TW201347918A - 玻璃基板之硏磨方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種玻璃基板之研磨方法，其特徵在於：其係將研磨液供給至玻璃基板與研磨墊之間而研磨玻璃基板者，且上述研磨液為氧化鈰漿料，於供給至上述玻璃基板與上述研磨墊之間時，上述研磨液之溫度為20℃以下。

Description

玻璃基板之研磨方法

本發明係關於一種玻璃基板之研磨方法。

通常，玻璃基板係藉由浮式法等而成形為板狀。然而，於成形步驟中成形為板狀之玻璃基板於其表面仍殘留有微細之凹凸、起伏等，視玻璃基板之用途而成為問題。

例如，於液晶顯示器(LCD，Liquid Crystal Display)或電漿顯示面板(PDP，Plasma Display Panel)等平板顯示器(FPD，Flat Panel Display)之用途中，玻璃基板之表面之微細之凹凸或起伏成為導致圖像失真之原因。

又，於磁記錄媒體之用途中，若於其表面存在凹凸，則於製成磁記錄媒體之情形時，由於其與磁頭之距離不穩定，故而容易產生磁雜訊，成為記錄精度降低之原因。

因此，微細之凹凸或起伏成為問題之用途之玻璃基板於成形為板狀後，進而對其表面實施研磨處理(專利文獻1、2)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

專利文獻1：日本專利特開2004-122351號公報

專利文獻2：日本專利特開2007-190657號公報

然而，於表面需要研磨處理之玻璃基板之製程中，為降低成本，縮短玻璃基板表面之研磨步驟所需之時間、尤其是提高研磨速率成為課題。

因此，本發明之目的在於提供一種能夠提高研磨速率而於短時間內進行玻璃基板之表面研磨之研磨方法。

根據一形態，為解決上述課題，本發明提供一種玻璃基板之研磨方法，其特徵在於：其係將研磨液供給至玻璃基板與研磨墊之間而研磨玻璃基板者，且上述研磨液為氧化鈰漿料，於供給至上述玻璃基板與上述研磨墊之間時，上述研磨液之溫度為20℃以下。

10‧‧‧玻璃基板

12‧‧‧研磨墊

14‧‧‧平台

60‧‧‧吸附墊

61‧‧‧玻璃基板

62‧‧‧箭頭

63‧‧‧未剝離之部分

64‧‧‧未自吸附墊剝離之邊之長度

65‧‧‧平台輸送方向

X‧‧‧箭頭

圖1係可應用本實施形態中之研磨方法之研磨裝置之例示圖。

圖2係表示本實施形態中之實施例1之研磨步驟中之馬達負載電流值之出現頻度的圖。

圖3係表示本實施形態中之實施例1之研磨處理後之玻璃基板表面之起伏高度的出現頻度之圖。

圖4係表示本實施形態中之實施例2之研磨步驟中之馬達負載電流值之出現頻度的圖。

圖5係表示本實施形態中之實施例2之研磨處理後之玻璃基板表面之起伏高度之出現頻度的圖。

圖6係表示本實施形態中之實施例3之說明圖。

圖7係本實施形態中之實施例3之吸附墊之使用時間與未剝離寬度之關係圖。

圖8係本實施形態中之實施例4之研磨液供給溫度與直至吸附墊上產生孔為止之使用時間之關係圖。

以下，參照圖式，對用以實施本發明之形態進行說明，但本發明並不限制於下述實施形態，可不脫離本發明之範圍而對下述實施形態施加各種變形及置換。

首先，對本發明之研磨方法進行說明。

於本實施形態之研磨方法中，關於使用之研磨裝置並無限定，只要為對研磨具、即將研磨液供給研磨墊與玻璃基板之間並進行研磨之裝置，則可利用所有裝置實施。可根據所需之玻璃基板之大小、種類、研磨之程度等適當選擇。

作為具體之裝置，例如，可藉由如圖1所示之研磨裝置實施。於圖1中，研磨對象之玻璃基板10係由接著於平台14之未圖示之吸附墊吸附保持與其研磨對象面(以下亦稱為研磨面)相反側之面，於箭頭X所示之方向上連續搬送。並且，於搬送路徑之上方配置有複數台研磨機，使連接於各研磨機之研磨墊12自轉及公轉運動，並藉由自研磨液之供給線供給至研磨墊與玻璃基板之間之研磨液，以研磨對象面成為特定之平滑性之方式進行研磨。於研磨結束後，玻璃基板10自吸附墊剝離，並供給至洗淨等後續步驟。

作為研磨對象之玻璃基板之玻璃，並無特別限定，例如，可列舉：無鹼玻璃、硼矽酸玻璃、鈉鈣玻璃、高二氧化矽玻璃、其他以氧化矽為主要成分之氧化物系玻璃等。

作為研磨對象之玻璃基板之用途，並無特別限定，可較佳地用於玻璃基板表面之微細之凹凸或起伏成為問題之用途之玻璃基板。例如，可列舉：平板顯示器、硬碟(磁記錄媒體)、半導體晶圓用光罩等。

使用氧化鈰漿料作為研磨液，一面將冷卻至20℃以下者供給至研磨墊與玻璃基板之間一面進行研磨。若研磨液之溫度為20℃以下， 則研磨液不易凝膠化，且研磨速率不易降低。進而，由於不易產生研磨中之研磨墊溫度之上升，故而可抑制研磨墊之硬度之降低，研磨速率不易降低。於該情形時，研磨液之溫度之下限值並無特別限定，可設為研磨液不會凍結之程度之溫度、例如0℃以上。又，就成本之觀點而言可設為10℃以上。

再者，研磨液之溫度於研磨步驟期間無需固定，只要為特定之溫度區域內即可。又，冷卻研磨液之機構並無限定，只要設置於研磨液之供給線及/或連接於該供給線之研磨液之槽即可。而且，使用過之研磨液亦可循環再利用。其中，於該情形時，可藉由過濾器等將研磨步驟中產生之研磨液以外之成分、例如玻璃成分自使用過之研磨液去除。又，於該情形時，將研磨液再次冷卻之後供給至研磨步驟。再者，作為冷卻研磨液之機構，例示有使冷水於配置在研磨液之槽之外周之管內循環的機構。

進而，研磨液可含有0.84重量%以上之氧化鈰。藉由將氧化鈰之含量設為0.84重量%以上，可使研磨能力變良好而適當獲得作為目標之研磨速率。又，研磨液可含有8.9重量%以下之氧化鈰。藉由將氧化鈰之含量設為8.9重量%以下，可控制成本，並可抑制氧化鈰於研磨液之槽內沈澱，及可適當防止氧化鈰於供給線內堆積。於氧化鈰在研磨液之槽內沈澱之情形時、及氧化鈰在供給線內堆積之情形時，有供給至研磨步驟之研磨液所含有之氧化鈰之比率降低而降低研磨速率之虞。尤其是就成本之方面而言，研磨液之氧化鈰含量可設為0.84重量%以上且4.3重量%以下。

關於研磨液所含之氧化鈰之粒度，係根據目標之玻璃基板之平滑性等而適當選擇，並無限定。但該粒度可設為0.5μm以上且1.5μm以下。再者，粒度之定義係基於ISO8486(1996年制定)。

再者，研磨液中，關於氧化鈰以外之成分並無特別限定，可添 加各種成分。例如，除用以製成漿料狀之水以外，亦可為了調整pH值而添加酸、鹼等各種成分。

進而，研磨所使用之研磨墊之溫度為10℃以上且60℃以下時之蕭氏硬度(D標度)可設為25以上。藉由將研磨墊之蕭氏硬度(D標度)設為25以上，可保持某種程度之硬度而可保持研磨速率。又，研磨所使用之研磨墊之溫度為10℃以上且60℃以下時之蕭氏硬度(D標度)可設為70以下。藉由將研磨墊之蕭氏硬度(D標度)設為70以下，可使研磨墊適度柔軟，可防止對玻璃基板之損傷。而且，考慮到研磨中存在研磨墊之溫度最高上升至60℃附近之情形，因此，較佳為如上所述，研磨所使用之研磨墊之溫度為10℃以上且60℃以下時之蕭氏硬度(D標度)滿足上述範圍。再者，蕭氏硬度(D標度)之定義係基於ISO7619(2004年制定)。

又，研磨墊之溫度為10℃以上且60℃以下時之蕭氏硬度(D標度)之硬度變化率於以乾燥時之研磨墊之硬度為基準時，較佳為0~-20%，更佳為0~-10%。尤其是若以乾燥時之研磨墊為基準時之硬度變化率為0~-20%，則研磨速率之變化變少，可使玻璃基板之生產性穩定，故而較佳。

作為滿足該規定之研磨墊，例如，可列舉：發泡聚胺基甲酸酯製之GR35(Universal Photonics公司製造)、同為發泡聚胺基甲酸酯製之LP77(Universal Photonics公司製造)等。

[實施例]

以下，藉由實施例具體說明本發明，但本發明並不受該等例所限定。

(實施例1)

於本實施例中，使供給至研磨機之研磨液溫度變化，研究研磨速率之變化。

對實驗條件進行說明。作為研磨裝置，使用圖1所示之研磨裝置進行操作。作為玻璃基板，使用液晶顯示器用之大型之無鹼玻璃(旭硝子公司製造：商品名[AN100]，寬1850mm×長1500mm×厚度0.7mm)。藉由接著於平台14之未圖示之吸附墊而固定該玻璃基板之與研磨對象面相反側之面，一面使平台14於特定方向(圖1之X方向)移動一面研磨玻璃基板。

於研磨裝置中，作為研磨墊，使用發泡聚胺基甲酸酯(Universal Photonics公司製造：商品名[GR35])(以D標度計之蕭氏硬度為29~42。以A標度計之蕭氏硬度為85±6)。又，研磨處理中，以研磨墊對玻璃基板之研磨壓力成為9.8kPa之方式加以調整並進行研磨。

作為研磨液，使用4.0重量%之氧化鈰漿料，一面以供給至玻璃基板與研磨墊之間時其溫度成為20℃之方式進行冷卻一面進行研磨。研磨液供給速度係設為20~25L/min。研磨液係循環使用，使用過之研磨液係藉由過濾器去除研磨步驟中析出之成分及研磨墊之碎片之後再次供給。

由於在研磨中難以直接測定研磨速率，故而測定研磨裝置之研磨機中之1個馬達之負載電流值用於研究。其係利用研磨機之馬達中流通之電流隨著研磨速率之變化而變化之相關關係者(參照國際公開第2010/140595號)。顯示電流值越高則越對研磨機之馬達施加負載，即研磨速率變得越高。

將結果示於圖2。圖2係表示研磨步驟中之研磨機之馬達負載電流值之出現頻度。其將研磨機之馬達負載電流值示於橫軸，將於研磨步驟中各電流值出現之頻度累計並示於縱軸。即，於波峰在高電流值側之情形時，表示於研磨步驟中，馬達負載電流值較高之情形較多，且表示研磨速率較高。

再者，於圖2中，亦一併表示除與先前同樣地將研磨液之溫度調 整為室溫程度(25℃)以外，進行與上述實施例相同之研磨步驟之情形之結果作為比較例。

根據圖2，可知於使用冷卻至20℃之研磨液進行研磨之情形時，與25℃之情形相比，馬達之負載電流值向高電流側移動。即，可確認，藉由將研磨液溫度設為20℃而較先前更提高研磨速率。

繼而，對藉由研磨而獲得之玻璃基板之平滑性進行評價。例如，於平板顯示器用途之玻璃基板中，若於表面存在微細之凹凸或起伏，則成為圖像中產生失真之原因。因此，若僅研磨速率較高則並不足夠，平滑性亦必需滿足特定之要件。因此，關於藉由上述研磨步驟而獲得之玻璃基板，分別針對研磨液供給溫度為20℃之情形與比較例之25℃之情形，對研磨面之平滑性進行評價。

作為平滑性之評價方法，係藉由如下檢查方法進行，即對玻璃基板照射條紋圖案，並拍攝藉由玻璃基板之研磨面而形成之條紋圖案之反射圖像，基於藉由拍攝所獲得之圖像信號檢查玻璃基板之研磨面之平滑性(參照日本專利4645068)。將平滑性之評價結果示於圖3。

圖3係表示測定之玻璃基板表面上之起伏高度之出現頻度。其係將起伏之高度設為橫軸，將藉由上述檢查方法而測定之玻璃基板表面上之各起伏高度之出現頻度設為縱軸者。

根據圖3，可知將研磨液溫度冷卻至20℃而研磨之玻璃基板之出現頻度之波峰向起伏高度較低側移動，與將研磨液溫度設為25℃進行研磨之玻璃基板相比，研磨面之平滑性較高。

(實施例2)

於本實施例中，使用冷卻至15℃之研磨液(氧化鈰漿料)，除此以外，以與實施例1相同之條件進行研磨步驟，並進行其評價。

將結果示於圖4。其係與實施例1同樣地表示研磨機之馬達負載電流值之出現頻度者。此處亦一併表示將研磨液之溫度調整為室溫程 度(25℃)之情形作為比較例。再者，研磨液之溫度為25℃之情形時(比較例)之波形與圖2稍有不同，其原因在於：為了可與本實施例之結果比較，於進行本實施例之研磨步驟時亦再次對比較例實施。其係由使用之玻璃基板之表面狀態之個體差、研磨墊之狀態之微差所致者。

由圖4可知，於一面將研磨液之溫度冷卻至15℃一面進行研磨之情形時，研磨機之馬達之負載電流值之波峰向更高電流值側移動。即，可確認研磨速率變得更高。

又，圖5表示對研磨步驟後之玻璃基板表面之平滑性進行評價之結果。平滑性之評價係以與實施例1之情形相同之方式進行。

根據圖5可知，本實施例之將研磨液溫度冷卻至15℃而研磨之玻璃基板與將研磨液溫度設為25℃而研磨之玻璃基板相比，研磨面之平滑性更高。

以上，由實施例1、2之結果可知，研磨步驟時供給至研磨墊與玻璃基板之間之研磨液之溫度越低，則研磨速率越提高，進而研磨步驟後之玻璃基板之平滑性越提高。

(實施例3)

對在實施例2中進行研磨步驟之後，玻璃基板自研磨步驟時固定玻璃基板之吸附墊剝離之容易性進行評價。

於實施例1、2中，如圖6所示將2片玻璃基板61固定於吸附墊60，並供給至研磨裝置。於研磨步驟結束後，為了自吸附墊60剝離玻璃基板61，於圖6中如箭頭62所示，自各玻璃基板61之兩邊(相對於圖1之箭頭X所示之方向平行之邊)之外側對吸附墊60與玻璃基板61之邊界部吹入壓縮空氣與水之混合物，使玻璃基板61自吸附墊60剝離。因此，有如圖6之符號63所示，於未吹入壓縮空氣與水之混合物之兩邊殘留未剝離之部分之情況。

因此，於本實施例中，於吹入空氣與水之混合物固定時間後， 根據未自吸附墊60剝離而吸附之玻璃基板61之未剝離寬度之長度，進行玻璃基板之剝離性能之評價。具體而言，測定玻璃基板61之與研磨對象面相反側之面上之未自吸附墊剝離之邊之長度64並進行評價。邊之長度64越長，表示越不易剝離，於玻璃基板不易自吸附墊剝離之情形時，有剝離所需之時間變長或者玻璃基板破損之虞。

又，於反覆使用吸附墊之情形時，存在玻璃基板不易剝離之傾向，故而分成吸附墊之單位(累積)使用時間而進行評價。

作為實驗之條件，對於實施例2中已完成研磨步驟之玻璃基板，首先，將空氣與水之混合物以0.1~0.3Mpa之壓力自玻璃基板之兩邊朝向玻璃基板之中央部吹入約1分鐘。繼而，測定殘留於玻璃基板中之平台輸送方向(65)開頭部之未剝離寬度(圖6中之符號64部分之長度)。又，作為比較例，亦以相同之方式對藉由25℃之研磨液進行研磨者進行評價。

將結果示於圖7。圖中橫軸表示吸附墊之(累積)使用時間，縱軸表示未剝離寬度。

據此可知，無論吸附墊之使用時間，任一情形時研磨步驟中之研磨液供給溫度為15℃者與比較例之研磨液供給溫度為25℃之情形相比，未剝離寬度均更小。即，可知降低研磨步驟中之研磨液之溫度可於研磨步驟結束後更容易地自吸附墊剝離玻璃基板，且剝離所需之時間較少即可完成。

(實施例4)

於本實施例中，進行調查吸附墊之劣化與研磨步驟中之研磨液(氧化鈰漿料)供給溫度之關係之研究。

吸附墊可反覆使用至因劣化而出現可以目視確認之程度之孔之前。因此，以與實施例2相同之條件反覆進行研磨步驟，並於此時記錄反覆使用吸附墊直至形成可目視之孔為止之時間。

又，作為比較例，亦對將研磨液供給溫度設為25℃之情形同樣地進行操作。

圖8表示每個研磨液之供給溫度之直至吸附墊上形成孔為止之(累積)使用時間之分佈。於比較例之研磨液供給溫度為25℃之情形時，直至吸附墊上形成孔為止之平均使用時間為112小時。相對於此，於實施例之研磨液之供給溫度為15℃之情形時，平均使用時間為207.2小時，可知研磨液供給溫度較低之情形時，吸附墊之耐久性變得更高。又，可知實施例之研磨液供給溫度為15℃之情形與比較例之25℃之情形相比，使用時間分佈於較廣之範圍內。即，由此認為，將研磨液供給溫度設為15℃者更為提高吸附墊之耐久性。

認為由於如實施例3所示，若研磨液供給溫度較低則玻璃基板之剝離性能變高，因此使用時對吸附墊造成之損傷降低，故而能夠獲得本實施例中確認之效果。

由實施例1~4之結果可知，藉由將研磨液供給溫度設為特定之範圍內，不僅可提高研磨速率、及所獲得之玻璃基板之平滑性，而且亦可提高研磨步驟結束後之玻璃基板之剝離性能、吸附墊之耐久性。

根據本實施形態，可提供一種與先前方法相比研磨速率較高、能夠於短時間獲得平滑性較高之玻璃基板的玻璃基板之研磨方法。又，可容易地自研磨步驟時固定玻璃基板之吸附墊剝離玻璃基板而提高生產性。而且，由於可反覆使用吸附墊之次數增加，故而亦可提高經濟性。

以上，對本發明之較佳之實施形態及實施例進行了詳細敍述，但本發明並不限定於上述特定之實施形態及實施例，可於申請專利範圍所記載之本發明之主旨之範圍內進行各種變形、變更。

本國際申請案係主張基於2012年4月10日提出申請之日本專利申請案2012-089279號之優先權者，並將其全部內容引用於此。

10‧‧‧玻璃基板

12‧‧‧研磨墊

14‧‧‧平台

X‧‧‧箭頭

Claims (6)

1. 一種玻璃基板之研磨方法，其係將研磨液供給至玻璃基板與研磨墊之間而研磨玻璃基板者，且上述研磨液為氧化鈰漿料，於供給至上述玻璃基板與上述研磨墊之間時，上述研磨液之溫度為20℃以下。
2. 如請求項1之玻璃基板之研磨方法，其中上述研磨墊之溫度為10℃以上且60℃以下時之蕭氏硬度(D標度)為25以上且70以下。
3. 如請求項1或2之玻璃基板之研磨方法，其中上述研磨液含有0.84重量%以上且8.9重量%以下之氧化鈰。
4. 如請求項1之玻璃基板之研磨方法，其中於供給至上述玻璃基板與上述研磨墊之間時，上述研磨液之溫度為15℃以下。
5. 如請求項1之玻璃基板之研磨方法，其中以於供給至上述玻璃基板與上述研磨墊之間時，上述研磨液之溫度成為20℃以下之方式進行冷卻。
6. 如請求項1之玻璃基板之研磨方法，其中循環使用供給至上述玻璃基板與上述研磨墊之間之上述研磨液，自該研磨液去除研磨步驟中析出之成分及研磨墊之碎片，並且將該研磨液再次冷卻之後，供給至上述玻璃基板與上述研磨墊之間。