玻璃基板的研磨方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種玻璃基板的研磨方法，將研磨液供給至玻璃基板與研磨墊之間并對玻璃基板進行研磨，所述研磨方法的特征在于，所述研磨液為二氧化鈰漿料，在供給至所述玻璃基板與所述研磨墊之間時，所述研磨液的溫度為20℃以下。
【專利說明】玻璃基板的研磨方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及玻璃基板的研磨方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 玻璃基板一般通過浮法等成形為板狀。但是，在成形工序中成形為板狀的玻璃基 板在其表面上仍殘留有微細的凹凸、起伏等，根據(jù)玻璃基板的用途而成為問題。
[0003] 例如，在液晶顯示器（IXD)、等離子顯示面板（PDP)等平板顯示器（FPD)的用途中， 玻璃基板的表面的微細凹凸、起伏成為使圖像產(chǎn)生變形的原因。
[0004] 另外，在磁記錄介質(zhì)的用途中，如果在其表面上存在凹凸，則在制成磁記錄介質(zhì)時 與磁頭的距離不穩(wěn)定，因此，容易產(chǎn)生磁噪音，成為記錄精度降低的原因。
[0005] 因此，對于微細的凹凸、起伏成為問題的用途的玻璃基板而言，在成形為板狀后， 進一步對其表面實施研磨處理（專利文獻1、2)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007] 專利文獻
[0008] 專利文獻1 :日本特開2004-122351號公報
[0009] 專利文獻2 :日本特開2007-190657號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 發(fā)明所要解決的問題
[0011] 但是，在需要對表面進行研磨處理的玻璃基板的制造工序中，為了降低成本，縮短 玻璃基板表面的研磨工序所需的時間、特別是提高研磨速率成為課題。
[0012] 因此，本發(fā)明的目的在于提供能夠提高研磨速率、從而能夠以短時間進行玻璃基 板的表面研磨的研磨方法。
[0013] 用于解決問題的手段
[0014] 根據(jù)一個方式，為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種玻璃基板的研磨方法，將研磨 液供給至玻璃基板與研磨墊之間并對玻璃基板進行研磨，所述研磨方法的特征在于，所述 研磨液為二氧化鈰漿料，在供給至所述玻璃基板與所述研磨墊之間時，所述研磨液的溫度 為20°C以下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1是可以應(yīng)用本實施方式中的研磨方法的研磨裝置的例示圖。
[0016] 圖2是表示本實施方式中的實施例1的研磨工序中的電動機負載電流值的出現(xiàn)頻 率的圖。
[0017] 圖3是表示本實施方式中的實施例1的研磨處理后的玻璃基板表面的起伏高度的 出現(xiàn)頻率的圖。
[0018] 圖4是表示本實施方式中的實施例2的研磨工序中的電動機負載電流值的出現(xiàn)頻 率的圖。
[0019] 圖5是表示本實施方式中的實施例2的研磨處理后的玻璃基板表面的起伏高度的 出現(xiàn)頻率的圖。
[0020] 圖6是本實施方式中的實施例3的說明圖。
[0021] 圖7是本實施方式中的實施例3的吸附墊的使用時間與未剝離寬度的關(guān)系圖。
[0022] 圖8是本實施方式中的實施例4的研磨液供給溫度與直到吸附墊產(chǎn)生孔為止的使 用時間的關(guān)系圖。

【具體實施方式】
[0023] 以下，參考附圖對用于實施本發(fā)明的方式進行說明，但本發(fā)明不限于下述的實施 方式，可以在不脫離本發(fā)明范圍的情況下對下述的實施方式進行各種變形和置換。
[0024] 首先，對本發(fā)明所涉及的研磨方法進行說明。
[0025] 本實施方式的研磨方法中，對于所使用的研磨裝置沒有限定，只要是將研磨液供 給至研磨工具即研磨墊與玻璃基板之間并進行研磨的裝置，則可以使用所有裝置來實施。 可以根據(jù)所需的玻璃基板的大小、種類、研磨的程度等適當選擇。
[0026] 作為具體的裝置，可以利用例如圖1所示的研磨裝置來實施。圖1中，作為研磨對 象的玻璃基板10的、與其研磨對象面（以下也稱為研磨面）相反一側(cè)的面由膠粘在工作臺 14上的未圖示的吸附墊吸附保持，并沿著箭頭X所示的方向連續(xù)輸送。并且，在輸送路徑的 上方配置有多臺研磨機，使與各研磨機連接的研磨墊12進行自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運動，利用從研磨 液的供給線供給至研磨墊與玻璃基板之間的研磨液進行研磨，使得研磨對象面達到預(yù)定的 平滑性。研磨結(jié)束后，將玻璃基板10從吸附墊上剝離，供于洗滌等后續(xù)工序。
[0027] 作為研磨對象的玻璃基板的玻璃沒有特別限定，可以列舉例如：無堿玻璃、硼硅酸 玻璃、鈉鈣玻璃、高硅玻璃以及以二氧化硅作為主要成分的氧化物系玻璃等。
[0028] 作為研磨對象的玻璃基板的用途沒有特別限定，可以優(yōu)選應(yīng)用于玻璃基板表面的 微細的凹凸、起伏成為問題的用途的玻璃基板?？梢粤信e例如：平板顯示器、硬盤（磁記錄 介質(zhì)）、半導(dǎo)體晶片用光掩模等。
[0029] 使用二氧化鈰漿料作為研磨液，在將冷卻至20°C以下的研磨液供給至研磨墊與玻 璃基板之間的同時進行研磨。研磨液的溫度為20°C以下時，研磨液不易凝膠化，研磨速率不 易降低。而且，在研磨中不易引起研磨墊溫度的上升，因此，能夠抑制研磨墊的硬度降低，研 磨速率不易降低。這種情況下，研磨液的溫度的下限值沒有特別限定，可以設(shè)定為研磨液不 結(jié)凍的程度的溫度、例如〇°C以上。另外，從成本的觀點出發(fā)，可以設(shè)定為10°C以上。
[0030] 需要說明的是，研磨液的溫度在研磨工序的期間內(nèi)不需要恒定，只要在預(yù)定的溫 度范圍內(nèi)即可。另外，對研磨液進行冷卻的裝置沒有限定，只要設(shè)置在研磨液的供給線和/ 或與該供給線連接的研磨液的罐中即可。并且，使用過的研磨液也可以循環(huán)再利用。但是， 在這種情況下，可以利用過濾器等將在研磨工序中產(chǎn)生的研磨液以外的成分、例如玻璃成 分從使用過的研磨液中除去。另外，在這種情況下，將研磨液再次冷卻后供于研磨工序。另 夕卜，作為對研磨液進行冷卻的裝置，可以例示使冷水在配置于研磨液的罐的外周的管內(nèi)進 行循環(huán)的裝置。
[0031] 此外，研磨液可以含有0. 84重量％以上的二氧化鈰。通過使二氧化鈰的含量為 0. 84重量％以上，能夠使研磨能力良好并適當?shù)氐玫侥繕搜心ニ俾?。另外，研磨液可以含?8. 9重量％以下的二氧化鈰。通過使二氧化鈰的含量為8. 9重量％以下，能夠控制成本，能 夠抑制二氧化鈰在研磨液的罐內(nèi)沉降，并且能夠適當?shù)胤乐苟趸嬙诠┙o線內(nèi)堆積。在 二氧化鈰在研磨液的罐內(nèi)沉降的情況下以及二氧化鈰在供給線內(nèi)堆積的情況下，供給至研 磨工序的研磨液中含有的二氧化鈰的比例可能降低，研磨速率可能降低。特別是從成本方 面考慮，可以將研磨液的二氧化鈰含量設(shè)定為0. 84以上且4. 3重量％以下。
[0032] 關(guān)于研磨液中含有的二氧化鈰的粒度，根據(jù)作為目標的玻璃基板的平滑性等適當 選擇，并沒有限定。其中，可以使其粒度為〇.5μπι以上且1.5μπι以下。需要說明的是，粒 度的定義基于IS08486 (1996年制定）。
[0033] 另外，對于研磨液中的二氧化鈰以外的成分沒有特別限定，可以添加各種成分。例 如，除了可以添加用于形成漿料狀的水以外，還可以為了調(diào)節(jié)pH而添加酸、堿等各種成分。
[0034] 此外，可以使研磨中使用的研磨墊在10°C以上且60°C以下的溫度下的肖氏硬度 (D標度）為25以上。通過使研磨墊的肖氏硬度（D標度）為25以上，能夠確保一定程度 的硬度，能夠確保研磨速率。另外，可以使研磨中使用的研磨墊在l〇°C以上且60°C以下的 溫度下的肖氏硬度（D標度）為70以下。通過使研磨墊的肖氏硬度（D標度）為70以下， 能夠使研磨墊適度地柔軟，能夠防止對玻璃基板造成損傷。并且，考慮到在研磨中研磨墊的 溫度有時最高會上升至60°C附近，因此，優(yōu)選如上所述使研磨中使用的研磨墊在10°C以上 且60°C以下的溫度下的肖氏硬度（D標度）滿足上述范圍。需要說明的是，肖氏硬度（D標 度）的定義基于IS07619 (2004年制定）。
[0035] 另外，關(guān)于研磨墊在10°C以上且60°C以下的溫度下的肖氏硬度（D標度）的硬度 變化率，在以干燥時的研磨墊的硬度作為基準時，優(yōu)選為0?-20%，更優(yōu)選為0?-10%。 特別是在以干燥時的研磨墊作為基準的硬度變化率為0?-20%時，研磨速率的變化減小， 能夠使玻璃基板的生產(chǎn)率穩(wěn)定，因此優(yōu)選。
[0036] 作為滿足該規(guī)定的研磨墊，可以列舉例如：發(fā)泡聚氨酯制的GR35(二二一寸 > · 7才卜二夕7公司制造）、同樣為發(fā)泡聚氨酯制的LP77(二二八一寸；7才卜二夕義 公司制造）等。
[0037] 實施例
[0038] 以下，通過實施例對本發(fā)明進行具體說明，但本發(fā)明不受這些例子的限定。
[0039] (實施例1)
[0040] 在本實施例中，改變供給至研磨機的研磨液溫度，對研磨速率的變化進行研究。
[0041] 對實驗條件進行說明。使用圖1所示的研磨裝置作為研磨裝置來進行。作為玻璃 基板，使用液晶顯示器用的大型無堿玻璃（旭硝子公司制造：商品名[AN100]、長1850_X 寬1500mmX厚度0. 7mm)。將該玻璃基板的與研磨對象面相反一側(cè)的面用膠粘在工作臺14 上的未圖示的吸附墊固定，在使工作臺14沿預(yù)定方向（圖1的X方向）移動的同時對玻璃 基板進行研磨。
[0042] 研磨裝置中，使用發(fā)泡聚氨酯（二二八一寸；I · 7才卜二夕義公司制造：商品名
[GR35])作為研磨墊（以D標度計的肖氏硬度為29?42,以A標度計的肖氏硬度為85±6)。 另外，在研磨處理中，以使研磨墊對玻璃基板的研磨壓力為9. 8kPa的方式進行調(diào)節(jié)后進行 研磨。
[0043] 使用4. 0重量％的二氧化鈰漿料作為研磨液，在以在供給至玻璃基板與研磨墊之 間時研磨液的溫度為20°C的方式進行冷卻的同時進行研磨。研磨液供給速度設(shè)定為20? 25升/分鐘。將研磨液循環(huán)使用，使用過的研磨液利用過濾器除去在研磨工序中析出的成 分和研磨墊的碎片后進行再供給。
[0044] 由于難以在研磨中直接測定研磨速率，因此，測定了研磨裝置的研磨機中的一個 電動機的負載電流值并用于研究。這利用的是研磨機的電動機中流通的電流隨著研磨速率 的變化而變化的相關(guān)關(guān)系（參考國際公開第2010/140595號）。電流值越高，表示對研磨機 的電動機施加的負載越大，即，研磨速率越高。
[0045] 將結(jié)果示于圖2中。圖2示出了研磨工序中的研磨機的電動機負載電流值的出現(xiàn) 頻率。該圖中，橫軸表示研磨機的電動機負載電流值，縱軸表示研磨工序中各電流值出現(xiàn)的 頻率的累計值。即，峰位于高電流值側(cè)時，表示在研磨工序中電動機負載電流值高的情況 多，表示研磨速率高。
[0046] 另外，圖2中，也一并示出除了與以往同樣地將研磨液的溫度調(diào)節(jié)至約室溫 (25°C )以外進行與上述實施例同樣的研磨工序時的結(jié)果作為比較例。
[0047] 根據(jù)圖2可知，在使用冷卻至20°C的研磨液進行研磨的情況下，與25°C的情況相 t匕，電動機的負載電流值向高電流側(cè)偏移。即，可以確認，通過使研磨液溫度為20°C，研磨速 率與以往相比提商。
[0048] 接著，對通過研磨得到的玻璃基板的平滑性進行評價。例如，對于平板顯示器用途 的玻璃基板而言，在表面上存在微細的凹凸、起伏時，成為使圖像產(chǎn)生變形的原因。因此，僅 研磨速率高是不夠的，需要使平滑性也滿足預(yù)定的條件。因此，對于通過上述研磨工序得到 的玻璃基板，在研磨液供給溫度為20°C的情況和作為比較例的25°C的情況下分別對研磨 面的平滑性進行了評價。
[0049] 作為平滑性的評價方法，通過如下的檢查方法（參考日本專利4645068)進行：將 條紋圖案照射到玻璃基板上，對利用玻璃基板的研磨面形成的條紋圖案的反射圖像進行拍 攝，基于拍攝所得到的圖像信號來檢查玻璃基板的研磨面的平滑性。將平滑性的評價結(jié)果 示于圖3中。
[0050] 圖3示出了測定的玻璃基板表面上的起伏高度的出現(xiàn)頻率。該圖中，將起伏的高 度作為橫軸，將通過上述檢查方法測定的玻璃基板表面上的各起伏高度的出現(xiàn)頻率作為縱 軸。
[0051] 根據(jù)圖3可知，對于將研磨液溫度冷卻至20°C并進行研磨的玻璃基板而言，出現(xiàn) 頻率的峰向起伏高度低的一側(cè)偏移，與使研磨液溫度為25°C并進行研磨的玻璃基板相比， 研磨面的平滑性更高。
[0052] (實施例2)
[0053] 本實施例中，除了使用冷卻至15°C的研磨液（二氧化鈰漿料）以外，在與實施例1 相同的條件下進行研磨工序，并進行其評價。
[0054] 將結(jié)果示于圖4中。該圖與實施例1同樣地示出了研磨機的電動機負載電流值的 出現(xiàn)頻率。在此，也一并示出將研磨液的溫度調(diào)節(jié)至約室溫（25°C)的情況作為比較例。需 要說明的是，研磨液的溫度為25°C時（比較例）的波形與圖2的波形有些許不同，這是因 為，為了能夠與本實施例的結(jié)果進行比較，在進行本實施例的研磨工序時，也再次實施了比 較例。上述波形的不同是由于所使用的玻璃基板的表面狀態(tài)的個體差異、研磨墊的狀態(tài)的 細微差異而導(dǎo)致的。
[0055] 由圖4可知，在將研磨液的溫度冷卻至15°C的同時進行研磨的情況下，研磨機的 電動機的負載電流值的峰進一步向高電流值側(cè)偏移。即，可以確認，研磨速率進一步提高。
[0056] 另外，圖5示出了對研磨工序后的玻璃基板表面的平滑性進行評價的結(jié)果。平滑 性的評價與實施例1時同樣地進行。
[0057] 根據(jù)圖5可知，作為本實施例的、將研磨液溫度冷卻至15°C并進行研磨的玻璃基 板與使研磨液溫度為25°C并進行研磨的玻璃基板相比，研磨面的平滑性更高。
[0058] 以上，由實施例1、2的結(jié)果可知，在研磨工序時供給至研磨墊與玻璃基板之間的 研磨液的溫度越低，則研磨速率越提高，進而研磨工序后的玻璃基板的平滑性越提高。
[0059] (實施例3)
[0060] 對于在實施例2中進行研磨工序后從在研磨工序時固定玻璃基板的吸附墊上剝 離玻璃基板的難易程度進行了評價。
[0061] 實施例1、2中，如圖6所示，在吸附墊60上固定兩張玻璃基板61，并供給至研磨裝 置。在研磨工序結(jié)束后，為了從吸附墊60上剝離玻璃基板61，如圖6中箭頭62所示，從各 玻璃基板61的兩邊（與圖1的箭頭X所示的方向平行的邊）的外側(cè)向吸附墊60與玻璃基 板61的邊界部吹入壓縮空氣與水的混合物，使玻璃基板61從吸附墊60上剝離。因此，如 圖6的標號63所不，有時會在未吹入壓縮空氣與水的混合物的兩邊殘留未剝離的部分。
[0062] 因此，在本實施例中，在吹入一定時間的空氣與水的混合物后，根據(jù)未從吸附墊60 上剝離而吸附的玻璃基板61的未剝離寬度的長度來進行玻璃基板的剝離性能的評價。具 體而言，測定玻璃基板61的與研磨對象面相反一側(cè)的面中未從吸附墊上剝離的邊的長度 64并進行評價。邊的長度64越長，表示越難以剝離，在玻璃基板難以從吸附墊上剝離的情 況下，剝離所需要的時間可能延長或者玻璃基板可能破損。
[0063] 另外，在將吸附墊反復(fù)使用的情況下，存在玻璃基板難以剝離的傾向，因此，按照 吸附墊的（累積）使用時間分開進行了評價。
[0064] 作為實驗的條件，對于在實施例2中結(jié)束研磨工序后的玻璃基板，首先，以0. 1? 0. 3Mpa的壓力從玻璃基板的兩邊向玻璃基板的中央部吹入約1分鐘的空氣與水的混合物。 接著，測定玻璃基板中殘留在工作臺輸送方向前端部的未剝離寬度（圖6中的標號64部分 的長度）。另外，作為比較例，對利用25°C的研磨液進行研磨后的玻璃基板也同樣進行了評 價。
[0065] 將結(jié)果示于圖7中。圖中，橫軸表示吸附墊的（累積）使用時間，縱軸表示未剝離 覽度。
[0066] 根據(jù)該圖可知，與吸附墊的使用時間無關(guān)，在任意一種情況下，研磨工序中的研磨 液供給溫度為15°C的情況與作為比較例的研磨液供給溫度為25°C的情況相比，未剝離寬 度均小。即可知，在使研磨工序中的研磨液的溫度降低的情況下，能夠在研磨工序結(jié)束后容 易地從吸附墊上剝離玻璃基板，剝離所需要的時間減少。
[0067] (實施例4)
[0068] 在本實施例中，進行了考察吸附墊的劣化與研磨工序中的研磨液（二氧化鈰漿 料）供給溫度的關(guān)系的研究。
[0069] 吸附墊可以反復(fù)使用到由于劣化而產(chǎn)生能夠通過目視確認的程度的孔為止。因 此，在與實施例2相同的條件下反復(fù)進行研磨工序，記錄此時反復(fù)使用吸附墊直到產(chǎn)生能 夠目視的孔為止的時間。
[0070] 另外，作為比較例，對于使研磨液供給溫度為25°C的情況也同樣地進行。
[0071] 圖8示出了在各研磨液的供給溫度下直到吸附墊產(chǎn)生孔為止的（累積）使用時間 的分布。在作為比較例的研磨液供給溫度為25°C的情況下，直到吸附墊產(chǎn)生孔為止的平均 使用時間為112小時。與此相對，在作為實施例的研磨液的供給溫度為15°C的情況下，平均 使用時間為207. 2小時，可知在研磨液供給溫度低的情況下，吸附墊的耐久性提高。并且可 知，在作為實施例的研磨液供給溫度為15°C的情況下，與作為比較例的25°C的情況相比， 分布在使用時間長的范圍內(nèi)。即，由此可以說，在使研磨液供給溫度為15°C的情況下，吸附 塾的耐久性提商。
[0072] 認為本實施例中確認到的效果是由于如下原因而得到的：如實施例3所示，在研 磨液供給溫度低時，玻璃基板的剝離性能提高，因此，在使用時對吸附墊造成的損傷減小。
[0073] 由實施例1?4的結(jié)果可知，通過使研磨液供給溫度在預(yù)定的范圍內(nèi)，不僅能夠提 高研磨速率和所得到的玻璃基板的平滑性，而且還能夠提高研磨工序結(jié)束后的玻璃基板的 剝離性能、吸附墊的耐久性。
[0074] 根據(jù)本實施方式，能夠提供與現(xiàn)有方法相比研磨速率高、能夠以短時間得到平滑 性高的玻璃基板的玻璃基板的研磨方法。另外，容易將玻璃基板從在研磨工序時固定玻璃 基板的吸附墊上剝離，從而能夠提高生產(chǎn)率。并且，使吸附墊能夠反復(fù)使用的次數(shù)增加，因 此還能夠提高經(jīng)濟性。
[0075] 以上，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式和實施例進行了詳細說明，但本發(fā)明不限于上述 的特定實施方式和實施例，可以在權(quán)利要求書記載的本發(fā)明主旨的范圍內(nèi)進行各種變形和 變更。
[0076] 本國際申請要求基于2012年4月10日提出的日本專利申請2012-089279號的優(yōu) 先權(quán)，并將其全部內(nèi)容援引于本說明書中。
【權(quán)利要求】
1. 一種玻璃基板的研磨方法，將研磨液供給至玻璃基板與研磨墊之間并對玻璃基板進 行研磨，所述研磨方法中， 所述研磨液為二氧化鈰漿料，在供給至所述玻璃基板與所述研磨墊之間時，所述研磨 液的溫度為20°c以下。
2. 如權(quán)利要求1所述的玻璃基板的研磨方法，其中，所述研磨墊在10°C以上且60°C以 下的溫度下的肖氏硬度（D標度）為25以上且70以下。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的玻璃基板的研磨方法，其中，所述研磨液含有0. 84重量％ 以上且8. 9重量％以下的二氧化鈰。
4. 如權(quán)利要求1所述的玻璃基板的研磨方法，其中，在供給至所述玻璃基板與所述研 磨墊之間時，所述研磨液的溫度為15°C以下。
5. 如權(quán)利要求1所述的玻璃基板的研磨方法，其中，以在供給至所述玻璃基板與所述 研磨墊之間時所述研磨液的溫度為20°C以下的方式進行冷卻。
6. 如權(quán)利要求1所述的玻璃基板的研磨方法，其中，將供給至所述玻璃基板與所述研 磨墊之間的所述研磨液循環(huán)使用，從該研磨液中除去在研磨工序中析出的成分和研磨墊的 碎片并且將該研磨液再次冷卻后，供給至所述玻璃基板與所述研磨墊之間。
【文檔編號】B24B37/00GK104093525SQ201380007078
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月10日
【發(fā)明者】河內(nèi)辰朗, 城山厚, 小暮祐二, 布施步 申請人:旭硝子株式會社