专利名称：工件载具及具备该工件载具之研磨装置的制作方法
技术领域：
本发明系关于一种保持玻璃基板之工件载具及研磨该工件载具所保持之玻璃基板之研磨装置。
背景技术：
一直以来，作为研磨工件之上下表面之研磨装置已知有各种形态之研磨装置。例如，使用游星齿轮机构之公知之两面研磨装置，具备具有研磨上表面且设成可旋转之下定盘、具有与研磨上表面对向之研磨下表面且设成可旋转之上定盘、在下定盘之中心部设成可旋转之太阳齿轮、在下定盘之外周部设成可旋转之内部齿轮、及咬合在太阳齿轮与内部齿轮之间并藉由两齿轮之协力运转而自转、公转之工件载具，工件载具所保持之工件系夹持于相对旋转之下定盘与上定盘，工件之上下表面同时被研磨(例如，参照专利文献I)。上述之研磨装置，工件在收容于设在工件载具之工件保持孔之状态下，被相对旋转之上下之定盘研磨，但此时工件之侧面抵接于工件保持孔之内壁，在工件为玻璃基板等之情形会有产生微细之伤痕或缺损等之虞。因此，提案有在工件保持孔之内壁面设置聚氨酯制之弹性构件以防止工件侧面之损伤之研磨装置(例如，参照专利文献2)。专利文献I :日本特开2005-28498号公报专利文献2 日本特开2007-98543号公报
发明内容
此处，关于用在液晶显示器制造之光罩之玻璃基板(光罩基板)，基本上系藉由与上述相同之研磨装置研磨。由于光罩基板系藉由光微影形成微细图案，因此要求极高之洁净度。近年来，随着液晶显示器之大型化、面板尺寸之大型化之生产性提升，光罩基板亦逐渐大型化。在研磨工厂，已观察到因大型化、重量化之基板侧面与损伤防止用之弹性构件之相对滑动使弹性构件磨耗而附着于基板侧面之现象，出货前之洗净步骤逐渐强化。然而，在光罩制造工厂，在制膜步骤之前之洗净步骤，常见到从基板除去之微量之残留微粒子再附着于光罩基板之现象。再者，即使为了降低作用于弹性构件之应力而与基板尺寸之大型化对应使弹性构件大型化、或使基板出货前之洗净强化，亦不易满足更上升之残留微粒子之要求规格，因此要求使玻璃基板之产率上升之新手段。本发明系有鉴于上述问题而构成，其目的在于提供一种能使玻璃基板之产率上升之新手段。为了达成上述目的，本发明例示之第I形态之工件载具，系保持夹持在上下对向且相对旋转之上定盘与下定盘之间而被研磨之板状之玻璃基板之玻璃研磨用之工件载具。 该工件载具，在用于收容玻璃基板之工件保持孔之内壁面具备防止玻璃基板之侧面与内壁面之抵接并同时将玻璃基板保持在工件保持孔内之工件保持片，该工件保持片系藉由超闻分子量聚乙烯形成。此外，该工件保持片可为在Jis K6264-2之泰伯式耐磨耗测试中设磨耗轮为H22、测试荷重为9. 8N、测试次数为1000次时之磨耗体积为10 20mm3之超高分子量聚乙烯。 又，该工件保持片可为JISK6253之橡胶硬度计类型D之硬度为60 70之超高分子量聚乙烯。本发明例示之第2形态为研磨装置。研磨装置，具备下定盘，具有研磨上表面且被旋转驱动；上定盘，具有与研磨上表面对向配置之研磨下表面且被旋转驱动；本发明例示之第I形态之工件载具；以及载具保持构件，将工件载具保持在下定盘与上定盘之间(例如，实施形态中之载具环35、第I、第2臂31，32等)。根据本发明例示之第I形态之工件载具，在用于收容玻璃基板之工件保持孔之内壁面具备防止玻璃基板之侧面与工件保持孔之内壁面之抵接并同时将玻璃基板保持在工件保持孔内之工件保持片，该工件保持片系藉由超高分子量聚乙烯形成。因此，能抑制玻璃基板与工件保持片之相对滑动所伴随之工件保持片之磨耗。藉此，可防止玻璃基板之研磨步骤中工件保持片之削片附着、及制膜步骤之前之洗净步骤中残留微粒子之再附着，使玻璃基板制造及光罩制造之产率提升。再者，由于能抑制工件保持片之磨耗，因此能提供可长时间使用之工件载具。根据本发明例示之第2形态之研磨装置，具备上述第I形态之工件载具而构成研磨装置。因此，可在研磨步骤抑制工件保持片之磨耗。藉此，可防止玻璃基板之研磨步骤中工件保持片之削片附着、及制膜步骤之前之洗净步骤中残留微粒子之再附着，使玻璃基板制造及光罩制造之产率提升。再者，由于能抑制工件保持片之磨耗，因此能使工件载具(工件保持片)之更换寿命变长，降低玻璃基板之制造原价。
具体实施例方式以下，参照图式说明本发明之实施形态。图4系研磨装置PM的侧视图，图5系从图4中之V箭头观察的俯视图，首先说明研磨装置PM的概要构成。研磨装置PM系下部架I及上部架2在后方连结成一体之C型架构成，在下部架I 设有下定盘10及载具摆动机构30，在上部架2设有上定盘20。下定盘10具有朝上开启之平坦之研磨上表面11且形成为圆盘状，可藉由设在下部架I之省略图示之下定盘驱动机构进行正反方向之旋转及升降。上定盘20具有与研磨上表面11对向朝下开启之平坦之研磨下表面21且形成为圆盘状，可藉由设在上部架2之省略图示之上定盘驱动机构进行正反方向之旋转及升降。载具摆动机构30之构成，具备支承工件载具50之圆环状之载具环35、可开闭地枢结于摆动轴33且从左右夹持载具环35之第I臂31及第2臂32、如图5中附加之圆弧状箭头所示使第I、第2臂31，32绕摆动轴33左右摆动之摆动驱动机构(未图示)、如图4中附加之直线状箭头所示透过摆动轴33使第I、第2臂31，32前后往返摆动之往返驱动机构 (未图示)。图6系显不支承工件载具50之状态之载具环35之俯视图，图7系显不从图6中之VII-VII箭头观察的剖面图。如两图所示，载具环35在内壁面之全周设有往圆环内方水平突出之凸缘部35a，在此凸缘部35a支承形成为椭圆状之工件载具50之圆弧状之两端部。在工件载具50开口形成有收容保持工件之工件保持孔50a，在此工件保持孔50a 收容玻璃基板W并配置在上下之定盘间。工件载具50之板厚较研磨对象即玻璃基板W之板厚薄，藉由调整上下之定盘10，20之高度位置，设定成在下定盘10之研磨上表面11与上定盘20之研磨下表面21之间夹持玻璃基板W之状态下，工件载具50之上下表面不接触研磨上表面11与研磨下表面21 (不被研磨)。此外，关于工件载具50之构成将于之后详细说明。在以此方式构成之研磨装置PM，藉由上定盘驱动机构使上定盘20往上方退开，在藉由载具摆动机构30使工件载具50摆动退开之状态下将玻璃基板W载置在下定盘10，使工件载具50返回研磨位置且藉由下定盘驱动机构使下定盘10上升以将玻璃基板W收容在工件保持孔50a。此时，玻璃基板W与工件保持孔50a之相对位置，可藉由载具摆动机构30 进行之工件载具50之左右摆动及前后移动、下定盘驱动机构之旋转及升降调整。接着，藉由上定盘驱动机构使上定盘20下降，将玻璃基板W夹持于下定盘之研磨上表面11与上定盘之研磨下表面21之间，藉由省略图示之研磨剂供应装置一边供应研磨剂一边使下定盘10与上定盘20相对旋转(例如，在反方向旋转驱动)，藉此将玻璃基板W 之上下表面同时平坦地研磨。此时，可藉由载具摆动机构30之摆动驱动机构及往返驱动机构，进行工件载具50之左右摆动及前后摆动，藉由将此等组合，能透过载具环35及工件载具50使玻璃基板W岁差运动。藉此，玻璃基板W之上下两面同时被研磨，可制作平面度高之玻璃基板。接着，针对工件载具50之详细构成，参照图I及图2进行说明。此处，图I系工件载具50的俯视图，图2系从图I中附记之II-II箭头观察的剖面图。如概要说明，工件载具50为圆盘之上下两边被平行切落之椭圆状，在其中心部开口形成有保持玻璃基板W之工件保持孔50a。用在液晶显示器制造之光罩之玻璃基板(光罩基板)为与液晶显示器之尺寸对应之大小之矩形形状，工件保持孔50a之开口尺寸为较玻璃基板W之外形尺寸大一些之矩形形状。在工件保持孔50a之内壁面53设有防止内壁面53与玻璃基板W之侧面之抵接同时将玻璃基板W保持在工件保持孔50a内之工件保持片55。工件保持片55位于工件保持孔50a之四角附近以外之四个内壁面，在图示之构成例，例示在工件保持孔50a之长边侧各三个部位、短边侧各二个部位设置小型之工件保持片55之构成。工件保持片55系使用分子量300万以上之超高分子量聚乙烯(UHMV-PE)加工整形成剖面视T字状。亦即，工件保持片55，如图3之立体图所示，系由在工件保持孔50a之内侧沿着内壁面53配置之板状之衬板部55a与从衬板部55a突出之肋状之凸部55b构成。 另一方面，在工件保持孔50a之内壁面53形成有在工件载具50之表面51与背面52之大致中央之高度位置往各边方向延伸之细槽状之凹部53b，藉由将工件保持片之凸部55b嵌入于此凹部53b，将工件保持片55安装成可拆装更换。此外，在将工件保持片55，55...安装固定在工件保持孔50a之各边之内壁面53， 53...之状态下，设定成对向之衬板部55a之内面间隔、亦即包含工件保持片55之工件保持孔之内宽尺寸较对应之玻璃基板W之侧面间隔、亦即玻璃基板之外形尺寸稍微大一些(在工件保持片55与玻璃基板W之间形成有稍微之间隙之内宽尺寸)。藉此，能使将玻璃基板 W收容于工件保持孔50a时之定位作业容易化，且即使收容于工件保持孔50a之玻璃基板 W在研磨步骤因摩擦力而位移之情形，亦能降低作用于工件保持片55之冲击力及降低相对滑动产生之衬板部55a之损耗。以下，关于工件载具50，说明更具体之实施例。
(实施例)作为玻璃基板W，使用1620X1780 X 17mm之尺寸之光罩用之合成石英玻璃基板， 藉由研磨装置PM进行研磨。工件载具50之本体为聚碳酸酯制，使用已参照图I、图2说明之形态。具体而言，工件载具50本体之厚度为12mm、工件保持孔50a之开口尺寸为 1628 X 1788mm。工件保持片55为超高分子量聚乙烯制，加工整形成图3例示之形状并安装在工件载具50来使用。具体而言，工件保持片55之衬板部55a之尺寸为3 X 150mm,设置数量为长边四部位、短边四部位。藉此，在工件保持孔50a内对向之工件保持片55之内面间隔，短边侧为1622mm、长边侧为1782mm，较玻璃基板W稍微大一些。工件保持片55之厚度为10mm， 较合成石英玻璃基板之厚度17mm及工件载具50之厚度12mm薄，为在研磨时与上定盘之研磨下表面21与下定盘之研磨上表面11之任一者皆不接触之尺寸。作为超高分子量聚乙烯， 可使用例如日本polypenco股份有限公司之U-PE100、SKS工程股份有限公司之EX1300W、 作新工业股份有限公司之NL-W等。针对材料之超高分子量聚乙烯实施硬度与耐磨耗性之测试，具有以下之特性。硬度，进行JIS (日本工业规格Japanese Industrial Standard) K6253之橡胶硬度计类型D 之硬度测试，获得之硬度为60 70。耐磨耗性，进行JIS K6264-2所规定之泰伯式耐磨耗测试，设磨耗轮为H22、测试荷重为9. 8N、测试次数为1000次时之磨耗体积为10 20mm3。根据上述条件，藉由研磨装置PM,以将1620X 1780X 17mm之尺寸之光罩用合成石英玻璃基板两面研磨之研磨条件进行研磨，在研磨结束后以与习知相同之洗净步骤进行洗净。在无尘室进行此玻璃基板(光罩用之合成石英玻璃基板)W之外观检查。外观检查系藉由一直以来广泛进行之使用高亮度卤素灯之方法进行。其结果，虽在玻璃基板W之侧面发现复数个附着物，但此附着物能以乙醇之擦拭除去。又，在基板表面于600X600_ 之区域仅检测出10个未满之附着物。在上述玻璃基板W之一面使铬膜成膜后，在无尘室进行外观检查。未检测出5iim 以上之膜下亮点(bright spot),亦未检测出每Icm2IO个以上集中之5 ii m未满之膜下亮点。此处，膜下亮点为在玻璃基板使铬膜等金属膜成膜后进行外观检查时较周围明亮可见之缺陷，推定为在玻璃基板与铬膜之边界有残留微粒子(residual fine particles)或污染(contamination)等附着物之状态下使铬膜成膜者。本实施例中，未检测出此种缺陷 (defect)。(比较例)与上述实施例相同，藉由研磨装置PM对1620X1780X 17mm之尺寸之光罩用合成石英玻璃基板进行研磨。工件载具之本体与实施例相同，使用聚碳酸酯制者。工件保持片 55为聚氨酯制，加工整形成与实施例相同之形状并安装在工件载具50来使用。针对材料之聚氨酯实施硬度与耐磨耗性之测试，具有以下之特性。硬度，进行 JIS K6253之橡胶硬度计类型D之硬度测试，获得之硬度为40 50。耐磨耗性，进行JIS K6264-2所规定之泰伯式耐磨耗测试，设磨耗轮为H22、测试荷重为9. 8N、测试次数为1000 次时之磨耗体积为110mm3。根据上述条件，藉由研磨装置PM，以与实施例相同之研磨条件进行研磨，在研磨结束后以相同之洗净步骤进行洗净，在无尘室进行洗净后之玻璃基板W之外观检查。外观检查系使用与实施例相同之高亮度卤素灯进行。其结果，在玻璃基板W之侧面固着有在边方向延伸之筋状之白色附着物，此附着物无法以乙醇之擦拭除去。又，在基板表面于 600X600mm之区域检测出10 100个之附着物。在上述玻璃基板W使铬膜成膜后，检测出2个IOiim之膜下亮点，在2个部位检测出每Icm2IO个以上集中之5 iim未满之膜下亮点。综合以上之检查结果，如下所示。(I)使用聚氨酯制之工件保持片之比较例(习知例) 基板侧面固着有筋状之白色附着物，即使以乙醇之擦拭亦不易除去。 基板表面于600 X 600mm的区域检测出10 100个之附着物。 成膜后检测出2个IOiim之膜下亮点，在2个部位检测出每Icm2IO个以上集中之5 iim未满之膜下亮点。(2)使用超高分子量聚乙烯制之工件保持片55之实施例 基板侧面虽发现复数个附着物，但能以乙醇之擦拭除去。 基板表面于600X600mm的区域检测出10个未满之附着物。 成膜后未检测出以上之膜下亮点，亦未检测出每Icm2IO个以上集中之 5 U m未满之膜下亮点。将上述检查结果比对后可知，在使工件保持片55为超高分子量聚乙烯制之实施例，能使附着在玻璃基板之残留微粒子大量减少，可知能抑制在成膜步骤之膜下亮点之产生。是以，根据以上说明之本发明形态之工件载具50及具备该工件载具50之研磨装置PM，能防止在玻璃基板W之研磨步骤之工件保持片55之削片之附着、及制膜步骤之前之洗净步骤中残留微粒子之再附着，使玻璃基板制造及光罩制造之产率提升。又，由于能抑制工件保持片55之磨耗，因此能使工件载具50较以往长期间使用，在研磨装置PM，由于能使工件载具50 (工件保持片55)之更换寿命变长，因此能降低玻璃基板之制造原价。此外，以上说明之实施形态中，虽例示在工件保持孔50a之内壁面之各边配置复数个工件保持片55之构成，但工件保持片55之配置数量可依据玻璃基板W之尺寸或质量等适当设定，在各边逐一设置长带之工件保持片之构成亦可。又，研磨装置之形态虽例示藉由第I、第2臂31，32透过载具环使工件载具前后左右摆动之形态之研磨装置，但研磨装置亦同样适用于其他形态、例如游星齿轮式之研磨装置，获得相同之效果。
图I系作为本发明形态而例示之工件载具的俯视图。图2系从图I中附记之II-II箭头观察的剖面图。图3系主要显示工件保持片的立体图。图4系研磨装置PM的侧视图。图5系从图4中之V箭头观察的俯视图。图6系支承工件载具之状态之载具环的俯视图。图7系从图6中之VII-VII箭头观察的剖面图。
主要组件符号说明
PM研磨装置
W玻璃基板
10下定盘
11研磨上表面
20上定盘
21研磨下表面
30载具摆动机构
31第I臂
32第2臂
33摆动轴
35载具环
35a凸缘部
50工件载具
50a工件保持孔
53内壁面
53b凹部
55工件保持片
55a衬板部
55b凸部
dl工件保持片之厚
d2玻璃基板之厚度
d3工件之厚度
权利要求
1.一种工件载具，系保持对夹持在上下对向且相对旋转之上定盘与下定盘之间而被研磨之板状之玻璃基板进行保持之玻璃研磨用之工件载具，其特征在于在收容该玻璃基板之工件保持孔之内壁面具备防止该玻璃基板之侧面与该内壁面之抵接并同时将该玻璃基板保持在该工件保持孔内之工件保持片；该工件保持片系藉由超高分子量聚乙烯形成。
2.如权利要求I所述之工件载具，其中，该工件保持片为在JISK6264-2之泰伯式耐磨耗测试中设磨耗轮为H22、测试荷重为9. 8N、测试次数为1000次时之磨耗体积为10 20mm3 之超高分子量聚乙烯。
3.如权利要求I或2所述之工件载具，其中，该工件保持片为JISK6253之橡胶硬度计类型D之硬度为60 70之超高分子量聚乙烯。
4.如权利要求I至3中任一项所述之工件载具，其中，该玻璃基板为液晶面板制造用之光罩基板。
5.一种研磨装置，具备下定盘，具有研磨上表面且被旋转驱动；上定盘，具有与该研磨上表面对向配置之研磨下表面且被旋转驱动；权利要求I至4中任一项所述之工件载具；以及载具保持构件，将该工件载具保持在该下定盘与该上定盘之间。
6.一种工件载具，系对夹持在上下对向且相对旋转之上定盘与下定盘之间而被研磨之板状之玻璃基板进行保持之玻璃研磨用之工件载具，其特征在于，具备工件保持孔，用于收容该玻璃基板；以及工件保持片，设在该保持孔之内壁面；该工件保持片系藉由超高分子量聚乙烯形成，防止该玻璃基板之侧面与该内壁面之抵接并同时将该玻璃基板保持在该工件保持孔内。
7.如权利要求1、2、3、4、6中任一项所述之工件载具，其中，该工件保持片之厚度较被研磨之板状之玻璃基板之厚度薄。
8.如权利要求1、2、3、4、6、7中任一项所述之工件载具，其中，该工件保持片之厚度较该工件载具之厚度薄。
9.如权利要求8所述之工件载具，其中，该工件保持片之上端位于该工件载具之上表面之下方；该工件保持片之下端位于该工件载具之下表面之上方。
全文摘要
提供能使玻璃基板制造之产率提升之工件载具。本发明例示之形态之工件载具，系对夹持在上下对向且相对旋转之上定盘与下定盘之间而被研磨之板状之玻璃基板W进行保持之玻璃研磨用之工件载具。该工件载具50，在用于收容玻璃基板W之工件保持孔之内壁面53具备防止玻璃基板W之侧面与内壁面53之抵接并同时将玻璃基板W保持在工件保持孔内之工件保持片55，该工件保持片55系藉由超高分子量聚乙烯形成。
文档编号B24B37/27GK102528649SQ20111037898
公开日2012年7月4日 申请日期2011年11月25日 优先权日2010年11月25日
发明者樫本美菜子 申请人:株式会社尼康