JPH0463670A

JPH0463670A - 研摩方法及び装置

Info

Publication number: JPH0463670A
Application number: JP17408390A
Authority: JP
Inventors: Koji Takahashi; 浩二高橋
Original assignee: Hoya Corp
Current assignee: Hoya Corp
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-02-28
Anticipated expiration: 2015-09-04
Also published as: JP3083832B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、特に、板状体の端面や面取りした部分、ある
いは角の丸めた部分などを研摩するための研摩方法及び
装置に関するものである。

［従来の技術］例えば、電子デバイス用のガラス基板は、その表裏の面
（主表面）が平滑でなければならないことは勿論である
が、異物の付着や発生のおそれを除去する等の理由から
主表面以外の端面も十分平滑（例えば、鏡面）にするこ
とが要求される。

第２図は、電子デバイス用のガラス製マスク基板の斜視
図である。

このマスク基板１では、その端面１ａや面取りした部分
（以下、６面と呼ぶ）ｌｂ、あるいは角は材質の識別等
のために角の部分を少し大きくカットした部分（以下、
マーク面と呼ぶ＞ｌｄ、丸みを付けた角部に通常の幅で
面取りした部分（以下、Ｒ部の０面と呼ぶ）ｌｅなど（
以下、これらを総称して端面近傍という）に研摩を施し
て、最終的には各面を所望の状態（例えば、鏡面）にま
で仕上げたり、あるいは、マスク基板１の寸法を所望の
値にする。

このような基板の端面近傍を所望の状態に均一に研摩す
ることは、従来の一般の研摩方法をそのまま適用しただ
けでは困難であり、それゆえ、本願出願人は、先に、こ
の種の研摩を良好に行うことができる研摩方法を提案し
た（特開平２−１５９７０号公報参照）。

この提案にかかる方法は、要するに、回転テーブル上に
直立状態に保持した基板の端面近傍に研摩液を供給しな
がら、この回転テーブルと逆方向に回転する回転ブラシ
で前記端面近傍を研摩する工程を基本としており、この
工程を回転テーブルと回転ブラシの回転方向を逆にして
繰り返すようにしなものである。

この方法によれば、従来の一般的な方法に比較して、平
坦でない部分を多く含む基板の端面近傍を良好にかつ効
率的に研摩可能である。

［発明が解決しようとする課題］ところで、電子デバイスの高密度化等にともなって、こ
の種の基板の研摩精度の向上もより厳しく要求されてき
ているとともに、より短時間で大量の研摩を行い、しか
も、研摩による不良品の発生率をより少なくしたいとい
う要請が高まっている。上述の提案にかかる方法は、従
来の方法に比較すると、このような要求をかなり満たす
ものであるが、近年の要求に対しては必ずしも十分満足
できるものではなかった。

すなわち、この提案にかかる方法は、研磨部に研摩剤を
供給しながら研摩を行っているが、基板が回転テーブル
の回転にともなって運動しているとともに、ブラシ自体
も回転していることから、研摩剤がブラシ全体に行き渡
りに＜＜、基板の端面外周のコーナ部（第２図における
、Ｃ面ｌｂやＲ面ＩＣ等〉付近に液切れ現象が起きて研
摩速度が低下し、この部位が他に比較して研摩不足とな
りがちである。このため、提案にかかる方法では、回転
テーブルや回転ブラシの回転方向を逆にして研摩を繰り
返すことにより、この研摩不足を補っている。

また、回転ブラシに設けるブラシ毛としては、回転によ
る遠心力で外方に逃げない程度の腰の強いものが必要と
される。そうしないと、遠心力でブラシ毛の先端部が外
方に逃げて被研摩面たる基板の端面近傍に有効に接触で
きなくなくなり、研摩を行うことができなくなるからで
ある。しかしながら、このように、腰の強いブラシ毛で
は、基板の材質によっては、ブラシ毛の弾性力が強すぎ
て被研摩面にスクラッチ（割れをともなった隆状部）等
のキズを発生させるおそれが高くなり、不良品発生率を
大きくしてしまうという問題が生ずる。

本発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、比
較的簡単な構成により、高精度の研摩を短時間で行うこ
とが可能で、しかも、研摩面に傷を付けることなく研摩
を行うことができる研摩方法及び装置を提供することを
目的としたものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、以下の各構成とすることにより、上述の課題
を解決している。

（１）板状体の端面近傍を研摩する研摩方法であって、研摩液中に板状体の端面近傍を浸漬させつつ板状体を保
持し、前記板状体の端面近傍を研摩用ブラシによって擦
ることにより研摩を行うことを特徴とした構成。

（２）板状体の端面を上方に向けて直立状態に保持する
とともに、この板状体の端面近傍が浸漬される程度に研
摩液を収容できる研摩液収容部を有し、前記研摩液の液
面にほぼ垂直な回転軸を中心に回転自在に支持された回
転保持台と、研摩用ブラシ毛を有し、このブラシ毛が前記回転保持台
に保持された板状体の端面近傍に接触するように配置さ
れ、かつ、回転可能に支持された回転ブラシとを有し、前記回転保持台の研摩液収容部に、前記板状体の端面近
傍が浸漬される程度に研摩液を収容した状態で、前記回
転保持台と回転ブラシとをそれぞれ回転させながら前記
研摩液中の板状体の端面近傍を研摩することを特徴とし
た構成。

「作用］上述の構成（１）によれば、被研摩面たる板状体の端面
近傍が研摩液に浸漬するように板状体を保持しているこ
とから、研摩用ブラシで端面近傍を擦る際に、この研摩
用ブラシに仮にどのような形態の運動（例えば、回転運
動）をさせたとしても、端面近傍には常に十分な研摩液
が存在することになるから、液切れによる研摩不足を来
すことがない。しかも、研摩用ブラシのブラシ毛として
腰の強いものを用いた場合でも、研摩液の粘性抵抗によ
り、ブラシ毛の弾性力が緩和されてブラシ毛が被研摩面
に必要以上に激しく衝突することがないから、被研摩面
にスクラッチ等の傷を付けるおそれを著しく軽減するこ
とができる。

また、構成（２）によれば、構成（１）の方法の特徴を
生かしつつ、回転保持台の回転運動と、回転ブラシの回
転運動により、ブラシ毛による板状体の端面近傍を極め
て効率よく擦ることを可能にし、被研摩面に傷を付るけ
ることなく、高精度で高能率な研摩を行うことができる
研摩装置を得ることができる。

［実施例］第１図は本発明の一実施例にかかる研摩装置の断面図、
第３図は一実施例の平面図、第４図は基板ケースの平面
図である。以下、これらの図面を参照しなから一実施例
にかかる研摩装置及び研摩方法を詳述する。なお、この
実施例は、ガラス製マスク基板の端面近傍の研摩に本発
明を適用した例である。

これらの図面において、符号１は研摩対象たるマスク基
板、符号２は多数のマスク基板１を収納する基板ケース
、符号３は基板ケース２に収納されたマスク基板１を研
摩液中に浸漬させつつ基板ケース２を固定保持する回転
保持台、符号４はマスク基板１を挟んで回転保持台３と
相対向する位置（第１図では、回転保持台３の上方〉に
配置された回転ブラシである。

マスク基板１は、上述の従来例の説明の項で示したマス
ク基板１（第２図参照）と同じものであり、この実施例
は第２図に示されるマスク基板１の端面部・傍を研摩す
るものである。

基板ケース２は、第４図に示されるように、上面が開口
された箱体の長手方向の対向する両側面部内側に、一定
ピツチで楔形に窪んだ多数の縦溝２１、・・・、２１を
形成したもので、これら縦溝２１にマスク基板１の２つ
の端面部が嵌合するようにして多数のマスク基板１を一
定の間隔をおいて直立状態に収納するようにしたもので
ある。なお、この基板ケース２には、外部と研摩液が流
通できるように適宜の部位に研摩液流通孔（図示せず）
が設けられる。また、材質は、ポリエチレンやポリプロ
ピレン等のプラスチックでもよいし、ステンレス等の金
属でもよい。この基板ケース２を用いることにより、収
納されたマスク基板１の下端面が基板ケース２の底面に
よって規制されて一定の面上に揃えられることから、マ
スク基板１をこの基板ケース２に収容するだけで各マス
ク基板１の上端面の高さが自動的に揃うことになり、特
に、上端面の高さを揃える操作をする必要がない。さら
に、マスク基板１どうしが一定の間隙をおいて保持され
ることから、端面近傍の特に面取部（第２図における６
面等）までブラシ毛が容易に接触でき、十分な研摩が可
能となる。

回転保持台３は、円盤状の底板３１の外周部に筒状の側
壁３２が気密的に取り付けられたもので、底板３１と側
壁３２とで囲まれる容器状の部分が研摩液収容部３３と
なっており、研摩液３３ａが収容できるようになってい
る。

また、この回転保持台３は、その底板３１の下部中心部
が回転軸３４に結合され、この回転軸３４がベルト３４
ａを介して回転駆動装置３４ｂに接続されており、この
回転駆動装置３４ｂによって正・逆の双方向に回転駆動
できるようになっている。なお、この回転駆動装置３４
ｂは回転数を可変できるようになっており、研摩目的に
応じた適切な回転数を選定できるようになっている。

さらに、回転保持台３の底板３１の上面部には多数のマ
スク基板１を収納した基板ケース２を固定保持する基板
ケース固定具５が取付けられている。

基板ケース固定具５は、底板３１上の３箇所に設けられ
ている。３個の基板ケース固定具５は、それぞれ底板３
１の中心から等距離だけ離れ、また互いに等間隔で離間
している。

各基板ケース固定具５は、具体的には、白板５１、固定
側板５２．可動側板５３、背板５４、前板５５などによ
って構成されている。

台板５１はビス５１ａ及び５１ｂによって回転保持台３
の底板３１に固定されている。

この台板５１には、固定側板５２．可動側板５３、背板
５４、前板５５がビス等の適宜の固定手段で固定される
が、これらは、平面視において長方形の各辺上にそれぞ
れ位置するように直立して配置されるともに、長方形の
４つの角部に相当する部位において互いの端部が少し離
間するようにして固定される。そして、これら台板５１
、固定側板５２．可動側板５３、背板５４及び前板５５
によって囲まれる上部開口の箱形空間部は、ちょうど基
板ケース２が収まる形状になっている。

ここで、前記可動側板５３には、下部に丁番部５３ａが
設けられており、この丁番部５３ａを中心に上部が回動
自在になっている（第１図参照）とともに、この上部に
は、セットボルト５６の先端部が回転自在に取付けられ
ている。そして、このセットボルト５６がＬ字状金具５
６ａに螺合され、このＬ字状金具が台板５１に固定され
ている。

すなわち、セットボルト５６を回転調節することにより
、可動側板５３の上部が回動し、これにより、固定側板
５２と可動側板５３との間の間隙を実質的に変えられる
ようになっている。したがって、基板ケース固定具５に
基板ケース２をセットしてセットボルト５６を締め付け
ることにより、基板ケース２を回転保持台３の底板３１
に固定することかできる。

回転ブラシ４は、回転中心の位置が前記回転保持台３の
回転中心からずらして設定されている。

そして、ブラシ皿４１には、研摩用のブラシ毛４２が回
転保持台３に向けて突設されている。このブラシ毛４２
としては、蛇行形にカールさせたナイロン繊維（直径０
．４ｍｍ、長さ３５〜４０ｍｍ）が使用されているが、
ナイロン繊維の代りに塩化ビニル繊維、豚毛、ピアノ線
、ステンレス製繊維などにしても良い。一般に、硬度が
低い繊維、あるいは柔軟性の高い繊維を利用すれば、ブ
ラシ毛の弾性変形によって擦る力が過大になることを防
止でき、スクラッチ等の傷の発生をより良好に防止する
ことができる。また、カールさせた繊維は、窪み等に対
する接触性が良く、例えば、マスク基板１のＣ面ｌｂ’
？Ｒ面１ｃをより効率よく研摩することが可能になるが
、Ｃ面１ｂやＲ面１ｃの研摩の効率性をそれ程考慮しな
ければ、カールのない直線状の繊維を利用しても良い。

なお、このブラシ毛４２として、研摩剤を含有したもの
を用いれば、研摩速度をさらに高めることができる。

ブラシ皿４１に連結された回転軸４３は、ベルト４３ａ
を介して回転駆動装置４３ｂに接続されており、正・逆
の双方向に回転可能に構成され、また、前述の回転保持
台３とは逆方向に回転駆動される。

また、回転保持台３および回転ブラシ４の回転方向は、
一定時間毎にそれまでと逆の方向に切替え可能に構成さ
れている。

また、回転ブラシ４は、ブラシ毛４２のマスク基板１へ
の接触長さを加減したり、あるいはマスク基板ｌの基板
ケース固定具５への取り付けや取り外しを容易にするこ
とがら、エアシリンダ等を利用した機構（図示時）によ
って、上下方向に位置調整可能に構成されている。また
、回転ブラシ４は、回転保持台３の中心側に配置された
マスク基板１と外周側に位置したマスク基板１との各部
における研摩の進み具合をより一層均等にするために、
一定の範囲を往復する揺動運動ができるように構成され
ている。この場合の揺動運動としては、回転保持台３の
中心に向かう往復移動させること、あるいは、回転軸４
３を一定の円弧上で往復移動させることが考えられてい
る。

前記研摩剤３３は、酸化セリウムが利用されているが、
他にも酸化鉄、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム等
の研摩材を用いることもできる。

また、これら研摩剤を懸濁させる溶液として、通常は水
が用いられるが、水の代わりにＮａＯＨ等のアルカリ溶
液やフッ酸その他の化学的エツチング効果が得られる溶
液を用いれば、さらに研摩速度を向上させることもでき
る。

さて、このような研摩装置を使って一実施例の研摩方法
を次に説明する。

この方法は、先ず、回転保持台３の研摩液収容部３３に
研摩液３３ａを適当量だけ満たす。ここで、適当量とは
、基板ケース固定具５によって固定された基板ケース２
のマスク基板１が液出に浸漬され、その上端面が僅かに
液面下に位置するようになる量である。この量は、研摩
目的に応じて適宜決定される。

次に、回転ブラシ４を基板ケース固定具５の上から適当
量退避させて、第３図に示すように回転保持台３の基板
ケース固定具５に、多数のマスク基板１を収納した基板
ケース２をセットする。ここにセットするマスク基板１
は、既に前加工が済んだものである。

次いで、回転ブラシ４のブラシ毛４２の先端が適当な長
さだけマスク基板１の端部に当接するように、回転ブラ
シ４の高さ位置を調整する。この場合の調整は、ブラシ
毛４２がカールしたナイロン繊維では、ブラシ毛４２の
先端位置がマスク基板１の被研摩面よりも５ｍｍ〜１０
ｍｍ程度下がる高さとする。

次いで、回転保持台３と回転ブラシ４とを互いに逆方向
に回転させた状態で、研摩を行う。

そして、所定量の研摩が終了したら、装置を止め、基板
ケース２を基板ケース固定具５から取り出すものである
。

なお、このマスク基板１の取り出しのときは、回転保持
台３を所定量回転することにより、取り出す基板ケース
２が収容された基板ケース固定具５を回転ブラシ４によ
って覆われない場所に位置させて順次各基板ケース固定
具５から基板ケース２を取り出す。

この研摩方法によれば、ブラシ毛４２の弾性変形を利用
して窪んだ部分をも良好に磨くことができ、マスク基板
１の端部にあっては、平坦な端面１ａだけでなく、面取
りによる６面１ｂやＲ面ＩＣ１さらにはマーク面１ｄや
Ｒ部の０面１ｅなども同時に処理することができ、しか
も、ブラシ毛４２の弾性変形等によって前加工の寸法誤
差も許容できるため、高精度の前加工を必要としない。

また、マスク基板１は、その端面近傍が研摩液３３ａに
浸漬するように保持されていることから、回転ブラシ４
で地面近傍を擦る際に、マスク基板１の端面近傍には常
に十分な研摩液が存在することになるから、液切れによ
る研摩不足を来すことがない。

さらには、回転ブラシ４のブラシ毛４２として腰の強い
ものを用いた場合でも、研摩液の粘性抵抗により、ブラ
シ毛の弾性力が緩和されてブラシ毛が被研摩面に必要以
上に激しく衝突することがないから、被研摩面にスクラ
ッチ等の傷を付けるおそれを有効に除去できる。これに
より、ブラシ毛の選定範囲を著しく拡げることが可能に
なって、研摩対象により適した特性のブラシ毛を任意に
採用することを可能にする。

加えて、多数のマスク基板１を基板ケース２に収納して
これを基板ケース固定具５により回転保持台３に固定保
持し、−括して処理できるから、多数の基板を一挙に研
摩できると共に、研摩中に次のマスク基板１を他の基板
ケース２に収納して準備しておけば、研摩終了と同時に
次に研摩するマスク基板と交換することができ、マスク
基板の交換作業も極めて効率的に行うことができる。

換言すると、前記実施例の研摩方法によれば、高精度の
仕上げ面を効率良く、しかも比較的安価に得ることがで
きる。

なお、上述の一実施例では、本発明をマスク基板の研摩
に適用する例を掲げたが、本発明はこれに限られるもの
ではなく、例えば、金属製の基板やセラミック製の基板
その他任意の板状体に適用できることは勿論である。な
お、金属の場合には、研摩剤を懸濁させる溶液として、
酸性溶液を用いれば、化学的エツチング効果も得られ、
研摩速度の向上が図れる。

［発明の効果］以上詳述したように、本発明は、要するに、研摩液中に
板状体の端面近傍が浸漬するようにして板状体を保持し
、前記板状体の端面近傍を研摩用ブラシによって擦るこ
とにより研摩を行うことで、研摩の際の液切れを確実に
防止すると共に、研摩液の粘性の作用によって研摩用ブ
ラシが被研摩面に激しく衝突して被研摩面に傷を付ける
おそれを有効に除去することを可能にし、これにより、
高精度の研摩を短時間で行うことを可能にしたものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる研摩装置の断面図、
第２図はマスク基板の斜視図、第３図は一実施例の平面
図、第４図は基板ケースの平面図である。１・・・マスク基板、２・・・基板ケース、３・・・回
転保持台、４・・・回転ブラシ、５・・・基板ケース保
持具、３３・・・研摩液収容部、３３ａ・・・研摩液、
４２・・・ブラシ毛。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）板状体の端面近傍を研摩する研摩方法であって、研摩液中に板状体の端面近傍を浸漬させつつ板状体を保
持し、前記板状体の端面近傍を研摩用ブラシによって擦
ることにより研摩を行うことを特徴とした研摩方法。
（２）板状体の端面を上方に向けて直立状態に保持する
とともに、この板状体の端面近傍が浸漬される程度に研
摩液を収容できる研摩液収容部を有し、前記研摩液の液
面にほぼ垂直な回転軸を中心に回転自在に支持された回
転保持台と、研摩用ブラシ毛を有し、このブラシ毛が前記回転保持台
に保持された板状体の端面に接触するように配置され、
かつ、回転可能に支持された回転ブラシとを有し、前記回転保持台の研摩液収容部に、前記板状体の端面近
傍が浸漬される程度に研摩液を収容した状態で、前記回
転保持台と回転ブラシとをそれぞれ回転させながら前記
研摩液中の板状体の端面近傍を研摩することを特徴とし
た研摩装置。