JP2005319576A - 研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パターン面に突起が存在する場合において、削り過ぎることなく確実に研磨することができる研磨装置を提供する。
【解決手段】液晶パネル等に用いられるフィルタ基板１の突起を、研磨ヘッド３の被走行面６を走行する研磨テープ２にて研磨する研磨装置である。被走行面６から突出して研磨テープ２を介してフィルタ基板１の突起に押し当てられる研磨ピン５を備える。研磨ピン５の反基板方向への移動を規制して、研磨ピン５から上記突起に対して必要量の軸方向押圧力を付与するロック構造６０を設けた。
【選択図】図９

Description

この発明は、研磨装置に関し、特に、液晶パネル等に用いられるフィルタ基板の突起を研磨する研磨装置に関する。

カラー液晶パネルでは、色表示素子としてカラーフィルタが使用されている。カラーフィルタは色が顔料分散にて作製されるので、ごみやほこりの影響で、製造工程において表面に突起（微小突起）が生成される場合がある。特に欠陥区分として、液晶層の厚さを越える高さを有する突起は、電気的或いは光学的な欠陥を表示素子に与えることになる。また近年において、テレビジョン（ＴＶ）用途におけるパネルは大型化している。このように大型であれば高価となり、突起による欠陥によってこの高価な部品を廃棄することは好ましくない。そこで、突起高さを制御しながら研磨する研磨装置（リペアー装置）はより重要となっている。

従来から、この種の研磨装置として研磨テープ（合成樹脂等からなる基材に、酸化アルミニウム、酸化クロム、ダイヤモンド等の研磨粒子を付着させたもの）を使用するものがある（例えば、特許文献１参照）。この場合、走行する研磨テープを受圧ローラにて突起に押し付けるものである。そして、研磨すべき突起（異物）をＣＣＤカメラ等の異物検出手段にて検出して、その異物を研磨するものである。また、基板上の突起を検出する方法として、一対のセンサーを使用するものがある（例えば、特許文献２参照）。この場合、揺動可能なアームを有し、このアームの先端にセンシング部が設けられて、突起にセンシング部が乗り上げた際のアームの揺動量からこのセンシング部の上下変位を計測するものである。
特許第２７６７３５１号明細書 特開２００３−２６６２９２号公報

突起の研磨において研磨後の最終的な突起の高さは、２枚のガラス部材間で形成された液晶層の間隔より低くなければならない。しかしながら、上記特許文献１に記載の除去装置のようにＣＣＤカメラ等の異物検出手段を使用したものでは、うねりを持つガラス面に形成されたパターン面に微小突起が存在する場合、正確に高さを検知しながら、削り過ぎないよう微小突起を歩留まりよく研磨するのは困難であった。

また、上記特許文献２に記載のものでは、センサーにて突起の高さ寸法が検知した場合、その高さ分を研磨することになる。しかしながら、その高さ寸法に基づく研磨量の制御したとしても、その研磨量が正確に算出されない場合や、正確に算出されたとしても、基板に対する装置の研磨部位をその算出された量分を正確に研磨することができないおそれもある。

この発明は、上記従来の欠点を解決するためになされたものであって、その目的はパターン面に微小突起が存在する場合において、削り過ぎることなく確実に研磨することができる研磨装置を提供する。

そこで請求項１の研磨装置は、液晶パネル等に用いられるフィルタ基板１の突起を、研磨ヘッド３の被走行面６を走行する研磨テープ２にて研磨する研磨装置であって、上記研磨ヘッド３の被走行面６から突出して研磨テープ２を介してフィルタ基板１の突起に押し当てられる研磨ピン５と、一対の高さ測定器４Ａ,Ｂと、上記研磨ピン５が研磨テープ２を介して突起に押し当たっているときの上記研磨ピン５の状態を検出するセンサー２０とを備え、上記一対の高さ測定器４Ａ,Ｂとセンサー２０とによって、上記測定器４Ａ,４Ｂが同一高さとして検知した平面の高さに上記フィルタ基板１の研磨ピン対応部の高さが略一致するまで、上記研磨テープ２による突起の研磨を行うことを特徴としている。

上記請求項１の研磨装置では、研磨ピン５が突起に対応しているときに、上記フィルタ基板１の研磨ピン対応部の高さが、測定器４Ａ、４Ｂが同一高さとして検知した平面の高さ略一致するまで、研磨テープ２による突起の研磨を行うことができる。このため、フィルタ基板１の研磨ピン対応部に突起があれば、この高さが、測定器４Ａ、４Ｂにて同一高さとして検知された平面よりも高いことになり、この平面の高さに一致するまで研磨することになる。

請求項２の研磨装置は、上記一対の高さ測定器４Ａ、４Ｂとセンサー２０とによって、突起のない基板基準面を上記平面として検知することを特徴としている。

上記請求項２の研磨装置では、一対の高さ測定器４Ａ、４Ｂとセンサー２０とによって、突起のない基板基準面を上記平面として検知することができるので、フィルタ基板１の研磨ピン対応部をこの平面の高さとなるまで研磨することによって、研磨ピン対応部を基板基準面の高さとすることができる。

請求項３の研磨装置は、上記センサー２０は、研磨ピン５が研磨テープ２を介して突起に押し当たっているときの突起からの押上力を検知し、上記研磨ピン５が上記平面に対応しているときに、研磨ピン５に作用する押上力が所定値以下となり、上記研磨ピン５に上記所定値を越えた押上力が作用しているときに、その押上力が所定値以下となるまで、上記研磨テープ２による突起の研磨を行うことを特徴としている。

上記請求項３の研磨装置では、一対の測定器４Ａ、４Ｂとセンサー２０とによって、研磨ピン５に作用する押上力が所定値以下となる平面（突起のない基板基準面）の高さ位置を検知することになる。また、センサー２０にて検知した押上力が所定値を越えていれば、研磨ピン５が突起に対応して、この突起から押上力を受けていることになる。このため、研磨テープ２にてこの突起を研磨して行けば、この突起が研磨されて行くに従ってこの押上力が小さくなる。そして、押上力が所定値以下となれば、フィルタ基板１の研磨ピン対応部の高さが、基板基準面（突起のない平面）の高さと略一致する。すなわち、研磨ピン５が研磨テープ２を介して突起に押し当たっているときに、押上力が所定値以下となるまで研磨すれば、このフィルタ基板１の研磨ピン対応部の高さ位置が、突起のない平面（基板基準面）の高さに略一致することになる。

請求項４の研磨装置は、上記センサー２０は研磨ピン５の高さ位置を検知し、上記研磨ピン５が上記平面に対応しているときに、研磨ピン５の下端５３の高さ位置が高さ測定器４Ａ、４Ｂの測定子４６、５２の高さ位置と略一致し、上記研磨ピン５の下端５３の高さが測定子４６、５２の高さよりも高いときに、この研磨ピン５の下端５３が上記平面に略一致するまで、上記研磨テープ２による突起の研磨を行うことを特徴としている。

上記請求項４の研磨装置では、センサー２０は研磨ピン５の高さ位置を検知し、一対の高さ測定器４Ａ、４Ｂとこのセンサー２０にて、研磨ピン５の下端５３の高さ位置が高さ測定器４Ａ、４Ｂの測定子４６、５２の高さ位置と略一致する平面（突起のない基板基準面）の高さ位置を検知することができる。そこで、研磨ピン５が突起に対応しているときには、この研磨ピン５の下端５３の高さがこの平面よりも高いことになるので、研磨テープ２によってこの突起を研磨していけば、突起の高さが順次低くなり、これに伴って研磨ピンが順次下降して行く。このため、研磨ピン５の下端５３が突起のない基板基準面に略一致するまで、研磨することができる。

請求項５の研磨装置は、一対の高さ測定器４Ａ、４Ｂの測定子４６、５２間に上記研磨ピン５の下端５３が配置されて、この測定子４６、５２と研磨ピン５の下端５３とが略同一直線上に並ぶことを特徴としている。

上記請求項５の研磨装置では、一対の高さ測定器４Ａ、４Ｂの測定子４６、５２間に研磨ピン５の下端５３が配置されて、この測定子４６、５２と研磨ピン５の下端５３とが略同一直線上に並んでいるので、例えば、傾斜面において、２つの測定器４Ａ、４Ｂにて測定された高さの平均値が中央の研磨ピン５に対応する部位の高さ（突起がないときの高さ）であると言える。このため、傾斜面等であっても、この傾斜面における突起がないときの基板基準面の高さ位置を検知することができる。

請求項６の研磨装置は、上記研磨ピン５の無摺動抵抗状態での上下動が可能なスライド機構８を備えたことを特徴としている。

上記請求項６の研磨装置では、研磨ピン５の無摺動抵抗状態での上下動が可能なスライド機構８を備えているので、研磨ピン５に作用する突起からの押上力を精度よく検知することができ、また、研磨ピン５の上下動も滑らかに行うことができ、研磨ピン５の高さ位置を精度よく検知することができる。

請求項７の研磨装置は、一方の測定器４Ａは、水平方向に移動して突起の研磨前及び研磨後の高さ測定が可能であることを特徴としている。

上記請求項７の研磨装置では、一方の測定器４Ａは、研磨前の突起の高さを測定して、研磨条件の決定を行うと共に、研磨後の突起の高さの確認を行って、再研磨の必要性の判断が可能となる。

請求項８の研磨装置は、上記研磨ピン５の反基板方向への移動を規制して、研磨ピン５から上記突起に対して必要量の軸方向押圧力を付与するロック構造６０を設けたことを特徴としている。

上記請求項８の研磨装置では、研磨ピン５が、研磨ヘッド３の被走行面６から突出して研磨テープ２を介してフィルタ基板１の突起に押し当てられるので、フィルタ基板１の突起を研磨することができる。しかも、ロック構造６０にて、研磨ピン５から突起に対して必要量の軸方向押圧力を付与することができるので、突起の研磨時に軸方向押圧力（推力）が不足することがなくなる。

請求項９の研磨装置は、上記ロック構造６０を、研磨ピン５に連設された軸部材１３に設けられる鍔部６１と、この鍔部６１を受けるストッパ部材６２とから構成し、上記研磨ピン５の反基板方向への移動量を規制することを特徴としている。

上記請求項９の研磨装置では、ロック構造６０は鍔部６１とストッパ部材６２とで構成されるので、簡単な構成であり、しかも、研磨ピン５の反基板方向への移動量を規制することができるので、必要量の軸方向押圧力を確実に突起に対して付与することができる。

請求項１０の研磨装置は、上記鍔部６１にマグネット６３を埋め込むと共に、上記ストッパ部材６２を磁性体とし、上記マグネット６３とストッパ部材６２とで生じる吸着力にて、上記研磨ピン５及び軸部材１３の自重による基板方向への押圧力の発生を防止することを特徴としている。

上記請求項１０の研磨装置では、鍔部６１のマグネット６３がストッパ部材６２に吸着することによって、研磨ピン５及び軸部材１３の自重による基板方向への押圧力の発生を防止できるので、過研磨となるのを回避することができる。

請求項１の研磨装置によれば、フィルタ基板の研磨ピン対応部に突起があれば、この高さが平面（一対の測定器によって同一高さとして検知された平面）よりも高いことになり、この平面の高さに一致するまで研磨すれば、この突起を確実に除去することができる。

請求項２の研磨装置によれば、フィルタ基板の研磨ピン対応部をこの平面の高さとなるまで研磨することによって、研磨ピン対応部を基板基準面の高さとすることができる。このため、このフィルタ基板におけるこの基板での突起を確実に除去することができる。

請求項３の研磨装置によれば、センサーにて検知された押上力が所定値を越えていれば、研磨ピンが突起に対応して、研磨ピンが研磨テープを介して突起に押し当たっている状態である。このような状態のときに、押上力が所定値以下となるまで研磨すれば、この基板の研磨ピン対応部の高さ位置が平面（一対の測定器が同一高さとして検知した平面）の高さに略一致することになって、この研磨ピン対応部における突起が研磨されて除去されたことになる。すなわち、研磨ピンで突起の高さを押上力を検知するセンサーにて捕らえることにより、研磨中の突起の高さを監視しつつ研磨動作を行うことができ、しかも、誤差は含んではいるが、実用的な突起の高さ検知が可能である。このため、研磨動作と高さ測定の時間を短縮して、突起を効率よく研磨修正することができることになる。

請求項４の研磨装置によれば、フィルタ基板の研磨ピン対応部に突起があれば、研磨ピンの下端の高さ位置が平面（一対の測定器が同一高さとして検知した平面）よりも高くなっている。そこで、研磨テープによってこの突起を研磨していけば、この研磨によってこの突起の高さが順次低くなり、これに伴って研磨ピンが順次下降して行く。このため、研磨ピンの下端が上記平面（突起がない基板基準面）に略一致するまで研磨すれば、この突起を確実に除去することができる。

請求項５の研磨装置によれば、傾斜面等における突起がないときの基板基準面の高さ位置を検知することができる。これによって、一対の測定子間が傾斜していて傾斜面に形成されていて、しかもこの傾斜面に突起があっても、この突起の研磨を確実に行うことができる。

請求項６の研磨装置によれば、研磨ピンに作用する突起からの押上力を精度よく検知することができ、また、研磨ピン５の上下動も滑らかに行うことができ、研磨ピン５の高さ位置を精度よく検知することができる。これによって、研磨テープによる研磨量の制御が安定して、高精度に突起を研磨することができる。

請求項７の研磨装置によれば、一方の測定器は、研磨前の突起の高さを測定して、研磨条件の決定を行うと共に、研磨後の突起の高さの確認を行って、再研磨の必要性の判断が可能となる。これによって、この研磨装置を使用した研磨作業において、研磨されていない突起が残るのを回避でき、精度のよい研磨作業を行うことができる。

請求項８の研磨装置によれば、突起の研磨時に軸方向押圧力（推力）が不足することがなくなるので、研磨未完了の突起が残るのを回避でき、精度のよい研磨作業を行うことができる。

請求項９の研磨装置によれば、ロック構造が簡単な構成であるので、装置のシンプル化を図ることができる。しかも、必要量の軸方向押圧力を突起に対して確実に付与することができて、研磨圧力不足となるのを安定して防止でき、高精度の研磨が可能となる。

請求項１０の研磨装置によれば、過研磨となるのを回避することができ、しかも、研磨圧力不足となるのを防止でき、安定した研磨を行うことができる。

次に、この発明の研磨装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は研磨装置の要部左側面図であり、図２は研磨装置の要部正面図であり、図３は研磨装置の要部右側面図である。この研磨装置は、液晶パネル等に用いられるフィルタ基板１の突起を研磨するものである。すなわち、この研磨装置は、研磨テープ２と、この研磨テープ２が走行する研磨ヘッド３と、一対の接触式の高さ測定器４Ａ、４Ｂ等を揺する研磨ユニットＵを備えている。そして、研磨ヘッド３には研磨ピン５（図４と図５等参照）が上下動可能に収納されている。

研磨ヘッド３は、図４〜図７等に示すように、下面が凸曲面からなって、上記研磨テープ２が走行する被走行面６に形成されると共に、中空室７が設けられたブロック体からなり、スライド機構８が連結されている。研磨ヘッド３の中空室７は、本体部１０と、本体部１０の底面中央部に設けられる凹所１１とを有し、この凹所１１に被走行面６に開口する開口部１２が設けられている。また、中空室７にはスライド機構８の軸部材１３の先端部が遊嵌状に嵌入している。さらに、軸部材１３の先端面には凹所１１に遊嵌状に嵌入する膨出部１４が設けられ、膨出部１４に、開口部１２に遊嵌状に嵌入する上記研磨ピン５が突設されている。

スライド機構８は研磨ピン５の無摺動抵抗状態での上下動を可能とするものであって、いわゆるエアベアリングであり、かつ推力ポート１５に圧力をかけることにより推力（押し下げ力）を発生することができるものを使用している。すなわち、スライド機構８は上記軸部材（ロッド）１３が上下動自在に挿通される孔部１７を有するボディ１８を備え、ロッド１３が孔部１７内に配置される上下一対のブッシュ１９、１９（多孔質からなる）にて支持されている。そして、ベアリングポート１６にエアを供給することによって、ロッド外周面と、ブッシュ１９、１９との間をほんの僅か浮かせることにより非接触にして、摺動抵抗を無くすようにしている。そのため、研磨ピン５を横方向にぐらつかせることなく、軸方向に沿って確実に上下動させることができ、しかも、研磨ピン５の状態を検知するためのセンサー２０に精度良く伝達することができる。この際のセンサー２０は、後述するように、研磨ピン５の突起からの押上力を検知するロードセルである。

ところで、研磨ピン５の先端は、研磨ヘッド３の被走行面６から僅か（例えば、数十ミクロン程度）に突出している。また、被走行面６には後述するように、研磨テープ２が走行することになって、研磨時に研磨テープ２が突起に押し当てられる。このため、研磨ピン５は研磨テープ２を介して突起に押し当てられ、この突起からの押上力が作用する。このため、軸部材１３にはこの押上力を検知するセンサー（この場合、ロードセル）２０が連結されている。すなわち、軸部材１３に連結部材２１を介して、ロードセル２０のロッド２２が接続され、研磨ピン５に押上力が作用すれば、軸部材１３および連結部材２１を介してロッド２２に伝わり、このロードセル２０にてその押上力を検知することができる。

また、研磨テープ２は、図１〜図３に示すように、送り側リール２３と巻き取り側リール２４とに巻設され、送り側リール２３はトルクモータ２５に連結されている。すなわち、各リール２３、２４は枠体２６に回転自在に支持され、駆動機構２７によって送り側リール２３側の研磨テープ２が順次巻き取り側リール２４に巻き取られる。駆動機構２７は、駆動用モータ２８と、研磨テープ２の走行をガイドするローラ２９と、駆動用モータ２８の駆動力を伝達する伝達部材３０等を備える。また、伝達部材３０は、駆動用モータ２８の出力軸に付設される第１歯車３１と、この第１歯車３１に噛合する第２歯車３２と、巻き取り側リール２４の軸部材３３（軸受３８にて回転自在に支持されている）に付設されるプーリー３４等を備え、第２歯車３２のプーリー部３５と、プーリー３４にベルト３６が掛け回まわされている。さらに、プーリー部３５とプーリー３４との間には中間プーリー３７が配置されている。なお、第２歯車３２が枠体２６に軸受３８を介して回転自在に支持されている軸部材４０の一端側に支持され、上記ローラ２９がこの軸部材４０の他端側に支持されている。

そして、枠体２６の表面（リール２３、２４が付設さている面）には、複数のガイドローラ４１・・が配置され、研磨テープ２が各ガイドローラ４１・・及びローラ２９にガイドされつつ走行する。すなわち、駆動機構２７の駆動用モータ２８が駆動することによって、ローラ２９及び巻き取り側リール２４が回転して、研磨テープ２は、第１ガイドローラ４１ａと第２ガイドローラ４１ｂにガイドされて研磨ヘッド３の被走行面６を走行して、第３ガイドローラ４１ｃ、第４ガイドローラ４１ｄ、ローラ２９、及び第５ガイドローラ４１ｅにガイドされて巻き取り側リール２４に巻き取られる。なお、リール２３、２４は、その軸部材が枠体２６に固着された基板３９を介して前面側に突出し、この基板３９からは上下一対のガイドローラ４３、４３が突設されている。すなわち、ガイドローラ４３は、図３に示すように、その基端部が枠体２６及び基板３９に支持される軸部材４３ａと、軸部材４３ａに外嵌されるローラ部４３ｂとからなり、リール２３、２４間に配置されている。

ところで、研磨テープ２は、合成樹脂等からなる基材に、酸化アルミニウム、酸化クロム、ダイヤモンド等の研磨粒子を付着させたものである。また、図８に示すように、研磨ヘッド３の被走行面６には複数の吸着孔４２・・が開口して、この吸着孔４２・・から研磨テープ２を被走行面６側に吸引して、走行中の研磨テープ２が被走行面６に密接するようにしている。このため、研磨テープ２は、研磨ヘッド３の被走行面６に対してずれることなく走行することになって、研磨時において確実に突起を研磨することができる。

次に、一方の高さ測定器４Ａは、図１と図４に示すように、測定器本体部４４と、この測定器本体部４４から伸びる揺動アーム４５と、この揺動アーム４５の先端に設けられた測定子４６とを有し、揺動アーム４５の揺動量から測定子４６の上下変位を検出することによって、この測定子４６が接触しているフィルタ基板１の高さを測定することができる。この場合、高さ測定器４Ａの測定子４６は、研磨ヘッド３に対して枠体２６側に配置され、移動機構４７によって、矢印Ａ方向の水平移動が可能とされる。なお、この移動機構４７は移動用モータとボールねじ機構等から構成され、測定器本体部４４を上記矢印Ａのように移動させることができる。そして、測定子４６は研磨テ−プ２の走行方向に沿った所定長さのいわゆる蒲鉾型とされる。

また、他方の高さ測定器４Ｂは、上記一方の高さ測定器４Ａと同様、図２等に示すように、測定器本体部５０と、この測定器本体部５０から伸びる揺動アーム５１と、この揺動アーム５１の先端に設けられた測定子５２とを有し、揺動アーム５１の揺動量から測定子５２の上下変位を検出することによって、この測定子５２が接触しているフィルタ基板１の高さを測定することができる。この場合、この他方の高さ測定器４Ｂは、研磨ヘッド３に関して一方の高さ測定器４Ａと反対側に配置され、また、高さ測定器４Ａと相違して矢印Ａ方向の移動が可能ではなく、測定子５２は球形型とされる。

この場合、一対の測定器４Ａ、４Ｂの測定子４６、５２の間に、研磨ピン５の下端（圧力受部）５３が配置され、しかも、図８に示すように、下面視において同一直線Ｌ上にほぼ並んでいる。この直線Ｌは、研磨ヘッド３の被走行面６に対する研磨テープ２の走行方向Ｂに対して略直交している。ところで、上記研磨ユニットＵには、図１〜図３等に示すように、昇降用モータを備えた昇降機構５５が枠体２６に連結され、この昇降機能５５のボールねじ駆動により、研磨ユニットＵが上下動する。このため、研磨ユニットＵを下降させて、フィルタ基板１に測定子４６、５２を接触させることができ、この測定子４６、５２の高さが同一である平面を検知することができる。そして、測定子４６、５２の高さが同一であると検知した平面において、研磨ピン５の下端５３の対応部に突起がない場合には、研磨ピン５の下端５３が受ける押上力が所定値以下である。そこで、研磨ピン５の押上力がこのような状態では、この下端５３の対応部に突起がないことになる。

次に、上記研磨装置を使用して基板１上の突起を研磨（除去）する方法を説明する。まず、フィルタ基板１上に、一対の測定器４Ａ、４Ｂの測定子４６、５２を接触させ、この状態で研磨ピン５のフィルタ基板１からの押上力が所定値以下であるときを、基板基準面（突起のない平面であって、一対の測定器４Ａ、４Ｂにて同一高さとして検知した平面）の高さとする。そして、フィルタ基板１が載置固定されているステージを相互に直交するＸ軸、Ｙ軸に沿って水平移動させる。なお、フィルタ基板１の突起の位置は、欠陥位置情報を具備したデータネットワーク等から得ることができる。そこで、このフィルタ基板１に突起があって、この突起に研磨ピン５が対応すれば、この突起からの押上力がこの研磨ピン５に作用し、ロードセルからなるセンサー２０がこの押上力を検知する。この際、センサー２０にて検知される押上力が上記所定値を越えることになる。そこで、研磨テープ２を走行させつつ研磨ヘッド３を下降させる。これによって、この突起が研磨テープ２によって研磨されていく。この研磨によって突起の高さが順次低くなって、突起からの押上力が小さくなっていく。そして、その押上力が所定値以下になったときに、研磨ヘッド３の下降を停止して研磨を終了する。この状態では、押上力が所定値以下となっており、この所定値以下の場合においては、フィルタ基板１の研磨ピン対応部（つまり、突起があった部位）の高さを基板基準面の高さに略一致させることができ、突起が研磨されてなくなっていることになる。

ところで、基板１のパターン上には段差や傾斜があるため、研磨ピン５の下端５３に対応する部分を、測定器４Ａ、４Ｂの測定子４６、５２の高さ位置に合わせた場合、削り過ぎを招くおそれがある。このため、上記所定値の設定を変更して、測定子４６、５２の高さ位置に対して１〜２ミクロン程度オフセットさせるようにして、削りすぎを防止するようにするのが好ましい。これは、液晶パネルのギャップは３〜４ミクロンであるので、この１〜２ミクロン程度のオフセットによって、微小突起が残っても、電気的或は光学的な欠陥とならず、逆に削り過ぎによる欠陥が生じるのを防止できるからである。

また、一方の測定器４Ａは、水平方向に移動して突起の研磨前及び研磨後の高さ測定が可能であるので、ある突起に対して一回の研磨作業を行って、その突起が基板基準面の高さまで研磨されたか否かの判断を行うことができ、研磨が不充分ならば、再度この突起の研磨作業を行うことができ、突起がなくなるまで研磨作業を行うことができる。

この研磨装置によれば、研磨ピン５が突起に対応しているときに、上記フィルタ基板１の研磨ピン対応部の高さが、測定器４Ａ、４Ｂが同一高さとして検知した平面の高さに略一致するまで、研磨テープ２による突起の研磨を行うことができる。このため、フィルタ基板１の研磨ピン対応部に突起があれば、この高さが、測定器４Ａ、４Ｂにて同一高さとして検知された平面よりも高いことになり、この平面の高さに一致するまで研磨することになる。この場合、センサー２０にて検知した押上力が所定値を越えていれば、研磨ピン５が突起に対応して、この突起から押上力を受けていることになる。このため、研磨テープ２にてこの突起を研磨して行けば、この突起が研磨されて行くに従ってこの押上力が小さくなる。そして、押上力が所定値以下となれば、フィルタ基板１の研磨ピン対応部の高さが、上記平面の高さと略一致する。すなわち、研磨ピン５が研磨テープ２を介して突起に押し当たっているときに、押上力が所定値以下となるまで研磨すれば、このフィルタ基板１の研磨ピン対応部の高さ位置が平面（突起のない基板基準面）の高さに略一致することになって、この研磨ピン対応部における突起が研磨されて除去されたことになる。このように、この研磨装置では、研磨ピン５で突起の高さをロードセル２０にて捕らえることにより、研磨中の突起の高さを監視しつつ研磨動作を行うことができ、しかも、誤差は含んではいるが、実用的な突起の高さ検知が可能である。このため、研磨動作と高さ測定の時間を短縮して、突起を効率よく研磨修正することができる。特に、一対の測定器４Ａ、４Ｂにて同一高さとして検知された平面を、突起のない基板基準面しているので、研磨ピン対応部の高さが基板基準面の高さに略一致するまで研磨することによって、このフィルタ基板１におけるこの基板１での突起を確実に除去することができる。

また、一対の高さ測定器４Ａ、４Ｂの測定子４６、５２間に研磨ピン５の下端５３が配置されて、この測定子４６、５２と研磨ピン５の下端５３とが略同一直線Ｌ上に同等距離間隔で並ぶので、傾斜面において、２つの測定器４Ａ、４Ｂにて測定された高さの平均値が中央の研磨ピン５に対応する部位の高さ（突起がないときの高さ）であるといえる。このため、一対の測定子４６、５２とセンサー２０とで、傾斜面における突起がないときの基板基準面の高さ位置を検知することができる。これによって、一対の測定子４６、５２間が傾斜していて傾斜面となっており、しかもこの傾斜面に突起があったとしても、この突起の研磨を行うことができる。

研磨ピン５の無摺動抵抗状態での上下動が可能なスライド機構８を備えているので、研磨ピン５に作用する突起からの押上力を精度よく検知することができる。これによって、研磨テープ２による研磨量の制御が安定して、高精度に突起を研磨することができる。ところで、実際の突起の研磨では、研磨テープ走行時の張力、エアベアリング８の加圧力によりロードセル２０の数値は変化する。また、研磨テープ２の弾性歪は研磨テープ２に対する加圧力に比例し、加圧力が大きいほど研磨ピン５の高さ検知感度は低下する。この際ヤング率が大きいほど研磨テープ２の歪は小さくなる。さらに、突起が小さい場合は研磨テープ自身の弾性歪によりこの突起が埋もれてしまう場合もある。そこで、この研磨装置では、突起の高さ、削り易さ等に応じてエアベアリング８の加圧力の調整を行いロードセル数値の安定領域を研磨終了点として、高速研磨が可能な研磨装置を実現することができる。すなわち、加圧量を制御するためのエアベリング８により、研磨ピン５の自重からエアベリング８の最大加圧力まで制御可能であり、これによって、種々の材質の研磨テープ２に対応でき、コストの低減を図ることができる。また、研磨のスピードは研磨圧力が大きくなるに従って速くなると考えられる。このため、初回（１回目）の研磨動作で削れなかった硬い突起に対しては、２回目の研磨において、高さ測定感度よりも研磨スピードを優先させて、加圧力を強くすることも可能である。さらに、一方の測定器４Ａは、研磨前の突起の高さを測定して研磨条件の決定を行うと共に、研磨後の突起の高さの確認を行って、１回研磨された突起の再研磨の必要性の判断を行うことができる。これによって、この研磨装置を使用した研磨作業において、研磨されていない突起が残るのを回避でき、精度のよい研磨作業を行うことができる。

また、センサー２０として、上記実施形態では、研磨ピン５に作用する突起からの押上力を検知するロードセルにて構成したが、研磨ピン５の高さ位置を検知する位置センサー（上下変位センサー）にて構成してもよい。この場合、研磨ピン５の下端５３の高さ位置を高さ測定器４Ａ、４Ｂの測定子４６、５２の高さ位置と略一致させる。このため、研磨ピン５が突起に対応すれば、この突起のために、研磨ピン５の下端５３の高さ位置が、平面（一対の高さ測定器４Ａ、４Ｂにて同一高さとして検知した平面であって、突起のない基板基準面）よりも高くなっている。そこで、研磨テープ２によってこの突起を研磨していけば、この研磨によって突起の高さが順次低くなり、これに伴って研磨ピン５が順次下降して行く。このため、研磨ピン５の下端５３が基板基準面に略一致するまで、研磨すればこの突起が確実に研磨されて除去される。

このように、センサー２０として、研磨ピン５の高さ位置を検知する位置センサーにて構成した場合には、研磨ピン５の下端５３の高さ位置を検知し、この下端５３が基板基準面に略一致するまで研磨すれば、この突起を除去することができる。また、この場合も、研磨ピン５の無摺動抵抗状態での上下動が可能なスライド機構８を備えることにより、研磨ピン５の上下動も滑らかに行うことができ、研磨ピン５の高さ位置を精度よく検知することができる。

ところで、形成される突起においては、種々の高さや硬さのものがある。上記エアベリング８を使用した場合にはその推力（押し下げ力）に限界があり、研磨しきれず、研磨未完了が生じるおそれがある。そこで、図９に示すように、ロック構造６０を設け、これによって、研磨ピン５の反基板方向への移動を規制して、研磨ピン５から上記突起に対して必要量の軸方向押圧力（押し下げ力）を付与し、推力（研磨圧力）不足のまま研磨が完了しないようにするのが好ましい。

すなわち、図９に示すように、軸部材１３の基端側に鍔部６１を設けると共に、上記連結部材２１にこの鍔部６１を受けるストッパ部材（ブロック体）６２を付設し、この鍔部６１とストッパ部材６２とでロック構造６０を構成する。通常、鍔部６１とストッパ部材６２の鍔部対応面６２ａとの間に微小隙間が設けられる。このため、研磨ピン５に突起からの押上力が作用すれば研磨ピン５が反基板側へスライドして、鍔部６１がストッパ部材６２の鍔部対応面６２ａに当接する。これによって、研磨ピン５が反基板側へ移動（スライド）することが規制される。すなわち、このロック構造６０では、研磨ピン５が反基板方向に微小距離だけ移動が可能であって、その移動量を規制することになる。なお、図９に示す研磨ユニットＵにおいて、図４に示す研磨ユニットＵと同一の構成は図４と同一の符号を付してその説明を省略する。

次に図９に示す研磨ユニットＵを使用した研磨作業を説明する。この場合も、上記したように、研磨テープ２を走行させつつ研磨ヘッド３を下降させ、これによって、この突起を研磨テープ２によって研磨することになる。この際、研磨時に推力不足となって目標高さまで突起を研磨できていない情報を、センサー出力の値とその変化量から検知するように構成し、研磨できていない場合には、その研磨不足量を計算した後、研磨ユニットＵを研磨方向（基板側）に上記微小隙間分降下させつつ研磨する。具体的には、鍔部６１がストッパ部材６２の鍔部対応面６２ａに当接した時のセンサー出力（例えばこれを上限値とする）を調べておいて、降下研磨動作ではその上限値を検出したタイミングからさらに研磨不足高さ分の降下研磨動を実施する。

このため、研磨ピン５を反基板側（反研磨方向）に機械的にロックした状態で研磨ユニットＵを基板側（研磨方向）に必要量（研磨未達量、研磨不足量）降下させながら研磨することになり、研磨不足となるのを防止することができる。また、この図９に示すロック構造６０は、鍔部６１とストッパ部材（ブロック体）６２とで構成しているので、簡単な構成となっている。このため、研磨ユニットＵのシンプル化を図ることができる。しかも、必要量の軸方向押圧力を突起に対して確実に付与することができて研磨圧力不足となるのを安定して防止でき、高精度の研磨が可能となる。

また、ロック構造６０として、図１０に示すように、研磨ピン５及び軸部材１３の自重による基板方向への押圧力の発生を防止できるような構造であってもよい。すなわち、鍔部６１にマグネット６３を埋め込む共に、ストッパ部材６２を磁性体とする。この場合、マグネット６３をマグネット片から構成し、この複数個のマグネット片を周方向に沿って所定ピッチで配置するようにしても、マグネット６３をリング体にて構成し、このリング状のネットネット６３を鍔部６１に埋め込むようにしてもよい。さらに、図１０では、マグネット６３が基板側に配置されているが、反基板側、つまりストッパ部材６２側に配置されるものであってもよい。要は、マグネット６３とストッパ部材６２とで生じる吸着力にて、上記研磨ピン５及び軸部材１３の自重による基板方向への押圧力の発生を防止することができればよい。

この場合、研磨作業において、推力ポート１５のエア供給圧力を小さくするかまたは「０」にすれば、磁力（吸着力）により鍔部６１がストッパ部材６２に吸着し、研磨ピン５がロック位置に確実に収まり精度よい研磨が可能である。また、一つの突起で研磨工程で硬さ変動があった場合、すなわち先端のみ固い突起であっても、研磨ピン５及び軸部材１３の自重による基板方向への押圧力の発生を防止できるので、研磨完了時に研磨ピン５及び軸部材１３の自重による過研磨を防止することができる。このため、上記図１０に示すようなロック構造６０であれば、過研磨となるのを回避することができ、しかも、研磨圧力不足となるのを防止できるので、安定した研磨を行うことができる。

以上にこの発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記実施形態では、一対の高さ測定器４Ａ、４Ｂの測定子４６、５２間に研磨ピン５の下端５３を配置して、測定子４６、５２と研磨ピン５の下端５３とを略同一直線Ｌ上に並ぶようにしているが、このように配置することなく、アトランダムに配置されるものであってもよい。また、上記実施形態では、一方の測定器４Ａの測定子４６をいわゆる蒲鉾型とし、他方の測定器４Ｂの測定子５２を球形型としているが、この一方の測定器４Ａの測定子４６を球形型としてもよく、他方の測定器４Ｂの測定子５２を蒲鉾型としてもよい。さらに、一方の測定器４Ａが矢印Ａ方向に移動しないものであってもよく、他方の測定器４Ｂが矢印Ａ方向に移動可能であるものであってもよい。また、研磨の基準となるセンサー２０の所定値としては、突起がない基板基準面に高さ測定器４Ａ、４Ｂの測定子４６、５２及び研磨ピン５が接触している状態における値であるので、研磨ヘッド３の高さ位置や研磨ヘッド３からの研磨ピン５の突出量等に応じて任意に設定できる。この場合の所定値としては、零であっても、零を越えた所定の値であってもよい。このため、研磨ピン対応部が、突起がない基板基準面よりも僅かに高い場合であっても、その高さが製品として許容可能な範囲（電気的或いは光学的な欠陥とならない範囲）であれば、その押上力を所定値とすることができる。なお、研磨ピン５の押上力を検知するセンサー２０として、ロードセルに限るものではなく、他の圧力センサー（例えば、圧電素子等を使用したもの）を用いることができる。

また、図９に示す実施形態ではロック構造６０を備えているが、このロック構造６０としては、研磨ピン５の反基板側への移動を規制すればよいので、鍔部６１とストッパ部材６２とで構成する以外に、例えば、軸部材１３をクランプ等して移動を規制することができるもの等であればよい。さらに、図９の示すロック構造６０では、研磨ピン５が反基板方向に微小距離だけ移動が可能であるが、この微小距離の移動も許容しないものであってもよい。

この発明の研磨装置の実施形態を示す要部左側面図である。 上記研磨装置の要部正面図である。 上記研磨装置の要部右側面図である。 上記研磨装置の要部拡大断面図である。 上記研磨装置の要部拡大正面図である。 上記研磨装置の要部拡大側面図である。 上記研磨装置の研磨ヘッドの拡大断面図である。 上記研磨装置の研磨ヘッドの拡大底面図である。 この発明の研磨装置の他の実施形態を示す要部断面図である。 この発明の研磨装置の別の実施形態を示す要部断面図である。

符号の説明

１・・フィルタ基板、２・・研磨テープ、３・・研磨ヘッド、４Ａ、４Ｂ・・高さ測定器、５・・研磨ピン、６・・被走行面、８・・スライド機構、２０・・センサー、４６、５２・・測定子、５３・・下端、６０・・ロック構造、６１・・鍔部、６２・・ストッパ部材、６２ａ・・鍔部対応面、６３・・マグネット

Claims (10)

1. 液晶パネル等に用いられるフィルタ基板（１）の突起を、研磨ヘッド（３）の被走行面（６）を走行する研磨テープ（２）にて研磨する研磨装置であって、上記研磨ヘッド（３）の被走行面（６）から突出して研磨テープ（２）を介してフィルタ基板（１）の突起に押し当てられる研磨ピン（５）と、一対の高さ測定器（４Ａ）（４Ｂ）と、上記研磨ピン（５）が研磨テープ（２）を介して突起に押し当たっているときの上記研磨ピン（５）の状態を検出するセンサー（２０）とを備え、上記一対の高さ測定器（４Ａ）（４Ｂ）とセンサー（２０）とによって、上記測定器（４Ａ）（４Ｂ）が同一高さとして検知した平面の高さに上記フィルタ基板（１）の研磨ピン対応部の高さが略一致するまで、上記研磨テープ（２）による突起の研磨を行うことを特徴とする研磨装置。
2. 上記一対の高さ測定器（４Ａ）（４Ｂ）とセンサー（２０）とによって、突起のない基板基準面を上記平面として検知することを特徴とする請求項１の研磨装置。
3. 上記センサー（２０）は、研磨ピン（５）が研磨テープ（２）を介して突起に押し当たっているときの突起からの押上力を検知し、上記研磨ピン（５）が上記平面に対応しているときに、研磨ピン（５）に作用する押上力が所定値以下となり、上記研磨ピン（５）に上記所定値を越えた押上力が作用しているときに、その押上力が所定値以下となるまで、上記研磨テープ（２）による突起の研磨を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２の研磨装置。
4. 上記センサー（２０）は研磨ピン（５）の高さ位置を検知し、上記研磨ピン（５）が上記平面に対応しているときに、研磨ピン（５）の下端（５３）の高さ位置が高さ測定器（４Ａ）（４Ｂ）の測定子（４６）（５２）の高さ位置と略一致し、上記研磨ピン（５）の下端（５３）の高さが測定子（４６）（５２）の高さよりも高いときに、この研磨ピン（５）の下端（５３）が上記平面に略一致するまで、上記研磨テープ（２）による突起の研磨を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２の研磨装置。
5. 一対の高さ測定器（４Ａ）（４Ｂ）の測定子（４６）（５２）間に上記研磨ピン（５）の下端（５３）が配置されて、この測定子（４６）（５２）と研磨ピン（５）の下端（５３）とが略同一直線上に並ぶことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかの研磨装置。
6. 上記研磨ピン（５）の無摺動抵抗状態での上下動が可能なスライド機構（８）を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかの研磨装置。
7. 一方の測定器（４Ａ）は、水平方向に移動して突起の研磨前及び研磨後の高さ測定が可能であることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかの研磨装置。
8. 上記研磨ピン（５）の反基板方向への移動を規制して、研磨ピン（５）から上記突起に対して必要量の軸方向押圧力を付与するロック構造（６０）を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかの研磨装置。
9. 上記ロック構造（６０）を、研磨ピン（５）に連設された軸部材（１３）に設けられる鍔部（６１）と、この鍔部（６１）を受けるストッパ部材（６２）とから構成し、上記研磨ピン（５）の反基板方向への移動量を規制することを特徴とする請求項８の研磨装置。
10. 上記鍔部（６１）にマグネット（６３）を埋め込むと共に、上記ストッパ部材（６２）を磁性体とし、上記マグネット（６３）とストッパ部材（６２）とで生じる吸着力にて、上記研磨ピン（５）及び軸部材（１３）の自重による基板方向への押圧力の発生を防止することを特徴とする請求項９の研磨装置。