JP2007253317A

JP2007253317A - テープ研磨方法および装置

Info

Publication number: JP2007253317A
Application number: JP2006165033A
Authority: JP
Inventors: Shizuka Yamazaki; 静山崎; Yuji Yada; 雄司矢田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2006-06-14
Publication date: 2007-10-04
Also published as: TW200732086A; KR20070087480A

Abstract

【課題】基板表面の突起部の研磨加工を高精度に行なうことができるテープ研磨方法および装置を提供する。
【解決手段】このテープ研磨方法では、基板表面の正常なトップ面２１および突起部２２に向けてテープ研磨ユニットを移動させ、ヘッドピン１０の移動またはヘッドピン１０が受ける力により検出した基板表面の正常なトップ面２１および突起部頂点２５のＺ座標に基づいて突起部２２の高さを求め、求めた突起部２２の高さに基づいて突起部２２を研磨テープを用いて加工する。
【選択図】図４

Description

この発明は、テープ研磨方法および装置に関し、特に、基板表面の突起部を研磨テープを用いて加工するテープ研磨方法および装置に関する。

従来、製造工程における異物の付着などによりカラーフィルタの表面に生じる突起部をテープ研磨によって修正する方法が開示されている（たとえば特許文献１参照）。

この修正方法では、テープ研磨ユニットにエアマイクロセンサを設け、テープ研磨ユニットを上方から下げて研磨テープの表面をカラーフィルタ表面の正常なトップ面に当接させた状態でエアマイクロセンサとカラーフィルタ表面までの距離ａを測定する。次に、テープ研磨ユニットの位置を変えて研磨テープの表面を突起部の頂点の近傍に位置決めした状態でエアマイクロセンサとカラーフィルタ表面までの距離ｂを測定し、ｂ−ａに基づいて突起部の高さを演算し、研磨している。
特開平９−２３４６６０号公報

テープ研磨法では、突起部を比較的高精度に加工することができる。しかし、加工対象の突起部の高さを正確に測定する必要があり、その測定の精度が加工精度を左右するという問題がある。

修正対象がプラズマディスプレイパネルの背面板のような場合は、表面にリブの凹凸がある。リブのトップ面の幅は４０〜８０μｍ程度で、ガラス基板上にこのリブが数百μｍピッチで形成されている。このリブのトップ面を測定する場合、トップ面の幅が狭いため、エアマイクロセンサや静電容量センサでは正確な測定が困難である。したがって、前述の従来の方法では、リブのトップ面に生じた突起部を高精度に加工するのは困難である。

それゆえに、この発明の主たる目的は、カラーフィルタを含むＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用のガラス基板等の平滑な基板表面はもちろんのこと、プラズマディスプレイパネルの背面板のような表面にリブの凹凸のあるトップ面であっても、その表面の突起部の研磨加工を高精度に行なうことができるテープ研磨方法および装置を提供することである。

この発明に係るテープ研磨方法は、基板表面の突起部を研磨テープを用いて加工するテープ研磨方法であって、基板をその表面と平行なＸＹ平面上に保持するテーブルと、研磨テープの表面によって突起部を研磨するテープ研磨ユニットとを設ける。テープ研磨ユニットには、先端部が研磨テープの裏面に当接され基板表面と垂直なＺ方向に移動可能に設けられるヘッドピンと、ヘッドピンが研磨ヘッドの基準位置よりもＺ方向に沿って基板から離れる方向に移動することまたは基板から離れる方向の力を受けることを示す測定データを検出するセンサとを含む。そして、基板表面の正常なトップ面および突起部に向けてテープ研磨ユニットを移動させ、ヘッドピンが上記基準位置よりもＺ方向に沿って基板から離れる方向に移動し始めるときまたは基板から離れる方向の力を受け始めるときのＺ座標をセンサを用いて検出し、正常なトップ面のＺ座標Ｚ１および突起部頂点のＺ座標Ｚ２を設定し、Ｚ座標Ｚ１およびＺ座標Ｚ２に基づいて突起部の高さを求める工程と、求めた突起部の高さに基づいて突起部を研磨テープを用いて加工する工程とを備える。

この場合は、研磨テープの表面を基板の正常なトップ面および突起部に押圧したときのヘッドピンの移動またはヘッドピンが受ける力を利用して基板の正常なトップ面および突起部頂点のＺ座標を検出することにより、突起部の高さを正確に求めることができるので、基板表面の突起部を高精度に加工することができる。

好ましくは、加工する工程は、移動工程と研磨工程を含む。移動工程とは、ヘッドピンの先端部が突起部頂点のＺ座標Ｚ２からＺ方向に沿って所定の距離だけ基板から離れる位置へ到達するまで、テープ研磨ユニットをＺ方向に沿って突起部に向けて移動する工程である。研磨工程とは、移動工程の後、テープ研磨ユニットをＺ方向に沿って基板表面に向けてさらに移動して、突起部を研磨テープを用いて研磨する工程である。そして、移動工程におけるテープ研磨ユニットの移動速度は、研磨工程におけるテープ研磨ユニットの移動速度よりも大きい。この場合は、テープ研磨ユニットを突起部に迅速に近づけることができるので、消費されるテープの無駄を防ぎ、加工時間の短縮を図ることができる。

また好ましくは、基板表面の正常なトップ面のＺ座標Ｚ１を求めたときにテープ研磨ユニットが到達したＺ座標をＺ３とする。上記加工する工程において、研磨テープを用いて突起部を研磨しながら、Ｚ座標Ｚ３まで、テープ研磨ユニットを基板表面に向けてＺ方向に沿って移動させるとき、センサによって検出される測定データが予め決められた基準値以下となるまで、テープ研磨ユニットをＺ座標Ｚ３に静止させたまま加工を続ける。この場合は、突起部近傍の正常なトップ面に加工面を揃えることができる。

また好ましくは、加工する工程において、研磨テープを用いて突起部を研磨しながら、テープ研磨ユニットを基板表面に向けてＺ方向に沿って移動させるとき、センサによって検出される測定データが一定範囲内に入るようテープ研磨ユニットの移動速度を制御しながら、テープ研磨ユニットを連続的に移動させる。この場合は、より高精度の加工を実現することができる。

また好ましくは、加工する工程において、研磨テープを用いて突起部を研磨しながら、テープ研磨ユニットを基板表面に向けてＺ方向に沿って移動させるとき、センサによって検出された測定データが一定範囲内に入るようテープ研磨ユニットの移動および停止を繰り返し、一回あたりの移動距離と移動時間と停止時間との少なくともいずれか一つを制御しながらテープ研磨ユニットを移動させる。この場合は、より高精度の加工を実現することができる。

また好ましくは、基板表面の正常なトップ面のＺ座標Ｚ１を求めたときにテープ研磨ユニットが到達したＺ座標Ｚ３よりもＺ方向に沿って基板に所定距離接近するＺ座標をＺ４とする。上記加工する工程において、研磨テープを用いて突起部を研磨しながら、テープ研磨ユニットを基板表面に向けてＺ方向に沿って移動させるとき、Ｚ座標Ｚ４へテープ研磨ユニットが到達するまで、テープ研磨ユニットを基板表面に向けてＺ方向に沿って移動させる。この場合は、突起部近傍の正常なトップ面に加工面をより高精度に揃えることができる。

すなわち、研磨テープを用いて突起部を研磨しながらテープ研磨ユニットを基板表面に向けてＺ方向に沿って移動させるときには、ヘッドピンは通常、基板から受ける反力によって基板から離れる方向に押し返される。よって、テープ研磨ユニットをＺ座標Ｚ３まで移動させても、ヘッドピンの先端部に裏面が当接する研磨テープの表面位置が基板表面の正常なトップ面のＺ座標Ｚ１まで到達せず、切残しが発生する場合がある。そのため、テープ研磨ユニットをＺ座標Ｚ４まで移動させることによって、加工が完了した突起部の上面を、近傍の正常なトップ面により高精度に揃えることができる。

また好ましくは、研磨テープは、砥粒を含む。砥粒は、ＷＡ（ホワイトアルミナ）、酸化クロムおよび酸化セリウムのうちいずれかの材料から成り、＃１０００以上＃３００００以下の粒度を有する。そして、上記加工する工程において、ガラス材料を含む基板表面の突起部を研磨テープを用いて加工する。この場合は、ガラス材料を含む基板表面の突起部を高精度かつ高能率に加工することができる。そして、加工後の基板表面に加工の痕跡が見えない透明度が要求されるＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用のガラス基板表面の突起部を加工するとき、透明感のある仕上げ面を得ることが可能となる。

ガラス材料と融材とを含むプラズマディスプレイパネルの背面板のリブや、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板など、ガラス材料を含む基板表面の突起部を加工するとき、ダイヤモンド砥粒などのように研磨テープの砥粒が硬すぎる場合や、砥粒の粒度が粗すぎる場合には、加工後の基板表面に疵が入りやすい。特に、加工後の基板表面に加工の痕跡が見えない透明度が要求されるフラットパネルディスプレイのガラス基板表面の突起部を加工するとき、基板表面の疵は照光により可視化され、加工後のガラス基板外観の透明度低下をもたらす。また、砥粒の粒度が細かすぎる場合には、研磨能率が大幅に低下する。そこで、基板表面の疵発生防止のため、ＷＡ（ホワイトアルミナ）、酸化クロムおよび酸化セリウムのうちいずれかの材料から成る砥粒を使用する。また砥粒の粒度が、基板表面の疵発生防止のため＃１０００以上、研磨能率低下の防止のため＃３００００以下である砥粒を使用する。これにより、ガラス材料を含む基板表面の突起部を高精度かつ高能率に加工することができ、透明感のあるガラス基板表面の仕上げ面を得ることが可能となる。

この発明に係るテープ研磨装置は、基板表面の突起部を研磨テープを用いて加工するテープ研磨装置であって、基板をＸＹ平面上に保持するテーブルと、研磨テープの表面によって突起部を研磨するテープ研磨ユニットと、制御部とを備える。テープ研磨ユニットは、先端部が研磨テープの裏面に当接され基板表面と垂直なＺ方向に移動可能に設けられるヘッドピンと、ヘッドピンが研磨ヘッドの基準位置よりもＺ方向に沿って基板から離れる方向に移動することまたは基板から離れる方向の力を受けることを示す測定データを検出するセンサとを含む。そして制御部は、基板表面の正常なトップ面および突起部に向けてテープ研磨ユニットを移動させ、ヘッドピンが基準位置よりもＺ方向に沿って基板から離れる方向に移動し始めるときまたは基板から離れる方向の力を受け始めるときのＺ座標をセンサを用いて検出し、正常なトップ面のＺ座標Ｚ１および突起部頂点のＺ座標Ｚ２を設定し、Ｚ座標Ｚ１およびＺ座標Ｚ２に基づいて突起部の高さを求め、求めた突起部の高さに基づいて突起部を研磨テープを用いて加工するように、テープ研磨ユニットと研磨テープとを制御する。

好ましくは、先端部が研磨テープの裏面に当接されＺ方向に移動可能に設けられるヘッドピンと、ヘッドピンの基板表面に対向している端面の、基板表面に対する傾き角度を調整する傾き角度調整部材とを備える。この場合は、ヘッドピンの基板表面に対向している端面が基板表面に対して平行になるようにヘッドピンの傾き角度を微調整できるので、ヘッドピンの端面がヘッドピン外周の長手方向に対して直角となるよう製作しておけば、突起部頂点のＺ座標をより正確に検出することができる。

また好ましくは、ヘッドピンの先端部の直径は、突起部の最大長さ以上とする。この場合は、突起部に向けてテープ研磨ユニットを移動させると必ず突起部頂点がヘッドピンの端面に接触するので、突起部の高さをより正確に測定することができる。

また好ましくは、テープ研磨装置は制御部を備える。そして制御部は、研磨テープを用いて突起部を研磨しながら、テープ研磨ユニットを基板表面に向けてＺ方向に沿って移動させるとき、テープ研磨ユニットがＺ座標Ｚ３よりもＺ方向に沿って基板に所定距離接近するＺ座標Ｚ４へ到達するまで、テープ研磨ユニットを基板表面に向けてＺ方向に沿って移動させる。この場合は、突起部近傍の正常なトップ面に加工面をより高精度に揃えることができる。

また好ましくは、テープ研磨装置は、突起部の高さを求める工程を開始する前に、所定距離を任意の値として制御部に入力する入力部を備える。この場合は、実際の加工と同じ条件で予備試験を行ない、その結果から求めた最適な所定距離の値を装置に設定できる。したがって、より高精度の加工を実現することができる。

また好ましくは、制御部は、弾性部材と加圧気体との少なくともいずれか一方を利用して、ヘッドピンが研磨テープを介して突起部を押圧する力を制御する。この場合は、ばねなどの弾性部材を利用することにより、ヘッドピンが基板から受ける反力により基板から離れる方向に押し返される量が増大するとき、それに伴い弾性部材の変形量が増大する。弾性部材の変形量増大に伴い弾性部材の弾性力が増大し、弾性部材がヘッドピンを押圧する力が増大する。すなわち、ヘッドピンが基板から離れる方向に押し返されるほど、ヘッドピンが突起部を押圧する力を増大させることができる。また、加圧気体を利用して押圧する力を制御することにより、気体圧力を調整して、最適な研磨状態となるよう押圧する力を容易に調整することができる。弾性部材と加圧気体とを併用することにより、突起部の材質や硬さなどに合わせた最適な押圧する力に調整でき、より高精度の加工を実現することができる。

また好ましくは、ヘッドピンの基板表面に対向している端面の形状は、基板表面に向かって凸の曲面形状である。そして、上記端面が基板表面に対向するようにヘッドピンをテープ研磨ユニットに取付けるときに、端面の中央部と基板表面との距離が、端面における加工有効面外周部と基板表面との距離に対して０．５μｍ以上１０μｍ以下短くなるように、ヘッドピンが形成される。この場合は、より高精度の加工を実現することができる。

すなわち、ヘッドピンの端面の形状が平面形状であると、加工時にヘッドピンの端面の外周部付近における研磨テープの微小振動により、基板表面の加工が完了した突起部の近傍に薄い擦り疵が生ずることがある。また、端面の形状が平面形状であるヘッドピンを用いて加工するとき、ヘッドピンの外周部が接触する基板表面に僅かな凹部が生じ、光の当て方によっては、この凹部が外観上問題となる場合がある。このため、ヘッドピンの端面の形状を基板表面に向かって凸の曲面形状としたヘッドピンを用いることができる。曲面形状の曲率半径が小さく、ヘッドピンの端面の中央部が加工有効面外周部に対して突き出しすぎている場合は、ヘッドピンの端面の中央部が接触する基板表面に外観上問題となる深さの凹部が生じる。そこで、端面の中央部と基板表面との距離が、基板表面の擦り疵防止のため０．５μｍ以上、ヘッドピンの端面の中央部の痕跡の目立ち防止のため１０μｍ以下の範囲で、端面の加工有効面外周部と基板表面との距離に対して短くなるように形成されるヘッドピンを用いることができる。これにより、基板表面の擦り疵を防止でき、また加工が終了した基板表面の凹部が外観上問題となることを防止することができる。

なお、加工有効面とは、ヘッドピンの端面におけるヘッドピンの外周部から所定量小径である面を指す。加工有効面がヘッドピンの端面の中央部を含む曲面であれば、加工有効面外周部の直径は特に規定されない。たとえば、加工有効面外周部の直径がヘッドピンの外周部の５０％以上９５％以下であっても構わない。また、ヘッドピンの端面が基板表面に対向するようにヘッドピンをテープ研磨ユニットに取付けるときに、ヘッドピンの端面における加工有効面外周部とヘッドピンの外周部との間の面が、加工有効面外周部において加工有効面に接する平面である接平面よりも基板表面から離れるように形成されるヘッドピンを用いることができる。たとえば、ヘッドピンの端面における加工有効面外周部とヘッドピンの外周部との間の面は、基板表面に向かって凸の曲面形状であって、当該面と加工有効面との交線が加工有効面外周部であり、かつ当該面の曲率が加工有効面の曲率よりも大きくなるように形成されても構わない。当該面と加工有効面とは加工有効面外周部において接しても構わない。またたとえば、ヘッドピンの端面における加工有効面外周部とヘッドピンの外周部との間の面は、円錐面であって、当該円錐面と加工有効面との交線が加工有効面外周部であり、当該円錐面のＺ方向に対する傾斜角度が加工有効面の加工有効面外周部における接平面のＺ方向に対する傾斜角度よりも小さくなるように、形成されても構わない。

また好ましくは、ヘッドピンは、端面における加工有効面外周部の直径が突起部の最大長さ以上となるように形成される。この場合は、突起部に向けてテープ研磨ユニットを移動させると必ず突起部頂点が加工有効面に接触するので、突起部の高さをより正確に測定することができ、より高精度の加工を実現することができる。

また好ましくは、研磨テープは、砥粒を含む。砥粒は、ＷＡ（ホワイトアルミナ）、酸化クロムおよび酸化セリウムのうちいずれかの材料から成り、＃１０００以上＃３００００以下の粒度を有する。この場合は、ガラス材料を含む基板表面の突起部を高精度かつ高能率に加工することができる。そして、加工後の基板表面に加工の痕跡が見えない透明度が要求されるＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用のガラス基板表面の突起部を加工するとき、透明感のある仕上げ面を得ることが可能となる。

以上のように、この発明に係るテープ研磨方法では、研磨テープの表面を基板の正常なトップ面および突起部に押圧したときのヘッドピンの移動またはヘッドピンが受ける力を利用して基板の正常なトップ面および突起部頂点のＺ座標を検出することによって、突起部の高さを正確に求めることができ、求めた突起部の高さに基づきテープ研磨を行なうことによって、基板表面の突起部を高精度に加工することができる。

図１は、この発明の一実施の形態によるテープ研磨装置の全体構成を示す模式図である。図１において、このテープ研磨装置は、加工対象となる基板１がその表面に載置され、基板１の表面と平行なＸＹ方向に移動するＸＹテーブル２と、基板１の表面と垂直なＺ方向に移動するＺテーブル３とを備える。図示しないＸＹテーブル駆動部材は、ＸＹテーブル２を移動させ、ＸＹテーブル２の表面に載置される基板１をＸ方向およびＹ方向の任意の位置に移動可能とする。図示しないＺテーブル駆動部材はＺテーブル３を移動させ、Ｚテーブル３に設けられるテープ研磨ユニット５をＺ方向の任意の位置に移動可能とする。ＸＹテーブル駆動部材およびＺテーブル駆動部材としては、たとえばリニアガイドを使用することができる。

Ｚテーブル３には、基板１の表面を観察する観察光学系４と、基板表面の突起部を加工するテープ研磨ユニット５とが設けられている。テープ研磨ユニット５は、ＸＹテーブル２およびＺテーブル３の移動によって基板１に対し相対的な任意の位置に位置決めされる。

さらに、このテープ研磨装置は、その他に観察光学系４による観察画像を表示するモニタ６と、装置全体の動きを制御する制御部としてのコントローラ７と、研磨時に発生した切り屑を排出する切り屑排出機構８などを備える。

図２は、テープ研磨ユニット５に含まれる研磨ヘッドの構成を示す断面図である。図２において、この研磨ヘッドは、先端部が研磨テープ９の裏面に当接されＺ方向に移動可能に設けられるヘッドピン１０と、ヘッドピン１０と同軸に設けられ下面中央にヘッドピン１０の上端が固定された摺動部材１１と、摺動部材１１を保持するヘッド部ケース１２とを有する。摺動部材１１は、ヘッド部ケース１２の凹部内に収容されている。この凹部は、摺動部材１１をＺ方向に案内するように、シリンダ状に形成されている。ヘッド部ケース１２の底の中央には貫通孔が形成され、ヘッドピン１０の先端部はその貫通孔を介してヘッド部ケース１２の外部に突出している。

ヘッド部ケース１２には、給気路１３と排気路１４が形成されている。圧縮空気などの加圧気体は、給気路１３と、ヘッド部ケース１２の内周面に設けられた複数の小孔とを介して摺動部材１１の外周面に供給され、摺動部材１１の外周面の上部に形成された溝と排気路１４を介して排気される。この加圧気体は、ベアリングの役割を果たし、摺動部材１１をＺ方向にスムーズに移動させる。

また、ヘッド部ケース１２の上端の開口部は、蓋部材１５で閉じられている。蓋部材１５の中央には貫通孔が形成されており、その貫通孔には連結棒１６が挿入されている。連結棒１６は、下端が摺動部材１１の上面中央に固定され、上端が変位センサ１７に結合されている。

また、蓋部材１５には給気路１８が形成されており、摺動部材１１の上面と蓋部材１５の下面とヘッド部ケース１２の内周面とで形成される空間に、外部から給気路１８を介して圧縮空気などの加圧気体が供給される。この加圧気体は、摺動部材１１の上面とヘッド部ケース１２の内周面との隙間で絞られつつ排気路１４を介して排気されるとともに、連結棒１６の外周面と蓋部材１５の貫通孔の内周面との隙間で絞られつつ排気される。このため上記空間が加圧され、この圧力により、摺動部材１１を下方へ押し付ける力が発生する。この圧力を任意に設定することにより、加工対象の材質、硬さなどに合わせた最適な加工圧を得ることができる。また加圧気体の代わりに弾性部材（図示せず）を使用することもできる。たとえばばねなどの弾性部材を利用することにより、ヘッドピン１０が基板から受ける反力により基板から離れる方向に押し返される量が増大するとき、それに伴い弾性部材の変形量が増大する。弾性部材の変形量増大に伴い弾性部材の弾性力が増大し、弾性部材がヘッドピン１０を押圧する力が増大する。すなわち、ヘッドピン１０が基板１から離れる方向に押し返されるほどヘッドピン１０が突起部を押圧する力を増大させることができる。さらに、弾性部材と加圧気体とを併用することもできる。またこれらの弾性力により、操作上誤ってヘッドピン１０と基板１とを衝突させたとき、接触時に生じる衝撃を吸収することができ、ヘッドピン１０と基板１が破壊されることを防止することができる。なお、上記弾性部材は、たとえば蓋部材１５に取付けられて摺動部材１１を下方へ押し付ける構造とすることができ、またたとえばテープ研磨ユニット５の本体に取付けられて連結棒１６を下方へ押し付ける構造とすることができる。または、変位センサ１７またはロードセルのような反力検出センサの弾性力を利用することができる。

次に、本願発明により加工される突起部の例として、プラズマディスプレイパネルの製造工程においてリブに発生する突起部について説明する。図３（Ａ）は、プラズマディスプレイパネルの背面ガラス基板１９の構成を示す斜視図である。プラズマディスプレイパネルは、対向する２枚のガラス基板（前面ガラス基板と背面ガラス基板）で構成されている。図３（Ａ）を参照して、プラズマディスプレイパネルの背面ガラス基板１９上には、幅が４０〜８０μｍ程度のリブ（微細パターン）２０が数百μｍピッチで形成されている。プラズマディスプレイパネルの製造工程において、リブ２０上部に突起部が発生することがある。

図３（Ｂ）は、リブ２０上部に発生する突起部を示す斜視図である。図３（Ｂ）を参照して、突起と欠けのいずれも存在せず所定の形状を有するリブ２０上部表面の正常なトップ面２１に対し、正常なトップ面２１よりも盛り上がった突起部２２が存在している。このようにリブ２０に突起部２２があると、前面ガラス基板と背面ガラス基板とを張り合わせたときに隙間が生じたり、突起部２２が押し潰されて不具合が生じることがある。歩留まりの向上を図るため、ガラス基板を張り合わせる前に、突起部２２を正常なトップ面２１と同じ高さまで削り取って修正する必要がある。

次に、図４〜図１０および図１２を参照して、基板表面の突起部を研磨テープを用いて加工するテープ研磨方法について説明する。図４は、基板表面の突起部に対するヘッドピン先端部の位置および動作を説明するための模式図である。図５は、テープ研磨方法全体を説明するための流れ図である。図６は、突起部高さ計測工程を説明するための流れ図である。

図５に示すように、まず工程（Ｓ１００）において、観察光学系４を用い基板１の表面を観察して、基板１表面上に存在する突起部を探す。次に工程（Ｓ２００）において、突起部高さ計測を実施する。次に工程（Ｓ３００）において、突起部研磨を実施する。これらの工程（Ｓ２００）（Ｓ３００）については、詳細を後述する。次に工程（Ｓ４００）において、後処理として、基板１から離れる方向にテープ研磨ユニット５を移動させ、次の突起部を加工する準備を実施する。

図４および図６を参照しながら、突起部高さ計測工程を説明する。まず工程（Ｓ２０１）において、ヘッドピン１０先端部のＸＹ座標を、観察光学系４により観察された研磨対象の突起部２２近傍の正常なトップ面２１のＸＹ座標に合わせ位置決めを実施する。次に工程（Ｓ２０２）において、位置決めされたＸＹ座標上で、図４の矢印２３に示す通り、基板表面の正常なトップ面２１に向けてＺ方向に沿ってテープ研磨ユニット５を移動させる。次に工程（Ｓ２０３）において、研磨テープ９の表面を基板表面の正常なトップ面２１に接触させ、そのときヘッドピン１０が研磨ヘッドの基準位置よりもＺ方向に沿って基板から離れる方向に移動し始めることを変位センサ１７によって検出し、テープ研磨ユニット５をその位置で停止させる。ここで、ヘッドピン１０に力が加えられていない条件下におけるヘッドピン１０の研磨ヘッドに対する相対的な位置を、基準位置とする。次に工程（Ｓ２０４）において、研磨テープ９の表面を基板表面の正常なトップ面２１に接触させるときの、研磨テープ９の表面の位置のＺ座標２４を、このときのＺテーブル３の位置ＺＴ１から検出し、Ｚ座標２４を正常なトップ面２１のＺ座標Ｚ１として設定する。以下、Ｚテーブル３の位置ＺＴ１を、正常なトップ面２１に対応するＺテーブル３の位置と呼ぶ。

ここで、Ｚ座標２４の検出方法としては、たとえば以下のような手法を用いてもよい。すなわち、所定位置に移動させたＺテーブル３の位置（たとえばＺテーブル３近傍に設置されるリニアスケールの原点位置、またはテーブルストローク端に設置される原点センサの位置）をＺ座標の原点とする。そして、Ｚテーブル３を工程（Ｓ２０２）においてＺ方向に沿って移動させることにより、テープ研磨ユニット５の研磨テープ９の表面が基板表面の正常なトップ面２１に接触する。そして、正常なトップ面２１に、ヘッドピン１０の先端部に裏面が当接された研磨テープ９が接触すると、変位センサ１７がヘッドピン１０の変位を検出し、Ｚテーブル３の移動（つまりテープ研磨ユニット５の移動）が停止する。このときのＺテーブル３のＺ方向での原点からの移動量ＺＴ１を、正常なトップ面２１に研磨テープ９が接触したときにおけるＺテーブル３の位置とする。そして、ヘッドピン１０とＺテーブル３との相対的な位置関係により決定される特定の値（たとえば、ヘッドピン１０に応力が加えられていない状態での、Ｚテーブル３の原点の基準となる位置からヘッドピン１０の先端部に当接された研磨テープ９の表面（基板に対向する面）までのＺ方向での距離）を、上記Ｚテーブル３の位置ＺＴ１に加えることで、上述したＺ座標２４を得ることができる。

次に工程（Ｓ２０５）において、基板から離れる方向にテープ研磨ユニット５を移動させる。

次に工程（Ｓ２０６）において、ヘッドピン１０先端部のＸＹ座標を、研磨対象となる突起部２２の表面のうちＺ方向に沿って最も正常なトップ面２１から離れている位置である、突起部頂点２５のＸＹ座標に合わせ位置決めを実施する。次に工程（Ｓ２０７）において、位置決めされたＸＹ座標上で、図４の矢印２６に示す通り、突起部２２に向けてＺ方向に沿ってテープ研磨ユニット５を移動させる。次に工程（Ｓ２０８）において、研磨テープ９の表面を突起部頂点２５に接触させ、そのときヘッドピン１０が研磨ヘッドの基準位置よりもＺ方向に沿って基板から離れる方向に移動し始めることを変位センサ１７によって検出し、テープ研磨ユニット５をその位置で停止させる。次に工程（Ｓ２０９）において、研磨テープ９の表面を突起部頂点２５に接触させるときの、研磨テープ９の表面の位置のＺ座標２７を、このときのＺテーブル３の位置ＺＴ２から検出し、Ｚ座標２７を突起部頂点２５のＺ座標Ｚ２として設定する。以下、Ｚテーブル３の位置ＺＴ２を、突起部頂点２５に対応するＺテーブル３の位置と呼ぶ。ここで、具体的なＺ座標２７の検出方法としては、上述したＺ座標２４の検出方法と同様の手法を用いることができる。

次に工程（Ｓ２１０）において、Ｚ座標Ｚ１とＺ座標Ｚ２との差の絶対値を突起部２２の高さとして算出する。なお、突起部２２の高さの算出においては、工程（Ｓ２０４）においてＺテーブル３が移動した位置ＺＴ１と、工程（Ｓ２０９）においてＺテーブル３が移動した位置ＺＴ２との差の絶対値を、突起部２２の高さとしてもよい。また、突起部２２の高さを求めるためには、上述したＺ座標Ｚ１とＺ座標Ｚ２とについて、その相対的な差を求めることができれば、任意の位置（たとえばＺ座標Ｚ１の位置）を原点とした座標系を用いることができる。

次に工程（Ｓ２１１）において、基板から離れる方向にＺ方向に沿ってテープ研磨ユニット５を移動させる。

ここで、従来のテープ研磨装置では、図２中にＤとして示すヘッドピン１０先端部の直径は、突起部２２の最大長さより小さなものが使用されていた。ここで、突起部２２の最大長さとは、基板１９に形成されたリブ２０の上面（正常なトップ面２１）の方向とほぼ平行な方向における突起部２２の長さの最大値を示す。この場合、突起部頂点２５に対応するＺテーブル３の位置ＺＴ２を検出する工程において、ヘッドピン１０の先端部が突起部頂点２５のＸＹ座標と正確に一致するよう位置制御する必要がある。ヘッドピン１０の先端部が突起部頂点２５のＸＹ座標から外れていれば研磨テープ９の表面の突起部２２へのＺ方向接触位置を検出しても突起部頂点のＺ座標２７とは異なり、突起部２２の高さ測定を正確に行なうことができなくなるため、高精度な位置制御が要求される。

そこで、この一実施の形態では、先端部が突起部２２の最大長さ以上の直径Ｄを有するヘッドピン１０を使用する。ヘッドピン１０の直径Ｄ（φ０．１〜５．０ｍｍ）は突起部の最大長さに応じて変更される。たとえば、突起部の最大長さが２ｍｍ程度と予測されるときには、直径Ｄ＝φ３．０ｍｍが使用される。これにより、突起部２２に向けてＺ方向に沿ってテープ研磨ユニット５を移動させたとき必ず研磨テープ９の表面は突起部頂点２５に接触するので、突起部２２の高さ測定を正確に行なうことができる。

この場合、ヘッドピン１０の動きを研磨ヘッドにヘッドピン１０と同軸上に設けた変位センサ１７で直接検出する構造であるため、研磨中に突起部２２からヘッドピン１０に与えられる反力によってヘッドピン１０が研磨ヘッドにおける基準位置から基板と反対方向（Ｚ方向に沿って基板から離れる方向）に移動する量の検出に際して、アッベの原理などによる誤差を生ずることなく正確にヘッドピン１０の移動量の測定を実施できる。さらに、１種類のセンサによって突起部２２の高さを測定できるため、レーザ変位計など突起部２２の高さを測定するためのセンサを必要としていた従来のテープ研磨装置に比べ、計器による誤差が除かれるためより高精度な高さ測定を実現でき、かつ装置の製造コストを低減できる。そして、この測定結果に基づき加工を行なうことによって、ＸＹテーブル２の直進性などの悪影響もなく、突起部２２近傍の正常なトップ面２１に加工面を揃えることができる。

ただし、突起部頂点２５のＺ座標Ｚ２を検出する工程においては、ヘッドピン１０の先端部に当接された研磨テープ９の表面を突起部頂点２５に接触させてそのときのＺテーブルの位置ＺＴ２を検出するため、ヘッドピン１０の基板表面に対向している端面が基板１に対して正確に平行である必要がある。この端面が基板表面に対して傾いていると突起部頂点２５に対応するＺテーブル３の位置ＺＴ２の正確な測定は困難である。そこで、この一実施の形態では、上記ヘッドピン１０の端面の基板表面に対する傾き角度を調整する傾き角度調整部材を設ける。図１１（Ａ）（Ｂ）は、傾き角度調整部材の構成および動作を示す模式図である。図１１（Ａ）を参照して、供給リール３３、巻取リール３４は、任意に調整される所定の回転速度で回転駆動され、補助リール３５ａ，３５ｂとともに研磨テープ９をヘッドピン１０の先端部に沿って所定の速度で送る。ナット３６ａ，３６ｂはともに図１に示したＺテーブル３に固定されており、調整ネジ３７ａ，３７ｂはそれぞれナット３６ａ，３６ｂにねじ込まれ、その端部が調整軸３８を挟持するように設けられている。また、テープ研磨ユニット５は、図１に示したＺテーブル３に傾き角度調整可能なように設けられている。

ナット３６ａ，３６ｂ、調整ネジ３７ａ，３７ｂおよび調整軸３８は傾き角度調整部材を構成する。テープ研磨ユニット５が傾いている場合や基板１が載置されたＸＹテーブル２が傾いている場合など、基板１に対してヘッドピン１０の基板表面に対向している端面が傾いている場合であっても、調整ネジ３７ａ，３７ｂそれぞれのナット３６ａ，３６ｂへのねじ込み量を調整し、調整軸３８の傾き角度を調整することによって、ヘッドピン１０の基板表面に対向している端面が基板１に対して平行になるようにテープ研磨ユニット５の傾き角度を微調整することができる（図１１（Ｂ）参照）。したがって、突起部頂点のＺ座標２７を正確に検出することが可能となる。

ヘッドピンの端面の形状が平面形状であると、加工時にヘッドピンの端面の外周部付近における研磨テープの微小振動により、基板表面の加工が完了した突起部の近傍に薄い擦り疵が生ずることがある。また、端面の形状が平面形状であるヘッドピンを用いて加工するとき、ヘッドピンの外周部が接触する基板表面に僅かな凹部が生じ、光の当て方によっては、この凹部が外観上問題となる場合がある。そこで、ヘッドピンの基板表面に対向している端面の形状を基板表面に向かって凸の曲面形状とすることができる。図１３は、ヘッドピンの変形例を示す模式図である。図１３において、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は底面図を示す。

図１３において、ヘッドピン１０の基板表面に対向する端面の形状は、基板表面に向かって凸の曲面形状である。曲面形状の曲率半径が小さく、ヘッドピン１０の端面の中央部４０が外周部４３に対して突き出しすぎている場合は、ヘッドピン１０の端面の中央部４０が接触する基板表面に凹部が生じる。そこで、上記端面が基板表面に対向するようにヘッドピン１０をテープ研磨ユニット５に取付けるときに、端面の中央部４０と基板表面との距離が、端面の加工有効面外周部４１と基板表面との距離に対して０．５μｍ以上１０μｍ以下短くなるように、ヘッドピン１０が形成される。また、加工有効面外周部４１とヘッドピンの外周部４３との間の面４２は、基板表面に向かって凸の曲面形状に形成されている。面４２と加工有効面との交線が加工有効面外周部４１であり、かつ面４２の曲率が加工有効面の曲率よりも大きくなるように形成されている。これにより、基板表面の擦り疵を防止でき、また加工が終了した基板表面の凹部が外観上問題となることを防止することができる。

また、図１３において、加工有効面外周部４１の直径が、突起部２２の最大長さ以上の直径となるようにヘッドピン１０を形成することができる。たとえば、突起部の最大長さが２ｍｍ程度と予測されるときには、加工有効面外周部４１の直径が３ｍｍに形成されたヘッドピン１０を使用することができる。これにより、突起部２２に向けてＺ方向に沿ってテープ研磨ユニット５を移動させたとき必ず研磨テープ９の表面は突起部頂点２５に接触するので、突起部２２の高さ測定を正確に行なうことができる。

なお、ヘッドピン１０の硬度が低いと、研磨テープ９の砥粒により、たとえば砥粒が研磨テープ９とヘッドピン１０の合間に入り込んだ場合などに、ヘッドピン１０の端面に疵がつく場合がある。そのとき、ヘッドピン１０の端面における上記疵の周囲が隆起する場合がある。その痕跡が加工時に正常なトップ面２１に転写されると加工面に筋状疵が生じ良好な仕上げ面が得られない。かかる事態を防止するため、好ましくは、ヘッドピン１０の硬度は、ＨＲＣ５０以上である。また、上記と同様に、ヘッドピン１０の端面の面粗さの痕跡が加工時に正常なトップ面２１に転写される事態を防止するため、好ましくは、ヘッドピン１０の端面の面粗さは、Ｒｍａｘ０．３μｍ以下である。より好ましくは、ヘッドピン１０の端面が鏡面研磨され、たとえば面粗さはＲｍａｘ０．１μｍ以下である。

図７は、上述した突起部高さ計測工程において求めた突起部２２の高さに基づいて、突起部２２を研磨テープ９を用いて加工する、突起部研磨工程を説明するための流れ図である。図４および図７を参照しながら、突起部研磨工程を説明する。まず、突起部頂点２５に対応するＺテーブル３の位置ＺＴ２から、Ｚ方向に沿って図４中に示す所定の距離ｈ（たとえば１０〜２０μｍ）だけ基板１から離れるＺテーブル３の位置ＺＴ３を設定する。突起部研磨工程は、Ｚテーブル３がＺＴ３位置へ到達するまで、すなわち、ヘッドピン１０の先端部が突起部頂点２５のＺ座標Ｚ２からＺ方向に沿って所定の距離ｈだけ基板１から離れる位置のＺ座標２８へ到達するまで、テープ研磨ユニット５をＺ方向に沿って突起部２２に向けて移動する移動工程と、移動工程の後、テープ研磨ユニット５をＺ方向に沿って基板表面に向けてさらに移動して突起部２２を研磨テープ９を用いて加工する研磨工程とを含む。移動工程においてヘッドピン１０の先端部が移動する範囲２９と、研磨工程においてヘッドピン１０の先端部が移動する範囲３０とを図４中に示す。

工程（Ｓ３０１）において、範囲２９では図４の矢印３１に示す通り、テープ研磨ユニット５をＺ方向に沿って突起部に向けて移動速度Ｖｏで移動させる。次に工程（Ｓ３０２）において、ヘッドピン１０の先端部のＺ座標をＺテーブル３の位置により検出し、Ｚテーブル３がＺＴ３位置へ到達するとき、すなわちヘッドピン１０の先端部が上記Ｚ座標２８に到達する位置で、研磨テープ９を駆動する。次に工程（Ｓ３０３）において、範囲３０では図４の矢印３２に示す通り、Ｚ方向に沿って突起部に向けてテープ研磨ユニット５を移動速度Ｖで移動させる。次に工程（Ｓ３０４）において、研磨テープ９の表面を突起部頂点２５に接触させる。次に工程（Ｓ３０５）において、突起部を研磨する。次に工程（Ｓ３０６）において、研磨テープ９の表面が基板表面の正常なトップ面のＺ座標２４に到達することをＺテーブル３およびヘッドピン１０の位置により検出するまで、すなわちＺテーブル３がＺＴ１位置に到達するまで、テープ研磨ユニット５を移動する。次に工程（Ｓ３０７）において、この位置でテープ研磨ユニット５を停止する。次に工程（Ｓ３０８）において、研磨テープ９を停止する。

この場合、上記移動工程におけるテープ研磨ユニット５の移動速度Ｖｏは、研磨工程におけるテープ研磨ユニット５の移動速度Ｖよりも大きくする。これにより、テープ研磨ユニット５を突起部２２に迅速に近づけることができるので、消費される研磨テープの無駄を防ぎ、加工時間の短縮を図ることができる。

図８は、突起部研磨工程の変形例１を説明するための流れ図である。まず工程（Ｓ３１１）において、研磨テープを駆動する。次に工程（Ｓ３１２）において、テープ研磨ユニット５をＺ方向に沿って突起部２２に向けて移動させるべく、Ｚテーブル３を下方に（基板表面に向けて）駆動する。次に工程（Ｓ３１３）において、研磨テープ９の表面を突起部頂点２５に接触させる。次に工程（Ｓ３１４）において、Ｚテーブル３を基板に向けて送りつつ突起部を研磨する。

次に工程（Ｓ３１５）において、テープ研磨ユニット５をＺ座標Ｚ３に到達するまで移動させるべく、Ｚテーブル３を正常なトップ面２１に対応する位置ＺＴ１まで移動させる。ここで、上述した工程（Ｓ２０４）において検出される、Ｚテーブル３が基板表面の正常なトップ面２１のＺ座標Ｚ１に対応する位置ＺＴ１にあるときの、テープ研磨ユニット５が到達する位置を、上記のＺ座標Ｚ３として予め定めているものである。なお上述の通り、正常なトップ面２１に対応するＺテーブル位置ＺＴ１を検出するために研磨テープ９の表面を正常なトップ面２１に接触させるときには、ヘッドピン１０には力が加えられておらず研磨ヘッドの基準位置にある。

次に工程（Ｓ３１６）において、テープ研磨ユニット５を停止させる。次に工程（Ｓ３１７）において、ヘッドピン１０が研磨ヘッドの基準位置よりもＺ方向に沿って基板から離れる方向に移動する変位量を、変位センサ１７を用いて検出する。次に工程（Ｓ３１８）において、変位量が予め決められた基準値（たとえば３μｍ、より好ましくは１μｍ）以下であるかを判断する。

工程（Ｓ３１８）において、変位量が基準値よりも大きい（ＮＯ）と判断された場合には、ヘッドピン１０の変位量検出工程（Ｓ３１７）および変位量が基準値以下であるかの判断工程（Ｓ３１８）が再度繰り返され、その間変位量が基準値以下となるまで、テープ研磨ユニット５を上記Ｚ座標Ｚ３に静止させたまま加工が続けられる。工程（Ｓ３１８）において、変位量が基準値以下（ＹＥＳ）と判断された場合には、工程（Ｓ３１９）において、研磨テープを停止する。

これにより、研磨終了時にヘッドピン１０の先端部が到達する位置と正常なトップ面２１のＺ座標Ｚ１との間隔を、予め定められた基準値以下とできる。したがって、突起部近傍の正常なトップ面２１に加工面を揃えることができる。

図９は、突起部研磨工程の変形例２を説明するための流れ図である。まず工程（Ｓ３２１）において、研磨テープを駆動する。次に工程（Ｓ３２２）において、テープ研磨ユニット５をＺ方向に沿って突起部２２に向けて移動させるべく、Ｚテーブル３を下方に（基板表面に向けて）駆動する。次に工程（Ｓ３２３）において、研磨テープ９の表面を突起部頂点２５に接触させる。次に工程（Ｓ３２４）において、Ｚテーブル３を基板に向けて送りつつ突起部を研磨する。

次に工程（Ｓ３２５）において、ヘッドピン１０が研磨ヘッドの基準位置よりもＺ方向に沿って基板から離れる方向に移動する変位量を、変位センサ１７を用いて検出する。次に工程（Ｓ３２６）において、変位量が予め決められた基準値（たとえば２μｍ）以下であるかを判断する。

工程（Ｓ３２６）において、変位量が基準値以下（ＹＥＳ）と判断された場合には、テープ研磨ユニット５の移動速度を維持する。工程（Ｓ３２６）において、変位量が基準値よりも大きい（ＮＯ）と判断された場合には、工程（Ｓ３２７）において、テープ研磨ユニット５の移動速度の設定値をより小さい値へ変更する。移動速度の設定値を小さい値へ変更した後は、変位量が基準値（たとえば２μｍ）以下であるかの判断を工程（Ｓ３２５）（Ｓ３２６）で再度確認し、変位量が基準値以下（ＹＥＳ）と判断されるまで、テープ研磨ユニット５の移動速度の設定値をより小さい値へ変更する。

次に工程（Ｓ３２８）において、Ｚテーブル３が正常なトップ面に対応するＺテーブル３の位置ＺＴ１に到達したかを判断する。工程（Ｓ３２８）において、Ｚテーブル３がＺＴ１に到達していない（ＮＯ）と判断された場合には、上記移動速度で工程（Ｓ３２４）の突起部研磨を続行する。工程（Ｓ３２８）において、Ｚテーブル３がＺＴ１に到達した（ＹＥＳ）と判断された場合には、工程（Ｓ３２９）において、テープ研磨ユニット５を停止する。次に工程（Ｓ３３０）において、研磨テープ９を停止する。

これにより、研磨工程におけるヘッドピン１０の変位量を一定範囲内に保ち、より高精度の加工を実現することができる。

図１０は、突起部研磨工程の変形例３を説明するための流れ図である。まず工程（Ｓ３３１）において、研磨テープを駆動する。次に工程（Ｓ３３２）において、テープ研磨ユニット５をＺ方向に沿って突起部２２に向けて移動させるべく、Ｚテーブル３を下方に（基板表面に向けて）駆動する。次に工程（Ｓ３３３）において、研磨テープ９の表面を突起部頂点２５に接触させる。次に工程（Ｓ３３４）において、Ｚテーブル３を基板に向けて送りつつ突起部を研磨する。

次に工程（Ｓ３３５）において、予め定められた所定距離（たとえば２０μｍ）を移動後テープ研磨ユニット５を停止させる。次に工程（Ｓ３３６）において、ヘッドピン１０が研磨ヘッドの基準位置よりもＺ方向に沿って基板から離れる方向に移動する変位量を、変位センサ１７を用いて検出する。次に工程（Ｓ３３７）において、変位量が予め決められた基準値（たとえば２μｍ）以下であるかを判断する。

工程（Ｓ３３７）において、変位量が基準値よりも大きい（ＮＯ）と判断された場合には、工程（Ｓ３３８）において、テープ研磨ユニット５を次回駆動したときの移動距離と、次回移動時間と、次回停止時間との、少なくともいずれか一つの設定値を変更する。なお、変更の内容としては、ヘッドピン１０が研磨ヘッドの基準位置よりもＺ方向に沿って基板から離れる方向に移動する変位量を小さくするような設定変更であれば、任意の変更内容を採用できる。たとえば移動距離を設定変更前の移動距離より小さい値にしてもよい。また、移動時間を（移動速度一定として）設定変更前の移動時間より短い値にしてもよい。また、テープ研磨ユニット５の停止時間が予め設定されている場合には、停止時間を設定変更前の当該停止時間より長い値にしてもよい。

これら設定値を変更後、次に工程（Ｓ３３９）において、ヘッドピン１０が基準位置よりもＺ方向に沿って基板から離れる方向に移動する変位量を変位センサ１７を用いて検出する。次に工程（Ｓ３４０）において、変位量が予め決められた基準値（たとえば２μｍ）以下であるかを判断する。

工程（Ｓ３４０）において、変位量が基準値より大きい（ＮＯ）と判断された場合には、ヘッドピン１０の変位量検出工程（Ｓ３３９）および変位量が基準値以下であるかの判断工程（Ｓ３４０）が再度繰り返され、その間変位量が基準値以下となるまで、テープ研磨ユニット５を静止させたまま加工が続けられる。工程（Ｓ３４０）において、変位量が基準値以下（ＹＥＳ）と判断された場合には、工程（Ｓ３４１）において、テープ研磨ユニットを駆動する。

工程（Ｓ３３７）において、変位量が基準値以下（ＹＥＳ）と判断された場合には、工程（Ｓ３４１）において、設定値を変更せずにテープ研磨ユニットを駆動する。

次に工程（Ｓ３４２）において、Ｚテーブル３が正常なトップ面に対応するＺテーブル３の位置ＺＴ１に到達したかを判断する。工程（Ｓ３４２）において、Ｚテーブル３がＺＴ１に到達していない（ＮＯ）と判断された場合には、工程（Ｓ３３４）の突起部研磨を続行する。工程（Ｓ３４２）において、Ｚテーブル３がＺＴ１に到達した（ＹＥＳ）と判断された場合には、工程（Ｓ３４３）において、テープ研磨ユニット５を停止する。次に工程（Ｓ３４４）において、研磨テープ９を停止する。

図１２は、突起部研磨工程の変形例４を説明するための流れ図である。まず工程（Ｓ３５１）において、研磨テープを駆動する。次に工程（Ｓ３５２）において、テープ研磨ユニット５をＺ方向に沿って突起部２２に向けて移動させるべく、Ｚテーブル３を下方に（基板表面に向けて）駆動する。次に工程（Ｓ３５３）において、研磨テープ９の表面を突起部頂点２５に接触させる。次に工程（Ｓ３５４）において、Ｚテーブル３を基板に向けて送りつつ突起部を研磨する。

次に工程（Ｓ３５５）において、Ｚテーブル３が位置ＺＴ４に到達したかを判断する。ここで、Ｚテーブル位置ＺＴ４は、Ｚテーブル３が基板表面の正常なトップ面２１のＺ座標Ｚ１に対応する位置ＺＴ１に対して、予め実際の加工と同じ条件で行なわれる予備試験の結果から求めた最適な所定距離Ｘ（たとえば３μｍ以上２０μｍ以下）だけＺ方向に沿って正常なトップ面２１に接近する位置を示す。すなわちＺＴ４＝ＺＴ１＋Ｘの関係で示される。また、Ｚテーブル３がＺＴ１にあるときテープ研磨ユニット５はＺ座標Ｚ３にあるため、Ｚテーブル３がＺＴ４に到達したときには、テープ研磨ユニット５は、正常なトップ面２１のＺ座標を求めたときに到達したＺ座標Ｚ３よりもＺ方向に沿って基板に所定距離Ｘ（たとえば３μｍ以上２０μｍ以下）だけ接近するＺ座標Ｚ４へ到達する。

工程（Ｓ３５５）において、Ｚテーブル３がＺＴ４に到達していない（ＮＯ）と判断された場合には、工程（Ｓ３５４）の突起部研磨を続行する。工程（Ｓ３５５）において、Ｚテーブル３がＺＴ４に到達した（ＹＥＳ）と判断された場合には、工程（Ｓ３５６）において、Ｚテーブル３を停止、すなわちテープ研磨ユニット５を停止する。次に工程（Ｓ３５７）において、研磨テープ９を停止する。

これにより、Ｚテーブル３をＺ方向に沿ってＺＴ１位置まで移動させるときに、ヘッドピン１０が基板１から受ける反力によって基板１から離れる方向に押し返され、切残しが発生する量を見込んで、Ｚテーブル３をさらに所定距離Ｘだけ移動させる位置ＺＴ４まで移動させる。したがって、加工が完了した突起部２２の上面を、近傍の正常なトップ面２１に、より高精度に揃えることができる。なお、所定距離Ｘの値は、任意の値として入力部を介してコントローラ９に入力することができる。上記入力部は、コントローラ９が有する操作パネルであってもよく、またコントローラ９と別にキーボードなどの入力装置を設けることもできる。また、所定距離Ｘの値は、図５に示す工程（Ｓ２００）を開始する前に入力することができる。同一材料の突起部２２に対し、Ｚテーブル３の移動速度を同一とし、ヘッドピン１０が突起部２２を押圧する力を同一として加工する場合、加工が完了した突起部２２の上面はほぼ同一のＺ座標上に得られる。よって、突起部２２近傍の正常なトップ面２１に加工面をより高精度に揃えるためには、実際の加工と同じ条件で予備試験を行ない、その結果から求めた最適な所定距離Ｘの値を装置に設定した上で加工を行なう。したがって、より高精度の加工を実現することができる。

なお、この一実施の形態では、ヘッドピン１０のＺ方向の位置変化を変位センサ１７で検出し、その検出結果に基づいて研磨テープ９の表面と基板表面の正常なトップ面２１および突起部２２の接触状態を検出したが、変位センサ１７の代わりに、下方からヘッドピン１０に与えられる反力の変化を検出するロードセルのような反力検出センサを用いてもよい。テープ研磨ユニット５の移動中に研磨テープ９の表面が基板表面の正常なトップ面２１または突起部２２に接触すると、基板１からヘッドピン１０に与えられる反力が増加し始めるので、反力検出センサの検出結果に基づいて研磨テープ９の表面が正常なトップ面２１または突起部２２に接触したことを検出することができる。突起部研磨工程の変形例１、２および３においては、ヘッドピン１０に対する反力をヘッドピン１０のＺ方向の変位量へ変換した上で、テープ研磨ユニット５の移動制御因子に用いると良い。

また、この一実施の形態では、プラズマディスプレイパネルの背面ガラス基板１９上に形成されたリブ２０上部の突起部２２を加工する場合を示したが、この用途に限定されるものではない。これまでに説明した、プラズマディスプレイパネルの背面板の、たとえばソーダライム系ガラスと融材とを含み形成されるリブのような凹凸のあるトップ面以外の、板状物体の製造工程においても適用することができる。たとえば、カラーフィルタを含むＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用の、たとえばアルミノケイ酸塩ガラスなどの無アルカリガラスより形成されるガラス基板などの、平滑な平面板、硝子板または基板などの表面に発生した突起部を加工することも可能である。ガラス材料を含む基板表面の突起部を高精度かつ高能率に加工するために、研磨テープの砥粒は、ＷＡ（ホワイトアルミナ）、酸化クロムおよび酸化セリウムのうちいずれかの材料から成り、＃１０００以上＃３００００以下の粒度を有するものを使用することができる。これにより、ＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）用のような平滑なガラス基板表面の突起部を加工するとき、加工後の基板表面に加工の痕跡が見えない透明感のあるガラス基板表面の仕上げ面を得ることが可能となる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の一実施の形態によるテープ研磨装置の全体構成を示す模式図である。図１に示したテープ研磨ユニットの、研磨ヘッドの構成を示す断面図である。プラズマディスプレイパネルの背面ガラス基板の構成およびリブ上部に発生する突起部を示す斜視図である。基板表面の突起部に対するヘッドピン先端部の位置および動作を示す模式図である。テープ研磨方法全体を示す流れ図である。突起部高さ計測工程を説明する流れ図である。突起部研磨工程を説明する流れ図である。突起部研磨工程の変形例１を説明する流れ図である。突起部研磨工程の変形例２を説明する流れ図である。突起部研磨工程の変形例３を説明する流れ図である。テープ研磨ユニットの傾き角度調整部材の構成および動作を示す模式図である。突起部研磨工程の変形例４を説明する流れ図である。ヘッドピンの変形例を示す模式図である。

符号の説明

１基板、２ＸＹテーブル、３Ｚテーブル、４観察光学系、５テープ研磨ユニット、６モニタ、７コントローラ、８切り屑排出機構、９研磨テープ、１０ヘッドピン、１１摺動部材、１２ヘッド部ケース、１３給気路、１４排気路、１５蓋部材、１６連結棒、１７変位センサ、１８給気路、１９基板、２０リブ、２１正常なトップ面、２２突起部、２３正常なトップ面のＺ座標を検出する動作、２４正常なトップ面のＺ座標、２５突起部頂点、２６突起部頂点のＺ座標を検出する動作、２７突起部頂点のＺ座標、２８突起部頂点からＺ方向に沿って所定の距離ｈだけ基板から離れる位置のＺ座標、２９移動工程においてヘッドピン先端部が移動する範囲、３０研磨工程においてヘッドピン先端部が移動する範囲、３１テープ研磨ユニットを早送りする動作、３２突起部を研磨する動作、３３供給リール、３４巻取リール、３５ａ，３５ｂ補助リール、３６ａ，３６ｂナット、３７ａ，３７ｂ調整ネジ、３８調整軸、４０ヘッドピンの中央部、４１加工有効面外周部、４２加工有効面外周部とヘッドピンの外周部の間の面、４３ヘッドピンの外周部。

Claims

基板表面の突起部を研磨テープを用いて加工するテープ研磨方法であって、
前記基板をＸＹ平面上に保持するテーブルと、
先端部が前記研磨テープの裏面に当接されＺ方向に移動可能に設けられるヘッドピンと、前記ヘッドピンが研磨ヘッドの基準位置よりも前記Ｚ方向に沿って前記基板から離れる方向に移動することまたは前記基板から離れる方向の力を受けることを示す測定データを検出するセンサとを含み、前記研磨テープの表面によって前記突起部を研磨するテープ研磨ユニットとを設け、
前記基板表面の正常なトップ面および前記突起部に向けて前記テープ研磨ユニットを移動させ、前記ヘッドピンが前記基準位置よりも前記Ｚ方向に沿って前記基板から離れる方向に移動し始めるときまたは前記基板から離れる方向の力を受け始めるときのＺ座標を前記センサを用いて検出し、前記正常なトップ面のＺ座標Ｚ１および前記突起部頂点のＺ座標Ｚ２を設定し、前記Ｚ座標Ｚ１および前記Ｚ座標Ｚ２に基づいて前記突起部の高さを求める工程と、
求めた突起部の高さに基づいて前記突起部を前記研磨テープを用いて加工する工程とを備えることを特徴とする、テープ研磨方法。
前記加工する工程は、
前記ヘッドピンの先端部が前記Ｚ座標Ｚ２から前記Ｚ方向に沿って所定の距離だけ前記基板から離れる位置へ到達するまで、前記テープ研磨ユニットを前記Ｚ方向に沿って前記突起部に向けて移動する移動工程と、
前記移動工程の後、前記テープ研磨ユニットを前記Ｚ方向に沿って前記基板表面に向けてさらに移動して、前記突起部を前記研磨テープを用いて研磨する研磨工程とを含み、
前記移動工程における前記テープ研磨ユニットの移動速度は、前記研磨工程における前記テープ研磨ユニットの移動速度よりも大きいことを特徴とする、請求項１に記載のテープ研磨方法。
前記加工する工程において、
前記研磨テープを用いて前記突起部を研磨しながら、前記Ｚ座標Ｚ１を求めたときに前記テープ研磨ユニットが到達したＺ座標Ｚ３まで、前記テープ研磨ユニットを前記基板表面に向けて前記Ｚ方向に沿って移動させるとき、
前記測定データを前記センサによって検出し、
前記測定データが予め決められた基準値以下となるまで、前記テープ研磨ユニットを前記Ｚ座標Ｚ３に静止させたまま加工を続けることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のテープ研磨方法。
前記加工する工程において、
前記研磨テープを用いて前記突起部を研磨しながら、前記テープ研磨ユニットを前記基板表面に向けて前記Ｚ方向に沿って移動させるとき、
前記測定データを前記センサによって検出し、
前記測定データが一定範囲内に入るよう前記テープ研磨ユニットの移動速度を制御しながら、前記テープ研磨ユニットを連続的に移動させることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載のテープ研磨方法。
前記加工する工程において、
前記研磨テープを用いて前記突起部を研磨しながら、前記テープ研磨ユニットを前記基板表面に向けて前記Ｚ方向に沿って移動させるとき、
前記測定データを前記センサによって検出し、
前記測定データが一定範囲内に入るよう前記テープ研磨ユニットの移動および停止を繰り返し、一回あたりの移動距離と移動時間と停止時間との少なくともいずれか一つを制御しながら前記テープ研磨ユニットを移動させることを特徴とする、請求項１から請求項３のいずれかに記載のテープ研磨方法。
前記加工する工程において、
前記研磨テープを用いて前記突起部を研磨しながら、前記テープ研磨ユニットを前記基板表面に向けて前記Ｚ方向に沿って移動させるとき、
前記Ｚ座標Ｚ１を求めたときに前記テープ研磨ユニットが到達したＺ座標Ｚ３よりも前記Ｚ方向に沿って前記基板に所定距離接近するＺ座標Ｚ４へ前記テープ研磨ユニットが到達するまで、前記テープ研磨ユニットを前記基板表面に向けて前記Ｚ方向に沿って移動させる、請求項１から請求項５のいずれかに記載のテープ研磨方法。
前記研磨テープは、砥粒を含み、
前記砥粒は、ＷＡ（ホワイトアルミナ）、酸化クロムおよび酸化セリウムのうちいずれかの材料から成り、＃１０００以上＃３００００以下の粒度を有し、
前記加工する工程において、ガラス材料を含む前記基板表面の前記突起部を前記研磨テープを用いて加工する、請求項１から請求項６のいずれかに記載のテープ研磨方法。
基板表面の突起部を研磨テープを用いて加工するテープ研磨装置であって、
前記基板をＸＹ平面上に保持するテーブルと、
先端部が前記研磨テープの裏面に当接されＺ方向に移動可能に設けられるヘッドピンと、前記ヘッドピンが研磨ヘッドの基準位置よりも前記Ｚ方向に沿って前記基板から離れる方向に移動することまたは前記基板から離れる方向の力を受けることを示す測定データを検出するセンサとを含み、前記研磨テープの表面によって前記突起部を研磨するテープ研磨ユニットと、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記基板表面の正常なトップ面および前記突起部に向けて前記テープ研磨ユニットを移動させ、前記ヘッドピンが前記基準位置よりも前記Ｚ方向に沿って前記基板から離れる方向に移動し始めるときまたは前記基板から離れる方向の力を受け始めるときのＺ座標を前記センサを用いて検出し、前記正常なトップ面のＺ座標Ｚ１および前記突起部頂点のＺ座標Ｚ２を設定し、前記Ｚ座標Ｚ１および前記Ｚ座標Ｚ２に基づいて前記突起部の高さを求め、求めた突起部の高さに基づいて前記突起部を前記研磨テープを用いて加工するように、前記テープ研磨ユニットと前記研磨テープとを制御することを特徴とする、テープ研磨装置。
請求項１から請求項７のいずれかに記載のテープ研磨方法を実現するテープ研磨装置であって、
先端部が研磨テープの裏面に当接されＺ方向に移動可能に設けられるヘッドピンと、
前記ヘッドピンの前記基板表面に対向している端面の、前記基板表面に対する傾き角度を調整する傾き角度調整部材とを備えることを特徴とする、テープ研磨装置。
前記ヘッドピンの先端部の直径は、前記突起部の最大長さ以上とすることを特徴とする、請求項９に記載のテープ研磨装置。
請求項６に記載のテープ研磨方法を実現するテープ研磨装置であって、制御部を備え、
前記制御部は、前記研磨テープを用いて前記突起部を研磨しながら、前記テープ研磨ユニットを前記基板表面に向けて前記Ｚ方向に沿って移動させるとき、前記Ｚ座標Ｚ１を求めたときに前記テープ研磨ユニットが到達した前記Ｚ座標Ｚ３よりも前記Ｚ方向に沿って前記基板に所定距離接近する前記Ｚ座標Ｚ４へ前記テープ研磨ユニットが到達するまで、前記テープ研磨ユニットを前記基板表面に向けて前記Ｚ方向に沿って移動させる、テープ研磨装置。
前記突起部の高さを求める工程を開始する前に、前記所定距離を任意の値として前記制御部に入力する入力部を備える、請求項１１に記載のテープ研磨装置。
前記制御部は、弾性部材と加圧気体との少なくともいずれか一方を利用して、前記ヘッドピンが前記研磨テープを介して前記突起部を押圧する力を制御する、請求項１１または請求項１２に記載のテープ研磨装置。
前記ヘッドピンの前記基板表面に対向している端面の形状は、前記基板表面に向かって凸の曲面形状であり、
前記端面が前記基板表面に対向するように前記ヘッドピンを前記テープ研磨ユニットに取付けるときに、前記端面の中央部と前記基板表面との距離が、前記端面における加工有効面外周部と前記基板表面との距離に対して０．５μｍ以上１０μｍ以下短くなるように、前記ヘッドピンが形成される、請求項８から請求項１３のいずれかに記載のテープ研磨装置。
前記ヘッドピンは、前記端面における前記加工有効面外周部の直径が前記突起部の最大長さ以上となるように形成される、請求項１４に記載のテープ研磨装置。
前記研磨テープは、砥粒を含み、
前記砥粒は、ＷＡ（ホワイトアルミナ）、酸化クロムおよび酸化セリウムのうちいずれかの材料から成り、＃１０００以上＃３００００以下の粒度を有する、請求項８から請求項１５のいずれかに記載のテープ研磨装置。