JP2011161534A - 研磨ヘッド及び研磨装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高精度に研磨ヘッドの取り付け調整ができない場合であっても、基板上の微少突起を要求の高さにまで研磨することができ、かつ、研磨テープの破損を防止できるようにする。
【解決手段】ベース部材５２１ａの下部に対し、研磨ヘッド５２１ｂを、研磨テープ５１０の幅方向に直交する方向を軸５２１ｃとして揺動可能に取り付ける。そして、研磨面５１０ｄを挟んで幅方向両端に研磨動作のストッパとして機能する平滑面５１０ｅ，５１０ｅを備えた研磨テープ５１０を、前記研磨ヘッド５２１ｂによって微少突起αに押圧させ、前記研磨テープ５１０を移送させて微少突起αを研磨する。ここで、研磨が進行し、微少突起αの高さが低くなるに従って、研磨ヘッド５２１の基板ＢＳに対する傾きが小さくなり、最終的には、平滑面５１０ｅ，５１０ｅの双方が基板ＢＳに当接することになり、研磨テープ５１０の片当たりを防止できる。
【選択図】図６

Description

本発明は、研磨テープを研磨対象物に対して押圧する研磨ヘッド及び該研磨ヘッドを備えた研磨装置に関する。

従来、カラーフィルタ基板を製造する際に発生する数ミクロン程度の微小突起欠陥を除去する装置として、研磨テープを用いた研磨装置が実用化されている。

前記研磨装置としては、高さセンサによって、研磨対象物である突起の高さを測定し、この測定データに基づいて研磨テープを突起に向けて降下する量（研磨量）を決定し、当該突起に対して押圧させた状態で研磨テープを連続的に移送させ、微小突起を研磨する装置があった（例えば、特許文献１，２参照）。

また、微小突起の高さ測定を不要とした研磨装置として、本願出願人は、研磨面を挟んで幅方向両端に平滑面（樹脂面）を備えた研磨テープを用いる装置を先に提案した（特許文献３参照）。

特開平１０−２１７０８９号公報 特開２００３−２６６２９３号公報 特願２００９−００９２５９号

上記の研磨面と平滑面とを併せ持った研磨テープを用いる装置において、高さ測定を行わずに精度の良い研磨を実現するためには、研磨テープの片当たりを防止することが望ましく、そのためには、研磨テープを研磨対象物である微小突起に対して押圧する研磨ヘッドを、高い精度で取り付けることが要求される。

しかし、研磨ヘッドを高精度に取り付けるには多くの時間と労力を要し、高精度の取り付け調整ができない場合には、研磨テープが片当たりする状態に保持され、これによって、微小突起を要求の高さにまで研磨することができなくなったり、研磨テープが破損したりする可能性があるという問題があった。

そこで、本発明は、このような問題点に対処し、高精度に研磨ヘッドの取り付け調整ができない場合であっても、研磨対象物を要求の高さにまで研磨することができ、かつ、研磨テープの破損を防止できる研磨ヘッド、及び、該研磨ヘッドを備えた研磨装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る研磨ヘッドは、研磨テープを研磨対象物に対して押圧する研磨ヘッドであって、ベース部材の下部に対し、前記研磨テープの幅方向に直交する方向を軸として揺動可能に取り付けたことを特徴とする。

このような構成では、研磨ヘッドは、研磨テープの幅方向に直交する方向を軸として揺動可能であるため、たとえベース部材が傾いて取り付けられたとしても、研磨ヘッド及び該研磨ヘッドで押圧される研磨テープは、研磨対象物（突起）及び該研磨対象物（突起）の周囲（基板面）に当接することで傾きを変え、研磨対象物（突起）の研磨が進むことで傾きが小さくなり、片当たり状態が解消されることになる。

ここで、前記研磨ヘッドの研磨テープを押圧する押圧部を、研磨テープの幅方向を軸とする半円柱状に形成したり、研磨テープの幅方向に複数に分割して設けたり、更に、研磨テープの幅方向に並べた複数の半球状突起で構成したりすることができる。また、前記複数の押圧部のうちの少なくとも１つを、前記研磨テープに対して離接する方向に移動可能に前記研磨ヘッドに支持し、かつ、前記移動可能に支持した押圧部を、前記研磨テープに向けて付勢する弾性部材を備えることができる。

また、本発明に係る研磨装置は、請求項１〜５のいずれか１つに記載の研磨ヘッドと、前記研磨ヘッドに巻き掛けた研磨テープを移送させるテープ移送手段と、を備えると共に、前記研磨テープが、研磨面を挟んで幅方向両端に平滑面を備え、かつ、前記研磨面が、前記平滑面と同一面であるか、又は、前記平滑面よりも凹んでいることを特徴とする。

このような構成では、研磨テープの研磨面が、平滑面と同一面であるか、又は、平滑面よりも凹んでいるため、両端の平滑面が、研磨対象物（微小突起）の周囲に当接することで、研磨面による研磨動作が停止することになる。また、研磨ヘッドが、研磨テープの幅方向に直交する方向を軸として揺動可能に支持されるため、たとえベース部材が傾いて取り付けられたとしても、研磨ヘッド及び該研磨ヘッドで押圧される研磨テープは、研磨対象物（突起）及び該研磨対象物（突起）の周囲（基板面）に当接することで傾きを変え、研磨対象物（突起）の研磨が進むことで傾きが小さくなり、片当たり状態が解消されることになる。

本発明に係る研磨ヘッドによれば、高精度に研磨ヘッドの取り付け調整ができない場合であっても、研磨対象物を要求の高さにまで研磨することができ、かつ、研磨テープの破損を防止できる。

また、複数の押圧部を備えることで、研磨テープと研磨ヘッドとの間の接触面積が小さくなり、これによって両者間の摩擦抵抗を小さくでき、また、押圧部を半球状突起とすることで、押圧面積を最小化でき、研磨レートを保持したまま微小突起に対して高精度な研磨が可能となる。更に、押圧部を移動可能に構成することで、研磨ヘッドの基材に対して押圧部の高さを精密に調整することなく、研磨テープの押圧を行わせることができると共に、平滑面の押付力と研磨面の押付力とを個別に調整することができ、過研磨を防止することが可能となり、更に、弾性部材による押圧力（弾性付勢力）に大小をつけることで、研磨速度の調整及び研磨する欠陥高さの調整も可能になる。

また、本発明に係る研磨装置によれば、研磨テープの平滑面がストッパとして機能し、微小突起などの研磨対象物を必要以上に研磨することを回避できると共に、高精度に研磨ヘッドの取り付け調整ができない場合であっても、研磨対象物を要求の高さにまで研磨することができ、かつ、研磨テープの破損を防止できる。

本発明の実施形態における基板修正装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態における研磨装置を示す正面図である。 本発明の実施形態における研磨テープを示す図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は横断面図、（ｃ）は他の例を示す横断面図である。 本発明の実施形態における研磨ヘッドを示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態における観察光学系を示す正面図である。 本発明の実施形態における研磨作業を説明するための図であり、（ａ）は研磨開始前、（ｂ）は研磨開始時、（ｃ）は研磨終了時の研磨ヘッドと基板との相関を示す図である。 研磨ヘッドが揺動しない構成とした場合における研磨作業を説明するための図であり、（ａ）は研磨開始前、（ｂ）は研磨開始時、（ｃ）は研磨終了時の研磨ヘッドと基板との相関を示す図である。 本発明の実施形態において研磨ヘッドの押圧部を半球状突起とした例を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態において研磨ヘッドの押圧部を移動可能に構成した例を示す側面図である。 本発明の実施形態において研磨ヘッドの押圧部を移動可能に構成した例の効果を説明するための図である。 本発明の実施形態において移動可能に構成した押圧部の押付力の調整手段を示す図である。 本発明の実施形態において移動可能に構成した押圧部の押付力の調整手段を示す図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明に係る研磨ヘッド及び研磨装置を備えた基板修正装置１００を示す斜視図である。

図１に示す基板修正装置１００は、平板状の基板ＢＳ（例えばカラーフィルタ基板）を載置するテーブル２００と、前記基板ＢＳを跨ぐ門型形状をなし、前記テーブル２００に対しＹ軸方向に移動可能に支持したＸ軸フレーム３００と、該Ｘ軸フレーム３００に対してＸ軸方向に移動可能に支持したＸ軸スライダ４００と、該Ｘ軸スライダ４００に取り付けた研磨装置５００と、これらの装置を制御する制御装置６００とを備えている。

尚、本実施形態において、前記Ｘ軸及びＹ軸は水平面を構成し、Ｚ軸は垂直方向に一致するものとする。

前記Ｘ軸フレーム３００は、一対の脚部３０１，３０１と該脚部３０１，３０１の間に掛け渡した梁部３０２と、を備え、前記梁部３０２に前記Ｘ軸スライダ４００をＸ軸方向に移動可能に支持する。

また、テーブル２００のＸ軸方向の両端部に、Ｙ軸方向に沿って一対の案内レール２０１，２０１を配置してあり、該案内レール２０１，２０１はＸ軸フレーム３００の脚部３０１，３０１をＹ軸方向に移動可能に支持する。そして、Ｘ軸フレーム３００は、図示しない駆動モータの回転で作動する送りねじ機構などのＹ軸移動装置（Ｙ軸移動手段）によってＹ軸方向に移動する。

また、梁部３０２に対し、Ｘ軸方向に沿って一対の案内レール４０１，４０１を配置してあり、この案内レール４０１，４０１は、前記Ｘ軸スライダ４００をＸ軸方向に移動可能に支持する。

また、前記梁部３０２の案内レール４０１，４０１間に、Ｘ軸方向に沿ってボールネジ４０２を配置し、前記Ｘ軸スライダ４００の後面（背面）に固定した第１のボールナット（図示省略）を前記ボールネジ４０２に螺合させてあり、ボールネジ４０２の一端部（図１で右端部）に連結したＸ軸駆動モータ（Ｘ軸駆動装置）４０３によってボールネジ４０２を回転駆動すると、Ｘ軸スライダ４００がＸ軸方向に移動する。

前記研磨装置５００は、図２に示すように、Ｘ軸スライダ４００に取り付けたベースプレート５０１と、研磨テープ５１０を基板ＢＳ上の微小突起（研磨対象物）に対して押圧する押圧手段５２０と、基板ＢＳ上の突起を撮像する観察手段（撮像手段）５４０と、後述する研磨ヘッドに巻き掛けた研磨テープ５１０を移送させるテープ移送手段５６０とを備えている。

前記押圧手段５２０は、押圧シャフト５２１と移動手段５２２とを備える。

前記移動手段５２２は、押圧シャフト５２１を取り付けたスライダ５２３と、ベースプレート５０１上にＺ軸方向に沿って取り付けた一対の案内レール５２４，５２４と、スライダ５２３に組み込んだ第２のボールナット（図示省略）と、この第２のボールナットに螺合するボールネジ５２５と、ボールネジ５２５の一端部に連結する駆動用モータ５２６と、この駆動用モータ５２６に設けたエンコーダ５２７とを備えていて、スライダ５２３を、案内レール５２４，５２４に対しＺ軸方向に移動可能に取り付けてある。

そして、前記駆動用モータ５２６によってボールネジ５２５を回転させることで、スライダ５２３がＺ軸方向、換言すれば、基板ＢＳに直交する方向に移動するようになっている。

前記駆動用モータ５２６とエンコーダ５２７は制御装置６００に接続され、マイクロプロセッサを備える制御装置６００は、エンコーダ５２７の出力信号からスライダ５２３のＺ軸方向の位置を計測し、この計測データに基づいて前記駆動用モータ５２６を駆動制御することで、スライダ５２３（押圧シャフト５２１）を目標位置に移動させる。

前記押圧シャフト５２１は、前記スライダ５２３に固定されたガイド５２８内の摺動保持部（図示せず）によってＺ軸方向に摺動可能に保持され、前記押圧シャフト５２１の上端部は、ひずみゲージ５２９を介してスライダ５２３に一体的に設けたステー５３０に連結してある。

制御装置６００は、押圧シャフト５２１によって研磨テープ５１０の研磨面が基板ＢＳの微小突起αに当接した後に、ひずみゲージ５２９が検出するひずみ量が所定値になるように、駆動用モータ５２６を制御することで、微小突起に対する研磨テープ５１０の押し付け圧力を一定に制御する。

更に、制御装置６００は、研磨テープ５１０が基板ＢＳの表面に当接し、押圧シャフト５２１がそれ以上に降下しない状態であるか否かを、前記ひずみゲージ５２９の検出出力に基づいて判断する。

即ち、ひずみゲージ５２９の出力が研磨開始時よりも所定以上に上昇した時点を、研磨テープ５１０が基板ＢＳの表面に当接し、押圧シャフト５２１がそれ以上に降下しない状態であると判断する。

図３は、前記研磨装置５００に用いる研磨テープ５１０の詳細な構造を示す。

前記研磨テープ５１０は、図３（ｂ）に示すように、テープ状基材５１０ａの片面の全面に砥粒を含む研磨層５１０ｂを積層し、更に、前記研磨層５１０ｂの表面の幅方向両端に、幅Ｗ１・厚さＨ１の樹脂層５１０ｃ，５１０ｃを積層して構成される。

これにより、テープ状基材５１０ａの幅Ｗに対して、中央に幅Ｗ２（Ｗ２＝Ｗ−２×Ｗ１）にわたって研磨層５１０ｂが露出して研磨面５１０ｄを形成し、該研磨面５１０ｄと、該研磨面５１０ｄを挟んで両端に幅Ｗ１で設けた樹脂層５１０ｃ，５１０ｃの平滑な表面（以下、平滑面という）５１０ｅ，５１０ｅとによって、研磨テープ５１０の研磨側の面が構成される。

そして、研磨面５１０ｄは、平滑面５１０ｅよりも樹脂層５１０ｃの厚さＨ１分だけ凹んでいる。

尚、研磨テープ５１０は、幅方向において研磨面５１０ｄを挟んで平滑面５１０ｅ，５１０ｅを備えればよく、図３（ｃ）に示すように、テープ状基材５１０ａの幅Ｗから樹脂層５１０ｃ，５１０ｃの幅Ｗ１×２を減じた幅Ｗ２の研磨層５１０ｂを、テープ状基材５１０ａの片面の幅方向中央部分に積層し、該研磨層５１０ｂの両側のテープ状基材５１０ａ上に、幅Ｗ１・厚さＨ３で樹脂層５１０ｃ，５１０ｃを積層させてもよい。

ここで、図３（ｃ）に示した構成では、研磨層５１０ｂの厚さＨ２と樹脂層５１０ｃ，５１０ｃの厚さＨ３との相関を、Ｈ３≧Ｈ２として、研磨層５１０ｂの表面（研磨面５１０ｄ）が樹脂層５１０ｃ，５１０ｃの表面（平滑面５１０ｅ）と同一面となるか、又は、研磨層５１０ｂの表面（研磨面５１０ｄ）が、樹脂層５１０ｃ，５１０ｃの表面（平滑面５１０ｅ）よりも厚さＨ２，Ｈ３の差分Δｈ（Δｈ＝Ｈ３−Ｈ２）だけ凹むようにしてある。即ち、研磨テープ５１０は、幅方向において研磨面５１０ｄを挟んで平滑面５１０ｅ，５１０ｅを備え、かつ、研磨面５１０ｄが平滑面５１０ｅ，５１０ｅの表面と同一面か、又は、凹んでいれば良く、図３（ｂ）又は（ｃ）に示した積層構造に限定するものではない。

また、研磨面５１０ｄから平滑面５１０ｅまでの高さｈ、換言すれば、図３（ｂ）における厚さＨ１、又は、図３（ｃ）におけるΔｈ＝Ｈ３−Ｈ２は、微小突起の許容される最大高さをｈmax（例えば、ｈmax＝４μｍ）とした場合に、０≦ｈ≦ｈmaxとする。

前記樹脂層５１０ｃの材質は、例えば４フッ化エチレン等のフッ素樹脂やシリコン樹脂など、樹脂層５１０ｃの表面（平滑面５１０ｅ）が基板ＢＳ上を摺動するときの摩擦係数が低いものがよい。

また、研磨面５１０ｄの幅Ｗ２と平滑面５１０ｅの幅Ｗ１との相関は、Ｗ２：Ｗ１＝１：０．５程度とすることが好ましく、この場合、Ｗ１×４＝Ｗとなる。

上記研磨テープ５１０の研磨面５１０ｄを、基板ＢＳ上の微小突起の頂部に押圧させた状態で、研磨テープ５１０を移送することによって、微小突起を研磨する。

そして、研磨が進んで、微小突起の高さが減少し、平滑面５１０ｅが基板ＢＳに当接するようになると、平滑面５１０ｅがストッパとなって、研磨テープ５１０の下降が停止し、それ以上の研磨が行われないようになっている。

例えば、研磨層５１０ｂの表面（研磨面５１０ｄ）が、樹脂層５１０ｃ，５１０ｃの表面（平滑面５１０ｅ）よりも凹んでいる場合、平滑面５１０ｅ，５１０ｅが基板ＢＳ上に当接した状態で、基板ＢＳの表面と研磨面５１０ｄとの間には、前記凹みに相当する空間が存在し、該凹み内に収容される突起、換言すれば、凹みの深さよりも低い高さにまで研磨された突起に対しては、それ以上に研磨が進まないことになる。

また、研磨層５１０ｂの表面（研磨面５１０ｄ）が、樹脂層５１０ｃ，５１０ｃの表面（平滑面５１０ｅ）と同一面である場合、平滑面５１０ｅ，５１０ｅが基板ＢＳ上に当接することで、それ以上に研磨面５１０ｄを微小突起α或いは基板ＢＳに押し付けることができず、微小突起は、基板ＢＳ面又は基板ＢＳ面付近まで研磨されることになるが、それ以上に研磨が進まないことになる。

このように、研磨テープ５１０に設けた樹脂層５１０ｃ（平滑面５１０ｅ）が研磨動作のストッパとして機能することで、微小突起を許容最大高さｈmax以下に研磨しつつ、不要な研磨が行われることを回避できるようになっている。

前記押圧シャフト５２１は、図４に示すように、ガイド５２８に対して保持されるベース部材５２１ａと、該ベース部材５２１ａの下部に対して所定角度範囲内で揺動可能に支持される研磨ヘッド５２１ｂと、を備える。

前記ベース部材５２１ａの下面には、研磨テープ５１０の幅方向（Ｙ軸方向）に沿って溝５２１ｅが形成され、前記幅方向（Ｙ軸方向）の略中央位置で、前記溝５２１ｅを横断するように、Ｘ軸方向（研磨テープ５１０の幅方向に直交する方向）に沿って揺動軸５２１ｃを支持してある。

そして、前記研磨ヘッド５２１ｂの上端部のＹ軸方向略中央に、軸方向をＸ軸方向として設けたベアリング（図示省略）に対し、前記揺動軸５２１ｃを嵌挿させることで、研磨ヘッド５２１ｂが前記揺動軸５２１ｃを中心にして揺動可能に構成されている。

前記研磨ヘッド５２１ｂは、前記溝５２１ｅの溝幅Ｗｄよりも狭い厚さの板状に形成され、Ｙ軸方向の長さＬＹは、研磨テープ５１０の幅Ｗに略一致するか又はテープ幅Ｗよりも僅かに長く、また、下面５２１ｆ（押圧部）は、研磨テープ５１０の幅方向（Ｙ軸方向）を軸とする半円柱状に形成されている。

ここで、研磨ヘッド５２１ｂの自重で、研磨ヘッド５２１ｂの下面５２１ｆが略水平となる位置に揺動するように、前記揺動軸５２１ｃの位置や前記研磨ヘッド５２１ｂの重心を設定することが好ましい。

観察手段５４０は、図２に示すように、観察光学系５４１と、観察光学系５４１をＺ軸方向に基板ＢＳに向かって前後進させる移動手段５４２と、を備える。

そして、観察光学系５４１は、図５に示すように、基板ＢＳに対向した対物レンズ５４１ａと、対物レンズ５４１ａの上方の対物レンズ５４１ａの光軸Ｌ上に配置したハーフミラー５４１ｂ，結像レンズ５４１ｃ及びＣＣＤカメラ５４１ｄを備えると共に、ハーフミラー５４１ｂによって光軸Ｌから分岐された光軸Ｌ１上に光軸Ｌ１を偏向させるミラー５４１ｅを備え、更に、ミラー５４１ｅによって偏向された光軸Ｌ２上に照明用光源５４１ｆを備えている。

前記照明用光源５４１ｆは、ミラー５４１ｅ，ハーフミラー５４１ｂ，対物レンズ５４１ａを経て基板ＢＳに対し観察用の光を照射し、基板ＢＳにおける反射光（光学画像）が、対物レンズ５４１ａ，ハーフミラー５４１ｂ，結像レンズ５４１ｃを経てＣＣＤカメラ５４１ｄ上に結像する。

そして、前記ＣＣＤカメラ５４１ｄは光学画像を電気画像信号に変換し、この電気画像信号を前記制御装置６００に送信する。前記電気画像信号を受信した制御装置６００は、表示装置６００ａ（例えば液晶画面）に基板ＢＳの画像を表示する。

観察手段５４０の移動手段５４２は、図２に示すように、前記観察手段５４０が固定されるスライダ５４２ａと、ベースプレート５０１上にＺ軸方向に沿って取り付けられた一対の案内レール５４２ｂ，５４２ｂと、スライダ５４２ａに組み込まれた第３のボールナット（図示省略）と、この第３のボールナットに螺合するカメラ用ボールネジ（図示省略）と、このカメラ用ボールネジの一端部に連結された駆動用モータ５４２ｃと、駆動用モータ５４２ｃに設けたエンコーダ５４２ｄと、から構成されており、スライダ５４２ａは、案内レール５４２ｂ，５４２ｂに対してＺ軸方向に移動可能に取り付けられる。

そして、駆動用モータ５４２ｃによってカメラ用ボールネジを回転させることにより、スライダ５４２ａが観察手段５４０と共に、Ｚ軸方向に基板ＢＳに向かって前後進する。

制御装置６００は前記エンコーダ５４２ｄの出力信号を入力し、エンコーダ５４２ｄの出力信号からスライダ５４２ａのＺ軸方向の位置を計測し、この計測データに基づいて前記駆動用モータ５４２ｃを駆動制御することで、スライダ５４２ａ（観察手段５４０）を目標位置に移動させる。

前記テープ移送手段５６０は、図２に示すように、ベースプレート５０１上にＹ軸方向（ベースプレート５０１の前面に対して直交する方向）に沿って取り付けた回転軸５６１ａ，５６１ｂ，５６１ｃ，５６１ｄと、テープ巻取り用の巻取モータ５６２と、この巻取モータ５６２の回転軸５６２ａに嵌合させたタイミングプーリ５６３と、回転軸５６１ｂに嵌合させたタイミングプーリ５６４とを備えていると共に、前記タイミングプーリ５６３とタイミングプーリ５６４との間には、タイミングベルト５６５を掛け渡してある。

また、回転軸５６１ａには、予め研磨テープ５１０を巻き付けたテープリールＲ１が嵌合され、また、回転軸５６１ｂには、前記テープリールＲ１から引き出された研磨テープ５１０を巻き取るためのテープリールＲ２が嵌合される。

また、回転軸５６１ｃ，５６１ｄの外周には、研磨テープ５１０用の案内溝（図示省略）を形成してあり、研磨テープ５１０は前記案内溝に案内され、前記回転軸５６１ｃ，５６１ｄを回転させながら移送されるようになっている。

そして、前記巻取モータ５６２を駆動することによって巻取り用のテープリールＲ２が図２において時計回りに回転し、研磨テープ５１０を巻き取ることで、テープリールＲ１に巻き付けられている研磨テープ５１０を引き出す力が発生し、この力でテープリールＲ１を回転させながら、研磨テープ５１０が、回転軸５６１ｃを経て押圧シャフト５２１の軸を横切り、更に回転軸５６１ｄを経て巻取り用のテープリールＲ２にまで移送されて、テープリールＲ２に順次巻き取られる。

上記構成の基板修正装置１００を用いて、基板ＢＳ上の微小突起αを研磨する作業手順を、以下に説明する。

まず、研磨テープ５１０が巻き付けられたテープリールＲ１及び空のテープリールＲ２をそれぞれ回転軸５６１ａ，５６１ｂに嵌合させ、次いで、テープリールＲ１から研磨テープ５１０の端部を引き出し、引き出した研磨テープ５１０を回転軸５６１ｃ，５６１ｄを経て、テープリールＲ２のボス部分に係止する。

係る状態で、巻取モータ５６２を駆動させることで研磨テープ５１０に張力を加え、研磨ヘッド５２１ｂの先端部に研磨テープ５１０を巻き掛け、更に、研磨ヘッド５２１ｂのＹ軸方向の中心と研磨テープ５１０の幅中心とを一致させる調整を行う。

その後、基板ＢＳをテーブル２００に載置し、予め測定した基板ＢＳの欠陥位置のデータに基づき、前記Ｙ軸移動手段及びＸ軸駆動モータ４０３を駆動して、基板ＢＳの欠陥部の位置に観察光学系５４１の対物レンズ５４１ａの光軸Ｌが略一致するようにし、照明用光源５４１ｆ及びＣＣＤカメラ５４１ｄを作動させる。次いで、駆動用モータ５４２ｃを作動させて、スライダ５４２ａを基板ＢＳ側に移動させることによって、対物レンズ５４１ａの焦点を基板ＢＳ上の欠陥部に合わせる。

そして、前記欠陥部の光学像を、対物レンズ５４１ａ，ハーフミラー５４１ｂ，結像レンズ５４１ｃを経てＣＣＤカメラ５４１ｄで撮像し、ＣＣＤカメラ５４１ｄから出力される電気画像信号に基づいて表示装置６００ａに欠陥部の画像を表示させる。

作業者は、前記表示装置６００ａに表示された欠陥部の画像に基づき、欠陥部が研磨対象物である微小突起αであるか否かを観察すると共に、対物レンズ５４１ａの光軸Ｌと微小突起αの中心とのＸＹ平面上でのずれの有無を観察する。

前記欠陥部が微小突起αであると判断され、かつ、この微小突起αの中心と対物レンズ５４１ａの光軸ＬとがＸＹ平面上で一致していない場合は、Ｙ軸移動手段及びＸ軸駆動モータ４０３を駆動して、微小突起αの中心と対物レンズ５４１ａの光軸Ｌとを一致させる。

その後、Ｘ軸駆動モータ４０３を駆動させ、押圧シャフト５２１のＸＹ方向の中心を微小突起αの直上に位置させる（図６（ａ）参照）。これは、押圧シャフト５２１の中心と対物レンズ５４１ａの光軸Ｌとの間の距離ＤＬ分だけ、Ｘ軸スライダ４００をＸ軸方向に移動させることによって行われる。

次いで、駆動用モータ５２６を駆動させ、研磨テープ５１０が先端部に巻き掛けられた研磨ヘッド５２１ｂをＺ軸方向に降下させて、研磨テープ５１０の研磨面５１０ｄを微小突起αに当接させ（図６（ｂ）参照）、ひずみゲージ５２９の出力に基づく駆動用モータ５２６の駆動制御によって、微小突起αに対する研磨テープ５１０の押圧力を一定に保持させる。

前記押圧力の最適値は、基板ＢＳの微小突起αの硬度や、研磨面５１０ｄの研磨粒の粒度などによって異なる。

研磨テープ５１０の研磨面５１０ｄを微小突起αに当接させると、巻取モータ５６２を駆動して、研磨テープ５１０を走行させながら、押圧シャフト５２１（研磨ヘッド５２１ｂ）の降下を継続させ、研磨テープ５１０の平滑面５１０ｅ，５１０ｅが基板ＢＳの表面に当接して、押圧シャフト５２１（研磨ヘッド５２１ｂ）のＺ軸方向への降下が停止するまで（図６（ｃ）参照）、研磨テープ５１０の走行及び押圧シャフト５２１（研磨ヘッド５２１ｂ）の降下を継続する。

押圧シャフト５２１（研磨ヘッド５２１ｂ）のＺ軸方向への降下が停止したか否かは、ひずみゲージ５２９の出力の増大変化に基づいて判断されるが、停止判断に用いる出力変化の閾値は、研磨テープ５１０の樹脂層５１０ｃの材質などによって最適値が異なる。

押圧シャフト５２１の停止を判断すると、巻取モータ５６２を停止させ、次いで、駆動用モータ５２６を逆転させて、押圧シャフト５２１（研磨ヘッド５２１ｂ）を基板ＢＳから離間させ、当該微小突起αの研磨除去作業を終了する。

その後、欠陥部毎に、撮像、微小突起判別、研磨の一連の動作を繰り返し、全ての微小突起αの研磨終了後に、基板ＢＳの修正が終了することになる。

ここで、本実施形態における研磨テープ５１０は、前述のように、研磨面５１０ｄを挟んで幅方向の両端に平滑面５１０ｅ，５１０ｅを備え、平滑面５１０ｅ，５１０ｅが基板ＢＳの表面に当接したところで平滑面５１０ｅ，５１０ｅがストッパになって、それ以上の研磨が行われないので、微小突起α以外の基板ＢＳ表面には研磨面５１０ｄが接触せず、不要な研磨が行われない。

即ち、平滑面５１０ｅ，５１０ｅは、研磨面５１０ｄと同一面であるか、又は、研磨面５１０ｄよりも基板ＢＳ側に出っ張っているため、平滑面５１０ｅ，５１０ｅが基板ＢＳの表面に当接するまで研磨ヘッド５２１ｂの下降を継続させても、基板ＢＳ表面が研磨されてしまうことを回避でき、かつ、平滑面５１０ｅ，５１０ｅが基板ＢＳの表面に当接したことは、微小突起αが、樹脂層５１０ｃの厚さの設定で規定される高さまで削られたことを示すから、研磨後に微小突起αの高さを計測して、研磨結果の適否を判断する必要がない。

従って、微小突起αの高さ測定に要する時間を節約して、研磨作業を効率的に行うことができる。

また、本実施形態では、押圧シャフト５２１を、ベース部材５２１ａと、該ベース部材５２１ａの下部に揺動可能に支持させた研磨ヘッド５２１ｂとで構成したので、押圧シャフト５２１の取り付け誤差によって、ベース部材５２１ａが垂直から僅かに傾いて取り付けられても、片当たりによる研磨テープ５１０の破損を防止しつつ、微小突起αを所期の高さにまで研磨することができる。

図６は、ベース部材５２１ａが、垂直から僅かに傾いて取り付けられた場合の研磨作業工程を示す。

図６（ａ）に示すように、ベース部材５２１ａの中心軸が垂直軸ＶＥから角度θだけ傾いて取り付けられている場合、研磨ヘッド５２１ｂは、ベース部材５２１ａに対して揺動可能に支持されるので、揺動軸５２１ｃを通る垂直方向の軸が研磨ヘッド５２１ｂの重心を通る状態にまで、研磨ヘッド５２１ｂが自重で揺動し、研磨開始前はその状態を保持する。

研磨を開始させるために、研磨ヘッド５２１ｂを降下させる段階でも、理想的には、研磨ヘッド５２１ｂは自重による揺動位置を保持したまま、双方の平滑面５１０ｅ，５１０ｅが、基板ＢＳの表面に押圧される状態になり、研磨が終了する（図６（ｃ））。しかし、研磨ヘッド５２１ｂの加工精度などにより、理想的な状態からのずれを生じ、図６（ｂ）に示すように、研磨ヘッド５２１ｂの微少な傾きが発生する場合がある。

その場合、図６（ｂ）に示すように、研磨ヘッド５２１ｂの先端に巻き掛けられている研磨テープ５１０の研磨面５１０ｄに基板ＢＳの微小突起αが当接すると、微小突起αが支点となって、研磨ヘッド５２１ｂが揺動して傾き、平滑面５１０ｅ，５１０ｅの一方と微小突起αが押圧力を受ける状態になる。

尚、前記研磨ヘッド５２１ｂの揺動角度範囲が狭い場合、平滑面５１０ｅ，５１０ｅが基板ＢＳの当接せずに、微小突起αが研磨面５１０ｄに接触する状態となる場合がある。

研磨面５１０ｄに微小突起αが接触した状態で研磨テープ５１０を走行させると、微小突起αが削られて徐々に高さが低くなり、これに応じて研磨ヘッド５２１ｂが揺動して、研磨ヘッド５２１ｂの下面と基板ＢＳとがなす角度（研磨ヘッド５２１ｂの基板ＢＳに対する傾き）が徐々に小さくなり、最終的には、双方の平滑面５１０ｅ，５１０ｅが、基板ＢＳの表面に押圧される状態になり、研磨が終了する（図６（ｃ）参照）。

従って、ベース部材５２１ａが、垂直から僅かに傾いて取り付けられたとしても、微小突起αを所定高さまで研磨することができ、また、研磨テープ５１０（樹脂層５１０ｃ，５１０ｃ）に過度の負荷が加わって破損することを未然に防止できる。また、ベース部材５２１ａの取り付け誤差の許容範囲が拡大することで、押圧シャフト５２１の取り付け調整作業を簡略化することができる。

これに対し、ベース部材５２１ａと研磨ヘッド５２１ｂとを一体化し、研磨ヘッド５２１ｂが揺動しない押圧シャフト５２１を用いる場合、図７に示すようにして研磨が行われ、微小突起αを所定高さまで研磨することができなかったり、研磨テープ５１０（樹脂層５１０ｃ，５１０ｃ）が破損したりする可能性が高くなる。

即ち、図７（ａ）に示すように、押圧シャフト５２１の中心軸が垂直軸ＶＥから角度θだけ傾いていると、図７（ｂ）に示すように、角度θの傾きをもったまま、研磨テープ５１０の研磨面５１０ｄに基板ＢＳの微小突起αが当接することになるため、研磨テープ５１０が片当たりし、研磨テープ５１０と基板ＢＳとの挟み角が角度θとなる状態が研磨可能な最大高さとなり、これは、樹脂層５１０ｃの厚さよりも大きく、所期の高さまで微小突起αを研磨することができない。

そして、研磨を更に進めるために、押圧シャフト５２１を降下させると、研磨テープ５１０の端部（樹脂層５１０ｃ）に過度の負荷が加わり、図７（ｃ）に示すように、樹脂層５１０Ｃの剥がれなどの破損を招くことになってしまう。

尚、上記実施形態では、ベース部材５２１ａの下部に揺動可能に研磨ヘッド５２１ｂを支持する微小突起研磨装置５００において、研磨面５１０ｄを挟んで両側に平滑面５１０ｅ，５１０ｅを形成した研磨テープ５１０を用いたが、研磨テープとして平滑面５１０ｅ，５１０ｅ（樹脂層５１０ｃ，５１０ｃ）を備えないものを用いることができる。

また、上記実施形態では、押圧シャフト５２１の基端部を、ひずみゲージ５２９を介してスライダ５２３に固定したが、前記ひずみゲージ５２９に代えて圧縮コイルバネやリングバネなどの弾性材料を介して、押圧シャフト５２１の基端部をスライダ５２３に固定することができる。この場合、これら弾性部材の圧縮量が一定になるように、リミットセンサなどの検出手段で前記圧縮量を検出し、圧縮量に基づいて駆動用モータ５２６を制御する。

ところで、上記研磨ヘッド５２１ｂでは、研磨テープ５１０を押圧する先端部分（押圧部）を、研磨テープ５１０の幅方向（Ｙ軸方向）を軸とする半円柱状に形成したが、押圧部を、研磨テープ５１０の幅方向（Ｙ軸方向）に複数に分割して設けることができ、更には、複数に分割して設ける押圧部を、それぞれ半球状に形成することができる。

図８は、研磨ヘッド５２１ｂの研磨テープ５１０を押圧する下端の押圧部を、複数の半球状突起で構成した例を示す。

図８に示す研磨ヘッド５２１ｂは、ベース部材５２１ａの下部に揺動可能に支持される基体５２１ｄの下面５２１ｅを平面に形成し、該下面５２１ｅに、３個の半球状突起５２１ｆを、研磨テープ５１０の幅方向（Ｙ軸方向）に沿って等間隔で並ぶように、一体的に設けてあり、３個の半球状突起５２１ｆの両端の２個が、研磨テープ５１０の平滑面５１０ｅ，５１０ｅの部分を押圧し、中央の半球状突起５２１ｆが研磨面５１０ｄの部分を押圧するように構成される。

上記のように、半球状突起５２１ｆで研磨テープ５１０を押圧する構成であれば、研磨テープ５１０に対する接触面積が最小限に小さくでき、研磨テープ５１０の移送に伴って発生する研磨ヘッド５２１ｂと研磨テープ５１０との間で摩擦抵抗が軽減され、研磨テープ５１０の移送を安定して行わせることができ、研磨性能を高めることができる。

図８に示す実施形態では、基体５２１ｄの下面５２１ｅに、３個の半球状突起５２１ｆを高さ調整後に固定したが、基体５２１ｄに対してＺ軸方向に移動可能に、先端を半球状に形成したシャフトを支持させることができる。

図９は、上記のように、押圧部をＺ軸方向に移動可能に構成した実施形態を示し、基体５２１ｄの下面５２１ｅのＹ軸方向両端であって、研磨テープ５１０の平滑面５１０ｅ，５１０ｅに対向する部分に、半球状突起５２１ｆをそれぞれ固定してある。

一方、基体５２１ｄの下面５２１ｅのＹ軸方向の中央部であって、研磨テープ５１０の研磨面５１０ｄに対向する部分に、Ｚ軸方向に延びる円筒状空間５２１ｇをくりぬき加工してあり、この円筒状空間５２１ｇは、下側の縮径部５２１ｇ１と、該縮径部５２１ｇ１よりも内径の大きな上側の拡径部５２１ｇ２とからなる。

そして、円筒状空間５２１ｇの縮径部５２１ｇ１の内径よりも僅かに小さい径の円柱状のシャフト５２１ｈを、縮径部５２１ｇ１内に嵌挿させると共に、シャフト５２１ｈの基端側に縮径部５２１ｇ１の内径よりも大きく、拡径部５２１ｇ２の内径よりも小さい直径のフランジ部５２１ｊを一体的に設け、このフランジ部５２１ｊを拡径部５２１ｇ２内に配置している。

これによって、シャフト５２１ｈは、フランジ部５２１ｊが拡径部５２１ｇ２内で軸方向に移動可能な範囲内で、研磨テープ５１０に離接する方向に基体５２１ｄに対して移動可能に支持される。

シャフト５２１ｈの先端は半球状に形成してあり、また、円筒状空間５２１ｇの底面とシャフト５２１ｈの端面との間に、シャフト５２１ｈを研磨テープ５１０に向けて押圧付勢するコイルばね５２１ｉ（弾性材料）を介装してある。

上記構成によると、基体５２１ｄに対して３つの突起部の高さを精密に調整することなく、中央のシャフト５２１ｈは微小突起α（突起欠陥）を、両端の半球状突起５２１ｆは微小突起αの周辺の領域を、それぞれ同時に押圧することができる。

また、図１０に示すように、押圧シャフト５２１全体の押付力と、コイルばね５２１ｉによるシャフト５２１ｈの押付力とを調整することで、研磨テープ５１０平滑面５１０ｅの基板ＢＳに対する押付力Ｆ１と、研磨テープ５１０の研磨面５１０ｄの基板ＢＳに対する押付力Ｆ２とを個別に調整でき、過研磨を防止しつつ、微小突起αの研磨を行える。更に、コイルばね５２１ｉによる押圧力（弾性付勢力）に大小をつけることで、研磨速度の調整及び研磨する欠陥高さの調整も可能になる。

コイルばね５２１ｉ（弾性部材）による押圧力（弾性付勢力）に大小をつける手段としては、コイルばね５２１ｉを複数種に取り替える手段の他、ばねの収縮長さを調整する機構を設ける手段がある。

ばねの収縮長さを調整する機構としては、例えば図１１に示すような手段を採用できる。図１１に示した例では、フランジ部５２１ｊと同程度の直径の円板状のばね押さえ板５３１を、フランジ部５２１ｊとの間でコイルばね５２１ｉを挟むように、拡径部５２１ｇ２に内設してある。更に、シャフト５２１ｈと同軸に、基体５２１ｄに形成した雌ねじ部５３２に、ボルト５３３を締結し、ボルト５３３の先端が、ばね押さえ板５３１の上面に当接するようにしてある。

上記構成によると、ボルト５３３を締め付けて、ボルト５３３の先端を下降させれば、ばね押さえ板５３１をコイルばね５２１ｉの弾性力に抗して下降させることになり、ばねの収縮長さが短くなって、相対的にフランジ部５２１ｊを下向きに押し付ける力が強くなる。一方、ボルト５３３を緩めて、ボルト５３３の先端を上昇させれば、ばね押さえ板５３１がコイルばね５２１ｉの弾性力によってボルト５３３と一体的に上昇し、ばねの収縮長さが長くなって、相対的にフランジ部５２１ｊを下向きに押し付ける力が弱くなる。従って、ボルト５３３の締め付け位置を調整することで、コイルばね５２１ｉによるシャフト５２１ｈの押付力を連続的に変更することが可能である。

尚、ボルト５３３を手動で締め付ける構成であっても良いし、モータなどのアクチュエータを用いてボルトの締め付けを行わせる構成であってもよく、アクチュエータを用いることで、シャフト５２１ｈの押付力の自動調整が可能になる。

ばねの収縮長さを調整する機構としては、更に、図１２に示すような機構を採用できる。図１２に示す例では、ばね押さえ板５３１の昇降を、カム５３４によって行う。

即ち、カム５３４は、シャフト５２１ｈの軸に直交する方向に回転可能に、拡径部５２１ｇ２に内設され、ばね押さえ板５３１がコイルばね５２１ｉの弾性力によってカム５３４のカム面（外周面）に当接する。

ここで、カム５３４を回転させることによって、カム５３４の回転軸からばね押さえ板５３１までの距離が変化することで、ばね押さえ板５３１のシャフト５２１ｈ軸方向における位置が変化し、ばねの収縮長さが変化し、相対的にフランジ部５２１ｊを下向きに押し付ける力が変化する。

カム５３４の回転は、ねじ機構などを用いて手動で行える他、モータなどのアクチュエータを用いることができ、アクチュエータを用いることで、シャフト５２１ｈの押付力の自動調整が可能になる。

尚、基板ＢＳ上に微小突起αが無い領域において研磨面５１０ｄが基板ＢＳに当接しないように、コイルばね５２１ｉの押圧力は、研磨テープ５１０の張力と釣り合う程度の強さでシャフト５２１ｈを押圧するように設定する。

また、シャフト５２１ｈの材質は、基体５２１ｄの材質と同じ金属が望ましいが、他の金属や金属以外の材質でもよく、例えば、シャフト５２１ｈの材質としてステンレスや石英などを用いることができる。

更に、シャフト５２１ｈと、円筒状空間５２１ｇの内周面（摺動面）との間における摩擦抵抗を低減するために、シャフト５２１ｈの外周面に、滑性の高いフッ素系樹脂やシリコン系樹脂などの材料をコーティングしてもよい。

尚、押圧部を、研磨テープ５１０の幅方向（Ｙ軸方向）に複数に分割して設ける場合に、個々の押圧部の形状を、研磨テープ５１０の幅方向（Ｙ軸方向）を軸とする半円柱状にすることができ、半球状部に限定するものではなく、また、分割数を３個に限定するものでもない。従って、研磨テープ５１０に離接する方向に移動可能に支持する押圧部（シャフト５２１ｈ）を、２個以上設けてもよい。

また、より摩擦抵抗を軽減するために、例えばステンレスなどの金属材料や石英などで形成される研磨ヘッド５２１ｂの先端部（押圧部）に、フッ素系樹脂やシリコン系樹脂などの滑性の高い材料をコーティングすることができる。

１００…基板修正装置
２００…テーブル
３００…Ｘ軸フレーム
４００…Ｘ軸スライダ
５００…研磨装置
５１０…研磨テープ
５１０ｄ…研磨面
５１０ｅ…平滑面
５２１…押圧シャフト
５２１ａ…ベース部材
５２１ｂ…研磨ヘッド
５２１ｃ…揺動軸
５２１ｆ…半球状突起
５２１ｇ…円筒状空間
５２１ｈ…シャフト
５２１ｉ…コイルばね
５６０…テープ移送手段
６００…制御装置
α…微小突起
ＢＳ…基板

Claims (6)

1. 研磨テープを研磨対象物に対して押圧する研磨ヘッドであって、ベース部材の下部に対し、前記研磨テープの幅方向に直交する方向を軸として揺動可能に取り付けたことを特徴とする研磨ヘッド。
2. 前記研磨ヘッドの研磨テープを押圧する押圧部を、前記研磨テープの幅方向を軸とする半円柱状に形成したことを特徴とする請求項１記載の研磨ヘッド。
3. 前記研磨ヘッドの研磨テープを押圧する押圧部を、前記研磨テープの幅方向に複数に分割して設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の研磨ヘッド。
4. 前記研磨ヘッドの研磨テープを押圧する押圧部を、前記研磨テープの幅方向に並べた複数の半球状突起で構成したことを特徴とする請求項１記載の研磨ヘッド。
5. 前記複数の押圧部のうちの少なくとも１つを、前記研磨テープに対して離接する方向に移動可能に前記研磨ヘッドに支持し、かつ、前記移動可能に支持した押圧部を、前記研磨テープに向けて付勢する弾性部材を備えたことを特徴とする請求項３又は４記載の研磨ヘッド。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の研磨ヘッドと、
   前記研磨ヘッドに巻き掛けた研磨テープを移送させるテープ移送手段と、
   を備えると共に、
   前記研磨テープが、研磨面を挟んで幅方向両端に平滑面を備え、かつ、前記研磨面が、前記平滑面と同一面であるか、又は、前記平滑面よりも凹んでいることを特徴とする研磨装置。

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