JP4674365B2 - 加工装置、加工方法、欠陥修正装置、欠陥修正方法及びパターン基板の製造方法。 - Google Patents

Description

本発明は加工装置、加工方法、欠陥修正装置、欠陥修正方法及びパターン基板に関し、特に詳しくは対象物体に対して気体を噴出する加工ヘッドによって加工を行う加工装置、加工方法、欠陥修正装置、欠陥修正方法及びパターン基板。

液晶表示装置や半導体装置等の製造工程には様々なプロセスが設けられている。例えば、液晶表示装置や半導体装置の基板を光学的に検査するプロセスや基板に付着した異物などからなる欠陥を修正するプロセスがある。例えば、突起欠陥を修正するプロセスでは、研磨テープが設けられた研磨ヘッドを基板の表面に近接して配置させている。そして、研磨ヘッドで突起欠陥を研磨することにより、突起欠陥を修正している（例えば、特許文献１）。また、特許文献１の修正装置では、研磨ヘッドから基板に対してエアを噴出して、距離を保持している。すなわち、研磨ヘッドを基板上に配置している。

研磨ヘッドを有する欠陥修正装置では、研磨ヘッドと基板との間の距離を制御すること重要である。例えば、研磨ヘッドと基板との間の間隔が広すぎると、十分に突起欠陥を研磨することができない。一方、研磨ヘッドと基板との間隔が狭すぎると、突起欠陥以外の箇所が研磨されてしまう。いずれの場合も、欠陥修正を適切に行なうことができず、不良品が発生してしまう。

特開平６−３１３８７１号公報

特許文献１の欠陥修正装置では、精度よく修正を行うため、研磨ヘッドと基板との距離を調整する距離調整機構が設けられている。この距離調整機構が研磨ヘッドと基板との間の距離を調整することによって研磨量を制御することができる。ここで、従来の研磨装置における研磨ヘッドの距離調整機構の構成について図７を用いて説明する。図７は距離調整機構の構成を模式的に示す図である。

図７に示す距離調整機構では、エアを噴出する研磨ヘッド５１を対象物体上に配置させている。具体的には、三方管５３によってエアの供給経路を分岐して、研磨ヘッド５１及び参照ヘッド５２のそれぞれにエアを供給する。すなわち、三方管５３に供給されたエアは、配管６１を介して研磨ヘッド５１に供給されるとともに、配管６２を介して参照ヘッド５２に供給される。従って、研磨ヘッド５１に設けられた噴出口及び参照ヘッド５２に設けられた噴出口からエアが噴出される。

配管６２は、参照ヘッド５２に接続されている。参照ヘッド５２は基準ステージ５５と対向配置されている。すなわち、参照ヘッド５２の噴出口から、基準ステージ５５の基準面にエアが噴出される。そして、ステッピングモータ５６は基準ステージ５５を移動させる。ここで基準ステージ５５と参照ヘッド５２との間に微小な隙間が設けられているとする。この微小な隙間によって定まるコンダクタンスによって流量が変化する。従って、基準ステージ５５と参照ヘッド５２との距離を一定にすると、配管６２の圧力が一定になる。また、ステッピングモータ５６によって基準ステージ５５を移動することにより、配管６２の圧力を調整することができる。

さらに、配管６１と配管６２とは連結部６３によって連結されている。従って、配管６１と配管６２との間に圧力差が生じた場合、連結部６３において、いずれかの方向にエアが流れる。例えば、配管６２の圧力が配管６１の圧力よりも高い場合、配管６２から配管６１にエアが流れる。この連結部６３の中央には、ブレード５７が設けられている。ブレード５７は配管６１と配管６２との圧力差に応じて傾斜する。例えば、配管６１と配管６２との圧力が等しい場合、ブレード５７は直立する。また、配管６２の圧力が配管６１の圧力よりも高い場合、ブレード５７が配管６１の方向に傾斜する。この場合、ブレード５７が図７の点線に示す位置となる。

ここで、ブレード５７の上方には、ランプ５８が配設されている。さらにブレード５７の下方には、ランプ５８からの光を受光するフォトセンサ６５、６６が配設されている。すなわち、ブレード５７は、フォトセンサ６５、６６と光源であるランプ５８の間に配置される。また、フォトセンサ６５は、連結部６３の配管６１側に配設され、フォトセンサ６６は連結部６３の配管６２側に配設されている。ここで、ブレード５７が直立したときに、ランプ５８からフォトセンサ６５に入射する光の光量と、ランプ５８からフォトセンサ６５に入射する光の光量とが等しくなる。ブレード５７が傾斜した場合、傾斜した方のフォトセンサに入射する光が遮られる。例えば、ブレード５７が、配管６１側に傾斜したとき、フォトセンサ６５への入射光の光量が、フォトセンサ６６への入射光の光量よりも低くなる。

フォトセンサ６５、６６からの出力は、差動増幅器６７に入力される。フォトセンサ６５への入射光の光量が、フォトセンサ６６への入射光の光量と等しい場合、差動増幅器６７の出力は０となる。また、差動増幅器６７の出力が０でない場合、フォトセンサ６５への入射光の光量が、フォトセンサ６６への入射光の光量と等しくなっていない。従って、配管６１と配管６２との圧力差が０となった場合、ブレード５７が直立し、差動増幅器６７の出力が０となる。

差動増幅器６７からの出力信号は、研磨ヘッド５１を駆動するためのモータ駆動回路６０に入力される。モータ駆動回路６０がモータを駆動することによって、研磨ヘッド５１が上下に移動する。そして、出力信号が０となったときに、研磨ヘッド５１の移動を停止させる。具体的には、研磨を開始するとき、モータ駆動回路６０が研磨ヘッド５１を上から下に移動させる。そして、配管６１と配管６２との圧力差が０となり、ブレード５７が直立した時点で、研磨ヘッド５１の移動を停止させる。これにより、研磨ヘッドの最終位置を精度よく決定することができる。

具体的には、研磨ヘッド５１を基板５４に近接させるため、研磨ヘッド５１をモータで下降させていく。これにより、基板５４と研磨ヘッド５１との間の距離が徐々に小さくなっていく。従って、基板５４と研磨ヘッド５１との間のコンダクタンスが小さくなっていき、配管６１の圧力が徐々に高くなる。さらに、研磨ヘッド５１を下降させていき、配管６１の圧力が配管６２の圧力と等しくなる位置となったら、差動増幅器６７の出力が０となる。この差動増幅器６７の出力によってモータの駆動が停止する。これにより、研磨ヘッド５１の移動が停止し、研磨ヘッドの位置が決定する。すなわち、差動増幅器６７の出力が０となる位置が、研磨ヘッドの最終位置となる。

このとき、基準ステージ５５と参照ヘッド５２を所定の距離を一定に保つことにより、研磨ヘッド５１と基板５４表面との距離を一定にすることができる。すなわち、基板５４上の研磨ヘッド５１は、配管６１と配管６２との圧力差が０となり連結部６３においてブレード５７が直立する位置で保持される。従って、エアの噴出圧によって、研磨ヘッド５１が基板に対して微小隙間を開けた状態で保持される。この状態で、基板５４の表面が研磨ヘッド５１によって研磨される。これにより、研磨量の制御を正確に行うことができる。そして、研磨が終了したら、モータを駆動して、研磨ヘッド５１を上昇させる。

しかしながら、上記の構成では、基板５４と研磨ヘッド５１との距離の調整が困難な場合があるという問題であった。上記の構成では、距離を調整するために、例えば、センサーのバランス調整、ランプの取り付け及び交換作業時の調整、ブレードや連結部の加工及び組み付けなどを行う必要がある。従って、これらの作業を全て精度よく行なうことが困難である場合や、作業に時間がかかることがある。

さらに、上記の距離調整機構では、ダイナミックレンジが狭いという問題点もある。従って、高速で研磨ヘッドを下降させることができず、タクトタイムが長くなってしまうという問題点もある。

このように従来の修正装置の研磨ヘッドでは、精度の高い研磨を効率よく行なうことが困難であるという問題点があった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、精度の高い加工を効率よく行なうことができる加工装置、加工方法、欠陥修正装置、欠陥修正方法及びそれを用いたパターン基板の製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様にかかる加工装置は、噴出口を有する加工ヘッドを対象物体上に配置して、前記噴出口から前記対象物体に対して気体を噴出している状態で加工を行う加工装置であって、前記加工ヘッドを前記対象物体に対して昇降させる昇降機構と、前記昇降機構によって前記加工ヘッドを下降させている時に、前記噴出口に対して気体を供給する供給部と、前記供給部から供給された気体を噴出する噴出口を有する参照ヘッドと、前記参照ヘッドに対向配置され、前記参照ヘッドに設けられた噴出口からの気体が噴出される基準ステージと、前記供給部から前記加工ヘッドの間に設けられ、前記供給部から前記加工ヘッドに供給される気体の流量に応じた第１の測定信号を出力する第１の流量計と、前記供給部から前記参照ヘッドの間に設けられ、前記供給部から前記参照ヘッドに供給される気体の流量に応じた第２の測定信号を出力する第２の流量計と、前記第１の測定信号及び前記第２の測定信号に基づいて、前記昇降機構による前記加工ヘッドの下降を停止させる処理装置とを備えるものである。これにより、精度の高い加工を効率よく行なうことができる。

本発明の第２の態様にかかる加工装置は、上記の加工装置であって、前記処理装置が、前記第１の測定信号及び前記第２の測定信号に基づいて前記昇降機構の下降速度を制御するものである。これにより、より短時間で加工することができ、生産性を向上することができる。

本発明の第３の態様にかかる加工装置は、上記の加工装置であって、前記加工ヘッドと前記参照ヘッドとが略同じ形状となっているものである。これにより、精度の高い加工を簡便に行うことができる。

本発明の第４の態様にかかる加工装置は、上記の加工装置であって、前記加工ヘッドに対して複数の気体供給経路が設けられ、前記複数の気体供給経路に対応する複数の噴出口が前記加工ヘッドに設けられ、前記複数の噴出口に対応する複数の第１の流量計が前記気体供給経路に設けられ、前記複数の第１の流量計からの測定信号に基づいて、前記対象物体の表面に対する前記加工ヘッドの傾きを調整する傾き調整手段を備えるものである。これにより、より精度の高い加工を行うことができる。

本発明の第５の態様にかかる加工装置は、上記の加工装置であって、前記傾き調整手段が、前記複数の気体供給経路に対応して設けられ、前記加工ヘッドに対して鉛直方向の力を与える複数のアクチュエータを有し、前記複数のアクチュエータが前記加工ヘッドの異なる位置に設けられ、前記複数の第１の流量計からの測定信号に基づいて、前記複数のアクチュエータが加工ヘッドに与える力をそれぞれ制御することによって、前記対象物体の表面に対する前記加工ヘッドの傾きを調整するものである。これにより、より精度の高い加工を簡便に行うことができる。

本発明の第６の態様にかかる加工装置は、上記の加工装置であって、前記加工ヘッドに対して複数の気体供給経路が設けられ、前記複数の気体供給経路に対応する複数の噴出口が前記加工ヘッドに設けられ、前記複数の気体供給経路に対応して前記第１の流量計が複数設けられ、前記複数の第１の流量計からの測定信号の差に基づいて、前記加工ヘッドの停止位置を補正するものである。これにより、より精度の高い加工を簡便に行うことができる。

本発明の第７の態様にかかる欠陥修正装置は、上記の加工装置と、前記対象物体の突起欠陥を検出する欠陥検出装置とを備え、前記欠陥検出装置で検出された突起欠陥の上に前記加工ヘッドを配置して、当該加工ヘッドを下降させていくことによって前記突起欠陥を修正するものである。これにより、より精度の高い欠陥修正を効率よく行うことができる。

本発明の第８の態様にかかる加工方法は、噴出口を有する加工ヘッドを前記対象物体上に配置して、前記噴出口から対象物体に対して気体を噴出している状態で加工を行う加工方法であって、前記加工ヘッドを前記対象物体の上に配置し、前記加工ヘッドの下降をさせながら、前記加工ヘッドに設けられた噴出口から噴出される気体の流量を測定し、前記加工ヘッドに気体を供給する気体供給経路を分岐して参照用ヘッドに気体を供給し、前記参照用ヘッドに設けられた噴出口から噴出される気体の流量を測定し、前記参照用ヘッドの噴出口からの流量と、前記加工ヘッドの噴出口からの流量との比に基づいて、前記加工ヘッドの下降を停止させるものである。これにより、より精度の高い加工を簡便に行うことができる。

本発明の第９の態様にかかる加工方法は、上記の加工方法であって、前記参照用ヘッドの噴出口からの流量と、前記加工ヘッドの噴出口からの流量との比に基づいて、前記加工ヘッドの下降速度を制御するものである。これにより、より短時間で加工することができ、生産性を向上することができる。

本発明の第１０の態様にかかる加工方法は、上記の加工方法であって、前記参照用ヘッドの噴出口からの流量と、前記加工ヘッドの噴出口からの流量との比に基づいて、前記加工ヘッドの下降を一旦停止させ、前記加工ヘッドの下降を一旦停止した後、前記参照用ヘッドの噴出口からの流量と、前記加工ヘッドの噴出口からの流量との比に基づいて、前記加工ヘッドの下降速度を変化させるものである。これにより、精度の高い加工を行うことができる。

本発明の第１１の態様にかかる加工方法は、上記の加工方法であって、前記加工ヘッドの下降を一旦停止させる前の下降速度が、前記加工ヘッドの下降を一旦停止させた後の下降速度よりも速いことを特徴とするものである。これにより、より短時間で精度の高い加工を行うことができ、生産性を向上することができる。

本発明の第１２の態様にかかる加工方法は、上記の加工方法であって、前記加工ヘッドに設けられた複数の噴出口に対応する複数の気体供給経路から気体を供給し、前記前記複数の噴出口から噴出される気体の流量に基づいて、前記対象物体に対する前記加工ヘッドの傾きを調整するものである。これにより、より精度の高い加工を行うことができる。

本発明の第１３の態様にかかる欠陥修正方法は、対象物体上の突起欠陥を検出し、対象物体の突起欠陥の上に加工ヘッドを配置して、上記の加工方法によって、前記対象物体上の突起欠陥を加工して、欠陥を修正するものである。これにより、精度の高い修正を効率よく行なうことができる。

本発明の第１４の態様にかかるパターン基板の製造方法は、対象物体上にパターンを形成し、上記の欠陥修正方法により欠陥を修正するものである。これにより、パターン基板の生産性を向上することができる。

本発明によれば、精度の高い加工を効率よく行なうことができる加工装置、加工方法、欠陥修正装置、欠陥修正方法及びそれを用いたパターン基板の製造方法を提供することができる。

本発明の実施例ついて以下に図面を参照して説明する。以下の説明は、本発明の好適な実施例を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施例に限定されるものではない。以下の説明において、同一の符号が付されたものを実質的に同様の内容を示している。
発明の実施の形態１．

本発明にかかるパターン基板の欠陥を修正する修正装置について図１を用いて説明する。図１は欠陥修正装置１００の全体的な構成を示す図である。１は基台、２はステージ、３は対象物体、４は駆動回路、５は支柱、６は支持レール、７は光学装置、８は突起除去装置、９は昇降機構、１０はモータ制御回路、１１はステッピングモータ、１２は処理装置である。

基台１の上にはステージ２が設けられている。このステージ２はＸＹステージであり、ステージ２上に載置された対象物体３を水平方向に移動させる。ステージ２は駆動回路４からの駆動信号により駆動装置（図示せず）を介して既知の方法でＸ方向（紙面内方向）及びこれに直交するＹ方向（紙面と直交する方向）に自在に移動する。対象物体３は、例えば液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板などのパターン基板である。対象物体３上には、着色層や遮光層などのパターンが形成されている。対象物体３はステージ２の上に真空吸着により固定されてもよい。

基台１の上には支柱５が連結されている。支柱５はステージ２の外側で基台１に固定されている。支柱５は鉛直方向（Ｚ方向）に沿って設けられている。この支柱５の上部には、支持レール６が連結されている。支持レール６は水平方向に沿って設けられている。支持レール６の先端側は対象物体３の上方に位置する。

支持レール６の先端側の下方には光学装置７が取り付けられている。光学装置７は対象物体３上に付着した異物などの欠陥を光学的に検出する。すなわち、光学装置７は対象物体３の欠陥を検出する欠陥検出装置であり、対象物体３上の突起を検出する。光学装置７は対象物体３を照明する光源と、対象物体３で反射された反射光を検出する光検出器と、それらの間の光学系とを備えている。そして、既知の方法で、対象物体３上に異物等が付着して形成された突起を検出する。処理装置１２は光学装置７で検出された突起欠陥のアドレスを記憶する。すなわち、処理装置１２は対象物体上の突起が検出された位置を記憶する。

支持レール６の中央付近には、研磨装置８が設けられている。支持レール６の下方に設けられた研磨装置８は光学装置７と支柱５の間に位置する。研磨装置８は鉛直方向に設けられたボールネジ又はカム等を有する昇降機構９に連結される。ステッピングモータ１１の回転駆動により、例えば、昇降機構９のボールネジが回転する。これにより、研磨装置８が上下方向に移動する。ステッピングモータ１１はモータ制御回路１０により駆動制御される。処理装置１２はパーソナルコンピュータ等の情報処理装置であり、モータ制御回路１０及び駆動回路４を制御する。処理装置１２は、光学装置７が検出した突起欠陥の位置を記憶している。駆動回路４は処理装置１２からの信号によりステージ２を駆動して、研磨装置８を突起欠陥上に配置させる。そして、ステッピングモータ１１は処理装置１２からの信号により、昇降機構９を駆動して、研磨装置８を対象物体３の近傍まで下降させる。そして、研磨装置８の先端に設けられた研磨ヘッドと対象物体３とが所定の距離になったら、昇降機構９の駆動を停止する。これにより、研磨装置８が停止するため、対象物体３に設けられた突起欠陥を所定の高さまで研磨することができる。これにより、突起欠陥を修正することができる。従って、突起欠陥の研磨量を正確に制御することができ、欠陥修正を確実に行うことができる。

研磨装置８には、対象物体の突起欠陥を研磨するための研磨ヘッドが設けられている。研磨ヘッドには研磨テープなどを有する研磨部が取り付けられている。この研磨部の構成について図２を用いて説明する。

研磨部の構成について図２を用いて詳細に説明する。図２は研磨部１０１の構成を示す図である。研磨部１０１には押圧部材１０２が取り付けられた支持部材１０６が設けられている。支持部材１０６には第１のリール１０４と第２のリール１０５とが取り付けられている。第１のリール１０４と第２のリール１０５の中間の下に押圧部材１０２が配置される。第１のリール１０４及び第２のリール１０５は支持部材１０６に対して回転可能に取り付けられている。第１のリール１０４と第２のリール１０５とには研磨テープ１０３が装着されている。研磨テープ１０３は押圧部材１０２を介して第１のリール１０４と第２のリール１０５に装着される。研磨テープ１０３は押圧部材１０２の下面に接するように設けられている。押圧部材１０２の下面は曲面となっている。また研磨テープ１０３の下面は粗面化されている。第１のリール１０４にモータを取り付ける。このモータを駆動させることにより、第１のリール１０４又は第２のリール１０５が矢印の方向に回転する。これにより、研磨テープが第２のリール１０５から押圧部材１０２を介して第１のリール１０４に巻き取られる。すなわち、研磨テープ１０３が押圧部材１０２の下面に沿って、矢印の方向に送り出される。押圧部材１０２を弾性体としてよい。さらに、押圧部材１０２を弾性体を介して支持部材１０６に取り付けてもよい。

そして、図２に示すよう突起欠陥の位置で研磨テープ１０３を送り出すことにより、突起欠陥が研磨される。これにより、突起欠陥を除去することができ、欠陥を修正することができる。なお、本発明に用いられる研磨部１０１は、上記の構成のものに限られるものではない。すなわち、既知の研磨部１０１であれば使用することができ、例えば、研磨テープではなく、研磨ヘッドによって直接、突起欠陥を研磨する研磨部を用いることも可能である。もちろん、これ以外の研磨部１０１であっても使用することができる。さらには、研磨に限らず、対象物体３に対して加工を行う加工ヘッドを用いることもできる。すなわち、上記の昇降動作は、加工部を有する加工ヘッドを利用した加工装置に対して好適である。この場合、加工ヘッドと対象物体３とのギャップによって、対象物体に対する加工ヘッドの高さが制御される。これにより、精度よく加工することができる。

次に研磨部１０１を有する研磨ヘッド及び研磨ヘッドと対象物体との距離を制御する位置制御装置について図３を用いて説明する。図３は、研磨ヘッド及びその位置制御装置の構成を模式的に示す図である。２１は研磨ヘッド、２２は噴出口、２４は研磨ヘッド用流量計、２５は研磨ヘッド用配管、２６はタンク、２７はレギュレータ、２８は上流配管、２９はコンプレッサ、３１は参照ヘッド、３２は噴出口、３３は基準ステージ、３４は参照ヘッド用流量計、３５は参照ヘッド用配管、３７はＡＤＣ（Ａ／Ｄコンバータ）、３８はＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）である。研磨部１０１は、図２を用いて説明した構成を有しているが、図３では省略して図示している。研磨部１０１では、例えば、紙面に対して垂直な方向に研磨テープが送り出される。

研磨ヘッド２１の下面にはエアを噴出する噴出口２２が設けられている。この噴出口２２から気体が対象物体３の表面に対してエアを噴出する。すなわち、噴出口２２と対称物体３とが対向配置されている。これにより、研磨ヘッド２１が微小なエアギャップをもって対象物体上に配置される。換言すると、対象物体３の表面と研磨ヘッド２１の下面との間に微小隙間（エアギャップ）が形成される。噴出口２２からのエアは、このエアギャップを対象物体３の表面に沿って流れていき、対象物体３と研磨ヘッド２１との間の空間の外側に噴出される。

研磨ヘッド２１の下面には、さらに、研磨部１０１が設けられている。研磨部１０１は図２で示したものを用いることができる。研磨部１０１は、研磨ヘッド２１の中央に設けられる。研磨部１０１は研磨ヘッド２１の噴出面から下方向に突出して設けられている。研磨部１０１は研磨ヘッド２１の下面よりも下方向に突出している。研磨部１０１の押圧部材１０２が対象物体３の突起欠陥３ａの位置になるよう、ステージ２が移動されている。すなわち、光学装置７で検出した突起欠陥３ａの上に研磨装置８に設けられた研磨ヘッド２１の研磨部１０１が配置されるようステージ３を駆動している。そして、研磨部１０１を用いて突起欠陥３ａを研磨することにより、突起欠陥３ａを除去することができる。具体的には、昇降機構９を動作させ、研磨装置８を下降させていく。これにより、研磨ヘッド２１に設けられた研磨部１０１が対象物体３の表面に近づいていく。そして、研磨ヘッド２１と対象物体３との間の距離が所定の微小距離となった状態で、昇降機構９を停止させる。これにより、研磨部１０１が対象物体３に対して所定の距離となった時点で、研磨装置８の下降動作が停止する。従って、対象物体３の表面の突起欠陥３ａを除去することができる。このときの処理については後述する。研磨部１０１は、噴出口２２の中央に設けられている。

研磨ヘッド２１の噴出口２２に気体を供給するエア供給経路について説明する。レギュレータ２７は、例えば、圧縮空気を供給するためのコンプレッサ２９に接続されている。なお、コンプレッサ２９に限らず、圧縮空気が封入されたガスボンベに接続されていてもよい。レギュレータ２７は供給された圧縮空気を一定の圧力まで減圧する。すなわち、レギュレータ２７によって一定圧力のエアが供給される。レギュレータ２７は、圧力変動の小さい精密レギュレータを用いることが好ましい。これにより、レギュレータ２７に供給される圧力が変動した場合でも、上流配管２８に供給するエアの圧力変動を低減することができる。レギュレータ２７は、上流配管２８を介してタンク２６に接続されている。タンク２６は一定の体積を有するエアタンクである。このタンク２６によってレギュレータ２７での圧力変動が吸収される。これにより、研磨ヘッド２１に対する供給圧力の変動を小さくすることができる。

タンク２６は研磨ヘッド用配管２５を介して研磨ヘッド用流量計２４に接続されている。研磨ヘッド用流量計２４は、研磨ヘッド用配管２５に流れるエアの流量を測定する。そして、研磨ヘッド用流量計２４を通過したエアは、研磨ヘッド用配管２５を介して研磨ヘッド２１に供給される。従って、レギュレータ２７により設定された圧力のエアが、研磨ヘッド２１に供給される。これにより、研磨ヘッド２１の噴出口２２からエアが所定の圧力で噴出する。ここで、研磨ヘッド２１と対象物体３との距離が離れているとき、噴出口２２と対象物体３とのエアギャップが広くなる。この場合、噴出口２２から噴出され対象物体３の表面に沿って流れる気体に対するコンダクタンスが大きくなる。一方、研磨ヘッド２１と対象物体３との距離が近づいているとき、噴出口２２と対象物体３とのエアギャップが狭くなる。この場合、噴出口２２から噴出され対象物体３の表面に沿って流れるエアに対するコンダクタンスが小さくなる。すなわち、エアギャップに応じて、噴出口からの噴出されるエアに対するコンダクタンスが変化する。従って、エアギャップが変化すると、噴出口２２から噴出されるエアの流量が変化する。

ここで噴出口２２から噴出されるエアの流量は、研磨ヘッド用流量計２４によって測定されている。従って、噴出口２２と対象物体３とのエアギャップは、研磨ヘッド用流量計２４での測定値に応じた値となっている。換言すると、研磨ヘッド用流量計２４は、対象物体３と研磨ヘッド２１との距離を測定している。ここで、昇降機構９によって研磨ヘッド２１を下降している状態では、研磨ヘッド用流量計２４での測定値は徐々に小さくなっていく。反対に昇降機構９によって研磨ヘッド２１を上昇している状態では、研磨ヘッド用流量計２４での測定値は徐々に大きくなっていく。

なお、噴出口２２からの噴出量は、エアギャップだけでなく供給圧力に応じても変化する。すなわち、エアギャップが一定だとしても供給圧力が下がった場合、流量が低下する。従って、研磨ヘッド用流量計２４の測定値を直接エアギャップに換算すると、圧力変動によって、対象物体３と研磨ヘッド２１との距離が変化してしまう。本実施の形態では、圧力変動によるエアギャップの変化を低減するため、参照ヘッド３１が設けられている。次に参照ヘッド３１の構成及び参照ヘッド３１までのエア供給経路について説明する。

参照ヘッド３１の下面には、噴出口３２が設けられている。この噴出口３２から気体が基準ステージ３３の表面に対してエアを噴出する。すなわち、噴出口３２と基準ステージ３３とが対向配置されている。従って、基準ステージ３３の上側の表面が基準面となり、エアが噴出される。さらに、参照ヘッド３１は、基準ステージ３３に対して固定されており、参照ヘッド３１と基準ステージ３３との距離が一定となっている。すなわち、参照ヘッド３１の噴出口３２と基準ステージ３３との間のギャップが一定となっている。噴出口３２からのエアは、この固定ギャップを基準ステージ３３の表面に沿って流れていき、基準ステージ３３と参照ヘッド３１との間の空間の外側に噴出される。従って、噴出口３２からの流量は固定ギャップで決まるコンダクタンスに応じた流量となる。ここで、参照ヘッド３１を基準ステージ３３に対して固定しているため、圧力変動がない場合、噴出口３２からの流量は一定となる。基準ステージ３３としては、例えば、欠陥修正装置１００の基台１などの平坦な面を用いることができる。もちろん、基準ステージ３３は、参照ヘッド３１に対して十分広い大きさを有している。

タンク２６は参照ヘッド用配管３５を介して参照ヘッド用流量計３４に接続されている。参照ヘッド用流量計３４は、参照ヘッド用配管３５に流れるエアの流量を測定する。そして、参照ヘッド用流量計３４を通過したエアは、参照ヘッド用配管２５を介して参照ヘッド３１に供給される。従って、レギュレータ２７により設定された圧力のエアが、参照ヘッド３１に供給される。これにより、参照ヘッド３１の噴出口３２からエアが所定の圧力で噴出する。また、タンク２６を介してレギュレータ２７と参照ヘッド３１を接続しているため、参照ヘッド３１に対する供給圧力の変動を小さくすることができる。

ここで噴出口３２からは、固定ギャップによって決まるコンダクタンスに応じた流量でエアが噴出される。さらに一つのタンクに参照ヘッド用配管３５及び研磨ヘッド用配管２５を接続しているため、参照ヘッド用配管３５及び研磨ヘッド用配管２５に同じ圧力で気体が供給される。参照ヘッド用配管３５とが研磨ヘッド用配管２５とがタンク２６において連通している。従って、参照ヘッド用配管３５とが研磨ヘッド用配管２５とに同じ圧力の気体が供給される。このように、レギュレータ２７よりも下流側のエア供給経路を分岐して参照ヘッド用配管３５と研磨ヘッド用配管２５とを設けることによって、噴出圧力を等しくすることができる。これにより、レギュレータ２７の供給圧力が変動した場合でも、噴出口２２及び噴出口３２の噴出圧が等しくなる。

参照ヘッド３１は研磨ヘッド２１と略同じ形状を有している。すなわち、参照ヘッド３１と研磨ヘッド２１とは同じ構成をしている。さらに、参照ヘッド３１に設けられている噴出口３２は、研磨ヘッド２１に設けられている噴出口２２と同じ構成となっている。換言すると、噴出口２２と噴出口３２とは同じ形状を有しており、噴出面積が等しくなっている。また、複数の噴出口２２を研磨ヘッド２１に設けた場合、参照ヘッド３１には同じ数の噴出口が設けられる。さらに、研磨ヘッド２１に対する噴出口２２の位置と、参照ヘッド３１に対する噴出口３２に位置が同じ配置になっている。このように、噴出口２２と噴出口３２とを同じ形状で、同じ配置とする。従って、噴出口２２によるエアギャップと、噴出口３２によるエアギャップとが等しい場合、噴出口２２周辺のコンダクタンスと、噴出口３２周辺のコンダクタンスが同じになる。これにより、噴出口３２と噴出口２２から等しい流量の気体が噴出され、研磨ヘッド用流量計２４と参照ヘッド用流量計３４との測定値が等しくなる。このように、エアギャップが等しい場合、流量が等しくなる構成としている。このため、本実施の形態では、噴出口２２と噴出口３２とを同じ構成とし、参照ヘッド３１を研磨ヘッドと同じ形状としている。なお、参照ヘッド３１には研磨部１０１を設ける必要はなく、例えば、研磨部１０１と同じ形状の物を用いてもよい。

さらに、タンク２６から参照ヘッド３１までの参照ヘッド用配管３５を、タンク２６から研磨ヘッド２５までの研磨ヘッド用配管２５と同じ構成とすることが好ましい。すなわち、参照ヘッド３１までのエア供給経路と研磨ヘッド２１までのエア供給経路とを略同じ構成とする。具体的には、参照ヘッド用配管３５と研磨ヘッド用配管２５とを同じ長さ、同じ形状、同じ内径とすることが好ましい。また、研磨ヘッド用流量計２４と参照ヘッド用流量計３４とに同じタイプの流量計を用いることが好ましい。研磨ヘッド用流量計２４と参照ヘッド用流量計３４としては、例えば、熱式流量計（サーマルフローメータ）を用いることができる。

タンク２６内の圧力に変動が生じた場合、参照ヘッド用配管３５及び研磨ヘッド用配管２５の圧力も変化する。従って、噴出口２２及び噴出口３２からの流量が同様に変化する。例えば、タンク２６内の圧力が高くなった場合、噴出口２２及び噴出口３２からの流量が増加し、タンク２６内の圧力が低くなった場合、噴出口２２及び噴出口３２からの流量が減少する。すなわち、タンク２６内の圧力に変動が生じた場合、噴出口２２及び噴出口３２からの流量が共に増減する。従って、噴出口２２によるエアギャップと、噴出口３２によるエアギャップが等しい場合、圧力変動が生じても、噴出口２２からの流量と、噴出口３２からの流量との比が一定になる。噴出口２２からの流量と、噴出口３２からの流量との比に基づいて、エアギャップを制御する。

このように、参照ヘッド用流量計３４及び研磨ヘッド用流量計２４での測定値は、供給圧力及び噴出側のコンダクタンスに応じて噴出量が変化する。すなわち、参照ヘッド用流量計３４及び研磨ヘッド用流量計２４での測定値は、上流側と下流側の差圧によって変化する。よって、供給圧が変動した場合、噴出する気体の流量が共に変化する。従って、参照ヘッド３１を設けることによって供給圧の変動によるエアギャップへの影響を低減することができる。

次に、測定信号に対する演算処理について具体的に説明する。研磨ヘッド用流量計２４と参照ヘッド用流量計３４からの測定信号はＡＤＣ３７に入力される。なお、研磨ヘッド用流量計２４からの測定信号は、研磨ヘッド用配管２５における流量に対応し、参照ヘッド用流量計３４からの測定信号は、参照ヘッド用配管３５における流量に対応する。ＡＤＣ３７は、入力された測定信号をデジタル信号に変換する。ＡＤＣ３７によって変換されたデジタル信号は、ＭＰＵ３８に出力される。研磨ヘッド用流量計２４の測定値が噴出口２２から噴出する気体の流量Ｑ１を示し、参照ヘッド用流量計３４の測定値が噴出口３２から噴出する気体の流量Ｑ２を示す。

ＭＰＵ３８は、測定値に基づいて研磨ヘッド２１のＺ方向（鉛直方向）の位置を制御する。ＭＰＵ３８は、研磨ヘッド２１の位置制御用の演算処理を行う。ＭＰＵ３８及びＡＤＣ３７は、例えば、処理装置１２に設けられている。ＭＰＵ３８は、２つの流量計からの測定信号に基づいて、モータ制御回路１０を制御するための制御信号を出力する。具体的には、ＭＰＵ３８は、（研磨ヘッド用流量計２４での測定値）／（参照ヘッド用流量計３４での測定値）に基づいて制御を行う。すなわち、ＭＰＵ３８はＱ１／Ｑ２の値を算出し、Ｑ１／Ｑ２の値に基づいて制御する。処理装置１２は、Ｑ１／Ｑ２の値に基づいてモータ制御回路１０に制御信号を出力する。そして、モータ制御回路１０がステッピングモータ１１の動作を制御する。これにより、研磨ヘッド２１と対象物体３との距離を制御することができる。具体的には、ステッピングモータ１１が研磨装置８を下降させている状態で、流量を測定する。そして、処理装置１２は測定値に基づいて、例えば、ＰＩＤ制御を行う。このＰＩＤ制御によって決まる下降速度によって、研磨ヘッド２１が下降される。そして。エアギャップが所定の値となるまで、研磨ヘッド２１を下降していく。

研磨ヘッド２１の下降速度の制御について以下に説明する。ここでは、噴出口２２と対象物体３とのギャップが、噴出口３２と基準ステージ３３との間の固定ギャップと同じギャップになるまで研磨ヘッド２１を下降させるものとして説明する。すなわち、研磨ヘッド２１と対象物体３との距離が参照ヘッド３１と基準ステージ３３との距離と同じになるまで、研磨ヘッド２１を移動させる場合について説明する。例えば、噴出口３２と基準ステージ３３との間の固定ギャップを１００μｍとする。この場合、噴出口２２と対象物体３とのエアギャップが１００μｍとなった時点で下降が停止する。従って、突起欠陥３ａの研磨量はエアギャップに研磨部１０１の突出高さを考慮した値となる。

最初に、ステージ２を駆動して対象物体３の突起欠陥の位置に研磨ヘッド２１を相対移動させる。これにより、対象物体３の突起欠陥の上方に、研磨ヘッド２１が配置される。このとき、研磨ヘッド２１は、対象物体３から十分離れており、突起欠陥３ａに比べて十分高い位置にある。すなわち、研磨ヘッド２１に設けられた研磨テープが突起欠陥３ａと接触していない。研磨ヘッド２１と対象物体３との距離は、参照ヘッド３１と基準ステージ３３との距離に比べて大きくなっている。従って、噴出口２２周辺のコンダクタンスが噴出口３２周辺のコンダクタンスよりも大きくなっており、流量はＱ１＞Ｑ２となっている。さらに、研磨ヘッド２１が対象物体３よりも十分高く配置されている。研磨ヘッド用流量計２４の測定レンジを越えているため、流量計の測定信号に変化がない。すなわち、研磨ヘッド用流量計２４オーバレンジとなっている。換言すると、研磨ヘッド用流量計２４から出力される測定値は、研磨ヘッド用流量計２４の最大測定値で一定である。このように、測定値が研磨ヘッド用流量計２４のオーバーレンジである場合、研磨ヘッドを下降させてコンダクタンスが変化しても、測定信号に変化が生じない。一方、供給圧に変動がないとすると、参照ヘッド用流量計３４の測定値はコンダクタンス及び供給圧で決まる流量で一定となっている。

ここで、モータ制御回路１０からの制御信号に基づいて昇降機構９を動作させ、研磨ヘッド２１を徐々に下降させていく。これにより、研磨ヘッド２１と対象物体３との距離が小さくなっていく。よって、噴出口２２と対象物体３とのエアギャップが狭くなり、コンダクタンスが徐々に小さくなっていく。このとき、モータ制御回路１０は、ステッピングモータ１１を一定速度で動作させる。これにより、昇降機構９が一定速度で動作して、研磨ヘッド２１の下降速度が一定となる。さらに、この状態では、昇降機構９を高速で動作させ、研磨ヘッド２１の下降速度を速くする。例えば、ステッピングモータ１１の最大動作速度で研磨ヘッド２１を下降させる。これにより、下降時間を短縮することができる。

そして、研磨ヘッド２１を一定速度で下降させていくと、研磨ヘッド用流量計２４からの測定信号に変化が現れる。すなわち、研磨ヘッド２１と対象物体３との距離が近くなり、流量Ｑ１が研磨ヘッド用流量計２４の測定レンジ内になる。このように、噴出口２２近傍のコンダクタンスが一定の値よりも小さくなると、流量Ｑ１が研磨ヘッド用流量計２４での最大測定値よりも小さくなる。これにより、研磨ヘッド用流量計２４での測定値がある一定の流量（最大測定値）よりも小さくなる。従って、研磨ヘッド用流量計２４からの測定信号に変化が生じる。処理装置１２は、研磨ヘッド用流量計２４の測定値Ｑ１に変化が現れると、ステッピングモータ１１の動作を一旦停止させる。具体的には、Ｑ１／Ｑ２の値に変化が生じると、ステッピングモータ１１の動作を一旦停止させる。処理装置１２は測定信号に基づいて、モータ制御回路１０に対して制御信号を出力する。モータ制御回路は、処理装置１２からの制御信号に基づいて、ステッピングモータ１１の動作が一旦停止するよう、駆動信号を出力する。このモータ制御回路１０からの駆動信号によってステッピングモータ１１の動作が停止する。これにより、研磨ヘッド２１の下降動作が一旦停止する。このとき、下降動作がオーバシュートするが、研磨ヘッド用流量計２４の測定レンジが突起欠陥の高さに対して十分大きいため、過研磨は生じない。

研磨ヘッド２１の下降動作が一旦停止した後、処理装置１２は、研磨ヘッド２１の下降動作を制御する。すなわち、参照ヘッド用流量計３４からの測定信号と研磨ヘッド用流量計２４からの測定信号に基づいて昇降機構９の下降速度を制御する。例えば、ＭＰＵ３８はＱ１／Ｑ２の値に基づいてＰＩＤ制御を行う。具体的には、Ｑ１／Ｑ２＝１となるよう、ＭＰＵ３８が、昇降機構９の下降速度をＰＩＤ制御により変化させる。すなわち、Ｑ１／Ｑ２＝１を目標値として、ＰＩＤ制御が行われる。このＰＩＤ制御の結果、ステッピングモータ１１の動作速度が決定する。処理装置１２はＰＩＤ制御によって決定された動作速度となるよう制御信号を出力する。モータ制御回路１０は、ステッピングモータをこの動作速度で動作させる。これにより、研磨ヘッド２１の下降速度を制御することができる。

このように、流量Ｑ１、Ｑ２をモニタしながら下降させ、流量計の測定値に基づいてフィードバック制御を行う。昇降機構９の動作速度を制御することにより、下降時間を短縮することができる。例えば、Ｑ１／Ｑ２が目標値である１に比べて十分大きい領域では、研磨ヘッド２１が高速で下降する。そして、Ｑ１／Ｑ２が１に近くなるにつれて下降速度が徐々に遅くなっていく。従って、過研磨することがなくなり、精度のよい加工を短時間で行なうことができる。

また、流量Ｑ１が流量計の測定レンジ内に入る前の下降速度は流量Ｑ１が流量計の測定レンジ内に入った後の下降速度よりも速くなっている。すなわち、高速で下降させている状態で、測定値が測定レンジ内に入り、測定信号に変化が現れたら、下降速度を低下させる。これにより、オーバーシュートによる過研磨を防ぐことができる。流量計はダイナミックレンジが広いため、測定レンジに入った時点で、一定速度の下降からＰＩＤ制御による下降に切換えた場合でも、オーバーシュートにより過研磨することがない。これにより、測定レンジ内に入る前の下降速度を速くすることができる。よって、下降時間を短縮することができる。なお、流量計としては、ダイナミックレンジの広い熱式流量計を用いることが好適である。

測定信号に基づいて下降速度を制御している状態で、さらに下降させる。これにより、対象物体３に研磨ヘッドの研磨部１０１が接近していく。突起欠陥３ａと、研磨テープとが接触して、突起欠陥３ａが研磨される。これにより、突起欠陥３ａの高さが徐々に低くなっていく。

そして、Ｑ１／Ｑ２＝１となった時点で、昇降機構９の下降動作を停止する。すなわち、Ｑ１／Ｑ２が目標値に到達した時点でステッピングモータ１１の動作を停止させる。これにより、研磨ヘッド２１と対象物体３とのギャップが目標ギャップとなり、下降が停止する。すなわち、研磨ヘッド２１の研磨テープと対象物体３とが所定の距離となった時点で研磨が終了する。ここでは、研磨ヘッド２１と対象物体３との距離が、参照ヘッド３１と基準ステージ３３との距離と等しくなると、下降が停止する。よって、参照ヘッド３１の噴出口３２と基準ステージ３３とのギャップに応じた研磨量とすることができる。この場合、突起欠陥３ａの高さが設定された高さとなるまで研磨される。これにより、研磨ヘッド２１の高さ方向の位置を精度よく制御することができ、研磨量の精度を向上することができる。そして、研磨ヘッド２１を所定の高さまで上昇させて、ステージ２を移動する。その後、同様に研磨ヘッド２１を下降させて、別の位置の突起欠陥を研磨する。

また、Ｑ１／Ｑ２の値に基づいて下降を停止させることにより、圧力変動が生じた場合でも、研磨量に変化が生じない。参照ヘッド３１と研磨ヘッド２１に対するエアの供給圧が等しいため、圧力が変動した場合でも、精度よく研磨することができる。さらに本実施の形態では、エアギャップの制御に必要な作業がフローセンサーの調整のみであるため、精度の高い研磨を簡便に行なうことができる。すなわち、機械的な調整を行なう必要がないため、高い精度で位置を調整することができる。従って、設定した研磨量で正確に研磨することができ、高精度の加工が可能となる。

上記の構成によって、噴出口２２と対象物体３とのエアギャップを精度よく調整することができる。例えば、レギュレータの設定圧力を１０〜１５ｋＰａとした場合、流量Ｑ１が０．０１ｌ／ｍｉｎ変化すると、ギャップが約０．１μｍだけ変化する。従って、μｍ単位での位置調整が可能となる。なお、ここで流量Ｑ１は標準状態での流量である。従って、サブミクロンでの位置調整が可能になる。この場合は、流量計の測定単位は、研磨量の精度に応じて決定すればよい。すなわち、研磨量の精度をより高くしたい場合は、精度の高い流量計を用いるようにする。また、流量計の測定レンジは、ステッピングモータの回転速度やオーバシュート量に応じて選択すればよい。さらに、流量Ｑ１が流量計の測定レンジ内に入った時点で研磨ヘッドの下降を一旦停止する構成に限らず、測定値が一定の値になった時点で研磨ヘッドの下降を一旦停止するようにしてもよい。この場合、Ｑ１／Ｑ２にしきい値を設定する。このしきい値はＱ１／Ｑ２の目標値よりも大きくなる。測定値がしきい値となるまでは、研磨ヘッド２１を所定の下降速度で高速に移動させることができる。そして、Ｑ１／Ｑ２がしきい値となった後、Ｑ１とＱ２の比に基づいて、下降速度を変化させる。

ここで、Ｑ１／Ｑ２の目標値を変更することによって、研磨量を調整することができる。例えば、Ｑ１／Ｑ２の目標値を２とすると、流量Ｑ１が流量Ｑ２の２倍となって時点で、研磨ヘッド２１の下降が停止する。従って、研磨ヘッド２１の噴出口２２周辺のコンダクタンスが参照ヘッド３１の噴出口３２周辺のコンダクタンスよりも大きい状態で、研磨が終了する。よって、噴出口２２と対象物体３とのエアギャップが広くなり、研磨量を少なくすることができる。すなわち、突起欠陥３ａが高くなっている状態で、研磨が終了する。従って、過研磨を確実に防ぐことができる。研磨量を多くする場合は、Ｑ１／Ｑ２の目標値を小さい値に設定し、研磨量を小さくする場合は、Ｑ１／Ｑ２の目標値を大きい値に設定する。これにより、研磨ヘッド２１と対象物体３との距離を精度よく調整することができる。従って、簡便に研磨量の微調整を行なうことができる。このように、研磨ヘッド用流量計２４の測定値と参照ヘッド用流量計３４の測定値とを所定の比にすることによって、精度よく研磨を制御することができる。すなわち、研磨ヘッド用流量計２４の測定値と参照ヘッド用流量計３４の測定値との比に基づいて、下降動作を制御する。これにより、下降速度を速くすることができるため、研磨時間を短縮できる。さらに、下降動作が停止する位置を正確に制御することができるため、研磨量を正確に制御することができる。

なお、上記の説明では、研磨ヘッド２１を下降させる構成について説明したが、本発明はこれに限るものではない。対象物体について加工を行う加工ヘッドを昇降させてもよい。さらに、研磨ヘッドなどの加工ヘッドを突起欠陥を修正する欠陥修正装置に用いることもできる。すなわち、上記の昇降動作をする加工ヘッドを欠陥修正装置に設ける。これにより、確実に欠陥を修正することができる。例えば、光学的に欠陥を検出する欠陥検出器とを備える欠陥修正装置に、上記の昇降動作を有する加工ヘッドを取り付けることも可能である。これにより、欠陥の検出、修正を短時間で行なうことができ、生産性を向上することができる。上記の昇降動作の制御が行われる昇降機構は、対象物体に対して接触して加工を行う加工装置に好適である。

なお、研磨、加工の対象となる対象物体は、カラーフィルタ基板に限られるものではない。例えば、半導体基板、液晶表示装置用の基板に対して研磨、加工等を行ってもよい。
さらに突起欠陥の研磨に限らず、対象物体自体を研磨するようにしてもよい。

また、参照ヘッド３１を研磨ヘッド２１と同じ形状としたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、参照ヘッド３１と研磨ヘッド２１との形状の違いを考慮して、Ｑ１／Ｑ２の目標値を設定すればよい。すなわち、参照ヘッド３１と研磨ヘッド２１とコンダクタンスの違いを考慮して、Ｑ１／Ｑ２の目標値を目標とするエアギャップに応じて設定する。これにより、参照ヘッド３１を研磨ヘッド２１と異なる形状とした場合でも、研磨量を制御することができる。なお、噴出口２２周辺と噴出口３２周辺とのコンダクタンスを等しくすることによって、目標値を設定することが可能となる。

なお、参照ヘッド３１と基準ステージ３３とのギャップを可変としてもよい。この場合、一つの突起欠陥を研磨しているときは、ギャップを固定とすることが好ましい。そして、研磨量を変化させるときにギャップを変えるようにする。

発明の実施の形態２．
本実施の形態では、研磨ヘッドの噴出口を複数設け、各噴出口からの流量に基づいて研磨ヘッドの傾きを測定している。そして、測定した研磨ヘッドの傾きに基づいて目標値を補正している。よって、対象物体が傾いている場合でも、精度よく研磨することができる。例えば、ステージ２に撓みが生じている場合でも、精度よく研磨することができる。これにより、ガラスステージなどの撓みやすい、あるいは撓みの大きいステージを用いることが可能になる。さらには、エアだまりやパーティクルの挟み込みなどによって発生する局所的、突発的な傾きに対しても有効である。

本実施の形態の研磨ヘッドの構成について図４を用いて説明する。図４は、本実施の形態にかかる研磨ヘッドの下面の構成を示す平面図である。すなわち、図４は、研磨ヘッドの対象物体と対向する面を示している。図４に示すように研磨ヘッド２１の中央には、研磨部１０１が設けられている。この研磨部１０１の周りには複数の噴出口２２が設けられている。ここでは、研磨ヘッド２１の下面に噴出口２２が４個設けられている。この４個の噴出口２２をそれぞれ噴出口２２ａ〜噴出口２２ｄとする。噴出口２２ａ〜２２ｄは、同じ形状である。図４において、噴出口２２ａは、研磨ヘッド２１の下面の左上隅の角近傍に設けられ、噴出口２２ｂは、研磨ヘッド２１の下面の左下隅の角近傍に設けられ、噴出口２２ｃは、研磨ヘッド２１の下面の右上隅の角近傍に設けられ、噴出口２２ｂは、研磨ヘッド２１の下面の右下隅の角近傍に設けられている。ここで、研磨ヘッド２１の下面において、４個の噴出口２２は対称的に設けられている。すなわち、４個の噴出口２２の中心が研磨部１０１の下面の中心となる。４個の噴出口２２の中心には、研磨部１０１の押圧部材１０２が配置される。そして、研磨ヘッド２１内部のエア供給経路も４個の噴出口２２ａ〜２２ｄに対応してそれぞれ区分けされている。すなわち、研磨ヘッド２１には、４つのエア供給経路が設けられており、噴出口２２ａ〜２２ｄに対してエアを別系統で供給する。研磨ヘッド２１には噴出口２２ａ〜２２ｄに対応する４つのエア導入口が設けられ、それぞれ別々のエア供給経路でエアが供給される。なお、１つの噴出口２２に対して他の噴出口から噴出されたエアの影響を防ぐため、各噴出口の領域を区切ってもよい。これにより、制御を簡易にすることができる。

具体的には、噴出口２２ａと噴出口２２ｂはＸ方向において同じ位置に配設されている。また、噴出口２２ｃと噴出口２２ｄもＸ方向において同じ位置に配設されている。噴出口２２ａと噴出口２２ｃとは、Ｙ方向において同じ位置に配設されている。噴出口２２ｂと噴出口２２ｄとは、Ｙ方向において同じ位置に配設されている。従って、噴出口２２ａ〜２２ｄがエアを噴出する噴出面、すなわち、対象物体３の表面が平坦な場合、噴出口２２ａ〜２２ｄはそれぞれ同じコンダクタンスとなる。従って、噴出口２２ａ〜２２ｄからは同じ流量のエアが噴出される。一方、対象物体の表面が傾いている場合、噴出口２２ａ〜２２ｄのコンダクタンスがばらつく。噴出口２２ａ〜２２ｄのコンダクタンスが異なる値を取り、噴出口２２ａ〜２２ｄからの流量に違いが生じる。従って、噴出口２２ａ〜２２ｄからの流量をそれぞれ測定することによって、対象物体３の表面に対する研磨ヘッド２１の傾きを求めることができる。

次に、傾きを検出するための構成について図５を用いて説明する。図５は、研磨ヘッド及びそのエア供給経路の構成を示す図である。なお、図５において、実施の形態１で説明した構成と同様の構成については説明を省略する。また、実施の形態１で示した手順と同様の手順については説明を省略する。

本実施の形態では、噴出口２２ａ〜２２ｄのそれぞれに対して異なるエア供給経路が設けられている。すなわち、噴出口２２ａの研磨ヘッド用配管２５ａと、噴出口２２ｂの研磨ヘッド用配管２５ｂと、噴出口２２ｃの研磨ヘッド用配管２５ｃと、噴出口２２ｄの研磨ヘッド用配管２５ｄとが、タンク２６に接続されている。さらに本実施の形態では、研磨ヘッド用配管２５ａ〜２５ｄのそれぞれに対応して、研磨ヘッド用レギュレータ４１ａ〜４１ｄと、研磨ヘッド用流量計２４ａ〜２４ｄとが設けられている。すなわち、タンク２６と噴出口２２ａとの間の研磨ヘッド用配管２５ａには、研磨ヘッド用流量計２４ａ及び研磨ヘッド用レギュレータ４１ａが接続されている。研磨ヘッド用流量計２４ａは研磨ヘッド用レギュレータ４１ａよりも研磨ヘッド２１側に設けられている。すなわち、タンク２６に接続された研磨ヘッド用配管２５ａは、研磨ヘッド用レギュレータ４１ａによって、供給圧を調整されている。そして、研磨ヘッド用レギュレータ４１ａによって供給圧が調整された気体の流量は研磨ヘッド用流量計２４ａによって測定される。また、噴出口２２ｂ〜２２ｄのそれぞれのエア供給経路についても、噴出口２２ａに対するエア供給経路と同様の構成を有している。すなわち、タンク２６と噴出口２２ｂ〜２２ｄとの間の研磨ヘッド用配管２５ｂ〜２５ｄには、研磨ヘッド用流量計２４ｂ〜２４ｄ及び研磨ヘッド用レギュレータ４１ａ〜４１ｄが対応して接続されている。なお、噴出口２２ｃ及び噴出口２２ｄのエア供給経路については、噴出口２２ａ及び噴出口２２ｂのエア供給経路と同様であるため、図４では、研磨ヘッド用配管２５ｃ及び研磨ヘッド用配管２５ｄの一部については省略している。研磨ヘッド用レギュレータ４１ａ〜４１ｄには、例えば精密レギュレータを用いることができる。ここで、レギュレータ４１ａ〜４１ｄによって噴出口２２ａ〜噴出口２２ｄへの供給圧が等しくなるよう設定されている。

さらに、参照ヘッド３１までのエア供給経路にも、参照ヘッド用流量計３４及び参照ヘッド用レギュレータ４２が設けられている。すなわち、参照ヘッド用配管３５には、参照ヘッド用流量計３４及び参照ヘッド用レギュレータ４２が設けられている。参照ヘッド用レギュレータ４２は例えば、精密レギュレータである。参照ヘッド用流量計３４は参照ヘッド用レギュレータ４２よりも参照ヘッド３１側に設けられている。すなわち、タンク２６に接続された参照ヘッド用配管３５は、参照ヘッド用レギュレータ４２によって、供給圧を調整されている。そして、参照ヘッド用レギュレータ４２によって供給圧が調整された気体の流量は参照ヘッド用流量計３４によって測定される。

ここで、研磨ヘッド用レギュレータ４１ａ〜４１ｄ及び参照ヘッド用レギュレータ４２は同じ供給圧力に設定されている。従って、対象物体３が傾いていない状態では、研磨ヘッド用流量計２４ａ〜２４ｄが同じ測定値となる。そして、参照ヘッド用流量計３４の測定値と、研磨ヘッド用流量計２４ａ〜２４ｄの測定値の平均値とが等しくなった時点で下降を停止する。これにより、対象物体３の表面と研磨ヘッド２１の下面とが平行な状態で研磨を行なうことができる。

一方、対象物体３に対して研磨ヘッド２１が傾いていると、供給圧が等しいため、研磨ヘッド用流量計２４ａ〜２４ｄの測定値が異なった値となる。すなわち、噴出口２２ａ〜２２ｄの周辺のコンダクタンスが変化するため、それぞれのエア供給経路で流量に違いが生じる。研磨ヘッド用流量計２４ａ〜２４ｄの上流と下流との差圧が異なるものとなり、噴出するエアの流量にばらつきが生じる。従って、研磨ヘッド用流量計２４ａ〜２４ｂの測定値に基づいて研磨ヘッド２１の傾きを測定することができる。すなわち、研磨ヘッド用流量計２４ａ〜２４ｂの測定値の差が、基板に対する研磨ヘッド２１の傾きの角度に対応する。よって、各測定信号の差を算出することによって、研磨ヘッド２１の傾きを測定することができる。

例えば、図５に示す状態では、対象物体３が傾いて、噴出口２２ａが噴出口２２ｂよりも対象物体３に近くなっている。すなわち、噴出口２２ａのエアギャップが噴出口２２ｂのエアギャップよりも狭くなっている。従って、コンダクタンスに違いが生じ、噴出口２２ａからの流量が、噴出口２２ｂの流量よりも小さくなるはずである。測定値に違いによって傾きを検出することができる。

このように測定信号の差に基づいて傾きを測定する。そして、測定された傾きに基づいて目標値を補正する。すなわち、測定された傾きに応じて目標値の設定を変化させる。具体的には、傾きの値と補正量とを予め設定しておく。すなわち、傾斜角度と補正量が予め対応付けて記憶させておく。そして、下降中に測定した傾きに応じて、補正量を決定する。この補正量に応じて、Ｑ１／Ｑ２の目標値を補正する。このとき、流量Ｑ１は、例えば、研磨ヘッド用流量計２１ａ〜２１ｄの和あるいは平均とすることができる。そして、補正した目標値に到達した時点で、下降を停止する。これにより、停止位置を補正することができるため、実際の研磨量が目標値に近くなり、より正確な研磨を行なうことができる。なお、下降中に傾きが変動する場合、補正量も下降距離に応じて変動する。この場合、傾きを測定しながら、下降を行う。そして、補正量の変動に応じてを目標値をフィードバック制御しながら研磨を行う。これにより、より高い精度で研磨量を調整することができる。このように、本実施の形態の構成によって、研磨量の制御をより正確に行うことができる。従って、対象物体３を正確に加工することができ、欠陥修正をより確実に行うことができる。

なお、エア供給経路の数は４つに限られるものではなく、２つ以上であればよい。すなわち、エア供給経路毎に、複数の噴出口を設ける。従って、複数のエア供給経路から供給された気体が供給経路毎に異なる噴出口から噴出される。そして、複数のエア供給経路に対応する複数の流量計及び複数のレギュレータを設ける。複数の流量計からの測定信号に基づいて、傾きを検出する。もちろん、１つの流量計に対して複数の噴出口が設けられていても良い。すなわち、１つのエア供給経路から供給されたエアが複数の噴出口から噴出される構成としてもよい。このように、複数の研磨ヘッド用流量計２４ａ〜２４ｄの測定値に基づいて、目標値をフィードバック制御することにより、傾きの変動による研磨量のずれを補正することができる。なお、上記の説明では噴出口２２ａと噴出口２２ｂが配列されている方向について説明したが、供給経路を３系統以上にすることによって、Ｘ方向及びＹ方向の傾きに対して補正することができる。

発明の実施の形態３．
本実施の形態では実施の形態２で測定した加工ヘッドの傾きを調整している。すなわち、実施の形態２では、測定した傾きに基づいて研磨量を調整したが、本実施の形態ではアクチュエータを用いて傾きを調整している。この傾き調整手段の構成について図６を用いて説明する。なお、実施の形態１及び実施の形態２で説明した構成については説明を省略する。

本実施の形態でも、実施の形態２と同様に噴出口２２が４つ設けられ、それぞれの噴出口に対して、異なる供給経路で気体が供給される。本実施の形態では、傾きを調整するためのアクチュエータ４３ａ、４３ｂが研磨ヘッド２１に対して設けられている。このアクチュエータ４３ａ、４３ｂは、図４で示した噴出口２２ａ、２２ｂに対応して設けられている。例えば、アクチュエータ４３ａは噴出口２２ａの上に設けられ、アクチュエータ４３ｂは噴出口２２ｂの上に設けられる。さらに、噴出口２２ｃ、２２ｄの上にもアクチュエータ４３ｃ、４３ｄが設けられているが、これらについては省略して図示している。従って、アクチュエータ４３ａ〜４３ｄは噴出口２２ａ〜２２ｄに対応して４つ設けられる。なお、このアクチュエータ４３は、例えば、昇降機構１１の一部に固定され、昇降機構１１の昇降動作とともに、昇降する。複数のアクチュエータ４３はそれぞれ研磨ヘッド２１の上面の異なる位置に設けられている。なお、実施の形態２と同様に各供給経路の配管に対して、それぞれ、レギュレータを設けても良い。

アクチュエータ４３は、処理装置１２からの信号によって伸縮し、研磨ヘッド２１に対して鉛直方向の力を与える。例えば、アクチュエータ４３ａ、４３ｂが伸長すると、研磨ヘッド２１に対して鉛直下方に力を加わる。また、アクチュエータ４３ａ、４３ｂが短縮すると、研磨ヘッド２１には、鉛直上方に力が加わる。そして、アクチュエータ４３の伸縮距離に応じて加わる力の大きさが変化する。ここで、複数のアクチュエータ４３は研磨ヘッド２１の異なる位置に配設されている。従って、アクチュエータ４３により研磨ヘッド２１に与えられる力を独立して制御することによって、傾きを調整することができる。

例えば、図６に示すように、対象物体３が傾いている場合、噴出口２２ａのエアギャップが，噴出口２２ｂのエアギャップよりも狭くなっている。この場合、研磨ヘッド用流量計２４ａ、２４ｂの測定値に違いが生じる。流量計の測定値に違いによって傾きを検出することができる。従って、アクチュエータ４３ａを伸長させ、アクチュエータ４３ｂを短縮させる。これにより、研磨ヘッド２１に位置に応じて、異なる方向に力が加わる。例えば、噴出口２２ａの位置では、鉛直下方に力が加わり、噴出口２２ｂの位置では鉛直上方に力が加わる。噴出口２２ａのエアギャップと噴出口２２ｂのエアギャップが等しくなるようアクチュエータ４３を制御する。これにより、研磨ヘッド２１を対象物体３の表面に対して水平にすることができる。

なお、上記の説明ではアクチュエータ４３ａ、４３ｂの制御について説明したが、アクチュエータ４３ｃ、４３ｄについても同様に制御することができる。４つの研磨ヘッド用流量計２４ａ〜２４ｄの測定値が等しくなるようにアクチュエータ４３の伸縮を制御する。これにより、傾きを調整することができ、対象物体３の表面と研磨ヘッド２１の下面とを平行にすることができる。

このとき、鉛直上方に加わる力と鉛直下方に加わる力が等しくなるようにする。すなわち、アクチュエータによって加わる力の合成が０となるようにする。そして、研磨ヘッド用流量計２４ａ〜２４ｄの測定値と測定値参照ヘッド３１の測定値の比に基づいて下降を停止させる。これにより、研磨量を精度よく制御することができる。ここで、アクチュエータの数は、流量計の数と同数にして、異なる供給経路の噴出口に対応する位置にアクチュエータを配設することが好ましい。これにより、傾き調整を容易に行うことができる。このように、複数の研磨ヘッド用流量計２４から測定信号に基づいてアクチュエータ４３から研磨ヘッド５１に与えられる力を制御することによって、傾きを調整することができる。

実施の形態１〜３の構成によれば、研磨量を正確に制御することができる。さらに、対象物体３と研磨ヘッド２１との距離が一定になるよう制御されているため、外部の振動等があった場合でも、精度よく研磨することができる。さらに対象物体３の表面に微細な凹凸がある場合でも、研磨ヘッド２１の下面で平均化されるため、均一に研磨することができる。また、研磨ヘッド２１の下面には、剛性を高くするため、エアギャップ間のエアを吸引する吸引部を設けてもよい。さらに、Ｑ１／Ｑ２の目標値を変えるだけで目標ギャップを変えることができるため、目標ギャップの設定を容易に行うことができる。

なお、実施の形態１〜３では、研磨ヘッド２１を下降させたが、本発明はこれに限るものではない。例えば、接触式の測定プローブなどを下降させることができる。もちろん、非接触式の測定プローブであってもよい。さらには、光学装置における対物レンズなど光学部品を昇降させてもよい。例えば、上記の昇降機構は、コンフォーカル光学系などで、高さ方向に対物レンズを移動させる構成を有する光学装置に好適である。また、光学プローブなど、その他のプローブを下降させてもよい。また、表示装置や半導体装置などに用いられるパターン基板の製造工程において、上記の研磨装置で欠陥を修正する。これにより、パターン基板の生産性を向上することができる。

本発明の実施の形態１にかかる欠陥修正装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる欠陥修正装置の研磨部の構成を示す側面図である。 本発明の実施の形態１にかかる欠陥修正装置の研磨ヘッド及びそのエア供給経路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態２にかかる欠陥修正装置の研磨ヘッド下面の構成を示す平面図である。 本発明の実施の形態２にかかる欠陥修正装置の研磨ヘッド及びそのエア供給経路の構成を示す図である。 本発明の実施の形態３にかかる欠陥修正装置の研磨ヘッド及びそのエア供給経路の構成を示す図である。 従来の研磨ヘッドの位置調製機構を示す図である。

符号の説明

１ 基台、２ ステージ、３ 対象物体、４ 駆動回路、５ 支柱、６ 支持レール、
７ 光学装置、８ 研磨装置、９ 昇降機構、１０ モータ制御回路、１２ 処理装置、
２１ 研磨ヘッド、２２ 噴出口、２４ 研磨ヘッド用流量計、
２５ 研磨ヘッド用配管、２６ タンク、２７ レギュレータ、２８ 上流配管、
２９ コンプレッサ、３１ 参照ヘッド、３２ 噴出口、３３ 基準ステージ、
３４ 参照ヘッド用流量計、３５ 参照ヘッド用配管、３７ ＡＤＣ、３８ ＭＰＵ、
４１ 研磨ヘッド用レギュレータ、４２ 参照ヘッド用レギュレータ、
４３ アクチュエータ、５１ 研磨ヘッド、５２ 参照ヘッド、５３ 三方管、
５４ 基板、５５ 基準ステージ、５６ ステッピングモータ、５７ ブレード、
５８ ランプ、６０ モータ駆動回路、６１ 配管、６２ 配管、６３ 連結部、
６５ フォトセンサ、６６ フォトセンサ、６７ 差動増幅器、
１００ 欠陥修正装置、１０１ 加工プローブ、１０２ 研磨ヘッド、
１０３ 研磨テープ、１０４ 第１のリール、１０５ 第２のリール、１０６ 支持部材

Claims (14)

1. 噴出口を有する加工ヘッドを対象物体上に配置して、前記噴出口から前記対象物体に対して気体を噴出している状態で加工を行う加工装置であって、
   前記加工ヘッドを前記対象物体に対して昇降させる昇降機構と、
   前記昇降機構によって前記加工ヘッドを下降させている時に、前記噴出口に対して気体を供給する供給部と、
   前記供給部から供給された気体を噴出する噴出口を有する参照ヘッドと、
   前記参照ヘッドに対向配置され、前記参照ヘッドに設けられた噴出口からの気体が噴出される基準ステージと、
   前記供給部から前記加工ヘッドの間に設けられ、前記供給部から前記加工ヘッドに供給される気体の流量に応じた第１の測定信号を出力する第１の流量計と、
   前記供給部から前記参照ヘッドの間に設けられ、前記供給部から前記参照ヘッドに供給される気体の流量に応じた第２の測定信号を出力する第２の流量計と、
   前記第１の測定信号及び前記第２の測定信号に基づいて、前記昇降機構による前記加工ヘッドの下降を停止させる処理装置とを備える加工装置。
2. 前記処理装置が、前記第１の測定信号及び前記第２の測定信号に基づいて前記昇降機構の下降速度を制御する請求項１に記載の加工装置。
3. 前記加工ヘッドと前記参照ヘッドとが略同じ形状となっている請求項１又は２に記載の加工装置。
4. 前記加工ヘッドに対して複数の気体供給経路が設けられ、
   前記複数の気体供給経路に対応する複数の噴出口が前記加工ヘッドに設けられ、
   前記複数の気体供給経路に対応して前記第１の流量計が複数設けられ、
   前記複数の第１の流量計からの測定信号に基づいて、前記対象物体の表面に対する前記加工ヘッドの傾きを調整する傾き調整手段を備える請求項１、２又は３に記載の加工装置
5. 前記傾き調整手段が、前記複数の気体供給経路に対応して設けられ、前記加工ヘッドに対して鉛直方向の力を与える複数のアクチュエータを有し、
   前記複数のアクチュエータが前記加工ヘッドの異なる位置に設けられ、
   前記複数の第１の流量計からの測定信号に基づいて、前記複数のアクチュエータが加工ヘッドに与える力をそれぞれ制御することによって、前記対象物体の表面に対する前記加工ヘッドの傾きを調整する請求項４に記載の加工装置。
6. 前記加工ヘッドに対して複数の気体供給経路が設けられ、
   前記複数の気体供給経路に対応する複数の噴出口が前記加工ヘッドに設けられ、
   前記複数の気体供給経路に対応して前記第１の流量計が複数設けられ、
   前記複数の第１の流量計からの測定信号の差に基づいて、前記加工ヘッドの停止位置を補正する請求項１、２又は３に記載の加工装置。
7. 請求項１乃至６のいずれかに記載の加工装置と、
   前記対象物体の突起欠陥を検出する欠陥検出装置とを備え、
   前記欠陥検出装置で検出された突起欠陥の上に前記加工ヘッドを配置して、当該加工ヘッドを下降させていくことによって前記突起欠陥を修正する欠陥修正装置。
8. 噴出口を有する加工ヘッドを対象物体上に配置して、前記噴出口から前記対象物体に対して気体を噴出している状態で加工を行う加工方法であって、
   前記加工ヘッドを前記対象物体の上に配置し、
   前記加工ヘッドの下降をさせながら、前記加工ヘッドに設けられた噴出口から噴出される気体の流量を測定し、
   前記加工ヘッドに気体を供給する気体供給経路を分岐して参照用ヘッドに気体を供給し、
   前記参照用ヘッドに設けられた噴出口から噴出される気体の流量を測定し、
   前記参照用ヘッドの噴出口からの流量と、前記加工ヘッドの噴出口からの流量との比に基づいて、前記加工ヘッドの下降を停止させる加工方法。
9. 前記参照用ヘッドの噴出口からの流量と、前記加工ヘッドの噴出口からの流量との比に基づいて、前記加工ヘッドの下降速度を制御する請求項８に記載の加工方法。
10. 前記参照用ヘッドの噴出口からの流量と、前記加工ヘッドの噴出口からの流量との比に基づいて、前記加工ヘッドの下降を一旦停止させ、
    前記加工ヘッドの下降を一旦停止した後、前記参照用ヘッドの噴出口からの流量と、前記加工ヘッドの噴出口からの流量との比に基づいて、前記加工ヘッドの下降速度を変化させる請求項９に記載の加工方法。
11. 前記加工ヘッドの下降を一旦停止させる前の下降速度が、前記加工ヘッドの下降を一旦停止させた後の下降速度よりも速いことを特徴とする請求項１０に記載の加工方法。
12. 前記加工ヘッドに設けられた複数の噴出口に対応する複数の気体供給経路から気体を供給し、
    前記前記複数の噴出口から噴出される気体の流量に基づいて、前記対象物体に対する前記加工ヘッドの傾きを調整する請求項８乃至１１のいずれかに記載の加工方法。
13. 対象物体上の突起欠陥を検出し、
    対象物体の突起欠陥の上に加工ヘッドを配置して、
    請求項８乃至１２のいずれかに記載の加工方法によって、前記対象物体上の突起欠陥を加工して、欠陥を修正する欠陥修正方法。
14. 対象物体上にパターンを形成し、
    請求項１３に記載の欠陥修正方法により欠陥を修正するパターン基板の製造方法。

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