JPH09234660A

JPH09234660A - 異物修正装置

Info

Publication number: JPH09234660A
Application number: JP8042619A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Saruta; 正弘猿田; Takanori Saito; 高徳斉藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1997-09-09

Abstract

(57)【要約】【課題】研磨ヘッドに研磨テープを接触させた状態で
カラーフィルタ面までの距離を測定し、その値で研磨テ
ープの厚さ補正を行ないながら研磨する異物修正装置を
提供する。【解決手段】エアーシリンダ２２によって研磨ヘッド
１２をカラーフィルタ基板に押付け、研磨ヘッド１２の
一端に設けられているエアーマイクロセンサ２４によっ
てカラーフィルタ基板と研磨ヘッド１２との間の距離ａ
を測定し、研磨ヘッド１２を突起異物の位置まで移動さ
せてそのときのカラーフィルタ基板までの距離ｂを測定
し、研磨ヘッド１２とカラーフィルタ基板との距離が
（ｂ−ａ）となるように、制御装置２６によりエアーシ
リンダ２２を駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は異物修正装置に関
し、たとえば、カラー液晶表示装置などに用いられるカ
ラーフィルタの表面に付着した金属粉などの異物を研磨
して除去するような異物修正装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー液晶表示装置には１対のガラス基
板が設けられ、その一方はカラーフィルタ基板と呼ばれ
ている。このカラーフィルタ基板は、顔料分散法や印刷
法などにより作成され、赤，緑，青の三原色のカラーフ
ィルタからなっている。このカラーフィルタを塗布する
工程あるいは次の保護膜をコーティングする工程では、
時として金属粉やパーティクルなどが混入することがあ
る。その結果として、他方の基板との短絡や表示むらな
どの不具合を発生させるという問題が生じている。これ
らの異物はカラーフィルタや保護膜の下にあるため、そ
の部分は突起状になっており、これを平滑な面となるよ
うに修正するために、たとえば特開平７−２０５０１１
号公報や特開平５−７７１５３号公報には研磨テープで
修正する方法が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】カラーフィルタの修正
には、突起部以外のカラーフィルタ面に損傷を与えない
ことや、後工程の薄膜形成に影響を与えないように、十
分高さを低くすることが要求される。このためには、異
物のみを研磨する部分研磨方式とし、かつ修正後の異物
高さは周囲の表面高さとできるだけ同一となるように、
高さ方向（Ｚ方向）の位置制御精度を高くすることが望
まれる。

【０００４】前述の出願された発明は、いずれも部分研
磨および高さ制御を行なっているが、高さ制御はＺ方向
センサをもとに研磨部を位置決めする、あるいは決めら
れた量だけＺ方向に移動しているのみである。そして、
研磨テープはこの位置で連続的に送られるため、テープ
の厚さ変動があった場合には、この変動量だけ研磨高さ
が変動する不具合を生じることになる。

【０００５】テープ厚さの変動は、ポリエステルフィル
ムをベースにした研磨テープを使用するとき、±５％
（たとえば７０μｍ厚さのとき、±３．５μｍ）程度で
あり、液晶が封入される高さ（２〜６μｍ）に対して無
視できないほど大きい。たとえば、研磨後の高さを２．
５μｍになるように設定したとしても、テープ厚さ変動
を考慮しない場合には−１〜６μｍとなる可能性があ
り、カラーフィルタ面に損傷を与えたり、十分な低さの
研磨とならなかったりすることになる。

【０００６】それゆえに、この発明の主たる目的は、研
磨ヘッドに研磨テープを接触させた状態でカラーフィル
タ面までの距離を測定し、研磨テープの厚さを補正しな
がら精度の高い修正が可能な異物修正装置を提供するこ
とである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
研磨テープを揺動させてワーク上の異物を除去する異物
修正装置であって、研磨テープの厚みのむらを補正する
研磨テープ厚み補正手段を備えて構成される。

【０００８】請求項２に係る発明では、さらに研磨テー
プをワーク上の異物に接触させるための加工ヘッド部
と、加工ヘッド部をワークあるいはその相当部分に押付
けたときの変位量を検出するための非接触センサとを含
み、研磨テープ厚み補正手段は、非接触センサによって
検出された変位量に基づいて、研磨テープの厚みのむら
を補正するために加工ヘッド部を上下させる。

【０００９】請求項３に係る発明では、請求項２の加工
ヘッド部は、研磨時のテープ送りを高さ制御と同期して
間欠的に行なう。

【００１０】請求項４に係る発明では、請求項２の研磨
テープの位置は、非接触センサによる変位量検出位置あ
るいはその近傍に選ばれる。

【００１１】請求項５に係る発明は、研磨テープを揺動
させてワーク上の異物を除去する異物修正装置であっ
て、ワークを吸着して固定するためのベース台と、ベー
ス台上でＸＹ軸方向に移動するＸＹステージと、ＸＹス
テージ上に設けられて、ワークに対して上下方向に移動
可能なＺステージと、研磨テープを供給，巻取るための
研磨テープ供給部と加工ヘッド部とを含み、ワーク面に
対して平行に微小移動する揺動機構と、Ｚステージ上に
設けられ、研磨ヘッドとワーク面との距離を測定する非
接触センサと、研磨テープの厚さ変動を測定する厚さ測
定機構と、非接触センサの測定値と厚さ測定機構の測定
値から揺動機構のワーク面に対する高さ位置を制御する
制御手段とを備えて構成される。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１はこの発明の一実施の形態を
示す図であって、特に（ａ）は平面図を示し、（ｂ）は
正面図を示す。

【００１３】図１において、ベース台１には、ワークと
してのカラーフィルタ基板を固定するための吸着溝２が
形成されていて、このベース台１の面と同一平面には、
Ｙ軸テーブル３の案内レール４が設置されている。Ｙ軸
テーブル３はボールねじおよびモータで構成されるＹ軸
駆動ユニット５により位置決めされる。このＹ軸テーブ
ル３には、Ｘ軸テーブル６が設置されており、両者で門
型をしたＸＹテーブルを構成している。Ｘ軸テーブル６
もＹ軸テーブル３と同様にして、ボールねじおよびモー
タで構成されているＸ軸駆動ユニット７により位置決め
される。

【００１４】ベース台１とテーブル案内を同一平面とし
たことは、加工を容易にしかつ精度のよい平面を得るた
めである。また、固定したベース台１上に門型のＸＹス
テージを配置したことにより、２段重ねのＸＹテーブル
構成と比較してコンパクトな装置とすることが可能とな
っている。

【００１５】Ｘ軸テーブル６には、Ｚ軸駆動ユニット８
で駆動されるＺ軸テーブル９が設けられ、さらにＺ軸テ
ーブル９にはＸ軸と同一方向に短ストロークで揺動する
Ｘ′軸テーブル１０が搭載されている。Ｘ′軸テーブル
１０も他のテーブルと同様にして、Ｘ′軸駆動ユニット
１１によって駆動される。Ｘ′軸テーブル１０には研磨
ヘッド１２およびテープリール１３，１３′からなるテ
ープ送り機構１４が設けられており、研磨テープ１５を
巻取る機構になっている。

【００１６】図２は図１に示した研磨ヘッドを拡大して
示す図である。図２において、研磨ヘッドの先端には、
球面上の突起１６が形成されていて、研磨テープ１５は
この突起に接して巻取られていく。また、この突起１６
の両側には、クランプ機構１７，１７′が配置され、突
起１６にテープが十分密着するようにバックテンション
を与えるときや、テープを止めた状態で研磨するときに
用いられる。たとえば、研磨テープ１５を固定するとき
はクランプ機構１７′を研磨ヘッド１２の一部に押付け
て固定し、テープリール１３でテンションを掛けた後、
クランプ機構１７を動作させる。

【００１７】図３はテープ厚さ測定機構を示す図であ
る。図３において、テープ厚さ測定機構２０はテープの
厚さ変動量を測定して、これらに見合う量だけＺ軸方向
が制御される。テープ厚さ測定機構２０はＺ′軸案内部
２１とエアーシリンダ２２とばね２３とエアーマイクロ
センサ２４とを含む。エアーシリンダ２２はＺ′軸案内
部２１およびばね２３により上下に自由にストロークで
きるようになっており、研磨ヘッド１２をカラーフィル
タ基板に押付ける。エアーマイクロセンサ２４は研磨ヘ
ッド１２の一端に固定されており、このエアーマイクロ
センサ２４によってガラス基板上面との距離が測定され
る。なお、このセンサはエアーマイクロとしたが、これ
以外でも静電容量センサや光の反射を用いたセンサな
ど、非接触センサであればいずれを用いるようにしても
よい。

【００１８】エアーマイクロセンサ２４からの出力は、
アンプ２５を介して制御装置２６に与えられる。制御装
置２６はエアーマイクロセンサ２４の出力に基づいて、
制御のための必要な演算を行ない、ドライバ２７を介し
てＺ軸駆動ユニット２８に対して位置決め指令信号を出
力する。Ｚ軸駆動ユニット２８はその指令に応じてＺ軸
を駆動する。

【００１９】図４はエアーマイクロセンサの較正曲線を
示す図であり、図５は突起異物の近傍でエアーマイクロ
センサを用いた高さを測定する状態を示す図である。

【００２０】次に、図１〜図５を参照して、カラーフィ
ルタ基板の上に存在する突起を修正する方法について説
明する。まず、カラーフィルタ基板がベース台１上に設
置されると、テープ送り機構１４により研磨テープが一
定量巻取られ、かつクランプ機構１７，１７′によって
固定される。この状態のままで、研磨ヘッド１２をエア
ーシリンダ２２の解除により上下方向にフリーな状態に
するとともに、カラーフィルタ基板上の適切な位置（た
とえば表示部の外側）に移動し、さらに基板に接するよ
うにＺ方向に送る。研磨テープ１５がカラーフィルタ基
板に接した状態を図５（ａ）に示す。

【００２１】エアーシリンダ２２による研磨ヘッド１２
の押付けを解除し、研磨ヘッド１２の自重と圧縮ばね２
３の力がバランスの取れている状態にする。この状態
で、Ｚ軸ステージ９を研磨テープ１５がカラーフィルタ
基板に接触する位置まで降下させ、研磨テープ１５がカ
ラーフィルタ基板に接触した後、エアーマイクロセンサ
２４によってカラーフィルタ基板までの距離ａを測定す
る。次に、エアーシリンダ２２を動作させて研磨ヘッド
を下方に押付けて固定する。そして、Ｘ軸テーブル６と
Ｙ軸テーブル３を駆動して、研磨ヘッド１２を突起異物
の位置まで移動する。突起異物の近傍でエアーマイクロ
センサ２４を用いて高さを測定したときの状態を図５
（ｂ）に示す。このときのカラーフィルタ基板までの距
離をｂとすると、（ｂ−ａ）が現研磨テープ位置からカ
ラーフィルタ基板に接するまでの距離となる。

【００２２】実際に停止させる位置は、測定上あるいは
制御上の誤差を見込むため、カラーフィルタ基板と接す
る位置よりも少し（１〜２μｍ）上方とするのが一般的
である。エアーマイクロセンサ２４の出力と高さとの関
係は、予め測定しておく。図４にその較正曲線を示す。
この較正値をもとにＺ軸を下降させていくと指令値が計
算される。

【００２３】上述の方法で研磨することの利点は、研磨
テープ１５の厚さ変動があった場合であっても、研磨を
行なう都度ａの値を測定するため、その影響をなくすこ
とができることである。また、突起が存在する近傍でカ
ラーフィルタ基板までの距離ｂを測定するので、基板の
厚さ変動の影響もなくすことができる。さらには、研磨
直前にこれらを測定することにより、センサの温度ドリ
フト，メカ部の温度によるＺ方向の伸び縮みなどがあっ
てもその誤差を補正して高さ制御していることになり、
精度のよい高さ制御が可能となる。

【００２４】研磨時には、研磨テープ１５はクランプ機
構１７，１７′で固定されかつＸ′軸により微小揺動
（約２ｍｍ）されながら研磨ヘッド１２がＺ軸方向に降
下していき、突起異物を研磨して除去する。そして、研
磨ヘッド１２を上昇させ、研磨テープ１５を巻取り、厚
さを測定後、次の突起異物を同様に除去していく。研磨
ヘッド１２を揺動するのは、研磨テープ１５を固定した
ほうが研磨ヘッド１２の球面部１６に密着でき、微小突
起も除去できるからである。

【００２５】また、一度の研磨では、除去しにくい突起
物には、研磨テープ１５は一定回数揺動するごとに微小
量巻取られ、新しい砥粒が出た状態で再度揺動、研磨さ
れることが繰返される。研磨テープ１５を巻取るのは突
起異物の種類、たとえば金属異物などが混入している場
合に砥粒が脱落するのを防ぐためである。ただし、巻取
る長さは厚さ変動が十分少ない長さ（厚さ測定位置より
数ｃｍ以内）が望ましい。

【００２６】

【発明の効果】以上のように、この発明によれば、研磨
するごとにテープ厚さを考慮した高さ制御を行なうこと
により、常に一定の高さの修正が可能となる。毎回の高
さ測定は、テープの厚さ変動のみならず、温度変化に対
する装置各部の伸びの影響およびセンサのドリフトの影
響などを小さくすることができるため、研磨高さを精度
よく制御できる。また、テープ厚さ測定は、修正するカ
ラーフィルタ基板の一部を用いること、またその測定機
構は研磨ヘッドに組込まれていることにより、測定のた
めの特別なスペースを必要としない。したがって、コン
パクトな装置とすることができる。さらに、カラーフィ
ルタ基板の搭載面とテーブル（Ｙ軸）の案内面とを同一
とすることにより、加工が容易で、安価な装置とするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施の形態を示す図である。

【図２】図１に示した研磨ヘッドを拡大して示す図であ
る。

【図３】テープ厚さ測定機構を示す図である。

【図４】センサの較正曲線を示す図である。

【図５】突起異物の近傍でエアーマイクロセンサを用い
て高さを測定する状態を示す図である。

【符号の説明】

１ベース台２吸着溝３Ｙ軸テーブル４案内レール５Ｙ軸駆動ユニット６Ｘ軸テーブル７Ｘ軸駆動ユニット８Ｚ軸駆動ユニット９Ｚ軸テーブル１０Ｘ′軸テーブル１１Ｘ′軸駆動ユニット１２研磨ヘッド１３，１３′ テープリール１４テープ送り機構１５研磨テープ１６突起１７，１７′ クランプ機構２０テープ厚さ測定機構２１Ｚ′軸案内２２エアーシリンダ２３ばね２４エアーマイクロセンサ２５アンプ２６制御装置２７ドライバ２８Ｚ軸駆動ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】研磨テープを揺動させてワーク上の異物
を除去する異物修正装置であって、前記研磨テープの厚みのむらを補正する研磨テープ厚み
補正手段を備えた、異物修正装置。
【請求項２】さらに、前記研磨テープを前記ワーク上
の異物に接触させるための加工ヘッド部と、前記加工ヘッド部を前記ワークあるいはその相当部分に
押付けたときの変位量を検出するための非接触センサと
を含む、前記研磨テープ厚み補正手段は、前記非接触センサによ
って検出された変位量に基づいて、前記研磨テープの厚
みのむらを補正するために前記加工ヘッド部を上下させ
ることを特徴とする、請求項１に記載の異物修正装置。
【請求項３】前記加工ヘッド部は、研磨時のテープ送
りを高さ制御と同期して間欠的に行なうことを特徴とす
る、請求項２に記載の異物修正装置。
【請求項４】前記研磨テープの位置は、前記非接触セ
ンサによる変位量検出位置あるいはその近傍に選ばれる
ことを特徴とする、請求項２に記載の異物修正装置。
【請求項５】研磨テープを揺動させてワーク上の異物
を除去する異物修正装置であって、前記ワークを吸着して固定するためのベース台と、前記ベース台上でＸＹ軸方向に移動するＸＹステージ
と、前記ＸＹステージ上に設けられ、前記ワークに対して上
下方向に移動可能なＺステージと、前記研磨テープを供給，巻取るための研磨テープ供給部
と、加工ヘッド部とを含み、前記ワーク面に対して平行
に微小移動する揺動機構と、前記Ｚステージ上に設けられ、前記研磨ヘッドと前記ワ
ーク面との距離を測定する非接触センサと、前記研磨テープの厚さ変動を測定する厚さ測定機構と、前記非接触センサの測定値と前記厚さ測定機構の測定値
から前記揺動機構の前記ワーク面に対する高さ位置を制
御する制御手段とを備えた、異物修正装置。
【請求項６】前記研磨ヘッドの先端を球面としたこと
を特徴とする、請求項５の異物修正装置。