(57)【要約】【課題】研磨工程の前及び研磨工程中のいずれにおいても、リアルタイムに研磨ヘッドの傾きを検知して、その水平を確認することのできる研磨装置を提供すること。【解決手段】センサー８１と被検知物８２の組み合わせから成る検知手段８０を複数箇所に設ける。センサー８１はフレームに固定されて研磨ヘッド２０の昇降によっては上下動せず、被検知物８２は研磨ヘッド２０の昇降に伴って上下動する位置に固定されている。研磨ヘッド２０を降下させて、研磨プレート２１を被研磨物Ａ’に押圧するとき、これら複数箇所の検知結果を比較することにより、研磨ヘッドの傾きの有無を確認できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨物を研磨位置まで搬送すると共に、研磨された被研磨物を排出するベルト式搬送装置と、その研磨位置においてベルト式搬送装置の下側に位置する下定盤と、この下定盤に対向する研磨ヘッドを備える研磨装置本体と、この研磨ヘッドを昇降させる昇降機構とを備える研磨装置であって、研磨ヘッドを下降させ、前記研磨ヘッドの下面に配置された研磨プレートを被研磨物に押しあてて研磨する研磨装置において、
研磨プレートの高さを示す検知手段を複数箇所に備えることを特徴とする研磨装置。
【請求項２】
前記検知手段が被研磨物の搬送方向に並んだ複数位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の研磨装置。
【請求項３】
前記検知手段が被研磨物の搬送方向に交差する方向に並んだ複数位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の研磨装置。
【請求項４】
前記検知手段がセンサーと被検知物の組み合わせから成り、そのいずれか一方が一定の高さの位置に固定されており、他方が研磨ヘッドの昇降に伴って上下動する位置に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の研磨装置。
【請求項５】
前記センサーが接触式センサーであり、被検知物がこの接触式センサーによって検知可能なものであることを特徴とする請求項４記載の研磨装置。
【請求項６】
前記センサーが非接触式センサーであり、被検知物がこの非接触式センサーによって検知可能なものであることを特徴とする請求項４記載の研磨装置。
【請求項７】
前記非接触式センサーが渦電流変位センサーであり、被検知物が金属であることを特徴とする請求項６記載の研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はベルト搬送研磨装置に関する。
【０００２】
この研磨装置は、例えば、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板の表面の突起部やフォトレジストの残渣、凝集物を研磨、除去する際に好適に利用できる。
【背景技術】
【０００３】
研磨対象として、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板を例として説明する。図１は、カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板Ａの一例を断面で示した図である。カラーフィルタ基板Ａは、ガラス基板１１上にマトリックス状に配置された遮光膜１２、赤色画素１３Ｒ、緑色画素１３Ｇ、青色画素１３Ｂ、透明電極１４、及びフォトスペーサー（Ｐｈｏｔｏ  Ｓｐａｃｅｒ）（以下、ＰＳ）１５、バーテイカルアライメント（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）（以下、ＶＡ）１６が順次形成されたものである。
【０００４】
上記構造のカラーフィルタ基板Ａの製造方法は、フォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法が知られているが、フォトリソグラフィー法では、次のような工程を経て製造される。すなわち、先ず、ガラス基板上に遮光膜１２を形成する。次に、着色フォトレジストを塗布し、露光・現像した後、硬化して、各色の画素を形成する。なお、この画素形成工程は、赤色画素１３Ｒ、緑色画素１３Ｇ及び青色画素１３Ｂのそれぞれについて、行われる。そして、透明電極１４を形成し、最後にフォトスペーサー１５とバーテイカルアライメント１６とを形成してカラーフィルタ基板Ａが製造される。
【０００５】
図２は、赤色画素１３Ｒ、緑色画素１３Ｇ及び青色画素１３Ｂが形成された中間製品Ａ’を示す図である。（なお、本明細書では、この中間製品Ａ’を「カラーフィルタ」と呼ぶ。）各色の画素１３は遮光膜１２の開口部に設けられるが、遮光膜１２と各着色画素１３の隙間による白抜けを避けるために、着色画素１３の端部を遮光膜１２に乗り上げた構造とすることが一般的であって、そのために着色画素１３の端部には突起１７や各着色画素の膜厚の不均一よる段差ｄが生ずる。
【０００６】
このような突起や段差のあるカラーフィルタＡ’を液晶カラー表示装置に組み上げた場合には、液晶の配向不良による光漏れを引き起こす原因となる。このため、これら着色画素１３を被覆するオーバーコート層を設ける方法が採用されてきたが、オーバーコート層によるコスト増加を避けるため、カラーフィルタＡ’の表面を研磨する方法が期待されている。
【０００７】
カラーフィルタＡ’を研磨する方法としては、例えば、平盤研磨機の円形テーブル上にカラーフィルタＡ’を載置し、研磨パットを加圧接触させ、円形テーブルを回転させて研磨する方法があるが、カラーフィルタＡ’の大面積化に伴い、このカラーフィルタＡ’を回転させる必要のないベルト搬送研磨装置を使用する方法が提案されている（特許文献１）。
【０００８】
図３は、ベルト搬送研磨装置を、その前工程との関係で示す平面説明図である。すなわち、カラーフィルタＡ’を被研磨物として、このカラーフィルタＡ’を搬送するコロ・コンベアＢが、図中、搬送方向Ｘに沿って、左方の前工程（着色画素を形成する工程）から右方の後工程（水洗工程）へと、研磨液供給部Ｃと研磨装置本体Ｅを貫いて設けられている。図中、Ｄはベルト式搬送装置であり、ベルトＤ１は、進行方向両端に設けられたロー
ルに掛け渡されている。カラーフィルタＡ’はこのベルトＤ１によって、研磨位置に搬送される。図中、Eは研磨位置に配置された研磨装置本体である。この研磨装置Ｅには、平面視で、カラーフィルタＡ’の搬送方向に短辺を有する長方形状の研磨ヘッド２０が搭載されており、このため、図３では、研磨装置Ｅとしてこの研磨ヘッド２０の形状を示している。なお、６０ａはこの研磨ヘッド２０の回転軸６０の位置を示している。研磨ヘッド回転軸６０は、研磨ヘッド２０の長軸に沿って複数配置されており、このため、研磨ヘッド２０は、後述するように、その向きを変えることなく、すなわち、自転することなく、公転することができる。なお、平面視で研磨ヘッド２０の長辺はカラーフィルタＡ’の幅よりも大きく構成されており、研磨ヘッド２０の公転によって研磨むらが生じないように構成されている。
【０００９】
研磨装置本体Ｅは、図４の正面説明図のような構成を有している。すなわち、研磨装置本体Ｅは、まず、ベルトＤ１の下に配置され、被研磨物Ａ’を支える下定盤５０を備えている。
【００１０】
また、研磨装置本体Ｅは、カラーフィルタＡ’の表面を押圧して研磨する研磨ヘッド２０を備えており、この研磨ヘッド２０の下面には、カラーフィルタＡ’の表面に接触する研磨プレート２１が取り付けられている。また、研磨ヘッド２０は弾性体を内蔵しており、この弾性体によって研磨プレート２１をカラーフィルタＡ’の表面に押圧している。図示の例では、弾性体は圧力チューブ２２で構成されている。
【００１１】
そして、この研磨ヘッド２０は、研磨ヘッド回転軸６０を介してスピンドル４０に接続しており、このスピンドル４０を駆動させて研磨ヘッド２０を回転する。なお、図示のように研磨ヘッド回転軸６０はその先端にアーム６１を有しており、このアーム６１を介して研磨ヘッド２０に接続されているから、研磨ヘッド２０は回転軸６０の周りを公転する。また、図３に示すように、研磨ヘッド回転軸６０は複数設けられており、この複数の研磨ヘッド回転軸６０が同期して回転するから、研磨ヘッド２０はその向きを変えることがない。すなわち、自転することなく公転する。
【００１２】
また、研磨装置本体Ｅは、その最上部に昇降機構３０を備えており、この昇降機構３０を駆動することにより、スピンドル４０や研磨ヘッド２０を下降させて、研磨プレート２１をカラーフィルタＡ’の表面に接触させることができる。なお、研磨装置本体Ｅは、下降位置の適正化を図るため、着座７０を備えている。この着座７０は、研磨装置本体Ｅのフレーム（図示せず）に接続されて、その高さを示す着座オス部７２と、スピンドル４０に接続された着座メス部７１とで構成されており、スピンドル４０が下降して着座メス部７１が着座オス部７２に到達した位置を適正位置としている。
【００１３】
このベルト搬送研磨装置は、次の様に使用する。すなわち、コロ・コンベアＢによってカラーフィルタＡ’を搬送しながら、研磨液供給部Ｃにおいて、その表面に研磨液を滴下する。次に、研磨液を滴下されたカラーフィルタＡ’は、ベルトＤ１によって、研磨位置に搬送される。研磨位置において、昇降機構３０を駆動させて、スピンドル４０や研磨ヘッド２０を下降させ、着座メス部７１と着座オス部７２とが当接した位置で停止させる。この高さが適正位置である。そして、圧力チューブ２２によって、研磨ヘッド２０下面の研磨プレート２１をカラーフィルタＡ’の表面に弾性的に押圧する。そして、昇降機構３０を切り離した後、研磨ヘッド回転軸６０を回転中心として、研磨ヘッド２０を回転させてカラーフィルタＡ’の表面を研磨する。
【００１４】
なお、この研磨工程を通して、カラーフィルタＡ’はベルトＤ１によって一定速度で搬送されており、このため、カラーフィルタＡ’の全面を均一に研磨することができる。また、コロ・コンベアＢとベルトＤ１とによって、図３の左側から右方向に向かって、常時
一定速度でカラーフィルタＡ’を搬送しているから、この研磨工程で滞留することがなく、その前後の工程（例えば、着色画素を形成する前工程）とインラインで実行することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００５−２８８６４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
このベルト搬送研磨装置においては、研磨ヘッド２０の高さの調整を着座メス部７１と着座オス部７２とによって行っており、着座メス部７１と着座オス部７２とが当接した位置を適正位置として研磨しているが、この機構によっては、研磨ヘッド２０が水平に保たれているか、あるいは傾きを持っているか、という点については、検知することができない。
【００１７】
図４に示すように、着座７０は複数位置に設けられているが、昇降機構３０を駆動させて、スピンドル４０や研磨ヘッド２０を下降させたとき、その位置ずれによって研磨ヘッド２０に傾きが生じることがある。また、研磨工程中の振動等によって研磨ヘッド２０に傾きが生じることもある。
【００１８】
そこで、本発明は、研磨工程の前及び研磨工程中のいずれにおいても、リアルタイムに研磨ヘッド２０の傾きを検知して、その水平を確認することのできる研磨装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
請求項１に記載の発明は前記課題を解決する研磨装置を提供するもので、すなわち、被研磨物を研磨位置まで搬送すると共に、研磨された被研磨物を排出するベルト式搬送装置と、その研磨位置においてベルト式搬送装置の下側に位置する下定盤と、この下定盤に対向する研磨ヘッドを備える研磨装置本体と、この研磨ヘッドを昇降させる昇降機構とを備える研磨装置であって、研磨ヘッドを下降させ、前記研磨ヘッドの下面に配置された研磨プレートを被研磨物に押しあてて研磨する研磨装置において、
研磨プレートの高さを示す検知手段を複数箇所に備えることを特徴とする研磨装置である。
【００２０】
この発明においては、研磨プレートの高さを示す検知手段を複数箇所に備えるから、この複数箇所で測定された高さが同一であれば、研磨プレートが水平であることが分かる。他方、複数箇所で測定された高さが異なっていれば、研磨プレートが傾いていることが分かる。このように、この発明によれば、研磨プレートが水平か否かを確認することができ、事前にその傾きを修正することにより、被研磨物の表面を均一に研磨することが可能となる。しかも、研磨作業の前に研磨ヘッド２０を下降させ、着座メス部７１と着座オス部７２とを当接させたときに限らず、研磨作業中であっても、研磨ヘッド２０に傾きが生じた場合には、リアルタイムでその傾きを検知することが可能となる。
【００２１】
次に、請求項２に記載の発明は、前記検知手段の位置を特定したもので、すなわち、前記検知手段が被研磨物の搬送方向に並んだ複数位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の研磨装置である。
【００２２】
そして、この発明によれば、検知手段が被研磨物の搬送方向に並んだ複数位置に配置されているから、搬送方向に沿って研磨プレートが傾いていた場合、その傾きを検出するこ
とが可能となる。すなわち、搬送方向前方の研磨プレートの高さと搬送方向後方の高さとが異なる場合、この研磨プレートが傾いていることが分かる。例えば、図３に示すように、搬送方向に短辺を有する長方形状の研磨ヘッド２０を有する場合、この短辺方向に傾きがあるか否かを検出することができる。
【００２３】
次に、請求項３に記載の発明は、前記検知手段が被研磨物の搬送方向に交差する方向に並んだ複数位置に配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の研磨装置である。搬送方向に交差する方向としては、例えば、搬送方向に直交する方向である。例えば、図３に示すように、搬送方向に短辺を有する長方形状の研磨ヘッド２０を有する場合、その長辺方向に傾きがあるか否かを検出することができる。
【００２４】
なお、どの方向についても研磨プレートの傾きを検出するため、検知手段を３箇所又はそれ以上配置することが望ましい。これら３箇所のうち２箇所は、被研磨物の搬送方向に並んだ複数位置である。また、２箇所は被研磨物の搬送方向に交差する方向に並んだ複数位置である。さらに望ましくは、４箇所以上である。
【００２５】
次に、この検知手段は、センサーと、このセンサーによって被検知物の組み合わせから成るものである。そして、その一方は一定の高さに固定して、水平を示す必要がある。例えば、被検知物がこの水平を示すものであるとすると、複数位置に配置されたこれら複数の被検知物は、すべて同じ高さに固定されている必要がある。このため、被検知物は、昇降機構３０の駆動によって上下動することのないフレーム等に固定される必要がある。なお、昇降機構３０とは独立して設けられた調整手段によって、その高さが調整できる必要があることはもちろんである。また、この場合、センサーは研磨ヘッドの昇降に伴って上下動する位置に取り付けられて、研磨プレートとの距離が一定に保たれている必要がある。すなわち、これら複数のセンサーは、すべて、研磨プレートとの距離が同一となるように取り付けられる。
【００２６】
請求項４に係る発明はこれらの点を明らかにしたもので、ずなわち、前記検知手段がセンサーと被検知物の組み合わせから成り、そのいずれか一方が一定の高さの位置に固定されており、他方が研磨ヘッドの昇降に伴って上下動する位置に取り付けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の研磨装置である。
【００２７】
次に、請求項５〜７に係る発明は、前記検知手段を特定したものである。
【００２８】
すなわち、請求項５に係る発明は、前記センサーが接触式センサーであり、被検知物がこの接触式センサーによって検知可能なものであることを特徴とする請求項４記載の研磨装置である。
【００２９】
また、請求項６に係る発明は、前記センサーが非接触式センサーであり、被検知物がこの非接触式センサーによって検知可能なものであることを特徴とする請求項４記載の研磨装置であり、請求項７に係る発明は、前記非接触式センサーが渦電流変位センサーであり、被検知物が金属であることを特徴とする請求項６記載の研磨装置である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、リアルタイムで研磨プレートが水平か否かを確認することができ、その傾きを修正することにより、被研磨物の表面を均一に研磨することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】カラーフィルタ基板の断面説明図
【図２】中間製品（被研磨物）の断面説明図
【図３】従来のベルト搬送研磨装置を、その前工程との関係で示す平面説明図
【図４】従来の研磨装置本体の正面説明図
【図５】本発明に係る研磨装置本体の正面説明図
【図６】検出手段の位置の例を示す研磨装置の平面説明図
【図７】検出手段の位置の別の例を示す研磨装置の平面説明図
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以上のように、本願発明の研磨装置は、従来の研磨装置に複数の検知手段を設置して構成されるものである。図５は、本発明に係る研磨装置の正面説明図で、図４に対応して描いたものである。すなわち、図５に示す研磨装置は、図４の従来の研磨装置に複数の検知手段を設置したものである。
【００３３】
この研磨装置には、２種類の検知手段が設けられている。
【００３４】
すなわち、まず、接触式センサー８１とこのセンサーによって検知可能な被接触部８２との組み合わせで構成される接触式検知手段８０である。接触式センサー８１は着座オス部７２と共に、フレーム（図示せず）に固定されており、このため、昇降機構３０を駆動してもその高さは変動しない。他方、被接触部８２は着座メス部８２と共に、スピンドル４０に取り付けられており、スピンドル４０及び研磨ヘッド２０の昇降に伴って上下動する。
【００３５】
そして、この接触式検知手段８０は、複数の位置に設置されている。図５の正面説明図には左右両側に接触式検知手段８０が図示されているが、図６の平面説明図に示すように、接触式検知手段８０は計４箇所に設置されている。すなわち、平面視で四角形状の研磨ヘッド２０に対して、被研磨物の搬送方向Ｘに並んだ複数位置（長辺の中央位置）８０ａ及び８０ｂに接触式検知手段８０が設置され、また、被研磨物の搬送方向Ｘに直交する方向に並んだ複数位置（短辺の中央位置）８０ｃ及び８０ｄにも接触式検知手段８０が設置されている。
【００３６】
なお、これら４つの接触式検知手段８０を構成する４つの接触式センサー８１は、いずれも、同一の高さに固定されている。すなわち、位置８０ａにおける接触式センサー８１の高さと、位置８０ｂにおける接触式センサー８１の高さは、同一である。同様に、位置８０ｃにおける接触式センサー８１の高さも同一である。また、位置８０ｄにおける接触式センサー８１の高さも同一である。
【００３７】
また、４つの被接触部８２は研磨プレート２１との距離が一定である。すなわち、位置８０ａにおける被接触部８２と研磨プレート２１と間の距離と、位置８０ｂにおける被接触部８２と研磨プレート２１と間の距離は、同一である。同様に、位置８０ｃにおける被接触部８２と研磨プレート２１と間の距離も同一である。また、位置８０ｄにおける被接触部８２と研磨プレート２１と間の距離も同一である。
【００３８】
そして、このため、これら４つの接触式センサー８１が同時に４つの被接触部８２に接触して検出したとき、研磨プレート２１は水平であることが分かる。
【００３９】
そして、昇降機構３０を駆動して研磨ヘッド２０を下降させ、着座メス部７１と着座オス部７２とを当接させたとき、長辺の中央位置８０ａにおける検知結果と位置８０ｂにおける検知結果とを比較することにより、搬送方向Ｘの傾きの有無を確認することができる。また、短辺の中央位置８０ｃにおける検知結果と位置８０ｄにおける検知結果とを比較することにより、搬送方向Ｘに直交する方向の傾きの有無を確認することができる。このように研磨作業の前に研磨ヘッド２０を下降させ、着座メス部７１と着座オス部７２とを
当接させたときに研磨ヘッド２０の傾きの有無を検知することができるが、これに限らず、研磨作業中であっても、研磨ヘッド２０に傾きが生じた場合には、リアルタイムでその傾きを検知することができる。
【００４０】
なお、接触式検知手段８０の設置位置は、図６のようなものに限られない。図７は別の設置位置を示す平面説明図である。すなわち、この例では、平面視で四角形状の研磨ヘッド２０の４つの頂点の位置８０ｅ，８０ｆ，８０ｇ，８０ｈに設置されている。そして、位置８０ｅにおける検知結果と位置８０ｆにおける検知結果とを比較することにより、搬送方向Ｘの傾きの有無を確認することができる。なお、位置８０ｇにおける検知結果と位置８０ｈにおける検知結果とを比較することにより、搬送方向Ｘの傾きの有無を確認することも可能である。また、位置８０ｅにおける検知結果と位置８０ｇにおける検知結果とを比較することにより、搬送方向Ｘに直交する方向の傾きの有無を確認することができる。位置８０ｆにおける検知結果と位置８０ｈにおける検知結果とを比較することによって、搬送方向Ｘに直交する方向の傾きの有無を確認することもできる。
【００４１】
次に、図５に示す研磨装置には、渦電流変位センサー９１と、この渦電流変位センサー９１で検知される金属９２との組み合わせで構成される非接触式検知手段９０が設けられている。すなわち、渦電流変位センサー９１は研磨ヘッド２０に取り付けられており、研磨ヘッド２０の昇降に伴って上下動する。また、金属９２はベルトＤ１の横の位置でフレーム（図示せず）に固定されており、昇降機構３０を駆動してもその高さは変動しない。
【００４２】
なお、この非接触式検知手段９０の数及び平面視の設置位置は、接触式検知手段８０と同様である。
【００４３】
この渦電流変位センサー９１はコイルを内蔵するもので、このコイルに高周波電流を流して、高周波磁界を発生させ、この高周波磁界によって金属９２に渦電流を発生させ、この渦電流による前記コイルのインピーダンス変化を検出するもので、このため、接触式検知手段と異なり、渦電流変位センサー９１と金属９２とが離隔していてもその間の距離を測定することが可能である。検出精度は０．１ｍｍ以下であればよい。このような渦電流変位センサー９１としては、例えば、（株）キーエンス製渦電流変位センサー、ＳＵＮＸ（株）製渦電流変位センサー等が使用できる。また、金属９２としては、例えば、アルミニウム、鉄、ステンレスなどが使用できる。
【符号の説明】
【００４４】
Ａ      カラーフィルタ基板
Ａ’    被研磨物（カラーフィルタ基板の中間製品）
１１    ガラス基板
１１ａ  ガラス基板の端部
１２    遮光膜
１３    画素
１３Ｒ  赤色画素
１３Ｇ  緑色画素
１３Ｂ  青色画素
１４    透明電極
１５    フォトスペーサー
１６    バーティカルアライメント
１７    突起
ｄ      段差
Ｂ      コロ
Ｃ      研磨液供給部
Ｄ      ベルト式搬送装置
Ｄ１    ベルト
Ｅ      研磨装置本体
２０    研磨ヘッド
２１    研磨プレート
２２    圧力チューブ
３０    昇降機構
４０    スピンドル
５０    下定盤
６０    研磨ヘッド回転軸
６１    アーム
７０    着座
７１    着座メス部
７２    着座オス部
８０    接触式検知手段
８１    接触センサー
８２    被接触部
９０    非接触式検知手段
９１    渦電流変位センサー
９２    金属
【図１】
2011125940.tif 000003
【図２】
2011125940.tif 000004
【図３】
2011125940.tif 000005
【図４】
2011125940.tif 000006
【図５】
2011125940.tif 000007
【図６】
2011125940.tif 000008
【図７】
2011125940.tif 000009