(57)【要約】【課題】基板上の異物を良好に研磨することができる異物研磨装置を提供する。【解決方法】基板９０上に形成された異物９２を研磨する異物研磨装置１００であって、この異物研磨装置１００は、異物９２を研磨する研磨テープ１０と、研磨テープ１０の研磨領域１０ａを形成する研磨ヘッド２０と、研磨ヘッド２０を構成する少なくとも３つのローラヘッド２２と、ローラヘッド２２のそれぞれを上下方向に昇降させるローラ移動装置３０とを備えている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された異物を研磨する異物研磨装置であって、
異物を研磨する研磨テープと、
前記研磨テープの研磨領域を形成する研磨ヘッドと、
前記研磨ヘッドを構成する少なくとも３つのローラヘッドと、
前記少なくとも３つのローラヘッドのそれぞれを上下方向に昇降させるローラ移動装置と、
を備えた異物研磨装置。
【請求項２】
前記少なくとも３つのローラヘッドは、前記研磨テープを案内するレール溝を有している請求項１に記載の異物研磨装置。
【請求項３】
さらに、前記研磨テープを走行させる走行機構を備えており、
前記走行機構は、
前記研磨テープを供給する供給リールと、
前記研磨テープを巻き取る巻取りリールと、
前記供給リールと前記巻取りリールとを収納するカセットと、
を備えている、請求項１または２に記載の異物研磨装置。
【請求項４】
前記基板は、カラーフィルタ基板およびアレイ基板の少なくとも一つである、請求項１から３の何れか一つに記載の異物研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物研磨装置に関し、特に、液晶パネルに用いられる基板の異物研磨装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶パネルは、カラーフィルタ基板とアレイ基板の２種類の基板を対向させ、これらの基板の間に液晶を封入させることによって形成されている。これらの基板のうち、カラーフィルタ基板には、ＲＧＢ３原色のカラーフィルタ素子が形成され、その上に透明電極膜が形成されている。このカラーフィルタ基板を製造する際、基板の表面にパーティクル（微粒子）が付着すると、図１に示すように、基板１０１の表面に突起物１０２が形成される。この突起物１０２が対向したアレイ基板の電極に接触すると、接触部分に画像が形成されないという不具合が生じる。このため、カラーフィルタ基板の製造工程では、欠陥検査装置によって突起物１０２及びそのアドレスを検出し、検出された突起物１０２を修正又は除去する修正工程が行われている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この修正工程では、例えば、研磨テープを走行させることによって、突起物を研磨する異物修正装置を用いる。図２は、この異物修正装置３００が動作している状態（研磨状態）を表しており、具体的には、異物修正装置３００の研磨テープ３０４が突起物１０２に当接している状態を示している。研磨テープ３０４は、球形ボール３０２の外周面に沿うようにして走行して、基板１０１の突起物１０２を研磨する。すると、図３に示すように研磨テープ３０４によって突起物１０２の中央部１０２ａは深く研磨され、突起物１０２は除去（または修正）される。なお、突起物１０２の周縁部には、研磨テープ３０４で研磨できなかった凸状の残部１０２ｂが位置している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２９０１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、液晶パネルの薄型化のために、カラーフィルタ基板とアレイ基板との間のギャップが狭くなる傾向があり、基板１０１上に形成された突起物１０２を許容できる高さが厳しくなってきている。したがって、突起物１０２を研磨して除去するだけでなく、突起物１０２の残部１０２ｂの高さもできるだけ低くすることが好ましい。しかしながら、球形ボール３０２の外周面に沿って研磨テープ３０４を走行させる異物修正装置３００では、残部１０２ｂを小さくするには限界があり、残部１０２ｂを無理に小さくしようとすると、今度は、基板１０１の表面を損傷してしまうおそれがでてくる。
【０００６】
特許文献１には、残部１０２ｂをさらに小さくすることが可能なテープ研磨装置が提案されている。このテープ研磨装置は、研磨テープをワーク表面に押し当てるガイド工具と、ガイド工具を保持する工具保持部材とを備えており、ガイド工具は、研磨テープと当接するガイド面を有している。そして、このガイド面は、昇降方向の最下端に位置する頂点を原点とし、原点からの昇降方向の高さ距離をＹとし、原点を通り、昇降方向と直交する方向の原点からの距離をＸとし、ｎを次数とし、ａを定数とした場合に、高次関数Ｙ＝ａ×Ｘｎで規定される放物面を形成している。ガイド面を放物面とすることにより、図２に示した装置と比較して、突起物１０２の残部１０２ｂを相当小さくすることを可能にしている。
【０００７】
しかしながら、特許文献１で提案されたテープ研磨装置でも、異物（突起物）１０２を平坦に研磨することはできないので、図３に示した構成と同様に、研磨後の基板１０１に異物１０２の残部１０２ｂが形成されてしまう。この残部１０２ｂを取り除くには、さらに、残部１０２ｂに対して研磨を繰り返すことが必要となるが、この研磨の繰り返しは、液晶パネル製造工程のスループットの低下をもたらす。加えて、異物１０２の寸法が、研磨テープの研磨領域と比較して大きい場合には、異物１０２の中央部１０２ａは研磨できるものの、残部１０２ｂの部分はあまり研磨が進まないので、比較的大きな残部１０２が形成されてしまうことになる。
【０００８】
さらには、基板９０に形成される異物（突起物）１０２には、図１に示した略半球形の凸状形状だけでなく、様々な形状がある。特許文献１で提案されたテープ研磨装置では、異物（突起物）１０３の様々な形状に対応した研磨を簡便に行うことが難しい。
【０００９】
本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、基板上の異物を良好に研磨することができる研磨装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の異物研磨装置は、基板上に形成された異物を研磨する異物研磨装置である。異物研磨装置は、異物を研磨する研磨テープと、研磨テープの研磨領域を形成する研磨ヘッドと、研磨ヘッドを構成する少なくとも３つのローラヘッドと、少なくとも３つのローラヘッドのそれぞれを上下方向に昇降させるローラ移動装置とを備えている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の異物研磨装置によれば、研磨テープの研磨領域を形成する研磨ヘッドと、研磨ヘッドを構成する少なくとも３つのローラヘッドと、各ローラヘッドを上下方向に昇降させるローラ移動装置とを備えているので、各ローラヘッドを昇降させることによって、研磨テープの研磨領域の形状を異物の形状に対応させることができる。その結果、基板上の異物を良好に研磨することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】異物が形成された基板を示す図である。
【図２】基板上の異物を研磨する工程を示す図である。
【図３】異物が研磨された後の基板を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る異物研磨装置１００を示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係る異物研磨装置１００を示す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る研磨ヘッド２０とローラ移動装置３０とを示す斜視図である。
【図７】本発明の実施形態に係る異物研磨装置１００を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る異物研磨装置の改変例を示す図である。
【図９】本発明の異物研磨装置で研磨した基板９０を用いた液晶パネル２００の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る異物研磨装置１００を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００１４】
図４は、本実施形態に係る異物研磨装置１００の構成を模式的に示している。本実施形態の異物研磨装置１００は、基板９０上に形成された異物９２を研磨することによって、異物９２を除去する。この異物９２の除去によって、基板９０上の突起が修正されることになる。異物９２は、基板９０の表面に微粒子が付着することによって形成され得る。基板９０の表面に付着する微粒子は、例えば、スパッタ工程で発生した金属粉が挙げられるが、それ以外にも、絶縁材料の粉体（樹脂粉など）、ガラス粉もある。なお、異物９２は、基板９０の表面に付着して形成される場合の他、付着でなく基板９０の表面に存在している場合もある。
【００１５】
異物研磨装置１００は、異物９２を研磨する研磨テープ１０と、研磨テープ１０の研磨領域１０ａを形成する研磨ヘッド２０と、研磨ヘッド２０を構成する少なくとも３つのローラヘッド２２とから構成されている。研磨テープ１０の研磨領域１０ａが異物９２に接触して、研磨テープ１０が走行することによって（矢印５０）、異物９２が研磨されて除去される。
【００１６】
研磨ヘッド２０を構成するローラヘッド２２は、ローラ移動装置３０に接続されており、ローラ移動装置３０は、ローラヘッド２２のそれぞれを上下方向（矢印４０）に昇降させることができる。本実施形態では、研磨ヘッド２０を構成するローラヘッド２２は５つであり、それぞれのローラヘッド２２を昇降させることによって、研磨ヘッド２０の形状を変えることができる。
【００１７】
図４に示した例では、研磨ヘッド２０がＶ字形状になるように、各ローラヘッド２２が配置されている。この配置は、基板９０上の異物９２ａが小さい突起である場合に対応させたものである。具体的には、異物９２ａは一つのローラヘッド２２の幅Ｗよりも小さいことから、ローラヘッド２２を上下方向に昇降させることによって研磨ヘッド２０をＶ字形状にしている。
【００１８】
ローラヘッド２２は脚部３４の先端に接続されており、そして、脚部３４は、ローラヘッド２２の高さを制御する制御バー３２に接続されている。制御バー３２は、上下に移動可能な構成を有しており、制御バー３２が上下に移動すると、それに伴って、ローラヘッド２２も上下に移動する。制御バー３２は、制御バー３２の高さを制御する制御部６０に接続されている。本実施形態では、制御部６０の制御によって、制御バー３２に連結しているローラヘッド２２の高さを変更して研磨ヘッド２０の形状を変えることができる。図４に示した例では、制御部６０の制御によって、Ｖ字型の研磨ヘッド２０が形成されている。
【００１９】
制御部６０の制御により、研磨ヘッド２０は他の形状に変えることができる。図５では、各ローラヘッド２２の高さを調整することによって、ローラヘッド２２はＷ状の配置となっている。図５に示した例では、研磨テープ１０の研磨領域１０ａは、ローラヘッド２２ａと２２ｂとの間に位置する領域である。
【００２０】
図５に示した例では、基板９０の上に形成された異物９２ｂは、２つの頂部９３を持った形状を有している。そして、研磨ヘッド２０は、その異物９２ｂに対応した形状となっている。具体的には、異物９２ｂの頂部９３に対応するように、ローラヘッド２２ａおよび２２ｂを下降させる。ローラヘッド２２ａおよび２２ｂは、研磨テープ１０を介して異物９２ｂの頂部９３に接触する。
【００２１】
なお、ローラヘッド２２ｃは、図５に示したように、研磨テープ１０の上方に位置させておいてもよいが、研磨テープ１０に接するような位置であっても構わない。また、ローラヘッド２２ｄおよび２２ｅは、ローラヘッド２２ａおよび２２ｂよりも上方に位置しており、この例では、ヘッドローラ２２ｃと同じ高さに位置している。
【００２２】
図６は、図５に示した構成をさらに詳細に説明するための斜視図である。ローラヘッド２２は、図５に示した構造と同じ配置をしており、この例でのローラヘッド２２は円柱形状（または円筒形状）を有している。１つのローラヘッド２２は、２つの脚部３４によって支えられており、その脚部３４は制御バー３２に接続されている。
【００２３】
図６に示した例では、ローラヘッド２２には、研磨テープ１０を案内するレール溝２４が形成されている。ローラヘッド２２にレール溝２４を形成することにより、走行している研磨テープ１０がずれることを抑制できる。
【００２４】
さらに、図７に示した例では、基板９０の上に形成された異物９２ｃは、比較的大きな寸法を有している。具体的には、異物９２ｃは、一つのローラヘッド２２（２２ｃ）の幅Ｗより大きい寸法を有している。このような大きな寸法の異物９２ｃの場合、ローラヘッド２２（２２ａ〜２２ｅ）を一列に並べて、研磨テープ１０の研磨領域１０ａの長さＬ２を大きくすることが好ましい。この例では、研磨領域１０ａの長さＬ２を大きくとりながら、ローラヘッド２２ａ〜２２ｃの３つが研磨テープ１０を介して異物９２ｃに接触している。
【００２５】
本実施形態の異物研磨装置１００によれば、研磨テープ１０の研磨領域１０ａを形成する研磨ヘッド２０を少なくとも３つのローラヘッド２２から構成し、ローラ移動装置３０によって各ローラヘッド２２を上下方向に昇降させることができる。これによって、研磨ヘッド２０の形状を変化させることができ、研磨テープ１０の研磨領域１０ａの形状を異物９２の形状に対応して変えることができる。
【００２６】
例えば、上述の図４で説明したとおりに、比較的小さい異物９２ａを研磨する場合には、一つのローラヘッド２２が異物９２ａに当るように、研磨領域１０ａの形状をＶ字型にすることができる。そして、Ｖ字型の研磨ヘッド２０の頂点に位置する研磨領域１０ａを異物９２ａに押しつけることができる。このように面積の小さい研磨領域１０ａで研磨する場合には、基板９０上の異物９２ａに押しつける力を高めることができ、効率的に異物９２ａを研磨して除去することができる。
【００２７】
また、図５に示した場合には、複数の頂部９３を有する異物９２ｂに対応して、ローラヘッド２２（２２ａ、２２ｂ）を、研磨テープ１０を介して異物９２ｂに押しつけることができる。ローラヘッド２２（２２ａ、２２ｂ）が、研磨テープ１０を介して異物９２ｂの頂部９３に接触しながら、異物９２ｂを研磨することができるので、基板９０上の異物９２ｂを良好に研磨することができる。
【００２８】
さらに、図７に示した場合には、比較的大きな異物９２ｃに対応して、ローラヘッド２２を水平に一列に並べることによって、研磨テープ１０の研磨領域１０ａの長さＬ２を大きくし、異物９２ｃの研磨を実行することができる。
【００２９】
したがって、本実施形態の構成によれば、研磨領域１０ａの形状をいろいろ変更することができるので、種々の寸法・形状の異物に対応しながら、研磨をすることが可能である。それゆえに、本実施形態の異物研磨装置１００を用いれば、基板９０上の異物９２を良好に研磨することができる。
【００３０】
次に、図８を参照しながら、本実施形態の異物研磨装置１００の改変例を説明する。図８は、本実施形態の異物研磨装置１００の改変例の構成を模式的に示している。
【００３１】
図８に示した異物研磨装置１００は、研磨テープ１０を走行させる走行機構７０を備えている。走行機構７０は、研磨テープ１０を供給する供給リール７２と、研磨テープ１０を巻き取る巻取りリール７４とから構成されている。供給リール７２と巻取りリール７４とは、カセット７１に収納されている。また、走行機構７０においては、研磨テープ１０を案内するガイドロール７６が複数（例えば、４つ）配置されており、ガイドロール７６によって研磨テープ１０の走行経路が定められている。
【００３２】
本実施形態の走行機構７０によれば、供給リール７２は矢印４２の方に回転して研磨テープ１０を送り出し、一方、巻取りリール７４は矢印４４の方に回転して研磨テープ１０を回収する。走行機構７０は、このようにして研磨テープ１０を走行させるので、走行速度を容易に変えることができるとともに、研磨テープ１０の張力を安定させることができる。供給リール７２から送り出された研磨テープ１０は、ガイドロール７６を経て、研磨ヘッド２０に到達して、研磨領域１０ａで異物９２を研磨する。研磨した後の研磨テープ１０は、巻取りリール７４の回転力によって、ガイドロール７６を経て巻取りリール７４の方に進行し、最後は、カセット７１内の巻取りリール７４で回収される。このため、この走行機構７０では、研磨テープ１０を回収したカセット７１を取り替えることによって、容易に研磨テープ１０を交換することができる。
【００３３】
また、本実施形態の構成では、基板９０を保持するステージ８０を備えている。ステージ８０は、ステージ移動装置８２によって移動可能に構成されている。ステージ移動装置８２は、ステージ８０の移動を制御する制御部６０に接続されている。制御部６０は、ローラ移動装置３０の制御バー３２に接続されており、制御部６０の制御によって、各ローラヘッド２２の高さを変更して、研磨ヘッド２０の形状を変えることができる。さらには、制御部６０は、個々のローラヘッド２２の高さを変更する制御をするだけでなく、ローラヘッド２２全体を含む研磨ヘッド２０の上昇・下降を制御することも可能である。
【００３４】
なお、上述の実施形態では、ローラ移動装置３０は、制御バー３２を上下に移動させることにより、ローラヘッド２２を上下に移動させる構成をとっていたが、それに限らず、脚部３４を上下移動させるような構成を採用することも可能である。また、上述の実施形態では、ローラヘッド２２が５つである構造を例示したが、ローラヘッド２２の数は、適宜好適なものを採用することができ、例えば、３つ、４つでも良いし、あるいは、６つ以上であっても構わない。
【００３５】
加えて、本実施形態の異物研磨装置１００には、基板９０上の異物９２の位置、大きさを検知するエリアセンサおよび共焦点顕微鏡を設けることができる。異物９２の位置、大きさの情報は、制御部６０に送信される。制御部６０では、その情報に基づいて、研磨ヘッド２０の好適な形状が算出され、制御部６０は、算出した形状に基づいて、ステージ移動装置８２、ローラ移動装置３０を制御する。それによって、異物研磨装置１００は、異物研磨工程（異物除去工程）を実行することができる。なお、制御部６０を走行機構７０に接続することも可能であり、その場合、制御部６０によって研磨テープ１０の走行速度などの条件を制御することができる。
【００３６】
本実施形態の異物研磨装置１００によって修正が行われる基板９０は、液晶パネル製造用のガラス基板である。上述した実施形態の基板９０は、カラーフィルタが形成されたカラーフィルタ基板、または、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されたアレイ基板（ＴＦＴアレイ基板）である。また、基板９０は、液晶パネルの寸法に切り出す前のマザーガラスであるが、切り出した後の液晶パネルのサイズのガラスであってもよい。加えて、本実施形態の基板９０は、ガラス基板の少なくとも一面に導電層（配線層など）または絶縁層（樹脂層など）が形成された状態の基板構造体である。なお、基板９０は、ガラス基板に限らず、ガラス以外の材料のもの（樹脂基板またはフレキシブル基板）であっても、本実施形態の異物研磨の手法を実行することができる。そして、基板９０は、矩形のガラス基板の他、ウェハのような他の薄板（例えば、円板の基板）であっても構わない。加えて、本発明の実施形態の技術が適用される基板は、液晶パネル用の基板に限らず、ＰＤＰ、有機ＥＬパネル、その他フラットパネルディスプレイあるいは他の電子製品を製作する上での薄型の基板であってもよい。
【００３７】
本実施形態の具体的な構成の一つを例示的に示すと、次の通りである。基板９０は、アレイ基板であり、異物９２は、基板９０の表面に付着した金属粒子である。研磨テープ１０の走行速度は、２０ｍｍ／ｓｅｃ程度である。また、研磨テープ１０の研磨領域１０ａの長さは、２．５ｍｍから５０ｍｍの範囲で調整できる。ローラヘッド２２の幅は、例えば、１０ｍｍ前後である。なお、研磨前の異物９２の高さは、例えば、３μｍ〜２０μｍ程度であり、研磨後は２．５μｍ程度にするとよい。
【００３８】
本実施形態の異物研磨装置１００によって異物９２が除去された基板９０は、図９に示すような液晶パネル２００の製造に使用される。液晶パネル２００は、一対の基板９０ａおよび９０ｂと、その間に封入された液晶層９５とから構成されている。基板９０ａはアレイ基板であり、基板９０ｂはカラーフィルタ基板（ＣＦ基板）である。アレイ基板９０ａおよびＣＦ基板９０ｂの少なくともいずれか一方は、本実施形態の異物研磨装置１００によって異物研磨処理が施されている。
【００３９】
なお、アレイ基板９０ａおよびＣＦ基板９０ｂの外側には、偏光板９６ａおよび９６ｂが張り付けられている。アレイ基板９０ａおよびＣＦ基板９０ｂの間には、両者のギャップを規定するスペーサ９７が設けられている。アレイ基板９０ａには、ＴＦＴ素子、配線層、絶縁層などが形成されている。一方、ＣＦ基板９０ｂには、ブラックマトリックス９８ａを含むカラーフィルタ９８ｂが形成されている。
【００４０】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、基板上の異物を良好に研磨することができる異物研磨装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１０  研磨テープ
１０ａ  研磨領域
２０  研磨ヘッド
２２  ローラヘッド
２４  レール溝
３０  ローラ移動装置
３２  制御バー
３４  脚部
６０  制御部
７０  走行機構
７１  カセット
７２  供給リール
７４  巻取りリール
７６  ガイドロール
８０  ステージ
８２  ステージ移動装置
９０  基板
９０ａ  アレイ基板
９０ｂ  カラーフィルタ基板（ＣＦ基板）
９２  異物
９３  頂部
９５  液晶層
９６ａ  偏光板
９７  スペーサ
９８ａ  ブラックマトリックス
９８ｂ  カラーフィルタ
１００  異物研磨装置
２００  液晶パネル
【図１】
2011016202.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2011016202.tif 000011