JP2008137118A

JP2008137118A - 欠陥修正装置および欠陥修正方法

Info

Publication number: JP2008137118A
Application number: JP2006326009A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yada; 雄司矢田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-12-01
Filing date: 2006-12-01
Publication date: 2008-06-19

Abstract

【課題】研磨筋を残すことなく突起欠陥を除去することが可能な欠陥修正装置を提供する。
【解決手段】欠陥修正装置は、ガラス基板１の表面に発生した突起欠陥を撮像する観察ユニット４と、突起欠陥の高さを検出する位置検出センサ５と、突起欠陥を研磨テープで除去する研磨加工ユニット６と、研磨テープによって発生した研磨筋をポリッシングパッドで除去する仕上加工ユニット７からなる。
【選択図】図１

Description

この発明は欠陥修正装置および欠陥修正方法に関し、特に、基板表面の突起欠陥を修正する欠陥修正装置および欠陥修正方法に関する。

近年、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイなどのフラットパネルディスプレイの開発が急ピッチで進められている。フラットパネルディスプレイの製造工程においては、異物の付着などによりガラス基板の表面に突起欠陥が発生する場合がある。突起欠陥を修正する方法としては、研磨テープや回転砥石で突起欠陥を研磨して除去する方法がある（たとえば特許文献１参照）。
特開平９−２３４６６０号公報

しかし、従来の欠陥修正方法では、ガラス基板の表面に研磨筋が残ると言う問題があった。ディスプレイの表示画像の品質をさらに向上させるためには、このような研磨筋も除去する必要がある。

それゆえに、この発明の主たる目的は、研磨筋を残すことなく突起欠陥を除去することが可能な欠陥修正装置および欠陥修正方法を提供することである。

この発明に係る欠陥修正装置は、基板表面の突起欠陥を修正する欠陥修正装置において、突起欠陥を研磨して除去する研磨加工ユニットと、基板表面に発生した研磨筋をポリッシングパッドで研磨して除去する仕上加工ユニットとを備えたことを特徴とする。

好ましくは、仕上加工ユニットは、ポリッシングパッドを基板表面に接触させて回転駆動させる駆動手段を含む。

また好ましくは、仕上加工ユニットは、ポリッシングパッドを基板表面に接触させて往復動させる駆動手段を含む。

また好ましくは、仕上加工ユニットは、ポリッシングパッドを基板表面に平行な直線を回転軸として回動可能に保持する保持部材を含み、駆動手段は、保持部材を介してポリッシングパッドを基板表面に接触させる。

また好ましくは、仕上加工ユニットは、ポリッシングパッドを基板表面に押圧する弾性部材を含み、駆動手段は、弾性部材を介してポリッシングパッドを基板表面に接触させる。

また好ましくは、仕上加工ユニットは、酸化セリウム材を研磨剤として使用する。

この発明に係る欠陥修正装置および欠陥修正方法では、突起欠陥を研磨して除去し、基板表面に発生した研磨筋をポリッシングパッドで研磨して除去するので、研磨筋を残すことなく突起欠陥を除去することができる。

図１は、この発明の一実施の形態による欠陥修正装置の全体構成を示す斜視図である。図１において、この欠陥修正装置は、修正対象のガラス基板１を水平に支持してＸＹ軸方向（水平方向）に移動させるＸＹテーブル２と、ガラス基板１の表面に発生した突起欠陥の画像を撮像してモニタ３に表示させる観察ユニット４と、突起欠陥の高さを検出する位置検出センサ５と、突起欠陥を研磨して除去する研磨加工ユニット６と、ガラス基板１の表面に発生した研磨筋を研磨して除去する仕上加工ユニット７と、研磨時に発生した切り屑を排出する切り屑排出ユニット８と、観察ユニット４、位置検出センサ５、研磨加工ユニット６および仕上加工ユニット７をＺ軸方向（垂直方向）に移動させるＺテーブル９と、欠陥修正装置全体を制御するコントローラ１０とを備える。ＸＹテーブル２およびＺテーブル９を制御することにより、観察ユニット４、位置検出センサ５、研磨加工ユニット６および仕上加工ユニット７のいずれかを、ガラス基板１の表面の任意の位置の上方の所定高さの位置に移動させることが可能となっている。

図２は、研磨加工ユニット６の構成を示す断面図である。図２において、この研磨加工ユニット６は、ガラス基板１表面の突起欠陥１ａを研磨するための研磨テープ１１と、新しい研磨テープ１１が巻回されたテープ供給リール１２と、使用済みの研磨テープ１１を巻き取るためのテープ巻き取りリール１３とを備える。テープ供給リール１２にはトルク付与機構（図示せず）によって所定のトルクが付与され、研磨テープ１１の弛みが防止される。テープ巻き取りリール１３は、モータ（図示せず）によって回転駆動され、所定の速度で研磨テープ１１を巻き取る。研磨テープ１１は、リール１２，１３の下方に設けられたローラ１４，１５によってＵ字状に張り渡される。

また、この研磨加工ユニット６は、ローラ１４，１５間に垂直に設けられ、その先端が研磨テープ１１の裏面に当接される研磨ヘッド１６と、研磨ヘッド１６を上下動可能に非接触で支持する静圧空気軸受（ラジアル軸受）１７と、研磨ヘッド１６の突起欠陥部に対する押付力（圧力）を所定値に調整するヘッド押付機構１８と、研磨ヘッド１６の上下方向の変位を非接触で検出する差動変圧器式変位計１９と、上下動テーブル２０とを備える。上下動テーブル２０は、垂直に設けられたレール部２０ａと、スライド部２０ｂとを含む。研磨テープ１１、リール１２，１３、ローラ１４，１５、研磨ヘッド１６、静圧空気軸受１７、ヘッド押付機構１８、および差動変圧器式変位計１９は、スライド部２０ｂに搭載されている。スライド部２０ｂの位置は、駆動部（図示せず）により、レール部２０ａに沿って上下方向に移動される。

次に、このテープ研磨装置の動作について説明する。まず、位置検出センサ５によってガラス基板１の表面の正常部の高さと突起欠陥１ａの高さとを検出する。次いで、ＸＹテーブル２およびＺテーブル９により、突起欠陥１ａの上方の所定位置に研磨ヘッド１６の先端部を位置決めする。次いで、上下動テーブル２０を制御してスライド部２０ｂを所定速度で下降させながら研磨テープ１１を駆動してガラス基板１表面の正常部の高さまで所定の切込みスピードで研磨する。研磨中は、変位計１９の検出結果に基づき、研磨ヘッド１６のスライド部２０ｂに対する変位量が一定になるように、切込みスピードを制御する。突起欠陥１ａが長いために１回で除去できない場合は、研磨位置を変えて研磨を必要回数繰り返すことにより、突起欠陥１ａ全体を除去する。

図３は、仕上加工ユニット７の構成を示す図である。図３において、仕上加工ユニット７は、ガラス基板１表面の研磨すべき領域に水滴を供給する水滴供給部２１と、突起欠陥１ａの研磨時にガラス基板１の表面に発生した研磨筋を研磨して除去するための円柱形状のポリッシングパッド２２と、回転軸２３と、ポリッシングパッド２２の上端面を回転軸２３の下端部に首振可能に支持する保持部材２４と、ポリッシングパッド２２を回転駆動させるモータ２５と、モータ２５の回転軸２５ａの下端面と回転軸２３の上端面の間に設けられた弾性部材２６と、モータ２５を上下方向に移動させる上下動テーブル２７とを備える。上下動テーブル２７は、垂直に設けられたレール部２７ａと、スライド部２７ｂとを含む。モータ２５はスライド部２７ｂに固定され、スライド部２７ｂはＺテーブル９に固定されている。スライド部２７ｂの位置は、駆動部（図示せず）により、レール部２７ａに沿って上下方向に移動される。ポリッシングパッド２２の下端面には、研磨剤である酸化セリウムの粉が塗布されている。

保持部材２４は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、円板部材２４ａと回転軸２４ｂを含む。ポリッシングパッド２２の上端面は、円板部材２４ａの下端面に固定される。たとえば、円板部材２４ａの下端面に設けた複数の突起をポリッシングパッド２２の上端面に設けた複数の凹部に嵌め込むことにより、ポリッシングパッド２２の着脱を容易に行なうことが可能となる。

回転軸２４ｂは、円板部材２４ａの上端面の中央に立設されている。たとえば、板状に加工された回転軸２３の下端部を回転軸２４ｂの上端面に形成された溝に挿入し、回転軸２３の下端部と回転軸２４ｂの上端部とを水平方向に貫通する孔を形成し、その孔にピンを挿入することにより、そのピンを中心として保持部材２４を回動可能に支持することができる。これにより、機械の取り付け誤差などによって、ガラス基板１の表面とポリッシングパッド２２の下端面との平行度が悪い場合でも、ポリッシングパッド２２の下端面をガラス基板１の表面に隙間なく接触させることができる。

弾性部材２６は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、垂直方向に伸縮するバネ材を含む。これにより、ポリッシングパッド２２を常に所定の力でガラス基板１の表面に押圧することが可能となる。バネ材の弾性力は、研磨加工後の研磨筋を除去することができるが、ガラス基板１の表面が大きく削れることがないように選択される。なお、バネ材を使用する代わりに、ゴムのように弾性変形可能な材料で弾性部材２６を形成してもよい。

次に、この欠陥修正装置の使用方法について説明する。まず、位置検出センサ５を用いて突起欠陥１ａの高さおよびガラス基板１表面の高さを測定し、その測定結果に基づき、研磨加工ユニット６を用いて突起欠陥１ａを研磨して除去する。このとき、ガラス基板１の表面に研磨テープ１１による研磨筋が発生したものとする。

次いで、テーブル２，９，２７を駆動させてポリッシングパッド２２の下端面を研磨筋が発生した領域の上方に高速移動させる。次に、モータ２５を駆動させてポリッシングパッド２２を回転駆動させる。ポリッシングパッド２２の回転速度は、たとえば毎分１００〜５０００回転程度に設定される。次いで、ガラス基板１表面の研磨すべき領域に、水滴供給部２１によって水を滴下する。次に、上下動テーブル２７を駆動してポリッシングパッド２２の下端面がガラス基板１の表面に接触するまでポリッシングパッド２２を低速下降させ、ポリッシングパッド２２をガラス基板１の表面に押圧して仕上加工を行なう。

このとき、研磨剤として酸化セリウムを使用しているので、酸化セリウムとガラスの化学変化（イオン交換）による化学研磨と、ポリッシングパッド２２とガラス基板１の摩擦による機械研磨との両方の研磨が行なわれ、良好な仕上加工が行なわれる。

この実施の形態では、ガラス基板１表面に発生した突起欠陥１ａを研磨テープ１１で研磨して除去し、研磨テープ１１によって発生した研磨筋をポリッシングパッド２２で研磨して除去する。したがって、ガラス基板１表面の形状寸法に悪影響を及ぼすことなく、品質の高い修正を行なうことができる。

なお、この実施の形態では、ガラス基板１の突起欠陥１ａを研磨する場合について説明したが、研磨加工の対象物はガラス基板１に限るものではなく、どのような材料の基板でもよいことは言うまでもない。また、基板の材料などによっては、水を滴下せずに研磨することも可能である。また、テープ研磨に限らず、回転砥石などの他の方法で突起欠陥１ａを研磨してもよい。

また、図６は、この実施の形態の変更例を示す図であって、図３と対比される図である。図６を参照して、この仕上加工ユニット３０が図３の仕上加工ユニット７と異なる点は、モータ２５が往復運動機構３１で置換されている点である。往復運動機構３１は、アーム部３１ａとスライド部３１ｂを含む。アーム部３１ａは、水平に設けられ、その基端部は上下動テーブル２７のスライド部２７ｂに固定されている。スライド部３１ｂは、アーム部３１ａに沿って水平方向に往復動可能に設けられており、駆動部（図示せず）により往復動される。スライド部３１ｂの下端部は、弾性部材２６を介して回転軸２３の上端部に結合されている。上下動テーブル２７のスライド部２７ｂを下降させてポリッシングパッド２２の下端面をガラス基板１の表面に押圧し、往復運動機構３１のスライド部３１ｂを往復動させることにより、ガラス基板１表面の研磨筋を研磨して除去することができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明の一実施の形態による欠陥修正装置の全体構成を示す斜視図である。図１に示した研磨加工ユニットの構成を示す断面図である。図１に示した仕上加工ユニットの構成を示す図である。図３に示した保持部材の首振動作を示す図である。図３に示した弾性部材の伸縮動作を示す図である。この実施の形態の変更例を示す図である。

符号の説明

１ガラス基板、１ａ突起欠陥、２ＸＹテーブル、３モニタ、４観察ユニット、５位置検出センサ、６研磨加工ユニット、７，３０仕上加工ユニット、８切り屑排出ユニット、９Ｚテーブル、１０コントローラ、１１研磨テープ、１２テープ供給リール、１３テープ巻き取りリール、１４，１５ローラ、１６研磨ヘッド、１７静圧空気軸受、１８ヘッド押付機構、１９差動変圧器式変位計、２０，２７上下動テーブル、２０ａ，２７ａレール部、２０ｂ，２７ｂスライド部、２１水滴供給部、２２ポリッシングパッド、２３回転軸、２４保持部材、２４ａ円板部材、２４ｂ回転軸、２５モータ、２５ａ回転軸、２６弾性部材、３１往復運動機構、３１ａアーム部、３１ｂスライド部。

Claims

基板表面の突起欠陥を修正する欠陥修正装置において、
前記突起欠陥を研磨して除去する研磨加工ユニットと、
前記基板表面に発生した研磨筋をポリッシングパッドで研磨して除去する仕上加工ユニットとを備えたことを特徴とする、欠陥修正装置。
前記仕上加工ユニットは、前記ポリッシングパッドを前記基板表面に接触させて回転駆動させる駆動手段を含むことを特徴とする、請求項１に記載の欠陥修正装置。
前記仕上加工ユニットは、前記ポリッシングパッドを前記基板表面に接触させて往復動させる駆動手段を含むことを特徴とする、請求項１に記載の欠陥修正装置。
前記仕上加工ユニットは、前記ポリッシングパッドを前記基板表面に平行な直線を回転軸として回動可能に保持する保持部材を含み、
前記駆動手段は、前記保持部材を介して前記ポリッシングパッドを前記基板表面に接触させることを特徴とする、請求項２または請求項３に記載の欠陥修正装置。
前記仕上加工ユニットは、前記ポリッシングパッドを前記基板表面に押圧する弾性部材を含み、
前記駆動手段は、前記弾性部材を介して前記ポリッシングパッドを前記基板表面に接触させることを特徴とする、請求項２から請求項４までのいずれかに記載の欠陥修正装置。
前記仕上加工ユニットは、酸化セリウム材を研磨剤として使用することを特徴とする、請求項２から請求項５までのいずれかに記載の欠陥修正装置。
基板表面の突起欠陥を修正する欠陥修正方法において、
前記突起欠陥を研磨して除去し、前記基板表面に発生した研磨筋をポリッシングパッドで研磨して除去することを特徴とする、欠陥修正方法。