JPH08281545A - 基板表面研磨装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基板面に接する研磨テープの圧力が均一化す
るようにした基板表面研磨装置を提供すること。 【構成】 基板１４が設置されるステージ１３と、所定
方向に走行し基板面を研磨する研磨テープ１８と、この
研磨テープを供給する供給機構１７と、この供給機構か
ら供給された研磨テープが基板１４面に接するように案
内する研磨ヘッド１６とを具備した基板表面研磨装置に
おいて、研磨ヘッドが媒体の供給で膨らむ空間を有して
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント基板やガラス
基板などの基板の表面を平坦にし、また、基板表面の突
起や異物を除去する基板表面研磨装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の基板表面研磨装置について、図４
を参照して説明する。

【０００３】４１はステージで、ステージ４１上に基板
４２が固定される。ステージ４１は水平方向（矢印Ｙ
１）に移動できる構成になっている。また、ステージ４
１の上方にはヘッドユニット４３が位置している。ヘッ
ドユニット４３は、内部に組み込まれた研磨ヘッド４４
や加圧機構４５、供給機構４６などから構成されてい
る。なお、研磨ヘッド４４は弾力性を持ったローラ形状
部分４４ａを有している。そして、研磨ヘッド４４の上
部に位置する加圧機構４５は、基板４２面に対し垂直方
向（矢印Ｙ２）に研磨ヘッド４４を上下させる機能を有
している。また、供給機構４６は、研磨テープ４７を供
給する回転体４６ａと、研磨テープ４７を巻き取る回転
体４６ｂなどで構成されている。

【０００４】そして、供給機構４６を構成する回転体４
６ａから、研磨テープ４７が一定方向（矢印Ｙ３）に連
続的に送り出され、研磨ヘッド４４のローラ形状部分４
４ａ外周の一部に沿って案内される。その後、研磨テー
プ４７は、供給機構６の回転体４６ｂに巻き取られる。
なお、研磨テープ４７は、案内される途中でその研磨面
が基板４２面に接するようになっている。また、ヘッド
ユニット４３全体は、上下機構４８の働きで上下方向
（矢印Ｙ４）に移動する構成になっている。

【０００５】ここで、上記した装置を用いて、基板４２
面を平坦にし、あるいは基板４２面の突起や異物を除去
する研磨動作について説明する。まず、ステージ４１上
に基板４２が固定される。次に、上下機構４８によって
ヘッドユニット４３を下降させ、研磨ヘッド４４で案内
される研磨テープ４７が基板４２に接触するようにす
る。

【０００６】このとき、基板４２面と研磨テープ４７の
接触部分は図（ｂ）に示すようになる。なお、図（ｂ）
では、図（ａ）に対応する部分には同一の符号を付して
ある。ヘッドユニット４３を下降させた後、加圧機構４
５が研磨ヘッド４４を基板４２方向に押し出し、研磨テ
ープ４７が基板４２面に接するようにする。このとき、
研磨ヘッド４４はその弾性で変形し、研磨テープ４７と
基板４２は面接触となる。 そして、この状態で、研磨
ヘッド４４のローラ形状部分４４ａに沿って研磨テープ
４７を走行させる。これにより、基板４２面が研磨テー
プ４７で擦られ研磨される。例えば、基板４２面に突起
や異物があると、図（ｃ）で示すように、研磨テープ４
７が突起や異物４９の表面に沿って走行し、突起や異物
４９が研磨テープ４７の面で擦られ除去される。

【０００７】なお、基板４２面を全体に亘って研磨する
場合は、例えばステージ４１を水平方向に移動させ、基
板４２面の全体が研磨テープ４７と接触するようにす
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の基板表面研磨装
置は、研磨テープ４７と基板４２面が面接触するように
して研磨テープ５を走行させ、基板４２面を研磨してい
る。ところで、研磨ヘッド４４は、通常、金属シャフト
の外周部分に弾性材料をライニングしたローラ形状４４
ａになっている。したがって、研磨ヘッド４４を基板４
２面に押し付けた際、研磨ヘッド４４外周のローラ形状
部分４４ａは基板４２面に追随するように変形する。こ
れにより、研磨ヘッド４４で案内される研磨テープ４７
は基板４２面と面接触となり、また、研磨テープ４７と
基板４２面が所定の圧力で接触する。 上記したよう
に、研磨ヘッド４４は、その外周のローラ形状部分４４
ａが弾性を持っている。このため、基板４２面に、例え
ば幅方向にうねり等があっても、ローラ形状部分４４ａ
は基板４２面の形状に追随して変形し、研磨テープ４７
と基板４２面は良好な面接触が得られる。しかし、研磨
テープ４７と基板４２面間は良好な面接触となるもの
の、研磨テープ４７が基板４２面に接触する圧力は必ず
しも一様ではない。

【０００９】ここで、研磨テープが基板面に接触する圧
力について、図５で説明する。なお、（ａ）は側面図
で、（ｂ）は正面図である。そして、（ｃ）は、研磨テ
ープが基板面に接触する状態を示している。５１は研磨
ヘッドを構成する支持体で、支持体５１に研磨ヘッド部
分５２が支持されている。研磨ヘッド部分５２の外周は
ローラ形状５２をしており、この部分は弾性材料で構成
されている。また、５３は基板で、５４は、ローラ形状
５２に沿って案内される研磨テープである。このとき、
研磨テープ５４は、上方から圧力Ｐが加えられ、基板５
３面に押し付けられている。

【００１０】そして、基板５３面に、図（ｂ）に示すよ
うに例えばその幅方向にうねりがあると、うねり部分の
山部と谷部では、ローラ形状５２ａ部分の変形量が異な
る。このため、研磨テープ５４と基板５３面とが接触す
る圧力が相違したものになる。 例えば、研磨テープ５
４から基板５３面の山部が受ける圧力をＰ１、谷部が受
ける圧力をＰ３、その中間部が受ける圧力をＰ２とする
と、Ｐ１≧Ｐ２≧Ｐ３となる。このとき、研磨テープ５
４と基板５３面が接触する面積も山部と谷部とで相違す
る。例えば、研磨テープ５４が基板５３面と接触する走
行方向の距離Ｌは、図（ｃ）で示すように、山部をＬ
１、谷部をＬ３、その中間部をＬ２とすると、Ｌ１≧Ｌ
２≧Ｌ３となる。このように、研磨テープ５４が基板５
３面に強く接触する部分ほど研磨テープ５４が接触する
距離が長くなる。逆に、弱く接する部分ほど研磨テープ
５４が接触する距離が短くなる。この結果、基板５３面
にうねり等があるとその位置によって研磨量に差が出て
くる。

【００１１】ところで、研磨テープが基板面に接触する
圧力は基板面の研磨状態に大きな影響があり、例えば、
接触する圧力が強すぎると基板表面にキズが生じる場合
がある。また、接触する圧力が不足すると、研磨性能が
低下したり、研磨不足の領域が部分的に発生したりす
る。

【００１２】本発明は、上記した欠点を解決するもの
で、基板面に接する研磨テープの圧力が均一化するよう
にした基板表面研磨装置を提供することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、基板が設置さ
れるステージと、所定方向に走行し前記基板面を研磨す
る研磨テープと、この研磨テープを供給する供給機構
と、この供給機構から供給された前記研磨テープが前記
基板面に接するように案内する研磨ヘッドとを具備した
基板表面研磨装置において、前記研磨ヘッドが媒体の供
給で膨らむ空間を有している。

【００１４】また、空間に供給する媒体の通路にリリー
フ弁を設けている。

【００１５】また、空間が、回転するシャフトを囲むよ
うにして構成されている。

【００１６】また、空間に供給する媒体の通路を回転す
るシャフト内に設けている。

【００１７】また、空間に供給する媒体の供給圧力を調
整する圧力調整装置を設けている。

【００１８】

【作用】上記した構成によれば、研磨ヘッド部分に、加
圧された媒体が供給されることによって膨らむ空間が形
成されている。したがって、研磨ヘッドの外周に沿って
案内される研磨テープを基板面に接触させた際に、研磨
ヘッドに形成された空間が基板面の形状に追随して変形
する。このため、研磨テープと基板面との良好な面接触
が得られる。また、基板面に例えば幅方向にうねり等が
ある場合、空間内部の体積の変化がうねりの方向で一様
でなくなり、研磨テープが基板面と接触する圧力が場所
によって差がでる。しかし、このような圧力の差は、媒
体の通路に設けられたリリーフ弁などの機能により解消
され、研磨テープと基板面の接触圧力は一様化する。

【００１９】また、空間が、回転するシャフトを囲むよ
うにして構成されている。この場合、シャフトの全周囲
に亘って空間が分布する。したがって、シャフトの回転
位置に関係なく、シャフトと基板面の間に空間が挟まっ
た形になり、研磨テープと基板面との良好な接触が得ら
れる。

【００２０】また、空間に供給する媒体の通路を回転す
るシャフト内に設けている。この場合、シャフトが回転
してもシャフトの軸は位置が変化しないため媒体の通路
の形成が容易になる。

【００２１】また、空間に供給する媒体の供給圧力を調
整する圧力調整装置を設けている。この場合、媒体の供
給圧力を調整することにより、研磨テープと基板面の接
触圧力を制御でき、基板面の研磨条件を変化できる。

【００２２】なお、空間を形成する弾性材料をゴムシー
トで構成すれば、シートの厚みを薄くでき、基板面への
追随性が向上する。

【００２３】

【実施例】ここで、本発明の実施例について説明する前
に、この発明に使用される研磨ヘッドの１つの例につい
て、図２を参照して説明する。なお、図２（ａ）は研磨
ヘッドを断面した図で、（ｂ）は外形を示す斜視図で、
同一部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略す
る。

【００２４】２１は、回転を伝達するシャフトで、シャ
フト２１の両端は軸受２２ａ、２２ｂで支持されてい
る。そして、軸受２２ａ、２２ｂ間に位置するシャフト
２１の外周部分には、ゴムなどの弾性材料の壁２３で囲
まれた空間２４が形成されている。なお、シャフト２１
の中心部には通路２５が形成されている。そして、媒体
供給装置２６から、加圧された媒体が通路２５に供給さ
れている。なお、シャフト２１には、通路２５に沿って
複数の穴２６ａ〜２６ｅが形成されており、通路２５に
供給された媒体は、複数の穴２６ａ〜２６ｅから空間２
４内に送られる。この媒体の供給で、空間２４は、シャ
フト２１に沿って円筒形状に膨らんだ形になる。この場
合、円筒形状に膨らんだ空間２４の表面は、できるだけ
圧力が均等となるようにされる。このため、媒体が供給
される通路の途中に例えばリリーフ弁（図示せず）が組
み込みまれ、空間２４内部の圧力が、安定した一定の圧
力となるようにされる。なお、２７は、研磨ヘッドの空
間２４の外面に沿って案内される研磨テープである。ま
た、２８は研磨される基板である。

【００２５】上記した構造の研磨ヘッドによれば、研磨
ヘッドが、研磨テープ２７を基板２８面に接触させた際
に、空間２４を形成する壁２３面が基板２８面の形状に
追随して変形する。これにより、研磨テープ２７と基板
２８面の良好な接触が得られる。なお、基板面にうねり
等があると壁２３面の変化が一様でなくなり、空間２４
内部の体積が変化し、シャフト２１と壁２３間の媒体３
３の圧力が変動する。しかし、このような圧力の変動
は、リリーフ弁などの機能で解消され、予め設定された
所定の圧力に回復する。このようにうねり部分の山部や
谷部で空間２４の変形量が相違しても、空間２４内部に
供給される媒体の内部圧力が一定に保持され、研磨テー
プ２７と基板２８面が接触する圧力は、全ての接触部分
で均一化される。この結果、基板の表面状態に関係な
く、基板面の研磨が安定に行える。また、弾性材料で形
成された空間内に供給する媒体の圧力を制御すれば、研
磨状態を調整できる。また、弾性材料をゴムシートで構
成した場合は、シートの厚みを薄くでき、基板面への追
随性を向上できる。

【００２６】次に、上記した構成の研磨ヘッドを用いた
本発明の一実施例について、図１を参照して説明する。
図１は、液晶パネル用カラーフィルタ基板面の突起や異
物を除去する場合を例にとっている。

【００２７】１１は基台で、基台１１にレール１２が設
けられている。レール１２にはステージ１３が乗り、水
平方向に移動できる構成になっている。また、ステージ
１３面に基板１４が固定される。そして基板１４面を研
磨するヘッドユニット１５が配置されている。

【００２８】ヘッドユニット１５は、内部に組み込まれ
た研磨ヘッド１６や供給機構１７などから構成されてい
る。そして、供給機構１７の供給ローラ１７ａから研磨
テープ１８が連続的に送り出され、送り出された研磨テ
ープ１８は、研磨ヘッド１６外周のローラ部分に沿って
矢印Ｙ方向に案内され、巻取ローラ１７ｂに巻き取られ
る構成になっている。なお、研磨テープ１８は、研磨す
る基板１４の幅よりやや大きい幅を持ち、その研磨面が
基板１４側を向くように配置される。また、１９は上下
機構で、ヘッドユニット１５を上下させる機能を有して
いる。なお、この場合、研磨ヘッド１６としては、図２
で説明した構成の研磨ヘッドが使用される。

【００２９】ここで、上記した基板表面研磨装置によ
り、基板面の突起や異物を除去する動作について、図３
を参照して説明する。まず、突起や異物を除去する基板
３１が作業者によってステージ３２上に固定される。そ
して、起動指令が与えられると、この起動指令によって
ステージ３２が、図（ａ）の矢印Ｙ１方向に移動を開始
し、基板３１の研磨開始位置が研磨ヘッド３３の直下に
位置する状態で停止する。そして、停止と同時に、供給
機構３４から研磨テープ３５が連続的に送り出される。
なお、研磨テープ３５が走行する方向を矢印Ｙ２で示し
ている。

【００３０】その後、上下機構３６が動作を開始し、図
（ｂ）に示すようにヘッドユニット３７を矢印Ｙ３方向
に下降させ、研磨ヘッド３３で案内される研磨テープ３
５が基板３１面に接触するようにする。そして、研磨テ
ープ３５と基板３１面が接触した時点で、ステージ３２
は矢印Ｙ１方向に再び移動を始める。このステージ３２
の移動で、研磨テープ３５と基板３１面の接触位置が変
化する。この間、研磨ヘッド３３の外周部分には弾性材
料で形成された空間があるため、その表面の形状は、基
板３１面の形状に追随して変形する。このため、研磨テ
ープ３５と基板３１は良好な面接触となり、同時に、研
磨テープ３５は基板３１面と所定の圧力で接触する。

【００３１】なお、基板３１の研磨が終了すると、図
（ｃ）に示すようにヘッドユニット３７を矢印Ｙ４方向
に上昇させ、供給機構３４による研磨テープ３５の走行
を停止する。そして、ステージ３２を矢印Ｙ５方向に移
動し初期位置に戻す。その後、基板３１を取り出し研磨
作業が完了する。

【００３２】ところで、基板面を研磨する場合、基板の
表面に例えばうねり等があると、研磨ヘッド外面の形状
の変化が一様でなくなり、研磨ヘッド内部の空間の体積
が変化する。この結果、研磨ヘッドを構成するシャフト
と空間を構成する壁との間の媒体の圧力が変動する。し
かし、このような圧力の変動は、媒体の通路内に設けら
れたリリーフ弁の機能によって、予め設定された圧力状
態に回復し、安定した圧力状態になる。したがって、研
磨テープと基板面の接触状態は、基板の表面状態による
影響が少なくなり、基板面の良好な研磨が行われる。

【００３３】

【発明の効果】本発明によれば、基板の表面状態による
影響が少なく、良好な研磨が行える基板表面研磨装置を
実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明する斜視図である。

【図２】本発明に使用される研磨ヘッドを説明する図で
ある。

【図３】本発明の動作を説明する図である。

【図４】従来例を説明する図である。

【図５】従来例を説明する図である。

【符号の説明】

１１…基台 １２…レール １３…ステージ １４…基板 １５…ヘッドユニット １６…研磨ヘッド １７…供給機構 １８…研磨テープ １９…上下機構

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板が設置されるステージと、所定方向
   に走行し前記基板面を研磨する研磨テープと、この研磨
   テープを供給する供給機構と、この供給機構から供給さ
   れた前記研磨テープが前記基板面と接するように案内す
   る研磨ヘッドとを具備した基板表面研磨装置において、
   前記研磨ヘッドが媒体の供給で膨らむ空間を有すること
   を特徴とする基板表面研磨装置。
2. 【請求項２】 空間に供給する媒体の通路にリリーフ弁
   を設けていることを特徴とする請求項１記載の基板表面
   研磨装置。
3. 【請求項３】 空間が、回転するシャフトを囲むように
   して構成されたことを特徴とする請求項１記載の基板表
   面研磨装置。
4. 【請求項４】 空間に供給する媒体の通路を回転するシ
   ャフト内に設けたことを特徴とする請求項１記載の基板
   表面研磨装置。
5. 【請求項５】 空間に供給する媒体の供給圧力を調整す
   る圧力調整装置を設けたことを特徴とする請求項１記載
   の基板表面研磨装置。