平面研磨機
【課題】研磨プレートをガラス基板の表面に押圧、回転させガラス基板表面のＲＧＢ膜を研磨する際に、研磨圧力の分布の均一化が図れる平面研磨装置を提供する。
【解決手段】研磨ヘッドの本体１１に研磨プレート２０を上下方向移動自在に装備し、研磨ヘッドの本体と研磨プレートとの間の研磨プレートのほぼ全長にわたる範囲に、加圧気体の導入により膨張して研磨プレートを押圧方向に変位させる加圧チューブ１８、および加圧気体の導入により膨張して研磨プレートを押圧方向と逆方向に変位させる反力チューブ１９を配設する。反力チューブは、研磨プレートの長手方向に複数のチューブ１９ａ〜１９ｄに分割してあり、各分割チューブ毎に独立して圧力制御ができるようにする。
【解決手段】研磨ヘッドの本体１１に研磨プレート２０を上下方向移動自在に装備し、研磨ヘッドの本体と研磨プレートとの間の研磨プレートのほぼ全長にわたる範囲に、加圧気体の導入により膨張して研磨プレートを押圧方向に変位させる加圧チューブ１８、および加圧気体の導入により膨張して研磨プレートを押圧方向と逆方向に変位させる反力チューブ１９を配設する。反力チューブは、研磨プレートの長手方向に複数のチューブ１９ａ〜１９ｄに分割してあり、各分割チューブ毎に独立して圧力制御ができるようにする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液晶表示装置用カラーフィルタ等のガラス基板に形成された膜を研磨するための平面研磨機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置用カラーフィルタの着色層の研磨機として、特許文献１に記載のものが知られている。この研磨機は、静止した角型のガラス基板（カラーフィルタ）の着色層が形成された面上に、その長辺の長さがガラス基板の短辺の長さよりも長い角形の研磨プレートをガラス基板の短辺と平行に配置すると共に、研磨プレートの長手方向に複数の加圧ポイントを設けて、各々の加圧ポイントに対し独立に加圧制御しながら研磨プレートでガラス基板面を加圧し、その状態で、研磨プレートにガラス基板の垂直方向を軸とした偏心回転をさせて研磨プレートをガラス基板の短辺方向に揺動させると共に、研磨プレートをガラス基板の長辺方向（短辺と直角方向）に移動させてカラーフィルタ表面を研磨するというものである。この研磨機によれば、ガラス基板の全面を均一に研磨できるという利点が得られる。
【０００３】
ところで、この特許文献１には、複数の加圧ポイントに対して、どのように独立して加圧制御を行うかについては十分な開示がなされていないため、具体的に装置化する上で問題が残されていた。
【特許文献１】特開２００４−１９５６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事情を考慮し、研磨圧力の分布の均一化を図ることができて、液晶表示装置用カラーフィルタを研磨した場合に膜厚や色度のバラツキを抑えることができ、しかも、具体的に装置化する場合に構造が簡単で実現の容易な平面研磨機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】
【０００５】
すなわち、請求項１に記載の発明は、被研磨部材の被研磨面に対向する研磨ヘッドを有し、該研磨ヘッドに装備した研磨プレートを、前記被研磨面に押圧させつつ、被研磨部材に対して面内移動させ、且つ、前記研磨ヘッドの長手方向と直交する方向に前記被研磨部材を相対移動させることで、前記被研磨面を研磨する平面研磨機において、前記研磨ヘッドの本体に、前記研磨プレートを、前記被研磨面に対して押圧する方向に沿って移動自在に装備し、前記研磨ヘッドの本体と前記研磨プレートとの間の該研磨プレートのほぼ全長にわたる範囲に、加圧気体の導入により膨張して前記研磨プレートを押圧方向に変位させる加圧チューブ、および加圧気体の導入により膨張して前記研磨プレートを押圧方向と逆方向に変位させる反力チューブを配設し、前記加圧チューブと前記反力チューブの圧力バランスを調整することにより、前記被研磨面に対する研磨プレートの押圧力を調整するように構成すると共に、前記加圧チューブと前記反力チューブの内の少なくとも何れか一方を前記研磨プレートの長手方向に複数のチューブに分割して、各分割チューブをそれぞれ独立して圧力制御可能としたことを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の平面研磨機において、前記被研磨部材の被研磨面が長方形のガラス基板に膜が形成された上面であり、このガラス基板を、該ガラス基板の一方の対向辺と平行な方向に前記研磨ヘッドに対して搬送するものとし、前記研磨ヘッドは、水平な姿勢で搬送される前記ガラス基板の上方に位置するよう配置され、該研磨ヘッドの下部に、上下方向移動自在に前記研磨プレートが装備され、該研磨プレートの上端面と、前記研磨ヘッドに形成された、前記研磨プレートの上部を収容する押圧室の天井面との間に、前記研磨プレートを下方に押圧する前記加圧チューブが収容され、前記研磨プレートの左右に突設されたフランジと、その下側に位置する前記押圧室の下部のフランジとの間に、前記研磨プレートを上方に押圧する前記反力チューブが収容されていることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の平面研磨機において、前記膜が形成されたガラス基板が、ディスプレイパネルのカラーフィルタであり、前記膜がＲＧＢの着色膜であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、研磨ヘッドの本体と研磨プレートとの間に、研磨プレートを押圧方向に変位させる加圧チューブと、研磨プレートを押圧方向と逆方向に変位させる反力チューブを設け、加圧チューブと反力チューブの圧力バランスを調整することにより、研磨プレートの押圧力を調整できるようにしているので、押圧力を微妙に且つ容易に調整することができる。
また、加圧チューブと反力チューブの何れか一方を研磨プレートの長手方向に複数のチューブに分割し、各分割チューブごとにそれぞれ独立して加圧気体の圧力を制御できるようにしているので、研磨プレートが被研磨部材の大型化に伴って非常に長くなった場合にも、研磨プレートによる研磨圧力の分布の均一化を図ることができる。従って、液晶表示装置用カラーフィルタを研磨した場合にも、膜厚や色度のバラツキを抑えることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明によれば、研磨ヘッドで上方からガラス基板の上面を研磨するようにしているので、大面積のガラス基板であっても安定姿勢で精度よく研磨することができる。
また、研磨ヘッドの本体に設けた押圧室に加圧チューブと反力チューブを収容したので、研磨ヘッドをコンパクトに構成することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明によれば、カラーフィルタのＲＧＢの着色膜を均一に研磨することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
この実施形態の平面研磨機（単に研磨機という）は、液晶表示装置用カラーフィルタ（被研磨部材）のＲＧＢ膜を形成した面（被研磨面）を研磨するためのものであり、図１は実施形態の研磨機を装備したガラス基板Ｗ（カラーフィルタ）の製造ラインの要部構成を示す平面図、図２は同要部構成を示す側面図、図３は上定盤としての研磨プレートの下部構成を示すガラス基板の搬送方向の側方から見た断面図、図４は図３のＩＶ部の拡大図、図５はガラス基板に研磨プレートを押圧させたときの状態を示す図４と同様の拡大図、図６は研磨ヘッドの構成を示すガラス基板の搬送方向の側方から見た断面図で、（ａ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させる前の状態、（ｂ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させた状態をそれぞれ示す断面図、図７、図１１はガラス基板の搬送方向の正面側から見た研磨ヘッドの概略断面図で、（ａ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させる前の状態、（ｂ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させた状態をそれぞれ示す断面図、図８は研磨ヘッドに装備した加圧チューブの分割構成を示す平面図、図９は具体的な加圧チューブの分割の仕方を示す正面図、図１０は図９のＸ−Ｘ矢視断面図、図１２は製造ラインにオンラインで研磨機を組み込んだ場合のシステム構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１、図２において、１はガラス基板Ｗ（カラーフィルタに相当）をその面方向に沿って矢印Ａ方向に水平な姿勢で搬送する搬送コンベア（搬送経路）、３はガラス基板Ｗの搬送経路の下側に配置されたガラス基板Ｗの載る下定盤、１０はその下定盤３の上方に配置され、搬送されてきたガラス基板Ｗの上側の表面を研磨する研磨ヘッド、２０はこの研磨ヘッド１０の本体１１に設けられた上定盤としての研磨プレートである。
この研磨機（研磨ヘッド１０で代表される部分）は、ＲＧＢ膜が形成されたガラス基板Ｗの表面（被研磨面）に研磨プレート２０を押圧させつつ、研磨プレート２０をガラス基板Ｗに対して面内移動させることで、ガラス基板Ｗの表面の膜を研磨するものである。ガラス基板Ｗは、長方形の平板状のもので、一方の対向辺である長辺を搬送方向Ａと平行にした姿勢で一方の短辺を前端にして、上流側から研磨ヘッド１０の下側に搬送されて来て、研磨ヘッド１０による研磨後、そのままの姿勢と速度で下流側へ搬送されて行く。
【００１３】
図３〜図５に示すように、研磨プレート２０の下面は研磨定盤面（研磨作業面）２０ａとなっており、研磨定盤面２０ａには研磨パッドしての固定砥粒研磨シート２３と、クリアランス調整用パッド２４とが貼り付けられている。クリアランス調整用パッド２４は、研磨プレート２０をガラス基板Ｗの表面に押圧させたときに、ガラス基板Ｗの表面に固定砥粒研磨シート２３よりも先に当たって押圧力に応じて潰れ変形し、それにより、ガラス基板Ｗの表面と固定砥粒研磨シート２３との間に最適な隙間Ｈ２（図５参照。最適な隙間は数μｍ以下）を保つためのものである。
固定砥粒研磨シート２３としては、固定砥粒として、例えば、ダイヤモンド砥粒又はアルミナ砥粒を樹脂材料中に混入してシート状に成形したダイヤモンドシート或いはアルミナシートが用いられている。
【００１４】
クリアランス調整用パッド２４は、ウレタン樹脂やウレタンゴム等よりなり、非押圧時には、固定砥粒研磨シート２３の下面より所定寸法Ｈ１（２０μｍ程度）だけ突出している。なお、固定砥粒研磨シート２３は、研磨定盤面２０ａに、弾性シート（ウレタンゴムやウレタンシートなど）２１を介して、両面テープ２２により貼り付けられており、弾性シート２１により、クリアランス調整用パッド２４に対する高さが調整されて、ガラス基板Ｗに適切な押圧力で接触するようになっている。この場合の各要素の仕様は、次表１の通りである。
【００１５】
【表１】
【００１６】
研磨ヘッド１０は、ガラス基板Ｗの搬送方向Ａと直交する方向に自身の長さ方向を向けて配されており、その長さが、搬送経路上を搬送されてくる１枚、または、搬送方向と直交する方向に並んだ状態で搬送されてくる複数枚（本図示例では２枚）のガラス基板Ｗの全てを１度に研磨できる長さに設定されている。
また、研磨プレート２０の研磨定盤面２０ａには、ガラス基板Ｗの搬送方向に並べて２枚の固定砥粒研磨シート２３が平行に互いに間隔をあけて貼り付けられており、そのガラス基板Ｗの搬送方向の前後にクリアランス調整用パッド２４が貼り付けられている。また、２枚の固定砥粒研磨シート２３の間に位置させて、研磨プレート２０には、固定砥粒研磨シート２３による研磨部位に純水を供給する純水供給口１３が設けられている。
【００１７】
図３、図６に示すように、研磨プレート２０は、固定砥粒研磨シート２３およびクリアランス調整用パッド２４を下に向けて、研磨ヘッド１０の本体１１に上下方向移動自在に設けられている。図６に示すように、研磨ヘッド１０の本体１１には、下面に開口１４ａを有した押圧室１４が設けられており、研磨プレート２０の上部がこの押圧室１４の内部に収容されると共に、研磨プレート２０の下部が開口１４ａより下方へ突出している。そして、研磨プレート２０の下面の研磨定盤面２０ａが、搬送されてくるガラス基板Ｗの上側の表面に対向できるようになっている。この場合、研磨定盤面２０ａに貼り付けられた固定砥粒研磨シート２３の下面が、実際の研磨作業面に相当する。
【００１８】
また、研磨ヘッド１０の本体１１と研磨プレート２０との間には、研磨プレート２０をガラス基板Ｗに押圧させ、且つその押圧力を調整する加圧チューブ（メインチューブとも言う）１８と反力チューブ（サイドチューブとも言う）１９とが設けられている。
加圧チューブ１８は、加圧エア（エア以外の気体でも可）の導入により膨張して、研磨プレート２０を下に向けて押圧するもので、押圧室１４の天井壁と研磨プレート２０の上端壁との間に配置されている。また、反力チューブ１９は、加圧エア（エア以外の気体でも可）の導入により膨張して研磨プレート２０を、加圧チューブ１８の圧力に抗するよう上に向けて押圧するもので、研磨プレート２０の左右に張り出したフランジ２５と研磨ヘッド１０の本体１１側の開口１４ａの左右の各フランジ１５との間に配置されている。
図６（ｂ）に加圧チューブ１８による下向き力Ｐ１と、反力チューブ１９による上向き力Ｐ２の関係を示す。これら加圧チューブ１８と反力チューブ１９は、図７に示すように、研磨プレート２０の長さ方向のほぼ全長にわたる範囲に配設されている。
【００１９】
本実施形態では、この加圧チューブ１８が、図７、図８に示すように、研磨プレート２０の長手方向に複数（図示例の場合は４つ）の分割チューブ１８ａ〜１８ｄに分割されており、各分割チューブ１８ａ〜１８ｄは、それぞれ独立して圧力制御ができるように構成されている。即ち、各分割チューブ１８ａ〜１８ｄ毎に加圧エア給排管１７ａ〜１７ｄが接続されており、これら加圧エア給排管１７ａ〜１７ｄを通じて各分割チューブ１８ａ〜１８ｄ毎に加圧エアの出し入れを行うことにより、図７（ｂ）に示すように、各分割チューブ１８ａ〜１８ｄ毎にそれぞれ独立した下向きの加圧力Ｐ１ａ〜Ｐ１ｄを発生するようになっている。
【００２０】
加圧チューブ１８の分割の仕方は、図９に示すように、１本の加圧チューブ１８を、その両端と複数の分割箇所で完全に潰して固定することにより、隣接する空間同士の連通を遮断して、チューブ内の空間を複数の分割チューブ１８ａ〜１８ｄに相当する空間に仕切ったものであり、図１０に示すように、各分割チューブ１８ａ〜１８ｄの上部に加圧エア給排管１７ａ〜１７ｄの先端が接続されている。
【００２１】
また、本実施形態では、上述した加圧チューブ１８の分割に替えて、反力チューブ１９の方を、図１１に示すように、研磨プレート２０の長手方向に複数（図示例の場合は４つ）の分割チューブ１９ａ〜１９ｄに分割するようにしても良く、この場合も、上述した加圧チューブ１８を構成する各分割チューブ１８ａ〜１８ｄと同様に、各加圧エア給排管１６ａ〜１６ｄを通じてこれら分割チューブ１９ａ〜１９ｄ毎に加圧エアの出し入れを行うことにより、図１１（ｂ）に示すように、各分割チューブ１９ａ〜１９ｄ毎にそれぞれ独立した上向きの加圧力Ｐ２ａ〜Ｐ２ｄを発生するようになっている。
尚、この反力チューブ１９の分割構造と加圧エア給排管１６ａ〜１６ｄの接続構造は、図９、図１０に示した加圧チューブ１８の場合とほぼ同様であるため、それらの図示と説明は省略する。
【００２２】
また、加圧チューブ１８を構成する分割チューブ１８ａ〜１８ｄに接続された加圧エア給排管１７ａ〜１７ｄと反力チューブ１９を構成する分割チューブ１９ａ〜１９ｄに接続された加圧エア給排管１６ａ〜１６ｄには、それぞれ圧力調整手段（図示略）が接続されている。圧力調整手段は、加圧チューブ１８（図７の構成では分割チューブ１８ａ〜１８ｄ）と反力チューブ１９（図１１の構成では、分割チューブ１９ａ〜１９ｄ）に導入する加圧エアの圧力バランスを調整することにより、ガラス基板Ｗに対する研磨プレート２０の押圧力を調整するもので、この圧力調整手段と加圧チューブ１８および反力チューブ１９とにより、ガラス基板Ｗに対する研磨プレート２０の押圧力を調整するための押圧調整機構が構成されている。
【００２３】
特に、本実施形態では、加圧チューブ１８、或いは反力チューブ１９を、研磨プレート２０の長手方向に複数の分割チューブ１８ａ〜１８ｄ、或いは複数の分割チューブ１９ａ〜１９ｄに分割しているので、分割チューブ１８ａ〜１８ｄの圧力をそれぞれ個別にコントロールすることにより、研磨プレート２０に加える下向きの加圧力の長手方向の分布を自由に調整することができ、他方、分割チューブ１９ａ〜１９ｄの圧力をそれぞれ個別にコントロールすることにより、研磨プレート２０に加える上向きの加圧力の長手方向の分布を自由に調整することができる。 従って、これら上向きの加圧力と下向きの加圧力を調整することにより、大面積のガラス基板Ｗを研磨する場合にも、加圧力の均一化を容易に図ることができる。
【００２４】
また、本実施形態の研磨機は、図示しないが、研磨ヘッド１０の上端に突出した揺動軸１２を介して、研磨ヘッド１０を、ガラス基板Ｗの搬送方向と直交する面内方向の運動成分を少なくとも含むようオービタル運動させる駆動機構を備えている。
【００２５】
図１２はカラーフィルタＣＦ（ガラス基板Ｗ）の製造ラインの概略を示しており、この図の製造ラインにおいては、カラーフィルタＣＦの搬入部１０１から完成品のカラーフィルタＣＦの搬出部１０２との間を結ぶ搬送ライン１０３上に、カラーフィルタのＲＧＢ膜の状態を検査する検査機１２０が配置され、搬送ライン１０３外（オフライン上）に、検査機１２０で異常と判定されたカラーフィルタの修正機１３０が配置され、搬送ライン１０３上の検査機１２０の手前に上述の構成の研磨機１００が配置されている。
【００２６】
次に上記構成の研磨機を用いてガラス基板の表面の膜を研磨する方法について説明する。
搬送コンベヤ１によって、ガラス基板Ｗが研磨ヘッド１０の下に搬送されてきたら、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すように加圧チューブ１８に加圧エアを導入して、研磨プレート２０を下降させる。また、反力チューブ１９にも加圧エアを導入して、研磨プレート２０の下降位置を調整し、ガラス基板Ｗの表面に研磨プレート２０の下面を押圧させる。
その際、加圧チューブ１８と反力チューブ１９の圧力バランスを調整して押圧力を調整し、図５に示すように、押圧力に応じてクリアランス調整用パッド２４を潰れ変形させることで、ガラス基板Ｗの表面と固定砥粒研磨シート２３との隙間を最適に調整する。また、加圧チューブ１８を構成する各分割チューブ１８ａ〜１８ｄの圧力、或いは図１１の構成では、反力チューブ１９を構成する各分割チューブ１９ａ〜２９ｄの圧力をそれぞれ個別に調整することで、研磨プレート２０の長手方向における加圧力の分布を調整する。そしてその状態で、研磨ヘッド１０をガラス基板Ｗに対して偏心回転させることで、ガラス基板Ｗの表面の膜を固定砥粒研磨シート２３で研磨する。
【００２７】
この場合、押圧時のガラス基板Ｗの表面と固定砥粒研磨シート２３との隙間Ｈ２は、ガラス基板Ｗの表面の膜上に存在する異常突起だけに固定砥粒研磨シート２３が接触し、且つ正常厚さの膜に対しては非接触となるように調整する。
それにより、膜自体の正常な厚みを減らさずに（つまり、研磨後のガラス基板Ｗの表面状態を研磨前と全く変えることなく）、異常突起だけを固定砥粒研磨シート２３による研磨により短時間で効率よく取り除くことができる。例えば、１０μｍ〜４０μｍあった異常突起部分の高さを１μｍ以下に収めることができ、異常突起の残数を限りなくゼロにすることができる。
また、高速処理が可能であり、１枚のガラス基板Ｗの処理時間を３０秒以下にすることができる。
【００２８】
従って、図１２に示すように、全数のガラス基板Ｗをこの研磨機１００に通すことにより、オフラインでの修正作業数を大幅に減らすことができ、歩留まりおよび生産効率の向上と低コスト生産に寄与することができる。
【００２９】
また、本実施形態の研磨機は、加圧チューブ１８の中に加圧気体を導入することにより研磨プレート２０に押圧力を付与するようにしているので、押圧力の発生源として加圧気体を利用するものの、それを加圧チューブ１８に出し入れするだけであるから、加圧気体の漏れ防止のための特別なシール構造を設ける必要がなく、構成を簡単にすることができ、実現するのが容易である。
【００３０】
また、加圧チューブ１８を、研磨プレート２０の長手方向に複数の分割チューブ１８ａ〜１８ｄとして分割し、各分割チューブ１８ａ〜１８ｄ毎にそれぞれ独立して加圧気体の圧力を制御できるようにしているので、研磨プレート２０がガラス基板Ｗの大型化に伴って非常に長くなった場合にも、研磨プレート２０による研磨圧力の分布の均一化を図ることができる。従って、液晶表示装置用カラーフィルタを研磨した場合にも、膜厚や色度のバラツキを抑えることができる。
【００３１】
また、研磨ヘッド１０の本体１１と研磨プレート２０との間には、研磨プレート２０を押圧方向と逆方向に変位させる反力チューブ１９を設け、加圧チューブ１８と反力チューブ１９の圧力バランスを調整することで、研磨プレート２０の押圧力を調整するようにしているので、押圧力を微妙に且つ容易に調整することができる。
加えて、図１１に示すように、反力チューブ１９を、研磨プレート２０の長手方向に複数の分割チューブ１９ａ〜１９ｄとして分割し、各分割チューブ１９ａ〜１９ｄ毎にそれぞれ独立して加圧気体の圧力を制御できるようにすることで、研磨プレート２０の前後方向（ガラス基板Ｗの搬送方向）だけでなく、左右方向の圧力調整が可能となり、よって、研磨プレートによる研磨圧力の分布をより一層均一にすることができ、厚膜や色度のバラツキをより確実に抑えることができる。
【００３２】
また、研磨ヘッド１０で上方からガラス基板Ｗの上面を研磨するようにしているので、大面積のガラス基板Ｗであっても安定姿勢で精度よく研磨することができる。また、研磨ヘッド１０の本体１１に設けた押圧室１４に加圧チューブ１８と反力チューブ１９を収容しているので、研磨ヘッド１０をコンパクトに構成することもできる。
【００３３】
また、上記研磨機では、研磨プレート２０に、ガラス基板Ｗの搬送方向に並べて２枚の固定砥粒研磨シート２３を間隔を開けて貼り付けているので、搬送されてきたガラス基板Ｗの一部にしか研磨プレート２０がかからない場合と、ガラス基板Ｗの全面に研磨プレート２０がかかる場合との、固定砥粒研磨シート２３のガラス基板Ｗに対する当たり方を偏りないものとすることができる。
【００３４】
更に、研磨面に純水を常時供給することにより、研磨かすを排除することができるので、研磨かすによる無用な傷の発生を防止することができる。
【００３５】
また、研磨が終了したら、図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、加圧チューブ１８の加圧エアを抜くことにより、研磨プレート２０を上昇させることができ、次のガラス基板Ｗの搬入に備えることができる。
【００３６】
以上、本実施形態では、加圧チューブ１８と反力チューブ１９の何れか一方を複数のチューブに分割した例を示したが、加圧チューブ１８と反力チューブ１９の双方を分割するようにしてもよく、この場合は、研磨圧力の分布の均一化を図る上で好ましい。また、分割数も４分割に限るものではなく、例えば、２分割としてもよく、この場合は、各チューブの分割構造や加圧エア給排管の接続構造を簡略化できる。
【００３７】
図１３は製造ライン上に３台の研磨手段を設備した場合を示す側面図である。 この図示例においては、搬送ラインを構成する搬送コンベヤ１に沿って、研磨仕様を異ならせた３台の研磨手段１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを配置すると共に、最上流の１台の研磨手段１００Ａとして、上述した実施形態のクリアランス調整用パッド２４を有する研磨機を使用することにより、その研磨機で異常突起を除去するようにしている。
また後段の２台の研磨手段１００Ｂ、１００Ｃは仕上研磨を行うようにしてある。そうすることにより、異常突起研磨除去プロセスと表面研磨プロセスをオンラインで連続して行うことができ、カラーフィルタのＲＧＢ膜の平坦化と平滑化が実現できて、生産効率を上げながら品質向上を図ることができる。
【００３８】
例えば、仕上研磨である表面リフレッシュ研磨により、ブラックマトリックスＢＭ上のＲＧＢ膜の突起を低く（０．４〜０．６μｍ→０．２μｍ以下）することができる（平坦化）と共に、表面粗度をＲａ＝５〜８ｎｍ→２ｎｍ以下にすることができる（平滑化）。
なお、研磨手段１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは、それぞれ独立した研磨機として設置してもよいが、研磨ヘッドだけをそれぞれ各研磨手段１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃとして独立して設け、その他の構成を共通化させてもよい。
【００３９】
なお、上記実施形態では、研磨プレート２０の研磨定盤面２０ａに、固定砥粒研磨シート２３とクリアランス調整用パッド２４を設けていたが、その他の全面研磨用の研磨パッドだけ設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態の研磨機を装備したガラス基板Ｗ（カラーフィルタ）の製造ラインの要部構成を示す平面図である。
【図２】同要部構成を示す側面図である。
【図３】上定盤としての研磨プレートの下部構成を示すガラス基板の搬送方向の側方から見た断面図である。
【図４】図３のＩＶ部の拡大図である。
【図５】ガラス基板に研磨プレートを押圧させたときの状態を示す図４と同様の拡大図である。
【図６】研磨ヘッドの構成を示すガラス基板の搬送方向の側方から見た断面図で、（ａ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させる前の状態、（ｂ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させた状態をそれぞれ示す断面図である。
【図７】ガラス基板の搬送方向の正面側から見た研磨ヘッドの概略断面図で、（ａ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させる前の状態、（ｂ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させた状態をそれぞれ示す断面図である。
【図８】研磨ヘッドに装備した加圧チューブの分割構成を示す平面図である。
【図９】具体的な加圧チューブの分割の仕方を示す正面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図１１】ガラス基板の搬送方向の正面側から見た図７とは別の研磨ヘッドの概略断面図で、（ａ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させる前の状態、（ｂ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させた状態をそれぞれ示す断面図である。
【図１２】製造ラインにオンラインで研磨機を組み込んだ場合のシステム構成を示すブロック図である。
【図１３】製造ライン上に３台の研磨手段を設備した場合を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 研磨ヘッド
１１ 研磨ヘッドの本体
１４ 押圧室
１５ フランジ
１８ 加圧チューブ
１８ａ〜１８ｄ 分割チューブ
１９ 反力チューブ
１９ａ〜１９ｂ 分割チューブ
２０ 研磨プレート
２０ａ 研磨定盤面（研磨作業面）
Ｗ ガラス基板（被研磨部材）
ＣＦ カラーフィルタ
Ａ ガラス基板の搬送方向
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、液晶表示装置用カラーフィルタ等のガラス基板に形成された膜を研磨するための平面研磨機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置用カラーフィルタの着色層の研磨機として、特許文献１に記載のものが知られている。この研磨機は、静止した角型のガラス基板（カラーフィルタ）の着色層が形成された面上に、その長辺の長さがガラス基板の短辺の長さよりも長い角形の研磨プレートをガラス基板の短辺と平行に配置すると共に、研磨プレートの長手方向に複数の加圧ポイントを設けて、各々の加圧ポイントに対し独立に加圧制御しながら研磨プレートでガラス基板面を加圧し、その状態で、研磨プレートにガラス基板の垂直方向を軸とした偏心回転をさせて研磨プレートをガラス基板の短辺方向に揺動させると共に、研磨プレートをガラス基板の長辺方向（短辺と直角方向）に移動させてカラーフィルタ表面を研磨するというものである。この研磨機によれば、ガラス基板の全面を均一に研磨できるという利点が得られる。
【０００３】
ところで、この特許文献１には、複数の加圧ポイントに対して、どのように独立して加圧制御を行うかについては十分な開示がなされていないため、具体的に装置化する上で問題が残されていた。
【特許文献１】特開２００４−１９５６０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記事情を考慮し、研磨圧力の分布の均一化を図ることができて、液晶表示装置用カラーフィルタを研磨した場合に膜厚や色度のバラツキを抑えることができ、しかも、具体的に装置化する場合に構造が簡単で実現の容易な平面研磨機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】
【０００５】
すなわち、請求項１に記載の発明は、被研磨部材の被研磨面に対向する研磨ヘッドを有し、該研磨ヘッドに装備した研磨プレートを、前記被研磨面に押圧させつつ、被研磨部材に対して面内移動させ、且つ、前記研磨ヘッドの長手方向と直交する方向に前記被研磨部材を相対移動させることで、前記被研磨面を研磨する平面研磨機において、前記研磨ヘッドの本体に、前記研磨プレートを、前記被研磨面に対して押圧する方向に沿って移動自在に装備し、前記研磨ヘッドの本体と前記研磨プレートとの間の該研磨プレートのほぼ全長にわたる範囲に、加圧気体の導入により膨張して前記研磨プレートを押圧方向に変位させる加圧チューブ、および加圧気体の導入により膨張して前記研磨プレートを押圧方向と逆方向に変位させる反力チューブを配設し、前記加圧チューブと前記反力チューブの圧力バランスを調整することにより、前記被研磨面に対する研磨プレートの押圧力を調整するように構成すると共に、前記加圧チューブと前記反力チューブの内の少なくとも何れか一方を前記研磨プレートの長手方向に複数のチューブに分割して、各分割チューブをそれぞれ独立して圧力制御可能としたことを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の平面研磨機において、前記被研磨部材の被研磨面が長方形のガラス基板に膜が形成された上面であり、このガラス基板を、該ガラス基板の一方の対向辺と平行な方向に前記研磨ヘッドに対して搬送するものとし、前記研磨ヘッドは、水平な姿勢で搬送される前記ガラス基板の上方に位置するよう配置され、該研磨ヘッドの下部に、上下方向移動自在に前記研磨プレートが装備され、該研磨プレートの上端面と、前記研磨ヘッドに形成された、前記研磨プレートの上部を収容する押圧室の天井面との間に、前記研磨プレートを下方に押圧する前記加圧チューブが収容され、前記研磨プレートの左右に突設されたフランジと、その下側に位置する前記押圧室の下部のフランジとの間に、前記研磨プレートを上方に押圧する前記反力チューブが収容されていることを特徴としている。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の平面研磨機において、前記膜が形成されたガラス基板が、ディスプレイパネルのカラーフィルタであり、前記膜がＲＧＢの着色膜であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、研磨ヘッドの本体と研磨プレートとの間に、研磨プレートを押圧方向に変位させる加圧チューブと、研磨プレートを押圧方向と逆方向に変位させる反力チューブを設け、加圧チューブと反力チューブの圧力バランスを調整することにより、研磨プレートの押圧力を調整できるようにしているので、押圧力を微妙に且つ容易に調整することができる。
また、加圧チューブと反力チューブの何れか一方を研磨プレートの長手方向に複数のチューブに分割し、各分割チューブごとにそれぞれ独立して加圧気体の圧力を制御できるようにしているので、研磨プレートが被研磨部材の大型化に伴って非常に長くなった場合にも、研磨プレートによる研磨圧力の分布の均一化を図ることができる。従って、液晶表示装置用カラーフィルタを研磨した場合にも、膜厚や色度のバラツキを抑えることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明によれば、研磨ヘッドで上方からガラス基板の上面を研磨するようにしているので、大面積のガラス基板であっても安定姿勢で精度よく研磨することができる。
また、研磨ヘッドの本体に設けた押圧室に加圧チューブと反力チューブを収容したので、研磨ヘッドをコンパクトに構成することができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明によれば、カラーフィルタのＲＧＢの着色膜を均一に研磨することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
この実施形態の平面研磨機（単に研磨機という）は、液晶表示装置用カラーフィルタ（被研磨部材）のＲＧＢ膜を形成した面（被研磨面）を研磨するためのものであり、図１は実施形態の研磨機を装備したガラス基板Ｗ（カラーフィルタ）の製造ラインの要部構成を示す平面図、図２は同要部構成を示す側面図、図３は上定盤としての研磨プレートの下部構成を示すガラス基板の搬送方向の側方から見た断面図、図４は図３のＩＶ部の拡大図、図５はガラス基板に研磨プレートを押圧させたときの状態を示す図４と同様の拡大図、図６は研磨ヘッドの構成を示すガラス基板の搬送方向の側方から見た断面図で、（ａ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させる前の状態、（ｂ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させた状態をそれぞれ示す断面図、図７、図１１はガラス基板の搬送方向の正面側から見た研磨ヘッドの概略断面図で、（ａ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させる前の状態、（ｂ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させた状態をそれぞれ示す断面図、図８は研磨ヘッドに装備した加圧チューブの分割構成を示す平面図、図９は具体的な加圧チューブの分割の仕方を示す正面図、図１０は図９のＸ−Ｘ矢視断面図、図１２は製造ラインにオンラインで研磨機を組み込んだ場合のシステム構成を示すブロック図である。
【００１２】
図１、図２において、１はガラス基板Ｗ（カラーフィルタに相当）をその面方向に沿って矢印Ａ方向に水平な姿勢で搬送する搬送コンベア（搬送経路）、３はガラス基板Ｗの搬送経路の下側に配置されたガラス基板Ｗの載る下定盤、１０はその下定盤３の上方に配置され、搬送されてきたガラス基板Ｗの上側の表面を研磨する研磨ヘッド、２０はこの研磨ヘッド１０の本体１１に設けられた上定盤としての研磨プレートである。
この研磨機（研磨ヘッド１０で代表される部分）は、ＲＧＢ膜が形成されたガラス基板Ｗの表面（被研磨面）に研磨プレート２０を押圧させつつ、研磨プレート２０をガラス基板Ｗに対して面内移動させることで、ガラス基板Ｗの表面の膜を研磨するものである。ガラス基板Ｗは、長方形の平板状のもので、一方の対向辺である長辺を搬送方向Ａと平行にした姿勢で一方の短辺を前端にして、上流側から研磨ヘッド１０の下側に搬送されて来て、研磨ヘッド１０による研磨後、そのままの姿勢と速度で下流側へ搬送されて行く。
【００１３】
図３〜図５に示すように、研磨プレート２０の下面は研磨定盤面（研磨作業面）２０ａとなっており、研磨定盤面２０ａには研磨パッドしての固定砥粒研磨シート２３と、クリアランス調整用パッド２４とが貼り付けられている。クリアランス調整用パッド２４は、研磨プレート２０をガラス基板Ｗの表面に押圧させたときに、ガラス基板Ｗの表面に固定砥粒研磨シート２３よりも先に当たって押圧力に応じて潰れ変形し、それにより、ガラス基板Ｗの表面と固定砥粒研磨シート２３との間に最適な隙間Ｈ２（図５参照。最適な隙間は数μｍ以下）を保つためのものである。
固定砥粒研磨シート２３としては、固定砥粒として、例えば、ダイヤモンド砥粒又はアルミナ砥粒を樹脂材料中に混入してシート状に成形したダイヤモンドシート或いはアルミナシートが用いられている。
【００１４】
クリアランス調整用パッド２４は、ウレタン樹脂やウレタンゴム等よりなり、非押圧時には、固定砥粒研磨シート２３の下面より所定寸法Ｈ１（２０μｍ程度）だけ突出している。なお、固定砥粒研磨シート２３は、研磨定盤面２０ａに、弾性シート（ウレタンゴムやウレタンシートなど）２１を介して、両面テープ２２により貼り付けられており、弾性シート２１により、クリアランス調整用パッド２４に対する高さが調整されて、ガラス基板Ｗに適切な押圧力で接触するようになっている。この場合の各要素の仕様は、次表１の通りである。
【００１５】
【表１】
【００１６】
研磨ヘッド１０は、ガラス基板Ｗの搬送方向Ａと直交する方向に自身の長さ方向を向けて配されており、その長さが、搬送経路上を搬送されてくる１枚、または、搬送方向と直交する方向に並んだ状態で搬送されてくる複数枚（本図示例では２枚）のガラス基板Ｗの全てを１度に研磨できる長さに設定されている。
また、研磨プレート２０の研磨定盤面２０ａには、ガラス基板Ｗの搬送方向に並べて２枚の固定砥粒研磨シート２３が平行に互いに間隔をあけて貼り付けられており、そのガラス基板Ｗの搬送方向の前後にクリアランス調整用パッド２４が貼り付けられている。また、２枚の固定砥粒研磨シート２３の間に位置させて、研磨プレート２０には、固定砥粒研磨シート２３による研磨部位に純水を供給する純水供給口１３が設けられている。
【００１７】
図３、図６に示すように、研磨プレート２０は、固定砥粒研磨シート２３およびクリアランス調整用パッド２４を下に向けて、研磨ヘッド１０の本体１１に上下方向移動自在に設けられている。図６に示すように、研磨ヘッド１０の本体１１には、下面に開口１４ａを有した押圧室１４が設けられており、研磨プレート２０の上部がこの押圧室１４の内部に収容されると共に、研磨プレート２０の下部が開口１４ａより下方へ突出している。そして、研磨プレート２０の下面の研磨定盤面２０ａが、搬送されてくるガラス基板Ｗの上側の表面に対向できるようになっている。この場合、研磨定盤面２０ａに貼り付けられた固定砥粒研磨シート２３の下面が、実際の研磨作業面に相当する。
【００１８】
また、研磨ヘッド１０の本体１１と研磨プレート２０との間には、研磨プレート２０をガラス基板Ｗに押圧させ、且つその押圧力を調整する加圧チューブ（メインチューブとも言う）１８と反力チューブ（サイドチューブとも言う）１９とが設けられている。
加圧チューブ１８は、加圧エア（エア以外の気体でも可）の導入により膨張して、研磨プレート２０を下に向けて押圧するもので、押圧室１４の天井壁と研磨プレート２０の上端壁との間に配置されている。また、反力チューブ１９は、加圧エア（エア以外の気体でも可）の導入により膨張して研磨プレート２０を、加圧チューブ１８の圧力に抗するよう上に向けて押圧するもので、研磨プレート２０の左右に張り出したフランジ２５と研磨ヘッド１０の本体１１側の開口１４ａの左右の各フランジ１５との間に配置されている。
図６（ｂ）に加圧チューブ１８による下向き力Ｐ１と、反力チューブ１９による上向き力Ｐ２の関係を示す。これら加圧チューブ１８と反力チューブ１９は、図７に示すように、研磨プレート２０の長さ方向のほぼ全長にわたる範囲に配設されている。
【００１９】
本実施形態では、この加圧チューブ１８が、図７、図８に示すように、研磨プレート２０の長手方向に複数（図示例の場合は４つ）の分割チューブ１８ａ〜１８ｄに分割されており、各分割チューブ１８ａ〜１８ｄは、それぞれ独立して圧力制御ができるように構成されている。即ち、各分割チューブ１８ａ〜１８ｄ毎に加圧エア給排管１７ａ〜１７ｄが接続されており、これら加圧エア給排管１７ａ〜１７ｄを通じて各分割チューブ１８ａ〜１８ｄ毎に加圧エアの出し入れを行うことにより、図７（ｂ）に示すように、各分割チューブ１８ａ〜１８ｄ毎にそれぞれ独立した下向きの加圧力Ｐ１ａ〜Ｐ１ｄを発生するようになっている。
【００２０】
加圧チューブ１８の分割の仕方は、図９に示すように、１本の加圧チューブ１８を、その両端と複数の分割箇所で完全に潰して固定することにより、隣接する空間同士の連通を遮断して、チューブ内の空間を複数の分割チューブ１８ａ〜１８ｄに相当する空間に仕切ったものであり、図１０に示すように、各分割チューブ１８ａ〜１８ｄの上部に加圧エア給排管１７ａ〜１７ｄの先端が接続されている。
【００２１】
また、本実施形態では、上述した加圧チューブ１８の分割に替えて、反力チューブ１９の方を、図１１に示すように、研磨プレート２０の長手方向に複数（図示例の場合は４つ）の分割チューブ１９ａ〜１９ｄに分割するようにしても良く、この場合も、上述した加圧チューブ１８を構成する各分割チューブ１８ａ〜１８ｄと同様に、各加圧エア給排管１６ａ〜１６ｄを通じてこれら分割チューブ１９ａ〜１９ｄ毎に加圧エアの出し入れを行うことにより、図１１（ｂ）に示すように、各分割チューブ１９ａ〜１９ｄ毎にそれぞれ独立した上向きの加圧力Ｐ２ａ〜Ｐ２ｄを発生するようになっている。
尚、この反力チューブ１９の分割構造と加圧エア給排管１６ａ〜１６ｄの接続構造は、図９、図１０に示した加圧チューブ１８の場合とほぼ同様であるため、それらの図示と説明は省略する。
【００２２】
また、加圧チューブ１８を構成する分割チューブ１８ａ〜１８ｄに接続された加圧エア給排管１７ａ〜１７ｄと反力チューブ１９を構成する分割チューブ１９ａ〜１９ｄに接続された加圧エア給排管１６ａ〜１６ｄには、それぞれ圧力調整手段（図示略）が接続されている。圧力調整手段は、加圧チューブ１８（図７の構成では分割チューブ１８ａ〜１８ｄ）と反力チューブ１９（図１１の構成では、分割チューブ１９ａ〜１９ｄ）に導入する加圧エアの圧力バランスを調整することにより、ガラス基板Ｗに対する研磨プレート２０の押圧力を調整するもので、この圧力調整手段と加圧チューブ１８および反力チューブ１９とにより、ガラス基板Ｗに対する研磨プレート２０の押圧力を調整するための押圧調整機構が構成されている。
【００２３】
特に、本実施形態では、加圧チューブ１８、或いは反力チューブ１９を、研磨プレート２０の長手方向に複数の分割チューブ１８ａ〜１８ｄ、或いは複数の分割チューブ１９ａ〜１９ｄに分割しているので、分割チューブ１８ａ〜１８ｄの圧力をそれぞれ個別にコントロールすることにより、研磨プレート２０に加える下向きの加圧力の長手方向の分布を自由に調整することができ、他方、分割チューブ１９ａ〜１９ｄの圧力をそれぞれ個別にコントロールすることにより、研磨プレート２０に加える上向きの加圧力の長手方向の分布を自由に調整することができる。 従って、これら上向きの加圧力と下向きの加圧力を調整することにより、大面積のガラス基板Ｗを研磨する場合にも、加圧力の均一化を容易に図ることができる。
【００２４】
また、本実施形態の研磨機は、図示しないが、研磨ヘッド１０の上端に突出した揺動軸１２を介して、研磨ヘッド１０を、ガラス基板Ｗの搬送方向と直交する面内方向の運動成分を少なくとも含むようオービタル運動させる駆動機構を備えている。
【００２５】
図１２はカラーフィルタＣＦ（ガラス基板Ｗ）の製造ラインの概略を示しており、この図の製造ラインにおいては、カラーフィルタＣＦの搬入部１０１から完成品のカラーフィルタＣＦの搬出部１０２との間を結ぶ搬送ライン１０３上に、カラーフィルタのＲＧＢ膜の状態を検査する検査機１２０が配置され、搬送ライン１０３外（オフライン上）に、検査機１２０で異常と判定されたカラーフィルタの修正機１３０が配置され、搬送ライン１０３上の検査機１２０の手前に上述の構成の研磨機１００が配置されている。
【００２６】
次に上記構成の研磨機を用いてガラス基板の表面の膜を研磨する方法について説明する。
搬送コンベヤ１によって、ガラス基板Ｗが研磨ヘッド１０の下に搬送されてきたら、図６（ｂ）、図７（ｂ）に示すように加圧チューブ１８に加圧エアを導入して、研磨プレート２０を下降させる。また、反力チューブ１９にも加圧エアを導入して、研磨プレート２０の下降位置を調整し、ガラス基板Ｗの表面に研磨プレート２０の下面を押圧させる。
その際、加圧チューブ１８と反力チューブ１９の圧力バランスを調整して押圧力を調整し、図５に示すように、押圧力に応じてクリアランス調整用パッド２４を潰れ変形させることで、ガラス基板Ｗの表面と固定砥粒研磨シート２３との隙間を最適に調整する。また、加圧チューブ１８を構成する各分割チューブ１８ａ〜１８ｄの圧力、或いは図１１の構成では、反力チューブ１９を構成する各分割チューブ１９ａ〜２９ｄの圧力をそれぞれ個別に調整することで、研磨プレート２０の長手方向における加圧力の分布を調整する。そしてその状態で、研磨ヘッド１０をガラス基板Ｗに対して偏心回転させることで、ガラス基板Ｗの表面の膜を固定砥粒研磨シート２３で研磨する。
【００２７】
この場合、押圧時のガラス基板Ｗの表面と固定砥粒研磨シート２３との隙間Ｈ２は、ガラス基板Ｗの表面の膜上に存在する異常突起だけに固定砥粒研磨シート２３が接触し、且つ正常厚さの膜に対しては非接触となるように調整する。
それにより、膜自体の正常な厚みを減らさずに（つまり、研磨後のガラス基板Ｗの表面状態を研磨前と全く変えることなく）、異常突起だけを固定砥粒研磨シート２３による研磨により短時間で効率よく取り除くことができる。例えば、１０μｍ〜４０μｍあった異常突起部分の高さを１μｍ以下に収めることができ、異常突起の残数を限りなくゼロにすることができる。
また、高速処理が可能であり、１枚のガラス基板Ｗの処理時間を３０秒以下にすることができる。
【００２８】
従って、図１２に示すように、全数のガラス基板Ｗをこの研磨機１００に通すことにより、オフラインでの修正作業数を大幅に減らすことができ、歩留まりおよび生産効率の向上と低コスト生産に寄与することができる。
【００２９】
また、本実施形態の研磨機は、加圧チューブ１８の中に加圧気体を導入することにより研磨プレート２０に押圧力を付与するようにしているので、押圧力の発生源として加圧気体を利用するものの、それを加圧チューブ１８に出し入れするだけであるから、加圧気体の漏れ防止のための特別なシール構造を設ける必要がなく、構成を簡単にすることができ、実現するのが容易である。
【００３０】
また、加圧チューブ１８を、研磨プレート２０の長手方向に複数の分割チューブ１８ａ〜１８ｄとして分割し、各分割チューブ１８ａ〜１８ｄ毎にそれぞれ独立して加圧気体の圧力を制御できるようにしているので、研磨プレート２０がガラス基板Ｗの大型化に伴って非常に長くなった場合にも、研磨プレート２０による研磨圧力の分布の均一化を図ることができる。従って、液晶表示装置用カラーフィルタを研磨した場合にも、膜厚や色度のバラツキを抑えることができる。
【００３１】
また、研磨ヘッド１０の本体１１と研磨プレート２０との間には、研磨プレート２０を押圧方向と逆方向に変位させる反力チューブ１９を設け、加圧チューブ１８と反力チューブ１９の圧力バランスを調整することで、研磨プレート２０の押圧力を調整するようにしているので、押圧力を微妙に且つ容易に調整することができる。
加えて、図１１に示すように、反力チューブ１９を、研磨プレート２０の長手方向に複数の分割チューブ１９ａ〜１９ｄとして分割し、各分割チューブ１９ａ〜１９ｄ毎にそれぞれ独立して加圧気体の圧力を制御できるようにすることで、研磨プレート２０の前後方向（ガラス基板Ｗの搬送方向）だけでなく、左右方向の圧力調整が可能となり、よって、研磨プレートによる研磨圧力の分布をより一層均一にすることができ、厚膜や色度のバラツキをより確実に抑えることができる。
【００３２】
また、研磨ヘッド１０で上方からガラス基板Ｗの上面を研磨するようにしているので、大面積のガラス基板Ｗであっても安定姿勢で精度よく研磨することができる。また、研磨ヘッド１０の本体１１に設けた押圧室１４に加圧チューブ１８と反力チューブ１９を収容しているので、研磨ヘッド１０をコンパクトに構成することもできる。
【００３３】
また、上記研磨機では、研磨プレート２０に、ガラス基板Ｗの搬送方向に並べて２枚の固定砥粒研磨シート２３を間隔を開けて貼り付けているので、搬送されてきたガラス基板Ｗの一部にしか研磨プレート２０がかからない場合と、ガラス基板Ｗの全面に研磨プレート２０がかかる場合との、固定砥粒研磨シート２３のガラス基板Ｗに対する当たり方を偏りないものとすることができる。
【００３４】
更に、研磨面に純水を常時供給することにより、研磨かすを排除することができるので、研磨かすによる無用な傷の発生を防止することができる。
【００３５】
また、研磨が終了したら、図６（ａ）、図７（ａ）に示すように、加圧チューブ１８の加圧エアを抜くことにより、研磨プレート２０を上昇させることができ、次のガラス基板Ｗの搬入に備えることができる。
【００３６】
以上、本実施形態では、加圧チューブ１８と反力チューブ１９の何れか一方を複数のチューブに分割した例を示したが、加圧チューブ１８と反力チューブ１９の双方を分割するようにしてもよく、この場合は、研磨圧力の分布の均一化を図る上で好ましい。また、分割数も４分割に限るものではなく、例えば、２分割としてもよく、この場合は、各チューブの分割構造や加圧エア給排管の接続構造を簡略化できる。
【００３７】
図１３は製造ライン上に３台の研磨手段を設備した場合を示す側面図である。 この図示例においては、搬送ラインを構成する搬送コンベヤ１に沿って、研磨仕様を異ならせた３台の研磨手段１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃを配置すると共に、最上流の１台の研磨手段１００Ａとして、上述した実施形態のクリアランス調整用パッド２４を有する研磨機を使用することにより、その研磨機で異常突起を除去するようにしている。
また後段の２台の研磨手段１００Ｂ、１００Ｃは仕上研磨を行うようにしてある。そうすることにより、異常突起研磨除去プロセスと表面研磨プロセスをオンラインで連続して行うことができ、カラーフィルタのＲＧＢ膜の平坦化と平滑化が実現できて、生産効率を上げながら品質向上を図ることができる。
【００３８】
例えば、仕上研磨である表面リフレッシュ研磨により、ブラックマトリックスＢＭ上のＲＧＢ膜の突起を低く（０．４〜０．６μｍ→０．２μｍ以下）することができる（平坦化）と共に、表面粗度をＲａ＝５〜８ｎｍ→２ｎｍ以下にすることができる（平滑化）。
なお、研磨手段１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃは、それぞれ独立した研磨機として設置してもよいが、研磨ヘッドだけをそれぞれ各研磨手段１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃとして独立して設け、その他の構成を共通化させてもよい。
【００３９】
なお、上記実施形態では、研磨プレート２０の研磨定盤面２０ａに、固定砥粒研磨シート２３とクリアランス調整用パッド２４を設けていたが、その他の全面研磨用の研磨パッドだけ設けてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態の研磨機を装備したガラス基板Ｗ（カラーフィルタ）の製造ラインの要部構成を示す平面図である。
【図２】同要部構成を示す側面図である。
【図３】上定盤としての研磨プレートの下部構成を示すガラス基板の搬送方向の側方から見た断面図である。
【図４】図３のＩＶ部の拡大図である。
【図５】ガラス基板に研磨プレートを押圧させたときの状態を示す図４と同様の拡大図である。
【図６】研磨ヘッドの構成を示すガラス基板の搬送方向の側方から見た断面図で、（ａ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させる前の状態、（ｂ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させた状態をそれぞれ示す断面図である。
【図７】ガラス基板の搬送方向の正面側から見た研磨ヘッドの概略断面図で、（ａ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させる前の状態、（ｂ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させた状態をそれぞれ示す断面図である。
【図８】研磨ヘッドに装備した加圧チューブの分割構成を示す平面図である。
【図９】具体的な加圧チューブの分割の仕方を示す正面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ矢視断面図である。
【図１１】ガラス基板の搬送方向の正面側から見た図７とは別の研磨ヘッドの概略断面図で、（ａ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させる前の状態、（ｂ）は研磨プレートをガラス基板に押圧させた状態をそれぞれ示す断面図である。
【図１２】製造ラインにオンラインで研磨機を組み込んだ場合のシステム構成を示すブロック図である。
【図１３】製造ライン上に３台の研磨手段を設備した場合を示す側面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０ 研磨ヘッド
１１ 研磨ヘッドの本体
１４ 押圧室
１５ フランジ
１８ 加圧チューブ
１８ａ〜１８ｄ 分割チューブ
１９ 反力チューブ
１９ａ〜１９ｂ 分割チューブ
２０ 研磨プレート
２０ａ 研磨定盤面（研磨作業面）
Ｗ ガラス基板（被研磨部材）
ＣＦ カラーフィルタ
Ａ ガラス基板の搬送方向
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被研磨部材の被研磨面に対向する研磨ヘッドを有し、該研磨ヘッドに装備した研磨プレートを、前記被研磨面に押圧させつつ、被研磨部材に対して面内移動させ、且つ、前記研磨ヘッドの長手方向と直交する方向に前記被研磨部材を相対移動させることで、前記被研磨面を研磨する平面研磨機において、
前記研磨ヘッドの本体に、前記研磨プレートを、前記被研磨面に対して押圧する方向に沿って移動自在に装備し、前記研磨ヘッドの本体と前記研磨プレートとの間の該研磨プレートのほぼ全長にわたる範囲に、加圧気体の導入により膨張して前記研磨プレートを押圧方向に変位させる加圧チューブ、および加圧気体の導入により膨張して前記研磨プレートを押圧方向と逆方向に変位させる反力チューブを配設し、前記加圧チューブと前記反力チューブの圧力バランスを調整することにより、前記被研磨面に対する研磨プレートの押圧力を調整するように構成すると共に、前記加圧チューブと前記反力チューブの内の少なくとも何れか一方を前記研磨プレートの長手方向に複数のチューブに分割して、各分割チューブをそれぞれ独立して圧力制御可能としたことを特徴とする平面研磨機。
【請求項２】
前記被研磨部材の被研磨面が長方形のガラス基板に膜が形成された上面であり、このガラス基板を、該ガラス基板の一方の対向辺と平行な方向に前記研磨ヘッドに対して搬送するものとし、
前記研磨ヘッドは、水平な姿勢で搬送される前記ガラス基板の上方に位置するよう配置され、該研磨ヘッドの下部に、上下方向移動自在に前記研磨プレートが装備され、該研磨プレートの上端面と、前記研磨ヘッドに形成された、前記研磨プレートの上部を収容する押圧室の天井面との間に、前記研磨プレートを下方に押圧する前記加圧チューブが収容され、前記研磨プレートの左右に突設されたフランジと、その下側に位置する前記押圧室の下部のフランジとの間に、前記研磨プレートを上方に押圧する前記反力チューブが収容されていることを特徴とする請求項１に記載の平面研磨機。
【請求項３】
前記膜が形成されたガラス基板は、ディスプレイパネルのカラーフィルタであり、前記膜はＲＧＢの着色膜であることを特徴とする請求項２に記載の平面研磨機。
【請求項１】
被研磨部材の被研磨面に対向する研磨ヘッドを有し、該研磨ヘッドに装備した研磨プレートを、前記被研磨面に押圧させつつ、被研磨部材に対して面内移動させ、且つ、前記研磨ヘッドの長手方向と直交する方向に前記被研磨部材を相対移動させることで、前記被研磨面を研磨する平面研磨機において、
前記研磨ヘッドの本体に、前記研磨プレートを、前記被研磨面に対して押圧する方向に沿って移動自在に装備し、前記研磨ヘッドの本体と前記研磨プレートとの間の該研磨プレートのほぼ全長にわたる範囲に、加圧気体の導入により膨張して前記研磨プレートを押圧方向に変位させる加圧チューブ、および加圧気体の導入により膨張して前記研磨プレートを押圧方向と逆方向に変位させる反力チューブを配設し、前記加圧チューブと前記反力チューブの圧力バランスを調整することにより、前記被研磨面に対する研磨プレートの押圧力を調整するように構成すると共に、前記加圧チューブと前記反力チューブの内の少なくとも何れか一方を前記研磨プレートの長手方向に複数のチューブに分割して、各分割チューブをそれぞれ独立して圧力制御可能としたことを特徴とする平面研磨機。
【請求項２】
前記被研磨部材の被研磨面が長方形のガラス基板に膜が形成された上面であり、このガラス基板を、該ガラス基板の一方の対向辺と平行な方向に前記研磨ヘッドに対して搬送するものとし、
前記研磨ヘッドは、水平な姿勢で搬送される前記ガラス基板の上方に位置するよう配置され、該研磨ヘッドの下部に、上下方向移動自在に前記研磨プレートが装備され、該研磨プレートの上端面と、前記研磨ヘッドに形成された、前記研磨プレートの上部を収容する押圧室の天井面との間に、前記研磨プレートを下方に押圧する前記加圧チューブが収容され、前記研磨プレートの左右に突設されたフランジと、その下側に位置する前記押圧室の下部のフランジとの間に、前記研磨プレートを上方に押圧する前記反力チューブが収容されていることを特徴とする請求項１に記載の平面研磨機。
【請求項３】
前記膜が形成されたガラス基板は、ディスプレイパネルのカラーフィルタであり、前記膜はＲＧＢの着色膜であることを特徴とする請求項２に記載の平面研磨機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００８−２９０１９１（Ｐ２００８−２９０１９１Ａ）
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１３８１７１（Ｐ２００７−１３８１７１）
【出願日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【出願人】（３９０００４８７９）三菱マテリアルテクノ株式会社 (201)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１２月４日（２００８．１２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月２４日（２００７．５．２４）
【出願人】（３９０００４８７９）三菱マテリアルテクノ株式会社 (201)
【Ｆターム（参考）】
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