(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の部材と第二の部材とに介在して位置関係を微調整する微調整装置であって、
支点部と作用点部と力点部とを有し、該支点部と該作用点部と該力点部とはそれぞれ支持部と首部とから構成される梃子部材と、回転部と固定部と力伝達部とを有し該力点部に力を伝達するボルト部材とから少なくとも構成され、
該第一の部材の所要位置には該梃子部材の支点支持部が固定され、該第二の部材の所要位置には該梃子部材の作用点支持部が固定され、該ボルト部材の力伝達部が該梃子部材の力点支持部に固定されると共に該ボルト部材の固定部は該第一の部材の所要位置に固定され、
該梃子部材の作用点支持部と該第二の部材との間には粗調整部材が介在し、該粗調整部材は、該作用点支持部に固定されるナット部と、該ナット部に螺合する粗調整中空ボルトと、該粗調整中空ボルトに形成された中空部を貫通し該作用点支持部に螺合して該第二の部材と該作用点支持部とを固定する固定ボルトとから構成される微調整装置。
【請求項２】
第一の部材は加工装置を構成する基台であり、第二の部材は被加工物を保持する保持部材の支持部である請求項１に記載の微調整装置。
【請求項３】
加工装置は、被加工物の表面を研削する研削ホイールを備えた研削手段と、被加工物を保持する保持部材であるチャックテーブルと、該チャックテーブルを支持する基台とから少なくとも構成され、第一の部材は該基台であり、第二の部材は該チャックテーブルを支持するテーブル支持部である請求項２に記載の微調整装置。
【請求項４】
チャックテーブルは基台に対して３箇所において支持されており、少なくとも２箇所に配設される請求項３に記載の微調整装置。
【請求項５】
ボルト部材を構成する回転部には駆動源が装着される請求項１乃至４のいずれかに記載の微調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２つの部材に介在して位置関係を調整する微調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば図６に示す研削装置７０は、起立した壁部７２にレール７３が垂直方向に配設され、レール７３に沿ってスライド部７４が上下動するのに伴ってスライド部７４に取り付けられた研削手段７５が上下動するよう構成されている。また、基台カバー７１ａには、被加工物を保持するチャックテーブル７６が配設されている。
【０００３】
研削手段７５においては、垂直方向の軸心を有するスピンドル７７の先端のマウンタ７８に、下部に研削砥石７９を備えた研削ホイール８０が装着されており、研削ホイール８０はスピンドル７７の回転に伴って回転する構成となっている。
【０００４】
このような研削装置７０を用いて例えば半導体ウェーハの研削を行う際は、半導体ウェーハＷをチャックテーブル７６において保持して研削手段７５の直下に位置付け、スピンドル７７を回転させると共に、研削手段７５を下降させていく。そして、スピンドル７７の高速回転に伴って研削ホイール８０が高速回転すると共に、回転する研削砥石７９が半導体ウェーハＷに接触して押圧力が加えられることにより、その表面が研削砥石７９によって研削される。
【０００５】
従って、半導体ウェーハＷの表面を研削して均一な厚さに仕上げるためには、研削砥石７９の研削面とチャックテーブル７６のチャック面とが高精度に平行な状態となっていなければならない。そこで、チャックテーブル７６の下部には、チャック面７６ａの傾きを調整するための機構を有している。
【０００６】
図７に示すように、表面がチャック面７６ａとなっているチャックテーブル７６は、テーブル支持部８１によって下方から支持され、テーブル支持部８１の内部の回転軸はモータ８２に連結されており、モータ８２の駆動によりチャックテーブル７６が回転する構成となっている。
【０００７】
また、テーブル支持部８１の外周部にはフランジ部８３が形成され、フランジ部８３を上下方向に進退できるように１または２以上の調整ボルト８４が基台７１ｂに配設されており、回転部８５を回転させて調整ボルト８４を進退させることによってチャック面７６ａの傾きを調整することができ、これによって研削砥石７９の研削面との位置関係を調整できるよう構成されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７の調整機構によると、調整ボルト８４の進退が直接チャック面７６ａの表面精度として現れるため、調整ボルト８４の加工精度が悪く雄ネジと雌ネジとの間にガタや遊びが発生した場合には、チャック面７６ａの精度が安定しないことがある。また、ネジ面の加工精度により偏当たりが起こった場合には剛性が低下するという問題もある。更に、調整分解能はネジのピッチで決まってしまうため、分解能を高めるには限界があり、このためチャック面７６ａの傾きを微調整するのは困難である。
【０００９】
このような問題点は、上記説明した研削装置に限らず、部材間の位置関係を高精度に調整しなければならないすべての装置において発生しうるものであり、かかる問題点を解決し、高剛性を維持しつつ高精度な位置関係の調整を可能とすることに課題を有している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための具体的手段として本発明は、第一の部材と第二の部材とに介在して位置関係を微調整する微調整装置であって、支点部と作用点部と力点部とを有し、支点部と作用点部と力点部とはそれぞれ支持部と首部とから構成される梃子部材と、回転部と固定部と力伝達部とを有し力点部に力を伝達するボルト部材とから少なくとも構成され、第一の部材の所要位置には梃子部材の支点支持部が固定され、第二の部材の所要位置には梃子部材の作用点支持部が固定され、ボルト部材の力伝達部が梃子部材の力点支持部に固定されると共にボルト部材の固定部は第一の部材の所要位置に固定され、梃子部材の作用点支持部と第二の部材との間には粗調整部材が介在し、粗調整部材は、作用点支持部に固定されるナット部と、ナット部に螺合する粗調整中空ボルトと、粗調整中空ボルトに形成された中空部を貫通し作用点支持部に螺合して第二の部材と作用点支持部とを固定する固定ボルトとから構成される微調整装置を提供する。
【００１１】
そしてこの微調整装置は、第一の部材は加工装置を構成する基台であり、第二の部材は被加工物を保持する保持部材の支持部であること、加工装置は、被加工物の表面を研削する研削ホイールを備えた研削手段と、被加工物を保持する保持部材であるチャックテーブルと、チャックテーブルを支持する基台とから少なくとも構成され、第一の部材は基台であり、第二の部材はチャックテーブルを支持するテーブル支持部であること、チャックテーブルは基台に対して３箇所において支持されており、少なくとも２箇所に配設されること、ボルト部材を構成する回転部には駆動源が装着されることを付加的要件とする。
【００１２】
このように構成される微調整装置によれば、従来のようにボルト部材のみによる調整ではなく、ボルト部材と梃子部材とを組み合わせて調整を行うようにしたことにより、ボルト部材を回転させた場合の梃子部材の力点における移動量に比べて作用点における移動量が小さいため、ボルト部材に形成されたネジにガタや遊びが生じている場合にもその影響が小さく、高精度な調整が可能となると共に、ネジ面に偏当たりが生じている場合でも剛性を維持することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態の一例として、図１に示す研削装置１０に搭載される微調整装置について説明する。研削装置１０は、板状物、例えば半導体ウェーハを平面状に研削する装置であり、研削しようとする半導体ウェーハＷは、カセット１１ａに複数段に重ねて収納され、搬出入手段１２によって１枚ずつピックアップされて中心合わせテーブル１３に載置される。そしてここで半導体ウェーハＷが一定の位置に位置合わせされた後、第一の搬送手段１４に吸着されてチャックテーブル１５に搬送されて保持される。
【００１４】
次に、ターンテーブル１６ａが所要角度回転することによって半導体ウェーハＷが研削手段１７ａの直下に位置付けられる。そして、研削手段１７ａの直下に位置付けられた半導体ウェーハＷは、研削手段１７ａの作用を受けることにより上面が研削される。ここでは例えば粗研削が行われる。
【００１５】
粗研削の終了後は、チャックテーブル１５を支持する基台であるターンテーブル基台１６ｂが所要角度回転することによって、粗研削された半導体ウェーハＷが研削手段１７ｂの直下に位置付けられ、研削手段１７ｂの作用を受けることにより表面が研削される。ここでは例えば仕上げ研削が行われる。
【００１６】
研削手段１７ａ、１７ｂは、起立した壁部１８に対して上下動可能となっている。ここで、研削手段１７ａと研削手段１７ｂとは砥石の種類以外については同様に構成されるため、同一の符号を付して説明すると、壁部１８の内側の面には一対のレール１９が垂直方向に併設され、パルスモータ２０に駆動されてレール１９にガイドされてスライド部２１が上下動するのに伴い、スライド部２１に固定された研削手段１７ａ、１７ｂが上下動する構成となっている。
【００１７】
研削手段１７ａ、１７ｂにおいては、回転可能に支持されたスピンドル２２にマウンタ２３を介して研削ホイール２４が装着されており、研削ホイール２４の下部には研削砥石２５ａ、２５ｂが固着されている。研削砥石２５ａとしては粗研削用の砥石、研削砥石２５ｂとしては仕上げ研削用の砥石が用いられる。
【００１８】
仕上げ研削された半導体ウェーハＷが載置されたチャックテーブル１５は、ターンテーブル基台１６ｂの回転によって第二の搬送手段２６の近傍に位置付けられる。そして、研削済みの半導体ウェーハＷは、第二の搬送手段２６によって洗浄手段２７に搬送されて洗浄された後、搬出入手段１２によってピックアップされてカセット１１ｂの内部に収納される。以上のようにして順次研削を行うと、最終的には研削された半導体ウェーハＷがすべてカセット１１ｂに収納される。
【００１９】
図２に示すように、チャックテーブル１５はモータ１６ｃに駆動されて回転可能なターンテーブル基台１６ｂに支持されており、チャック面１５ａにはチューブ１６ｄを通じて吸引力が供給されている。また、壁部１８の裏側には垂直方向にボールネジ２８が配設されており、このボールネジ２８は、パルスモータ２０に連結されると共に、壁部１８を貫通して研削手段１７ａ、１７ｂと連結された支持部２９に備えたナットに螺合しており、パルスモータ２０の駆動によりボールネジ２８が回動するのに伴って支持部２９及びこれに連結された研削手段１７ａ、１７ｂが上下動する構成となっている。
【００２０】
パルスモータ２０は、パルスモータドライバ３０を介して制御部３１に接続されており、制御部３１による制御の下でボールネジ２８を回動させることによって研削手段１７ａ、１７ｂを上下動させる。また、支持部２９の垂直方向の位置は、リニアスケール３２によって計測され、その情報が制御部３１に伝達されることによって研削手段１７ａ、１７ｂの上下動が精密に制御される。
【００２１】
このように構成される研削装置１０を用いて半導体ウェーハＷの表面を研削する場合において、表面を高精度に仕上げるためには、半導体ウェーハＷを保持するチャックテーブル１５のチャック面１５ａと研削砥石２５ａまたは研削砥石２５ｂの研削面とが高精度に平行な状態となっている必要がある。
【００２２】
そこで、チャック面１５ａと研削砥石２５ａまたは研削砥石２５ｂの研削面とが平行になっていない場合は、図３に示す本発明の微調整装置５０を用いてチャックテーブル１５の角度を微調整することによって両者を平行な状態とする。
【００２３】
図３に示すように、チャック面１５ａを有するチャックテーブル１５はテーブル支持部４０によって下方から支持されており、テーブル支持部４０の外周部にはフランジ部４２が形成され、テーブル支持部４０の内部を垂直方向に貫通する回転軸（図示せず）はモータ４１に連結され、モータ４１の駆動によりチャックテーブル１５が回転する構成となっている。
【００２４】
また図４に示すように、フランジ４２部には、被支持部４３ａを構成する貫通孔４４ａ、被支持部４３ｂを構成する貫通孔４４ｂ、被支持部４３ｃを構成する貫通孔４４ｃが１２０度間隔で配設されている。そして、被支持部４３ａを構成する貫通孔４４ａには図３に示したボルト４５が貫通し、ボルト４５の先端部に形成された雄ネジ部（図示せず）がターンテーブル基台１６ｂに固定された被螺合部４７に螺合することによって、テーブル支持部４０がターンテーブル基台１６ｂに固定支持されている。
【００２５】
一方、図４に示した被支持部４３ｂ、４３ｃは、微調整装置５０によって支持される。この微調整装置５０は、図３に示したように、第一の部材であるターンテーブル基台１６ｂと第二の部材であるフランジ４２とに介在しており、図３においては被支持部４３ｃを支持する微調整装置５０のみを示している。
【００２６】
図５に示すように、微調整装置５０は、梃子部材５１と、粗調整部材５２と、ボルト部材５３とから構成される。梃子部材５１は、支点部５４と作用点部５５と力点部５６とを有し、力点部５６に加えられる力によって作用点部５５に力が作用する構成となっており、支点部５４には支点支持部５４ａが、作用点部５５には作用点支持部５５ａが、力点部５６には力点支持部５６ａがそれぞれネジ止めにより固定できるように形成されている。
【００２７】
また、支点支持部５４ａの上部には支点首部５４ｂが形成され、作用点支持部５５ａの下部には作用点首部５５ｂが形成され、力点支持部５６ａの上部には力点首部５６ｂが形成され、それぞれの首部は、梃子部材５１の動きによって若干撓む構造となっている。
【００２８】
粗調整部材５２は、作用点支持部５５ａに固定され雌ネジ部５８ａを備えたナット部５８と、ナット部５８の雌ネジ部５８ａに螺合する雄ネジ部５９ａ及び中空部５９ｂを備えた粗調整中空ボルト５９と、中空部５９を貫通すると共に先端部に形成された雄ネジ部６０ａが作用点支持部５５ａに形成された雌ネジ部５５ｃに螺合することにより図３に示したようにフランジ４２を粗調整中空ボルト５９とで挟持し固定する固定ボルト６０とから構成される。
【００２９】
ボルト部材５３は、図３及び図５に示すように、力点支持部５６ａに固定される力伝達部６１と、ターンテーブル基台１６ｂの下面に固定される固定部６２と、固定部６２に対して回転可能な回転部６３とからなり、回転部６３から上方に延びる軸部６３ａの先端に雄ネジ部６３ｂが形成されており、この雄ネジ部６３ｂが力伝達部６１の内部に形成された雌ネジ部に螺合している。
【００３０】
チャックテーブル１５のチャック面１５ａと研削砥石２５ａまたは研削砥石２５ｂの研削面との位置関係を調整する際は、固定ボルト６０を弛め、粗調整中空ボルト５９を回転させることによって大まかな位置合わせを行い、更に固定ボルト６０を締めてフランジ４２を固定ボルト６０と粗調整中空ボルト５９とで挟持した後、ボルト部材５３の回転部６３を回転させて力伝達部６１を上下方向に進退させることにより、梃子部材５１の力点部５６に対して力を加える。例えば、回転部６３を図３におけるＬ方向に回転させた場合は上向きの力が力点部５６に加わる。
【００３１】
力点部５６に加えられた力は支点部５４を支点として作用点５５に伝わる。例えば力点部５６に上向きの力が加えられたときは、作用点部５５においても上向きの力が働く。
【００３２】
ここで、作用点部５５は支点部５４と力点部５６との間に位置しているため、回転部６３を回転させることによって力点部５６に加えられた力がそのまま作用点部５５に働くのではなく、大きな力となって働くことになる。即ち、作用点部５５における梃子部材５１の垂直方向の移動量は力点部５６における垂直方向の移動量より小さく、高精度な微調整が可能となる。例えば、支点部５４と作用点部５５との距離が１、作用点部５５と力点部５６との距離が５である場合、作用点部５５の分解能はボルト部５３の分解能の５倍になり、微調整の精度が５倍になる。
【００３３】
また、力点部５６に力が加わったときは、首部５４ｂ、首部５５ｂまたは首部５６ｂが若干撓むことにより梃子部材５１の傾斜を吸収することができる。従って、高精度な微調整を無理なく行うことが可能となる。
【００３４】
更に、雄ネジ部６３ｂとこれに螺合する雌ネジ部との間にガタや遊びが発生した場合でも、分解能が高いことから調整精度に及ぼす影響が少なく、精度の高さを維持することができる。また、雄ネジ部６３ｂとこれに螺合する雌ネジ部のネジ面の加工精度が低く偏当たりが起こったとしても、力点部５６に加わる力が比較的小さく、梃子部材５１の力点部５６における垂直方向の移動量に比べて作用点部５５における垂直方向の移動量は小さいため、垂直方向の剛性を維持することができる。
【００３５】
なお、梃子部材５１の力点部５６における垂直方向の移動量と作用点部５５における垂直方向の移動量とは、力点及び作用点から支点までの距離の割合に依存するため、必要に応じて支点、作用点、力点の位置が異なる梃子部材を用意し、その中から適宜選択して使用することによって所望の分解能を構成することができる。
【００３６】
また、ボルト部材５３の回転部６３にパルスモータ等の駆動源を連結させておけば、手動ではなく自動で回転部６３を回転させることができるため、調整を容易に行うことができる。
【００３７】
このようにして適宜回転部６３をいずれかの方向に回転させることで作用点部５５に力が働くと、その力に応じてテーブル支持部４０が傾斜し、これに対応してチャック面１５ａが傾斜するため、研削砥石の研削面との位置関係を微調整することができる。
【００３８】
なお、本実施の形態においては、加工装置の一例である研削装置における研削砥石の研削面とチャックテーブルのチャック面とを平行にするための微調整について説明したが、対象となる装置は研削装置には限られず、また、調整の対象となる位置関係も平行には限られない。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る微調整装置によれば、従来のようにボルト部材のみによる調整ではなく、ボルト部材と梃子部材とを組み合わせて調整を行うようにしたことにより、ボルト部材を回転させた場合の梃子部材の力点における移動量に比べて作用点における移動量が小さいため、高い分解能での位置調整ができると共に、ボルト部材に形成されたネジにガタや遊びが生じている場合にもその影響が小さく、高精度な調整が可能となり、更に、ネジ面に偏当たりが生じている場合でも剛性を維持することができる。従って、加工の精度が高まり、被加工物を高精度に仕上げることができる。
【００４０】
また、梃子部材の力点部における垂直方向の移動量と作用点部における垂直方向の移動量とは力点及び作用点から支点までの距離の割合に依存するため、必要に応じて支点、作用点、力点の位置が異なる梃子部材を用意し、その中から適宜選択して使用することによって所望の分解能を構成することができる。従って、要求される調整精度に応じて柔軟に対応することができる。
【００４１】
更に、支点部、作用点部、力点部のそれぞれには首部を備え、梃子部材の傾斜に追随して各首部が撓むため、首部によって梃子部材の傾斜を吸収することができ、位置関係の調整を無理なく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る微調整装置が搭載される装置の一例である研削装置を示す斜視図である。
【図２】同研削装置の構成を示す説明図である。
【図３】同研削装置に搭載された微調整装置を示す斜視図である。
【図４】同研削装置を構成するチャックテーブルの下部に配設されたフランジ部を示す平面図である。
【図５】本発明に係る微調整装置を示す分解斜視図である。
【図６】研削装置を示す斜視図である。
【図７】従来の調整機構を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０…研削装置  １１ａ、１１ｂ…カセット
１２…搬出入  １３…中心合わせテーブル
１４…第一の搬送手段  １５…チャックテーブル
１６ａ…ターンテーブル  １６ｂ…ターンテーブル基台
１６ｃ…モータ  １６ｄ…チューブ
１７ａ、１７ｂ…研削手段  １８…壁部
１９…レール  ２０…パルスモータ
２１…スライド部  ２２…スピンドル  ２３…マウンタ
２４…研削ホイール  ２５ａ、２５ｂ…研削砥石
２６…第二の搬送手段  ２７…洗浄手段
２８…ボールネジ  ２９…支持部
３０…パルスモータドライバ  ３１…制御部
３２…リニアスケール
４０…テーブル支持部  ４１…モータ
４２…フランジ部  ４３ａ、４３ｂ、４３ｃ…被支持部
４４ａ、４４ｂ、４４ｃ…貫通孔  ４５…ボルト
５０…微調整装置  ５１…梃子部材  ５２…粗調整部材
５３…ボルト部材  ５４…支点部  ５４ａ…支点支持部
５５…作用点部  ５５ａ…作用点支持部  ５６…力点部
５６ａ…力点支持部  ５８…ナット部
５８ａ…雌ネジ部  ５９…粗調整中空ボルト
５９ａ…雄ネジ部  ５９ｂ…雌ネジ部
６０…固定ボルト  ６１…力伝達部  ６２…固定部
６３…回転部  ６３ａ…軸部  ６３ｂ…雄ネジ部
７０…研削装置  ７１ａ…基台カバー  ７１ｂ…基台
７２…壁部７３…レール  ７４…スライド部
７５…研削手段  ７６…チャックテーブル
７６ａ…チャック面  ７７…スピンドル
７８…マウンタ  ７９…研削砥石  ８０…研削ホイール
８１…テーブル支持部  ８２…モータ
８３…フランジ部  ８４…調整ボルト  ８５…回転部
【図１】
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【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】
0004416098.tif 000008