(57)【要約】      （修正有）【課題】基板研削加工時、割れやクラック発生の機会が稀な基板の薄厚平坦化加工装置の提供。【解決手段】インデックス型回転ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル上に載置された基板表面に平面粗研削装置１００の回転／直動可能な砥石軸に軸承されたカップホイール型砥石１４を摺擦させて粗研削加工した後、ついで、粗研削加工基板表面に仕上加工装置２００の回転／直動可能なツール軸に軸承された仕上加工ツールを摺擦させて基板表面を仕上加工する薄厚平坦化加工装置であって基板表面加工時の砥石軸およびツール軸の基板への切り込みが、回転／直動アクチュエータの駆動により行われる。【選択図】図１
2009208212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機枠の中心部より起立して設けられたインデックス型回転テーブルの固定軸と該機枠の外周縁部に起立して設けられた上方開口部を有する円筒有底状ベース枠体を備える機枠、前記インデックス型回転テーブルの固定軸を中心に円周上に均等間隔で設けられた３組みの基板チャックロータリーテーブル機構、該基板チャックロータリーテーブル機構を前記インデックス型回転テーブルの固定軸の回りに回転自在に設けたインデックス型回転テーブル機構、前記基板チャックロータリーテーブル機構の第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル上に基板を載置するまたは第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルから基板を搬送する基板搬送用ロボット、前記基板チャックロータリーテーブル機構の第二ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル上方に回転／直動可能な砥石軸に軸承されたカップホイール型砥石を静圧軸受と磁気軸受で回転および直動可能に支持した粗研削ヘッド、前記基板チャックロータリーテーブル機構の第三ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル上方に回転／直動可能なツール軸に軸承された仕上加工ツールを静圧軸受と磁気軸受で回転および直動可能に支持した仕上加工ツールヘッド、前記粗研削ヘッドを中央部に垂下させた正三角形固定板をこの固定板下面の中心点に対し正三角形の頂点位置の三箇所に前記固定板を上下移動させるキネマカップリングとシリンダロッドを備える固定板昇降機構３基、および、前記仕上加工ツールヘッドを中央部に垂下させた正三角形固定板をこの固定板下面の中心点に対し正三角形の頂点位置の三箇所に前記固定板を上下移動させるキネマカップリングとシリンダロッドを備える固定板昇降機構３基とを備える、基板の薄厚平坦化加工装置であって、前記インデックス型回転テーブルは、前記第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと基板搬送用ロボットとでローディング／アンローディングステージを、前記第二ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと粗研削ヘッドとで粗研削ステージを、第三ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと仕上加工ツールヘッドとで仕上加工ステージを構成するものであることを特徴とする基板の薄厚平坦化加工装置。
【請求項２】
静圧軸受に支持される砥石軸が、磁気軸受と水静圧軸受とが互いに兼用部分が生じるように複合化された複合軸受を介して支持され、ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルを軸承する中空スピンドルが水静圧軸受により支持されることを特徴とする、請求項１に記載の基板の薄厚平坦化加工装置。
【請求項３】
固定板昇降機構が、ワークチャックロータリーテーブル機構の機枠ベース表面に固定された中央にボールネジが貫通する孔を有する断面Ｖ形状カップリング雌部材、中央にボールネジが貫通する孔を有し、前記カップリング雌部材のＶ凹部内面壁に嵌合する底部断面形状がＶ形状のカップリング雄部材、前記カップリング雌部材の貫通孔およびカップリング雌部材の貫通孔を鉛直線上に貫通して設置されるボールネジであって、下端をワークチャックロータリーテーブル機構の機枠ベースの底部で固定具により回転駆動可能により固定され、上端は研削ヘッドの固定板の下面で固定嵌合プレートにより回転駆動可能により固定され、ボールネジの上端側にボールネジ駆動モータとエンコーダとボールネジ螺合体が取り付けられたボールネジ、および、前記カップリング雌部材のＶ凹部と前記カップリング雄部材の底面とで構成される空所内にマイクロサーボモータの駆動により進退移動可能なボールネジの先端に取り付けられた楔とで構成され、該楔と前記カップリング雄部材の底面の接触により固定板の高さ位置が決定可能である固定板高さ位置調整機構であることを特徴とする、請求項１に記載の基板の薄厚平坦化加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板径が４５０ｍｍと大きな基板であっても、基板の平坦化加工時に基板に割れやチッピングを生じさせることがない高い剛性を有する薄厚平坦化加工装置に関する。この基板の薄厚平坦化加工装置は、シリコンベアウエハ、半導体基板、セラミック基板、ＧａＡｓ板、サファイア基板等のワークピースの薄厚平坦化加工に使用され、ワークピースの平坦化を向上するとともに基板の加工速度を向上させるものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコンベアウエハや半導体基板などのワークピースを、ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル上に載置した後、カップホイール型砥石を軸承する砥石軸を回転させつつ、下降してカップホイール型砥石をワークピース表面に摺擦し、砥石軸のワークピースに対する傾斜角度および送り量（切込量）を初めに大きく、次第に小さく制御してワークピース表面を研削し、続いて研削加工された面を研磨加工してワークピースの厚みを薄くする薄厚平坦化加工装置が実用化されている。  
【０００３】
例えば、インデックス型回転テーブルに該回転テーブルの回転軸を中心に円周上に均等間隔で設けられた４組みの基板チャックロータリーテーブル機構上にはそれぞれ１個の半導体基板が載置され、それぞれの上方に粗研削カップホイール型ダイヤモンド砥石、仕上研削カップホイール型ダイヤモンド砥石および研磨パッドが備えられた基板の薄厚平坦化加工装置が提案された。この基板の薄厚平坦化加工装置は、ローディング／アンローディングステージ、粗研削スージ、仕上研削ステージおよび研磨ステージに区画した一台の前記インデックス型回転テーブルに半導体基板１枚を真空チャックできるポーラスセラミック製チャックテーブル４組みを前記インデックス回転テーブルの軸心に対し同一円周上に等間隔で配設した基板の薄厚平坦化加工装置である（例えば、特許文献１参照。）。  
【０００４】
また、基板収納ステ−ジを室外に、多関節型搬送ロボット、位置合わせ用仮置台、研削加工ステージ、移動型搬送パッド、研磨加工ステージ、および洗浄ステージを室内に備える平坦化装置において、該平坦化装置の正面側から背面側に向かって、室外の右側に基板収納ステージを設け、室内においては、室内の前列目に前記基板収納ステージ近傍位置に多関節型搬送ロボットを、その多関節型搬送ロボットの後列の右側に、位置合わせ用仮置台および後列中央側に移動型搬送パッドを設置し、それらの最後列に、時計廻り方向に基板ローディング／アンローディングステージ、粗研削ステージ、および仕上研削ステージの３つのステージを構成するポーラスセラミック製チャックテーブルを第１インデックス型回転テーブルに同心円上に配置した研削加工ステージを設け、前記基板ローディング／アンローディングステージを構成する基板チャックロータリーテーブル機構上方に、ポーラスセラミック製チャックテーブル上面を洗浄する回転式チャッククリーナおよび研削加工された基板面を洗浄する回転式洗浄ブラシ一対を備える洗浄機器をポーラスセラミック製チャックテーブル上面に対し垂直方向および平行方向に移動可能に設け、前記粗研削ステージを構成するポーラスセラミック製チャックテーブル上方に粗研削カップホイ−ル型ダイヤモンド砥石を備えるスピンドルをポーラスセラミック製チャックテーブル上面に対し昇降可能に設け、前記仕上研削ステ−ジを構成するポーラスセラミック製チャックテーブル上方に、仕上研削カップホイール型ダイヤモンド砥石を備えるスピンドルをポーラスセラミック製チャックテーブル上面に対し昇降可能に設け、前記ポーラスセラミック製チャックテーブルと多関節型搬送ロボットと移動型搬送パッドと回転式チャッククリーナおよび回転式洗浄ブラシを備える洗浄機器とで基板ローディング／アンローディングステージを構成し、ポーラスセラミック製チャックテーブルと粗研削カップホイール型ダイヤモンド砥石で粗研削ステージを構成し、ポーラスセラミック製チャックテーブルと仕上研削カップホイール型ダイヤモンド砥石で仕上研削ステージを構成させ、前記多関節型搬送ロボットの左側に、基板ローディング／アンローディング／仕上研磨ステージを構成するポーラスセラミック製チャックテーブルと、粗研磨ステージを構成するポーラスセラミック製チャックテーブルを別の１台の第２インデックス型回転テーブルに同心円上に配置した研磨加工ステージを設け、前記仕上研磨ステージを構成するポーラスセラミック製チャックテーブル上方に、洗浄液供給機構および研磨パッドを回転可能に軸承するスピンドルをポーラスセラミック製チャックテーブル上面に対し昇降可能および平行に揺動可能に設け、このポーラスセラミック製チャックテーブルと研磨パッドと洗浄液供給機構と前記移動型搬送パッドと多関節型搬送ロボットまたは別の搬送パッージを構成し、前記粗研磨ステージを構成するポーラスセラミック製チャックテーブル上方に、研磨剤スラリー液供給機構および研磨パッドを回転可能に軸承するスピンドルをポーラスセラミック製チャックテーブル上面に対し昇降可能および平行に揺動可能に設け、このポーラスセラミック製チャックテーブルと研磨パッドと研磨剤スラリー液供給機構とで基板粗研磨ステージを構成した半導体基板の薄厚平坦化加工装置も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。  
【０００５】
一方、基板の研削装置ではないが、砥石軸を回転させるスピンドル装置と、ワークピースを保持するワーク保持手段と、これらスピンドル装置の砥石とワーク保持手段に保持されたワークピースとを相対的に移動させる送り手段とを備えた内面円筒研削装置であって、前記スピンドル装置は、砥石を先端に取付けたスピンドルを静圧気体軸受と磁気軸受とが互いに兼用部分が生じるように複合化された静圧磁気複合軸受を介してスピンドル装置本体に回転自在に設置し、前記スピンドルの変位を求める変位測定手段として、前記静圧気体軸受の軸受面の圧力を測定する圧力センサを設け、この圧力センサの測定値から前記スピンドルの変位を求めて前記磁気軸受の磁力制御を行う磁気軸受制御手段を設けた内面円筒研削装置も提案されている（例えば、特許文献３参照。）。  
【０００６】
さらに、研削装置への利用を開示するものではないが、回転／直動可能な工具主軸を回転および直動させる複合（回転／直動）アクチュエータも提案されている（例えば、特許文献４、特許文献５、特許文献６および特許文献７参照。）。  
【０００７】
また、雄部材と雌部材がカップリングするキネマカップリング（kinematic coupling）を利用した高さ位置調整具を備えるテスト装置も知られている（例えば、特許文献８、非特許文献１参照。）。  
【０００８】
さらにまた、ビルトインモータのロータを支持する砥石軸を水静圧スラスト軸受および水静圧ラジアル軸受で支持するとともに前記砥石軸をヒートパイプにより構成し、ロータの発熱をヒートパイプにより砥石軸の長手方向に伝達して前期水静圧軸受から外部に逃がす冷却
構造とした水静圧軸受で支持される研削ヘッドも知られている（例えば、特許文献９参照。）。水静圧軸受で支持されるワーク用ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルも提案されている（例えば、特許文献１０および特許文献１１参照。）。  
【０００９】
さらにまた、静圧軸受において、軸受ハウジング（円筒状ブッシュ）として円筒状ブッシュ内壁に流体通路が設けられた流体軸受も提案されている（例えば、特許文献１２、特許文献１３および非特許文献２参照。）。  
【００１０】
例えば、回転軸を支持する軸受面において、回転軸の滑動面の移動方向に適宜の間隔をあけて複数の静圧ポケットが列設され、静圧ポケット以外の区域にランドが形成され、軸受面の静圧ポケットには給油手段に連通する給油孔が開口し、ランドには、排出手段に連通し、回転軸回転速度を検出する回転速度検出手段、軸受内の流体圧を検出する圧力センサ、軸受面と回転軸の滑動面との軸受隙間を検出する変位計及び軸受内の流体温度を測定する温度センサからの検出信号に応じて制御手段で調整される可変絞り弁を介して潤滑油を流出する排油孔が１個以上開口している内部流体軸受が提案されている（例えば、特許文献１３参照。）。  
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１３２２３２号公報
【特許文献２】米国特許第７，２３８，０８７号明細書
【特許文献３】特開２０００−２４８０５号公報
【特許文献４】米国特許出願公開第２００７／０２２２４０１号明細書
【特許文献５】特開２００６−２２０１９６号公報
【特許文献６】特開２００４−３６４３４８号公報
【特許文献７】特開２００６−２２０１７８号公報
【特許文献８】米国特許第６，１０４，２０２号明細書
【非特許文献１】Bal-tec社、“Ｚ軸用キネマカップリングデザイン”、｛on-line｝、430-434頁、｛平成１７年５月３０日検索｝、インターネット＜URL:http://www.precisionballs.com/kinematic_repeatability.html>
【特許文献９】特開平１１−２３５６４３号公報
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００７／０２８６５３７号明細書
【特許文献１１】特開２０００−２４０６５２号公報
【特許文献１２】米国特許第５，４８４，２０８号明細書
【特許文献１３】特開２００２−３５７２２２号公報
【非特許文献２】Slocum署、“Hydrostatic Journal Bearing”,雑誌「Precision Engineering 25」、２００１年、２３５−２４４頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
特許文献１および特許文献２に記載のコラムに研削砥石軸を昇降可能に設置し、かつ、インデックス型チャックロータリーテーブルを平坦化装置は、半導体基板（ワークピース）の直径が２００ｍｍまたは３００ｍｍ、厚みが１００〜７７０μｍであるうちは中央部が薄く、縁部が厚いものであってもＤＲＡＭ製造実用化に耐える肉厚分布（厚みの振れが１μｍ前後）を有する研削加工半導体基板を提供可能であるが、次々世代の４５０ｍｍ直径、厚み２０〜５０μｍ、厚み振れ０．５μｍ未満のＤＲＡＭ用半導体基板を得る薄厚化加工においては、研削あるいは研磨加工中に半導体基板に割れやクラックが生じる欠点があり、より高剛性の基板の薄厚平坦化加工装置の実現が望まれている。  
【００１３】
また、半導体製造業界では基板加工中に基板が油で汚れるのを嫌い、水静圧軸受の基板の薄厚平坦化加工装置の出現が望まれている。  
【００１４】
本発明の第一の目的は、前記特許文献１および特許文献２に記載のインデックス型チャックロータリーテーブルを利用する基板の平坦化加工装置において、特許文献４、特許文献５、特許文献６および特許文献７で提案されているスピンドル回転／直動アクチュエータを粗研削装置と仕上加工装置（仕上研削装置もしくは研磨装置）のツール軸の駆動手段として用い、これに特許文献８や非特許文献１記載のキネマカップリングの高さ位置調整の技術をアッセンブリすることにより高剛性の基板の薄厚平坦化加工装置を提供することである。  
【００１５】
本発明の第二の目的は、この高剛性の基板の薄厚平坦化加工装置の粗研削装置の砥石スピンドルと仕上研削装置の砥石スピンドルもしくは研磨装置のプラテンスピンドルなどのツール軸の軸受に、特許文献９乃至特許文献１３、または非特許文献２に記載の水静圧軸受技術を応用して環境に優しい水静圧軸受の基板の薄厚平坦化加工装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明は、円筒状有底空所を有する機枠の円筒状有底部内にインデックス型回転テーブルのステージ指示軸を中心に円周上に均等間隔で設けられた３組みの基板チャックロータリーテーブル機構、該基板チャックロータリーテーブル機構を前記インデックス型回転テーブルのステージ指示軸の回りに回転自在に設けたインデックス型回転テーブル機構、前記基板チャックロータリーテーブル機構の第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル上に基板を載置するまたは第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルから基板を搬送する基板搬送用ロボット、前記基板チャックロータリーテーブル機構の第二ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル上方に回転／直動可能な砥石軸に軸承されたカップホイール型砥石を静圧軸受と磁気軸受で回転および直動可能に支持した粗研削ヘッド、前記基板チャックロータリーテーブル機構の第三ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル上方に回転／直動可能なツール軸に軸承された仕上加工ツールを静圧軸受と磁気軸受で回転および直動可能に支持した仕上加工ツールヘッド、前記粗研削ヘッドを中央部に垂下させた正三角形固定板をこの固定板下面の中心点に対し正三角形の頂点位置の三箇所に前記固定板を上下移動させるキネマカップリングとシリンダロッドを備える固定板昇降機構３基、および、前記仕上加工ツールヘッドを中央部に垂下させた正三角形固定板をこの固定板下面の中心点に対し正三角形の頂点位置の三箇所に前記固定板を上下移動させるキネマカップリングとシリンダロッドを備える固定板昇降機構３基とを備える、基板の薄厚平坦化加工装置であって、前記インデックス型回転テーブルは、前記第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと基板搬送用ロボットとでローディング／アンローディングステージを、前記第二ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと粗研削ヘッドとで粗研削ステージを、第三ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと仕上加工ツールヘッドとで仕上加工ステージを構成するものであることを特徴とする、基板の薄厚平坦化加工装置を提供するものである。  
【００１７】
請求項２の発明は、静圧軸受に支持される砥石軸が、磁気軸受と水静圧軸受とが互いに兼用部分が生じるように複合化された複合軸受を介して支持され、ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルを軸承する中空スピンドルが水静圧軸受により支持されることを特徴とする、請求項１に記載の基板の薄厚平坦化加工装置を提供するものである。  
【００１８】
請求項３の発明は、円筒状有底空所を有する機枠の円筒状有底部内にインデックス型回転テーブルのステージ指示軸を中心に円周上に均等間隔で設けられた４組みの基板チャックロータリーテーブル機構、該基板チャックロータリーテーブル機構を前記インデックス型回転テーブルのステージ指示軸の回りに回転自在に設けたインデックス型回転テーブル機構、前記基板チャックロータリーテーブル機構の第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル上に基板を載置するまたは第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルから基板を搬送する基板搬送用ロボット、前記基板チャックロータリーテーブル機構の第二ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル上方に回転／直動可能な砥石軸に軸承されたカップホイール型粗研削砥石を静圧軸受と磁気軸受で回転および直動可能に支持した粗研削ヘッド、前記基板チャックロータリーテーブル機構の第三ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル上方に回転／直動可能なツール軸に軸承されたカップホイール型中仕上研削砥石を静圧軸受と磁気軸受で回転および直動可能に支持した中仕上研削ヘッド、前記基板チャックロータリーテーブル機構の第四ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル上方に回転／直動可能なツール軸に軸承された研磨パッドを静圧軸受と磁気軸受で回転および直動可能に支持した仕上加工ツールヘッド、前記粗研削ヘッドを中央部に垂下させた正三角形固定板をこの固定板下面の中心点に対し正三角形の頂点位置の三箇所に前記固定板を上下移動させるキネマカップリングとシリンダロッドを備える固定板昇降機構３基、前記中仕上研削ヘッドを中央部に垂下させた正三角形固定板をこの固定板下面の中心点に対し正三角形の頂点位置の三箇所に前記固定板を上下移動させるキネマカップリングとシリンダロッドを備える固定板昇降機構３基、および、前記仕上加工ツールヘッドを中央部に垂下させた正三角形固定板をこの固定板下面の中心点に対し正三角形の頂点位置の三箇所に前記固定板を上下移動させるキネマカップリングとシリンダロッドを備える固定板昇降機構３基とを備える、基板の薄厚平坦化加工装置であって、前記インデックス型回転テーブルは、前記第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと基板搬送用ロボットとでローディング／アンローディングステージを、前記第二ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと粗研削ヘッドとで粗研削ステージを、第三ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと中仕上研削ヘッドとで中仕上研削ステージを、第四ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと仕上加工ツールヘッドとで仕上加工ステージを構成するものであることを特徴とする、基板の薄厚平坦化加工装置を提供するものである。
【発明の効果】
【００１９】
複合アクチュエータにより回転および直動される砥石軸や研磨軸にカップホイール型砥石や研磨プラテンなどの加工ツールを軸承させた加工ヘッド構造としたことにより、基板の平面研削加工時は砥石軸の０〜１．５ｍｍの進退直動移動による基板表面への切り込みあるいは基板表面からの後退をさせ、砥石ヘッドの待機位置への移動にはキネマカップリング、シリンダロッドを備える固定板昇降機構を用い固定板を上昇または下降させることにより行うので研削加工時間を短くすることができる。また、仕上加工時は、ツール軸の０〜１０μｍの進退直動移動による基板表面への切り込みあるいは基板表面からの後退をさせ、加工ツールヘッドの待機位置への移動にはキネマカップリング、シリンダロッドを備える固定板昇降機構を用い固定板を上昇または下降させることにより行うので仕上加工時間を短くすることができる。  
【００２０】
また、３基の固定板高さ位置調整機構で砥石軸の傾斜角を設定するので傾斜角の設定が容易、かつ、正確であり、ワークチャックロータリーテーブル機構の剛性も固定板の荷重に耐える４，０００〜４，５００ニュートンと従来のコラムタイプの研削装置用のロータリーテーブルを拡径して調製される剛性が２，０００〜２，５００のものと比較し、２から３倍高いものとなる。よって、基板径が４５０ｍｍと大きい基板であっても平坦な肉厚分布の優れた平坦化加工基板が得られる。  
【００２１】
さらに、ローディング／アンローディングステージ、粗研削ステージおよび仕上加工ステージへの基板の搬送にインデックス型回転テーブルに設置された同一のポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルの回転が利用されるので、粗研削加工および仕上加工時に基板の表裏反転作業がなく、平坦化加工基板が割れる機会が減少される。  
【００２２】
ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルを軸承する中空スピンドルおよびツールスピンドルの軸受に水静圧軸受を使用するときは、環境に優しい基板の薄厚平坦化加工装置となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図を用いて本発明をさらに詳細に説明す
る。図１は本発明の基板の薄厚平坦化加工装置の要部を示す斜視図、図２は基板平面研削装置の要部を示す斜視図で、図１においてＩ−Ｉ線方向から見た図で、固定板昇降機構３基の内２基については、ボールネジのハウジング材を省いて示している。図３は基板平面研削装置の正面断面図、図４は基板平面研削装置の研削ヘッドの断面図、図５はワークチャックロータリーテーブル機構の断面図、図６は固定板昇降機構のキネマカップリング部の平面図、および、図７は固定板昇降機構のキネマカップリング部の側面図である  
【００２４】
図１に示すように、本発明の基板の薄厚平坦化装置３００は、基板平面粗研削装置１００、仕上加工装置２００、円筒状有底空所９ｃを有する機枠９の該円筒状有底部内にインデックス型回転テーブルのステージ指示軸を中心に円周上に均等間隔で設けられた３組みの基板チャックロータリーテーブル機構２、前記円筒状有底空所９ｃの中心部より起立して設けられたインデックス型回転テーブルのステージ指示軸９ｂ、前記インデックス型回転テーブルのステージ指示軸９ｂを中心に円周上に均等間隔で設けられた三組みの基板チャックロータリーテーブル機構２，２，２、該基板チャックロータリーテーブル機構を前記インデックス型回転テーブルのステージ指示軸９ｂの回りに回転自在に設けたインデックス型回転テーブル機構２ａ、前記基板チャックロータリーテーブル機構の第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ａ上に基板を載置するまたは第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルから基板を搬送する基板搬送用ロボット４００、機枠ベース９ａ上に設置された基板収納カセット５００および洗浄機器６００を備える。  
【００２５】
インデックス型回転テーブル機構２ａは、機枠の底部より起立して設けられたステージ指示軸（固定軸）９ｂの外周をスラスト軸受、ラジアル軸受する円筒状軸受ハウジングに囲繞され、その外周も円筒状外ハウジング２ｃに囲繞されており、円筒状外ハウジング内壁において前記円筒状軸受ハウジングを固定している。その円筒状外ハウジング２ｃ外周壁より１２０度の間隔で３方に延びた基板チャックロータリーテーブル機構保持アーム突き出る３本のアーム２ｋにより基板チャックロータリーテーブル機構３基２，２，２を等間隔にステージ指示軸（固定軸）９ｂ周りに支持している。エンコーダＥ付サーボモータＭ１の駆動力を円筒状外ハウジングの外壁を囲むプーリーＰにより円筒状外ハウジング２ｃに伝達することによりインデックス型回転テーブル機構２ａは指示軸（固定軸）９ｂ回りを回転する。  
【００２６】
図１および図２で示す平面研削装置１００において、前記基板チャックロータリーテーブル機構２の第二ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｂ上方に回転／直動可能な砥石軸に軸承されたカップホイール型砥石１４を静圧軸受と磁気軸受で回転および直動可能に支持した粗研削ヘッド１、前記基板チャックロータリーテーブル機構の第三ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｃ上方に回転／直動可能なツール軸に軸承されたカップホイール型砥石４１を静圧軸受と磁気軸受で回転および直動可能に支持した研削ヘッドもしくは回転／直動可能なツール軸に軸承された研磨プラテン４１を静圧軸受と磁気軸受で回転および直動可能に支持した仕上加工ヘッド２００ａ、前記粗研削ヘッドを中央部に垂下させた正三角形固定板６をこの固定板下面の中心点に対し正三角形の頂点位置の三箇所に前記固定板を上下移動させるキネマカップリングとシリンダロッドを備える固定板昇降機構７を３基、および、前記仕上加工ヘッド２００ａを中央部に垂下させた正三角形固定板６をこの固定板下面の中心点に対し正三角形の頂点位置の三箇所に前記固定板を上下移動させるキネマカップリングとシリンダロッドを備える固定板昇降機構７を３基とを備える。固定板昇降機構７の３基のうち、１基はインデックス型回転テーブル機構２ａの固定軸９ｂ上に設置される。  
【００２７】
前記基板の薄厚平坦化加工装置３００は、前記第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ａと基板搬送用ロボット４００とでローディング／アンローディングステージｓ１を、前記第二ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｂと粗研削ヘッド１とで粗研削ステージｓ２を、第三ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと仕上加工ヘッドとで仕上加工ステージｓ３を構成する。  
【００２８】
インデックス型回転テーブル機構２ａのサーボモータＭ１は外ハウジング材２ｃを１２０度、１２０度、１２０度時計回り方向に回転させることにより、もしくは１２０度、１２０度、−２４０度時計回り方向に回転させることにより、各ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ａ，２１ｂ，２１ｃをローディング／アンローディングステージｓ１、粗研削ステージｓ２、または仕上研削ステージｓ３へと移動させる。  
【００２９】
次に基板平面研削装置１００を図３、図４および図５を用いて説明する。図に示すように、基板平面研削装置１００は、機枠９の中央円形型窩内に据え付けられたワークチャックテーブル機構２、回転／直動可能な砥石軸１３に軸承されたカップホイール型砥石１４を静圧軸受と磁気軸受で回転および直動可能に支持した研削ヘッド１、前記砥石軸１３を回転／直動させる回転／直動複合アクチュエータ１８、前記砥石軸１３が垂直方向となるよう下面中央位置に研削ヘッド１を固定した固定板６および前記砥石軸１３を垂直方向に備えさせた固定板６下面の中心点に対し正三角形または二等辺三角形の頂点位置の三箇所に前記固定板を上下移動させるキネマカップリングとシリンダロッドを備える固定板昇降機構７の３基、を主なアッセンブリ材として構成される。  
【００３０】
前記３基のワークチャックロータリーテーブル機構２は、ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１が中空スピンドル２２により軸承され、その中空スピンドル２２が静圧軸受により軸受けされており、前記ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１の水平方向表面が前記砥石軸１３に軸承されたカップホイール型砥石１４の底面に平行となるように設けられている。中空スピンドル２２の下端はロータリージョイント２９により図示されていない真空ポンプ、コンプレッサ、純水供給ポンプに接続する３本の供給管に接続されている。３本の供給管には切り替え弁が取り付けられ、基板加工プロセスに応じてワークピース吸着時の減圧、基板をポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルより外すときの加圧、ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルの洗浄時の加圧水供給時に切り替える。  
【００３１】
前記機枠９は、大理石、セラミック、黒御影石（グラナイト）、レジンコンクリート、鋳物鋼などを素材とする。  
【００３２】
次に、図３と図４を用いて研削ヘッド１の構造を詳細に説明する。図に示すように、カップホイール型研削砥石１４を砥石軸１３の下方に軸承する研削ヘッド１は、そのカップホイール型研削砥石１４の環状に並設された刃先１４ａの底面がポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１表面に平行となるよう砥石軸の加工待機位置として設置する。  
【００３３】
研削ヘッド１は、平面が正三角形上の固定板６の底面中心点よりカップホイール型ダイヤモンド研削砥石１４が下端となるよう垂下して設置される。  
【００３４】
カップホイール型研削砥石１４の刃先１４ａは砥石フランジ１４ｂの下面に環状に並設され、砥石フランジ１４ｂの上面に設けられた環状凹状溝には研削液供給ノズル１４ｃ，１４ｃより研削液が供給される。砥石軸の回転数は、最大５，０００ｒｐｍまで可能で、基板研削時は、１，０００〜２，５００ｒｐｍの回転数が利用される。  
【００３５】
砥石軸１３は円筒状ハウジング１５により囲繞され、砥石軸１３の下方部は、水静圧ラジアル軸受される。円筒状ハウジング１５内壁には、水通路１５ｅが設けられ、給水口１５ａより水は水通路１５ｅへ供給される。円筒状ハウジング１５内壁と砥石軸１３外の間を流れて砥石軸１３を冷却した水は、バキューム吸引管１５ｂより排出される。基板研削終了後は、圧空供給口１５ｃより加圧空気が供給され水通路１５ｅ内に残留する冷却水および水滴をドレン管１５ｄより円筒状ハウジング１５外へ放出する構造としている。  
【００３６】
砥石軸１３の中央部には、砥石軸１３を水平方向に回転させるビルトインモータ１６が設置され、ビルトインモータ１６は円筒状ハウジング１５に設けられた冷却液導入パイプ１５ｆより供給された冷却液が円筒状ハウジング１５内壁に設けられた冷却液流路１５ｈを通って排出管１５ｇへ導かれる。  
【００３７】
前記ラジアル軸受される部室とビルトインモータ１６の冷却液室とは、リップシール１５ｊによりそれぞれの室に供給される液体が混合しないよう区画されている。  
【００３８】
砥石軸１３の上方には、砥石軸１３の上端に設けられたボールターゲット１７の位置検出素子である位置センサ８５を搭載し、可動子（永久磁石）１８ａを固定した砥石軸１３を上下方向に０〜１．５ｍｍ程度移動させるためのコイル１８ｂが設置されている。  
【００３９】
前記ビルトインモータ１６で砥石軸１３の回転を、可動子１８ａとコイル１８ｂとの組み合わせのモータ１８で砥石軸１３の１．５ｍｍ以下のスラスト直動を行うことができ、これらモータ１６，１８を合わせて回転／直線複合アクチュエータと呼ぶ。  
【００４０】
砥石軸の回転／直動線複合アクチュエータの構造は、記述した特許文献４、特許文献５、特許文献６および特許文献７に開示されるスピンドルの回転／直動線複合アクチュエータの構造としてもよい。  
【００４１】
仕上加工ステージｓ３の仕上加工ツールとしては、砥番が３，８００〜１０，０００のカップホイール型ダイヤモンドビトリファイドボンド砥石、セリア砥粒固定平砥石、ウレタン製研磨パッド、セリアやシリカ砥粒固定不織布製研磨パッドなどが使用される。仕上加工においては、基板が加工される厚みは、０．５〜１０μｍ程度であるので、仕上加工ヘッドを垂下させている固定板６の基板表面に対する傾斜角度は、０度（固定版底面と基板表面が平行）に近い方がよい。仕上砥石軸の回転数は、最大５，０００ｒｐｍまで可能で、基板仕上研削時は、１，０００〜２，５００ｒｐｍの回転数が利用される。仕上研磨軸の回転数は、最大２００ｒｐｍまで可能で、基板仕上研磨時は、５０〜１２０ｒｐｍの回転数が好ましい。  
【００４２】
次に、図３および図５を用いてワークチャックロータリーテーブル機構２の構造を詳細に説明する。ワークチャックロータリーテーブル機構２は、ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１を軸承する中空スピンドル２２が、内周壁に水通路２３ａが設けられた窒化炭素セラミック製円筒状ブッシュ２３と、この円筒状ＳｉＣセラミック製ブッシュの水通路２３ａに水を供給する水供給口２４ａ、排水する減圧排出口２４ｂ、前記水通路２３ａに残存する水をドレン排出口２４ｄよりドレン抜きするために圧空を供給する圧空供給口２４ｃを有する円筒状ハウジング部材２４と、中空スピンドル２２の上方に設けたスラスト軸受２５ａおよび中空スピンドル２２の中央部に設けたラジアル軸受２５ｂと、前記中空スピンドル２２の下方部に設けた中空スピンドル回転駆動機構であるビルトインモータ２７、エンコーダ２８および中空スピンドル２２下端で連結されるロータリージョイント２９、ならびに、このロータリージョイント２９を介して前記中空スピンドル２２管内の流体を減圧する減圧機構である真空ポンプ、中空スピンドル管内を加圧する加圧気体供給機構であるコンプレッサおよび前記中空スピンドル２２管内に純水を供給する給水ポンプに接続される管２２ａ，２２ｂを備える。  
【００４３】
中空スピンドル２２および円筒状ブッシュ２３の素材は、窒下珪素、窒化炭素、酸化珪素、アルミナ、ジルコニアなどのセラミックが好ましいが、従来のステンレスあるいはクロム
メッキ鋼製スピンドル表面をセラミック化学蒸着で１００〜５００μｍ厚コーティングしたものでもよい。  
【００４４】
前記スラスト軸受２５ａの水通路には、８箇所設けられている純水供給ノズル２５ａ１より純水が供給され、排出管２５ａ２より排水する。ラジアル軸受２５ｂの水通路２３ａには、前記水供給口２４ａより水が給水され、減圧排出口２４ｂより排水される。ビルトインモータ２７の冷却水は、給水口２６ａより給水され、排出口２６ｂより排水される。ビルトインモータ２７を冷却する冷却水は、給水口２６ａより供給され、排水口２６ｂより排出される。  
【００４５】
ワークピース(基板)は、ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１上に載置され、真空ポンプを稼動させてワークピースをポーラスセラミック製テーブル２１上に位置固定し、ついで、ビルトインモータ２７で中空スピンドル２２を水平方向に回転させる。中空スピンドル２２の回転数は５００ｒｐｍまで可能で、基板粗研削時は、５０〜２００ｒｐｍで利用される。基板仕上加工時の中空スピンドル２２の回転数は、５０〜１２０ｒｐｍで利用される。  
【００４６】
図３、図６および図７を用い、固定板昇降機構７を説明する。この固定板昇降機構７は、ワークチャックロータリーテーブル機構２の機枠９の外周円筒状枠ベース９ａ上表面に固定された中央にボールネジ７２が貫通する孔を有する断面Ｖ形状カップリング雌部材７３と、中央にボールネジ７２が貫通する孔を有し、前記カップリング雌部材７３のＶ凹部内面に嵌合する底部断面形状がＶ形状のカップリング雄部材７４と、前記カップリング雌部材の貫通孔およびカップリング雌部材の貫通孔を鉛直線上に貫通して設置されるボールネジ７２とこのボールネジ下端をワークチャックロータリーテーブル機構２の機枠ベース９ａ底部、回転軸９ｂ側壁凹部で固定具７９ａにより回転駆動可能により固定され、ボールネジ上端は研削ヘッド１の固定板６の下面で固定嵌合プレート７９ｂにより回転駆動可能により固定され、ボールネジ７２の上端側にボールネジ駆動モータ７１とエンコーダ７６とボールネジ螺合体７７が取り付けられている。前記カップリング雌部材７３のＶ凹部と前記カップリング雄部材７４の底面とで構成される空所７０内には、ボールネジ８１の先端に取り付けられた楔８３がマイクロサーボモータ８２の駆動により空所７０内に進退移動可能に設けられている。  
【００４７】
前記カップリング雌部材７３のＶ凹部７３ａと前記カップリング雄部材７４の底面とで構成される空所７０内に前記マイクロサーボモータ８２の駆動により進退移動可能なボールネジ８１の先端に取り付けられた楔８３を進入させ、次いで、ボールネジ７２を駆動させて固定具７９ａを押し下げてその下部凸部を前記カップリング雄部材７４と当接させその雄部材底面を楔８３上面に当接させると固定板６底面とポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１表面間の高さは僅かに高くなる。一方、楔８３を空所７０から後退させ、次いで、ボールネジ７２を駆動させて固定具７９ａを押し下げてその下部凸部を前記カップリング雄部材７４を押し下げて雄部材底面を楔８３上面に当接させると固定板６底面とポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１間の高さは僅かに低くなる。楔８３の上面と前記カップリング雄部材７４の底面の接触固定により固定板６底面とポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１の水平方向表面間の高さが決められる。  
【００４８】
図３に示す基板平面研削装置１００において、ワークチャックロータリーテーブル機構２のポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１の近傍にはワークピース表面とポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１表面にそれぞれプローブピンを接触して基板の厚みを測定する２点式プロセスインジケータ９１が設けられている。基板の厚みは、基板研削加工するときの砥石軸の基板表面に対する傾斜角度を定めるに利用される。  
【００４９】
ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１の直径ｒｃに対するカップホイール型砥石１４の環状砥石刃の直径ｒｇの比（ｒｇ／ｒｃ）は、１．０１〜１．２５倍が好ましい。カップホイール型砥石１４の環状砥石刃が基板中心点を通過するよう砥石軸１３にカップホイール型砥石１４は軸承される。基板平面粗研削装置１００のカップホイール型砥石１４は、砥番が１，０００〜２，０００のカップホイール型ダイヤモンドビトリファイドボンド砥石またはカップホイール型ダイヤモンドメタルボンド砥石が用いられる。仕上加工ツールとしては、砥番が３，８００〜１０，０００のカップホイール型ダイヤモンドビトリファイドボンド砥石、セリア砥粒固定平砥石、ポリウレタン製研磨パッド、セリアやシリカ砥粒固定不織布製研磨パッドなどが使用される。仕上加工ツールが平砥石、研磨パッドであるときは、仕上加工ツールが基板表面全体を覆うようにして加工を行う。  
【００５０】
固定板の昇降機構７は、シリンダのプランジャに固定型カップリング雌部材７３と移動型カップリング雄部材７４，７９ｂを取り付け、前記プランジャの上下移動により前記移動型カップリング雄部材を固定型カップリング雌部材が受容または移動型カップリング雄部材が固定型カップリング雌部材から離間する構造の固定板昇降機構である。固定板昇降機構７のカップリング雌部材７３側部には固定板底面高さ位置を測定するリニアセンサ８４が３基備え付けられている。研削加工前に、ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１表面と固定板底面間の三点の高さと、３つの楔８３のキネマカップリング部空所７０進入距離および後退距離と、砥石軸１３のポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１表面に対する傾斜角度の相関データを予め表に纏め、数値制御装置のメモリーに記憶させることにより、研削加工された基板の厚みに応じて砥石軸１３の傾斜角度を変化させる基板研削加工ソフトプログラムの設計が可能である。砥石軸の傾斜角度変更ソフトプログラムは、固定板昇降機構７のボールネジ７２（シリンダロッド）が固定板６底面を正三角形の三頂点位置で支持する方式を採用する方が砥石軸傾斜角度ソフトプログラムの設計を容易とする。  
【００５１】
基板の研削加工中に砥石軸１３の基板表面に対する角度を変えて異なった三点の接触点位置で基板を研削加工する方法は、一点の接触点位置で基板を研削加工する方法より、更に優れた平坦性を有する研削加工基板を与える。  
【００５２】
ボールネジ７２を除いて図示した図６および図７に示す固定板昇降機構７のカップリング部品７３，７４において、雌部材７３は、ワークチャックロータリーテーブル機構２の機枠ベース９ａ表面上およびインデックス指示軸２ｂに固定されている。雌部材７３は、断面Ｖ形状をしており、底部７３ａは傾斜している。また、雌部材７３は中央にボールネジ７２が貫通する孔を有する。  
【００５３】
雄部材７４は、２枚の底部を形成する断面略Ｖ状のプレート７４ａとその上方に設けた幅の小さいプレート７４ｂとこれら２枚のプレートを固定する側壁板７４ｃにより構成され、中央にボールネジ７２が貫通する孔を有し、前記断面略Ｖ状のプレート７４ａの底部も傾斜している。この断面略Ｖ状のプレート７４ａの底面と前記雌部材７３のＶ形状凹部とで空所７０が構成される。  
【００５４】
ボールネジ７２は、前記雌部材７３の貫通孔および雄部材７４の貫通孔に鉛直方向に挿入される。  
【００５５】
前記雌部材７３と雄部材７４で形成される空所７０内には、ボールネジ８１の先端に取り付けられた楔８３がマイクロサーボモータ８２の駆動により進退移動可能に設けられている。楔８３を空所７０内に進退移動させるボールネジ８１も雌部材７３の底部傾斜と同じく機枠ベース９ａ上表面に対して４〜７度傾斜して設置される。  
【００５６】
このマイクロサーボモータ８２が設置されている反対側には、図３および図６に示されるようにリニアセンサ８４が３基設置され、リニアセンサ８４は固定板６底面とポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１表面間の垂直間距離を測定する。  
【００５７】
固定板昇降機構７は、固定板６の高さ位置を移動させることができるキネマカップリング、シリンダロッドを備える高さ調整装置であればよい。例えば、上述のサーボモータ駆動ボールネジ７２の代わりに空気圧もしくは油圧シリンダで上下移動できるシリンダロッドを用いた固定板昇降機構も利用できる。また、上述の固定板昇降機構７のボールネジ駆動モータ位置を機枠ベース９ａ底側に上下逆にして設置してもよい。さらに、キネマカップリングの雌部材７３と雄部材７４、楔８３の構造を公知のキネマカップリング構造に変更したものを利用してもよい。
【実施例】
【００５８】
図１に示す基板の薄厚平坦化加工装置３００を用いて基板を平坦化加工する工程を以下に説明する。  
【００５９】
１）搬送ロボット４００でカセット内の基板を把持／吸着し、ついで、基板をローディング／アンローディングステージｓ１位置にあるポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ａ上へ載置し、ついで、真空ポンプを稼動させてポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル底面の減圧室を減圧し、基板をポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ａ上に固定する。  
【００６０】
２）インデックス型回転テーブル機構２ａを固定軸９ｂの回りに時計方向に１２０度回転させ、ローディング／アンローディングステージｓ１位置にあるポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ａを粗研削ステージｓ２位置のポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｂ位置へと移動させる。  
【００６１】
３）ビルトインモータ２７を駆動して中空スピンドル２２を５０〜２００ｒｐｍ回転させる。  
【００６２】
４）待機位置にある粗研削ヘッド１を垂下して固定する固定板６の固定板昇降機構７三基のボールネジ７２を駆動させて固定板６を上昇させた後、固定板昇降機構７のカップリング雌部材７３とカップリング雄部材７４とで形成された空所７０内にマイクロサーボモータ８２の一基による駆動により進退移動可能なボールネジ８１の先端に取り付けられた楔８３を進入させながら他のマイクロサーボモータ８２の二基による駆動により進退移動可能なボールネジ８１の先端に取り付けられた楔８３を後退させ、次いで、ボールネジ７２を駆動させて固定具７９ｂを押し下げてカップリング雄部材７４に当接させることによりその雄部材底面を楔８３上面に当接させて固定板６底面とポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｂ表面間の高さ設定を行う。  
【００６３】
５）砥石軸１３をビルトインモータ１６で２，０００ｒｐｍ回転させながら固定板昇降機構７のボールネジ７２を下降させて砥番１，３００のカップホイール型ダイヤモンド研削砥石１４を回転している基板面へ摺擦させ、基板の研削切り込みを開始する。この際、カップホイール型ダイヤモンド研削砥石１４のフランジ１４ｂ上方溝内へ研削液が供給ノズル１４ｃより供給され、フランジ壁斜めに設けられた貫通孔を経由して研削液は基板表面へ供給され、カップホイール型ダイヤモンド研削砥石１４の砥石刃１４ａと基板を冷却する。基板の切り込みのための砥石軸下方送り込みは回転／直動複合アクチュエータによる砥石軸送りで行う。  
【００６４】
６）粗研削加工途中に、２点式プロセスインジケータ９１により基板の厚みを測定し、その厚み値を基に粗研削砥石軸１３の基板表面に対する傾斜角を定めた砥石軸傾斜プログラムに指示される固定板６の高さ位置にするため、前述の固定板昇降機構７のボールネジ７２を上昇させることにより固定板６を若干上昇させて雌部材７３と雄部材７４の空所７０の高さを若干拡げ、ついで、マイクロサーボモータ８２の二基による駆動により進退移動可能なボールネジ８１の先端に取り付けられた楔８３を進入させながら他のマイクロサーボモータ８２の一基による駆動により進退移動可能なボールネジ８１の先端に取り付けられた楔８３を後退さ
せ、次いで、ボールネジ７２を駆動させて固定具７９ｂを押し下げてカップリング雄部材７４に当接させることによりその雄部材底面を楔８３上面に当接させて固定板６底面とポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｂ表面間の高さ設定（傾斜角度５〜３度）を行う。  
【００６５】
７）角度調整の行われた粗研削砥石軸１３を固定板昇降機構７のボールネジ７２の下降により行い、カップホイール型ダイヤモンド研削砥石１４の砥石刃１４ａの基板表面に接触させ、砥石刃１４ａによる基板表面の摺擦を再開する。基板の切り込みのための砥石軸下方送り込みは回転／直動複合アクチュエータによる砥石軸送りで行う。  
【００６６】
８）前述の６）工程の基板厚み測定と砥石軸傾斜角度調整、および７）工程の基板摺擦を繰り返す。基板の厚みが所望の最終厚みとなったときは、粗研削砥石軸１３を回転／直動複合アクチュエータ駆動により上昇させ、待機位置に来たら粗研削砥石軸の回転を停止させる。一方、ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｂを軸承する中空スピンドル２２の回転を停止する。  
【００６７】
９）インデックス型回転テーブル機構２ａを固定軸９ｂの回りに時計方向に１２０度回転させ、粗研削ステージｓ２位置にあるポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｂを仕上加工ステージｓ３位置のポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｃ位置へと移動させる。  
【００６８】
１０）ビルトインモータ２７を駆動して中空スピンドル２２を５０〜１００ｒｐｍ回転させる。  
【００６９】
１１）待機位置にある仕上加工研削ヘッド１を垂下して固定する固定板６の固定板昇降機構７三基のボールネジ７２を駆動させて固定板６を上昇させた後、固定板昇降機構７のカップリング雌部材７３とカップリング雄部材７４とで形成された空所７０内にマイクロサーボモータ８２の一基による駆動により進退移動可能なボールネジ８１の先端に取り付けられた楔８３を進入させながら他のマイクロサーボモータ８２の二基による駆動により進退移動可能なボールネジ８１の先端に取り付けられた楔８３を後退させ、次いで、ボールネジ７２を駆動させて固定具７９ｂを押し下げてカップリング雄部材７４に当接させることによりその雄部材底面を楔８３上面に当接させて固定板６底面とポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｂ表面間の高さ設定を行う（傾斜角度２〜１度）。  
【００７０】
１２）仕上研削砥石軸１３をビルトインモータ１６で２，０００ｒｐｍ回転させながら固定板昇降機構７のボールネジ７２を下降させて砥番４，５００のカップホイール型ダイヤモンドビトリファイドボンド研削砥石１４を回転している基板面へ摺擦させ、基板の研削切り込みを開始する。この際、カップホイール型ダイヤモンドビトリファイドボンド研削砥石１４のフランジ１４ｂ上方溝内へ研削液が供給ノズル１４ｃより供給され、フランジ壁斜めに設けられた貫通孔を経由して研削液は基板表面へ供給され、カップホイール型ダイヤモンドビトリファイドボンド研削砥石１４の砥石刃１４ａと基板を冷却する。基板の切り込みのための砥石軸下方送り込みは回転／直動複合アクチュエータによる砥石軸送りで行う。  
【００７１】
１３）仕上研削加工途中に、２点式プロセスインジケータ９１により基板の厚みを測定し、その厚み値を基に粗研削砥石軸１３の基板表面に対する傾斜角を定めた砥石軸傾斜プログラムに指示される固定板６の高さ位置にするため、前述の固定板昇降機構７のボールネジ７２を上昇させることにより固定板６を若干上昇させて雌部材７３と雄部材７４の空所７０の高さを若干拡げ、ついで、マイクロサーボモータ８２の二基による駆動により進退移動可能なボールネジ８１の先端に取り付けられた楔８３を進入させながら他のマイクロサーボモータ８２の一基による駆動により進退移動可能なボールネジ８１の先端に取り付けられた楔８３を後退させ、次いで、ボールネジ７２を駆動させて固定具７９ｂを押し下げてカップリング雄部材７４に当接させることによりその雄部材底面を楔８３上面に当接させて固定板６底面とポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｂ表面間の高さ設定を行う（傾斜角度０．５〜０度）。仕上研削砥石軸１３の基板表面に対する傾斜角度が０度（固定板６底面あるいはカップホイール型ダイヤモンドビトリファイドボンド研削砥石の環状砥石刃１４ａ群の底面と、基板の水平方向表面あるいは機枠ベース９ａ表面とが平行）となるよう砥石軸傾斜角度を暫時減少させて行う。  
【００７２】
１４）角度調整の行われた仕上研削砥石軸１３を固定板昇降機構７のボールネジ７２の下降により行い、カップホイール型ダイヤモンドビトリファイドボンド研削砥石１４の砥石刃１４ａの基板表面に接触させ、砥石刃１４ａによる基板表面の摺擦を再開する。基板の切り込みのための砥石軸下方送り込みは回転／直動複合アクチュエータによる砥石軸送りで行う。  
【００７３】
１５）前述の１３）工程の基板厚み測定と砥石軸傾斜角度調整、および１４）工程の基板摺擦を繰り返す。基板の厚みが所望の最終厚みとなったときは、仕上研削砥石軸１３を回転／直動複合アクチュエータ駆動により上昇させ、待機位置に来たら仕上研削砥石軸の回転を停止させる。一方、ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｃを軸承する中空スピンドル２２の回転を停止する。  
【００７４】
１６）基板の仕上研削加工終了後は、固定板昇降機構７のボールネジ７２を上昇させることにより研削ヘッド１を上方へ後退させて研削加工基板より遠ざける待機位置戻しを行う。研削ヘッド待機位置で、リニアセンサ８４を用いて固定板６底面までの距離を測定し、砥石軸１３の基板表面に対する傾斜角度が０度であったか確認する。０度でないときは、固定板昇降機構７の３本のボールネジ７２の昇降を調整し、砥石軸１３の基板表面に対する傾斜角度が０度であるよう調整する。  
【００７５】
１７）ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｃの回転を止めた後、真空ポンプの稼動を停止させ、ついで、ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｃ底面に加圧水を供給して研削加工基板のポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｃ表面からの基板剥離を容易とする。  
【００７６】
１８）搬送ロボットにより研削加工基板を把持／吸着し、ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｃ表面より次の洗浄工程へ研削加工基板を移送する。  
【００７７】
１９）図示されていないポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル洗浄機器によりポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｃ表面を洗浄した後、ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル底面より加圧水を０．１〜０．５秒ジェットフラッシュ（噴出）させてポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル洗浄を行う。  
【００７８】
２０）インデックス型回転テーブル機構２ａを固定軸９ｂの回りに時計方向に１２０度または逆時計廻り方向に２４０度回転させて、仕上加工ステージｓ３位置にあるポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ｃをローディング／アンローディングステージｓ１位置にあるポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ａ位置へと移動させる。  
【００７９】
２１）以下、前記１）工程に戻って新しい基板のポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル２１ａ上への載置を再開し、以下、２）工程から２０）工程を繰り返す連続運転を行う。  
【００８０】
上記実施例では、仕上加工ツールとしてカップホイール型ダイヤモンドビトリファイドボンド研削砥石を用いたが、セリア砥粒固定平砥石、ポリウレタン製研磨パッド、セリアやシリカ砥粒固定不織布製研磨パッドなどの仕上加工ツールを用いてもよい。  
【００８１】
また、上記実施例では第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと基板搬送用ロボットとでローディング／アンローディングステージを、前記第二ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと粗研削ヘッドとで粗研削ステージを、第三ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと仕上加工ツールヘッドとで仕上加工ステージを構成する基板の薄厚平坦化加工装置を示したが、前記特許文献１に記載されるように第一ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと基板搬送用ロボットとでローディング／アンローディングステージを、前記第二ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと粗研削ヘッドとで粗研削ステージを、第三ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと中仕上研削ヘッドとで中仕上加工ステージを、第四ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルと研磨パッドとで仕上加工ステージを構成する基板の薄厚平坦化加工装置としてもよい。  
【００８２】
上記の４基のポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルを利用する基板の薄厚平坦化加工装置においては、各ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルの各ステージへのインデックス回転移動は、時計回り方向に９０度、９０度、９０度、９０度、もしくは、時計回り方向に９０度、９０度、９０度、−２７０度の回転で実施される。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の基板の薄厚平坦化加工装置３００は、ツール軸１３の基板表面に対する傾斜角度調整に加工ツールヘッド１を垂下させた固定板６下面の三箇所にキネマカップリング、ボールネジ（昇降シリンダロッド）を備えた固定板昇降機構３基を配して行うので、基板加工（研削加工、研磨加工）時、固定板の荷重も砥石、研磨パッドを通じて基板表面に負荷が懸かり、高剛性の基板チャックロータリーテーブル機構となっている。それゆえ、基板径が４５０ｍｍと大きいワークピースであっても平坦性に優れた加工基板が得られる。  
【００８４】
また、ローディング／アンローディングステージ、粗研削ステージおよび仕上加工ステージへの基板の搬送にインデックス型回転テーブルに設置された同一のポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブルの回転が利用されるので、粗研削加工および仕上加工時に基板の表裏反転作業がなく、平坦化加工基板が割れる機会が減少される。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の基板の薄厚平坦化加工装置の要部を示す斜視図である。
【図２】基板平面研削装置の要部を示す斜視図である。
【図３】基板平面研削装置の正面断面図である。
【図４】基板平面研削装置の研削ヘッドの断面図である。
【図５】ワークチャックロータリーテーブル機構の断面図である。
【図６】固定板昇降機構のキネマカップリング部の平面図である。
【図７】固定板昇降機構のキネマカップリング部の側面図である。
【符号の説明】
【００８６】
１００    平面粗研削装置    ２００    仕上加工装置    ３００    基板の薄厚平坦化加工装置    ４００    基板搬送用ロボットｓ１      ローディング／アンローディングステージｓ２      粗研削ステージｓ３      仕上加工ステージ        １    研削ヘッド      １３    砥石軸      １４    カップホイール型砥石      １４ｃ  研削液供給ノズル      １５    円筒状ハウジング      １８    回転／直動複合アクチュエータ        ２    ワークチャックロータリーテーブル機構        ２ａ  インデックス型回転テーブル機構      ２１    ポーラスセラミック製ロータリーチャックテーブル      ２２    中空スピンドル      ２３    円筒状ブッシュ      ２４    円筒状ハウジング部材      ２５ａ  スラスト軸受      ２５ｂ  ラジアル軸受      ２３ａ，２５ａ１  水通路      ２７    ビルトインモータ      ２８    エンコーダ      ２９    ロータリージョイント        ６    研削ヘッドの固定板        ７    固定板昇降機構      ７０    空所      ７１    ボールネジ駆動モータ      ７２    ボールネジ      ７３    カップリング雌部材      ７４    カップリング雄部材      ７６    エンコーダ      ７９ａ  固定具      ７９ｂ  固定嵌合プレート      ８１    ボールネジ    
８２    マイクロサーボモータ      ８３    楔      ８４    リニアセンサ８５    高さ位置測定センサ        ９    機枠        ９ａ  円筒状有底機枠ベース        ９ｂ  インデックス型回転テーブルの固定軸９１    二点式プロセスインジケータ
【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】
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