JP2019136778A - 位置決めピンの位置調整に使用される治具セット - Google Patents

Abstract

【課題】液体が使用される環境下でも、ワークピース用の位置決めピンの位置を簡単に検査することができる治具セットを提供する。【解決手段】治具セットは、保持ステージ１上に置かれる基準治具５１と、基準治具５１の上に置かれるダミーワークピース７０と、円筒状の外周面９０ａを有する検査ピン９０とを備える。基準治具５１は、円筒状の外周面５４ａを有する中央突起５４を有する。ダミーワークピース７０は、中央突起５４の外周面５４ａの直径よりも大きい直径を有する円形の通孔７１を有する。ダミーワークピース７０の外縁７０ａと通孔７１は、同心状にある。検査ピン９０の直径は、円形の通孔７１の直径と中央突起５４の外周面５４ａの直径との差を２で割り算して得られた値よりも小さい。【選択図】図５

Description

本発明は、ウェーハなどのワークピースを保持するための保持ステージの周りに配置された位置決めピンの位置調整に使用される治具セットに関する。

ウェーハなどのワークピースを加工する際、ワークピースは保持ステージに保持される。ワークピース上の所望の位置を精密に加工するためには、ワークピースを、保持ステージ上の予め定められた位置に置く必要がある。そこで、ワークピースの中心を保持ステージの中心に一致させるために、保持ステージの周囲に配列された少なくとも３つの位置決めピンでワークピースがセンタリングされる。具体的には、複数の位置決めピンは、保持ステージの中心に向かって均等に移動することで、ワークピースを予め定められた位置に移動させる。

位置決めピンが正しい位置に設置されていないと、位置決めピンがワークピースを押し付けたときに、ワークピースの中心が保持ステージの中心から外れてしまう。そこで、位置決めピンが正しい位置に設置されているかを検査する作業が必要となる。

特開平１０−７３６３号公報

特許文献１は、対象物が正しい位置にあるか否かを検査する技術を開示する。具体的には、対象物と基準部材の両方に形成された孔の画像をカメラで生成し、その画像に現れる孔の位置から対象物と基準部材との位置ずれを検出する。しかしながら、このシステムは、カメラおよび画像解析装置を必要とするため、コストが高い。また、対象物またはカメラのレンズに液体が付着すると、光の屈折の影響で対象物の位置や形状を正確に検出できないことがあるので、特許文献１のシステムを、液体を使用する加工装置に組み込むことはできない。

そこで、本発明は、液体が使用される環境下でも、ワークピース用の位置決めピンの位置を簡単に検査することができる治具セットを提供することを目的とする。また、本発明はそのような治具セットを用いて位置決めピンの位置を検査する方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、ワークピースを保持するための保持ステージの周りに配置された位置決めピンの位置調整に使用される治具セットであって、前記保持ステージ上に置かれる基準治具と、前記基準治具の上に置かれるダミーワークピースと、円筒状の外周面を有する検査ピンとを備え、前記基準治具は、円筒状の外周面を有する中央突起を有し、前記ダミーワークピースは、前記中央突起の前記外周面の直径よりも大きい直径を有する円形の通孔を有し、前記ダミーワークピースの外縁と前記通孔は、同心状にあり、前記検査ピンの直径は、前記円形の通孔の直径と前記中央突起の前記外周面の直径との差を２で割り算して得られた値よりも小さいことを特徴とする。

本発明の好ましい態様は、前記ダミーワークピースの外縁は、前記ワークピースと同じ厚さを有していることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記治具セットは、前記中央突起の中心を前記保持ステージの基準点に一致させるための一対の位置決め治具をさらに備えていることを特徴とする。
本発明の好ましい態様は、前記基準治具は、前記中央突起の中心から突出する円柱を更に備えており、前記一対の位置決め治具のそれぞれは、前記円柱の直径と同じ幅を持つ長穴と、前記長穴を向いた内面を有する２つのフックとを備え、前記２つのフックは、前記長穴の中心を通り、かつ前記長穴の長手方向に延びる中心線に関して対称であることを特徴とする。

本発明の一態様は、上記治具セットを用いて保持ステージの周囲に配置された位置決めピンの位置を検査する方法であって、前記基準治具の中心が前記保持ステージの基準点に一致した状態で、前記基準治具を前記保持ステージ上に保持し、前記基準治具の前記中央突起が前記ダミーワークピースの前記通孔内に位置するように前記ダミーワークピースを前記基準治具の上に置き、前記ダミーワークピースの外縁を前記位置決めピンにより内側に押し、前記中央突起の外周面と前記通孔との間に形成された環状の溝内に前記検査ピンを挿入することを特徴とする。

位置決めピンが正しい位置に設置されている場合、位置決めピンに押されたダミーワークピースの通孔と、基準治具の中央突起との間に形成される環状の溝は、その全周に亘って等しい幅を有する。したがって、環状の溝内のすべての箇所に検査ピンを挿入することができれば、ダミーワークピースの中心は中央突起の中心に対して所定の位置決め精度内にあると判断できる。これ対し、環状の溝内のある箇所に検査ピンを挿入することができなければ、ダミーワークピースの中心は中央突起に対して所定の位置決め精度から外れている、つまり位置決めピンのいずれかは正しい位置に設置されていないと判断することができる。このように、本発明によれば、簡易な治具セットを使用して位置決めピンが正しい位置にあるか否かを検査することができる。

ワークピースの一例であるウェーハを保持するための保持ステージを示す平面図である。 位置決めピンがウェーハの最外縁を内側に押している状態を示す平面図である。 位置決めピン、クランク、および台座を示す拡大図である。 図３のＡ−Ａ線断面図である。 位置決めピンの位置の検査に使用される治具セットを示す斜視図である。 基準治具の上にダミーワークピースが置かれた状態を示す斜視図である。 図６に示す基準治具およびダミーワークピースの側面図である。 基準治具が保持ステージのステージ面上に置かれた状態を示す図である。 ダミーワークピースが基準治具上に置かれた状態を示す図である。 位置決めピンがダミーワークピースの位置決めを行っているときの様子を示す図である。 中央突起と通孔との間に形成された環状の溝に検査ピンを挿入する工程を説明する図である。 ダミーワークピースの中心が保持ステージの中心に対して所定の位置決め精度内にあるときの環状の溝を示す図である。 ダミーワークピースの中心が保持ステージの中心に対して所定の位置決め精度外にあるときの環状の溝を示す図である。 第１位置決め治具を示す上面図である。 図１４に示す第１位置決め治具の底面図である。 図１５に示す第１位置決め治具の斜視図である。 第２位置決め治具を示す上面図である。 図１７に示す第２位置決め治具の底面図である。 図１８に示す第２位置決め治具の斜視図である。 基準治具が保持ステージのステージ面上に置かれた状態を示す図である。 第１位置決め治具が基準治具上に置かれた状態を示す図である。 第２位置決め治具が基準治具上に置かれた状態を示す図である。 位置決め機能を有する基準治具の一例を示す図である。 図２４（ａ）は、位置決め機能を有する基準治具の他の例を示す上面図であり、図２４（ｂ）は、図２４（ａ）に示す基準治具の側面図である。 図２５（ａ）は、位置決め機能を有する基準治具の他の例を示す上面図であり、図２５（ｂ）は、図２５（ａ）に示す基準治具の側面図である。 図２６（ａ）は、位置決め機能を有する基準治具の他の例を示す上面図であり、図２６（ｂ）は、図２６（ａ）に示す基準治具の側面図である。 図２７（ａ）は、位置決め機能を有する基準治具の他の例を示す上面図であり、図２７（ｂ）は、図２７（ａ）に示す基準治具の側面図である。 図２８（ａ）は、位置決め機能を有する基準治具の他の例を示す上面図であり、図２８（ｂ）は、図２８（ａ）に示す基準治具の側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、ワークピースの一例であるウェーハを保持するための保持ステージを示す平面図である。本実施形態の保持ステージ１は、ワークピースとして円形のウェーハＷを保持するためのステージである。保持ステージ１はステージ面１ａを有しており、ウェーハＷはこのステージ面１ａ上に載置される。ステージ面１ａの大きさは特に限定されず、ウェーハＷより小さくてもよく、またはウェーハＷと同じでもよい。保持ステージ１は、後述する位置決めピンの動きを制限しないように、その外周部に窪みを有してもよい。ステージ面１ａには、真空吸引溝３が形成されている。この真空吸引溝３は図示しない真空ラインに接続されている。ウェーハＷがステージ面１ａ上に置かれた状態で、真空吸引溝３内に真空が形成されると、ウェーハＷは真空によってステージ面１ａ上に保持される。真空吸引溝３に代えて、複数の真空吸引孔が設けられてもよい。

保持ステージ１の周りには複数の位置決めピン１０が配列されている。位置決めピン１０は、互いに同期して保持ステージ１の基準点Ｏに向かって移動することで、ウェーハＷの最外縁を保持ステージ１の基準点Ｏに向かって押し、これによってウェーハＷの中心を保持ステージ１の基準点Ｏに実質的に一致させる。本明細書において、ウェーハＷの中心が保持ステージ１の基準点Ｏに実質的に一致するとは、ウェーハＷの中心が保持ステージ１の基準点Ｏに対して所定の位置決め精度内にあることをいう。基準点Ｏは、予め定義された想像点である。本実施形態では、基準点Ｏは保持ステージ１の中心点である。したがって、位置決めピン１０がウェーハＷを内側に押すと、ウェーハＷの中心は保持ステージ１の中心に実質的に一致する（すなわち、ウェーハＷのセンタリングが達成される）。本実施形態では６つの位置決めピン１０が配置されているが、本発明は本実施形態に限定されない。ウェーハＷのセンタリングを達成するためには、少なくとも３つの位置決めピンが配置される。

複数の位置決めピン１０は、複数のクランク１１にそれぞれ固定されている。クランク１１は、台座１５によって回転可能に支持されている。クランク１１は、位置決めピン１０の下部に接続されたワークピース支持部１６を有している。このワークピース支持部１６は、位置決めピン１０の外周面から外側に突出している。台座１５は、環状の回転ステージ１８に固定されている。回転ステージ１８は、保持ステージ１を囲むように配置されており、保持ステージ１と一体に回転可能に構成されている。したがって、クランク１１および位置決めピン１０は、保持ステージ１および回転ステージ１８と一体に回転可能である。クランク１１には、付勢部材としてのばね２０によってトルクが与えられている。より具体的には、ばね２０は、位置決めピン１０を保持ステージ１の基準点Ｏに向かって移動させる方向に回転する力をクランク１１に加えている。ばね２０は、台座１５に保持されている。

複数の位置決めピン１０および複数のクランク１１の外側には、複数のストッパ４０が配置されている。ストッパ４０は、回転ステージ１８の外側に配置されたストッパベース４２に固定されている。回転ステージ１８とは異なり、ストッパベース４２は回転しない。クランク１１には、外側に突出するストッパ当接部２２が固定されている。保持ステージ１および回転ステージ１８は図示しない回転機構に連結されている。この回転機構が保持ステージ１および回転ステージ１８を時計回りに回転させると、クランク１１、位置決めピン１０、および台座１５が同じ方向に回転し、図１に示すように、ストッパ当接部２２がストッパ４０に接触する。このとき、ストッパ４０は、位置決めピン１０が保持ステージ１の基準点Ｏから離れる方向にクランク１１を回転させる。

回転ステージ１８およびストッパベース４２は図示しない上下動機構に連結されており、回転ステージ１８、クランク１１、ワークピース支持部１６、位置決めピン１０、ストッパベース４２、およびストッパ４０は一体に上下動機構によって上下動される。ウェーハＷが保持ステージ１に搬送される前に、回転ステージ１８、クランク１１、ワークピース支持部１６、位置決めピン１０、ストッパベース４２、およびストッパ４０は上下動機構によって上昇される。ワークピース支持部１６および位置決めピン１０が図１に示す位置にあるとき、ウェーハＷの周縁部はワークピース支持部１６上に置かれる。ウェーハＷがワークピース支持部１６に支持されたまま、位置決めピン１０およびワークピース支持部１６はウェーハＷとともに上記上下動機構により下降し、ウェーハＷは保持ステージ１のステージ面１ａ上に置かれる。

続いて、図２に示すように、保持ステージ１および回転ステージ１８は反時計回りに少しだけ回転する。このとき、クランク１１、位置決めピン１０、および台座１５が同じ方向に回転し、ストッパ当接部２２がストッパ４０から離れる。同時に、ばね２０はクランク１１を時計周りに回転させ、位置決めピン１０を保持ステージ１の基準点Ｏに向かって移動させる。位置決めピン１０は、ウェーハＷの最外縁を内側に押し、これによりウェーハＷの中心が保持ステージ１の基準点Ｏに実質的に一致する。本実施形態では、基準点Ｏは保持ステージ１の中心点に相当するので、ウェーハＷは位置決めピン１０によってセンタリングされる。

図３は、位置決めピン１０、クランク１１、および台座１５を示す拡大図であり、図４は図３のＡ−Ａ線断面図である。クランク１１は、台座１５に回転可能に支持された主軸２４を備えている。ばね２０は、台座１５のばねホルダ２５によって保持されている。主軸２４にはばね当接部２６が固定されており、ばね２０はばねホルダ２５とばね当接部２６との間に配置されている。ばね２０がばね当接部２６を押すことで、クランク１１が主軸２４を中心に回転するトルクを発生させる。上述したストッパ当接部２２は主軸２４に固定されている。ばね２０によって与えられるクランク１１の回転は、ストッパ４０によって止められる。

台座１５は、位置調整ねじ３０によって回転ステージ１８に固定されている。台座１５には、保持ステージ１の半径方向に延びる長孔３１が形成されている。位置調整ねじ３０は長孔３１を通って延び、回転ステージ１８に形成されたねじ穴３３に螺合されている。図４に示すように、台座１５は、その下面に、保持ステージ１の半径方向に延びるガイド突起３６を有している。回転ステージ１８の上面には、保持ステージ１の半径方向に延びるガイド溝３７が形成されており、ガイド突起３６はガイド溝３７内にスライド可能に配置されている。一実施形態では、台座１５は、その下面にガイド溝３７を有し、回転ステージ１８は、その上面にガイド突起３６を有してもよい。すなわち、台座１５および回転ステージ１８のいずれか一方はガイド突起３６を有し、台座１５および回転ステージ１８の他方はガイド突起３６が嵌合するガイド溝３７を有し、ガイド突起３６はガイド溝３７に係合している。

ガイド突起３６およびガイド溝３７の両方は、保持ステージ１の半径方向に延びている。したがって、ガイド突起３６とガイド溝３７との係合は、台座１５が保持ステージ１の半径方向に移動することを許容するが、台座１５が保持ステージ１の周方向に移動することは許容しない。位置調整ねじ３０を緩めると、台座１５、クランク１１、ワークピース支持部１６、位置決めピン１０、ばね２０、主軸２４、ばねホルダ２５、ばね当接部２６、およびストッパ当接部２２を一体に保持ステージ１の半径方向に移動することが可能である。位置調整ねじ３０を締め付けると、台座１５、クランク１１、ワークピース支持部１６、位置決めピン１０、ばね２０、主軸２４、ばねホルダ２５、ばね当接部２６、およびストッパ当接部２２の回転ステージ１８に対する相対的な位置が固定される。このように、位置決めピン１０の、保持ステージ１の半径方向における位置は、位置調整ねじ３０によって調整することができる。

６つの位置決めピン１０がウェーハＷの最外縁を押したときに、ウェーハＷの中心が保持ステージ１の基準点Ｏ（図１および図２参照）に実質的に一致するためには、６つの位置決めピン１０は、保持ステージ１の基準点Ｏから実質的に等しい距離に位置している必要がある。しかしながら、構成要素の組み立て精度のばらつきなどに起因して、１つまたは複数の位置決めピン１０が正しい位置にない場合がある。そこで、次に説明する治具セットを用いて、位置決めピン１０の位置が検査される。

図５は、位置決めピン１０の位置の検査に使用される治具セットを示す斜視図である。治具セットは、保持ステージ１上に置かれる基準治具５１と、基準治具５１の上に置かれるダミーワークピース７０と、円筒状の外周面９０ａを有する検査ピン９０とを備える。基準治具５１は、保持ステージ１のステージ面１ａと同じ大きさか、またはステージ面１ａよりも小さい。より具体的には、基準治具５１は、ワークピースの一例であるウェーハＷよりも小さいが、ステージ面１ａに形成されている真空吸引溝３（図１および図２参照）の全体を覆うのに十分な大きさを有する。

基準治具５１は、ベースプレート５２と、このベースプレート５２の上面の中央から突出する中央突起５４を備えている。本実施形態では、ベースプレート５２は円盤型である。ベースプレート５２は、ステージ面１ａに形成されている真空吸引溝３（図１および図２参照）を覆うために設けられている。ベースプレート５２は、ステージ面１ａの直径よりも小さく、かつ真空吸引溝３（図１および図２参照）を覆うことができる大きさを有する。中央突起５４は、円筒状の外周面５４ａを有している。中央突起５４は、ベースプレート５２の中心、すなわち基準治具５１の中心に位置している。基準治具５１は、中央突起５４の中心から突出する円柱５６をさらに有している。円柱５６は中央突起５４の上面に接続されている。円柱５６と中央突起５４は、同心状である。ベースプレート５２、中央突起５４、および円柱５６は、一体に形成されている。基準治具５１は、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂などの合成樹脂、またはステンレス鋼などの金属から構成される。

ダミーワークピース７０は、ワークピースの一例であるウェーハＷのダミーであり、ダミーウェーハとして機能する。ダミーワークピース７０は、基準治具５１上に置かれ、その後、上述した位置決めピン１０によって位置決め（センタリング）される。ダミーワークピース７０は、ウェーハＷと同じ形状および同じ大きさの外縁７０ａを有する。本実施形態では、ウェーハＷは円形であるので、ダミーワークピース７０も円形である。ダミーワークピース７０は、基準治具５１の中央突起５４の外周面５４ａの直径よりも大きい直径を有する円形の通孔７１を有している。この通孔７１はダミーワークピース７０の中心に位置している。すなわち、ダミーワークピース７０の外縁７０ａと通孔７１は、同心状にある。ダミーワークピース７０は、ポリ塩化ビニル、アクリル樹脂などの合成樹脂、またはステンレス鋼などの金属から構成される。

ウェーハＷの外周にノッチまたはオリエンテーションフラットなどの切り欠きが形成されている場合には、ダミーワークピース７０の外縁７０ａにも同じ形状および同じ大きさの切り欠き７０ｂが形成されていることが好ましい。これは、ウェーハＷと同じ条件下で位置決めピン１０によってダミーワークピース７０の位置決め（センタリング）を実行させるためである。また、同様の理由から、ダミーワークピース７０の外縁７０ａの厚さは、ウェーハＷの厚さと同じであることが好ましい。ダミーワークピース７０の全体の機械的強度を確保するために、ダミーワークピース７０の外縁７０ａの厚さはウェーハＷの厚さと同じとしつつ、ダミーワークピース７０の内側の部位はウェーハＷよりも厚くてもよい。

図６は、基準治具５１の上にダミーワークピース７０が置かれた状態を示す斜視図であり、図７は、図６に示す基準治具５１およびダミーワークピース７０の側面図である。基準治具５１の中央突起５４がダミーワークピース７０の通孔７１内に位置するように、ダミーワークピース７０を基準治具５１上に置くと、中央突起５４の外周面と通孔７１との間に環状の溝９５が形成される。検査ピン９０の直径Ｆは、通孔７１の直径Ｄ１と中央突起５４の外周面Ｄ２の直径との差を２で割り算して得られた値よりも所定の位置決め精度分だけ小さい。したがって、ダミーワークピース７０の中心が中央突起５４の中心に対して所定の位置決め精度内にあれば、環状の溝９５内のすべての位置において検査ピン９０を環状の溝９５に挿入することができる。これに対し、ダミーワークピース７０の中心が中央突起５４の中心に対して所定の位置決め精度から外れている場合、検査ピン９０を環状の溝９５に挿入することができない箇所がある。このようにして、作業員は、検査ピン９０を使用して、ダミーワークピース７０の中心が中央突起５４の中心に対して所定の位置決め精度内にあるかどうかを検査することができる。

検査ピン９０の直径Ｆは、位置決めピン１０に要求されるウェーハＷの位置決め精度に基づいて決定される。例えば、位置決めピン１０に要求されるウェーハＷの位置決め精度が保持ステージ１の基準点Ｏに対して±０．１ｍｍであり、通孔７１の直径Ｄ１と中央突起５４の外周面Ｄ２の直径との差を２で割り算して得られた値が８ｍｍである場合、検査ピン９０の直径Ｆは、７．９ｍｍとされる。検査ピン９０は、ステンレス鋼などの金属から構成される。

次に、上述した治具セットを使用する方法について図面を参照して説明する。まず、図８に示すように、基準治具５１は、その中央突起５４の中心が保持ステージ１の基準点Ｏ（図１および図２参照）に一致するように、保持ステージ１のステージ面１ａ上に置かれる。この状態で、保持ステージ１の真空吸引溝３（図１参照）に真空が形成され、これにより基準治具５１は保持ステージ１に保持される。次に、図９に示すように、基準治具５１の中央突起５４がダミーワークピース７０の通孔７１内に位置するように、ダミーワークピース７０が基準治具５１上に置かれる。ダミーワークピース７０は、基準治具５１上で移動可能な状態にある。図１０に示すように、位置決めピン１０は、ダミーワークピース７０の最外縁を保持ステージ１の基準点Ｏに向かって押し、これによりダミーワークピース７０の位置決めが行われる。

図１１に示すように、位置決めピン１０がダミーワークピース７０の最外縁を押している間、作業員は、検査ピン９０を、中央突起５４と通孔７１との間に形成された環状の溝９５に挿入する。図１２に示すように、検査ピン９０が、環状の溝９５内を一周することができた場合は、ダミーワークピース７０の中心は保持ステージ１の基準点Ｏに対して所定の位置決め精度内にあると判断される。すなわち、全ての位置決めピン１０は、正しい位置に配置されていると判断できる。

一方、図１３に示すように、検査ピン９０が、環状の溝９５内を一周することができなかった場合は、ダミーワークピース７０の中心は保持ステージ１の基準点Ｏに対して上記位置決め精度から外れている、すなわち位置決めピン１０のうちの少なくとも１つは正しい位置に配置されていないと判断される。図１３に示す例では、検査ピン９０は環状の溝９５の右側に入ることができないので、ダミーワークピース７０が基準点Ｏに対し左に寄っていると判断できる。よって、ダミーワークピース７０の右側を押している位置決めピン１０を外側に、またはダミーワークピース７０の左側を押している位置決めピン１０を内側に移動させる必要がある。具体的には、これらの位置決めピン１０の位置を固定している位置調整ねじ３０（図３および図４参照）を緩め、位置決めピン１０を保持ステージ１の半径方向において外側または内側に移動させる。その後、位置調整ねじ３０を締め付ける。

このように、本実施形態によれば、作業員は、基準治具５１、ダミーワークピース７０、および検査ピン９０を用いて、位置決めピン１０が正しい位置に配置されているかどうかを簡易に検査することができる。そして位置決めピン１０が正しく配置されていない場合、調整すべき位置決めピン１０とその調整方向（半径方向内側または外側）が特定できる。

上述した図８に示すステップでは、基準治具５１は、保持ステージ１のステージ面１ａ上の基準点Ｏに置かれる。より具体的には、中央突起５４の中心が保持ステージ１の基準点Ｏに一致するように、基準治具５１は保持ステージ１上に置かれる。図１４は、基準治具５１の中心を保持ステージ１の基準点Ｏに合わせるために使用される一対の位置決め治具のうちの１つである第１位置決め治具１１０Ａを示す上面図であり、図１５は図１４に示す第１位置決め治具１１０Ａの底面図であり、図１６は図１５に示す第１位置決め治具１１０Ａの斜視図である。

第１位置決め治具１１０Ａは、長穴１１１ａと、２つのフック１１２ａを有している。長穴１１１ａの長手方向に対して垂直な方向における長穴１１１ａの幅Ｇは、基準治具５１の円柱５６の直径Ｆと同じである。長穴１１１ａの中心を通り、かつ長穴１１１ａの長手方向に延びる中心線ＣＬに関して、２つのフック１１２ａは対称である。各フック１１２ａは長穴１１１ａを向いた内面１１３ａを有している。２つのフック１１２ａの内面１１３ａは、第１位置決め治具１１０Ａの下面に対して垂直であり、かつ互いに傾いている。本実施形態では、内面１１３ａは平坦面であるが、２つの内面１１３ａが中心線ＣＬに関して対称である限り、内面１１３ａは曲面であってもよい。各フック１１２ａの内面１１３ａを保持ステージ１の外縁に接触させた際の２つの接点を結ぶ線分の垂直二等分線と、長穴１１１ａの長手方向に延びる中心線（ＣＬ）は一致する。そして、この中心線ＣＬ上であって、かつ、長穴１１１ａの長手方向の幅の範囲（長穴１１１ａの湾曲部を除く）内に保持ステージ１の基準点Ｏが存在する。第１位置決め治具１１０Ａの下面には段部１１５ａが形成されている。この段部１１５ａの高さは、基準治具５１の中央突起５４の高さよりも大きい。

図１７は、一対の位置決め治具のうちの他の１つである第２位置決め治具１１０Ｂを示す上面図であり、図１８は図１７に示す第２位置決め治具１１０Ｂの底面図であり、図１９は図１８に示す第２位置決め治具１１０Ｂの斜視図である。図１７乃至図１９に示すように、第２位置決め治具１１０Ｂは、図１４乃至図１６に示す第１位置決め治具１１０Ａと基本的に同じ形状および同じ大きさを有している。すなわち、第２位置決め治具１１０Ｂは、長穴１１１ｂと、内面１１３ｂを有する２つのフック１１２ｂを有している。第２位置決め治具１１０Ｂは、段部１１５ｂの高さが第１位置決め治具１１０Ａの段部１１５ａの高さよりも大きい点で、第１位置決め治具１１０Ａと異なっている。第１位置決め治具１１０Ａおよび第２位置決め治具１１０Ｂは、ステンレス鋼などの金属から構成される。

第１位置決め治具１１０Ａおよび第２位置決め治具１１０Ｂは次のように使用される。図２０に示すように、まず、基準治具５１が保持ステージ１上に置かれる。このとき、真空吸引溝３（図１参照）には真空は形成されず、基準治具５１は保持ステージ１上で移動可能な状態である。次に、図２１に示すように、第１位置決め治具１１０Ａが基準治具５１上に置かれる。このとき、基準治具５１の円柱５６は第１位置決め治具１１０Ａの長穴１１１ａに挿入され、かつ第１位置決め治具１１０Ａの２つのフック１１２ａの内面１１３ａは保持ステージ１の外縁に接触される。

さらに、図２２に示すように、第２位置決め治具１１０Ｂが基準治具５１上に置かれる。第１位置決め治具１１０Ａと同様に、基準治具５１の円柱５６は第２位置決め治具１１０Ｂの長穴１１１ｂに挿入され、第２位置決め治具１１０Ｂの２つのフック１１２ｂの内面１１３ｂは保持ステージ１の外縁に接触される。第１位置決め治具１１０Ａの中心線ＣＬと第２位置決め治具１１０Ｂの中心線ＣＬは、直線上には並ばず、約９０度の角度で交差することが好ましい。

第２位置決め治具１１０Ｂの内側部位は第１位置決め治具１１０Ａの内側部位の上に重なっている。第１位置決め治具１１０Ａおよび第２位置決め治具１１０Ｂの２つの長穴１１１ａ，１１１ｂは、上から見たときに互いに交差し、基準治具５１の円柱５６の位置は２つの長穴１１１ａ，１１１ｂによってガイドされる。円柱５６の中心は中央突起５４の中心と一致しているので、中央突起５４の中心は、保持ステージ１の基準点Ｏに一致する。このようにして、基準治具５１が、第１位置決め治具１１０Ａおよび第２位置決め治具１１０Ｂによって位置決めされている間、真空吸引溝３（図１参照）内に真空が形成され、これにより基準治具５１は保持ステージ１に保持される。その後、第１位置決め治具１１０Ａおよび第２位置決め治具１１０Ｂは、基準治具５１から取り外される。長穴１１１ａ，１１１ｂの長手方向の幅は、保持ステージ１の大きさにばらつきがあった場合でも、第１位置決め治具１１０Ａおよび第２位置決め治具１１０Ｂが基準治具５１の中心を保持ステージ１の基準点Ｏに合わせることを可能とする。

基準治具５１が、位置決め機能を有している場合は、上述した第１位置決め治具１１０Ａおよび第２位置決め治具１１０Ｂは不要である。例えば、図２３に示す実施形態では、基準治具５１の下面に凸部１１９が形成され、保持ステージ１のステージ面１ａに凸部１１９が嵌合する凹部１２０が形成されている。凸部１１９は中央突起５４の中心に位置し、凹部１２０は保持ステージ１の基準点Ｏに位置している。凸部１１９および凹部１２０の係合により、基準治具５１の中心は保持ステージ１の基準点Ｏに一致する。この例では、基準治具５１の円柱５６は不要である。

図２４乃至図２８は、基準治具５１のさらに他の変形例を示す図である。図２４乃至図２８に示す例では、基準治具５１は、保持ステージ１の外縁に接触可能な内面１２２を有する少なくとも１つのフック１２１を有している。より具体的には、図２４および図２５に示す例では基準治具５１は４つのフック１２１を有し、図２６に示す例では基準治具５１は３つのフック１２１を有し、図２７に示す例では基準治具５１は２つのフック１２１を有し、図２８に示す例では基準治具５１は１つのフック１２１を有している。フック１２１は、位置決めピン１０が接触しない位置にある。フック１２１の内面１２２は、保持ステージ１の外縁に点接触、線接触、または面接触してもよい。各フック１２１の内面１２２は、基準治具５１の下面に対して垂直に延びた平面、または円筒面、または曲面である。各内面１２２の保持ステージ１の外縁との接点から中央突起５４の中心までの距離は、保持ステージ１の基準点Ｏから保持ステージ１の外縁までの距離に等しい。したがって、各フック１２１の内面１２２が保持ステージ１の外縁に接触するように基準治具５１を保持ステージ１上に置くと、基準治具５１の中心は保持ステージ１の基準点Ｏに一致する。この例でも、基準治具５１の円柱５６は不要である。

今まで説明した治具セットは、円形のウェーハを保持する保持ステージ１の周りに配置された位置決めピン１０の位置調整に使用されるが、上記治具セットは、ウェーハ以外のワークピース（例えば、四角形の基板）を保持する保持ステージ１の周りに配置された位置決めピン１０の位置調整にも適用することができる。例えば、治具セットを四角形の基板に適用する場合は、基準治具５１およびダミーワークピース７０の形状は、保持ステージ１のステージ面１ａの形状に合わせて適宜変更される。

上述した保持ステージ１および位置決めピン１０は、ウェーハなどのワークピースの表面の一部を局所的に加工する加工装置に適用される。例えば、保持ステージ１および位置決めピン１０は、ウェーハなどの基板の表面の一部に研磨具を押し付けて該基板の表面を局所的に研磨する部分研磨装置、ウェーハなどの基板の表面の一部にスラリージェットを噴射して該基板の表面を局所的に除去する基板加工装置、ウェーハなどの基板の表面の一部にクリーニング具を押し付けて該基板の表面を局所的にクリーニングする基板洗浄装置などに適用することができる。さらに、上述した治具セットは、これら各種装置の位置決めピン１０の位置調整に使用することができる。

上述した実施形態は、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が本発明を実施できることを目的として記載されたものである。上記実施形態の種々の変形例は、当業者であれば当然になしうることであり、本発明の技術的思想は他の実施形態にも適用しうる。したがって、本発明は、記載された実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲によって定義される技術的思想に従った最も広い範囲に解釈されるものである。

１ 保持ステージ
１ａ ステージ面
３ 真空吸引溝
１０ 位置決めピン
１１ クランク
１５ 台座
１６ ワークピース支持部
１８ 回転ステージ
２０ ばね
２２ ストッパ当接部
２４ 主軸
２５ ばねホルダ
２６ ばね当接部
３０ 位置調整ねじ
３１ 長孔
３３ ねじ穴
３６ ガイド突起
３７ ガイド溝
４０ ストッパ
４２ ストッパベース
５１ 基準治具
５２ ベースプレート
５４ 中央突起
５４ａ 外周面
５６ 円柱
７０ ダミーワークピース
７０ａ 外縁
７０ｂ 切り欠き
７１ 通孔
９０ 検査ピン
９０ａ 外周面
９５ 環状の溝
１１０Ａ 第１位置決め治具
１１０Ｂ 第２位置決め治具
１１１ａ，１１１ｂ 長穴
１１２ａ，１１２ｂ フック
１１３ａ，１１３ｂ 内面
１１５ａ，１１５ｂ 段部
１１９ 凸部
１２０ 凹部
１２１ａ，１２１ｂ フック
１２２ａ，１２２ｂ 内面
Ｗ ウェーハ

Claims (5)

1. ワークピースを保持するための保持ステージの周りに配置された位置決めピンの位置調整に使用される治具セットであって、
   前記保持ステージ上に置かれる基準治具と、
   前記基準治具の上に置かれるダミーワークピースと、
   円筒状の外周面を有する検査ピンとを備え、
   前記基準治具は、円筒状の外周面を有する中央突起を有し、
   前記ダミーワークピースは、前記中央突起の前記外周面の直径よりも大きい直径を有する円形の通孔を有し、
   前記ダミーワークピースの外縁と前記通孔は、同心状にあり、
   前記検査ピンの直径は、前記円形の通孔の直径と前記中央突起の前記外周面の直径との差を２で割り算して得られた値よりも小さいことを特徴とする治具セット。
2. 前記ダミーワークピースの外縁は、前記ワークピースと同じ厚さを有していることを特徴とする請求項１に記載の治具セット。
3. 前記治具セットは、前記中央突起の中心を前記保持ステージの基準点に一致させるための一対の位置決め治具をさらに備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の治具セット。
4. 前記基準治具は、前記中央突起の中心から突出する円柱を更に備えており、
   前記一対の位置決め治具のそれぞれは、前記円柱の直径と同じ幅を持つ長穴と、前記長穴を向いた内面を有する２つのフックとを備え、
   前記２つのフックは、前記長穴の中心を通り、かつ前記長穴の長手方向に延びる中心線に関して対称であることを特徴とする請求項３に記載の治具セット。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の治具セットを用いて保持ステージの周囲に配置された位置決めピンの位置を検査する方法であって、
   前記基準治具の中心が前記保持ステージの基準点に一致した状態で、前記基準治具を前記保持ステージ上に保持し、
   前記基準治具の前記中央突起が前記ダミーワークピースの前記通孔内に位置するように前記ダミーワークピースを前記基準治具の上に置き、
   前記ダミーワークピースの外縁を前記位置決めピンにより内側に押し、
   前記中央突起の外周面と前記通孔との間に形成された環状の溝内に前記検査ピンを挿入することを特徴とする方法。

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