JP2020175517A - 位置決め装置、及び、スクライブ装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】部材の位置決め精度を向上させる。【解決手段】位置決め装置1は、基板Sを保持する基板保持ステージ11と、第1棒状部材12と、第2棒状部材13と、第1軸受部材11aと、第2軸受部材11bと、第1駆動機構14と、第2駆動機構15と、を備える。第1軸受部材11aは、第1棒状部材12と第2棒状部材13とが交差する位置で基板保持ステージ11に固定され、第1棒状部材12の表面上を摺動する。第2軸受部材11bは、第1棒状部材12と第2棒状部材13とが交差する位置で基板保持ステージ11に固定され、第2棒状部材13の表面上を摺動する。第1駆動機構14は、第1棒状部材12の端部を独立してY方向に移動させる。第2駆動機構15は、第2棒状部材13の端部を独立してX方向に移動させる。各駆動機構には、第1棒状部材12及び第2棒状部材13を、Z軸回りに回動させる回動機構25dが設けられる。【選択図】図2

Description

本発明は、加工対象の位置及び向きを調節する位置決め装置、及び、当該位置決め装置を備えるスクライブ装置に関する。
従来、ガラス基板又はセラミックス基板を切り出しする装置が知られている。例えば、貼り合わせたガラス基板にスクライブラインを形成し、当該ガラス基板の小片を切り出す装置がある(例えば、特許文献1を参照)。また、このような基板の加工をする装置は、加工対象の基板の位置及び向きを調節するための位置決め機構を備えている。
特許第5280442号
加工装置に設けられる従来の位置決め機構では、いわゆる「XYTテーブル」のように、基板を移動させる機構と、基板を回転させる機構とが個別の機構として設けられている。また、従来の位置決め機構は、例えば、基板を移動させる機構のステージ上に基板を回転させる機構が設けられるといった構成を有している。すなわち、従来の位置決め機構は、複数の機構が上方向に積み重ねられた構成を有している。このような構造のため、従来の位置決め機構の位置決め精度は低い。
本発明の目的は、部材の位置及び向きを調節するための位置決め機構において、部材の位置決め精度を向上させることにある。
以下に、課題を解決するための手段として複数の態様を説明する。これら態様は、必要に応じて任意に組み合せることができる。
本発明の一見地に係る位置決め装置は、基板の位置及び向きを調節するための装置である。位置決め装置は、基板保持ステージと、一対の第1棒状部材と、一対の第2棒状部材と、第1軸受部材と、第2軸受部材と、一対の第1駆動機構と、一対の第2駆動機構と、を備える。
基板保持ステージは、基板を保持する。一対の第1棒状部材は、基板保持ステージの下部において所定の間隔を空けて並んで配置される。一対の第2棒状部材は、基板保持ステージの下部において所定の間隔を空けて並んで配置される。また、一対の第2棒状部材は、一対の第1棒状部材と交差する。
第1軸受部材は、第1棒状部材と第2棒状部材とが交差する位置で基板保持ステージに固定され、当該位置で第1棒状部材の表面上を摺動する。第2軸受部材は、第1棒状部材と第2棒状部材とが交差する位置で基板保持ステージに固定され、当該位置で第2棒状部材の表面上を摺動する。
一対の第1駆動機構は、それぞれが一対の第1棒状部材の端部に設けられ、一対の第1棒状部材の2つの端部を独立して第1方向に移動させる。一対の第2駆動機構は、それぞれが一対の第2棒状部材の端部に設けられ、一対の第2棒状部材の2つの端部を独立して第2方向に移動させる。第2方向は、第1方向に対して垂直である。
上記の位置決め装置においては、基板保持ステージに固定された第1軸受部材が第1棒状部材の表面上で摺動することにより、基板保持ステージは第1方向に移動できる。また、基板保持ステージに固定された第2軸受部材が第2棒状部材の表面上で摺動することにより、基板保持ステージは第2方向に移動できる。
第1軸受部材及び第2軸受部材は第1棒状部材と第2棒状部材とが交差する位置において基板保持ステージに固定されているので、基板保持ステージが第1方向及び第2方向に移動するに際して、これら軸受部材は互いに相対移動しない。これにより、位置決め装置は、基板保持ステージの第1方向及び第2方向の高い位置決め精度を有する。
また、上記の位置決め装置は、回動機構を備えている。回動機構は、一対の第1駆動機構及び一対の第2駆動機構のそれぞれに設けられている。この回動機構は、基板保持ステージが第1方向及び第2方向に垂直な回転軸回りに回転するときに、一対の第1棒状部材の端部及び一対の第2棒状部材の端部を、基板保持ステージの回転軸に平行な軸回りに回動させる。
上記の構成を有する位置決め装置においては、基板保持ステージの回転軸と、駆動機構の回転軸とは互いに離間している。これにより、位置決め装置は、基板保持ステージの回転方向の高い位置決め精度を有する。
位置決め装置は、定盤をさらに備えてもよい。定盤は、一対の第1駆動機構及び一対の第2駆動機構を、第1方向及び第2方向を含む共通の水平面で保持する。
これにより、第1棒状部材及び第2棒状部材を、共通の水平面内で移動できる。その結果、基板保持ステージの第1方向及び第2方向における位置決め精度を高くできる。
位置決め装置は、支持部材をさらに備えてもよい。支持部材は、基板保持ステージに設けられ、定盤の水平面に当接して基板保持ステージを支持する。これにより、基板保持ステージを定盤の水平面内で安定して移動できる。
位置決め装置では、一対の第1駆動機構のそれぞれを互いに逆方向に移動させ、かつ、一対の第2駆動機構のそれぞれを互いに逆方向に移動させることで、基板保持ステージを回転させてもよい。
これにより、基板保持ステージを任意の角度に精度よく位置決めできる。
位置決め装置では、一対の第1駆動機構のそれぞれを同一方向に移動させることで、基板保持ステージを第1方向に移動させてもよい。
これにより、基板保持ステージを第1方向の任意の位置に精度よく位置決めできる。
一対の第2駆動機構のそれぞれを同一方向に移動させることで、基板保持ステージを第2方向に移動させてもよい。
これにより、基板保持ステージを第2方向の任意の位置に精度よく位置決めできる。
本発明の他の見地に係るスクライブ装置は、位置決め装置と、スクライブ機構と、を備える。位置決め装置は、基板の位置及び向きを調節するための装置である。位置決め装置は、基板保持ステージと、一対の第1棒状部材と、一対の第2棒状部材と、第1軸受部材と、第2軸受部材と、第1駆動機構と、第2駆動機構と、回動機構と、を備える。
基板保持ステージは、基板を保持する。一対の第1棒状部材は、基板保持ステージの下部において所定の間隔を空けて配置される。一対の第2棒状部材は、基板保持ステージの下部において所定の間隔を空けて配置され、一対の第1棒状部材と交差する。第1軸受部材は、第1棒状部材と第2棒状部材とが交差する位置で基板保持ステージに固定され、当該位置で第1棒状部材の表面上を摺動する。第2軸受部材は、第1棒状部材と第2棒状部材とが交差する位置で基板保持ステージに固定され、当該位置で第2棒状部材の表面上を摺動する。
一対の第1駆動機構は、それぞれが一対の第1棒状部材の端部に設けられ、一対の第1棒状部材の2つの端部を独立して第1方向に移動させる。一対の第2駆動機構は、それぞれが一対の第2棒状部材の端部に設けられ、一対の第2棒状部材の2つの端部を独立して第1方向に対して垂直である第2方向に移動させる。
回動機構は、一対の第1駆動機構及び一対の第2駆動機構のそれぞれに設けられ、基板保持ステージが第1方向及び第2方向に垂直な回転軸回りに回転するときに、一対の第1棒状部材の端部及び一対の第2棒状部材の端部を、回転軸に平行な軸回りに回動させる。
スクライブ機構は、基板保持ステージに保持された基板にスクライブラインを形成する。上記の位置決め装置は、基板保持ステージに保持された基板の位置決めを高精度に行うことができるので、このスクライブ装置は、基板にスクライブラインを正確に形成できる。
基板保持ステージは、基板の下面を露出させるステージ開口を有してもよい。これにより、上記のスクライブ装置は、基板の下面に対しても加工をすることができる。
スクライブ機構は、基板の上面側と下面側にそれぞれ設けられてもよい。これにより、基板に対して上面と下面に同時にスクライブラインを形成できる。
本発明の位置決め装置は、基板の位置決めを高精度に行うことができる。
第1実施形態に係るスクライブ装置の概略断面図。 第1実施形態に係る位置決め装置の概略斜視図。 第1駆動機構の保持部の断面図。 第2駆動機構の保持部の断面図。 位置決め装置の上面図。 位置決め装置における基板の角度補正動作を示す上面図。 位置決め装置における基板の位置の調整動作を示す上面図。
1.第1実施形態
(1)スクライブ装置
以下、図1を用いて、第1実施形態に係るスクライブ装置100を説明する。図1は、第1実施形態に係るスクライブ装置の概略断面図である。
以下の説明においては、所定の水平面内の二次元の軸としてX軸とY軸を定義する。また、その水平面に垂直な方向を表すZ軸を定義する。図1では、紙面内の左から右方向を正のX方向とし、紙面から上向きを正のY方向とする。また、紙面内の下から上方向を正のZ方向とする。
スクライブ装置100は、基板保持ステージ11に保持された基板Sにスクライブラインを形成する装置である。基板Sは、ガラス基板又はセラミックス基板などの脆性基板、又は、樹脂基板などである。スクライブ装置100により基板にスクライブラインを形成することで、スクライブラインに沿って基板を分離できる。
スクライブ装置100は、位置決め装置1と、スクライブ機構3と、を備える。位置決め装置1は、基板保持ステージ11の位置決めをする装置である。位置決め装置1では、基板保持ステージ11に固定された第1軸受部材11a及び第2軸受部材11bのそれぞれが、第1棒状部材12及び第2棒状部材13の表面上を摺動することで、基板保持ステージ11を水平面内(X−Y平面内)で位置決めできる。また、第1棒状部材12及び第2棒状部材13が水平面内で「傾動」することで、基板保持ステージ11の水平面内での角度を変更できる。
また、図1に示すように、基板保持ステージには、その中心にステージ開口O1が設けられている。ステージ開口O1は、基板Sの下面(負のZ方向側の主面)を露出させるための開口である。これにより、本実施形態のスクライブ装置100は、基板Sの下面を加工(スクライブラインの形成)できる。
スクライブ機構3は、スクライブホイールSWを転動させて基板を切断する装置である。スクライブホイールSWは、外周部分がV字形に形成された円板状の部材である。スクライブホイールSWの上記外周部分が、基板Sにスクライブラインを形成する刃となる。
図1に示すように、本実施形態のスクライブ装置100では、基板Sの上面側と下面側にスクライブ機構3が設けられている。これにより、基板Sの上面と下面に同時にスクライブラインを形成できる。
(2)位置決め装置
(2−1)全体構成
以下、図1〜図5を用いて、スクライブ装置100に備わる第1実施形態に係る位置決め装置1の具体構成を説明する。図2は、第1実施形態に係る位置決め装置の概略斜視図である。図3は、第1駆動機構の保持部の断面図である。図4は、第2駆動機構の保持部の断面図である。図5は、位置決め装置の上面図である。
第1実施形態に係る位置決め装置1は、「井桁」状に配置した棒状部材により基板保持ステージ11を支持しつつ、基板保持ステージ11を棒状部材に摺動させることで、基板保持ステージ11をX−Y平面内で移動し、Z方向の軸周りに回転できる。
位置決め装置1は、基板保持ステージ11と、第1軸受部材11aと、第2軸受部材11bと、一対の第1棒状部材12と、一対の第2棒状部材13と、一対の第1駆動機構14と、一対の第2駆動機構15と、を有する。基板保持ステージ11は、スクライブラインを形成する対象の基板Sを保持する平面部材である。本実施形態の基板保持ステージ11は、四角形の形状を有し、四角形の頂点のそれぞれから下方向(負のZ方向)に脚部11cが延びている。なお、基板保持ステージ11の形状は四角形に限られず、任意の形状とできる。
基板保持ステージ11の脚部11cには、その上部に四角形の一辺に平行な方向に延びる開口が設けられる。第1軸受部材11aは、この開口に嵌合された状態で、基板保持ステージ11の上部に固定されている。第1軸受部材11aは、例えば、エアベアリングなどの棒状部材を滑らかに摺動できる軸受である。
一方、脚部11cの下部には、第1軸受部材11aが嵌合された開口が延びる方向とは垂直な方向に延びる他の開口が設けられる。第2軸受部材11bは、この開口に嵌合された状態で、基板保持ステージ11の下部に固定されている。第2軸受部材11bは、例えば、エアベアリングなどの棒状部材を滑らかに摺動できる軸受である。
一対の第1棒状部材12は、長い柱状の部材である。図1及び図2に示すように、本実施形態の第1棒状部材12は、円柱状の部材であるが、角柱などの多角形の断面を有する柱状部材であってもよい。なお、第1棒状部材12の長さは、定盤(後述)の一辺の長さよりも長く、定盤の対角線の長さよりも若干長くしておくことがより好ましい。
一対の第1棒状部材12のそれぞれは、脚部11cの上部に固定された第1軸受部材11aを貫通する。これにより、一対の第1棒状部材12は、上記四角形の一辺(第1棒状部材12の長さ方向に平行な辺)とは垂直な方向に、四角形の他の一辺(第1棒状部材12の長さ方向とは垂直な辺)の長さだけ間隔を空けて配置される。
また、一対の第1棒状部材12が第1軸受部材11aを貫通することで、脚部11cに固定された第1軸受部材11aは、第1棒状部材12の表面上を摺動可能となる。すなわち、基板保持ステージ11は、一対の第1棒状部材12の表面上を摺動することで、第1棒状部材12の長さ方向に移動できる。さらに、一対の第1棒状部材12の一端には、一対の第1棒状部材12を連結するように、第1落下防止部材12aが設けられている。
一対の第2棒状部材13は、長い柱状の部材である。図1及び図2に示すように、本実施形態の第2棒状部材13は、円柱状の部材であるが、角柱などの多角形の断面を有する柱状部材であってもよい。なお、第2棒状部材13の長さは、定盤(後述)の一辺の長さよりも長く、定盤の対角線の長さよりも若干長くしておくことがより好ましい。
一対の第2棒状部材13のそれぞれは、脚部11cの下部に固定された第2軸受部材11bを貫通する。これにより、一対の第2棒状部材13は、上記四角形の一辺(第2棒状部材13の長さ方向に平行な辺)とは垂直な方向に、四角形の他の一辺(第2棒状部材13の長さ方向とは垂直な辺)の長さだけ間隔を空けて配置される。
また、一対の第2棒状部材13が第2軸受部材11bを貫通することで、脚部11cに固定された第2軸受部材11bは、第2棒状部材13の表面上を摺動可能となる。すなわち、基板保持ステージ11は、一対の第2棒状部材13の表面上を摺動することで、第2棒状部材13の長さ方向に移動できる。さらに、一対の第2棒状部材13の一端には、一対の第2棒状部材13を連結するように、第2落下防止部材13aが設けられている。
上記のように、第1軸受部材11aは脚部11cの上部において固定され、第2軸受部材11bは脚部11cの下部において固定されている。また、第2軸受部材11bは、第1軸受部材11aが延びる方向とは垂直方向に延びている。
軸受部材の上記配置により、第1軸受部材11aを貫通する一対の第1棒状部材12と、第2軸受部材11bを貫通する一対の第2棒状部材13は、脚部11cの配置位置、すなわち、基板保持ステージ11の四隅において、互いに垂直に交差する。つまり、一対の第1棒状部材12と一対の第2棒状部材13は「井桁」状に配置される。一対の第1棒状部材12及び一対の第2棒状部材13は、この「井桁」構造により、基板保持ステージ11を安定した状態で支持できる。
また、基板保持ステージ11は、互いに垂直に交差する第1棒状部材12及び第2棒状部材13を摺動可能であるので、これら2つの棒状部材が形成する平面(すなわち、X−Y平面)において任意の位置に移動できる。
一対の第1駆動機構14は、それぞれ、位置決め装置1のX方向の端部に設けられ、一対の第1棒状部材12の対応する端部を接続している。より具体的には、一対の第1棒状部材12の一端部に1つの第1駆動機構14が接続され、一対の第1棒状部材12の他端部に1つの第1駆動機構14が接続されている。各第1駆動機構14は、自身が接続した一対の第1棒状部材12の端部を、Y方向(第1方向の一例)に移動させる。
上記の構成により、一対の第1駆動機構14は、一対の第1棒状部材12の2つの端部を独立してY方向に移動できる。また、一対の第1駆動機構14は、一対の第1棒状部材12の端部をY方向に移動させることにより、基板保持ステージ11を一対の第2棒状部材13の表面上において摺動できる。すなわち、一対の第1駆動機構14は、基板保持ステージ11を第2棒状部材13の長さ方向に移動できる。
一対の第2駆動機構15は、それぞれ、位置決め装置1のY方向の端部に設けられ、一対の第2棒状部材13の対応する端部を接続している。より具体的には、一対の第2棒状部材13の一端部に1つの第2駆動機構15が接続され、一対の第2棒状部材13の他端部に1つの第2駆動機構15が接続されている。各第2駆動機構15は、自身が接続した一対の第2棒状部材13の端部を、X方向(第2方向の一例)に移動させる。
上記の構成により、一対の第2駆動機構15は、一対の第2棒状部材13の2つの端部を独立してX方向に移動できる。また、一対の第2駆動機構15は、一対の第2棒状部材13の端部をX方向に移動させることにより、基板保持ステージ11を一対の第1棒状部材12の表面上において摺動できる。すなわち、一対の第2駆動機構15は、基板保持ステージ11を第1棒状部材12の長さ方向に移動できる。
位置決め装置1は、定盤16を有する。定盤16は、1つの水平面(X−Y平面)が定義された重量のある部材である。定盤16は、X方向及びY方向を含む共通の水平面(X−Y平面)上に、一対の第1駆動機構14及び一対の第2駆動機構15を固定する。具体的には、一対の第1駆動機構14は、それぞれ、定盤16のX方向の端部に固定される。一方、一対の第2駆動機構15は、それぞれ、定盤16のY方向の端部に固定される。
定盤16に駆動機構を固定することにより、第1棒状部材12及び第2棒状部材13を、共通の水平面内で移動できる。その結果、基板保持ステージ11のX方向及びY方向における位置決め精度を高くできる。
定盤16は、例えば、御影石(グラナイト)製の石定盤である。その他、金属製の定盤を用いることもできる。
位置決め装置1は、支持部材17を有する。支持部材17は、基板保持ステージ11の脚部11cの下端部に設けられ、定盤16の共通の水平面に当接して基板保持ステージ11を支持する。支持部材17は、定盤16の水平面に当接した状態で、基板保持ステージ11の移動に従って、定盤16の水平面上を移動する。これにより、支持部材17は、基板保持ステージ11を、定盤16の水平面内で安定して移動できる。支持部材17は、例えば、エアパッドなどの緩衝部材である。
(2−2)駆動機構
次に、図2及び図3を用いて、上記の第1駆動機構14及び第2駆動機構15をより詳細に説明する。以下では、図2において、正のX方向に設けられた第1駆動機構14を例にとってその構造を説明する。
なお、第2駆動機構15は、構成部材の移動方向や回転軸が90°異なっていること(例えば、第1駆動機構14で「Y方向に移動」となっていれば、第2駆動機構15では「X方向に移動」となる)、保持部25(後述)が第2棒状部材13を保持すること、及び、図4に示すように保持部25(後述)にかさ上げ部材25b(後述)が存在しないことが、第1駆動機構14と異なっている。
第1駆動機構14は、回転軸部材21と、移動部材22と、駆動モータ23と、リニアガイド24と、保持部25と、を有する。
回転軸部材21は、長い円柱状の部材であって、その表面にネジ山が形成されている。回転軸部材21は、その一端が支持部21aにより支持され、他端がカップリング21bを介して駆動モータ23の出力回転軸に接続されている。この構成により、回転軸部材21は、長さ方向がY方向と平行になるように、定盤16のX方向の側面に保持される。
移動部材22は、回転軸部材21に螺合しており、回転軸部材21の回転に従って、Y方向に移動する。また、移動部材22の上部には、保持部25が固定されている。これにより、移動部材22は、回転軸部材21の回転に従って、保持部25をY方向に移動できる。移動部材22は、例えば、その内部に、回転軸部材21のネジ山に挿入される金属のボールを有するボールねじ部材である。
駆動モータ23は、カップリング21bを介して接続された回転軸部材21を、Y軸周りに回転させる。すなわち、駆動モータ23は、保持部25をY方向に移動させる駆動源である。また、駆動モータ23は、その正転と逆転を切り替えることで、保持部25をY方向の正方向又は負方向に移動できる。
なお、別の実施例として、上記の回転軸部材21と、移動部材22と、駆動モータ23により構成される駆動部分を、リニアモータに置き換えることができる。
リニアガイド24は、駆動モータ23の回転に従って、保持部25をY方向に移動させる。リニアガイド24は、ガイドレール24aと、ガイドブロック24bと、を有する。
ガイドレール24aは、定盤16の水平面上に固定され、Y方向に延びる。ガイドブロック24bは、保持部25に固定され、ガイドレール24a上をY方向にスライドする。ガイドブロック24bがガイドレール24aをスライドすることにより、保持部25を定盤16の水平面と平行に移動できる。
保持部25は、一対の第1棒状部材12の端部を保持する。以下、保持部25の構成の詳細を説明する。保持部25は、土台25aと、かさ上げ部材25bと、棒状部材保持部材25cと、回動機構25dと、を有する。
土台25aは、保持部25の土台となる部材である。土台25aの下面には、上記の移動部材22とガイドブロック24bが固定されている。その一方、土台25aの上面には、かさ上げ部材25bが固定されている。
かさ上げ部材25bは、土台25aから棒状部材保持部材25cまでの高さを調整することにより、棒状部材保持部材25cが第1棒状部材12を保持できるようにする。
棒状部材保持部材25cは、そのY方向の両端に開口を有し、その開口を第1棒状部材12の端部が貫通することで、当該第1棒状部材12を保持する。さらに、棒状部材保持部材25cは、下部にZ方向に延びる軸25eを有している。
なお、棒状部材保持部材25cの上記の開口には軸受部材が嵌合され、第1棒状部材12はその軸受部材を貫通する。これにより、第1棒状部材12は、棒状部材保持部材25cの開口(軸受部材)において、X方向に摺動可能となる。
回動機構25dは、その中心にZ方向に延びる開口を有し、当該開口に挿入された軸を回転させるベアリングなどの軸受部材である。回動機構25dのZ方向に延びる開口には、棒状部材保持部材25cの軸25eが挿入される。
これにより、棒状部材保持部材25cは、X方向及びY方向に垂直なZ軸周りに回動可能となる。すなわち、回動機構25dは、一対の第1棒状部材12の端部を、Z軸周りに回動させる。
図2に示すように、本実施形態においては、定盤16の正のX方向の側面に固定される駆動モータ23のY方向の配置位置と、定盤16の負のX方向の側面に固定される駆動モータ23のY方向の配置位置と、は逆となっている。これにより、回転軸部材21に設けられたねじ精度の影響を最小限にできる。
位置決め装置1は、制御部18を有する。制御部18は、位置決め装置1(及びスクライブ装置100)を制御する。制御部18は、CPU、記憶装置(RAM、ROM、SSDなどの記憶装置)と、各種インタフェースを有するコンピュータシステム(例えば、専用コントローラ、PLCなど)である。または、制御部18は、上記構成の一部又は全部が1チップに集積されたSoC(System on Chip)により実現されてもよい。
後述する位置決め装置1による基板の位置決め動作は、制御部18の記憶装置に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。その他、後述する位置決め動作の一部又は全部を、ハードウェアにより実現してもよい。
(3)位置決め装置による基板の位置決め動作
次に、図5〜図7を用いて、上記の構成を有する位置決め装置1を用いた基板Sの位置決め動作を説明する。図6は、位置決め装置における基板の角度補正動作を示す上面図である。図7は、位置決め装置における基板の位置の調整動作を示す上面図である。
以下の説明では、図5などに示すように、一対の第1駆動機構14のうち、正のX方向側の第1駆動機構14を第1駆動機構14aとし、負のX方向側の第1駆動機構14を第1駆動機構14bとする。また、一対の第2駆動機構15のうち、正のY方向側の第2駆動機構15を第2駆動機構15aとし、負のY方向側の第2駆動機構15を第2駆動機構15bとする。
まず、基板S(基板保持ステージ11)を現在位置でZ軸回りに回転させる場合の動作について説明する。基板Sを現在位置で回転させる場合、制御部18は、一対の第1駆動機構14a、14bを、それぞれ、X方向に互いに逆方向に移動させる。それと同時に、制御部18は、一対の第2駆動機構15a、15bを、それぞれ、Y方向に互いに逆方向に移動させる。このとき、制御部18は、一対の第1駆動機構14a、14b、及び、一対の第2駆動機構15a、15bを全て同一の速度で移動させる。これにより、一対の第1棒状部材12及び一対の第2棒状部材13に、曲げ応力等が加えられることを回避できる。
例えば、図6に示すように、一方の第1駆動機構14aを負のY方向に、他方の第1駆動機構14bを正のY方向に、互いに逆方向に移動させ、一方の第2駆動機構15aを正のX方向に、他方の第2駆動機構15bを負のX方向に、互いに逆方向に移動させる。
これにより、一対の第1棒状部材12がX軸に対して傾動(負のY方向に傾動)し、一対の第2棒状部材13がY軸に対して傾動(正のX方向に傾動)する結果、基板S(基板保持ステージ11)が、現在位置において、Z軸回りに時計回り(図6の場合)に回転する。なお、全駆動機構が上記とは逆方向に移動した場合には、基板S(基板保持ステージ11)は、現在位置において、Z軸回りに反時計回り(図6の場合)に回転する。
図6に示すように、基板保持ステージ11がZ軸回りに回転するときに、第1駆動機構14及び第2駆動機構15の棒状部材保持部材25cが、回動機構25dにより、Z軸回りに回動している。このように、本実施形態に位置決め装置1では、基板保持ステージ11の回転軸と、駆動機構の回転軸とが離間している。
このような構成により、本実施形態の位置決め装置1は、基板保持ステージ11(基板S)を高精度に回転できる。つまり、位置決め装置1は、基板Sの高精度な角度補正を実行できる。
次に、基板S(基板保持ステージ11)をX方向及び/又はY方向に移動させる場合の動作について説明する。基板SをX方向の成分を少なくとも含む方向に移動させる場合、制御部18は、一対の第2駆動機構15a、15bを、それぞれ、X方向における同一方向に移動させる。これにより、基板保持ステージ11が、少なくともX方向の成分を含む方向に延びる一対の第1棒状部材12に沿って移動する。
その一方、基板SをY方向の成分を少なくとも含む方向に移動させる場合、制御部18は、一対の第1駆動機構14a、14bを、それぞれ、Y方向における同一方向に移動させる。これにより、基板保持ステージ11が、少なくともY方向の成分を含む方向に延びる一対の第2棒状部材13に沿って移動する。
また、制御部18は、一対の第1駆動機構14a、14bのそれぞれを同一方向に移動させると同時に、一対の第2駆動機構15a、15bのそれぞれを同一方向に移動させる制御をすることもできる。これにより、基板S(基板保持ステージ11)を二方向に同時に移動させることができる。
なお、基板Sを平面内で移動させる場合、制御部18は、一対の第1駆動機構14を同一の速度で移動させ、一対の第2駆動機構15を同一の速度で移動させる。ただし、一対の第1駆動機構14の速度と一対の第2駆動機構15の速度とは、異なっていてもよい。
例えば、図7に示すように、図6のように基板保持ステージ11を回転後に、さらに、一対の第1駆動機構14a、14bのそれぞれを正のY方向に移動させると同時に、一対の第2駆動機構15a、15bのそれぞれを負のX方向に移動させる。これにより、一対の第1棒状部材12及び一対の第2棒状部材13が現在の傾動角度を維持しつつ移動し、基板S(基板保持ステージ11)をX−Y平面内の二方向に同時に移動できる。
(4)実施形態の共通事項
上記第1実施形態は、下記の構成及び機能を有している。
位置決め装置(例えば、位置決め装置1)は、基板(例えば、基板S)の位置及び向きを調節するための装置である。位置決め装置は、基板保持ステージ(例えば、基板保持ステージ11)と、一対の第1棒状部材(例えば、一対の第1棒状部材12)と、一対の第2棒状部材(例えば、一対の第2棒状部材13)と、第1軸受部材(例えば、第1軸受部材11a)と、第2軸受部材(例えば、第2軸受部材11b)と、一対の第1駆動機構(例えば、一対の第1駆動機構14)と、一対の第2駆動機構(例えば、一対の第2駆動機構15)と、を備える。
基板保持ステージは、基板を保持する。一対の第1棒状部材は、基板保持ステージの下部において所定の間隔を空けて並んで配置される。一対の第2棒状部材は、基板保持ステージの下部において所定の間隔を空けて並んで配置される。また、一対の第2棒状部材は、一対の第1棒状部材と交差する。
第1軸受部材は、第1棒状部材と第2棒状部材とが交差する位置で基板保持ステージに固定され、当該位置で第1棒状部材の表面上を摺動する。第2軸受部材は、第1棒状部材と第2棒状部材とが交差する位置で基板保持ステージに固定され、当該位置で第2棒状部材の表面上を摺動する。
一対の第1駆動機構は、それぞれが一対の第1棒状部材の端部に設けられ、一対の第1棒状部材の2つの端部を独立して第1方向(例えば、Y方向)に移動させる。一対の第2駆動機構は、それぞれが一対の第2棒状部材の端部に設けられ、一対の第2棒状部材の2つの端部を独立して第2方向(例えば、X方向)に移動させる。第2方向は、第1方向に対して垂直である。
上記の位置決め装置においては、基板保持ステージに固定された第1軸受部材が第1棒状部材の表面上で摺動することにより、基板保持ステージは第1方向に移動できる。また、基板保持ステージに固定された第2軸受部材が第2棒状部材の表面上で摺動することにより、基板保持ステージは第2方向に移動できる。
第1軸受部材及び第2軸受部材は第1棒状部材と第2棒状部材とが交差する位置において基板保持ステージに固定されているので、基板保持ステージが第1方向及び第2方向に移動するに際して、これら軸受部材は互いに相対移動しない。これにより、位置決め装置は、基板を第1方向及び第2方向に高精度に位置決めできる。
また、上記の位置決め装置は、回動機構(例えば、回動機構25d)を備えている。回動機構は、一対の第1駆動機構及び一対の第2駆動機構のそれぞれに設けられている。この回動機構は、基板保持ステージが第1方向及び第2方向に垂直な回転軸(例えば、Z軸)回りに回転するときに、一対の第1棒状部材の端部及び一対の第2棒状部材の端部を、基板保持ステージの回転軸に平行な軸回りに回動させる。
上記の構成を有する位置決め装置においては、基板保持ステージの回転軸と、駆動機構の回転軸とは互いに離間している。これにより、位置決め装置は、基板を高精度に角度補正できる。
2.他の実施形態
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
第1実施形態で説明した位置決め装置1は、スクライブ装置以外の加工装置において、加工部材(基板に限られない)の位置決めをする場合にも使用できる。また、加工装置以外にも、例えば、光学システムにおいて、光軸や光路の調整のために光学部材を位置決めする場合にも使用できる。
本発明は、加工対象などの部材の位置及び向きを調節する位置決め装置に広く適用できる。
100 スクライブ装置
1 位置決め装置
11 基板保持ステージ
11a 第1軸受部材
11b 第2軸受部材
11c 脚部
O1 ステージ開口
S 基板
12 第1棒状部材
12a 第1落下防止部材
13 第2棒状部材
13a 第2落下防止部材
14、14a、14b 第1駆動機構
15、15a、15b 第2駆動機構
21 回転軸部材
21a 支持部
21b カップリング
22 移動部材
23 駆動モータ
24 リニアガイド
24a ガイドレール
24b ガイドブロック
25 保持部
25a 土台
25b かさ上げ部材
25c 棒状部材保持部材
25d 回動機構
25e 軸
16 定盤
17 支持部材
18 制御部
3 スクライブ機構
SW スクライブホイール

Claims (9)

  1. 基板の位置及び向きを調節するための位置決め装置であって、
    前記基板を保持する基板保持ステージと、
    前記基板保持ステージの下部において所定の間隔を空けて配置される一対の第1棒状部材と、
    前記基板保持ステージの下部において所定の間隔を空けて配置され、前記一対の第1棒状部材と交差する一対の第2棒状部材と、
    前記第1棒状部材と前記第2棒状部材とが交差する位置で前記基板保持ステージに固定され、当該位置で前記第1棒状部材の表面上を摺動する第1軸受部材と、
    前記第1棒状部材と前記第2棒状部材とが交差する位置で前記基板保持ステージに固定され、当該位置で前記第2棒状部材の表面上を摺動する第2軸受部材と、
    それぞれが前記一対の第1棒状部材の端部に設けられ、前記一対の第1棒状部材の2つの端部を独立して第1方向に移動させる一対の第1駆動機構と、
    それぞれが前記一対の第2棒状部材の端部に設けられ、前記一対の第2棒状部材の2つの端部を独立して前記第1方向に対して垂直である第2方向に移動させる一対の第2駆動機構と、
    前記一対の第1駆動機構及び前記一対の第2駆動機構のそれぞれに設けられ、前記基板保持ステージが前記第1方向及び前記第2方向に垂直な回転軸回りに回転するときに、前記一対の第1棒状部材の端部及び前記一対の第2棒状部材の端部を、前記回転軸に平行な軸回りに回動させる回動機構と、
    を備える位置決め装置。
  2. 前記一対の第1駆動機構及び前記一対の第2駆動機構を、前記第1方向及び前記第2方向を含む共通の水平面で保持する定盤をさらに備える、請求項1に記載の位置決め装置。
  3. 前記基板保持ステージに設けられ、前記定盤の前記水平面に当接して前記基板保持ステージを支持する支持部材をさらに備える、請求項2に記載の位置決め装置。
  4. 前記一対の第1駆動機構のそれぞれを互いに逆方向に移動させ、かつ、前記一対の第2駆動機構のそれぞれを互いに逆方向に移動させることで、前記基板保持ステージを回転させる、請求項1〜3のいずれかに記載の位置決め装置。
  5. 前記一対の第1駆動機構のそれぞれを同一方向に移動させることで、前記基板保持ステージを前記第1方向に移動させる、請求項1〜4のいずれかに記載の位置決め装置。
  6. 前記一対の第2駆動機構のそれぞれを同一方向に移動させることで、前記基板保持ステージを前記第2方向に移動させる、請求項1〜5のいずれかに記載の位置決め装置。
  7. 基板の位置及び向きを調節するための位置決め装置であって、
    前記基板を保持する基板保持ステージと、
    前記基板保持ステージの下部において所定の間隔を空けて配置される一対の第1棒状部材と、
    前記基板保持ステージの下部において所定の間隔を空けて配置され、前記一対の第1棒状部材と交差する一対の第2棒状部材と、
    前記第1棒状部材と前記第2棒状部材とが交差する位置で前記基板保持ステージに固定され、当該位置で前記第1棒状部材の表面上を摺動する第1軸受部材と、
    前記第1棒状部材と前記第2棒状部材とが交差する位置で前記基板保持ステージに固定され、当該位置で前記第2棒状部材の表面上を摺動する第2軸受部材と、
    それぞれが前記一対の第1棒状部材の端部に設けられ、前記一対の第1棒状部材の2つの端部を独立して第1方向に移動させる一対の第1駆動機構と、
    それぞれが前記一対の第2棒状部材の端部に設けられ、前記一対の第2棒状部材の2つの端部を独立して前記第1方向に対して垂直である第2方向に移動させる一対の第2駆動機構と、
    前記一対の第1駆動機構及び前記一対の第2駆動機構のそれぞれに設けられ、前記基板保持ステージが前記第1方向及び前記第2方向に垂直な回転軸回りに回転するときに、前記一対の第1棒状部材の端部及び前記一対の第2棒状部材の端部を、前記回転軸に平行な軸回りに回動させる回動機構と、
    を備える位置決め装置と、
    前記位置決め装置の前記基板保持ステージに保持された前記基板にスクライブラインを形成するスクライブ機構と、
    を備える、スクライブ装置。
  8. 前記基板保持ステージは、前記基板の下面を露出させるステージ開口を有する、請求項7に記載のスクライブ装置。
  9. 前記スクライブ機構は、前記基板の上面側と下面側にそれぞれ設けられる、請求項8に記載のスクライブ装置。
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