JP4530479B2

JP4530479B2 - Precision processing equipment

Info

Publication number: JP4530479B2
Application number: JP2000152833A
Authority: JP
Inventors: 弘江田; 博民中野; 琢二田島; 和渡部
Original assignee: Hitachi Via Mechanics Ltd
Current assignee: Via Mechanics Ltd
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2020-05-24
Also published as: JP2001328065A

Description

【発明が属する技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばシリコンウェハ、磁気ディスク基板あるいは水晶発振子用基板等の極めて精密な形状精度と仕上面粗さを必要とする物品の加工を行なうための装置に係わるものであり、更に詳しくは、ワーク（被加工体）を把持し回転を与えるための装置を搭載するテーブルと、砥石等加工用の手段を装着し回転を与える装置を搭載するテーブルとを具備した精密加工装置に係わる。
【０００２】
【従来技術】
近年、コンピュータを中心とするいわゆる電子機器類の小型化、高性能化更には高生産性と低価格化といった必要性から、その重要部分を占めるＩＣ、ＬＳＩあるいは超ＬＳＩ等に対しては記憶容量や信頼性のアップ、生産に係るコストの低減の要求が急であり、併せて工業全体としては省力、省エネルギー化の要求が急である。かかる状況のなかで、これ等の素子やその周辺を支える部品の原材料となるシリコンウェハ、磁気ディスク基板あるいは水晶発振子用基板等に対してはその加工段階での寸法精度やあるいは面粗さの向上の要求が著しい。その反面、加工工程におけるコストの低減と生産性の格段の向上といった要求にも対応が迫られており、従って、全く新しい考えに基づいた加工の方法や装置自体の開発が必要となって来ている。
【０００３】
特に、ＩＣ、ＬＳＩあるいは超ＬＳＩの原材料であるシリコンウェハに対しては加工段階での厚さの均一化、寸法安定性あるいは面粗さの向上の要求が著しく、就中、鏡面を得るためのポリッシング加工における加工の条件や装置自体の精度と安定性に対する要求も格段に厳しさを増して来ている。即ち、具体的には、ｎｍ（ナノメーター）のレベルでの精度が求められて来ている。更に、ウェハから製品までの間の歩留まり向上、生産性の向上を目的としてウェハの直径（口径）の改善も盛んであり、口径３０ｃｍ（１２インチ）ウェハの生産も試験的に行なわれ始めている。
【０００４】
ＩＣ、ＬＳＩあるいは超ＬＳＩ等の電子部品は、シリコンあるいはその他の化合物半導体の単結晶のインゴットをスライスしたウェハに鏡面仕上げを施した上で、多数の微細な電気回路を書き込み分割した小片状の半導体素子チップを基に製造されるものであるが、その鏡面仕上げを施したシリコンウェハは以下の一連の製造プロセスを経て製造されるのが一般的であった。すなわち、単結晶引き上げ法によって製造されたシリコンの単結晶インゴットの外周研削を行なった後、結晶方向の位置決めの為の例えばオリエンテーションフラット加工を施し、内周刃ソーあるいはワイヤソーにてスライシングを行いアズカットウェハを得る。このアズカットウェハを、ベベリングによる外周部の面取りを行なった後、両面ラッピング加工により均一な厚みと平行度、平面度、真直度及びある程度の面粗さを持つまでに仕上げる。得られたラップドウェハを酸またはアルカリにてエッチング加工を行ないラッピングにより生じた加工ダメージ層を除去、然る後プレポリッシング、ポリッシングによる鏡面仕上げを行う。ここで得られる鏡面ウェハは、優れた面粗さと形状精度を持ったものでなくてはならない。３０ｃｍ（１２インチ）ウェハの最終鏡面仕上げ面の面粗さＲａは望ましくは１ｎｍ以下、平面度は０．２μｍ／３００ｍｍ以下であり、アズカットウェハから最終鏡面ウェハまでの加工量は両面で６０μｍ程度である。
【０００５】
上述の工程において、ラッピング、プレポリッシングあるいはポリッシング等に用いられる加工機は、例えば上下両面にあるいは上下いずれか一方に定盤を配した両面加工機あるいは片面加工機のことをいい、砥粒を含む加工液を供給しつつ、定盤の回転および負荷荷重（加工圧）の作用により加工を行なうものである。ワーク表面にかかる負荷荷重によりワークは擦過、摺擦されて加工が進展する。この場合被加工体への負荷荷重は例えば上定盤の荷重、片面機の場合は被加工体を把持するプレッシャープレートの自重のみで行う方式、これをエアシリンダーの逆圧で吊り上げ荷重を加減する方式、あるいはエアシリンダーの作用のみで負荷荷重をコントロールする方式（例えば特公平２−２９４７０号公報）等があるが、その制御の良否は被加工体の加工面の形状精度と加工効率および面粗さを左右する重要なファクターである。しかしながら、これらの加工は基本的には一定の負荷荷重による力制御方式の加工であるので、例えば、ダイヤモンド砥石を用いた強制切込み方式の加工とは異なり、送り量（切込み量）の極めてシビアな制御を必要とするものではない反面、このような方式では、前述のｎｍレベルでの極めて高精密な寸法精度、形状精度を得る目的に対しては追随が非常に困難な状況になって来ている。
【０００６】
また、ラッピング、プレポリッシングあるいはポリッシングという前述の各主要な操作は、従来は複数枚のワークを大型の加工機で同時加工を施すという方式が通常であった。しかしながら、ウェハのサイズの大口径化の傾向が進み、それに伴ない装置の大型化も進められて来たが、装置の大型化もそのハンドリング性から見て限度があり、また装置の大型化と同時に高精密化を進めることの困難さもあり、最近はむしろダイヤモンド砥石を用いた強制切込み方式を基礎として、一枚ずつ加工を行なういわゆる枚葉方式の検討も多く行われている。
【０００７】
シリコンウェハ等の加工に砥石による研削方式を用いる方法は、例えば弾性砥石を用いる方式（特公平６−７１７０８号公報）、あるいはダイヤモンド砥石を用いた方式（例えば特開昭６２−９９０７２号公報）が提案されているが、これらはいずれも従来のラッピング加工方式の延長であり、砥粒傷による不規則でかつ局部的に深い亀裂部分を有する加工変質層の発生が顕著であり、この層をエッチングによる処理で除去しても、その潜在的歪や亀裂の完全除去までは至らず、実用化には未だ問題を有するものであった。しかしながら、ダイヤモンド砥石を使用する方式は、ダイヤモンド砥粒の持つ高い研削能力とそれによる作業の高能率化の可能性は捨て難いものがあり、高番手のダイヤモンドカップ型砥石を用いて、その加工条件を変えながら、粗加工から最終の鏡面仕上げ加工まで一貫して行なう方法が試みられている。更に、ダイヤモンド砥石の加工性能の維持と加工効率向上を目的として、電解インプロセスドレッシング法を併用した加工方式の研究開発（例えば、特開平９−２３７７７１号公報）も盛んである。これらはいずれも高番手ダイヤモンド砥石を用い、枚葉式によりシリコンウェハの一貫加工を目的としたものである。
【０００８】
これらダイヤモンド砥石を応用した研削加工は、砥石の回転と、砥石を支持する主軸の送りと、ワークの位置決めの三つの動きを主要な動きとするものである。これらを精度よくコントロールすることにより精密加工を可能ならしめるのであるが、特に粗加工から超精密領域の加工までを一つの装置、機械で一貫して行なうためには、前述の主要な動きのうち、主軸の送りの制御を幅広い範囲で極めて精度よく行なうことが必要である。従来、一般的な切削あるいは研削加工におけるこの主軸の送り制御は例えば、精密ネジ、サーボモーターあるいは圧電アクチュエータよる送りを応用した方式等が多用されているが、幅広い範囲を精度よくカバーするという目的からは十分でなく、特に大荷重下で微細送りを極めて精密に行なう超精密加工領域での加工に対しては十分なものとは言い難かった。
【０００９】
更に、φ３００ｍｍあるいはそれ以上の大口径ウェハの加工の場合、それに求められる平面度は０．２μｍ／φ３００ｍｍ以下という極めて高いレベルであるため、機械本体や各部分を支持するベースが起こす熱変位が、ワーク軸と砥石軸の軸芯の微妙なズレに繋がり、ウェハの平坦度精度に悪影響を与えることが指摘されている。かかる問題点は小口径のウェハに対しては殆ど無視されるようなレベルである。即ち、この温度変化に伴なう装置全体の微妙な寸法変形の影響は、従来までは左程大きな問題ではなかったが、近年の大型化、高集積化の流れのなかで、ｎｍレベルでの精度を論ずる場合には問題となり、温度変化に伴う極めて微細なズレや傾きの補正、即ち、姿勢制御が必要となって来ている。
【００１０】
また、特願平１０−３１５２５９においては、サーボモータ装置と超磁歪アクチュエータの組み合わせによって砥石軸の送りを行なう精密平面加工機械が開示されている。この加工機械の場合、超磁歪アクチュエータの使用により大荷重の物品を極めて精密かつ正確に行なう微細送りの点においては良好であるが、前述の温度変化に伴う熱変位や運動中の加工力による変形の問題点に対応し、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸及びθ軸、ψ軸の微妙なズレを補正するための姿勢制御の点については解決されていない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、上述の従来の技術の持つ問題点に鑑み、鋭意検討を行ない、０．２μｍ／φ３００ｍｍ以下という超精密の平面度を持つ加工が可能な装置について検討した結果、加工方式を砥石を用いてインフィード（送り込み）切込みを行なう形態とし、砥石とワークとを各々独立したテーブル上に載置し、砥石軸とワーク軸が水平方向に対抗するように配置せしめ、位置決めを超精密ラップネジと超磁歪アクチュエータを併用して行ない、かつ常時超磁歪アクチュエータを用いて砥石軸とワーク軸との姿勢制御を行なうことで上述の超精密の平面度が達成しうることを見出し、本発明を完成したものであって、その目的となすところは粗加工から超精密鏡面仕上げ加工までを一貫して行なうことのできる精密加工装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的は、微細送りプレートおよび姿勢制御プレートよりなる変位テーブルと、精密移動テーブルとを有し、前記変位テーブルあるいは前記精密移動テーブルのいずれか一方の上には砥石とその回転装置が載置され、他の一方にはワークとその回転装置が載置され、砥石軸とワーク軸とは水平方向に対抗するように配置されてなり、砥石とワークとの位置決めおよび微細送りを前記精密移動テーブルの移動と前記変位テーブルの変位とで行ない、砥石軸とワーク軸とのズレの補正を前記変位テーブルに具備された姿勢制御機構を作動させて行なうことを特徴とする精密加工装置において、姿勢制御プレートが、一つの辺の最外側中央部にある接合点を介して２枚の板材が上下に連結した構造をなし、該接合点を構成する材料が弾性変形をする材料であり、上方に位置する板材の前記接合点のある辺に直交する一つの辺の前記接合点から離れた側に超磁歪アクチュエータの先端ロッドが当接するように１台の超磁歪アクチュエータが配置され、更に前記接合点の反対側の辺の開口部に、超磁歪アクチュエータの先端ロッドが前記上方に位置する板材の下部に当接するように２台の超磁歪アクチュエータが配置されたものであり、前記微細送りプレートは、平行四辺形の厚板を加工したものであり、その四辺に貫通溝を刻し四隅にブリッジ状の支点を残し、その支点を介して中央の架台がそれを囲む枠体の内面に支持懸垂されており、架台の一端に切欠部を設け、その位置に１台の超磁歪アクチュエータを枠体の内面に固定して配置し、そのロッドの先端が架台の切欠部の端面に当接するように配置されていることを特徴とする精密加工装置によって達成される。上述の精密加工装置においては微細送りプレートあるいは姿勢制御プレートのいずれか一方が、精密移動テーブル上に載置されていてもよい。
【００１３】
上述の精密加工装置においては、姿勢制御プレートは、一つの辺の最外側中央部にある接合点を介して２枚の板材が上下に連結した構造をなし、上方に位置する板材の前記接合点のある辺に直交する一つの辺に超磁歪アクチュエータの先端ロッドが当接するように超磁歪アクチュエータが配置され、更に前記接合点の反対側の辺の開口部に、超磁歪アクチュエータの先端ロッドが前記上方に位置する板材の下部に当接するように超磁歪アクチュエータが配置された構造のものである。前記接合点は、超磁歪アクチュエータの作用を効果的にするために、弾性変形をする材料にて構成されることが好ましい。また、精密移動テーブルは静圧空気案内と精密ラップネジを具備した構造のものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の精密加工装置は、前述の通り砥石を用いたインフィード（送り込み）切込みを行なう形態であるため、加工に当たっては、位置決めと切込み量の設定をｎｍ（ナノメーター）のレベルで極めて精密かつ正確に行なわなくてはならない。本発明においては、静圧空気案内と精密ラップネジを具備した精密移動テーブルによる１０ｎｍを設定単位とする高精度送り機構と、超磁歪アクチュエータを具備した変位テーブルによる１ｎｍを設定単位とする微細送り機構を併用するものである。例えば、砥石軸側にＮＣ制御の精密ラップネジによる高精度送り機構を設け、ワーク軸側には超磁歪アクチュエータによる微細送り機構を設けるが、これは逆であってもよいし、両機構が同じ側に設けられていてもよい。加工に際しては、所定の切込み量をいずれかの機構を用いて設定し、砥石主軸とワーク主軸を反対方向に高速回転させて接触させて行なう。従って、機能上、砥石主軸、ワーク主軸に要求されることは、高回転精度と剛性および熱変位特性である。
【００１５】
本発明の精密加工装置の具体例を図面を用いて説明する。図１は本発明の精密加工装置本体の外観を示す側面図である。ベッドＡ上に精密移動テーブルＢ及び変位テーブルＣが載置されており、精密移動テーブルＢ上には研削砥石およびその回転装置が置かれ、変位テーブルＣ上にはワークおよびその回転装置が置かれている。砥石主軸Ｄとワーク主軸Ｅはその面が対抗するようにＺ軸上に整列されている。精密移動テーブルＢは精密ラップネジ１の作用で静圧空気案内２に沿ってＺ軸方向に高精度送りが可能である。送りはＮＣ制御にて行なわれ、最小設定単位１０ｎｍの送りを行なうことができる。変位テーブルＣは微細送り機構を有する微細送りプレート３と姿勢制御機構を有する姿勢制御プレート４とから構成され、精密ラップネジ１’の作用で静圧空気案内２’に沿ってＸ軸方向への最小設定単位１０ｎｍの移動および位置決めが可能である。図面においては微細送りプレート３上に姿勢制御プレート４が乗った形になっているが、特に限定されるものでなく、逆であってもよい。図面に示される例においては、微細送りプレート３と姿勢制御プレート４があたかも一体構造の如くして変位テーブルＣを形成し、微細送りプレート３の作用でＺ軸方向への最小設定単位１ｎｍの送りを行なうことができるとともに、温度変化によるワーク軸の砥石軸に対するＺ軸方向の微細なズレを常時補正することができるものである。また、本発明においては微細送りプレートと姿勢制御プレートが必ずしも同じ変位テーブル上に載置されている必要はなく、いずれか一方が精密移動テーブル上に載置されていてもよい。
【００１６】
変位テーブルＣの構造および作用を、図２および図３を用いて具体的に説明する。図２は微細送りプレートの一実施例を示す説明図、図３は姿勢制御プレートの一実施例を示す説明図である。本発明においては微細送りプレート３を構成する材料は弾性変形が可能な素材であることが求められる。図２に示す微細送りプレート３は、平行四辺形の厚板を加工したものであり、その四辺に貫通溝５を刻し四隅にブリッジ状の支点６を残し、その支点６を介して中央の架台７がそれを囲む枠体８の内面に支持懸垂されている。架台７の一端に切欠部９を設け、その位置に超磁歪アクチュエータ１０を配置する。超磁歪アクチュエータ１０は枠体８の内面に固定されており、そのロッド１１の先端が架台７の切欠部の端面に当接するように配置されている。架台７は超磁歪アクチュエータ１０のロッド１１のＺ軸方向への直進運動作用によりＺ軸方向に微小変位が可能となっており、変位と同時にブリッジ状の支点６の作用により、バネ弾性を発現するようになっている。即ち、超磁歪アクチュエータで予荷重を与えれば変位し、予荷重を外せばもとの位置に戻るものであって、実使用においてはある一定の予荷重を与えて変位させた位置を固定位置としておけば、予荷重を加減することによって架台７をＺ軸方向の正負いずれの方向にも自在に変位可能である。このようなバネ弾性を発現するためには、材料が弾性変形が可能な素材であることが求められる。また、この微細送りプレートの上にはワーク及びその回転装置あるいは砥石及びその回転装置等、重量的には数百ｋｇｆに及ぶものを搭載するのであり、それを前述の支点６にて支えるのであるから、その材質は同時に剛性に富むものであることが求められる。このような性能を持った素材としては、具体的には、ある程度の厚みを持った鋼板等を用いることが好ましく、具体的には一体ものの鋼板を放電加工等の手段を用いて図２のような形状に加工する方法を例示することができる。
【００１７】
次に、図３の姿勢制御プレートの一実施例について説明する。図面において、姿勢制御プレート４を構成する平行四辺形の一辺の外側中央部には接合点１２があり、該接合点１２を介して上下２枚の板材１３、１４が配され中央部にはスリット１７（開口部）があるような形態をなしている。その上方の板材１３の、接合点１２のある辺に直交する一辺に、先端ロッド１１ａが当接するように超磁歪アクチュエータ１０ａが配されている。更に前記接合部の反対側の開口部に切欠き部１５、１６を設け、その中に超磁歪アクチュエータ１０ｂ、１０ｃを配置する。各々の超磁歪アクチュエータの先端ロッド１１ｂ、１１ｃは上方の板材１３の下部に当接されるようになっている。また、接合点１２は弾性変形が可能な素材から構成されることが求められる。
【００１８】
超磁歪アクチュエータ１０ａの先端ロッド１１ａのＸ軸方向への直進運動作用により上方板材１３は接合点１２を中心としたＹ軸回りの秒単位の微小角度（Δθ）での微小回転変位が可能となる。接合点１２を構成する素材は前述の通り弾性変形を行なう材料であるから、超磁歪アクチュエータで予荷重を与えれば変位し、予荷重を外せばもとの位置に戻ることを特徴とするものである。更に、超磁歪アクチュエータ１０ｂ、１０ｃの先端ロッド１１ｂ、１１ｃのＹ軸方向への直進作用により上方板材１３は接合点１２を中心としたＸ軸回り、Ｙ軸方向への秒単位の微小角度（Δψ）での微小傾斜変位が可能となる。即ち、超磁歪アクチュエータ１０ｂ、１０ｃの作用により、上方の板材１３は接合点１２のある辺を軸（Ｘ軸）としてスリット１７を上下に開閉するように変位することができる。すなわち、この両方向への微小角度での変位を制御することにより、Ｚ軸に沿って整列された砥石軸とワーク軸との間の微小なズレ（狂い）を補正することができる。具体的な補正の手段としては、温度変化に伴う各構成材料の微小寸法変位を予め予測計算しコンピュータに記憶せしめ、実測した実際の温度変化に伴なう微小変位を自動補正するようにしたものであって、コンピュータにて必要なΔθ、Δψの変位数値を各超磁歪アクチュエータに指令し、各超磁歪アクチュエータを作動せしめて装置の姿勢制御を行なうものである。このような性能を持った姿勢制御プレートを構成する素材としては、具体的には、ある程度の厚みを持った鋼板等を用いることが好ましく、具体的には、例えば一体ものの鋼板を放電加工等の手段を用いて中央部にスリット１７を入れ一部を接合部１２として残す方法を例示することができる。
【００１９】
本発明の変位テーブル、精密移動テーブルを構成する材料の材質については特に限定を行なうものではないが、上述の通り構造的に強靱であり剛性が高く、好ましい弾性変形を有し、バネ弾性を発現することが求められるほかに熱による変形の少ないことが求められるのであるから、具体的には鋼材、より現実的な具体的な好ましい例としては、熱による変形をできるだけ少なくしたもの、例えばオーステナイト鋼等を挙げることができる。
【００２０】
本発明でいう超磁歪アクチュエータとは、特定の希土類元素と、ニッケル、コバルト、鉄からなる鉄族元素との特定割合での合金の多結晶あるいは単結晶であって、磁界を与えると強い寸法変化を起こす超磁歪材料をアクチュエータとして応用したものである。通常は超磁歪材料よりなるロッドを中央におき、その周囲を駆動用のコイルで囲んだものであるが、上下に永久磁石を配したものは、オフセット電流により磁気バイアスをかける必要がなくその分だけジュール発熱を抑えることができる。本発明の超磁歪アクチュエータは、変位テーブルと精密移動テーブルを大荷重の物品を載置した状態で±数μｍの距離をナノメーターの精度で変位させるものであるから、ジュール発熱による変位量の狂いをできる限り少なくすることが求められ、従って、前述の永久磁石を内蔵するものを用いることが好ましい。
【００２１】
本発明の精密加工装置に使用される砥石については特に限定を受けるものではないが、前述の通りインフィード（送り込み）切込みを行なう形態であるので、剛性と研削力に勝れたダイヤモンド砥石を用いることが好ましい。また、その形状はカップ型とすることが好ましい。ここでいうダイヤモンドカップ型砥石とは、ダイヤモンド微粉を砥粒としてそれをフェノール等の硬質レジン、特殊合金、セラミックス等を結合材としたもの、あるいは電着等の手段を用いて固定化したものを指し、それをリング状としエッジ状の側面を使用面としたものである。用いるダイヤモンド砥粒のサイズ（番手）についても特に限定を受けないが、精密加工を目的とするためには少なくともＪＩＳ−Ｒ６００１（研磨剤の粒度）の規格において３０００番より細かい、つまりｄｖ−５０値が４．０±０．５μｍ以下のものを用いることが好ましい。
【００２２】
本発明の精密加工装置は多目的に使用されるが、特に超精密加工分野においてその特徴が生かされるものである。すなわち、シリコンウェハの鏡面仕上げ加工、結晶化ガラスの鏡面仕上げ加工、その他硬質難削材の精密加工等に用いられ、この目的に応用すれば、例えば、ラッピング、エッチング、プレポリッシング、ポリッシング等数段に亘る工程を短縮し、効率のよい加工を行なうことができるようになる。
【００２３】
以下実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、特にこれにより限定を行なうものではない。
【００２４】
【実施例】
図１に示す装置を用い、３００ｍｍサイズのシリコンウェハの加工を行なった。インゴッドからスライスしたアズカットウェハを粗ラッピングである程度平行を出し、仕上がり寸法に近いもので、かつ平行度の得られたものをワークとして用いた。砥石としては、ダイヤモンド微粉を用いたカップ型のメタルボンド砥石を用いた。加工液として水を用い、約１０分間の加工を行なった。その結果、０．８ｎｍＲａの面粗さを有する面を得ることができた。その間の取り代は約２μｍであり、平面度はφ３００ｍｍの径に対して０．２０μｍ以下を達成することができた。すなわち、通常の方法で行なえば、ラッピング、エッチング、プレポリッシング、ポリッシングという数段階の加工を要し、トータルすれば約３０分に及ぶ工程をわずか１工程、しかもわずか１０分間程度で行なうことができた。
【００２５】
【発明の効果】
以上述べた通り、本発明になる精密加工装置を用いることにより、従来数段階に及んでいたシリコンウェハの仕上げ加工を、一段階で行なうことを可能にし、しかもφ３００ｍｍという大口径のシリコンウェハに対して０．２０μｍ以下の平面度を達成することができた。これは従来の大きな問題点であった大口径ウェハへの対応を一気に可能にしたのみならず、工程自体の大幅な短縮と格段の精度向上を可能にしたものであり、また加工対象はシリコンウェハに限定されることなく、例えばセラミックス等の難削材あるいは複合素材等の加工をも可能としたものであり、その業界に資する影響は極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の精密加工装置一実施例の本体外観を示す側面図。
【図２】微細送りプレートの一実施例を示す説明図。
【図３】姿勢制御プレートの一実施例を示す説明図。
【符号の説明】
１、１’：超精密ラップねじ、２、２’：静圧空気案内、
３：微細送りプレート、４：姿勢制御プレート、５：貫通溝、６：支点、
７：架台、８：枠体、９：切欠部、
１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ：超磁歪アクチュエータ、
１１、１１ａ、１１ｂ、１１ｃ：ロッド、１２：接合点、
１３：上方板材、１４：下方板材、１５：切欠部、１６：切欠部、
１７：スリット、１８：砥石、１９：ワーク
Ａ：ベッドＢ：精密移動テーブルＣ：変位テーブル
Ｄ：砥石主軸Ｅ：ワーク主軸[Technical field to which the invention belongs]
[0001]
The present invention relates to an apparatus for processing an article that requires extremely precise shape accuracy and finished surface roughness, such as a silicon wafer, a magnetic disk substrate, or a crystal oscillator substrate. The present invention relates to a precision processing apparatus including a table on which a device for gripping a workpiece (workpiece) and applying rotation and a table on which a device for processing such as a grindstone is mounted and provided with a rotation device are mounted.
[0002]
[Prior art]
In recent years, because of the need for downsizing, high performance, and high productivity and low price of so-called electronic equipment centering on computers, storage capacity for ICs, LSIs, or super LSIs, etc., which occupy an important part of them. In addition, there is an urgent demand for higher reliability and a reduction in production costs. In addition, there is an urgent demand for labor and energy saving for the industry as a whole. Under such circumstances, silicon wafers, magnetic disk substrates, quartz crystal substrates, etc., which are the raw materials for these elements and the components that support them, have dimensional accuracy and / or surface roughness at the processing stage. The demand for improvement is significant. On the other hand, there is an urgent need to respond to the demands for cost reduction and productivity improvement in machining processes. Therefore, it is necessary to develop machining methods and equipment based on completely new ideas. Yes.
[0003]
In particular, for silicon wafers, which are raw materials for ICs, LSIs, and VLSIs, there is a significant demand for uniform thickness, dimensional stability, and surface roughness at the processing stage. The requirements for the processing conditions in polishing and the accuracy and stability of the apparatus itself are also becoming increasingly severe. Specifically, accuracy at the nm (nanometer) level has been demanded. Furthermore, the wafer diameter (diameter) is also being improved for the purpose of improving the yield from the wafer to the product and improving the productivity, and production of a wafer having a diameter of 30 cm (12 inches) has begun on a trial basis.
[0004]
Electronic parts such as ICs, LSIs, and VLSIs are small pieces that are obtained by applying a mirror finish to a wafer sliced from a single crystal ingot of silicon or other compound semiconductor, and then writing and dividing a large number of fine electrical circuits. Although manufactured on the basis of a semiconductor element chip, a mirror-finished silicon wafer is generally manufactured through the following series of manufacturing processes. That is, after grinding the single crystal ingot of silicon manufactured by the single crystal pulling method, orientation flat processing for positioning in the crystal direction is performed, and slicing is performed with an inner peripheral saw or a wire saw. Get a wafer. The as-cut wafer is chamfered at the outer peripheral portion by beveling, and then finished by double-sided lapping until it has uniform thickness, parallelism, flatness, straightness, and a certain degree of surface roughness. The obtained wrapped wafer is etched with acid or alkali to remove a processing damage layer caused by lapping, and then mirror-finished by pre-polishing and polishing. The mirror wafer obtained here must have excellent surface roughness and shape accuracy. The surface roughness Ra of the final mirror-finished surface of a 30 cm (12 inch) wafer is desirably 1 nm or less, the flatness is 0.2 μm / 300 mm or less, and the processing amount from the as-cut wafer to the final mirror wafer is approximately 60 μm on both sides. It is.
[0005]
In the above-mentioned process, a processing machine used for lapping, pre-polishing, polishing or the like refers to, for example, a double-sided processing machine or a single-sided processing machine in which a surface plate is arranged on both upper and lower sides or upper and lower sides, and includes abrasive grains. Processing is performed by the action of rotation of the surface plate and load load (processing pressure) while supplying the processing liquid. The workpiece is abraded and rubbed by the load applied to the workpiece surface, and the processing advances. In this case, the load applied to the workpiece is, for example, the load of the upper surface plate, and in the case of a single-sided machine, the load is applied only by the weight of the pressure plate that holds the workpiece, and this is adjusted by the back pressure of the air cylinder. There is a method, or a method of controlling the load load only by the action of the air cylinder (for example, Japanese Patent Publication No. 2-29470), etc., but the quality of the control depends on the shape accuracy and processing efficiency of the workpiece surface and surface roughness. It is an important factor that determines the size. However, since these processes are basically force control type processes with a constant load, for example, unlike a forced cutting type process using a diamond grindstone, the feed amount (cutting amount) is extremely severe. On the other hand, it does not require control, but with such a method, it is very difficult to follow the purpose of obtaining the extremely high dimensional accuracy and shape accuracy at the nm level described above. Yes.
[0006]
Further, each of the above-described main operations such as lapping, pre-polishing, or polishing has conventionally been performed by simultaneously processing a plurality of workpieces with a large processing machine. However, the trend toward larger wafer sizes has progressed, and along with this, the size of the device has been increased. However, the size of the device is limited due to its handling characteristics, and the size of the device has increased. At the same time, it is difficult to achieve high precision, and recently, a so-called single-wafer method, in which processing is performed one by one on the basis of a forced cutting method using a diamond grindstone, has been frequently studied.
[0007]
As a method of using a grinding method with a grindstone for processing a silicon wafer or the like, for example, a method using an elastic grindstone (Japanese Patent Publication No. 6-71708) or a method using a diamond grindstone (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 62-99072). Although these have been proposed, these are all extensions of the conventional lapping method, and the occurrence of irregularly processed and locally cracked layers due to abrasive scratches is prominent, and this layer is etched. Even if it was removed by the treatment according to, the potential distortion and cracks were not completely removed, and there was still a problem in practical use. However, the method using a diamond grindstone is difficult to throw away the high grinding ability of diamond abrasive grains and the possibility of higher work efficiency. Attempts have been made to consistently perform from rough machining to final mirror finishing while changing the process. Furthermore, for the purpose of maintaining the processing performance of diamond wheels and improving the processing efficiency, research and development of processing methods using an electrolytic in-process dressing method (for example, JP-A-9-237771) is also active. All of these are intended for the consistent processing of silicon wafers by a single wafer method using a high count diamond grindstone.
[0008]
Grinding using these diamond grinding wheels has three main movements: rotation of the grinding wheel, feeding of the spindle that supports the grinding wheel, and positioning of the workpiece. By controlling these with high precision, it is possible to perform precision machining. In particular, in order to consistently perform from rough machining to machining in the ultra-precise area with a single machine, machine, Therefore, it is necessary to control the feeding of the spindle with a very high accuracy within a wide range. Conventionally, for spindle control in general cutting or grinding, for example, a method using precision screw, servo motor or piezoelectric actuator feed is widely used, but for the purpose of accurately covering a wide range. Is not sufficient, and it is difficult to say that it is particularly sufficient for machining in the ultra-precision machining area where fine feed is performed extremely precisely under heavy loads.
[0009]
Furthermore, in the case of processing a large-diameter wafer of φ300 mm or more, since the flatness required for it is a very high level of 0.2 μm / φ300 mm or less, the thermal displacement caused by the machine body and the base supporting each part is It has been pointed out that this leads to a slight misalignment between the workpiece axis and the grinding wheel axis, which adversely affects the flatness accuracy of the wafer. Such a problem is almost negligible for a small-diameter wafer. In other words, the influence of subtle dimensional deformation of the entire device accompanying this temperature change has not been a major problem until now, but in the recent trend of larger size and higher integration, it is at the nm level. When discussing accuracy, it becomes a problem, and correction of extremely fine displacement and inclination accompanying temperature change, that is, attitude control is required.
[0010]
Japanese Patent Application No. 10-315259 discloses a precision plane processing machine that feeds a grindstone shaft by a combination of a servo motor device and a giant magnetostrictive actuator. In the case of this processing machine, the use of giant magnetostrictive actuators is good in terms of fine feed, which performs very precise and accurate processing of heavy loads, but deformation due to thermal displacement accompanying the above-mentioned temperature change and processing force during movement In response to this problem, the attitude control point for correcting subtle deviations in the X, Y, Z axis, θ axis, and ψ axis has not been solved.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In light of the above-described problems of the conventional techniques, the present inventors have conducted intensive studies and have studied a device capable of processing with ultra-precision flatness of 0.2 μm / φ300 mm or less. Infeed (feed) cutting is performed using a grindstone, and the grindstone and workpiece are placed on separate tables, and the grindstone axis and workpiece axis are arranged so as to oppose each other in the horizontal direction. It was found that the above-mentioned super-precision flatness can be achieved by using the lap screw and the giant magnetostrictive actuator together and constantly controlling the posture of the grindstone axis and the workpiece axis using the giant magnetostrictive actuator. Completion, the purpose of which is to provide precision machining equipment that can consistently perform from rough machining to ultra-precision mirror finishing .
[0012]
[Means for Solving the Problems]
The above-described object has a displacement table composed of a fine feed plate and an attitude control plate, and a precision movement table, and a grindstone and its rotating device are placed on either the displacement table or the precision movement table. On the other side, a work and its rotating device are placed, and the grindstone shaft and the work shaft are arranged so as to oppose each other in the horizontal direction, and the precision moving table performs positioning and fine feed between the grindstone and the work. In the precision machining apparatus , the posture control is performed by operating the posture control mechanism provided in the displacement table to correct the deviation between the grindstone shaft and the work shaft. The plate has a structure in which two plate members are vertically connected via a joint at the outermost central portion of one side, and the material constituting the joint is elastically deformed. One giant magnetostrictive actuator is arranged such that the tip rod of the giant magnetostrictive actuator comes into contact with the side away from the joining point of one side perpendicular to the side where the joining point of the plate material located above is located. In addition, two giant magnetostrictive actuators are arranged in the opening on the side opposite to the joint point so that the tip rod of the giant magnetostrictive actuator contacts the lower part of the plate located above. The fine feed plate is obtained by processing a parallelogram thick plate, engraved through-grooves on the four sides, leaving bridge-shaped fulcrums at the four corners, and a frame on which the central frame surrounds the fulcrum. It is supported and suspended from the inner surface of the body, and a notch is provided at one end of the gantry, and one giant magnetostrictive actuator is fixed to the inner surface of the frame at that position, and the tip of the rod is the notch of the gantry. Hit the end face It is accomplished by precision machining apparatus characterized by being arranged such that. In the precision processing apparatus described above, either the fine feed plate or the attitude control plate may be placed on the precision movement table.
[0013]
In the precision machining apparatus described above, the posture control plate has a structure in which two plate members are vertically connected via a joint point at the outermost central portion of one side, and the joint point of the plate member located above The giant magnetostrictive actuator is arranged so that the tip rod of the giant magnetostrictive actuator abuts on one side perpendicular to the side where the tip of the giant magnetostrictive actuator is in contact. In this structure, the giant magnetostrictive actuator is disposed so as to contact the lower portion of the plate material positioned above. In order to make the action of the giant magnetostrictive actuator effective, the joining point is preferably made of a material that elastically deforms. The precision moving table has a structure including a static pressure air guide and a precision wrap screw.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Since the precision machining apparatus of the present invention is in the form of infeed (feeding) cutting using a grindstone as described above, positioning and the setting of the cutting depth are extremely precise at the nm (nanometer) level in processing. It must be done accurately. In the present invention, a high-precision feed mechanism having a setting unit of 10 nm by a precision moving table having a static pressure air guide and a precision wrap screw, and a fine feed mechanism having a setting unit of 1 nm by a displacement table having a giant magnetostrictive actuator are provided. It is used together. For example, a high-precision feed mechanism using an NC-controlled precision lap screw is provided on the grindstone shaft side, and a fine feed mechanism using a giant magnetostrictive actuator is provided on the work shaft side, but this may be reversed, and both mechanisms are on the same side. May be provided. In machining, a predetermined cutting amount is set by using any mechanism, and the grindstone spindle and the work spindle are rotated at high speeds in opposite directions and brought into contact with each other. Therefore, high rotational accuracy, rigidity, and thermal displacement characteristics are required for the grinding wheel spindle and the workpiece spindle in terms of function.
[0015]
A specific example of the precision processing apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing the appearance of the precision processing apparatus main body of the present invention. A precision moving table B and a displacement table C are placed on the bed A, a grinding wheel and its rotating device are placed on the precision moving table B, and a workpiece and its rotating device are placed on the displacement table C. ing. The grindstone spindle D and the workpiece spindle E are aligned on the Z axis so that their surfaces oppose each other. The precision moving table B can be fed with high precision in the Z-axis direction along the static pressure air guide 2 by the action of the precision wrap screw 1. Feeding is performed by NC control, and feeding of a minimum setting unit of 10 nm can be performed. The displacement table C is composed of a fine feed plate 3 having a fine feed mechanism and an attitude control plate 4 having an attitude control mechanism. The displacement table C is the minimum in the X-axis direction along the static pressure air guide 2 'by the action of the precision wrap screw 1'. Movement and positioning of a setting unit of 10 nm are possible. Although the posture control plate 4 is on the fine feed plate 3 in the drawing, it is not particularly limited and may be reversed. In the example shown in the drawing, the fine feed plate 3 and the attitude control plate 4 form a displacement table C as if they were an integral structure, and the fine feed plate 3 acts to feed a minimum setting unit of 1 nm in the Z-axis direction. In addition, it is possible to always correct a fine shift in the Z-axis direction of the workpiece axis with respect to the grinding wheel axis due to a temperature change. In the present invention, the fine feed plate and the attitude control plate do not necessarily have to be placed on the same displacement table, and either one may be placed on the precision movement table.
[0016]
The structure and operation of the displacement table C will be specifically described with reference to FIGS. FIG. 2 is an explanatory view showing an embodiment of the fine feed plate, and FIG. 3 is an explanatory view showing an embodiment of the attitude control plate. In the present invention, the material constituting the fine feed plate 3 is required to be a material capable of elastic deformation. The fine feed plate 3 shown in FIG. 2 is obtained by processing a parallelogram thick plate. The through-grooves 5 are engraved on the four sides and bridge-shaped fulcrums 6 are left at the four corners. A gantry 7 is supported and suspended from the inner surface of a frame 8 surrounding the gantry 7. A notch 9 is provided at one end of the gantry 7 and a giant magnetostrictive actuator 10 is disposed at that position. The giant magnetostrictive actuator 10 is fixed to the inner surface of the frame body 8 and is disposed so that the tip of the rod 11 abuts the end surface of the notch portion of the gantry 7. The gantry 7 can be minutely displaced in the Z-axis direction by the action of the linear motion of the rod 11 of the giant magnetostrictive actuator 10 in the Z-axis direction, and exhibits spring elasticity by the action of the bridge-shaped fulcrum 6 simultaneously with the displacement. It is like that. In other words, if a preload is applied by a giant magnetostrictive actuator, the actuator will be displaced, and if the preload is removed, it will return to its original position. In actual use, the position displaced by applying a certain preload is used as the fixed position. In this case, the gantry 7 can be freely displaced in either the positive or negative direction in the Z-axis direction by adjusting the preload. In order to exhibit such spring elasticity, the material is required to be a material that can be elastically deformed. On the fine feed plate, a workpiece and its rotating device or a grindstone and its rotating device, such as a weight of several hundred kgf, are mounted and supported by the fulcrum 6 described above. Therefore, the material is required to have high rigidity at the same time. Specifically, it is preferable to use a steel plate having a certain thickness as a material having such performance, and specifically, using a means such as electric discharge machining of an integrated steel plate as shown in FIG. A method of processing into a simple shape can be exemplified.
[0017]
Next, an embodiment of the attitude control plate shown in FIG. 3 will be described. In the drawing, there is a junction 12 at the outer central portion of one side of the parallelogram constituting the attitude control plate 4, and two upper and lower plate members 13, 14 are arranged through the junction 12, and a slit is formed at the central portion. 17 (opening) is formed. A giant magnetostrictive actuator 10a is arranged on one side of the plate 13 above that which is perpendicular to the side where the joining point 12 is located so that the tip rod 11a abuts. Further, notches 15 and 16 are provided in the opening on the opposite side of the joint, and the giant magnetostrictive actuators 10b and 10c are disposed therein. The tip rods 11 b and 11 c of each giant magnetostrictive actuator are in contact with the lower part of the upper plate 13. Moreover, it is calculated | required that the joining point 12 is comprised from the raw material which can be elastically deformed.
[0018]
As a result of the linear motion of the tip rod 11a of the giant magnetostrictive actuator 10a in the X-axis direction, the upper plate 13 is capable of minute rotational displacement at a minute angle (Δθ) in seconds around the Y axis with the joint 12 as the center. . Since the material constituting the joint 12 is a material that undergoes elastic deformation as described above, it is characterized by being displaced when a preload is applied by a giant magnetostrictive actuator and returning to its original position when the preload is removed. is there. Further, the upper plate 13 is rotated around the X axis around the joint 12 by the linear motion of the tip rods 11b and 11c of the giant magnetostrictive actuators 10b and 10c in the Y axis direction, and a minute angle (Δψ in the Y axis direction). ) Can be moved at a slight inclination. That is, by the action of the giant magnetostrictive actuators 10b and 10c, the upper plate 13 can be displaced so as to open and close the slit 17 about the side where the junction 12 is located as the axis (X axis). That is, by controlling the displacement at a minute angle in both directions, it is possible to correct a slight deviation (deviation) between the grindstone axis aligned along the Z axis and the workpiece axis. As a specific means of correction, a minute dimensional displacement of each component material accompanying a temperature change is predicted and stored in a computer in advance, and a minute displacement accompanying an actually measured actual temperature change is automatically corrected. Therefore, the displacement numerical values of Δθ and Δψ required by a computer are commanded to each giant magnetostrictive actuator, and each giant magnetostrictive actuator is operated to control the attitude of the apparatus. Specifically, as a material constituting the attitude control plate having such performance, it is preferable to use a steel plate having a certain thickness, and specifically, for example, an integrated steel plate such as electric discharge machining is used. An example is a method in which a slit 17 is inserted in the central portion using a means and a part is left as the joint portion 12.
[0019]
The material of the material constituting the displacement table and the precision movement table of the present invention is not particularly limited, but as described above, it is structurally strong, has high rigidity, has favorable elastic deformation, and exhibits spring elasticity. In addition to being required to be deformed by heat, there is a demand for less deformation due to heat. Specifically, steel materials, and more realistic specific preferred examples include those with as little heat deformation as possible, such as austenitic steel. Etc.
[0020]
The giant magnetostrictive actuator referred to in the present invention is a polycrystal or single crystal of an alloy in a specific ratio of a specific rare earth element and an iron group element composed of nickel, cobalt, and iron, and a strong dimensional change when a magnetic field is applied. Is applied as an actuator. Normally, a rod made of a giant magnetostrictive material is placed in the center and surrounded by a drive coil. However, with permanent magnets on the top and bottom, there is no need to apply a magnetic bias due to the offset current. Only the Joule heating can be suppressed. Since the giant magnetostrictive actuator of the present invention displaces a distance of ± several μm with a precision of nanometer in a state where a heavy load article is placed on the displacement table and the precision moving table, the amount of displacement due to Joule heat generation is incorrect. Therefore, it is preferable to use the above-mentioned permanent magnet built-in.
[0021]
The grindstone used in the precision machining apparatus of the present invention is not particularly limited. However, since the infeed (feed) cutting is performed as described above, a diamond grindstone having excellent rigidity and grinding force is used. It is preferable. Further, the shape is preferably a cup shape. The diamond cup-type grindstone used here is a diamond fine powder made of abrasive grains, a hard resin such as phenol, a special alloy, a ceramic or the like, or a material fixed by means such as electrodeposition. It is a ring-like shape, and an edge-shaped side surface is a working surface. The size (count) of the diamond abrasive grains used is not particularly limited, but for the purpose of precision machining, it is at least finer than 3000 in the standard of JIS-R6001 (abrasive grain size), that is, a dv-50 value. Is preferably 4.0 ± 0.5 μm or less.
[0022]
Although the precision machining apparatus of the present invention is used for various purposes, its features are utilized particularly in the field of ultraprecision machining. In other words, it is used for mirror finishing of silicon wafers, mirror finishing of crystallized glass, precision processing of hard difficult-to-cut materials, etc. If applied for this purpose, for example, lapping, etching, pre-polishing, polishing, etc. Thus, it becomes possible to perform efficient processing.
[0023]
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not particularly limited thereto.
[0024]
【Example】
Using the apparatus shown in FIG. 1, a 300 mm silicon wafer was processed. An as-cut wafer sliced from an ingot was parallelized to a certain extent by rough lapping, and a wafer close to the finished size and having a parallel degree was used as a workpiece. As the grindstone, a cup-type metal bond grindstone using diamond fine powder was used. Processing was performed for about 10 minutes using water as the processing liquid. As a result, a surface having a surface roughness of 0.8 nmRa could be obtained. The machining allowance in the meantime was about 2 μm, and the flatness was able to achieve 0.20 μm or less with respect to the diameter of φ300 mm. In other words, if it is carried out by the usual method, it requires several steps of processing such as lapping, etching, pre-polishing and polishing, and the total process can be performed in only one step and only about 10 minutes. It was.
[0025]
【The invention's effect】
As described above, by using the precision processing apparatus according to the present invention, it is possible to perform silicon wafer finishing processing, which has been several steps, in one step, and for a silicon wafer having a large diameter of φ300 mm. And a flatness of 0.20 μm or less could be achieved. This not only made it possible to handle large-diameter wafers, which was a major problem in the past, but also made it possible to significantly shorten the process itself and significantly improve the accuracy of the process. However, it is possible to process difficult-to-cut materials such as ceramics or composite materials, for example, and the influence on the industry is extremely large.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing the appearance of a main body of an embodiment of a precision machining apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory view showing an embodiment of a fine feed plate.
FIG. 3 is an explanatory view showing an embodiment of an attitude control plate.
[Explanation of symbols]
1, 1 ': Ultra-precision wrap screw, 2, 2': Static pressure air guide,
3: fine feed plate, 4: attitude control plate, 5: through groove, 6: fulcrum,
7: frame, 8: frame, 9: notch,
10, 10a, 10b, 10c: Giant magnetostrictive actuator,
11, 11a, 11b, 11c: rod, 12: junction point,
13: Upper plate material, 14: Lower plate material, 15: Notch portion, 16: Notch portion,
17: Slit, 18: Grinding wheel, 19: Work A: Bed B: Precision moving table C: Displacement table D: Grinding wheel spindle E: Work spindle

Claims

微細送りプレートおよび姿勢制御プレートよりなる変位テーブルと、精密移動テーブルとを有し、前記変位テーブルあるいは前記精密移動テーブルのいずれか一方の上には砥石とその回転装置が載置され、他の一方にはワークとその回転装置が載置され、砥石軸とワーク軸とは水平方向に対抗するように配置されてなり、砥石とワークとの位置決めおよび微細送りを前記精密移動テーブルの移動と前記変位テーブルの変位とで行ない、砥石軸とワーク軸とのズレの補正を前記変位テーブルに具備された姿勢制御機構を作動させて行なうことを特徴とする精密加工装置において、姿勢制御プレートが、一つの辺の最外側中央部にある接合点を介して２枚の板材が上下に連結した構造をなし、該接合点を構成する材料が弾性変形をする材料であり、上方に位置する板材の前記接合点のある辺に直交する一つの辺の前記接合点から離れた側に超磁歪アクチュエータの先端ロッドが当接するように１台の超磁歪アクチュエータが配置され、更に前記接合点の反対側の辺の開口部に、超磁歪アクチュエータの先端ロッドが前記上方に位置する板材の下部に当接するように２台の超磁歪アクチュエータが配置されたものであり、前記微細送りプレートは、平行四辺形の厚板を加工したものであり、その四辺に貫通溝を刻し四隅にブリッジ状の支点を残し、その支点を介して中央の架台がそれを囲む枠体の内面に支持懸垂されており、架台の一端に切欠部を設け、その位置に１台の超磁歪アクチュエータを枠体の内面に固定して配置し、そのロッドの先端が架台の切欠部の端面に当接するように配置されていることを特徴とする精密加工装置。It has a displacement table composed of a fine feed plate and a posture control plate, and a precision movement table, and a grindstone and its rotating device are placed on either the displacement table or the precision movement table, and the other one The workpiece and its rotating device are placed on the wheel, and the grindstone shaft and the workpiece shaft are disposed so as to oppose each other in the horizontal direction. The positioning of the grindstone and the workpiece and the fine feed are performed by the movement of the precision moving table and the displacement. In the precision processing apparatus , the posture control plate includes one posture control plate, and the displacement control between the grinding wheel shaft and the workpiece shaft is performed by operating a posture control mechanism provided in the displacement table . A structure in which two plate members are vertically connected via a joint at the outermost central portion of the side, and the material constituting the joint is a material that elastically deforms. One giant magnetostrictive actuator is arranged so that the tip rod of the giant magnetostrictive actuator abuts on the side away from the joining point of one side orthogonal to the side where the joining point of the plate material positioned above is further, The two giant magnetostrictive actuators are arranged in the opening on the side opposite to the joining point so that the tip rod of the giant magnetostrictive actuator comes into contact with the lower part of the plate located above, the fine feed plate Is a machined parallelogram thick plate, with through-grooves on the four sides, leaving bridge-shaped fulcrums at the four corners, and a central frame supported on the inner surface of the frame surrounding the fulcrum. The suspension is suspended, a notch is provided at one end of the gantry, and one giant magnetostrictive actuator is fixed to the inner surface of the frame at that position so that the tip of the rod abuts the end surface of the notch of the gantry. Arranged Precision machining apparatus characterized by being.