CN115479760A - 测量治具、动作精度测量系统和动作精度测量方法 - Google Patents

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Abstract

提供测量治具、动作精度测量系统和动作精度测量方法。短时间高精度地测量直线移动机构的动作精度。动作精度测量方法测量具有支承工作台、作业单元以及直线移动机构的装置中的直线移动机构的动作精度，将具有平面状的底面、与底面对置且平行的平行面和经由直线状的边界线而与平行面连接且相对于平行面倾斜的倾斜面的测量治具载置于支承工作台，调整测量治具的朝向以使边界线与进给方向平行，并调整测量治具和白光干涉仪的位置以便利用白光干涉仪同时观测平行面和倾斜面，使支承工作台和作业单元在进给方向上相对地直线移动并利用白光干涉仪观测平行面和倾斜面从而观测干涉条纹的变化，并根据观测到的干涉条纹的变化推算直线移动机构的动作精度。

Description

测量治具、动作精度测量系统和动作精度测量方法
技术领域
本发明涉及用于测量使部件直线移动的直线移动机构的动作精度的测量治具、动作精度测量系统和动作精度测量方法。
背景技术
搭载有半导体器件的器件芯片由半导体晶片或封装基板、陶瓷基板、玻璃基板等形成。将交叉的多条分割预定线设定于半导体晶片等的正面上，在由该分割预定线划分的各区域内形成半导体器件，之后当将该半导体晶片等沿着分割预定线进行分割时，能够形成各个器件芯片。
在半导体晶片等的分割中，例如使用切削装置。切削装置具有：卡盘工作台(支承工作台)，其对半导体晶片等被加工物进行吸引保持；以及切削单元，其对该卡盘工作台所保持的被加工物进行切削。卡盘工作台支承于工作台基座。切削单元具有圆环状的切削刀具。
在对被加工物进行切削时，切削装置使切削刀具在与被加工物的正面垂直的面内旋转，使切削单元和卡盘工作台沿着加工进给方向相对地移动，由此使切削刀具沿着分割预定线切入至被加工物。然后，为了沿着其他分割预定线对被加工物进行切削，在与加工进给方向垂直的分度进给方向上使切削单元和卡盘工作台相对地移动。
切削装置具有用于使切削单元和卡盘工作台相对地移动的各种移动机构。更详细而言，具有使卡盘工作台等在加工进给方向上移动的加工进给单元和使卡盘工作台等在分度进给方向上移动的分度进给单元等直线移动机构。
在切削装置中，若这些直线移动机构未适当地进行动作，则无法对被加工物实施规定的切削加工，因此期望测量各直线移动机构的动作精度即纵摇(pitching)和偏摆(yawing)。并且，在测量直线移动机构的动作精度时，使用用于在切削时在切削刀具与被加工物接触的加工点的附近测量纵摇和偏摆的测量治具(参照专利文献1)。该测量治具安装于切削单元而进行使用。
专利文献1：日本特开2017-199777号公报
在使用该测量治具的情况下，在每次变更纵摇和偏摆等测量项目时，必须变更该测量治具的安装位置等。该安装位置的变更作业由作业者实施，因此成为在直线移动机构的动作精度的测量中花费时间的原因。另外，在期望测量的动作精度的测量项目中，除了纵摇和偏摆以外，还存在横摇(rolling)，但该测量治具无法用于横摇的测量。
发明内容
本发明是鉴于该问题点而完成的，其目的在于提供能够用于在短时间内高精度地测量直线移动机构的动作精度的测量治具、动作精度测量系统、动作精度测量方法。
根据本发明的一个方式，提供测量治具，其特征在于，该测量治具具有：平面状的底面；平行面，其与该底面对置且与该底面平行；以及倾斜面，其经由直线状的边界线而与该平行面连接且相对于该平行面倾斜。
优选该倾斜面相对于该平行面的斜率为1/15000以上且1/5000以下。
另外，根据本发明的另一方式，提供动作精度测量系统，其对具有支承工作台、作业单元以及直线移动机构的装置中的该直线移动机构的动作精度进行测量，其中，该支承工作台具有支承面，对物体进行支承，该作业单元对该支承工作台所支承的物体实施加工或测量中的任意作业，该直线移动机构使该作业单元和该支承工作台沿着进给方向相对地进行直线移动，其特征在于，该动作精度测量系统包含：白光干涉仪，其能够观测该支承工作台上的通过该作业单元对物体实施作业的作业点，该白光干涉仪以能够在与该进给方向垂直的方向上移动的方式连接于该作业单元；以及测量治具，其具有平面状的底面、与该底面对置且与该底面平行的平行面以及经由直线状的边界线而与该平行面连接且相对于该平行面倾斜的倾斜面，按照使该边界线朝向与该进给方向平行的方向并且使该测量治具定位于能够在该白光干涉仪的观测范围内同时观测该平行面和该倾斜面的位置的方式将该测量治具载置于该支承工作台上或能够支承该支承工作台的工作台基座上，一边使该直线移动机构进行动作而使该作业单元和该测量治具在该进给方向上相对地进行直线移动，一边利用该白光干涉仪观测该测量治具的该平行面和该倾斜面的干涉条纹的变化，并根据该干涉条纹的变化而推算该直线移动机构的动作精度。
优选该测量治具的该倾斜面相对于该平行面的斜率为1/15000以上且1/5000以下。
根据本发明的又一方式，提供动作精度测量方法，对具有支承工作台、作业单元以及直线移动机构的装置中的该直线移动机构的动作精度进行测量，其中，该支承工作台具有支承面，对物体进行支承，该作业单元对该支承工作台所支承的物体实施加工或测量中的任意作业，该直线移动机构使该作业单元和该支承工作台沿着进给方向相对地进行直线移动，其特征在于，该动作精度测量方法包含如下的步骤：载置步骤，在该支承工作台上或能够支承该支承工作台的工作台基座上载置测量治具，其中，该测量治具具有平面状的底面、与该底面对置且与该底面平行的平行面以及经由直线状的边界线而与该平行面连接且相对于该平行面倾斜的倾斜面；调整步骤，按照该测量治具的该边界线与该进给方向平行的方式调整该测量治具的朝向，并且按照能够利用与该作业单元连接的白光干涉仪同时观测该平行面和该倾斜面的方式调整该测量治具和该白光干涉仪的位置；干涉条纹观测步骤，一边通过该直线移动机构使该作业单元和该测量治具在该进给方向上相对地进行直线移动，一边利用该白光干涉仪观测该平行面和该倾斜面而观测干涉条纹的变化；以及动作精度推算步骤，根据所观测的该干涉条纹的变化而推算该直线移动机构的动作精度。
优选在该动作精度推算步骤中，根据在该作业单元和该测量治具相对地移动的期间所观测的该倾斜面的该干涉条纹的倾斜的最大变化量而推算该动作精度的偏摆精度，根据在该作业单元和该测量治具相对地移动的期间所观测的该干涉条纹的明度的最大变化量而推算该动作精度的纵摇精度，通过对该作业单元和该测量治具相对地移动的期间所观测的该平行面上是否产生干涉条纹或该倾斜面的该干涉条纹的条纹间隔的变化进行观测，推算该动作精度的横摇精度。
另外，优选该测量治具的该倾斜面相对于该平行面的斜率为1/15000以上且1/5000以下。
在本发明的一个方式的测量治具、动作精度测量系统和动作精度测量方法中，该测量治具具有：平面状的底面；平行面，其与该底面对置且与该底面平行；以及倾斜面，其经由直线状的边界线而与该平行面连接且相对于该平行面倾斜。在推算使支承工作台和作业单元相对地进行直线移动的直线移动机构的动作精度时，将该测量治具载置于支承工作台上或能够支承该支承工作台的工作台基座上。并且，一边通过与作业单元连接的白光干涉仪观测测量治具的上表面一边使直线移动机构进行动作。
根据此时通过白光干涉仪观测的该平行面和该倾斜面中的干涉条纹的变化，能够高精度地测量直线移动机构的动作精度。例如不仅能够评价偏摆或纵摇，还能够评价横摇。这里，该测量治具无需在变更动作精度的测量项目时重置于支承工作台，仅通过使直线移动机构进行一次动作就能够同时评价动作精度的各测量项目。即，当将测量治具与白光干涉仪一起使用时，能够迅速地测量直线移动机构的动作精度。
因此，根据本发明的一个方式，提供用于在短时间内高精度地测量直线移动机构的动作精度的测量治具、动作精度测量系统、动作精度测量方法。
附图说明
图1是示意性示出切削装置的立体图。
图2是示意性示出测量治具的立体图。
图3是示意性示出切削单元(作业单元)和测量治具的立体图。
图4是示意性示出白光干涉仪的光学系统的侧视图。
图5的(A)是示出干涉条纹的一例的照片，图5的(B)是示出干涉条纹的另一例的照片，图5的(C)是示出干涉条纹的又一例的照片，图5的(D)是示出干涉条纹的再一例的照片。
图6是示出直线移动机构的动作精度测量方法的各步骤的流程的流程图。
标号说明
1：测量治具；3：底面；5：平行面；7：边界线；9：倾斜面；2：切削装置(装置)；4：装置基台；6：X轴移动台；8：卡盘工作台；8a：保持面；8b：工作台基座；10：夹具；12：X轴导轨；14：X轴滚珠丝杠；16：X轴脉冲电动机；18：切削单元(作业单元)；18a：切削刀具；18b：主轴壳体；18c：主轴；20：排水路；22：支承构造；24：Y轴导轨；26：Y轴移动板；28：Y轴滚珠丝杠；28a：Y轴脉冲电动机；30：Z轴导轨；32：Z轴移动板；34：Z轴滚珠丝杠；36：Z轴脉冲电动机；38：拍摄单元；40：白光干涉仪；40a：观测区域；42：控制单元；44：白色光源；46：第1透镜；48：分束器；50：干涉物镜；50a：参考镜；52：第2透镜；54：阵列传感器；56：白色光；56a、56b、56c、56d：照片。
具体实施方式
参照附图，对本发明的一个方式的实施方式进行说明。首先，对使用本实施方式的测量治具的装置进行说明。使用测量治具的装置例如是对被加工物实施规定的加工的加工装置、或利用规定的方法测量试样的特性的测量装置。以下，以该装置是对被加工物进行切削的切削装置的情况为例进行说明，但该装置不限于切削装置。
图1是对由硅、碳化硅(SiC)、砷化镓(GaAs)或其他半导体等材料、或者蓝宝石、玻璃、石英等材料形成的大致圆板状的基板等被加工物进行切削的切削装置(装置)2。
在被加工物的正面上形成有IC(Integrated Circuit，集成电路)等多个器件。最终将被加工物按照每个器件进行分割，由此形成各个器件芯片。例如被加工物在粘贴于被环状的框架张紧的带的状态下被切削加工。
如图1所示，切削装置2具有支承各构成要素的装置基台4。在装置基台4的中央上部设置有：X轴移动台6；使X轴移动台6在X轴方向(加工进给方向)上移动的加工进给单元；以及覆盖该加工进给单元的排水路20。该加工进给单元具有与X轴方向平行的一对X轴导轨12，X轴移动台6以能够滑动的方式安装于X轴导轨12上。
在X轴移动台6的下表面侧设置有螺母部(未图示)，在该螺母部中螺合有与X轴导轨12平行的X轴滚珠丝杠14。在X轴滚珠丝杠14的一端部连结有X轴脉冲电动机16。当利用X轴脉冲电动机16使X轴滚珠丝杠14旋转时，X轴移动台6沿着X轴导轨12在X轴方向上移动。
例如在X轴移动台6上设置有工作台基座8b，在工作台基座8b上设置有用于对被加工物进行吸引、保持的卡盘工作台(支承工作台)8。不过，卡盘工作台8可以直接设置于X轴移动台6上。卡盘工作台8(工作台基座8b)与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，能够绕与卡盘工作台8的上表面垂直的旋转轴旋转。另外，卡盘工作台8(工作台基座8b)通过上述加工进给单元而在X轴方向上进行进给。
卡盘工作台8的正面(上表面)作为对被加工物进行吸引、保持的保持面8a。该保持面8a经由形成于卡盘工作台8的内部的流路(未图示)而与吸引源(未图示)连接。在该保持面8a的周围配设有用于固定借助带而保持被加工物的环状框架的夹具10。
在装置基台4的上表面上按照跨越加工进给单元的方式配置有支承构造22，支承构造22支承对被加工物进行切削的两个切削单元(作业单元)18。在支承构造22的前表面上部设置有：使两个切削单元18在Y轴方向(分度进给方向)上移动的分度进给单元；以及使两个切削单元18在Z轴方向(切入进给方向)上移动的切入进给单元。
在支承构造22的前表面上设置有与Y轴方向平行的一对Y轴导轨24。与各个切削单元18对应的两个Y轴移动板26以能够滑动的方式安装于Y轴导轨24上。在各个Y轴移动板26的背面侧(后表面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部中螺合有与Y轴导轨24平行的Y轴滚珠丝杠28。
在Y轴滚珠丝杠28的一端部连结有Y轴脉冲电动机28a。当利用Y轴脉冲电动机28a使Y轴滚珠丝杠28旋转时，对应的Y轴移动板26沿着Y轴导轨24在Y轴方向上移动。即，Y轴导轨24、Y轴移动板26、Y轴滚珠丝杠28和Y轴脉冲电动机28a构成分度进给单元。
另外，在各个Y轴移动板26的正面(前表面)上设置有与Z轴方向平行的一对Z轴导轨30。Z轴移动板32以能够滑动的方式安装于各个Z轴导轨30上。在Z轴移动板32的背面侧(后表面侧)设置有螺母部(未图示)，在该螺母部中螺合有与Z轴导轨30平行的Z轴滚珠丝杠34。在Z轴滚珠丝杠34的一端部连结有Z轴脉冲电动机36。
若利用Z轴脉冲电动机36使Z轴滚珠丝杠34旋转，则Z轴移动板32沿着Z轴导轨30在Z轴方向(切入进给方向)上移动。即，Z轴导轨30、Z轴移动板32、Z轴滚珠丝杠34和Z轴脉冲电动机36构成切入进给单元。
在两个Z轴移动板32各自的下部固定有：对被加工物进行加工的切削单元(作业单元)18；以及能够拍摄卡盘工作台8所保持的被加工物的拍摄单元38。若使Y轴移动板26在Y轴方向上移动，则切削单元18和拍摄单元38在Y轴方向(分度进给方向)上移动。若使Z轴移动板32在Z轴方向上移动，则切削单元18和拍摄单元38在Z轴方向(切入进给方向)上移动。
在图3中包含示意性示出切削单元18的立体图。切削单元18具有：主轴18c，其沿着与卡盘工作台8的保持面8a平行的方向即Y轴方向；以及圆环状的切削刀具18a，其安装于主轴18c的前端。主轴18c的另一端侧以能够旋转的方式收纳于主轴壳体18b，在主轴壳体18b的内部收纳有使主轴18c旋转的电动机等旋转驱动源(未图示)。
切削刀具18a例如具有圆盘状的基台。在基台的中央部设置有贯通该基台的大致圆形的安装孔，在将切削刀具18a安装于切削单元18时，主轴18c的前端通过该安装孔。在基台的外周部固定有用于切入至卡盘工作台8所保持的被加工物的环状的刃尖。刃尖也被称为磨具部。刃尖具有金刚石等磨粒以及分散固定该磨粒的结合材料。该结合材料例如由金属或树脂等形成。
返回图1继续说明切削装置2。在对被加工物进行切削时，预先通过拍摄单元38检测形成于被加工物的正面的器件、图案等，由此识别设定于被加工物的正面的分割预定线的位置。并且，按照分割预定线的延伸方向与切削装置2的加工进给方向一致的方式使卡盘工作台8旋转。并且，使加工进给单元和分度进给单元进行动作而将切削刀具18a定位于被加工物的分割预定线的延长线的上方。
并且，通过使主轴18c旋转而使切削刀具18a旋转，并按照切削刀具18a的刃尖的下端成为比被加工物的背面(下表面)靠下方的高度位置的方式调整切削单元18的高度。包含Z轴脉冲电动机36的切入进给单元将切削单元18定位于规定的高度位置。
使加工进给单元进行动作，使卡盘工作台8在加工进给方向上移动而进行加工进给，使切削刀具18a切入至被加工物而对该被加工物进行切削。在沿着一条分割预定线对被加工物进行了切削之后，使分度进给单元进行动作而将切削单元18进行分度进给，然后再次将卡盘工作台8进行加工进给而沿着其他分割预定线对被加工物进行切削。切削装置2这样逐渐对被加工物进行切削。
切削装置2还具有控制单元42。控制单元42具有对切削单元18、卡盘工作台8、各移动机构、拍摄单元38、白光干涉仪40(后述)等切削装置2的各构成要素进行控制的功能。控制单元42的功能例如作为装置控制用计算机的软件实现。
即，控制单元42由包含CPU等处理装置、闪存等存储装置的计算机构成。按照存储于存储装置的程序等软件使处理装置进行动作，由此控制单元42作为由软件和处理装置(硬件资源)进行协作的具体单元发挥功能。
如上所述，切削装置(装置)2具有加工进给单元、分度进给单元、和切入进给单元等多个直线移动机构。这些直线移动机构分别使卡盘工作台(支承工作台)8和切削单元(作业单元)18沿着特定的进给方向相对地进行直线移动。在切削装置2中，这些直线移动机构高精度地进行动作，由此能够高精度地加工被加工物。
反而言之，在切削装置2中，若这些直线移动机构未适当地进行动作，则无法对被加工物实施规定的切削加工。因此，期望测量各直线移动机构的动作精度。这里，关于直线移动机构的动作精度的评价项目，以加工进给单元的动作为例进行说明。加工进给单元具有使卡盘工作台(支承工作台)8在X轴方向(进给方向)上进行直线移动的功能。
在加工进给单元的动作精度存在问题的情况下，有时在该卡盘工作台8上产生以Z轴方向(与进给方向垂直的方向)为轴的旋转。该现象被称为偏摆(yawing)。另外，有时在卡盘工作台8上产生以Y轴方向(与进给方向垂直的方向)为轴的旋转。该现象被称为纵摇(pitching)。另外，有时在卡盘工作台8上产生以X轴方向(进给方向)为轴的旋转。该现象被称为横摇(rolling)。
在测量直线移动机构的动作精度时，例如使用日本特开2017-199777号公报所记载的测量治具。根据该测量治具，能够在切削刀具18a与被加工物接触时的加工点测量直线移动机构的动作精度。该测量治具安装于切削单元18而进行使用。
但是，在使用该测量治具的情况下，每当变更纵摇和偏摆等测量项目时，必须变更该测量治具在切削单元18上的安装位置。该安装位置的变更作业由作业者实施，因此成为直线移动机构的动作精度的测量花费时间的原因。另外，即使使用该测量治具，也无法测量横摇。
因此，在直线移动机构的动作精度的测量中，使用本实施方式的测量治具。图2是示意性示出本实施方式的测量治具1的立体图。接着，对测量治具1进行说明。测量治具1在经由卡盘工作台8(工作台基座8b)等而与作为动作精度的测量对象的直线移动机构接触的状态下与后述的白光干涉仪一起使用。
测量治具1例如由不锈钢等硬质的金属材料形成。测量治具1具有：平面状的底面3；与底面3对置且与底面3平行的平行面5；以及经由直线状的边界线7而与平行面5连接且相对于平行面5倾斜的倾斜面9。另外，在各图中，为了便于说明，显著强调了测量治具1的倾斜面9的斜率。
倾斜面9相对于平行面5的斜率优选为1/15000以上且1/5000以下。该斜率进一步优选为1/12500以上且1/7500以下，特别优选为1/11000以上且1/9000以下。并且，该斜率最优选为1/10000。
测量治具1的沿着边界线7的长度例如优选大于能够在卡盘工作台(支承工作台)8中作为加工点的区域的长度。即，优选大于保持面(支承面)8a的直径。例如在保持面8a的直径为300mm的情况下，优选测量治具1的长度为350mm左右。
另外，测量治具1的高度优选与卡盘工作台8等同，例如优选为20mm左右。如后所述，测量治具1有时载置于支承卡盘工作台8的工作台基座8b而进行使用。当测量治具1的厚度与卡盘工作台8等同时，载置于工作台基座8b的测量治具1的上表面与加工点的高度位置等同。并且，测量治具1的与高度和长度垂直的宽度优选为80mm左右。边界线7优选设置于宽度方向的中心附近。不过，测量治具1的各部分的尺寸不限于此，可以在能够通过后述的白光干涉仪40使平行面5和倾斜面9同时以充分宽的区域落入观测区域40a的范围内适当地确定。
在测量治具1发挥功能的方面特别重要的是：底面3、平行面5和倾斜面9分别具有高平坦性；底面3与平行面5以高精度平行；以及倾斜面9相对于平行面5的斜率在上述范围内。不过，有时在平行面5未以高精度与底面3平行的情况下，测量治具1也能够发挥功能。因此，若平行面5相对于底面3的斜率小于倾斜面9相对于平行面5的斜率，则底面3与平行面5可以不以高精度平行，有时底面3与平行面5可以不平行。另外，在后文详细叙述测量治具1的功能和使用方法。
接着，对与测量治具1一起使用的白光干涉仪进行说明。白光干涉仪例如与切削单元(作业单元)18连接而进行使用。在图3中示意性示出与切削单元18连接的白光干涉仪40。白光干涉仪40具有观测载置于卡盘工作台8的测量治具1的功能。
白光干涉仪40例如借助滚珠丝杠式的升降机构(未图示)而与切削单元18连接，能够沿着Z轴方向(与进给方向垂直的方向)移动。不过，升降机构不限于滚珠丝杠式。白光干涉仪40可以始终固定于切削单元(作业单元)18，也可以根据需要进行装卸。并且，通过该升降机构能够调整白光干涉仪40相对于测量治具1的距离，能够调整光路的长度。
接着，对白光干涉仪40的结构进行说明。图4是示意性示出白光干涉仪40的光学系统的最简单的结构例的侧视图。白光干涉仪40的光学系统在白光干涉仪40能够发挥规定的功能的方式中可以适当地变更结构。图4所示的白光干涉仪40由白色光源44、第1透镜46、分束器48、干涉物镜50、第2透镜52以及阵列传感器54构成。
白色光源44例如使用白色LED(Light Emitting Diode，发光二极管)或卤素灯等。白色光源44具有发出在可见光区域大范围地具有强度的白色光的功能。从白色光源44射出的白色光56到达第1透镜46。第1透镜46具有将白色光56变换成平行光的功能。利用第1透镜46变换成平行光的白色光56利用分束器48反射而行进至干涉物镜50。
干涉物镜50具有如下的功能：将白色光56分成两个，将其中的一方反射而返回，将另一方照射至测量治具1。干涉物镜50例如在内部具有将白色光56的一部分反射而返回的参考镜50a。不过，干涉物镜50不限于此。
照射至测量治具1的白色光56的该另一方被测量治具1反射而行进至干涉物镜50，返回至与白色光56的该一方相同的光路。合并的白色光56透过分束器48而通过第2透镜52会聚至阵列传感器54。阵列传感器54包含CMOS传感器或CCD传感器等受光元件，拍摄白色光56。
当利用阵列传感器54拍摄白色光56时，得到反映出分开并合并的白色光56的两个成分的光路差的干涉条纹(空间干涉图案)。即，在白色光56的两个成分的相位一致的部位，图案亮，在两个成分的相位偏移半波长的部位，图案暗。因此，根据利用阵列传感器54得到的干涉条纹，得到与测量治具1的上表面的高度分布相关的信息。
另外，白色光56是在宽的波长区域具有强度的低相干光，是可干涉距离(相干长)非常短的光。因此，在利用阵列传感器54观测的干涉条纹中，不包含定位于焦点高度附近的测量治具1的上表面以外的要素，以低噪音得到高的垂直方向分辨率。
图5的(A)是设想了通过白光干涉仪40观察测量治具1的边界线7附近得到的干涉条纹(空间干涉图案)而制作的照片56a。另外，该照片56a不是利用白光干涉仪40实际观察测量治具1而得到的观察图像，而是为了以下的说明制作的观察图像。因此，不能为了说明以外的目的而使用照片56a，照片56a不具有其他意义。
在照片56a的左半部分，明亮度大致均匀，在照片56a的右半部分，观测到沿着纵方向的一定间隔的多个条纹。这意味着，在白光干涉仪40的观测区域的左半部分，测量治具1的上表面相对于白光干涉仪40是均匀的高度，并且在该观测区域的右半部分，测量治具1的上表面以一定的斜率倾斜。即意味着，该观测区域的左半部分是平行面5，右半部分是倾斜面9，二者之间是边界线7。
这里，基于倾斜面9而产生的多个条纹的间隔或数量根据倾斜面9的斜率的大小而决定。当倾斜面9的斜率过小时，出现在观察图像的条纹的数量变少，如后述那样不容易检测到干涉条纹的变化。另一方面，当倾斜面9的斜率过大时，各条纹的间隔变得过小，难以区分相互相邻的两个条纹。因此，优选倾斜面9的斜率为上述大小。
将测量治具1载置在卡盘工作台(支承工作台)8上或能够支承卡盘工作台8的工作台基座8b上。并且，一边利用白光干涉仪40观察测量治具1的上表面一边使加工进给单元(直线移动机构)进行动作。此时，根据所得到的干涉条纹的变化，能推算该加工进给单元的动作精度。接着，对使用测量治具1和白光干涉仪40的直线移动机构的动作精度测量方法进行说明。图6是示出该动作精度测量方法的各步骤的流程的流程图。
在直线移动机构的动作精度测量方法中，首先实施载置步骤S10，将测量治具1载置于卡盘工作台(支承工作台)8或能够支承该卡盘工作台8的工作台基座8b。更详细而言，在载置步骤S10中，使测量治具1的底面3朝向卡盘工作台8的保持面8a，使该底面3与卡盘工作台8接触，使测量治具1的上表面(平行面5和倾斜面9)向上方露出。
或者，在载置步骤S10中，使测量治具1的底面3朝向取下了卡盘工作台8的工作台基座8b的上表面，使底面3与工作台基座8b接触，使测量治具1的上表面向上方露出。以下，以将测量治具1载置于取下了卡盘工作台8的工作台基座8b的情况为例进行说明。
接着，实施调整步骤S20，调整测量治具1的朝向和位置以及白光干涉仪40的位置。在图3中包含示意性示出在工作台基座8b上调整了朝向和位置的测量治具1的立体图。在调整步骤S20中，按照测量治具1的边界线7与进给方向(加工进给方向、X轴方向)平行的方式调整测量治具1的朝向。即，通过使希望测量动作精度的直线移动机构进行动作，使进行直线移动的要素的移动方向与测量治具1的边界线7的延伸方向一致。
并且，在调整步骤S20中，按照能够利用与切削单元(作业单元)18连接的白光干涉仪40同时观测测量治具1的平行面5和倾斜面9的方式调整测量治具1和白光干涉仪40的位置。特别是如图3所示，优选白光干涉仪40的观测区域40a定位于边界线7的一个端部附近。
例如作业者按照边界线7进入白光干涉仪40的观测区域40a的方式一边维持测量治具1的朝向一边在工作台基座8b上调整测量治具1的位置。或者，作业者一边利用白光干涉仪40观测测量治具1的上表面一边操作加工进给单元和分度进给单元，按照边界线7进入观测区域40a的方式调整切削单元18和测量治具1的位置。
在实施了调整步骤S20之后，可以一边调节白光干涉仪40的高度一边利用白光干涉仪40观察测量治具1的上表面。此时，在确认到图5的(A)的照片56a所示那样的干涉条纹的情况下，确认白光干涉仪40朝向适当的朝向。即，在观察图像的与平行面5对应的区域内未出现干涉条纹而是呈大致均匀的明亮度，在观察图像的与倾斜面9对应的区域内出现与边界线7平行的多个条纹，在该情况下，确认白光干涉仪40的朝向没有问题。
另一方面，在使白光干涉仪40进行动作而观测测量治具1的上表面时，在未得到照片56a所示那样的干涉条纹的观察图像的情况下，需要确认白光干涉仪40与切削单元18的连接状态而调整白光干涉仪40的朝向。例如白光干涉仪40可以借助用于调整朝向的双轴的测角台(gonio stage)而与切削单元18连接，可以利用该测角台而调整白光干涉仪40的朝向。
在确认了白光干涉仪40的朝向适当之后，实施干涉条纹观测步骤S30，观测利用白光干涉仪40而观测的干涉条纹的变化。在干涉条纹观测步骤S30中，一边通过加工进给单元(直线移动机构)使切削单元(作业单元)18和测量治具1在X轴方向(进给方向)上相对地进行直线移动一边沿着边界线7利用白光干涉仪40观测平行面5和倾斜面9。观测此时的干涉条纹的变化。
这里，加工进给单元可以在利用白光干涉仪40观测测量治具1的上表面时暂时停止。在该情况下，能够在测量治具1的上表面的各处精密地观测干涉条纹。或者，也可以在实施干涉条纹观测步骤S30的期间，不停止加工进给单元而是定期地使白光干涉仪40进行动作来观测测量治具1的上表面。在该情况下，能够缩短干涉条纹的观测所需的时间。
白光干涉仪40例如与切削装置(装置)2的控制单元42连接，将映现出通过观测而得到的干涉条纹的观察图像发送至控制单元42。控制单元42对从白光干涉仪40发送来的观察图像中映现的干涉条纹进行评价并存储评价结果，制作与干涉条纹的变化相关的信息。
在干涉条纹观测步骤S30之后，实施动作精度推算步骤S40，根据所观测的干涉条纹的变化而推算加工进给单元(直线移动机构)的动作精度。接着，对推算加工进给单元的动作精度的方法进行说明。在动作精度推算步骤S40中，例如推算加工进给单元(直线移动机构)的动作精度的偏摆精度、纵摇精度以及横摇精度。
在加工进给单元的偏摆精度低的情况下，在使切削单元18和工作台基座8b在X轴方向(进给方向)上相对地移动的期间，在工作台基座8b上产生以Z轴方向(与进给方向垂直的方向)为轴的旋转。因此，在干涉条纹观测步骤S30中，在利用白光干涉仪40观测测量治具1的上表面而得到的观察图像中产生变化。
图5的(B)是设想在产生偏摆时通过白光干涉仪40观察测量治具1的边界线7附近得到的干涉条纹(空间干涉图案)而制作的照片56b。另外，该照片56b也与照片56a同样地，不是利用白光干涉仪40实际观察测量治具1而得到的观察图像，而是为了以下的说明制作的观察图像。
当产生偏摆时，在映现出干涉条纹的观察图像中产生整体的倾斜。更详细而言，测量治具1的边界线7和出现在倾斜面9的区域的干涉条纹以相同的角度相对于X轴方向(进给方向)倾斜。并且，该倾斜角的大小相当于偏摆精度的高低。因此，在切削单元(作业单元)18和测量治具1相对地进行直线移动的期间，利用白光干涉仪40从测量治具1的边界线7的一端到另一端进行观测，根据所得到的各观察图像，测量倾斜面9等的干涉条纹的倾斜角。
于是，能够根据倾斜角的变化的趋势而评价偏摆的趋势，根据倾斜角的最大变化量，推算加工进给单元(直线移动机构)的动作精度中的偏摆精度。例如在所得到的一系列的观察图像中，在倾斜面9等的干涉条纹的倾斜角的变化充分小且边界线7等始终沿着X轴方向(进给方向)的情况下，可以说偏摆精度良好。
另外，在加工进给单元的纵摇精度低的情况下，在使切削单元18和工作台基座8b在X轴方向(进给方向)上相对地移动的期间，在工作台基座8b上产生以Y轴方向(与进给方向垂直的方向)为轴的旋转。此时，在利用白光干涉仪40观测测量治具1的上表面而得到的观察图像中产生变化。
图5的(C)是设想在产生纵摇时通过白光干涉仪40观察测量治具1的边界线7附近得到的干涉条纹而制作的照片56c。另外，该照片56c也与照片56a同样地，不是利用白光干涉仪40实际观察测量治具1而得到的观察图像，而是为了以下的说明制作的观察图像。
当产生纵摇时，测量治具1的上表面与白光干涉仪40的距离发生变化，在映现出干涉条纹的观察图像中产生中心的偏移或干涉条纹的明度变化、各条纹沿着Y轴方向的平行移动等现象。这些观察图像的中心的偏移量、干涉条纹的明度的变化量、各条纹的移动量相当于纵摇精度的高低。因此，对在切削单元18和测量治具1相对地移动的期间观测的该干涉条纹的明度的变化等进行测量。
于是，能够根据明度的变化的趋势而评价纵摇的趋势，根据明度的最大变化量而推算加工进给单元(直线移动机构)的动作精度中的纵摇精度。例如在所得到的一系列的观察图像中，在干涉条纹的明度的变化充分小、干涉条纹的明度一定的情况下，可以说纵摇精度良好。
另外，在根据观察图像的中心的偏移评价纵摇的趋势的情况下，例如在观察图像中确认到中心的偏移时，停止加工进给单元的动作，使白光干涉仪40升降。此时，能够根据至观察图像的焦点再次对准为止的白光干涉仪40的升降量评价纵摇量。并且，可以反复进行卡盘工作台8等的移动和白光干涉仪40的升降而评价纵摇的趋势，将白光干涉仪40最高时的高度与最低时的高度的差作为纵摇精度进行推算。
另外，在加工进给单元(直线移动机构)的横摇精度低的情况下，在使切削单元18和工作台基座8b在X轴方向(进给方向)上相对地移动的期间，在工作台基座8b上产生以X轴方向(进给方向)为轴的旋转。此时，在利用白光干涉仪40观测测量治具1的上表面而得到的观察图像中产生变化。
图5的(D)是设想在产生横摇时通过白光干涉仪40观察测量治具1的边界线7附近得到的干涉条纹而制作的照片56d。另外，该照片56d也与照片56a同样地，不是利用白光干涉仪40实际观察测量治具1而得到的观察图像，而是为了以下的说明制作的观察图像。
当产生横摇时，测量治具1的平行面5倾斜，平行面5的各处的高度不均匀，因此在平行面5上确认到干涉条纹。另外，倾斜面9的各处的高度也发生变化，因此根据横摇的大小，在倾斜面9上产生的干涉条纹的条纹间隔发生变化。因此，当对切削单元18和测量治具1相对地移动的期间所观测的平行面5上是否产生干涉条纹或倾斜面9的干涉条纹的条纹间隔的变化进行观测时，能够评价横摇的趋势。
例如根据条纹间隔的变化的最大变化量，推算加工进给单元(直线移动机构)的动作精度中的横摇精度。另外，在所得到的一系列的观察图像中，在条纹间隔的变化充分小、在平行面5上没有出现条纹的情况下，可以说横摇精度良好。
在使用测量治具1推算加工进给单元(直线移动机构)的动作精度的结果是确认到该动作精度不满足规定的水准的情况下，可以进行加工进给单元的保养或更换。然后，可以同样地推算加工进给单元(直线移动机构)的动作精度。在确认到该动作精度满足规定的水准的情况下，确认实现了用于利用切削装置2适当地加工被加工物的一个条件。
切削装置2中的各直线移动机构的动作精度的推算例如可以在对工厂等设置切削装置2时实施。或者，可以在运用切削装置2而经过了规定的期间之后实施。由此，切削装置2维持能够高精度地加工被加工物的状态。并且，根据本实施方式的测量治具1，能够迅速地实施该动作精度的推算，因此能够更多地确保切削装置2的运转时间。
如以上所说明的那样，测量治具1具有与底面3平行的平行面5以及相对于平行面5略微倾斜的倾斜面9，因此通过与白光干涉仪40组合使用而高精度地推算直线移动机构的动作精度。此时，不需要按照每个动作精度的项目进行测量治具1的重置等。即，仅通过使直线移动机构进行一次动作，就能够在极短时间内多角度且高精度地推算动作精度。
另外，在上述说明中，对直线移动机构是切削装置2的加工进给单元而使用测量治具1和白光干涉仪40推算加工进给单元的动作精度的情况进行了说明，但作为动作精度的测量对象的直线移动机构不限于此。即，可以使用测量治具1和白光干涉仪40通过同样的方法推算分度进给单元的动作精度。
另外，可以使用测量治具1和白光干涉仪40推算切削装置2的切入进给单元的动作精度。切入进给单元是使切削单元18相对于卡盘工作台8升降的直线移动机构。
因此，例如使测量治具1直立地固定于卡盘工作台8的保持面8a或工作台基座8b的上表面上。此时，使测量治具1的上表面朝向Y轴方向的切削单元18侧。并且，使白光干涉仪40朝向测量治具1而固定于切削单元18。然后，使切入进给单元进行动作而使切削单元18升降，并且利用白光干涉仪40沿着边界线7观测测量治具1的平行面5和倾斜面9。于是，根据所得到的干涉条纹的变化，推算切入进给单元的动作精度。
另外，在上述说明中，对在工作台基座8b(卡盘工作台8)上载置测量治具1并在切削单元18上连接白光干涉仪40的情况进行了说明，但测量治具1和白光干涉仪40也可以相互替换而使用。即，可以将测量治具1固定于切削单元18，将白光干涉仪40载置于工作台基座8b(卡盘工作台8)，利用白光干涉仪40观测测量治具1的上表面。重要的是：使测量治具1与通过直线移动机构而移动的要素和不移动的要素中的一方接触，使白光干涉仪40与另一方接触。
另外，在上述说明中，对使用测量治具1和白光干涉仪40在具有切削单元18的切削装置2中推算加工进给单元等直线移动机构的动作精度的情况进行了说明，但测量治具1和白光干涉仪40的用途不限于此。例如在使显微镜扫描而检查移动台所支承的试样的检查装置中，可以通过测量治具1和白光干涉仪40而推算使移动台和显微镜相对地进行直线移动的直线移动机构的动作精度。
当使用测量治具1和白光干涉仪40时，在组装有使支承工作台和作业单元相对地进行直线移动的直线移动机构的所有装置中，推算该直线移动机构的动作精度。并且，测量治具1和白光干涉仪40无需专属地使用于特定的装置，可以作为直线移动机构的动作精度测量系统而广泛使用。即，本实施方式的测量治具1可以与白光干涉仪40一起构成动作精度测量系统。
该动作精度测量系统测量对具有支承工作台、作业单元以及直线移动机构的装置中的该直线移动机构的动作精度进行测量，其中，该支承工作台具有支承面，对物体进行支承，该作业单元对该支承工作台所支承的物体实施加工或测量中的任意作业，该直线移动机构使该作业单元和该支承工作台沿着进给方向相对地进行直线移动。动作精度测量系统包含白光干涉仪40和测量治具1。
白光干涉仪40能够观测该支承工作台上的通过该作业单元对物体实施作业的作业点，以能够在与该进给方向垂直的方向上移动的方式连接于该作业单元。测量治具1具有：平面状的底面3；与底面3对置且与底面3平行的平行面5；以及经由直线状的边界线7而与平行面5连接且相对于平行面5倾斜的倾斜面9。
并且，按照使边界线7朝向与该进给方向平行的方向并且使测量治具1定位于能够在白光干涉仪40的观测范围内同时观测平行面5和倾斜面9的位置的方式将测量治具1载置于该支承面。接着，一边使该直线移动机构进行动作而使该作业单元和该支承工作台在该进给方向上相对地进行直线移动，一边利用白光干涉仪40观测测量治具1的平行面5和倾斜面9的干涉条纹的变化。并且，根据该干涉条纹的变化，推算该直线移动机构的动作精度。
另外，在上述实施方式中，对白光干涉仪40将在宽波长区域具有强度的白色光照射至测量治具1而观测干涉条纹的情况进行说明，但白光干涉仪40照射至测量治具1的光不限于白色光。例如也可以通过使用单色光的相位交叉法检测平行面5和倾斜面9的各处的高度、即各面的倾斜。
另外，对为了观测干涉条纹而使用白光干涉仪40的情况进行了说明，但本发明的一个方式不限于此。即，可以代替白光干涉仪40而使用激光干涉仪来观测干涉条纹。
另外，在上述实施方式中，说明了在将测量治具1载置于工作台基座8b而利用白光干涉仪40观测测量治具1的上表面时除了倾斜面9以外还在平行面5上出现干涉条纹的情况下对白光干涉仪40的朝向进行调整。但是，在该情况下，可以不必调整白光干涉仪40的朝向。
对于推算直线移动机构的动作精度来说重要的要素是使直线移动机构进行动作时的白光干涉仪40所观测的干涉条纹的变化。即，即使最初未调整白光干涉仪40的朝向，若能够适当地检测直线移动机构的动作时的干涉条纹的变化，则能适当地推算直线移动机构的动作精度。例如若在使直线移动机构进行动作的期间在平行面5上观测的干涉条纹没有变化，则理解为直线移动机构的动作精度高。
另外，在上述实施方式中，以测量治具1的底面3与平行面5高精度地平行的情况为例进行了说明，但平行面5可以相对于底面3倾斜。在该情况下，在利用白光干涉仪40观测测量治具1的上表面时，平行面5不会成为均匀的明度，除了倾斜面9以外，在平行面5上也会出现干涉条纹。但是，根据使直线移动机构进行动作期间的平行面5的干涉条纹的变化，也能够推算直线移动机构的动作精度。因此，平行面5可以不与底面3高精度地平行。
另外，在上述实施方式中，以载置于取下了卡盘工作台8的工作台基座8b而使用测量治具1的情况为例进行了说明，但测量治具1也可以载置于卡盘工作台8而进行使用。例如在不具有工作台基座8b而在直线移动机构上直接连接有卡盘工作台8的装置中，有时不容易取下卡盘工作台8。在该情况下，将测量治具1载置于卡盘工作台8的保持面8a上而进行使用。
另外，在具有工作台基座8b的装置中，也可以将测量治具1载置于卡盘工作台8的保持面8a上而进行使用。在该情况下，不将卡盘工作台8从工作台基座8b取下而能够使用测量治具1，并且在推算了直线移动机构的动作精度之后，仅通过使测量治具1从卡盘工作台8移动就能够马上使用装置。因此，直线移动机构的动作精度的测量效率提高，装置的运转效率也提高。
但是，卡盘工作台(支承工作台)8基本上按照底面与保持面8a平行的方式进行制造，但底面与保持面8a的倾斜的精度或卡盘工作台8的厚度分布存在一定的偏差。因此，在将测量治具1载置于卡盘工作台8的保持面8a上时，有时由于卡盘工作台8的形状而使测量治具1的上表面倾斜。因此，在如上述实施方式那样将测量治具1载置于工作台基座8b而进行使用的情况下，不受卡盘工作台8的形状影响而推算直线移动机构的动作精度。
除此以外，上述实施方式的构造、方法等只要不脱离本发明的目的的范围，则可以适当地变更并实施。

Claims (7)

1.一种测量治具，其特征在于，
该测量治具具有：
平面状的底面；
平行面，其与该底面对置且与该底面平行；以及
倾斜面，其经由直线状的边界线而与该平行面连接且相对于该平行面倾斜。
2.根据权利要求1所述的测量治具，其特征在于，
该倾斜面相对于该平行面的斜率为1/15000以上且1/5000以下。
3.一种动作精度测量系统，其对具有支承工作台、作业单元以及直线移动机构的装置中的该直线移动机构的动作精度进行测量，其中，该支承工作台具有支承面，对物体进行支承，该作业单元对该支承工作台所支承的物体实施加工或测量中的任意作业，该直线移动机构使该作业单元和该支承工作台沿着进给方向相对地进行直线移动，
其特征在于，
该动作精度测量系统包含：
白光干涉仪，其能够观测该支承工作台上的通过该作业单元对物体实施作业的作业点，该白光干涉仪以能够在与该进给方向垂直的方向上移动的方式连接于该作业单元；以及
测量治具，其具有平面状的底面、与该底面对置且与该底面平行的平行面以及经由直线状的边界线而与该平行面连接且相对于该平行面倾斜的倾斜面，
按照使该边界线朝向与该进给方向平行的方向并且使该测量治具定位于能够在该白光干涉仪的观测范围内同时观测该平行面和该倾斜面的位置的方式将该测量治具载置于该支承工作台上或能够支承该支承工作台的工作台基座上，一边使该直线移动机构进行动作而使该作业单元和该测量治具在该进给方向上相对地进行直线移动，一边利用该白光干涉仪观测该测量治具的该平行面和该倾斜面的干涉条纹的变化，并根据该干涉条纹的变化而推算该直线移动机构的动作精度。
4.根据权利要求3所述的动作精度测量系统，其特征在于，
该测量治具的该倾斜面相对于该平行面的斜率为1/15000以上且1/5000以下。
5.一种动作精度测量方法，对具有支承工作台、作业单元以及直线移动机构的装置中的该直线移动机构的动作精度进行测量，其中，该支承工作台具有支承面，对物体进行支承，该作业单元对该支承工作台所支承的物体实施加工或测量中的任意作业，该直线移动机构使该作业单元和该支承工作台沿着进给方向相对地进行直线移动，
其特征在于，
该动作精度测量方法包含如下的步骤：
载置步骤，在该支承工作台上或能够支承该支承工作台的工作台基座上载置测量治具，其中，该测量治具具有平面状的底面、与该底面对置且与该底面平行的平行面以及经由直线状的边界线而与该平行面连接且相对于该平行面倾斜的倾斜面；
调整步骤，按照该测量治具的该边界线与该进给方向平行的方式调整该测量治具的朝向，并且按照能够利用与该作业单元连接的白光干涉仪同时观测该平行面和该倾斜面的方式调整该测量治具和该白光干涉仪的位置；
干涉条纹观测步骤，一边通过该直线移动机构使该作业单元和该测量治具在该进给方向上相对地进行直线移动，一边利用该白光干涉仪观测该平行面和该倾斜面而观测干涉条纹的变化；以及
动作精度推算步骤，根据所观测的该干涉条纹的变化而推算该直线移动机构的动作精度。
6.根据权利要求5所述的动作精度测量方法，其特征在于，
在该动作精度推算步骤中，
根据在该作业单元和该测量治具相对地移动的期间所观测的该倾斜面的该干涉条纹的倾斜的最大变化量而推算该动作精度的偏摆精度，
根据在该作业单元和该测量治具相对地移动的期间所观测的该干涉条纹的明度的最大变化量而推算该动作精度的纵摇精度，
通过对该作业单元和该测量治具相对地移动的期间所观测的该平行面上是否产生干涉条纹或该倾斜面的该干涉条纹的条纹间隔的变化进行观测，推算该动作精度的横摇精度。
7.根据权利要求5所述的动作精度测量方法，其特征在于，
该测量治具的该倾斜面相对于该平行面的斜率为1/15000以上且1/5000以下。
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