JP3007620B1 - 非接触式ブレード磨耗量測定装置 - Google Patents
非接触式ブレード磨耗量測定装置Info
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- B23D59/001—Measuring or control devices, e.g. for automatic control of work feed pressure on band saw blade
- B23D59/002—Measuring or control devices, e.g. for automatic control of work feed pressure on band saw blade for the position of the saw blade
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- G01D5/00—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
- G01D5/26—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light
- G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
- G01D5/34—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells
- G01D5/342—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light the beams of light being detected by photocells the sensed object being the obturating part
Abstract
【要約】
【課題】 研削ブレードの磨耗量を測定する際に、測定
器具を被測定ブレードに接触させずに、かつ被測定ブレ
ードを測定器具に対して相対的に移動させることを必要
としないようにする。 【解決手段】 使用前の研削ブレードの刄縁部で光束の
一部を遮断して回折光を発生させる。この回折光を含む
光を受光して使用前の研削ブレードの回折光受光強度分
布図を作成し、次に使用後の研削ブレードの刄縁部で同
一位置に於いて同一光束の一部を遮断して回折光を発生
させ、この回折光を含む光を受光して使用後の研削ブレ
ードの回折光受光強度分布図を作成し、使用前の研削ブ
レードの回折光受光強度分布図と比較し、そのずれを該
研削ブレードの磨耗量とする。
器具を被測定ブレードに接触させずに、かつ被測定ブレ
ードを測定器具に対して相対的に移動させることを必要
としないようにする。 【解決手段】 使用前の研削ブレードの刄縁部で光束の
一部を遮断して回折光を発生させる。この回折光を含む
光を受光して使用前の研削ブレードの回折光受光強度分
布図を作成し、次に使用後の研削ブレードの刄縁部で同
一位置に於いて同一光束の一部を遮断して回折光を発生
させ、この回折光を含む光を受光して使用後の研削ブレ
ードの回折光受光強度分布図を作成し、使用前の研削ブ
レードの回折光受光強度分布図と比較し、そのずれを該
研削ブレードの磨耗量とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ブレード磨耗量測
定装置に関するものであって、とくに、使用前のブレー
ドと使用後のブレードを、それぞれ刄縁部で光束の一部
を遮断して回折光を発生させ、回折光の強度分布をデジ
タル化して比較してブレードの磨耗量を求める非接触式
ブレード磨耗量測定装置に関するものである。
定装置に関するものであって、とくに、使用前のブレー
ドと使用後のブレードを、それぞれ刄縁部で光束の一部
を遮断して回折光を発生させ、回折光の強度分布をデジ
タル化して比較してブレードの磨耗量を求める非接触式
ブレード磨耗量測定装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造においてウエハ基板を
切断するダイシング工程があり、この工程は薄い研削ブ
レードを高速回転させて行う。この際に、研削ブレード
が磨耗すると、切込みの深さが変化し、この工程を正確
に行うことができなくなる問題が起きる。この問題を解
消する方法として、例えば予め磨耗経験値を磨耗自動補
正量として切断装置に入力しておくいわゆる経験値法
や、所定量の切断作業を終えた後にブレードの刄縁部を
測定器具で直接測定するいわゆる接触法がある。ところ
が、前者の場合では、経験値はすべての作業条件に適用
できるとは限らないので、結果は不正確であるという問
題がある。後者の場合では、ブレードの刄縁部を測定器
具に当てて測定するので測定器具が損傷するという問題
がある。
切断するダイシング工程があり、この工程は薄い研削ブ
レードを高速回転させて行う。この際に、研削ブレード
が磨耗すると、切込みの深さが変化し、この工程を正確
に行うことができなくなる問題が起きる。この問題を解
消する方法として、例えば予め磨耗経験値を磨耗自動補
正量として切断装置に入力しておくいわゆる経験値法
や、所定量の切断作業を終えた後にブレードの刄縁部を
測定器具で直接測定するいわゆる接触法がある。ところ
が、前者の場合では、経験値はすべての作業条件に適用
できるとは限らないので、結果は不正確であるという問
題がある。後者の場合では、ブレードの刄縁部を測定器
具に当てて測定するので測定器具が損傷するという問題
がある。
【０００３】上述のような不具合に鑑み、研削ブレード
の刄縁部磨耗量を、測定器具をブレードに接触させず
に、正確に測定できるようにしたブレード磨耗量測定装
置の従来装置として、ＥＰＡ０５３２９３３Ａ号に開示
されたものがある。この従来の測定装置は、図４に示す
ように、１対のプリズム２、３を所定間隔をおいて互に
対向させて配置し、発光ダイオード４から発射された光
を光学レンズ系５及びプリズム２により光束１１を形成
し、図５（Ａ）に示すようにブレード１の刄縁部を徐々
にＺ軸（下向き）方向に移動させてブレード１で光束１
１を遮断してゆく。ここで、光束１１の全光量を受光し
た時の電圧信号Ｖ０を１とし、その半分であるＶ０／２
をしきい値とすると、その位置はブレード１の刄縁部が
光束１１の中央部である横座標上のＺｃの位置（実際に
はやや越えた位置となる）に対応した位置で全光量の半
数がブレード１の刄縁部で遮断されたことになる。ま
た、図５（Ｂ）に示すように、ＺのＺｃの位置で遮光量
に対応する電圧信号の遮光位置に対する変化の割合を表
わす△Ｖ／△Ｚ値は最大となる。この従来装置による
と、ブレード１の刄縁部が移動してゆく間に、光量読出
し装置１０Ａ及びＺ軸移動量読出し装置１０が、それぞ
れ光ダイオード７で受光したブレード１の刄縁部によっ
て遮断されていない部分の光量、及びブレード１のＺ軸
移動量を読出す。そして、コンパレータ１０Ｃが光ダイ
オード７で受光した光の量が予め貯存された設定しきい
値と一致した時に、Ｃ−設定信号を出力してブレード１
の刄縁の位置を決めてこれを規準点とし、次に磨耗した
ブレードについて同様の手順でブレードの刄縁の位置を
求め、これを上記基準点と比較して磨耗量を求めるよう
に構成されている。
の刄縁部磨耗量を、測定器具をブレードに接触させず
に、正確に測定できるようにしたブレード磨耗量測定装
置の従来装置として、ＥＰＡ０５３２９３３Ａ号に開示
されたものがある。この従来の測定装置は、図４に示す
ように、１対のプリズム２、３を所定間隔をおいて互に
対向させて配置し、発光ダイオード４から発射された光
を光学レンズ系５及びプリズム２により光束１１を形成
し、図５（Ａ）に示すようにブレード１の刄縁部を徐々
にＺ軸（下向き）方向に移動させてブレード１で光束１
１を遮断してゆく。ここで、光束１１の全光量を受光し
た時の電圧信号Ｖ０を１とし、その半分であるＶ０／２
をしきい値とすると、その位置はブレード１の刄縁部が
光束１１の中央部である横座標上のＺｃの位置（実際に
はやや越えた位置となる）に対応した位置で全光量の半
数がブレード１の刄縁部で遮断されたことになる。ま
た、図５（Ｂ）に示すように、ＺのＺｃの位置で遮光量
に対応する電圧信号の遮光位置に対する変化の割合を表
わす△Ｖ／△Ｚ値は最大となる。この従来装置による
と、ブレード１の刄縁部が移動してゆく間に、光量読出
し装置１０Ａ及びＺ軸移動量読出し装置１０が、それぞ
れ光ダイオード７で受光したブレード１の刄縁部によっ
て遮断されていない部分の光量、及びブレード１のＺ軸
移動量を読出す。そして、コンパレータ１０Ｃが光ダイ
オード７で受光した光の量が予め貯存された設定しきい
値と一致した時に、Ｃ−設定信号を出力してブレード１
の刄縁の位置を決めてこれを規準点とし、次に磨耗した
ブレードについて同様の手順でブレードの刄縁の位置を
求め、これを上記基準点と比較して磨耗量を求めるよう
に構成されている。
【０００４】図４において、８は所定時間毎に測定用光
を発射し、受光した測定光を変換・増幅するとともに、
干渉光やノイズを除去してバッファ・アンプで連続して
信号を出力するためのアナログ制御回路である。９はウ
エハを載置して切断加工を行う加工台である。
を発射し、受光した測定光を変換・増幅するとともに、
干渉光やノイズを除去してバッファ・アンプで連続して
信号を出力するためのアナログ制御回路である。９はウ
エハを載置して切断加工を行う加工台である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の装置では、測定法が非接触式であるので、ブレー
ド１の刄部を測定器具にあてる必要はないものの、ブレ
ードの移動量はブレードが測定用光束を遮断する割合と
関連があるために、受光量の変化に基づく信号形態はア
ナログ信号である。さらに、環境の空気汚染、温湿度、
経時変化、部材特性等外部要因の影響を受けて光束の品
質が変化し誤差を生じ易い問題がある。例えば、光路を
形成する双方のプリズムの表面がダスト、または微粒子
を含むミストで汚染されると、光束の光の分布が不均一
となり、図６に示すように、しきい値Ｖ０／２に対応す
る差△Ｖ／△Ｚ値が横座標上の位置Ｚｃからはずれてし
まうことになる。そのために、光路における検知センサ
としての光学プリズム系等の汚染程度及び付着ミストに
よる不安定状態を識別する必要があるとともに、安定性
を維持するためにそれらに対処する手段をも必要とす
る。例えば、光源の調節手段、干渉光やノイズの影響を
解消する手段、光学系を水や空気で洗浄する手段、適性
状態が得られるまでの準備作業を必要とする。
従来の装置では、測定法が非接触式であるので、ブレー
ド１の刄部を測定器具にあてる必要はないものの、ブレ
ードの移動量はブレードが測定用光束を遮断する割合と
関連があるために、受光量の変化に基づく信号形態はア
ナログ信号である。さらに、環境の空気汚染、温湿度、
経時変化、部材特性等外部要因の影響を受けて光束の品
質が変化し誤差を生じ易い問題がある。例えば、光路を
形成する双方のプリズムの表面がダスト、または微粒子
を含むミストで汚染されると、光束の光の分布が不均一
となり、図６に示すように、しきい値Ｖ０／２に対応す
る差△Ｖ／△Ｚ値が横座標上の位置Ｚｃからはずれてし
まうことになる。そのために、光路における検知センサ
としての光学プリズム系等の汚染程度及び付着ミストに
よる不安定状態を識別する必要があるとともに、安定性
を維持するためにそれらに対処する手段をも必要とす
る。例えば、光源の調節手段、干渉光やノイズの影響を
解消する手段、光学系を水や空気で洗浄する手段、適性
状態が得られるまでの準備作業を必要とする。
【０００６】また、測定用光の発射が間欠的であるため
に、測定速度が遅いという欠点がある。さらに光源と被
測定ブレードを相対的に移動しながら測定を行うので時
間が掛り、移動用の設備が必要であると言う問題もあっ
た。
に、測定速度が遅いという欠点がある。さらに光源と被
測定ブレードを相対的に移動しながら測定を行うので時
間が掛り、移動用の設備が必要であると言う問題もあっ
た。
【０００７】この発明は、前記の課題を解決するために
なされたもので、使用前及び使用後のブレードの刄縁部
で光束の一部分を遮断して回折光を発生させ、この回折
光の強度分布を測定してそれぞれの回折光強度分布図を
作成し、それぞれの回折光強度分布図のズレによって使
用前と使用後のブレードの刄縁の位置のズレを求めてブ
レード刄の磨耗量を決める非接触式ブレード磨耗量測定
装置と測定方法を提供することを目的とする。又、この
発明は、測定手順が簡単で、誤差の少ない非接触式ブレ
ードの磨耗量測定装置と測定方法を提供することを目的
とする。さらに、この発明は、ブレードを移動すること
なく、例えばウエハのダイシング機に取り付けた状態で
短時間で磨耗量を測定できる非接触式ブレード磨耗量測
定装置と測定方法を提供することを目的とする。
なされたもので、使用前及び使用後のブレードの刄縁部
で光束の一部分を遮断して回折光を発生させ、この回折
光の強度分布を測定してそれぞれの回折光強度分布図を
作成し、それぞれの回折光強度分布図のズレによって使
用前と使用後のブレードの刄縁の位置のズレを求めてブ
レード刄の磨耗量を決める非接触式ブレード磨耗量測定
装置と測定方法を提供することを目的とする。又、この
発明は、測定手順が簡単で、誤差の少ない非接触式ブレ
ードの磨耗量測定装置と測定方法を提供することを目的
とする。さらに、この発明は、ブレードを移動すること
なく、例えばウエハのダイシング機に取り付けた状態で
短時間で磨耗量を測定できる非接触式ブレード磨耗量測
定装置と測定方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
の非接触式ブレード磨耗量測定装置は、光束を発生する
光源装置と、この光源装置から発生される光束を集光す
る第１のレンズと、この第１のレンズを通って集光され
た光束を偏向させる第１のプリズムと、第１のプリズム
との間に測定されるブレードを設置するための空間を置
いて第１のプリズムと対向して設けられ、第１のプリズ
ムから偏向された光束を受光してさらに偏向させる第２
のプリズムと、この第２のプリズムから偏向された光束
を拡散させる第２のレンズと、この第２のレンズを通っ
て拡散された光を受光して所定の受光範囲内の受光強度
分布を検知して受光強度分布状態を電気信号に変更して
出力する受光強度分布検知手段と、この受光強度分布検
知手段の出力を入力してデジタル解析を行ってコンピュ
ータへデジタルを出力するデジタル解析回路とを備え、
使用前のブレードの刄縁部で前記第１のプリズムから前
記第２のプリズムへ照射される光束を遮断して発生され
る回折光を含む光の受光強度分布図を求め、これを使用
後のブレードの刄縁部で同一の一で前記第１のプリズム
から前記第２のプリズムへ照射される光束を遮断して発
生される回折光を含む光の受光強度分布図と比較してそ
のずれから前記使用後のブレードの使用前のブレードに
対する磨耗量を求めることを特徴とする。
の非接触式ブレード磨耗量測定装置は、光束を発生する
光源装置と、この光源装置から発生される光束を集光す
る第１のレンズと、この第１のレンズを通って集光され
た光束を偏向させる第１のプリズムと、第１のプリズム
との間に測定されるブレードを設置するための空間を置
いて第１のプリズムと対向して設けられ、第１のプリズ
ムから偏向された光束を受光してさらに偏向させる第２
のプリズムと、この第２のプリズムから偏向された光束
を拡散させる第２のレンズと、この第２のレンズを通っ
て拡散された光を受光して所定の受光範囲内の受光強度
分布を検知して受光強度分布状態を電気信号に変更して
出力する受光強度分布検知手段と、この受光強度分布検
知手段の出力を入力してデジタル解析を行ってコンピュ
ータへデジタルを出力するデジタル解析回路とを備え、
使用前のブレードの刄縁部で前記第１のプリズムから前
記第２のプリズムへ照射される光束を遮断して発生され
る回折光を含む光の受光強度分布図を求め、これを使用
後のブレードの刄縁部で同一の一で前記第１のプリズム
から前記第２のプリズムへ照射される光束を遮断して発
生される回折光を含む光の受光強度分布図と比較してそ
のずれから前記使用後のブレードの使用前のブレードに
対する磨耗量を求めることを特徴とする。
【０００９】請求項２に記載の本発明の非接触式ブレー
ド磨耗量測定装置は、請求項１に記載の装置に於いて、
前記第１のプリズムと第２のプリズムを、前記第１のプ
リズムから第２のプリズムへ照射される光束の光軸が、
固定されるブレードのブレードの回転中心線と平行にな
るように設置される。請求項３に記載の本発明の非接触
式ブレード磨耗量測定装置は、請求項１に記載の装置に
於いて、前記光源装置をレーザダイオードとした。請求
項４に記載の本発明の非接触式ブレード磨耗量測定装置
は、請求項１に記載の装置に於いて、前記第１の光処理
手段を凸レンズとし、前記第２の光処理手段を凹レンズ
とした。請求項５に記載の本発明の非接触式ブレード磨
耗量測定装置は、請求項１に記載の装置に於いて、前記
受光強度分布検知手段を電荷結合素子からなる構成とし
た。
ド磨耗量測定装置は、請求項１に記載の装置に於いて、
前記第１のプリズムと第２のプリズムを、前記第１のプ
リズムから第２のプリズムへ照射される光束の光軸が、
固定されるブレードのブレードの回転中心線と平行にな
るように設置される。請求項３に記載の本発明の非接触
式ブレード磨耗量測定装置は、請求項１に記載の装置に
於いて、前記光源装置をレーザダイオードとした。請求
項４に記載の本発明の非接触式ブレード磨耗量測定装置
は、請求項１に記載の装置に於いて、前記第１の光処理
手段を凸レンズとし、前記第２の光処理手段を凹レンズ
とした。請求項５に記載の本発明の非接触式ブレード磨
耗量測定装置は、請求項１に記載の装置に於いて、前記
受光強度分布検知手段を電荷結合素子からなる構成とし
た。
【００１０】請求項６に記載の本発明の非接触式ブレー
ド磨耗量測定装置は、使用前のブレードを所定の測定位
置に設定して該ブレードの刄縁部で、該ブレードの中心
線と平行に照射される光束の一部を遮断して第１の回折
光を発生させ、この第１の回折光含む光を受光して該ブ
レードの半径方向に対応する方向の受光強度分布を測定
して第１の受光強度分布図を所定の座標に作成し、次に
使用後のブレードを前記測定位置と同一の測定位置に設
定して該使用後のブレードの刄縁部で同一光束の一部を
遮断して第２の回折光を発生させ、この第２の回折光含
む光を受光して該使用後のブレードの半径方向に対応す
る方向の受光強度分布を測定して第２の受光強度分布図
を同一座標に作成し、該座標に於ける第１の受光強度分
布図と第２の受光強度分布図との間のずれによって使用
前のブレードと使用後のブレードの刄縁位置のズレを求
めて該ブレードの磨耗量とする手順からなる。
ド磨耗量測定装置は、使用前のブレードを所定の測定位
置に設定して該ブレードの刄縁部で、該ブレードの中心
線と平行に照射される光束の一部を遮断して第１の回折
光を発生させ、この第１の回折光含む光を受光して該ブ
レードの半径方向に対応する方向の受光強度分布を測定
して第１の受光強度分布図を所定の座標に作成し、次に
使用後のブレードを前記測定位置と同一の測定位置に設
定して該使用後のブレードの刄縁部で同一光束の一部を
遮断して第２の回折光を発生させ、この第２の回折光含
む光を受光して該使用後のブレードの半径方向に対応す
る方向の受光強度分布を測定して第２の受光強度分布図
を同一座標に作成し、該座標に於ける第１の受光強度分
布図と第２の受光強度分布図との間のずれによって使用
前のブレードと使用後のブレードの刄縁位置のズレを求
めて該ブレードの磨耗量とする手順からなる。
【００１１】
【作用】光源装置から発射された光束は使用前のブレー
ドである被測定ブレードの刄縁部に一部が遮断されて回
折光を発生し、この回折光を含む光束は受光強度分布検
知手段に受光され、被測定ブレードの半径方向に対応す
る受光光束の強度分布状態を電気信号に変換され、さら
にデジタル化されてコンピュータで処理されて所定の座
標図に表示される。次に使用後のブレードを同様に測定
してその受光強度分布状態を同一座標図に表示して、使
用前と使用後のブレードによる回折光を含む光束の受光
強度分布曲線のズレを求めてそれをブレードの磨耗量と
する。
ドである被測定ブレードの刄縁部に一部が遮断されて回
折光を発生し、この回折光を含む光束は受光強度分布検
知手段に受光され、被測定ブレードの半径方向に対応す
る受光光束の強度分布状態を電気信号に変換され、さら
にデジタル化されてコンピュータで処理されて所定の座
標図に表示される。次に使用後のブレードを同様に測定
してその受光強度分布状態を同一座標図に表示して、使
用前と使用後のブレードによる回折光を含む光束の受光
強度分布曲線のズレを求めてそれをブレードの磨耗量と
する。
【００１２】実施例 図１は本発明の非接触式ブレード磨耗量測定装置の一実
施例を模式的に示す構成図である。図に於いて、４は光
束を発生する光源装置、１２は光源装置４からの光束を
集光するための第１の光学処理手段としての凸レンズ、
２は凸レンズ１２からの光束を受光して偏光させるため
の第１のプリズム、３は、第１のプリズム２との間に、
測定されるブレードを設置するための空間を置いて第１
のプリズムと対向して設けられた第２のプリズムで、第
1 のプリズムからの光束を受光してそれをさらに偏向さ
せる。１３は第２のプリズムからの光束を増幅すべく拡
散させるための第２の光学処理手段としての凹レンズで
ある。１４は前記凹レンズを通って来た光束を受光して
受光強度分布状態を電気信号に変換して出力する受光強
度分布検知手段としての電荷結合素子からなる受光強度
分布検知装置である。１５は前記受光強度分布検知装置
の出力信号をさらにコンピュータへ入力するためのデジ
タルデータに変換するデジタル解析回路である。
施例を模式的に示す構成図である。図に於いて、４は光
束を発生する光源装置、１２は光源装置４からの光束を
集光するための第１の光学処理手段としての凸レンズ、
２は凸レンズ１２からの光束を受光して偏光させるため
の第１のプリズム、３は、第１のプリズム２との間に、
測定されるブレードを設置するための空間を置いて第１
のプリズムと対向して設けられた第２のプリズムで、第
1 のプリズムからの光束を受光してそれをさらに偏向さ
せる。１３は第２のプリズムからの光束を増幅すべく拡
散させるための第２の光学処理手段としての凹レンズで
ある。１４は前記凹レンズを通って来た光束を受光して
受光強度分布状態を電気信号に変換して出力する受光強
度分布検知手段としての電荷結合素子からなる受光強度
分布検知装置である。１５は前記受光強度分布検知装置
の出力信号をさらにコンピュータへ入力するためのデジ
タルデータに変換するデジタル解析回路である。
【００１３】図２は本実施例における凹レンズ光学系等
の解析能を説明するための模式図である。図２におい
て、１２は第１の光処理手段としての凸レンズ、１３は
第２の光処理手段としての凹レンズをそれぞれ示すもの
で、説明の便宜上プリズム装置を省略し、これらのレン
ズ１２、１３を同一光学軸上に或いは間隔を隔てて水平
に配置して説明することにする。ここで、図２に示すよ
うに、凸レンズ１２の焦点からブレード１が光束を遮断
する位置、即ち測定位置までの光束軸上の距離をＬ1 、
ブレードの刄縁部から光軸までの仮想物像の大きさをｙ
１とすれば、測定位置における物像ｙ１から距離Ｌ2 を
距てた凹レンズ１３では、物像がｙ２に拡大され、さら
に、ここから距離Ｌ3 を隔てた投影面では、物像がＬ3
の大きさまで拡大されることになる。よって、水平方向
の拡大倍率ｍｓ＝ｙ2 ／ｙ1 ＝（Ｌ 1 ＋Ｌ2 ）／Ｌ1 と
なる。また、凹レンズ１３により、測定面としての投影
面（位置解析検知手段１４である電荷結合デバイスの測
定平面に相当する）における拡大倍率ｍＬ＝ｙ3 ／ｙ2
＝（１ｆｏｌ＋Ｌ3 ）／１ｆｏｌ＝１＋Ｌ3 ／１ｆｏｌ
となる。ここで、ｆｏは像間の焦点距離である。ここで
は凹レンズを用いるので、ｆｏ＜０であるから、拡大倍
率Ｍ＝ｍｓｍＬ＝（１＋Ｌ2 ／Ｌ1 ）（１＋Ｌ3 ／１ｆ
ｏｌ）となる。従って、Ｌ1 ＝５cm、Ｌ2 ＝５cm、Ｌ3
＝９cm、ｆｏ＝−１cmである場合には、拡大倍率Ｍ＝
（１＋５／５）（１＋９／１−１１）＝２０となる。そ
して、各画素の間隔が１４μｍであるリニア電荷結合デ
バイスでは、全体のレンズ系の拡大倍率が２０倍である
ときの位置解析能は１４μｍ／２０＝0.７μｍとなる。
このように拡大倍率か高い程位置解析能力も大きくなる
ので、Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 のパラメータを設定することに
より容易に所望の解析度を得ることができる。
の解析能を説明するための模式図である。図２におい
て、１２は第１の光処理手段としての凸レンズ、１３は
第２の光処理手段としての凹レンズをそれぞれ示すもの
で、説明の便宜上プリズム装置を省略し、これらのレン
ズ１２、１３を同一光学軸上に或いは間隔を隔てて水平
に配置して説明することにする。ここで、図２に示すよ
うに、凸レンズ１２の焦点からブレード１が光束を遮断
する位置、即ち測定位置までの光束軸上の距離をＬ1 、
ブレードの刄縁部から光軸までの仮想物像の大きさをｙ
１とすれば、測定位置における物像ｙ１から距離Ｌ2 を
距てた凹レンズ１３では、物像がｙ２に拡大され、さら
に、ここから距離Ｌ3 を隔てた投影面では、物像がＬ3
の大きさまで拡大されることになる。よって、水平方向
の拡大倍率ｍｓ＝ｙ2 ／ｙ1 ＝（Ｌ 1 ＋Ｌ2 ）／Ｌ1 と
なる。また、凹レンズ１３により、測定面としての投影
面（位置解析検知手段１４である電荷結合デバイスの測
定平面に相当する）における拡大倍率ｍＬ＝ｙ3 ／ｙ2
＝（１ｆｏｌ＋Ｌ3 ）／１ｆｏｌ＝１＋Ｌ3 ／１ｆｏｌ
となる。ここで、ｆｏは像間の焦点距離である。ここで
は凹レンズを用いるので、ｆｏ＜０であるから、拡大倍
率Ｍ＝ｍｓｍＬ＝（１＋Ｌ2 ／Ｌ1 ）（１＋Ｌ3 ／１ｆ
ｏｌ）となる。従って、Ｌ1 ＝５cm、Ｌ2 ＝５cm、Ｌ3
＝９cm、ｆｏ＝−１cmである場合には、拡大倍率Ｍ＝
（１＋５／５）（１＋９／１−１１）＝２０となる。そ
して、各画素の間隔が１４μｍであるリニア電荷結合デ
バイスでは、全体のレンズ系の拡大倍率が２０倍である
ときの位置解析能は１４μｍ／２０＝0.７μｍとなる。
このように拡大倍率か高い程位置解析能力も大きくなる
ので、Ｌ1 、Ｌ2 、Ｌ3 のパラメータを設定することに
より容易に所望の解析度を得ることができる。
【００１４】次に上述の実施例による本発明の非接触式
ブレード磨耗量測定装置の作用原理を説明する。先ず図
１に示すように、被測定ブレード１の中の中心軸Ｔ
0 に、第１のプリズム２から第２のプリズム３へ照射さ
れる光束の光軸Ｃ0 が平行になるように本発明の装置を
設定し、本装置を、光束Ｃ0 の一部がブレード１の刄縁
部によって遮断されるよう設置する。
ブレード磨耗量測定装置の作用原理を説明する。先ず図
１に示すように、被測定ブレード１の中の中心軸Ｔ
0 に、第１のプリズム２から第２のプリズム３へ照射さ
れる光束の光軸Ｃ0 が平行になるように本発明の装置を
設定し、本装置を、光束Ｃ0 の一部がブレード１の刄縁
部によって遮断されるよう設置する。
【００１５】図３Ａに、使用前のブレードＣＴ0 を測定
する場合を示す。図に於いて使用前のブレードＣＴ
0 は、その刄縁部が光束Ｂの一部Ｓ1 を遮断している位
置Ｔに設定される。この状態で、使用前のブレードＣＴ
0 と光束Ｂの相対位置（ＴとＣの距離）は一定にしてい
る。この位置で使用前のブレードの刄縁の位置をＥ0 で
表す。使用前のブレードＣＴ0 の刄縁部が光束の一部を
遮断することによって回折光が発生し、それは第２のプ
リズム３（図１）で偏向され、さらに凹レンズ１３で拡
大されて受光強度分布検知装置１４に受光される。ここ
で、受光された回折光の、ブレードＣＴ0 の半径方向の
軸線Ｔ0 −Ｈに沿った方向に対応する受光強度分布状態
を検知して電気信号に変換して、デジタル解析回路１５
へ出力し、デジタル解析回路１５は上記の電気信号をデ
ジタルに変換して図示しないコンピュータへ出力する。
このデジタルデータは図３の曲線１６で表される。
する場合を示す。図に於いて使用前のブレードＣＴ
0 は、その刄縁部が光束Ｂの一部Ｓ1 を遮断している位
置Ｔに設定される。この状態で、使用前のブレードＣＴ
0 と光束Ｂの相対位置（ＴとＣの距離）は一定にしてい
る。この位置で使用前のブレードの刄縁の位置をＥ0 で
表す。使用前のブレードＣＴ0 の刄縁部が光束の一部を
遮断することによって回折光が発生し、それは第２のプ
リズム３（図１）で偏向され、さらに凹レンズ１３で拡
大されて受光強度分布検知装置１４に受光される。ここ
で、受光された回折光の、ブレードＣＴ0 の半径方向の
軸線Ｔ0 −Ｈに沿った方向に対応する受光強度分布状態
を検知して電気信号に変換して、デジタル解析回路１５
へ出力し、デジタル解析回路１５は上記の電気信号をデ
ジタルに変換して図示しないコンピュータへ出力する。
このデジタルデータは図３の曲線１６で表される。
【００１６】図３に於いて、横座標は受光された回折光
の上記ブレードＣＴ0 半径方向の軸線Ｔ0 −Ｈに相当す
る軸線上の位置で、起点0.０から右の領域は遮断されて
いない領域、左は遮断された領域を示す縦座標は光束が
ブレードに遮断されていない場合の受光強度を１とした
相対受光強度を表す。次に使用後のブレードＣＴw を上
記の図３Ａの場合と同一の位置Ｔに於いて、同一光束Ｂ
で測定した場合を図３Ｂに示す。この場合は、使用後の
ブレードＣＴ w は磨耗しているので、刄縁の位置はＥw
にずれて、回折光もそれに応じて位置ずれが表われ、そ
の受光強度分布状態を上記の場合と同様に上記の座標図
に表示すると、図３の曲線１７が得られる。曲線１７
の、曲線１６に対するずれ量をコンピュータで計算する
ことによって、使用前のブレードＣＴ0 の刄縁の位置Ｅ
0 と使用後のブレードＣＴw の刄縁部Ｅw の位置のずれ
が算出され、それがブレードの磨耗量となる。図３の例
では0.３５mmの磨耗量が測定されている。
の上記ブレードＣＴ0 半径方向の軸線Ｔ0 −Ｈに相当す
る軸線上の位置で、起点0.０から右の領域は遮断されて
いない領域、左は遮断された領域を示す縦座標は光束が
ブレードに遮断されていない場合の受光強度を１とした
相対受光強度を表す。次に使用後のブレードＣＴw を上
記の図３Ａの場合と同一の位置Ｔに於いて、同一光束Ｂ
で測定した場合を図３Ｂに示す。この場合は、使用後の
ブレードＣＴ w は磨耗しているので、刄縁の位置はＥw
にずれて、回折光もそれに応じて位置ずれが表われ、そ
の受光強度分布状態を上記の場合と同様に上記の座標図
に表示すると、図３の曲線１７が得られる。曲線１７
の、曲線１６に対するずれ量をコンピュータで計算する
ことによって、使用前のブレードＣＴ0 の刄縁の位置Ｅ
0 と使用後のブレードＣＴw の刄縁部Ｅw の位置のずれ
が算出され、それがブレードの磨耗量となる。図３の例
では0.３５mmの磨耗量が測定されている。
【００１７】
【効果】請求項１による発明は、非接触式ブレード磨耗
量測定装置を被測定ブレードに対して一定位置に設定し
た状態で測定を行うことができるので、ブレードを使用
しながら連続して測定を行うことができる。請求項２に
よる発明は、第１のプリズムから第２のプリズムへ通る
光束の光軸をブレードの中心線と平行になるようにした
ので、光源装置と受光強度分布検知装置を被測定ブレー
ドから離れた位置に設置することができて、測定場所の
制限に対して自由に設置することができる。請求項３に
よる発明は、光源装置をレーザダイオードとしたので、
装置を小形にすることができる。
量測定装置を被測定ブレードに対して一定位置に設定し
た状態で測定を行うことができるので、ブレードを使用
しながら連続して測定を行うことができる。請求項２に
よる発明は、第１のプリズムから第２のプリズムへ通る
光束の光軸をブレードの中心線と平行になるようにした
ので、光源装置と受光強度分布検知装置を被測定ブレー
ドから離れた位置に設置することができて、測定場所の
制限に対して自由に設置することができる。請求項３に
よる発明は、光源装置をレーザダイオードとしたので、
装置を小形にすることができる。
【００１８】請求項４による発明は、第１の光処理手段
を凸レンズとし、第２の光処理手段を凹レンズとしたの
で受光強度分布状態の解析度が高くなり、測定精度を一
層高くすることができる。請求項５による発明は、受光
強度分布検知手段を電荷結合素子からなる構成としたの
で装置が小形になり、測定精度も高くなる。請求項６に
よる発明は、使用前と使用後のブレードの回折光を含む
光束の受光強度分布状態を比較してブレードの磨耗量を
求めるようにしたので、ブレードの大きさには関係な
く、正確に測定を行うことができる。
を凸レンズとし、第２の光処理手段を凹レンズとしたの
で受光強度分布状態の解析度が高くなり、測定精度を一
層高くすることができる。請求項５による発明は、受光
強度分布検知手段を電荷結合素子からなる構成としたの
で装置が小形になり、測定精度も高くなる。請求項６に
よる発明は、使用前と使用後のブレードの回折光を含む
光束の受光強度分布状態を比較してブレードの磨耗量を
求めるようにしたので、ブレードの大きさには関係な
く、正確に測定を行うことができる。
【００１９】
【産業上の利用性】本発明の非接触式ブレード磨耗量測
定装置は、半導体装置の製造工程に於けるウエハ基板の
ダイシングなどに使用される研削ブレードの磨耗量を測
定するのに好適に利用てされる。
定装置は、半導体装置の製造工程に於けるウエハ基板の
ダイシングなどに使用される研削ブレードの磨耗量を測
定するのに好適に利用てされる。
【図１】この発明の１実施例に係わる非接触式ブレード
磨耗量測定装置の一例を模式的に示す構成図である。
磨耗量測定装置の一例を模式的に示す構成図である。
【図２】この発明の１実施例に係わる凹レンズ光学系の
解析能を説明するための模式図である。
解析能を説明するための模式図である。
【図３】この発明に係わる非接触式ブレード磨耗量測定
装置で測定した測定位置に於ける光の相対強度の分布を
示す図である。
装置で測定した測定位置に於ける光の相対強度の分布を
示す図である。
【図３Ａ】この発明の一実施例による、使用前のブレー
ドを測定する状態を示す図。
ドを測定する状態を示す図。
【図３Ｂ】この発明の一実施例による、使用後のブレー
ドを測定する状態を示す図。
ドを測定する状態を示す図。
【図４】従来の非接触式ブレード位置測定装置を模式的
に示す構成図である。
に示す構成図である。
【図５】従来の非接触式ブレード位置測定装置において
測定部の光路が汚染されないときの測定信号の変化を示
す分布図である。
測定部の光路が汚染されないときの測定信号の変化を示
す分布図である。
【図６】従来の非接触式ブレード位置測定装置において
測定部の光路が汚染されたときの測定信号の変化を示す
分布図である。
測定部の光路が汚染されたときの測定信号の変化を示す
分布図である。
１ ブレード ２、３ プリズム ４ 発光ダイオード ５、６ 光学レンズ系 ７ レーザダイオード ８ アナログ制御回路 ９ 加工台 １０ Ｚ軸移動量読出し装置 １０Ａ 光量読出し装置 １０Ｂ 設定しきい値 １０Ｃ コンパレータ １１ 光束 １２ 凸レンズ １３ 凹レンズ １４ 受光強度分布検知手段 １５ デジタル解析回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 劉 俊宏 台湾新竹市光復路１段476巷72號６樓 (56)参考文献 特開 平５−272925（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−299204（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−60946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−50785（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30
Claims (6)
- 【請求項１】光束を発生する光源装置と、この光源から
発生される光束を集光する第１の光処理手段と、この第
１の光処理手段を通って集光された光束を偏させる第１
のプリズムと、第１のプリズムとの間に測定されるブレ
ードを設置するための空間を置いて前記第１のプリズム
から偏された光束を受光してさらに偏向させる第２のプ
リズムと、この第２のプリズムから偏向された光束を拡
散させる第２の光処理手段と、この第２の光処理手段を
通って拡散された光を受光して所定の受光範囲内の受光
強度分布を検知して受光強度分布状態を電気信号に変換
して出力受光強度分布検知手段と、この受光強度分布検
知手段の出力してデジタル解析を行ってコンピュータへ
デジタルデータを出力するデジタル解析回路とを備え、
使用前のブレードの刄縁部で前記第１のプリズムから前
記第２のプリズムへ照射される光束を遮断して発生され
る回折光を含む光の受光強度分布図を求め、これを使用
後のブレードの刄縁部で同一の位置で前記第１のプリズ
ムから前記第２のプリズムへ照射される光束を遮断して
発生される回折光を含む光の受光強度分布図と比較して
そのずれから前記使用後のブレードの使用前のブレード
に対する磨耗量を求めることを特徴とする非接触式ブレ
ード磨耗量測定装置。 - 【請求項２】前記第１のプリズムと第２のプリズムを、
前記第１のプリズムから前記第２のプリズムへ照射され
る光束の光軸が、測定されるブレードの回転中心線と平
行になるように設置されたことを特徴とする、請求項１
に記載の非接触式ブレード磨耗量測定装置。 - 【請求項３】前記光源装置はレーザダイオードであるこ
とを特徴とする請求項１に記載の非接触式ブレード磨耗
量測定装置。 - 【請求項４】前記第１の光処理手段は凸レンズ、前記第
２の光処理手段は凹レンズであることを特徴とする請求
項１に記載の非接触式ブレード磨耗量測定装置。 - 【請求項５】前記受光強度分布検知手段を電荷結合素子
からなる構成としたことを特徴とする請求項１に記載の
非接触式ブレード磨耗量測定装置。 - 【請求項６】使用前のブレードを所定の測定位置に設定
して該ブレードの刄縁部で、該ブレードの中心線と平行
に照射される光束の一部を遮蔽して第１の回折光を発生
させ、この第１の回折光含む光を受光して該ブレードの
半径方向に対応する方向の受光強度分布を測定して第１
の受光強度分布図を所定の座標に作成し、次に使用後の
ブレードを前記測定位置と同一の測定位置に設定して該
使用後のブレードの刄縁部で同一光束の一部を遮断して
第２の回折光を発生させ、この第２の回折光含む光を受
光して該使用後のブレードの半径方向に対応する方向の
受光強度分布を測定して第２の受光強度分布図を同一座
標に作成し、該座標に於ける第１の受光強度分布図と第
２の受光強度分布図との間のずれによって使用前のブレ
ードと使用後のブレードの刄縁位置のズレを求めて該ブ
レードの磨耗量とする手順を含む、非接触式ブレード磨
耗量測定方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/182,629 US6348943B1 (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Digital non-contact blade position detection apparatus |
| JP10313453A JP3007620B1 (ja) | 1998-10-30 | 1998-11-04 | 非接触式ブレード磨耗量測定装置 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/182,629 US6348943B1 (en) | 1998-10-30 | 1998-10-30 | Digital non-contact blade position detection apparatus |
| JP10313453A JP3007620B1 (ja) | 1998-10-30 | 1998-11-04 | 非接触式ブレード磨耗量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3007620B1 true JP3007620B1 (ja) | 2000-02-07 |
| JP2000146529A JP2000146529A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=26567571
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10313453A Expired - Fee Related JP3007620B1 (ja) | 1998-10-30 | 1998-11-04 | 非接触式ブレード磨耗量測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6348943B1 (ja) |
| JP (1) | JP3007620B1 (ja) |
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| US6761615B2 (en) | 2001-11-01 | 2004-07-13 | Advanced Dicing Technologies, Ltd. | In-situ wear measurement apparatus for dicing saw blades |
| GB0229459D0 (en) * | 2002-12-19 | 2003-01-22 | Renishaw Plc | Tool analysis device and method |
| JP4481667B2 (ja) * | 2004-02-02 | 2010-06-16 | 株式会社ディスコ | 切削方法 |
| US9263352B2 (en) * | 2014-01-03 | 2016-02-16 | Asm Technology Singapore Pte Ltd | Singulation apparatus comprising an imaging device |
| JP7028607B2 (ja) * | 2017-11-06 | 2022-03-02 | 株式会社ディスコ | 切削装置 |
| CN113182934B (zh) * | 2021-05-25 | 2023-04-25 | 南京宝佳刀具制造有限公司 | 一种酸轧机组高强钢剪刃间隙调整检测装置 |
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|---|---|---|---|---|
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| JP3120885B2 (ja) * | 1991-01-22 | 2000-12-25 | 旭光学工業株式会社 | 鏡面の測定装置 |
| JPH08294816A (ja) * | 1995-04-25 | 1996-11-12 | Asahi Daiyamondo Kogyo Kk | 内周刃張り上げ方法及び内周刃張り上げモニタリング装置 |
| US5886787A (en) * | 1995-12-15 | 1999-03-23 | Hewlett-Packard Company | Displacement sensor and method for producing target feature thereof |
| US5825043A (en) * | 1996-10-07 | 1998-10-20 | Nikon Precision Inc. | Focusing and tilting adjustment system for lithography aligner, manufacturing apparatus or inspection apparatus |
-
1998
- 1998-10-30 US US09/182,629 patent/US6348943B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-04 JP JP10313453A patent/JP3007620B1/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6348943B1 (en) | 2002-02-19 |
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