JPH0637180A - 薄溝加工機のバックラッシュ測定方法及びバックラッシュ補正機能を有する薄溝加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は薄溝加工機のバックラッシュ測定方
法及びバックラッシュ補正機能を有する薄溝加工機に関
し、高価な装置を付加せずにバックラッシュを測定する
方法の実現を目的とする。 【構成】 被加工物２００に薄溝を形成する工程と、溝
検出手段２３の検出位置に形成された薄溝を移動させる
工程と、移動台２００を第１送り量ａだけ移動させて停
止する工程と、薄溝を溝検出手段２３の検出位置まで逆
方向に移動し第２送り量ｂを検出する工程と、第１送り
量ａと第２送り量ｂの差を算出する工程を備えるように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダイシングソー等の薄
溝加工機におけるバックラッシュ測定方法、及び検出し
たバックラッシュ量による補正を可能した薄溝加工機に
関する。

【０００２】

【従来の技術】薄溝加工機は円盤状の砥石刃を回転して
細い溝加工を行う装置であり、半導体ウエハからのＩＣ
チップの切り出しに使用するダイシングソーがその代表
的なものである。図５はダイシングソーの全体構成を示
した斜視図である。図において、５００が被加工物であ
る半導体ウエハである。５１は砥石刃であり、５１１及
び５１２は砥石刃５１を支持する部分であり、加工面に
垂直な方向（Ｚ軸方向）に砥石刃５１を移動させる機構
を有する場合もある。５２１は半導体ウエハ５００を保
持する第１移動台であり、Ｘ軸方向に移動する。Ｘ軸方
向の移動機構はＹ軸方向に移動する第２移動台５２２に
支持されている。通常はＹ軸移動機構をＺ軸方向に移動
するＺ軸移動機構が設けられているが、ここでは省略し
てある。

【０００３】上記の移動機構では、移動台を摺動可能に
支持し、移動台に取り付けられたナットに嵌め合わされ
る送りねじを回転することにより移動台を移動してい
る。送りねじはステッピングモータ等によって回転さ
れ、ステッピングモータ等に与える信号のパルス数によ
って移動量を制御している。また送りねじの軸にエンコ
ーダを取り付け、送りねじの回転量を検出して制御する
ことも行われている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】薄溝加工機、特に半導
体ウエハ用のダイシングソーでは、高精度な加工位置精
度が要求される。例えばステッピングモータ等に与える
１パルスに対応する送り量は０．１μｍ程度であり、加
工位置精度は０．３μｍ以下である。しかし移動機構に
は、上記のように送りねじを用いている。送りねじとナ
ットとの間にはかならず微小なすき間が存在する。その
ため一方向に移動している間は、このすき間の影響を受
けずに高精度の移動精度が得られるが、それまでの移動
方向から逆の方向に移動した時には、上記のすき間分だ
け移動量が減少する。これがいわゆるバックラッシュで
ある。

【０００５】送りねじと送りナットは高精度な嵌め合い
精度で製作されるが、加工誤差を考慮すればある程度の
すき間は必要であり、加工途中で移動方向を変える場合
にはバックラッシュがそのまま装置の加工位置の誤差に
なる。そのためこのバックラッシュの分を補正する必要
があるが、従来の薄溝加工機ではこのための補正は何ら
行われていないのが現状である。

【０００６】工作機械のＮＣ装置では、バックラッシュ
による加工位置のずれをなくすため、あらかじめ入力さ
れたバックラッシュの量に応じて補正することも行われ
ている。薄溝加工機でもこれと同様の補正を行うことが
考えられる。しかしそのためにはバックラッシュの量を
正確に測定する必要がある。バックラッシュの量を測定
するには送りねじの回転量と移動台の実際の移動量の差
を検出する必要がある。前述の送りねじの軸に取り付け
られたエンコーダでは送りねじの回転量は検出できて
も、移動台の移動量は検出できない。もしレーザ測長機
等の移動台の実際の移動量が検出できる機構が設けられ
ていれば、バックラッシュは容易に測定可能であるが、
そのような測長機構は非常に高価であり、薄溝加工機全
体の大幅なコスト増加を招くという問題がある。

【０００７】そのため現状の薄溝加工機では、加工位置
を肉眼で確認するための顕微鏡を設け、人為的に位置調
整やバックラッシュ量の測定を行っている。しかしこの
ような作業は煩雑で、装置の自動化要求に対応できない
という問題がある。本発明は上記問題点に鑑みてなされ
たものであり、薄溝加工機において容易にバックラッシ
ュ量が測定できる方法、及びそのような方法でのバック
ラッシュ量の測定と測定したバックラッシュ量による補
正を可能にした高い加工位置精度を有する薄溝加工機の
実現を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の薄溝加工機のバ
ックラッシュ測定方法は、上記問題点を解決するため、
被加工物に薄溝を形成する工程と、薄溝を光学的に形成
する溝検出手段の検出位置に形成された薄溝を移動させ
る工程と、移動台２００を所定の第１送り量だけ移動さ
せた後停止させる工程と、形成された薄溝を溝検出手段
の検出位置まで移動し、前工程の停止位置からの第２送
り量を検出する工程と、第１送り量と第２送り量の差を
算出する工程とを備えることを特徴とする。

【０００９】また本発明の薄溝加工機のバックラッシュ
測定方法の他の態様は、被加工物に第１の薄溝を形成す
る工程と、移動台を所定の第１送り量だけ移動させた後
停止させる工程と、移動台を逆方向に所定の第２送り量
だけ移動させた後停止させる工程と、被加工物に第２の
薄溝を形成する工程と、第１の薄溝の位置と第２の薄溝
の位置の差を検出する工程と、第１送り量と第２送り量
と検出した２つの薄溝の位置の差からバックラッシュ量
を算出する工程とを備えることを特徴する。

【００１０】

【作用】図１は本発明のバックラッシュ量の検出原理の
説明図である。（ａ）は請求項１に記載の方法に対応
し、（ｂ）は請求項２に記載の方法に対応する。図にお
いて、１１は薄溝加工用の砥石刃であり、１３２から１
３４は溝検出手段を構成する部分である。例えば、１３
２はレンズであり、１３３はナイフエッジであり、１３
４は受光素子であり、下の位置を通過する薄溝の像がナ
イフエッジ１３３を通過する時に生じる光量変化により
溝が所定位置にあることを測定する。しかしこれに限ら
れるものでなく、薄溝の位置が測定できるものであれ
ば、ＴＶカメラ等を利用したものでもよい。

【００１１】図１の（ａ）に示すように、請求項１に記
載の方法では、まず薄溝を加工する。そして溝検出手段
の検出位置まで移動した後、所定の第１送り量だけ移動
台を移動させて停止する。ここでは薄溝が溝検出手段の
下を通過するように移動台を移動させ、溝検出手段が所
定の検出値を示した時から送り量ａだけ移動させて停止
する。その後逆方向に送るが、ここでバックラッシュが
生じる。そして薄溝が再び溝検出手段の下を通過して、
所定の検出値を示す時までの送り量ｂを検出する。

【００１２】バックラッシュがなければ送り量ａとｂは
等しいはずであるが、実際にはバックラッシュのために
差を生じる。この差がバックラッシュ量である。図１の
（ｂ）に示す請求項２に記載の方法では、まず第１の薄
溝Ｘを形成する。その後、送り量ａだけ移動させた後停
止する。そして逆方向に送り量ｂだけ移動して停止し、
第２薄溝Ｙを形成する。この時、第１薄溝Ｘと第２薄溝
Ｙの位置の差ｄは、バックラッシュがなければ送り量ａ
とｂの差（ａ−ｂ）であるが、バックラッシュがあるた
めｄとａ−ｂの間に差が生じる。この差がバックラッシ
ュである。

【００１３】第１薄溝Ｘと第２薄溝Ｙの位置の差ｄを検
出するため、ここでは上記（ａ）と同様の溝検出手段を
使用して、第１薄溝Ｘと第２薄溝Ｙを同一の送り方向で
溝検出手段の下を通過させ、両方の溝が検出位置を通過
した時の送り量の差から位置の差ｄを検出している。し
かしこの場合もＴＶカメラと画像処理装置を使用した溝
位置の差が検出できるものであってもよい。

【００１４】上記の送り量ａとｂは、実際の移動範囲や
移動方向の変化位置を考慮して決定することが望ましい
が、全移動範囲でバックラッシュ量がほぼ一定であるな
らば送り量ａとｂはかなり小さくでき、測定に要する時
間を短くすることが可能である。またバックラッシュの
測定は移動方向の一方の変化だけでなく、もう一方の変
化についても測定することが望ましい。

【００１５】図１に示した溝検出手段であれば簡単な構
成であり、製作も容易である。また従来から使用される
顕微鏡に受光手段を組み合わせることも可能である。こ
のように本発明のバックラッシュ測定方法は、薄溝加工
機がもともと備えている機能を利用して、上記のような
簡単な機構を付加するだけでバックラッシュ量の測定を
可能にする。

【００１６】しかも本発明の検出対象は、測定したバッ
クラッシュで補正しようとする薄溝であり、最終的に必
要とするものを検出対象としているため、他の要素を考
慮する必要がないという利点がある。

【００１７】

【実施例】図２は本発明の実施例であるダイシングソー
の構成を示す図である。実際には図５に示すような全体
構成を有しているが、ここでは砥石刃２１と移動台２２
のみを示した。移動台２２にはステッピングモータ等も
含まれる。２００は被加工物である。

【００１８】２３は薄溝検出部であり、照明用光源２３
１と、投影レンズ２３２とナイフエッジ２３３と受光素
子２３４を備えている。照明用光源２３１で被加工物２
００の表面を斜めから照明することにより、薄溝の部分
の像が投影レンズ２３２によってナイフエッジ２３３の
所に形成させる。薄溝が形成されていない部分は、照明
光が正反射するため、投影用レンズ２３２の方への反射
光は少なく、暗い像部分として形成される。薄溝の部分
は照明光が乱反射するためスリット状の輝線の像として
形成される。

【００１９】被加工物２００を移動させると、上記の投
影像がナイフエッジ２３３の部分を通過するため、受光
素子２３４の受光量が変化する。従って受光素子２３４
の出力変化を検出すれば、薄溝の形状と対応させること
が可能であり、薄溝の位置がわかる。２４はコンパレー
タであり、受光素子２３４からの信号を所定の基準値と
比較して、薄溝の特定の部分が薄溝検出部２３の下の所
定部分を通過した時を検出する。薄溝が一回通過するこ
とによりコンパレータ２４の出力が負から正、正から負
の２回変化するためその中心を薄溝の位置としている。

【００２０】２５は移動台駆動部２５であり、移動台の
パルスモータにパルス信号を出力する。２６は移動台２
２の送りねじに取り付けられたエンコーダであり、送り
ねじの回転量に対応する数のパルスを出力する。２７は
マイクロコンピュータであり、移動台駆動部２５への移
動信号の生成や、バックラッシュ量の検出のための処理
を行う。そして検出したバックラッシュ量はバックラッ
シュ記憶部２８に記憶し、移動台２２の移動方向を変え
た時には、このバックラッシュ量分だけ送り量を増加さ
せた移動信号を生成する。

【００２１】次に本実施例でバックラッシュ量を測定す
るためのマイクロコンピュータ２７における制御処理を
説明する。図３のフローチャートは、第１の制御処理を
示す。ステップ３０１では、被加工物２００上に砥石刃
２１によって薄溝を形成する。ステップ３０２では薄溝
が溝検出部２３の位置を通過するように移動させ、ステ
ップ３０３で薄溝を検出するまで移動する。

【００２２】薄溝を検出したら、ステップ３０４で送り
量ａだけ移動させて停止させる。ここで送り量とは送り
ねじの回転量、すなわちエンコーダのパルス数で表わし
た量であり、マイクロコンピュータ２７がエンコーダ２
６の出力を読み取って算出する。ステップ３０５では、
逆進を開始し、ステップ３０６で薄溝検出部２３が再び
薄溝を検出するまで逆進する。そして薄溝が検出された
時には、ステップ３０７で停止した時からの送り量ｂを
算出する。ステップ３０８では、送り量ａとｂの差を算
出してバックラッシュ量を求める。そしてステップ３０
９でこのバックラッシュをバックラッシュ記憶部２８に
設定して終了する。

【００２３】バックラッシュ量は急激に変化することは
ないため、一旦測定したバックラッシュ量はある程度の
期間補正に使用できる。しかし厳密には摩耗等によりバ
ックラッシュ量が変化するため、定期的にバックラッシ
ュ量を測定して、更新することが望ましい。次にバック
ラッシュ量を測定するための第２の制御処理を図４のフ
ローチャートに基づいて説明する。

【００２４】ステップ４０１では、第１の溝を加工す
る。そしてステップ４０２では送り量ａだけ移動した後
停止し、更にステップ４０３で逆方向に送り量ｂだけ移
動して停止する。ステップ４０４で第２溝を加工する。
これにより第１溝と第２溝との間隔は送り量ａとｂの差
にバックラッシュ量を加えたものである。そこで以下の
ステップ４０５から４１０で上記溝間隔を測定する。

【００２５】ステップ４０５で溝検出部４０５の下を通
過するように移動を開始し、ステップ４０６で溝を検出
するまで移動する。そして溝を検出すると、ステップ４
０７でエンコーダ２６の出力を計数するマイクロコンピ
ュータ２７内部のカウンタをリセットし、ステップ４０
８で更に同じ方向に移動する。そしてステップ４０９で
溝を検出するまで移動し、溝が検出された時に、ステッ
プ４１０でカウンタの値ｃを読み取る。溝間隔の測定
は、一方向の移動のみで行うためバックラッシュを生じ
ない。

【００２６】ステップ４１１で上記のカウンタ値ｃから
溝位置の差ｄを算出し、ステップ４１２で送り量ａ，ｂ
及び差ｄからバックラッシュを算出する。ここで送り量
ｂの方向と溝間隔検出時の送り方向が同じであればバッ
クラッシュはａ−ｂ−ｄで表わされる。ステップ４１３
では、測定したバックラッシュをバックラッシュ記憶部
２８に設定して終了する。

【００２７】以上図２に示す溝検出部２３を使用する実
施例における処理について説明したが、溝検出部２３の
構成によって細部は若干変化するが同様な処理によりバ
ックラッシュ量が測定できる。

【００２８】

【発明の効果】本発明により、薄溝加工機におけるバッ
クラッシュが容易に測定できるようになり、バックラッ
シュに起因する加工位置のずれが低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバックラッシュ量検出原理を示す図で
ある。

【図２】本発明の実施例であるダイシングソーの構成を
示す図である。

【図３】実施例における第１の制御処理を示すフローチ
ャートである。

【図４】実施例における第２の制御処理を示すフローチ
ャートである。

【図５】ダイシングソーの全体を示す斜視図である。

【符号の説明】 ２１…砥石刃 ２２…移動台 ２３…溝検出手段 ２００…被加工物

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動台（２２）上に保持した被加工物
   （２００）に薄溝を加工する薄溝加工機において、前記
   移動台（２２）の移動機構のバックラッシュを測定する
   方法であって、 前記被加工物（２００）に薄溝を形成する工程と、 薄溝を光学的に検出する溝検出手段（２３）の検出位置
   に形成された薄溝を移動させる工程と、 前記移動台（２２）を所定の第１送り量（ａ）だけ移動
   させた後停止させる工程と、 形成された前記薄溝を前記溝検出手段（２３）の検出位
   置まで逆方向に移動し、前工程の停止位置からの第２送
   り量（ｂ）を検出する工程と、 前記第１送り量（ａ）と前記第２送り量（ｂ）の差を算
   出する工程とを備えることを特徴とする薄溝加工機のバ
   ックラッシュ測定方法。
2. 【請求項２】 移動台（２２）上に保持した被加工物
   （２００）に薄溝を加工する薄溝加工機において、前記
   移動台（２２）の移動機構のバックラッシュを測定する
   方法であって、 前記被加工物（２００）に第１の薄溝を形成する工程
   と、 前記移動台（２２）を所定の第１送り量（ａ）だけ移動
   させた後停止させる工程と、 前記移動台（２２）を逆方向に所定の第２送り量（ｂ）
   だけ移動させた後停止させる工程と、 前記被加工物（２００）に第２の薄溝を形成する工程
   と、 前記第１の薄溝の位置と前記第２の薄溝の位置の差
   （ｄ）を検出する工程と、 前記第１送り量（ａ）、前記第２送り量（ｂ）、及び前
   記位置の差（ｄ）からバックラッシュ量（ａ−ｂ−ｄ）
   を算出する工程とを備えることを特徴とする薄溝加工機
   のバックラッシュ測定方法。
3. 【請求項３】 移動台（２２）上に保持した被加工物
   （２００）に薄溝を加工する薄溝加工機であって、薄溝
   を光学的に検出する溝検出手段（２３）を備え、請求項
   １に記載の測定方法でバックラッシュ量を測定可能にし
   た薄溝加工機において、 前記移動台（２２）の移動方向を変化させた時には、バ
   ックラッシュ量だけ送り量を補正するバックラッシュ補
   正手段を備えることを特徴とする薄溝加工機。
4. 【請求項４】 移動台（２２）上に保持した被加工物
   （２００）に薄溝を加工する薄溝加工機であって、２本
   の薄溝の位置の差を検出する溝間隔検出手段を備え、請
   求項１に記載した測定方法でバックラッシュ量を測定可
   能にした薄溝加工機において、 前記移動台（２２）の移動方向を変化させた時には、バ
   ックラッシュ量だけ送り量を補正するバックラッシュ補
   正手段を備えることを特徴とする薄溝加工機。