JPS6171967A - 回転砥石の位置決め方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、磁気ヘッドの溝加工、半導体ウエノ・のダイ
シング加工或は半導体ウェハの研磨加工等に使用される
スライサー、ダイサー或は研磨機等の精密加工装置に関
する。詳細には、前記精密加工装置において、切込量或
は回転砥石の摩耗補償量等を設定する際の基準とすべき
回転砥石の位置を決める方法及びその装置に関する。

（従来の技術） 前記精密加工装置において、切込量或は回転砥石の摩耗
補償量等を設定する際に、被加工材を載置するチャック
テーブルの表面を基準面、即ち回転砥石の外周面の位置
を決める基準と々る面、とし、該基準面と回転砥石の外
周面とを接触させ、その時点における両者の相対的位置
を基準として、切込量或は回転砥石の摩耗補償量等を設
定する技術が従来公知である。

例えば、回転砥石及び該回転砥石に対して昇降し得るよ
う設けられたチャックテーブルが三軸方向に相対的に移
動するように制御される精密加工装置において、回転砥
石及びチャックテーブルに導電性を付与し、且回転砥石
とチャックテーブルとの間に電圧を印加すると共に、両
者が接触し電気的に導通したことを検知することによっ
て回転砥石の外周面に対応したチャックテーブルの位置
を決める技術が実公昭５９−３７８９号公報に記載され
ている。

前記回転砥石の外周面に対応したチャックテーブルの基
準位置を決める技術は、次の通シである。

即ち、回転砥石を溝加工時と同一の速度で回転し、該回
転砥石に対してチャックテーブルを緩りと上昇させる。

チャックテーブルの表面が回転砥石の外周面に接触し、
電気的に導通したことが検知されると、チャックテーブ
ルは直ちに適尚量下降され、チャックテーブルの不必要
な摩耗が防止される。そして、前記電気的に導通したこ
とが検知される時点におけるチャックテーブルの位置が
、溝の切込量等を設定する際の基準位置となる。

しかし、この公知の技術には、次の問題点がある。

即ち、回転砥石とチャックテーブルとは、瞬間的な接触
によっては電気的に導通し得々い。両者が電気的に導通
し、検知し得る電流が流れるためには、両者が成る程度
の広がりを持った接触面で接触していることが必要であ
る。即ち、両者が接触した後、回転砥石がチャックテー
ブルに極〈僅少ではあるが切込んだ状態において、両者
は電気的に導通ずる。従って、基準位置の設定動作毎に
、チャックテーブルを損傷させるという問題点がある。

又、回転砥石の外周面と接触させる基準面がチャックテ
ーブルの表面であることから、被加工材の厚味のバラツ
キ、被加工材のチャックテーブルへの取付誤差等の影響
を受けるため、溝の切込量を精度良く設定し難いという
問題点がある。

更に、回転砥石の外周面と接触する基準面がチャックテ
ーブルの表面であることから、被加工材をチャックテー
ブル上に載置した状態では基準位置の設定をし難いとい
う問題点がある。

（発明の目的） 本発明の目的は、前記各問題点を解消すべく、切込量或
は摩耗補償量等を設定する際に、■回転砥石がチャック
テーブルに切込まない状態で両者の接触を検知し得る検
知手段を採用することによって、チャックテーブルの損
傷を防止し得、又■被加工材が不良導電体の場合であっ
ても、被加工材の表面を基準面とし得る検知手段を採用
することによって、被加工材の厚味のバラツキ或はチャ
ックテーブルへの取付誤差等の影響を受けること力〈切
込量を精度良く設定し得、更に■−個の被。

加工材の溝加工中においても被加工材をチャックテーブ
ルから取シ除くことなく摩耗補償を行い得る、回転砥石
の位置決め方法及びその装置を提供することにある。

（発明の構成〕 本発明は、前記目的を達成すべく、導電性を有する回転
砥石とチャックテーブルとを具備する精密加工装置にお
いて、回転砥石とチャックテーブルとの間に高周波電圧
を印加することによって、回転砥石とチャックテーブル
とを両極板とするコンデンサを形成し、該コンデンサの
静電容量が両極板の対向距離に反比例し、誘電体の誘電
率に比例することを利用して、回転砥石とチャックテー
ブルとの距離を設定することを特徴とする回転砥石の位
置決め方法及びその装置である。

即ち、本発明の構成は、相対的に移動し得る回転砥石と
チャックテーブルとを具備する精密加工装置において、
回転砥石及びチャックテーブルに導電性を付与し、且両
者間に高周波電圧を印加すると共に、両者が接近する際
に生ずる高周波電圧に基く変化ｌ：を検知することによ
って、回転砥石とチャックテーブルとの相対的位置を決
めることを特徴とする回転砥石の位置決め方法、及び相
対的に移動し得る回転砥石とチャックテーブルとを具備
する精密加工装置において、導電性を付与した回転砥石
及びチャックテーブルと、両者間に高周波電圧を印加す
ると共に、両者が接近する際に生ずる高周波電圧に基〈
変化量を検知する接触検知装置とから成ることを特徴と
する回転砥石の位置決め装置である。

本発明は、基準面をチャックテーブルの表面に設定する
場合には、回転砥石とチャックテーブルとが、両者間に
介在する空気を誘電体とするコンデンサを形成する。回
転砥石とチャックテーブルとが接近すると、両者間の静
電容量が増加し、それに伴って両者間に印加される高周
波電圧の振幅。

周波数或は電流等が変化する。従って、両者が接触する
直前の前記変化する量を検知することによって、回転砥
石が基準面であるチャックテーブルの表面に接触したこ
とを検知し得る。

以上によシ、回転砥石がチャックテーブルノ表面に切込
むことなく、回転砥石とチャックテーブルの表面との相
対的位置を設定し得るため、切込量或は摩耗補償量等を
設定する際に、チャックテーブルを損傷させることを防
止し得る。

又、基準面を被加工材の表面に設定する場合において、
被加工材が導電体であれば前記チャックテーブルの表面
を基準面とする場合と同様である。

一方、被加工材が不良導電体である場合には蔦回転砥石
とチャックテーブルとを両極板とするコンデンサは、両
極板間に介在する空気と被加工材とが誘電体となる。従
って、回転砥石と被加工材とが接近し両者が接触する直
前の高周波電圧の振幅。

周波数或は電流等の変化量を検知することによって、回
転砥石が被加工材の表面に接触したことを検知し得る。

従って、基準面を被加工材の表面に設定する場合には、
被加工材の厚味のバラツキ或はチャックテーブルへの取
付誤差の影暢を受けることなく、切込量を精度良く設定
し得る。又、被加工材の加工中において回転砥石の摩耗
を補償するため基準位置の再設定をする場合でも、被加
工材をチャックテーブルから取り除くことなく行い得る
。

以上の如く、本発明は、導電性を有する回転砥石とチャ
ックテーブルとの間に高周波電圧を印加することによっ
て、回転砥石の外周面とチャックテーブルの表面とを両
極板とするコンデンサが形成されるだめ、回転砥石とチ
ャックテーブルとが接近することによって両者間の静電
容量が増加し、それに伴って変化する高周波電圧の振幅
９周波数或は電流等を検知することによって、回転砥石
がチャックテーブルに切込むととなく切込量或は回転砥
石の摩耗補償量等を設定する基準と力る回転砥石とチャ
ックテーブルとの相対的位置を設定し得る。又、回転砥
石と基準面との接触を検知する際の高周波電圧の振幅１
周波数或は電流等が、回転砥石とチャックテーブル間の
静電容量によって決まるため、予め被加工材を含む回転
砥石とチャックテーブル間の静電容量を明らかにしてお
くことによって、被加工材の表面を基準面に設定し得る
。

（実施例） 本発明を図に示す装置によって、詳細に説明する。

第１図は、本発明を実施する装置、例えば磁気ヘッドで
ある被加工物に溝入れ加工するスライサーの概略側面図
である。第２図は、第１図に示すスライサーの概略平面
図である。第３図は、回転砥石の外周面と磁気ヘッドの
表面との接触時点を検知する接触検知装置の回路図を概
略的に示す。

第４図は、第３図に対応した他の例の回路図を概略的に
示す。

第１図及び第２図において、１は、機台、２は、機台１
のＸ軸案内レール１３上をＸ矢印の方向。

即ち切削送り方向（以下、Ｘ軸方向と称す）に移動する
メインテーブル、３は、メインテーブル２上に取り付け
られたターンテーブル、４は、ターンテーブル３上に取
り付けられた導電性のチャックテーブルで、ターンテー
ブル３とは絶縁されている。５は、Ｙ軸案内レール１４
上をＸ矢印の方向、即ち割出し位置決め方向（以下、Ｙ
軸方向と称す）に移動する摺動台、６は、パルスモータ
。

７は、ボールスクリュー、８は、移動板、９は揺動腕、
１０は揺動軸受、１１は、円形状で肉薄の回転砥石で、
導電性を有すると共に、スピンドル部Ｓとは絶縁されて
いる。１２は、回転砥石１１を挾持する導電性の７ラン
ジである。１５は、数値制御装置であって、パルスモー
タ６、メインテーブル３のＸ軸方向駆動装置（図示せず
）、摺動台５のＹ軸方向駆動装置（図示せず）等を制御
する。１６は、接触検知装置としての高周波アンテナ装
置で、アンテナがフランジ１２に接触されている。Ｗは
、被加工材で、磁気ヘッドである。

第３図において、１７は、アンテナ、１８は、高周波発
振回路、１９は、帰環回路、２０は、検波回路、２１は
ＮＯＴ回路である。高周波発振回路１８、帰環回路１９
によって高周波を発振し、アンテナ１７には高周波電流
が流れている。アンテナ１７が接地されている導電体に
接触すると、発振回路１８の定数が変化し発振が停止す
る。発振の状況、例えば周波数の変化、を検波回路２ｏ
で検知し、発振が停止するとスイッチング回路を含むＮ
ＯＴ回路２１が動作し、出力信号を発生する。尚。

導電体が接地されていない場合でも、大地間容量が所定
値、例えば１００　ｐＦ　、以上であれば、アンテナ１
７が接触することによって同様に発振が停止する。又、
不良導電体で導電しなくても誘電率が高いものであれば
、前記と同様に高周波アンテナ装置１６は作動する。

第１図乃至第３図に基いて、磁気ヘッドに溝加工する際
における、切込量及び摩耗補償量の設定動作について以
下に説明する。

先ず、切込量を設定する動作について説明する。

数値制御装置１５からの２軸指令信号に従って、パルス
モークロが緩シ回転駆動され、ボールネジ７を回転する
。ボールネジ７の回転によって作動板８が上昇されると
、該作動板８に一端が弾圧付勢されている（図示せず）
揺動腕９が揺動軸受１゜１１が緩りと下降する。

回転砥石１１が下降し、その外周面が磁気ヘッドＷの表
面に接触すると、回転砥石１１に高周波アンテナ装置１
６のアンテナ１７が接触していることから、第３図で説
明した如く高周波アンテナ装置１６の発振が停止する。

高周波アンテナ装置１６の発振が停止すると、信号が出
され、数値制御装置１５に入力され、パルスモータ６へ
の前記２軸指令信号が停止される。同時に回転砥石１１
も下降を停止する。その際に、回転砥石１１の移動量が
エンコーダ（図示せず）にょシ計測され、数値制御装置
１５に記憶される。この時点における、回転砥石１１の
位置が基準位置として設定される。

前記回転砥石１１の基準位置が設定されると、直に数値
制御装置１５から２．軸指令信号が発信され、回転砥石
１１が磁気ヘッドＷの表面から接触しない位置に退避す
べくパルスモータ６が駆動される。又、同時に、数値制
御装置１５からＸ軸指令信号が発信され、メインテーブ
ル２が加工開始位置に設定される。その後加工間１始時
に、回転砥石１１は、前記基準位置から切込量に相当す
る位置に切込み送りされる。

次に、摩耗補償量を設定する動作について説明する。

前記の如く、回転砥石１１を基準位置に設定すると共に
前記基準位置から切込量に相当する位置に切込み送りす
る状態に設定した後、数値制御装置１５によって加工す
べき溝の位置に回転砥石１１を設定すべく摺動台５がＹ
軸方向に割出し位置決めされる。次いで、回転砥石１１
を切込量相当分切込み送りした後チャックテーブル４を
切削送シすべくメインテーブル２がＸ軸方向に移動され
る。

１本の溝が加工されると、回転砥石１１はその外周面が
磁気ヘッドＷの上面に接触しない位置（退避位置とも称
す）に上昇されると共に、メインテーブル２は元の位置
に戻される。次の溝加工に当っては、摺動台５が割出し
位置決めされ、回転砥石１１が切込み位置に設定される
と、メインテーブル２がＸ軸方向に移動され、磁気ヘッ
ドＷに溝が加工される。以降、同様の動作によって溝が
加工される。

前記の如き溝加工において、所定本数の溝を加工する毎
に回転砥石１１の摩耗補償を行う場合には、次のように
行われる。

即ち、摺動台５を所定回数割出し位置決めした後に、磁
気ヘッドＷが回転砥石１１の直下に位置する様にメイン
テーブル２をＸ軸方向に移動し停止する。しかる後、回
転砥石１１を緩シと下降すべくパルスモータ６を駆動す
ると共に、高周波アンテナ装置１６を作動状態に設定す
る。回転砥石１１の外周面が磁気ヘッドＷの上面に接触
し、高周波アンテナ装置１６の発振が停止したことが検
知されると、パルスモータ６が停止される。その際の回
転砥石１１の移動量がエンコーダによυ計測され、最初
に設定された回転砥石１１の基準位置と比較される。そ
の比較結果は回転砥石１１の摩耗量に相当するが、該摩
耗量に相当する量分溝の切込量を増加すべく切込量が設
定される。

前記の如く、摩耗補償量が設定された後、回転砥石１１
を退避位置に戻すと共に、メインテーブル２を元の位置
に戻す。以後、所定の本数の溝を加工する間は、新に設
定された溝の切込量によって加工される。尚、回転砥石
１１の摩耗量を検知する際の回転砥石１１の外周面と磁
気ヘッドＷの表面との接触状態は、前記回転砥石１１の
基準位置を設定する場合と同様に、磁気ヘッドＷの表面
に回転砥石１１が切込んでいない状態である。

以上の如く、本実施例においては、回転砥石１１とチャ
ックテーブル４とは導電性を有するものであって、高周
波アンテナ装置１６のアンテナ１７が導電性のフランジ
１２を介して回転砥石１１に接触しているため、回転砥
石１１とチャックテーブル４とは、誘電率の高い磁気ヘ
ッドＷと両者間に介在する空気とを誘電体とするコンデ
ンサを形成する。従って、回転砥石１１が磁気ヘッドＷ
に緩シと接近するに従って、両者間の静電容量が増加し
、やがて、高周波アンテナ装置１６の発振が停止する状
態に達する。その時点において、回転砥石１１の下降は
停止され、回転砥石１１の外周面と磁気ヘッドの表面と
は極く僅かの間隙を有して接触している。即ち、回転砥
石１１が磁気ヘッドＷの表面に切込むとと々く、回転砥
石１１の位置が設定されることになる。

尚、本実施例は、被加工材である磁気ヘッドＷの表面を
基準面に設定したものであるが、チャックテーブル４０
表面を基準面として設定しても、同様の効果を奏し得る
。即ち、回転砥石１１の外周面とチャックテーブル２の
表面との間に存在する空気が゛誘電体であるため、回転
砥石１１の外周面とチャックテーブル４の表面とを両極
板とするコンデンサが形成されることになる。

又、被加工材が導電体である場合は、前記と同様に空気
を誘電体とするコンデンサが、回転砥石の外周面と被加
工材の表面とを両極板として形成される。

本実施例において、チャックテーブル４はクーンテープ
ル３と絶縁されているが、第３図において説明した如く
接地してもよい。又、数値制御装置は、制御装置の一例
に過ぎず、プログラム制御。

シーフェンス制御等を行い得るものでもよい。

次に第４図に示す他の例について説明する。

接触検知装置は、共振回路２２．高周波発振電源回路２
３及び検知回路２４から成シ、共振回路２２のコンデン
サの部分は、回転砥石１１の外周面及びチャックテーブ
ル４を両極板とし、両者間に介在する空気及び被加工材
Ｗを誘電体としたものである。尚、Ｌはコイルである。

前記接触検知装置による回転砥石１１の位置決めは、次
の如く行われる。

被加工材Ｗが不良導電体である半導体ウェハであシ、半
導体ウェハの表面を基準面とする。回転砥石１１の外周
面が半導体ウェハの表面に接触する際の共振回路２２の
共振周波数と一致するように高周波発振電源回路２３の
周波数を予め設定する。回転砥石１１の基準位置を決め
る際、回転砥石１１を加工時と同一の速度で回転させ、
緩りと下降させる。回転砥石１１の下降に伴い、回転砥
石１１の外周面とチャックテーブル４の表面との距離が
減少し、両者間の静電容量が増加する。前記静電容量が
増加するに従って、共振回路２２の周波数が減少する。

該周波数が減少し、前記予め設定された高周波発振電源
回路２３の周波数に達すると、共振電流が生じる。該共
振電流を検知回路２４により検知し、それに伴う信号を
数値制御装置１５に出力する。数値制御装置１５に前記
信号が入力され、パルスモータ６を停止することによっ
て、回転砥石１１は下降を停止する。その際、回転砥石
１１の外周面は、半導体ウェハＷの表面と接触するが、
微少間隙を有した状態で接触している。即ち、回転砥石
１１が半導体ウェハＷの表面に切込まない状態で接触し
ている。

以上の如く回転砥石１１の基準位置が設定され、その後
、加工開始時に、前記基準位置から切込量に相当する位
置に切込み送シされる。

従って、本例においても、前記実施例と同様に従来のよ
うな問題を生ずることなく、回転砥石の位置決めを行い
得る。

尚、本例における共振回路２２は、コイルＬとコンデン
サの部分とを直列接続したものであってもよい。又、コ
ンデンサの部分を構成するチャックテーブル４を接地し
てもよい。更に、検知回路２４は、共振回路２２の周波
数を検知するものであってもよい。

（発明の効果） 本発明は、導電性を有する回転砥石とチャックテーブル
との間に高周波電圧を印加することによって、回転砥石
の外周面とチャックテーブルの表面とを両極板とするコ
ンデンサが形成されるため、回転砥石とチャックテーブ
ルとが接近することによって両者間の静電容量が増加し
、それに伴って変化する高周波電圧の振幅２周波数或は
電流等を検知することによって、回転砥石がチャックテ
ーブルに切込むとと々く、切込量或は回転砥石の摩耗補
償量等を設定する基準となる回転砥石とチャックテーブ
ルとの相対的位置を設定し得る。又、回転砥石と基準面
との接触を検知する際の高周波電圧の振幅９周波数或は
電流等が、回転砥石とチャックテーブル間の静電容量に
よって決まるため、予め被加工材を含む回転砥石とチャ
ックテーブル間の静電容量を明らかにしておくことによ
って、被加工材の表面を基準面に設定し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法を実施する装置の概略側面図、
第２図は、第１図に示す装置の概略平面図、第３図は、
第１図の接触検知装置を含む制御系の回路図、第４図は
、第３図に対応した他の例の回路図である。 ２・・・メインテーブル、　　４・・・チャックテーブ
ル、５・・・ｆＨ動台、６・・・パルスモータ、９・・
・揺動腕、１１・・・回転砥石、１５・・・数値制御装
置、１６・・・接触検知装置、１７・・・アンテナ、１
８・・・高周波発振回路、１９・・・帰環回路、２０・
・・検波回路、２１・・・ＮＯＴ回路、２２・・・共振
回路、２３・・・高周波発振電源回路、 ２４・・・検知回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）相対的に移動し得る回転砥石とチャックテーブル
   とを具備する精密加工装置において、回転砥石及びチャ
   ックテーブルに導電性を付与し、且両者間に高周波電圧
   を印加すると共に、両者が接近する際に生ずる高周波電
   圧に基く変化量を検知することによつて、回転砥石とチ
   ャックテーブルとの相対的位置を決めることを特徴とす
   る回転砥石の位置決め方法。
2. （２）相対的に移動し得る回転砥石とチャックテーブル
   とを具備する精密加工装置において、導電性を付与した
   回転砥石及びチャックテーブルと、両者間に高周波電圧
   を印加すると共に、両者が接近する際に生ずる高周波電
   圧に基く変化量を検知する接触検知装置とから成ること
   を特徴とする回転砥石の位置決め装置。