JP2014172150A - 切削方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被加工物に所望の深さの切削溝を形成する際、切削ブレードに過度の負荷がかかることを抑えることができる切削方法を提供すること。
【解決手段】切削装置の切削方法は、規制切り込み量を超えない範囲で切削ブレード２１の切り込み量Ｓ１を設定する切り込み量設定ステップと、切り込み量Ｓ１で加工送り手段を作動させて被加工物Ｗの表面Ｗａに切削ブレード２１で切削溝Ｗｂを形成する切削溝形成ステップと、切り込み量Ｓ１の合算値が所望の深さＤの値に達するまで切り込み量設定ステップと切削溝形成ステップとを繰り返す繰り返しステップと、繰り返しステップを実施した後、計測手段を作動して切削ブレード２１の切り刃の摩耗量ｍを計測する摩耗量計測ステップと、切り込み送り手段を作動して摩耗量ｍを切り込み量Ｓ２として設定し、繰り返しステップで形成された切削溝Ｗｂの底Ｗｃを切削する仕上げステップと、から少なくとも構成される。
【選択図】図５

Description

本発明は、切削方法に関する。また、本発明は、特に、切削ブレードでの切削にとって負荷の高いサファイア、ＳｉＣ、セラミックス、ガラス、金属等の被加工物を切削する際に用いられる多段切りの切削方法に関する。

例えば、光デバイスウエーハとして用いられるサファイア基板や、ＳｉＣ基板、各種電子部品として多用されているセラミックスや金属基板、光学部品としても用いられるガラス等は、ダイサとして知られる切削装置に切削ブレードを装着して切削加工することが比較的難しい材料である。また、切削装置に切削ブレードを装着してこのような材料に所望の深さの溝を形成したり分割したりする場合、切削ブレードや被加工物が欠けることや、切削ブレードが異常に摩耗すること等の理由から、切削ブレードの高さを変えて２回以上繰り返して切削することで１本の溝を形成する加工法、いわゆる多段切りが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、切削ブレードは、被加工物を切削するにつれて切り刃の先端が摩耗する自生発刃作用により切れ味を維持して加工を継続するが、切削が難しい被加工物を加工する場合、切り刃の先端の摩耗量が比較的に多くなる。切り刃の先端の摩耗量が多くなると、設定された切り込み量よりも実際の切り込み量が少なくなるため、所望の深さ通りに切削溝が形成できなくなることがある。所望の深さ通りに切削溝が形成できなくなることを防ぐため、２回以上繰り返して切削することで１本の溝を形成する際、繰り返して切削する加工の途中で切削ブレードの摩耗量を測定し、その摩耗量を補償する加工方法も知られている（例えば、特許文献２参照）。

特開２００３−１２４１５１号公報 特開昭６１−０７１９６８号公報

このような多段切りの場合、１回目の切削後に切削ブレードの摩耗量を測定し、１回目の切削で形成された切削溝を再度切削する際に、設定された切り込み量に測定した摩擦量を追加した切り込み量で切削すると、切削ブレードに過度の負荷がかかる虞があり、切削ブレードの異常摩耗や被加工物の損傷などが発生する虞があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、被加工物に所望の深さの切削溝を形成する際、切削ブレードに過度の負荷がかかることを抑えることができる切削方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の切削方法は、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を切削する切り刃を外周に有した切削ブレードを回転可能に備えた切削手段と、チャックテーブルと切削手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、切削ブレードの切り刃を加工送り方向と直交する方向に切り込み送りする切り込み送り手段と、切削ブレードの切り刃の摩耗量を計測する計測手段と、から少なくとも構成された切削装置を用い、切り込み量が規制される被加工物に所望の深さの切削溝を形成する切削方法であって、切り込み量の規制を超えない範囲で切り込み送り手段を作動して切り込み量を設定する切り込み量設定ステップと、被加工物の表面から設定された切り込み量に切り刃が位置付けられた切削ブレードで、加工送り手段を作動させて被加工物の表面に切削溝を形成する切削溝形成ステップと、設定された切り込み量の合算値が所望の深さの値に達するまで切り込み量設定ステップと切削溝形成ステップとを繰り返す繰り返しステップと、繰り返しステップを実施した後、計測手段を作動して切削ブレードの切り刃の摩耗量を計測する摩耗量計測ステップと、切り込み送り手段を作動して摩耗量を切り込み量として設定し、繰り返しステップの実施によって形成された切削溝の底を切削する仕上げステップと、から少なくとも構成されることを特徴とする。

また、上記切削方法において、摩耗量計測ステップによって計測された摩耗量が、規制された切り込み量を超える場合は、繰り返しステップに加えて切り込み量設定ステップと切削溝形成ステップとを実施し、仕上げステップで設定する切り込み量は、摩耗量計測ステップで計測された摩耗量から繰り返しステップの後に実施された切り込み量設定ステップで設定された切り込み量を除いた量であることが好ましい。

また、上記切削方法において、所望の深さの切削溝によって被加工物を切断することが好ましい。

本発明の切削方法によれば、規制を超えない範囲の切り込み量で切削溝を繰り返し切削する際に、設定された切り込み量の合算値が所望の深さの値に達すると、切削ブレードの摩耗量を補償するために規制を超えない範囲に設定した切り込み量で切削溝の底を切削するので、切り込み量に摩耗量を追加して切削溝を繰り返し切削することがない。つまり、切り込み量が摩耗量分増加することがないので、切削ブレードに過度の負荷がかかることを抑制することができる。

図１は、実施形態に係る加工装置の概略構成例を示す図である。 図２は、実施形態に係る切削方法を説明するための斜視図である。 図３は、実施形態に係る切削方法のフロー図である。 図４は、実施形態に係る切削方法での切削ブレードと被加工物とを示す模式図である。 図５は、実施形態１に係る切削方法の説明図である。 図６は、実施形態２に係る切削方法の説明図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成の種々の省略、置換または変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
図１は、実施形態に係る加工装置の概略構成例を示す図である。図２は、実施形態に係る切削方法を説明するための斜視図である。実施形態１に係る切削装置１は、図１に示すように、被加工物Ｗ（図２参照）を保持するチャックテーブル１０と、被加工物Ｗを切削する切削手段２０と、アライメント調整用画像データを生成する撮像手段３０と、チャックテーブル１０を加工送りさせる加工送り手段４０と、切削手段２０を割り出し送りさせる割り出し送り手段５０と、切削手段２０を切り込み送りさせる切り込み送り手段６０と、チャックテーブル１０を回転させるθ軸回転手段７０と、切削ブレード２１の摩耗量を計測する計測手段８０と、切削装置１の運転制御を行う制御手段９０と、を含んで構成されている。

本実施形態において、被加工物Ｗは、切削ブレード２１の摩耗量が増加しやすい加工材料であり、切削ブレード２１にかかる負荷が過度にならないように切削ブレード２１の切り込み量が規制される加工材料である。このような加工材料としての被加工物Ｗは、例えば、光デバイスウエーハとして用いられるサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）基板、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板、各種電子部品として多用されるセラミックスや金属基板、光学部品としても用いられるガラス等である。

チャックテーブル１０は、図１に示すように、保持面１１を構成する部分がポーラスセラミック等から形成された円盤形状であり、保持面１１に載置された被加工物Ｗを図示しない真空吸引源により吸引保持する。

切削手段２０は、切削ブレード２１と、スピンドル２２と、スピンドルハウジング２３と、ノズル２４と、を備えている。切削手段２０は、チャックテーブル１０に保持された被加工物Ｗに切削液を供給しながら切削加工を行う。また、切削手段２０は、撮像手段３０によって撮像された画像データに基づいて、被加工物Ｗの加工すべき領域を切削加工する。切削ブレード２１は、環状の極薄の切削砥石である。切削ブレード２１は、図２に示すように、被加工物Ｗを切削する切り刃２１ａを外周に有している。切削ブレード２１は、スピンドル２２の一端部に着脱可能に装着される。切削ブレード２１は、電鋳ブレード、レジンボンドブレード、メタルボンドブレードまたはビトリファイドボンドブレード等を使用することができる。ノズル２４は、切削ブレード２１による被加工物Ｗの加工中に、被加工物Ｗの加工点へ切削液を供給する。

撮像手段３０は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサを用いたカメラ等である。撮像手段３０は、被加工物Ｗの表面を撮像してアライメント調整用画像データを生成し、この画像データを制御手段９０へ出力する。

加工送り手段４０は、図１に示すように、装置本体２に対してチャックテーブル１０をＸ軸方向に相対的に加工送りさせるＸ軸移動手段に相当し、チャックテーブル１０と切削手段２０とを相対的に加工送りする。加工送り手段４０は、Ｘ軸移動基台４１と、Ｘ軸パルスモータ４２と、Ｘ軸ボールねじ４３と、一対のＸ軸ガイドレール４４と、Ｘ軸位置検出用スケール４５と、Ｘ軸位置検出用センサ４６と、を備えている。加工送り手段４０は、Ｘ軸パルスモータ４２の回転力によりＸ軸ボールねじ４３を回転駆動させることで、Ｘ軸移動基台４１を一対のＸ軸ガイドレール４４でガイドしつつ装置本体２に対してＸ軸方向に移動させる。本実施形態において、Ｘ軸方向は、切削ブレード２１の回転軸線と直交する方向であり、鉛直方向と直交する方向である。

割り出し送り手段５０は、装置本体２に対して切削手段２０をＹ軸方向に相対的に割り出し送りさせるＹ軸移動手段に相当し、切削手段２０を相対的に割り出し送りする。割り出し送り手段５０は、Ｙ軸移動基台５１と、Ｙ軸パルスモータ５２と、Ｙ軸ボールねじ５３と、一対のＹ軸ガイドレール５４と、Ｙ軸位置検出用スケール５５と、Ｙ軸位置検出用センサ５６と、を備えている。割り出し送り手段５０は、Ｙ軸パルスモータ５２の回転力によりＹ軸ボールねじ５３を回転駆動させることで、Ｙ軸移動基台５１を一対のＹ軸ガイドレール５４でガイドしつつ装置本体２に対してＹ軸方向に移動させる。本実施形態において、Ｙ軸方向は、切削ブレード２１の回転軸線の方向であり、鉛直方向と直交する方向である。

切り込み送り手段６０は、装置本体２に対して切削手段２０をＺ軸方向、すなわち切削ブレード２１がチャックテーブル１０に接近および離れる方向に相対的に切り込み送りさせるＺ軸移動手段に相当し、切削手段２０を切り込み送りする。切り込み送り手段６０は、Ｚ軸移動部材６１と、Ｚ軸パルスモータ６２と、Ｚ軸ボールねじ６３と、Ｚ軸ガイドレール６４と、を備えている。切り込み送り手段６０は、Ｚ軸パルスモータ６２の回転力によりＺ軸ボールねじ６３を回転駆動させることで、Ｚ軸移動部材６１をＺ軸ガイドレール６４でガイドしつつ装置本体２に対してＺ軸方向に移動させる。これにより、切り込み送り手段６０は、切削ブレード２１の切り刃２１ａを加工送り方向（Ｘ軸方向）と直交する方向に切り込み送りする。本実施形態において、Ｚ軸方向は、鉛直方向である。

また、切り込み送り手段６０は、切削手段２０のＺ軸方向の位置を検出する図示しないＺ軸位置検出機構を備えている。Ｚ軸位置検出機構は、例えば、Ｚ軸位置検出用スケールとＺ軸位置検出用センサとを含むものである。

θ軸回転手段７０は、θ軸回転モータ７１と、テーブル７２とを備えている。テーブル７２は、チャックテーブル１０を搭載しており、チャックテーブル１０の中心軸線を中心として回転できるように、θ軸回転モータ７１を介してＸ軸移動基台４１に支持されている。テーブル７２は、チャックテーブル１０をその中心軸線を中心として、切削ブレード２１に対して任意の角度の回転または連続回転の回転運動をさせることができる。

計測手段８０は、チャックテーブル１０の近傍、例えば、チャックテーブル１０を保持する移動台１２に配置されている。計測手段８０は、本実施形態においては＋Ｘ方向の端部、かつ−Ｙ方向の端部となる移動台１２の隅部に配置されている。計測手段８０は、例えば、図示しない発光部と受光部とを備えており、切削ブレード２１の切り刃２１ａが発光部からの光線を遮断することで、切削ブレード２１の切り刃２１ａの先端２１ｂ（図４参照）を検出する。計測手段８０は、受光部が受光する光線の強さに対応した計測信号を制御手段９０に出力する。また、計測手段８０は、Ｚ軸位置検出機構のＺ軸位置検出用スケールとＺ軸位置検出用センサとを用いることにより、切削ブレード２１の切り刃２１ａの先端２１ｂの切削加工前後のＺ軸位置から、切削ブレード２１の摩耗量を計測する。

制御手段９０は、コンピュータを有する電子制御装置である。制御手段９０は、加工送り手段４０、割り出し送り手段５０、切り込み送り手段６０、θ軸回転手段７０および計測手段８０とそれぞれ接続されており、各手段４０〜８０を制御する。

以上のごとく構成された切削装置１は、図１および図２に示すように、チャックテーブル１０に吸引保持された被加工物Ｗを撮像手段３０により撮像してアライメント調整用画像データを生成し、この画像データに基づいて切削手段２０と被加工物Ｗとのアライメントを調整する。次に、切削装置１は、切削手段２０の切削ブレード２１を高速回転させつつ、チャックテーブル１０に対して切削手段２０を切り込み送り手段６０でＺ軸方向に相対的に切り込み送りさせ、切削手段２０に対してチャックテーブル１０を加工送り手段４０でＸ軸方向に相対的に加工送りさせ、チャックテーブル１０に対して切削手段２０を割り出し送り手段５０でＹ軸方向に相対的に割り出し送りさせる。これにより、切削装置１は、被加工物Ｗの分割予定ラインを切削加工して切削溝Ｗｂを形成することができる。また、切削装置１は、同一方向の全ての分割予定ラインについて切削加工した後、チャックテーブル１０をθ軸回転手段７０で９０度回転させ、切削手段２０により同様の切削加工を繰り返すことで、被加工物Ｗに切削溝Ｗｂを碁盤目状に形成することができる。

次に、図３から図５を参照して、本実施形態に係る切削装置１の切削方法について説明する。図３は、実施形態に係る切削方法のフロー図である。図４は、実施形態に係る切削方法での切削ブレードと被加工物とを示す模式図である。図５は、実施形態１に係る切削方法の説明図である。

まず、切削装置１は、図３に示すように、オペレータ等の作業員による加工指示に基づいて、切削ブレード２１の刃先位置を検出する（ステップＳＴ１）。このステップＳＴ１について詳しく説明すると、切削装置１の制御手段９０は、切削ブレード２１を高速回転させつつ、計測手段８０の図示しない発光部と受光部とにより切削ブレード２１の切り刃２１ａの先端２１ｂ（図４参照）を検出し、切り込み送り手段６０の図示しないＺ軸位置検出用スケールとＺ軸位置検出用センサとにより先端２１ｂのＺ軸位置を検出することで、切削ブレード２１の刃先のＺ軸位置を検出する。また、制御手段９０は、切削ブレード２１の刃先、すなわち先端２１ｂのＺ軸位置を図示しない記憶手段に記憶させる。また、制御手段９０は、先端２１ｂのＺ軸位置を原点位置とすることで、切削ブレード２１の原点位置の調整も行う。つまり、このステップＳＴ１において、制御手段９０は、切削ブレード２１の高さを設定する。

次に、切削装置１は、図３および図４に示すように、被加工物Ｗに形成する切削溝Ｗｂの所望の深さＤを設定する（ステップＳＴ２）。このステップＳＴ２について詳しく説明すると、切削装置１の制御手段９０は、作業員によって入力された被加工物Ｗに形成する切削溝Ｗｂの所望の深さＤを、被加工物Ｗに対して最終的に形成する切削溝Ｗｂの底Ｗｃから表面Ｗａまでの切削量として設定する。

次に、切削装置１は、所望の深さＤから切り込み量Ｓ１を設定する（ステップＳＴ３）。このステップＳＴ３について詳しく説明すると、切削装置１の制御手段９０は、図４に示すように、切削ブレード２１の切り込み量Ｓ１を設定する。切り込み量Ｓ１は、切り込み量の規制、すなわち規制切り込み量Ｋを超えない範囲で設定される（Ｓ１＜Ｋ）。また、制御手段９０は、切り込み送り手段６０を作動させて切削ブレード２１を所定の高さに位置付ける。本実施形態において、切り込み量Ｓ１は、図５に示す（Ｄ）のように、所望の深さＤを４等分したものである（Ｓ１＝Ｄ／４）。規制切り込み量Ｋは、切削加工時に、切削ブレード２１に過度の負荷がかからない切り込み量である。規制切り込み量Ｋは、切削ブレード２１の回転数や被加工物Ｗの材質等に応じて、予め定められており、制御手段９０の図示しない記憶手段に予め記憶されている。規制切り込み量Ｋは、例えば、切削ブレード２１の回転数と、切削ブレード２１の種類と、切削ブレード２１の切り込み送り速度と、被加工物Ｗの種類と、作業員によって入力された加工条件と、の相関関係を定めた制御マップ（規制切り込み量制御マップ）から選択される。つまり、本実施形態においては、１回あたりの切削において切削ブレード２１の切り刃２１ａに過度の負荷がかかることを抑制しつつ、被加工物Ｗに対して繰り返し切削、すなわち多段切りすることができる。なお、規制切り込み量制御マップは、例えば、実機での切削加工試験により作成される。

なお、本実施形態においては、上記ステップＳＴ３を、切り込み量設定ステップという。切り込み量設定ステップは、少なくとも、切り込み量の規制（規制切り込み量Ｋ）を超えない範囲で切り込み送り手段６０を作動して切り込み量Ｓ１を設定するものである。また、切り込み量設定ステップは、切り込み送り手段６０を作動させて切削ブレード２１を所定の高さに位置付けるものでもある。

次に、切削装置１は、切り込み量Ｓ１で切削溝Ｗｂを形成する（ステップＳＴ４）。このステップＳＴ４について詳しく説明すると、切削装置１の制御手段９０は、図５に示す（Ａ）のように、切り込み量設定ステップで切り込み送り手段６０により切削ブレード２１を切り込み量Ｓ１で切り込み送りし、加工送り手段４０によりチャックテーブル１０を加工送りすることで、被加工物Ｗに対して切削溝Ｗｂを形成する。ここで、切削ブレード２１は、切削溝Ｗｂの形成に伴って切り刃２１ａが摩耗することから、切り込み量Ｓ１よりも浅い実際の切り込み量、すなわち実切り込み量ｆ１で切削溝Ｗｂを形成する（ｆ１＜Ｓ１）。つまり、切削溝Ｗｂは、表面Ｗａから底Ｗｃまでの深さが実切り込み量ｆ１となる。

なお、本実施形態においては、上記ステップＳＴ４を、切削溝形成ステップという。切削溝形成ステップは、少なくとも、被加工物Ｗの表面Ｗａから設定された切り込み量Ｓ１に切り刃２１ａが位置付けられた切削ブレード２１を、加工送り手段４０を作動させて被加工物Ｗの表面Ｗａに切削溝Ｗｂを形成するものである。また、切り込み量設定ステップと切削溝形成ステップとは、連続して行われる。

次に、切削装置１は、切り込み量Ｓ１の合算値が所望の深さＤの値に達したか否か判断する（ステップＳＴ５）。このステップＳＴ５について詳しく説明すると、切削装置１の制御手段９０は、上記ステップＳＴ３および上記ステップＳＴ４において、上記ステップＳＴ３で設定された切り込み量Ｓ１を上記ステップＳＴ３と上記ステップＳＴ４とが繰り返された回数分積算することで、この切り込み量Ｓ１の合算値がステップＳＴ２で設定した所望の深さＤの値に達したか否かを判断する。なお、予め設定した回数ｎ（本実施形態においては４回）の切り込みをしたか否かで判断してもよい。

また、切削装置１は、図５に示す（Ｂ）から（Ｄ）のように、切り込み量Ｓ１の合算値が所望の深さＤに達していないと判断する（ステップＳＴ５否定）と、上記ステップＳＴ３と上記ステップＳＴ４との処理を実施する。このステップＳＴ５否定について詳しく説明すると、切削装置１の制御装置９０は、図５に示す（Ｂ）のように、被加工物Ｗに対して２回目の切削を行う。この２回目の切削では、実切り込み量ｆ１で形成された切削溝Ｗｂに対して切削ブレード２１を切り込み量Ｓ１で切り込むことにより、実切り込み量ｆ１で形成された切削溝Ｗｂの底Ｗｃを、実切り込み量ｆ２で切削する。また、この２回目の切削では、切り込み量Ｓ１の合算値は（Ｓ１×２）となり、切削溝Ｗｂの切り込み量は（ｆ１＋ｆ２）となる。また、制御装置９０は、図５に示す（Ｃ）のように、２回目の切削と同様に切削ブレード２１を切り込み量Ｓ１で切り込んで、３回目の切削を行う。この３回目の切削では、切り込み量Ｓ１の合算値は（Ｓ１×３）となり、切削溝Ｗｂの切り込み量は（ｆ１＋ｆ２＋ｆ３）となる。また、制御装置９０は、図５に示す（Ｄ）のように、３回目の切削と同様に切削ブレード２１を切り込み量Ｓ１で切り込んで、４回目の切削を行う。この４回目の切削では、切り込み量Ｓ１の合算値は（Ｓ１×４）となり、切削溝Ｗｂの切り込み量は（ｆ１＋ｆ２＋ｆ３＋ｆ４）となる。つまり、この４回目の切削では、切り込み量Ｓ１の合算値（Ｓ１×４）が所望の深さＤの値に達する（Ｓ１×４＝Ｄ）。

なお、本実施形態においては、上記ステップＳＴ５否定まで繰り返されるステップＳＴ３およびステップＳＴ４を、繰り返しステップという。繰り返しステップは、少なくとも、設定された切り込み量Ｓ１の合算値が所望の深さＤの値に達するまで切削溝形成ステップを繰り返すものである。

また、切削装置１は、設定された切り込み量Ｓ１の合算値が所望の深さＤの値に達したと判断する（ステップＳＴ５肯定）と、切削ブレード２１の摩耗量ｍを計測する（ステップＳＴ６）。このステップＳＴ６について詳しく説明すると、切削装置１の制御手段９０は、計測手段８０の図示しない受光部と発光部とにより切削ブレード２１の切り刃２１ａの先端２１ｂを検出し、切り込み送り手段６０の図示しないＺ軸位置検出用スケールとＺ軸位置検出用センサとにより先端２１ｂのＺ軸位置を検出する。また、制御手段９０は、このステップＳＴ６で検出したＺ軸位置と、上記ステップＳＴ１で検出して図示しない記憶手段に記憶させたＺ軸位置との差分を、切削ブレード２１の摩耗量ｍとする。摩耗量ｍは、図５に示す（Ｄ）のように、所望の深さＤと、切削溝Ｗｂの実切り込み量（ｆ１＋ｆ２＋ｆ３＋ｆ４）との差でもある。

なお、本実施形態においては、上記ステップＳＴ６を、摩耗量計測ステップという。摩耗量計測ステップは、少なくとも、繰り返しステップを実施した後、計測手段８０を作動して切削ブレード２１の切り刃２１ａの摩耗量ｍを計測するものである。

次に、切削装置１は、摩耗量ｍが規制切り込み量Ｋを超えたか否か判断する（ステップＳＴ７）。このステップＳＴ７について詳しく説明すると、切削装置１の制御手段９０は、上記ステップＳＴ６で計測された切削ブレード２１の摩耗量ｍと、上記ステップＳＴ３で設定された切り込み量の規制、すなわち規制切り込み量Ｋと、を比較することで、切削ブレード２１の摩耗量ｍが規制切り込み量Ｋを超えたか否かを判断する。このため、切削装置１は、切削ブレード２１の摩耗量ｍが規制切り込み量Ｋを超えたと判断する（ステップＳＴ７肯定）と、後述するステップＳＴ１０からステップＳＴ１２までを順次実施する。なお、上記ステップＳＴ７は、切削ブレード２１の摩耗量ｍが小さくなることが予測される場合には省略することができる。

次に、切削装置１は、摩耗量ｍが規制切り込み量Ｋを超えていないと判断する（ステップＳＴ７否定）と、摩耗量ｍを切り込み量Ｓ２として設定する（ステップＳＴ８）。このステップＳＴ８について詳しく説明すると、切削装置１の制御手段９０は、上記ステップＳＴ６で計測された摩耗量ｍを、切削ブレード２１の切り込み量Ｓ２として設定する（Ｓ２＝ｍ）。

次に、切削装置１は、切り込み量Ｓ２で切削溝Ｗｂの底Ｗｃを切削する（ステップＳＴ９）。このステップＳＴ９について詳しく説明すると、切削装置１の制御手段９０は、図５に示す（Ｅ）のように、上記ステップＳＴ４において４回目の切削により実切り込み量ｆ４で形成された切削溝Ｗｂに対して、切り込み送り手段６０により切削ブレード２１を上記ステップＳＴ８で設定された切り込み量Ｓ２で切り込み送りし、実切り込み量ｆ５で形成された切削溝Ｗｂの底Ｗｃを切削する。これにより、切削溝Ｗｂの切り込み量は（ｆ１＋ｆ２＋ｆ３＋ｆ４＋ｆ５）となり、被加工物Ｗに所望の深さＤの切削溝Ｗｂが形成される。同様に、他の分割予定ラインに対しても上記ステップＳＴ１から上記ステップＳＴ９までの一連のステップを実施することで、被加工物Ｗに複数の所望の深さＤの切削溝Ｗｂが形成される。

なお、本実施形態においては、上記ステップＳＴ８から上記ステップＳＴ９までの一連のステップを、仕上げステップという。仕上げステップは、少なくとも、切り込み送り手段６０を作動して摩耗量ｍを切り込み量Ｓ２として設定し、繰り返しステップの実施によって形成された切削溝Ｗｂの底Ｗｃを切削するものである。すなわち、本実施形態に係る切削装置１の切削方法は、切り込み量設定ステップと、切削溝形成ステップと、繰り返しステップと、摩耗量計測ステップと、仕上げステップと、から少なくとも構成されている。

以上のように、本実施形態に係る切削装置１の切削方法によれば、繰り返しステップにおいて規制切り込み量Ｋを超えない切り込み量Ｓ１で切削溝Ｗｂを繰り返し切削する際に、切り込み量Ｓ１の合算値が所望の深さＤに達すると、仕上げステップとして、切削ブレード２１の切り刃２１ａの摩耗量ｍを切り込み量Ｓ２として設定し、この設定された切り込み量Ｓ２で切削溝Ｗｂの底Ｗｃを切削する。すなわち、本実施形態に係る切削装置１の切削方法においては、繰り返しステップにおいて切り込み量Ｓ１に摩耗量ｍを追加して切削溝を切削することがないので、切り込み量Ｓ１が摩耗量ｍ分増加することがない。つまり、切り込み量Ｓ１が摩耗量ｍ分増加することがないので、切り込み量Ｓ１＋摩耗量ｍが規制切り込み量Ｋを超えていたとしても切削ブレード２１の切り刃２１ａに過度の負荷がかかることを抑制することができるという効果を奏することができる。

また、切削ブレード２１の切り刃２１ａに過度の負荷がかかることを抑制することができるので、切削ブレード２１や被加工物Ｗが欠けることや切削ブレード２１が異常に摩耗することを抑えることができる。また、切削ブレード２１の切り刃２１ａに過度の負荷がかかることを抑制しつつ、被加工物Ｗに対して繰り返し切削、すなわち多段切りすることができる。

また、例えば、サファイアやＳｉＣ、金属基板等、切削ブレード２１に負荷がかかりやすく切削ブレード２１が摩耗しやすい素材に対してよく用いられる、自動的に切削ブレード２１の摩耗量ｍを測定し、切削溝Ｗｂの深さを摩耗量ｍ分調整する加工を行う際も、所定の溝深さ（所望の深さＤ）と加工品質とを保つことが可能となる。

〔実施形態２〕
次に、実施形態２に係る切削装置１の切削方法について説明する。図６は、実施形態２に係る切削方法の説明図である。実施形態２に係る切削装置１の切削方法の基本的構成は、実施形態１に係る切削装置１の切削方法と同様であるので、同一部分の構成の説明は省略する。

本実施形態に係る切削装置１の切削方法は、切削ブレード２１の摩耗量ｍが大きくなることが予測される場合の切削方法である。つまり、本実施形態に係る切削装置１の切削方法は、切り込み量Ｓ１の合算値が所望の深さＤの値に達した際に、切削ブレード２１の摩耗量ｍが規制切り込み量Ｋを超えた場合であっても、切削ブレード２１に過度の負荷をかけることなく被加工物Ｗを多段切りすることができる方法である。

本実施形態に係る切削装置１の切削方法は、例えば、上記実施形態１とは異なり、所望の深さＤを３等分することで切り込み量Ｓ１を設定するものである。したがって、上記ステップＳＴ１から上記ステップＳＴ７までを実施後、摩耗量ｍが規制切り込み量Ｋを超えたと判断する（ステップＳＴ７肯定）と、摩耗量ｍから切り込み量Ｓ３を設定し（ステップＳＴ１０）、切り込み量Ｓ３で切削溝Ｗｂの底Ｗｃを切削し（ステップＳＴ１１）、摩耗量ｍから切り込み量Ｓ３を除いた量を切り込み量Ｓ４とし、この切り込み量Ｓ４で切削溝Ｗｂの底Ｗｃを切削する（ステップＳＴ１２）。

具体的に説明すると、切削装置１は、図３および図４に示すように、切削ブレード２１の刃先位置を検出し（ステップＳＴ１）、被加工物Ｗに形成する切削溝Ｗｂの所望の深さＤを設定し（ステップＳＴ２）、被加工物Ｗに対して切り込み切削ブレード２１の切り込み量Ｓ１を設定する（ステップＳＴ３）。ここで、切り込み量Ｓ１は、所望の深さＤを３等分したものである（Ｓ１＝Ｄ／３）。

次に、切削装置１は、切り込み量Ｓ１で切削溝Ｗｂを形成する（ステップＳＴ４）。このステップＳＴ４で形成される切削溝Ｗｂは、図６に示す（Ａ）のように、実切り込み量ｆ１で形成される。つまり、切削溝Ｗｂは、表面Ｗａから底Ｗｃまでの深さが実切り込み量ｆ１となる。

次に、切削装置１は、切り込み量Ｓ１の合算値が所望の深さＤの値に達したか否か判断し（ステップＳＴ５）、図６に示す（Ｂ）および（Ｃ）のように、切り込み量Ｓ１の合算値が所望の深さＤに達していないと判断する（ステップＳＴ５否定）と、上記ステップＳＴ３および上記ステップＳＴ４の処理を実施する。このステップＳＴ５否定により実施される上記ステップＳＴ４では、図６に示す（Ｂ）のように、被加工物Ｗに対して２回目の切削が行われる。この２回目の切削では、実切り込み量ｆ１で形成された切削溝Ｗｂに対して切削ブレード２１を切り込み量Ｓ１で切り込むことにより、実切り込み量ｆ１で形成された切削溝Ｗｂの底Ｗｃが実切り込み量ｆ２で切削される。また、この２回目の切削では、切り込み量Ｓ１の合算値は（Ｓ１×２）となり、切削溝Ｗｂの切り込み量は（ｆ１＋ｆ２）となる。また、制御装置９０は、図６に示す（Ｃ）のように、２回目の切削と同様に切削ブレード２１を切り込み量Ｓ１で切り込んで、３回目の切削を行う。この３回目の切削では、切り込み量Ｓ１の合算値は（Ｓ１×３）となり、切削溝Ｗｂの切り込み量は（ｆ１＋ｆ２＋ｆ３）となる。つまり、この３回目の切削では、切り込み量Ｓ１の合算値（Ｓ１×３）が所望の深さＤの値に達する（Ｓ１×３＝Ｄ）。

また、切削装置１は、切り込み量Ｓ１の合算値が所望の深さＤの値に達したと判断する（ステップＳＴ５肯定）と、切削ブレード２１の摩耗量ｍを計測する（ステップＳＴ６）。このステップＳＴ６で計測される摩耗量ｍは、図６に示す（Ｃ）のように、所望の深さＤと、切削溝Ｗｂの実切り込み量（ｆ１＋ｆ２＋ｆ３）との差となる。

次に、切削装置１は、摩耗量ｍが規制切り込み量Ｋを超えたか否か判断し（ステップＳＴ７）、摩耗量ｍが規制切り込み量Ｋを超えたと判断する（ステップＳＴ７肯定）と、摩耗量ｍから切り込み量Ｓ３を設定し（ステップＳＴ１０）、切り込み量Ｓ３で切削溝Ｗｂの底Ｗｃを切削する（ステップＳＴ１１）。このステップＳＴ１０およびステップＳＴ１１について詳しく説明すると、切削装置１の制御手段９０は、図６に示す（Ｄ）のように、上記ステップＳＴ４において実切り込み量ｆ３で形成された切削溝Ｗｂに対して切削ブレード２１を切り込み量Ｓ３で切り込むことにより、実切り込み量ｆ３で形成された切削溝Ｗｂの底Ｗｃを実切り込み量ｆ４で切削する。つまり、制御手段９０は、規制切り込み量Ｋと摩耗量ｍとを超えない範囲で設定された切り込み量Ｓ３（すなわちＳ３＜Ｋ＜ｍ）で、被加工物Ｗに対して４回目の切削を行う。この４回目の切削では、切削溝Ｗｂの切り込み量は（ｆ１＋ｆ２＋ｆ３＋ｆ４）となる。なお、上記ステップＳＴ７肯定において、摩耗量ｍが切り込み量Ｓ１と規制切り込み量Ｋとの間となる場合（Ｓ１＜ｍ＜Ｋ）は、規制切り込み量Ｋを切り込み量Ｓ３としてもよい（Ｓ３＝Ｋ）。

なお、本実施形態においては、上記ステップＳＴ１０を、切り込み量設定ステップという。また、上記ステップＳＴ１１を、切削溝形成ステップという。

次に、切削装置１は、摩耗量ｍから切り込み量Ｓ３を除いた量を切り込み量Ｓ４として設定し、切削溝Ｗｂの底Ｗｃを切削する（ステップＳＴ１２）。このステップ１２について詳しく説明すると、切削装置１の制御手段９０は、上記ステップＳＴ６で計測された切削ブレード２１の摩耗量ｍから、上記ステップＳＴ１０で設定された切り込み量Ｓ３を除いた量を、切削ブレード２１の切り込み量Ｓ４として設定する（Ｓ４＝ｍ−Ｓ３）。

なお、本実施形態においては、上記ステップＳＴ１２を、仕上げステップという。この仕上げステップ（ステップＳＴ１２）は、所望の深さＤに足りない不足分（ｍ−Ｓ３）を切削して補償するものである。つまり、仕上げステップにおける切り込み量Ｓ４は、摩耗量ｍと切り込み量Ｓ３との差分（Ｓ４＝ｍ−Ｓ３）となり、図６の（Ｅ）に示すように、不足分に相当する実切り込み量ｆ５で切削溝Ｗｂの底Ｗｃが切削される。これにより、切削溝Ｗｂの切り込み量は（ｆ１＋ｆ２＋ｆ３＋ｆ４＋ｆ５）となり、被加工物Ｗに所望の深さＤの切削溝Ｗｂが形成される。同様に、他の分割予定ラインに対しても上記ステップＳＴ１から上記ステップＳＴ７まで、および、上記ステップＳＴ１０から上記ステップＳＴ１２までの一連のステップを実施することで、被加工物Ｗに複数の所望の深さＤの切削溝Ｗｂが形成される。

以上のように、本実施形態に係る切削装置１の切削方法によれば、摩耗量計測ステップによって計測された摩耗量ｍが規制切り込み量Ｋを超える場合は、切り込み量Ｓ１で切削溝Ｗｂの底Ｗｃを切削する繰り返しステップに加えて、切り込み量Ｓ３を設定する切り込み量設定ステップと、切り込み量Ｓ３で切削溝Ｗｂの底Ｗｃを切削する切削溝形成ステップと、を実施し、仕上げステップで所望の深さＤに足りない不足分（ｍ−Ｓ３）を切削して補償する。すなわち、本実施形態に係る切削装置１の切削方法では、繰り返しステップから仕上げステップまでにおいて切り込み量Ｓ１に摩耗量ｍを追加して切削溝Ｗｂを切削することがないので、切り込み量が摩耗量ｍ分増加することがない。つまり、切り込み量が摩耗量ｍ分増加することがないので、切削ブレード２１の切り刃２１ａに過度の負荷がかかることを抑制しつつ、被加工物Ｗを多段切りすることができる。

なお、上記実施形態２において、切削ブレード２１の摩耗が大きく進む場合、例えば、上記ステップ１１の実施後、摩耗量ｍが規制切り込み量Ｋの２倍以上（すなわちｍ≧（Ｋ×２））であった場合、切り込み量Ｓ３を規制切り込み量Ｋとして再度切削してもよい（Ｓ３＝Ｋ）。

また、上記実施形態において、切削装置１は、１スピンドルのダイサであるが、２個のスピンドルを有するダイサ、いわゆるデュアルダイサ（例えば、フェイシングデュアルダイサやパラレルデュアルダイサ）であってもよい。

また、上記実施形態においては、被加工物Ｗの分割予定ラインに切削溝Ｗｂを形成しているが、被加工物Ｗの分割予定ラインを多段切りして個々のデバイスに分割（いわゆるフルカット）してもよい。これにより、被加工物Ｗをフルカットする場合であっても、被加工物Ｗの分割予定ラインを多段切りする際に、切削ブレード２１に過度の負荷がかかることを抑制することができる。

また、上記実施形態１においては、摩耗量計測ステップで計測した摩耗量ｍを仕上げステップでの切り込み量として設定しているが、例えば、上記実施形態２のように切削ブレード２１の摩耗量ｍが無視できないほど大きい場合は、切削ブレード２１の切り込み量と摩耗量との相関関係から、切り込み量に対する切削ブレード２１の摩耗量（摩耗度）を算出し、この算出した摩耗量で切り込み量を補償することで、仕上げステップで切削溝Ｗｂを所望の深さＤで精度よく形成することができる。ここで、摩耗量を計測するステップは、切削溝形成ステップの実施後であれば、切り込み量に対する切削ブレード２１の摩耗量を計測することができるので、切削溝形成ステップの実施後や繰り返しステップの実施中に行うことができる。つまり、摩耗量を計測するステップの実行は、１回目の切削後であればどこでもよい。

また、上記実施形態においては、切り込み量Ｓ１の合算値が所望の深さＤの値に達した後に切削ブレード２１の摩耗量ｍを計測しているが、切り込み量Ｓ１の合算値が所望の深さＤの値に達する前に切削ブレード２１の摩耗量を計測してもよい。この場合、計測された摩耗量から１回あたりの切削で摩耗する摩耗量を算出することで、仕上げステップでの切り込み量を算出して設定することができる。

また、上記実施形態においては、切り込み量Ｓ１の合算値が所望の深さＤの値に達したか否か判断しているが、切り込み送り手段６０の図示しないＺ軸位置検出用スケールとＺ軸位置検出用センサとにより検出されるＺ軸位置が所望の深さＤに達した否かで判断してもよい。これにより、切り込み量Ｓ１を直接検出することができる。

また、上記実施形態においては、サファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）基板、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）基板、セラミックスや金属基板、ガラス等に対して切削装置１により切削加工することで、切削ブレード２１に過度の負荷がかかることを抑制しつつ多段切り可能としているが、シリコン、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）等を母材とする半導体ウエーハや光デバイスウエーハ、無機材料基板、樹脂等の延性材料等に対しても同様に多段切り可能である。

１ 切削装置
１０ チャックテーブル
２０ 切削手段
２１ 切削ブレード
２１ａ 切り刃
４０ 加工送り手段
６０ 切り込み送り手段
８０ 計測手段
Ｗ 被加工物
Ｗａ 表面
Ｗｂ 切削溝
Ｗｃ 底
Ｄ 所望の深さ
Ｋ 規制切り込み量（規制された切り込み量）
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４ 切り込み量（設定された切り込み量）
ｍ 摩耗量

Claims (3)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、前記チャックテーブルに保持された前記被加工物を切削する切り刃を外周に有した切削ブレードを回転可能に備えた切削手段と、前記チャックテーブルと前記切削手段とを相対的に加工送りする加工送り手段と、前記切削ブレードの切り刃を加工送り方向と直交する方向に切り込み送りする切り込み送り手段と、前記切削ブレードの切り刃の摩耗量を計測する計測手段と、から少なくとも構成された切削装置を用い、切り込み量が規制される被加工物に所望の深さの切削溝を形成する切削方法であって、
   切り込み量の規制を超えない範囲で前記切り込み送り手段を作動して切り込み量を設定する切り込み量設定ステップと、
   前記被加工物の表面から設定された切り込み量に切り刃が位置付けられた前記切削ブレードで、前記加工送り手段を作動させて前記被加工物の表面に切削溝を形成する切削溝形成ステップと、
   前記設定された切り込み量の合算値が所望の深さの値に達するまで前記切り込み量設定ステップと前記切削溝形成ステップとを繰り返す繰り返しステップと、
   前記繰り返しステップを実施した後、前記計測手段を作動して前記切削ブレードの切り刃の摩耗量を計測する摩耗量計測ステップと、
   前記切り込み送り手段を作動して前記摩耗量を切り込み量として設定し、前記繰り返しステップの実施によって形成された前記切削溝の底を切削する仕上げステップと、
   から少なくとも構成される切削方法。
2. 前記摩耗量計測ステップによって計測された摩耗量が、規制された切り込み量を超える場合は、前記繰り返しステップに加えて前記切り込み量設定ステップと前記切削溝形成ステップとを実施し、
   前記仕上げステップで設定する切り込み量は、前記摩耗量計測ステップで計測された前記摩耗量から前記繰り返しステップの後に実施された前記切り込み量設定ステップで設定された切り込み量を除いた量であることを特徴とする請求項１記載の切削方法。
3. 前記所望の深さの切削溝によって前記被加工物を切断する請求項１または２記載の切削方法。

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