JP2019115963A

JP2019115963A - 切削装置

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Publication number: JP2019115963A
Application number: JP2017252140A
Authority: JP
Inventors: 一樹荒生; Kazuki Arao; 貴彦津野; Takahiko Tsuno
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2019-07-18
Anticipated expiration: 2037-12-27
Also published as: TW201927476A; CN110026902A; JP7206041B2; KR20190079528A; TWI772584B; KR102570138B1

Abstract

【課題】被切削面が切削されたドレッシングボードの種類を誤って認識することを抑制することができる切削装置を提供すること。【解決手段】切削装置１は、複数のセルから構成される２次元コード９２を備えるドレッシングボード９０と、カメラ３０で撮影した画像に基づいてドレッシングボード９０の種類を判定する制御ユニット１００を備える。制御ユニット１００は、ドレッシングボード９０の種類情報を登録する種類登録部１０１と、ドレッシングボード９０を撮影し２値化された撮影画像を登録する画像登録部１０２と、撮影画像にダイレーション処理を施すダイレーション処理部１０３と、ダイレーション処理をした撮影画像にエロージョン処理を施すエロージョン処理部１０４と、エロージョン処理によって復元された２次元コード９２からドレッシングボード９０の種類情報を読み取る種類判定部１０５とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、切削装置に関する。

切削ブレードは、スピンドルに装着した直後では、ボンド材に砥粒が埋没していたり、スピンドルの回転中心と装着された切削ブレードの回転中心とがずれているため、ドレッシングボードを切削する事でボンド材を消耗させ、回転中心を合致させたり、ボンド材から砥粒を突出させる目立てを行う。

ドレッシングボードは、用途や切削する切削ブレードの種類によって複数の種類がある。誤った種類のドレッシングボードと切削ブレードの組合せでドレッシングを行うと、ドレッシングボードは、効果を発揮できない。そのため、所望のドレッシングボードを確実に切削装置に装着することが重要であり、誤ったドレッシングボードを切削装置に装着することが無いよう、例えば２次元コードなどの記録媒体によって判定できるドレッシングボードや切削装置（例えば、特許文献１参照）が考案されている。

特開２０１２−０６６３２８号公報

しかしながら、特許文献１に示された切削装置は、ドレッシングボードの被切削面に２次元コードが形成されている場合、被切削面を切削してしまうと２次元コードが欠損してしまい、その後、２次元コードを認識できずに、ドレッシングボードの種類を誤って認識してしまう虞があった。

本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、被切削面が切削されたドレッシングボードの種類を誤って認識することを抑制することができる切削装置を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物をスピンドルに装着した切削ブレードで切削する切削ユニットと、該チャックテーブルに保持された被加工物を撮影するカメラと、該カメラで撮影した画像に基づいて被加工物の種類を判定する判定部と、を備える切削装置であって、該被加工物は、該切削ブレードの刃厚より縦横の幅が大きい複数のセルから構成される２次元コードを被切削面に備えるドレッシングボードを含み、該判定部は、該切削ブレードで切削する該ドレッシングボードの種類情報を登録する種類登録部と、該切削ブレードで切削され一部が欠損した該２次元コードを含む該ドレッシングボードの被切削面を撮影し、該２次元コードの着色されたセルと切削溝とを黒く、その他の領域を白く表示する撮影画像を登録する画像登録部と、該撮影画像に、所定の単位面積で黒と白が混在する領域全体を白くするダイレーション処理を施し、黒く表示される該切削溝を白くして該撮影画像から該切削溝を除去するダイレーション処理部と、該ダイレーション処理をした該撮影画像に、所定の単位面積で黒と白が混在する領域全体を黒くするエロージョン処理を施し、該ダイレーション処理で収縮した黒く表示されるセルを膨張させてダイレーション処理前の大きさに該セルを整形し、切削前の該２次元コードを復元するエロージョン処理部と、該エロージョン処理によって復元された該２次元コードから該ドレッシングボードの種類情報を読み取り、予め登録された該ドレッシングボードの種類情報と合致するかを判定する種類判定部と、を備えることを特徴とする。

前記切削装置において、該セルの縦横の幅は、該切削ブレードの刃厚の２倍以上でも良い。

前記切削装置において、該カメラの視野範囲は、該２次元コードより狭く、該判定部で処理される撮影画像は、該カメラで撮影した該２次元コードの一部を含む複数の画像を組み合わせて構成されても良い。

前記切削装置において、該判定部は、該２次元コードの無い該ドレッシングボードの被切削面を撮影して得た基準画像の輝度の分布を登録する輝度分布登録部と、該２次元コードを含む撮影画像の輝度の分布から該基準画像で登録した輝度の分布を除去する輝度差除去部と、を備え、該カメラで撮影した撮影画像の持つ輝度の分布を均しても良い。

本願発明の切削装置は、被切削面が切削されたドレッシングボードの種類を誤って認識することを抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示された切削装置の切削ユニットの要部を示す図である。図３は、図１に示された切削装置の要部を示す側面図である。図４は、図１に示された切削装置のドレッシングボードの一例を示す平面図である。図５は、図４中のＶ部を拡大して示す平面図である。図６は、図１に示された切削装置の制御ユニットの輝度分布登録部に登録された基準画像の一例を示す図である。図７は、図１に示された切削装置の制御ユニットの輝度差除去部に登録された撮影画像の一例を示す図である。図８は、図１に示された切削装置の制御ユニットの画像登録部に登録された２値化された撮影画像の一例を示す図である。図９は、実施形態１に係る切削装置が実施する切削ブレードのドレッシング方法を示すフローチャートである。図１０は、図９に示された切削ブレードのドレッシング方法の撮影画像登録ステップで登録された２値化された撮影画像の一例を示す図である。図１１は、図９に示された切削ブレードのドレッシング方法のダイレーション処理ステップ及びエロージョン処理ステップを説明する図である。図１２は、図９に示された切削ブレードのドレッシング方法のダイレーション処理ステップ後の撮影画像の一例である。図１３は、図９に示された切削ブレードのドレッシング方法のエロージョン処理ステップ後の撮影画像の一例である。

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、置換又は変更を行うことができる。

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る切削装置を図面に基いて説明する。図１は、実施形態１に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図２は、図１に示された切削装置の切削ユニットの要部を示す図である。図３は、図１に示された切削装置の要部を示す側面図である。図４は、図１に示された切削装置のドレッシングボードの一例を示す平面図である。図５は、図４中のＶ部を拡大して示す平面図である。

実施形態１に係る切削装置１は、板状物である被加工物２００を切削（加工）する装置である。実施形態１では、被加工物２００は、シリコン、サファイア、ガリウムなどを母材とする円板状の半導体ウエーハや光デバイスウエーハである。被加工物２００は、表面２０１に格子状に形成された複数の分割予定ライン２０２によって格子状に区画された領域にデバイス２０３が形成されている。本発明の被加工物２００は、中央部が薄化され、外周部に厚肉部が形成された所謂ＴＡＩＫＯ（登録商標）ウエーハでもよく、ウエーハの他に、樹脂により封止されたデバイスを複数有した矩形状のパッケージ基板、セラミックス板、ガラス板等でも良い。被加工物２００は、裏面２０４に保護部材である粘着テープ２１０に貼着されている。粘着テープ２１０は、外周に環状フレーム２１１が取り付けられている。

図１に示された切削装置１は、分割予定ライン２０２を備える被加工物２００をチャックテーブル１０で保持し分割予定ライン２０２に沿って切削ブレード２１で切削する装置である。切削装置１は、図１に示すように、被加工物２００を保持面１１で吸引保持するチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００をスピンドル２２に装着した切削ブレード２１で切削する切削ユニット２０と、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を撮影するカメラ３０と、制御ユニット１００とを備える。

また、切削装置１は、図１に示すように、チャックテーブル１０を水平方向及び装置本体２の短手方向と平行なＸ軸方向に加工送りする図示しないＸ軸移動ユニットと、切削ユニット２０を水平方向及び装置本体２の長手方向と平行でかつＸ軸方向に直交するＹ軸方向に割り出し送りするＹ軸移動ユニット４０と、切削ユニット２０をＸ軸方向とＹ軸方向との双方と直交する鉛直方向に平行なＺ軸方向に切り込み送りするＺ軸移動ユニット５０とを少なくとも備える。切削装置１は、図１に示すように、切削ユニット２０を２つ備えた、即ち、２スピンドルのダイサ、いわゆるフェイシングデュアルタイプの切削装置である。

チャックテーブル１０は、円盤形状であり、被加工物２００を保持する保持面１１がポーラスセラミック等から形成されている。また、チャックテーブル１０は、Ｘ軸移動ユニットにより移動自在で回転駆動源により回転自在に設けられている。チャックテーブル１０は、図示しない真空吸引源と接続され、真空吸引源により吸引されることで、被加工物２００を吸引、保持する。また、チャックテーブル１０の周囲には、環状フレーム２１１をクランプするクランプ部１２が複数設けられている。

切削ユニット２０は、図２及び図３に示すように、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を切削する切削ブレード２１を装着するスピンドル２２を備えるものである。切削ユニット２０は、それぞれ、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００に対して、Ｙ軸移動ユニット４０によりＹ軸方向に移動自在に設けられ、かつ、Ｚ軸移動ユニット５０によりＺ軸方向に移動自在に設けられている。

一方の切削ユニット２０は、図１に示すように、Ｙ軸移動ユニット４０、Ｚ軸移動ユニット５０などを介して、装置本体２から立設した一方の柱部３に設けられている。他方の切削ユニット２０は、図１に示すように、Ｙ軸移動ユニット４０、Ｚ軸移動ユニット５０などを介して、装置本体２から立設した他方の柱部４に設けられている。なお、柱部３，４は、上端が水平梁５により連結されている。

切削ユニット２０は、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０により、チャックテーブル１０の保持面１１の任意の位置に切削ブレード２１を位置付け可能となっている。

切削ブレード２１は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。スピンドル２２は、切削ブレード２１を回転させることで被加工物２００を切削する。スピンドル２２は、スピンドルハウジング２３内に収容され、スピンドルハウジング２３は、Ｚ軸移動ユニット５０に支持されている。切削ユニット２０のスピンドル２２及び切削ブレード２１の軸心は、Ｙ軸方向と平行に設定されている。

Ｘ軸移動ユニットは、チャックテーブル１０を加工送り方向であるＸ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＸ軸方向に沿って加工送りするものである。Ｙ軸移動ユニット４０は、切削ユニット２０を割り出し送り方向であるＹ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＹ軸方向に沿って割り出し送りするものである。Ｚ軸移動ユニット５０は、切削ユニット２０を切り込み送り方向であるＺ軸方向に移動させることで、チャックテーブル１０と切削ユニット２０とを相対的にＺ軸方向に沿って切り込み送りするものである。

Ｘ軸移動ユニット、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ４１，５１、ボールねじ４１，５１を軸心回りに回転させる周知のパルスモータ４２，５２及びチャックテーブル１０又は切削ユニット２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレール４３，５３を備える。

また、切削装置１は、チャックテーブル１０のＸ軸方向の位置を検出するため図示しないＸ軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット２０のＹ軸方向の位置を検出するための図示しないＹ軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を検出するためのＺ軸方向位置検出ユニットとを備える。Ｘ軸方向位置検出ユニット及びＹ軸方向位置検出ユニットは、Ｘ軸方向、又はＹ軸方向と平行なリニアスケールと、読み取りヘッドとにより構成することができる。Ｚ軸方向位置検出ユニットは、パルスモータ５２のパルスで切削ユニット２０のＺ軸方向の位置を検出する。Ｘ軸方向位置検出ユニット、Ｙ軸方向位置検出ユニット及びＺ軸方向位置検出ユニットは、チャックテーブル１０のＸ軸方向、切削ユニット２０のＹ軸方向又はＺ軸方向の位置を制御ユニット１００に出力する。

また、切削装置１は、切削前後の被加工物２００を収容するカセット６１が載置されかつカセット６１をＺ軸方向に移動させるカセットエレベータ６０と、切削後の被加工物２００を洗浄する洗浄ユニット７０と、カセット６１に被加工物２００を出し入れするとともに被加工物２００を搬送する図示しない搬送ユニットとを備える。

また、切削装置１は、図１及び図３に示すように、被加工物であるドレッシングボード９０が着脱自在なサブチャックテーブル８０を備える。サブチャックテーブル８０は、チャックテーブル１０と一体にＸ軸方向に沿って移動自在に設けられている。サブチャックテーブル８０は、矩形状に形成され、上面８１がチャックテーブル１０の保持面１１と同一の高さとなる位置に配置されている。サブチャックテーブル８０は、図示しない真空吸引源と接続され、真空吸引源により吸引されることで、上面８１に載置されたドレッシングボード９０を吸引保持するチャックテーブルである。実施形態１において、サブチャックテーブル８０は、切削ユニット２０と１体１で対応して、２つ設けられており、対応する切削ユニット２０の切削ブレード２１に適した種類のドレッシングボード９０を保持する。

ドレッシングボード９０は、目詰まりしたり目つぶれして切削能力が低下した切削ブレード２１を目立てして、切削ブレード２１の切削能力を回復させるものである。切削ブレード２１を目立てして、切削ブレード２１の切削能力を回復させることを、ドレッシングするという。即ち、ドレッシングボード９０は、サブチャックテーブル８０で保持された状態で、被切削面である上面９１に切削ブレード２１を切り込ませる、切削ブレード２１に対応したサブチャックテーブル８０に保持されたボードである。

ドレッシングボード９０は、平面形状がサブチャックテーブル８０の上面８１と略同形状の矩形状の板状に形成されている。ドレッシングボード９０は、樹脂やセラミックスのボンド材に、ＷＡ（ホワイトアランダム、アルミナ系）、ＧＣ（グリーンカーボナイト、炭化ケイ素系）などの砥粒が混ぜ込まれて構成されている。

ドレッシングボード９０は、図４に示すように、２次元コード９２を上面９１に備える。２次元コード９２は、ドレッシングボード９０の種類（型番号）などを示すドレッシングボード９０の種類情報を含む。２次元コード９２は、図４及び図５に示すように、上面９１の一部が上面９１と異なる色で着色された複数のセル９３から構成される。セル９３は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに沿って配置され、２次元コード９２は、セル９３の配置した位置及びセル９３の数等によりドレッシングボード９０の種類などを示す。また、複数のセル９３の平面形状は、同形状に形成されている。実施形態１において、セル９３の平面形状は、切削ブレード２１の刃厚２４よりも縦横の幅であるＸ軸方向とＹ軸方向の幅９４，９５が大きな多角形状に形成されている。実施形態１では、セル９３のＸ軸方向とＹ軸方向の幅９４，９５は、切削ブレード２１の刃厚２４の２倍以上である。

ドレッシングボード９０は、上面９１に切削ブレード２１が切り込まされると、上面９１に図１に点線で示す切削溝９６が形成される。実施形態１では、切削溝９６は、Ｘ軸方向と平行な直線状に形成され、幅が全長に亘って一定に形成され、２次元コード９２上にも形成される。このように、ドレッシングボード９０は、２次元コード９２上に切削溝９６が形成されると、切削ブレード２１でセル９３の一部が欠損した２次元コード９２を含むこととなる。なお、実施形態１では、切削溝９６の幅は、セル９３のＸ軸方向とＹ軸方向の幅９４，９５の０％を超え、８０％程度以下、望ましくは、５０％以下である。

また、一方の切削ユニット２０は、被加工物２００の表面２０１を撮影するカメラ３０が一体的に移動するように固定されている。カメラ３０は、チャックテーブル１０に保持された切削前の被加工物２００の分割すべき領域を撮影する撮像素子を備えている。撮像素子は、例えば、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device）撮像素子又はＣＭＯＳ（Complementary MOS）撮像素子である。カメラ３０は、図３に点線で示すように、チャックテーブル１０に保持された被加工物２００を撮影して、被加工物２００と切削ブレード２１との位置合わせを行なうアライメントを遂行するため等の画像を得、得た画像を制御ユニット１００に出力する。なお、カメラ３０が撮影して得た画像は、各撮像素子が受光した光の強さを互いに直交する第１方向と第２方向とに並べた２次元の画像である。各撮像素子が受光した光の強さは、例えば２５６段階のいずれかの階調で規定されている。

また、カメラ３０は、図３に実線で示すように、サブチャックテーブル８０に保持されたドレッシングボード９０の２次元コード９２を撮影し、撮影して得た２次元コード９２の画像を制御ユニット１００に出力する。なお、実施形態１に係る切削装置１のカメラ３０の視野範囲３１（図５に点線で示す）は、２次元コード９２の面積よりも狭い。

また、カメラ３０は、被加工物２００及びドレッシングボード９０に照明光を照射する落射照明（同軸照明とも呼ぶ）及び斜光照明を備える。カメラ３０は、２次元コード９２を撮影した際に、セル９３及び切削溝９６により反射された光の強さが、所定の閾値及び未切削の上面９１により反射された光の強さよりも下回るように斜光照明及び同軸照明が調整される。

次に、制御ユニット１００を図面に基づいて説明する。図６は、図１に示された切削装置の制御ユニットの輝度分布登録部に登録された基準画像の一例を示す図である。図７は、図１に示された切削装置の制御ユニットの輝度差除去部に登録された撮影画像の一例を示す図である。図８は、図１に示された切削装置の制御ユニットの画像登録部に登録された２値化された撮影画像の一例を示す図である。

制御ユニット１００は、切削装置１の上述した構成要素をそれぞれ制御して、被加工物２００に対する加工動作を切削装置１に実施させるものである。なお、制御ユニット１００は、コンピュータである。制御ユニット１００は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる入力ユニット１１０と、報知ユニット１２０とに接続されている。入力ユニット１１０は、表示ユニットに設けられたタッチパネルと、キーボード等の外部入力装置とのうち少なくとも一つにより構成される。報知ユニット１２０は、制御ユニット１００からのエラー信号を発信して、光と音との少なくとも一方をオペレータに報知する。

また、制御ユニット１００は、カメラ３０で撮影した画像に基づいて、ドレッシングボード９０の種類を判定する判定部である。制御ユニット１００は、図１に示すように、種類登録部１０１と、画像登録部１０２と、ダイレーション処理部１０３と、エロージョン処理部１０４と、種類判定部１０５とを備える。

種類登録部１０１は、切削ブレード２１で切削するドレッシングボード９０の種類情報であるドレッシングボード９０の種類（型番号）などを示す情報を登録するものである。実施形態１では、オペレータが、入力ユニット１１０を操作して、各サブチャックテーブル８０に保持するドレッシングボード９０の種類などを示す情報を制御ユニット１００の種類登録部１０１に記憶（登録）する。

画像登録部１０２は、図１に示すように、輝度分布登録部１０６と、輝度差除去部１０７と、２値化処理部１０８とを備える。

輝度分布登録部１０６は、２次元コード９２の無いドレッシングボード９０の被切削面である上面９１を撮影して得た図６に示す基準画像３００の輝度の分布を登録するものである。実施形態１では、オペレータが、入力ユニット１１０を操作して、各サブチャックテーブル８０に保持されたドレッシングボード９０の上面９１のうちの２次元コード９２及び切削溝９６が未形成の領域を撮影させて、撮影して得た画像を基準画像３００として制御ユニット１００の輝度分布登録部１０６に記憶（登録）する。

実施形態１では、輝度分布登録部１０６は、ドレッシングボード９０の上面９１のうちの２次元コード９２及び切削溝９６が未形成の領域をカメラ３０に１回撮影させて、図６に示す１回の撮影で得られた画像を基準画像３００として記憶する。また、基準画像３００は、カメラ３０の各撮像素子が受光した光の強さを例えば２５６段階のいずれかの階調で示した画像である。即ち、基準画像３００は、所謂、グレースケール画像である。このように、輝度分布登録部１０６は、グレースケール画像である基準画像３００を記憶することにより、基準画像３００の輝度の分布を登録する。

輝度差除去部１０７は、２次元コード９２を含む図７に示す撮影画像４００の輝度の分布から基準画像３００で登録した輝度の分布を除去するものである。実施形態１では、輝度差除去部１０７は、サブチャックテーブル８０に保持されたドレッシングボード９０の２次元コード９２をカメラ３０に撮影させて、撮影して得た画像を図７に示す撮影画像４００として制御ユニット１００の輝度差除去部１０７に記憶（登録）する。

なお、実施形態１では、輝度差除去部１０７は、２次元コード９２が設けられた位置の互いに異なる複数個所をカメラ３０で撮影し、図７に示すように、カメラ３０が撮影して得た２次元コード９２の一部を含む複数の画像４０１を組み合わせて、一つの撮影画像４００として構成し、記憶する。このように、制御ユニット１００で処理される撮影画像４００は、カメラ３０が撮影して得た２次元コード９２の一部を含む複数の画像４０１を組み合わせて構成される。輝度差除去部１０７は、カメラ３０が撮影して得た９枚の画像４０１を組み合わせて撮影画像４００として構成するが、撮影画像４００を構成する画像４０１の枚数は、９枚に限定されない。また、撮影画像４００は、カメラ３０の各撮像素子が受光した光の強さを例えば２５６段階のいずれかの階調で示した画像である。即ち、撮影画像４００は、所謂、グレースケール画像である。このように、輝度差除去部１０７は、グレースケール画像である撮影画像４００を記憶することにより、撮影画像４００の輝度の分布を登録する。なお、基準画像３００及び撮影画像４００のうち一つの撮像素子が受光した光を示す領域を以下、画素と呼ぶ。

輝度差除去部１０７は、図７に示す撮影画像４００を構成する各画像４０１の各画素の光の強さから図６に示す基準画像３００の各画素の光の強さを引いて、撮影画像４００の輝度の分布から基準画像３００で登録した輝度の分布を除去する。なお、図７に示す撮影画像４００を構成する各画像４０１の各画素の光の強さから図６に示す基準画像３００の各画素の光の強さを引く際には、同一の画素の光の強さを用いる。このように、輝度差除去部１０７は、２次元コード９２を含む撮影画像４００の輝度の分布から基準画像３００の輝度の分布を除去して、カメラ３０で撮影して得た撮影画像４００の輝度の分布を均す。

２値化処理部１０８は、輝度差除去部１０７により、基準画像３００の輝度の分布を除去された撮影画像４００において、光の強さが所定の閾値以上である画素を「１」（実施形態１では白）とし、光の強さが所定の閾値を下回る画素を「０」（実施形態１では黒）とする２値化を行い、図８に示す２値化された撮影画像５００を生成して、記憶（登録）する。

２値化された撮影画像５００は、各画素を「１」又は「０」で示した画像である。即ち、撮影画像５００は、所謂、２値画像である。なお、所定の閾値は、セル９３及び切削溝９６より反射された光の強さを上回り、未切削の上面９１により反射された光の強さよりも下回るので、図８に示す２値化された撮影画像５００は、セル９３及び切削溝９６を黒即ち「０」で示し、未切削の上面９１を白即ち「１」で示している。

こうして、画像登録部１０２は、切削ブレード２１で切削され一部が欠損した２次元コード９２を含むドレッシングボード９０の上面９１をカメラ３０で撮影し、２次元コード９２の着色されたセル９３と切削溝９６とを黒く、その他の領域を白く表示する図８に示す２値化された撮影画像５００を生成して、記憶（登録）する。なお、図７及び図８に示す撮影画像４００，５００は、切削溝９６を省略している。

ダイレーション処理部１０３は、２値化された撮影画像５００に所定の単位面積で黒と白が混在する領域全体を白くするダイレーション処理を施し、２値化された撮影画像５００において黒く表示される切削溝９６を白くして撮影画像５００から切削溝９６を除去するものである。即ち、ダイレーション処理部１０３は、２値化された撮影画像５００の白で示す領域を膨張させるものである。

エロージョン処理部１０４は、ダイレーション処理をした撮影画像５００に、所定の単位面積で黒と白が混在する領域全体を黒くするエロージョン処理を施し、ダイレーション処理で収縮した黒く表示されるセル９３を膨張させてダイレーション処理前の大きさにセル９３を整形し、切削前の２次元コード９２を復元するものである。

種類判定部１０５は、エロージョン処理によって復元された２次元コード９２からドレッシングボード９０の種類などを示す情報を読み取り、予め種類登録部１０１に登録されたドレッシングボードの種類などを示す情報と合致するかを判定するものである。

前述した構成の切削装置１は、オペレータが加工内容情報を制御ユニット１００に登録し、切削加工前の被加工物２００を収容したカセット６１がカセットエレベータ６０に設置される。なお、加工内容情報として、オペレータは、入力ユニット１１０を操作して切削装置１の種類登録部１０１に各サブチャックテーブル８０に保持するドレッシングボード９０の種類（型番号）などを示す情報を登録する。また、オペレータは、所望の種類のドレッシングボード９０を各サブチャックテーブル８０に載置し、入力ユニット１１０を操作して、ドレッシングボード９０を各サブチャックテーブル８０に吸引保持させた後、輝度分布登録部１０６に、カメラ３０でドレッシングボード９０の上面９１のうちの２次元コード９２及び切削溝９６が未形成の領域を撮影させて、基準画像３００を記憶させる。

その後、切削装置１は、オペレータから加工動作の開始指示があった場合に加工動作を開始する。切削装置１は、加工動作を開始すると、制御ユニット１００が、搬送ユニットに切削加工前の被加工物２００をカセット６１から取り出させて粘着テープ２１０を介して裏面２０４側をチャックテーブル１０の保持面１１に吸引保持するとともに、クランプ部１２で環状フレーム２１１をクランプする。

切削装置１の制御ユニット１００は、Ｘ軸移動ユニットによりチャックテーブル１０を切削ユニット２０の下方に向かって移動させて、カメラ３０に被加工物２００を撮影させて、カメラ３０が撮影して得た画像に基づいて、アライメントを遂行する。切削装置１の制御ユニット１００は、分割予定ライン２０２に沿って被加工物２００と切削ユニット２０とを相対的に移動させて、切削ブレード２１を各分割予定ライン２０２に切り込ませて被加工物２００を個々のデバイス２０３に分割し、個々のデバイス２０３に分割された被加工物２００を洗浄ユニット７０で洗浄した後、カセット６１に収容する。切削装置１の制御ユニット１００は、カセット６１内に収容した被加工物２００を順に切削加工して、カセット６１内の全ての被加工物２００を切削加工が完了すると加工動作を終了する。

また、制御ユニット１００は、加工動作中に各切削ブレード２１のドレッシングタイミングであると判定すると、図９に示す切削ブレードのドレッシング方法を実施する。図９は、実施形態１に係る切削装置が実施する切削ブレードのドレッシング方法を示すフローチャートである。図１０は、図９に示された切削ブレードのドレッシング方法の撮影画像登録ステップで登録された２値化された撮影画像の一例を示す図である。図１１は、図９に示された切削ブレードのドレッシング方法のダイレーション処理ステップ及びエロージョン処理ステップを説明する図である。図１２は、図９に示された切削ブレードのドレッシング方法のダイレーション処理ステップ後の撮影画像の一例である。図１３は、図９に示された切削ブレードのドレッシング方法のエロージョン処理ステップ後の撮影画像の一例である。

ドレッシングタイミングは、切削ブレード２１をドレッシングするタイミングであることをいう。ドレッシングタイミングは、例えば、予め設定された数の分割予定ライン２０２を切削する毎であり、各切削ブレード２１毎に定められ、加工内容情報の一部として制御ユニット１００に登録される。また、本発明のドレッシングタイミングは、まさに１枚の被加工物２００を加工している途中でも良く、複数の被加工物２００を連続して加工する際に、被加工物２００を交換するタイミングでも良い。

制御ユニット１００は、ドレッシングタイミングであると判定すると、種類登録部１０１にドレッシングタイミングの切削ブレード２１に対応したサブチャックテーブル８０に保持されたドレッシングボード９０の種類など示す情報が登録されているか否かを判定する（ステップＳＴ１）。制御ユニット１００は、種類登録部１０１にドレッシングタイミングの切削ブレード２１に対応したサブチャックテーブル８０に保持されたドレッシングボード９０の種類などを示す情報が登録されていないと判定する（ステップＳＴ１：Ｎｏ）と、エラー信号を報知ユニット１２０に出力するとともに、報知ユニット１２０に報知させて、切削装置１の加工動作を一旦停止させて、種類情報登録ステップＳＴ２に進む。

種類情報登録ステップＳＴ２は、サブチャックテーブル８０に吸引保持するドレッシングボード９０の種類情報を種類登録部１０１に登録するステップである。種類情報登録ステップＳＴ２では、オペレータが入力ユニット１１０を操作するなどして、種類登録部１０１に各サブチャックテーブル８０に保持されるドレッシングボード９０の種類などを示す情報を登録して、オペレータが入力ユニット１１０を操作して切削装置１の加工動作を再開させる。制御ユニット１００は、種類登録部１０１にドレッシングボード９０の種類などを示す情報が登録されていると判定した場合（ステップＳＴ１：Ｙｅｓ）、又は、オペレータが種類情報登録ステップＳＴ２において切削装置１の加工動作を再開させると、輝度分布登録部１０６に基準画像３００が登録されているか否かを判定する（ステップＳＴ３）。

制御ユニット１００は、輝度分布登録部１０６に基準画像３００が登録されていないと判定する（ステップＳＴ３：Ｎｏ）と、エラー信号を報知ユニット１２０に出力するとともに、報知ユニット１２０に報知させて、切削装置１の加工動作を一旦停止させて、基準画像登録ステップＳＴ４に進む。

基準画像登録ステップＳＴ４は、基準画像３００の輝度の分布を輝度分布登録部１０６に登録するステップである。基準画像登録ステップＳＴ４では、オペレータが、入力ユニット１１０を操作して、制御ユニット１００に、ドレッシングボード９０−２をサブチャックテーブル８０に吸引保持させた後、輝度差除去部１０７にカメラ３０でドレッシングボード９０の２次元コード９２及び切削溝９６が未形成の領域を撮影させて、基準画像３００を登録させる。その後、オペレータが、入力ユニット１１０を操作して切削装置１の加工動作を再開させる。

制御ユニット１００は、輝度分布登録部１０６に基準画像３００が登録されていると判定した場合（ステップＳＴ３：Ｙｅｓ）、又は、オペレータが基準画像登録ステップＳＴ４において切削装置１の加工動作を再開させると、撮影画像取得ステップＳＴ５に進む。

撮影画像取得ステップＳＴ５は、カメラ３０にサブチャックテーブル８０に保持されたドレッシングボード９０の２次元コード９２を撮影させて、得た撮影画像４００を制御ユニット１００に登録するステップである。撮影画像取得ステップＳＴ５では、制御ユニット１００の輝度差除去部１０７は、ドレッシングタイミングの切削ブレード２１に対応したサブチャックテーブル８０に保持されたドレッシングボード９０の２次元コード９２をカメラ３０で撮影して、２次元コード９２を含む撮影画像４００を取得し、記憶して、輝度差除去ステップＳＴ６に進む。

輝度差除去ステップＳＴ６は、撮影画像４００の輝度の分布から基準画像３００で登録した輝度の分布を除去するステップである。輝度差除去ステップＳＴ６では、輝度差除去部１０７は、撮影画像４００の各画像４０１の各画素の光の強さから基準画像３００の対応する各画素の光の強さを引いて、基準画像３００の輝度の分布が除去された撮影画像４００を生成し、撮影画像登録ステップＳＴ７に進む。

撮影画像登録ステップＳＴ７は、図８及び図１０に一例を示す２値化された撮影画像５００，５０１を登録するステップである。撮影画像登録ステップＳＴ７では、２値化処理部１０８は、輝度差除去ステップＳＴ６において、基準画像３００の輝度の分布が除去された撮影画像４００を２値化して、２値化された撮影画像５００，５０１を生成して、登録して、ダイレーション処理ステップＳＴ８に進む。なお、図１０に示す２値化された撮影画像５０１は、切削ブレード２１で切削されて形成された切削溝９６により一部が欠損した２次元コード９２を含む。

ダイレーション処理ステップＳＴ８は、２値化された撮影画像５００，５０１にダイレーション処理を施すステップである。ダイレーション処理とは、撮影画像５００，５０１の図１１に平行鎖線で示す各画素６００（以下、符号６０１で示す）の周囲８つの画素６００（以下、符号６０２で示す）のうち少なくとも一つが「１」即ち白である場合に、画素６０１を「１」即ち白とする処理である。即ち、ダイレーション処理とは、撮影画像５００，５０１の白で示す領域を膨張させる処理である。なお、実施形態１では、ダイレーション処理とは、各画素６０１の周囲８つの画素６０２のうち少なくとも一つが「１」即ち白である場合に、各画素６０１を「１」即ち白とする処理であるが、本発明では、各画素６０１の図１１中の上下方向及び左右方向の周囲４つの画素６０２のうち少なくとも一つが「１」即ち白である場合に、画素６０１を「１」即ち白とする処理でも良い。

ダイレーション処理ステップＳＴ８では、ダイレーション処理部１０３は、２値化された撮影画像５００，５０１の全ての画素６００に対して前述したダイレーション処理を実施することにより、所定の単位面積の画素６００で黒と白とが混在する領域全体を白くする。ダイレーション処理ステップＳＴ８では、ダイレーション処理部１０３は、２値化された撮影画像５０１において黒く表示される切削溝９６を白くして、図１２に示す切削溝９６が除去された２値化された撮影画像５０２を生成して、エロージョン処理ステップＳＴ９に進む。

エロージョン処理ステップＳＴ９は、切削溝９６が除去された２値化された撮影画像５０２にエロージョン処理を施すステップである。エロージョン処理とは、撮影画像５０１の図１１に平行鎖線で示す各画素６０１の周囲８つの画素６０２のうち少なくとも一つが「０」即ち黒である場合に、画素６０１を「０」即ち黒とする処理である。即ち、エロージョン処理とは、撮影画像５０２の白で示す領域を収縮させる処理である。なお、実施形態１では、エロージョン処理とは、各画素６０１の周囲８つの画素６０２のうち少なくとも一つが「０」即ち黒である場合に、画素６０２を「０」即ち黒とする処理であるが、本発明では、各画素６０１の図１１中の上下方向及び左右方向の周囲４つの画素６０２のうち少なくとも一つが「０」即ち黒である場合に、画素６０１を「０」即ち黒とする処理でも良い。

エロージョン処理ステップＳＴ９では、エロージョン処理部１０４は、ダイレーション処理が施された２値化された撮影画像５０２の全ての画素６００に対して前述したエロージョン処理を実施することにより、所定の単位面積の画素６００で黒と白とが混在する領域全体を黒くする。エロージョン処理ステップＳＴ９では、エロージョン処理部１０４は、２値化された撮影画像５０２のダイレーション処理で収縮した黒く表示されるセル９３を膨張させて、図１３に示すセル９３が膨張された撮影画像５０３を生成する。実施形態１では、エロージョン処理ステップＳＴ９では、エロージョン処理部１０４は、図１１に示すように、ダイレーション処理と同じ単位の画素６００でエロージョン処理を実施するので、ダイレーション処理前の大きさにセル９３を整形し、図１３に示すように、切削前即ち切削溝９６が形成される前の２次元コード９２を復元し、復元した２次元コード９２を含む２値化された撮影画像５０３を生成して、種類判定ステップＳＴ１０に進む。

種類判定ステップＳＴ１０は、エロージョン処理により２次元コード９２が復元された撮影画像５０３の２次元コード９２からドレッシングボード９０の種類などを示す情報を読み取り、予め登録されたドレッシングボード９０の種類などを示す情報と合致するか否かを判定するステップである。種類判定ステップＳＴ１０では、種類判定部１０５は、図１３に一例を示す撮影画像５０３の２次元コード９２からドレッシングボード９０の種類などを示す情報を読み取る。種類判定ステップＳＴ１０では、種類判定部１０５は、読み取った種類などを示す情報と、種類登録部１０１に予め登録されたドレッシングボード９０の種類などを示す情報とが合致するか否かを判定する。

制御ユニット１００の種類判定部１０５は、読み取った種類などを示す情報と、種類登録部１０１に予め登録されたドレッシングボード９０の種類などを示す情報とが合致しないと判定する（種類判定ステップＳＴ１０：Ｎｏ）と、エラー信号を報知ユニット１２０に出力するとともに、報知ユニット１２０に報知させて、切削装置１の加工動作を一旦停止させる。そして、オペレータは、サブチャックテーブル８０に保持されているドレッシングボード９０の種類及び種類登録部１０１に登録されているドレッシングボード９０の種類などを示す情報を確認し、正規の種類のドレッシングボード９０に交換することと種類登録部１０１に正規の種類のドレッシングボード９０の種類などを示す情報を登録することとのうち少なくとも一方を行い、入力ユニット１１０を操作して切削装置１の加工動作を再開させる。種類判定ステップＳＴ１０では、オペレータが切削装置１の加工動作を再開させると、ステップＳＴ１に戻る。

制御ユニット１００の種類判定部１０５は、読み取った種類などを示す情報と、種類登録部１０１に予め登録されたドレッシングボード９０の種類などを示す情報とが合致すると判定する（種類判定ステップＳＴ１０：Ｙｅｓ）と、ドレッシングステップＳＴ１１に進む。

ドレッシングステップＳＴ１１は、ドレッシングタイミングの切削ブレード２１をドレッシングするステップである。ドレッシングステップＳＴ１１において、制御ユニット１００は、Ｘ軸移動ユニット、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０を制御して、ドレッシングタイミングの切削ブレード２１をスピンドル２２により回転させながら対応するサブチャックテーブル８０に保持されたドレッシングボード９０に切り込ませて、切削ブレード２１をドレッシングして、図９に示す切削ブレードのドレッシング方法を終了する。

以上のように、実施形態１に係る切削装置１は、ドレッシングボード９０の２値化された撮影画像５００，５０１にダイレーション処理を行うので、切削溝９６を除去した撮影画像５０２を得ることができる。また、切削装置１は、ドレッシングボード９０の２値化された撮影画像５００，５０１にダイレーション処理を行った後に、エロージョン処理を行うので、エロージョン処理後の撮影画像５０３中のセル９３をダイレーション処理前の大きさまで膨張させることができる。その結果、切削装置１は、２値化された撮影画像５００，５０１が切削溝９６によりセル９３の一部を欠損した２次元コード９２を含んでいても、切削溝９６を除去しつつ欠損したセル９３を復元して、欠損した２次元コード９２を識別可能にすることが出来、上面９１が切削されたドレッシングボード９０の種類を誤って認識することを抑制することができるという効果を奏する。

また、切削装置１は、セル９３のＸ軸方向とＹ軸方向の幅９４，９５が切削ブレード２１の刃厚２４の２倍以上であるので、２値化された撮影画像５００，５０１からダイレーション処理により切削溝９６を除去しても、欠損したセル９３の一部が撮影画像５０２に残存することとなり、撮影画像５０２にエロージョン処理を施すことにより切削溝９６により欠損する前の２次元コード９２に復元することができる。

また、切削装置１は、制御ユニット１００で処理される撮影画像４００がカメラ３０で撮影した複数の画像４０１を組み合わせて構成される。このために、切削装置１は、２次元コード９２よりも狭い視野範囲３１であるアライメント用のカメラ３０を用いても撮影画像５００，５０１を得ることができる。

また、切削装置１は、制御ユニット１００の画像登録部１０２が基準画像３００を登録する輝度分布登録部１０６と、カメラ３０で撮影して得た２次元コード９２を含む撮影画像４００の輝度の分布から基準画像３００の輝度の分布を除去して、撮影画像４００の輝度の分布を均す輝度差除去部１０７とを備える。このために、切削装置１は、照明光の反射の度合いにより２値化された撮影画像５００，５０１に発生するノイズを除去することができる。

前述した実施形態１に係る切削装置１の制御ユニット１００は、ＣＰＵ（central processing unit）のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ＲＯＭ（read only memory）又はＲＡＭ（random access memory）のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有する。制御ユニット１００の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、切削装置１を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して切削装置１の上述した構成要素に出力する。

また、ダイレーション処理部１０３、エロージョン処理部１０４及び種類判定部１０５の機能は、演算処理装置が記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行することにより実現される。輝度差除去部１０７、２値化処理部１０８の機能は、演算処理装置が記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムを実行し、必要な情報を記憶装置に記憶することにより実現される。制御ユニット１００の種類登録部１０１及び輝度分布登録部１０６の機能は、記憶装置により実現される。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。実施形態１に係る切削装置１は、ダイレーション処理とエロージョン処理とを１回ずつ実施しているが、本発明の切削装置は、ダイレーション処理とエロージョン処理とを２回ずつ以上、即ち少なくとも１回ずつ実施しても良い。

また、本発明の切削装置は、輝度分布登録部１０６と輝度差除去部１０７とを備えずに、制御ユニット１００の画像登録部１０２の２値化処理部１０８が、カメラ３０で撮影して得た撮影画像４００を直接２値化処理しても良い。また、本発明の切削装置は、スピンドル２２の回転中心に刃先の中心を一致させる、所謂真円だしを行うために切削ブレード２１をドレッシングするドレッシングボードを備えても良い。なお、スピンドル２２の回転中心と、切削ブレード２１の刃先の中心との位置ずれ（所謂、真円ずれ）は、スピンドル２２の先端に装着された直後でかつ被加工物２００の切削、又は刃先に砥粒が突出した部分と砥粒が突出していない部分とが生じることにより発生する。

また、実施形態１では、輝度分布登録部１０６は、ドレッシングボード９０の上面９１のうちの２次元コード９２及び切削溝９６が未形成の領域を撮影させて基準画像３００を登録している。しかしながら、本発明では、輝度分布登録部１０６は、各サブチャックテーブル８０に保持するドレッシングボード９０と同じ種類でかつ２次元コード９２が未形成のドレッシングボード９０−２（図３に示す）を上面８１に保持し、入力ユニットを操作して、カメラ３０に２次元コード９２を撮影する際と同じ条件でドレッシングボード９０−２の上面９１を撮影させて、撮影して得た画像を基準画像３００として登録しても良い。この場合、カメラ３０は、ドレッシングボード９０−２のドレッシングボード９０の２次元コード９２が設けられる位置と同一位置を撮影して、輝度分布登録部１０６が基準画像３００として登録するのが望ましい。

１切削装置
１０チャックテーブル
２０切削ユニット
２１切削ブレード
２２スピンドル
２４刃厚
３０カメラ
３１視野範囲
８０サブチャックテーブル（チャックテーブル）
９０ドレッシングボード（被加工物）
９１上面（被切削面）
９２２次元コード
９３セル
９４，９５幅
９６切削溝
１００制御ユニット（判定部）
１０１種類登録部
１０２画像登録部
１０３ダイレーション処理部
１０４エロージョン処理部
１０５種類判定部
１０６輝度分布登録部
１０７輝度差除去部
２００被加工物
３００基準画像
４００撮影画像
４０１画像
５００，５０１，５０２，５０３２値化された撮影画像（撮影画像）

Claims

被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物をスピンドルに装着した切削ブレードで切削する切削ユニットと、該チャックテーブルに保持された被加工物を撮影するカメラと、該カメラで撮影した画像に基づいて被加工物の種類を判定する判定部と、を備える切削装置であって、
該被加工物は、該切削ブレードの刃厚より縦横の幅が大きい複数のセルから構成される２次元コードを被切削面に備えるドレッシングボードを含み、
該判定部は、
該切削ブレードで切削する該ドレッシングボードの種類情報を登録する種類登録部と、
該切削ブレードで切削され一部が欠損した該２次元コードを含む該ドレッシングボードの被切削面を撮影し、該２次元コードの着色されたセルと切削溝とを黒く、その他の領域を白く表示する撮影画像を登録する画像登録部と、
該撮影画像に、所定の単位面積で黒と白が混在する領域全体を白くするダイレーション処理を施し、黒く表示される該切削溝を白くして該撮影画像から該切削溝を除去するダイレーション処理部と、
該ダイレーション処理をした該撮影画像に、所定の単位面積で黒と白が混在する領域全体を黒くするエロージョン処理を施し、該ダイレーション処理で収縮した黒く表示されるセルを膨張させてダイレーション処理前の大きさに該セルを整形し、切削前の該２次元コードを復元するエロージョン処理部と、
該エロージョン処理によって復元された該２次元コードから該ドレッシングボードの種類情報を読み取り、予め登録された該ドレッシングボードの種類情報と合致するかを判定する種類判定部と、を備える切削装置。
該セルの縦横の幅は、該切削ブレードの刃厚の２倍以上である請求項１に記載の切削装置。
該カメラの視野範囲は、該２次元コードより狭く、該判定部で処理される撮影画像は、該カメラで撮影した該２次元コードの一部を含む複数の画像を組み合わせて構成される請求項１又は請求項２に記載の切削装置。
該判定部は、該２次元コードの無い該ドレッシングボードの被切削面を撮影して得た基準画像の輝度の分布を登録する輝度分布登録部と、該２次元コードを含む撮影画像の輝度の分布から該基準画像で登録した輝度の分布を除去する輝度差除去部と、を備え、該カメラで撮影した撮影画像の持つ輝度の分布を均す請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の切削装置。