JP2020109816A - 診断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】より簡単に切削装置の状態を確認できる診断方法を提供すること。【解決手段】診断方法は、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で保持された被加工物を切削する切削ブレードと切削ブレードが装着されるスピンドルと切削ブレードに切削水を供給する切削水供給ノズルとを備えた切削装置の診断方法である。診断方法は、チャックテーブルで診断用被加工物を保持する保持ステップＳＴ１と、切削水供給ノズルで切削ブレードに切削水を供給しつつチャックテーブルで保持された診断用被加工物の下面に至らない高さに切削ブレードの刃先を位置付け切削して複数の切削溝を形成して診断用被加工物に微細加工を施す診断用加工ステップＳＴ２と、診断用被加工物に形成された互いに隣接した切削溝間の残存領域の倒れ具合に基づいて切削装置を診断する診断ステップＳＴ３と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、切削装置の診断方法に関する。

加工装置である切削装置は、定期点検を受け、定期的にメンテナンスされている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−９７０４８号公報

切削装置は、定期点検で各軸の送り精度やチャックテーブルの上面精度等を測定して問題が見られなくても、実際に加工してみると被加工物にチッピング（欠け）が他の装置よりも大きく発生してしまうことがある。これは、切削水を切削ブレードに供給するノズルの僅かな曲がりや、スピンドルにブレードを取り付けた後の真円だしが不十分で僅かにブレードが偏心していること等、定期点検で見つけづらい異常が原因として挙げられる。

様々な測定器を用いて多くの項目を点検する定期点検が日々行うのは非常に手間がかかる。このために、切削装置において、より簡単に状態を確認できる診断方法が切望されている。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、より簡単に切削装置の状態を確認できる診断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、本発明の診断方法は、被加工物を保持する保持手段と該保持手段で保持された被加工物を切削する切削ブレードと該切削ブレードが装着されるスピンドルと該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段とを備えた切削装置の診断方法であって、該保持手段で診断用被加工物を保持する保持ステップと、該切削水供給手段で該切削ブレードに切削水を供給しつつ該保持手段で保持された診断用被加工物の下面に至らない高さに該切削ブレードの刃先を位置付け切削して複数の切削溝を形成して該診断用被加工物に微細加工を施す診断用加工ステップと、該診断用被加工物に形成された互いに隣接した切削溝間の残存領域の倒れ具合に基づいて該切削装置を診断する診断ステップと、を備えたことを特徴とする。

前記診断方法において、該微細加工は、該切削ブレードで互いに同一方向に伸長した複数の切削溝と該切削溝に挟まれた該残存領域を形成しても良い。

前記診断方法において、該微細加工は、該切削ブレードで交差する複数の切削溝と該切削溝で区画された複数の柱とを形成しても良い。

本発明は、より簡単に切削装置の状態を確認できるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る診断方法が実施され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の斜視図である。 図３は、図２に示された切削ユニットの切削ブレードと切削水供給ノズルとの位置関係を示す正面図である。 図４は、図１に示された切削装置の制御ユニットが記憶した基準画像の一例を示す図である。 図５は、実施形態１に係る診断方法を示すフローチャートである。 図６は、図５に示された診断方法の保持ステップにおいて、診断用被加工物を環状フレームで支持した状態を示す斜視図である。 図７は、図５に示された診断方法の保持ステップにおいて、診断用被加工物をチャックテーブルで保持した状態を示す側断面図である。 図８は、図５に示された診断方法の診断用加工ステップにおいて、診断用被加工物を切削ブレードで切削している状態を示す側断面図である。 図９は、図５に示された診断方法の診断用加工ステップにおいて、切削溝が形成された診断用被加工物の一例を示す平面図である。 図１０は、図９中のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図１１は、図５に示された診断方法の診断ステップにおいて、切削溝が形成された診断用被加工物の一部を撮像して得た画像の一例を示す図である。 図１２は、図５に示された診断方法の診断ステップにおいて、切削溝が形成された診断用被加工物の一部を撮像して得た画像の他の例を示す図である。 図１３は、図１２に示す画像が得られる際の切削ブレードと切削水供給ノズルとの位置関係の一例を示す正面図である。 図１４は、実施形態２に係る診断方法を実施する切削装置の制御ユニットが記憶した基準画像の一例を示す図である。 図１５は、実施形態２に係る診断方法の診断用加工ステップにおいて、切削溝が形成された診断用被加工物の一例を示す平面図である。 図１６は、図１５中のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。 図１７は、実施形態２に係る診断方法の診断ステップにおいて、切削溝が形成された診断用被加工物の一部を撮像して得た画像の一例を示す図である。 図１８は、実施形態２に係る診断方法の診断ステップにおいて、切削溝が形成された診断用被加工物の一部を撮像して得た画像の他の例を示す図である。

本発明を実施するための形態につき、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〕
実施形態１に係る診断方法を図面に基いて説明する。図１は、実施形態１に係る診断方法が実施され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の斜視図である。図３は、図２に示された切削ユニットの切削ブレードと切削水ノズルとの位置関係を示す正面図である。図４は、図１に示された切削装置の制御ユニットが記憶した基準画像の一例を示す図である。図５は、実施形態１に係る診断方法を示すフローチャートである。

実施形態１に係る診断方法は、図１に示す切削装置１により実施される。切削装置１は、被加工物２００を切削する装置である。実施形態１において、切削装置１が切削する被加工物２００は、例えば、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ェーハや光デバイスウェーハなどのウェーハである。被加工物２００は、平坦な表面２０１の格子状に形成される複数の分割予定ライン２０２によって区画された領域にデバイス２０３が形成されている。被加工物２００は、表面２０１の裏側の裏面２０４に粘着テープ２１０が貼着され、粘着テープ２１０の外縁部に環状フレーム２１１が装着されて、環状フレーム２１１の開口２１２内に支持されている。また、本発明では、被加工物２００は、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、又はガラス板等でも良い。

切削装置１は、図１に示すように、被加工物２００を保持面１１で吸引保持する保持手段であるチャックテーブル１０と、チャックテーブル１０が保持する被加工物２００をスピンドル２３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を撮影する撮像ユニット３０と、各構成要素を制御する制御ユニット８０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。

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切削ユニット２０の下方の加工領域と、切削ユニット２０の下方から離間して被加工物２００が搬入出される搬入出領域とに亘ってＸ軸方向に移動自在に設けられ、かつ回転駆動源によりＺ軸方向と平行な軸心回りに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、保持面１１に載置された被加工物２００を吸引、保持する。また、チャックテーブル１０の周囲には、図１に示すように、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、チャックテーブル１０で保持された被加工物２００を切削する切削ブレード２１を着脱自在に装着した切削手段である。切削ユニット２０は、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。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から立設した支持フレーム３に設けられている。

切削ユニット２０は、図２に示すように、スピンドルハウジング２２と、スピンドル２３と、切削ブレード２１と、ブレードカバー２４と、切削水供給手段である切削水供給ノズル２５とを備える。スピンドルハウジング２２は、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０によりＹ軸方向及びＺ軸方向に移動自在に設けられている。

スピンドル２３は、スピンドルハウジング２２に軸心回りに回転自在に収容されかつ図示しないモータにより回転される。スピンドル２３は、先端部に切削ブレード２１が装着される。切削ブレード２１は、スピンドル２３の先端部に装着されかつチャックテーブル１０で保持された被加工物２００を切削する。

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。実施形態１において、切削ブレード２１は、いわゆるワッシャブレードであり、被加工物２００を切削する円環状の切り刃２８を備える。切り刃２８は、ダイヤモンドやＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒と、金属や樹脂等のボンド材（結合材）とからなり所定厚みに形成されている。なお、本発明では、切削ブレード２１は、ハブ基台の外周に切り刃２８が形成されたハブブレードでもよい。

ブレードカバー２４は、スピンドルハウジング２２の先端部に固定され、切削ブレード２１の上方及びＸ軸方向の少なくとも一方側を覆っている。切削水供給ノズル２５は、切削加工中に切削ブレード２１の切り刃２８に図３に示す切削水２６を供給するものである。切削水供給ノズル２５は、切削ブレード２１の下端部に一対装着されている。切削水供給ノズル２５は、Ｘ軸方向に直線状に延びているとともに、互いに平行に配置されている。

一対の切削水供給ノズル２５は、図３に示すように、互いの間に切削ブレード２１の切り刃２８の下端部を位置付けており、切削加工中に切削ブレード２１の切り刃２８に向けて切削水２６を噴射する切削水供給孔２５１を複数設けている。なお、一対の切削水供給ノズル２５は、切削ブレード２１までの距離３００が互いに等しいことが好ましい。より好ましくは、切削ブレードからの距離に加えて、切削水供給孔２５１から噴射した切削水２６が切削ブレード２１に接触する範囲３０１が、互いに等しいことが望ましい。なお、切削水２６が切削ブレード２１に接触する範囲３０１とは、図３に示す例では、切り刃２８の切削水２６が接触する範囲３０１のＺ軸方向の長さである。また、実施形態１では、切削ブレード２１が所謂ワッシャブレードであり、切削水２６の切削ブレード２１への噴射状態が前後対称である例を示しているが、本発明では、切削ブレード２１が所謂ハブブレードでも良く、切削ブレード２１がハブブレードである場合には、切削水２６の切削ブレード２１への噴射状態が前後対称でなくても良い。なお、切削ブレード２１がハブブレードである場合においても、一対の切削水供給ノズル２５の切削ブレード２１までの距離３００が互いに等しいのが好ましい。

なお、切削ユニット２０のスピンドル２３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。

撮像ユニット３０は、切削ユニット２０と一体的に移動するように、切削ユニット２０に固定されている。撮像ユニット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。撮像ユニット３０は、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８０に出力する。

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、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のパルスモータ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８０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を備える。

カセット６１は、被加工物２００を収容するための箱状の収容器である。洗浄ユニット７０は、被加工物２００を吸引保持するとともに、Ｚ軸方向と平行な軸心回りに回転するスピンナーテーブル７１と、スピンナーテーブル７１に吸引保持された被加工物２００に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル７２とを備える。

切削装置１は、搬送ユニットがカセット６１内から被加工物２００を１枚取り出してチャックテーブル１０の保持面１１に載置する。切削装置１は、チャックテーブル１０の保持面１１に被加工物２００を吸引保持して、切削ユニット２０が被加工物２００に切削水２６を供給しながら、Ｘ軸移動ユニット、回転駆動源、Ｙ軸移動ユニット４０及びＺ軸移動ユニット５０にチャックテーブル１０と切削ユニット２０とを分割予定ライン２０２に沿って相対的に移動させて、切削ユニット２０で被加工物２００の分割予定ライン２０２を切削する。切削装置１は、被加工物２００の全ての分割予定ライン２０２を切削すると、被加工物２００を洗浄ユニット７０で洗浄した後にカセット６１内に収容する。また、切削装置１は、図４に示す基準画像４００に一部が示された診断用被加工物１００を切削ブレード２１で切削し、診断用被加工物１００に互いに平行な複数の切削溝１０１を形成することで、実施形態１に係る診断方法により状態が診断される。

制御ユニット８０は、切削装置１の上述した各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８０は、図１に示すように、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８１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８２と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット８０の演算処理装置８１は、記憶装置８２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。

制御ユニット８０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とに接続されている。入力ユニットは、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。

また、制御ユニット８０の記憶装置８２は、図４に示す基準画像４００を記憶している。基準画像４００は、切削装置１の各構成要素の寸法、組み付け精度に問題がなく、切削装置１の動的精度が微細加工を実施することができる精度である場合に、切削ブレード２１で互いに平行な切削溝１０１が形成された診断用被加工物１００の予め定められた所定箇所を撮像ユニット３０が撮像して得た画像を制御ユニット８０が所定の閾値で２値化処理して生成した画像である。なお、微細加工とは、例えば隣接する切削溝１０１間の残存領域、または切削溝１０１で区画された柱の幅と切削溝１０１の深さの比が1：８程度以上の加工である。基準画像４００は、切削装置１が、複数の切削溝１０１を診断用被加工物１００に形成して得られた画像である。なお、微細加工の加工例は、例えば、診断用被加工物１００がカーボン片である場合、切り刃２８の厚み２９が５０μｍの切削ブレード２１で５００μｍ切り込ませ、送り速度を１ｍｍ／ｓｅｃ、割り出し送りインデックスを１００μｍ（隣接する切削溝１０１間距離を５０μｍ）で第１方向、第２方向に切削して柱を形成する。

実施形態１では、基準画像４００は、図４に密な平行斜線で示す切削溝１０１が暗く（黒に）なり、図４に白地で示す残存領域でありかつ切削溝１０１間の未切削の部分１０２が明るく（白）になっている。また、基準画像４００を得る際に、診断用被加工物１００は、未切削の部分１０２の幅１０２−１が、切削溝１０１の幅１０１−２即ち切り刃２８の厚み２９よりも狭く形成されている。

実施形態１に係る診断方法は、定期点検で異常なしと判断された切削装置１が微細加工が可能である状態であるかを判定する診断方法である。実施形態１において、診断方法は、定期点検後に定期点検で異常なしと判断された切削装置１が、昼間に被加工物２００を加工し終わった後に、週又は月に１回、夜通し診断用被加工物１００を加工して実施するが、本発明は、切削装置１が診断方法を実施するタイミングがこれに限定されない。診断方法は、図５に示すように、保持ステップＳＴ１と、診断用加工ステップＳＴ２と、診断ステップＳＴ３とを備える。

（保持ステップ）
図６は、図５に示された診断方法の保持ステップにおいて、診断用被加工物を環状フレームで支持した状態を示す斜視図である。図７は、図５に示された診断方法の保持ステップにおいて、診断用被加工物をチャックテーブルで保持した状態を示す側断面図である。

保持ステップＳＴ１は、チャックテーブル１０で診断用被加工物１００を保持するステップである。保持ステップＳＴ１では、切削装置１のオペレータ等が周知のマウンタを用いて、診断用被加工物１００の下面１０３に粘着テープ２１０を貼着し、粘着テープ２１０の外縁部に環状フレーム２１１を装着して、図６に示すように、環状フレーム２１１の開口２１２内に診断用被加工物１００を支持する。なお、実施形態１において、診断用被加工物１００は、平面形状が矩形状の板であり、カーボン、ガラス、樹脂、セラミックス又はシリコンで構成されている。保持ステップＳＴ１では、切削装置１が、図７に示すように、チャックテーブル１０の保持面１１に粘着テープ２１０を介して診断用被加工物１００を吸引保持し、クランプ部１２で環状フレーム２１１をクランプする。診断方法は、診断用被加工物１００をチャックテーブル１０に吸引保持すると、診断用加工ステップＳＴ２に進む。

（診断用加工ステップ）
図８は、図５に示された診断方法の診断用加工ステップにおいて、診断用被加工物を切削ブレードで切削している状態を示す側断面図である。図９は、図５に示された診断方法の診断用加工ステップにおいて、切削溝が形成された診断用被加工物の一例を示す平面図である。図１０は、図９中のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。

診断用加工ステップＳＴ２は、切削水供給ノズル２５で切削ブレード２１に切削水２６を供給しつつチャックテーブル１０で保持された診断用被加工物１００の下面１０３に至らない高さに切削ブレード２１の切り刃２８の刃先２８１の下端を位置付けて、切削ブレード２１で診断用被加工物１００を切削して、診断用被加工物１００に複数の切削溝１０１を形成して、診断用被加工物１００に微細加工を施すステップである。診断用加工ステップＳＴ２では、切削装置１が、チャックテーブル１０を撮像ユニット３０の下方に向けて移動して、撮像ユニット３０で診断用被加工物１００を撮像して、診断用被加工物１００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。

診断用加工ステップＳＴ２では、切削装置１が、スピンドル２３により回転される切削ブレード２１の切り刃２８の刃先２８１の下端のＺ軸方向の位置を、診断用被加工物１００の上面１０４と下面１０３との間にするとともに、診断用被加工物１００と切削ブレード２１とをＸ軸方向に並ぶ位置に位置付ける。診断用加工ステップＳＴ２では、切削装置１が、切削水供給ノズル２５から切削ブレード２１に切削水２６を供給しながらチャックテーブル１０をＸ軸方向に加工送りして、図８に示すように、切削ブレード２１を診断用被加工物１００に切り込ませて、診断用被加工物１００にＸ軸方向と平行な切削溝１０１を形成する。

診断用加工ステップＳＴ２では、切削装置１が、診断用被加工物１００のＸ軸方向の全長に亘って切削溝１０１を形成した後、未切削の部分１０２の幅１０２−１と切削ブレード２１の切り刃２８の厚み２９との和と等しい所定距離、切削ユニット２０をＹ軸方向に割り出し送りした後、チャックテーブル１０をＸ軸方向に加工送りして、切削ブレード２１を診断用被加工物１００に切り込ませて、診断用被加工物１００にＸ軸方向と平行な切削溝１０１を形成する。

実施形態１において、診断用加工ステップＳＴ２は、切削装置１が、チャックテーブル１０をＸ軸方向に加工送りして診断用被加工物１００のＸ軸方向の全長に亘って切削溝１０１を形成する工程と、切削ユニット２０を前述した所定距離、Ｙ軸方向に割り出し送りする工程とを繰り返して、図９及び図１０に示すように、診断用被加工物１００の上面１０４の全体に、未切削の部分１０２の幅１０２−１おきに切削溝１０１を形成する。このように、実施形態１において、微細加工は、切削ブレード２１で互いに同一方向であるＸ軸方向に伸長した複数の切削溝１０１と隣接する切削溝１０１間に挟まれた未切削の部分１０２とを形成する加工である。診断用加工ステップＳＴ２で実施する微細加工は、切削装置１が微細加工が可能である状態では、切削溝１０１間の残存領域である未切削の部分１０２が切削溝１０１の底から立設した状態を維持する。診断用加工ステップＳＴ２で実施する微細加工は、切削装置１が微細加工が不可能である状態では、切削ブレード２１の偏心等を原因として、未切削の部分１０２が切削溝１０１の底に向かって倒れることがある。診断方法は、診断用被加工物１００の上面１０４全体に切削溝１０１を形成すると、診断ステップＳＴ３に進む。

（診断ステップ）
図１１は、図５に示された診断方法の診断ステップにおいて、切削溝が形成された診断用被加工物の一部を撮像して得た画像の一例を示す図である。図１２は、図５に示された診断方法の診断ステップにおいて、切削溝が形成された診断用被加工物の一部を撮像して得た画像の他の例を示す図である。図１３は、図１２に示す画像が得られる際の切削ブレードと切削水供給ノズルとの位置関係の一例を示す正面図である。

診断ステップＳＴ３は、診断用被加工物１００に形成された互いに隣接した切削溝１０１間の未切削の部分１０２の倒れ具合に基づいて切削装置１が微細加工が可能である状態であるかを診断するステップである。診断ステップＳＴ３では、切削装置１が撮像ユニット３０で診断用被加工物１００の予め定められた所定箇所を撮像し、撮像して得た画像を所定の閾値で２値化処理して、例えば、図１１及び図１２に示す２値画像４０１，４０２を生成する。

実施形態１において、診断ステップＳＴ３では、切削装置１が、診断用被加工物１００を撮像して得た２値画像４０１，４０２と、基準画像４００とをパターンマッチングにより照合し、即ち、正規化相関を行って相関値を算出する。診断ステップＳＴ３では、切削装置１が、相関値が予め定められた所定値以上であると、切削装置１が、微細加工が可能である状態であると診断し、相関値が所定値未満であると、切削装置１が、微細加工が不可能である状態であると診断して、診断方法を終了する。微細加工が不可能な状態であると診断された切削装置１は、再度、各構成要素が点検、修理等が施されるか、微細加工をおこなうことがない加工に用いられる。

なお、実施形態１において、図１１及び図１２に示す２値画像４０１，４０２は、基準画像４００と同様に、図１１及び図１２に密な平行斜線で示す切削溝１０１及び倒れた未切削の部分１０２（以下、符号１０２−３と記す）が暗く（黒に）なり、図１１及び図１２に白地で示す立設した状態を維持した未切削の部分１０２が明るく（白）になっている。図１１に示す２値画像４０１は、全ての未切削の部分１０２が立設した状態を維持しているために、基準画像４００との相関値が所定値以上で、切削装置１が微細加工が可能であることを示す画像である。

また、図１２に示す２値画像４０２は、一部の未切削の部分１０２−３が倒れるなどして破損していることを示し、基準画像４００との相関値が所定値未満で、切削装置１が微細加工が不可能であることを示す画像である。微細加工の際に、一部の未切削の部分１０２−３が倒れるのは、図１３に示すように、一方の切削水供給ノズル２５が曲がるなどして図１３中の一点鎖線で示す正規の位置から位置ずれして、一対の切削水供給ノズル２５同士の切削ブレード２１までの距離３００の差が、所定の値よりも大きくなっていることが原因と考えられる。このように、診断ステップＳＴ３は、診断用加工ステップＳＴ２で形成された未切削の部分１０２の倒れ具合に基づいて切削装置１の状態を診断する。

前述した実施形態１に係る診断方法は、診断用被加工物１００を微細加工する診断用加工ステップＳＴ２と、診断用加工ステップＳＴ２で形成された未切削の部分１０２の倒れ具合に基づいて切削装置１の状態を診断する診断ステップＳＴ３と、を備える。このように、診断方法は、切削ブレード２１で診断用被加工物１００に微細加工を施して、２値画像４０１，４０２と基準画像４００とをパターンマッチングして、切削装置１の状態を診断できる。その結果、診断方法は、各種の測定器を使用して切削装置１の複数の項目を点検する必要がないため、工数が低減でき、より簡単に切削装置１が微細加工が可能である状態であるかを確認できるという効果を奏する。

〔実施形態２〕
実施形態２に係る診断方法を図面に基いて説明する。図１４は、実施形態２に係る診断方法を実施する切削装置の制御ユニットが記憶した基準画像の一例を示す図である。図１５は、実施形態２に係る診断方法の診断用加工ステップにおいて、切削溝が形成された診断用被加工物の一例を示す平面図である。図１６は、図１５中のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う断面図である。図１７は、実施形態２に係る診断方法の診断ステップにおいて、切削溝が形成された診断用被加工物の一部を撮像して得た画像の一例を示す図である。図１８は、実施形態２に係る診断方法の診断ステップにおいて、切削溝が形成された診断用被加工物の一部を撮像して得た画像の他の例を示す図である。なお、図１４、図１５、図１６、図１７及び図１８は、実施形態１と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。

実施形態２に係る診断方法は、実施形態１と同様に、保持ステップＳＴ１と、診断用加工ステップＳＴ２と、診断ステップＳＴ３とを備える。実施形態２に係る診断方法は、切削装置１の制御ユニット８０の記憶装置８２が記憶する図１４に示す基準画像４００−２と、診断用加工ステップＳＴ２で診断用被加工物１００に施す微細加工とが異なること以外、実施形態１と同じである。

図１４に示す基準画像４００−２は、実施形態１と同様に、切削装置１の各構成要素の寸法、組み付け精度に問題がなく、切削装置１の動的精度が微細加工を実施することができる精度である場合に、切削ブレード２１で互いに交差（実施形態２では、直交）する複数の切削溝１０１が形成された診断用被加工物１００の予め定められた所定箇所を撮像ユニット３０が撮像して得た画像を制御ユニット８０が所定の閾値で２値化処理して生成した画像である。図１４に示す基準画像４００は、切削溝１０１として互いに平行でかつ等間隔に設けられた複数の第１切削溝１１０と、切削溝１０１として互いに平行でかつ等間隔に設けられているとともに第１切削溝１１０に交差（実施形態２では、直交）する複数の第２切削溝１２０とが形成された診断用被加工物１００の上面１０４の所定箇所が撮像して得られる。なお、実施形態２においても、実施形態１と同様に、基準画像４００−２は、隣接する切削溝１１０，１２０間の残存領域の距離と切削溝１１０，１２０の深さの比が例えば1：８程度以上となるようにＹ軸方向の割り出し送り間隔と切り込み深さを設定し、切削装置１が、切削ブレード２１で複数の切削溝１１０，１２０を診断用被加工物１００に形成して得られた画像である。

実施形態２では、基準画像４００−２は、実施形態１と同様に、図１４に密な平行斜線で示す切削溝１０１が暗く（黒に）なり、図１４に白地で示す切削溝１０１で区画された未切削の部分１０２−２が明るく（白）になっている。なお、未切削の部分１０２−２は、切削溝１１０，１２０間の残存領域であるとともに、切削溝１１０，１２０で区画された柱である。また、基準画像４００−２を得る際に、診断用被加工物１００は、未切削の部分１０２−２の幅１０２−１が、切削溝１０１の幅１０１−１即ち切り刃２８の厚み２９よりも狭く形成されている。

実施形態２に係る診断方法の診断用加工ステップＳＴ２では、切削装置１が、実施形態１と同様に、診断用被加工物１００の上面１０４に微細加工を施す。実施形態２に係る診断方法の診断用加工ステップＳＴ２では、切削装置１が、実施形態１において切削溝１０１を形成したのと同様に、チャックテーブル１０をＸ軸方向に加工送りして診断用被加工物１００のＸ軸方向の全長に亘って第１切削溝１１０を形成する工程と、切削ユニット２０を所定距離、Ｙ軸方向に割り出し送りする工程とを繰り返して、診断用被加工物１００の上面１０４の全体に未切削の部分１０２−２の幅１０２−１おきに第１切削溝１１０を形成する。

その後、実施形態２に係る診断方法の診断用加工ステップＳＴ２では、切削装置１が、チャックテーブル１０を軸心回りに９０度回転させて、複数の第１切削溝１１０を形成したのと同様に、診断用被加工物１００の上面１０４の全体に未切削の部分１０２−２の幅１０２−１おきに第２切削溝１２０を形成する。このように、実施形態２において、微細加工は、図１５及び図１６に示すように、切削ブレード２１で互いに交差する複数の切削溝１０１と、複数の切削溝１０１で区画された複数の未切削の部分１０２−２とを形成する加工である。

実施形態２に係る診断方法の診断ステップＳＴ３では、実施形態１と同様に、切削装置１が撮像ユニット３０で診断用被加工物１００の予め定められた所定箇所を撮像し、撮像して得た画像を所定の閾値で２値化処理して、例えば、図１７及び図１８に示す２値画像４０１−２，４０２−２を生成する。実施形態１において、診断ステップＳＴ３では、切削装置１が、診断用被加工物１００を撮像した得た２値画像４０１−２，４０２−２と、基準画像４００−２とをパターンマッチングにより照合し、即ち、正規化相関を行って相関値を算出し、実施形態１と同様に、切削装置１が微細加工が可能である状態であるかを診断する。

なお、実施形態２において、図１７及び図１８に示す２値画像４０１−２，４０２−２は、基準画像４００−２と同様に、図１７及び図１８に密な平行斜線で示す切削溝１０１及び倒れた未切削の部分１０２−２（以下、符号１０２−３で記す）が暗く（黒に）なり、図１７及び図１８に白地で示す立設した状態を維持した未切削の部分１０２−２が明るく（白）になっている。図１７に示す２値画像４０１−２は、図１１に示す２値画像４０１と同様に、切削装置１が微細加工が可能である状態であることを示す画像である。また、図１８に示す２値画像４０２−２は、一部の未切削の部分１０２−３が倒れるなどして破損していることを示し、図１２に示す２値画像４０２と同様に、切削装置１が微細加工が不可能である状態であることを示す画像である。

前述した実施形態２に係る診断方法は、診断用被加工物１００を微細加工する診断用加工ステップＳＴ２と、診断用加工ステップＳＴ２で形成された未切削の部分１０２−２の倒れ具合に基づいて切削装置１の状態を診断する診断ステップＳＴ３と、を備える。このように、診断方法は、実施形態１と同様に、各種の測定器を使用して切削装置１の複数の項目を点検する必要がないため、工数が低減でき、より簡単に切削装置１が微細加工が可能である状態であるかを確認できるという効果を奏する。

〔変形例〕
実施形態１及び実施形態２の変形例に係る診断方法を説明する。実施形態１及び実施形態２の変形例に係る診断方法は、実施形態１及び実施形態２と同様に、保持ステップＳＴ１と、診断用加工ステップＳＴ２と、診断ステップＳＴ３とを備える。変形例に係る診断方法は、診断ステップＳＴ３において切削装置１の微細加工が可能である状態であるかを診断する方法が、実施形態１及び実施形態２と異なること以外、実施形態１及び実施形態２と同じである。

変形例に係る診断方法は、診断ステップＳＴ３では、２値画像４０１，４０２，４０１−２，４０２−２の立設した状態を維持した未切削の部分１０２，１０２−２の面積を合計した面積を算出し、算出した面積が予め記憶された所定の面積以上である場合に、切削装置１が微細加工が可能である状態であると診断し、所定の面積未満である場合に、切削装置１が微細加工が不可能である状態であると診断する。なお、所定の面積は、予め記憶装置８２に記憶されているとともに、前述した基準画像４００，４００−２の未切削の部分１０２の面積に極力近いであるのが望ましい。

なお、変形例に係る診断方法の診断ステップＳＴ３では、２値画像４０１，４０２，４０１−２，４０２−２の立設した状態を維持した未切削の部分１０２，１０２−２の面積に基づいて、切削装置１の状態を診断しているが、本発明は、２値画像４０１，４０２，４０１−２，４０２−２の切削溝１０１及び倒れた未切削の部分１０２−３の面積に基づいて、切削装置１の状態を診断しても良い。本発明は、２値画像４０１，４０２，４０１−２，４０２−２の切削溝１０１及び倒れた未切削の部分１０２−３の面積に基づいて、切削装置１の状態を診断する際には、２値画像４０１，４０２，４０１−２，４０２−２の切削溝１０１及び倒れた未切削の部分１０２−３の合計の面積を算出し、算出した面積が予め記憶された第２の所定の面積以下である場合に、切削装置１が微細加工が可能である状態であると診断し、第２の所定の面積を超える場合に、切削装置１が微細加工が不可能である状態であると診断する。なお、第２の所定の面積は、予め記憶装置８２に記憶されているとともに、前述した基準画像４００，４００−２の切削溝１０１の面積に極力近いであるのが望ましい。

変形例に係る診断方法は、診断用被加工物１００を微細加工する診断用加工ステップＳＴ２と、診断用加工ステップＳＴ２で形成された未切削の部分１０２，１０２−２の倒れ具合に基づいて切削装置１の状態を診断する診断ステップＳＴ３と、を備える。このように、診断方法は、実施形態１と同様に、各種の測定器を使用して切削装置１の複数の項目を点検する必要がないため、工数が低減でき、より簡単に切削装置１が微細加工が可能であるか否かの状態を確認できるという効果を奏する。

なお、本発明は、上記実施形態及び変形例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。前述した変形例では、診断方法は、２値画像４０１，４０２，４０１−２，４０２−２の立設した状態を維持した未切削の部分１０２，１０２−２の面積、又は、２値画像４０１，４０２，４０１−２，４０２−２の切削溝１０１及び倒れた未切削の部分１０２−３の面積に基づいて、切削装置１の状態を診断している。しかしながら、本発明では、診断方法は、特に実施形態２において、診断ステップＳＴ３において、倒れた未切削の部分１０２−２の数を数えて、数えた数が予め定められた所定数以上であると、微細加工が可能である状態であると診断し、所定数未満であると、微細加工が不可能なである状態であると診断しても良い。

また、前述した実施形態等では、２値画像である基準画像４００，４００−２を記憶し、診断ステップＳＴ３において、診断用被加工物１００を撮像して得た画像を２値化処理したが、本発明は、基準画像４００，４００−２が２値画像でなくても良く、診断ステップＳＴ３において、診断用被加工物１００を撮像して得た画像を２値化処理しなくても良い。

１ 切削装置
１０ チャックテーブル（保持手段）
２１ 切削ブレード
２３ スピンドル
２５ 切削水供給ノズル（切削水供給手段）
２６ 切削水
１００ 診断用被加工物
１０１ 切削溝
１０２ 未切削の部分（残存領域）
１０２−２ 未切削の部分（残存領域、柱）
１０３ 下面
２８１ 刃先
２００ 被加工物
ＳＴ１ 保持ステップ
ＳＴ２ 診断用加工ステップ
ＳＴ３ 診断ステップ

Claims (3)

1. 被加工物を保持する保持手段と該保持手段で保持された被加工物を切削する切削ブレードと該切削ブレードが装着されるスピンドルと該切削ブレードに切削水を供給する切削水供給手段とを備えた切削装置の診断方法であって、
   該保持手段で診断用被加工物を保持する保持ステップと、
   該切削水供給手段で該切削ブレードに切削水を供給しつつ該保持手段で保持された診断用被加工物の下面に至らない高さに該切削ブレードの刃先を位置付け切削して複数の切削溝を形成して該診断用被加工物に微細加工を施す診断用加工ステップと、
   該診断用被加工物に形成された互いに隣接した切削溝間の残存領域の倒れ具合に基づいて該切削装置を診断する診断ステップと、を備えた診断方法。
2. 該微細加工は、該切削ブレードで互いに同一方向に伸長した複数の切削溝と該切削溝に挟まれた該残存領域を形成する、請求項１に記載の診断方法。
3. 該微細加工は、該切削ブレードで交差する複数の切削溝と該切削溝で区画された複数の柱とを形成する、請求項１に記載の診断方法。

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