JP2021020268A - 切削ユニットの位置検出方法、及び切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削ブレードの高さのセットアップ工程を適切に実施出来る方法を提供する。【解決手段】切削ブレード１８ａで被加工物を切削する切削ユニット１８と、切削ブレードの刃先の下端の高さ位置を検出する刃先位置検出ユニット４０と、制御ユニットとを備え、制御ユニットは、発光部から発せられ受光部で受光される光の受光量の経時変化を登録できる関係登録部６２を備える切削装置を使用した切削ユニットの位置検出方法であって、切削ブレードの熱膨張により経時変化する受光量を観測し、観測開始からの時間と受光量の変化量との関係を関係登録部に登録する関係登録ステップと、被加工物を加工した後の切削ブレードの刃先の下端の高さが所定の高さ位置となるときの切削ユニットの基準高さ位置を割り出す高さ位置検出ステップとを備え、高さ位置検出ステップでは、基準高さ位置を関係登録ステップで関係登録部に登録された関係により補正する。【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物を切削する切削ブレードが装着された切削ユニットを備える切削装置において、切削ブレードの刃先の下端が所定の高さ位置に位置付けられた際の該切削ユニットの高さ位置を検出する切削ユニットの位置検出方法に関する。また、該切削ユニットの位置検出方法を実施できる切削装置に関する。

半導体デバイスを搭載したデバイスチップは、半導体ウェーハやパッケージ基板、セラミックス基板、ガラス基板等から形成される。交差する複数の分割予定ラインを半導体ウェーハ等の表面に設定し、該分割予定ラインにより区画された各領域に半導体デバイスを形成し、その後、該半導体ウェーハ等を分割予定ラインに沿って分割すると個々のデバイスチップを形成できる。

半導体ウェーハ等の分割には、例えば、円環状の切削ブレードが装着された切削ユニットを備える切削装置が用いられる。切削装置は、半導体ウェーハ等の被加工物の表面に対して垂直な面内において切削ブレードを回転させ、回転する切削ブレードの刃先の下端を所定の高さ位置に位置づけ、被加工物を分割予定ラインに沿う方向に加工送りすることで被加工物を切削加工する。

切削装置において被加工物の切削加工を繰り返し実施すると、円環状の切削ブレードが徐々に消耗し、切削ブレードの径が次第に小さくなる。すると、切削ブレードの刃先の下端の高さが所定の高さ位置から徐々にずれて、切り込み深さが変化してしまう。そのため、切削ブレードの刃先の下端が所定の高さに位置付けられたときの切削ユニットの高さ位置を検出するセットアップ工程が実施される。セットアップ工程には、刃先位置検出ユニットが用いられる（例えば、特許文献１参照）。

刃先位置検出ユニットは、上方及び前後に開口した溝状のブレード進入部を本体に備える。ブレード進入部の一方の側壁には発光部の発光窓が設けられ、他方の側壁には受光部の受光窓が設けられる。発光窓と、受光窓と、は略同一の高さ位置に設けられる。

セットアップ工程では、発光部の発光窓から受光部の受光窓に向けて光を放射させた状態で、切削ユニットを下降させ切削ブレードの刃先をブレード進入部に進入させる。すると、光の一部が切削ブレードに遮られるため、受光部で受光される光の受光量が低下する。そして、受光量が基準の受光量に達したとき、すなわち、切削ブレードの刃先の下端が所定の高さに位置付けられたときの切削ユニットの高さが検出される。

特開２００１−２９８００１号公報

切削ブレードを高速で回転させると、回転に伴い生じる遠心力により切削ブレードの径が僅かに大きくなる。そのため、セットアップ工程では、例えば、被加工物を切削する際と同様の速度で切削ブレードを回転させることが考えられる。この場合、セットアップ工程は、被加工物の切削時と同様の遠心力が切削ブレードにかかる状態で実施される。

被加工物を切削する際、加工熱や加工屑を排除するために切削ブレード及び被加工物には切削水が噴射される。そのため、被加工物を切削する切削ブレードの温度は一定に保たれる。その一方で、セットアップ工程においては切削ブレードの刃先の検出の妨げとなるため、切削水は切削ブレードには供給されない。この場合、セットアップ工程を実施する間、回転する切削ブレードと、空気と、の摩擦熱により切削ブレードの温度が次第に高くなり、切削ブレードが熱膨張する。

近年、切削速度の向上のために切削ブレードの回転数が上げられており、８０ｋｒｐｍ〜１００ｋｒｐｍ程度の回転数に達している。そして、セットアップ工程を実施する際にも同様の速度で切削ブレードを回転させることが望まれる。しかしながら、切削ブレードの回転数が上げられると空気と切削ブレードとの摩擦熱が大きくなり、切削ブレードの温度が従来よりも高くなり、切削ブレードの熱膨張が無視できなくなる。その上、熱膨張量は一定ではなく、セットアップ工程に要する時間が長くなるほど熱膨張も大きくなる。

このように、セットアップ工程の実施時における切削ブレードの径は、熱膨張による影響により被加工物の切削時の径と比較して大きくなる。セットアップ工程の実施時に切削ブレードが大きく熱膨張していると、セットアップ工程を実施して検出される切削ユニットの高さ位置が本来検出されるべき高さ位置とは一致しなくなる。そのため、セットアップ工程により検出された基準高さに基づいて該切削ユニットを切削基準高さに位置付けて被加工物を切削したとき、切削ブレードの切り込み深さが浅くなり、被加工物を適切に切削できない。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、セットアップ工程を適切に実施できる切削ユニットの位置検出方法、及び切削装置を提供することである。

本発明の一態様によると、被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該保持面に平行な方向に沿ったスピンドルと、該スピンドルの先端に装着された切削ブレードと、を有し、該チャックテーブルに保持された該被加工物及び該切削ブレードに切削水を供給しながら該スピンドルの周りに回転する該切削ブレードで該被加工物を切削する切削ユニットと、該保持面と直交する切り込み送り方向に該切削ユニットを切り込み送りさせる切り込み送りユニットと、該切削ブレードの刃先の下端の高さ位置を検出する刃先位置検出ユニットと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、該刃先位置検出ユニットは、該切削ブレードが進入するブレード進入部と、該ブレード進入部を挟んで互いに対面する発光部及び受光部を備え、該制御ユニットは、該発光部から発せられ該受光部で受光される光の受光量の経時変化を登録できる関係登録部を備える切削装置を使用した切削ユニットの位置検出方法であって、該切り込み送りユニットで該刃先位置検出ユニットの該ブレード進入部に該切削ブレードを進入させ、該発光部で発せられ該受光部で受光される光が所定量遮られる高さに該切削ブレードを位置付ける切削ブレード位置付けステップと、該切削ブレード位置付けステップの後、該切削ユニットの該切り込み送り方向での高さを維持した状態で、回転する該切削ブレードの熱膨張により経時変化する該受光量を観測し、観測開始からの時間と、該受光量の変化量と、の関係を該関係登録部に登録する関係登録ステップと、該関係登録ステップの後、該被加工物を加工した後の該切削ブレードを該スピンドルの周りに回転させながら該刃先位置検出ユニットの該ブレード進入部に進入させ、該発光部で発せられ該受光部で受光される光が該所定量遮られる高さに該切削ブレードを位置付け、該切削ブレードの刃先の下端の高さが該所定の高さ位置となるときの該切削ユニットの高さ位置を基準高さ位置として割り出す高さ位置検出ステップと、を備え、該高さ位置検出ステップでは、割り出された該切削ユニットの該基準高さ位置を該関係登録ステップで該関係登録部に登録された該関係により補正することを特徴とする切削ユニットの位置検出方法が提供される。

好ましくは、該関係登録ステップでは、該高さ位置検出ステップにおける該切削ブレードの回転数に対応する回転数で該切削ブレードを回転させる。

また、本発明の他の一態様によると、被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該保持面に平行な方向に沿ったスピンドルと、該スピンドルの先端に装着された切削ブレードと、を有し、該チャックテーブルに保持された該被加工物及び該切削ブレードに切削水を供給しながら該スピンドルの周りに回転する該切削ブレードで該被加工物を切削する切削ユニットと、該保持面と直交する切り込み送り方向に該切削ユニットを切り込み送りさせる切り込み送りユニットと、該切削ブレードの刃先の下端が所定の高さ位置となる際の該切削ユニットの高さ位置を基準高さ位置として検出する刃先位置検出ユニットと、各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、該刃先位置検出ユニットは、該切削ブレードが進入するブレード進入部と、該ブレード進入部を挟んで互いに対面する発光部及び受光部と、該受光部で受光される光の受光量に応じた電圧値の電気信号を出力する光電変換部と、を有し、該制御ユニットは、該発光部から発せられ該受光部で受光される光の受光量の経時変化を該光電変換部が出力する電気信号の電圧値の経時変化として登録できる関係登録部と、該切削ブレードの刃先の下端が該所定の高さ位置に位置付けられているときに該発光部で発せられた光が該受光部で受光される際に該光電変換部から出力される電気信号の電圧値が基準電圧値として登録される基準電圧値登録部と、該光電変換部から出力される電気信号の電圧値が該基準電圧値登録部に登録された該基準電圧値と一致したときに該切削ブレードの刃先の下端が該所定の高さ位置に位置付けられていることを検出する電圧値比較部と、該電圧値比較部に接続され、該切削ブレードの刃先の下端が該所定の高さ位置に位置付けられたことを該電圧値比較部が検出したときの該切削ユニットの高さを該基準高さ位置として検出する切削ユニット高さ検出部と、該切削ユニット高さ検出部が検出した該切削ユニットの該基準高さ位置を補正する補正部と、を有し、該関係登録部には、回転する該切削ブレードが熱膨張することで経時変化する該光電変換部が出力する該電気信号の電圧値と、時間と、の関係が登録されており、該補正部は、該電圧値比較部が該切削ブレードの刃先の下端が該所定の高さ位置に位置付けられていることを検出した時間を参照して、該関係登録部に登録されている該関係から該切削ユニットの該基準高さ位置の補正量を決定することを特徴とする切削装置が提供される。

本発明の一態様に係る切削ユニットの位置検出方法及び切削装置では、刃先位置検出ユニットの受光部で受光される光の受光量が切削ブレードの熱膨張により時間変化する傾向が、関係登録部に登録されている。より詳細には、該関係登録部には、時間と、該受光量の変化量と、の関係が登録されている。

そして、切削ブレードの刃先の下端が所定の高さ位置となるときの切削ユニットの高さ位置を基準高さ位置として刃先位置検出ユニットで割り出す際、該関係を使用して割り出される切削ユニットの基準高さ位置を補正する。より詳細には、切削ブレードが熱膨張した状態で割り出された切削ユニットの該基準高さ位置を切削ブレードの膨張量に対応する値で補正して、本来割り出されるべき切削ユニットの該基準高さ位置を算出する。

算出された本来割り出されるべき切削ユニットの該基準高さ位置とは、切削ブレードが熱膨張しない場合における該切削ブレードの刃先の下端が該所定の高さ位置となるときの切削ユニットの高さ位置である。そして、切削ユニットを補正された該基準高さ位置に基づいて算出される高さに位置付けることで被加工物を適切に切削できるようになる。

したがって、本発明の一態様によると、セットアップ工程を適切に実施できる切削ユニットの位置検出方法、及び切削装置が提供される。

切削装置を模式的に示す斜視図である。 図２（Ａ）は、刃先位置検出ユニットを模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、切削ユニットと、刃先位置検出ユニットと、制御ユニットと、を模式的に示す構成図である。 図３（Ａ）は、切削ブレードをブレード進入部に進入させる際の光の受光量に応じた電気信号の電圧値と、時間と、の関係を模式的に示すグラフであり、図３（Ｂ）は、熱膨張により径が変化する切削ブレードにより変化する光の受光量の変化量に対応する電気信号の電圧値と、時間と、の関係を模式的に示すグラフである。 切削ユニットの位置検出方法の各ステップのフローを模式的に示すフローチャートである。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。まず、図１を用いて、本実施形態に係る切削ユニットの位置検出方法が実施される切削装置について説明する。図１は、シリコン、シリコンカーバイド（ＳｉＣ）、ヒ化ガリウム（ＧａＡｓ）若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板等の被加工物を切削する切削装置２である。

被加工物の表面にはＩＣ（Integrated Circuit）等の複数のデバイスが形成されている。最終的に、被加工物がデバイス毎に分割されることで、個々のデバイスチップが形成される。例えば、被加工物は、環状のフレームに張られたテープに貼着された状態で切削加工される。被加工物が適切に切削加工される場合、後述の切削ブレードの刃先の下端は該テープに達する。

図１に示す通り、切削装置２は、各構成要素を支持する装置基台４を備えている。装置基台４の中央上部には、Ｘ軸移動テーブル６と、Ｘ軸移動テーブル６をＸ軸方向（加工送り方向）に移動させるＸ軸移動機構と、Ｘ軸移動機構を覆う排水路２０と、が設けられている。該Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸方向に平行な一対のＸ軸ガイドレール１２を備えており、Ｘ軸ガイドレール１２には、Ｘ軸移動テーブル６がスライド可能に取り付けられている。

Ｘ軸移動テーブル６の下面側には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｘ軸ガイドレール１２に平行なＸ軸ボールねじ１４が螺合されている。Ｘ軸ボールねじ１４の一端部には、Ｘ軸パルスモータ１６が連結されている。Ｘ軸パルスモータ１６でＸ軸ボールねじ１４を回転させると、Ｘ軸移動テーブル６はＸ軸ガイドレール１２に沿ってＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル６上には、被加工物を吸引、保持するためのチャックテーブル８が設けられている。チャックテーブル８は、モータ等の回転駆動源（不図示）に連結されており、チャックテーブル８の上面に垂直な回転軸の周りに回転可能である。また、チャックテーブル８は、上述したＸ軸移動機構によりＸ軸方向に送られる。

チャックテーブル８の表面（上面）は、被加工物を吸引、保持する保持面８ａとなる。この保持面８ａは、チャックテーブル８の内部に形成された流路（不図示）を介して吸引源（不図示）に接続されている。該保持面８ａの周囲には、テープを介して該被加工物を保持する環状のフレームを固定するためのクランプ１０が配設されている。

装置基台４の上面には、被加工物を切削する２つの切削ユニット１８を支持する支持構造２２が、Ｘ軸移動機構を跨ぐように配置されている。支持構造２２の前面上部には、２つの切削ユニット１８をＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動させる割り出し送りユニットと、Ｚ軸方向（切り込み送り方向）に移動させる切り込み送りユニットと、が設けられている。

支持構造２２の前面には、Ｙ軸方向に平行な一対のＹ軸ガイドレール２４が設けられている。Ｙ軸ガイドレール２４には、切削ユニット１８のそれぞれに対応する２つのＹ軸移動プレート２６がスライド可能に取り付けられている。それぞれのＹ軸移動プレート２６の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２４に平行なＹ軸ボールねじ２８が螺合されている。

Ｙ軸ボールねじ２８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ２８ａが連結されている。Ｙ軸パルスモータ２８ａでＹ軸ボールねじ２８を回転させると、対応するＹ軸移動プレート２６がＹ軸ガイドレール２４に沿ってＹ軸方向に移動する。すなわち、Ｙ軸ガイドレール２４、Ｙ軸移動プレート２６、Ｙ軸ボールねじ２８、及びＹ軸パルスモータ２８ａは、割り出し送りユニットを構成する。

また、それぞれのＹ軸移動プレート２６の表面（前面）には、Ｚ軸方向に平行な一対のＺ軸ガイドレール３０が設けられている。それぞれのＺ軸ガイドレール３０には、Ｚ軸移動プレート３２がスライド可能に取り付けられている。Ｚ軸移動プレート３２の裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられており、このナット部には、Ｚ軸ガイドレール３０に平行なＺ軸ボールねじ３４が螺合されている。Ｚ軸ボールねじ３４の一端部には、Ｚ軸パルスモータ３６が連結されている。

Ｚ軸パルスモータ３６でＺ軸ボールねじ３４を回転させれば、Ｚ軸移動プレート３２は、Ｚ軸ガイドレール３０に沿ってＺ軸方向（切り込み送り方向）に移動する。すなわち、Ｚ軸ガイドレール３０、Ｚ軸移動プレート３２、Ｚ軸ボールねじ３４、及びＺ軸パルスモータ３６は、切り込み送りユニットを構成する。

２つのＺ軸移動プレート３２のそれぞれの下部には、被加工物を加工する切削ユニット１８と、チャックテーブル８に保持された被加工物を撮像できる撮像ユニット（カメラ）３８と、が固定されている。Ｙ軸移動プレート２６をＹ軸方向に移動させれば、切削ユニット１８及び撮像ユニット３８はＹ軸方向（割り出し送り方向）に移動し、Ｚ軸移動プレート３２をＺ軸方向に移動させれば、切削ユニット１８及び撮像ユニット３８はＺ軸方向（切り込み送り方向）に移動する。

切削ユニット１８は、チャックテーブル８の保持面８ａに平行な方向であるＹ軸方向に沿ったスピンドル１８ｃ（図２（Ｂ）参照）と、スピンドル１８ｃの先端に装着された円環状の切削ブレード１８ａ（図２（Ｂ）参照）と、を有する。スピンドル１８ｃの他端側にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、該回転駆動源を作動させてスピンドル１８ｃを回転させると、切削ブレード１８ａは該スピンドル１８ｃの周りに回転する。

切削ブレード１８ａは、例えば、円盤状の基台を有している。基台の中央部には、この基台を貫通する略円形の装着穴が設けられており、切削ブレード１８ａが切削ユニット１８に装着されるとき、該装着穴にスピンドル１８ｃの先端が通される。基台の外周部には、チャックテーブル８に保持された被加工物に切り込ませるための環状の刃先が固定されている。刃先は、砥石部とも呼ばれる。刃先は、ダイヤモンド等の砥粒と、該砥粒を分散固定する結合材と、を有する。該結合材は、例えば、金属または樹脂等で形成される。

被加工物を切削する際には、予め撮像ユニット３８により被加工物の表面に形成されたデバイス、パターン等が検出されることで被加工物の表面に設定された分割予定ラインの位置が認識される。そして、分割予定ラインの伸長方向が切削装置２の加工送り方向に合うように、チャックテーブル８を回転させる。そして、加工送りユニット及び割り出し送りユニットを作動させて、被加工物の分割予定ラインの延長線の上方に切削ブレード１８ａを位置付ける。

切削ユニット１８は、チャックテーブル８に保持された被加工物及び切削ブレード１８ａに純水等の切削水を供給する切削水供給ノズル１８ｄを備える。切削ブレード１８ａをスピンドル１８ｃの周りに回転させ、切削ブレード１８ａの刃先を被加工物に接触させると、被加工物が切削される。このとき、被加工物と切削ブレード１８ａの刃先との間に摩擦熱が生じる。また、被加工物及び切削ブレード１８ａから切削屑が発生する。被加工物の切削時に該被加工物及び切削ブレード１８ａに切削水を供給すると、摩擦熱や加工屑を除去できる。

被加工物を切削ブレード１８ａで切削して被加工物を分割する際には、切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂ（図２（Ｂ）参照）が被加工物の裏面（下面）よりも下方の高さ位置となるように切削ユニット１８の高さが調整される。Ｚ軸パルスモータ３６を含む切り込み送りユニットは、例えば、切削ユニット１８の切り込み送り方向における位置を認識する位置認識ユニット（不図示）をさらに備える。切削装置２は、スケール等を含む位置認識ユニットを用いて切削ユニット１８を所定の高さ位置に位置付ける

そして、切削ブレード１８ａを回転させるとともに加工送りユニットを作動させてチャックテーブル８を加工送り方向に移動させて加工送りし、切削ブレード１８ａを被加工物に切り込ませて該被加工物を切削する。被加工物を一つの分割予定ラインに沿って切削した後、割り出し送りユニットを作動させて切削ユニット１８を割り出し送りし、その後、再びチャックテーブル８を加工送りして他の分割予定ラインに沿って被加工物を切削する。切削装置２は、このように、被加工物を次々に切削する。

切削装置２は、さらに、制御ユニット４２を備えている。制御ユニット４２は、切削ユニット１８、チャックテーブル８、各移動機構、撮像ユニット３８、刃先位置検出ユニット４０（後述）等の切削装置２の各構成要素を制御する機能を有する。制御ユニット４２の機能は、例えば、装置制御用コンピュータのソフトウェアとして実現される。

すなわち、制御ユニット４２は、ＣＰＵ等の処理装置や、フラッシュメモリ等の記憶装置を含むコンピュータによって構成される。記憶装置に記憶されるプログラム等のソフトウェアに従い処理装置を動作させることによって、制御ユニット４２は、ソフトウェアと処理装置（ハードウェア資源）とが協働した具体的手段として機能する。

切削ブレード１８ａを使用した被加工物の切削を繰り返すと、切削ブレード１８ａの刃先が徐々に消耗し、切削ブレード１８ａの径は徐々に減少する。この場合、切削ユニット１８を切削に適した高さ位置に位置付けた際の切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂの高さ位置が徐々に上昇することとなる。そして、被加工物を十分に切削できない状態となる。

そこで、切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂを被加工物の裏面（下面）よりも下方の高さ位置に位置付けられるように、切削ブレード１８ａで被加工物を切削した後、定期的にセットアップ工程が実施される。セットアップ工程では、切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂの高さが被加工物の裏面（下面）よりも下方の高さ位置に位置付けられるときの切削ユニット１８の高さ位置が切削に適した高さ位置として検出される。

切削装置２の切削ユニット１８の近傍には、刃先位置検出ユニット４０が配設されている。刃先位置検出ユニット４０を用いると、被加工物の切削時に切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂを被加工物の裏面（下面）よりも下方の高さ位置に位置付けるためのセットアップ工程を実施できる。図２（Ａ）は、刃先位置検出ユニット４０を模式的に示す斜視図であり、図２（Ｂ）は、切削ユニット１８と、刃先位置検出ユニット４０と、制御ユニット４２と、を模式的に示す概念図である。

刃先位置検出ユニット４０の本体４４には、上方に開口した溝状のブレード進入部４６が設けられている。刃先位置検出ユニット４０を使用する際には、切削ブレード１８ａをブレード進入部４６の上方に位置付け、切り込み送りユニットを作動させて切削ブレード１８ａを下降させて、該ブレード進入部４６に切削ブレード１８ａを進入させる。

ブレード進入部４６の一方の側壁には発光部５０が設けられ、ブレード進入部４６の他方の側壁には該発光部５０に対向する位置に受光部５２が設けられている。すなわち、発光部５０及び受光部５２は、ブレード進入部４６を挟んで互いに対面する。発光部５０は、発光窓５０ｂと、該発光窓５０ｂに光ファイバー等を介して接続された光源５０ａと、を備え、光源５０ａを作動させると発光窓５０ｂから光が放射される。光源５０ａには、発光量を調節する機能を有する調光器（不図示）が接続されている。

受光部５２は、受光窓５２ｂと、該受光窓５２ｂに光ファイバー等を介して接続された光電変換部５２ａと、を備える。受光窓５２ｂに到達した光は光電変換部５２ａで受光され、該光電変換部５２ａからは受光量に応じた電圧値の電気信号が出力される。光電変換部５２ａは制御ユニット４２に電気的に接続されており、該電気信号を制御ユニット４２に送る。

発光窓５０ｂと、受光窓５２ｂと、は略同一の所定の高さ位置に設けられる。刃先位置検出ユニット４０には、該刃先位置検出ユニット４０の不使用時に発光部５０や受光部５２を保護する開閉可能なカバー４８が備えられている。刃先位置検出ユニット４０の使用時には、予め該カバー４８を開けて本体４４を露出させる。

本体４４には、さらに、発光窓５０ｂまたは受光窓５２ｂに向いた複数の流体噴出ノズルが配設されている。該流体噴出ノズルからエアーや水等の流体を噴出させると、発光窓５０ｂや受光窓５２ｂに付着した汚れを除去できる。

刃先位置検出ユニット４０による切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂの検出時には、光源５０ａを作動させ発光窓５０ｂから光を放射させて、該光を受光部５２の受光窓５２ｂに照射させ、受光窓５２ｂに接続された光電変換部５２ａに該光を受光させる。光電変換部５２ａは、ＣＭＯＳセンサーまたはＣＣＤセンサー等の受光素子を含み、受光量に応じた電圧値の電気信号に該光を変換して、該電気信号を制御ユニット４２に送る。

ブレード進入部４６に向けて切削ブレード１８ａを下降させると、発光窓５０ｂから放射された光が徐々に切削ブレード１８ａにより遮られるようになり、受光窓５２ｂに到達して光電変換部５２ａで受光される光の受光量は徐々に減少する。そのため、光電変換部５２ａから出力された電気信号を制御ユニット４２で解析することにより、切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂの高さ位置を検出できる。

そして、光電変換部５２ａで受光される該光の受光量が該所定の高さ位置に該刃先の下端１８ｂが到達したことを確認できる基準の受光量になるときの切削ユニット１８の高さ位置が基準高さ位置として検出される。そして、検出された切削ユニット１８の基準高さ位置を基に、被加工物を切削する際に切削ユニット１８が位置付けられるべき切削に適した高さ位置が算出される。

図３（Ａ）に示すグラフは、切削ブレード１８ａの刃先をブレード進入部４６に進入させたときに光電変換部５２ａから制御ユニット４２に送られる電気信号の電圧値の時間変化の一例を模式的に示すグラフである。図３（Ａ）では、受光量が減少する前の初期状態の受光量に応じた電圧値を５Ｖとしている。図３（Ａ）には、電圧値の時間変化６６が模式的に示されている。ただし、該電圧値はこれに限定されない。

ブレード進入部４６に切削ブレード１８ａの刃先が進入し、該光が切削ブレード１８ａに当たるようになると、該受光量が減少して該電圧値が減少していく。そして、やがて切削ブレード１８ａにより該光が完全に遮られる。図３（Ａ）に示す例では、切削ブレード１８ａにより該光が受光窓５２ｂに到達しなくなる際の受光量に応じた電圧値を０Ｖとしている。ただし、該電圧値はこれに限定されない。

光電変換部５２ａから出力される電気信号の電圧値には、基準電圧値６８が予め設定されている。図３（Ａ）に示す例では、基準電圧値６８が３Ｖに設定されている。ただし、基準電圧値６８はこれに限定されない。

セットアップ工程では、切削ユニット１８を徐々に下降させていき、該電圧値が基準電圧値６８となるときの切削ユニット１８の高さ位置が基準高さ位置として検出される。そして、この基準高さ位置を基に切削ユニット１８の切削に適した高さ位置が検出される。

より詳細には、電圧値が基準電圧値６８となるときの切削ブレード１８ａの下端の高さ位置（所定の高さ位置）は、チャックテーブル８の保持面８ａよりも所定の距離だけ低い高さ位置とされる。そして、電圧値が基準電圧値６８となるときの切削ユニット１８の高さ位置が基準高さ位置として検出された際、該基準高さ位置よりも該所定の距離以上に高い高さ位置が切削ユニット１８の切削に適した高さ位置として制御ユニット４２に登録される。被加工物を切削する際には、切り込み送りユニットを作動させて、切削ユニット１８を該切削に適した高さ位置に位置付けて被加工物を切削する。

なお、このようなセットアップ工程は、切削ブレード１８ａをスピンドル１８ｃの周りに回転させながら実施されるのが好ましい。例えば、切削ブレード１８ａの回転数は、被加工物の切削を実施する際の切削ブレード１８ａの回転数に合わせられるとよい。これは、切削ブレード１８ａを高速で回転させると切削ブレード１８ａに遠心力が働き、切削ブレード１８ａの径が大きくなるためである。セットアップ工程の実施時と、被加工物の切削時と、で切削ブレード１８ａの回転数を合わせると、遠心力による影響を相殺できる。

また、上述の通り被加工物を切削する際には、加工屑及び摩擦熱を除去するために、切削水供給ノズル１８ｄ等から切削ブレード１８ａ及び被加工物に切削水が供給される。その一方で、刃先位置検出ユニット４０を使用する際には、切削ブレード１８ａには切削水が供給されない。切削水を切削ブレード１８ａに供給すると、切削水が発光部５０の発光窓５０ｂから受光部５２の受光窓５２ｂまで進行する光に影響を与え、切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂの高さ位置の検出の妨げとなるためである。

被加工物を加工して消耗した切削ブレード１８ａを備える切削ユニット１８に対してセットアップ工程を実施する際には、被加工物の切削のために回転している切削ブレード１８ａをその回転数を維持したままブレード進入部４６に進入させるのが効率的である。すなわち、回転する切削ブレード１８ａに供給され続けていた切削水を停止させる。切削ブレード１８ａに供給されていた切削水を停止させると、切削ブレード１８ａと空気との摩擦により生じる摩擦熱により切削ブレード１８ａの温度が次第に上昇していく。

切削ブレード１８ａの温度が上昇すると、熱膨張が生じて切削ブレード１８ａの径が増大してく。この傾向は、切削ブレード１８ａの回転数が高くなるほど顕著となる。そのため、ブレード進入部４６に切削ブレード１８ａの刃先を進入させた後、切削ユニット１８の切り込み送り方向での高さを維持しても、刃先の下端１８ｂの高さ位置が時間に応じて変化してしまう。

図３（Ｂ）は、熱膨張による切削ブレード１８ａの径の経時変化の様子を示すグラフである。図３（Ｂ）に示されたグラフは、受光部５２で受光される光の受光量を光電変換部５２ａが出力する電気信号の電圧値の形態で観測したときにおける観測開始からの時間と、該受光量の変化量に相当する電圧値の変化量と、の関係を模式的に示すグラフである。

図３（Ｂ）には、切削ブレード１８ａの回転数が比較的大きい場合における電圧値の変化量と時間との関係７０と、回転数が比較的小さい場合における電圧値の変化量と時間との関係７２と、が模式的に示されている。切削ブレード１８ａへの切削水の供給を停止すると、回転する切削ブレード１８ａの温度は次第に高くなり、これに伴い切削ブレード１８ａの熱膨張の量も次第に大きくなる。

さらに、摩擦熱による切削ブレード１８ａの温度上昇は、切削ブレード１８ａの回転数により変化し、切削ブレード１８ａの回転数が大きいほど切削ブレード１８ａの温度が上昇しやすい傾向にある。また、セットアップ工程を完了するまでに要する時間次第で、切削ブレード１８ａの径は変化してしまう。

例えば、３０ｋｒｐｍの回転数で回転させていた２インチ径の切削ブレードを８０ｋｒｐｍの回転数で回転させると、６〜７μｍ程度の切削ブレード１８ａの熱膨張が確認された。

また、切削水を供給しながら８０ｋｒｐｍの回転数で該切削ブレードを回転させ、その後、切削水の供給を停止したときの温度上昇の傾向を観測した。観測の結果、切削水を停止させる前に約２７℃であった該切削ブレードの温度が、停止後１０秒で約３１℃となり、２０秒で約３４℃となり、３０秒で約３５℃となった。その後、切削水の供給を再開すると、１０秒以内で約２７℃に低下した。

切削ユニット１８に付着した切削水がブレード進入部４６に落下してしまう場合があるため、セットアップ工程を高精度に実施するためにセットアップ工程では切削ユニット１８の高さの検出が繰り返される。したがって、セットアップ工程の実施時間も一定とはならない。セットアップ工程では、時々刻々と切削ブレード１８ａの温度が上昇し、切削ブレード１８ａの径が変化してしまうため、刃先位置検出ユニット４０を使用したセットアップ工程を高精度に高い再現性で実施するのは容易ではない。

セットアップ工程の実施時に切削ブレード１８ａが熱膨張していると、セットアップ工程を実施して検出される切削ユニット１８の基準高さ位置が本来検出されるべき高さ位置と一致しない。そのため、検出された基準高さ位置に基づいて切削ユニット１８の切削に適した高さ位置を算出し、切削ユニット１８を該切削に適した高さ位置に位置付けて被加工物を切削したとき、切削ブレード１８ａの切り込み深さが浅くなり、被加工物を適切に切削できない。

そこで、本実施形態に係る切削ユニットの位置検出方法、及び切削装置では、切削ブレード１８ａの熱膨張の傾向を予め測定し、セットアップ工程において検出される切削ユニット１８の基準高さ位置を補正する。以下、本実施形態に係る切削ユニットの位置検出方法を実施できる切削装置２の説明を続ける。

図２（Ｂ）に示す通り、切削装置２の制御ユニット４２は、例えば、電圧値比較部５４と、基準電圧値登録部５６と、切削ユニット高さ検出部５８と、補正部６０と、関係登録部６２と、切削ユニット高さ登録部６４と、を備える。制御ユニット４２の各部の機能は、例えば、ＣＰＵ当等の処理装置及び記憶装置等を備えるコンピュータ上で該記憶装置に記憶されたソフトウェアにより実現される。以下、制御ユニット４２の各部について説明する。

電圧値比較部５４は、受光部５２の光電変換部５２ａと接続されており、光電変換部５２ａで受光された光の受光量に応じた電圧値の電気信号を該光電変換部５２ａから受信する。電圧値比較部５４には、セットアップ工程においてブレード進入部４６に進入する切削ブレード１８ａにより該光が徐々に遮られ該光の受光量が低下し該電圧値が低下する様子が記録される。

電圧値比較部５４は、受光部５２の光電変換部５２ａから出力される電気信号の電圧値が次に説明する基準電圧値登録部５６に登録された基準電圧値と一致したときに切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂが所定の高さ位置に位置付けられていることを検出する。電圧値比較部５４は、該電気信号の電圧値が該基準電圧値と一致したとき、切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂが所定の高さ位置に位置付けられているとの情報を後述の切削ユニット高さ検出部５８に送る。

基準電圧値登録部５６には、切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂが所定の高さ位置に位置付けられているときに発光部５０で発せられた光が受光部５２で受光される際に光電変換部５２ａから出力される電気信号の電圧値が基準電圧値として予め登録されている。ここで、切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂの所定の高さ位置とは、チャックテーブル８の保持面８ａよりも所定の距離だけ低い高さ位置をいう。

切削ユニット高さ検出部５８は、Ｚ軸パルスモータ３６等を含む切り込み送りユニットと、電圧値比較部５４と、に接続されている。切削ユニット高さ検出部５８は、切削ユニット１８の切り込み送り方向における高さ位置を切り込み送りユニットから取得できる。そして、電圧値比較部５４が切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂが該所定の高さ位置に位置付けられたことを検出したときの切削ユニット１８の高さ位置を基準高さ位置として検出する。そして、該基準高さ位置に基づいて切削ユニット１８の切削に適した高さ位置を算出する。該基準高さ位置は、次に説明する補正部６０により補正される。

補正部６０は、切削ユニット高さ検出部５８が検出した切削ユニット１８の該基準高さ位置を補正する。補正部６０は、電圧値比較部５４が切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂが該所定の高さ位置に位置付けられていることを検出した時間を参照し、切削ユニット１８の該基準高さ位置を補正する。補正部６０が該時間を参照するのは、該時間により切削ブレード１８ａの熱膨張の量が決まるためである。切削ブレード１８ａの熱膨張の量の時間変化は、次に説明する関係登録部６２に登録されている。

関係登録部６２は、発光部５０の光源５０ａから発せられ受光部５２の光電変換部５２ａで受光される光の受光量の経時変化を該光電変換部５２ａが出力する電気信号の電圧値の経時変化として登録できる。関係登録部６２には、例えば、回転する切削ブレード１８ａが熱膨張することで変化する該電気信号の電圧値と、時間と、の関係が登録される。

例えば、切削装置２に切削ブレード１８ａが装着されたとき、回転に伴って生じる摩擦熱で切削ブレード１８ａが熱膨張する様子を刃先位置検出ユニット４０で観測することで、関係登録部６２に該関係を登録する。観測の手順の一例を説明する。

被加工物を切削した後に実施されるセットアップ工程の状況に合わせるため、例えば、切削ブレード１８ａを被加工物の切削時の回転数と同じ回転数で回転させつつ切削ブレード１８ａに切削水を噴射する。次に、切削ブレード１８ａへの切削水の噴射を停止する。切削水の噴射を停止させると、切削ブレード１８ａの熱膨張が始まる。

そして、刃先位置検出ユニット４０のブレード進入部４６に回転する切削ブレード１８ａの刃先を進入させる。そして、切削ブレード１８ａが熱膨張する様子を観測するのに適した高さ位置に切削ユニット１８を位置付ける。

刃先位置検出ユニット４０では、発光部５０から受光部５２に光を照射させ、受光部５２で受光される光の受光量の変化を観測する。そして、制御ユニット４２では、回転する切削ブレード１８ａが熱膨張することで経時変化する該光電変換部５２ａが出力する該電気信号の電圧値と、時間と、の関係が得られ、該関係が関係登録部６２に登録される。

なお、厳密には切削ブレード１８ａへの切削水の供給を停止したときから切削ブレード１８ａの熱膨張が始まるため、刃先位置検出ユニット４０が観測を開始した時点で熱膨張はある程度進行する。しかしながら、被加工物の切削後に切削ブレード１８ａのセットアップ工程を実施する場合においても、切削水の供給を停止してから刃先位置検出ユニット４０が観測を開始するまでに切削ブレード１８ａの熱膨張は同程度進行する。

したがって、切削ブレード１８ａが熱膨張し始めてから刃先位置検出ユニット４０が観測を開始するまでの切削ブレード１８ａの熱膨張の様子を他の手順により取得しておくと、補正部６０は切削ユニット１８の該基準高さ位置をより高精度に補正できる。例えば、回転していない切削ブレード１８ａの刃先を刃先位置検出ユニット４０のブレード進入部４６に進入させ、その後に切削ブレード１８ａの回転を開始する。すると、切削ブレード１８ａの熱膨張の初期の傾向を観測できる。

また、関係登録部６２には、該電気信号の電圧値と、時間と、の複数の関係が登録されてもよい。切削ブレード１８ａの熱膨張の様子は、切削ブレード１８ａの回転数により変わる。そのため、被加工物の切削時に設定され得る複数の回転数において、それぞれ切削ブレード１８ａを回転させながら刃先位置検出ユニット４０で熱膨張の傾向を測定する。そして、補正部６０が切削ユニット１８の該基準高さ位置を補正する際には、関係登録部６２に登録された複数の関係から適切な関係を選択して補正を実施する。

図３（Ｂ）には、関係登録部６２に登録される関係の一例が示されている。関係登録部６２には、例えば、回転する該切削ブレード１８ａの熱膨張により経時変化する該受光量の変化量と、観測開始からの時間と、の関係が、光電変換部５２ａが出力する電気信号の電圧値のグラフとして登録されている。

補正部６０は、電圧値比較部５４が切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂが該所定の高さ位置に位置付けられていることを検出した時間を参照して、該関係登録部６２に登録されている該関係から切削ユニット１８の該基準高さ位置の補正量を決定する。該補正量は、該時間における切削ブレード１８ａの熱膨張量に相当する。そして、該補正量により補正された切削ユニット１８の該基準高さ位置は、切削ユニット高さ登録部６４に登録される。

被加工物の切削時には、切り込み送りユニットを制御して、補正された該基準高さ位置から算出された切削に適した高さ位置に切削ユニット１８を位置付けると、切削ブレード１８ａで被加工物を適切に切削できる。以上に説明する通り、切削装置２では、切削ブレード１８ａの熱膨張が考慮され、熱膨張の影響が排除されてセットアップ工程が実施される。そのため、セットアップ工程で割り出したい切削ユニット１８の基準高さ位置が適切に割り出される。

次に、本実施形態に係る切削ユニットの高さ位置検出方法について説明する。該切削ユニットの高さ位置検出方法は、例えば、切削装置２で実施される。以下、切削装置２において該切削ユニットの高さ位置検出方法が実施される場合について説明する。図４は、該切削ユニットの高さ位置検出方法の各ステップのフローを示すフローチャートである。

該切削ユニットの高さ位置検出方法では、最初に切削ブレード装着ステップＳ１０が実施されてもよい。切削ブレード装着ステップＳ１０では、切削装置２が備える切削ユニット１８のスピンドル１８ｃの先端に切削ブレード１８ａが装着される。

切削ブレード１８ａで被加工物を切削すると刃先が消耗するためセットアップ工程が必要となる。そして、切削ブレード１８ａの熱膨張を考慮したセットアップ工程を実施するために、切削ブレード装着ステップＳ１０が実施された直後に、切削ブレード１８ａの熱膨張の傾向が観測されるとよい。

次に、切削ブレード位置付けステップＳ２０が実施される。切削ブレード位置付けステップＳ２０では、切り込み送りユニットで刃先位置検出ユニット４０のブレード進入部４６に切削ブレード１８ａを進入させ、発光部５０で発せられ受光部５２で受光される光が所定量遮られる高さに切削ブレード１８ａを位置付ける。

このとき、切削ブレード１８ａが位置付けられる高さは、切削ブレード１８ａの熱膨張の様子を観測するのに適した高さである。例えば、セットアップ工程において、切削ユニット１８の基準高さ位置が検出される際に位置付けられる切削ブレード１８ａの高さとしてもよい。すなわち、切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂが所定の高さ位置に位置付けられるときの切削ブレード１８ａの高さとするとよい。

切削ブレード位置付けステップＳ２０の後、関係登録ステップＳ３０を実施する。関係登録ステップＳ３０では、切削ユニット１８の該切り込み送り方向での高さを維持した状態で、刃先位置検出ユニット４０を作動させ、回転する切削ブレード１８ａの熱膨張により経時変化する受光部５２が受光する光の受光量を観測する。そして、観測開始からの時間と、該受光量の変化量に相当する電圧値の変化量と、の関係を制御ユニット４２の関係登録部６２に登録する。

切削ブレード位置付けステップＳ２０では、切削ブレード１８ａが回転している。このとき、切削ブレード１８ａの回転数は、被加工物の切削時の切削ブレード１８ａの回転数に合わせられる。なお、切削ブレード１８ａの回転は、例えば、刃先位置検出ユニット４０のブレード進入部４６に切削ブレード１８ａの刃先を進入させる前に開始されてもよく、ブレード進入部４６に該刃先を進入させた後に開始されてもよい。

例えば、被加工物の切削後の切削ブレード１８ａのセットアップ工程と同様の状況を作り出すために、予め切削ブレード１８ａを回転させてもよい。この場合、切削ブレード位置付けステップＳ２０では、まず、切削ブレード回転開始ステップと、切削ブレード１８ａに切削水を供給する切削水供給ステップと、が実施される。その後、切削ブレード１８ａへの切削水の供給を停止させる切削水停止ステップを実施して、その後に切削ブレード１８ａの刃先をブレード進入部４６に進入させる。

または、切削ブレード位置付けステップＳ２０では、刃先位置検出ユニット４０のブレード進入部４６に切削ブレード１８ａの刃先を進入させた後に切削ブレード１８ａの回転を開始してもよい。この場合、切削ブレード１８ａの回転が開始されて徐々に切削ブレード１８ａの温度が上昇し、切削ブレード１８ａが熱膨張していく様子を熱膨張の初期から刃先位置検出ユニット４０で観測できる。

関係登録ステップＳ３０が実施されると、切削ブレード１８ａの熱膨張を考慮したセットアップ工程が可能となる。そして、関係登録ステップＳ３０の後、被加工物を切削ブレード１８ａで切削する切削ステップが実施されてもよい。切削ステップでは、被加工物をチャックテーブル８の保持面８ａで保持し、切削ブレード１８ａを回転させ、切削ユニットを切削に適した高さ位置に位置付け、チャックテーブル８を加工送りして切削ブレード１８ａを被加工物に切り込ませる。

なお、切削ステップにおいて切削ユニット１８を該切削に適した高さ位置に位置付けるため、スピンドル１８ｃに切削ブレード１８ａを装着した後、被加工物を加工する前に刃先位置検出ユニット４０を使用してセットアップ工程を実施してもよい。切削ユニット１８を該切削に適した高さ位置に位置付けると、被加工物を適切に切削できる。そして、被加工物の切削を繰り返すと、切削ブレード１８ａの刃先が消耗して径が小さくなるため、定期的にセットアップ工程が実施される必要がある。

次に、セットアップ工程の一環として実施される高さ位置検出ステップＳ４０について説明する。高さ位置検出ステップＳ４０では、被加工物を加工した後の切削ブレード１８ａをスピンドル１８ｃの周りに回転させながら刃先位置検出ユニット４０のブレード進入部４６に進入させる。そして、発光部５０の発光窓５０ｂから発せられる光を受光部５２の受光窓５２ｂを通し光電変換部５２ａで受光する。そして、該光が所定量遮られる高さに切削ブレード１８ａを位置付ける。

すなわち、光電変換部５２ａが出力する電気信号の電圧値が基準電圧値登録部５６に登録された基準電圧値と一致したとき、切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂの高さが該所定の高さ位置となることを電圧値比較部５４が検出する。このとき、切削ユニット高さ検出部５８により切り込み送りユニットから切削ユニット１８の高さ位置が基準高さ位置として検出され、該基準高さ位置から切削ユニット１８の切削に適した高さ位置が算出される。

ここで、高さ位置検出ステップＳ４０では、切削ユニット１８の基準高さ位置を高精度に検出するために、ブレード進入部４６において切削ブレード１８ａの昇降が繰り返されてもよい。

被加工物を切削する際に切削ブレード１８ａ等に供給されていた切削水が切削ユニット１８に付着し、高さ位置検出ステップＳ４０を実施する間にブレード進入部４６に落下する等する場合がある。また、高速で回転する切削ブレード１８ａの刃先に切削水がまとわりつき、切削水の供給を停止しても刃先に残り続ける場合がある。これらの場合、発光部５０から受光部５２への光の進行が該切削水により妨げられる恐れがある。

そこで、ブレード進入部４６への切削ブレード１８ａの昇降を繰り返すと、切削ブレード１８ａの周囲の気流が変化して、切削ブレード１８ａにまとわりつく切削水が除去される。また、刃先位置検出ユニット４０を作動させながら切削ブレード１８ａを繰り返し昇降させ、電圧値比較部５４による検出を繰り返して測定回数を増やすと、切削ユニット１８の基準の高さ位置を高精度にできる。

さらに、高さ位置検出ステップＳ４０では、割り出された切削ユニット１８の該基準高さ位置を関係登録ステップＳ３０で関係登録部６２に登録された該関係により補正する。すなわち、補正部６０では、切削ユニット高さ検出部５８により割り出された切削ユニット１８の該基準高さ位置を補正部６０に登録された該関係を用いて補正する。

高さ位置検出ステップＳ４０では、切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂが所定の高さに位置付けられたことを検出するのに要する時間は一定とはならない。そして、検出に要する時間が長くなるほど切削ブレード１８ａの熱膨張が大きくなる。そこで、切削ユニット１８の該基準の高さ位置を補正する際には、切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂが所定の高さ位置に位置付けられたことが検出されたときの時間が参照される。

すなわち、関係登録部６２に登録された該関係から、該時間における切削ブレード１８ａの熱膨張に伴う受光量の変化量を光電変換部５２ａが出力する電気信号の電圧値の変化量の形態で算出する。そして、該電圧値の変化量から切削ブレード１８ａの熱膨張量を算出する。

そして、切削ユニット高さ検出部５８が検出した切削ユニット１８の基準高さ位置を切削ブレード１８ａの熱膨張量で補正する。より詳細には、補正される前の切削ユニット１８の基準高さ位置は、本来検出されるべき基準高さ位置よりも該熱膨張量の分だけ高い位置となっている。そこで、補正される前の切削ユニット１８の基準高さ位置を該熱膨張量で差し引く。そして、切削ユニット高さ登録部６４には補正された基準高さ位置が登録される。

再び切削ブレード１８ａで被加工物を切削する際には、制御ユニット４２は、切削ユニット１８の高さを該補正された基準高さ位置に基づいて算出される切削に適した高さ位置に位置付ける。被加工物を切削する際、切削ブレード１８ａ及び被加工物には切削水が供給されるため、切削ブレード１８ａの熱膨張が抑制される。そして、切削ブレード１８ａの刃先の下端１８ｂが被加工物の下面より下方の高さとなり、被加工物が適切に切削される。

なお、関係登録ステップＳ３０では、高さ位置検出ステップＳ４０における切削ブレード１８ａの回転数に対応する回転数で切削ブレード１８ａを回転させるとよい。すなわち、切削ブレード１８ａで被加工物を切削する際の切削ブレード１８ａの回転数で切削ブレード１８ａを回転させて関係登録ステップＳ３０及び高さ位置検出ステップＳ４０を実施するとよい。切削ブレード１８ａの回転数を揃えると、切削ブレード１８ａにかかる遠心力の影響を排除できる。

以上に説明するように、本実施形態に係る切削ユニットの高さ検出方法及び切削装置２によると、セットアップ工程が適切に実施され、被加工物の切削に適した高さに切削ユニット１８が位置付けられる。

なお、上記実施形態では、関係登録部６２には、光電変換部５２ａが出力する電気信号の電圧値の形態で切削ブレード１８ａの径の熱膨張による時間変化が登録されていたが、該時間変化は他の形態で関係登録部６２に登録されてもよい。また、補正部６０は、関係登録部６２に登録された電気信号の電圧値の形態で登録された切削ブレード１８ａの径の熱膨張による時間変化を参照して切削ユニット１８の基準高さ位置を補正したが、基準高さ位置の補正は他の方法で実施されてもよい。

例えば、関係登録部６２には、時間により変化する切削ブレード１８ａの熱膨張量そのものが登録されていてもよい。この場合、補正部６０は、検出された切削ユニット１８の基準高さ位置から該熱膨張量を差し引くことで該基準高さ位置を補正する。

また、関係登録部６２に登録される切削ブレード１８ａの熱膨張による径の時間変化に関する関係は、セットアップ工程が実施される際に切削ユニット１８に装着されている切削ブレード１８ａを用いて取得されたものでなくともよい。例えば、切削装置２に同種の切削ブレード１８ａを寿命ごとに次々と交換して被加工物の切削を繰り返す場合、関係登録部６２に登録される該関係は、最初に取り付けられた切削ブレード１８ａを使用して取得したものでよい場合がある。

このような場合、関係登録部６２に登録される該関係を使用して同種の他の切削ブレード１８ａが装着される切削ユニット１８の基準高さ位置を補正してもよい。すなわち、関係登録部６２に登録される該関係の取得に使用された切削ブレード１８ａ以外の切削ブレード１８ａが装着された切削ユニット１８の基準高さ位置を補正する場合においても、セットアップ工程を適切に実施するとの本発明の一態様に係る作用効果が生じる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ 切削装置
４ 装置基台
６ Ｘ軸移動テーブル
８ チャックテーブル
８ａ 保持面
１０ クランプ
１２，２４，３０ ガイドレール
１４，２８，３４ ボールねじ
１６，２８ａ，３６ パルスモータ
１８ 切削ユニット
１８ａ 切削ブレード
１８ｂ 刃先の下端
１８ｃ スピンドル
１８ｄ 切削水供給ノズル
２０ 排水路
２２ 支持構造
２６，３２ 移動プレート
３８ 撮像ユニット（カメラ）
４０ 刃先位置検出ユニット
４２ 制御ユニット
４４ 本体
４６ ブレード進入部
４８ カバー
５０ 発光部
５０ａ 光源
５０ｂ 発光窓
５２ 受光部
５２ａ 光電変換部
５２ｂ 受光窓
５４ 電圧値比較部
５６ 基準電圧値登録部
５８ 切削ユニット高さ検出部
６０ 補正部
６２ 関係登録部
６４ 切削ユニット高さ登録部
６６ 電圧値の時間変化
６８ 基準電圧値
７０，７２ 関係

Claims (3)

1. 被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、
   該保持面に平行な方向に沿ったスピンドルと、該スピンドルの先端に装着された切削ブレードと、を有し、該チャックテーブルに保持された該被加工物及び該切削ブレードに切削水を供給しながら該スピンドルの周りに回転する該切削ブレードで該被加工物を切削する切削ユニットと、
   該保持面と直交する切り込み送り方向に該切削ユニットを切り込み送りさせる切り込み送りユニットと、
   該切削ブレードの刃先の下端の高さ位置を検出する刃先位置検出ユニットと、
   各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、
   該刃先位置検出ユニットは、該切削ブレードが進入するブレード進入部と、該ブレード進入部を挟んで互いに対面する発光部及び受光部を備え、
   該制御ユニットは、該発光部から発せられ該受光部で受光される光の受光量の経時変化を登録できる関係登録部を備える切削装置を使用した切削ユニットの位置検出方法であって、
   該切り込み送りユニットで該刃先位置検出ユニットの該ブレード進入部に該切削ブレードを進入させ、該発光部で発せられ該受光部で受光される光が所定量遮られる高さに該切削ブレードを位置付ける切削ブレード位置付けステップと、
   該切削ブレード位置付けステップの後、該切削ユニットの該切り込み送り方向での高さを維持した状態で、回転する該切削ブレードの熱膨張により経時変化する該受光量を観測し、観測開始からの時間と、該受光量の変化量と、の関係を該関係登録部に登録する関係登録ステップと、
   該関係登録ステップの後、該被加工物を加工した後の該切削ブレードを該スピンドルの周りに回転させながら該刃先位置検出ユニットの該ブレード進入部に進入させ、該発光部で発せられ該受光部で受光される光が該所定量遮られる高さに該切削ブレードを位置付け、該切削ブレードの刃先の下端の高さが該所定の高さ位置となるときの該切削ユニットの高さ位置を基準高さ位置として割り出す高さ位置検出ステップと、を備え、
   該高さ位置検出ステップでは、割り出された該切削ユニットの該基準高さ位置を該関係登録ステップで該関係登録部に登録された該関係により補正することを特徴とする切削ユニットの位置検出方法。
2. 該関係登録ステップでは、該高さ位置検出ステップにおける該切削ブレードの回転数に対応する回転数で該切削ブレードを回転させることを特徴とする請求項１記載の切削ユニットの位置検出方法。
3. 被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、
   該保持面に平行な方向に沿ったスピンドルと、該スピンドルの先端に装着された切削ブレードと、を有し、該チャックテーブルに保持された該被加工物及び該切削ブレードに切削水を供給しながら該スピンドルの周りに回転する該切削ブレードで該被加工物を切削する切削ユニットと、
   該保持面と直交する切り込み送り方向に該切削ユニットを切り込み送りさせる切り込み送りユニットと、
   該切削ブレードの刃先の下端が所定の高さ位置となる際の該切削ユニットの高さ位置を基準高さ位置として検出する刃先位置検出ユニットと、
   各構成要素を制御する制御ユニットと、を備え、
   該刃先位置検出ユニットは、
   該切削ブレードが進入するブレード進入部と、
   該ブレード進入部を挟んで互いに対面する発光部及び受光部と、
   該受光部で受光される光の受光量に応じた電圧値の電気信号を出力する光電変換部と、を有し、
   該制御ユニットは、
   該発光部から発せられ該受光部で受光される光の受光量の経時変化を該光電変換部が出力する電気信号の電圧値の経時変化として登録できる関係登録部と、
   該切削ブレードの刃先の下端が該所定の高さ位置に位置付けられているときに該発光部で発せられた光が該受光部で受光される際に該光電変換部から出力される電気信号の電圧値が基準電圧値として登録される基準電圧値登録部と、
   該光電変換部から出力される電気信号の電圧値が該基準電圧値登録部に登録された該基準電圧値と一致したときに該切削ブレードの刃先の下端が該所定の高さ位置に位置付けられていることを検出する電圧値比較部と、
   該電圧値比較部に接続され、該切削ブレードの刃先の下端が該所定の高さ位置に位置付けられたことを該電圧値比較部が検出したときの該切削ユニットの高さを該基準高さ位置として検出する切削ユニット高さ検出部と、
   該切削ユニット高さ検出部が検出した該切削ユニットの該基準高さ位置を補正する補正部と、を有し、
   該関係登録部には、回転する該切削ブレードが熱膨張することで経時変化する該光電変換部が出力する該電気信号の電圧値と、時間と、の関係が登録されており、
   該補正部は、該電圧値比較部が該切削ブレードの刃先の下端が該所定の高さ位置に位置付けられていることを検出した時間を参照して、該関係登録部に登録されている該関係から該切削ユニットの該基準高さ位置の補正量を決定することを特徴とする切削装置。