JP2022025971A - 切削ブレード刃先位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切削ブレードの刃先位置の検出の際に、切削ブレードの切り刃の切削ブレード検出機構の筐体の上面への接触を防止することが可能な切削装置を提供する。
【解決手段】切削ブレード検出機構を上方から撮像して得られる画像を利用して算出されたブレード侵入部の位置を示す座標を参照して切削ブレードをブレード侵入部の上方に位置付ける。これにより、オペレータが切削ブレードを目視しながら切削ブレードの位置を調整する場合と比較して、切削ブレードの位置付けを正確に行うことが可能になる。その結果、切削ブレードの切り刃が切削ブレード検出機構の筐体の上面に接触することが防止される。
【選択図】図４

Description

本発明は、切削ブレード刃先位置検出方法に関する。

ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）及びＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の半導体デバイスのチップは、携帯電話及びパーソナルコンピュータ等の各種電子機器において不可欠の構成である。このようなチップは、一般的に、表面にデバイス領域を含む半導体ウェーハ、パッケージ基板、セラミックス基板及びガラス基板等の被加工物を格子状の分割予定ラインに沿って分割することで製造される。

被加工物の分割は、切削ブレードを備える切削装置等を用いて行われる。切削ブレードは、薄い円環状の切り刃を有する。そして、この切削ブレードが回転しながら切り刃がウェーハに接触することで被加工物が切削されて分割される。このような切削装置を用いた被加工物の分割は、例えば、以下の順序で行われる。

まず、切削ブレードの切り刃の最下端（切削ブレードの刃先）が被加工物の表面よりも低くなるように、この切削ブレードを所定の高さに位置付ける。次いで、切削ブレードを被加工物の表面に対して垂直な面内において回転させる。次いで、被加工物が分割予定ラインに沿って切削されて分割されるように、この被加工物を加工送り方向に移動させる。その結果、被加工物が分割予定ラインに沿って切削されて分割される。

切削ブレードの切り刃は、一般的に、砥粒が結合材に分散されている構造を有する。そして、被加工物の切削が繰り返し行われることで、この切り刃の表面に露出されている砥粒が摩耗し、脱離する。切り刃の表面に露出している砥粒が摩耗し、脱離すると、切削ブレードの切削性能が低下する。

このような場合には、この切り刃の表面に露出している結合材を削って、新しい砥粒を表面に露出させるためのドレッシング処理等が行われる。そのため、切削ブレードは、使用されるにつれて、その直径が減少する。これにより、切削ブレードの刃先の位置（高さ）も使用されるにつれて変化する。

そのため、上述のように、切削ブレードを備える切削装置を用いて被加工物を切削する場合、当該切削に先立って切削ブレードの刃先位置の検出が必要になることがある。切削ブレードの刃先位置を検出することが可能な切削装置として、例えば、切削ブレードを下降させることで切削ブレードが侵入するブレード侵入部と、該ブレード侵入部を介して対峙して配設される発光部および受光部と、を有する切削ブレード検出機構を備える切削装置が知られている（特許文献１参照）。

この切削装置においては、受光部が受光する光量を検出することによって切削ブレードの刃先位置が判定される。具体的には、まず、発光部から受光部に向かって光を照射させながらブレード侵入部に侵入させるように切削ブレードを下降させる。

この時、発光部から放射される光が受光部に到達するか否かは、ブレード侵入部に侵入した切削ブレードによって当該光が遮られるか否かに依存する。そのため、受光部が受光する光量が最大量よりも少ない所定量になる時に、この切削ブレードの刃先の高さが所定の高さになったと判定することができる。

特開２００１－２９８００１号公報

上述の切削装置においては、切削ブレードの刃先位置を検出するために、切削ブレードの切り刃がブレード侵入部に侵入するように切削ブレードを下降させる必要がある。そのため、この検出を行うのに先立って、ブレード侵入部を有する切削ブレード検出機構の上方の所定の位置に切削ブレードを位置付ける必要がある。

この位置付けは、オペレータが切削ブレードを目視しながら切削ブレードの位置を調整することにより行われている。そのため、ヒューマンエラーによってこの位置付けが正確に行われないことがある。

この場合、切削ブレードの切り刃が、ブレード侵入部に侵入することなく、切削ブレード検出機構の筐体の上面に接触してしまうおそれがある。その結果、切削ブレードの切り刃の破損及び／又は切削ブレード検出機構の故障といった問題が生じるおそれがある。

上述の点に鑑み、本発明の目的は、切削ブレードの刃先位置の検出の際に、切削ブレードの切り刃の切削ブレード検出機構の筐体の上面への接触を防止することが可能な切削装置を提供することである。

本発明によれば、被加工物を保持する保持テーブルと、外周に切り刃を有する円環状の切削ブレードを、軸心を有するスピンドルに装着して回転させ該被加工物を切削加工する切削ユニットと、該切削ブレードが侵入するブレード侵入部と、該ブレード侵入部を介して対峙して配設される発光部および受光部と、を有し、該切削ブレードの刃先位置を検出する切削ブレード検出機構と、該保持テーブルと該切削ブレード検出機構とを支持するテーブルベースと、該保持テーブルの保持面と平行で該スピンドルの軸心と直交する軸をＸ軸とし、該Ｘ軸に沿ったＸ軸方向に該テーブルベースを移動させるテーブルベースＸ軸移動機構と、該スピンドルの軸心と平行な軸をＹ軸とし、該Ｙ軸に沿ったＹ軸方向に該切削ユニットを移動させる切削ユニットＹ軸移動機構と、該保持テーブルの保持面と直交する軸をＺ軸とし、該Ｚ軸に沿ったＺ軸方向に該切削ユニットを移動させる切削ユニットＺ軸移動機構と、該切削ユニットに固定された撮像ユニットと、を備えた切削装置を使用し、該切削ブレードの刃先位置を検出する切削ブレード刃先位置検出方法であって、該切削ブレード検出機構の上方から、該撮像ユニットが該切削ブレード検出機構を撮像して該切削ブレード検出機構の画像を形成する切削ブレード検出機構撮像ステップと、該切削ブレード検出機構の画像を利用して該Ｘ軸および該Ｙ軸を座標軸とする座標系における該ブレード侵入部の位置を示す座標を算出するブレード侵入部座標算出ステップと、該ブレード侵入部の位置を示す座標を参照して該切削ブレードを該ブレード侵入部の上方に位置付ける切削ブレード位置付けステップと、該切削ブレードを該Ｚ軸方向に移動させ、該切削ブレード検出機構が該切削ブレードの刃先位置を検出する切削ブレード刃先位置検出ステップと、を備える切削ブレード刃先位置検出方法が提供される。

好ましくは、該切削ブレード位置付けステップの前に、回転する該切削ブレードを該Ｚ軸方向に移動させ、該保持テーブルに保持された該被加工物に切削溝を形成する切削溝形成ステップと、該切削溝の上方から、該撮像ユニットが該切削溝を撮像して該切削溝の画像を形成する切削位置撮像ステップと、該切削溝の画像を利用して該座標系における該切削ブレードの位置を示す座標を算出する切削ブレード座標算出ステップと、をさらに備え、該切削ブレード位置付けステップにおいて、該ブレード侵入部の位置を示す座標および該切削ブレードの位置を示す座標を参照して該切削ブレードを該ブレード侵入部の上方に位置付ける。

本発明においては、切削ブレード検出機構を上方から撮像して得られる画像を利用して算出されたブレード侵入部の位置を示す座標を参照して切削ブレードをブレード侵入部の上方に位置付ける。

これにより、オペレータが切削ブレードを目視しながら切削ブレードの位置を調整する場合と比較して、切削ブレードの位置付けを正確に行うことが可能になる。その結果、切削ブレードの切り刃が切削ブレード検出機構の筐体の上面に接触することが防止される。

図１は、切削装置を模式的に示す斜視図である。 図２は、切削ブレード検出機構等を拡大して示す斜視図である。 図３は、制御ユニットを模式的に示す機能ブロック図である。 図４は、切削装置を使用した切削ブレード刃先位置検出方法の一例を模式的に示すフローチャートである。 図５は、切削ブレード検出機構撮像ステップで形成される画像を模式的に示す図である。 図６は、ブレード侵入部座標算出ステップで算出される座標を模式的に示す図である。 図７は、切削ブレード刃先位置検出ステップを説明するための図である。 図８は、切削装置を使用した切削ブレード刃先位置検出方法のその他の例を模式的に示すフローチャートである。 図９は、切削位置撮像ステップで形成される画像を模式的に示す図である。 図１０は、切削ブレード座標算出ステップで算出される座標を模式的に示す図である。

添付図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る切削装置２を示す斜視図である。なお、以下の説明で用いられるＸ軸方向（加工送り方向、前後方向）、Ｙ軸方向（割り出し送り方向、左右方向）及びＺ軸方向（切り込み送り方向、高さ方向）は、図１に示される方向を意味し、互いに直交している。

図１に示される切削装置２は、各構成要素を支持する基台４を有する。基台４上には、テーブルベース１８のＸ軸方向に沿った移動を制御するテーブルベースＸ軸移動機構６が設けられている。テーブルベースＸ軸移動機構６は、基台４の上面に固定された、Ｘ軸方向に概ね平行な一対のＸ軸ガイドレール８を有する。

一対のＸ軸ガイドレール８には、Ｘ軸移動プレート１０がＸ軸方向にスライド可能に取り付けられている。Ｘ軸移動プレート１０の下面（裏面）側には、ボールねじを構成するナット（不図示）が設けられている。該ナットには、Ｘ軸ガイドレール８に概ね平行なＸ軸ボールねじ軸１２が回転可能に連結（螺合）されている。

Ｘ軸ボールねじ軸１２の一端部には、Ｘ軸パルスモータ１４が連結されている。そのため、Ｘ軸パルスモータ１４によってＸ軸ボールねじ軸１２を回転させれば、Ｘ軸移動プレート１０は、Ｘ軸ガイドレール８に沿ってＸ軸方向に移動する。

テーブルベースＸ軸移動機構６の周りには、被加工物を切削する際に使用される切削水の廃液等を一時的に貯留するウォーターケース１６が設けられている。ウォーターケース１６内に貯留された廃液は、ドレーン（不図示）等を介して切削装置２の外部に排出される。

Ｘ軸移動プレート１０の上面側（表面側）には、テーブルベース１８が固定されている。テーブルベース１８の上面には、円柱状のθテーブル２０が設けられている。θテーブル２０の上面には、被加工物を保持する保持面を上部に有する円盤状の保持テーブル２４が設けられている。この保持面は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と平行であり、かつ、Ｚ軸方向と直交する平面である。

さらに、θテーブル２０は、保持テーブル２４を回転させるためのモータ等の回転駆動源（不図示）を内蔵する。保持テーブル２４は、θテーブル２０に連結されており、回転可能である。保持テーブル２４が回転する際の軸心は、Ｚ軸方向に平行であり、かつ、該保持面の中心を通る。

保持テーブル２４は、ステンレス鋼等の金属で形成された円盤状の枠体２４ａを有する。枠体２４ａの上面側には凹部が形成されており、該凹部には、多孔質セラミックスで形成され、凹部の内径と概ね同じ外径を有する円盤状のポーラス板２４ｂが固定されている。

ポーラス板２４ｂは、枠体２４ａに形成されている流路を介して真空ポンプ等の吸引源（不図示）に連結されている。吸引源を動作させると、ポーラス板２４ｂの上面（保持テーブル２４の保持面）には負圧が発生する。この負圧により、該保持面では被加工物の吸引保持が可能である。

被加工物は、例えば、シリコン等の半導体で形成された円盤状のウェーハであり、その表面側に、デバイス領域と、デバイス領域を囲む外周余剰領域とを有する。デバイス領域は、格子状に配列された切削予定ラインで複数の領域に区画されており、各領域には、ＩＣ又はＬＳＩ等のデバイスが形成されている。

また、被加工物は、フレームと一体化されたフレームユニットの状態で保持テーブル２４の保持面に吸引保持されてもよい。このフレームユニットは、例えば、円盤状の粘着テープと、粘着テープの上面の中央領域に貼付された被加工物と、粘着テープの上面の外縁近傍の領域に貼付されたフレームとによって構成される。

θテーブル２０の周囲には、矩形状の上面を有するカバー２２が設けられている。カバー２２の上面の角上には、Ｚ軸方向において切削ブレード５４の切り刃の最下端（切削ブレード５４の刃先）の位置（高さ）を検出する切削ブレード検出機構２６が設けられている。

図１に示される切削装置２では、テーブルベース１８のＸ軸方向に沿った移動がテーブルベースＸ軸移動機構６によって制御される。また、保持テーブル２４はθテーブル２０を介してテーブルベース１８に支持され、また、切削ブレード検出機構２６はθテーブル２０と共に移動するカバー２２に支持されている。そのため、保持テーブル２４及び切削ブレード検出機構２６は、テーブルベース１８と共にＸ軸方向に沿って移動する。

基台４上には、テーブルベースＸ軸移動機構６を跨ぐ様に配置された、門型の支持構造３０が設けられている。支持構造３０の前面（表面）には、切削ユニット５０のＹ軸方向に沿った移動を制御する切削ユニットＹ軸移動機構３２ａが設けられている。

切削ユニットＹ軸移動機構３２ａは、支持構造３０の前面に固定された一対のＹ軸ガイドレール３４を有する。一対のＹ軸ガイドレール３４のそれぞれは、Ｙ軸方向に概ね平行に配置されている。

一対のＹ軸ガイドレール３４には、２つのＹ軸移動プレート３６がＹ軸方向にスライド可能に取り付けられている。２つのＹ軸移動プレート３６のそれぞれの後面（裏面）側には、ボールねじを構成するナット（不図示）が設けられている。

Ｙ軸移動プレート３６の後面側に設けられたナットには、Ｙ軸ボールねじ軸３８が回転可能に連結（螺合）されている。Ｙ軸ボールねじ軸３８は、一対のＹ軸ガイドレール３４に概ね平行に配置されている。

Ｙ軸ボールねじ軸３８の一端部には、Ｙ軸パルスモータ４０が連結されている。そのため、Ｙ軸パルスモータ４０によってＹ軸ボールねじ軸３８を回転させれば、Ｙ軸移動プレート３６は、Ｙ軸ガイドレール３４に沿ってＹ軸方向に移動する。

切削ユニットＹ軸移動機構３２ａの前面（表面）には、切削ユニット５０のＺ軸方向に沿った移動を制御する切削ユニットＺ軸移動機構３２ｂが設けられている。切削ユニットＺ軸移動機構３２ｂは、各Ｙ軸移動プレート３６の前面（表面）に固定された一対のＺ軸ガイドレール４２を有する。一対のＺ軸ガイドレール４２のそれぞれは、Ｚ軸方向に概ね平行に配置されている。

一対のＺ軸ガイドレール４２には、１つのＺ軸移動プレート４４がＺ軸方向にスライド可能に取り付けられている。Ｚ軸移動プレート４４の後面側（裏面）には、ナット（不図示）が設けられている。該ナットには、Ｚ軸ボールねじ軸４６が回転可能に連結（螺合）されている。Ｚ軸ボールねじ軸４６は、一対のＺ軸ガイドレール４２に概ね平行に配置されている。

Ｚ軸ボールねじ軸４６の一端部には、Ｚ軸パルスモータ４８が連結されている。そのため、Ｚ軸パルスモータ４８によってＺ軸ボールねじ軸４６を回転させれば、Ｚ軸移動プレート４４は、Ｚ軸ガイドレール４２に沿ってＺ軸方向に移動する。

Ｚ軸移動プレート４４の下部には、切削ユニット５０が固定されている。切削ユニット５０は、長手部がＹ軸方向に概ね平行に配置された筒状のスピンドルハウジング５２を有する。

スピンドルハウジング５２には、長手部がＹ軸方向と概ね平行に配置された円柱状のスピンドル（不図示）が収容されている。このスピンドルは、軸心を中心として回転可能な状態でスピンドルハウジング５２によって支持される。この軸心は、Ｘ軸方向と直交するＹ軸方向に平行な軸である。

保持テーブル２４に近接する側のスピンドルの一端部は、スピンドルハウジング５２の外に突出し、この一端部には円環状の切り刃を有する切削ブレード５４が装着されている。スピンドルの一端部に装着される切削ブレード５４は、被加工物の種類又は切り刃の摩耗量等に応じて交換可能である。

切削ブレード５４は、例えば、金属等でなる環状の基台と、基台の外周縁に沿って形成された環状の切り刃とが一体となって構成された、ハブタイプの切削ブレードである。ハブタイプの切削ブレードの切り刃は、ダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ：ｃｕｂｉｃ Ｂｏｒｏｎ Ｎｉｔｒｉｄｅ）等でなる砥粒がニッケル等の結合材によって固定された電鋳砥石によって構成される。

また、切削ブレード５４として、砥粒が金属、セラミックス又は樹脂等でなる結合材によって固定された環状の切り刃によって構成される、ワッシャータイプの切削ブレードを用いてもよい。

スピンドルの他端部は、スピンドルハウジング５２に内蔵されるサーボモータ等の回転駆動源（不図示）に連結されている。そのため、該回転駆動源で該スピンドルを回転させれば、切削ブレード５４も回転する。

図１に示される切削装置２では、テーブルベースＸ軸移動機構６によるテーブルベース１８のＸ軸方向に沿った移動と、θテーブル２０に内蔵される回転駆動源による保持テーブル２４の回転と、切削ユニットＹ軸移動機構３２ａによる切削ユニット５０のＹ軸方向に沿った移動と、切削ユニットＺ軸移動機構３２ｂによる切削ユニット５０のＺ軸方向に沿った移動と、スピンドルハウジング５２に内蔵される回転駆動源による切削ブレード５４の回転とが異時に又は同時に制御される。

例えば、切削装置２では、保持テーブル２４の保持面に保持された被加工物を切削ブレード５４が切削する際に、テーブルベースＸ軸移動機構６によるテーブルベース１８のＸ軸方向に沿った移動と、回転駆動源による切削ブレード５４の回転とが同時に行われる。

さらに、スピンドルハウジング５２の前面（表面）側の側面には、撮像ユニット５６が固定されている。撮像ユニット５６は、保持テーブル２４の保持面に保持された被加工物及び切削ブレード検出機構２６を可視光で撮像する。

撮像ユニット５６は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源と、対物レンズと、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等の撮像素子とを含む。

図２は、図１に示される切削ブレード検出機構２６等を拡大して示す斜視図である。切削ブレード検出機構２６は、検出器６０を備えている。検出器６０は、概ね直方体状の支持部６０ａと、支持部６０ａの後端側（Ｘ軸方向の一方側）の上方に設けられた検出部６０ｂとを含む。

検出部６０ｂの上端部には、円環状の切削ブレード５４の一部が侵入できる態様で切り欠かれたブレード侵入部６０ｃが形成されている。ブレード侵入部６０ｃは、Ｙ軸方向において対面する一対の柱状部を有する。この一対の柱状部には、ブレード侵入部６０ｃを介して対峙して配設される発光部６２及び受光部６４が内蔵されている。

なお、本発明の切削ブレード刃先位置検出方法においては、切削ブレード検出機構２６を上方から可視光で撮像して得られる画像に基づいてブレード侵入部６０ｃの位置を示す座標を算出する。そのため、ブレード侵入部６０ｃの位置を明確にするために、発光部６２及び受光部６４を内蔵する一対の柱状部の上面６０ｄの色とブレード侵入部６０ｃの底面の色とを異なる色にすることが好ましい。

発光部６２は、光ファイバー等を介してＬＥＤ等の光源（不図示）に接続されており、受光部６４に向けて光を照射する。受光部６４は、光ファイバー等を介して光電変換部（不図示）に接続されている。この光電変換部は、代表的には、光電変換素子によって構成されており、受光部６４の受光量に応じた電圧を生成する。

検出部６０ｂの前方側（Ｘ軸方向の他方側）に位置する支持部６０ａの上面には、発光部６２及び受光部６４にエアーを供給するための２本のエアー供給ノズル６６が設けられている。また、エアー供給ノズル６６に隣接する位置には、発光部６２及び受光部６４に水等の液体を供給するための２本の液体供給ノズル６８が設けられている。発光部６２及び受光部６４は、例えば、液体供給ノズル６８からの液体で洗浄された後に、エアー供給ノズル６６からのエアーで乾燥される。

検出器６０の後端面には、ヒンジ等でなる連結具７０を介して直方体状のカバー部７２が取り付けられている。このカバー部７２の内部は空洞である。そのため、例えば、連結具７０を中心にカバー部７２を回転させることで、検出部６０ｂ、エアー供給ノズル６６及び液体供給ノズル６８等をカバー部７２の内部に収容できる。

切削ブレード検出機構２６によって切削ブレード５４の刃先の位置を検出する際には、カバー部７２を図２に示される位置まで回転させて、検出部６０ｂ、エアー供給ノズル６６及び液体供給ノズル６８等を露出させる。これにより、切削ブレード５４をブレード侵入部６０ｃに侵入させて、切削ブレード５４の刃先の位置を検出できるようになる。

さらに、切削装置２は、上記の構成要素以外の構成要素を有していてもよい。例えば、切削装置２は、被加工物を含むフレームユニットを保持テーブル２４へ搬入し、また、保持テーブル２４から搬出する搬送ユニットを有していてもよい。

切削装置２の各構成要素は、切削装置２に内蔵される制御ユニットによって制御される。図３は、切削装置２に内蔵される制御ユニット８０を模式的に示す機能ブロック図である。なお、図３には、制御ユニット８０の構成要素のみならず、それらと関連する切削装置２のその他の構成要素も図示されている。

制御ユニット８０は、切削装置２の各構成要素を制御するための信号を生成する処理部８２と、処理部８２において用いられる各種の情報（データ及びプログラム等）を記憶する記憶部８４とを有する。また、記憶部８４は、Ｘ軸及びＹ軸を座標軸とする座標系（ＸＹ座標系）におけるテーブルベース１８及び切削ユニット５０の移動量を記憶しておいてもよい。

さらに、記憶部８４は、切削ブレード５４の刃先位置を検出する際に利用される情報を記憶しておいてもよい。このような情報としては、例えば、ＸＹ座標系における撮像ユニット５６の対物レンズの中心を示す座標と切削ブレード５４の中心を示す座標との差（Ｘ軸方向についての差ΔＸ１及びＹ軸方向についての差ΔＹ１）が挙げられる。

処理部８２の機能は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって具現される。また、記憶部８４の機能は、ＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＳＲＡＭ（Ｓｔａｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＮＡＮＤ型フラッシュメモリ等の半導体メモリと、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等の磁気記憶装置との少なくとも一つによって具現される。

処理部８２は、機能部として、駆動部８６、撮像部８８、座標算出部９０及び刃先位置検出部９２を有する。処理部８２においては、これらの機能部が異時又は同時に独立して処理を行う。

駆動部８６は、切削装置２に含まれる移動又は回転が可能な構成要素の移動又は回転を制御する。具体的には、駆動部８６は、テーブルベースＸ軸移動機構６と、保持テーブル２４を回転させる回転駆動源と、切削ユニットＹ軸移動機構３２ａと、切削ユニットＺ軸移動機構３２ｂと、切削ブレード５４を回転させる回転駆動源とによって具現されている駆動ユニット９４を制御する。

例えば、保持テーブル２４の保持面に保持された被加工物を切削する場合には、駆動部８６は、テーブルベースＸ軸移動機構６を制御してテーブルベース１８をＸ軸方向に沿って移動させながら回転駆動源を制御して切削ブレード５４を回転させる。

また、切削ブレード５４の刃先位置を検出する場合には、駆動部８６は、切削ユニットＺ軸移動機構３２ｂを制御して切削ユニット５０をＺ軸方向に沿って移動させながら回転駆動源を制御して切削ブレード５４を回転させる。

なお、駆動部８６は、記憶部８４に記憶された各種の情報、例えば、過去の切削における切削条件等を読みだして駆動ユニット９４を制御してもよい。また、駆動部８６は、記憶部８４に新たな情報、例えば、今回の切削における切削条件等を記憶させてもよい。

撮像部８８は、撮像ユニット５６を制御する。具体的には、撮像部８８は、例えば、被撮像物に対して光が照射されるように撮像ユニット５６の光源を制御し、また、被撮像物に焦点が合うように撮像ユニット５６の対物レンズを制御する。この被撮像物としては、例えば、保持テーブル２４の保持面に保持された被加工物及び切削ブレード検出機構２６等が挙げられる。

なお、撮像部８８は、記憶部８４に記憶された各種の情報、例えば、過去の撮像における撮像条件等を読みだして撮像ユニット５６の撮像を制御してもよい。また、撮像部８８は、記憶部８４に新たな情報、例えば、今回の撮像における撮像条件等を記憶させてもよい。

座標算出部９０は、撮像ユニット５６の撮像によって得られた画像を利用して対象物の位置を示す座標を算出する。座標算出部９０は、例えば、この画像の中心（すなわち、撮像が行われるタイミングにおける撮像ユニット５６の対物レンズの中心に対応する位置）をＸＹ座標系の原点とした場合の対象物の位置を示す座標を算出する。

また、切削装置２においては、ＸＹ座標系の原点が特定の点（例えば、テーブルベース１８及び切削ユニット５０を基準位置に配置した時の撮像ユニット５６の対物レンズの中心に対応する位置等）に予め設定されていてもよい。この場合、座標算出部９０は、例えば、撮像ユニット５６の撮像によって得られた画像に加えて、ＸＹ座標系におけるテーブルベース１８及び切削ユニット５０の移動量等に基づいて対象物の位置を示す座標を算出する。

刃先位置検出部９２は、切削ブレード検出機構２６を制御する。刃先位置検出部９２は、例えば、発光部６２に接続されている光源を制御して受光部６４に向けて光が照射されるように切削ブレード検出機構２６を制御する。そして、受光部６４の受光量に応じた電圧が受光部６４に接続されている光電変換部において生成され、その値を示す情報が刃先位置検出部９２に入力される。

また、切削ユニット５０をＺ軸方向に沿って移動させるように駆動部８６が切削ユニットＺ軸移動機構３２ｂを制御していれば、刃先位置検出部９２には切削ユニット５０のＺ軸方向における位置（高さ）を示す情報が入力される。そして、刃先位置検出部９２は、当該電圧の値が所定の値になった時の切削ブレード５４のＺ軸方向における位置（高さ）を切削ブレード５４の刃先位置として検出する。

なお、刃先位置検出部９２は、記憶部８４に記憶された各種の情報、例えば、過去に切削ブレード５４の刃先位置の検出が行われた際の光源の制御条件等を読みだして該光源を制御してもよい。また、刃先位置検出部９２は、記憶部８４に新たな情報、例えば、今回の切削ブレード５４の刃先位置の検出が行われた際の光源の制御条件等を記憶させてもよい。

さらに、処理部８２は、駆動部８６、撮像部８８、座標算出部９０及び刃先位置検出部９２以外の機能部を有していてもよい。例えば、処理部８２は、被加工物を含むフレームユニットを保持テーブル２４へ搬入し、また、保持テーブル２４から搬出する搬送ユニットを制御する搬送部を有していてもよい。

図４は、切削装置２を使用した切削ブレード刃先位置検出方法の一例を模式的に示すフローチャートである。この方法においては、まず、切削ブレード検出機構２６を撮像して切削ブレード検出機構２６の画像を形成するように撮像部８８が撮像ユニット５６を制御する（切削ブレード検出機構撮像ステップ：Ｓ１）。

切削ブレード検出機構撮像ステップ（Ｓ１）においては、例えば、切削ブレード検出機構２６の発光部６２及び受光部６４を内蔵する一対の柱状部の上面６０ｄに焦点が合った状態で撮像が行われるように撮像部８８が撮像ユニット５６を制御する。図５は、切削ブレード検出機構撮像ステップ（Ｓ１）で形成される画像１００を模式的に示す図である。

なお、撮像ユニット５６の視野に切削ブレード検出機構２６が含まれないような場合には、切削ブレード検出機構撮像ステップ（Ｓ１）に先立って、この視野に切削ブレード検出機構２６が含まれるように駆動部８６が駆動ユニット９４を制御してテーブルベース１８及び／又は切削ユニット５０を基準位置から移動させる。この時、駆動部８６は、ＸＹ座標系における基準位置からのＸ軸方向への移動距離ΔＸ２及びＹ軸方向への移動距離ΔＹ２を記憶部８４に記憶させてもよい。

次いで、切削ブレード検出機構２６の画像１００を利用してブレード侵入部６０ｃの位置を示す座標（Ｘ１，Ｙ１）を座標算出部９０が算出する（ブレード侵入部座標算出ステップ：Ｓ２）。図６は、ブレード侵入部座標算出ステップ（Ｓ２）で算出される座標（Ｘ１，Ｙ１）を模式的に示す図である。

図６に示される座標（Ｘ１，Ｙ１）は、画像１００の中心をＸＹ座標系の原点とした時のブレード侵入部６０ｃの中心の位置を示す座標である。ブレード侵入部座標算出ステップ（Ｓ２）においては、座標算出部９０が、画像１００を利用して座標（Ｘ１，Ｙ１）をブレード侵入部６０ｃの位置を示す座標として算出する。

なお、テーブルベース１８及び切削ユニット５０を基準位置に配置した時の撮像ユニット５６の対物レンズの中心に対応する位置を原点とする場合には、座標算出部９０は、座標（Ｘ１＋ΔＸ２，Ｙ１＋ΔＹ２）をブレード侵入部６０ｃの位置を示す座標として算出してもよい。

次いで、ブレード侵入部６０ｃの位置を示す座標を参照して切削ブレード５４をブレード侵入部６０ｃの上方に位置付けるように駆動部８６が駆動ユニット９４を制御する（切削ブレード位置付けステップ：Ｓ３）。例えば、ＸＹ座標系における撮像ユニット５６の対物レンズの中心を示す座標と切削ブレード５４の中心を示す座標との差が、Ｘ軸方向についてはΔＸ１、Ｙ軸方向についてはΔＹ１であれば、切削ブレード５４の移動量が、Ｘ軸方向についてはＸ１＋ΔＸ１、Ｙ軸方向についてはＹ１＋ΔＹ１となるように駆動部８６が駆動ユニット９４を制御する。

次いで、刃先位置検出部９２が切削ブレード５４の刃先位置を検出する（切削ブレード刃先位置検出ステップ：Ｓ４）。図７は、切削ブレード刃先位置検出ステップ（Ｓ４）を説明するための図である。このステップにおいては、例えば、以下のように切削ブレード５４の刃先位置が検出される。

まず、刃先位置検出部９２が発光部に接続されている光源を制御して発光部６２から受光部６４に向かって光２００を照射させる。次いで、切削ブレード５４がブレード侵入部６０ｃに侵入するように駆動部８６が切削ユニットＺ軸移動機構３２ｂを制御する。これにより、図８に示されるように、発光部６２から受光部６４へと照射される光２００が切削ブレード５４によって部分的に遮られ、受光部６４の受光量が徐々に低下する。

これに伴い、受光部６４に接続されている光電変換部において生成される電圧も徐々に低下する。この電圧は、刃先位置検出部９２に入力される。そして、刃先位置検出部９２は、この電圧の値が所定の値になった時の切削ブレード５４のＺ軸方向における位置（高さ）を切削ブレード５４の刃先位置として検出する。

上述した切削ブレード刃先位置検出方法においては、切削ブレード検出機構２６の上方からの画像１００を利用して算出されたブレード侵入部６０ｃの位置を示す座標を参照して切削ブレード５４をブレード侵入部６０ｃの上方に位置付ける。これにより、オペレータが切削ブレード５４を目視しながら切削ブレード５４の位置を調整する場合と比較して、切削ブレード５４の位置付けを正確に行うことが可能になる。

その結果、切削ブレード５４の切り刃が一対の柱状部の上面６０ｄに接触することが防止され、切削ブレード５４の切り刃の破損及び／又は切削ブレード検出機構２６の故障といった問題の発生が防止される。

さらに、図１に示される切削装置２においては、切削ブレード５４の交換に伴ってＸＹ座標系における切削ブレード５４の刃先位置が変化するおそれがある。このような場合には、切削ブレード５４のブレード侵入部６０ｃの上方への位置付けに先立って、切削ブレード５４の刃先位置を示す座標を算出しておくことが好ましい。

図８は、このような場合における切削装置２を使用した切削ブレード刃先位置検出方法のその他の例を模式的に示すフローチャートである。この方法においては、まず、保持テーブル２４に保持された被加工物に切削溝を形成するように駆動部８６が駆動ユニット９４を制御する（切削溝形成ステップ：Ｓ５）。

次いで、上方から切削溝を撮像して切削溝の画像を形成するように撮像部８８が撮像ユニット５６を制御する（切削位置撮像ステップ：Ｓ６）。切削位置撮像ステップ（Ｓ６）においては、例えば、被加工物の上面に焦点が合った状態で撮像が行われるように撮像部８８が撮像ユニット５６を制御する。図９は、切削位置撮像ステップ（Ｓ６）で撮像される切削溝３００ａを含む画像３００を模式的に示す図である。

次いで、切削溝３００ａの画像３００を利用して切削ブレード５４の位置を示す座標（Ｘ２，Ｙ２）を座標算出部９０が算出する（切削ブレード座標算出ステップ：Ｓ７）。図１０は、切削ブレード座標算出ステップ（Ｓ７）で算出される座標（Ｘ２，Ｙ２）を模式的に示す図である。

図１０に示される座標（Ｘ２，Ｙ２）は、画像３００の中心（すなわち、切削溝３００ａを撮像するタイミングにおける撮像ユニット５６の対物レンズの中心に対応する位置）をＸＹ座標系の原点とした場合の切削溝３００ａの中心の位置を示す座標である。切削ブレード座標算出ステップ（Ｓ７）においては、座標算出部９０が、画像３００を利用して座標（Ｘ２，Ｙ２）を切削ブレード５４の位置を示す座標として算出する。

次いで、切削ブレード検出機構撮像ステップ（Ｓ１）及びブレード侵入部座標算出ステップ（Ｓ２）を上述のとおり行う。これにより、図６に示される画像１００の中心（すなわち、切削ブレード検出機構２６を撮像するタイミングにおける撮像ユニット５６の対物レンズの中心に対応する位置）をＸＹ座標系の原点とした場合のブレード侵入部６０ｃの中心の位置を示す座標（Ｘ１，Ｙ１）が算出される。

次いで、切削ブレード５４の位置を示す座標及びブレード侵入部６０ｃの位置を示す座標を参照して切削ブレード５４をブレード侵入部６０ｃの上方に位置付けるように駆動部８６が駆動ユニット９４を制御する（切削ブレード位置付けステップ：Ｓ３’）。具体的には、撮像ユニット５６が切削ブレード検出機構２６を撮像したタイミングにおける切削ブレード５４の位置からの移動量が、Ｘ軸方向についてはＸ１＋Ｘ２、Ｙ軸方向についてはＹ１＋Ｙ２となるように駆動部８６が駆動ユニット９４を制御する。

次いで、切削ブレード刃先位置検出ステップ（Ｓ４）を上述のとおり行う。以上の方法によれば、切削ブレード５４の交換に伴ってＸＹ座標系における切削ブレード５４の刃先位置が変化するような場合であっても切削ブレード５４の切り刃の破損及び／又は切削ブレード検出機構２６の故障といった問題の発生が防止される。

なお、図８においては、切削ブレード５４の位置を示す座標を算出した後に、ブレード侵入部６０ｃの位置を示す座標を算出する方法について示したが、これらの順序は逆であってもよい。すなわち、切削ブレード検出機構撮像ステップ（Ｓ１）及びブレード侵入部座標算出ステップ（Ｓ２）の後に、切削溝形成ステップ（Ｓ５）、切削位置撮像ステップ（Ｓ６）及び切削ブレード座標算出ステップ（Ｓ７）を行ってもよい。

その他、上述した実施形態及び変形例にかかる構造、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 ：基台
６ ：テーブルベースＸ軸移動機構
８ ：Ｘ軸ガイドレール
１０ ：Ｘ軸移動プレート
１２ ：Ｘ軸ボールねじ軸
１４ ：Ｘ軸パルスモータ
１６ ：ウォーターケース
１８ ：テーブルベース
２０ ：θテーブル
２２ ：カバー
２４ ：チャックテーブル
２４ａ ：枠体
２４ｂ ：ポーラス板
２６ ：切削ブレード検出機構
３０ ：支持構造
３２ａ ：切削ユニットＹ軸移動機構
３２ｂ ：切削ユニットＺ軸移動機構
３４ ：Ｙ軸ガイドレール
３６ ：Ｙ軸移動プレート
３８ ：Ｙ軸ボールねじ軸
４０ ：Ｙ軸パルスモータ
４２ ：Ｚ軸ガイドレール
４４ ：Ｚ軸移動プレート
４６ ：Ｚ軸ボールねじ軸
４８ ：Ｚ軸パルスモータ
５０ ：切削ユニット
５２ ：スピンドルハウジング
５４ ：切削ブレード
５６ ：撮像ユニット
６０ ：検出器
６０ａ ：支持部
６０ｂ ：検出部
６０ｃ ：ブレード侵入部
６０ｄ ：柱状部の上面
６２ ：発光部
６４ ：受光部
６６ ：エアー供給ノズル
６８ ：液体供給ノズル
７０ ：連結具
７２ ：カバー部
８０ ：制御ユニット
８２ ：処理部
８４ ：記憶部
８６ ：駆動部
８８ ：撮像部
９０ ：座標算出部
９２ ：刃先位置検出部
９４ ：駆動ユニット
１００ ：画像
２００ ：光
３００ ：画像
３００ａ ：切削溝

Claims (2)

1. 被加工物を保持する保持テーブルと、
   外周に切り刃を有する円環状の切削ブレードを、軸心を有するスピンドルに装着して回転させ該被加工物を切削加工する切削ユニットと、
   該切削ブレードが侵入するブレード侵入部と、該ブレード侵入部を介して対峙して配設される発光部および受光部と、を有し、該切削ブレードの刃先位置を検出する切削ブレード検出機構と、
   該保持テーブルと該切削ブレード検出機構とを支持するテーブルベースと、
   該保持テーブルの保持面と平行で該スピンドルの軸心と直交する軸をＸ軸とし、該Ｘ軸に沿ったＸ軸方向に該テーブルベースを移動させるテーブルベースＸ軸移動機構と、
   該スピンドルの軸心と平行な軸をＹ軸とし、該Ｙ軸に沿ったＹ軸方向に該切削ユニットを移動させる切削ユニットＹ軸移動機構と、
   該保持テーブルの保持面と直交する軸をＺ軸とし、該Ｚ軸に沿ったＺ軸方向に該切削ユニットを移動させる切削ユニットＺ軸移動機構と、
   該切削ユニットに固定された撮像ユニットと、
   を備えた切削装置を使用し、該切削ブレードの刃先位置を検出する切削ブレード刃先位置検出方法であって、
   該切削ブレード検出機構の上方から、該撮像ユニットが該切削ブレード検出機構を撮像して該切削ブレード検出機構の画像を形成する切削ブレード検出機構撮像ステップと、
   該切削ブレード検出機構の画像を利用して該Ｘ軸および該Ｙ軸を座標軸とする座標系における該ブレード侵入部の位置を示す座標を算出するブレード侵入部座標算出ステップと、
   該ブレード侵入部の位置を示す座標を参照して該切削ブレードを該ブレード侵入部の上方に位置付ける切削ブレード位置付けステップと、
   該切削ブレードを該Ｚ軸方向に移動させ、該切削ブレード検出機構が該切削ブレードの刃先位置を検出する切削ブレード刃先位置検出ステップと、
   を備えることを特徴とする切削ブレード刃先位置検出方法。
2. 該切削ブレード位置付けステップの前に、
   回転する該切削ブレードを該Ｚ軸方向に移動させ、該保持テーブルに保持された該被加工物に切削溝を形成する切削溝形成ステップと、
   該切削溝の上方から、該撮像ユニットが該切削溝を撮像して該切削溝の画像を形成する切削位置撮像ステップと、
   該切削溝の画像を利用して該座標系における該切削ブレードの位置を示す座標を算出する切削ブレード座標算出ステップと、
   をさらに備え、
   該切削ブレード位置付けステップにおいて、該ブレード侵入部の位置を示す座標および該切削ブレードの位置を示す座標を参照して該切削ブレードを該ブレード侵入部の上方に位置付ける
   ことを特徴とする請求項１に記載の切削ブレード刃先位置検出方法。
   

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