JP2022085183A - 切削ブレードの先端位置検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】切削ブレードの先端の位置の検出に用いられる被加工物の使用量を削減することが可能な切削ブレードの先端位置検出方法を提供する。【解決手段】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よって保持された被加工物を切削する切削ブレードが回転可能な状態で装着される切削ユニットと、を備える切削装置を用いて、切削ブレードの先端位置を検出する切削ブレードの先端位置検出方法であって、切削ブレードを被加工物に切り込ませることによって形成された第１切削痕を備える被加工物に、更に切削ブレードを切り込ませることにより、被加工物のうち第１切削痕と重なる領域に、第１切削痕よりも長い第２切削痕を形成する切削痕形成ステップと、被加工物に形成された第２切削痕の長さに基づいて、切削ブレードの先端位置を算出する先端位置算出ステップと、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、被加工物を切削する切削ブレードの先端の位置を検出する切削ブレードの先端位置検出方法に関する。

デバイスチップの製造工程では、格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）によって区画された複数の領域にそれぞれデバイスが形成されたウェーハが用いられる。このウェーハをストリートに沿って分割することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。デバイスチップは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。

ウェーハの分割には、例えば切削装置が用いられる。切削装置は、ウェーハを保持するチャックテーブルと、ウェーハを切削する切削ユニットとを備えており、切削ユニットには環状の切削ブレードが回転可能な状態で装着される。チャックテーブルによってウェーハを保持し、切削ブレードを回転させてウェーハに切り込ませることにより、ウェーハが切削され、分割される。

また、近年では、電子機器の小型化に伴い、デバイスチップの薄型化が求められている。そこで、ウェーハの分割前には、ウェーハを薄化する処理が実施されることがある。例えば、ウェーハに研削加工を施して薄化した後に分割することにより、薄型化されたデバイスチップが得られる。

ところで、ウェーハには、ウェーハの外周部を研削してウェーハの外周縁（側面）の形状を円弧状にする、所謂面取り加工が施されている。そして、面取り加工が施されたウェーハを研削して薄化すると、ウェーハの外周部が鋭く尖った形状（シャープエッジ形状）となる。ウェーハの外周部がシャープエッジ形状になると、ウェーハの外周部で欠けや割れが生じやすくなり、ウェーハが損傷するおそれがある。

そこで、面取り加工が施されたウェーハを研削して薄化する際には、事前にウェーハの外周部を切削ブレードによって環状に切削する、エッジトリミングと称される加工が行われる（特許文献１参照）。エッジトリミングを実施すると、その後にウェーハを研削して薄化した際に、ウェーハの外周部がシャープエッジ形状とならない。これにより、ウェーハの損傷が防止される。

ウェーハに対して上記のエッジトリミング等の加工を施す際には、切削ブレードの切り込み深さ（ウェーハの上面から切削ブレードの下端までの距離）の高精度な調節が要求されることがある。しかしながら、切削ブレードの切り込み深さは、ウェーハの厚さのばらつき、切削装置の構成要素の位置や動作の誤差等が原因で、僅かに変動することがある。そのため、切削装置に所望の切り込み深さの値を入力しただけでは、切削ブレードのウェーハへの切り込みが意図した切り込み深さで行われず、切り込み深さに誤差が生じることがある。

そこで、厳密な切り込み深さが要求される切削加工を行う際には、切削ブレードをテスト用の被加工物（切削痕形成用ワーク）に切り込ませて切削痕形成用ワークに切削痕（溝）を形成し、切削痕の長さに基づいて切削ブレードの先端（下端）の位置を算出する検査が実施されることがある（特許文献２参照）。この検査を実施すると、切削ブレードの実際の切り込み深さを検出することが可能となる。そして、検出された切り込み深さに基づいて切削ブレードの高さ位置を補正することにより、切り込み深さの誤差が低減される。

特開２０００－１７３９６１号公報 特開２００２－５９３６５号公報

上記のように、切削ブレードでウェーハ等の被加工物を加工する際には、切削ブレードの先端の位置を検出する検査が実施される。この検査には、切削ブレードをテスト用の被加工物（切削痕形成用ワーク）に切り込ませ、切削痕形成用ワークに切削痕（溝）を形成する工程が含まれる。そして、切削痕形成用ワークの節約のため、１枚の切削痕形成用ワークを用いて複数回の検査が実施される。そのため、切削痕形成用ワークには複数本の切削痕が形成される。

ここで、上記の検査では、切削痕形成用ワークに形成された切削痕の輪郭が検出され、切削痕の長さに基づいて切削ブレードの先端の位置が算出される。そのため、１枚の切削痕形成用ワークを用いて複数回の検査を実施する場合には、既に切削痕形成用ワークに形成されている切削痕と重ならないように、新たな切削痕が形成される。従って、１枚の切削痕形成用ワークに形成可能な切削痕の本数には限界があり、使用済みの切削痕形成用ワークを交換する作業が頻繁に実施される。

特に、前述のエッジトリミングでは、比較的厚い切削ブレードが用いられる。そのため、エッジトリミング用の切削ブレードの先端の位置を検出する場合には、切削痕形成用ワークに形成される切削痕の幅も大きくなり、１枚の切削痕形成用ワークに形成可能な切削痕の本数は更に制限される。その結果、切削痕形成用ワークの使用量が増加し、コストが増大する。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、切削ブレードの先端の位置の検出に用いられる被加工物の使用量を削減することが可能な切削ブレードの先端位置検出方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様によれば、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よって保持された該被加工物を切削する切削ブレードが回転可能な状態で装着される切削ユニットと、を備える切削装置を用いて、該切削ブレードの先端位置を検出する切削ブレードの先端位置検出方法であって、該切削ブレードを該被加工物に切り込ませることによって形成された第１切削痕を備える該被加工物に、更に該切削ブレードを切り込ませることにより、該被加工物のうち該第１切削痕と重なる領域に、該第１切削痕よりも長い第２切削痕を形成する切削痕形成ステップと、該被加工物に形成された該第２切削痕の長さに基づいて、該切削ブレードの先端位置を算出する先端位置算出ステップと、を備える切削ブレードの先端位置検出方法が提供される。

本発明の一態様に係る切削ブレードの先端位置検出方法では、被加工物に切削ブレードを切り込ませ、既に被加工物に形成されている切削痕と重なるように新たな切削痕を形成する。これにより、被加工物に多くの切削痕を形成することが可能となり、１枚の被加工物によって実施可能な切削ブレードの先端位置の検出回数を増大させることができる。その結果、被加工物の使用量が削減され、コストが低減される。

また、本発明の一態様に係る切削ブレードの先端位置検出方法では、２本目以降の切削痕を、既に被加工物に形成されている他の切削痕よりも長くなるように形成する。これにより、新たに形成された切削痕の端部が被加工物に確実に残存し、新たに形成された切削痕の長さの検出が既に被加工物に形成されている他の切削痕によって阻害されることを防止できる。

切削装置を示す斜視図である。 チャックテーブル及び切削ユニットを示す正面図である。 切削ブレードによって切削された被加工物を示す平面図である。 図４（Ａ）は１本目の切削痕が形成された被加工物を示す平面図であり、図４（Ｂ）は２本目の切削痕が形成された被加工物を示す平面図であり、図４（Ｃ）は３本目の切削痕が形成された被加工物を示す平面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の一態様に係る実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る切削ブレードの先端位置検出方法に用いることが可能な切削装置の構成例について説明する。図１は、切削装置２を示す斜視図である。なお、図１において、Ｘ軸方向（加工送り方向、第１水平方向）とＹ軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向）とは互いに垂直な方向である。また、Ｚ軸方向（鉛直方向、上下方向、高さ方向）は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向と垂直な方向である。

切削装置２は、切削装置２を構成する各構成要素を支持又は収容する基台４を備える。基台４の上面側には、移動機構（移動ユニット）６が設けられている。移動機構６は、Ｘ軸方向に沿って配置された一対のＸ軸ガイドレール８を備えている。また、一対のＸ軸ガイドレール８には、平板状のＸ軸移動テーブル１０が、Ｘ軸ガイドレール８に沿ってスライド可能な状態で装着されている。

Ｘ軸移動テーブル１０の下面（裏面）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、一対のＸ軸ガイドレール８に沿って配置されたＸ軸ボールねじ１２が螺合されている。また、Ｘ軸ボールねじ１２の端部には、Ｘ軸パルスモータ１４が連結されている。Ｘ軸パルスモータ１４でＸ軸ボールねじ１２を回転させると、Ｘ軸移動テーブル１０がＸ軸ガイドレール８に沿ってＸ軸方向に移動する。なお、移動機構６には、Ｘ軸移動テーブル１０のＸ軸方向における位置を検出するＸ軸位置検出器（不図示）が設けられている。

Ｘ軸移動テーブル１０の上面（表面）側には、円柱状のテーブルベース１６が設けられている。そして、テーブルベース１６の上部には、チャックテーブル（保持テーブル）１８が設けられている。チャックテーブル１８は、切削装置２による加工の対象物である被加工物１１を保持する。

チャックテーブル１８の上面は、被加工物１１を保持する平坦な保持面１８ａを構成している。保持面１８ａは、水平方向（ＸＹ平面方向）と概ね平行に形成されており、チャックテーブル１８の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。

移動機構６によってＸ軸移動テーブル１０をＸ軸方向に移動させることにより、チャックテーブル１８がＸ軸方向に沿って移動する（加工送り）。また、チャックテーブル１８にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、この回転駆動源はチャックテーブル１８をＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させる。

テーブルベース１６には、板状の支持台２０がテーブルベース１６を囲むように固定されている。そして、支持台２０の上面側には、チャックテーブル（保持テーブル）２２がチャックテーブル１８と隣接するように設けられている。チャックテーブル２２は、後述の切削ブレード５４Ａ，５４Ｂの先端の位置を検出する際に使用されるテスト用の被加工物（切削痕形成用ワーク）２１を保持するサブチャックテーブル（サブ保持テーブル）である。

チャックテーブル２２の上面は、被加工物２１を保持する保持面２２ａを構成している。保持面２２ａは、水平方向（ＸＹ平面方向）と概ね平行に形成されており、チャックテーブル２２の内部に形成された流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。

Ｘ軸移動テーブル１０の周囲には、切削加工に用いられる純水等の液体（切削液）の廃液などを一時的に貯留するウォーターケース２４が設けられている。ウォーターケース２４の内側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。

また、基台４の上面側には、門型の支持構造２６が移動機構６を跨ぐように配置されている。支持構造２６の前面側の両端部には、一対の移動機構（移動ユニット）２８が設けられている。具体的には、支持構造２６の前面側には一対のＹ軸ガイドレール３０がＹ軸方向に沿って固定されている。そして、一対のＹ軸ガイドレール３０には、一対の移動機構２８がそれぞれ備える平板状のＹ軸移動プレート３２が、Ｙ軸ガイドレール３０に沿ってスライド可能な状態で装着されている。また、一対のＹ軸ガイドレール３０の間には、一対のＹ軸ボールねじ３４がＹ軸ガイドレール３０に沿って設けられている。

Ｙ軸移動プレート３２の後面（裏面）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軸ボールねじ３４が螺合されている。また、一対のＹ軸ボールねじ３４の端部にはそれぞれ、Ｙ軸パルスモータ３６が連結されている。Ｙ軸パルスモータ３６でＹ軸ボールねじ３４を回転させると、Ｙ軸移動プレート３２がＹ軸ガイドレール３０に沿ってＹ軸方向に移動する。なお、移動機構２８には、Ｙ軸移動プレート３２のＹ軸方向における位置を検出するＹ軸位置検出器（不図示）が設けられていている。

Ｙ軸移動プレート３２の前面（表面）側には、一対のＺ軸ガイドレール３８がＺ軸に沿って固定されている。そして、一対のＺ軸ガイドレール３８には、平板状のＺ軸移動プレート４０が、Ｚ軸ガイドレール３８に沿ってスライド可能な状態で装着されている。また、一対のＺ軸ガイドレール３８の間には、Ｚ軸ボールねじ４２がＺ軸ガイドレール３８に沿って設けられている。

Ｚ軸移動プレート４０の後面（裏面）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軸ボールねじ４２が螺合されている。また、Ｚ軸ボールねじ４２の端部には、Ｚ軸パルスモータ４４が連結されている。Ｚ軸パルスモータ４４でＺ軸ボールねじ４２を回転させると、Ｚ軸移動プレート４０がＺ軸ガイドレール３８に沿ってＺ軸方向に移動する。なお、移動機構２８には、Ｚ軸移動プレート４０のＺ軸方向における位置を検出するＺ軸位置検出器（不図示）が設けられていている。

一方の移動機構２８が備えるＺ軸移動プレート４０の下部には、被加工物１１を切削する切削ユニット４６Ａが固定されている。また、他方の移動機構２８が備えるＺ軸移動プレート４０の下部には、被加工物１１を切削する切削ユニット４６Ｂが固定されている。

切削ユニット４６Ａ，４６Ｂに隣接する位置にはそれぞれ、撮像ユニット４８が設けられている。撮像ユニット４８は、チャックテーブル１８によって保持された被加工物１１や、チャックテーブル２２によって保持された被加工物２１を撮像する。例えば撮像ユニット４８として、可視光を受光して電気信号に変換する撮像素子を備える可視光カメラや、赤外線を受光して電気信号に変換する撮像素子を備える赤外線カメラ等が用いられる。

Ｙ軸移動プレート３２をＹ軸方向に沿って移動させることにより、切削ユニット４６Ａ，４６Ｂと撮像ユニット４８とがＹ軸方向に沿って移動する。また、Ｚ軸移動プレート４０をＺ軸方向に沿って移動させることにより、切削ユニット４６Ａ，４６Ｂと撮像ユニット４８とが昇降し、チャックテーブル１８の保持面１８ａ及びチャックテーブル２２の保持面２２ａと概ね垂直な方向に沿って移動する。

図２は、チャックテーブル１８，２２及び切削ユニット４６Ａ，４６Ｂを示す正面図である。なお、図２では説明の便宜上、チャックテーブル１８とチャックテーブル２２とを離れた位置に図示している。

切削ユニット４６Ａ，４６Ｂはそれぞれ、中空の円柱状に形成されたハウジング５０を備えている。ハウジング５０は、移動機構２８（図１参照）のＺ軸移動プレート４０によって支持されている。また、ハウジング５０には、Ｙ軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル５２が収容されている。スピンドル５２の先端部（一端側）はハウジング５０の外部に露出しており、スピンドル５２の基端部（他端側）にはモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

切削ユニット４６Ａが備えるスピンドル５２の先端部には、被加工物１１を切削する環状の切削ブレード５４Ａが装着される。また、切削ユニット４６Ｂが備えるスピンドル５２の先端部には、被加工物１１を切削する環状の切削ブレード５４Ｂが装着される。スピンドル５２に連結された回転駆動源を駆動させると、回転駆動源によって生成された動力がスピンドル５２を介して切削ブレード５４Ａ，５４Ｂに伝達され、切削ブレード５４Ａ，５４ＢがＹ軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。

切削ブレード５４Ａ，５４Ｂとしては、例えばハブタイプの切削ブレード（ハブブレード）が用いられる。ハブブレードは、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刃とが一体となって構成される。ハブブレードの切刃は、ダイヤモンド等でなる砥粒がニッケルめっき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。なお、砥粒の材質、砥粒の粒径、結合材の材質等に制限はなく、加工対象となる被加工物１１の材質や加工条件等に応じて適宜選択される。

また、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂとして、ワッシャータイプの切削ブレード（ワッシャーブレード）を用いることもできる。ワッシャーブレードは、砥粒が金属、セラミックス、樹脂等でなる結合材によって固定された環状の切刃によって構成される。

切削装置２は、２組の切削ユニット４６Ａ，４６Ｂを備え、一対の切削ブレード５４Ａ，５４Ｂが互いに対面するように配置される、所謂フェイシングデュアルスピンドルタイプの切削装置である。ただし、切削装置２が備える切削ユニットの数は１組であってもよい。

切削ユニット４６Ａ，４６Ｂはそれぞれ、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂに純水等の液体（切削液）を供給するノズル５６（図１参照）を備えている。切削ブレード５４Ａ，５４Ｂで被加工物１１，２１を切削する際には、ノズル５６から切削液が供給される。これにより、被加工物１１，２１と切削ブレード５４Ａ，５４Ｂとが冷却されるとともに、切削加工によって生じた屑（切削屑）が洗い流される。

切削装置２の前面側には、切削装置２に関する各種の情報を表示する表示部（表示ユニット、表示装置）５８が設けられている。例えば、表示部５８はディスプレイを備え、被加工物１１の加工に関する各種の情報（加工条件、加工状況等）を表示する。

なお、表示部５８はタッチパネルであってもよい。この場合、タッチパネルは、切削装置２に情報を入力するための入力ユニット（入力部、入力装置）としても機能する。そして、タッチパネルには、切削装置２に関する情報とともに、操作キー（キーボード、テンキー等）が表示される。オペレーターは、タッチパネルのタッチ操作によって切削装置２に加工条件等の情報を入力できる。

また、切削装置２は、切削装置２を制御する制御部（制御ユニット、制御装置）６０を備える。制御部６０は、切削装置２を構成する各構成要素（移動機構６、チャックテーブル１８、チャックテーブル２２、移動機構２８、切削ユニット４６Ａ，４６Ｂ、撮像ユニット４８、表示部５８等）に接続されている。制御部６０は、切削装置２の構成要素に制御信号を出力することにより、切削装置２の稼働を制御する。

例えば、制御部６０はコンピュータによって構成され、切削装置２の稼働に必要な演算を行う演算部を含む。演算部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサを含んで構成される。また、制御部６０は、切削装置２の稼働に用いられる各種の情報（データ、プログラム等）を記憶する記憶部（記憶ユニット、記憶装置）６２を含む。例えば記憶部６２は、主記憶装置、補助記憶装置等として機能する各種のメモリを含んで構成される。

切削装置２によって、被加工物１１の切削加工が行われる。例えば被加工物１１は、円盤状に形成されたシリコンウェーハであり、表面１１ａ及び裏面１１ｂを備える。被加工物１１は、互いに交差するように格子状に配列されたストリート（分割予定ライン）によって、複数の領域に区画されている。また、被加工物１１の表面１１ａ側のストリートによって区画された領域にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等のデバイス１３が形成されている。

ただし、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物１１は、シリコン以外の半導体（ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等）、ガラス、セラミックス、樹脂、金属等でなる任意の形状の基板であってもよい。また、デバイス１３の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、被加工物１１にはデバイス１３が形成されていなくてもよい。

被加工物１１に対しては、様々な加工が施される。例えば、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂを被加工物１１に切り込ませ、被加工物１１をストリートに沿って分割することにより、デバイス１３をそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。この場合、被加工物１１の分割前に被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削して被加工物１１を薄化しておくと、薄型化されたデバイスチップが得られる。

また、被加工物１１を分割する手法として、ＤＢＧ（Dicing Before Grinding）と称されるプロセスが用いられることもある。ＤＢＧプロセスでは、まず、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂを被加工物１１の表面１１ａ側に切り込ませ、被加工物１１の表面１１ａ側に所定の深さの溝をストリートに沿って形成する（ハーフカット）。その後、被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削し、被加工物１１の裏面１１ｂに溝を露出させることにより、被加工物１１が複数のデバイスチップに分割される。

さらに、被加工物１１にはエッジトリミングが施されることもある。この場合には、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂによって被加工物１１の外周部が環状に切削される。なお、エッジトリミングを実施する際には、例えば切刃の厚さが１ｍｍ以上３ｍｍ以下の比較的厚い切削ブレード５４Ａ，５４Ｂが用いられる。

上記のように切削ブレード５４Ａ，５４Ｂによって被加工物１１を切削する際には、被加工物１１に所望の加工が施されるように、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂの切り込み深さ（被加工物１１の上面から切削ブレード５４Ａ，５４Ｂの下端までの距離）が設定される。しかしながら、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂの切り込み深さは、被加工物１１の厚さのばらつき、切削装置２の構成要素の位置や動作の誤差等が原因で、僅かに変動することがある。そのため、切削装置２に所望の切り込み深さの値を入力しただけでは、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂの被加工物１１への切り込みが意図した切り込み深さで行われず、切り込み深さに誤差が生じることがある。

そこで、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂで被加工物１１を切削する前に、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂをチャックテーブル２２によって保持されたテスト用の被加工物２１に切り込ませて、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂの先端（下端）の位置を確認する検査が実施される。そして、この検査の結果に基づいて、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂの高さ位置が調節される。

被加工物２１は、例えば被加工物１１と同じ材質でなる直方体状の部材である。ただし、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂによって被加工物２１を切削可能であれば、被加工物２１の材質に制限はない。また、被加工物２１の形状も適宜変更できる。

切削ブレード５４Ａの先端の位置を検出する場合には、まず、被加工物２１がチャックテーブル２２によって保持される（図２参照）。具体的には、チャックテーブル２２の保持面２２ａ上に被加工物２１が配置された状態で、保持面２２ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させる。これにより、被加工物２１がチャックテーブル２２によって吸引保持される。

また、切削ブレード５４Ａが被加工物２１の直上に配置されるように、チャックテーブル２２及び切削ユニット４６Ａの位置が移動機構６及び移動機構２８（図１参照）によって調節される。そして、切削ブレード５４Ａを回転させながら切削ユニット４６Ａを所定の高さ位置まで下降させる。これにより、切削ブレード５４Ａが被加工物２１の表面２１ａ側に切り込む。その後、切削ユニット４６Ａを上昇させ、切削ブレード５４Ａを被加工物２１から離隔させる。

図３は、切削ブレード５４Ａによって切削された被加工物２１を示す平面図である。切削ブレード５４Ａが被加工物２１の表面２１ａ側に切り込むと、被加工物２１の表面２１ａ側には所定の深さの切削痕（溝）２３が形成される。図３には、被加工物２１に平面視で矩形状（帯状）の切削痕２３が形成された例を示している。なお、切削痕２３の幅（Ｙ軸方向における長さ）は、切削ブレード５４Ａの先端部（切刃）の厚さに対応している。

ここで、切削ユニット４６Ａを所定の高さ位置まで下降させて切削ブレード５４Ａを被加工物２１に切り込ませた際の切削ブレード５４Ａの先端（下端）の位置は、切削痕２３の長さから算出することができる。具体的には、切削ブレード５４Ａの先端の位置は、切削痕２３の深さに相当する。そして、切削ブレード５４Ａの半径がｒ、切削痕２３の長さがＬである場合、切削ブレード５４Ａの先端位置（切削ブレード５４Ａの切り込み深さ、切削痕２３の深さ）Ｄは、式（１）で表される。

そのため、被加工物２１に切削痕２３を形成し、切削痕２３の長さＬを測定することにより、切削ユニット４６Ａを所定の高さ位置まで下降させた際の切削ブレード５４Ａの先端位置Ｄを算出することが可能となる。そして、算出された切削ブレード５４Ａの先端位置Ｄに基づいて、本来の加工対象である被加工物１１を切削する際の切削ブレード５４Ａの高さ位置を補正することにより、切り込み深さの精度を向上させることができる。

なお、上記では切削ユニット４６Ａに装着された切削ブレード５４Ａの先端位置の算出方法について説明したが、切削ユニット４６Ｂに装着された切削ブレード５４Ｂの先端位置も同様の方法で算出できる。

次に、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂの先端位置を検出する際の切削装置２の動作の具体例を説明する。以下では一例として、切削ブレード５４Ａの先端位置が検出される場合について詳述する。

本実施形態に係る切削ブレードの先端位置検出方法では、被加工物２１に形成された切削痕２３に基づいて切削ブレード５４Ａの先端位置が検出された後、さらに同一の被加工物２１に他の切削痕２３が形成され、切削ブレード５４Ａの先端位置が検出される。すなわち、切削ブレード５４Ａの先端位置の検出が同一の被加工物２１を用いて複数回実施される。

切削ブレード５４Ａの先端位置を検出する際は、まず、被加工物２１に切削ブレード５４Ａを切り込ませることにより、被加工物２１に切削痕２３を形成する（切削痕形成ステップ）。具体的には、前述の手順に従って切削ブレード５４Ａを被加工物２１の直上に配置した状態で、切削ブレード５４Ａを回転させながら切削ユニット４６Ａを所定の高さ位置まで下降させる。これにより、切削ブレード５４Ａが被加工物２１の表面２１ａ側に切り込み、被加工物２１の表面２１ａ側に１本目の切削痕２３が形成される。

図４（Ａ）は、１本目の切削痕２３（切削痕２３Ａ）が形成された被加工物２１を示す平面図である。切削ブレード５４Ａを被加工物２１に切り込ませると、被加工物２１の表面１１ａ側に矩形状の切削痕（溝）２３Ａが形成される。なお、切削ブレード５４Ａの厚さ方向（Ｙ軸方向）と垂直な方向（Ｘ軸方向）における切削痕２３Ａの長さを、長さＬ_Ａとする。

次に、切削痕２３Ａの長さＬ_Ａに基づいて、切削ブレード５４Ａの先端位置を算出する（先端位置算出ステップ）。先端位置算出ステップでは、まず、チャックテーブル２２によって保持された被加工物２１の表面２１ａ側を、撮像ユニット４８（図１参照）によって撮像する。このとき、チャックテーブル２２と撮像ユニット４８との位置関係が移動機構６及び移動機構２８によって調節され、被加工物２１と撮像ユニット４８との位置合わせが行われる。そして、撮像ユニット４８で被加工物２１の表面２１ａ側を撮像すると、切削痕２３Ａの像を含む画像（撮像画像）が取得される。

次に、撮像ユニット４８によって取得された撮像画像に基づいて、切削ブレード５４Ａの先端位置が算出される。具体的には、まず、被加工物２１に形成された切削痕２３Ａの長さＬ_Ａが測定される。例えば、撮像ユニット４８によって取得された撮像画像は、制御部６０（図１参照）に入力される。そして、制御部６０は、撮像画像に画像処理を施すことにより、切削痕２３Ａの長さＬ_Ａを測定する。

なお、切削痕２３Ａの長さＬ_Ａの測定方法に制限はない。例えば制御部６０は、撮像画像にエッジ検出処理を施して切削痕２３Ａの輪郭を特定し、その後、切削痕２３ＡのＸ軸方向における両端の座標の差分を算出する。これにより、切削痕２３Ａの長さＬ_Ａの値が得られる。

次に、切削痕２３Ａの長さＬ_Ａに基づいて、切削ブレード５４Ａの先端位置が算出される。例えば、制御部６０の記憶部６２（図１参照）には、前述の式（１）と、切削ブレード５４Ａの半径ｒとが予め記憶されている。そして、切削痕２３Ａの長さＬ_Ａが測定されると、制御部６０は、記憶部６２から式（１）及び切削ブレード５４Ａの半径ｒを読み出し、式（１）に半径ｒと算出された切削痕２３Ａの長さＬ_Ａとを適用する処理を実行する。その結果、切削ブレード５４Ａの先端位置が算出される。

このようにして、切削ユニット４６Ａを所定の高さ位置まで下降させた際の切削ブレード５４Ａの先端位置が検出される。そして、制御部６０は、先端位置算出ステップにおいて取得された切削痕２３Ａの長さＬ_Ａと切削ブレード５４Ａの先端位置とを、記憶部６２に記憶する。

なお、制御部６０は、算出された切削ブレード５４Ａの先端位置を表示部５８（図１参照）に表示させてもよい。これにより、オペレーターが切削ブレード５４Ａの先端位置を認識できる。また、制御部６０は、算出された切削ブレード５４Ａの先端位置が正常値であるか異常値であるかを判定し、切削ブレード５４Ａの先端位置が異常値である場合には記憶部６２にエラーメッセージを表示させてもよい。

その後、切削ブレード５４Ａによって、本来の加工対象である被加工物１１が切削される。具体的には、チャックテーブル１８によって保持された被加工物１１に、切削ブレード５４Ａが所定の切り込み深さで切り込む。このとき、先端位置算出ステップにおいて算出された切削ブレード５４Ａの先端位置に基づいて、切削ユニット４６Ａの高さ位置が補正される。これにより、切削ブレード５４Ａの切り込み深さの誤差が低減される。

なお、切削ブレード５４Ａの先端位置の検出は、切削ブレード５４Ａによる被加工物１１の加工量が所定の量に達するごとに、定期的に実施される。そして、切削ブレード５４Ａの先端位置を検出は、同一の被加工物２１を用いて複数回実施される。そのため、２回目以降の切削ブレード５４Ａの先端位置の検出時には、既に切削痕２３が形成されている被加工物２１に再度切削ブレード５４Ａが切り込み、新たな切削痕２３が形成される（切削痕形成ステップ）。そして、新たに形成された切削痕２３を用いて切削ブレード５４Ａの先端位置が算出される（先端位置算出ステップ）。

２回目の切削痕形成ステップでは、チャックテーブル２２と切削ユニット４６Ａとの位置関係が、１回目の切削痕形成ステップの実施時（切削痕２３Ａの形成時）と同様に設定される。具体的には、制御部６０は、移動機構６，２８（図１参照）を制御し、Ｘ軸移動テーブル１０及びＹ軸移動プレート３２を切削痕２３Ａの形成時と同じ位置に配置する。これにより、切削ブレード５４Ａは、被加工物２１のうち切削痕２３Ａが形成された領域の直上に位置付けられる。

そして、切削ブレード５４Ａを回転させながら切削ユニット４６Ａを所定の高さ位置まで下降させる。その結果、被加工物２１の表面２１ａ側に新たな切削痕２３が、既に被加工物２１に形成されている切削痕２３Ａに重なるように形成される。

図４（Ｂ）は、２本目の切削痕２３（切削痕２３Ｂ）が形成された被加工物２１を示す平面図である。切削痕２３Ｂは、被加工物２１のうち切削痕２３Ａと重なる領域に形成される。なお、図４（Ｂ）には、切削痕２３Ｂの形成によって除去された切削痕２３ＡのＸ軸方向における両端を、仮想的に破線で示している。また、切削ブレード５４Ａの厚さ方向（Ｙ軸方向）と垂直な方向（Ｘ軸方向）における切削痕２３Ｂの長さを、長さＬ_Ｂとする。

切削痕２３Ｂの形成時には、切削ユニット４６Ａの下降距離が、１回目の切削痕形成ステップの実施時（切削痕２３Ａの形成時）よりも大きい値に設定される。そのため、切削ブレード５４Ａは、被加工物２１のうち切削痕２３Ａと重なる領域に、切削痕２３Ａの形成時よりも深く切り込む。その結果、切削痕２３Ａが除去されるとともに、切削痕２３Ａよりも長い切削痕２３Ｂが形成される。このとき、切削痕２３ＢのＸ軸方向における両端は、切削痕２３Ａの外側に形成される。

次に、被加工物２１に形成された切削痕２３Ｂの長さＬ_Ｂに基づいて、切削ブレード５４Ａの先端位置を算出する（２回目の先端位置算出ステップ）。切削ブレード５４Ａの先端位置の具体的な算出方法は、前述の通りである。

図４（Ｂ）に示すように、切削痕２３ＢのＸ軸方向における両端は、切削痕２３Ａの外側に形成される。そのため、撮像ユニット４８（図１参照）で被加工物２１の表面２１ａ側を撮像すると、切削痕２３Ｂの両端が明確に表された撮像画像が取得される。そして、制御部６０は、撮像画像に含まれる切削痕２３Ｂの長さＬ_Ｂに基づいて、切削ブレード５４Ａの先端位置を算出する。また、制御部６０は、切削痕２３Ａの長さＬ_Ｂと、長さＬ_Ｂに基づいて算出された切削ブレード５４Ａの先端位置とを、記憶部６２に記憶する。

その後、切削ブレード５４Ａによって、本来の加工対象である被加工物１１が切削される。このとき、２回目の先端位置算出ステップにおいて算出された切削ブレード５４Ａの先端位置に基づいて、切削ユニット４６Ａの高さ位置が補正される。そして、切削ブレード５４Ａによる被加工物１１の加工量が所定の量に達すると、３回目の切削ブレード５４Ａの先端位置の検出が実施される。

３回目の切削痕形成ステップでは、チャックテーブル２２と切削ユニット４６Ａとの位置関係が、１回目及び２回目の切削痕形成ステップの実施時（切削痕２３Ａ，２３Ｂの形成時）と同様に設定される。これにより、切削ブレード５４Ａは、被加工物２１のうち切削痕２３Ｂが形成された領域の直上に位置付けられる。

そして、切削ブレード５４Ａを回転させながら切削ユニット４６Ａを所定の高さ位置まで下降させる。その結果、被加工物２１の表面２１ａ側に新たな切削痕２３が、既に被加工物２１に形成されている切削痕２３Ｂに重なるように形成される。

図４（Ｃ）は、３本目の切削痕２３（切削痕２３Ｃ）が形成された被加工物２１を示す平面図である。切削痕２３Ｃは、被加工物２１のうち切削痕２３Ｂと重なる領域に形成される。なお、図４（Ｃ）には、切削痕２３Ｃの形成によって除去された切削痕２３ＢのＸ軸方向における両端を、仮想的に破線で示している。また、切削ブレード５４Ａの厚さ方向（Ｙ軸方向）と垂直な方向（Ｘ軸方向）における切削痕２３Ｃの長さを、長さＬ_Ｃとする。

切削痕２３Ｃの形成時には、切削ユニット４６Ａの下降距離が、２回目の切削痕形成ステップの実施時（切削痕２３Ｂの形成時）よりも大きい値に設定される。そのため、切削ブレード５４Ａは、被加工物２１のうち切削痕２３Ｂと重なる領域に、切削痕２３Ｂの形成時よりも深く切り込む。その結果、切削痕２３Ｂが除去されるとともに、切削痕２３Ｂよりも長い切削痕２３Ｃが形成される。そして、切削痕２３ＣのＸ軸方向における両端は、切削痕２３Ｂの外側に形成される。

次に、被加工物２１に形成された切削痕２３Ｂの長さＬ_Ｃに基づいて、切削ブレード５４Ａの先端位置を算出する（３回目の先端位置算出ステップ）。切削ブレード５４Ａの先端位置の具体的な算出方法は、前述の通りである。そして、制御部６０は、切削痕２３Ａの長さＬ_Ｃと、長さＬ_Ｃに基づいて算出された切削ブレード５４Ａの先端位置とを、記憶部６２に記憶する。

上記のように、切削ブレード５４Ａは、被加工物２１の同一の領域に、切り込み深さが徐々に深くなるように複数回切り込む。これにより、切削ブレード５４Ａが毎回被加工物２１の異なる領域に切り込む場合と比較して、被加工物２１の切削される領域が削減される。なお、切削ブレード５４Ａを被加工物２１に複数回切り込ませる際の切削ユニット４６Ａの下降距離の増加量は、被加工物１１に形成される複数の切削痕２３（切削痕２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）の長さが徐々に長くなるように、切削ブレード５４Ａの摩耗等を考慮しつつ設定される。

４回目以降の切削ブレード５４Ａの先端位置の検出も、同様の手順で実施される。そして、被加工物２１の同一の領域に形成された切削痕２３の本数が所定の数に達すると、被加工物２１の切削痕２３が形成される領域が変更される。そして、被加工物２１の他の領域において、前述の手順に従って切削痕２３が複数本形成される。

切削痕形成ステップ及び先端位置算出ステップは、例えば記憶部６２に記憶されたプログラムを実行することによって実現される。具体的には、記憶部６２には、切削痕形成ステップ及び先端位置算出ステップにおいて行われる一連の処理を記述するプログラムが予め記憶されている。そして、切削ブレード５４Ａの先端位置の検出が実施される際には、制御部６０が記憶部６２からプログラムを読み出して実行し、切削装置２の各構成要素に制御信号を出力するとともに所定の演算を行う。これにより、切削装置２の稼働が制御され、切削痕形成ステップ及び先端位置算出ステップが自動で実施される。

なお、上記では切削ブレード５４Ａを被加工物２１に切り込ませて切削ブレード５４Ａの先端位置を検出する場合について説明したが、切削ブレード５４Ｂの先端位置の検出も、同様の手順で実施できる。

以上の通り、本実施形態に係る切削ブレードの先端位置検出方法では、被加工物２１に切削ブレード５４Ａ，５４Ｂを切り込ませ、既に被加工物２１に形成されている切削痕２３と重なるように新たな切削痕２３を形成する。これにより、被加工物２１に多くの切削痕２３を形成することが可能となり、１枚の被加工物２１によって実施可能な切削ブレード５４Ａ，５４Ｂの先端位置の検出回数を増大させることができる。その結果、被加工物２１の使用量が削減され、コストが低減される。

また、本実施形態に係る切削ブレードの先端位置検出方法では、２本目以降の切削痕２３を、既に被加工物２１に形成されている他の切削痕２３よりも長くなるように形成する。これにより、新たに形成された切削痕２３の端部が被加工物２１に確実に残存し、新たに形成された切削痕２３の長さの検出が既に被加工物２１に形成されている切削痕２３によって阻害されることを防止できる。

なお、先端位置算出ステップでは、新たに形成された切削痕２３の長さと過去に形成された切削痕２３の長さとに基づいて、新たな切削痕２３が適切に形成されているか否かを判定してもよい。具体的には、制御部６０の記憶部６２には、過去に形成された切削痕２３の長さが記憶されている。そして、制御部６０は、新たに形成された切削痕２３の長さと過去に形成された切削痕２３の長さとを比較し、両者が同一（又は両者の差が一定以下）であると、新たな切削痕２３が適切に形成されていないと判定する。この場合、切削ユニット４６Ａ，４６Ｂの下降距離、又は、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂによって切削される被加工物２１の領域が変更された上で、改めて切削痕形成ステップ及び先端位置算出ステップが実施される。

また、切削ブレード５４Ａの先端位置の検出と切削ブレード５４Ｂの先端位置の検出とは、同一の被加工物２１を用いて交互に実施されてもよい。具体的には、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂの一方によって形成された切削痕２３（第１切削痕）と重なる領域に、切削ブレード５４Ａ，５４Ｂの他方を切り込ませることにより、新たな切削痕２３（第２切削痕）が形成される。この場合、切削ユニット４６Ａ，４６Ｂの下降距離は、第２切削痕の長さが第１切削痕の長さよりも長くなるように設定される。

さらに、切削ブレード５４Ａによる切削痕２３の形成と切削ブレード５４Ｂによる切削痕２３の形成とは、同じタイミングで実施されてもよい。具体的には、切削ブレード５４Ａを被加工物１１の第１領域に切り込ませると同時に、切削ブレード５４Ｂを被加工物１１の第２領域に切り込ませることにより、被加工物２１に一対の切削痕２３が同時に形成される。その後、被加工物２１の第１領域で切削ブレード５４Ａを用いた２回目以降の切削痕形成ステップが実施されるとともに、被加工物２１の第２領域で切削ブレード５４Ｂを用いた２回目以降の切削痕形成ステップが実施される。

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。

１１ 被加工物
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ デバイス
２１ 被加工物（切削痕形成用ワーク）
２１ａ 表面
２３，２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ 切削痕（溝）
２ 切削装置
４ 基台
６ 移動機構（移動ユニット）
８ Ｘ軸ガイドレール
１０ Ｘ軸移動テーブル
１２ Ｘ軸ボールねじ
１４ Ｘ軸パルスモータ
１６ テーブルベース
１８ チャックテーブル（保持テーブル）
１８ａ 保持面
２０ 支持台
２２ チャックテーブル（保持テーブル）
２２ａ 保持面
２４ ウォーターケース
２６ 支持構造
２８ 移動機構（移動ユニット）
３０ Ｙ軸ガイドレール
３２ Ｙ軸移動プレート
３４ Ｙ軸ボールねじ
３６ Ｙ軸パルスモータ
３８ Ｚ軸ガイドレール
４０ Ｚ軸移動プレート
４２ Ｚ軸ボールねじ
４４ Ｚ軸パルスモータ
４６Ａ，４６Ｂ 切削ユニット
４８ 撮像ユニット
５０ ハウジング
５２ スピンドル
５４Ａ，５４Ｂ 切削ブレード
５６ ノズル
５８ 表示部（表示ユニット、表示装置）
６０ 制御部（制御ユニット、制御装置）
６２ 記憶部（記憶ユニット、記憶装置）

Claims (1)

1. 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よって保持された該被加工物を切削する切削ブレードが回転可能な状態で装着される切削ユニットと、を備える切削装置を用いて、該切削ブレードの先端位置を検出する切削ブレードの先端位置検出方法であって、
   該切削ブレードを該被加工物に切り込ませることによって形成された第１切削痕を備える該被加工物に、更に該切削ブレードを切り込ませることにより、該被加工物のうち該第１切削痕と重なる領域に、該第１切削痕よりも長い第２切削痕を形成する切削痕形成ステップと、
   該被加工物に形成された該第２切削痕の長さに基づいて、該切削ブレードの先端位置を算出する先端位置算出ステップと、を備えることを特徴とする切削ブレードの先端位置検出方法。

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