JP2023091817A

JP2023091817A - 切削装置

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Publication number: JP2023091817A
Application number: JP2021206616A
Authority: JP
Inventors: 隆深澤; Takashi Fukazawa; 悟志佐脇; Satoshi Sawaki
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2021-12-21
Filing date: 2021-12-21
Publication date: 2023-07-03
Also published as: US20230191511A1; CN116277550A; KR20230094985A; TW202326845A; DE102022213640A1

Abstract

【課題】切削ブレードの誤装着による加工不良の発生を防止することが可能な切削装置を提供する。【解決手段】被加工物を切削する切削装置であって、被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、保持面で保持された被加工物を切削する切削ブレードが先端部に装着されるスピンドルを有する切削ユニットと、切削ユニットに装着された切削ブレードの外周部を撮像する撮像ユニットと、切削ブレードの向きを判定する判定部と、を備え、切削ブレードの外周部には、切削ブレードで被加工物を切削する際に発生する切削屑を送り出す第１面と、第１面に接続された第２面とを含む複数の突起部が設けられ、判定部は、撮像ユニットによって取得された突起部の画像に基づいて、切削ユニットに装着された切削ブレードの向きを判定する。【選択図】図１

Description

本発明は、被加工物を切削する切削装置に関する。

複数のデバイスが形成されたウェーハを分割して個片化することにより、デバイスをそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。また、複数のデバイスチップをベース基板上に実装し、実装されたデバイスチップを樹脂でなる封止材（モールド樹脂）で被覆することにより、パッケージ基板が得られる。このパッケージ基板を分割して個片化することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップをそれぞれ備える複数のパッケージデバイスが製造される。デバイスチップやパッケージデバイスは、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、パッケージ基板等の被加工物の分割には、切削装置が用いられる。切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、被加工物に切削加工を施す切削ユニットとを備えている。切削ユニットにはスピンドルが内蔵されており、スピンドルの先端部に環状の切削ブレードが装着される。チャックテーブルで被加工物を保持し、切削ブレードを回転させつつチャックテーブルと切削ユニットとを相対的に移動させると（加工送り）、切削ブレードが被加工物に切り込み、被加工物が切削、分割される。

切削ブレードの構造、材質等は、切削の対象物である被加工物の材質、性質等に応じて適宜選択される。例えば、生セラミックスでなる板状物を切削して分割する際には、外周部に複数の鋸刃状の突起部が設けられた切削ブレードが用いられることがある（特許文献１参照）。

特開平４－１７９５０５号公報

鋸刃状の突起部を有する切削ブレードで被加工物を切削する場合には、切削ブレードが切削ユニットに所定の向きで装着される。具体的には、突起部はすくい面と逃げ面とを備えており、切削ブレードはすくい面が逃げ面よりも切削ブレードの回転方向前方に配置されるようにスピンドルの先端部に固定される。

しかしながら、切削ユニットに切削ブレードを装着する際、作業者は、微細な突起部の向きを目視で見分け、且つ、切削時の加工送り方向等を考慮しつつ切削ブレードを所定の向きで装着する必要がある。そのため、切削ブレードが間違った向きで装着される誤装着が生じやすい。そして、切削ブレードが誤った向きで装着されたまま被加工物の切削が続行されると、被加工物が意図した通りに切削されず、加工不良が発生するおそれがある。

また、被加工物の切削には、一対の切削ユニットに一対の切削ブレードが互いに対面するように装着される、所謂デュアルスピンドルタイプの切削装置が用いられることがある。デュアルスピンドルタイプの切削装置では、スピンドルに対する切削ブレードの向きが一対の切削ユニットで互いに異なる。そのため、作業者が切削ブレードの正しい向きを勘違いしやすく、切削ブレードの誤装着がより生じやすい。

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、切削ブレードの誤装着による加工不良の発生を防止することが可能な切削装置の提供を目的とする。

本発明の一態様によれば、被加工物を切削する切削装置であって、該被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、該保持面で保持された該被加工物を切削する切削ブレードが先端部に装着されるスピンドルを有する切削ユニットと、該切削ユニットに装着された該切削ブレードの外周部を撮像する撮像ユニットと、該切削ブレードの向きを判定する判定部と、を備え、該切削ブレードの外周部には、該切削ブレードで該被加工物を切削する際に発生する切削屑を送り出す第１面と、該第１面に接続された第２面とを含む複数の突起部が設けられ、該判定部は、該撮像ユニットによって取得された該突起部の画像に基づいて、該切削ユニットに装着された該切削ブレードの向きを判定する切削装置が提供される。

なお、好ましくは、該判定部は、該撮像ユニットによって撮像された該突起部の該第１面及び該第２面の寸法に基づいて該切削ブレードの向きを判定する。また、好ましくは、該判定部は、該撮像ユニットによって撮像された該突起部の該第１面及び該第２面の傾斜に基づいて該切削ブレードの向きを判定する。また、好ましくは、該判定部は、該撮像ユニットによって撮像された該突起部の画像と参照画像とを比較した結果に基づいて該切削ブレードの向きを判定する。

本発明の一態様に係る切削装置は、撮像ユニットによって取得された切削ブレードの突起部の画像に基づいて、切削ユニットに装着された切削ブレードの向きを判定することができる。これにより、切削ブレードが誤った向きで装着されたまま被加工物の切削が続行されることを回避でき、切削ブレードの誤装着による加工不良の発生が防止される。

切削装置を示す斜視図である。図２（Ａ）は切削ブレードを示す正面図であり、図２（Ｂ）は切削ブレードの外周部を拡大して示す正面図である。切削ユニットを示す分解斜視図である。撮像ユニットを示す一部断面正面図である。図５（Ａ）は第１切削ユニットを示す側面図であり、図５（Ｂ）は第２切削ユニットを示す側面図である。制御ユニットを示すブロック図である。図７（Ａ）は撮像画像を示す画像図であり、図７（Ｂ）は合成画像を示す画像図である。図８（Ａ）は刃先位置検出処理が施される合成画像の一部を示す画像図であり、図８（Ｂ）は検出範囲設定処理が施される合成画像の一部を示す画像図であり、図８（Ｃ）は極値特定処理が施される合成画像の一部を示す画像図である。寸法算出処理が施される合成画像の一部を示す画像図である。図１０（Ａ）は合成画像を示す画像図であり、図１０（Ｂ）はエッジ検出画像を示す画像図であり、図１０（Ｃ）は直線抽出処理が施されるエッジ検出画像を示す画像図である。図１１（Ａ）は参照画像を示す画像図であり、図１１（Ｂ）は正装着状態の切削ブレードの突起部の撮像画像を示す画像図であり、図１１（Ｃ）は誤装着状態の切削ブレードの突起部の撮像画像を示す画像図である。

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装置の構成例について説明する。図１は、被加工物１１に切削加工を施す切削装置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、前後方向）とＹ軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向、左右方向）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直方体状の基台４を備える。基台４の前端側の角部には、矩形状の開口４ａが設けられている。開口４ａの内側には、昇降機構（不図示）によって昇降するカセット支持台６が設けられている。カセット支持台６上には、切削装置２による加工の対象物である複数の被加工物１１を収容可能なカセット８が配置される。なお、図１ではカセット８の輪郭を二点鎖線で示している。

例えば被加工物１１は、単結晶シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面及び裏面を備える。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複数のストリート（分割予定ライン）によって、複数の矩形状の領域に区画されている。また、被加工物１１の表面側には、ストリートによって区画された複数の領域にそれぞれ形成された複数のデバイスが設けられている。デバイスの例としては、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等が挙げられる。

被加工物１１の裏面側には、テープ（ダイシングテープ）１３が貼付される。例えばテープ１３は、被加工物１１よりも直径が大きい円形のフィルム（基材）と、基材上の粘着剤（糊層）とを含む。例えば、基材はポリオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタラート等の樹脂でなり、粘着剤はエポキシ系、アクリル系、又はゴム系の接着剤でなる。また、粘着剤は、紫外線の照射によって硬化する紫外線硬化型の樹脂であってもよい。

テープ１３の外周部は、金属等でなる環状のフレーム１５に貼付される。フレーム１５の中央部には、フレーム１５を厚さ方向に貫通する円形の開口が設けられている。フレーム１５の開口の直径は被加工物１１の直径よりも大きく、被加工物１１はフレーム１５の開口の内側に配置される。テープ１３の中央部を被加工物１１に貼付し、テープ１３の外周部をフレーム１５に貼付すると、被加工物１１がテープ１３を介してフレーム１５によって支持される。

被加工物１１は、フレーム１５によって支持された状態でカセット８に収容され、切削装置２によって切削される。例えば、切削装置２で被加工物１１をストリートに沿って切削して分割することにより、デバイスをそれぞれ含む複数のデバイスチップが得られる。

ただし、被加工物１１の種類、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、サファイア、セラミックス、樹脂、金属等でなる基板（ウェーハ）であってもよい。また、デバイスの種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、被加工物１１にはデバイスが形成されていなくてもよい。

さらに、被加工物１１は、ＣＳＰ（Chip Size Package）基板、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）基板等のパッケージ基板であってもよい。例えばパッケージ基板は、ベース基板上に実装された複数のデバイスチップを樹脂層（モールド樹脂）で封止することによって形成される。パッケージ基板を分割して個片化することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップをそれぞれ備える複数のパッケージデバイスが製造される。

開口４ａの側方には、長手方向がＸ軸方向に沿うように形成された矩形状の開口４ｂが設けられている。開口４ｂの内側には、被加工物１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）１０が設けられている。チャックテーブル１０の上面は、水平面（ＸＹ平面）と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を保持する保持面１０ａを構成している。保持面１０ａは、チャックテーブル１０の内部に設けられた流路（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。

チャックテーブル１０には、チャックテーブル１０をＸ軸方向に沿って移動させる移動機構１２が設けられている。例えば移動機構１２は、ボールねじ式の移動機構であり、Ｘ軸方向に沿って配置されたＸ軸ボールねじ（不図示）と、Ｘ軸ボールねじを回転させるＸ軸パルスモータ（不図示）とを備える。

また、移動機構１２は、チャックテーブル１０を囲むように設けられた平板状のテーブルカバー１４を備える。さらに、テーブルカバー１４の前方及び後方には、Ｘ軸方向に沿って伸縮可能な蛇腹状の防塵防滴カバー１６が設けられている。テーブルカバー１４及び防塵防滴カバー１６は、開口４ｂの内部に配置された移動機構１２の構成要素（Ｘ軸ボールねじ、Ｘ軸パルスモータ等）を覆うように設置される。

チャックテーブル１０には、チャックテーブル１０をＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。また、チャックテーブル１０の周囲には、被加工物１１を支持するフレーム１５を把持して固定する複数のクランプ１８が設けられている。

開口４ａ，４ｂの近傍には、被加工物１１をカセット８とチャックテーブル１０との間で搬送する搬送機構（不図示）が設けられている。被加工物１１は、搬送機構によってカセット８から引き出され、チャックテーブル１０に搬送される。このとき被加工物１１は、テープ１３を介してチャックテーブル１０の保持面１０ａ上に配置される。また、フレーム１５が複数のクランプ１８によって把持される。この状態で、保持面１０ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がテープ１３を介してチャックテーブル１０によって吸引保持される。

チャックテーブル１０の上方には、被加工物１１を切削する切削ユニット２０ａ（第１切削ユニット）及び切削ユニット２０ｂ（第２切削ユニット）が設けられている。また、基台４の上面上には、切削ユニット２０ａ，２０ｂを支持する門型の支持構造２２が、開口４ｂを跨ぐように配置されている。

支持構造２２の前面側の両側端部には、移動機構２４ａ，２４ｂが設けられている。移動機構２４ａは切削ユニット２０ａをＹ軸方向及びＺ軸方向に沿って移動させるボールねじ式の移動機構であり、移動機構２４ｂは切削ユニット２０ｂをＹ軸方向及びＺ軸方向に沿って移動させるボールねじ式の移動機構である。移動機構２４ａ，２４ｂは、支持構造２２の前面側にＹ軸方向に沿って配置された一対のＹ軸ガイドレール２６に装着されている。

移動機構２４ａは、平板状のＹ軸移動プレート２８ａを備える。Ｙ軸移動プレート２８ａは、一対のＹ軸ガイドレール２６にスライド可能に装着されている。Ｙ軸移動プレート２８ａの裏面側（後面側）には、ナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２６と概ね平行に配置されたＹ軸ボールねじ３０ａが螺合されている。また、Ｙ軸ボールねじ３０ａの端部には、Ｙ軸ボールねじ３０ａを回転させるＹ軸パルスモータ３２が連結されている。Ｙ軸パルスモータ３２によってＹ軸ボールねじ３０ａを回転させると、Ｙ軸移動プレート２８ａがＹ軸ガイドレール２６に沿ってＹ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動プレート２８ａの表面（前面）側には、一対のＺ軸ガイドレール３４ａがＺ軸方向に沿って固定されている。一対のＺ軸ガイドレール３４ａには、平板状のＺ軸移動プレート３６ａがスライド可能に装着されている。Ｚ軸移動プレート３６ａの裏面側（後面側）にはナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、Ｚ軸ガイドレール３４ａと概ね平行に配置されたＺ軸ボールねじ３８ａが螺合されている。また、Ｚ軸ボールねじ３８ａの端部には、Ｚ軸ボールねじ３８ａを回転させるＺ軸パルスモータ４０ａが連結されている。Ｚ軸パルスモータ４０ａによってＺ軸ボールねじ３８ａを回転させると、Ｚ軸移動プレート３６ａがＺ軸ガイドレール３４ａに沿ってＺ軸方向に移動する。

同様に、移動機構２４ｂは、平板状のＹ軸移動プレート２８ｂを備える。Ｙ軸移動プレート２８ｂは、一対のＹ軸ガイドレール２６にスライド可能に装着されている。Ｙ軸移動プレート２８ｂの裏面側（後面側）にはナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、Ｙ軸ガイドレール２６と概ね平行に配置されたＹ軸ボールねじ３０ｂが螺合されている。また、Ｙ軸ボールねじ３０ｂの端部には、Ｙ軸ボールねじ３０ｂを回転させるＹ軸パルスモータ（不図示）が連結されている。Ｙ軸パルスモータによってＹ軸ボールねじ３０ｂを回転させると、Ｙ軸移動プレート２８ｂがＹ軸ガイドレール２６に沿ってＹ軸方向に移動する。

Ｙ軸移動プレート２８ｂの表面（前面）側には、一対のＺ軸ガイドレール３４ｂがＺ軸方向に沿って固定されている。一対のＺ軸ガイドレール３４ｂには、平板状のＺ軸移動プレート３６ｂがスライド可能に装着されている。Ｚ軸移動プレート３６ｂの裏面側（後面側）にはナット部（不図示）が設けられている。このナット部には、Ｚ軸ガイドレール３４ｂと概ね平行に配置されたＺ軸ボールねじ３８ｂが螺合されている。また、Ｚ軸ボールねじ３８ｂの端部には、Ｚ軸ボールねじ３８ｂを回転させるＺ軸パルスモータ４０ｂが連結されている。Ｚ軸パルスモータ４０ｂによってＺ軸ボールねじ３８ｂを回転させると、Ｚ軸移動プレート３６ｂがＺ軸ガイドレール３４ｂに沿ってＺ軸方向に移動する。

切削ユニット２０ａはＺ軸移動プレート３６ａの下部に固定され、切削ユニット２０ｂはＺ軸移動プレート３６ｂの下部に固定される。また、切削ユニット２０ａ，２０ｂに隣接する位置には、チャックテーブル１０によって保持された被加工物１１等の被写体を撮像する撮像ユニット４２が設けられている。

撮像ユニット４２は、ＣＣＤ（Charged-Coupled Devices）センサ、ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）センサ等の撮像素子と、対物レンズ等の光学素子を含む光学系とを備える。なお、撮像ユニット４２の種類は、被加工物１１の材質等に応じて適宜選択できる。例えば、撮像ユニット４２として可視光カメラや赤外線カメラが用いられる。撮像ユニット４２によって取得された画像は、被加工物１１と切削ユニット２０ａ，２０ｂとの位置合わせ等に用いられる。

開口４ｂの側方には、円形の開口４ｃが設けられている。開口４ｃの内側には、被加工物１１を洗浄する洗浄ユニット４４が設けられている。洗浄ユニット４４は、被加工物１１を保持して回転するスピンナテーブル４６と、スピンナテーブル４６によって保持された被加工物１１に洗浄流体を供給するノズル４８とを備える。

スピンナテーブル４６の上面は、水平面（ＸＹ平面）と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を保持する保持面４６ａを構成している。保持面４６ａは、スピンナテーブル４６の内部に設けられた流路（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。また、スピンナテーブル４６には、スピンナテーブル４６をＺ軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

スピンナテーブル４６の上方には、洗浄流体を供給するノズル４８が配置されている。例えば洗浄流体として、液体（純水等）や、液体（純水等）と気体（エアー等）とを含む混合流体が用いられる。スピンナテーブル４６によって被加工物１１を保持した状態で、スピンナテーブル４６を回転させつつノズル４８から被加工物１１に向かって洗浄流体を供給することにより、被加工物１１が洗浄される。

開口４ｂ，４ｃの近傍には、被加工物１１をチャックテーブル１０とスピンナテーブル４６との間で搬送する搬送機構（不図示）が設けられている。被加工物１１は、切削ユニット２０ａ，２０ｂによって加工された後、搬送機構によってチャックテーブル１０からスピンナテーブル４６に搬送され、洗浄される。そして、洗浄後の被加工物１１は搬送機構によってカセット８に搬入される。

基台４の上側には、基台４上に搭載された構成要素を覆うカバー５０が設けられている。図１では、カバー５０の輪郭を二点鎖線で示している。

カバー５０の側部には、切削装置２に関する情報を表示する表示ユニット（表示部、表示装置）５２が設けられている。表示ユニット５２は、各種のディスプレイによって構成でき、被加工物１１の加工に関する情報（加工条件、加工状況等）等を表示する。例えば表示ユニット５２としてタッチパネル式のディスプレイが用いられる。この場合、表示ユニット５２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）としても機能し、オペレーターは表示ユニット５２のタッチ操作によって切削装置２に情報を入力できる。すなわち、表示ユニット５２がユーザーインターフェースとして機能する。

カバー５０の上部には、オペレーターに情報を報知する報知ユニット（報知部、報知装置）５４が設けられている。例えば、報知ユニット５４は表示灯（警告灯）であり、表示灯は切削装置２で異常が発生した際に点灯又は点滅してオペレーターにエラーを報知する。ただし、報知ユニット５４の種類に制限はない。例えば報知ユニット５４は、音又は音声でオペレーターに情報を通知するスピーカーであってもよい。

また、切削装置２は、切削装置２を制御する制御ユニット（制御部、制御装置）５６を備える。制御ユニット５６は、切削装置２を構成する各構成要素（カセット支持台６、チャックテーブル１０、移動機構１２、クランプ１８、切削ユニット２０ａ，２０ｂ、移動機構２４ａ，２４ｂ、撮像ユニット４２、洗浄ユニット４４、表示ユニット５２、報知ユニット５４等）に接続されている。

制御ユニット５６は、切削装置２の各構成要素に制御信号を出力することにより、各構成要素の動作を制御し、切削装置２を稼働させる。例えば制御ユニット５６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ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサと、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ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリとを含む。

切削ユニット２０ａ，２０ｂにはそれぞれ、被加工物１１を切削する環状の切削ブレード５８が装着される。これにより、一対の切削ブレード５８が互いに対面するように配置される。そして、切削ユニット２０ａ，２０ｂはそれぞれ、切削ブレード５８を回転させつつチャックテーブル１０によって吸引保持された被加工物１１に切り込ませることにより、被加工物１１を切削する。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。

図２（Ａ）は、切削ブレード５８を示す正面図である。例えば切削ブレード５８は、超硬合金、ステンレス鋼等の金属でなり砥粒を含有しない環状の切削ブレード（メタルソー、超硬カッター）である。

切削ブレード５８が超硬合金でなるメタルソーである場合、超硬合金に含まれる金属は適宜選択できる。例えば切削ブレード５８は、タングステン、クロム、モリブデン、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル等の金属の炭化物と、鉄系金属（鉄、コバルト、ニッケル等）とを配合して焼結することによって得られる複合材料（合金）でなる。特に、炭化タングステン（ＷＣ）とコバルトとを含むＷＣ－Ｃｏ系合金は、広い温度範囲において高い硬度を示し、優れた機械的強度を有するため、切削ブレード５８の材質として好適である。

ただし、切削ブレード５８の材質に制限はない。例えば切削ブレード５８は、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ：cubic Boron Nitride）等でなる砥粒を、金属、セラミックス、樹脂等でなる結合材で固定することによって形成された環状の砥石であってもよい。

切削ブレード５８の中央部には、切削ブレード５８を厚さ方向に貫通する円形の開口５８ａが設けられている。また、切削ブレード５８の外周部には、切削ブレード５８の径方向外側に向かって突出する複数の鋸刃状の突起部（凸部、鋸刃）６０が設けられている。複数の突起部６０は、概ね同一形状に形成され、切削ブレード５８の周方向に沿って概ね等間隔に配列されている。

図２（Ｂ）は、切削ブレード５８の外周部を拡大して示す正面図である。突起部６０は、切削ブレード５８の厚さ方向と概ね平行な第１面（すくい面）６０ａ及び第２面（逃げ面）６０ｂを含む。第１面６０ａの一端（先端）と第２面６０ｂの一端（先端）とは互いに接続されており、突起部６０の先端６０ｃを構成している。また、第１面６０ａの他端（基端）と第２面６０ｂの他端（基端）とはそれぞれ、突起部６０の底（刃底）６０ｄを構成しており、隣接する他の突起部６０の底６０ｄに接続されている。

切削ブレード５８の径方向に対する第１面６０ａの傾斜角は、切削ブレード５８の径方向に対する第２面６０ｂの傾斜角よりも小さい。すなわち、突起部６０は、第１面６０ａが第２面６０ｂよりも切り立つように形成されている。例えば、第１面６０ａは切削ブレード５８の径方向と平行に形成され（傾斜角＝０°）、第２面６０ｂは切削ブレード５８の径方向に対して傾斜するように形成される（傾斜角＞０°）。また、第１面６０ａの一端から他端までの距離は第２面６０ｂの一端から他端までの距離よりも短く、第１面６０ａの面積は第２面６０ｂの面積よりも小さい。

切削ブレード５８は、切削ユニット２０ａ（図１参照）に装着され、矢印Ａ（図２（Ａ）参照）で示す方向に回転する。すなわち、切削ブレード５８は、各突起部６０において第１面６０ａが第２面６０ｂよりも切削ブレード５８の回転方向前方に位置付けられるように回転する。そして、切削ユニット２０ａは、回転する切削ブレード５８をチャックテーブル１０によって保持された被加工物１１に切り込ませることにより、被加工物１１を切削する。同様に、切削ブレード５８は切削ユニット２０ｂ（図１参照）にも装着され、切削ユニット２０ｂは切削ブレード５８で被加工物１１を切削する。

回転する切削ブレード５８を被加工物１１に切り込ませると、主に突起部６０の第１面６０ａが被加工物１１に接触して被加工物１１を削り取る。そして、切削ブレード５８で被加工物１１を切削する際に発生する屑（切削屑）が、第１面６０ａによって切削ブレード５８の回転方向前方側に送り出される。

次に、切削ユニット２０ａ，２０ｂの構成例について説明する。なお、以下では切削ユニット２０ａの構成例について説明するが、切削ユニット２０ｂも切削ユニット２０ａと同様に構成できる。

図３は、切削ユニット２０ａを示す分解斜視図である。切削ユニット２０ａは、移動機構２４ａ（図１参照）に連結された柱状のハウジング６２を備える。ハウジング６２には、Ｙ軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル６４が収容されている。スピンドル６４の先端部（一端側）はハウジング６２から露出しており、スピンドル６４の基端部（他端側）にはモータ等の回転駆動源（不図示）が接続されている。また、スピンドル６４の先端部には開口６４ａが設けられており、開口６４ａの内壁にはねじ溝６４ｂが設けられている。

スピンドル６４の先端部には、ブレードマウント６６が固定される。ブレードマウント６６は、円盤状のフランジ部６８と、フランジ部６８の表面６８ａから突出する円柱状のボス部（支持軸）７０とを含む。また、ブレードマウント６６には、フランジ部６８及びボス部７０の中央部を貫通する開口６６ａが設けられている。固定ボルト７２を、ブレードマウント６６の開口６６ａを介してスピンドル６４の開口６４ａに挿入し、ねじ溝６４ｂに締め付けることにより、ブレードマウント６６がスピンドル６４の先端部に固定される。

フランジ部６８の外周部の表面６８ａ側には、表面６８ａから突出する環状の凸部６８ｂが、フランジ部６８の外周縁に沿って設けられている。凸部６８ｂの先端面は表面６８ａと概ね平行な平坦面であり、切削ブレード５８を支持する支持面を構成している。また、ボス部７０の外周面にはねじ溝７０ａが形成されている。

ブレードマウント６６には、切削ブレード５８と、金属等でなる環状のフランジ（押さえフランジ）７４とが装着される。なお、フランジ７４の中央部には、フランジ７４を厚さ方向に貫通する円形の開口７４ａが設けられている。

切削ブレード５８の開口５８ａとフランジ７４の開口７４ａとにブレードマウント６６のボス部７０を順に挿入すると、切削ブレード５８及びフランジ７４がブレードマウント６６に支持される。この状態で、環状の固定ナット７６をボス部７０のねじ溝７０ａに螺合させて締め付けると、切削ブレード５８及びフランジ７４がブレードマウント６６に固定される。その結果、切削ブレード５８がフランジ部６８とフランジ７４とによって挟持され、スピンドル６４の先端部に装着される。

また、ハウジング６２には、スピンドル６４の先端部（ブレードマウント６６）に装着された切削ブレード５８を覆うブレードカバー７８が装着されている。ブレードカバー７８は、ハウジング６２の先端部に固定された本体部８０と、本体部８０に接近及び離隔するようにＸ軸方向に沿ってスライド可能なスライドカバー８２とを備える。

スライドカバー８２は、エアシリンダ８４を介して本体部８０に連結されている。本体部８０に設けられた連結具８６にエアーが供給されると、エアシリンダ８４が駆動し、スライドカバー８２が本体部８０から離れるようにＸ軸方向に沿ってスライドする。これにより、ブレードカバー７８が開状態となり、切削ブレード５８をスピンドル６４の先端部に装着可能になる。また、切削ブレード５８の装着後、スライドカバー８２を本体部８０側にスライドさせてブレードカバー７８を閉状態とすることにより、切削ブレード５８がブレードカバー７８に覆われる。

本体部８０には、純水等の液体（切削液）が供給される連結具８８と、連結具８８に接続された切削液供給路（不図示）とが設けられている。切削液供給路の先端部は、切削ブレード５８の外周部に向かって開口している。連結具８８に切削液が供給されると、切削液が切削液供給路に流入し、切削ブレード５８の外周部に供給される。

スライドカバー８２には、純水等の液体（切削液）が供給される一対の連結具９０と、一対の連結具９０に接続された一対のノズル９２が設けられている。一対のノズル９２は、スピンドル６４の先端部に装着された切削ブレード５８の下部を挟むように配置される。また、ノズル９２の先端部には、切削ブレード５８に向かって開口する切削液供給口（不図示）が設けられている。一対の連結具９０に切削液が供給されると、切削液が一対のノズル９２に流入し、切削液供給口から切削ブレード５８の表面及び裏面に向かって切削液が噴射される。

スピンドル６４の先端部に装着された切削ブレード５８は、回転駆動源（不図示）からスピンドル６４及びブレードマウント６６を介して伝達される動力により、Ｙ軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。そして、回転する切削ブレード５８を被加工物１１（図１参照）に切り込ませることにより、被加工物１１が切削される。また、被加工物１１の切削中は、被加工物１１及び切削ブレード５８に切削液が供給される。これにより、被加工物１１及び切削ブレード５８が冷却されるとともに、被加工物１１の切削によって発生した切削屑が洗い流される。

さらに、ブレードカバー７８には、切削ブレード５８を撮像する撮像ユニット９４が設けられている。切削ユニット２０ａに装着された切削ブレード５８の外周部を撮像ユニット９４で撮像することにより、切削ブレード５８の外周部の状態を監視できる。

図４は、撮像ユニット９４を示す一部断面正面図である。撮像ユニット９４は、光を発する発光部１００と、発光部１００が発した光を受光する受光部１１０とを備える。発光部１００と受光部１１０とは、スピンドル６４の先端部に装着された切削ブレード５８の上端部をＹ軸方向において挟むように配置される。

発光部１００は、直方体状の筐体１０２を備える。筐体１０２には、ＬＥＤ等の光源１０４、集光レンズ１０６、及びミラー１０８が収容されている。光源１０４が発した光は、光源１０４の下方に設けられた集光レンズ１０６に入射する。そして、集光レンズ１０６から出射した光は、集光レンズ１０６の下方に設けられたミラー１０８の表面で集光、反射し、受光部１１０に向かって照射される。発光部１００から出射した光は、Ｙ軸方向と概ね平行な方向に沿って進行し、受光部１１０に到達する。

受光部１１０は、発光部１００から受光部１１０に到達した光によって形成される像を拡大する顕微鏡１１２と、顕微鏡１１２によって拡大された像を撮影するカメラ１２２とを備える。

顕微鏡１１２は、直方体状の筐体１１４を備える。筐体１１４には、ミラー１１６及び凸レンズ１１８，１２０が収容されている。発光部１００から受光部１１０に到達した光は、ミラー１１６の表面で反射し、凸レンズ１１８，１２０を順に通過する。そして、凸レンズ１２０から出射した光がカメラ１２２に入射する。カメラ１２２は、顕微鏡１１２から入射した光を電気信号に変換する撮像素子（ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等）を備えており、顕微鏡１１２から入射した光を撮像する。

また、ブレードカバー７８には、気体供給路１２４が設けられている。気体供給路１２４の一端側は切削ブレード５８の上端部に向かって開口しており、気体供給路１２４の他端側は気体供給源１２６に接続されている。気体供給源１２６から気体供給路１２４に供給されたエアー等の気体が、気体供給路１２４から切削ブレード５８の上端部に噴射される。これにより、切削ブレード５８に付着している異物（切削屑、切削液等）が除去される。

切削ブレード５８がスピンドル６４の先端部に装着された状態で光源１０４を発光させると、発光部１００から受光部１１０に向かって光が照射される。このとき、発光部１００から照射された光の一部は、切削ブレード５８の外周部（上端部）によって遮られ、受光部１１０に到達しない。そして、受光部１１０に到達して顕微鏡１１２を通過した光をカメラ１２２で撮像すると、切削ブレード５８の外周部の拡大画像が取得される。

例えば撮像ユニット９４は、被加工物１１の加工前後又は加工中に切削ブレード５８の外周部を撮像する。これにより、切削ブレード５８の摩耗量、切削ブレード５８の外周部における欠け、割れの有無等が確認され、切削ブレード５８の状態が監視される。なお、切削ブレード５８の撮像前に、気体供給路１２４から切削ブレード５８に気体を噴射して切削ブレード５８に付着している異物を除去しておくことにより、撮像ユニット９４によって取得される切削ブレード５８の画像に異物が写り込むことを防止できる。

図５（Ａ）は切削ユニット２０ａを示す側面図であり、図５（Ｂ）は切削ユニット２０ｂを示す側面図である。切削ユニット２０ａ，２０ｂにはそれぞれ切削ブレード５８が装着され、一対の切削ブレード５８が互いに対面するように配置される（図１参照）。また、切削ユニット２０ａ，２０ｂにはそれぞれ撮像ユニット９４が装着されており、一対の切削ブレード５８の外周部（上端部）が撮像ユニット９４によって撮像される。

なお、固定ナット７６側から切削ブレード５８を見たときの切削ブレード５８及びスピンドル６４の回転方向は、切削ユニット２０ａと切削ユニット２０ｂとで逆方向になる。例えば、切削ユニット２０ａに装着された切削ブレード５８は時計回り（図５（Ａ）の矢印Ａで示す方向）に回転し、切削ユニット２０ｂに装着された切削ブレード５８は反時計回り（図５（Ｂ）の矢印Ｂで示す方向）に回転する。

そして、前述の通り切削ブレード５８は、各突起部６０の第１面６０ａが第２面６０ｂよりも切削ブレード５８の回転方向前方に位置付けられるように、切削ユニット２０ａ，２０ｂに装着される。そのため、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように、切削ユニット２０ａと切削ユニット２０ｂとで切削ブレード５８の装着向き（突起部６０の向き）が逆になる。

しかしながら、切削ユニット２０ａ，２０ｂに切削ブレード５８を装着する際、作業者は、微細な突起部６０の向きを目視で見分け、且つ、切削時の加工送り方向等を考慮しつつ切削ブレード５８を所定の向きで装着する必要がある。そのため、切削ブレード５８が間違った向きで装着される誤装着が生じやすい。特に、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）に示すように切削ユニット２０ａ，２０ｂに一対の切削ブレード５８が互いに異なる向きで装着される場合には、作業者が切削ブレード５８の正しい向きを勘違いしやすく、切削ブレード５８の誤装着がより生じやすい。そして、切削ブレード５８が誤った向きで装着されたまま被加工物１１の切削が続行されると、被加工物１１が意図した通りに切削されず、加工不良が発生するおそれがある。

そこで、本実施形態においては、切削ユニット２０ａ，２０ｂに装着された切削ブレード５８の外周部を撮像ユニット９４で撮像し、撮像ユニット９４によって取得された切削ブレード５８の画像に基づいて切削ブレード５８の向きを判定する。これにより、切削ブレード５８が誤った向きで装着されたまま被加工物１１の切削が続行されることを防止できる。

切削ブレード５８の向きの判定は、切削装置２の制御ユニット５６（図１参照）によって制御される。図６は、制御ユニット５６を示すブロック図である。なお、図６には、制御ユニット５６の機能的な構成を示すブロックに加えて、切削装置２の一部の構成要素（切削ユニット２０ａ、表示ユニット５２、報知ユニット５４、撮像ユニット９４）を図示している。また、以下では切削ユニット２０ａに装着された切削ブレード５８の向きの判定について説明するが、切削ユニット２０ｂに装着された切削ブレード５８の向きの判定も同様の処理によって実施できる。

制御ユニット５６は、切削装置２の稼働に必要な処理を実行する処理部１３０と、処理部１３０による処理に用いられる情報（データ、プログラム等）を記憶する記憶部１３６とを含む。また、処理部１３０は、切削ユニット２０ａに装着された切削ブレード５８の向きを判定する判定部１３２と、判定部１３２による判定の結果に基づいて切削装置２の構成要素の駆動を制御する駆動制御部１３４とを含む。

判定部１３２は、撮像ユニット９４に備えられたカメラ１２２に接続されている。また、判定部１３２は、切削ブレード５８の外周部（上端部）の画像を取得する画像取得部１３２ａを含む。撮像ユニット９４は、切削ユニット２０ａに装着された切削ブレード５８の外周部を撮像する。そして、撮像ユニット９４によって取得された切削ブレード５８の外周部の画像（撮像画像）が画像取得部１３２ａに入力される。

図７（Ａ）は、撮像画像１４０を示す画像図である。撮像画像１４０は、切削ブレード５８の突起部６０に対応する像を含む。なお、撮像画像１４０の左右方向はＸ軸方向に対応し、撮像画像１４０の上下方向はＺ軸方向に対応する。撮像ユニット９４から画像取得部１３２ａに撮像画像１４０が入力されると、画像取得部１３２ａは記憶部１３６に撮像画像１４０を記憶する。

なお、切削ブレード５８を回転させつつ撮像ユニット９４で切削ブレード５８の外周部を複数回撮像することにより、複数の撮像画像１４０を取得してもよい。例えば、切削ブレード５８が１回転するまで撮像ユニット９４で切削ブレード５８の外周部を連続的に撮像する。この場合、切削ブレード５８の外周部全域分の撮像画像１４０が取得される。

図７（Ｂ）は、合成画像１４２を示す画像図である。撮像ユニット９４によって複数の撮像画像１４０が取得される場合、画像取得部１３２ａは、複数の撮像画像１４０を連結して合成することにより、切削ブレード５８の外周部全域を示す合成画像１４２を生成してもよい。合成画像１４２には、複数の突起部６０の像が含まれる。そして、画像取得部１３２ａは合成画像１４２を記憶部１３６に記憶する。

また、判定部１３２は、撮像画像１４０又は合成画像１４２に画像処理を施す画像処理部１３２ｂを含む。画像処理部１３２ｂは、記憶部１３６に記憶された撮像画像１４０又は合成画像１４２に画像処理を施すことにより、切削ユニット２０ａに装着されている切削ブレード５８の向きの判定に必要な情報を撮像画像１４０又は合成画像１４２から抽出する。なお、画像処理部１３２ｂによる画像処理の具体例については後述する。

さらに、判定部１３２は、画像処理の結果に基づいて切削ブレード５８の向きを判定する向き判定部１３２ｃを含む。向き判定部１３２ｃは、画像処理部１３２ｂから出力された情報に基づいて、切削ブレード５８が正装着状態であるか誤装着状態であるかを判定する。正装着状態は、突起部６０の第１面６０ａが第２面６０ｂよりも切削ブレード５８の回転方向前方に位置付けられるように切削ブレード５８が装着された状態に相当する（図５（Ａ）及び図５（Ｂ）参照）。一方、誤装着状態は、突起部６０の第１面６０ａが第２面６０ｂよりも切削ブレード５８の回転方向後方に位置付けられるように切削ブレード５８が装着された状態に相当する。

また、向き判定部１３２ｃは、切削ブレード５８が正装着状態である旨を示す信号（正装着信号）、又は、切削ブレード５８が誤装着状態である旨を示す信号（誤装着信号）を、判定結果として駆動制御部１３４に出力する。そして、駆動制御部１３４は、判定部１３２の判定結果に基づいて切削装置２の各構成要素の動作を制御する。

具体的には、向き判定部１３２ｃから駆動制御部１３４に正装着信号が入力されると、駆動制御部１３４は切削装置２の各構成要素に制御信号を出力し、切削ブレード５８による被加工物１１の切削を切削装置２に実行させる。これにより、正しい向きで装着された切削ブレード５８によって被加工物１１が切削される。

一方、向き判定部１３２ｃから駆動制御部１３４に誤装着信号が入力されると、駆動制御部１３４は切削装置２の各構成要素に制御信号を出力し、切削装置２による被加工物１１の切削を一時的に中止する。また、駆動制御部１３４は、表示ユニット５２及び報知ユニット５４に制御信号を出力し、切削ブレード５８が誤った向きで装着されている旨をオペレーターに知らせる警告を発信させる。例えば駆動制御部１３４は、表示ユニット５２に切削ブレード５８が誤った向きで装着されている旨を知らせるメッセージを表示させるとともに、報知ユニット５４（表示灯）を点灯又は点滅させる。

次に、上記の切削装置２を用いて切削ブレード５８の装着向きを判定する切削ブレードの判定方法について、図６～図９を参照しつつ説明する。なお、以下では一例として、判定部１３２が、突起部６０の第１面６０ａ及び第２面６０ｂ（図２（Ｂ）参照）の寸法に基づいて切削ブレード５８の向きを判定する場合について詳述する。

まず、撮像ユニット９４で切削ブレード５８の外周部を撮像し、撮像画像１４０（図７（Ａ）参照）を取得する撮像処理が実行される。例えば、切削ブレード５８を回転させつつ撮像ユニット９４で切削ブレード５８の外周部を複数回撮像することにより、複数の撮像画像１４０を取得する。撮像ユニット９４によって取得された複数の撮像画像１４０は、画像取得部１３２ａに入力される。そして、画像取得部１３２ａは、複数の撮像画像１４０を合成することにより、複数の突起部６０の像を含む合成画像１４２（図７（Ｂ）参照）を生成し、記憶部１３６に記憶する。

次に、画像処理部１３２ｂが、切削ブレード５８の先端（刃先）の位置を検出する刃先位置検出処理を実行する。図８（Ａ）は、刃先位置検出処理が施される合成画像１４２の一部を示す画像図である。

刃先位置検出処理では、まず、記憶部１３６に記憶されている合成画像１４２が画像処理部１３２ｂによって読み出され、画像処理部１３２ｂは合成画像１４２に二値化処理を施す。これにより、合成画像１４２に表されている切削ブレード５８の輪郭が判別しやすくなる。ただし、合成画像１４２のコントラストが十分に高い場合には、二値化処理を省略してもよい。

次に、画像処理部１３２ｂは、合成画像１４２の左端の行の画素（１行目の画素）の階調を上から下（－Ｚ方向）に向かって順に検出し、各画素が白表示であるか黒表示であるかを判定する。そして、画像処理部１３２ｂは、画素の表示が白表示から黒表示に切り替わった地点の座標を、切削ブレード５８の先端の座標として記録する。その後、２行目以降の画素に対して同様の処理を繰り返す。これにより、切削ブレード５８の先端位置を示す座標の集合が取得される。

次に、画像処理部１３２ｂは、合成画像１４２のうち切削ブレード５８の寸法の検出を行う範囲を設定する検出範囲設定処理を実行する。図８（Ｂ）は、検出範囲設定処理が施される合成画像１４２の一部を示す画像図である。

例えば画像処理部１３２ｂは、刃先位置検出処理によって取得された切削ブレード５８の先端位置の座標を参照し、Ｚ座標の最小値Ｚ_ｍｉｎと最大値Ｚ_ｍａｘとを特定する。そして、画像処理部１３２ｂは、合成画像１４２のうちＺ座標がＺ_ｍｉｎ以上Ｚ_ｍａｘ以下である範囲を、切削ブレード５８の寸法の検出に用いられる検出範囲に設定する。この検出範囲には、複数の突起部６０の像が含まれる。

また、画像処理部１３２ｂは、後述の極値特定処理において用いられる閾値を設定する。例えば画像処理部１３２ｂは、Ｚ_ｍｉｎとＺ_ｍａｘとの平均値Ｚ_ａｖｅを算出し、Ｚ_ｍｉｎとＺ_ａｖｅとの間の所定の値を第１閾値Ｚ_ｔｈ１、Ｚ_ｍａｘとＺ_ａｖｅとの間の所定の値を第２閾値Ｚ_ｔｈ２に設定する。

次に、画像処理部１３２ｂは、切削ブレード５８の先端位置の座標の極大値及び極小値を特定する極値特定処理を実行する。図８（Ｃ）は、極値特定処理が施される合成画像１４２の一部を示す画像図である。

例えば画像処理部１３２ｂは、切削ブレード５８の先端位置のＺ座標を、合成画像１４２の左端から右端（－Ｘ方向）に向かって順に読み取る。このとき画像処理部１３２ｂは、Ｚ座標の極大値を検出するモード（極大値検出モード）とＺ座標の極小値を検出するモード（極小値検出モード）とを切り替えつつ、切削ブレード５８の先端位置のＺ座標を読み取る。

具体的には、まず、画像処理部１３２ｂは極大値検出モードで切削ブレード５８の先端位置のＺ座標を－Ｘ方向に順に読み取る。そして、切削ブレード５８の先端位置のＺ座標が第１閾値Ｚ_ｔｈ１以下になると、極大値検出モードから極小値検出モードに切り替わり、画像処理部１３２ｂは極大値検出モードに設定されていた間に読み取ったＺ座標の最大値を特定する。この最大値をとる地点（極大点１４２ａ）の座標が、切削ブレード５８の突起部６０の先端６０ｃ（図２（Ｂ）参照）の座標として記録される。

次に、画像処理部１３２ｂは極小値検出モードで切削ブレード５８の先端位置のＺ座標を－Ｘ方向に沿って順に読み取る。そして、切削ブレード５８の先端位置のＺ座標が第２閾値Ｚ_ｔｈ２以上になると、極小値検出モードから極大値検出モードに切り替わり、画像処理部１３２ｂは極小値検出モードに設定されていた間に読み取ったＺ座標の最小値を特定する。この最小値をとる地点（極小点１４２ｂ）の座標が、切削ブレード５８の突起部６０の底６０ｄ（図２（Ｂ）参照）の座標として記録される。

上記の処理を繰り返すことにより、合成画像１４２に含まれる複数の極大点１４２ａ及び複数の極小点１４２ｂの座標が特定される。なお、上記では、極大値検出モードと極小値検出モードとの切り替えのタイミングを定義する閾値として２値の閾値（Ｚ_ｔｈ１，Ｚ_ｔｈ２）を用いる場合について説明したが、閾値は１値であってもよい。例えば、閾値としてＺ_ａｖｅ（図８（Ｂ）参照）を用いることもできる。

ただし、複数の撮像画像１４０（図７（Ａ）参照）を合成して合成画像１４２を生成すると、撮像画像１４０の継ぎ目において切削ブレード５８の像が不連続になり、現実の切削ブレード５８には存在しない微細な段差部が合成画像１４２に表示されることがある。そして、仮に閾値が１値（Ｚ_ａｖｅ等）であり、且つ、上記の段差部のＺ座標が閾値と重なると、段差部において誤って極大値検出モードから極小値検出モードへの切り替えと極小値検出モードから極大値検出モードへの切り替えとが生じ、段差部の上端及び下端が極大点１４２ａ及び極小点１４２ｂとして誤検出されてしまうことがある。これに対し、２値の閾値（Ｚ_ｔｈ１，Ｚ_ｔｈ２）を設定し、上記の段差部がＺ_ｔｈ１，Ｚ_ｔｈ２の両方と重なることがないようにＺ_ｔｈ１，Ｚ_ｔｈ２の差を調節しておくと、段差部における極値の誤検出を回避できる。

次に、画像処理部１３２ｂは、極大点１４２ａ及び極小点１４２ｂの座標に基づいて、突起部６０の第１面６０ａ及び第２面６０ｂ（図２（Ｂ）参照）の寸法を算出する寸法算出処理を実行する。例えば画像処理部１３２ｂは、切削ブレード５８の突起部６０の先端６０ｃと底６０ｄ（図２（Ｂ）参照）との距離に対応する値を算出する。図９は、寸法算出処理が施される合成画像１４２の一部を示す画像図である。

まず、画像処理部１３２ｂは、所定の極大点１４２ａと、その極大点１４２ａの右側に隣接する極小点１４２ｂとのＸ軸方向における距離Ｄ_１を算出する。次に、画像処理部１３２ｂは、距離Ｄ_１の算出に用いられた極小点１４２ｂと、その極小点１４２ｂの右側に隣接する極大点１４２ａとのＸ軸方向における距離Ｄ_２を算出する。さらに、画像処理部１３２ｂは、距離Ｄ_２の算出に用いられた極大点１４２ａと、その極大点１４２ａの右側に隣接する極小点１４２ｂとのＸ軸方向における距離Ｄ_１を算出する。

上記の処理を全ての極大点１４２ａ及び極小点１４２ｂに対して実施することにより、複数の距離Ｄ_１及び距離Ｄ_２が算出される。そして、画像処理部１３２ｂは、Ｄ_１の平均値とＤ_２の平均値とを算出し、向き判定部１３２ｃに出力する。なお、画像処理部１３２ｂは、Ｄ_１の合計値とＤ_２の合計値とを向き判定部１３２ｃに出力してもよい。

次に、向き判定部１３２ｃが、画像処理部１３２ｂから入力された値に基づいて切削ユニット２０ａに装着されている切削ブレード５８の向きを特定する向き特定処理を実行する。例えば、向き判定部１３２ｃは、Ｄ_１の平均値（又は合計値）とＤ_２の平均値（又は合計値）とを比較し、両者の大小関係に基づいて切削ブレード５８の向きを判定する。

具体的には、切削ブレード５８が、突起部６０の第１面６０ａが第２面６０ｂよりも切削ブレード５８の回転方向前方に位置付けられるように切削ユニット２０ａに装着されている場合には（図５（Ａ）参照）、図９に示すような合成画像１４２が得られる。そして、極大点１４２ａから極小点１４２ｂまでの距離に対応するＤ_１の平均値は、極小点１４２ｂから極大点１４２ａまでの距離に対応するＤ_２の平均値よりも小さくなる。この場合、向き判定部１３２ｃは、切削ブレード５８が正しい向きで装着されている状態（正装着状態）であると判定し、駆動制御部１３４に正装着信号を出力する。

一方、切削ブレード５８が誤って、突起部６０の第１面６０ａが第２面６０ｂよりも切削ブレード５８の回転方向後方に位置付けられるように切削ユニット２０ａに装着されている場合には、図９に示す合成画像１４２を左右反転したような合成画像が得られる。そして、極大点１４２ａから極小点１４２ｂまでの距離に対応するＤ_１の平均値は、極小点１４２ｂから極大点１４２ａまでの距離に対応するＤ_２の平均値よりも大きくなる。この場合、向き判定部１３２ｃは、切削ブレード５８が誤った向きで装着されている状態（誤装着状態）であると判定し、駆動制御部１３４に誤装着信号を出力する。

例えば、記憶部１３６には、突起部６０の寸法と切削ブレード５８の状態（正装着状態又は誤装着状態）との関係を示す参照情報が予め記憶されている。そして、向き判定部１３２ｃは、画像処理部１３２ｂから入力された寸法値と参照情報とに基づいて、切削ブレード５８が正装着状態であるか誤装着状態であるかを判定する。

以上のように、画像処理部１３２ｂは、撮像ユニット９４によって撮像された切削ブレード５８の突起部６０の寸法に対応する値を算出する。そして、向き判定部１３２ｃは、画像処理部１３２ｂによって算出された寸法値に基づいて、切削ブレード５８の向きを判定する。

なお、画像処理部１３２ｂによって算出される値は、距離Ｄ_１の平均値（又は合計値）及び距離Ｄ_２の平均値（又は合計値）に限られない。例えば画像処理部１３２ｂは、極大点１４２ａから極小点１４２ｂまでの直線距離と極小点１４２ｂから極大点１４２ａまでの直線距離とを算出して、向き判定部１３２ｃに出力してもよい。

上記の判定部１３２による判定は、記憶部１３６（メモリ）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１３６には、撮像ユニット９４及び判定部１３２によって実行される各処理を記述するプログラムが記憶される。そして、制御ユニット５６は、記憶部１３６からプログラムを読み出して実行することにより、切削ブレード５８の向きの判定を自動で実行する。

以上の通り、本実施形態に係る切削装置は、撮像ユニット９４によって取得された切削ブレード５８の突起部６０の画像に基づいて、切削ユニット２０ａに装着された切削ブレード５８の向きを判定することができる。これにより、切削ブレード５８が誤った向きで装着されたまま被加工物１１の切削が続行されることを回避でき、切削ブレード５８の誤装着による加工不良の発生が防止される。

なお、上記実施形態では、判定部１３２が、切削ブレード５８の突起部６０の寸法に基づいて切削ブレード５８の向きを判定する例について説明した。ただし、切削ブレード５８の向きの判定方法はこれに限定されない。例えば、判定部１３２は突起部６０の第１面６０ａ及び第２面６０ｂの傾斜に基づいて切削ブレード５８の向きを判定することもできる。以下、図６、図１０（Ａ）～図１０（Ｃ）を参照しつつ、切削ブレードの判定方法の他の例について説明する。

まず、前述の手順に従って、切削ブレード５８の外周部を撮像ユニット９４によって連続的に撮像し、複数の撮像画像を取得する。そして、画像取得部１３２ａは、複数の撮像画像を連結させて合成画像を生成し、記憶部１３６に記憶する。

図１０（Ａ）は、複数の撮像画像１５０を合成することによって生成された合成画像１５２を示す画像図である。なお、図１０（Ａ）には、切削ブレード５８の突起部６０の第１面６０ａ及び第２面６０ｂが正面視で略直線状である場合の合成画像１５２を図示している。

次に、画像処理部１３２ｂは、記憶部１３６に記憶されている合成画像１５２を読み出し、合成画像１５２に二値化処理を施す。ただし、合成画像１５２のコントラストが十分に高い場合には、二値化処理を省略してもよい。

次に、画像処理部１３２ｂは、合成画像１５２にエッジを検出する画像処理を施すことにより、切削ブレード５８の先端（刃先）を検出するエッジ検出処理を実行する。例えば、合成画像１５２にエッジ検出処理が施されると、合成画像１５２の画素の表示が白表示から黒表示に切り替わる地点を白、合成画像１５２のその他の領域を黒で表示するエッジ検出画像が生成される。

図１０（Ｂ）は、エッジ検出画像１５４を示す画像図である。エッジ検出画像１５４には、合成画像１５２に含まれるエッジを表すエッジライン１５４ａが表示される。エッジライン１５４ａは、切削ブレード５８の先端の形状に相当する。

次に、画像処理部１３２ｂは、エッジ検出画像１５４に対して画像処理を施すことにより、エッジライン１５４ａに含まれる直線成分を抽出する直線抽出処理を実行する。図１０（Ｃ）は、直線抽出処理が施されるエッジ検出画像１５４を示す画像図である。

エッジライン１５４ａには、切削ブレード５８の第１面６０ａ（図２（Ｂ）参照）に対応する複数の第１直線１５６ａの成分と、切削ブレード５８の第２面６０ｂ（図２（Ｂ）参照）に対応する複数の第２直線１５６ｂの成分とが含まれる。なお、第１直線１５６ａのＺ軸方向に対する傾斜角は、第２直線１５６ｂのＺ軸方向に対する傾斜角よりも小さい。すなわち、第１直線１５６ａと第２直線１５６ｂとは、角度（傾斜角）に基づいて区別できる。

画像処理部１３２ｂは、エッジ検出画像１５４に直線抽出処理を施すことにより、エッジライン１５４ａに含まれる複数の直線を抽出する。また、画像処理部１３２ｂは、抽出された複数の直線の角度を特定し、複数の直線を第１直線１５６ａと第２直線１５６ｂとに分類する。

例えば画像処理部１３２ｂは、エッジ検出画像１５４にハフ変換処理を施す。これにより、エッジライン１５４ａに含まれる複数の直線が抽出されるとともに、各直線の角度が特定される。また、画像処理部１３２ｂは、抽出された直線の角度を予め設定された閾値と比較することにより、複数の直線を第１直線１５６ａと第２直線１５６ｂとに分類する。そして、例えば画像処理部１３２ｂは、第１直線１５６ａの角度の平均値と第２直線１５６ｂの角度の平均値とを、向き判定部１３２ｃに出力する。

向き判定部１３２ｃは、画像処理部１３２ｂから入力された値（第１直線１５６ａ及び第２直線１５６ｂの角度）に基づいて、切削ユニット２０ａに装着されている切削ブレード５８の向きを特定する向き特定処理を実行する。例えば向き判定部１３２ｃは、第１直線１５６ａに対する第２直線１５６ｂの傾斜方向に基づいて、切削ブレード５８の向きを判定する。

具体的には、切削ブレード５８が、突起部６０の第１面６０ａが第２面６０ｂよりも切削ブレード５８の回転方向前方に位置付けられるように切削ユニット２０ａに装着されている場合には（図５（Ａ）参照）、図１０（Ｃ）に示すようなエッジ検出画像１５４が得られる。そして、エッジ検出画像１５４においては、第１直線１５６ａに対して第２直線１５６ｂが時計回り方向に所定の角度分だけ傾斜している。この場合、向き判定部１３２ｃは、切削ブレード５８が正しい向きで装着されている状態（正装着状態）であると判定し、駆動制御部１３４に正装着信号を出力する。

一方、切削ブレード５８が誤って、突起部６０の第１面６０ａが第２面６０ｂよりも切削ブレード５８の回転方向後方に位置付けられるように切削ユニット２０ａに装着されている場合には、図１０（Ｃ）に示すエッジ検出画像１５４を左右反転したようなエッジ検出画像が得られる。そして、このエッジ検出画像においては、第１直線１５６ａに対して第２直線１５６ｂが反時計回り方向に所定の角度分だけ傾斜している。この場合、向き判定部１３２ｃは、切削ブレード５８が誤った向きで装着されている状態（誤装着状態）であると判定し、駆動制御部１３４に誤装着信号を出力する。

以上のように、画像処理部１３２ｂは、切削ブレード５８の突起部６０の第１面６０ａ及び第２面６０ｂに対応する第１直線１５６ａ及び第２直線１５６ｂを抽出してもよい。この場合、向き判定部１３２ｃは、画像処理部１３２ｂによって抽出された第１直線１５６ａ及び第２直線１５６ｂの傾斜の関係に基づいて切削ブレード５８の向きを判定する。

また、判定部１３２は、切削ブレード５８の突起部６０の画像と参照画像とを比較した結果に基づいて、切削ブレード５８の向きを判定することもできる。すなわち、判定部１３２は、パターンマッチングによって切削ブレード５８の向きを判定してもよい。以下、図６、図１１（Ａ）～図１１（Ｃ）を参照しつつ、切削ブレードの判定方法の他の例について説明する。

まず、制御ユニット５６の記憶部１３６に、予め取得された参照画像が記憶される。参照画像としては、切削ブレード５８が正装着状態である場合に撮像ユニット９４で切削ブレード５８の外周部を撮像することによって取得される突起部６０の画像が用いられる。図１１（Ａ）は、参照画像１６０を示す画像図である。

そして、切削ブレード５８の装着向きを判定する際は、まず、切削ブレード５８の外周部を撮像ユニット９４によって撮像し、撮像画像を取得する。これにより、切削ユニット２０ａ，２０ｂに装着されている切削ブレード５８の突起部６０の画像が取得される。

図１１（Ｂ）は正装着状態の切削ブレード５８の突起部６０の撮像画像１６２ａを示す画像図であり、図１１（Ｃ）は誤装着状態の切削ブレード５８の突起部６０の撮像画像１６２ｂを示す画像図である。撮像ユニット９４で切削ブレード５８の外周部を撮像すると、切削ブレード５８の装着状態に応じて撮像画像１６２ａ又は撮像画像１６２ｂが取得される。そして、画像取得部１３２ａは、取得された撮像画像１６２ａ又は撮像画像１６２ｂを記憶部１３６に記憶する。

次に、画像処理部１３２ｂは、記憶部１３６に記憶されている参照画像１６０と撮像画像１６２ａ又は撮像画像１６２ｂとを読み出し、両者の類似度を算出する。ここで、切削ブレード５８が正しく装着されている場合には、撮像画像１６２ａが取得され、撮像画像１６２ａが参照画像１６０と比較される。その結果、高い類似度が算出される。一方、切削ブレード５８が誤って装着されている場合には、撮像画像１６２ｂが取得され、撮像画像１６２ｂが参照画像１６０と比較される。その結果、低い類似度が算出される。そして、画像処理部１３２ｂは、参照画像１６０と撮像画像１６２ａ又は撮像画像１６２ｂとの比較の結果（類似度）を向き判定部１３２ｃに出力する。

向き判定部１３２ｃは、参照画像１６０と撮像画像１６２ａ又は撮像画像１６２ｂとの比較結果に基づいて、切削ブレード５８の装着向きを特定する。例えば、記憶部１３６には予め類似度の閾値が記憶されており、向き判定部１３２ｃは画像処理部１３２ｂから入力された類似度と記憶部１３６から読み出された閾値とを比較する。そして、画像処理部１３２ｂによって算出された類似度が閾値以上である場合には、向き判定部１３２ｃは切削ブレード５８が正しく装着されていると判定する。一方、画像処理部１３２ｂによって算出された類似度が閾値未満である場合には、向き判定部１３２ｃは切削ブレード５８が誤って装着されていると判定する。

以上のように、画像処理部１３２ｂは、撮像ユニット９４によって撮像された切削ブレード５８の突起部６０の画像と参照画像とを比較してもよい。この場合、向き判定部１３２ｃは、突起部６０の画像と参照画像とを比較した結果に基づいて切削ブレード５８の向きを判定する。

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
１３テープ（ダイシングテープ）
１５フレーム
２切削装置
４基台
４ａ，４ｂ，４ｃ開口
６カセット支持台
８カセット
１０チャックテーブル（保持テーブル）
１０ａ保持面
１２移動機構
１４テーブルカバー
１６防塵防滴カバー
１８クランプ
２０ａ，２０ｂ切削ユニット
２２支持構造
２４ａ，２４ｂ移動機構
２６Ｙ軸ガイドレール
２８ａ，２８ｂＹ軸移動プレート
３０ａ，３０ｂＹ軸ボールねじ
３２Ｙ軸パルスモータ
３４ａ，３４ｂＺ軸ガイドレール
３６ａ，３６ｂＺ軸移動プレート
３８ａ，３８ｂＺ軸ボールねじ
４０ａ，４０ｂＺ軸パルスモータ
４２撮像ユニット
４４洗浄ユニット
４６スピンナテーブル
４６ａ保持面
４８ノズル
５０カバー
５２表示ユニット（表示部、表示装置）
５４報知ユニット（報知部、報知装置）
５６制御ユニット（制御部、制御装置）
５８切削ブレード
５８ａ開口
６０突起部（凸部、鋸刃）
６０ａ第１面（すくい面）
６０ｂ第２面（逃げ面）
６０ｃ先端
６０ｄ底（刃底）
６２ハウジング
６４スピンドル
６４ａ開口
６４ｂねじ溝
６６ブレードマウント
６６ａ開口
６８フランジ部
６８ａ表面
６８ｂ凸部
７０ボス部（支持軸）
７０ａねじ溝
７２固定ボルト
７４フランジ（押さえフランジ）
７４ａ開口
７６固定ナット
７８ブレードカバー
８０本体部
８２スライドカバー
８４エアシリンダ
８６連結具
８８連結具
９０連結具
９２ノズル
９４撮像ユニット
１００発光部
１０２筐体
１０４光源
１０６集光レンズ
１０８ミラー
１１０受光部
１１２顕微鏡
１１４筐体
１１６ミラー
１１８，１２０凸レンズ
１２２カメラ
１２４気体供給路
１２６気体供給源
１３０処理部
１３２判定部
１３２ａ画像取得部
１３２ｂ画像処理部
１３２ｃ向き判定部
１３４駆動制御部
１３６記憶部
１４０撮像画像
１４２合成画像
１４２ａ極大点
１４２ｂ極小点
１５０撮像画像
１５２合成画像
１５４エッジ検出画像
１５４ａエッジライン
１５６ａ第１直線
１５６ｂ第２直線
１６０参照画像
１６２ａ，１６２ｂ撮像画像

Claims

被加工物を切削する切削装置であって、
該被加工物を保持面で保持するチャックテーブルと、
該保持面で保持された該被加工物を切削する切削ブレードが先端部に装着されるスピンドルを有する切削ユニットと、
該切削ユニットに装着された該切削ブレードの外周部を撮像する撮像ユニットと、
該切削ブレードの向きを判定する判定部と、を備え、
該切削ブレードの外周部には、該切削ブレードで該被加工物を切削する際に発生する切削屑を送り出す第１面と、該第１面に接続された第２面とを含む複数の突起部が設けられ、
該判定部は、該撮像ユニットによって取得された該突起部の画像に基づいて、該切削ユニットに装着された該切削ブレードの向きを判定することを特徴とする切削装置。
該判定部は、該撮像ユニットによって撮像された該突起部の該第１面及び該第２面の寸法に基づいて該切削ブレードの向きを判定することを特徴とする、請求項１に記載の切削装置。
該判定部は、該撮像ユニットによって撮像された該突起部の該第１面及び該第２面の傾斜に基づいて該切削ブレードの向きを判定することを特徴とする、請求項１に記載の切削装置。
該判定部は、該撮像ユニットによって撮像された該突起部の画像と参照画像とを比較した結果に基づいて該切削ブレードの向きを判定することを特徴とする、請求項１に記載の切削装置。