JP2024068983A - 切削ブレード検出機構 - Google Patents

Abstract

【課題】切削ブレードの状態の検出精度の低下を抑制することができる切削ブレード検出機構を提供すること。【解決手段】切削ブレード検出機構１は、複数の発光体１０と、複数の受光体２０と、受光体２０が受光した光１３を信号３１に変換する光電変換器３０と、信号３１，４１を伝達する回路５０上に配設され入力した信号４１の出力を停止する回路５０を選択するセレクタ６０と、制御ユニット１７０と、を有し、制御ユニット１７０は、回路５０の中から所定の期間、信号３１，４１を伝達する回路５０－１を特定する回路特定部１７２と、回路特定部１７２で特定された複数の回路５０－１の内、切削ブレード１２１の切れ刃１２４に近い側の少なくとも１つの回路５０－２以外の回路５０－１の信号４１の出力をセレクタ６０に停止させるセレクタ制御部１７３とを備える。【選択図】図６

Description

本発明は、半導体ウェーハ等のウェーハを切削する切削装置に装備される切削ブレードの状態を検出する為の切削ブレード検出機構に関する。

半導体ウェーハをチップ状に個片化するには、通常、ダイサーと呼ばれる切削装置が使用される。この切削装置は、摩耗して直径が減少した切削ブレードの環状の切れ刃の交換時期及び環状の切れ刃の欠けを検出する為の切削ブレード検出機構を備えている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

上記切削ブレード検出機構は、切削ブレードの環状の切れ刃が侵入するブレード侵入部と、該ブレード侵入部に対向して配列される複数の発光体及び受光体（共に光ファイバー）を備えている。この切削ブレード検出機構は、発光体が発光する光を受光体が受光し、受光体が受光した光の光量に対応した電圧に変換することにより、発光体と受光体との間のブレード侵入部に位置する切削ブレードの環状の切れ刃の状態を検出する。

特開２０１０－１４１００９号公報 特許第５２３６９１８号公報

しかしながら、上記特許文献１及び特許文献２等に記載された切削ブレード検出機構は、切削中に切れ刃の検出を行う為、切削中の切削水が発光体と受光体との間に散乱し、検出精度を低下させるという課題がある。

本発明の目的は、切削ブレードの状態の検出精度の低下を抑制することができる切削ブレード検出機構を提供することである。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の切削ブレード検出機構は、被加工物を保持するチャックテーブルに保持された被加工物を切削する環状の切れ刃を備えた切削ブレードの回転軸方向の一方の側に該切削ブレードの径方向に直列に互いに隣接して配列された複数の発光体と、切削ブレードの回転軸方向の他方の側に該複数の発光体と対向して配設され該発光体によって照射された光を受光する複数の受光体と、該複数の受光体が受光した光を光量に対応した電圧値の信号に変換する光電変換器と、を具備する切削装置の切削ブレード検出機構であって、該光電変換器から出力された該信号を伝達する回路上に配設され、入力した該信号の出力を停止する回路を選択するセレクタと、制御手段と、を有し、該制御手段は、該回路の中から所定の期間、該光電変換器からの該信号を伝達する回路を特定する回路特定部と、該回路特定部で特定された複数の回路の内、該切削ブレードの切れ刃に近い側の少なくとも１つの回路以外の回路の該信号の出力を停止するように該セレクタを制御するセレクタ制御部と、を、備え、該複数の受光体毎の受光量によるバラつきの影響を低減し、高精度で切削ブレードの検出が可能なことを特徴とする。

前記切削ブレード検出機構では、該制御手段は、該回路特定部で特定された回路の内、該切削ブレードの切れ刃に近い側の少なくとも１つの回路以外の回路に接続した該発光体からの発光を停止する発光停止部を更に備えても良い。

本発明は、切削ブレードの状態の検出精度の低下を抑制することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態１に係る切削装置の切削ブレード検出機構を備え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斜視図である。 図３は、図１に示された切削装置の切削ブレード検出機構の構成を示す一部断面で示す正面図である。 図４は、図３に示された切削ブレード検出機構の発光体及び受光体を示す図である。 図５は、図３に示された切削ブレード検出機構の構成を示すブロック図である。 図６は、図５に示された切削ブレード検出機構の回路特定部が特定した回路の内セレクタ制御部が最も切れ刃の先端に近い回路以外の回路の出力を停止した状態を示すブロック図である。 図７は、実施形態２に係る切削ブレード検出機構の回路特定部が特定した回路の内セレクタ制御部が最も切れ刃の先端に近い回路以外の回路の出力を停止した状態を示すブロック図である。

本発明を実施するための形態（実施形態）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〕
本発明の実施形態１に係る切削装置の切削ブレード検出機構を図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る切削装置の切削ブレード検出機構を備え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斜視図である。図３は、図１に示された切削装置の切削ブレード検出機構の構成を示す一部断面で示す正面図である。図４は、図３に示された切削ブレード検出機構の発光体及び受光体を示す図である。図５は、図３に示された切削ブレード検出機構の構成を示すブロック図である。図６は、図５に示された切削ブレード検出機構の回路特定部が特定した回路の内セレクタ制御部が最も切れ刃の先端に近い回路以外の回路の出力を停止した状態を示すブロック図である。

（被加工物）
実施形態１に係る切削装置の切削ブレード検出機構１は、図１に示す切削装置１００を構成する。図１に示された切削装置１００は、被加工物２００を切削する加工装置である。実施形態１では、切削装置１００の加工対象の被加工物２００は、シリコン、サファイア、ガリウムヒ素、又はＳｉＣ（炭化ケイ素）等などを基板とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等のウェーハである。被加工物２００は、表面２０１に互いに格子状に形成された複数の分割予定ライン２０２によって格子状に区画された領域にデバイス２０３が形成されている。

デバイス２０３は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等の集積回路、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等のイメージセンサ、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）又はメモリ（半導体記憶装置）である。

実施形態１では、被加工物２００は、表面２０１の裏側の裏面２０４に被加工物２００よりも大径な円板状の粘着テープ２０５が貼着され、粘着テープ２０５の外縁部に円環状の環状フレーム２０６が貼着されて、環状フレーム２０６に支持される。

なお、実施形態１では、被加工物２００は、半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等のウェーハであるが、本発明では、ウェーハに限らず、例えば、セラミックスコンデンサ基板、ＣＳＰ（チップサイズパッケージ）基板等のパッケージ基板等の種々の被加工物でも良い。

（切削装置）
図１に示された切削装置１００は、被加工物２００をチャックテーブル１１０で保持し分割予定ライン２０２に沿って切削ブレード１２１で切削する加工装置である。切削装置１００は、図１に示すように、被加工物２００を保持面１１１で吸引保持するチャックテーブル１１０と、チャックテーブル１１０で保持された被加工物２００を切削ブレード１２１で切削する切削ユニット１２０と、チャックテーブル１１０に保持された被加工物２００を撮像する撮像ユニット１３０と、制御手段である制御ユニット１７０とを備える。

また、切削装置１００は、チャックテーブル１１０を切削ユニット１２０に対して相対的に移動させる移動ユニット１４０を備える。移動ユニット１４０は、チャックテーブル１１０を水平方向と平行なＸ軸方向に加工送りするＸ軸移動ユニット１４１と、切削ユニット１２０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１４２と、切削ユニット１２０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１４３と、チャックテーブル１１０をＺ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット１４４とを備える。

Ｘ軸移動ユニット１４１は、切削装置１００の装置本体１０１に設置されている。Ｘ軸移動ユニット１４１は、チャックテーブル１１０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１１０と切削ユニット１２０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１４２及びＺ軸移動ユニット１４３は、装置本体１０１から立設した支持フレーム１０２に設置されている。Ｙ軸移動ユニット１４２は、切削ユニット１２０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１１０と切削ユニット１２０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１４３は、切削ユニット１２０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１１０と切削ユニット１２０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。回転移動ユニット１４４はＸ軸移動ユニット１４１によりチャックテーブル１１０とともにＸ軸方向に移動される。

Ｘ軸移動ユニット１４１、Ｙ軸移動ユニット１４２及びＺ軸移動ユニット１４３は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじと、ボールねじを軸心回りに回転させてチャックテーブル１１０又は切削ユニット１２０をＸ軸方向、Ｙ軸方向又はＺ軸方向に移動させる周知のモータと、チャックテーブル１１０又は切削ユニット１２０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とを備える。回転移動ユニット１４４は、チャックテーブル１１０を軸心回りに回転する周知のモータ等を備える。

チャックテーブル１１０は、円盤形状であり、被加工物２００を保持する保持面１１１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１１０は、Ｘ軸移動ユニット１４１により切削ユニット１２０の下方の加工領域と、切削ユニット１２０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、かつ回転移動ユニット１４４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１１０は、保持面１１１が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１１１に載置された被加工物２００を吸引保持する。実施形態１では、チャックテーブル１１０は、粘着テープ２０５を介して被加工物２００の裏面２０４側を吸引保持する。また、チャックテーブル１１０の周囲には、図１に示すように、環状フレーム２０６をクランプするクランプ部１１２が複数設けられている。

切削ユニット１２０は、スピンドル１２３の先端に円環状の切削ブレード１２１を装着可能な加工ユニットである。切削ユニット１２０は、チャックテーブル１１０に保持された被加工物２００に対して、Ｙ軸移動ユニット１４２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１４３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１２０は、Ｘ軸移動ユニット１４１、Ｙ軸移動ユニット１４２及びＺ軸移動ユニット１４３により、チャックテーブル１１０の保持面１１１の任意の位置に切削ブレード１２１を位置付け可能となっている。

切削ユニット１２０は、図１に示すように、切削ブレード１２１と、Ｙ軸移動ユニット１４２及びＺ軸移動ユニット１４３によりＹ軸方向及びＺ軸方向に移動自在に設けられたスピンドルハウジング１２２と、スピンドルハウジング１２２に軸心回りに回転自在に設けられたスピンドル１２３と、スピンドル１２３を軸心回りに回転する図示しないスピンドルモータとを有する。

切削ブレード１２１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１２１は、図２及び図３に示すように、チャックテーブル１１０に保持された被加工物２００を切削する円環状の切れ刃１２４と、切れ刃１２４を外縁に支持しかつスピンドル１２３に着脱自在に装着される円環状の環状基台１２５とを備えている。切れ刃１２４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１２１は、切れ刃１２４のみからなる所謂ワッシャーブレードでも良い。切削ブレード１２１は、被加工物２００の切削中に切れ刃１２４の一部が欠けることがある。

スピンドルハウジング１２２は、Ｚ軸移動ユニット１４３によりＺ軸方向に移動自在に支持され、Ｚ軸移動ユニット１４３を介してＹ軸移動ユニット１４２によりＹ軸方向に移動自在に支持されている。スピンドルハウジング１２２は、スピンドル１２３の先端部を除く部分及び図示しないスピンドルモータ等を収容し、スピンドル１２３を軸心回りに回転可能に支持する。

スピンドル１２３は、切削ブレード１２１が先端部に装着されるものである。スピンドル１２３は、図示しないスピンドルモータにより軸心回りに回転されるとともに、先端部がスピンドルハウジング１２２の先端面より突出している。スピンドル１２３の先端部は、先端に向かうにしたがって徐々に細く形成されており、切削ブレード１２１が装着される。切削ユニット１２０のスピンドル１２３及び切削ブレード１２１の軸心は、Ｙ軸方向と平行である。即ち、切削ユニット１２０の切削ブレード１２１は、スピンドルモータにより軸心回りに回転される。

また、切削ユニット１２０は、図２に示すように、スピンドル１２３の先端面に装着されたブレードカバー１２６と、切削ブレード１２１に切削水を供給する切削水ノズル１２７とを有する。

ブレードカバー１２６は、切削ブレード１２１の少なくとも上方を覆うものである。ブレードカバー１２６は、スピンドルハウジング１２２の先端面に固定されている。

切削水ノズル１２７は、チャックテーブル１１０の保持面１１１で保持された被加工物２００を切削ブレード１２１が切削する際に、切削ブレード１２１に切削水を供給するものである。切削水ノズル１２７は、図２に示すように、シャワーノズル１２８と、一対のブレードノズル１２９とを備える。

ノズル１２８，１２９は、ブレードカバー１２６に取り付けられ、図示しない切削水供給源から切削水が供給される。シャワーノズル１２８は、切削ブレード１２１の切れ刃１２４の先端とＸ軸方向に対面する噴射口を備え、切削中に切削ブレード１２１の切れ刃１２４の先端に噴射口から切削水を供給する。

ブレードノズル１２９は、Ｘ軸方向と平行に延在し、互いにＹ軸方向に間隔をあけて配置されている。ブレードノズル１２９は、互いの間に切削ブレード１２１の切れ刃１２４の下端部を位置づけており、切削ブレード１２１の切れ刃１２４の下端部に対面する図示しない噴射口を備えている。ブレードノズル１２９は、切削中に切削ブレード１２１の切れ刃１２４の下端部に噴射口から切削水を供給する。

撮像ユニット１３０は、切削ユニット１２０と一体的に移動するように、切削ユニット１２０に固定されている。撮像ユニット１３０は、チャックテーブル１１０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含む。撮像素子は、例えば、複数の画素を有する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１３０は、チャックテーブル１１０に保持された被加工物２００の表面２０１を対物レンズを通して撮像素子で撮像する。

撮像ユニット１３０は、チャックテーブル１１０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１２１との位置合わせを行なうアライメントを遂行するための画像を取得し、取得した画像を制御ユニット１７０に出力する。

また、切削装置１００は、チャックテーブル１１０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１２０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１２０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、チャックテーブル１１０の軸心回りに角度を検出する角度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、モータのパルスで切削ユニット１２０のＺ軸方向の位置を検出する。角度検出ユニットは、周知のロータリエンコーダ等により構成される。

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１１０のＸ軸方向、切削ユニット１２０のＹ軸方向又はＺ軸方向の位置を制御ユニット１７０に出力する。角度検出ユニットは、チャックテーブル１１０の軸心回りの基準位置からの角度を制御ユニット１７０に出力する。なお、実施形態１では、切削装置１００の各構成要素のＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の位置は、予め定められた図示しない基準位置を基準とした位置で定められる。

また、切削装置１００は、切削前後の被加工物２００を収容するカセット１５１が載置されかつカセット１５１をＺ軸方向に移動させるカセットエレベータ１５０と、洗浄ユニット１６０と、図示しない搬送ユニットとを備える。カセット１５１は、被加工物２００をＺ軸方向に間隔をあけて複数収容可能な収容容器であり、被加工物２００を出し入れ可能とする出し入れ口１５２を備えている。カセットエレベータ１５０は、搬入出領域に位置付けられたチャックテーブル１１０のＹ軸方向の一方側の隣に配置され、搬入出領域に位置付けられたチャックテーブル１１０側に出し入れ口１５２を位置付けて、カセット１５１が載置される。

洗浄ユニット１６０は、切削後の被加工物２００を洗浄するものである。洗浄ユニットは、搬入出領域に位置付けられたチャックテーブル１１０のＹ軸方向の他方側の隣に配置され、カセット１５１及び搬入出領域に位置付けられたチャックテーブル１１０とＹ軸方向に並ぶ位置に配置されている。洗浄ユニット１６０は、被加工物を吸引保持するスピンナテーブル１６１と、スピンナテーブル１６１に吸引保持された被加工物２００の表面２０１に洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル１６２とを備える。

搬送ユニットは、カセット１５１内とチャックテーブル１１０上と洗浄ユニット１６０のスピンナテーブル１６１上に亘って被加工物２００を搬送するものである。

制御ユニット１７０は、切削装置１００の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１００に実施させるものでもある。なお、制御ユニット１７０は、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１７０の演算処理装置は、記憶装置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１００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１００の各構成要素に出力する。

制御ユニット１７０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、オペレータが加工条件などを登録する際に用いる入力ユニットと、報知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。報知ユニットは、音と光の少なくとも一方を発して、オペレータに報知するものである。

また、制御ユニット１７０は、加工制御部１７１を備える。加工制御部１７１は、切削装置１００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１００の各構成要素に実施させるものである。加工制御部１７１の機能は、演算処理装置が記憶装置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することにより実現される。

また、切削装置１００は、図３に示す一部を示す切削ブレード検出機構１を備える。切削ブレード検出機構１は、切削ブレード１２１の切れ刃１２４の状態を検出するものである。なお、本発明では、切削ブレード検出機構１は、切削ブレード１２１の切れ刃１２４の状態として、切れ刃１２４の欠けの有無、切れ刃１２４の摩耗状態を示す切れ刃１２４の先端の位置、及び切れ刃１２４が全周に亘って欠けたか否かを検出する。

（切削ブレード検出機構）
切削ブレード検出機構１は、図３に示すように、機構本体２と、複数の発光手段である発光体１０と、複数の受光手段である受光体２０とを具備する。機構本体２は、ブレードカバー１２６に取り付けられて、切削ブレード１２１の上方に配置されている。機構本体２は、Ｙ軸方向に沿って間隔をあけ、かつそれぞれがＺ軸方向に延在しているとともに、互いの間に切削ブレード１２１の切れ刃１２４を位置付ける一対の垂直部３と、垂直部３の上端同士を連結した連結部４とを有している。機構本体２は、一対の垂直部３間に切削ブレード１２１の切れ刃１２４を侵入させるブレード侵入部５を形成している。即ち、切削ブレード検出機構１は、ブレード侵入部５を具備している。

機構本体２は、ブレードカバー１２６のねじ孔に螺合した調整ねじ６が連結部４に取り付けられている。機構本体２は、調整ねじ６がオペレータ等に軸心回りに回転されることで、Ｚ軸方向に沿ってブレードカバー１２６に対して移動されて、ブレードカバー１２６に対する切削ブレード１２１の切れ刃１２４の径方向の位置が調整される。

複数の発光体１０は、切削ブレード１２１の回転軸であるＹ軸方向の一方の側の垂直部３（以下、符号３－１で示す）に配設されている。複数の発光体１０は、図３及び図４に示すように、切削ブレード１２１の切れ刃１２４の径方向に直列に互いに隣接して配列されている。複数の発光体１０は、他方側の垂直部３（以下、符号３－２で示す）に対面し、Ｚ軸方向即ち切削ブレード１２１の切れ刃１２４の径方向に沿う直線上に配列されている。発光体１０は、図５に示された発光素子１１に接続された光ファイバ１２の端部であって、発光素子１１が発した光１３を他方側の垂直部３－２に向けて照射する。なお、発光素子１１は、例えば、ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）又はＬＤ（Laser Diode）である。

複数の受光体２０は、切削ブレード１２１の回転軸であるＹ軸方向の他方の側の垂直部３－２に配設されている。複数の受光体２０は、図３及び図４に示すように、切削ブレード１２１の切れ刃１２４の径方向に直列に互いに隣接して他方の側の垂直部３－２に配列されている。複数の受光体２０は、一方側の垂直部３－１に対面し、Ｚ軸方向即ち切削ブレード１２１の切れ刃１２４の径方向に沿う直線上に配列されて、複数の発光体１０と対向している。

受光体２０は、それぞれ、発光体１０と１対１で対応しており、対応する発光体１０と切削ブレード１２１の回転軸であるＹ軸方向に沿って対向する。受光体２０は、光ファイバ２２の端部であって、それぞれ、対応する発光体１０が照射した光１３を受光する。

なお、実施形態１では、発光体１０及び受光体２０は、それぞれ、各垂直部３－１，３－２に１６個配設されている。また、実施形態１では、発光体１０及び受光体２０は、それぞれ、垂直部３－１，３－２に配設されているので、ブレード侵入部５は、複数の発光体１０と、複数の受光体２０との間に形成されている。

また、切削ブレード検出機構１は、図５に示すように、光電変換器３０と、アンプ４０と、制御手段である制御ユニット１７０を備えている。このように、実施形態１では、制御ユニット１７０は、切削装置１００全体の加工動作を制御するとともに、切削ブレード検出機構１を構成する。しかしながら、本発明では、切削ブレード検出機構１を構成する制御手段を、切削装置１００全体の加工動作を制御する制御ユニット１７０と別に設けても良い。

光電変換器３０は、複数の受光体２０がそれぞれ受光した光１３を光１３の光量に対応した電圧値の信号３１に変換するものである。実施形態１では、光電変換器３０は、受光体２０と１対１で対応して、複数設けられている。光電変換器３０は、端部が受光体２０である光ファイバ２２の他端部に接続して、対応した受光体２０及び受光体２０を介して受光体２０が対応する発光体１０と接続している。また、実施形態１では、光電変換器３０は、それぞれ、制御ユニット１７０の透過率算出部１７４と回路５０により接続されている。即ち、実施形態１では、光電変換器３０及び回路５０は、発光体１０及び受光体２０と同数設けられ、回路５０は、光電変換器３０を介して、受光体２０及び発光体１０と接続している。

光電変換器３０は、対応した受光体２０が受光した光１３が光ファイバ２２により伝達され、対応した受光体２０が受光した光１３を光量に対応した電圧値の信号３１に変換し、変換した信号３１を回路５０上に配設されたアンプ４０に向けて出力する。なお、光電変換器３０は、例えば、ＰＤ（Photodiode）である。

アンプ４０は、光電変換器３０から出力された信号３１の電圧値を調整するものである。アンプ４０は、受光体２０及び光電変換器３０と１対１で対応して、複数設けられ、回路５０上に配設されている。即ち、実施形態１では、アンプ４０は、発光体１０、受光体２０、光電変換器３０及び回路５０と同数設けられている。アンプ４０は、対応した光電変換器３０から出力された信号３１の電圧値を調整し、調整後の信号４１を制御ユニット１７０の透過率算出部１７４に向けて出力する。なお、図５は、信号３１，４１の電圧値が、１３ｍＶである例を示している。

また、実施形態１では、切削ブレード検出機構１は、セレクタ６０を備える。セレクタ６０は、光電変換器３０から出力された信号３１及びアンプ４０により電圧値が調整された信号４１を伝達する回路５０上に配設されている。実施形態１では、セレクタ６０は、全ての回路５０上のアンプ４０と透過率算出部１７４との間に配設され、回路５０を介して全ての光電変換器３０及び全てのアンプ４０と接続し、全ての回路５０を介して透過率算出部１７４と接続している。

セレクタ６０は、全ての回路５０を介して、光電変換器３０から出力されかつアンプ４０により電圧値が調整された信号４１が入力する。セレクタ６０は、図５に示すように、回路５０を介して入力した信号４１を、回路５０を介して透過率算出部１７４に出力可能である。また、セレクタ６０は、複数の回路５０のうち入力した信号４１の透過率算出部１７４への出力を停止する回路５０を選択可能であり、選択した回路５０を介して信号４１の出力を停止可能である。また、セレクタ６０は、選択した回路５０を介して信号４１の出力を停止した場合、図６に示すように、選択した回路５０を介して他の回路５０から入力した信号４１を出力することも可能である。

なお、実施形態１において、光電変換器３０、アンプ４０及びセレクタ６０の機能は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサー、又は並列プログラム化したプロセッサー等の専用の処理回路（ハードウェア）により実現される。

また、実施形態１において、切削ブレード検出機構１を構成する制御ユニット１７０は、図５に示すように、回路特定部１７２と、セレクタ制御部１７３と、透過率算出部１７４とを備える。

回路特定部１７２は、切削水を供給しながらスピンドル１２３でブレード侵入部５内に位置する切削ブレード１２１を回転している間に、複数の回路５０の中から所定の期間、光電変換器３０から出力されかつアンプ４０により電圧値が調整された信号４１を伝達する回路５０（以下、符号５０－１で示し、図５及び図６に示す）を特定するものである。例えば、図５に示すように、複数の発光体１０のうち切削ブレード１２１の軸心から最も離れた３つの発光体１０（以下、符号１０－１で示す）が照射した光１３が切削ブレード１２１により遮られずに受光体２０（以下、符号２０－１で示す）に受光され、他の発光体１０が照射した光１３が切削ブレード１２１により遮られて受光体２０に受光されない場合、回路特定部１７２は、複数の発光体１０のうち切削ブレード１２１の軸心から最も離れた３つの発光体１０－１に接続した回路５０－１を特定する。

セレクタ制御部１７３は、切削水を供給しながらスピンドル１２３でブレード侵入部５に位置する切削ブレード１２１を回転している間に、回路特定部１７２で特定された複数の回路５０－１の内、切削ブレード１２１の切れ刃１２４に近い側の少なくとも１つの回路５０－１以外の回路５０－１の信号４１の出力を停止するようにセレクタ６０を制御するものである。実施形態１では、セレクタ制御部１７３は、回路特定部１７２で特定された複数の回路５０－１の内、最も切削ブレード１２１の軸心に近い受光体２０－１及び発光体１０－１に接続した回路５０－１（以下、符号５０－２で示す）を特定する。

セレクタ制御部１７３は、回路特定部１７２で特定された複数の回路５０－１の内、セレクタ制御部１７３が特定した回路５０－２以外の回路５０－１の透過率算出部１７４への信号４１の出力を停止するようにセレクタ６０を制御する。また、実施形態１では、セレクタ制御部１７３は、セレクタ６０が透過率算出部１７４への信号４１の出力を停止した回路５０－１に、セレクタ制御部１７３が特定した最も切削ブレード１２１の軸心に近い受光体２０－１及び発光体１０－１に接続した回路５０－２から入力した信号４１（以下、符号４１－１で示す）を伝達させて、図６に示すように、前述した回路５０－１を介して信号４１－１を透過率算出部１７４に出力するように、セレクタ６０を制御する。

透過率算出部１７４は、全ての回路５０，５０－１，５０－２から入力した信号４１，４１－１の電圧値を合算して、合算した電圧値に基づいて、受光体２０，２０－１が受光した光１３の透過率を算出し、切削ブレード１２１の切れ刃１２４の状態を検出するものである。なお、透過率とは、全ての受光体２０，２０－１が光１３を受光した場合を１００パーセントとし、全ての受光体２０が光１３を受光しない場合０パーセントとした値、即ち、複数の発光体１０，１０－１が照射した全ての光１３がブレード侵入部５を透過した場合に対する発光体１０，１０－１が照射した光１３がブレード侵入部５を透過した割合を示す値である。要するに、透過率は、ブレード侵入部５に侵入した切削ブレード１２１の切れ刃１２４が摩耗するにしたがって増加し、ブレード侵入部５に侵入した切削ブレード１２１の切れ刃１２４の一部が欠けると周期的に増加する値である。

なお、回路特定部１７２、セレクタ制御部１７３及び透過率算出部１７４の機能は、演算処理装置が記憶装置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することにより実現される。

切削装置１００は、加工制御部１７１が切削装置１００の上述した各構成要素をそれぞれ制御して、チャックテーブル１１０に保持した被加工物２００を切削水を供給しながら切削ブレード１２１で切削する加工動作中に、図５に示すように、切削ブレード検出機構１の複数の発光体１０が複数の受光体２０に向けて光１３を照射して、透過率算出部１７４が、切削ブレード１２１の切れ刃１２４の状態を検出する。

このとき、対応した発光体１０－１が照射した光１３が切削ブレード１２１により遮られていない受光体２０－１は、光１３を受光し、対応した発光体１０が照射した光１３が切削ブレード１２１により遮られた受光体２０は、光１３を受光しない。光１３を受光した受光体２０－１に接続した光電変換器３０は、信号３１を出力し、光電変換器３０から信号３１が入力したアンプ４０は電圧値を調整して信号４１，４１－１をセレクタ６０を介して透過率算出部１７４に出力する。また、光１３を受光しない受光体２０に接続した光電変換器３０は信号３１を出力しない。

例えば、切れ刃１２４の先端が図５に破線で示す位置から図５に実線で示す位置まで、切削ブレード１２１の切れ刃１２４が摩耗すると、発光体１０－１が照射した光１３が切削ブレード１２１により遮られずに受光体２０－１に受光され、他の発光体１０が照射した光１３が切削ブレード１２１により遮られて受光体２０に受光されない。受光体２０－１に接続した光電変換器３０が出力した信号３１が回路５０－１を介してアンプ４０に入力し、アンプ４０が出力した信号４１，４１－１がセレクタ６０を介して透過率算出部１７４に入力し、他の回路５０は、信号３１，４１を伝達しない。

すると、切削ブレード検出機構１は、回路特定部１７２は、複数の回路５０のうち信号４１，４１－１を伝達する回路５０－１を特定する。切削ブレード検出機構１は、セレクタ制御部１７３が、回路特定部１７２で特定された複数の回路５０－１の内、最も切削ブレード１２１の軸心に近い受光体２０－１及び発光体１０－１に接続した回路５０－２を特定する。

切削ブレード検出機構１は、セレクタ制御部１７３が、回路特定部１７２で特定された複数の回路５０－１の内、セレクタ制御部１７３が特定した回路５０－２以外の回路５０－１の透過率算出部１７４への信号４１の出力をセレクタ６０に停止させる。切削ブレード検出機構１は、セレクタ制御部１７３が、図６に示すように、セレクタ６０が透過率算出部１７４への信号４１の出力を停止した回路５０－１を介して、セレクタ制御部１７３が特定した回路５０－２から入力した信号４１－１をセレクタ６０から透過率算出部１７４に出力させる。

切削ブレード検出機構１は、透過率算出部１７４が、セレクタ６０から入力した信号４１－１の電圧値に基づいて切削ブレード１２１の切れ刃１２４の状態を検出する。例えば、切削装置１００は、切削ブレード１２１の切れ刃１２４の一部又は全体が欠けたことを切削ブレード検出機構１が検出すると、制御ユニット１７０の加工制御部１７１が加工動作を停止し、報知ユニットを動作させて、オペレータに報知する。

以上説明したように、実施形態１に係る切削ブレード検出機構１は、回路特定部１７２が複数の回路５０の中から所定の期間、光電変換器３０からの信号４１を伝達する回路５０－１を特定し、セレクタ制御部１７３が、回路特定部１７２で特定された複数の回路５０－１の内、最も切削ブレード１２１の軸心に近い受光体２０－１及び発光体１０－１に接続した回路５０－２を特定し、回路５０－２外の回路５０－１の信号４１の出力をセレクタ６０に停止させる。また、実施形態１に係る切削ブレード検出機構１は、セレクタ制御部１７３が、セレクタ６０が透過率算出部１７４への信号４１の出力を停止した回路５０－１を介して、回路５０－２から入力した信号４１－１をセレクタ６０から透過率算出部１７４に出力させ、透過率算出部１７４が、セレクタ６０から入力した信号４１－１の電圧値に基づいて切削ブレード１２１の切れ刃１２４の状態を検出する。

このように、実施形態１に係る切削ブレード検出機構１は、回路特定部１７２で特定された複数の回路５０－１の内、最も切削ブレード１２１の軸心に近い受光体２０－１及び発光体１０－１に接続した回路５０－２を特定し、回路５０－２以外の回路５０－１の信号４１の出力をセレクタ６０に停止させるので、透過率算出部１７４に入力する信号４１－１に含まれる切削水の影響によるノイズを低減でき、複数の受光体２０，２０－１毎の受光量によるバラつきの影響を低減することができる。

その結果、実施形態１に係る切削ブレード検出機構１は、切削水による影響を低減し、切削中の切削ブレード１２１の検出の精度を向上させることができるという効果即ち切削ブレード１２１の切れ刃１２４の状態の検出精度の低下を抑制することができるという効果を奏する。

また、実施形態１に係る切削ブレード検出機構１は、セレクタ制御部１７３が、セレクタ６０が透過率算出部１７４への信号４１の出力を停止した回路５０－１を介して、セレクタ制御部１７３が特定した最も切削ブレード１２１の切れ刃１２４に近い側の少なくとも１つの回路５０－２から入力した信号４１－１を、セレクタ６０から透過率算出部１７４に出力させるので、透過率算出部１７４に入力する信号４１－１に含まれる切削水の影響によるノイズを低減できる。

〔実施形態２〕
実施形態２に係る切削装置の切削ブレード検出機構を図面に基づいて説明する。図７は、実施形態２に係る切削ブレード検出機構の回路特定部が特定した回路の内セレクタ制御部が最も切れ刃の先端に近い回路以外の回路の出力を停止した状態を示すブロック図である。なお、図７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に係る切削ブレード検出機構１は、図７に示すように、制御ユニット１７０が発光停止部１７５を更に備えること以外、実施形態１と同様である。発光停止部１７５は、回路特定部１７２で特定された回路５０－１の内、切削ブレード１２１の切れ刃１２４に近い側の少なくとも１つの回路５０－２以外の回路５０－１に接続した発光体１０－１（以下、符号１０－２で示す）からの発光を停止するものである。

実施形態２に係る切削ブレード検出機構１は、回路特定部１７２が複数の回路５０のうち信号４１を伝達する回路５０－１を特定し、セレクタ制御部１７３が回路特定部１７２で特定された複数の回路５０－１の内、最も切削ブレード１２１の軸心に近い受光体２０－１及び発光体１０－１に接続した回路５０－２を特定し、回路５０－２外の回路５０－１の信号４１の出力をセレクタ６０に停止させる。実施形態２に係る切削ブレード検出機構１は、セレクタ制御部１７３が、セレクタ６０が透過率算出部１７４への信号４１の出力を停止した回路５０－１を介して、回路５０－２から入力した信号４１－１をセレクタ６０から透過率算出部１７４に出力させた後、図７に示すように、発光停止部１７５が、回路特定部１７２が特定した回路５０－１の内、セレクタ制御部１７３が特定した回路５０－２以外の回路５０－１に接続した発光体１０－２の光１３の照射を停止する。発光停止部１７５の機能は、演算処理装置が記憶装置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することにより実現される。

実施形態２に係る切削ブレード検出機構１は、回路特定部１７２で特定された複数の回路５０－１の内、最も切削ブレード１２１の軸心に近い受光体２０－１及び発光体１０－１に接続した回路５０－２を特定し、回路５０－２以外の回路５０－１の信号４１の出力をセレクタ６０に停止させるので、実施形態１と同様に、切削ブレード１２１の切れ刃１２４の状態の検出精度の低下を抑制することができるという効果を奏する。

また、実施形態２に係る切削ブレード検出機構１は、発光停止部１７５が、回路特定部１７２が特定した回路５０－１の内、セレクタ制御部１７３が特定した回路５０－２以外の回路５０－１に接続した発光体１０－１の光１３の照射を停止するので、消費電力を抑制することができるという効果を奏する。

なお、本発明は、上記実施形態等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。本発明では、例えば、セレクタ制御部１７３が回路特定部１７２で特定された複数の回路５０－１の内、最も切削ブレード１２１の軸心に近い受光体２０－１及び発光体１０－１に接続した複数の回路５０－２を特定し、回路５０－２外の回路５０－１の信号４１の出力をセレクタ６０に停止させても良い。この場合、発光停止部１７５が、回路特定部１７２で特定された回路５０－１の内、切削ブレード１２１の切れ刃１２４に近い側の複数の回路５０－２以外の回路５０－１に接続した発光体１０－２からの発光を停止しても良い。

１ 切削ブレード検出機構
５ ブレード侵入部
１０，１０－１ 発光体
１３ 光
２０，２０－１ 受光体
３０ 光電変換器
３１，４１ 信号
５０ 回路
５０－１ 回路
５０－２ 回路
６０ セレクタ
１００ 切削装置
１１０ チャックテーブル
１２１ 切削ブレード
１２４ 切れ刃
１７０ 制御ユニット（制御手段）
１７２ 回路特定部
１７３ セレクタ制御部
１７５ 発光停止部
２００ 被加工物

Claims (2)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルに保持された被加工物を切削する環状の切れ刃を備えた切削ブレードの回転軸方向の一方の側に該切削ブレードの径方向に直列に互いに隣接して配列された複数の発光体と、切削ブレードの回転軸方向の他方の側に該複数の発光体と対向して配設され該発光体によって照射された光を受光する複数の受光体と、該複数の受光体が受光した光を光量に対応した電圧値の信号に変換する光電変換器と、を具備する切削装置の切削ブレード検出機構であって、
   該光電変換器から出力された該信号を伝達する回路上に配設され、入力した該信号の出力を停止する回路を選択するセレクタと、
   制御手段と、を有し、
   該制御手段は、
   該回路の中から所定の期間、該光電変換器からの該信号を伝達する回路を特定する回路特定部と、
   該回路特定部で特定された複数の回路の内、該切削ブレードの切れ刃に近い側の少なくとも１つの回路以外の回路の該信号の出力を停止するように該セレクタを制御するセレクタ制御部と、
   を、備え、該複数の受光体毎の受光量によるバラつきの影響を低減し、高精度で切削ブレードの検出が可能な切削ブレード検出機構。
2. 該制御手段は、
   該回路特定部で特定された回路の内、該切削ブレードの切れ刃に近い側の少なくとも１つの回路以外の回路に接続した該発光体からの発光を停止する発光停止部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の切削ブレード検出機構。

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