JP2019155481A

JP2019155481A - 切削装置

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Publication number: JP2019155481A
Application number: JP2018040628A
Authority: JP
Inventors: 敏文松山; Toshifumi Matsuyama; 諭宮田; Satoshi Miyata; 靖博三浦; Yasuhiro Miura
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2019-09-19
Anticipated expiration: 2038-03-07
Also published as: JP7049866B2

Abstract

【課題】チョッパーカットセットアップ時に切削溝の長さ測定時間を短縮する。【解決手段】ブレード直径認識手段８を備え、直径認識手段８は、確認用被加工物Ｗ１を保持する確認テーブル８０と、ブレード６１３を確認用被加工物Ｗ１に切り込ませ切削溝Ｍ１を形成したときの切削手段６１のＺ軸方向位置Ｚ１を記憶する溝形成記憶手段８１と、形成した切削溝Ｍ１を上方から撮像可能なカメラ８５と、カメラ８５が撮像した撮像画Ｇ１のＹ方向１列のピクセルの輝度値平均値が所定輝度値より小さいピクセルを切削溝と判断しＸ方向にカウントし切削溝Ｍ１の長さとする溝長測定手段８３と、算出手段８４とを備え、算出手段８４は、切削溝Ｍ１の長さＭ１ｄと、確認テーブル８０の保持面８００ａの高さ位置Ｚ３と、切削溝Ｍ１形成時に溝形成記憶手段８１が記憶した切削手段６１のＺ軸方向位置Ｚ１と、を用いてブレード６１３の直径２ｒ１を算出する切削装置１である。【選択図】図６

Description

本発明は、切削ブレードで被加工物を切削する切削装置に関する。

半導体ウエーハ等の被加工物を回転する切削ブレードで切削する切削装置は、実際の切削を行う前に、例えば、切削ブレードの先端が板状ワークを保持する保持テーブルの上面に接触するときの切削ブレードの高さ位置を認識するセットアップを実施して、セットアップで認識した保持テーブルの保持面の高さ位置を基準として切削ブレードの切込み位置を決めてから、実際の板状ワークの切削を行っている。

セットアップは、上記のような切削ブレードの先端を保持テーブルの上面に接触させる接触セットアップと、切削ブレードの先端を認識する光センサ等により行う非接触セットアップと、保持テーブルが保持した板状ワークに切削ブレードを切り込ませて形成した長尺状の切削溝の長さを測定してセットアップを行うチョッパーカットセットアップとがある。
チョッパーカットセットアップでは、実際の加工用の保持テーブルとは別の切削溝を確認するための確認テーブルを用いて、確認テーブルに確認用の被加工物を保持させ、確認用の被加工物に形成された切削溝をカメラで撮像する。そして、形成した撮像画を用いて測定した切削溝の長さと、該被加工物に切削ブレードを切り込ませた際のスピンドル軸心から確認テーブルが保持した被加工物の上面までの距離とから切削ブレードの半径を計算し、切削ブレードの先端が保持テーブルの上面に接触する切削ブレードの高さを認識（算出）している（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００２−０５９３６５号公報特開２０１３−０４１９７２号公報

チョッパーカットセットアップでは、切削溝の長さを測定するために切削溝を撮像した撮像画を２値化して、撮像画中の黒色で表現されたピクセルをＸ軸方向にカウントして切削溝の長さを測定している。このように、画像を２値化処理して正確に切削溝を表現するためには確認用の被加工物の上面が汚れていない方が良い。そのため、被加工物に切削溝を形成した後、被加工物の表面を洗浄および乾燥する必要が有り、切削溝の形成から撮像までに時間を要していた。また、洗浄が不十分であったら、切削屑により２値化処理によって黒く表現されるおそれがあり、結果、切削溝が実際より長く表現されてしまう場合がある。また、実際の加工用の保持テーブルに保持されている板状ワークの切削において発生した切削屑が、確認テーブルに保持されている被加工物に飛び移ってしまっている場合にも、切削屑が２値化処理によって黒く表現され、切削溝が実際より長く表現されてしまう場合がある。このような事態が生じるのを防ぐために、切削屑が付着しないように確認用の被加工物の上面を洗浄する必要や確認用の被加工物の上面をカバーして切削屑が付着しないようにする必要がある。このように、チョッパーカットセットアップにおいては、２値化処理及び表面洗浄処理等を実施することで、切削溝の長さの測定に時間が掛かるという問題がある。
また、切削ブレードの厚みが厚いと切削屑の発生が多く確認用の被加工物の上面が汚れやすい。その為、撮像画に撮像された切削溝の長さを、２値化処理を行って測定するためには十分に被切削面を洗浄する必要があり切削溝の長さ測定に時間がかかるという問題がある。

よって、チョッパーカットセットアップでは切削溝の長さ測定に掛かる時間を短縮するという課題がある。

上記課題を解決するための本発明は、被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルと、切削ブレードを先端に装着したスピンドルを回転自在に支持し該保持テーブルが保持した被加工物を該切削ブレードで切削する切削手段と、該切削手段と該保持テーブルとを相対的に切削送り方向のＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段と、該保持面に対して直交する方向のＺ軸方向に該切削手段と該保持テーブルとを相対的に移動させるＺ軸移動手段と、該切削ブレードの直径を認識する直径認識手段と、を備えた切削装置であって、該直径認識手段は、該保持テーブルに隣接し該切削ブレードを切り込ませる確認用被加工物を保持する確認テーブルと、該確認テーブルの上方から該切削ブレードを該Ｚ軸方向における該確認テーブルに接近する方向に所定量移動させ該確認テーブルが保持した確認用被加工物に切り込ませ長尺状の切削溝を形成したときの該切削手段のＺ軸方向位置を記憶する溝形成記憶手段と、該確認用被加工物に形成した該切削溝を上方から撮像可能なカメラと、該カメラが撮像した撮像画の該Ｘ軸方向に水平方向において直交するＹ軸方向の１列中に並んだ全てのピクセルの輝度値の平均値が所定の輝度値より小さいと該列のピクセルを切削溝として判断してＸ軸方向にカウントし該切削溝の長さとする溝長測定手段と、算出手段とを備え、該算出手段は、該溝長測定手段で測定された該切削溝の長さと、確認用被加工物を保持する該確認テーブルの保持面の高さ位置と、該確認用被加工物に該切削溝を形成したときに溝形成記憶手段が記憶した該切削手段のＺ軸方向位置と、を用いて該切削ブレードの直径を算出する切削装置である。

前記直径認識手段は、前記カメラが撮像した撮像画を２値化した画像中の黒いピクセルを前記切削溝として判断してＸ軸方向に並ぶ該黒いピクセルをカウントして該切削溝の長さとする第２の溝長測定手段と、前記スピンドルに装着した前記切削ブレードの厚みを少なくとも設定する設定手段と、該設定手段に設定された該切削ブレードの厚みに応じて前記溝長測定手段と該第２の溝長測定手段とを切り換える切換手段とを更に備え、該切削ブレードの厚みに応じて該切換手段で該溝長測定手段と該第２の溝長測定手段とを切り換えて該切削溝の長さを測定可能とすると好ましい。

本発明に係る切削装置は、切削ブレードの直径を認識する直径認識手段を備えており、直径認識手段は、保持テーブルに隣接し切削ブレードを切り込ませる確認用被加工物を保持する確認テーブルと、確認テーブルの上方から切削ブレードをＺ軸方向における確認テーブルに接近する方向に所定量移動させ確認テーブルが保持した確認用被加工物に切り込ませ長尺状の切削溝を形成したときの第１の切削手段のＺ軸方向位置を記憶する溝形成記憶手段と、溝形成記憶手段により確認用被加工物に形成した切削溝を上方から撮像可能なカメラと、カメラが撮像した撮像画のＹ軸方向に並んだ全てのピクセル（１列を構成するピクセル）の輝度値の平均値を算出し、さらに、その平均化作業をＸ軸方向において実施し、平均化させた列ごとの輝度値のうち予め設定した所定の輝度値より小さい（暗い）輝度値である列のピクセルは切削溝として判断してＸ軸方向にカウントし切削溝の長さとする溝長測定手段と、算出手段とを備えており、チョッパーカットセットアップを行う際に、切削溝の座標位置の検出や撮像画の２値化処理を行わずとも、切削溝の長さを素早く測定することができ、また、２値化処理を行わなくても済むことで、切削屑が付着しないように確認用被加工物の上面をカバーしたり確認用被加工物の上面を十分に洗浄したりする必要が無くなる。そして、算出手段によって、測定された切削溝の長さと、確認用被加工物を保持する確認テーブルの保持面の高さ位置と、確認用被加工物に切削溝を形成したときに溝形成記憶手段が記憶した切削手段のＺ軸方向位置と、を用いて切削ブレードの直径を算出することができるため、チョッパーカットセットアップを素早く完了させることが可能となる。

直径認識手段は、カメラが撮像した撮像画を２値化した画像中の黒いピクセルを切削溝として判断してＸ軸方向に並ぶ黒いピクセルをカウントして切削溝の長さとする第２の溝長測定手段と、スピンドルに装着した切削ブレードの厚みを少なくとも設定する設定手段と、設定手段に設定された切削ブレードの厚みに応じて溝長測定手段と第２の溝長測定手段とを切り換える切換手段とを更に備え、切換手段で溝長測定手段と第２の溝長測定手段とを切り換えて切削溝の長さを測定可能とする、即ち、切削ブレードが厚い切削ブレードである場合には、溝長測定手段で２値化処理を行わずに切削溝の長さを素早く測定し、切削ブレードが薄い切削ブレードである場合には、第２の溝長測定手段で２値化処理を行い切削溝の長さを正確に測定することで、切削ブレードの厚みに応じて、算出手段による切削ブレードの直径の算出精度を求められる許容範囲内に収まるようにしつつ、チョッパーカットセットアップを行うことが可能となる。

切削装置の一例を示す斜視図である。確認テーブルで吸引保持された確認用被加工物を第１の切削手段の下方に位置づけた状態を示す側面図である。確認テーブルで吸引保持された確認用被加工物に切削ブレードを切り込ませ切削溝を形成している状態を示す側面図である。図４（Ａ）は、切削ブレードにより形成された切削溝を示す側面図である。図４（Ｂ）は、切削ブレードにより形成された切削溝を示す平面図である。切削溝が形成された確認用被加工物を上方からカメラで撮像する状態を示す側面図である。厚いブレードで形成された切削溝が写った撮像画がモニターの画面上に表示された状態を模式的に示す説明図である。算出手段による切削ブレードの直径の算出を説明する説明図である。第２の溝長測定手段等を更に備える直径認識手段の構成例を示す説明図である。薄いブレードで形成された切削溝が写った撮像画がモニターの画面上に表示された状態を模式的に示す説明図である。

本発明に係る図１に示す切削装置１は、保持テーブル３０に保持された被加工物Ｗを回転する切削ブレード６１３を備えた第１の切削手段６１又は第２の切削手段６２によって切削することができる装置である。
被加工物Ｗは、例えば、円形板状の半導体ウエーハであり、被加工物Ｗの表面Ｗａには、ストリートＳにより区画された格子状の領域に各々デバイスＤが形成されている。被加工物Ｗの裏面Ｗｂには、図示しないダイシングテープが貼着されている。

切削装置１の基台１０上には、第１の切削手段６１と保持テーブル３０とを相対的に切削送り方向のＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段１３が配設されている。Ｘ軸移動手段１３は、Ｘ軸方向の軸心を有するボールネジ１３０と、ボールネジ１３０と平行に配設された一対のガイドレール１３１と、ボールネジ１３０を回動させるモータ１３２と、内部のナットがボールネジ１３０に螺合し底部がガイドレール１３１に摺接する可動板１３３とから構成される。そして、モータ１３２がボールネジ１３０を回動させると、これに伴い可動板１３３がガイドレール１３１にガイドされてＸ軸方向に移動し、可動板１３３上に配設された保持テーブル３０が可動板１３３の移動に伴いＸ軸方向に移動することで、保持テーブル３０に保持された被加工物Ｗが切削送りされる。

被加工物Ｗを保持する保持テーブル３０は、例えば、その外形が円盤状であり、被加工物Ｗを吸着するポーラス部材からなる吸着部３００と、吸着部３００を支持する枠体３０１とを備えており、吸着部３００の露出面であり枠体３０１と面一の水平な保持面３００ａ上で被加工物Ｗを吸引保持する。保持テーブル３０は、保持テーブル３０の底面側に配設された回転手段３２によりＺ軸方向の軸心周りに回転可能である。

基台１０上の後方側には、門型コラム１４が保持テーブル３０の移動経路上を跨ぐように立設されている。門型コラム１４の前面には、例えば、Ｘ軸方向とＺ軸方向とに直交するＹ軸方向に第１の切削手段６１を往復移動させる第１のＹ軸移動手段１５が配設されている。

第１のＹ軸移動手段１５は、例えば、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ１５０と、ボールネジ１５０と平行に配設された一対のガイドレール１５１と、ボールネジ１５０の＋Ｙ方向側の一端に連結された図示しないモータと、内部のナットがボールネジ１５０に螺合し側部がガイドレール１５１に摺接する可動板１５３とを備えている。そして、図示しないモータがボールネジ１５０を回動させると、これに伴い可動板１５３がガイドレール１５１にガイドされてＹ軸方向に移動し、可動板１５３上に第１のＺ軸移動手段１７を介して配設された第１の切削手段６１がＹ軸方向に割り出し送りされる。

第１のＺ軸移動手段１７は、保持テーブル３０の保持面３００ａに対して直交する方向のＺ軸方向に第１の切削手段６１と保持テーブル３０とを相対的に移動させることができ、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ１７０と、ボールネジ１７０と平行に配設された一対のガイドレール１７１と、ボールネジ１７０に連結されたモータ１７２と、第１の切削手段６１を支持し内部のナットがボールネジ１７０に螺合し側部がガイドレール１７１に摺接する支持部材１７３とを備えている。
モータ１７２がボールネジ１７０を回動させると、支持部材１７３が一対のガイドレール１７１にガイドされてＺ軸方向に移動し、これに伴い、第１の切削手段６１がＺ軸方向に移動する。

例えば、可動板１５３上にはガイドレール１７１に沿ってＺ軸方向に延在する図示しないスケールが形成されており、支持部材１７３には支持部材１７３と共に移動する読み取り部が配設されている。読み取り部は、例えば、スケールに形成された目盛りの反射光を読み取る光学式のものであり、読み取ったスケールの目盛りから第１の切削手段６１のＺ軸方向における高さ位置を測定できる。

第１の切削手段６１は、軸方向がＹ軸方向であるスピンドル６１０と、支持部材１７３の下端側に固定されスピンドル６１０を回転可能に支持するハウジング６１１と、スピンドル６１０を回転させる図示しないモータと、スピンドル６１０の先端に装着されている切削ブレード６１３とを備えており、モータがスピンドル６１０を回転駆動することに伴い切削ブレード６１３が回転する。

切削ブレード６１３は、外形が環状のワッシャー型の切削ブレードであり、ダイヤモンド砥粒が適宜のバインダーで固定されたものである。切削ブレード６１３のブレード厚みは例えば５００μｍとなっており、切削ブレード６１３は、被加工物Ｗの外周部分のエッジトリミング等を行うのに適した厚めのブレードである。切削ブレード６１３は、図２に示す着脱フランジ６１３ａ及び固定ナット６１３ｂによってスピンドル６１０の先端に固定されている。なお、切削ブレード６１３は、例えばアルミニウムからなる台金（ハブ）と台金から径方向外側に向かって突出するように形成された切り刃とを備えるハブブレードであってもよい。

図１に示す門型コラム１４の前面には、例えば、Ｙ軸方向に第２の切削手段６２を往復移動させる第２のＹ軸移動手段１６が配設されている。
第２のＹ軸移動手段１６は、例えば、Ｙ軸方向の軸心を有するボールネジ１６０と、ボールネジ１６０と平行に配設された一対のガイドレール１５１と、ボールネジ１６０に連結されたモータ１６２と、内部のナットがボールネジ１６０に螺合し側部がガイドレール１６１に摺接する可動板１６３とを備えている。そして、モータ１６２がボールネジ１６０を回動させると、これに伴い可動板１６３がガイドレール１５１にガイドされてＹ軸方向に移動し、可動板１６３上に第２のＺ軸移動手段１８を介して配設された第２の切削手段６２がＹ軸方向に割り出し送りされる。

第２のＺ軸移動手段１８は、Ｚ軸方向に第２の切削手段６２と保持テーブル３０とを相対的に移動させることができ、Ｚ軸方向の軸心を有するボールネジ１８０と、ボールネジ１８０と平行に配設された一対のガイドレール１８１と、ボールネジ１８０に連結されたモータ１８２と、第２の切削手段６２を支持し内部のナットがボールネジ１８０に螺合し側部がガイドレール１８１に摺接する支持部材１８３とを備えている。そして、モータ１８２がボールネジ１８０を回動させると、支持部材１８３が一対のガイドレール１８１にガイドされてＺ軸方向に移動し、これに伴い、第２の切削手段６２がＺ軸方向に移動する。

第２の切削手段６２は、第１の切削手段６１とＹ軸方向において対向するように配設されている。上記第１の切削手段６１と第２の切削手段６２とは同様に構成されているため、第２の切削手段６２の説明については省略する。

切削装置１は、切削ブレード６１３の直径を認識する直径認識手段８を備えている。直径認識手段８は、保持テーブル３０に隣接し切削ブレード６１３を切り込ませる確認用被加工物Ｗ１を保持する確認テーブル８０と、確認テーブル８０の上方から切削ブレード６１３をＺ軸方向における確認テーブル８０に接近する方向に所定量移動させ確認テーブル８０が保持した確認用被加工物Ｗ１に切り込ませ長尺状の切削溝を形成したときの第１の切削手段６１のＺ軸方向位置を記憶する溝形成記憶手段８１と、溝形成記憶手段８１により確認用被加工物Ｗ１に形成した切削溝を上方から撮像可能なカメラ８５と、カメラ８５が撮像した撮像画から切削溝の長さを測定する溝長測定手段８３と、切削ブレード６１３の直径を算出する算出手段８４とを備えている。

確認テーブル８０は、可動板１３３上に保持テーブル３０に隣接して配設されており、例えば、その外形が矩形状であり、確認用被加工物Ｗ１を吸着するポーラス部材からなる吸着部８００と、吸着部８００を支持する枠体８０１とを備える。吸着部８００はコンプレッサー及び真空発生装置等からなる吸引源８０９に連通している。確認テーブル８０の上面は、確認用被加工物Ｗ１を吸引保持する水平な保持面８００ａとなり、保持面８００ａの高さ位置は、例えば、保持テーブル３０の保持面３００ａの高さ位置と略同一となっている。
図１、２に示す確認テーブル８０に吸引保持される確認用被加工物Ｗ１は、例えば、外形が矩形状でその上面Ｗ１ａ及び下面Ｗ１ｂが平行で平坦な薄板状に形成されている。確認用被加工物Ｗ１は、ダミーウエーハであり、被加工物Ｗと略同一の厚みＴに形成されている。なお、確認用被加工物Ｗ１は、被加工物Ｗと同じ材質で形成されてもよいし、異なる材質で形成されてもよい。

図１に示すように、カメラ８５は、例えばハウジング６１１の側面に配設されており、カメラ８５の下方に位置づけられた確認用被加工物Ｗ１を上方から撮像可能となっている。例えば、切削装置１はモニターＢを備えており、カメラ８５により形成された撮像画がモニターＢに表示可能となっている。
カメラ８５は、保持テーブル３０に保持されている被加工物ＷのストリートＳを検出する図示しないアライメント手段に電気的に接続されている。アライメント手段は、カメラ８５により被加工物Ｗを表面Ｗａ側から撮像した画像に基づき、パターンマッチング等の画像処理を行い、被加工物Ｗの表面ＷａのストリートＳのＹ軸方向における位置を検出することができる。

被加工物Ｗに所望の切削加工（例えば、被加工物Ｗの外周部分のエッジトリミング）を施すためには、被加工物Ｗに対する切込み深さを制御する必要がある。そこで、被加工物Ｗに対する切削を行う前にチョッパーカットセットアップを行うことにより、切削ブレード６１３の直径を算出して、切削ブレード６１３の切込み深さの精度を確保する。
以下に、切削装置１においてチョッパーカットセットアップを行う場合の、切削装置１の動作について説明する。なお、本実施形態においては、例えば、第１の切削手段６１の切削ブレード６１３により被加工物Ｗの切削（エッジトリミング）が複数回行われたことで切削ブレード６１３に磨耗が生じた後、さらに被加工物Ｗのエッジトリミングを実施するにあたって行うチョッパーカットセットアップを想定している。

まず、図１に示す確認用被加工物Ｗ１が、確認テーブル８０の保持面８００ａ上に搬送され載置される。そして、吸引源８０９が作動して生み出された吸引力が保持面８００ａに伝達され、図２に示すように、確認用被加工物Ｗ１が確認テーブル８０によって吸引保持される。確認テーブル８０の保持面８００ａの高さ位置Ｚ３は既知であり、確認用被加工物Ｗ１の厚みＴも既知であるため、保持面８００ａの高さ位置Ｚ３よりも＋Ｚ方向に厚みＴ分だけ高い位置である確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａの高さ位置Ｚ２も既知となる。したがって、原点高さ位置Ｚ０に第１の切削手段６１が位置した状態におけるスピンドル６１０の軸中心から確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａまでの距離は予め認識されている。

次いで、確認用被加工物Ｗ１を保持した確認テーブル８０が、図１に示すＸ軸移動手段１３によって−Ｘ方向へ送られて、切削ブレード６１３の下方に位置づけられた後停止する。また、図示しないモータがスピンドル６１０を回転させることに伴い、切削ブレード６１３が−Ｙ方向側（紙面手前側）から見て時計回り方向に回転する。

図１に示す第１のＺ軸移動手段１７が、原点高さ位置Ｚ０に位置し回転している状態の第１の切削手段６１を−Ｚ方向に所定量降下させて、確認テーブル８０が保持する確認用被加工物Ｗ１に切削ブレード６１３を切り込ませる。その結果、図３に示す確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａに確認用被加工物Ｗ１を横断しない長尺状の切削溝Ｍ１が形成される。この状態における第１の切削手段６１のＺ軸方向位置Ｚ１（スピンドル６１０の軸心の高さ位置Ｚ１）は、図１に示す可動板１５３上に配設された図示しないスケールの目盛りを読み取り部が読み取ることで測定され、該読み取り部から測定信号が溝形成記憶手段８１に送られて、溝形成記憶手段８１が該Ｚ軸方向位置Ｚ１を記憶する。
なお、溝形成記憶手段８１が、図１に示す第１のＺ軸移動手段１７のモータ１７２に供給される駆動パルスのパルス数をカウントすることにより、第１の切削手段６１の−Ｚ方向への移動量を測定して、第１の切削手段６１のＺ軸方向位置Ｚ１を検出して記憶するようにしてもよい。

次いで、第１のＺ軸移動手段１７が第１の切削手段６１を＋Ｚ方向へ移動させて、切削ブレード６１３を確認用被加工物Ｗ１から離間させることで、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように切削溝Ｍ１が形成された確認用被加工物Ｗ１が上方から撮像可能な状態になる。

次に、図５に示すように、例えば、カメラ８５の撮像領域内に確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａ全体がおさまるように、確認テーブル８０がカメラ８５の下方に位置付けられる。カメラ８５は、例えば、確認テーブル８０上の確認用被加工物Ｗ１に光を照射する光源８５０と、ビームスプリッターやレンズ等から構成され確認用被加工物Ｗ１からの反射光を捕らえる光学系８５１と、光学系８５１で結像された被写体像を光電変換して画像情報を出力するＣＣＤ等の撮像素子８５２とを備えている。撮像素子８５２は、例えば、２００万画素程度の画素数を備えており、１画素（１ピクセル）のサイズは１０μｍ角となっている。
カメラ８５により確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａの撮像が行われる。即ち、光源８５０が確認用被加工物Ｗ１に光を照射し、確認用被加工物Ｗ１からの反射光が光学系８５１を介して撮像素子８５２に結像し、撮像素子８５２が結像した像の画像情報をモニターＢに送る。

図６は、モニターＢの所定解像度の画面上に表示された撮像画Ｇ１を模式的に表す説明図である。撮像画Ｇ１中の各正方形格子は、例えば、輝度値が０〜２５５の階調でサイズが１０μｍ角である１ピクセルを示している。撮像画Ｇ１中において、左斜線で塗られていない領域は確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａを示しており、左斜線塗りで示す領域は切削溝Ｍ１を示している。なお、画面中において、切削溝Ｍ１を表示するピクセルＢ１１の輝度値（暗さ）は、確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａを表示するピクセルＢ１２の輝度値よりも小さくなっており、また、図６において二点鎖線の丸枠内に一部を拡大して示す切削溝Ｍ１の両端を表すピクセルＢ１３（左斜線で全面が塗り潰されていないピクセルＢ１３）は、その輝度値が、左斜線で塗りつぶされたピクセルＢ１１の輝度値よりも大きく、かつ、ピクセルＢ１２の輝度値よりも小さくなっている。よって、切削溝Ｍ１は確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａよりも撮像画Ｇ１中に暗く表示されている。

次に、図５に示す溝長測定手段８３が、図６に示す撮像画Ｇ１中のＸ軸方向に水平方向において直交するＹ軸方向に列状に並ぶピクセルの輝度値を平均化させる。即ち、Ｙ軸方向一列中の全ピクセルの輝度値の平均値を算出する。さらに、その平均化作業をＸ軸方向に並ぶ各列において実施する。その結果、グラフＦ１に示すように、平均化した輝度値を縦軸、Ｘ軸方向のピクセル位置を横軸としたグラフを形成する。その後、予め設定した閾値（所定の輝度値）よりＹ軸方向１列中の全ピクセルの輝度値の平均値が小さい列をＸ軸方向にカウントして切削溝長さＭ１ｄとする。図６において二点鎖線の丸枠内に一部を拡大して示す切削溝Ｍ１の−Ｘ方向側端の一列は、輝度値の平均値が閾値よりも小さいのでそのピクセルは切削溝Ｍ１とカウントし、図６において二点鎖線の丸枠内に一部を拡大して示す切削溝Ｍ１の＋Ｘ方向側端の一列は、輝度値の平均値が閾値よりも大きいのでそのピクセルは切削溝Ｍ１とカウントしない。
なお、図６に示すように、切削溝Ｍ１の実際の長さと溝長測定手段８３が測定した切削溝Ｍ１の長さＭ１ｄとに僅かな差が生じる場合があるが、その差は最大での２０μｍ未満であるため、後述する算出手段８４による切削ブレード６１３の直径の算出において影響を及ぼすことがない無視できる程度の差である。

次に、図７に示すように、算出手段８４が、溝長測定手段８３により測定された切削溝Ｍ１の長さＭ１ｄと、確認用被加工物Ｗ１を保持する確認テーブル８０の保持面８００ａの高さ位置Ｚ３と、確認用被加工物Ｗ１に切削溝Ｍ１を形成したときに溝形成記憶手段８１が記憶した第１の切削手段６１のＺ軸方向位置Ｚ１と、を用いて切削ブレード６１３の直径を算出する。まず、保持面８００ａの高さ位置Ｚ３と確認用被加工物Ｗ１の厚みＴとから、確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａの高さ位置Ｚ２を算出する。さらに、確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａの高さ位置Ｚ２から溝形成記憶手段８１が記憶した第１の切削手段６１のＺ軸方向位置Ｚ１までの距離ｈ１を算出する。

そして、算出手段８４は、次の計算式により、切削ブレード６１３の直径２ｒ１を算出する。なお、切削ブレード６１３の直径２ｒ１は、切削ブレード６１３の半径ｒ１を二倍したものである。
ｒ１^２＝（１／２×Ｍ１ｄ）^２＋ｈ１^２・・・・・・・・・・・・（式１）
２ｒ１＝２（１／４×Ｍ１ｄ^２＋ｈ１^２）^１／２・・・・・・・・・（式２）
ここで、式（１）はピタゴラスの定理を用いたものであり、式（２）は式（１）を変形したものである。
このように切削ブレード６１３の直径２ｒ１が算出されることで、第１の切削手段６１の切削ブレード６１３による被加工物Ｗの切削（例えば、エッジトリミング）のための切削装置１のセットアップをすることができる。

上記のように、本発明に係る切削装置１は、切削ブレード６１３の直径を認識する直径認識手段８を備えており、直径認識手段８は、保持テーブル３０に隣接し切削ブレード６１３を切り込ませる確認用被加工物Ｗ１を保持する確認テーブル８０と、確認テーブル８０の上方から切削ブレード６１３をＺ軸方向における確認テーブル８０に接近する方向に所定量移動させ確認テーブル８０が保持した確認用被加工物Ｗ１に切り込ませ長尺状の切削溝Ｍ１を形成したときの第１の切削手段６１のＺ軸方向位置Ｚ１を記憶する溝形成記憶手段８１と、溝形成記憶手段８１により確認用被加工物Ｗ１に形成した切削溝Ｍ１を上方から撮像可能なカメラ８５と、カメラ８５が撮像した撮像画Ｇ１のＹ軸方向に並んだ全てのピクセル（１列を構成するピクセル）の輝度値の平均値を算出し、さらに、その平均化作業をＸ軸方向において実施し、Ｘ軸方向において平均化させた列ごとの輝度値のうち予め設定した輝度値より小さい（暗い）輝度値である列のピクセルは切削溝Ｍ１として判断してＸ軸方向にカウントし切削溝Ｍ１の長さＭ１ｄとする溝長測定手段８３と、算出手段８４とを備えており、チョッパーカットセットアップを行う際に、切削溝Ｍ１の座標位置の検出や撮像画Ｇ１の２値化処理を行わずとも、切削溝Ｍ１の長さＭ１ｄを素早く測定することができ、また、２値化処理を行わなくても済むことで、切削屑が付着しないように確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａをカバーしたり確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａを十分に洗浄したりする必要が無くなる。そして、算出手段８４によって、測定された切削溝Ｍ１の長さＭ１ｄと、確認用被加工物Ｗ１を保持する確認テーブル８０の保持面８００ａの高さ位置Ｚ３と、確認用被加工物Ｗ１に切削溝Ｍ１を形成したときに溝形成記憶手段８１が記憶した第１の切削手段６１のＺ軸方向位置Ｚ１と、を用いて切削ブレード６１３の直径２ｒ１を算出することができるため、チョッパーカットセットアップを素早く完了させることが可能となる。

なお、例えば、切削ブレード６１３のブレード厚みが３００〜５００μｍであり、ピクセル１つのサイズ（１０μｍ）よりも大きいものであることで、算出手段８４による切削ブレード６１３の直径２ｒ１の算出精度を、セットアップ後に切削ブレード６１３によって施す加工条件（例えば、被加工物Ｗの外周部分のエッジトリミング等）に必要なレベルで維持しつつ、チョッパーカットセットアップを素早く完了させることが可能となる。

本発明に係る切削装置１は上記実施形態に限定されるものではなく、また、添付図面に図示されている切削装置１の各構成等についても、これに限定されず、本発明の効果を発揮できる範囲内で適宜変更可能である。
例えば、直径認識手段は、図１に示す確認テーブル８０と、溝形成記憶手段８１と、カメラ８５と、溝長測定手段８３と、算出手段８４とに加えて、図８に示すカメラ８５が撮像した撮像画を２値化した画像中の黒いピクセルを切削溝として判断してＸ軸方向に並ぶ黒いピクセルをカウントして切削溝の長さとする第２の溝長測定手段８７と、スピンドル６１０に装着した切削ブレード６１３の厚みを少なくとも設定する設定手段８８と、設定手段８８に設定された切削ブレードの厚みに応じて溝長測定手段８３と第２の溝長測定手段８７とを切り換える切換手段８９とを更に備えた直径認識手段８Ａであってもよい。図８は、カメラ８５と、溝長測定手段８３と、算出手段８４と、第２の溝長測定手段８７と、設定手段８８と、切換手段８９との構成を示す説明図である。

直径認識手段８Ａを備えた切削装置１においてチョッパーカットセットアップを行う場合の切削装置１の動作について、以下に説明する。切削装置１の第１の切削手段６１には、厚みが１５μｍから４０μｍの薄い切削ブレードが備えられており、例えば、切削ブレードにより被加工物Ｗの切削（フルカット又はハーフカット）が複数回行われたことで切削ブレードに磨耗が生じた後、さらに被加工物Ｗの切削を実施するにあたって行うチョッパーカットセットアップを想定している。

まず、先に説明したチョッパーカットセットアップと同様に、確認用被加工物Ｗ１に第１の切削手段６１の切削ブレードによる切削溝の形成、溝形成記憶手段８１による第１の切削手段６１のＺ軸方向位置の記憶、及びカメラ８５による確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａの撮像、及びカメラ８５により形成された撮像画についての画像情報のモニターＢへの送出が行われる。

例えば、作業者が、切削装置１のチョッパーカットセットアップを完了させた後に設定手段８８に少なくとも切削ブレードの厚みを１５μｍと入力して設定する。なお、合わせて、被加工物Ｗに実際に施す所望の加工の条件（例えば、フルカット又はハーフカット）を設定手段８８に入力して設定してもよい。そして、設定手段８８から切換手段８９に該入力情報が送られる。

切換手段８９は、切削ブレードは厚みが１５μｍと薄いものであるとの情報、及び加工条件がフルカットまたはハーフカットの切断加工であるとの情報から、直径認識手段８Ａを第２の溝長測定手段８７が動作する状態に切り換える。

図９は、厚み１５μｍの切削ブレードにより形成された切削溝Ｍ２が写っておりモニターＢの画面上に表示された撮像画Ｇ２を模式的に表す説明図である。左斜線で塗られていない領域は確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａを示しており、左斜線塗りで示す領域は切削溝Ｍ２を示している。切削溝Ｍ２を表示するピクセルＢ１４の輝度値及び二点鎖線の丸枠内に一部を拡大して示す切削溝Ｍ２の両端を表すピクセルＢ１５の輝度値は、確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａを表示するピクセルＢ１２の輝度値よりも小さくなっており、ピクセルＢ１４の輝度値はピクセルＢ１５の輝度値よりも小さくなっている。よって、切削溝Ｍ２は確認用被加工物Ｗ１の上面Ｗ１ａよりも撮像画Ｇ２中で暗く表示されている。

次に、第２の溝長測定手段８７の２値化処理部８７０によって、該撮像画が所定のスライスレベル（閾値）で２値化されることで２値化画像が形成され、モニターＢの画面上に２値化画像が表示される。すなわち、２値化処理部８７０は、例えば、１ピクセルの輝度が階調０〜２５５で表示されている撮像画Ｇ２を、閾値より輝度値の小さいピクセルを０として黒色のピクセルに変換し、閾値より輝度値の大きいピクセルを２５５として白色のピクセルに変換することで、撮像画Ｇ２を２値化した画像に変換する。その後、第２の溝長測定手段８７は、２値化した画像中の黒いピクセルを切削溝Ｍ２として判断して長さを測定する。即ち、任意のＹ軸座標位置における黒色のピクセルのＸ軸方向の総和をカウントし、この総和を切削溝Ｍ２の長さＭ２ｄとして認識する。図９において二点鎖線の丸枠内に一部を拡大して示す切削溝Ｍ２の−Ｘ方向側端のピクセルは、輝度値が閾値よりも小さいのでそのピクセルは切削溝Ｍ２とカウントし、図９において二点鎖線の丸枠内に一部を拡大して示す切削溝Ｍ２の＋Ｘ方向側端のピクセルは、輝度値が閾値よりも大きいのでそのピクセルは切削溝Ｍ２とカウントしない。

なお、図９に示すように、切削溝Ｍ２の実際の長さと第２の溝長測定手段８７が測定した切削溝Ｍ２の長さＭ２ｄとに僅かな差が生じる場合があるが、その差は最大での２０μｍ未満であるため、後述する算出手段８４による厚み１５μｍの切削ブレードの直径の算出において影響を及ぼすことがない無視できる程度の差となる。

算出手段８４が、溝長測定手段８３により測定された図９に示す切削溝Ｍ２の長さＭ２ｄと、確認用被加工物Ｗ１を保持する確認テーブル８０の保持面８００ａの高さ位置と、確認用被加工物Ｗ１に切削溝Ｍ２を形成したときに溝形成記憶手段８１が記憶した第１の切削手段６１のＺ軸方向位置と、を用いて前記と同様に厚み１５μｍの切削ブレードの直径を算出することで、厚み１５μｍの切削ブレードを備える第１の切削手段６１によって被加工物Ｗをフルカットするための切削装置１のセットアップをすることができる。

直径認識手段８Ａは、カメラ８５が撮像した撮像画Ｇ２を２値化した画像中の黒いピクセルを切削溝Ｍ２として判断してＸ軸方向にカウントして切削溝Ｍ２の長さＭ２ｄとする第２の溝長測定手段８７と、スピンドル６１０に装着した切削ブレード６１３の厚みを少なくとも設定する設定手段８８と、設定手段８８に設定された切削ブレード６１３の厚みに応じて溝長測定手段８３と第２の溝長測定手段８７とを切り換える切換手段８９とを更に備え、切換手段８９で溝長測定手段８３と第２の溝長測定手段８７とを切り換えて切削溝Ｍ２の長さを測定可能とする、即ち、切削ブレード６１３が厚い切削ブレード（刃厚が例えば５００μｍ）である場合には、溝長測定手段８３で２値化処理を行わずに切削溝の長さを素早く測定し、切削ブレード６１３が薄い切削ブレードである場合（刃厚が例えば１５μｍ）には、第２の溝長測定手段８７で２値化処理を行い切削溝Ｍ２の長さを正確に測定することで、切削ブレード６１３の厚みに応じて、算出手段８４による切削ブレード６１３の直径の算出精度を求められる許容範囲内に収まるようにしつつ、チョッパーカットセットアップを行うことが可能となる。

Ｗ：被加工物Ｗａ：被加工物の表面Ｗｂ：被加工物の裏面Ｓ：ストリートＤ：デバイス
１：切削装置１０：基台１４：門型コラム
３０：保持テーブル３００：吸着部３００ａ：保持面３０１：枠体
１３：Ｘ軸移動手段１３０：ボールネジ１３１：ガイドレール１３２：モータ
１３３：可動板
１５：第１のＹ軸移動手段１５０：ボールネジ１５１：ガイドレール１５３：可動板
１７：第１のＺ軸移動手段１７０：ボールネジ１７１：ガイドレール１７２：モータ１７３：支持部材
１６：第２のＹ軸移動手段１８：第２のＺ軸移動手段
６１：第１の切削手段６１０：スピンドル６１１：ハウジング６１３：切削ブレード６２：第２の切削手段
Ｗ１：確認用被加工物Ｗ１ａ：確認用被加工物の上面Ｗ１ｂ：確認用被加工物の下面Ｍ１：切削溝
８：直径認識手段８０：確認テーブル８００：吸着部８００ａ：保持面８０１：枠体８０９：吸引源８１：溝形成記憶手段８３：溝長測定手段８４：算出手段８５：カメラＢ：モニターＧ１：撮像画
８Ａ：直径認識手段８７：第２の溝長測定手段８８：設定手段８９：切換手段Ｇ２：撮像画

Claims

被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルと、切削ブレードを先端に装着したスピンドルを回転自在に支持し該保持テーブルが保持した被加工物を該切削ブレードで切削する切削手段と、該切削手段と該保持テーブルとを相対的に切削送り方向のＸ軸方向に移動させるＸ軸移動手段と、該保持面に対して直交する方向のＺ軸方向に該切削手段と該保持テーブルとを相対的に移動させるＺ軸移動手段と、該切削ブレードの直径を認識する直径認識手段と、を備えた切削装置であって、
該直径認識手段は、
該保持テーブルに隣接し該切削ブレードを切り込ませる確認用被加工物を保持する確認テーブルと、該確認テーブルの上方から該切削ブレードを該Ｚ軸方向における該確認テーブルに接近する方向に所定量移動させ該確認テーブルが保持した確認用被加工物に切り込ませ長尺状の切削溝を形成したときの該切削手段のＺ軸方向位置を記憶する溝形成記憶手段と、該溝形成記憶手段により確認用被加工物に形成した該切削溝を上方から撮像可能なカメラと、該カメラが撮像した撮像画の該Ｘ軸方向に水平方向において直交するＹ軸方向の１列中に並んだ全てのピクセルの輝度値の平均値が所定の輝度値より小さいと該列のピクセルを切削溝として判断してＸ軸方向にカウントし該切削溝の長さとする溝長測定手段と、算出手段とを備え、
該算出手段は、該溝長測定手段で測定された該切削溝の長さと、確認用被加工物を保持する該確認テーブルの保持面の高さ位置と、該確認用被加工物に該切削溝を形成したときに溝形成記憶手段が記憶した該切削手段のＺ軸方向位置と、を用いて該切削ブレードの直径を算出する切削装置。
前記直径認識手段は、前記カメラが撮像した撮像画を２値化した画像中の黒いピクセルを前記切削溝として判断してＸ軸方向に並ぶ該黒いピクセルをカウントして該切削溝の長さとする第２の溝長測定手段と、前記スピンドルに装着した前記切削ブレードの厚みを少なくとも設定する設定手段と、該設定手段に設定された該切削ブレードの厚みに応じて前記溝長測定手段と該第２の溝長測定手段とを切り換える切換手段とを更に備え、該切削ブレードの厚みに応じて該切換手段で該溝長測定手段と該第２の溝長測定手段とを切り換えて該切削溝の長さを測定可能な請求項１記載の切削装置。