特開 2024-175373 切削ブレード

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024175373

(43)【公開日】2024-12-18

(54)【発明の名称】切削ブレード

(51)【国際特許分類】

   B24D 5/12 20060101AFI20241211BHJP

   B24B 45/00 20060101ALI20241211BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20241211BHJP

【ＦＩ】

B24D5/12 Z

B24B45/00 Z

H01L21/78 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】2

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023093111

(22)【出願日】2023-06-06

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】チョウ ユウ

【テーマコード（参考）】

3C034

3C063

5F063

【Ｆターム（参考）】

3C034BB52

3C063AA02

3C063AB03

3C063BA02

3C063BA22

3C063BD01

3C063EE31

3C063FF30

5F063AA02

5F063AA15

5F063AA23

5F063DD02

5F063DD03

(57)【要約】

【課題】切削時の金属汚染リスクを抑えつつ容易にハンドリング可能な切削ブレードを提供すること。
【解決手段】切削ブレード１は、フランジ１３，１４で挟持された状態で切削装置のスピンドルに装着されるワッシャー形状の切削ブレードであって、砥粒がボンドで固定された砥石部２を備え、砥石部２は、フランジ１３，１４に挟持された状態で、フランジ１３，１４内に収容される非切削領域５と、フランジ１３，１４の外周から突出する切削領域６と、を有し、非切削領域５の少なくとも内縁は、磁性体の粉末を含み、切削領域６の少なくとも外縁は、磁性体の粉末を含まない。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

フランジで挟持された状態で切削装置のスピンドルに装着されるワッシャー形状の切削ブレードであって、
砥粒がボンドで固定された砥石部を備え、
該砥石部は、
少なくとも内縁は磁性体を含み、少なくとも外縁は磁性体を含まないことを特徴とする切削ブレード。

【請求項2】

該ボンドに対する該磁性体の割合は、外周側から内周側に向かって段階的に大きくなることを特徴とする請求項１に記載の切削ブレード。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、切削装置のスピンドルに装着される切削ブレードに関する。

【背景技術】

【0002】

表面に複数のデバイスが形成された半導体ウェーハ等の板状物は、例えば、円環状の切削ブレードを備える切削装置で切削されて、各デバイスに対応する複数のチップへと分割される。

【0003】

切削ブレードは、例えば、金属、樹脂、セラミックス等の結合材（ボンド）に、ダイヤモンド、ＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒を混合して形成されており、所定の装着具を介して切削装置に装着される（例えば、特許文献１参照）。

【0004】

この種の切削ブレードとしては、円盤状の基台の外周部分に切り刃を固定したいわゆるハブブレードの他に、円環状の切り刃のみで構成されるいわゆるワッシャーブレードが広く使用されている。

【0005】

ところで、板状物に形成されるカーフ（切削痕）の幅を狭くしたい場合等には、厚みが数１０μｍ程度の非常に薄い切削ブレードを使用することがある。しかし、切り刃のみで構成されるワッシャーブレードがこのように薄いと、ハンドリングは難しくなり、例えば、落下等のミスで切削ブレードを破損させてしまう可能性が高くなる。

【0006】

このような問題に鑑みて、磁力を利用して切削ブレードをハンドリング可能な治具が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２００２－１５４０５４号公報

【特許文献2】特開２０１５－２１３９８４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、特許文献２に記載の治具は、切削ブレードが金属等の磁性体材料を含まない場合には利用できない。

【0009】

このような場合には切削ブレードを製造する際に、結合材に磁性材料の粉末を混ぜることも考えられるが、磁性体を混ぜることにより切削対象物の金属汚染に繋がる可能性がある。

【0010】

本発明は、切削時の金属汚染リスクを抑えつつ容易にハンドリング可能な切削ブレードを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0011】

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は、フランジで挟持された状態で切削装置のスピンドルに装着されるワッシャー形状の切削ブレードであって、砥粒がボンドで固定された砥石部を備え、該砥石部は、少なくとも内縁は磁性体を含み、少なくとも外縁は磁性体を含まないことを特徴とする。

【0012】

前記切削ブレードでは、該ボンドに対する該磁性体の割合は、外周側から内周側に向かって段階的に大きくても良い。

【発明の効果】

【0013】

本発明は、切削時の金属汚染リスクを抑えつつ容易にハンドリングが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】図１は、実施形態１に係る切削ブレードの構成例等を模式的に示す斜視図である。

【図2】図２は、図１に示された切削ブレードが装着される切削ユニットを分解して示す斜視図である。

【図3】図３は、図１に示された切削ブレードの材料の割合を示す図である。

【図4】図４は、図１に示された切削ブレードをハンドリングする取り付け治具を示す斜視図である。

【図5】図５は、図４に示された取り付け治具でブレードケース内から切削ブレードを取り出す状態を模式的に示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

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。

【0016】

〔実施形態１〕
本発明の実施形態１に係る切削ブレードを図面に基づいて説明する。図１は、実施形態１に係る切削ブレードの構成例等を模式的に示す斜視図である。図２は、図１に示された切削ブレードが装着される切削ユニットを分解して示す斜視図である。図３は、図１に示された切削ブレードの材料の割合を示す図である。図４は、図１に示された切削ブレードをハンドリングする取り付け治具を示す斜視図である。図５は、図４に示された取り付け治具でブレードケース内から切削ブレードを取り出す状態を模式的に示す斜視図である。

【0017】

（切削ユニット）
図１に示された実施形態１に係る切削ブレード１は、略リング形状を有する極薄の切削砥石である。切削ブレード１は、砥粒がボンドで固定された砥石部２を備え、実施形態１では、砥石部２のみで構成されたワッシャー形状のワッシャーブレードである。実施形態１では、切削ブレード１は、リング形状に形成され、内周側に円形の装着穴３が形成されている。

【0018】

実施形態１に係る切削ブレード１は、図２に示された切削装置の切削ユニット１０に装着されて、半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等のウェーハ等の被加工物を切削するものである。実施形態１では、切削ブレード１は、内径が４０ｍｍでかつ外径が５４ｍｍである。

【0019】

切削ブレード１を装着する切削ユニット１０は、図２に示すように、切削装置のＹ軸移動ユニットにより水平方向と平行なＹ軸方向に移動自在に設けられＺ軸移動ユニットにより鉛直方向と平行な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１１と、スピンドルハウジング１１にＹ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられかつ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スピンドル１２と、スピンドル１２の先端部に固定される後ろフランジ１３と、押さえフランジ１４と、固定ねじ１５と、ナット１６と、ブレードカバー１７と、切削水供給ノズル１８とを備える。

【0020】

スピンドル１２は、スピンドルハウジング１１の先端面から先端部が突出して設けられ、先端部がスピンドルハウジング１１に近付くにしたがって徐々に大径となるテープ状（先細ともいう）に形成されている。また、スピンドル１２は、先端面にねじ孔１２１が開口している。

【0021】

後ろフランジ１３は、スピンドル１２の先端部に固定されて、切削ブレード１を支持するものである。後ろフランジ１３は、Ｙ軸方向に延在する円筒状のボス部１３１と、ボス部１３１のスピンドルハウジング１１寄りの一端部に設けられた受けフランジ部１３２とを有している。

【0022】

ボス部１３１は、Ｙ軸方向に延在し、外径が全長に亘って切削ブレード１の中央の装着穴３の内径よりも小径に形成されている。ボス部１３１は、内周側の貫通孔１３３内にスピンドル１２の先端部が挿入される。ボス部１３１は、貫通孔１３３の外周にＺ軸方向と平行な段差面１３４が形成されている。また、ボス部１３１は、外周面に雄ねじ１３５が形成されている。

【0023】

受けフランジ部１３２は、ボス部１３１のスピンドルハウジング１１寄りの軸方向後端から径方向に沿って外周方向に突出してボス部１３１の外径よりも大径な円環状に形成されている。受けフランジ部１３２は、外径が切削ブレード１の内径よりも大きくかつ切削ブレード１の外径よりも小さい。受けフランジ部１３２は、切削ブレード１を外縁部のＺ軸方向に沿って平坦な支持面１３６で支持する。支持面１３６は、受けフランジ部１３２の外縁部に設けられているので、ボス部１３１を囲繞することとなる。ボス部１３１と受けフランジ部１３２とは、同軸に配置されている。

【0024】

後ろフランジ１３は、貫通孔１３３内にスピンドル１２の先端部が挿入され、貫通孔１３３を通ってスピンドル１２の先端面に設けられたねじ孔１２１に固定ねじ１５が螺合し、固定ねじ１５の頭１５１が段差面１３４に密着することで、スピンドル１２の先端部に固定される。後ろフランジ１３は、ボス部１３１が切削ブレード１の装着穴３内に通されて、受けフランジ部１３２の支持面１３６で切削ブレード１を支持する。

【0025】

押さえフランジ１４は、中央に後ろフランジ１３のボス部１３１に装着される装着穴１４１を有した円環状に形成されている。押さえフランジ１４は、内径がボス部１３１の外径と等しく、外径が切削ブレード１の外径よりも小径である。押さえフランジ１４は、装着穴１４１内に後ろフランジ１３のボス部１３１の先端部を通して、後ろフランジ１３の支持面１３６との間に切削ブレード１を挟持する。

【0026】

ナット１６は、円環状に形成され、ボス部１３１の雄ねじ１３５と螺合する雌ねじ１６１が内周面に形成されている。ナット１６は、押さえフランジ１４の装着穴１４１内にスピンドル１２に固定された後ろフランジ１３のボス部１３１が通され、押さえフランジ１４が支持面１３６との間に切削ブレード１－１を挟持した状態で後ろフランジ１３のボス部１３１の雄ねじ１３５に雌ねじ１６１が螺合して、ボス部１３１に締結する。ナット１６は、ボス部１３１に締結することで、後ろフランジ１３と押さえフランジ１４との間に切削ブレード１を挟持して、固定する。

【0027】

ブレードカバー１７は、スピンドルハウジング１１の先端面に固定されたブレードカバー本体１７１と、ブレードカバー本体１７１に対して水平方向に沿いかつＹ軸方向に対して直交するＸ軸方向にスライド可能なスライドカバー１７２とを備える。ブレードカバー本体１７１は、スピンドル１２の先端部を露出する構成となっている。

【0028】

スライドカバー１７２は、エアシリンダ１７３を介してブレードカバー本体１７１に連結されており、エアシリンダ１７３に供給される加圧されたエアによりブレードカバー本体１７１に対してＸ軸方向にスライドする。スライドカバー１７２は、図２に実線で示すブレードカバー本体１７１から離れてスピンドル１２の先端部に後ろフランジ１３を介して切削ブレード１を着脱する着脱位置と、図２に破線で示す切削ブレード１の上方を覆う覆い位置とに亘ってスライドする。

【0029】

切削水供給ノズル１８は、スライドカバー１７２の下端部に一対固定されている。実施形態１では、切削水供給ノズル１８は、側方からみて略Ｌ字状に延在し、互いの間に切削ブレード１の下端部を位置付ける。切削水供給ノズル１８は、図示しない切削水供給源から切削水（実施形態１では、純水）が供給され、供給された切削水を切削ブレード１に供給して、切削ブレード１を冷却、洗浄する。

【0030】

切削ブレード１は、フランジ１３，１４で挟持された状態で切削装置の切削ユニット１０のスピンドル１２に装着される。切削ブレード１は、砥石部２がフランジ１３，１４に挟持された状態でフランジ１３，１４内に収容される図１中に白地で示す非切削領域５と、フランジ１３，１４の外周である外縁から外周方向に突出する図１中に平行斜線で示す切削領域６と、を有している。

【0031】

非切削領域５は、切削ブレード１がスピンドル１２に装着されると、フランジ１３，１４間に挟持される領域であって、切削領域６よりも内周側に配設されて、被加工物を切削しない領域である。切削領域６は、切削ブレード１がスピンドル１２に装着されると、フランジ１３，１４間から露出し、非切削領域５よりも外周側に配設されて、被加工物を切削する領域である。なお、図１には、非切削領域５と、切削領域６との境界を破線で示しているが、実際の切削ブレード１には非切削領域５と切削領域６とを区切る境界がなく、非切削領域５と切削領域６とが一体に構成されている。

【0032】

切削領域６は、樹脂、セラミックス等の結合材（ボンド）に、ダイヤモンド、ＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒を混合して形成されて磁性体を含んでいない。実施形態１では、切削領域６は、２５体積パーセントの砥粒と、７５体積パーセントのボンドとのみにより構成されている。このように、実施形態１では、切削領域６の少なくとも外縁は、砥粒とボンドのみを含んで、磁性体を含まない。

【0033】

非切削領域５は、樹脂、セラミックス等の結合材（ボンド）に、ダイヤモンド、ＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒と、磁性体の粉末を混合して形成されて磁性体を含む。即ち、非切削領域５は、砥粒とボンドと磁性体の粉末のみを含む。なお、実施形態１では、磁性体の粉末として、アルミニッケル合金の粉末、コバルト（Ｃｏ）の粉末を用いることができる。

【0034】

また、非切削領域５の切削領域６寄りの外縁部には、磁性体の粉末の割合が変化する磁性体含有量変化部７（図７に示す）が形成されている。なお、図３の横軸は、切削ブレード１の軸心８（図１に示す）からの距離（即ち、径方向の位置であり）を示し、横軸の単位は、ｍｍである。図３の縦軸は、ボンド、砥粒、磁性体の粉末の含有量（体積パーセント）を示し、縦軸の単位は、％である。なお、図３は、ボンドの含有量を一点鎖線で示し、砥粒の含有量を破線で示し、磁性体の含有量を実線で示す。

【0035】

実施形態１では、非切削領域５は、軸心８からの距離が４０ｍｍから５０ｍｍまでの間の領域であり、切削領域６は、軸心８からの距離が５０ｍｍから５４ｍｍまでの間の領域である。実施形態１では、非切削領域５の磁性体含有量変化部７よりも内周側（軸心８からの距離が４０ｍｍから４５ｍｍまでの間の領域）は、２５体積パーセントの磁性体の粉末と、７５体積パーセントのボンドとのみにより構成されている。このように、実施形態１では、非切削領域５の少なくとも内縁は、ボンドと磁性体の粉末のみを含んで、磁性体を含む。

【0036】

実施形態１では、磁性体含有量変化部７は、軸心８からの距離が４５ｍｍから４９ｍｍまでの間の領域であり、軸心８からの距離が４５ｍｍとなる位置では、７５体積パーセントのボンドと、２０体積パーセントの磁性体の粉末と、５体積パーセントの砥粒とを含む。実施形態１では、磁性体含有量変化部７は、ボンドの含有量を７５体積パーセント一定として、軸心８からの距離が４５ｍｍとなる位置から軸心８からの距離が１ｍｍ長くなるのにしたがって、磁性体の粉末の含有量が５体積パーセント減少しかつ砥粒の含有量が５体積パーセント増加する。

【0037】

実施形態１では、非切削領域５の磁性体含有量変化部７よりも外周側（軸心８からの距離が４９ｍｍから５０ｍｍまでの間の領域）は、２５体積パーセントの砥粒と、７５体積パーセントのボンドとのみにより構成されている。

【0038】

このように、切削ブレード１は、非切削領域５に磁性体含有量変化部７が形成されていることにより、非切削領域５の外縁部のボンドに対する磁性体の割合は、非切削領域５の外周側から内周側に向かって段階的に大きくなる。

【0039】

前述した構成の切削ブレード１は、図４に示す取り付け治具２０等を用いて切削ユニット１０に装着される。取り付け治具２０は、図４に示すように、直線状に延びた直方体状のバー本体２１と、係止フック２２と、磁石２３とを備える。係止フック２２は、バー本体２１の一端側（上端側）に連なっている。係止フック２２は、バー本体２１の一つの表面２１１と面一に形成された支持部２２１と、支持部２２１の先端からバー本体２１の表面２１１から直交しかつバー本体２１から離れる方向に延在した鉤部２２２とを含む。

【0040】

磁石２３は、円盤状に形成され、バー本体２１の表面２１１の裏側の他の表面２１２に設けられている。この磁石２３は、係止フック２２がブレードカバー本体１７１の上端に係止された状態で後ろフランジ１３の外周縁のスピンドルハウジング１１側に位置付けられる。

【0041】

前述した切削ブレード１は、以下のように、スピンドル１２に取り付けられる。切削ブレード１は、スライドカバー１７２が着脱位置に位置付けられ、スピンドル１２の先端部に後ろフランジ１３が装着され、ナット１６及び押さえフランジ１４が後ろフランジ１３のボス部１３１から取り外された状態のスピンドル１２に取り付けられる。

【0042】

切削ブレード１は、取り付け治具２０の磁石２３に吸着されて、図５に示すブレードケース３０からピックアップされる。このように、取り付け治具２０を利用することで、切削ブレード１は、薄くてもブレードケース３０から容易にピックアップできる。なお、ピックアップされた切削ブレード１は、取り付け治具２０の磁石２３から分離され、取り付け治具２０の係止フック２２がブレードカバー本体１７１の上端に係止し、磁石２３を後ろフランジ１３の外周縁のスピンドルハウジング１１側に位置付ける。これにより、後ろフランジ１３を介して前方に磁力を伝達させることができる。

【0043】

切削ブレード１は、装着穴３に後ろフランジ１３のボス部１３１が通され、切削ブレード１の非切削領域５が磁性体の粉末を含んでいるので、磁石２３の磁力で後ろフランジ１３の支持面１３６に吸着される。このように、磁石２３の磁力を利用することで、切削ブレード１が薄くても取り付けが容易になる。

【0044】

切削ブレード１は、押さえフランジ１４の装着穴１４１に後ろフランジ１３のボス部１３１を通して、ナット１６がボス部１３１に固定されて、フランジ１３，１４に挟持されて、スピンドル１２に装着される。こうして、切削ブレード１は、切削ユニット１０に装着される。その後、取り付け治具２０が、ブレードカバー本体１７１の上端から取り外される。切削ユニット１０は、切削ブレード１が装着された状態で、スライドカバー１７２が覆い位置に位置付けられて、切削水供給ノズル１８から切削水から切削ブレード１に供給しながら被加工物を切削する。

【0045】

以上説明したように、実施形態１に係る切削ブレード１は、フランジ１３，１４に挟持された状態でフランジ１３，１４内に収容される非切削領域５の少なくも内縁が磁性体の粉末を含み、切削領域６の少なくとも外縁が磁性体の粉末を含んでいない。このために、切削ブレード１は、切削中に磁性体が被加工物に接触することを抑制できるとともに、ボンドが非磁性体であっても磁石２３に吸着してハンドリングすることができる。

【0046】

その結果、実施形態１に係る切削ブレード１は、切削時の金属汚染リスクを抑えつつ磁力を用いて容易にハンドリングが可能になるという効果を奏する。

【0047】

また、実施形態１に係る切削ブレード１は、非切削領域５の切削領域６寄りの外縁部には、磁性体の粉末及びボンドの割合が外周側から内周側に向かって段階的に変化する磁性体含有量変化部７が形成されているので、非切削領域５と切削領域６との境界で分断されにくくすることができる。

【0048】

なお、本発明は、上記実施形態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。

【符号の説明】

【0049】

１ 切削ブレード
２ 砥石部
５ 非切削領域
６ 切削領域
１２ スピンドル
１３ 後ろフランジ（フランジ）
１４ 押さえフランジ（フランジ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】