特許 7461132 切削装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-03-26

(45)【発行日】2024-04-03

(54)【発明の名称】切削装置

(51)【国際特許分類】

   B24B 27/06 20060101AFI20240327BHJP

   B24B 45/00 20060101ALI20240327BHJP

   B24B 49/10 20060101ALI20240327BHJP

   B23Q 17/00 20060101ALI20240327BHJP

   B28D 1/24 20060101ALI20240327BHJP

   B28D 7/00 20060101ALI20240327BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20240327BHJP

【ＦＩ】

B24B27/06 J

B24B45/00 A

B24B49/10

B23Q17/00 A

B23Q17/00 B

B28D1/24

B28D7/00

H01L21/78 F

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019214137

(22)【出願日】2019-11-27

(65)【公開番号】P2021084162

(43)【公開日】2021-06-03

【審査請求日】2022-09-30

(73)【特許権者】

【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】110003524

【氏名又は名称】弁理士法人愛宕綜合特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100113217

【弁理士】

【氏名又は名称】奥貫 佐知子

(74)【代理人】

【識別番号】100202496

【弁理士】

【氏名又は名称】鹿角 剛二

(74)【代理人】

【識別番号】100202692

【弁理士】

【氏名又は名称】金子 吉文

(72)【発明者】

【氏名】新田 秀次

(72)【発明者】

【氏名】湯澤 治信

(72)【発明者】

【氏名】松下 嘉男

【審査官】須中 栄治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－０２３１３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１１１７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０１０９５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１０４０６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０２３２２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０５９３４９７３（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｂ２４Ｂ３／００－３／６０

Ｂ２４Ｂ２１／００－５１／００

Ｂ２３Ｑ１７／００－２３／００

Ｂ２８Ｄ１／００－７／０４

Ｈ０１Ｌ２１／３０１；２１／７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を切削する切り刃を外周に備えた切削ブレードを回転可能に支持した切削手段と、該切削ブレードと被加工物に切削水を供給する切削水供給手段と、該保持手段と該切削手段とを相対的に加工送りする送り手段と、を含む切削装置であって、
該切削手段は、回転軸と、該回転軸を回転可能に支持するハウジングと、該回転軸の先端に形成され該切削ブレードを保持するマウントと、から少なくとも構成され、
該マウントは、該切削ブレードの中央に形成された開口に挿入されるボス部と、該ボス部の外周に形成され該切削ブレードの切り刃を露出させて支持するリング状の支持部と、該ボス部と該支持部との間に開口し該切削ブレードを吸引保持する吸引孔と、該吸引孔を吸引源に連通する連通路とを含み、
該連通路には圧力計が配設され、該圧力計が計測した値が許容値に達しない場合は該回転軸の回転開始および切削水の供給開始を阻止し、該圧力計が計測した値が許容値に達した場合は該回転軸の回転開始を許容すると共に該回転軸の回転開始時以降において切削水の供給開始を許容する制御手段を備え、
該切削手段は、該切削ブレードが対向するように２個配設され、
該制御手段は、該圧力計が計測した値が許容値に達した状態で双方の該切削手段の該マウントに該切削ブレードが装着されている場合に、一方の該切削手段のみによる該保持手段に保持された被加工物の切削を許容すると共に、他方の該切削手段の該回転軸を回転させる切削装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被加工物を保持する保持手段と、保持手段に保持された被加工物を切削する切り刃を外周に備えた切削ブレードを回転可能に支持した切削手段と、切削ブレードと被加工物に切削水を供給する切削水供給手段と、保持手段と切削手段とを相対的に加工送りする送り手段と、を含む切削装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ＩＣ、ＬＳＩ等の複数のデバイスが分割予定ラインによって区画され表面に形成されたウエーハは、切削ブレードを回転可能に備えた切削装置によって個々のデバイスチップに分割され、分割された各デバイスチップは携帯電話、パソコン等の電気機器に利用される。

【0003】

本出願人は、切削ブレードをナットでマウントに締結する際に必要な特殊工具の回避、切削ブレードをナットでマウントに締結する際の個人差の回避、を可能にした切削装置を提案した（たとえば特許文献１参照）。

【0004】

この切削装置は、被加工物を保持する保持手段と、保持手段に保持された被加工物を切削する切り刃を外周に備えた切削ブレードを回転可能に支持した切削手段と、切削ブレードと被加工物に切削水を供給する切削水供給手段と、保持手段と切削手段とを相対的に加工送りする送り手段とを含む。切削手段は、回転軸と、回転軸を回転可能に支持するハウジングと、回転軸の先端に形成され切削ブレードを保持するマウントとを備える。マウントは、切削ブレードの中央に形成された開口に挿入されるボス部と、ボス部の外周に形成され切削ブレードの切り刃を露出させて支持するリング状の支持部と、ボス部と支持部との間に開口し切削ブレードを吸引保持する吸引孔と、吸引孔を吸引源に連通する連通路とを有する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２００２－１５４０５４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかし、マウントと切削ブレードとの間に異物が介在し充分な吸引力が得られない状態で切削ブレードを回転させて切削加工を施すとウエーハおよび切削ブレードを損傷させるという問題がある。

【0007】

また、マウントに切削ブレードが適正に装着されている場合であっても、切削水を供給した際に、マウントと切削ブレードとの間の僅かな隙間から切削水と共に切削屑が吸引されてしまうという問題がある。

【0008】

上記事実に鑑みてなされた本発明の課題は、ウエーハおよび切削ブレードを損傷させることがないと共に、マウントと切削ブレードとの間から切削水および切削屑が吸引されることがない切削装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は上記課題を解決するために以下の切削装置を提供する。すなわち、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を切削する切り刃を外周に備えた切削ブレードを回転可能に支持した切削手段と、該切削ブレードと被加工物に切削水を供給する切削水供給手段と、該保持手段と該切削手段とを相対的に加工送りする送り手段と、を含む切削装置であって、該切削手段は、回転軸と、該回転軸を回転可能に支持するハウジングと、該回転軸の先端に形成され該切削ブレードを保持するマウントと、から少なくとも構成され、該マウントは、該切削ブレードの中央に形成された開口に挿入されるボス部と、該ボス部の外周に形成され該切削ブレードの切り刃を露出させて支持するリング状の支持部と、該ボス部と該支持部との間に開口し該切削ブレードを吸引保持する吸引孔と、該吸引孔を吸引源に連通する連通路とを含み、該連通路には圧力計が配設され、該圧力計が計測した値が許容値に達しない場合は該回転軸の回転開始および切削水の供給開始を阻止し、該圧力計が計測した値が許容値に達した場合は該回転軸の回転開始を許容すると共に該回転軸の回転開始時以降において切削水の供給開始を許容する制御手段を備え、該切削手段は、該切削ブレードが対向するように２個配設され、該制御手段は、該圧力計が計測した値が許容値に達した状態で双方の該切削手段の該マウントに該切削ブレードが装着されている場合に、一方の該切削手段のみによる該保持手段に保持された被加工物の切削を許容すると共に、他方の該切削手段の該回転軸を回転させる切削装置を本発明は提供する。

【発明の効果】

【0011】

本発明の切削装置は、被加工物を保持する保持手段と、該保持手段に保持された被加工物を切削する切り刃を外周に備えた切削ブレードを回転可能に支持した切削手段と、該切削ブレードと被加工物に切削水を供給する切削水供給手段と、該保持手段と該切削手段とを相対的に加工送りする送り手段と、を含み、該切削手段は、回転軸と、該回転軸を回転可能に支持するハウジングと、該回転軸の先端に形成され該切削ブレードを保持するマウントと、から少なくとも構成され、該マウントは、該切削ブレードの中央に形成された開口に挿入されるボス部と、該ボス部の外周に形成され該切削ブレードの切り刃を露出させて支持するリング状の支持部と、該ボス部と該支持部との間に開口し該切削ブレードを吸引保持する吸引孔と、該吸引孔を吸引源に連通する連通路とを含み、該連通路には圧力計が配設され、該圧力計が計測した値が許容値に達しない場合は該回転軸の回転開始および切削水の供給開始を阻止し、該圧力計が計測した値が許容値に達した場合は該回転軸の回転開始を許容すると共に該回転軸の回転開始時以降において切削水の供給開始を許容する制御手段を備え、該切削手段は、該切削ブレードが対向するように２個配設され、該制御手段は、該圧力計が計測した値が許容値に達した状態で双方の該切削手段の該マウントに該切削ブレードが装着されている場合に、一方の該切削手段のみによる該保持手段に保持された被加工物の切削を許容すると共に、他方の該切削手段の該回転軸を回転させるので、マウントと切削ブレードとの間に異物が介在し充分な吸引力が得られない場合は、圧力計が計測した値が許容値に達しないため切削加工が開始されず、ウエーハおよび切削ブレードを損傷させるという問題が解消する。また、本発明の切削装置においては、回転軸の回転開始時以降において切削水の供給開始を許容するので、マウントおよび切削ブレードに切削水および切削水が付着しても、マウントおよび切削ブレードの遠心力によって切削水および切削屑が吹き飛ばされ、マウントと切削ブレードとの間の僅かな隙間から切削水と共に切削屑が吸引されることがない。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に従って構成された切削装置の一部斜視図。

【図2】（ａ）図１に示す切削手段の一部斜視図、（ｂ）（ａ）に示す状態から切削水供給部を跳ね上げた状態を示す斜視図、（ｃ）（ｂ）に示す状態から切削ブレードを取り外した状態を示す斜視図。

【図3】図１に示す切削手段の一部断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明に従って構成された切削装置の好適実施形態について図面を参照しつつ説明する。

【0014】

図１に示す切削装置２は、被加工物を保持する保持手段４と、保持手段４に保持された被加工物を切削する切り刃を外周に備えた切削ブレードを回転可能に支持した切削手段６と、切削ブレードと被加工物に切削水を供給する切削水供給手段８（図２参照）と、保持手段４と切削手段６とを相対的に加工送りする送り手段１０と、を含む。なお、図１には、互いに直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向がそれぞれ矢印Ｘ、Ｙ、Ｚで示されている。Ｘ軸方向およびＹ軸方向が規定する平面は実質上水平である。

【0015】

保持手段４は、Ｘ軸方向に移動自在に基板１２に搭載されたＸ軸可動板１４と、Ｘ軸可動板１４の上面に固定された支柱１６と、支柱１６の上端に固定されたカバー板１８とを備える。カバー板１８には円形開口１８ａが形成され、円形開口１８ａを通って上方に延びるチャックテーブル２０が支柱１６の上端に回転自在に搭載されている。チャックテーブル２０は、支柱１６に内蔵されたチャックテーブル用モータ（図示していない。）によって上下方向に延びる軸線を中心として回転される。

【0016】

チャックテーブル２０の上端部分には、吸引手段（図示していない。）に接続された多孔質の円形状の吸着チャック２２が配置されている。そして、チャックテーブル２０においては、吸引手段で吸着チャック２２の上面に吸引力を生成することにより、吸着チャック２２の上面に載せられた被加工物を吸引保持するようになっている。また、チャックテーブル２０の周縁には、周方向に間隔をおいて複数のクランプ２４が配置されている。

【0017】

図示の実施形態の切削手段６は、互いにＹ軸方向に間隔をおいて切削ブレードが対向するように２個配設された第一の切削手段６ａおよび第二の切削手段６ｂを有している。図示の実施形態の切削手段６においては、保持手段４に保持された被加工物を２個の切削ブレードによって同時に切削加工を施すことができるようになっている。図２および図３を参照して説明すると、第一の切削手段６ａは、回転軸２６（図３参照）と、回転軸２６を回転可能に支持するハウジング２８と、回転軸２６の先端に形成され切削ブレード３０を保持するマウント３２と、から少なくとも構成されている。

【0018】

回転軸２６の他端には、回転軸２６を回転させるためのモータ（図示していない。）が連結されている。図２に示すとおり、ハウジング２８の先端にはブレードカバー３４が装着されている。ブレードカバー３４は、ハウジング２８の先端に固定された主部３６と、主部３６に揺動自在に支持された可動部３８とを含む。切削ブレード３０は、円筒状の基台４０と、基台４０の片側面の外周部に装着された環状の切り刃４２とを有する。基台４０の中央部には円形状の開口４０ａが形成されている。なお、図３においては、便宜上、ブレードカバー３４を省略している。

【0019】

図３を参照して説明を続けると、マウント３２は、切削ブレード３０の中央に形成された開口４０ａに挿入されるボス部４４と、ボス部４４の外周に形成され切削ブレード３０の切り刃４２を露出させて支持するリング状の支持部４６と、ボス部４４と支持部４６との間に開口し切削ブレード３０を吸引保持する吸引孔５０と、吸引孔５０を吸引源５２に連通する連通路５４とを含む。

【0020】

ボス部４４は円柱状に形成されており、ボス部４４の直径は切削ブレード３０の基台４０の開口４０ａの直径に対応している。支持部４６の外径は切削ブレード３０の切り刃４２の外径よりも小さく、マウント３２に切削ブレード３０が装着された際に、マウント３２から切り刃４２が露出するようになっている。また、支持部４６のＹ軸方向先端面は、ボス部４４のＹ軸方向先端面よりも後退している。

【0021】

ボス部４４と支持部４６との間には、支持部４６の先端よりもＹ軸方向に更に後退した環状凹所４８が設けられており、この環状凹所４８には、切削ブレード３０を吸引保持するための吸引孔５０が形成されている。図示の実施形態のマウント３２には一対の吸引孔５０が設けられている。吸引孔５０は１個でもよいが、回転バランスを良好にするために等角度間隔で２個以上形成されているのが好ましい。図３に示すとおり、各吸引孔５０は吸引源５２に連通路５４を介して連通している。連通路５４には、連通路５４内の圧力を計測する圧力計５６と、連通路５４を開閉するためのバルブ５８とが配設されている。そして、マウント３２においては、バルブ５８を開けた状態で吸引源５２を作動することにより、ボス部４４に嵌め合わされた切削ブレード３０を吸引保持するようになっている。

【0022】

また、第一の切削手段６ａは、図１に示すとおり、Ｙ軸方向に移動自在に適宜の支持部材（図示していない。）に支持されたＹ軸可動片６０と、Ｚ軸方向に移動自在にＹ軸可動片６０に支持されたＺ軸可動片６２とを含む。Ｚ軸可動片６２の下端には、上記ハウジング２８が固定されている。なお、第二の切削手段６ｂについては、第一の切削手段６ａと同一の構成でよいので第一の切削手段６ａの構成と同一の符号を付し、説明を省略する。

【0023】

図２を参照して切削水供給手段８について説明する。切削水供給手段８は、ブレードカバー３４の主部３６に付設された円筒状の供給口６４と、供給口６４に連通する一対のノズル６６とを含む。供給口６４は切削水供給源（図示していない。）に連通しており、供給口６４と切削水供給源とを連通する水路（図示していない。）には、この水路を開閉するバルブ（図示していない。）が設けられている。図２（ｂ）および図２（ｃ）に示すとおり、ノズル６６には複数の噴射孔６８が形成されている。そして、切削水供給手段８においては、保持手段４に保持された被加工物に切削手段６によって切削加工を施す際に、切削水供給源から供給口６４に供給された切削水をノズル６６の噴射孔６８から切削水を切削ブレード３０および被加工物に向かって噴射するようになっている。

【0024】

図３に示すとおり、圧力計５６には、切削装置２の作動を制御する制御手段７０が電気的に接続されており、圧力計５６で計測した値が制御手段７０に送られるようになっている。コンピュータから構成されている制御手段７０は、制御プログラムに従って演算処理する中央処理装置（ＣＰＵ）と、制御プログラム等を格納するリードオンリメモリ（ＲＯＭ）と、演算結果等を格納する読み書き可能なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）とを有する（いずれも図示していない。）。そして、制御手段７０は、圧力計５６が計測した値が許容値に達しない場合は回転軸２６の回転開始および切削水の供給開始を阻止し、圧力計５６が計測した値が許容値に達した場合は回転軸２６の回転開始を許容すると共に回転軸２６の回転開始時以降において切削水の供給開始を許容するようになっている。

【0025】

図示の実施形態の送り手段１０は、図１に示すとおり、Ｘ軸送り手段７２と、基台１２をまたいで配設された門型フレーム（図示せず）に配設された第一・第二のＹ軸送り手段７４ａ、７４ｂと、第一・第二のＺ軸送り手段７６ａ、７６ｂとを含む。Ｘ軸送り手段７２は、Ｘ軸可動板１４に連結されＸ軸方向に延びるボールねじ７８と、ボールねじ７８を回転させるモータ８０とを有する。そして、Ｘ軸送り手段７２は、ボールねじ７８によりモータ８０の回転運動を直線運動に変換してＸ軸可動板１４に伝達し、切削手段６に対して保持手段４をＸ軸方向に相対的に加工送りする。

【0026】

第一のＹ軸送り手段７４ａは、Ｙ軸可動片６０に連結されＹ軸方向に延びるボールねじ８２と、ボールねじ８２を回転させるモータ８４とを有する。そして、第一のＹ軸送り手段７４ａは、ボールねじ８２によりモータ８４の回転運動を直線運動に変換してＹ軸可動片６０に伝達し、保持手段４に対して第一の切削手段６ａをＹ軸方向に相対的に加工送り（割り出し送り）する。また、第一のＹ軸送り手段７４ａにおいてはモータ８４がボールねじ８２のＹ軸方向一端部に接続されている一方、第二のＹ軸送り手段７４ｂにおいてはモータ８４がボールねじ８４のＹ軸方向他端部に接続されている点を除き、第二のＹ軸送り手段７４ｂは第一のＹ軸送り手段７４ａと同一の構成でよい。そして、第二のＹ軸送り手段７４ｂは、保持手段４に対して第二の切削手段６ｂをＹ軸方向に相対的に加工送り（割り出し送り）する。

【0027】

第一のＺ軸送り手段７６ａは、Ｚ軸可動片６２に連結されＺ軸方向に延びるボールねじ（図示していない。）と、このボールねじを回転させるモータ８６とを有する。そして、第一のＺ軸送り手段７６ａは、ボールねじによりモータ８６の回転運動を直線運動に変換してＺ軸可動片６２に伝達し、保持手段４に対して第一の切削手段６ａをＺ軸方向に相対的に加工送り（切り込み送り）する。また、第一のＺ軸送り手段７６ａと同一の構成でよい第二のＺ軸送り手段７６ｂは、保持手段４に対して第二の切削手段６ｂをＺ軸方向に相対的に加工送り（切り込み送り）する。

【0028】

上述したとおりの切削装置２では、第一の切削手段６ａまたは第二の切削手段６ｂのいずれかにおいて、マウント３２と切削ブレード３０との間に異物等が介在していると、マウント３２と切削ブレード３０との間に隙間が生じ、この隙間から連通路５４内に空気が流入するため、連通路５４内の圧力が許容値（たとえば、絶対圧０．０３ＭＰａ程度）まで下がらず、マウント３２が切削ブレード３０を保持する吸引力が所要値に達することがない。したがって、圧力計５６が計測した値が許容値に達しない場合に制御手段７０は、第一・第二の切削手段６ａ、６ｂの双方の回転軸２６の回転開始および切削水の供給開始を阻止する。

【0029】

一方、第一・第二の切削手段６ａ、６ｂの双方において、マウント３２と切削ブレード３０との間に異物等が介在していない場合、切削ブレード３０をマウント３２に吸引保持（装着）させた際に、マウント３２の支持部４６と切削ブレード３０とが密着することになる。そうすると、連通路５４内の圧力が許容値まで下がり、所要の吸引力で切削ブレード３０がマウント３２に保持される。したがって、圧力計５６が計測した値が許容値に達した場合に制御手段７０は、第一・第二の切削手段６ａ、６ｂの双方の回転軸２６の回転開始を許容すると共に、双方の回転軸２６の回転開始時以降において切削水の供給開始を許容する。

【0030】

このように図示の実施形態の切削装置２においては、いずれか一方の圧力計５６が計測した値が許容値に達しない場合は、第一・第二の切削手段６ａ、６ｂの双方の回転軸２６の回転開始および切削水の供給開始を阻止し、双方の圧力計５６が計測した値が許容値に達した場合は、第一・第二の切削手段６ａ、６ｂの双方の回転軸２６の回転開始を許容すると共に、双方の回転軸２６の回転開始時以降において切削水の供給開始を許容する制御手段７０を備えるので、マウント３２と切削ブレード３０との間に異物が介在し充分な吸引力が得られない場合には切削加工が開始されないため、ウエーハおよび切削ブレード３０を損傷させることがない。

【0031】

また、切削装置２においては、回転軸２６の回転開始時以降において切削水の供給開始を許容するので、マウント３２および切削ブレード３０に切削水および切削水が付着しても、マウント３２および切削ブレード３０の遠心力によって切削水および切削屑が吹き飛ばされ、マウント３２と切削ブレード３０との間の僅かな隙間から切削水と共に切削屑が吸引されることがない。

【0032】

また、切削装置２においては、第一・第二の切削手段６ａ、６ｂのいずれか一方のみによって、保持手段４に保持された被加工物を切削するときがある。このようなとき、制御手段７０は、双方の圧力計５６が計測した値が許容値に達した状態で双方のマウント３２に切削ブレード３０が装着されている場合に、第一・第二の切削手段６ａ、６ｂの一方のみによる被加工物の切削を許容すると共に、第一・第二の切削手段６ａ、６ｂの他方の回転軸２６を回転させる。

【0033】

これによって、一方の切削手段６の切削によって発生する切削屑が他方の切削手段６のマウント３２に付着してマウント３２が汚染されることがない。すなわち、圧力計５６が計測した値が許容値に達した状態で他方の切削手段６のマウント３２に切削ブレード３０が装着されていることによって、他方の切削手段６のマウント３２への切削屑の付着が防止される。

【0034】

また、他方の切削手段６の切削ブレード３０がマウント３２に装着されていても、一方の切削手段６の切削によって発生する切削屑が切削ブレード３０とマウント３２との僅かな隙間から吸引されることがない。すなわち、他方の切削手段６の回転軸２６を回転させることで、回転による遠心力によってマウント３２と切削ブレード３０との僅かな隙間から切削屑が吸引されることが防止される。

【0035】

なお、図示の実施形態の切削装置２において切削手段６を２個備える例を説明したが、切削手段６は１個であってもよい。

【符号の説明】

【0036】

２：切削装置
４：保持手段
６：切削手段
６ａ：第一の切削手段
６ｂ：第二の切削手段
８：切削水供給手段
１０：送り手段
２６：回転軸
２８：ハウジング
３０：切削ブレード
３２：マウント
４２：切り刃
４４：ボス部
４６：支持部
５０：吸引孔
５２：吸引源
５４：連通路
５６：圧力計
７０：制御手段

【図1】

【図2】

【図3】