JP2018094646A

JP2018094646A - 切削ブレード

Info

Publication number: JP2018094646A
Application number: JP2016238938A
Authority: JP
Inventors: 隆博石井; Takahiro Ishii
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2016-12-09
Filing date: 2016-12-09
Publication date: 2018-06-21

Abstract

【課題】装着時の真円ドレスを省略して効率化を図ると共にドレッサーボードを不要にしてコストを低減すること。【解決手段】切削ブレード（４０）は、砥粒を結合剤で固定した砥粒層によって形成された環状の切れ刃部（４２）の外側に、切れ刃部と比較して消耗し易い消耗容易層（４６）が形成されている。消耗容易層は、切れ刃部の外周縁（４５）から少なくとも固定フランジに装着された際の回転軸（Ａ）に対する偏心量に相当する大きさを有しており、切削加工によって消耗容易層を消耗させることで回転軸を中心とした真円状に切削ブレードが形状修正される。【選択図】図３

Description

本発明は、半導体基板等の板状物を切削する切削ブレードに関する。

半導体デバイス工程では、半導体ウェーハ等の板状物の切削に適した切削ブレードが使用されている。切削装置では、回転スピンドルの先端に固定フランジが取り付けられ、この固定フランジに切削ブレードが装着されている（例えば、特許文献１参照）。固定フランジには回転スピンドルの軸線方向に突出する円形ボス部が形成されており、切削ブレードの中心には円形ボス部が差し込まれる取付穴が形成されている。円形ボス部の外周面と切削ブレードの内周面の間には、固定フランジに対して切削ブレードを着脱するために数μｍ程度の僅かな隙間が設けられている。

この数μｍの隙間によって、回転スピンドルの回転軸に対して切削ブレードが偏心して装着される場合がある。切削ブレードが偏心して装着されると、切削ブレードの周囲の切れ刃部のうち板状物に当たらない領域が発生する。このため、切れ刃部のうち板状物に当たる所定領域の切削抵抗が増大することで、切削溝の両側面にチッピングが発生するという問題がある。この問題を回避するため、通常は切削ブレードを固定フランジに装着した後に、ドレッサーボードによって切削ブレードの真円出しを実施して、切れ刃部の全周で均等に切削できるように形状修正している。

特開平９−３１４４６５号公報

しかしながら、固定フランジに対して切削ブレードを取り付ける度に偏心方向及び偏心量が変化するため、切削ブレードを装着する際には真円ドレス用のドレッサーボードで真円ドレスを行わなければならない。真円ドレスでは切削ブレードでドレッサーボードを繰返し切り込まなければならず、多くの時間を要すると共にドレッサーボードが多数枚必要になって非効率かつ不経済であるという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、装着時の真円ドレスを省略して効率化を図ると共にドレッサーボードを不要にしてコストを低減することができる切削ブレードを提供することを目的の１つとする。

本発明の一態様の切削ブレードは、回転スピンドルの先端に装着された固定フランジに装着される切削ブレードであって、砥粒を結合剤で固定した砥粒層によって形成された環状の切れ刃部と、該環状の切れ刃部の最外周に形成された該切れ刃部と比較して消耗し易い消耗容易層とを備え、該消耗容易層は、該切れ刃部の外周縁から少なくとも、該固定フランジに装着された際の回転軸に対する偏心量に相当する深さに形成されていることを特徴とする。

この構成によれば、固定フランジに対して切削ブレードが偏心して装着されても、切れ刃部の最外周が消耗し易い消耗容易層で形成されているため、切削開始時に切削ブレードの偏心方向で消耗容易層が急激に消耗される。よって、切削ブレードに真円ドレスを実施することなく、切削を開始するだけで回転スピンドルに対する切削ブレードの真円出しが実施される。切削ブレードの真円ドレスが省略されることで切削ブレードの装着から切削開始までの時間が短縮され、ドレッサーボードが不要になることでコストを低減することができる。

本発明の一態様の切削ブレードにおいて、該消耗容易層は、スリット又は気孔を形成して、あるいは該切れ刃部と比較して砥粒集中度を下げて形成する。

本発明の一態様の切削ブレードにおいて、該消耗容易層以外の切れ刃部はメタル系結合剤で固定された砥粒層で、該消耗容易層はレジン系結合剤で固定された砥粒層で形成されている。

本発明によれば、刃先部の最外周を消耗し易い消耗容易層で形成することで、切削ブレードの装着時の真円ドレスを省略して効率化を図ると共に、ドレスボードが不要になるためコストを低減することができる。

本実施の形態の切削手段の分解斜視図である。比較例の切削ブレードの説明図である。本実施の形態の切削ブレードの正面図及び側面図である。本実施の形態の切削ブレードの消耗容易層の一例を示す図である。本実施の形態の切削ブレードの真円出し動作の説明図である。

以下、添付図面を参照して、本実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態の切削手段の分解斜視図である。図２は、比較例の切削ブレードの説明図である。なお、図１では、説明の便宜上、切削ブレードの外周を覆うホイールカバーを省略して記載している。また、切削手段は、本実施の形態の切削ブレードが装着される構成であればよく、図１に示す構成に限定されない。

図１に示すように、切削装置には、チャックテーブル（不図示）上の各種の板状物を切削ブレード４０で切削する切削手段１０が設けられている。切削手段１０は、回転スピンドル２０の先端に固定フランジ３０が取り付けられ、固定フランジ３０に切削ブレード４０が装着されている。回転スピンドル２０は、例えばエアスピンドルであり、圧縮エアー層を介してスピンドルハウジング２１に対して浮動状態で支持されている。スピンドルハウジング２１からは回転スピンドル２０の先端部分２２が突出しており、この回転スピンドル２０の先端部分２２に固定フランジ３０が取り付けられる。

固定フランジ３０は、円筒形状のボス部３１と、ボス部３１の周面から径方向外側に広がるフランジ形状の装着部３２とを有している。ボス部３１の背面側には回転スピンドル２０の先端部分２２に装着される嵌合孔（不図示）が形成され、ボス部３１の表面側には円形凹部３４が形成されている。円形凹部３４の底面には嵌合孔に連なる貫通孔３５が形成されており、固定フランジ３０に嵌め込まれた回転スピンドル２０の先端面が貫通孔３５から露出される。回転スピンドル２０の先端面にはネジ穴２３が形成されており、ネジ穴２３に固定ボルト３６を締め付けることで、回転スピンドル２０に固定フランジ３０が固定される。

切削ブレード４０は、略円板状のハブ基台４１の外周に環状の切れ刃部４２が取り付けられたハブブレードであり、ハブ基台４１の中央には固定フランジ３０のボス部３１に挿入される挿入孔４３が形成されている。ハブ基台４１の挿入孔４３がボス部３１に押し込まれると、ハブ基台４１からボス部３１が突出される。ボス部３１の突出部分の外周面には雄ネジ３７が形成されており、ボス部３１の突出部分の雄ネジ３７に環状の固定ナット３９が締め付けられて固定フランジ３０に切削ブレード４０が固定される。このようにして、回転スピンドル２０の先端に固定フランジ３０が装着され、さらに固定フランジ３０に切削ブレード４０が装着されている。

ところで、図２の比較例に示すように、通常は固定マウント（ボス部５４のみ図示）に対して切削ブレード５１が着脱できるように、固定マウントのボス部５４と切削ブレード５１の挿入孔５２には数μｍ程度の隙間が設けられている。この数μｍの隙間によってボス部５４（回転軸Ａ）に対して切削ブレード５１が僅かに偏心して取り付けられると、切れ刃部５３の切削に寄与する領域が少なくなって切削抵抗が大きくなる。このため、切れ刃部５３の全周で均等に切削されるように、切れ刃部５３にドレッサーボードＤを繰返し切り込ませて真円ドレスが実施されて、切れ刃部５３の全周で均等に切削されるように形状修正される。

真円ドレスでは、切削ブレード５１でドレッサーボードＤに複数ライン（例えば、３０ライン）分の切削送りが繰り返され、真円ドレス後には切削ブレード５１に対して目立てドレスが実施される。切削ブレード５１の真円ドレスや目立てドレスで長い時間が費やされるのに加え、ドレッサーボードＤの交換作業等が発生するため、切削ブレード５１の装着から切削開始までの時間が長くなる。さらに、切削ブレード５１でドレッサーボードＤが繰返し切り込まれるため、ドレッサーボードＤの交換頻度が高くなってコストが増加してしまっていた。

そこで、本実施の形態では、真円ドレスの代わりに、切削ブレード４０の切れ刃部４２の砥粒層と比較して消耗し易い消耗容易層４６を、切れ刃部４２の最外周に形成するようにしている。固定フランジ３０に対して切削ブレード４０が偏心して装着されても、切削開始時に切削ブレード４０で板状物を切削することで消耗容易層４６が急激に消耗されて、切削ブレード４０の切れ刃部４２が全周に亘って形状修正される。このように、ドレッサーボードＤを用いることなく短時間で切削ブレード４０に対して真円出しを実施することが可能になっている。

以下、図３を参照して、本実施の形態の切削ブレードについて説明する。図３は、本実施の形態の切削ブレードの正面図及び断面図である。図４は、本実施の形態の切削ブレードの消耗容易層の一例を示す図である。なお、図３の破線は固定フランジのボス部の外周面を示している。

図３に示すように、切削ブレード４０は、ハブ基台４１に環状の切れ刃部４２が固定されており、ハブ基台４１の外周から切れ刃部４２が全周に亘って突出されている。ハブ基台４１の中心には挿入孔４３が形成されており、挿入孔４３の内径よりも固定フランジ３０（図１参照）のボス部３１の外径が僅かに小さく形成されている。ハブ基台４１の挿入孔４３と固定フランジ３０のボス部３１の間に僅かな隙間が設けられて、切削ブレード４０を固定フランジ３０に着脱し易くなる一方で、回転スピンドル２０（図１参照）の回転軸Ａに対して切削ブレード４０が偏心して取り付けられ易くなっている。

切れ刃部４２は、結合剤で砥粒を固定した砥粒層によって円環状に成形されている。切れ刃部４２の最外周には、切れ刃部４２と比較して消耗し易い消耗容易層４６が形成されている。消耗容易層４６は、切れ刃部４２の外周縁４５から少なくとも回転軸Ａに対する切削ブレード４０の偏心量に相当する深さに形成されている。なお、偏心量に相当する深さとは偏心量に完全に一致した深さに限定されず、消耗容易層４６の消耗によって偏心量を減少可能な深さであればよい。すなわち、偏心量に相当する深さとは、偏心量よりも僅かに大きくてもよいし、偏心量よりも僅かに小さくてもよい。

このように、切れ刃部４２の最外周に消耗容易層４６が形成されているため、固定フランジ３０（図１参照）に対して切削ブレード４０が偏心して固定されても、切削加工時に消耗容易層４６が消耗されることで切削ブレード４０が形状修正される（図５Ｃ参照）。この場合、固定フランジ３０に対する切削ブレード４０の偏心方向で消耗容易層４６の切削抵抗が大きくなって、切削抵抗によって消耗容易層４６が激しく消耗される。これにより、切削ブレード４０に対してドレッサーボードを用いて真円ドレスを実施することなく、切削ブレード４０の切れ刃部４２が短時間で形状修正される。

なお、図４Ａに示すように、消耗容易層４６は、微細なスリット４７が形成された砥粒層で構成されてもよい。この場合、電鋳ボンドで砥粒を固定した円環状の砥粒層が形成され、砥粒層の外周側に放電加工が施されることで数μｍの幅で数十μｍの深さの微細なスリット４７が全周に亘って形成される。この微細なスリット４７によって切れ刃部４２の最外周に消耗し易い消耗容易層４６が形成される。なお、スリット４７は、砥粒層の最外周に形成された微細な隙間であればよく、例えば、階段状に形成された隙間でもよいし、凹凸形状に形成された隙間でもよい。

また、図４Ｂに示すように、消耗容易層４６は、切れ刃部４２と比較して砥粒集中度を下げた砥粒層で構成されてもよい。この場合、砥粒集中度が高いメッキ層にハブ基台を投入して電鋳ブレードを形成した後に、砥粒集中度が低いメッキ層に電鋳ブレードを投入して切れ刃部４２の最外周に砥粒集中度が低い砥粒層が全周に亘って形成される。また、図４Ｃに示すように、消耗容易層４６は、気孔４８が形成された砥粒層で構成されてもよい。この場合、電鋳ボンド内に気孔４８が生じるメッキ層に電鋳ブレードを投入して、切れ刃部４２の最外周に気孔４８を含む砥粒層が全周に亘って形成される。

また、図４Ｄに示すように、消耗容易層４６は、切れ刃部４２よりも結合力が弱い結合剤で砥粒を固定した砥粒層で構成されてもよい。例えば、消耗容易層４６以外の切れ刃部４２はメタル系結合剤で砥粒を固定した砥粒層で形成され、切れ刃部４２の最外周にレジン系結合剤で固定された砥粒層が全周に亘って形成される。この場合、切れ刃部４２の外周部分には、切れ刃部４２の最外周にレジン系結合剤が付着し易いように凸部４９が形成されていてもよい。また、図４Ｅに示すように、切り刃部４２の外周部分にレジン系結合剤が付着し易いように、切れ刃部４２と消耗容易層４６の界面を粗くして表面積を増加させてもよい。

また、図４Ｆに示すように、消耗容易層４６は、切れ刃部４２から凸状に突出した薄幅の砥粒層で構成されていてもよい。さらに、図４Ｇに示すように、消耗容易層４６は、先端に向かって先細りになる片刃状の砥粒層で構成されていてもよい。この場合、消耗砥粒層４６の先端の角度は、例えば６０度に形成されている。このように、消耗容易層４６は、切れ刃部４２の最外周において、切れ刃部４２と比較して消耗し易い砥粒層で構成されていればよい。

図５を参照して、切削ブレードの真円出し動作について説明する。図５は、本実施の形態の切削ブレードの真円出し動作の説明図である。なお、図５においては、説明の便宜上、固定フランジはボス部だけを図示している。

図５Ａに示すように、固定フランジ３０（図１参照）のボス部３１と切削ブレード４０の挿入孔４３との隙間によって、固定フランジ３０に対して切削ブレード４０が偏心して装着されている。図５Ａの例では、固定フランジ３０に対して切削ブレード４０が下方に隙間分だけ偏心して装着されている。この状態で、切削ブレード４０に対してセットアップ動作が実施されて原点位置が設定された後に、板状物Ｗの径方向外側で切削ブレード４０が分割予定ラインに位置合わせされて、板状物Ｗを切り込み可能な高さまで切削ブレード４０が降ろされる。

次に、図５Ｂに示すように、高速回転した切削ブレード４０に対してチャックテーブル１５が切削送りされることで、チャックテーブル１５上の板状物Ｗが分割予定ラインに沿って切削され始める。消耗し易い消耗容易層４６によって板状物Ｗが切り込まれるため、切削ブレード４０の偏心方向で消耗容易層４６が激しく消耗される。本実施の形態では、消耗容易層４６が偏心量ΔＬ（隙間）よりも大きいため、最外周に消耗容易層４６があるうちに切削ブレード４０を形状修正することできる。よって、ドレッサーボードを用いて真円ドレスを実施することなく、切削加工によって切削ブレード４０の真円出しを実施することができる。

次に、図５Ｃに示すように、切削ブレード４０によって板状物Ｗの分割予定ラインの１ラインが切削される間に、切削ブレード４０の偏心方向で偏心量ΔＬ分の消耗容易層４６が消耗されて、切削ブレード４０の回転軸Ａを中心とした真円状に形状修正される。このとき、消耗容易層４６の消耗が激しいので１ライン目は切削ブレード４０を徐々に下げながら加工するようにする。なお、１度の切削送りで切削ブレード４０の真円出しが完了するように、最初の１回目の加工時には通常の切削加工よりも遅い送り速度にしてもよい。１回目の加工で真円が出ない場合には、真円状に形状修正されるまで切削送りが繰り返されてもよい。切削ブレード４０の着脱の度にドレッサーボードの交換作業や、加工時間が長い真円ドレスが省略されるため、切削ブレード４０の装着から切削開始するまでの作業時間が大幅に短縮される。

そして、切削ブレード４０の消耗容易層４６が形状修正されると、再び切削ブレード４０に対して再びセットアップ動作が実施されて原点位置が設定される。２ライン目以降は、真円出しされた切削ブレード４０によって板状物Ｗに対する切削加工が再開されて、消耗容易層４６の消耗によって最外周になった切れ刃部４２で板状物Ｗが切削される。このとき、通常の切削加工の送り速度に戻されて、通常の切削加工と同様に板状物Ｗの分割予定ラインに沿って切削ブレード４０が切削送りされる。切れ刃部４２は、消耗容易層４６よりも消耗し難いため、砥粒層を激しく消耗させることなく、砥粒層を適度に消耗にさせながら板状物Ｗが良好に切削される。

以上のように、本実施の形態の切削ブレード４０によれば、固定フランジ３０に対して切削ブレード４０が偏心して装着されても、切れ刃部４２の最外周が消耗し易い消耗容易層４６で形成されているため、切削開始時に切削ブレード４０の偏心方向で消耗容易層４６が急激に消耗される。よって、切削ブレード４０に真円ドレスを実施することなく、切削を開始するだけで回転スピンドル２０に対する切削ブレード４０の真円出しが実施される。切削ブレード４０の真円ドレスが省略されることで切削ブレード４０の装着から切削開始までの時間が短縮され、ドレッサーボードＤが不要になることでコストを低減することができる。

なお、本実施の形態では、消耗容易層として、スリットが形成された砥粒層、砥粒集中度が低い砥粒層、気孔が含まれた砥粒層、レジン系結合剤等の切れ刃部よりも結合力が弱い結合剤で砥粒を固定した砥粒層を例示したが、これらの構成に限定されない。消耗容易層は、切れ刃部と比較して消耗し易い砥粒層で形成されていればよく、例えば、レジン系結合剤で砥粒を固定した砥粒層にスリットが形成されていてもよい。

また、本実施の形態では、切削ブレードで分割予定ラインに沿って板状物を切削することで、消耗容易層を消耗させて形状修正する構成にしたが、この構成に限定されない。切削ブレードで板状物を切削することで消耗容易層を消耗させる構成であればよく、例えば、板状物上でデバイスが形成されていない余剰領域を切削することで消耗容易層を消耗させてもよい。

また、本実施の形態では、切削ブレードとしてハブ基台に切れ刃部を固定したハブブレードを例示して説明したが、この構成に限定されない。切削ブレードは、ハブレスタイプのワッシャブレードでもよい。

また、本実施の形態では、板状物を分割予定ラインに沿って切削する切削装置に切削ブレードが用いられる構成にしたが、この構成に限定されない。切削ブレードは、板状物の外周縁をトリミングするエッジトリミング装置に用いられてもよい。

また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態及び変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。

また、本実施の形態では、本発明を切削ブレードに適用した構成について説明したが、スピンドルに対する装着時に真円ドレスを省略して効率化を図ることができる他の加工具に適用することも可能である。

以上説明したように、本発明は、切削ブレードの装着時の真円ドレスを省略して効率化を図ると共にドレッサーボードを不要にしてコストを低減することができるという効果を有し、特に、半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等の板状物を切削する切削ブレードに有用である。

１０切削手段
２０回転スピンドル
３０固定フランジ
４０切削ブレード
４１ハブ基台
４２切れ刃部
４５切れ刃部の外周縁
４６消耗容易層
４７スリット
４８気孔
４９切れ刃部の凸部
Ａ回転軸

Claims

回転スピンドルの先端に装着された固定フランジに装着される切削ブレードであって、
砥粒を結合剤で固定した砥粒層によって形成された環状の切れ刃部と、該環状の切れ刃部の最外周に形成された該切れ刃部と比較して消耗し易い消耗容易層とを備え、
該消耗容易層は、該切れ刃部の外周縁から少なくとも、該固定フランジに装着された際の回転軸に対する偏心量に相当する深さに形成されていることを特徴とする切削ブレード。
該消耗容易層は、スリット又は気孔を形成して、あるいは該切れ刃部と比較して砥粒集中度を下げて形成する、請求項１記載の切削ブレード。
該消耗容易層以外の切れ刃部はメタル系結合剤で固定された砥粒層で、
該消耗容易層はレジン系結合剤で固定された砥粒層で形成されている請求項１又は２記載の切削ブレード。