JP2018113276A - 切削装置及びエアー遮断部材 - Google Patents

Abstract

【課題】切削ブレードが装着フランジから脱落するのを防止できる切削装置を提供する。【解決手段】切削装置であって、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を切削加工する切削ユニットと、を備え、切削ユニットは、切削ブレードを装着するための装着フランジが先端部に固定されるスピンドルと、先端側の開口部からスピンドルの先端部を外側に突出させた状態でスピンドルをエアーベアリングで回転可能に支持するスピンドルハウジングと、スピンドルハウジングの開口部とスピンドルとの隙間を含むエアーシール部と、を有し、エアーシール部から噴出されるエアーシール用のエアーが装着フランジに到達しないように、装着フランジとスピンドルハウジングの開口部との間にエアー遮断部材が設けられる。【選択図】図２

Description

本発明は、ウェーハ等の被加工物を切削加工する際に用いられる切削装置、及び切削装置の切削ユニットに装着されるエアー遮断部材に関する。

携帯電話機やパーソナルコンピュータに代表される電子機器では、電子回路等のデバイスを備えるデバイスチップが必須の構成要素になっている。デバイスチップは、例えば、シリコン等の半導体材料でなるウェーハの表面を複数の切断予定ライン（ストリート）で区画し、各領域にデバイスを形成した後、この切断予定ラインに沿ってウェーハを切断することにより得られる。

上述したウェーハのような被加工物を切断する際には、例えば、ダイシングソー等と呼ばれる切削装置が使用される。切削装置は、一般に、被加工物を保持するためのチャックテーブルと、チャックテーブルに保持された被加工物を切削加工するための切削ユニットと、を備えており、これらを相対的に移動させることで被加工物を切削加工する。

切削ユニットは、回転軸となるスピンドルを有している。スピンドルは、筒状に構成されたスピンドルハウジングの内側の空間に収容されており、エアーベアリングによってスピンドルハウジングから浮揚した状態に保たれる。スピンドルハウジングの一端（先端）側には、開口部が設けられている。スピンドルは、その一端部（先端部）がスピンドルハウジングの外部で露出するように、開口部に挿入される。

スピンドルの一端部には、装着フランジ等の治具を介して環状の切削ブレードが装着される。スピンドルハウジングの開口部とスピンドルとの隙間は、切削加工の際に発生する加工屑（切削屑）等が侵入しないように、エアーベアリングからのエアーを用いるエアーシールによってシールされる（例えば、特許文献１参照）。

特開平１１−１１７９３９号公報

ところが、上述のような切削装置では、切削ブレードの装着時等に、スピンドルハウジングの開口部とスピンドルとの隙間から流れ出るエアーシール用のエアーによって切削ブレードが装着フランジから脱落し易く、切削ブレードの破損や作業性の低下が問題になっていた。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、切削ブレードが装着フランジから脱落するのを防止できる切削装置及びエアー遮断部材を提供することである。

本発明の一態様によれば、被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を切削加工する切削ユニットと、を備え、該切削ユニットは、切削ブレードを装着するための装着フランジが先端部に固定されるスピンドルと、先端側の開口部から該スピンドルの先端部を外側に突出させた状態で該スピンドルをエアーベアリングで回転可能に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングの該開口部と該スピンドルとの隙間を含むエアーシール部と、を有し、該エアーシール部から噴出されるエアーシール用のエアーが該装着フランジに到達しないように、該装着フランジと該スピンドルハウジングの該開口部との間にエアー遮断部材が設けられる切削装置が提供される。

本発明の一態様において、前記エアー遮断部材は、板状に形成されており、該エアー遮断部材の上端側には、該エアー遮断部材を前記スピンドルの前記先端部へと掛止するために上端部が開かれたＵ字状の掛止溝が形成されており、該掛止溝の該上端部の長さは、該スピンドルの該先端部の直径よりも小さいことが好ましい。

本発明の別の一態様によれば、切削ブレードを装着するための装着フランジが先端部に固定されるスピンドルと、先端側の開口部から該スピンドルの先端部を外側に突出させた状態で該スピンドルをエアーベアリングで回転可能に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングの該開口部と該スピンドルとの隙間を含むエアーシール部と、を備える切削ユニットに装着されるエアー遮断部材であって、該エアーシール部から噴出されるエアーシール用のエアーが該装着フランジに到達しないように、該装着フランジと該スピンドルハウジングの該開口部との間に設けられるエアー遮断部材が提供される。

本発明の別の一態様において、前記スピンドルの前記先端部へと掛止するために上端部が開かれたＵ字状の掛止溝を上端側に有する板状に形成され、該掛止溝の該上端部の長さは、該スピンドルの該先端部の直径よりも小さいことが好ましい。

本発明によれば、スピンドルハウジングの開口部とスピンドルとの隙間を含むエアーシール部から噴出されるエアーシール用のエアーが装着フランジに到達しないように、装着フランジとスピンドルハウジングの開口部との間にエアー遮断部材が設けられるので、エアーシール部から噴出されるエアーはエアー遮断部材で遮断され、装着フランジに到達しない。よって、エアーシール部から噴出されるエアーにより切削ブレードが装着フランジから脱落するのを防止できる。

切削装置の構成例を模式的に示す斜視図である。 切削ユニットの構成例を模式的に示す一部断面側面図である。 図３（Ａ）は、エアー遮断部材の構成例を模式的に示す正面図であり、図３（Ｂ）は、エアー遮断部材の構成例を模式的に示す側面図であり、図３（Ｃ）は、エアー遮断部材の構成例を模式的に示す平面図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る切削装置２の構成例を模式的に示す斜視図である。図１に示すように、切削装置２は、各構成要素が搭載される基台４を備えている。基台４の上部には、基台４の上面側を覆うカバー６が取り付けられている。

カバー６の内部には、ウェーハ等の被加工物１１を切削加工するための切削ユニット（切削手段）８が収容されている。この切削ユニット８は、例えば、切削ユニット移動機構（不図示）によって前後方向（Ｙ軸方向、割り出し送り方向）に移動する。なお、切削ユニット８の詳細については、後述する。

切削ユニット８の下方には、被加工物１１を保持するためのチャックテーブル（保持手段）１０が設けられている。チャックテーブル１０は、例えば、チャックテーブル移動機構（不図示）によって左右方向（Ｘ軸方向、加工送り方向）に移動し、回転機構（不図示）によって鉛直方向（Ｚ軸方向）に概ね平行な回転軸の周りに回転する。

基台４の前方の角部には、カセットテーブル１２が設置されている。カセットテーブル１２の上面には、複数の被加工物１１を収容可能なカセット１４が載せられる。このカセットテーブル１２は、例えば、カセットテーブル移動機構（不図示）によって鉛直方向に移動し、被加工物１１を適切に搬出、搬入できるようにカセット１４の高さを調整する。

カバー６の前面６ａには、ユーザーインターフェースとなるタッチパネル式のモニター１６が設けられている。このモニター１６は、切削装置２の各部を制御する制御ユニット（不図示）等に接続されている。

図２は、切削ユニット８の構成例を模式的に示す一部断面側面図である。図２に示すように、切削ユニット８は、回転軸となるスピンドル１８を備えている。このスピンドル１８は、筒状に構成されたスピンドルハウジング２０の内側の空間に収容されている。スピンドルハウジング２０の内部（壁材の内部）には、スピンドル１８の軸心に対して概ね平行なエアー供給路２０ａが設けられている。

エアー供給路２０ａは、エアー供給口２０ｂを介して外部のエアー供給源（不図示）に接続されている。また、エアー供給路２０ａは、第１供給路２０ｃを介してラジアルエアーベアリング部（ラジアルエアーベアリング）２２に接続されており、第２供給路２０ｄを介してスラストエアーベアリング部（スラストエアーベアリング）２４に接続されている。

エアー供給源からラジアルエアーベアリング部２２及びスラストエアーベアリング部２４に高圧のエアーを供給することで、スピンドル１８は、スピンドルハウジング２０の内側の空間内で浮揚した状態に保たれる。例えば、ラジアルエアーベアリング部２２は、スピンドル１８に対して、軸心に垂直な向きのエアーを吹き付けることで、スピンドル１８の位置を軸心に垂直な方向で一定に保つ。

一方、スラストエアーベアリング部２４は、スピンドル１８に設けられた円盤状のスラストプレート１８ａに対して、スピンドル１８の軸心に平行な向きのエアーを吹き付けることで、スピンドル１８の位置を軸心に平行な方向で一定に保つ。ラジアルエアーベアリング部２２及びスラストエアーベアリング部２４により、高速に回転するスピンドル１８が安定に支持される。

スピンドルハウジング２０の一端（先端）側には、開口部２０ｅが設けられている。スピンドル１８は、その一端部（先端部）１８ｂがスピンドルハウジング２０の外部で露出するように、開口部２０ｅに挿入されている。すなわち、スピンドル１８の一端部１８ｂは、スピンドルハウジング２０の開口部２０ｅから外側に突出している。

スピンドルハウジング２０から突出するスピンドル１８の一端部１８ｂには、装着フランジ２６が固定されている。この装着フランジ２６に環状の切削ブレード２８を嵌合させて固定ナット３０を締め込むことで、切削ブレード２８はスピンドル１８の一端部１８ｂに装着される。この切削ブレード２８は、例えば、樹脂や金属等の結合材にダイヤモンド等の砥粒を分散させることで形成される。

スピンドル１８の他端側には、スピンドル１８を回転させるための力を付与するモーター３２が連結されている。モーター３２は、スピンドルハウジング２０の内側に固定されたステーター３４と、スピンドル１８と一体のローター３６と、で構成されており、ステーター３４とローター３６との間に作用する磁力によってスピンドル１８を回転させる。なお、本実施の形態では、スピンドル１８とローター３６とが一体に形成されているが、別々に形成されたスピンドル１８とローター３６とを連結して用いても良い。

ラジアルエアーベアリング部２２及びスラストエアーベアリング部２４に供給されたエアーの一部は、スピンドル１８の一端部１８ｂとスピンドルハウジング２０の開口部２０ｅとの隙間に相当するエアーシール部（エアーシール）３８を通じて、スピンドルハウジング２０の外部へと排出（噴出）される。このエアーの流れにより、スピンドル１８の一端部１８ｂとスピンドルハウジング２０の開口部２０ｅとの隙間がシール（エアーシール）される。

ところで、上述のような切削ユニット８では、切削ブレード２８の装着時等に、エアーシール部３８から流れ出るエアーシール用のエアーによって切削ブレード２８が装着フランジ２６から脱落し易い。そのため、切削ブレード２８の破損や作業性の低下が問題になっていた。

そこで、本実施形態に係る切削装置２では、エアーシール部３８から排出されるエアーシール用のエアーが装着フランジ２６に到達しないように、装着フランジ２６とスピンドルハウジング２０の開口部２０ｅとの間にエアー遮断部材（エアー遮断手段）４０が設けられる。具体的には、スピンドル１８の一端部１８ｂにエアー遮断部材４０が取り付けられる。

図３（Ａ）は、エアー遮断部材４０の構成例を模式的に示す正面図であり、図３（Ｂ）は、エアー遮断部材４０の構成例を模式的に示す側面図であり、図３（Ｃ）は、エアー遮断部材４０の構成例を模式的に示す平面図である。図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に示すように、エアー遮断部材４０は、樹脂や金属等の材料を用いて板状に形成されている。

このエアー遮断部材４０は、正面視で矩形状の上半部４２と、正面視で半円形状の下半部４４とを含む。上半部４２の上端側には、スピンドル１８の先端部１８ｂに対応する形状の装着溝（掛止溝）４２ａが形成されている。装着溝４２ａは、正面視で概ね半円形状（Ｕ字状）に形成されており、その上端部４２ｂが開いている。

この装着溝４２ａの半径Ｒは、スピンドル１８の先端部１８ｂの半径に対応している。また、開かれた上端部４２ｂの左右方向の長さＬは、スピンドル１８の先端部１８ｂの直径よりも僅かに小さくなっている。そのため、この上端部４２ｂ側から装着溝４２ａにスピンドル１８の先端部１８ｂを挿入させることで、図２に示すように、エアー遮断部材４０をスピンドル１８に装着（掛止）できる。

図３（Ｂ）に示すように、エアー遮断部材４０の下半部４４は、上半部４２に対して角度θで傾斜している。具体的には、下半部４４は、エアー遮断部材４０をスピンドル１８に装着した状態で後方（スピンドルハウジング２０側）へと向かって傾斜している。これにより、エアーシール部３８から排出されるエアーを後方に流して、装着フランジ２６へのエアーの到達をより確実に防止できる。角度θは、エアーシール部３８から排出されるエアーを後方に流せる範囲内で調整される。

なお、本実施形態のエアー遮断部材４０では、エアーシール部３８の上方側から排出されるエアーを遮断できないが、このエアーは、スピンドルハウジング２０の前方に配置され切削ブレード２８の上部を覆うブレードカバー４６（図１）によって遮断されるので、問題にならない。また、エアー遮断部材４０は、必要に応じてスピンドル１８に装着されれば良く、例えば、被加工物１１を切削加工する際には、スピンドル１８から取り外されることが望ましい。

以上のように、本実施形態では、スピンドルハウジング２０の開口部２０ｅとスピンドル１８との隙間を含むエアーシール部３８から噴出されるエアーシール用のエアーが装着フランジ２６に到達しないように、装着フランジ２６とスピンドルハウジング２０の開口部２０ｅとの間にエアー遮断部材４０が設けられるので、エアーシール部３８から噴出されるエアーはエアー遮断部材４０で遮断され、装着フランジ２６に到達しない。よって、エアーシール部３８から噴出されるエアーにより切削ブレード２８が装着フランジから脱落するのを防止できる。

なお、本発明は、上記実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、エアー遮断部材４０の形状、大きさ等は、エアーシール部３８から排出されるエアーを遮断できる範囲内で任意に変更できる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ 切削装置
４ 基台
６ カバー
６ａ 前面
８ 切削ユニット（切削手段）
１０ チャックテーブル（保持手段）
１２ カセットテーブル
１４ カセット
１６ モニター
１８ スピンドル
１８ａ スラストプレート
１８ａ 一端部（先端部）
２０ スピンドルハウジング
２０ａ エアー供給路
２０ｂ エアー供給口
２０ｃ 第１供給路
２０ｄ 第２供給路
２０ｅ 開口部
２２ ラジアルエアーベアリング部（ラジアルエアーベアリング）
２４ スラストエアーベアリング部（スラストエアーベアリング）
２６ 装着フランジ
２８ 切削ブレード
３０ 固定ナット
３２ モーター
３４ ステーター
３６ ローター
３８ エアーシール部（エアーシール）
４０ エアー遮断部材（エアー遮断手段）
４２ 上半部
４２ａ 装着溝（掛止溝）
４２ｂ 上端部
４４ 下半部
１１ 被加工物

Claims (4)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、
   該チャックテーブルに保持された被加工物を切削加工する切削ユニットと、を備え、
   該切削ユニットは、
   切削ブレードを装着するための装着フランジが先端部に固定されるスピンドルと、
   先端側の開口部から該スピンドルの先端部を外側に突出させた状態で該スピンドルをエアーベアリングで回転可能に支持するスピンドルハウジングと、
   該スピンドルハウジングの該開口部と該スピンドルとの隙間を含むエアーシール部と、を有し、
   該エアーシール部から噴出されるエアーシール用のエアーが該装着フランジに到達しないように、該装着フランジと該スピンドルハウジングの該開口部との間にエアー遮断部材が設けられることを特徴とする切削装置。
2. 前記エアー遮断部材は、板状に形成されており、
   該エアー遮断部材の上端側には、該エアー遮断部材を前記スピンドルの前記先端部へと掛止するために上端部が開かれたＵ字状の掛止溝が形成されており、
   該掛止溝の該上端部の長さは、該スピンドルの該先端部の直径よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の切削装置。
3. 切削ブレードを装着するための装着フランジが先端部に固定されるスピンドルと、先端側の開口部から該スピンドルの先端部を外側に突出させた状態で該スピンドルをエアーベアリングで回転可能に支持するスピンドルハウジングと、該スピンドルハウジングの該開口部と該スピンドルとの隙間を含むエアーシール部と、を備える切削ユニットに装着されるエアー遮断部材であって、
   該エアーシール部から噴出されるエアーシール用のエアーが該装着フランジに到達しないように、該装着フランジと該スピンドルハウジングの該開口部との間に設けられることを特徴とするエアー遮断部材。
4. 前記スピンドルの前記先端部へと掛止するために上端部が開かれたＵ字状の掛止溝を上端側に有する板状に形成され、該掛止溝の該上端部の長さは、該スピンドルの該先端部の直径よりも小さいことを特徴とする請求項３に記載のエアー遮断部材。