JP2022012360A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削水の飛散に起因する霧の発生を抑制できる切削装置を提供する。【解決手段】被加工物を保持するチャックテーブルと、外周に円環状の切り刃を有する切削ブレードが先端に固定されたスピンドルと、該スピンドルを回転させるモータと、を有し、該モータで該スピンドルを回転させることで該切削ブレードを回転させ、該チャックテーブルで保持された該被加工物に該切削ブレードの該切り刃を接触させて該被加工物を切削する切削ユニットと、を備える切削装置であって、該切削ブレードの該切り刃に流体を噴射する流体噴射ノズルと、該流体噴射ノズルから噴射される該流体に予め超音波を付与する超音波付与ユニットと、を備え、該流体噴射ノズルは、該切り刃に噴射される該流体の被噴射位置における該切削ブレードの回転方向に対向して該切り刃に該流体を噴射する。【選択図】図４

Description

本発明は、板状の被加工物を切削する際に使用される切削装置に関する。

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側を分割予定ライン（ストリート）で複数の領域に区画し、各領域にデバイスを形成した後、この分割予定ラインでウェーハを分割することにより得られる。

ウェーハに代表される板状の被加工物をデバイスチップ等の小片へと分割する際には、例えば、回転軸であるスピンドルに対して切削ブレードと呼ばれる環状の砥石工具を装着した切削装置が使用される。切削ブレードを高速に回転させて、切削用の液体（切削水）を供給しながら被加工物の分割予定ラインに切削ブレードを切り込ませることで、この被加工物を切削して複数の小片へと分割できる。

ここで、切削ブレードは、結合材と、該結合材に分散固定されたダイヤモンド等の砥粒と、を含む環状の切り刃を有する。切削ブレードを回転させ、結合材の表面に露出した砥粒を被加工物に接触させると、被加工物を切削できる。切削ブレードには、結合材の種別や砥粒の大きさ、砥粒の含有量等の異なる様々な種別が存在し、被加工物の材質や加工条件に合わせて適切な種別の切削ブレードが選択され、使用される。

ここで、切り刃に含まれる砥粒の粒径が小さい切削ブレードは、結合材に表出する砥粒の突出量が小さいため、結合材に表出する砥粒間の凹部（チップポケット）に詰まる切削屑の影響を受けやすい。このような切削屑が詰まる現象は目詰まりと呼ばれており、目詰まりが生じた切削ブレードは切削能力が顕著に低下する。切削能力が低下した切削ブレードで被加工物を切削すると、被加工物に硬度低下等の機械的特性の低下が生じる。切り刃に含まれる砥粒の粒径が小さい切削ブレードは目詰まりが生じやすく、問題となる。

結合材を積極的に消耗させて目詰まりを解消することが考えられるが、この場合、切削ブレードの寿命が短くなり交換頻度が上がる。また、目詰まりを抑制するために結合材中に気孔を含む切削ブレードも開発されているが、気孔が存在すると切削ブレードの剛性が低下するため、加工できる被加工物の種別に制限が生じる。そこで、切削ブレードの切り刃に超音波が付与された水を触れさせ、キャビテーションの効果を利用して切削屑を除去する技術が開発されている（特許文献１参照）。

特開平５－１６２０７１号公報

近年、平均粒径の極めて小さな砥粒を切り刃に含む切削ブレードが使用される。この場合、単に超音波が付与された水を切り刃に作用させるだけでは不十分であり、切り刃のチップポケットに入り込んだ切削屑を十分に除去できない。そこで、切り刃に含まれる砥粒の平均粒径が極めて小さい場合においても、切り刃から切削屑を十分に除去できる切削装置が望まれている。

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、切削ブレードの切り刃から切削屑を積極的に除去して目詰まりを防止できる切削装置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、外周に円環状の切り刃を有する切削ブレードが先端に固定されたスピンドルと、該スピンドルを回転させるモータと、を有し、該モータで該スピンドルを回転させることで該切削ブレードを回転させ、該チャックテーブルで保持された該被加工物に該切削ブレードの該切り刃を接触させて該被加工物を切削する切削ユニットと、を備える切削装置であって、該切削ブレードの該切り刃に流体を噴射する流体噴射ノズルと、該流体噴射ノズルから噴射される該流体に予め超音波を付与する超音波付与ユニットと、を備え、該流体噴射ノズルは、該切り刃に噴射される該流体の被噴射位置における該切削ブレードの回転方向に対向して該切り刃に該流体を噴射することを特徴とする切削装置が提供される。

好ましくは、該切削ブレードの該切り刃は、結合材と、該結合材に分散固定された砥粒と、を有し、該砥粒の平均粒径は、１μｍ以上４μｍ以下である。

また、好ましくは、該被噴射位置は、該切り刃の最上点を終点とする円弧状の領域中に位置しており、該円弧状の領域は、該切削ブレードが２分の１回転する間に該切り刃の外周上の一点が該終点まで移動する軌道と一致する。

または、好ましくは、該被噴射位置は、該切り刃の最上点を終点とする円弧状の領域中に位置しており、該円弧状の領域は、該切削ブレードが４分の１回転する間に該切り刃の外周上の一点が該終点まで移動する軌道と一致する。

本発明の一態様にかかる切削装置は、切削ブレードの切り刃に流体を噴射する流体噴射ノズルと、該流体噴射ノズルから噴射される該流体に予め超音波を付与する超音波付与ユニットと、を備える。そして、該流体噴射ノズルは、切り刃に噴射される流体の被噴射位置における切削ブレードの回転方向に対向して切り刃に該流体を噴射する。該切削装置では、超音波が付与された流体を極めて大きな相対速度で切り刃に衝突できるため、切り刃から切削屑を積極的に除去できる。

したがって、本発明により、切削ブレードの切り刃から切削屑を積極的に除去して目詰まりを防止できる切削装置が提供される。

切削装置及び被加工物を模式的に示す斜視図である。 切削ユニットを模式的に示す斜視図である。 部分的に分解された切削ユニットを模式的に示す斜視図である。 超音波水が噴射される切削ブレードを模式的に示す側面図である。 ブレードカバーの一部を模式的に示す断面図である。 切削ブレードに噴射される流体の噴射角度を模式的に示す側面図である。

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、切削装置及び被加工物を模式的に示す斜視図である。まず、本実施形態に係る切削装置２で切削される被加工物１について説明する。被加工物１は、例えば、シリコン、ＳｉＣ（炭化ケイ素）、ＧａＮ（窒化ガリウム）等の半導体等の材料で形成された円板状のウェーハである。なお、被加工物１は、サファイア、ガラス、石英等の材料で形成されてもよい。

被加工物１の表面には、ストリートと呼ばれる互いに交差する複数の分割予定ライン（不図示）が設定されている。被加工物１の表面の分割予定ラインにより区画された各領域には、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）等のデバイス（不図示）が形成されている。被加工物１は、分割予定ラインに沿って切削されることで、複数のデバイスチップに分割される。

被加工物１を切削するときには、例えば、被加工物１の裏面側に該被加工物１よりも大きな径を有するテープ７を貼着する。テープ７は、ダイシングテープと呼ばれる。テープ７は、可撓性を有するフィルム状の基材層を有する。基材層は、ＰＯ（ポリオレフィン）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）、ＰＳ（ポリスチレン）等で形成されている。基材層の一方の面には、接着層（糊層）が設けられている。

接着層は、それぞれ紫外線硬化型のシリコーンゴム、アクリル系材料、エポキシ系材料等で形成されている。この接着層が、被加工物１の裏面側に貼り付けられる。テープ７を被加工物１に貼り付けることで、切削や搬送等の際における被加工物１への衝撃を緩和でき、被加工物１の損傷を低減できる。

テープ７の外周部には、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属で形成されたリングフレーム９の内周部が貼り付けられる。リングフレーム９は、被加工物１の径よりも大きな径の開口部を有する。リングフレーム９の開口部の略中央に被加工物１を位置付けた状態で、被加工物１の裏面側とリングフレーム９の一面とにテープ７を貼り付けることで、フレームユニット１１が形成される。

次に、本実施形態に係る切削装置２について説明する。切削装置２の基台４の角部には、カセット１３が載置されるカセットテーブル６が設けられている。カセットテーブル６は、昇降機構（不図示）により上下方向（Ｚ軸方向）に昇降可能である。図１では、カセットテーブル６に載置されたカセット１３の輪郭を二点鎖線で示している。

基台４の上面のカセットテーブル６に隣接する位置には、Ｙ軸方向（左右方向、割り出し送り方向）に平行な状態を維持しながら互いに接近、離隔される一対のガイドレール８を含む仮置きテーブル１０が設けられている。また、基台４の上面の仮置きテーブル１０に隣接する位置には、カセットテーブル６に載置されたカセット１３に収容されたフレームユニット１１をカセット１３から搬出する搬出ユニット１２が設けられている。搬出ユニット１２は、リングフレーム９を把持できる把持部を前面に有する。

カセット１３に収容されたフレームユニット１１を搬出する際には、搬出ユニット１２をカセット１３に向けて移動させ、該把持部でリングフレーム９を把持し、その後、搬出ユニット１２をカセット１３から離れる方向に移動させる。すると、カセット１３からフレームユニット１１が仮置きテーブル１０に引き出される。このとき、一対のガイドレール８をＸ軸方向に互い近接する方向に連動させて移動させ、該一対のガイドレール８でリングフレーム９を挟み込むと、フレームユニット１１を所定の位置に位置付けられる。

基台４の上面のカセットテーブル６に隣接する位置には、Ｘ軸方向（前後方向、加工送り方向）に長い開口４ａが形成されている。開口４ａ内には、図示しないボールねじ式のＸ軸移動機構（加工送りユニット）と、Ｘ軸移動機構の上部を覆う蛇腹状の防塵防滴カバー２６と、が配設されている。

Ｘ軸移動機構は、Ｘ軸移動テーブル１６の下部に接続されており、このＸ軸移動テーブル１６をＸ軸方向に移動させる機能を有する。例えば、Ｘ軸移動テーブル１６は、カセットテーブル６に近接する搬出入領域と、後述の切削ユニット３２の下方の加工領域と、の間を移動する。

Ｘ軸移動テーブル１６上には、テーブルベース１８と、該テーブルベース１８に載るチャックテーブル２０と、が設けられている。チャックテーブル２０の上部には、ポーラス板（不図示）が設けられており、該ポーラス板には、チャックテーブル２０内に形成された吸引路（不図示）の一端が接続されている。吸引路の他端には、吸引源（不図示）が接続されている。吸引源を動作させると、ポーラス板の表面に負圧が生じる。これにより、ポーラス板の表面は、テープ７の基材層側を吸引して保持する保持面として機能する。

チャックテーブル２０の下方には、チャックテーブル２０を所定の回転軸の周りに回転させる回転駆動機構（不図示）が設けられている。また、チャックテーブル２０の径方向外側には、リングフレーム９を把持するクランプ２４が設けられている。チャックテーブル２０は、上述したＸ軸移動機構によってＸ軸方向に移動する。

仮置きテーブル１０からチャックテーブル２０へのフレームユニット１１の搬送は、基台４の上面の仮置きテーブル１０及び開口４ａに隣接する位置に設けられた第１の搬送ユニット１４により実施される。第１の搬送ユニット１４は、基台４の上面から上方に突き出た昇降可能であるとともに回転可能な軸部と、軸部の上端から水平方向に伸長した腕部と、腕部の先端下方に設けられた保持部と、を有する。

第１の搬送ユニット１４で仮置きテーブル１０からチャックテーブル２０へフレームユニット１１を搬送する際には、Ｘ軸移動テーブル１６を移動させてチャックテーブル２０を搬出入領域に位置付ける。そして、仮置きテーブル１０に仮置きされているフレームユニット１１のリングフレーム９を該保持部で保持し、フレームユニット１１を持ち上げて、該軸部を回転させてフレームユニット１１をチャックテーブル２０の上方に移動させる。

その後、フレームユニット１１を下降させてチャックテーブル２０の保持面２２に載せる。そして、クランプ２４でリングフレーム９を固定するとともに、チャックテーブル２０でフレームユニット１１のテープ７を介して被加工物１を吸引保持する。

切削装置２は、Ｘ軸移動テーブル１６の搬出入領域から加工領域への移動経路の上方に、開口４ａを横切るように配設された支持構造２８を備える。そして、支持構造２８には下方に向いた撮像ユニット３０が設けられている。撮像ユニット３０は、切削ユニット３２の下方の加工領域へ移動するチャックテーブル２０に吸引保持された被加工物１の表面１ａを撮像し、表面１ａに設定された分割予定ライン３の位置及び向きを検出する。

該加工領域には、チャックテーブル２０に保持されたフレームユニット１１の被加工物１を切削する切削ユニット３２が設けられている。切削ユニット３２は、円環状の切り刃を外周に備える切削ブレード３４と、先端部に切削ブレード３４が装着され該切削ブレード３４の回転軸となるＹ軸方向に沿ったスピンドル３６と、を備える。切削ユニット３２について、詳細は後述する。

チャックテーブル２０で保持されたフレームユニット１１に含まれる被加工物１に回転する切削ブレード３４を切り込ませると、被加工物１を切削できる。すべての分割予定ラインに沿って被加工物１を切削すると、被加工物１が分割されて個々のデバイスチップが形成される。その後、チャックテーブル２０は、Ｘ軸移動機構により搬出入領域に移動される。

基台４の上面の仮置きテーブル１０及び開口４ａに隣接する位置には開口４ｂが形成されており、開口４ｂには加工後のフレームユニット１１を洗浄する洗浄ユニット３８が収容されている。洗浄ユニット３８は、フレームユニット１１を保持するスピンナテーブルを備えている。

切削装置２は、搬出入領域に位置付けられたチャックテーブル２０から洗浄ユニット３８にフレームユニット１１を搬送する第２の搬送ユニット４０を備える。第２の搬送ユニット４０は、Ｙ軸方向に沿って移動可能な腕部と、腕部の先端下方に設けられた保持部と、を有する。

第２の搬送ユニット４０でチャックテーブル２０から洗浄ユニット３８へフレームユニット１１を搬送する際には、まず、フレームユニット１１を該保持部で保持する。そして、腕部をＹ軸方向に沿って移動させ、フレームユニット１１を洗浄ユニット３８のスピンナテーブルの上に載せる。その後、スピンナテーブルでフレームユニット１１を保持して被加工物１を洗浄する。

洗浄ユニット３８で被加工物１を洗浄する際には、スピンナテーブルを回転させながら被加工物１の表面に向けて洗浄用の流体（代表的には、水とエアーとを混合した混合流体）を噴射する。そして、洗浄ユニット３８で洗浄されたフレームユニット１１は、カセットテーブル６に載るカセット１３に収容される。

カセット１３にフレームユニット１１を収容する際には、第１の搬送ユニット１４を使用して洗浄ユニット３８から仮置きテーブル１０にフレームユニット１１を搬送する。そして、搬出ユニット１２をカセット１３に向けて移動させてフレームユニット１１をカセット１３に押し入れる。

このように、切削装置２では、カセット１３からフレームユニット１１が搬出され、フレームユニット１１がチャックテーブル２０で吸引保持され、フレームユニット１１に含まれる被加工物１が切削ユニット３２で切削される。その後、フレームユニット１１が洗浄ユニット３８で洗浄されてカセット１３に再び収容される。切削装置２では、カセット１３から次々にフレームユニット１１が搬出され、チャックテーブル２０上において切削ユニット３２で次々に被加工物１が切削される。

次に、切削ユニット３２について詳述する。図２は、切削ユニット３２を模式的に示す斜視図であり、図３は、部分的に分解された状態の切削ユニット３２を模式的に示す斜視図である。各図に示すように、切削ユニット３２は、スピンドル３６を収容する筒状のスピンドルハウジング４２を備える。このスピンドルハウジング４２には、Ｙ軸方向に対して概ね平行な回転軸となるスピンドル３６が回転できるように収容される。スピンドル３６の一端部は、スピンドルハウジング４２の一端側から外部に露出している。

このスピンドル３６の一端部には、円盤状のマウンター４４等を介して、環状の切削ブレード３４が装着される。切削ブレード３４は、アルミニウム等で形成された環状の基台４６と、該基台４６の外周部に固定された環状の切り刃４８と、を備える。切り刃４８は、例えば、ダイヤモンド等の砥粒を樹脂や金属等の結合材で固定することによって形成される。

スピンドル３６の他端側には、モータ等の回転駆動源（不図示）が連結されており、スピンドル３６の一端部に装着された切削ブレード３４は、この回転駆動源が生じる力によって回転する。スピンドルハウジング４２の一端側には、スピンドル３６に装着された状態の切削ブレード３４の外周部の上側を覆うブレードカバー５０が設けられている。ブレードカバー５０は、例えば、スピンドルハウジング４２の一端部に固定される第１カバー５２を備えている。

図３に示すように、第１カバー５２の中央部には、隙間５４が設けられている。第１カバー５２の上面の隙間５４に隣接する位置には、ねじ穴５６が形成されている。また、第１カバー５２のスピンドルハウジング４２とは反対側の面には、ねじ穴５８が形成されている。

第１カバー５２の上部には、隙間５４に対応した形状を持つ第２カバー６０が、この隙間５４を塞ぐように取り付けられる。第２カバー６０には、第１カバー５２のねじ穴５６に対応する貫通孔６２が形成されており、この貫通孔６２を通じてねじ穴５６にねじ６４を締め込むことによって、第１カバー５２に第２カバー６０が固定される。

第１カバー５２のスピンドルハウジング４２とは反対側の面には、第３カバー６６が装着される。第３カバー６６には、第１カバー５２のねじ穴５８に対応する貫通孔６８が形成されており、この貫通孔６８を通じてねじ穴５８にねじ７０を締め込むことによって第１カバー５２に第３カバー６６が固定される。

第１カバー５２の下端及び第３カバー６６の下端には、それぞれ、Ｙ軸方向において切削ブレード３４を挟むように配置される一対のノズル７２が設けられている。被加工物１を切削する際には、この一対のノズル７２から切削ブレード３４に切削水が供給される。切削水としては、例えば、水（純水）や、水に薬品を添加した液体等が使用される。

チャックテーブル２０で保持された被加工物１を切削する際には、スピンドルハウジング４２に収容されているモータでスピンドル３６を回転させることで切削ブレード３４を回転させ、ノズル７２から切削ブレード３４に切削水を供給する。

そして、切削ユニット３２を所定の高さ位置に移動させ、切削ユニット３２及びチャックテーブル２０をＸ軸方向に沿って相対的に移動させ被加工物１に切削ブレード３４の切り刃４８を接触させる。すると、切り刃４８の結合材表面に露出した砥粒が被加工物１に衝突し、該被加工物１が切削される。被加工物１を切削ブレード３４で切削すると切削屑及び加工熱が生じるが、該切削屑及び該加工熱は、切削水により切削ブレード３４及び被加工物１から速やかに除去される。

被加工物１を切削すると、砥粒が消耗するとともに、結合材に表出する砥粒間の凹部（チップポケット）に切削屑が詰まる。このような切削屑が詰まる現象は、目詰まりと呼ばれる。砥粒が消耗したり目詰まりが生じたりすると、切削ブレード３４の切削能力が低下する。しかしながら、被加工物１を切削すると結合材が適度に消耗して新しい砥粒が次々に切り刃４８の外周に表出するとともに、切削屑も切り刃４８から脱落するため、切削ブレード３４の切削能力は維持される。

近年、切り刃４８に含まれる砥粒の粒径が極めて小さい切削ブレード３４が使用される。例えば、切り刃４８に含まれる砥粒の平均粒径が１μｍ以上４μｍ以下である切削ブレード３４が使用される。このような切削ブレード３４では、結合材に表出する砥粒の突出量が小さいため、目詰まりが大きく影響して切削ブレード３４の切削能力が顕著に低下する一方で、切削屑の除去が容易ではない。切削能力が低下した切削ブレード３４で被加工物１を切削すると、被加工物１に硬度低下等の機械的特性の低下が生じる。

そこで、本実施形態に係る切削装置２では、被加工物１を切削する切削ブレード３４に超音波が付与された流体を噴射して、切削ブレード３４の切り刃４８のチップポケット等に入り込んだ切削屑を除去する。次に、超音波が付与された流体の噴射に寄与する構成について説明する。

図４は、超音波が付与された流体８６が噴射されている切削ブレード３４を模式的に示す側面図である。図４には、ブレードカバー５０の第２カバー６０を模式的に示す断面図が含まれている。また、図５は、ブレードカバー５０の第２カバー６０を模式的に示す断面図であり、図４に含まれる断面図とは異なる面で第２カバー６０を切断した際に表出する断面が示されている。

本実施形態に係る切削装置２は、切削ブレード３４の切り刃４８に流体８６を噴射する流体噴射ノズル７４と、該流体噴射ノズル７４から噴射される流体８６を収容する流体タンク７８と、流体８６に予め超音波を付与する超音波付与ユニット７６と、を備える。例えば、流体噴射ノズル７４と、流体タンク７８と、超音波付与ユニット７６と、はブレードカバー５０の第２カバー６０に組み込まれる。

第２カバー６０の上面には、流体タンク７８へ通じる流体流入口８０が設けられており、該流体流入口８０には、外部の流体源８２に接続されたチューブ等の配管８４が接続される。例えば、流体源８２には流体８６として純水が貯留されており、該流体流入口８０には配管８４を通じて流体８６として純水が供給される。ただし、流体８６は純水に限定されず、界面活性剤等が混ぜられた純水でもよい。

第２カバー６０の内部には、流体８６が一時的に貯留される流体タンク７８が設けられる。流体タンク７８は、第２カバー６０の内部に形成された空間であり、上部に流体流入口８０に通じる入口７８ａが形成され、下部に流体噴射ノズル７４に通じる出口７８ｂが形成されている。

流体流入口８０に供給された流体８６は、入口７８ａから流体タンク７８に入り、該流体タンク７８中を進行し、出口７８ｂから流体タンク７８の外に進み、流体噴射ノズル７４から噴射される。流体噴射ノズル７４から所定の圧力で流体８６を噴射するために、流体タンク７８及び配管８４は、該所定の圧力に耐えられる耐圧性能を有する。該所定の圧力は、例えば、０．２ＭＰａ以上０．３ＭＰａ以下の圧力であり、流体源８２等により流体８６に印加される。ただし、流体に印加される圧力はこれに限定されない。

超音波付与ユニット７６は、流体タンク７８に隣接する位置に設けられる。超音波付与ユニット７６は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）、チタン酸バリウム、チタン酸鉛等の圧電セラミックス、又は水晶振動子等から構成される超音波振動子である。超音波付与ユニット７６は、流体タンク７８に収容されている流体８６に超音波を付与する。

例えば、超音波付与ユニット７６が流体８６に付与する超音波の周波数は、１００ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の範囲とするとよい。切削ブレード３４の切り刃４８に含まれる砥粒の粒径が小さいほど切削屑を切り刃４８から除去しにくくなるが、流体８６に付与する超音波の周波数が高いと切削屑を積極的に除去できる。そのため、平均粒径が１μｍ以上２μｍ以下の特に小さい砥粒等を切り刃４８に含む切削ブレード３４には、周波数が７５０ｋＨｚ以上２ＭＨｚ以下の超音波が付与された流体８６が噴射されることが好ましい。

次に、流体噴射ノズル７４について説明する。流体噴射ノズル７４は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）や酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）等の材料で形成されており、内径が約１．０ｍｍ、外径が約２．０ｍｍのパイプ状の部材である。流体噴射ノズル７４の先端からは、超音波付与ユニット７６により超音波が付与された流体８６が所定の圧力で噴出される。

図４に示す通り、流体噴射ノズル７４の向きは、切削ブレード３４の切り刃４８の外周を狙うように定められる。例えば、切り刃４８の外周の一点に被噴射位置８８が設定され、切り刃４８の外周に一致する円の該被噴射位置８８における接線上に流体噴射ノズル７４の先端が位置付けられる。

被加工物１を切削ブレード３４で切削する際には、スピンドルハウジング４２に収容されたモータにより切削ブレード３４が毎分２万回転程度の回転数で回転される。超音波付与ユニット７６により超音波が付与された流体８６は、切削ブレード３４が回転している状態で流体噴射ノズル７４から切り刃４８に噴射される。流体噴射ノズル７４は、切り刃４８に噴射される流体８６の被噴射位置８８における切削ブレード３４の回転方向９０に対向して該切り刃４８に該流体８６を噴射する。

このように流体８６を噴射すると、被噴射位置８８における切削ブレード３４及び流体８６の相対速度が極めて大きくなり、切り刃４８が強力に洗浄される。ただし、流体噴射ノズル７４が流体８６を噴射する方向は被噴射位置８８における切削ブレード３４の回転方向９０の１８０°反対の方向である必要はなく、流体噴射ノズル７４は該被噴射位置８８における切り刃４８の接線上に厳密に位置している必要はない。すなわち、流体噴射ノズル７４は、被噴射位置８８に所定の角度をもって流体８６を噴射してもよい。

図６は、切削ブレード３４を模式的に示す側面図である。図６を用いて流体噴射ノズル７４が噴射する流体８６の噴射角度について説明する。図６には、切削ブレード３４の切り刃４８の外周の被噴射位置９８に流体８６を噴射する際に、該被噴射位置９８における切削ブレード３４の回転方向１００の１８０°反対の方向から流体８６を噴射する場合の流体８６の進行経路１０２が示されている。

この進行経路１０２は、被噴射位置９８における切り刃４８の外周縁と一致する円の接線である。すなわち、中心から被噴射位置９８までの該円の半径と、該進行経路１０２と、のなす角は９０°となる。流体８６は、進行経路１０２以外の経路から被噴射位置９８に到達してもよく、例えば、該半径とのなす角が１００°となる進行経路１０４から被噴射位置９８に噴射されてもよい。この場合においても、切り刃４８に付着した切削屑等が効率的に除去される。

ただし、該半径と、流体８６の進行経路と、のなす角が１１０°以上となると切削屑の除去効果が低下する傾向にある。そのため、中心から被噴射位置９８までの該円の半径と、該進行経路１０２と、のなす角は、１１０°未満であることが好ましく、１００°以下であることがさらに好ましい。特に好ましくは、該角が９５°以下である。

このように、流体８６の被噴射位置９８における切削ブレード３４の回転方向１００に対向して該切り刃４８に該流体８６を噴射することは、回転方向１００とは厳密に１８０°反対方向から流体８６を噴射することとは異なる。

次に、切削ブレード３４の切り刃４８に噴射される流体８６の被噴射位置について図６を用いて説明する。超音波が付与された流体８６は、被加工物１を加工する切削ブレード３４の加工点よりも回転方向側で切り刃４８に噴射されるとよい。この場合、流体噴射ノズル７４から噴射される流体８６が、水平方向よりも下方に向けて噴射されることとなる。

仮に、切削ブレード３４の加工点よりも手前側で回転方向に対向するように切り刃４８に流体８６を噴射する場合、流体８６が水平方向よりも上方に向けて噴射される。この場合、流体８６が切削装置２のチャックテーブル２０の周囲に飛散しやすくなる。切削屑等を含む流体８６が雰囲気中に舞い上がると、加工後の被加工物１や切削装置２の内部等に浮遊した流体８６が付着して、被加工物１及び切削装置２を汚染するおそれがある。

そこで、被加工物１を切削する切削ブレード３４の切り刃４８の外周のある一点に対して、該一点が加工点を通過した後、切り刃４８の最上点９２に達する前に流体８６が噴射される。例えば、切り刃４８の最上点９２を終点とする円弧状の領域を規定し、切削ブレード３４が２分の１回転する間に切り刃４８の外周上の一点が該終点まで移動する軌道と、該円弧状の領域と、が一致するとき、流体８６の被噴射位置は該円弧状の領域中に設定される。このように被噴射位置を設定すると、流体８６が上方に向けて噴射されない。

例えば、図６において、回転する切削ブレード３４の切り刃４８の外周上の一点に対して、該一点が切り刃４８の最下点９４を通過した直後に流体８６が噴射されてもよい。例えば、図６において、流体噴射ノズル７４から被噴射位置１０６に向けて流体８６が噴射されてもよい。

この場合においても、流体噴射ノズル７４は、被噴射位置１０６における切削ブレード３４の回転方向１０８に対向した進行経路１１０，１１２から切り刃４８に流体８６を噴射する。すなわち、切り刃４８の外周縁と一致する円の中心から被噴射位置１０６までの半径とのなす角が９０°の進行経路１１０や、該角が１００°の進行経路１１２から該被噴射位置１０６に流体８６が噴射されてもよい。

なお、被加工物１を切削する際の切削ブレード３４の回転数は、例えば、毎分１万回転～毎分３万回転程度（代表的には、毎分２万回転）である。被加工物１を切削する際、切削ブレード３４を高速に回転させた状態で、ノズル７２（図２等）から切削ブレード３４に切削水が供給される。ノズル７２から供給される切削水の流量は、例えば、０．５Ｌ／ｍｉｎ～２Ｌ／ｍｉｎ（代表的には、１Ｌ／ｍｉｎ）程度である。

そして、ノズル７２から供給された切削水の一部は、回転する切削ブレード３４の切り刃４８の周囲にまとわりつく。特に、切り刃４８の外周の一点が加工点（最下点９４）を通過した直後においては、比較的多量の切削水が該一点にまとわりつく。切り刃４８の切削水が多くまとわりついている部分に超音波が付与された流体８６を噴射すると、該切削水により流体８６の洗浄効果が抑制されてしまう。

そのため、切り刃４８において、まとわりついている切削水が比較的少量である部分に流体８６が噴射されることが望ましい。切り刃４８の外周にまとわりつく切削水は、加工点（最下点９４）から離れるほど少なくなる。そのため、流体８６の被噴射位置は、切り刃４８の最上点９２に近いことが好ましい。例えば、流体８６の被噴射位置は、切り刃４８の加工点よりも回転方向側で、かつ、該加工点との距離よりも最上点９２との距離が小さくなる場所に設定されるのが好ましい。

すなわち、切削ブレード３４の回転にともなって切り刃４８の外周の一点が切り刃４８の最下点９４から最上点９２まで移動する際の中間点９６と、該最上点９２と、の間で流体８６の被噴射位置が設定されるとよい。例えば、切り刃４８の最上点９２を終点とする円弧状の領域を規定し、切削ブレード３４が４分の１回転する間に切り刃４８の外周上の一点が該終点まで移動する軌道と、該円弧状の領域と、が一致するとき、流体８６の被噴射位置は該円弧状の領域中に設定される。

次に、流体噴射ノズル７４の先端と、流体８６の被噴射位置と、の距離について説明する。図４等に示す通り、流体タンク７８の内部で超音波付与ユニット７６により超音波が付与された流体８６は、流体噴射ノズル７４から被噴射位置８８に噴射される。このとき、切り刃４８を効果的に洗浄するには、流体８６に付与された超音波が減衰して実効性を失う前に被噴射位置８８に該流体８６が到達することが必要となる。そのため、流体噴射ノズル７４の先端と、被噴射位置８８と、の距離が小さいことが好ましい。

ただし。流体噴射ノズル７４の先端と、被噴射位置８８と、の距離が過度に近づくと、切削ブレード３４の切り刃４８と、該流体噴射ノズル７４と、が干渉してしまう。そこで、流体噴射ノズル７４の先端と、流体８６の被噴射位置８８と、の距離は、１ｃｍ以上２ｃｍ以下とされるのが好ましい。該距離がこの範囲を満たすと、流体８６を通じて切り刃４８に超音波を作用でき該流体８６で強力に切り刃４８を洗浄できる。

なお、流体噴射ノズル７４の先端が切り刃４８との干渉を避けるための特別な形状を有している場合、流体噴射ノズル７４の先端と、流体８６の被噴射位置８８と、の距離をさらに短くできる。例えば、該先端に下方に開いた隙間が形成されており、回転する切削ブレード３４の切り刃４８が該隙間に収容される場合、流体噴射ノズル７４と切り刃４８の衝突が回避される。この場合、該距離は１ｃｍ未満でもよい。

以上に説明する通り、本実施形態に係る切削装置２では、被噴射位置８８における切削ブレード３４の回転方向に対向して該切削ブレード３４の切り刃４８に超音波が付与された流体８６が噴射される。この場合、超音波が付与された流体８６が非常に高い相対速度で切り刃４８に衝突することなる。そのため、平均粒径の小さい砥粒を含む切り刃４８についても、付着した切削屑等を強力に洗い流して切り刃４８の目詰まりを防止できるため、切削ブレード３４の切削能力を高く維持できる。

なお、本発明は、上述した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、上記実施形態では、含まれる砥粒の平均粒径が１μｍ以上４μｍ以下である切り刃４８の洗浄を効果的に実施できることについて説明したが、本発明の一態様に係る切削装置２において洗浄の対象となる切削ブレード３４は、これに限定されない。

例えば、切り刃４８に含まれる砥粒の平均粒径は、４μｍを超えてもよく、１μｍ未満でもよい。本発明の一態様に係る切削装置２では、様々な種別の切削ブレード３４が効果的に洗浄される。

その他、上述した実施形態及び変形例にかかる構造、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。

１ 被加工物
７ テープ
９ リングフレーム
１１ フレームユニット
１３ カセット
２ 切削装置
４ 基台
６ カセットテーブル
８ ガイドレール
１０ 仮置きテーブル
１２ 搬出ユニット
１４，４０ 搬送ユニット
１６ Ｘ軸移動テーブル
１８ テーブルベース
２０ チャックテーブル
２２ 保持面
２４ クランプ
２６ 防塵防滴カバー
２８ 支持構造
３０ 撮像ユニット
３２ 切削ユニット
３４ 切削ブレード
３６ スピンドル
３８ 洗浄ユニット
４２ スピンドルハウジング
４４ マウンター
４６ 基台
４８ 切り刃
５０ ブレードカバー
５２ 第１カバー
５４ 隙間
５６，５８ ねじ穴
６０ 第２カバー
６２，６８ 貫通孔
６４，７０ ねじ
６６ 第３カバー
７２ ノズル
７４ 流体噴射ノズル
７６ 超音波付与ユニット
７８ 流体タンク
７８ａ 入口
７８ｂ 出口
８０ 流体流入口
８２ 流体源
８４ 配管
８６ 流体
８８，９８，１０６ 被噴射位置
９０，１００，１０８ 回転方向
９２ 最上点
９４ 最下点
９６ 中間点
１０２，１０４，１１０，１１２ 進行経路

Claims (4)

1. 被加工物を保持するチャックテーブルと、
   外周に円環状の切り刃を有する切削ブレードが先端に固定されたスピンドルと、該スピンドルを回転させるモータと、を有し、該モータで該スピンドルを回転させることで該切削ブレードを回転させ、該チャックテーブルで保持された該被加工物に該切削ブレードの該切り刃を接触させて該被加工物を切削する切削ユニットと、
   を備える切削装置であって、
   該切削ブレードの該切り刃に流体を噴射する流体噴射ノズルと、
   該流体噴射ノズルから噴射される該流体に予め超音波を付与する超音波付与ユニットと、を備え、
   該流体噴射ノズルは、該切り刃に噴射される該流体の被噴射位置における該切削ブレードの回転方向に対向して該切り刃に該流体を噴射することを特徴とする切削装置。
2. 該切削ブレードの該切り刃は、結合材と、該結合材に分散固定された砥粒と、を有し、
   該砥粒の平均粒径は、１μｍ以上４μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の切削装置。
3. 該被噴射位置は、該切り刃の最上点を終点とする円弧状の領域中に位置しており、
   該円弧状の領域は、該切削ブレードが２分の１回転する間に該切り刃の外周上の一点が該終点まで移動する軌道と一致することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削装置。
4. 該被噴射位置は、該切り刃の最上点を終点とする円弧状の領域中に位置しており、
   該円弧状の領域は、該切削ブレードが４分の１回転する間に該切り刃の外周上の一点が該終点まで移動する軌道と一致することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の切削装置。

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