JP2024050022A - 切削装置及び切削方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】被加工物への切削屑の付着を抑制することができること。【解決手段】切削装置1は、被加工物200を保持する保持テーブルと、保持テーブルで保持した被加工物200を切削する切削ブレード21が装着されるスピンドル23を有した切削ユニット20と、切削ブレード21に切削液300を供給する切削液供給ユニット25と、を備え、切削液供給ユニット25は、切削ブレード21を挟んで互いに対向して配設され、切削ブレード21に切削液300を供給し加工進行方向13に延在する樋を形成する一対の樋形成ノズル27と、加工進行方向13上流側で切削ブレード21の外周側から切削ブレード21に向かって切削液300を供給する先端ノズル26と、を有し、先端ノズル26は、切削ブレード21が被加工物200に切り込む加工点213に向かって切削液300を供給し、樋によって切削液300を加工進行方向13下流側へと導く。【選択図】図3
Description
本発明は、切削装置及び切削方法に関する。
例えば、切削装置で固体撮像素子デバイスウェーハを切削する場合、異物がデバイスに付着するとデバイス不良となるため、切削で生じる切削屑を付着させないことが重要である。そこで、切削ブレードの外周を覆うブレードカバーに加工点における切削ブレードの回転方向側に切削ブレードと対応配置されたコンタミネーション除去部材が設けられた切削装置が提供されている(例えば、特許文献1参照)。
また、近年ではハイブリッドボンディングと呼ばれるデバイス表面の電極同士を接合する接合方法が採用され始めている。ハイブリッドボンディングでは面と面での接合となるため、デバイス表面に異物が付着していると接合不良となるため、切削後のデバイスウェーハ表面に異物がないことが要求されている。
切削中に付着した切削屑等の異物は、デバイスウェーハ表面が一度乾燥してしまうと後に洗浄しても除去できない。そこで、切削中に異物の付着を極力防ぐことが切望されている。
しかしながら、特許文献1に示された切削装置を利用しても被加工物への切削屑の付着をなくすことは難しく、改善が切望されている。
本発明の目的は、被加工物への切削屑の付着を抑制することができる切削装置及び切削方法を提供することである。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の切削装置は、被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルで保持した被加工物を切削する切削ブレードが装着されるスピンドルを有した切削ユニットと、該切削ブレードに切削液を供給する切削液供給ユニットと、を備えた切削装置であって、該切削液供給ユニットは、該切削ブレードを挟んで互いに対向して配設され、該切削ブレードの表面側と裏面側からそれぞれ切削液を供給し該切削液からなり加工送り方向に延在する樋を形成する一対の樋形成ノズルと、該加工送り方向上流側で該切削ブレードの外周側から該切削ブレードに向かって切削液を供給する先端ノズルと、を有し、該先端ノズルは、該切削ブレードが被加工物に切り込む加工点に向かって切削液を供給し、該樋によって切削液を該加工送り方向下流側の被加工物の外へと導くことを特徴とする。
また、前記切削装置では、該樋形成ノズルから供給される切削液の角度は、水平方向から下向き45度以上でかつ85度以下であっても良い。
また、前記切削装置では、該樋形成ノズルから供給される切削液の量は、2.0L/min以上でかつ3.0L/min以下であっても良い。
本発明の切削方法は、被加工物を切削する切削方法であって、被加工物を保持テーブルで保持する保持ステップと、回転する切削ブレードに対して該切削ブレードを挟んで互いに対向して配設された樋形成ノズルから該切削ブレードの表面側と裏面側にそれぞれ切削液を供給し切削液からなり加工送り方向に延在する樋を形成する樋形成ステップと、該樋形成ステップを実施した後、該加工送り方向上流側で該切削ブレードの外周側から該切削ブレードに向かって先端ノズルから切削液を供給しつつ該保持テーブルで保持された被加工物を該切削ブレードで切削し、切削屑を含む切削液を該樋で該加工送り方向下流側の被加工物の外へと導く切削ステップと、を備えたことを特徴とする。
本発明は、被加工物への切削屑の付着を抑制することができるという効果を奏する。
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。
〔実施形態1〕
本発明の実施形態1に係る切削装置を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態1に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図2は、図1に示された切削装置の加工対象の被加工物を模式的に示す斜視図である。図3は、図2に示された切削装置の切削液供給ユニットの構成を模式的に側面図である。図4は、一部を図3中のIV-IV線に沿う断面で示す正面図である。
本発明の実施形態1に係る切削装置を図面に基づいて説明する。図1は、実施形態1に係る切削装置の構成例を示す斜視図である。図2は、図1に示された切削装置の加工対象の被加工物を模式的に示す斜視図である。図3は、図2に示された切削装置の切削液供給ユニットの構成を模式的に側面図である。図4は、一部を図3中のIV-IV線に沿う断面で示す正面図である。
実施形態1に係る図1に示す切削装置1は、被加工物200を切削加工する加工装置である。図1に示す切削装置1の加工対象である被加工物200は、シリコン、サファイア、ガリウムなどを基板201とする円板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハ等のウェーハである。被加工物200は、図1及び図2に示すように、表面202に互いに交差する分割予定ライン203が複数設定され、分割予定ライン203によって区画された領域にデバイス204が形成されている。デバイス204は、例えば、IC(Integrated Circuit)、又はLSI(Large Scale Integration)等の集積回路、CCD(Charge Coupled Device)、又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等のイメージセンサ、又は各種のメモリ(半導体記憶装置)である。
実施形態1において、被加工物200は、図1及び図2に示すように、被加工物200の外径よりも大径な円板状でかつ外縁部に環状フレーム210が貼着された粘着テープ209が表面202の裏側の裏面206に貼着されて、環状フレーム210の開口内に支持される。被加工物200は、分割予定ライン203が切削加工されて、個々のデバイス204に分割される。
なお、実施形態1では、デバイス204が、IC(Integrated Circuit)、又はLSI(Large Scale Integration)等の集積回路、又はメモリ(半導体記憶装置)であり、被加工物200が、デバイス204に他の被加工物のデバイスが重ねられ、デバイス204の電極が他の被加工物のデバイスの電極と接合されるウェーハである。このように、実施形態1では、加工対象の被加工物200は、所謂ハイブリッドボンディングされるウェーハであるが、本発明では、ハイブリッドボンディングされるウェーハに限定されない。
(切削装置)
図1に示された切削装置1は、被加工物200を保持テーブル10で保持し分割予定ライン203に沿って切削ブレード21で切削加工して、被加工物200を個々のデバイス204に分割する加工装置である。
図1に示された切削装置1は、被加工物200を保持テーブル10で保持し分割予定ライン203に沿って切削ブレード21で切削加工して、被加工物200を個々のデバイス204に分割する加工装置である。
切削装置1は、図1に示すように、被加工物200を保持面11で吸引保持する保持テーブル10と、保持テーブル10で保持した被加工物200を切削する切削ユニット20と、保持テーブル10に保持された被加工物200を撮影する撮像ユニット30と、制御ユニット100とを備える。
また、切削装置1は、保持テーブル10と切削ユニット20とを相対的に移動させる移動ユニット40とを備える。移動ユニット40は、保持テーブル10を水平方向と平行なX軸方向に加工送りする加工送りユニット41と、切削ユニット20を水平方向と平行でかつX軸方向と直交するY軸方向に割り出し送りする割り出し送りユニット42と、切削ユニット20をX軸方向とY軸方向との双方と直交する鉛直方向に平行なZ軸方向に切り込み送りする切り込み送りユニット43と、保持テーブル10をZ軸方向と平行な軸心回りに回転する回転移動ユニット44とを少なくとも備える。即ち、移動ユニット40は、保持テーブル10と切削ユニット20とをX軸方向とY軸方向とZ軸方向と軸心回りとに相対的に移動させる。
加工送りユニット41は、保持テーブル10及び回転移動ユニット44を加工送り方向であるX軸方向に移動させることで、切削ユニット20と保持テーブル10とを相対的にX軸方向に沿って移動させるものである。割り出し送りユニット42は、切削ユニット20を割り出し送り方向であるY軸方向に移動させることで、切削ユニット20と保持テーブル10とを相対的にY軸方向に沿って移動させるものである。切り込み送りユニット43は、切削ユニット20を切り込み送り方向であるZ軸方向に移動させることで、切削ユニット20と保持テーブル10とを相対的にZ軸方向に沿って移動させるものである。回転移動ユニット44は、加工送りユニット41に支持され、保持テーブル10を支持して、保持テーブル10とともにX軸方向に移動自在に配設されている。
加工送りユニット41、割り出し送りユニット42及び切り込み送りユニット43は、軸心回りに回転自在に設けられた周知のボールねじ、ボールねじを軸心回りに回転させる周知のモータ及び保持テーブル10又は切削ユニット20をX軸方向、Y軸方向又はZ軸方向に移動自在に支持する周知のガイドレールを備える。また、回転移動ユニット44は、保持テーブル10を軸心回りに回転するモータを備える。
保持テーブル10は、円盤形状であり、被加工物200を保持する保持面11がポーラスセラミック等から形成されている。また、保持テーブル10は、加工送りユニット41により切削ユニット20の下方の加工領域と、切削ユニット20の下方から離間して被加工物200が搬入出される搬入出領域とに亘って移動自在に設けられることで、X軸方向に移動自在に設けられている。保持テーブル10は、回転移動ユニット44によりZ軸方向と平行な軸心回りに回転自在に設けられている。
保持テーブル10は、保持面11が図示しない吸引源と接続され、吸引源より吸引されることで、保持面11に載置された被加工物200を吸引、保持する。実施形態1では、保持テーブル10は、粘着テープ209を介して被加工物200の裏面206側を吸引、保持する。また、保持テーブル10の周囲には、図1に示すように、環状フレーム210をクランプするクランプ部12が複数設けられている。
切削ユニット20は、切削ブレード21がスピンドル23に装着され、保持テーブル10に保持された被加工物200を切削する加工ユニットである。切削ユニット20は、保持テーブル10に保持された被加工物200に対して、割り出し送りユニット42によりY軸方向に移動自在に設けられ、かつ、切り込み送りユニット43によりZ軸方向に移動自在に設けられている。
切削ユニット20は、割り出し送りユニット42及び切り込み送りユニット43などを介して、装置本体2から立設した支持フレーム3に設けられている。切削ユニット20は、割り出し送りユニット42及び切り込み送りユニット43により、保持テーブル10の保持面11の任意の位置に切削ブレード21を位置付け可能となっている。また、切削ユニット20は、切削ブレード21が加工送りユニット41によりX軸方向に移動される保持テーブル10で保持した被加工物200を切削する。
このために、切削ユニット20は、切削ブレード21が被加工物200を切削する際に、保持テーブル10で保持された被加工物200に対してX軸方向と平行な加工進行方向13(図3に示す)に相対的に移動する。なお、加工進行方向13は、切削ブレード21が被加工物200を切削する際の加工送り方向に相当する。
切削ユニット20は、図1に示すように、切削ブレード21と、割り出し送りユニット42及び切り込み送りユニット43によりY軸方向及び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22と、スピンドルハウジング22に軸心回りに回転可能に設けられ先端に切削ブレード21が装着されるスピンドル23と、スピンドル23を軸心回りに回転する図示しないスピンドルモータとを有する。また、切削ユニット20は、図1及び図3に示すように、スピンドル23の先端面に装着されたブレードカバー24と、を有する。
切削ブレード21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21は、スピンドル23の先端に固定される。実施形態1において、切削ブレード21は、図3に示すように、円環状の円形基台211と、円形基台211の外周縁に配設されて被加工物200を切削する円環状の切り刃212とを備える所謂ハブブレードである。切り刃212は、ダイヤモンドやCBN(Cubic Boron Nitride)等の砥粒と、金属や樹脂等のボンド材(結合材)とからなり所定厚みに形成されている。なお、本発明では、切削ブレード21は、切り刃212のみで構成された所謂ワッシャーブレードでもよい。
切削ブレード21は、スピンドル23の先端に装着されて、保持テーブル10の保持面11で保持された被加工物200を切削するものである。また、切削ブレード21が保持テーブル10で保持した被加工物200を切削する際に、切削ブレード21の切り刃212の刃先のうち回転中心であるスピンドル23及び切削ブレード21の軸心231のZ軸方向の下方の位置を、以下、切削ブレード21が被加工物200に切り込む加工点213と記す。
スピンドル23は、先端に切削ブレード21が装着され、スピンドルモータにより軸心回りに回転することで、切削ブレード21を回転させる。スピンドルモータは、スピンドル23に設けられて、スピンドル23と一体に回転するロータと、ロータの外周側でかつスピンドルハウジング22に配設され、電源から電力が供給されることでロータを回転させるステータとを備えている。スピンドルモータは、ステータがロータを回転して、スピンドル23を軸心231回りに回転する。
ブレードカバー24は、切削ブレード21の少なくとも上方を覆うものである。ブレードカバー24は、スピンドルハウジング22の先端面に固定されている。
また、切削装置1は、図3に示すように、切削ブレード21に切削液300を供給する切削液供給ユニット25を備える。切削液供給ユニット25は、保持テーブル10の保持面11で保持された被加工物200を切削ブレード21で切削する際に、切削ブレード21に切削液300を供給するものである。切削液供給ユニット25は、先端ノズル26と、一対の樋形成ノズル27とを有する。
ノズル26,27は、ブレードカバー24に取り付けられている。ノズル26,27,は、図示しない切削液供給源から供給された切削液を切削ブレード21に供給する。先端ノズル26は、切削ブレード21の切り刃212の加工点213よりも加工進行方向13の上流側に配置され、切削ブレード21の切り刃212の加工点213とX軸方向に対面する噴射口261を備える。先端ノズル26は、切削中に噴射口261から加工進行方向13の上流側で、切削ブレード21の切り刃212の外周側から切削ブレード21の切り刃212の加工点213に向かって切削液300を供給する。
樋形成ノズル27は、X軸方向と平行に延在した円筒状のパイプに形成され、互いにY軸方向に間隔をあけて配置されている。樋形成ノズル27は、互いの間に切削ブレード21の切り刃212の下端を位置づけている。即ち、樋形成ノズル27は、切削ブレード21の切り刃212の下端部を挟んで互いにY軸方向に対向して配設されている。樋形成ノズル27は、切削ブレード21の切り刃212の下端に対面する樋形成ノズル27の外壁を貫通した噴射口271を備えている。樋形成ノズル27は、切削中に切削ブレード21の切り刃212の下端の表面側と裏面側とからそれぞれ噴射口271から切削液300を供給する。
実施形態1では、各樋形成ノズル27は、噴射口271がZ軸方向に延びたスリット状に形成され、噴射口271を樋形成ノズル27の長手方向に間隔をあけて複数配置している。実施形態1では、各樋形成ノズル27は、Y軸方向の正面からみると、切削ブレード21の切り刃212の下端とY軸方向に対面する複数の噴射口271を設け、切削ブレード21の切り刃212よりも加工進行方向13の後ろ側にも噴射口271(以下、符号271-1で示す)を設けている。
各樋形成ノズル27の噴射口271,271-1は、図4に示すように、樋形成ノズル27の中心と噴射口271,271-1の樋形成ノズル27の周方向の中心とを結んだ線分272(図4に破線で示す)と、樋形成ノズル27の中心から切削ブレード21の切り刃212にY軸方向に沿って水平方向に延びた線分273(図4に二点鎖線で示す)とのなす角度274が、45度以上でかつ85度以下となるように形成されている。このように、線分272と線分273とのなす角度274が45度以上でかつ85度以下であることは、噴射口271,271-1の角度(向きともいう)274が、水平方向から下向きに45度以上でかつ85度以下であることを示している。なお、噴射口271,271-1の角度274は、樋形成ノズル27の噴射口271,271-1から切削ブレード21の切り刃212に供給される切削液300の角度(向き)274でもあり、水平方向に対する角度である。
このために、各樋形成ノズル27の噴射口271,271-1から切削ブレード21の切り刃212に供給される切削液300の角度274は、水平方向から下向きに45度以上でかつ85度以下となる。樋形成ノズル27は、切削ブレード21の切り刃212に供給される切削液300の角度274が、水平方向から下向きに45度以上でかつ85度以下となることで、噴射口271,271-1から供給した切削液300が先端ノズル26の噴射口261から噴射される切削液300に直接衝突することを抑制できるとともに、噴射口271,271-1から供給されかつ被加工物200で反射した切削液300にも衝突することを抑制できる。
また、実施形態1において、切削液供給ユニット25は、一対の樋形成ノズル27から切削ブレード21に供給される切削液300の流量が、2.0L/min以上でかつ3.0L/min以下となるように、樋形成ノズル27に切削液供給源から切削液300を供給する。即ち、本発明では、切削液供給ユニット25は、樋形成ノズル27の噴射口271,271-1から供給される切削液300の流量が0.5L/min以上でかつ0.7L/min以下であることが好ましい。
このように、本発明の切削装置1の切削液供給ユニット25は、一対の樋形成ノズル27に供給する切削液300の流量が、従来用いられてきたブレードノズルに供給する切削液300の流量よりも多い。なお、切削液供給ユニット25は、一対の樋形成ノズル27から切削ブレード21に供給される切削液300の流量が、2.0L/min以上でかつ3.0L/min以下となるように、一対の樋形成ノズル27に切削液供給源から切削液300を供給するのは、一対の樋形成ノズル27から切削ブレード21に供給される切削液300の流量が、2.0L/min未満であると樋301を形成することができないとともに、3.0L/minを超えると樋301間に先端ノズル26から供給された切削液300を通すことが困難となるからである。
また、実施形態1において、切削液供給ユニット25は、先端ノズル26の噴射口261から切削ブレード21に供給される切削液300の流量が、0.8L/min以上でかつ1.5L/min以下となるように、先端ノズル26に切削液供給源から切削液300を供給する。
また、樋形成ノズル27は、前述した流量の切削液300を供給し、切削ブレード21の切り刃212に供給される切削液300の角度274を、水平方向から下向きに45度以上でかつ85度以下として、噴射口271,271-1から供給した切削液300が先端ノズル26の噴射口261から供給される切削液300に直接衝突すること及び噴射口271,271から供給され被加工物200で反射した切削液300にも衝突することを抑制することに加え、噴射口271-1を切削ブレード21の切り刃212よりも加工進行方向13の後ろ側にも配置することで、図4に示すように、切削液300からなりかつ加工進行方向13に延在しかつ切削ブレード21よりも加工進行方向13の後ろ側に延在した樋301を形成することとなる。なお、樋301は、噴射口271,271-1から供給される切削液300の水流である。なお、実施形態1では、各樋形成ノズル27の噴射口271,271-1から供給される切削液300により形成される樋301は、水平方向から下向きに45度以上でかつ85度以下の範囲に含まれる。
このように、実施形態1に係る切削装置1の切削液供給ユニット25は、樋形成ノズル27から供給する切削液300により樋301を形成することで、先端ノズル26の噴射口261から供給する切削液300が回転する切削ブレード21とともに連れ回り、樋301を伝わって、切削ブレード21の加工進行方向13の後ろ側から図3の矢印302で示すように跳ね上げられて被加工物200の外周方向に飛散する。このために、実施形態1に係る切削装置1は、切削ブレード21が被加工物200を切削することで生じる切削屑208が図3の矢印302で示す先端ノズル26から供給された切削液300の水流に取り込まれて、被加工物200の外周方向に飛散する。
なお、各樋形成ノズル27の噴射口271,271-1から切削ブレード21の切り刃212に供給される切削液300の角度274が水平方向から下向きに45度以上でかつ85度以下であることが望ましいのは、角度274が45度未満であると、樋形成ノズル27の噴射口271,271-1から供給された切削液300が切削ブレード21の直接接触して加工点213付近で四方八方に飛散し、角度274が85度を超えると、樋形成ノズル27の噴射口271,271-1から供給された切削液300が被加工物200で反射された切削液300と衝突して加工点213付近で四方八方に飛散して、樋301を形成できないからである。また、加工点213付近で切削液300が四方八方に飛散すると、先端ノズル26から供給された切削液300が加工点213付近で四方八方に飛散した切削液300により加工点213で切削屑208を取り込むことが困難となるとともに、切削ブレード21の回転に連れ回ることなく、四方八方に飛散してしまい、切削屑208が保持テーブル10で保持された被加工物200の表面202に付着することを抑制できないために、各樋形成ノズル27の噴射口271,271-1から切削ブレード21の切り刃212に供給される切削液300の角度274が水平方向から下向きに45度以上でかつ85度以下であることが望ましい。
なお、切削ユニット20の切削ブレード21及びスピンドル23の軸心231は、Y軸方向と平行に設定されている。
撮像ユニット30は、切削ユニット20と一体的に移動するように、切削ユニット20に固定されている。撮像ユニット30は、保持テーブル10に保持された切削前の被加工物200の分割すべき領域を撮影する撮像素子を備えている。撮像素子は、例えば、CCD(Charge-Coupled Device)撮像素子又はCMOS(Complementary MOS)撮像素子である。撮像ユニット30は、保持テーブル10に保持された被加工物200を撮影して、被加工物200と切削ブレード21との位置合わせを行なうアライメントを遂行するため等の画像を得、得た画像を制御ユニット100に出力する。
また、切削装置1は、保持テーブル10のX軸方向の位置を検出するため図示しないX軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット20のY軸方向の位置を検出するための図示しないY軸方向位置検出ユニットと、切削ユニット20のZ軸方向の位置を検出するためのZ軸方向位置検出ユニットとを備える。X軸方向位置検出ユニット及びY軸方向位置検出ユニットは、X軸方向、又はY軸方向と平行なリニアスケールと、読み取りヘッドとにより構成することができる。Z軸方向位置検出ユニットは、モータのパルスで切削ユニット20のZ軸方向の位置を検出する。X軸方向位置検出ユニット、Y軸方向位置検出ユニット及びZ軸方向位置検出ユニットは、保持テーブル10のX軸方向、切削ユニット20の切り刃212の下端のY軸方向又はZ軸方向の位置を制御ユニット100に出力する。
なお、実施形態1では、切削装置1の保持テーブル10及び切削ユニット20のX軸方向の位置、Y軸方向及びZ軸方向の位置は、予め定められた図示しない基準位置に基づいて定められる。実施形態1では、X軸方向の位置、Y軸方向及びZ軸方向の位置は、基準位置からのX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向の距離で定められる。実施形態1において、切削装置1のX軸方向とY軸方向とから表されるXY座標(X軸方向の位置を示す基準位置からのX軸方向の距離と、Y軸方向の位置を示す基準位置からのY軸方向の距離とにより示される座標)は、保持テーブル10の保持面11に保持された被加工物200の任意の位置を示すことがある。
制御ユニット100は、切削装置1の各構成要素をそれぞれ制御して、被加工物200に対する加工動作を切削装置1に実施させるものでもある。なお、制御ユニット100は、CPU(central processing unit)のようなマイクロプロセッサを有する演算処理装置と、ROM(read only memory)又はRAM(random access memory)のようなメモリを有する記憶装置と、入出力インターフェース装置とを有するコンピュータである。制御ユニット100の演算処理装置は、記憶装置に記憶されているコンピュータプログラムに従って演算処理を実施して、切削装置1を制御するための制御信号を、入出力インターフェース装置を介して切削装置1の各構成要素に出力する。
制御ユニット100は、加工動作の状態や画像などを表示する液晶表示装置などにより構成される図示しない表示ユニットと、オペレータが加工内容情報などを登録する際に用いる図示しない入力ユニットとに接続されている。入力ユニットは、表示ユニットに設けられたタッチパネルにより構成される。
(切削方法)
次に、実施形態1に係る切削方法を説明する。図5は、実施形態1に係る切削方法の流れを示すフローチャートである。実施形態1に係る切削方法は、前述した切削装置1が被加工物200を切削する方法であって、切削装置1の加工動作でもある。
次に、実施形態1に係る切削方法を説明する。図5は、実施形態1に係る切削方法の流れを示すフローチャートである。実施形態1に係る切削方法は、前述した切削装置1が被加工物200を切削する方法であって、切削装置1の加工動作でもある。
前述した構成の切削装置1は、制御ユニット100に加工条件が設定され、被加工物200が保持テーブル10の保持面11に載置される。切削装置1は、オペレータ等からの加工動作の開始指示を制御ユニット100が受け付けると、加工動作即ち実施形態1に係る切削方法を開始する。実施形態1に係る切削方法は、図5に示すように、保持ステップ1001と、樋形成ステップ1002と、切削ステップ1003とを備える。
(保持ステップ)
保持ステップ1001は、被加工物200を保持テーブル10で保持するステップである。実施形態1にいて、保持ステップ1001では、切削装置1は、粘着テープ209を介して被加工物200を保持面11に吸引保持し、クランプ部12で環状フレーム210をクランプする。
保持ステップ1001は、被加工物200を保持テーブル10で保持するステップである。実施形態1にいて、保持ステップ1001では、切削装置1は、粘着テープ209を介して被加工物200を保持面11に吸引保持し、クランプ部12で環状フレーム210をクランプする。
(樋形成ステップ)
樋形成ステップ1002は、回転する切削ブレード21に対して、切削ブレード21を挟んで互いに対向して配設された樋形成ノズル27から切削ブレード21の表面側と裏面側にそれぞれ切削液300を供給し切削液300からなり加工進行方向13に延在する樋301を形成するステップである。実施形態1において、樋形成ステップ1002では、切削装置1は、制御ユニット100がスピンドル23を軸心回りに回転し、切削液供給ユニット25を制御して、先端ノズル26の噴射口261から切削ブレード21の切り刃212に切削液300を供給し、樋形成ノズル27の噴射口271,271-1から切削ブレード21の切り刃212に切削液300を供給する。そして、樋形成ステップ1002では、切削装置1は、図4に示すように、切削液300からなりかつ加工進行方向13に延在する樋301を形成する。
樋形成ステップ1002は、回転する切削ブレード21に対して、切削ブレード21を挟んで互いに対向して配設された樋形成ノズル27から切削ブレード21の表面側と裏面側にそれぞれ切削液300を供給し切削液300からなり加工進行方向13に延在する樋301を形成するステップである。実施形態1において、樋形成ステップ1002では、切削装置1は、制御ユニット100がスピンドル23を軸心回りに回転し、切削液供給ユニット25を制御して、先端ノズル26の噴射口261から切削ブレード21の切り刃212に切削液300を供給し、樋形成ノズル27の噴射口271,271-1から切削ブレード21の切り刃212に切削液300を供給する。そして、樋形成ステップ1002では、切削装置1は、図4に示すように、切削液300からなりかつ加工進行方向13に延在する樋301を形成する。
(切削ステップ)
切削ステップ1003は、樋形成ステップ1002を実施した後、加工進行方向13上流側で切削ブレード21の外周側から切削ブレード21に向かって先端ノズル26から切削液300を供給しつつ保持テーブル10で保持された被加工物200を切削ブレード21で切削し、切削屑208を含む切削液300を樋301で加工進行方向13下流側の被加工物200の外周方向へと導くステップである。実施形態1において、切削ステップ1003では、切削装置1は、制御ユニット100が移動ユニット40を制御して保持テーブル10を撮像ユニット30の下方まで移動し、撮像ユニット30により保持テーブル10に吸引保持した被加工物200を撮像して、アライメントを遂行する。
切削ステップ1003は、樋形成ステップ1002を実施した後、加工進行方向13上流側で切削ブレード21の外周側から切削ブレード21に向かって先端ノズル26から切削液300を供給しつつ保持テーブル10で保持された被加工物200を切削ブレード21で切削し、切削屑208を含む切削液300を樋301で加工進行方向13下流側の被加工物200の外周方向へと導くステップである。実施形態1において、切削ステップ1003では、切削装置1は、制御ユニット100が移動ユニット40を制御して保持テーブル10を撮像ユニット30の下方まで移動し、撮像ユニット30により保持テーブル10に吸引保持した被加工物200を撮像して、アライメントを遂行する。
実施形態1において、切削ステップ1003では、切削装置1は、制御ユニット100が加工条件に基づいて移動ユニット40等を制御して、ノズル26,27から切削液300を切削ブレード21に供給しつつ、切削ブレード21と被加工物200とを分割予定ライン203に沿って相対的に移動させながら被加工物200の分割予定ライン203に切削ブレード21を粘着テープ209に到達するまで切り込ませて切削する。切削装置1は、加工条件に沿って、被加工物200の分割予定ライン203を切削して、被加工物200の分割予定ライン203に被加工物200を分断する切削溝207(図3に示す)を形成して、被加工物200を個々のデバイス204に分割する。
実施形態1において、切削ステップ1003では、切削装置1は、切削ブレード21で被加工物200の分割予定ライン203を切削する際に、先端ノズル26の噴射口261から供給する切削液300が回転する切削ブレード21とともに連れ回り、樋301を伝わって、切削ブレード21の加工進行方向13の後ろ側から図3の矢印302で示すように跳ね上げられて被加工物200の外周方向に飛散する。また、実施形態1において、切削ステップ1003では、切削装置1は、切削ブレード21で被加工物200の分割予定ライン203を切削する際に、切削ブレード21が被加工物200を切削することで生じる切削屑208を先端ノズル26から供給された切削液300の水流に取り込んで、被加工物200の外周方向に飛散する。こうして、切削ステップ1003では、先端ノズル26は、切削ブレード21が被加工物200に切り込む加工点213に向かって切削液300を供給し、樋301によって切削液300を加工進行方向13下流側の被加工物200の外周方向へと導く。
実施形態1において、切削ステップ1003では、被加工物200の全ての分割予定ライン203を切削すると、切削ユニット20を保持テーブル10から退避させて、保持テーブル10を加工領域から搬入出領域に向けて移動する。切削装置1は、搬入出領域において保持テーブル10の移動を停止し、保持テーブル10の被加工物200の吸引保持を停止し、クランプ部12のクランプを解除して、加工動作を終了する。
以上説明した実施形態1に係る切削装置1及び切削方法は、切削装置1が一対の樋形成ノズル27と先端ノズル26とを有した切削液供給ユニット25を備え、樋形成ノズル27から供給した切削液300により切削液300からなる樋301を形成する。実施形態1に係る切削装置1及び切削方法は、被加工物200の切削中に先端ノズル26から加工点213に向かって供給された切削液300が、加工点213で生成される切削屑208を取込むとともに樋301を伝って被加工物200の外周方向へ導かれるため、被加工物200の表面202に切削屑208が付着することを抑制できる。
その結果、実施形態1に係る切削装置1及び切削方法は、被加工物200への切削屑208の付着を抑制することができるという効果を奏する。
〔変形例〕
次に、実施形態1の変形例に係る切削装置を図面に基づいて説明する。図6は、実施形態1の変形例に係る切削装置の切削液供給ユニットの構成を模式的に側面図である。図7は、一部を図6中のVII-VII線に沿う断面で示す正面図である。なお、図6及び図7は、実施形態1と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
次に、実施形態1の変形例に係る切削装置を図面に基づいて説明する。図6は、実施形態1の変形例に係る切削装置の切削液供給ユニットの構成を模式的に側面図である。図7は、一部を図6中のVII-VII線に沿う断面で示す正面図である。なお、図6及び図7は、実施形態1と同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
変形例に係る切削装置1は、図6に示すように、樋形成ノズル27の噴射口271-2が加工進行方向13即ち樋形成ノズル27の長手方向に沿って直線状に延在していること以外、実施形態1と同じである。また、変形例に係る切削装置1は、図6に示すように、樋形成ノズル27の噴射口271-2の加工進行方向13の後ろ側の端が切削ブレード21よりも加工進行方向13の後ろ側に位置している。また、変形例に係る切削装置1は、図7に示すように、樋形成ノズル27の噴射口271-2の角度274が、実施形態1と同様に、水平方向から下向きに45度以上でかつ85度以下となっている。
変形例に係る切削装置1は、樋形成ノズル27から供給した切削液300により切削液300からなる樋301を形成するので、被加工物200の切削中に先端ノズル26から加工点213に向かって供給された切削液300が、加工点213で生成される切削屑208を取込むとともに樋301を伝って被加工物200の外周方向へ導かれるため、実施形態1と同様に、被加工物200への切削屑208の付着を抑制することができるという効果を奏する。
次に、本発明の発明者は、本発明の切削装置1の効果を確認した。なお、図8は、本発明品の切削装置で切削した被加工物の表面への切削屑の付着状況を示す平面図である。図9は、比較例の切削装置で切削した被加工物の表面への切削屑の付着状況を示す平面図である。
確認においては、本発明品として、実施形態1に係る切削装置1が被加工物200を切削した際に被加工物200の表面202に付着した切削屑208(図8に示す)の数を数えた。また、比較例として、樋形成ノズル27の代わりに噴射口271-1を設けずに角度274が40度の噴射口271を設けた従来から用いられてきたブレードノズルを備えた切削装置1が被加工物200を切削した際に被加工物200の表面202に付着した切削屑208(図9に示す)の数を数えた。
図9に示す比較例では、被加工物200の表面202に付着した切削屑208が5043個であった。このような比較例に対して、図8に示す本発明品では、被加工物200の表面202に付着した切削屑208が438個であった。よって、図8及び図9によれば、切削ブレード21よりも加工進行方向13の後ろ側の噴射口271-1を備え、噴射口271,271-1から供給される切削液300の角度274を水平方向から下向きに45度以上でかつ85度以下とすることで、被加工物200への切削屑208の付着を抑制することができることが明らかとなった。
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。
1 切削装置
10 保持テーブル
13 加工進行方向(加工送り方向)
20 切削ユニット
21 切削ブレード
23 スピンドル
25 切削液供給ユニット
26 先端ノズル
27 樋形成ノズル
200 被加工物
208 切削屑
213 加工点
274 角度
300 切削液
301 樋
1001 保持ステップ
1002 樋形成ステップ
1003 切削ステップ
10 保持テーブル
13 加工進行方向(加工送り方向)
20 切削ユニット
21 切削ブレード
23 スピンドル
25 切削液供給ユニット
26 先端ノズル
27 樋形成ノズル
200 被加工物
208 切削屑
213 加工点
274 角度
300 切削液
301 樋
1001 保持ステップ
1002 樋形成ステップ
1003 切削ステップ
Claims (4)
- 被加工物を保持する保持テーブルと、該保持テーブルで保持した被加工物を切削する切削ブレードが装着されるスピンドルを有した切削ユニットと、該切削ブレードに切削液を供給する切削液供給ユニットと、を備えた切削装置であって、
該切削液供給ユニットは、該切削ブレードを挟んで互いに対向して配設され、該切削ブレードの表面側と裏面側からそれぞれ切削液を供給し該切削液からなり加工送り方向に延在する樋を形成する一対の樋形成ノズルと、
該加工送り方向上流側で該切削ブレードの外周側から該切削ブレードに向かって切削液を供給する先端ノズルと、を有し、
該先端ノズルは、該切削ブレードが被加工物に切り込む加工点に向かって切削液を供給し、該樋によって切削液を該加工送り方向下流側の被加工物の外へと導く、切削装置。 - 該樋形成ノズルから供給される切削液の角度は、水平方向から下向き45度以上でかつ85度以下である、請求項1に記載の切削装置。
- 該樋形成ノズルから供給される切削液の量は、2.0L/min以上でかつ3.0L/min以下である、請求項1または請求項2に記載の切削装置。
- 被加工物を切削する切削方法であって、
被加工物を保持テーブルで保持する保持ステップと、
回転する切削ブレードに対して該切削ブレードを挟んで互いに対向して配設された樋形成ノズルから該切削ブレードの表面側と裏面側にそれぞれ切削液を供給し切削液からなり加工送り方向に延在する樋を形成する樋形成ステップと、
該樋形成ステップを実施した後、該加工送り方向上流側で該切削ブレードの外周側から該切削ブレードに向かって先端ノズルから切削液を供給しつつ該保持テーブルで保持された被加工物を該切削ブレードで切削し、切削屑を含む切削液を該樋で該加工送り方向下流側の被加工物の外へと導く切削ステップと、を備えた切削方法。
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