JP4559094B2

JP4559094B2 - 切削ブレード装着装置，切削装置

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Publication number: JP4559094B2
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Inventors: 亨久保田
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Publication date: 2010-10-06
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Description

本発明は，被加工物を切削加工する切削装置において，切削ブレードをスピンドルに装着するための切削ブレード装着装置に関する。

ダイシング装置等の切削装置は，一般的に，半導体ウェハ等の被加工物を保持するチャックテーブルと，切削ブレードが装着された切削ユニットとを備えている。この切削装置は，高速回転させた切削ブレードを被加工物に切り込ませながら双方を相対移動させることによって，被加工物を切削加工して複数のチップに分割することができる。上記切削ユニットは，スピンドルの先端部に対し，例えばワッシャータイプの切削ブレードを前後２つのフランジにより両側から挟持して装着する構成である。

かかる切削装置では，スピンドルを高速回転（例えば３０，０００ｒｐｍ）させるため，切削ブレードの強度によっては遠心力によって切削ブレードが破壊されてしまう可能性がある。上記のように２つのフランジによって切削ブレードの両側面を保持することによって，切削ブレードに作用する遠心力を緩和することができるが，フランジ自体も遠心力によって変形（遠心変形）してしまう場合がある。例えば，特許文献１には，高速回転するフランジが遠心力によって拡径してしまうケースが記載されている。

特開平１０−５５５号公報

ところが，本願発明者らが研究した結果，スピンドルの高速回転に伴うフランジの遠心変形としては，上記のような拡径だけではなく，フランジの切削ブレード取付面が背面側に反り返ってしまう変形も生じうることが分かった。

この原因は，従来のフランジの形状にある。つまり，従来のフランジでは，その外周面が切削ブレードに近いほど拡径するテーパ面となっており，切削ブレード取付面と外周面とが成す角度は鋭角となっている。フランジ外周面をこのようなテーパ面にする理由は，例えば，切削水供給ノズルを切削ブレードの極力近傍に配設できるようにするためである。

フランジに遠心力が作用すると，この遠心力を抑えようとするモーメントがフランジの内部で発生するが，上記のようにフランジの外周面がテーパ面である場合には，フランジの切削ブレード取付面（前面）側に作用するモーメントＭ_Ａと，フランジの背面側に作用するモーメントＭ_Ｂは，Ｍ_Ａ＜Ｍ_Ｂとなる。このため，フランジの外周部を背面側に移動させる方向の力が働き，フランジの切削ブレード取付面が背面側に反り返ってしまう。

このように切削ブレード取付面が背面側に反り返った状態になると，フランジによって切削ブレードを安定的に保持できなくなる。このため，切削ブレードがぶれて切削精度が低下してしまうだけでなく，切削ブレードが破壊されてしまう危険性すらあるという問題があった。

そこで，本発明は，上記問題に鑑みてなされたものであり，本発明の目的とするところは，高速回転時にフランジが遠心変形して切削ブレード取付面が背面側に反り返ってしまうことを防止して，フランジにより切削ブレードを安定的に保持することが可能な，新規かつ改良されたブレード装着装置，及びこれを備えた切削装置を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明の第１の観点によれば，切削ブレードをスピンドルに装着するための切削ブレード装着装置が提供される。この切削ブレード装着装置は，切削ブレードを保持した状態でスピンドルに軸着されるフランジを備える。このフランジの外周面は，切削ブレードに近いほど拡径するような略テーパ面である。かかるフランジは，スピンドルの高速回転時にフランジの外周部に作用する遠心力に対抗してフランジ内に作用するモーメントが，フランジの切削ブレード取付面をフランジの背面側に反らせる方向に作用しないように，フランジの背面に円周溝が形成されていることを特徴とする。該円周溝は，フランジの背面において，フランジの半径方向の中央部より内周側に形成されてもよいし，また，該円周溝の深さは，フランジの切削ブレード取付面と背面との間の厚さの半分よりも深くてもよい。

このように円周溝を設けることにより，スピンドルの高速回転時に，フランジ外周部の遠心変形を制御することができる。即ち，スピンドルの高速回転時において，フランジの切削ブレード取付面が背面側（切削ブレードから離れる側）に反らないようにできる。このため，高速回転してもフランジによる切削ブレードの保持力が低下しないので，切削加工精度の低下を防止できるとともに，切削ブレードにかかる遠心力をフランジで確実に受けることができるので，切削ブレードの遠心破壊も抑制できる。また，フランジの外周面は上記のような略テーパ面であるため，切削水供給手段を切削ブレードの近傍に配設できるので，切削水による切削ブレード及び加工点の冷却効率が向上する。

また，上記モーメントが，フランジの切削ブレード取付面を切削ブレード側に倒す方向に作用するように，円周溝が形成されてもよい。これにより，切削ブレード取付面を切削ブレード側に倒すようにフランジ外周部を遠心変形させることができるので，フランジによる切削ブレードの保持力を増加させることができる。

また，上記円周溝は，フランジの背面において，フランジの半径方向の中央部より内周側に形成されるようにしてもよい。また，上記円周溝の深さは，フランジの切削ブレード取付面と背面との間の厚さの半分よりも深くなるよういしてもよい。かかる円周溝の形状及び配置により，高速回転時において上記フランジ内に作用するモーメントを好適に制御して，切削ブレード取付面が背面側に反らないようにする効果（さらに，切削ブレード取付面が好適な分だけ切削ブレード側に倒れるようにする効果）を向上させることができる。

また，上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，切削ブレードと，スピンドルと，上記のような切削ブレード装着装置とを備え，被加工物を切削する切削ユニットと；被加工物を保持する保持手段と；切削ユニットと保持手段とを少なくとも切削方向に相対移動させる移動機構と；を備えたことを特徴とする，切削装置が提供される。かかる構成により，高速回転時に切削ブレードをフランジで確実に保持できるので，被加工物の切削加工精度の低下を防止し，切削ブレードの遠心破壊も抑制できる。

以上説明したように本発明によれば，高速回転時にフランジの切削ブレード取付面が背面側に反らないようにできるので，フランジによって切削ブレードを安定的に保持することができる。このため，切削加工精度の低下や，遠心力による切削ブレードの破壊を防止することができる。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施の形態）
まず，図１に基づいて，本発明の第１の実施形態にかかる切削装置の一例として構成されたダイシング装置１０の全体構成について説明する。なお，図１は，本実施形態にかかるダイシング装置１０を示す全体斜視図である。

図１に示すように，ダイシング装置１０は，例えば，半導体ウェハ１２などの被加工物を切削加工する切削ユニット２０と，上記被加工物を保持するチャックテーブル３０と，切削ユニット２０とチャックテーブル３０とを相対移動させる移動機構（図示せず。）と，を主に備える。

切削ユニット２０は，切削ブレード，スピンドル等を備えており，かかる切削ブレードを高速回転させながら半導体ウェハ１２に切り込ませることで，半導体ウェハ１２を切削加工する。この切削ユニット２０の詳細な構成については後述する。

チャックテーブル３０は，本実施形態にかかる保持手段として構成されており，半導体ウェハ１２を保持・固定する。このチャックテーブル３０は，例えば，その上面に真空チャック機構を具備しており，ウェハテープ１３を介してフレーム１４に支持された状態の半導体ウェハ１２を真空吸着して保持することができる。

また，移動機構は，例えば，切削ユニット移動機構とチャックテーブル移動機構とからなる（いずれも図示せず。）。このうち，切削ユニット移動機構は，切削ユニット２０を切削方向と直交する水平方向（Ｙ軸方向）に移動させ，切削ブレードの刃先を半導体ウェハ１２の各切削ラインに位置合わせすることができる。また，この切削ユニット移動機構は，切削ユニット２０を垂直方向（Ｚ軸方向）に移動させ，半導体ウェハ１２に対する切削ブレードの切り込み深さを調整することもできる。一方，チャックテーブル移動機構は，チャックテーブル３０およびこれに保持された半導体ウェハ１２を切削方向（Ｘ軸方向）に移動させることができる。

かかる構成のダイシング装置１０は，高速回転する切削ブレードを半導体ウェハ１２に切り込ませながら，切削ユニット２０とチャックテーブル３０とを切削方向（Ｘ軸方向）相対移動させることにより，半導体ウェハ１２をダイシング加工して，複数の半導体チップに分割することができる。

次に，図２に基づいて，本実施形態にかかる切削ユニット２０の構成について説明する。なお，図２は，本実施形態にかかる切削ユニット２０を示す斜視図である。

図２に示すように，切削ユニット２０は，例えば，フランジ２１と，切削ブレード２２と，ナット２３と，スピンドル２４と，スピンドルハウジング２６と，ボルト２７と，切削水供給ノズル２８と，ホイルカバー２９と，を主に備える。

切削ブレード２２は，例えば，リング形状を有する極薄の切削砥石（所謂，ワッシャーブレード）である。かかる切削ブレード２２は，例えば，フランジ２１により両側より挟持された状態で，スピンドル２４に軸着される。また，スピンドル２４は，例えば，モータ（図示せず。）などの回転駆動力を切削ブレード２２に伝達するための回転軸であり，装着された切削ブレード２２を例えば３０，０００ｒｐｍで高速回転させる。また，スピンドルハウジング２６は，このスピンドル２４を覆うようにして設けられ，内部に備えたエアベアリング機構などにより，当該スピンドル２４を高速回転可能に支持する。また，切削水供給ノズル２８は，加工点付近に切削水を供給する切削水供給手段として構成されている。この切削水供給ノズル２８は，例えば，切削ブレード２２の下部側の両側に着脱可能に設けられ，切削ブレード２２および加工点に向けて切削水を噴射して冷却する。図２では，切削ブレード２２の一側（前面側）に配設された切削水供給ノズル２８のみを図示しているが，切削ブレード２２の他側（背面側）にも同様な構成の切削水供給ノズルが配設されている。また，ホイルカバー２９は，切削ブレード２２の外周を覆うにして設けられ，切削水や切り屑などの飛散を防止することができる。なお，フランジ２１，ナット２３およびボルト２７などは，本実施形態にかかる切削ブレード装着装置を構成しており，これらの詳細については後述する。

かかる構成の切削ユニット２０は，スピンドル２４の回転駆動力により切削ブレード２２を高速回転させ，かかる切削ブレード２２を半導体ウェハ１２に切り込ませながら，上記切削ユニット移動機構によって切削方向に移動することができる。これにより，例えば，半導体ウェハ１２の加工面を切削加工して，切削ライン（ストリート）に沿って極薄の切溝（カーフ）を形成することができる。

次に，図３に基づいて，本実施形態にかかる切削ユニット２０にが具備する切削ブレード装着装置の構成について詳細に説明する。なお，図３は，本実施形態にかかる切削ユニット２０を示す分解組立斜視図である。

図３に示すように，本実施形態にかかるスピンドル２４は，例えば，その先端部２４ｂが略テーパ形状を有しており，かかる先端部２４ｂにフランジ２１等が軸着される。また，スピンドル２４の先端部２４ｂの内部には，ボルト２７と螺合する雌ねじ部２４ａが形成されている。

本実施形態にかかる切削ブレード装着装置は，かかるスピンドル２４に切削ブレード２２を装着するための装置である。この切削ブレード装着装置は，例えば，フランジ２１と，ナット２３と，係止部材２５と，ボルト２７とを備える。

フランジ２１は，切削ブレード２２を保持・固定する部材である。本実施形態にかかるフランジ２１は，例えば，フランジアセンブリとして，第１フランジ２１０と第２フランジ２２０とから構成されている。

第１フランジ２１０は，切削ブレード２２の背面側（スピンドル２４側）に配設される後側フランジであり，スピンドル２４に直接軸着される。この第１フランジ２１０は，概略的には，例えば，内部にスピンドル２４が挿入される筒状ベース部２１２と，この筒状ベース部２１２の外周に沿って略つば状に突出形成されたブレード保持部２１４とからなる。

筒状ベース部２１２は，スピンドル２４に取り付けられ，ブレード保持部２１４を支持するベースとなる例えば略円筒状の部分である。筒状ベース部２１２の先端側外周部には，ナット２３のナット雌ねじ部２３ａと螺合するフランジ雄ねじ部２１１が形成されている。また，筒状ベース部２１２の中心には，スピンドル２４の先端部２４ｂが途中まで挿通される略テーパ状の中心孔２１３が形成されている。

ブレード保持部２１４は，切削ブレード２２の背面側の側面に接触して，切削ブレード２２を保持する略つば状の突出部分である。このブレード保持部２１４の切削ブレード２２側には，例えば，切削ブレード２２が取り付けられる平坦面である切削ブレード取付面２１６が形成されている。この切削ブレード取付面２１６は，例えば，ワッシャータイプの切削ブレード２２ａの形状に対応して略円環状の平面形状を有しており，当該切削ブレード２２の側面に当接される。なお，この切削ブレード取付面２１６は，高精度の平担性が求められるため，例えば，ブレード保持部２１４の切削ブレード２２側の側面全体ではなく，一部（例えば外周部分）にのみ形成されてもよい。

一方，第２フランジ２２０は，切削ブレード２２の前面側（スピンドル２４とは反対側）に配設される前側フランジであり，上記第１フランジ２１０と嵌合する形状を有する。この第２フランジ２２０は，概略的には，例えば，上記第１フランジ２１０のブレード保持部２１４と略対称な形状のブレード保持部２２４と，ナット２３と嵌合するナット嵌合部２２２と，からなる。また，この第２フランジ２２０の中心には，上記第１フランジ２１０の筒状ベース部２１２が挿通される略円状の中心孔２２３が貫通形成されている。

ブレード保持部２２４は，切削ブレード２２の前面側の側面に接触して，切削ブレード２２を保持する略リング状の部分である。このブレード保持部２２４の切削ブレード２２側には，例えば，上記第１フランジ２１０の切削ブレード取付面２１６と略同一の平面形状を有する切削ブレード取付面２２６が形成されている。また，ナット嵌合部２２２は，ブレード保持部２２４の背面側に形成されたリング状の突出部分であり，その内周側にナット２３が嵌め込まれる。

このような第１フランジ２１０および第２フランジ２２０を組み合わせることによって，切削ブレード取付面２１６と切削ブレード取付面２２６との間に切削ブレード２２を挟みこんで，切削ブレード２２の両側面（前面及び背面）を保持することができる。これにより，切削ブレード２２は，第１フランジ２１０および第２フランジ２２０によって両側より安定的に挟持される。

また，ナット２３は，例えば，フランジ２１の挟持状態を維持するためのフランジナットであり，その内周面にはナット雌ねじ部２３ａが形成されている。このナット２３は，例えば，上記第２フランジ２２０のナット嵌合部２２２内に嵌め込まれた状態で，上記第１フランジ２１０のフランジ雄ねじ部２１１と螺合する。このナット２３を締結することにより，第１フランジ２１０と第２フランジ２２０との連結状態を維持できる。

また，係止部材２５は，例えば，ボルト２７を挿入可能な略環状のワッシャー等で構成されている。この係止部材２５は，ボルト２７の頭と第１フランジ２１０の先端側との間に配設されて第１フランジ２１０を係止する。

また，ボルト２７は，切削ブレード２２を挟持したフランジ２１をスピンドル２４に軸着するための固定部材である。このボルト２７は，例えば，スピンドル２４の先端部２４ｂの雌ねじ部２４ａと螺合して，上記係止部材２５を介して第１フランジ２１０をスピンドル２４の先端部２４ｂに固定する。

なお，フランジ２１を構成するフランジアセンブリとしては，多様な形態が考えられ，図３に示すような第１フランジ２１０と第２フランジ２２０の例に限定されるものではない。

以下に，かかるフランジ２１，ナット２３，係止部材２５およびボルト２７からなる切削ブレード装着装置を用いて，切削ブレード２２をスピンドル２４に装着する手順例について説明する。

まず，切削ブレード２２を第１フランジ２１０に取り付け，次いで，第２フランジ２２０を第１フランジ２１０に嵌合させて，切削ブレード取付面２１６，２２６の間に切削ブレード２２を挟み込む。さらに，ナット２３を第１フランジ２１０のフランジ雄ねじ部２１１に螺合させて締め付けることにより，切削ブレード２２は第１フランジ２１０と第２フランジ２２０とによって挟持・固定される。

次いで，フランジ２１によって切削ブレード２２を挟持した状態で，第１フランジ２１０の中心孔２１３にスピンドル２４の先端部２４ｂを挿通する。その後，例えば，係止部材２５を取り付けたボルト２７をスピンドル２４の雌ねじ部２４ａに螺合させて締め付ける。このボルト２７の締め付け作業は，例えば，ボルト２７の頭に形成された六角穴２７ａにＬ型レンチ（図示せず。）などを挿入し，このレンチをボルト２７が螺入する方向に回転させることによって行われる。

このようなボルト２７の締結により，略テーパ形状を有するスピンドル２４の先端部２４ｂが，第１フランジ２１０の中心孔２１３内に十分に押入されて，双方が密接するので，フランジ２１がスピンドル２４に安定的に固定される。以上のようにして，切削ブレード２２を挟持した状態のフランジ２１が，スピンドル２４に軸着される。

なお，上記のように，図３の例の切削ブレード装着装置では，スピンドル２４に形成された雌ネジ部２４ａに螺合するボルト２７を用いて，フランジ２１をスピンドル２４に固定するボルトタイプの装着機構を採用している。しかし，かかる例に限定されず，例えば，上記ボルト２７の代わりとして，スピンドル２４に形成された雄ネジ部（図示せず。）に螺合するナット（図示せず。）を用いて，フランジ２１をスピンドル２４に固定するナットタイプの装着機構であってもよい。

次に，図４に基づいて，上記切削ブレード装着装置による切削ブレード２２の装着態様，および第１フランジ２１０および第２フランジ２２０の形状について詳細に説明する。なお，図４は，本実施形態にかかる切削ユニット２０を示す断面図である。

図４に示すように，切削ブレード２２は，第１フランジ２１０のブレード保持部２１４と，第２フランジ２２０のブレード保持部２２４とによって両側より保持されている。より詳細には，第１フランジ２１０のフランジ雄ねじ部２１１にナット２３を螺合させて締結することによって，ナット嵌合部２２２に嵌合したナット２３により第２フランジ２２０が第１フランジ２１０側に押圧される。この結果，切削ブレード２２は，第１フランジ２１０の切削ブレード取付面２１６と，第２フランジ２２０の切削ブレード取付面２２６との間に挟持・固定される。

また，この第１及び第２フランジ２１０，２２０は，上記のようにしてボルト２７をスピンドル２４の雌ねじ部２４ａに螺合させて締結することによって，スピンドル２４の先端部２４ｂに装着されている。より詳細には，ボルト２７を締結すると，ボルト２７の頭部に係合された係止部材２５が，第１フランジ２１０の内周面に形成された段差部２１８を押圧する。これにより，第１フランジ２１０の中心孔２１３内にスピンドル２４の先端部２４ｂが所定位置まで押入されて固定される。

このような第１フランジ２１０および第２フランジ２２０は，その外周面２１５，２２５が，切削ブレード２２側に近づくにつれ拡径するようなテーパ面に形成されている。このため，第１フランジ２１０および第２フランジ２２０の外周部（即ち，ブレード保持部２１４，２２４の外周部）は，切削ブレード取付面２１６，２２６側から背面２１７，２２７側にかけて徐々に外径が小さくなっている。このテーパ面である外周面２１５，２２５の背面２１７，２２７に対する傾斜角度は，例えば約３０°である。

なお，第１フランジ２１０の背面２１７とは，第１フランジ２１０のブレード保持部２１４の両側面のうち，切削ブレード２２とは反対側（後方側）にある開放面である。この第１フランジ２１０の背面２１７と切削ブレード取付面２１６とは，例えば略平行である。また，第２フランジ２２０の背面２２７とは，第２フランジ２２０のブレード保持部２２４の両側面のうち，切削ブレード２２とは反対側（前方側）にある開放面である。この第２フランジ２２０の背面２２７と切削ブレード取付面２２６とは，例えば略平行である。

このように第１フランジ２１０および第２フランジ２２０の外周面２１５，２２５をテーパ面とすることにより，上記切削水供給ノズル２８を，切削ブレード２２の下部側両側に，極力接近させて配設することが可能となる。従って，切削水供給ノズル２８から切削水を必要箇所に的確に噴射して，切削ブレード２２および加工点付近を効率的に冷却できるとともに，供給する切削水量を節約できる。

また，第１フランジ２１０の背面２１７には，本実施形態にかかる特徴である円周溝５０が形成されている。この円周溝５０は，高速回転時に第１フランジ２１０の切削ブレード取付面２１６が背面側（切削ブレード２２から離れる方向）に反り返ることを防止する機能を有している。以下に，この円周溝５０について詳細に説明する。

まず，図５および図６（ａ）に基づいて，円周溝５０が形成されていない従来の第１フランジ４１０について説明する。なお，図５は，円周溝５０が形成されていない従来の第１フランジ４１０を示す断面図である。また，図６（ａ）は，高速回転時において従来の第１フランジ４１０に生じる遠心変形を模式的に示す側面図である。

図５に示すように，従来の第１フランジ４１０は，概略的には，例えば，内部にスピンドル２４が挿入される筒状ベース部４１２と，切削ブレード２２（図示せず。）を保持するブレード保持部４１４とから構成されている。また，第１フランジ４１０の外周面４１５は，背面４１７側から切削ブレード取付面４１６側にかけて拡径するようなテーパ面となっている。このように，図５に示す従来の第１フランジ４１０は，上記本実施形態にかかる第１フランジ２１０と比して，円周溝５０が形成されていない点を除いては，略同一な構成である。また，この従来の第１フランジ４１０の重心Ｃ’は，例えば，スピンドル２４の軸芯上において後述する支点Ａと支点Ｂ’との略中間に位置する。

かかる従来の第１フランジ４１０を，スピンドル２４を中心として高速回転させると，第１フランジ４１０には遠心力が作用する。このうち，第１フランジ４１０の外周部４１９に作用する遠心力について考える。ここで，第１フランジ４１０の外周部４１９とは，第１フランジ４１０の外周面４１５と背面４１７との交線よりも外周側にある，断面が略三角形のリング状の部分（図５でドットハッチングを付した部分）である。このような第１フランジ４１０の外周部４１９に作用する遠心力Ｆは，図５に示すように，比較的大径である切削ブレード取付面４１６側の方が，比較的小径である背面４１７側よりも大きくなる（Ｆ１＞Ｆ２＞Ｆ３）。

このように，第１フランジ４１０の外周部４１９に対して，切削ブレード取付面４１６からの距離に応じて大きさの異なる遠心力Ｆが作用すると，この遠心力Ｆを抑えようとするモーメントが第１フランジ４１０の内部で発生する。この遠心力Ｆに対抗するモーメントは，例えば，第１フランジ４１０の筒状ベース部４１２とブレード保持部４１４との接線部分（図５のＡ−Ｂ’線）で考えると，この接線Ａ−Ｂ’上の切削ブレード取付面４１６（前面）側の支点Ａに作用するモーメントをＭ_Ａと，背面４１７側の支点Ｂ’に作用するモーメントをＭ_Ｂ’とすると，Ｍ_Ａ＜Ｍ_Ｂ’となる。つまり，第１フランジ４１０のブレード保持部４１４の背面４１７側に作用するモーメントＭ_Ｂ’が，ブレード保持部４１４の前面４１６側に作用するモーメントＭ_Ａよりも大きくなる。このモーメントの大きさの差異は，上記接線Ａ−Ｂ’以外で考えても，同じ傾向となる。

このため，第１フランジ４１０のブレード保持部４１４を背面４１７側に移動させる方向の力が働き，図６（ａ）に示すように，ブレード保持部４１４が遠心変形して，第１フランジ４１０の切削ブレード取付面４１６が背面４１７側（切削ブレード２２から逃げる方向）に反り返ってしまう。このように切削ブレード取付面４１６が背面４１７側に反り返ってしまうと，第１フランジ４１０による切削ブレード２２の保持力が低下する。従って，切削ブレード２２を安定して固定できないため，切削加工精度が低下してしまうだけでなく，遠心力によって切削ブレード２２が破壊してしまう可能性もある。

このように，切削ブレード取付面が背面側に反り返ってしまうという問題を解決するためには，第１フランジの高速回転時に第１フランジの前面側に作用するモーメントＭ_Ａと背面側に作用するモーメントＭ_Ｂとを略同一にするか，あるいは前面側に作用するモーメントＭ_Ａを背面側に作用するモーメントＭ_Ｂよりも大きくすればよい。そこで，本願発明者らは，第１フランジ２１０の背面２１７に円周溝５０を形成することによって，高速回転時に第１フランジ２１０内に作用するモーメントが，少なくとも背面２１７側に向かって作用しないようにできることに想到した。

ここで，図７，図８および図６（ｂ）に基づいて，本実施形態にかかる第１フランジ２１０の円周溝５０について説明する。なお，図７は，本実施形態にかかる第１フランジ２１０を背面側から示す斜視図である。また，図８は，本実施形態にかかる第１フランジ２１０を示す断面図である。また，図６（ｂ）は，高速回転時において本実施形態にかかる第１フランジ２１０に生じる遠心変形を模式的に示す側面図である。

図７および図８に示すように，第１フランジ２１０の背面２１７には，スピンドル２４の軸芯を中心とした環状の円周溝５０が形成されている。この円周溝５０は，例えば，第１フランジ２１０のブレード保持部２１４と筒状ベース部２１２との連結部周辺（背面２１７の内周側）に形成されており，筒状ベース部２１２の外周を取り囲むようにして配置されている。かかる円周溝５０を形成することによって，従来の第１フランジ４１０では連結されていたブレード保持部２１４の背面２１７と筒状ベース部２１２とが分断される。よって，ブレード保持部２１４と筒状ベース部２１２との接線（図８のＡ−Ｂ線）上における背面２１７側の支点Ｂは，例えば，円周溝５０の底部に位置し，上記従来の支点Ｂ’（図５参照）と比して前方側に移動する。また，円周溝５０の形成に伴って，図８に示すように，第１フランジ２１０の重心Ｃは，例えば，スピンドル２４の軸芯上において上記支点Ａよりも前方側に位置するようになり，上記従来のフランジ４１０の重心Ｃ’（図５参照）よりも前方に移動する。

かかる第１フランジ２１０を，スピンドル２４を中心として高速回転させると，図８に示すように，第１フランジ２１０の外周部２１９には，上述したように，切削ブレード取付面２１６に近いほど，大きい遠心力Ｆが作用する（Ｆ１＞Ｆ２＞Ｆ３）。ここで，第１フランジ２１０の外周部２１９とは，第１フランジ２１０の外周面２１５と背面２１７との交線よりも外周側にある，断面が略三角形のリング状の部分（図８でドットハッチングを付した部分）である。

このように切削ブレード取付面２１６に近いほど大きい遠心力Ｆが，外周部４１９に作用すると，この遠心力Ｆを抑えようとするモーメントが第１フランジ２１０の内部で発生する。このとき，上記円周溝５０の存在によって，上記背面２１７側の支点Ｂが，従来の第１フランジ４１０と比して，切削ブレード取付面２１６側に移動しているので，上記遠心力Ｆに対抗して背面２１７側の支点Ｂに作用するモーメントＭ_Ｂは，上記従来のＭ_Ｂ’よりも小さくなる。この結果，切削ブレード取付面（前面）２１６側に作用するモーメントＭ_Ａが，背面２１７側に作用するモーメントＭ_Ｂ以上となる（即ち，Ｍ_Ａ≧Ｍ_Ｂ）。このモーメントの大きさの差異は，上記接線Ａ−Ｂ以外で考えても，同じ傾向となる。

従って，少なくともＭ_Ａ＝Ｍ_Ｂとなるように円周溝５０を形成すれば，第１フランジ２１０のブレード保持部２１４を背面２１７側に移動させる方向の力が働かないので，切削ブレード取付面２１６が背面２１７側に反り返ることがない。従って，第１フランジ２１０による切削ブレード２２の保持力が低下しないので，切削ブレード２２を安定して固定できる。よって，切削加工精度の低下，および切削ブレード２２の遠心破壊を防止できる。

さらに，Ｍ_Ａ＞Ｍ_Ｂとなるように円周溝５０の形状および配置を好適に調整することによって，第１フランジ２１０内に生じるモーメントを切削ブレード取付面２１６側に作用させることができる。これによって，図６（ｂ）の二点鎖線で示すように，切削ブレード取付面２１６を切削ブレード２２側に倒すように，フランジ保持部２１４を遠心変形させることができる。このため，第１フランジ２１０が高速回転するほど，第１フランジ２１０による切削ブレード２２の保持力を増大させて，切削ブレード２２を強固に固定することができるようになる。

このように，本実施形態にかかる第１フランジ２１０では，背面２１７の内周側に円周溝５０を形成することによって，従来では，高速回転時の遠心力に対抗して切削ブレード２２の保持力を低下させる方向に働いていた力を，切削ブレード２２の保持力を増加させる方向の力に変化させることができる。

次に，図８に基づいて，本実施形態にかかる第１フランジ２１０における円周溝５０の形状および配置についてより詳細に説明する。なお，図８は，本実施形態にかかる第１フランジ２１０を示す断面図である。

図８に示すように，円周溝５０は，例えば，第１フランジ２１０の背面２１７に対して傾斜したテーパ面（傾斜角が例えば４５°）である外周側面５１と，背面２１７に対して垂直な内周側面５３と，背面２１７に対して平行な平坦面である底面５２と，からなる。このように，円周溝５０の断面形状は，溝底よりも溝口が広くなるような略台形状を有する。

この円周溝５０の深さｄは，上記切削ブレード取付面２１６側に作用するモーメントＭ_Ａの大きさと，背面２１７側に作用するモーメントＭ_Ｂの大きさを，Ｍ_Ａ≧Ｍ_Ｂとなるように（特に，Ｍ_Ａ＞Ｍ_Ｂとなるように）調整する上で最も重要な要素となる。つまり，円周溝５０の深さｄが深いほど，切削ブレード取付面２１６側に作用するモーメントＭ_Ａが，背面２１７側に作用するモーメントＭ_Ｂよりも大きくなり，切削ブレード取付面２１６を切削ブレード２２側に倒すように遠心変形させることができる。

しかし，円周溝５０の深さｄが必要以上に深すぎると，Ｍ_Ａ＞＞Ｍ_Ｂとなって，切削ブレード取付面２１６が前方に変形し過ぎてしまい，加工精度面や，切削ブレード２２の強度面で好適ではない。また，円周溝５０の深さｄが深くなるほど，第１フランジ２１０自体の剛性が低下してしまう。

従って，上記のような形状（例えば，上記形状の外周面２１５，ブレード保持部２１４の肉厚など）を有する第１フランジ２１０では，円周溝５０の深さｄは，例えば，ブレード保持部２１４の肉厚ｔ（即ち，切削ブレード取付面２１６と背面２１７との間の厚さ）の半分よりやや深い程度であることが好ましい。これにより，第１フランジ２１０の剛性を回転に支障が生じるほど低下させることなく，高速回転する第１フランジ２１０内に生じるモーメントを，切削ブレード取付面２１６が切削ブレード２２側に倒れる方向に好適な大きさで作用させる（Ｍ_Ａ＞Ｍ_Ｂ）ことができる。

また，円周溝５０は，例えば，第１フランジ２１０の半径方向における中央部Ｍよりも内周側（スピンドル２４の軸芯側）に配置されることが好ましい。即ち，第１フランジ２１０の外周面２１５の最大半径をｒとすると，円周溝５０の半径は，例えば，（１／２）×ｒより小さいことが好ましい。これにより，第１フランジ２１０の高速回転時に，切削ブレード取付面２１６を切削ブレード２２側（前方）に倒すように好適に遠心変形させることができる。勿論，円周溝５０が，第１フランジ２１０の半径方向における中央部Ｍ付近に形成された場合や，或いはこの中央部Ｍより外周側に形成された場合などであっても，切削ブレード取付面２１６を背面２１７側に反り返らせないようにする効果はあるが，切削ブレード取付面２１６を切削ブレード２２側に倒す効果が小さくなってしまう。

以上，本実施形態にかかる円周溝５０が形成された第１フランジ２１０と，この第１フランジ２１０を備えた切削ブレード装着装置について説明した。本実施形態にかかる第１フランジ２１０では，背面２１７の内周側に円周溝５０を形成することによって，テーパ形状を有する外周部２１９に作用する遠心力に対抗して発生するモーメントの大きさ及び向きを変えて，少なくとも，切削ブレード取付面２１６が背面側に反らないようにできる。従って，高速回転時において第１フランジ２１０による切削ブレード２２の保持力が低下しないので，切削加工精度の低下を防止できるとともに，切削ブレード２２の遠心破壊をも抑制できる。

さらに，円周溝５０の形状及び配置を上記のように好適に調整することによって，切削ブレード取付面２１６を切削ブレード２２側に倒すように上記モーメントを作用させることができる。これにより，スピンドル２４が高速回転するほど，第１フランジ２１０による切削ブレード２２の保持力を増強させることができる。

なお，高速回転時に遠心力に対抗して第１フランジ２１０内に発生するモーメントを，切削ブレード２２側に作用させる手法としては，例えば，第１フランジ２１０の背面２１７の外周部分にリング状の錘を装着して，ブレード保持部２１４の外周側を内周側より厚くする構成も考えられる。しかし，この構成では，第１フランジ２１０自体の重量が増加するため，スピンドル２４を高速回転させるモータの負荷が増加してしまう。また，第１フランジ２１０の遠心変形によって，切削ブレード２２両側間でのアンバランスが顕著になるので，切削ブレード２２およびフランジ２１の高速回転に適さない。よって，このような錘を装着する構成よりも，上記本実施形態のような円周溝５０を形成する構成の方が好ましい。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，上記実施形態では，切削装置としてダイシング装置１０の例を挙げて説明したが，本発明は，かかる例に限定されない。例えば，スピンドル２４により高速回転する切削ブレード２２を用いて被加工物を切削加工する装置であれば，例えば，ダイシング加工以外の切削加工（直線切削，曲線切削等）を行う各種の切削装置であってもよい。また，切削装置による切削対象となる被加工物は，上記半導体ウェハ１２の例に限定されず，例えば，ＣＳＰ基板，ＧＰＳ基板，ＢＧＡ基板，ガラス基板，石英板，サファイア基板，セラミックス材，金属材などであってもよい。

また，上記実施形態では，第１フランジ２１０の背面２１７にのみ円周溝５０を形成する例について説明したが，本発明はかかる例に限定されず，第１フランジ２１０および第２フランジ２２０の双方の背面に円周溝５０を形成してもよい。特に，上記実施形態とは異なり，図１０（ａ）に示すように，テーパ面である外周面２１５，２２５を有する第１フランジ２１０と第２フランジ２２０とが，切削ブレード２２を挟んで略対称な形状である場合には，遠心変形による背面側への反り返りが，第１フランジ２１０および第２フランジ２２０の双方で生じる。このため，図１０（ａ）に示すように，双方のフランジ２１０，２２０の背面２１７，２２７に，例えば略対称な形状及び配置で円周溝５０をそれぞれ形成してもよい。

また，円周溝５０の断面形状は，上記実施形態のような略台形状の例に限定されず，例えば，略Ｕ字形，略Ｖ字形，略半円型，略コの字形など，任意の形状であってもよい。

また，上記実施形態では，フランジ２１を構成するフランジアセンブリとしては，図４に示したような形状の第１フランジ２１０と第２フランジ２２０を採用したが，本発明はかかる例に限定されない。第１フランジ２１０と第２フランジ２２０は，両側より切削ブレード２２を保持できる形状であれば，任意の形状であってよい。

また，上記実施形態にかかる切削ブレード装着装置は，フランジ２１（第１フランジ２１０および第２フランジ２２０）と，ナット２３と，係止部材２５と，ボルト２７とから構成されたが，本発明はかかる例に限定されない。上記切削ブレード装着装置は，フランジ２１を具備さえすれば，上記以外の任意の構成要素をさらに備えてもよく，また，上記構成要素を他の構成要素に置換しても良い。例えば，切削ブレード装着装置は，ボルト２７の代わりにナットを用いて，フランジ２１をスピンドル２４に固定する構成であってもよい。

また，上記実施形態では，切削ブレード２２はワッシャーブレードであり，このワッシャーブレードを，別体に構成された２つのフランジ２１０，２２０によって両側から挟持・固定したが，本発明はかかる例に限定されない。例えば，図１０（ｂ）に示すように，切削ブレード２２とフランジ２１とが一体形成されたハブブレードを採用してもよい。このハブブレードの場合には，切削ブレード２２と一体化されたフランジ２１は，例えば，切削ブレード２２の一側のみに突出するように設けることができる。この突出したフランジ２１の外周面２１５が上記テーパ面である場合には，当該フランジ２１の背面２１７に円周溝５０を形成してもよい。

本発明は，切削装置に適用可能であり，特に，高速回転する切削ブレードによって被加工物を高精度で切削加工するダイシング装置などに適用可能である。

本発明の第１の実施形態にかかるダイシング装置を示す全体斜視図である。同実施形態にかかる切削ユニットを示す斜視図である。同本実施形態にかかる切削ユニットを示す分解組立斜視図である。同本実施形態にかかる切削ユニットを示す断面図である。円周溝が形成されていない従来の第１フランジを示す断面図である。従来の第１フランジに生じる遠心変形（ａ）と，同実施形態にかかる第１フランジに生じる遠心変形（ｂ）と，を模式的に示す側面図である。同実施形態にかかる第１フランジを背面側から示す斜視図である。同実施形態にかかる第１フランジを示す断面図である。同実施形態にかかる第１フランジを示す断面図である。同実施形態の変更例にかかるフランジおよび切削ブレードを示す断面図である。

符号の説明

１０：ダイシング装置
２０：切削ユニット
２１：フランジ
２２：切削ブレード
２３：ナット
２４：スピンドル
２５：係止部材
２７：ボルト
５０：円周溝
２１０：第１フランジ
２１２：筒状ベース部
２１４：ブレード保持部
２１５：外周面
２１６：切削ブレード取付面
２１７：背面
２１９：外周部
２２０：第２フランジ
Ｆ：第１フランジの外周部に作用する遠心力
Ｍ_Ａ：第１フランジの切削ブレード取付面側に作用するモーメント
Ｍ_Ｂ：第１フランジの背面側に作用するモーメント
ｄ：円周溝の深さ

Claims

切削ブレードをスピンドルに装着するための切削ブレード装着装置であって：
前記切削ブレードを保持した状態で前記スピンドルに軸着されるフランジを備え，
前記フランジの外周面は，前記切削ブレードに近いほど拡径するような略テーパ面であり，
前記スピンドルの高速回転時に前記フランジの外周部に作用する遠心力に対抗して前記フランジ内に作用するモーメントが，前記フランジの切削ブレード取付面を前記フランジの背面側に反らせる方向に作用しないように，前記フランジの背面には円周溝が形成され，前記円周溝は，前記フランジの背面において，前記フランジの半径方向の中央部より内周側に形成されていることを特徴とする，切削ブレード装着装置。
切削ブレードをスピンドルに装着するための切削ブレード装着装置であって：
前記切削ブレードを保持した状態で前記スピンドルに軸着されるフランジを備え，
前記フランジの外周面は，前記切削ブレードに近いほど拡径するような略テーパ面であり，
前記スピンドルの高速回転時に前記フランジの外周部に作用する遠心力に対抗して前記フランジ内に作用するモーメントが，前記フランジの切削ブレード取付面を前記フランジの背面側に反らせる方向に作用しないように，前記フランジの背面には円周溝が形成され，前記円周溝の深さは，前記フランジの切削ブレード取付面と背面との間の厚さの半分よりも深いことを特徴とする，切削ブレード装着装置。
前記モーメントが，前記フランジの切削ブレード取付面を前記切削ブレード側に倒す方向に作用するように，前記円周溝が形成されていることを特徴とする，請求項１又は２に記載の切削ブレード装着装置。
切削ブレードと，スピンドルと，請求項１〜３のいずれか一項に記載の切削ブレード装着装置とを備え，被加工物を切削する切削ユニットと；
前記被加工物を保持する保持手段と；
前記切削ユニットと前記保持手段とを少なくとも切削方向に相対移動させる移動機構と；
を備えたことを特徴とする，切削装置。