JP5014892B2 - ブレード交換工具 - Google Patents

Description

本発明は、円形ハブを有するハブブレードを切削装置のスピンドルに装着したり、又はスピンドルから取り外すのに適したブレード交換工具に関する。

ダイシング装置等は、スピンドルの先端に設けられたブレードマウントに薄い切刃を有する切削ブレードを装着して、ＩＣ又はＬＳＩ等が形成されたシリコンウエハや、樹脂基板、ガラス板等を切断し、個々のＬＳＩチップや電子デバイスに分割する分野で使用されている。

現在、ダイシング装置で最も多く使用されている切削ブレードはハブブレードと呼ばれ、円形ハブを有する円形基台の外周にダイヤモンド砥粒からなる切刃を電着して構成されている。

これは、２０〜３０μｍ程度の厚さしかない非常に脆い切削ブレードを直接手で持つと、簡単に切削ブレードが破損してしまう恐れがあるため、持ち手となる円形ハブを有する基台に切刃を電着して構成したものである。

ところが、この持ち手となる基台自体も、指がかかる円形ハブの部分が狭かったり、切刃と近い位置に指を置く必要があったりするため、誤って指で切刃を破損したり或いは誤って切刃で指を切ったりする危険性がある。また、円形ハブのエッジ部分がシャープな形状であるため、指で円形ハブを強く掴むと指を切ってしまう危険性もある。

このような状況に鑑みて、いくつかのブレード交換工具が提案されている。例えば、実開平７−３９５２号公報には、ダイシング装置等のスピンドルの先端にフランジ部材を介して取り付ける切削ブレードを、容易に着脱できるようにしたブレード着脱用治具が開示されている。
実開平７−３９５２号公報

特許文献１に開示されたブレード着脱用治具は、リング形状の切削ブレードの着脱に特化したものであり、ハブブレードに対応していないという欠点がある。

そこで、特許文献１に開示されたブレード着脱用治具から磁石を取り除いた構成のブレード交換治具（ブレード交換工具）が一般的にハブブレードやハブ付フランジの取り外し時に使用されている。

このブレード交換工具は、工具の持ち手部分を手で挟持すると工具のブレード挟持部が拡大され、工具の持ち手部分を挟む力を解放すると工具のブレード挟持部が閉じ、ブレードが工具により挟まれるという、洗濯ばさみのような構造を有している。

従って、物を保持している際に力を入れることができず、バネのへたりなどがあった場合、ブレードの保持状態が不安定になるという欠点に加えて、ブレード挟持部の開き具合に際限がないため、工具でブレードを把持する際、工具がブレードに当たってブレードが破損してしまうという欠点もあった。

本発明は、このような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、ブレードを破損することなくハブ付切削ブレードを容易に交換可能なブレード交換工具を提供することである。

本発明によると、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する切削ブレードを回転可能に支持するブレードマウントを有する切削手段とを備えた切削装置におけるブレード交換工具であって、前記切削ブレードは、前記ブレードマウントの中心部に形成された装着凸部に挿入する挿入口を有する円形基台と、該円形基台の一方の側面に該円形基台と一体的に形成された円形ハブと、該円形基台の外周から突出した切刃部とから構成され、前記ブレード交換工具は、弾性部材で形成されるとともに円筒体の一部を切り欠いた切欠部を有しＣ形状を呈した円筒本体と、該円筒本体の一方の端部の内側に形成され前記切削ブレードの円形ハブを包囲するように適合した係合溝と、該円筒本体の内周が前記切削ブレードの円形ハブを包囲する状態から把持する状態に位置づける握り部と、を具備したことを特徴とするブレード交換工具が提供される。

好ましくは、握り部は親指が係止する親指係止部と、切欠部に対して該親指係止部と反対側に形成され、人差し指、中指、薬指が係止する３指係止部とから構成される。

好ましくは、親指係止部は、円筒本体の外周に形成され握り部を把持する親指が当接する第１円弧状凹部と、この第１円弧状凹部と対応した位置の円筒本体の前記一方の端部の外周から半径方向外側に突出するように円筒本体と一体的に形成された第１ストッパ部とから構成される。

３指係止部は、円筒本体の外周に形成され握り部を把持する人差し指、中指、薬指がそれぞれ当接する第２，第３，第４円弧状凹部と、これら第２，第３，第４円弧状凹部に対応する位置の円筒本体の前記一方の端部の外周から半径方向外側に突出するように円筒本体と一体的に形成された第２ストッパ部とから構成される。

好ましくは、円筒本体の外径は、切削ブレードの円形ハブの外径より大きく、円形基台の外径よりも小さく形成されている。

本発明のブレード交換工具を使用すると、ブレード交換時に切刃を破損することなく切削ブレードを容易に且つ迅速に交換することができる。

親指係止部及び３指係止部にそれぞれ第１ストッパ部及び第２ストッパ部が設けられているため、ブレード交換時に指をブレードに押し付けてブレードの切刃を破損してしまうことが防止される。

更に、ブレード交換工具の円筒本体の外径が、切削ブレードの円形基台の外径よりも小さいため、誤ってブレードにブレード交換工具を当てて、ブレードの切刃の破損を招くことが防止される。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して詳細に説明する。図１はウエハをダイシングして個々のチップ（デバイス）に分割することができる切削装置２の外観を示している。

切削装置２の前面側には、オペレータが加工条件等の装置に対する指示を入力するための操作手段４が設けられている。装置上部には、オペレータに対する案内画面や後述する撮像手段によって撮像された画像が表示されるＣＲＴ等の表示手段６が設けられている。

図２に示すように、ダイシング対象のウエハＷの表面においては、第１のストリートＳ１と第２ストリートＳ２とが直交して形成されており、第１のストリートＳ１と第２のストリートＳ２とによって区画されて多数のデバイスＤがウエハＷ上に形成されている。

ウエハＷは粘着テープであるダイシングテープＴに貼着され、ダイシングテープＴの外周縁部は環状フレームＦに貼着されている。これにより、ウエハＷはダイシングテープＴを介してフレームＦに支持された状態となり、図１に示したウエハカセット８中にウエハが複数枚（例えば２５枚）収容される。ウエハカセット８は上下動可能なカセットエレベータ９上に載置される。

ウエハカセット８の後方には、ウエハカセット８から切削前のウエハＷを搬出するとともに、切削後のウエハをウエハカセット８に搬入する搬出入手段１０が配設されている。ウエハカセット８と搬出入手段１０との間には、搬出入対象のウエハが一時的に載置される領域である仮置き領域１２が設けられており、仮置き領域１２には、ウエハＷを一定の位置に位置合わせする位置合わせ手段１４が配設されている。

仮置き領域１２の近傍には、ウエハＷと一体となったフレームＦを吸着して搬送する旋回アームを有する搬送手段１６が配設されており、仮置き領域１２に搬出されたウエハＷは、搬送手段１６により吸着されてチャックテーブル１８上に搬送され、このチャックテーブル１８に吸引されるとともに、複数の固定手段１９によりフレームＦが固定されることでチャックテーブル１８上に保持される。

チャックテーブル１８は、回転可能且つＸ軸方向に往復動可能に構成されており、チャックテーブル１８のＸ軸方向の移動経路の上方には、ウエハＷの切削すべきストリートを検出するアライメント手段２０が配設されている。

アライメント手段２０は、ウエハＷの表面を撮像する撮像手段２２を備えており、撮像により取得した画像に基づき、パターンマッチング等の処理によって切削すべきストリートを検出することができる。撮像手段２２によって取得された画像は、表示手段６に表示される。

アライメント手段２０の左側には、チャックテーブル１８に保持されたウエハＷに対して切削加工を施す切削手段２４が配設されている。切削手段２４はアライメント手段２０と一体的に構成されており、両者が連動してＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する。

切削手段２４は、回転可能なスピンドル２６の先端に切削ブレード２８が装着されて構成され、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動可能となっている。切削ブレード２８は撮像手段２２のＸ軸方向の延長線上に位置している。

このように構成された切削装置２において、ウエハカセット８に収容されたウエハＷは、搬出入手段１０によってフレームＦが挟持され、搬出入手段１０が装置後方（Ｙ軸方向）に移動し、仮置き領域１２においてその挟持が解除されることにより、仮置き領域１２に載置される。そして、位置合わせ手段１４が互いに接近する方向に移動することにより、ウエハＷが一定の位置に位置づけられる。

次いで、搬送手段１６によってフレームＦは吸着され、搬送手段１６が旋回することによりフレームＦと一体となったウエハＷがチャックテーブル１８に搬送されてチャックテーブル１８により保持される。そして、チャックテーブル１８がＸ軸方向に移動してウエハＷはアライメント手段２０の直下に位置づけられる。

アライメント手段２０が切削すべきストリートを検出するアライメントの際のパターンマッチングに用いる画像は、切削前に予め取得しておく必要がある。そこで、ウエハＷがアライメント手段２０の直下に位置づけられると、撮像手段２２がウエハＷの表面を撮像し、撮像した画像を表示手段６に表示させる。

切削装置２のオペレータは、操作手段４を操作することにより、画像手段２２をゆっくりと移動させながら、必要に応じてチャックテーブル１８も移動させて、パターンマッチングのターゲットとなるパターンを探索する。

オペレータがキーパターンを決定すると、そのキーパターンを含む画像が切削装置２のアライメント手段２０に備えたメモリに記憶される。また、そのキーパターンとストリートＳ１，Ｓ２の中心線との距離を座標値等によって求め、その値もメモリに記憶させておく。

更に、撮像手段２２を移動させることにより、隣り合うストリートとストリートとの間隔（ストリートピッチ）を座標値等によって求め、ストリートピッチの値についてもアライメント手段２０のメモリに記憶させておく。

ウエハＷのストリートに沿った切断の際には、記憶させたキーパターンの画像と実際に撮像手段２２により撮像されて取得した画像とのパターンマッチングをアライメント手段２０にて行う。

そして、パターンがマッチングしたときは、キーパターンとストリートの中心線との距離分だけ切削手段２４をＹ軸方向に移動させることにより、切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせを行う。

切削しようとするストリートと切削ブレード２８との位置合わせが行われた状態で、チャックテーブル１８をＸ軸方向に移動させるとともに、切削ブレード２８を高速回転させながら切削手段２４を下降させると、位置合わせされたストリートが切削される。

メモリに記憶されたストリートピッチづつ切削手段２４をＹ軸方向にインデックス送りにしながら切削を行うことにより、同方向のストリートＳ１が全て切削される。更に、チャックテーブル１８を９０°回転させてから、上記と同様の切削を行うと、ストリートＳ２も全て切削され、個々のデバイスＤに分割される。

切削が終了したウエハＷはチャックテーブル１８をＸ軸方向に移動してから、Ｙ軸方向に移動可能な搬送手段２５により把持されて洗浄装置２７まで搬送される。洗浄装置２７では、洗浄ノズルから水を噴射しながらウエハＷを高速回転（例えば３０００ｒｐｍ）させることによりウエハを洗浄する。

洗浄後エアノズルからエアを噴出させてウエハＷを乾燥させた後、搬送手段１６によりウエハＷを吸着して仮置き領域１２に戻し、更に搬出入手段１０によりウエハカセット８の元の収納場所にウエハＷが戻される。

図３を参照すると、スピンドル２６の先端部分と装着すべき切削ブレード（ハブブレード）２８との関係を示す図が示されている。スピンドル２６の先端細径部２６ａにはブレードマウント３０が設けられているとともに、その先端部近傍には雄ネジ３２が形成されている。

切削ブレード２８は、円形ハブ３６を有する円形基台３４の外周にダイヤモンド砥粒が電着されて形成された切刃４０を有している。円形基台３４はスピンドル２６の先端細径部２６ａが嵌合する装着穴３８を有している。

４２は内周に雌ネジの形成されたナットであり、切削ブレード２８をスピンドル２６のブレードマウント３０に取り付けて、ナット４２をスピンドル細径部２６ａの雄ネジ３２に螺合することにより、切削ブレード２８がスピンドル２６に固定される。

次に、図４を参照して、切削ブレード２８をスピンドル２６に着脱するために使用する本発明第１実施形態のブレード交換工具４４について説明する。図４（Ａ）はブレード交換工具４４の平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線断面図である。

ブレード交換工具４４は、例えば、樹脂をモールド成型して形成されており、円筒体の一部を切欠いた切欠部４６ａを有し、Ｃ形状を呈した円筒本体４６を備えている。円筒本体４６の切欠部４６ａは、例えば中心角２０°〜３０°で円筒体から切除されるが、この範囲に限定されるものではない。ブレード交換工具４４の材質は、樹脂に限定されるものではなく、例えばゴム等の他の弾性材料から形成するようにしても良い。

図４（Ｂ）に最も良く示されるように、円筒本体４６の一方の端部の内周には切削ブレード２８の円形ハブ３６を包囲するように適合した係合溝４７が形成されている。円筒本体４０の外周にはブレード交換工具４６で切削ブレード２８を把持するときの握り部４５が形成されている。握り部４５は、円筒本体４６の内周が切削ブレード２８の円形ハブ３６を包囲する状態から把持する状態に位置づけるように作用する。

この握り部４５は、親指が係止する親指係止部４８と、切欠部４６ａに対して親指係止部４８と反対側に形成され、人差し指、中指、薬指がそれぞれ係止する３指係止部５０とから構成される。

親指係止部４８は、円筒本体４６の外周に形成され、握り部４５を把持する親指が当接する第１円弧状凹部５２と、第１円弧状凹部５２と対応した位置の円筒本体４６の係合溝４７が形成された端部の外周から半径方向外側に突出する円筒本体４６と一体的に形成された第１ストッパ部５４とから構成される。

３指係止部５０は、円筒本体４６の外周に形成され、握り部４５を把持する人差し指、中指、薬指がそれぞれ当接する第２，第３，第４円弧状凹部５６，５８，６０と、第２，第３，第４円弧状凹部５６，５８，６０に対応する位置の円筒本体４６の係合溝４７が形成された端部の外周から半径方向外側に突出するように円筒本体４６と一体的に形成された第２ストッパ部６２とから構成される。

上述した第１実施形態のブレード交換工具４４は、切欠部４６ａを通して切削ブレード２８の円形ハブ３６を目視しながら円形ハブ３６を把持するため、右利き用のブレード交換工具である。

図５（Ａ）を参照すると、本発明第２実施形態に係る左利き用のブレード交換工具４４Ａの平面図が示されている。このブレード交換工具４４Ａは左利きの作業者が切欠部４６ａを通して切削ブレード２８の円形ハブ３６を目視するため、切欠部４６ａの位置が第１実施形態のブレード交換工具４４と反対方向に形成されている。他の構成は図４に示した第１実施形態のブレード交換工具４４と同様であるため、その説明を省略する。

図５（Ｂ）を参照すると、本発明第３実施形態のブレード交換工具４４Ｂの平面図が示されている。このブレード交換工具４４Ｂは、図４に示した第１実施形態のブレード交換工具４４の親指係止部４８に変えて、円筒本体４６の外周に第二３指係止部６４を形成し、左右どちらの利き腕にも対応できるようにしたものである。ここで、３指係止部５０は右利き用の３指係止部であり、第二３指係止部６４は左利き用の３指係止部である。

第二３指係止部６４は、円筒本体４６の外周に形成され、握り部４５を把持する人差し指、中指、薬指がそれぞれ当接する第５，第６，第７円弧状凹部６６，６８，７０と、第５，第６，第７円弧状凹部６６，６８，７０に対応する位置の円筒本体４６の係合溝４７が形成された端部外周から半径方向外側に突出するように円筒本体４６と一体的に形成された第３ストッパ部７２とから構成される。

右利きの作業者がこのブレード交換工具４４Ｂを使用するときには、３指係止部５０の第２，第３，第４円弧状凹部５６，５８，６０にそれぞれ人差し指、中指、薬指を当て、親指は第二３指係止部６４の例えば第６円弧状凹部６８に当てて使用する。

一方、左利きの作業者がブレード交換工具４４Ｂを使用する場合には、第二３指係止部６４の第５，第６，第７円弧状凹部６６，６８，７０に人差し指、中指、薬指をそれぞれ当て、３指係止部５０の例えば第３円弧状凹部５８に親指を当てて使用する。

次に、図６及び図７を参照して、第１実施形態に係るブレード交換治具４４を使用して切削ブレード２８取り外し時の作用について説明する。まず、図６（Ａ）に示すように、円筒本体４６の切欠部４６ａを通して切削ブレード２８の円形ハブ３６を目視しながら、ブレード交換工具４４を矢印７４で示すように切削ブレード２８に近づける。

次いで、図６（Ｂ）に示すように、ブレード交換工具４４の円筒本体４６で切削ブレード２８の円形ハブ３６を包囲し、親指係止部４８及び３指係止部５０の指先に力を入れて矢印７６，７８で示すようにブレード交換工具４４で切削ブレード２８の円形ハブ３６を把持する。

このように、ブレード交換工具４４で切削ブレード２８の円形ハブ３６を把持した状態で、図７に示すように矢印８０方向にブレード交換工具４４を引っ張ると、切削ブレード２８をスピンドル２６のブレードマウント３０から容易に取り外すことができる。

図７において、ブレード交換工具４４で切削ブレード２８の円形ハブ３６を把持したとき、円筒本体３６の一端内面に形成された係合溝４７が円形ハブ３６の外周に係合するため、円形ハブ３６をブレード交換工具４４により安定して把持することができる。

円筒本体４６の内面に係合溝４７が形成されていない場合には、円筒ハブ３６をブレード交換工具４４で把持したとき、接触面が滑りやすいため、安定して把持することが困難である。

本発明のブレード交換工具は、円形ハブを有する切削ブレード（ハブブレード）の着脱にのみ使用されるものではなく、例えば図８に示すような円形ハブ８２ａ，８６ａを有するフランジ８２，８６の着脱にも使用することができる。

図８において、スピンドル２６の細径部３１の先端にはネジ穴３３が形成されている。第１フランジ８２の円形ハブ８２ａには雄ネジが形成されている。

８４はダイヤモンド砥粒をリング状基台に電着したリング状切削ブレードであり、例えば、樹脂基板、ガラス等を切削するのに適している。第２フランジ８６はリング状ブレード８４押さえ用のフランジであり、円形ハブ８６ａを有している。

リング状切削ブレード８４をスピンドル２６に装着するには、第１フランジ８２、リング状切削ブレード８４、第２フランジ８６の順にスピンドル２６の細径部３１に装着する。

次いで、フランジ固定ナット８８を第２フランジ８６の円形ハブ８６ａに当接させながら第１フランジ８２の円形ハブ８２ａの雄ネジに螺合し、ワッシャ９０を介して固定ボルト９２をスピンドル細径部３１のネジ穴３３に締め付けることにより、リング状切削ブレード８４がスピンドル２６に装着される。

本発明のブレード交換工具４４，４４Ａ，４４Ｂは、このような円形ハブ８２ａ，８６ａを有するフランジ８２，８６の着脱にも使用可能である。

上述した本発明実施形態のブレード交換工具４４，４４Ａ，４４Ｂによると、ブレード交換時に切刃４０を破損することなく円形ハブ３６を有する切削ブレード２８を容易に且つ迅速に交換することができる。

親指係止部４８及び３指係止部５０にそれぞれ第１ストッパ部５４及び第２ストッパ部６２が設けられているため、ブレード交換時に指をブレードに押し付けてブレードの切刃を破損してしまうことが防止される。

更に、ブレード交換工具４４，４４Ａ，４４Ｂの円筒本体４６の外径が、切削ブレード２８の円形基台３４の外径よりも小さいため、誤ってブレードにブレード交換工具を当てて、ブレードの切刃４０の破損を招くことが防止される。

本発明のブレード交換工具が適用可能な切削ブレードを有する切削装置の外観斜視図である。 フレームと一体化されたウエハを示す斜視図である。 スピンドルのブレード装着部と装着されるべき切削ブレードとの関係を示す図である。 図４（Ａ）は本発明第１実施形態のブレード交換工具の平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線断面図である。 図５（Ａ）は、本発明第２実施形態のブレード交換工具の平面図であり、図５（Ｂ）は本発明第３実施形態のブレード交換工具の平面図である。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は本発明のブレード交換工具を使用して切削ブレードをスピンドルのブレードマウントから取り外す様子を説明する図である。 本発明のブレード交換工具を使用して切削ブレードをスピンドルのブレードマウントから取り外す様子を説明する図である。 円形ハブを有するフランジを使用して、リング状ブレードをスピンドルのブレードマウントに装着する構成の分解斜視図である。

符号の説明

２４ 切削手段
２６ スピンドル
２８ 切削ブレード
３０ ブレードマウント
３４ 円形基台
３６ 円形ハブ
４０ 切刃
４２ ナット
４４，４４Ａ，４４Ｂ ブレード交換工具
４６ 円筒本体
４６ａ 切欠部
４８ 親指係止部
５０ ３指係止部
５４ 第１ストッパ
６２ 第２ストッパ
６４ 第二３指係止部
８２，８６ フランジ
８４ リング状ブレード

Claims (6)

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する切削ブレードを回転可能に支持するブレードマウントを有する切削手段とを備えた切削装置におけるブレード交換工具であって、
   前記切削ブレードは、前記ブレードマウントの中心部に形成された装着凸部に挿入する挿入口を有する円形基台と、該円形基台の一方の側面に該円形基台と一体的に形成された円形ハブと、該円形基台の外周から突出した切刃部とから構成され、
   前記ブレード交換工具は、弾性部材で形成されるとともに円筒体の一部を切り欠いた切欠部を有しＣ形状を呈した円筒本体と、
   該円筒本体の一方の端部の内側に形成され前記切削ブレードの円形ハブを包囲するように適合した係合溝と、
   該円筒本体の内周が前記切削ブレードの円形ハブを包囲する状態から把持する状態に位置づける握り部と、
   を具備したことを特徴とするブレード交換工具。
2. 前記円筒本体は、ゴム、合成樹脂等の弾性材料から形成されている請求項１記載のブレード交換工具。
3. 前記握り部は親指が係止する親指係止部と、前記切欠部に対して該親指係止部と反対側に形成され人差し指、中指、薬指が係止する３指係止部とから構成される請求項１又は２記載のブレード交換工具。
4. 前記親指係止部は、前記円筒本体の外周に形成され前記握り部を把持する親指が当接する第１円弧状凹部と、該第１円弧状凹部と対応した位置の前記円筒本体の前記一方の端部の外周から半径方向外側に突出するように該円筒本体と一体的に形成された第１ストッパ部とから構成され、
   前記３指係止部は、前記円筒本体の外周に形成され前記握り部を把持する人指し指、中指、薬指がそれぞれ当接する第２，第３，第４円弧状凹部と、該第２，第３，第４円弧状凹部に対応する位置の前記円筒本体の前記一方の端部の外周から半径方向外側に突出するように該円筒本体と一体的に形成された第２ストッパ部とから構成される請求項３記載のブレード交換工具。
5. 前記握り部は人指し指、中指、薬指が係止する第一３指係止部と、前記切欠部に対して該第一３指係止部と対称に形成され、人指し指、中指、薬指が係止する第二３指係止部とから構成される請求項１又は２記載のブレード交換工具。
6. 前記円筒本体の外径は、前記切削ブレードの前記円形ハブの外径より大きく、前記円形基台の外径よりも小さく形成されている請求項１〜５のいずれかに記載のブレード交換工具。

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