JP6886105B2 - ブレード固定装置及びダイシング装置 - Google Patents

Description

本発明は、ブレード固定装置及びダイシング装置に係り、特に、半導体ウェーハ等のワークに対して切削加工を行うダイシングブレードを回転軸に固定するブレード固定装置及びダイシング装置に関する。

ダイシング装置は、半導体装置又は電子部品が形成されたウェーハ等のワークに対して切断又は溝入れ等の切削加工を行う。ダイシング装置は、スピンドルユニットの回転軸に装着されて高速で回転するダイシングブレードを有しており、回転するダイシングブレードの切刃部をワークに接触させて切削加工を行う。

ダイシング装置に使用されるダイシングブレードとしては、特許文献１の如く、切刃部と支持部であるハブとが一体となったハブブレードが知られており、また、特許文献２の如く、ハブを備えておらずリング形状の切削刃のみで構成されたハブレスブレードが知られている。ハブレスブレードは、一対のリング形状のフランジ（挟持部材に相当）をナットによって締結することにより、一対のフランジにその両側面が押圧されて固定される。また、フランジの外周部の断面形状は、フランジの外周端に向けて厚さが薄くなるように楔状に形成されている。

一方、特許文献３には、回転軸に対するハブブレードの取付構造の一例が開示されている。特許文献３によれば、回転軸に台座が形成されており、この台座に形成されたフランジ面にハブブレードのブレード面（側面）が当接されてハブブレードが台座に固定されている。また、特許文献３には、台座のフランジ面が回転軸に対して垂直な面であることが開示されている。

特開２００２−３４３７４６号公報 特開２００９−２７９６６２号公報 特開平６−２６２５１５号公報

ところで、ハブレスブレードは、一般に、挟持部材によって固定されたときの挟持部材から径方向への突き出し量が大きく設定されている。このため、特に難削材（リチウムタンタレート、サファイヤ又はアルチック等）をハブレスブレードによって切削加工した場合には、ハブレスブレードに大きな振れが生じてハブレスブレードがワーク上を蛇行し、結果としてカットラインが蛇行したり、最悪の場合にはハブレスブレードが破損したりするという虞があった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ハブレスブレードのように挟持部材から径方向への突き出し量が多いダイシングブレードであっても、ダイシングブレードの振れを抑制してワークに対するダイシングブレードの蛇行を防止することができるブレード固定装置及びダイシング装置を提供することを目的とする。

本発明のブレード固定装置は、本発明の目的を達成するために、外側面と内側面とを有するリング状の一対の挟持部材であって、回転軸に装着されたダイシングブレードの両側面を、内側面に形成されたフランジ面で挟持するリング状の一対の挟持部材と、一対の挟持部材の各々のフランジ面をダイシングブレードの側面に押圧する押圧部材と、挟持部材の外側面の外周部に沿って備えられた突出部であって、外側面に対して外方に突出した突出部と、を備える。

本発明のブレード固定装置によれば、挟持部材をダイシングブレードとともに高速回転させると、挟持部材の外側面の外周部には突出部が備えられているので、挟持部材の外周部には、ダイシングブレードの側面に向いた内向きの慣性力が働く。この慣性力によって、挟持部材のフランジ面は、その外周端側の面がダイシングブレードの側面に押圧される。

したがって、本発明のブレード固定装置によれば、ハブレスブレードのように挟持部材から径方向への突き出し量が多いダイシングブレードであっても、ダイシングブレードの振れを抑制することができるので、ワークに対するダイシングブレードの蛇行を防止することができる。

本発明のブレード固定装置の一態様は、突出部は、挟持部材とは別部材で構成されることが好ましい。

本発明の一態様によれば、挟持部材とは比重の異なる材質の突出部を挟持部材に装着することができるので、挟持部材の外周部に働く慣性力の大きさを調整することができる。

本発明のブレード固定装置の一態様は、突出部は、挟持部材の外側面の外周部に沿ったリング状部材であることが好ましい。

本発明の一態様によれば、挟持部材の外周部に、ダイシングブレードの側面に向いた内向きの慣性力を働かせることができる。

本発明のブレード固定装置の一態様は、突出部は、挟持部材の外側面の外周部に沿って配置された複数の突起状部材であることが好ましい。

本発明の一態様によれば、挟持部材の外周部に、ダイシングブレードの側面に向いた内向きの慣性力を働かせることができる。

本発明のブレード固定装置の一態様は、挟持部材の外側面には、ダイシングブレードの回転中心を中心とする円周に沿った溝が形成されることが好ましい。

本発明の一態様によれば、溝の本数又は深さを調整することにより、挟持部材の曲げ強度を変更することができるので、挟持部材の外周部に働く慣性力の大きさを調整することができる。

本発明のダイシング装置は、本発明の目的を達成するために、ワークを保持するワーク保持部と、回転軸を有するスピンドルユニットと、スピンドルユニットの回転軸に装着されるダイシングブレードと、スピンドルユニットの回転軸に装着される本発明のブレード固定装置であって、回転軸に装着されたダイシングブレードを回転軸に固定するブレード固定装置と、を備える。

本発明のダイシング装置によれば、ハブレスブレードのように挟持部材から径方向への突き出し量が多いダイシングブレードであっても、ダイシングブレードの振れを抑制することができるので、ワークに対するダイシングブレードの蛇行を防止することができる。

本発明によれば、ハブレスブレードのように挟持部材から径方向への突き出し量が多いダイシングブレードであっても、ダイシングブレードの振れを抑制することができるので、ワークに対するダイシングブレードの蛇行を防止することができる。

実施形態に係るダイシング装置の斜視図 ダイシング装置の加工部の構造を示した拡大斜視図 第１実施形態のブレード固定装置の外観を示す斜視図 第１実施形態のブレード固定装置の概略断面図 第１実施形態のブレード固定装置の要部拡大断面図 第１実施形態のブレード固定装置の組立斜視図 従来のブレード固定装置の要部拡大断面図 第２実施形態のブレード固定装置の外観を示す斜視図 第２実施形態のブレード固定装置の要部拡大断面図 第３実施形態のブレード固定装置の外観を示す斜視図 第３実施形態のブレード固定装置の要部拡大断面図

以下、添付図面に従って本発明に係るブレード固定装置及びダイシング装置の好ましい実施形態について詳説する。

図１は、ダイシングブレード１０を備えた実施形態のダイシング装置１２の外観を示す斜視図である。

ダイシング装置１２は、加工部１８を備える。加工部１８は、先端にダイシングブレード１０が取り付けられた一対の高周波モータ内蔵型のスピンドルユニット１４、１４と、ワークＷを吸着保持するワークテーブル（ワーク保持部）１６とを有する。また、ダイシング装置１２は、加工済みのワークＷをスピン洗浄する洗浄部２０と、多数枚のワークＷを収納したカセットが載置されるロードポート２２と、ワークＷを搬送する搬送装置２４等を備える。

図２は、加工部１８の構造を示した拡大斜視図である。

図２に示す加工部１８は、Ｘベース２５の一対のＸガイド２６、２６にガイドされたＸテーブル２８であって、リニアモータ３０によってＸ方向に駆動されるＸテーブル２８を有する。このＸテーブル２８には、θ方向に回転する回転テーブル３２を介してワークテーブル１６が設けられている。

Ｘベース２５の上方には、Ｘベース２５を跨ぐようにＹベース３４が設けられる。Ｙベース３４の正面には、一対のＹガイド３６、３６にガイドされた一対のＹテーブル３８、３８であって、図示しない送り装置によってＹ方向に駆動される一対のＹテーブル３８、３８が設けられる。

また、一対のＹテーブル３８、３８には、図示しない送り装置によってＺ方向に駆動されるＺテーブル４０、４０が設けられている。Ｚテーブル４０、４０には高周波モータ内蔵型のスピンドルユニット１４、１４が対向した状態で固定され、スピンドルユニット１４の回転軸１４Ａ（図３参照）にダイシングブレード１０、１０が対向した状態で固定されている。

このように構成された加工部１８によれば、スピンドルユニット１４、１４はＹ方向にインデックス送りされるとともにＺ方向に切り込み送りされ、また、ワークテーブル１６はＸ方向に切削送りされる。

図３は、第１実施形態のブレード固定装置４２の外観を示す斜視図であり、図４は、ブレード固定装置４２の概略断面図である。

図４の如く、ブレード固定装置４２は、一対の挟持部材である第１フランジ部材４４及び第２フランジ部材４６と、押圧部材であるナット４８と、を備えている。ダイシングブレード１０は、第１フランジ部材４４と第２フランジ部材４６との間で狭持される。

ダイシングブレード１０は、リング形状に構成されたハブレスブレードである。ダイシングブレード１０の中央部には、ダイシングブレード１０を回転軸１４Ａ側に装着するための装着孔１０Ａが形成される。

ダイシングブレード１０は、ダイヤモンド砥粒を結合材によって結合させたものであり、ダイシングブレード１０の外周部の切刃部１０Ｂに、ダイヤモンド砥粒が散りばめられた形で存在している。

第１フランジ部材４４は、円盤状に形成され、その中央部に第１フランジ部材４４を回転軸１４Ａに装着するための装着孔４４Ａが形成される。また、第１フランジ部材４４の外側面４４Ｂには、回転軸１４Ａの台座１５に当接される位置決め面４４Ｃが形成される。また、第１フランジ部材４４の内側面４４Ｄには、装着孔４４Ａに連通された筒状部４４Ｅであって、ダイシングブレード１０の装着孔１０Ａが嵌合される筒状部４４Ｅが形成される。ダイシングブレード１０は、その装着孔１０Ａが筒状部４４Ｅに嵌合されることにより、筒状部４４Ｅを介して回転軸１４Ａに装着される。

また、第１フランジ部材４４の内側面４４Ｄには、ダイシングブレード１０の一方の側面１０Ｃに当接されるフランジ面４４Ｆが形成される。このフランジ面４４Ｆは、内側面４４Ｄの外縁部に沿ったリング状の面であり、図５の拡大断面図の如く、外周端ａと内周端ｂとを有する。

図４に戻り、第２フランジ部材４６は、円盤状に形成され、その中央部に第２フランジ部材４６を筒状部４４Ｅに装着するための装着孔４６Ａが形成される。また、第２フランジ部材４６の内側面４６Ｂには、ダイシングブレード１０の他方の側面１０Ｄに当接されるフランジ面４６Ｆが形成される。このフランジ面４６Ｆは、第２フランジ部材４６が筒状部４４Ｅに装着された際に、第１フランジ部材４４のフランジ面４４Ｆに対向される。また、フランジ面４６Ｆは、内側面４６Ｂの外縁部に沿ったリング状の面であり、図５の如く、フランジ面４４Ｆと同様に外周端ａと内周端ｂとを有する。

なお、第１及び第２フランジ部材４４、４６は、ダイシングブレード１０とともに高速回転されることから、慣性変形を抑制するために軽量で剛性のあるチタン製であることが好ましい。

ナット４８は、筒状部４４Ｅの外周面に形成されたネジ部（不図示）に螺合されて、第２フランジ部材４６の外側面４６Ｃに当接される。この状態からナット４８を締結していくと、ナット４８の軸力（押圧力）により第２フランジ部材４６が第１フランジ部材４４に向けて押圧付勢される。これにより、ダイシングブレード１０の側面Ｃが第１フランジ部材４４のフランジ面４４Ｆに押圧され、かつダイシングブレード１０の側面Ｄが第２フランジ部材４６のフランジ面４６Ｆに押圧される。これにより、ダイシングブレード１０が、第１及び第２フランジ部材４４、４６に挟持されて回転軸１４Ａ（図４参照）に固定される。

一方、図４及び図５に示すように、第１フランジ部材４４の外側面４４Ｂには、外側面４４Ｂの外周部に沿って備えられた突出部５０であって、外側面４４Ｂに対して矢印Ａで示す外方に突出した突出部５０が備えられる。また、第２フランジ部材４６の外側面４６Ｃにも同様に、外側面４６Ｃの外周部に沿って備えられた突出部５２であって、外側面４６Ｃに対して矢印Ｂで示す外方に突出した突出部５２が備えられる。これらの突出部５０、５２は同形状であって、ダイシングブレード１０の回転中心１０Ｆを中心とする円周に沿ってリング状に設けられている。

また、図６に示すブレード固定装置４２の組立斜視図の如く、突出部５０、５２は、第１及び第２フランジ部材４４、４６とは別体で構成されたリング状部材である。突出部５０は、図５の如く、外側面４４Ｂの外周部に沿って形成された段部４４Ｇに固定され、突出部５２は、外側面４６Ｃの外周部に沿って形成された段部４６Ｇに固定される。この段部４４Ｇ、４６Ｇは、ダイシングブレード１０の回転中心１０Ｆを中心とする円周に沿って形成されている。よって、段部４４Ｇ、４６Ｇに突出部５０、５２が固定されることにより、リング状部材である突出部５０、５２は、突出部５０、５２の中心がダイシングブレード１０の回転中心１０Ｆと一致するように第１及び第２フランジ部材４４、４６に配置される。

なお、突出部５０、５２を第１及び第２フランジ部材４４、４６と一体に構成してもよいが、別部材として構成することが好ましい。突出部５０、５２を別部材として構成する態様によれば、第１及び第２フランジ部材４４、４６とは比重の異なる材質の突出部５０、５２を第１及び第２フランジ部材４４、４６に装着することができる。すなわち、突出部５０、５２の材質を第１及び第２フランジ部材４４、４６の材質と変更することにより、第１及び第２フランジ部材４４、４６の外周部に働く回転時の慣性力の大きさを調整することができる。以下、慣性力について説明する。

第１実施形態のブレード固定装置４２によれば、第１及び第２フランジ部材４４、４６の外側面４４Ｂ、４６Ｃの外周部には突出部５０、５２が備えられているので、第１及び第２フランジ部材４４、４６をダイシングブレード１０とともに高速回転させると、第１及び第２フランジ部材４４、４６の外周部には、図５の如く、ダイシングブレード１０の側面１０Ｃ、１０Ｄに向いた矢印Ｃ、Ｄで示す内向きの慣性力が働く。この慣性力によって、第１及び第２フランジ部材４４、４６のフランジ面４４Ｆ、４６Ｆは、その外周端ａ側の面がダイシングブレード１０の側面１０Ｃ、１０Ｄに押圧される。

ここで、従来例と比較する。図７は、従来のブレード固定装置１の要部拡大断面図である。図７には、ダイシングブレード６の高速回転時における、第１及び第２フランジ部材３、４のフランジ面３Ａ、４Ａの変形状態が示されている。

従来の第１及び第２フランジ部材３、４の外周部の断面形状は、例えば特許文献２に開示されているように、第１及び第２フランジ部材３、４の外周端に向けて厚さが薄くなるように楔状に形成されている。また、第１及び第２フランジ部材３、４のフランジ面３Ａ、４Ａは、例えば特許文献３にも開示されているように、回転軸（不図示）の軸５に対して垂直な面であることが一般的である。

このような形状の第１及び第２フランジ部材３、４をダイシングブレード６とともに高速回転させると、第１及び第２フランジ部材３、４の外周部には、ダイシングブレード６の側面６Ａ、６Ｂに対して矢印Ｅ、Ｆで示す外向きの慣性力が働く。この慣性力によって、第１及び第２フランジ部材３、４のフランジ面３Ａ、４Ａは、フランジ面３Ａ、４Ａの内周端ｂからフランジ面３Ａ、４Ａの外周端ａに向けて、ダイシングブレード６の側面６Ａ、６Ｂから次第に離間するように弾性変形する。

このようなフランジ面３Ａ、４Ａの弾性変形により、ダイシングブレード６は、フランジ面３Ａ、４Ａの全面で挟持されなくなり、フランジ面３Ａ、３Ｂの内周端ｂ側の面でのみ挟持され、外周端ａ側の面はダイシングブレード６の挟持に寄与しなくなる。すなわち、フランジ面３Ａ、４Ａによるダイシングブレード６の挟持点が、外周端ａ側から内周端ｂ側に変化するので、切削加工中のダイシングブレード６に想定外の大きな振れが発生し易くなる。

上記の従来例に対し、図５に示す第１実施形態のブレード固定装置４２は、第１及び第２フランジ部材４４、４６に突出部５０、５２を備えているので、第１及び第２フランジ部材４４、４６の外周部には、矢印Ｃ、Ｄで示す内向きの慣性力が働き、この慣性力によってフランジ面４４Ｆ、４６Ｆは、その外周端ａ側の面がダイシングブレード１０の側面１０Ｃ、１０Ｄに押圧される。つまり、第１実施形態では、フランジ面４４Ｆ、４６Ｆによるダイシングブレード１０の挟持点が外周端ａ側となる。

したがって、第１実施形態によれば、第１及び第２フランジ部材４４、４６から径方向への突き出し量が多いハブレス型のダイシングブレード１０であっても、ダイシングブレード１０の振れを効果的に抑制することができ、これによって、ワークＷに対するダイシングブレード１０の蛇行を防止することができる。

図８は、第２実施形態のブレード固定装置５４の外観を示す斜視図であり、図９はブレード固定装置５４の要部拡大断面図である。

図３から図６に示した第１実施形態のブレード固定装置４２に対する、図８及び図９に示すブレード固定装置５４の相違点は、第１及び第２フランジ部材４４、４６の外側面４４Ｂ、４６Ｃに、ダイシングブレード１０の回転中心１０Ｆを中心とする円周に沿って複数の溝５６、５８を形成した点にある。この溝５６、５８の本数又は深さを調整することにより、第１及び第２フランジ部材４４、４６の曲げ強度を変更することができるので、第１及び第２フランジ部材４４、４６の外周部に働く慣性力の大きさを調整することができる。

図１０は、第３実施形態のブレード固定装置６０の外観を示す斜視図であり、図１１はブレード固定装置６０の要部拡大断面図である。

図３から図６に示した第１実施形態のブレード固定装置４２と図１０及び図１１に示すブレード固定装置６０とは、突出部の形態が異なる。ブレード固定装置４２の突出部５０、５２は、リング状部材である。これに対し、ブレード固定装置６０の突出部６２、６４は、第１及び第２フランジ部材４４、４６の外側面４４Ｂ、４６Ｃの外周部に沿って配置されたブロック状又はピン状の突起状部材であり、外側面４４Ｂ、４６Ｃに対して外方に突出した突起状部材である。これらの突出部６２、６４は、ダイシングブレード１０の回転中心１０Ｆを中心とする円周に沿って等間隔に配置されており、突出部５０、５２と同様の慣性力を第１及び第２フランジ部材４４、４６の外周部に働かせることができる。なお、突出部６２、６４は必ずしも等間隔に配置する必要はない。その場合には、ダイシングブレード１０が偏心回転しないようにバランスの取れた位置に配置する。

第１及び第２フランジ部材４４、４６をダイシングブレード１０とともに高速回転させると、第１及び第２フランジ部材４４、４６の外周部には、突出部６２、６４によってダイシングブレード１０の側面１０Ｃ、１０Ｄに向いた矢印Ｃ、Ｄで示す内向きの慣性力が働く。この慣性力によって、第１及び第２フランジ部材４４、４６のフランジ面４４Ｆ、４６Ｆは、その外周端ａ側の面がダイシングブレード１０の側面１０Ｃ、１０Ｄに押圧される。

これにより、第３実施形態によれば、第１及び第２フランジ部材４４、４６から径方向への突き出し量が多いハブレス型のダイシングブレード１０であっても、ダイシングブレード１０の振れを効果的に抑制することができ、これによって、ワークＷに対するダイシングブレード１０の蛇行を防止することができる。

なお、第３実施形態においても、突出部６２、６４を第１及び第２フランジ部材４４、４６とは別部材で構成してもよく、第１及び第２フランジ部材４４、４６と一体に構成してもよい。

また、第３実施形態においても、第１及び第２フランジ部材４４、４６の外側面４４Ｂ、４６Ｃに、ダイシングブレード１０の回転中心１０Ｆを中心とする円周に沿った溝５６、５８（図８及び図９参照）を形成することが好ましい。

１０…ダイシングブレード、１２…ダイシング装置、１４…スピンドルユニット、１４Ａ…回転軸、１５…台座、１６…ワークテーブル、１８…加工部、２０…洗浄部、２２…ロードポート、２４…搬送装置、２５…Ｘベース、２６…Ｘガイド、２８…Ｘテーブル、３０…リニアモータ、３２…回転テーブル、３４…Ｙベース、３６…Ｙガイド、３８…Ｙテーブル、４０…Ｚテーブル、４２…ブレード固定装置、４４…第１フランジ部材、４６…第２フランジ部材、４４Ｆ…フランジ面、４６Ｆ…フランジ面、４８…ナット、５０、５２…突出部、５４…ブレード固定装置、５６、５８…溝、６０…ブレード固定装置、６２、６４…突出部

Claims (8)

1. 外側面と内側面とを有するリング状の一対の挟持部材であって、回転軸に装着されたダイシングブレードの両側面を、前記内側面に形成されたフランジ面で挟持するリング状の前記一対の挟持部材と、
   前記一対の挟持部材の各々の前記フランジ面を前記ダイシングブレードの側面に押圧する押圧部材と、
   前記挟持部材の前記外側面の外周部に沿って備えられた突出部であって、前記外側面に対して外方に突出した前記突出部と、
   を備え、
   前記突出部は、前記挟持部材の前記外側面の外周端側に備えられる、ブレード固定装置。
2. 前記突出部は、前記挟持部材とは別部材で構成される、請求項１に記載のブレード固定装置。
3. 外側面と内側面とを有するリング状の一対の挟持部材であって、回転軸に装着されたダイシングブレードの両側面を、前記内側面に形成されたフランジ面で挟持するリング状の前記一対の挟持部材と、
   前記一対の挟持部材の各々の前記フランジ面を前記ダイシングブレードの側面に押圧する押圧部材と、
   前記挟持部材の前記外側面の外周部に沿って備えられた突出部であって、前記外側面に対して外方に突出した前記突出部と、
   を備え、
   前記突出部は、前記挟持部材とは別部材で構成される、ブレード固定装置。
4. 前記突出部は、前記挟持部材の前記外側面の外周部に沿ったリング状部材である、請求項１から３のいずれか１項に記載のブレード固定装置。
5. 前記突出部は、前記挟持部材の前記外側面の外周部に沿って配置された複数の突起状部材である、請求項１から３のいずれか１項に記載のブレード固定装置。
6. 外側面と内側面とを有するリング状の一対の挟持部材であって、回転軸に装着されたダイシングブレードの両側面を、前記内側面に形成されたフランジ面で挟持するリング状の前記一対の挟持部材と、
   前記一対の挟持部材の各々の前記フランジ面を前記ダイシングブレードの側面に押圧する押圧部材と、
   前記挟持部材の前記外側面の外周部に沿って備えられた突出部であって、前記外側面に対して外方に突出した前記突出部と、
   を備え、
   前記突出部は、前記挟持部材の前記外側面の外周部に沿って配置された複数の突起状部材である、ブレード固定装置。
7. 前記挟持部材の前記外側面には、前記ダイシングブレードの回転中心を中心とする円周に沿った溝が形成される、請求項１から６のいずれか１項に記載のブレード固定装置。
8. ワークを保持するワーク保持部と、
   回転軸を有するスピンドルユニットと、
   前記スピンドルユニットの前記回転軸に装着されるダイシングブレードと、
   前記スピンドルユニットの前記回転軸に装着される請求項１から７のいずれか１項に記載のブレード固定装置であって、前記回転軸に装着された前記ダイシングブレードを前記回転軸に固定する前記ブレード固定装置と、
   を備える、ダイシング装置。
   

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