JP7465078B2 - ブレード把持具 - Google Patents

Description

本発明は、半導体ウェーハ等の被加工物を切削する切削ブレードを着脱するための技術に関するものである。

従来、例えば特許文献１に開示されるように、半導体ウェーハ等の被加工物を切削加工しダイシングする切削装置は知られている。この種の切削装置には、ブレードマウントに固定される切削ブレードを高速回転させる切削手段が備えられており、切削ブレードが消耗した際には、適宜切削ブレードの交換作業が発生するものである。

特許文献１では、記録コードが付された切削ブレードの交換作業を簡単かつ効率よく行うことを課題とし、交換対象となる切削ブレードを交換作業のために把持部によって把持するだけで記録コードの情報も別個専用の操作を要することなく確実に取得できる技術について開示がされている。

特開２００９－２４１１７７号公報

特許文献１に開示される構成のように、切削ブレードの貫通穴にブレードマウントのボス部に貫挿される構成においては、貫通穴とボス部の嵌合を設計する必要がある。

両者の嵌合を隙間嵌めとすることによれば、切削ブレードの着脱作業は容易なものとなるが、ブレードマウント、及び、ブレードマウントを固定するスピンドルと、切削ブレードの軸芯に生じるズレ量が大きくなることが懸念され、切削ブレードが偏心して高精度な加工ができなくなるという問題が生じる。

他方、両者がきつく嵌合されるしまり嵌めにすることによれば、偏心の問題は少なくなるが、着脱作業に困難を増すことになる。特に、切削ブレードの切り刃は非常に薄いため、外力を付加した際に衝撃で切り刃を破損させてしまう恐れもある。

本発明は、以上に鑑み、ブレードマウントに対する切削ブレードの着脱作業を容易に行うことを可能とする新規な技術を提案するものである。

本発明の一態様によれば、
スピンドルの先端に固定されたブレードマウントへの切削ブレードの取付方法であって、
嵌合孔が形成される切削ブレードのハブ基台をブレード把持具にて把持する把持ステップと、
該ブレード把持具に設けたヒーターにて該ハブ基台を加熱し、該嵌合孔を拡径する加熱ステップと、
該切削ブレードを把持したまま該ブレード把持具を移動させ、該嵌合孔に該ブレードマウントのボス部を挿入させる装着ステップと、
を有する、切削ブレードの取付方法とする。

また、本発明の一態様によれば、
該切削ブレードの該嵌合孔の直径は、常温時に該ボス部の直径よりも小さい値に設定されている、こととする。

また、本発明の一態様によれば、
該装着ステップ後、放置による自然冷却により該切削ブレードを該ボス部に嵌合固定させる、こととする。

また、本発明の一態様によれば、
上記記載の切削ブレードの取付方法に使用されるブレード把持具であって、
筒軸方向と直交する断面が、隙間部により略Ｃ字状をなす把持部と、
該把持部の内側に設けられ、該把持部の内周面にて保持される該ハブ基台に当着するヒーターと、
を備え、
該把持部は、外周部を掴んで該隙間部を狭めるように撓み、該内周部にて該ハブ基台の被把持部を取り囲んで保持する、
ブレード把持具とする。

また、本発明の一態様によれば、
スピンドルの先端に固定されたブレードマウントに取付られた切削ブレードの取外し方法であって、
切削ブレードのハブ基台をブレード把持具にて把持する把持ステップと、
該ブレード把持具に設けたヒーターにて該ハブ基台を加熱し、該嵌合孔を拡径する加熱ステップと、
該切削ブレードを把持したまま該ブレード把持具を移動させ、該嵌合孔から該ブレードマウントのボス部を引き抜く取外しステップと、
を有する、切削ブレードの取外し方法とする。

また、本発明の一態様によれば、
該切削ブレードの該嵌合孔の直径は、常温時に該ボス部の直径よりも小さい値に設定されている、こととする。

また、本発明の一態様によれば、
上記記載の切削ブレードの取外し方法に使用されるブレード把持具であって、
筒軸方向と直交する断面が、隙間部により略Ｃ字状をなす把持部と、
該把持部の内側に設けられ、該把持部の内周面にて保持される該ハブ基台に当着するヒーターと、
を備え、
該把持部は、外周部を掴んで該隙間部を狭めるように撓み、該内周部にて該ハブ基台の被把持部を取り囲んで保持する、
ブレード把持具とする。

本発明の構成によれば、加熱により切削ブレードの嵌合孔の内径が拡げられているため、ブレードマウントのボス部をスムーズに挿入させることができる。特に、しまり嵌めによる固定がされる設計においては優れた取り付け性が実現でき、また、装着された切削ブレードの軸芯のズレが生じ難く高精度な加工が可能となる。

本発明が利用される切削装置の一実施形態について示す斜視図である。 切削手段の構成例について説明する図である。 （Ａ）はブレード把持具の一側面の構成について示す図である。（Ｂ）はブレード把持具の他側面の構成について説明する図である。 ブレード把持具の構成について示す斜視図である。 （Ａ）は切削ブレードを保持した状態について説明する図である。（Ｂ）は切削ブレードをボス部に装着した状態について説明する図である。

以下適宜図を参照し、本願発明の一実施形態について説明する。
図１に示す切削装置１は、図２に示すブレード把持具６０を用いて切削ブレード２０が着脱される装置の例である。

図１に示すように、切削装置１は、チャックテーブル２と、移動手段３と、撮像手段４と、切削手段５と、を有して構成される。被加工物は、特に限定されないが、例えば、板状の半導体ウェーハや光デバイスウェーハ、板状の無機材料基板、板状の延性材料等、板状の各種加工材料である。

チャックテーブル２は、被加工物を吸引保持するものである。チャックテーブル２は、円盤状に形成されており、上面が水平方向に平行となる平面に形成されている。チャックテーブル２は、ポーラスセラミックで構成されており、図示しない真空吸引源に接続されている。

移動手段３は、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向において、チャックテーブル２と切削手段５とを相対移動させるものである。移動手段３は、Ｘ軸移動手段３ａと、Ｙ軸移動手段３ｂと、Ｚ軸移動手段３ｃと、を含んで構成されている。Ｘ軸移動手段３ａは、チャックテーブル２を本体部６に対してＸ軸方向（切削送り方向に相当）に相対移動可能に支持している。Ｙ軸移動手段３ｂは、切削手段５を本体部６に対してＹ軸方向（割り出し送り方向に相当）に相対移動可能に支持している。Ｚ軸移動手段３ｃは、切削手段５を本体部６に対してＺ軸方向（切り込み送り方向に相当）に相対移動可能に支持している。各移動手段３ａ～３ｃは、例えば、モータ、ボールネジ、ナット等から構成されている。

撮像手段４は、切削手段５を被加工物の分割予定ライン（ストリート）に対してアライメント調整するために、ストリートを切削加工前に撮像するものである。撮像手段４は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサを用いたカメラ等である。

切削手段５は、被加工物に対して切削加工を施すものである。切削手段５は、図２に示すように、回転駆動手段１０と、切削ブレード２０と、ブレードマウント３０と、ブレード固定ナット４０と、を有して構成される。

回転駆動手段１０は、切削ブレード２０を高速で回転駆動させるものである。回転駆動手段１０は、スピンドル１１と、スピンドルハウジング１２と、図示しないモータと、を備えている。スピンドル１１の先端には、ブレードマウント３０がマウント固定ナット５０により着脱可能に固定される。

切削ブレード２０は、いわゆるハブブレードとして構成されるものであり、アルミニウム合金等の金属で構成された円環状のハブ基台２１と、ハブ基台２１の外周を囲むように形成される円環状の切り刃２２と、を有して構成される。

ハブ基台２１は、ブレードマウント３０のボス部３４に装着するための嵌合孔２４が中央に設けられている。嵌合孔２４は、内側にブレードマウント３０のボス部３４が貫挿される。切り刃２２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。

ブレードマウント３０には、切削ブレード２０の切り刃２２を挟持するためのフランジ部３２と、切削ブレード２０の嵌合孔２４に貫挿されるボス部３４と、ブレード固定ナット４０が締結される雄ネジ３６と、を有して構成される。

なお、図２に示す構成において、切削ブレード２０の嵌合孔２４の内径は、ブレードマウント３０のボス部３４の外径以下に設定され、詳しくは後述するように、切削ブレード２１がブレードマウント２４に対してしまり嵌めされることができる。この他、切削ブレード２０の嵌合孔２４の内径が、ブレードマウント３０のボス部３４の外径よりも大きい場合においても、本発明は適用可能である。

ブレード固定ナット４０は、リング状に構成され、その内周面にブレードマウント３０の雄ネジ３６に螺合する雌ネジ４２が形成される。また、ブレードマウント３０の端面には、４個のピン挿入孔４４がそれぞれ９０度ずらして設けられ、図示せぬ締結治具の係合ピンを挿入し、回転操作できるように構成される。

次に、切削ブレードの交換に利用するブレード把持具について説明する。
図３（Ａ）（Ｂ）、図４、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、ブレード把持具６０は、手指で掴んで操作する把持部６２と、ヒーター６４と、を有して構成される。

把持部６２は、筒状部材において筒壁の一部に軸方向に延びる隙間部６２ｓを形成することで、筒軸方向と直交する断面において略Ｃ字形状をなすリング状の部材にて構成される。把持部６２は、例えば、樹脂、金属、ゴム、または、これらの組み合わせにより構成することができる。

把持部６２の内周面６２ｃは、切削ブレード２０のハブ基台２１に形成されるフランジ部２１ａの外周面２１ｃに当接するように構成される。

具体的には、把持部６２は、手指で掴んで荷重を加えることで、隙間部６２ｓの隙間が狭くなるように撓んで内径が縮小し、内周面６２ｃがフランジ部２１ａの外周面２１ｃに当接するように構成される。このようにして、ブレード把持具６０により切削ブレード２０を保持することが可能となる。フランジ部２１ａの外周面２１ｃは、被把持部として機能することとなる。

把持部６２の外周面６２ｄには、切削ブレード２０の切り刃２２に側に手指が移動しないようにするための保護プレート６２ａ，６２ａが周方向に立設されている。本実施例では、２枚の保護プレート６２ａ，６２ａが、周方向にずれた位置に配置され、広い範囲で手指が保護がされるように構成される。

把持部６２の外周面６２ｄにおいて、筒軸方向における保護プレート６２ａ，６２ａの一側、即ち、切削ブレード２０を把持した際に、切削ブレード２０とは反対側となる側には、手指を掛けやすくするためのグリップ部６２ｂが形成される。本実施例では、表面が連続する波形をなすように構成することで、窪んだ箇所に手指が収まりやすい構成としている。

ヒーター６４は、加熱面を有するシート状の部材にて構成され、把持部６２の内側の複数箇所に設けた係止部６２ｋ，６２ｋに固定される。ヒーター６４は、本実施例では、電源コード６２ｍ（図３（Ａ））を介して給電されて加熱されるシリコンヒーターにて構成することができる。

図５（Ａ）に示すように、ヒーター６４は、切削ブレード２０を把持した状態で、切削ブレード２０のハブ基台２１のフランジ部２１ａの端面２１ｂに当着するものであり、当着する面がヒーター面６４ｈとして構成される。

図５（Ｂ）に示すように、ヒーター６４には、切削ブレード２０の装着の際に、ブレードマウント３０のボス部３４を挿通可能とするための挿通孔６４ａが形成される。

次に、以上のように構成したブレード把持具６０の使用方法について説明する。

まず、図４に示すように、切削ブレード２０のハブ基台２１のフランジ部２１ａを、把持部６２の内側に挿し入れるとともに、手指でグリップ部６２ｂを掴んで荷重を加えることで、切削ブレード２０を保持し、図５（Ａ）にしめす状態とする。

次いで、図５（Ａ）に示すように、ヒーター６４を通電することで切削ブレード２０のハブ基台２１を加熱する。ヒーター６４の通電のＯＮ／ＯＦＦ操作は、例えば、ヒーター６４が切削装置１（図１）の制御装置に接続される場合には、当該制御装置のインターフェースを操作することで行う構成とすることができる。ヒーター６４が切削装置と接続されずに独立した装置として構成される場合には、図示せぬ電源からの給電を適宜ＯＮ／ＯＦＦ操作することで行うことができる。

このように、ヒーター６４による切削ブレード２０の加熱がされることで、ハブ基台２１の温度が上昇し、これに伴って嵌合孔２４の内径が拡げられる。

次いで、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、ブレードマウント３０のボス部３４の位置に切削ブレード２０の嵌合孔２４を対向させ、嵌合孔２４にボス部３４が挿入されるようにブレード把持具６０を移動させる。この際、加熱により嵌合孔２４の内径は拡げられているため、ボス部３４をスムーズに挿入させることができる。なお、切削ブレード２０の嵌合孔２４の内径が、ブレードマウント３０のボス部３４の外径よりも大きい場合においても、嵌合孔２４の内径が拡げられることにより、切削ブレード２０の着脱をスムーズに行うことが可能となる。

図５（Ｂ）のように、切り刃２２がブレードマウント３０のフランジ部３２に当着する位置まで切削ブレード２０を移動させた後、ブレード把持具６０に掛ける力を緩めることでハブ基台２１の保持を開放し、ブレード把持具６０を切削ブレード２０と分離して退避させる。

以上のようにして、ブレード把持具６０による切削ブレード２０の装着が行われる。その後、図２に示すように、ブレード固定ナット４０をブレードマウント３０の雄ネジ３６に締結することで、切削ブレード２０の装着に関する全ての工程が完了する。

なお、切削ブレード２０の嵌合孔２４とブレードマウント３０のボス部３４の間においてしめしろの大きなしまり嵌めにより切削ブレード２０が固定される構成や、ブレードマウント３０側に設ける吸引保持機構により切削ブレード２０が固定される構成など、ブレード固定ナット４０を用いない構成においても同様に、ブレード把持具６０を利用した切削ブレード２０の装着は可能である。

以上は、切削ブレード２０の装着について説明したが、切削ブレード２０を取り外す場合には、図５（Ｂ）の状態としてヒーター６４によりハブ基台２１を加熱して嵌合孔２４の内径を拡げることで、切削ブレード２０をボス部３４からスムーズに取り外すことができる。

以上のようにして本発明を実現することができる。
即ち、図２乃至図５に示すように、
スピンドル１１の先端に固定されたブレードマウント３０への切削ブレード２０の取付方法であって、
嵌合孔２４が形成される切削ブレード２０のハブ基台２１をブレード把持具６０にて把持する把持ステップと、
ブレード把持具６０に設けたヒーター６４にてハブ基台２１を加熱し、嵌合孔２４を拡径する加熱ステップと、
切削ブレード２０を把持したままブレード把持具６０を移動させ、嵌合孔２４にブレードマウント３０のボス部３４を挿入させる装着ステップと、
を有する、切削ブレード２０の取付方法とするものである。

この取付方法では、加熱により嵌合孔２４の内径は拡げられているため、ボス部３４をスムーズに挿入させることができる。特に、締り嵌めによる固定がされる設計においては優れた取り付け性が実現でき、また、装着された切削ブレードの軸芯のズレが生じ難く高精度な加工が可能となる。

また、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、切削ブレード２０の嵌合孔２４の直径は、常温時にボス部３４の直径よりも小さい値に設定されている、こととするものである。

この場合では、締り嵌めによる固定がされる設計となっており、優れた取り付け性と、高精度な加工が可能となる。

また、図５（Ｂ）に示すように、装着ステップ後、放置による自然冷却により切削ブレード２０をボス部３４に嵌合固定させる、こととするものである。

この場合では、例えば、ブレード固定ナット４０（図２）を省略した切削ブレード２０の固定方法も実現可能となる。

また、図２乃至図５に示すように、
筒軸方向と直交する断面が、隙間部６２ｓにより略Ｃ字状をなす把持部６２と、
把持部６２の内側に設けられ、把持部６２の内周面６２ｃにて保持されるハブ基台２１に当着するヒーター６４と、
を備え、
把持部６２は、外周面６２ｄを掴んで隙間部６２ｓを狭めるように撓み、内周面６２ｃにてハブ基台２１の被把持部６２を取り囲んで保持する、ブレード把持具６０とするものである。

これにより、切削ブレード２０を保持しつつハブ基台２１を加熱するとともに、そのままブレードマウント３０のボス部３４に取り付けることができ、取り付け作業を容易に行える。

また、図２乃至図５に示すように、
スピンドル１１の先端に固定されたブレードマウント３０に取付られた切削ブレード２０の取外し方法であって、
切削ブレード２０のハブ基台２１をブレード把持具６０にて把持する把持ステップと、
ブレード把持具６０に設けたヒーター６４にてハブ基台２１を加熱し、嵌合孔２４を拡径する加熱ステップと、
切削ブレード２０を把持したままブレード把持具６０を移動させ、嵌合孔２４からブレードマウント３０のボス部３４を引き抜く取外しステップと、を有する、切削ブレード２０の取外し方法とするものである。

この取外し方法では、加熱により嵌合孔２４の内径は拡げられているため、ボス部３４からスムーズに引き抜くことができる。特に、締り嵌めによる固定がされる設計においては優れた取外し性が実現できる。

また、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、
切削ブレード２０の嵌合孔２４の直径は、常温時にボス部３４の直径よりも小さい値に設定されている、こととするものである。

この場合では、締り嵌めによる固定がされる設計となっており、優れた取外し性と、高精度な加工が可能となる。

また、図２乃至図５に示すように、
切削ブレード２０の取外し方法に使用されるブレード把持具６０であって、
筒軸方向と直交する断面が、隙間部６２ｓにより略Ｃ字状をなす把持部６２と、
把持部６２の内側に設けられ、把持部６２の内周面６２ｃにて保持されるハブ基台２１に当着するヒーター６４と、
を備え、
把持部６２は、外周面６２ｄを掴んで隙間部６２ｓを狭めるように撓み、内周面６２ｃにてハブ基台２１の被把持部６２を取り囲んで保持する、ブレード把持具６０とするものである。

これにより、切削ブレード２０を保持しつつハブ基台２１を加熱するとともに、そのままブレードマウント３０のボス部３４から引き出すことができ、取外し作業を容易に行える。

１ 切削装置
５ 切削手段
１０ 回転駆動手段
１１ スピンドル
１２ スピンドルハウジング
２０ 切削ブレード
２１ ハブ基台
２１ａ フランジ部
２１ｂ 端面
２１ｃ 外周面
２２ 切り刃
２４ 嵌合孔
３０ ブレードマウント
３２ フランジ部
３４ ボス部
３６ 雄ネジ
４０ ブレード固定ナット
４２ 雌ネジ
４４ ピン挿入孔
５０ マウント固定ナット
６０ ブレード把持具
６２ 把持部
６２ａ 保護プレート
６２ｂ グリップ部
６２ｃ 内周面
６２ｄ 外周面
６２ｋ 係止部
６２ｓ 隙間部
６４ ヒーター
６４ａ 挿通孔
６４ｈ ヒーター面

Claims (5)

1. 嵌合孔が形成される切削ブレードのハブ基台をブレード把持具にて把持する把持ステップと、
   該ブレード把持具に設けられ、該ハブ基台のフランジ部の端面に当着する加熱面を有するヒーターにて該ハブ基台を加熱し、該嵌合孔を拡径する加熱ステップと、
   該切削ブレードを把持したまま該ブレード把持具を移動させ、該嵌合孔にブレードマウントのボス部を挿入させる装着ステップと、
   を有する、スピンドルの先端に固定された該ブレードマウントへの該切削ブレードの取付方法に使用される、ブレード把持具であって、
   該嵌合孔の軸方向と直交する断面が、略Ｃ字状をなす把持部と、
   該把持部の内側に設けられ、該把持部の内周面にて保持される該ハブ基台に当着するヒーターと、
   を備え、
   該把持部は、外周部を掴むことで内周部の径が縮小するように撓み、該内周部にて該ハブ基台の被把持部を取り囲んで保持する、ブレード把持具。
2. 該切削ブレードの取付方法において、該切削ブレードの該嵌合孔の直径は、常温時に該ボス部の直径よりも小さい値に設定されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のブレード把持具。
3. 該切削ブレードの取付方法において、該装着ステップ後、放置による自然冷却により該切削ブレードを該ボス部に嵌合固定させる、
   ことを特徴とする請求項２に記載のブレード把持具。
4. 切削ブレードのハブ基台をブレード把持具にて把持する把持ステップと、
   該ブレード把持具に設けられ、該ハブ基台のフランジ部の端面に当着する加熱面を有するヒーターにて該ハブ基台を加熱し、該ハブ基台に形成される嵌合孔を拡径する加熱ステップと、
   該切削ブレードを把持したまま該ブレード把持具を移動させ、該嵌合孔からブレードマウントのボス部を引き抜く取外しステップと、
   を有する、スピンドルの先端に固定された該ブレードマウントに取付られた該切削ブレードの取外し方法に使用されるブレード把持具であって、
   該嵌合孔の軸方向と直交する断面が、略Ｃ字状をなす把持部と、
   該把持部の内側に設けられ、該把持部の内周面にて保持される該ハブ基台に当着するヒーターと、
   を備え、
   該把持部は、外周部を掴むことで内周部の径が縮小するように撓み、該内周部にて該ハブ基台の被把持部を取り囲んで保持する、ブレード把持具。
5. 該切削ブレードの取外し方法において、該切削ブレードの該嵌合孔の直径は、常温時に該ボス部の直径よりも小さい値に設定されている、
   ことを特徴とする請求項４に記載のブレード把持具。