KR102394673B1 - 절삭 블레이드, 마운트 플랜지 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 세정용의 세정액을 절약할 수 있고, 절삭 가공의 효율을 올릴 수 있는 것을 목적으로 한다.
절삭 장치의 스핀들의 선단에 고정되고, 절삭액이 공급된 상태에서 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드로서, 일면측에 허브부가 형성된 원형 베이스와, 상기 원형 베이스의 상기 일면과 반대의 면측의 외주부에 형성된 절삭날로 이루어지고, 상기 원형 베이스에는, 둘레 방향에 걸쳐 절삭액 반환부가 형성되어 있는 절삭 블레이드. 또는, 절삭액이 공급된 상태에서 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 절삭 장치의 스핀들의 선단에 고정하는 마운트 플랜지로서, 마운트 플랜지 본체의 플랜지부와 함께 상기 절삭 블레이드를 협지(挾持)하여 고정하는 고정 너트를 구비하고, 상기 플랜지부에는, 상기 지지면의 배면측에서 둘레 방향에 걸쳐 절삭액 반환부가 형성되어 있는 마운트 플랜지.

Description

절삭 블레이드, 마운트 플랜지{CUTTING BLADE, MOUNT FLANGE}
본 발명은 절삭액이 공급된 상태에서 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드 및 절삭 블레이드를 스핀들의 선단에 고정하는 마운트 플랜지에 관한 것이다.
반도체 웨이퍼나 패키지 기판, 세라믹스 기판, 유리 기판 등의 피가공물을 원환형의 절삭 블레이드로 정밀하게 절삭 가공하는 절삭 장치가 알려져 있다. 상기 절삭 장치에서는, 상기 절삭 블레이드가 스핀들에 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 상기 스핀들을 회전시킴으로써 절삭 블레이드를 회전시키고, 회전하는 절삭 블레이드를 피가공물에 절입시켜 피가공물을 절삭 가공한다.
상기 피가공물의 표면에는, 예컨대, 격자형으로 설정된 분할 예정 라인에 의해 구획되는 복수의 영역의 각각에, IC나 LSI 등의 디바이스가 형성된다. 그리고, 상기 분할 예정 라인을 따라 피가공물이 절삭되어 피가공물이 분할되면, 디바이스를 갖는 복수의 칩(이하, 디바이스 칩이라고 함)이 형성된다.
피가공물의 가공에 사용되는 절삭 장치에서는, 절삭 블레이드를 피가공물에 절입시킬 때, 절삭 블레이드에 절삭액을 공급한다. 절삭 블레이드는, 절삭액이 공급된 상태에서 피가공물을 절삭 가공한다.
피가공물의 절삭 가공에 있어서는, 절삭 부스러기 등의 컨태미네이션(contamination)이 발생하는데, 이것이 피가공물에 부착되면 여러 가지 불량을 일으킨다. 예컨대, 피가공물의 본딩 패드에 부착되면, 본딩 불량을 일으키는 경우가 있다. 피가공물이 CMOS 센서나 CCD 센서 등의 이미지 센서인 경우, 센서에 컨태미네이션이 부착되면 디바이스 불량이 된다.
절삭 가공 후에 피가공물이 건조되면, 절삭 가공 중에 피가공물에 부착된 컨태미네이션이 고착되어 버리고, 그 후에 세정을 실시해도 이것을 제거하는 것은 곤란하다. 그래서, 절삭 가공 중의 피가공물에 세정액을 공급하는 절삭 장치가 제안되었다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 제2006-231474호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 평성 제6-97278호 공보
그러나, 이들 절삭 장치에서는, 피가공물의 절삭 가공을 위해서 공급되는 절삭액에 더하여, 피가공물의 세정을 위해서 세정액을 공급할 필요가 있다. 그 때문에, 피가공물에 공급되는 액체의 양이 증가하여, 가공 비용이 증대한다고 하는 새로운 문제가 발생해 버린다.
본 발명은 이러한 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 사용하는 수량을 억제하고, 또한, 컨태미네이션의 고착을 방지하는 절삭 블레이드 및 마운트 플랜지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 절삭 장치의 스핀들의 선단에 고정되고, 절삭액이 공급된 상태에서 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드로서, 중앙에 감합(嵌合) 구멍이 형성되며 일면측에 허브부가 형성된 원형 베이스와, 상기 원형 베이스의 상기 일면과 반대의 면측의 외주부에 형성된 절삭날로 이루어지고, 상기 원형 베이스에는, 둘레 방향에 걸쳐 절삭액 반환부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 절삭 블레이드가 제공된다.
또한, 본 발명의 다른 일 양태에 의하면, 절삭액이 공급된 상태에서 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 절삭 장치의 스핀들의 선단에 고정하는 마운트 플랜지로서, 절삭 블레이드의 감합 구멍에 삽입 관통되며, 선단에 수나사가 형성된 보스부와, 상기 보스부로부터 직경 방향으로 돌출되며, 상기 절삭 블레이드를 지지하는 지지면을 가진 플랜지부를 갖는 마운트 플랜지 본체와, 상기 보스부의 상기 수나사와 나사 결합하는 암나사가 내주에 형성되고, 상기 플랜지부와 함께 상기 절삭 블레이드를 협지(挾持)하여 고정하는 고정 너트를 구비하며, 상기 플랜지부에는, 상기 지지면의 배면측에서 둘레 방향에 걸쳐 절삭액 반환부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 마운트 플랜지가 제공된다.
한편, 본 발명의 상기 다른 일 양태에 있어서, 상기 절삭 블레이드는 원판형이고, 상기 마운트 플랜지는, 상기 마운트 플랜지 본체와 함께 상기 절삭 블레이드를 지지하는 지지면을 가진 전측 플랜지를 더 구비하며, 상기 고정 너트는 상기 전측 플랜지를 고정함으로써 상기 전측 플랜지를 통해 상기 플랜지부와 함께 상기 절삭 블레이드를 협지하고, 상기 전측 플랜지에는, 상기 지지면의 배면측에서 둘레 방향에 걸쳐 절삭액 반환부가 형성되어 있어도 좋다.
절삭 블레이드에 의한 절삭 가공이 실시되고 있는 동안, 상기 절삭 블레이드에는 절삭액이 공급되는데, 공급된 절삭액의 대부분은 절삭 블레이드의 절삭날로부터 베이스나 마운트 플랜지를 경유하여 외부로 비산한다.
그래서, 본 발명의 일 양태에 따른 절삭 블레이드 및 마운트 플랜지에는, 외부로 비산하려고 하는 절삭액을 피가공물의 세정에 이용하기 위해서, 절삭액 반환부가 형성되어 있다. 상기 절삭액 반환부는, 절삭 블레이드에 공급된 절삭액이 외부로 전달되기까지의 경로에 형성되어 있으며, 상기 절삭액 반환부에 도달한 절삭액의 외측으로의 전달을 억제한다.
상기 절삭액 반환부에 도달한 절삭액은 기세를 잃고 피가공물 상에 낙하한다. 피가공물 상에 낙하한 절삭액은 피가공물 상의 컨태미네이션을 씻어내기 때문에, 세정을 위해서 피가공물에 공급하는 세정액을 절약할 수 있다. 종래의 구성에서는 외부로 비산하고 있던 절삭액을 이용하여 피가공물의 세정을 실시할 수 있기 때문에, 절삭 가공의 효율은 매우 좋다.
따라서, 본 발명에 의하면, 사용하는 수량을 억제하고, 또한, 컨태미네이션의 고착을 방지하는 절삭 블레이드 및 마운트 플랜지가 제공된다.
도 1은 절삭 장치를 모식적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 절삭 유닛을 모식적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 3의 (A)는 절삭 블레이드 및 마운트 플랜지를 모식적으로 도시한 측면도이고, 도 3의 (B)는 절삭액의 흐름의 모습을 확대하여 모식적으로 도시한 상면도이다.
도 4는 절삭 유닛을 모식적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 5의 (A)는 절삭 블레이드 및 마운트 플랜지를 모식적으로 도시한 측면도이고, 도 5의 (B)는 절삭액의 흐름의 모습을 확대하여 모식적으로 도시한 상면도이다.
도 6은 절삭 가공을 모식적으로 도시한 측면도이다.
도 7의 (A)는 절삭 블레이드 및 마운트 플랜지를 모식적으로 도시한 측면도이고, 도 7의 (B)는 절삭액의 흐름의 모습을 확대하여 모식적으로 도시한 상면도이다.
도 8은 블레이드 커버를 모식적으로 도시한 측면도이다.
먼저, 본 실시형태에 따른 절삭 블레이드 및 마운트 플랜지가 사용되는 절삭 장치에 대해 도 1을 이용하여 설명한다. 도 1은 절삭 장치의 일례를 모식적으로 도시한 사시도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 절삭 장치(2)는, 각 구성 요소를 지지하는 베이스(4)를 구비한다. 베이스(4)의 상면에는 유지 테이블(유지 수단)(6)이 설치되고, 상기 유지 테이블(6)의 상방에는, 절삭 유닛(절삭 수단)(8)이 설치된다.
유지 테이블(6)의 하방에는, X축 이동 기구(이동 수단)(10)가 설치된다. X축 이동 기구(10)는, 베이스(4)의 상면에 설치되며 X축 방향에 평행한 한 쌍의 X축 가이드 레일(12)을 구비한다. X축 가이드 레일(12)에는, X축 이동 테이블(14)이 슬라이드 가능하게 배치된다.
X축 이동 테이블(14)의 이면측(하면측)에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되고, 이 너트부에는, X축 가이드 레일(12)과 평행한 X축 볼 나사(16)가 나사 결합된다. X축 볼 나사(16)의 일단부에는, X축 펄스 모터(18)가 연결된다. X축 펄스 모터(18)에 의해 X축 볼 나사(16)를 회전시키면, X축 이동 테이블(14)은, X축 가이드 레일(12)을 따라 X축 방향으로 이동한다.
X축 이동 테이블(14)의 표면측(상면측)에는, 지지대(20)가 설치된다. 지지대(20)의 중앙에는, 유지 테이블(6)이 배치된다. 유지 테이블(6) 주위에는, 피가공물을 유지하는 환형의 프레임(도시하지 않음)을 사방으로부터 협지 고정하는 4개의 클램프(22)가 설치된다.
유지 테이블(6)은, 지지대(20)의 하방에 설치된 회전 기구(도시하지 않음)와 연결되어 있고, Z축과 평행한 회전축 주위로 회전 가능하다. 유지 테이블(6)의 표면에는 다공질 부재가 배치되고, 상기 다공질 부재는 유지 테이블(6)의 내부에 형성된 흡인로(도시하지 않음)를 통해 흡인원(도시하지 않음)에 접속된다. 유지 테이블의 상면은 유지면(6a)이며, 상기 유지면(6a) 상에 올려 놓여진 피가공물에 대해 상기 흡인원으로부터 부압을 작용하면, 피가공물은 유지 테이블(6) 상에 흡인 유지된다.
피가공물은, 예컨대, 실리콘, 사파이어 등의 반도체 웨이퍼이고, 또한, 유리, 석영 등의 기판이다. 상기 피가공물의 표면에는, 예컨대, 격자형으로 설정된 분할 예정 라인에 의해 구획되는 복수의 영역의 각각에, IC나 LSI 등의 디바이스가 형성된다. 그리고, 상기 분할 예정 라인을 따라 피가공물이 절삭되어 피가공물이 분할되면, 디바이스 칩이 형성된다.
X축 이동 기구(10)에 인접하여, 절삭 유닛(8)을 인덱싱 이송 방향(Y축 방향)으로 이동시키는 Y축 이동 기구(인덱싱 이송 수단)(24)가 설치된다. Y축 이동 기구(24)는, 베이스(4)의 상면에 설치되며 Y축 방향에 평행한 한 쌍의 Y축 가이드 레일(26)을 구비한다.
Y축 가이드 레일(26)에는, Y축 이동 테이블(28)이 슬라이드 가능하게 설치된다. Y축 이동 테이블(28)은, Y축 가이드 레일(26)에 접하는 베이스부(28a)와, 베이스부(28a)에 대해 세워져 설치된 벽부(28b)를 구비한다. Y축 이동 테이블(28)의 베이스부(28a)의 이면측(하면측)에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되어 있고, 이 너트부에는, Y축 가이드 레일(26)과 평행한 Y축 볼 나사(30)가 나사 결합된다.
Y축 볼 나사(30)의 일단부에는, Y축 펄스 모터(32)가 연결된다. Y축 펄스 모터(32)에 의해 Y축 볼 나사(30)를 회전시키면, Y축 이동 테이블(28)은, Y축 가이드 레일(26)을 따라 Y축 방향으로 이동한다.
Y축 이동 테이블(28)의 벽부(28b)에는, 블레이드 유닛(8)을 연직 방향(Z축 방향)으로 이동시키는 Z축 이동 기구(34)가 설치된다. Z축 이동 기구(34)는, 벽부(28b)의 측면에 설치되며 Z축 방향에 평행한 한 쌍의 Z축 가이드 레일(36)을 구비한다.
Z축 가이드 레일(36)에는, Z축 이동 테이블(38)이 슬라이드 가능하게 설치된다. Z축 이동 테이블(38)의 이면측[벽부(28b)측]에는, 너트부(도시하지 않음)가 설치되고, 이 너트부에는, Z축 가이드 레일(36)과 평행한 Z축 볼 나사(도시하지 않음)가 나사 결합된다.
Z축 볼 나사의 일단부에는, Z축 펄스 모터(40)가 연결된다. Z축 펄스 모터(40)에 의해 Z축 볼 나사를 회전시키면, Z축 이동 테이블(38)은, Z축 가이드 레일(36)을 따라 Z축 방향으로 이동한다. 이 Z축 이동 테이블(38)에는, 피가공물을 절삭하는 절삭 유닛(8)이 지지된다.
절삭 유닛(8)은, 회전 가능하게 지지된 스핀들과, 상기 스핀들에 의해 회전되는 절삭 블레이드(42)를 구비한다. 상기 절삭 블레이드(42)의 절삭날은, 금속이나 수지 등의 본드재(결합제)에 다이아몬드 등의 지립을 혼합하여 형성된다. 회전하는 절삭 블레이드(42)를 유지 테이블(6)에 유지된 피가공물에 절입시키면, 상기 피가공물을 절삭 가공할 수 있다.
절삭 유닛(8)은, 절삭 블레이드(42)를 덮는 블레이드 커버(44)를 더 구비한다. 블레이드 커버(44)에 대해, 도 6을 이용하여 상세히 서술한다. 도 6에는 절삭 유닛(8)의 측면도가 도시되어 있다.
블레이드 커버(44)는, 절삭 블레이드(42)의 양 측면에 인접하여 절삭 블레이드(42)를 향한 분출구가 형성된 절삭액 공급 노즐(44a)과, 절삭 블레이드(42)의 외주 방향으로 인접하는 절삭액 분출구(44b)를 구비한다. 절삭액 공급 노즐(44a) 및 절삭액 분출구(44b)의 각각은, 절삭액 송액 파이프(44c, 44d)를 통해 절삭액 공급원(도시하지 않음)에 접속된다. 피가공물의 절삭 가공 시에는, 절삭액 공급 노즐(44a)의 상기 분출구 및 절삭액 분출구(44b)로부터 절삭 블레이드(42)에 절삭액이 공급된다. 절삭액은, 예컨대 순수(純水)이다.
또한, 블레이드 커버(44)의 하면에는, 피가공물을 향한 스프레이 노즐(도시하지 않음)이 설치되어 있다. 피가공물의 절삭 가공 시에는, 상기 스프레이 노즐로부터 피가공물에 세정액이 분출된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 절삭 유닛(8)은, 절삭 가공이 진행되는 절삭 진행 방향(가공 이송 방향)에 있어서 상기 절삭 블레이드(42)보다 전방에 촬상 장치(46)를 갖는다. 촬상 장치(46)는 피가공물의 표면을 촬상할 수 있고, 절삭 블레이드(42)가 피가공물의 절삭 예정 라인을 절삭하도록 절삭 블레이드(42)의 위치를 조정할 때에 이용된다.
다음으로, 절삭 유닛에 대해 상세히 서술한다. 도 2는 절삭 유닛(8a)의 일례를 모식적으로 도시한 분해 사시도이다. 도 2에 도시된 절삭 유닛(8a)에는, 허브 타입의 절삭 블레이드(42a)가 장착되어 있다. 절삭 블레이드(42a)는, 원형 베이스(48a)와, 절삭날(50)로 이루어진다. 원형 베이스(48a)에는, 중앙에 감합 구멍(48c)이 형성되며 일면측에 허브부가 형성되어 있다. 절삭날(50)은, 상기 원형 베이스(48a)의 상기 일면과 반대의 면측의 외주부에 형성되어 있다.
절삭 유닛(8a)은, 스핀들 하우징(52)을 구비하고 있다. 스핀들 하우징(52)의 내부에는, 에어 베어링에 의해 Y축 주위로 회전 가능하게 지지되는 스핀들(54)이 수용되어 있다. 스핀들(54)의 선단부에는 나사 구멍이 형성되어 있고, 절삭 시의 스핀들(54)의 회전 방향으로 회전시킴으로써 조여지는 방향으로 나사가 형성되어 있다. 스핀들(54)의 선단에 마운트 플랜지(56a)가 부착된다.
마운트 플랜지(56a)는, 마운트 플랜지 본체(58a)와, 상기 마운트 플랜지 본체(58a)와의 사이에서 절삭 블레이드(42a)를 협지하여 고정하는 고정 너트(60)를 구비한다. 마운트 플랜지 본체(58a)는, 절삭 블레이드(42a)의 감합 구멍(48c)에 삽입 관통되는 보스부(62a)와, 상기 보스부(62a)로부터 직경 방향으로 돌출되며 상기 절삭 블레이드(42a)를 지지하는 지지면을 가진 플랜지부(64a)를 구비한다. 보스부(62a)의 선단에는 수나사가 형성된다. 고정 너트(60)에는, 상기 보스부(62a)의 상기 수나사와 나사 결합하는 암나사가 내주에 형성된다.
상기 보스부(62a)와, 상기 플랜지부(64a)는 각각의 중심축이 겹쳐지도록 배치된다. 즉, 원기둥형의 상기 보스부(62a)의 2개의 바닥면의 각각의 중심을 연결하는 축과, 원판형의 플랜지부(64a)의 2개의 원형의 면의 각각의 중심을 연결하는 축이 1개의 직선에 겹쳐진다.
마운트 플랜지(56a)의 내측에는, 스핀들 장착 구멍(70a)이 형성되어 있다. 상기 스핀들 장착 구멍(70a)은, 상기 스핀들 장착 구멍(70a)에 스핀들(54)이 장착될 때에, 전술한 중심축과, 스핀들(54)의 회전 중심이 일치하도록, 상기 스핀들(54)의 선단에 대응하는 형상으로 형성된다. 상기 스핀들 장착 구멍(70a)은, 상기 보스부(62a)측에 개구를 가지며, 스핀들 장착 구멍(70a)에 삽입된 스핀들(54)의 선단의 나사 구멍에 상기 개구를 통해 볼트(72)를 나사 결합할 수 있다.
마운트 플랜지(56a)를 이용하여 스핀들(54)에 장착된 절삭 블레이드(42a)를 도 3의 (A)에 도시한다. 도 3의 (A)는 절삭 블레이드(42a) 및 마운트 플랜지(56a)를 모식적으로 도시한 측면도이다. 본 실시형태에 따른 마운트 플랜지(56a)에 있어서는, 상기 플랜지부(64a)에는, 절삭 블레이드(42a)를 지지하는 상기 지지면의 배면측에서 둘레 방향에 걸쳐 절삭액 반환부(66a)가 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태에 따른 절삭 블레이드(42a)의 원형 베이스(48a)에는, 둘레 방향에 걸쳐 절삭액 반환부(66b)가 형성되어 있다.
절삭액 반환부(66a, 66b)의 기능에 대해, 도 3의 (B)를 이용하여 설명한다. 도 3의 (B)는 블레이드 커버(44)의 절삭액 분출구(44b)로부터 절삭 블레이드(42a)에 공급되는 절삭액의 흐름의 모습을 확대하여 모식적으로 도시한 상면도이다.
도 3의 (B)에 도시된 바와 같이, 공급된 절삭액(68)의 일부는, 절삭 블레이드(42a)의 절삭날(50)에 공급된 후, 절삭 블레이드(42a)를 타고 마운트 플랜지(56a)의 플랜지부(64a)에 도달한다. 여기서, 상기 플랜지부(64a)에는, 절삭액 반환부(66a)가 형성되어 있다. 그 때문에, 절삭액(68)은 절삭액 반환부(66a)에서 반환되기 때문에, 그 이상으로 외측으로 전달되기 어렵고, 기세를 잃고 낙하한다.
또한, 도 3의 (B)에 도시된 바와 같이, 공급된 절삭액(68)의 일부는, 절삭 블레이드(42a)의 절삭날(50)에 공급된 후, 절삭 블레이드(42a)의 원형 베이스(48a)에 도달한다. 여기서, 상기 원형 베이스(48a)에는, 절삭액 반환부(66b)가 형성되어 있다. 그 때문에, 절삭액(68)은 절삭액 반환부(66a)에서 반환되기 때문에, 그 이상으로 외측으로는 전달되기 어렵고, 기세를 잃고 낙하한다.
기세를 잃고 낙하한 절삭액(68)은, 유지 테이블(6)에 유지된 피가공물에 도달한다. 그러면, 상기 절삭액(68)이 피가공물을 세정하여 컨태미네이션을 씻어낸다. 그 때문에, 세정용으로 피가공물에 공급하는 세정액을 절약할 수 있다. 종래 비산하고 있던 절삭액을 이용하여 피가공물의 세정을 실시할 수 있기 때문에, 절삭 가공의 효율은 매우 좋다.
예컨대, 마운트 플랜지에 절삭액 반환부가 형성되지 않고, 절삭 블레이드의 원형 베이스에 절삭액 반환부가 형성되지 않는 경우, 절삭액은 기세를 잃지 않고 절삭 유닛의 외부로 비산한다. 종래의 절삭 블레이드 및 마운트 플랜지에 대해 도 7을 이용하여 설명한다. 도 7의 (A)는 절삭 블레이드 및 마운트 플랜지를 모식적으로 도시한 측면도이고, 도 7의 (B)는 절삭액의 흐름의 모습을 확대하여 모식적으로 도시한 상면도이다.
도 7의 (A)에 도시된 종래의 절삭 블레이드(42b) 및 종래의 마운트 플랜지(56b)에는, 절삭액 반환부가 형성되지 않는다. 그 때문에, 도 7의 (B)에 도시된 바와 같이, 절삭 블레이드(42b)에 절삭액 분출구(44b)로부터 공급된 절삭액(68)의 일부는, 절삭 블레이드(42b)의 절삭날(50)에 공급된 후, 절삭 블레이드(42b), 마운트 플랜지(56b) 및 스핀들(54)을 타고, 외부로 비산한다. 또한 절삭액(68)의 다른 일부는, 절삭 블레이드(42b), 원형 베이스(48b) 및 고정 너트(60)를 타고, 외부로 비산한다.
외부로 비산한 절삭액은 피가공물을 세정하지 않아, 컨태미네이션을 씻어내지 않는다. 그 때문에, 종래의 절삭 블레이드(42b) 및 종래의 마운트 플랜지(56b)를 이용하는 경우, 절삭 가공에서 생긴 컨태미네이션을 씻어내기 위해서 다량의 세정액을 피가공물에 공급하지 않으면 안 되었다. 한편, 본 실시형태에 따른 절삭 블레이드 및 본 실시형태에 따른 마운트 플랜지에는 절삭액 반환부가 형성되어 있어, 종래 비산하고 있던 절삭액을 이용하여 피가공물을 세정할 수 있기 때문에, 세정액을 절약할 수 있어 절삭 가공의 효율은 매우 좋다.
본 실시형태에 따른 절삭 블레이드 및 마운트 플랜지의 다른 구성예에 대해, 도 4 및 도 5를 이용하여 설명한다. 한편, 절삭 유닛(8a)과 동일한 구성물에 대해서는 설명을 생략한다. 도 4 및 도 5에 도시된 절삭 유닛(8c)에는, 중앙에 감합 구멍이 형성된 원판형의 절삭 블레이드(42c)가 장착된다. 절삭 블레이드(42c)는, 예컨대, 와셔 타입 또는 킴벌리 타입의 절삭 블레이드이다. 절삭 블레이드(42c)의 외주는 절삭날이 된다.
절삭 유닛(8c)에서는, 스핀들(54)의 선단에 마운트 플랜지(56c)가 부착된다. 마운트 플랜지(56c)는, 마운트 플랜지 본체(58c)와, 상기 마운트 플랜지 본체(58c)와의 사이에서 절삭 블레이드(42c)를 지지하는 지지면을 가진 전측 플랜지(74)와, 전측 플랜지(74)를 고정하는 고정 너트(60)를 구비한다. 상기 고정 너트(60)는 상기 전측 플랜지(74)를 고정함으로써 상기 전측 플랜지(74)를 통해 마운트 플랜지 본체(58c)의 플랜지부(64c)와 함께 상기 절삭 블레이드(42c)를 지지한다.
마운트 플랜지(56c)를 이용하여 스핀들(54)에 장착된 절삭 블레이드(42c)를 도 5의 (A)에 도시한다. 도 5의 (A)는 절삭 블레이드(42c) 및 마운트 플랜지(56c)를 모식적으로 도시한 측면도이다. 본 실시형태에 따른 마운트 플랜지(56c)에 있어서는, 전측 플랜지(74)에는, 절삭 블레이드(42c)를 지지하는 상기 지지면의 배면측에서 둘레 방향에 걸쳐 절삭액 반환부(66c)가 형성되어 있다.
절삭액 반환부(66c)의 기능에 대해, 도 5의 (B)를 이용하여 설명한다. 도 5의 (B)는 블레이드 커버(44)의 절삭액 분출구(44b)로부터 절삭 블레이드(42c)에 공급되는 절삭액(68)의 흐름의 모습을 확대하여 모식적으로 도시한 상면도이다.
도 5의 (B)에 도시된 바와 같이, 공급된 절삭액(68)의 일부는, 절삭 블레이드(42c)에 공급된 후, 마운트 플랜지(56c)의 전측 플랜지(74)에 도달한다. 여기서, 전측 플랜지(74)에는, 절삭액 반환부(66c)가 형성되어 있다. 그 때문에, 절삭액(68)은 절삭액 반환부(66c)에서 반환되기 때문에, 그 이상으로 외측으로는 전달되기 어렵고, 기세를 잃고 피가공물에 낙하하며, 피가공물을 세정하여 컨태미네이션을 제거한다. 그 때문에, 피가공물에 공급하는 세정액을 절약할 수 있다.
한편, 본 실시형태에 따른 절삭 블레이드 및 마운트 플랜지에 있어서, 형성되는 절삭액 반환부(66a, 66b, 66c)는, 예컨대, 깊이 2 ㎜, 폭 2 ㎜의 원환형의 홈이다. 단, 절삭액 반환부(66a, 66b, 66c)는 이것에 한하지 않는다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 절삭 블레이드 또는 마운트 플랜지를 장착한 절삭 유닛을 이용한 피가공물의 절삭 가공에 대해 설명한다. 상기 절삭 가공은, 절삭 장치(2)에 의해 실시된다. 도 6을 이용하여 상기 절삭 방법에 대해 설명한다. 도 6은 상기 절삭 방법을 모식적으로 설명하는 부분 단면도이다.
피가공물(1)은, 예컨대, 프레임(3)에 붙여진 테이프(5)에 부착된 원판형의 반도체 웨이퍼이다. 먼저, 피가공물(1)을 상기 테이프(5)를 통해 유지 테이블(6)의 유지면(6a) 상에 올려 놓고, 클램프(22)에 의해 프레임(3)을 고정한다. 다음으로, 유지 테이블(6)의 내부의 흡인원을 작동시키고, 유지 테이블(6)의 내부의 흡인로를 통해 피가공물(1)을 흡인시켜, 피가공물(1)을 유지 테이블(6) 상에 고정한다.
다음으로, 절삭 블레이드(42)가 피가공물(1)의 절삭 예정 라인의 일단의 외측 상방에 위치되도록, X축 이동 기구(이동 수단)(10)와, Y축 이동 기구(인덱싱 이송 수단)(24)를 작동시켜 절삭 유닛(8)을 소정의 위치에 위치시킨다. 그리고, 절삭 블레이드(42)의 회전을 개시하고, 절삭 블레이드(42)에 절삭액을 공급한다. 절삭 블레이드(42)에의 절삭액의 공급은, 절삭액 공급 노즐(44a) 및 절삭액 분출구(44b)로부터 행해진다.
그 후, 절삭 유닛(8)을 하강시켜, 절삭 블레이드(42)를 소정의 높이 위치에 위치시킨다. 그리고, 절삭 장치(2)의 X축 이동 기구를 작동시켜, 피가공물(1)을 가공 이송한다. 그리고, 회전하는 절삭 블레이드(42)가 피가공물(1)에 접촉하면 절삭 가공이 개시된다.
이때, 절삭액 분출구(44b)로부터 절삭 블레이드(42)에 공급된 절삭액은, 절삭 블레이드(42)나 마운트 플랜지를 따라 이동하지만, 상기 절삭 블레이드의 원형 베이스나 마운트 플랜지에 형성된 절삭액 반환부에 도달한 절삭액은 반환되어 기세를 잃어 버린다. 그러면, 상기 절삭액은 피가공물(1)을 향해 낙하하고, 피가공물(1)의 절삭 가공에서 생기는 절삭 부스러기 등의 컨태미네이션을 씻어낸다. 그 때문에, 피가공물(1)의 세정용의 세정액을 절약할 수 있고, 절삭 가공의 효율을 올릴 수 있다.
그리고, 절삭 블레이드(42)에 의한 절삭 가공이 진행되어, 모든 분할 예정 라인을 따라 피가공물(1)이 분할되면, 예컨대, 개개의 디바이스 칩이 형성된다.
한편, 본 실시형태에 따른 절삭 블레이드 및 마운트 플랜지가 사용되는 절삭 장치에 있어서는, 블레이드 커버(44)의 절삭액 공급구(44b)에 인접하여 돌출부가 형성되어도 좋다. 상기 돌출부는, 상기 절삭액 분출구(44b)로부터 분출된 절삭액이 절삭 블레이드(42)에 도달하는 지점보다 상기 절삭 블레이드(42)의 회전 방향 전방에 배치된다. 즉, 상기 돌출부는 절삭액 분출구(44b)의 절삭 블레이드(42)의 회전 방향의 반대 방향으로 인접한다.
절삭 블레이드(42)에 의한 절삭 가공이 실시되고 있는 동안, 절삭액 분출구(44b)로부터는 상기 절삭 블레이드(42)에 절삭액이 공급된다. 그리고, 상기 절삭 블레이드(42)가 피가공물에 접촉하는 가공점에 적절히 절삭액이 공급되는 것이 기대된다.
그러나, 절삭 블레이드(42)에 공급된 절삭액의 일부는, 절삭 블레이드(42)의 회전에 따라 절삭 블레이드(42)의 외주에 동반하여 회전한다. 절삭 블레이드(42)의 외주부에 절삭 블레이드(42)에 동반하여 회전하는 동반 회전액이 존재하면, 절삭액 분출구(44b)로부터 새롭게 공급되는 절삭액이 상기 동반 회전액에 저지되어, 절삭액이 기대되는 바와 같이는 가공점에 공급되지 않게 된다.
그래서, 블레이드 커버(44)에는, 상기 절삭액 분출구(44b)로부터 분출된 절삭액이 절삭 블레이드(42)에 도달하는 개소보다 상기 절삭 블레이드(42)의 회전 방향 전방에 돌출부를 배치한다. 그러한 돌출부를 갖는 블레이드 커버(44)를 도 8에 도시한다. 도 8은 돌출부(76)를 갖는 블레이드 커버(44)를 모식적으로 도시한 측면도이다. 예컨대, 도 8에 도시된 바와 같이, 블레이드 커버(44)의 절삭액 공급구(44b)에 인접하여 돌출부(76)가 형성된다.
그러면, 절삭 블레이드(42)의 동반 회전액의 일부는 상기 돌출부(76)에 충돌하여 절삭 블레이드(42)로부터 분리된다. 즉, 돌출부(76)는 상기 절삭 블레이드(42)에 동반하여 회전하는 절삭액의 일부의 그 이상의 동반 회전을 저지한다.
절삭 블레이드(42)의 동반 회전액의 양을 저감할 수 있으면, 절삭액 분출구(44b)로부터 새롭게 공급되는 절삭액이 방해받기 어려워진다. 그 때문에, 상기 절삭액이 적절히 가공점에 공급되도록 되어, 과잉으로 절삭액을 공급할 필요도 없어진다. 따라서, 절삭 장치(2)에 있어서 사용되는 액체를 더욱 절약할 수 있다.
[실시예]
다음으로 본 발명의 일 양태에 따른 절삭 블레이드 및 마운트 플랜지의 작용 효과를 확인한 실험에 대해 설명한다. 본 실시예에서는, 상기 절삭 블레이드 및 상기 마운트 플랜지를 구비한 절삭 장치에 의해 피가공물을 절삭 가공하고, 절삭 가공 후의 피가공물을 관찰하여 부착물의 수를 계측하였다.
실험의 개요에 대해 설명한다. 본 실험에 사용한 절삭 장치는 가부시키가이샤 디스코 제조의 "DFD6362"이고, 상기 절삭 장치에 장착한 절삭 블레이드는, 가부시키가이샤 디스코 제조의 "ZH05-SD2000-N1-110GF(HEGF1010)"이다. 상기 절삭 블레이드의 장착에 이용한 마운트 플랜지 및 상기 절삭 블레이드의 원형 베이스에는, 절삭액 반환부를 형성하였다.
본 실험에 사용한 피가공물은, 두께 0.73 ㎜의 8인치 직경의 Si 웨이퍼이다. 본 실험에서는, 상기 피가공물의 표면측에 린텍 가부시키가이샤 제조의 테이프 "D-650"을 접착하고, 피가공물의 이면측을 노출하도록 상기 절삭 장치의 유지 테이블에 피가공물의 표면측을 향하게 하여 피가공물을 얹어 놓았다. 그리고, 상기 테이프를 통해 유지 테이블에 피가공물을 흡인 유지시켰다. 한편, 피가공물 상의 부착물의 계측을 용이하게 하기 위해서, 피가공물의 이면측에는 수지막을 형성하였다.
절삭 가공의 조건은, 스핀들의 회전수를 40000 rpm, 상기 피가공물의 가공 이송 속도를 30 ㎜/s로 하고, 절삭 블레이드의 최하점과 유지 테이블 상면 사이의 거리(블레이드 하이트)를 0.07 ㎜로 하였다. 절삭 블레이드의 인덱싱 이송량(인덱스 사이즈)은 제1 방향으로 5 ㎜, 상기 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 5 ㎜로 하였다.
절삭액 공급 노즐(44a)(도 1, 6, 8 등 참조)에 형성된 분출구로부터 공급하는 절삭수량은 1.5 L/min, 절삭액 분출구(44b)(도 6, 8 등 참조)로부터 공급하는 절삭수량은 1.0 L/min으로 하였다. 또한, 블레이드 커버의 하면에 설치된 스프레이 노즐(도시하지 않음)로부터 상기 피가공물에 세정액을 분출시킨다. 이 세정액량을 1.0 L/min으로 하였다.
이러한 조건에 의해 상기 피가공물에 대해 5 ㎜×5 ㎜의 격자형으로 절삭 가공을 실시하였다. 절삭 가공에 의해 형성된 절삭홈에 의해 구획된 각 영역을 하나의 칩으로 하고, 임의의 9칩에 있어서 부착물의 수를 계측하였다. 부착물의 계측에는, 가부시키가이샤 미쯔토요 제조의 현미경 "MF-UA1020THD" 및 파티클 카운트 측정용 소프트웨어 "FV-PIXELLENCE ENG/3310/STD"를 이용하였다.
각 칩에 있어서 4모퉁이와 중앙의 5개소에 있어서, 현미경 관찰의 배율 200배의 시야 내에 있어서의 1 ㎛ 사이즈 이상의 부착물의 수를 계측하였다. 그리고, 합계 45회의 측정으로 계측된 부착물의 수의 평균값을 산출하였다. 이 실험을 "실시예 1"로 한다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 절삭액 공급구(44b)에 인접하여 돌출부(76)가 형성된 블레이드 커버(44)를 장착한 절삭 장치에 의해 마찬가지로 피가공물을 절삭 가공하고, 마찬가지로 피가공물에 부착된 부착물의 수를 계측하였다. 이 실험을 "실시예 2"로 한다. 한편, 실험 "실시예 2"에 있어서도, 절삭액 반환부가 형성된 마운트 플랜지 및 상기 절삭 블레이드의 원형 베이스를 사용하였다.
또한, 절삭액 공급구(44b)에 인접하여 돌출부(76)가 형성된 블레이드 커버(44)를 장착한 절삭 장치에 의해, 공급하는 절삭액 및 세정액의 양을 전술한 70% 정도로 줄여 피가공물을 절삭 가공하고, 부착물의 수를 계측하였다. 이 실험을 "실시예 3"으로 한다. 한편, 실험 "실시예 3"에 있어서도, 절삭액 반환부가 형성된 마운트 플랜지 및 상기 절삭 블레이드의 원형 베이스를 사용하였다.
한편, 비교를 위해서, 마운트 플랜지 및 절삭 블레이드의 원형 베이스에 절삭액 반환부를 형성하지 않고, 블레이드 커버에 돌출부를 형성하지 않고 동일한 절삭 가공을 실시한 피가공물에 대해서도 마찬가지로 부착물의 수를 계측하였다. 이 실험을 "비교예"로 한다.
부착물의 계측 결과에 대해 설명한다. 비교예에서는 평균 부착물수는 418개, 실시예 1에서는 평균 부착물수는 295개, 실시예 2에서는 평균 부착물수는 64개, 실시예 3에서는 평균 부착물수는 26개가 되었다.
비교예 1의 결과와, 실시예 1의 결과를 비교하면, 상기 절삭 블레이드의 장착에 이용한 마운트 플랜지 및 상기 절삭 블레이드의 원형 베이스에, 절삭액 반환부를 형성함으로써 피가공물의 부착물을 대폭 저감할 수 있는 것을 알 수 있다. 절삭액 반환부의 형성에 의해, 피가공물의 세정에 대한 절삭액의 기여가 커지는 것이 이해된다.
실시예 1의 결과와, 실시예 2의 결과를 비교하면, 블레이드 커버(44)에 돌출부(76)(도 8 참조)를 형성함으로써, 피가공물의 부착물을 대폭 저감할 수 있는 것을 알 수 있다. 상기 돌출부(76)에 의해 절삭 블레이드의 외주의 동반 회전액의 동반 회전을 저지함으로써 피가공물에 적절히 절삭액을 공급할 수 있고, 절삭 부스러기 등이 피가공물에 부착되기 전에 상기 절삭 부스러기 등을 배제할 수 있는 것이 시사된다.
비교예 1의 결과와, 실시예 3의 결과를 비교하면, 마운트 플랜지 및 상기 절삭 블레이드의 원형 베이스에 절삭액 반환부가 설치되고, 블레이드 커버(44)에 돌출부(76)(도 8 참조)가 형성되어 있으면, 공급되는 절삭액 등의 양을 절약해도 부착물이 증가하지 않는 것을 알 수 있다.
이상의 실험에 의해, 본 발명의 일 양태에 의해 절삭액을 피가공물 상에 낙하시키면, 상기 절삭액에 의해 피가공물이 세정되기 때문에, 피가공물에 공급하는 세정액 등의 액체를 절약할 수 있는 것이 확인되었다.
한편, 본 발명은 상기한 실시형태의 기재에 한정되지 않고, 여러 가지로 변경하여 실시 가능하다. 예컨대, 상기한 실시형태에 있어서는, 절삭액 반환부를 절삭 블레이드의 원형 베이스나 마운트 플랜지에 형성하였으나, 고정용 너트(60)나, 스핀들(54)의 외주를 따라 형성해도 좋다. 또한, 절삭 블레이드의 원형 베이스와, 마운트 플랜지의 한쪽에만 형성해도 좋다.
그 외에, 상기 실시형태에 따른 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
1: 피가공물 3: 프레임
5: 테이프 2: 절삭 장치
4: 베이스 6: 유지 테이블(유지 수단)
6a: 유지면 8, 8a: 절삭 유닛(절삭 수단)
10: X축 이동 기구(이동 수단) 12: X축 가이드 레일
14: X축 이동 테이블 16: X축 볼 나사
18: X축 펄스 모터 20: 지지대
22: 클램프 24: Y축 이동 기구(인덱싱 이송 수단)
26: Y축 가이드 레일 28: Y축 이동 테이블
28a: 베이스부 28b: 벽부
30: Y축 볼 나사 32: Y축 펄스 모터
34: Z축 이동 기구 36: Z축 가이드 레일
38: Z축 이동 테이블 40: Z축 펄스 모터
42, 42a, 42b, 42c: 절삭 블레이드 44: 블레이드 커버
44a: 절삭액 공급 노즐 44b: 절삭액 공급구
46: 촬상 장치 48a, 48b: 원형 베이스
48c: 감합 구멍 50: 절삭날
52: 스핀들 하우징 54: 스핀들
56a, 56b, 56c: 마운트 플랜지 58a, 58b, 58c: 마운트 플랜지 본체
60: 고정 너트 62a, 62c: 보스부
64a, 64b, 64c: 플랜지부 66a, 66b, 66c: 절삭액 반환부
68: 절삭액 70a, 70c: 스핀들 장착 구멍
72: 볼트 74: 전측 플랜지
76: 돌출부

Claims (4)

  1. 절삭 장치의 스핀들의 선단에 고정되고, 절삭액이 공급된 상태에서 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드로서,
    중앙에 감합(嵌合) 구멍이 형성되며 일면측에 허브부가 형성된 원형 베이스와,
    상기 원형 베이스의 상기 일면과 반대의 면측의 외주부에 형성되어 절삭액의 공급을 받는 절삭날로 이루어지고,
    상기 원형 베이스에는, 둘레 방향에 걸쳐 제1 절삭액 반환부가 형성되어 있고,
    상기 제1 절삭액 반환부는, 상기 원형 베이스의 외주면에 있어서의 상기 반대의 면측으로부터 상기 일면측으로의 상기 절삭액의 전달을 억제하는 홈 형상으로 형성되어 있고,
    상기 스핀들의 선단에는, 상기 감합 구멍에 삽입 관통되는 보스부와, 상기 보스부로부터 직경 방향으로 돌출되며, 상기 절삭 블레이드를 지지하는 지지면을 갖는 플랜지부를 갖는 마운트 플랜지가 고정되어 있고,
    상기 마운트 플랜지의 상기 플랜지부에는, 상기 지지면의 배면측에서 둘레 방향에 걸쳐 홈 형상의 제2 절삭액 반환부가 형성되어 있고,
    상기 제1 절삭액 반환부와 상기 절삭날의 상기 스핀들의 회전축 방향에 따른 거리는, 상기 제2 절삭액 반환부와 상기 지지면의 상기 스핀들의 회전축 방향에 따른 거리와는 다른 것을 특징으로 하는 절삭 블레이드.
  2. 삭제
  3. 절삭날에 절삭액이 공급된 상태에서 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 절삭 장치의 스핀들의 선단에 고정하는 마운트 플랜지로서,
    중앙에 감합 구멍이 형성된 원판형의 절삭 블레이드의 상기 감합 구멍에 삽입 관통되며, 선단에 수나사가 형성된 보스부와,
    상기 보스부로부터 직경 방향으로 돌출되며, 상기 절삭 블레이드를 지지하는 지지면을 가진 플랜지부
    를 갖는 마운트 플랜지 본체와,
    상기 보스부의 상기 수나사와 나사 결합하는 암나사가 내주에 형성되고, 상기 플랜지부와 함께 상기 절삭 블레이드를 협지(挾持)하여 고정하는 고정 너트
    를 구비하며,
    상기 플랜지부에는, 상기 지지면의 배면측에서 둘레 방향에 걸쳐 홈 형상의 제2 절삭액 반환부가 형성되어 있고,
    상기 마운트 플랜지는, 상기 마운트 플랜지 본체와 함께 상기 절삭 블레이드를 지지하는 지지면을 가진 전측 플랜지를 더 구비하고,
    상기 고정 너트는 상기 전측 플랜지를 고정함으로써 상기 전측 플랜지를 통해 상기 플랜지부와 함께 상기 절삭 블레이드를 협지하고,
    상기 전측 플랜지에는, 상기 지지면의 배면측에서 둘레 방향에 걸쳐 홈 형상의 제3 절삭액 반환부가 형성되어 있고,
    상기 제2 절삭액 반환부 및 상기 제3 절삭액 반환부는, 상기 절삭날에 공급된 상기 절삭액의 상기 절삭날로부터 멀어지는 외측 방향으로의 전달을 억제하는 홈 형상으로 형성되어 있고, 또한, 상기 절삭날과 접하지 않는 것을 특징으로 하는 마운트 플랜지.
  4. 절삭날에 절삭액이 공급된 상태에서 피가공물을 절삭하는 절삭 블레이드를 절삭 장치의 스핀들의 선단에 고정하는 마운트 플랜지로서,
    중앙에 감합 구멍이 형성되며 일면측에 허브부가 형성된 원형 베이스와, 상기 원형 베이스의 상기 일면과 반대의 면측의 외주부에 형성되어 절삭액의 공급을 받는 절삭날로 이루어지는 절삭 블레이드의 상기 감합 구멍에 삽입 관통되며, 선단에 수나사가 형성된 보스부와,
    상기 보스부로부터 직경 방향으로 돌출하며, 상기 절삭 블레이드를 지지하는 지지면을 가진 플랜지부
    를 갖는 마운트 플랜지 본체와,
    상기 보스부의 상기 수나사와 나사 결합하는 암나사가 내주에 형성되고, 상기 플랜지부와 함께 상기 절삭 블레이드를 협지하여 고정하는 고정 너트
    를 구비하며,
    상기 플랜지부에는, 상기 지지면의 배면측에서 둘레 방향에 걸쳐 홈 형상의 제2 절삭액 반환부가 형성되어 있고,
    상기 절삭 블레이드의 상기 원형 베이스에는, 둘레 방향에 걸쳐 홈 형상의 제1 절삭액 반환부가 형성되어 있고,
    상기 제2 절삭액 반환부와 상기 지지면의 상기 스핀들의 회전축 방향에 따른 거리는, 상기 제1 절삭액 반환부와 상기 절삭날의 상기 스핀들의 회전축 방향에 따른 거리와는 다른 것을 특징으로 하는 마운트 플랜지.
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