JPH07299723A - 薄溝加工機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工部分に効率的に切削液が供給され、しか
も強い圧力で加工部分に切削液を供給することで、加工
屑等の汚れを効果的に除去できる薄溝加工機の実現を目
的とする。 【構成】 高速回転する砥石刃１と、回転軸に固定され
砥石刃１が取り付けられる台座１６と、砥石刃１を台座
１６に固定するフランジ２とを備える薄溝加工機におい
て、フランジ２）又は台座１６のすくなくとも一方は、
回転中心を中心とする放射線の方向に複数の溝６を表面
に備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体ウエハの溝加工や
ＶＴＲの磁気ヘッドの切り出しに使用される薄溝加工機
に関し、特に切削時に冷却用及び加工屑の除去用に供給
される切削液が砥石刃と被加工物との加工部分に効率良
く供給できるようにした薄溝加工機に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体ウエハ上に形成された半導体チッ
プを切り離すためにチップ間に薄溝を加工するために薄
溝加工機が広く使用されている。また、このような薄溝
加工機は、ＶＴＲの磁気ヘッドの切り出しや表面を所定
の形状に加工する場合にも使用される。このような薄溝
加工機は一般にダイシング装置と呼ばれる。図４は従来
の薄溝加工機の基本的な構成を示す図である。なお図に
おいては、説明を容易にするために、共通する機能部分
には同一の参照番号を付して表わすこととする。

【０００３】図４において、参照番号１００は溝加工が
施される被加工物の半導体ウエハであり、１０１は半導
体ウエハ１００を保持するステージであり、移動機能を
有している。１は砥石刃であり、高速に回転する。通常
この砥石刃１はブレードと呼ばれており、以下の説明に
おいてもこのブレードという名称を使用する。２はブレ
ード１を回転軸の台座に固定するためのフランジであ
る。９は砥石刃１１０を回転させるスピンドルモータで
ある。ブレード１はダイヤモンド等の砥粒をニッケル等
で固着させたものである。

【０００４】薄溝加工機での加工時には、加工部分の冷
却用及び切削による加工屑の排出のために純水等の冷却
液及び切削液を供給する必要がある。参照番号３は加工
部分に冷却液を供給するための冷却液供給パイプであ
り、冷却液供給パイプ３への冷却液の供給はホース１２
１及び１２２を介して行われる。冷却液供給パイプ３
は、通常ブレード１の両側に設けられるため、ブレード
１に平行に２本あるが、ここでは１本だけが備わってい
るとする。

【０００５】またブレード１と切削液とのなじみが良く
なるように、ブレード１には常時切削液が付着している
ことが望ましい。しかしブレード１は高速回転している
ため、付着している切削液がブレード１から回転の遠心
力で飛散してしまうという問題がある。そこで加工部分
の回転位置の前側に切削液をブレード１に噴射して、加
工部分とブレードのなじみを良くすることが行われる。
参照番号２５は、この目的で切削液を噴出する噴射ノズ
ルであり、ブロック２６に取り付けられている。１２３
は、噴射ノズル２５に切削液を供給するホースである。

【０００６】図５は冷却液供給パイプ３による加工部分
への冷却液の供給を示す図であり、（ａ）はブレードの
回転軸に垂直な方向からみた図であり、（ｂ）はブレー
ドの回転軸方向からみた図である。図５に示すように、
冷却液供給パイプ３からは、ブレード１による被加工物
１００の加工部分に冷却液５が供給される。冷却液は多
量に供給されるため、被加工物１００の表面を覆い、加
工物表面の切削屑を洗い流しステージ１０１上に流れ出
る。ブレード１が高速に回転するため、冷却液及び切削
液は回転方向の後側に向かって激しく飛散する。なお、
参照番号１６はブレード１が取り付けられる台座であ
る。

【０００７】噴射ノズル２５からブレード１に噴射され
る切削液も切削液供給パイプ３から供給されるものと同
じものが使用されるが、噴射ノズル２５から噴射される
切削液は、ブレード１と切削液とのなじみを良くするこ
とを主たる目的としており、これまで加工部分の冷却及
び加工屑の除去についてはあまり考慮されていなかっ
た。

【０００８】加工部分の前側でブレード１に切削液を噴
射する噴射ノズル２５の従来例について説明する。図６
は噴射ノズル２５の従来例を示す図であり、（ａ）はブ
レードの回転軸に垂直な上方向からみた図であり、
（ｂ）はブレードの回転軸方向からみた図である。図６
において、１６はスピンドルモータ９に取り付けられた
台座である。２はブレード１を台座１６に固定するため
のフランジであり、ナット１５で台座１６に固定され
る。フランジ２は通常中心部が周辺部より厚くなってい
る。

【０００９】図示のように、この従来例では、ブレード
１の横方向から、ブレード１の中心に向かって切削液を
噴射する。図６のように噴射した場合、切削液はブレー
ド１によくなじむが、ブレード１及びフランジ１、台座
１６の表面は比較的平滑であり、それらは高速回転して
いるため、ノズル２５から噴射された切削液は、図６の
（ｂ）に示すように、主として加工部分から離れた部分
に飛散されることになる。従って、ノズル２５から供給
された切削液は、加工部分にはあまり供給されないこと
になる。加工部分以外の部分に供給される切削液は、加
工屑除去にはほとんど寄与せず、加工部分の冷却も被加
工物１００の加工部分から離れた部分を冷却することに
なるため冷却効率がよくない。従って、図６に示すよう
にブレード１の横方向から、ブレード１の中心に向かっ
て噴射するのでは、ブレード１と切削液のなじみはよい
が、加工屑除去及び加工部分の冷却にはほとんど寄与し
ないことになる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】実際の装置では、ブレ
ード１及び被加工物１００の冷却及び加工屑の除去のた
めに冷却液供給パイプ３から大量の冷却液を供給してい
る。一旦使用された冷却液は回収され精製されて再使用
されるが、供給量が多いため冷却液に要するコストが大
きな問題になっている。

【００１１】しかも上記のように大量の冷却液を供給し
ても、冷却液供給パイプ３から加工部分に向けて噴出さ
せている冷却液は、加工部分が細い溝であるため、図５
に示すように側方から冷却液を噴出しても溝の内部には
効率よく当たらず、加工屑が十分に除去できないという
問題がある。特に、強固に付着している加工屑の除去は
難しいのが現状である。またノズル２５から供給される
切削液も加工屑除去及び加工部分の冷却にはほとんど寄
与していないのが現状である。

【００１２】本発明は、このような点に着目して、実際
の加工部分に効率的に切削液を供給し、しかも強い圧力
で加工部分に切削液を供給することにより、切削液の供
給量が低減され加工屑も効率よく除去できる薄溝加工機
の実現を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の薄溝加工機は、
高速回転する砥石刃（ブレード）と、回転軸に固定され
砥石刃が取り付けられる台座と、砥石刃を台座に固定す
るフランジとを備えているが、上記目的を達成するた
め、フランジ又は台座のすくなくとも一方に、回転中心
を中心とする放射線の方向の複数の溝を表面に設けるよ
うにする。

【００１４】本発明の第２の態様では、溝を備えるフラ
ンジ又は台座は、中心部が周辺部より厚い形状をしてお
り、溝の回転中心を中心とする放射線の方向の内側の壁
は、放射線の方向の外側の壁のより高い。

【００１５】

【作用】従来の薄溝加工機では、ブレード、フランジ及
び台座の表面は比較的平滑であり、表面に付着した切削
液は保持されにくい。これに対して、本発明の薄溝加工
機では、フランジと台座少なくとも一方の表面には溝が
設けられており、この溝が切削液を保持するため、従来
に比べて切削液は保持されやすくなる。溝に保持された
切削液も高速で回転するため、溝に保持された切削液に
は遠心力が働くことになる。従って、溝に保持された切
削液は回転の接線方向に高速に飛散されることになる。
これにより、切削液がより強い力で加工屑等の汚れを除
去することができる。

【００１６】特に、加工部分の手前でノズルから切削液
が噴射されるため、そこで溝に入った切削液は加工部分
で放射線の外側方向、すなわち溝に向かって高速に飛散
されることになる。これにより、溝内の加工屑が効率よ
く洗浄されることになる。また、従来に比べて切削液は
保持されやすくなるため、切削液とブレードのなじみも
改善される。

【００１７】ブレード、フランジ及び台座は高速に回転
しているため、溝に保持された切削液は即座に外側方向
に飛散されるので、加工部分で外側方向に飛散される切
削液はノズルから噴射された切削液が大部分である。そ
のため、ノズルからの切削液の噴射はできるだけ加工部
分に近いことが望ましい。溝に保持された切削液が加工
部分で放射線の外側方向に高速で噴出されるためには、
溝の放射線の外側方向の壁が他の部分より低いことが望
ましい。

【００１８】

【実施例】図１は、本発明の第１実施例の薄溝加工機に
おけるブレードとフランジを示す図であり、（ａ）は回
転軸の方向からみた図であり、（ｂ）は回転軸に垂直な
方向からみた図である。実施例の薄溝加工機は、全体と
しては、図４に示すような切削液供給パイプ等を有する
が、ここでは従来と同様の部分については図示及び説明
を省略することとする。ブレードは、例えば６万ｒｐｍ
といった高速で回転している。

【００１９】図１において、参照番号１はブレード、２
はフランジ、６は溝、１６は台座、７はフランジ２と台
座１６を結合するネジ、８は回転軸である。図示のよう
に、フランジ２及び台座１６の表面に多数の溝６が形成
されており、溝６はフランジ２及び台座１６の回転中心
を中心とする放射線状の溝である。溝は、フランジ２と
台座１６のいずれかに形成されていてもよい。

【００２０】溝６は各種の形状を取り得る。例えば、フ
ランジ２が回転軸に垂直な平面を有し、その平面に各方
向の壁が等しい高さの溝を形成しても、フランジ２に保
持される切削液の量が増加し、保持された切削液は加工
部分から１回転する間にも溝から外側出て来る。その一
部はブレードにも付着するため、切削液とブレードのな
じみが改善される。

【００２１】しかし、加工中の溝内の加工屑を除去する
ためには、加工部分で溝に向かって高速に切削液が飛散
されることが望ましい。第１実施例の溝は、この切削液
を高速に飛散させるのに適した形状をしており、その溝
形状を図２を参照して説明する。図２は第１実施例にお
ける溝形状を示す図であり、（ａ）は回転軸に垂直な方
向からみた図であり、（ｂ）は回転軸をふくむ断面図で
あり、いずれも一部のみを示す。

【００２２】図１に示すように、一般にフランジ２及び
台座１６は円形であり、中心部が周辺部より厚く、周辺
に近い部分に傾斜面を有する。本実施例では、この傾斜
面に溝を形成する。図２において、参照番号６１は溝の
回転中心を中心とする放射線方向の内側の壁であり、６
２と６３は周方向の壁である。溝は傾斜面に形成されて
いるため、放射線方向の外側は開放されており、壁はな
い。溝の内部の切削液は、３方向の壁によって保持され
るため、フランジ２及び台座１６が高速に回転するのに
従って回転する。この回転の遠心力により、溝の内部の
切削液には外側への力がかかる。外側には壁がないた
め、溝の内部の切削液は回転の接線方向に高速に飛散さ
れることになる。

【００２３】図４に示したように、ブレード１には横方
向からノズル２５によって冷却液が噴射される。ここで
噴射された冷却液が溝に入り、回転の接線方向に高速に
飛散される。溝に入った冷却液が外に飛散されるまでの
時間は、溝の回転速度が大きいほど短いので、回転速度
に応じて、ノズル２５の位置を調整し、溝に保持された
冷却液が加工中の溝の内部に向かって飛散されるように
することが望ましい。従って、図４ではノズル２５は加
工部分に対して９０°の位置に設けられているが、回転
速度が大きい場合には、この角度をできるだけ小さくす
ることが望ましい。

【００２４】また、薄溝加工機におけるブレードの回転
数は非常に大きく、６万ｒｐｍにもなる場合がある。そ
のような場合、図１及び図２に示した溝形状では、冷却
液が溝に十分に入らないことが起こり得る。第２実施例
はこの問題を解決できるようにしたものである。図３は
第２実施例における溝形状を示す図であり、（ａ）は回
転軸に垂直な方向からみた図であり、（ｂ）は回転軸を
ふくむ断面図であり、いずれも一部のみを示す。

【００２５】図３に示すように、第２実施例において
は、第１実施例と同様にフランジ２及び台座１６の傾斜
面に溝を形成するが、周方向に傾斜した溝とする。従っ
て、周方向の一方の壁はなくなり、回転した場合に冷却
液がより溝に入りやすくなる。溝に入った切削液は壁６
３に沿って外側に移動し、飛散される。以上、本発明の
実施例について説明したが、溝の形状については各種の
変形例が可能であることは、これまでの説明からも明ら
かである。

【００２６】更に、加工部分の前でノズルから噴射され
た冷却液が加工部分に向かって噴射されるのに適した形
状について説明したが、図５に示したように、加工部分
全般にわたって冷却液供給パイプ３から冷却液が供給さ
れており、本発明による溝はこの冷却液を既に加工され
た薄溝に向かって高速に当てるようにも作用しており、
被加工物全面からの加工屑の除去にも大いに寄与してい
るものと思われる。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、加工部分に効率的に冷却液が供給され、しか
も強い圧力で加工部分に冷却液を供給することができる
ので、冷却液の供給量が低減され加工屑も効率よく除去
できるようになる。これにより、薄溝加工機において冷
却液の供給量の低減によるコストダウン及び加工屑の影
響低減による加工精度の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のブレード、フランジ及び
台座の部分の図である。

【図２】第１実施例における溝形状を詳細に示す図であ
る。

【図３】第２実施例における溝形状を詳細に示す図であ
る。

【図４】従来の薄溝加工機の基本構成を示す斜視図であ
る。

【図５】従来の薄溝加工機における冷却液供給パイプか
らの冷却液の供給状態を示す図である。

【図６】ブレードの横のノズルから回転中心に向かって
切削液を噴射する従来例を示す図である。

【符号の説明】

１…砥石刃（ブレード） ２…フランジ ３…切削液供給パイプ ６…溝 １６…台座 ２５…ノズル １００…被加工物 １０１…ステージ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高速回転する砥石刃（１）と、 回転軸に固定され前記砥石刃（１）が取り付けられる台
   座（１６）と、 前記砥石刃（１）を前記台座（１６）に固定するフラン
   ジ（２）とを備える薄溝加工機において、 前記フランジ（２）又は前記台座（１６）のすくなくと
   も一方は、前記回転中心を中心とする放射線の方向の複
   数の溝（６）を表面に備えることを特徴とする薄溝加工
   機。
2. 【請求項２】 前記複数の溝（６）を備える前記フラン
   ジ（２）又は前記台座（１６）は、中心部が周辺部より
   厚く、前記溝（６）の前記放射線の方向の内側の壁（６
   １）は、前記放射線の方向の外側の壁のより高いことを
   特徴とする請求項１に記載の薄溝加工機。
3. 【請求項３】 前記溝の前記フランジの回転方向の一方
   の壁（６３）は他方の壁（６２）より高いことを特徴と
   する請求項１又は２に記載の薄溝加工機。