JP2006026868A - 切削砥石、切削工具及び切削砥石の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高速回転時に電鋳ブレードが傾くことがないようにすると共に、超音波振動を用いた切削を行う場合には超音波振動を電鋳ブレードに十分に伝達できるようにできる切削砥石を提供する。
【解決手段】同型の２つの円錐台形の底面同士を対面させ、対面部位の外周部に突出外周部１９が形成された形状を少なくとも有する基台１と、突出外周部１９から外周側に突出して固着された電鋳ブレード１７とが一体に形成された切削砥石３０とする。
【選択図】図９

Description

本発明は、電鋳ブレードを備えた切削砥石及びその切削砥石の製造方法に関するものである。

半導体ウェーハ等の被切削物を切削して個々のデバイス等に分割する際には、スピンドルに装着された切削砥石が高速回転しながら被切削物に切り込む構成の切削装置が通常用いられる。そして、切削砥石としては、スピンドルに対する着脱が容易なことから、基台の片面に電鋳ブレードが固着され、基台の外周側から電鋳ブレードの外周部が突出した構成のハブブレードが一般的に用いられている（例えば特許文献１、特許文献２参照）。

特開平０９−３１４４６５号公報 特開平０５−３４５２８１号公報

しかしながら、上述のように、ハブブレードは基台の片面に電鋳ブレードが固着された構造であるため、切削時に例えば２００００ｒｐｍ〜４００００ｒｐｍの回転速度で高速回転すると、遠心力によって電鋳ブレードが基台側に傾き、これが原因となって電鋳ブレードが被切削物に斜めに切り込み、高精度な切削ができないという問題がある。

また、切削砥石が装着されるスピンドルに超音波振動子を装着し、スピンドルに超音波振動を与えて基台において超音波による振動の方向を変換して電鋳ブレードの直径方向に振動を伝達することにより、被切削物を効率良く切削する技術を用いる場合には、超音波の伝達方向の変換点が電鋳ブレードの回転中心に合致しないために、超音波振動が電鋳ブレードに充分に伝達されないという問題がある。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、切削砥石において、高速回転時に電鋳ブレードが傾くことがないようにすると共に、超音波振動を用いた切削を行う場合には超音波振動を電鋳ブレードに十分に伝達できるようにすることである。

本発明に係る切削砥石は、電鋳ブレードが基台に固着されて構成される切削砥石であって、同型の２つの円錐台形の底面同士が対面し、対面部位の外周部に突出外周部が形成された形状を少なくとも有する基台と、突出外周部から外周側に突出して固着された電鋳ブレードとが一体に形成されたことを特徴とする。基台には、スピンドルに装着される被装着孔が形成されている場合がある。

また本発明に係る切削工具は、上記の切削砥石がスピンドルに装着されそのスピンドルに超音波振動子が装着された切削工具であって、切削砥石を構成する基台が、超音波振動子から伝達される超音波の振動方向を変換する振動変換部として機能することを特徴とする。

更に、本発明に係る切削砥石の製造方法は、電着ブレードを基台に固着して切削砥石とする切削砥石の製造方法であって、底面の外径が異なる２つの円錐台形の底面同士が対面し、対面部位から外径が大きい方の底面が外周側に突出してリング面が形成された形状を少なくとも有する基台のリング面以外の面にマスキングを施すマスキング工程と、マスキング工程後の基台をめっき液槽に浸漬し、リング面に砥粒を電着させて電鋳ブレードを形成する電着工程と、基台をめっき浴槽から取り出しリング面を除去して電着ブレードを露出させるリング面除去工程とから少なくとも構成されることを特徴とする。

本発明に係る切削砥石は、基台が、同型の２つの円錐台形の底面同士が対面し、対面部位の外周部に突出外周部が形成された形状を少なくとも有することにより、突出外周部を基準として対称形に形成されているため、回転時の遠心力のバランスが良く、高速回転時にも電鋳ブレードが傾斜することがない。

また、本発明に係る切削工具は、突出外周部を基準として対称形に形成されている基台に超音波が伝達され、超音波の振動方向が直角方向に変換される変換点が電鋳ブレードの回転中心と一致するため、超音波が電鋳ブレードに十分に伝達され、板状物をより効率良く切削することができる。

更に、本発明に係る切削砥石の製造方法は、底面の外径が異なる２つの円錐台形の底面同士が対面し、対面部位から外径が大きい方の底面が外周側に突出してリング面が形成された形状を少なくとも有する基台のリング面に電鋳ブレードを固着した後に電鋳ブレードを露出させるため、上記切削砥石の製造に好適であり、この製造方法によって上記切削砥石の技術的特徴が必然的にもたらされる。

図１及び図２に示す基台１においては、底面の外径が異なる２つの円錐台形の底面同士が対面し、対面部位から外径が大きい方の底面が外周側に突出した部分にリング面１０が形成されている。ここにいう底面とは、円錐台形を構成する２つの平面である上面及び下面のうち、外径が大きい方の面を意味する。また、２つの円錐台形の高さ（厚さ）は同一であることが好ましいが、高さが異なっていても、エッチング等によって最終的に高さが同一になるようにすればよい。

基台１においては、２つの円錐台形の上面から、それぞれが互いに離れる方向に円筒状に延伸させた外径の等しい２つの円筒部１１、１２が形成され、リング面１０の内周と円筒部１１の外周面とは第一のテーパ面１３によって連結され、リング面１０の外周と円筒部１２の外周面とは第二のテーパ面１４によって連結されている。また、基台１には、円筒部１１、１２及び２つの円錐台形の内部を貫通し、後述するスピンドルに装着するための被装着孔１５が形成されており、全体として一体に形成されている。なお、円筒部１１、１２は必ずしも本発明に必須のものではない。

図３及び図４に示すように、この基台１のリング面１０以外の面にマスキング１６を施す（マスキング工程）。なお、図示の例のように、第一のテーパ面１３の上端にもマスキングを施さない領域を設けることが望ましい。

次に、図５に示すように、マスキング１６を施した基台１を、リング面１０が上を向いた状態でめっき液槽２０に浸漬する。めっき液槽２０には、硫酸ニッケル等のめっき液２１が収容されており、めっき液２１には例えばダイヤモンド砥粒２２が混入されている。

めっき液２１にはめっき金属、例えばニッケル棒２３が浸漬している。ニッケル棒２３には直流電源２４のプラス電極が接続されており、直流電源２４のマイナス電極は、スイッチ２５を介してめっき液２１に浸漬した基台１に接続されている。また、めっき液槽２０には、めっき液２１を撹拌する撹拌器２６を備えている。

リング面１０が上を向いた状態で基台１を浸漬させ、スイッチ２５をオフにした状態で撹拌器２６によってめっき液２１を撹拌させる。そして、撹拌を中止してダイヤモンド砥粒２２を沈降させると共に、スイッチ２５をオンにする。そうすると、沈降したダイヤモンド砥粒２２がリング面１０において受け止められて堆積すると共に、直流電源２４から供給される電圧により成長するニッケルめっき層によって、堆積したダイヤモンド砥粒２２が電着固定され、図６に示すように、所定厚さの電鋳ブレード１７が形成される（電着工程）。

次に、図７に示すように、マスキング１６を除去すると共に、第二のテーパ面１４を、図７において二点鎖線で示した第三のテーパ面１８までＮａＯＨ等によってエッチング除去することにより、電鋳ブレード１７を露出させる。このようにして電鋳ブレード１７が露出した状態を図８及び図９に示す。第三のテーパ面１８までエッチングすることによりリング面１０が除去され、電着ブレード１７の両面が露出した状態となる（リング面除去工程）。

図９に示すように、第二のテーパ面１４を第三のテーパ面１８までエッチングすることにより、第一のテーパ面１３と第三のテーパ面１８とは傾斜角度が等しくなり、第一のテーパ面１３と第三のテーパ面１８とが連結される部位に突出外周部１９が形成される。そして、基台１の形状は、突出外周部１９を基準として左右対称となり、基台１と電鋳ブレード１７とで切削砥石３０が構成される。すなわちこの切削砥石３０は、同型の２つの円錐台形の底面同士が対面し、対面部位の外周部に突出外周部１９が形成された形状を有する基台１と、突出外周部１９から外周側に突出して固着された電鋳ブレード１７とを備えている。

このようにして基台１に電鋳ブレード１７が固着された構成の切削砥石３０は、例えば図１０に示すスピンドル４１に装着される。このスピンドル４１はハウジング４２によって回転可能に支持されており、スピンドル４１には切削砥石３０を受け止めるマウント壁４３が形成されている。切削砥石３０の被装着孔１５をスピンドル４１に挿入してマウント壁４３に当接させ、フランジ４４をスピンドル４１の先端部に螺合させて固定すると、切削工具４０となる。

そして、この切削工具４０は、例えば図１１に示す切削装置５０に搭載される。この切削装置５０は、カセット５１に収容された板状物を仮置き領域５２に搬出すると共に仮置き領域５２に載置された板状物をカセット５１に収容する役割を有する搬出入手段５３と、切削対象の板状物を保持するチャックテーブル５４と、仮置き領域５２に搬出された板状物をチャックテーブル５４に搬送する搬送手段５５と、板状物の切削すべき位置を検出するアライメント手段５６と、その位置を切削する切削工具４０とから構成される。なお、図１１における切削工具４０においては、切削砥石３０等がカバー部材により覆われている。

例えば粘着テープＴを介してフレームＦと一体となったウェーハＷがチャックテーブル５４において保持されると、チャックテーブル５４が＋Ｘ方向に移動してアライメント手段５６の直下に位置付けられ、ウェーハＷの表面が撮像されて切削すべき位置が検出された後、更にチャックテーブル５４が＋Ｘ方向に移動し、図１２に示すように、切削砥石３０の作用を受けて切削が行われる。切削の際には、ノズル４５から切削水４５ａが噴出される。

図１３に示すように、切削工具４０においては、スピンドル４１に超音波振動子４６が装着される場合がある。この場合は、超音波振動子４６からスピンドル４１の軸心方向に伝達された超音波４７は、切削砥石３０を構成する基台１に伝達され、基台１の中心部１ａにおいて伝達方向が垂直方向に変換され、電鋳ブレード１７にも伝達される。すなわち、基台１は、超音波の振動方向を変換する振動変換部として機能する。そして、切削砥石３０が高速回転しながらウェーハＷに切り込むと共に、電鋳ブレード１７に伝達される超音波による超音波振動によっても切削が行われる。

このようにして行われる切削の際には、基台１が突出外周部１９を基準としてスピンドル方向に左右対称に形成されているため、切削砥石３０が高速回転する際の遠心力のバランスが良く、電鋳ブレード１７が傾斜することがない。したがって、電鋳ブレード１７がウェーハＷに対して斜めに切り込むことがないため、切削を高精度に行うことができる。

また、基台１が対称形に形成されているため、スピンドルに超音波振動が与えられてその超音波の伝達方向が基台において変換される際に、変換点となる中心部１ａが電鋳ブレード１７の回転中心に合致し、超音波が電鋳ブレード１７に十分に伝達され、板状物をより効率良く切削することができる。

底面の外径が異なる２つの円錐台形の底面同士が対面した形状の基台を示す斜視図である。 同基台を示す側面図である。 同基台にマスキングを施した状態を示す斜視図である。 同基台にマスキングを施した状態を示す断面図である。 電着工程の一例を示す略示的断面図である。 基台に電鋳ブレードが電着された状態を示す断面図である。 基台からマスキングを除去した状態を示す断面図である。 基台の一部を除去して左右対称とした状態を示す斜視図である。 基台の一部を除去して左右対称とした状態を示す断面図である。 切削工具の構成の一例を示す斜視図である。 切削装置の一例を示す斜視図である。 切削工具を用いてウェーハを切削する様子を示す斜視図である。 切削工具において超音波が伝達される様子を示す説明図である。

符号の説明

１：基台
１０：基台 １１、１２：円筒部 １３：第一のテーパ面 １４：第二のテーパ面
１５：被装着孔 １６：マスキング １７：電鋳ブレード １８：第三のテーパ面
１９：突出外周部
２０：めっき浴槽 ２１：めっき液 ２２：ダイヤモンド砥粒 ２３：ニッケル棒
２４：直流電源 ２５：スイッチ ２６：撹拌器
３０：切削砥石
４０：切削工具 ４１：スピンドル ４２：ハウジング ４３：マウント壁
４４：フランジ ４５：ノズル ４６：超音波振動子 ４７：超音波
５０：切削装置 ５１：カセット ５２：仮置き領域 ５３：搬出入手段
５４：チャックテーブル ５５：搬送手段 ５６：アライメント手段

Claims (4)

1. 電鋳ブレードが基台に固着されて構成される切削砥石であって、
   同型の２つの円錐台形の底面同士が対面し、該対面部位の外周部に突出外周部が形成された形状を少なくとも有する基台と、
   該突出外周部から外周側に突出して固着された電鋳ブレードと
   が一体に形成された切削砥石。
2. 前記基台には、スピンドルに装着される被装着孔が形成されている請求項１に記載の切削砥石。
3. 請求項２に記載の切削砥石がスピンドルに装着され該スピンドルに超音波振動子が装着された切削工具であって、
   該切削砥石を構成する基台が、該超音波振動子から伝達される超音波の振動方向を変換する振動変換部として機能する切削工具。
4. 電着ブレードを基台に固着して切削砥石とする切削砥石の製造方法であって、
   底面の外径が異なる２つの円錐台形の底面同士が対面し、該対面部位から外径が大きい方の底面が外周側に突出してリング面が形成された形状を少なくとも有する基台の該リング面以外の面にマスキングを施すマスキング工程と、
   該マスキング工程後の基台をめっき液槽に浸漬し、該リング面に砥粒を電着させて電鋳ブレードを形成する電着工程と、
   該基台をめっき浴槽から取り出し、該リング面を除去して該電着ブレードを露出させるリング面除去工程と
   から少なくとも構成される切削砥石の製造方法。

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