JP2024027260A - 切削装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削屑を含む切削液が被加工物に付着することを防止する切削装置を提供する。【解決手段】被加工物（１）を保持面（１３）に保持する保持テーブル（１２）と、回転可能な切削ブレード（５３）と、切削ブレードが被加工物に切り込む加工点（Ｋ）に切削液（Ｍ）を供給する切削液供給ノズル（５５、５６）と、保持テーブルを加工送り方向（Ｘ）に移動させる移動ユニット（２０）と、加工点から加工送り方向後方（Ｘｂ）に被加工物の上面（２）を覆うように隙間を設けると共に切削ブレードに隣接して配設されるカバープレート（７０）と、カバープレートの下面に形成された液体供給孔（８１）から液体（Ｐ）を供給して、カバープレートの下面と被加工物の上面との間に液体の層（ＰＳ）を形成する液体供給ユニット（８０）と、を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、被加工物を切削加工する切削装置に関する。

ウェーハなどの被加工物を切削ブレードによって切削する切削装置では、切削ブレードが被加工物に接触する加工点に切削液を供給しながら被加工物を切削することで、加工により生じた切削屑を被加工物上から排出させている。その際に、切削屑が混ざった切削液（コンタミ液）が被加工物の表面に付着すると、被加工物や、被加工物上に形成されたデバイスを汚染してしまうという問題がある。

特許文献１には、加工点に供給した切削液が切削装置の内部に入り込むことを防ぐ構造が記載されている。

特開２０２１－７０１４２号公報

特許文献１の発明は、被加工物を保持する保持テーブルの周辺で、保持テーブルを移動させる移動機構などへのコンタミ液の浸入防止を目的としており、被加工物表面へのコンタミ液の付着防止を実現するものではなかった。

被加工物へのコンタミ液の付着防止については、被加工物の表面に綺麗な液を流し続けることでコンタミ液から被加工物を保護するという対策が知られている。しかし、強い勢いで飛散するコンタミ液から被加工物を保護するには膨大な液量が必要であった。

また、切削ブレードの回転方向において加工送り方向の後方になる位置に吸引ダクトを設けて、吸引ダクトによってコンタミ液を瞬時に吸引するという対策が知られている。しかし、切削装置の外部に吸引設備を設置する必要があり、装置が大掛かりになるという問題があった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、切削屑を含む切削液が被加工物に付着することを防止する切削装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルと、スピンドルの先端に回転可能に固定された切削ブレードと、該切削ブレードが該保持面に保持された被加工物に切り込む加工点に切削液を供給する切削液供給ノズルと、該保持テーブルを加工送り方向に移動させる移動ユニットと、を備える切削装置において、該加工点から該加工送り方向後方に被加工物の上面を覆うように隙間を設けると共に該切削ブレードに隣接して配設されるカバープレートと、該カバープレートの下面に形成された1つ以上の液体供給孔から液体を供給して、該カバープレートの下面と該被加工物の上面との間に液体の層を形成する液体供給ユニットと、をさらに備えることを特徴とする。

該カバープレートは、該保持面から２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の隙間を空けて設置されることが好ましい。

該カバープレートは、該加工送り方向と直交する割り出し送り方向において、該保持面の直径以上の長さを有することが好ましい。

該カバープレートは、該加工送り方向の後方に向けて下降する傾斜が形成されていることが好ましい。

本発明の切削装置によれば、カバープレートと液体供給ユニットの作用によって、切削屑を含む切削液が被加工物に付着することを防止できる。

本実施形態の切削装置の斜視図である。 切削装置における保持テーブルとその周辺構造の斜視図である。 カバープレートを取り外した状態における保持テーブルとその周辺構造の斜視図である。 切削ユニットの側面図である。 加工送り方向に沿う保持テーブル付近の断面図である。 割り出し送り方向に沿う保持テーブル付近の断面図である。 加工送り方向に沿うカバープレートの傾斜部付近の断面図である。

以下、添付図面を参照して、本実施形態に係る切削装置について説明する。図１に示す切削装置１０は、被加工物１を切削加工するものである。被加工物１は、例えばシリコンなどからなる円板形状の半導体ウェーハである。被加工物１の表面２側には、格子状の複数の分割予定ラインで区画された複数の領域内に、電子デバイスであるチップ３が形成されている。被加工物１の裏面側には可撓性のあるテープ４が取り付けられており、テープ４の外周部分に環状のリングフレーム５が取り付けられている。

なお、切削装置１０で切削する被加工物は半導体ウェーハには限定されず、セラミック、ガラス、サファイアなどの無機材料基板でもよいし、半導体製品のパッケージ基板などでもよい。

切削装置１０におけるＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向は、互いに直交する方向である。Ｘ軸方向とＹ軸方向は水平方向であり、Ｚ軸方向は上下方向である。Ｘ軸方向は、分割予定ラインに沿って切削を行う際に、被加工物１と後述する切削ブレード５３とを相対的に移動させる加工送り方向であり、図中の矢印Ｘａ側を前方、矢印Ｘｂ側を後方とする。Ｙ軸方向は、分割予定ラインの切削加工後に次の分割予定ラインに切削ブレード５３を位置付けるために、被加工物１と切削ブレード５３とを相対的に移動させる割り出し送り方向である。Ｚ軸方向は、切削ブレード５３が被加工物１に切り込む際に、被加工物１と切削ブレード５３とを相対的に移動させる切り込み送り方向である。

切削装置１０は、基台１１上に保持テーブル１２を備えている。保持テーブル１２は、ポーラスセラミック材などの多孔質部材により形成された保持面１３を上面側に備えており、吸引源（図示略）によって保持面１３に吸引力を作用させることができる。保持面１３上の吸引力によって、テープ４を介して被加工物１が保持テーブル１２の保持面１３に吸引保持される（図５及び図６参照）。保持テーブル１２の周囲には複数のクランプ１４が設けられており、クランプ１４によって被加工物１の周囲のリングフレーム５が挟持固定される（図５参照）。

切削装置１０の基台１１上には、保持テーブル１２をＸ軸方向に移動させる加工送り用の移動ユニット２０が設けられている。移動ユニット２０は、基台１１上に配置されてＸ軸方向に延びる一対のガイドレール２１と、一対のガイドレール２１の間に設けられてＸ軸方向に延びるボールネジ２２とを有し、ボールネジ２２は一端部に設けた駆動モータ２３によって回転駆動される。Ｘ軸移動テーブル２４は、ガイドレール２１に対してＸ軸方向に摺動可能に支持され、且つボールネジ２２が螺合する螺合部（図示略）を有している。駆動モータ２３によってボールネジ２２を回転させると、Ｘ軸移動テーブル２４がＸ軸方向に移動する。

Ｘ軸移動テーブル２４上には、Ｚ軸方向の軸回りに保持テーブル１２を回転可能に支持する回転支持部２５が設けられている。回転支持部２５の上部に保持テーブル１２が支持されており、回転支持部２５が備える駆動モータ（図示略）によって保持テーブル１２を回転させることができる。保持テーブル１２は回転支持部２５に対して着脱可能である。

基台１１の上面には、移動ユニット２０のＹ軸方向の側方に、コラム１５が立設されている。コラム１５には、切削ユニット５０をＹ軸方向に移動（割り出し送り）させる割り出し送り機構３０と、切削ユニット５０をＺ軸方向に移動（切り込み送り）させる昇降機構４０と、が設けられている。

割り出し送り機構３０は、コラム１５の前面に配置されてＹ軸方向に延びる一対のガイドレール３１と、一対のガイドレール３１の間に設けられてＹ軸方向に延びるボールネジ３２とを有し、ボールネジ３２は一端部に設けた駆動モータ（図示略）によって回転駆動される。Ｙ軸移動テーブル３３は、ガイドレール３１に対してＹ軸方向に摺動可能に支持され、且つボールネジ３２が螺合する螺合部（図示略）を有している。駆動モータによってボールネジ３２を回転させると、Ｙ軸移動テーブル３３がＹ軸方向に移動する。

昇降機構４０は、Ｙ軸移動テーブル３３の前面に配置されてＹ軸方向に延びる一対のガイドレール４１と、Ｙ軸移動テーブル３３に支持されてＺ軸方向に延びるボールネジ４２とを有し、ボールネジ４２は一端部に設けた駆動モータ４３によって回転駆動される。Ｚ軸移動テーブル４４は、ガイドレール４１に対してＺ軸方向に摺動可能に支持され、且つボールネジ４２が螺合する螺合部（図示略）を有している。駆動モータ４３によってボールネジ４２を回転させると、Ｚ軸移動テーブル４４がＺ軸方向に移動する。

切削ユニット５０は、Ｚ軸移動テーブル４４の下端に支持されるスピンドルハウジング５１内にスピンドルモータ（図示略）を備え、スピンドルモータの駆動によって、スピンドル５２がＹ軸方向に延びる軸を中心として回転する。

図４に示すように、スピンドル５２の先端に円環状の切削ブレード５３が固定されている。スピンドルハウジング５１の端部には、切削ブレード５３を囲むブレードカバー５４が取り付けられている。ブレードカバー５４は、切削ブレード５３に対してＺ軸方向の上方に位置する上部カバー５４１と、切削ブレード５３に対してＸ軸方向の前方Ｘａ側に位置する前方カバー５４２と、切削ブレード５３に対してＸ軸方向の後方Ｘｂ側に位置する後方カバー５４３と、を有している。ブレードカバー５４は、切削ブレード５３の下方を覆わずに露出させる形状になっている。

前方カバー５４２の下端付近には、Ｘ軸方向の後方Ｘｂ側に向けて切削液Ｍを噴出するシャワーノズル５５が設けられている。シャワーノズル５５は、Ｘ軸方向で切削ブレード５３の外周の一部に対向する位置にあり、シャワーノズル５５から切削ブレード５３に向けて切削液Ｍが噴出される。より詳しくは、切削ブレード５３に対して、スピンドル５２の回転中心よりも下方の位置に向けてシャワーノズル５５から切削液Ｍが噴出される。

後方カバー５４３からブレードクーラー５６が延設されている。ブレードクーラー５６は、内部に切削液Ｍを通す流路が形成された管状部材であり、前方カバー５４２からＺ軸方向の下方に延び、続いてＸ軸方向の前方Ｘａ側に向けて屈曲したＬ字状の形状を有している。ブレードクーラー５６には、切削ブレード５３の側面に向けてＹ軸方向に開口するクーラーノズル５６１が形成されており、ブレードクーラー５６内を通った切削液Ｍは、クーラーノズル５６１から切削ブレード５３の側面に向けてＹ軸方向へ噴出される。より詳しくは、切削ブレード５３に対して、スピンドル５２の回転中心よりも下方の位置に向けてクーラーノズル５６１から切削液Ｍが噴出される。

ブレードクーラー５６は、Ｙ軸方向で切削ブレード５３の両側に配置されてもよい。この場合、Ｙ軸方向の両側のブレードクーラー５６から切削ブレード５３の両側面に向けて切削液Ｍを噴出させることができる。

切削装置１０は、切削液Ｍを貯留する切削液タンク５７を備えており、シャワーノズル５５とブレードクーラー５６は切削液供給路５８を介して切削液タンク５７に接続している。ポンプ（図示略）を駆動させると、切削液タンク５７から切削液供給路５８に切削液Ｍが送出されて、シャワーノズル５５とブレードクーラー５６（クーラーノズル５６１）から切削液Ｍが噴出する。切削液Ｍは、例えば、純水や、純水に界面活性剤を含有させた液体などを用いることができる。

切削装置１０では、切削ブレード５３をスピンドル５２によって回転させ、切削ブレード５３をＺ軸方向で被加工物１に表面２側から切り込ませることによって、被加工物１を切削加工する。切削ブレード５３が被加工物１に切り込む箇所が、加工点Ｋ（図５）である。

切削加工時には、シャワーノズル５５とブレードクーラー５６によって加工点Ｋ及びその周辺へ切削液Ｍが供給される。つまり、シャワーノズル５５とブレードクーラー５６（クーラーノズル５６１）は、加工点Ｋに切削液Ｍを供給する切削液供給ノズルである。なお、切削液供給ノズルとして、シャワーノズル５５とブレードクーラー５６の両方を備えてもよいし、シャワーノズル５５とブレードクーラー５６のいずれか一方だけを備えてもよい。

切削装置１０の各部は、制御部１６（図１）によって制御される。制御部１６は、記憶部に記憶させた制御プログラムに従ってプロセッサが各種演算処理を行い、切削装置１０の各部に動作信号を送信して動作を実行させる。

切削装置１０における被加工物１の切削加工は、次のように行われる。切削装置１０における各部の動作は制御部１６の制御によって行われ、制御の主体を特に記載しない場合は、制御部１６の制御に基づいて動作が行われているものとする。

図示を省略する搬送機構によって、リングフレーム５を保持しながら被加工物１を保持テーブル１２の位置まで搬送する。テープ４を介して被加工物１を保持面１３に載せ、被加工物１の表面２を上方に向けた状態で、保持面１３に吸引力を作用させる。つまり、被加工物１の表面２が上面になるように保持テーブル１２に保持させる。また、クランプ１４によってリングフレーム５を固定する。これにより、図５及び図６に示すように、保持テーブル１２上に被加工物１が保持された状態になる。

制御部１６は、移動ユニット２０と割り出し送り機構３０とによって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向での保持テーブル１２と切削ブレード５３の相対的な位置を調整させて、切削の対象である分割予定ラインのうち後方Ｘｂ側の端部の上方に切削ブレード５３を位置付ける。続いて、制御部１６は、スピンドルモータを駆動してスピンドル５２及び切削ブレード５３を所定の速度で回転させ、昇降機構４０によって切削ユニット５０をＺ軸方向の下方に移動させる。保持テーブル１２に保持された被加工物１に対して、切削ブレード５３が回転しながら加工点Ｋで切り込まれる。

切削装置１０では、切削ブレード５３を一定位置で回転させながら、移動ユニット２０によって保持テーブル１２（保持テーブル１２を支持するＸ軸移動テーブル２４）をＸ軸方向の後方Ｘｂ側に移動（加工送り）させることによって、Ｘ軸方向に延びる分割予定ラインに沿って切削加工が行われる。つまり、被加工物１上の分割予定ラインは、Ｘ軸方向の後方Ｘｂ側から前方Ｘａ側に向けて切削される。図５は、分割予定ラインの終端付近まで切削が行われた状態を示している。

一本の分割予定ラインに沿う切削加工が完了したら、制御部１６は、スピンドル５２の回転を停止させ、昇降機構４０によって切削ユニット５０をＺ軸方向の上方に移動させ、切削ブレード５３を被加工物１から離間させる。続いて、制御部１６は、移動ユニット２０によって保持テーブル１２をＸ軸方向の前方Ｘａ側に戻す移動を行わせると共に、割り出し送り機構３０によってＹ軸移動テーブル３３をＹ軸方向に移動（割り出し送り）させ、次の未切削の分割予定ラインの後方Ｘｂ側の端部の上方に切削ブレード５３を位置付ける。そして、上記と同様に、スピンドルモータを駆動してスピンドル５２及び切削ブレード５３を所定の速度で回転させ、昇降機構４０によって切削ブレード５３をＺ軸方向の下方へ移動（切り込み送り）させ、移動ユニット２０によって保持テーブル１２をＸ軸方向の後方Ｘｂ側へ移動（加工送り）させ、分割予定ラインに沿う切削加工を行う。

Ｙ軸方向に並ぶ全ての分割予定ラインに沿う切削が完了したら、制御部１６は、回転支持部２５によって保持テーブル１２を９０度回転させる。これにより、保持テーブル１２上の被加工物１は、未切削の複数の分割予定ラインがＹ軸方向に並ぶ（Ｘ軸方向に向けて延びる）状態になる。そして、上記と同様にして、未切削の全ての分割予定ラインに沿って順次切削加工を行わせる。

以上のように、移動ユニット２０による保持テーブル１２のＸ軸方向の移動（加工送り）と、割り出し送り機構３０による切削ユニット５０のＹ軸方向の移動（割り出し送り）と、昇降機構４０による切削ユニット５０のＺ軸方向の移動（切り込み送り）と、切削ユニット５０での切削ブレード５３の回転と、を適宜行わせることにより、切削ブレード５３を用いて被加工物１の表面２上の複数の分割予定ラインに沿う切削加工が行われる。

切削装置１０で被加工物１に対して切削加工を行うと切削屑が生じる。切削装置１０で切削加工を行う間は、切削ブレード５３が被加工物１に切り込む加工点Ｋや、切削ブレード５３自体に向けて、シャワーノズル５５及びブレードクーラー５６から継続的に切削液Ｍが供給される。供給された切削液Ｍは、加工点Ｋから切削屑を洗い流して、被加工物１の表面２や切削ブレード５３に切削屑が付着しないようにさせる。また、切削液Ｍは、加工点Ｋ付近や切削ブレード５３を冷却する冷却水としての役割も有する。洗浄後の切削液Ｍには切削屑が混ざった状態になる。以下では、切削屑を含む切削液をコンタミ液Ｎと呼ぶ。

ところで、切削加工時には、シャワーノズル５５やブレードクーラー５６から噴出した切削液Ｍが高速で回転する切削ブレード５３に当たるので、コンタミ液Ｎが周囲に飛散しやすい。飛散したコンタミ液Ｎが被加工物１の表面２に付着すると、チップ３などが切削屑によって汚染されてしまう。特に、付着後にコンタミ液Ｎが乾燥してしまうと、被加工物１からの切削屑の除去が困難になる。そのため、切削加工時にコンタミ液Ｎが被加工物１に付着するのを防止することが望ましく、本実施形態の切削装置１０は、被加工物１へのコンタミ液Ｎの付着を防ぐ構造を備えている。その詳細を以下に説明する。

図１から図３に示すように、切削装置１０は、ウォーターケース６０を備えている。ウォーターケース６０は、基台１１上に支持されて移動ユニット２０の上方に位置しており、長手方向がＸ軸方向と平行である四角枠型の構造になっている。より詳しくは、ウォーターケース６０は、外枠部と内枠部を有している。外枠部は、Ｘ軸方向に延びる一対の外壁６１と、Ｙ軸方向に延びる一対の外壁６２と、によって構成される。なお、図１から図３では、紙面手前側の一方の外壁６１を部分的に透視した状態で表している。内枠部は、Ｘ軸方向に延びる一対の内壁６３と、Ｙ軸方向に延びる一対の内壁６４と、によって構成される（図１参照）。内枠部の内側は、Ｚ軸方向に貫通する開口部６０１になっている（図１参照）。外枠部と内枠部の間のケース下部には底壁６５が形成されている。ウォーターケース６０の底部のうち外壁６１に沿う領域は、底壁６５よりもＺ軸方向に低く形成された溝部６６になっている。溝部６６の底面に排水孔６６１が形成されている。

ウォーターケース６０の内枠部の上部に移動プレート６７が支持される。移動プレート６７は、Ｙ軸方向の長さが一対の内壁６３の間隔よりも大きい水平板部６７１と、水平板部のＹ軸方向の両縁から下方に突出する一対の側板部６７２とを有し、ウォーターケース６０の開口部６０１を上方から覆う形状である。移動プレート６７には回転支持部２５をＺ軸方向に貫通させる孔が形成されており、移動プレート６７は、Ｘ軸移動テーブル２４、回転支持部２５及び保持テーブル１２と共にＸ軸方向に移動する。

図２及び図３に示すように、移動プレート６７のＸ軸方向の両側に蛇腹部６８及び蛇腹部６９が設けられている。なお、図１では蛇腹部６８と蛇腹部６９の図示を省略している。蛇腹部６８と蛇腹部６９はそれぞれ、移動プレート６７と共にウォーターケース６０の開口部６０１を上方から覆う形状（水平板部６７１と側板部６７２に対応する部分を備えた形状）を有しており、Ｘ軸方向へ伸縮が可能である。保持テーブル１２と共に移動プレート６７がＸ軸方向の前方Ｘａ側へ移動すると、蛇腹部６８が縮んで蛇腹部６９が伸びる。保持テーブル１２と共に移動プレート６７がＸ軸方向の後方Ｘｂ側へ移動すると、蛇腹部６９が縮んで蛇腹部６８が伸びる。このように、保持テーブル１２がＸ軸方向に移動しても、常に開口部６０１の上方が覆われる状態が維持される。

切削加工時に保持テーブル１２の周囲に飛散したコンタミ液Ｎは、移動プレート６７、蛇腹部６８、蛇腹部６９によって開口部６０１から下方への浸入が防がれ、移動プレート６７、蛇腹部６８、蛇腹部６９を伝って底壁６５側に流れる。底壁６５側に流れたコンタミ液Ｎは、移動プレート６７（側板部６７２）、蛇腹部６８、蛇腹部６９のそれぞれの下端と底壁６５との間に液体の層を形成して、この液体の層のシール効果によって開口部６０１側へのコンタミ液Ｎの浸入を防ぐ。また、底壁６５よりも低い溝部６６へコンタミ液Ｎが流れて、排水孔６６１から排水管１７を経由して、ウォーターケース６０の外部へコンタミ液Ｎが排出される。

このように、保持テーブル１２の周囲に飛散したコンタミ液Ｎについては、ウォーターケース６０によってコンタミ液Ｎの回収と外部への排出が行われ、保持テーブル１２の下方に位置する移動ユニット２０の構成部材などにコンタミ液Ｎが付着することを防止できる。しかし、保持テーブル１２は移動プレート６７や蛇腹部６８や蛇腹部６９よりも上方に位置しており、保持テーブル１２に保持される被加工物１へのコンタミ液Ｎの付着を、ウォーターケース６０で防止することは難しい。特に、被加工物１に形成するチップ３（電子デバイス）がＣＭＯＳイメージセンサなどの場合、加工点Ｋでの異物の付着量に応じて歩留まりが悪くなり、コンタミ液Ｎが乾燥していない状態であっても、一旦コンタミ液Ｎに含まれる切削屑などの異物がチップ３に付着してしまうと、通常の洗浄では除去が困難であるという問題がある。

その対策として、本実施形態の切削装置１０は、被加工物１の表面２を覆ってコンタミ液Ｎが付着することを防止するカバープレート７０と、カバープレート７０の下面と被加工物１の表面２との間にコンタミ液Ｎが浸入することを防止する液体供給ユニット８０と、を備えている。

カバープレート７０はウォーターケース６０に取り付けられる。図１、図２、図５、図６及び図７は、カバープレート７０をウォーターケース６０に取り付けた状態を示しており、図３は、カバープレート７０をウォーターケース６０から取り外した状態を示している。図３に示すように、ウォーターケース６０の一対の外壁６１の内側に台座部６１１が設けられており、Ｙ軸方向で両側の台座部６１１に架け渡すようにしてカバープレート７０が支持される。カバープレート７０は、台座部６１１に対してネジ止めなどで固定される。なお、カバープレート７０を支持する構造を、ウォーターケース６０ではなく基台１１などに設けてもよい。

カバープレート７０は平面視で矩形状の板状部材である。カバープレート７０のうち、Ｘ軸方向の前方Ｘａ側の端部を前縁７１とし、Ｘ軸方向の後方Ｘｂ側の端部を後縁７２とする。また、カバープレート７０のうち、Ｙ軸方向の両側の端部を、側縁７３及び側縁７４とする。前縁７１と後縁７２はＹ軸方向に延びる縁部であり、側縁７３と側縁７４はＸ軸方向に延びる縁部である。

カバープレート７０は、合成樹脂や金属などで形成される。後述する液体供給路８３をカバープレート７０の内部に設ける場合には、カバープレート７０を合成樹脂製にすると生産しやすい。

カバープレート７０は、加工点ＫからＸ軸方向の後方Ｘｂ（加工送り方向後方）に位置して、Ｘ軸方向で切削ブレード５３に隣接して配設されている。より詳しくは、カバープレート７０の前縁７１は加工点ＫよりもＸ軸方向の後方Ｘｂに位置しており、加工点Ｋと前縁７１との間には、Ｘ軸方向に所定の間隔Ｄａがある（図５参照）。カバープレート７０の後縁７２は、ウォーターケース６０のうちＸ軸方向の後方Ｘｂ側の外壁６２の近傍に位置している（図２参照）。

カバープレート７０のＹ軸方向の長さは、ウォーターケース６０に設けた一対の台座部６１１の間隔と概ね一致しており、側縁７３から側縁７４までのカバープレート７０の長さは、保持テーブル１２における保持面１３の直径以上である（図６参照）。従って、カバープレート７０は、Ｙ軸方向において、保持面１３上に保持された被加工物１の直径全体をカバーできる長さを有している。

カバープレート７０は、Ｚ軸方向で保持面１３よりも上方に位置しており、保持面１３上に保持された被加工物１の表面２（上面）を隙間を空けて覆うように配置される。カバープレート７０の下面は、保持面１３と略平行である。保持面１３とカバープレート７０との間には、Ｚ軸方向に所定の隙間Ｄｂがある（図６参照）。隙間Ｄｂは、被加工物１及びテープ４のＺ軸方向の厚みと、被加工物１の表面２からカバープレート７０の下面までのＺ軸方向の隙間と、を合わせた値として設定されている。これにより、カバープレート７０は、被加工物１に接触せずに離間した状態で表面２の上方を覆うことができる。

カバープレート７０は、後縁７２を含むＸ軸方向の後端側の領域に、傾斜部７５を有している。カバープレート７０は、傾斜部７５を除く大部分が、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に延びる水平な形状である。傾斜部７５は、Ｘ軸方向の後方Ｘｂ（加工送り方向の後方）に向けて進むにつれてＺ軸方向の下方に下降する傾斜形状であり、この傾斜によって傾斜部７５はウォーターケース６０の内側に入り込んでいる（図７参照）。

切削装置１０はさらに、カバープレート７０の下面と被加工物１の表面２との間に液体を供給する液体供給ユニット８０を備えている。液体供給ユニット８０は、カバープレート７０の下面に形成された複数の液体供給孔８１と、カバープレート７０の外部に設けた液体供給タンク８２と、各液体供給孔８１と液体供給タンク８２とを接続する液体供給路８３と、を有する。複数の液体供給孔８１は、カバープレート７０において前縁７１に近いＸ軸方向の前方Ｘａ寄りの位置に設けられ、Ｙ軸方向に所定の間隔を空けて配置されている（図３、図５及び図６参照）。

液体供給タンク８２には液体Ｐが貯留されている。ポンプ（図示略）を駆動させると、液体供給タンク８２から液体供給路８３に液体Ｐが送出されて、各液体供給孔８１から下方に向けて液体Ｐが噴出する（図６参照）。各液体供給孔８１から噴出した液体Ｐは、カバープレート７０の下面と被加工物１の表面２との間に、液体の層ＰＳ（図５）を形成する。液体Ｐは、例えば、純水や、純水に界面活性剤を含有させた液体などを用いることができる。

以上のカバープレート７０と液体供給ユニット８０による作用を説明する。被加工物１を切削加工する際には、移動ユニット２０を用いて、被加工物１がＸ軸方向の前方Ｘａから後方Ｘｂに向けて加工送りされる。そして、加工点ＫからＸ軸方向の後方Ｘｂ側で、保持面１３よりも上方にカバープレート７０が位置している。つまり、分割予定ラインを切削する前の状態では、被加工物１はカバープレート７０によって覆われずに露出している面積の割合が大きく、被加工物１が後方Ｘｂに向けて加工送りされるにつれて、カバープレート７０の下方に潜り込む被加工物１の面積の割合が大きくなる。そして、被加工物１のうち加工点Ｋを通過した切削加工済の領域が、カバープレート７０の下側に潜り込むので、当該領域の表面２やチップ３へのコンタミ液Ｎの付着がカバープレート７０によって防止される。

被加工物１を切削加工する際に、スピンドル５２及び切削ブレード５３は、図４及び図５のＲ方向に回転する。つまり、加工点Ｋの箇所では、回転する切削ブレード５３が概ねＸ軸方向の後方Ｘａに向けて進行する。Ｒ方向に回転する切削ブレード５３に対して、Ｘ軸方向の前方Ｘａ側に位置するシャワーノズル５５から後方Ｘｂに向けて切削液Ｍが噴出される。また、シャワーノズル５５は、斜め上方へ向けて切削液Ｍを噴出するように構成されている。従って、シャワーノズル５５から噴出されて加工点Ｋ付近で切削屑が混入したコンタミ液Ｎは、Ｒ方向への切削ブレード５３の回転に伴って、斜め上方に跳ね上げられながらＸ軸方向の後方Ｘｂに向けて飛散しやすい（図５参照）。

加工点Ｋから切削ブレード５３の回転方向の後方となる後方Ｘｂ側の位置に、被加工物１の表面２の上方を覆うようにカバープレート７０が設けられている。図５に示すように、斜め上方に跳ね上げられながらＸ軸方向の後方Ｘｂに向けて進行するコンタミ液Ｎは、カバープレート７０の上側に落下する。カバープレート７０は、Ｙ軸方向の長さが保持テーブル１２における保持面１３の直径よりも大きく、Ｙ軸方向で保持面１３上の被加工物１の表面２の全体をカバーする長さを有している。また、カバープレート７０の後縁７２は、Ｘ軸方向において、ウォーターケース６０の後方Ｘａ側の外壁６２近傍まで延びている。従って、加工点ＫからＸ軸方向の後方Ｘｂへ向けて飛散したコンタミ液Ｎは、カバープレート７０によって下方への落下が遮られて被加工物１の表面２への付着が阻止される。

Ｘ軸方向でカバープレート７０を加工点Ｋに近い位置に設けることで、カバープレート７０によって被加工物１を覆う面積を大きくできる。そのため、支障が無い範囲において、Ｘ軸方向における加工点Ｋとカバープレート７０の前縁７１との間の間隔Ｄａ（図５）を小さく設定するとよい。例えば、間隔Ｄａは、３５ｍｍ以上、１００ｍｍ以下の範囲であることが好ましい。

カバープレート７０の厚みを２ｍｍ程度の極薄に設定した場合、ブレードクーラー５６と干渉せず、且つ加工点Ｋ近傍までカバープレート７０を近づけることが可能な間隔Ｄａの限界値が、約３５ｍｍである。

また、カバープレート７０の厚みが１０ｍｍ程度（内部に液体供給路８３を形成しやすい厚み）であり、加工点Ｋ付近から斜め上方へ向かうコンタミ液Ｎの飛び出し角度（被加工物１の上面又は保持面１３と切削液Ｍの下面との角度）が１０°程度である場合には、コンタミ液Ｎがカバープレート７０の前縁７１に直接に当たらない間隔Ｄａの限界値が、約１００ｍｍである。仮に、加工点Ｋ付近から飛び出すコンタミ液Ｎがカバープレート７０に衝突して飛散すると、加工点Ｋ周りにコンタミ液Ｎが滞留して被加工物１を汚染する恐れがあるため、この場合は間隔Ｄａが１００ｍｍを下回らないことが好ましい。

なお、間隔Ｄａについての上記数値は一例であり、加工点Ｋ付近からのコンタミ液Ｎの飛散角度や、カバープレート７０の厚みや、ブレードクーラー５６を含む切削ユニット５０の構成や形状などの条件に応じて、上記数値に限らずに間隔Ｄａは適宜調整される。

カバープレート７０の上側に落下したコンタミ液Ｎは、カバープレート７０の上面に沿ってＸ軸方向の後方Ｘｂへ流れて傾斜部７５に達する。図７に示すように、傾斜部７５に達したコンタミ液Ｎは、傾斜部７５の傾斜形状に沿って斜め下方に流れ、後縁７２からウォーターケース６０の底壁６５や溝部６６に向けて落下する。なお、傾斜部７５の下方に蛇腹部６９がある領域では、傾斜部７５から流れ落ちたコンタミ液Ｎが、蛇腹部６９を伝って底壁６５に落下する。底壁６５に落下したコンタミ液Ｎは、溝部６６に流れて、排水孔６６１及び排水管１７を通ってウォーターケース６０の外部へ排出される。

従って、カバープレート７０の上側に落下したコンタミ液Ｎについては、切削加工時の後方Ｘｂへの加工送りに伴って徐々にカバープレート７０の下側に潜り込む被加工物１に付着させることなく、ウォーターケース６０の外部へ排出させることができる。

また、被加工物１を切削加工する際に、液体供給ユニット８０による液体供給を行って、液体供給孔８１から下方に噴出する液体Ｐによって被加工物１の表面２を洗浄すると共に、カバープレート７０の下面と被加工物１の表面２との間に液体の層ＰＳ（図５）を形成する。被加工物１の表面２のうち、後方Ｘｂへの加工送りに伴ってカバープレート７０の下側に潜り込む領域に液体の層ＰＳが形成されるので、カバープレート７０の下面と被加工物１の表面２との間にコンタミ液Ｎが浸入することを防止できる。つまり、カバープレート７０の下側においても、被加工物１に対してコンタミ液Ｎを付着させずに保護する効果が得られる。

コンタミ液Ｎは、カバープレート７０の上側だけではなく、様々な方向に飛散する。例えば、ブレードクーラー５６から噴出された切削液Ｍが高速回転する切削ブレード５３の側面に当たった場合には、Ｘ軸方向以外の方向に跳ね返るコンタミ液Ｎの流れが形成される。また、シャワーノズル５５から噴出される切削液Ｍについても、全てが斜め上方に跳ね上げられてカバープレート７０の上側に落下するとは限らず、加工点Ｋから略水平に進行してカバープレート７０の下側に向かうコンタミ液Ｎの流れが形成される場合もある。

そして、液体供給ユニット８０を用いてカバープレート７０の下側で被加工物１との間に液体の層ＰＳを形成することによって、様々な方向に飛散したコンタミ液Ｎが、カバープレート７０の下側に入り込んで被加工物１に付着することを防止できる。また、液体の層ＰＳによって、カバープレート７０の下面へのコンタミ液Ｎの付着も防がれるため、被加工物１だけでなく、被加工物１の表面２に対向するカバープレート７０の下面についても、切削屑が付着しないクリーンな状態を維持できる。

特に、カバープレート７０において、複数の液体供給孔８１がＸ軸方向の前方Ｘａ寄りに設けられているため、図５に示すように、Ｘ軸方向において、カバープレート７０の前縁７１から被加工物１の後方Ｘｂ側の外周部分までの広い範囲で、液体の層ＰＳを形成することができる。切削屑が発生する加工点Ｋに最も近いカバープレート７０の前縁７１に液体の層ＰＳが達しているので、コンタミ液Ｎの浸入防止効果が高い。また、図６に示すように、複数の液体供給孔８１をＹ軸方向に並べて配置しているので、Ｙ軸方向において、被加工物１の直径の全体に亘って液体の層ＰＳを形成することができる。このように、本実施形態の液体供給ユニット８０によれば、カバープレート７０の下方に潜り込んだ被加工物１の全域で、液体の層ＰＳを形成してコンタミ液Ｎの浸入を防止できる。

本実施形態とは異なり、カバープレート７０を設けずに被加工物１の表面２に綺麗な液体を流し続けてコンタミ液Ｎから被加工物１を保護しようとすると、膨大な液量が必要になる。これに対して、本実施形態では、カバープレート７０と被加工物１の間に薄い液体の層ＰＳを形成するので、液体の層ＰＳを形成するために供給される液体Ｐの量は、遥かに少なくて済む。

保持面１３からカバープレート７０の下面までの隙間Ｄｂ（図６）は、カバープレート７０が被加工物１に接触せず、且つ、カバープレート７０と被加工物１との間に液体の層ＰＳを適切に形成できる値に設定される。具体的には、隙間Ｄｂを、２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下に設定することが好ましい。特に、現行のフルオートタイプの切削装置では、切削対象のワークの厚み（本実施形態の場合は、被加工物１とテープ４を合わせた厚み）が２ｍｍ程度まで許容されるため、カバープレート７０を被加工物１から確実に離間させるための余裕を含めて、隙間Ｄｂを５ｍｍ程度に設定するとよい。

以上に説明した本実施形態の切削装置１０によれば、カバープレート７０と液体供給ユニット８０の作用によって、切削屑を含んだ切削液であるコンタミ液Ｎが被加工物１の表面２に付着することを防止できる。シンプルな構造のカバープレート７０を保持面１３の上方の適切な位置に設けて、カバープレート７０の下面の液体供給孔８１から液体Ｐを供給して液体の層ＰＳを形成しているので、コンタミ液Ｎから被加工物１を保護するための膨大な液量の供給や、コンタミ液Ｎが被加工物１に付着する前に吸引する強力で大掛かりな吸引設備を必要とせず、低コストで非常に優れた効果を得ることができる。

なお、液体供給孔は１つ以上あればよく、上記実施形態の液体供給孔８１の数や配置には限定されない。但し、保持面１３に対向する位置に少なくとも１つの液体供給孔を備えることが望ましい。これにより、カバープレート７０の下面と被加工物１の表面２との間に確実に液体Ｐを供給して、液体の層ＰＳ形成することができる。

また、カバープレートの形状は、上記実施形態のカバープレート７０には限定されない。例えば、上記実施形態のカバープレート７０は全体的に水平な板状であり、傾斜部７５の箇所のみが傾斜しているが、カバープレートの全体を、Ｘ軸方向の前縁（７１）から後縁（７２）に向けて進むにつれてＺ軸方向の下方に下降する傾斜形状にすることも可能である。この場合は、カバープレートの下面が保持テーブル１２の保持面１３に対して非平行になるが、保持面１３に対するカバープレートの傾き角が所定の範囲に収まっていれば、カバープレートの下面と被加工物１の表面２との間に液体の層を形成可能である。

上記実施形態のカバープレート７０は傾斜部７５が屈曲した形状であるが、カバープレートの厚みが大きい場合には、カバープレートの上面だけを傾斜面にして、カバープレートの下面は水平な面として形成することも可能である。

さらに、上記実施形態のカバープレート７０は後縁７２側にだけ傾斜部７５を有しているが、側縁７３や側縁７４に沿う領域に別の傾斜部を備えてもよい。当該別の傾斜部は、Ｙ軸方向の側縁７３や側縁７４に向けて進むにつれてＺ軸方向の下方に下降する傾斜形状とすることができる。これにより、カバープレートの上側に落下したコンタミ液を、Ｙ軸方向の側方からも排出させやすくなる。

また、上記実施形態のカバープレート７０は、被加工物１の表面２を覆う領域が平板状の形状であるが、被加工物１の表面２との間に液体の層を形成可能という条件を満たしていれば、湾曲した形状や凹凸のある形状のカバープレートを採用することも可能である。

なお、本発明の実施の形態は上記の実施形態や変形例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

以上に説明したように、本発明の切削装置は、切削ブレードが被加工物に切り込む加工点において、切削屑を含む切削液が被加工物に付着することを防止でき、切削屑の付着が歩留まりに大きく影響するイメージセンサなどのデバイスの製造において非常に有用である。

１ ：被加工物
２ ：表面（被加工物の上面）
３ ：チップ
４ ：テープ
１０ ：切削装置
１２ ：保持テーブル
１３ ：保持面
１６ ：制御部
２０ ：移動ユニット
２４ ：Ｘ軸移動テーブル
２５ ：回転支持部
３０ ：割り出し送り機構
３３ ：Ｙ軸移動テーブル
４０ ：昇降機構
４４ ：Ｚ軸移動テーブル
５０ ：切削ユニット
５１ ：スピンドルハウジング
５２ ：スピンドル
５３ ：切削ブレード
５４ ：ブレードカバー
５５ ：シャワーノズル（切削液供給ノズル）
５６ ：ブレードクーラー（切削液供給ノズル）
５７ ：切削液タンク
５８ ：切削液供給路
６０ ：ウォーターケース
６７ ：移動プレート
６８ ：蛇腹部
６９ ：蛇腹部
７０ ：カバープレート
７５ ：傾斜部
８０ ：液体供給ユニット
８１ ：液体供給孔
８２ ：液体供給タンク
８３ ：液体供給路
５６１ ：クーラーノズル（切削液供給ノズル）
６０１ ：開口部
Ｄｂ ：保持面とカバープレートとの隙間
Ｋ ：加工点
Ｍ ：切削液
Ｎ ：コンタミ液（切削屑を含む切削液）
Ｐ ：液体
ＰＳ ：液体の層

Claims (4)

1. 被加工物を保持する保持面を有する保持テーブルと、
   スピンドルの先端に回転可能に固定された切削ブレードと、
   該切削ブレードが該保持面に保持された被加工物に切り込む加工点に切削液を供給する切削液供給ノズルと、
   該保持テーブルを加工送り方向に移動させる移動ユニットと、
   を備える切削装置において、
   該加工点から該加工送り方向後方に該被加工物の上面を覆うように隙間を設けると共に該切削ブレードに隣接して配設されるカバープレートと、
   該カバープレートの下面に形成された1つ以上の液体供給孔から液体を供給して、該カバープレートの下面と該被加工物の上面との間に液体の層を形成する液体供給ユニットと、をさらに備えることを特徴とする切削装置。
2. 該カバープレートは、
   該保持面から２ｍｍ以上、１０ｍｍ以下の隙間を空けて設置されることを特徴とする請求項１に記載の切削装置。
3. 該カバープレートは、該加工送り方向と直交する割り出し送り方向において、該保持面の直径以上の長さを有することを特徴とする請求項１に記載の切削装置。
4. 該カバープレートは、該加工送り方向の後方に向けて下降する傾斜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の切削装置。

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