JPH07299748A - 薄溝加工機及び薄溝加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 砥石刃の回転の前側で砥石刃と切削液のなじ
みをよくするために噴射される切削液で、砥石刃と切削
液のなじみを損なうことなく加工屑の除去及び加工部分
の冷却を効率よく行えるようにすることを目的とする。 【構成】 高速回転する砥石刃１を備える薄溝加工機に
おいて、砥石刃１が被加工物１００に接触する加工部分
の近傍の砥石刃１の回転方向の前側付近から、砥石刃１
の回転中心付近に向かう方向で砥石刃１の先端に切削液
を噴出するノズル２を備える。

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
及びそのような薄溝の加工方法に関し、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
薄溝加工機及び薄溝加工方法に関する。

【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。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はダイア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。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】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。

【０００８】また、冷却液供給パイプ３からは冷却液を
切削部分に向けて噴出させているが、加工部分は細い溝
であり、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。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。

【０００９】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の第１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。１２はブレード１を台座１６に固
定するためのフランジ１２であり、ナット１５で台座１
６に固定される。フランジ１２は傾斜部分を有すると共
に、ブレード１の交換時にブレード１をチャックするた
めのエッジ１３を有している。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が高速回転し
ているため、ブレード１に付着した切削液は、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、噴射ノズル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、切り粉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】図７は噴射ノズル２５の第２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。図示のように、この従来例では、ブレー
ド１の回転の前側の加工部分に近い所で、ブレード１の
先端部の接線方向に切削液を噴射している。この場合、
噴射された切削液は加工部分に近いところで噴射される
ため、図６に比べて加工屑除去及び加工部分の冷却に寄
与する効率は向上するが、噴射された切削液がブレード
１に十分なじまないという問題がある。

【００１１】そこで、噴射ノズル２５からブレード１へ
の切削液の噴射が、ブレード１と切削液のなじみもよ
く、加工屑除去及び加工部分の冷却に寄与も効率よく行
えれば、切削液供給パイプ３からの切削液の供給量も低
減できるため切削液供給のコストダウンが図れ、加工屑
も効率よく除去できることになる。本発明は、このよう
な点に着目して、噴射ノズル２５からブレード１への切
削液の噴射を、ブレード１と切削液のなじみがよく且つ
加工屑除去及び加工部分の冷却も高効率で行えるように
することで、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及び薄溝加工方法の実現を目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の薄溝加工機では、砥石刃（ブレード）の先
端に切削液を噴出するノズルを砥石刃が被加工物に接触
する加工部分にできるだけ近い砥石刃の回転方向の前側
付近に設け、このノズルから砥石刃の先端に砥石刃の回
転中心付近に向かう方向で切削液を噴出するようにす
る。

【００１３】本発明の第２の態様では、上記のようなノ
ズルは、ノズルの近傍で曲がっている切削液を供給する
ための管の先端に設けることで実現される。本発明の第
３の態様では、ノズルの先端に溝を設け、この溝内に砥
石刃の先端を収容するようにする本発明の第４の態様で
は、ノズルの位置を変化させるノズル移動機構を設け
る。

【００１４】本発明の第５の態様では、ノズルの位置
は、砥石刃を回転機構に固定するためのフランジの下側
の先端位置より下にある。

【００１５】

【作用】噴射ノズルからブレードへの切削液の噴射を、
ブレードと切削液のなじみがよくするためには、噴射ノ
ズルからブレードへの噴射方向をブレードの回転中心付
近に向かうようにして、ブレードの先端に噴射すればよ
い。また、噴射ノズルから噴射される切削液で加工屑除
去及び加工部分の冷却を高効率で行うためには、噴射ノ
ズルの位置をブレードが被加工物に接触する加工部分に
できるだけ近いブレードの回転方向の前側付近に設けれ
ばよい。特に、本発明のように加工部分に近いところで
ブレードに噴射された切削液はその接線方向を中心に勢
いよい飛散されるため、加工中の溝の内部を洗浄する効
果が大きい。

【００１６】

【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、噴射ノズル、被加工物の位置関係を
示す図である。第１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。

【００１７】図１に示すように、第１実施例の薄溝加工
機においては、ノズル２に切削液を供給するパイプ２１
をステージ１０１にほぼ平行になるように水平に設け、
ノズル２の直前でブレード１の回転中心に向くように曲
げている。これにより、ノズル２はブレード１の回転中
心に向って切削液を噴射することになり、切削液はブレ
ード１によくなじむ。

【００１８】噴射された切削液はブレード１に当たって
飛散するが、ブレード１が高速で回転しているため図の
矢印の方向、すなわちブレード１の接線方向を中心とし
て飛散されることになる。従って、図でも明らかなよう
に、飛散される切削液は加工中の溝に向かうことにな
り、高速の切削液が溝の内部を洗い流すため、加工屑等
の汚れを効率よく除去することになる。従来の薄溝加工
機では、半導体ウエハ等の切断では被加工物のが薄いた
めあまり問題にならないが、ＶＴＲ用の磁気ヘッドの切
り出しでは溝が深いため溝内の汚れの除去を効率よく行
うことが難しかったが、本実施例ではこのような問題が
上記のように解決でき、効果が大きい。

【００１９】ノズル２を加工部分の直前に設け、しかも
ノズル２からの切削液の噴射方向をブレード１の回転中
心付近とする場合、ノズル２に切削液を供給するパイプ
２１は被加工物１００及びステージ１０１に接触するこ
とは許されないため、パイプ２１を被加工物１００及び
ステージ１０１より上側に設け、ノズル２の直前で曲げ
ることが必要である。図１ではパイプ２１をステージ１
０１に平行、すなわち水平に設けたが、後述するように
上方から下方に向かって設けてもよい。また、図１では
ブレード１の回転軸に垂直な右方向からパイプ２１を設
けたが、ブレード１の回転軸に平行にパイプを設け、ノ
ズルの直前で曲げてもよい。

【００２０】加工する溝の種類や被加工物の厚さに応じ
て加工する溝の深さを変える必要が生じる。ノズル２の
位置は、ノズル２が被加工物１００及びステージ１０１
に接触しないように、加工する溝の深さの上限に応じて
決めることができる。例えば、ブレード１はスピンドル
モータ等の回転軸の台座にフランジで固定されるが、加
工時の被加工物の上面はフランジの下側の先端位置より
上になることはないから、ノズル２の位置をこのフラン
ジの下側の先端位置より下の範囲の適当な位置とする。

【００２１】しかし、上記のような理由で、ノズル２の
位置は加工部分にできるだけ近いことが望ましいため、
加工する溝の深さに応じてノズル２の位置を変化させら
れるようにすることが望ましい。第２実施例は、ノズル
２の位置を可変にした例である。図２は第２実施例にお
けるブレード、ノズル、被加工物を示す図である。

【００２２】図２において、参照番号２１はノズルに切
削液を供給するための上方より下方に延びるパイプであ
り、２２はホースである。２３はパイプ２１を固定する
部材であり、２４は部材２３を固定する部材であり、本
体に固定されている。部材２３は２個のピン２３１と２
３２を有しており、ピン２３１と２３２が部材２４のガ
イド穴２４１に嵌まった状態で移動させると、ノズルか
らの切削液の噴射方向がブレード１の回転中心に向いた
状態でノズルの位置を変えられるようになっている。加
工する溝の深さに応じて部材２３を部材２４に対して移
動させてノズルの位置を調整し、部材２３を部材２４に
固定する。図の破線は、深い溝を加工する場合の被加工
物１００、パイプ２１、ホース２２、部材２３、２４の
位置を示している。

【００２３】第２実施例においては、加工する溝の深さ
に応じてノズルを最適な位置にすることができるため、
溝の形状にかかわらず加工屑の除去及び加工部分の冷却
を効率よく行うことが可能になる。図３は第３実施例に
おけるノズルの形状を示す図であり、（ａ）はブレード
１の回転軸の方向からみた側面図を示し、（ｂ）はノズ
ルの先端をブレード１の回転中心からみた図を示し、
（ｃ）はノズルの先端の斜視図である。

【００２４】溝２１３、２１４の加工は、実際に被加工
物の加工に使用するブレード１より幅の広いブレードを
使用して加工する。図示のように、第３実施例において
は、ノズルの先端にブレード１の幅より少し広い溝２１
３、２１４があり、この溝２１３、２１４の部分にブレ
ード１の先端が位置する。このような構造にすることに
より、切削液がブレード１によくなじむと共に、切削液
が加工部分に効率よく飛散する。

【００２５】

【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、切削液のブレードへのなじみが良好で、ノズ
ルから噴射する切削液で効率よく加工屑の除去と加工部
分の冷却が行える薄溝加工機が実現でき、切削液の供給
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実施例の要部の図である。

【図２】第２実施例における要部の図である。

【図３】第３実施例における要部の図である。

【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
らの切削液の冷却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。

【図７】ブレードの接線方向に切削水を噴射する従来例
を示す図である。

【符号の説明】

１…砥石刃（ブレード） ２…ノズル ３…冷却液供給パイプ １００…被加工物 １０１…ステージ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高速回転する砥石刃（１）を備える薄溝
   加工機において、 前記砥石刃（１）が被加工物（１００）に接触する加工
   部分に近接し前記砥石刃（１）の回転方向の前側付近か
   ら、前記砥石刃（１）の回転中心付近に向かう方向で前
   記砥石刃（１）の先端に切削液を噴出するノズル（２）
   を備えることを特徴とする薄溝加工機。
2. 【請求項２】 前記ノズル（２）は、前記切削液を供給
   するための管の先端に設けられており、前記管は前記ノ
   ズル（２）の近傍で曲がっている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】 前記ノズル（２）は先端に溝を有し、該
   溝内に前記砥石刃（１）の先端が収容されることを特徴
   とする請求項１又は２に記載の薄溝加工機。
4. 【請求項４】 前記ノズル（２）の位置を変化させるノ
   ズル移動機構を備えることを特徴とする請求項１乃至３
   のいずれかに記載の薄溝加工機。
5. 【請求項５】 前記ノズル（２）の位置は、前記砥石刃
   （１）を回転機構に固定するためのフランジの下側の先
   端位置より下にあることを特徴とする請求項１乃至請求
   項４のいずれか１項に記載の薄溝加工機。
6. 【請求項６】 高速回転する砥石刃（１）で薄溝を加工
   する薄溝加工方法において、 前記砥石刃（１）が被加工物（１００）に接触する加工
   部分に近接し前記砥石刃（１）の回転方向の前側付近か
   ら、前記砥石刃（１）の回転中心付近に向かう方向で前
   記砥石刃（１）の先端に切削液を噴出することを特徴と
   する薄溝加工方法。