(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持するチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持される被加工物を切削ブレードで切削する切削手段と、被加工物と該切削ブレードとに切削水を供給する切削水供給手段と、該チャックテーブルを該切削ブレードの切削送り方向に切削送りする切削送り手段と、該チャックテーブルを囲繞するチャックテーブルカバーと、該チャックテーブルカバーに連結し該切削送り方向に伸縮移動する蛇腹カバーと、該切削送り手段による該チャックテーブルの移動を可能にする該切削送り方向に延在し、該チャックテーブルカバーと該蛇腹カバーとで覆われる開口を有し、該切削水を受け止めるウォータケースと、を備える切削装置であって、
該蛇腹カバーは、該開口を覆う表面部と、該表面部に連接して垂下する垂下部と、を備え、
該ウォータケースは、該開口の延在方向に平行する両側において凹部を形成し該切削水を所定の水深で貯水する貯水エリアと、該貯水エリアに貯水される該切削水に該蛇腹カバーの垂下部の下端部のみを水没させ該蛇腹カバーの伸縮移動を可能にさせ該開口の延在方向に平行する両側に形成する案内部と、を備え、
該案内部を覆い該切削送り手段により該案内部で案内され伸縮する該蛇腹カバーは、該蛇腹カバーの内側で着水しないで該案内部の上面を滑走するローラを備え、
該チャックテーブルカバーの該切削送り方向に平行な側面に側面開口を備える切削装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加工物に切削水を供給しながら切削する切削装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１において、ウエーハを切削ブレードで切削してチップに分割する切削装置では、切削ブレードの切削送り方向に、ウエーハを保持するチャックテーブルを移動させている。チャックテーブルを支持するチャックテーブルカバーには、切削送り方向の両側に蛇腹カバーが連結されている。蛇腹カバーは、チャックテーブルの切削送り方向の両側を覆い、且つ、切削送り方向でのチャックテーブルの動きに伴って伸縮する。
【０００３】
特許文献１の切削装置では、ウエーハの切削加工中に切削ブレードに切削水が供給され、この切削水は、蛇腹カバーで受け止められてからウォータケースに流れ落ち、ウォータケースの内部に貯水される。蛇腹カバーの下側領域は、ウォータケースに貯水される切削水に浸漬し、ウォータシールを形成している。このウォータシールによって、切削時に噴霧状になった切削水がウォータケースの開口内に浸入することが規制される。この結果、ウォータケースの下方に位置する切削送り軸等に噴霧状の切削水が巻き込まれて濡れることが防止される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７１８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の蛇腹カバーにあっては、ウォータケースに貯水される切削水に対し、下側領域が浸漬される深さについて開示がないものである。このため、チャックテーブルの切削送りが高速になる程、蛇腹カバーの下部領域によって貯水される切削水がかき乱され易くなる。これにより、ウォータシールを形成できるものの、かき乱された切削水が飛び跳ねて切削送り軸を漏水させないようにする点で改善の余地がある。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、噴霧状となった切削水がウォータケースの開口内に巻き込まれることを防止しつつ、チャックテーブルの切削送りによって切削水が飛び跳ねることを抑制することを防止できる切削装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、チャックテーブルに保持される被加工物を切削ブレードで切削する切削手段と、被加工物と切削ブレードとに切削水を供給する切削水供給手段と、チャックテーブルを切削ブレードの切削送り方向に切削送りする切削送り手段と、チャックテーブルを囲繞するチャックテーブルカバーと、チャックテーブルカバーに連結し切削送り方向に伸縮移動する蛇腹カバーと、切削送り手段によるチャックテーブルの移動を可能にする切削送り方向に延在し、チャックテーブルカバーと蛇腹カバーとで覆われる開口を有し、切削水を受け止めるウォータケースと、を備える切削装置であって、蛇腹カバーは、開口を覆う表面部と、表面部に連接して垂下する垂下部と、を備え、ウォータケースは、開口の延在方向に平行する両側において凹部を形成し切削水を所定の水深で貯水する貯水エリアと、貯水エリアに貯水される切削水に蛇腹カバーの垂下部の下端部のみを水没させ蛇腹カバーの伸縮移動を可能にさせ開口の延在方向に平行する両側に形成する案内部と、を備え、案内部を覆い切削送り手段により案内部で案内され伸縮する蛇腹カバーは、蛇腹カバーの内側で着水しないで案内部の上面を滑走するローラを備え、チャックテーブルカバーの切削送り方向に平行な側面に側面開口を備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、ウォータケースの貯水エリアに貯水される切削水に蛇腹カバーの垂下部の下端部のみを水没させている。言い換えると、貯水エリアに貯水される切削水の深さに対し、水没される蛇腹カバーの下端部の液面からの深さを十分に小さくすることができる。よって、切削加工によって噴霧状となった切削水がウォータケースの開口内に巻き込まれることを規制しつつ、チャックテーブルの切削送りに伴い蛇腹カバーが伸縮移動しても、貯水エリアに貯水される切削水の波立ちを抑えることができる。その結果、貯水される切削水が蛇腹カバーによってかき乱されることを抑制でき、蛇腹カバーの内側で切削水が飛び跳ねてウォータケースの開口内の部材等が濡れることを防止できる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、噴霧状となった切削水がウォータケースの開口内に巻き込まれることを防止しつつ、チャックテーブルの切削送りによって切削水が飛び跳ねることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施の形態に係るチャックテーブル周辺の構成部品が搭載された切削装置を示す斜視図である。
【図２】本実施の形態に係るチャックテーブルカバーを示す斜視図である。
【図３】本実施の形態に係るチャックテーブルカバー及びその周辺構造の概略断面図である。
【図４】本実施の形態に係る蛇腹カバー及びその周辺構造の概略断面図である。
【図５】変形例に係る蛇腹カバーの周辺構造の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本実施の形態に係る切削装置について説明する。図１は、本実施の形態に係るチャックテーブル周辺の構成部品が搭載された切削装置を示す斜視図である。
【００１３】
図１に示すように、切削装置１は、被加工物Ｗに対して切削ブレード５５を相対移動させることで、被加工物Ｗを個々のチップに分割するように構成されている。なお、被加工物Ｗは、シリコン、ガリウム砒素等の半導体基板にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスが形成された半導体ウェーハでもよいし、セラミック、ガラス、サファイア系の無機材料基板にＬＥＤ等の光デバイスが形成された光デバイス板状物でもよい。
【００１４】
切削装置１の基台１１上には、チャックテーブル１２をＸ軸方向に移動する切削送り手段１３が設けられている。切削送り手段１３は、基台１１上に配置されたＸ軸方向に平行な一対のガイドレール２１と、一対のガイドレール２１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＸ軸テーブル２２とを有している。Ｘ軸テーブル２２の上部には、チャックテーブル１２が設けられている。また、Ｘ軸テーブル２２の背面側には、図示しないナット部が形成され、このナット部にボールネジ２３が螺合されている。そして、ボールネジ２３の一端部に連結された駆動モータ２４が回転駆動されることで、チャックテーブル１２がガイドレール２１に沿って切削ブレード５５（後述）の切削送り方向（Ｘ軸方向）に切削送りされる。
【００１５】
チャックテーブル１２は、円板状に形成されており、Ｘ軸テーブル２２の上面に回転可能に設けられている。チャックテーブル１２の上面には、ポーラスセラミックス材により保持面２５が形成されている。保持面２５は、チャックテーブル１２内の流路を通じて吸引源（不図示）に接続されており、保持面２５上に生じる負圧によって被加工物Ｗが吸着保持される。チャックテーブル１２の周囲には、一対の支持アームを介して２つのクランプ部２６が設けられ、被加工物Ｗの周囲のフレームＦが径方向両側から挟持固定される。
【００１６】
切削装置１の基台１１上には、切削手段１５をチャックテーブル１２の上方でＹ軸方向及びＺ軸方向に移動する切削手段移動機構１４が設けられている。切削手段移動機構１４は、基台１１上に配置されたＹ軸方向に平行な一対のガイドレール４１と、一対のガイドレール４１にスライド可能に設置されたモータ駆動のＹ軸テーブル４２とを有している。Ｙ軸テーブル４２は上面視矩形状に形成されており、そのＸ軸方向における一端部には側壁部４３が立設している。
【００１７】
また、切削手段移動機構１４は、側壁部４３の壁面に設置されたＺ軸方向に平行な一対のガイドレール４４（１つのみ図示）と、一対のガイドレール４４にスライド可能に設置されたＺ軸テーブル４５とを有している。Ｚ軸テーブル４５には、チャックテーブル１２に向ってＹ軸方向に延在するスピンドル４６が片持で支持されている。また、Ｙ軸テーブル４２、Ｚ軸テーブル４５の背面側には、それぞれ図示しないナット部が形成され、これらナット部にボールネジ４７（Ｚ軸テーブル４５の背面側のボールネジは不図示）が螺合されている。そして、ボールネジ４７（Ｚ軸テーブル４５の背面側のボールネジは不図示）の一端部に連結された駆動モータ５１、５２が回転駆動されることで、切削手段１５がガイドレール４１、４４に沿ってＹ軸方向及びＺ軸方向に移動される。
【００１８】
切削手段１５は切削ブレード５５を有しており、切削ブレード５５は、スピンドル４６のスピンドル軸（不図示）の先端に設けられている。切削ブレード５５は、ダイアモンド砥粒をレジンボンドで固めて円形にしたレジンブレードで構成されている。切削ブレード５５はブレードカバー５６によって周囲が覆われており、ブレードカバー５６には切削部分に向けて切削水を供給する切削水供給手段としての噴射ノズル５７が設けられている。切削手段１５は、切削ブレード５５を高速回転させ、複数の噴射ノズル５７から切削部分である被加工物Ｗと切削ブレード５５とに切削水を噴射しつつ被加工物Ｗを切削加工する。
【００１９】
チャックテーブル１２は、チャックテーブル１２を囲繞するチャックテーブルカバー２７により、回転可能に支持されている。図２は、本実施の形態に係るチャックテーブルカバーを示す斜視図である。図３は、本実施の形態に係るチャックテーブルカバー及びその周辺構造を示す断面模式図である。図２に示すように、チャックテーブルカバー２７は、上面視で方形状に形成された頂壁３１と、頂壁３１の四辺となる外周から垂下された第１外壁３２及び第２外壁３３とを備えている。第１外壁３２は、チャックテーブルカバー２７のＹ軸方向両側の側面を形成し、Ｘ軸方向（切削送り方向）に平行に延在している。第２外壁３３は、チャックテーブルカバー２７のＸ軸方向両側に形成され、第２外壁３３の外面は蛇腹カバー装着面３５として形成される。
【００２０】
第１外壁３２は、その下端側を上方に凹ませるように形成された側面開口３６を備えている。図３にも示すように、各第１外壁３２の内側には、内壁３７が第１外壁３２と平行にそれぞれ設けられている。内壁３７は、頂壁３１の下面から垂下し、Ｘ軸方向の両側が第２外壁３３の内面に連接している。第１外壁３２及び内壁３７の各下端の高さ位置は、略同一に設定されている。
【００２１】
図１に示すように、チャックテーブルカバー２７の各蛇腹カバー装着面３５には、チャックテーブル１２のＸ軸方向両側を覆う蛇腹カバー８０が連結される。図４は、本実施の形態に係る蛇腹カバー及びその周辺構造の概略断面図である。図４に示すように、蛇腹カバー８０は、蛇腹状に形成されてＸ軸方向に伸縮移動するカバー本体８１と、カバー本体８１の下面側に設けられた複数の支持部８２とを備えている。カバー本体８１は、後述するウォータケース６１の開口６２を覆う表面部８１ａと、表面部８１ａに連続して設けられ、表面部８１ａの延在方向に直交する方向の両端から下方に垂下する垂下部８１ｂとを有している。すなわち、垂下部８１ｂは、表面部８１ａに連接して垂下し、上下方向に延在して設けられている。垂下部８１ｂの下端の高さ位置は、第１外壁３２及び内壁３７の各下端の高さ位置と略同一に設定されている（図３参照）。
【００２２】
支持部８２は、カバー本体８１の下面側に設けられ、例えば、カバー本体８１の延在方向中間にある不図示の補強板から下側に突出するように複数設けられている。支持部８２は、後述する案内部６８の上面を滑走するローラ８３と、カバー本体８１に取り付けられてローラ８３を回転可能に支持するブラケット８４とを備えている。ローラ８３は、弾性材料からなるタイヤで構成される。
【００２３】
チャックテーブルカバー２７及び蛇腹カバー８０は、ウォータケース６１の内部に配置されている。図１に示すように、ウォータケース６１は、中央に開口６２を形成するように枠状に形成されている。この開口６２は、切削送り手段１３によるチャックテーブル１２の移動を可能にするよう切削送り方向（Ｘ軸方向）に延在し、チャックテーブルカバー２７と蛇腹カバー８０とで覆われている。ウォータケース６１は、蛇腹カバー８０等から流出される切削水を受け止めて排出する役割を果たす。
【００２４】
図３に戻り、ウォータケース６１は、底壁部６３と、底壁部６３から起立する外側壁６４及び内側壁６５とを備え、内側壁６５によって囲まれた空間が開口６２とされる。ウォータケース６１は、切削水を貯水する貯水エリア６６を形成し、この貯水エリア６６は、底壁部６３、外側壁６４及び内側壁６５の内側空間とされる。貯水エリア６６は、開口６２の延在方向に平行する両側、すなわち、開口６２の断面となるＹ軸方向両側に凹部として形成されてなる。貯水エリア６６では、後述するように切削水を所定の水深で貯水する。
【００２５】
底壁部６３は、断面視でクランク状に形成されており、外側壁６４側に上底部６３ａが形成される一方、内側壁６５側に上底部６３ａより低くなる下底部６３ｂが形成されている。従って、貯水エリア６６は、上底部６３ａの上方で貯水する浅底エリア６６ａと、浅底エリア６６ａより深くなるよう下底部６３ｂの上方で貯水する深底エリア６６ｂとを有している。浅底エリア６６ａにおいて、上底部６３ａより高い位置に排水孔７１が配設されている。排水孔７１にはドレイン７２が接続され、排水孔７１及びドレイン７２を介して切削水が外部に排出される。従って、貯水エリア６６に貯水される切削水の液面Ｌ１は、常時は、排水孔７１の高さ位置に設定される。なお、貯水エリア６６に深さが異なる２つのエリア６６ａ、６６ｂを形成したので、貯水エリア６６の全てを深底エリア６６ｂと同じ深さとする構成に比べ、貯水される切削水の量を減らすことができる。
【００２６】
なお、貯水エリア６６は、底壁部６３を断面視でクランク状に形成している構成としたが、所定の深さの貯水エリア６６が形成されればよく、図５に示すように、垂下部８１ｂの外側に、開口６２の延在方向に延在する貯水壁６６ｃを底壁部６３の上面から立設させ、浅底エリア６６ａと深底エリア６６ｂとを備えず貯水エリア６６を形成させてもよい。つまり、貯水壁６６ｃを超えた切削水を排水させ、貯水壁６６ｃを超えない切削水が貯水エリア６６に貯水される。
【００２７】
深底エリア６６ｂ内には、図４に示すように、蛇腹カバー８０の垂下部８１ｂの下端部が配設される。また、深底エリア６６ｂ内には、図３に示すように、チャックテーブルカバー２７の第１外壁３２及び内壁３７の各下端部が配設される。ここで、切削水の液面Ｌ１が排水孔７１の高さ位置となるよう深底エリア６６ｂ内に所定の深さで貯水されると、垂下部８１ｂ、第１外壁３２及び内壁３７は、その下端部のみが水没される。言い換えると、蛇腹カバー８０の垂下部８１ｂ等の下端部は、深底エリア６６ｂに浸漬された状態で、深底エリア６６ｂに貯水される切削水の深さＤに対し、水没される垂下部８１ｂの下端部における水没量ｄが十分に小さくなる。
【００２８】
内部飛沫防止プレート６７は、概して板状部材で構成され、内側壁６５の高さ方向中央近傍において、切削送り方向（Ｘ軸方向）に延在して設けられている。内部飛沫防止プレート６７は、貯水エリア６６の切削水が液面で飛び跳ねた際、かかる飛び跳ねを上から抑えて開口部６２内に切削水が浸入することを防止する。なお、内部飛沫防止プレート６７の高さ位置は、側面開口３６の内周上端部より低く、内壁３７の下端より高い位置に設定されている。
【００２９】
内側壁６５の上部には、概して板状をなす案内部６８が設けられている。案内部６８は、開口６７の延在方向に平行する両側、すなわち、Ｙ軸方向両側に形成されている。案内部６８は、その上面をローラ８３が滑走することで、蛇腹カバー８０の伸縮移動を案内する。なお、案内部６８の厚みやブラケット８４の長さ等を変えることによって、深底エリア６６ｂにおいて、水没される垂下部８１ｂの下端部における水没量ｄが調整される。なお、後述するように案内部６８は内部飛沫防止プレート６７に設けられ、ローラ８３は内部飛沫防止プレート６７の上を滑走してもよい。
【００３０】
本実施の形態に係る切削装置１において、切削送り手段１３によりチャックテーブル１２が移動すると、蛇腹カバー８１に覆われた案内部６８の上面をローラ８３が滑走され、蛇腹カバー８１がＸ軸方向に伸縮移動する。この状態で、ローラ８３は、貯水エリア６６の切削水に着水しないで蛇腹カバー８１の内側に配設される。
【００３１】
切削装置１における切削加工では、高速回転する切削ブレード５５（図１参照）に切削水が噴射される。噴射された切削水は、チャックテーブルカバー２７及び蛇腹カバー８０で受け止められてウォータケース６１の貯水エリア６６に流れ落ちる。ここで、チャックテーブルカバー２７及び蛇腹カバー８１は、開口６２を覆っているので、開口６２内の切削送り手段１３に切削水が浸入するのを防止する役割を果たしている。
【００３２】
切削時において、噴射された切削水の一部は霧状になり、チャックテーブルカバー２７や蛇腹カバー８０の内側に回り込む。ここで、図３に示すように、貯水エリア６６に貯水された切削水に対し、内壁３７の下端部が水没されてウォータシールが形成される。このウォータシールによって、チャックテーブルカバー２７の外部と開口６２とに通じる隙間が塞がれ、霧状の切削水が開口６２側に浸入することが防止される。また、図４に示すように、垂下部８１ｂの下端部においても、貯水エリア６６の切削水に水没されてウォータシールを形成しており、蛇腹カバー８０の外部と開口６２とに通じる隙間が塞がれ、霧状の切削水が開口６２側に浸入することが防止される。これらのウォータシールによって、霧状になった切削水が開口６２内に浸入し、開口６２の下方に位置する切削送り手段１３（図１参照）に巻き込まれるのを防止させている。
【００３３】
ウォータシールを形成した状態において、垂下部８１ｂの下端部は切削水に水没されるので、切削時における蛇腹カバー８０の伸縮移動によって、深底エリア６６ｂの液面Ｌ１付近の切削水をかき乱すこととなる。ところが、蛇腹カバー８０における垂下部８１ｂの下端部のみが、切削水の液面Ｌ１よりもわずかに下方側に配置されるので、蛇腹カバー８０が伸縮移動しても、深底エリア６６ｂに貯水される切削水の波立ちを抑えることができる。言い換えると、深底エリア６６ｂに貯水される切削水の深さＤに対し、水没される垂下部８１ｂの下端部における水没量ｄが十分に小さくなるので、切削送り速度を高速としても、切削水が内側壁６５より高く飛び跳ねなくなる。その結果、飛び跳ねた切削水がウォータケース６１の開口６２内に浸入し、開口６２内に配置されている切削送り手段１３等が濡れて、劣化することを回避することができる。
【００３４】
ここで、蛇腹カバー８０の伸縮移動によって、液面Ｌ１の高さや垂下部８１ｂの下端部の高さは若干変位するが、かかる変位が生じても、液面Ｌ１と垂下部８１ｂとの間に隙間が生じないような水没量ｄに設定される。つまり、水没量ｄは、蛇腹カバー８０の伸縮移動によって、上述のウォータシール機能と、開口６２内に浸入するような切削水の飛び跳ねを規制する機能とを同時に達成することができる値に設定される。ここにおいて、本明細書及び特許請求の範囲において、上記水没量ｄで水没した状態を、「蛇腹カバーの下端部のみ」が水没した状態とする。具体的な一例を挙げると、深底エリア６６ｂに貯水される切削水の深さＤを２０ｍｍとした場合、水没される垂下部８１ｂの下端部における水没量ｄとして３ｍｍとすることができる。
【００３５】
一方、チャックテーブルカバー２７の切削送り方向の移動により、貯水エリア６６における切削水の液面Ｌ１が液面Ｌ２に上昇しても、側面開口３６から水を流出させることができる。よって、チャックテーブルカバー２７を高速で移動しても、第１外壁３２の内側で切削水の液面が大きく上昇することを抑制でき、切削水が内側壁６５を超えて開口６２内の切削送り手段１３に浸入することを防止できる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている大きさや形状、方向などについては、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。
【００３７】
蛇腹カバー８０の支持部８２は、カバー本体８１の垂下部８１ｂの一部から内側に突出するように複数設けられていてもよい。このとき、案内部６８は、上述のとおり内側壁６５の上部や内部飛沫防止プレート６７の上側、下側に設けられていてもよいし、内部飛沫防止プレート６７に設けられ、内部飛沫防止プレート６７を案内部として利用してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
以上説明したように、本発明は、噴霧状となった切削水がウォータケースの開口内に巻き込まれることを防止しつつ、チャックテーブルの切削送りによって切削水が飛び跳ねることを抑制する効果を有し、特に、被加工物に切削水を供給しながら切削する切削装置において有用である。
【符号の説明】
【００３９】
１２  チャックテーブル
１３  切削送り手段
１５  切削手段
２７  チャックテーブルカバー
３６  側面開口
５５  切削ブレード
５７  （切削水供給手段としての）噴射ノズル
６１  ウォータケース
６２  開口
６６  貯水エリア
６８  案内部
８０  蛇腹カバー
８１  カバー本体
８１ａ  表面部
８１ｂ  垂下部
８３  ローラ
Ｗ  被加工物
【図１】
0006576672.tif 000002
【図２】
0006576672.tif 000003
【図３】
0006576672.tif 000004
【図４】
0006576672.tif 000005
【図５】
0006576672.tif 000006