JP2017204555A - 切削方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】クラックの発生を抑えうる加工方法を提供する。【解決手段】保持ステップを実施した後、環状領域の所定の幅よりも薄い第1切削ブレードを環状領域の内周縁に沿って貼り合わせウェーハに該サポートウェーハまで切り込ませ、第1切削ブレードと保持テーブルとを相対移動させて第1切削ブレードでウェーハを内周縁に沿って切削することにより、環状領域の一部を除去して第1切削溝を形成する第1切削ステップと、第1切削ステップを実施した後、第1切削ブレードよりも厚い第2切削ブレードを第1切削溝より外周側の環状領域で第1切削溝の一部に重ねて貼り合わせウェーハにサポートウェーハまで切り込ませ、第2切削ブレードと保持テーブルとを相対移動させて第2切削ブレードでウェーハを切削することにより、環状領域の残りの部分を除去する第2切削ステップと、を備えている。【選択図】図2
Description
本発明は、サポートウェーハ上に接着部材を介してウェーハが貼着された貼り合わせウェーハにおいて、ウェーハの外周縁から所定の幅の環状領域を除去する切削方法に関する。
半導体ウェーハは、表面にIC、LSI等のデバイス(素子)が形成され、それぞれのデバイスが格子状に形成されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって区画される。その後、半導体ウェーハは、裏面が研削されて所定の厚さへと薄化された後、切削装置によってストリートに沿って切削されることで個々のチップへと分割される。分割されたチップは携帯電話、パソコン等の各種電子機器に搭載され広く利用されている。
近年、電子機器の小型化・薄型化に伴い、該電子機器に搭載されているチップの小型化・薄型化が求められている。そのためデバイスが複数形成された半導体ウェーハ(以下、単にウェーハと略称することがある)を例えば100μm以下の厚さに薄く研削する場合がある。
一般的にウェーハは、製造工程中における割れや発塵防止のために、その外周に断面形状が円弧状となる面取りがなされている。すると、上述のようにウェーハが薄く研削されたとき、面取り部はナイフエッジの如く鋭利に尖り、ウェーハの外周から欠けが生じてウェーハが破損してしまう。
そのため、ウェーハは薄く研削される前に加工され、ウェーハの外周に沿って面取り部が除去される(例えば、特許文献1および特許文献2参照)。このようにウェーハの外周縁に沿って切削することは、トリミング加工と呼ばれることがある。
ところで、薄いウェーハのハンドリング性を向上させるために、または、加工時のウェーハの反りや破損を防止するために、ウェーハを別のサポートウェーハに貼り合わせて貼り合わせウェーハを形成し、該貼り合わせウェーハを一体として扱い加工をする技術思想が知られている(例えば、特許文献3参照)。なお、該貼り合わせウェーハは、ウェーハと、該ウェーハと同程度の径のサポートウェーハと、両者を貼着する接着部材と、からなる。
ウェーハの外周縁に沿って所定の幅の領域を除去する工程においては、通常のダイシング工程に用いられる切削ブレードと比較して大きい厚みの切削ブレードが用いられる。通常のダイシング工程と比較して広い面積を切削するためである。例えば、通常のダイシング工程等において用いられる切削ブレードの厚みは15μm〜30μm程度である。一方で、ウェーハの外周縁から所定の幅の環状領域を除去する際には、厚みが0.5mm〜1mm程度の切削ブレードが使用されている。
しかし、ウェーハの切削に用いられる切削ブレードの厚みが大きくなるに従い、加工されるウェーハに与えられる負荷(加工負荷)もまた大きくなり、切削ブレードで切削した切断縁には大きな欠けやクラックが発生しやすくなる。ウェーハにクラックが発生すると、クラックがデバイスまで達しデバイスに損傷を与えるおそれがある。
このような欠けやクラックの発生を抑制するためには、粒径が小さい砥粒を含む切削ブレードを使用すればよい。砥粒の粒径が小さい切削ブレードを使用するとウェーハに与えられる加工負荷を小さくすることができる。しかし、砥粒の粒径が小さい切削ブレードは切削能力も小さいため、切削加工に要する時間が増大し生産性が低下しやすい。
また、サポートウェーハに貼着されたウェーハを完全切断する場合、切削ブレードはウェーハの下の接着部材に達することとなる。切削ブレードにより接着部材を切削すると、発生した切削屑により該切削ブレードに目詰まりが生じる場合がある。目詰まりが生じた切削ブレードをそのまま使用すると、ウェーハにクラックを発生させやすくなるが、砥粒の粒径が小さい切削ブレードにおいては該目詰まりが特に発生しやすい。
このように、サポートウェーハ上に貼着されたウェーハの所定の幅の環状領域を外周縁に沿って除去する際に、大きい厚みの切削ブレードを使用すると加工負荷が大きくなり、ウェーハにクラックを生じやすくなる。しかし、単に厚みの小さい切削ブレードを用いるのみでは、切削に要する時間が増大する。また、砥粒の粒径が小さい切削ブレードでは目詰まりを生じるため、やはりクラックの発生確率を十分に低減することができない。
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものである。その目的とするところは、サポートウェーハ上に貼着されたウェーハをトリミング加工する際に、単に厚い切削ブレードのみを使用して加工する場合と比べ加工時間を大幅に増加させることなくクラックの発生を抑えうる加工方法を提供することである。
本発明の一態様によれば、サポートウェーハ上に接着部材を介してウェーハが貼着された貼り合わせウェーハに切削ブレードを該サポートウェーハまで切り込ませつつ該ウェーハの外周縁に沿って切削して該ウェーハの外周縁から所定の幅を有した環状領域を除去する切削方法であって、保持テーブルにより貼り合わせウェーハの該サポートウェーハ側を保持する保持ステップと、該保持ステップを実施した後、該環状領域の所定の該幅よりも小さい厚みを有する第1切削ブレードを該環状領域の内周縁に沿って貼り合わせウェーハに該サポートウェーハまで切り込ませ、該第1切削ブレードと該保持テーブルとを相対移動させて該第1切削ブレードでウェーハを該内周縁に沿って切削することにより、該環状領域の一部を除去して第1切削溝を形成する第1切削ステップと、該第1切削ステップを実施した後、該第1切削ブレードよりも厚い第2切削ブレードを該第1切削溝より外周側の該環状領域で該第1切削溝の一部に重ねて貼り合わせウェーハに該サポートウェーハまで切り込ませ、該第2切削ブレードと該保持テーブルとを相対移動させて該第2切削ブレードでウェーハを切削することにより、該環状領域の残りの部分を除去する第2切削ステップと、を備えることを特徴とする切削方法が提供される。
本発明に係る切削方法では、クラックを発生させにくい薄い第1切削ブレードを用いて予めウェーハに切削溝を設けておき、次に、厚い第2切削ブレードで該切削溝よりも半径方向外側の部分のウェーハを除去する。第2切削ブレードによる切削の過程でクラックが生じた場合でも該切削溝によりクラックの伸長が阻まれる。そのため、単に厚い切削ブレードのみを使用して加工する場合と比べ加工時間を大幅に増加させることなくウェーハのクラックの発生を抑えることができる。
添付図面を参照して、本発明に係る実施形態について説明する。本実施形態に係る加工法は、保持ステップと、第1切削ステップと、第2切削ステップと、を有する。さらに、第2切削ステップ後のウェーハの薄化ステップを有していてもよい。
図1は、本発明に係る加工方法の被加工物である貼り合わせウェーハの一例を模式的に示す断面図である。
貼り合わせウェーハ1は、ウェーハ3と、サポートウェーハ5と、を有し、ウェーハ3の表面3aとサポートウェーハ5の第1の面5aとの間に設けられた接着部材7を介して、両者が貼着され一体となっている。ウェーハ3をサポートウェーハ5と一体として扱うことにより、近年薄化の傾向が著しいウェーハのハンドリング性を向上させることができ、また、加工時のウェーハの反りや破損を防止することができる。
ウェーハ3のデバイス3cが形成された表面3aはサポートウェーハ5の第1の面5aと対面しており、ウェーハ3の裏面3bは貼り合わせウェーハ1が保持テーブルに保持される際の上面となる。また、サポートウェーハ5の第2の面5bは貼り合わせウェーハ1が保持テーブル2に保持される際の下面(被保持面)となる。
なお、ウェーハ3は、シリコン、サファイア、SiC(シリコンカーバイド)、または、その他化合物半導体等の材料でなり、表面にIC、LSI、または、MEMS等のデバイス3cが形成されている。サポートウェーハ5には、例えばウェーハ3に用いられる材料と同様の材料で構成されたウェーハを用いてもよい。
次に、本実施の形態に係る切削方法における保持ステップについて図1(B)を参照して説明する。図1(B)は、保持ステップにおける貼り合わせウェーハ1と、保持テーブル2とを模式的に示す断面図である。保持テーブル2はその表面に垂直な軸の周りに回転可能であり、保持テーブル2が回転することにより保持された貼り合わせウェーハ1も回転する。後の第1切削ステップ及び第2切削ステップにおいては、保持テーブル2を回転させることによりウェーハ3の外周縁から所定の幅を有した環状領域9を切削する。
保持テーブル2は、ステンレス鋼等の金属材でなり上面中央に凹部を有する円板状部材4と、該凹部に配されたポーラスセラミック等でなる多孔質部材6と、を有する。該多孔質部材6は上面に貼り合わせウェーハを保持する保持面6aを備え吸引源(不図示)に接続されている。多孔質部材6は該保持面6aに複数の微小な吸引孔を備え、該吸引源によって発生させた負圧の作用で保持面6aに載置された貼り合わせウェーハ1を吸引保持できる。
保持ステップでは、まずサポートウェーハ5の第2の面5bが保持面6aと接するように、貼り合わせウェーハ1が多孔質部材6上に載置される。次に、多孔質部材6の複数の吸引孔を通して吸引源によって発生させた負圧を作用させることにより貼り合わせウェーハ1が多孔質部材6に吸引保持される。なお、以後本実施形態に係る加工方法が実施されている間、貼り合わせウェーハ1は多孔質部材6に保持され続ける。
次に、本実施形態に係る加工方法における第1切削ステップについて、図2(A)を用いて説明する。第1切削ステップは保持ステップが実施された後に実施される。本実施形態に係る加工方法では最終的にウェーハ3の外周縁から所定の幅を有した環状領域9を除去するが、本ステップではまず、該環状領域9の幅よりも小さい厚みを有する第1切削ブレード8aにより該環状領域9の内周縁に沿って第1切削溝11を形成する。
第1切削ステップにて使用する第1切削ユニット8について説明する。図2(A)に示すように、第1切削ユニット8は、第1スピンドル8bと、該第1スピンドル8bの先端に連結された第1切削ブレード8aと、を有する。第1切削ユニット8は、該第1スピンドル8bを軸として回転可能であり、第1切削ブレード8aは該第1スピンドル8bと共に回転する。また、第1切削ユニット8は昇降可能であり、回転する第1切削ブレード8aを貼り合わせウェーハ1中の所定の深さまで垂直に下降させることができる。
第1切削ブレード8aは環状領域9の幅よりも小さい厚みを有しており、該厚みは後述の第2切削ブレード10a(図3(A)参照)が有する厚みよりも小さい。また、第1切削ブレード8aは、後述の第2切削ブレード10aが有する砥粒の粒径よりも小さい粒径の砥粒を有する。
したがって、第1切削ブレード8aは、第2切削ブレード10aよりも切削する範囲が狭く切削能力が低い。一方で、第1切削ブレード8aは切削により被加工物に与える負荷(加工負荷)が第2切削ブレード10aよりも小さいため、被加工物にクラック等の損傷を生じさせる可能性も小さい。
第1切削ステップにおける切削の準備のために、第1切削ユニット8は、第1スピンドル8bを該貼り合わせウェーハ1の半径方向に略平行に向けて貼り合わせウェーハ1の上方に配置される。さらに、第1切削ブレード8aの貼り合わせウェーハ1中央側の端の位置が、該環状領域9の内周縁の直上となるように第1切削ブレード8aの位置が調整される。
次に、第1切削ステップにおける切削を実施する。まず、第1スピンドル8bの回転を開始し、第1切削ブレード8aが回転している状態とする。次に、第1切削ブレード8aの回転を維持したまま第1切削ユニット8を貼り合わせウェーハ1に向けて垂直に下降させる。そして、ウェーハ3を完全に切断するために、ウェーハ3と、接着部材7と、を貫いてサポートウェーハ5の所定の深さに達するまで第1切削ブレード8aを切り込ませる。
図2(A)は、サポートウェーハ5の該所定の深さまで第1切削ブレード8aを切り込ませた状態における、貼り合わせウェーハ1、第1切削ユニット8、及び保持テーブル2の断面構造を模式的に示した図である。
次に、第1切削ブレード8aの回転を維持したまま、保持テーブル2の回転を開始する。すると、貼り合わせウェーハ1が回転しながら環状領域9が内周縁に沿って連続的に切削され、環状の第1切削溝11が形成される。なお、回転する第1切削ユニット8を下降させるよりも前に保持テーブル2の回転を開始し、その後回転する第1切削ユニット8を下降させて第1切削溝11を形成してもよい。
第1切削ステップが実施された後の貼り合わせウェーハ1の断面構造を図2(B)に模式的に示す。本ステップにより、環状の第1切削溝11が形成される。
なお、本実施形態に係る加工方法における第1切削ステップは、環状領域9の内周縁の直上に第1切削ブレード8aを位置付け、第1切削ブレード8aを上方からサポートウェーハ5の所定の深さに達するまで下降する場合に限られない。
例えば、貼り合わせウェーハ1から離れた位置において、予め第1切削ブレード8aを該所定の深さまで切削できる位置に下降させておき、次に、貼り合わせウェーハ1に向けて水平移動させてもよい。第1切削ブレード8aを回転させたまま環状領域9の内周縁まで水平に切り込ませ、その後、第1切削ブレード8aの回転を維持したまま、保持テーブル2の回転することで環状の第1切削溝11を形成してもよい。
次に、本実施形態に係る加工方法における第2切削ステップについて、図3を用いて説明する。第2切削ステップは第1切削ステップが実施された後に実施される。第1切削ステップを経てすでにウェーハ3の外周縁近傍の環状領域9が一部除去されており、第1切削溝11が形成されているが、本第2切削ステップでは、該環状領域9の残りの部分9a(図3(B)参照)を除去する。
第2切削ステップにて使用する第2切削ユニット10について説明する。第2切削ユニット10は、第2スピンドル10bと、該第2スピンドル10bの先端に連結された第2切削ブレード10aと、を有する。第2切削ユニット10は、該第2スピンドル10bを軸として回転可能であり、第2切削ブレード10aは該第2スピンドル10bと共に回転する。
第2切削ブレード10aは環状領域9の該残りの部分9aの幅よりも大きい厚みを有しており、該厚みは上述の第1切削ブレード8aが有する厚みよりも大きい。また、第2切削ブレード10aは、上述の第1切削ブレード8aが有する砥粒の粒径よりも大きい粒径の砥粒を有する。
したがって、第2切削ブレード10aは、第1切削ブレード8aよりも切削する範囲が広く切削能力が高い。一方で、第2切削ブレード10aは切削により被加工物に与える負荷(加工負荷)が第1切削ブレード8aよりも大きいため、被加工物にクラック等の損傷を生じさせやすい。
しかし、環状領域9の残りの部分9aに対する切削により該環状領域9中にクラック等の損傷が生じたとしても、第1切削溝11が存在するために、ウェーハ3の半径方向中心側へのクラックの伸長が阻止される。そのため、ウェーハ3の表面3aに形成されたデバイス3cにクラックが伸長せず、デバイス3cは第2切削ステップにおいて損傷しない。
切削能力が高い切削ブレードを用いる前に、加工負荷が小さい切削ブレードを用いて必要最低限の時間で第1切削溝を形成しておくことで、切削工程に要する時間を大幅に増やすことなく被加工物に生じる損傷を防止できる。
第2切削ステップにおける切削の準備のために、第2切削ユニット10は、第2スピンドル10bを該貼り合わせウェーハ1の半径方向に略平行に向けて貼り合わせウェーハ1の上方に配置される。さらに、第2切削ブレード10aが該環状領域9の残りの部分9aの幅をすべて覆うよう第2切削ユニット10の位置が調整される。
このとき、第2切削ステップにより確実に環状領域9の残りの部分9aのすべてが切削されるように、第2切削ブレード10aを第1切削溝11の一部とも重なるように位置付ける。ここで図3(B)に、第2切削ステップ実施前の貼り合わせウェーハ1の外周縁近傍の断面構造を模式的に示す。すなわち、第1切削溝11の一部と環状領域9の残りの部分9aとを含む領域が第2切削ブレード10aが下降する部分9bとなる。
第2切削ステップにおける切削を実施する。まず、第2スピンドル10bの回転を開始し、第2切削ブレード10aが回転している状態とする。次に、第2切削ブレード10aの回転を維持したまま第2切削ユニット10を貼り合わせウェーハ1に向けて垂直に下降させる。そして、ウェーハ3を完全に切断するために、ウェーハ3と、接着部材7と、を貫いてサポートウェーハ5の所定の深さに達するまで第2切削ブレード10aを切り込ませる。
図3(A)は、貼り合わせウェーハ1の上方からウェーハ3及び接着部材7を貫いて所定の深さまで第2切削ブレード10aを切り込ませた状態における、貼り合わせウェーハ1、第2切削ユニット10、及び保持テーブル2の断面構造を模式的に示した図である。
次に、第2切削ブレード10aの回転を維持したまま、保持テーブル2の回転を開始する。すると、貼り合わせウェーハ1が回転しながら環状領域9の残りの部分9aが連続的に切削される。なお、回転する第2切削ユニット10を下降させるよりも前に保持テーブル2の回転を開始し、その後回転する第2切削ユニット10を下降させて環状領域9の残りの部分9aを切削してもよい。
第2切削ステップが実施された後の貼り合わせウェーハ1の断面構造を図4(A)に模式的に示す。環状領域9がすべて切削されるが、第1切削ステップと第2切削ステップとを経て切削されているため、ウェーハ3の損傷が抑制されている。
なお、本実施形態に係る加工方法における第2切削ステップは、第2切削ブレード10aを貼り合わせウェーハ1の上方に位置付け、第2切削ブレード10aを上方からサポートウェーハ5の所定の深さに達するまで下降する場合に限られない。
例えば、貼り合わせウェーハ1から離れた位置において、予め第2切削ブレード10aを該所定の深さまで切削できる位置に下降させておき、次に貼り合わせウェーハ1に向けて水平移動させもよい。第2切削ブレード10aを回転させながら第1切削溝11の一部まで水平に切り込ませて、その後、第2切削ブレード10aの回転を維持したまま、保持テーブル2の回転することで環状領域9の残りの部分9aを切削してもよい。
ところで、ウェーハ3は外縁部において面取り加工が施されており、第2切削ステップが実施される前には、断面が円弧状となっている。そのため、第2切削ステップが実施される前、図3(B)に示される通り、貼り合わせウェーハ1の外周縁近傍において、ウェーハ3とサポートウェーハ5との間の接着部材7が厚く形成されている。したがって、貼り合わせウェーハ1の外周縁近傍を切削すると特に多量の切削屑が発生する。
第1切削ブレード8aは小さい粒径の砥粒を有するが、そのような砥粒を有する切削ブレードは切削屑により目詰まりが生じやすい。ウェーハ3へ与えられるクラック等の損傷を抑制するために、環状領域9のすべてを第1切削ブレード8aで切削することも考えられるが、その場合、接着部材7が厚く形成されている領域においても第1切削ブレード8aを用いて切削を実施することとなる。すると、発生する多量の切削屑のために特に目詰まりが生じやすく、ウェーハ3はクラック等の損傷を受けやすくなる。
本実施形態に係る加工方法においては、接着部材7が厚く形成されている場所を、大きい粒径の砥粒を有する第2切削ブレード10aを用いて切削するため、切削屑が多量に生じても目詰まりを生じにくい。したがって、本実施形態に係る加工方法は、接着部材から発生した切削屑によるブレードの目詰まりをも抑制し、ウェーハへの損傷を防ぐことができる。
第2切削ステップが実施された後、例えば、ウェーハを薄化する薄化ステップが行われる。ウェーハの薄化について、図4(B)を用いて説明する。保持テーブル2に吸着保持された貼り合わせウェーハ1を裏面3b側から研削し、ウェーハ3を薄化する。図4(B)は、該ウェーハの薄化ステップを模式的に示す断面図である。研削ホイール12は複数の砥石14を下方に向けて支持し、研削ホイール12が回転しながら徐々に下降することにより砥石14が被加工物の表面を研削する。
図4(B)に示すように、薄化ステップにおいては、まず、保持テーブル2と研削ホイール12との少なくとも一方を回転させながら、研削12を下降してウェーハ3の裏面3b側に、研削ホイール12の研削砥石14を接触させる。この状態で研削ホイール12を徐々にさらに下降させることにより、裏面3b側を研削してウェーハ3を薄く加工する。
第1切削ステップ及び第2切削ステップによりウェーハ3の外縁近傍の環状領域9が切削されており、面取り部が除去されている。そのため、ウェーハ3を薄化したときのウェーハ3の外縁部はもはやナイフエッジの如く鋭利に尖ることがなく、ウェーハ3の外周から欠けが生じてウェーハ3が破損してしまうこともない。
なお、本発明は、上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、第1切削ブレードを用いて第1切削溝を形成するが、第1切削溝を形成する方法はこれに限らない。例えば、レーザー加工装置を用いたアブレーション加工により第1切削溝を形成してもよい。
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、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できる。
1 貼り合わせウェーハ
3 ウェーハ
3a 表面
3b 裏面
3c デバイス
5 サポートウェーハ
5a 第1の面
5b 第2の面
7 接着部材
9 環状領域
9a 環状領域の残りの部分
9b 第2切削ブレードが下降する部分
11 第1切削溝
2 保持テーブル
4 円板状部材
6 多孔質部材
8 第1切削ユニット
8a 第1切削ブレード
8b 第1のスピンドル
10 第2切削ユニット
10a 第2切削ブレード
10b 第2のスピンドル
12 研削ホイール
14 研削砥石
3 ウェーハ
3a 表面
3b 裏面
3c デバイス
5 サポートウェーハ
5a 第1の面
5b 第2の面
7 接着部材
9 環状領域
9a 環状領域の残りの部分
9b 第2切削ブレードが下降する部分
11 第1切削溝
2 保持テーブル
4 円板状部材
6 多孔質部材
8 第1切削ユニット
8a 第1切削ブレード
8b 第1のスピンドル
10 第2切削ユニット
10a 第2切削ブレード
10b 第2のスピンドル
12 研削ホイール
14 研削砥石
Claims (1)
- サポートウェーハ上に接着部材を介してウェーハが貼着された貼り合わせウェーハに切削ブレードを該サポートウェーハまで切り込ませつつ該ウェーハの外周縁に沿って切削して該ウェーハの外周縁から所定の幅を有した環状領域を除去する切削方法であって、
保持テーブルにより貼り合わせウェーハの該サポートウェーハ側を保持する保持ステップと、
該保持ステップを実施した後、該環状領域の所定の該幅よりも小さい厚みを有する第1切削ブレードを該環状領域の内周縁に沿って貼り合わせウェーハに該サポートウェーハまで切り込ませ、該第1切削ブレードと該保持テーブルとを相対移動させて該第1切削ブレードでウェーハを該内周縁に沿って切削することにより、該環状領域の一部を除去して第1切削溝を形成する第1切削ステップと、
該第1切削ステップを実施した後、該第1切削ブレードよりも厚い第2切削ブレードを該第1切削溝より外周側の該環状領域で該第1切削溝の一部に重ねて貼り合わせウェーハに該サポートウェーハまで切り込ませ、該第2切削ブレードと該保持テーブルとを相対移動させて該第2切削ブレードでウェーハを切削することにより、該環状領域の残りの部分を除去する第2切削ステップと、
を備えることを特徴とする切削方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016095246A JP2017204555A (ja) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | 切削方法 |
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JP2016095246A JP2017204555A (ja) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | 切削方法 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016095246A Pending JP2017204555A (ja) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | 切削方法 |
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