DE102016210001A1 - grindstone - Google Patents

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Abstract

Ein Schleifstein, der Diamantschleifkörner und eine Borverbindung beinhaltet und der zum Schleifen eines Werkstücks dient, wobei der durchschnittliche Teilchendurchmesser X der Diamantschleifkörner in dem Bereich von 3 μm ≤ X ≤ 10 μm liegt und das Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Borverbindung zu den Diamantschleifkörnern 0,8 ≤ Z ≤ 3,0 beträgt. Vorzugsweise ist das Werkstück ein SiC-Wafer und liegt das Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser in dem Bereich von 1,2 ≤ Z ≤ 2,0.A grindstone including diamond abrasive grains and a boron compound and for grinding a workpiece, wherein the average particle diameter X of the diamond abrasive grains is in the range of 3 μm ≦ X ≦ 10 μm, and the ratio Z of the average particle diameter of the boron compound to the diamond abrasive grains is 0, 8 ≤ Z ≤ 3.0. Preferably, the workpiece is a SiC wafer, and the ratio Z of the average particle diameters is in the range of 1.2 ≦ Z ≦ 2.0.

Description

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schleifstein zum Schleifen eines Werkstücks.The present invention relates to a grindstone for grinding a workpiece.

Beschreibung des Stands der TechnikDescription of the Related Art

Um Substrate, die zur Halbleiterherstellung verwendet werden, zu schleifen, werden auf der Hinzufügung einer Borverbindung basierende Schleifsteine verwendet (siehe z. B. das offengelegte japanische Patent Nr. 2012-056013 ). Die Borverbindung weist eine Festkörperschmierfähigkeit auf und bietet daher den Effekt, die Erzeugung von Wärme an einem Bearbeitungspunkt und den Verschleiß des Schleifsteins, die jeweils von dem Schleifen herrühren, zu unterdrücken.In order to grind substrates used for semiconductor fabrication, grindstones based on the addition of a boron compound are used (see, for example, U.S. Pat Japanese Patent No. 2012-056013 ). The boron compound has a solid lubricity and therefore has the effect of suppressing the generation of heat at a working point and the wear of the grindstone resulting from the grinding, respectively.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Der in dem offengelegten japanischen Patent Nr. 2012-056013 offenbarte Schleifstein weist jedoch dahingehend ein Problem auf, dass, falls ein hartes Substrat (z. B. ein SiC-Substrat) geschliffen wird, die Bearbeitungslast an dem Schleifstein hoch ist, so dass der Verschleißbetrag des Schleifsteins groß und die Häufigkeit des Ersetzens des Schleifsteins hoch ist. Zusätzlich ist es, falls ein Material geschliffen wird, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist, wie z. B. Glas, wegen der Notwendigkeit, eine Stauung von aufgrund der Bearbeitung erzeugter Wärme zu unterdrücken, unmöglich, die Bearbeitungsgeschwindigkeit zu erhöhen. Angesichts dieses Problems ist es erforderlich, dass ein Schleifstein eine erhöhte Produktivität erzielt, während an einem Werkstück gute Bearbeitungseigenschaften beibehalten werden.The one disclosed in the Japanese Patent No. 2012-056013 However, the disclosed grindstone has a problem that if a hard substrate (eg, a SiC substrate) is ground, the machining load on the grindstone is high, so that the wear amount of the grindstone becomes large and the frequency of replacing the grindstone is high. In addition, if a material is ground that has a low thermal conductivity, such. As glass, because of the need to suppress a stagnation of heat generated due to the processing, impossible to increase the processing speed. In view of this problem, a grindstone is required to achieve increased productivity while maintaining good workability on a workpiece.

Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Schleifstein bereitzustellen, mit dem eine Verringerung der Bearbeitungslast und/oder eine Verlängerung der Lebensdauer erzielt werden kann.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a grindstone with which a reduction of the machining load and / or an extension of the service life can be achieved.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Schleifstein zum Schleifen eines Werkstücks bereitgestellt, wobei der Schleifstein Diamantschleifkörner und eine Borverbindung in einem vorgegebenen Volumenverhältnis beinhaltet, der durchschnittliche Teilchendurchmesser X der Diamantschleifkörner in dem Bereich von 3 μm ≤ X ≤ 10 μm liegt und das Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Borverbindung zu den Diamantschleifkörnern in dem Bereich von 0,8 ≤ Z ≤ 3,0 liegt.According to one aspect of the present invention, there is provided a grindstone for grinding a workpiece, wherein the grindstone includes diamond abrasive grains and a boron compound in a given volume ratio, the average particle diameter X of the diamond abrasive grains is in the range of 3 μm ≦ X ≦ 10 μm, and the ratio Z the average particle diameter of the boron compound to the diamond abrasive grains is in the range of 0.8 ≦ Z ≦ 3.0.

Vorzugsweise ist das Werkstück als ein durch den Schleifstein zu schleifendes Objekt ein SiC-Wafer und liegt das Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser in dem Bereich von 1,2 ≤ Z ≤ 2,0.Preferably, the workpiece as an object to be ground by the grindstone is a SiC wafer, and the ratio Z of the average particle diameters is in the range of 1.2 ≦ Z ≦ 2.0.

Mit dem Schleifstein gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine Verringerung der Bearbeitungslast an dem Schleifstein, eine Verbesserung der Wärmeabstrahlungseigenschaften und eine Verlängerung der Lebensdauer (eine Verringerung des Verschleißbetrags) des Schleifsteins zu erzielen, während die Qualität der Bearbeitung erhöht wird, indem das Verhältnis des Teilchendurchmessers einer Borverbindung zu dem Teilchendurchmesser der Diamantschleifkörner (Verhältnis der Teilchendurchmesser) geeignet gewählt wird.With the grindstone according to the present invention, it is possible to achieve a reduction in the machining load on the grindstone, an improvement in the heat radiation characteristics, and an extension of life (a reduction in the amount of wear) of the grindstone, while increasing the quality of working by increasing the ratio the particle diameter of a boron compound to the particle diameter of the diamond abrasive grains (ratio of the particle diameter) is suitably selected.

Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise, diese zu verwirklichen, werden offenkundiger werden und die Erfindung selbst wird am besten verstanden werden, indem die folgende Beschreibung und die angefügten Ansprüche mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, studiert werden.The above and other objects, features and advantages of the present invention and the manner in which these will be accomplished will become more apparent and the invention itself will best be understood by the following description and appended claims with reference to the accompanying drawings in which: which show a preferred embodiment of the invention.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 veranschaulicht ein Aufbaubeispiel einer Schleifvorrichtung, bei der ein Schleifstein gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird; 1 Fig. 11 illustrates a structural example of a grinding apparatus to which a grindstone according to an embodiment of the present invention is applied;

2 ist ein Diagramm, das eine Verschleißrate (%) eines Schleifsteins zum Grobschleifen, die in Abhängigkeit von einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser einer Borverbindung aufgetragen ist, darstellt; und 2 Fig. 15 is a graph showing a wear rate (%) of a rough grinding stone applied in accordance with an average particle diameter of a boron compound; and

3 ist ein Diagramm, das eine maximale Schleiflast eines Schleifsteins zum Grobschleifen, die in Abhängigkeit von einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Borverbindung aufgetragen ist, darstellt. 3 FIG. 12 is a graph illustrating a maximum grinding load of a rough grinding stone applied in accordance with an average particle diameter of the boron compound. FIG.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten AusführungsformDetailed description of the preferred embodiment

Eine Ausführungsform zum Durchführen der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Einzelnen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf oder durch den Inhalt der folgenden Beschreibung der Ausführungsform beschränkt. Zusätzlich beinhalten die nachfolgend beschriebenen Komponenten solche, die für den Fachmann ersichtlich sind, und solche, die im Wesentlichen äquivalent zu den beschriebenen sind. Ferner können die folgenden Aufbauten wie erforderlich kombiniert werden. Außerdem kann ein Weglassen, ein Ersetzen oder eine Abwandlung der Aufbauten durchgeführt werden, ohne von dem Umfang des Inhalts der vorliegenden Erfindung abzuweichen.An embodiment for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to or by the content of the following description of the embodiment. In addition, the components described below include those that will be apparent to those skilled in the art and those that are substantially equivalent to those described. Further, the following constructions can be combined as required. In addition, omission, replacement, or modification of the structures may be made without departing from the scope of the content of the present invention.

[Ausführungsform][Embodiment]

1 veranschaulicht ein Aufbaubeispiel einer Schleifvorrichtung, bei der ein Schleifstein gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Es ist anzumerken, dass eine X-Achsen-Richtung in der Figur eine Breitenrichtung der Schleifvorrichtung 10 ist, eine Y-Achsen-Richtung eine Tiefenrichtung der Schleifvorrichtung 10 ist und eine Z-Achsen-Richtung die vertikale Richtung ist. 1 Fig. 11 illustrates a structural example of a grinding apparatus to which a grindstone according to an embodiment of the present invention is applied. It should be noted that an X-axis direction in the figure is a width direction of the grinder 10 is a Y-axis direction, a depth direction of the grinding device 10 and a Z-axis direction is the vertical direction.

Wie in 1 dargestellt ist, beinhaltet die Schleifvorrichtung 10: eine erste Kassette 11 und eine zweite Kassette 12, in denen jeweils mehrere Wafer W als Werkstücke aufgenommen sind; ein gemeinsames Einführ/Entnahme-Mittel 13, das sowohl als ein Entnahmemittel zum Entnehmen des Wafers W aus der ersten Kassette 11 als auch als ein Einführmittel zum Einführen des geschliffenen Wafers W in die zweite Kassette 12 dient; ein Positioniermittel 14 zum Positionieren der Mitte des Wafers W; Fördermittel 15 und 16 zum Fördern des Wafers W; drei Einspanntische 17 bis 19 zum Halten des Wafers W unter Ansaugen; einen Drehtisch 20, der sich mit den Einspanntischen 17 bis 19 dreht, die an diesem in einer drehbaren Weise angebracht sind; Schleifmittel 30 und 40 als Bearbeitungsmittel zum Anwenden einer Schleifbehandlung als Bearbeitung auf den an jedem der Einspanntische 17 bis 19 gehaltenen Wafer W; ein Reinigungsmittel 51 zum Reinigen des geschliffenen Wafers W; und ein Reinigungsmittel 52 zum Reinigen der Einspanntische 17 bis 19 nach dem Schleifen.As in 1 is shown, includes the grinding device 10 : a first cassette 11 and a second cassette 12 , in each of which a plurality of wafers W are received as workpieces; a common introduction / withdrawal means 13 acting both as a removal means for removing the wafer W from the first cassette 11 as well as an insertion means for inserting the ground wafer W into the second cassette 12 is used; a positioning agent 14 for positioning the center of the wafer W; funding 15 and 16 for conveying the wafer W; three clamping tables 17 to 19 for holding the wafer W under suction; a turntable 20 who deals with the chuck tables 17 to 19 rotates attached thereto in a rotatable manner; abrasive 30 and 40 as processing means for applying a grinding treatment as processing to the at each of the chuck tables 17 to 19 held wafer W; a cleaning agent 51 for cleaning the ground wafer W; and a detergent 52 for cleaning the clamping tables 17 to 19 after grinding.

Bei der Schleifvorrichtung 10 wird der in der ersten Kassette 11 aufgenommene Wafer W durch einen Entnahmevorgang des Einführ/Entnahme-Mittels 13 dem Positioniermittel 14 zugeführt, an dem eine Positionierung der Mitte durchgeführt wird, wonach der Wafer W durch das Fördermittel 15 zu einem der Einspanntische 17 bis 19, in dieser Figur dem Einspanntisch 17, gefördert und an diesem angebracht wird. Die drei Einspanntische 17 bis 19 sind bei dieser Ausführungsform mit regelmäßigen Abständen entlang der Umfangsrichtung des Drehtischs 20 angeordnet, sind einzeln drehbar und werden auf einer X-Y-Ebene bewegt, wenn sich der Drehtisch 20 dreht. Die Einspanntische 17 bis 19 mit dem daran unter Ansaugen gehaltenen Wafer W werden jeweils durch Drehung um einen vorgegebenen Winkel, wie z. B. 120 Grad, gegen den Uhrzeigersinn unmittelbar unter dem Schleifmittel 30 angeordnet.At the grinding device 10 will be in the first cassette 11 received wafer W by a removal operation of the insertion / removal means 13 the positioning means 14 at which a positioning of the center is performed, after which the wafer W by the conveying means 15 to one of the chuck tables 17 to 19 , in this figure the chuck table 17 , promoted and attached to this. The three chuck tables 17 to 19 are in this embodiment at regular intervals along the circumferential direction of the turntable 20 arranged, are individually rotatable and are moved on an XY plane when the turntable 20 rotates. The clamping tables 17 to 19 with the wafer W held thereon by suction W are respectively rotated by a predetermined angle, such as. B. 120 degrees, counterclockwise immediately below the abrasive 30 arranged.

Das Schleifmittel 30 dient zum Grobschleifen des an jedem der Einspanntische 17 bis 19 gehaltenen Wafers W und ist an einem Wandteil 22 vorgesehen, der aufrecht stehend an einem Endabschnitt einer Basis 21 in der Y-Achsen-Richtung angeordnet ist. Das Schleifmittel 30 wird durch einen Halteteil 33 gehalten, der von einem an dem Wandteil 22 entlang der Z-Achsen-Richtung angeordneten Paar von Führungsschienen 31 geführt und durch Antreiben eines Motors 32 nach oben und nach unten bewegt wird. Das Schleifmittel 30 wird nach oben oder nach unten bewegt, wenn der Halteteil 33 nach oben oder nach unten bewegt wird. Das Schleifmittel 30 beinhaltet: einen Motor 34 zum Drehen einer in einer drehbaren Weise gehaltenen Spindel 34a; und eine Schleifscheibe 36, die durch eine Scheibenanbringung 35 an einer Spitze der Spindel 34a angebracht ist und die Rückseite des Wafers W schleift. Die Schleifscheibe 36 ist mit Schleifsteinen 37 zum Grobschleifen versehen, die in einem kreisringförmigen Muster fest an deren unterer Oberfläche angebracht sind. Es ist anzumerken, dass das Grobschleifen ein Schleifen des Wafers W auf eine gewünschte Dicke ist.The abrasive 30 serves for rough grinding of the at each of the clamping tables 17 to 19 W is held W and is on a wall part 22 provided standing upright at an end portion of a base 21 is arranged in the Y-axis direction. The abrasive 30 is by a holding part 33 held by one on the wall part 22 along the Z-axis direction arranged pair of guide rails 31 guided and by driving a motor 32 is moved up and down. The abrasive 30 is moved up or down when the holding part 33 is moved up or down. The abrasive 30 includes: an engine 34 for rotating a spindle held in a rotatable manner 34a ; and a grinding wheel 36 by a disc attachment 35 at a tip of the spindle 34a is attached and the back of the wafer W grinds. The grinding wheel 36 is with grindstones 37 provided for rough grinding, which are mounted in an annular pattern fixed to the lower surface. It should be noted that the rough grinding is a grinding of the wafer W to a desired thickness.

Das Grobschleifen wird wie folgt durchgeführt. Die Schleifscheibe 36 wird durch Drehung der Spindel 34a durch den Motor 34 gedreht und einer Schleifzufuhr nach unten in der Z-Achsen-Richtung unterzogen, um die sich drehenden Schleifsteine 37 mit der Rückseite des Wafers W, der an dem Einspanntisch 17 gehalten und unmittelbar unterhalb des Schleifmittels 30 angeordnet ist, in Kontakt zu bringen, wodurch die Rückseite des Wafers W geschliffen wird. Hierbei wird, wenn das Grobschleifen des durch den Einspanntisch 17 gehaltenen Wafers W beendet ist, der Drehtisch 20 um einen vorgegebenen Winkel gegen den Uhrzeigersinn gedreht, wodurch der Wafer W, der grobgeschliffen wurde, unmittelbar unterhalb des Schleifmittels 40 angeordnet wird.The rough grinding is carried out as follows. The grinding wheel 36 is by turning the spindle 34a through the engine 34 rotated and subjected to an abrasive feed down in the Z-axis direction around the rotating grindstones 37 with the back of the wafer W, attached to the chuck table 17 held and immediately below the abrasive 30 is arranged to bring into contact, whereby the back of the wafer W is ground. This is when the rough grinding of the through the chuck table 17 Wafer W is finished, the turntable 20 rotated counterclockwise by a predetermined angle, whereby the wafer W, which was rough ground, immediately below the abrasive 40 is arranged.

Das Schleifmittel 40 dient zum Feinschleifen des an jedem der Einspanntische 17 bis 19 gehaltenen Wafers W und wird durch einen Halteteil 43 gehalten, der durch ein an dem Wandteil 22 in der Z-Achsen-Richtung angeordnetes Paar von Führungsschienen 41 geführt und durch Antreiben eines Motors 42 nach oben und nach unten bewegt wird. Das Schleifmittel 40 wird in der Z-Achsen-Richtung nach oben oder nach unten bewegt, wenn der Halteteil 43 nach oben oder nach unten bewegt wird. Das Schleifmittel 40 beinhaltet: einen Motor 44 zum Drehen einer in einer drehbaren Weise gehaltenen Spindel 44a; und eine Schleifscheibe 46, die durch eine Scheibenanbringung 35 an einer Spitze der Spindel 44a angebracht ist und die Rückseite des Wafers W schleift. Die Schleifscheibe 46 ist mit Schleifsteinen 47 zum Feinschleifen versehen, die in einem kreisringförmigen Muster fest an deren hinterer Oberfläche angebracht sind. Mit anderen Worten stimmt das Schleifmittel 40 hinsichtlich des grundlegenden Aufbaus mit dem Schleifmittel 30 überein und unterscheidet sich dieses von dem Schleifmittel 30 nur bezüglich der Art der Schleifsteine 37 und 47. Es ist anzumerken, dass das Feinschleifen dazu dient, die Dicke des Wafers W auf eine gewünschte Dicke zu verringern und an der Rückseite des Wafers W durch das Grobschleifen erzeugte Schleifspuren zu entfernen.The abrasive 40 Used for fine grinding of each of the clamping tables 17 to 19 Wafer W and held by a holding part 43 held by one on the wall part 22 arranged in the Z-axis direction pair of guide rails 41 guided and by driving a motor 42 is moved up and down. The abrasive 40 is moved up or down in the Z-axis direction when the holding part 43 is moved up or down. The abrasive 40 includes: an engine 44 for rotating a spindle held in a rotatable manner 44a ; and a grinding wheel 46 by a disc attachment 35 at a tip of the spindle 44a is attached and the back of the wafer W grinds. The grinding wheel 46 is with grindstones 47 provided for fine grinding, which are mounted in an annular pattern fixed to the rear surface. In other words, the abrasive is right 40 in terms of basic construction with the abrasive 30 and this differs from the abrasive 30 only with regard to the type of grindstones 37 and 47 , It should be noted that the fine grinding serves to reduce the thickness of the wafer W to a desired thickness and to remove grinding marks produced on the back side of the wafer W by the rough grinding.

Das Feinschleifen wird wie folgt durchgeführt. Die Schleifscheibe 46 wird durch Drehung der Spindel 44a durch den Motor 44 gedreht und einer Schleifzufuhr nach unten in der Z-Achsen-Richtung unterzogen, um die sich drehenden Schleifsteine 47 mit der Rückseite des Wafers W, der an dem Einspanntisch 17 gehalten wird und unmittelbar unterhalb des Schleifmittels 40 angeordnet ist, in Kontakt zu bringen, wodurch die Rückseite des Wafers W geschliffen wird. Hierbei wird, wenn das Feinschleifen des an dem Einspanntisch 17 gehaltenen Wafers W beendet ist, der Drehtisch 20 um einen vorgegebenen Winkel gegen den Uhrzeigersinn gedreht, so dass er in eine in 1 dargestellte Anfangsposition zurückgeführt wird. In dieser Position wird der Wafer W, dessen Rückseite feingeschliffen wurde, durch das Fördermittel 16 zu dem Reinigungsmittel 51 gefördert, an dem Schleifabplatzungen durch Reinigung entfernt werden, wonach der Wafer W durch einen Einführvorgang des Einführ/Entnahme-Mittels 13 in die zweite Kassette 12 eingeführt wird. Es ist anzumerken, dass das Reinigungsmittel 52 den Einspanntisch 17 reinigt, von dem der feingeschliffene Wafer W durch das Fördermittel 16 abgenommen wurde und der sich in einem unbesetzten Zustand befindet. Es ist anzumerken, dass das Entfernen von Schleifabplatzungen und das Feinschleifen für die an den anderen Einspanntischen 18 und 19 gehaltenen Wafer W und das Einführen/Entnehmen der Wafer W von/zu den Einspanntischen 18 und 19 in ähnlicher Weise entsprechend der Drehposition des Drehtischs 20 durchgeführt werden.The fine grinding is carried out as follows. The grinding wheel 46 is by turning the spindle 44a through the engine 44 rotated and subjected to an abrasive feed down in the Z-axis direction around the rotating grindstones 47 with the back of the wafer W, attached to the chuck table 17 is held and immediately below the abrasive 40 is arranged to bring into contact, whereby the back of the wafer W is ground. This is when the fine grinding of the clamping table 17 Wafer W is finished, the turntable 20 rotated by a predetermined angle counterclockwise, so that it turns into an in 1 shown initial position is returned. In this position, the wafer W, the back side of which has been finely ground, passes through the conveyor 16 to the detergent 51 at which grinding flakes are removed by cleaning, whereafter the wafer W is replaced by an insertion operation of the insertion / removal means 13 in the second cassette 12 is introduced. It should be noted that the cleaning agent 52 the chuck table 17 cleans, of which the finely ground wafer W by the conveyor 16 was removed and is in an unoccupied state. It should be noted that the removal of sanding chips and the fine grinding for those at the other clamping tables 18 and 19 held wafers W and the insertion / removal of the wafer W from / to the chuck tables 18 and 19 similarly according to the rotational position of the turntable 20 be performed.

Vorzugsweise ist der durch den Schleifstein gemäß der vorliegenden Erfindung zu schleifende Wafer W ein SiC(Siliziumkarbid)-Wafer, der SiC beinhaltet. Ein SiC-Wafer ist härter als ein Wafer, der Silizium beinhaltet.Preferably, the wafer W to be ground by the grindstone according to the present invention is a SiC (silicon carbide) wafer including SiC. A SiC wafer is harder than a wafer containing silicon.

Hierbei sind die Schleifsteine 37 und 47 zum jeweiligen Anwenden von Grobschleifen und Feinschleifen auf den Wafer W, der ein SiC-Wafer ist, jeweils dadurch aufgebaut, dass Diamantschleifkörner und eine Borverbindung durch eine Bindung miteinander verbunden werden. Die Diamantschleifkörner sind Schleifkörner aus zumindest einem von Naturdiamant, künstlichem Diamant und mit Metall beschichtetem künstlichen Diamant. Außerdem ist die Borverbindung zumindest eine von B4C (Borkarbid), CBN (kubisches Bornitrid) und HBN (hexagonales Bornitrid). Die Schleifsteine 37 und 47 sind jeweils dadurch aufgebaut, dass die Diamantschleifkörner und die Borverbindung unter Verwendung einer von einer keramischen Bindung, einer Harzbindung und einer Metallbindung verknetet werden und die verknetete Mischung durch Sintern oder Vernickelung verfestigt wird. Vorzugsweise liegt das Volumenverhältnis der Diamantschleifkörner und der Borverbindung in dem Bereich von 1:1 bis 1:3.Here are the grindstones 37 and 47 for respectively applying rough grinding and fine grinding to the wafer W which is a SiC wafer, respectively, by bonding together diamond abrasive grains and a boron compound by a bond. The diamond abrasive grains are abrasive grains of at least one of natural diamond, artificial diamond and metal-coated artificial diamond. In addition, the boron compound is at least one of B 4 C (boron carbide), CBN (cubic boron nitride) and HBN (hexagonal boron nitride). The grindstones 37 and 47 are each constituted by kneading the diamond abrasive grains and the boron compound using one of a ceramic bond, a resin bond and a metal bond, and solidifying the kneaded mixture by sintering or nickel plating. Preferably, the volume ratio of the diamond abrasive grains and the boron compound is in the range of 1: 1 to 1: 3.

Wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser der Borverbindung mit Y [μm] und der durchschnittliche Teilchendurchmesser der Diamantschleifkörner mit X [μm] bezeichnet wird, liegt das Verhältnis Z (= Y/X) der durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Borverbindung zu den Diamantschleifkörnern in dem Schleifstein 37 in dem Bereich von 0,8 ≤ Z ≤ 3,0. Hierbei wird das Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser so eingestellt, dass es nicht kleiner als 0,8 ist, da, wenn es kleiner als 0,8 ist, die Funktion oder Rolle der Borverbindung als ein strukturelles Material (Füllmaterial), das den Schleifstein 37 spröde macht, zunimmt. Andererseits wird das Verhältnis der durchschnittlichen Teilchendurchmesser so eingestellt, dass es nicht größer als 3,0 ist, da, wenn dieses 3,0 überschreitet, die Diamantschleifkörner, welche die Hauptschleifkörner sind, eine größere Funktion oder Rolle als strukturelles Material aufweisen als eine Funktion oder Rolle als Schleifkörner und daher weniger zu dem Schleifen beitragen. Außerdem liegt der durchschnittliche Teilchendurchmesser X der Diamantschleifkörner in dem Bereich von 3 μm ≤ X ≤ 10 μm. Hierbei wird der durchschnittliche Teilchendurchmesser X der Diamantschleifkörner so eingestellt, dass er nicht größer als 10 μm ist, da Diamantschleifkörner mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser X von nicht mehr als 10 μm dafür geeignet sind, zum Schleifen des Wafers W verwendet zu werden, der ein SiC-Wafer ist, der härter als ein mit elektronischen Bauelementen ausgebildeter Siliziumwafer ist.When the average particle diameter of the boron compound is designated Y [μm] and the average particle diameter of the diamond abrasive grains is X [μm], the ratio Z (= Y / X) of the average particle diameter of the boron compound to the diamond abrasive grains in the grindstone is 37 in the range of 0.8 ≤ Z ≤ 3.0. Here, the ratio Z of the average particle diameters is set to be not smaller than 0.8 because, if less than 0.8, the function or role of the boron compound as a structural material (filler) constituting the grindstone 37 makes you brittle, increases. On the other hand, the ratio of the average particle diameters is set to be not larger than 3.0 since, when it exceeds 3.0, the diamond abrasive grains, which are the main abrasive grains, have a function or role as a structural material, rather than function Role as abrasive grains and therefore contribute less to the grinding. In addition, the average particle diameter X of the diamond abrasive grains is in the range of 3 μm ≦ X ≦ 10 μm. Here, the average particle diameter X of the diamond abrasive grains is set to be not larger than 10 μm, since diamond abrasive grains having an average particle diameter X of not more than 10 μm are suitable for grinding the wafer W which has a SiC content. Wafer is harder than a trained with electronic components silicon wafer.

Bei dieser Ausführungsform liegt der durchschnittliche Teilchendurchmesser X der Diamantschleifkörner in dem Schleifstein 37 zum Grobschleifen des Wafers W, der ein SiC-Wafer ist, vorzugsweise in dem Bereich von 3 μm ≤ X ≤ 10 μm. Wenn Diamantschleifkörner mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser X von weniger als 3 μm für den Schleifstein 37 zum Grobschleifen verwendet werden, wird die für das Grobschleifen erforderliche Zeit länger und wird der Schleifstein 37 spröder. Der durchschnittliche Teilchendurchmesser X der Diamantschleifkörner in dem Schleifstein 47 zum Feinschleifen des Wafers W, der ein SiC-Wafer ist, ist vorzugsweise kleiner als der durchschnittliche Teilchendurchmesser des Schleifsteins 37 zum Grobschleifen und liegt in dem Bereich von z. B. 0,5 μm ≤ X ≤ 1 μm.In this embodiment, the average particle diameter X of the diamond abrasive grains is in the grindstone 37 for rough grinding of the wafer W, which is a SiC wafer, preferably in the range of 3 μm ≤ X ≤ 10 μm. When diamond abrasive grains having an average particle diameter X of less than 3 μm for the grindstone 37 For coarse grinding, the time required for rough grinding becomes longer and becomes the whetstone 37 brittle. The average particle diameter X of the diamond abrasive grains in the grindstone 47 For the fine grinding of the wafer W, which is a SiC wafer, is preferably smaller than the average particle diameter of the grindstone 37 for rough grinding and is in the range of z. B. 0.5 microns ≤ X ≤ 1 microns.

Wie zuvor dargelegt wurde, wird, wenn das Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Borverbindung zu den Diamantschleifkörnern in dem Bereich von 0,8 ≤ Z ≤ 3,0 und der durchschnittliche Teilchendurchmesser X der Diamantschleifkörner in dem Bereich von 3 μm ≤ X ≤ 10 μm liegt, die charakteristische Eigenschaft der Festkörperschmierfähigkeit der Borverbindung effektiv entfaltet, wodurch eine Bearbeitungslast an dem Schleifstein 37 zu dem Zeitpunkt des Schleifens des Wafers W verringert werden kann. Deshalb kann, da die Bearbeitungslast an dem Schleifstein 37 somit verringert wird, der Verschleißbetrag des Schleifsteins 37 zu dem Zeitpunkt des Schleifens einer einzelnen Bahn des Wafers W durch den Schleifstein 37 verringert werden, was zu einer verlängerten Lebensdauer des Schleifsteins 37 führt. Zusätzlich kann die Erzeugung von Wärme an einem Bearbeitungspunkt zu dem Zeitpunkt des Schleifens des Werkstücks durch den Schleifstein 37 unterdrückt werden, so dass die Schleifgeschwindigkeit erhöht werden kann, was zu einer erhöhten Produktivität führt.As stated previously, if the ratio Z is the average The particle diameter of the boron compound to the diamond abrasive grains in the range of 0.8 ≦ Z ≦ 3.0 and the average particle diameter X of the diamond abrasive grains in the range of 3 microns ≤ X ≤ 10 microns, effectively unfolds the characteristic property of the solid state lubricity of the boron compound a machining load on the grindstone 37 at the time of grinding the wafer W can be reduced. Therefore, since the machining load on the grindstone 37 thus reducing the amount of wear of the grindstone 37 at the time of grinding a single track of the wafer W through the grindstone 37 be reduced, resulting in an extended life of the grindstone 37 leads. In addition, the generation of heat at a machining point at the time of grinding the workpiece by the grindstone 37 can be suppressed, so that the grinding speed can be increased, resulting in increased productivity.

Dementsprechend wird der Grad des Verschleißes des Schleifsteins 37 bei der Schleifvorrichtung 10 auf ein geringes Maß unterdrückt, kann die Häufigkeit des Ersetzens der Schleifsteine verringert werden und kann die Produktivität des gesamten Schleifvorgangs der Schleifvorrichtung 10 gesteigert werden. Da der Schleifstein 37 ein Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser in dem Bereich von 0,8 ≤ Z ≤ 3,0 aufweist, kann eine Verringerung der Bearbeitungslast und/oder eine Verlängerung der Lebensdauer erzielt werden.Accordingly, the degree of wear of the grindstone 37 at the grinding device 10 is suppressed to a small extent, the frequency of replacement of the grinding stones can be reduced and the productivity of the entire grinding operation of the grinding device 10 be increased. Because the grindstone 37 has a ratio Z of the average particle diameter in the range of 0.8 ≦ Z ≦ 3.0, a reduction in the machining load and / or an extension of the life can be achieved.

Zusätzlich wird bei dieser Ausführungsform bevorzugt, dass der Schleifstein 37 zum Grobschleifen des Wafers W, der ein SiC-Wafer ist, ein Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser in dem Bereich von 1,2 ≤ Z ≤ 3,0 aufweist. In diesem Fall kann bei dem Schleifstein 37 ein Verschleiß während des Schleifens unterdrückt werden und eine verlängerte Lebensdauer erzielt werden.In addition, in this embodiment, it is preferable that the grindstone 37 for rough grinding the wafer W, which is a SiC wafer, has a ratio Z of the average particle diameters in the range of 1.2 ≦ Z ≦ 3.0. In this case, at the grindstone 37 wear during grinding is suppressed and a prolonged life can be achieved.

Außerdem wird bei dieser Ausführungsform weiter bevorzugt, dass der Schleifstein 37 zum Grobschleifen des Wafers W, der ein SiC-Wafer ist, ein Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser in dem Bereich von 0,8 ≤ Z ≤ 2,0 aufweist. In diesem Fall kann bei dem Schleifstein 37 eine Verringerung der Bearbeitungslast erzielt werden.Moreover, in this embodiment, it is further preferred that the grindstone 37 for rough grinding the wafer W, which is a SiC wafer, has a ratio Z of the average particle diameters in the range of 0.8 ≦ Z ≦ 2.0. In this case, at the grindstone 37 a reduction of the machining load can be achieved.

Außerdem wird bei dieser Ausführungsform ferner bevorzugt, dass der Schleifstein 37 zum Grobschleifen des Wafers W, der ein SiC-Wafer ist, ein Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser in dem Bereich von 1,2 ≤ Z ≤ 2,0 aufweist. In diesem Fall kann bezüglich des Schleifsteins 37 sowohl eine Verringerung der Bearbeitungslast als auch eine Verlängerung der Lebensdauer erzielt werden.In addition, in this embodiment, it is further preferable that the grindstone 37 for rough grinding the wafer W, which is a SiC wafer, has a ratio Z of the average particle diameters in the range of 1.2 ≦ Z ≦ 2.0. In this case, with respect to the grindstone 37 Both a reduction of the processing load and an extension of the life can be achieved.

Anschließend stellten die gegenwärtigen Erfinder Schleifsteine 37 zum Grobschleifen her, die unterschiedliche durchschnittliche Teilchendurchmesser der Borverbindung aufwiesen, um den Effekt der vorliegenden Erfindung zu bestätigen, und wurden die Verschleißrate der Schleifsteine 37 und die maximale Schleiflast während des Grobschleifens des Wafers W, der ein SiC-Wafer ist, gemessen. Die Ergebnisse sind in 2 und 3 dargestellt. 2 ist ein Diagramm, das die Verschleißrate (%) des Schleifsteins zum Grobschleifen, die in Abhängigkeit von dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Borverbindung aufgetragen ist, darstellt. 3 ist ein Diagramm, das die maximale Schleiflast (N) des Schleifsteins zum Grobschleifen, die in Abhängigkeit von dem durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Borverbindung aufgetragen ist, darstellt.Subsequently, the present inventors made whetstones 37 for rough grinding having different average particle diameter of the boron compound to confirm the effect of the present invention, and became the wear rate of the grindstone 37 and the maximum grinding load during rough grinding of the wafer W which is a SiC wafer is measured. The results are in 2 and 3 shown. 2 FIG. 15 is a graph showing the wear rate (%) of the rough grinding stone, which is plotted against the average particle diameter of the boron compound. 3 Fig. 12 is a graph showing the maximum grinding load (N) of the rough grinding stone, which is plotted against the average particle diameter of the boron compound.

Die in 2 und 3 verwendeten Schleifsteine 37 zum Grobschleifen wurden jeweils hergestellt, indem CBN als die Borverbindung verwendet wurde, das CBN mit Diamantschleifkörnern verknetet wurde, während eine SiO2 enthaltende Bindung als Hauptbestandteil verwendet wurde, und die verknetete Mischung gesintert wurde. Bei den in 2 und 3 verwendeten Schleifsteinen 37 zum Grobschleifen betrug der durchschnittliche Teilchendurchmesser X der Diamantschleifkörner 4 μm, betrug das Volumenverhältnis der Borverbindung und der Diamantschleifkörner 1:1 und wurde der durchschnittliche Teilchendurchmesser Y der Borverbindung innerhalb des Bereichs von 3 μm bis 20 μm variiert.In the 2 and 3 used grindstones 37 for rough grinding, respectively, were prepared by using CBN as the boron compound, kneading CBN with diamond abrasive grains, while using SiO 2 -containing bond as a main component, and sintering the kneaded mixture. At the in 2 and 3 used grindstones 37 for rough grinding, the average particle diameter X of the diamond abrasive grains was 4 μm, the volume ratio of the boron compound and the diamond abrasive grains was 1: 1, and the average particle diameter Y of the boron compound was varied within the range of 3 μm to 20 μm.

Die Achse der X-Koordinaten in 2 und 3 stellt den durchschnittlichen Teilchendurchmesser Y der Borverbindung und das Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser dar. Die Achse der Y-Koordinaten in 2 stellt die Verschleißrate des Schleifsteins 37 dar. Die Verschleißrate bezeichnet die Verschleißrate (%) des Schleifsteins 37 im Verhältnis zu dem eigentlichen Schleifbetrag. Die Achse der Y-Koordinaten in 3 ist das Maximum (N) der während des Grobschleifens aufgebrachten Last. In 2 und 3 wurden mehrere Schleifsteine 37 zum Grobschleifen hergestellt, welche die Borverbindung mit dem gleichen durchschnittlichen Teilchendurchmesser Y enthalten, und wurde eine Messung der Verschleißrate und der maximalen Schleiflast während des Grobschleifens eines SiC-Wafers als ein Werkstück während der Verwendung jedes der Schleifsteine durchgeführt. Es ist anzumerken, dass in 2 und 3 durchschnittliche Werte der Verschleißrate und der maximalen Schleiflast durch gestrichelte Linien angezeigt sind.The axis of the X coordinates in 2 and 3 represents the average particle diameter Y of the boron compound and the ratio Z of the average particle diameters. The axis of the Y coordinates in 2 represents the wear rate of the grindstone 37 The wear rate indicates the rate of wear (%) of the grindstone 37 in relation to the actual grinding amount. The axis of the y-coordinates in 3 is the maximum (N) of the load applied during rough grinding. In 2 and 3 were several grindstones 37 made for rough grinding containing the boron compound having the same average particle diameter Y, and measurement of the wear rate and the maximum grinding load during rough grinding of a SiC wafer as a workpiece during use of each of the grindstones was performed. It should be noted that in 2 and 3 average values of the wear rate and the maximum grinding load are indicated by dashed lines.

Gemäß 2 wurde klargestellt, dass, wenn das Verhältnis der durchschnittlichen Teilchendurchmesser nicht kleiner als 1,2 und nicht größer als 3,0 ist, die Verschleißrate des Schleifsteins 37 verglichen mit dem Fall, in dem das Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser unter 1,2 oder über 3,0 liegt, auf annähernd 10% oder weniger unterdrückt werden kann. Zusätzlich wurde durch 3 klargestellt, dass, wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser Z nicht kleiner als 0,8 und nicht größer als 2,0 ist, die maximale Schleiflast verglichen mit dem Fall, in dem das Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser 2,0 überschreitet, unterdrückt werden kann (das heißt, die Bearbeitungslast verringert werden kann). Ferner wurde gemäß 2 klargestellt, dass die Verschleißrate des Schleifsteins 37 zunimmt, wenn das Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser kleiner als 0,8 ist.According to 2 It was clarified that, when the ratio of the average particle diameter is not smaller than 1.2 and not larger than 3.0, the wear rate of the grindstone is 37 as compared with the case where the ratio Z of the average particle diameter is less than 1.2 or more than 3.0, it can be suppressed to approximately 10% or less. Additionally was through 3 Clarified that when the average particle diameter Z is not less than 0.8 and not greater than 2.0, the maximum grinding load can be suppressed as compared with the case where the ratio Z of the average particle diameter exceeds 2.0 means the processing load can be reduced). Furthermore, according to 2 clarified that the wear rate of the grindstone 37 increases when the ratio Z of the average particle diameter is smaller than 0.8.

In dieser Weise wurde gemäß 2 und 3 klargestellt, dass, wenn das Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser des Schleifsteins 37 so eingestellt wird, dass es nicht kleiner als 0,8 und nicht größer als 3,0 ist, eine Verlängerung der Lebensdauer und/oder eine Verringerung der Bearbeitungslast erzielt werden kann und dass, wenn der durchschnittliche Teilchendurchmesser Z nicht kleiner als 1,2 und nicht größer als 2,0 ist, sowohl eine Verlängerung der Lebensdauer als auch eine Verringerung der Bearbeitungslast erzielt werden kann.In this way was according to 2 and 3 clarified that if the ratio Z of the average particle diameter of the grindstone 37 is set to be not smaller than 0.8 and not larger than 3.0, an extension of the life and / or a reduction in the machining load can be achieved, and that when the average particle diameter Z is not less than 1.2 and is not greater than 2.0, both an extension of the life and a reduction of the machining load can be achieved.

Es ist anzumerken, dass, obwohl bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform und dem zuvor beschriebenen Beispiel hauptsächlich der Schleifstein 37 beschrieben wurde, die vorliegende Erfindung auf den Schleifstein 47 zum Feinschleifen angewandt werden kann.It should be noted that although in the above-described embodiment and the example described above, the grindstone is mainly 37 has been described, the present invention to the whetstone 47 can be used for fine grinding.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert und alle Änderungen und Abwandlungen, die innerhalb der Äquivalenz des Umfangs der Ansprüche liegen, werden deshalb von der Erfindung umfasst.The present invention is not limited to the details of the preferred embodiment described above. The scope of the invention is defined by the appended claims, and all changes and modifications which come within the equivalence of the scope of the claims are therefore included in the invention.

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  • JP 2012-056013 [0002, 0003] JP 2012-056013 [0002, 0003]

Claims (4)

Schleifstein zum Schleifen eines Werkstücks, wobei der Schleifstein Diamantschleifkörner und eine Borverbindung in einem vorgegebenen Volumenverhältnis beinhaltet, der durchschnittliche Teilchendurchmesser X der Diamantschleifkörner in dem Bereich von 3 μm ≤ X ≤ 10 μm liegt, und das Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser der Borverbindung zu den Diamantschleifkörnern in dem Bereich von 0,8 ≤ Z ≤ 3,0 liegt.Grindstone for grinding a workpiece, wherein the grindstone includes diamond abrasive grains and a boron compound in a predetermined volume ratio, the average particle diameter X of the diamond abrasive grains is in the range of 3 μm ≦ X ≦ 10 μm, and the ratio Z of the average particle diameter of the boron compound to the diamond abrasive grains is in the range of 0.8 ≦ Z ≦ 3.0. Schleifstein nach Anspruch 1, bei dem das Werkstück ein Sic-Wafer ist und das Verhältnis Z der durchschnittlichen Teilchendurchmesser in dem Bereich von 1,2 ≤ Z ≤ 2,0 liegt.The whetstone of claim 1, wherein the workpiece is a Sic wafer and the ratio Z of average particle diameters is in the range of 1.2 ≤ Z ≤ 2.0. Schleifstein nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das vorgegebene Volumenverhältnis der Diamantschleifkörner und der Borverbindung in dem Bereich von 1:1 bis 1:3 liegt.A whetstone according to claim 1 or 2, wherein the predetermined volume ratio of the diamond abrasive grains and the boron compound is in the range of 1: 1 to 1: 3. Schleifstein nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Borverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Borkarbid, kubischem Bornitrid und hexagonalem Bornitrid besteht.A whetstone according to any one of the preceding claims, wherein the boron compound is selected from the group consisting of boron carbide, cubic boron nitride and hexagonal boron nitride.
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