JP2000052254A - 超薄膜砥石及び超薄膜砥石の製造方法及び超薄膜砥石による切断方法 - Google Patents

超薄膜砥石及び超薄膜砥石の製造方法及び超薄膜砥石による切断方法

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JP2000052254A
JP2000052254A JP10224225A JP22422598A JP2000052254A JP 2000052254 A JP2000052254 A JP 2000052254A JP 10224225 A JP10224225 A JP 10224225A JP 22422598 A JP22422598 A JP 22422598A JP 2000052254 A JP2000052254 A JP 2000052254A
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thin film
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Toshiyuki Ota
利行 大田
Toru Funada
徹 船田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 寿命が長く切断面の精度が高い超薄膜砥石と
する。 【解決手段】 薄板円盤状のニッケルメッキ盤11にダ
イヤモンド砥粒12を規則的に配すると共に、ニッケル
メッキ盤11の径方向の中心部位の両面に補強板13を
設け、寿命が長く切断面の精度が高い超薄膜砥石14と
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ダイヤモンド砥粒
を含有する超薄膜砥石及び超薄膜砥石の製造方法及び超
薄膜砥石による切断方法に関する。
【0002】
【従来の技術】シリコンウエハー等の高脆性材料を切断
する場合、ダイヤモンドホイールによる研削切断や遊離
砥粒によるワイヤー切断により実施されている。
【0003】図7にはシリコンウエハー等の高脆性材料
を切断するダイヤモンドホイールの断面を示してある。
図7に示すように、ダイヤモンドホイール1は、基板2
上に高分子材料のバインダー3が配され、バインダー3
の表面にダイヤモンド砥粒4が塗布されて構成されてい
る。ダイヤモンドホイール1を使用した場合、切断速度
が高くランニングコストが比較的低い。
【0004】図8には遊離砥粒によるワイヤー切断の状
況を示してある。図8に示すように、ワイヤー5が駆動
ロール6及び一対の補助ロール7に掛け回され、一対の
補助ロール7の間のワイヤー5に非切断材8が押し付け
られる。ワイヤー5の駆動により非切断材8が切断さ
れ、切断部位には砥粒(GC)9が供給される。ワイヤ
ー切断を使用した場合、口径の制約がなく砥粒9として
GCを用いるため切断速度は低いがマルチ加工が可能
で、一度に数多くのウエハーを加工できるため生産能率
が高い。また、加工変質層がダイヤモンドホイール1を
用いた研削切断に比較して小さい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ダイヤモンドホイール
1は、バインダー3の表面にダイヤモンド砥粒4を塗布
しているため、ダイヤモンドホイール1の表面が粗く切
断面の平滑度が低くなってしまい、使用目的によっては
切断面を再研摩する必要があった。また、ダイヤモンド
ホイール1の基板2は相当の厚みがあるため、切断代が
大きくなり、高価な材料の場合損失が大きくなってい
た。また、ダイヤモンドホイール1を使用した切断で
は、バインダー3の保持力が小さいため、切断時の応力
や熱膨張差によりダイヤモンド砥粒4が早期に脱落して
しまっていた。
【0006】ワイヤー5を使用した切断では、オイルを
用いた遊離砥粒を使用するため、切断精度には限界があ
り、また、作業環境が悪く産業廃棄物が多いといった問
題があった。
【0007】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、寿命が長く切断面の精度が高い超薄膜砥石及び超薄
膜砥石の製造方法を提供することを目的とする。また、
寿命が長く切断面の精度が高い超薄膜砥石を用いた効率
のよい切断方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の超薄膜砥石は、薄板円盤状のニッケルメッキ盤
にダイヤモンド砥粒を規則的に配すると共に、ニッケル
メッキ盤の径方向の中心部位の両面に補強板を設けたこ
とを特徴とする。
【0009】また、上記目的を達成するため本発明の超
薄膜砥石の製造方法は、アルミ円盤基板にフォトレジス
トで砥粒配置穴を規則的にパターンニングして砥粒配置
穴にダイヤモンド砥粒を超音波で均一配分し、ニッケル
メッキでフォトレジスト上にダイヤモンド砥粒の高さま
でオーバメッキを行ない、オーバメッキ側をマスキング
してアルミ円盤基板をアルカリ溶液で溶解してニッケル
メッキ面を露出させることでダイヤモンド砥粒が規則的
に配されたニッケルメッキ盤とし、酸溶液中で電解によ
り砥石両面をドレッシングしてダイヤモンド砥粒を均一
に頭出しし、ニッケルメッキ盤の径方向の中心部位の両
面に補強板を取り付けたことを特徴とする。
【0010】また、上記目的を達成するための本発明の
超薄膜砥石による切断方法は、上述した超薄膜砥石もし
くは上述した方法で製造された超薄膜砥石を、切削間隔
と略等しい間隔で駆動軸に複数枚装着し、駆動軸の駆動
により複数枚の超薄膜砥石で同時に切断を行うことを特
徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】図1には本発明の一実施形態例に
係る超薄膜砥石の要部断面、図2には図1中のII-II 線
矢視を示してある。また、図3には本発明の一実施形態
例に係る超薄膜砥石の製造方法の工程説明を示してあ
る。
【0012】図1、図2に示すように、薄板円盤状のニ
ッケルメッキ盤11にはダイヤモンド砥粒12が規則的
に配され、ニッケルメッキ盤11の盤面の両側にダイヤ
モンド砥粒12が露出している。ニッケルメッキ盤11
の径方向の中心部位の両面には補強板13が設けられて
超薄膜砥石14が構成されている。
【0013】図1乃至図3に基づいて超薄膜砥石14の
製造方法を説明する。
【0014】ダイヤモンド砥粒12として、メッシング
により(切断代+0μm)〜(切断代−5μm)の粒径
の範囲のものを準備した。図3に示すように、アルミ円
盤基板21に膜厚1μm〜10μmのフォトレジスト22
で砥粒配置穴23を規則的にパターニングし、準備した
ダイヤモンド砥粒12を砥粒配置穴23に超音波で均一
分配配置する。
【0015】ダイヤモンド砥粒12を配分した後、ニッ
ケルメッキ24でフォトレジスト22上にダイヤモンド
砥粒12の高さまで電気でオーバメッキを行なう。オー
バメッキ側をマスキングし、アルミ円盤基板21をアル
カリ溶液で溶解してニッケルメッキ24の面を露出させ
る。これにより、ダイヤモンド砥粒12が規則的に配さ
れたニッケルメッキ盤11とされる。
【0016】ニッケルメッキ盤11を酸溶液中で電解に
より砥石両面を電解ドレッシングし、図1、図2に示す
ように、ダイヤモンド砥粒12を均一に頭出しする。最
後にニッケルメッキ盤11の径方向の中心部位の両面に
補強板13を取り付けて超薄膜砥石14とする。超薄膜
砥石14は、高速回転させることにより遠心力で歪が是
正される。
【0017】上述した超薄膜砥石14は、切削間隔と略
等しい間隔でスペーサを介して駆動軸に複数枚装着さ
れ、駆動軸の駆動により複数枚の超薄膜砥石14で同時
に切断が実施される。これにより、高脆性材料をロスな
く効率的に切断することができる。
【0018】次に、上述した超薄膜砥石14を製作した
場合の具体例を説明する。
【0019】厚さ10μm、直径8インチのアルミ円盤基
板21の片面を平坦度0.1 μmに仕上げ、その表面に膜
厚5μmのフォトレジスト22で直径60μmの砥粒配置
穴23をパターニングした。砥粒配置穴23のパターン
は、120 μmピッチで正三角形状に配列した。ダイヤモ
ンド砥粒12をメッシングして、粒径を(50μm+0μ
m)〜(50μm−5μm)の範囲に揃えた。ダイヤモン
ド砥粒12を塩化ニッケルメッキ液中でアルミ円盤基板
21のフォトレジスト22上に乗せて、超音波(28KHz,
5分間)で砥粒配置穴23に配置した。
【0020】微電流(電流密度1mA/cm2)で4 時間メッキ
を行ない、メッキ液からアルミ円盤基板21を取り出
し、フォトレジスト22上の余分なダイヤモンド砥粒1
2を水流で除去した。その後、塩酸1N溶液に1分間浸
漬した後に再度メッキ液に浸漬し、電流密度100mA/cm2
の電流で1時間メッキを行った。
【0021】アルミ円盤基板21のニッケルメッキ側を
ターコ樹脂でマスキングし、水酸化ナトリウム(NaOH)10
wt%、60℃の溶液中で12時間アルミを溶解した。ニッ
ケルメッキ面が露出した後、砥石をNaOH溶液から取り出
してニッケルメッキ側のマスキングを除去した。マスキ
ングを除去した後、砥石を、クエン酸50%+硫酸15%、
60℃の溶液中で電流密度15A/dm2 で30秒間電解した。こ
れにより、ダイヤモンド砥粒12が均一に頭出しされ
る。
【0022】この際のダイヤモンド砥粒12の先端の揃
い状況を図4に示してある。図に示すように、表面の突
出端精度は、0.1 μm以内に抑えられていることが判
る。
【0023】図5に示すように、超薄膜砥石14を回転
軸31に取付け、回転数8000rpm でワーク32を切断し
た。尚、図中の符号で、33はIPT 電極、34はIPD 電極
である。切断した時の切断面の粗さを測定した結果を図
6に示してある。図6(a) に示したように、本実施形態
例のものは、切断代が50μmであり切断面が約0.1 μm
以下の平滑性を有している。図6(b) に示したように、
従来のボンド砥石の場合、切断代が300 μmであり切断
面が粗い状態(本実施形態例の10倍以上)になってい
る。
【0024】上述した超薄膜砥石14(電着ブレード)
を使用してシリコンウエハーを切断した場合と、従来の
ワイヤー切断を使用してシリコンウエハーを切断した場
合との比較を説明する。直径300mm 円柱状のシリコンウ
エハーから厚さ1mmのチップを切り出した場合を説明す
る。
【0025】ワイヤー切断の場合の切断代は300 μmで
あり、超薄膜砥石14の切断代は50μmであるため、超
薄膜砥石14で切断した場合の損失は少ない。また、超
薄膜砥石14でシリコンウエハーを切断した場合のチッ
プの切り出し個数は、ワイヤー切断に比べて約1.5 倍多
くなる。また、切断速度は、超薄膜砥石14の場合一枚
につき20mm/secとなり、ワイヤー切断の場合一本につき
5×10-3mm/secとなるため、超薄膜砥石14の切断速度
が4倍以上速くなり、従って、加工時間も1/4程度とな
る。
【0026】更に、ワイヤー切断の場合、遊離砥粒によ
りワイヤー自身も摩耗するため、ワイヤーの寿命が短く
頻繁に交換が必要となり、作業効率が悪い。超薄膜砥石
14は、ダイヤモンド砥粒12が欠落し切断面を傷付け
ることがない。また、ニッケルメッキ24でダイヤモン
ド砥粒12を保持しているため、摩耗するまで保持でき
るので、砥石の寿命が非常に長い。
【0027】
【発明の効果】本発明の超薄膜砥石は、薄板円盤状のニ
ッケルメッキ盤にダイヤモンド砥粒を規則的に配すると
共に、ニッケルメッキ盤の径方向の中心部位の両面に補
強板を設けたので、寿命が長く切断面の精度が高い超薄
膜砥石とすることができる。
【0028】本発明の超薄膜砥石の製造方法は、アルミ
円盤基板にフォトレジストで砥粒配置穴を規則的にパタ
ーンニングして砥粒配置穴にダイヤモンド砥粒を超音波
で均一配分し、ニッケルメッキでフォトレジスト上にダ
イヤモンド砥粒の高さまでオーバメッキを行ない、オー
バメッキ側をマスキングしてアルミ円盤基板をアルカリ
溶液で溶解してニッケルメッキ面を露出させることでダ
イヤモンド砥粒が規則的に配されたニッケルメッキ盤と
し、酸溶液中で電解により砥石両面をドレッシングして
ダイヤモンド砥粒を均一に頭出しし、ニッケルメッキ盤
の径方向の中心部位の両面に補強板を取り付けたので、
寿命が長く切断面の精度が高い超薄膜砥石を製作するこ
とが可能となる。
【0029】本発明の超薄膜砥石による切断方法は、上
述した超薄膜砥石を、切削間隔と略等しい間隔で駆動軸
に複数枚装着し、駆動軸の駆動により複数枚の超薄膜砥
石で同時に切断を行うようにしたので、寿命が長く切断
面の精度が高い超薄膜砥石を用いた効率のよい切断が可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態例に係る超薄膜砥石の要部
断面図。
【図2】図1中のII-II 線矢視図。
【図3】本発明の一実施形態例に係る超薄膜砥石の製造
方法の工程説明図。
【図4】砥粒の先端の揃い状況を表すグラフ。
【図5】切断状況を表す斜視図。
【図6】切断面の粗さを表すグラフ。
【図7】従来のダイヤモンドホイールの断面図。
【図8】従来のワイヤー切断の状況を表す説明図。
【符号の説明】
11 ニッケルメッキ盤 12 ダイヤモンド砥粒 13 補助板 14 超薄膜砥石 21 アルミ円盤基板 22 フォトレジスト 23 砥粒配置穴 24 ニッケルメッキ 31 回転軸 32 ワーク 33 IPT 電極 34 IPD 電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B24D 3/06 B24D 3/06 B

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 薄板円盤状のニッケルメッキ盤にダイヤ
    モンド砥粒を規則的に配すると共に、ニッケルメッキ盤
    の径方向の中心部位の両面に補強板を設けたことを特徴
    とする超薄膜砥石。
  2. 【請求項2】 アルミ円盤基板にフォトレジストで砥粒
    配置穴を規則的にパターンニングして砥粒配置穴にダイ
    ヤモンド砥粒を超音波で均一配分し、ニッケルメッキで
    フォトレジスト上にダイヤモンド砥粒の高さまでオーバ
    メッキを行ない、オーバメッキ側をマスキングしてアル
    ミ円盤基板をアルカリ溶液で溶解してニッケルメッキ面
    を露出させることでダイヤモンド砥粒が規則的に配され
    たニッケルメッキ盤とし、酸溶液中で電解により砥石両
    面をドレッシングしてダイヤモンド砥粒を均一に頭出し
    し、ニッケルメッキ盤の径方向の中心部位の両面に補強
    板を取り付けたことを特徴とする超薄膜砥石の製造方
    法。
  3. 【請求項3】 請求項1に記載の超薄膜砥石もしくは請
    求項2で製造された超薄膜砥石を、切削間隔と略等しい
    間隔で駆動軸に複数枚装着し、駆動軸の駆動により複数
    枚の超薄膜砥石で同時に切断を行うことを特徴とする超
    薄膜砥石による切断方法。
JP10224225A 1998-08-07 1998-08-07 超薄膜砥石及び超薄膜砥石の製造方法及び超薄膜砥石による切断方法 Withdrawn JP2000052254A (ja)

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