JP2001105327A - 単層砥石 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超砥粒の間に研削屑を沈着滞積させることな
く排出させる。 【解決手段】 台金２２の一面２２ａにリング状の第一
砥粒層２４Ａ，第二砥粒層２４Ｂ，第三砥粒層２４Ｃを
設けて砥粒層２４を構成する。各砥粒層２４Ａ，Ｂ，Ｃ
の領域に周方向及び径方向に所定間隔でマウント部を多
数形成する。マウンド部の上面の凹部に超砥粒を落ち込
ませて金属結合相で固着して小砥粒層部２８とする。周
方向に隣り合う小砥粒層部２８，２８の間は副排出路３
０となり、径方向に隣り合う小砥粒層部２８，２８の間
は主排出路３１となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体ウエ
ーハ等の被研磨材の表面をＣＭＰ装置によって研磨する
際に用いられる研磨用のパッドをコンディショニングす
るため等に用いられる単層砥石に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリコンインゴットから切り出し
た半導体ウエーハ（以下、単にウエーハという）の表面
を化学的且つ機械的に研磨するＣＭＰ装置（ケミカルメ
カニカルポリッシングマシン）の一例として、図８に示
すような装置がある。ウエーハはデバイスの微細化に伴
って高精度かつ無欠陥表面となるように鏡面研磨するこ
とが要求されている。ＣＭＰによる研磨のメカニズム
は、微粒子シリカ等によるメカニカルな要素（遊離砥
粒）とアルカリ液や酸性液等によるエッチング要素とを
複合したメカノ・ケミカル研磨法に基づいている。この
ＣＭＰ装置１は、図８に示すように中心軸２に取り付け
られた円板状の回転テーブル３上に例えば硬質ウレタン
からなるポリッシング用のパッド４が設けられ、このパ
ッド４に対向して且つパッド４の中心軸２から偏心した
位置に自転可能なウエーハキャリア５が配設されてい
る。このウエーハキャリア５はパッド４よりも小径の円
板形状とされてウエーハ６を保持するものであり、この
ウエーハ６がウエーハキャリア５とパッド４間に配置さ
れてパッド４側の表面の研磨に供され鏡面仕上げされ
る。

【０００３】研磨に際して、例えば上述した微粒子シリ
カ等からなる遊離砥粒が研磨剤として用いられ、更にエ
ッチング用のアルカリ液等が混合されたものが液状のス
ラリｓとしてパッド４上に供給されているため、このス
ラリｓがウエーハキャリア５に保持されたウエーハ６と
パッド４との間に流動して、ウエーハキャリア５でウエ
ーハ６が自転し、同時にパッド４が中心軸２を中心とし
て例えばＰ方向に回転するために、パッド４でウエーハ
６の一面が研磨される。ウエーハ６の研磨を行う硬質ウ
レタン製などのパッド４上にはスラリｓを保持する微細
な発泡層が多数設けられており、これらの発泡層内に保
持されたスラリｓでウエーハ６の研磨が行われる。とこ
ろが、ウエーハ６の研磨を繰り返すことでパッド４の研
磨面の平坦度が低下したり目詰まりするためにウエーハ
６の研磨精度と研磨効率が低下するという問題が生じ
る。

【０００４】そのため、従来からＣＭＰ装置１には図８
に示すようにパッドコンディショナ８が設けられ、パッ
ド４の表面を再研削（コンディショニング）するように
なっている。このパッドコンディショナ８は、回転テー
ブル３の外部に設けられた旋回軸兼回転軸９にアーム１
０を介してホイール１１が設けられ、回転軸９によって
ホイール１１をパッド４と同一方向に回転させること
で、回転するパッド４上においてパッド４の表面を研磨
してパッド４の表面の平坦度等を回復または維持し目詰
まりを解消するようになっている。またホイール１１に
回転運動に加えて揺動運動を行わせても良い。このホイ
ール１１は、図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように円形板
状の台金１２上に上面が平面状をなしていて一定幅でリ
ング状の砥粒層１３が形成されており、この砥粒層１３
は台金１２上に電気めっきや活性ろう付けなどによりダ
イヤモンドやｃＢＮなどの超砥粒を例えばニッケルめっ
きなどの金属結合相で分散固定して構成されている。
尚、砥粒層１３の表面には例えば４５°等の所定間隔で
径方向に凹溝１７が形成されており、スラリｓや切削屑
をこの凹溝１７を通して外部に排出することになる。

【０００５】ところで、このような砥粒層１３を有する
ホイール１１は超砥粒密度が高いために超砥粒一つ一つ
に許される研削圧力が小さくて切れ味が悪く、しかも研
削屑が超砥粒間にブリッジ状に詰まり易いために切れ味
の低下が速いという問題点がある。このような問題点を
改善する技術として提案された特許第２５０６２５４号
公報では、台金上にマスキングを施して非マスキング部
の孔に１つの超砥粒をそれぞれ落とし込んでめっきによ
って固着することで、単一の超砥粒が台金上に分散固着
された電着砥石が開示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
電着砥石をＣＭＰコンディショナのホイール１１として
用いてパッド４の研削を行う場合、ホイール１１は安定
した研削性能が要求され、特に経時安定性が必要である
が、次のような問題点を有する。コンディショニングの
際にパッド４に残留するシリコンウエーハの配線金属や
シリコンからなる研削屑がホイール１１の超砥粒１４…
の間に固着し、最終的にはスラリｓと共に固化して固着
屑となって超砥粒１４がこの固着屑に埋没してパッド４
に対する研削能力が低下する。特に上述の電着砥石はめ
っき層からの超砥粒の突出量が超砥粒径の７０〜３０％
に留まるために固着屑による研削能力の低下が一層顕著
である。しかも台金上に超砥粒１４を載置させる際に図
１０に示すように結晶体の比較的大きな面が台金に面接
触した安定状態でめっき層１５で固着されるために、研
削を行う上方先端側に尖鋭部が必ずしも位置しないこと
になり各超砥粒１４の研削圧力が小さく研削精度や研削
効率などの研削性能が低いという欠点がある。また超砥
粒１４がパッド４の研削の際に各種の研削屑との接触で
摩耗摩滅し切れ味が低下する。

【０００７】本発明は、このような実情に鑑みて、超砥
粒間に各種研削屑やスラリの固化物等が沈着滞留するの
を抑制して効果的に排出できるようにした単層砥石を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る単層砥石
は、台金から隆起するマウンド部と該マウンド部上に金
属結合相で固着された単一の超砥粒とを有する小砥粒層
部が、前記台金上に所定間隔で複数配列されていること
を特徴とする。各小砥粒層部の各マウンド部は互いに所
定間隔をおいて位置し各超砥粒は各マウンド部の上に１
個づつ固着されているために、研削屑やスラリ等が超砥
粒間に詰まって滞積して固着屑となることがなくスムー
ズに排出できる。しかも被削材がＣＭＰ装置のパッドの
ような軟質のものであってもベタ当たりすることなく小
砥粒層部の単一の超砥粒だけで接触して研削するために
研削圧が高くて切れ味が良く研削屑の排出性もよい。
尚、単層砥石とは、金属結合相の厚み方向に超砥粒が一
層のみ固着された砥石をいい、電着砥石やメタルボンド
砥石等のいずれをも含む。

【０００９】また、小砥粒層部はマウンド部の上面に凹
部が形成され、この凹部内に超砥粒が固着されていても
よい。単層砥石の製造に際して、超砥粒をマウント部の
凹部に載置してめっき等で固着すれば、超砥粒の位置決
めが容易である上にダイヤモンドやｃＢＮ等の超砥粒の
結晶体の角部が上方先端を向くように突出して載置で
き、研削精度や研削効率などの研削性能が高い。尚、各
凹部は深さ方向に先細をなす例えば略円錐形状とされて
いてもよく、このように形成すればマウンド部上にラン
ダムに超砥粒を供給して台金を振動することで結晶体を
なす超砥粒の角部が凹部内に落ち込み対向する位置の角
部が上方先端を向くために研削ポイントに位置させられ
る。またマウンド部以外の領域に排出路が形成されてい
てもよい。マウンド部上に単一の超砥粒を固着すること
で、外部から供給される研削液を研削ポイントである超
砥粒先端に十分行き渡らせることができ、しかも研削ポ
イントの周囲に排水路があるために超砥粒に研削屑が滞
積するのを防いでスムーズに洗い流すことができる。

【００１０】また、マウンド部の外径（Ｄ）は超砥粒の
平均粒径の１．３〜３倍の範囲であってもよい。この範
囲内であれば研削ポイントでの研削屑の滞積を防いでス
ムーズに洗い流すことが可能であり、１．３倍より小さ
いとマウンド部の強度が低下して研削抵抗により超砥粒
が脱落し易くマウンド部が欠損し易くなり、３倍より大
きいと超砥粒の配置間隔が大きすぎて研削能力が低下し
たり超砥粒の摩耗を早める等の欠点が生じる。また、台
金に対するマウンド部の高さ（Ｈ）は０．０５〜３．０
ｍｍの範囲であってもよい。この範囲であれば研削ポイ
ントと台金上の排出路との間で研削液や研削屑を容易に
流して排出できる。隣り合うマウンド部間の距離（Ｍ）
がマウンド部の平均的な径の１／３〜２倍の範囲であっ
てもよい。この範囲であれば研削性能を確保してマウン
ド部間を排出路として研削液や研削屑を容易に流して排
出でき、１／３倍より小さければ研削性能は高まるが研
削屑等が詰まり易くなり２倍より大きいと研削効率が低
下する。

【００１１】また砥粒層は複数層のリング状または螺旋
状で形成されていてもよい。これによって被削材の相対
移動方向に略平行な方向の各砥粒層の研削長さの和を被
削材の移動方向に略直交する方向の任意位置でほぼ均一
にすることができる。また砥粒層を３層以上の複数層で
構成すれば、被削材の相対移動方向に略直交する任意位
置での被削材の相対移動方向に略平行な方向の砥粒層領
域の面積の和を容易に均一にできる。また径方向に間隔
をおいて配設された砥粒層の間に排出路が形成されてい
てもよい。この場合、排出路は各砥粒層の周方向に隣り
合う小砥粒層部の間に形成された副排出路とリング状ま
たは螺旋状をなしていて径方向に隣り合う複数層の砥粒
層の間の主排出路とからなっていてもよい。小砥粒層部
での研削で生じた各種の研削屑は外部から供給された研
削液と共に洗い出されて副排出路及び主排出路を流れて
外部に排出され、研削屑を容易に排出できて超砥粒の間
に沈着滞積するのを抑制できる。またこの単層砥石はＣ
ＭＰ装置のパッドコンディショナとして特に好適であ
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面により説明するが、上述の従来技術と同一の部分に
は同一の符号を用いてその説明を省略する。図１乃至図
４は第一の実施の形態に関するものであって、図１はホ
イールの砥粒層を装着した面の平面図、図２は図１に示
すホイールの砥粒層の部分拡大図、図３は図２で示す砥
粒層のＢ−Ｂ線縦断面図、図４（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は実施の形態によるホイールの
製造工程を示す図である。図１乃至図３で示す実施の形
態によるホイール２０（単層砥石）は、例えば円板形の
台金２２の略円形をなす一面２２ａの外周側に同心円
（同心円でなくてもよい）のリング状をなす複数層（図
では３層）からなる砥粒層２４が設けられて構成されて
いる。砥粒層２４は最も外周側に最大径（例えば台金２
２と同一径）をなす第一砥粒層２４Ａが形成され、その
内側に間隔をおいて第二砥粒層２４Ｂが形成され、最も
内側に間隔をおいて最小径をなす第三砥粒層２４Ｃが形
成されている。第三砥粒層２４Ｃの内側には砥粒層は形
成されていない。

【００１３】台金２２の一面２２ａにおいて第一乃至第
三砥粒層２４Ａ，Ｂ，Ｃの各リング状の領域には図２に
示すように、その周方向に略円柱形状または略円錐台形
状のマウンド部２５が所定間隔で複数形成され、その上
面２５ａの中央に例えば略円錐形状の凹部２６が陥没し
て形成されている。そしてこの凹部２６はその開口部２
６ａの内径Ｄ１が超砥粒１４の平均粒径より小さい寸法
に設定され、その深さｍは例えば超砥粒１４の平均粒径
の略１／２以下に設定されている。そのため、この凹部
２６には単一のダイヤモンドやＣＢＮ等の超砥粒１４が
例えば平均粒径の約１／４〜２／５程度落ち込ませて嵌
入して固着されている。そしてマウンド部２５の上面２
５ａがＮｉまたはＮｉ基合金の金属めっき相等の金属結
合相２７で覆われることで超砥粒１４の一部が固着され
る。換言すればマウンド部２５上に単一の超砥粒１４が
金属結合相２７で固着された電着砥石が形成されてい
る。超砥粒１４の先細状の角部または尖鋭部を凹部２５
内に落ち込ませることで対向する他端の角部または尖鋭
部が上方に突出して被削材を研削する研削ポイントｑを
構成する（図３参照）。このようにマウンド部２５上に
超砥粒１４が金属結合相２７で固着された構成を小砥粒
層部２８という。

【００１４】そして第一乃至第三砥粒層２４Ａ，Ｂ，Ｃ
のそれぞれにおいて、周方向に隣り合うマウンド部２
５，２５の間は例えば副排出路３０を構成し、この副排
出路３０には砥粒層は形成されておらず、パッド４の研
削屑やスラリｓの固化物等を研削液によって排出するこ
とになる。更に第一乃至第三砥粒層２４Ａ，Ｂ，Ｃ間の
径方向の隙間には略リング状の主排出路３１が形成され
ている。主排水路３１と副排水路３０とは例えば同一深
さに形成され、これら主副排水路３１，３０の研削屑等
は最外周の第一砥粒層２４Ａの副排水路３０を通して外
部に排出されることになる。

【００１５】ここで、マウンド部２５の基部の外径Ｄは
超砥粒１４の平均粒径の１．３〜３倍の範囲に設定され
る。この範囲内であれば研削ポイントでの研削屑の滞積
を防いでスムーズに洗い流すことが可能であり、１．３
倍より小さいとマウンド部２５の強度が低下して研削抵
抗により超砥粒１４が脱落し易くマウンド部２５が欠損
し易くなり、３倍より大きいと超砥粒１４の配置間隔が
大きすぎて研削能力が低下したり超砥粒１４の摩耗を早
める等の欠点が生じる。また、台金２２の一面２２ａに
対するマウンド部２５の高さＨは０．０５〜３．０ｍｍ
の範囲であってもよい。この範囲であれば研削ポイント
と台金２２上の主副排出路３１，３０との間で研削液や
研削屑を容易に流して排出できる。尚、台金２２の一面
２２ａに金属めっき相等が形成されていればこの金属め
っき相等からの距離が高さＨをなす。

【００１６】径方向及び周方向に隣り合うマウンド部２
５，２５間の距離Ｍはマウンド部２５の外径Ｄの１／３
〜２倍の範囲とする。この範囲であれば研削性能を確保
してマウンド部２５，２５間を主排出路３１及び副排出
路３０として研削液や研削屑を容易に流して排出でき、
１／３倍より小さければ研削性能は高まるが研削屑等が
詰まり易くなり２倍より大きいと研削効率が低下する。

【００１７】本実施の形態によるホイール２０は上述の
ように構成されており、次にホイール２０の製造方法に
ついて図４により説明する。図４（Ａ）において、例え
ばＳＵＳ３０４等からなる円板形状の台金２２の一面２
２ａをエッチングや切削加工等で部分的に略円錐状に除
去して同図（Ｂ）に示すように凹陥部２６Ａ…を所定間
隔でリング状に形成し、しかも第一乃至第三砥粒層２４
Ａ，Ｂ，Ｃに対応して径方向に適宜間隔をおいて３層形
成する。尚、エッチングに代えて放電加工や型成形等で
一面２２ａに凹陥部２６Ａ…を形成してもよい。次に図
４（Ｃ）において一面２２ａ上を各凹陥部２６Ａの周囲
のマウンド部２５に相当する領域を残して樹脂マスキン
グし、ＮｉまたはＮｉ基合金めっきによって凹陥部２６
Ａ及びその周囲にめっきを析出させて隆起させ、図４
（Ｄ）に示すマウンド部２５…を所定間隔でそれぞれ多
数形成する。その際、めっきは凹陥部２６Ａ及びその周
囲に均等の厚さで析出されるためにマウンド部２５の上
面２５ａに凹部２６が形成されることになる。

【００１８】ここでマウンド部２５を円錐台形状にめっ
き形成するためには、マスキング部３４の側面３４ａを
台金２２の一面２２ａから上方に突出するほど外側に突
出するように円錐台形状に傾斜配置させることでめっき
の析出領域をコントロールすればよい。またマウンド部
２５を略円柱状に形成するにはマスキング部３４の側面
３４ａを直立の円筒状に形成すればよい。

【００１９】そして各マウンド部２５の上面２５ａの凹
部２６に超砥粒１４を例えば振動させつつ落とし込む。
その際に凹部２６の開口径Ｄ１が超砥粒１４の平均粒径
より小さく設定されているために超砥粒１４の角部また
は尖鋭部が落ち込み略対向する位置にある他の角部また
は尖鋭部が上方先端側に突出する。砥粒電着に当たっ
て、図４（Ｅ）で各マウンド部２５の上面２５ａを除く
他の領域、即ち主副排出路３１，３０等をマスキング部
３４で樹脂マスキングした状態でめっきを行う。これに
よって各マウンド部２５の上面２５ａに超砥粒１４がＮ
ｉまたはＮｉ基合金等の金属結合相２７で固着される。
金属結合相２７からの超砥粒１４の突出量は例えば平均
粒径の２／３〜４／５程度になる。

【００２０】また図１において第一乃至第三砥粒層２４
Ａ，Ｂ，Ｃに対してパッド４の回転方向Ｐに略平行な方
向に延びる仮想線を、この方向に略直交する方向にずら
せて任意の位置に仮想線ａ，ｂ，ｃ，ｄとして引き、例
えば仮想線ａ，ｂは第一乃至第三砥粒層２４Ａ，Ｂ，Ｃ
に交差し、仮想線ｃは第三砥粒層２４Ｃに外接して第一
及び第二砥粒層２４Ａ，Ｂに交差し、仮想線ｄは第一砥
粒層２４Ａに内接して交差するものとする。すると各仮
想線ａ，ｂ，ｃ，ｄが交差する第一乃至第三砥粒層２４
Ａ，Ｂ，Ｃの領域の研削長さは次のように設定される。
ホイール２０の中心Ｏに最も近い仮想線ａで交差する第
一乃至第三砥粒層２４Ａ，Ｂ，Ｃの研削長さ（面積）を
Ｌａ１，Ｌａ２，Ｌａ３とし、回転中心Ｏに次に近い仮
想線ｂで交差する第一乃至第三砥粒層２４Ａ，Ｂ，Ｃの
研削長さ（面積）をＬｂ１，Ｌｂ２，Ｌｂ３とし、回転
中心Ｏに次に近い仮想線ｃで交差する第一及び第二砥粒
層２４Ａ，Ｂの研削長さ（面積）をＬｃ１，Ｌｃ２と
し、回転中心Ｏから最も遠い外側の仮想線ｄで交差する
第一砥粒層２４Ａの研削長さ（面積）をＬｄ１とする
と、 ２×(La1＋La2＋La3)≒２×(Lb1＋Lb2＋Lb3)≒２×(Lc1
＋Lc2）≒２×(Ld1） となるようにマウンド部２５…の相互間隔Ｍを設定す
る。

【００２１】このように設定することで、図１におい
て、パッド４の回転方向Ｐに略直交する方向の任意位置
の仮想線ａ，ｂ，ｃ，ｄに関して、径の大きい外側の砥
粒層に交差する研削長さ（仕事量：例えば仮想線ｄの研
削長さＬｄ１）と内側の径の小さい砥粒層に交差する研
削長さ（仕事量）をほぼ均一にすることができる。

【００２２】本実施の形態によるホイール２０は上述の
構成を備えており、パッド４のコンディショニングを行
うに際して、パッド４を回転させつつホイール２０を同
一方向に回転させてパッド４の起毛を研削してその平坦
度を回復または維持させる。研削に際して砥粒層２４の
第一乃至第三砥粒層２４Ａ，Ｂ，Ｃの各小砥粒層部２８
に、超砥粒１４によるパッド４との研削ポイントに外部
から研削液、例えば純水を供給（図示は省略）しつつ研
削を行う。これによって各小砥粒層部２８の超砥粒１４
による研削で生じたパッド４の研削屑やパッド４に残留
するシリコンウエーハの配線金属やシリコンの研削屑な
どが超砥粒１４…間に付着して固着するのを抑制し、こ
れら研削屑を含んだ研削液の粘性を低下させて副排出路
３０及び主排出路３１を通して外部への排出を促進させ
る。しかも研削液によって超砥粒１４の冷却を促進して
超砥粒１４のダメージを防ぎ、各種研削屑が超砥粒１
４，１４間に沈着滞積するのを抑制することができる。

【００２３】そのため各砥粒層２４Ａ，Ｂ，Ｃに設けた
各小砥粒層部２８の超砥粒１４で生成されたパッド４の
研削屑やその他の各種研削屑等は研削液によって洗い流
され、詰まることなく小砥粒層部２８の周囲の副排出路
３０及び主排出路３１を通して外側に排出され、最外周
の第一砥粒層２４Ａの副排出路３０を通して外部に排出
されることになる。しかも各小砥粒層部２８はマウンド
部２５に単一の超砥粒１４のみが固着されて構成されて
いるから研削ポイントに研削液が十分行き渡り、隣接す
る超砥粒１４と超砥粒１４との間に副排出路３０または
主排出路３１が設けられているために研削屑が滞積しな
いで確実に洗い流され、更に研削ポイントと主副排出路
３１，３０との段差は高さＨを越える大きさであるから
研削液や研削屑を容易に排出できる。

【００２４】更に砥粒層２４の第一乃至第三砥粒層２４
Ａ，Ｂ，Ｃにおいて、パッド４の回転方向Ｐに略直交す
る方向にホイール２０の中心Ｏからずらせて配列した複
数の任意位置の仮想線ａ，ｂ，ｃ，ｄについていえば、
各仮想線上の研削長さの和（面積の和）２×（La1＋La2
＋La3）、２×（Lb1＋Lb2＋Lb3）、２×（Lc1＋Lc2）、
２×（Ld1）が互いにぼほ同一となるから、図５に示す
ように砥粒層２４のＰ方向に略直交する揺動方向の全領
域に亘ってほぼ均一な仕事量で研削加工が行える。その
ために、パッド４のコンディショニングにおいてホイー
ル２０をパッド４上に載置して回転させるだけで揺動運
動が必ずしも必要がなくなり、効率的で平坦度のより高
いパッド４の研削加工が行える。

【００２５】上述のように本実施の形態によれば、パッ
ド４の研削屑やスラリｓの固化物、シリコンウエハの配
線金属やシリコンの研削屑等の各種研削屑を、小砥粒層
部２８の単一の超砥粒１４の研削ポイントｑから研削液
で容易に主副排出路３１，３０に流出させて超砥粒１
４，１４間に詰まるのを確実に防止できる。しかもこの
研削液によって各種研削屑で超砥粒１４が摩耗したり摩
滅するのを抑制でき、超砥粒１４の冷却を促進できて超
砥粒１４のダメージを抑制できる。しかもパッド４の回
転方向Ｐに略平行な方向の砥粒層２４の各研削長さの和
（面積の和）がほぼ等しいために平坦度のより高い研磨
加工が行える。

【００２６】次に本発明の第二の実施の形態を図６によ
り説明するが、上述の第一の実施の形態と同一または同
様な部材には同一の符号を用いてその説明を省略する。
図６はホイールの要部平面図である。図６に示すホイー
ル４０は第一の実施の形態によるホイール２０と基本構
成を同じくしており、相違点は複数の小砥粒層部２８…
を所定間隔で配列した砥粒層４２が１層の連続する螺旋
状を形成したことであり、少なくとも砥粒層４２が径方
向に間隔をおいて３層以上巻回されていることが好まし
い（図６では３層に形成されている）。この実施の形態
においても、砥粒層４２は径方向外側から内側に向けて
の３層として見れば最外周の第一砥粒層４２Ａ，第二砥
粒層４２Ｂ、最も内側の第三砥粒層４２Ｃを順次形成す
るように螺旋状に連続して形成されている。そして各砥
粒層４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃの間に螺旋状の主排出路３
１が形成され、各砥粒層４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃでは小
砥粒層部２８…が所定間隔Ｍをおいて多数設けられてお
り、その隙間に主排出路３１に連通する多数の副排出路
３０…が形成されている。本実施の形態においても第一
の実施の形態と同一の作用効果が得られる。

【００２７】尚、マウンド部２５について上述の実施の
形態によるものに代えて他の凹部２６を採用しても良
い。例えば図７（Ａ）に示すように台金２２の一面２２
ａに凹陥部２６Ａを形成することなくマウンド部２５を
略円錐台形状または略円柱形状にめっき形成し、その後
に上面２５ａの中央部に例えば円錐状の凹部４５を切削
加工や放電加工等で形成してもよい。或いはマウンド部
２５を略円錐台形状または略円柱形状にめっき形成した
後で上面２５ａの径方向に例えば断面Ｖ字状の凹部４６
を切削加工等で形成してもよい。またマウンド部２５と
金属結合相２７について電着めっきで形成する方法に代
えてメタルボンドで形成してもよい。或いはマウンド部
２５については台金２２と一体に型成形してもよい。ま
た本発明の単層砥石はＣＭＰ装置に用いるコンディショ
ナ以外にも研磨研削装置に採用できることはいうまでも
ない。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る単層砥
石では、台金から隆起するマウンド部と該マウンド部上
に金属結合相で固着された単一の超砥粒とを有する小砥
粒層部が、台金上に所定間隔で複数配列されているか
ら、研削屑やスラリ等が超砥粒間に詰まって滞積して固
着屑となることがなく、スムーズに排出できる。しかも
被削材がＣＭＰ装置のパッドのような軟質のものであっ
てもベタ当たりすることなく小砥粒層部の超砥粒だけで
接触して研削するために研削圧が高くて切れ味が良く研
削屑の排出性もよい。

【００２９】また小砥粒層部はマウンド部の上面に凹部
が形成され、該凹部内に超砥粒が固着されているから、
単層砥石の製造に際して、超砥粒をマウンド部の凹部に
載置して金属結合相で固着すれば、超砥粒の位置決めが
容易である上にダイヤモンドやｃＢＮ等の超砥粒の角部
が上方先端を向くように載置できて尖鋭な研削ポイント
をなし、研削精度や研削効率などの研削性能が高い。ま
たマウンド部以外の領域に排出路が形成されているか
ら、マウンド部上に単一の超砥粒を固着することで、外
部から供給される研削液を研削ポイントである超砥粒先
端に十分行き渡らせることができ、しかも研削ポイント
の周囲に排水路があるために超砥粒周りに研削屑が滞積
するのを防いでスムーズに洗い流すことができる。

【００３０】また、マウンド部の外径は超砥粒径の１．
３〜３倍の範囲であるから、この範囲内であれば研削ポ
イントでの研削屑の滞積を防いでスムーズに洗い流すこ
とが可能であり、１．３倍より小さいとマウンド部の強
度が低下して研削抵抗により超砥粒が脱落し易くマウン
ド部が欠損し易くなり、３倍より大きいと超砥粒の配置
間隔が大きくなりすぎて研削能力が低下したり超砥粒の
摩耗を早める等の欠点が生じる。また、台金に対するマ
ウンド部の高さは０．０５〜３．０ｍｍの範囲であるか
ら、この範囲であれば研削ポイントと台金上の排出路と
の間で研削液や研削屑を容易に流して排出できる。また
隣り合うマウンド部間の距離がマウンド部の径の１／３
〜２倍の範囲であるから、この範囲であれば研削性能を
確保してマウンド部間を排出路として研削液や研削屑を
容易に流して排出でき、１／３倍より小さければ研削性
能は高まるが研削屑等が詰まり易くなり２倍より大きい
と研削効率が低下する。

【００３１】また砥粒層は複数層のリング状または螺旋
状で形成されているから、被削材の相対移動方向に略平
行な方向の各砥粒層の研削長さの和を被削材の移動方向
に略直交する方向の任意位置でほぼ均一にすることがで
きる。また砥粒層を３層以上の複数層で構成すれば、被
削材の相対移動方向に略平行な方向に略直交する任意位
置での砥粒層領域の面積の和を容易にほぼ均一にでき
る。また径方向に間隔をおいて配設された砥粒層の間に
排出路が形成されているから、小砥粒層部での研削で生
じた各種の研削屑やスラリ等は外部から供給された研削
液と共に洗い出されて副排出路及び主排出路を通して外
部に排出され、研削屑を容易に排出できて超砥粒の間に
沈着滞積するのを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第一の実施の形態によるホイールの
砥粒層を装着した面の平面図である。

【図２】 図１に示すホイールの砥粒層の部分拡大図で
ある。

【図３】 図２に示すホイールの小砥粒層部のＢ−Ｂ線
断面図である。

【図４】 （Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は
第一の実施の形態によるホイールの製造工程を示す図で
ある。

【図５】 図１に示すホイールの一点鎖線で仕切る半円
部分についてパッドの回転方向に直交する方向における
砥粒層の位置と仕事量との関係を示す図である。

【図６】 第二の実施の形態によるホイールの平面図で
ある。

【図７】 小砥粒層部のマウンド部の変形例を示すもの
で、（Ａ）は他の１のマウンド部の平面図と中央縦断面
図、（Ｂ）はもう１つのマウンド部の平面図と側面図で
ある。

【図８】 従来のＣＭＰ装置の要部斜視図である。

【図９】 図８に示すＣＭＰ装置で用いられる従来のホ
イールを示すもので（Ａ）はホイールの半円状部分平面
図、（Ｂ）は（Ａ）で示すホイールのＡ−Ａ′線縦断面
図である。

【図１０】 他の電着砥石の砥粒層を示す要部拡大断面
図である。

【符号の説明】

１４ 超砥粒 ２０，４０ ホイール ２２ 台金 ２４，４２ 砥粒層 ２４Ａ，４２Ａ 第一砥粒層 ２４Ｂ，４２Ｂ 第二砥粒層 ２４Ｃ，４２Ｃ 第三砥粒層 ２５ マウンド部 ２６，４５，４６ 凹部 ２８ 小砥粒層部 ３０ 副排出路 ３１ 主排出路

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台金から隆起するマウンド部と該マウン
   ド部上に金属結合相で固着された単一の超砥粒とを有す
   る小砥粒層部が、前記台金上に所定間隔で複数配列され
   ていることを特徴とする単層砥石。
2. 【請求項２】 前記小砥粒層部はマウンド部の上面に凹
   部が形成され、該凹部内に超砥粒が固着されていること
   を特徴とする請求項１記載の単層砥石。
3. 【請求項３】 前記マウンド部以外の領域に排出路が形
   成されていることを特徴とする請求項１または２記載の
   単層砥石。
4. 【請求項４】 前記マウンド部の外径は超砥粒の平均粒
   径の１．３〜３倍の範囲であることを特徴とする請求項
   １乃至３のいずれか記載の単層砥石。
5. 【請求項５】 前記台金に対するマウンド部の高さは
   ０．０５〜３．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請
   求項１乃至４のいずれか記載の単層砥石。
6. 【請求項６】 隣り合う前記マウンド部間の距離がマウ
   ンド部の平均的な径の１／３〜２倍の範囲であることを
   特徴とする請求項１乃至５のいずれか記載の単層砥石。
7. 【請求項７】 前記砥粒層は複数層のリング状または螺
   旋状で形成されていることを特徴とする請求項１乃至６
   のいずれか記載の単層砥石。
8. 【請求項８】 径方向に間隔をおいて配設された前記砥
   粒層の間に排出路が形成されていることを特徴とする請
   求項７記載の単層砥石。