JP2002001671A - 研削砥石およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 研削精度が高く、製造が容易である。 【解決手段】 台金１１の一端面１１ａに複数の砥粒層
セグメント１２…を、台金の軸線Ｏを中心とする円周に
沿って配列する。砥粒層セグメント１２は直方体形状と
し、研削面１５の対向する二辺をなす内側縁１５ａ及び
外側縁１５ｂを平行な直線状にする。各砥粒層セグメン
ト１２は軸線Ｏを中心とする仮想の円周Ｒ１に内側縁１
５ａの周方向両端ａ，ａを重ねるように配置する。研削
面１５は仮想の円周Ｒ１−Ｒ２間が主研削部分１４、Ｒ
１と内側縁１５ａ間が副研削部分１６ａ、Ｒ２と外側縁
１５ｂ間が副研削部分１６ｂをなし、二つの副研削部分
１６ａ、１６ｂの研削量は相補的に増減変化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種平面研削に使
用されるカップ型砥石等の研削砥石及びその製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばカップ型砥石は、カップ型台金の
軸線方向一端面に、直方体形状のものを円弧状に湾曲さ
せて得た砥粒層セグメントを、台金の軸線を中心とする
円周に沿って多数並べて固定したものであり、各種の平
面研削に使用される。この種の平面研削の中でも、特に
高い平面精度が要求されるのはウェーハの平面研削であ
る。一般的なウェーハの平面研削では、図９および図１
０に示すように下定盤１上にウェーハＷを平行かつ同軸
に固定し、下定盤１を中心軸線Ｏｗ回りに回転させる。
一方、カップ型砥石２の砥粒層をなすセグメント４の下
端面である研削面５をウェーハＷの上面に平行に当接さ
せながら、カップ型砥石２をその軸線回りに回転させる
ことにより、ウェーハＷの上面を平面研削する。カップ
型砥石２は、カップ型台金３の下端面に軸線Ｏを中心と
する真円の円周に沿って多数の円弧状のセグメント４…
を固定したものである。研削に際し、セグメント４はほ
ぼウェーハＷの中心軸線Ｏｗ上を通過するように位置決
めされ、ウェーハＷの中心部も削り残すことがないよう
に配慮される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述の方
法によると、セグメント４の研削面における外周側およ
び内周側のエッジにおいてウェーハ研削量が大きくなる
ので、これら内外縁部分においてセグメント４の摩耗速
度が相対的に大きくならざるを得ない。したがって、時
間経過につれてセグメント４の内外縁部分に形状ダレが
生じ、特に、ウェーハＷの中心に僅かな突起が形成さ
れ、この突起によってウェーハＷの平面精度が悪化する
という問題があった。同様の問題は他の被削材、他の形
式の平面研削においても発生し得るものである。またセ
グメント４はその配列方向の円周とほぼ同一の曲率半径
を有する円弧状に形成されていて、その周方向に回転移
動するためにその内側縁と外側縁の各エッジによって研
削領域がクリヤーに仕切られ、ウエーハＷにはこのエッ
ジの研削痕による段差が生じてしまい研削精度が低下す
ることもあった。

【０００４】そこで、例えば実公平７−５９８３号公報
には、砥粒層のセグメントの配列を完全な真円ではな
く、部分的に内または外へ偏心した歪んだ円形状にする
発明が開示されている。この発明によれば、砥石回転に
つれてセグメントが砥石半径方向の内外に揺動するた
め、この揺動につれてウェーハ中心部の突起の発生や段
差の発生を防止することが可能である。しかし、実公平
７−５９８３号公報に記載された発明においては、セグ
メントを複雑な曲線に沿って配列させ、しかも砥石全体
の重心を砥石の軸線Ｏと合致させなければならないた
め、実際には製造が難しくコストがかかるという問題が
あった。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、高い精度を以て平面研削を効率的に行うことがで
きるようにした研削砥石を提供することを目的とする。
また本発明の他の目的は、高い精度で平面研削を効率的
に行うことができる研削砥石を容易に製造できるように
した研削砥石の製造方法を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る研削砥石
は、台金の軸線方向の一端面に、複数の砥粒部を、台金
の軸線を中心とする円周に沿って配列した研削砥石であ
って、少なくとも一部の砥粒部は、研削面の外側縁の中
央領域が直線状であり該外側縁に対向する内側縁も直線
状で外側縁及び内側縁は略平行とされていることを特徴
とする。研削砥石を回転研削するに際して、研削面は研
削量が周方向に一定の主研削部分とこの主研削部分の両
側にあって内側縁及び外側縁によってそれぞれ仕切られ
て研削量が周方向に増減変化する副研削部分とで構成さ
れるから、被削材に対して砥粒部の研削面が移動しつつ
研削する際に主研削部分に隣接する副研削部分による研
削量が砥粒部の幅方向外側（径方向内側及び外側）に向
けて連続して変化するために特に周辺の研削がなだらか
に行われて研削面に突起や段差や研削痕を生じさせるこ
となく仕上げ面精度を高めることができる。

【０００７】また、一部の砥粒部は、内側縁の両端部が
台金の軸線を中心とする円周（Ｒ１）に重なるように配
設されていてもよい。この場合、砥粒部の長さを適宜設
定することで被削材の中心軸線に交差する砥粒部の線上
での研削面の接触確率を自在に変化させることができる
から、被削材の中心軸線近傍であっても突起のない平坦
研削加工が可能である。

【０００８】また研削面は長方形であってもよい。砥粒
部の回転移動方向に対して研削面の内側縁の両端が台金
の軸線を中心とする円周上に位置するとした場合、内側
縁がなす弦とその内側の仮想の円周（Ｒ１）で副研削部
分を構成し、外側縁がなす直線とこれに内接する仮想の
円弧（Ｒ２）とで副研削部分を構成することになる。こ
れによって内側縁で形成する副研削部分と外側縁で形成
する副研削部分とで研削量がその長さ方向に沿って相補
的に増減変化して砥粒層セグメントにかかる負荷をバラ
ンスさせて研削抵抗を均一にできる。そのため研削時の
振動が少なくソフトである。また研削面の外側縁は中央
領域の両端部が円弧状であってもよい。回転研削する際
に砥粒部の外側縁両端部を円弧状に角をとってあること
で風切り音や振動がの発生を抑制でき、角部の摩耗やダ
レを抑えることができ、しかも外側縁の中央領域を直線
状に形成することで副切削部分を残すことができ、研削
精度を良好にすることができる。尚、外側縁両端部の円
弧は台金の軸線を中心とする曲率半径を有していてもよ
い。この場合、砥粒部の製作が一層簡単で容易である。
また一部の砥粒部の長さは、砥粒部の内側縁の周方向端
部を含む軸線を中心とする円周の長さの１／２０〜１／
１００の範囲であってもよい。この砥粒部の長さが円周
（Ｒ１）の長さ（＝２πｒ１）の１／１００より小さい
とその研削挙動は単純な円周状砥粒層の挙動に近くなり
被削材の中心軸線近傍での突起形成の抑制効果が小さい
という欠点があり、１／２０より大きいと被削材の表面
粗さが荒くなるという欠点がある。

【０００９】また本発明による研削砥石の製造方法は、
略直方体または立方体形状の砥粒部を台金の軸線方向の
一端面にこの軸線を中心とする円周に沿って所定間隔で
配列固定し、台金と同軸に別の研削用砥石を配設し、台
金と別の研削用砥石を同軸回転させて砥粒部の外周面の
両端部に別の研削用砥石を接触させて研磨することで、
前記請求項３記載の研削砥石を製造するようにしたこと
を特徴とする。この製造方法によれば、砥粒部が単純な
直方体形状や円弧板状とは異なる異形状であっても高価
で特殊な型を製作して型成形する必要がなく、一般的な
直方体または立方体形状から外側縁を含む外周面の両端
を研削加工によって成形でき、低廉で容易に成形でき
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
乃至図５により説明する。図１は、本発明の第一の実施
の形態によるカップ型砥石を下から見た図、図２は図１
に示すカップ型砥石における砥粒層セグメントの部分拡
大図、図３は砥粒層セグメントの幅方向における主及び
副研削部分による研削量の変化を示す図、図４はカップ
型砥石によるウエーハの研削状態を示す図、図５は砥粒
層セグメントの主及び副研削部分によるウエーハの研削
領域を示す図である。本発明の第一の実施の形態による
カップ型砥石１０（研削砥石）は、図１及び図２に示す
ように、例えば円盤形をなすカップ型台金１１の軸線方
向の一端面１１ａに、複数の砥粒層セグメント（砥粒
部）１２…を、台金の軸線Ｏを中心とする円周に沿って
周方向に所定の間隔１３…を空けた状態で配列したもの
である。ここで台金１１の形状や材質は本発明では限定
されず、従来よりカップ型砥石に使用されているもので
あればいかなる形状、材質であってもよい。台金１１は
図示しない締結手段を介して砥石軸９に取り付け可能と
され、この砥石軸９によって回転駆動される。

【００１１】砥粒層セグメント１２は、ダイヤモンドや
ＣＢＮなどの超砥粒、もしくはＳｉＣ，Ａｌ₂Ｏ₃等の一
般砥粒などを金属、樹脂、もしくはガラスなどの結合材
で固めてなるメタルボンド砥粒層、レジンボンド砥粒
層、ビトリファイドボンド砥粒層、または電着砥粒層の
いずれでもよい。そして各砥粒層セグメント１２は、例
えば略直方体形状（または立方体形状）からなり台金１
１の一端面１１ａへの固着面に対向する面が研削面１５
とされ、その内側即ち軸線Ｏ側の側面は略長方形平面状
の内側面１７とされ、内側面に対向する外側の側面は略
長方形平面状の外側面１８とされ、内外側面１７，１８
は互いに平行とされている。研削面１５と内側面１７と
の交差稜線は内側縁１５ａとされ、研削面１５と外側面
１７との交差稜線は外側縁１５ｂとされ、内外側縁１５
ａ，１５ｂはそれぞれ直線状をなし互いに平行とされて
いる。図２において、台金１１の一端面１１ａ上で複数
の砥粒層セグメント１２…の配列領域に設けた仮想の円
周Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は軸線Ｏを中心とする仮想の同心円
をなしており、それぞれ半径ｒ１，ｒ２，ｒ３（ｒ１＜
ｒ２＜ｒ３）とされている。しかも各砥粒層セグメント
１２は内側縁１５ａの両端ａ，ａが最も内周側に位置す
る仮想の円周Ｒ１上にあって内側縁１５ａはその弦を構
成するように配設されている。仮想の円周Ｒ１の外側に
設けた仮想の円周Ｒ２は外側縁１５ｂの内接円とされ、
更に円周Ｒ２の外側に設けた仮想の円周Ｒ３は外側縁１
５ｂの両端ｂ，ｂと重なり外側縁１５ｂはその弦を構成
する。

【００１２】そして砥粒層セグメント１２は直方体であ
るから、研削面１５はその長手方向全長にほぼ同一幅と
された略長方形とされている。この研削面１５におい
て、仮想の円周Ｒ１−Ｒ２間の領域は略円弧状の主研削
部分１４とされ、カップ型砥石１０の回転研削時に常時
同一幅で研削され、仮想の円周Ｒ１と内側縁１５ａ間の
領域が副研削部分１６ａ、仮想の円周Ｒ３と外側縁１５
ｂ間の領域が副研削部分１６ｂとされていて、回転研削
時に研削幅が増減変化することになる。そのため、カッ
プ型砥石１０を軸線Ｏ回りに回転させて研削させた場
合、各砥粒層セグメント１２は円周Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３方
向に摺動して研削面１５で研削する。この場合、研削面
１５の各部分の研削量は図３に示すように主研削部分１
４で１００％、副研削部分１６ａ、１６ｂでは主研削部
分１４側から幅方向両側（径方向内側及び外側）に漸次
研削量が滑らかに減少するように幅方向に変化すること
になる。しかも径方向内側の副研削部分１６ａの研削量
が最小の両端部で径方向外側の副研削部分１６ｂの研削
量が最大とされ、径方向内側の副研削部分１６ａの研削
量が最大の中央部で径方向外側の副研削部分１６ｂの研
削量が最小となるように互いに相補的に研削量が増減変
化する。

【００１３】砥粒層セグメント１２の幅は特に限定され
ないが、例えばウェーハ研削用として使用するのであれ
ば１．５〜６ｍｍ程度であると好適である。砥粒層セグ
メント１２の長さは限定されないが、仮想の円周Ｒ１の
長さ（２πｒ１）の１／２０〜１／１００の範囲とす
る。ここで砥粒層セグメント１２の長さが円周Ｒ１の長
さの１／１００より小さいとその研削挙動は単純な円周
状砥粒層の挙動に近くなり被削材の中心軸線近傍での突
起形成の抑制効果が小さいという欠点があり、１／２０
より大きいと被削材の表面粗さが荒くなるという欠点が
ある。尚、砥粒層セグメント１２の研削面１５の内外側
縁１５ａ，１５ｂを含む四辺は、必要であればいずれも
面取りされていてよい。また、砥粒層セグメント１２の
４つの角は、必要であれば適宜丸められていてもよい。

【００１４】次に本実施の形態によるカップ型砥石１０
を使用したウェーハの平面研削方法について図４及び図
５により説明する。この方法ではまず、研磨すべきウェ
ーハＷを従来通りの方法により下定盤１上に同軸に固定
し、下定盤１をその軸線Ｏｗ回りに定速で回転させる。
さらにカップ型砥石１０をその軸線Ｏ回りに回転させな
がら、ウェーハＷの研削すべき面に各砥粒層セグメント
１２の下端面である研削面１５を平行に当接させる。こ
の時、ウェーハＷとカップ型砥石１０との位置は、図４
の通りに設定することが望ましい。図５において斜線を
なす主研削領域２４は砥粒層セグメント１２の研削面１
５の主研削部分１４によって研削される領域を示し、そ
の両側の斜線をなす副研削領域２６Ａ，２６Ｂは研削面
１５の副研削部分１６ａ，１６ｂによってそれぞれ研削
される領域を示している。

【００１５】研削を行うとき、ウェーハＷの中心Ｏｗ
は、主研削領域２４に入っていることが必要であり、よ
り好ましくは、仮想の円弧Ｒ１またはＲ２上にウェーハ
Ｗの中心Ｏｗを位置させる。仮想の円弧Ｒ２上にウェー
ハＷの中心Ｏｗを位置させた場合、砥石１０の回転につ
れて砥粒層セグメント１２の外側縁１５ｂのエッジによ
りウェーハＷの中心部が剪断的に研削されるため、中心
Ｏｗに突起が一層残りにくくなる。また、仮想の円周Ｒ
１上にウェーハＷの中心Ｏｗを位置させた場合、カップ
型砥石１０の回転につれて砥粒層セグメント１２の内側
縁１５ａのエッジによりウェーハＷの中心部が剪断的に
研削されるため、やはり中心Ｏｗに突起が残りにくくな
る。

【００１６】この平面研削方法によれば、図５に示すよ
うに、砥粒層セグメント１２の主研削部分１４が研削を
行う研削量１００％の主研削領域２４の両側に位置する
副研削領域２６ａ，２６ｂを、副研削部分１６ａ，１６
ｂで主研削領域２４から幅方向両側になだらかに研削量
が減少するように研削することができるので、各砥粒層
セグメント１２の内側縁１５ａおよび外側縁１５ｂが早
く摩耗しすぎることを防止できる。したがって、砥粒層
セグメントの形状ダレに起因してウェーハＷの中心Ｏｗ
に突起が生じることを防止できるから、高い精度を以て
ウェーハＷの平面研削を行うことが可能である。同様の
効果は、ウェーハＷ以外の被削材に対しても得ることが
可能である。しかも砥粒層セグメント１２の中央から幅
方向外側に研削量が漸次減少することで段差による研削
痕をウエーハＷに生じることがなく研削精度が高い。

【００１７】上述のように本実施の形態によれば、研削
面１５として主研削部分１４の両側に幅方向の研削量が
次第に減少する副研削部分１６ａ、１６ｂを設けたこと
で砥粒層セグメント１２の四辺のエッジの形状ダレを防
止し、ウエーハＷに突起や段差や研削痕等が生じるのを
抑制できて高精度な平面研削を行うことができる。特に
研削面１５が略長方形で円周Ｒ１の弦を構成するように
配置したから、研削面１５の長さを適宜設定することで
ウエーハＷの中心軸線Ｏｗを横切る線上での研削面１５
の接触確率を適宜設定できて中心軸線Ｏｗ近傍でも突起
を生じることなく平坦研削加工が可能であり、振動が少
なく研削がソフトである。しかも砥粒層セグメント１２
は直方体形状であるから成形が簡単且つ容易であり、従
来の異形状セグメントのように型成形するための特殊な
成形型が不要であるから製造コストが低廉である。ま
た、砥粒層セグメントの配列そのものを歪んだ円形とす
る実公平７−５９８３号公報に記載された発明に比べ、
本実施の形態の研削面１５は幅方向の副研削部分１６
ａ、１６ｂの研削量が相補的に増減することでウェーハ
Ｗに対する研削抵抗を一定にしやすいため、回転バラン
スがよいという利点も有する。

【００１８】次に本発明の第二の実施の形態を図６及び
図７により説明するが、第一の実施の形態と同様の部分
には同一の符号を用いて説明する。図６に示すカップ型
砥石３０において、台金１１の一端面１１ａ上に軸線Ｏ
を中心にして複数の砥粒層セグメント３２（砥粒部）…
がそれぞれ周方向に間隔１３を開けて配列されている。
各砥粒層セグメント３２は第一の実施の形態による砥粒
層セグメント１２とほぼ同様な構成を有している。即
ち、この砥粒層セグメント３２は略直方体形状を呈し、
研削面１５に隣接する内側面１７は平面形状とされ、内
側面１７と研削面１５との交差稜線が内側縁１５ａとさ
れている。内側面１７に対向する外側面３３は中央領域
３３ａが内側面１７に平行な平面とされ、その両側は平
面視で略円弧状の凸曲面３３ｂ、３３ｃとされている。
この凸曲面３３ｂ、３３ｃは軸線Ｏを中心とする仮想の
円周Ｒ４に沿う円弧状を呈しており、この円周Ｒ４の半
径ｒ４はｒ２より大きくｒ３より小さい値に設定されて
いる。そのため仮想の円周Ｒ４は円周２とＲ３との間に
位置することになる。これによって各凸曲面３３ｂ，３
３ｃは中央領域３３ａとの接続部から各端部に向けて漸
次内側面１７に近づく傾斜面となる。また研削面１５と
外側面３３との交差稜線をなす外側縁１５ｃは内側縁１
５ａに平行な直線状の中央領域１５ｃＡとその両側の円
弧状凸曲線１５ｃＢ、１５ｃＣとで構成されている。

【００１９】そして一端面１１ａにおいて軸線Ｏを中心
とする半径ｒ１の円周Ｒ１上に内側縁１５ａの両端ａ，
ａが位置するように各砥粒層セグメント３２を配列固定
した状態で、各砥粒層セグメント３２の研削面１５は仮
想の円周Ｒ１−Ｒ２間の主研削部分３４と、円周Ｒ２と
内側縁１５ａとの間の副研削部分３６ａと、円周Ｒ２と
外側縁１５ｃとの間の副研削部分３６ｂとで構成される
ことになる。そのため、砥粒層セグメント３２の幅方向
の研削量は、主研削部分３４で１００％、その内側の副
研削部分３６ａで径方向（幅方向）内側の軸線Ｏに近づ
くに従って漸次減少するようになっている点で図３に示
す第一の実施の形態による砥粒層セグメント１２と同一
であり、径方向外側の副研削部分３６ｂは砥粒層セグメ
ント１２による副研削部分１２ｂの研削量の変化よりも
幅方向の減少の傾きが大きい。この場合でも主研削部分
３４でウエーハＷの軸線Ｏｗを研削すれば、ウエーハＷ
が自転するために研削量がなだらかに変化する内側の副
研削部分３６ａと研削量が比較的急激に変化する外側の
副研削部分３６ｂとを有することで、中心Ｏｗに削り残
しによる突起が残りにくくウエーハ表面に段差や研削痕
も生じない。また研削抵抗が比較的均一で振動が少ない
上に外側縁１５ｃ両端の凸曲線１５ｃＢ、１５ｃＣのた
めに研削時の風切り音や振動が少ない。

【００２０】次に本実施の形態によるカップ型砥石３０
に装着配列する砥粒層セグメント３２の製造方法につい
て図７により説明する。まず砥粒を結合相で分散固着さ
せた砥粒層を直方体形状または長方形板状に成形して砥
粒層セグメント３２Ａを製作する。砥粒層セグメント３
２Ａが例えばメタルボンド砥石であれば超砥粒をメタル
ボンドで分散状態で結合し、型などで直方体形状に成形
する。次に複数の砥粒層セグメント３２Ａを台金１１の
一端面１１ａにおいて軸線Ｏを中心とする仮想の円周Ｒ
１に沿って所定間隔１３をおいて研削面１５に対向する
固着面で固着して周方向に配列する。その際、各砥粒層
セグメント３２Ａの内側面１７の両端、即ち平面視で内
側縁１５ａの両端ａ，ａが仮想の円周Ｒ１に重なって弦
を構成するように配置する。このようにして得られたカ
ップ型砥石３０を図示しない研削盤に装着して研削盤の
回転軸とカップ型砥石３２の軸線Ｏとを一致させる。

【００２１】そしてカップ型砥石３０とは別の研削用砥
石４０を研削盤のもう一軸に装着してカップ型砥石３０
と別の研削用砥石４０とを同軸に回転させる。この時、
別の研削用砥石４０は例えば一軸を中心としてリング状
砥石または円弧状のセグメント砥石で構成されているも
のとし、このリング状砥石または円弧状のセグメント砥
石の内周面は一軸を中心とする半径ｒ４の円周Ｒ４上に
設定する。カップ型砥石３０と別の研削用砥石４０とを
同軸に回転研削させた状態で、研削用砥石４０の砥石を
カップ型砥石３０の各砥粒層セグメント３２Ａの外側面
１８の両端部に接触させて研磨する。これによって各砥
粒層セグメント３２Ａの外側面３３の中央領域３３ａを
除く両端領域が断面円弧状の凸曲面３３ｂ、３３ｃに成
形されてカップ型砥石３０が得られる。これを焼結等す
ればよい。

【００２２】このようにして直方体形状をなす砥粒層セ
グメント３２Ａを研削によって平面状の中央領域３３ａ
とその両端の凸曲面状領域３３ｂ、３３ｃとを有する外
側面３３に加工成形して、砥粒層セグメント３２を製作
できる。従来、直方体とは異なる異形状の砥粒層セグメ
ントの製作に際しては高価な型を製作して型成形してい
たが、本実施の形態による砥粒層セグメント３２は型成
形でなく研削によって簡単且つ容易に製作できる。

【００２３】尚、上述の各実施の形態では、台金１１の
一端面１１ａに複数の砥粒層セグメント１２、３２をそ
れぞれ円周状に配列して構成したが、一部の砥粒層セグ
メント１２…または砥粒層セグメント３２…に異なる砥
粒層のセグメントが混在して略円周状に配列されていて
もよい。例えば第一の実施の形態によるカップ型砥石で
説明すると、図８に示すように台金１１の一端面１１ａ
に配列された複数の砥粒層セグメント１２…の一部を例
えば従来の砥粒層のセグメント４…に交換して配設して
もよい。この場合、セグメント４は研削面５が砥粒層セ
グメント１２の主研削部分１４と同等の円弧形状を呈し
ており、研削面の内側縁４ａと外側縁４ｂが仮想の円周
Ｒ１−Ｒ２に重なって形成された平面視で長手方向に略
同一幅の円弧板状を呈している。この構成によれば、カ
ップ型砥石５０で回転研削する際に、セグメント４では
図５に示す斜線の主研削領域１４のみの研削を行い砥粒
層セグメント１２では主研削領域２４とその両側の副研
削領域１６ａ，１６ｂの研削を行うことになる。

【００２４】尚、複数のセグメント４の総数に対する砥
粒層セグメント１２（３２）の占める割合は特に限定さ
れるものではないが、一般に５〜３５％であることが好
ましく、より好ましくは７〜３０％とされる。５％より
も少ないと、砥粒層セグメント１２の内側縁１５ａ、外
側縁１５ｂにかかる研削負担が大きくなり、これらの摩
耗速度が大きすぎて、本発明の効果が不十分となるおそ
れがある。一方、３５％より大きくしてもよいが、それ
以上の効果の向上は期待できない。或いは、砥粒層セグ
メント１２、３２、セグメント４の一部または全部を周
方向に混在させて配列させてもよい。また砥粒層セグメ
ント１２、３２とセグメント４は相互に素材が異なって
いてもよく、例えば実施の形態による砥粒層セグメント
１２、３２のみをセグメント４よりも摩耗しにくい相対
的に硬い砥粒層によって形成してもよい。あるいは逆
に、砥粒層セグメント１２、３２をセグメント４よりも
摩耗しやすい、相対的に柔らかい砥粒層によって形成し
てもよい。

【００２５】複数の砥粒層セグメント１２…（または３
２…）同士の間に配置されるセグメント４の個数は一定
でなくても良く、砥石の重心さえ回転軸に一致していれ
ば、間隔１３を不等間隔にして配置してもよい。また、
上記各実施の形態では、砥粒層セグメント１２，３２等
を軸線Ｏを中心とする真円の円周に沿って配列すればよ
いから、砥石製造時にこれらの位置決めが容易であり、
例えば砥粒層セグメント１２，３２等をはめ込むために
台金１１に環状溝を形成する場合などでも、溝の形成コ
ストが安い。尚、本発明は、カップ型砥石１０、３０、
５０に限らずその他の各種研削砥石に用いることができ
る。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る研削砥
石では、少なくとも一部の砥粒部は、研削面の外側縁の
中央領域が直線状であり該外側縁に対向する内側縁も直
線状で外側縁及び内側縁は略平行とされているため、被
削材に対して砥粒部の研削面が相対移動しつつ研削する
際に主研削部分に隣接する副研削部分による研削量が砥
粒部の幅方向外側に向けて連続して変化するために特に
周辺の研削が滑らかに行われて研削面に突起や段差や研
削痕が生じさせることなく仕上げ面精度を高めることが
できる。

【００２７】また、一部の砥粒部は、内側縁の両端部が
台金の軸線を中心とする円周に重なるように配設されて
いるから、砥粒部の長さを適宜設定することで被削材の
中心軸線に交差する砥粒部の線上での研削面の接触確率
を自在に変化させることができ、被削材の中心軸線近傍
であっても突起のない平坦研削加工が可能である。また
研削面は長方形であるから、内側縁とその内側の仮想の
円弧で構成する副研削部分と、外側縁がなす直線とこれ
に内接する仮想の円弧とで構成する副研削部分とで研削
量がその長さ方向に沿って相補的に増減変化して砥粒層
セグメントにかかる負荷をバランスさせて研削抵抗を均
一にでき、研削時の振動が少なくソフトである。

【００２８】また研削面の外側縁は中央領域の両端部が
円弧状であるから、この両端部によって風切り音や振動
がの発生を抑制でき、角部の摩耗やダレを抑えることが
できて研削抵抗を抑え、しかも外側縁の中央領域を直線
状に形成することで外周側にも副切削部分を残すことが
でき、研削精度を良好にすることができる。しかも主研
削部分の両側の副研削部分で研削量がその長さ方向に沿
って相補的に増減変化して砥粒層セグメントにかかる負
荷をバランスさせて研削抵抗を均一にでき、研削時の振
動が少なくソフトである。また一部の砥粒部の長さは、
砥粒部の内側縁の周方向端部を含む軸線を中心とする円
周の長さの１／２０〜１／１００の範囲であるから、こ
の砥粒部の長さが円周Ｒ１の長さ（＝２πｒ１）の１／
１００より小さいとその研削挙動は単純な円周状砥粒層
の挙動に近くなり被削材の中心軸線近傍での突起形成の
抑制効果が小さいという欠点があり、１／２０より大き
いと被削材の表面粗さが荒くなるという欠点がある。

【００２９】また本発明による研削砥石の製造方法は、
略直方体または立方体形状の砥粒部を台金の軸線方向の
一端面にこの軸線を中心とする円周に沿って所定間隔で
配列固定し、台金と同軸に別の研削用砥石を配設し、台
金と別の研削用砥石を同軸回転させて砥粒部の外周面の
両端部に別の研削用砥石を接触させて研磨することで、
前記請求項３記載の研削砥石を製造するようにしたか
ら、砥粒部が単純な直方体形状や円弧板状とは異なる異
形状であっても、高価で特殊な型を製作して型成形する
必要がなく、一般的な直方体または立方体形状から外側
縁を含む外周面の両端を研削加工で成形でき、低廉で容
易に成形できる。

【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カップ型砥
石を研削面側から見た平面図である。

【図２】 図１に示すカップ型砥石の砥粒層セグメント
の配列を示す部分拡大図である。

【図３】 実施の形態によるカップ型砥石の砥粒層セグ
メントの幅方向における研削部分と研削量との関係を示
す図である。

【図４】 カップ型砥石でウエーハを研削する状態を示
す図である。

【図５】 ウエーハに対して実施の形態によるカップ型
砥石の砥粒層セグメントの研削面で研削した研削領域を
示す平面図である。

【図６】 第二の実施の形態によるカップ型砥石の砥粒
層セグメントの構成及び配列を示す部分平面図である。

【図７】 第二の実施の形態によるカップ型砥石の砥粒
層セグメントの製造方法を示す説明図である。

【図８】 砥粒層セグメント配列の変形例を示す部分平
面図である。

【図９】 従来のウエーハの平面研削方法を示す側面図
である。

【図１０】 従来のウエーハの平面研削方法を示す平面
図である。

【符号の説明】

Ｗ ウェーハ ４ セグメント（砥粒部） １０，３０，５０ カップ型砥石 １１ 台金 １２，３２ 砥粒層セグメント（砥粒部） １５ 研削面 １５ａ 内側縁 １５ｂ，３５ 外側縁 １４，３４ 主研削部分 １６ａ，１６ｂ，３６ａ，３６ｂ 副研削部分 ４０ 研削用砥石

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 台金の軸線方向の一端面に、複数の砥粒
   部を、台金の軸線を中心とする円周に沿って配列した研
   削砥石であって、少なくとも一部の前記砥粒部は、研削
   面の外側縁の中央領域が直線状であり該外側縁に対向す
   る内側縁も直線状で前記外側縁及び内側縁は略平行とさ
   れていることを特徴とする研削砥石。
2. 【請求項２】 前記一部の砥粒部は、内側縁の両端部が
   前記台金の軸線を中心とする円周に重なるように配設さ
   れていることを特徴とする請求項１記載の研削砥石。
3. 【請求項３】 前記研削面は長方形であることを特徴と
   する請求項１または２記載の研削砥石。
4. 【請求項４】 前記研削面の外側縁は中央領域の両端部
   が円弧状であることを特徴とする請求項１または２記載
   の研削砥石。
5. 【請求項５】 前記一部の砥粒部の長さは、前記砥粒部
   の内側縁の周方向端部を含む前記軸線を中心とする円周
   の長さの１／２０〜１／１００の範囲であることを特徴
   とする請求項１乃至５のいずれか記載の研削砥石。
6. 【請求項６】 略直方体または立方体形状の砥粒部を台
   金の軸線方向の一端面にこの軸線を中心とする円周に沿
   って所定間隔で配列固定し、前記台金と同軸に別の研削
   用砥石を配設し、前記台金と別の研削用砥石を同軸回転
   させて前記砥粒部の外周面の両端部に前記別の研削用砥
   石を接触させて研磨することで、前記請求項４記載の研
   削砥石を製造するようにした研削砥石の製造方法。