JP2002001672A - 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、研削液を滞留保持できる。 【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。研削面１５の内周縁１５ａを円周Ｒ１
より小さい半径ｒａの円弧として径方向外側に突出させ
る。外周縁１５ｂも円周Ｒ３より小さい半径ｒｂの円弧
として径方向外側に突出させる。各砥粒層セグメント１
２は軸線Ｏを中心とする仮想の円周Ｒ１に内周縁１５ａ
の周方向両端ａ，ａを重ねるように固定する。

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１１および図
１２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は円弧状に延在していて、その周方向に回転
移動するためにその内周縁と外周縁の各エッジによって
研削領域が仕切られ、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。また円弧状のセグメント４はその研削面の内周
縁がセグメント４の配列円周とほぼ同一の曲率半径の円
弧状に設定されているために、カップ型砥石２の回転に
つれてその遠心力のために研削面に供給した研削液が径
方向外側及び周方向に飛ばされて隣り合うセグメント
４，４間の間隙から外部に排出されやすく、そのために
多量の研削液を必要として研削効率が悪く研削熱が上昇
してウエーハＷの反りを生じ易いという問題があった。

【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、研削面の内周縁がそ
の周方向端部を含む軸線を中心とする円周（Ｒ１）に比
して周方向中央部を半径方向外方へ突出させた形状をな
し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、研削面は研削量が一定の主研削部分と内周縁に
よって規定され研削量が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）に向けて
連続して変化するために特に周辺の研削がなめらかに行
われて研削面に段差や研削痕が生じず仕上げ面精度を高
めると共に、回転時に遠心力が研削液に働いても砥粒部
の内周縁でつくる凹部領域に研削液を滞留保持でき被削
材の局部的な加熱を防いで反り等を防止できて少ない研
削液で効率的な研削を行うことができる。尚、円周（Ｒ
１）に重なる内周縁の端部は両端または一端のいずれで
もよい。

【０００７】また、砥粒部は、研削面の外周縁がその周
方向端部を含む前記軸線を中心とする円周（Ｒ３または
Ｒ４）に比して周方向中央部を半径方向外方または内方
へ突出させた形状をなしていてもよい。この構成によっ
て砥粒部は主研削部分の幅方向両側に研削量が漸次変化
する副研削部分を設けることができて研削精度を一層向
上できる。また砥粒部の内周縁は平面視円弧状をなすと
共にその曲率半径(ｒａ）は、内周縁の周方向端部を含
む前記軸線を中心とする円周（Ｒ１）の曲率半径（ｒ
１）の５０〜９０％であってもよい。内周縁の曲率半径
（ｒａ）が軸線を中心とする円周（Ｒ１）の曲率半径の
５０％より小さいと研削液を滞留保持する能力が小さく
なって効率が悪い。また５０％未満または９０％を越え
ると副研削部分の研削量が大きくなって被削材に段差や
研削痕を生じ易くなる。また砥粒部の外周縁は平面視円
弧状をなすと共にその曲率半径（ｒｂ）は、外周縁の周
方向端部を含む前記軸線を中心とする円周（Ｒ３または
Ｒ４）の曲率半径（ｒ３，ｒ４）の５０〜９０％であっ
てもよい。この場合も外周縁の曲率半径（ｒｂ）が軸線
を中心とする円周（Ｒ３またはＲ４）の曲率半径の５０
％より小さいか９０％を越えると副研削部分の研削量が
大きくなって被削材に段差や研削痕を生じ易くなる。ま
た一部の砥粒部の長さは、前記砥粒部の内周縁の周方向
端部を含む軸線を中心とする円周（Ｒ１）の長さの１／
２０〜１／１００の範囲であってもよい。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。

【０００８】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について一の面を円盤状
の砥石で研削することで研削面に凹曲線形状の内周縁を
形成し、この砥粒部をその内周縁の曲率半径（ｒａ）よ
り大きい曲率半径（ｒ１）を有する、台金の軸線を中心
とする円周（Ｒ１）に沿って配列してなることを特徴と
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研削加工して成形でき、低廉で容
易に成形できる。尚、内周縁だけでなく外周縁も円盤状
の砥石で研削加工しても良い。

【０００９】

【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６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は砥粒層
セグメントの製造方法を示す図、図５はカップ型砥石に
よるウエーハの研削状態を示す図、図６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。各砥粒層セグメント１２はその長手方向
に沿って円弧状を呈している。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１６に取り付け可能とされ、この砥石軸１６によって
回転駆動される。

【００１０】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
えば直方体形状または立方体形状のものを円弧状に湾曲
させてなり台金１１への固着面に対向する面が研削面１
５とされ、研削面１５の径方向内側をなす内周縁１５ａ
は軸線Ｏ側に設けた内周側面１７との交差稜線に形成さ
れ、研削面１５の外周側をなす外周縁１５ｂは内周側面
１７に対向する外周側面１８との交差稜線に形成され、
それぞれ（一端面１１ａの）半径方向外側に凸をなすよ
うに突出した円弧形状とされている。

【００１１】図２において、台金１１の一端面１１ａに
おける軸線Ｏを中心とする適宜の半径ｒ１を有する円周
Ｒ１上に内周面１５ａの長手方向（周方向）両端ａ，ａ
が位置するように各砥粒層セグメント１２を配列固定し
た状態で、内周面１５ａは円周Ｒ１より半径方向外方に
突出するようにｒ１より小さい半径ｒａに設定されてい
る。更に外周縁１５ｂも内周縁１５ａと同一の曲率半径
ｒｂ（＝ｒａ）を有しているが、後述の仮想の円周Ｒ３
の半径ｒ３より小さい半径であればｒａと異なる半径で
あってもよい。また内周縁１５ａと外周縁１５ｂの各曲
率半径ｒａ、ｒｂは、内周縁１５ａの周方向両端部ａ，
ａを含む、前記軸線Ｏを中心とする円周Ｒ１の曲率半径
ｒ１の５０〜９０％とする。ここで半径ｒａがｒ１の５
０％より小さいと研削液を滞留保持する能力が小さくな
って研削効率が悪く、また半径ｒａ、ｒｂが５０％未満
及び９０％を越えると後述の副研削部分１６ａ、１６ｂ
の研削量が大きくなって内外周縁１５ａ，１５ｂで被削
材に段差や研削痕を生じ易くなるという問題が生じる。

【００１２】そして砥粒層セグメント１２は直方体を湾
曲させたものであるから、研削面１５はその長手方向全
長にほぼ同一幅とされている。そのため、図２に示す台
金１１の一端面１１ａにおいて、各砥粒層セグメント１
２の内周縁１５ａの両端ａ，ａに重なる仮想の円周Ｒ１
と、内周縁１５ａの中央に外接する仮想の円周Ｒ２と、
外周縁１５ｂの両端ｂ，ｂに重なる仮想の円周Ｒ３と、
外周縁１５ｂの中央部に外接する仮想の円周Ｒ４とは台
金１１の軸線Ｏを中心とする同心円をなすことになる。
また各砥粒層セグメント１２の研削面１５において、円
周Ｒ２−Ｒ３間の領域は主研削部分１４とされ、円周Ｒ
２と内周縁１５ａ間の領域が副研削部分１６ａ、円周Ｒ
３と外周縁１５ｂ間の領域が副研削部分１６ｂとされて
いる。そしてカップ型砥石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はその円弧
方向に摺動して研削面１５で研削することになる。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１４で１００％、副研削部分１６ａ、１６ｂ
では主研削部分１４側から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。

【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
に装着配列する砥粒層セグメント１２の製造方法につい
て図４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１２Ａを製作する。砥粒層セグメント１
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。次にこの砥粒層セグメント１２Ａを図４に示すよ
うな例えば正八角形状のフレーム２０の各辺２０Ａに１
つづつ固定保持し、固定されたセグメント１２Ａをフレ
ーム２０の外側から円盤状研削砥石２２で回転研削する
ことで例えば半径ｒｂの円弧をなす凸曲面状の外周側面
１８及び外周縁１５ｂを成形する。そして円盤状砥石２
２をフレーム２０の内側に配設して外周側面１８に対向
する側面を研削することで例えば半径ｒａの円弧をなす
凹曲面状の内周側面１７及び内周縁１５ａを成形して焼
結する。このようにして直方体形状をなす砥粒層セグメ
ント１２Ａを研削によって円弧状の砥粒層セグメント１
２に加工成形できる。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
成形で製作していたが、本実施の形態による砥粒層セグ
メント１２は型成形でなく研削によって容易に製作でき
る。

【００１５】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５及び図
６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６の通りに設定することが望ましい。この図にお
いて斜線をなす主研削領域２４は、砥粒層セグメント１
２の研削面１５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，２
６Ｂ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。

【００１６】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Ｒ２またはＲ３上にウェーハ
Ｗの中心Ｏｗを位置させる。仮想の円弧Ｒ３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の外周縁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、仮想の円弧Ｒ
２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の内周
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。

【００１７】この平面研削方法によれば、図６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から幅方向外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の内周縁１５ａおよび外周縁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。

【００１８】また研削に際してウエーハＷと砥粒層セグ
メント１２の研削面１５との間に研削液が供給されてウ
エーハＷの機械的化学的研磨を促進する。この研削液は
台金１１の一端面１１ａ上に軸線Ｏと同心に円周状に配
列された複数の砥粒層セグメント１２…によってその内
部のウエーハＷ上に保留される。しかもカップ型砥石１
０とウエーハＷの相互の回転によって研削液には半径方
向外側であって各砥粒層セグメント１２の内周側面１７
の接線方向に遠心力が作用するが、内周側面１７は両端
ａ，ａを通る円周Ｒ１に対して外方に凹曲面状を呈して
いるために円弧Ｒ１と内周縁１５ａ（及び内周側面１
７）との間の空間内に研削液を保持できてセグメント１
２，１２間の間隙１３から外部に遠心力で排出されるこ
とが抑制される。そのために比較的少ない研削液を各砥
粒層セグメント１２で滞留保持できて効率的に研磨でき
て研磨効率を向上でき、しかも内周縁１５ａ付近の局部
的な加熱を防いでウエーハＷの反り等の変形を防止でき
る。

【００１９】上述のように本実施の形態によれば、研削
液を砥粒層セグメント１２の内周縁１５ａ内に効率的に
滞留保持できて研磨効率を向上でき、ウエーハＷの局部
的な加熱を防いでウエーハＷの変形を防止できる。また
砥粒層セグメント１２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。しかも砥粒層
セグメント１２の成形にあたっては、直方体形状の砥石
の対向する二面を円盤状砥石２２で研削することで簡単
且つ容易に砥粒層セグメント１２を成形でき、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
形態はウェーハ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。

【００２０】次に本発明の第二の実施の形態を図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７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は平面視で略円弧状を呈しており、一端
面１１ａへの固着面に対向する面が研削面１５とされ、
その軸線側の側面が内周側面１７及び内周縁１５ａを有
し、内周側面１７に対向する外周側面３３と研削面１５
の交差稜線は外周縁３５とされている。一端面１１ａに
おいて軸線Ｏを中心とする半径ｒ１の円周Ｒ１上に内周
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、内周縁１５ａは円周Ｒ
１より半径方向外方に突出するようにｒ１より小さい半
径ｒａに設定され、内周縁１５ａは中央部で軸線Ｏを中
心とする半径ｒ２の仮想の円周Ｒ２に内接している。ま
た外周縁３５は仮想の円周Ｒ３と重なるよう同一の半径
ｒ３を有する円弧状の凸曲線とされている。

【００２１】本実施の形態によるカップ型砥石３０によ
れば、各砥粒層セグメント３２の研削面１５は仮想の円
周Ｒ２−外周縁３５（円周Ｒ３）間の主研削部分３４
と、円周Ｒ２と内周縁１５ａとの間の副研削部分３６ａ
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図８に示すように主研削部分
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。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一方の副研削部分３
６ａ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
た内周縁１５ａの曲率半径ｒａが仮想の円周Ｒ１の曲率
半径ｒ１より小さいから、回転研削時に各内周縁１５ａ
内で研削液を滞留保持できて研磨効率と冷却効率を向上
できる。

【００２２】次に本発明の第三の実施の形態を図９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９に示すカップ型砥石４０
において、台金１１の一端面１１ａ上に軸線Ｏを中心に
して周方向に複数の砥粒層セグメント４２（砥粒部）…
がそれぞれ周方向に間隔を開けて配列されている。各砥
粒層セグメント４２は平面視で概略円弧状を呈してお
り、一端面１１ａへの固着面に対向する面が研削面１５
とされ、その軸線側の側面が内周側面４３、外周側の側
面が外周側面４５とされている。研削面１５と内周側面
４３の交差稜線が径方向外側に凸をなす円弧状の内周縁
１５ａ、研削面１５と外周側面４５との交差稜線が径方
向内側に凸をなす外周縁４７とされている。そして内周
縁１５ａは、その両端ａ，ａが軸線Ｏを中心とする仮想
の円周Ｒ１上に位置すると共に、中央部が円周Ｒ１より
半径方向外方に突出して仮想の円周Ｒ２に内接するよう
に半径ｒａの凹曲面に設定されている。また外周縁４７
は、その両端ｂ，ｂが軸線Ｏを中心とする半径ｒ４の円
周Ｒ４上に位置すると共に、中央部が円周Ｒ４より半径
方向内方に突出して仮想の円周Ｒ３に内接するように半
径ｒｂ（＜ｒ４）の凹曲線に設定されている。

【００２３】そのため砥粒層セグメント４２は平面視で
略鼓形に形成されている。カップ型砥石４０を回転させ
て研削する際に、研削面１５の円周Ｒ２−Ｒ３間の主研
削部分４４と、その幅方向両側の円周Ｒ２−内周縁１５
ａ間、円周Ｒ３−外周縁４７間の副研削部分４６ａ，４
６ｂの各研削量は図３に示す第一の実施の形態のものと
同等になる。また研削液も同様に内周縁１５ａ（内周側
面４３）内で滞留保持できる。

【００２４】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、４
２をそれぞれ円周状に配列して構成したが、複数の砥粒
層セグメント１２、３２、４２の略円周状の列に異なる
砥粒層セグメントが混在して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１０で説明す
ると、図１０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、研削面の内周縁４ａと外周縁４ｂが円周Ｒ２−Ｒ３
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
１０で回転研削する際に、セグメント４では図６に示す
斜線の主研削領域２４のみの切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２６
Ａ，２６Ｂの研削を行うことになる。

【００２５】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（３２，４２）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の内周縁１５
ａ、外周縁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、３２，４２、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、４２とセグメント４は
相互に素材が異なっていてもよく、例えば変形が加えら
れている砥粒層セグメント１２、３２、４２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、４２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。

【００２６】砥粒層セグメント１２（３２、４２）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、不等間
隔で配置してもよい。また、上記各実施の形態では、砥
粒層セグメント１２，３２、４２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１２，３２，４２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、３０，４０に限
らずその他の各種研削砥石に用いることができる。

【００２７】

【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、研削面の内周縁
がその周方向端部を含む軸線を中心とする円周に比して
周方向中央部を半径方向外方へ突出させた形状をなして
いるから、砥粒部の研削面の幅方向外側の研削量がなだ
らかに減少して研削面に段差や研削痕が生ぜず仕上げ面
精度を高めると共に、回転時に遠心力が働いても砥粒部
の内周縁の領域に研削液を滞留保持でき被削材の加熱を
防いで反り等を防止できて少ない研削液で効率的な研削
を行うことができる。

【００２８】また、砥粒部は、研削面の外周縁がその周
方向端部を含む軸線を中心とする円周に比して周方向中
央部を半径方向外方または内方へ突出させた形状をなし
ているから、上述の効果に加えて砥粒部の研削面の幅方
向外周側の研削量もなだらかに減少して研削面に段差や
研削痕が生じず仕上げ面精度を高めることができる。ま
た砥粒部の内周縁は平面視円弧状をなすと共にその曲率
半径は、内周縁の周方向端部を含む前記軸線を中心とす
る円周の曲率半径の５０〜９０％であるから、内周縁で
の研削液を滞留保持する能力が高くて幅方向内周側の研
削量の減少が滑らかで仕上げ面精度が良く、これに対し
て曲率半径が５０％より小さいと研削液を滞留保持する
能力が小さくなって効率が悪く、９０％を越えると副研
削部分の研削量が大きくなって被削材に段差や研削痕を
生じ易くなる。また砥粒部の外周縁は平面視円弧状をな
すと共にその曲率半径は、外周縁の周方向端部を含む前
記軸線を中心とする円周の曲率半径の５０〜９０％であ
るから、幅方向内周側の研削量の減少が滑らかで仕上げ
面精度が良い。また一部の砥粒部の長さは、前記砥粒部
の内周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、砥粒部の
長さが円周の長さの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
るという欠点が生じる。

【００２９】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について一の面を円板状
の砥石で研削することで研削面に凹曲線形状の内周縁を
形成し、この砥粒部をその内周縁の曲率半径より大きい
曲率半径を有する、台金の軸線を中心とする円周に沿っ
て配列してなるから、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】 砥粒層セグメントの製造方法を示す説明図で
ある。

【図５】 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６】 ウエーハに対して実施の形態による砥粒層セ
グメントで研削した研削領域を示す平面図である。

【図７】 第二の実施の形態によるカップ型砥石の砥粒
層セグメントの配列を示す部分平面図である。

【図８】 図７に示す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９】 第三の実施の形態によるカップ型砥石の砥粒
層セグメントの配列を示す部分平面図である。

【図１０】 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１１】 従来のウエーハの平面研削方法を示す側面
図である。

【図１２】 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） １０，３０，４０ カップ型砥石 １１ 台金 １２，３２，４２ 砥粒層セグメント（砥粒部） １５ 研削面 １５ａ 内周縁 １５ｂ，３５，４７ 外周縁 １４，４４ 主研削部分 １６ａ，１６ｂ，３６ａ，４６ａ，４６ｂ 副研削部分

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
   面の内周縁がその周方向端部を含む前記軸線を中心とす
   る円周に比して周方向中央部を半径方向外方へ突出させ
   た形状をなしていることを特徴とする研削砥石。
2. 【請求項２】 前記砥粒部は、研削面の外周縁がその周
   方向端部を含む前記軸線を中心とする円周に比して周方
   向中央部を半径方向外方または内方へ突出させた形状を
   なし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】 前記砥粒部の内周縁は平面視円弧状をな
   すと共にその曲率半径は、前記内周縁の周方向端部を含
   む前記軸線を中心とする円周の曲率半径の５０〜９０％
   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】 前記砥粒部の外周縁は平面視円弧状をな
   すと共にその曲率半径は、前記外周縁の周方向端部を含
   む前記軸線を中心とする円周の曲率半径の５０〜９０％
   であることを特徴とする請求項２または３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
   の内周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４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につ
   いて一の面を円板状の砥石で研削することで研削面に凹
   曲線形状の内周縁を形成し、この砥粒部をその内周縁の
   曲率半径より大きい曲率半径を有する、台金の軸線を中
   心とする円周に沿って配列してなる研削砥石の製造方
   法。