JP2007290101A

JP2007290101A - ビトリファイドボンド砥石およびその製造方法

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Publication number: JP2007290101A
Application number: JP2006123441A
Authority: JP
Inventors: Hirotoshi Hoshikawa; 裕俊星川; Hiromi Koga; 博己古賀
Original assignee: Disco Abrasive Systems Ltd
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2006-04-27
Filing date: 2006-04-27
Publication date: 2007-11-08

Abstract

【課題】ボンドブリッジの厚さを薄くして気孔率を高め、自生発刃作用を良好にしたビトリファイドボンド砥石およびその製造方法を提供する。
【解決手段】超砥粒２４をビトリファイドボンドで結合するとともに無数の気孔２２を備えたビトリファイドボンド砥石２であって、発泡して形成された厚さが２０μm以下のボンドブリッジ２１に超砥粒２４が結合されており、ボンドブリッジ２１によって囲まれた気孔２２を備えている。
【選択図】図２

Description

本発明は、超砥粒をビトリファイドボンドで結合したビトリファイドボンド砥石およびその製造方法に関する。

当業者には周知の如く、半導体デバイス製造工程においては、ＩＣ、ＬＳＩ等の回路が複数個形成された半導体ウエーハは、個々のチップに分割される前にその裏面を研削装置によって研削して所定の厚さに形成されている。半導体ウエーハの裏面を効率的に研削するために、一般に粗研削ユニットと仕上げ研削ユニットを備えた研削装置が用いられている。粗研削ユニットには比較的粒径が大きいダイヤモンド砥粒をビトリファイドボンドまたはメタルボンドで結合したビトリファイドボンド砥石またはメタルボンド砥石が用いられ、仕上げ研削ユニットには粒径が小さいダイヤモンド砥粒をレジンボンドで結合したレジンボンド砥石が用いられている。

ビトリファイドボンド砥石は、二酸化珪素などを主成分とするボンド材で砥粒を結合しているため砥粒保持力が強いので、研削能力が維持される反面、砥粒を強固に保持するため自生発刃作用が不十分であるという特性がある。一方、レジンボンド砥石は、柔軟なレジンボンド材で砥粒を結合しているため被加工物への当たりがソフトであるとともに、砥粒保持力が弱いので自生発刃作用が良好である。このような砥石の特性から、ビトリファイドボンド砥石は主に粗研削砥石として用いられ、レジンボンド砥石は主に仕上げ研削砥石として用いられている。

しかるに、レジンボンド砥石は上述したようにレジンボンド材が柔軟であるため、砥粒の粒径が２μｍ以下になると、研削中に砥粒がレジンボンドの内部に押し込まれて研削能力が低下し、研削焼けが発生する。従って、レジンボンド砥石は、粒径が２〜４μm（＃２０００）以上の砥粒を用いなければならず、微細な仕上げ研削が困難となる。

なお、ビトリファイドボンド砥石は上述したように砥粒保持力が強いので、０．５μm（＃８０００）以下の砥粒であっても研削中に砥粒がビトリファイドボンド内に押し込まれることがなく研削能力が維持される。しかしながら、ビトリファイドボンド砥石は、上述したようにビトリファイドボンドが砥粒を強固に保持するため自生発刃作用が不十分であり、研削面にスジ状の傷を生じさせるという問題がある。

このような問題を解消するために、砥粒をビトリファイドボンドで結合された砥粒層に気孔を形成し自生発刃作用を良好にしたビトリファイドボンド砥石が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
特開２００３−１３６４１０号公報

而して、上記公報に開示されたビトリファイドボンド砥石の気孔率は２５〜４５容量％であり、気孔率が高くないため自生発刃作用が必ずしも良好とはいえない。即ち、上記公報に開示されたビトリファイドボンド砥石は、ボンドブリッジの厚さを薄くすることができないため、気孔率を高くすることができない。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、その主たる技術課題は、ボンドブリッジの厚さを薄くして気孔率を高め、自生発刃作用を良好にしたビトリファイドボンド砥石およびその製造方法を提供することにある。

上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、超砥粒をビトリファイドボンドで結合するとともに無数の気孔を備えたビトリファイドボンド砥石であって、
発泡して形成された厚さが２０μm以下のボンドブリッジに超砥粒が結合されており、該ボンドブリッジによって囲まれた気孔を備えている、
ことを特徴とするビトリファイドボンド砥石が提供される。

上記ボンドブリッジによって囲まれた気孔の気孔率が５０〜９８容量％である。
また、上記超砥粒は粒径が１μm以下のダイヤモンド砥粒である。
上記ボンドブリッジは、液状樹脂で被覆されていることが望ましい。この液状樹脂は、エポキシ樹脂を主成分としポリアミドアミンを硬化剤として含有している。

また、本発明によれば、超砥粒をビトリファイドボンドで結合するとともに無数の気孔を備えたビトリファイドボンド砥石の製造方法であって、
超砥粒と、ビトリファイドボンド材と、界面活性剤と、固化剤と、溶剤を適宜の混合比で混錬して発泡体を生成する発泡体生成工程と、
該発泡体を所定の型に入れて乾燥する乾燥工程と、
乾燥した所定形状の発泡体を焼成する焼成工程、と含む、
ことを特徴とするビトリファイドボンド砥石の製造方法が提供される。

上記乾燥工程の前に該発泡体を所定の型に入れて５〜１０℃の温度で冷却する冷却工程を実施することが望ましい。
上記焼成工程を実施した後に、焼結した発泡体に液状樹脂を浸漬させる液状樹脂被覆工程を実施することが望ましい。この液状樹脂は、エポキシ樹脂を主成分としポリアミドアミンを硬化剤として含有している。

本発明によるビトリファイドボンド砥石は、超粒径と、ビトリファイドボンド材と、界面活性剤と、固化剤と、溶剤としての水を混錬してメレンゲ状の発泡体を生成するので、ボンドブリッジの厚さを２０μm以下に形成することができる。従って、気孔率を高くすることができるので、自生発刃作用が良好となるため、研削性に優れているとともに、研削面にスジ状の傷を生じさせることもない。

以下、本発明に従って構成されたビトリファイドボンド砥石およびその製造方法について説明する。
本発明に従って構成されたビトリファイドボンド砥石は、発泡して形成された厚さが２０μm以下のボンドブリッジに超砥粒が結合されており、該ボンドブリッジによって形成された気孔を備えている。このビトリファイドボンド砥石は、ビトリファイドボンド材と、界面活性剤と、固化剤と、溶剤としての水を混錬してメレンゲ状の発泡体を生成し、この発泡体を所定の型に入れて乾燥した後に焼成することにより製造する。

粒径が１μｍ以下のダイヤモンド砥粒１５重量％、ビトリファイドボンド材６０重量％、界面活性剤５重量％、固化剤５重量％、溶剤としての水１５重量％を混錬し、メレンゲ状の発泡体を生成する（発泡体生成工程）。なお、界面活性剤としては洗剤を用いることができる。また、固化剤としては、キタサン、アラビアガム、カラギナン、ローカスト、タマリンド、ペクチン、ジェランガム、ゼラチン、寒天等の水溶性ゲル化剤や、エポキシ樹脂＋ポリアミドアミン等の非水溶性ゲル化剤を用いることができる。
上述した発泡体生成工程によって生成された発泡体を成型用の型に入れ、５〜１０℃の温度で２０時間冷却した（冷却工程）。
次に、冷却した発泡体を４０〜５０℃の温度で１０時間乾燥した(乾燥工程)。
そして、乾燥した発泡体を焼成した（焼成工程）。この焼成は、乾燥した発泡体を焼成炉に入れ、焼成炉内の温度を５時間かけて７００℃まで上昇させ、その後焼成炉内の温度を７００℃で１〜２時間維持し、その後５時間かけて常温まで降温した。
次に、焼成した発泡体を所定の大きさ形状に加工して、ビトリファイドボンド砥石を製作して。
そして更に、所定の大きさ形状に加工されたビトリファイドボンド砥石に液状樹脂を浸漬してボンドブリッジに液成樹脂を被覆した（液状樹脂被覆工程）。この液状樹脂は、エポキシ樹脂を主成分としポリアミドアミンを硬化剤として含有している。

図１は、上記のようにして製作したビトリファイドボンド砥石の研削面を１００倍の倍率で撮影した写真である。図１において、白い部分がボンドブリッジで、このボンドブリッジによって気孔が囲まれており、黒の濃い部分がボンドブリッジに形成された穴である。従って、ボンドブリッジによって囲まれた気孔は、このボンドブリッジに形成された穴によって連通された連続気孔をなしている。

上記図１に示すビトリファイドボンド砥石について、図１に示す写真の一部を模式的に拡大して示す図２を参照して詳細に説明する。図２に示すようにビトリファイドボンド砥石２は、ボンドブリッジ２１によって気孔２２が囲まれている。この気孔２２を区画するボンドブリッジ２１には穴２３が形成され、この穴２３によって隣接する気孔２２が連通されている。これは恰も卵が密集いている状態で、卵同士が接触する壁に穴が開くイメージである。このボンドブリッジ２１に形成される穴２３は、上述した焼成工程における焼成の際に形成されるものと考えられる。そして、ボンドブリッジ２１には、砥粒２４が結合されている。また、ボンドブリッジ２１には浸漬された液成樹脂が固化し樹脂被覆層２５が形成されている。このようにボンドブリッジ２１に樹脂被覆層２５を形成することにより、ビトリファイドボンド砥石の強度を高めることができる。このように構成されたビトリファイドボンド砥石２は、ボンドブリッジ２１の厚さが１０μm以下で、気孔率が９５容量％であった。なお、ボンドブリッジ２１の厚さは２０μm以下が望ましく、気孔率は５０〜９８容量％であることが望ましい。

以上のように構成されたビトリファイドボンド砥石は、図３に示すように砥石基台３に装着して研削ホイール４を構成し、この研削ホイール４によって研削作業を実施したところ、研削圧力が１０kg/cm^２でも破壊することがなかった。

以上のように、本発明によるビトリファイドボンド砥石は、粒径が１μｍ以下のダイヤモンド砥粒と、ビトリファイドボンド材と、界面活性剤と、固化剤と、溶剤としての水を混錬してメレンゲ状の発泡体を生成するので、ボンドブリッジ２１の厚さを２０μm以下に形成することができる。従って、気孔率を高くすることができるので、自生発刃作用が良好となるため、研削性に優れているとともに、研削面にスジ状の傷を生じさせることもない。

本発明によって構成されたビトリファイドボンド砥石の研削面を撮影した写真。図１に示す写真の一部を模式的に拡大して示す説明図。本発明によって構成されたビトリファイドボンド砥石を砥石基台に装着した研削ホイールの斜視図。

符号の説明

２：ビトリファイドボンド砥石
２１：ボンドブリッジ
２２：気孔
２３：穴
２４：砥粒
２５：樹脂被覆層
３：砥石基台
４：研削ホイール

Claims

超砥粒をビトリファイドボンドで結合するとともに無数の気孔を備えたビトリファイドボンド砥石であって、
発泡して形成された厚さが２０μm以下のボンドブリッジに超砥粒が結合されており、該ボンドブリッジによって囲まれた気孔を備えている、
ことを特徴とするビトリファイドボンド砥石。
該ボンドブリッジによって囲まれた気孔の気孔率が５０〜９８容量％である、請求項１記載のビトリファイドボンド砥石。
超砥粒は粒径が１μm以下のダイヤモンド砥粒である、請求項１又は２記載のビトリファイドボンド砥石。
該ボンドブリッジは液状樹脂で被覆されている、請求項１から３のいずれかに記載のビトリファイドボンド砥石。
該液状樹脂は、エポキシ樹脂を主成分としポリアミドアミンを硬化剤として含有している、請求項４記載のビトリファイドボンド砥石。
超砥粒をビトリファイドボンドで結合するとともに無数の気孔を備えたビトリファイドボンド砥石の製造方法であって、
超砥粒と、ビトリファイドボンド材と、界面活性剤と、固化剤と、溶剤を適宜の混合比で混錬して発泡体を生成する発泡体生成工程と、
該発泡体を所定の型に入れて乾燥する乾燥工程と、
乾燥した発泡体を焼成する焼成工程、と含む、
ことを特徴とするビトリファイドボンド砥石の製造方法。
該乾燥工程の前に該発泡体を所定の型に入れて５〜１０℃の温度で冷却する冷却工程を実施する、請求項６記載のビトリファイドボンド砥石の製造方法。
該焼成工程を実施した後に、焼結した発泡体に液状樹脂を浸漬させる液状樹脂被覆工程を実施する、請求項６又は７記載のビトリファイドボンド砥石の製造方法。
該液状樹脂は、エポキシ樹脂を主成分としポリアミドアミンを硬化剤として含有している、請求項７記載のビトリファイドボンド砥石の製造方法。