JP2019136815A - レジンボンド砥石の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】レジンボンド砥石の製造工程を簡略化して、製造コストを削減する。【解決手段】レジンボンド砥石の製造方法であって、砥粒と、液状の光硬化性樹脂と、を混合する混合ステップと、該砥粒と、該光硬化性樹脂と、の混合物を、光を透過する部材で形成された型枠内に導入し、該型枠の外側から該混合物に光を照射して、該光硬化性樹脂を硬化させる硬化ステップと、を備える。好ましくは、該型枠は、環状の切削ブレードの形状の空間を有し、該硬化ステップでは、該混合物は該型枠の該空間に導入される。または、該型枠は、研削砥石の形状の空間を有し、該硬化ステップでは、該混合物は該型枠の該空間に導入される。【選択図】図２

Description

本発明は、切削装置に装着されるレジンボンド砥石に関する。

デバイスチップは、例えば、半導体を含む円板状のウェーハが切断されることで形成される。例えば、交差する複数の分割予定ラインをウェーハの表面に設定し、分割予定ラインで区画された各領域に該半導体を含むＩＣ(Integrated Circuit)等のデバイスを形成する。そして、ウェーハを該分割予定ラインに沿って分割すると個々のデバイスチップが形成される。

薄型のデバイスチップを形成するために、ウェーハを分割する前にウェーハを裏面側から研削してウェーハを薄化する。薄化されたウェーハを分割すると、薄型のデバイスチップを形成できる。その後、複数の該デバイスチップのそれぞれのデバイス形成面側（表面側）を電極基板に対面させ、それぞれの該デバイスチップを該電極基板に接続してデバイスチップを縦横に配列する。

そして、各デバイスチップのデバイス非形成面側（裏面側）を樹脂で封止してパッケージ基板を製作し、該パッケージ基板を個々のデバイスチップ毎に分割すると、個々のパッケージデバイスを製造できる。

ウェーハやパッケージ基板の分割には、環状の切削ブレードを備えた切削装置が使用される。切削装置では、ウェーハ等の被加工物に垂直な面内に切削ブレードを回転させながら、該切削ブレードを該被加工物に切り込ませる。該切削ブレードは、砥粒と、該砥粒が分散された結合材と、を有し、結合材から適度に露出した砥粒が被加工物に接触することで被加工物が切削される（特許文献１参照）。

ウェーハの薄化には、環状の基台と、該環状の基台の下面に輪状に配された研削砥石と、を含む研削ホイールが装着された研削装置が使用される。研削装置では、研削ホイールを下方に向け研削砥石をウェーハ等の被加工物に対面させ、被加工物の被研削面に垂直な軸の周りに該研削ホイールを回転させ、該研削ホイールを被加工物に向けて下降させる。そして、回転する研削砥石が被加工物に接触すると、被加工物が研削される。

特に、パッケージ基板を分割する工程では、結合材に樹脂を用いたレジンボンド砥石が切削ブレードとして切削装置に装着されて使用される。また、ウェーハの裏面側を研削してウェーハを薄化する際には、該レジンボンド砥石が研削砥石として含まれる研削ホイールが装着された研削装置が使用される。

レジンボンド砥石は、例えば、結合材の基となる液状の樹脂中に砥粒を混合して原料となる混合物を作成し、該混合物を所定の形状の金型に導入し、所定の温度で所定の時間焼成することで製造される（特許文献２参照）。

特開２０００−８７２８２号公報 特開２００６−２１８６０７号公報

レジンボンド砥石の製造においては、金型に導入された該混合物を十分に硬化するために、該混合物を焼成する工程には他の工程よりも比較的長い時間を要するが、所定の温度に維持して焼成を長時間実施するのはコストがかかる。

本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、製造工程を簡略化でき、製造コストを削減できるレジンボンド砥石の製造方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、レジンボンド砥石の製造方法であって、砥粒と、液状の光硬化性樹脂と、を混合する混合工程と、該砥粒と、該光硬化性樹脂と、の混合物を、光を透過する部材で形成された型枠内に導入し、該型枠の外側から該混合物に光を照射して、該光硬化性樹脂を硬化させる硬化工程と、を備えることを特徴とするレジンボンド砥石の製造方法が提供される。

好ましくは、該型枠は、環状の切削ブレードの形状の空間を有し、該硬化ステップでは、該混合物は該型枠の該空間に導入される。または、好ましくは、該型枠は、研削砥石の形状の空間を有し、該硬化ステップでは、該混合物は該型枠の該空間に導入される。

本発明の一態様に係るレジンボンド砥石の製造方法では、砥粒と、液状の光硬化性樹脂と、を混合して混合物を作成し、混合物を型枠に導入する。該型枠は光を透過する部材で形成されており、該型枠の外部から光を照射すると該型枠を透過して該混合物に該光が到達し、該光硬化性樹脂が硬化してレジンボンド砥石が形成される。

焼成により該混合物を硬化させる場合と比較して、光の照射により該混合物を硬化させる場合、硬化に要する時間が大幅に短くなる。また、該混合物の硬化の際に、該混合物を所定の温度に加熱する必要がない。

したがって、本発明の一態様により、製造工程を簡略化でき、製造コストを削減できるレジンボンド砥石の製造方法が提供される。

混合ステップを模式的に示す断面図である。 図２（Ａ）は、硬化ステップの一例を模式的に示す断面図であり、図２（Ｂ）は、硬化ステップの他の一例を示す斜視図であり、図２（Ｃ）は、硬化ステップのさらに他の一例を示す斜視図である。 図３（Ａ）は、研削砥石の装着を模式的に示す斜視図であり、図３（Ｂ）は、研削ホイールを示す斜視図である。 図４（Ａ）は、硬化ステップの一例を示す断面図であり、図４（Ｂ）は、切削ブレードを模式的に示す斜視図である。

本発明に係る実施形態について、図面を参照して説明する。本発明の一態様に係る製造方法で製造されるレジンボンド砥石は、例えば、切削装置に装着される円環状の切削ブレードや、研削装置に装着される研削ホイールに配される。該レジンボンド砥石は、本実施形態に係る製造方法により、その使用目的に応じて様々な形状に成形される。

例えば、環状の砥石部からなるワッシャータイプと呼ばれる切削ブレードに該レジンボンド砥石を用いる場合、該切削ブレードの形状に成形された該レジンボンド砥石を製造する。また、研削ホイールに含まれる研削砥石に該レジンボンド砥石を用いる場合、該研削砥石の形状に成形された該レジンボンド砥石を製造する。ワッシャータイプの該切削ブレードと、該研削砥石と、は厚みや形状等が大きく異なるが、本実施形態に係る製造方法では、様々な厚みや形状のレジンボンド砥石を製造できる。

該レジンボンド砥石を使用した円環状の切削ブレードを回転させながら該レジンボンド砥石を被加工物に接触させると、被加工物が切削される。また、該レジンボンド砥石を研削砥石に使用した研削ホイールを被加工物の表面に垂直な軸の周りに回転させながら該研削砥石を被加工物に接触させると、該被加工物が研削される。

該被加工物は、例えば、シリコン、ＳｉＣ（シリコンカーバイド）、若しくは、その他の半導体等の材料、または、サファイア、ガラス、石英等の材料からなる略円板状の基板等である。例えば、被加工物の表面は格子状に配列された複数の分割予定ラインで区画されており、区画された各領域にはＩＣ（Integrated Circuit）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のデバイスが形成されている。最終的に、被加工物が薄化され分割予定ラインに沿って分割されることで、個々のデバイスチップが形成される。

次に、本実施形態に係るレジンボンド砥石の製造方法の各ステップについて説明する。該製造方法では、まず、砥粒と、光硬化性樹脂と、を混合する混合ステップを実施する。図１は、混合ステップを模式的に示す断面図である。混合ステップでは、上方に開口を有する容器２を準備し、該容器２に、液状の光硬化性樹脂４を入れ、該光硬化性樹脂４に砥粒６を入れる。そして、例えば、攪拌棒８で該光硬化性樹脂４を攪拌し、該砥粒６を該光硬化性樹脂４中に均一に分散させて、原料となる混合物を形成する。

該光硬化性樹脂４は、例えば、コンポジットレジンと呼ばれる樹脂であり、紫外線により硬化する紫外線硬化樹脂と、光重合開始剤と、の混合物である。ただし、本実施形態はこれに限定されず、紫外線以外の光により硬化する材料でもよい。該砥粒６は、例えば、ダイヤモンド砥粒である。該光硬化性樹脂４には、所望の性質のレジンボンド砥石を得るためにジルコニアやシリカ等の添加材を混合させてもよい。

本実施形態に係るレジンボンド砥石の製造方法では、次に、原料となる該光硬化性樹脂４と、該砥粒６と、の混合物を型枠に導入し硬化させる硬化ステップを実施する。図２（Ａ）は、硬化ステップの一例を模式的に示す断面図である。該硬化ステップでは、レジンボンド砥石を所望の形状に成形するために、該所望の形状の空間を備える型枠１２が用いられる。該レジンボンド砥石をワッシャータイプの切削ブレードに使用する場合、該切削ブレードの形状の空間を有する型枠１２を準備する。

該型枠１２は、例えば、円盤状の底板１２ａと、天板１２ｃと、を備える。さらに、該型枠１２は、該底板１２ａと、天板１２ｃと、の間に配される中板１２ｂを備える。該中板１２ｂは、該切削ブレードの形状に対応する形状の孔を備え、該切削ブレードの所望の厚さに対応した厚さを備える。該厚さは、例えば、０．１ｍｍ〜０．３ｍｍである。型枠１２を構成する該底板１２ａと、中板１２ｂと、天板１２ｃと、の少なくとも一つは該光硬化性樹脂４を硬化させる波長の光を透過する部材で形成されている。

硬化ステップでは、まず、底板１２ａの上に中板１２ｂを配し、上方に開口する溝状の空間を形成する。次に、該溝状の空間に原料となる混合物１０を流し込み、該空間が混合物１０で満たされた後、該中板１２ｂの上に天板１２ｃを載せる。その後、該型枠１２の外側から該混合物１０に含まれる光硬化性樹脂４を硬化させる波長の光を照射する。

例えば、該光硬化性樹脂４が紫外線硬化樹脂である場合、該型枠１２には、紫外線を透過するプラスチックやガラス等を用い、紫外線ランプ１４により該型枠１２の外側から該混合物１０に紫外線を照射する。該型枠１２は紫外線を透過するため、紫外線が該型枠１２を透過して該混合物１０に到達し、該光硬化性樹脂４が硬化される。

このとき、図２（Ａ）に示す通り、該紫外線ランプ１４を該天板１２ｃの上方に配すると、該型枠１２の側方に配する場合に比べ紫外線が混合物１０中を進行する距離が短くなり、混合物１０の全体に均一に紫外線を到達させやすくなる。混合物１０を硬化させると、砥粒６が結合材中に分散されたレジンボンド砥石が形成される。該レジンボンド砥石は、切削ブレードとして使用できる。

従来、加熱によりレジンボンド砥石を形成する場合、例えば、１８０℃の温度で７時間程度の加熱が必要であった。これに対して、本実施形態において、混合物１０を十分に硬化させるために紫外線の照射に要する時間は、数秒間から数分間程度である。複数の紫外線ランプ１４を用意し、底板１２ａ側からも紫外線を照射すると、混合物１０の硬化に要する該時間をさらに短縮できる。

本実施形態に係る製造方法では、混合物１０の硬化に要する時間は大幅に短い上、１８０℃に加熱する必要もなく加熱に要するコストも削減できるため、レジンボンド砥石の製造コストを大幅に低減できる。

次に、該硬化ステップの他の一例について、図２（Ｂ）を用いて説明する。図２（Ｂ）に示す例では、研削装置に用いられる研削砥石の形状の空間を有する型枠１２ｄを準備する。該型枠１２ｄには、光硬化性樹脂４を硬化させる波長の光を透過する部材が用いられる。該硬化ステップでは、該型枠１２ｄの該空間に混合物１０を導入し、該型枠１２ｄの外部から該光硬化性樹脂４を硬化させる光を照射して、該光硬化性樹脂４を硬化させる。すると、該研削砥石として用いられるレジンボンド砥石を形成できる。

ここで、型枠１２ｄは上方に開口を有し、該開口から混合物１０が導入されるが、該開口を塞ぐ天板を設けなくてもよく、該型枠１２ｄを経ず該開口から該混合物１０に光を照射することもできる。しかし、研削砥石に用いられるレジンボンド砥石を形成する場合、該研削砥石は研削に適した所定の厚みが必要となる。そのため、型枠１２ｄの開口が形成されている方向から混合物１０に該光を照射するだけでは、混合物１０の全体に光を到達させて、全体を十分に硬化できない場合がある。

本実施形態に係る製造方法では、該型枠１２ｄは該光を透過する部材で形成されるため、該型枠１２ｄを通して様々な方向から混合物１０に該光を照射でき、光硬化性樹脂４の全体に十分に光を照射して全体を均一に硬化させることができる。そして、形成され型枠１２ｄから取り出されたレジンボンド砥石は、図３（Ａ）に示す通り、研削ホイール１６ａの基台１８ａに研削砥石２０ａとして装着される。図３（Ａ）は、複数の研削砥石２０ａが輪状に装着される様子を模式的に示す斜視図である。

さらに、該硬化ステップの他の一例について図２（Ｃ）を用いて説明する。図２（Ｃ）に示す例では、研削装置に用いられるリングタイプの研削砥石の形状の空間を有する型枠１２ｅを準備する。該型枠１２ｅには、光硬化性樹脂４を硬化させる波長の光を透過する部材が用いられる。該硬化ステップでは、該型枠１２ｅの該空間に混合物１０を導入し、該型枠１２ｅの外部から該光硬化性樹脂４を硬化させる光を照射して、該光硬化性樹脂４を硬化させる。すると、該研削砥石として用いられるレジンボンド砥石を形成できる。

なお、型枠１２ｅは環状の溝を有し、該型枠１２ｅの中央には該型枠１２ｅを上下方向に貫く貫通孔１２ｆが形成されている。そこで、該貫通孔１２ｆ内に、紫外線ランプ１４等の光源を配して該型枠１２ｅの内周壁を透過させて該混合物１０に該光を照射してもよい。すなわち、本実施形態において、型枠の外側から光を照射すると言う場合、このように、該貫通孔１２ｆ内から光を照射する場合を含む。

形成され型枠１２ｅから取り出されたレジンボンド砥石は、図３（Ｂ）に示す通り、研削ホイール１６ｂの基台１８ｂにリングタイプの研削砥石２０ｂとして装着される。図３（Ｂ）は研削砥石２０ｂの装着の様子を模式的に示す斜視図である。

次に、該硬化ステップのさらに他の一例について図４（Ａ）を用いて説明する。図４（Ａ）は、硬化ステップの該一例を示す断面図である。図４（Ａ）では、円環状の基台２２の外周に砥石部としてレジンボンド砥石を形成する様子が示されており、該硬化ステップでは、該基台２２と、該レジンボンド砥石と、が一体となった切削ブレードが形成される。該基台２２は、例えば、ＳＵＳ等の材料で形成される。

まず、形成するレジンボンド砥石の形状に対応する形状の空間を基台２２の外周側に形成するように型枠２４を基台２２に装着する。該型枠２４は、内周側に該基台２２に嵌合する大きさの開口が形成されている。例えば、該型枠２４は２以上の部品に分離可能であり、該基台２２を取り込むように該部品を組み上げることで該基台２２に装着される。

該型枠２４の外壁には、原料となる混合物１０の注入孔（不図示）が形成されてもよく、該注入孔を通して型枠２４の内部の空間に混合物１０が注入される。該型枠２４は、さらに、該空間に満たされていた空気を排気するための排気孔（不図示）が形成されてもよく、該空間への混合物１０の注入に伴い該排気孔から空気が排出される。

そして、該光硬化性樹脂４を硬化させる光を該型枠２４の外側から照射し、該型枠２４を透過させた該光により該光硬化性樹脂４を硬化させる。その後、型枠２４を基台２２から取り外すと、切削ブレードが形成される。図４（Ｂ）には、基台２２の外周に砥石部２６が形成された切削ブレード２８が示されている。

以上、説明した通り、本実施形態に係るレジンボンド砥石の製造方法では、原料となる混合物１０を硬化させるのに要する時間が大幅に短くなる。また、混合物１０の硬化の際に、混合物１０を所定の温度に加熱する必要がない。したがって、製造工程を簡略化でき、製造コストを削減できるレジンボンド砥石の製造方法が提供される。

なお、上記実施形態では、光硬化性樹脂４として紫外線硬化樹脂を用いる場合について説明したが、本発明の一態様に係る製造方法はこれに限定されない。光硬化性樹脂４は他の波長の光で硬化されてもよく、例えば、可視光を用いて硬化されてもよい。この場合、光硬化性樹脂４には、該可視光の照射により硬化する材料が用いられる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ 容器
４ 光硬化性樹脂
６ 砥粒
８ 攪拌棒
１０ 混合物
１２，１２ｄ，１２ｅ，２４ 型枠
１２ａ 底板
１２ｂ 中板
１２ｃ 天板
１２ｆ 貫通孔
１４ 紫外線ランプ
１６ａ，１６ｂ 研削ホイール
１８ａ，１８ｂ ホイール基台
２０ａ，２０ｂ 研削砥石
２２ 基台
２６ 砥石部
２８ 切削ブレード

Claims (3)

1. レジンボンド砥石の製造方法であって、
   砥粒と、液状の光硬化性樹脂と、を混合する混合ステップと、
   該砥粒と、該光硬化性樹脂と、の混合物を、光を透過する部材で形成された型枠内に導入し、該型枠の外側から該混合物に光を照射して、該光硬化性樹脂を硬化させる硬化ステップと、
   を備えることを特徴とするレジンボンド砥石の製造方法。
2. 請求項１に記載のレジンボンド砥石の製造方法であって、
   該型枠は、環状の切削ブレードの形状の空間を有し、
   該硬化ステップでは、該混合物は該型枠の該空間に導入されることを特徴とするレジンボンド砥石の製造方法。
3. 請求項１に記載のレジンボンド砥石の製造方法であって、
   該型枠は、研削砥石の形状の空間を有し、
   該硬化ステップでは、該混合物は該型枠の該空間に導入されることを特徴とするレジンボンド砥石の製造方法。