JP2023139462A - Grinding wheel and grinding device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイヤモンドウエハを研削する際に用いられる研削ホイール及び研削装置に関するものである。 The present invention relates to a grinding wheel and a grinding device used when grinding a diamond wafer.
半導体製造分野では、半導体ウエハを薄く平坦に研削するものとして、回転する研削ホイールの砥石を半導体ウエハに押し当て、半導体ウエハの研削を行う研削装置が知られている。 In the field of semiconductor manufacturing, a grinding device is known that grinds a semiconductor wafer into a thin, flat surface by pressing a grindstone of a rotating grinding wheel against the semiconductor wafer.
特許文献1には、ダイヤモンド砥粒を使用したレジンボンドの砥石を備えているカップ型研削砥石が開示されている。
しかしながら、ダイヤモンドを材質とした半導体ウエハ(以下、「ダイヤモンドウエハ」という)をダイヤモンド砥粒から成る砥石で研削する場合、ダイヤモンド同士が接触するため、砥石が摩耗し易く、装置コストが高いという問題があった。 However, when grinding a semiconductor wafer made of diamond (hereinafter referred to as a "diamond wafer") with a grindstone made of diamond abrasive grains, the diamonds come into contact with each other, which causes the grindstone to wear easily and the equipment cost to be high. there were.
そこで、ダイヤモンドウエハを研削する砥石を長期に亘って使用するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。 Therefore, a technical problem arises that must be solved in order to use a grindstone for grinding diamond wafers over a long period of time, and the present invention aims to solve this problem.
上記目的を達成するために、本発明に係る研削ホイールは、ダイヤモンドウエハを研削する研削ホイールであって、砥粒と、純鉄から成る研削助材と、ボンド剤と、を少なくとも含む砥石を備えている。 In order to achieve the above object, a grinding wheel according to the present invention is a grinding wheel for grinding a diamond wafer, and includes a grinding wheel containing at least abrasive grains, a grinding aid made of pure iron, and a bonding agent. ing.
また、上記目的を達成するために、本発明に係る研削装置は、請求項1に記載の研削ホイールを備えている。
Moreover, in order to achieve the said objective, the grinding apparatus based on this invention is equipped with the grinding wheel of
本発明は、ダイヤモンドウエハを研削する研削ホイールを長期に亘って使用することができる。 According to the present invention, a grinding wheel for grinding diamond wafers can be used for a long period of time.
本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下では、構成要素の数、数値、量、範囲等に言及する場合、特に明示した場合及び原理的に明らかに特定の数に限定される場合を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも構わない。 An embodiment of the present invention will be described based on the drawings. In addition, in the following, when referring to the number, numerical value, amount, range, etc. of constituent elements, the term is limited to that specific number, unless it is specifically specified or it is clearly limited to a specific number in principle. It doesn't matter if it's more than or less than a certain number.
また、構成要素等の形状、位置関係に言及するときは、特に明示した場合及び原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似又は類似するもの等を含む。 In addition, when referring to the shape or positional relationship of constituent elements, etc., unless it is specifically specified or it is clearly considered that it is not the case in principle, etc., we refer to things that are substantially similar to or similar to the shape, etc. include.
また、図面は、特徴を分かり易くするために特徴的な部分を拡大する等して誇張する場合があり、構成要素の寸法比率等が実際と同じであるとは限らない。また、断面図では、構成要素の断面構造を分かり易くするために、一部の構成要素のハッチングを省略することがある。 Further, in the drawings, characteristic parts may be enlarged or exaggerated in order to make the features easier to understand, and the dimensional ratios of the constituent elements are not necessarily the same as in reality. Further, in the cross-sectional views, hatching of some components may be omitted in order to make the cross-sectional structure of the components easier to understand.
図1に示す研削装置1は、ワークWを薄く平坦に研削加工するものである。ワークWは、ダイヤモンドを材質としたダイヤモンドウエハである。研削装置1は、研削手段2と、チャックテーブル3と、を備えている。
A
研削手段2は、研削ホイール21と、砥石スピンドル22と、スピンドル送り機構23と、を備えている。
The grinding means 2 includes a
研削ホイール21は、下面がワークWを研削する研削面21aを構成している。研削ホイール21は、カップ型砥石であり、砥石スピンドル22の下端に取り付けられている。砥石スピンドル22は、研削ホイール21を回転軸2a回りに回転駆動するように構成されている。
The lower surface of the
スピンドル送り機構23は、砥石スピンドル22を上下方向に昇降させる。スピンドル送り機構23は、公知の構成であり、例えば、砥石スピンドル22の移動方向を案内する複数のリニアガイドと、砥石スピンドル22を昇降させるボールネジスライダ機構と、で構成されている。スピンドル送り機構23は、砥石スピンドル22とコラム29との間に介装されている。
The
図2に示すように、研削ホイール21は、セグメント型に形成された複数の砥石24と、これら砥石24の少なくとも一部を図示しない環状の溝に埋設して砥石24を所定の間隔を空けて保持する基台25と、を備えている。基台25は、図示しないボルトを介して砥石スピンドル22に締結されている。
As shown in FIG. 2, the
砥石24は、ダイヤモンド砥粒26と、純鉄から成る粒状の研削助材27と、ボンド剤28と、を少なくとも含む。研削助材27に用いられる純鉄は、砥石24がワークWに切り込む加工中の温度域では、α鉄(フェライト)の金属組織であり、体心立方格子の結構構造を呈する。
The
砥石24は、ダイヤモンド砥粒26と研削助材27とを所定割合で混錬して所定形状に成形した成形物をボンド剤28で焼結させて成る。ダイヤモンド砥粒26、研削助材27の混合割合は、例えばそれぞれ50重量%に設定される。なお、ダイヤモンド砥粒26の粒径は、例えば6~12μm又は15~25μmに設定されるがワークWの種類や加工条件に応じて任意に調整可能である。なお、ワークWを研削する硬質の砥粒は、ダイヤモンド砥粒26に限らず、例えば、立方晶窒化硼素(cubic Boron Nitride)等であっても構わない。
The
チャックテーブル3は、チャックスピンドル31を備えている。チャックスピンドル31は、回転軸3a回りに回転駆動するように構成されている。
The chuck table 3 includes a
チャックスピンドル31の上面には、アルミナ等の多孔質材料からなる吸着体32が埋設されている。チャックテーブル3は、内部を通って表面に延びる図示しない管路を備えている。管路は、図示しないロータリージョイントを介して真空源、圧縮空気源又は給水源に接続されている。真空源が起動すると、チャックテーブル3に載置されたワークWが吸着体32に吸着保持される。また、圧縮空気源又は給水源が起動すると、ワークWと吸着体32との吸着が解除される。
An adsorbent 32 made of a porous material such as alumina is embedded in the upper surface of the
チャックテーブル3には、回転軸3aを砥石24の回転軸2aに対して傾斜させる図示しないチルト機構が設けられても構わない。これにより、砥石24とワークWとの接触具合を調整してワークWを所望の形状に研削することができる。
The chuck table 3 may be provided with a tilt mechanism (not shown) that tilts the
研削装置1の動作は、図示しない制御部によって制御される。制御部は、研削装置1を構成する構成要素をそれぞれ制御するものである。制御部は、例えば、CPU、メモリ等により構成される。なお、制御部の機能は、ソフトウェアを用いて制御することにより実現されても良く、ハードウェアを用いて動作することにより実現されても良い。
The operation of the
次に、研削装置1でワークWを研削加工する手順について説明する。
Next, a procedure for grinding the workpiece W with the
まず、ワークWをチャックテーブル3に吸着保持する。次に、スピンドル送り機構23によって研削ホイール21をワークWの上方に移動させる。そして、図3に示すように、研削ホイール21及びチャックテーブル3をそれぞれ回転させながら、砥石24がワークWに押し当てられることにより、ワークWがインフィード方式で研削される。
First, the workpiece W is suctioned and held on the chuck table 3. Next, the
そして、図4に示すように、砥石24がワークWを切り込む際に生じた摩擦熱で、ワークW内のフェライトより小さい炭素原子が、研削助材27に用いられる純鉄(フェライト)の結晶構造内に入り込み、鉄原子の結晶構造が維持されて鉄原子と炭素原子とが固体状態で混じり合う(炭素固溶現象)。そして、図5に示すように、ワークWの炭素原子Cが抜け出した分だけ、砥石21のダイヤモンド砥粒26とワークWの炭素原子との接触が軽減される。
As shown in FIG. 4, the frictional heat generated when the
そして、ワークWが所望の厚みまで研削されると、研削ホイール21及びチャックテーブル3の回転を停止させ、スピンドル送り機構23のスライダが起動して、研削ホイール21をワークWから離間させる。そして、チャックテーブル3によるワークWの吸着保持を解除して、研削装置1によるワークWの研削加工が終了する。
When the workpiece W is ground to a desired thickness, the rotation of the
このようにして、本実施形態に係る研削ホイール21は、ダイヤモンドウエハであるワークWを研削する研削ホイール21であって、ダイヤモンド砥粒26と、純鉄から成る研削助材27と、ボンド剤28と、を少なくとも含む砥石24を備えている構成とした。
In this way, the
このような構成により、研削時の摩擦熱でワークWの炭素原子が研削助材27の鉄原子内に固溶されることにより、ワークWの炭素原子が抜け出した分だけワークWが脆くなるため、ダイヤモンド砥粒26の摩耗が抑制され、砥石24がワークWを効率的に研削することができる。
With such a configuration, the carbon atoms of the workpiece W are dissolved into the iron atoms of the
また、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り、上記以外にも種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。 Further, the present invention can be modified in various ways other than those described above without departing from the spirit of the invention, and it goes without saying that the present invention extends to such modifications.
1 :研削装置
2 :研削手段
21 :研削ホイール
21a:研削面
22 :砥石スピンドル
23 :スピンドル送り機構
24 :砥石
25 :基部
26 :ダイヤモンド砥粒
27 :研削助材
28 :ボンド剤
29 :コラム
3 :チャックテーブル
3a :回転軸
31 :チャックスピンドル
W :ワーク
1: Grinding device 2: Grinding means 21:
Claims (2)
砥粒と、純鉄から成る研削助材と、ボンド剤と、を少なくとも含む砥石を備えていることを特徴とする研削ホイール。 A grinding wheel for grinding a diamond wafer,
A grinding wheel comprising a grinding wheel containing at least abrasive grains, a grinding aid made of pure iron, and a bonding agent.
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