JP2024048603A - 合成砥石、合成砥石アセンブリ、及び、合成砥石の製造方法 - Google Patents

合成砥石、合成砥石アセンブリ、及び、合成砥石の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 例えば乾式の研磨加工を行う際などに、摩擦熱が過大となることを抑制可能な合成砥石を提供すること。【解決手段】 表面加工を行うための合成砥石は、砥粒と、砥粒を分散させた状態に保持する、ビトリファイド製の結合剤と、結合剤中に分散させた状態に配置されるフィラーとを有する。フィラーは、砥粒に比べて平均粒径が大きい第1のフィラー、導電性を有する第2のフィラー、及び、被削物に比べて硬い第3のフィラーの少なくとも1つを含む。【選択図】 図3

Description

本発明は、例えば化学的機械的研削(CMG)など、表面加工を行うための合成砥石、合成砥石アセンブリ、及び、合成砥石の製造方法に関する。
乾式の化学的機械的研削(CMG)による表面加工を行う方法が用いられることがある(例えば、特許文献1参照)。CMG工程では、研磨剤(砥粒)を熱可塑性樹脂などの樹脂結合剤で固定化した合成砥石を用いる。そして、ウェーハ及び合成砥石を回転させながら合成砥石をウェーハに押圧させる(例えば、特許文献2参照)。ウェーハ表面の凸部は、合成砥石との摩擦により加熱・酸化されて脆くなって剥がれ落ちる。このようにして、ウェーハの凸部だけが研削され、平坦化される。
特許第4573492号公報 特開2004-87912号公報
合成砥石は、例えばCMG工程が進むと、合成砥石の被削物に対する結合剤の表面(研磨作用面)から砥粒(研磨剤)が少しずつ脱落し、合成砥石の研磨作用面が平滑になる。このため、研磨作用面においては例えば熱可塑性樹脂による結合剤と被削物との接触機会が増える。その結果、砥粒と被削物との間の接触圧が低下し加工能率が低下する一方、加工レートの向上を狙って乾式加工を行う際は研磨作用面と被削物との間の摩擦熱が過大となり、被削物に焼けや研磨スラッジの巻き込みによるスクラッチを生じさせる可能性がある。
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、例えば乾式の研磨加工を行う際などに、摩擦熱が過大となることを抑制可能な合成砥石、合成砥石アセンブリ、及び、合成砥石の製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様に係る、表面加工を行うための合成砥石は、砥粒と、砥粒を分散させた状態に保持する、ビトリファイド製の結合剤と、結合剤中に分散させた状態に配置されるフィラーとを有する。フィラーは、砥粒に比べて平均粒径が大きい第1のフィラー、導電性を有する第2のフィラー、及び、被削物に比べて硬い第3のフィラーの少なくとも1つを含む。
本発明によれば、例えば乾式の研磨加工を行う際などに、摩擦熱が過大となることを抑制可能な合成砥石、合成砥石アセンブリ、及び、合成砥石の製造方法を提供することができる。
実施形態に係る合成砥石の構造の概略図。 合成砥石(成型体)の製造フロー(製造方法)を示す概略図。 ビトリファイドを結合剤とするタイプの合成砥石を製作したときの、合成砥石の体積比率(砥粒、結合剤、フィラー)を示す表。 被削物の加工に用いるCMG装置を示す概略図。 第2変形例に係る合成砥石(成型体)の製造フロー(製造方法)を示す概略図。
図1に示すように、合成砥石100は、砥粒(研磨剤)101と、結合剤(バインダ)102とにより形成される。合成砥石100は、更に、気孔103を有し得る。本実施形態では、合成砥石100は、結合剤102中に砥粒101を分散させた状態に保持するとともに、気孔103を結合剤102中に分散して配置する。
砥粒101としては、以下に限定されるものではないが、被削物がシリコンの場合には、例えば、シリカ、酸化セリウム、又は、これらの混合物を適用することが好適である。同様に、被削物がサファイヤの場合には、酸化クロム、酸化第二鉄、又は、これらの混合物等を適用することが好適である。このほか、適用可能性のある研磨剤としてアルミナ、炭化ケイ素、又は、これらの混合物等も被削物の種類に応じて用いることができる。
本実施形態では、被削物がシリコンであるとし、砥粒101としては、例えば平均粒径が略1μmの酸化セリウムを用いる例について説明する。砥粒101の粒子径は適宜に設定可能であるが、例えば5μm未満であることが好ましい。
結合剤102としては、本実施形態では、ビトリファイドを用いる。ビトリファイドの一例として、亜鉛ホウ珪酸ガラス、ホウ珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、ソーダ石灰ガラス、鉛ガラスなどのガラス質、磁器質等のセラミックス材を用いることができる。
合成砥石100は、図2に示すフロー(製造方法)に基づいて形成される。
まず、図3に示す、後述する体積比率の砥粒101、及び、ビトリファイドの結合剤102を混合させて混合材(混合粉体)を得る(ステップST1)。ここでの結合剤102を拡大せずに見ると、例えば略粉体状である。
次に、この混合材を合成砥石100の最終形となる形状に形成するための金型に充填する(ステップST2)。例えば190℃で30分間、加圧成型(ホットプレス)して仮成型体として合成砥石100を仮成型する(ステップST3)。そして、金型内の仮成型体を脱型する(ステップST4)。その後、例えば700℃の高温炉を用いて、仮成型した仮成型体に対して本焼成を行い、合成砥石100を得る(ステップST5)。
図3には、上記のようにビトリファイドボンドの合成砥石100を製作したときの、合成砥石100の組成の表を示す。
図3に示すように、砥粒101の砥粒率(Vg)は、0体積%より高く50体積%以下である。結合剤102の結合剤率(Vb)は、7体積%以上20体積%以下である。本実施形態では、砥粒101の砥粒率(Vg)が20体積%、結合剤102の結合剤率(Vb)が7体積%、気孔の気孔率(Vp)が73体積%であるとする。
本実施形態では、合成砥石100が円環状に形成され、機械的作用と化学成分による複合作用で加工する、乾式の化学的機械的研削(CMG)加工に用いられるものとする。すなわち、合成砥石100は、被削物であるウェーハWの表面に対して乾式により化学機械研削作用を発揮し、被削物であるウェーハWの表面加工を行う。そして、合成砥石100が、砥石保持部材(基体)43に両面テープや接着剤などで固定されて合成砥石アセンブリ200として形成され、図6に示すCMG装置10に取り付けられて被削物であるウェーハWの表面加工に使用される。砥石保持部材43は、CMG加工に耐え得る適宜の剛性があり、合成砥石100の使用により上昇し得る温度での耐熱性を有し、熱軟化しないものであればよく、例えばアルミニウム合金材等が用いられる。
砥石保持部材43及び合成砥石100を有する合成砥石アセンブリ200及び被削物であるウェーハWを図4中矢印方向に回転させながらウェーハWを合成砥石100に押圧させる。このとき、合成砥石100の周速を例えば、600m/minで回転させるとともに、加工圧力300g/cmでウェーハWを押圧する。このため、合成砥石100とウェーハWの表面とが摺動する。このように加工が開始されると、合成砥石100とウェーハWの表面とが摺動し、結合剤102に外力が作用する。この外力が連続して作用することで、結合剤102としてのビトリファイド内に保持された固定砥粒101、もしくはそれから脱粒した砥粒101による化学的機械的作用により、ウェーハWの表面が研磨される。
本実施形態では、熱可塑性樹脂材(例えばエチルセルロース)を結合剤として用いるのではなく、ビトリファイドを結合剤102として用いる。このため、熱可塑性樹脂材を結合剤として用いる場合に比べて結合剤102の剛性、寸法安定性をより大きくすることができる。このため、本実施形態に係る合成砥石100は、加工時の変形が抑制され、形状精度を向上させることができる。
熱可塑性樹脂材を結合剤として用いる場合、合成砥石とウェーハWとの間に熱が溜まると結合剤としての熱可塑性樹脂材が柔らかくなり、合成砥石表面の平坦化が生じる。そして、結合剤としての熱可塑性樹脂材が溶け、スティッキングと称される、ウェーハWの表面に対する溶着が生じると、急激に合成砥石による研削抵抗が上昇し、ウェーハWの表面荒れやスクラッチを生じさせ得る。
これに対し、本実施形態に係る合成砥石100のように、ビトリファイドを結合剤102として用いる場合、結合剤102に熱が溜まるとしても、合成砥石100の平坦化が生じることがない。したがって、合成砥石100とウェーハWとの間に熱が溜まっても、結合剤102が溶けることを防止できる。したがって、本実施形態に係る合成砥石100は安定した加工性能をより長期間にわたって維持することができる。したがって、被削物であるウェーハWの表面に対して、不意にスクラッチを生じさせることを防止することができる。
これは、乾式の研磨加工を行う際などに、摩擦熱が過大となることを改善すべく鋭意努力した本願発明者が、上述した体積比率を満たすように合成砥石100を形成することで、被削物に対する加工性を優れたものにすることができることを見出したことによるものである。すなわち、例えば乾式の表面加工を行うために好適な合成砥石100は、砥粒率(Vg)が、0体積%より大きく、50体積%以下の、砥粒101と、結合剤率(Vb)が、7体積%以上で、20体積%以下である、ビトリファイド製の結合剤102とを含む。本実施形態では、砥粒率(Vg)が7体積%、結合剤率(Vb)が20体積%、気孔率(Vp)が73体積%である。
本実施形態によれば、例えば乾式の研磨加工を行う際などに、摩擦熱が過大となることを抑制可能な合成砥石100、合成砥石アセンブリ200、及び、合成砥石100の製造方法を提供することができる。
本実施形態では、合成砥石100は、円盤状に設けられる例について説明した。合成砥石100は、ペレット状や、細長い直方体状など、種々の形状に形成され得る。合成砥石アセンブリ200は、合成砥石100を保持するように、適宜の形状に形成される。
本実施形態に係る合成砥石100は、乾式加工を用いる例について説明したが、例えば研削水(例えば純水)を用いた湿式加工でも使用可能である。
(第1変形例)
本変形例に係る合成砥石100は、第1のフィラーとして、適宜の大きさの粗大粒子が含まれる場合について説明する。
第1のフィラーは、例えば球状であることが好適であるが、必ずしも球体に限られず、塊状のものであれば多少の凹凸や変形は含まれる。第1のフィラーは、例えばシリカであり、ビトリファイドの結合剤102により分散されて固定されている。第1のフィラーは、砥粒101の粒径よりも大きい粒径のシリカと、大きい粒径のシリカの周りに固定される小さい粒径のシリカとを含むことが好適である。小さい粒径のシリカは、砥粒101の粒径に比べて小さいことが好適である。第1のフィラーは、0体積%より多く、50体積%以下であることが好適である。
なお、被削物であるシリコンを主成分とするウェーハWに対して、酸化セリウムからなる砥粒101はウェーハWまたはその酸化物と同等か又は軟質である。また、砥粒101に対して、シリカからなる第1のフィラーはウェーハWまたはその酸化物と同質又は軟質である。
砥粒101、ビトリファイド製の結合剤102、第1のフィラーを含む合成砥石100は、上述した実施形態で説明したように製造される。
第1のフィラーは砥粒101よりも平均粒径が大きいため、加工中の合成砥石100とウェーハWとはほとんど第1のフィラーの頂点を介して接触する。すなわち、合成砥石100の母材(砥粒101及びビトリファイド製の結合剤102)とウェーハWとの間には、第1のフィラーが存在していることから、母材とウェーハWとは直接接触せず、一定の隙間が生じる。
第1のフィラーがウェーハWと接触した状態で、加工が開始されると、母材に外力が作用する。この外力が連続して作用することで、母材から砥粒101が脱粒する。遊離した砥粒101は、合成砥石100とウェーハWとの隙間において、第1のフィラーに付着した状態で加工界面に存在する。このため、加工中の砥粒101とウェーハWとはほとんど第1のフィラーの頂点を介して接触する。このため、砥粒101とウェーハWとの実接触面積は大幅に小さくなり、加工点での作用圧力は高まる。したがって、高い加工能率で研削加工が進む。
隙間によって、ウェーハWの表面付近は外気との循環が促進され、加工面が冷却される。また、砥粒101によって生じたスラッジは隙間を介してウェーハWから外部に排出され、ウェーハWの表面が傷つくことを防止できる。この結果、摩擦熱によるウェーハWの表面の焼けやスクラッチを防止できる。
このようにして、合成砥石100により、ウェーハWの表面を平坦、かつ、所定の表面粗さに研削する。
本変形例に係る合成砥石100によれば、加工が進行しても砥粒101とウェーハWとの接触圧を十分に維持して加工能率を維持し、しかも結合剤102とウェーハWとの直接的な接触を抑制することでウェーハWの品質低下及びスクラッチの発生を防止できる。本変形例では、上述した実施形態で説明したように、合成砥石100と被削物との間に生じた熱により、摩擦熱が過大となることを抑制可能である。
第1のフィラーとしては、シリカとそれらの多孔質体であるシリカゲル、等が適用可能である。なお、砥粒101に比べて平均粒径が大きい第1のフィラーには、第2変形例において後述する、カーボンナノチューブ等を砥石101に残留させる焼成方法(図5に示すフロー参照)を用いることができる。このため、第1のフィラーについて、シリカやシリカゲル等の酸化物に限定されず、球状活性炭や球状樹脂(不活性雰囲気で焼くと球状カーボンになるもの)を使用することができるようになり得る。
(第2変形例)
本変形例に係る合成砥石100は、第2のフィラーとして、第1変形例で説明した第1のフィラーよりも小さい、適宜の大きさの導電性の物質が含まれる場合について説明する。また、上述したCMG装置10の砥石保持部材43は、本変形例では、導電性を有するとともに、適宜の熱伝導性を有する素材として、例えばアルミニウム合金材を用いる例について説明する。
導電性の物質として、カーボンナノチューブ等が挙げられる。これらの物質は、砥粒101の平均粒径よりも小さい。合成砥石100における第2のフィラーの体積比率は、例えば結合剤102の結合剤率(Vb)に基づいて、砥粒101の砥粒率(Vg)との相関により設定される。第2のフィラーは、0体積%より多く、50体積%以内で付加されることが好適である。
なお、本変形例では、合成砥石100の組成は、砥粒101の砥粒率(Vg)が0.75体積%、結合剤102の結合剤率(Vb)が7体積%、気孔103の気孔率(Vp)が66体積%であり、第1のフィラーが26.25体積%であるとする。
また、第2のフィラーは、例えばカーボンナノチューブなどを用いることにより、合成砥石100の構造体としての強度を向上させることができる。
なお、第2のフィラーとしてのカーボンナノチューブを大気中で焼成すると、酸素と反応して焼失する可能性があることが知られている。
本変形例に係る合成砥石100は、図5に示すフロー(製造方法)に基づいて形成される。
まず、図3に示す体積比率の砥粒101、及び、ビトリファイドの結合剤102、第2のフィラーを混合させて混合材(混合粉体)を得る(ステップST1)。このとき、砥石成型用の樹脂材として、200℃から300℃の低温で分解する素材(低温分解性樹脂材)として例えばポリビニルアルコールを混合材に混合する。
次に、この混合材を合成砥石100の最終形となる形状に形成するための金型に充填する(ステップST2)。例えば190℃で30分間、加圧成型(ホットプレス)して仮成型体として合成砥石100を仮成型する(ステップST3)。そして、金型内の仮成型体を脱型する(ステップST4)。その後、例えば適宜の温度の高温炉を用いて、仮成型した仮成型体を大気中300℃程度で数時間保持する。このため、低温分解性樹脂材が分解し、その分解が完了した後に高温炉内を真空または窒素雰囲気などの不活性雰囲気にして、カーボンナノチューブが消失しないようにビトリファイド結合剤が緩くなる温度(700℃)まで昇温させる本焼成を行う。このようにして、合成砥石100を得る(ステップST5)。このとき、焼成雰囲気を、真空下、或いは、窒素又はアルゴンガスなどの不活性ガス下とすると、第2のフィラーが焼失することを防止することができる。また、焼成温度は、求めるビトリファイドボンドの仕様に合わせて適宜に設定することができる。
CMG装置10でウェーハWの加工が開始されると、合成砥石100とウェーハWとが摺動し、結合剤102に外力が作用する。この外力が連続して作用することで、砥粒101が脱粒する。遊離した砥粒101は、合成砥石100とウェーハWとの隙間において摺動される。砥粒101の化学的機械的作用により、ウェーハWの表面が研磨される。
ウェーハWの表面が研磨され、摩擦が生じると、ウェーハWの表面に静電気が生じ得る。このとき、導電性の第2のフィラーは、ウェーハWの表面の静電気を砥石保持部材43(図6参照)に流す。したがって、本変形例に係る合成砥石100を用いることで、ウェーハWの表面を研磨しながら、ウェーハWの表面に生じる静電気を除去することができる。この結果、ウェーハWの表面に塵埃等が付着することを防止できる。
また、本変形例では、合成砥石100に比べて砥石保持部材43の熱伝導性が高い。ウェーハWの表面が研磨され、摩擦が生じると、ウェーハWの表面に摩擦熱が生じる。このとき、第2のフィラーで摩擦熱を吸熱し、第2のフィラーで吸熱した熱を、砥石保持部材43に熱伝導する。したがって、本変形例に係る合成砥石100を用いることで、ウェーハWの表面を研磨しながら、ウェーハWの表面に生じる摩擦熱を除去することができる。この結果、合成砥石100の表面とウェーハWの表面との間の摩擦熱によりウェーハWの表面に焼けが生じることを防止でき、また、スクラッチを防止できる。したがって、本変形例に係る合成砥石100は、良好にウェーハWの表面を加工することができるだけでなく、合成砥石100の長寿命化を図ることができる。
なお、合成砥石100とともに回転する砥石保持部材43に放熱フィン等の放熱部を設け、すなわち、合成砥石アセンブリ200が放熱部(熱伝達部)を有することも好適である。この場合、回転により放熱部が空気に触れ、合成砥石100の熱が効果的に放熱される。
また、砥石保持部材43の内部に、冷却水などの配水管を講じることで砥石保持部材43及び合成砥石100を冷却することも可能である。
本変形例では、砥石保持部材43が導電性及び合成砥石100よりも高い熱伝導性を有する例について説明したが、導電性及び合成砥石100よりも高い熱伝導性の少なくとも一方を有する素材で形成されていてもよい。導電性を有する場合、被削物と合成砥石100との間の静電気を除去することができ、合成砥石100よりも高い熱伝導性を有する場合、合成砥石100に生じ得る熱を効果的に放熱することができる。
なお、第1変形例では第1のフィラーを用いる例について説明し、第2変形例では第2のフィラーを用いる例について説明した。合成砥石100は、第1のフィラー及び第2のフィラーの両方を含むことも好適である。この場合、合成砥石100は、図5に示すフローにしたがって作成される。
(第3変形例)
本変形例に係る合成砥石100は、第3のフィラーとして、第1変形例で説明した第1のフィラーよりも小さい、適宜の大きさの粒子が含まれる場合について説明する。
第3のフィラーの粒子として、グリーンカーボランダム(GC)等が挙げられる。これら粒子は、被削物であるウェーハWより硬い。GC等の第3のフィラーの粒子は、砥粒101の平均粒径よりも大きくても小さくてもよい。もちろん、GC等の粒子は、砥粒101の平均粒径と同程度の大きさであってもよい。
例えば、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化セリウム(セリア)、酸化シリコン(シリカ)等の金属酸化物系の砥粒101の平均粒径は、GCよりも大きいもの、小さいもの、同程度の大きさのものがあり得る。例えば、アルミナ、ジルコニア、セリア系の砥粒101の平均粒径は、GCよりも大きなものが殆どである。例えば、アルミナ系の砥粒101の平均粒径は、GCと同程度の大きさ(~200nm)のものがあり得る。例えば、GC等の粒子が10nmである場合、シリカ等の砥粒101の平均粒径は1nmの場合があり得る。
砥粒101、ビトリファイド製の結合剤102、第3のフィラーを含む合成砥石100は、例えば上述した実施形態(図2参照)で説明したように製造される。
合成砥石100における第3のフィラーの体積比率は、例えば結合剤102の結合剤率(Vb)に基づいて、砥粒101の砥粒率(Vg)との相関により設定される。第3のフィラーは、0体積%より多く、50体積%以内で付加されることが好適である。
ウェーハWの表面とは反対側の裏面に細かいキズ等のゲッタリングサイトを形成し、そのゲッタリングサイトで不純物を捕獲する技術(ゲッタリング効果)がある。GCは、ウェーハWの裏面よりも硬質で、ウェーハWの裏面にわざとキズを付けるために用いる。
本変形例では、上述した実施形態で説明したように、合成砥石100と被削物との間に生じた熱により、摩擦熱が過大となることを抑制可能である。また、導電性を備えたGCであれば、合成砥石100と被削物との間に生じ得る静電気を抑制できる。
なお、第1変形例では第1のフィラーを用いる例について説明し、第2変形例では第2のフィラーを用いる例について説明した。合成砥石100は、第1のフィラー、第2のフィラー、第3のフィラーのうちの2つ又は3つを含むことも好適である。3つを含む場合、砥粒101の砥粒率は例えば0体積%より大きく50体積%以下、結合剤率が7体積%以上20体積%以下であり、第1のフィラーが0体積%より大きく50体積%以下、第2のフィラーが0体積%より大きく50体積%以下、第3のフィラーが0体積%より大きく50体積%以下であることが好適である。この場合、合成砥石100は、図5に示すフローにしたがって作成される。
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施してもよく、その場合組み合わせた効果が得られる。更に、上記実施形態には種々の発明が含まれており、開示される複数の構成要件から選択された組み合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、課題が解決でき、効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
10…CMG装置、43…砥石保持部材、100…合成砥石、101…砥粒、102…結合剤、200…合成砥石アセンブリ。

Claims (6)

  1. 砥粒と、
    前記砥粒を分散させた状態に保持する、ビトリファイド製の結合剤と、
    前記砥粒に比べて平均粒径が大きい第1のフィラー、導電性を有する第2のフィラー、及び、被削物に比べて硬い第3のフィラーの少なくとも1つを含み、前記結合剤中に分散させた状態に配置されるフィラーと
    を有する、表面加工を行うための合成砥石。
  2. 前記砥粒の砥粒率(Vg)が、0体積%より大きく、50体積%以下であり、
    前記結合剤の結合剤率(Vb)が、7体積%以上で、20体積%以下であり、
    前記第1のフィラー、前記第2のフィラー及び前記第3のフィラーは、それぞれ、0体積%以上50体積%以下である、
    請求項1に記載の合成砥石。
  3. 前記被削物に対して乾式により化学機械研削作用を発揮する、請求項1又は請求項2に記載の合成砥石。
  4. 請求項1又は請求項2に記載の合成砥石と、
    前記合成砥石が固定され、導電性及び前記合成砥石よりも高い熱伝導性の少なくとも一方を有する基体と
    を有する、合成砥石アセンブリ。
  5. 請求項1に記載の合成砥石の製造方法であって、
    前記砥粒、前記結合剤、及び、前記フィラーを混合させて混合材を得ること、
    前記混合材を金型に充填し、ホットプレスにより仮成型すること、
    前記仮成型した仮成型体を、脱型すること、
    前記仮成型体を高温炉で焼成すること
    を含み、
    前記砥粒の砥粒率(Vg)を、0体積%より大きく、50体積%以下とし、
    前記結合剤の結合剤率(Vb)を、7体積%以上で、20体積%以下とし、
    前記第1のフィラー、前記第2のフィラー及び前記第3のフィラーを、それぞれ0体積%以上50体積%以下とする、
    合成砥石の製造方法。
  6. 前記第2のフィラーを含む前記仮成型体を高温炉で焼成することは、前記高温炉内を不活性雰囲気にして前記仮成型体を焼成することを含む、請求項5に記載の合成砥石の製造方法。

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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2005072912A1 (ja) * 2004-01-28 2007-09-06 クレノートン株式会社 ビトリファイドダイヤモンド砥石の製造方法
JP2008137126A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Kurenooton Kk レジノイド砥石
JP2009034817A (ja) * 2002-04-11 2009-02-19 Saint-Gobain Abrasives Inc 新規構造を有する研磨用品及び研削方法
JP2013188816A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Kuretoishi Kk センタレス研削用砥石
JP2017047499A (ja) * 2015-09-01 2017-03-09 株式会社ノリタケカンパニーリミテド ワイヤー工具
JP2019141974A (ja) * 2018-02-22 2019-08-29 株式会社ミズホ 両面ラップ盤とそれを用いた薄肉ファインセラミックスの研削方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2678288B2 (ja) 1988-04-20 1997-11-17 昭和電工株式会社 超砥粒ビトリファイドボンド砥石及び製造方法
JPH06226636A (ja) 1993-02-03 1994-08-16 Toyoda Mach Works Ltd ビトリファイドボンド砥石
JP4573492B2 (ja) 2001-03-27 2010-11-04 株式会社東京ダイヤモンド工具製作所 合成砥石
JP4116333B2 (ja) * 2002-06-05 2008-07-09 ミネベア株式会社 超仕上用砥石
JP2004050364A (ja) 2002-07-22 2004-02-19 Nitolex Honsha:Kk 導電性砥石、並びに、その製造方法およびドレッシング方法
JP2004087912A (ja) 2002-08-28 2004-03-18 Okamoto Machine Tool Works Ltd 基板の乾式化学機械研磨方法およびそれに用いる装置
JP2005072912A (ja) 2003-08-22 2005-03-17 Ricoh Co Ltd 通信システム及びファクシミリ装置
US8377159B2 (en) 2007-03-26 2013-02-19 Tokyo Diamond Tools Mfg. Co., Ltd. Synthetic grinding stone
KR101158303B1 (ko) 2009-10-05 2012-06-19 이화다이아몬드공업 주식회사 고경도 고취성재료 가공용 다이아몬드 공구
JP5636144B2 (ja) * 2012-01-18 2014-12-03 株式会社ノリタケカンパニーリミテド ビトリファイド超砥粒砥石
JP5640064B2 (ja) 2012-08-29 2014-12-10 株式会社アライドマテリアル ビトリファイドボンド超砥粒ホイールおよびそれを用いてウエハを研削加工する方法
JP6564624B2 (ja) 2015-06-10 2019-08-21 株式会社ディスコ 研削砥石
JP7078972B2 (ja) 2017-11-21 2022-06-01 株式会社ミズホ ビトリファイド砥石とその砥石の調質方法
JP7168159B2 (ja) 2018-03-30 2022-11-09 山形県 カーボンナノチューブ複合レジンボンド砥石及びその製造方法
JP2019181613A (ja) * 2018-04-06 2019-10-24 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 粗組織均質構造のビトリファイド砥石
JP6578036B1 (ja) * 2018-04-06 2019-09-18 株式会社ノリタケカンパニーリミテド 均質構造の高気孔率cbnビトリファイド砥石
JP6779540B1 (ja) * 2019-06-27 2020-11-04 株式会社東京ダイヤモンド工具製作所 合成砥石
JP6779541B1 (ja) 2019-07-02 2020-11-04 株式会社東京ダイヤモンド工具製作所 合成砥石
CN113997213B (zh) 2020-10-16 2023-06-20 安泰科技股份有限公司 一种用于SiC晶片减薄的陶瓷金刚石砂轮及其制造方法
CN113788680B (zh) * 2021-09-30 2023-01-31 江苏赛扬精工科技有限责任公司 一种纳米陶瓷结合剂cBN气孔砂轮及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009034817A (ja) * 2002-04-11 2009-02-19 Saint-Gobain Abrasives Inc 新規構造を有する研磨用品及び研削方法
JPWO2005072912A1 (ja) * 2004-01-28 2007-09-06 クレノートン株式会社 ビトリファイドダイヤモンド砥石の製造方法
JP2008137126A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Kurenooton Kk レジノイド砥石
JP2013188816A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Kuretoishi Kk センタレス研削用砥石
JP2017047499A (ja) * 2015-09-01 2017-03-09 株式会社ノリタケカンパニーリミテド ワイヤー工具
JP2019141974A (ja) * 2018-02-22 2019-08-29 株式会社ミズホ 両面ラップ盤とそれを用いた薄肉ファインセラミックスの研削方法

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