JP4874597B2 - 研削砥石の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体ウエーハ等の被加工物を研削するための研削砥石を備えた研削ホイールおよび研削砥石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等のデバイスが複数個形成されたウエーハは、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。ウエーハはシリコン、窒化珪素、ガリウム砒素、サファイヤ、リチウムタンタレート、炭化珪素等の脆性難削材によって形成されている。ウエーハを研削する砥石としては、ダイヤモンド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砥石、ダイヤモンド砥粒をメタルボンドで結合したメタルボンド砥石、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一般に用いられている。窒化珪素、サファイヤ、炭化珪素からなるウエーハは硬度が高いため、砥粒を強固に保持しているビトリファイド砥石やメタルボンド砥石が使用される。
しかるに、ビトリファイド砥石やメタルボンド砥石は、砥粒保持力が強いので研削能力が維持される反面、砥粒を強固に保持しているため自生発刃作用が不十分であるという特性がある。このように、ビトリファイド砥石やメタルボンド砥石は自生発刃作用が不十分であるため、短時間で目詰まりを起こすので頻繁にドレッシングしなければならないとともに、被研削面に面焼けや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促進させるよう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
研削砥石の自生発刃作用を良好にするためには、研削水が研削砥石の研削面に効果的に供給されることが重要である。
しかるに、上述した研削砥石は、直方体、円柱体、円筒体に形成されており、研削水を必ずしも研削砥石の研削面に効果的に供給することができない。
しかるに、上述した研削砥石は、直方体、円柱体、円筒体に形成されており、研削水を必ずしも研削砥石の研削面に効果的に供給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、研削水を研削砥石の研削面に効果的に供給することができる研削ホイールおよび研削砥石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、砥石基台の端面に周方向に装着された複数の研削砥石の製造方法であって、
砥粒とボンド材とを混錬して生成した砥粒混錬物を所定の厚さを有する有機物シートの表面に所定の厚さに塗布する砥粒混錬物塗布工程と、
該有機物シートに塗布された砥粒混錬物を有機物シートとともに渦巻状に巻いてロール体を形成するロール体形成工程と、
該ロール体を該有機物シートが焼失し該ボンド材が焼結する温度で焼成する焼成工程と、
焼成された該ロール体を所定の寸法に整形する整形工程と、を含む、
ことを特徴とする研削砥石の製造方法が提供される。
砥粒とボンド材とを混錬して生成した砥粒混錬物を所定の厚さを有する有機物シートの表面に所定の厚さに塗布する砥粒混錬物塗布工程と、
該有機物シートに塗布された砥粒混錬物を有機物シートとともに渦巻状に巻いてロール体を形成するロール体形成工程と、
該ロール体を該有機物シートが焼失し該ボンド材が焼結する温度で焼成する焼成工程と、
焼成された該ロール体を所定の寸法に整形する整形工程と、を含む、
ことを特徴とする研削砥石の製造方法が提供される。
上記砥粒混錬物はダイヤモンド砥粒と二酸化珪素を主成分とするビトリファイドボンドとを混錬して生成したビトリファイド砥粒混錬物からなり、上記有機物シートは紙からなっており、上記焼成工程はロール体を４００〜５００℃の温度で１時間焼成して有機物シートを焼失させ、その後ロール体を７００〜８００℃の温度で４時間焼成する。
上記砥粒混錬物はダイヤモンド砥粒と銅、錫を主成分とするメタルボンドとを混錬して生成したメタルボンド砥粒混錬物からなり、上記有機物シートは紙からなっており、上記焼成工程はロール体を４００〜５００℃の温度で１時間焼成して有機物シートを焼失させ、その後ロール体を８００〜９００℃の温度で４時間焼成する。
上記砥粒混錬物はダイヤモンド砥粒と銅、錫を主成分とするメタルボンドとを混錬して生成したメタルボンド砥粒混錬物からなり、上記有機物シートは紙からなっており、上記焼成工程はロール体を４００〜５００℃の温度で１時間焼成して有機物シートを焼失させ、その後ロール体を８００〜９００℃の温度で４時間焼成する。
本発明による研削砥石の製造方法は、砥粒とボンド材とを混錬して生成した砥粒混錬物を所定の厚さを有する有機物シートの表面に所定の厚さに塗布する砥粒混錬物塗布工程と、 有機物シートに塗布された砥粒混錬物を有機物シートとともに渦巻状に巻いてロール体を形成するロール体形成工程と、該ロール体を有機物シートが焼失しボンド材が焼結する温度で焼成する焼成工程と、焼成されたロール体を所定の寸法に整形する整形工程とを含んでいるので、渦巻状の壁の壁面が接触しないように渦巻状の隙間をもって形成された中空砥石からなる研削砥石を容易に製造することができる。このようにして製造された研削砥石は、渦巻状の隙間を通して研削面に研削水を供給する研削水通路が形成されているので、研削水が研削砥石の研削面に確実に供給されるとともに、渦巻状の隙間に供給された研削水は渦巻状の隙間の外周開放部から効果的に排出され研削水の循環が良好となるため、研削砥石の冷却および自生発刃作用が良好となる。このように、研削砥石の自生発刃作用が良好となるので、サファイヤや炭化珪素等の難削材でも効率よく研削できる。また、本発明による研削ホイールを研削装置のホイールマウントに装着することにより、研削装置のチャックテーブルが炭化珪素等の難削材で構成されている場合でも、研削砥石によってチャックテーブルの上面を研削して研削砥石の研削面とチャックテーブルの上面とを一致させるセルフグラインドを良好に行うことができる。
以下、本発明に従って構成された研削ホイールおよび研削砥石の製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して更に詳細に説明する。
図１には、本発明に従って構成された研削ホイールの斜視図が示されている。
図１に示す研削ホイール２は、環状の砥石基台３と、該環状の砥石基台３の下面（端面)に周方向に装着された複数の研削砥石４とによって構成されている。環状の砥石基台３には周方向に間隔を置いて複数の雌ネジ穴３１形成されており、この雌ネジ穴３１に研削装置の図示しないホイールマウントを挿通して配設された締結ネジを螺合することによって、砥石基台３はホイールマウントに装着される。砥石基台３の下面（端面）には、複数の研削砥石４を装着する位置に図２に示すように断面円形の嵌合凹部３２が形成されている。また、砥石基台３には、厚さ方向中間部に形成された環状通路３３と、該環状通路３３と嵌合凹部３２とを連通する研削水通路３４と、環状通路３３と連通し上面に開口する複数の研削水供給通路３５が設けられている。
図１に示す研削ホイール２は、環状の砥石基台３と、該環状の砥石基台３の下面（端面)に周方向に装着された複数の研削砥石４とによって構成されている。環状の砥石基台３には周方向に間隔を置いて複数の雌ネジ穴３１形成されており、この雌ネジ穴３１に研削装置の図示しないホイールマウントを挿通して配設された締結ネジを螺合することによって、砥石基台３はホイールマウントに装着される。砥石基台３の下面（端面）には、複数の研削砥石４を装着する位置に図２に示すように断面円形の嵌合凹部３２が形成されている。また、砥石基台３には、厚さ方向中間部に形成された環状通路３３と、該環状通路３３と嵌合凹部３２とを連通する研削水通路３４と、環状通路３３と連通し上面に開口する複数の研削水供給通路３５が設けられている。
研削砥石４は、図２および図３に示すように渦巻状に形成された中空砥石からなっており、渦巻状の壁４１の壁面が接触しないように渦巻状の隙間４２をもって形成されている。この研削砥石４は、図示の実施形態においては直径Dが１０mm、壁４１の厚さTが０．３〜０．５mm、壁間の隙間４２の間隔Sが０．１〜０．２mmに設定されている。このように構成された研削砥石４は、図２に示すように一部が上記砥石基台３に形成された嵌合凹部３２に嵌合されその外周面が接着剤によって嵌合凹部３２の壁面に固着される。
図示の実施形態における研削ホイール２は以上のように構成されており、研削加工時には装着された図示しないホイールマウントとともに回転せしめられるとともに、図２に示すように研削ホイール２の砥石基台３に設けられた研削水供給通路３５に研削水が供給される。この研削水は、研削水供給通路３５を通して環状通路３３に入り、研削水通路３４を通して研削砥石４に上側から供給される。研削砥石４に供給された研削水は、壁４１の壁面が接触しないように渦巻状の隙間４２を通して下面の研削面に確実に供給される。また、渦巻状の隙間４２に供給された研削水は、渦巻状の隙間４２は外周側で開放されているので効果的に排出され、研削水の循環が良好となる。一方、上記環状通路３３に導入された研削水は、研削ホイール２の内周面に沿って流動し、研削砥石４の研削部に供給される。
以上のように、図示の実施形態における研削砥石４は渦巻き状の壁４１の壁面が接触しないように渦巻状の隙間４２をもって形成されているので、研削砥石４に供給された研削水は渦巻状の隙間４２を通して下面の研削面に確実に供給されるとともに、渦巻状の隙間４２に供給された研削水は渦巻状の隙間４２の外周開放部から効果的に排出され研削水の循環が良好となるため、研削砥石４の自生発刃作用が良好となる。このように、本発明による研削ホイール２は、研削砥石４の自生発刃作用が良好となるので、サファイヤや炭化珪素等の難削材でも効率よく研削できる。また、本発明による上記研削ホイール2を研削装置のホイールマウントに装着することにより、研削装置のチャックテーブルが炭化珪素等の難削材で構成されている場合でも、研削砥石４によってチャックテーブルの上面を研削して研削砥石の研削面とチャックテーブルの上面とを一致させるセルフグラインドを良好に行うことができる。
次に、研削砥石４の製造方法について、図４乃至図８を参照して説明する。
先ず、図４に示すように紙等の有機物シート４０１を用意する。この有機物シート４０１は、厚さが０．１〜０．２mmに形成され所定の大きさに裁断されている。
先ず、図４に示すように紙等の有機物シート４０１を用意する。この有機物シート４０１は、厚さが０．１〜０．２mmに形成され所定の大きさに裁断されている。
次に、図５に示すように有機物シート４０１の表面に砥粒とボンド材とを混錬して生成した砥粒混錬物４０２を所定の厚さに塗布する砥粒混錬物塗布工程を実施する。
この砥粒混錬物４０２は、例えば粒径が略１０μm程度のダイヤモンド砥粒と二酸化珪素を主成分とするビトリファイドボンドとを混錬して生成したビトリファイド砥粒混錬物や、粒径が略１０μm程度のダイヤモンド砥粒と銅、錫を主成分とするメタルボンドとを混錬して生成したメタルボンド砥粒混錬物を用いる。なお、砥粒混錬物４０２は、０．３〜０．５mmの厚さで均一に塗布する。
この砥粒混錬物４０２は、例えば粒径が略１０μm程度のダイヤモンド砥粒と二酸化珪素を主成分とするビトリファイドボンドとを混錬して生成したビトリファイド砥粒混錬物や、粒径が略１０μm程度のダイヤモンド砥粒と銅、錫を主成分とするメタルボンドとを混錬して生成したメタルボンド砥粒混錬物を用いる。なお、砥粒混錬物４０２は、０．３〜０．５mmの厚さで均一に塗布する。
上述した砥粒混錬物塗布工程を実施したならば、有機物シート４０１の表面に塗布された砥石材４０２を有機物シート４０１とともに渦巻状に巻いてロール体を形成するロール体形成工程を実施する。
即ち、図６の(a)に示すように、円柱棒５に有機物シート４０１と砥粒混錬物４０２を渦巻状に巻き付ける。そして、円柱棒５を引き抜くことにより、図６の(b)に示すように渦巻状に巻かれたロール体４０を形成する。なお、図６の(a)に示す実施形態においては、有機物シート４０１を内側にして円柱棒５に巻く例を示したが、有機物シート４０１を外側にして巻いてもよい。なお、円柱棒５を用いることなく、有機物シート４０１と砥粒混錬物４０２を渦巻状に巻いてもよい。
即ち、図６の(a)に示すように、円柱棒５に有機物シート４０１と砥粒混錬物４０２を渦巻状に巻き付ける。そして、円柱棒５を引き抜くことにより、図６の(b)に示すように渦巻状に巻かれたロール体４０を形成する。なお、図６の(a)に示す実施形態においては、有機物シート４０１を内側にして円柱棒５に巻く例を示したが、有機物シート４０１を外側にして巻いてもよい。なお、円柱棒５を用いることなく、有機物シート４０１と砥粒混錬物４０２を渦巻状に巻いてもよい。
次に、上記ロール体４０を有機物シートが焼失しボンド材が焼結する温度で焼成する焼成工程を実施する。
この焼成工程は、砥粒混錬物４０２がビトリファイド砥粒混錬物で有機物シート４０１が紙の場合には、焼成炉によってロール体４０を４００〜５００℃の温度で１時間焼成して有機物シート４０１を焼失させ、その後ロール体４０を７００〜８００℃の温度で４時間焼成する。また、砥粒混錬物４０２がメタルボンド砥粒混錬物の場合には、焼成炉によってロール体４０を４００〜５００℃の温度で１時間焼成して有機物シートを焼失させ、その後ロール体を８００〜９００℃の温度で４時間焼成する。なお、砥粒混錬物４０２がメタルボンド砥粒混錬物の場合には、焼成炉は還元炉を用いる。
以上のようにして、焼成工程を実施することにより、有機物シート４０１が焼失し、図７に示すよう焼成されたロール体４０は渦巻き状の壁４１の壁面が接触しないように渦巻状の隙間４２が形成される。
この焼成工程は、砥粒混錬物４０２がビトリファイド砥粒混錬物で有機物シート４０１が紙の場合には、焼成炉によってロール体４０を４００〜５００℃の温度で１時間焼成して有機物シート４０１を焼失させ、その後ロール体４０を７００〜８００℃の温度で４時間焼成する。また、砥粒混錬物４０２がメタルボンド砥粒混錬物の場合には、焼成炉によってロール体４０を４００〜５００℃の温度で１時間焼成して有機物シートを焼失させ、その後ロール体を８００〜９００℃の温度で４時間焼成する。なお、砥粒混錬物４０２がメタルボンド砥粒混錬物の場合には、焼成炉は還元炉を用いる。
以上のようにして、焼成工程を実施することにより、有機物シート４０１が焼失し、図７に示すよう焼成されたロール体４０は渦巻き状の壁４１の壁面が接触しないように渦巻状の隙間４２が形成される。
上述した焼成工程を実施したならば、渦巻き状の壁４１の壁面が接触しないように渦巻状の隙間４２が形成されロール体４０を所定の寸法に整形する整形工程を実施することにより、図８に示すように所定寸法の研削砥石４を得ることができる。
２：研削ホイール
３：環状の砥石基台
３１：雌ネジ穴
３２：嵌合凹部
３３：環状通路
３４：研削水通路
３５：研削水供給通路
４：研削砥石
４１：渦巻状の壁
４２：渦巻状の隙間
４０：ロール体
４０１：有機物シート
４０２：砥粒混錬物
３：環状の砥石基台
３１：雌ネジ穴
３２：嵌合凹部
３３：環状通路
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４：研削砥石
４１：渦巻状の壁
４２：渦巻状の隙間
４０：ロール体
４０１：有機物シート
４０２：砥粒混錬物
Claims (3)
- 砥石基台の端面に周方向に装着された複数の研削砥石の製造方法であって、
砥粒とボンド材とを混錬して生成した砥粒混錬物を所定の厚さを有する有機物シートの表面に所定の厚さに塗布する砥粒混錬物塗布工程と、
該有機物シートに塗布された砥粒混錬物を有機物シートとともに渦巻状に巻いてロール体を形成するロール体形成工程と、
該ロール体を該有機物シートが焼失し該ボンド材が焼結する温度で焼成する焼成工程と、
焼成された該ロール体を所定の寸法に整形する整形工程と、を含む、
ことを特徴とする研削砥石の製造方法。 - 砥粒混錬物はダイヤモンド砥粒と二酸化珪素を主成分とするビトリファイドボンドとを混錬して生成したビトリファイド砥粒混錬物からなり、該有機物シートは紙からなっており、
該焼成工程はロール体を４００〜５００℃の温度で１時間焼成して有機物シートを焼失させ、その後ロール体を７００〜８００℃の温度で４時間焼成する、請求項１記載の研削砥石の製造方法。 - 砥粒混錬物はダイヤモンド砥粒と銅、錫を主成分とするメタルボンドとを混錬して生成したメタルボンド砥粒混錬物からなり、該有機物シートは紙からなっており、
該焼成工程はロール体を４００〜５００℃の温度で１時間焼成して有機物シートを焼失させ、その後ロール体を８００〜９００℃の温度で４時間焼成する、請求項１記載の研削砥石の製造方法。
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