JP5150931B2 - 薄刃ブレードおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば半導体装置のダイシングやスライシングなど精密切断等の分野に使用される薄刃ブレードおよびその製造方法に関する。

このような精密切断用の薄刃ブレードは、その全体に砥粒を含有しボンド相も一体のオールブレード構造のブレードと、内周側に砥粒層を含まない台金付き構造のブレードと、全面に砥粒を含有するが内周側と外周側で硬度や強度が異なる２層構造のオールブレードに大別される。これらの用途としては、シリコンチップ分割のためのハブ付きダイシング用ブレードや、電子部品の短冊切スライス用ブレードなどが知られている。

このような薄刃ブレードとしては、例えば特許文献１に、砥粒を金属結合相中に分散配置してなる円環平板形状の砥石本体を有して、この砥石本体の少なくとも切削作用領域では厚み方向を向く側面における金属結合相表面からの砥粒の突出量が砥粒の平均粒径の１／４以下とされた電鋳薄刃ブレードが提案されている。また、この特許文献１には、少なくとも前記切削作用領域では厚み方向の両端部に中間部よりも砥粒の集中度の高い高集中度層を設けることも記載されている。
特開２００４−１３６４３１号公報

ところで、最近では切断されるワークの仕上がり寸法精度はどんどん厳しくなり、切上がりでの寸法公差や切断面の直角度などが数ミクロン以内などの高精度が要求されるようになってきている。そのため、ワーク切幅が変化するブレード刃先の側面磨耗が嫌われるようになってきており、すなわち、ブレードの側面部分の砥粒の脱落によるブレード幅やせを防ぐ必要がある。

また、ブレードの工具寿命についても厳しい要求があり、ブレード磨耗の少ないものが望まれている。これはすなわち、ブレードの先端部分の磨耗が少なく、径方向に磨耗しにくいブレード、先端の砥粒が摩滅し切る以前に脱落してしまわないブレードが要求されている。

一方、Ｓｉウェハー等の半導体ウェハーをダイシング加工するときにはクーラントを供給して切粉の除去やブレードの冷却を行うが、その際に使用するクーラントは、静電気によるウェハー回路パターンの破損防止のため、炭酸ガスを混入させて比抵抗値を下げた水が用いられる。しかしながら、こうしてクーラントに混入された炭酸ガスは、例えば特許文献１に記載のようにボンド相がＮｉなどの金属結合相であるとこれを浸食する作用を生じるため、上述したブレードの工具寿命を悪化させる原因ともなる。

本発明は、このような背景の下になされたものであって、ワークを切断中のブレード中の砥粒に負荷が掛かっても砥粒が容易に脱落してしまうのを防ぐとともに、炭酸ガス等を混入したクーラントのような腐食性雰囲気においてもボンド相が浸食されるのを抑えることが可能な薄刃ブレードおよびその製造方法を提供することを目的としている。

前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の薄刃ブレードは、砥粒がボンド相に保持された円形薄板状の砥粒層を備え、この砥粒層の少なくとも前記ボンド相の表面にはゾルゲル法で作製した酸化物膜が第一の保護層として形成され、この第一の保護層の表面には、多結晶でかつ、その結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が実質的に存在しない構造となっている酸化物厚膜が第二の保護層として形成されていることを特徴とする。

ここで厚膜とは１μｍ以上の厚みを有する膜とする。
また、前記第一の保護層は、少なくとも前記砥粒とボンド相との接合部近傍において該ボンド相を被覆するように形成されていることが望ましい。

このような構造は第一の保護層である酸化物膜をゾルゲル法によって形成することで可能となる。ゾルゲル法は溶液を利用した酸化物膜の形成方法であるため、溶液が表面張力により砥粒の周囲に引き付けられ、その結果、砥粒周辺部でその他の部分に比べ膜厚が厚くなることが考えられる。形成された酸化物膜は前記ボンド相を被覆しており、特に砥粒周辺部において、優れた砥粒保持力と耐食性とを有する。

ただし、第一の保護層は砥粒周辺部を除くその他の部分では膜厚が薄くなり、安定した耐食性や耐磨耗性が得られない。そこで、第一の保護層の表面に、第二の保護層である、多結晶であり、前記結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在しない酸化物厚膜を形成することで、ボンド相の耐食性や耐磨耗性が向上し、ボンドの磨耗を制御する。

なお、この第二の保護層は砥粒の表面には形成されず、第一の保護層の表面のみに形成されることが望ましい。第二の保護層が砥粒の表面には形成されないことで、ブレードの研削性能が変化するなどの不具合を起こさない。

また、第二の保護層は耐食性に優れた酸化物、例えばアルミナであることが望ましい。

このような第二の保護層を形成するには、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを第一の保護層上に噴射して衝突させ酸化物厚膜を形成させる方法が考えられる。そこで、また、本発明の薄刃ブレードの製造方法は、ボンド相に砥粒を分散してなる円形薄板状の砥粒層を形成し、この砥粒層の少なくとも前記ボンド相の表面に、ゾルゲル法によって酸化物からなる第一の保護層を形成し、次いでこの第一の保護層の表面に、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを噴射して衝突させることにより酸化物厚膜からなる第二の保護層を形成することを特徴とする。

前記方法は、例えば特許第３３４８１５４号公報や特開２００２−３０９３８３号公報、特開２００３−０３４００３号公報、特開２００４−０９１６１４号公報などにも記載されているように、エアロゾルデポジション法として知られた方法である。

エアロゾルデポジション法は、様々な基材上にセラミックス厚膜を形成させる手法であり、セラミックス微粒子をガス中に分散させたエアロゾルをノズルから基材に向けて噴射し、金属やガラス、セラミックスやプラスチックなどの基材に微粒子を衝突させ、この衝突の衝撃により微粒子を変形や破砕を起させしめてこれらを接合させ、基材上に微粒子の構成材料からなる膜構造物をダイレクトで形成させることを特徴としており、特に加熱手段を必要としない常温で構造物が形成可能であり、焼成体同等の機械的強度を保有する構造物を得ることができる。この方法に用いられる装置は、基本的にエアロゾルを発生させるエアロゾル発生器と、エアロゾルを基材に向けて噴射するノズルとからなり、ノズルの間口よりも大きな面積で構造物を作製する場合には、基材とノズルを相対的に移動・揺動させる位置制御手段を有し、減圧下で作製を行う場合には構造物を形成させるチャンバーと真空ポンプを有し、またエアロゾルを発生させるためのガス発生源を有することが一般的である。

エアロゾルデポジション法のプロセス温度は常温であり、微粒子材料の融点より十分に低い温度、すなわち数百℃以下で構造物形成が行われるところにひとつの特徴がある。

また使用される微粒子はセラミックスなどの脆性材料を主体とし、同一材質の微粒子を単独であるいは混合させて用いることができるほか、異種の微粒子を混合させたり、複合させて用いることが可能である。また一部金属材料や有機物材料などをセラミックス微粒子に混合させたり、セラミックス微粒子表面にコーティングさせて用いることも可能である。これらの場合でも構造物形成の主となるものはセラミックスである。

この手法によって形成される膜構造物において、結晶性の微粒子を原料として用いる場合、膜構造物は、その結晶子サイズが原料微粒子のそれに比べて小さい多結晶体であり、その結晶は実質的に結晶配向性がない場合が多く、セラミックス結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在しないと言え、さらに膜構造物の一部は基材表面に食い込むアンカー層を形成することが多いという特徴がある。

この方法により形成される膜構造物は、微粒子同士が圧力によりパッキングされ、物理的な付着で形態を保っている状態のいわゆる圧粒体とは明らかに異なり、十分な強度を保有している。

この膜構造物形成において、微粒子が破砕・変形を起していることは、原料として用いる微粒子および形成された膜構造物の結晶子サイズをＸ線回折法で測定することにより判断できる。

エアロゾルデポジション法に関係する語句を以下に説明する。
（多結晶）
本件では結晶子が接合・集積してなる構造体を指す。結晶子は実質的にそれひとつで結晶を構成しその径は通常５ｎｍ以上である。ただし、微粒子が破砕されずに構造物中に取り込まれるなどの場合がまれに生じるが、実質的には多結晶である。
（微粒子）
一次粒子が緻密質粒子である場合は、粒度分布測定や走査型電子顕微鏡で同定される平均粒径が１０μｍ以下であるものを言う。また一次粒子が衝撃によって破砕しやすい多孔質粒子である場合は、平均粒径が５０μｍ以下であるものを言う。
（エアロゾル）
ヘリウム、窒素、アルゴン、酸素、乾燥空気、これらの混合ガスなどのガス中に前述の微粒子を分散させたものであり、一次粒子が分散している状態が望ましいが、通常はこの一次粒子が凝集した凝集粒を含む。エアロゾルのガス圧力と温度は任意であるが、ガス中の微粒子の濃度は、ガス圧を１気圧、温度を２０℃と換算した場合に、ノズルから噴射される時点において０．０００３ｍＬ／Ｌ〜５ｍＬ／Ｌの範囲内であることが構造物の形成にとって望ましい。
（界面）
本件では結晶子同士の境界を構成する領域を指す。
（粒界層）
界面あるいは焼結体でいう粒界に位置する厚み（通常数ｎｍ〜数μｍ）を持つ層で、通常結晶粒内の結晶構造とは異なるアモルファス構造をとり、また場合によっては不純物の偏析を件う。

本発明によるブレードでは、砥粒周辺部において砥粒の保持力を増加させる高強度で耐食性の高い第一の保護層と、膜厚が厚く安定した耐磨耗性と耐食性を有する第二の保護層の両方を形成することにより砥粒自体の保持力がアップし、かつボンドの耐磨耗性もアップすることから、砥粒の脱落を防ぐことが可能となる。また、耐食性も向上するため、腐食性雰囲気の中で使用される場合でもボンド相の腐食による砥粒脱落も防止することが出来る。

図１および図２は、本発明の薄刃ブレードの一実施形態を示すものであって、図１はこの実施形態の拡大断面図、図２はこの断面図のうちブレードの一方の側面部分のさらなる拡大断面図である。また、図３は、本発明のブレードの製造方法の一実施形態に係わるエアロゾルデポジション装置を示す図である。

本実施形態の薄刃ブレードは、図１に示すように軸線Ｏを中心とした円環形で厚さ０．０５〜０．５ｍｍ程度の薄肉板状（ただし、図１では説明のため厚さが大きく示されている。）をなしており、ボンド相１に砥粒２を分散して形成された砥粒層３そのものによってこのような円形薄板状のブレードが構成された、上述のオールブレード構造のものとされている。

このような薄刃ブレードは、砥粒層３の内周部が図示されない加工装置の主軸に挿入されるとともに、両側面の内周側部分がやはり図示されない一対のフランジ等によって挟着されることにより該主軸に取り付けられ、軸線Ｏ回りに回転されつつ該軸線Ｏに垂直な方向に送り出されることにより、その外周縁部によって、上述のような半導体装置のダイシングやスライシングなど精密切断や溝入れなどに使用される。

砥粒層３は、本実施形態ではＮｉ等の金属めっき相よりなるボンド相１にダイヤモンドやｃＢＮ等の超砥粒よりなる砥粒２を均一に分散したものであって、台金上に砥粒２を取り込みつつ所定の厚さに金属めっき相を析出させた後、台金から剥離してその両側面に目立てを施すことによる、周知の電鋳法により形成される。

そして、こうして目立てが施されたブレードの円環形をなす両側面において、その砥粒層３のうちボンド相１の表面にはゾルゲル法で作製したシリカ、チタニアなど酸化物膜が第一の保護層４として形成されており、さらにこの第一の保護層４の表面にはエアロゾルデポジション法による膜厚１μｍ以上のアルミナ膜が第二の保護層５として形成されている。

なお、これら第一、第二の保護層４、５は、本実施形態では図１に示すように円環薄板状のブレードの径方向を向く内外周面には形成されていない。また、上述のように一対のフランジによって狭着される両側面の内周側部分にも、これら第一、第二の保護層４、５は形成されていなくてもよく、すなわち両側面のうち実質的にワークの切断等に用いられる外周縁部に第一、第二の保護層４、５が形成されていればよい。ただし、特に第一の保護層４については、こうして部分的に形成することが却って非効率的である場合には、ブレード全面に形成されていてもよい。

次に、本発明の製造方法の一実施形態について説明する。まず、上述のように形成された砥粒層３よりなるブレードに第一の保護層４を形成する手法である、ゾルゲル法について、以下に説明する。

Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４とエタノールを混合させて作製したＳｉＯ_２ゾルゲル液またはＴｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４とエタノールを混合させて作製したＴｉＯ_２ゾルゲル液に前記砥粒層３よりなるブレードを１分間浸漬した後、２００℃で２時間乾燥させ、その後５００℃で８時間処理し酸化物膜を形成する。なお、ゾルゲル液としては、ＴｉＯ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｎＯ_２、ＺｎＯ、ＶＯ_２、Ｖ_２Ｏ_５、ＭＯ_３、ＷＯ_３、ＴａＯ_５、ＺｎＯ_２などのゾルゲル液を用いても良い。また、エタノールの代りに２−プロパノールを用いても良い。

続いて、第二の保護層５を形成する手法である、エアロゾルデポジション法について、以下に説明する。

エアロゾルデポジション法は脆性材料などの微粒子をガス中に分散させたエアロゾルをノズルから基材に向けて噴射し、金属やガラス、セラミックスやプラスチックなどの基材に微粒子を衝突させ、この衝突の衝撃により脆性材料微粒子を変形や破砕を起させしめてこれらを接合させ、基材上に微粒子の構成材料からなる構造物をダイレクトで形成させることを特徴としており、特に加熱手段を必要としない常温で構造物が形成可能であり、焼成体同等の機械的強度を保有する構造物を得ることができる。この方法に用いられる装置は、基本的にエアロゾルを発生させるエアロゾル発生器と、エアロゾルを基材に向けて噴射するノズルとからなり、ノズルの開口よりも大きな面積で構造物を作製する接合には、基材とノズルを相対的に移動・揺動させる位置制御手段を有し、減圧下で作製を行う場合には構造物を形成させるチャンバーと真空ポンプを有し、またエアロゾルを発生させるためのガス発生源を有することが一般的である。

エアロゾルデポジション法のプロセス温度は常温であり、微粒子材料の融点より十分に低い温度、すなわち数百℃以下で構造物形成が行われるところにひとつの特徴がある。従って選択できる基材は多種に亘り、低融点金属や樹脂材料であっても適用に問題がない。

また使用される微粒子はセラミックスや半導体などの脆性材料を主体とし、同一材質の微粒子を単独であるいは混合させて用いることができるほか、異種の脆性材料微粒子を混合させたり、複合させて用いることが可能である。また一部金属材料や有機物材料などを脆性材料微粒子に混合させたり、脆性材料微粒子表面にコーテイングさせて用いることも可能である。これらの場合でも構造物形成の主となるものは脆性材料である。

この手法によって形成される構造物において、結晶性の脆性材料微粒子を原料として用いる場合、構造物の脆性材料部分は、その結晶子サイズが原料微粒子のそれに比べて小さい多結晶体であり、その結晶は実質的に結晶配向性がない場合が多く、脆性材料結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在しないと言え、さらに構造物の一部は基材表面に食い込むアンカー層を形成することが多いという特徴がある。

この方法により形成される構造物は、微粒子同士が圧力によりパッキングされ、物理的な付着で形態を保っている状態のいわゆる圧粉体とは明らかに異なり、十分な強度を保有している。

この構造物形成において、脆性材料微粒子が破砕・変形を起していることは、原料として用いる脆性材料微粒子および形成された脆性材料構造物の結晶子サイズをＸ線回折法で測定することにより判断できる。すなわちエアロゾルデポジション法で形成される構造物の結晶子サイズは、原料微粒子の結晶子サイズよりも小さい値を示す。微粒子が破砕や変形をすることで形成されるずれ面や破面には、もともと内部に存在し別の原子と結合していた原子が剥き出しの状態となった新生面が形成される。この表面エネルギーが高い活性な新生面が、隣接した脆性材料表面や同じく隣接した脆性材料の新生面あるいは基板表面と接合することにより構造物が形成されるものと考えられる。また微粒子の表面に水酸基が程よく存在する場合では、微粒子の衡突時に微粒子同士や微粒子と構造物との間に生じる局部のずり応力により、メカノケミカルな酸塩基脱水反応が起き、これら同士が接合するということも考えられる。外部からの連続した機械的衝撃力の付加は、これらの現象を継続的に発生させ、微粒子の変形、破砕などの繰り返しにより接合の進展、緻密化が行われ、脆性材料構造物が成長するものと考えられる。

図３は、本実施形態のブレードのうち、第二の保護膜５を形成させるエアロゾルデポジション装置２０を示したものであり、窒素ガスボンベ２０１の先にガス搬送管２０２を介してエアロゾル発生器２０３が設置され、その下流側にエアロゾル搬送管２０４を介してセラミックス膜形成室２０５内に配置された例えば直径２ｍｍの導入開口と１０ｍｍ×０．４ｍｍの導出開口をもつノズル２０６に接続されている。エアロゾル発生器２０３内には例えば酸化アルミニウム微粒子粒体が充填されている。ノズル２０６の開口の先には、例えばＸＹＺθステージ２０７に保持された被製膜物２０８であるブレードが配置されている。セラミックス膜形成室２０５は真空ポンプ２０９と接続されている。

以下にセラミックス膜を形成させるエアロゾルデポジション装置２０の作用を述べる。窒素ガスボンベ２０１を開栓し、ガス搬送管２０２を通じてガスをエアロゾル発生器２０３内に送り込み、同時にエアロゾル発生器２０３を運転させて酸化アルミニウム微粒子と窒素ガスが適当比で混合されたエアロゾルを発生させる。また真空ポンプ２０９を稼動させ、エアロゾル発生器２０３とセラミックス膜形成室２０５の間に差圧を生じさせる。エアロゾルはこの差圧に乗って下流側のエアロゾル搬送管２０４に導入されて加速し、ノズル２０６より被成膜物（ブレード）２０８に向けて噴射させられる。被成膜物２０８はＸＹＺθステージ２０７により自在に揺動され、あるいは回転させられエアロゾル衝突位置を変化させつつ、微粒子の衝突により被製膜物２０８の所望位置上に膜状のアルミナ膜が形成されていく。例えば上述のようにブレード側面の外周縁部だけに第二の保護層５を形成する場合には、この外周縁部をノズル２０６の開口に対向させて配置し、ブレードを軸線Ｏ回りに回転させつつエアロゾルを噴射すればよい。

なお、ここでは真空ポンプ２０９にてセラミックス膜形成室２０５を減圧環境下としているが、必ずしも減圧環境にする必要はなく、大気中圧下にて製膜することも可能である。またガスも窒素に限らず、ヘリウム、圧縮空気などの使用は自在である。

従って、例えばこのような製造方法によって製造される前記構成の薄刃ブレードでは、まず第一の保護層４の酸化物膜がゾルゲル法によって形成されているため、上述のようなゾルゲル液が表面張力によって砥粒２の周囲に引き付けられることにより、特に砥粒２とボンド相１との接合部近傍において膜厚が厚くなってボンド相１を被覆するように形成される。このため、砥粒２の保持力の向上を図ることができるとともに、腐食性のクーラントを使用する場合でも該クーラントが砥粒２と第１の保護層４との間から滲入してボンド相１を浸食するのを防ぐことができ、耐食性の向上も図ることが可能となる。

また、その一方で、ゾルゲル法により作製された第一の保護層４は、砥粒２の接合部近傍以外の砥粒２同士の間の部分では膜厚が薄くなるのに対し、前記薄刃ブレードではこの第一の保護層４の表面に、多結晶であり、かつ結晶同士の界面にはガラス層からなる粒界層が実質的に存在しない酸化物厚膜が第二の保護層５として形成されており、このような第二の保護層５によって第一の保護層４の膜厚が薄い部分が被覆されることにより、ボンド相１の磨耗を制御して確実に砥粒保持力や耐食性の向上を図ることができる。

しかも、本実施形態の薄刃ブレードおよびその製造方法では、この第二の保護層５は、エアロゾルデポジション法により作製されたものであって、噴射されるエアロゾル中の脆性材料の微粒子は硬質な超砥粒等の砥粒２表面には付着し難いため、第二の保護層５をこの砥粒２の表面を除いた第一の保護層４表面に形成することができる。このため、薄刃ブレードにあっては砥粒２によるブレードの切れ味等の研削性能に変化が及ぶことはなく安定したワークの切断等を行うことができる一方、製造方法としてはそのようなブレードを比較的簡略に製造することが可能となる。しかも、本実施形態ではこの第二の保護層５が耐食性に優れたアルミナであるため、工具寿命の一層の延長を図ることができる。

さらに、本実施形態の薄刃ブレードでは、特にこの第二の保護層５が円環薄板形状のブレードの両側面の切断に使用される外周縁部のみに形成されており、内周側部分は上述のようにフランジにより狭着されて切断に供されることがないため、第二の保護層５を形成する範囲を抑えて製造工程の一層の簡略化を図ることができる。また、本実施形態ではこうして両側面の外周縁部のみに第一、第二の保護層４、５が形成される一方で、ブレードの外周面には第一、第二の保護層４、５が形成されていないので、この外周面の磨耗は、両側面側で少なく、厚みの中央部で大きな断面中凹み形状となり、ワークの切断面を形成するこの両側面側での切れ味を鋭く維持することができるので、ワークにバリなどが発生するのも防ぐことができる。

なお、本実施形態ではボンド相１がＮｉ等の金属めっき相により形成された電鋳薄刃ブレードとされているが、金属粉末に砥粒を分散して焼結したメタルボンドブレードに本発明を適用することも可能であり、また場合によってはビトリファイドボンドやレジンボンドのブレードとしてもよい。さらに、オールブレード構造以外の台金（ハブ）付きブレードや内外周側で砥粒層２の硬度や強度が異なる２層構造のオールブレードに本発明を適用することも可能であり、また円環薄板状のブレードの内周で切断等を行う内周刃ブレードにも適用可能である。

以下、本発明の実施例を挙げてその効果について実証する。実施例１では、まずＣｕとＳｎをそれぞれ９０ｗｔ％と１０ｗｔ％含む合金粉末に平均粒径５０μｍのダイヤモンド砥粒を２５ｖｏｌ％加えて混合、成型、焼結し、オールブレードタイプの円環薄板状のメタルボンド精密ブレードを作製した。その寸法は外形６０ｍｍ、ブレード厚み０．３ｍｍ、内径４０ｍｍである。このブレードを第１の比較用の基準ブレードとし、ブレードＡとする。

次に、この基準ブレードを、Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４とエタノールとを体積比１：１で混合して作製したＳｉＯ_２ゾルゲル液に浸漬した後、２００℃で２時間乾燥、５００℃で８時間処理して、そのボンド相表面全体にシリカ膜を第一の保護層として形成し、続いて図３に準じる装置によって、平均位径０．６μｍのアルミナ微粒子を用いて、窒素ガス７ｌ／ｍｉｎの流量でエアロゾルを発生させてノズルよりブレード表面に噴射し、膜厚３〜５μｍのアルミナ膜を第２の保護層として形成した。このブレードを実施例１としてブレードＢとする。

また同じく基準ブレードに、前記と同じ方法で第２の保護層のみを形成したブレードを作製した。このブレードを第２の比較用のブレードとしてブレードＣとする。

そして、これらのブレードＡ〜Ｃにより実際にワークをカットしてその耐磨耗性を調べた。ここで、ワークは＃４００のアルミナ砥粒をビトリファイドで固めたドレス用スティックで、厚みが５ｍｍであった。このワークを、ブレード回転数３０，０００回転／分、ブレード送りスピード１００ｍｍ／秒、ワークヘの切り込み０．８ｍｍ、切断時のクーラントに市水を用いてハーフカットし、ワーク切断長２ｍ、４ｍ、６ｍ毎のブレードＡ〜Ｃの半径磨耗を測定した。その結果を、次表１に示す。

この表１の結果より、保護層を２つ形成したブレードＢがいずれの切断長でも耐磨耗性において顕著な優位性が確認された。また、カットテスト後のブレード表面を観察したところ、ブレード側面の砥粒脱落がブレードＢにおいては他のブレードＡ、Ｃと比べて少ないことが確認され、第１、第２の保護層形成により砥粒脱落が防ぐことができたため、ブレード磨耗が抑止されたことが分かった。

次に、Ｓｉウェハーをダイシング加工するブレードにおいて、オールブレードタイプのダイシングブレードを、ボンド相としてＮｉめっき相の電鋳ボンド、砥粒として砥粒径が３〜５μｍのダイヤモンド超砥粒を用いて、砥粒含有率が２０ｖｏｌ％で外径５０．８ｍｍ、ブレード厚み０．０４０ｍｍ、内径４０ｍｍのブレード寸法のものを作製した。これを第３の比較用の基準ブレードとして、ブレードＤとする。

次いで、実施例１と同じくこの基準ブレードを、Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_４とエタノールとを体積比１：１で混合して作製したＳｉＯ_２ゾルゲル液に浸漬した後、２００℃で２時間乾燥、５００℃で８時間処理して、そのボンド相表面全体にシリカ膜を第一の保護層として形成し、続いて図３に準じる装置によって、平均位径０．６μｍのアルミナ微粒子を用いて、窒素ガス７ｌ／ｍｉｎの流量でエアロゾルを発生させてノズルよりブレード表面に噴射し、膜厚３〜５μｍのアルミナ膜を第２の保護層として形成した。このブレードを実施例２としてブレードＥとする。

そして、これらのブレードＤ、Ｅにより、クーラントとしてイオン交換水と、イオン交換水に炭酸ガスを混入させたものとを用いて、直径８インチ、厚さ３００μｍでダイシングテープが貼着されたＳｉウェハーをダイシング加工（フルカット切断）し、それぞれのブレード半径磨耗を測定した。なお、このときの加工条件は、ブレード回転数４０，０００回転／分、ブレード送りスピード５０ｍｍ／秒、ワーク切断長１０００ｍ×２５枚加工であった。この結果を次表２に示す。

この表２の結果より、第１、第２の保護層を形成した実施例２のブレードＥでは、クーラントがイオン交換水だけの場合でも、またイオン交換水に炭酸ガスを混入したものでも、比較例のブレードＤに対して半径磨耗が少なくなっているのが分かる。特に、炭酸ガスを混入した場合は、比較例のブレードＤの炭酸ガスを混入しない場合との磨耗量の増大と比べて、この磨耗量の増大が顕著に少なくなり、炭酸ガスによる腐食の抑制として効果が高いことが伺える。

本発明の薄刃ブレードの一実施形態を示す拡大断面図である。 図１に示す実施形態の一方の側面のさらなる部分拡大断面図である。 本発明の薄刃ブレードの製造方法の一実施形態に係わるエアロゾルデポジション装置を示す図である。

符号の説明

１ ボンド相
２ 砥粒
３ 砥粒層
４ 第一の保護層
５ 第二の保護層

Claims (5)

1. 砥粒がボンド相に保持された円形薄板状の砥粒層を備え、この砥粒層の少なくとも前記ボンド相の表面にはゾルゲル法で作製した酸化物膜が第一の保護層として形成され、この第一の保護層の表面には、多結晶でかつその結晶同士の界面にガラス層からなる粒界層が実質的に存在しない構造となっている酸化物厚膜が第二の保護層として形成されていることを特徴とする薄刃ブレード。
2. 前記第二の保護層がエアロゾルデポジション法で作製されていることを特徴とする請求項１に記載の薄刃ブレード。
3. 前記第一の保護層は、少なくとも前記砥粒とボンド相との接合部近傍において該ボンド相を被覆するように形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の薄刃ブレード。
4. 前記第二の保護層はアルミナであることを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の薄刃ブレード。
5. ボンド相に砥粒を分散してなる円形薄板状の砥粒層を形成し、この砥粒層の少なくとも前記ボンド相の表面に、ゾルゲル法によって酸化物からなる第一の保護層を形成し、次いでこの第一の保護層の表面に、脆性材料の微粒子をガス中に分散させたエアロゾルを噴射して衝突させることにより酸化物厚膜からなる第二の保護層を形成することを特徴とする薄刃ブレードの製造方法。

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