JP5465257B2

JP5465257B2 - 超砥粒ホイール、その使用方法およびそれを用いたウエハの製造方法ならびにウエハ

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Publication number: JP5465257B2
Application number: JP2011549843A
Authority: JP
Inventors: 智広石津; 幸緒岡西; 照之熊沢
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Current assignee: ALMT Corp
Priority date: 2010-01-13
Filing date: 2010-06-09
Publication date: 2014-04-09
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Description

この発明は、超砥粒ホイール、それを用いたウエハの製造方法ならびにウエハに関し、より特定的には、超砥粒層を有する研削ホイールに関するものである。

従来、研削ホイールは、たとえば実開平７−３１２６８号公報（特許文献１）および特開２００３−１９６７１号公報（特許文献２）に開示されている。

実開平７−３１２６８号公報特開２００３−１９６７１号公報

特許文献１では、工作物とセグメント砥石との接触部に、研削液を十分供給できるようにした研削砥石が開示されている。具体的には、半導体ウエハ等の表面を研削する研削砥石であって、セグメント砥石とそれを保持する保持部材とから構成され、保持部材には研削液を供給する研削液供給孔が複数形成されているとともに、供給孔から流出した研削液の勢いを抑制するための制御部が形成されている。

特許文献２では、研削ホイールに改良を加えて、供給される研削液を研削ホイールおよび工作物（半導体ウエハ）の冷却に十分効率的に利用できるようにする構成が開示されている。研削ホイールでは、基台の内周に半径方向内側に開放された研削液溜めを形成して、研削ホイールの基台に供給された研削液の半径方向外方への流動を研削液溜めによって一旦阻止した後、超砥粒層および工作物に向けて漏れ出すように構成した研削ホイールが開示されている。

特許文献１の研削砥石では、供給孔から研削液が供給されるものの、この研削液が一部分にのみ供給されて、必ずしもセグメント砥石と工作物とのすべての接触界面に行き渡らないという問題があった。

また、特許文献２では、上記課題を解決するために、基台の内周に半径方向内方に開放された液溜めを形成することが開示されているものの、液溜めに研削液が溜まり過ぎ、高速で回転すると回転が安定しないという問題があった。

そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされたものであり、研削液を均一に分散させることができ、かつ安定した回転を実現することが可能な超砥粒ホイールを提供することを目的とする。

この発明の１つの局面に従った超砥粒ホイールは、回転軸を中心として回転する台金と、台金に固着される超砥粒層とを備えた超砥粒ホイールであって、台金は、第一面と、その第一面と反対側に位置する第二面とを有し、超砥粒層で囲まれた第二面の部分には、第一面から遠ざかる方向に突出する環状の突条部が設けられ、突条部より内側の第二面の部分には基準面が設けられており、基準面からの突条部までの高さはＡで示され、突条部と超砥粒層との間の第二面の部分には基準面からの高さがＢの頂部が設けられ、高さＢは高さＡよりも大きい。突条部は、立壁と、外周に向かって基準面に近づくように傾斜する逆テーパ面とにより構成され、台金に研削液が供給され、研削液は台金が回転しているため外側方向に遠心力を受け、重力で下方向に移動するため立壁に沿って下側に移動し、立壁を越えた研削液は逆テーパ面から離れて拡散する。

このように構成された超砥粒ホイールでは、内周側から供給された研削液は、環状の突条部に衝突して超砥粒層に向かって拡散する。その結果、超砥粒層と工作物との間に均一に研削液を供給することができる。さらに、第二面に液溜めを設けることがないため、液溜めに研削液がたまることを防止でき、安定した回転を実現することができる。

好ましくは、回転軸に対して突条部の内周側壁面は略平行である。
好ましくは、複数の突条部が超砥粒層の内周側に設けられ、隣接する突条部において基準面からの高さは内周側の突条部では外周側の突条部よりも低い。

好ましくは、最も内周側に位置する突条部の基準面からの高さは３ｍｍ以上である。高さが３ｍｍ未満では内周側から供給された研削液の一部が環状の突条部に衝突せずに、越えてしまうからである。高さが５０ｍｍを越えてもその機能は変わらないので、高さは３ｍｍ以上５０ｍｍ以下が最も好ましい。

好ましくは、高さＢと高さＡとの差は１ｍｍ以上である。差が１ｍｍ未満では、研削液が超砥粒層に均一に供給されないおそれがある。差が５０ｍｍを越えてもその機能は変わらないので、差は、１ｍｍ以上５０ｍｍ以下であることが最も好ましい。

好ましくは、突条部は円環状である。
好ましくは、突条部は研削液を微細粒子化して研削液を均一に拡散する機能を有する。

この発明に従ったウエハの製造方法は、上述のいずれかの超砥粒ホイールの超砥粒層をウエハに接触させて突条部の内周側から研削液を供給しながらウエハを研磨する。

この発明に従ったウエハは、上記の方法で製造される。
この発明の別の局面に従った超砥粒ホイールは、回転軸を中心として回転する台金と、台金に固着される超砥粒層とを備えた超砥粒ホイールであって、台金は、第一面と、その第一面と反対側に位置する第二面とを有し、さらに、超砥粒層で囲まれた第二面の部分に設けられる、第一面から遠ざかる方向に突出する環状の突条部を有する突条部材を備え、突条部より内側の第二面の部分には基準面が設けられており、基準面からの突条部までの高さはＡで示され、突条部と超砥粒層との間の第二面の部分には基準面からの高さがＢの頂部が設けられ、高さＢは高さＡよりも大きい。突条部は、立壁と、外周に向かって基準面に近づくように傾斜する逆テーパ面とにより構成され、台金に研削液が供給され、研削液は台金が回転しているため外側方向に遠心力を受け、重力で下方向に移動するため立壁に沿って下側に移動し、立壁を越えた研削液は逆テーパ面から離れて拡散する。

このように構成された超砥粒ホイールでは、内周側から供給された研削液は、突条部材に設けられた環状の突条部に衝突して超砥粒層に向かって拡散する。その結果、超砥粒層と工作物との間に均一に研削液を供給することができる。さらに、第二面に液溜めを設けることがないため、液溜めに研削液がたまることを防止でき、安定した回転を実現することができる。

さらに、突条部材が台金と別体であるため、突条部が設けられていない従来の台金に突条部材を設けることで、液の溜まりを防止でき、安定した回転を実現することができる。

好ましくは、最も内周側に位置する突条部の基準面からの高さは３ｍｍ以上である。
好ましくは、高さＢと高さＡとの差は１ｍｍ以上である。

好ましくは、突条部は円環状である。
好ましくは、突条部は研削液を微細粒子化して研削液を均一に拡散する機能を有する。
上記のいずれかの超砥粒ホイールの使用方法では、台金に研削液が供給され、研削液は台金が回転しているため外側方向に遠心力を受け、重力で下方向に移動するため立壁に沿って下側に移動し、立壁を越えた研削液は逆テーパ面から離れて拡散し、超砥粒層と工作物との接触界面に研削液が供給されて接触界面を潤滑および冷却する。

この発明に従えば、超砥粒層と工作物との間に均一に研削液を供給することができる超砥粒ホイールを提供することができる。さらに、第二面に液溜めを設けることがないため、液溜めに研削液がたまることを防止でき、安定した回転を実現することができる。さらに良好な切れ味を安定させて長期間維持する効果があるので、工作物の焼け発生が少なく、良好な加工面品位が得られる。

この発明の実施の形態１に従った超砥粒ホイールの正面図である。この発明の実施の形態１に従った超砥粒ホイールの平面図である。この発明の実施の形態１に従った超砥粒ホイールの底面図である。図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図３中のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図４中のＶＩ−ＶＩ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。この発明の実施の形態１に従った超砥粒ホイールの一つの局面に従った斜視図である。この発明の実施の形態１に従った超砥粒ホイールの別の局面に従った斜視図である。この発明の実施の形態２に従った超砥粒ホイールの底面図である。この発明の実施の形態３に従った超砥粒ホイールの底面図である。図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。図１１中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。図１２中のＸＩＶ−ＸＩＶ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図１３中のＸＶ−ＸＶ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。この発明の実施の形態３に従った超砥粒ホイールの一つの局面に従った斜視図である。この発明の実施の形態３に従った超砥粒ホイールの別の局面に従った斜視図である。この発明の実施の形態４に従った超砥粒ホイールの底面図である。この発明の実施の形態５に従った超砥粒ホイールの底面図である。図１９中のＸＸ−ＸＸ線に沿った超砥粒ホイールの断面図である。図１９中のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿った断面図である。図２０中のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線で囲んだ部分を拡大して示す超砥粒ホイールの断面図である。図２１中のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。この発明の実施の形態５に従った超砥粒ホイールの１つの局面に従った斜視図である。この発明の実施の形態５に従った超砥粒ホイールの別の局面に従った斜視図である。この発明の実施の形態６に従った超砥粒ホイールの底面図である。図２６中のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ線に沿った断面図である。図２６中のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿った断面図である。図２７中のＸＸＩＸ−ＸＸＩＸ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図２８中のＸＸＸ−ＸＸＸ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。この発明の実施の形態６に従った超砥粒ホイールの１つの局面に従った斜視図である。この発明の実施の形態６に従った超砥粒ホイールの別の局面に従った斜視図である。この発明の実施の形態７に従った超砥粒ホイールの正面図である。この発明の実施の形態７に従った超砥粒ホイールの平面図である。この発明の実施の形態７に従った超砥粒ホイールの底面図である。この発明の実施の形態７に従った超砥粒ホイールの右側面図である。図３５中のＸＸＸＶＩＩ−ＸＸＸＶＩＩ線に沿った断面図である。図３７中のＸＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＸＶＩＩＩ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。この発明の実施の形態７に従った超砥粒ホイールの１つの局面に従った斜視図である。この発明の実施の形態７に従った超砥粒ホイールの別の局面に従った斜視図である。実施の形態７に従った超砥粒ホイールにおける研削工程を説明するための図である。この発明の実施の形態８に従った超砥粒ホイールの底面図である。図４２中のＸＬＩＩＩ−ＸＬＩＩＩ線に沿った断面図である。図４３中のＸＬＩＶ−ＸＬＩＶ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。この発明の実施の形態８に従った超砥粒ホイールの１つの局面に従った斜視図である。この発明の実施の形態８に従った超砥粒ホイールの別の局面に従った斜視図である。実施の形態９に従った超砥粒ホイールにおける研削工程を説明するための図である。この発明の実施の形態１０に従った超砥粒ホイールの断面図である。この発明の実施の形態１１に従った超砥粒ホイールの断面図である。この発明の実施の形態１２に従った超砥粒ホイールの断面図である。この発明の実施の形態１３に従った超砥粒ホイールの断面図である。この発明の実施の形態１４に従った超砥粒ホイールの断面図である。この発明の実施の形態１５に従った超砥粒ホイールの断面図である。この発明の実施の形態１６に従った超砥粒ホイールの断面図である。この発明の実施の形態１７に従った超砥粒ホイールの断面図である。この発明の実施の形態１８に従った超砥粒ホイールの底面図である。図５６中の矢印ＬＶＩＩ−ＬＶＩＩ線に沿った断面図である。この発明の実施の形態１９に従った超砥粒ホイールの底面図である。図５８中のＬＩＸ−ＬＩＸ線に沿った断面図である。この発明の実施の形態２０に従った超砥粒ホイールの底面図である。図６０中のＬＸＩ−ＬＸＩ線に沿った断面図である。この発明の実施の形態２１に従った超砥粒ホイールの底面図である。図６２中のＬＸＩＩＩ−ＬＸＩＩＩ線に沿った断面図である。この発明の実施の形態２２に従った超砥粒ホイールの底面図である。図６４中のＬＸＶ−ＬＸＶ線に沿った断面図である。この発明の実施の形態２３に従った超砥粒ホイールの底面図である。図６６中のＬＸＶＩＩ−ＬＸＶＩＩ線に沿った断面図である。この発明の実施の形態２４に従った超砥粒ホイールの底面図である。図６８中のＬＸＩＸ−ＬＸＩＸ線に沿った断面図である。この発明の実施の形態２５に従った超砥粒ホイールの底面図である。図７０中のＬＸＸＩ−ＬＸＸＩ線に沿った断面図である。この発明の実施の形態２６に従った超砥粒ホイールの底面図である。図７２中のＬＸＸＩＩＩ−ＬＸＸＩＩＩ線に沿った断面図である。この発明の実施の形態２７に従った超砥粒ホイールの底面図である。図７４中のＬＸＸＶ−ＬＸＸＶ線に沿った断面図である。比較品に従った超砥粒ホイールの断面図である。本発明品に従った超砥粒ホイールの断面図である。

以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明については繰返さない。また、各実施の形態を組合せることも可能である。

（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従った超砥粒ホイールの正面図である。図２は、この発明の実施の形態１に従った超砥粒ホイールの平面図である。図３は、この発明の実施の形態１に従った超砥粒ホイールの底面図である。図４は、図３中のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図５は、図３中のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。図６は、図４中のＶＩ−ＶＩ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図７は、図５中のＶＩＩ−ＶＩＩ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図８は、この発明の実施の形態１に従った超砥粒ホイールの一つの局面に従った斜視図である。図９は、この発明の実施の形態１に従った超砥粒ホイールの別の局面に従った斜視図である。

図１から図９を参照して、実施の形態１に従った超砥粒ホイール１は、リング状の台金１０を有する。リング状の台金１０は回転軸３を中心として回転する。台金１０は第一面２０１と第一面２０１に対向する第二面２０２とを有する。第一面２０１と第二面２０２とが台金１０の厚みを規定する。第二面２０２には、超砥粒層２０が取付けられる。第一面２０１は、加工機に取付けられる面であり、加工機から回転力が第一面２０１に伝達される。

第一面２０１側には、リング状の研削液供給溝１２が設けられる。研削液供給溝１２には、複数の研削液供給孔１３が配置される。複数の研削液供給孔１３は台金１０を貫通するように構成されている。台金１０の内周壁１８が孔を規定しており、この孔にホイールフランジを介してスピンドルが嵌め合わせられる。

台金１０の第二面２０２の内周部には、研削液供給孔１３が設けられる。研削液供給孔１３は、研削液を供給するための孔である。研削液供給孔１３近傍に第一立壁１１１、第一逆テーパ面１１２、および外側テーパ面１１３が配置される。第一立壁１１１と第一逆テーパ面１１２とにより第一突条部１２１が構成される。第一突条部１２１の端部１１５が第一立壁１１１と第一逆テーパ面１１２との境界部分となる。第二面２０２の頂部１１４に超砥粒が結合材で固着された超砥粒層２０が固定されている。

主として図６および図７を参照して、研削液供給孔１３からは矢印Ｆで示す方向に研削液が供給される。この研削液は台金１０が回転しているため外側方向に遠心力を受ける。そして重力で下方向に移動するため第一立壁１１１に沿って下側に移動する。そして第一立壁１１１を越えた研削液は端部１１５から外周に向かって拡散し、外側テーパ面１１３に当る。そして外側テーパ面１１３上を拡散して超砥粒層２０へ研削液が供給される。供給された研削液は、超砥粒層２０と工作物との接触界面に供給されて接触界面を潤滑および冷却する働きを有する。

図８および９で示すように、第一立壁１１１、第一逆テーパ面１１２および外側テーパ面１１３は、それぞれ円形状の台金１０の円周方向に沿って延在するように構成されている。

図６および図７で示す、基準面１１０から端部１１５までの高さＡと、基準面１１０から頂部１１４までの高さＢとの関係に関し、高さＢと高さＡとの差は１ｍｍ以上であることが好ましい。高さＡは３ｍｍ以上であることが好ましい。

実施の形態１に従った超砥粒ホイール１は、回転軸３を中心として回転する台金１０と、台金に固着される超砥粒層２０とを備える。台金１０は、第一面２０１と、その第一面２０１と反対側に位置する第二面２０２とを有し、超砥粒層２０で囲まれた第二面２０２の部分には、第一面２０１から遠ざかる方向に突出する環状の第一突条部１２１が設けられ、第一突条部１２１より内側の第二面２０２の部分には基準面１１０が設けられており、基準面１１０からの第一突条部までの高さはＡで示され、第一突条部１２１と超砥粒層２０との間の第二面２０２の部分には基準面１１０からの高さがＢの頂部１１４が設けられ、高さＢは高さＡよりも大きい。

このように構成された超砥粒ホイール１では、内周側から供給された研削液は、環状の第一突条部１２１に衝突して超砥粒層２０に向かって微細化して拡散する。その結果、超砥粒層２０と工作物との間に均一に研削液を供給することができる。さらに、第一立壁１１１に液溜めを設けることがないため、液溜めに研削液がたまることを防止でき、安定した回転を実現することができる。回転軸３に対して第一突条部１２１の内周側壁面である第一立壁１１１は平行である。最も内周側に位置する第一突条部１２１の基準面１１０からの高さＡは３ｍｍ以上である。高さＢと高さＡとの差は１ｍｍ以上である。第一突条部１２１は円環状である。第一突条部１２１は研削液を微細粒子化して研削液を均一に拡散する機能を有する。

（実施の形態２）
図１０は、この発明の実施の形態２に従った超砥粒ホイールの底面図である。図１０を参照して、この発明の実施の形態２に従った超砥粒ホイール１では、超砥粒層２０の作用面形状が概略平行四辺形である点で、超砥粒層２０の形状が概略長方形である実施の形態１に従った超砥粒ホイールと異なる。

このように構成された、実施の形態２に従った超砥粒ホイールでも実施の形態１に従った超砥粒ホイールと同様の効果がある。

（実施の形態３）
図１１は、この発明の実施の形態３に従った超砥粒ホイールの底面図である。図１２は、図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。図１３は、図１１中のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った断面図である。図１４は、図１２中のＸＩＶ−ＸＩＶで囲んだ台金の一部分を拡大して示す図である。図１５は、図１３中のＸＶ−ＸＶ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図１６は、この発明の実施の形態３に従った超砥粒ホイールの一つの局面に従った斜視図である。図１７は、この発明の実施の形態３に従った超砥粒ホイールの別の局面に従った斜視図である。これらの図を参照して、この発明の実施の形態３に従った超砥粒ホイールでは、第二面２０２において、内周側から順に、第一立壁１１１、第一逆テーパ面１１２、第二立壁１１６および第二逆テーパ面１１７および外側テーパ面１１３が設けられている点で、実施の形態１に従った超砥粒ホイールと異なる。

すなわち、実施の形態１に従った超砥粒ホイールでは、第二立壁１１６および第二逆テーパ面１１７が設けられていなかったのに対し、実施の形態３ではこれらが設けられている。第一および第二突条部１２１，１２２が超砥粒層２０の内周側に設けられ、隣接する第一および第二突条部１２１，１２２において基準面１１０からの高さは内周側の第一突条部１２１では外周側の第二突条部１２２よりも低い。第一立壁１１１および第二立壁１１６は、回転軸に対してほぼ平行に配置されており、内周側から供給された研削液の流れを一旦止めてこれを拡散させる働きを有する。基準面１１０から第一立壁１１１の端部１１５までの高さはＡ、基準面１１０から頂部１１４までの高さはＢであり、基準面１１０から端部１２５までの高さはＣである。第一突条部１２１および第二突条部１２２の２つの突条部を設けることで、より確実に研削液を分散させることができる。すなわち、研削液供給孔１３から供給された研削液は一旦第一立壁１１１に沿って下方向に流れ、端部１１５から拡散して外周方向へ飛散する。そして飛散した研削液が第二立壁１１６に衝突し、その研削液がさらに下方向へ流れ端部１２５から外周方向へ飛散する。その結果、実施の形態１に比べてより確実に研削液を微細粒子化して外方へ拡散させることが可能となる。

（実施の形態４）
図１８は、この発明の実施の形態４に従った超砥粒ホイールの底面図である。図１８を参照して、この発明の実施の形態４に従った超砥粒ホイールでは、超砥粒層２０の作用面形状が概略平行四辺形である点で、実施の形態３に従った超砥粒ホイールと異なる。

（実施の形態５）
図１９は、この発明の実施の形態５に従った超砥粒ホイールの底面図である。図２０は、図１９中のＸＸ−ＸＸ線に沿った超砥粒ホイールの断面図である。図２１は、図１９中のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿った断面図である。図２２は、図２０中のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線で囲んだ部分を拡大して示す超砥粒ホイールの断面図である。図２３は、図２１中のＸＸＩＩＩ−ＸＸＩＩＩ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図２４は、この発明の実施の形態５に従った超砥粒ホイールの１つの局面に従った斜視図である。図２５は、この発明の実施の形態５に従った超砥粒ホイールの別の局面に従った斜視図である。

これらの図を参照して、実施の形態５に従った超砥粒ホイール１では、端部１１５が平坦面を構成している点で、実施の形態１に従った超砥粒ホイール１と異なる。すなわち、実施の形態１に従った超砥粒ホイール１では、端部１１５が尖った形状であったのに対し、実施の形態５に従った超砥粒ホイール１では、端部１１５が平坦な形状であり、半径方向に幅を有する点で実施の形態１に従った超砥粒ホイール１と異なる。

このように構成された実施の形態５に従った超砥粒ホイール１であっても、実施の形態１に従った超砥粒ホイール１と同様の効果がある。

（実施の形態６）
図２６は、この発明の実施の形態６に従った超砥粒ホイールの底面図である。図２７は、図２６中のＸＸＶＩＩ−ＸＸＶＩＩ線に沿った断面図である。図２８は、図２６中のＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＶＩＩＩ線に沿った断面図である。図２９は、図２７中のＸＸＩＸ−ＸＸＩＸ線で囲んだ部分を拡大して示す超砥粒ホイールの断面図である。図３０は、図２８中のＸＸＸ−ＸＸＸ線で囲んだ部分を拡大して示す超砥粒ホイールの断面図である。図３１は、この発明の実施の形態６に従った超砥粒ホイールの１つの局面に従った斜視図である。図３２は、この発明の実施の形態６に従った超砥粒ホイールの別の局面に従った斜視図である。

これらの図を参照して、実施の形態６に従った超砥粒ホイールでは、端部１１５が断面において円弧形状となっている点で、他の実施の形態に従った超砥粒ホイールと異なる。円弧形状の端部１１５の円弧の半径は特に制限されるものではない。また、その半径が必ずしも一定である必要はなく、複数の曲率を組合せた形状とされていてもよい。

（実施の形態７）
図３３は、この発明の実施の形態７に従った超砥粒ホイールの正面図である。図３４は、この発明の実施の形態７に従った超砥粒ホイールの平面図である。図３５は、この発明の実施の形態７に従った超砥粒ホイールの底面図である。図３６は、この発明の実施の形態７に従った超砥粒ホイールの右側面図である。図３７は、図３５中のＸＸＸＶＩＩ−ＸＸＸＶＩＩ線に沿った断面図である。図３８は、図３７中のＸＸＸＶＩＩＩ−ＸＸＸＶＩＩＩで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図３９は、この発明の実施の形態７に従った超砥粒ホイールの１つの局面に従った斜視図である。図４０は、この発明の実施の形態７に従った別の局面の超砥粒ホイールの斜視図である。

これらの図を参照して、実施の形態７に従った超砥粒ホイールでは、研削液供給孔が台金１０に設けられていない点で、実施の形態１に従った超砥粒ホイールと異なる。研削液を供給するための孔を超砥粒ホイールに設ける代わりに、ノズルにより、超砥粒ホイール１の内周側から研削液を供給する。内周壁１８の外側には内周側テーパ面１３１が設けられる。内周側テーパ面１３１に連なるように基準面１１０、第一立壁１１１、第一逆テーパ面１１２、外側テーパ面１１３および頂部１１４が配置されている。

図４１は、実施の形態７に従った超砥粒ホイールにおける研削工程を説明するための図である。図４１を参照して、ウエハ６０１は研削盤のロータリーテーブル６０２により保持されている。ノズル５０１から矢印Ｆで示す方向に供給される研削液は、超砥粒ホイール１の加工時の回転数において、環状の第一突条部１２１の第一立壁１１１に直接当るように、流量、圧力および方向がコントロールされる。回転による遠心力によって流れが曲げられて、第一立壁１１１に直接的に研削液が当るようにしてもよい。そして第一立壁１１１に当接した研削液は端部１１５から矢印Ｆ１で示す方向に拡散して放出される。その後、超砥粒層２０に研削液が供給される。その結果、超砥粒層２０と工作物としてのウエハ６０１との接触界面に均一に研削液が供給されるため、研削物（工作物）の焼けの発生を防止し、良好な切れ味を安定して長時間持続するという効果をもたらすことができる。さらに微細粒子化された研削液は外側テーパ面１１３に衝突して速度が緩和された状態で超砥粒層２０に供給される。すなわち、この発明に従ったウエハの製造方法は、上述の超砥粒ホイール１を用いてウエハ６０１を研削することである。

（実施の形態８）
図４２は、この発明の実施の形態８に従った超砥粒ホイールの底面図である。図４３は、図４２中のＸＬＩＩＩ−ＸＬＩＩＩ線に沿った断面図である。図４４は、図４３中のＸＬＩＶ−ＸＬＩＶ線で囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図４５は、この発明の実施の形態８に従った超砥粒ホイールの１つの局面に従った斜視図である。図４６は、この発明の実施の形態８に従った超砥粒ホイールの別の局面に従った斜視図である。

この発明の実施の形態８に従った超砥粒ホイール１では、第一突条部１２１および第二突条部１２２が設けられている点で、実施の形態７に従った超砥粒ホイール１と異なる。さらに多くの突条部が設けられていてもよい。

（実施の形態９）
図４７は、実施の形態９に従った超砥粒ホイールにおける研削工程を説明するための図である。図４７を参照して、邪魔板７０１を用いて研削液を拡散させてもよい。具体的には、軸方向に沿ってノズル７０２から研削液を供給する。研削液は邪魔板７０１に沿って半径方向に流れて矢印Ｆで示すように、半径方向外側に放出されて第一立壁１１１に衝突する。そして研削液が端部１１５を越えた後、矢印Ｆ１で示す方向に拡散して外側テーパ面１１３に衝突した後に、研削液は超砥粒層２０とウエハ６０１との界面に供給される。

（実施の形態１０）
図４８は、この発明の実施の形態１０に従った超砥粒ホイールの断面図である。図４８を参照して、実施の形態１０に従った超砥粒ホイール１では、台金１０と別体に突条部材１０００が台金１０に取付けられている。突条部材１０００は第一突条部１２１を有する。突条部材１０００は基準面１１０よりも超砥粒層２０側の面に取付けられている。突条部材１０００は台金１０に対し着脱自在に取付けられており、たとえばボルトに代表される締結部材により取付けられる。実施の形態１０に従った超砥粒ホイール１は、回転軸３を中心として回転する台金１０と、台金に固着される超砥粒層２０とを備える。台金１０は、第一面２０１と、その第一面２０１と反対側に位置する第二面２０２とを有し、超砥粒層２０で囲まれた第二面２０２の部分には、第一面２０１から遠ざかる方向に突出する環状の第一突条部１２１を有する突条部材１０００が設けられ、第一突条部１２１より内側の第二面２０２の部分には基準面１１０が設けられており、基準面１１０からの第一突条部までの高さはＡで示され、第一突条部１２１と超砥粒層２０との間の第二面２０２の部分には基準面１１０からの高さがＢの頂部１１４が設けられ、高さＢは高さＡよりも大きい。

超砥粒層２０の作用面の形状は、概略長方形形状、概略平行四辺形形状、概略台形形状のいずれであってもよい。また、超砥粒層２０の作用面の角部分が丸められていてもよい。

（実施の形態１１）
図４９は、この発明の実施の形態１１に従った超砥粒ホイールの断面図である。図４９を参照して、この発明の実施の形態１１に従った超砥粒ホイール１では、基準面１１０と同一面に突条部材１０００が取付ける面が設けられている。

（実施の形態１２）
図５０は、この発明の実施の形態１２に従った超砥粒ホイールの断面図である。図５０を参照して、この発明の実施の形態１２に従った突条部材１０００は、第一突条部１２１と第二突条部１２２とを有する。突条部材１０００は、基準面１１０よりも超砥粒層２０側に設けられている。寸法に関してはＡ＜Ｃ＜Ｂが成立する。

（実施の形態１３）
図５１は、この発明の実施の形態１３に従った超砥粒ホイールの断面図である。図５１を参照して、実施の形態１３に従った超砥粒ホイール１では、突条部材１０００の取付面が基準面１１０と同じ面である。

（実施の形態１４）
図５２は、この発明の実施の形態１４に従った超砥粒ホイールの断面図である。図５２を参照して、この発明の実施の形態１４に従った超砥粒ホイール１では、突条部材１０００と台金１０との境界部分の一部分が傾斜面となっている。また、突条部材１０００と台金１０との境界部分の一部は基準面１１０である。

（実施の形態１５）
図５３は、この発明の実施の形態１５に従った超砥粒ホイールの断面図である。図５３を参照して、実施の形態１５に従った超砥粒ホイール１では、突条部材１０００と台金１０との境界部分が傾斜面となっている。そして突条部材１０００と台金１０との境界の一部分が基準面１１０となっている。

（実施の形態１６）
図５４は、この発明の実施の形態１６に従った超砥粒ホイールの断面図である。図５４を参照して、実施の形態１６に従った超砥粒ホイール１では、突条部材１０００と台金１０との境界面が階段状になっている。

（実施の形態１７）
図５５は、この発明の実施の形態１７に従った超砥粒ホイールの断面図である。図５５を参照して、この発明の実施の形態１７に従った超砥粒ホイール１では、突条部材１０００と台金１０との境界面が階段状となっている。

（実施の形態１８）
図５６は、この発明の実施の形態１８に従った超砥粒ホイールの底面図である。図５７は、図５６中の矢印ＬＶＩＩ−ＬＶＩＩ線に沿った断面図である。図５６および図５７を参照して、実施の形態１８に従った超砥粒ホイール１では、台金１０の基準面１１０に突条部材１０００が取付けられている。突条部材１０００はカバー形状であり、その中央領域に研削液供給孔１３が設けられている。研削液供給孔１３からは研削液が供給される。この供給された研削液は遠心力により外周方向へ飛散し、第一立壁１１１に当たる。そして第一立壁１１１を越えた研削液は第一突条部１２１から拡散して超砥粒層２０へ研削液が供給される。供給された研削液は、超砥粒層２０と工作物との接触界面に供給されて接触界面を潤滑および冷却する。

（実施の形態１９）
図５８は、この発明の実施の形態１９に従った超砥粒ホイールの底面図である。図５９は、図５８中のＬＩＸ−ＬＩＸ線に沿った断面図である。図５８および図５９を参照して、実施の形態１９に従った超砥粒ホイール１では、突条部材１０００先端の第一突条部１２１が円弧形状である。なお、この実施の形態では、突条部材１０００先端の第一突条部１２１が円弧形状である例を示しているが、台金１０と一体に設けられた第一突条部１２１および第二突条部１２２の先端が円弧形状であってもよい。

（実施の形態２０）
図６０は、この発明の実施の形態２０に従った超砥粒ホイールの底面図である。図６１は、図６０中のＬＸＩ−ＬＸＩ線に沿った断面図である。図６０および図６１を参照して、実施の形態２０に従った超砥粒ホイール１では、第一突条部１２１の外周側に第一逆テーパ面１１２が設けられている。

（実施の形態２１）
図６２は、この発明の実施の形態２１に従った超砥粒ホイールの底面図である。図６３は、図６２中のＬＸＩＩＩ−ＬＸＩＩＩ線に沿った断面図である。図６２および図６３を参照して、実施の形態２１に従った超砥粒ホイール１では、突条部材１０００に第一突条部１２１、第一逆テーパ面１１２、第二突条部１２２および第二逆テーパ面１１７が設けられている。

（実施の形態２２）
図６４は、この発明の実施の形態２２に従った超砥粒ホイールの底面図である。図６５は、図６４中のＬＸＶ−ＬＸＶ線に沿った断面図である。図６４および図６５を参照して、実施の形態２２に従った超砥粒ホイール１では、突条部材１０００に第一突条部１２１、第一逆テーパ面１１２、第二突条部１２２、第二逆テーパ面１１７、第三突条部１２３および第三逆テーパ面１１９が設けられている。寸法に関してはＡ＜Ｃ＜Ｄ＜Ｂが成立する。

（実施の形態２３）
図６６は、この発明の実施の形態２３に従った超砥粒ホイールの底面図である。図６７は、図６６中のＬＸＶＩＩ−ＬＸＶＩＩ線に沿った断面図である。図６６および図６７を参照して、実施の形態２３に従った超砥粒ホイール１では、研削液供給孔１３が外周方向へ向かって延びるように突条部材１０００を貫通している。

（実施の形態２４）
図６８は、この発明の実施の形態２４に従った超砥粒ホイールの底面図である。図６９は、図６８中のＬＸＩＸ−ＬＸＩＸ線に沿った断面図である。図６８および図６９を参照して、この発明の実施の形態２４に従った超砥粒ホイール１では、突条部材１０００に邪魔板１０１０が設けられる。邪魔板１０１０は、研削液供給孔１３と向かい合うように設けられる。研削液供給孔１３から供給された研削液は邪魔板１０１０により進路を変えられて外周方向へ進む。そして研削液が第一突条部１２１を越えた後に超砥粒層２０に達する。

（実施の形態２５）
図７０は、この発明の実施の形態２５に従った超砥粒ホイールの底面図である。図７１は、図７０中のＬＸＸＩ−ＬＸＸＩ線に沿った断面図である。図７０および図７１を参照して、この発明の実施の形態２５に従った超砥粒ホイール１では、邪魔板１０１０と突条部材１０００との間に十字状に延びる研削液通路１０１１が設けられる。研削液供給孔１３から供給された研削液は研削液通路１０１１を経由して第一突条部１２１側へ供給される。

（実施の形態２６）
図７２は、この発明の実施の形態２６に従った超砥粒ホイールの底面図である。図７３は、図７２中のＬＸＸＩＩＩ−ＬＸＸＩＩＩ線に沿った断面図である。図７２および図７３を参照して、この発明の実施の形態２６に従った超砥粒ホイール１では、超砥粒ホイール１を回転させる機械側に研削液供給孔１３が設けられており、この研削液供給孔１３から供給された研削液が突条部材１０００の第一突条部１２１側へ供給される。

（実施の形態２７）
図７４は、この発明の実施の形態２７に従った超砥粒ホイールの底面図である。図７５は、図７４中のＬＸＸＶ−ＬＸＸＶ線に沿った断面図である。図７４および図７５を参照して、この発明の実施の形態２７に従った超砥粒ホイール１では、超砥粒ホイール１を回転させる機械側に邪魔板１０１０および研削液通路１０１１が設けられている。そして研削液通路１０１１から供給された研削液は第一突条部１２１を越えて超砥粒層２０側へ供給される。

（実施の形態２８）
図７６は、比較品に従った超砥粒ホイールの断面図である。図７７は、本発明品に従った超砥粒ホイールの断面図である。実施の形態２８では、図７６で示す形状の比較品（突条部なし）および図７７で示す形状の本発明品（突条部あり）を準備した。双方のサンプルの寸法を下記に示す。

超砥粒ホイールサイズ：外径φ２００ｍｍ−研削液供給孔１３の内径φ８０ｍｍ−第一面２０１から超砥粒層２０先端までの高さ３０ｍｍ−超砥粒層の幅４ｍｍ−超砥粒層の高さ５ｍｍ
超砥粒層２０の粒度：＃８０００
ワークおよびそのサイズ：φ２００ｍｍ単結晶シリコンウェーハ
加工条件
超砥粒ホイール回転速度：２０００ｍｉｎ^−１（２１ｍ／ｓ）
テーブル回転速度：１００ｍｉｎ^−１
送り速度：２０μｍ／ｍｉｎ
取しろ：２０μｍ
スパークアウト：３０ｓｅｃ
研削液：水
研削液供給：軸芯供給方式＋邪魔板
流量：５ｄｍ^３／ｍｉｎ
ワークの加工枚数：２０枚連続加工
いずれのサンプルも、加工機の砥石スピンドルの軸芯から研削液を供給した。軸芯から供給された研削液（水）は邪魔板１０１０に衝突して回転によって飛散した。邪魔板１０１０は円板形状で４箇所で固定されている。

図７６で示す比較品では、超砥粒ホイールを回転させるのに必要な電流値（Ａ）は３．５、超砥粒層２０の摩耗量（μｍ）は０．８６、ワークの表面粗さＲａ（ｎｍ）は２．０であったのに対して、図７７で示す本発明に従った超砥粒ホイール１では、電流値（Ａ）は３．５、摩耗量（μｍ）は０．４２、表面粗さＲａ（ｎｍ）は１．２であった。

対比の結果、第一突条部１２１を用いることで摩耗量の低減、表面粗さの向上が見られた。電流値はほとんど差は見られなかった。軸芯から供給された研削液は回転中の邪魔板で飛散され、突条部で均一に分散されたことで砥石摩耗量の低減、表面粗さが向上したと考える。比較品では邪魔板を固定している４箇所で研削液が均一に飛散しないために研削点に均一に供給されなかったと考える。また本発明に従った超砥粒ホイールを用いることで連続加工中のウェーハ加工面の深い条痕（スクラッチ）が軽減された。これも突条部よる研削液を均一に分散することで均一に研削点に供給されてことで安定した研削面が得られることが言える。

以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。まず、工作物として半導体のウエハを示したが、ウエハに限られず、金属、非金属、有機物、無機物などのさまざまなものを加工するために超砥粒ホイールを用いることが可能である。具体的には、工作物として、ガラス基板、化合物半導体、シリコンウエハ、ＳｉＣウエハ、炭素膜（ダイヤモンド状カーボン）、酸化ケイ素膜、窒化ケイ素、ダイヤモンドを用いることができる。さらに、超砥粒層２０の作用面形状に関しては、実施の形態で示した概略長方形および概略平行四辺形のものに限られず、三角形、丸形、楕円または角が丸められた三角形状などのさまざまな形状を採用することが可能である。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

この発明は、工作物を研削するための超砥粒ホイール、それを用いたウエハの製造方法の分野で用いることができる。

１超砥粒ホイール、３回転軸、１０台金、１２研削液供給溝、１３研削液供給孔、１８内周壁、２０超砥粒層、１１０基準面、１１１第一立壁、１１２第一逆テーパ面、１１３外側テーパ面、１１４頂部、１１５端部、１１６第二立壁、１１７第二逆テーパ面、１２１第一突条部、１２２第二突条部、１２５端部、２０１第一面、２０２第二面、５０１ノズル、６０１ウエハ、６０２ロータリーテーブル、１０００突条部材。

Claims

回転軸を中心として回転する台金（１０）と、
前記台金に固着される超砥粒層（２０）とを備えた超砥粒ホイール（１）であって、
前記台金は、
第一面（２０１）と、その第一面と反対側に位置する第二面（２０２）とを有し、
前記超砥粒層で囲まれた前記第二面の部分には、前記第一面から遠ざかる方向に突出する環状の突条部（１２１）が設けられ、
前記突条部より内側の前記第二面の部分には基準面（１１０）が設けられており、
前記基準面からの前記突条部までの高さはＡで示され、
前記突条部と前記超砥粒層との間の前記第二面の部分には前記基準面からの高さがＢの頂部（１１４）が設けられ、高さＢは高さＡよりも大きく、
前記突条部は、立壁と、外周に向かって前記基準面に近づくように傾斜する逆テーパ面とにより構成され、
前記台金に研削液が供給され、研削液は前記台金が回転しているため外側方向に遠心力を受け、重力で下方向に移動するため前記立壁に沿って下側に移動し、前記立壁を越えた研削液は前記逆テーパ面から離れて拡散する、超砥粒ホイール。
前記回転軸に対して前記突条部の内周側壁面は略平行である、請求項１に記載の超砥粒ホイール。
複数の前記突条部が前記超砥粒層の内周側に設けられ、隣接する前記突条部において前記基準面からの高さは内周側の突条部では外周側の突条部よりも低い、請求項１または２に記載の超砥粒ホイール。
最も内周側に位置する前記突条部の前記基準面からの高さは３ｍｍ以上である、請求項１から３のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
前記高さＢと前記高さＡとの差は１ｍｍ以上である、請求項１から４のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
前記突条部は円環状である、請求項１から５のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
前記突条部は研削液を微細粒子化して研削液を均一に拡散する機能を有する、請求項１から６のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
回転軸を中心として回転する台金（１０）と、
前記台金に固着される超砥粒層（２０）とを備えた超砥粒ホイール（１）であって、
前記台金は、
第一面（２０１）と、その第一面と反対側に位置する第二面（２０２）とを有し、
さらに、前記超砥粒層で囲まれた前記第二面の部分に設けられる、前記第一面から遠ざかる方向に突出する環状の突条部（１２１）を有する突条部材（１０００）を備え、
前記突条部より内側の前記第二面の部分には基準面（１１０）が設けられており、
前記基準面からの前記突条部までの高さはＡで示され、
前記突条部と前記超砥粒層との間の前記第二面の部分には前記基準面からの高さがＢの頂部が設けられ、高さＢは高さＡよりも大きく、
前記突条部は、立壁と、外周に向かって前記基準面に近づくように傾斜する逆テーパ面とにより構成され、
前記台金に研削液が供給され、研削液は前記台金が回転しているため外側方向に遠心力を受け、重力で下方向に移動するため前記立壁に沿って下側に移動し、前記立壁を越えた研削液は前記逆テーパ面から離れて拡散する、超砥粒ホイール。
前記回転軸に対して前記突条部の内周側壁面は略平行である、請求項８項に記載の超砥粒ホイール。
複数の前記突条部が前記超砥粒層の内周側に設けられ、隣接する前記突条部において前記基準面からの高さは内周側の突条部では外周側の突条部よりも低い、請求項８または９に記載の超砥粒ホイール。
最も内周側に位置する前記突条部の前記基準面からの高さは３ｍｍ以上である、請求項８から１０のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
前記高さＢと前記高さＡとの差は１ｍｍ以上である、請求項８から１１のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
前記突条部は円環状である、請求項８から１２のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
前記突条部は研削液を微細粒子化して研削液を均一に拡散する機能を有する、請求項８から１３のいずれか１項に記載の超砥粒ホイール。
請求項１から１４のいずれか１項に記載の超砥粒ホイールの前記超砥粒層をウエハに接触させて前記突条部の内周側から研削液を供給しながらウエハを研磨する、ウエハを製造する方法。
請求項１５に記載の方法で製造されたウエハ。
請求項１から１４のいずれかに記載の超砥粒ホイールの使用方法であって、前記台金に研削液が供給され、研削液は前記台金が回転しているため外側方向に遠心力を受け、重力で下方向に移動するため前記立壁に沿って下側に移動し、前記立壁を越えた研削液は前記逆テーパ面から離れて拡散し、前記超砥粒層と工作物との接触界面に研削液が供給されて接触界面を潤滑および冷却する、超砥粒ホイールの使用方法。