JP7114167B2 - 研削ホイール及び研削ホイールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、被加工物を研削する際に用いられる研削ホイール、及びその製造方法に関する。

各種の電子機器等に組み込まれるデバイスチップを小型化、軽量化するために、デバイスチップへと分割される前のウェーハを薄く加工する機会が増えている。例えば、集積回路等のデバイスが表面に形成されたウェーハのデバイス側（表面側）をチャックテーブルで保持し、研削ホイールを回転させてウェーハの裏面に押し当てることで、このウェーハを裏面側から研削して薄くできる（例えば、特許文献１参照）。

上述したウェーハに代表される被加工物の研削に用いられる研削ホイールは、例えば、互いに概ね平行な一対の面を持つ環状の基台（ホイール基台）と、基台の一方の面側に固定される複数の砥石（砥石チップ）と、によって構成される。複数の砥石は、例えば、基台の一方の面に形成された環状の溝に沿って概ね等間隔に配列され、接着剤によって基台に固定される。

特開２０００－２８８８８１号公報

ところで、複数の砥石を基台に固定するための接着剤は、通常、作業者の手作業によって基台の溝に充填される。そのため、この溝に対して接着剤を常に適切に充填できるとは限らない。溝に対して接着剤が適切に充填されないと、砥石を固定するための接着力が不足して、研削の途中で砥石が基台から脱落、飛散してしまうことがある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、基台に対して砥石をより確実に固定できる研削ホイール、及びこの研削ホイールの製造方法を提供することである。

本発明の一態様によれば、研削装置のマウントに装着して使用される研削ホイールであって、該マウントに接触させる固定端面側から反対の自由端面側まで貫通する開口部を有し、該開口部を囲む環状の溝が該自由端面に形成された環状の基台と、該溝に沿って配列される複数の砥石と、該溝内に充填され該複数の砥石を該基台に固定する接着剤と、を含み、該接着剤には、紫外線が照射されると可視光を放つフォトルミネッセンス材料が含まれており、該溝内に充填された該接着剤に紫外線を照射して該フォトルミネッセンス材料を発光させると該フォトルミネッセンス材料の発光を目視で確認でき該接着剤の接着力が不足しない程度に該溝と該砥石との隙間が該接着剤により満たされている研削ホイールが提供される。

本発明の別の一態様によれば、研削装置のマウントに装着して使用される研削ホイールの製造方法であって、該マウントに接触させる固定端面側から反対の自由端面側まで貫通する開口部を有する環状の基台の該自由端面に形成され該開口部を囲む環状の溝内に、紫外線が照射されると可視光を放つフォトルミネッセンス材料を含む接着剤を充填する接着剤充填工程と、該接着剤充填工程の後、該溝内に複数の砥石を配列させる砥石配列工程と、該砥石配列工程の後、該溝内に充填された該接着剤に紫外線を照射して該フォトルミネッセンス材料を発光させることで、該フォトルミネッセンス材料の発光を目視で確認でき該接着剤の接着力が不足しない程度に該溝と該砥石との隙間が該接着剤により充たされているか否かを判定する判定工程と、該判定工程において該フォトルミネッセンス材料の発光を目視で確認でき該接着剤の接着力が不足しない程度に該溝と該砥石との隙間が該接着剤により充たされていないと判定された場合に、該溝と該砥石との隙間に該接着剤を補充する接着剤補充工程と、を含む研削ホイールの製造方法が提供される。

本発明の一態様に係る研削ホイールでは、フォトルミネッセンス材料を含み基台の溝内に充填される接着剤によって複数の砥石が基台に固定される。そのため、この研削ホイールの製造工程で接着剤に含まれるフォトルミネッセンス材料を発光させれば、溝と砥石との隙間が接着剤により適切に充たされているか否かを容易に判定できる。

そして、溝と砥石との隙間が接着剤により適切に充たされていないと判定された場合には、溝と砥石との隙間に接着剤を補充することで、基台に対して砥石をより確実に固定できるようになる。よって、本発明の一態様によれば、基台に対して砥石をより確実に固定できる研削ホイールが提供される。

研削ホイールの外観を示す斜視図である。 研削ホイールの一部の断面を拡大して示す断面図である。 接着剤充填工程について示す斜視図である。 砥石配列工程について示す斜視図である。 判定工程について示す断面図である。

添付図面を参照して、本発明の一態様に係る実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る研削ホイール２の外観を示す斜視図であり、図２は、研削ホイール２の一部の断面を拡大して示す断面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係る研削ホイール２は、例えば、ステンレスやアルミニウム等の金属材料でなる円環状の基台４を備えている。基台４は、互いに概ね平行な第１面（固定端面）４ａと第２面（自由端面）４ｂとを有し、その中央には、基台４を第１面４ａから第２面４ｂまで貫通する開口部４ｃが形成されている。この開口部４ｃの形状は、第１面４ａ側又は第２面４ｂ側から見て概ね円形である。

基台４の第２面４ｂには、開口部４ｃを囲む環状の溝４ｄが形成されている。この溝４ｄ内には、複数の砥石６が概ね等間隔に配列されている。すなわち、複数の砥石６は、溝４ｄに沿って環状に配列される。各砥石６は、例えば、金属、セラミックス、樹脂等の結合材に、ダイヤモンドやＣＢＮ（Cubic Boron Nitride）等の砥粒を混合して概ね直方体状に形成されている。なお、結合材や砥粒の材質等に特段の制限はない。

図２に示すように、各砥石６は、溝４ｄ内に充填された接着剤８によって基台４に固定されている。この接着剤８としては、例えば、ベースとなる樹脂等の有機材料にフォトルミネッセンス材料を添加したものを用いることができる。接着剤８を構成する有機材料やフォトルミネッセンス材料の種類に特段の制限はないが、本実施形態では、エポキシ系等の有機材料と、紫外線（紫外光）が照射されると可視光を放つストロンチウム（Ｓｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、ユーロピウム（Ｅｕ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）等のルミネッセンス材料とを用いる。

また、基台４の第２面４ｂにおいて、開口部４ｃと溝４ｄとの間の領域には、砥石６や被加工物（不図示）に対して純水等の研削液を供給するための複数の研削液供給口４ｅが形成されている。各研削液供給口４ｅから研削液を供給しながら研削ホイール２を回転させ、砥石６を被加工物の被研削面に押し当てることで、被加工物を研削できる。

被加工物は、例えば、シリコン等の半導体材料でなる円盤状のウェーハである。ただし、被加工物の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば、他の半導体、セラミックス、樹脂、金属等の材料でなる板を被加工物とすることもできる。なお、この被加工物の材質等に応じて、砥石６を構成する結合材や砥粒の材質、その他の条件が選択される。

研削ホイール２を研削装置（不図示）へと装着する際には、基台４の第１面４ａ側を研削装置のマウント（不図示）に固定する。すなわち、基台４の第１面４ａは、研削装置のマウントに接する固定端面となる。一方、反対側の第２面４ｂは、研削装置に固定されない自由端面である。

本実施形態に係る研削ホイール２では、フォトルミネッセンス材料を含み基台４の溝４ｄ内に充填される接着剤８によって複数の砥石６が基台に固定される。そのため、この研削ホイール２の製造工程で接着剤８に含まれているフォトルミネッセンス材料を発光させれば、溝４ｄと砥石６との隙間が接着剤８により適切に充たされているか否かを容易に判定できる。

そして、溝４ｄと砥石６との隙間が接着剤８により適切に充たされていないと判定された場合には、溝４ｄと砥石６との隙間に接着剤８を補充することで、基台４に対して砥石６をより確実に固定できるようになる。このように、本実施形態によれば、基台４に対して砥石６をより確実に固定できる研削ホイール２が提供される。

次に、上述した研削ホイール２の製造方法について説明する。本実施形態に係る研削ホイール２の製造方法では、まず、上述した基台４の溝４ｄ内に接着剤を充填する接着剤充填工程を行う。図３は、接着剤充填工程について示す斜視図である。この接着剤充填工程では、図３に示すように、まず、基台４の第２面４ｂ側を上方に露出させる。

次に、接着剤８を供給するためのノズル１２を溝４ｄの直上に位置付ける。そして、接着剤８をノズル１２から滴下しながら、このノズル１２を溝４ｄに沿って移動させる。これにより、基台４の溝４ｄ内に接着剤を充填できる。なお、この接着剤充填工程は、作業者の手作業によって行われることが多い。

接着剤充填工程の後には、溝４ｄ内に複数の砥石６を配列させる砥石配列工程を行う。図４は、砥石配列工程について示す斜視図である。この砥石配列工程では、図４に示すように、接着剤８が充填された溝４ｄの上方から、この溝４ｄに沿って複数の砥石６を順に挿入する。これにより、溝４ｄに沿って複数の砥石を配列させることができる。その後、溝４ｄに充填された接着剤８が乾燥（又は硬化）すると、各砥石６は、接着剤８によって基台４に固定される。

ところで、上述した接着剤充填工程において、溝４ｄに接着剤８が適切に充填されないと、砥石６を固定するための接着力が不足して、研削の途中で砥石６が基台４から脱落、飛散してしまうことがある。そこで、本実施形態に係る研削ホイール２の製造方法では、砥石配列工程の後に、溝４ｄと各砥石６との隙間が接着剤８により適切に充たされているか否かを判定する判定工程を行う。図５は、判定工程について示す断面図である。

この判定工程では、図５に示すように、紫外線を放射できる光源１４を溝４ｄの近傍に位置付ける。そして、この光源１４から溝４ｄ内に充填されている接着剤８に紫外線を照射する。上述のように、接着剤８には、紫外線が照射されると可視光を放つルミネッセンス材料が含まれている。そのため、溝４ｄ内に充填されている接着剤８に紫外線を照射すると、このフォトルミネッセンス材料が発光して、接着剤８が充填されている領域を目視で確認できるようになる。

本実施形態では、例えば、接着剤８に含まれるフォトルミネッセンス材料の発光に基づいて、溝４ｄと砥石６との隙間が接着剤８により適切に充たされているか否かを作業者が判定する。溝４ｄと砥石６との隙間が接着剤８により適切に充たされていると判定された場合には、接着剤８を乾燥（又は硬化）させることで研削ホイール２が完成する。

一方、判定工程において、溝４ｄと砥石６との隙間が接着剤８により適切に充たされていないと判定された場合には、溝４ｄと砥石６との隙間に接着剤８を補充する接着剤補充工程を行う。この接着剤補充工程では、例えば、接着剤８が適切に充たされていない領域に対して上述したノズル１２から接着剤８を補充する。接着剤補充工程の後には、接着剤８を乾燥（又は硬化）させることで研削ホイール２が完成する。

なお、本発明は、上記実施形態の記載に制限されず種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では、接着剤補充工程の後に、接着剤８を乾燥（又は硬化）させることで研削ホイール２を完成させているが、接着剤補充工程の後に、更に判定工程と接着剤補充工程とを繰り返し行っても良い。これにより、基台４に対して砥石６を更に確実に固定できるようになる。

また、上記実施形態の接着剤８に使用されるルミネッセンス材料は、いわゆる狭義の蛍光（fluorescence）材料でも良いし、燐光（phosphorescence）材料でも良い。ルミネッセンス材料として燐光材料を使用する場合には、紫外線等の照射を停止した後でも、このルミネッセンス材料（燐光材料）が発光するので、判定工程を容易に行うことができるようになる。

その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。

２ 研削ホイール
４ 基台
４ａ 第１面（固定端面）
４ｂ 第２面（自由端面）
４ｃ 開口部
４ｄ 溝
４ｅ 研削液供給口
６ 砥石
８ 接着剤
１２ ノズル
１４ 光源

Claims (2)

1. 研削装置のマウントに装着して使用される研削ホイールであって、
   該マウントに接触させる固定端面側から反対の自由端面側まで貫通する開口部を有し、該開口部を囲む環状の溝が該自由端面に形成された環状の基台と、
   該溝に沿って配列される複数の砥石と、
   該溝内に充填され該複数の砥石を該基台に固定する接着剤と、を含み、
   該接着剤には、紫外線が照射されると可視光を放つフォトルミネッセンス材料が含まれており、
   該溝内に充填された該接着剤に紫外線を照射して該フォトルミネッセンス材料を発光させると該フォトルミネッセンス材料の発光を目視で確認でき該接着剤の接着力が不足しない程度に該溝と該砥石との隙間が該接着剤により満たされていることを特徴とする研削ホイール。
2. 研削装置のマウントに装着して使用される研削ホイールの製造方法であって、
   該マウントに接触させる固定端面側から反対の自由端面側まで貫通する開口部を有する環状の基台の該自由端面に形成され該開口部を囲む環状の溝内に、紫外線が照射されると可視光を放つフォトルミネッセンス材料を含む接着剤を充填する接着剤充填工程と、
   該接着剤充填工程の後、該溝内に複数の砥石を配列させる砥石配列工程と、
   該砥石配列工程の後、該溝内に充填された該接着剤に紫外線を照射して該フォトルミネッセンス材料を発光させることで、該フォトルミネッセンス材料の発光を目視で確認でき該接着剤の接着力が不足しない程度に該溝と該砥石との隙間が該接着剤により充たされているか否かを判定する判定工程と、
   該判定工程において該フォトルミネッセンス材料の発光を目視で確認でき該接着剤の接着力が不足しない程度に該溝と該砥石との隙間が該接着剤により充たされていないと判定された場合に、該溝と該砥石との隙間に該接着剤を補充する接着剤補充工程と、を含むことを特徴とする研削ホイールの製造方法。

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