JP7229610B1 - 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

Info

Publication number
JP7229610B1
JP7229610B1 JP2022152940A JP2022152940A JP7229610B1 JP 7229610 B1 JP7229610 B1 JP 7229610B1 JP 2022152940 A JP2022152940 A JP 2022152940A JP 2022152940 A JP2022152940 A JP 2022152940A JP 7229610 B1 JP7229610 B1 JP 7229610B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
volume
filler
synthetic
binder
abrasive grains
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2022152940A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2024047361A (ja
Inventor
快 京島
健 八木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Diamond Tools Mfg Co Ltd
Original Assignee
Tokyo Diamond Tools Mfg Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Diamond Tools Mfg Co Ltd filed Critical Tokyo Diamond Tools Mfg Co Ltd
Priority to JP2022152940A priority Critical patent/JP7229610B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7229610B1 publication Critical patent/JP7229610B1/ja
Priority to TW112118120A priority patent/TWI849911B/zh
Priority to US18/318,979 priority patent/US11945077B1/en
Priority to EP23178151.9A priority patent/EP4342633A3/en
Priority to KR1020230080719A priority patent/KR102701004B1/ko
Priority to CN202310799979.2A priority patent/CN117754452A/zh
Publication of JP2024047361A publication Critical patent/JP2024047361A/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/20Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially organic
    • B24D3/28Resins or natural or synthetic macromolecular compounds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B37/00Lapping machines or devices; Accessories
    • B24B37/04Lapping machines or devices; Accessories designed for working plane surfaces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D18/00Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for
    • B24D18/0009Manufacture of grinding tools or other grinding devices, e.g. wheels, not otherwise provided for using moulds or presses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/02Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent
    • B24D3/04Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic
    • B24D3/06Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents the constituent being used as bonding agent and being essentially inorganic metallic or mixture of metals with ceramic materials, e.g. hard metals, "cermets", cements
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D3/00Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents
    • B24D3/34Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties
    • B24D3/342Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties incorporated in the bonding agent
    • B24D3/344Physical features of abrasive bodies, or sheets, e.g. abrasive surfaces of special nature; Abrasive bodies or sheets characterised by their constituents characterised by additives enhancing special physical properties, e.g. wear resistance, electric conductivity, self-cleaning properties incorporated in the bonding agent the bonding agent being organic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/02Wheels in one piece
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24DTOOLS FOR GRINDING, BUFFING OR SHARPENING
    • B24D5/00Bonded abrasive wheels, or wheels with inserted abrasive blocks, designed for acting only by their periphery; Bushings or mountings therefor
    • B24D5/14Zonally-graded wheels; Composite wheels comprising different abrasives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)

Abstract

Figure 0007229610000001
【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、熱硬化性樹脂材製の結合剤と、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、熱硬化性樹脂材製の結合剤と、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。前記砥粒の砥粒率(Vg)が、0体積%より大きく、20体積%以下であり、前記結合剤の結合剤率(Vb)が、5体積%以上で、30体積%以下であり、前記第1のフィラーは、0体積%以上40体積%以下であり、前記第2のフィラーは、0体積%以上10体積%以下であり、前記第3のフィラーは、0体積%以上20体積%以下である。
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。 熱硬化性樹脂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。
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、熱硬化性樹脂を用いる。熱硬化性樹脂の一例として、フェノール樹脂を用いることができる。
合成砥石(成型体)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、結合剤102となる液状フェノールを混合させて混合材を得る(ステップST1)。
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)して液状フェノールを熱硬化させ、成型体として合成砥石100を成型する(ステップST3)。そして、金型内の成型体を脱型する(ステップST4)。
図3には、上記のように熱硬化性樹脂を結合剤102とする合成砥石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20体積%以下である。結合剤102の結合剤率(Vb)は、5体積%以上30体積%以下である。
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4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としての熱硬化性樹脂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、熱硬化性樹脂を結合剤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溶融温度を高くし、適宜の高温化での合成砥石100の剛性、機械的強度を安定させることができる。このため、本実施形態に係る合成砥石100は、熱可塑性樹脂材を結合剤として用いる場合に比べて例えば適宜の高温下での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、被削物の加工時の適宜の高温下での変形が抑制され、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て摩擦熱が過大となり、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、熱硬化性樹脂を結合剤102として用いる場合、結合剤102に熱が溜まるとしても、結合剤102の融点温度を高くでき、適宜の温度下での合成砥石100の平坦化を抑制することができる。したがって、合成砥石とウェーハWとの間に熱が溜まっても、樹脂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抑制することができる。
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、20体積%以下の、砥粒101と、結合剤率(Vb)が、5体積%以上で、30体積%以下である、熱硬化性樹脂材製の結合剤102と、を含む。なお、気孔率(Vp)は砥粒率(Vg)、結合剤率(Vb)の数値に応じて、併せて100体積%となるように設定される。
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。
なお、本実施形態で説明した合成砥石100は、熱硬化性樹脂材を結合剤102として用いることにより、概して、熱可塑性樹脂材を結合剤として用いる合成砥石に比べて剛性が大きく、ビトリファイドを結合剤として用いる合成砥石に比べて剛性が低い。このため、被削物の素材に合うように、熱硬化性樹脂材を結合剤102として用いる合成砥石100、従来の熱可塑性樹脂材を結合剤として用いる合成砥石、従来のビトリファイドを結合剤として用いる合成砥石から最適なものを選択できる。すなわち、本実施形態に係る合成砥石100により、被削物に対する選択肢を広げることができる。例えば、ユーザが、熱可塑性樹脂材を結合剤として用いる合成砥石よりも剛性が大きく、ビトリファイドを結合剤として用いる合成砥石よりも剛性が小さい合成砥石を用いたいというニーズがあった。本実施形態に係る合成砥石100を用いることで、そのようなニーズに応えることができる。
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。
本実施形態では、結合剤102に用いる熱硬化性樹脂材として、フェノール樹脂を用いる例について説明した。結合剤102に用いる熱硬化性樹脂材として、例えば、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、硬質ウレタン樹脂、尿素樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、アルキッド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリビニールアセタール樹脂等を用いることができる。これらの樹脂材を適宜に組み合わせて用いてもよい。これらの熱硬化性樹脂材を硬化させたものは、耐水性、対薬品性、耐熱性に優れ、また適度な硬度を持ち、使用時の形状安定性、寸法安定性に優れる。
(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、熱硬化性樹脂材製の結合剤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。合成砥石100における第1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1のフィラーは、0体積%より多く、40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、熱硬化性樹脂材製の結合剤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及び熱硬化性樹脂材製の結合剤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が脱落する。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、カーボンとそれらの多孔質体であるシリカゲル、活性炭、球状樹脂等が適用可能である。なお、気孔形成剤として用いられる中空体バルーンは加工中に割れてスクラッチの原因となるため不適である。
(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、10体積%以内で付加されることが好適である。
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。
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がウェーハW上に脱粒する。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4参照)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、砥粒101の砥粒率は例えば2.5体積%であり、結合剤102の結合剤率は例えば22体積%であり、気孔103の気孔率は例えば48%であり、第1のフィラーは25体積%であり、第2のフィラーは2.5体積%である。この場合も、合成砥石100は、結合剤102の結合剤率(Vb)を先に決め、その後、砥粒101の砥粒率(Vb)、第1のフィラー及び第2のフィラーの体積比率を砥粒101、第1のフィラー、第2のフィラーの相関により設定する。
(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。
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、20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20体積%以下、結合剤率が5体積%以上30体積%以下であり、第1のフィラーが0体積%より大きく40体積%以下、第2のフィラーが0体積%より大きく、10体積%以下、第3のフィラーが0体積%より大きく、10体積%以下であることが好適である。第2のフィラー及び第3のフィラーは、併せて、0体積%よりも大きく20体積%以下であることが好適である。合成砥石100が第2のフィラー及び第3のフィラーを含む場合、第2のフィラーは10体積%以下であることが好適である。
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。
以下、特許出願時の特許請求の範囲を付記する。
[付記1]
砥粒と、
前記砥粒を分散させた状態に保持する、熱硬化性樹脂材製の結合剤と、
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。
[付記2]
前記砥粒の砥粒率(Vg)が、0体積%より大きく、20体積%以下であり
前記結合剤の結合剤率(Vb)が、5体積%以上で、30体積%以下であり、
前記第1のフィラーは、0体積%以上40体積%以下であり、
前記第2のフィラーは、0体積%以上10体積%以下であり、
前記第3のフィラーは、0体積%以上20体積%以下である、
付記1に記載の合成砥石。
[付記3]
付記1又は付記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。
[付記4]
付記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成型すること、
前記成型した成型体を、脱型すること、
を含み、
前記砥粒の砥粒率(Vg)を、0体積%より大きく、20体積%以下とし、
前記結合剤の結合剤率(Vb)を、5体積%以上で、30体積%以下とし、
前記第1のフィラーを、0体積%以上40体積%以下とし、
前記第2のフィラーを、0体積%以上10体積%以下とし、
前記第3のフィラーを、0体積%以上20体積%以下とする、
合成砥石の製造方法。
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 (5)

  1. 砥粒と、
    前記砥粒を分散させた状態に保持する、熱硬化性樹脂材製の結合剤と、
    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
    を有し、
    前記砥粒の砥粒率(Vg)が、0体積%より大きく、20体積%以下であり、
    前記結合剤の結合剤率(Vb)が、5体積%以上で、30体積%以下であり、
    前記第1のフィラーは、0体積%以上40体積%以下であり、
    前記第2のフィラーは、0体積%以上10体積%以下であり、
    前記第3のフィラーは、0体積%以上20体積%以下である、
    表面加工を行うための合成砥石。
  2. 砥粒と、
    前記砥粒を分散させた状態に保持する、熱硬化性樹脂材製の結合剤と、
    前記結合剤中に分散させた状態に配置される導電性を有するフィラーとしてのカーボンナノチューブと
    を有する、表面加工を行うための合成砥石。
  3. 前記砥粒の砥粒率(Vg)が、0体積%より大きく、20体積%以下であり、
    前記結合剤の結合剤率(Vb)が、5体積%以上で、30体積%以下であり、
    前記カーボンナノチューブは、0体積%以上10体積%以下である、
    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成型すること、
    前記成型した成型体を、脱型すること、
    を含み、
    前記砥粒の砥粒率(Vg)を、0体積%より大きく、20体積%以下とし、
    前記結合剤の結合剤率(Vb)を、5体積%以上で、30体積%以下とし、
    前記第1のフィラーを、0体積%以上40体積%以下とし、
    前記第2のフィラーを、0体積%以上10体積%以下とし、
    前記第3のフィラーを、0体積%以上20体積%以下とする、
    合成砥石の製造方法。
JP2022152940A 2022-09-26 2022-09-26 合成砥石、合成砥石アセンブリ、及び、合成砥石の製造方法 Active JP7229610B1 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022152940A JP7229610B1 (ja) 2022-09-26 2022-09-26 合成砥石、合成砥石アセンブリ、及び、合成砥石の製造方法
TW112118120A TWI849911B (zh) 2022-09-26 2023-05-16 合成磨石、合成磨石組合件、及合成磨石的製造方法
US18/318,979 US11945077B1 (en) 2022-09-26 2023-05-17 Synthetic grindstone, synthetic grindstone assembly, and manufacturing method of synthetic grindstone
EP23178151.9A EP4342633A3 (en) 2022-09-26 2023-06-08 Synthetic grindstone, synthetic grindstone assembly, and manufacturing method of synthetic grindstone field
KR1020230080719A KR102701004B1 (ko) 2022-09-26 2023-06-23 합성 지석, 합성 지석 어셈블리, 및, 합성 지석의 제조 방법
CN202310799979.2A CN117754452A (zh) 2022-09-26 2023-06-30 合成磨石、合成磨石组件、以及合成磨石的制造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2022152940A JP7229610B1 (ja) 2022-09-26 2022-09-26 合成砥石、合成砥石アセンブリ、及び、合成砥石の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP7229610B1 true JP7229610B1 (ja) 2023-02-28
JP2024047361A JP2024047361A (ja) 2024-04-05

Family

ID=85330604

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022152940A Active JP7229610B1 (ja) 2022-09-26 2022-09-26 合成砥石、合成砥石アセンブリ、及び、合成砥石の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US11945077B1 (ja)
EP (1) EP4342633A3 (ja)
JP (1) JP7229610B1 (ja)
KR (1) KR102701004B1 (ja)
CN (1) CN117754452A (ja)
TW (1) TWI849911B (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
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 (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001138244A (ja) * 1999-08-17 2001-05-22 Mitsubishi Materials Corp レジンボンド砥石
US20080156657A1 (en) * 2000-02-17 2008-07-03 Butterfield Paul D Conductive polishing article for electrochemical mechanical polishing
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
JP3737787B2 (ja) * 2002-07-16 2006-01-25 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
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
US7427361B2 (en) * 2003-10-10 2008-09-23 Dupont Air Products Nanomaterials Llc Particulate or particle-bound chelating agents
JP4768444B2 (ja) * 2004-01-28 2011-09-07 クレトイシ株式会社 ビトリファイドダイヤモンド砥石の製造方法
WO2008117883A1 (ja) 2007-03-26 2008-10-02 Tokyo Diamond Tools Mfg.Co., Ltd. 合成砥石
TWI464035B (zh) * 2012-01-18 2014-12-11 Univ Nat Taiwan 磨輪及其製法
KR102207743B1 (ko) * 2013-08-10 2021-01-26 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 제어된 컨디셔닝을 용이하게 하는 재료 조성을 갖는 cmp 패드들
WO2015031103A1 (en) * 2013-08-30 2015-03-05 Saint-Gobain Abrasives, Inc. Abrasive article and method of forming
CN106272117B (zh) * 2016-08-12 2019-06-14 卢俊峰 一种树脂结合剂切割刀片及其制备方法
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
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

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
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
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

Also Published As

Publication number Publication date
EP4342633A3 (en) 2024-06-12
EP4342633A2 (en) 2024-03-27
US20240100654A1 (en) 2024-03-28
JP2024047361A (ja) 2024-04-05
KR20240043064A (ko) 2024-04-02
KR102701004B1 (ko) 2024-08-29
TW202413006A (zh) 2024-04-01
TWI849911B (zh) 2024-07-21
CN117754452A (zh) 2024-03-26
US11945077B1 (en) 2024-04-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4965071B2 (ja) 電子部品を研削するための研摩工具
TWI811552B (zh) 合成磨石
JP2015506851A (ja) 研磨物品及びその形成方法
KR100798555B1 (ko) 연마제 및 제조 방법 및 연마 방법
JP7229610B1 (ja) 合成砥石、合成砥石アセンブリ、及び、合成砥石の製造方法
JP7258385B1 (ja) 合成砥石、合成砥石アセンブリ、及び、合成砥石の製造方法
JP7262864B1 (ja) 合成砥石、合成砥石アセンブリ、及び、合成砥石の製造方法
KR102701006B1 (ko) 합성 지석, 합성 지석 어셈블리, 및, 합성 지석의 제조 방법
JPH10329032A (ja) Lsi酸化膜研磨用砥石およびlsi酸化膜研磨方法
CN117415736A (zh) 合成磨石、合成磨石组件、以及合成磨石的制造方法
JP6763937B2 (ja) ビトリファイド超砥粒ホイール
JP2003145416A (ja) 窒化ケイ素セラミックス及びサイアロンセラミックスの研磨材料
JP4554799B2 (ja) フッ素樹脂をベースとした研磨工具
CN117182791A (zh) 一种固结磨料抛光轮及其制备方法
JPS6328568A (ja) 樹脂結合弾性研磨砥石
JPH02116473A (ja) 弾性研摩砥石

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220926

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20220926

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20221025

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230110

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230208

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7229610

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150