JP7262864B1 - 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 PDFInfo
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Abstract
Description
まず、図3に示す、後述する体積比率の砥粒101、及び、ビトリファイドの結合剤102を混合させて混合材(混合粉体)を得る(ステップST1)。ここでの結合剤102を拡大せずに見ると、例えば略粉体状である。
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)して仮成型体として合成砥石100を仮成型する(ステップST3)。そして、金型内の仮成型体を脱型する(ステップST4)。その後、例えば700℃の高温炉を用いて、仮成型した仮成型体に対して本焼成を行い、合成砥石100を得る(ステップST5)。
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、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、ビトリファイドを結合剤102として用いる場合、結合剤102に熱が溜まるとしても、合成砥石100の平坦化が生じることがない。したがって、合成砥石100とウェーハWとの間に熱が溜まっても、結合剤102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防止することができる。
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。
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。
本変形例に係る合成砥石100は、図5に示すフロー(製造方法)に基づいて形成される。
まず、図3に示す体積比率の砥粒101、及び、ビトリファイドの結合剤102、第2のフィラーを混合させて混合材(混合粉体)を得る(ステップST1)。このとき、砥石成型用の樹脂材として、200℃から300℃の低温で分解する素材(低温分解性樹脂材)として例えばポリビニルアルコールを混合材に混合する。
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)して仮成型体として合成砥石100を仮成型する(ステップST3)。そして、金型内の仮成型体を脱型する(ステップST4)。その後、例えば適宜の温度の高温炉を用いて、仮成型した仮成型体を大気中300℃程度で数時間保持する。このため、低温分解性樹脂材が分解し、その分解が完了した後に高温炉内を真空または窒素雰囲気などの不活性雰囲気にして、カーボンナノチューブが消失しないようにビトリファイド結合剤が緩くなる温度(700℃)まで昇温させる本焼成を行う。このようにして、合成砥石100を得る(ステップST5)。このとき、焼成雰囲気を、真空下、或いは、窒素又はアルゴンガスなどの不活性ガス下とすると、第2のフィラーが焼失することを防止することができる。また、焼成温度は、求めるビトリファイドボンドの仕様に合わせて適宜に設定することができる。
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。
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。
Claims (6)
- 砥粒と、
前記砥粒を分散させた状態に保持する、ビトリファイド製の結合剤と、
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。 - 前記砥粒の砥粒率(Vg)が、0体積%より大きく、50体積%以下であり、
前記結合剤の結合剤率(Vb)が、7体積%以上で、20体積%以下であり、
前記第1のフィラー、前記第2のフィラー及び前記第3のフィラーは、それぞれ、0体積%以上50体積%以下である、
請求項1に記載の合成砥石。 - 前記被削物に対して乾式により化学機械研削作用を発揮する、請求項1又は請求項2に記載の合成砥石。
- 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。 - 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仮成型すること、
前記仮成型した仮成型体を、脱型すること、
前記仮成型体を高温炉で焼成すること
を含み、
前記砥粒の砥粒率(Vg)を、0体積%より大きく、50体積%以下とし、
前記結合剤の結合剤率(Vb)を、7体積%以上で、20体積%以下とし、
前記第1のフィラー、前記第2のフィラー及び前記第3のフィラーを、それぞれ0体積%以上50体積%以下とする、
合成砥石の製造方法。 - 前記第2のフィラーを含む前記仮成型体を高温炉で焼成することは、前記高温炉内を不活性雰囲気にして前記仮成型体を焼成することを含む、請求項5に記載の合成砥石の製造方法。
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