JPH08309668A

JPH08309668A - 内周刃砥石の製造方法

Info

Publication number: JPH08309668A
Application number: JP11748195A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Takahashi; 務高橋; Noriyuki Takaoka; 則幸高岡
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1995-05-16
Filing date: 1995-05-16
Publication date: 1996-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】切断初期においてもカーフ幅の変化が少な
く、高い平坦度で切断が行える内周刃砥石の製造方法を
提供する。【構成】円環状台金１の内周部１Ａの全周に亙って、
内周部の両側面および内周端面に、金属めっき相５を析
出させつつ超砥粒４を固着させて砥粒層６を形成する超
砥粒電着工程と、内周部１Ａの両側面に形成された砥粒
層６を、一般砥石を用いて台金両側面と平行に研削する
ことにより、砥粒層６の両側面に平坦部１１を形成する
ツルーイング工程と、平坦部１１の金属めっき相５を一
定厚さに亙って電解除去し、平坦部１１に埋没していた
超砥粒４を一定突出量だけ突出させる電解ドレッシング
工程とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体インゴットの切
断等に使用される内周刃砥石に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】上記内周刃砥石は、厚さ０．１〜０．２
mm程度の円環状の金属板(台金)の内周縁の全周に亙って
Ｎｉ，Ｃｏ等の金属めっき相を析出させつつ、ダイヤモ
ンド等の砥粒をこの金属めっき相によって固着すること
により、台金内周縁の全周に亙って断面涙滴状の電着砥
粒層を形成したものである。そして、使用時には、台金
の外周部を円環状の治具に固定して張り上げ、この治具
を高速回転させつつ、半導体インゴット等の被削材を内
周刃砥石の中心孔内に挿通し、電着砥粒層を被削材に切
り込ませ、被削材を極めて薄いウェーハ状に切断する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の内周
刃砥石では、断面が涙滴形状をなす砥粒層を電着形成し
たのち、そのまま使用に供する場合と、被削材の切断代
（カーフロス）を安定化させるために、ドレッシングを
内周刃砥石に施してから使用に供する場合とがあった。
前記ドレッシングは、砥石軸線に対して傾斜させた一般
砥石製のドレッサーを内周刃砥石の砥粒層の内周縁に当
接させ、この内周縁を斜めに僅かに削り、刃厚を一定に
することにより行われている。このようなドレッシング
を行うと、刃厚は一定化するのであるが、砥粒層の両側
面から刃先にかけての砥粒の尖端が破砕されて有効切刃
となる砥粒の突き出し量が非常に小さくなるばかりか、
砥粒も脱落して存在密度が低下するため、特に切断開始
時の切れ味が悪くなり、切断が安定しないという欠点が
あった。

【０００４】一方、電着したままの内周刃砥石では、金
属めっき相による保持が不完全で固着力の弱い超砥粒ま
で残存しているから、切断開始早期からこのような固着
力の弱い超砥粒が次々に脱落していき、切断開始初期に
砥粒層の厚さが急激に低減する現象が起きる。このた
め、被削材の切断代が切断開始からしばらくの期間が過
ぎるまで安定しないだけでなく、砥粒層の厚さが変化す
る過程では、砥粒層の左右両面における研削抵抗が安定
しないため、砥石による切断方向が正確に定まりにく
い。このため、切断初期において被削材の切断面の平坦
度を高めることが難しく、歩留まりを向上するうえで改
善の余地を残していた。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、切断初期においてもカーフ幅の変化が少なく、高い
平坦度で切断を行うことができ、しかも良好な切れ味を
有する内周刃砥石の製造方法を提供することを課題とし
ている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る内周刃砥石の製造方法は、金属薄板で
形成された円環状の台金の内周縁部の全周に亙って、こ
の内周縁部の両側面および内周端面に、金属めっき相を
析出させつつ超砥粒を固着させて砥粒層を形成する超砥
粒電着工程と、前記内周縁部の両側面に形成された砥粒
層を、一般砥石を用いて前記両側面と平行に研削するこ
とにより、前記砥粒層の両側面に前記台金側面と略平行
な平坦部を形成するツルーイング工程と、前記平坦部を
構成する金属めっき相を一定厚さに亙って電解除去し、
前記平坦部に埋没していた超砥粒を一定突出量だけ突出
させる電解ドレッシング工程とを具備することを特徴と
する。

【０００７】なお、台金の内周縁には、その全周に亙っ
て、肉厚が外周側から台金内周縁に向けて漸次小さくな
るテーパ部が予め形成されていてもよい。

【０００８】

【作用】本発明に係る内周刃砥石の製造方法では、超砥
粒電着工程において台金の内周縁部に砥粒層を形成した
後、ツルーイング工程で、この砥粒層の両側面を一般砥
石を使用して台金側面と略平行に研削する。これによ
り、電着直後の不完全な固着状態にある余剰の超砥粒を
脱落させるとともに、砥粒層の両側面に平坦部を形成す
る。次の電解ドレッシング工程において、これら平坦部
を構成する金属めっき相を一定厚さに亙って電解除去
し、前記平坦部に埋没していた超砥粒を一定突出量だけ
突出させることにより、平坦部においても砥粒突出量を
確保し、切れ味を十分に高めることができる。こうして
得られた内周刃砥石では、切断開始後の初期にも砥粒層
の厚さ変化が少なく、しかも砥粒層の両側面での砥粒突
出量および砥粒保持力が安定するから、カーフ幅変化が
少ないうえ、切断方向が安定して切断面の平坦度を高め
ることができる。

【０００９】また、台金の内周縁の全周に亙って、肉厚
が外周側から台金内周縁に向けて漸次小さくなるテーパ
部を予め形成しておいた場合には、最も磨耗が早い砥粒
層先端部の実質的な厚さを増すことができるので、寿命
延長が図れる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明に係る内周刃砥石の製造方法の
一実施例を説明する。（超砥粒電着工程）この実施例の方法では、始めに、一
定厚さの金属薄板で形成された円環状の台金の内周縁部
の全周に亙って、この内周縁部の両側面および内周端面
に、金属めっき相を析出させつつ超砥粒を単層状または
積層状に固着させて、砥粒層を形成する。本発明に使用
できる台金の寸法は限定されないが、一般には厚さが
０．１〜０．２ｍｍ程度、外径が５５〜１１０ｃｍ程
度、内径が１８〜４６ｃｍ程度とされる。

【００１１】図１は本発明で使用可能な電着装置の一例
を示している。図中符号２，３は台金１の両面を同軸に
挟む円形の電着フランジであり、これら電着フランジ
２，３間には、台金１と同軸に、気密的な円盤形の空間
が形成され、この空間内に台金１の内周部１Ａが一定幅
（数ｍｍ）だけ全周に亙って突出している。電着フラン
ジ２，３間の空間にはＮｉ，Ｃｏ，Ｃｕなどの電解めっ
き液Ｍが満たされ、さらに電解めっき液Ｍにはダイヤモ
ンドまたはＣＢＮ等の超砥粒４が一定量添加されてい
る。また、図示していないが、内周部１Ａの内周縁から
の離間量が一定になるように、電解めっき液Ｍに浸漬し
た状態で、リング状等の陽極が空間内に同軸に固定され
ている。

【００１２】電着フランジ２，３は、図示しない回転装
置により、その軸線を水平にした状態で軸線回りに低速
で回転されるようになっている。そして台金１と一体化
した電着フランジ２，３を回転させつつ、前記陽極を電
源陽極に接続し、台金１を電源陰極に接続して、内周部
１Ａの両側面および内周端面に金属めっき相５を析出さ
せていく。すると、図１に示すように電解めっき液Ｍの
下側に溜まった超砥粒４が、金属めっき相５に漸次取り
込まれていき、図２に示すように、金属めっき相５中に
多数の超砥粒４を埋め込んだ砥粒層６が台金１の内周部
１Ａの全周に亙って形成される。

【００１３】こうして得られた砥粒層６の断面形状は、
両側面の内周寄りでその肉厚が最大となる、いわゆる涙
滴状をなす。この時の砥粒層６の台金半径方向の幅Ｗは
０．２〜１０ｍｍ程度が好ましい。０．２ｍｍ未満では
ブレードの摩耗が早いうえ、剛性が小さいという問題が
生じ、１０ｍｍより大きい必要はない。また、内周部１
Ａの側面での砥粒層６の最大厚さＴ１は、台金１の肉厚
ＴＤの０．３〜１倍程度が好ましい。肉厚Ｔ１が肉厚Ｔ
Ｄの０．３倍未満では砥粒層６が薄すぎて、以降のツル
ーイング工程および電解ドレッシング工程を行った後
に、十分な砥粒層寿命を確保できなくなる。

【００１４】（ツルーイング工程）次に、砥粒層６が形
成された台金１を電着装置から外し、その外周を周知の
内周刃砥石固定治具によって張り上げる。そして、固定
治具を軸線回りに回転させつつ、図３に示すように内周
部１Ａに形成された砥粒層６の両側面を、ツルーイング
砥石１０を用いて左右均等に研削し、図４に示すように
台金両側面と平行な一対の平坦部１１を形成する。この
ツルーイング工程により、超砥粒４および金属めっき相
５が共に同一面に揃うように形状修正される。

【００１５】ツルーイング砥石１０としては、超砥粒以
外の一般砥粒を用いた一般砥石であれば使用可能である
が、特に好ましいものはアルミナ，炭化ケイ素等の砥石
である。その理由は、超砥粒に与えるダメージが小さ
く、金属めっき相を摩耗させる能力が高いためである。
このツルーイング工程による砥粒層６の両側面の研削厚
さＴ２は、ツルーイング前の両側面の厚さＴ１の１５〜
３０％程度が好ましい。１５％未満では本発明の効果が
得られず、３０％より多く研削する必要はない。平坦部
１１の幅は、切断代の安定性と切粉排出性の関係から、
０．２〜１ｍｍ程度が望ましい。

【００１６】（電解ドレッシング工程）次に、砥粒層６
の平坦部１１を構成する金属めっき相５を、全面に亙っ
て一定厚さに亙って電解除去し、平坦部１１に埋没して
いた超砥粒４を一定突出量だけ突出させる。

【００１７】図５はそのための電解装置の一例を示す。
図中符号２０，２１は台金１の両面を同軸に挟む円形の
電解フランジであり、これら電解フランジ２０，２１間
には、台金１と同軸に、気密的な円盤形の空間が形成さ
れ、この空間内に台金１の内周部１Ａが全周に亙って突
出している。電解フランジ２０，２１間の空間にはリン
酸液，硫酸ニッケル液等の電解液Ｅが満たされるととも
に、電解フランジ２０，２１の内面には、各平坦部１１
とそれぞれ対向する電極リング２２，２３が固定されて
いる。電解フランジ２０，２１は、図示しない回転装置
により、その軸線を水平にした状態で軸線回りに低速で
回転されるようになっている。

【００１８】そして電解フランジ２０，２１を回転させ
つつ、電極リング２２，２３を電源陰極に接続し、台金
１を電源陽極に接続して砥粒層６の主に平坦部１１から
金属めっき相５を徐々に溶解させる。すると図６に示す
ように、砥粒層６の両側面には、それぞれ一定幅の突出
量均等部２４が全周に亙って形成され、これら突出量均
等部２４の超砥粒４の先端は、台金１の両側面と平行な
仮想平面上で揃うことになる。

【００１９】なお、電解ドレッシングによる平坦部１１
での金属めっき相５の溶解量Ｔ３は、超砥粒４の平均粒
径の２〜２０％程度が好ましい。２％未満では砥粒層両
側面での超砥粒４の突出量が不足し、十分な切れ味を得
ることができない。また、２０％より大きいと金属めっ
き相５による超砥粒４の保持力が不足し、砥粒層両側面
からの砥粒脱落が著しくなり、十分な寿命を得ることが
できなくなる。

【００２０】上記工程からなる内周刃砥石の製造方法に
よれば、ツルーイング工程で砥粒層６の両側面に台金１
の両側面と平行な平坦部１１を形成した後、次の電解ド
レッシング工程において、これら平坦部１１の金属めっ
き相５を一定厚さに亙って電解除去するため、台金１の
両側面とほぼ平行をなしかつ砥粒層突出量が均一な突出
量均等部２４を形成することができる。このような突出
量均等部２４を形成すると、切断開始後の初期にも砥粒
層６の厚さ変化が少なく、しかも砥粒層両側面での砥粒
突出量および砥粒保持力が安定するから、カーフ幅変化
が少ないうえ、切れ味に優れ、切断方向が安定して切断
面の平坦度を高めることができる。

【００２１】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、例えば図７に示すような変形例も可能
である。図７の例では、台金１の内周縁に、その全周に
亙って、肉厚が外周側から台金内周縁に向けて漸次小さ
くなる（すなわち内周側に向けて断面の尖った）テーパ
部３０が予め形成されていることを特徴としている。

【００２２】このようなテーパ部３０が形成された台金
１を使用して前述と同様の処理を行うと、超砥粒電着工
程においてテーパ部３０の先端での電流密度が上昇する
ため、テーパ部３０の先端から半径方向内方への金属め
っき相５の厚さが増す。そのうえ、台金１の内周部が断
面矩形状から断面Ｖ字状になることにより、砥粒層６の
外面から台金１の内周エッジまでの距離を大きくするこ
とができる。したがって、使用寿命に至るまでの磨耗可
能量を大きく確保することができ、砥石寿命の長い内周
刃砥石を製造することができる。

【００２３】なお、上記効果を高める上で、テーパ部３
０の台金半径方向断面における角度αは８〜２０゜、テ
ーパ部３０の台金半径方向の幅ＷＤは台金肉厚ＴＤの
０．５〜４倍であることが望ましい。

【００２４】

【実験例】同一の発明の方法と従来の方法とでそれぞれ
内周刃砥石を製造し、切断性能を比較した。

【００２５】（実験例）外径６９ｃｍ、内径２４ｃｍ、
厚さ０．１３ｍｍの台金を用い、図１に示す装置を用い
て砥粒層６を形成した。用いた超砥粒は、ダイヤモンド
（平均粒径５５μｍ）であり、電着条件は下記の通りで
ある。電着終了時点での砥粒層６の寸法は、図２のＴ１
＝０．１２５ｍｍ、Ｗ＝３ｍｍとした。電流密度：１Ａ／ｄｍ² 電解めっき液：スルアミン酸ニッケルめっき液（中濃度
浴）

【００２６】次に、砥粒層６が形成された台金１を電着
装置から外し、その外周を内周刃砥石固定治具によって
張り上げた。そして、固定治具を軸線回りに回転させつ
つ、内周部１Ａに形成された砥粒層６の両側面を、ツル
ーイング砥石１０を用いて左右均等に研削し、台金両側
面と平行な一対の平坦部１１を形成した。ツルーイング
砥石としては、ＷＡ＃４００を使用した。ツルーイング
による砥粒層６の両側面の研削厚さＴ２はほぼ０．０９
５ｍｍであり、ツルーイング前の砥粒層両側部の厚さＴ
１の７６％である。

【００２７】次に、図５に示すような装置を用い、砥粒
層６の平坦部１１を構成する金属めっき相５を、全面に
亙って一定厚さに亙って電解除去した。電極リング２
２，２３と砥粒層６との距離は３ｃｍ、電解液Ｅとして
は７５％リン酸液を使用した。そして、電解電流密度：
５Ｎ／ｄｍ²で、Ｎｉめっきを５μｍ溶解した。得られ
た内周刃砥石を洗浄乾燥してそのまま実験例の砥石とし
た。

【００２８】（比較例１）上記実験例と同じ台金、超砥
粒、電着装置および電解めっき液を使用して砥粒層６を
形成し、比較例１の内周刃砥石とした。電着終了時点で
の砥粒層６の寸法は、図２のＴ１＝０．１２５ｍｍ、Ｗ
＝３ｍｍとした。（比較例２）比較例１の内周刃砥石にツルーイングを施
したものを比較例２の砥石とした。ツルーイングには、
ＷＡ＃４００の砥石を用い、砥粒層６の両側面の除去厚
さＴ２をほぼ０．０９５ｍｍとした。

【００２９】実験例および比較例の内周刃砥石をそれぞ
れ１０枚作成し、以下の条件で切断試験を行った。（切断試験条件）周速：１１５０ｍ／ｍｉｎ切込速度：５０ｍｍ／ｍｉｎ切削液：純水初期張上げ量：１２００μｍ被削材：６インチ径シリコンインゴット（砥石毎に１０
０枚切断した）その結果を表１に示す。

【００３０】

【表１】

【００３１】表１から明らかなように、実施例の砥石で
はカーフ幅減少量が少なく、ソーマークやシリコンウェ
ハの欠けが発生せず、安定した切断性を示し、平均度の
高い切断が行えた。これに対し、比較例１では、超砥粒
の脱落によってカーフ幅が大きく変化するとともに、シ
リコンウェハに脱落砥粒の巻き込みによるソーマークや
欠けが生じた。また、比較例２は、両側面の砥粒突出し
が悪いため切れ味が不良で、やはりソーマークや欠けが
発生した。

【００３２】実験例の砥石では、砥粒層各部の砥粒突出
量が適正化されているため、切断開始前にスライシング
マシン上で行なわれる一般砥石によるドレッシングを省
略することができた。これに対し、比較例２の砥石で
は、機上で一般砥石を多数切断しないと切れ味が向上せ
ず、余分な作業を必要とし、生産性に問題がある。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る内周
刃砥石の製造方法によれば、ツルーイング工程で砥粒層
の両側面に台金の両側面と平行な平坦部を形成した後、
次の電解ドレッシング工程において、これら平坦部の金
属めっき相を一定厚さに亙って電解除去するため、台金
の両側面とほぼ平行をなしかつ砥粒層突出量が均一な突
出量均等部を形成することができる。

【００３４】このような突出量均等部を形成すると、切
断開始後の初期にも砥粒層の厚さ変化が少なく、しかも
砥粒層両側面での砥粒突出量および砥粒保持力が安定す
るから、カーフ幅変化が少ないうえ、切断方向が安定し
て切断面の平坦度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例での超砥粒電着工程を示す断面
図である。

【図２】超砥粒電着工程で形成された砥粒層の断面図で
ある。

【図３】実施例のツルーイング工程を示す断面図であ
る。

【図４】ツルーイング工程で形状修正された砥粒層の断
面図である。

【図５】実施例の電解ドレッシング工程を示す断面図で
ある。

【図６】電解ドレッシング工程で得られた砥粒層の断面
図である。

【図７】本発明の他の実施例で得られた砥粒層の断面図
である。

【符号の説明】

１台金１Ａ内周部２，３電着フランジ４超砥粒５金属めっき相Ｍ電解めっき液６砥粒層１０ツルーイング砥石１１平坦部２０，２１電解フランジ２２，２３電極リング２４突出量均等部３０テーパ部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属薄板で形成された円環状の台金の内周
縁部の全周に亙って、この内周縁部の両側面および内周
端面に、金属めっき相を析出させつつ超砥粒を固着させ
て砥粒層を形成する超砥粒電着工程と、前記内周縁部の両側面に形成された砥粒層を、一般砥石
を用いて前記両側面と平行に研削することにより、前記
砥粒層の両側面に前記台金側面と略平行な平坦部を形成
するツルーイング工程と、前記平坦部を構成する金属めっき相を一定厚さに亙って
電解除去し、前記平坦部に埋没していた超砥粒を一定突
出量だけ突出させる電解ドレッシング工程とを具備する
ことを特徴とする内周刃砥石の製造方法。
【請求項２】前記台金の内周縁には、その全周に亙っ
て、肉厚が外周側から台金内周縁に向けて漸次小さくな
るテーパ部が予め形成されていることを特徴とする請求
項１記載の内周刃砥石の製造方法。
【請求項３】前記テーパ部の台金半径方向の断面角度は
６〜２０゜、テーパ部の台金半径方向の幅は台金肉厚の
０．５〜４倍であることを特徴とする請求項２記載の内
周刃砥石の製造方法。