JPWO2018190160A1 - 研磨シートおよび研磨シートを製造する方法 - Google Patents

Abstract

研磨シートは、シート状の基材と、基材の一方の面から他方の面に貫いて配置された砥粒と、を有する。砥粒は、一方の面において被研磨体に当接する先端部を同一平面に揃えて配置されているとよい。砥粒は、離間して配置され、単一粒子層を形成するとよい。砥粒の平均径は、基材の厚さの２〜３倍であるとよい。研磨シートは、ダイシングブレードに適用可能であり、切断溝幅は、砥粒の平均径の１．１〜１．５倍であるとよい。砥粒を同心円状に配列するとよい。

Description

本発明は、研磨シートおよび研磨シートを製造する方法、詳細には、磁気ディスク基板、シリコンウェーハ、表示装置用ガラス基板やレンズ等の各種被研磨体の表面を平滑に研磨するための研磨シートおよび研磨シートを製造する方法に関し、さらには、半導体装置や電子部品が形成されたウェーハ等のワークに対して切断や溝入れなどの切断加工を施すダイシングブレードにすることが可能な研磨シートおよび研磨シートを製造する方法に関する。

被研磨体の表面を平滑かつ平坦に研磨するためには極力細粒の研磨砥粒を用いて研磨が行われる。研磨方法として、研磨砥粒を外部から被研磨体に供給して研磨する遊離砥粒方式と、基板シートに研磨砥粒を固着した研磨シートを用いて研磨する固定砥粒方式とが知られている。固定砥粒方式は、遊離砥粒方式のように大量の研磨材を必要とせず、また研磨材を固着する基板シートも様々な形状のものが実現できることから広く活用されている。一方、ウェーハ等のワークに切断や溝入れ加工を行うダイシングブレードは、近年、さらなる微細加工が要求され、１０μｍ程度の幅の溝を加工することが求められている。

固定砥粒方式の研磨シートは、基板シートとしてポリエチレンテレフタレートのような有機樹脂、織布、不織布等の材料が選択され、この基板シートの上にアルミナ、シリカ、ダイヤモンド等の無機研磨材の微粒子が樹脂等のバインダーで固着されるという構成からなる。

研磨シートの研磨性能は、研磨砥粒の性状に大きく左右される。研磨砥粒の性状としては砥粒の材質、粒度、形状等が重要な因子であるが、性能を充分に発揮させるためには砥粒が固着された固着層において個々の砥粒がどのような配列で固着されているかという点が重要な因子となる。

研磨砥粒が凝集した状態で基板シートに固着された研磨シートでは、研磨シートの表面粗さが不揃いになり、被研磨体の表面に傷が発生する虞があり、被研磨体を精密に研磨することが容易でない。

特に、被研磨体を超精密に研磨するためには、研磨砥粒が凝集した状態で基板シートに固着されは好ましくない。砥粒が均等に分散されているように見えても微視的に見ると凝集を引き起こしていわば固まりが点在する場合であっても好ましくない。

そこで上記のような傷の発生を無くすため、特許文献１は、研磨砥粒の粒径を極力均一なものとして、かつ研磨砥粒が単一の層で固着された研磨シートを開示する。この研磨シートは、研磨シート上に研磨砥粒の切り刃を揃え、研磨砥粒を離間して分布するように固着されている。

半導体装置や電子部品が形成されたウェーハ等のワークを個々のチップに分割するダイシング装置には、少なくともスピンドルにより高速に回転されるダイシングブレードと、ワークを載置するワークテーブルと、ワークテーブルとブレードとの相対的位置を変化させる制御装置が組み込まれており、これらの動作によりワークに対して切断や溝入れなどの加工を施す。このようなダイシング装置で用いられるダイシングブレードとして、特許文献２は、平均ダイヤモンド砥粒粒径２５μｍ以下の砥粒を焼結により多結晶ダイヤモンドとして円盤状に加工し、外周部をレーザにより加工し切れ刃を形成させたダイシングブレードを開示する。

特開２００９−１３１９０９号公報 特開２０１５−１６４２２８号公報

発明が解決しようとしている課題

近年、ウェーハ１枚当たりのチップ収量を増加させるため、ストリートと呼ばれるダイシングする際の切り代の幅が徐々に狭くなってきている。このため、このような狭ストリート用のダイシングブレードとして、厚さ１０μｍ程度の極薄のダイシングブレードが用いられている。

特許文献１に開示される研磨シートは、基材表面上に接着樹脂により固着され単一層を形成する研磨シートであって、砥粒はそれぞれ被研磨体に当接する先端部を同一平面上に揃えるとともに離間して分布することを特徴とする研磨シートである。このため、本研磨シートをダイシングブレードに活用するために円盤状に切り出し装置にセットしても、ダイヤモンド砥粒が片面のみしか形成されていないために左右のアンバランスから刃が横にふれてしまう。それを避けるため、研磨シートの裏面を貼り合わせると、ブレードの刃が厚くなるので、近年要求されている微細加工を行うことは困難である。一方、特許文献２に示す多結晶焼結体では、使用されるダイヤモンド砥粒の平均粒子径は２５μｍ以下であるので、１０μｍ以下の溝幅又は切断幅にすることは困難である。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、被研磨体の表面を平滑に研磨でき、１０μｍ以下のストリート（溝幅又は切断幅）に対応可能なダイシングブレードにも適用できる研磨シートおよび研磨シートを製造する方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る研磨シートの一様態は、
シート状の基材と、
前記基材の一方の面から他方の面に貫いて配置された砥粒と、を有する、
ことを特徴とする。

前記砥粒は、前記一方の面において被研磨体に当接する先端部を同一平面に揃えて配置されているとよい。

前記砥粒は、離間して配置され、単一粒子層を形成するとよい。

前記砥粒の平均径は、前記基板の厚さの２〜３倍であるとよい。

前記研磨シートは、ダイシングブレードに適用可能であり、切断溝幅は、砥粒の平均径の１．１〜１．５倍であるとよい。

前記砥粒を同心円状に配列するとよい。

また、上記目的を達成するため、研磨シートを製造する方法の一様態は、
仮基材平面盤上に砥粒を分散する第一工程と、
前記砥粒を分散した前記仮基材平面盤上に仮固着剤を散布又は塗布する第二工程と、
前記仮固着剤を散布又は塗布した前記仮基材平面盤上に基材を構成する原料を散布又は塗布する第三工程と、
前記仮基材平面盤から前記基材を引き剥がす第四工程と、
前記仮固着剤を溶解して取り去る第五工程と、
を備える。

また、上記目的を達成するため、研磨シートを製造する方法の一様態は、
シート状の基材に複数の孔を開ける第一工程と、
前記孔に前記孔の径より大きい径を有する砥粒を入れる第二工程と、
前記孔に前記砥粒を押し込む第三工程と、
前記砥粒を前記基材に固着する第四工程と、
を備える。

本発明によれば、被研磨体の表面を平滑に研磨でき、１０μｍ以下のストリート（溝幅又は切断幅）に対応可能なダイシングブレードにも適用できる研磨シートおよび研磨シートを製造する方法を提供することができる。

本発明の実施の形態に係る研磨シートを示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る研磨シートの拡大図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 本発明の実施の形態に係る研磨シートを製造する第１の方法を示すフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｆ）は、研磨シートを製造する第１の方法により研磨シートを作成する工程を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る研磨シートを製造する第２の方法を示すフローチャートである。 （Ａ）〜（Ｆ）は、研磨シートを製造する第２の方法により研磨シートを作成する工程を説明する図である。 本発明の変形例に係る研磨シートを示す図である。 本発明の変形例に係る研磨シートを示す図である。 本発明の変形例に係るダイシングブレード用に砥粒を配置した研磨シートを示す図である。

発明の実施をするための形態

以下、本発明を実施するための形態に係る研磨シートおよび研磨シートを製造する方法を図面を参照しながら説明する。

本発明の実施の形態に係る研磨シート１０は、図１および図２に示すように、薄いフイルム状（シート状）の基材１１と、基材１１の一方の面から他方の面に貫いて砥粒１２が均等な離間距離Ｌで格子状に配置されて、かつ基材１１に固着されている。研磨シート１０は、円盤状に加工されて、ダイシングブレード１３として用いることができる。

基材１１は、有機系樹脂材、またはニッケル、銅合金等の金属薄膜等から構成される。有機系樹脂材としては、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル樹脂、ポリカーボネット等が挙げられる。

砥粒１２は、離間してほぼ均等に配置され、単一粒子層を形成し、基材１１を貫き、左右に先端が存在する。砥粒１２は、基材１１の一方の面および他方の面から砥粒１２の先端部を突出して配置されている。特に、図３に示す場合には左側の先端部２１は、点線で示す研磨面（同一平面）２２で揃っている。研磨シート１０が本来の研磨シートとして使用される場合、左側の面が研磨面となる。研磨面２２は、被研磨体に当接する面である。

砥粒１２としては、アルミナ、シリカ、ダイヤモンド、炭化ケイ素、Ｃ−ＢＮ（Cubic Boron Nitride）等が使用され、何を使用するかは、被研磨材の種類、研磨精度等から選択される。また、ダイシングブレード１３として使用される場合は、その精度を出すためにダイヤモンドのような超砥粒が好ましい。

基材１１の厚さｔとすると、砥粒１２の平均径ｄは、２ｔ〜３ｔであることが好ましい。砥粒１２の平均径ｄが２ｔ〜３ｔであると、基材１１の両サイドにほぼｔ／２〜ｔの長さの砥粒１２の先端部が突出する。研磨シート１０をダイシングブレード１３に適用した場合、その切断溝幅は、個々の砥粒１２の平均径ｄが直接関係し、砥粒１２の平均径ｄの１．１〜１．５倍である。言い換えると、砥粒１２の平均径ｄは、規定する切断溝幅の７０〜９０％に相当する。

砥粒１２の平均径ｄ、基材１１の厚さｔの関係は、研磨シート１０をダイシングブレード１３として用い、切断溝幅を１０μｍと設定した場合、砥粒１２の平均径ｄは９μｍであり、基材１１の厚さｔは、平均径ｄ＝９μｍの１／２〜１／３であるから、厚さｔ＝４．５μｍ〜３μｍが望ましい。切断溝幅１０μｍを目標に説明しているが、砥粒１２の平均径ｄ、研磨シート１０厚さｔ等は切断溝幅で変化するものであり、本例で使用される数値に限られない。

砥粒１２を基材１１上に均等に分布させる砥粒１２の離間距離Ｌは、経験値から砥粒１２の平均径ｄの０．５〜１００倍程度とすることが好ましく、２〜２０倍とすることがより好ましく、３〜１０倍とすることが更に好ましい。このようにすることで、基材１１の強度が保たれ、単位面積あたりの砥粒１２を多くすることができる。

上記特徴を有する研磨シート１０の製造方法はいろいろあるが、代表的な研磨シート１０を製造する方法として、以下に説明する研磨シートを製造する第１の方法と、研磨シートを製造する第２の方法とがある。

研磨シートを製造する第１の方法は、図４に示すように、仮基材平面盤３１上に砥粒１２を分散する第一工程（ステップＳ１０１）と、砥粒１２を分散した仮基材平面盤３１上に仮固着剤３２を散布又は塗布する第二工程（ステップＳ１０２）と、仮固着剤３２を散布又は塗布した仮基材平面盤３１上に基材１１を構成する原料を散布又は塗布する第三工程（ステップＳ１０３）と、仮基材平面盤３１から基材１１を引き剥がす第四工程（ステップＳ１０４）と、仮固着剤３２を溶解して取り去る第五工程（ステップＳ１０５）と、砥粒１２の先端を覆う基材１１の構成する原料を取り去る第六工程（ステップＳ１０６）と、を備える。

まず、第一工程（ステップＳ１０１）では、図５（Ａ）に示すように、仮基材平面盤３１上に砥粒１２を均等に分散させる。つぎに、第二工程（ステップＳ１０２）では、図５（Ｂ）に示すように、砥粒１２を分散した仮基材平面盤３１上に仮固着剤３２を厚さａｔ散布する。厚さａｔは、砥粒１２の平均径ｄの１／４である。つぎに、第三工程（ステップＳ１０３）では、図５（Ｃ）に示すように、仮固着剤３２を散布又は塗布した仮基材平面盤３１上に仮固着剤３２の上方から基材１１を構成する原料を厚さｔ散布又は塗布し、砥粒１２を基材１１に固着する。厚さｔは、砥粒１２の平均径ｄの１／２である。つぎに、第四工程（ステップＳ１０４）では、図５（Ｄ）に示すように、基材１１が固化した後、仮基材平面盤３１から基材１１を引き剥がす。つぎに、第五工程（ステップＳ１０５）では、図５（Ｅ）に示すように、仮固着剤３２を溶解して取り去る。つぎに、第六工程（ステップＳ１０６）では、反対側の砥粒１２の先端を覆う研磨シート１０の構成材料３３を溶解して取り去る。以上により、研磨シートを作成する第１の方法で所望の研磨シート１０を作成することができる。

研磨シートを製造する第１の方法で用いられる仮基材平面盤３１の平坦度は、砥粒１２の先端部の面一度を出すために重要であり、平均面粗さは砥粒１２の平均径ｄの５〜１０％以下が望ましい。

研磨シートを製造する第２の方法は、図６に示すように、シート状の基材１１に複数の孔４１を開ける第一工程（ステップＳ２０１）と、孔４１に孔４１の径より大きい径を有する砥粒１２を入れる第二工程（ステップＳ２０２）と、孔４１に砥粒１２を押し込む第三工程（ステップＳ２０３）と、砥粒１２を基材１１に固着する第四工程（ステップＳ２０４）と、砥粒１２先端を覆う接着液を溶解して取り去る第五工程（ステップＳ２０５）と、を備える。

まず、第一工程（ステップＳ２０１）では、図７（Ａ）に示すように、厚さｔの基材１１にレーザ加工にて直径ａｄの孔４１を、離間してほぼ均等に分布するように開ける。孔４１の直径ａｄは、砥粒１２の平均径ｄの１／４である。つぎに、第二工程（ステップＳ２０２）では、図７（Ｂ）では、孔４１の開けられた基材１１上に砥粒１２を散布し、孔４１に砥粒１２が入るように振動させ、その他の砥粒１２を除去する。つぎに、第三工程（ステップＳ２０３）では、図７（Ｃ）に示すように、孔４１に砥粒１２が入った基材１１を粘土状平面４２に展開し、上方から板状の平板４３で押圧する。このとき、基材１１と平板４３との間隔ｃｄは、平均径ｄの１／４〜１／３程度である。これにより、砥粒１２は、砥粒１２を押し込まれ、砥粒１２の平均径ｄの１／４〜１／３程度が基材１１表面から露出する。第四工程（ステップＳ２０４）では、図７（Ｅ）に示すように、孔４１に砥粒１２が嵌合されている基材１１を接着液４４の中に入れ、基材１１と砥粒１２とを固着させる。つぎに、第五工程（ステップＳ２０５）では、図７（Ｆ）に示すように、砥粒１２の先端を覆う接着液４４を溶解して取り去る。

研磨シートを製造する第２の方法で用いられる挿圧する場合に用いる平板４３の平坦度は砥粒１２先端部の面一度を出すために重要であり、平均面粗さは砥粒１２の平均径ｄの５〜１０％以下が望ましい。

以上のように、研磨シート１０によれば、研磨シート１０をディスク状に加工しダイシングブレード１３とし、従来のダイサーにセットして使用することにより任意の切断溝幅で切断することが可能である。さらに、本研磨シート１０の砥粒１２の先端部が同一平面に揃った面を被研磨物に向け研磨することで従来の研磨シートと同様な効果を得ることができる。

（変形例）
上述の実施の形態では、砥粒１２が均等な離間距離Ｌで格子状に配置されている研磨シート１０について説明した。砥粒１２は、一定の離間距離Ｌで配置されていればよく、図８に示すように、千鳥状に配置されていてもよく、図９に示すように、ランダムに配置されていてもよい。

また、研磨シート１０をダイシングブレード１３に活用する場合、個々の砥粒１２は一定間隔で被切断材に接触、切削することが望ましく、それを達成するために砥粒１２の分布は次のようになることが望ましい。即ち、ダイシングブレード１３用に加工してなる研磨シート１０において、図１０に示すように、砥粒１２の配列を円盤状のダイシングブレード１３の中心に対して、同心円状に均等に配置してもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、請求の範囲によって示される。そして、請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

本出願は、２０１７年４月１１日に出願された日本国特許出願２０１７−０８８９０８号に基づく。本明細書中に、日本国特許出願２０１７−０８８９０８号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。

１０ 研磨シート
１１ 基材
１２ 砥粒
１３ ダイシングブレード
２１ 先端部
２２ 研磨面
３１ 仮基材平面盤
３２ 仮固着剤
３３ 構成材料
４１ 孔
４２ 粘土状平面
４３ 平板
４４ 接着液

Claims (8)

1. シート状の基材と、
   前記基材の一方の面から他方の面に貫いて配置された砥粒と、を有する、
   ことを特徴とする研磨シート。
2. 前記砥粒は、前記一方の面において被研磨体に当接する先端部を同一平面に揃えて配置されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の研磨シート。
3. 前記砥粒は、離間して配置され、単一粒子層を形成する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の研磨シート。
4. 前記砥粒の平均径は、前記基材の厚さの２〜３倍である、
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の研磨シート。
5. ダイシングブレードに適用可能であり、切断溝幅は、砥粒の平均径の１．１〜１．５倍である、
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の研磨シート。
6. 前記砥粒を同心円状に配列した、
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の研磨シート。
7. 仮基材平面盤上に砥粒を分散する第一工程と、
   前記砥粒を分散した前記仮基材平面盤上に仮固着剤を散布又は塗布する第二工程と、
   前記仮固着剤を散布又は塗布した前記仮基材平面盤上に基材を構成する原料を散布又は塗布する第三工程と、
   前記仮基材平面盤から前記基材を引き剥がす第四工程と、
   前記仮固着剤を溶解して取り去る第五工程と、
   を備える研磨シートを製造する方法。
8. シート状の基材に複数の孔を開ける第一工程と、
   前記孔に前記孔の径より大きい径を有する砥粒を入れる第二工程と、
   前記孔に前記砥粒を押し込む第三工程と、
   前記砥粒を前記基材に固着する第四工程と、
   を備える研磨シートを製造する方法。

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