(57)【要約】【課題】導入時のコストを低く抑えつつ、使用限界を適切に識別できる研削ホイールを提供する。【解決手段】回転駆動されるスピンドル（１６）と、スピンドルの先端に連結されたホイールマウント（１２）とを有する研削装置（１０）のホイールマウントに着脱自在に装着される研削ホイール（２）であって、ホイールマウントに装着される装着面（４ａ）を有するホイール基台（４）と、ホイール基台の自由端部（４ｂ）に配設され、先端を被加工物（２０）に接触させて被加工物を研削する研削砥石（６）と、を具備し、研削砥石は、ホイール基台に装着される第一の層（６ａ）と、被加工物の研削に用いられる第二の層（６ｂ）と、から構成され、第一の層と第二の層とは異なる色相を示し、第二の層の摩耗によって第一の層が表出する事で使用限界を色によって識別できるように構成した。【選択図】図１
2014217934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動されるスピンドルと、該スピンドルの先端に連結されたホイールマウントとを有する研削装置の該ホイールマウントに着脱自在に装着される研削ホイールであって、
該ホイールマウントに装着される装着面を有するホイール基台と、
該ホイール基台の自由端部に配設され、先端を被加工物に接触させて該被加工物を研削する研削砥石と、を具備し、
該研削砥石は、
該ホイール基台に装着される第一の層と、
該被加工物の研削に用いられる第二の層と、から構成され、
該第一の層と該第二の層とは異なる色相を示し、
該第二の層の摩耗によって第一の層が表出する事で使用限界を色によって識別できることを特徴とする研削ホイール。
【請求項２】
前記第二の層は、砥粒を含み、
前記第一の層は、該第二層と接する砥粒を含む砥粒層と、砥粒を含まない非砥粒層と、から構成されることを特徴とする請求項１記載の研削ホイール。
【請求項３】
前記ホイール基台には、複数の研削砥石が環状に配設されており、
該複数の研削砥石の少なくとも１つが、前記第一の層と前記第二の層とを備える前記研削砥石であることを特徴とする請求項１又は２記載の研削ホイール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウェーハ等の被加工物を研削するための砥石を備えた研削ホイールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型軽量なデバイスを実現するために、シリコンやサファイア等の材料でなるウェーハを薄く研削することが求められている。ウェーハの研削は、例えば、研削用の砥石（研削砥石）を備える研削ホイールを装着した研削装置で行われる。研削装置の保持テーブルにウェーハを保持させて、回転させた研削ホイールをウェーハの被加工面に押し付けることでウェーハは研削される。
【０００３】
上述の研削砥石は、例えば、ビトリファイドやレジノイド等の結合材に、ダイヤモンドやＣＢＮ等の砥粒を混合し、焼結することで形成される。この研削砥石でウェーハを摩擦すると、研削砥石の表面に露出された多数の砥粒がそれぞれ切れ刃として作用し、ウェーハの被加工面は削り取られる。
【０００４】
一方、研削の進行と共に研削砥石も摩耗し、ウェーハの被加工面と接触する研削砥石の表面には新たな砥粒が次々に現れる。この作用（自生発刃作用等と呼ばれる）によって、砥粒の目こぼれ、目詰まり、目つぶれ等による研削性能の低下を抑制し、良好な切削加工が実現される。
【０００５】
上述のように研削砥石が摩耗してある程度まで短くなると、研削ホイールは交換される。研削ホイールの交換時期は、例えば、研削されたウェーハの数量等を、研削砥石の摩耗量に換算することで決定される。
【０００６】
ところで、研削装置には、使用の履歴がある研削ホイールを装着することもある。このような研削ホイールの交換時期は、研削砥石の残り長さを基準に、上述の方法で研削砥石の摩耗量を算出することにより決定できる。
【０００７】
しかしながら、研削砥石の残り長さを精度良く、例えば０．１ｍｍ単位で測定するのは難しいので、使用の履歴がある研削ホイールを用いる場合に必ずしも最適な交換時期を決定できない。よって、交換時期の渡過による不具合の発生を防ぐためには研削ホイールを早めに交換する必要があり、限界（使用限界）まで研削ホイールを使用できないという問題が生じる。
【０００８】
これに対して、使用時間や砥石寿命等の情報を記憶可能な無線ＩＣタグを備える研削ホイール、及びこれに対応した研削装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この研削装置は、無線ＩＣタグの情報を読み取り可能なリーダライタを備えており、使用時間や砥石寿命等の情報を無線ＩＣタグから読み取って研削ホイールの使用限界を適切に判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−９３７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示される研削ホイール及び研削装置には、無線ＩＣタグやリーダライタ等の新たな構成が必要であり、導入時のコストが大きくなり過ぎてしまうという問題がある。
【００１１】
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、導入時のコストを低く抑えつつ、使用限界を適切に識別できる研削ホイールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、回転駆動されるスピンドルと、該スピンドルの先端に連結されたホイールマウントとを有する研削装置の該ホイールマウントに着脱自在に装着される研削ホイールであって、該ホイールマウントに装着される装着面を有するホイール基台と、該ホイール基台の自由端部に配設され、先端を被加工物に接触させて該被加工物を研削する研削砥石と、を具備し、該研削砥石は、該ホイール基台に装着される第一の層と、該被加工物の研削に用いられる第二の層と、から構成され、該第一の層と該第二の層とは異なる色相を示し、該第二の層の摩耗によって第一の層が表出する事で使用限界を色によって識別できることを特徴とする研削ホイールが提供される。
【００１３】
また、前記研削ホイールにおいては、前記第二の層は、砥粒を含み、前記第一の層は、該第二層と接する砥粒を含む砥粒層と、砥粒を含まない非砥粒層と、から構成されることが好ましい。
【００１４】
また、前記研削ホイールにおいては、前記ホイール基台には、複数の研削砥石が環状に配設されており、該複数の研削砥石の少なくとも１つが、前記第一の層と前記第二の層とを備える前記研削砥石であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の研削ホイールは、異なる色相を示す第一の層と第二の層とで構成された研削砥石を備えるので、研削ホイールが使用限界に達したか否かを切削砥石の色相に基づき適切に識別できる。また、従来の研削ホイールの構成を僅かに変更するだけで済むので、導入時のコストを低く抑えることができる。
【００１６】
このように、本発明によれば、導入時のコストを低く抑えつつ、使用限界を適切に識別できる研削ホイールを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施の形態に係る研削ホイールの構成例を示す斜視図である。
【図２】研削ホイールが装着された研削装置を模式的に示す側面図である。
【図３】図３（Ａ）は、第１の態様に係る研削砥石の構成例を模式的に示す一部断面側面図であり、図３（Ｂ）は、第２の態様に係る研削砥石の構成例を模式的に示す一部断面側面図であり、図３（Ｃ）は、第３の態様に係る研削砥石の構成例を模式的に示す一部断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態に係る研削ホイールの構成例を示す斜視図であり、図２は、研削ホイールが装着された研削装置を模式的に示す側面図である。
【００１９】
なお、本実施の形態では、ウェーハ（被加工物）の研削に使用される研削ホイールについて説明するが、本発明の研削ホイールには、例えば、ウェーハの研磨に使用される研磨ホイール等が含まれても良い。
【００２０】
図１及び図２に示すように、本実施の形態に係る研削ホイール２は、アルミニウム、ステンレス等の金属材料で形成された円筒状のホイール基台４を備えている。このホイール基台４の円環状の下面（自由端部）４ｂには、全周にわたって複数の研削砥石（識別用研削砥石６及び研削砥石８）が固定されている。
【００２１】
ホイール基台４の上面（装着面）４ａは、研削装置１０に設けられた円盤状のホイールマウント１２に研削ホイール２を装着できるように、ホイールマウント１２の下面１２ａに対応した形状を有している。
【００２２】
例えば、ホイールマウント１２の下面１２ａにホイール基台４の上面４ａを当接させて固定することで、図２に示すように、研削ホイール２は研削装置１０に装着される。また、ホイールマウント１２とホイール基台４との当接を解除すれば、研削ホイール２を研削装置１０から脱離させることができる。
【００２３】
研削ホイール２が装着されるホイールマウント１２は、円筒状のスピンドルハウジング１４内において回転可能に支持されたスピンドル１６の一端側に固定されている。スピンドルハウジング１４は、移動機構（不図示）を介して研削装置１０の支持柱（不図示）に取り付けられており、上下方向に移動する。
【００２４】
スピンドル１６の他端側にはモータ等を含む回転機構１８が連結されており、ホイールマウント１２に装着された研削ホイール２は、回転機構１８から伝達される回転力で回転する。
【００２５】
ホイールマウント１２の下方には、図２に示すように、ウェーハ（被加工物）２０を保持する保持テーブル２２が設けられている。保持テーブル２２は、モータ等の回転機構（不図示）と連結されており、スピンドル１６の軸方向に対して平行な回転軸の周りに回転する。
【００２６】
保持テーブル２２の表面２２ａは、ウェーハ２０を吸引保持する保持面となっている。保持面には、保持テーブル２２の内部に形成された流路（不図示）を通じて吸引源（不図示）の負圧が作用し、ウェーハ２０を吸引する吸引力が発生する。なお、ウェーハ２０にはテープ２４が貼着されており、ウェーハ２０はテープ２４を介して保持テーブル２２に吸着保持される。
【００２７】
この保持テーブル２２にウェーハ２０を吸着保持させた状態で、研削ホイール２と保持テーブル２２とを回転させ、スピンドルハウジング１４を下降させる。ウェーハ２０の被加工面２０ａに識別用研削砥石６及び研削砥石８の先端（下面）を押し付けるようにスピンドルハウジング１４の下降量を調節すれば、ウェーハ２０は研削加工される。
【００２８】
研削砥石８は、従来の研削砥石と同等の構成を有している。具体的には、研削砥石８は、ビトリファイド、レジノイド等の結合材に、ダイヤモンド、ＣＢＮ等の砥粒が混合された同一の材料層で構成される。ただし、研削砥石８を構成する結合材及び砥粒は、ウェーハ２０の材質等に応じて変更される。
【００２９】
一方で、識別用研削砥石６は、基端側（ホイール基台４側）の第一の層６ａと、先端側の第二の層６ｂとの少なくとも２種類の層を含んでいる。図３（Ａ）は、識別用研削砥石６の構成例を模式的に示す一部断面側面図である。図３（Ａ）に示すように、基端側に位置する第一の層６ａの一部は、ホイール基台４に埋設されており、先端側に位置する第二の層６ｂは、ホイール基台４から露出されている。
【００３０】
先端側の第二の層６ｂは、研削砥石８と同様の混合材料で形成されており、ウェーハ２０の研削加工に使用される。具体的には、第二の層６ｂは、ビトリファイド、レジノイド等の結合材にダイヤモンド、ＣＢＮ等の砥粒が混合された混合材料を用いて形成される。
【００３１】
ただし、第二の層６ｂを構成する結合材及び砥粒は、研削砥石８と同様、ウェーハ２０の材質等に応じて変更される。また、第二の層６ｂの示す色相は、切削砥石８の示す色相と異なっていても良い。
【００３２】
基端側の第一の層６ａは、少なくとも第二の層６ｂとの界面の近傍の領域（以下、界面領域）において第二の層６ｂと類似の構成を有している。具体的には、第一の層６ａの界面領域は、第二の層６ｂと同じ砥粒が含まれる砥粒層である。ただし、この砥粒層の示す色相は、第二の層６ｂの示す色相とは異なっている。第一の層６ａの他の領域は、砥粒が含まれない非砥粒層となっている。
【００３３】
このように、第一の層６ａの界面領域に砥粒を含ませることで、研削が進行し、被加工面２０ａと接触する識別用研削砥石６の先端（下面）に第一の層６ａが表出されても、研削不良を発生させずに済む。なお、第一の層６ａの全体に砥粒が含まれていても良い。
【００３４】
第一の層６ａ及び第二の層６ｂの一方又は双方には、所定の色相（色）を付与する顔料等が添加されている。具体的には、第一の層６ａの示す色相と第二の層６ｂの示す色相とが異なるように、第一の層６ａ及び第二の層６ｂの一方又は双方に顔料等が添加される。
【００３５】
また、第一の層６ａ及び第二の層６ｂの厚みは、研削ホイール２が使用限界に到達すると、被加工面２０ａに接触する識別用研削砥石６の先端（下面）に第一の層６ａが表出されるように調整されている。よって、識別用研削砥石６の先端（下面）において表出される第一の層６ａの色相に基づいて、研削ホイール２が使用限界に達したことを容易に識別できる。
【００３６】
第一の層６ａと第二の層６ｂとは、少なくとも一方が明度の高い明色を示すように構成されることが好ましい。また、第一の層６ａと第二の層６ｂとは、少なくとも一方が、赤、青、緑のいずれかを示すように構成されることが好ましい。このような色は視認性が高いので、使用限界を識別する用途に適している。
【００３７】
また、識別用研削砥石６は、図３（Ａ）に示すように、ホイール基台４の外周側の表面６ｃに第一の層６ａと第二の層６ｂとの境界が現れるように構成されている。これにより、研削ホイール２が使用限界に達したか否かを研削ホイール２の側方からも識別できる。
【００３８】
このような構成の識別用研削砥石６は、従来の研削砥石の製造方法に類似する製造方法で製造できる。例えば、上述した混合材料に任意の顔料を添加して第一の層６ａと第二の層６ｂとを個別に成形し、これらを連結させた後に焼結させることで識別用研削砥石６を製造できる。また、第一の層６ａと第二の層６ｂとを個別に成形して焼結させた後に、これらを接着剤等で接着しても良い。
【００３９】
上述の研削ホイール２が装着された研削装置１０でウェーハ２０を研削すると、識別用研削砥石６は摩耗し、第二の層６ｂは徐々に短くなる。研削ホイール２が使用限界に達し、第二の層６ｂが完全に失われると、識別用研削砥石６の先端側（下面側）に第二の層６ｂとは色相の異なる第一の層６ａが表出される。
【００４０】
このように、本実施の形態の研削ホイール２は、異なる色相を示す第一の層６ａと第二の層６ｂとで構成された識別用研削砥石６を備えるので、研削ホイール２が使用限界に達したか否かを識別用研削砥石６の色相に基づき適切に識別できる。また、従来の研削ホイール２の構成を僅かに変更するだけで済むので、導入時のコストを低く抑えることができる。
【００４１】
なお、本発明は上記実施の形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施の形態では、研削ホイール２が使用限界に達すると、被加工面２０ａと接触する下面全体に第一の層６ａが表出されるように、第二の層６ｂと第一の層６ａとを積層した識別用切削砥石６を示したが、識別用切削砥石６の構成はこれに限られない。
【００４２】
図３（Ｂ）は、第２の態様に係る識別用研削砥石６の構成例を模式的に示す一部断面側面図である。図３（Ｂ）に示すように、第２の態様に係る識別用研削砥石６は、ホイール基台４の径方向において、識別用研削砥石６の中央の領域にのみ第一の層６ａが設けられている。
【００４３】
すなわち、第一の層６ａより内側の領域及び外側の領域には、第二の層６ｂが存在している。この構成では、識別用切削砥石６が摩耗すると、被加工面２０ａと接触する下面の一部の領域（中央の領域）にのみ第一の層６ａが表出される。
【００４４】
図３（Ｃ）は、第３の態様に係る識別用研削砥石６の構成例を模式的に示す一部断面側面図である。図３（Ｃ）に示すように、第３の態様に係る研削砥石６は、ホイール基台４の径方向において、識別用研削砥石６の外周側の領域にのみ第一の層６ａが設けられている。すなわち、第一の層６ａより内側の領域には、第二の層６ｂが存在している。
【００４５】
この構成では、識別用切削砥石６が摩耗すると、被加工面２０ａと接触する下面の一部の領域（外側の領域）にのみ第一の層６ａが露出する。また、ホイール基台４の外周側の表面６ｃに第一の層６ａと第二の層６ｂとの境界が現れるように構成されているので、研削ホイール２が使用限界に達したか否かを研削ホイール２の側方からも識別できる。
【００４６】
なお、上記実施の形態では、１個の識別用研削砥石６を使用した研削ホイール２について例示したが、使用される識別用研削砥石６の数量は特に限定されない。例えば、研削砥石８を使用せずに、全てを識別用研削砥石６としても良い。
【００４７】
その他、上記実施の形態に係る構成、方法などは、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。
【符号の説明】
【００４８】
２  研削ホイール
４  ホイール基台
４ａ  上面（装着面）
４ｂ  下面（自由端部）
６  識別用研削砥石
６ａ  第一の層
６ｂ  第二の層
８  研削砥石
１０  研削装置
１２  ホイールマウント
１２ａ  下面
１４  スピンドルハウジング
１６  スピンドル
１８  回転機構
２０  ウェーハ（被加工物）
２０ａ  被加工面
２２  保持テーブル
２２ａ  表面
２４  テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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