(57)【要約】  超砥粒樹脂製品には、超砥粒成分と、酸化物成分と、相互連結された細孔の網状組織を画定する連続相とが含まれる。酸化物成分はランタノイドの酸化物で構成され、連続相は熱可塑性ポリマー成分を含む。超砥粒成分と酸化物成分は、連続相内に分布している。
2013508184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超砥粒樹脂製品において、
超砥粒成分と；
ランタノイドの酸化物で構成される酸化物成分と；
熱可塑性ポリマー成分と熱硬化性樹脂成分とを含み、相互連結された細孔の網状組織を画定する連続相と；
を含み、前記超砥粒成分と前記酸化物成分が前記連続相内に分布している、超砥粒樹脂製品。
【請求項２】
超砥粒樹脂製品において、
超砥粒成分と；
ランタノイドの酸化物で構成される酸化物成分と；
ポリマーボンド成分を含み、相互連結された細孔の網状組織を画定する連続相であって、前記細孔が少なくとも２つのモードを伴う多モードサイズ分布を有する連続相と；
を含み、前記超砥粒成分と前記酸化物成分が前記連続相内に分布している、超砥粒樹脂製品。
【請求項３】
前記細孔が、約８ミクロン〜約４２０ミクロン、または約１２５ミクロン〜約１５０ミクロン、または約２０ミクロン〜約５０ミクロン、または約８５ミクロン〜約１０５ミクロンの平均サイズを有する、請求項１および２のいずれか一項に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項４】
前記細孔のサイズ分布が少なくとも２つのモードまたは少なくとも３つのモードを伴う多モード分布である、請求項１および２のいずれか一項に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項５】
前記多モード分布が、約１２５ミクロン〜約１５０ミクロン、または約８５ミクロン〜約１０５ミクロン、または約３０ミクロン〜約５０ミクロンのモードを有する、請求項４に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項６】
前記ランタノイドが少なくとも５７で多くとも６０の原子番号を有する元素を含む、請求項１および２のいずれか一項に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項７】
前記ランタノイドが、ランタン、セリウム、プラセオジムおよびネオジムからなる群から選択される少なくとも１つの要素である、請求項１および２のいずれか一項に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項８】
前記ランタノイドがセリウムを含む、請求項７に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項９】
前記ランタノイドが本質的にセリウムで構成される、請求項８に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項１０】
前記酸化物成分が、超砥粒製品の約０．０５〜約１０．０体積パーセントの範囲内の量で存在する、請求項１および２のいずれか一項に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項１１】
前記酸化物成分が約０．１〜約３０ミクロンの範囲内の平均粒度を有する、請求項１および２のいずれか一項に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項１２】
前記連続相が熱硬化性ポリマー成分をさらに含む、請求項１および２のいずれか一項に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項１３】
前記熱硬化性ポリマー成分が、フェノール−ホルムアルデヒド、ポリアミド、ポリイミドおよびエポキシ変性フェノールホルムアルデヒドからなる群から選択される少なくとも１つの要素を含む、請求項１２に記載の超砥粒製品。
【請求項１４】
前記熱硬化性ポリマー成分がポリフェノール−ホルムアルデヒドを含む、請求項１３に記載の超砥粒製品。
【請求項１５】
前記連続相中の熱硬化性樹脂対熱可塑性ポリマー成分の比が、体積比で約８０：１５〜約８０：１０の範囲内にある、請求項１２に記載の超砥粒製品。
【請求項１６】
前記連続相対超砥粒成分の比が、体積比で２：１〜約１：２の範囲内にある、請求項１５に記載の超砥粒製品。
【請求項１７】
前記連続相が実質的に開放した連続相である、請求項１および２のいずれか一項に記載の超砥粒製品。
【請求項１８】
前記超砥粒が、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、ジルコニアおよび酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つの要素を含む、請求項１および２のいずれか一項に記載の超砥粒製品。
【請求項１９】
前記超砥粒がダイヤモンドを含む、請求項１８に記載の超砥粒製品。
【請求項２０】
前記超砥粒が、約０．２５μｍ〜約３０μｍまたは０．５μｍ〜約１．０μｍまたは１．０μｍ〜約３．０μｍまたは約３μｍ〜約６μｍまたは約２０μｍ〜約２５μｍの範囲内の中間粒径を有する、請求項１８に記載の超砥粒製品。
【請求項２１】
前記超砥粒が約  の範囲内の中間粒径を有する、請求項２０に記載の超砥粒製品。
【請求項２２】
前記超砥粒が約  の範囲内の中間粒径を有する、請求項２０に記載の超砥粒製品。
【請求項２３】
前記超砥粒が  の範囲内の中間粒径を有する、請求項２０に記載の超砥粒製品。
【請求項２４】
前記熱可塑性ポリマー成分が、ポリアクリロニトリル、ポリビニルデン、ポリスチレン、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリメチルメタクリレートからなる群から選択される少なくとも１つの要素を含む、請求項１および２のいずれか一項に記載の超砥粒製品。
【請求項２５】
前記熱可塑性ポリマー成分がポリアクリロニトリルを含む、請求項２５に記載の超砥粒製品。
【請求項２６】
前記熱可塑性ポリマーがポリビニルデンを含む、請求項２５に記載の超砥粒製品。
【請求項２７】
前記ポリビニルデンがポリ塩化ビニルデンを含む、請求項２７に記載の超砥粒製品。
【請求項２８】
前記熱可塑性ポリマー成分がポリアクリロニトリルおよびポリ塩化ビニルデンを含む、請求項２５に記載の超砥粒製品。
【請求項２９】
ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの前記比が、体積比で約１：１〜約９８：２の範囲内である、請求項２９に記載の超砥粒製品。
【請求項３０】
約３０体積パーセント〜約８０体積パーセントの範囲内の気孔率を有する、請求項１および２のいずれか一項に記載の超砥粒製品。
【請求項３１】
前記製品がホイールである、請求項１および２のいずれか一項に記載の超砥粒製品。
【請求項３２】
超砥粒製品前駆体において、
超砥粒成分と；
ランタノイドの酸化物で構成された酸化物成分と；
ボンド成分と；
被包ガスのポリマー発泡剤と；
を含む超砥粒製品前駆体。
【請求項３３】
前記ランタノイドが少なくとも５７で多くとも６０の原子番号を有する元素を含む、請求項３２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項３４】
前記ランタノイドが、ランタン、セリウム、プラセオジムおよびネオジムからなる群から選択される少なくとも１つの要素である、請求項３３に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項３５】
前記ランタノイドがセリウムを含む、請求項３４に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項３６】
前記ランタノイドが本質的にセリウムで構成される、請求項３５に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項３７】
前記酸化物成分が、超砥粒製品の約０．０５〜約１０．０体積パーセントの範囲内の量で存在する、請求項３２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項３８】
前記酸化物成分が約０．１〜約３０ミクロンの範囲内の平均粒度を有する、請求項３２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項３９】
前記発泡剤は離散粒子を含み、前記粒子の少なくとも一部分が、ガスを被包するシェルを有する、請求項３２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項４０】
前記シェルの少なくとも一部分が、熱可塑性ポリマーを含む、請求項３９に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項４１】
前記熱可塑性ポリマーが、ポリアクリロニトリル、ポリビニルデン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンおよびポリメチルメタクリレートからなる群から選択される少なくとも１つの要素である、請求項４０に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項４２】
前記離散粒子が少なくとも２つの全く異なるタイプのものであり、各タイプが熱可塑性シェルの異なる組成を含む、請求項３９に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項４３】
１タイプの離散粒子が約１２５ミクロン〜約１５０ミクロンの平均粒径を有する、請求項４２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項４４】
１タイプの離散粒子が約８５ミクロン〜約１０５ミクロンの平均粒径を有する、請求項４２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項４５】
１タイプの離散粒子が約２０ミクロン〜約５０ミクロンの平均粒径を有する、請求項４２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項４６】
前記離散粒子が少なくとも３つの全く異なるタイプのものである、請求項４２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項４７】
少なくとも１タイプの離散粒子が、ポリアクリロニトリルを含む熱可塑性シェルを有する、請求項４２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項４８】
少なくとも１タイプの離散粒子が、ポリ塩化ビニルデンを含む熱可塑性シェルを有する、請求項４２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項４９】
前記発泡剤の少なくとも１タイプの離散粒子がポリアクリロニトリルを実質的に含む熱可塑性シェルを有し、別のタイプの離散粒子が、ポリ塩化ビニルデンを実質的に含む熱可塑性シェルを有する、請求項４２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項５０】
前記発泡剤の前記シェルがポリアクリロニトリルとポリ塩化ビニルデンのコポリマーを含む、請求項３９に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項５１】
ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの重量比が約４０：６０〜約９９：１の範囲内である、請求項５０に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項５２】
前記発泡剤の前記平均粒径が約８〜約４２０ミクロン、または約２０〜約５０ミクロンまたは約８５ミクロン〜約１０５ミクロンの範囲内である、請求項５１に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項５３】
ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの前記重量比が約４０：６０〜約６０：４０の範囲内である、請求項５０に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項５４】
ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの前記重量比が約５０：５０である、請求項５１に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項５５】
ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの前記重量比が約６０：４０〜約８０：２０の範囲内である、請求項５０に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項５６】
ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの前記重量比が約７０：３０である、請求項５５に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項５７】
前記発泡剤の前記平均粒径が約１２５ミクロン超である、請求項５０に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項５８】
前記ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの前記重量比が約９２：８〜約９８：２の範囲内である、請求項５７に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項５９】
ポリアクリロニトリル対ポリビニルデンの前記重量比が約９５：５である、請求項５８に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項６０】
前記離散粒子の前記被包ガスが、イソブタンおよびイソペンタンからなる群から選択される少なくとも１つの要素を含む、請求項３９に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項６１】
前記離散粒子が、約０．０１ミクロン〜約０．０８ミクロンの範囲内の壁厚を有する、請求項３９に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項６２】
前記ボンド成分が熱硬化性樹脂を含む、請求項３２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項６３】
前記熱硬化性樹脂が、フェノール−ホルムアルデヒド、ポリアミド、ポリイミドおよびエポキシ変性フェノール−ホルムアルデヒドからなる群の少なくとも１つの要素である、請求項６２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項６４】
前記熱硬化性樹脂がフェノール−ホルムアルデヒドを含む、請求項６３に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項６５】
離散体対ボンド成分の比が体積比で約２：１〜約３０：３５の範囲内である、請求項３２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項６６】
離散体対ボンド成分の前記比が体積比で約８０：１５である、請求項６５に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項６７】
離散体対ボンド成分の前記比が体積比で約７０：２５である、請求項６５に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項６８】
前記超砥粒成分が、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、ジルコニアおよび酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つの要素を含む、請求項３２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項６９】
前記超砥粒成分がダイヤモンドを含む、請求項６８に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項７０】
超砥粒製品の残りの部分に対する超砥粒成分の量の比が約３体積パーセント〜約２５体積パーセントである、請求項３２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項７１】
前記超砥粒成分が約３μｍ〜約６μｍの範囲内の平均粒径を有する、請求項３２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項７２】
前記超砥粒成分が約１μｍ〜約１０μｍの粒径分布を有する、請求項３２に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項７３】
超砥粒製品の形成方法において、
ａ）超砥粒、酸化物成分、ボンド成分および被包ガスのポリマー発泡剤を組合せるステップであって前記酸化物成分がランタノイドの酸化物で構成されているステップと；
ｂ）前記発泡剤内部の被包からガスの少なくとも一部分を放出させる温度までかつそのような時間、前記組合わされた超砥粒、ボンド成分およびポリマー発泡剤を加熱するステップと；
を含む方法。
【請求項７４】
前記ランタノイドが少なくとも５７で多くとも６０の原子番号を有する元素を含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項７５】
前記ランタノイドが、ランタン、セリウム、プラセオジムおよびネオジムからなる群から選択される少なくとも１つの要素である、請求項７３に記載の方法。
【請求項７６】
前記ランタノイドがセリウムを含む、請求項７５に記載の方法。
【請求項７７】
前記ランタノイドが本質的にセリウムで構成される、請求項７６に記載の方法。
【請求項７８】
前記酸化物成分が、超砥粒製品の約０．０５〜約１０．０体積パーセントの範囲内の量で存在する、請求項７３に記載の方法。
【請求項７９】
前記酸化物成分が約０．１〜約３０ミクロンの範囲内の平均粒度を有する、請求項７３に記載の方法。
【請求項８０】
前記ポリマー発泡剤が熱可塑性ポリマーを含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項８１】
前記ボンド成分が熱硬化性ポリマーを含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項８２】
前記超砥粒ボンドおよびポリマー発泡剤が超砥粒製品前駆体である、請求項７３に記載の方法。
【請求項８３】
前記超砥粒製品前駆体がさらに前記超砥粒成分および前記酸化物成分を含む、請求項８２に記載の方法。
【請求項８４】
超砥粒成分の前記比が、前記超砥粒製品前駆体の約３体積パーセント〜約２５体積パーセントの比である、請求項８３に記載の方法。
【請求項８５】
前記超砥粒製品前駆体が、前記被包ガスの少なくとも実質的部分を前記超砥粒製品前駆体から放出させる温度までかつそのような時間の間加熱され、こうして形成された超砥粒製品が実質的に開放気孔率である気孔率を有する、請求項８２に記載の方法。
【請求項８６】
前記超砥粒製品前駆体は、それが正のゲージ圧下にある間に超砥粒５製品前駆体の温度を上昇させることによって加熱される、請求項８５に記載の方法。
【請求項８７】
前記超砥粒製品前駆体が少なくとも２トンの圧力下で少なくとも約１００℃の第１の温度まで予熱される、請求項８５に記載の方法。
【請求項８８】
前記超砥粒製品前駆体が第１の温度から少なくとも約１８０℃の第２のソーク温度まで加熱される、請求項８７に記載の方法。
【請求項８９】
前記超砥粒製品前駆体が少なくとも約１５分間前記ソーク温度に維持されて、前記超砥粒物品を形成する、請求項８８に記載の方法。
【請求項９０】
前記超砥粒物品が前記ソーク温度から約１００℃〜約１７０℃の範囲内の第１の低下温度まで約１０分〜約４０分の範囲内の時間をかけて冷却される、請求項８８に記載の方法。
【請求項９１】
前記超砥粒物品が空冷により前記第１の低下温度まで冷却される、請求項９０に記載の方法。
【請求項９２】
前記超砥粒物品が前記第１の低下温度から約３０℃〜約１００℃の範囲内の第２の低下温度まで、約１０分〜約３０分の範囲内の時間をかけて冷却される、請求項９０に記載の方法。
【請求項９３】
前記超砥粒物品が前記第１の低下温度から前記第２の低下温度まで液冷により冷却される、請求項９２に記載の方法。
【請求項９４】
前記超砥粒製品前駆体が加熱されて、金型内で超砥粒物品を形成する、請求項９４に記載の方法。
【請求項９５】
前記超砥粒５物品が、前記第２の低下温度まで冷却された後に金型から取出される、請求項９４に記載の方法。
【請求項９６】
前記発泡剤が離散粒子を含み、前記粒子の少なくとも一部分が、ガスを被包するシェルを有する、請求項７３に記載の方法。
【請求項９７】
前記シェルの少なくとも一部分が熱可塑性ポリマーを含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項９８】
前記熱可塑性ポリマーが、ポリアクリロニトリル、ポリビニルデン、ポリスチレン、ポリエチレン、ナイロンおよびポリメチルメタクリレートからなる群から選択される少なくとも１つの要素である、請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
前記発泡剤の前記シェルがポリアクリロニトリルとポリ塩化ビニルデンのコポリマーを含む、請求項９８に記載の方法。
【請求項１００】
ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの重量比が約４０：６０〜約９９：１の範囲内である、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０１】
前記発泡剤の前記平均粒径が約８〜約４２０ミクロンの範囲内である、請求項１００に記載の方法。
【請求項１０２】
前記発泡剤の前記平均粒径が約２０〜約５０ミクロンの範囲内である、請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０３】
ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの前記重量比が約４０：６０〜約６０：４０の範囲内である、請求項１０２に記載の方法。
【請求項１０４】
ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの前記重量比が約５０：５０である、請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０５】
前記発泡剤の前記平均粒５径が約８５〜約１０５ミクロンの範囲内である、請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０６】
ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの前記重量比が約６０：４０〜約８０：２０の範囲内である、請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０７】
ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの前記重量比が約７０：３０である、請求項１０６に記載の方法。
【請求項１０８】
前記発泡剤の前記平均粒径が約１２５ミクロン超である、請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０９】
前記ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの前記重量比が約９２：８〜約９８：２の範囲内である、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１０】
ポリアクリロニトリル対ポリビニルデンの前記重量比が約９５：５である、請求項１０９に記載の方法。
【請求項１１１】
前記離散粒子の前記被包ガスが、イソブタンおよびイソペンタンからなる群から選択される少なくとも１つの要素を含む、請求項９６に記載の方法。
【請求項１１２】
前記離散粒子が、約０．０１ミクロン〜約０．０８ミクロンの範囲内の壁厚を有する、請求項９６に記載の方法。
【請求項１１３】
離散体対ボンド成分の前記比が体積比で約２：１〜約３０：３５の範囲内である、請求項９６に記載の方法。
【請求項１１４】
前記ボンド成分が熱硬化性樹脂を含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項１１５】
前記熱硬化性樹脂が、フェノール−ホルムアルデヒド、ポリアミド、ポリイミドおよびエポキシ変性フェノール−ホルムアルデヒドからなる群の少なくとも１つの要素である、請求項１１４に記載の方法。
【請求項１１６】
前記熱硬化性樹脂がフェノール−ホルムアルデヒドを含む、請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１７】
前記超砥粒成分が、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、ジルコニアおよび酸化アルミニウムからなる群から選択される少なくとも１つの要素を含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項１１８】
前記超砥粒成分がダイヤモンドを含む、請求項１１７に記載の方法。
【請求項１１９】
前記超砥粒成分が約３〜約６ミクロンの範囲内の平均粒径を有する、請求項７３に記載の方法。
【請求項１２０】
前記超砥粒成分が約１〜約１０ミクロンの粒径分布を有する、請求項１１９に記載の方法。
【請求項１２１】
被包ガスの前記ポリマー発泡剤が非膨張球体を含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項１２２】
被包ガスの前記ポリマー発泡剤が膨張球体を含む、請求項７３に記載の方法。
【請求項１２３】
ウェーハを裏面研削する方法において、
ウェーハを提供するステップと；
超砥粒樹脂製品を用いて２５オングストローム以下の平均表面粗さ（Ｒａ）までウェーハを裏面研削するステップと；
を含み、前記超砥粒樹脂製品が、
超砥粒成分と；
ランタノイドの酸化物で構成される酸化物成分と；
熱可塑性ポリマー成分と熱硬化性樹脂成分とを含み、相互連結された細孔の網状組織を画定する連続相と；
を含み、前記超砥粒成分と前記酸化物成分が前記連続相内に分布している、方法。
【請求項１２４】
前記Ｒａが約２３オングストローム以下または約２１オングストローム以下である、請求項１２３に記載の方法。
【請求項１２５】
超砥粒樹脂製品において、
超砥粒成分と；
ランタノイドの酸化物で構成される酸化物成分と；
ボンド成分を含み、相互連結された細孔の網状組織を画定する連続相であって、前記細孔が約１２５ミクロン〜約１５０ミクロンのサイズを有する大細孔、約２０ミクロン〜約５０ミクロンのサイズを有する小細孔および約８５ミクロン〜約１０５ミクロンのサイズを有する中間細孔を含む連続相と；
を含み、前記超砥粒成分と前記酸化物成分が前記連続相内に分布している、超砥粒樹脂製品。
【請求項１２６】
前記多モード分布が、約１２５ミクロン〜約１５０ミクロン、または約８５ミクロン〜約１０５ミクロン、または約３０ミクロン〜約５０ミクロンのモードを有する、請求項１２５に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項１２７】
超砥粒製品前駆体において、
超砥粒成分と；
ランタノイドの酸化物で構成された酸化物成分と；
ボンド成分と；
少なくとも２つのタイプの全く異なる粒子を含む、被包ガスのポリマー発泡剤と；
を含む超砥粒製品前駆体。
【請求項１２８】
１タイプの離散粒子が、約１２５ミクロン〜約１５０ミクロン、または約８５ミクロン〜約１０５ミクロン、または約２０ミクロン〜約５０ミクロンの平均粒径を有する、請求項１２７に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項１２９】
前記ポリマー発泡剤が、少なくとも３つのタイプの全く異なる粒子を含む、請求項１２７に記載の超砥粒製品前駆体。
【請求項１３０】
超砥粒製品前駆体において、
超砥粒成分と；
ランタノイドの酸化物で構成された酸化物成分と；
ボンド成分と；
多モードサイズ分布を有する離散粒子を含む、被包ガスのポリマー発泡剤と；
を含む超砥粒製品前駆体。
【請求項１３１】
前記多モードサイズ分布が、約１２５ミクロン〜約１５０ミクロン、または約８５ミクロン〜約１０５ミクロン、または約３０ミクロン〜約５０ミクロンのモードを有する、請求項１３０に記載の超砥粒樹脂製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、超砥粒製品、超砥粒製品の超砥粒製品前駆体、および超砥粒製品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
世界的規模で小型化への傾向があるため、電子デバイスは増々小さくなりつつある。高出力レベルで作動する半導体デバイスに関しては、ウェーハを薄くすることで、放熱能力は改善する。最終的厚みが減少するのにつれて、ウェーハは、その自重を支え裏面研削の後工程により生成される応力に耐える能力は徐々に弱化する。従って、裏面研削によって生じる損傷を削減し、品質を改善することが重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
チップ製造中のシリコンウェーハの原初の厚みは、８インチのウェーハについて７２５〜６８０μｍである。より高速でより小さい電子デバイスを得るためには、個々のチップへのダイシングの前にウェーハを薄化する必要がある。研削プロセスは、２つのステップで構成される。第１に、粗砥粒ホイールで２７０〜２８０μｍ前後まで表面を研削するが、損傷を受けたＳｉ表面、つまりＳｉウェーハの（裏側）表面が後に残される。次に細砥粒ホイールが、損傷を受けた表面の一部分を平滑化し、ウェーハを２５０μｍまで研削する。１００〜５０μｍまでの小さい厚みを有するウェーハが、事実上一部のＩＣチップ利用分野にとっての標準的な要件である。これまで長い間、スマートカードにおける最も一般的な厚みは約１８０μｍであった。しかしながら、スマートカードにおいてはより薄いＩＣチップがさらに一般的になりつつある。したがって、硬質の工作物を粗削りまたは仕上げ削りすることのできる改良型研削工具ならびにこのような工具の製造方法に対するニーズが存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一実施形態において、超砥粒樹脂製品は、超砥粒成分と、酸化物成分と、連続相とを含むことができる。酸化物成分は、ランタノイドの酸化物を含むことができ、連続相は熱可塑性ポリマー成分および熱硬化性ポリマー成分を含み得る。連続相は、相互連結された細孔の網状組織を画定し得る。超砥粒成分および酸化物成分は、連続相内に分布し得る。
【０００５】
特定の一実施形態において、ランタノイドは、ランタン、セリウム、プラセオジムおよびネオジムなどの５７以上で６０以下の原子番号を有する元素を含むことができる。より詳細には、ランタノイドは、セリウムを含むことができ、さらには本質的にセリウムで構成され得る。ランタノイドの酸化物は、超砥粒樹脂製品の約０．０５〜約１０体積パーセントの範囲内の量で存在し得る。
【０００６】
別の実施形態において、超砥粒製品前駆体は、超砥粒成分と、酸化物成分と、ボンド成分と、被包ガスのポリマー発泡剤とを含み得る。酸化物成分はランタノイドの酸化物を含むことができる。
【０００７】
さらに別の実施形態において、超砥粒製品の形成方法には、超砥粒、ランタノイドの酸化物で構成された酸化物成分、ボンド成分および被包ガスのポリマー発泡剤を組合せるステップと、発泡剤内部の被包からガスの少なくとも一部分を放出させる温度までかつそのような時間、組合わされた超砥粒、ボンド成分、酸化物成分およびポリマー発泡剤を加熱するステップとが含まれ得る。
【０００８】
さらに別の実施形態において、ウェーハを裏面研削する方法には、ウェーハを提供するステップおよびウェーハを２５オングストローム以下の平均表面粗さ（Ｒａ）まで裏面研削するステップが含まれ得る。研削は、超砥粒樹脂製品を用いて実施可能である。超砥粒樹脂製品は、超砥粒成分、ランタノイドの酸化物で構成された酸化物成分、および連続相を含むことができる。連続相は熱可塑性ポリマー成分および熱硬化性ポリマー成分を含むことができ、超砥粒成分および酸化物成分は連続相内に分布し得る。
【０００９】
本発明は、添付図面を参照することによって、より良く理解され、その数多くの特徴および利点が当業者にとって明らかなものとなるかもしれない。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】超砥粒樹脂工具の一実施形態の断面図である。
【図２】例示的超砥粒製品の走査電子顕微鏡写真である。
【図３】例示的超砥粒製品の走査電子顕微鏡写真である。
【００１１】
異なる図面中の同じ参照番号の使用は、類似のまたは同一の品目を表わす。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
一実施形態において、超砥粒製品は、超砥粒成分と、酸化物成分と、熱可塑性ポリマー成分および熱硬化性樹脂成分を含む連続相と、を含むことができ、超砥粒成分と酸化物成分は連続相内に分布している。超砥粒成分は、例えばダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素、ジルコニアまたは酸化アルミニウムであり得る。熱硬化性樹脂成分は例えば、フェノール−ホルムアルデヒドを含むことできる。熱可塑性ポリマー成分は例えば、ポリアクリロニトリルおよびポリビニルデンを含み得る。好ましくは、超砥粒製品は開放細孔構造を有することができ、これにより製品の細孔の実質的部分は相互連結され、超砥粒製品の表面と流体連通状態にある。
【００１３】
本明細書中で用いられる「超砥粒」は、ヌープ硬度スケール上で測定した場合に、少なくとも立方晶窒化ホウ素（ＣＢＮ）の硬度、すなわち少なくとも４，７００のＫ１００硬度を有する砥粒を意味する。立方晶窒化ホウ素に加えて、超砥粒材料の他の例としては天然および合成のダイヤモンド、ジルコニアおよび酸化アルミニウムが含まれる。適切なダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素材料は、結晶質でも多結晶質でもあり得る。好ましくは、超砥粒材料はダイヤモンドである。
【００１４】
超砥粒材料は、「グリット」としても公知である粒の形をとることができる。超砥粒成分は、市販されているかまたは注文生産され得る。一般に、超砥粒は、約０．２５ミクロン〜５０ミクロンの範囲内の平均粒径を有し得る。好ましくは、粒径は約０．５ミクロン〜３０ミクロンの範囲内にあり得る。特定の実施形態において、グリットの平均粒径は、約０．５ミクロン〜１ミクロン、約３ミクロン〜約６ミクロン、例えば約２０ミクロン〜２５ミクロンの範囲内であり得る。
【００１５】
一実施形態において、超砥粒成分は、超砥粒工具の体積で少なくとも２０％の量で存在し得る。別の実施形態において、超砥粒成分は、超砥粒工具の体積で約３％〜約２５％、より好ましくは超砥粒工具の体積で約６％〜約２０％の範囲内の量で存在し得る。さらに別の実施形態において、超砥粒製品の連続相に対する超砥粒成分の比は、体積比で約４：９６〜約３０：７０、またはより好ましくは約１５：８５〜約２２：７８の範囲内であり得る。
【００１６】
一実施形態において、超砥粒製品は、ランタノイドの酸化物を含み得る。ランタノイドの酸化物は、ランタノイド元素と酸素で形成される化合物または錯体であり得る。ランタノイドは、ランタン、セリウム、プラセオジムおよびネオジムなどの、５７以上で６０以下の原子番号を有する周期表の一元素を含むことができる。好ましくは、ランタノイドは、セリウムを含むことができ、さらには本質的にセリウムで構成されていてもよい。ランタノイドの酸化物は、超砥粒製品の約０．０５〜約１０体積パーセント、例えば約１．０〜約４体積パーセントの範囲内の量で存在し得る。
【００１７】
酸化物成分は、約３０ミクロン以下、例えば約２５ミクロン以下、約２０ミクロン以下、約１８ミクロン以下、さらには約１５ミクロン以下の平均粒径を有することができる。一部の例において、酸化物成分は、約０．１μｍ〜約３０μｍの範囲内、例えば約０．１ミクロン〜約２５ミクロンの範囲内、約０．１ミクロン〜約２０ミクロン、約０．１ミクロン〜約１８ミクロン、さらには約１ミクロン〜約１５ミクロンの範囲内の平均粒径を有することができる。
【００１８】
一実施形態において、超砥粒製品は、相互連結された細孔網状組織を含むことができる。細孔は、約１２５ミクロン〜約１５０ミクロンのサイズを有する大細孔、約２０ミクロン〜約５０ミクロンのサイズを有する小細孔、約８５ミクロン〜約１０５ミクロンのサイズを有する中間細孔またはその任意の組合せを含み得る。細孔は、少なくとも２つ、例えば少なくとも３つのモードを伴う、多モードサイズ分布を有することができる。本明細書中で用いる多モードサイズ分布は、２つ以上のモードで構成された粒径または細孔サイズの連続確率分布関数である。各モードは、確率分布関数中で全く異なる極大として現われる。多モード分布は、約１２５ミクロン〜約１５０ミクロンのモード、約８５ミクロン〜約１０５ミクロンの平均サイズを有するモード、約３０ミクロン〜約５０ミクロンの平均サイズを有するモード、またはその任意の組合せを有することができる。
【００１９】
気孔率は、研削において重要な役割を果たす。気孔率は工作物と複合微細構造の間の接触部域を制御する。気孔率は、微細構造のまわりを冷却材が容易に移動できるようにして、研削表面温度を可能なかぎり低く保つ。複数の異なるサイズの細孔誘発物質を用いて作り出される異なる構造を理解することが重要である。
【００２０】
比較的大きい、例えば直径１２０〜４２０μｍの物理的発泡剤は、一般に強いブリッジが比較的少数である大きい細孔を生み出すことができる。一方で、１０〜８０μｍのサイズの比較的小さい物理的発泡剤は、より小さいブリッジをさらに多く作り出すことができる。より小さい細孔およびより大きい細孔の誘発物質の間の均衡が優れていると、より大きい細孔の誘発物質のみを用いて生成された微細構造とより小さな細孔の誘発物質のみを用いて生成された微細構造の両方に見られる有利な特性を有する１つの微細構造が生産される。
【００２１】
一実施形態において、超砥粒製品は、超砥粒成分、酸化物成分および連続相を含むことができる。超砥粒成分と酸化物成分が内部に分布し得る連続相は、熱可塑性ポリマー成分を含み得る。一般に、超砥粒工具は、例えばコーティングされた砥粒工具とは対照的に、ボンディングされた砥粒工具であり得る。
【００２２】
適切な熱可塑性ポリマー成分の例としては、ポリアクリロニトリル、ポリビニルデン、ポリスチレンおよびポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）からなる群から選択される少なくとも１つの要素が含まれ得る。好ましい熱可塑性ポリマー成分の例としてはポリアクリロニトリルおよびポリ塩化ビニルデンが含まれ得る。特に好ましい実施形態において、超砥粒製品の連続相は、ポリアクリロニトリルとポリ塩化ビニルデンの組合せを含むことができる。一実施形態において、ポリアクリロニトリルとポリ塩化ビニルデンの重量比は、約６０：４０〜約９８：２の範囲内にあり得る。特に好ましい実施形態において、ポリアクリロニトリルとポリ塩化ビニルデンの間の比は、約５０：５０〜９０：１０の比である。
【００２３】
超砥粒製品の連続相は同様に、熱硬化性ポリマー成分も含むことができる。超砥粒製品の連続相中で使用するための適切な熱硬化性ポリマー成分の例としては、ポリフェノールホルムアルデヒドポリアミド、ポリイミドおよびエポキシ変性フェノール−ホルムアルデヒドが含まれ得る。好ましい実施形態において、熱硬化性ポリマー成分はポリフェノール−ホルムアルデヒドであり得る。
【００２４】
連続相中の熱可塑性ポリマー成分と熱硬化性ポリマー成分の間の体積比は、典型的に、約８０：１５〜約８０：１０の範囲内であり得る。特に好ましい実施形態において、連続相中の熱可塑性ポリマー成分と熱硬化性ポリマー成分の間の体積比は、約７０：２５〜約７０：２０の範囲内であり得る。別の好ましい実施形態において、連続相中の熱可塑性ポリマー対熱硬化性ポリマーの体積比は、約５０：３０〜約５０：４０の範囲内であり得る。
【００２５】
超砥粒製品の他の成分には、例えば、約０．５体積パーセント〜約３体積パーセントの範囲内で、無機充填剤例えばシリカ、シリカゲルなどが含まれ得る。
【００２６】
別の実施形態において、超砥粒製品の超砥粒製品前駆体は、超砥粒成分、酸化物成分、ボンド成分およびポリマー発泡剤を含むことができ、ここでこのポリマー発泡剤はガスを被包する。超砥粒製品前駆体の好ましい超砥粒成分はダイヤモンドである。酸化物成分はランタノイドの酸化物であり得る。ボンド成分は、超砥粒製品前駆体から超砥粒製品への転換中に重合する熱硬化性樹脂成分であり得る。適切なボンド成分の例としては、フェノール−ホルムアルデヒド、ポリアミド、ポリイミドおよびエポキシ変性フェノール−ホルムアルデヒドなどの当該技術分野において公知のものが含まれ得る。
【００２７】
一実施形態において、発泡剤は離散粒子を含むことができ、粒子の少なくとも一部分は、ガスを被包するシェルを有する。一般に、シェルの一部分は熱可塑性ポリマーを含む。適切な可塑性ポリマーの例としては、ポリアクリロニトリル、ポリビニルデン、例えばポリ塩化ビニレデン、ポリスチレン、ナイロン、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）およびメチルメタクリレートの他のポリマーが含まれる。一実施形態において、離散粒子は、少なくとも２つの全く異なるタイプのものであり得、各タイプは熱可塑性シェルの異なる組成を含んでいる。例えば、一実施形態において、少なくとも１つのタイプの離散粒子は、ポリアクリロニトリルを実質的に含む熱可塑性シェルを有する。別の実施形態において、少なくとも１つのタイプの離散粒子は、ポリ塩化ビニルデンを実質的に含む熱可塑性シェルを有する。さらに別の実施形態において、発泡剤の少なくとも１つのタイプの離散粒子は、ポリアクリロニトリルを実質的に含む熱可塑性シェルを有し、発泡剤の別のタイプの離散粒子は、ポリ塩化ビニルデンを実質的に含む熱可塑性シェルを有する。さらに別の実施形態では、少なくとも３つの全く異なるタイプの離散粒子が存在し得、各々の全く異なるタイプの離散粒子は、異なる重量比のポリアクリロニトリルとポリ塩化ビニルデンを含む熱可塑性シェルを有する。
【００２８】
典型的には、ガスを被包するポリマー球体、例えばポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニルデン、ポリスチレン、ナイロンおよびポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）およびメチルメタクリレート（ＭＭＡ）の他のポリマーの少なくとも１つを含み、イソブタンおよびイソペンタンの少なくとも１つを被包する球体が、「膨張」および「非膨張形態」で市販されている。「膨張」バージョンの球体は、一般に、球体のポリマーシェルを破裂させて被包ガスを放出させる温度まで加熱する間著しく膨張しない。一方、「非膨張」バージョンは、ポリマーシェルを破裂させる温度まで加熱する間に膨張する。いずれのタイプのポリマー球体も発泡剤としての使用に適しているが、膨張ポリマー球体が好ましい。別段の記載がないかぎり、本明細書中のポリマー球体のサイズに対する言及は膨張球体に関するものである。
【００２９】
多くの場合、市販されている適切なポリマー球体は、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）または二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）で処理されている。適切な市販のポリマー球体の例としては、全てＡｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ製であるＥｘｐａｎｄｅｄ  ＤＥ４０、ＤＥ８０および９５０、ＤＥＴ１２０が含まれる。他の例としては、全てＨｅｎｋｅｌ製であるＤｕａｌｉｔｅ  Ｅ１３５−０４０Ｄ、Ｅ１３０−０９５ＤおよびＥ０３０がある。
【００３０】
別の実施形態において、超砥粒製品前駆体の発泡剤は、コポリマーポリアクリロニトリルおよびポリ塩化ビニルデンを含むシェルの離散粒子を含む。ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの重量比は例えば、約４０：６０〜約９９：１の範囲内にあり得る。発泡剤の平均粒径は、例えば約１０ミクロン〜約４２０ミクロンの範囲内であり得る。具体的な一実施形態において、発泡剤の平均粒径は、約２０ミクロン〜約５０ミクロンの範囲内であり得る。この実施形態において、ポリアクリロニトリル対ポリビニルデンの重量比は、例えば約４０：６０〜６０：４０の範囲内であり得る。好ましくは、この実施形態において、ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの重量比は約５０：５０である。
【００３１】
別の実施形態において、発泡剤の平均粒径は、８５ミクロン〜約１０５ミクロンの範囲内にある。この実施形態において、ポリアクリロニトリルとポリ塩化ビニルデンの重量比は好ましくは、約６０：４０〜約８０：２０の範囲内であり、特に好ましい比は約７０：３０である。
【００３２】
さらに別の実施形態において、発泡剤の平均粒径は約１２５ミクロン超である。この実施形態において、ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの重量比は好ましくは約９２：８〜約９８：２の範囲内であり、特に好ましい比は約９５：５である。
【００３３】
一実施形態において、発泡剤は、多モードサイズ分布を有する離散粒子を含み得る。多モードサイズ分布は、約１２５ミクロン〜約１５０ミクロンのモード、約８５ミクロン〜約１０５ミクロンのモード、約３０ミクロン〜約５０ミクロンのモード、またはその任意の組合せを含み得る。
【００３４】
離散粒子の被包ガスの例としては、イソブタンおよびイソペンタンからなる群から選択される少なくとも１つの要素が含まれる。適切なガスがイソブタンとイソペンタンの少なくとも１つを含んでいる実施形態において、離散粒子のサイズは好ましくは約８ミクロン〜約４２０ミクロンの範囲内であり、ガスを被包する離散粒子の壁厚は好ましくは約０．０１ミクロンと約０．０８ミクロンの範囲内にある。
【００３５】
超砥粒製品前駆体中の発泡剤対ボンド成分の離散体比は、一般に体積比で約２：１〜約３０：３５の範囲内である。具体的な一実施形態において、体積比は８０：１５であり、別の実施形態において、体積比は７０：２５である。
【００３６】
さらに別の実施形態において、超砥粒製品の形成方法は、超砥粒、ボンド成分、酸化物成分および被包ガスのポリマー発泡剤を組合せるステップを含むことができる。組合わされた超砥粒、ボンド成分、酸化物成分およびポリマー発泡剤は、ガスの少なくとも一部分を発泡剤内の被包から放出させる温度までそしてそのような時間だけ加熱される。典型的には、超砥粒はダイヤモンドであり、ボンドはフェノール−ホルムアルデヒドなどの熱硬化性樹脂を含み、酸化物成分はランタノイドの酸化物であり、被包ガスの発泡剤は、イソブタンおよびイソペンタンのうちの少なくとも１つのガスを被包する、少なくともポリアクリロニトリルとポリ塩化ビニルデンの熱可塑性シェルを含む。
【００３７】
組合わされた超砥粒、ボンド成分、酸化物成分およびポリマー発泡剤は、被包ガスの少なくとも実質的部分を超砥粒製品前駆体から放出させる温度までかつそのような時間だけ加熱され、こうして、形成された超砥粒製品は実質的に開放気孔率である気孔率を有する。本明細書中で定義されている「開放気孔率」は、細孔の少なくとも一部分または実質的部分が、互いにそして超砥粒製品の表面と流体連通した状態にあることを意味している。一実施形態において、超砥粒製品の体積の約７０％〜約９０％が細孔で占められている場合、製品は本質的に全て開放多孔性である。超砥粒製品が約４０％〜約７０％の範囲内の気孔率を有する場合には、細孔の一部分が閉鎖され、残りは開放されている。さらに別の実施形態において、気孔率が約２０％〜約４０％の範囲内である場合、細孔の本質的に全てが閉鎖されている。
【００３８】
一実施形態において、超砥粒製品前駆体の形の組合わされた超砥粒、ボンド成分、酸化物成分およびポリマー発泡剤は、超砥粒製品前駆体が正のゲージ圧にある間に加熱される。典型的には、ポリマー発泡剤は熱可塑性ポリマーを含み、一方、ボンド成分は熱硬化性ポリマーを含む。一実施形態において、超砥粒製品前駆体は、少なくとも２トンの圧力下で少なくとも約１００℃の第１の温度まで予熱される。超砥粒製品前駆体は次に第１の温度から少なくとも約１８０℃の第２のソーク温度まで加熱される。超砥粒製品前駆体はその後、少なくとも約１５分間、ソーク温度で維持され、こうして超砥粒物品を形成する。典型的には、超砥粒製品前駆体は、当該技術分野において公知であるように、超砥粒製品前駆体が金型内にある間、第１の温度、第２のソーク温度まで加熱され、ソーク温度に維持される。
【００３９】
超砥粒製品を形成するのに充分な時間超砥粒製品前駆体をソーク温度に維持した後、超砥粒製品はソーク温度から、約１００℃〜約１７０℃の範囲内の第１の低下温度まで、約１０分〜約４５分の範囲内の時間をかけて冷却される。超砥粒製品は典型的に、その後第１の低下温度から、約３０℃〜約１００℃の範囲内の第２の低下温度まで、約１０分〜約３０分の範囲内の時間をかけて冷却される。
【００４０】
典型的には、超砥粒製品は、空冷により第１の低下温度まで冷却され、その後液冷により第１の低下温度から第２の低下温度まで冷却される。次に超砥粒物品は、第２の低下温度まで冷却された後に金型から取り出される。
【００４１】
一実施形態においては、冷却後に超砥粒物品を任意の後焼成工程に付すことができる。例えば超砥粒物品を、少なくとも約１８０℃の温度まで数時間、例えば少なくとも５時間、さらには少なくとも約１０時間加熱することができる。
【００４２】
一実施形態において、超砥粒製品は、熱硬化性および熱可塑性ポリマーの配合物に特徴的な強度特性を示す。さらに、超砥粒樹脂製品は、ダイヤモンドなどの超砥粒成分を非常に効果的に結合させることができ、こうしてより広い粒成分粒径範囲を有する製造工具が可能となる。さらに、工具は、比較的高い気孔率を有することができ、こうして工具をより効果的に冷却することが可能になる。その結果、工作物の研削をより良好に制御することができ、研削工具の摩耗は著しく低減される。超砥粒工具は、ガラス質ボンドを用いる工具などの他のタイプの超砥粒工具を製造するのに必要とされる方法において一般的であるものに比べて、より低温で、より短かいサイクルで、より環境に優しい条件下で製造可能である。超砥粒工具の例としては、固定砥粒垂直（ＦＡＶＳ）スピンドルタイプの工具、ホイール、ディスク、ホイールセグメント、砥石およびホーンが含まれ得る。一実施形態において、超砥粒製品は、固定砥粒垂直スピンドル（ＦＡＶＳ）タイプの利用分野で利用可能である。
【００４３】
好ましい一実施形態において、超砥粒樹脂製品は、固定砥粒垂直スピンドル（ＦＡＶＳ）である。ＦＡＶＳの一例が図１に示されている。図１に示されている通り、工具１０は、軸１４を中心とするベース１２を有するホイールとして構成されている。ホイールの持ち上った周囲１６は、ベース１２のまわりで砥粒セグメント１８を支持している。砥粒セグメントは、超砥粒製品の一実施形態である。典型的には、ベースは、約６インチ〜約１２インチの範囲内の直径を有し；砥粒セグメントの高さは約２ミリメートル（ｍｍ）〜約１０ミリメートルの範囲内、例えば約５ミリメートル〜約８ミリメートルの範囲内にあり；約２ミリメートル〜約４．５ミリメートルの幅を有する。図１を参照して記述されたホイールは、その軸を中心とした回転によるウェーハ研削に適している。工具により研削されるウェーハの軸の回転に対し反時計回りの方向で。
【００４４】
表面粗さ指数は、一連のシリコンウェーハを裏面研削することによって決定できる。裏面研削中、８０ｒｐｍの速度で回転するチャックテーブルをウェーハの表面と接触させた状態で、超砥粒を５５００ｒｐｍの速度で回転させることができる。ウェーハは、４５０ミクロンの出発厚みから４３０ミクロンの最終厚みまで研削可能である。ウェーハ厚みが４３４ミクロンに削減されるまでの超砥粒の送り速度は０．８０ミクロン／秒であり得る。この送り速度は次に、ウェーハ厚みが約４３０ミクロンになるまで０．５０ミクロン／秒まで減速され得る。約４３０ミクロンの厚みに達した時点で、４３０．０という最終厚みが達成されるまで、送り速度を０．１０ミクロン／秒まで減速することができる。
【００４５】
ウェーハの表面のＲａ（粗さプロファイルの算術平均）は、縁部から約１ｃｍのところでおよそ９０℃離隔した４つの場所と中心を含めたウェーハ上の５点で決定可能である。各点についてのＲａは、４０倍の倍率で光学的に決定可能である。各ウェーハについての読取り値を平均して、各ウェーハの平均Ｒａを決定することができる。複数のウェーハの平均Ｒａを平均して、本明細書中の実施形態の切削工具と結びつけることのできる数値である表面粗さ指数を決定することができる。
【実施例】
【００４６】
試料１は、超砥粒、セリア、樹脂成分およびポリマー発泡剤の混合物から製造された高気孔率の樹脂ボンドダイヤモンド超砥粒構造である。微細構造中で使用される樹脂は、フェノールホルムアルデヒドである。物理的発泡剤は、ＨｅｎｋｅｌのＤｕａｌｉｔｅ由来のＰＡＮおよびＰＶＤＣコポリマー球体である。超砥粒は、１〜３ミクロンのサイズを有するダイヤモンドである。セリアは３〜６ミクロンのサイズを有する。加熱前の体積百分率で表わした混合物の組成は以下の通りである：ダイヤモンド２２．５％、セリア２％、ボンド成分２９％およびポリマー発泡剤４６．５％。
【００４７】
複合微細構造を作るため、材料を秤量し、視覚的に均質なミックスが得られるまでステンレス鋼製ボウル内で撹拌しながら混合する。混合物を１６５メッシュの篩を通して３回篩分けする（米国規格サイズ）。それを５．０２０インチ×１．２５インチ×０．３００インチの寸法を有する被験試料を生成するために適切な設計の鋼製金型内に入れる。
【００４８】
スプーンを用いて各混合物を金型内に充填し、平準化用へらを用いて金型内で平らにする。完全に充填した金型パッケージを電動プレスへと輸送する。金型パッケージをプレス内にひとたび入れたならば、２トンの圧力を加え、上板が金型パッケージ内へ平担に乗るようにする。温度を１５分間で１００℃まで、次に１０分間で１５０℃まで上昇させる。金型パッケージに加える圧力を密にした。金型パッケージの温度を１８０℃まで上昇させ、次に２０分間ソークした。ひとたびソークサイクルが完了すると、プレスを空冷によって１００℃まで、そして続いて水冷により室温まで冷却した。金型パッケージをプレスから取り出し、「剥離」用アーバープレス設備まで輸送した。金型パッケージ（上板と底板およびバンド）を、剥離用アーバー、ストリップバンド上に置いた。金型の板と試料を除去し、いつでも使用できる状態にした。
【００４９】
２本のスピンドルを有する垂直スピンドル機上でホイールをテストする。第１のスピンドルでは粗研削ホイールを用い、第２のスピンドルには試験中の細研削ホイールを使用する。シリコンウェーハを粗ホイールで粗削りし、次に細ホイールで仕上げ削りする。ホイールを極細パッドを用いてドレッシングする。ホイールは、８インチのシリコンウェーハを研削するために使用される。試料の平均Ｒａは２１オングストロームであると判定される。
【００５０】
【表１】
2013508184.tif 000003
【００５１】
図２および３は、超砥粒製品２０の走査電子顕微鏡写真を示す。図２を見ればわかるように、超砥粒製品は、約１２５ミクロン〜約１５０ミクロンの範囲のサイズの大細孔２２、約８５ミクロン〜約１０５ミクロンの範囲のサイズの中間細孔２４および約２０ミクロンから約５０ミクロンの範囲のサイズの小細孔２６を含む。図３を見ればわかるように、細孔２２、２４および２６は、細孔の外側の連続相の表面に比べ比較的平滑である弓形の内部表面を有している。さらに、小さい粒子２８が細孔の表面に見える。これらの粒子は、超砥粒および酸化物の粒子を含み得る。
【００５２】
一般的説明または実施例の中で上述した活動の全てが必要とされるわけではないこと、具体的活動の一部分は必要とされないかもしれないこと、そして記述された活動に加えて１つ以上のさらなる活動が実施されるかもしれないことに留意されたい。さらにまた、これらの活動の列挙順序は、必ずしもその実施順序ではない。
【００５３】
以上の明細書部分では、具体的実施形態を参照しながら概念を説明してきた。しかしながら、当業者であれば、以下のクレーム中で記されている本発明の範囲から逸脱することなくさまざまな修正および変更を加えることが可能であるということを認識する。したがって、明細書および図面は、限定的な意味ではなくむしろ例示的な意味で考慮されるべきものであり、このような修正は全て、本発明の範囲内に含まれることが意図されている。
【００５４】
本明細書中で使用される「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ、ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ、ｉｎｃｌｕｄｅｓ、ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」「有する（ｈａｓ、ｈａｖｉｎｇ）」という用語あるいはそれらの他のあらゆる変形形態は、非排他的包含を網羅するように意図されている。例えば、一連の特徴を含むプロセス、方法、物品または装置は、必ずしもこれらの特徴のみに限定されず、明示的に列挙されていないかまたはこのようなプロセス、方法、物品または装置に固有の他の特徴を含んでいてよい。さらに、明示的な別段の記載がないかぎり、「または（ｏｒ）」は排他的ｏｒではなく包含的ｏｒを意味する。例えば、条件ＡまたはＢは、Ａが真であり（または存在し）かつＢが偽である（または存在しない）；Ａが偽であり（または存在せず）かつＢが真である（または存在する）；およびＡとＢの両方が真である（または存在する）という状態のいずれか１つによって、満たされる。
【００５５】
また、「ａ」または「ａｎ」の使用は、本明細書中で記述される元素および成分を記述するために用いられている。これは単に便宜上、そして本発明の範囲の一般的意味合いを提供するために行なわれることである。この記述は、１つまたは少なくとも１つを含むものとして解釈されるべきであり、別段の意図があることが自明であるのでないかぎり、単数は複数も同様に含んでいる。
【００５６】
以上では具体的実施形態に関して、利益、他の利点、および課題に対する解決法を記述してきた。しかしながら、利益、利点および課題に対する解決法、および任意の利益、利点または解決法を発生させるまたはより顕著にさせるかもしれない任意の１つまたは複数の特徴は、いずれかのまたは全てのクレームの重要な、所要のまたは不可欠な特徴とみなされるべきではない。
【００５７】
明細書を読んだ上で、当業者であれば、一部の特徴が明確さを期して本明細書中で別個の実施形態に関連して記述されているものの、単一の実施形態に組合せた形で提供されてもよい、ということを認識するものである。逆に、簡潔さを期して単一の実施形態に関連して記述されているさまざまな特徴は、別個にまたは任意の下位組合せの形で提供されてもよいものである。さらに、範囲の形で記載された値に対する言及は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。
【図１】
2013508184.tif 000004
【図２】
2013508184.tif 000005
【図３】
2013508184.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成24年5月18日(2012.5.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超砥粒樹脂製品において、
−  超砥粒成分と；
−  ランタノイドの酸化物で構成される酸化物成分と；
−  ポリマーボンド成分を含み、相互連結された細孔の網状組織を画定する連続相であって、前記細孔が少なくとも２つのモードを伴う多モードサイズ分布を有する連続相と；
を含み、前記超砥粒成分と前記酸化物成分が前記連続相内に分布している、超砥粒樹脂製品。
【請求項２】
超砥粒樹脂製品において、
−  超砥粒成分と；
−  ランタノイドの酸化物で構成される酸化物成分と；
−  ボンド成分を含み、相互連結された細孔の網状組織を画定する連続相であって、前記細孔が約１２５〜約１５０ミクロンのサイズを有する大細孔、約２０〜約５０ミクロンのサイズを有する小細孔および約８５ミクロン〜約１０５ミクロンのサイズを有する中間細孔を含む連続相と；
を含み、前記超砥粒成分と前記酸化物成分が前記連続相内に分布している、超砥粒樹脂製品。
【請求項３】
前記酸化物成分が、超砥粒製品の約０．０５〜約１０．０体積パーセントの範囲内の量で存在する、請求項１または２に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項４】
前記連続相が熱可塑性ポリマー成分と熱硬化性樹脂成分とをさらに含む、請求項１または２に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項５】
前記連続相中の熱硬化性樹脂対熱可塑性ポリマー成分の比が、体積比で約８０：１５〜約８０：１０の範囲内にある、請求項４に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項６】
前記熱可塑性ポリマー成分が、ポリアクリロニトリル、ポリビニルデン、ポリスチレン、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリメチルメタクリレートからなる群から選択される少なくとも１つの要素を含む、請求項４に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項７】
前記熱可塑性ポリマー成分がポリアクリロニトリルを含む、請求項６に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項８】
前記熱可塑性ポリマーがポリビニルデンを含む、請求項６に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項９】
前記ポリビニルデンがポリ塩化ビニルデンを含む、請求項８に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項１０】
前記熱可塑性ポリマー成分がポリアクリロニトリルおよびポリ塩化ビニルデンを含む、請求項９に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項１１】
ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニルデンの比が、体積比で約１：１〜約９８：２の範囲内である、請求項１０に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項１２】
前記連続相対超砥粒成分の比が、体積比で２：１〜約１：２の範囲内にある、請求項１または２に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項１３】
超砥粒製品が、約３０体積％〜約８０体積％の範囲内の気孔率を有する、請求項１または２に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項１４】
前記連続相が熱硬化性ポリマー成分をさらに含み、前記熱硬化性ポリマー成分が、ポリフェノールホルムアルデヒド、ポリアミド、ポリイミドおよびエポキシ変性フェノールホルムアルデヒドからなる群から選択される少なくとも１つの要素を含む、請求項１または２に記載の超砥粒樹脂製品。
【請求項１５】
超砥粒製品の形成方法において、
ａ）超砥粒、酸化物成分、ボンド成分および被包ガスのポリマー発泡剤を組合せるステップであって前記酸化物成分がランタノイドの酸化物で構成されているステップと；
ｂ）前記発泡剤内部の被包からガスの少なくとも一部分を放出させる温度までかつそのような時間、前記組合わされた超砥粒、ボンド成分およびポリマー発泡剤を加熱するステップと；
を含む方法。
【国際調査報告】
2013508184.tif 000007
2013508184.tif 000008
2013508184.tif 000009
2013508184.tif 000010