(57)【要約】      （修正有）【課題】十分な強度および磨耗特性を有し、硬い加工物を荒削りまたは仕上げすることができる研削工具を提供する。【解決手段】超砥粒からなる砥粒セグメント１８を備える工具１０などの超砥粒製品であって、超砥粒粒子成分、および超砥粒成分が分布している熱可塑性ポリマー成分を含む多孔質連続相を含み、超砥粒製品の超砥粒製品前駆体は、超砥粒粒子成分、結合剤成分、および被包ガスのポリマー発泡剤を含み、超砥粒製品を形成する方法は、超砥粒、結合剤成分、および被包ガスのポリマー発泡剤を混合して、超砥粒製品前駆体を形成するステップを含み、混合された超砥粒、結合剤成分、および被包ガスのポリマー発泡剤は、発泡剤内の被包から少なくとも一部のガスを放出させる温度まで一定時間加熱される。【選択図】図１
2015091618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）超砥粒粒子成分；および
ｂ）熱可塑性ポリマー成分及び熱硬化性ポリマー成分を含む多孔質連続相
を含む超砥粒製品であって、前記超砥粒粒子成分が前記多孔質連続相中に分布し、かつ
前記連続相における熱可塑性ポリマー成分対熱硬化性ポリマー成分の比が、容積で５０：３０から８０：１０の範囲であり、
前記超砥粒製品の前記超砥粒粒子成分対前記連続相の比が、容積で約４：９６から約３０：７０の範囲である超砥粒製品。
【請求項２】
前記多孔質連続相が、実質的に開放多孔質連続相である、請求項１に記載の超砥粒製品。
【請求項３】
前記超砥粒粒子成分が、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種のメンバーを含む、請求項２に記載の超砥粒製品。
【請求項４】
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種のメンバーを含む、請求項３に記載の超砥粒製品。
【請求項５】
前記熱硬化性ポリマー成分が、フェノール−ホルムアルデヒドを含む、請求項４に記載の超砥粒製品。
【請求項６】
前記超砥粒粒子成分がダイヤモンドを含む、請求項３に記載の超砥粒製品。
【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、ポリビニリデン、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種のメンバーを含む、請求項１に記載の超砥粒製品。
【請求項８】
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７に記載の超砥粒製品。
【請求項９】
前記熱可塑性ポリマー成分がポリビニリデンを含む、請求項７に記載の超砥粒製品。
【請求項１０】
前記ポリビニリデンがポリ塩化ビニリデンを含む、請求項９に記載の超砥粒製品。
【請求項１１】
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リデンを含む、請求項７に記載の超砥粒製品。
【請求項１２】
前記熱硬化性ポリマー成分がフェノール−ホルムアルデヒドを含む、請求項１１に記載の超砥粒製品。
【請求項１３】
前記超砥粒粒子成分が、０．２５μｍから３０μｍの範囲の数平均粒径を有する、請求項１に記載の超砥粒製品。
【請求項１４】
前記超砥粒製品が、容積で７０％から９０％の範囲の気孔率を有する、請求項１３に記載の超砥粒製品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、参照により本明細書に組み込まれる、２００８年６月２３日に出願された米国仮特許出願第６１／１３２，８６７号に対する優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
小型化の世界的傾向とともに、電子装置はますます小さくなっている。高出力レベルで操作させることが必要な半導体装置について、ウェーハの薄化は、熱を消散する能力を改善させる。最終厚さが減少するにつれて、ウェーハはそれ自体重さを支持しおよび裏面研削処理により生じる応力に抵抗するために、次第に弱くなる。したがって、裏面研削により生じる損傷を低減させおよびその品質を向上させることが重要である。
【０００３】
チップ製作の間のシリコンウェーハの初期の厚さは８インチウェーハについて７２５〜６８０μｍである。より速く、より小さい電子装置を得るために、ウェーハは、個々のチップにダイスカットする前に薄くすることが必要である。その研削処理は２工程からなる。最初に、粗砥粒ホイールは、その表面を約２７０〜２８０μｍに研削するが、Ｓｉウェーハの（裏側）表面である、Ｓｉ表面の損傷を残す。次いで、精密砥粒ホイールは、表面の損傷部分を平滑化し、ウェーハを２５０μｍに研削する。１００〜５０μｍまで薄い厚さのウェーハは実質的に、一部のＩＣチップ用途の標準要件である。これまで長期間、スマートカードにおいて最も一般的な厚さであった約１８０μｍは、ますます薄いＩＣチップに置き換えられている。
【０００４】
金属結合超砥粒ホイールによる裏面研削は一般に、汚染問題のために得策でない。ウェーハの前面上の回路は、ホイールからの金属干渉を生じ得る。したがって、金属結合超砥粒ホイールは、裏面研削用途に用いられるべきでない。他方、同一サイズの粒子を有するガラス結合超砥粒ホイールは、より多くの表面下損傷を引き起こし、仕上げシリコンウェーハの表面粗さに悪影響を与える。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような状況において、樹脂結合超砥粒製品が好ましい。この結合の追従的な性質のために、これは表面粗さを向上させ、表面下損傷をあまり引き起こさない。この結合は通常、回路に干渉しない。したがって、樹脂結合製品は、裏面研削用途に最も適する。
【０００６】
さらに、超砥粒工具は通常、研削中に生じた削りくずの蓄積を最小化し、および研削工具が適用される加工物における一貫した表面温度を冷却しまたは少なくとも維持するために、開放多孔質構造を有しなければならない。十分な強度および磨耗特性を有し、十分な気孔率も有する工具の製造は、特に、このような工具が置かれている用途の数がますます増加することを考慮すると、持続的な課題である。
【０００７】
したがって、上述の問題を低減しまたは無くする、硬い加工物を荒削りまたは仕上げすることができる研削工具に対する、ならびにこのような工具を製造する方法に対する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は一般に、超砥粒製品、超砥粒製品の超砥粒製品前駆体、および超砥粒製品を製造する方法に関する。
【０００９】
超砥粒製品は、超砥粒粒子成分、および熱可塑性ポリマー成分を含む多孔質連続相を含み、ここで、超砥粒粒子成分は、多孔質連続相に分布している。超砥粒粒子成分は、例えば、ダイヤモンド、立方窒化ホウ素、ジルコニアまたは酸化アルミニウムとし得る。連続相は、熱硬化性樹脂成分、例えば、フェノール−ホルムアルデヒドを含み得る。熱可塑性ポリマー成分には、例えば、ポリアクリロニトリルおよびポリビニリデンが含まれ得る。好ましくは、超砥粒製品は、開放多孔質構造を有し、それにより、この製品の気孔の実質的部分は相互接続され、超砥粒製品の表面と流体連通している。
【００１０】
別の実施形態において、本発明は、超砥粒製品の超砥粒製品前駆体である。超砥粒製品前駆体は、超砥粒粒子成分、結合剤成分およびポリマー発泡剤を含み、ここで、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粒子成分はダイヤモンドである。結合剤成分は、例えば、熱硬化性樹脂、例えば、フェノール−ホルムアルデヒドである。ポリマー発泡剤は、離散粒子、少なくとも一部の、ガスを被包するシェルを有する粒子を含む。好ましくは、熱可塑性ポリマーは、ポリアクリロニトリルとポリ塩化ビニリデンの組合せである。通常、被包ガスは、イソブタンおよびイソペンタンの少なくとも１種である。
【００１１】
さらに別の実施形態において、本発明は、超砥粒製品を形成する方法である。この方法は、超砥粒、結合剤成分および被包ガスのポリマー発泡剤を混合するステップを含む。この混合された超砥粒、結合剤成分およびポリマー発泡剤は、発泡剤内の被包から少なくとも一部のガスを放出させる温度まで一定時間加熱される。通常、超砥粒はダイヤモンドであり、結合剤成分は、熱硬化性樹脂、例えば、フェノール−ホルムアルデヒドを含み、被包ガスの発泡剤は、イソブタンおよびイソペンタンの少なくとも１種のガスを被包する少なくともポリアクリロニトリルおよびポリ塩化ビニリデンの熱可塑性シェルを含む。
【００１２】
本発明は多くの利点を有する。例えば、本発明の超砥粒製品は、ガラス質結合を用いる超砥粒工具を超えることが多い（熱硬化性樹脂と熱可塑性ポリマーのブレンドの特徴である）強度特性、例えば、硬度を示すが、ガラス質結合を用いる工具にしばしば関連する脆性がない。さらに、本発明の超砥粒製品は、ダイヤモンドなどの超砥粒粒子成分を非常に有効に結合することができ、より広い範囲の粒子成分の粒径を有する製作工具を可能にする。さらに、本発明の工具は、比較的高い気孔率を有し、それにより、工具をより有効に冷却することが可能になる。結果として、加工物の研削はよりよく制御され、研削工具の磨耗は著しく減少する。本発明の超砥粒工具は、他の種類の超砥粒工具、例えば、ガラス質結合を用いる工具を製作するのに必要とされる方法の中で一般的であるよりも、より低温で、より短いサイクルでおよびより環境的に優しい条件下で、比較的容易に製作され得る。本発明上の超砥粒工具には、固定砥粒垂直（ＦＡＶＳ）スピンドルタイプ工具、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る。１つの実施形態において、本発明の超砥粒製品は、固定砥粒垂直スピンドル（ＦＡＶＳ）−タイプの用途で用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ビトリファイド超砥粒製品を用いる工具の一実施形態の断面である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上述は、同様の参照文字は異なる図を通して同じ部分を指す添付の図面で示されるように、本発明の実施例の実施形態の以下のより特定の説明から明らかである。図面は必ずしも縮尺率は一定ではなく、その代わりに本発明の実施形態を例示することが強調されている。
【００１５】
本発明は一般に、超砥粒工具を含む超研摩製品に関する。本発明はまた、超砥粒製品の前駆体である超砥粒製品前駆体、および本発明の超砥粒製品を製造する方法に関する。
【００１６】
本発明の超砥粒製品は、超砥粒粒子成分および多孔質連続相を含む。連続相は、超砥粒粒子成分が分布している熱可塑性ポリマー成分を含む。一般に、この超砥粒工具は、例えば、被覆された砥粒工具とは対照的に、結合された砥粒工具である。
【００１７】
「超砥粒」は、その用語が本明細書で用いられる場合、ヌープ硬度尺度で測定して、少なくとも炭素窒化ホウ素（ＣＢＮ）の硬度、すなわち、少なくとも４，７００のＫ１００の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には、天然および合成のダイヤモンド、ジルコニアならびに酸化アルミニウムが含まれる。好適なダイヤモンドまたは立方晶窒化ホウ素材料は、結晶または多結晶であり得る。好ましくは、超砥粒材料はダイヤモンドである。
【００１８】
超砥粒材料は、「グリット」としても知られている粒子の形態である。本発明の超砥粒粒子成分は、商業的に得ることができるかまたは注文製造され得る。一般に、本発明で用いられる超砥粒は、約０．２５ミクロンから５０ミクロンの範囲の平均粒径を有する。好ましくは、粒径は、約０．５ミクロンから３０ミクロンの範囲である。特定の実施形態において、グリットの平均粒径は、約０．５ミクロンから１ミクロン、約３ミクロンから約６ミクロン、または約２０ミクロンから２５ミクロンの範囲であり得る。
【００１９】
１つの実施形態において、超砥粒粒子成分は、超砥粒工具の容積で少なくとも３５％の量で存在する。別の実施形態において、超砥粒粒子成分は、超砥粒工具の容積で約３％から約２５％、より好ましくは超砥粒工具の容積で約６％から約２０％の範囲の量で存在する。さらに別の実施形態において、超砥粒製品の超砥粒粒子成分対連続相の比は、容積で約４：９６から約３０：７０の範囲、またはより好ましくは容積で約１５：８５から約２２：７８の範囲である。
【００２０】
多孔性は、研削において重要な役割を果たす。多孔性は、加工物と複合ミクロ構造の間の接触面積を調節する。多孔性はミクロ構造の周りの冷却剤の動きを容易にして、研削表面の温度をできるだけ低く保つ。複数の異なるサイズの気孔発生剤を用いることによって生成した異なる構造を理解することが重要である。
【００２１】
磨耗抵抗性ミクロ構造は、比較的大きな、例えば、１２０〜４２０μｍの直径の物理的発泡剤を用いることによって生成する。この構造は一般に、大きな気孔は、より少ないがより強い架橋を生成するので、良好な寿命をもたらす。この構造は、研削中により多くの電力を消費するが、チップの良好な除去およびより良好な冷却材の流れを可能にする。他方、自生発刃構造の多くは、１０〜８０μｍのサイズの間の物理的発泡剤を用いることによって生成する。この構造は、研削中により速く磨耗するが、あまり電力を消費しない、より多数のより小さい架橋を生成する。より小さい気孔発生剤とより大きい気孔発生剤の良好なバランスが、良好な寿命をもつミクロ構造を生成するが、研削中に比較的少ない電力しか消費しない。
【００２２】
超研砥粒製品の連続相は、熱硬化性ポリマー成分を含む。本発明の超砥粒製品の連続相における使用に好適な熱硬化性ポリマー成分の例には、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る。
【００２３】
本発明の超砥粒製品の連続は、熱可塑性ポリマー成分も含む。好適な熱可塑性ポリマー成分の例には、ポリアクリロニトリル、ポリビニリデン、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種のメンバーが含まれる。好ましい熱可塑性ポリマー成分の例には、ポリアクリロニトリルおよびポリ塩化ビニリデンが含まれる。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リデンの組合せを含む。１つ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リデンの重量比は、約６０：４０から約９８：２の範囲である。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リデンの比は、約５０：５０から９０：１０の比である。
【００２４】
連続相における熱可塑性ポリマー成分と熱硬化性ポリマー成分の間の容積比は通常、約８０：１５から約８０：１０の範囲である。特に好ましい実施形態において、連続相の熱可塑性ポリマー成分と熱硬化性ポリマー成分の容積比は、約７０：２５から約７０：２０の範囲である。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容積比は、約５０：３０から約５０：４０の範囲である。
【００２５】
超砥粒製品の他の成分は、例えば、約０．５容積パーセントから約３容積パーセントの範囲でシリカ（シリカゲル）のような無機フィラーを含み得る。
【００２６】
別の実施形態において、本発明は、超砥粒製品の超砥粒製品前駆体である。超砥粒製品前駆体は、超砥粒粒子成分、結合剤成分および被包ガスのポリマー発泡剤を含む。超砥粒製品前駆体の超砥粒粒子成分は、超砥粒製品に関して上に記載されたとおりである。結合剤成分は通常、超砥粒製品前駆体の超砥粒製品への変換の間に重合する熱硬化性樹脂成分である。好適な結合剤成分の例には、当該技術分野で知られているもの、例えば、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る。
【００２７】
１つの実施形態において、発泡剤は離散粒子を含み、少なくとも一部の粒子は、ガスを被包するシェルを有する。一般に、少なくとも一部の粒子は、熱可塑性ポリマーを含む。好適な熱可塑性ポリマーの例には、ポリアクリロニトリル、ポリビニリデン（ポリ塩化ビニリデンなど）、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。１つの実施形態において、離散粒子は、それぞれの種類が熱可塑性シェルの異なる組成物を含む少なくとも２つの別個の種類からなる。例えば、１つの実施形態において、少なくとも１種の離散粒子は、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種の離散粒子は、ポリ塩化ビニリ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種の離散粒子は、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、発泡剤の別の種類の離散粒子は、ポリ塩化ビニリデンを実質的に含む熱可塑性シェルを有する。
【００２８】
通常、イソブタンおよびイソペンタンの少なくとも１種を被包し、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、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）、ならびに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種を含むものなどの、ガスを被包するポリマー球体は、「膨張形態」および「非膨張形態」で市販されている。球体の「膨張」バージョンは一般に、球体のポリマーシェルを破裂させ、被包ガスを放出させる温度に加熱する間に著しく膨張しない。他方、「非膨張」バージョンは、ポリマーシェルを破裂させる温度に加熱する間にまさに膨張する。いずれの種類のポリマー球体も本発明における使用に適するが、膨張ポリマー球体が好ましい。特に断らない限り、本明細書におけるポリマー球体のサイズへの言及は、膨張球体に関する。
【００２９】
しばしば、市販されている好適なポリマー球体は、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。好適な市販のポリマー球体の例には、Ｅｘｐａｎｄｅｄ ＤＥ４０、ＤＥ８０および９５０ ＤＥＴ１２０（すべてＡｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ製）が含まれる。他の例には、Ｄｕａｌｉｔｅ Ｅ１３５−０４０Ｄ、Ｅ１３０−０９５ＤおよびＥ０３０（すべてＨｅｎｋｅｌ製）が含まれる。
【００３０】
別の実施形態において、超砥粒製品前駆体の発泡剤は、ポリアクリロニトリルとポリ塩化ビニリデンのコポリマー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リデンの重量比は、例えば、約４０：６０から約９９：１の範囲であり得る。発泡剤の平均粒径は、例えば、約１０ミクロンから約４２０ミクロンの範囲であり得る。具体的な実施形態において、発泡剤の平均粒径は、約２０ミクロンから５０ミクロンの範囲であり得る。この実施形態において、ポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニリデンの重量比は、例えば、約４０：６０から６０：４０の間の範囲であり得る。好ましくは、この実施形態におけるポリアクリロニトリル対ポリ塩化ビニリデンの重量比は、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ミクロンから約１０５ミクロンの範囲である。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リデンの重量比は好ましくは、約６０：４０と約８０：２０の間の範囲であり、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ミクロンより大きい。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リデンの重量比は、好ましくは約９２：８から約９３：２の範囲であり、特に好ましい比は、約９５：５である。
【００３３】
離散粒子の被包ガスの例には、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種のメンバーが含まれる。好適なガスがイソブタンおよびイソペンタンの少なくとも１種を含む実施形態において、離散粒子の大きさは、好ましくは約８ミクロンから約４２０ミクロンの範囲であり、ガスを被包する離散粒子の壁の厚さは、好ましくは約０．０１ミクロンから約０．０８ミクロンの範囲である。
【００３４】
超砥粒製品前駆体における発泡剤対結合剤成分の離散物体の比は一般に、容積で約２：１から約３０：３５の範囲である。具体的な実施形態において、容積比は８０：１５であり、別の実施形態において、容積比は７０：２５である。
【００３５】
本発明の超砥粒製品を形成する方法は、超砥粒、結合剤成分および被包ガスのポリマー発泡剤を混合するステップを含む。
【００３６】
混合された超砥粒、結合剤成分およびポリマー発泡剤は、少なくとも実質的な一部の被包ガスを砥粒製品前駆体から放出させる温度まで一定時間加熱され、それにより、形成された超砥粒製品は、実質的に開放多孔性である多孔性を有する。本明細書で定義される場合、「開放多孔性」は、気孔の少なくとも一部、または実質的な一部が互いにおよび超砥粒製品の表面と流体連通であることを意味する。１つの実施形態において、超砥粒製品の容積の約７０％から約９０％が気孔で占められる場合、その製品は本質的にすべて開放多孔性である。超砥粒製品が約４０％から約７０％の範囲の気孔率を有する場合、気孔の一部は閉じており、その残りは開いている。さらに別の実施形態において、気孔率が約２０％から約４０％の範囲である場合、気孔の本質的にすべては閉じている。
【００３７】
１つの実施形態において、超砥粒製品前駆体の形態において混合された超砥粒、結合剤成分およびポリマー発泡剤は加熱され、その間に超砥粒製品前駆体は正のゲージ圧下にある。通常、本発明の超砥粒製品前駆体に関して上に記載されたとおりに、ポリマー発泡剤は熱可塑性ポリマーを含み、結合剤成分は熱硬化性ポリマーを含む。１つの実施形態において、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の温度に予備加熱される。次いで、超砥粒製品前駆体は、第１の温度から少なくとも約１８０℃の第２のソーク温度に加熱される。次いで、超砥粒製品前駆体は、そのソーク温度で少なくとも約１５分間維持され、それにより、超砥粒粒子を形成する。通常、超砥粒製品前駆体は、当該技術分野で知られているような型内にある間、第１の温度、第２のソーク温度に加熱され、そのソーク温度で維持される。
【００３８】
超砥粒製品前駆体を、ソーク温度で超砥粒製品を形成するのに十分な時間維持した後、超砥粒製品は、ソーク温度から約１００℃から約１７０℃の範囲の第１の低下温度に約４５分から約１０分の範囲の時間をかけて冷却される。次いで、超砥粒製品は通常、第１の低下温度から、約３０℃から約１００℃の範囲の第２の低下温度に約１０分から約３０分の範囲の時間をかけて冷却される。
【００３９】
通常、超砥粒製品は、空気冷却によって第１の低下温度に冷却され、次いで、液体冷却によって第１の低下温度から第２の低下温度に冷却される。次いで、超砥粒物品は、第２の低下温度に冷却された後に型から取り出される。
【００４０】
通常、本発明のビトリファイド超砥粒製品は、研削工具の少なくとも一構成要素として構成される。好適な研削工具の例はホイールである。
【００４１】
１つの好ましい実施形態において、ビトリファイド超砥粒製品は、固定砥粒垂直スピンドル（ＦＡＶＳ）である。ＦＡＶＳの例は、図で示される。図で示されるように、工具１０は、軸１４の周りにベース１２を有するホイールとして構成される。ホイールの隆起した周辺部１６は、ベース１２の周辺部の周りの砥粒セグメント１８を支持する。砥粒セグメントは、本発明のビトリファイド超砥粒製品の一実施形態である。通常、ベースは約６インチから約１２インチの範囲の直径を有し、砥粒セグメントの高さは約２ミリメートル（ｍｍ）から約１０ミリメートルの範囲であり、約２ミリメートルから約４．５ミリメートルの幅を有する。図を参照して説明されるように、ホイールは、それらの軸の周りの回転よるウェーハ研削に適する。軸の回転に対して反時計周りの方向で、ウェーハは工具によって研削される。図に関して一般に説明されるように、研削ホイールを用いてウェーハを研削する方法は、当該技術分野で知られている。
【００４２】
本発明は、限定的であることが意図されない以下の実施例によってさらに説明される。
【実施例】
【００４３】
樹脂複合ミクロ構造を、樹脂、超砥粒グリットおよび気孔発生剤、すなわち「発泡剤」を用いて生成させた。ミクロ構造に用いた樹脂は、フェノール−ホルムアルデヒドであった。物理的発泡剤は、ＨｅｎｋｅｌのＤｕａｌｉｔｅ由来のＰＡＮとＰＶＤＣとのコポリマー球体であった。粒子はダイヤモンド（３〜６ミクロン）であった。
【００４４】
複合ミクロ構造を製造するために、材料を秤量し、ステンレススチールボウル中で撹拌することによって混合し、次いで、１６５メッシュスクリーンを通して３回ふるいにかけた（米国標準サイズ）。次いで、これを適当なデザインのスチール型に入れて、以下の寸法を有する試験試料を生成させた：５．０２０インチ×１．２５インチ×０．３００インチ。各混合物をスプーンで型に充填し、レベリングパドルを用いて型中で平らにした。次いで、完全に詰めた型パッケージを電気プレスに運搬した。型パッケージをプレス内に置いたら、２トンの圧力をかけ、確実に上部プレートが型パッケージ内に均等に乗り入れるようにした。２トンの圧力をかけた後に、温度を１００℃に上昇させた。型パッケージにかけた圧力を締め固めた。型パッケージの温度を１８０℃に上昇させ、次いで、１５分間ソークした。ソークサイクルが終了したら、プレスを空気冷却で１００℃に、その後水冷却で室温に冷やした。型パッケージをプレスから取り出し、「ストリッピング」アーバプレス設備に運搬した。型パッケージ（上部プレートおよび底部プレートに加えてそのバンド）をストリッピングアーバ、ストリップバンド上に置いた。型のプレートおよび試料を取り出し、すぐに使用できた。形成されたディスクを１８０℃で１０時間ポストベークした。
【００４５】
ホイールを３つの異なる仕様に作製した。仕様は以下のとおりである：
【００４６】
【表１】
2015091618.tif 000003
【００４７】
次いで、それらを、Ｓｔｒａｓｂａｕｇｈ裏面研削７ＡＦ機械を用いて試験した。ホイールは、超精密ドレッシングパッドを用いて表面をドレッシングした。このホイールを用いて、８インチシリコンウェーハを研削した。シリコンウェーハを粗ホイール、その後に精密ホイールで粗研削した。
【００４８】
ホイール性能を、市場の現行ＳＧホイールの研削力および寿命と比較した。以下のグラフは研削データを示す。
【００４９】
【表２】
2015091618.tif 000004
【００５０】
【表３】
2015091618.tif 000005
【００５１】
上のグラフは、同じ供給速度でのすべてのホイールについての研削力を比較する。供給速度は０．８、０．５、０．２ミクロン／秒であった。上のグラフからわかるように、新規な仕様すべては、より低い研削力を示す。
【００５２】
【表４】
2015091618.tif 000006
【００５３】
上のグラフはすべてのホイールについて磨耗データを比較する。磨耗／ウェーハは、等式における「ｍ」値によって計算することができる。（ｙ＝ｍｘ＋ｃ）（式中、「ｍ」は傾きである）。
【００５４】
【表５】
2015091618.tif 000007
【００５５】
物理的発泡剤による仕様すべてについての「ｍ」値は、「先行技術」のホイールより低かった。物理的発泡剤によるホイールを用いることによって、本発明のホイールは、より高い寿命を示し、より低い力で研削するであろうことが予測された。
【００５６】
均等物
本発明を、特に、その好ましい実施形態に関して示し説明してきたが、形態および詳細における様々な変化が、添付の特許請求の範囲で包含される本発明の範囲から逸脱することなくそこでなされ得ることが当業者によって理解される。
【図１】
2015091618.tif 000008