(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台金の軸線方向の一端面に、複数の砥粒部を、台金の軸線を中心とする円周に沿って配列した研削砥石であって、前記砥粒部は、研削面の内周縁がその周方向両端部を含む前記軸線を中心とする円周に比して周方向中央部を半径方向外方へ突出させた円弧形状をなしていることを特徴とする研削砥石。
【請求項２】
前記砥粒部は、研削面の外周縁がその周方向両端部を含む前記軸線を中心とする円周に比して周方向中央部を半径方向外方または内方へ突出させた円弧形状をなしていることを特徴とする請求項１記載の研削砥石。
【請求項３】
前記砥粒部の内周縁は平面視円弧状をなすと共にその曲率半径は、前記内周縁の周方向両端部を含む前記軸線を中心とする円周の曲率半径の５０〜９０％であることを特徴とする請求項１または２記載の研削砥石。
【請求項４】
前記砥粒部の外周縁は平面視円弧状をなすと共にその曲率半径は、前記外周縁の周方向両端部を含む前記軸線を中心とする円周の曲率半径の５０〜９０％であることを特徴とする請求項２または３記載の研削砥石。
【請求項５】
前記一部の砥粒部の長さは、前記砥粒部の内周縁の周方向両端部を含む前記軸線を中心とする円周の長さの１／２０〜１／１００の範囲であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか記載の研削砥石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、各種平面研削に使用されるカップ型砥石等の研削砥石に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えばカップ型砥石は、カップ型台金の軸線方向一端面に、直方体形状のものを円弧状に湾曲させて得た砥粒層セグメントを、台金の軸線を中心とする円周に沿って多数並べて固定したものであり、各種の平面研削に使用される。この種の平面研削の中でも、特に高い平面精度が要求されるのはウェーハの平面研削である。
一般的なウェーハの平面研削では、図１１および図１２に示すように下定盤１上にウェーハＷを平行かつ同軸に固定し、下定盤１を中心軸線Ｏｗ回りに回転させる。一方、カップ型砥石２の砥粒層をなすセグメント４の下端面である研削面をウェーハＷの上面に平行に当接させながら、カップ型砥石２をその軸線回りに回転させることにより、ウェーハＷの上面を平面研削する。カップ型砥石２は、カップ型台金３の下端面に軸線Ｏを中心とする真円の円周に沿って多数のセグメント４…を固定したものである。
研削に際し、セグメント４はほぼウェーハＷの中心上を通過するように位置決めされ、ウェーハＷの中心部も削り残すことがないように配慮される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上述の方法によると、セグメント４の研削面における外周側および内周側のエッジにおいてウェーハ研削量が大きくなるので、これら内外縁部分においてセグメント４の摩耗速度が相対的に大きくならざるを得ない。したがって、時間経過につれてセグメント４の内外縁部分に形状ダレが生じ、特に、ウェーハＷの中心に僅かな突起が形成され、この突起によってウェーハＷの平面精度が悪化するという問題があった。同様の問題は他の被削材、他の形式の平面研削においても発生し得るものである。
またセグメント４は円弧状に延在していて、その周方向に回転移動するためにその内周縁と外周縁の各エッジによって研削領域が仕切られ、ウエーハＷにはこのエッジの研削痕による段差が生じてしまい研削精度が低下することもあった。また円弧状のセグメント４はその研削面の内周縁がセグメント４の配列円周とほぼ同一の曲率半径の円弧状に設定されているために、カップ型砥石２の回転につれてその遠心力のために研削面に供給した研削液が径方向外側及び周方向に飛ばされて隣り合うセグメント４，４間の間隙から外部に排出されやすく、そのために多量の研削液を必要として研削効率が悪く研削熱が上昇してウエーハＷの反りを生じ易いという問題があった。
【０００４】
そこで、例えば実公平７−５９８３号公報には、砥粒層のセグメントの配列を完全な真円ではなく、部分的に内または外へ偏心した歪んだ円形状にする発明が開示されている。この発明によれば、砥石回転につれて、セグメントが砥石半径方向の内外に揺動するため、この揺動につれてウェーハ中心部の突起の発生を防止することが可能である。
しかし、実公平７−５９８３号公報に記載された発明においては、セグメントを複雑な曲線に沿って配列させ、しかも砥石全体の重心を砥石の軸線Ｏと合致させなければならないため、実際には製造が難しくコストがかかるという問題があった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、高い精度を以て平面研削を効率的に行うことができるようにした研削砥石を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る研削砥石は、台金の軸線方向の一端面に、複数の砥粒部を、台金の軸線を中心とする円周に沿って配列した研削砥石であって、前記砥粒部は、研削面の内周縁がその周方向両端部を含む前記軸線を中心とする円周に比して周方向中央部を半径方向外方へ突出させた円弧形状をなしていることを特徴とする。
研削砥石を回転研削するに際して、研削面は研削量が一定の主研削部分と内周縁によって規定され研削量が増減変化する副研削部分とで構成されるから、被削材に対して砥粒部の研削面が移動しつつ研削する際に主研削部分に隣接する副研削部分による研削量が砥粒部の幅方向外側（径方向内側）に向けて連続して変化するために特に周辺の研削がなめらかに行われて研削面に段差や研削痕が生じず仕上げ面精度を高めると共に、回転時に遠心力が研削液に働いても砥粒部の内周縁でつくる凹部領域に研削液を滞留保持でき被削材の局部的な加熱を防いで反り等を防止できて少ない研削液で効率的な研削を行うことができる。
【０００７】
また、砥粒部は、研削面の外周縁がその周方向両端部を含む前記軸線を中心とする円周（Ｒ３またはＲ４）に比して周方向中央部を半径方向外方または内方へ突出させた円弧形状をなしていてもよい。
この構成によって砥粒部は主研削部分の幅方向両側に研削量が漸次変化する副研削部分を設けることができて研削精度を一層向上できる。
また砥粒部の内周縁は平面視円弧状をなすと共にその曲率半径(ｒａ）は、内周縁の周方向両端部を含む前記軸線を中心とする円周（Ｒ１）の曲率半径（ｒ１）の５０〜９０％であってもよい。
内周縁の曲率半径（ｒａ）が軸線を中心とする円周（Ｒ１）の曲率半径の５０％より小さいと研削液を滞留保持する能力が小さくなって効率が悪い。また５０％未満または９０％を越えると副研削部分の研削量が大きくなって被削材に段差や研削痕を生じ易くなる。
また砥粒部の外周縁は平面視円弧状をなすと共にその曲率半径（ｒｂ）は、外周縁の周方向両端部を含む前記軸線を中心とする円周（Ｒ３またはＲ４）の曲率半径（ｒ３，ｒ４）の５０〜９０％であってもよい。
この場合も外周縁の曲率半径（ｒｂ）が軸線を中心とする円周（Ｒ３またはＲ４）の曲率半径の５０％より小さいか９０％を越えると副研削部分の研削量が大きくなって被削材に段差や研削痕を生じ易くなる。
また一部の砥粒部の長さは、前記砥粒部の内周縁の周方向両端部を含む軸線を中心とする円周（Ｒ１）の長さの１／２０〜１／１００の範囲であってもよい。
砥粒部の長さが円周（Ｒ１）の長さ（＝２πｒ１）の１／１００より小さいとその研削挙動は単純な円周状砥粒層の挙動に近くなり被削材の中心軸線近傍での突起形成の抑制効果が小さいという欠点があり、１／２０より大きいと被削材の表面粗さが荒くなるという欠点がある。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１乃至図６により説明する。図１は、本発明の第一の実施の形態によるカップ型砥石を下から見た図、図２は図１に示すカップ型砥石における砥粒層セグメントの部分拡大図、図３は砥粒層セグメントの幅方向における主及び副研削部分による研削量の変化を示す図、図４は砥粒層セグメントの製造方法を示す図、図５はカップ型砥石によるウエーハの研削状態を示す図、図６は砥粒層セグメントの幅方向における主及び副研削部分によるウエーハの研削領域を示す図である。
本発明の第一の実施の形態によるカップ型砥石１０（研削砥石）は、図１及び図２に示すように、例えば円盤形をなすカップ型台金１１の軸線方向の一端面１１ａに、複数の砥粒層セグメント（砥粒部）１２…を、台金の軸線Ｏを中心とする円周に沿って周方向に所定の間隔１３…を空けた状態で配列したものである。各砥粒層セグメント１２はその長手方向に沿って円弧状を呈している。
ここで台金１１の形状や材質は本発明では限定されず、従来よりカップ型砥石に使用されているものであればいかなる形状、材質であってもよい。台金１１は図示しない締結手段を介して砥石軸１６に取り付け可能とされ、この砥石軸１６によって回転駆動される。
【００１０】
砥粒層セグメント１２は、ダイヤモンドやＣＢＮなどの超砥粒、もしくはＳｉＣ，Ａｌ2Ｏ3等の一般砥粒などを金属、樹脂、もしくはガラスなどの結合材で固めてなるメタルボンド砥粒層、レジンボンド砥粒層、ビトリファイドボンド砥粒層、または電着砥粒層のいずれでもよい。
そして各砥粒層セグメント１２は、例えば直方体形状または立方体形状のものを円弧状に湾曲させてなり台金１１への固着面に対向する面が研削面１５とされ、研削面１５の径方向内側をなす内周縁１５ａは軸線Ｏ側に設けた内周側面１７との交差稜線に形成され、研削面１５の外周側をなす外周縁１５ｂは内周側面１７に対向する外周側面１８との交差稜線に形成され、それぞれ（一端面１１ａの）半径方向外側に凸をなすように突出した円弧形状とされている。
【００１１】
図２において、台金１１の一端面１１ａにおける軸線Ｏを中心とする適宜の半径ｒ１を有する円周Ｒ１上に内周面１５ａの長手方向（周方向）両端ａ，ａが位置するように各砥粒層セグメント１２を配列固定した状態で、内周面１５ａは円周Ｒ１より半径方向外方に突出するようにｒ１より小さい半径ｒａに設定されている。
更に外周縁１５ｂも内周縁１５ａと同一の曲率半径ｒｂ（＝ｒａ）を有しているが、後述の仮想の円周Ｒ３の半径ｒ３より小さい半径であればｒａと異なる半径であってもよい。
また内周縁１５ａと外周縁１５ｂの各曲率半径ｒａ、ｒｂは、内周縁１５ａの周方向両端部ａ，ａを含む、前記軸線Ｏを中心とする円周Ｒ１の曲率半径ｒ１の５０〜９０％とする。ここで半径ｒａがｒ１の５０％より小さいと研削液を滞留保持する能力が小さくなって研削効率が悪く、また半径ｒａ、ｒｂが５０％未満及び９０％を越えると後述の副研削部分１６ａ、１６ｂの研削量が大きくなって内外周縁１５ａ，１５ｂで被削材に段差や研削痕を生じ易くなるという問題が生じる。
【００１２】
そして砥粒層セグメント１２は直方体を湾曲させたものであるから、研削面１５はその長手方向全長にほぼ同一幅とされている。そのため、図２に示す台金１１の一端面１１ａにおいて、各砥粒層セグメント１２の内周縁１５ａの両端ａ，ａに重なる仮想の円周Ｒ１と、内周縁１５ａの中央に外接する仮想の円周Ｒ２と、外周縁１５ｂの両端ｂ，ｂに重なる仮想の円周Ｒ３と、外周縁１５ｂの中央部に外接する仮想の円周Ｒ４とは台金１１の軸線Ｏを中心とする同心円をなすことになる。
また各砥粒層セグメント１２の研削面１５において、円周Ｒ２−Ｒ３間の領域は主研削部分１４とされ、円周Ｒ２と内周縁１５ａ間の領域が副研削部分１６ａ、円周Ｒ３と外周縁１５ｂ間の領域が副研削部分１６ｂとされている。
そしてカップ型砥石１０を軸線Ｏ回りに回転させて研削させた場合、各砥粒層セグメント１２はその円弧方向に摺動して研削面１５で研削することになる。この場合、研削面１５の各部分の研削量は図３に示すように主研削部分１４で１００％、副研削部分１６ａ、１６ｂでは主研削部分１４側から外側に漸次研削量が滑らかに減少するように幅方向に変化することになる。
【００１３】
砥粒層セグメント１２の幅は特に限定されないが、例えばウェーハ研削用として使用するのであれば１．５〜６ｍｍ程度であると好適である。
砥粒層セグメント１２の長さは限定されないが、仮想の円周Ｒ１の長さ（２πｒ１）の１／２０〜１／１００の範囲とする。ここで砥粒層セグメント１２の長さが円周Ｒ１の長さの１／１００より小さいとその研削挙動は単純な円周状砥粒層の挙動に近くなり被削材の中心軸線近傍での突起形成の抑制効果が小さいという欠点があり、１／２０より大きいと被削材の表面粗さが荒くなるという欠点がある。
尚、砥粒層セグメント１２の研削面１５の四辺は、必要であればいずれも面取りされていてよい。また、砥粒層セグメント１２の４つの角は、必要であれば適宜丸められていてもよい。
【００１４】
次に本実施の形態によるカップ型砥石１０に装着配列する砥粒層セグメント１２の製造方法について図４により説明する。
まず砥粒を結合相で分散固着させた砥粒層を直方体形状または長方形板状に成形して砥粒層セグメント１２Ａを製作する。砥粒層セグメント１２Ａが例えばメタルボンド砥石であれば超砥粒をメタルボンドで分散状態で結合し、型などで直方体形状に成形する。
次にこの砥粒層セグメント１２Ａを図４に示すような例えば正八角形状のフレーム２０の各辺２０Ａに１つづつ固定保持し、固定されたセグメント１２Ａをフレーム２０の外側から円盤状研削砥石２２で回転研削することで例えば半径ｒｂの円弧をなす凸曲面状の外周側面１８及び外周縁１５ｂを成形する。そして円盤状砥石２２をフレーム２０の内側に配設して外周側面１８に対向する側面を研削することで例えば半径ｒａの円弧をなす凹曲面状の内周側面１７及び内周縁１５ａを成形して焼結する。
このようにして直方体形状をなす砥粒層セグメント１２Ａを研削によって円弧状の砥粒層セグメント１２に加工成形できる。従来、直方体とは異なる異形状の砥粒層セグメントの製作に際しては高価な型を製作して成形で製作していたが、本実施の形態による砥粒層セグメント１２は型成形でなく研削によって容易に製作できる。
【００１５】
次に本実施の形態によるカップ型砥石１０を使用したウェーハの平面研削方法について図５及び図６により説明する。この方法ではまず、研磨すべきウェーハＷを従来通りの方法により下定盤１上に同軸に固定し、下定盤１をその軸線Ｏｗ回りに定速で回転させる。さらに、カップ型砥石１０をその軸線Ｏ回りに回転させながら、ウェーハＷの研削すべき面に、各砥粒層セグメント１２の下端面である研削面１５を平行に当接させる。
この時、ウェーハＷとカップ型砥石１０との位置は、図６の通りに設定することが望ましい。この図において斜線をなす主研削領域２４は、砥粒層セグメント１２の研削面１５の主研削部分１４によって研削される領域を示し、その両側の斜線をなす副研削領域２６Ａ，２６Ｂは研削面１５の副研削部分１６ａ，１６ｂによってそれぞれ研削される領域を示している。
【００１６】
研削を行うとき、ウェーハＷの中心Ｏｗは、主研削領域２４に入っていることが必要であり、より好ましくは、仮想の円弧Ｒ２またはＲ３上にウェーハＷの中心Ｏｗを位置させる。仮想の円弧Ｒ３上にウェーハＷの中心Ｏｗを位置させた場合、砥石１０の回転につれて砥粒層セグメント１２の外周縁１５ｂのエッジによりウェーハＷの中心部が剪断的に研削されるため、中心Ｏｗに突起が一層残りにくくなる。また、仮想の円弧Ｒ２上にウェーハＷの中心Ｏｗを位置させた場合、カップ型砥石１０の回転につれて砥粒層セグメント１２の内周縁１５ａのエッジによりウェーハＷの中心部が剪断的に研削されるため、やはり中心Ｏｗに突起が残りにくくなる。
【００１７】
この平面研削方法によれば、図６に示すように、砥粒層セグメント１２の主研削部分１４が研削を行う研削量１００％の主研削領域２４の両側に位置する副研削領域２６ａ，２６ｂを、副研削部分１６ａ，１６ｂで主研削領域２４から幅方向外側になだらかに研削量が減少するように研削することができるので、各砥粒層セグメント１２の内周縁１５ａおよび外周縁１５ｂが早く摩耗しすぎることを防止できる。
したがって、砥粒層セグメントの形状ダレに起因してウェーハＷの中心Ｏｗに突起が生じることを防止できるから、高い精度を以てウェーハＷの平面研削を行うことが可能である。同様の効果は、ウェーハＷ以外の被削材に対しても得ることが可能である。しかも砥粒層セグメント１２の中央から幅方向外側に研削量が漸次減少することで段差による研削痕をウエーハＷに生じることがなく研削精度が高い。
【００１８】
また研削に際してウエーハＷと砥粒層セグメント１２の研削面１５との間に研削液が供給されてウエーハＷの機械的化学的研磨を促進する。この研削液は台金１１の一端面１１ａ上に軸線Ｏと同心に円周状に配列された複数の砥粒層セグメント１２…によってその内部のウエーハＷ上に保留される。しかもカップ型砥石１０とウエーハＷの相互の回転によって研削液には半径方向外側であって各砥粒層セグメント１２の内周側面１７の接線方向に遠心力が作用するが、内周側面１７は両端ａ，ａを通る円周Ｒ１に対して外方に凹曲面状を呈しているために円弧Ｒ１と内周縁１５ａ（及び内周側面１７）との間の空間内に研削液を保持できてセグメント１２，１２間の間隙１３から外部に遠心力で排出されることが抑制される。
そのために比較的少ない研削液を各砥粒層セグメント１２で滞留保持できて効率的に研磨できて研磨効率を向上でき、しかも内周縁１５ａ付近の局部的な加熱を防いでウエーハＷの反り等の変形を防止できる。
【００１９】
上述のように本実施の形態によれば、研削液を砥粒層セグメント１２の内周縁１５ａ内に効率的に滞留保持できて研磨効率を向上でき、ウエーハＷの局部的な加熱を防いでウエーハＷの変形を防止できる。また砥粒層セグメント１２のエッジの形状ダレを防止し、ウエーハＷに突起や段差や研削痕等が生じるのを抑制できて高精度な平面研削を行うことができる。
しかも砥粒層セグメント１２の成形にあたっては、直方体形状の砥石の対向する二面を円盤状砥石２２で研削することで簡単且つ容易に砥粒層セグメント１２を成形でき、従来の異形状セグメントのように型成形するための特殊な成形型が不要であるから製造コストが低廉である。
また、砥粒層セグメントの配列そのものを歪んだ円形とする実公平７−５９８３号公報に記載された発明に比べ、本実施の形態はウェーハＷに対する研削抵抗を一定にしやすいため、回転バランスがよいという利点も有する。
【００２０】
次に本発明の第二の実施の形態を図７により説明するが、第一の実施の形態と同様の部分には同一の符号を用いて説明する。
図７に示すカップ型砥石３０において、台金１１の一端面１１ａ上に軸線Ｏを中心にして複数の砥粒層セグメント３２（砥粒部）…がそれぞれ周方向に間隔１３を開けて配列されている。各砥粒層セグメント３２は平面視で略円弧状を呈しており、一端面１１ａへの固着面に対向する面が研削面１５とされ、その軸線側の側面が内周側面１７及び内周縁１５ａを有し、内周側面１７に対向する外周側面３３と研削面１５の交差稜線は外周縁３５とされている。
一端面１１ａにおいて軸線Ｏを中心とする半径ｒ１の円周Ｒ１上に内周縁１５ａの両端ａ，ａが位置するように各砥粒層セグメント３２を配列固定した状態で、内周縁１５ａは円周Ｒ１より半径方向外方に突出するようにｒ１より小さい半径ｒａに設定され、内周縁１５ａは中央部で軸線Ｏを中心とする半径ｒ２の仮想の円周Ｒ２に内接している。また外周縁３５は仮想の円周Ｒ３と重なるよう同一の半径ｒ３を有する円弧状の凸曲線とされている。
【００２１】
本実施の形態によるカップ型砥石３０によれば、各砥粒層セグメント３２の研削面１５は仮想の円周Ｒ２−外周縁３５（円周Ｒ３）間の主研削部分３４と、円周Ｒ２と内周縁１５ａとの間の副研削部分３６ａとで構成されることになる。そのため、砥粒層セグメント３２の幅方向の研削量は図８に示すように主研削部分３４で１００％、その内側の副研削部分３６ａで径方向（幅方向）内側の軸線Ｏに近づくに従って漸次減少するようになっている。
この場合でも主研削部分３４でウエーハＷの軸線Ｏｗを研削すれば、ウエーハＷが自転するために研削量がなだらかに変化する一方の副研削部分３６ａを有することで、中心Ｏｗに削り残しによる突起が残りにくくウエーハ表面に段差や研削痕も生じない。
また内周縁１５ａの曲率半径ｒａが仮想の円周Ｒ１の曲率半径ｒ１より小さいから、回転研削時に各内周縁１５ａ内で研削液を滞留保持できて研磨効率と冷却効率を向上できる。
【００２２】
次に本発明の第三の実施の形態を図９により説明するが、第一の実施の形態と同様の部分には同一の符号を用いて説明する。
図９に示すカップ型砥石４０において、台金１１の一端面１１ａ上に軸線Ｏを中心にして周方向に複数の砥粒層セグメント４２（砥粒部）…がそれぞれ周方向に間隔を開けて配列されている。各砥粒層セグメント４２は平面視で概略円弧状を呈しており、一端面１１ａへの固着面に対向する面が研削面１５とされ、その軸線側の側面が内周側面４３、外周側の側面が外周側面４５とされている。研削面１５と内周側面４３の交差稜線が径方向外側に凸をなす円弧状の内周縁１５ａ、研削面１５と外周側面４５との交差稜線が径方向内側に凸をなす外周縁４７とされている。
そして内周縁１５ａは、その両端ａ，ａが軸線Ｏを中心とする仮想の円周Ｒ１上に位置すると共に、中央部が円周Ｒ１より半径方向外方に突出して仮想の円周Ｒ２に内接するように半径ｒａの凹曲面に設定されている。また外周縁４７は、その両端ｂ，ｂが軸線Ｏを中心とする半径ｒ４の円周Ｒ４上に位置すると共に、中央部が円周Ｒ４より半径方向内方に突出して仮想の円周Ｒ３に内接するように半径ｒｂ（＜ｒ４）の凹曲線に設定されている。
【００２３】
そのため砥粒層セグメント４２は平面視で略鼓形に形成されている。カップ型砥石４０を回転させて研削する際に、研削面１５の円周Ｒ２−Ｒ３間の主研削部分４４と、その幅方向両側の円周Ｒ２−内周縁１５ａ間、円周Ｒ３−外周縁４７間の副研削部分４６ａ，４６ｂの各研削量は図３に示す第一の実施の形態のものと同等になる。
また研削液も同様に内周縁１５ａ（内周側面４３）内で滞留保持できる。
【００２４】
尚、上述の各実施の形態では、台金１１の一端面１１ａに複数の砥粒層セグメント１２、３２、４２をそれぞれ円周状に配列して構成したが、複数の砥粒層セグメント１２、３２、４２の略円周状の列に異なる砥粒層セグメントが混在して配列されていてもよい。
例えば第一の実施の形態によるカップ型砥石１０で説明すると、図１０に示すように台金１１の一端面１１ａに配列された複数の砥粒層セグメント１２…の一部を例えば従来の砥粒層のセグメント４…に交換して配設してもよい。この場合、セグメント４は研削面が砥粒層セグメント１２の主研削部分１４と同等の円弧形状を呈しており、研削面の内周縁４ａと外周縁４ｂが円周Ｒ２−Ｒ３に重なって形成された平面視で長手方向に略同一幅の円弧板状を呈している。
この構成によれば、カップ型砥石１０で回転研削する際に、セグメント４では図６に示す斜線の主研削領域２４のみの切削を行い砥粒層セグメント１２では主研削領域２４とその両側の副研削領域２６Ａ，２６Ｂの研削を行うことになる。
【００２５】
尚、複数のセグメント４の総数に対する砥粒層セグメント１２（３２，４２）の占める割合は特に限定されるものではないが、一般に５〜３５％であることが好ましく、より好ましくは７〜３０％とされる。５％よりも少ないと、砥粒層セグメント１２の内周縁１５ａ、外周縁１５ｂにかかる研削負担が大きくなり、これらの摩耗速度が大きすぎて、本発明の効果が不十分となるおそれがある。一方、３５％より大きくしてもよいが、それ以上の効果の向上は期待できない。
或いは、砥粒層セグメント１２、３２，４２、セグメント４の一部または全部を周方向に混在させて配列させてもよい。
また砥粒層セグメント１２、３２、４２とセグメント４は相互に素材が異なっていてもよく、例えば変形が加えられている砥粒層セグメント１２、３２、４２のみを、セグメント４よりも摩耗しにくい相対的に硬い砥粒層によって形成してもよい。あるいは逆に、砥粒層セグメント１２、３２、４２をセグメント４よりも摩耗しやすい、相対的に柔らかい砥粒層によって形成してもよい。
【００２６】
砥粒層セグメント１２（３２、４２）同士の間に配置されるセグメント４の個数は一定でなくても良く、砥石の重心さえ回転軸に一致していれば、不等間隔で配置してもよい。
また、上記各実施の形態では、砥粒層セグメント１２，３２、４２等を軸線Ｏを中心とする真円の円周に沿って配列すればよいから、砥石製造時にこれらの位置決めが容易であり、例えば、砥粒層セグメント１２，３２，４２等をはめ込むために台金１１に環状溝を形成する場合などでも、溝の形成コストが安い。
尚、本発明は、カップ型砥石１０、３０，４０に限らずその他の各種研削砥石に用いることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る研削砥石では、砥粒部は、研削面の内周縁がその周方向両端部を含む軸線を中心とする円周に比して周方向中央部を半径方向外方へ突出させた円弧形状をなしているから、砥粒部の研削面の幅方向外側の研削量がなだらかに減少して研削面に段差や研削痕が生ぜず仕上げ面精度を高めると共に、回転時に遠心力が働いても砥粒部の内周縁の領域に研削液を滞留保持でき被削材の加熱を防いで反り等を防止できて少ない研削液で効率的な研削を行うことができる。
【００２８】
また、砥粒部は、研削面の外周縁がその周方向両端部を含む軸線を中心とする円周に比して周方向中央部を半径方向外方または内方へ突出させた円弧形状をなしているから、上述の効果に加えて砥粒部の研削面の幅方向外周側の研削量もなだらかに減少して研削面に段差や研削痕が生じず仕上げ面精度を高めることができる。
また砥粒部の内周縁は平面視円弧状をなすと共にその曲率半径は、内周縁の周方向両端部を含む前記軸線を中心とする円周の曲率半径の５０〜９０％であるから、内周縁での研削液を滞留保持する能力が高くて幅方向内周側の研削量の減少が滑らかで仕上げ面精度が良く、これに対して曲率半径が５０％より小さいと研削液を滞留保持する能力が小さくなって効率が悪く、９０％を越えると副研削部分の研削量が大きくなって被削材に段差や研削痕を生じ易くなる。
また砥粒部の外周縁は平面視円弧状をなすと共にその曲率半径は、外周縁の周方向両端部を含む前記軸線を中心とする円周の曲率半径の５０〜９０％であるから、幅方向内周側の研削量の減少が滑らかで仕上げ面精度が良い。
また一部の砥粒部の長さは、前記砥粒部の内周縁の周方向両端部を含む軸線を中心とする円周の長さの１／２０〜１／１００の範囲であるから、砥粒部の長さが円周の長さの１／１００より小さいとその研削挙動は単純な円周状砥粒層の挙動に近くなり被削材の中心軸線近傍での突起形成の抑制効果が小さいという欠点があり、１／２０より大きいと被削材の表面粗さが荒くなるという欠点が生じる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第一の実施の形態によるカップ型砥石を研削面側から見た平面図である。
【図２】  図１に示すカップ型砥石の砥粒層セグメントの配列を示す部分拡大図である。
【図３】  実施の形態によるカップ型砥石の砥粒層セグメントの幅方向における研削部分と研削量との関係を示す図である。
【図４】  砥粒層セグメントの製造方法を示す説明図である。
【図５】  カップ型砥石でウエーハを研削する状態を示す図である。
【図６】  ウエーハに対して実施の形態による砥粒層セグメントで研削した研削領域を示す平面図である。
【図７】  第二の実施の形態によるカップ型砥石の砥粒層セグメントの配列を示す部分平面図である。
【図８】  図７に示す砥粒層セグメントの幅方向における研削部分と研削量との関係を示す図である。
【図９】  第三の実施の形態によるカップ型砥石の砥粒層セグメントの配列を示す部分平面図である。
【図１０】  砥粒層セグメント配列の変形例を示す部分平面図である。
【図１１】  従来のウエーハの平面研削方法を示す側面図である。
【図１２】  従来のウエーハの平面研削方法を示す平面図である。
【符号の説明】
Ｗ  ウェーハ
４  セグメント（砥粒部）
１０，３０，４０  カップ型砥石
１１  台金
１２，３２，４２  砥粒層セグメント（砥粒部）
１５  研削面
１５ａ  内周縁
１５ｂ，３５，４７  外周縁
１４，４４  主研削部分
１６ａ，１６ｂ，３６ａ，４６ａ，４６ｂ  副研削部分
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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