特開 2024-174329 砥石

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024174329

(43)【公開日】2024-12-17

(54)【発明の名称】砥石

(51)【国際特許分類】

   B24D 3/02 20060101AFI20241210BHJP

   H01L 21/301 20060101ALI20241210BHJP

【ＦＩ】

B24D3/02 310C

H01L21/78 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023092088

(22)【出願日】2023-06-05

(71)【出願人】

【識別番号】000134051

【氏名又は名称】株式会社ディスコ

(74)【代理人】

【識別番号】100075384

【弁理士】

【氏名又は名称】松本 昂

(74)【代理人】

【識別番号】100172281

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100206553

【弁理士】

【氏名又は名称】笠原 崇廣

(74)【代理人】

【識別番号】100189773

【弁理士】

【氏名又は名称】岡本 英哲

(74)【代理人】

【識別番号】100184055

【弁理士】

【氏名又は名称】岡野 貴之

(74)【代理人】

【識別番号】100185959

【弁理士】

【氏名又は名称】今藤 敏和

(72)【発明者】

【氏名】赤星 祐樹

【テーマコード（参考）】

3C063

5F063

【Ｆターム（参考）】

3C063AA02

3C063AB03

3C063AB05

3C063BA02

3C063BB02

3C063BD04

3C063BD20

3C063EE10

3C063EE31

3C063FF21

3C063FF23

3C063FF30

5F063AA22

5F063DD02

(57)【要約】

【課題】加工不良の発生を抑制することが可能な砥石を提供する。
【解決手段】被加工物を加工する砥石であって、砥粒と、砥粒を固定する結合材と、を含み、結合材には、被加工物の加工中に体積が膨張する体積膨張粒子が含有されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被加工物を加工する砥石であって、
砥粒と、該砥粒を固定する結合材と、を含み、
該結合材には、該被加工物の加工中に体積が膨張する体積膨張粒子が含有されていることを特徴とする砥石。

【請求項2】

該体積膨張粒子の含有率は、３．０ｖｏｌ％以上１４．０ｖｏｌ％以下であることを特徴とする請求項１に記載の砥石。

【請求項3】

該体積膨張粒子の平均粒径は、該砥粒の平均粒径よりも小さいことを特徴とする請求項１又は２に記載の砥石。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被加工物を加工する砥石に関する。

【背景技術】

【0002】

複数のデバイスが形成されたウェーハを分割して個片化することにより、デバイスを備えるデバイスチップが製造される。また、複数のデバイスチップを所定の基板上に実装し、実装されたデバイスチップを樹脂層（モールド樹脂）で被覆して封止することにより、パッケージ基板が形成される。このパッケージ基板を分割して個片化することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップを備えるパッケージデバイスが製造される。デバイスチップやパッケージデバイスは、携帯電話、パーソナルコンピュータ等の様々な電子機器に組み込まれる。

【0003】

ウェーハ、パッケージ基板等の被加工物の分割には、切削装置が用いられる。切削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、被加工物に切削加工を施す切削ユニットとを備える。切削ユニットには、被加工物に接触して被加工物を切削する砥石（切り刃）を有する環状の切削ブレードが装着される。被加工物をチャックテーブルで保持し、切削ブレードを回転させつつ砥石を被加工物に切り込ませることにより、被加工物が切削、分割される（特許文献１参照）。

【0004】

また、近年では、電子機器の小型化に伴い、デバイスチップやパッケージデバイスの薄型化が求められている。そこで、研削装置を用いて分割前のウェーハやパッケージ基板を研削して薄化する処理が実施されることがある。研削装置は、被加工物を保持するチャックテーブルと、被加工物に研削加工を施す研削ユニットとを備える。研削ユニットには、被加工物に接触して被加工物を研削する複数の砥石（研削砥石）を有する環状の研削ホイールが装着される。被加工物をチャックテーブルで保持し、チャックテーブル及び研削ホイールを回転させつつ砥石を被加工物に接触させることにより、被加工物が研削、薄化される（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００－８７２８２号公報

【特許文献2】特開２００６－１００７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

切削ブレードや研削ホイールが備える砥石は、ダイヤモンド等でなる砥粒を結合材で固定することによって形成される。そして、結合材から露出した砥粒が被加工物に衝突することにより、被加工物に切削、研削等の破砕加工が施される。また、砥石による被加工物の加工を継続すると、砥石の結合材が摩耗し、結合材から露出している砥粒が脱落するとともに結合材の内部に埋め込まれている砥粒が新たに露出する自生発刃と称される現象が発生する。この自生発刃によって、砥石のコンディションが整えられ、砥石の加工能力が維持される。

【0007】

しかしながら、被加工物の材質、砥石の結合材の材質、加工条件等によっては、結合材の摩耗による砥粒の脱落が生じにくく、自生発刃が滞ることがある。自生発刃が適度な頻度で生じないまま被加工物の加工が継続されると、結合材から露出している砥粒が被加工物との接触によって摩耗して平滑化される目つぶれや、加工によって発生した屑（加工屑）が砥粒又は砥粒間の隙間に固着して砥粒の露出が妨げられる目詰まり等の不具合が生じやすくなる。これにより、砥石のコンディションが悪化し、加工能力が低下する。

【0008】

砥石の加工能力が低下した状態で被加工物の加工が続行されると、砥石による被加工物の加工中に被加工物にかかる圧力（加工負荷）が増大し、加工不良が発生しやすくなる。特に、切削や研削によって加工しにくい難削材でなる被加工物（ＳｉＣウェーハ、ＧａＮウェーハ、サファイアウェーハ等）を砥石で加工する場合には、加工負荷の増大による加工不良がより生じやすい。

【0009】

本発明は、かかる問題に鑑みてなされたものであり、加工不良の発生を抑制することが可能な砥石の提供を目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一態様によれば、被加工物を加工する砥石であって、砥粒と、該砥粒を固定する結合材と、を含み、該結合材には、該被加工物の加工中に体積が膨張する体積膨張粒子が含有されている砥石が提供される。

【0011】

なお、好ましくは、該体積膨張粒子の含有率は、３．０ｖｏｌ％以上１４．０ｖｏｌ％以下である。また、好ましくは、該体積膨張粒子の平均粒径は、該砥粒の平均粒径よりも小さい。

【発明の効果】

【0012】

本発明の一態様に係る砥石は、被加工物の加工中に体積が膨張する体積膨張粒子が含有された結合材を備える。これにより、被加工物の加工中において自生発刃が促進されて砥石のコンディションが良好に維持され、加工不良の発生が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】図１（Ａ）はワッシャータイプの切削ブレードを示す斜視図であり、図１（Ｂ）はハブタイプの切削ブレードを示す斜視図である。

【図2】切削装置を示す斜視図である。

【図3】砥石の一部を示す断面図である。

【図4】研削装置を示す斜視図である。

【図5】砥石の一部を示す断面図である。

【図6】切削ブレードの摩耗率を示すグラフである。

【図7】被加工物の加工中におけるスピンドルモータの電流値を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

（実施形態１）
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。まず、本実施形態に係る砥石の構成例について説明する。本実施形態に係る砥石は、被加工物を切削する加工工具である切削ブレードの切り刃として用いられる。

【0015】

図１（Ａ）は、切削ブレード１０を示す斜視図である。切削ブレード１０は、その全体が環状の切り刃として機能するワッシャータイプの切削ブレード（ワッシャーブレード）である。

【0016】

切削ブレード１０は、環状の砥石（切り刃）１２のみによって構成される。砥石１２は、互いに概ね平行な第１面（表面）１２ａ及び第２面（裏面）１２ｂを含む。また、砥石１２の中央部には、第１面１２ａから第２面１２ｂに至る円形の貫通孔１２ｃが、砥石１２を厚さ方向に貫通するように設けられている。

【0017】

図１（Ｂ）は、切削ブレード２０を示す斜視図である。切削ブレード２０は、環状のハブ基台２２と、ハブ基台２２の外周縁に沿って設けられた環状の砥石（切り刃）２４とを備える、ハブタイプの切削ブレード（ハブブレード）である。

【0018】

例えばハブ基台２２は、アルミニウム合金等の金属でなり、第１面（表面）２２ａ及び第２面（裏面）２２ｂを含む。ハブ基台２２の中央部には、ハブ基台２２の第１面２２ａから第２面２２ｂに至る円形の貫通孔２２ｃが、ハブ基台２２を厚さ方向に貫通するように設けられている。また、貫通孔２２ｃの周囲には、ハブ基台２２の第１面２２ａからハブ基台２２の厚さ方向に突出する環状の凸部２２ｄが設けられている。

【0019】

ハブ基台２２の第２面２２ｂ側には、環状の砥石２４がハブ基台２２の外周縁に沿って環状に形成されている。なお、砥石２４の外径はハブ基台２２の外径よりも大きく、砥石２４はハブ基台２２の外周縁からハブ基台２２の半径方向外側に突出するように配置されている。

【0020】

図２は、被加工物１１を切削する切削装置３０を示す斜視図である。図２において、Ｘ_１軸方向（加工送り方向、第１水平方向）とＹ_１軸方向（割り出し送り方向、第２水平方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ_１軸方向（高さ方向、上下方向、鉛直方向）は、Ｘ_１軸方向及びＹ_１軸方向と垂直な方向である。切削ブレード１０（図１（Ａ）参照）及び切削ブレード２０（図１（Ｂ）参照）は、切削装置３０に装着され、被加工物１１を切削する。

【0021】

例えば被加工物１１は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ、ＧａＮ、ＳｉＣ等の半導体材料でなる円盤状のウェーハであり、互いに概ね平行な表面１１ａ及び裏面１１ｂを備える。また、被加工物１１は、互いに交差するように格子状に配列された複数のストリート（分割予定ライン）１３によって、複数の矩形状の領域に区画されている。

【0022】

ストリート１３によって区画された領域の表面１１ａ側にはそれぞれ、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＬＳＩ（Large Scale Integration）、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）デバイス等のデバイス１５が形成されている。切削ブレード１０又は切削ブレード２０で被加工物１１をストリート１３に沿って切削して分割することにより、デバイス１５をそれぞれ備える複数のデバイスチップが製造される。

【0023】

ただし、被加工物１１の材質、形状、構造、大きさ等に制限はない。例えば被加工物１１は、ガラス、サファイア、セラミックス、樹脂、金属等でなる基板（ウェーハ）であってもよい。また、デバイス１５の種類、数量、形状、構造、大きさ、配置等にも制限はなく、被加工物１１にはデバイス１５が形成されていなくてもよい。

【0024】

さらに、被加工物１１は、ＣＳＰ（Chip Size Package）基板、ＱＦＮ（Quad Flat Non-leaded package）基板等のパッケージ基板であってもよい。例えばパッケージ基板は、所定の基板上に複数のデバイスチップを実装し、実装されたデバイスチップを樹脂層（モールド樹脂）で被覆して封止することによって形成される。切削ブレード１０又は切削ブレード２０でパッケージ基板を切削して分割することにより、パッケージ化された複数のデバイスチップをそれぞれ備える複数のパッケージデバイスが製造される。

【0025】

切削装置３０で被加工物１１を処理する際には、被加工物１１の取り扱い（搬送、保持等）の便宜のため、被加工物１１を環状のフレーム１７で支持してもよい。フレーム１７は、ＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属でなる環状の部材であり、フレーム１７の中央部にはフレーム１７を厚さ方向に貫通する円形の開口１７ａが設けられている。なお、開口１７ａの直径は被加工物１１の直径よりも大きい。

【0026】

被加工物１１及びフレーム１７には、円形のシート１９が固定される。例えばシート１９として、円形に形成されたフィルム状の基材と、基材上に設けられた粘着層（糊層）とを備えるテープが用いられる。また、シート１９として、粘着層を備えず被加工物１１及びフレーム１７に熱圧着可能な熱圧着シートを用いることもできる。

【0027】

被加工物１１がフレーム１７の開口１７ａの内側に配置された状態で、シート１９の中央部が被加工物１１の裏面１１ｂ側に貼付され、シート１９の外周部がフレーム１７に貼付される。これにより、被加工物１１がシート１９を介してフレーム１７によって支持される。

【0028】

被加工物１１は、フレーム１７によって支持された状態で切削装置３０に搬入され、切削ブレード１０又は切削ブレード２０によって切削される。切削装置３０は、被加工物１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）３２と、チャックテーブル３２によって保持された被加工物１１に切削加工を施す切削ユニット３４とを備える。

【0029】

チャックテーブル３２の上面は、水平面（Ｘ_１Ｙ_１平面）と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を保持する円形の保持面を構成している。チャックテーブル３２の保持面は、チャックテーブル３２の内部に設けられた流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。また、チャックテーブル３２には、チャックテーブル３２をＸ_１軸方向に沿って移動させるボールねじ式の移動機構（不図示）と、チャックテーブル３２をＺ_１軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）とが連結されている。

【0030】

チャックテーブル３２の上方には、切削ユニット３４が配置されている。切削ユニット３４は筒状のハウジング３６を備え、ハウジング３６にはＹ_１軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル（不図示）が収容されている。スピンドルの先端部（一端部）はハウジング３６の外部に露出しており、スピンドルの基端部（他端部）にはスピンドルモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

【0031】

スピンドルの先端部に、切削ブレード１０（図１（Ａ）参照）又は切削ブレード２０（図１（Ｂ）参照）が装着される。本実施形態では代表例として、切削ユニット３４に切削ブレード１０が装着される場合について説明する。スピンドルの先端部に切削ブレード１０が装着された状態で回転駆動源を作動させると、回転駆動源からスピンドルを介して伝達される動力によって切削ブレード１０がＹ_１軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。

【0032】

スピンドルの先端部に装着された切削ブレード１０は、ハウジング３６に固定されているブレードカバー３８に覆われる。ブレードカバー３８は、純水等の液体（加工液）が供給されるチューブ（不図示）に接続される一対の接続部４０と、接続部４０に接続され切削ブレード１０の両面側にそれぞれ配置される一対のノズル４２とを備える。一対のノズル４２にはそれぞれ、切削ブレード１０に向かって開口する噴射口（不図示）が設けられている。

【0033】

接続部４０に加工液が供給されると、一対のノズル４２の噴射口から切削ブレード１０の両面に向かって加工液が噴射される。この加工液によって、被加工物１１及び切削ブレード１０が冷却されるとともに、切削加工によって生じた屑（加工屑）が洗い流される。

【0034】

また、切削ユニット３４には、切削ユニット３４を移動させるボールねじ式の移動機構（不図示）が連結されている。この移動機構は、切削ユニット３４をＹ_１軸方向に沿って移動させるとともに、Ｚ_１軸方向に沿って昇降させる。移動機構によって、切削ブレード１０のＹ_１軸方向及びＺ_１軸方向における位置が調節される。

【0035】

切削装置３０を用いて被加工物１１を加工する際は、まず、被加工物１１がチャックテーブル３２によって保持される。例えば被加工物１１は、表面１１ａ側が上方を向き裏面１１ｂ側（シート１９側）が保持面と対面するように、チャックテーブル３２上に配置される。この状態で保持面に吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がシート１９を介してチャックテーブル３２によって吸引保持される。

【0036】

次に、チャックテーブル３２を回転させ、所定のストリート１３の長さ方向をＸ_１軸方向に合わせる。また、切削ブレード１０が所定のストリート１３の延長線上に配置されるように、切削ユニット３４のＹ_１軸方向における位置が調節される。さらに、切削ブレード１０の下端が被加工物１１の裏面１１ｂ（シート１９の上面）よりも下方に配置されるように、切削ユニット３４の高さが調節される。このときの被加工物１１の表面１１ａと切削ブレード１０の下端との高さの差が、切削ブレード１０の被加工物１１への切り込み深さに相当する。

【0037】

そして、切削ブレード１０を回転させつつ、チャックテーブル３２をＸ_１軸方向に沿って移動させる。これにより、チャックテーブル３２と切削ブレード１０とがＸ_１軸方向に沿って相対的に移動し（加工送り）、切削ブレード１０が所定のストリート１３に沿って被加工物１１に切り込む。その結果、被加工物１１が所定のストリート１３に沿って切断、分割される。その後、同様の手順を繰り返すことにより、被加工物１１が全てのストリート１３に沿って分割される。これにより、デバイス１５をそれぞれ備える複数のデバイスチップが得られる。

【0038】

ただし、被加工物１１に施される切削加工の内容は、加工の目的に応じて適宜設定される。例えば、切り込み深さを被加工物１１の厚さ未満に設定することにより、深さが被加工物１１の厚さ未満の切削溝を被加工物１１の表面１１ａ側に形成することができる（ハーフカット）。また、切削ブレード１０に代えて切削ブレード２０（図１（Ｂ）参照）を切削ユニット３４に装着し、切削ブレード２０で被加工物１１を切削してもよい。この場合には、切削ブレード２０の砥石２４を被加工物１１に切り込ませることにより、被加工物１１を切削する。

【0039】

図３は、切削ブレード１０を構成する砥石１２の一部を示す断面図である。砥石１２は、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ：cubic Boron Nitride）等でなる砥粒１４と、砥粒１４を固定するレジンボンド、メタルボンド、ビトリファイドボンド等の結合材（ボンド剤）１６とを含む。

【0040】

切削ブレード１０を回転させつつ被加工物１１に切り込ませると（図２参照）、結合材１６から露出している砥粒１４が被加工物１１に衝突し、被加工物１１が切削される。また、砥石１２による被加工物１１の切削を継続すると、結合材１６が被加工物１１との接触によって徐々に摩耗する。その結果、結合材１６から露出している砥粒１４が脱落するとともに結合材１６の内部に埋め込まれている砥粒１４が新たに露出する自生発刃と称される現象が発生する。この自生発刃によって、砥石１２のコンディションが整えられ、砥石１２の切削能力（切れ味）が維持される。

【0041】

しかしながら、被加工物１１の材質、結合材１６の材質、加工条件等によっては、結合材１６の摩耗による砥粒１４の脱落が生じにくく、自生発刃が滞ることがある。自生発刃が適度な頻度で生じないまま被加工物１１の加工が継続されると、結合材１６から露出している砥粒１４が被加工物１１との接触によって摩耗して平滑化される目つぶれや、加工屑が砥粒１４又は砥粒１４間の隙間に固着して砥粒１４の露出が妨げられる目詰まり等の不具合が生じやすくなる。その結果、砥石１２の切削能力が低下して加工負荷が増大し、加工不良が発生するおそれがある。

【0042】

そこで、本実施形態においては、図３に示すように、被加工物１１の加工中に体積が膨張する体積膨張粒子１８を砥石１２の結合材１６に含有させる。これにより、被加工物１１の加工中に結合材１６の摩耗が生じやすくなって自生発刃が促進され、加工不良の発生が抑制される。

【0043】

具体的には、体積膨張粒子１８は、被加工物１１の加工中における砥石１２の発熱に起因して体積が膨張する性質を有する。砥石１２で被加工物１１を切削すると、高速で回転する砥石１２と被加工物１１との接触により摩擦熱が発生し、砥石１２が発熱する。そして、砥石１２の温度の上昇によって体積膨張粒子１８が加熱されて膨張する。

【0044】

体積膨張粒子１８が膨張すると、体積膨張粒子１８の周囲において結合材１６に応力が作用し、結合材１６に微小なクラックが発生する。そして、クラックを起点とする結合材１６の摩耗が誘発され、砥石１２の自生発刃が促進される。これにより、目つぶれ及び目詰まりが予防又は解消されて砥石１２のコンディションが良好な状態に維持され、砥石１２の切削能力の低下が抑制される。

【0045】

体積膨張粒子１８としては、加熱によって膨張する粒子（熱膨張粒子）を用いることができる。例えば、加熱によって膨張するマイクロカプセル（熱膨張性マイクロカプセル）が体積膨張粒子１８として用いられる。熱膨張性マイクロカプセルの市販品の例としては、株式会社クレハ社製のクレハマイクロスフェアー（登録商標）が挙げられる。

【0046】

ただし、体積膨張粒子１８は、被加工物１１の加工時に膨張する性質を有していればよい。例えば体積膨張粒子１８は、被加工物１１と砥石１２との間の摩擦熱によって酸化が促進され、酸化によって体積が膨張する金属粉末等の粒子（酸化膨張粒子）であってもよい。この場合、体積膨張粒子１８のPilling-Bedworth比（ＰＢ比）は、２．０以上であることが好ましく、２．５以上であることがより好ましい。なお、ＰＢ比は、金属原子１個あたりの金属の体積をＶ_ｍ、金属イオン１個あたりの酸化物の体積をＶ_０とした場合に、Ｖ_０／Ｖ_ｍで表される値である。例えば、体積膨張粒子１８としてＮｂの粒子（粉末）を用いることができる。

【0047】

体積膨張粒子１８が酸化膨張粒子である場合には、砥石１２で被加工物１１を切削する際に、結合材１６から露出した体積膨張粒子１８が酸化する。また、被加工物１１と砥石１２との間の摩擦熱によって体積膨張粒子１８が加熱され、体積膨張粒子１８の酸化が促進される。その結果、体積膨張粒子１８の体積が増大して結合材１６に応力が作用し、結合材１６の摩耗が促進される。

【0048】

上記の体積膨張粒子１８は、加工中における砥石１２の発熱に起因して結合材１６の摩耗を促進させる程度に膨張可能な物質が選択される。例えば、砥石１２で被加工物１１を切削する際には、被加工物１１と砥石１２との接触領域における温度が摩擦熱によって常温（１５～２５℃）から１００～３００℃程度まで上昇する。そのため、体積膨張粒子１８としては、温度が常温から１００～３００℃に上昇した際に体積が増加（好ましくは２倍以上、より好ましくは３倍以上）する物質を用いることが好ましい。

【0049】

体積膨張粒子１８の含有率は、被加工物１１の切削に必要な砥石１２の全体の強度を確保しつつ自生発刃が促進されるように適宜設定される。特に、体積膨張粒子１８の含有率は、３．０ｖｏｌ％以上１４．０ｖｏｌ％以下であることが好ましく、４．０ｖｏｌ％以上８．０ｖｏｌ％以下であることがより好ましい。これにより、被加工物１１の加工中における砥石１２の破損を回避しつつ、結合材１６の摩耗による自生発刃を効果的に発生させることができる。なお、上記の体積膨張粒子１８の含有率（ｖｏｌ％）は、砥石１２の全体の体積（砥粒１４、結合材１６及び体積膨張粒子１８の体積の総和）に対する体積膨張粒子１８の体積の比率に相当する。

【0050】

また、体積膨張粒子１８の平均粒径は、砥粒１４の平均粒径よりも小さいことが好ましい。これにより、体積膨張粒子１８の被加工物１１への過度な接触が防止され、砥粒１４による被加工物１１の切削が体積膨張粒子１８によって阻害されることを回避できる。具体的には、体積膨張粒子１８の平均粒径は、砥粒１４の平均粒径の８０％以下であることが好ましく、６０％以下であることがより好ましい。例えば、砥粒１４の平均粒径は、１０μｍ以上６０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下である。また、体積膨張粒子１８の平均粒径は、例えば５μｍ以上４５μｍ以下の範囲内で、砥粒１４の平均粒径よりも小さくなるように設定される。

【0051】

なお、砥粒１４と体積膨張粒子１８との平均粒径の大小関係は、砥粒１４の平均粒径と体積膨張粒子１８の平均粒径とを同一の測定方法で測定し、両者の測定結果を比較することによって確認できる。例えば、上記の砥粒１４及び体積膨張粒子１８の平均粒径の値は、レーザー回折・散乱法によって測定される粒子径分布の積算５０％における粒径（メディアン径、ｄ５０、５０％径）に相当する。

【0052】

上記のように、結合材１６に体積膨張粒子１８を含有させることにより、被加工物１１の切削加工中に結合材１６の摩耗が促進され、砥石１２の自生発刃が生じやすくなる。これにより、砥石１２のコンディションが良好に維持され、加工不良の発生が抑制される。

【0053】

なお、体積膨張粒子１８を含有する砥石１２は、従来の切削ブレードの製造方法において、砥粒とともに体積膨張粒子を結合材に含有させることによって製造できる。例えば、砥石１２及び体積膨張粒子１８をフェノール等の樹脂に混合し、ホットプレス法等を用いて樹脂を焼成して熱硬化させることにより、結合材１６（レジンボンド）に砥石１２及び体積膨張粒子１８が含有された砥石１２を製造することができる。

【0054】

また、砥石１２は、電解めっきを用いて製造することもできる。この場合には、まず、砥粒１４及び体積膨張粒子１８が添加されためっき液をめっき浴槽に貯留する。めっき液としては、例えばＮｉを含む電解液が用いられる。そして、めっき層を電着させる基台と、Ｎｉでなる板状の電極とがめっき液に浸漬される。なお、基台には、切削ブレード１０（図１（Ａ）参照）の形状に対応する環状の開口部を備えるマスクが予め形成される。

【0055】

次に、めっき液を攪拌しつつ、基台を直流電源のマイナス端子（負極）に接続し、電極を直流電源のプラス端子（正極）に接続する。これにより、基台が陰極、電極が陽極として機能し、めっき液に直流電流が流れる。そして、基台のうちマスクに覆われていない環状の領域に、砥粒１４及び体積膨張粒子１８を含むニッケルめっき層が電着される。その結果、結合材１６（ニッケルめっき層）に砥粒１４及び体積膨張粒子１８が含有された砥石１２が製造される。

【0056】

以上の通り、本実施形態に係る切削ブレード１０，２０の砥石１２，２４は、被加工物１１の加工中に体積が膨張する体積膨張粒子１８が含有された結合材１６を備える。これにより、被加工物１１の加工中において自生発刃が促進されて砥石１２，２４のコンディションが良好に維持され、加工不良の発生が抑制される。

【0057】

なお、上記では、代表例として切削ブレード１０の砥石１２（図１（Ａ）及び図３参照）について説明した。ただし、切削ブレード２０の砥石２４の構成及び機能も、切削ブレード１０の砥石１２（図３参照）と同様である。例えば、砥粒１４及び体積膨張粒子１８を含有する結合材１６（ニッケルめっき層）が、電解めっきによってハブ基台２２の外周縁に沿って環状に電着される。

【0058】

その他、本実施形態に係る構造、方法等は、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。

【0059】

（実施形態２）
上記の実施形態１では、本発明に係る砥石が切削ブレードの切り刃として用いられる場合について説明した。ただし、本発明に係る砥石は他の加工工具に用いることもできる。本実施形態では、本発明に係る砥石が被加工物１１を研削する研削ホイールに用いられる場合について説明する。

【0060】

図４は、被加工物１１を研削する研削装置５０を示す斜視図である。図４において、Ｘ_２軸方向（第１水平方向）とＹ_２軸方向（第２水平方向）とは、互いに垂直な方向である。また、Ｚ_２軸方向（上下方向、高さ方向、鉛直方向）は、Ｘ_２軸方向及びＹ_２軸方向と垂直な方向である。

【0061】

研削装置５０は、研削ホイール６０で被加工物１１を研削して薄化する。例えば、切削装置３０（図２参照）で被加工物１１をストリート１３に沿って分割する前に、被加工物１１の裏面１１ｂ側を研削して被加工物１１を薄化しておくことにより、薄型化されたデバイスチップを製造することができる。

【0062】

研削装置５０は、被加工物１１を保持するチャックテーブル（保持テーブル）５２を備える。チャックテーブル５２の上面は、水平面（Ｘ_２Ｙ_２平面）と概ね平行な平坦面であり、被加工物１１を保持する保持面５２ａを構成している。保持面５２ａは、チャックテーブル５２の内部に設けられた流路（不図示）、バルブ（不図示）等を介して、エジェクタ等の吸引源（不図示）に接続されている。また、チャックテーブル５２には、チャックテーブル５２を水平方向（Ｘ_２Ｙ_２平面方向）に沿って移動させる移動機構（不図示）と、チャックテーブル５２をＺ_２軸方向と概ね平行な回転軸の周りで回転させるモータ等の回転駆動源（不図示）とが連結されている。

【0063】

チャックテーブル５２の上方には、被加工物１１に研削加工を施す研削ユニット５４が設けられている。研削ユニット５４は、Ｚ_２軸方向に沿って配置された円柱状のスピンドル５６を備える。スピンドル５６の基端部（上端部）には、スピンドル５６を回転させるスピンドルモータ等の回転駆動源（不図示）が連結されている。

【0064】

スピンドル５６の先端部（下端部）には、金属等でなる円盤状のホイールマウント５８が固定されている。ホイールマウント５８の下面側には、被加工物１１を研削する環状の研削ホイール６０が着脱可能に装着される。例えば研削ホイール６０は、ボルト等の固定具によってホイールマウント５８に固定される。

【0065】

研削ホイール６０は、環状のホイール基台６２を備える。ホイール基台６２は、アルミニウム、ステンレス等の金属でなり、ホイールマウント５８と概ね同径に形成されている。ホイール基台６２の上面側が、ホイールマウント５８の下面側に固定される。また、ホイール基台６２の下面側には、複数の砥石（研削砥石）６４が固定されている。例えば砥石６４は、直方体状に形成され、ホイール基台６２の周方向に沿って概ね等間隔で環状に配列される。ただし、砥石６４の形状、構造、大きさ等に制限はなく、砥石６４の数も任意に設定できる。

【0066】

研削ホイール６０は、回転駆動源（不図示）からスピンドル５６及びホイールマウント５８を介して伝達される動力により、Ｚ_２軸方向と概ね平行な回転軸の周りを回転する。そして、研削ホイール６０が回転すると、複数の砥石６４がそれぞれ研削ホイール６０の回転軸を中心として水平面（Ｘ_２Ｙ_２平面）と概ね平行な環状の旋回軌道（旋回経路）に沿って旋回する。

【0067】

研削ユニット５４には、研削ユニット５４をＺ_２軸方向に沿って移動（昇降）させるボールねじ式の移動機構（不図示）が連結されている。移動機構で研削ユニット５４を昇降させると、研削ホイール６０がチャックテーブル５２に対して相対的に移動し、保持面５２ａと研削ホイール６０とが互いに接近又は離隔する。

【0068】

研削ユニット５４の内部又は近傍には、純水等の液体（加工液）を供給するための加工液供給路（不図示）が設けられている。そして、研削ホイール６０で被加工物１１を研削する際には、加工液が被加工物１１及び砥石６４に供給される。これにより、被加工物１１及び砥石６４が冷却されるとともに、研削加工によって発生した屑（加工屑）が洗い流される。

【0069】

研削装置５０で被加工物１１を研削する際は、まず、被加工物１１がチャックテーブル５２によって保持される。例えば被加工物１１は、表面１１ａ側が保持面５２ａに対面して裏面１１ｂ（被研削面）側が上方に露出するように、チャックテーブル５２上に配置される。この状態で保持面５２ａに吸引源の吸引力（負圧）を作用させると、被加工物１１がチャックテーブル５２によって吸引保持される。なお、被加工物１１の表面１１ａ側には、被加工物を保護する保護シートが固定されていてもよい。

【0070】

次に、チャックテーブル５２と研削ホイール６０との位置関係が調節される。例えば、砥石６４の旋回軌道が被加工物１１の中心とＺ_２軸方向において重なるように、チャックテーブル５２が研削ホイール６０の下方に位置付けられる。そして、チャックテーブル５２及びスピンドル５６を回転させつつ、研削ユニット５４を所定の速度で下降させて研削ホイール６０を被加工物１１に接近させる。砥石６４が被加工物１１の裏面１１ｂに接触すると、被加工物１１の裏面１１ｂ側が削り取られ、被加工物１１が研削、薄化される。

【0071】

図５は、研削ホイール６０の砥石６４の一部を示す断面図である。砥石６４は、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素等でなる砥粒６６と、砥粒６６を固定するレジンボンド、ビトリファイドボンド等の結合材（ボンド剤）６８とを含む。

【0072】

研削ホイール６０を回転させつつ砥石６４を被加工物１１に接触させると（図４参照）、結合材６８から露出している砥粒６６が被加工物１１に衝突し、被加工物１１が研削される。また、砥石６４による被加工物１１の研削を継続すると、結合材６８が被加工物１１との接触によって徐々に摩耗し、砥石６４の自生発刃が発生する。これにより、砥石６４のコンディションが整えられ、砥石６４の研削能力が維持される。

【0073】

また、砥石６４の結合材６８には、被加工物１１の加工中に体積が膨張する体積膨張粒子７０が含有されている。体積膨張粒子７０の種類、材質、特性（ＰＢ比等）、含有率、平均粒径等は、砥石１２，２４（図１（Ａ）及び図１（Ｂ）参照）の結合材１６に含有される体積膨張粒子１８（図３参照）と同様である。また、砥粒６６の平均粒径と体積膨張粒子７０の平均粒径との大小関係も、砥粒１４及び体積膨張粒子１８（図３参照）と同様に設定できる。

【0074】

砥石６４で被加工物１１を研削すると、高速で旋回する砥石６４と被加工物１１との接触により摩擦熱が発生し、砥石６４が発熱する。そして、砥石６４の温度の上昇によって、体積膨張粒子７０が加熱されて膨張する。体積膨張粒子７０が膨張すると、体積膨張粒子７０の周囲において結合材６８に応力が作用し、結合材６８に微小なクラックが発生する。そして、クラックを起点とする結合材６８の摩耗が誘発され、砥石６４の自生発刃が促進される。これにより、砥石６４のコンディションが良好な状態に維持され、砥石６４の研削能力の低下が抑制される。

【0075】

体積膨張粒子７０を含有する砥石６４は、従来の研削砥石の製造方法において、砥粒とともに体積膨張粒子を結合材に含有させることによって製造できる。例えば、砥石６４及び体積膨張粒子７０をフェノール等の樹脂に混合し、ホットプレス法等を用いて樹脂を焼成して熱硬化させることにより、結合材６８（レジンボンド）に砥石６４及び体積膨張粒子７０が含有された砥石６４を製造することができる。

【0076】

以上の通り、本実施形態に係る研削ホイール６０の砥石６４は、被加工物１１の加工中に体積が膨張する体積膨張粒子７０が含有された結合材６８を備える。これにより、被加工物１１の加工中において自生発刃が促進されて砥石６４のコンディションが良好に維持され、加工不良の発生が抑制される。

【0077】

なお、本実施形態に係る構造、方法等は、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。また、本実施形態において説明を省略した事項については、実施形態１と同様である。

【0078】

（実施例）
次に、本発明に係る砥石を用いて被加工物を加工した結果について説明する。本試験では、結合材に体積膨張粒子が含有された砥石（図３）によって構成されるワッシャータイプの切削ブレードで被加工物を切削し、自生発刃の頻度と加工負荷とを評価した。

【0079】

被加工物としては、矩形状のガラスエポキシ銅張積層板（長さ１５０ｍｍ、幅１５０ｍｍ、厚さ１ｍｍ）を用いた。また、比較例（従来例）に係る切削ブレードＡと実施例に係る切削ブレードＢとを準備した。切削ブレードＡ，Ｂとしては、環状の砥石（外径５９ｍｍ、厚さ０．２５ｍｍ）によって構成されるワッシャータイプの切削ブレード（図１（Ａ）参照）を用いた。

【0080】

切削ブレードＡ，Ｂは、砥粒を結合材で固定することによって形成した。砥粒としてはダイヤモンド（平均粒径４０μｍ）を用い、結合材としてはフェノール樹脂を主成分とするレジンボンドを用いた。

【0081】

なお、比較例に係る切削ブレードＡの砥石は、結合材に体積膨張粒子を含有させずに形成した。一方、実施例に係る切削ブレードＢの砥石は、結合材に体積膨張粒子を含有させて形成した。体積膨張粒子としては、熱膨張性マイクロカプセルの市販品（株式会社クレハ社製クレハマイクロスフェアー（登録商標）、粒径１２μｍ）を用いた。また、体積膨張粒子の含有率は、６．０ｖｏｌ％に設定した。

【0082】

そして、切削装置（図２参照）を用いて、比較例に係る切削ブレードＡと実施例に係る切削ブレードＢとでそれぞれ被加工物を切削した。具体的には、スピンドル回転数（切削ブレードの回転数）を２５０００ｒｐｍ、加工送り速度を３０ｍｍ／ｓ、切削ブレードの被加工物への切り込み深さを１ｍｍ（フルカット）に設定し、切削ブレードを被加工物に切り込ませることによって被加工物を線状の加工ラインに沿って切削、分割する手順を繰り返した。そして、被加工物の切削中における切削ブレードＡ，Ｂの摩耗率とスピンドルモータの電流値とを測定した。

【0083】

図６は、切削ブレードの摩耗率を示すグラフである。切削ブレードの摩耗率は、被加工物の切削距離（加工ラインの長さ）１ｍあたりにおける、砥石の外径の減少量の平均値に相当する。図６に示すように、実施例に係る切削ブレードＢの摩耗率は０．２０３μｍ／ｍであり、比較例に係る切削ブレードＡの摩耗率（０．１５８μｍ／ｍ）よりも約３０％程度高くなった。この結果より、結合材に体積膨張粒子を含有させることにより、砥石の結合材が摩耗しやすくなり、自生発刃が促進されることが確認された。

【0084】

図７は、被加工物の加工中におけるスピンドルモータの電流値を示すグラフである。切削装置のスピンドルには、スピンドルを回転させるスピンドルモータが接続されている。本試験では、スピンドルモータでスピンドルを回転させて切削ブレードＡ，Ｂを被加工物に切り込ませつつ、スピンドルモータの電流値を測定した。

【0085】

回転する切削ブレードＡ，Ｂが被加工物に接触すると、切削ブレードＡ，Ｂに負荷がかかる。その結果、切削ブレードＡ，Ｂの回転を維持するために必要なスピンドルのトルクが増大し、スピンドルモータの電流値も増大する。また、被加工物の切削中に切削ブレードＡ，Ｂのコンディションが目つぶれ、目詰まり等によって悪化すると、切削ブレードＡ，Ｂの切削能力（切れ味）が低下し、切削加工中に被加工物及び切削ブレードＡ，Ｂにかかる負荷（加工負荷）が増大し、スピンドルモータの電流値も増大する。すなわち、スピンドルモータの電流値には、切削加工中における加工負荷の変化が反映される。

【0086】

図７に示すように、実施例に係る切削ブレードＢを用いると、比較例に係る切削ブレードＡを用いる場合と比較して、スピンドルモータの電流値が低く抑えられることが確認された。これは、結合材に体積膨張粒子を含有させることによって自生発刃が促進され、被加工物の切削中における切削ブレードの切削能力が良好に維持されたことに起因すると推察される。

【0087】

以上の試験結果より、本発明に係る砥石を用いることにより、自生発刃が促進されて加工負荷が低減し、加工不良の発生が効果的に抑制されることが確認された。

【符号の説明】

【0088】

１１ 被加工物
１１ａ 表面
１１ｂ 裏面
１３ ストリート（分割予定ライン）
１５ デバイス
１７ フレーム
１７ａ 開口
１９ シート
１０ 切削ブレード
１２ 砥石（切り刃）
１２ａ 第１面（表面）
１２ｂ 第２面（裏面）
１２ｃ 貫通孔
１４ 砥粒
１６ 結合材（ボンド剤）
１８ 体積膨張粒子
２０ 切削ブレード
２２ ハブ基台
２２ａ 第１面（表面）
２２ｂ 第２面（裏面）
２２ｃ 貫通孔
２２ｄ 凸部
２４ 砥石（切り刃）
３０ 切削装置
３２ チャックテーブル（保持テーブル）
３４ 切削ユニット
３６ ハウジング
３８ ブレードカバー
４０ 接続部
４２ ノズル
５０ 研削装置
５２ チャックテーブル（保持テーブル）
５２ａ 保持面
５４ 研削ユニット
５６ スピンドル
５８ ホイールマウント
６０ 研削ホイール
６２ ホイール基台
６４ 砥石（研削砥石）
６６ 砥粒
６８ 結合材（ボンド剤）
７０ 体積膨張粒子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】