研削ホイール、および、両頭研削加工方法
【課題】チップの摩耗が進展した場合でも、ウェーハの品質を維持可能な研削ホイールを提供する。
【解決手段】研削ホイール３は、略板状のホイールベース９１と、ホイールベース９１の一面から環状に突出するように設けられ、ウェーハに押し当てられる砥石３２と、を備え、砥石３２は、環状の外周方向に沿って設けられた複数のチップ３２２を有し、隣り合うチップ３２２の間隔寸法は、チップ３２２の先端側よりも基端側の方が大きくなるように設定されている。
【解決手段】研削ホイール３は、略板状のホイールベース９１と、ホイールベース９１の一面から環状に突出するように設けられ、ウェーハに押し当てられる砥石３２と、を備え、砥石３２は、環状の外周方向に沿って設けられた複数のチップ３２２を有し、隣り合うチップ３２２の間隔寸法は、チップ３２２の先端側よりも基端側の方が大きくなるように設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削ホイール、および、両頭研削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被研削物を研削する研削ホイールとして、カップ型のものが用いられている。一般的に、カップ型の研削ホイールは、ホイールベースに設けられた環状の砥石を有している。砥石は、環状の外周方向に沿って所定間隔で設けられた、複数のチップを備える。
【０００３】
上述のような研削ホイールとしては、特許文献１に記載のような構成が知られている。
この特許文献１には、セラミックスや石材を研削する研削ホイールが開示されている。この研削ホイールのチップ間スリット（互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域）には、平均粒径が１００μm〜２０００μmの超砥粒が単層固着されている。
【０００４】
また、カップ型の研削ホイールを用いた研削方法としては、特許文献２に記載のようなウェーハを研削する方法が知られている。
この特許文献２には、研削ホイールの中心孔から研削液を供給するとともに、ウェーハの中心部を冷却液で冷却する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９１１７４号公報
【特許文献２】特許第３７７６６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１，２には、チップ間隔寸法（隣り合うチップの間隔寸法）が、チップの高さ方向（チップの突出方向）で一定に設定された研削ホイールが開示されている。しかしながら、このような研削ホイールを用い、研削ホイール内への研削液の供給量、ウェーハ１枚あたりの研削時間、研削ホイールの回転速度などの研削条件を一定にした状態で、複数のウェーハを順次研削すると、チップが摩耗するにしたがって、研削されたウェーハの反りが大きくなり、平坦度が悪くなるという問題点がある。
【０００７】
本発明の目的は、チップの摩耗が進展した場合でも、被研削物の品質を維持可能な研削ホイール、および、両頭研削加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、図１に示すような両頭研削加工装置１に、図２に示すような研削ホイール９を用いて実験を行い、鋭意研究を重ねた結果、次の知見を見出した。
【０００９】
ここで、両頭研削加工装置１は、内部で被研削物としてのウェーハＷを保持するキャリアリング２と、このキャリアリング２で保持されたウェーハＷの両面に対向するようにそれぞれ配置された研削ホイール９と、研削ホイール９でウェーハＷを研削するように駆動する図示しない研削機構とを備える。
【００１０】
研削ホイール９は、例えばダイヤモンドホイールであるホイールベース９１と、このホイールベース９１の一面から突出する砥石９２とを備える。
ホイールベース９１は、円板状の円板部９１１と、この円板部９１１の外縁から円環状に突出する凸部９１２とを備える。円板部９１１の中央には、当該円板部９１１の両面を貫通する研削液供給孔９１３が設けられている。この研削液供給孔９１３を介して、研削ホイール９内（砥石９２内）に、研削液が供給される。
砥石９２は、砥粒をビトリファイドボンドで結合することにより形成されている。この砥石９２は、円環状の砥石ベース９２１と、この砥石ベース９２１の外周方向に沿って設けられた複数のチップ９２２とを備える。チップ９２２は、図２に示すように、高さ寸法Ｈ９１（チップ９２２の基端から先端までの寸法）が１２mmであり、かつ、厚さ寸法が３mmの長方形板状に形成されている。また、隣り合うチップ９２２のチップ間隔寸法Ｄ９１は、１mmに設定されている。このような構成により、砥石ベース９２１と、互いに隣り合うチップ９２２との間に、高さ位置に関係なく幅寸法がチップ間隔寸法Ｄ９１と等しいチップ間スリットＳ９が形成される。
【００１１】
研削機構は、図１に示すように、鉛直方向に立てられたウェーハＷの両側において、研削ホイール９を回転させ、ウェーハＷの中心よりも下方の位置に砥石９２を押し当てる。そして、この押し当てと同時に、研削ホイール９内に研削液を供給するとともにウェーハＷを回転させることで、ウェーハＷを研削する。
【００１２】
実験を行うに際して、チップ９２２の高さ寸法Ｈ９１が３．５mm、９mm、１２mmにそれぞれ設定された３種類の研削ホイール９を準備した。そして、所定流量の研削液を研削ホイール９内に供給して、５枚のウェーハＷの研削を行った。
この際、研削液の供給流量を、４水準あるいは５水準に設定して研削を行った。また、研削液の供給流量以外の研削条件（ウェーハ１枚あたりの研削時間、研削ホイール９の回転速度など）を、全ての研削において同じにした。
そして、各高さ寸法Ｈ９１における、研削液の供給流量（L/min）と、ウェーハＷの品質との関係を調べた。その結果を、図３に示す。
【００１３】
なお、ウェーハＷの品質は、Ｂｏｗ−ｂｆに基づいて評価した。Ｂｏｗ−ｂｆが０μmの場合、ウェーハＷの測定面（研削面）が平坦で、品質が良い状態を表す。
ここで、Ｂｏｗとは、ウェーハ全体としての反りを表現する指標の１つであって、ウェーハの中心基準面からウェーハの中点における中心面までの変位により表すものであり、このときの中心基準面は中心面上の３点（Ｂｏｗ−３Ｐ）又はベストフィット（Ｂｏｗ−ｂｆ）基準により作られるものである。よって、Ｂｏｗ値にあってはプラス（＋）で表されたものは凸型の反りを有するものとなり、マイナス（−）で表されたものは凹型の反りを有するものとなる。例えば、光学センサ式の平坦度測定器（LapmasterSFT社製Wafercom）等を使用して反り量を測定することができる。
【００１４】
図３に示すように、各高さ寸法Ｈ９１の研削ホイール９について、平均Ｂｏｗ−ｂｆ（５枚のウェーハＷのＢｏｗ−ｂｆの平均値）の近似曲線を求めた。
この近似曲線から、ウェーハＷの品質が良くなる（平均Ｂｏｗ−ｂｆが０μmとなる）研削液の供給流量が、高さ寸法Ｈ９１によって異なることが推定できる。この結果は、供給流量を含む全ての研削条件を、一定にした条件で研削を行うと、チップ９２２が摩耗するにしたがってウェーハＷの反り量が大きくなるという、従来の問題点と一致する。
【００１５】
図３に示す結果から、チップ９２２の摩耗が進展した場合でも、ウェーハＷの品質を安定させるための方策として、高さ寸法Ｈ９１によって研削ホイール９に供給する研削液の流量を調整することが考えられる。しかしながら、研削液の供給流量を調整するために、新たな設備を導入する必要があり、両頭研削加工装置１の構成や制御が複雑になるという、新たな問題点が生じる。
そこで、本発明者は、研削液の供給流量を調整することなく、品質を安定させることができる方策を検討し、チップの高さ寸法が低くなるにしたがって、スリット面積（チップ間スリットの面積）が小さくなるという点に着目した。
【００１６】
研削ホイール９内への研削液の供給流量が一定の場合、スリット面積が小さくなるほど、研削液の推定流出流速（チップ間スリットＳ９から流出する研削液の推定流速）（mm/sec）が速くなる。このため、各高さ寸法Ｈ９１の場合について、Ｂｏｗ−ｂｆが０μmになると推定される供給流量と、研削ホイール９全体でのスリット面積の総和とから、ウェーハＷの品質が安定して良くなるような（Ｂｏｗ−ｂｆがほぼ０μmとなるような）推定流出流速を算出した。その推定流出流速の近似曲線を、図４に目標水準として示す。
【００１７】
各高さ寸法Ｈ９１における推定流出流速が、図４の目標水準で示す値となるように変化すれば、ウェーハＷの品質が安定して良くなると考えられる。
しかし、研削液の供給流量を１．６L/minで一定にした場合における、各高さ寸法Ｈ９１での推定流出流速を算出すると、図４に実験例として示すような近似曲線が得られた。
この結果から、高さ寸法Ｈ９１が７mm以上１２mm以下の場合には、推定流出流速が目標水準に近い値で推移する一方で、７mmよりも小さくなるにしたがって、推定流出流速が目標水準から離れていくと推定できる。
以上のことから、チップ９２２の摩耗が進展して高さ寸法Ｈ９１が小さくなっていく場合でも、推定流出流速が目標水準に近い値で推移するように、スリット面積の大きさが変化すれば、研削液の供給流量を調整しなくても、ウェーハＷの品質が安定して良くなると推定できる。
本発明は、このような知見に基づいて、完成されたものである。
【００１８】
すなわち、本発明の研削ホイールは、研削液を用いた被研削物の研削に用いられる研削ホイールであって、略板状のホイールベースと、前記ホイールベースの一面から環状に突出するように設けられ、前記被研削物に押し当てられる砥石と、を備え、前記砥石は、前記環状の外周方向に沿って設けられた複数のチップを有し、隣り合うチップの間隔寸法は、チップの先端側よりも基端側の方が大きくなるように設定されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、研削ホイールの基端側のチップ間隔寸法を、先端側のチップ間隔寸法よりも大きくしている。
このため、チップの高さ位置に関係なくチップ間隔寸法を一定に設定した従来の構成と比べて、チップが基端側まで摩耗した段階でのスリット面積を大きくすることができる。したがって、研削液の供給流量を一定にした場合でも、チップの摩耗が基端側まで進展したときにおける推定流出流速が、従来よりも遅くなり、当該推定流出流速が上記目標水準に近づけることができる。よって、全ての研削条件を一定にして、複数の被研削物を順次研削した場合でも、チップ摩耗による被研削物の反りの悪化を抑制することができ、品質を安定させることができる。
【００２０】
本発明の研削ホイールでは、チップの高さ寸法（チップの基端から先端までの寸法）を、Ｈ（mm）、チップ間スリット（互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域）の面積の総和を、Ａ（Ｈ）（mm2）、被研削物の研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量を、Ｃ（mm3/sec）、チップ間スリットから流出する研削液の流速を、Ｆ（Ｈ）（mm/sec）、とし、前記研削液の供給流量Ｃを一定とした場合に、前記隣り合うチップの間隔寸法は、研削処理に供することで摩耗するチップの高さ寸法Ｈの変化によって上昇する流速Ｆ（Ｈ）を、研削処理後の被研削物の反り量が目標範囲となる流速Ｆ（Ｈ）にまで低下させるのに必要な、チップ間スリットの面積の総和Ａ（Ｈ）となるように設定されていることが好ましい。
【００２１】
この発明によれば、隣り合うチップの間隔寸法を上述のように設定することで、被研削物の品質を安定させることができる。
【００２２】
本発明の研削ホイールでは、前記隣り合うチップの間隔寸法は、チップの高さ寸法（チップの基端から先端までの寸法）を、Ｈ（mm）、チップの高さ寸法がＨ（mm）の場合における、チップ間スリット（互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域）の面積の総和を、Ａ（Ｈ）（mm2）、被研削物の研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量を、Ｃ（mm3/sec）、チップの高さ寸法がＨ（mm）の場合において、被研削物の反り量が０になるときの、チップ間スリットから流出する研削液の流速を、Ｆ（Ｈ）（mm/sec）、とした場合に、以下の式（１）を満たすように設定されていることが好ましい。
Ａ（Ｈ）＝Ｃ／Ｆ（Ｈ） … （１）
【００２３】
なお、式（１）の関係を満たすように設定するとは、チップ間スリットの総面積Ａ（Ｈ）が式（１）における値と概ね一致することを意味するものであり、完全に一致する場合にのみ限定されるものではない。
すなわち、供給流量Ｃを一定に制御するように設定した場合であっても、供給流量制御の機械的精度によって多少の流量変動は避けられず、許容されるＡ（Ｈ）の値も若干変化することになる。また、被研削物の反り量が０になるときのＦ（Ｈ）の値を採用しているが、実質的に０に近い値であれば同様の反り量抑制効果が得られることは言うまでもないことである。式（１）は研削ホイールの設計指針であって、これにほぼ類似するような範囲に設計することも含むものである。
例えば、装置における研削液の供給流量Ｃの公差を±０．１L/min設定とした場合には、その幅において発生する流速Ｆ（Ｈ）の差は約±１０mm/secと試算され、Ａ（Ｈ）は、このような差に対応する許容範囲を持つものである。
【００２４】
ここで、Ｆ（Ｈ）は、チップ間スリットを有する研削ホイールを用いて、研削液の供給流量を細かく変化させた実験を行うことにより、実際に、反り量が０となったときの流速を測定して得られたものであってもよい。
また、Ｆ（Ｈ）は、反り量が０とならなかった場合の複数の流速に基づいて、反り量が０となるような流速を推定することで得られたものであってもよい。例えば、図３に示すように、研削液の供給流量を数水準で変化させたが、反り量が０となるような結果を得られなかった場合であっても、図４に示すように、目標水準となる推定流出流速の近似曲線を得ることができる。この近似曲線から、Ｆ（Ｈ）を求めてもよい。
なお、図４の近似曲線から求められるＦ（Ｈ）は、以下の数式（２）で表される。
Ｆ（Ｈ）＝１２２．２２×Ｈ-0.505 … （２）
【００２５】
この発明によれば、上記の式（１）に基づきチップの形状を規定するだけの簡単な方法で、上述の効果が得られる研削ホイールを設計できる。
【００２６】
本発明の両頭研削加工方法は、研削液を用いて板状の被研削物の両面を研削する両頭研削加工方法であって、上述の研削ホイールの砥石を、前記被研削物の両面にそれぞれ押し当てる工程と、前記研削ホイール内に研削液を供給しつつ、前記被研削物を研削する工程とを備えることを特徴とする。
【００２７】
本発明の両頭研削加工方法によれば、チップの摩耗が進展した場合でも、安定した品質の被研削物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実験例の研削ホイールが装着された両頭研削加工装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】前記実験例の研削ホイールのチップの側面図である。
【図３】前記実験例の研削液の供給流量とウェーハの品質との関係を示すグラフである。
【図４】前記実験例のチップの高さ寸法と研削液の推定流出流速との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態（実施例）に係る研削ホイールが装着された両頭研削加工装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】前記一実施形態（実施例）の研削ホイールのチップの側面図である。
【図７】本発明の変形例に係る研削ホイールのチップの側面図である。
【図８】本発明の他の変形例に係る研削ホイールのチップの側面図である。
【図９】本発明の実施例の研削ホイールおよび数式に基づく計算値におけるチップの高さ寸法とスリット面積の総和との関係を示すグラフである。
【図１０】前記実施例および比較例（前記実験例）のチップの高さ寸法と研削液の推定流出流速との関係を示すグラフである。
【図１１】前記実施例の研削液の供給流量とウェーハの品質との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
［研削ホイールの構成］
図５に示すように、両頭研削加工装置１に適用される研削ホイール３は、ホイールベース９１と、砥粒をビトリファイドボンドで結合することにより形成された砥石３２とを備える。砥石３２は、図６にも示すように、砥石ベース９２１と同じ円環状の砥石ベース３２１と、この砥石ベース３２１の外周方向に沿って互いに離れて設けられた複数のチップ３２２とを備える。
なお、チップ３２２は、円環状の砥石を切削することで形成されたものであってもよいし、予め砥石ベース３２１とチップ３２２に対応する形状のプレス型を製造しておき,当該プレス型に材料を充填して、加圧、焼成することで形成されたものであってもよい。また、砥石３２は、ビトリファイドボンドタイプ以外のものであってもよい。
【００３０】
具体的に、チップ３２２は、略板状に形成されており、砥石ベース３２１から離れるにしたがって幅寸法が広がる台形板状のチップ台形部３２３と、このチップ台形部３２３の先端から長方形板状に延びるチップ長方形部３２４とから構成されている。また、チップ３２２は、隣接するチップ３２２との間隔寸法（チップ間隔寸法）が、先端側よりも基端側の方が大きくなるように形成されている。このような構成により、砥石ベース３２１と、互いに隣り合うチップ３２２との間に、チップ３２２の基端側の幅寸法が先端側よりも大きいチップ間スリットＳ１が形成される。このチップ間スリットＳ１は、高さ位置が高くなるにしたがって幅寸法が小さくなるスリット基端部Ｓ２と、高さ位置に関係なく幅寸法が一定のスリット先端部Ｓ３とを備える。
【００３１】
なお、チップ３２２の形状は、チップの高さ寸法をＨ（mm）、チップ間スリットＳ１の面積の総和をＡ（Ｈ）（mm2）、ウェーハＷの研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量をＣ（mm3/sec）、チップ間スリットＳ１から流出する研削液の流速をＦ（Ｈ）（mm/sec）、とし、研削液の供給流量Ｃを一定とした場合に、隣り合うチップ３２２の間隔寸法が、研削処理に供することで摩耗するチップ３２２の高さ寸法Ｈの変化によって上昇する流速Ｆ（Ｈ）を、研削処理後のウェーハＷの反り量が目標範囲となる流速Ｆ（Ｈ）にまで低下させるのに必要な、チップ間スリットＳ１の面積の総和Ａ（Ｈ）となるように設定されている。
【００３２】
具体的には、チップ３２２の形状は、以下の数式（１）および数式（２）をほぼ満たすように設定されている。
Ａ（Ｈ）＝Ｃ／Ｆ（Ｈ） … （１）
Ｈ：チップ３２２の高さ寸法（mm）
Ａ（Ｈ）：チップ３２２の高さ寸法がＨの場合におけるチップ間スリットＳ１の
面積の総和（mm2）
Ｃ：ウェーハＷの研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量（mm3/sec）
Ｆ（Ｈ）：チップ３２２の高さ寸法がＨの場合において、ウェーハＷの反り量が
０になるときのチップ間スリットＳ１から流出する研削液の流速
（mm/sec）
Ｆ（Ｈ）＝１２２．２２×Ｈ−0.505 … （２）
【００３３】
［両頭研削加工方法］
次に、上述の研削ホイール３を用いた両頭研削加工方法について説明する。
図５に示すように、２個の研削ホイール３を両頭研削加工装置１に装着する。そして、研削ホイール３をウェーハＷの両面にそれぞれ押し当てるとともに、研削ホイール３内に研削液を供給し、ウェーハＷを回転させることで、ウェーハＷを研削する。その後、当該研削したウェーハＷを新しいウェーハＷに交換して、次の研削を行う。
【００３４】
［実施形態の作用効果］
上述したような本実施形態では、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）互いに隣り合うチップ３２２の間隔寸法が、チップ３２２の先端側よりも基端側の方が大きくなるように、研削ホイール３を形成している。このため、チップ３２２の間隔寸法を高さ位置によらず一定にした場合と比べて、チップ長方形部３２４の全体とチップ台形部３２３の一部とが摩耗したときのスリット面積を、大きくすることができる。したがって、このように摩耗した状態における推定流出流速を、従来よりも遅くすることができる。よって、チップ３２２の摩耗が進展した場合でも、ウェーハＷの品質を安定させることができる。さらには、研削ホイール３の長寿命化を図ることもできる。
【００３５】
（２）また、研削ホイール３を上述の数式（１）および数式（２）をほぼ満たすように形成しているため、上述の効果が得られる研削ホイール３を容易に設計できる。
【００３６】
［他の実施形態］
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々の改良および設計の変更などが可能である。
すなわち、研削ホイールのチップの形状としては、図７や図８に示すようにしてもよい。
【００３７】
図７に示すように、研削ホイール３Ａの砥石３２Ａを構成するチップ３２２Ａは、基端側に設けられた台形状のチップ下台形部３２３Ａと、このチップ下台形部３２３Ａの先端に設けられた台形状のチップ上台形部３２４Ａとから構成され、基端側の両隅部が切り欠かれた略長方形板状に形成されている。チップ３２２Ａの高さ寸法Ｈ１１、チップ下台形部３２３Ａの高さ寸法Ｈ１２、チップ上台形部３２４Ａの高さ寸法Ｈ１３は、それぞれ１２mm、３mm、９mmに設定されている。また、隣り合うチップ下台形部３２３Ａの基端側のチップ間隔寸法Ｄ１１、チップ下台形部３２３Ａの先端側のチップ間隔寸法Ｄ１２、チップ上台形部３２４Ａの先端側のチップ間隔寸法Ｄ１３は、それぞれ３．５mm、０．７mm、０．５mmに設定されている。
このような構成により、砥石ベース３２１と、互いに隣り合うチップ３２２Ａとの間に、高さ位置が高くになるにしたがって幅寸法が小さくなるチップ間スリットＳ１１が形成される。
【００３８】
一方、図８に示すように、研削ホイール３Ｂの砥石３２Ｂを構成するチップ３２２Ｂは、基端から先端に向かうにしたがって幅寸法が大きくなる台形板状に形成されている。このチップ３２２Ｂの高さ寸法Ｈ２１は、１２mmに設定されている。また、隣り合うチップ３２２Ｂの基端側のチップ間隔寸法Ｄ２１、先端側のチップ間隔寸法Ｄ２２は、それぞれ３．５mm、０．５mmに設定されている。
このような構成により、砥石ベース３２１と、互いに隣り合うチップ３２２Ｂとの間に、高さ位置が高くなるにしたがって幅寸法が小さくなるチップ間スリットＳ２１が形成される。
【００３９】
以上のことから、図７に示す研削ホイール３Ａおよび図８に示す研削ホイール３Ｂにおいても、チップ３２２Ａの間隔寸法、チップ３２２Ｂの間隔寸法が、先端側よりも基端側の方が大きくなるように形成されているため、前記実施形態と同様に、チップ３２２の摩耗が進展しても、ウェーハＷの品質を安定させることができる。
【００４０】
また、砥石の平面形状としては、円環状に限らず、三角や四角などの多角形の環状としてもよい。さらに、ウェーハＷの両面を同時に研削する両頭研削加工を例示したが、ウェーハＷの片面のみの研削加工において研削ホイール３を用いてもよい。また、被研削物としては、セラミックスや石材など、ウェーハＷ以外のものを対象としてもよい。
【実施例】
【００４１】
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの
例によってなんら限定されるものではない。
【００４２】
まず、上記実施形態に用いた両頭研削加工装置１と同様の構成を有する両頭研削加工装置（光洋機械工業株式会社製、ＤＸＳＧ３２０）を準備した。
一方で、実施例の研削ホイールとして、図６に示すような研削ホイール３を準備した。また、比較例の研削ホイールとして、図２に示す実験例の研削ホイール９を準備した。実施例および比較例の研削ホイールの特性を、以下の表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
ここで、実施例の研削ホイールは、研削液の供給流量Ｃを１．６L/min（＝１．６×１００3／６０（mm3/sec））として、上記数式（１）および数式（２）から導かれる、以下の数式（３）を満たすように形成した。
Ａ（Ｈ）＝（１．６×１００3／６０）／（１２２．２２×Ｈ−0.505） … （３）
【００４５】
その結果、チップ３２２の高さ寸法Ｈ１は１２mm、チップ台形部３２３の高さ寸法Ｈ２は２mm、チップ長方形部３２４の高さ寸法Ｈ３は１０mm、隣り合うチップ台形部３２３の基端間のチップ間隔寸法Ｄ１は３mm、隣り合うチップ長方形部３２４間のチップ間隔寸法Ｄ２は０．５mmとなった。図９に示すように、このようにチップ３２２の形状を設定することで、実施例の研削ホイールにおけるスリット面積の総和と、数式（３）に基づき計算されたスリット面積の総和とがほぼ一致することが分かる。
【００４６】
そして、実施例および比較例の研削ホイールについて、研削液の供給流量を１．６L/minで一定にした場合における、高さ寸法Ｈ１と研削液の推定流出流速との関係を計算により推測した。その結果を図１０に示す。
図１０に示すように、実施例の研削ホイールでは、高さ寸法Ｈ１が７mm以上１２mm以下の場合に加えて、７mm未満となった場合においても、目標水準に近い値で推移する近似曲線が得られた。このことから、実施例の研削ホイールでは、研削液の供給流量を含む全ての研削条件を一定にして、複数のウェーハＷを順次研削すると、チップ３２２の高さ寸法Ｈ１が７mm以上の場合に加えて、７mm未満となった場合でも、ウェーハＷの品質が安定する（Ｂｏｗ−ｂｆがほぼ０μmとなる）と考えられる。
【００４７】
そして、シリコン単結晶インゴットからワイヤーソーによってスライス加工された直径３００ｍｍのシリコンウェーハを準備し、実施例および比較例の各チップ高さの研削ホイールを用い、所定流量の研削液（純水）を研削ホイール内に供給して、シリコンウェーハ表裏面それぞれ２０μｍづつ除去するように研削処理を行った。この際、研削液の供給流量を、４水準あるいは５水準に設定して研削を行った。各実施例および比較例ともウェーハの研削処理枚数は５枚ずつであり、研削後のシリコンウェーハの平均Ｂｏｗ−ｂｆを求めた。
実施例における結果を図１１に示す。なお、比較例における結果は、図３に実験例として示した通りである。
【００４８】
比較例の場合、図３に示すように、高さ寸法Ｈ９１が３．５mm〜１２．０mmの範囲では、供給流量が１．６L/minにおける平均Ｂｏｗ−ｂｆが、約−７μm〜約１６μmであった。
これに対し、図１１に示すように、実施例の場合、高さ寸法Ｈ１が３．０mm〜１２．０mmの範囲では、供給流量が１．６L/minにおける平均Ｂｏｗ−ｂｆが、約１μm〜約５μmであった。
以上のことから、高さ寸法がほぼ同じ範囲では、実施例におけるウェーハの品質が、比較例よりも安定して良くなることが確認できた。特に、摩耗が進展した段階に対応する、高さ寸法が約３．０mmの場合においても、実施例では、高品質のウェーハを提供できることが確認できた。
【符号の説明】
【００４９】
３，３Ａ，３Ｂ…研削ホイール
３２，３２Ａ，３２Ｂ…砥石
３２２，３２２Ａ，３２２Ｂ…チップ
９１…ホイールベース
Ｗ…ウェーハ（被研削物）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、研削ホイール、および、両頭研削加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、被研削物を研削する研削ホイールとして、カップ型のものが用いられている。一般的に、カップ型の研削ホイールは、ホイールベースに設けられた環状の砥石を有している。砥石は、環状の外周方向に沿って所定間隔で設けられた、複数のチップを備える。
【０００３】
上述のような研削ホイールとしては、特許文献１に記載のような構成が知られている。
この特許文献１には、セラミックスや石材を研削する研削ホイールが開示されている。この研削ホイールのチップ間スリット（互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域）には、平均粒径が１００μm〜２０００μmの超砥粒が単層固着されている。
【０００４】
また、カップ型の研削ホイールを用いた研削方法としては、特許文献２に記載のようなウェーハを研削する方法が知られている。
この特許文献２には、研削ホイールの中心孔から研削液を供給するとともに、ウェーハの中心部を冷却液で冷却する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２９１１７４号公報
【特許文献２】特許第３７７６６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１，２には、チップ間隔寸法（隣り合うチップの間隔寸法）が、チップの高さ方向（チップの突出方向）で一定に設定された研削ホイールが開示されている。しかしながら、このような研削ホイールを用い、研削ホイール内への研削液の供給量、ウェーハ１枚あたりの研削時間、研削ホイールの回転速度などの研削条件を一定にした状態で、複数のウェーハを順次研削すると、チップが摩耗するにしたがって、研削されたウェーハの反りが大きくなり、平坦度が悪くなるという問題点がある。
【０００７】
本発明の目的は、チップの摩耗が進展した場合でも、被研削物の品質を維持可能な研削ホイール、および、両頭研削加工方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、図１に示すような両頭研削加工装置１に、図２に示すような研削ホイール９を用いて実験を行い、鋭意研究を重ねた結果、次の知見を見出した。
【０００９】
ここで、両頭研削加工装置１は、内部で被研削物としてのウェーハＷを保持するキャリアリング２と、このキャリアリング２で保持されたウェーハＷの両面に対向するようにそれぞれ配置された研削ホイール９と、研削ホイール９でウェーハＷを研削するように駆動する図示しない研削機構とを備える。
【００１０】
研削ホイール９は、例えばダイヤモンドホイールであるホイールベース９１と、このホイールベース９１の一面から突出する砥石９２とを備える。
ホイールベース９１は、円板状の円板部９１１と、この円板部９１１の外縁から円環状に突出する凸部９１２とを備える。円板部９１１の中央には、当該円板部９１１の両面を貫通する研削液供給孔９１３が設けられている。この研削液供給孔９１３を介して、研削ホイール９内（砥石９２内）に、研削液が供給される。
砥石９２は、砥粒をビトリファイドボンドで結合することにより形成されている。この砥石９２は、円環状の砥石ベース９２１と、この砥石ベース９２１の外周方向に沿って設けられた複数のチップ９２２とを備える。チップ９２２は、図２に示すように、高さ寸法Ｈ９１（チップ９２２の基端から先端までの寸法）が１２mmであり、かつ、厚さ寸法が３mmの長方形板状に形成されている。また、隣り合うチップ９２２のチップ間隔寸法Ｄ９１は、１mmに設定されている。このような構成により、砥石ベース９２１と、互いに隣り合うチップ９２２との間に、高さ位置に関係なく幅寸法がチップ間隔寸法Ｄ９１と等しいチップ間スリットＳ９が形成される。
【００１１】
研削機構は、図１に示すように、鉛直方向に立てられたウェーハＷの両側において、研削ホイール９を回転させ、ウェーハＷの中心よりも下方の位置に砥石９２を押し当てる。そして、この押し当てと同時に、研削ホイール９内に研削液を供給するとともにウェーハＷを回転させることで、ウェーハＷを研削する。
【００１２】
実験を行うに際して、チップ９２２の高さ寸法Ｈ９１が３．５mm、９mm、１２mmにそれぞれ設定された３種類の研削ホイール９を準備した。そして、所定流量の研削液を研削ホイール９内に供給して、５枚のウェーハＷの研削を行った。
この際、研削液の供給流量を、４水準あるいは５水準に設定して研削を行った。また、研削液の供給流量以外の研削条件（ウェーハ１枚あたりの研削時間、研削ホイール９の回転速度など）を、全ての研削において同じにした。
そして、各高さ寸法Ｈ９１における、研削液の供給流量（L/min）と、ウェーハＷの品質との関係を調べた。その結果を、図３に示す。
【００１３】
なお、ウェーハＷの品質は、Ｂｏｗ−ｂｆに基づいて評価した。Ｂｏｗ−ｂｆが０μmの場合、ウェーハＷの測定面（研削面）が平坦で、品質が良い状態を表す。
ここで、Ｂｏｗとは、ウェーハ全体としての反りを表現する指標の１つであって、ウェーハの中心基準面からウェーハの中点における中心面までの変位により表すものであり、このときの中心基準面は中心面上の３点（Ｂｏｗ−３Ｐ）又はベストフィット（Ｂｏｗ−ｂｆ）基準により作られるものである。よって、Ｂｏｗ値にあってはプラス（＋）で表されたものは凸型の反りを有するものとなり、マイナス（−）で表されたものは凹型の反りを有するものとなる。例えば、光学センサ式の平坦度測定器（LapmasterSFT社製Wafercom）等を使用して反り量を測定することができる。
【００１４】
図３に示すように、各高さ寸法Ｈ９１の研削ホイール９について、平均Ｂｏｗ−ｂｆ（５枚のウェーハＷのＢｏｗ−ｂｆの平均値）の近似曲線を求めた。
この近似曲線から、ウェーハＷの品質が良くなる（平均Ｂｏｗ−ｂｆが０μmとなる）研削液の供給流量が、高さ寸法Ｈ９１によって異なることが推定できる。この結果は、供給流量を含む全ての研削条件を、一定にした条件で研削を行うと、チップ９２２が摩耗するにしたがってウェーハＷの反り量が大きくなるという、従来の問題点と一致する。
【００１５】
図３に示す結果から、チップ９２２の摩耗が進展した場合でも、ウェーハＷの品質を安定させるための方策として、高さ寸法Ｈ９１によって研削ホイール９に供給する研削液の流量を調整することが考えられる。しかしながら、研削液の供給流量を調整するために、新たな設備を導入する必要があり、両頭研削加工装置１の構成や制御が複雑になるという、新たな問題点が生じる。
そこで、本発明者は、研削液の供給流量を調整することなく、品質を安定させることができる方策を検討し、チップの高さ寸法が低くなるにしたがって、スリット面積（チップ間スリットの面積）が小さくなるという点に着目した。
【００１６】
研削ホイール９内への研削液の供給流量が一定の場合、スリット面積が小さくなるほど、研削液の推定流出流速（チップ間スリットＳ９から流出する研削液の推定流速）（mm/sec）が速くなる。このため、各高さ寸法Ｈ９１の場合について、Ｂｏｗ−ｂｆが０μmになると推定される供給流量と、研削ホイール９全体でのスリット面積の総和とから、ウェーハＷの品質が安定して良くなるような（Ｂｏｗ−ｂｆがほぼ０μmとなるような）推定流出流速を算出した。その推定流出流速の近似曲線を、図４に目標水準として示す。
【００１７】
各高さ寸法Ｈ９１における推定流出流速が、図４の目標水準で示す値となるように変化すれば、ウェーハＷの品質が安定して良くなると考えられる。
しかし、研削液の供給流量を１．６L/minで一定にした場合における、各高さ寸法Ｈ９１での推定流出流速を算出すると、図４に実験例として示すような近似曲線が得られた。
この結果から、高さ寸法Ｈ９１が７mm以上１２mm以下の場合には、推定流出流速が目標水準に近い値で推移する一方で、７mmよりも小さくなるにしたがって、推定流出流速が目標水準から離れていくと推定できる。
以上のことから、チップ９２２の摩耗が進展して高さ寸法Ｈ９１が小さくなっていく場合でも、推定流出流速が目標水準に近い値で推移するように、スリット面積の大きさが変化すれば、研削液の供給流量を調整しなくても、ウェーハＷの品質が安定して良くなると推定できる。
本発明は、このような知見に基づいて、完成されたものである。
【００１８】
すなわち、本発明の研削ホイールは、研削液を用いた被研削物の研削に用いられる研削ホイールであって、略板状のホイールベースと、前記ホイールベースの一面から環状に突出するように設けられ、前記被研削物に押し当てられる砥石と、を備え、前記砥石は、前記環状の外周方向に沿って設けられた複数のチップを有し、隣り合うチップの間隔寸法は、チップの先端側よりも基端側の方が大きくなるように設定されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明によれば、研削ホイールの基端側のチップ間隔寸法を、先端側のチップ間隔寸法よりも大きくしている。
このため、チップの高さ位置に関係なくチップ間隔寸法を一定に設定した従来の構成と比べて、チップが基端側まで摩耗した段階でのスリット面積を大きくすることができる。したがって、研削液の供給流量を一定にした場合でも、チップの摩耗が基端側まで進展したときにおける推定流出流速が、従来よりも遅くなり、当該推定流出流速が上記目標水準に近づけることができる。よって、全ての研削条件を一定にして、複数の被研削物を順次研削した場合でも、チップ摩耗による被研削物の反りの悪化を抑制することができ、品質を安定させることができる。
【００２０】
本発明の研削ホイールでは、チップの高さ寸法（チップの基端から先端までの寸法）を、Ｈ（mm）、チップ間スリット（互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域）の面積の総和を、Ａ（Ｈ）（mm2）、被研削物の研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量を、Ｃ（mm3/sec）、チップ間スリットから流出する研削液の流速を、Ｆ（Ｈ）（mm/sec）、とし、前記研削液の供給流量Ｃを一定とした場合に、前記隣り合うチップの間隔寸法は、研削処理に供することで摩耗するチップの高さ寸法Ｈの変化によって上昇する流速Ｆ（Ｈ）を、研削処理後の被研削物の反り量が目標範囲となる流速Ｆ（Ｈ）にまで低下させるのに必要な、チップ間スリットの面積の総和Ａ（Ｈ）となるように設定されていることが好ましい。
【００２１】
この発明によれば、隣り合うチップの間隔寸法を上述のように設定することで、被研削物の品質を安定させることができる。
【００２２】
本発明の研削ホイールでは、前記隣り合うチップの間隔寸法は、チップの高さ寸法（チップの基端から先端までの寸法）を、Ｈ（mm）、チップの高さ寸法がＨ（mm）の場合における、チップ間スリット（互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域）の面積の総和を、Ａ（Ｈ）（mm2）、被研削物の研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量を、Ｃ（mm3/sec）、チップの高さ寸法がＨ（mm）の場合において、被研削物の反り量が０になるときの、チップ間スリットから流出する研削液の流速を、Ｆ（Ｈ）（mm/sec）、とした場合に、以下の式（１）を満たすように設定されていることが好ましい。
Ａ（Ｈ）＝Ｃ／Ｆ（Ｈ） … （１）
【００２３】
なお、式（１）の関係を満たすように設定するとは、チップ間スリットの総面積Ａ（Ｈ）が式（１）における値と概ね一致することを意味するものであり、完全に一致する場合にのみ限定されるものではない。
すなわち、供給流量Ｃを一定に制御するように設定した場合であっても、供給流量制御の機械的精度によって多少の流量変動は避けられず、許容されるＡ（Ｈ）の値も若干変化することになる。また、被研削物の反り量が０になるときのＦ（Ｈ）の値を採用しているが、実質的に０に近い値であれば同様の反り量抑制効果が得られることは言うまでもないことである。式（１）は研削ホイールの設計指針であって、これにほぼ類似するような範囲に設計することも含むものである。
例えば、装置における研削液の供給流量Ｃの公差を±０．１L/min設定とした場合には、その幅において発生する流速Ｆ（Ｈ）の差は約±１０mm/secと試算され、Ａ（Ｈ）は、このような差に対応する許容範囲を持つものである。
【００２４】
ここで、Ｆ（Ｈ）は、チップ間スリットを有する研削ホイールを用いて、研削液の供給流量を細かく変化させた実験を行うことにより、実際に、反り量が０となったときの流速を測定して得られたものであってもよい。
また、Ｆ（Ｈ）は、反り量が０とならなかった場合の複数の流速に基づいて、反り量が０となるような流速を推定することで得られたものであってもよい。例えば、図３に示すように、研削液の供給流量を数水準で変化させたが、反り量が０となるような結果を得られなかった場合であっても、図４に示すように、目標水準となる推定流出流速の近似曲線を得ることができる。この近似曲線から、Ｆ（Ｈ）を求めてもよい。
なお、図４の近似曲線から求められるＦ（Ｈ）は、以下の数式（２）で表される。
Ｆ（Ｈ）＝１２２．２２×Ｈ-0.505 … （２）
【００２５】
この発明によれば、上記の式（１）に基づきチップの形状を規定するだけの簡単な方法で、上述の効果が得られる研削ホイールを設計できる。
【００２６】
本発明の両頭研削加工方法は、研削液を用いて板状の被研削物の両面を研削する両頭研削加工方法であって、上述の研削ホイールの砥石を、前記被研削物の両面にそれぞれ押し当てる工程と、前記研削ホイール内に研削液を供給しつつ、前記被研削物を研削する工程とを備えることを特徴とする。
【００２７】
本発明の両頭研削加工方法によれば、チップの摩耗が進展した場合でも、安定した品質の被研削物を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実験例の研削ホイールが装着された両頭研削加工装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】前記実験例の研削ホイールのチップの側面図である。
【図３】前記実験例の研削液の供給流量とウェーハの品質との関係を示すグラフである。
【図４】前記実験例のチップの高さ寸法と研削液の推定流出流速との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の一実施形態（実施例）に係る研削ホイールが装着された両頭研削加工装置の概略構成を示す断面図である。
【図６】前記一実施形態（実施例）の研削ホイールのチップの側面図である。
【図７】本発明の変形例に係る研削ホイールのチップの側面図である。
【図８】本発明の他の変形例に係る研削ホイールのチップの側面図である。
【図９】本発明の実施例の研削ホイールおよび数式に基づく計算値におけるチップの高さ寸法とスリット面積の総和との関係を示すグラフである。
【図１０】前記実施例および比較例（前記実験例）のチップの高さ寸法と研削液の推定流出流速との関係を示すグラフである。
【図１１】前記実施例の研削液の供給流量とウェーハの品質との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。
［研削ホイールの構成］
図５に示すように、両頭研削加工装置１に適用される研削ホイール３は、ホイールベース９１と、砥粒をビトリファイドボンドで結合することにより形成された砥石３２とを備える。砥石３２は、図６にも示すように、砥石ベース９２１と同じ円環状の砥石ベース３２１と、この砥石ベース３２１の外周方向に沿って互いに離れて設けられた複数のチップ３２２とを備える。
なお、チップ３２２は、円環状の砥石を切削することで形成されたものであってもよいし、予め砥石ベース３２１とチップ３２２に対応する形状のプレス型を製造しておき,当該プレス型に材料を充填して、加圧、焼成することで形成されたものであってもよい。また、砥石３２は、ビトリファイドボンドタイプ以外のものであってもよい。
【００３０】
具体的に、チップ３２２は、略板状に形成されており、砥石ベース３２１から離れるにしたがって幅寸法が広がる台形板状のチップ台形部３２３と、このチップ台形部３２３の先端から長方形板状に延びるチップ長方形部３２４とから構成されている。また、チップ３２２は、隣接するチップ３２２との間隔寸法（チップ間隔寸法）が、先端側よりも基端側の方が大きくなるように形成されている。このような構成により、砥石ベース３２１と、互いに隣り合うチップ３２２との間に、チップ３２２の基端側の幅寸法が先端側よりも大きいチップ間スリットＳ１が形成される。このチップ間スリットＳ１は、高さ位置が高くなるにしたがって幅寸法が小さくなるスリット基端部Ｓ２と、高さ位置に関係なく幅寸法が一定のスリット先端部Ｓ３とを備える。
【００３１】
なお、チップ３２２の形状は、チップの高さ寸法をＨ（mm）、チップ間スリットＳ１の面積の総和をＡ（Ｈ）（mm2）、ウェーハＷの研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量をＣ（mm3/sec）、チップ間スリットＳ１から流出する研削液の流速をＦ（Ｈ）（mm/sec）、とし、研削液の供給流量Ｃを一定とした場合に、隣り合うチップ３２２の間隔寸法が、研削処理に供することで摩耗するチップ３２２の高さ寸法Ｈの変化によって上昇する流速Ｆ（Ｈ）を、研削処理後のウェーハＷの反り量が目標範囲となる流速Ｆ（Ｈ）にまで低下させるのに必要な、チップ間スリットＳ１の面積の総和Ａ（Ｈ）となるように設定されている。
【００３２】
具体的には、チップ３２２の形状は、以下の数式（１）および数式（２）をほぼ満たすように設定されている。
Ａ（Ｈ）＝Ｃ／Ｆ（Ｈ） … （１）
Ｈ：チップ３２２の高さ寸法（mm）
Ａ（Ｈ）：チップ３２２の高さ寸法がＨの場合におけるチップ間スリットＳ１の
面積の総和（mm2）
Ｃ：ウェーハＷの研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量（mm3/sec）
Ｆ（Ｈ）：チップ３２２の高さ寸法がＨの場合において、ウェーハＷの反り量が
０になるときのチップ間スリットＳ１から流出する研削液の流速
（mm/sec）
Ｆ（Ｈ）＝１２２．２２×Ｈ−0.505 … （２）
【００３３】
［両頭研削加工方法］
次に、上述の研削ホイール３を用いた両頭研削加工方法について説明する。
図５に示すように、２個の研削ホイール３を両頭研削加工装置１に装着する。そして、研削ホイール３をウェーハＷの両面にそれぞれ押し当てるとともに、研削ホイール３内に研削液を供給し、ウェーハＷを回転させることで、ウェーハＷを研削する。その後、当該研削したウェーハＷを新しいウェーハＷに交換して、次の研削を行う。
【００３４】
［実施形態の作用効果］
上述したような本実施形態では、以下のような作用効果を奏することができる。
（１）互いに隣り合うチップ３２２の間隔寸法が、チップ３２２の先端側よりも基端側の方が大きくなるように、研削ホイール３を形成している。このため、チップ３２２の間隔寸法を高さ位置によらず一定にした場合と比べて、チップ長方形部３２４の全体とチップ台形部３２３の一部とが摩耗したときのスリット面積を、大きくすることができる。したがって、このように摩耗した状態における推定流出流速を、従来よりも遅くすることができる。よって、チップ３２２の摩耗が進展した場合でも、ウェーハＷの品質を安定させることができる。さらには、研削ホイール３の長寿命化を図ることもできる。
【００３５】
（２）また、研削ホイール３を上述の数式（１）および数式（２）をほぼ満たすように形成しているため、上述の効果が得られる研削ホイール３を容易に設計できる。
【００３６】
［他の実施形態］
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲内において種々の改良および設計の変更などが可能である。
すなわち、研削ホイールのチップの形状としては、図７や図８に示すようにしてもよい。
【００３７】
図７に示すように、研削ホイール３Ａの砥石３２Ａを構成するチップ３２２Ａは、基端側に設けられた台形状のチップ下台形部３２３Ａと、このチップ下台形部３２３Ａの先端に設けられた台形状のチップ上台形部３２４Ａとから構成され、基端側の両隅部が切り欠かれた略長方形板状に形成されている。チップ３２２Ａの高さ寸法Ｈ１１、チップ下台形部３２３Ａの高さ寸法Ｈ１２、チップ上台形部３２４Ａの高さ寸法Ｈ１３は、それぞれ１２mm、３mm、９mmに設定されている。また、隣り合うチップ下台形部３２３Ａの基端側のチップ間隔寸法Ｄ１１、チップ下台形部３２３Ａの先端側のチップ間隔寸法Ｄ１２、チップ上台形部３２４Ａの先端側のチップ間隔寸法Ｄ１３は、それぞれ３．５mm、０．７mm、０．５mmに設定されている。
このような構成により、砥石ベース３２１と、互いに隣り合うチップ３２２Ａとの間に、高さ位置が高くになるにしたがって幅寸法が小さくなるチップ間スリットＳ１１が形成される。
【００３８】
一方、図８に示すように、研削ホイール３Ｂの砥石３２Ｂを構成するチップ３２２Ｂは、基端から先端に向かうにしたがって幅寸法が大きくなる台形板状に形成されている。このチップ３２２Ｂの高さ寸法Ｈ２１は、１２mmに設定されている。また、隣り合うチップ３２２Ｂの基端側のチップ間隔寸法Ｄ２１、先端側のチップ間隔寸法Ｄ２２は、それぞれ３．５mm、０．５mmに設定されている。
このような構成により、砥石ベース３２１と、互いに隣り合うチップ３２２Ｂとの間に、高さ位置が高くなるにしたがって幅寸法が小さくなるチップ間スリットＳ２１が形成される。
【００３９】
以上のことから、図７に示す研削ホイール３Ａおよび図８に示す研削ホイール３Ｂにおいても、チップ３２２Ａの間隔寸法、チップ３２２Ｂの間隔寸法が、先端側よりも基端側の方が大きくなるように形成されているため、前記実施形態と同様に、チップ３２２の摩耗が進展しても、ウェーハＷの品質を安定させることができる。
【００４０】
また、砥石の平面形状としては、円環状に限らず、三角や四角などの多角形の環状としてもよい。さらに、ウェーハＷの両面を同時に研削する両頭研削加工を例示したが、ウェーハＷの片面のみの研削加工において研削ホイール３を用いてもよい。また、被研削物としては、セラミックスや石材など、ウェーハＷ以外のものを対象としてもよい。
【実施例】
【００４１】
次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの
例によってなんら限定されるものではない。
【００４２】
まず、上記実施形態に用いた両頭研削加工装置１と同様の構成を有する両頭研削加工装置（光洋機械工業株式会社製、ＤＸＳＧ３２０）を準備した。
一方で、実施例の研削ホイールとして、図６に示すような研削ホイール３を準備した。また、比較例の研削ホイールとして、図２に示す実験例の研削ホイール９を準備した。実施例および比較例の研削ホイールの特性を、以下の表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】
ここで、実施例の研削ホイールは、研削液の供給流量Ｃを１．６L/min（＝１．６×１００3／６０（mm3/sec））として、上記数式（１）および数式（２）から導かれる、以下の数式（３）を満たすように形成した。
Ａ（Ｈ）＝（１．６×１００3／６０）／（１２２．２２×Ｈ−0.505） … （３）
【００４５】
その結果、チップ３２２の高さ寸法Ｈ１は１２mm、チップ台形部３２３の高さ寸法Ｈ２は２mm、チップ長方形部３２４の高さ寸法Ｈ３は１０mm、隣り合うチップ台形部３２３の基端間のチップ間隔寸法Ｄ１は３mm、隣り合うチップ長方形部３２４間のチップ間隔寸法Ｄ２は０．５mmとなった。図９に示すように、このようにチップ３２２の形状を設定することで、実施例の研削ホイールにおけるスリット面積の総和と、数式（３）に基づき計算されたスリット面積の総和とがほぼ一致することが分かる。
【００４６】
そして、実施例および比較例の研削ホイールについて、研削液の供給流量を１．６L/minで一定にした場合における、高さ寸法Ｈ１と研削液の推定流出流速との関係を計算により推測した。その結果を図１０に示す。
図１０に示すように、実施例の研削ホイールでは、高さ寸法Ｈ１が７mm以上１２mm以下の場合に加えて、７mm未満となった場合においても、目標水準に近い値で推移する近似曲線が得られた。このことから、実施例の研削ホイールでは、研削液の供給流量を含む全ての研削条件を一定にして、複数のウェーハＷを順次研削すると、チップ３２２の高さ寸法Ｈ１が７mm以上の場合に加えて、７mm未満となった場合でも、ウェーハＷの品質が安定する（Ｂｏｗ−ｂｆがほぼ０μmとなる）と考えられる。
【００４７】
そして、シリコン単結晶インゴットからワイヤーソーによってスライス加工された直径３００ｍｍのシリコンウェーハを準備し、実施例および比較例の各チップ高さの研削ホイールを用い、所定流量の研削液（純水）を研削ホイール内に供給して、シリコンウェーハ表裏面それぞれ２０μｍづつ除去するように研削処理を行った。この際、研削液の供給流量を、４水準あるいは５水準に設定して研削を行った。各実施例および比較例ともウェーハの研削処理枚数は５枚ずつであり、研削後のシリコンウェーハの平均Ｂｏｗ−ｂｆを求めた。
実施例における結果を図１１に示す。なお、比較例における結果は、図３に実験例として示した通りである。
【００４８】
比較例の場合、図３に示すように、高さ寸法Ｈ９１が３．５mm〜１２．０mmの範囲では、供給流量が１．６L/minにおける平均Ｂｏｗ−ｂｆが、約−７μm〜約１６μmであった。
これに対し、図１１に示すように、実施例の場合、高さ寸法Ｈ１が３．０mm〜１２．０mmの範囲では、供給流量が１．６L/minにおける平均Ｂｏｗ−ｂｆが、約１μm〜約５μmであった。
以上のことから、高さ寸法がほぼ同じ範囲では、実施例におけるウェーハの品質が、比較例よりも安定して良くなることが確認できた。特に、摩耗が進展した段階に対応する、高さ寸法が約３．０mmの場合においても、実施例では、高品質のウェーハを提供できることが確認できた。
【符号の説明】
【００４９】
３，３Ａ，３Ｂ…研削ホイール
３２，３２Ａ，３２Ｂ…砥石
３２２，３２２Ａ，３２２Ｂ…チップ
９１…ホイールベース
Ｗ…ウェーハ（被研削物）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
研削液を用いた被研削物の研削に用いられる研削ホイールであって、
略板状のホイールベースと、
前記ホイールベースの一面から環状に突出するように設けられ、前記被研削物に押し当てられる砥石と、を備え、
前記砥石は、前記環状の外周方向に沿って設けられた複数のチップを有し、
隣り合うチップの間隔寸法は、チップの先端側よりも基端側の方が大きくなるように設定されていることを特徴とする研削ホイール。
【請求項２】
請求項１に記載の研削ホイールにおいて、
チップの高さ寸法（チップの基端から先端までの寸法）を、Ｈ（mm）、
チップ間スリット（互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域）の面積の総和を、Ａ（Ｈ）（mm2）、
被研削物の研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量を、Ｃ（mm3/sec）、
チップ間スリットから流出する研削液の流速を、Ｆ（Ｈ）（mm/sec）、とし、
前記研削液の供給流量Ｃを一定とした場合に、
前記隣り合うチップの間隔寸法は、
研削処理に供することで摩耗するチップの高さ寸法Ｈの変化によって上昇する流速Ｆ（Ｈ）を、研削処理後の被研削物の反り量が目標範囲となる流速Ｆ（Ｈ）にまで低下させるのに必要な、チップ間スリットの面積の総和Ａ（Ｈ）となるように設定されていることを特徴とする研削ホイール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の研削ホイールにおいて、
前記隣り合うチップの間隔寸法は、
チップの高さ寸法（チップの基端から先端までの寸法）を、Ｈ（mm）、
チップの高さ寸法がＨ（mm）の場合における、チップ間スリット（互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域）の面積の総和を、Ａ（Ｈ）（mm2）、
被研削物の研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量を、Ｃ（mm3/sec）、
チップの高さ寸法がＨ（mm）の場合において、被研削物の反り量が０になるときの、チップ間スリットから流出する研削液の流速を、Ｆ（Ｈ）（mm/sec）、
とした場合に、以下の式（１）を満たすように設定されていることを特徴とする研削ホイール。
Ａ（Ｈ）＝Ｃ／Ｆ（Ｈ） … （１）
【請求項４】
研削液を用いて板状の被研削物の両面を研削する両頭研削加工方法であって、
請求項１から請求項３のいずれかに記載された研削ホイールの砥石を、前記被研削物の両面にそれぞれ押し当てる工程と、
前記研削ホイール内に研削液を供給しつつ、前記被研削物を研削する工程とを備えることを特徴とする両頭研削加工方法。
【請求項１】
研削液を用いた被研削物の研削に用いられる研削ホイールであって、
略板状のホイールベースと、
前記ホイールベースの一面から環状に突出するように設けられ、前記被研削物に押し当てられる砥石と、を備え、
前記砥石は、前記環状の外周方向に沿って設けられた複数のチップを有し、
隣り合うチップの間隔寸法は、チップの先端側よりも基端側の方が大きくなるように設定されていることを特徴とする研削ホイール。
【請求項２】
請求項１に記載の研削ホイールにおいて、
チップの高さ寸法（チップの基端から先端までの寸法）を、Ｈ（mm）、
チップ間スリット（互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域）の面積の総和を、Ａ（Ｈ）（mm2）、
被研削物の研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量を、Ｃ（mm3/sec）、
チップ間スリットから流出する研削液の流速を、Ｆ（Ｈ）（mm/sec）、とし、
前記研削液の供給流量Ｃを一定とした場合に、
前記隣り合うチップの間隔寸法は、
研削処理に供することで摩耗するチップの高さ寸法Ｈの変化によって上昇する流速Ｆ（Ｈ）を、研削処理後の被研削物の反り量が目標範囲となる流速Ｆ（Ｈ）にまで低下させるのに必要な、チップ間スリットの面積の総和Ａ（Ｈ）となるように設定されていることを特徴とする研削ホイール。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の研削ホイールにおいて、
前記隣り合うチップの間隔寸法は、
チップの高さ寸法（チップの基端から先端までの寸法）を、Ｈ（mm）、
チップの高さ寸法がＨ（mm）の場合における、チップ間スリット（互いに隣り合うチップの向かい合う側辺、当該隣り合うチップの基端同士を結ぶ線、および、先端同士を結ぶ線で規定される領域）の面積の総和を、Ａ（Ｈ）（mm2）、
被研削物の研削時に砥石内に供給する研削液の供給流量を、Ｃ（mm3/sec）、
チップの高さ寸法がＨ（mm）の場合において、被研削物の反り量が０になるときの、チップ間スリットから流出する研削液の流速を、Ｆ（Ｈ）（mm/sec）、
とした場合に、以下の式（１）を満たすように設定されていることを特徴とする研削ホイール。
Ａ（Ｈ）＝Ｃ／Ｆ（Ｈ） … （１）
【請求項４】
研削液を用いて板状の被研削物の両面を研削する両頭研削加工方法であって、
請求項１から請求項３のいずれかに記載された研削ホイールの砥石を、前記被研削物の両面にそれぞれ押し当てる工程と、
前記研削ホイール内に研削液を供給しつつ、前記被研削物を研削する工程とを備えることを特徴とする両頭研削加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−２１０６８５（Ｐ２０１２−２１０６８５Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７７６８４（Ｐ２０１１−７７６８４）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
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