Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schleifwerkzeug mit einer metallischer
Binderphase, das ein Schleifwerkzeug mit galvanischer Metallbindung oder ein Schleifwerkzeug
mit metallischer Bindung enthält und für einen Conditioner zum Ausführen
von Bearbeitungen eines Schleifpads verwendet wird. Das Schleifwerkzeug wird zum
Polieren der Oberfläche eines Werkstücks, beispielsweise einer Halbleiterscheibe
mit einem CMP-Gerät und so weiter verwendet.
Stand der Technik
Konventionellerweise gibt es ein CMP-Gerät (Chemisch-Mechanische
Poliermaschine), das die Oberfläche der Halbleiterscheibe (im Folgenden Scheibe
genannt), die von einem Silizium-Gussblock abgeschnitten wurde und in
32 beispielhaft gezeigt wird, chemisch und mechanisch
poliert.
Es ist erforderlich, dass eine Spiegelpolitur ausgeführt wird,
so dass die Scheibe mit hoher Präzision arbeiten kann und eine Oberfläche
ohne Defekte zur Mikroherstellung von Geräten verwendet werden kann.
Der Mechanismus einer Polierung mittels CMP basiert auf dem mechano-chemischen
Polierverfahren, bei dem das mechanische Element mit partikelförmigem Siliziumoxid
usw. (freies abrasives Korn) und das Ätzelement mit einer alkalischen Flüssigkeit,
Säureflüssigkeit usw. verbunden ist. Das Polierpad 4, das wie
in 32 gezeigt an der Hauptachse 2 angebracht
ist und beispielsweise aus hartem Urethan besteht, ist auf dem scheibenförmigen
Rotationstisch 3 bei diesem CMP-Gerät 1 ausgebildet. Zusätzlich
ist ein Scheibenträger 5, der um seine Achse rotieren kann, aufgelegt
und gegenüber diesem Pad 4 angebracht und steht ebenso in einer Position
exzentrisch zur Hauptachse 2 des Pads 4.
Dieser Scheibenträger 5 ist eher in eine kleinere Scheibenform
als das Pad 4 ausgebildet und hält eine Scheibe 6. Diese
Scheibe 6 ist wiederum zwischen dem Scheibenträger 5 und
dem Pad 4 angeordnet und eine Spiegelpolitur wird ermöglicht und zur
Polierung der Oberfläche durch die Seite eines Pads 4 ausgeführt.
Im Falle einer Polierung wird das freie abrasive Korn, das aus dem
oben erwähnten partikelförmigen Siliziumoxid besteht, als Polieragentium
verwendet.
Darüber hinaus werden Mischungen so wie eine alkalische Flüssigkeit
zur Ätzung auf das Pad 4 als verflüssigter Schlamm aufgegeben.
Daher strömt dieser Schlamm zwischen der am Scheibenträger
5 gehaltenen Scheibe 6 und dem Pad 4. Darüber hinaus
dreht sich die Scheibe 6 auf dem Scheibenträger 5 und das
Pad 4 dreht sich simultan um die Hauptachse 2 als Zentrum.
Daher wird die einzelne Seite der Scheibe 6 mit dem Pad
4 poliert.
Eine Vielzahl feingeschäumter Schichten wird auf dem Pad
4 vorbereitet, das die Scheibe 6 poliert und aus hartem Urethan
usw. hergestellt ist, um den Schlamm oder die Schlämme zu halten.
Daher wird die Polierung der Scheibe 6 durch den oder die
Schlämme durchgeführt, die in diesen geschäumten Schichten gehalten
werden. Anschließend entsteht das Problem, dass die Polier-Genauigkeit und
die Polier-Effizienz der Scheibe 6 abfällt, da die Flachheit der Polieroberfläche
des Pads 4 absinkt oder eine Verstopfung durch eine Wiederholung der Polierung
der Scheibe 6 auftritt.
Daher wird konventioneller Weise und wie dies in 32
gezeigt ist, der Pad-Conditioner 8 im CMP-Gerät 1 ausgebildet
und für eine Wiederpolierung oder Wieder-Schleifung (Konditionierung) der Oberfläche
eines Pads 4 verwendet.
Ein galvanisch abgeschiedenes Rad 11 ist an diesem Pad-Conditioner
8 angebracht, das durch einen Arm 10 mit der Drehachse
9 angebracht ist, die außen am Drehtisch 3 ausgebildet ist.
Durch Bewirken, dass sich der Arm 10 um die Drehachse
9 bewegt, wird in beiden Richtungen eine Schwenkung des galvanisch abgeschiedenen
abrasiven Rads 11 auf dem Drehpad 4 ausgeführt.
Somit wird die Oberfläche des Pads 4 geschliffen, die
Flachheit der Oberfläche des Pads 4 wird wiederhergestellt oder beibehalten
und eine Verstopfung wird gelöst.
Oder es kann durch den Scheibenträger 5, der mit einem
galvanisch abgeschiedenen abrasiven Rad 11 ausgestattet ist, geschliffen
werden.
Wie in den 33(A) und (B) in Bezug auf dieses galvanisch
abgeschiedene abrasive Rad 11 gezeigt, ist an der oberen Oberfläche
dieses Rads eine ebene und eine ringähnliche abrasive Kornschicht
13 über eine fixierte Breite auf dem als Scheibe ausgebildeten Basismetall
12 ausgebildet.
Wie beispielsweise in 34 gezeigt, besteht
diese abrasive Kornschicht 13 aus ultra-abrasiven Körnern
14 auf dem Basismetall 12, so wie Diamanten und CBN, die mittels
Elektroplattierung usw. durch die elektrolytisch abgeschiedene Metallphase
15 verteilt und fixiert sind. Diese elektrolytisch abgeschiedene Metallphase
15 besteht aus Nickel usw..
Zusätzlich ist die konkave Nut 17 in der Oberfläche
der abrasiven Kornschicht 13 in der Richtung des Durchmessers über
Intervalle von vorbestimmten, etwa 45 Grad ausgebildet und Schlamm oder Schlämme
sowie Schleifabfälle werden durch diese konkave Nut 17 nach außen
abgegeben.
Nebenbei bemerkt sollte dann, wenn das Pad 4 unter Verwendung
eines solchen galvanisch abgeschiedenen abrasiven Rads 11 geschliffen wird,
das galvanisch abgeschiedene abrasive Rads 11 durch eine Verschwenkung
auf dem Pad 4 in beide Richtungen durchgeführt werden, wobei eine
Distanz abgedeckt wird, die zumindest mit dem radial des Pads 4 äquivalent
ist.
Noppen, die sich auf dem Pad 4 erheben, werden abgeschlagen
und abgeschnitten, während die ultra-abrasiven Körner 14, die
auf der abrasiven Kornschicht 13 verteilt sind, das Schleifen ausführen.
Die ultra-abrasiven Körner 14 stehen von der Oberfläche der abrasiven
Kornschicht 13, die die Schleifoberfläche bildet, in diesem Fall nur
etwa ein Drittel des durchschnittlichen Partikeldurchmessers der ultra-abrasiven
Körner 14 hervor. Anschließend kommt die gesamte Oberfläche
der abrasiven Kornschichten 13 direkt mit dem Werkstück in Kontakt.
Aus diesem Grund verteilt sich der Aufpressdruck und wird rutschig
und Noppen, die hervorstehen, könnten nicht geschnitten und nach unten gedrückt
werden. Dann tritt der Fehler auf, dass die Schärfe schlecht wird und eine
Verstopfung leicht eintreten kann. Darüber hinaus ist das andere galvanisch
abgeschiedene abrasive Rad in der japanischen offengelegten Patentanmeldung mit
der Nr. 9-19868 beispielhaft beschrieben. Dieses galvanisch abgeschiedene abrasive
Rad erfasst 2–10 ultra-abrasive Körner, wobei das Layout dieser Körner
in der Form von Inseln vorliegt.
Diese inselähnlichen ultra-abrasiven Körner sind auf der
Oberfläche der abrasiven Kornschicht, die mit der Schleifoberfläche korrespondiert,
verteilt, um eine Verstopfung während des Schleifens zu verhindern und ebenso
das Schleifen über eine lange Zeitdauer fortzuführen.
Bei einem solchen galvanisch abgeschiedenen abrasiven Rad wird eine
Schablone auf einem Basismetall zur Verfügung gestellt und anschließend
wird zuerst die inselähnliche Beschichtungsplattierung ausgebildet. Anschließend
wird eine temporäre Fixierung gegenüber 2–10 ultra-abrasiven Körnern
für eine Schicht durch eine galvanische Ablagerung auf diesem Beschichtungs-Plattierungsteil
ausgeführt. Danach wird die Elektroplattierung des gesamten Basismetalls ausgeführt
und ultra-abrasive Körner werden auf einer abrasiven Kornschicht galvanisch
abgelagert. Bei einem solchen galvanisch abgelagerten abrasiven Rad werden jedoch
die ultra-abrasiven Körner auf einer flachen Basismetalloberfläche galvanisch
abgelagert und fixiert. Daher ist die Differenz der Höhe der galvanisch abgelagerten
Metallphasenoberfläche der abrasiven Kornschicht und den ultra-abrasiven Körnern,
die von dieser Oberfläche hervorstehen, nur weniger als etwa 1/2 dem durchschnittlichen
Partikeldurchmesser der ultra-abrasiven Körner.
Daher wird dieses galvanisch abgelagerte abrasive Rad als Pad-Conditioner
verwendet. Wenn das Schleifwerkstück eine Zusammensetzung mit einer großen
Elektrizität oder Flexibilität wie das Pad 4 des CMP-Geräts
1 aufweist, das aus einem elastischen Noppen besteht, der 1,7 mm in der
Dicke ansteigt mit einer geschäumten Schicht und einer Unterleg-Kissenschicht
mit der Dicke von etwa 3,5 mm.
Die gesamte abrasive Kornschicht-Oberfläche wird in diesem Fall
in direkten Kontakt mit dem Schleifwerkstück gelangen, da die Höhendifferenz
weniger als etwa 1/2 des durchschnittlichen Partikeldurchmesser der ultra-abrasiven
Körner entspricht. Dann verteilt sich der Anstoßdruck von den ultra-abrasiven
Körnern und wird schlüpfrig und die herausstehende Noppe könnte nicht
geschnitten werden und abfallen. Daher wird die Schärfe schlechter und die
Öffnung einer geschäumten Schicht wird spleißen und anschließend
wird die Abgabe der Schleifabfälle unzureichend. Infolgedessen entsteht ein
Fehler dahingehend, dass das Pad 4 leicht eine Verstopfung bewirkt. Darüber
hinaus wird, da die Höhendifferenz (der Spalt) zwischen den ultra-abrasiven
Körnern an der abrasiven Kornschicht und der Oberfläche der galvanisch
abgeschiedenen Metallphase klein ist, die Flüssigkeit (beispielsweise reines
Wasser) des Pads 4 abfließen. Daher wird das Pad 4 leicht
trocken und es tritt ein Fehler dahingehend auf, dass das Nassschleifen unmöglich
wird.
Im Folgenden werden Offenbarungen gemäß dem Stand der Technik
von Conditionerpads, wie sie in den oben beschriebenen Abschnitten beschrieben werden,
angegeben: die US-Patente mit den Nummern 5989405, 6001008, 6004196 und die japanischen
Patentveröffentlichungen mit den Nummern JP11-077535; JP 06-114743; JP 09-019868
sowie JP 10-277919.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung wird im Folgenden in Anspruch 1 definiert,
wobei die abhängigen Ansprüche auf optimale oder bevorzugte Merkmale gerichtet
sind.
Im Hinblick auf die oben beschriebenen Umstände ist ein Ziel
der vorliegenden Erfindung, eine abrasives Werkzeug mit einer metallischen Binderphase
zur Verfügung zu stellen, so wie ein galvanisch abgeschiedenes Werkzeug, das
eine ausreichende Schärfe und ein gutes Abgabeverhalten für Schleifabfälle
aufweist.
Darüber hinaus ist das andere Ziel der vorliegenden Erfindung,
ein abrasives Werkzeug wie oben beschrieben zur Verfügung zu stellen, das ein
sauberes Schneidende der Öffnung der geschäumten Schicht eines Polierpads
zur Verfügung stellt, bei dem keine Verstopfung eintritt und bei dem es möglich
wird, den Schlamm in der geschäumten Schicht zu halten.
Das andere zusätzliche Ziel der vorliegenden Erfindung ist es,
Vibrationen während des Schleifens zu unterdrücken. Das andere zusätzliche
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Verfestigung verschiedener Schleifabfälle
und Schlämme, die zwischen den ultra-abrasiven Körnern zurückgehalten
werden, zu unterdrücken, um ein effektives Abgeben zu ermöglichen. Das
andere zusätzliche Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Stabilität
während des Schleifens zu verbessern und einen Abfall der Schärfe durch
Verstopfung usw. zu unterdrücken. Das andere zusätzliche Ziel der vorliegenden
Erfindung ist es, die Erzeugung von Defiziten oder Splitterungen usw. an der scharfen
Abdeckung der ultra-abrasiven Körner zu unterdrücken.
Die vorliegende Erfindung ist in einem abrasiven Werkzeug mit metallischer
Binderphase so wie einem galvanisch abgeschiedenen abrasiven Werkzeug verwirktlicht,
das verschiedene vorstehende Teile aufweist, die in einem Basismetall ausgebildet
sind, sowie einige kleine abrasive Kornschichtteile, die in Intervallen angeordnet
sind, an denen ultra-abrasive Körner mit metallischer Bindephase an diesen
vorstehenden Teilen anhaften.
Wenn die hervorstehenden Teile durch elektrolytische Abscheidungen
usw. auf einem eingeebneten Basismetall ausgebildet sind, wird die Anhaftfähigkeit
mit einem Basismetall schlecht und es entsteht ein Fehler dahingehend, dass ein
Abblättern leicht auftritt. Ebenso entsteht die Diskrepanz, dass die Vorsprünge
dazu neigen, stumpf zu werden oder dass Anstiege durch die Maskierung an umfänglichen
Teilen auftreten. Auf der anderen Seite treten gemäß der vorliegenden
Erfindung kein Abplatzen oder eine Stumpfheit oder Erhöhungen an umfänglichen
Teilen auf, da die Festigkeit der vorstehenden Teile hoch ist.
Darüber hinaus sind die kleinen abrasiven Kornschichtteile jeweils
mit einer Vielzahl ultra-abrasiver Körner ausgestattet. Die Höhendifferenz
zwischen den ultra-abrasiven Körnern in den kleinen abrasiven Kornschichtteilen
und dem Bodenteil der abrasiven Kornschicht entlang der kleinen abrasiven Kornschichtteile
ist groß, da die ultra-abrasiven Körner in den kleinen abrasiven Kornschichtteilen
ausgebildet sind.
Auch wenn das Schleifwerkstück vergleichsweise elastisch ist,
so wie als Pad usw. im CMP-Gerät, zeigt es nicht einen Kontakt über die
gesamte Oberfläche. Und wenn die ultra-abrasiven Körner an den kleinen
abrasiven Kornschichtteilen in Kontakt mit dem Werkstück gelangen und ein Schleifen
gegen das Schleifwerkstück ausführen, kann ein hoher Schleifdruck an den
ultra-abrasiven Körnern aufrechterhalten werden und die Schärfe wird verbessert.
Ebenso kann eine Schleifflüssigkeit am Boden der abrasiven Kornschicht entlang
der kleinen abrasiven Kornschichtteile gehalten werden und dadurch wird die Abfuhr
der Schleifabfälle verbessert und die Schleifabfälle führen nicht
zu einer Verstopfung am Abschnitt der ultra-abrasiven Körner.
Ebenso würde es möglich werden, die Höhe vom Boden
der abrasiven Kornschicht entlang benachbarter abrasiver Kornschichtteile größer
als den mittleren Partikeldurchmesser der abrasiven Körner an kleinen abrasiven
Kornschichtteilen zu machen. Der Spalt zwischen den kleinen abrasiven Kornschichtteilen
an der abrasiven Kornschicht und dem Boden einer abrasiven Kornschicht kann größer
als der mittlere Partikeldurchmesser der ultra-abrasiven Körner gemacht werden
und kann bei einem großen Wert erhalten werden. Dann kann, wenn der Kontakt
einer gesamten Oberfläche auftritt, ein hoher Anpressdruck an den ultra-abrasiven
Körnern der kleinen abrasiven Kornschichtteile beibehalten werden und die Schärfe
wird ebenso verbessert. Zusätzlich kann die Schleifflüssigkeit usw. am
Bodenteil der abrasiven Kornschicht gehalten werden und das Ablass-Verhalten für
Schleifabfälle wird verbessert und dann bewirken die Schleifabfälle keine
Verstopfung am Abschnitt der ultra-abrasiven Körner.
Ebenso ist es möglich, die hervorstehenden Teile hauptsächlich
in Säulenform mit einem Eckteil R und dem Oberteil auszubilden und die ultra-abrasiven
Körner können an diesen Eckenteilen R und am oberen Teil angebracht werden.
Während des Schleifens führen die ultra-abrasiven Körner am Eckteil
R ein raues Schleifen aus und nachfolgend können die abrasiven Körner
an der Oberseite ein Abschlussschleifen durchführen.
Ebenso ist es möglich, 11–500 Stücke der super-abrasiven
Körner an jedem kleinen abrasiven Kornschichtteil vorzusehen und die Rate der
Bereiche gezählt über eine Flächenprojektion der
ultra-abrasiven Körner gegenüber dem gesamten Oberflächenbereich
der abrasiven Kornschicht kann im Bereich von 20–80% eingestellt werden.
Wenn weniger ultra-abrasive Körner als 11 Stück vorgesehen sind, kann
eine raue Schleifung und eine abschließende Schleifung des Pads 4
nicht kontinuierlich durchgeführt werden und wenn mehr als 500 Stücke
ultra-abrasiver Körner vorliegen, tritt ein Fehler dahingehend auf, dass eine
Verstopfung an den ultra-abrasiven Körnern leicht eintreten kann.
Und wenn der Bereich der ultra-abrasiven Körner geringer als
20% ist, entsteht die Möglichkeit, dass diese ultra-abrasiven Körner während
des Schleifens abfallen können. Hierdurch kann die Lebensdauer des Werkzeugs
verkürzt werden und die ultra-abrasiven Körner können am Schleifwerkstück
sowie einem Polierpads anhaften und eine Beschädigung des Pads bewirken. Wenn
der Bereich der ultra-abrasiven Körner wiederum 80% übersteigt, besteht
eine Möglichkeit dafür, dass ein elektrolytisch abgelagertes abrasives
Werkzeug eine Verstopfung bewirken kann. Ebenso ist es möglich, die kleinen
abrasiven Kornschichtteile am zentralen Bereich außer dem umfänglichen
Bereich der Oberfläche einer abrasiven Kornschicht anzuordnen. Dann führt
die Schwenkung des abrasiven Werkzeugs eine spanabhebende Schleifarbeit aus.
In diesem Fall kann es dann, wenn das abrasive Werkzeug sich dreht
und eine spanabhebende Schleifung ausführt, eine effiziente Schleifbearbeitung
durch Anordnung der ultra-abrasiven Körner außer im zentralen Bereich
mit kleiner Umfangsgeschwindigkeit ausführen. Darüber hinaus ist gemäß
dem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung die abrasiven Kornschicht mit einem
zentralen Bereich und einem umfänglichen Bereich versehen und am zentralen
Bereich sind eine Vielzahl der oben erwähnten kleinen abrasiven Kornschichtteile
ausgebildet und jeweils in Intervallen eingesetzt. Zusätzlich ist eine Vielzahl
ultra-abrasiver Körner an diesen kleinen abrasiven Kornschichtteilen jeweils
mittels der metallischen Binderphase angebracht. Zusätzlich sind die ultra-abrasiven
Körner auch durch die metallische Binderphase am umfänglichen Bereich
angebracht.
Zusätzlich ist die Konzentration der ultra-abrasiven Körner
am umfänglichen Bereich höher als im zentralen Bereich. In diesem Fall
weist während des Schleifens die Schleifoberfläche des galvanisch abgeschiedenen
abrasiven Werkzeugs einen umfänglichen Bereich mit höherer Konzentration
ultra-abrasiver Körner als im zentralen Bereich auf. Somit berührt die
Schleifoberfläche das Schleifwerkstück stabil mittels der abrasiven Kornschicht
am umfänglichen Bereich. Daher wird das Ebenengleichgewicht verbessert und
die Vibrationen können während des Schleifens unterdrückt werden.
Darüber hinaus kann ein hoher Anpressdruck am ultra-abrasiven Korn der kleinen
abrasiven Kornschichtteile innerhalb des zentralen Bereichs erreicht werden. Dann
kann ein Schnitt während der Schleifbearbeitung sauber ausgeführt werden.
Darüber hinaus kann durch Bereitstellen der ultra-abrasiven Körner an
dem kleinen abrasiven Kornschichtteil die Höhendifferenz zwischen dem Boden
der abrasiven Kornschicht entlang benachbarter kleiner abrasiver Kornschichtteile
und der kleinen abrasiven Kornschichtteile groß gemacht werden.
Zusätzlich tritt ein Kontakt über die gesamte Oberfläche
nicht auf, auch wenn ein vergleichsweise elastisches Schleifwerkstück so wie
ein Pad eines CMP-Geräts usw. verwendet wird. Die ultra-abrasiven Körner
an den kleinen abrasiven Kornschichtteilen berühren ein Polier-Werkstück
und führen eine Schleifung aus und dann kann ein hoher Anpressdruck aufrecht
erhalten werden und die Schärfe beibehalten werden. Zusätzlich können
die ultra-abrasiven Körner am umfänglichen Bereich individuell in der
metallischen Binderphase verteilt sein. Alternativ hierzu können eine Vielzahl
kleiner abrasiver Kornschichtteile wie ein zentraler Bereich aufgebaut sein und
die kleinen abrasiven Kornschichtteile können in kleineren beiderseitigen Intervallen
als im zentralen Bereich angeordnet sein.
Darüber hinaus kann das Intervall genauso eingestellt werden
wie im zentralen Bereich und die Anzahl der ultra-abrasiven Körner, die an
jedem kleinen abrasiven Kornschichtteil angebracht sind, kann größer als
im zentralen Bereich eingestellt werden. Der andere Aspekt des abrasiven Werkzeugs,
der die vorliegende Erfindung betrifft, ist gekennzeichnet durch die Anordnung verschiedener
kleiner abrasiver Kornschichtteile, die eine Öffnung zum Ablassen von Schleifflüssigkeit
aufweisen, und eine Ausformung dieser Öffnung nahe des Zentrums. Da die Öffnungen
nahezu im Zentrum eines abrasiven Kornschichtteils vorgesehen sind und die Schleifflüssigkeit
zum ultra-abrasiven Korn des Umfangs befördert, kann es in der Lage sein, die
Schleifflüssigkeit direkt zum Schleifpunkt am ultra-abrasiven Korn zu befördern.
Dann werden verschiedene Schleifabfälle ohne Ablagerung oder Ansammlung entlang
der ultra-abrasiven Körner abgegeben und die Viskosität der Schleifflüssigkeit,
die mit den Schleifabfällen vermischt ist, wird reduziert und die Schleifflüssigkeit
wird sanft abgegeben. Darüber hinaus kann die die Kühlung der ultra-abrasiven
Körner unterstützen und ebenso die Anzahl von Beschädigungen reduzieren.
Darüber hinaus kann der Abgabeweg an einem anderen Bereich ausgebildet
sein, der sich von den kleinen abrasiven Kornschichtteilen (hervorstehender Teil)
unterscheidet. An beiden Seiten des Schleifpunkts an den kleinen abrasiven Kornschichtteilen
ist die Quelle der Zufuhr und der Abgabeweg für die Schleifflüssigkeit
angeordnet und die Distanz zwischen diesen kann soweit wie möglich verkürzt
werden. Anschließend wird die Schleifflüssigkeit sich über den Schleifpunkt
hinweg ausreichend verbreiten und verhindern, dass sich Schleifabfälle an den
ultra-abrasiven Körnern ansammeln und wird diese sanft wegspülen. Darüber
hinaus kann der Durchmesser der Öffnung an den kleinen abrasiven Kornschichtteilen
im Bereich eines Durchmessers von 0,5–3,0 mm eingestellt werden.
Wenn der Durchmesser (d) der Öffnung kleiner als 0,5 mm ist,
kann die Schleifflüssigkeit nicht ausreichend zum Schleifpunkt befördert
werden. Wenn der Durchmesser 3,0 mm übersteigt, ist dies nicht gewünscht,
da das Existenzverhältnis der kleinen abrasiven Kornschichtteile absinken wird
und die Schleif-Eignung sich verschlechtern wird. Darüber hinaus kann der Durchmesser
(D) der vorstehenden Teile 2–10 mal größer als der Durchmesser
(d) einer Öffnung sein.
Dann ist es möglich, die Ablagerung von Schleifabfall an den
Schleifpunkten zu verhindern und diese innerhalb dieser Grenzen sanft wegzuspülen.
Der Bereich der Höhe der vorstehenden Teile zum Basismetall kann innerhalb
des Bereichs von 0,1–5,0 mm liegen. Schleifflüssigkeit und Schleifabfälle
werden leicht zwischen den Abgabewegen am Basismetall und den Schleifpunkten abgegossen,
wenn sie innerhalb dieses Bereichs liegen. Der Bereich der Distanz zwischen benachbarten
hervorstehenden Teilen (L) kann 1/3–2 Mal dem mittleren äußeren
Durchmesser (D) der vorstehenden Teile entsprechen. Wenn dies innerhalb dieses Bereichs
liegt, kann das Intervall der kleinen abrasiven Kornschichtteile entsprechend höher
eingestellt werden, der Anpressdruck der ultra-abrasiven Körner kann bei hohem
Wert aufrecht erhalten werden und darüber hinaus können verschiedene Schleifabfälle
mit der Schleifflüssigkeit durch diesen Spalt sanft abgelassen werden.
Die abrasive Kornschicht kann in der Form eines Rings mit zwei oder
mehreren Schichten oder in der Form einer Spirale ausgebildet sein.
Dann kann die Summe der Schleiflänge jeder abrasiven Kornschicht
in der Richtung nahezu parallel zur relativen Bewegungsrichtung eines Schleifwerkstücks
nahezu gleichmäßig an der Arbeitsposition der Richtung hergestellt werden,
die nahezu senkrecht in Bewegungsrichtung des Schleifwerkstücks schneidet.
Darüber hinaus kann dann, wenn eine abrasive Kornschicht aus
drei oder mehreren Schichten aufgebaut ist, die Summe des Bereichs des abrasiven
Kornschicht-Abschnitts an der Arbeitsposition, die senkrecht in der Richtung nahezu
parallel zur relativen Bewegungsrichtung eines Schleifwerkstücks schneidet,
leicht gleichmäßig ausgestaltet werden.
Der Ausgabeweg kann zwischen den abrasiven Kornschichten von zwei
oder mehreren Schichten in der Richtung eines Durchmessers in Intervallen ausgebildet
sein.
Der Ausgabeweg kann aus dem Unter-Ausgabeweg, der zwischen den kleinen
abrasiven Kornschichtteilen, die aneinander benachbart sind, Bild ist, und ebenso
einem Haupt-Ausgabeweg, der zwischen der Vielzahl abrasiver Kornschichten, die in
der Form eines Rings oder einer Spirale benachbart zueinander in der Richtung des
Durchmessers ausgebildet sind, bestehen.
Verschiedene Arten von durch das Schleifen in kleinen abrasiven Kornschichtteilen
erzeugten Schleifabfällen werden mit der von der Öffnung an kleinen abrasiven
Kornschichtteilen beförderten Schleifflüssigkeit weggespült und strömen
entlang dem Unter-Ausgabeweg.
Zusätzlich werden sie durch den Haupt-Ausgabeweg nach außen
abgegeben.
Dann werden die Schleifabfälle leicht abgegeben und eine Ablagerung
und Ansammlung zwischen den ultra-abrasiven Körnern wird unterdrückt.
Darüber hinaus kann eine einzelne Schicht ultra-abrasiver Körner
an der metallischen Binderphase des kleinen abrasiven Kornschichtteils zur Dickenrichtung
hin anhaften und wird als abrasives Werkzeug mit einzelner Schicht bezeichnet. Das
abrasive Werkzeug mit der metallischen Binderphase kann erste abrasive Kornschichtteile
und zweite abrasive Kornschichtteile besitzen.
Die ersten kleinen abrasiven Kornschichtteile haben eine Neigung in
einer Richtung gegen die zentrale Linie hin zur Richtung eines Durchmessers und
die zweiten abrasiven Kornschichtteile haben eine Neigung in der entgegengesetzten
Richtung gegen die oben erwähnten ersten kleinen abrasiven Kornschichtteile.
Da die ersten und zweiten abrasiven Kornschichtteile verlängert
sind und hauptsächlich zur Richtung des Zentrums des Basismetalls hin angeordnet
sind, wird die Stabilität des Schleifwerkzeugs während des Schleifens
verbessert.
Die Kontaktoberfläche und der Kontaktdruck auf das Schleifwerkstück
werden ebenso stabilisiert und dann wird eine minimale Vibration unterdrückt
und das Schleifwerkstück wird auch in Teilbereichen nicht beschädigt.
Darüber hinaus sind die ersten und zweiten abrasiven Kornschichtteile
auf die zentrale Linie in einer rechten bzw. entgegengesetzten Richtung geneigt
und eine Verstopfung wird überwunden und ein Abfall der Schärfe kann auf
diese Weise verhindert werden.
In Bezug auf die relative Bewegung zwischen dem Schleifwerkstück
und den oben erwähnten abrasiven Werkzeugen ist beispielsweise die Schleiflänge
der ersten kleinen abrasiven Kornschichtteile lang und neigt dazu, eine Verstopfung
zu bewirken, auf der anderen Seite jedoch weisen die zweiten abrasiven Kornschichtteile
eine kurze Schleiflänge auf.
Daher werden eine Verstopfung und die Auflösung von Verstopfungen
in Mikroregionen durchgeführt und dann kann eine minimale Vibration während
des Schleifens unterdrückt werden.
Darüber hinaus können die ersten und zweiten kleinen abrasiven
Kornschichtteile jeweils im Längenverhältnis unterschiedlich sein.
Die Stabilität wird verbessert und wenn das Längenverhältnis
klein ist, wird die Eignung der Auflösung von Verstopfungen verbessert.
Darüber hinaus können die abrasiven Kornschichtteile sich
gegenseitig trennen und hauptsächlich in rhombischer Form vorliegen und können
in einem Strahlenmuster angeordnet sein.
Darüber hinaus sind die ersten und zweiten abrasiven Kornschichtteile
in der Richtung eines Umfangs des Basismetalls angeordnet und wiederum kann die
abrasive Kornschicht die Form eines Rings annehmen.
Unter Betrachtung der relativen Bewegung zwischen dem Schleifwerkstück
kann eine der ersten und zweiten abrasiven Kornschichten aufgrund einer langen Schleiflänge
eine Verstopfung bewirken, eine andere kann die Verstopfung auflösen, da die
Schleiflänge kurz ist und dann kann der Abfall der Schärfe verhindert
werden.
Ein Durchführen einer Verstopfung und wiederum eine Auflösung
der Verstopfung während des Schleifens kann eine minimale Vibration während
des Schleifens unterdrücken und dann kann eine gute Schärfe aufrecht erhalten
werden.
Die kleinen abrasiven Kornschichtteile weisen einen Abschnitt mit
einer eindirektionalen Neigung auf, die zentrale Linie der Richtung des Durchmessers,
der durch das Zentraum eines Basismetalls verläuft, auf und einen Abschnitt,
der in eine entgegengesetzte Richtung geneigt ist.
Die Stabilität während des Schleifens wird verbessert und
eine minimale Vibration usw. werden unterdrückt und darüber hinaus neigt
eines der kleinen abrasiven Kornschichtteile dazu, eine Verstopfung mit langer Schleiflänge
auszuführen, und die andere neigt dazu, mit der kurzen Schleiflänge die
Verstopfung aufzulösen und dann kann ein Abfall der Schärfe verhindert
werden.
Darüber hinaus können die kleinen abrasiven Kornschichtteile
dritte kleine abrasive Kornschichtteile und vierte kleine abrasive Kornschichtteile
enthalten, die in der Form einer Kurve ausgebildet sind und auf beiden Seiten einer
zentralen Linie vorliegen können, und beiden Seiten gegenüberliegend oder
versetzt zueinander entlang der zentralen Linie angeordnet sein können.
Die kleinen abrasiven Kornschichtteile können über das gesamte
Basismetall angeordnet sein und können einen Anstieg der Menge an Schleifen
deutlicher und ebenso die Auflösung von Verstopfungen unterstützen.
Die kleinen abrasiven Kornschichtteile können durch ein einzelnes
ultra-abrasives Korn gekennzeichnet sein, das an der metallischen Binderphase anhaftet.
Da jedes ultra-abrasive Korn einzeln an jedem hervorstehenden Teil
anhaftet, können Schleifabfälle und Schlamm usw. nicht blockiert und zwischen
ultra-abrasiven Körnern abgelagert werden und werden nicht verfestigter Abfall
und werden dann sanft ausgegeben.
Darüber hinaus wird auch dann wenn das Schleifwerkstück
elastisch wäre wie das Pad eines CMP-Geräts, die gesamte Oberfläche
nicht in Kontakt kommen und ein Schleifen wird nur durch das einzelne ultra-abrasive
Korn an kleinen abrasiven Kornschichtteilen ausgeführt.
Daher wird der Anpressdruck bei hohem Wert aufrecht erhalten, die
Schärfe ist gut und das Abgabe-Verhalten für Schleifabfälle ist ebenso
gut.
Darüber hinaus kann das ultra-abrasive Korn an den kleinen abrasiven
Kornschichtteilen, die an den konkaven Teilen an der oberen Oberfläche der
hervorstehenden Teile eines Basismetalls ausgebildet sind, anhaften.
Wenn ultra-abrasive Körner durch Elektroplattieren usw. am konkaven
Teil von hervorstehenden Teilen während der Herstellung von einem abrasiven
Werkzeug angeordnet und angehaftet werden, ist die Positionierung der ultra-abrasiven
Körner leicht und es kann so projiziert und angeordnet werden, dass der Eckteil
des Kristallobjekts eines ultra-abrasiven Korns sich auf einen
oberen Teil hin dreht.
Daher sind das Schleif-Verhalten und die Schleifgenauigkeit sowie
Schleif-Effizienz hoch.
Darüber hinaus kann der äußere Durchmesser (D) eines
hervorstehenden Teils 1,3 bis 3 Mal so groß sein wie der mittlere Partikeldurchmesser
eines ultra-abrasiven Korns.
Innerhalb dieser Grenzen ist es möglich, die Ablagerung von Schleifabfällen
am Schleifpunkt zu verhindern und diese Schleifabfälle sanft wegzuspülen.
Wenn der Durchmesser kleiner als 1,3 Mal ist, ist die Intensität
der hervorstehenden Teile schwach und die ultra-abrasiven Körner werden leicht
durch den Schleifwiderstand abfallen und die vorstehenden Teile werden leicht berechnet.
Wenn er größer als 3 Mal ist, wird die Anordnung des Intervalls der ultra-abrasiven
Körner zu groß und die Schleif-Eignung wird abfallen oder ein Fehler sowie
das Beschleunigen des Abriebs der ultra-abrasiven Körner wird auftreten.
Darüber hinaus kann der Bereich der Höhe (H) der vorstehenden
Teile zum Basismetall innerhalb des Bereichs von 0,05–3,0 mm liegen.
Innerhalb dieses Bereichs werden die Schleifflüssigkeit sowie
die Schleifabfälle leicht abgegossen und können zwischen dem Schleifpunkt
und dem Ausgabeweg auf dem Basismetall abgegeben werden.
Ein galvanisch abgeschiedenes abrasives Werkzeug gemäß der
vorliegenden Erfindung kann blockförmige ultra-abrasive Körner aufweisen,
die Schärfe der ultra-abrasiven Körner mit blockförmiger Form ist
jedoch schlechter als die ultra-abrasiver Körner mit ungleichmäßiger
Form.
Da die blockförmigen ultra-abrasiven Körner die Form von
regulären Polygonen aufweisen sowie eine rechtwinkliges Hexagon, dessen Eckteil
selten herausragt, oder die Form nahe der Form einer Kugel, fallen der Eckteil oder
der Teil an der Gratlinie usw. selten ab oder werden zersplittert und produzieren
selten Fragmente durch Absplitterung usw.
Darüber hinaus schneidet es nicht zu sehr während des Schleifens
und dann wird selten ein Kratzer am Schleifwerkstück produziert.
Darüber hinaus liegen dann, wenn die ultra-abrasiven Körner
blockförmig sind, diese einzeln und verteilt vor und die kleinen abrasiven
Kornschichtteile, in denen eine Vielzahl blockförmiger ultra-abrasiver Körner
verteilt und durch die metallische Binderphase angehaftet sind, sind angeordnet
und gegenseitig verteilt.
Anschließend wird die absolute Anzahl eines ultra-abrasiven Korns
reduziert und das Schneidverhalten und die Schärfe eines Eckteils werden in
gutem Zustand gehalten, wenn ein einzelnes ultra-abrasives Korns an jedem kleinen
abrasiven Kornschichtteils angebracht wird.
Darüber hinaus sind das Einschneiden und das Schneid-Verhalten
eher gut und das Schleif-Verhalten wird in gutem Zustand gehalten, da das Schleifen
an der Kantenlinie der Matrix ultra-abrasiver Körner um den Umfangsbereich
durchgeführt wird, wenn die ultra-abrasiven Körner angesammelt sind.
Darüber hinaus haften eine Vielzahl ultra-abrasiver Körner
an den kleinen abrasiven Kornschichtteilen an und blockförmige ultra-abrasive
Körner können am Umfang angeordnet sein.
Obwohl die Schärfe an dem Innenbereich der blockförmigen
ultra-abrasiven Körner schlecht im Vergleich zu anderen abrasiven Körnern
ist, kann das Schleifbearbeiten auf das Schleifwerkstück hin in gutem Zustand
ausgeführt werden, da das Einschneiden und die Schärfe an dem Eckteil
und einem Teil an der Kantenlinie an der umfänglichen Seite ohne andere abrasive
Körner gut ist.
Das an jedem der kleinen abrasiven Kornschichtteile vorgesehene ultra-abrasive
Korn kann in 1–500 Stücken hergestellt sein und das Verhältnis
der ultra-abrasiven Körner zum gesamten Oberflächenprodukt der oben erwähnten
abrasiven Kornschicht gezählt über die Flächenprojektion kann bei
2%–80% des Bereichs eingestellt werden.
Elektrolytisch abgelagerte abrasive Werkzeuge gemäß dieser
Erfindung können als CMP-Conditioner sinnvoll sein.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht auf die Polieroberfläche
des galvanischen abrasiven Rads, bei der der umfängliche Bereich gemäß
der beanspruchten Erfindung fehlt.
2 ist ein Längsschnitt am zentralen Teil des galvanischen
abrasiven Rads, das in 1 gezeigt ist.
3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht
des prinzipiellen Teils der kleinen abrasiven Kornschicht des galvanischen abrasiven
Rads, das in 2 gezeigt ist.
4A, B, C, D stellen einen Herstellungsprozess des galvanischen
abrasiven Rads dar.
5 ist eine 500-fach vergrößerte Fotografie,
die einen Teil eines Pads zeigt, welcher durch Reifen auf einem galvanischen abrasiven
Rad ausgeführt wurde.
6 ist eine 500-fach vergrößerte Fotografie,
die einen Teil eines Pads zeigt, der das Schleifen auf einem galvanischen abrasiven
Rad ausgeführt hat.
7 ist eine Draufsicht auf die Polieroberfläche
des galvanischen abrasiven Rads, dem der umfängliche Bereich der beanspruchten
Erfindung fehlt.
8 ist ein Längsschnitt am zentralen Teil des galvanischen
abrasiven Rads, wie es in 7 gezeigt ist.
9 ist eine Draufsicht auf die Polieroberfläche
des galvanischen abrasiven Rads gemäß der vorliegenden Erfindung.
10 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht
des zentralen Bereichs und des umfänglichen Bereichs des galvanischen abrasiven
Rads, wie es in 9 gezeigt ist,
11 ist eine Draufsicht auf eine Oberfläche, die
mit einer abrasiven Kornschicht versehen ist.
12 ist eine Teilvergrößerung der zweiten
abrasiven Kornschicht des in 11 gezeigten Rads.
13 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B
des in 12 gezeigten Rads.
14 zeigt den Herstellungsprozess des Rads aus
11.
15 ist eine Darstellung, die die Beziehung der Position
der abrasiven Kornschicht und der Arbeitsbelastung in Drehrichtung eines Pads über
den Halbkreisabschnitt des in 11 gezeigten Rads, wie
es durch die gepunktete Linie angezeigt ist, zeigt.
16 ist eine Draufsicht auf ein Rad, dem die Mündungsteile
gemäß der beanspruchten Erfindung fehlen.
17 ist eine Draufsicht auf ein Rad, dem ein zentraler
Bereich, der die beanspruchten Mündungsteile enthält, fehlt.
18 ist eine teilweise Vergrößerung der abrasiven
Kornschicht des in 17 gezeigten Rads.
19 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C,
die eine andere Form der kleinen abrasiven Kornschichtteile zeigt.
20 ist eine teilweise Vergrößerung der abrasiven
Kornschicht des Rads, das dem Rad aus 17 ähnlich
ist.
21 ist eine teilweise Vergrößerung der abrasiven
Kornschicht eines Rads, dem der zentrale Bereich mit Mündungsteilen, die in
der beanspruchten Erfindung erforderlich sind, fehlten.
22 ist eine teilweise Vergrößerung der abrasiven
Kornschicht eines Rads, dem bestimmte zentrale und umfängliche Abschnitte,
wie es in der beanspruchten Erfindung erforderlich ist, fehlen.
23 ist eine teilweise Vergrößerung der abrasiven
Kornschicht eines Rads, dem ein zentraler Abschnitt mit Mündungsteilen fehlt.
24 ist eine Draufsicht auf die Oberfläche, die
mit der abrasiven Kornschicht eines Rads, dem unterschiedliche zentrale und umfängliche
Abschnitte fehlen, versehen ist.
25 ist eine teilweise Vergrößerung der abrasiven
Kornschicht des in 24 gezeigten Rads.
26 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie D-D
der kleinen abrasiven Kornschichtteile des in 25 gezeigten
Rads.
27(A), (B), (C), (D) sowie (E) sind Figuren, die den Herstellungsprozess
des Rads gemäß 24 zeigen.
28 ist eine Draufsicht auf ein anderes Rad, dem die
in den Ansprüchen erforderlichen Zentralen und Abschnitte fehlen.
29 zeigt die Beispiele der Modifikation der hervorstehenden
Teile der kleinen abrasiven Kornschichtteile (A) zeigt eine Draufsicht auf eine
zentrale Längsschnittansicht der anderen hervorstehenden Teile und (B) zeigt
die Draufsicht und die Seitenansicht anderer hervorstehender Teile.
30 zeigt das Verhältnis des Durchmessers der längsten
zwei Symmetrieachsen auf dem Bild von ultra-abrasiven Körnern, die zweidimensional
projiziert sind, (A), (B) und (C) zeigen ein blockförmiges ultra-abrasives
Korn und (D) zeigt ein ungleichmäßiges ultra-abrasives Korn.
31 ist eine Draufsicht auf die in 30
gezeigten abrasiven Kornschichtteile.
32 ist ein perspektivisches Diagramm der prinzipiellen
Teile des konventionellen CMP-Geräts.
33(A) zeigt eine teilweise Draufsicht auf das galvanische abrasive
Rad in 32 und (B) zeigt den Längsschnitt entlang
der Linie A-A aus 33(A).
34 ist ein Teillängsschnitt der abrasiven Kornschicht,
wie sie in 33 gezeigt ist.
Kurze Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Im Anschluss werden Ausführungsformen sowohl in Übereinstimmung
mit als auch nicht in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung durch
die anhängenden Zeichnungen erläutert und da die gleichen Bezugszeichen
in gleichen Abschnitten der oben erwähnten konventionellen Technologie verwendet
wurden, wird deren Erläuterung unterlassen.
Auf dem galvanischen abrasiven Rad 20 (galvanisches abrasives
Werkzeug), wie es in den 1 und 2
gezeigt ist, sind nahezu beulenähnliche Hügelteile 21 (hervorstehender
Teil) in Intervallen von vorbestimmter Länge an einer Seite 19a es
Basismetalls 19 ausgebildet, die nahezu eine runde Form in einer Scheibenform
aufweisen und aus Edelstahl usw. bestehen.
Eine abrasive Kornschicht 22 ist an der Oberfläche an
einer Seite 19a ausgebildet und eine Schleifoberfläche 20a
ist an der Oberfläche ausgebildet.
Zusätzlich ist der Hügelteil 21 am zentralen Abschnitt
in der Form eines nahezu Gitters oder Netzes angeordnet und außer am ringförmigen
umfänglichen Abschnitt 23 am Umfang der einen Seite 19a.
An der abrasiven Kornschicht 22 sind die ultra-abrasiven
Körner 14 sowie Diamanten und CBN an der galvanischen Metallphase
25, die beispielsweise aus Nickel besteht und beispielsweise galvanisch
hergestellt wurde, angeordnet.
Darüber hinaus sind die ultra-abrasiven Körner
14 nur an jedem Hügelteil 21 angebracht und nicht am Boden
der abrasiven Kornschicht 22a zwischen dem Hügelteil 21 und
dem Hügelteil 21.
Auf dem Hügelteil 21 ist der kleine abrasive Kornschichtteil
24 am Abschnitt einer abrasiven Kornschicht 22 vorbereitet und
besteht aus dem ultra-abrasiven Korn 14, das entlang der Oberfläche
nahezu in säulenförmiger Form vorbereitet ist und aus der galvanischen
Metallphase 25.
An dem in 3 gezeigten kleinen abrasiven
Kornschichtteil 24 ist jeder Hügelteil 21 eines Basismetalls
19 durch die Seitenwand 21c, dem Eckteil R 21a sowie
die Oberseite 21b ausgebildet und beispielsweise mit den ultra-abrasiven
Körnern 14 innerhalb der Bereiche von 11–500 Stück versehen,
die durch die galvanische Metallphase 25 an deren gesamter Oberfläche
anhaften.
Wenn weniger als 11 ultra-abrasive Körner 14 vorliegen,
kann ein hohes Schleifen und ein abschließendes Schleifen des Pads
4 nicht kontinuierlich durchgeführt werden.
Wenn mehr als 500 ultra-abrasive Körner vorliegen, erwächst
ein Fehler dahingehend, dass eine Verstopfung leicht eintreten kann.
Der maximale Durchmesser D jedes kleinen abrasiven Kornschichtteile
24 wird innerhalb des Bereichs von ϕ 1–10 mm genommen.
Die Höhe H vom Boden der abrasiven Kornschicht 22a wird
mehr als der mittlere Partikeldurchmesser des ultra-abrasiven Korns 14
genommen und mehr als zweimal dem mittleren Partikeldurchmesser in einem bevorzugten
Fall.
Zusätzlich wird er durchschnittlicht Partikeldurchmesser eines
ultra-abrasiven Korns 14 weit weniger als 1 mm, beispielsweise von 0,1
mm–etwa 0,7 mm eingestellt.
Die Höhe H wird bei mehr als dem mittleren Partikeldurchmesser
eines ultra-abrasiven Korns 14 eingestellt, da nur die ultra-abrasiven
Körner 14 das Pad 4 zum Zeitpunkt des Schleifens des Pads
4 berühren und da der Boden der abrasiven Kornschicht 20a
nicht das Pad 4 berührt.
Zusätzlich soll jeder kleine abrasive Kornschichtteil
24 die gleiche Höhe aufweisen.
Darüber hinaus wird der Bereich der ultra-abrasiven Körner
14 innerhalb des Bereichs von 20–80% zur gesamten Oberfläche
einer Polieroberfläche 20a eines galvanischen abrasiven Rads
20 in der Flächenprojektion eingestellt.
Wenn der Bereich eines ultra-abrasiven Korns 14 kleiner als
20% ist, besteht die Möglichkeit, dass ein ultra-abrasives Korn 14
zum Zeitpunkt des Schleifens abfallen kann und das Werkzeugleben wird kurz werden.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass ultra-abrasive
Körner 14 an dem Pad 4 anhaften und das Pad 4 schädigen.
Darüber hinaus besteht dann, wenn der Bereich 80% übersteigt,
die Möglichkeit, dass eine Verstopfung am galvanischen abrasiven Rad
20 auftritt.
Das dargestellte galvanische abrasive Rad 20 ist wie oben
erwähnt aufgebaut.
Im Anschluss erläutert 4 das Herstellungsverfahren
eines galvanischen abrasiven Rads 20.
In 4(A) ist eine Seite eines als Scheibe ausgebildeten
Basismetalls 19, das aus SUS304 usw. besteht, 19a durch Ätzen
usw. entfernt und eine Vielzahl von Hügelteilen 21A mit nahezu säulenförmiger
Form ist als Gittermuster übrig geblieben.
Der durch Ätzen entfernte Abschnitt bildet den Bodenteil
22A.
Schwefelsäure oder Salpetersäure kann auf eine Seite
19a mit einem Hochdruck-Strahl oder durch Elektrolyse-Ätzung oder
Bearbeitung mit elektrischer Entladung aufgesprüht werden, dann hinterlässt
es den Hügelteil 21A – insbesondere andere Abschnitte können
ausgebildet werden.
Somit werden die in 4(B) gezeigten Hügelteile
21A an einer Seite 19a mit konkav-konvexer Oberfläche, die
in der Form eines Gitters verbleibt, ausgebildet.
Jeder Hügelteil 21A wird zu einer nahezu säulenförmigen
Form mit einem vorab bestimmten äußeren Durchmesser D und einer Höhe
H.
Anschließend werden die Hügelteile 21 abgeschrägt
und in eine nahezu säulenförmige Form ausgebildet, wie sie in
4(C) gezeigt ist, durch Polieren der Kante jedes Hügelteils
21A mit einem Sandstrahl, einer Barrel-Polierung usw. auf dieser einen
Seite 19a.
Alternativ hierzu kann das in 4(C) gezeigte Basismetall
19 durch Modell-Herstellung ausgebildet werden.
Zusätzlich werden nun das Galvanisieren der ultra-abrasiven Körner
14 unter Bezugnahme auf 3 gezeigt.
Außer für jeden abgedeckten Hügelteil 21 wird
die galvanische Schicht an der gesamten Oberfläche jedes Hügelteils
21 als Grundierungs-Galvanikschicht 25, die aus Nickel (Kupfer,
Chrom usw. sind ausreichend) hergestellt.
Nachfolgend werden mittels Galvanisieren einer Vielzahl ultra-abrasiver
Körner 14 an der galvanischen Grundierschicht 25a durch die
erste galvanische Metallphase 25b, die aus Nickel (Kupfer, Chrom usw. sind
ausreichend) besteht, angebracht.
Zusätzlich wird von einer Seite 19a ein Abdeckbogen
abgestreift.
Dann wird die zweite galvanische Metallphase 25c, die beispielsweise
aus Nickel (Kupfer, Chrom usw. sind ausreichend) besteht, auf der gesamten Oberfläche
wiederum durch Elektroplattieren ausgebildet.
Zusätzlich ist es nicht notwendig, eine zweite galvanische Metallphase
25c am Bodenteil 22A auszubilden.
In diesem Fall wird der Bodenteil 22A des Basismetalls
19 als Boden 22a der abrasiven Kornschicht aufgebaut.
Die ultra-abrasiven Körner 14 werden durch die galvanische
Metallphase 25, die aus der galvanischen Grundschicht 25a und
der ersten und zweiten galvanischen Metallphase 25b und 25c besteht,
angehaftet.
Dann wird die abrasive Kornschicht 22 wie in den
3 und 4(D) vorbereitet und das galvanische
abrasive Rad 20 wird ausgebildet.
Zusätzlich sind eine Vielzahl kleiner abrasiver Kornschichtteile
24 außer im umfänglichen Abschnitt 23 der Schleifoberfläche
20a des galvanischen abrasiven Rads 20 gemäß der oben
erwähnten Erläuterung angeordnet.
Die Anordnung der kleinen abrasiven Kornschichtteile 24 kann
über die gesamte Schleifoberfläche 20a ohne auf die oben beschriebenen
Beispiele beschränkt zu sein, ausgeführt werden.
Das dargestellte galvanische abrasive Rad 20 wird mit der
oben erwähnten Zusammensetzung vorbereitet.
Mit dem in 32 gezeigten Arm
10 des CMP-Geräts 1 ist ein galvanisches abrasives Rad
20 ausgestattet, der Arm 10 wird beispielsweise auf das Pad
4 auf dem Drehtisch 3 verschwenkt, wenn die Konditionierung eines
Pads 4 ausgeführt wird.
Ein Verschwenken des galvanischen abrasiven Rads 20 in beide
Richtungen wird ausgeführt und das Schleifen des Pads 4 durchgeführt
und dann wird die Flachheit wiederhergestellt oder aufrecht erhalten.
Im Falle des Schleifens führen auf jedem kleinen abrasiven Kornschichtteil
24 des galvanischen abrasiven Rads 20 die ultra-abrasiven Körner
14 am Eckteil R 21a das raue Schleifen eines Pads 4 zuerst
durch.
Dann können die ultra-abrasiven Körner 14 am oberen
Teil 21b, die dem Eckteil R 21a folgen, ein finales Schleifen
ausführen.
Darüber hinaus werden im Falle des Schleifens die ultra-abrasiven
Körner 14 zusammen mit dem Eckteil R 21a an einem oberen
Teil 21b auf den Hügelteilen 21 angehaftet.
Dann steht die gesamte Schleifoberfläche einer abrasiven Kornschicht
22 nicht im Kontakt mit einem Pad 4.
Und da sie nur mit den ultra-abrasiven Körnern 14 an
dem abrasiven Kornschichtteil 24 während des Schleifens in Kontakt
kommt, kann der Anpressdruck an den ultra-abrasiven Körnern 14 hochgehalten
werden und die Schärfe wird aufrecht erhalten.
Daher wird die Öffnung der geschäumten Schicht im Pad
4 sauber geschnitten und eine Öffnung wird nicht zersplittern und
dann kann die Halte-Eignung für Schlamm oder Schlämme hoch gehalten werden.
Darüber hinaus wird ein Kontakt über die gesamte Oberfläche
nicht auftreten und dann wird die Schleifflüssigkeit innerhalb der geschäumten
Schicht nicht während des Schleifens herausgewischt und dann wird das Schleifen
mit der eingeschlossenen Feuchtigkeit durchgeführt.
Darüber hinaus kann dann, wenn ein Teil der ultra-abrasiven Körner
14 an dem Eckteil R 21a der kleinen abrasiven Kornschichtteile
24 abgerieben wurde, ein Schleifen durch die ultra-abrasiven Körner
14 an den verbleibenden Eckteilen R 21a durchgeführt werden
und dann kann die Lebensdauer des galvanischen abrasiven Rads 20 verbessert
werden.
Darüber hinaus kommt der Boden der abrasiven Kornschicht
22a nicht in Kontakt mit dem Pad 4 und das Pad 4 berührt
nur das ultra-abrasive Korn 14 des kleinen abrasiven Kornschichtteils
24 während des Schleifens.
Dann kann Schleifflüssigkeit am Boden einer abrasiven Kornschicht
22a zwischen den kleinen abrasiven Kornschichtteilen 24 gehalten
werden und darüber hinaus können Schleifabfälle usw. durch den Boden
einer abrasiven Kornschicht 22a ausgegeben werden.
Nachfolgend wird der Zustand des durch das dargestellte galvanische
abrasive Rad 22 geschliffenen Schleifpads 4, wie es in
5 gezeigt ist, dargestellt.
5 ist eine 500-fach vergrößerte Fotografie
der Oberfläche des Pads 4.
In dieser Figur unterliegen die Öffnungen k der geschäumten
Schicht nicht einer Zersplitterung und das Schleifen der Oberfläche eines Pads
4 wird sauber ausgeführt und die Flachheit wurde wiederhergestellt.
Hierdurch wird zum Zeitpunkt der Polierung sowie einer Halbleiterscheibe
die Flachheit des Pads 4 mit dem Zustand wiederhergestellt, bei dem Schlämme
usw. sich ausreichend in der geschäumten Schicht des Pads 4 ansammeln
können.
Auf der anderen Seite wird in 6 der Zustand
des Pads 4, das mittels eines galvanischen abrasiven Rads mit konventioneller
Zusammensetzung geschliffen wurde, gezeigt.
Dort wo die ultra-abrasiven Körner so erzeugt wurden, dass sie
an der galvanischen Grundschicht auf einem flachen Basismetall durch Galvanisierung
anhaften und die Höhendifferenz am Boden der abrasiven Kornschicht 1/2 oder
niedriger dem mittleren Partikeldurchmesser eines ultra-abrasiven Korns eingestellt
wurde.
6 ist eine 500-fach vergrößerte Fotografie
der Oberfläche des Pads 4.
Gemäß dieser Fotografie werden Noppen, die sich von der
Oberfläche eines Pads 4 erheben, abgetragen und die Öffnungen
k der geschäumten Schicht werden deutlich zersplittern und eine Verstopfung
kann gesehen werden, da die Schleifoberfläche der abrasiven Kornschicht nahezu
mit der gesamten Oberfläche in Kontakt kommt.
Daher wird die Halte-Eignung für Schlämme des Pads
4 unzureichend und die Bearbeitbarkeit des Pads 4 wird schlecht.
Wie oben bereits erwähnt, wird das Schleifen ohne Kontakt des
Bodens der abrasiven Kornschicht 22a ausgeführt, die ultra-abrasiven
Körner 14 des kleinen abrasiven Kornschichtteils 24 berühren
jedoch das Pad 4.
Daher kann ein raues Schleifen und ein abschließendes Schleifen
kontinuierlich durchgeführt werden, der Anpressdruck an den ultra-abrasiven
Körnern 14 ist hoch, die Schärfe ist gut und das Schleifen kann
sauber ohne Zersplittern der Öffnung der geschäumten Schicht eines Pads
4 ausgeführt werden.
Darüber hinaus verbleiben Schleifabfälle nicht an den ultra-abrasiven
Körnern 14, eine Verstopfung tritt nicht ein und das Abgabe-Verhalten
für Schleifabfälle ist gut.
Darüber hinaus wird die Schleifflüssigkeit zwischen dem
kleinen abrasiven Kornschichtteil 24 und dem Boden der abrasiven Kornschicht
22a gehalten, was zwischen 24 ist, und ein Abwischen der Schleifflüssigkeit
an der geschäumten Schicht eines Pads 4 wird unterdrückt.
Anschließend wird der Zustand eines Pads 4 nicht trocken
und ein guter Feuchte-Zustand wird für das nasse Schleifen aufrecht erhalten.
Ein anderes Rad-Design wird durch die 7
und 8 erläutert.
Hierbei werden die gleichen Bezugszeichen für gleiche Abschnitte
wie in dem oben erwähnten Rad verwendet.
Wie gezeigt, weist das galvanische abrasive Rad 30 eine abrasive
Kornschicht 22 auf, die an einer Seite 19a eines Basismetalls
19 ausgebildet ist, sowie kleine abrasive Kornschichtteile 24,
die nicht im zentralen Abschnitt 31 einer abrasiven Kornschicht
22 ausgebildet ist, jedoch zwei oder mehrere Schichten kleiner abrasiver
Kornschichtteile 24, die an dem umfänglichen Abschnitt 32
in der Form eines konzentrischen Kreises bis zur Umfangskante hin angeordnet sind.
Viele kleine abrasive Kornschichtteile 24 mit der konzentrischen
Kreisform sind jeweils in der Richtung des Umfangs und des Durchmessers voneinander
getrennt.
Der Boden einer abrasiven Kornschicht 22a ist zwischen benachbarten
kleinen abrasiven Kornschichtteilen 24 angeordnet.
Darüber hinaus sind an der abrasiven Kornschicht 22
an der einzelnen Seite 19a eine Vielzahl ultra-abrasiver Körner
14 nur an jedem kleinen abrasiven Kornschichtteil 24 jeweils mit
der galvanischen Metallphase 25 angehaftet.
Das dargestellte galvanische abrasive Rad 30 kann mit einem
Halbleiterscheibenträger 5 ausgestattet verwendet werden, anstelle
eines Conditioners 8 und einer exzentrischen Position zum Pad
4 gedreht werden und das Schleifen des Pads 4 ausführen.
In diesem Fall ist es in Bezug auf die Schleifeffizienz sinnvoll,
die kleinen abrasiven Kornschichtteile 24 nicht ausgebildet zu haben, da
der zentrale Abschnitt 31 eines galvanischen abrasiven Rads 30
eine kleine Umfangsgeschwindigkeit und eine geringe Schleif-Eignung aufweist.
Zusätzlich können kleine abrasiven Kornschichtteile
24 spiralförmig am umfänglichen Abschnitt 32 angeordnet
sein, anstelle eines galvanischen abrasiven Rads 30 gemäß der
Ausführungsform, die mit einem kleinen abrasiven Kornschichtteil
24 in der Form eines konzentrischen Kreises ausgestattet ist.
Auch in diesem Fall wird der gleiche Effekt wie im zweiten dargestellten
Rad erreicht.
Alternativ hierzu können die kleinen abrasiven Kornschichtteile
24 in der Form von Gittern oder den Maschen eines Netzes usw. in zufälligen
Intervallen angeordnet sein.
Darüber hinaus kann die Anordnung dieser kleinen abrasiven Kornschichtteile
24 auf der gesamten Polieroberfläche 20a vorbereitet sein.
Darüber hinaus sind die Form der kleinen abrasiven Kornschichtteile
24 oder der Hügelteile 21 nicht auf dieses Beispiel beschränkt,
obwohl die kleinen abrasiven Kornschichtteile 24 und der Hügelteil
21 in nahezu säulenförmiger Form ausgebildet war, wie dies oben
erwähnt wurde.
Sie können in der Form einer konvex gekrümmten Oberfläche
so wie der Form einer Hemisphäre oder einer dreieckigen Pyramidenform ausgebildet
sein, wenn die Höhe H vom Boden der abrasiven Kornschicht 22a größer
als der durchschnittlicht Partikeldurchmesser eines ultra-abrasiven Korns
14 ist.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nunmehr
erläutert.
Das galvanische abrasive Rad 120 (galvanisches abrasives
Werkzeug) gemäß der Ausführungsform weist den gleichen Grundaufbau
wie das galvanische abrasive Rad 20 auf, das zuerst dargestellt wurde.
Die Oberfläche der abrasiven Kornschicht 122 stimmt
mit der Schleifoberfläche 20a überein und deren nahezu kreisförmiger
zentraler Abschnitt ist mit dem Bezugszeichen 124 versehen und der ringähnlich
geformte äußere Abschnitt ist der umfängliche Abschnitt
126.
An der einen Seite 19a des Basismetalls 19, wie
es in den 9 und 10 gezeigt
ist, ist eine Vielzahl von Hügelteilen 21 mit nahezu säulenförmiger
Form am zentralen Abschnitt 124 in der Form eines Gitters
oder von Netzen mit vorab bestimmten Intervall angeordnet.
Der konvexe ebene Teil 127 mit der ringähnlichen flachen
Ebene, deren Breite etwa 3 mm beträgt, ist am umfänglichen Abschnitt
126 ausgebildet.
Die Höhe des konvexen ebenen Teils 127 ist die gleiche
wie der Hügelteil 21. Am zentralen Abschnitt 124 sind wie
für die abrasiver Kornschicht 22 eine Vielzahl ultra-abrasiver Körner
14 durch die galvanische Metallphase 25 nur an jedem Hügelteil
21 angehaftet.
Der Boden der abrasiven Kornschicht 22a zwischen dem Hügelteil
21 wird als galvanische Metallphase 25 vorbereitet und die ultra-abrasiven
Körner 14 sind nicht ausgebildet.
Zusätzlich muss die galvanische Metallphase 25 nicht
am Boden einer abrasiven Kornschicht 22a ausgebildet sein und in diesem
Fall besteht der Boden der abrasiven Kornschicht 22a aus der exponierten
Oberfläche des Basismetalls 19.
An dem Hügelteil 21 ist die abrasive Kornschicht
22 der kleine abrasive Kornschichtteil 24, in dem die ultra-abrasiven
Körner 14 und die galvanische Metallphase 25 entlang der
Oberfläche in nahezu säulenförmiger Form ausgebildet sind.
Das Herstellungsverfahren des galvanischen abrasiven Rads
120 gemäß der Ausführungsform ist nahezu das gleiche wie
in dem früher beschriebenen und dargestellten Rad.
Das Herstellungsverfahren für eine galvanische Metallphase
25 ist in 10 erläutert. An dem kleinen
abrasiven Kornschichtteil 24 wird jeder der Hügelteile 21
am Basismetall 19 durch die Seitenwand 21c, die an sämtlichen
Umfängen ausgebildet ist, sowie dem Eckteil R 21a und dem oberen Teil
21b ausgebildet.
Die ultra-abrasiven Körner 14 mit einer Anzahl im Bereich
von 11–500 Stück haften an der gesamten Oberfläche durch die galvanische
Metallphase 25 an.
Am umfänglichen Abschnitt 126 sind ultra-abrasive Körner
14 separat an dem ringähnlichen konvexen ebenen Teil 127
mit der galvanischen Metallphase 25 verteilt und fixiert.
Zusätzlich weisen diese ultra-abrasiven Körner
14 eine gleiche Höhe H wie der kleine abrasive Kornschichtteil
24 auf.
Darüber hinaus wird der Grad der Konzentration ultra-abrasiver
Körner 14 am umfänglichen Abschnitt 126 höher als
der Grad der Konzentration von ultra-abrasiven Körnern 14 am zentralen
Abschnitt 124 eingestellt.
Zusätzlich wird die Galvanisierung von ultra-abrasiven Körnern
14 am zentralen Abschnitt 124 und dem umfänglichen Abschnitt
126 unter Bezugnahme auf 10 erläutert.
Eine Abdeckung wird außer für den konvexen ebenen Teil
127 und jeden Hügelteil 21 vorgesehen. Danach wird eine galvanische
dünne Grundschicht, die aus Nickel (Kupfer, Chrom usw. sind ausreichend) vollständig
über den konvexen ebenen Teil 127 in jedem Hügelteil
21 als galvanische Grundschichten 25a und 25b aufgebracht.
Im Anschluss werden eine Vielzahl ultra-abrasiver Körner
14 auf der galvanischen Grundschicht 25a und 25b mittels
Galvanisierung durch die erste galvanische Metallphase 25c und
25d, die aus Nickel besteht (Kupfer, Chrom usw. sind ausreichend) angehaftet.
Anschließend wird der Abdeckbogen von einer Seite 21a
weggenommen, eine Galvanisierung wird wiederum auf der gesamten Oberfläche
durchgeführt und die zweite galvanische Metallphase 25e und
25f, die beispielsweise aus Nickel besteht (Kupfer, Chrom usw. sind ausreichend)
wird ausgebildet.
Alternativ hierzu kann ein Abdeckbogen so wie er ist verbleiben, anschließend
kann die zweite galvanische Metallphase 25e und 25f nur am konvexen
ebenen Teil 127 und dem Hügelteil 21 ausgebildet werden.
In diesem Fall wird die galvanische Metallphase 25 nicht
am Boden der abrasiven Kornschicht 22a ausgebildet, die einen konkaven
Teil ausbildet.
Somit wird die abrasive Kornschicht 122, an der das ultra-abrasive
Korn 14 an den Hügelteilen 21 bzw. dem konvexen ebenen Teil
127 angehaftet wurde, durch die galvanische Metallphase 24 und
wie in 10 gezeigt, ausgebildet. Dort wo die galvanische
Metallphase 25 aus den galvanischen Grundschichten 25a und
25b und den ersten und zweiten galvanischen Metallphasen 25c,
25d, 25e und 25f besteht. Anschließend wird das
galvanische abrasive Rad 120 ausgebildet.
In diesem Fall kann der grad der Konzentration ultra-abrasiver Körner
14 am umfänglichen Abschnitt 126 höher als der des zentralen
Abschnitts 124 durch geeignetes Anordnen von Intervallen der kleinen abrasiven
Kornschichtteile 24 eingestellt werden.
Als ein anderer Prozess kann die Galvanisierung
separat durch Abdecken einer Seite des konvexen ebenen Teils 127 und wiederum
mit den Hügelteilen 21 ausgeführt werden.
In diesem Fall kann dann, wenn eine Anstiegs- und Absenkungs-Einstellung
des Maßes der Zugabe von ultra-abrasiven Körnern 14 in der Galvanisierungsflüssigkeit
ausgeführt wird, der Grad der Konzentration am umfänglichen Abschnitt
127 und dem zentralen Abschnitt 124 bei unterschiedlichen Werten
eingeregelt werden.
Darüber hinaus kann die abrasive Kornschicht 24 direkt
durch Galvanisierung ohne Vorbereiten einer galvanischen Grundschicht auf den Hügelteilen
21 und dem konvexen ebenen Teil 127 an einem Basismetall
19 ausgebildet werden.
Die Abdeckung wird unabhängig entfernt und eine Galvanisierung
kann für den Bodenteil 22A durchgeführt werden und anschließend
wird der Boden der abrasiven Kornschicht 22a ausgebildet.
Zusätzlich wird der Durchmesser des galvanischen abrasiven Rads
120 beispielsweise bei 101 mm eingestellt und die Breite des umfänglichen
Abschnitts 126 wird beispielsweise bei etwa 3 mm oder weniger eingestellt.
Der Bereich der ultra-abrasiven Körner 14 in Bezug auf
den gesamten Oberflächenbereich der Schleifoberfläche 20a wird
im Bereich von 20%–80% gezählt in einer Ebenenprojektion des galvanischen
abrasiven Rads 120 eingestellt.
Das galvanische abrasive Rad 120 gemäß der Ausführungsform
ist mit der oben erwähnten Zusammensetzung ausgestattet und die Konditionierung
wird in einer ähnlichen Form wie in der ersten Ausführungsform durchgeführt.
Zusätzlich ist in dem galvanischen abrasiven Rad 120
insbesondere gemäß dieser Ausführungsform der Grad der Konzentration
ultra-abrasiver Körner 14 höher im umfänglichen Abschnitt
126 auf der Polieroberfläche 20a als im zentralen Abschnitt
124.
Daher wird die Stabilität des galvanischen abrasiven Rads
120 zum Zeitpunkt des Schleifens hoch und das galvanische abrasive Rad
120 hängt selten und vibriert selten in vertikaler Richtung und dann
ist das Ebenengleichgewicht verbessert.
Darüber hinaus können Schleifabfälle usw. von der konkaven
Nut 17, die im umfänglichen Abschnitt 26 geeignet vorgesehen
ist, nach außen abgegeben werden. Am umfänglichen Abschnitt
126 wird, da die Höhendifferenz der ultra-abrasiven Körner
14 und der galvanischen Metallphase 25 etwa einem Drittel des
durchschnittlichen Partikeldurchmessers eines ultra-abrasiven Korns 14
entspricht und der Grad der Konzentration hoch ist, der Kontakt mit der gesamten
Oberfläche während des Schleifens leicht. Darüber hinaus wird dann,
wenn eine Verstopfung an den ultra-abrasiven Körnern 14 eintritt,
der Einfluss der Schärfe gering und zeigt an dem zentralen Abschnitt
124 kaum einen schlechten Einfluss auf das Schleifverhalten, da die Breite
des umfänglichen Abschnitts 126 bei etwa 3 mm oder niedriger eingestellt
ist.
Gemäß der Ausführungsform wie sie oben erwähnt
wurde können Vibrationen während des Schleifens unterdrückt werden,
da das Ebenengleichgewicht in einem guten Zustand während des Kontakts des
umfänglichen Abschnitts 126 des galvanischen abrasiven Rads
120 mit dem Pad 4 verbleibt.
Darüber hinaus berühren am zentralen Abschnitt
124 nur die ultra-abrasiven Körner 14 der einen abrasiven
Grundschichtteile 24 das Pad 4 und der Boden der abrasiven Kornschicht
22a kommt nicht während des Schleifens in Kontakt mit dem Pad
4. Daher ist der Anpressdruck an den ultra-abrasiven Körnern
14 hoch und ein raues Schleifen und ein abschließendes Schleifen kann
kontinuierlich durchgeführt werden und die Schärfe ist gut. Zusätzlich
kann das Schleifen fein ohne Zersplittern der Öffnung der geschäumten
Schicht des Pads 4 durchgeführt werden.
Darüber hinaus können in Bezug auf den umfänglichen
Abschnitt 126 eine Vielzahl kleiner abrasiver Kornschichtteile
24 in vorab bestimmten Intervallen ähnlich wie im zentralen Abschnitt
124 ausgebildet sein und die ultra-abrasiven Körner 14 auf
den Hügelteilen 21 können durch die galvanische Metallphase
24 anhaften.
In diesem Fall sind der Durchmesser D und die Höhe H der kleinen
abrasiven Kornschichtteile 24 genauso groß wie im zentralen Abschnitt
124 und das Intervall der kleinen abrasiven Kornschichtteile
24 wird enger eingestellt als im zentralen Abschnitt 124. Dann
kann der Grad der Konzentration der ultra-abrasiven Körner 14 angehoben
werden. Alternativ hierzu kann die Anzahl der ultra-abrasiven Körner
14, die an den kleinen abrasiven Kornschichtteile 24 am umfänglichen
Abschnitt 126 anhaften, mehr als die im kleinen abrasiven Kornschichtteil
24 am zentralen Abschnitt 24 betragen. Wenn eine solche Zusammensetzung
angewendet wird, ist die Schärfe gut und eine Verstopfung kann sicher verhindert
werden und das Abgabe-Verhalten von Schleifabfällen wird auch am umfänglichen
Abschnitt 126 verbessert.
Darüber hinaus kann die Anordnung der kleinen abrasiven Kornschichtteile
24 am zentralen Abschnitt 24 genau in der Form
eines konzentrischen Kreise angepasst werden und in der Form einer Spirale usw.
anstelle der Form eines Gitters oder von Netzen.
Zusätzlich sollte ein abrasives Werkzeug mit einem metallischen
Binderphase bevorzugt werden, das so hergestellt wurde, dass es die ultra-abrasiven
Körner durch Sintern ohne Verwendung von Galvanisierung wie in der galvanischen
Metallphase 25 usw. hält.
Ein anderes Rad 220 (abrasives Werkzeug mit einzelner Schicht)
ist in 11 gezeigt.
Wie in den 12 und 13
gezeigt, wird das Rad aus einer Vielzahl von Schichten (drei Schichten in dieser
Figur) abrasiver Kornschichten 224 vorbereitet und zusammengesetzt, die
in der Form eines Rings mit einem konzentrischen Kreis (oder nicht-konzentrischer
Kreis) ausgebildet ist, an der Umfangsseite der einen Seite 222a, die nahezu
rund auf dem scheibenförmigen Basismetall 222 vorbereitet wurde.
Die erste abrasive Kornschicht 224A ist am äußersten
Teil mit einem maximalen Durchmesser (beispielsweise der gleiche Durchmesser wie
das Basismetall 222) auf der abrasiven Kornschicht 224 ausgebildet.
An der Innenseite ist die zweite abrasive Kornschicht 224B
in einem Intervall ausgebildet und die dritte abrasive Kornschicht 224C,
die einen minimalen Durchmesser am innersten Teil aufweist, ist in einem Intervall
ausgebildet.
Die abrasive Kornschicht ist nicht innerhalb der dritten abrasiven
Kornschicht 224C ausgebildet.
Der ringförmige Abschnitt von der ersten bis zur dritten abrasiven
Kornschicht 224A und B und C an einer Seite 222a auf dem Basismetall
222 ist höher als der anderer Abschnitte in der Dicke eingestellt
(beispielsweise die Höhendifferenz H, wie die in 13
gezeigt ist). Als erster Basismetallteil 222A werden der zweite Basismetallteil
222B und der dritte Basismetallteil 222C angezeigt.
Zusätzlich ist an dem zweiten Basismetallteil 222B,
der in den 12 und 13 gezeigt
ist, eine Vielzahl zylindrischer Hügelteile 225 (hervorstehene Teile)
in vorab bestimmten Intervallen ausgebildet und die Öffnung 226 mit
runder Querschnittsform ist am Zentrum ausgebildet.
Zusätzlich sind die nahezu ringförmigen kleinen abrasiven
Kornschichtteile 228 an der oberen Oberfläche des Hügelteils
225 ausgebildet.
Die ultra-abrasiven Körner 214 sowie Diamant und CBN
werden auf diesen kleinen abrasiven Kornschichtteilen 228 durch die metallische
Binderphase (galvanische Metallphase) 215 aus Nickel oder einer Nickellegierung
geteilt und angehaftet.
Die ultra-abrasiven Körner 214 bilden das abrasive Werkzeug
mit einzelner Schicht, das nur eine Schicht in Dickenrichtung anordnet und dieser
kleine abrasive Kornschichtteil 228 ist beispielsweise durch Galvanisierung
erzeugt worden.
Zusätzlich sind viele kleine abrasive Kornschichtteile
228 mit der gleichen Zusammensetzung auf dem ersten Basismetallteil
222A und dem dritten Basismetallteil 222C ausgebildet.
Wie in 13 gezeigt, ist innerhalb des
Basismetallteils 222 ein Wasserweg 230 ausgebildet, der die Abschnitte
von den ersten bis dritten abrasiven Kornschichtteilen 224A,
224B und 224C abdeckt.
Dieser Wasserweg 230 verläuft durch die Öffnungen
226, die im Zentrum jedes kleinen abrasiven Kornschichtteils
228 ausgebildet sind, die von den ersten bis dritten abrasiven Kornschichten
224A, 224B und 224C vorbereitet sind.
Reines Wasser wird als Schleifflüssigkeit von der Zufuhrquelle,
die nicht dargestellt ist, hinzugeführt und durch das Innere des Wasserwegs
230 zirkuliert und dann von jeder Öffnung 226 nach außen
abgegeben.
Hierbei wird der innere Durchmesser d der Öffnung 226
im Bereich von 0,5 bis 3 mm eingestellt und der Durchmesser D des Hügelteils
225 (hervorstehender Teil) wird im Bereich von 2d–10d eingestellt.
Darüber hinaus wird die Höhe h des Hügelteils
225 von jedem Basismetallteil 222A, B und C im Bereich von 0,1–5
mm eingestellt.
Darüber hinaus wird die Distanz L zweier benachbarter Hügelteile
225 und 225 im Bereich von 1/3–2 Mal dem Durchmesser D
des Hügelteils 225 eingestellt.
Zusätzlich wird der Unter-Abgabeweg 232 beispielsweise
in der Form von Netzen zwischen benachbarten Hügelteilen 225 und
225 an jedem Basismetallteil 222A, B und C aufgebaut.
Eine abrasive Kornschicht wird nicht an diesem Unter-Abgabeweg
232 ausgebildet und die Schleifabfälle oder die Verfestigung von Schlämmen
usw. des Pads 4 werden mit der Schleifflüssigkeit abgegeben.
Darüber hinaus wird der hauptsächlich ringförmig ausgebildete
Haupt-Abgabeweg 234 in der Spalte zwischen der ersten bis dritten abrasiven
Kornschicht 224A, B und C ausgebildet.
Der Haupt-Abgabeweg 234, 234 ist breiter als der
Unter-Abgabeweg 232 und die Tiefe ist ebenso frei in der gleichen Distanz
wie die Höhendifferenz H der Basismetallteile 222A, 222B
und 222C ausgebildet.
Darüber hinaus wird die konkave Nut 117 für die
Abgabe von Schlämmen oder von Schleifabfällen usw. in der Durchmesserrichtung
in vorab bestimmten Intervallen von beispielsweise 45 Grad an der ersten bis dritten
abrasiven Kornschicht 224A, B und C ausgebildet. Diese konkave Nut
117 ist in einer Folge in 11 ausgebildet,
so dass eine gerade Linie auf die erste bis dritte abrasive Kornschicht
224A, B und C erzeugt werden kann.
Zusätzlich wird der Boden meistens in der gleichen Tiefenposition
wie der Haupt-Ausgabeweg 234 eingestellt.
Zusätzlich muss die konkave Nut 117 nicht notwendigerweise
in einer Reihe ausgebildet sein, sondern sie kann ebenso versetzt und auf die Durchmesserrichtung
hin an unterschiedlichen Positionen entlang der umfänglichen Richtung an der
ersten bis dritten abrasiven Kornschicht 224A, B und C ausgebildet sein.
Darüber hinaus können mehr konkave Nuten 117 an
der Außenschicht als an der Innenschicht ausgebildet sein.
Somit sind, wenn der Aufbau so wie oben beschrieben ausgebildet ist,
die Kühleffizienz und das Abgabe-Verhalten für Schleifabfälle zwischen
der ersten bis dritten abrasiven Kornschicht 224A, B und C gut.
Das Rad 222 wird wie oben erwähnt aufgebaut und im Anschluss
wird das Herstellungsverfahren für das Rad 222 durch 14
erläutert.
In 14(A) ist das Bezugszeichen 222a, das
eine Seite des scheibenförmigen Basismetalls 222 darstellt und beispielsweise
aus SUS304 usw. besteht, teilweise durch Ätzen usw. entfernt und die ringförmigen
Erhebungen zweier oder mehrerer Schichten werden übrig gelassen und als erster
Basismetallteil 222A, zweiter Basismetallteil 222B und dritter
Basismetallteil 222C bezeichnet.
Innerhalb der durch Ätzen entfernten Abschnitte bildet der Abschnitt
zwischen jedem Basismetallteil 222A, B und C den Haupt-Abgabeweg
234 aus.
Somit wird 222a an einer Seite eines Basismetalls
222 ausgebildet.
Zusätzlich kann eine Seite 222a durch eine Modellherstellung
usw. anstelle mittels Ätzung hergestellt werden.
Zusätzlich wird ein hohler Wasserweg 230 innerhalb des
Basismetalls 222 an dem Abschnitt ausgebildet, der die ersten bis dritten
Basismetallteile 222A, B und C bildet. Dieser Wasserweg 230 verläuft
durch die Öffnungen 226, die in vorbestimmten Intervallen an dem ersten
bis dritten Basismetallteilen 222A, B bzw. C eingestanzt wurden.
Im Anschluss wird in 14(A) die Maskierung außer
für den Abschnitt ausgebildet, der mit dem Hügelteil 225 äquivalent
ist, jede der Öffnungen 226 an dem ersten bis dritten Basismetallteilen
222A, B und C umgibt und dadurch einen Wasserweg 230 hindurch
verläuft.
Nickel oder eine Nickellegierung wird nun galvanisch in der meisten
zylindrischen Form abgeschieden, so dass der Umfang der Öffnungen
226 abgedeckt sein kann.
Eine Vielzahl von Hügelteilen wird bereits in vorab bestimmten
Intervallen ausgebildet, wie dies bei 225 in 14(B) gezeigt
ist.
Zusätzlich können Hügelteile 225 durch Ätzen,
eine Bearbeitung durch elektrische Entladung usw. anstelle der galvanischen Abscheidung
ausgebildet werden.
Zusätzlich bildet der Abschnitt außer den Hügelteilen
225 einen Unter-Ausgabeweg 232 an jedem der Basismetallteile
222A, B und C aus.
Dann werden vor der elektrischen Abscheidung von abrasiven Körnern
in 14(B) der Haupt- und der Unter-Ausgabeweg 234,
232 usw. außer die Mündungsteile 225 durch Harz abgedeckt.
Dann wird die elektrolytische Abscheidung ausgeführt und Luft
von den Öffnungen 226 durch den Wasserweg 230 ausgegeben.
Somit werden, wie dies in 14(C) gezeigt ist, ultra-abrasiven
Körner 14 an der oberen Oberfläche jedes Hügelteils
225 außer am Wasserweg 230 durch die metallischen Binderphasen
15 so wie Nickel anhaften.
Zusätzlich kann die elektrolytische Flüssigkeit, die ultra-abrasive
Körner 14 enthält, von jeder der Öffnungen 226
durch den Wasserweg 230 ausgegeben werden und auf den Hügelteilen
225 elektrolytisch abgeschieden werden.
In diesem Fall wird der Wasserweg 230 elektrolytisch abgeschieden,
ultra-abrasive Körner 14 haften jedoch nicht an.
Nebenbei bemerkt, wird an den ersten bis dritten abrasiven Kornschichten
224A, B und C, die voneinander über vorab bestimmte Intervalle in
der Durchmesserrichtung getrennt sind, die Breite Wa, Wb und Wc wie folgt eingestellt.
Sie wird so eingestellt, dass sie einen maximalen Wert an der innersten
abrasiven Kornschicht 224C aufweist und so eingestellt, dass die Breite
schrittweise zur Außenschicht hin schmaler wird. Daher wird sie wie folgt eingestellt:
Wa < Wb < Wc.
Zusätzlich wird jede Breite der ersten bis dritten abrasiven
Kornschicht 224A, B und C jeweils in einer fixierten Breite eingestellt.
Der Grund wird im Folgenden angegeben.
In 11 sind virtuelle Linien a, b, c und
d mit einer Richtung an jeder abrasiven Kornschicht 224A, B und C eingezeichnet,
die nahezu rechtwinklig zur Rotationsrichtung P des Pads 4 an beliebigen
Positionen schneidet.
Die Schleiflänge (beispielsweise die Schleiflänge Ld1 der
virtuellen Linie d), die die äußere abrasive Kornschicht mit großem
Durchmesser schneidet, wird größer als die Schneidlänge, die die
innere abrasive Kornschicht mit kleinerem Durchmesser schneidet. Dann wird die Arbeitsbelastung
während des Schleifens (Schleiflänge) größer.
Daher wird die Breite der inneren abrasiven Kornschicht vergrößert,
um die Schleiflänge (Arbeitsbelastung) jeder abrasiven Kornschicht gleichmäßiger
auszugestalten.
Beispielsweise wird in 11 die nahezu
in paralleler Richtung zur Rotationsrichtung P des Pads 4 gegen die ersten
bis dritten abrasiven Kornschichten 224A, B und C verlängerte virtuelle
Linie als virtuelle Linien a, b, c und d an beliebigen Positionen gezeichnet und
zu rechtwinklig zu dieser Richtung hin verschoben.
Beispielsweise soll die virtuelle Linie a und b die erste bis dritte
abrasive Kornschicht 224A, B und C schneiden und die virtuelle Linie c
soll die dritte abrasive Kornschicht 224C einschreiben und die erste und
zweite abrasive Kornschicht 224A und B schneiden und die virtuelle Linie
d soll die erste abrasive Kornschicht 224A einschreiben und schneiden.
Zusätzlich wird die Schleiflänge am Abschnitt der ersten
bis dritten abrasiven Kornschichten 224A, B und C, die jede der virtuellen
Linien a, b, c und d schneiden, wie folgt eingestellt. Die Schneidlänge (Bereich)
der ersten bis dritten abrasiven Kornschicht 224A, B und C, die die virtuelle
Linie a am nächsten zum Zentrum O des Rads 220 schneidet, wird als
La1, La2 und La3 bezeichnet. Die Schneidlänge (Bereich) der ersten bis dritten
abrasiven Kornschicht 224A, B und C, die die virtuelle Linie b am zweitnächsten
zum Drehzentrum O schneiden, werden als Lb1, Lb2 und Lb3 bezeichnet. Die Schleiflänge
(Bereich) von A und B der ersten und zweiten abrasiven Kornschicht 224A,
B, die die virtuelle Linie c am drittnächsten zum Drehzentrum O schneiden,
wird als Lc1 und Lc2 bezeichnet.
Und die Schleiflänge (Bereich) der ersten abrasiven Kornschicht
224A, die die virtuelle Linie d außen und am weitesten weg vom Drehzentrum
O schneidet, wird als Ld1 bezeichnet. Die Breiten Wa, Wb und Wc der ersten bis dritten
abrasiven Kornschichten 224A, B und C werden so bestimmt, dass sie die
folgenden Gleichungen erfüllen:
2 × (La1 + La2 + La3) = 2 × (Lb1 + Lb2 + Lb3) = 2 × (Lc1 + Lc2)=
2 × (Ld1)
Somit wird Wa < Wb < Wc eingestellt.
Das Rad 220 ist mit dem oben erwähnten Zusammenbau versehen.
Im Falle der Ausführung der Konditionierung des Pads
4 wird ein Rad 220 zusammen mit dem sich drehenden Pad
4 gedreht, anschließend wird die Schleifung des Noppens, der vom Pad
4 ansteigt, ausgeführt und die Flachheit wird wiederhergestellt oder
aufrecht erhalten.
Im Fall des Schleifens wird zu jedem der kleinen abrasiven Kornschichtteile
228 der ersten bis dritten abrasiven Kornschicht 224A, B und C
auf der abrasiven Kornschicht 224 eine Schleifflüssigkeit, beispielsweise
reines Wasser, von den Öffnungen 226 zugeführt, die im Zentrum
ausgebildet sind, durch den Wasserweg 230 zum Schleifpunkt auf dem ultra-abrasiven
Korn 214 und dem Pad 4.
Somit werden die Anhaftung und die Erstarrung von Schleifabfällen
des Pads 4, die durch das Schleifen der ultra-abrasiven Körner
214 der kleinen abrasiven Kornschichtteile 228 erzeugt wurden,
eine Aufwicklung des Metalls der Silikon-Halbleiterscheibe, die am Pad
4 verblieben sind, sowie von Schleifabfällen und Silizium usw. zwischen
den ultra-abrasiven Körnern 214 unterdrückt.
Dann wird die Viskosität der Schleifflüssigkeit, die diese
Schleifabfälle enthält, reduziert und die Abgabe am Haupt-Abgabeweg
234 durch den Unter-Abgabeweg 232 wird unterstützt.
Darüber hinaus wird die Abkühlung der ultra-abrasiven
Körner 214 durch die Schleifflüssigkeit unterstützt, die
Schädigung der ultra-abrasiven Körner wird verhindert und die Ansammlung
von Ablagerung verschiedener Schleifabfälle zwischen dem Korn 214
und dem Korn 214 unterdrückt. Daher werden Schleifabfälle des
Pads 4, andere verschiedene Schleifabfälle usw., die durch die ultra-abrasiven
Körner 214 an den kleinen abrasiven Kornschichtteilen 228
an jeder abrasiven Kornschicht 224A, B und C erzeugt wurden, mit der Schleifflüssigkeit,
die von den Öffnungen 226 abgelassen wurde, weggespült.
Anschließend werden die Abfälle durch den Unter-Abgabeweg
232, der um den kleinen abrasiven Kornschichtteil 228 angeordnet
ist, ohne zwischen den ultra-abrasiven Körnern 214 blockiert zu werden,
abgegeben und nach außen durch den Haupt-Abgabeweg 234 und die Führungsnut
214 abgegeben.
Darüber hinaus wird der Schneidpunkt der ultra-abrasiven Körner
214 an jedem kleinen abrasiven Kornschichtteil 228 in einer Größe
D vorbereitet, so dass die von den benachbarten Öffnungen 226 zugeführte
Schleifflüssigkeit ausreichend verteilt wird und die Schleifabfälle sammeln
sich nicht zwischen den ultra-abrasiven Körnern 214 an und werden
weggespült.
Darüber hinaus wird der Niveauunterschied h zwischen dem Schleifpunkt
und dem Unter-Abgabeweg 232 so eingestellt, dass die Abgabe von Schleifflüssigkeit
und Schleifabfällen leicht erfolgen kann.
Darüber hinaus wird auf der ersten bis dritten abrasiven Kornschicht
224A, B und C der abrasiven Kornschicht 224 in Bezug auf die virtuellen
Linien a, b, c und d, die zu einer Vielzahl von zufälligen Positionen hauptsächlich
rechtwinklig zur Drehrichtung P des Pads 4 zur Richtung hin vom Zentrom
O des Rads 220 geschoben sind, wie folgt eingestellt.
Die Summe der Schleiflänge jeder virtuellen Linie (Summe des
Bereichs) von 2 × (La1 + La2 + La3)= 2 × (Lb1 + Lb2 + Lb3)= 2 × (Lc1
+ Lc2)= 2 × (Ld1) wird gegenseitig nahezu gleich.
Dann kann wie dies in 15 gezeigt ist,
die Schleifung mit einer nahezu gleichmäßigen Arbeitslast, die auf sämtliche
Abschnitte der Schwenkrichtung aufgebracht wird, welcher nahezu rechtwinklig zur
Richtung P der abrasiven Kornschicht 224 kreuzt, durchgeführt werden.
Daher ist die Schwenkbewegung nicht notwendigerweise bei der Konditionierung
des Pads 4 erforderlich, wenn das Rad 220 auf dem Pad
4 abgesetzt wird und gedreht wird.
Zusätzlich kann die Schleifbearbeitung des Pads 4 effizient
und mit einer besseren Flachheit durchgeführt werden.
Gemäß der oben erwähnten Ausführungsform werden
verschiedene Schleifabfälle sowie der Schleifabfall des Pads 4, die
Erstarrung von Schlämmen und das Aufwickeln von Metall der Silizium-Halbleiterscheibe,
Schleifabfall des Siliziums werden leicht von den ultra-abrasiven Körnern
214, die der Schleifpunkt der kleinen abrasiven Kornschichtteile
228 sind, zum Unter-Abgabeweg 232 mit der benachbarten Öffnung
226 strömen. Dann kann die Blockierung zwischen ultra-abrasiven Körnern
214 sicher unterdrückt werden.
Darüber hinaus kann mit dieser Schleifflüssigkeit der Abrieb
oder Abrasionen der ultra-abrasiven Körner 214 zu verschiedenen Schleifabfällen
hin unterdrückt werden, die Kühlung der ultra-abrasiven Körner
214 kann unterstützt werden und eine Schädigung der ultra-abrasiven
Körner kann unterdrückt werden.
Darüber hinaus ist an der abrasiven Kornschicht 224
in einer Richtung nahezu parallel zur Drehrichtung P des Pads 4 die Summe
jeder Schleiflänge (Summe des Bereichs) nahezu gleich und dann kann eine Schleifbearbeitung
mit einer verbesserten Flachheit erreicht werden.
Die Gestaltung eines anderen Rads 240 ist in 16
erläutert.
Der Basis-Aufbau des in 16 gezeigten
Rads 240 ist der gleiche wie des Rads 220.
Zusätzlich ist der Unterschied, dass die abrasive Kornschicht
242 die kontinuierliche Form einer Spirale einer Schicht ausbildet.
Es wird bevorzugt, dass die abrasive Kornschicht 242 aus
zumindest drei Schichten in der Richtung des Durchmessers in einem Intervall (in
drei Schichten in 16 ausgebildet) ausgebildet ist.
Ebenso kann an diesem dargestellten Rad gesehen werden, wie an der
abrasiven Kornschicht 242 drei Schichten von außen nach innen in der
Richtung des Durchmessers ausgebildet sind, wie dies im Folgenden betrachtet wird.
Das bedeutet, dass sie spiralförmig und kontinuierlich eine nach der anderen
als erste abrasive Kornschicht des äußersten Umfangs 242A, als
zweite abrasive Kornschicht 242B und innerste dritte abrasive Kornschicht
242C ausgebildet sind.
Zusätzlich ist der spiralförmige Haupt-Abgabeweg
234 zwischen jeder abrasiven Kornschicht 242A, 242B und
242C ausgebildet.
Eine Vielzahl von kleinen abrasiven Kornschichtteilen 228
ist an jeder abrasiven Kornschicht 242A, 242B und 242C
mit einem vorab bestimmten Intervall L vorbereitet und der Unter-Abgabeweg
232 ist in dem Spalt ausgebildet.
Die gleiche Aktion und der gleiche Effekt wie in dem vorher beschriebenen
Rad wird mit diesem Rad erreicht.
Im Anschluss wird noch ein anderes Rad-Design erläutert. Das
Rad 320 (abrasives Werkzeug mit einzelner Schicht), das in den
17 und 18 gezeigt ist,
wird durch Vorbereitung einer abrasiven Kornschicht 234 aufgebaut, die
nahezu ringförmig mit einem Umfang an einer Seite 322a mit nahezu
runder Form auf dem scheibenförmigen Basismetall 322 vorliegt.
Eine abrasive Kornschicht 324 ist mit einer Vielzahl kleiner
abrasiver Kornschichtteile 326, die nahezu rechteckig oder gerade durch
Ebenenprojektion geformt sind und entlang der umfänglichen Richtung mit deren
Längsrichtung nahezu zum Zentrum O des Basismetalls 322 hin aufgebaut.
Zusätzlich ist der Unter-Abgabeweg 332 am Abschnitt
zwischen kleinen abrasiven Kornschichtteilen 326 aufgebaut, die entlang
der umfänglichen Richtung beiderseitig auf der abrasiven Kornschicht
324 verteilt sind, aufgebaut.
Wie im Längsschnitt aus 19 gezeigt,
sind die kleinen abrasiven Kornschichtteile 326 wie folgt geformt.
Dies ist, dass die Hügelteile 336 in einer nahezu rechtwinkligen
parallelepipeden Form hervorgehoben sind und von einer Seite 322a des Basismetalls
322 ausgebildet sind. Zusätzlich sind ultra-abrasive Körner
14 an der oberen Oberfläche 336a dieses Hügelteils
336 ausgebildet und haften durch die metallische Binderphase
330 an. Die Anzahl der ultra-abrasiven Körner 14 pro kleinem
abrasiven Kornschichtteil 326 wird bei 3–250 Stück eingestellt.
Die Höhe H des Hügelteils 336 von einer Seite 322a des
Basismetalls 322 wird im Bereich von 0,1–5,0 mm eingestellt. Dann
werden Schleifflüssigkeit und Schleifabfälle nicht zwischen dem Schleifpunkt
und dem Unter-Abgabeweg 332 blockiert und werden sanft abgeführt.
Darüber hinaus kommt die abrasive Kornschicht 324 nicht mit der gesamten
Oberfläche in Kontakt, auch wenn das Pad 4 ein elastisches Schleifwerkstück
ist, und ein Anpressdruck kann hoch gehalten werden, da das Pad 4 so hergestellt
werden kann, dass es nur den Schleifpunkt der ultra-abrasiven Körner
14 berührt.
Wenn die Höhe H des Hügelteils 336 kleiner als
0,1 mm ist, wird es keinen oben erwähnten Effekt geben und es wird leicht,
einen Kontakt mit der gesamten Oberfläche auszuführen. Wenn sie 5,0 mm
übersteigt, wird die Verbesserung des Effekts nicht erreicht und es ist nicht
ökonomisch, einen höheren Hügelteil auszubilden, der 5,0 mm übersteigt.
Darüber hinaus wird dann, wenn die Größe des anderen abrasiven Kornschichtteils
326, der in der Ebenenprojektion nahezu rechteckig geformt ist, als Länge
La × Lb in der Breite dargestellt wird, Lb zu etwa 1,3 bis 10 Mal dem durchschnittlichen
Partikeldurchmesser der ultra-abrasiven Körner gemacht und die Länge La
wird zu einer Größe von 3 Mal oder mehr der Breite Lb gemacht, um so ein
großes Verhältnis einzustellen. Die Länge La wird bei 2–15
mm eingestellt, beispielsweise La = 10 mm und Lb = 2 mm. In den 17
und 18 ist der kleine abrasive Kornschichtteil
326 wie folgt aufgebaut. Beispielsweise wird der kleine abrasive Kornschichtteil
326, der an der Vorderseite der Drehrichtung des Rads 320 zur
zentralen Linie O1 hin steht, als erster abrasiver Kornschichtteil 326A
dargestellt und in einem spitzen positiven Winkel &thgr; zu einer zentralen Linie
O1 geneigt vorbereitet.
Zusätzlich werden der kleine abrasive Kornschichtteil
326 an der Rückseite der Rotationsrichtung als zweiter abrasiver Kornschichtteil
326B dargestellt und mit einem negativen Winkel –&thgr; zur Verfügung
gestellt. Zusätzlich ist ein Paar von kleinen abrasiven Kornschichtteilen
326, 326 in einer Richtung eines Umfangs und in der Form des (japanischen)
Buchstabens [⎠ ⎞] angeordnet.
Dieser erste abrasive Kornschichtteil 326A und der zweite
abrasive Kornschichtteil 326B sind an beiden Seiten der zentralen Linie
O1 der Durchmesserrichtung, die durch das Zentrum O verläuft, nahezu symmetrisch.
Zusätzlich und beispielsweise in 18 gezeigt, wird
dann, wenn das Rad 210 in einer Richtung Ph gegen die Bewegungsrichtung
P des Pads, das das Schleifwerkstück ist, sich dreht, die Schleifrichtung G
an der abrasiven Kornschicht 324 durch die Kombination der Kraft von beiden
Richtungen P und Ph bestimmt. Diese Schleifrichtung G verändert ihren Winkel
mit der Richtung Ph gemäß der umfänglichen Drehposition der abrasiven
Kornschicht 324. Das Rad 320 ist mit dem oben erwähnten Aufbau
versehen.
Im Falle des Durchführens einer Konditionierung des Pads
4 wird das Rad 320 in der Richtung Pa zusammen mit dem in der
Richtung P gedrehten Pad gedreht und dann wird die Schleifung des Noppens, der von
dem Pad 4 ansteigt, ausgeführt und eine Flachheit wird wiederhergestellt
oder beibehalten. Im Falle des Schleifens wird ein nahezu Linienkontakt am gesamten
Umfang ausgeführt, da eine Vielzahl kleiner abrasiver Kornschichtteile
326A und 326B mit großem Längenverhältnis nahezu
in der Form des (japanischen) Buchstabens [⎠ ⎞] angeordnet sind und entlang
der umfänglichen Richtung der ringähnlichen abrasiven Kornschicht
324 angeordnet sind.
Dann wird auch in dem Fall, dass eine Unebenheit auf der Oberfläche
der abrasiven Kornschicht vorliegt, die Stabilität verbessert und eine Vibration
wird selten während des Schleifens verglichen mit dem konventionellen Rad mit
einer ringähnlichen abrasiven Kornschicht, die auf deren Oberfläche in
Berührung kommt, erzeugt. Daher kann der Anpressdruck hochgehalten werden und
eine teilweise Beschädigung des Pads 4 tritt nicht auf.
Darüber hinaus wird in 18 an jedem
Paar von kleinen abrasiven Kornschichtteilen 326A und 326B, die
nahezu in der Form des (japanischen) Buchstaben [⎠ ⎞] in einem bestimmten
Abschnitt der abrasiven Kornschicht 324 ausgebildet sind, da der erste
kleine abrasive Kornschichtteil 326A einen Neigungswinkel &thgr; näher
zur Schleifrichtung G gegen die zentrale Linie O1 aufweist, die Schleiflänge
des Pads 4 lang und das Schleifen wird über eine lange Zeit ausgeführt.
Daher ist das Maß des Schleifens groß und eine große
Anzahl von Schleifabfällen wird erzeugt und eine Verstopfung kann leicht auftreten.
Da der zweite kleine abrasive Kornschichtteil 326B, der an der Rückseite
zur Drehrichtung dieses ersten kleinen abrasiven Kornschichtteils 326A
platziert ist, mit nahezu einem rechten Winkel die Schleifrichtung G kreuzt, wird
die Schleiflänge des Pads 4 kurz. Daher können die Schleifabfälle,
die am ersten kleinen abrasiven Kornschichtteil 326A dann eine Verstopfung
zwischen dem kleinen abrasiven Kornschichtteil 326A und 326B usw.
bewirken, nach hinten in Bezug auf den kleinen abrasiven Kornschichtteil
326B zusammen mit der Schleifflüssigkeit usw. bewegt werden und anschließend
können sie nach außen des Rades 320 abgegeben werden und die
Verstopfung kann aufgelöst werden.
Darüber hinaus kann, da die abrasive Kornschicht 324
des Rads 320 in der Form eines Rings vorliegt, die Drehrichtung Ph in der
gleichen Richtung wie die Drehrichtung P des Pads 4 oder in einer entgegengesetzten
Richtung abhängig von der Drehposition platziert werden. In diesem Fall wird
die Schleifrichtung G oder und der Richtung Ph überlappen.
Auch in diesem Fall sind die Paare von ersten und zweiten kleinen
abrasiven Kornschichtteilen 326A und 26B in einer gegenüberliegenden
Seite gegenseitig gegen die zentrale Linie O1 jeweils geneigt.
Daher wird in den meisten Fällen die Schleifrichtung G gegen
den kleinen abrasiven Kornschichtteil 326 schräg kreuzen.
Wie oben bereits erwähnt, kann ein langes Schleifen an einem
der kleinen abrasiven Kornschichtteile 326 durchgeführt werden und
ein kurzes Schleifen kann an einem anderen kleinen abrasiven Kornschichtteil
326 ausgeführt werden und anschließend können die Schleifabfälle
nach hinten auf die Drehrichtung Ph hingeführt und eine Verstopfung aufgelöst
werden.
Wie oben bereits erwähnt, sind am Rad 320 eine Vielzahl
kleiner abrasiver Kornschichtteile 326 jeweils separat angeordnet und auf
die zentrale Linie O hin geneigt und hauptsächlich in der Richtung des Durchmessers
längs angeordnet. Somit wird, da die Vielzahl kleiner abrasiver Kornschichtteile
326 hauptsächlich den Kontakt mit dem Pad 4 herstellen, der
Kontaktbereich und der Kontaktdruck mit dem Pad 4 stabilisiert. Auch wenn
eine Unebenheit an der Oberfläche des kleinen abrasiven Kornschichtteils
326 vorliegt, ist die Stabilität des Schleifwerkzeugs gut und eine
minimale Vibration während des Schleifens kann unterdrückt werden und
dann wird ein Abfall beim Schleifverhalten unterdrückt und eine teilweise Schädigung
des Pads kann verhindert werden.
Darüber hinaus kann mittels einer Vielzahl von Paarenkleiner
abrasiver Kornschichtteile 326A und 326B, die an einer gegenüberliegenden
Seite beide geneigt gegen die zentrale Linie O1 angeordnet sind, das Maß des
Schleifens durch Drehungen sichergestellt werden, das Verstopfen von Schleifabfällen
kann gelöst werden und das Abgabe-Verhalten für Schleifabfall kann verbessert
werden und ein Abfall der Schärfe kann unterdrückt werden.
Ein anderes Rad-Design wird durch 20
erläutert. Am Rad 340, wie es in 20 gezeigt
sind, sind die ersten und zweiten kleinen abrasiven Kornschichtteile 326A
und 326B nacheinander in Umfangsrichtung in der Form angeordnet, die am
meisten der Form des (japanischen) Buchstabens [⎠ ⎞] ähnelt,
angeordnet, was die gleiche Form wie die kleinen abrasiven Kornschichtteile
326 ist, und am Hügelteil 336 an der äußeren abrasiven
Kornschicht 341 an einer Seite 321a des Basismetalls
322 vorbereitet.
Zusätzlich ist ein dritter kleiner abrasiver Kornschichtteil
342A und ein vierter kleiner abrasiver Kornschichtteil 342B mit
einem Längenverhältnis, das kleiner als das des kleinen abrasiven Kornschichtteils
326 ist, zwischen den Paaren von ersten und zweiten kleinen abrasiven Kornschichtteilen
326A und 326B vorgesehen. Zusätzlich sind die dritten und
vierten kleinen abrasiven Kornschichtteile 342A und 342B gelöst
von anderen kleinen abrasiven Kornschichtteilen jeweils angeordnet. Die dritten
kleinen abrasiven Kornschichtteile 342A weisen ein Längenverhältnis
mit einer Breite Lb und einer Länge Lc (< La) auf.
Zusätzlich sind sie längs hauptsächlich parallel
zu dem ersten kleinen abrasiven Kornschichtteil 326A angeordnet. Vierte
kleine abrasive Kornschichtteile 342B haben ein Längenverhältnis
mit einer Breite Lb und einer Länge Ld (< La). Zusätzlich sind sie
längs hauptsächlich parallel zum zweiten kleinen abrasiven Kornschichtteil
326B angeordnet.
Darüber hinaus werden jeweils fünfte kleine abrasive Kornschichtteile
342C und sechste kleine abrasive Kornschichtteile 342D mit einem
kleinen Längenverhältnis und mit der gleichen Breite Lb wie der kleine
abrasive Kornschichtteil 326 an der gegenüberliegenden Seite auf die
umfängliche Richtung hin von den dritten und vierten kleinen abrasiven Kornschichtteilen
342A und 342B gegen die ersten und zweiten kleinen abrasiven Kornschichtteile
326A und 326B zur Verfügung gestellt.
Die fünften und sechsten kleinen abrasiven Kornschichtteile
342C und 342D sind losgelöst von anderen kleinen abrasiven
Kornschichtteilen 326A, 326B, 342A und 342B
angeordnet.
Diese kleinen abrasiven Kornschichtteile 342A,
342B, 342C und 342D sind ebenso an dem Hügelteil
ausgebildet.
Das Rad 340 ist mit einem oben erwähnten Aufbau ausgestattet.
Da der dritte bis sechste kleine abrasive Kornschichtteil 342A bis
342D geeignet zwischen den ersten und zweiten kleinen abrasiven Kornschichtteilen
326A und 326B verteilt und nahezu parallel mit sowohl den kleinen
abrasiven Kornschichtteilen 326A als auch 326B angeordnet ist,
werden eine Vielzahl kleiner abrasiver Kornschichtteile 326A,
342A und 342C mit einer großen Schleiflänge während
der Bearbeitung des Pads 4 und eine Vielzahl kleiner abrasiver Kornschichtteile
326B, 342B und 342D, die gleich den Schleifabfall abführen
können, sich in den Drehungen in Umfangsrichtung fortsetzen. Dann wird die
Schleifeffizienz deutlich mehr nach oben hin verbessert und das Verstopfen durch
Schleifabfall kann geeignet gelöst werden.
Darüber hinaus wird die Stabilität an der Polieroberfläche
des Rads 240 deutlich stärker verbessert, da die kleinen abrasiven
Kornschichtteile 342A–342D erhöht werden.
Noch ein anderes Rad-Design wird in 21
erläutert.
Am Rad 350, wie es in 21 gezeigt
ist, ist eine nahezu ringähnliche abrasive Kornschicht 352 an der
Umfangsseite einer Seite 322a des scheibenförmigen Basismetalls
322 ausgebildet. Die abrasive Kornschicht 352 ist mit jeweils
zwei Paar eines ersten abrasiven Kornschichtteile 326A, 326A und
dem zweiten kleinen abrasiven Kornschichtteil 326B, 326B in Rhombusform
(oder die Form von nahezu parallel Kreuzen) ausgebildet und stellt den rhombusförmigen
Teil 354 dar.
Alle zwei Sätze dieser rhombusförmigen Teile 354
sind beispielsweise in der Richtung des Durchmessers ausgebildet und nacheinander
in Umfangsrichtung angeordnet. Daher werden zwei Sätze von rhombusförmigen
Teilen 354, 354 in einer Linie in der Durchmesserrichtung platziert
und so ausgebildet, dass sie mit der Diagonallinie überlappen, die hauptsächlich
jeden rhombusförmigen Teil 352 durch eine zentrale Linie O1 zweimal
schneidet. Zusätzlich sind in jedem rhombusförmigen Teil 354
die ersten zwei kleinen abrasiven Kornschichtteile 326A, 326Aund
die zweiten kleinen abrasiven Kornschichtteile 326B, 326B so angeordnet,
dass sie einander gegenseitig überstehen. Zusätzlich sind alle kleinen
abrasiven Kornschichtteile 326A und 326B voneinander gelöst
angeordnet.
An jedem rhombusförmigen Teil 354 sind der erste kleine
abrasive Kornschichtteil 326A mit großer Schleiflänge, der einen
Annäherungswinkel auf die Schleifrichtung G in Durchmesserrichtung des Rads
350 aufweist, und zweite kleine abrasive Kornschichtteile 326B
mit kurzer Schleiflänge, die eine nahezu rechtwinklige Kreuzung zur Schleifrichtung
G ausbilden, durch Drehungen angeordnet.
Ebenso sind der erste kleine abrasive Kornschichtteil 326A
und der zweite kleine abrasive Kornschichtteil 326B durch Drehungen in
Umfangsrichtung angeordnet.
Daher tritt der Effekt auf, dass das Maß des Schleifens stark
sichergestellt werden kann und die Verstopfung von Schleifabfällen effektiv
zu jeder Zeit abgegeben werden kann. Darüber hinaus wird die Stabilität
während des Schleifens ebenso verbessert, da die Anzahl von kleinen abrasiven
Kornschichtteilen 326 angehoben ist.
Ein weiteres Rad-Design wird in 22 erläutert.
In dem in 22 gezeigten Rad
360 sind in der abrasiven Kornschicht 362 an einer Seite
322a des Basismetalls 322 zwei Paare von ersten abrasiven Kornschichtteilen
326A und zweiten kleinen abrasiven Kornschichtteilen 326B zu einem
Rhombus (oder hauptsächlich in der Form paralleler Kreuze) angeordnet und bilden
den rhombusförmigen Teil 364 aus. Darüber hinaus sind unter Verwendung
des ersten kleinen abrasiven Kornschichtteils 326A oder des zweiten abrasiven
Kornschichtteils 326B, die jedes Element ausbilden, als gemeinsames Element
viele rhombusförmige Teile 364 in der Form von Netzen angeordnet.
Und in einem rhombusförmigen Teil 364 sind die ersten zwei kleinen
abrasiven Kornschichtteile 326A, 326A und die
zweiten kleinen abrasiven Kornschichtteile 326B, 326B so angeordnet,
dass sie einander gegenseitig gegenüberstehen. Zusätzlich sind alle kleinen
abrasiven Kornschichtteile 326A und 326B voneinander gelöst
angeordnet.
Da eine Vielzahl rhombusförmiger Teile 364 an der gesamten
Oberfläche an einer Seite 322a angeordnet sind, sind zum Zeitpunkt
des Schleifens der erste kleine abrasive Kornschichtteil 326A oder der
zweite kleine abrasive Kornschichtteil 326B mit der großen Schleiflänge,
der einen Annäherungswinkel nahe zur Schleifrichtung G aufweist, und der zweite
kleine abrasive Kornschichtteil 326B oder der erste kleine abrasive Kornschichtteil
326A mit kurzer Schleiflänge, die hauptsächlich eine rechtwinklige
Kreuzung mit der Schleifrichtung G aufweisen, durch die Drehungen angeordnet. Der
Effekt tritt auf, dass das Maß des Schleifens deutlich sichergestellt werden
kann und dass die Verstopfung von Schleifabfällen effektiv zu jeder Zeit abgegeben
werden kann.
Darüber hinaus wird die Stabilität während des Schleifens
deutlich stärker verbessert, da die Anzahl kleiner abrasiver Kornschichtteile
326 erhöht ist.
Ein anderes Rad-Design ist in 23 erläutert.
In dem in 23 gezeigten Rad
370 ist die hauptsächlich ringförmige abrasive Kornschicht
372 an der Umfangsseite einer Seite 322a des Basismetalls
322 ausgebildet. An dieser abrasiven Kornschicht 372 ist eine
Vielzahl hauptsächlich ringförmiger (die Form einer Kurve) kleiner abrasiver
Kornschichtteile 374 auf die Längsrichtung der zentralen Linie O1
mit der halben Länge des kleinen abrasiven Kornschichtteils 374 versetzt
nacheinander zu dessen Position an beiden Seiten der zentralen Linie O1 hin vorab
bestimmten Intervallen angeordnet.
Eines der kleinen abrasiven Kornschichtteile 374 ist an beiden
Seiten dieser zentralen Linien O1 Größenordnung und nacheinander versetzt
und wird als drittes kleines abrasives Kornschichtteil 374A bezeichnet
und ein anderes wird als viertes kleines abrasives Kornschichtteil 374B
bezeichnet.
Daher wird durch die Ebenprojektion des Rads 370 an dessen
Umfangsseite beispielsweise der dritte hauptsächlich kreisförmige kleine
abrasive Kornschichtteil 374A so angeordnet, dass der zentrale Punkt des
Kreises an der linken Seite einer zentralen Linie O1 auf die zentrale Linie O1 hin
platziert ist.
Zusätzlich ist der vierte kleine abrasive Kornschichtteil
374B an der rechten Seite einer zentralen Linie O1 um hauptsächlich
eine halbe Länge des dritten kleinen abrasiven Kornschichtteils 374A
von der Symmetrieposition des dritten kleinen abrasiven Kornschichtteils
374A auf den zentralen Punkt O hin versetzt angeordnet.
Zusätzlich sind die dritten und vierten kleinen abrasiven Kornschichtteile
374A und 374B hauptsächlich über eine halbe Länge
versetzt und auf beiden Seiten einer zentralen Linie zu finden und in zwei Paaren
für jede zentrale Linie O1 zur Umfangsrichtung angeordnet und stellen die abrasive
Kornschicht 372 dar.
Jeder der kleinen abrasiven Kornschichtteile 374A und
374B ist voneinander getrennt und die beiden Enden jedes der kleinen abrasiven
Kornschichtteile 374A und 374B stehen nahezu mit gleichem Abstand
von einer zentralen Linie O1 versetzt.
Darüber hinaus wird, da der kleine abrasive Kornschichtteil
374 hauptsächlich kreisförmig ist, 374a, das eine Hälfte
eines kleinen abrasiven Kornschichtteils 374A in 23
ist, den Neigungswinkel näher zur Schleifrichtung G hin machen und daher ist
die Schleiflänge groß.
Die andere Hälfte von 374b kreuzt nahezu rechtwinklig
die Schleifrichtung G und dann kann die Verstopfung aufgelöst werden.
Darüber hinaus sind im vierten kleinen abrasiven Kornschichtteil
374B eine Hälfte von 374a und eine andere Hälfte von
374b umgekehrt gegen den kleinen abrasiven Kornschichtteil 374A
in der Längenrichtung angeordnet.
Daher tritt der Effekt auf, dass das Maß an Schleifung deutlich
sichergestellt werden kann, die Verstopfung von Schleifabfällen effektiv zu
jeder Zeit aufgelöst werden kann und die Stabilität während des Schleifens
gut ist.
Zusätzlich müssen die kurvenähnlichen kleinen abrasiven
Kornschichtteile 374 nicht notwendigerweise hauptsächlich kreisähnlich
geformten Teilen gegenüberstehend angeordnet sein, sie können auch in
einer Richtung angeordnet sein.
Darüber hinaus können die dritten kleinen abrasiven Kornschichtteile
374A und die vierten abrasiven Kornschichtteile 374B einander
gegenüberstehend ohne Verschiebung in Richtung der zentralen Linie O1 angeordnet
sein.
Darüber hinaus kann, wie im anderen Beispiel des hauptsächlich
kurvenähnlichen kleinen abrasiven Kornschichtteils 374 dieser so aufgebaut
und einander als Buchstabe S ähnliche Form in der Richtung des Durchmessers
oder in Umfangsrichtung angeordnet sein.
Die oben erwähnten ordnungsgemäßen kleinen
abrasiven Kornschichtteile, beispielsweise die abrasive Kornschicht 324
usw., die die Kombination der ersten und zweiten abrasiven Kornschichtteile
326A und 326B sind, können in einer Vielzahl von Ringformen
sowie über drei Schichten usw. wie in 11 gezeigt,
oder in spiralähnlicher Form, wie in 16 gezeigt,
ausgebildet sein.
Das Rad 420 (abrasives Werkzeug mit einzelner Schicht) ist
wie folgt aufgebaut. Beispielsweise und wie in den 24
bis 26 gezeigt, wird die abrasive Kornschicht
424, die aus zwei oder mehreren Schichten (drei Schichten in der Figur),
die die Form eines Rings von konzentrischen Kreisen (es können auch nicht-konzentrische
Kreise sein) an der Umfangsseite einer Seite 422a, die hauptsächlich
die runde Form auf dem scheibenförmigen Basismetall 422 aufweisen,
ausgebildet werden.
In Bezug auf eine abrasive Kornschicht 424 wird die erste
abrasive Kornschicht 424A mit maximalen Durchmesser (beispielsweise der
gleiche Durchmesser wie das Basismetall 422) an der äußersten
Umfangsseite ausgebildet.
An der inneren Seite wird die zweite abrasive Kornschicht
424B in Intervallen ausgebildet und die dritte abrasive Kornschicht
424C mit minimalem Durchmesser an der innersten Seite wird in Intervallen
ausgebildet.
Die abrasive Kornschicht ist nicht innerhalb der dritten abrasiven
Kornschicht 424C ausgebildet. An einer Seite 422a auf dem Basismetall
422, wie in 25 gezeigt, an jedem ringförmigen
Abschnitt der ersten bis dritten abrasiven Kornschicht 424A, B und C bilden
eine Vielzahl von Hügelteilen 425 (hervorstehender Teil) mit hauptsächlich
säulenförmiger Form oder hauptsächlich Kegelstumpfform auf die umfängliche
Richtung in vorab bestimmten Intervallen hin die Schicht aus. Zusätzlich ist
der konkave Teil 426, der hauptsächlich in Konusform vorliegt, auf
dem Zentrum der oberen Oberfläche 425a ausgebildet.
Zusätzlich wird der innere Durchmesser D1 der Öffnung
426a an diesem konkaven Teil 426 mit einer Größe eingestellt,
die kleiner als der mittlere Partikeldurchmesser der ultra-abrasiven Körner
14 ist. Und die Tiefe m wird hauptsächlich als die Hälfte oder
weniger des durchschnittlichen Partikeldurchmessers eines ultra-abrasiven Korns
14 eingestellt.
Daher wird das ultra-abrasive Korn 14 sowie ein einzelner
Diamant oder CBN eingesteckt oder an diesem konkaven Teil 426angehaftet
und in beispielsweise etwa 1/4–2/5 des mittleren Partikeldurchmessers abgelassen.
Zusätzlich haftet ein Teil des ultra-abrasiven Korns
14, das von den metallischen Binderphasen 427 sowie eine elektrolytisch
abgeschiedene Metallphase von Nickel oder einer Nickellegierung bedeckt ist, an
der oberen Oberfläche von 425a des Hügelteils 425 an
und bilden dann den kleinen abrasiven Kornschichtteil 428 aus.
In anderen Worten ist das galvanisch abgeschiedene abrasive Werkzeug
durch Anhaften eines einzelnen ultra-abrasiven Korns 14 auf dem Hügelteil
425 mit der metallischen Binderphase ausgebildet. Der Schleifpunkt q, der
das Schleifen am Schleifwerkstück ausführt, ist wie folgt aufgebaut (Bezugnahme
auf 26). Durch eine Verengung eines scharfen Metalls
oder eines Spitzenteils eines ultra-abrasiven Korns 14, der in den konkaven
Teil 425 abfällt, wird der Eckteil oder der spitze Punkt an den gegenüberliegenden
Enden nach oben hervorstehen. Zusätzlich ist an jeder der ersten bis dritten
abrasiven Kornschichten 424A, B und C der Unter-Ausgabeweg 430
beispielsweise zwischen den Hügelteilen 425, 425 mit einem
Aneinanderliegen in Umfangsrichtung aufgebaut. Eine abrasive Kornschicht wird nicht
in diesem Unter-Ausgabeweg 430 ausgebildet und dann werden Schleifabfälle
des Pads 4, die Erstarrungen von Schlämmen usw. mit der Schleifflüssigkeit
abgegeben. Darüber hinaus ist der hauptsächlich ringähnliche Ausgabeweg
431 an dem diametral ausgerichteten Spalt zwischen den ersten bis dritten
abrasiven Kornschichten 424A, B und C ausgebildet.
Der Haupt-Abgabeweg 431 und der Unter-Ausgabeweg
430 sind beispielsweise mit gleicher Tiefe ausgebildet. Die Schleifabfälle
an diesen Haupt- und Unter-Ausgabewegen 431, 430 usw. werden durch
den Unter-Ausgabeweg 430 an der äußersten ersten abrasiven Kornschicht
424A abgegeben. Hier wird der äußere Durchmesser D an der Basis
des Hügelteils 425 im Bereich von 1,3–3 Mal dem mittleren Partikeldurchmesser
eines ultra-abrasiven Korns 14 eingestellt. Es ist möglich, die Ablagerung
von Schleifabfällen am Schleifpunkt zu verhindern und diese innerhalb dieser
Grenzen sanft wegzuspülen. Wenn der Durchmesser kleiner als 1,3-Mal beträgt,
sinkt die Festigkeit des Hügelteils 425 ab und dann fallen die ultra-abrasiven
Körner 14 leicht durch den Schleifwiderstand heraus und der Hügelteil
425 wird dazu neigen, verlustig zu gehen.
Wenn der Durchmesser größer als 3 Mal beträgt, wird
das Anordnungsintervall eines ultra-abrasiven Korns 14 zu groß und
dann wird ein Fehler dahingehend auftreten, dass die Schleif-Eignung absinken wird
oder ein Abrieb des ultra-abrasiven Korns 14 sich fortsetzen wird. Darüber
hinaus kann der Bereich der Höhe H des Hügelteils 425 an einer
Seite 422a des Basismetalls 422 0,05–3,0 mm betragen. Schleifflüssigkeit
und Schleifabfälle werden leicht abgegossen und können zwischen einem
Schleifpunkt und dem Haupt- und Unter-Ausgabeweg 431,
430 auf dem Basismetall 422 innerhalb dieses Bereichs ausgegeben
werden. Zusätzlich wird dann, wenn die galvanischen abgeschriebene Metallphase
usw. an einer Seite 422a eines Basismetalls 422 ausgebildet ist,
die Distanz von dieser galvanischen abgeschiedenen Metallphase usw. die Höhe
H ausbilden. Die Distanz M zwischen den Hügelteilen 425,
425, die einander in der Richtung des Durchmessers und in umfänglicher
Richtung benachbart sind, wird in einem Bereich von 1/3 bis 2 Mal dem äußeren
Durchmesser D des Hügelteils 425 eingestellt. Innerhalb dieses Bereichs
wird das Schleif-Verhalten sichergestellt und die Hügelteile 425,
425 werden in den Haupt-Ausgabeweg 431 und den Unter-Ausgabeweg
430 erzeugt und dann werden Schleifflüssigkeit und Schleifabfälle
leicht abgegossen und können abgegeben werden. Wenn die Distanz kleiner als
1/3 beträgt, werden Schleifabfälle usw. leicht blockieren, obwohl das
Schleif-Verhalten erhöht wird, und wenn sie größer als 2 Mal beträgt,
wird die Schleifeffizienz absinken.
Das Rad 420 ist wie oben erwähnt aufgebaut und nachfolgend
wird in 27 das Herstellungsverfahren eines Rads
420 erläutert. In 27(A) wird eine Seite
422a des Basismetalls 422 auf der Scheibenform, die aus SUS304
usw. besteht, teilweise hauptsächlich in der Form eines Konus durch Ätzen
oder Schneiden usw. entfernt. Wie in (B) dieser Figur gezeigt, wird ein Vertiefungsteil
426A in der Form eines Rings in vorab bestimmten Intervallen ausgebildet
und darüber hinaus in drei Schichten in Intervallen und in der Durchmesserrichtung
korrespondierend zu den ersten bis dritten abrasiven Kornschichten 424A,
B und C ausgebildet.
Zusätzlich kann der Vertiefungsteil 426A an einer Seite
422a durch eine Bearbeitung mit elektrischer Entladung, Modellherstellung
usw. anstelle des Ätzens ausgebildet werden. Im Anschluss wird, wie dies in
27(C) gezeigt ist, eine Harz-Abdeckung an einer Seite
422a außer für den Abschnitt durchgeführt, der mit dem Mündungsteil
425, der um jeden Vertiefungsteil 426A ausgebildet ist, äquivalent
ist. Nickel oder eine Nickellegierung werden elektrolytisch an dem Vertiefungsteil
426A und dessen Umfang abgeschieden und die galvanische Abscheidung wird
abgelagert und erhöht. Somit ist eine Vielzahl von Hügelteilen
425, wie sie in 27(D) gezeigt sind, die in vorab bestimmten
Intervallen ausgebildet sind.
In diesem Fall wird ein konkaver Teil 426 an der oberen Oberfläche
425a auf dem Hügelteil 425 ausgebildet, da die Elektroplattierung
eine Ablagerung am Vertiefungsteil 426A und dessen Umfang mit gleicher
Dicke ist. Hierbei sollte dies zur Herstellung einer Elektroplattierung-Formation
des Hügelteils 425 in Kegelstumpfform wie folgt gesteuert werden.
Diese Seitenoberfläche 434a des Abdeckungsteils 434 ist mit
einer Neigung in die Kegelstumpfform angeordnet, um so zusammen mit dem Vorsprung
vom oberen Teil der einzelnen Seite 422a auf dem Basismetall
422 nach außen hin hervorzustehen. Somit wird der Ablagerungsabschnitt
gesteuert. Darüber hinaus sollte die Seitenoberfläche 434a des
Abdeckungsteils 434 in der Form eines aufrecht stehenden Zylinders sein,
um den Hügelteil 425 nahezu säulenförmig auszubilden. Zusätzlich
werden ultra-abrasive Körner 14 auf den konkaven Teil 426
auf der oberen Oberfläche 425a jedes Hügelteils 425
beispielsweise mittels Vibration abgelassen.
Da der Durchmesser D1 einer Öffnung des konkaven Teils
426 kleiner eingestellt ist als der mittlere Partikeldurchmesser der ultra-abrasiven
Körner 14, wird in diesem Fall der Eckteil oder der spitze Teil der
ultra-abrasiven Körner 14 hineinfallen. Zusätzlich stehen andere
Eckteile oder spitze Teile, die eine mehr oder weniger gegenüberliegende Position
aufweisen, zu einer oberen Position von einer spitzen Seite hin hervorstehen.
Im Falle der elektrolytischen Abscheidung von abrasiven Körnern,
wie es in 27(E) gezeigt ist, werden andere Abschnitte aus der oberen
Oberfläche 425a auf jedem Hügelteil 425 elektroplattiert,
das heißt, dass der Haupt- und der Unter-Ausgabeweg 431,
430 usw. mit dem Harz-Abdeckungsteil 434 abgedeckt werden. Auf
diese Weise haften die ultra-abrasiven Körner 14 an der oberen Oberfläche
425a jedes Hügelteils 425 durch die metallischen Binderphasen
427 so wie Nickel oder eine Nickellegierung an. Das Maß des Vorsprungs
des ultra-abrasiven Korns 14 von der metallischen Binderphase
427 wird beispielsweise etwa 2/3 bis 4/5 des durchschnittlichen Partikeldurchmessers.
Ebenso wird in 24 die virtuelle Linie
in paralleler Richtung auf die Rotationsrichtung P eines Pads 4 gegen die
ersten bis dritten abrasiven Kornschichten 424A, B und C verlängert
und als virtuelle Linien a, b, c und d an beliebigen Positionen, die hauptsächlich
rechtwinklig in dieser Richtung versetzt sind, gezeichnet.
Anschließend wird wie in dem Rad aus 11
die Summe jeder Schleiflänge (Bereich = Arbeitsbelastung) des Abschnitts der
ersten bis dritten abrasiven Kornschichten 424A, B und C, wo jede virtuelle
Linie a, b, c und d gekreuzt wird, nahezu gleichförmig erzeugt.
Dann wird die Schleif-Bearbeitung mit höherer Flachheit ausgeführt
werden können.
Wenn das Rad 420 mit dem oben erwähnten Aufbau versehen
ist und die Konditionierung eines Pads 4 durchgeführt wird, wird das
Anhaften und die Erstarrung zwischen ultra-abrasiven Körnern
14 von Schleifabfällen des Pads 4, die durch das Schleifen
mit ultra-abrasiven Körnern 14 an jedem kleinen abrasiven Kornschichtteil
428 erzeugt wurden, das Wickeln von Metall aus der Silizium-Halbleiterscheibe,
das im Pad 4 verblieben ist, sowie von Schleifabfällen des Siliziums
usw., unterdrückt.
Zusätzlich wird die Viskosität dieser Schleifabfälle
enthaltenen Schleifflüssigkeit reduziert und die Ausgabe durch den Unter-Ausgabeweg
430 und den Haupt-Ausgabeweg 431 nach außen wird unterstützt.
Darüber hinaus wird die Kühlung eines ultra-abrasiven Korns
14 unterstützt und die Schädigung eines ultra-abrasiven Korns
14 wird mit der Schleifflüssigkeit verhindert und es kann eine Ablagerung
verschiedener Schleifabfälle zwischen den ultra-abrasiven Körnern
14 und 14 unterdrückt werden.
Noch ein weiteres Rad wird durch 28 erläutert,
wobei eine Erläuterung derjenigen Teile und Materialien, die gleich denen des
Rads aus den 24 bis 27,
wie es oben erwähnt wurde, unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen unterlassen
wird.
Das in 28 gezeigte Rad 440 weist
den gleichen Aufbau wie das Rad 420 aus den 24–27
auf.
Der Unterschied ist der, dass die abrasive Kornschicht 442,
die eine Vielzahl von kleinen abrasiven Kornschichtteilen 428 in vorab
bestimmten Intervallen angeordnet ist, in kontinuierlicher Form einer Spirale aus
einer Schicht ausgebildet ist. Es ist wünschenswert, dass die abrasive Kornschicht
442 zumindest in drei Schichten in einem Intervall in der Durchmesserrichtung
ausgebildet ist (in 28 sind drei Schichten ausgebildet).
Ebenso wird dann, wenn die abrasive Kornschicht 442 als drei Schichten,
die von außen nach innen in Richtung des Durchmessers gedreht sind, die spiralförmig
und kontinuierlich hintereinander ausgebildet sind, die erste abrasive Kornschicht
des äußersten Umfangs 442A, die zweite abrasive Kornschicht
442B und die dritte innerste abrasive Kornschicht 442C betrachtet
wird.
Der spiralförmige Haupt-Ausgabeweg 431 ist zwischen
jeder abrasiven Kornschicht ausgebildet und eine Vielzahl Unter-Ausgabewegen
430, die durch den Haupt-Ausgabeweg 431 hindurch verlaufen, ist
zwischen den kleinen abrasiven Kornschichtteilen 428, 428 jeder
abrasiven Kornschicht ausgebildet.
Zusätzlich können andere konkave Teile 426 anstelle
der oben erwähnten Form für den Hügelteil 425 angepasst
sein. Beispielsweise kann eine Elektroplattier-Formation am Hügelteil
425 in einer hauptsächlich Kegelstumpfform oder in einer hauptsächlich
säulenförmigen Form anstelle der Ausbildung eines Vertiefungsteils
426A an einer Seite 422a auf dem Basismetall 422 ausgebildet
sein, wie dies in 29(A) gezeigt ist. Danach kann ein konusförmiger
konkaver Teil 445 am zentralen Teil der oberen Oberfläche
425a ausgebildet sein. In einer alternativen Form kann ein V-förmiger
konkaver Teil 446 durch Schneiden usw. in der Richtung des Durchmessers
der oberen Oberfläche 425a nach der Ausbildung des Hügelteils
425 ausgebildet werden.
Darüber hinaus kann der Hügelteil 425 und die metallische
Binderphase 427 mit einer metallischen Bindung anstelle des Formverfahrens
durch Elektroplattieren usw. ausgebildet sein. In einer alternativen Form kann der
Hügelteil 425 durch Modell-Herstellung mit der der Basisplatte
422 angepasst werden.
Ein galvanisch abgeschiedenes abrasives Rad (galvanisch abgeschiedenes
abrasives Werkzeug) kann mit den oben beschriebenen verschiedenen Designs aufgebaut
sein.
Beispielsweise weist diese nahezu den gleichen Aufbau wie das in der
ersten Figur gezeigte galvanisch abgeschiedene abrasive Rad 20 auf und
ist insbesondere mit einem oder einer Vielzahl blockförmiger ultra-abrasiver
Körner aufgebaut, die an dem kleinen abrasiven Kornschichtteil 424
an jedem vorstehenden Teil 24 des Basismetalls 19 durch die metallische
Binderphase anhaftet.
Hier wird ein blockförmiges ultra-abrasiven Korn wie folgt bezeichnet,
wie es in 30(A), (B) und (C) als Bildprojektion eines abrasiven
Korns in zwei Dimensionen gezeigt ist, da die Verhältnisse (Exzentrizität)
y/x der x-Achse und der y-Achse mit der maximalen Größe der zwei Symmetrieachsen
1–1,2 Mal entspricht und das ultra-abrasive Korn die Form nahezu eines regulären
Polygon sowie Parallel-Epipeds oder einer Kugelform usw. annimmt.
Auf der anderen Seite wird ein irreguläres ultra-abrasives Korn
als ein solches bezeichnet, bei dem das Verhältnis der y-Achse und der x-Achse
mehr als 1,2 beträgt. Beispielsweise wird jedes ultra-abrasive Korn
518, wie es in den 30(A), (B) sowie (C) gezeigt ist, bei
y/x = 1,0 eingestellt und das in (D) in dieser Figur gezeigte superabrasive Korn
14 wird auf y/x = 2,0 eingestellt.
Das ultra-abrasive Korn 518 haftet an der gesamten Oberfläche
des galvanisch abgeschiedenen abrasiven Rads 20 mit beispielsweise 1–500
Stücken und vorzugsweise im Bereich von 11–500 ultra-abrasiven Körnern
518 durch die galvanisch abgeschiedene metallische Phase
25 an. Darüber hinaus sind eine Vielzahl ultra-abrasiver Körner
518, die an jedem kleinen abrasiven Kornschichtteil 24 fixiert
sind, an zumindest einer Vielzahl ultra-abrasiver Kornsequenzen 518A angeordnet
und haften dort an, welche in der Form eines Rings an der Umfangsseite nur mit den
blockförmigen ultra-abrasiven Körnern 518 anhaften.
Diese Sequenz ultra-abrasiver Körner 518A soll ebenso
das ultra-abrasive Korn 18 enthalten, das an der Seite 21c des
vorstehenden Teils 21 anhaftet, und ebenso sollen diese nur mit dem blockförmigen
ultra-abrasiven Korn versehen sein.
Darüber hinaus kann das ultra-abrasive Korn an der inneren Seite,
die von der Sequenz ringförmiger ultra-abrasiver Körner 518A
umgeben ist, das irreguläre ultra-abrasive Korn beinhalten. Sämtliche
ultra-abrasiven Körner können jedoch aus dem blockförmigen ultra-abrasiven
Korn 518 bestehen, um die Herstellung zu erleichtern.
Wenn das Schleifen unter Verwendung eines derartig galvanisch abgeschiedenen
abrasiven Rads 20 durchgeführt wird, wird an jedem kleinen abrasiven
Kornschichtteil 24 des galvanischen abgeschiedenen abrasiven Rads
20 das raue Schleifen des Pads 4 zuerst am Eckteil R mit dem blockförmigen
ultra-abrasiven Korn 518 durchgeführt.
Dann wird das finale Schleifen mit dem ultra-abrasiven Korn am oberen
Teil, das dem Eckteil R folgt, durchgeführt und insbesondere mit der Sequenz
von ultra-abrasiven Körnern 518A an dem Umfang des ultra-abrasiven
Korns 518. Insbesondere der Eckteil, der die Außenseite der Sequenz
ultra-abrasiver Körner 518A des Umfangs oder des Grad-Teils usw. umdreht,
kann das Schleifen mit einer moderaten Schärfe ohne zu große Schärfe
ausführen.
Auch wenn ein Riss auftritt, kann dieser bereits als kleiner Riss
gestoppt werden. Da der kleine abrasive Kornschichtteil 24 aus einem blockförmigen
ultra-abrasiven Korn 518 aufgebaut ist, kann das Schleifen bei guter Schärfe
ohne zu große Schärfe am Abschnitt des blockförmigeren ultra-abrasiven
Korns 518, das nach außen gedreht wurde und das an Sequenz
518A des ultra-abrasiven Korns am Umfang durch Ebenenprojektion angeordnet
ist, durchgeführt werden.
Darüber hinaus bricht der scharfe Abschnitt nicht und leidet
nicht unter Zerspanung, da ein irreguläres ultra-abrasives Korn nicht verwendet
wird, und auch wenn ein Riss beim Schleifen des Werkstücks auftritt, wird dieser
bereits dann gestoppt, wenn er noch klein ist.
Darüber hinaus werden die scharfen Abschnitte sowie der Eckteil
und der Gratteil während des Schleifens nicht einer Quetschung unterworfen.
Dann wird dieser nicht im Pad 4 verbleiben und die Oberfläche
der Schleifwerkstücke sowie eine Halbleiterscheibe werden nicht abgeschabt
und ein Kratzer wird nicht ausgebildet und eine gute Spiegelpolitur wird ausgeführt.
Darüber hinaus kann jedes beschriebene galvanisch abgelagerte
abrasive Rad zum Ausführen des Schleifens eines Pads 4 verwendet werden,
das auf dem Halbleiterscheibenträger 5 vorgesehen ist und bei einer
exzentrischen Position gegenüber dem Pad 4 anstelle des Conditioners
8 gedreht wird.
Darüber hinaus sind in jedem der oben erwähnten Design der
Hügelteil 21 und der kleine abrasive Kornschichtteil 24 in
nahezu säulenförmiger Form oder in der Form eines rechtwinkligen Parallel-Epipeds
ausgebildet.
Die Form der kleinen abrasiven Kornschichtteile oder der vorstehenden
Teile sollte jedoch nicht auf diese Beispiele beschränkt werden und sollte
lediglich eine Höhe H vom Boden der abrasiven Kornschicht 22a aufweisen,
die größer als der mittlere Partikeldurchmesser des ultra-abrasiven Korns
14 ist.
Beispielsweise wird die Form einer konvex gekrümmten Oberfläche
sowie die Form einer Hemisphäre oder einer dreieckigen Pyramide ausreichen.
Darüber hinaus bilden die galvanischen abgeschiedenen abrasiven
Räder 20 und 30, 120 und das Rad 220,
240 usw. ein abrasives Werkzeug aus, das in der Lage ist, in andere Schleifpolier-Geräte
zusätzlich zum für das CMP-Gerät verwendeter Conditioner verwendet
zu werden.