JP2004237376A - 単層固定砥粒ワイヤーソー及びその製造方法並びに切断方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】線径が細くてほぼ均一となり、切断加工時におけるカーフ幅を小さくできると共に、切断加工の結果、面精度の良好な切断面を得ることができて、材料の歩留まりを向上させることができ、加工効率も向上させることが可能な単層固定砥粒ワイヤーソー、並びにシリコンインゴットの切断方法を提供する。
【解決手段】高強度の芯線１を一定の速度で送りながら、浸漬脱脂槽、酸浸漬槽及び水洗槽の前処理工程を経て、接着剤塗布装置にて芯線１の外周面上に点状に接着剤をほぼ均等に分布させて塗布することにより、接着部２ｂを形成し、その後、砥粒吹付装置にて砥粒２ａを上記接着部２ｂに単層に仮固着させる。最後に、電解めっきにより砥粒２ａを本固着させることにより、単層固定砥粒ワイヤーソーを得る。
【選択図】 図２
【解決手段】高強度の芯線１を一定の速度で送りながら、浸漬脱脂槽、酸浸漬槽及び水洗槽の前処理工程を経て、接着剤塗布装置にて芯線１の外周面上に点状に接着剤をほぼ均等に分布させて塗布することにより、接着部２ｂを形成し、その後、砥粒吹付装置にて砥粒２ａを上記接着部２ｂに単層に仮固着させる。最後に、電解めっきにより砥粒２ａを本固着させることにより、単層固定砥粒ワイヤーソーを得る。
【選択図】 図２
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にシリコンインゴットを切断加工するのに適した単層固定砥粒ワイヤーソー及びその製造方法に関するもので、具体的には、高強度の芯線の外周面に単層の砥粒をほぼ均等に分布させて固着して成るワイヤーソー及びその製造方法、並びに該単層固定砥粒ワイヤーソーまたは該製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーを用いたシリコンインゴットの切断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造において、配線パターンの微細化だけでは多機能化に追いつけず、近年ではチップ自身を大型化することで対応している。このようなチップの大型化に伴い、歩留まり向上の点からシリコンウェハも大口径のものが使用されるようになっている。
一方、従来、シリコンインゴットは、内周刃砥石（ＩＤブレード）を用いて切断加工されていたが、シリコンウェハの大口径化が年々進む中、加工能率、切断精度等の低下や、大型の装置が必要とされるなど様々な問題が生じ、遊離砥粒式や固定砥粒式のワイヤーソーを用いた切断加工に移行されてきた。
【０００３】
ワイヤーソーは、ワイヤーを切断用砥粒と共に走行させつつ被加工材に圧接して、切断加工を行うものであり、ワイヤーソーを用いた切断加工は、シリコンインゴットの大口径化に対応し易いと共に、シリコンインゴットから１回の切断で１枚のウェハしか得られない内周刃砥石とは異なり、マルチ切断法の採用により同時に複数枚のウェハを得ることが可能である。
【０００４】
ところで、遊離砥粒ワイヤーソーを用いた切断加工は、高強度の鋼線を刃として砥粒の入ったスラリーを用いて切断を行うものであるが、用いるスラリーには多少の粘性が求められ、油系の研削液を使用する必要がある。そのため、環境衛生上の問題を有することや、切断加工後のウェハ洗浄工程が必須となり手間が掛かるという問題点がある。
【０００５】
そこで、このような遊離砥粒ワイヤーソーの問題点を改善すべく、近年、研究開発が盛んに行われている固定砥粒ワイヤーソーは、切断加工に水系の研削液を用いることができ、さらに遊離砥粒ワイヤーソーに比べて加工速度の向上が図れる等の経済的利点を有している。
固定砥粒ワイヤーソーとは、高強度の鋼線や繊維線などから成る芯線の外周面にダイヤモンドやＣＢＮなどから成る砥粒を結合材により固着させたものであり、その構造、構成及び製造方法として様々なものが提案されている。
例えば、砥粒を芯線に結合材で固着させる方法としては、特許文献１に開示されている電解法による金属めっきがあり、また、特許文献２、特許文献３、特許文献４等においては、各種電着ワイヤーソーが提案されている。
【０００６】
しかしながら、従来における固定砥粒ワイヤーソーにおいては、その製造時に、芯線の外周面に固着される砥粒の分布をコントロールすることが困難であるため、芯線の外周面に砥粒を均等に分布させて固着させることができず、また、さらに砥粒が多層に固着されている場合には、ワイヤーソーの径が太くなってしまう。
よって、そのような固定砥粒ワイヤーソーを用いてシリコンインゴットを切断加工した場合には、カーフ幅が大きくなり、しかも切断後のシリコンウェハの面精度が悪く、後工程における取り代も大きくなるため、材料の歩留まりが悪い。また、芯線における砥粒が偏在した部分や局所的に多層となった部分に無理な力が作用したりして断線し易いため、製品寿命が短くなり加工効率も悪い。
【０００７】
【特許文献１】
特公昭５１―００３４３９号公報
【特許文献２】
特開昭６３―０２２２７５号公報
【特許文献３】
特開平０９―００１４５５号公報
【特許文献４】
特開平０９―１５０３１４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その課題は、切断加工時におけるカーフ幅を小さくすることができ、しかも面精度の良好な切断面を得ることができて材料の歩留まりが良く、さらに製品寿命が長くて加工効率を向上させることもできる単層固定砥粒ワイヤーソー及びその製造方法、並びに該単層固定砥粒ワイヤーソーまたは該製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーを用いたシリコンインゴットの切断方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る単層固定砥粒ワイヤーソーは、高強度の芯線の外周面上において、接着剤で形成されたほぼ均等に分布する多数の接着部に仮固着された単層の砥粒が、該芯線の外周面を被覆する結合材層により本固着されていることを特徴としている。
そして、このような構成を有する本発明に係る単層固定砥粒ワイヤーソーによれば、砥粒が芯線の外周面にほぼ均等に分布して単層に固着されているので、ワイヤーソーの線径が細くてほぼ均一となり、切断加工時におけるカーフ幅を小さくすることができ、しかも、面精度の良好な切断面が得られて後工程における取り代を小さくすることができるため、材料の歩留まりを向上させることができる。また、砥粒がほぼ均等に分布して線径もほぼ均一であり、切断加工時に芯線に無理な力が加わらないため断線が起こり難く、結果として製品寿命が長くなり加工効率も向上させることができる。
【００１０】
ここで、上記接着部は点状に形成されていることが望ましく、また、上記結合材層は単層でめっき金属から成っていることが望ましい。特に結合材としてめっき金属を使用した場合には、結合材としてレジンボンドを使用した場合と比べ、結合材の摩耗やそれに伴う砥粒の脱落が抑制されて製品寿命がより長くなり、しかも、砥粒が脱落し難いことから、切断加工時にワイヤーソーと被加工材とをより強い力で互いに圧接させることができると共に、ワイヤーソーに強い張力を作用させることができるため、加工速度をより向上させることができる。なお、上記めっき金属としては、ニッケル、銅、またはクロムが適している。
【００１１】
なお、本発明に係る単層固定砥粒ワイヤーソーにおいて、上記砥粒は、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒、Ａｌ２Ｏ３砥粒、またはＳｉＣ砥粒の中より選択される１種あるいは２種以上から成ることが望ましい。また、上記芯線は、高炭素鋼や中炭素低合金鋼などの熱処理ばね鋼による線材、硬鋼線やピアノ線やステンレス線や冷間圧延鋼線やオイルテンパー線などの加工ばね鋼による線材、低合金鋼や中合金鋼や高合金鋼やマルエージ鋼などの超強力鋼による線材、タングステンやモリブデンやベリリウムなどの金属繊維による線材、またはＦｅ−Ｓｉ−ＢやＡｌ−Ｙ−Ｎｉなどのアモルファス金属繊維による線材から成ることが望ましい。
【００１２】
一方、上記課題を解決するための単層固定砥粒ワイヤーソーは、高強度の芯線の外周面上に接着剤で多数の接着部をほぼ均等に分布させて形成する工程と、その接着部に砥粒を単層に仮固着させる工程と、芯線の外周面を結合材層で被覆することにより、仮固着された砥粒を芯線の外周面に本固着させる工程とから成る製造方法によって製造することができる。
そして、この製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーによれば、砥粒が芯線の外周面にほぼ均等に分布して単層に固着されているので、ワイヤーソーの線径が細くてほぼ均一となり、切断加工時におけるカーフ幅を小さくすることができ、しかも、面精度の良好な切断面が得られて後工程における取り代を小さくすることができるため、材料の歩留まりを向上させることができる。また、砥粒がほぼ均等に分布して線径もほぼ均一であり、切断加工時に芯線に無理な力が加わらないため断線が起こり難く、結果として製品寿命が長くなり加工効率も向上させることができる。
【００１３】
ここで、上記接着部は点状に形成することが望ましく、また、上記結合材層は単層でめっき金属から成っていることが望ましい。特に結合材としてめっき金属を使用した場合には、結合材としてレジンボンドを使用した場合と比べ、結合材の摩耗やそれに伴う砥粒の脱落が抑制されて製品寿命がより長くなり、しかも、砥粒が脱落し難いことから、切断加工時にワイヤーソーと被加工材とを互いにより強い力で圧接させることができると共に、ワイヤーソーに強い張力を作用させることができるため、加工速度をより向上させることができる。
【００１４】
また、上記課題を解決するための単層固定砥粒ワイヤーソーは、さらに具体的には、高強度の芯線を一定の速度で送りながら、浸漬脱脂槽、酸浸漬槽及び水洗槽を通過させる前処理工程と、有機溶剤に溶解させた接着剤を周囲からスプレーすることにより、芯線の外周面上に多数の点状の接着部をほぼ均等に分布させて形成する工程と、砥粒を周囲から圧縮エアーで吹き付けることにより、上記接着部に砥粒を単層に仮固着させる工程と、電解めっき槽中を通電させながら通過させて、芯線の外周面をめっき金属から成る単層の結合材層で被覆することにより、仮固着された砥粒を該芯線の外周面に本固着させる工程とから成る製造方法によって製造することができる。
【００１５】
そして、上記単層固定砥粒ワイヤーソー、または上記製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーを、一方向に走行または両方向に往復動させながら、シリコンインゴットを所定のワイヤー張力及び加工荷重の下で切断加工すると、上述のように、切断加工時におけるカーフ幅を小さくすることができ、しかも面精度の良好なシリコンウェハを得ることができるため、材料の歩留まりを向上させることができ、さらに、ワイヤーソーの製品寿命が長いため加工効率も向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３に示すように単層固定砥粒ワイヤーソーは、高強度の芯線１の外周面を、単層の砥粒２ａがほぼ均等に分布して成る砥粒層２で被覆することにより形成したのである。具体的には、芯線１の外周面上にほぼ均等に分布させて形成した接着剤から成る多数の接着部２ｂに仮固着された単層の砥粒２ａを、芯線１の外周面を被覆する結合材から成る結合材層２ｃで、該芯線１の外周面に本固着することにより形成されており、特にシリコンインゴットの切断加工に適している。
ここで、結合材層２ｃの膜厚は、平均砥粒径よりも薄くなっており、砥粒２ａが、その一部を結合材層２ｃの表面から露出させて芯線１の外周面に本固着されている。また、上記接着部２ｂは微小な点状の接着剤によって形成されており、上記結合材層２ｃは単層で、結合材としてのめっき金属から成っている。
【００１７】
なお、上記芯線１は、高炭素鋼や中炭素低合金鋼などの熱処理ばね鋼による線材、硬鋼線やピアノ線やステンレス線や冷間圧延鋼線やオイルテンパー線などの加工ばね鋼による線材、低合金鋼や中合金鋼や高合金鋼やマルエージ鋼などの超強力鋼による線材、タングステンやモリブデンやベリリウムなどの金属繊維による線材、またはＦｅ−Ｓｉ−ＢやＡｌ−Ｙ−Ｎｉなどのアモルファス金属繊維による線材から成っている。また、上記砥粒２ａには、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒、Ａｌ２Ｏ３砥粒、またはＳｉＣ砥粒の中より選択される１種あるいは２種以上のものを用いる。さらに、上記結合材としてのめっき金属には、ニッケル、銅、またはクロムを用いる。
【００１８】
次に、この単層固定砥粒ワイヤーソーを製造する方法について詳細に説明する。この製造方法は、概略的には、高強度の芯線１の外周面上に、接着剤により多数の点状の接着部２ｂをほぼ均等に分布させて形成する工程と、その接着部２ｂに砥粒２ａを単層に仮固着させる工程と、芯線１の外周面をめっき金属から成る単層の結合材層２ｃで被覆することにより、仮固着された砥粒２ａを、その一部を結合材層２ｃの表面から露出させて、芯線１の外周面に本固着させる工程とから成っている。このように、砥粒２ａを、芯線１の外周面上にほぼ均等に分布させて形成した点状の接着部２ｂに仮固着してから、その外周面に本固着するようにしたため、単層の砥粒２ａがほぼ均等に分布して成る砥粒層２を容易に芯線１の外周面に形成することができる。
【００１９】
具体的には、図４に示す上記単層固定砥粒ワイヤーソーの製造工程において、まず、第一ボビン３から一定の速度で水平に引き出された芯線１は、浸漬脱脂槽４で脱脂されて第一水洗槽５で水洗され、さらに酸浸漬槽６を通過して酸洗浄されて第二水洗槽７で再び水洗される。
ここで、浸漬脱脂槽４で用いられる脱脂液は、一般的に使用されているアルカリ脱脂液であり、３リン酸ソーダや、オルソ珪酸ソーダ及び炭酸ソーダ等における各水溶液が挙げられるが、特に限定するものではない。また、酸浸漬槽５で用いられる酸液は、一般的に使用されている硫酸、塩酸、硝酸等から成る混合溶液であるが、芯線素材により組成を変えて調製し、最適な酸処理条件を選択する必要がある。
【００２０】
次に、第二水洗槽７にて水洗された芯線１を、陰極に接続した金属性陰極電極８に接触通電させ、図５に示すように芯線１を中心とした周囲４個所（上下左右）に口径可変式スプレーノズル９ａを配設した接着剤塗布装置９へと導き、そのスプレーノズル９ａにより有機溶剤に溶解させた接着剤を芯線１の外周面に圧縮エアーで噴射塗布することによって、多数の点状接着剤をほぼ均等に付着させる。そうすることにより、芯線１の外周面上に点状接着剤から成る多数の接着部２ｂがほぼ均等に分布して形成される。
ここで、上記スプレーノズル９ａのノズル口径は、噴射された接着剤溶液の粒径が１〜１０μｍ程度の範囲にあるように調節すると効果的である。また、ここで用いる有機溶剤は、目的の接着剤を溶解できるものであれば特に限定されるものではないが、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素またはブタジエン、ノルマルヘキサン等の脂肪族炭化水素が取扱い性の面から適している。接着剤に関しても、その後の工程で砥粒２ａを仮固着できるものであれば特に制限するところではないが、アクリル、スチレン、ブタジエン、ニトリル、ブチルゴム等のゴム系接着剤が、流動性・接着性等の面から適している。
【００２１】
続いて、接着剤塗布装置９を経た芯線１を、図５に示すように芯線１を中心とした周囲４個所（上下左右）に砥粒吹付用ノズル１０ａを配設した砥粒吹付装置１０へと導き、その砥粒吹付用ノズル１０ａにより砥粒２ａを芯線１の外周面に圧縮エアーで吹き付けることによって、その外周面上に形成された点状の接着部２ｂに砥粒２ａを単層に付着させて仮固着する。このように、砥粒２ａは接着部２ｂに単層にしか付着しないため、余分な砥粒２ａが付着することが無く、無駄が無い。また、砥粒吹付装置１０には図示しない砥粒回収装置が設けられており、芯線１の接着部２ｂに付着しなかった砥粒２ａも再利用することができる。
【００２２】
さらに、砥粒２ａが外周面に仮固着された芯線１を、陽極に接続した金属板１１ａが電解めっき液中に浸水設置された電解めっき槽１１中を通過させ、めっき金属を結合材として陰極である芯線１の外周面に析出させる。そうすることにより、芯線１の外周面がめっき金属から成る結合材層２ｃで被覆され、該結合材層２ｃによって上記砥粒２ａが芯線１の外周面に本固着される。
ここで、陽極となる金属板１１ａは、結合材として選択されためっき金属と同じ金属から成っており、電解めっき液は、結合材として選択されためっき金属と同じ金属を含んでいる。また、結合材層２ｃの膜厚は、砥粒２ａの一部がその表面から露出する程度、すなわち平均砥粒径よりも薄く設定する。
【００２３】
そしてその後、外周面に砥粒２ａが本固着された芯線１を、第三水洗槽１２にて水洗し、第二ボビン１３で巻き取ることにより、芯線１の外周面が、単層の砥粒２ａをほぼ均等に分布させた砥粒層２で被覆されて成る単層固定砥粒ワイヤーソーを得ることができる。
【００２４】
このように、上記単層固定砥粒ワイヤーソー及び上記製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーによれば、砥粒２ａが芯線１の外周面にほぼ均等に分布して単層に固着されているので、ワイヤーソーの線径が細くてほぼ均一となり、切断加工時におけるカーフ幅を小さくすることができ、しかも、面精度の良好な切断面が得られて後工程における取り代を小さくすることができるため、材料の歩留まりを向上させることができる。また、砥粒２ａがほぼ均等に分布して線径もほぼ均一であり、切断加工時に芯線１に無理な力が加わらないため断線が起こり難く、結果として製品寿命が長くなり加工効率も向上させることができる。
【００２５】
さらに、結合材としてめっき金属を使用しているため、結合材としてレジンボンドを使用した場合と比べ、結合材層２ｃの摩耗やそれに伴う砥粒２ａの脱落が抑制されて製品寿命がより長くなり、しかも、砥粒２ａが脱落し難いことから、切断加工時にワイヤーソーと被加工材とをより強い力で互いに圧接させることができると共に、ワイヤーソーに強い張力を作用させることができるため、加工速度を速くして加工効率をより向上させることができる。
【００２６】
そして、上記単層固定砥粒ワイヤーソー、または上記製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーを、回転駆動される複数個の多溝滑車に単列または所定ピッチで巻回して、一方向に走行または両方向に往復動させながら、該ワイヤーソーに所定のワイヤー張力を作用させると共に、該ワイヤーソーとシリコンインゴットとを所定の加工荷重にて互いに圧接させることにより、該シリコンインゴットを小さいカーフ幅で切断加工して、面精度の良好なシリコンウェハを得ることができる。しかも、ワイヤーソーの製品寿命が長いため加工効率にも優れている。
【００２７】
【実施例】
以下に本発明に係る実施例を比較例と対比して詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例により特に限定されるものではない。
ここでは、本発明に基づいて製造した単層固定砥粒ワイヤーソーと、従来法に基づいて製造した比較例としての固定砥粒ワイヤーソーとを使用して、シリコンインゴットをそれぞれ切断加工し、それらの切断性能の比較評価を行った。なお、ここで比較例として使用した固定砥粒ワイヤーソーとは、芯線の外周面に、砥粒が局所的に多層に固着されたワイヤーソーであり、めっき液槽中に沈降させた砥粒層中を通過させつつ通電する従来法により、芯線の外周面に砥粒を固着させて作製した。
【００２８】
［実施例］
図４に示す製造工程において、第一ボビン３と第二ボビン１３間における線速度を一定にし、φ１８０μｍのピアノ線から成る芯線と平均砥粒径３０．３μｍの砥粒とにより単層固定砥粒ワイヤーソーを作製した。ここで、砥粒を仮固着させる接着剤の塗布には、アクリルゴム１５％とノルマルヘキサン８５％の溶液を用い、電解めっき槽１１のめっき液にはスルファミン酸ニッケル５００ｇ／ｌ、塩化ニッケル１０ｇ／ｌ、硼酸２０ｇ／ｌによりｐＨ４．０に調整した水溶液を用い、液温５０℃、電流密度１５Ａ／ｄｍ２でニッケルめっきによる砥粒の本固着を施した。ニッケル膜厚は平均砥粒径の２／３の２０μｍに設定した。その結果として得られた単層固定砥粒ワイヤーソーは、ほぼ均等な砥粒高さを有しており、その平均線径は２２５μｍであった。なお、単層固定砥粒ワイヤーソーの全長は１０ｋｍとした。
そして、このワイヤーソーをワイヤー線速度２００ｍ／ｍｉｎで往復運動させながら、シリコンインゴットを、加工荷重４Ｎ、ワイヤー張力１５Ｎの下で、加工液に水道水を用いて切断加工し、得られたシリコンウェハの厚みバラツキＴＶ１１（面内１１点における厚みの最大値と最小値との差）を測定した。
【００２９】
［比較例］
上記実施例と同じφ１８０μｍのピアノ線から成る芯線と平均砥粒径３０．３μｍの砥粒を使用し、従来法に従って、脱脂及び酸洗浄を行った芯線を、電解めっき槽中に沈降させた砥粒層中を通過させつつ通電することで、その芯線の外周面に砥粒を固着させて、固定砥粒ワイヤーソーを作製した。なお、上記電解めっき槽におけるめっき液の組成及びめっき条件（液温、電流密度）は上記実施例と同様にし、めっきの膜厚についても同様に２０μｍに設定した。その結果として得られた固定砥粒ワイヤーソーは、平均線径が２３５μｍであったが、局所的に砥粒が多層となっており、砥粒高さ、すなわち線径のバラツキが見られた。なお、固定砥粒ワイヤーソーの全長は上記実施例と同様に１０ｋｍとした。
そして、このワイヤーソーを用い、上記実施例と同じ条件下で、シリコンインゴットを切断加工し、得られたシリコンウェハの厚みバラツキＴＶ１１を測定した。
【００３０】
次に、実施例の単層固定砥粒ワイヤーソーと、比較例の固定砥粒ワイヤーソーとによりシリコンインゴットをそれぞれ切断加工した場合における、両者の切断性能の比較評価結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
【００３２】
表１からわかるように、実施例の単層固定砥粒ワイヤーソーによるシリコンインゴット切断では、比較例の固定砥粒ワイヤーソーによるものと比較して、カーフ幅が約１２μｍ小さく、面精度もＲｍａｘで４．６μｍ小さかった。また、切断後のシリコンウェハの厚みバラツキＴＶ１１についても約１割改善でき、結果として後工程である研磨工程での取り代が約１割少なくなった。
【００３３】
【発明の効果】
このように、本発明に係る単層固定砥粒ワイヤーソー及びその製造方法、並びに該単層固定砥粒ワイヤーソーまたは該製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーを用いたシリコンインゴットの切断方法によれば、切断加工時におけるカーフ幅を小さくすることができ、しかも面精度の良好な切断面を得ることができるため、材料の歩留まりが良く、さらにワイヤーソーの製品寿命が長いため、加工効率を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る単層固定砥粒ワイヤーソーの一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１における軸と直角方向のＡ―Ａ断面図である。
【図３】図１における軸方向の部分断面図である。
【図４】本発明に係る単層固定砥粒ワイヤーソーの製造方法の一実施形態を示す製造工程図である。
【図５】接着剤塗布装置９及び砥粒吹付装置１０におけるノズル配置を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ・・・・・ 芯線
２ ・・・・・ 砥粒層
２ａ・・・・・ 砥粒
２ｂ・・・・・ 接着部
２ｃ・・・・・ 結合材層
３ ・・・・・ 第一ボビン
４ ・・・・・ 浸漬脱脂槽
５ ・・・・・ 第一水洗槽
６ ・・・・・ 酸浸漬槽
７ ・・・・・ 第二水洗槽
８ ・・・・・ 陰極電極
９ ・・・・・ 接着剤塗布装置
９ａ・・・・・ スプレーノズル
１０・・・・・ 砥粒吹付装置
１０ａ・・・・ 砥粒吹付用ノズル
１１・・・・・ 電解めっき槽
１１ａ・・・・ 金属板
１２・・・・・ 第三水洗槽
１３・・・・・ 第二ボビン
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にシリコンインゴットを切断加工するのに適した単層固定砥粒ワイヤーソー及びその製造方法に関するもので、具体的には、高強度の芯線の外周面に単層の砥粒をほぼ均等に分布させて固着して成るワイヤーソー及びその製造方法、並びに該単層固定砥粒ワイヤーソーまたは該製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーを用いたシリコンインゴットの切断方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半導体デバイスの製造において、配線パターンの微細化だけでは多機能化に追いつけず、近年ではチップ自身を大型化することで対応している。このようなチップの大型化に伴い、歩留まり向上の点からシリコンウェハも大口径のものが使用されるようになっている。
一方、従来、シリコンインゴットは、内周刃砥石（ＩＤブレード）を用いて切断加工されていたが、シリコンウェハの大口径化が年々進む中、加工能率、切断精度等の低下や、大型の装置が必要とされるなど様々な問題が生じ、遊離砥粒式や固定砥粒式のワイヤーソーを用いた切断加工に移行されてきた。
【０００３】
ワイヤーソーは、ワイヤーを切断用砥粒と共に走行させつつ被加工材に圧接して、切断加工を行うものであり、ワイヤーソーを用いた切断加工は、シリコンインゴットの大口径化に対応し易いと共に、シリコンインゴットから１回の切断で１枚のウェハしか得られない内周刃砥石とは異なり、マルチ切断法の採用により同時に複数枚のウェハを得ることが可能である。
【０００４】
ところで、遊離砥粒ワイヤーソーを用いた切断加工は、高強度の鋼線を刃として砥粒の入ったスラリーを用いて切断を行うものであるが、用いるスラリーには多少の粘性が求められ、油系の研削液を使用する必要がある。そのため、環境衛生上の問題を有することや、切断加工後のウェハ洗浄工程が必須となり手間が掛かるという問題点がある。
【０００５】
そこで、このような遊離砥粒ワイヤーソーの問題点を改善すべく、近年、研究開発が盛んに行われている固定砥粒ワイヤーソーは、切断加工に水系の研削液を用いることができ、さらに遊離砥粒ワイヤーソーに比べて加工速度の向上が図れる等の経済的利点を有している。
固定砥粒ワイヤーソーとは、高強度の鋼線や繊維線などから成る芯線の外周面にダイヤモンドやＣＢＮなどから成る砥粒を結合材により固着させたものであり、その構造、構成及び製造方法として様々なものが提案されている。
例えば、砥粒を芯線に結合材で固着させる方法としては、特許文献１に開示されている電解法による金属めっきがあり、また、特許文献２、特許文献３、特許文献４等においては、各種電着ワイヤーソーが提案されている。
【０００６】
しかしながら、従来における固定砥粒ワイヤーソーにおいては、その製造時に、芯線の外周面に固着される砥粒の分布をコントロールすることが困難であるため、芯線の外周面に砥粒を均等に分布させて固着させることができず、また、さらに砥粒が多層に固着されている場合には、ワイヤーソーの径が太くなってしまう。
よって、そのような固定砥粒ワイヤーソーを用いてシリコンインゴットを切断加工した場合には、カーフ幅が大きくなり、しかも切断後のシリコンウェハの面精度が悪く、後工程における取り代も大きくなるため、材料の歩留まりが悪い。また、芯線における砥粒が偏在した部分や局所的に多層となった部分に無理な力が作用したりして断線し易いため、製品寿命が短くなり加工効率も悪い。
【０００７】
【特許文献１】
特公昭５１―００３４３９号公報
【特許文献２】
特開昭６３―０２２２７５号公報
【特許文献３】
特開平０９―００１４５５号公報
【特許文献４】
特開平０９―１５０３１４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その課題は、切断加工時におけるカーフ幅を小さくすることができ、しかも面精度の良好な切断面を得ることができて材料の歩留まりが良く、さらに製品寿命が長くて加工効率を向上させることもできる単層固定砥粒ワイヤーソー及びその製造方法、並びに該単層固定砥粒ワイヤーソーまたは該製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーを用いたシリコンインゴットの切断方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る単層固定砥粒ワイヤーソーは、高強度の芯線の外周面上において、接着剤で形成されたほぼ均等に分布する多数の接着部に仮固着された単層の砥粒が、該芯線の外周面を被覆する結合材層により本固着されていることを特徴としている。
そして、このような構成を有する本発明に係る単層固定砥粒ワイヤーソーによれば、砥粒が芯線の外周面にほぼ均等に分布して単層に固着されているので、ワイヤーソーの線径が細くてほぼ均一となり、切断加工時におけるカーフ幅を小さくすることができ、しかも、面精度の良好な切断面が得られて後工程における取り代を小さくすることができるため、材料の歩留まりを向上させることができる。また、砥粒がほぼ均等に分布して線径もほぼ均一であり、切断加工時に芯線に無理な力が加わらないため断線が起こり難く、結果として製品寿命が長くなり加工効率も向上させることができる。
【００１０】
ここで、上記接着部は点状に形成されていることが望ましく、また、上記結合材層は単層でめっき金属から成っていることが望ましい。特に結合材としてめっき金属を使用した場合には、結合材としてレジンボンドを使用した場合と比べ、結合材の摩耗やそれに伴う砥粒の脱落が抑制されて製品寿命がより長くなり、しかも、砥粒が脱落し難いことから、切断加工時にワイヤーソーと被加工材とをより強い力で互いに圧接させることができると共に、ワイヤーソーに強い張力を作用させることができるため、加工速度をより向上させることができる。なお、上記めっき金属としては、ニッケル、銅、またはクロムが適している。
【００１１】
なお、本発明に係る単層固定砥粒ワイヤーソーにおいて、上記砥粒は、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒、Ａｌ２Ｏ３砥粒、またはＳｉＣ砥粒の中より選択される１種あるいは２種以上から成ることが望ましい。また、上記芯線は、高炭素鋼や中炭素低合金鋼などの熱処理ばね鋼による線材、硬鋼線やピアノ線やステンレス線や冷間圧延鋼線やオイルテンパー線などの加工ばね鋼による線材、低合金鋼や中合金鋼や高合金鋼やマルエージ鋼などの超強力鋼による線材、タングステンやモリブデンやベリリウムなどの金属繊維による線材、またはＦｅ−Ｓｉ−ＢやＡｌ−Ｙ−Ｎｉなどのアモルファス金属繊維による線材から成ることが望ましい。
【００１２】
一方、上記課題を解決するための単層固定砥粒ワイヤーソーは、高強度の芯線の外周面上に接着剤で多数の接着部をほぼ均等に分布させて形成する工程と、その接着部に砥粒を単層に仮固着させる工程と、芯線の外周面を結合材層で被覆することにより、仮固着された砥粒を芯線の外周面に本固着させる工程とから成る製造方法によって製造することができる。
そして、この製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーによれば、砥粒が芯線の外周面にほぼ均等に分布して単層に固着されているので、ワイヤーソーの線径が細くてほぼ均一となり、切断加工時におけるカーフ幅を小さくすることができ、しかも、面精度の良好な切断面が得られて後工程における取り代を小さくすることができるため、材料の歩留まりを向上させることができる。また、砥粒がほぼ均等に分布して線径もほぼ均一であり、切断加工時に芯線に無理な力が加わらないため断線が起こり難く、結果として製品寿命が長くなり加工効率も向上させることができる。
【００１３】
ここで、上記接着部は点状に形成することが望ましく、また、上記結合材層は単層でめっき金属から成っていることが望ましい。特に結合材としてめっき金属を使用した場合には、結合材としてレジンボンドを使用した場合と比べ、結合材の摩耗やそれに伴う砥粒の脱落が抑制されて製品寿命がより長くなり、しかも、砥粒が脱落し難いことから、切断加工時にワイヤーソーと被加工材とを互いにより強い力で圧接させることができると共に、ワイヤーソーに強い張力を作用させることができるため、加工速度をより向上させることができる。
【００１４】
また、上記課題を解決するための単層固定砥粒ワイヤーソーは、さらに具体的には、高強度の芯線を一定の速度で送りながら、浸漬脱脂槽、酸浸漬槽及び水洗槽を通過させる前処理工程と、有機溶剤に溶解させた接着剤を周囲からスプレーすることにより、芯線の外周面上に多数の点状の接着部をほぼ均等に分布させて形成する工程と、砥粒を周囲から圧縮エアーで吹き付けることにより、上記接着部に砥粒を単層に仮固着させる工程と、電解めっき槽中を通電させながら通過させて、芯線の外周面をめっき金属から成る単層の結合材層で被覆することにより、仮固着された砥粒を該芯線の外周面に本固着させる工程とから成る製造方法によって製造することができる。
【００１５】
そして、上記単層固定砥粒ワイヤーソー、または上記製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーを、一方向に走行または両方向に往復動させながら、シリコンインゴットを所定のワイヤー張力及び加工荷重の下で切断加工すると、上述のように、切断加工時におけるカーフ幅を小さくすることができ、しかも面精度の良好なシリコンウェハを得ることができるため、材料の歩留まりを向上させることができ、さらに、ワイヤーソーの製品寿命が長いため加工効率も向上させることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１乃至図３に示すように単層固定砥粒ワイヤーソーは、高強度の芯線１の外周面を、単層の砥粒２ａがほぼ均等に分布して成る砥粒層２で被覆することにより形成したのである。具体的には、芯線１の外周面上にほぼ均等に分布させて形成した接着剤から成る多数の接着部２ｂに仮固着された単層の砥粒２ａを、芯線１の外周面を被覆する結合材から成る結合材層２ｃで、該芯線１の外周面に本固着することにより形成されており、特にシリコンインゴットの切断加工に適している。
ここで、結合材層２ｃの膜厚は、平均砥粒径よりも薄くなっており、砥粒２ａが、その一部を結合材層２ｃの表面から露出させて芯線１の外周面に本固着されている。また、上記接着部２ｂは微小な点状の接着剤によって形成されており、上記結合材層２ｃは単層で、結合材としてのめっき金属から成っている。
【００１７】
なお、上記芯線１は、高炭素鋼や中炭素低合金鋼などの熱処理ばね鋼による線材、硬鋼線やピアノ線やステンレス線や冷間圧延鋼線やオイルテンパー線などの加工ばね鋼による線材、低合金鋼や中合金鋼や高合金鋼やマルエージ鋼などの超強力鋼による線材、タングステンやモリブデンやベリリウムなどの金属繊維による線材、またはＦｅ−Ｓｉ−ＢやＡｌ−Ｙ−Ｎｉなどのアモルファス金属繊維による線材から成っている。また、上記砥粒２ａには、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒、Ａｌ２Ｏ３砥粒、またはＳｉＣ砥粒の中より選択される１種あるいは２種以上のものを用いる。さらに、上記結合材としてのめっき金属には、ニッケル、銅、またはクロムを用いる。
【００１８】
次に、この単層固定砥粒ワイヤーソーを製造する方法について詳細に説明する。この製造方法は、概略的には、高強度の芯線１の外周面上に、接着剤により多数の点状の接着部２ｂをほぼ均等に分布させて形成する工程と、その接着部２ｂに砥粒２ａを単層に仮固着させる工程と、芯線１の外周面をめっき金属から成る単層の結合材層２ｃで被覆することにより、仮固着された砥粒２ａを、その一部を結合材層２ｃの表面から露出させて、芯線１の外周面に本固着させる工程とから成っている。このように、砥粒２ａを、芯線１の外周面上にほぼ均等に分布させて形成した点状の接着部２ｂに仮固着してから、その外周面に本固着するようにしたため、単層の砥粒２ａがほぼ均等に分布して成る砥粒層２を容易に芯線１の外周面に形成することができる。
【００１９】
具体的には、図４に示す上記単層固定砥粒ワイヤーソーの製造工程において、まず、第一ボビン３から一定の速度で水平に引き出された芯線１は、浸漬脱脂槽４で脱脂されて第一水洗槽５で水洗され、さらに酸浸漬槽６を通過して酸洗浄されて第二水洗槽７で再び水洗される。
ここで、浸漬脱脂槽４で用いられる脱脂液は、一般的に使用されているアルカリ脱脂液であり、３リン酸ソーダや、オルソ珪酸ソーダ及び炭酸ソーダ等における各水溶液が挙げられるが、特に限定するものではない。また、酸浸漬槽５で用いられる酸液は、一般的に使用されている硫酸、塩酸、硝酸等から成る混合溶液であるが、芯線素材により組成を変えて調製し、最適な酸処理条件を選択する必要がある。
【００２０】
次に、第二水洗槽７にて水洗された芯線１を、陰極に接続した金属性陰極電極８に接触通電させ、図５に示すように芯線１を中心とした周囲４個所（上下左右）に口径可変式スプレーノズル９ａを配設した接着剤塗布装置９へと導き、そのスプレーノズル９ａにより有機溶剤に溶解させた接着剤を芯線１の外周面に圧縮エアーで噴射塗布することによって、多数の点状接着剤をほぼ均等に付着させる。そうすることにより、芯線１の外周面上に点状接着剤から成る多数の接着部２ｂがほぼ均等に分布して形成される。
ここで、上記スプレーノズル９ａのノズル口径は、噴射された接着剤溶液の粒径が１〜１０μｍ程度の範囲にあるように調節すると効果的である。また、ここで用いる有機溶剤は、目的の接着剤を溶解できるものであれば特に限定されるものではないが、キシレン、トルエン等の芳香族炭化水素またはブタジエン、ノルマルヘキサン等の脂肪族炭化水素が取扱い性の面から適している。接着剤に関しても、その後の工程で砥粒２ａを仮固着できるものであれば特に制限するところではないが、アクリル、スチレン、ブタジエン、ニトリル、ブチルゴム等のゴム系接着剤が、流動性・接着性等の面から適している。
【００２１】
続いて、接着剤塗布装置９を経た芯線１を、図５に示すように芯線１を中心とした周囲４個所（上下左右）に砥粒吹付用ノズル１０ａを配設した砥粒吹付装置１０へと導き、その砥粒吹付用ノズル１０ａにより砥粒２ａを芯線１の外周面に圧縮エアーで吹き付けることによって、その外周面上に形成された点状の接着部２ｂに砥粒２ａを単層に付着させて仮固着する。このように、砥粒２ａは接着部２ｂに単層にしか付着しないため、余分な砥粒２ａが付着することが無く、無駄が無い。また、砥粒吹付装置１０には図示しない砥粒回収装置が設けられており、芯線１の接着部２ｂに付着しなかった砥粒２ａも再利用することができる。
【００２２】
さらに、砥粒２ａが外周面に仮固着された芯線１を、陽極に接続した金属板１１ａが電解めっき液中に浸水設置された電解めっき槽１１中を通過させ、めっき金属を結合材として陰極である芯線１の外周面に析出させる。そうすることにより、芯線１の外周面がめっき金属から成る結合材層２ｃで被覆され、該結合材層２ｃによって上記砥粒２ａが芯線１の外周面に本固着される。
ここで、陽極となる金属板１１ａは、結合材として選択されためっき金属と同じ金属から成っており、電解めっき液は、結合材として選択されためっき金属と同じ金属を含んでいる。また、結合材層２ｃの膜厚は、砥粒２ａの一部がその表面から露出する程度、すなわち平均砥粒径よりも薄く設定する。
【００２３】
そしてその後、外周面に砥粒２ａが本固着された芯線１を、第三水洗槽１２にて水洗し、第二ボビン１３で巻き取ることにより、芯線１の外周面が、単層の砥粒２ａをほぼ均等に分布させた砥粒層２で被覆されて成る単層固定砥粒ワイヤーソーを得ることができる。
【００２４】
このように、上記単層固定砥粒ワイヤーソー及び上記製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーによれば、砥粒２ａが芯線１の外周面にほぼ均等に分布して単層に固着されているので、ワイヤーソーの線径が細くてほぼ均一となり、切断加工時におけるカーフ幅を小さくすることができ、しかも、面精度の良好な切断面が得られて後工程における取り代を小さくすることができるため、材料の歩留まりを向上させることができる。また、砥粒２ａがほぼ均等に分布して線径もほぼ均一であり、切断加工時に芯線１に無理な力が加わらないため断線が起こり難く、結果として製品寿命が長くなり加工効率も向上させることができる。
【００２５】
さらに、結合材としてめっき金属を使用しているため、結合材としてレジンボンドを使用した場合と比べ、結合材層２ｃの摩耗やそれに伴う砥粒２ａの脱落が抑制されて製品寿命がより長くなり、しかも、砥粒２ａが脱落し難いことから、切断加工時にワイヤーソーと被加工材とをより強い力で互いに圧接させることができると共に、ワイヤーソーに強い張力を作用させることができるため、加工速度を速くして加工効率をより向上させることができる。
【００２６】
そして、上記単層固定砥粒ワイヤーソー、または上記製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーを、回転駆動される複数個の多溝滑車に単列または所定ピッチで巻回して、一方向に走行または両方向に往復動させながら、該ワイヤーソーに所定のワイヤー張力を作用させると共に、該ワイヤーソーとシリコンインゴットとを所定の加工荷重にて互いに圧接させることにより、該シリコンインゴットを小さいカーフ幅で切断加工して、面精度の良好なシリコンウェハを得ることができる。しかも、ワイヤーソーの製品寿命が長いため加工効率にも優れている。
【００２７】
【実施例】
以下に本発明に係る実施例を比較例と対比して詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施例により特に限定されるものではない。
ここでは、本発明に基づいて製造した単層固定砥粒ワイヤーソーと、従来法に基づいて製造した比較例としての固定砥粒ワイヤーソーとを使用して、シリコンインゴットをそれぞれ切断加工し、それらの切断性能の比較評価を行った。なお、ここで比較例として使用した固定砥粒ワイヤーソーとは、芯線の外周面に、砥粒が局所的に多層に固着されたワイヤーソーであり、めっき液槽中に沈降させた砥粒層中を通過させつつ通電する従来法により、芯線の外周面に砥粒を固着させて作製した。
【００２８】
［実施例］
図４に示す製造工程において、第一ボビン３と第二ボビン１３間における線速度を一定にし、φ１８０μｍのピアノ線から成る芯線と平均砥粒径３０．３μｍの砥粒とにより単層固定砥粒ワイヤーソーを作製した。ここで、砥粒を仮固着させる接着剤の塗布には、アクリルゴム１５％とノルマルヘキサン８５％の溶液を用い、電解めっき槽１１のめっき液にはスルファミン酸ニッケル５００ｇ／ｌ、塩化ニッケル１０ｇ／ｌ、硼酸２０ｇ／ｌによりｐＨ４．０に調整した水溶液を用い、液温５０℃、電流密度１５Ａ／ｄｍ２でニッケルめっきによる砥粒の本固着を施した。ニッケル膜厚は平均砥粒径の２／３の２０μｍに設定した。その結果として得られた単層固定砥粒ワイヤーソーは、ほぼ均等な砥粒高さを有しており、その平均線径は２２５μｍであった。なお、単層固定砥粒ワイヤーソーの全長は１０ｋｍとした。
そして、このワイヤーソーをワイヤー線速度２００ｍ／ｍｉｎで往復運動させながら、シリコンインゴットを、加工荷重４Ｎ、ワイヤー張力１５Ｎの下で、加工液に水道水を用いて切断加工し、得られたシリコンウェハの厚みバラツキＴＶ１１（面内１１点における厚みの最大値と最小値との差）を測定した。
【００２９】
［比較例］
上記実施例と同じφ１８０μｍのピアノ線から成る芯線と平均砥粒径３０．３μｍの砥粒を使用し、従来法に従って、脱脂及び酸洗浄を行った芯線を、電解めっき槽中に沈降させた砥粒層中を通過させつつ通電することで、その芯線の外周面に砥粒を固着させて、固定砥粒ワイヤーソーを作製した。なお、上記電解めっき槽におけるめっき液の組成及びめっき条件（液温、電流密度）は上記実施例と同様にし、めっきの膜厚についても同様に２０μｍに設定した。その結果として得られた固定砥粒ワイヤーソーは、平均線径が２３５μｍであったが、局所的に砥粒が多層となっており、砥粒高さ、すなわち線径のバラツキが見られた。なお、固定砥粒ワイヤーソーの全長は上記実施例と同様に１０ｋｍとした。
そして、このワイヤーソーを用い、上記実施例と同じ条件下で、シリコンインゴットを切断加工し、得られたシリコンウェハの厚みバラツキＴＶ１１を測定した。
【００３０】
次に、実施例の単層固定砥粒ワイヤーソーと、比較例の固定砥粒ワイヤーソーとによりシリコンインゴットをそれぞれ切断加工した場合における、両者の切断性能の比較評価結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
表１からわかるように、実施例の単層固定砥粒ワイヤーソーによるシリコンインゴット切断では、比較例の固定砥粒ワイヤーソーによるものと比較して、カーフ幅が約１２μｍ小さく、面精度もＲｍａｘで４．６μｍ小さかった。また、切断後のシリコンウェハの厚みバラツキＴＶ１１についても約１割改善でき、結果として後工程である研磨工程での取り代が約１割少なくなった。
【００３３】
【発明の効果】
このように、本発明に係る単層固定砥粒ワイヤーソー及びその製造方法、並びに該単層固定砥粒ワイヤーソーまたは該製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーを用いたシリコンインゴットの切断方法によれば、切断加工時におけるカーフ幅を小さくすることができ、しかも面精度の良好な切断面を得ることができるため、材料の歩留まりが良く、さらにワイヤーソーの製品寿命が長いため、加工効率を向上させることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る単層固定砥粒ワイヤーソーの一実施形態を示す正面図である。
【図２】図１における軸と直角方向のＡ―Ａ断面図である。
【図３】図１における軸方向の部分断面図である。
【図４】本発明に係る単層固定砥粒ワイヤーソーの製造方法の一実施形態を示す製造工程図である。
【図５】接着剤塗布装置９及び砥粒吹付装置１０におけるノズル配置を示す説明図である。
【符号の説明】
１ ・・・・・ 芯線
２ ・・・・・ 砥粒層
２ａ・・・・・ 砥粒
２ｂ・・・・・ 接着部
２ｃ・・・・・ 結合材層
３ ・・・・・ 第一ボビン
４ ・・・・・ 浸漬脱脂槽
５ ・・・・・ 第一水洗槽
６ ・・・・・ 酸浸漬槽
７ ・・・・・ 第二水洗槽
８ ・・・・・ 陰極電極
９ ・・・・・ 接着剤塗布装置
９ａ・・・・・ スプレーノズル
１０・・・・・ 砥粒吹付装置
１０ａ・・・・ 砥粒吹付用ノズル
１１・・・・・ 電解めっき槽
１１ａ・・・・ 金属板
１２・・・・・ 第三水洗槽
１３・・・・・ 第二ボビン
Claims (11)
- 高強度の芯線の外周面上において、接着剤で形成されたほぼ均等に分布する多数の接着部に仮固着された単層の砥粒が、該芯線の外周面を被覆する結合材層により本固着されていることを特徴とする単層固定砥粒ワイヤーソー。
- 上記接着部が点状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の単層固定砥粒ワイヤーソー。
- 上記結合材層が単層でめっき金属から成ることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の単層固定砥粒ワイヤーソー。
- 上記めっき金属が、ニッケル、銅、またはクロムであることを特徴とする請求項３に記載の単層固定砥粒ワイヤーソー。
- 上記砥粒が、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒、Ａｌ２Ｏ３砥粒、またはＳｉＣ砥粒の中より選択される１種あるいは２種以上から成ることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の単層固定砥粒ワイヤーソー。
- 上記芯線が、高炭素鋼や中炭素低合金鋼などの熱処理ばね鋼による線材、硬鋼線やピアノ線やステンレス線や冷間圧延鋼線やオイルテンパー線などの加工ばね鋼による線材、低合金鋼や中合金鋼や高合金鋼やマルエージ鋼などの超強力鋼による線材、タングステンやモリブデンやベリリウムなどの金属繊維による線材、またはＦｅ−Ｓｉ−ＢやＡｌ−Ｙ−Ｎｉなどのアモルファス金属繊維による線材から成ることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れかに記載の単層固定砥粒ワイヤーソー。
- 高強度の芯線の外周面上に接着剤で多数の接着部をほぼ均等に分布させて形成する工程と、その接着部に砥粒を単層に仮固着させる工程と、芯線の外周面を結合材層で被覆することにより、仮固着された砥粒を芯線の外周面に本固着させる工程とから成ることを特徴とする単層固定砥粒ワイヤーソーの製造方法
- 上記接着部を点状に形成することを特徴とする請求項７に記載の単層固定砥粒ワイヤーソーの製造方法。
- 上記結合材層が単層でめっき金属から成ることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の単層固定砥粒ワイヤーソーの製造方法。
- 高強度の芯線を一定の速度で送りながら、浸漬脱脂槽、酸浸漬槽及び水洗槽を通過させる前処理工程と、有機溶剤に溶解させた接着剤を周囲からスプレーすることにより、芯線の外周面上に多数の点状の接着部をほぼ均等に分布させて形成する工程と、砥粒を周囲から圧縮エアーで吹き付けることにより、上記接着部に砥粒を単層に仮固着させる工程と、電解めっき槽中を通電させながら通過させて、芯線の外周面をめっき金属から成る単層の結合材層で被覆することにより、仮固着された砥粒を該芯線の外周面に本固着させる工程とから成ることを特徴とする単層固定砥粒ワイヤーソーの製造方法。
- 請求項１〜６の何れかに記載された単層固定砥粒ワイヤーソー、または請求項７〜１０の何れかに記載された製造方法により製造された単層固定砥粒ワイヤーソーを、一方向に走行または両方向に往復動させながら、シリコンインゴットを所定のワイヤー張力及び加工荷重の下で切断加工するシリコンインゴットの切断方法。
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