JP2008126341A - ワイヤソー用溝付きローラ及びその溝加工方法並びにその溝付きローラを用いたワイヤソー - Google Patents

Abstract

【課題】軸方向の溝間隔が狭く、ワイヤが溝から外れにくく、細径ワイヤを使用することができるワイヤソー用溝付きローラを提供すること。
【解決手段】回転するローラ３８に接しつつ、そのローラ３８の回転軸３８ａと直交する方向に走行する固定砥粒ワイヤ３２によってローラ３８の円周方向に溝を形成する。
【選択図】図６

Description

本発明はワイヤソー用溝付きローラ及びその溝加工方法並びにその溝付きローラを用いたワイヤソーに関し、特に、シリコン、石英、セラミック等の硬質材料の切断やスライスやダイシングやインゴット切り出し用として好適のマルチワイヤソーに用いられる溝付きローラ及びその溝加工方法並びにその溝付きローラを用いたワイヤソーに関する。

例えば、再生可能なエネルギーとして普及が期待される太陽光発電システムの導入を促進するため、薄型結晶シリコン太陽電池の製造技術の確立が要望されている。かかるシリコン太陽電池は、多結晶シリコンを溶解させて製造されるシリコンインゴットから次に説明するようなプロセスによって製造することができるシリコンウェハを材料としている。

例えば、チョクラルスキー法に従って、引き上げ装置内に多結晶シリコンをセットし、不活性雰囲気の減圧下で加熱溶融し、種結晶を付けて徐々に引き上げることで単結晶を育成し、育成の完了した単結晶シリコンを規定の長さに切断するとともに規定の直径になるように外周を研削してシリコンインゴットを得、このシリコンインゴットをスライスしてウェハとし、さらに、そのウェハに外周面取り・機械研磨・化学研磨・不純物除去熱処理・鏡面研磨・洗浄などの精製工程を施してシリコンウェハが得られる。以上のような工程を経て得られるシリコンウェハの厚みは、２００〜２５０μｍ程度が主流であるが、今後、１５０μｍ、さらには１００μｍへと薄型化の進行が予測されている。

高品質の薄膜シリコンウェハを得るためには、上記のシリコンウェハ製造工程の中でシリコンインゴットをスライスする工程が重要であり、厚み精度の良好なウェハを得るためにマルチワイヤソーを用いた切断方法が主流となっている。マルチワイヤソーによる切断方法の一例として、テンションを付与した細いワイヤ列を走行させ、そのワイヤ列に砥粒を含有するスラリー状の研磨材を吹き付けながら被切削物（例えば、シリコンインゴット）をワイヤ列に押し当てて、遊離砥粒の研磨作用によって被切削物をウェハ状に切断することにより同時に複数枚のウェハを得ることが可能であるマルチワイヤソーの概略構成を図９に示す。

図９を簡単に説明すると、繰り出しボビン４１から供給されたワイヤ４２は、ワイヤ４２をガイドするための多数のガイドローラ４３を経て円周方向に多数の溝を有する複数個の溝付きローラ（グルーブローラ）４４の溝に沿って走行することにより所定間隔のワイヤ列を形成し、そのワイヤ列に対してフィードユニット４５によって被切削物４６を押し当てつつノズル４７からワイヤ列に向けてスラリー状の遊離砥粒を吹き付けることによって被切削物４６をウェハ状に切断し、その後、ワイヤ列は多数のガイドローラ４８を経て巻き取りボビン４９に巻き取られる。ワイヤ４２は溝付きローラ４４に付設された駆動モータ５０の駆動力によって走行するが、そのとき、ダンサーローラ５１、５２の動きの情報が繰り出しボビン４１および巻き取りボビン４９の回転にフィードバックされ、一定のテンションが保たれる。通常、ワイヤ４２はその材料としての有効利用と切断面粗さ改善など品質面からの要請で一定の双方向走行または一方向走行を行いながら前進し、最終的に巻き取りボビン４９に巻き取られる。

上記スラリー状の遊離砥粒としては、一般的に、炭化珪素砥粒を油剤に分散させたものが用いられることが多い。油剤は鉱油系のものが用いられているが、洗浄に有機溶剤を必要とするなど、環境上の問題から、グリコール系溶剤をベースとした水溶性のものへの転換が進んでいる。このような遊離砥粒を用いたワイヤソーの特徴は、（１）被切削物全体を一挙に切断する方式であるため、切断速度が大きくなくても大量に処理することができ、（２）工具がワイヤであるため、大口径被切削物の切断が比較的容易であり、（３）遊離砥粒の研磨作用を利用する切断であることに加えて、工具が細いワイヤであるため、薄いウェハの切断が可能であるという特徴を有するので、インゴットスライスの主たる方法の一つとして用いられている。

このような遊離砥粒による切断加工精度を向上することができるワイヤソーによる切断方法については、例えば、特許文献１に記載されている。

ところで、図９に示すマルチワイヤソーにおいて、溝付きローラ４４には軸方向に一定間隔をあけて円周方向に多数の溝を加工する必要があるが、この溝付きローラ４４は、金属芯体にウレタンゴムを巻き付けたものが一般的に用いられている。というのは、溝付きローラを金属ローラとすると、被切削物を切断するときに溝付きローラの溝に入り込んだ砥粒により溝が削られやすく、また、溝付きローラの溝に沿って走行する金属製のワイヤとのスリップによって溝が摩耗しやすくなる。その結果、厚み精度の良好なウェハを得ることが困難になるからである。

そこで、他の合成ゴムに比べて引き裂き強さや引張り強さや耐摩耗性が優れているウレタンゴムを用いれば、溝に入り込んだ砥粒をそのウレタンゴムの有する弾性作用によって跳ね返し、また、溝に沿って走行する金属製ワイヤを適度に反発するので金属製ワイヤとの間でスリップが生じにくく、溝が損耗しにくくなるからである。

一方、溝付きローラに対する現在の溝加工は、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、旋盤を使用してバイト６１で加工するか又は研削砥石６２を用いて加工する方法が行われている。しかし、これらの工具では、ウレタンゴムという弾性体に対して約３００μｍ以下の溝間隔（ローラの軸方向、図１０（ａ）のＷ参照）に加工するのは非常に困難であり、現状では精度よく２７０μｍ以下の溝間隔に加工した実績はない。一方、近年の太陽電池の爆発的普及により原料となる多結晶シリコンが不足するとともに、ウェハの薄板化が急速に進んでおり、溝付きローラの溝の短ピッチ化（例えば、２００μｍの溝間隔）の要求が急速に進んでいる。溝付きローラの軸方向溝間隔は被切削物をワイヤで切断することによって得られるウェハの厚さに直接関係するので、上記したように２７０μｍ以下の溝間隔に精度よく加工することができなければ、ウェハの薄板化に対応することができない。

また、溝ピッチ（溝間隔）が狭くなると、図１０（ａ）（ｂ）に示すような断面Ｖ字形状の溝６３において、Ｖ字の開き角度を現在の代表的な値である９０度にすることが困難となり、Ｖ字の開き角度は６０度程度にせざるを得ない。また、溝深さも浅くせざるを得ない。そして、現状のバイトや研削砥石による加工方法では、Ｖ字の開き角度が小さくなると工具の加工が困難となり溝加工精度は低下し、スライス性能を悪化させることになる。また、溝深さが浅くなると、ワイヤが溝を跳び越えやすくなり、断線トラブルも頻発するという不都合が生じる。
特開２００５−１８６２２２号公報

以上のように、溝付きローラに形成される溝は、切断用金属ワイヤが走行するため、溝付きローラが金属製であると、金属製ワイヤとのスリップによって溝が摩耗しやすい。そこで、溝付きローラをウレタンゴム製とすることで、溝付きローラの溝に沿って走行する金属製ワイヤが溝付きローラの溝を押圧しようとしてもゴムの弾性力により金属製ワイヤは適度に反発されるので、金属製ワイヤと溝付きローラの溝との間でスリップが生じにくい。また、溝付きローラの溝に入り込んだ砥粒はゴムの弾性力により跳ね返されるので、砥粒によって溝が削られにくくなる。しかしながら、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、現在のウレタンゴム製の溝付きローラの溝は旋盤のバイト６１や研削砥石６２で加工されているため、軸方向に短い間隔Ｗの溝６３を加工すると、Ｖ字形状の溝の土手部分（Ｖ字のＶを構成する傾斜部分）の厚みを確保して所定の強度を得ることができず、高精度のＶ字加工ができないという不都合がある。また、溝付きローラの溝はＶ字形状で溝深さＤが浅いため、ワイヤが溝から外れやすいという不都合がある。

本発明は従来の技術の有するこのような問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、軸方向の溝間隔が狭く且つ溝深さが浅くても溝加工性に優れ、ワイヤが溝から外れにくく、しかも細径ワイヤを使用することができるワイヤソー用溝付きローラ及びその溝加工方法並びにその溝付きローラを用いたワイヤソーを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明のワイヤソー用溝付きローラは、回転するローラに接しつつ、そのローラの回転軸と直交する方向に移動する固定砥粒ワイヤによってローラの円周方向に形成された溝を有することを特徴とし、特に、ローラの円周方向に断面Ｕ字形状の溝が形成されたことを特徴としている。

また、本発明のワイヤソー用溝付きローラの溝加工方法は、回転するローラに接しつつ、そのローラの回転軸と直交する方向に移動する固定砥粒ワイヤによってローラの円周方向に溝を形成することを特徴としている。

さらに、本発明のワイヤソーは、移動するワイヤを複数個の溝付きローラに巻き付けて形成されたワイヤ列に被切削物を押圧することにより被切削物を多数のウェハに切断するワイヤソーにおいて、回転するローラに接しつつ、そのローラの回転軸と直交する方向に移動する固定砥粒ワイヤによってローラの円周方向に形成されてなる溝を有する溝付きローラを用いることを特徴としている。

本発明によれば、回転するローラに接しつつ、そのローラの回転軸と直交する方向に移動する固定砥粒ワイヤによってローラの円周方向に溝を形成するので、そのワイヤとして実際のスライスで使用するワイヤと同じ直径の細径ワイヤを使用すれば、溝形状が従来のＶ字形状からＵ字形状になることにより、軸方向において隣接する溝と溝の間隔を狭く加工することが可能である（図７（ｃ）の溝の軸方向間隔Ｐ参照）。溝加工に使用するワイヤの直径は実際のスライスで使用するワイヤの直径と同じであることが好ましいが、ワイヤの挿入しやすさを考慮して、実際のスライスで使用するワイヤの直径Ｌより最大で２０％大きい直径（１．２０Ｌまでの直径）を有するワイヤを使用することができる。実際のスライスで使用するワイヤの直径をＬとした場合、１．２０Ｌを超える直径を有するワイヤで溝を加工すると、実際のスライスで使用するワイヤの溝内の位置が安定せず、切削精度に悪影響を及ぼすので好ましくない。

すなわち、図１１（ｂ）に示すように、溝付きローラ７１において軸方向に隣接する溝と溝の間隔７１ｂが広い場合、溝付きローラ７１に対するワイヤ７２の挿入角度βは、図１１（ａ）に示す軸方向に隣接する溝と溝の間隔７１ａが狭い場合の溝付きローラ７１に対するワイヤ７２の挿入角度αより大きくなるので、図１２（ａ）に示す溝の入口が狭いＵ字形状の溝７３より図１２（ｂ）に示す溝の入口が広いＶ字形状の溝７４の方がワイヤを挿入しやすいという利点がある反面、Ｖ字形状の溝は入口が広い分だけワイヤが外れやすいという欠点がある。しかし、溝と溝の間隔が狭ければ、図１２（ａ）に示すように、Ｕ字形状の溝７３内にスムーズにワイヤ７２を挿入し、しかも、Ｕ字の溝深さＤを深くすれば、ワイヤが上りにくく、ワイヤが溝から外れにくくなる。

本発明は上記のように構成されているので、軸方向の溝間隔が狭く、ワイヤが溝から外れにくく、細径ワイヤを使用することができるワイヤソー用溝付きローラ及びその溝加工方法並びにその溝付きローラを用いたワイヤソーを提供することができる。

本発明の固定砥粒ワイヤに用いるワイヤとしては、砥粒をワイヤに固着したものを使用することができる。例えば、ワイヤにダイヤモンド砥粒などを熱硬化性樹脂バインダーまたは光硬化性樹脂バインダーで付着させ、その樹脂を熱硬化または光硬化させることによって固定砥粒を付着させたワイヤを使用することができる。しかし、樹脂で砥粒を付着させる方法はその固着力が十分に高いとは言えないため、溝付きローラに溝を加工する過程における加工に伴う摩擦動作により、砥粒が脱落する可能性がある。

そこで、樹脂で砥粒をワイヤに付着させたワイヤに比べて砥粒の固着力が高くなる、電解法で砥粒をワイヤに固着させた砥粒電着ワイヤが好ましい。

そして、電気メッキが可能で強度と弾性率がガイドローラや溝付きローラ間の張力に耐えるものであれば、特に制限はなく、このようなワイヤとしては、例えば、長尺のピアノ線などの鋼線、タングステン線、モリブデン線などの金属ワイヤを挙げることができる。

本発明に使用するワイヤの直径は、被切削物の形状および特性により適宜選択することができ、通常は０．０１〜０．５mm程度が使用されることが多いが、０．１mm以下の細線であっても、０．１mmを超える太めの線であっても、採用することができる。

電気メッキに先だってワイヤの表面を脱脂し、清浄にするのが好ましい。脱脂方法としては、特に制限はなく、例えば、酸浸漬、溶剤脱脂、乳化剤脱脂、アルカリ脱脂などにより行うことができ、さらに必要に応じて電解脱脂により仕上げることができる。

アルカリ脱脂したワイヤは、酸洗槽を通過させることにより中和することが好ましく、その酸の種類としては、特に制限はなく、例えば、硫酸、塩酸または硝酸を用いることができる。

酸洗槽を通過させたワイヤは、水洗槽を通過させることにより水洗することが好ましい。

電気メッキの前に前処理を行うことが好ましい。前処理はメッキ槽の密着性を向上させるための処理であり、前処理としては、例えば、ストライクメッキを行うことができるが、これに限定されるものではない。

前処理に引き続いてワイヤ表面に電気メッキを行う方法に特に制限はないが、例えば、ワイヤに陰極を接続し、メッキ液に陽極を接続して電気メッキを行うことにより、ワイヤ表面にメッキ層を形成することができる。本発明の固定砥粒ワイヤを製造するには、例えば、ニッケル含有有機酸またはニッケル含有無機酸と砥粒を含有するメッ液を使用することができる。特に限定されるものではないが、ニッケル含有有機酸としては、スルファミン酸ニッケル系メッキ液を用いることができる。

砥粒としては、一般に研磨材として用いられているものであればよく、例えば、炭化ケイ素、酸化セリウム、ダイヤモンド、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、二酸化ケイ素等を挙げることができ、これらを単独または二種以上を組み合わせて用いることができる。

砥粒の平均粒子径は特に限定されるものではないが、好ましくは１〜１００μｍ、より好ましくは、５〜２５μｍである。砥粒の平均粒子径が１μｍ未満であると、溝加工速度が著しく遅くなってしまい実用的でなく、砥粒の平均粒子径が１００μｍを超えると、溝加工後の表面粗さが大きくなり、走行するワイヤを安定して溝内に収めることができないため好ましくない。

砥粒としては、予めメッキ層を構成する金属の一部または全部と同じ金属が被覆されたものを用いることが好ましい。砥粒とメッキ層とのなじみがよくなり、砥粒の固着力が高まる効果が期待できるからである。

さらに、メッキ液はレベリング剤を含有することが好ましい。次に説明するように、砥粒をメッキ層に固着する力が増加するので溝付きローラの溝加工をスムーズに効率的に行うことができるからである。また、かかる固定砥粒ワイヤを被切削物の切断に用いると、切断作業開始後、速やかに砥粒による所定の切削力が発揮され、さらに、切削時に生成する切り屑がワイヤ表面に滞留しにくくなるという効果が期待できる。
（レベリング剤によるメッキ被膜の平滑化）
レベリング剤はメッキ被膜の平滑化を促進し、光沢を付与するために添加されるもので、次に説明するような機構でメッキ被膜表面の平滑化を図ることができる。

電気メッキ方法の概略図である図１に示すように、メッキ液にレベリング剤を含有している場合、１を陽極、２はメッキが施される目的金属（陰極）とした場合、陽極１から近いところにある目的金属２の表面の高電流部３にレベリング剤のような添加剤４が優先的に吸着される。その結果、添加剤４が吸着された目的金属２の表面はこの添加剤４が抵抗となるので、目的金属２の表面の高電流部３と、表面からへこんで内側に入ったところにあって陽極１から遠いところにある低電流部５との電位が逆転し、低電流部５のメッキ被膜６の成長速度の方が高電流部３より速くなり、最終的にメッキ被膜６が平滑なレベル７を形成するまで、その機構に従って、メッキ被膜６は形成される。
（レベリング剤による、メッキ被膜への砥粒の固着力の向上と、砥粒の切削力の早期の発揮と、切り屑の滞留防止）
メッキ液にレベリング剤を含有することにより、このレベリング剤の作用を巧みに利用して、次に説明するような機構で、メッキ被膜に対する固着力が優れ、脱落しにくい砥粒を形成することができる。

通常の電気メッキでは、図２に示すように、予めメッキ金属と同じ金属が被覆された砥粒１１を電解法で目的金属２に固着させる場合、陽極１０から近いところにある目的金属２の表面の高電流部１２のメッキ被膜１３の成長速度は陽極１０から遠いところにある低電流部１４のメッキ被膜の成長速度より速い。ところが、電気メッキ時のメッキ液中にレベリング剤を含有することにより、図１に基づいて説明したように、高電流部１２より低電流部１４のメッキ被膜の成長速度が速くなる。すなわち、図３に示すように、陽極１０に近い砥粒１１の頂点部１５のメッキ被膜の成長は抑制され、砥粒１１をメッキ被膜１３に固着させるために有効に寄与するすそ野部分１６のメッキ被膜１３の成長が促進され、メッキ被膜１３による砥粒１１の固着力は大きくなる。

ところで、実際に溝付きローラの溝加工（および切断作業）を実行するのは砥粒１１であり、メッキ被膜１３はその砥粒１１が溝付きローラに対して溝を加工する間（および切断作業中）に脱落しないように固定する作用を果たすのであるから、図３に示すように、砥粒１１より上方にあって溝付きローラの溝加工（および切断作業）に寄与しない部分のメッキ被膜１３の量がすそ野部分１６より少ないと、そのメッキ被膜は溝付きローラの溝加工開始後（および切断開始後）の比較的早い時間でとれて砥粒１１の頭部が露出するので、溝付きローラの溝加工後（および切断作業後）、速やかに砥粒１１が本来有する切れ味が発揮される。

さらに、メッキ被膜１３の形状として、図３に示すように、目的金属２に近いすそ野部分１６のメッキ被膜１３を厚くして凹部をなくすことにより、図２のものに比べて切削時に生成する切り屑が目的金属２の表面に滞留しにくくなるという効果も期待できる。

砥粒１１の頂点部１５のメッキ被膜の成長が抑制され、すそ野部分１６のメッキ被膜の成長が促進されるという効果は、図４に示すように、予めメッキ金属と同じ金属が被覆されていない砥粒１７を電解法で目的金属２に固着させる場合でも、上記の説明と同じ原理で期待することができ、砥粒１７の頂点部１５のメッキ被膜１３の厚みは薄く、すそ野部分１６のメッキ被膜１３の厚みは厚くなる。

レベリング剤はメッキ被膜の平滑化を促進し、光沢を付与するものである。上記のように、メッキ液中に添加されたレベリング剤は、目的金属２の表面に金属イオンとともに析出するので、陰極電位を低下させる物質は適当な条件のもとで、レベリング剤として作用する。レベリング剤の種類によって、その機能に差違があるから、複数種類のレベリング剤を併用することによって、複雑な形状の物品にも均一なレベリング効果を得ることが可能になる。レベリング剤としては、一般的に第１種光沢剤と呼ばれている物質と、第２種光沢剤と呼ばれている物質がある。第１種光沢剤を使用すると、素地の光沢と同じような光沢を得やすいという特徴があり、第２種光沢剤は光沢向上効果は優れている一方、単独で使用すると、メッキ被膜がもろくなったり、メッキ被膜の密着不良を生じたりする。そこで、第１種光沢剤と第２種光沢剤を併用することが好ましい。

第１種光沢剤は、＝Ｃ−ＳＯ₂−の構造を有する有機化合物で、例えば、１，５−ナフタリン−ジスルホン酸ナトリウム、１，３，６ナフタリン−トリスルホン酸ナトリウム、サッカリンなどを挙げることができる。

第２種光沢剤としては、Ｃ＝Ｏ（各種アルデヒド）、Ｃ＝Ｃ（ゼラチン）、Ｃ≡Ｃ（２ブチン−１，４ジオール）、Ｃ＝Ｎ（キナルジン、ピリジウム化合物）、Ｃ≡Ｎ（エチレンシアンヒドリン）、Ｎ−Ｃ＝Ｓ（チオ尿素）、Ｎ＝Ｎ（アゾ染料）などの構造をもつ有機化合物を使用することができる。

上記した本発明の効果を発揮するためには、第１種光沢剤はメッキ液中に１〜５０ミリリットル／リットル含有し、第２種光沢剤はメッキ液中に１〜１５０ミリリットル／リットル含有し、第１種光沢剤対第２種光沢剤の重量比率は、１（前者）対２〜５（後者）とするのが好ましい。

電気メッキを施したワイヤは、水洗槽を通過させることにより水洗することが好ましい。

さらに、電気メッキを施した後のワイヤにはドレッシング（研削）を施して、溝付きローラの溝加工用ワイヤまたはワイヤソー用ワイヤとして適正な表面形態にすることが好ましい。

溝加工に使用するワイヤには、溝形状の精度向上および溝加工効率向上のために、あらかじめドレッシングを施すこともできる。

以下に、本発明の実施例を説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において、適宜変更と修正が可能である。
（１）電気メッキによる固定砥粒ワイヤの製造
図５に示すような概略構成のメッキ装置により固定砥粒ワイヤを製造した。すなわち、送り出し機２１から直径１００μｍの鋼製ワイヤ２２を送り出し、その鋼製ワイヤ２２をアルカリ脱脂槽（ｐＨが１１のアルカリ脱脂剤）２３でアルカリ脱脂し、酸洗槽（ｐＨが１の硫酸）２４で酸洗し、水洗槽２５で水洗し、前処理槽（スルファミン酸ニッケル・４水和物が６００ｇ／リットル、ｐＨが４．２の浴組成）２６で前処理し、鋼製ワイヤ２２の表面にメッキ槽２７で厚さ７μｍのニッケルメッキを施した。メッキ槽２７のメッキ浴の組成は、スルファミン酸ニッケル・４水和物が６００ｇ／リットル、塩化ニッケル・６水和物が５５ｇ／リットル、ｐＨ緩衝剤としての硼酸が３０ｇ／リットル、第１種光沢剤（サッカリン）が１５ミリリットル／リットル、第２種光沢剤（２ブチン−１，４ジオール）が５０ミリリットル／リットル、ニッケルを予め被覆してなる粒径が１５〜２５μｍのダイヤモンド砥粒（被覆ニッケルの厚みが０．１〜１．０μｍ）を１０ｇ／リットル含有し、メッキ条件は、ｐＨが３．０であり、温度が５５℃であり、電流密度が４５Ａ／ｄｍ²であった。なお、このときの電流効率は、９０％であった。

その後、ニッケルメッキ被膜を形成した鋼製ワイヤ２２を水洗槽２８で水洗した後、ニッケルメッキ被膜中にダイヤモンド砥粒を固着した鋼製ワイヤ２２を巻取機２９に巻き取った。
（２）溝付きローラの溝加工
図６はワイヤソー用溝付きローラの溝加工装置の概略構成を示す図である。図６において、ワイヤ供給側のリール３１に上記のようにして得た（切断作業にも用いることができる）固定砥粒ワイヤ３２を巻き付けて、このワイヤ３２をガイドローラ３３ａ、３３ｂ、３３ｃを経て、円周方向に多数の溝を有する溝付きローラ３４と３５に巻き付けた後、ガイドローラ３６ａ、３６ｂ、３６ｃを経てワイヤ巻取側のリール３７に巻き取ることにより、目的とするローラ３８に溝を施すことができる。すなわち、低熱膨張率の特殊鋳物からなる金属芯体にウレタンゴムを捲き掛けたローラ３８を回転させ、このローラ３８に接しつつローラ３８の回転軸３８ａと直交する方向に固定砥粒ワイヤ３２を走行させることによってローラ３８の円周方向に溝を形成することができる。

本願において、ローラの回転軸と直交する方向に移動する固定砥粒ワイヤとは、例えば、「上記したように、ローラ３８の回転軸３８ａと直交する方向である溝付きローラ３４から３５に向かって固定砥粒ワイヤ３２が走行する場合」と、「固定砥粒ワイヤ３２は走行せずに、ローラ３８の回転軸３８ａと直交する方向である鉛直方向下方に向かって固定砥粒ワイヤ３２が下降する場合」とを含む意である。

いま、ローラ３８の円周方向に形成する溝の軸方向間隔をＰとした場合、図６に示すように、溝付きローラ３４と３５に３Ｐの間隔で固定砥粒ワイヤ３２を巻き付ければ、図７（ａ）に示すように、１回目の加工において、軸方向に３Ｐ間隔であるＧ₁、Ｇ₂、Ｇ₃、・・・（以下、繰り返し）にそれぞれ円周方向の溝を施すことができる。そして、図６においてローラ３８を矢示方向に２Ｐだけ移動すれば、図７（ｂ）に示すように、２回目の加工において、軸方向に３Ｐ間隔であるＧ₄、Ｇ₅、Ｇ₆、・・・（以下、繰り返し）にそれぞれ円周方向の溝を施すことができる。さらに、図６においてローラ３８を矢示方向に２Ｐだけ移動すれば、図７（ｃ）に示すように、３回目の加工において、軸方向に３Ｐ間隔であるＧ₇、Ｇ₈、Ｇ₉、・・・（以下、繰り返し）にそれぞれ円周方向の溝を施すことができる。かくして、ローラ３８の円周方向に施される溝の軸方向間隔はＰとなる。

図８は、以上のようにして得た溝付きローラ３９の斜視図である。この溝付きローラ３９によれば、次のような効果が期待できる。
（１）図８に示すように、溝付きローラ３９の溝３９ａの形状は断面Ｕ字形状であり、ワイヤが溝を上りにくいので、かかる溝付きローラにワイヤを巻き付けて被切削物を切断すれば、ワイヤが外れにくくなる。この場合、溝深さを深くするほどワイヤは、より外れにくくなる。
（２）特に、細径ワイヤによる薄板ウェハのスライスを要求される場合、その細径ワイヤを巻き付ける溝付きローラのＵ字形状の溝の入口を狭く加工する必要があるが、本発明によれば、容易に溝付きローラの溝加工ができる。細径ワイヤを使用すると、Ｖ字形状の溝に比べてＵ字形状の溝を加工する場合に溝を深く加工できるため、Ｕ字の形状効果と溝の深さ効果の両方により、ワイヤが溝から外れにくく断線が起こりにくくなるという効果が期待できる。
（３）近年、遊離砥粒を使わず、固定砥粒ワイヤを使用して被切削物をスライスする手法もあるが、この場合、溝付きローラの溝内でワイヤがスリップすると溝の摩耗が大きくなるので、そのスリップを避けるためにはワイヤの形状に合致した溝形状であることが好ましい。図８に示す溝付きローラ３９はスライスに用いることができるワイヤと同じ固定砥粒ワイヤを用いて溝を加工しているので、その溝に被切削物スライス用固定砥粒ワイヤがフィットし、そのようなスリップ現象を抑えることができる。
（４）図６に示すような方法であれば、ローラ３８に多数の溝を一度に形成すること（マルチ加工）ができるので、溝加工の能率が格段に向上する。

レベリング剤によるメッキ被膜表面の平滑化作用を説明する図である。 一般的な電気メッキにおけるメッキ被膜の成長の様子を説明する図である。 電気メッキのメッキ浴にレベリング剤を含有する場合のメッキ被膜の成長の様子を説明する図であり、砥粒には予めメッキ金属と同じ金属が被覆されている場合を示す。 電気メッキのメッキ浴にレベリング剤を含有する場合のメッキ被膜の成長の様子を説明する図であり、砥粒には予めメッキ金属と同じ金属が被覆されていない場合を示す。 本発明の固定砥粒ワイヤを製造するに好適なメッキ装置の概略構成図である。 本発明のワイヤソー用溝付きローラの溝加工装置の概略構成を示す図である。 本発明のワイヤソー用溝付きローラの溝加工方法を説明する図である。 本発明のワイヤソー用溝付きローラの斜視図である。 一般的なワイヤソー装置の概略構成を示す図である。 従来のワイヤソー用溝付きローラの溝加工方法を説明する図である。 図１１（ａ）（ｂ）は、溝付きローラに対するワイヤの挿入角度を説明する図である。 図１２（ａ）は溝付きローラのＵ字形状の溝を説明する図、図１２（ｂ）は溝付きローラのＶ字形状の溝を説明する図である。

符号の説明

１ 陽極
２ 目的金属
３ 高電流部
４ 添加剤
５ 低電流部
６ メッキ被膜
７ 平滑レベル
１０ 陽極
１１ 砥粒
１２ 高電流部
１３ メッキ被膜
１４ 低電流部
１５ 頂点部
１６ すそ野部分
１７ 砥粒
２１ 送り出し機
２２ 鋼製ワイヤ
２３ アルカリ脱脂槽
２４ 酸洗槽
２５ 水洗槽
２６ 前処理槽
２７ メッキ槽
２８ 水洗槽
２９ 巻取機
３１ ワイヤ供給側のリール
３２ 固定砥粒ワイヤ
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ ガイドローラ
３４、３５ 溝付きローラ
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ ガイドローラ
３７ ワイヤ巻取側のリール
３８ ローラ（溝付きローラ）
３９ 溝付きローラ
３９ａ 溝
４２ ワイヤ
４４ 溝付きローラ
４６ 被切削物
６３ Ｖ字形状の溝
７１ 溝付きローラ
７２ ワイヤ
７３ Ｕ字形状の溝
７４ Ｖ字形状の溝

Claims (4)

1. ローラの円周方向に断面Ｕ字形状の溝が形成されたことを特徴とするワイヤソー用溝付きローラ。
2. 回転するローラに接しつつ、そのローラの回転軸と直交する方向に移動する固定砥粒ワイヤによってローラの円周方向に形成された溝を有することを特徴とするワイヤソー用溝付きローラ。
3. 回転するローラに接しつつ、そのローラの回転軸と直交する方向に移動する固定砥粒ワイヤによってローラの円周方向に溝を形成することを特徴とするワイヤソー用溝付きローラの溝加工方法。
4. 移動するワイヤを複数個の溝付きローラに巻き付けて形成されたワイヤ列に被切削物を押圧することにより被切削物を多数のウェハに切断するワイヤソーにおいて、回転するローラに接しつつ、そのローラの回転軸と直交する方向に移動する固定砥粒ワイヤによってローラの円周方向に形成されてなる溝を有する溝付きローラを用いることを特徴とするワイヤソー。

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