(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
水性切断用流体を、切断用流体の再循環貯蔵器から、ワイヤーソーへと適用しながら、ワイヤーソーで加工品を切断すること；該加工品を切断しながら、該切断用流体の化学的および物理的性質を監視すること；および該切断用流体の化学薬品成分を、切断速度および切断品質を予め定められた範囲内に維持するのに十分な量で加えることによって、監視されている該性質の水準を、予め定められた範囲に維持する、もしくは回復するように、該切断用流体の化学薬品組成を調整すること、を含んでなり、
加えられる該化学薬品が、疎水性界面活性剤、酸化剤、消泡剤、増粘剤、腐食抑制剤、抗乾燥剤、酸または塩基からなる群から選ばれる、
ワイヤーソー切断方法。
【請求項２】
前記加えられる化学薬品が、消泡剤であり、かつ該消泡剤がシリコーンを含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記加えられる化学薬品が、消泡剤であり、かつ該消泡剤がＣ８−Ｃ２２アルコールを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記加えられる化学薬品が、増粘剤であり、かつ該増粘剤がセルロース化合物を含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記加えられる化学薬品が、増粘剤であり、かつ該増粘剤がアクリレートポリマーを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記加えられる化学薬品が、腐食抑制剤であり、該腐食抑制剤がリン酸アルキルまたはアミノ化合物を含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記加えられる化学薬品が、抗乾燥剤であり、かつ該抗乾燥剤がアルコールを含む、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記加えられる化学薬品が、抗乾燥剤であり、かつ該抗乾燥剤が塩を含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記監視されている性質が、粘度、ｐＨ、密度、泡の高さ、ワイヤー張力、固形分パーセント、水素発生量、前記切断用流体の温度、前記切断用流体の化学薬品成分、または水性担体の光学的性質からなる群から選ばれる、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
加工品を保持するように適用される取付台および支持体ヘッド；ワイヤーソーであって、操作時に該加工品が該ワイヤーソーと接触することができるように該取付台および支持体ヘッドに対して配置されたワイヤーソー；ワイヤーソー切断用流体を、再循環切断用流体分配システムから該ワイヤーソーに適用するための適用領域であって、該適用領域は、切断用流体を該ワイヤーソーへと分配するように配置および適用されており、該再循環切断用流体分配システムは、切断用流体流動経路を規定している、適用領域；切断用流体を該ワイヤーソーおよび取り付けられた加工品に向けるように、かつ該再循環切断用流体分配システムに戻るように適用されたワイヤーソー切断用流体出口領域；切断プロセスの間に、該切断用流体の１種もしくは２種以上の化学的および物理的性質を監視するために、該切断用流体の試料を得るための試料採取配管、あるいは該切断用流体の１種もしくは２種以上の化学的および物理的性質を監視するように適用されたセンサー、あるいは試料採取配管とセンサー、を含む該再循環分配システム；ならびに監視されている性質の水準を、予め定められた範囲内に維持もしくは回復するために、該切断用流体の化学薬品成分を、切断速度および切断品質を予め定められた範囲内に維持するのに十分な量で加えることによって、該切断用流体の化学薬品組成を調整するように、監視に応答して該再循環切断用流体中に化学薬品を導入するように適用された化学薬品添加剤供給配管、を含んでなり、加えられる該化学薬品が、疎水性界面活性剤、酸化剤、消泡剤、増粘剤、腐食抑制剤、抗乾燥剤、酸または塩基からなる群から選ばれるワイヤーソー切断装置。
【請求項１１】
前記監視されている性質が、粘度、ｐＨ、密度、泡の高さ、ワイヤー張力、固形分パーセント、水素発生量、前記切断用流体の温度、前記切断用流体の化学薬品成分、または水性担体の光学的性質からなる群から選ばれる、請求項１０記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はワイヤーソー切断方法に関する。特に、本発明は、水性の切断用流体を用い、そしてこの切断プロセスの間に、切断用流体の化学薬品組成（以下、化学組成とも記す）を調製することを含む、ワイヤーソー切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤーソー切断は、インゴットをスライスして、集積回路および光起電性装置（ＰＶ）工業における使用のための薄いウエハとするための主要な方法である。また、この方法は、他の材料、例えばサファイア、炭化ケイ素またはセラミック基材、の基材をウエハにするためにも一般的に用いられている。ワイヤーソーは、典型的には細い金属ワイヤーのウエブまたは、ワイヤーウエブ（wireweb）を有しており、個々のワイヤーは約０．１５ｍｍの直径を有しており、そして一連のスプルー、プーリおよびワイヤーガイドを通して、０．１〜１．０ｍｍの距離で、互いに平行に配置されている。スライスまたは切断は、加工品（例えば、シリコンインゴット）を動いているワイヤーと接触させ、このワイヤーに研磨性の切断用流体が適用されることによって成し遂げられる。
【０００３】
慣用のワイヤーソー研磨材スラリーは、典型的には、１：１の質量比で混合されて一体とされている担体および研磨材粒子を含んでいる。この担体は、潤滑と冷却を提供する流体、例えば鉱油、灯油、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールまたは他のポリアルキレングリコールである。また、この液体担体は、研磨材をワイヤーに保持させて、それによって研磨材は加工品に接触することができる。この研磨材は、典型的には硬質材料、例えば炭化ケイ素粒子である。
【０００４】
上記のように、担体は、非水性物質、例えば鉱油、灯油またはポリ（アルキレングリコール）材料、例えば、ポリ（エチレングリコール）、またはポリ（プロピレングリコール）であることができる。しかしながら、非水性担体は、幾つかの欠点を有する可能性がある。例えば、非水性担体は、コロイド性の不安定さのために限られた貯蔵寿命を有する可能性があり、そしてまた不十分な伝熱特性を示す可能性がある。
【０００５】
また、水性担体も、ワイヤーソー切断プロセスに用いることができるが、しかしながらこのような担体も、同様に特定の既知の欠点を有している。例えば、ワイヤーソー切断プロセスの間に、切断しようとしている材料の一部が取り去られる。この材料は、カーフ（kerf）と称され、徐々に切断用流体中に蓄積される。シリコンおよび他の水で被酸化性の基材のワイヤーソー切断プロセスにおいては、このカーフ（kerf）が酸素または水によって酸化される可能性がある。水性切断用流体中では、水で被酸化性の加工品の水による酸化は、水素を生成する。切断用流体組成物中の水素の存在は、切断用流体のワイヤーウエブ上への分配を妨害して、そしてワイヤーソーの切断性能を低下させる可能性がある。また、水素の生成および潜在的な累積は、製造環境においては危険である可能性がある。
【０００６】
水性の切断用流体は、多数の機能性化学薬品成分、例えば界面活性剤、消泡剤、酸化剤、ｐＨ緩衝剤、増粘剤などを含むことができ、それらは、加工品の切断の間に生じる条件（例えば、せん断、摩擦熱など）によって劣化する可能性がある。例えば、成分によっては、切断操作の間に発生するカーフ（kerf）上に吸収される可能性があり、特定のポリマー材料は、切断用ワイヤーと加工品との間の界面において経験する剪断、加工品（例えば、シリコンインゴット）と切断用流体との間のレドックス反応、などのために、低分子量の形態へと分割される可能性がある。時間とともに発生する切断用流体中の化学変化は、加工品の切断の間に、切断用流体の、不均一な物理的性質をもたらす可能性がある。このことは、切断プロセスの効率を低下させる可能性があり、または切断用ワイヤーの破損などを招く可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
切断用流体の化学組成や物理的性質（例えば、粘度、ｐＨ、泡の水準（foam level）など）を、切断プロセスの継続時間に亘って比較的に一定に維持することが望まれる。このことは、水性切断用流体が用いられる場合には、上記の分解と不安定性の問題のために、問題である可能性がある。従って、切断操作を通して水性切断用流体の化学組成および／または性質の完全な状態を維持する方法への継続した必要性が存在する。本発明は、この必要を満足するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、切断用流体の再循環貯蔵器から、水性切断用流体をワイヤーソーへと適用しながら、ワイヤーソーで加工品を切断すること、および加工品を切断しながら、この切断用流体の化学組成を調整すること、を含むワイヤーソー切断方法を提供する。
【０００９】
好ましい態様では、本発明は、水性切断用流体を用いたワイヤーソー切断方法を提供する。この方法は、切断用流体の再循環貯蔵器から、水性切断用流体をワイヤーソーへと適用しながら、ワイヤーソーで加工品を切断すること、加工品を切断しながら、切断用流体の化学的および／または物理的性質を監視すること、および監視されている化学的および／または物理的性質を、予め定められた範囲または仕様内に維持するように、切断用流体の化学組成を調整すること、を含んでいる。
【００１０】
他の好ましい態様では、本発明は、加工品を保持するように適用された、取付台（mount）および支持体ヘッドを有するワイヤーソー切断装置を提供する。ワイヤーソーは、操作中に、加工品をワイヤーソーと接触させることができるように、取付台と支持体ヘッドに対して配置される。この装置は、ワイヤーソー切断用流体を、再循環切断用流体分配システムから、ワイヤーソーへと適用するための適用領域を有している。この適用領域は、切断用流体をワイヤーソーへと供給するように、配置および適用されている。再循環切断用流体分配システムは、切断用流体の流動経路を規定している。この装置は、切断油流体をワイヤーソーと取付けられた加工品へと向け、そして再循環切断用流体分配システム中に戻すようになっている、ワイヤーソー切断用流体の出口領域を有している。また、この再循環分配システムは、切断用流体の、１種もしくは２種以上の化学的および／または物理的性質を監視するために、切断プロセスの間に、切断用流体の試料を得るための試料採取用配管、または切断用流体の、１種もしくは２種以上の化学的および／または物理的性質を監視するように適用されるセンサー、または試料採取用配管とセンサー、を有している。更に、この装置は、監視されている性質の水準を、予め定められた範囲内に維持または回復させるように、切断用流体の化学組成を調整するために、監視に応答して再循環切断用流体中に化学薬品を導入するように適用された、化学薬品添加剤の供給配管を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の方法を実施するのに有効なワイヤーソー切断装置を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明は、切断用流体の再循環貯蔵器から、水性切断用流体をワイヤーソーへと適用しながら加工品をワイヤーソーで切断すること、および加工品を切断しながら、切断用流体の化学組成を調整すること、を含むワイヤーソー切断方法を提供する。また、好ましくは、この方法は、加工品を切断しながら、切断用流体の化学的および／または物理的性質を監視すること、および監視されている化学的および／または物理的性質の水準を、予め定められた範囲もしくは仕様内に維持または回復させるように、切断用流体の化学組成を調整すること、を含んでいる。
【００１３】
本発明の方法においては、化学組成を調製する工程は、再循環切断用流体に、加工品の切断の間に、劣化したか、またはさもなければ組成物から消耗してしまった、切断用流体の少なくとも１種の化学薬品成分の補充量を加えることを含むことができる。あるいは、化学組成の調製の工程は、切断用流体の１種もしくは２種以上の化学的および／物理的性質を、予め定められた範囲に維持するか、または１種もしくは２種以上の性質を予め定められた範囲に回復する化学薬品を、切断用流体へと加えることを含むことができる。加えられる化学薬品成分の量は、監視されている性質の水準を、予め定められた範囲内に維持するように、切断用流体の監視からの指示（例えば、成分の濃度もしくは他の性質の監視、および／または流体の全体的なの物理的もしくは化学的性質の監視、例えば、粘度、導電率、粒子径、表面張力、泡の水準、密度またはｐＨ）を基に選択される。
【００１４】
本発明の方法において、この化学薬品成分また切断用流体に加えるように選択される材料は、それらの存在、濃度または完全な状態が、切断プロセスの効率または効力に影響を与える、いずれかの化学薬品であることができる。そのような化学薬品としては、界面活性剤（例えば、疎水性界面活性剤）が挙げられ、これは、例えば、ワイヤーの潤滑を向上させるために、他の化学薬品成分のワイヤーもしくは加工品の表面への到達を向上させるため、または加工品による水の還元（例えば、シリコンと水との反応）からもたらされる水素の放出を制御するために、存在することができる。加えることができる他の化学薬品成分としては、酸化剤（例えば、水素の発生を制御するために）；過剰な泡に切断プロセスを妨害させないようにするための消泡剤；場合に応じて、切断用ワイヤーおよび／または加工品の過剰な腐食を防止するための腐食抑制剤；切断用流体の粘度を好適な水準に維持するための増粘剤；切断用流体が切断用ワイヤー上で乾燥するのを防ぐための抗乾燥剤；研磨材；酸；塩基、などが挙げられる。
【００１５】
界面活性剤は、水と加工品との反応による水素の発生を低減させるために用いることができる。典型的には、そのような界面活性剤は、１８以下の親水性油性バランス（ＨＬＢ）値を有する比較的に疎水性の非イオン性界面活性剤であるが、しかしながら、これらの界面活性剤は、当技術分野で知られているいずれかの他の目的で存在していてもよく、そしてアニオン性、両性、およびカチオン性界面活性が、非イオン性界面活性剤に加えて含まれていてもよい。１３未満のＨＬＢを有する界面活性剤がより好ましい。界面活性剤の水準は、分光学的または他の好適な分析法によって直接に監視することができ、または切断用流体の化学的もしくは物理的性質、例えば接触角の測定値、水素発生速度など、を基に間接的に監視することができる。
【００１６】
酸化剤は、直接の化学的もしくは分光学的方法によって、または酸化剤の水準と相関する流体の物理的もしくは化学的性質、例えば水素発生または電気化学電位測定値、を監視することによって、監視することができる。
【００１７】
消泡剤は、本発明の組成物中に用いることができ、不溶性油、ポリ（ジメチルシロキサン）材料、有機ケイ素材料、および他のシリコーン、脂肪族アルコールアルコキシレート、特定のアルコール、ステアレートおよびグリコールが挙げられる。ワイヤーソー切断プロセスの間に発生した泡は、研磨材が、ワイヤーや加工品と適正に接触することを妨げる可能性があり、そしてさもなければ、組成物の自由な流動を妨げる可能性がある。消泡剤は、ワイヤーソー切断プロセスの間に発生する泡の量を低減するように加えることができる。
【００１８】
増粘剤は、本発明の組成物中に用いることができ、ポリカルボキシレート、ポリ（エチレングリコール）材料、およびセルロース化合物、例えばヒドロキシプロピルセルロースまたはヒドロキシエチルセルロースが挙げられる。増粘剤は、組成物の粘度を増加させ、そして水素発生を低減するように加えることができる。好ましくは、この増粘剤は、非イオン性ポリマーであり、そして好ましくは、２００００ダルトン（Ｄａ）超、より好ましくは少なくとも５００００Ｄａ（例えば、５００００〜１５００００Ｄａ）の重量平均分子量を有している。好適な非イオン性ポリマー増粘剤としては、セルロース化合物、例えばヒドロキシエチルセルロース、ポリオキシアルキレン化合物、例えばポリ（エチレングリコール）化合物、エチレンオキシド−プロピレンオキシド共重合体など、が挙げられる。
【００１９】
所望により、腐食抑制剤を、本発明の組成物中に含めることができる。一般に用いられる腐食抑制剤の例としては、ホスファート（phosphates）、カルボキシレートポリマー、アミノ化合物などが挙げられる。腐食抑制剤は、例えば、切断用ソーのワイヤーおよび他の部品の腐食を低減させるために加えることができる。
【００２０】
抗乾燥剤を、本発明の組成物中に含めることができ、例えば、グリセリン、グリコール誘導体、例えば、ジ（エチレングリコール）、および多価アルコール、例えば１，６−ヘキサンジオールおよびペンタエリスリトールが挙げられる。抗乾燥剤は、プーリおよび切断用具上の可動部品が、切断プロセスの間に適正に潤滑された状態であることを確実にするように加えることができる。
【００２１】
研磨材を、切断プロセスに役立つように、本発明の組成物中に含めることができる。好適な研磨材の例としては、炭化ケイ素、窒化ホウ素、炭化ホウ素およびダイアモンドが挙げられる。
【００２２】
好ましくは、この組成物の種々の機能性成分を、水溶液または水性懸濁液として、この組成物中に加えることができる。
【００２３】
本発明の組成物中に、組成物のｐＨを調整するために、酸を加えることができる。好適な酸としては、無機酸、例えば塩酸、硫酸、リン酸および硝酸が挙げられる。また、有機酸も用いることができ、カルボン酸、例えば、酢酸、クエン酸、およびコハク酸、有機ホスホン酸、および有機スルホン酸が挙げられる。
【００２４】
本発明の組成物に、組成物のｐＨを調製するために、塩基を加えることができる。好適な塩基としては、金属水酸化物化合物、例えば水酸化ナトリウムおよび水酸化カリウム、金属酸化物、例えば、酸化マグネシウムおよび酸化カルシウム、アミン、カルボン酸塩、例えば酢酸ナトリウムなどが挙げられる。
【００２５】
粘度を、組成物が、研磨材を切断用ワイヤーに適正に保持させ、一方で同時にワイヤーソーと加工品との周辺を自由に流動することを確実にするように監視することができる。組成物の粘度は、長時間に亘るワイヤーソー切断の後に変わる可能性があり、そしてこの粘度の変化は、添加剤を組成物に加えて粘度を増加、低下または維持するのでなければ、ワイヤー切断プロセスの能力を低下させる可能性がある。好ましくは、切断用流体の粘度は、切断プロセスの間は、実質的に維持される。
【００２６】
更に、ｐＨを、切断用流体が、切断されている加工品に対して適当なｐＨ範囲内であることを確実にするように、または望ましくない副反応、例えば水素発生を防ぐように、監視することができる。切断用流体が望ましくないほど塩基性であることが見出されたならば、酸を、再循環切断用流体に加えて、ｐＨを望ましい範囲へと戻すことができる。同様に、切断用流体のｐＨが、酸性に過ぎることが見出された場合には、塩基をこの流体に加えることができる。
【００２７】
この流体の密度もしくは比重は、例えば、この流体が適正な濃度範囲内にあるか否か、そして添加剤の濃度を低下させるためにこの組成物中に水を添加すべきか否か、を決定するために監視することができる。
【００２８】
切断用流体の固形分パーセントを、研磨材が適正な濃度で存在しているか否かを決定するために監視することができる。あるいは、この流体の液相の固形分の水準は、水性担体中に溶解した材料の水準が適正な仕様内であるか否かを決定するために監視することができる。
【００２９】
切断用流体の泡の高さを、ワイヤーソー切断プロセスの間に起こる吸収の結果として、消泡成分の水準が低下しているか否かを決定するために、監視することができる。
【００３０】
ワイヤーの張力を、その張力が、ワイヤーの磨耗と破損を低減するための適正な仕様内であることを確実にするために、監視することができる。
【００３１】
切断用流体の温度を、ワイヤーソー切断プロセスから発生する摩擦熱が、組成物の温度を適正な仕様よりも高く上昇させていないことを確実にするために、監視することができる。
【００３２】
水素の発生を、切断プロセスの間に、過剰な水素が発生されているか否かを測定するために、監視することができる。水素抑制材料、例えば、酸、疎水性界面活性剤、または酸化剤を、監視に応答して、過剰な水素の発生を抑制するために、切断用流体に加えることができる。
【００３３】
化学組成を調整するために、切断用流体に加えられる化学薬品は、監視に応答して手動で加えるか、または監視装置からのフィードバック信号によって制御されるポンプもしくは他の分配器によって自動的に加えることができる。態様によっては、この化学薬品は、切断プロセスの間に、組成物中の化学薬品を直接に監視することなく、スケジュールに従って加えることができる。このことは、典型的には、先行経験または実験が、切断プロセスの間に、定められたスケジュールで、連続的に、もしくはバッチ式でのいずれかで、加える必要があることを示している場合か、ならびに／あるいは、化学的濃度の監視が困難であるか、または不便である可能性がある場合に、行われる。例えば、切断用流体の化学的および／または物理的性質（例えば、粘度、水素発生速度など）が、切断プロセスの間に、予測可能な仕方で望ましくないほど変わり、そして選択した化学薬品の定期的もしくは連続的な添加が、対象の切断用流体の性能における望ましくない変化を相殺することが確認されている場合には、化学薬品は、化学薬品を監視することなしに、連続的に、または定期的に切断用流体に加えることができる。
【００３４】
また、本発明は、ワイヤーソー切断装置を提供する。この装置は、加工品を保持するように適用される取付台および支持体ヘッド；操作中に、取付台および支持体ヘッドに対して、加工品がワイヤーソーと接触することができるように配置されたワイヤーソー；切断用流体を、再循環切断用流体分配システムからワイヤーソーへと適用するために配置および適用された適用領域；ならびに切断用流体を、ワイヤーソーと取付けられた加工品とに向け、そして切断用流体流動経路中に戻すように適用された、ワイヤーソー切断用流体出口領域、を含んでいる。この再循環切断用流体分配システムは、切断用流体流動経路を規定し、そして切断用流体の性質を監視するため、または監視用に流体から試料採取するための、監視用プローブまたは試料採取装置を含んでいる。また、この装置は、化学薬品を、監視に応答して再循環切断用流体へと加えるための、化学薬品供給配管を含んでいる。
【００３５】
ワイヤーソー切断装置が操作中である場合には、再循環切断用流体分配システムは、図１中に矢印の頭によって示された方向への切断用流体の流動を含んでいる。ワイヤーソーの概略図上の矢印の頭は、ワイヤーソーの動きを示している。ワイヤーソーの動きの方向は、ワイヤーソーの操作の間に逆転することができる。典型的には、切断用流体の流動方向は、ワイヤーソーの操作の間は逆転しない。
【００３６】
再循環切断用流体分配システム中の流動速度は、典型的には、２０００ｋｇ／時〜８０００ｋｇ／時（例えば、３０００ｋｇ／時〜６０００ｋｇ／時）の範囲である。特定の態様によっては、電磁分離器を通した流量は、再循環切断用流体分配システムの流量の、０％以上（例えば、１０％以上、２０％以上、３０％以上、４０％以上、５０％以上、１００％以上、２００％以上、３００％以上、４００％以上、または５００％以上）であることができる。特定の態様によっては、電磁分離器を通した流量は、典型的には再循環切断用流体分配システムの流量の、１０００％以下（例えば、９００％以下、８００％以下、７００％以下、６００％以下、５００％以下、９０％以下、８０％以下、７０％以下、６０％以下、または５０％以下）である。
【００３７】
また、再循環切断用流体分配システムは、収集器を含むことができる。収集器は、典型的には、切断用流体を、加工品から、再循環切断用流体分配システム内の循環中に戻す表面（surface）である。例えば、この収集器は、ワイヤーソーから流れる、または滴下する切断用流体を収集するように配置された開放された上面を含み、そしてこの切断用流体が流れ出るための出口もしくは排液管を有する、容器であることができる。この出口は、底面、側面に位置していることができ、または収集された切断用流体中に浸漬された、収集器の上部からの管またはサイホンであることができる。この収集器は、多くの異なる方法で構成することができる。例えば、この収集器は、漏斗型、円錐形状、ピラミッド型、または半球殻であることができる。また、この収集器は、切断用流体を、再循環切断用流体分配システム内部の切断用流体タンクへと向けるように角度を付けられた１つもしくは２つ以上の表面であることができる。
【００３８】
再循環切断用流体分配システムは、所望により、切断用流体タンクおよび１つもしくは２つ以上のポンプを含むことができる。切断用流体タンクは、切断用流体のための貯蔵器を与えることができ、そして典型的にはポンプの上流に位置している。この切断用流体タンクは、この道具が運転中に、またはこの道具が空運転されている時に、切断用流体の固体成分の沈降の防止を援けるように、典型的には、攪拌機（stirrer）または攪拌機（agitator）を有している。
【００３９】
再循環切断用流体分配システムは、熱交換器を含んでいてもよい。この熱交換器は、再循環切断用流体分配システム中のいずれの点に位置していてもよい。また、この熱交換器は、構成要素、例えば切断用流体タンク、収集器、ポンプなどの、中に、周りに、またはそれらと一体化して存在することができる。典型的な構成は、熱交換器が、別個のポンプを含む別個の再循環系として配置されており、そこでは別個の再循環系が切断用流体タンク内部の切断用流体を交換する。この熱交換器は、切断用流体を冷却するために、または加熱するために用いることができる。例えば、切断用流体の加熱は、ワイヤーソー装置の適正な運転には、粘度が高過ぎる場合に、切断用流体の粘度を低下させるのに用いることができる。あるいは、例えば、切断用流体の冷却は、ワイヤーソー装置の適正な運転には、粘度が低過ぎる場合に、切断用流体の粘度を上昇させるために用いることができる。また、切断用流体の温度は、切断用流体成分の分解速度に影響を与える可能性がある。
【００４０】
再循環切断用流体分配システムは、１つもしくは２つ以上の収集器、１つもしくは２つ以上の切断用流体タンク、１つもしくは２つ以上のポンプ、および１つもしくは２つ以上の熱交換器、またはそれらのいずれかの組み合わせを含むことができる。再循環切断用流体分配システムは、更に、種々の構成要素間で、切断用流体を運ぶための、配管を含むことができる。この配管は、典型的には、流れを１つの次元に収斂させる構造体、例えば管（tube）または導管（pipe）を含んでいる。重力が、切断用流体が、再循環切断用流体分配システムを通して流れることを可能にする場合には、この配管は、より開放的な構造体、例えば樋を含むことができる。この配管は、再循環切断用流体分配システムの他の構成要素、例えば切断用流体タンク中に、切断用流体が流れ込むのを可能にするように、管の中に開口部を含んでいてさえもよい。あるいは、例えば、この配管は、再循環切断用流体分配システムの一部で、樋からなっていてもよく、そこでは流れは水平方向である。
【００４１】
本発明のワイヤーソー装置が操作中である場合には、加工品は取付台および支持体ヘッドに固定され、切断用流体がワイヤーソーに供給される間に、動いているワイヤーソーへと押し付けられる。ワイヤーソーは、２つもしくは３つ以上のガイドローラーを有しており、これはその軸を互いに平行に配置されており、それらの周りにはワイヤーが１度もしくは２度以上誘導されている。典型的には、ワイヤーソーは、３つのワイヤーガイドローラーを有しており、そしてこのワイヤーは、これらのワイヤーガイドローラーの周りに多数回誘導されてワイヤーウエブを形成する。３つ超のワイヤーガイドを有する構成も、本発明の方法において用いることができる。ワイヤーソーは、ワイヤーガイドローラーの回転によって動かされ、それがワイヤーの一部の長手方向への動きを起こさせる。動きの方向は、操作の間に変えることができ、または一定の方向であることもできる。例えば、この方向は、１つの方向から次へと、切断プロセスの間に、変動することができる。
【００４２】
本発明のワイヤーソー中に用いられるワイヤーは、当技術分野で知られているように、いずれかの好適な材料で作られることができる。典型的には、このワイヤーは、０．０１ｍｍ以上（例えば、０．０５ｍｍ以上、０．１ｍｍ以上、または０．１５ｍｍ以上）の厚さを有している。典型的には、このワイヤーは、０．５ｍｍ以下（例えば、０．４ｍｍ以下、０．３ｍｍ以下、０．２５ｍｍ以下、または０．２ｍｍ以下）の厚さを有している。典型的には、このワイヤーは、硬鋼から作られる。あるいは、このワイヤーは、１種もしくは２種以上の合金、例えばＦｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏおよび／またはＷを含む合金から作ることができる。このワイヤーは、切断操作の間に磨耗するので、この磨耗材料が再循環され、そして再循環切断用流体分配システム中の切断用流体を汚染する。
【００４３】
図１は、本発明の方法に有効な装置の態様を示している。再循環切断用流体分配システム１００は、切断用流体流動経路を規定している。再循環切断用流体分配システム１００は、研磨性切断用流体を、適用領域１０５において、動いているワイヤーソー１０６に適用して、この間に取付台と支持体ヘッド１０２によって保持された加工品１０４が切断される。切断用流体は、ワイヤーソー１０６と加工品１０４から流れ去り、そしてワイヤーソー切断用流体出口領域１０７において、再循環切断用流体分配システム中に戻る。また、再循環切断用流体分配システム１００は、収集器１０８を含んでおり、これはワイヤーソー切断用流体出口領域１０７から来る使われた切断用流体を収集するように配置されている。切断用流体は、収集体出口１０９で、収集器１０８を出て、そして切断用流体タンク１１６中に、タンク入口１１５において流れ込む。切断用流体は、タンク１１６から、タンク出口１１７を経由して、そしてポンプ入口１１１を経由して切断用流体ポンプ１１２中に流れ出る。次いで、切断用流体は、ポンプ出口１１３を経由して、切断用流体ポンプ１１２から流れ出る。
【００４４】
切断用流体の全てもしくは一部は、所望により、ワイヤーソーに適用される切断用流体の温度を、所望の温度範囲内に維持するように、冷却回路１２６中へと迂回させることができる。切断用流体は、冷却回路１２６へと迂回され、冷却回路ポンプ１２８を経由して熱交換器１３０中に迂回される。切断用流体は、熱交換器１３０から流れ去り、そして分配システム１００内部の循環中へと戻る。必要であれば、実験施設内で（ex site）切断用流体の性質を監視するための、および／または原位置で（in site）切断用流体の性質を監視するための、切断用流体の試料を得るように、試料採取／監視配管１３２は、冷却回路１２６と交わることができる。冷却回路１２６中に迂回されない切断用流体は、直接に、ワイヤーソー１０６および加工品１０４上に流れる。必要であれば、監視用プローブ１２０を、切断操作の間の切断用流体の化学的および／または物理的性質を監視するために、切断用流体流動経路内部のいずれかの場所に配置することができる。プローブ１２０は、便利には、所望であれば、切断用流体タンク１１６の内部に配置することができる。供給配管１２２を、監視に応答して切断用流体に化学薬品を添加するために、切断用流体流動経路内部のいずれかの場所に配置することができる。例えば、供給配管１２２は、所望であれば、タンク１１６の内部に配置することができる。化学薬品供給ポンプ１１０を、供給配管１２２に取り付けて、そして化学薬品供給タンク１２４から、本発明による組成物に、化学薬品を添加するために用いることができる。
【実施例】
【００４５】
以下の、限定するものではない例が、本発明の特定の態様を更に説明するために提供される。
【００４６】
例１
寸法１２５ｍｍ×１２５ｍｍ×４５ｍｍを有する多結晶シリコンインゴットを、Myer-Burger 261ワイヤーソーで切断した。この切断プロセスは、５０％の炭化ケイ素、４２％の水、２％の増粘剤、６％の抗乾燥剤、２０ｐｐｍの、ロームアンドハース社（Rohm and Haas Company）からKATHON（登録商標）として入手可能な殺生物剤系保存料、および０．２５％の、Air Products and Chemicals, Inc.から入手可能な消泡性界面活性剤、SURFYNOL（登録商標）420（全てのパーセントは質量基準である）を含む切断用流体を用いて行なった。
【００４７】
切断の間は、泡の水準を、スラリーの上面に、泡の単層以下の水準に保つように、目視で監視した。ワイヤーソーで４５ｍｍのインゴットが切断されてしまった時に、切断用溶液中の泡は、容認できない水準まで増加してしまったことが観察された。この観察を基にして、追加の量のSURFYNOL（登録商標）420消泡性界面活性剤を、切断用流体に加えて名目上の濃度を０．５質量％にまで導いた。追加の界面活性剤の添加により、泡が消散して、そしてワイヤーソーの性能が許容し得る水準に回復した。
【図１】
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