(57)【要約】【課題】  枚数を減らすことを可能にすることにより、管理や保管を容易にした切断用プレートを提供する。【解決手段】  切断用プレート１０の特徴は、ノズル固定部１４ａ，…及びスラリ供給溝１５ａ，…が、水晶インゴット固定部１３ａ，…に異なる切断角度θａ，…で固定される複数の水晶インゴット６０に対応して形成されることにある。切断用プレート１０によれば、切断用ワイヤ８１に対して異なる切断角θａ，…で固定される複数の水晶インゴット６０に対応して、複数のノズル固定部１４ａ，…及びスラリ供給溝１５ａ，…を形成したことにより、切断角度θａ，…ごとに一枚ずつ用意する場合に比べて枚数を低減できるので、管理や保管を容易化できる。【選択図】  図１
2015131383.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の切断用ワイヤによって下方から切断される被加工物が設置される下面と、
筐体と当該筐体の長手方向に沿った放出口とを有し当該放出口から切断用スラリを放出するスラリ供給ノズルが設置される上面と、
前記被加工物の主面が一定の切断角度になるように、当該被加工物を前記下面に固定する被加工物固定部と、
前記上面に形成されるとともに、前記放出口が前記被加工物の前記主面に平行になるように前記筐体を固定するノズル固定部と、
前記ノズル固定部から前記下面を貫いて形成されるとともに、前記放出口から放出された前記切断用スラリを前記切断用ワイヤへ供給するスラリ供給溝と、
備えた切断用プレートにおいて、
前記ノズル固定部及び前記スラリ供給溝は、前記被加工物固定部に対して異なる前記切断角度で固定される複数の前記被加工物に対応して複数形成された、
ことを特徴とする切断用プレート。
【請求項２】
複数の前記ノズル固定部及び前記スラリ供給溝は互いに交差するように形成された、
請求項１記載の切断用プレート。
【請求項３】
互いに交差するように形成された複数の前記ノズル固定部及び前記スラリ供給溝が、更に複数組設けられた、
請求項２記載の切断用プレート。
【請求項４】
前記被加工物は水晶であり、異なる前記切断角度はＡＴカットを得る角度及びＢＴカットを得る角度である、
請求項１、２又は３記載の切断用プレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば水晶インゴットからマルチワイヤソーによって水晶ウェハを切り出す際に用いられる切断用プレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子の周波数温度特性と水晶の切断角度精度とには相関があるため、水晶の切断加工には高い精度が要求される。水晶の切断加工には、従来、マルチバンドソーが使用されてきたが、近年、その加工精度の高さによりマルチワイヤソーが使用されるようになってきた。更に、近年は水晶においてもシリコンウェハと同様に大口径ウェハ化が進んでおり、大口径ウェハに対する切断精度の高さからダウンカット方式が採用されつつある（特許文献１参照）。ダウンカット方式とは、被加工物の下方からワイヤで切断する方式であり、被加工物の破片をワイヤが巻き込まないので切断精度が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２７４３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ダウンカット方式のマルチワイヤソーを用いて水晶インゴットから水晶ウェハを切り出す工程では、「切断用プレート」と呼ばれる冶具が使用される。その切断用プレートを図５に示す。仮想線で示す切断用プレート５０の下面には水晶インゴット６０が設置され、切断用プレート５０の上面のノズル固定部５１にはスラリ供給ノズル７０が設置される。水晶インゴット６０は、互いに平行な複数の切断用ワイヤ８１によって、下方から切断される。スラリ供給ノズル７０は、筐体７１及び放出口７２を有し、放出口７２から切断用スラリ（図示せず）を放出する。放出口７２は、筐体７１の長手方向に沿った直線状である。また、水晶インゴット６０は、切断用ワイヤ８１の上方から見て切断用ワイヤ８１に対して水晶インゴット６０の主面６１が一定の切断角度θになるように、切断用プレート５０の下面に固定される。更に、ノズル固定部５１は、切断用プレート５０の上面に凹状に形成されるとともに、スラリ供給ノズル７０の放出口７２が水晶インゴット６０の主面６１に平行になるように筐体７１を固定する。
【０００５】
切断用プレート５０はマルチワイヤソー本体（図示せず）に固定され、切断用ワイヤ８１は矢印８１１の方向に走行する。つまり、切断用ワイヤ８１は、矢印８１１の方向に走行しつつ、スラリ供給ノズル７０の放出口７２から切断用スラリの供給を受け、水晶インゴット６０の下面をこすりながら水晶インゴット６０を少しずつ切って行く。
【０００６】
図中のＸ，Ｙ，Ｚは水晶インゴット６０の結晶軸である。切断角度θは、主面６１の法線であるＺ軸と切断用ワイヤ８１とのなす角度であり、Ｚ軸から反時計回りを正とし時計回りを負としている。例えばＡＴカットは切断角度θが３５°であり、ＢＴカットは切断角度θが−４９°である。
【０００７】
スラリ供給ノズル７０の放出口７２から水晶インゴット６０の主面６１までの距離ｄは、できるだけ短いことが望ましい。距離ｄが長いと、放出口７２から供給された切断用スラリが水晶インゴット６０の主面６１にまで十分に届かないからである。また、距離ｄは、主面６１内の全ての位置で同じであることが望ましい。主面６１内の位置によって距離ｄが異なると、スラリ供給ノズル７０から放出され切断用ワイヤ８１に付着した切断点での切断用スラリは水晶インゴット６０に到着する時間について切断用ワイヤ８１毎に異なり、その結果切断用スラリの供給量がばらつくことにより、加工精度にばらつきが生じるからである。そのため、切断用プレート５０は、設置される水晶インゴット６０の切断角度θがｎ種類あれば、それらに対応してノズル固定部５１を形成したｎ枚分を用意する必要がある。
【０００８】
しかしながら、切断用プレート５０は、切断角度θごとに一枚ずつ必要になることにより、多くの枚数を必要とするので、管理や保管がたいへんであった。
【０００９】
そこで、本発明の目的は、その枚数を減らすことを可能にすることにより、管理や保管を容易にした切断用プレートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る切断用プレートは、
複数の切断用ワイヤによって下方から切断される被加工物が設置される下面と、
筐体と当該筐体の長手方向に沿った放出口とを有し当該放出口から切断用スラリを放出するスラリ供給ノズルが設置される上面と、
前記被加工物の主面が一定の切断角度になるように、当該被加工物を前記下面に固定する被加工物固定部と、
前記上面に形成されるとともに、前記放出口が前記被加工物の前記主面に平行になるように前記筐体を固定するノズル固定部と、
前記ノズル固定部から前記下面を貫いて形成されるとともに、前記放出口から放出された前記切断用スラリを前記切断用ワイヤへ供給するスラリ供給溝と、
備えた切断用プレートにおいて、
前記ノズル固定部及び前記スラリ供給溝は、前記被加工物固定部に対して異なる前記切断角度で固定される複数の前記被加工物に対応して複数形成された、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る切断用プレートによれば、異なる切断角度で固定される複数の被加工物に対応して、複数のノズル固定部及びスラリ供給溝を形成したことにより、切断角度ごとに一枚ずつ用意する場合に比べて枚数を低減できるので、管理や保管を容易化できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１の切断用プレート及びその第一の使用方法を示す平面図である。
【図２】実施形態１の切断用プレート及びその第二の使用方法を示す平面図である。
【図３】図１及び図２におけるIII−III線に相当する断面図であり、切断用プレートに水晶インゴット及びスラリ供給ノズルを設置する前の状態を示す。
【図４】図１及び図２におけるIII−III線に相当する断面図であり、切断用プレートに水晶インゴット及びスラリ供給ノズルを設置した後の切断動作を示す。
【図５】本発明の課題を説明するための概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下「実施形態」という。）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の構成要素については同一の符号を用いる。図面に描かれた形状は、当業者が理解しやすいように描かれているため、実際の寸法及び比率とは必ずしも一致していない。
【００１４】
図１は、実施形態１の切断用プレート及びその第一の使用方法（ＡＴカット）を示す平面図である。図２は、実施形態１の切断用プレート及びその第二の使用方法（ＢＴカット）を示す平面図である。図３及び図４は、図１及び図２におけるIII−III線に相当する断面図である。以下、これらの図面に基づき説明する。なお、本実施形態１における「水晶インゴット」は、特許請求の範囲における「被加工物」の一例である。
【００１５】
本実施形態１の切断用プレート１０は、下面１１及び上面１２、水晶インゴット固定部１３ａ，１３ｂ、ノズル固定部１４ａ，１４ｂ、スラリ供給溝１５ａ，１５ｂ等を備えている。
【００１６】
下面１１には水晶インゴット６０が設置され、上面１２にはスラリ供給ノズル７０が設置される。水晶インゴット６０は、直線状かつ互いに平行な複数の切断用ワイヤ８１によって、下方から切断される。スラリ供給ノズル７０は、棒状の筐体７１と筐体７１の長手方向に沿った直線状の放出口７２とを有し、放出口７２から切断用スラリ７３（図４）を放出する。水晶インゴット固定部１３ａ（図１）は、切断用ワイヤ８１の上方から見て切断用ワイヤ８１に対して水晶インゴット６０の主面６１が一定の切断角度θａになるように、水晶インゴット６０を下面１１に固定する。水晶インゴット固定部１３ｂ（図２）は、切断用ワイヤ８１の上方から見て切断用ワイヤ８１に対して水晶インゴット６０の主面６１が一定の切断角度θｂになるように、水晶インゴット６０を下面１１に固定する。ノズル固定部１４ａ，１４ｂはそれぞれ、上面１２に凹状に形成されるとともに、前述の切断用スラリ供給量均一の観点から、放出口７２が水晶インゴット６０の主面６１に平面視して平行になるように筐体７１を固定する。スラリ供給溝１５ａ，１５ｂはそれぞれ、ノズル固定部１４ａ，１４ｂの底面１６から下面１１を貫いて形成されるとともに、放出口７２から放出された切断用スラリ７３（図４）を切断用ワイヤ８１へ供給する。
【００１７】
ここで、水晶インゴット固定部１３ａ（図１）、ノズル固定部１４ａ及びスラリ供給溝１５ａはＡＴカット用であり、水晶インゴット固定部１３ｂ（図２）、ノズル固定部１４ｂ、スラリ供給溝１５ｂはＢＴカット用である。すなわち、切断用プレート１０の特徴は、「ノズル固定部１４ａ及びスラリ供給溝１５ａ」と「ノズル固定部１４ｂ及びスラリ供給溝１５ｂ」とが、水晶インゴット固定部１３ａ，１３ｂに異なる切断角度θａ，θｂで固定される複数の水晶インゴット６０に対応して形成されることにある。
【００１８】
また、「ノズル固定部１４ａ及びスラリ供給溝１５ａ」と「ノズル固定部１４ｂ及びスラリ供給溝１５ｂ」とは、それぞれ互いに交差するように切断用プレート１０に形成されている。これらに、他の切断角度に対応した「ノズル固定部及びスラリ供給溝」を更に交差させ形成してもよい。互いに交差するように形成された「ノズル固定部１４ａ及びスラリ供給溝１５ａ」と「ノズル固定部１４ｂ及びスラリ供給溝１５ｂ」とは、全部で三組設けられている。これらは、一組でも、二組でも、四組以上でもよい。切断角度θａはＡＴカットを得る角度であり、切断角度θｂはＢＴカットを得る角度である。
【００１９】
次に、各構成要素について、更に詳しく説明する。
【００２０】
切断用プレート１０は、例えばアルミニウムなどの平板状の金属材料からなり、例えばエンドミル加工などによってノズル固定部１４ａ，１４ｂ及びスラリ供給溝１５ａ，１５ｂが形成されている。また、切断用プレート１０は、所定の厚さに切断される水晶インゴット６０を切断用ワイヤ８１の押圧力でも動かないように固定するものであり、例えば図示しない油圧機構によって上昇又は下降する。
【００２１】
ノズル固定部１４ａ，１４ｂは、スラリ供給ノズル７０の筐体７１と嵌り合う形状及び大きさになっている。スラリ供給溝１５ａ，１５ｂは、ノズル固定部１４ａ，１４ｂの底面１６に形成された直線状の貫通孔であり、スラリ供給ノズル７０の放出口７２から流れ出る切断用スラリ７３（図４）を妨げないように、放出口７２よりも大きく形成されている。水晶インゴット固定部１３ａ，１３ｂは、下面１１の一部からなり、水晶インゴット６０が固定される領域である。水晶インゴット６０は、例えば貼り付け用のガラス１３ｃ（図３）を介して、水晶インゴット固定部１３ａ，１３ｂに貼り付けられる。
【００２２】
スラリ供給ノズル７０は、筐体７１及び放出口７２の他に、スラリ供給用の配管７４や、配管７４を筐体に７１に固定する固定具７５なども有する。また、筐体７１は、図示するような直方体状でもよいが、例えば円柱状などとしてもよい。放出口７２は、図示するような直線状の一本の貫通孔でもよいが、例えば多数の小孔が直線状に並んだものとしてもよい。切断用スラリ７３（図４）は、研磨剤を含む一般的な懸濁液である。
【００２３】
水晶インゴット６０は、例えばランバート人工水晶である。ランバート人工水晶とは、アズグロウン状態から規定の寸法及び方位に合致するように、切断、粗研磨及び研磨などによって、そのＸ面及びＺ又はＺ’面を平面化及び平行化加工を行った人工水晶をいう。
【００２４】
次に、主に図４に基づき、切断用プレート１０が使用されるマルチワイヤソー８０について説明する。
【００２５】
マルチワイヤソー８０は、切断用ワイヤ８１、切断用ワイヤ８１を送り出す又は巻き取る第一ボビン８２、切断用ワイヤ８１を巻き取る又は送り出す第二ボビン８３、切断用ワイヤ８１が複数回巻き付けられる複数のローラ８４，８５，８６、切断用ワイヤ８１により切断される水晶インゴット６０を固定する切断用プレート１０などを備えている。切断用ワイヤ８１は、第一ボビン８２から複数のローラ８４，８５，８６に複数回巻き付けられ、第二ボビン８３へと繋がっている。
【００２６】
切断用ワイヤ８１は、第一ボビン８２から送り出され、矢印８１１の方向へ走行し、第二ボビン８３で巻き取られ、第二ボビン８３で完全に巻き取られると、今度は逆に、第二ボビン８３から送り出され、矢印８１２の方向へ走行し、第一ボビン８２で巻き取られる。
【００２７】
このとき、ローラ８５とローラ８６との間に張られた複数本の切断用ワイヤ８１に、切断用プレート１０に固定された水晶インゴット６０を、切断用スラリ７３を供給しながら押し付けることにより、所定の厚さの水晶ウェハに複数枚切断することができる。また、複数のローラ８４，８５，８６は、それらの外周面に所定の間隔に設けられた溝を有している。この溝の間隔によって、水晶ウェハの切断厚みが決定される。
【００２８】
なお、切断用ワイヤ８１が矢印８１１の方向へ走行しているときは、図４において右端のスラリ供給ノズル７０からは切断用スラリ７３を供給しなくてもよい。同様に、切断用ワイヤ８１が矢印８１２の方向へ走行しているときは、図４において左端のスラリ供給ノズル７０からは切断用スラリ７３を供給しなくてもよい。スラリ供給ノズル７０から放出される切断用スラリ７３は切断用ワイヤ８１に付着し、付着した切断用スラリ７３によって水晶インゴット６０を切断するからである。
【００２９】
次に、切断用プレート１０の作用及び効果について説明する。
【００３０】
（１）切断用プレート１０によれば、切断用ワイヤ８１に対して異なる切断角θａ，…で固定される複数の水晶インゴット６０に対応して、複数のノズル固定部１４ａ，…及びスラリ供給溝１５ａ，…を形成したことにより、切断角度θａ，…ごとに一枚ずつ用意する場合に比べて枚数を低減できるので、切断角度に合わせた切断用プレートをたくさん持ち合わせる必要がないため管理や保管を容易化できる。
【００３１】
（２）「ノズル固定部１４ａ及びスラリ供給溝１５ａ」と「ノズル固定部１４ｂ及びスラリ供給溝１５ｂ」とをそれぞれ互いに交差するように形成した場合は、「ノズル固定部１４ａ及びスラリ供給溝１５ａ」と「ノズル固定部１４ｂ及びスラリ供給溝１５ｂ」とをそれぞれ互いに交差しないように形成した場合に比べて専有面積を低減できるので、切断用プレート１０を小型化できる。
【００３２】
（３）互いに交差するように形成された「ノズル固定部１４ａ及びスラリ供給溝１５ａ」と「ノズル固定部１４ｂ及びスラリ供給溝１５ｂ」とを複数組設けた場合は、一方で「ノズル固定部１４ａ及びスラリ供給溝１５ａ」を用い、他方で「ノズル固定部１４ｂ及びスラリ供給溝１５ｂ」を用いるなどのように一枚の切断用プレート１０で同時に複数の切断角度の水晶ウェハを製造できるので、少量多品種生産に好適に用いることができる。
【００３３】
次に、本実施形態１の切断用プレート１０について総括する。
【００３４】
図５に示すように、水晶インゴット６０を切断用プレート５０に貼り付ける際、切断角度θの精度向上のために、切断用スラリを切断点へ対して適切に供給する必要がある。そのため、切断角度θに対応して異なる角度にノズル固定部５１を設置する必要がある。したがって、切断角度θごとにそれぞれ切断用プレート５０が必要となる。例えば、少なくともＡＴカット用とＢＴカット用で二枚の切断用プレート５０が必要になる。
【００３５】
これに対し、本実施形態１の切断用プレート１０では、切断点に均等かつ的確に切断用スラリ７３を供給するため、複数の切断角度θａ，…に合わせて複数のノズル固定部１４ａ，…及びスラリ供給溝１５ａ，…を設ける。つまり、求めるカット角に対応するノズル固定部１４ａ，…及びスラリ供給溝１５ａ，…を切断用プレート１０に設け、求めるカット角に応じて水晶インゴット固定部１３ａ，…に水晶インゴット６０を貼り付ける。具体的には、ノズル固定部１４ａにスラリ供給ノズル７０を嵌め込み、水晶インゴット固定部１３ａに水晶インゴット６０を貼り付ける。又は、ノズル固定部１４ｂにスラリ供給ノズル７０を嵌め込み、水晶インゴット固定部１３ｂに水晶インゴット６０を貼り付ける。本実施形態１の切断用プレート１０によれば、切断角度θａ，…ごとに一枚ずつ作製する必要がなくなるので、少ないスペースに保管でき、管理しなければならない枚数が減る。更に、ノズル固定部１４ａ，１４ｂはそれぞれ上面１２に凹状に形成されるとともに放出口７２が水晶インゴット６０の主面６１に平面視して平行になるようにスラリ供給溝１５ａ，１５ｂが形成されているので、水晶インゴット６０への切断用スラリ７３の供給量のばらつきが少ないため、加工精度のばらつきの少ない水晶ウェハを提供することができる。
【００３６】
以上、本発明を上記実施形態に即して説明したが、本発明は、上記実施形態の構成や動作にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で当業者であればなし得ることが可能な各種変形及び修正を含むことはもちろんである。
【００３７】
例えば、本発明では、被加工物として、水晶の他に、サファイヤ、単結晶、圧電ウェハ、半導体ウェハ、マスク材等を用いることができる。また、本発明では、水晶の切断角度として、ＡＴカット及びＢＴカットの他に、ＣＴカットやＤＴカットなど、どのようなカットにも対応可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  切断用プレート
１１  下面
１２  上面
１３ａ，１３ｂ  水晶インゴット固定部（被加工物固定部）
１３ｃ  ガラス
１４ａ，１４ｂ  ノズル固定部
１６  底面
１５ａ，１５ｂ  スラリ供給溝
５０  切断用プレート
５１  ノズル固定部
６０  水晶インゴット（被加工物）
６１  主面
７０  スラリ供給ノズル
７１  筐体
７２  放出口
７３  切断用スラリ
７４  配管
７５  固定具
８０  マルチワイヤソー
８１  切断用ワイヤ
８１１，８１２  矢印（走行方向）
８２  第一ボビン
８３  第二ボビン
８４，８５，８６  複数のローラ
【図１】
2015131383.tif 000003
【図２】
2015131383.tif 000004
【図３】
2015131383.tif 000005
【図４】
2015131383.tif 000006
【図５】
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