(57)【要約】【課題】砥粒層が剥離することを防止して、寿命を向上させたワイヤソーを提供する。【解決手段】芯線１の外周に接着用樹脂層２が設けられ、この接着用樹脂層２の外周に組成傾斜層６が形成され、この組成傾斜層６を介して砥粒層３が形成されている。組成傾斜層６は、ボンド層４を形成する樹脂に対して接着用樹脂層２を形成する樹脂を溶融させて形成されている。組成傾斜層６は、接着用樹脂層２の成分と、砥粒層３を形成する樹脂の成分を併せ持ち、しかも、接着用樹脂層２に近い側であるほど、接着用樹脂層２を形成する樹脂の成分を多く含み、砥粒層３に近い側であるほど、砥粒層３を形成する樹脂の成分を多く含んでおり、その含有成分の比率が連続的に変化している。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線の外周面に接着用樹脂層を形成し、この接着用樹脂層の外周に砥粒を固着させた砥粒層を有するワイヤソーであって、
前記砥粒層を形成する樹脂に対して前記接着用樹脂層の樹脂を溶解させて、前記接着用樹脂層と前記砥粒層との間に組成傾斜層を設けたことを特徴とするワイヤソー。
【請求項２】
前記接着用樹脂層は、アクリル、ウレタン、ポリアミド樹脂を主成分とする樹脂から形成されていることを特徴とする請求項１記載のワイヤソー。
【請求項３】
前記砥粒層を形成する樹脂は、アクリレート、メタアクリレート、アクリル酸を含有する感光性樹脂であることを特徴とする請求項１または２記載のワイヤソー。
【請求項４】
芯線の外周面に接着用樹脂層を形成する工程と、前記接着用樹脂層を溶解する工程と、溶解した前記接着用樹脂層に対して、砥粒を含有する樹脂を塗布して組成傾斜層を形成する工程とを有することを特徴とするワイヤソーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリコンウエハ等の切り出しに用いられるワイヤソーに関し、特に、砥粒層の接着力を高めて、長寿命化を可能としたワイヤソーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
各種半導体デバイスの製造分野における大口径シリコンインゴットからのシリコンウエハの切り出しに、レジンボンドワイヤソーが用いられている。このレジンボンドワイヤソーとしては、たとえば特許文献１に記載されたものがある。この公報に記載のレジンボンドワイヤソーは、高抗張力金属を芯線として用い、ポリアミドイミド樹脂を結合剤とした砥粒層を芯線の外周面に形成したものである。
【０００３】
レジンボンドワイヤソーにおいては、芯線と砥粒層との接着が良好になされていることが必要となるが、砥粒層の接着力を向上させるための手法として、以下の二種類の手法がある。
第１の手法は、芯線に凹凸を設け、この芯線に対して砥粒層を形成する手法であり、この手法は、例えば特許文献２に記載されている。芯線に凹凸を設けることによって、いわゆるアンカー効果を引き出すことができ、接着力を向上させることができる。
【０００４】
第２の手法は、芯線と砥粒層との間に接着用樹脂層を形成して、砥粒層を接着する手法である。この手法については、例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６、特許文献７に記載されている。
芯線と砥粒層との間に接着用樹脂層を形成したワイヤソーの一例を図２に示す。ワイヤソーは、芯線１に接着用樹脂層２を介して砥粒層３を形成したものであり、砥粒層３は、ボンド層４により砥粒５を固着させたものである。砥粒５としてダイヤモンド等が用いられる。接着用樹脂層２は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、アミノ樹脂、メラミン樹脂、光硬化性樹脂、電子線硬化性樹脂等からなる。
このような接着用樹脂層２を形成することによって、芯線１と砥粒層３との接着力は向上する。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１３８１１４号公報（段落番号００１９〜００５１）
【特許文献２】
特開平１０−３２８９３２号公報（段落番号０００８〜００２１）
【特許文献３】
特開２０００−２４６５４２号公報（段落番号０００５〜００１９）
【特許文献４】
特開２００１−７９７７５号公報（段落番号００１２〜０１０３）
【特許文献５】
特開２００１−８８０４０号公報（段落番号００１４〜０１１５）
【特許文献６】
特開２００１−３２８０５５号公報（段落番号００１２〜００６３）
【特許文献７】
特開２００１−３２８０７３号公報（段落番号００１２〜００６６）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前記第１の手法によると、接着力は向上するものの、芯線１に凹凸を設けることによって、芯線１上に傷を生じやすく、この傷の発生がワイヤソーの破断の原因となって、ワイヤソーの寿命に悪影響を及ぼす。
また、前記第２の手法によると、芯線１と砥粒層３との間に接着用樹脂層２を形成することによって、接着用樹脂の面が新たな接着界面として形成されることになる。この接着用樹脂面上に砥粒層３を形成すると、芯線１の金属面上に直接砥粒層３を接着する場合に比べて接着力は高くなるものの、樹脂自体の接着力が高くなるわけではないため、接着用樹脂層２の面から砥粒層３が剥離することを防止することはできない。従って、砥粒層３の剥離は生じ得る。
本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、砥粒層が剥離することを防止して、寿命を向上させたワイヤソーを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明は、芯線の外周面に接着用樹脂層を形成し、この接着用樹脂層の外周に砥粒を固着させた砥粒層を有するワイヤソーであって、前記砥粒層を形成する樹脂に対して前記接着用樹脂層の樹脂を溶解させて、前記接着用樹脂層と前記砥粒層との間に組成傾斜層を設けたことを特徴とするワイヤソーである。
組成傾斜層は、接着用樹脂層の成分と砥粒層を形成する樹脂の成分とを併せ持ち、接着用樹脂層と砥粒層との間に明確な界面が形成されないため、砥粒層は組成傾斜層を介して芯線と強固に接着される。そのため、砥粒層の剥離を防止することができ、ワイヤソーの寿命が向上する。
【０００８】
本発明のワイヤソーにおいては、接着用樹脂層は、アクリル、ウレタン、ポリアミド樹脂を主成分とする樹脂から形成されていることが好ましい。
接着用樹脂層の主成分をこれらの樹脂とすることによって、砥粒層を形成する樹脂への溶解性を持つという効果を得ることができる。
【０００９】
本発明のワイヤソーにおいては、砥粒層を形成する樹脂は、アクリレート、メタアクリレート、アクリル酸を含有する感光性樹脂であることが好ましい。
砥粒層を形成する樹脂をこれらの樹脂とすることによって、接着用樹脂層の溶解性を高め組成傾斜層の形成や組成傾斜層を共重合体とする等、接着力を高めるという効果を得ることができる。
【００１０】
本発明は、芯線の外周面に接着用樹脂層を形成する工程と、前記接着用樹脂層を溶解する工程と、溶解した前記接着用樹脂層に対して、砥粒を含有する樹脂を塗布して組成傾斜層を形成する工程とを有することを特徴とするワイヤソーの製造方法である。
この製造方法によると、接着用樹脂層の成分と砥粒層を形成する樹脂の成分とを併せ持つ組成傾斜層を、接着用樹脂層と砥粒層との間に簡単な方法で形成することができ、砥粒層が組成傾斜層を介して芯線と強固に接着されたワイヤソーを製造することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係るワイヤソーについて説明する。
図１は、本発明の実施形態におけるワイヤソーの一部を模式的に示す断面図である。
芯線１の外周に接着用樹脂層２が設けられ、この接着用樹脂層２の外周に組成傾斜層６が形成され、この組成傾斜層６を介して砥粒層３が形成されている。砥粒層３は、ボンド層４により砥粒５を固着させたものである。砥粒５としてダイヤモンド等が用いられる。
組成傾斜層６は、ボンド層４を形成する樹脂に対して接着用樹脂層２を形成する樹脂を溶解させて形成されたものである。
【００１２】
以下に組成傾斜層６を形成する方法について説明する。
芯線１の外周面に、アクリル、ウレタン、ポリアミド樹脂を主成分とする樹脂から形成された接着用樹脂層２を形成する。
この接着用樹脂層２を形成する樹脂を一部溶解し、溶解した接着用樹脂層２に砥粒５を含有する樹脂を塗布する。これにより、砥粒５を含有する樹脂に接着用樹脂層を溶解させた層を形成する。砥粒５を含有して砥粒層を形成する樹脂として、アクリレート、メタアクリレート、アクリル酸を含有する感光性樹脂が用いられる。
【００１３】
その後、溶解した部分と砥粒層３を形成する樹脂を硬化することによって、接着用樹脂層２と砥粒層３との間に、接着用樹脂層２の成分と、砥粒層３を形成する樹脂の成分を併せ持つ組成傾斜層６が形成される。しかも、組成傾斜層６の成分は、接着用樹脂層２に近い側であるほど、接着用樹脂層２を形成する樹脂の成分を多く含み、砥粒層３に近い側であるほど、砥粒層３を形成する樹脂の成分を多く含んでおり、その含有成分の比率が連続的に変化している。
従って、芯線１の外周に接着用樹脂層２を形成し、その外周に砥粒層３を形成する従来のワイヤソーにおいては、接着用樹脂層２と砥粒層３とはその成分が異なり、両者の間に明確な界面が形成されているのに対して、本発明のワイヤソーにおいては、組成傾斜層６を形成することによって、このような界面が形成されない。
【００１４】
芯線１と接着用樹脂層２との間の接着力をＦＡ、接着用樹脂層２と砥粒層３との間の接着力をＦＢ、組成傾斜層６と砥粒層３との間の接着力をＦＣとすると、図２に示した従来のワイヤソーにおいては、ＦＡ＞ＦＢの関係があるため、芯線１と接着用樹脂層２との接着は良好であるものの、接着用樹脂層２の面から砥粒層３が剥離しやすい。
しかし、本発明のワイヤソーにおいては、組成傾斜層６を形成したことによって、ＦＡ≧ＦＣ≧ＦＢの関係が成立する。従って、砥粒層３は組成傾斜層６を介して芯線１と強固に接着され、砥粒層３の剥離を防止することができる。そのため、ワイヤソーの寿命が向上する。
【００１５】
砥粒層３を形成するために用いられる砥粒５は、その粒径が１０μｍから６０μｍであり、金属被覆がなされていることが好ましい。粒径を１０μｍから６０μｍとすることによって、安定した切れ味と良好な面粗度を達成することができ、金属被覆することによって、砥粒保持力を向上させることができる。被覆として使用される金属として、例えば、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｇを用いることができる。
【００１６】
【実施例】
以下、具体例を示す。
図３は本発明に係るワイヤソーの製造方法の説明図である。製造方法の主要工程は以下の通りである。
【００１７】
０．１６ｍｍ径のピアノ線からなる芯線１０を、図示しないリールから捲き戻して一定の速度で送り出し、液状の接着用樹脂２０を貯留する貯留槽２１内を通過させて、芯線１０の表面に液状樹脂を被覆する。貯留槽２１を通過した被覆ワイヤ１１の被覆厚さをダイス２２により均一化し、その後、紫外線照射装置２３により被覆層の液状樹脂を硬化させて接着用樹脂層を形成する。
続いて、溶解槽２４内に被覆ワイヤ１１を通過させて、被覆ワイヤ１１に形成された接着用樹脂層の表面が溶解する。溶解槽２４内には、樹脂のみ、もしくは有機溶媒のみ、もしくは樹脂に有機溶媒を加えたものを貯留し、温度を４０℃として超音波照射することによって、被覆ワイヤ１１の接着用樹脂層の表面を溶解することができる。
【００１８】
次に、溶解槽２４を通過した被覆ワイヤ１２の被覆厚さをダイス２５により均一化する。その後、砥粒が混入された樹脂を貯留するボンド槽２６内を通過させ、被覆ワイヤ１３の被覆厚さをダイス２７により均一化する。この被覆ワイヤ１３を、紫外線照射装置２８により被覆層の液状樹脂を硬化させ砥粒を固定してワイヤソー素線１４とし、このワイヤソー素線１４をボビン（図示せず）に巻き取り、ワイヤソー製品とする。
砥粒は粒径４０μｍのＮｉコート砥粒を用い、接着層樹脂としてアクリル系樹脂を用いている。また、砥粒層を形成する樹脂として、ウレタンアクリレート、フェノールアクリレート、フタル酸アクリレート、フェノールメタアクリレートの混合物を用いている。
【００１９】
以上の方法で製造されたワイヤソーについて切断試験を行った。
試験条件は以下の通りである。
切断装置：単線切断装置
ワイヤ速度：平均４００ｍ／ｍｉｎ
ワイヤテンション：１９．５Ｎ
被切断材：シリコンブロック  ２０ｍｍ幅
【００２０】
表１に試験結果を示す。
【表１】
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表１において、切れ味は、加工開始後５分間の切り溝長さを、従来品を１００としたときの指標で表している。また、切れ味低下率は、加工開始から５分間における切れ味に対する、加工開始１２０分経過後から５分間の切れ味の比率を指標で表している。また、ワイヤ寿命は加工開始１２０分経過後１０個所で測定したワイヤソーの径を平均化し、加工開始前のワイヤソーの径との差をワイヤソー径変化量として求め、下記の計算式にてワイヤ摩耗率として示している。
（ワイヤソー径変化量）／（砥粒層厚み×２）×１００
以上の試験結果から、組成傾斜層を設けることによって、切れ味の低下を抑制し、ワイヤの摩耗を抑制することが可能であることが確認できた。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、以下の効果を奏することができる。
（１）芯線の外周面に接着用樹脂層を形成し、この接着用樹脂層の外周に砥粒を固着させた砥粒層を有するワイヤソーであって、砥粒層を形成する樹脂に対して接着用樹脂層の樹脂を溶解させて、接着用樹脂層と前記砥粒層との間に、接着用樹脂層の成分と砥粒層を形成する樹脂の成分とを併せ持つ組成傾斜層を設けたことにより、接着用樹脂層と砥粒層との間に明確な界面が形成されないため、砥粒層は組成傾斜層を介して芯線と強固に接着される。そのため、砥粒層の剥離を防止することができ、ワイヤソーの寿命が向上する。
【００２２】
（２）芯線の外周面に接着用樹脂層を形成する工程と、接着用樹脂層を溶解する工程と、溶解した接着用樹脂層に対して、砥粒を含有する樹脂を塗布して組成傾斜層を形成する工程とを有することにより、接着用樹脂層の成分と砥粒層を形成する樹脂の成分とを併せ持つ組成傾斜層を簡単な方法で形成することができ、砥粒層が組成傾斜層を介して芯線と強固に接着されたワイヤソーを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るワイヤソーの構成を示す図である。
【図２】従来のワイヤソーの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るワイヤソーの製造方法の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  芯線
２  接着用樹脂層
３  砥粒層
４  ボンド層
５  砥粒
６  組成傾斜層
１０  芯線
１１  被覆ワイヤ
１２  被覆ワイヤ
１３  被覆ワイヤ
１４  ワイヤソー素線
２０  接着用樹脂
２１  貯留槽
２２  ダイス
２３  紫外線照射装置
２４  溶解槽
２５  ダイス
２６  ボンド槽
２７  ダイス
２８  紫外線照射装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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