(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳｉＣまたはＷＣまたはＡｌ２Ｏ３を主成分とするワイヤーソー用砥粒の製造方法において、水又は溶媒中に混合、分散した砥粒の分級を質量差式分級装置によって行う工程と、乾燥工程無しで分級回収後の有効砥粒に水溶性分散媒を添加する工程とを有し、水溶性分散媒添加後の水分率を２０％以上とすることを特徴とするワイヤーソー用砥粒の製造方法。
【請求項２】
前記ワイヤーソー用砥粒の製造方法において、分級回収後の有効砥粒に含まれる水分率を１０％以上とすることを特徴とする、請求項１記載のワイヤーソー用砥粒の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された方法で製造されたワイヤーソー用砥粒。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、脆性材料、例えば半導体インゴット、即ち化合物半導体結晶やシリコン半導体結晶等をワイヤーソー装置を用いて切断する際に用いられるワイヤーソー用砥粒の製造方法及びワイヤーソー用砥粒に関する。
【０００２】
【従来の技術】
脆性材料、例えば化合物半導体結晶やシリコン半導体結晶を切断する手段として、ワイヤーソーが知られている。
このワイヤーソーにおいては、図２に示す如く、互いに同一構成のメインローラーと呼ばれる３本（又は４本）の樹脂ローラー１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃがそれらの軸に平行に配置され、該ローラー１０Ａ〜１０Ｃの表面に一定ピッチで形成されたリング状溝にワイヤー１２が巻回されている。駆動モーター７に接続された駆動ローラー１０Ｃからの回転をワイヤー１２を介して従動ローラー１０Ａ、１０Ｂに伝える構造となっている。
【０００３】
ワイヤー１２の始端側は張力調節機構２０を介して、ワイヤー巻き取りドラム２２に巻回されている。同様に、ワイヤー１２の終端側は張力調節機構３０を介して、ワイヤー巻き取りドラム３２に巻回されている。２４及び３４はトルクモーターである。
ワーク４０は例えば、半導体インゴットであり、そのオリエンテーションフラット面が昇降可能なワークホルダー４２に接着されている。
【０００４】
このような構成により、駆動モーター１０Ｃを回転させると、ワイヤー１２がその線方向に走行し、これとともに、砥粒を含む加工液（以下スラリーという。）がワイヤー１２に流し当てられる。この状態でワーク４０を下降させ、ワイヤー１２に接触させると、ラッピング作用により、ワーク４０が切断され、多数枚のウェーハが同時に切断形成される。
上記砥粒を含む加工液は、ＳｉＣまたはＷＣまたはＡｌ2 Ｏ3 を主成分とする遊離砥粒をオイル系クーラントに分散・使用されるのが一般的である。
【０００５】
しかしながら、前記オイル系クーラントを使用する場合、遊離砥粒中に含まれる水分率を低く抑えることが必要であった。
遊離砥粒中に含まれる水分率が高い場合、或いは遊離砥粒表面が親水性の場合、オイル系クーラントの分散性が低下し、遊離砥粒が沈殿する問題があった。
このため、オイル系クーラントに分散するワイヤーソー用砥粒の要求品質としては水分率０．１％以下を保つことが重要な管理項目であった。
【０００６】
従って、従来のワイヤーソー用砥粒の製造方法においては、分級後の砥粒の乾燥が必要であり、乾燥コストが膨大であった。
また、乾燥後の製品の湿度管理に関しても、コスト面への跳ね返りが大きかった。しかしながら、前記オイル系クーラントの代替えとして、水溶性クーラントが使用されるに至り、ワイヤーソー用砥粒の要求品質を大幅に変えることが可能となった。
即ち、ワイヤーソー用砥粒の水分率が高い場合、或いは遊離砥粒表面が親水性の場合、水溶性クーラントの分散性は向上し、遊離砥粒の沈殿は無いことが判明した。
【０００７】
以上のように従来法によって、ワイヤーソー用砥粒の製造を行う場合、砥粒の乾燥費用及び砥粒表面の改質（親油性に改質）費用、或いは、製品保管における耐湿処理等のコストへの跳ね返りが大きかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記した従来技術の問題点を解決するためなされたもので、ワイヤーソー及びバンドソー等で脆性材料を切断する際に用いられるスラリーに使用される遊離砥粒の低コスト化、品質安定化を図ることを目的とする。
【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、本発明のワイヤーソー用砥粒の製造方法は、
１）ＳｉＣまたはＷＣまたはＡｌ2 Ｏ3 を主成分とするワイヤーソー用砥粒の製造方法において、水又は溶媒中に混合、分散した砥粒の分級を質量差式分級装置によって行う工程と、
２）上記分級回収後の有効砥粒に水溶性分散媒を添加する工程と、
３）上記水溶性分散媒添加後の水分率を２０％以上とすること
を特徴とし、本発明は、最終製品であるワイヤーソー用砥粒の低コスト化及び品質安定化を図るワイヤーソー用砥粒の製造方法およびその方法により製造されたワイヤーソー用砥粒を提供するものである。
【００１０】
上記、水溶性分散媒とは、有機物と水との混合物である。通常、有機物と水との容積比が約１：１のものが使用される。
上記、質量差式分級装置とは、液体サイクロンが好ましい。液体サイクロンは、有効砥粒径以上の砥粒と有効砥粒径以下の砥粒を、分級条件を設定することにより、容易に分級できる為、分級番手に適合した液体サイクロンを複数台連続的に配置し、分級することにより、容易に複数番手の有効砥粒を同時に回収することが可能である。
上記分級回収後の有効砥粒は水分率１０％以上の砥粒をいう。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一つの実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は本発明のワイヤーソー用砥粒の製造方法の一実施形態を示したものである。
図１に示すように、本発明の製造方法においては、まず、ＳｉＣまたはＷＣまたはＡｌ2 Ｏ3 を主成分とする砥粒塊をボールミル等粉砕機で粉砕する。得られた粉体を、水又は溶媒中に混合分散して、混合分散液とする。この混合分散液を、液体サイクロン等の質量差式分級装置で分級する。分級回収によって得られる有効砥粒に水溶性分散媒を添加して、ワイヤーソー用砥粒またはワイヤーソー用スラリーとする。水溶性分散媒とは、水溶性クーラントをいい、砥粒の凝集固化を防止するものである。製品とするワイヤーソー用砥粒の含水率は２０％以上とする。
【００１２】
本発明のワイヤーソー用砥粒の製造方法と従来の方法との対比のために、表１に本発明のワイヤーソー用砥粒の製造方法の工程、そして、表２に従来のワイヤーソー用砥粒の製造方法の工程を示す。
【００１３】
【表１】
0003901241.tif 000002
【００１４】
【表２】
0003901241.tif 000003
【００１５】
【実施例】
表３に示すように、ＳｉＣの砥粒塊を粉砕機で粉砕した後、砥粒粉体を水のなかに分散混合し、２５０μｍと１００μｍのフィルターで濾過した後、液体サイクロンで２段階の分級を行った。液体サイクロンは５０μｍ以上、８μｍ以上の分級条件に設定し、有効砥粒径８〜５０μｍの砥粒の回収を行った。回収した砥粒には、表４に示す量の水溶性クーラントを添加し、砥粒の凝集固化を防止した。
【００１６】
【表３】
0003901241.tif 000004
【００１７】
分級後の粒度分布等の結果を表４に示す。
【００１８】
【表４】
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【００１９】
【発明の効果】
以上のことからわかるように、本発明の方法によれば、ワイヤーソー用砥粒の製造方法において、砥粒塊の粉砕後、粉体を水又は溶媒中に混合、分散し、有効砥粒径を条件設定した液体サイクロンにより、連続的に分級処理することにより、ワイヤーソー用砥粒を容易に製造することができると共に、分級回収した有効砥粒を乾燥工程無しで、製造することが可能となった。
また、分級回収した有効砥粒の水分率により、水溶性クーラントを適量添加することにより、水分が揮散しないよう密封状態で保管すれば長期の保存後にも有効砥粒の凝集固化が防止できると共に、最終スラリー組成に有効砥粒と水溶性クーラントを混合し、ワイヤーソー用スラリーとして提供することが可能となった。このことにより、従来方法より安価で品質的に安定したワイヤーソー用砥粒が提供できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のワイヤーソー用砥粒の製造方法の一実施形態を示したフロー図である。
【図２】  ワイヤーソーの概念図である。
【符号の説明】
７…駆動モーター、
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ…ローラー、
１２…ワイヤー、
２０、３０…張力調節機構、
２２、３２…ワイヤー巻き取りドラム、
２４、３４…トルクモーター、
４０…ワーク、
４２…ワークホルダー。
【図１】
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【図２】
0003901241.tif 000007