前回は、インゴットの切断と外周研磨について詳しく紹介しました。インゴットは長い引上げ過程を経て成長した後、しばしば頭尾にそれぞれ先端を持ち、比較的に太く成長した状態です。この状態では当然、直接次の工程に進むことはできません。切断により両頭の先端及び検出された不適合部分を除去する必要があります。その後、従来技術の製品-ウェハの寸法を基準として、ウェハロッドの断面直径を同じ寸法範囲に縮小し、一定の公差範囲の要求に達する必要があります。これには、砥石ホイールを用いて結晶棒の外周を研磨する必要があります（ロール研磨）。

　さて、以上の工程がすべて完了したら、今回は次の工程、インゴットのマルチワイヤーをご紹介します！

マルチワイヤソーとは？

　結晶棒のマルチワイヤソーは、上の動図を見ればわかると思います。高剛性の極細接線でインゴットの外周に接触し、機械の伝動軸が接線往復運動を動かし、精密切断の効果を達成します。実はこの過程は切断に似ていますが、インゴットを紙（一般的にはミクロン級）のように薄く切る必要があり、切断された「紙」の表面損傷、異物残留、粗さなどの指標は指定された範囲内に制御する必要があります。これがウェハの最初の姿です。

　次は専門的に話しましょう。～

　マルチワイヤソー技術は現在の先進的なスライス加工技術であり、その原理はカットワイヤが1組の溝車を通じて異なる間隔を持つワイヤ網を形成し、カットワイヤの高速往復運動を利用して研磨材をカット材料（例えばシリコン棒）の加工領域に持ち込んで研磨し、カットワークはテーブルの昇降によって垂直方向の送りを実現し、これにより、ワークピースをウェハなどの所望の寸法形状の複数のシートに同時に切断します。一般的にマルチワイヤ切断プロセスで使用される研磨材は、研磨を支援するだけでなく、マルチワイヤ切断プロセスで冷却作用を果たすことができるモルタルであることが好ましい。

　ウェハサイズの増加及び切断ワイヤ径の減少に伴い、マルチワイヤ切断中に鋸切断経路が増加し、鋸口が狭くなり、その切断した鋸屑（シリコン粉など）も排除しにくく、モルタルが切断溝に入りにくくなり、マルチワイヤ切断中に発生した熱が効率的に排出できなくなり、ウェハが局所的に過熱して反りが発生し、断線現象も発生する。

　また、切断の過程で、切断の深さと断面はいずれも結晶棒の最大直径を経験し、断線現象の発生もすべてウェハの最大直径の近傍の位置にある確率である。

マルチワイヤソーのキーポイント

　マルチワイヤソーの現在主流の技術は、モルタルワイヤソーとダイヤモンドワイヤソーに分けられます。モルタル線ソーは現在、主にシリコン材料などに応用されています。ダイヤモンドワイヤソーはシリコン材料をカットすることもできますし、Sic結晶棒のカットにも使用することができます。Sicはシリコンと炭素元素を主とする第3世代化合物半導体材料であり、炭素元素は自然界で知られている元素の中で第2に硬いものであり、第1はダイヤモンドであるため、理論的にはダイヤモンド線だけがSic結晶棒を切断することができます。

　2013年までに、光起電性シリコンシート切断の多くは、シリコンロッドを切断するために遊離研磨材モルタル切断プロセスを用いていました。しかし、ダイヤモンドワイヤソー技術の台頭に伴い、ダイヤモンドワイヤソーはモルタルソーの代わりに迅速に行われ、主流のインゴット切断技術となっています。現在、光起電力業界で最も人気のあるワイヤロープはタングステン基金剛石線であるが、モルタルの切断との違いは何だろうか。

　切断方式から見ると、タングステン基ダイヤモンドワイヤ切断は切削加工であり、研磨に似て、すなわちダイヤモンドを接着と電気めっきで直引きタングステンワイヤに固定して高速往復切削を行い、モルタルの切断方式は遊離式の切断モードであり、懸濁液中の懸濁ダイヤモンド粒などによって、さらにワイヤーネットの牽引によって、研削切断を行います。

　切断速度から見ると、ダイヤモンドワイヤの切断速度はより速く、主な原因は：モルタル研磨剤と比べて、ダイヤモンドが研削切断に参与する機会がより大きく、しかも研磨剤間の相互作用を減らすことができます。ダイヤモンド線のダイヤモンドの運転速度は切断線と一致し、モルタルの運転速度は切断線より低く、ダイヤモンドは硬度が高く、切断能力が強いです。

　歩留まりから見ると、タングステン基金ダイヤモンド線の出片率はより高く、主にその線径が小さく、破断力が高く、シリコン片を傷つけることがなく、同時にシリコン片の損失率を下げることができるからです。一方、モルタルはシリコンシートを切断する際に遊離研磨剤が凝集しやすく、さらにシリコンシートの破砕率と損失率が高くなります。

　製品の品質から見ると、タングステン基金の剛石線を用いて切断されたシリコンシートはモルタルを用いて切断されたシリコンシートよりも品質が高く、主にシリコンシートの表面がより滑らかで厚さが均一であることが表れています。

　光起電性シリコンフレーク化の需要が増加するにつれて、タングステンワイヤダイヤモンドワイヤの発展は必然的な傾向となっています。

マルチワイヤソーの市場状況

　現在、中国国内で主流のマルチワイヤソー装置は主に海外の3社から来ており、市場占有率は95%に達しています。このことから、高精度ワイヤソーの核心技術は現在、中国国内では完全に把握されておらず、研究開発の段階にあることがわかります。

　3社はスイスのメイヤーバーガー社、スイスのHTC社、日本のコマツNTC社。このうち、コマツNTC社も当協会の主要会員です。

　コマツNTCは長年にわたり国内外の自動車、半導体を代表とする各業界に、工作機械、ワイヤーカッター、車載電池製造設備など多くの製品を提供してきた。世界経済の成長に不可欠な力です。総合加工設備メーカーとして、コマツNTCは「品質と信頼性」を追求し、炭素の中和と半導体需要の時代脈拍を鋭敏に感知し、ユーザーが満足できる技術と商品を提供しています。