特許 6543766 研磨粒子を含有する発光性基材及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6543766

(24)【登録日】2019年6月21日

(45)【発行日】2019年7月10日

(54)【発明の名称】研磨粒子を含有する発光性基材及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   B24D 3/34 20060101AFI20190628BHJP

   B24D 3/00 20060101ALI20190628BHJP

   B24D 3/02 20060101ALI20190628BHJP

   B24D 3/06 20060101ALI20190628BHJP

   C09K 3/14 20060101ALI20190628BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20190628BHJP

【ＦＩ】

   B24D3/34 Z

   B24D3/00 310D

   B24D3/00 320B

   B24D3/00 330D

   B24D3/00 340

   B24D3/02 310B

   B24D3/06 B

   C09K3/14 550C

   H01L21/304 611W

   H01L21/304 621C

【請求項の数】10

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2018-516187(P2018-516187)

(86)(22)【出願日】2016年9月29日

(65)【公表番号】特表2018-538149(P2018-538149A)

(43)【公表日】2018年12月27日

(86)【国際出願番号】EP2016073177

(87)【国際公開番号】WO2017055394

(87)【国際公開日】20170406

【審査請求日】2018年3月23日

(31)【優先権主張番号】1559281

(32)【優先日】2015年9月30日

(33)【優先権主張国】FR

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】502124444

【氏名又は名称】コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ

(73)【特許権者】

【識別番号】518100432

【氏名又は名称】サーモコンパクト

(74)【代理人】

【識別番号】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】マチュー・ドゥブルドー

(72)【発明者】

【氏名】アマル・シャブリ

(72)【発明者】

【氏名】ファブリス・クスティエ

(72)【発明者】

【氏名】ブリュノ・ラギトン

(72)【発明者】

【氏名】ジャン−ピエール・シモナト

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 仏国特許出願公開第０３００５５９２（ＦＲ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−１０５８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２０１２−５０９１９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１７４１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表平２−５０３７７０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２４Ｄ ３／３４

Ｂ２４Ｄ ３／００−３／３４

Ｂ２４Ｄ １１／００

Ｂ２４Ｂ ２７／０６

Ｂ２８Ｄ ５／０４

Ｃ０９Ｋ ３／１４

Ｈ０１Ｌ ２１／３０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

−鋼線、織物及び金属板を備える群から選択される基材、
−前記基材の少なくとも一部を覆うバインダＣ１であって、Ｎｉ／Ｃｏ合金の重量に対して２０から８５重量％の範囲のコバルト含有量を有するニッケル／コバルト合金の少なくとも１つの層で作られるバインダＣ１、
−少なくとも部分的なコーティングＣ２を有する研磨粒子であって、コーティングＣ２がニッケル、コバルト、鉄、銅及びチタンを含む群から選択される材料で作られる研磨粒子、
−バインダＣ１及びＣ２で被覆された前記研磨粒子を被覆するコーティングＣ３であって、Ｎｉ／Ｃｏ合金の重量に対して１０から９０重量％のコバルト含有量を有するニッケル／コバルト合金の少なくとも１つの層で作られるコーティングＣ３、及び、
−少なくとも１つの発光化合物
を備え、
Ｃ２で被覆された前記研磨粒子が、バインダＣ１及びコーティングＣ３に接触し、
コーティングＣ２中に発光化合物ＣＬ２を含む、研磨鋸引き又は研磨基材。

【請求項2】

−基材、
−前記基材の少なくとも一部を覆うバインダＣ１、
−少なくとも部分的なコーティングＣ２を有する研磨粒子、
−バインダＣ１及びＣ２で被覆された前記研磨粒子を被覆するコーティングＣ３、及び、
−少なくとも１つの発光化合物
を備え、
前記発光化合物が、金属酸化物、金属三二酸化物、金属オキシフッ化物、金属バナジン酸塩、金属フッ化物及びこれらの混合物を含む群から選択され、
Ｃ２で被覆された前記研磨粒子が、バインダＣ１及びコーティングＣ３に接触し、
コーティングＣ２中に発光化合物ＣＬ２を含む、研磨鋸引き又は研磨基材。

【請求項3】

−鋼線、織物及び金属板を備える群から選択される基材、
−前記基材の少なくとも一部を覆うバインダＣ１であって、Ｎｉ／Ｃｏ合金の重量に対して２０から８５重量％の範囲のコバルト含有量を有するニッケル／コバルト合金の少なくとも１つの層で作られるバインダＣ１、
−少なくとも部分的なコーティングＣ２を有する研磨粒子であって、コーティングＣ２がニッケル、コバルト、鉄、銅及びチタンを含む群から選択される材料で作られる研磨粒子、
−バインダＣ１及びＣ２で被覆された前記研磨粒子を被覆するコーティングＣ３であって、Ｎｉ／Ｃｏ合金の重量に対して１０から９０重量％のコバルト含有量を有するニッケル／コバルト合金の少なくとも１つの層で作られるコーティングＣ３、及び、
−少なくとも１つの発光化合物
を備え、
Ｃ２で被覆された前記研磨粒子が、バインダＣ１及びコーティングＣ３に接触し、
コーティングＣ３中に発光化合物ＣＬ３を含む、研磨鋸引き又は研磨基材。

【請求項4】

−基材、
−前記基材の少なくとも一部を覆うバインダＣ１、
−少なくとも部分的なコーティングＣ２を有する研磨粒子、
−バインダＣ１及びＣ２で被覆された前記研磨粒子を被覆するコーティングＣ３、及び、
−少なくとも１つの発光化合物
を備え、
前記発光化合物が、金属酸化物、金属三二酸化物、金属オキシフッ化物、金属バナジン酸塩、金属フッ化物及びこれらの混合物を含む群から選択され、
Ｃ２で被覆された前記研磨粒子が、バインダＣ１及びコーティングＣ３に接触し、
コーティングＣ３中に発光化合物ＣＬ３を含む、研磨鋸引き又は研磨基材。

【請求項5】

バインダＣ１中に発光化合物ＣＬ１を含むことを特徴とする、請求項１から４の何れか一項に記載の研磨基材。

【請求項6】

前記基材が、
−バインダＣ１中の発光化合物ＣＬ１、
−コーティングＣ２中の発光化合物ＣＬ２、及び
−コーティングＣ３中の発光化合物ＣＬ３
を含み、
ＣＬ１、ＣＬ２及びＣＬ３が互いに異なる、請求項１から５の何れか一項に記載の研磨基材。

【請求項7】

前記研磨粒子が、炭化ケイ素ＳｉＣ、シリカＳｉＯ_２、タングステンカーバイドＷＣ、窒化ケイ素Ｓｉ_３Ｎ_４、立方晶窒化ホウ素ｃＢＮ、二酸化クロムＣｒＯ_２、酸化アルミニウムＡｌ_２Ｏ_３、ダイヤモンド、及び、ニッケル、鉄、コバルト、銅若しくはチタン、又はそれらの合金で予め被覆されたダイヤモンドからなる群から選択される材料で作られる、請求項１から６の何れか一項に記載の研磨基材。

【請求項8】

−研磨粒子を含有する電解質浴Ｂ_１を通過させることによって、バインダＣ１及び研磨粒子の基材上における電着によって研磨基材を形成する段階であって、前記研磨粒子が少なくとも部分的なコーティングＣ２を有し、バインダＣ１が前記基材を少なくとも部分的に覆う段階と、
−電解液浴Ｂ２を通過させることによって、コーティングＣ３を電着する段階であって、コーティングＣ３がバインダＣ１及び研磨粒子を少なくとも部分的に覆い、前記研磨粒子がバインＣ１及びコーティングＣ３と接触している段階と、
−バインダＣ１、コーティングＣ２又はコーティングＣ３のうちの少なくとも１つの層に少なくとも１つの発光化合物を組み込む段階と、
を含み、
前記発光化合物が、発光ナノ粒子又はナノコロイドの水溶液の形態で浴Ｂ_１又はＢ_２に導入される、請求項１から７の何れか一項に記載の研磨基材の製造方法。

【請求項9】

前記発光化合物が、金属酸化物、金属三二酸化物、金属オキシフッ化物、金属バナジン酸塩、金属フッ化物及びこれらの混合物を含む群から選択される、請求項１又は３に記載の研磨基材。

【請求項10】

−前記基材が、鋼線、織物及び金属板を備える群から選択され、
−バインダＣ１が、Ｎｉ／Ｃｏ合金の重量に対して２０から８５重量％の範囲のコバルト含有量を有するニッケル／コバルト合金の少なくとも１つの層で作られ、
−前記研磨粒子のコーティングＣ２が、ニッケル、コバルト、鉄、銅及びチタンを含む群から選択される材料で作られ、
−コーティングＣ３が、Ｎｉ／Ｃｏ合金の重量に対して１０から９０重量％のコバルト含有量を有するニッケル／コバルト合金の少なくとも１つの層で作られることを特徴とする、請求項２又は４に記載の研磨基材。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、研磨粒子及び発光化合物を含有する基材、例えばワイヤに関する。

【0002】

本発明の使用分野は、特に、シリコン、サファイア又は炭化ケイ素のような材料の鋸引き及び研磨に関する。

【背景技術】

【0003】

一般に、研磨装置は、研磨粒子をバインダによって基材上に配置することによって製造される。

【0004】

この技術は、鋸引き又は研磨装置、例えば研磨パッド、切断ホイール又は研磨ホイール、又は切断ワイヤを得ることを可能にする。

【0005】

バインダは研磨粒子を基材に付着させることを可能にする。それは、一般的に樹脂製または金属製である。

【0006】

しかしながら、粒子と基材との間にコントラスト及び起伏がないことは、研磨装置の摩耗の正確な監視を複雑にする。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明は、発光化合物を研磨装置内に組み込むことによってこの問題を解決することを可能にする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本出願人は、その表面状態の監視を容易にするために、少なくとも１つの発光化合物を組み込んだ研磨装置を開発した。

【0009】

このようにして、研磨装置の製造の終わりに、その使用中にも研磨装置の状態を制御することができ、それにより、研磨装置を適時に交換することができる。

【0010】

より具体的には、本発明は、
−基材、
−基材の少なくとも一部を覆うバインダＣ１、
−少なくとも部分的なコーティングＣ２を有する研磨粒子、
−バインダＣ１及びＣ２で被覆された研磨粒子を少なくとも部分的に被覆するコーティングＣ３、及び、
−少なくとも１つの発光化合物
を備える、研磨鋸引き又は研磨基材に関する。

【0011】

この研磨基材において、Ｃ２で被覆された前記研磨粒子は、バインダＣ１及びコーティングＣ３に接触する。

【0012】

さらに、有利には、バインダＣ１は、基材を一体的に被覆し、コーティングＣ２は、研磨粒子を一体的に被覆し、コーティングＣ３は、バインダＣ１及び研磨粒子を一体的に被覆する。これらの特性は、当然のことながら、あらゆる使用前の新しい研磨基材に関するものである。

【0013】

基材は、特に、鋼線、織物及び金属板を含む群から選択してもよい。それは、例えば、鋸引きワイヤ、研磨布又は砥石車であってもよい。

【0014】

有利には、基材は、鋼鉄コアを含み、円形断面を有するワイヤであり、有利には６０マイクロメートルから１．５ミリメートルの範囲の直径を有する鋼線である。

【0015】

切断すべき材料に従って鋼線のコアの直径を適合させることは、当業者の能力の範囲内である。したがって、２００マイクロメートルから１ミリメートルの範囲の直径を有するコアは、インゴット中のシリコンレンガを切断するのに特に適している。しかしながら、７０から２００マイクロメートルの範囲内の直径を有するコアは、特に、レンガ内のシリコンウエハを切断するのに適している。

【0016】

ワイヤコアは、一般に、有利には２０００又は３０００ＭＰａを超えるが、一般的には５０００ＭＰａ未満の引張強度を有するワイヤの形態で現れる。

【0017】

一方、コアは、有利には１％を超える、より有利には２％を超える破断点伸び、すなわち破断する前のコアの長さの増加を有することができる。しかし、好ましくは、１０又は５％未満に維持される。

【0018】

有利には、ワイヤコアは、導電性材料、すなわち、２０℃で１０^−５オーム・ｍ未満の抵抗率を有する材料、特に鋼で作られる。

【0019】

鋼コアは、特に、炭素鋼、フェライト系ステンレス鋼、オーステナイト系ステンレス鋼及び黄銅メッキ鋼からなる群から選択された材料から製造することができる。炭素鋼は、好ましくは、この元素の重量で０．６〜０．８％含有する。

【0020】

バインダＣ１は、研磨粒子を基材に付着させることを可能にする。

【0021】

バインダＣ１は、好ましくは金属性である。これは、特に、ニッケル及び／又はコバルト層、例えば、Ｎｉ／Ｃｏ合金の重量に対して２０〜８５重量％、有利には３７〜６５重量％の範囲のコバルト含有量を有するニッケル／コバルト合金であり得る。

【0022】

「層」とは、均質な組成を有する基材を覆う膜を意味する。

【0023】

有利には、コーティングＣ３もまた金属性である。これは、特に、Ｎｉ／Ｃｏ合金の重量に対して１０〜９０重量％、有利には２０〜８５重量％、さらに有利には３７〜６５重量％の範囲のコバルト含有量を有するニッケル／コバルト合金からなるニッケル及び／又はコバルト層であり得る。

【0024】

しかし、バインダＣ１及びコーティングＣ３は、金属又は金属合金、例えば互いに異なるＮｉ／Ｃｏで作られることが有利である。

【0025】

したがって、基材と接触するバインダＣ１は、基材上に研磨粒子が維持されていることを確認するために、コーティングＣ３の硬度よりも高い硬度を有することができる。

【0026】

コーティングＣ３は、一般に磨耗に対して非常に耐性があるが、亀裂を防止するために延性も有する。このような割れの問題は、基材がワイヤである場合、より具体的にはワイヤが機械的に張られた場合に遭遇する可能性がある。このためには、コーティング層Ｃ３が十分な延性を有することが好ましい。この点に関して、ワイヤが単純な引張り試験にかけて破断するまで、ワイヤを外層の延性が十分であるかどうか観察することができる。

【0027】

特定の実施形態によれば、バインダＣ１及びコーティングＣ３は、Ｎｉ／Ｃｏ合金（Ｃ１からＣ３から独立した）の重量に対して２０〜８５重量％の範囲のコバルト含有量を有するニッケル／コバルト合金で作られる。この場合、コーティングＣ３は、バインダＣ１より多くのコバルトを含有するＮｉ／Ｃｏ合金で作られることが有利である。従って、コーティングＣ３は、高いコバルト含有量により良好な耐摩耗性を有する。さらに、コーティングＣ３は、その適合した組成によりバインダＣ１の合金の硬度特性よりも高い硬度特性を有し、層Ｃ３は、より高いコバルト含有量により層Ｃ１よりも硬い。

【0028】

別の具体的な実施形態によれば、特にＮｉ／Ｃｏ合金からなるバインダＣ１又はコーティングＣ３の硬度は、硫黄の導入によって改善され得る。これは、特に、バインダＣ１又はコーティングＣ３の層を形成することを可能にする電解質浴にサッカリンナトリウム（Ｃ_７Ｈ_４ＮＯ_３Ｓ、Ｎａ、２Ｈ_２Ｏ）を導入することによって、以下に記載される方法に従って実施され得る。

【0029】

したがって、例えばＮｉ／Ｃｏ合金からなるバインダＣ１及び／又はコーティングＣ３は、重量で１００〜１０００ｐｐｍ（百万分率）の硫黄、好ましくは重量で３００〜７００ｐｐｍの硫黄を含有することができる。

【0030】

バインダＣ１のみが硫黄を含有することが好ましい。実際、硫黄の添加は、バインダの硬度を増加させるが、それはその延性を低下させる。コーティングＣ３の硫黄含有量が高いと、特に基材が切断領域で引っ張られたワイヤである場合に、クラックを引き起こす可能性がある。このような亀裂は、水を生じさせ、それは、基材をバインダとの電解接触状態に置く。これは、基材の腐食をもたらし、徐々に無駄になる。

【0031】

バインダＣ１及びコーティングＣ３は、金属、特にＮｉ／Ｃｏ系金属合金の連続的な電解析出によって特に得ることができる。

【0032】

バインダＣ１及びコーティングＣ３を形成する金属層は、３００から８００Ｈｖ、有利には３００から５００Ｈｖの範囲の硬度を有することが有利である。

【0033】

金属又は合金層（Ｃ１及びＣ３）の硬度は、当業者の一般的な知識の範囲内の技術に従って、微小硬度試験機によって測定される。ビッカース圧子が一般に使用され、層の厚さに適合する荷重が加えられる。そのような荷重は、一般に１グラム重から１００グラム重の範囲である。ビッカース圧子によって残されたマークが層の厚さに比べて（小さな荷重であっても）大き過ぎると、ヌープ圧子（より狭い）を使用することができ、換算表を用いてヌープ硬度値をビッカース硬度に変換することができる。

【0034】

既に示されているように、研磨粒子は、Ｃ２の層で被覆されている。コーティングＣ２は、有利には金属性であり、より有利には、ニッケル、コバルト、鉄、銅及びチタンを含む群から選択される材料で作られる。

【0035】

一方、研磨粒子は、炭化ケイ素ＳｉＣ、シリカＳｉＯ_２、タングステンカーバイドＷＣ、窒化ケイ素Ｓｉ_３Ｎ_４、立方晶窒化ホウ素ｃＢＮ、二酸化クロムＣｒＯ_２、酸化アルミニウムＡｌ_２Ｏ_３、ダイヤモンド、及び、ニッケル、鉄、コバルト、銅若しくはチタン、又はそれらの合金で予め被覆されたダイヤモンドで作られる。

【0036】

特定の実施形態によれば、研磨基材は、複数の異なるタイプの研磨粒子を含むことができる。

【0037】

例えば、研磨基材が研磨ワイヤである場合に切断される材料に応じて、研磨基材の使用に応じて適切なバインダＣ１／研磨粒子の組み合わせを選択することは、当業者の能力の範囲内である。

【0038】

研磨粒子は、バインダＣ１及びコーティングＣ３と異なるコーティングＣ２で覆われた粒子から形成される。コーティングＣ２は、各粒子を少なくとも部分的に、有利には一体的に覆う。ダイヤモンド粒子のような粒子を覆う材料は、例えばニッケル、コバルト、鉄、銅又はチタンである。

【0039】

粒子、すなわち粒子及びコーティングＣ２の全直径は、有利には１マイクロメートルから５００マイクロメートルの範囲である。基材が鋼線である場合、粒径は、鋼線コアの直径の３分の１未満であることが好ましい。したがって、特定の実施形態によれば、粒径は、０．１２ｍｍの直径を有するコアを有するワイヤの場合、１０から２２の範囲内であり得る。

【0040】

直径とは、粒子が球状でない場合の粒子の最大直径（または最大寸法）を意味する。

【0041】

有利には、粒子を覆うコーティングＣ２は、研磨ワイヤ製造温度（研磨粒子の電解析出−以下に記載される方法を参照）において強磁性材料で作られる。ニッケル、鉄及びコバルトはその例である。このような金属は、合金化されていてもよく、硫黄及びリンなどの硬化元素を含んでいてもよい。リンはニッケルの強磁性を低下させ、この場合、その濃度は制限されるべきであることに注意すべきである。

【0042】

さらに、コーティングＣ２を形成する材料は、有利には導電性である。

【0043】

コーティングＣ２は、研磨粒子を少なくとも部分的に、有利には一体的に覆う。しかしながら、本発明による研磨基材の使用中に、切断される材料又は研磨される材料と接触する粒子部分は、コーティングを含まず、後者は、コーティングＣ３と同様の方法で、最初の切断操作から同様に摩耗する。

【0044】

被覆された粒子の総質量に対するコーティングＣ２の質量は、有利には、特にダイヤモンド粒子の場合、１０％〜６０％の範囲である。

【0045】

コーティングＣ２は、特に、本発明による研磨基材の製造方法において、砥粒／研磨粒子を使用する前に、粒子上に堆積させることができる。各粒子上にコーティングＣ２を堆積させるために実施され得る技術は、特にカソードスパッタリングを含むが、電気分解、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、及び無電解ニッケルメッキも含む。

【0046】

一般に、研磨基材の表面の５から５０％は、研磨粒子によって占有され、ワイヤが新品の場合には、それ自体がおそらくコーティングＣ３で覆われる。

【0047】

既に示したように、本発明による研磨基材は、少なくとも１種の発光化合物を含む。この化合物は、有利には、発光粒子、有利には無機発光粒子、より有利には蛍光無機粒子の形態で現れる。

【0048】

無機発光粒子は、有利には、前記発光化合物が、金属酸化物、金属三二酸化物、金属オキシフッ化物、金属バナジン酸塩、金属フッ化物及びこれらの混合物に基づく、有利には、これらを含む群から選択され得る。

【0049】

それらはまた、Ｙ_２Ｏ_３、ＹＶＯ_４、Ｇｄ_２Ｏ_３、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ、ＬａＦ_３及びこれらの混合物を含む群から選択され得る。

【0050】

粒子は、有利には、ランタニド族又は遷移元素族で１つ又は複数の活性中心でドープされる。

【0051】

さらに、発光粒子を混合物として使用して、発光光学コードを作製することができる。

【0052】

有利には、発光粒子は、ランタニド族のイオン、有利にはユーロピウムでドープされる。発光の強度は、ドーピング速度に依存し、最大値を通過し得る。したがって、これらの粒子のドーピングは、粒子を形成する金属のモル数に対して０．５〜５０％、より有利には１〜５％の範囲で変えることができる。

【0053】

基材をマーキングするために、複数のマーカー、すなわち複数の発光粒子を使用することができる。この場合、取り込まれた各粒子の種類の量は異なっていてもよい。さらに、各タイプの粒子は、それ自体の特徴を有することができる。言い換えれば、基材認証は、異なる波長の複数の粒子を検出することを必要とすることがある。

【0054】

したがって、異なるマーカーのそれぞれの割合を変化させることによって、発光信号の相対強度を考慮して複数の光学コードを作製することができる。

【0055】

特定の実施形態によれば、粒子は、同じ粒子内に、異なる波長で検出可能な異なる光学特性を含むことができる。それらは、例えば、二重シグネチャー又は三重シグネチャーの粒子である。

【0056】

一般に、粒子は、球形、立方体、円筒形、平行六面体の形状を有することができる。

【0057】

粒径は、それらの最大平均寸法、すなわち、それらが球形を有するときの直径、ロッドの形状にあるときの平均長さによって定義される。

【0058】

したがって、本発明の文脈において、発光粒子は、有利には４から１０００ナノメートルの範囲の平均サイズを有する粒子である。

【0059】

好ましい実施形態によれば、粒子はナノ粒子である。

【0060】

有利には、平均ナノ粒子の大きさは４から１００ナノメートル、より有利には２０〜５０ナノメートルの範囲である。

【0061】

さらに、粒子、より有利にはナノ粒子は、特にポリシロキサン又は酸化ケイ素マトリックス中にカプセル化（被覆）することができる。新しいポリシロキサン又はシリカ表面は、次いで、アミノプロピルトリエトキシシランのような置換アルコキシシラン又は同族の誘導体のようなオルガノシランカップリング剤で官能化することができる。ポリシロキサン表面の形成又はこの表面の官能化は、溶媒中の分散及び分散中の粒子安定性を改善することを可能にする。さらに、このような粒子の表面改質は、粒子の親水性／疎水性に影響を及ぼし、バインダＣ１、コーティングＣ２又はコーティングＣ３内の無機発光粒子の親和性及び拡散性を改変し得る。したがって、発光粒子分布のより良好な均質性が得られる。

【0062】

粒子が被覆されると、その平均サイズも上記のサイズ範囲内にとどまる。一般に、コーティングは、平均粒径を５から１５ナノメートルのオーダーで増加させる。

【0063】

本発明による研磨基材は、１種又は複数種の発光化合物を含むことができる。そのため、７つの特定の実施形態によれば、研磨基材は、以下の組合せのうちの１つを含むことができる：
−バインダＣ１中の発光化合物ＣＬ１；
−コーティングＣ２中の発光化合物ＣＬ２；
−コーティングＣ３中の発光化合物ＣＬ３；
−バインダＣ１及びコーティングＣ２中の２つの発光化合物ＣＬ１及びＣＬ２；ＣＬ１及びＣＬ２は、互いに異なる。
−バインダＣ１及びコーティングＣ３中の２つの発光化合物ＣＬ１及びＣＬ３；ＣＬ１とＣＬ３は互いに異なる。
−コーティングＣ２及びコーティングＣ３中のそれぞれ２つの発光化合物ＣＬ２及びＣＬ３；ＣＬ２とＣＬ３は互いに異なる。
−バインダＣ１、コーティングＣ２及びコーティングＣ３中のそれぞれ３つの発光化合物ＣＬ１、ＣＬ２及びＣＬ３；ＣＬ１、ＣＬ２及びＣＬ３は互いに異なる。

【0064】

本発明はまた、本発明による研磨基材を調製することを可能にする方法に関する。この方法は、
−研磨粒子を含有する電解質浴Ｂ_１を通過させることによって、バインダＣ１及び、場合によっては磁気研磨粒子の基材上における電着によって研磨基材を形成する段階であって、研磨粒子が少なくとも部分的なコーティングＣ２を有し、バインダＣ１が基材を少なくとも部分的に、有利には一体的に覆う段階と、
−電解液浴Ｂ２を通過させることによって、コーティングＣ３を電着する段階であって、コーティングＣ３がバインダＣ１及び研磨粒子を少なくとも部分的に、有利には一体的に覆い、研磨粒子がバインＣ１及びコーティングＣ３と接触している段階と、
−バインダＣ１、コーティングＣ２又はコーティングＣ３のうちの少なくとも１つの層に少なくとも１つの発光化合物を組み込む段階と、を含む。

【0065】

この方法では、少なくとも１つの発光化合物が研磨基材に一体化される。既に示されているように、バインダＣＣ１及び／又はコーティングＣ２及び／又はコーティングＣ３に組み込まれていてもよい。

【0066】

特定の実施形態によれば、発光化合物ＣＬ１をバインダＣ１中に組み込むために浴Ｂ１に導入することができる。

【0067】

別の特定の実施形態によれば、発光化合物ＣＬ２は、コーティングＣ２に予め導入されてもよい。

【0068】

別の具体的な実施形態によれば、発光化合物ＣＬ３を、浴Ｂ２に導入して、コーティングＣ３に組み込むことができる。

【0069】

一般に、発光化合物は、均質な水溶液（浴Ｂ_１及び／又は浴Ｂ_２）中で、発光ナノ粒子又はナノコロイドの水溶液の形態で導入される。次いで、得られた水溶液を、基材上に電着（又はガルバニ堆積）する既知の方法を適用する。

【0070】

発光化合物がバインダＣ１又はコーティングＣ３と一体化される場合、その量はバインダＣ１又はコーティングＣ３の重量に対して０．０５から５重量％、有利には０．１から１重量％に達することができる。

【0071】

そのようなドーピングを提供するために、発光化合物は、浴Ｂ_１又はＢ_２中に０．０１から１ｇ／１００の範囲の濃度、有利には０．５から１ｇ／１００の濃度を有することができる。

【0072】

発光化合物がコーティングＣ２と一体化される場合、その量は、コーティングＣ２の重量に対して０．０５重量％から５重量％、有利には０．１から１重量％であり得る。

【0073】

発光化合物ＣＬ２は、ＣＶＤによって有利に堆積された金属層で被覆された研磨粒子が沈降する電解質浴のために、Ｃ２中に組み込まれる。

【0074】

有利には、電解質浴Ｂ_１及びＢ_２は、バインダＣ１及びコーティングＣ２を形成する金属イオンを含む。それらは、特に、少なくともコバルトイオン及び／又はニッケルイオンを含むことができる。

【0075】

実際には、Ｃｏ^２＋及びＮｉ^２＋イオンは、一般に浴Ｂ_１及びＢ_２に導入される。しかしながら、他の程度の酸化も共存することがあるが、一般に、電解質浴中の微量濃度の少数である。

【0076】

有利には、この方法はまた、電着の前に、以下のステップの少なくとも１つを含むことができる。
−基材をアルカリ性媒体中で脱脂する。
−酸性媒体中で基質を酸洗する。

【0077】

浴Ｂ_２は、浴Ｂ_１とは異なるニッケルイオン及びコバルトイオンなどの金属イオンの組成を有していてもよい。浴Ｂ_２は、有利には研磨粒子を含まない。

【0078】

特定の実施形態によれば、コーティングＣ３は、純粋なコバルト、良好な耐摩耗性を有する金属で作られてもよい。

【0079】

特定の実施形態によれば、コーティングＣ３は、１つ又は複数の層によって覆われてもよい。コーティングＣ３を覆う可能な層は、浴Ｂ_２の通過を繰り返すことによって、又はＣｏ ＩＩイオン及びＮｉ ＩＩイオンを含む少なくとも別の電解浴を通過させることによって得ることができる。

【0080】

有利には、浴Ｂ_１及びＢ_２、場合によっては他の浴は、互いに独立して、１から１５０ｇ／Ｌのコバルト ＩＩイオン及び５０から１５０ｇ／Ｌのニッケル ＩＩイオンを含む。

【0081】

他方、浴Ｂ_１は、１から１００ｇ／Ｌの研磨粒子を含む。

【0082】

既に示したように、バインダＣ１又はコーティングＣ３の硬度は、硫黄の混入によって改善されてもよい。

【0083】

したがって、硫黄は、サッカリンナトリウム（Ｃ_７Ｈ_４ＮＯ_３Ｓ、Ｎａ、２Ｈ_２Ｏ）を電解浴Ｂ_１又はＢ_２に、有利にはＢ_１のみに添加することによって特に導入することができる。導入される量は、１から１０ｇ／ｌの範囲であり、有利には５ｇ／ｌのオーダーである。

【0084】

バインダＣ１又はコーティングＣ３の形成時に、浴Ｂ_１又はＢ_２の温度は、有利には６０から９０℃の範囲にある。

【0085】

方法ステップ及び使用される装置に関するさらなる詳細については、当業者は、それらの技術的知識を意識し、特に仏国特許第２９８８６２８号の内容を参照することができる。

【0086】

研磨基材が形成されたら、研磨粒子を露出させることによって製造終了時の研磨基材の性能を改善することができるラッピング工程にかけることができる。

【0087】

本発明はまた、特にケイ素、サファイア及び炭化ケイ素を含む群から選択することができる材料を鋸引き又は研磨するための、上述の研磨基材の使用にも関する。研磨基材は、シリコンウエハ製造の文脈で使用することができる。

【0088】

当業者の能力の範囲内で、研磨基材を、切断される材料又は研磨される材料に従って適合させることができる。より詳細には、研磨粒子は、切断される材料又は研磨される材料よりも硬くなるように選択される。

【0089】

本発明及び結果として得られる利点は、本発明の例示として提供される以下の非限定的な図面及び実施例からより明らかになるであろう。

【図面の簡単な説明】

【0090】

【図1】図１は、従来の研磨ワイヤを示す。

【図2】図２は、被覆研磨粒子を示す。

【図3】図３は、本発明による研磨ワイヤの発光を検出することを可能にする第１の装置を示す。

【図4】図４は、本発明による研磨ワイヤの発光を検出することを可能にする第２の装置を示す。

【図5】図５は、本発明の特定の実施形態による研磨ワイヤの発光を示す。

【図6】図６は、本発明の特定の実施形態による研磨ワイヤの発光を示す。

【図7】図７は、本発明の特定の実施形態による研磨ワイヤの発光を示す。

【図8】図８は、蛍光粒子を含むガルバニック堆積溶液で処理されたウェハの発光スペクトルに対応する。

【発明を実施するための形態】

【0091】

本発明は、本発明による研磨基材の研磨特性の規則的な制御において重要な利点を提供する。

【0092】

図１は、
−基材（１）、
−基材（１）を覆うバインダＣ１、
−コーティングＣ２を有する研磨粒子（２）、
−バインダＣ１及びＣ２で被覆された研磨粒子（２）を被覆するコーティングＣ３、
を含む、鋸引き又は研磨砥粒を含む基材（１）を示す。

【0093】

Ｃ２で被覆された研磨粒子（２）（図２）は、バインダＣ１及びコーティングＣ３と接触している。

【0094】

本発明では、研磨基材は、バインダＣ１及び／又はコーティングＣ２及び／又はコーティングＣ３に少なくとも１つの発光化合物ＣＬを含むことができる。

【0095】

したがって、研磨基材に対して異なるデータを得るために、蛍光信号を３つの層Ｃ１、Ｃ２及びＣ３上で解離させることができる。

【0096】

図３及び図４に示すように、発光化合物ＣＬの存在は、異なる装置のために検出され得る。研磨基材の品質管理及び摩耗監視には、画像の取得に関連して、発光化合物を励起することができるこれらの装置を用いることができる。したがって、製造終了時又は研磨基材の使用時にダイヤモンドの数を確認することが可能である。

【0097】

図３による発光の取得／観察システムは、カメラＣと、研磨基材に一体化された発光化合物の発光波長を選択するためのバンドパスフィルタを備えたレンズＯとを備える。

【0098】

発光化合物の放射は、研磨基材ＳＡをフィルタ光源ＳＬに曝すことによって保証することができる。

【0099】

図４の発光獲得システムは、光ファイバ分光器Ｓを備え、照明（発光化合物の励起）は、選択された波長及び任意の寄生信号を回避するのに十分に微細なスペクトル幅を有するレーザＬａによって行われる。

【0100】

研磨基材ＳＡが複数の発光化合物を含む場合、１つ又は複数の励起源を使用して、研磨基材ＳＡに存在する全ての発光化合物を検出することができる。この場合、１つ又は複数の光学フィルタを含む画像取得システムを使用することができ、フィルタは、研磨基材品質又は摩耗測定のための所望の波長を通過させるだけである。

【0101】

検出された信号の定量化は、研磨基材用の摩耗ゲージを有するシステムの較正によって保証され、２つの主閾値、すなわち高い閾値と低い閾値を規定する。

【0102】

一方、その発光を測定する前に研磨基材を洗浄することが好ましい。このような洗浄は、塵埃の切断又は研磨による可能な寄生信号を除去することを可能にする。これは、それ自体が切断又は研磨領域の外側に位置する捕捉領域の直前に高圧ウォータージェットによって行うことができる。

【0103】

したがって、研磨基材の発光の測定は、
−製造機械の出力において、研磨基材の品質を監視するために取得時間中に前進を停止することによって、又は
−研磨基材の摩耗を監視するための切断又は研磨領域において、
例えば、図３又は図４に示すような装置から実行することができる。
研磨ワイヤの場合、それは、切断中にワイヤの方向が変化するたびに発光測定が行われる産業用ワイヤ切断機（例えば、ソーラーウエハ用）の巻き取り及び巻き戻しチャンバであってもよい。

【0104】

図５は、研磨基材がバインダＣ１中の発光化合物ＣＬ１を含む本発明の特定の実施形態に対応する。

【0105】

一般に、研磨基材は、信号Ｌ１が研磨機能の鋸引きを実行することを可能にしない摩耗率に対応する所定の閾値に達するとすぐに交換される。制御装置の較正により、この閾値を規定することが可能になる。

【0106】

このような構成により、発光化合物ＣＬ１の発光に対応する信号Ｌ１の発生を監視することにより研磨基材の摩耗を監視することができる。この信号は、研磨粒子（２）が基材（１）から引き裂かれると直ちに現れる。

【0107】

この実施形態（Ｃ１のＣＬ１）は、研磨粒子を露出させて研磨力を維持するために規則的なドレッシングを必要とするダイヤモンド砥石車タイプの基材に特に適合している。バインダＣ１中に発光化合物が存在することにより、工具寿命の終了を示すことができる。

【0108】

図６は、研磨基材がコーティングＣ２中の発光化合物ＣＬ２を含む本発明の特定の実施形態に対応する。

【0109】

その使用中、研磨基材の摩耗は、信号Ｌ２の減少を監視することによって監視することができる。しかしながら、少量の層Ｃ２、ひいては粒子周辺のＣＬ２は、測定のダイナミックレンジを制限するという欠点を有する。

【0110】

この実施形態は、特に織物基材に適用される。例えば、研磨パッドでは、コーティングＣ２内に発光化合物が存在することにより、パッドの研磨品質を制御することが可能になる。発光化合物によって放出される信号の強い減少は、研磨粒子の損失に起因する研磨特性の低下に対応する。パッドを交換する必要がある。

【0111】

図７は、研磨基材がコーティングＣ３中の発光化合物ＣＬ３を含む本発明の特定の実施形態に対応する。

【0112】

この構成では、コーティングＣ３中に発光化合物ＣＬ３が存在することにより、ＣＬ３と研磨粒子Ｃ２との間にコントラストを生じさせることができる。

【0113】

発光信号は、コーティングＣ３に由来する。ダイヤモンドがラップされたとき、すなわちコーティングＣ３が除去されたときに、ダイヤモンドのレベルで信号が観察され得ない。このような構成は、閾値に達するとすぐに機械の停止を制御する予め定められた低信号閾値に起因するワイヤの摩耗を監視することを可能にする。

【0114】

本発明による研磨基材はまた、ＣＬ１（Ｃ１中）、ＣＬ２（Ｃ２中）及びＣＬ３（Ｃ３中）の中から２つ又は３つの発光化合物を同時に含むことができる。

【0115】

この実施形態は、研磨基材の製造からその変化に至るまでの品質及び磨耗の監視を改善することを可能にする。

【0116】

この実施形態は、ダイヤモンド研磨支持型の基材に特に適合している。この場合、研磨粒子のバインダＣ１及び／又はコーティングＣ２は、それぞれ、発光化合物ＣＬ１及びＣＬ２を含むことができる。ＣＬ１の放出及び／又はＣＬ２の放出の不存在又は減少は、研磨力の低下を示し、研磨基材の置換を引き起こす。

【0117】

（実施例）
以下の実施例は、金属基材上における、（ａ）発光化合物ＣＬ１を含むバインダＣ１の形成、及び、発光化合物ＣＬ３を含むコーティングＣ３の形成を例示する。

【0118】

（ａ）研磨粒子を含むバインダＣ１及び発光化合物ＣＬ１（ＩＮＶ−１）の形成：
研磨粒子、発光化合物及び金属イオンを含有する溶液は、以下のように調製された：
−５００ｍｌの脱イオン水、６００ｇ／ｌのニッケル塩（硫酸ニッケル）、及び５から６０ｇ／ｌの研磨粒子を含む第１の溶液の調製、
−４ｇ／ｌのカチオン性ナノコロイド（ＹＶＯ_４：Ｅｕ）の溶液２００ｍｌの第２の水溶液の調製、
−第１の溶液と第２の溶液との混合物による電解質浴の生成、
−スルファミン酸の添加によるｐＨ＝２への調整。

【0119】

第１及び第２の溶液が混合された後、ガルバニック処理は、黄銅基材上で５０℃の温度で行われる。

【0120】

ガルバニック堆積は、溶液中に分散された粒子を維持するために電解浴の機械的攪拌下で行われる。

【0121】

電着は、水性電解浴中の２つの電極の間に電流を流すことによって行われる。覆われる基材は、電極（カソード）の１つに対応する。形状、電極間の距離、金属イオンの性質、又は溶液中のそれらの濃度に応じて、印加される電流の性質（強度、電位）を決定することは、当業者の能力の範囲内である（特に、Ｔｒａｉｔｅｄｅ Ｇａｌｖａｎｏｔｅｃｈｎｉｑｕｅ、Ｌｏｕｉｓ Ｌａｃｏｕｒｃｅｌｌｅ、１９９７、Ｇａｌｖａ−Ｃｏｎｓｅｉｌｓ Ｅｄｉｔｉｏｎ参照）。

【0122】

浴中の電流の流れ条件、反応時間、及び電極の幾何学形状は、相互依存しており、堆積時間（１分）の終わりに陰極表面を覆う４マイクロメートルの幅を有する層を得るように決定される。

【0123】

このような条件は、研磨粒子を含むバインダＣ１と発光化合物ＣＬ１との均一な堆積を得ることを可能にする。

【0124】

（ｂ）発光化合物ＣＬ３（ＩＮＶ−２、図８）を含むコーティングＣ３の形成：
バインダＣ１について記載したプロトコールは、今回はニッケル塩を含む第１の溶液中に研磨粒子が存在しない状態で行われた。

【0125】

このようにして調製した溶液は均質である。これは、永続的な攪拌を必要とする分散ではない。さらに、使用されるカチオン性ナノコロイドの溶液は、ガルバニック電流の影響下で金属堆積を形成するために溶液中で使用される金属イオンと同様のカソードへの移動挙動を有する。

【0126】

そのような条件は、発光化合物ＣＬ２を含むコーティングＣ２の均質な堆積を得ることを可能にする。

【0127】

（Ｃ）反例（ＣＥ、図８）
この反例は、
−サブミクロン及びマイクロメートル範囲の分散性を有する発光化合物の粉末の分散液を混合する段階、
−撹拌によって溶液中に分散液を維持する段階、及び、
−黄銅基材上にガルバニック堆積を行う段階を含む。

【0128】

得られた基材は、蛍光領域を示すが、非常に不均一に分布している。

【0129】

実施例（ａ）から（ｃ）は、水溶液の形態の発光成分と金属析出のための前駆体金属塩を含有する溶液との間の混合物によって電解質浴を調製することの重要性を示す。

【0130】

発光化合物の溶液は、電流の影響下で均質溶液中のイオン及びナノ粒子の移動を妨害しない。滑らかな金属表面を形成することが可能である。しかしながら、懸濁液中の粒子の存在は、金属層の堆積を妨げ、粗く、不均一で不連続にする。

【0131】

図８の第３の曲線は、より良い効率のために発光化合物の励起を最適化することを可能にする。

【符号の説明】

【0132】

１ 基材
２ 研磨粒子
Ｃ１ バインダ
Ｃ２ コーティング
Ｃ３ コーティング
ＣＬ１ 発光化合物
ＣＬ２ 発光化合物
ＣＬ３ 発光化合物
Ｌ１ 信号
Ｌ２ 信号
Ｌａ レーザ
Ｓ 光ファイバ分光器
ＳＡ 研磨基材
ＳＬ フィルタ光源

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】