固定砥粒ワイヤ及びそれを備えた切断装置ならびにウエハ
【課題】被加工物を切削加工して形成したウエハの強度の低下を抑制することが可能な、固定砥粒ワイヤ及びそれを備えた切断装置と、固定砥粒ワイヤまたは切断装置を用いて作製されたウエハを提供する。
【解決手段】線状のワイヤ本体２２と、ワイヤ本体２２の外径面に固着している複数の砥粒２４を備え、被加工物Ｗの切削加工に用いる固定砥粒ワイヤ１４であって、複数の砥粒２４のうち被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４を、複数の砥粒２４がワイヤ本体２２の外径面から突出している突出量の分布において、突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となるように調整する。
【解決手段】線状のワイヤ本体２２と、ワイヤ本体２２の外径面に固着している複数の砥粒２４を備え、被加工物Ｗの切削加工に用いる固定砥粒ワイヤ１４であって、複数の砥粒２４のうち被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４を、複数の砥粒２４がワイヤ本体２２の外径面から突出している突出量の分布において、突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となるように調整する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤ本体に複数の砥粒を固着させて形成した固定砥粒ワイヤと、その固定砥粒ワイヤを備える切断装置に関し、特に、シリコンブロック等の被加工物を切断してウエハを形成するための固定砥粒ワイヤ及びそれを備えた切断装置と、固定砥粒ワイヤまたは切断装置を用いて作製されたウエハに関する。
【背景技術】
【０００２】
多結晶シリコン等で形成されているシリコンブロック等の被加工物を切断して、複数枚のウエハを形成する切断装置がある。このような切断装置としては、例えば、固定砥粒ワイヤを備えたワイヤソーが用いられている。
固定砥粒ワイヤは、線状のワイヤ本体に複数の砥粒を固着させて形成されており、被加工物の切削加工に用いる。
上記のような固定砥粒ワイヤは、例えば、特許文献１に記載されているように、ワイヤ本体として高張力線材等を用い、砥粒としてダイヤモンド等を用いて、めっき層等の固着手段により、複数の砥粒をワイヤ本体の外径面に固着して形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００‐２８８９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載されている固定砥粒ワイヤを含め、従来の固定砥粒ワイヤでは、一般的に、複数の砥粒は、ワイヤ本体の外径面から突出している突出量の分布において、突出量の区間の幅が８〜１０［μｍ］程度となっている場合が多い。また、複数の砥粒には、他の砥粒と比較してワイヤ本体の外径面から突出している突出量が低い砥粒等、実質的に被加工物の切削加工に寄与する度合いが低い砥粒が存在している。
【０００５】
そして、複数の砥粒のうち、被加工物の切削加工に寄与する度合いが高い砥粒の、ワイヤ本体の外径面から突出している突出量の分布において、突出量の区間の幅が適切な値よりも大きいと、被加工物のうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤと接触した部分に加わる応力が高くなる。このため、形成したウエハの強度が低下するという問題が発生するおそれがある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、被加工物を切削加工して形成したウエハの強度の低下を抑制することが可能な、固定砥粒ワイヤ及びそれを備えた切断装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、線状のワイヤ本体と、前記ワイヤ本体の外径面に固着している複数の砥粒と、を備え、被加工物の切削加工に用いる固定砥粒ワイヤであって、
前記ワイヤ本体の外径面から突出する前記複数の砥粒の突出量の分布において、全砥粒のうち９５．４％の砥粒は前記突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内となっており、
前記突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内の砥粒のうち、前記突出量が大きい方から標準偏差σの三倍分の砥粒は、前記突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となっていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によると、ワイヤ本体の外径面から突出する複数の砥粒の突出量の分布において、全砥粒のうち９５．４％の砥粒は突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内となっており、突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内の砥粒のうち、突出量が大きい方から標準偏差σの三倍分の砥粒は、突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている。
【０００８】
このため、被加工物の切削加工において、複数の砥粒のうち、被加工物と接触する可能性が低い砥粒や、即座にワイヤ本体から除去されてしまう可能性が高いものを除いた砥粒を、上述した区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒として調整することが可能となる。
その結果、複数の砥粒のうち被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒を、突出量の大きさの差が少ない砥粒とすることが可能となり、被加工物のうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤと接触した部分に加わる応力の増加を抑制することが可能となる。
【０００９】
次に、本発明のうち、請求項２に記載した発明は、線状のワイヤ本体と、前記ワイヤ本体の外径面に固着している複数の砥粒と、を備え、被加工物の切削加工に用いる固定砥粒ワイヤであって、
前記固定砥粒ワイヤに対するドレッシングを行った後の前記ワイヤ本体の外径面から突出する前記複数の砥粒の突出量の分布において、前記突出量が大きい方から突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となる区間に含まれる砥粒数は、全砥粒数の７０％以上であることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によると、固定砥粒ワイヤに対するドレッシングを行った後のワイヤ本体の外径面から突出する複数の砥粒の突出量の分布において、突出量が大きい方から突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となる区間に含まれる砥粒の数を、全砥粒数の７０％以上としている。
このため、固定砥粒ワイヤを形成する際に、上述した突出量の区間の幅が４．５［μｍ］よりも大きくなった場合であっても、固定砥粒ワイヤに対するドレッシングを行った後は、被加工物の切削加工に寄与する砥粒に対し、突出量の区間の幅を４．５［μｍ］以下とすることが可能となる。
【００１１】
次に、本発明のうち、請求項３に記載した発明は、請求項１または請求項２に従属する発明であって、前記複数の砥粒の平均断面積をＸ［μｍ２］とし、長さ１［ｍｍ］当たりで前記ワイヤ本体の外径面に固着している前記砥粒の数をＦ個とした場合に、
前記Ｆを、最小値を１００とし、且つ以下の式の範囲内としたことを特徴とするものである。
２４０００／Ｘ≦Ｆ≦３６０００／Ｘ
【００１２】
本発明によると、複数の砥粒の平均断面積をＸ［μｍ２］とし、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体の外径面に固着している砥粒の数をＦ個とした場合に、Ｆを、最小値を１００とし、且つ式「２４０００／Ｘ≦Ｆ≦３６０００／Ｘ」の範囲内としている。
このため、砥粒の粒径が小さくなるほど、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体の外径面に固着している砥粒の数が増加することとなり、ワイヤ本体の外径面において砥粒が占める面積比の低下を抑制することが可能となる。
【００１３】
次に、本発明のうち、請求項４に記載した発明は、前記被加工物を切断してウエハを形成する切断装置であって、
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載した固定砥粒ワイヤと、
前記固定砥粒ワイヤを長さ方向へ移動可能なワイヤ移動手段と、を備えることを特徴とするものである。
本発明によると、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載した構成の固定砥粒ワイヤと、この固定砥粒ワイヤを、固定砥粒ワイヤの長さ方向へ移動可能なワイヤ移動手段を備えている。
このため、固定砥粒ワイヤが、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載した構成を備えていない場合と比較して、被加工物のうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤと接触した部分に加わる応力の増加を抑制することが可能となる。
【００１４】
次に、本発明のうち、請求項５に記載した発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載した固定砥粒ワイヤを用いて作製されたことを特徴とするウエハである。
本発明によると、ウエハを、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載した固定砥粒ワイヤを用いて作製する。
このため、ウエハの材料となる被加工物のうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤと接触した部分に加わる応力の増加を抑制した状態で、ウエハを作製することが可能となる。
【００１５】
次に、本発明のうち、請求項６に記載した発明は、請求項４に記載した切断装置を用いて作製されたことを特徴とするウエハである。
本発明によると、ウエハを、請求項４に記載した切断装置を用いて作製する。
このため、ウエハの材料となる被加工物のうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤと接触した部分に加わる応力の増加を抑制した状態で、ウエハを作製することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数の砥粒のうち、被加工物の切削加工に寄与する砥粒を、複数の砥粒のワイヤ本体の外径面から突出する突出量の分布において、突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となるように調整する。
このため、被加工物の切削加工に寄与する砥粒の突出量の区間の幅を適切な値として、被加工物のうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤと接触した部分に加わる応力を低減させることが可能となり、被加工物を切削加工して形成したウエハの強度の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態の切断装置の概略構成を示す図である。
【図２】固定砥粒ワイヤの構成を示す図であり、図２（ａ）は固定砥粒ワイヤを径方向から見た断面図、図２（ｂ）は固定砥粒ワイヤを軸方向から見た断面図である。
【図３】突出量の区間の幅と、ウエハの強度との関係を示す図である。
【図４】複数の砥粒の突出量の分布を示す図である。
【図５】長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体の外径面に固着している砥粒の数と、ウエハの強度との関係を示す図である。
【図６】長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体の外径面に固着している砥粒の数と、複数の砥粒の平均断面積との関係を示す図である。
【図７】砥粒の粒径の分布を示す図である。
【図８】サンプルの構成を示す図である。
【図９】被加工物を切削加工する状態を示す図である。
【図１０】突出量の測定要領を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第一実施形態、第二実施形態）
以下、本発明の第一実施形態および第二実施形態（以下、単に「本実施形態」とも記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
まず、図１から図８を用いて、本実施形態の切断装置の構成を説明する。
図１は、本実施形態の切断装置１の概略構成を示す図である。
図１中に示すように、切断装置１は、被加工物Ｗを切断して複数枚のウエハを形成する装置であり、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂと、テンションローラ４と、ガイドローラ６と、駆動ローラ８と、従動ローラ１０と、クーラントノズル１２と、固定砥粒ワイヤ１４を備えている。
【００１９】
なお、本実施形態では、一例として、被加工物Ｗを多結晶シリコンブロックとし、複数枚のウエハとして、厚さ１８０〜２２０［μｍ］程度のシリコンウエハを形成する場合を説明する。
また、被加工物Ｗは、直方体に形成されており、ガラス板やカーボン板を用いて形成された保持板１６に接着されている。保持板１６は、固定板１８に取り付けられており、固定板１８は、被加工物Ｗを駆動ローラ８と従動ローラ１０との間へ移動させることが可能なテーブル（図示せず）に固定されている。
【００２０】
一対のワイヤボビン２ａ，２ｂは、共に、ボビン駆動用モータ（図示せず）の回転軸に取り付けられており、ボビン駆動用モータの駆動に応じて回転する。
また、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂには、それぞれ、固定砥粒ワイヤ１４の端部が取り付けられている。すなわち、固定砥粒ワイヤ１４の両端部は、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂに支持されている。
【００２１】
また、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂは、切断装置１の動作時において、一方が固定砥粒ワイヤ１４を払い出す（送り出す）構成として機能し、他方が固定砥粒ワイヤ１４を巻き取る（回収する）構成として機能する。
テンションローラ４は、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂ間に配置されており、その外径面には、固定砥粒ワイヤ１４が接触している。なお、本実施形態では、一例として、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂ間において、被加工物Ｗを挟んで、二つのテンションローラ４が配置されている場合を示す。
また、各テンションローラ４には、テンションローラ４を固定砥粒ワイヤ１４の径方向へ移動可能であり、テンションローラ４を固定砥粒ワイヤ１４に押圧可能なアクチュエータ２０が設けられている。
【００２２】
アクチュエータ２０は、例えば、油圧シリンダー等を用いて形成されており、固定砥粒ワイヤ１４の張力を予め設定した張力（２７［Ｎ］以上。例えば、３０［Ｎ］程度）とするために、テンションローラ４を固定砥粒ワイヤ１４に押圧する。
ガイドローラ６は、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂ間に配置されており、その外径面には、固定砥粒ワイヤ１４が接触している。
駆動ローラ８は、ローラ駆動用モータ（図示せず）の回転軸に取り付けられており、モータの駆動に応じて回転する。なお、ローラ駆動用モータは、例えば、上述したボビン駆動用モータと同期させて回転させる。
【００２３】
従動ローラ１０は、駆動ローラ８と離間して配置されている。
また、従動ローラ１０の回転軸は、駆動ローラ８の回転軸と平行に向けられている。
また、駆動ローラ８と従動ローラ１０には、固定砥粒ワイヤ１４が複数回に亘って巻きつけられており、駆動ローラ８と従動ローラ１０との間には、複数列の固定砥粒ワイヤ１４による切削加工列が形成されている。なお、固定砥粒ワイヤ１４は、駆動ローラ８と従動ローラ１０との間において、隣り合う固定砥粒ワイヤ１４の間（ピッチ）が、例えば、３２５［μｍ］となるように、駆動ローラ８と従動ローラ１０との間に巻きつけられている。
【００２４】
以上により、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂ、ボビン駆動用モータ、駆動ローラ８及びローラ駆動用モータは、固定砥粒ワイヤ１４を、固定砥粒ワイヤ１４の長さ方向へ移動可能なワイヤ移動手段を形成している。
クーラントノズル１２は、駆動ローラ８及び従動ローラ１０の近傍に配置されており、被加工物Ｗと固定砥粒ワイヤ１４との接触部分へ向けて、液体を噴射する。クーラントノズル１２が噴射する液体は、例えば、被加工物Ｗの切断時に発生する切断粉の排出性向上、被加工物Ｗの切断時に発生する加工熱の吸収、被加工物Ｗの切断時において被加工物Ｗの固定砥粒ワイヤ１４との間に発生する切断抵抗の減少等を目的として用いる。
【００２５】
固定砥粒ワイヤ１４は、図２中に示すように、ワイヤ本体２２と、複数の砥粒２４を備えている。なお、図２は、固定砥粒ワイヤ１４の構成を示す図であり、図２（ａ）は固定砥粒ワイヤ１４を径方向から見た断面図、図２（ｂ）は固定砥粒ワイヤ１４を軸方向から見た断面図である。
ワイヤ本体２２は、例えば、高張力線材を用いて形成されている。
【００２６】
また、ワイヤ本体２２の外径面には、めっき層等からなる固着層２６が形成されている。すなわち、ワイヤ本体２２の外径面は、固着層２６により被覆されている。このため、以降の説明では、ワイヤ本体２２の外径面を、固着層２６の表面（外面）として記載する。
各砥粒２４は、例えば、ダイヤモンドの粒体・粉体を用いて形成されており、固着層２６を介してワイヤ本体２２に固着されて、ワイヤ本体２２の外径面（固着層２６の表面）から突出している。
【００２７】
また、複数の砥粒２４の、ワイヤ本体２２の外径面から突出する突出量（図２中に符号「Ｈ」で示す、ワイヤ本体２２の径方向に沿った長さ。以降の説明では、「突出量Ｈ」と記載する場合がある）の分布において、第一実施形態では、分布中心点（最大値）から計数して全砥粒数の９５．４％の範囲に含まれる砥粒２４は、突出量Ｈの区間の幅が６．０［μｍ］以内である。これに加え、突出量Ｈの区間の幅が６．０［μｍ］以内の砥粒２４のうち、突出量Ｈの上限から下限に向けて、突出量Ｈの分布の３σの範囲が、４．５［μｍ］以下となっている。
【００２８】
すなわち、第一実施形態では、突出量Ｈの区間の幅が６．０［μｍ］以内の砥粒２４のうち、突出量Ｈが大きい方から標準偏差σの三倍分（３σ）の砥粒２４は、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている。したがって、標準偏差σは、１．５［μｍ］である。
また、第二実施形態では、固定砥粒ワイヤに対するドレッシングを行った後の突出量Ｈの分布において、突出量Ｈの区間の幅が大きい方から４．５［μｍ］以内となる区間に含まれる砥粒２４の数は、全砥粒数の７０％以上の数となっている。
【００２９】
ここで、図１及び図２を参照しつつ、図３を用いて、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４の数を、複数の砥粒２４のうち７０％以上の数とした理由を説明する。
複数の砥粒２４のうち、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４と比較して突出量Ｈが低い砥粒２４は、ワイヤ本体２２と被加工物Ｗとの接触防止に寄与する度合いが高いものの、被加工物Ｗの切削加工において、被加工物Ｗと接触する可能性が低い砥粒２４である。
【００３０】
一方、複数の砥粒２４のうち、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４と比較して突出量Ｈが高い砥粒２４は、被加工物Ｗの切削加工において、即座にワイヤ本体２２から除去される可能性が高い砥粒２４である。
したがって、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれていない砥粒２４、すなわち、突出量Ｈが低い砥粒２４及び高い砥粒２４は、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４と比較して、実質的に被加工物Ｗの切削加工に寄与する度合いが低い砥粒２４となる。
【００３１】
また、図３中に示すように、上述した突出量Ｈの分布において、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］よりも大きい砥粒２４のみを固着させた固定砥粒ワイヤ１４を用いて、被加工物Ｗを切断すると、被加工物Ｗを切断して形成したウエハの強度が、ウエハの厚さ等に応じた所望の強度Ｒ（例えば、０．８［ＭＰａ］）未満となる。これは、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］よりも大きいと、被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力が高くなるためである。なお、図３は、突出量Ｈの区間の幅と、ウエハの強度との関係を示す図である。また、図３中では、縦軸に、ウエハの強度（図中では、「ウエハ強度）」と記載する）を示し、横軸に、突出量Ｈの区間の幅（図中では、「突出量の区間の幅［μｍ］）」と記載する）を示している。
【００３２】
以上説明した理由により、本実施形態では、複数の砥粒２４のうち、上述した突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれ、且つ複数の砥粒の７０％以上の数である砥粒２４を、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４（寄与する度合いが高い砥粒２４）と規定する。これに加え、被加工物Ｗの切削加工に寄与すると規定した砥粒２４の大きさを、上述した突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となるように調整する。
【００３３】
一方、分布中心点（最大値）から計数して全砥粒数の９５．４％の範囲に含まれる砥粒２４の突出量Ｈの区間の幅が６．０［μｍ］以内であることに加え、突出量Ｈの区間の幅が６．０［μｍ］以内の砥粒２４のうち、突出量Ｈの上限から下限に向けて、突出量Ｈの分布の３σの範囲が、４．５［μｍ］以下となっていれば、上述したように、３σの幅は、突出量Ｈの区間で連続する約９５．４％の幅となるため、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４の数は、複数の砥粒２４のうち、７０％以上の数となっている。
【００３４】
以上、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４の数を、複数の砥粒２４のうち７０％以上の数とした理由の説明を終了する。
ここで、第一実施形態では、全砥粒数の９５．４％の範囲となる砥粒２４が含まれる区間は、図４（ａ）中に示すように、突出量Ｈの分布における、突出量Ｈの分布の比率の最大値（図中に示す点Ｐの値）を含んでいる。
【００３５】
また、第二実施形態では、固定砥粒ワイヤに対するドレッシングを行った後の突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間は、図４（ｂ）中に示すように、突出量Ｈの分布における、突出量Ｈの分布の比率の最大値（図中に示す点Ｐの値）を含んでいる。
なお、図４は、複数の砥粒２４の突出量Ｈの分布を示す図であり、縦軸に突出量Ｈの分布の比率を示し、横軸に、各砥粒２４のうち、ワイヤ本体２２の外径面から突出している突出量Ｈを示している。
【００３６】
また、突出量Ｈの区間の幅は、突出量Ｈの分布において、突出量Ｈの分布の比率の最大値以上の第一区間と、突出量Ｈの分布において、突出量Ｈの分布の比率の最大値未満の第二区間とから構成されている。
第一実施形態では、一例として、図４（ａ）中に示すように、第二区間の幅を、突出量Ｈの分布の標準偏差σと等しい幅とし、第一区間の幅を、標準偏差σの二倍の幅（第二区間の二倍の幅）とした場合を示す。
【００３７】
したがって、第一実施形態では、第一区間と第二区間を合計した区間の幅が、３σとなる。本実施形態において、３σの幅は、突出量Ｈの区間で連続する８１．５％の幅となるため、第一区間と第二区間に含まれる砥粒２４の数は、複数の砥粒２４のうち、７０％以上の数となっている。
また、第二実施形態では、使用前に固定砥粒ワイヤ１４の表面を研磨することにより、突出量を揃える処理（ドレス処理、ドレッシング）を前提としている。
【００３８】
第二実施形態の切断装置１が備える固定砥粒ワイヤ１４は、上述した第一実施形態と異なり、固定砥粒ワイヤ１４に対するドレッシングを行うことで、複数の砥粒２４のうち、上述した突出量Ｈが、例えば、予め設定した突出量閾値を超える砥粒２４を、ワイヤ本体２２の外径面から除去している。ここで、突出量閾値は、例えば、複数の砥粒２４の平均粒径や、突出量Ｈの分布等に応じて、予め設定しておく。
【００３９】
このため、複数の砥粒２４のうち、ドレッシングで除去された残りの砥粒２４のうち、突出量が大きい方から突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となる区間に含まれる砥粒の数が、全砥粒数の７０％以上となっている。なお、ドレス処理後の突出量の分布においては、例えば、図４（ｃ）に示すように、ドレス処理によっても若干（例えば２．５％程度）残留する突出量の大きい砥粒が含まれている。よって、図４（ｃ）の点Ｃで表されるような、突出量が大きい方において分布が急変する点をもって、前記区間の幅を定める場合の上限（前記突出量が大きい方）とする。
【００４０】
固定砥粒ワイヤ１４に対して行うドレッシングとしては、例えば、回転する砥石の表面に対し、固定砥粒ワイヤ１４を接触させながら走行させることにより、ツルーイングと同時に実施する方法を用いる。この場合、砥石を、テンションローラ４と、駆動ローラ８及び従動ローラ１０のうち固定砥粒ワイヤ１４の移動方向上流側のローラとの間に配置し、被加工物Ｗを切削加工する前の固定砥粒ワイヤ１４に対して、ドレッシングを行うことが可能な構成としてもよい。
【００４１】
また、長さ１［ｍｍ］当たりで、ワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆは、Ｆが１００個以上であって、かつ、以下の式（１）が成立する数に設定されている。
（２４０００／Ｘ）≦Ｆ≦（３６０００／Ｘ） … （１）
ここで、上式（１）では、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数をＦ個とし、複数の砥粒２４の平均断面積をＸ［μｍ２］とする。
すなわち、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆは、１００個を下限値として、複数の砥粒２４の平均断面積Ｘ［μｍ２］が小さくなるほど増加する。
【００４２】
長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆの下限値を１００個とした理由は、図５中に示すように、砥粒２４の数Ｆが１００個未満となると、被加工物Ｗを切断して形成したウエハの強度が、ウエハの厚さ等に応じた所望の強度Ｒ（例えば、０．８［ＭＰａ］）未満となるためである。なお、図５は、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数と、ウエハの強度との関係を示す図である。また、図５中では、縦軸に、ウエハの強度を示し、横軸に、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数（図中では、「砥粒付着個数（個／１［ｍｍ］）」と記載する）を示している。
【００４３】
また、図５中には、大径の砥粒２４（大径砥粒）を、符号「○」により示し、小径の砥粒２４（小径砥粒）を、符号「▲」により示している。ここで、大径の砥粒２４とは、突出量Ｈの分布における分布の比率のピーク値が、例えば、１５［μｍ］以上の砥粒２４であり、小径の砥粒２４とは、突出量Ｈの分布における分布の比率のピーク値が、例えば、１０［μｍ］以下の砥粒２４である。
【００４４】
したがって、本実施形態では、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆは、図６中に示す範囲内となる。なお、図６は、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数と、複数の砥粒２４の平均断面積との関係を示す図である。また、図６中では、縦軸に、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数（図中では、「砥粒付着個数（個／１［ｍｍ］）」と記載する）を示し、横軸に、砥粒２４の平均断面積（図中では、「砥粒の代表粒径（μｍ）」と記載する）を示している。
【００４５】
なお、図６中において、横軸に示した砥粒２４の代表粒径は、砥粒２４の平均断面積を１／２乗した値に対応している。
ここで、砥粒２４の平均断面積は、例えば、図７中に示す分布を参照し、砥粒２４の粒径の参照最小値Ｄｍｉｎと砥粒２４の粒径の参照最大値Ｄｍａｘとを乗算して求める。なお、図７は、砥粒２４の粒径の分布を示す図であり、縦軸に、砥粒２４の粒径の比率を示し、横軸に、砥粒２４の粒径寸法を示している。また、図７中に示すように、粒径の参照最小値Ｄｍｉｎと参照最大値Ｄｍａｘとを合計した幅は、砥粒２４の粒径の分布の標準偏差σの４倍（２σ＋２σ）となる。すなわち、ＤｍｉｎとＤｍａｘの定義としては、標準偏差をσとすると、Ｄｍｉｎが［砥粒の平均高さ（中央値）−２σ］、Ｄｍａｘが［砥粒の平均高さ（中央値）−２σ］となる。
【００４６】
（長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆの検出方法）
以下、図１から図７を参照しつつ、図８を用いて、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆを検出する方法について説明する。
固定砥粒ワイヤ１４の状態を確認する場合等に、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆを検出する際には、まず、固定砥粒ワイヤ１４の一部として、長さ１［ｍ］の固定砥粒ワイヤ１４から、長さ３［ｍｍ］分のサンプルを２０個採取（撮影）する。
【００４７】
そして、図８中に示すように、一つのサンプル２８から、サンプル２８の外径面の１／６の部分に固着している砥粒２４の数ｎを求め、この求めた数ｎを以下の式（２）へ代入して、長さ１［ｍｍ］当たりでサンプル２８の外径面に固着している砥粒２４の数ｎｐ（個／１［ｍｍ］）を求める。なお、図８は、サンプル２８の構成を示す図であり、サンプル２８を径方向から見た図である。また、図８中では、サンプル２８の外径面の１／６の部分を、ハッチングにより示している。
ｎｐ＝（ｎ×６）／３ … （２）
次に、上式（２）で求めた、長さ１［ｍｍ］当たりでサンプル２８の外径面に固着している砥粒２４の数ｎｐを以下の式（３）へ代入して、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆを求める。
【００４８】
【数１】
【００４９】
（動作・作用等）
以下、図１から図８を参照しつつ、図９を用いて、上記の構成を備えた固定砥粒ワイヤ１４と、この固定砥粒ワイヤ１４を備えた切断装置１が行う動作・作用等について説明する。
本実施形態の切断装置１を用いて、被加工物Ｗを切断して複数枚のウエハを形成する際には、ボビン駆動用モータを駆動させて一対のワイヤボビン２ａ，２ｂを回転させるとともに、ローラ駆動用モータを駆動させて駆動ローラ８を回転させる。これに加え、アクチュエータ２０を駆動させて、テンションローラ４を固定砥粒ワイヤ１４に押圧し、固定砥粒ワイヤ１４の張力を予め設定した張力とする。これにより、駆動ローラ８と従動ローラ１０との間に形成されている切削加工列を、固定砥粒ワイヤ１４の長さ方向へ移動させる。
【００５０】
上記のように、駆動ローラ８と従動ローラ１０との間に形成されている切削加工列を、固定砥粒ワイヤ１４の長さ方向へ移動させた状態で、固定板１８及び保持板１６を移動させて、被加工物Ｗを駆動ローラ８と従動ローラ１０との間へ移動させる。これにより、被加工物Ｗを、駆動ローラ８と従動ローラ１０との間に形成されている切削加工列（固定砥粒ワイヤ１４）に接触させる。なお、被加工物Ｗと固定砥粒ワイヤ１４が接触する際には、クーラントノズル１２から、固定砥粒ワイヤ１４と被加工物Ｗとの接触部分へ向けて、液体を噴射する。
【００５１】
被加工物Ｗを駆動ローラ８と従動ローラ１０との間へ移動させると、図９中に示すように、移動している固定砥粒ワイヤ１４は、被加工物Ｗを切削加工する。そして、被加工物Ｗの切削加工が進行すると、被加工物Ｗが切断されて、複数枚のウエハが形成される。なお、図９は、被加工物Ｗを切削加工する状態を示す図である。
第一実施形態では、上述したように、複数の砥粒２４のうち、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４である、突出量が大きい方から標準偏差σの三倍分の砥粒が、突出量Ｈの分布において、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となるように調整している。
【００５２】
また、第二実施形態では、上述した固定砥粒ワイヤ１４に対してドレッシングを行うことにより、砥粒２４の突出量の大きい方から突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内である区間に含まれる砥粒の数を、全砥粒数の７０％以上としている。
このため、固定砥粒ワイヤ１４を形成する際に、上述した突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］よりも大きくなった場合であっても、固定砥粒ワイヤ１４に対するドレッシングを行った後は、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４に対し、突出量Ｈの区間の幅を４．５［μｍ］以下とすることが可能となる。
【００５３】
このため、上記のように調整した砥粒２４を備える固定砥粒ワイヤ１４により被加工物Ｗを切削加工する際に、被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力の増加を抑制して、ウエハの強度が所望の強度未満となることを防止することが可能となっている。
【００５４】
（第一実施形態および第二実施形態の効果）
以下、本実施形態の効果を列挙する。
（１）第一実施形態の切断装置１が備える固定砥粒ワイヤ１４では、複数の砥粒２４のワイヤ本体２２の外径面から突出する突出量Ｈの分布において、全砥粒のうち９５．４％の砥粒は前記突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内としており、複数の砥粒２４のうち、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４の突出量Ｈの区間の幅を、４．５［μｍ］以内としている。
このため、被加工物Ｗの切削加工において、複数の砥粒２４のうち、被加工物Ｗと接触する可能性が低い砥粒２４や、即座にワイヤ本体２２から除去されてしまう可能性が高いものを除いた砥粒２４を、上述した区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４として調整することが可能となる。
【００５５】
その結果、複数の砥粒２４のうち被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４を、突出量Ｈの大きさの差が少ない砥粒２４とすることが可能となり、被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力の増加を抑制することが可能となる。そして、固定砥粒ワイヤ１４を備える切断装置１を用いて、被加工物Ｗを切削加工して形成したウエハの強度の低下を抑制することが可能となる。
【００５６】
（２）第二実施形態の切断装置１が備える固定砥粒ワイヤ１４では、固定砥粒ワイヤ１４に対するドレッシングを行うことで、切削加工に寄与する砥粒２４の突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間を、突出量Ｈの分布における分布の比率の最大値を含む区間としている。これに加え、切削加工に寄与する砥粒２４の突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４の数を、複数の砥粒２４の７０％以上の数としている。
【００５７】
このため、固定砥粒ワイヤ１４を形成する際の加工精度が低い場合等、固定砥粒ワイヤ１４を形成する際に、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４が、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］よりも大きくなった場合であっても、固定砥粒ワイヤ１４に対するドレッシングを行った後は、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４に対し、突出量Ｈの区間の幅を４．５［μｍ］以下とすることが可能となる。
その結果、被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力の増加を抑制することが可能となり、形成したウエハの強度の低下を抑制することが可能となる。
【００５８】
（３）本実施形態の切断装置１が備える固定砥粒ワイヤ１４では、複数の砥粒２４の平均断面積をＸ［μｍ２］とし、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数をＦ個とした場合に、Ｆが１００個以上であるとともに、上式（１）が成立している。
このため、砥粒２４の粒径が小さくなるほど、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数が増加することとなり、ワイヤ本体２２の外径面において砥粒２４が占める面積比の低下を抑制することが可能となる。
その結果、砥粒２４の粒径が小さくとも、ワイヤ本体２２の外径面における、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４の面積比の低下を抑制することが可能となり、固定砥粒ワイヤ１４が有する、被加工物Ｗに対する切削加工能力の低下を抑制することが可能となる。
【００５９】
（４）本実施形態の切断装置１では、上述した構成の固定砥粒ワイヤ１４と、この固定砥粒ワイヤ１４を、固定砥粒ワイヤ１４の長さ方向へ移動可能なワイヤ移動手段（ワイヤボビン２、ボビン駆動用モータ、駆動ローラ８及びローラ駆動用モータ）を備えている。
このため、固定砥粒ワイヤ１４が、上述した構成を備えていない場合と比較して、被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力の増加を抑制することが可能となる。
その結果、被加工物Ｗを切削加工して形成したウエハの強度の低下を抑制することが可能となる。
【００６０】
（５）本実施形態では、上述した構成の固定砥粒ワイヤ１４を用いて、ウエハ（シリコンウエハや半導体ウエハ等）を作製する。
このため、ウエハの材料となる被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力の増加を抑制した状態で、ウエハを作製することが可能となる。
その結果、ウエハの品質を向上させることが可能となる。
【００６１】
（６）本実施形態では、上述した構成の切断装置１を用いて、ウエハ（シリコンウエハや半導体ウエハ等）を作製する。
このため、ウエハの材料となる被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力の増加を抑制した状態で、ウエハを作製することが可能となる。
その結果、ウエハの品質を向上させることが可能となる。
【００６２】
（変形例）
以下、本実施形態の変形例を列挙する。
（１）本実施形態の切断装置１では、被加工物Ｗを多結晶シリコンブロックとしたが、これに限定するものではなく、被加工物Ｗを、単結晶シリコンブロック等、多結晶シリコンブロック以外としてもよい。また、ウエハの厚さは、１８０〜２２０［μｍ］程度に限定するものではない。
（２）本実施形態の切断装置１では、固定砥粒ワイヤ１４を巻きつけて切削加工列が形成する二つのローラとして、駆動ローラ８と従動ローラ１０を用いているが、これに限定するものではなく、二つのローラを、共に駆動ローラ８としてもよい。また、ボビン駆動用モータの駆動力が高い場合等には、二つのローラを、共に従動ローラ１０としてもよい。
【００６３】
（砥粒の突出量の測定方法）
砥粒の突出量Ｈの測定は、例えば、レーザー顕微鏡（例えば、キーエンス製：ＶＫ‐８７１０等）を用いて、３Ｄ測定により実施する。その際、図８中に示す斜線部で示されるように、ワイヤの中央部に位置する砥粒２４を測定する。
そして、例えば、砥粒２４のワイヤ周方向での中央部において、ワイヤの軸方向に沿って線状に３回測定した平均値を用いる。この測定結果は、図１０中に示すようなプロファイルで表され、その立ち上がり部を除いた砥粒の中央部での平均高さＢとワイヤ表面高さＡとの差［Ｂ−Ａ］（μｍ）として、突出量Ｈが算出される。なお、図１０は、突出量Ｈの測定要領を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 切断装置
２ ワイヤボビン
４ テンションローラ
６ ガイドローラ
８ 駆動ローラ
１０ 従動ローラ
１２ クーラントノズル
１４ 固定砥粒ワイヤ
１６ 保持板
１８ 固定板
２０ アクチュエータ
２２ ワイヤ本体
２４ 砥粒
２６ 固着層
２８ サンプル
Ｗ 被加工物
Ｈ 砥粒のうち、ワイヤ本体の外径面から突出している突出量
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤ本体に複数の砥粒を固着させて形成した固定砥粒ワイヤと、その固定砥粒ワイヤを備える切断装置に関し、特に、シリコンブロック等の被加工物を切断してウエハを形成するための固定砥粒ワイヤ及びそれを備えた切断装置と、固定砥粒ワイヤまたは切断装置を用いて作製されたウエハに関する。
【背景技術】
【０００２】
多結晶シリコン等で形成されているシリコンブロック等の被加工物を切断して、複数枚のウエハを形成する切断装置がある。このような切断装置としては、例えば、固定砥粒ワイヤを備えたワイヤソーが用いられている。
固定砥粒ワイヤは、線状のワイヤ本体に複数の砥粒を固着させて形成されており、被加工物の切削加工に用いる。
上記のような固定砥粒ワイヤは、例えば、特許文献１に記載されているように、ワイヤ本体として高張力線材等を用い、砥粒としてダイヤモンド等を用いて、めっき層等の固着手段により、複数の砥粒をワイヤ本体の外径面に固着して形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００‐２８８９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した特許文献１に記載されている固定砥粒ワイヤを含め、従来の固定砥粒ワイヤでは、一般的に、複数の砥粒は、ワイヤ本体の外径面から突出している突出量の分布において、突出量の区間の幅が８〜１０［μｍ］程度となっている場合が多い。また、複数の砥粒には、他の砥粒と比較してワイヤ本体の外径面から突出している突出量が低い砥粒等、実質的に被加工物の切削加工に寄与する度合いが低い砥粒が存在している。
【０００５】
そして、複数の砥粒のうち、被加工物の切削加工に寄与する度合いが高い砥粒の、ワイヤ本体の外径面から突出している突出量の分布において、突出量の区間の幅が適切な値よりも大きいと、被加工物のうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤと接触した部分に加わる応力が高くなる。このため、形成したウエハの強度が低下するという問題が発生するおそれがある。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたもので、被加工物を切削加工して形成したウエハの強度の低下を抑制することが可能な、固定砥粒ワイヤ及びそれを備えた切断装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のうち、請求項１に記載した発明は、線状のワイヤ本体と、前記ワイヤ本体の外径面に固着している複数の砥粒と、を備え、被加工物の切削加工に用いる固定砥粒ワイヤであって、
前記ワイヤ本体の外径面から突出する前記複数の砥粒の突出量の分布において、全砥粒のうち９５．４％の砥粒は前記突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内となっており、
前記突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内の砥粒のうち、前記突出量が大きい方から標準偏差σの三倍分の砥粒は、前記突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となっていることを特徴とするものである。
【０００７】
本発明によると、ワイヤ本体の外径面から突出する複数の砥粒の突出量の分布において、全砥粒のうち９５．４％の砥粒は突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内となっており、突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内の砥粒のうち、突出量が大きい方から標準偏差σの三倍分の砥粒は、突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている。
【０００８】
このため、被加工物の切削加工において、複数の砥粒のうち、被加工物と接触する可能性が低い砥粒や、即座にワイヤ本体から除去されてしまう可能性が高いものを除いた砥粒を、上述した区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒として調整することが可能となる。
その結果、複数の砥粒のうち被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒を、突出量の大きさの差が少ない砥粒とすることが可能となり、被加工物のうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤと接触した部分に加わる応力の増加を抑制することが可能となる。
【０００９】
次に、本発明のうち、請求項２に記載した発明は、線状のワイヤ本体と、前記ワイヤ本体の外径面に固着している複数の砥粒と、を備え、被加工物の切削加工に用いる固定砥粒ワイヤであって、
前記固定砥粒ワイヤに対するドレッシングを行った後の前記ワイヤ本体の外径面から突出する前記複数の砥粒の突出量の分布において、前記突出量が大きい方から突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となる区間に含まれる砥粒数は、全砥粒数の７０％以上であることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明によると、固定砥粒ワイヤに対するドレッシングを行った後のワイヤ本体の外径面から突出する複数の砥粒の突出量の分布において、突出量が大きい方から突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となる区間に含まれる砥粒の数を、全砥粒数の７０％以上としている。
このため、固定砥粒ワイヤを形成する際に、上述した突出量の区間の幅が４．５［μｍ］よりも大きくなった場合であっても、固定砥粒ワイヤに対するドレッシングを行った後は、被加工物の切削加工に寄与する砥粒に対し、突出量の区間の幅を４．５［μｍ］以下とすることが可能となる。
【００１１】
次に、本発明のうち、請求項３に記載した発明は、請求項１または請求項２に従属する発明であって、前記複数の砥粒の平均断面積をＸ［μｍ２］とし、長さ１［ｍｍ］当たりで前記ワイヤ本体の外径面に固着している前記砥粒の数をＦ個とした場合に、
前記Ｆを、最小値を１００とし、且つ以下の式の範囲内としたことを特徴とするものである。
２４０００／Ｘ≦Ｆ≦３６０００／Ｘ
【００１２】
本発明によると、複数の砥粒の平均断面積をＸ［μｍ２］とし、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体の外径面に固着している砥粒の数をＦ個とした場合に、Ｆを、最小値を１００とし、且つ式「２４０００／Ｘ≦Ｆ≦３６０００／Ｘ」の範囲内としている。
このため、砥粒の粒径が小さくなるほど、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体の外径面に固着している砥粒の数が増加することとなり、ワイヤ本体の外径面において砥粒が占める面積比の低下を抑制することが可能となる。
【００１３】
次に、本発明のうち、請求項４に記載した発明は、前記被加工物を切断してウエハを形成する切断装置であって、
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載した固定砥粒ワイヤと、
前記固定砥粒ワイヤを長さ方向へ移動可能なワイヤ移動手段と、を備えることを特徴とするものである。
本発明によると、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載した構成の固定砥粒ワイヤと、この固定砥粒ワイヤを、固定砥粒ワイヤの長さ方向へ移動可能なワイヤ移動手段を備えている。
このため、固定砥粒ワイヤが、請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載した構成を備えていない場合と比較して、被加工物のうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤと接触した部分に加わる応力の増加を抑制することが可能となる。
【００１４】
次に、本発明のうち、請求項５に記載した発明は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載した固定砥粒ワイヤを用いて作製されたことを特徴とするウエハである。
本発明によると、ウエハを、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載した固定砥粒ワイヤを用いて作製する。
このため、ウエハの材料となる被加工物のうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤと接触した部分に加わる応力の増加を抑制した状態で、ウエハを作製することが可能となる。
【００１５】
次に、本発明のうち、請求項６に記載した発明は、請求項４に記載した切断装置を用いて作製されたことを特徴とするウエハである。
本発明によると、ウエハを、請求項４に記載した切断装置を用いて作製する。
このため、ウエハの材料となる被加工物のうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤと接触した部分に加わる応力の増加を抑制した状態で、ウエハを作製することが可能となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、複数の砥粒のうち、被加工物の切削加工に寄与する砥粒を、複数の砥粒のワイヤ本体の外径面から突出する突出量の分布において、突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となるように調整する。
このため、被加工物の切削加工に寄与する砥粒の突出量の区間の幅を適切な値として、被加工物のうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤと接触した部分に加わる応力を低減させることが可能となり、被加工物を切削加工して形成したウエハの強度の低下を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第一実施形態の切断装置の概略構成を示す図である。
【図２】固定砥粒ワイヤの構成を示す図であり、図２（ａ）は固定砥粒ワイヤを径方向から見た断面図、図２（ｂ）は固定砥粒ワイヤを軸方向から見た断面図である。
【図３】突出量の区間の幅と、ウエハの強度との関係を示す図である。
【図４】複数の砥粒の突出量の分布を示す図である。
【図５】長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体の外径面に固着している砥粒の数と、ウエハの強度との関係を示す図である。
【図６】長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体の外径面に固着している砥粒の数と、複数の砥粒の平均断面積との関係を示す図である。
【図７】砥粒の粒径の分布を示す図である。
【図８】サンプルの構成を示す図である。
【図９】被加工物を切削加工する状態を示す図である。
【図１０】突出量の測定要領を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第一実施形態、第二実施形態）
以下、本発明の第一実施形態および第二実施形態（以下、単に「本実施形態」とも記載する）について、図面を参照しつつ説明する。
（構成）
まず、図１から図８を用いて、本実施形態の切断装置の構成を説明する。
図１は、本実施形態の切断装置１の概略構成を示す図である。
図１中に示すように、切断装置１は、被加工物Ｗを切断して複数枚のウエハを形成する装置であり、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂと、テンションローラ４と、ガイドローラ６と、駆動ローラ８と、従動ローラ１０と、クーラントノズル１２と、固定砥粒ワイヤ１４を備えている。
【００１９】
なお、本実施形態では、一例として、被加工物Ｗを多結晶シリコンブロックとし、複数枚のウエハとして、厚さ１８０〜２２０［μｍ］程度のシリコンウエハを形成する場合を説明する。
また、被加工物Ｗは、直方体に形成されており、ガラス板やカーボン板を用いて形成された保持板１６に接着されている。保持板１６は、固定板１８に取り付けられており、固定板１８は、被加工物Ｗを駆動ローラ８と従動ローラ１０との間へ移動させることが可能なテーブル（図示せず）に固定されている。
【００２０】
一対のワイヤボビン２ａ，２ｂは、共に、ボビン駆動用モータ（図示せず）の回転軸に取り付けられており、ボビン駆動用モータの駆動に応じて回転する。
また、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂには、それぞれ、固定砥粒ワイヤ１４の端部が取り付けられている。すなわち、固定砥粒ワイヤ１４の両端部は、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂに支持されている。
【００２１】
また、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂは、切断装置１の動作時において、一方が固定砥粒ワイヤ１４を払い出す（送り出す）構成として機能し、他方が固定砥粒ワイヤ１４を巻き取る（回収する）構成として機能する。
テンションローラ４は、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂ間に配置されており、その外径面には、固定砥粒ワイヤ１４が接触している。なお、本実施形態では、一例として、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂ間において、被加工物Ｗを挟んで、二つのテンションローラ４が配置されている場合を示す。
また、各テンションローラ４には、テンションローラ４を固定砥粒ワイヤ１４の径方向へ移動可能であり、テンションローラ４を固定砥粒ワイヤ１４に押圧可能なアクチュエータ２０が設けられている。
【００２２】
アクチュエータ２０は、例えば、油圧シリンダー等を用いて形成されており、固定砥粒ワイヤ１４の張力を予め設定した張力（２７［Ｎ］以上。例えば、３０［Ｎ］程度）とするために、テンションローラ４を固定砥粒ワイヤ１４に押圧する。
ガイドローラ６は、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂ間に配置されており、その外径面には、固定砥粒ワイヤ１４が接触している。
駆動ローラ８は、ローラ駆動用モータ（図示せず）の回転軸に取り付けられており、モータの駆動に応じて回転する。なお、ローラ駆動用モータは、例えば、上述したボビン駆動用モータと同期させて回転させる。
【００２３】
従動ローラ１０は、駆動ローラ８と離間して配置されている。
また、従動ローラ１０の回転軸は、駆動ローラ８の回転軸と平行に向けられている。
また、駆動ローラ８と従動ローラ１０には、固定砥粒ワイヤ１４が複数回に亘って巻きつけられており、駆動ローラ８と従動ローラ１０との間には、複数列の固定砥粒ワイヤ１４による切削加工列が形成されている。なお、固定砥粒ワイヤ１４は、駆動ローラ８と従動ローラ１０との間において、隣り合う固定砥粒ワイヤ１４の間（ピッチ）が、例えば、３２５［μｍ］となるように、駆動ローラ８と従動ローラ１０との間に巻きつけられている。
【００２４】
以上により、一対のワイヤボビン２ａ，２ｂ、ボビン駆動用モータ、駆動ローラ８及びローラ駆動用モータは、固定砥粒ワイヤ１４を、固定砥粒ワイヤ１４の長さ方向へ移動可能なワイヤ移動手段を形成している。
クーラントノズル１２は、駆動ローラ８及び従動ローラ１０の近傍に配置されており、被加工物Ｗと固定砥粒ワイヤ１４との接触部分へ向けて、液体を噴射する。クーラントノズル１２が噴射する液体は、例えば、被加工物Ｗの切断時に発生する切断粉の排出性向上、被加工物Ｗの切断時に発生する加工熱の吸収、被加工物Ｗの切断時において被加工物Ｗの固定砥粒ワイヤ１４との間に発生する切断抵抗の減少等を目的として用いる。
【００２５】
固定砥粒ワイヤ１４は、図２中に示すように、ワイヤ本体２２と、複数の砥粒２４を備えている。なお、図２は、固定砥粒ワイヤ１４の構成を示す図であり、図２（ａ）は固定砥粒ワイヤ１４を径方向から見た断面図、図２（ｂ）は固定砥粒ワイヤ１４を軸方向から見た断面図である。
ワイヤ本体２２は、例えば、高張力線材を用いて形成されている。
【００２６】
また、ワイヤ本体２２の外径面には、めっき層等からなる固着層２６が形成されている。すなわち、ワイヤ本体２２の外径面は、固着層２６により被覆されている。このため、以降の説明では、ワイヤ本体２２の外径面を、固着層２６の表面（外面）として記載する。
各砥粒２４は、例えば、ダイヤモンドの粒体・粉体を用いて形成されており、固着層２６を介してワイヤ本体２２に固着されて、ワイヤ本体２２の外径面（固着層２６の表面）から突出している。
【００２７】
また、複数の砥粒２４の、ワイヤ本体２２の外径面から突出する突出量（図２中に符号「Ｈ」で示す、ワイヤ本体２２の径方向に沿った長さ。以降の説明では、「突出量Ｈ」と記載する場合がある）の分布において、第一実施形態では、分布中心点（最大値）から計数して全砥粒数の９５．４％の範囲に含まれる砥粒２４は、突出量Ｈの区間の幅が６．０［μｍ］以内である。これに加え、突出量Ｈの区間の幅が６．０［μｍ］以内の砥粒２４のうち、突出量Ｈの上限から下限に向けて、突出量Ｈの分布の３σの範囲が、４．５［μｍ］以下となっている。
【００２８】
すなわち、第一実施形態では、突出量Ｈの区間の幅が６．０［μｍ］以内の砥粒２４のうち、突出量Ｈが大きい方から標準偏差σの三倍分（３σ）の砥粒２４は、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている。したがって、標準偏差σは、１．５［μｍ］である。
また、第二実施形態では、固定砥粒ワイヤに対するドレッシングを行った後の突出量Ｈの分布において、突出量Ｈの区間の幅が大きい方から４．５［μｍ］以内となる区間に含まれる砥粒２４の数は、全砥粒数の７０％以上の数となっている。
【００２９】
ここで、図１及び図２を参照しつつ、図３を用いて、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４の数を、複数の砥粒２４のうち７０％以上の数とした理由を説明する。
複数の砥粒２４のうち、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４と比較して突出量Ｈが低い砥粒２４は、ワイヤ本体２２と被加工物Ｗとの接触防止に寄与する度合いが高いものの、被加工物Ｗの切削加工において、被加工物Ｗと接触する可能性が低い砥粒２４である。
【００３０】
一方、複数の砥粒２４のうち、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４と比較して突出量Ｈが高い砥粒２４は、被加工物Ｗの切削加工において、即座にワイヤ本体２２から除去される可能性が高い砥粒２４である。
したがって、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれていない砥粒２４、すなわち、突出量Ｈが低い砥粒２４及び高い砥粒２４は、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４と比較して、実質的に被加工物Ｗの切削加工に寄与する度合いが低い砥粒２４となる。
【００３１】
また、図３中に示すように、上述した突出量Ｈの分布において、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］よりも大きい砥粒２４のみを固着させた固定砥粒ワイヤ１４を用いて、被加工物Ｗを切断すると、被加工物Ｗを切断して形成したウエハの強度が、ウエハの厚さ等に応じた所望の強度Ｒ（例えば、０．８［ＭＰａ］）未満となる。これは、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］よりも大きいと、被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力が高くなるためである。なお、図３は、突出量Ｈの区間の幅と、ウエハの強度との関係を示す図である。また、図３中では、縦軸に、ウエハの強度（図中では、「ウエハ強度）」と記載する）を示し、横軸に、突出量Ｈの区間の幅（図中では、「突出量の区間の幅［μｍ］）」と記載する）を示している。
【００３２】
以上説明した理由により、本実施形態では、複数の砥粒２４のうち、上述した突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれ、且つ複数の砥粒の７０％以上の数である砥粒２４を、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４（寄与する度合いが高い砥粒２４）と規定する。これに加え、被加工物Ｗの切削加工に寄与すると規定した砥粒２４の大きさを、上述した突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となるように調整する。
【００３３】
一方、分布中心点（最大値）から計数して全砥粒数の９５．４％の範囲に含まれる砥粒２４の突出量Ｈの区間の幅が６．０［μｍ］以内であることに加え、突出量Ｈの区間の幅が６．０［μｍ］以内の砥粒２４のうち、突出量Ｈの上限から下限に向けて、突出量Ｈの分布の３σの範囲が、４．５［μｍ］以下となっていれば、上述したように、３σの幅は、突出量Ｈの区間で連続する約９５．４％の幅となるため、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４の数は、複数の砥粒２４のうち、７０％以上の数となっている。
【００３４】
以上、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４の数を、複数の砥粒２４のうち７０％以上の数とした理由の説明を終了する。
ここで、第一実施形態では、全砥粒数の９５．４％の範囲となる砥粒２４が含まれる区間は、図４（ａ）中に示すように、突出量Ｈの分布における、突出量Ｈの分布の比率の最大値（図中に示す点Ｐの値）を含んでいる。
【００３５】
また、第二実施形態では、固定砥粒ワイヤに対するドレッシングを行った後の突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間は、図４（ｂ）中に示すように、突出量Ｈの分布における、突出量Ｈの分布の比率の最大値（図中に示す点Ｐの値）を含んでいる。
なお、図４は、複数の砥粒２４の突出量Ｈの分布を示す図であり、縦軸に突出量Ｈの分布の比率を示し、横軸に、各砥粒２４のうち、ワイヤ本体２２の外径面から突出している突出量Ｈを示している。
【００３６】
また、突出量Ｈの区間の幅は、突出量Ｈの分布において、突出量Ｈの分布の比率の最大値以上の第一区間と、突出量Ｈの分布において、突出量Ｈの分布の比率の最大値未満の第二区間とから構成されている。
第一実施形態では、一例として、図４（ａ）中に示すように、第二区間の幅を、突出量Ｈの分布の標準偏差σと等しい幅とし、第一区間の幅を、標準偏差σの二倍の幅（第二区間の二倍の幅）とした場合を示す。
【００３７】
したがって、第一実施形態では、第一区間と第二区間を合計した区間の幅が、３σとなる。本実施形態において、３σの幅は、突出量Ｈの区間で連続する８１．５％の幅となるため、第一区間と第二区間に含まれる砥粒２４の数は、複数の砥粒２４のうち、７０％以上の数となっている。
また、第二実施形態では、使用前に固定砥粒ワイヤ１４の表面を研磨することにより、突出量を揃える処理（ドレス処理、ドレッシング）を前提としている。
【００３８】
第二実施形態の切断装置１が備える固定砥粒ワイヤ１４は、上述した第一実施形態と異なり、固定砥粒ワイヤ１４に対するドレッシングを行うことで、複数の砥粒２４のうち、上述した突出量Ｈが、例えば、予め設定した突出量閾値を超える砥粒２４を、ワイヤ本体２２の外径面から除去している。ここで、突出量閾値は、例えば、複数の砥粒２４の平均粒径や、突出量Ｈの分布等に応じて、予め設定しておく。
【００３９】
このため、複数の砥粒２４のうち、ドレッシングで除去された残りの砥粒２４のうち、突出量が大きい方から突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となる区間に含まれる砥粒の数が、全砥粒数の７０％以上となっている。なお、ドレス処理後の突出量の分布においては、例えば、図４（ｃ）に示すように、ドレス処理によっても若干（例えば２．５％程度）残留する突出量の大きい砥粒が含まれている。よって、図４（ｃ）の点Ｃで表されるような、突出量が大きい方において分布が急変する点をもって、前記区間の幅を定める場合の上限（前記突出量が大きい方）とする。
【００４０】
固定砥粒ワイヤ１４に対して行うドレッシングとしては、例えば、回転する砥石の表面に対し、固定砥粒ワイヤ１４を接触させながら走行させることにより、ツルーイングと同時に実施する方法を用いる。この場合、砥石を、テンションローラ４と、駆動ローラ８及び従動ローラ１０のうち固定砥粒ワイヤ１４の移動方向上流側のローラとの間に配置し、被加工物Ｗを切削加工する前の固定砥粒ワイヤ１４に対して、ドレッシングを行うことが可能な構成としてもよい。
【００４１】
また、長さ１［ｍｍ］当たりで、ワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆは、Ｆが１００個以上であって、かつ、以下の式（１）が成立する数に設定されている。
（２４０００／Ｘ）≦Ｆ≦（３６０００／Ｘ） … （１）
ここで、上式（１）では、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数をＦ個とし、複数の砥粒２４の平均断面積をＸ［μｍ２］とする。
すなわち、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆは、１００個を下限値として、複数の砥粒２４の平均断面積Ｘ［μｍ２］が小さくなるほど増加する。
【００４２】
長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆの下限値を１００個とした理由は、図５中に示すように、砥粒２４の数Ｆが１００個未満となると、被加工物Ｗを切断して形成したウエハの強度が、ウエハの厚さ等に応じた所望の強度Ｒ（例えば、０．８［ＭＰａ］）未満となるためである。なお、図５は、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数と、ウエハの強度との関係を示す図である。また、図５中では、縦軸に、ウエハの強度を示し、横軸に、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数（図中では、「砥粒付着個数（個／１［ｍｍ］）」と記載する）を示している。
【００４３】
また、図５中には、大径の砥粒２４（大径砥粒）を、符号「○」により示し、小径の砥粒２４（小径砥粒）を、符号「▲」により示している。ここで、大径の砥粒２４とは、突出量Ｈの分布における分布の比率のピーク値が、例えば、１５［μｍ］以上の砥粒２４であり、小径の砥粒２４とは、突出量Ｈの分布における分布の比率のピーク値が、例えば、１０［μｍ］以下の砥粒２４である。
【００４４】
したがって、本実施形態では、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆは、図６中に示す範囲内となる。なお、図６は、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数と、複数の砥粒２４の平均断面積との関係を示す図である。また、図６中では、縦軸に、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数（図中では、「砥粒付着個数（個／１［ｍｍ］）」と記載する）を示し、横軸に、砥粒２４の平均断面積（図中では、「砥粒の代表粒径（μｍ）」と記載する）を示している。
【００４５】
なお、図６中において、横軸に示した砥粒２４の代表粒径は、砥粒２４の平均断面積を１／２乗した値に対応している。
ここで、砥粒２４の平均断面積は、例えば、図７中に示す分布を参照し、砥粒２４の粒径の参照最小値Ｄｍｉｎと砥粒２４の粒径の参照最大値Ｄｍａｘとを乗算して求める。なお、図７は、砥粒２４の粒径の分布を示す図であり、縦軸に、砥粒２４の粒径の比率を示し、横軸に、砥粒２４の粒径寸法を示している。また、図７中に示すように、粒径の参照最小値Ｄｍｉｎと参照最大値Ｄｍａｘとを合計した幅は、砥粒２４の粒径の分布の標準偏差σの４倍（２σ＋２σ）となる。すなわち、ＤｍｉｎとＤｍａｘの定義としては、標準偏差をσとすると、Ｄｍｉｎが［砥粒の平均高さ（中央値）−２σ］、Ｄｍａｘが［砥粒の平均高さ（中央値）−２σ］となる。
【００４６】
（長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆの検出方法）
以下、図１から図７を参照しつつ、図８を用いて、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆを検出する方法について説明する。
固定砥粒ワイヤ１４の状態を確認する場合等に、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆを検出する際には、まず、固定砥粒ワイヤ１４の一部として、長さ１［ｍ］の固定砥粒ワイヤ１４から、長さ３［ｍｍ］分のサンプルを２０個採取（撮影）する。
【００４７】
そして、図８中に示すように、一つのサンプル２８から、サンプル２８の外径面の１／６の部分に固着している砥粒２４の数ｎを求め、この求めた数ｎを以下の式（２）へ代入して、長さ１［ｍｍ］当たりでサンプル２８の外径面に固着している砥粒２４の数ｎｐ（個／１［ｍｍ］）を求める。なお、図８は、サンプル２８の構成を示す図であり、サンプル２８を径方向から見た図である。また、図８中では、サンプル２８の外径面の１／６の部分を、ハッチングにより示している。
ｎｐ＝（ｎ×６）／３ … （２）
次に、上式（２）で求めた、長さ１［ｍｍ］当たりでサンプル２８の外径面に固着している砥粒２４の数ｎｐを以下の式（３）へ代入して、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数Ｆを求める。
【００４８】
【数１】
【００４９】
（動作・作用等）
以下、図１から図８を参照しつつ、図９を用いて、上記の構成を備えた固定砥粒ワイヤ１４と、この固定砥粒ワイヤ１４を備えた切断装置１が行う動作・作用等について説明する。
本実施形態の切断装置１を用いて、被加工物Ｗを切断して複数枚のウエハを形成する際には、ボビン駆動用モータを駆動させて一対のワイヤボビン２ａ，２ｂを回転させるとともに、ローラ駆動用モータを駆動させて駆動ローラ８を回転させる。これに加え、アクチュエータ２０を駆動させて、テンションローラ４を固定砥粒ワイヤ１４に押圧し、固定砥粒ワイヤ１４の張力を予め設定した張力とする。これにより、駆動ローラ８と従動ローラ１０との間に形成されている切削加工列を、固定砥粒ワイヤ１４の長さ方向へ移動させる。
【００５０】
上記のように、駆動ローラ８と従動ローラ１０との間に形成されている切削加工列を、固定砥粒ワイヤ１４の長さ方向へ移動させた状態で、固定板１８及び保持板１６を移動させて、被加工物Ｗを駆動ローラ８と従動ローラ１０との間へ移動させる。これにより、被加工物Ｗを、駆動ローラ８と従動ローラ１０との間に形成されている切削加工列（固定砥粒ワイヤ１４）に接触させる。なお、被加工物Ｗと固定砥粒ワイヤ１４が接触する際には、クーラントノズル１２から、固定砥粒ワイヤ１４と被加工物Ｗとの接触部分へ向けて、液体を噴射する。
【００５１】
被加工物Ｗを駆動ローラ８と従動ローラ１０との間へ移動させると、図９中に示すように、移動している固定砥粒ワイヤ１４は、被加工物Ｗを切削加工する。そして、被加工物Ｗの切削加工が進行すると、被加工物Ｗが切断されて、複数枚のウエハが形成される。なお、図９は、被加工物Ｗを切削加工する状態を示す図である。
第一実施形態では、上述したように、複数の砥粒２４のうち、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４である、突出量が大きい方から標準偏差σの三倍分の砥粒が、突出量Ｈの分布において、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となるように調整している。
【００５２】
また、第二実施形態では、上述した固定砥粒ワイヤ１４に対してドレッシングを行うことにより、砥粒２４の突出量の大きい方から突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内である区間に含まれる砥粒の数を、全砥粒数の７０％以上としている。
このため、固定砥粒ワイヤ１４を形成する際に、上述した突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］よりも大きくなった場合であっても、固定砥粒ワイヤ１４に対するドレッシングを行った後は、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４に対し、突出量Ｈの区間の幅を４．５［μｍ］以下とすることが可能となる。
【００５３】
このため、上記のように調整した砥粒２４を備える固定砥粒ワイヤ１４により被加工物Ｗを切削加工する際に、被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力の増加を抑制して、ウエハの強度が所望の強度未満となることを防止することが可能となっている。
【００５４】
（第一実施形態および第二実施形態の効果）
以下、本実施形態の効果を列挙する。
（１）第一実施形態の切断装置１が備える固定砥粒ワイヤ１４では、複数の砥粒２４のワイヤ本体２２の外径面から突出する突出量Ｈの分布において、全砥粒のうち９５．４％の砥粒は前記突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内としており、複数の砥粒２４のうち、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４の突出量Ｈの区間の幅を、４．５［μｍ］以内としている。
このため、被加工物Ｗの切削加工において、複数の砥粒２４のうち、被加工物Ｗと接触する可能性が低い砥粒２４や、即座にワイヤ本体２２から除去されてしまう可能性が高いものを除いた砥粒２４を、上述した区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４として調整することが可能となる。
【００５５】
その結果、複数の砥粒２４のうち被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４を、突出量Ｈの大きさの差が少ない砥粒２４とすることが可能となり、被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力の増加を抑制することが可能となる。そして、固定砥粒ワイヤ１４を備える切断装置１を用いて、被加工物Ｗを切削加工して形成したウエハの強度の低下を抑制することが可能となる。
【００５６】
（２）第二実施形態の切断装置１が備える固定砥粒ワイヤ１４では、固定砥粒ワイヤ１４に対するドレッシングを行うことで、切削加工に寄与する砥粒２４の突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間を、突出量Ｈの分布における分布の比率の最大値を含む区間としている。これに加え、切削加工に寄与する砥粒２４の突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］以内となっている区間に含まれる砥粒２４の数を、複数の砥粒２４の７０％以上の数としている。
【００５７】
このため、固定砥粒ワイヤ１４を形成する際の加工精度が低い場合等、固定砥粒ワイヤ１４を形成する際に、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４が、突出量Ｈの区間の幅が４．５［μｍ］よりも大きくなった場合であっても、固定砥粒ワイヤ１４に対するドレッシングを行った後は、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４に対し、突出量Ｈの区間の幅を４．５［μｍ］以下とすることが可能となる。
その結果、被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力の増加を抑制することが可能となり、形成したウエハの強度の低下を抑制することが可能となる。
【００５８】
（３）本実施形態の切断装置１が備える固定砥粒ワイヤ１４では、複数の砥粒２４の平均断面積をＸ［μｍ２］とし、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数をＦ個とした場合に、Ｆが１００個以上であるとともに、上式（１）が成立している。
このため、砥粒２４の粒径が小さくなるほど、長さ１［ｍｍ］当たりでワイヤ本体２２の外径面に固着している砥粒２４の数が増加することとなり、ワイヤ本体２２の外径面において砥粒２４が占める面積比の低下を抑制することが可能となる。
その結果、砥粒２４の粒径が小さくとも、ワイヤ本体２２の外径面における、被加工物Ｗの切削加工に寄与する砥粒２４の面積比の低下を抑制することが可能となり、固定砥粒ワイヤ１４が有する、被加工物Ｗに対する切削加工能力の低下を抑制することが可能となる。
【００５９】
（４）本実施形態の切断装置１では、上述した構成の固定砥粒ワイヤ１４と、この固定砥粒ワイヤ１４を、固定砥粒ワイヤ１４の長さ方向へ移動可能なワイヤ移動手段（ワイヤボビン２、ボビン駆動用モータ、駆動ローラ８及びローラ駆動用モータ）を備えている。
このため、固定砥粒ワイヤ１４が、上述した構成を備えていない場合と比較して、被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力の増加を抑制することが可能となる。
その結果、被加工物Ｗを切削加工して形成したウエハの強度の低下を抑制することが可能となる。
【００６０】
（５）本実施形態では、上述した構成の固定砥粒ワイヤ１４を用いて、ウエハ（シリコンウエハや半導体ウエハ等）を作製する。
このため、ウエハの材料となる被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力の増加を抑制した状態で、ウエハを作製することが可能となる。
その結果、ウエハの品質を向上させることが可能となる。
【００６１】
（６）本実施形態では、上述した構成の切断装置１を用いて、ウエハ（シリコンウエハや半導体ウエハ等）を作製する。
このため、ウエハの材料となる被加工物Ｗのうち、切削加工の際に固定砥粒ワイヤ１４と接触した部分に加わる応力の増加を抑制した状態で、ウエハを作製することが可能となる。
その結果、ウエハの品質を向上させることが可能となる。
【００６２】
（変形例）
以下、本実施形態の変形例を列挙する。
（１）本実施形態の切断装置１では、被加工物Ｗを多結晶シリコンブロックとしたが、これに限定するものではなく、被加工物Ｗを、単結晶シリコンブロック等、多結晶シリコンブロック以外としてもよい。また、ウエハの厚さは、１８０〜２２０［μｍ］程度に限定するものではない。
（２）本実施形態の切断装置１では、固定砥粒ワイヤ１４を巻きつけて切削加工列が形成する二つのローラとして、駆動ローラ８と従動ローラ１０を用いているが、これに限定するものではなく、二つのローラを、共に駆動ローラ８としてもよい。また、ボビン駆動用モータの駆動力が高い場合等には、二つのローラを、共に従動ローラ１０としてもよい。
【００６３】
（砥粒の突出量の測定方法）
砥粒の突出量Ｈの測定は、例えば、レーザー顕微鏡（例えば、キーエンス製：ＶＫ‐８７１０等）を用いて、３Ｄ測定により実施する。その際、図８中に示す斜線部で示されるように、ワイヤの中央部に位置する砥粒２４を測定する。
そして、例えば、砥粒２４のワイヤ周方向での中央部において、ワイヤの軸方向に沿って線状に３回測定した平均値を用いる。この測定結果は、図１０中に示すようなプロファイルで表され、その立ち上がり部を除いた砥粒の中央部での平均高さＢとワイヤ表面高さＡとの差［Ｂ−Ａ］（μｍ）として、突出量Ｈが算出される。なお、図１０は、突出量Ｈの測定要領を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 切断装置
２ ワイヤボビン
４ テンションローラ
６ ガイドローラ
８ 駆動ローラ
１０ 従動ローラ
１２ クーラントノズル
１４ 固定砥粒ワイヤ
１６ 保持板
１８ 固定板
２０ アクチュエータ
２２ ワイヤ本体
２４ 砥粒
２６ 固着層
２８ サンプル
Ｗ 被加工物
Ｈ 砥粒のうち、ワイヤ本体の外径面から突出している突出量
【特許請求の範囲】
【請求項１】
線状のワイヤ本体と、前記ワイヤ本体の外径面に固着している複数の砥粒と、を備え、被加工物の切削加工に用いる固定砥粒ワイヤであって、
前記ワイヤ本体の外径面から突出する前記複数の砥粒の突出量の分布において、全砥粒のうち９５．４％の砥粒は前記突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内となっており、
前記突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内の砥粒のうち、前記突出量が大きい方から標準偏差σの三倍分の砥粒は、前記突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となっていることを特徴とする固定砥粒ワイヤ。
【請求項２】
線状のワイヤ本体と、前記ワイヤ本体の外径面に固着している複数の砥粒と、を備え、被加工物の切削加工に用いる固定砥粒ワイヤであって、
前記固定砥粒ワイヤに対するドレッシングを行った後の前記ワイヤ本体の外径面から突出する前記複数の砥粒の突出量の分布において、前記突出量が大きい方から突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となる区間に含まれる砥粒数は、全砥粒数の７０％以上であることを特徴とする固定砥粒ワイヤ。
【請求項３】
前記複数の砥粒の平均断面積をＸ［μｍ２］とし、長さ１［ｍｍ］当たりで前記ワイヤ本体の外径面に固着している前記砥粒の数をＦ個とした場合に、
前記Ｆを、最小値を１００とし、且つ以下の式の範囲内としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載した固定砥粒ワイヤ。
２４０００／Ｘ≦Ｆ≦３６０００／Ｘ
【請求項４】
前記被加工物を切断してウエハを形成する切断装置であって、
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載した固定砥粒ワイヤと、
前記固定砥粒ワイヤを長さ方向へ移動可能なワイヤ移動手段と、を備えることを特徴とする切断装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載した固定砥粒ワイヤを用いて作製されたことを特徴とするウエハ。
【請求項６】
請求項４に記載した切断装置を用いて作製されたことを特徴とするウエハ。
【請求項１】
線状のワイヤ本体と、前記ワイヤ本体の外径面に固着している複数の砥粒と、を備え、被加工物の切削加工に用いる固定砥粒ワイヤであって、
前記ワイヤ本体の外径面から突出する前記複数の砥粒の突出量の分布において、全砥粒のうち９５．４％の砥粒は前記突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内となっており、
前記突出量の区間の幅が６．０［μｍ］以内の砥粒のうち、前記突出量が大きい方から標準偏差σの三倍分の砥粒は、前記突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となっていることを特徴とする固定砥粒ワイヤ。
【請求項２】
線状のワイヤ本体と、前記ワイヤ本体の外径面に固着している複数の砥粒と、を備え、被加工物の切削加工に用いる固定砥粒ワイヤであって、
前記固定砥粒ワイヤに対するドレッシングを行った後の前記ワイヤ本体の外径面から突出する前記複数の砥粒の突出量の分布において、前記突出量が大きい方から突出量の区間の幅が４．５［μｍ］以内となる区間に含まれる砥粒数は、全砥粒数の７０％以上であることを特徴とする固定砥粒ワイヤ。
【請求項３】
前記複数の砥粒の平均断面積をＸ［μｍ２］とし、長さ１［ｍｍ］当たりで前記ワイヤ本体の外径面に固着している前記砥粒の数をＦ個とした場合に、
前記Ｆを、最小値を１００とし、且つ以下の式の範囲内としたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載した固定砥粒ワイヤ。
２４０００／Ｘ≦Ｆ≦３６０００／Ｘ
【請求項４】
前記被加工物を切断してウエハを形成する切断装置であって、
請求項１から請求項３のうちいずれか１項に記載した固定砥粒ワイヤと、
前記固定砥粒ワイヤを長さ方向へ移動可能なワイヤ移動手段と、を備えることを特徴とする切断装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載した固定砥粒ワイヤを用いて作製されたことを特徴とするウエハ。
【請求項６】
請求項４に記載した切断装置を用いて作製されたことを特徴とするウエハ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９９７９６（Ｐ２０１３−９９７９６Ａ）
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４３４７３（Ｐ２０１１−２４３４７３）
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２３日（２０１３．５．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月７日（２０１１．１１．７）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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