(57)【要約】      （修正有）【課題】被加工物を一定の厚みで切断するのに有効なソーワイヤを提供すること。【解決手段】被加工物の切断箇所に沿って走行するソーワイヤ１は、切断すべき被加工物の切断箇所に切り込みを付ける第１部分１ａと、前記切り込みに沿って被加工物を切断する第２部分１ｂを備え、第１部分１ａの直径Ｄ１が第２部分１ｂの直径Ｄ２よりも小さい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物の切断箇所に沿って走行させられ被加工物を切断するソーワイヤであって、切断すべき被加工物の切断箇所に切り込みを付ける第１部分と、前記切り込みに沿って被加工物を切断する第２部分を備え、第１部分は直径が第２部分よりも小さいことを特徴とするソーワイヤ。
【請求項２】
第１部分の直径は第２部分の直径の４０〜７０％である請求項１に記載のソーワイヤ。
【請求項３】
請求項１に記載のソーワイヤを第１部分から巻き回して走行させる少なくとも２本のローラと、前記ローラを駆動するローラ駆動部と、被加工物を保持し走行するソーワイヤに被加工物を押し当てるテーブルと、テーブルを駆動するテーブル駆動部と、ローラ駆動部およびテーブル駆動部を制御する制御部とを備えるワイヤソー。
【請求項４】
請求項３に記載のワイヤソーを用い、ソーワイヤの第１部分で半導体ブロックに切り込みを付ける工程と、ソーワイヤの第２部分で前記切り込みに沿って切断を行う工程とを備える半導体ブロックの切断方法。
【請求項５】
ソーワイヤの第１部分で半導体ブロックに切り込みを付ける前記工程は、第１部分の直径の２５〜５０％に相当する深さまで切り込みを付ける工程である請求項４に記載の半導体ブロックの切断方法。
【請求項６】
請求項３に記載のワイヤソーを用い、ソーワイヤの第１部分で半導体ブロックに切り込みを付ける工程と、ソーワイヤの第２部分で前記切り込みに沿って切断を行う工程とを備える半導体ウエハの製造方法。
【請求項７】
ソーワイヤの第１部分で半導体ブロックに切り込みを付ける前記工程は、第１部分の直径の２５〜５０％に相当する深さまで切り込みを付ける工程である請求項６に記載の半導体ウエハの製造方法。
【請求項８】
請求項６または７に記載の半導体ウエハの製造方法によって製造された半導体ウエハ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ソーワイヤ、ワイヤソーおよびそれを用いた半導体ブロックの切断方法、並びに、半導体ウエハの製造方法および半導体ウエハに関する。
【背景技術】
【０００２】
この発明に関連する従来技術としては、マルチワイヤソーで半導体ブロックを切断するにあたり、半導体ブロックが固定されたテーブルを所定の速度で下降させることにより半導体ブロックを走行するソーワイヤに押し当てて切断を進め、切断の最終段階でテーブルの下降を停止させると共に走行するソーワイヤの直径を徐々に太くして切削量を増大させることにより、隣接するウエハ同士を繋いでいる部分を削り取り、互いに分離したウエハとして切断する半導体ブロックの切断方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１９３１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来より、半導体ブロックから半導体ウエハを切り出す装置としてワイヤソーが用いられている。
ワイヤソーは、ソーワイヤと呼ばれる細い鋼線を複数のローラで巻き回して走行させ、走行するソーワイヤに砥粒を含んだスラリーを供給しつつ半導体ブロックなどの被加工物を押し当てて切断する切断装置である。
ワイヤソーによる切断の原理は、走行するソーワイヤと被加工物との当接箇所において、スラリーに含まれる砥粒の転動や引っ掻きによる微小切削作用が生じることに基づき、このような微小切削作用は一般にラッピング作用と呼ばれる。
【０００５】
このようなラッピング作用は、切断がある程度進んで被加工物に切り込みが付けられた段階では、ソーワイヤが切り込みに案内されながら走行するため切り込みの先端で安定して生じ、切断が進行する。
しかし、被加工物に切り込みが付けられていない切断初期の段階では、被加工物とソーワイヤとの当接箇所においてソーワイヤを案内するものがないため、安定したラッピング作用が生じ難く、被加工物に切り込みが付けられるまでソーワイヤが走行方向に対して左右にぶれる（暴れる）横ぶれが生じ易い。
【０００６】
切断初期の段階でソーワイヤに横ぶれが生じると、切り代が大きくなり、切り出された加工物は切断の初期段階で切断された部分の厚みが他の部分の厚みよりも薄くなる。
被加工物が半導体ブロックである場合、半導体ブロックを切断して得られた半導体ウエハの一部に厚みの薄い部分が形成されることとなり、この厚みの薄い部分から割れが発生し易くなり、太陽電池等の半導体デバイスの不良発生、信頼性低下に繋がる。
【０００７】
この発明は以上のような事情を考慮してなされたものであり、半導体ブロックなどの被加工物を一定の厚みで切断するのに有効なソーワイヤ、ワイヤソーおよびそれを用いた半導体ブロックの切断方法、並びに、半導体ウエハの製造方法および半導体ウエハを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、被加工物の切断箇所に沿って走行させられ被加工物を切断するソーワイヤであって、切断すべき被加工物の切断箇所に切り込みを付ける第１部分と、前記切り込みに沿って被加工物を切断する第２部分を備え、第１部分は直径が第２部分よりも小さいことを特徴とするソーワイヤ（ワイヤソー用のワイヤ）を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係るソーワイヤによれば、被加工物に切り込みを付ける第１部分の直径がその後の切断を担う第２部分の直径よりも細いので、切断の初期段階においてソーワイヤが走行方向に対して左右にぶれるソーワイヤの横ぶれが抑制される。
被加工物に切り込みが付けられた後は、当該切り込みに案内されてソーワイヤが走行するため、第１部分よりも直径が大きく強度的にも優れる第２部分で安定して切断を進めることができ、被加工物を安定して一定の厚みで切断することができる。
この結果、切り出された加工物の切断の初期段階で切断された部分の厚みが他の部分の厚みよりも薄くなることを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
この発明によるソーワイヤは、被加工物の切断箇所に沿って走行させられ被加工物を切断するソーワイヤであって、切断すべき被加工物の切断箇所に切り込みを付ける第１部分と、前記切り込みに沿って被加工物を切断する第２部分を備え、第１部分は直径が第２部分よりも小さいことを特徴とする。
【００１１】
この発明によるソーワイヤにおいて、被加工物の切断箇所に切り込みを付けるとは、当該切断箇所にソーワイヤの第２部分を案内しながら走行させるのに必要となる最小限の深さの溝を形成することを意味する。
【００１２】
この発明によるソーワイヤの材質は樹脂製又は金属製のいずれであってもよいが、機械的強度の観点からすると金属製のものが好適である。
金属製の場合、その材料としては、例えば、炭素を約０．７質量％以上含有する高炭素鋼が挙げられ、より具体的には、ＪＩＳ−Ｇ３５０２に規定されるＳＷＲＳ８２Ａ、ＳＷＲＳ８０Ａ、ＳＷＲＳ７７Ａなどが挙げられる。
【００１３】
この発明によるソーワイヤは、上述の通り、第１部分の直径が第２部分の直径よりも小さく設定される。
このようなソーワイヤは、例えば、棒状の線材をダイスのダイス孔に通して強制的に引き伸ばす伸線加工を繰り返して前記線材を徐々に細く加工し、加工の最終段階で用いるダイスに、ダイス孔の径を変化させることが可能なもの（例えば、２分割された金型からなる可変ダイス）を用い、第１部分に相当する部分を形成する際に前記ダイスのダイス孔の径を一時的に狭めることにより作製できる。
このようにして得られたソーワイヤの表面には銅、亜鉛または真鍮などのメッキが施されていてもよいし、さらには表面に砥粒のコーティングが施されていてもよい。
【００１４】
このような製造方法で作製された場合、直径の小さい第１部分の表面にダイスを構成する金型の合わせラインに対応してパーティングラインが形成されることもある。
パーティングラインは切断時に被加工物の切断面を荒らす可能性があるため好ましいものではないが、上述の通り、この発明では、第１部分を用いて被加工物に付けられた切り込みも、結局、その後の切断を担う第２部分で切削されるため、パーティングラインによる切断面の荒れが問題となることはない。
【００１５】
なお、被加工物を切断するにあたって、一般に、ソーワイヤはスラリーと共に用いられる。スラリーは切削用として一般に市販されているものを用いることができ、特に限定されるものではないが、例えば、水溶性または油性の分散剤に砥粒が分散されたものを用いることができる。
水溶性の分散剤としては、例えば、水にグリコール、界面活性剤、高級脂肪酸等を添加したものを用いることができ、油性の分散剤としては鉱物油などのオイルに潤滑剤が添加されたものを用いることができる。
砥粒としては、例えば、粒径１０〜３０μｍ程度の炭化珪素、酸化セリウム、ダイヤモンド、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、二酸化珪素などを用いることができる。
なお、ソーワイヤに砥粒がコーティングされている場合には、砥粒を含有しないスラリーが用いられてもよい。
【００１６】
この発明によるソーワイヤにおいて、第１部分の直径は第２部分の直径の４０〜７０％程度であってもよい。
これは、被加工物に切り込みを付けるという第１部分の目的と、ソーワイヤとしての機械的強度の観点からみて妥当となる直径である。
例えば、第２部分の直径は、従来の一般的なソーワイヤと同様の１３０〜１４０μｍ程度とすることができ、この場合、第１部分の直径は前記値の４０〜７０％程度となる５０〜１００μｍ程度とすることができる。
【００１７】
この発明は別の観点からみると、この発明による上述のソーワイヤを第１部分から巻き回して走行させる少なくとも２本のローラと、前記ローラを駆動するローラ駆動部と、被加工物を保持し走行するソーワイヤに被加工物を押し当てるテーブルと、テーブルを駆動するテーブル駆動部と、ローラ駆動部およびテーブル駆動部を制御する制御部とを備えるワイヤソーを提供するものでもある。
【００１８】
この発明による上記のワイヤソーによれば、この発明による上述のソーワイヤで述べたのと同様の効果を奏する。
すなわち、少なくとも２本のローラとローラ駆動部によって、ソーワイヤが直径の小さい第１部分から巻き回されるので、被加工物に切り込みを付ける際に、被加工物とソーワイヤとの接触面積が小さくなり、被加工物に対するソーワイヤの接触圧が高められて被加工物にソーワイヤが食い込み易くなるため、切断の初期段階においてソーワイヤが走行方向に対して左右にぶれるソーワイヤの横ぶれが抑制される。
切断の初期段階でソーワイヤの横ぶれが抑制されることにより、被加工物に切り込みを付ける際に、切断に本来必要のない部分まで切削してしまうことが防止され、切断に必要な箇所のみを切削して切り込みを付けることが可能となる。
被加工物に切り込みが付けられた後は、当該切り込みに案内されてソーワイヤが走行するため、第１部分よりも直径が大きく強度的にも優れる第２部分で安定して切断を進めることができ、被加工物を一定の厚みで切断することができる。
なお、直径の小さな第１部分で付けられた切り込みも、結局、その後の切断を担う第２部分で切削されるため、切断された加工物の厚みは全領域で均一となる。
【００１９】
この発明による上記のワイヤソーにおいて、ソーワイヤは、マルチワイヤソーを構成するようにローラに等間隔で幾重にも張架されていてもよい。
ローラは、ソーワイヤを巻き回すことができればよく、その構成は特に限定されるものではないが、例えば、その外周にソーワイヤを案内する案内溝が形成されていてもよい。
ローラ駆動部は、ローラに駆動力を伝達できるものであればよく、その構成は特に限定されるものではないが、例えば、モータとモータの出力を伝達するベルトなどから構成できる。
【００２０】
テーブルは、被加工物を保持できるものであればよく、その構成は特に限定されない。
テーブル駆動部は、テーブルを上下に移動させることができるものであればよく、その構成は特に限定されるものではないが、例えば、モータとモータによって回転駆動される駆動シャフトなどから構成できる。
【００２１】
制御部とは、ローラ駆動部およびテーブル駆動部を制御するマイクロコンピュータを意味し、例えば、演算処理を行うＣＰＵ、ＣＰＵの処理プログラムを格納したＲＯＭ、ＣＰＵにワークエリアを提供するＲＡＭ、外部と信号の入出力を行うＩ／Ｏポート、各種ドライバ回路などから構成できる。
【００２２】
この発明は更に別の観点からみると、この発明による上記のワイヤソーを用い、ソーワイヤの第１部分で半導体ブロックに切り込みを付ける工程と、ソーワイヤの第２部分で前記切り込みに沿って切断を行う工程とを備える半導体ブロックの切断方法を提供するものでもある。
【００２３】
この発明による上記の半導体ブロックの切断方法によれば、本来の切断を担う第２部分よりも直径の小さい第１部分で切り込みを付けるので、切断の初期段階で起こるソーワイヤの横ぶれを抑制することができる。そして、いったん切り込みが付けられた後は、第１部分よりも直径が大きく機械的強度に優れる第２部分で安定して切断を進めることができるので、切断の初期段階から切り出しまで安定して切断することができる。また、切り出された加工物である半導体ウエハの切断の初期段階で切断された部分の厚みが他の部分の厚みよりも薄くなることを抑制できるので、半導体ウエハの割れの発生を低減することができる。
【００２４】
なお、この発明による上記の半導体ブロックの切断方法においても、切り込みを付けるとは、被加工物としての半導体ブロックの切断箇所にソーワイヤの第２部分を案内しながら走行させるのに必要となる最小限の深さの溝を形成することを意味する。
【００２５】
この発明による上記の半導体ブロックの切断方法において、ソーワイヤの第１部分で半導体ブロックに切り込みを付ける前記工程は、第１部分の直径の２５〜５０％程度に相当する深さまで切り込みを付ける工程であってもよい。
このような構成によれば、第２部分よりも直径が小さく機械的強度の低い第１部分に断線が生じるなどのトラブルを防止できる。
【００２６】
すなわち、第２部分よりも直径が小さい第１部分は、後の切断を担う第２部分よりも機械的強度が弱いため、第１部分で切断を続けると第１部分に過剰な負荷がかかって断線などのトラブルが生じる恐れがある。
このため、第１部分での切削は、第２部分の走行を案内するのに必要となる最小限の深さの切り込みを付けるまでに留めておくことが好ましく、第１部分の直径の２５〜５０％程度に相当する深さまで切り込みを付ければ、それ以後の第２部分の走行案内には十分である。
【００２７】
この発明は更に別の観点からみると、この発明による上記のワイヤソーを用い、ソーワイヤの第１部分で半導体ブロックに切り込みを付ける工程と、ソーワイヤの第２部分で前記切り込みに沿って切断を行う工程とを備える半導体ウエハの製造方法を提供するものでもある。
【００２８】
この発明による上記の半導体ウエハの製造方法によれば、この発明による上述の半導体ブロックの切断方法で述べたのと同様の作用と効果を奏する。
【００２９】
この発明による上記の半導体ウエハの製造方法において、ソーワイヤの第１部分で半導体ブロックに切り込みを付ける前記工程は、第１部分の直径の２５〜５０％程度に相当する深さまで切り込みを付ける工程であってもよい。
このような構成によれば、この発明による上述の半導体ブロックの切断方法で述べたのと同様の作用と効果を奏する。
【００３０】
この発明は更に別の観点からみると、この発明による上記の半導体ウエハの製造方法によって製造された半導体ウエハを提供するものでもある。
【００３１】
この発明による上記の半導体ウエハによれば、切断の初期段階で切断された部分の厚みが他の部分の厚みよりも薄くなることが抑制されるので、半導体ウエハの厚みが全体で均一となり、半導体ウエハの割れの発生が低減される。
これにより、太陽電池等の半導体デバイスの不良発生、信頼性低下を防止できる。
【００３２】
以下、図面に基づいてこの発明の実施形態に係るソーワイヤおよびマルチワイヤソー、並びに、それを用いた半導体ブロックの切断方法（半導体ウエハの製造方法）について詳細に説明する。
【００３３】
図１は本発明の実施形態に係るソーワイヤを示す部分拡大説明図である。
【００３４】
図１に示されるように、本発明の実施形態に係るソーワイヤ（ワイヤソー用のワイヤ）１は、先端側に位置し切断すべき被加工物の切断箇所に切り込みを付ける第１部分１ａと、第１部分１ａに続き切り込みに沿って被加工物を切断する第２部分１ｂとから構成され、第１部分１ａは直径Ｄ１が第２部分１ｂの直径Ｄ２よりも小さく設定されている。
【００３５】
このようなソーワイヤ１は、Ｃ：０．８０−０．８５質量％、Ｓｉ：０．１２−０．３２質量％、Ｍｎ：０．３０−０．６０質量％、Ｐ：０．０２５質量％以下、Ｓ：０．０２５質量％以下、Ｃｕ：０．２０質量％以下をそれぞれ含有する高炭素鋼からなる線材を、ダイスのダイス孔に通して引き伸ばす伸線加工を繰り返して徐々に細く加工し、加工の最終段階で、ダイス孔の径を変化させることが可能な可変ダイスを用い、第１部分１ａに相当する部分を形成する際に一時的にダイス孔の径を狭めて伸線加工を施すことにより作製できる。
【００３６】
第１部分１ａの直径Ｄ１は、第２部分１ｂの直径Ｄ２の４０〜７０％程度となる範囲で設定でき、本実施形態では、第２部分１ｂの直径Ｄ２が約１４０μｍであるので、第１部分１ａの直径Ｄ１は、第２部分１ｂの直径Ｄ２の約５０％となる約７０μｍに設定される。
これにより、第１部分１ａと被加工物との接触面積の低下を図って接触圧を高めつつ、ソーワイヤ１として必要最低限の機械的強度を維持できる。
【００３７】
なお、第１部分１ａの長さＬ１は被加工物に切り込みを付けるのに必要な長さに設定され、第２部分１ｂの長さＬ２は切り込みから被加工物を切断するのに必要となる長さに設定されるが、これについては後の半導体ブロックの切断方法の項で詳述する。
【００３８】
次に、本発明の実施形態に係るマルチワイヤソーについて図２に基づいて説明する。図２は、本発明の実施形態に係るマルチワイヤソーの全体構成を概略的に示す説明図である。
【００３９】
図２に示される本発明の実施形態に係るマルチワイヤソー（ワイヤソー）１００は、図１に示される本発明の実施形態に係るソーワイヤ１を第１部分１ａから巻き回して走行させる４本のローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄのうちローラ３ｂ，３ｃを駆動するローラ駆動部４と、被加工物としての半導体ブロック６を保持し走行するソーワイヤ１に半導体ブロック６を押し当てるテーブル７ａ，７ｂと、テーブル７ａ，７ｂを駆動するテーブル駆動部２９と、ローラ駆動部４およびテーブル駆動部２９を制御する制御部９とから主に構成されている。
【００４０】
マルチワイヤソー１００は、上記構成に加え、未使用のソーワイヤ１が巻かれた新線ボビン２と、使用済みのソーワイヤ１を巻き取る巻取ボビン５とを備えている。図１に示されるソーワイヤ１は、第１部分１ａの端が先頭となるように第２部分１ｂの端から新線ボビン２に巻かれている。
このため、新線ボビン２がマルチワイヤソー１００にセットされて稼働が開始すると、まず、ソーワイヤ１の第１部分１ａが送り出され、その後、第１部分１ａに続く第２部分１ｂが送り出される。
【００４１】
図示しないが、ローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの外周面には深さ３００μｍ程度のＶ字状の溝が３７０μｍ程度のピッチで１４００本程度それぞれ形成されており、新線ボビン２から送り出されたソーワイヤ１はローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄの外周面に形成された溝に案内されて張架されることにより、１４００周程度にわたって巻き回されて走行させられた後、ローラ３ｄから外れて巻取ボビン５に巻き取られる。
【００４２】
なお、新線ボビン２とローラ３ａとの間には、ソーワイヤ１の撓みを防止するテンションローラ８ａが設けられ、ソーワイヤ１に一定のテンションが加えられている。同様に、ローラ３ｄと巻取ボビン５との間にもテンションローラ８ｂが設けられ、ソーワイヤ１に一定のテンションが加えられている。
【００４３】
新線ボビン２と巻取ボビン５は制御部９によって制御されるサーボモータ１０，１１によってそれぞれ回転駆動され、走行条件に応じて能動的にソーワイヤ１の送出と巻取を行う。
ソーワイヤ１の送出および巻取に伴って新線ボビン２と巻取ボビン５の外径が変化するので、新線ボビン２の送出量と巻取ボビン５の巻取量を正確に制御することは難しいが、上述のテンションローラ８ａ，８ｂの撓み防止作用が働くので、ある程度の送出量および巻取量の過不足は許容される。
【００４４】
ローラ３ｂ，３ｃを駆動するローラ駆動部４は、サーボモータ１２、サーボモータ１２の回転出力を減速して出力する減速機１３、減速機１３の出力軸に設けられたプーリ１４、ローラ３ｃの軸端に同軸に設けられた第１プーリ１５および第２プーリ１６、ローラ３ｂの軸端に設けられたプーリ１７、減速機１３のプーリ１４とローラ３ｃの第１プーリ１５に張架された第１駆動ベルト１８、ローラ３ｃの第２プーリ１６とローラ３ｂのプーリ１７に張架された第２駆動ベルト１９とから主に構成されている。
減速機１３を駆動するサーボモータ１２も制御部９によって制御され、ローラ３ｂ，３ｃは設定された所定の速度で回転駆動される。
【００４５】
なお、本実施形態では、サーボモータ１２の出力を第１駆動ベルト１８および第２駆動ベルト１９を介してローラ３ｂ，３ｃに伝達しているが、ローラ３ｃの第２プーリ１６、ローラ３ｂのプーリ１７および第２駆動ベルト１９を廃してローラ３ｃのみを駆動するように構成し、構造の簡略化を図ってもよい。この場合、残りのローラ３ａ，３ｂ，３ｄは従動ローラとなる。
一方、ローラ３ａ，３ｄの軸端にもそれぞれプーリを設け、ローラ３ｂおよび３ｃに伝達された駆動力を駆動ベルトを介してローラ３ａ，３ｄに２次伝達し、全てのローラ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄが駆動されるように構成してもよい。
【００４６】
テーブル７ａ，７ｂを駆動するテーブル駆動部２９は、サーボモータ２０と、サーボモータ２０によって駆動される減速機２１と、減速機２１の出力軸に接続された溝付きの駆動シャフト２２とから主に構成されている。テーブル７ａ，７ｂは駆動シャフト２２とねじ対偶をなすように設けられている。
駆動シャフト２２は螺旋状の溝が形成されており、正方向または逆方向に回転することにより、ボールねじ（図示せず）を備えたテーブル７ａ，７ｂを極めてスムースに上下移動させることができる。
サーボモータ２０も制御部９によって制御され、設定された通りのタイミングと速度でテーブル７ａ，７ｂを下降および上昇させることができる。
【００４７】
被加工物である半導体ブロック６は、予めバンドソーや外周刃で角柱状に加工されている。本実施形態において半導体ブロック６は、端面が一辺１５６ｍｍの正方形で、長さが５００ｍｍの直方体状である。
テーブル７ａ，７ｂには４本の半導体ブロック６がそれぞれ保持される。４本の半導体ブロック６は、２枚のガラス製の保持板２３に２本ずつ縦に並べて接着され、半導体ブロック６が接着された保持板２３はアルミ製の固定板２４を介してテーブル７ａ，７ｂの下面にセットされる。
【００４８】
図２に示されるように、本実施形態に係るマルチワイヤソー１００は、走行するソーワイヤ１に砥粒を含有したスラリーを供給するスラリー供給部２５を備えている。
スラリー供給部２５は、ポンプ（図示せず）を備えたスラリータンク２６、スラリータンク２６から延出するスラリー供給配管２７、スラリー供給配管２７から三つ又に分岐し走行するソーワイヤ１にスラリーをカーテン状に吐出する吐出ノズル２８とから主に構成されている。
本実施形態では、水溶性の分散剤に、直径１０〜３０μｍ程度のダイヤモンドからなる砥粒が分散されたものをスラリーとして用いる。
【００４９】
上述のように、本実施形態に係るマルチワイヤソー１００は、制御部９によってサーボモータ１０，１１，１２，２０を回転制御することにより、ソーワイヤ１の走行速度と、テーブル７ａ，７ｂの下降速度を自在に調整でき、ソーワイヤ１に加わるテンション（負荷）を自在に調整することができる。
すなわち、ソーワイヤ１の走行速度およびテーブル７ａ，７ｂの下降速度と、ソーワイヤ１に加わるテンションとは互いに比例する関係にあり、ソーワイヤ１の走行速度が速くなるほどソーワイヤ１に加わるテンションは高くなり、また、テーブル７ａ，７ｂの下降速度が速くなるほどソーワイヤ１に加わるテンションは高くなる。
【００５０】
次に、本発明の実施形態に係る半導体ブロックの切断方法について図３および図４に基づいて説明する。図３は図１に示される本発明の実施形態に係るソーワイヤの第１部分で半導体ブロックに切り込みを付ける工程を示す工程図、図４は図１に示される本発明の実施形態に係るソーワイヤの第２部分で半導体ブロック切断を進める工程を示す工程図である。
【００５１】
本発明の実施形態に係る半導体ブロックの切断方法（半導体ウエハの製造方法）は、上述の図２に示される本発明の実施形態に係るマルチワイヤソー１００を用いて行われる。
【００５２】
図３（ａ），（ｂ）に示されるように、本発明の実施形態に係る半導体ブロック６の切断方法では、まず、第２部分１ｂよりも小さい直径Ｄ１を有するソーワイヤ１の第１部分１ａで半導体ブロック６の切断箇所に切り込み６ａを付ける。
【００５３】
この際、ソーワイヤ１の第１部分１ａの直径Ｄ１は上述のとおり７０μｍと非常に小さいため、半導体ブロック６との接触面積は非常に小さく、半導体ブロック６に対する接触圧が高くなる。このため、ソーワイヤ１の第１部分１ａは半導体ブロック６に食い込み易く、半導体ブロック６の切断箇所に切り込み６ａを付けるにあたってソーワイヤ１が走行方向に対して左右にぶれる横ぶれが抑制される。
これにより、切断にあたって本来必要のない箇所まで切削してしまうことを防止できる。
【００５４】
その後、図４（ｃ），（ｄ）に示されるように、半導体ブロック６に形成された切り込み６ａに沿って、第１部分１ａよりも大きい直径Ｄ２を有するソーワイヤ１の第２部分１ｂを走行させ、半導体ブロック６の切断を進める。
この際、ソーワイヤ１の第２部分１ｂは、切り込み６ａに案内されながら走行するので横ぶれを起こすことなく安定して走行し、切り込み６ａの先端で生じる安定したラッピング作用によりスムースに切断が行われる。
これにより、半導体ブロック６は一定の厚みで切断され、全領域で均一な厚みを有する半導体ウエハが得られる。
【００５５】
なお、図３（ｂ）に示されるように、第２部分１ｂよりも小さい直径Ｄ１を有する第１部分１ａで半導体ブロック６に切り込み６ａを付ける工程では、第１部分１ａによって付けられた切り込み６ａの深さｄが、第１部分１ａの直径Ｄ１の２５〜５０％程度に相当する１８〜３５μｍとなるまで切り込みを付ける。
【００５６】
これは、ソーワイヤ１の第１部分１ａは、切り込み６ａが付けられた後の切断を担う第２部分１ｂよりも小さい直径Ｄ１を有し、この直径Ｄ１は通常のソーワイヤの直径（１３０〜１４０μｍ）よりも小さく、機械的強度が弱いことを配慮したものである。
【００５７】
仮に、切り込み６ａが付けられた後も第１部分１ａで半導体ブロック６の切断を続けると、機械的強度の弱い第１部分１ａに過剰な負荷がかかり、ソーワイヤ１の断線が生じる恐れがある。
このため、ソーワイヤ１の第１部分１ａで半導体ブロック６の切断箇所に切り込み６ａを付ける工程では、第１部分１ａに続く第２部分１ｂの走行を案内するのに必要となる最低限の深さまで切り込み６ａを付ければよく、切り込み６ａの深さｄが、第１部分１ａの直径Ｄ１の２５〜５０％程度となるまで切り込み６ａを付ければ、第２部分１ｂの走行を案内するうえでは十分である。
【００５８】
したがって、上述の本発明の実施形態に係るソーワイヤ１（図１参照）において、第１部分１ａの長さＬ１は半導体ブロック６に切り込み６ａを付けるのに必要とされる長さに設定され、第２部分１ｂの長さＬ２は第１部分１ａよって形成された切り込み６ａ（図３（ｂ）参照）から半導体ブロック６を切断するのに必要とされる長さに設定される。
本実施形態では、第１部分１ａの長さＬ１は約２０ｋｍに設定され、第２部分の長さＬ２は約５３０ｋｍに設定される。
【００５９】
上述のとおり、本発明の実施形態に係るマルチワイヤソー１００（図２参照）は、制御部９によってサーボモータ１０，１１，１２，２０を回転制御し、ソーワイヤ１の走行速度とテーブル７ａ，７ｂの下降速度を調整することにより、ソーワイヤ１に加わるテンションを調整できる。
このため、ソーワイヤ１の第１部分１ａで半導体ブロック６に切り込み６ａを付ける工程では、ソーワイヤ１の走行速度とテーブル７ａ，７ｂの下降速度のいずれか一方又は双方を通常よりも遅く設定することにより、ソーワイヤ１の第１部分１ａに過剰な負担が加わって断線することを防止できる。
【００６０】
しかし、本発明において、ソーワイヤ１の第１部分１ａの直径Ｄ１を第２部分１ｂの直径Ｄ２よりも小さく設定したのは、上述の通り、被加工物とソーワイヤ１との接触面積を小さくして接触圧を高め、切断の初期段階におけるソーワイヤ１の横ぶれを抑制するためである。
したがって、ソーワイヤ１の第１部分１ａに加わるテンション（負荷）を低くするためにソーワイヤ１の走行速度とテーブル７ａ，７ｂの下降速度を過度に低く設定すると、本来の目的であるソーワイヤ１と被加工物との接触圧を高める効果が得られ難くなり、ソーワイヤ１の横ぶれを抑制する効果が半減する。
【００６１】
このような観点から、ソーワイヤ１の走行速度とテーブル７ａ，７ｂの下降速度は慎重に決定されるべきである。
本実施形態において、第１部分１ａで半導体ブロック６に切り込み６ａを付ける工程では、ソーワイヤ１の走行速度は２００ｍ／分程度に設定され、テーブル７ａ，７ｂの下降速度は０．１ｍｍ／分程度に設定される。
一方、第１部分１ａによって形成された切り込み６ａに沿って第２部分１ｂを走行させて半導体ブロック６の切断を進める工程では、ソーワイヤ１の走行速度は６５０ｍ／分程度に設定され、テーブルの下降速度は０．２２ｍｍ／分程度に設定される。
【００６２】
なお、上記のワイヤ１の走行速度とテーブル７ａ，７ｂの下降速度は、ワイヤ１に過剰な負荷をかけることなく、半導体ブロック６を均一な厚みで、速くかつ滑らかに切断するうえで好ましい一例である。
したがって、本実施形態においてソーワイヤ１の走行速度とテーブル７ａ，７ｂの下降速度は必ずしも上記の値に限定されるものではなく、もちろん、上記の値を外れても半導体ブロック６の切断は可能である。
半導体ブロック６を均一な厚みで速くかつ滑らか切断するうえで好ましいソーワイヤ１の走行速度とテーブル７ａ，７ｂの下降速度は、例えば、ソーワイヤ１の走行速度が２００ｍ／分〜６５０ｍ／分となる範囲から選択でき、テーブル７ａ，７ｂの下降速度が０．１ｍｍ／分〜０．２２ｍｍ／分となる範囲から選択できる。
【００６３】
半導体ブロック６の切断中、一定量のスラリーが継続して供給され、本実施形態では、６本の吐出ノズル２８から合計で３２０ｋｇ／分程度のスラリーが継続的に供給されるが、第１部分１ａで半導体ブロック６に切り込み６ａを付ける工程と、第２部分１ｂで切り込み６ａに沿って切断を進める工程とでスラリーの供給量を変化させても構わない。
【００６４】
図３（ｂ）に示されるように、ソーワイヤ１の第１部分１ａで切削して形成された半導体ブロック６の切り込み６ａは、第１部分１ａの直径Ｄ１に対応した細い幅で形成される。
しかし、図４（ｃ），（ｄ）に示されるように、第１部分１ａで形成された切り込み６ａも、結局のところ、本来の切断を担う第２部分１ｂで再度切削されるので、半導体ブロック６は均一な厚みで切断され、得られる半導体ウエハの厚みは全領域で均一になる。
【００６５】
比較例
本発明の実施形態に係るソーワイヤおよびマルチワイヤソー、並びに、それを用いた半導体ブロックの切断方法との比較例について図５〜９に基づいて説明する。図５は比較例に係るソーワイヤを示す図１対応図、図６は比較例に係るソーワイヤによって半導体ブロックに切り込みが付けられる工程を示す図３対応図、図７は比較例に係るソーワイヤによって半導体ブロックが切断される工程を示す図４対応図、図８は比較例に係るソーワイヤによって半導体ブロックが切断される様子を半導体ブロックの正面からみた説明図、図９は比較例に係るソーワイヤによって切断された半導体ウエハの厚みを示すグラフ図である。
【００６６】
図５に示されるように、比較例に係るソーワイヤ２０１は、従来のソーワイヤと同様にその全長にわたって一定の直径Ｄ３を有している。比較例に係るソーワイヤの直径Ｄ３は１４０μｍである。
比較例に係るソーワイヤ２０１の直径Ｄ３は、本発明の実施形態に係るソーワイヤ１（図１参照）の第１部分１ａの直径Ｄ１よりも大きいため、比較例に係るソーワイヤ２０１を用いて半導体ブロック６に切り込みを付けようとすると、図６（ａ），（ｂ）に示されるように、ソーワイヤ２０１と半導体ブロック６との接触面積が比較的大きいために高い接触圧が得られ難く、ソーワイヤ２０１が走行方向に対して左右に横ぶれし易い。
このため、図６（ｂ）に示されるように、半導体ブロック６に切り込み２０６ａを付けるにあたって、本来切断に必要のない箇所まで切削してしまい、切り込み２０６ａの幅が広くなる。
【００６７】
切り込み２０６ａが付けられた後の切断は、図７（ｃ），（ｄ）および図８に示されるように本発明の実施形態と同様に進行する。
しかしながら、切り込み２０６ａを付ける際に、本来切断に必要のない箇所まで切削してしまうため、半導体ブロック６を切断して得られた半導体ウエハは切り込み２０６ａに対応する部分の厚みが他の部分よりも薄くなる。
【００６８】
比較例によって切断された半導体ウエハの厚みを図９に示す。
図９は、図８に示される半導体ブロック６を比較例に係るソーワイヤ２０１で切断して得られた半導体ウエハのＣ−Ｃ矢視断面の厚み方向の変化をグラフで示したものであり、図９中の「Ａ」および「Ｂ」は、図８中の「Ａ」および「Ｂ」とそれぞれ対応している。また、図８中に半導体ブロック６を横切るように示されている矢印は、ソーワイヤ２０１が該矢印方向に沿って走行することを示し、図８中に下向きで示される矢印は、走行するソーワイヤ２０１に対して半導体ブロック６が下降させられることを示している。
【００６９】
図８および図９に示されるように、半導体ブロック６が切断される際にソーワイヤ２０１の走行方向に沿った最も上流側で最初にソーワイヤ２０１と接触し、切り込み２０６ａ（図６（ｂ）参照）が付けられるＡ部は、ソーワイヤ２０１が横ぶれを起こし、本来、切断に必要のない箇所まで切削された影響により局部的に厚みが薄くなっている。
そして、一旦、切り込み２０６ａが付けられた後は、切り込み２０６ａに沿ってソーワイヤ２０１が走行するため、切断の最終段階に相当するＢ部に至るまで大きく厚みを変動させることなく推移している。
【００７０】
また、図８に示される半導体ブロック６を、比較例に係るソーワイヤ２０１で切断して得られた半導体ウエハの厚み分布について述べる。
図８に示される半導体ブロック６のうち、走行するソーワイヤ２０１と最初に接触し切り込みが付けられる図８中の（１）の部分の厚さは、半導体ウエハの中心に相当する（９）の部分の厚さを１００％とすると８８．０％の厚さしかない。
このことから、半導体ブロック６に切り込み２０６ａを付ける際のソーワイヤ２０１の横ぶれによって、本来、切断に必要のない部分まで切削され、切り代が大きくなっていることが分かる。
【００７１】
そして、図８中の（１）の部分から保持板２３へ向かって上方へ移動すると、上記（９）の部分の厚さに対して（２）の部分では９５．５％、（３）の部分では９５．０％、（４）の部分では９７．０％となっている。
このことから、比較例においても、いったん切り込み２０６ａが付けられた後は、切り込み２０６ａに案内されてソーワイヤ２０１が走行することから、厚みの変化が少ない状態で切断が進行していることが分かる。
【００７２】
また、図８に示される半導体ブロック６のうち、走行するソーワイヤ２０１の下流側で切断される部分は、半導体ウエハの中心に相当する上記（９）の部分の厚さに対して、図８中の下方から保持板２３へ向かって（８）の部分で９５．０％、（７）の部分で１０２．０％、（６）の部分で１０５．０％、（５）の部分で１０３．０％となっている。
【００７３】
走行するソーワイヤ２０１と最初に接触する最下部（８）の厚さが上方の部位（７），（６），（５）よりも薄くなっているのは先に述べた上流側と同様であるが、上流側で切り込み２０６ａが付けられてから該切り込みが下流側に進展すると考えられるため、上流側ほどソーワイヤ２０１の横ぶれの影響は大きく顕れていない。
そして、下流側においても最下部（８）に切り込み２０６ａが付けられた後は、切り込み２０６ａに案内されてソーワイヤ２０１が走行することから、厚みの変化が少ない状態で切断が進行している。
【００７４】
このように、図８に示される半導体ブロック６のうち、走行するソーワイヤ２０１と上流側で最初に接触する図８中の（１）の部分の厚さは半導体ウエハの中心（９）の部分に対する相対値で８８．０％となっており、これは半導体ウエハの全領域の中で最も薄く、ソーワイヤ２０１の横ぶれの影響を最も大きく受けていることが分かる。
【００７５】
このように、半導体ブロックに切り込みを付ける際のソーワイヤの横ぶれを抑制することは、半導体ブロックを切断して得られる半導体ウエハの厚み分布を均一にするうえで極めて重要であり、半導体ブロック６に切り込み６ａを付けるにあたって、本来の切断を担う第２部分１ｂよりも小さい直径Ｄ１を有する第１部分１ａで切り込み６ａを付ける本発明は、半導体ブロック６を均一な厚みで切断し、均一な厚みを有する半導体ウエハを得るうえで非常に有用である。
【００７６】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、半導体ブロック６に切り込み６ａを付ける際に、本来の切断を担う第２部分１ｂよりも直径の細い第１部分１ａが用いられるので、ソーワイヤ１と半導体ブロック６との接触圧が高まり、ソーワイヤ１が走行方向に対して左右にぶれる横ぶれが抑制される。
このため、半導体ブロック６に切り込み６ａを付ける際に、ソーワイヤ１の横ぶれに起因して、切り代が大きくなることが抑制され、切断に本来必要ない部分まで切削してしまうことを防止できる。
さらに、いったん切り込みが付けられた後は、第１部分１ａよりも大きい直径Ｄ２を有し機械的強度に優れる第２部分１ｂで安定して切断を進めることができ、半導体ブロック６から均一な厚さで半導体ウエハを切り出すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】この発明の実施形態に係るソーワイヤを示す部分拡大説明図である。
【図２】この発明の実施形態に係るマルチワイヤソーの全体構成を概略的に示す説明図である。
【図３】図１に示される本発明の実施形態に係るソーワイヤの第１部分で半導体ブロックに切り込みを付ける工程を示す工程図である。
【図４】図１に示される本発明の実施形態に係るソーワイヤの第２部分で半導体ブロックの切断を進める工程を示す工程図である。
【図５】比較例に係るソーワイヤを示す図１対応図である。
【図６】比較例に係るソーワイヤによって半導体ブロックに切り込みが付けられる工程を示す図３対応図である。
【図７】比較例に係るソーワイヤによって半導体ブロックが切断される工程を示す図４対応図である。
【図８】比較例に係るソーワイヤによって半導体ブロックが切断される様子を半導体ブロックの正面からみた説明図である。
【図９】比較例に係るソーワイヤによって切断された半導体ウエハの厚みを示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００７８】
１，２０１  ソーワイヤ
１ａ  第１部分
１ｂ  第２部分
２  新線ボビン
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  ローラ
４  ローラ駆動部
５  巻取ボビン
６  半導体ブロック
７ａ，７ｂ  テーブル
８ａ，８ｂ  テンションローラ
９  制御部
１０，１１，１２，２０  サーボモータ
１３，２１  減速機
１４，１７  プーリ
１５  第１プーリ
１６  第２プーリ
１８  第１駆動ベルト
１９  第２駆動ベルト
２２  駆動シャフト
２３  保持板
２４  固定板
２５  スラリー供給部
２６  スラリータンク
２７  スラリー供給配管
２８  吐出ノズル
２９  テーブル駆動部
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３  直径
ｄ  深さ
Ｌ１，Ｌ２  長さ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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