(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソーマシンでワークを切断するときに用いられるソーワイヤであって、
鋼線の表面に、砥粒を含有せず、且つ１２０℃での硬さが０．０７ＧＰａ以上、０．５ＧＰａ以下のポリアミドイミド樹脂皮膜またはポリイミド樹脂皮膜が被覆されており、
前記樹脂皮膜は、ワークを切断するときに吹き付けられる砥粒が樹脂皮膜に食い込むことを抑制するように硬さが制御されていることを特徴とする樹脂被覆ソーワイヤ。
【請求項２】
ソーマシンでワークを切断するときに用いられるソーワイヤであって、
鋼線の表面に、砥粒を含有せず、且つ１２０℃での硬さが０．０７ＧＰａ以上、０．５ＧＰａ以下の樹脂皮膜が被覆されており、
前記樹脂皮膜は、ワークを切断するときに吹き付けられる砥粒が樹脂皮膜に食い込むことを抑制するように硬さが制御されていると共に、
前記樹脂皮膜は、ワニスを塗布した後、３００℃以上で加熱して形成されるものであることを特徴とする樹脂被覆ソーワイヤ。
【請求項３】
前記樹脂が、ポリウレタン、ポリアミドイミド、またはポリイミドである請求項２に記載の樹脂被覆ソーワイヤ。
【請求項４】
樹脂被覆ソーワイヤの表面を、光学顕微鏡で４００倍で写真撮影し、樹脂被覆ソーワイヤの中心付近における５０μｍ×２００μｍの領域内に観察される砥粒の個数を目視で測定したときに、砥粒の個数が５個以下である請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂被覆ソーワイヤ。
【請求項５】
前記樹脂皮膜の膜厚が２〜１５μｍである請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂被覆ソーワイヤ。
【請求項６】
前記鋼線の線径が１３０μｍ以下である請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂被覆ソーワイヤ。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の樹脂被覆ソーワイヤに砥粒を吹き付け、切断面と樹脂被覆ソーワイヤとの間への砥粒の引き込みを前記樹脂によって抑制しつつ、ワークに対して前記樹脂被覆ソーワイヤが切り込む方向には、砥粒を引き込むことでワークを切断して得られた切断体であって、
ワークの切断面における加工変質層深さが５μｍ以下であることを特徴とする切断体。
【請求項８】
前記ワークの切断面における表面粗さが０．５μｍ以下である請求項７に記載の切断体。
【請求項９】
前記ワークの切断代が、樹脂被覆ソーワイヤの線径に対して１〜１．１０倍である請求項７または８に記載の切断体。
【請求項１０】
前記ワークの全厚さ偏差（ｔｏｔａｌ  ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ｖａｒｉａｔｉｏｎ、ＴＴＶ）が２０μｍ以下である請求項７〜９のいずれかに記載の切断体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーマシンでシリコンやセラミックスなどのワークを切断するときに用いられるソーワイヤ、および当該ソーワイヤを用いてワークを切断して得られる切断体に関し、詳細には、鋼線の表面に所定硬さの樹脂皮膜が被覆された樹脂被覆ソーワイヤ、および切断体（ウエハとも呼ばれる）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコンやセラミックスなどのワークは、ソーワイヤが取り付けられたソーマシンで切断される。ソーワイヤは、一方向または双方向（往復方向）に走行しており、このソーワイヤにワークを接触させることでワークを任意の幅でスライスできる。
【０００３】
ワークの切断時には、ソーワイヤに砥粒（以下、遊離砥粒と呼ぶことがある。）を含むスラリーを吹き付けながらワークを切断する方法（従来方法１）や、ベースワイヤの表面に砥粒を付着固定した固定砥粒付きソーワイヤを用いてワークを切断する方法（従来方法２）が知られている。前者の方法では、吹き付けたスラリーに含まれる遊離砥粒が、ワークとソーワイヤの間に引き込まれ、ワークの摩耗が促されることによってワークの研削加工が促進され、ワークが切断される。一方、後者の方法では、表面に固定された砥粒によってソーワイヤとワークの摩耗が促されることによってワークの研削加工が促進され、ワークが切断される。
【０００４】
また、特許文献１には、高炭素鋼等の鋼線の外周面を砥粒キャリア樹脂皮膜で被覆したワイヤを用い、砥粒を埋め込ませながらワークを切断する方法（従来方法３）が開示されている。特許文献１によれば、「ワイヤの外周面を砥粒キャリア樹脂皮膜で被覆せしめ、吹き付けられた遊離砥粒を上記砥粒キャリア樹脂皮膜に食い込ませながら当該遊離砥粒をワイヤとワークが接触している部分に引き込むように形成してなるので、遊離砥粒方式によるワイヤソーカット法を実施すると、遊離砥粒がそれよりも相対的に柔らかい上記砥粒キャリア樹脂皮膜に食い込み、その状態でもってワークとソーワイヤとの間に引き込まれることになる。従って、ソーワイヤによる遊離砥粒のキャリー能力が向上し、ワークとソーワイヤとの間に遊離砥粒を安定して引き込む（導入させる）ことができる。その結果、本発明に係るソーワイヤによれば高品質の製品（スライシング加工品）を歩留まり良く生産することが可能となる。」と記載されている。更に、「前記砥粒キャリア樹脂皮膜中にジルコニアやアルミナ等の硬質の無機物質からなる微粒子を混在させることも記載されており、砥粒キャリア樹脂皮膜自体の摩耗を抑制すると同時に、砥粒キャリア樹脂皮膜に樹脂皮膜だけの部分と無機微粒子の部分とで硬度の異なる部分ができるので、遊離砥粒に対するより一層のキャリー能力向上を期待することができるようになる。」と記載されている。
【０００５】
ところで、シリコンをソーワイヤで切断した切断体は、例えば、太陽電池の基板として用いられる。ところが、切断体の切断面には、切断時に加工変質層（ダメージ層と呼ばれることもある。）が形成される。この加工変質層が残ったままでは、基板に対する接合品質が悪くなり、太陽電池としての特性が充分に得られないことが指摘されており（特許文献２）、この加工変質層は除去する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１７９６７７号公報
【特許文献２】特開２０００−３２３７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１は、上記従来方法１のようにソーワイヤとして鋼線を用い、鋼線に遊離砥粒を吹き付け、砥粒を引き込ませながら切断するときの様子を示している。本発明者らの研究によると、この方法では、ワークに対して鋼線が切り込む方向に砥粒が引き込まれると共に、鋼線とワークの切断面（ワーク壁面）との間に砥粒が引き込まれるため、ワークの切断面にも研削加工が施され、加工変質層が形成されることが分かった。また、切断面の表面粗さも粗くなることが判明した。
【０００８】
図２は、上記従来方法２、３のように、ソーワイヤの表面に固定砥粒を固定して、または砥粒を埋め込ませながらワークを切断するときの様子を示している。本発明者らの研究によると、これらの方法でも、上記図１と同様、ワークの切断面（ワークの壁面）についても研削加工が施されるため加工変質層が深く形成される。また、切断面の表面粗さは粗くなる。
【０００９】
上記図１、図２に示すように、従来方法では、切断体の切断面には加工変質層が形成されるため、上記特許文献２に指摘されているように、下流側の工程で、この加工変質層を除去する必要がある。この加工変質層除去工程を省略できれば、切断体の歩留まりおよび生産性を向上できる。
【００１０】
また、上記切断面は、加工変質層が形成される他、切断時に用いられる砥粒によって凹凸が形成されて粗くなる。しかし切断体の表面は、通常、平滑であることが求められるため、下流側の工程で、エッチングが施される。このエッチング工程を省略できれば、切断体の生産性を向上できる。
【００１１】
以下、上述した加工変質層除去工程の有用性、更には下流側のエッチング工程省略の有用性について、具体例を示しながら、詳しく説明する。
【００１２】
切断面に加工変質層が形成されている切断体を、加工変質層を残したまま太陽電池の基板として用いると、太陽光により発生した電子と正孔が加工変質層で再結合し、変換効率が低下する。そのため切断面に形成されている加工変質層は、太陽電池を製造する工程に送る前に、エッチングによって完全に除去する必要がある。
【００１３】
一方、太陽電池用基板表面には、太陽光を散乱させるためにテクスチャと呼ばれる凹凸が形成されている。このテクスチャは、専用のエッチング液を用いてエッチング法によって形成される。テクスチャ形成工程でのエッチング量は、一般的には５〜１０μｍであるが、太陽電池の変換効率は基板の厚さが厚いほど向上するため、基板をできるだけ厚くするために、エッチング量は少なくすることが望まれており、近年では、最小の５μｍに近づきつつある。
【００１４】
ここで、ソーワイヤで切断して得られた切断体を太陽電池用基板に加工するときの様子を示した模式図を図１７に示す。図１７の（ａ）は加工変質層深さが１５μｍの場合、（ｂ）は加工変質層深さが５μｍの場合を夫々示している。
【００１５】
図１７の（ａ）に示すように、切断体の片面に形成される加工変質層深さが１５μｍと深い場合には、まず、加工変質層を除去するためのエッチングを行ってから、次いで、テクスチャを形成するためのエッチングを行う必要がある。
【００１６】
ところが、図１７の（ｂ）に示すように、切断体の片面に形成される加工変質層深さが５μｍと浅い場合には、テクスチャを形成するためのエッチング工程において加工変質層も併せて除去できるため、加工変質層を除去するためのエッチングを省略でき、生産性が大幅に向上する。
【００１７】
但し、テクスチャの形成面は、平滑になっていることが必要である。そのため、図１７の（ａ）に示したように、加工変質層を除去するためのエッチングを行なった場合には、切断体の表面は平滑になるが、図１７の（ｂ）に示したように、加工変質層を除去する工程を省略した場合には、切断直後における切断体の表面性状のままテクスチャが形成される。そのため切断直後における切断面の表面粗さ（Ｒａ）は、例えば、０．５μｍ以下に抑えておくことが推奨される。
【００１８】
ところで、太陽電池の変換効率は、上述したように、基板の厚さを厚くするほど高くなるが、製造コストを下げるには、基板の厚さは薄くすること（例えば、０．１ｍｍ程度）が有効である。そのため、太陽電池の変換効率と製造コストとのバランスを考慮し、加工変質層を除去し、テクスチャを形成した後の厚さが、０．１３〜０．１６ｍｍ程度の基板が広く用いられている。
【００１９】
従って図１７の（ａ）に示すように、切断面の片面に形成される加工変質層深さが、例えば、１５μｍであれば、加工変質層を除去するために切断体の両面を合計で最大３０μｍ程度を除去するエッチングを行った後、テクスチャを形成するために両面を合計で最大１０μｍ程度エッチングするため、最終的には、切断直後における切断体の厚みよりも最大４０μｍ程度薄くなる。一方、図１７の（ｂ）に示すように、切断面の片面に形成される加工変質層深さを、例えば、５μｍにできれば、切断直後における切断体の厚みに対して、両面の合計で最大１０μｍ程度除去しただけで、太陽電池の基板として用いることができる。
【００２０】
このことは、切断面に形成される加工変質層深さが浅い場合は、切断直後における切断体の厚みを薄くできることを示している。即ち、厚みが０．１４ｍｍの太陽電池用基板を製造する場合には、切断体の片面に加工変質層が１５μｍの厚みで形成されていると、上述したように、テクスチャの形成を含めて最大４０μｍ程度除去する必要があるため、切断直後における切断体の厚みは０．１８ｍｍ程度としなければならない。しかし、切断体の片面に形成されている加工変質層深さが５μｍ程度に抑えられると、切断直後における切断体の厚みは０．１５ｍｍ程度でよい。そのため長さ３００ｍｍのシリコンインゴットを切断して切断体を製造する場合に、切断代を０．１２ｍｍとすると、切断直後の切断体の厚みが０．１８ｍｍの場合には、１０００枚の切断を得るに留まるが、切断直後の切断体の厚みが０．１５ｍｍの場合には、１１１１枚の切断体を得ることができる。この差の分だけ切断体のコストを低減できる。
【００２１】
以上、詳述したように、加工変質層除去工程、更にはその下流側のエッチング工程を省略することが可能なワーク切断用ソーワイヤを提供できれば、当該ソーワイヤを用いて得られる切断体の歩留まりや生産性などが大きく向上することから、このような技術の提供が望まれている。
【００２２】
本発明は、このような状況に鑑みて成されたものであり、その目的は、ソーワイヤを用いてワークを切断したときに、加工変質層深さが浅く、平滑な表面の切断体が得られる樹脂被覆ソーワイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
上記課題を解決することのできた本発明の樹脂被覆ソーワイヤは、ソーマシンでワークを切断するときに用いられるソーワイヤであって、鋼線の表面に、砥粒を含有せず、且つ１２０℃での硬さが０．０７ＧＰａ以上の樹脂皮膜が被覆されており、前記樹脂皮膜は、ワークを切断するときに吹き付けられる砥粒が樹脂皮膜に食い込むことを抑制するように硬さが制御されているところに要旨を有するものである。
【００２４】
前記樹脂皮膜の好ましい膜厚は２〜１５μｍである。また、前記鋼線の好ましい線径は１３０μｍ以下である。また、前記樹脂として好ましいのは、ポリウレタン、ポリアミドイミド、またはポリイミドである。
【００２５】
本発明には、上記の樹脂被覆ソーワイヤを用いて得られる切断体も包含される。すなわち、本発明の切断体は、上記のいずれかに記載の樹脂被覆ソーワイヤに砥粒を吹き付け、切断面と樹脂被覆ソーワイヤとの間への砥粒の引き込みを前記樹脂によって抑制しつつ、ワークに対して前記樹脂被覆ソーワイヤが切り込む方向には、砥粒を引き込むことでワークを切断して得られた切断体であって、ワークの切断面における加工変質層深さが５μｍ以下であるところに要旨を有するものである。
【００２６】
本発明の切断体は、好ましくは、下記（ア）〜（ウ）の少なくともいずれかの要件を満足するものである。
（ア）ワークの切断面における表面粗さは０．５μｍ以下、
（イ）前記ワークの切断代は、樹脂被覆ソーワイヤの線径に対して１〜１．１０倍、
（ウ）前記ワークの全厚さ偏差（ｔｏｔａｌ  ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ｖａｒｉａｔｉｏｎ、ＴＴＶ）は２０μｍ以下。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の樹脂皮膜ソーワイヤは、鋼線（ベースワイヤ）の表面が、砥粒を含有せず、且つ所定の硬さに調節された樹脂皮膜で被覆されているため、ワークに対して樹脂被覆ソーワイヤが切り込む方向には砥粒を引き込んで切断しながら、切断面と樹脂被覆ソーワイヤとの間への砥粒の引き込みは樹脂皮膜によって抑制できる。よってワークの切断体表面における加工変質層の形成を抑制できる。また、この樹脂被覆ソーワイヤを用いてワークを切断すると、ワークの切断面における表面粗さが小さくできるため、平滑な表面を有する切断体を製造できる。よって下流側の工程で、加工変質層を除去したり、表面を平滑にするためのエッチング工程を省略でき、切断体の生産性を向上できる。
【００２８】
更に、本発明の樹脂被覆ソーワイヤを用いれば、切断面と樹脂被覆ソーワイヤとの間への砥粒の引き込みが抑制されるため、ワークの切断代を小さくでき、切断体の生産性を向上できる。更に、平坦度を示す尺度の一つであるワークの全厚さ偏差（ＴＴＶ）も小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、鋼線でワークを切断しているときの様子を示す模式図である。
【図２】図２は、固定砥粒付き鋼線でワークを切断しているときの様子を示す模式図である。
【図３】図３は、樹脂被覆ソーワイヤでワークを切断しているときの様子を示す模式図である。
【図４Ａ】図４Ａは、ＴＭＡ法により樹脂皮膜の硬さの温度依存性を測定した結果を示すグラフである。
【図４Ｂ】図４Ｂは、図４Ａにおいて、ワーク切断後の樹脂被覆ソーワイヤの表面を撮影した図面代用写真である。
【図５】図５は、ウエハの全厚さ偏差（ＴＴＶ）を評価するための厚さの測定点を示す図である。
【図６】図６は、樹脂に食い込んだ砥粒の個数を測定する際の測定領域を示す。
【図７】図７は、加工変質層深さを測定する手順を説明するための断面図である。
【図８】図８は、ワークの切断面を光学顕微鏡で撮影した図面代用写真である。
【図９】図９は、ワークの切断面を光学顕微鏡で撮影した図面代用写真である。
【図１０】図１０は、ワークの切断面を光学顕微鏡で撮影した図面代用写真である。
【図１１】図１１は、ワークの切断面を光学顕微鏡で撮影した図面代用写真である。
【図１２】図１２は、ワークの切断面を光学顕微鏡で撮影した図面代用写真である。
【図１３】図１３は、ワークの切断面を光学顕微鏡で撮影した図面代用写真である。
【図１４】図１４は、１２０℃で測定した樹脂皮膜の硬さと、樹脂皮膜表面に食い込んだ砥粒の個数との関係を示すグラフである。
【図１５】図１５は、１２０℃で測定した樹脂皮膜の硬さと、切断面に形成された加工変質層の深さとの関係を示すグラフである。
【図１６】図１６は、樹脂皮膜に食い込んだ砥粒の個数と、切断面に形成された加工変質層の深さとの関係を示すグラフである。
【図１７】図１７は、ソーワイヤで切断して得られた切断体を太陽電池の基板に加工するときの様子を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
本発明者らは上記課題を解決するために種々検討を重ねた結果、鋼線に樹脂皮膜が被覆された樹脂被覆ソーワイヤであって、砥粒を含有せず、且つ１２０℃における樹脂皮膜の硬さが０．０７ＧＰａ以上に調節されたソーワイヤを用いてワークを切断すると、加工変質層深さが浅く、且つ、平滑な表面［算術平均粗さ（Ｒａ）、およびウエハの平坦度の指標であるＴＴＶが小さい］の切断体が得られると共に、切断時の切断代も小さくできることを見出し、本発明を完成した。
【００３１】
上記図１、図２に示すように、ソーワイヤとして鋼線または固定砥粒付き鋼線を用い、ソーワイヤに砥粒を吹き付けながらワークを切断すると、ワークの切断面には加工変質層が深く形成され、切断面の表面粗さは粗くなる。
【００３２】
これに対し、本発明の樹脂被覆ソーワイヤを用いれば、加工変質層を浅くでき、表面を平滑にできる。樹脂被覆ソーワイヤを用いてワークを切断するときの様子を図３を用いて説明する。図３に示すように、本発明の樹脂被覆ソーワイヤは、鋼線の表面に砥粒を含有せず、表面には所定硬さの樹脂皮膜が形成されており、ワーク切断時には、表面の樹脂皮膜が切断面に密着することでソーワイヤとワーク切断面との間に砥粒が引き込まれるのを防止できる。そのため、切断面には加工変質層が形成され難く、切断面の表面は平滑になりやすくなる。
【００３３】
ところで、鋼線の表面に被覆した樹脂皮膜の硬さが柔らかいと、上記特許文献１（従来方法３）のように、砥粒が樹脂に食い込み、上記図２のように、樹脂被覆ソーワイヤとワークとの間に砥粒が介在し、切断面に加工変質層が形成される。前述したように、上記特許文献１は、ワークとソーワイヤとの間に遊離砥粒を安定して引き込む（導入させる）ための技術を開示しており、ワイヤの外周面に被覆された砥粒キャリア樹脂皮膜は、遊離砥粒に対するキャリー能力が向上するように、遊離砥粒よりも相対的に柔らかい皮膜としている。更に特許文献１では、当該砥粒キャリア樹脂皮膜に無機物質微粒子を混在させることにより、遊離砥粒に対するキャリー能力を一層向上させている。従って、特許文献１の方法によれば、ワークとソーワイヤとの間における遊離砥粒の介在量が大幅に増加するため、スライス初期段階からスライス性能を向上させる技術としては有用であるかもしれないが、切断面への加工変質層の形成は避けられず、ワーク切断時に、引き込まれた遊離砥粒によってワークの切断面が削られ、加工変質層が深く形成されてしまい、生産性や歩留まりの著しい低下を招く。このように上記特許文献１と本発明とは、課題が全く相違するため、両者は、樹脂皮膜の硬度も実質的に大きく相違し、上記特許文献１からは、本発明のように樹脂皮膜の硬度を所定以上に高くするという発想が提起される余地はない。
【００３４】
上記事情に鑑み、本発明者らは、鋼線の表面に被覆する樹脂皮膜の硬さを適切に調節することで砥粒が樹脂表面に食い込むのを防止し、樹脂被覆ソーワイヤでワークを切断したときに、切断面に形成される加工変質層深さが浅く、切断面の表面粗さも小さく厚みのばらつき（ＴＴＶ）も小さく抑えられることを見出し、本発明を完成した。
【００３５】
このように適切な表面硬さに調節した樹脂被覆ソーワイヤを用い、該ソーワイヤに砥粒を吹き付けながら樹脂被覆ソーワイヤでワークを切断すると、図３に示すように、ワークに対して樹脂被覆ソーワイヤが切り込む方向には、砥粒が引き込まれるが、切断面と樹脂被覆ソーワイヤとの間への砥粒の引き込みは樹脂によって抑制されるため、ワークの切断面には加工変質層は殆ど形成されず、切断面は平滑となる。そのため本発明によれば、加工変質層を除去するためのエッチング工程を省略でき、生産性を向上できる。
【００３６】
まず、本発明の樹脂被覆ソーワイヤについて説明する。
【００３７】
前述したように本発明の樹脂被覆ソーワイヤは、鋼線の表面に、砥粒を含有せず、且つ１２０℃での硬さが０．０７ＧＰａ以上の樹脂皮膜が被覆されているところに特徴がある。上記樹脂皮膜は、ワークを切断するときに吹き付けられる砥粒が樹脂皮膜に食い込むことを抑制するように硬さが調整されたものである。
【００３８】
即ち、樹脂被覆ソーワイヤでワークを切断するに当たっては、ワイヤを例えば線速５００ｍ／分で走らせておき、ワイヤと砥粒またはワイヤとワークが接触しながらワークが切断されるため、ワイヤの表面は、摩擦熱による温度上昇が生じ、１００℃を超えると考えられる。実際にスラリー中に含まれる水分の蒸発が切断中に観察されることがある。よって、樹脂皮膜は、少なくとも高温での耐熱性に優れていることが必要であると推察される。
【００３９】
本発明の樹脂被覆ソーワイヤにおいて、鋼線に被覆される樹脂皮膜の硬さを、特に１２０℃で測定したときの硬さとした理由を、図４Ａおよび図４Ｂを参照しながら説明する。
【００４０】
図４Ａは、同じポリウレタン線用ワニスを用い、ワニスの塗布回数を変更するなどして鋼線の表面に塗布した後、図４Ａに示すように加熱温度を変えて樹脂皮膜の硬化温度を変化させた場合、ＴＭＡ法（熱機械的分析法）によってガラス転移温度（Ｔｇ）を測定したときの針の変位（樹脂皮膜の硬さに相当）が加熱温度によってどのように変化するか（すなわち、樹脂皮膜硬さの温度依存性）を調べた結果を示したものである。このＴＭＡ法は、ＪＩＳ  Ｋ７１９６に規定された測定方法であり、試料（樹脂皮膜）に針を当て、樹脂皮膜の温度を徐々に上げたときに樹脂皮膜が柔らくなり針が温度の上昇と共に樹脂皮膜に食い込んでいく状況を、針の変位を測定することにより記録し、樹脂皮膜硬さの温度依存性を相対的に測定する方法である。加熱温度の上昇と共に急激に樹脂皮膜の硬さが低下する温度はＴｇ（ガラス転移温度または軟化温度）と呼ばれ、樹脂皮膜の耐熱性を評価する指標の一つである。上記図４Ａには、長さ１０ｍｍの試料に対して１ｇｆの荷重を加え、室温から５℃／分の割合で試料の温度を昇温させて、熱機械分析装置で試料の変位を測定したたきの結果を示している。
【００４１】
図４Ａ中、「発明例」とは後記する表１のＮｏ．４の結果を示したものであり、「比較例」とは表１のＮｏ．１０の結果を示したものである。また、これらの樹脂皮膜を被覆した樹脂被覆ソーワイヤを作製し、後記する実施例に記載の方法で切断実験を実施したときの切断後の樹脂の表面観察結果をそれぞれ、図４Ｂに示す。Ｔｇが９５℃の樹脂皮膜を被覆した比較例のソーワイヤを用いた場合は、切断後に樹脂皮膜中にダイヤモンド砥粒が多数食込んでいるのに対し、Ｔｇが１３５℃の樹脂皮膜を被覆した発明例のソーワイヤを用いた場合は、切断後の樹脂皮膜に砥粒の食い込みは見られないことが分かる。すなわち、樹脂皮膜の硬さを、比較例のように約１００℃で測定したときの硬さに基づいて調節された樹脂被覆ソーワイヤを用いると、実際のワーク切断時に発生する摩擦熱に耐えられず、樹脂皮膜が軟化する場合があるため、砥粒が樹脂皮膜に食い込みやすくなって加工変質層の深さが大きく、表面が粗く、また幅ロスも大きくなってしまう。この実験結果は、所望とする切断体を得るための樹脂被覆ソーワイヤとしては、単純に樹脂皮膜の硬さが硬いものを用いれば良いのではなく、所定温度での硬さが適切に調整された樹脂皮膜を用いることが極めて重要であることを示すものである。よって、本発明では上記の実験結果に基づき、樹脂皮膜の硬さは１２０℃における樹脂皮膜の硬さで調整することにした。
【００４２】
具体的には、１２０℃で測定したときの樹脂皮膜の硬さは０．０７ＧＰａ以上であり、好ましくは０．１ＧＰａ以上である。１２０℃で測定したときの樹脂皮膜の硬さを上記のように調整することによって、樹脂皮膜表面に食い込む砥粒の個数を２０個／（５０μｍ×２００μｍ）以下に抑えることができ、切断体に形成される加工変質層の深さを浅く、また切断体表面を平滑にすることができる。１２０℃で測定したときの樹脂皮膜の硬さは、例えば、０．５ＧＰａ以下とすることが好ましい。樹脂皮膜を硬くし過ぎると、樹脂皮膜がワーク切断時の切断面に密着し難くなり、ソーワイヤとワーク切断面との間に砥粒が引き込まれ、切断面に加工変質層が深く形成されやすいからである。１２０℃で測定したときの樹脂皮膜の硬さは、より好ましくは０．４ＧＰａ以下である。
【００４３】
上記樹脂皮膜の硬さは、例えば、ナノインデンテーション法で測定できる。
【００４４】
上記樹脂皮膜は、砥粒を含有していないことが重要である。樹脂皮膜が砥粒を含有していると、砥粒によって切断面に加工変質層が深く形成されるからである。
【００４５】
上記樹脂皮膜は、上述したように、ワークを切断するときに吹き付けられる砥粒（遊離砥粒）が樹脂皮膜に食い込むことを抑制しながら、切断面と樹脂被覆ソーワイヤとの間への遊離砥粒の引き込みを抑制しつつ、ワークに対して樹脂被覆ソーワイヤが切り込む方向には、遊離砥粒を引き込むように形成されたものである。即ち、本発明の樹脂被覆ソーワイヤは、ワーク切断時に、樹脂皮膜が切断面に密着するため、ワークを切断するときに吹き付けられる遊離砥粒の樹脂皮膜への食い込みが抑制され、食い込んだ砥粒が切断面に加工変質層を形成することを防止できる。また、所定の硬さの樹脂皮膜が切断面に密着することで、切断面と樹脂被覆ソーワイヤとの間への遊離砥粒の引き込みが抑制されるため、切断面に形成される加工変質層深さを浅くすることができる。従って本発明によれば加工変質層を除去するためのエッチング工程を省略できるため、生産性を向上できる。一方、ワークに対して樹脂被覆ソーワイヤが切り込む方向には、遊離砥粒が引き込まれ、この遊離砥粒は樹脂皮膜に食い込まず、ワークと樹脂被覆ソーワイヤとの間に滞留するため、ワークの切断効率を高めることができ、生産性を向上できる。
【００４６】
上記樹脂皮膜を構成する樹脂としては、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を用いることができ、こうした樹脂のなかでもフェノール樹脂、アミド系樹脂、イミド系樹脂、ポリアミドイミド、エポキシ樹脂、ポリウレタン、ホルマール、ＡＢＳ樹脂、塩化ビニル、ポリエステル、などを好適に用いることができる。特に、ポリイミド、ポリアミドイミド、またはポリウレタンは、樹脂皮膜を被覆するときの成形性と、高温での硬さの保持性に優れているため好適に用いることができ、これらのなかで最も好ましくはポリアミドイミドを用いるのがよい。
【００４７】
上記樹脂皮膜は、鋼線（後記する。）の表面に、例えば市販されているワニス（樹脂を乾性油や有機溶剤などに溶解した塗料）を塗布し、加熱することによって形成できる。ワニスは、数回〜数十回に分けて繰返し塗布しても良く、これにより、樹脂皮膜の厚さを調節することができる。また、１２０℃での硬さを所望の範囲に制御するためには、例えば被覆する樹脂や硬化剤（架橋剤）の種類を変えたり、加熱温度（硬化温度）を変えたりすれば良い。また、同一のワニスを用いる場合であっても、塗膜の形成条件（例えばワニスの塗布回数、硬化剤の種類、加熱温度など）を変えることによって樹脂皮膜の１２０℃での硬さを変えることができる。
【００４８】
上記鋼線（ベースワイヤ）としては、引張強度が３０００ＭＰａ以上の鋼線を用いることが好ましい。引張強度が３０００ＭＰａ以上の鋼線としては、例えば、Ｃを０．５〜１．２％含有する高炭素鋼線を用いることができる。高炭素鋼線としては、例えば、ＪＩＳ  Ｇ３５０２に規定されているピアノ線材を用いることができる。
【００４９】
上記鋼線の直径（素線径）は、切断時に付与される荷重に耐えられる範囲でできるだけ小さくするのがよく、例えば、１３０μｍ以下、好ましくは１１０μｍ以下、より好ましくは１００μｍ以下である。鋼線の直径を小さくすることによって、切断代を小さくでき、切断体の生産性を向上させることができる。但し、上記鋼線の直径が小さくなる過ぎると、断線の危険性が増すため、鋼線の直径は５０μｍ以上とすることが望ましい。
【００５０】
また、本発明に用いられる上記ワニスとしては、東特塗料株式会社や宇部興産株式会社などから市販されているエナメル線用ワニスや京セラケミカル株式会社から市販されている電線用ワニスなどを使用できる。
【００５１】
上記エナメル線用ワニスとしては、例えば次のものを使用できる。
（ａ）ポリウレタンワニス（「ＴＰＵ  Ｆ１」、「ＴＰＵ  Ｆ２−ＮＣ」、「ＴＰＵ  Ｆ２−ＮＣＡ」、「ＴＰＵ  ６２００」、「ＴＰＵ  ５１００」、「ＴＰＵ  ５２００」、「ＴＰＵ  ５７００」、「ＴＰＵ  Ｋ５  １３２」、「ＴＰＵ  ３０００Ｋ」、「ＴＰＵ  ３０００ＥＡ」など；東特塗料株式会社製の商品。）
（ｂ）ポリアミドイミドワニス（「Ｎｅｏｈｅａｔ  ＡＩ−００Ｃ」など；東特塗料株式会社製の商品。）
（ｃ）ポリイミドワニス（「Ｕ−ワニス」など；宇部興産株式会社製の商品。）
（ｄ）ポリエステルワニス（「ＬＩＴＯＮ  ２１００Ｓ」、「ＬＩＴＯＮ  ２１００Ｐ」、「ＬＩＴＯＮ  ３１００Ｆ」、「ＬＩＴＯＮ  ３２００ＢＦ」、「ＬＩＴＯＮ  ３３００」、「ＬＩＴＯＮ  ３３００ＫＦ」、「ＬＩＴＯＮ  ３５００ＳＬＤ」、「Ｎｅｏｈｅａｔ  ８２００Ｋ２」など；東特塗料株式会社製の商品。）
（ｅ）ポリエステルイミドワニス（「Ｎｅｏｈｅａｔ  ８６００Ａ」、「Ｎｅｏｈｅａｔ  ８６００ＡＹ」、「Ｎｅｏｈｅａｔ  ８６００」、「Ｎｅａｈｅａｔ  ８６００Ｈ３」、「Ｎｅｏｈｅａｔ  ８６２５」、「Ｎｅｏｈｅａｔ  ８６００Ｅ２」など；東特塗料株式会社製の商品。）
【００５２】
上記電線用ワニスとしては、例えば、耐熱ウレタン銅線用ワニス（「ＴＶＥ５１６０−２７」など、エポキシ変性ホルマール樹脂）、ホルマール銅線用ワニス（「ＴＶＥ５２２５Ａ」など、ポリビニルホルマール樹脂）、耐熱ホルマール銅線用ワニス（「ＴＶＥ５２３０−２７」など、エポキシ変性ホルマール樹脂）、ポリエステル銅線用ワニス（「ＴＶＥ５３５０シリーズ」、ポリエステル樹脂）など（いずれも京セラケミカル株式会社製の商品。）を使用できる。
【００５３】
上記鋼線の表面に上記ワニスを塗布した後は、例えば、２５０℃以上（好ましくは３００℃以上）で加熱し、熱硬化させて鋼線の表面を樹脂皮膜で被覆すればよい。前述したように、上記樹脂皮膜の１２０℃での硬さは、例えば、被覆する樹脂や硬化剤（架橋剤）の種類を変えたり、樹脂皮膜の形成条件（ワニスの塗布回数や、塗布後の加熱温度など）を変えることによって調整できる。
【００５４】
上記樹脂皮膜の膜厚は、例えば、２〜１５μｍとすればよい。樹脂皮膜が薄過ぎると、鋼線の表面に樹脂皮膜を均一に形成することが困難となる。また、樹脂皮膜が薄過ぎると切断初期の段階で樹脂皮膜が摩滅するため、素線（鋼線）が露出し、素線が摩耗して断線し易くなる。従って樹脂皮膜の膜厚は、好ましくは２μｍ以上、より好ましくは３μｍ以上、特に好ましくは４μｍ以上とする。しかし樹脂皮膜が厚過ぎると、樹脂被覆ソーワイヤの直径が大きくなるため、切断代が大きくなり、生産性が劣化する。また、樹脂被覆ソーワイヤ全体に占める樹脂の割合が大きくなり過ぎるため、樹脂被覆ソーワイヤ全体の強度が低下する。そのため、生産性を上げようとしてワイヤの線速を大きくすると断線し易くなる傾向がある。従って樹脂皮膜の膜厚は好ましくは１５μｍ以下、より好ましくは１３μｍ以下、特に好ましくは１０μｍ以下とする。
【００５５】
上記樹脂被覆ソーワイヤの直径（線の外径）は特に限定されないが、通常、１００〜３００μｍ程度（好ましくは１００〜１５０μｍ）である。
【００５６】
上記樹脂被覆ソーワイヤで切断対象とするワークとしては、例えば、シリコン、セラミックス、水晶、半導体部材、磁性体材料等を用いることができる。
【００５７】
次に、上記樹脂被覆ソーワイヤを用いてワークを切断して切断体を製造するときの条件について説明する。
【００５８】
上記被覆ソーワイヤでワークを切断する際には、ソーワイヤに砥粒を吹き付けながらワークを切断する。この砥粒としては、ワーク切断時に通常用いられるものであれば特に限定されず、例えば、炭化珪素砥粒（ＳｉＣ砥粒）やダイヤモンド砥粒などを用いることができる。特に、切断面を平滑にするには、ダイヤモンド砥粒を用いることが好ましい。
【００５９】
上記ダイヤモンド砥粒としては、例えば、住石マテリアルズ株式会社製の「ＳＣＭファインダイヤ（商品名）」を用いることができる。ダイヤモンド砥粒としては、多結晶タイプまたは単結晶タイプを用いることができるが、単結晶タイプを用いることが好ましい。単結晶タイプは切削時に破壊され難いからである。
【００６０】
上記砥粒の平均粒径は特に限定されず、例えば、２〜１５μｍ（好ましくは４〜１０μｍ、より好ましくは４〜７μｍ）であればよい。
【００６１】
上記砥粒の平均粒径は、例えば、日機装株式会社製の「マイクロトラックＨＲＡ（装置名）」で測定できる。
【００６２】
上記砥粒は、通常、加工液に分散させたスラリーを吹き付ける。上記加工液としては、水溶性の加工液または油性の加工液を用いることができる。水溶性の加工液としては、ユシロ化学工業株式会社製のエチレングリコール系加工液「Ｈ４」、三洋化成工業株式会社製のプロピレングリコール系加工液「ハイスタットＴＭＤ（商品名）」などを用いることができる。油性の加工液としては、ユシロ化学工業株式会社「ユシロンオイル（商品名）」などを用いることができる。
【００６３】
上記スラリーにおける砥粒の濃度は、例えば、５〜５０質量％（好ましくは５〜３０質量％、より好ましくは５〜１０質量％）のものを用いることができる。
【００６４】
上記スラリーの温度は、例えば、１０〜３０℃（好ましくは２０〜２５℃）であればよい。
【００６５】
上記樹脂被覆ソーワイヤでワークを切断するときの条件は、例えば、ワークの切断速度を０．１〜０．３５ｍｍ／分、樹脂被覆ソーワイヤの線速を３００ｍ／分以上（好ましくは５００ｍ／分以上、より好ましくは８００ｍ／分以上）とすればよい。
【００６６】
また、樹脂被覆ソーワイヤにかける張力（Ｎ）は、素線（樹脂を被覆する前の鋼線）の抗張力に基づいて算出される下記式（１）の範囲を満足するように設定することが好ましい。下記式（１）において、鋼線の抗張力に対して５０〜７０％の範囲としたのは、切断時に断線を発生させないためであり、「−５．０」としたのは、切断時の樹脂被覆ソーワイヤにかかる切断荷重とワークから樹脂被覆ソーワイヤを引き抜くときにかかる引き抜き荷重を足した合計がおおよそ５．０Ｎだからである。
抗張力×０．５−５．０≦張力≦抗張力×０．７−５．０    ・・・（１）
【００６７】
なお、鋼線の抗張力は、鋼線の成分組成および線径によって異なるが、例えば、ＪＩＳ  Ｇ３５２２に規定されているピアノ線（Ａ種）を用いた場合は、線径１００μｍの鋼線の抗張力は２４．３Ｎ、線径１２０μｍの鋼線の抗張力は３４．４Ｎ、線径１３０μｍの鋼線の抗張力は３９．７Ｎであり、ピアノ線（Ｂ種）を用いた場合は、線径１００μｍの鋼線の抗張力は２６．５Ｎ、線径１２０μｍの鋼線の抗張力は３７．７Ｎ、線径１３０μｍの鋼線の抗張力は４５．７Ｎである。
【００６８】
上記樹脂被覆ソーワイヤでワークを切断して得られる切断体は、表面性状に極めて優れたものである。すなわち、ワークの切断面における加工変質層深さは５μｍ以下（好ましくは４μｍ以下、より好ましくは３μｍ以下）と小さく抑えられているため、例えば太陽電池用の素材として好適に用いることができる。
【００６９】
加工変質層深さは、切断面をエッチングし、ワーク切断時に導入された転移のエッチピット深さを測定すればよい。
【００７０】
また、ワークの切断面における表面粗さ（算術平均粗さＲａ）は、好ましくは０．５μｍ以下（より好ましくは０．４μｍ以下、更に好ましくは０．３μｍ以下）に制御されている。
【００７１】
表面粗さは、株式会社ミツトヨ製「ＣＳ−３２００（装置名）」にて算術平均粗さ（Ｒａ）を測定すればよい。
【００７２】
また、ワークの切断代は、樹脂被覆ソーワイヤの線径（直径）に対して、好ましくは、おおよそ１〜１．１０倍（より好ましくは１〜１．０５倍、更に好ましくは１〜１．０４倍、更により好ましくは１〜１．０３倍）に抑制されている。従って切断体の生産性を向上させることができる。
【００７３】
即ち、本発明の樹脂被覆ソーワイヤによれば、１２０℃での樹脂皮膜の硬さを適切に調節しているため、樹脂被覆ソーワイヤに砥粒を吹き付けても、切断面と樹脂被覆ソーワイヤとの間への砥粒の引き込みは上記樹脂によって抑制されるため、切断代が小さくなる。
【００７４】
これに対し、上記従来方法１のように、ソーワイヤとして鋼線を用いたときの切断代は、鋼線の直径に、砥粒の平均直径の３倍程度の長さを足した幅になる。従って生産性を向上させるには、鋼線の直径を小さくする必要があるが、鋼線が断線しないように強度を高めるには限界があるため、切断代を小さくすることにも限度がある。
【００７５】
また、上記従来方法３のように、ワーク切断時に吹き付けられた遊離砥粒を砥粒キャリア樹脂皮膜に食い込ませると、ソーワイヤの線径（直径）が大きくなるため、ワークの切断代が大きくなる。
【００７６】
なお、上記従来方法２のように、固定砥粒付き鋼線を用いてワークを切断したときの切断代は、固定砥粒付き鋼線の直径に等しくなるため、切断代を小さくするには、鋼線の直径を小さくするか、固定砥粒の直径を小さくすることが考えられる。しかし、鋼線の直径を小さくし過ぎると、強度不足となり、切断時に付与される切断荷重に耐えられず、断線する恐れがある。また、固定砥粒の直径を小さくすると、ワークが研削され難くなるため、生産性が劣化する。
【００７７】
また、本発明の切断体では、ワークの全厚さ偏差（ｔｏｔａｌ  ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ  ｖａｒｉａｔｉｏｎ、ＴＴＶ）は、好ましくは２０μｍ以下に抑制されており、これは、一般的な太陽電池用ウエハの規格（２０μｍ以下）を満足するものである。より好ましいＴＴＶは１５μｍ以下であり、更に好ましくは１０μｍ以下である。ここで、ＴＴＶとはウエハなどの切断体の平坦度を評価する項目の一つであり、ウエハの裏面を基準面として基準面の厚み方向の高さを測定したとき、ウエハ全面における最大値と最小値の差（全厚さ偏差）で表される。後記する表１では、切断された多数のウエハから、ワークの中央部にあたるウエハを連続して３枚採取し、ウエハ厚み測定器を用いて図５に示す厚み測定位置（合計１５点）の厚みを測定し、最大値と最小値の差からＴＴＶを算出している。ウエハの厚み測定には、例えば株式会社東京精密製の電気マイクロメータなどを使用できる。
【００７８】
図４Ａ、図４Ｂで示した２種類の樹脂被覆ソーワイヤ［発明例（Ｎｏ．４）と比較例（Ｎｏ．１０）］で切断したウエハの厚みばらつき（ＴＴＶ）の測定結果を、後記する表１に示す。上記発明例のＴＴＶは７μｍであり、一般的な太陽電池用ウエハの規格（２０μｍ以下）を大幅に下回っているのに対し、比較例のＴＴＶは２０１μｍであり、大きなばらつきが見られた。
【００７９】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００８０】
実施例１
下記実施例では、加工台にワーク（単結晶シリコン）を取り付けると共に、ワークの上方に、表１に記載の種々のソーワイヤを這わせ、ソーワイヤに砥粒を吹き付けながら、加工台を上昇させて走行するワイヤによってワークを切断して切断体を製造したときに切断面に形成される加工変質層深さ、表面粗さ（Ｒａ）、切断代（カーフロス）、ソーワイヤの線径（直径）に対する切断代の比、およびＴＴＶについて調べた。
【００８１】
（Ｎｏ．１〜１７について）
Ｎｏ．１〜１７では、ソーワイヤとして、鋼線の表面に表１に記載の種々の樹脂皮膜を表１に示す厚みで被覆した樹脂被覆ソーワイヤを用いた。鋼線として、ＪＩＳ  Ｇ３５０２に規定されるピアノ線材（Ａ種、「ＳＷＲＳ  ８２Ａ」相当の線材。具体的には、Ｃ：０．８２質量％、Ｓｉ：０．１９質量％、Ｍｎ：０．４９質量％を含有し、残部が鉄および不可避不純物からなる線材。）であって、Ｎｏ．１〜４、６、７、９〜１３では直径（表１では素線径）１３０μｍに線引きした鋼線を用い、Ｎｏ．５では直径１１０μｍに線引きした鋼線を用い、Ｎｏ．８、１４、１６、１７では直径１２０μｍに線引きした鋼線を用い、Ｎｏ．１５では直径１００μｍに線引きした鋼線を、それぞれ用いた。
【００８２】
詳細には、上記樹脂皮膜は、上記鋼線の表面に下記ワニスを塗布した後、表１に記載の加熱温度で加熱することにより硬化させて形成した。具体的には、樹脂皮膜を形成するに先立って、鋼線に脱脂処理を行った後、塗布回数を４〜１０回に分けて表１の厚み（樹脂被覆ソーワイヤとしての厚み）となるまで下記ワニスをコーティングし、これを加熱して硬化させて鋼線の表面に樹脂皮膜を形成した。表１には、樹脂被覆後のソーワイヤの直径（線の外径）も記載している。なお、上記樹脂皮膜は、いずれも砥粒を含有していない。
【００８３】
Ｎｏ．１〜１０について、ＪＩＳ  Ｃ２３５１に規定されるポリウレタン線用ワニス「Ｗ１４３」（東特塗料株式会社製、エナメル線用ワニス「ＴＰＵ  Ｆ１（商品名）」、焼付後の塗膜組成はポリウレタン）を使用。
【００８４】
Ｎｏ．１１、１２、１５〜１７について、ポリアミドイミド線用ワニス（東特塗料株式会社製、エナメル線用ワニス「Ｎｅｏｈｅａｔ  ＡＩ−００Ｃ（商品名）」、焼付け後の塗膜組成はポリアミドイミド）を使用。
【００８５】
Ｎｏ．１３、１４について、ポリイミドワニス（宇部興産株式会社製、ポリイミドワニス「Ｕ−ワニス（商品名）」、焼付け後の塗膜組成はポリイミド）を使用。
【００８６】
上記の樹脂被覆ソーワイヤについて、樹脂の硬さをナノインデンテーション法で測定した。硬さは、室温（２３℃）または１２０℃で測定した。具体的な測定条件は次の通りである。
【００８７】
《室温および１２０℃で共通の測定条件》
測定装置  ：Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製「Ｎａｎｏ  Ｉｎｄｅｎｔｅｒ  ＸＰ／ＤＣＭ」
解析ソフト：Ａｇｉｌｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ製「Ｔｅｓｔ  Ｗｏｒｋｓ  ４」
Ｔｉｐ    ：ＸＰ
歪速度    ：０．０５／秒
測定点間隔：３０μｍ
標準試料  ：フューズドシリカ
【００８８】
《室温での測定条件》
測定モード    ：ＣＳＭ（連続剛性測定法）
励起振動周波数：４５Ｈｚ
励起振動振幅  ：２ｎｍ
押込深さ      ：５００ｎｍまで
測定点        ：１５点
測定環境      ：空調装置内で室温２３℃
【００８９】
室温での硬さ測定は連続剛性測定法で行い、樹脂皮膜の最表面からの押し込み深さが４００〜４５０ｎｍの範囲における硬さを測定した。硬さ測定は、１５点で行い、測定結果を平均して硬さを算出した。なお、硬さの測定に当たっては、下記事項を基本として行なうことにしているが、本実施例では、このような異常値はなかった。
【００９０】
測定結果のうち、異常値（平均値に対して３倍以上または１／３以下となる値）があった場合はこれを除去し、新たに測定した結果を加えて測定点の合計が１５点となるように調整する。
【００９１】
《１２０℃での測定条件》
測定モード：Ｂａｓｉｃ（負荷除去測定法）
押込深さ  ：４５０ｎｍまで
測定点    ：１０点
測定環境  ：抵抗加熱ヒータでサンプルトレイを１２０℃に保持
【００９２】
１２０℃での硬さ測定は負荷除去測定法で行い、樹脂皮膜の最表面からの押し込み深さが４５０ｎｍ位置における硬さを測定した。即ち、サンプルを加熱しながら硬さを測定する場合には、室温で硬さを測定するときのように連続剛性測定法は採用できないため、測定位置が、最表面からの押込み深さが４５０ｎｍ位置となるように荷重を調整して硬さ測定を行った。
【００９３】
１２０℃での硬さ測定は、上記樹脂被覆ソーワイヤをセラミック系接着剤で金属製のナノインデンテーション用サンプルトレイに貼り付け、抵抗加熱ヒータでサンプルトレイを加熱し、１２０℃に保持しながら行なった。
【００９４】
１２０℃での硬さ測定は、１０点で行い、測定結果を平均して硬さを算出した。なお、硬さの測定に当たっては、下記事項を基本として行なうことにしているが、本実施例では、このような異常値はなかった。
【００９５】
測定結果のうち、異常値（平均値に対して３倍以上または１／３以下となる値）があった場合はこれを除去し、新たに測定した結果を加えて測定点の合計が１０点となるように調整する。
【００９６】
（Ｎｏ．１８〜２０について）
これらは、樹脂皮膜を施さない比較例であり、上記Ｎｏ．１〜１７に用いたのと同じピアノ線材を直径１２０μｍ（Ｎｏ．１８）または１６０μｍ（Ｎｏ．１９、２０）に線引きした鋼線を用いた。
【００９７】
（Ｎｏ．２１について）
これらは、砥粒を固着させた固定砥粒付きワイヤの従来例であり、上記Ｎｏ．１〜１７に用いたのと同じピアノ線材を直径１２０μｍに線引きした鋼線の表面に、Ｎｉメッキを施し、このＮｉメッキ層に最大直径が１７．５μｍのダイヤモンド砥粒を固着させた固定砥粒付きワイヤを用いた。固定砥粒付きワイヤの直径は１５５μｍである。
【００９８】
次に、上記Ｎｏ．１〜２１のソーワイヤを用い、マルチワイヤソー（株式会社安永製、「Ｄ−５００」）にて単結晶シリコン（６０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍ）を切断（スライシング加工）した。スライシング加工は、Ｎｏ．１〜２０では、ソーワイヤと単結晶シリコンの間に、表１に示す平均粒径のＳｉＣ砥粒（信濃電気製錬株式会社製、「シナノランダム（商品名）」）またはダイヤモンド砥粒（住石マテリアルズ株式会社製、「ＳＣＭファインダイヤ（商品名）」）を加工液（ユシロ化学工業社製の「エチレングリコール系水溶液」）に懸濁させたスラリーを吹き付けながら行った。なお、Ｎｏ．２１では、ソーワイヤと単結晶シリコンの間に、加工液として砥粒を含まないエチレングリコール系水溶液を吹き付けながらスライシング加工した。
【００９９】
スラリー中のＳｉＣ砥粒濃度は５０質量％、ダイヤモンド砥粒濃度はいずれも５質量％であり、スラリーの温度は２０〜２５℃、スラリーの供給量は１００Ｌ／分とした。
【０１００】
ワークを乗せた加工台の上昇速度（切断速度）は、表１に示すように０．１〜０．３ｍｍ／分の範囲で変化させると共に、樹脂被覆ソーワイヤの線速は５００ｍ/分、樹脂被覆ソーワイヤの張力は２５Ｎ、樹脂被覆ソーワイヤの巻数は４１巻、樹脂被覆ソーワイヤの巻ピッチは１ｍｍに設定した。
【０１０１】
（ソーワイヤの線径（直径）に対する切断代の比の算出について）
上記Ｎｏ．１〜２１について、上記条件でスライシング加工したときの切断代を測定すると共に、Ｎｏ．１〜２０について、切断代とソーワイヤの線径（直径）との差（幅ロス）、およびソーワイヤの線径（直径）に対する切断代の比を算出した。本実施例では、上記のようして算出した切断代の比が１〜１．１０倍のものを合格と評価した。
【０１０２】
（樹脂被覆ソーワイヤ表面の観察）
Ｎｏ．１〜８、１１〜１７の樹脂被覆ソーワイヤの表面を目視で観察した結果、砥粒の食い込みは殆ど認められなかった。これに対し、Ｎｏ．９、１０で用いた樹脂被覆ソーワイヤの表面には、砥粒の食い込みが認められた。参考のため、Ｎｏ．４の樹脂被覆ソーワイヤ（本発明例）、およびＮｏ．１０の樹脂被覆ソーワイヤ（比較例）の表面を撮影した図面代用写真を図４Ｂに示す。
【０１０３】
（樹脂表面に食い込んだ砥粒の個数の測定）
Ｎｏ．１〜１７で用いた樹脂被覆ソーワイヤについて、樹脂表面に食い込んだ砥粒の個数を次の手順で測定した。即ち、使用済み樹脂被覆ソーワイヤの表面を、光学顕微鏡で４００倍で写真撮影し、樹脂被覆ソーワイヤの中心付近における５０μｍ×２００μｍの領域内に観察される砥粒の個数を目視で測定した。測定領域を図６に点線で示す。
【０１０４】
（加工変質層深さ、および切断面の表面粗さの測定）
Ｎｏ．１〜２１のソーワイヤを用い、上記のようにスライシング加工して得られた切断体について、切断面に形成されている加工変質層深さ、および切断面の表面粗さを測定した。
【０１０５】
《加工変質層深さ》
切断面に形成される加工変質層の深さは、切断体を図７（ａ）に示すように、水平方向に対して４°の傾きとなるように樹脂に埋め込み、図７（ｂ）に示すように切断体の切断面が露出するように切断体と樹脂を研磨した。次に、露出面を下記表２に示す組成のエッチング液でエッチングし、ワーク切断時に形成された加工変質層（ワーク切断時に導入された転移のエッチピット）を光学顕微鏡にて観察した。本実施例では、加工変質層深さが５μｍ以下のものを合格と評価した。
【０１０６】
ワークの切断面を光学顕微鏡で撮影した写真を図８〜図１３に示す。図８はＮｏ．４、図９はＮｏ．６、図１０はＮｏ．１０、図１１はＮｏ．１８、図１２はＮｏ．２０、図１３はＮｏ．２１の図面代用写真を、それぞれ示している。
【０１０７】
光学顕微鏡で観察したときに、加工変質層は黒色で示され、この深さ（厚み）を測定した。
【０１０８】
《表面粗さ》
切断面の表面粗さは、株式会社ミツトヨ製「ＣＳ−３２００（装置名）」を用い、切断方向（切り込みの深さ方向）に対して１０ｍｍに亘って算術平均粗さＲａを測定した。本実施例では、Ｒａが０．５μｍ以下のものを平滑性に優れる（合格）と評価した。
【０１０９】
《ＴＴＶ》
前述した方法に基づき、Ｎｏ．１〜２１についてＴＴＶを測定した。本実施例では、ＴＴＶが２０μｍ以下のものを合格と評価した。
【０１１０】
これらの結果を表１にまとめて示す。
【０１１１】
【表１】
0005588483.tif 000002
【０１１２】
【表２】
0005588483.tif 000003
【０１１３】
表１から次のように考察できる。まず、Ｎｏ．１〜８、１１〜１７は、本発明の要件を満足する樹脂被覆ソーワイヤを用いて切断体を製造した例であり、切断面に形成される加工変質層深さは５μｍ以下と浅く、切断面の算術平均粗さＲａが０．５μｍ以下とほぼ平滑になっている。また、切断代の比も１〜１．１０倍に抑えられており、生産性を向上できることが分かる。更にＴＴＶも２０μｍ以下と、バラツキの非常に小さいものであった。また、スライシング加工に用いた樹脂被覆ソーワイヤ表面を目視で観察したところ、砥粒は殆ど付着していなかった。
【０１１４】
すなわち、上記のようにＲａが０．５μｍ以下に抑制された切断体を例えば太陽電池の素材として使用する場合には、このままの状態で、表面に微細テクスチャをエッチング加工することができるなど、生産効率が向上する。
【０１１５】
これに対し、本発明の要件のいずれかを満足しない下記例は、以下の不具合を有している。
【０１１６】
まずＮｏ．９、１０は、鋼線の表面にポリウレタンの樹脂皮膜を被覆した樹脂被覆ソーワイヤを用いた例であるが、１２０℃での硬さが本発明の要件を満足せず樹脂皮膜が柔らか過ぎるため、スライシング加工時に、砥粒が樹脂に食い込む現象が起こった。また、切断面に形成される加工変質層深さは５μｍを超えて深くなり、ＴＴＶも目標の２０μｍ以下を遥かに超えたものになった。樹脂表面に砥粒が食い込むと、加工変質層深さやＴＴＶに著しい悪影響を及ぼすことから、樹脂表面への砥粒の食い込みを抑制すること、すなわち１２０℃での樹脂の硬さを０．０７ＭＰａ以上とすることの重要性が読み取れる。
【０１１７】
Ｎｏ．１８〜２０では、ソーワイヤとして樹脂皮膜が被覆されていない鋼線を用いたため、切断面に形成される加工変質層深さはいずれも深く、且つ、表面粗さ（Ｒａ）も、合格基準の０．５μｍ以下を超えて粗くなった。このようにＲａが０．５μｍを超えると、微細テクスチャをエッチング加工する前に、切断面を平滑にするためのエッチングが必要となるなど、生産性が低下する。
【０１１８】
またＮｏ．１８〜２０ではいずれも、切断代の比が合格基準の１．１０倍を超えたが、特にＮｏ．１８では、切断代の比が合格基準の１．１０倍を遥かに超えて１．３３倍と、極めて大きくなった。詳細には、ワーク切断時に、鋼線とワークとの間に遊離砥粒が引き込まれ、ワークが過剰に削られた結果、ワークの切断代は１６０μｍ、幅ロスは４０μｍと大きくなり、生産性が悪くなった。切断代を狭くするには、鋼線の直径を小さくすることが考えられるが、ワーク切断時には鋼線自体も削られるため、鋼線の直径を小さくし過ぎると鋼線の断線が発生し易くなる。Ｎｏ．１８のように鋼線の直径が１２０μｍの場合は、断線を発生させないために、鋼線の直径が１００μｍに減径するまでに鋼線を交換する必要があり、このような方法は生産性を著しく阻害するものであり、現実的でない。
【０１１９】
Ｎｏ．２１は、ソーワイヤとして固定砥粒付きワイヤを用いているため、切断面に形成される加工変質層深さは深く、表面粗さ（Ｒａ）も粗くなった。また、Ｎｏ．２１では、遊離砥粒を吹付けずにワークを切断しているため、ワークの切断代は、固定砥粒付きワイヤの線径（直径）と同じ１５５μｍであった。
【０１２０】
図１４に、表１のＮｏ．１〜１７の結果に基づき、１２０℃での樹脂皮膜の硬さと、樹脂皮膜表面に食い込んだ砥粒の個数（観察視野５０μｍ×２００μｍの領域における個数）との関係を示す。これらは、いずれも室温で測定した樹脂皮膜の硬さは０．３ＧＰａ前後と、ほぼ等しい値を有していたが、１２０℃で測定したときの樹脂皮膜の硬さは、０．０４〜０．３０ＧＰａと大きく相違するものであった。例えばＮｏ．１と７のように、同じ樹脂やワニスを用いても鋼線への塗布条件（塗布回数など）を変化させれば樹脂皮膜の膜厚も異なる（Ｎｏ．１の樹脂皮膜の膜厚は１１μｍであるのに対し、Ｎｏ．７の樹脂皮膜の膜厚は３μｍである）ため、１２０℃での樹脂皮膜硬さも相違する。また、樹脂の種類や加熱温度によっても、１２０℃での樹脂皮膜の硬さは相違すると考えられる。
【０１２１】
図１４から、１２０℃での樹脂皮膜の硬さが大きくなるほど、樹脂皮膜に食い込む砥粒の個数は少なくなる傾向にあり、１２０℃での樹脂皮膜の硬さを０．０７ＧＰａ以上に調整すれば、砥粒の個数を５個程度以下と、著しく少なくできることが読み取れる。
【０１２２】
図１５に、上述した表１のＮｏ．１〜１７の結果に基づき、１２０℃での樹脂皮膜の硬さと、切断面に形成された加工変質層の深さとの関係を示す。図１５から、１２０℃での樹脂皮膜の硬さが大きくなるほど、加工変質層の深さは小さくなる傾向にあり、１２０℃での樹脂皮膜の硬さを０．０７ＧＰａ以上に調整すれば、加工変質層の深さを５μｍ以下に抑制できることが読み取れる。
【０１２３】
図１６に、上述した表１のＮｏ．１〜１７の結果に基づき、樹脂皮膜に食い込んだ砥粒の個数と、切断面に形成された加工変質層の深さとの関係を示す。図１６から、樹脂皮膜に食い込む砥粒の個数が少なくなるほど、加工変質層深さは浅くなる傾向にあり、樹脂皮膜に食い込む砥粒の個数を１０個以下とすることで、加工変質層深さを５μｍ以下にできることが分かる。樹脂皮膜に食い込む砥粒の個数を１０個以下とするには、図１４から、１２０℃での樹脂皮膜の硬さを０．０７ＭＰａ以上にすればよいことが読み取れる。
【０１２４】
上記図１４〜図１６から、樹脂皮膜表面に食い込んだ砥粒の個数が減少すると、加工変質層の深さも小さくなる傾向にあることが分かる。また、前述した表１の実験結果より、樹脂表面に砥粒が食い込むと、加工変質層深さやＴＴＶに著しい悪影響を及ぼすことを考慮すると、本発明で規定する要件（１２０℃での樹脂皮膜の硬さを０．０７ＧＰａ以上に調整すること）は、切断体としての良好な特性を付与するうえで極めて重要な要件であることが分った。
【０１２５】
更に、Ｎｏ．８（本発明例の樹脂被覆ワイヤ）、Ｎｏ．１８（樹脂皮膜なしの鋼線)、Ｎｏ．２１（固定砥粒付きワイヤ）について考察する。これらは、いずれも、ピアノ線材を直径１２０μｍに線引きした鋼線を素線として用いた例であるため、同じ抗張力を有しており、断線に対する危険性は同じと考えられるが、Ｎｏ．８（本発明例）の切断代が最も小さく、生産性が最も良好であることが分かる。
【０１２６】
また、上記実施例１で得られた結果に基づいて、長さが３００ｍｍの単結晶シリコンから、現在主流の厚み０．１８ｍｍのウエハを切り出す場合について考えると、ソーワイヤとして上記Ｎｏ．１８の鋼線を用いた場合には、切断代が１６０μｍであるため、ウエハの取得枚数は８８２枚となる。また、上記Ｎｏ．２１の固定砥粒付きワイヤを用いた場合には、切断代が１５５μｍであるため、ウエハの取得枚数は８９５枚となる。これに対し、本発明例の上記Ｎｏ．８の樹脂被覆ソーワイヤを用いた場合には、切断代が１３５μｍであるため、ウエハの取得枚数は９５２枚となり、生産効率を著しく高められることが分かる。
【０１２７】
本発明の樹脂被覆ソーワイヤを用いた場合には、樹脂皮膜が鋼線の耐摩耗性を向上させる作用を有しているため、スライシング加工しても鋼線自体の減径は発生し難い。従って、鋼線自体の直径を更に小さくできる。例えば、Ｎｏ．５のように、直径が１１０μｍの鋼線の表面に、ポリウレタンの樹脂皮膜を厚み６μｍで被覆した樹脂被覆ソーワイヤを用いてワークを切断した場合には、切断代は１２５μｍになるため、ウエハの取得枚数は９８３枚となり、前述したＮｏ．８に比べ、生産性を更に向上できる。また、Ｎｏ．１５のように、直径が１００μｍ鋼線の表面に、ポリアミドイミドの樹脂皮膜を厚み５μｍで被覆した樹脂被覆ソーワイヤを用いてワークを切断し場合には、切断代は１１５μｍとなるため、ウエハの取得枚数は１０１６枚となり、Ｎｏ．５よりも更に生産性を改善できる。
【０１２８】
一方、固定砥粒付きワイヤの場合は、切断性確保の観点から、砥粒の平均粒径は１５μｍ以上が必要とされており、また固定砥粒付きワイヤのワイヤからの引き抜き荷重は、遊離砥粒を用いた場合の３〜５倍は必要とされている。従って、固定砥粒付きワイヤの線径を１２０μｍ以下にすることは、断線を防止する観点から難しい。よってＮｏ．２１における切断代（１５５μｍ）を、より低減することは極めて困難である。
【図４Ａ】
0005588483.tif 000004
【図１４】
0005588483.tif 000005
【図１５】
0005588483.tif 000006
【図１６】
0005588483.tif 000007
【図１】
0005588483.tif 000008
【図２】
0005588483.tif 000009
【図３】
0005588483.tif 000010
【図４Ｂ】
0005588483.tif 000011
【図５】
0005588483.tif 000012
【図６】
0005588483.tif 000013
【図７】
0005588483.tif 000014
【図８】
0005588483.tif 000015
【図９】
0005588483.tif 000016
【図１０】
0005588483.tif 000017
【図１１】
0005588483.tif 000018
【図１２】
0005588483.tif 000019
【図１３】
0005588483.tif 000020
【図１７】
0005588483.tif 000021