(57)【要約】【課題】多結晶シリコンのインゴットを固定砥粒方式でスライスしても、従来と比較して、エッチングの所要時間を短縮できる切断面が得られるソーワイヤ、及びスライス加工方法を提供する。【解決手段】ソーワイヤ１０は、芯線１２と、芯線１２の外周面を被覆した樹脂１４と、芯線１２に樹脂１４を介して固着した粒子群１６と、を備える。粒子群１６は、砥粒１８と砥粒１８よりも粒径の小さい硬質粒子２０とを含む。砥粒１８は単体で固着し、硬質粒子２０は硬質粒子２０が複数結合した結合体２２の状態で固着している。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯線と、
前記芯線の外周面を被覆した樹脂と、
前記芯線に前記樹脂を介して固着した粒子群と、
を備え、
前記粒子群は、砥粒と当該砥粒よりも粒径の小さい硬質粒子とを含み、
前記砥粒は単体で固着し、前記硬質粒子は当該硬質粒子が複数結合した結合体の状態で固着していることを特徴とするソーワイヤ。
【請求項２】
前記結合体の前記芯線に対する固着力は、前記砥粒の前記芯線に対する固着力よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のソーワイヤ。
【請求項３】
前記結合体の一部は、前記樹脂に埋め込まれていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のソーワイヤ。
【請求項４】
前記結合体の前記樹脂表面からの突出高さは、前記砥粒の前記樹脂表面からの突出高さよりも低いことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載のソーワイヤ。
【請求項５】
前記芯線の単位長さあたりの前記砥粒と前記結合体の数量比は、１：１〜１：２であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載のソーワイヤ。
【請求項６】
前記硬質粒子は、六方晶窒化ホウ素を含むことを特徴とする請求項１から請求項５の何れか１項に記載のソーワイヤ。
【請求項７】
前記芯線の単位長さあたり、前記硬質粒子の平均粒径は、前記砥粒の平均粒径の１／３以下であり、且つ、前記砥粒の前記樹脂表面からの最大突出高さの１／２以下であることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか１項に記載のソーワイヤ。
【請求項８】
芯線の外周面に複数の砥粒が樹脂を介して固着したソーワイヤを走行させながら、当該走行するソーワイヤに多結晶シリコンのインゴットを押し当ててスライスし、当該インゴットをウェハに加工するスライス加工方法であって、
前記砥粒よりも粒径の小さい硬質粒子が複数結合した結合体及び冷却液を、前記芯線と前記インゴットとの間に介在させるステップと、
前記芯線と前記インゴットとの間で、前記介在させた結合体を前記硬質粒子単体の状態に分離させるステップと、
を含むことを特徴とするスライス加工方法。
【請求項９】
前記結合体は、前記芯線に前記樹脂を介して固着しており、
前記ソーワイヤが前記インゴットと接触する直前に、前記冷却液を当該ソーワイヤに接触させることにより、前記結合体及び前記冷却液を介在させることを特徴とする請求項８に記載のスライス加工方法。
【請求項１０】
前記結合体は、前記冷却液を分散媒とする懸濁液に分散質として分散しており、
前記ソーワイヤが前記インゴットと接触する直前に、前記懸濁液を当該ソーワイヤに接触させることにより、前記結合体及び前記冷却液を介在させることを特徴とする請求項８に記載のスライス加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソーワイヤ、及びスライス加工方法に関し、特に、マルチワイヤソーを使用して被加工物を薄板に加工する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
再生可能エネルギーが注目される中、太陽光を利用した発電システムに用いられる太陽電池モジュール（以下、単に「太陽電池」という。）として広く普及しているのが、結晶シリコン太陽電池である。
【０００３】
結晶シリコン太陽電池には、吸収した光のエネルギーを電力に変換する光電変換素子であるセルが組み込まれる。このセルの形成には、シリコンウェハが用いられる。シリコンウェハは、半導体材料であるシリコンを、単結晶または多結晶のインゴットから切り出して薄板に加工したものである。当該加工には、マルチワイヤソーを使用する。
【０００４】
マルチワイヤソーは、回転軸心が平行な複数の溝付ローラに巻き付けられたソーワイヤを走行させながら、当該走行するソーワイヤに被加工物を押し当ててスライスする装置である。隣接する溝付ローラ間には、ソーワイヤの一部が等ピッチで並列して張架されたワイヤ列が形成されている。マルチワイヤソーによれば、このワイヤ列部分でスライスするため、被加工物となるインゴットから一度に多数のシリコンウェハを切り出すことができる。
【０００５】
上記マルチワイヤソーを用いたスライス加工は、大別すると、「遊離砥粒方式」と「固定砥粒方式」とに分類される。遊離砥粒方式は、砥粒を含むスラリーを供給しながらソーワイヤを走行させるのに対し、固定砥粒方式は、クーラントを供給しながら外周面に砥粒が固着したソーワイヤを走行させる。近年では、環境面への配慮、切削性等の観点から、クーラントに水溶性のものを使用でき、単位時間あたりの切削量も多い固定砥粒方式が主流になっている。また、特許文献１には、切削性のさらなる向上を図るべく、固定砥粒方式と遊離砥粒方式とを併用する技術も開示されている。
【０００６】
ところで、シリコンウェハの表面には、光の閉じ込めを目的として、ピラミッド形状をした微小な凹凸構造（以下「テクスチャ構造」という。）が形成される。テクスチャ構造は、ウェハ表面をエッチングして形成するのが一般的である。多結晶シリコンウェハの場合、その表面における結晶方位が不規則であることから、通常は、酸性エッチング（等方性エッチング）を行う。
【０００７】
しかしながら、固定砥粒方式でスライスされた多結晶シリコンウェハの表面（切断面）は、延性破壊された領域（以下「延性領域」という。）がその多くを占める。この延性領域は、平滑で光反射率が高く、テクスチャ構造の凹部（以下「ディンプル」という。）が形成され難い性質がある。このため、固定砥粒方式でスライスすると、ウェハ表面にテクスチャ構造を形成する工程において、エッチングの所要時間が長くなってしまう。
【０００８】
このように、切削性に優れた固定砥粒方式は、インゴットをスライスする加工時間を短縮できる利点があるものの、セルの形成という観点から見ると、ウェハ表面に対するエッチングの所要時間が長くなる難点もある。この難点を克服するため、ウェハ表面を粗面化する表面処理をした後でエッチングすることも考えられるが、必要となる工数が増加することとなり、セルの生産効率上好ましくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−５２４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の課題に鑑み、多結晶シリコンのインゴットを固定砥粒方式でスライスしても、従来と比較して、エッチングの所要時間を短縮できる切断面が得られるソーワイヤ、及びスライス加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のソーワイヤは、芯線と、前記芯線の外周面を被覆した樹脂と、前記芯線に前記樹脂を介して固着した粒子群と、を備え、前記粒子群は、砥粒と当該砥粒よりも粒径の小さい硬質粒子とを含み、前記砥粒は単体で固着し、前記硬質粒子は当該硬質粒子が複数結合した結合体の状態で固着していることを特徴とする。
【００１２】
前記結合体の前記芯線に対する固着力は、前記砥粒の前記芯線に対する固着力よりも小さいことを特徴とする。
【００１３】
前記結合体の一部は、前記樹脂に埋め込まれていることを特徴とする。
【００１４】
前記結合体の前記樹脂表面からの突出高さは、前記砥粒の前記樹脂表面からの突出高さよりも低いことを特徴とする。
【００１５】
前記芯線の単位長さあたりの前記砥粒と前記結合体の数量比は、１：１〜１：２であることを特徴とする。
【００１６】
前記硬質粒子は、六方晶窒化ホウ素を含むことを特徴とする。
【００１７】
前記芯線の単位長さあたり、前記硬質粒子の平均粒径は、前記砥粒の平均粒径の１／３以下であり、且つ、前記砥粒の前記樹脂表面からの最大突出高さの１／２以下であることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明のスライス加工方法は、芯線の外周面に複数の砥粒が樹脂を介して固着したソーワイヤを走行させながら、当該走行するソーワイヤに多結晶シリコンのインゴットを押し当ててスライスし、当該インゴットをウェハに加工するスライス加工方法であって、前記砥粒よりも粒径の小さい硬質粒子が複数結合した結合体及び冷却液を、前記芯線と前記インゴットとの間に介在させるステップと、前記芯線と前記インゴットとの間で、前記介在させた結合体を前記硬質粒子単体の状態に分離させるステップと、を含むことを特徴とする。
【００１９】
前記結合体は、前記芯線に前記樹脂を介して固着しており、前記ソーワイヤが前記インゴットと接触する直前に、前記冷却液を当該ソーワイヤに接触させることにより、前記結合体及び前記冷却液を介在させることを特徴とする。
【００２０】
あるいは、前記結合体は、前記冷却液を分散媒とする懸濁液に分散質として分散しており、前記ソーワイヤが前記インゴットと接触する直前に、前記懸濁液を当該ソーワイヤに接触させることにより、前記結合体及び前記冷却液を介在させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係るソーワイヤ、及びスライス加工方法によれば、芯線に樹脂を介して固着した砥粒で多結晶シリコンのインゴットを切削するので、従来の固定砥粒方式と同等の切削性を発揮する。また、芯線に樹脂を介して固着した結合体は、芯線とインゴットとの間に介在しているとき、走行するソーワイヤとインゴットとの接触で加わる外力の作用によって、硬質粒子単体の状態に分離する。そして、分離した硬質粒子の各々がインゴットに衝突し、エッチングする際にディンプルが形成される起点となるごく微細なクラックを衝突した部分に形成する。これにより、多結晶シリコンのインゴットを固定砥粒方式でスライスしても、従来と比較して、エッチングの所要時間を短縮できる切断面が得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】マルチワイヤソーの概略構成を示す斜視図である。
【図２】マルチワイヤソーの概略構成を示す側面図である。
【図３】（ａ）は実施形態に係るソーワイヤの一部を示す概略斜視図、（ｂ）は同図（ａ）の破線で囲まれた部分における縦断面の拡大図である。
【図４】（ａ）は被加工物をスライスしている上記ソーワイヤの下面図、（ｂ）は同横断面図である。
【図５】被加工物をスライスするときの結合体の挙動を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係るソーワイヤ、及びスライス加工方法それぞれの実施形態について、多結晶シリコンウェハ（以下、単に「ウェハ」という。）を、マルチワイヤソーを使用してインゴットから切り出すスライス加工を例にとり、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
＜実施形態１＞
図１、図２に示すように、本例で使用するマルチワイヤソー１００は、回転軸心が平行な複数（本例では３つ）の溝付ローラ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃを備えている。溝付ローラ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ各々の外周面には、それぞれ、ガイド溝（不図示）が等ピッチで多数設けられている。マルチワイヤソー１００は、また、供給リール１０４Ｆと巻取リール１０４Ｔを備えている。
【００２５】
供給リール１０４Ｆには、実施形態に係るソーワイヤ１０が巻回収容されている。供給リール１０４Ｆから巻き出されたソーワイヤ１０は、溝付ローラ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ各々のガイド溝に順に巻き付けられて、繰り返し架け渡される。これにより、隣接する溝付ローラ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃ間には、各ローラの外周に沿って等ピッチでソーワイヤ１０が並列張架されたワイヤ列１０Ｌが形成されている。そして、溝付ローラ１０２Ｂから巻き出されたソーワイヤ１０は、巻取リール１０４Ｔに巻き取られて巻回収容される。
【００２６】
溝付ローラ１０２Ａ、供給リール１０４Ｆ、及び巻取リール１０４Ｔは、それぞれ、対応するモータ（何れも不図示）等の動力によって回転駆動し、当該回転駆動に伴って、ソーワイヤ１０が走行する。一方、溝付ローラ１０２Ｂ，１０２Ｃの各々は、走行するソーワイヤ１０との間に生じる摩擦力によって従動回転する。そして、溝付ローラ１０２Ａ等を正逆回転させることによって、供給リール１０４Ｆから巻取リール１０４Ｔに渡る走行経路における、ソーワイヤ１０の走行方向が切り替わるように構成されている。
【００２７】
マルチワイヤソー１００は、さらに、冷却液であるクーラントの供給口（不図示）を有する一対の給液ノズル１０６Ａ，１０６Ｂを備えている。給液ノズル１０６Ａ，１０６Ｂの各々は、溝付ローラ１０２Ａと溝付ローラ１０２Ｂとの間に張架されたワイヤ列１０Ｌの中央部分上側に、水平方向に間隔をあけて設けられている。給液ノズル１０６Ａと給液ノズル１０６Ｂとの間の空間には、被加工物となる多結晶シリコンのインゴット１０８がセットされる。インゴット１０８は、その直下にあるワイヤ列１０Ｌに対して相対的に上下動する可動ベース１１０に捨て板（不図示）を介して固定される。
【００２８】
実施形態に係るソーワイヤ１０は、上述したマルチワイヤソー１００に装着して使用する、可撓性を有する長尺線状の切削工具（切断工具）である。図３、図４に示すように、ソーワイヤ１０は、横断面が円形をした芯線１２を備える。芯線１２の外周面は、樹脂１４で被覆されている。樹脂１４を介して、芯線１２に粒子群１６が固着している。
【００２９】
芯線１２は、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍ程度の線径を有する、高炭素鋼線（例えば、ピアノ線）やステンレス鋼線といった高張力鋼線材からなる。本例では、芯線１２の軸心Ｃに沿った軸方向長さが１００ｋｍ程度のものを使用しているが、上述したマルチワイヤソー１００に装着して使用し得る限り、当該軸方向長さは、１００ｋｍより短尺であっても長尺であっても構わない。
【００３０】
樹脂１４は、樹脂を主成分とする接着剤が硬化してなる接着剤層である。当該接着剤の構成成分について、具体的には、フェノール樹脂を主成分とし、これにシランカップリング剤が添加されてなるものである。なお、樹脂１４には、強度を補強するためのフィラー（不図示）が含まれていても構わない。
【００３１】
粒子群１６は、複数の砥粒１８を含む。砥粒１８は、ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ｃ−ＢＮ）等の超砥粒である。砥粒１８の各々は、それぞれ単体の状態で芯線１２に固着している。固着した砥粒１８は、何れも、樹脂１４に一部埋め込まれており、それ以外の部分は樹脂１４表面から突出している。なお、砥粒１８は、アルミナ、炭化珪素等の一般砥粒、あるいは、超砥粒と一般砥粒とが混在したものであっても構わない。
【００３２】
砥粒１８各々の樹脂１４表面からの突出高さＨ１（図３（ｂ））は、芯線１２の軸方向における単位長さあたり平均して、３μｍ〜１０μｍ、好ましくは４μｍ〜６μｍ、最も好ましくは５μｍ前後である。砥粒１８の前記単位長さあたりの平均突出高さが３μｍより小さいと、単位時間あたりの切削量が少なくなって、切削性が不十分になるおそれがある。一方、同平均突出高さが１０μｍより大きいと、カーフロスが増大する。本例では、突出高さＨ１を考慮し、砥粒１８として、平均粒径が８μｍ〜１２μｍの範囲の大きさのダイヤモンド砥粒が用いられている。
【００３３】
粒子群１６は、また、複数の硬質粒子２０を含む。硬質粒子２０は、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）の微粒子である。ここでいう「硬質」とは、多結晶シリコンのインゴット以上の硬さであることを意味する。硬質粒子２０の各々は、砥粒１８よりも粒径が小さく、いくつかの硬質粒子２０が結合して一つの結合体２２を形成した状態で芯線１２に固着している。結合体２２を構成する硬質粒子２０同士は、シランカップリング剤を介して相互に結合している。固着した結合体２２は、何れも、樹脂１４に一部埋め込まれており、それ以外の部分は樹脂１４表面から突出している。結合体２２各々の樹脂１４表面からの突出高さＨ２（図３（ｂ））は、砥粒１８の突出高さＨ１よりも若干低くなっている。
【００３４】
硬質粒子２０の前記単位長さあたりの平均粒径は、砥粒１８の平均粒径の１／３以下であり、且つ、砥粒１８各々の突出高さＨ１のうち、前記単位長さあたりの最大高さ（砥粒１８の最大突出高さ）の１／２以下の大きさである。硬質粒子２０の平均粒径がこれより大きいと、硬質粒子２０が砥粒１８と同じような働きをするようになり、所望する切断面が得られないだけでなく、結合体２２の見かけの粒径も大きくなって芯線１２から無駄に離脱し易くなる。
【００３５】
上述したように、芯線１２に固着した粒子群１６には、複数の砥粒１８と複数の結合体２２とが混在している。これら砥粒１８と結合体２２の芯線１２における分布は、以下のとおりである。すなわち、前記単位長さあたりの砥粒１８の数を「ｎ」、結合体２２の数を「ｍ」とすると、前記単位長さあたりの砥粒１８と結合体２２の数量比（ｎ：ｍ）は、１：１〜１：２である。また、砥粒１８の平均粒径を「Ｒ」とすると、隣接する砥粒１８同士の中心間距離Ｌ１（図３（ｂ））は、平均粒径Ｒの２．５倍〜５倍程度の大きさである（２．５Ｒ≦Ｌ１≦５Ｒ）。さらに、隣接する砥粒１８と結合体２２の中心間距離Ｌ２（図３（ｂ））は、平均粒径Ｒとほぼ同じ（１倍）〜２．５倍程度の大きさである（Ｒ≦Ｌ２≦２．５Ｒ）。
【００３６】
また、砥粒１８と結合体２２とでは、芯線１２に対する固着力が異なる。具体的には、結合体２２の方が、砥粒１８よりも前記固着力が小さい。砥粒１８は、インゴット１０８を押し付けられた状態でソーワイヤ１０が走行しても、そう簡単には芯線１２から離脱しないように、強固に固着している。これに対し、結合体２２は、走行するソーワイヤ１０とインゴット１０８との接触で加わる外力の作用によって、芯線１２から離脱する程度の強度で固着している。但し、結合体２２は、ソーワイヤ１０の走行に伴う溝付ローラ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃとの接触、ソーワイヤ１０の供給リール１０４Ｆ及び巻取リール１０４Ｔ各々に巻回収容されている部分同士の接触等により加わる外力では、芯線１２から簡単に離脱しない程度の固着力を有する。
【００３７】
粒子群１６の芯線１２における分布、並びに、砥粒１８及び結合体２２各々の前記固着力を上記のような設計にすることで、ソーワイヤ１０をマルチワイヤソー１００に装着して使用する際、砥粒１８、結合体２２（硬質粒子２０）をそれぞれ後述のように機能させることが可能となる。また、結合体２２の固着力を上記強度で設計することで、結合体２２を、可能な限り芯線１２から無駄に離脱させることなく、被加工部（ソーワイヤ１０がインゴット１０８に接触する部分）まで運び込むことができる。
【００３８】
次に、実施形態に係るスライス加工方法について、上述したマルチワイヤソー１００の動作と共に説明する。
【００３９】
まず始めに、インゴット１０８を、図１に示すように、可動ベース１１０に固定し、給液ノズル１０６Ａと給液ノズル１０６Ｂとの間の空間にセットする（ステップＳ０）。
【００４０】
続いて、溝付ローラ１０２Ａ、供給リール１０４Ｆ、及び巻取リール１０４Ｔをそれぞれ回転駆動し、ソーワイヤ１０を供給リール１０４Ｆ側から巻取リール１０４Ｔ側に向かう第１の方向へと走行させる。これと並行して、供給リール１０４Ｆ側にある給液ノズル１０６Ａから、その直下のワイヤ列１０Ｌ部分にクーラントを供給しながら、可動ベース１１０を下降させ、当該クーラントが付着したワイヤ列１０Ｌにインゴット１０８の下面を押し当てる。こうして、砥粒群１６（砥粒１８、結合体２２）及びクーラントを、芯線１２とインゴット１０８との間に介在させる（ステップＳ１）。
【００４１】
インゴット１０８をワイヤ列１０Ｌ部分に押し当てた状態で、ソーワイヤ１０を継続して走行させる。これにより、ワイヤ列１０Ｌ部分を走行するソーワイヤ１０の表面に固着した砥粒１８でインゴット１０８を切削する。同時に、芯線１２とインゴット１０８との間で、上記ステップＳ１により介在させた結合体２２を芯線１２から離脱させ、さらに、結合体２２を硬質粒子２０単体の状態に分離させる（ステップＳ２）。
【００４２】
上記ステップＳ１，Ｓ２は、例えば、数ｋｍ程度の長さ分のソーワイヤ１０が第１の方向へ走行するまで、そのまま継続される。その間、ソーワイヤ１０は、ワイヤ列１０Ｌ部分においてインゴット１０８と接触しながら走行し続けることになる。その結果、インゴット１０８下面には、図２、図４に示すように、ワイヤ列１０Ｌ部分を走行するソーワイヤ１０と同じ数の切削溝１０８Ｒが形成される。
【００４３】
第１の方向へ走行したソーワイヤ１０の長さが数ｋｍ程度に達すると、今度は、ソーワイヤ１０の走行方向を逆にする。すなわち、溝付ローラ１０２Ａ、供給リール１０４Ｆ、及び巻取リール１０４Ｔをそれぞれ逆回転で駆動し、ソーワイヤ１０を巻取リール１０４Ｔ側から供給リール１０４Ｆ側に向かう第２の方向へと逆走行させる。これと並行して、巻取リール１０４Ｔ側にある給液ノズル１０６Ｂから、その直下のワイヤ列１０Ｌ部分にクーラントを供給しながら、当該クーラントが付着したワイヤ列１０Ｌにインゴット１０８を押し当てる。こうして、上記ステップＳ１と同様に、砥粒群１６（砥粒１８、結合体２２）及びクーラントを、芯線１２とインゴット１０８との間に介在させる（ステップＳ３）。
【００４４】
また、上記ステップＳ２と同様に、インゴット１０８をワイヤ列１０Ｌ部分に押し当てた状態で、ソーワイヤ１０を継続して走行させる。これにより、ワイヤ列１０Ｌ部分を走行するソーワイヤ１０の表面に固着した砥粒１８でインゴット１０８を切削すると共に、芯線１２とインゴット１０８との間で、上記ステップＳ３により介在させた結合体２２を芯線１２から離脱させ、さらに、結合体２２を硬質粒子２０単体の状態に分離させる（ステップＳ４）。
【００４５】
そして、第２の方向へ走行させるソーワイヤ１０の長さを、第１の方向へ走行させるときよりも短縮しながら、上記ステップＳ１，Ｓ２と上記ステップＳ３，Ｓ４とを交互に繰り返す。これにより、インゴット１０８がスライスされて、薄板状をしたウェハとして切り出される。ワイヤ列１０Ｌ部分でインゴット１０８をスライスするマルチワイヤソー１００を使用すれば、一度に多数枚のウェハを切り出すことができる。
【００４６】
ここで、図５を参照しながら、上記ステップＳ１，Ｓ２における結合体２２の挙動について詳細に説明する。なお、上記ステップＳ３，Ｓ４は、ソーワイヤ１０の走行方向が逆であること以外、実質的には上記ステップＳ１，Ｓ２と同じである。よって、上記ステップＳ３，Ｓ４における結合体２２の挙動についての説明は省略する。
【００４７】
既述のとおり、ステップＳ１では、図５（ａ）に示すように、結合体２２及びクーラントが、芯線１２とインゴット１０８との間に介在することになる。上記スライス加工中、ソーワイヤ１０は、例えば１０００ｍ／ｍｉｎ程度の速度で走行する。このため、ソーワイヤ１０と共に高速移動する結合体２２には、相応の運動エネルギーが与えられる。
【００４８】
ステップＳ２では、図５（ｂ）に示すように、結合体２２が、走行するソーワイヤ１０とインゴット１０８との接触で加わる外力や、ねじり力の作用によって芯線１２から離脱し、離脱した結合体２２は、その後、硬質粒子２０単体の状態に分離する。その間も、ソーワイヤ１０は高速走行を継続しているため、分離した単体の硬質粒子２０は、相応の運動エネルギーをもって、砥粒１８により切削されたインゴット１０８の切断面１０８Ｓに衝突する。
【００４９】
そして、硬質粒子２０が衝突した切断面１０８Ｓには、図５（ｃ）に示すように、ごく微細なクラック１０８Ｃが形成される。クラック１０８Ｃは、ステップＳ１，Ｓ２を継続中、切断面１０８Ｓに沿って連続的に形成される。その結果、切断面１０８Ｓには、多数のクラック１０８Ｃが概ね均一に分散した状態で形成されることになる。
【００５０】
また、離脱した結合体２２が固着していた樹脂１４部分には、芯線１２側に窪んだ穴部１４Ｐが形成される。この穴部１４Ｐが形成されることにより、以下の利点が得られる。すなわち、穴部１４Ｐがチップポケットとして機能することで、砥粒１８が切削したインゴット１０８の切削屑（不図示）による目詰まりが生じ難くなる。また、穴部１４Ｐは、クーラントの一時的な収容部としても機能し、クーラントが被加工部まで効率よく運び込まれる。さらに、穴部１４Ｐの深さ分だけ砥粒１８の見かけ上の突出高さが増えることとなる。その結果、ソーワイヤ１０の切削性が、穴部１４Ｐがない場合よりも向上する。
【００５１】
上述したスライス加工方法によって得られたウェハの表面（切断面１０８Ｓ）には、光反射率が若干異なる帯状の延性領域が交互に並んだ縞模様が現れる。この縞模様は、その両側の領域よりも光反射率が低い第１領域と、当該第１領域よりも光反射率が高い第２領域とを含む。しかしながら、第１領域及び第２領域の何れにも、多数のクラック１０８Ｃが上述のように形成されている。これらクラック１０８Ｃの各々は、エッチングによってディンプルが形成される起点になる。つまり、第１領域と第２領域からなる切断面１０８Ｓは、この時点で既に、エッチングする前の表面処理等を特に要することなく、ディンプルが形成され易い状態になっていると言える。このため、切断面１０８Ｓの延性領域は、従来と比較して、エッチングの所要時間が短くて済むのである。
【００５２】
上記説明のとおり、実施形態に係るソーワイヤ１０、及びスライス加工方法によれば、芯線１２に樹脂１４を介して固着した砥粒１８でインゴット１０８を切削するので、従来の固定砥粒方式と同等の切削性を発揮する。また、芯線１２に樹脂１４を介して固着した結合体２２は、インゴット１０８と芯線１２との間に介在しているとき、走行するソーワイヤ１０とインゴット１０８との接触で加わる外力の作用によって、硬質粒子２０単体の状態に分離する。そして、分離した硬質粒子２０の各々は、インゴット１０８に衝突し、エッチングする際にディンプルが形成される起点となるごく微細なクラック１０８Ｃを衝突した部分に形成する。これにより、固定砥粒方式でスライスした従来と比較して、エッチングの所要時間を短縮できる切断面１０８Ｓが得られるようになる。
【００５３】
以上、本発明の実施形態に係るソーワイヤ１０、及びスライス加工方法について説明したが、本発明は、上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下のような形態で実施されても構わない。なお、以下の説明では、上記実施形態と基本的に同様の構成には、同じ符号を付すこととする。また、上記実施形態と相違する部分を中心に説明し、上記実施形態と共通する事項に関する説明については、簡単な言及に止めるか、又は、適宜省略することとする。
【００５４】
＜実施形態２＞
上記実施形態１では、芯線１２に結合体２２が固着したソーワイヤ１０をマルチワイヤソー１００に装着してインゴット１０８をスライスしたが、すべての結合体２２が、必ずしもソーワイヤ１０に固着している必要はない。例えば、冷却液であるクーラントを分散媒、結合体２２を分散質とする懸濁液を調製し、この懸濁液を給液ノズル１０６Ａ，１０６Ｂからワイヤ列１０Ｌに供給するようにしても構わない。
【００５５】
この場合、クーラントは、粘度が比較的高い液体である方が好ましい。そのようなクーラントを使用することで、前記懸濁液をソーワイヤ１０に供給した後、結合体２２を、ソーワイヤ１０に付着させたまま、インゴット１０８の被加工部（インゴット１０８と芯線１２との間）まで運び込み易くなる。
【００５６】
結合体２２が分散した懸濁液は、ソーワイヤ１０がインゴット１０８と接触する直前にソーワイヤ１０と接触し、当該懸濁液が付着したソーワイヤ１０がインゴット１０８と接触する位置まで走行することによって、インゴット１０８と芯線１２との間に結合体２２及びクーラントが介在することになる。この状態で、ソーワイヤ１０が高速走行した場合であっても、懸濁液に分散していた結合体２２は、上記ステップＳ１，Ｓ２における挙動（図５）と同様の挙動を示す。よって、上記実施形態１と同様、従来の固定砥粒方式と同等の切削性を発揮すると共に、固定砥粒方式でスライスした従来と比較して、エッチングの所要時間を短縮できる切断面１０８Ｓが得られる。
【００５７】
なお、結合体２２が分散した懸濁液をワイヤ列１０Ｌに供給する場合には、ソーワイヤ１０に替えて、砥粒１８のみが芯線１２に固着した公知のソーワイヤ（不図示）をマルチワイヤソー１００に装着して、インゴット１０８をスライス加工するようにしても勿論構わない。要は、ソーワイヤ又は冷却液のうち、少なくとも一方が結合体２２を含むものであればよいのである。
【００５８】
また、実施形態２では、ソーワイヤ１０の走行方向を第１の方向と第２の方向に交互に切り替えながらインゴット１０８をスライスする方式に限らず、供給リール１０４Ｆから巻取リール１０４Ｔまで、ソーワイヤ１０を第１の方向にのみ走行させてインゴット１０８をスライスする方式を採用しても構わない。この場合、巻取リール１０４Ｔと供給リール１０４Ｆの役割を交代させれば、ソーワイヤ１０を第２の方向にのみ走行させてインゴット１０８をスライスすることも可能である。
【００５９】
＜変形例１＞
上記実施形態１，２では、結合体２２を構成する硬質粒子２０として、六方晶窒化ホウ素（ｈ−ＢＮ）の微粒子を用いたが、例えば、ファインセラミックスなどの超硬質微粒子を用いても構わない。また、砥粒１８と同じの材料であるダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ｃ−ＢＮ）等の超砥粒、アルミナ、炭化珪素等の一般砥粒、あるいは、超砥粒と一般砥粒とが混在したものであって、砥粒１８よりも粒径が小さいものを採用することも可能である。
【００６０】
なお、いずれの粒子で結合体を形成するとしても、シランカップリング剤を介して粒子同士を結合させておくことが望ましい。シランカップリング剤は、シリコン原子（Ｓｉ）を含む結合剤であるため、スライスしたウェハの切断面に残留物として付着していても、エッチングによって除去できるからである。ただし、例えば、フェノール樹脂などをバインダとして粒子同士を結合させて結合体を形成しても勿論構わない。
【００６１】
＜変形例２＞
上記実施形態１，２において、ソーワイヤ１０は、単一の高張力鋼線材で構成された芯線１２を用いたモノフィラメント構造であったが、複数の高張力鋼線材が束ねられて撚り合わされた芯線を用いたマルチフィラメント構造のソーワイヤに適用しても構わない。
【００６２】
＜変形例３＞
上記実施形態１，２では、３つの溝付ローラ１０２Ａ，１０２Ｂ，１０２Ｃを備えたマルチワイヤソー１００を使用したが、溝付ローラは２つであっても良いし、４つ以上であっても構わない。要は、ソーワイヤが装着されたとき、インゴットをスライスするためのワイヤ列が形成されるように構成されたマルチワイヤソーを使用すれば足りるのである。
【００６３】
本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々なる改良、修正、又は変形を加えた態様でも実施できる。また、同一の作用又は効果が生じる範囲内で、何れかの発明特定事項を他の技術に置換した形態で実施しても良い。
【符号の説明】
【００６４】
１０        ソーワイヤ
１２        芯線
１４        樹脂
１６        粒子群
１８        砥粒
２０        硬質粒子
２２        結合体
【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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