JP2014083673A - 砥粒付ワイヤ工具 - Google Patents

Abstract

【課題】チップやクーラントの排出を容易にし高効率切断を可能とし、高品質なウェハを作製するための砥粒付ワイヤ工具を得る。
【解決手段】砥粒付ワイヤ工具１００は、ワイヤ１と、ワイヤ１の外周表面の複数個所に設けられた通電孔３に通電孔めっき４によって固定された砥粒５とを有し、円柱状の通電孔３が、螺旋曲線３０上に互いに均一な隙間Ｇを空けて配置され、隙間Ｇは通電孔３の半径Ｒの１／３よりも大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は砥粒付ワイヤ工具、特に、ワイヤの外周表面に砥粒がめっきによって固定されている砥粒付ワイヤ工具に関するものである。

従来、太陽光発電用、半導体素子用、ＬＥＤ素子用あるいはその成長基板用等のウェハは、一度に多数枚のウェハが得られるマルチワイヤソー等、専用の切断機を用いて切断（含むスライス）されている。かかる専用の切断機には、ダイヤモンド粒子等の砥粒が外周表面に固定されている砥粒付ワイヤ工具が使用されることが多くなってきている。この砥粒付ワイヤ工具において、砥粒（ダイヤモンド粒子等）を固定する方法は以下のようなものが知られており、それぞれ以下のような一長一短がある。
（イ）砥粒を樹脂によって固定する方式は、樹脂と砥粒とを混合したものをワイヤに塗布して作成する。砥粒を保持する保持強度が低いことから、ウェハ等を切断する際の効率が低く、寿命も短い。ある切断量（生産量）を確保しようとすると、専用の切断機を増設する必要がある。また、ワイヤの消費量も多くなる。
（ロ）ロー付けによって固定する方式は、予めワイヤの外周表面にロー材を塗布しておき、これに熱を加えてロー材を溶融させ、溶融したロー材に砥粒を固着させるものである。ワイヤが加熱されるため、ワイヤの品質劣化が生じる（品質の影響する温度にまで加熱される）。また、被削材（ウェハ等）の切断面の加工ダメージが大きいと言われている。
（ハ）めっきによって固定される方式は、砥粒を懸濁しためっき液を作成し、該めっき液中にワイヤを浸漬して、ワイヤの外周表面にめっきを析出させると共に、砥粒を共析させるものである。このため、砥粒付ワイヤ工具を製作する際の生産効率が低いことから、製造コストが高くなっている。また、被削材（ウェハ等）の切断面の加工ダメージが大きいと言われている。

以上のように、全ての方法において、砥粒は成り行きでワイヤの外周表面に固着され、固着した砥粒はワイヤの外周表面にランダムに（不規則に）分布している。また、切断に寄与しない、または、阻害する不要な砥粒も固着されている。このため、砥粒付ワイヤ工具の価格が高価になると共に、被削材（ウェハ等）の切断品質（切断面の肌荒れや形状変化等）の劣化や品質のバラツキの拡大を招き、高効率加工を阻害していた。

そこで、多数の砥粒が、単線で導電性を有するワイヤの外周面に螺旋状に形成された接着剤層によって一次固着されると共に、電着による金属メッキ層で二次固着されている固定砥粒ワイヤが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２３０２５８号公報（第５−７頁、図１）

しかしながら、特許文献１に開示された固定砥粒ワイヤは、砥粒が螺旋状に形成された接着剤層に一次固着されると共に、金属メッキ層で二次固着されているため、以下のような問題があった。
（あ）接着剤層によって、金属メッキの範囲が狭められ、堅固な固着が得られないおそれがある。
（い）固定砥粒同士が当接していることから、所定の固定砥粒によって発生したチップ（切り屑）が、固定砥粒同士の間に挟まったり、隣接する固定砥粒によって被削材（ウェハ等）に押し付けられたりするおそれがあり、切断効率の低下や切断品質（切断面の肌荒れや形状変化等）の悪化を招く。
（う）切断の際、固定粒子が連続的に螺旋曲線状に固定されていることから、ワイヤが捻られるため、捻回によるワイヤ破断のおそれがある。
（え）特に、ワイヤを往復走行させて切断する場合は、チップやクーラント（切断液）の排出方向が反転するため、これらの排出が阻害されたり、ワイヤは捻られる方向が反転しながら繰返し捻られたりするため、ワイヤ破断のおそれが高まる。

本発明は、上記のような問題を解消するものであって、チップやクーラントの排出を容易にし、高効率切断を可能とし、高品質なウェハを作製するための砥粒付ワイヤ工具を得ることにある。

（１）本発明に係る砥粒付ワイヤ工具は、ワイヤと、該ワイヤの外周表面を被覆する絶縁層の複数個所に設けられた通電孔に通電孔めっきによって固定された砥粒と、を有し、前記通電孔が、同一線上に互いに隙間を空けて配置されていたことを特徴とする。
（２）前記（１）において、前記絶縁層が撤去されていることを特徴とする。
（３）前記（２）において、前記砥粒の表面と、前記通電孔めっきの表面と、前記砥粒の表面および前記通電孔めっきの表面を除く前記ワイヤの外周表面とが、表面全体めっきによって覆われていることを特徴とする。

（４）外周表面が下地めっきによって被覆されたワイヤと、該ワイヤの下地めっきの表面を被覆する絶縁層の複数個所に設けられた通電孔に通電孔めっきによって固定された砥粒と、を有し、前記通電孔が、同一線上に互いに隙間を空けて配置されていたことを特徴とする。
（５）前記（４）において、前記絶縁層が撤去されていることを特徴とする。
（６）前記（５）において、前記砥粒の表面と、前記通電孔めっきの表面と、前記砥粒の表面および前記通電孔めっきの表面を除く前記ワイヤの下地めっきの表面とが、表面全体めっきによって覆われていることを特徴とする。

（７）前記（３）または（６）において、前記表面全体めっきは、微細砥粒、酸化セリウム微細粒子および微細ジルコンサンドの中から１種あるいは複数種が混合された複合めっきであることを特徴とする。
（８）前記（１）乃至（７）の何れかにおいて、前記隙間が、互いに隣接する何れかの一対の前記通電孔同士においても同一であることを特徴とする。
（９）前記（１）乃至（８）の何れかにおいて、前記通電孔が円形であって、前記通電孔同士の隙間が、前記円形の半径の１／３よりも大きいことを特徴とする。

（１０）前記（１）乃至（９）の何れかにおいて、前記通電孔が、前記ワイヤの外周表面に１条または複数条の螺旋曲線の上に配置されていることを特徴とする。
（１１）前記（１）乃至（１０）の何れかにおいて、前記通電孔が、前記ワイヤの長手方向に平行な直線上であって、前記ワイヤの円周方向で等角配置されていることを特徴とする。
（１２）前記（１）乃至（１１）の何れかにおいて、前記通電孔のそれぞれに、１個の砥粒または集合した複数個の砥粒の塊が固定され、前記１個の砥粒の直径または前記塊の直径が、前記通電孔の直径よりも同等以下であることを特徴とする。
（１３）前記（１）乃至（１２）の何れかにおいて、前記砥粒の外周表面は、前記通電孔に固定される前に、予め砥粒の表面を通電できる材質になるよう処理されていることを特徴とする。

本発明に係る砥粒付ワイヤ工具は、前記構成であるから以下の効果を奏する。
（ｉ）通電孔が同一線上に互いに隙間を空けて配置されていたものである。このため、通電孔に固定された砥粒も互いに隙間を空けて離れているため、所定の砥粒によって発生したチップ（切り屑）やクーラント（切断液）が、隣接する砥粒との間に挟まることがなく、当該所定の砥粒とこれに隣接する砥粒との間をすり抜けて、流出するから、目詰まりが抑制されクーラントの効果（冷却効果等）を高めると共に切断刃先高さを保ち切れ味の低下を抑制する。そして、所定の砥粒によって発生したチップが隣接する砥粒によって被削材（ウェハ等）に押し付けられたりするおそれがなくなる。
また、切断の際、前記のように、チップやクーラントは砥粒のそばを通過することができ、例えば、複数個の砥粒が寄り集まった、チップやクーラントの排出方向を一定の方向に案内するような壁が形成されないから、チップやクーラントの排出方向が一定の方向に規定されない（ランダムである）ため、ワイヤの捻回によるワイヤ破断のおそれを低減することができる。特に、ワイヤを往復走行させて切断する場合は、チップやクーラントがランダムな方向に排出されるから、これらの排出が促進されると共に、ワイヤが繰返し交番捻回されることがないから、ワイヤ破断のおそれを低減することができる。よって、切断効率が向上し、切断品質が向上する（切断面の肌荒れや形状変化が抑えられる）。
そして通電孔は、通電孔よりも大きな砥粒を固着しないため、粗粒による切断面への異常スクラッチを抑制する。このことも、切断面品質の向上に寄与する。
さらに、決められた面積（体積）の通電孔に砥粒を固定するから、不必要に多量の砥粒が固定されることがないため、原材料（砥粒）の使用量を抑えることができ、製造コストを安価にすることができる。

（ｉｉ）砥粒がめっき共析によって通電孔に固定された後、絶縁層が撤去されているから、絶縁層に形成されていた通電孔は消滅し、通電孔があった範囲には、通電孔めっきおよび砥粒の一部が存在している。このため、砥粒の突き出し量が大きくなったような切断刃先が形成されるから、切断に耐えうる切れ味を保有することができる。
（ｉｉｉ）砥粒の表面、通電孔めっきの表面およびワイヤの外周表面が表面全体めっきによって覆われているから、砥粒の固定が堅固になると共に、ワイヤの外周表面の摩耗が抑えられる。よって、工具寿命の延長によって、切断の作業コストが安価になる。

（ｉｖ）ワイヤの外周表面が下地めっきによって被覆され、砥粒が通電孔めっきによって下地めっきに固定されているから、前記（ｉ）の効果を奏すると共に、固定が堅固になり、使用時（ウェハ等の切断時）に砥粒が脱落するおそれが低くなる。
（ｖ）砥粒がめっき共析によって通電孔に固定された後、絶縁層が撤去されているから、絶縁層に形成されていた通電孔は消滅し、通電孔があった範囲には、通電孔めっきおよび砥粒の一部が存在している。このため、砥粒の突き出し量が大きくなったような切断刃先が形成されるから、切断に耐えうる切れ味を保有することができる。
（ｖｉ）砥粒の表面、通電孔めっきの表面およびワイヤの外周表面を覆う下地めっきが表面全体めっきによって覆われているから、砥粒の固定がさらに堅固になると共に、ワイヤの外周表面の摩耗がさらに抑えられる。よって、工具寿命のさらなる延長によって、切断の作業コストが安価になる。

（ｖｉｉ）さらに、表面全体めっきは、微細砥粒、酸化セリウム微細粒子および微細ジルコンサンドの中から１種あるいは複数種が混合された複合めっきにすることにより、砥粒と協働して、耐摩耗性や切り屑の耐凝着性あるいはラッピング性を向上させる効果を併せ持ち、めっき共析している前記微細砥粒等がウェハ等の切断に寄与するため、切断効率の向上や切断品質の向上（切断面の肌荒れや形状変化の低減）がさらに促進される。
（ｖｉｉｉ）また、所定の線（螺旋曲線または直線）上において、隣接する通電孔同士の隙間が同じになるように配置されているから、略同間隔で整列固着した砥粒は、長距離間に渡り同様の砥粒密度で外周にバランス良く固着している。このため、マルチワイヤソー切断機において、数百μｍの薄いウェハを数百枚あるいは数千枚同時に直進性良く切断することを可能とし、切断されたウェハの品質（切断面の肌荒れ（面精度の安定性）、形状変化の低減）を向上させる。また、砥粒間に隙間を持たせることでチップ（切り屑）やクーラントの排出が容易になり、目詰まりが抑制されクーラントの効果（冷却効果等）を高め、一層の高効率切断が可能になると共に、切断されたウェハの高品質化が得られる。
なお、通電孔は円周方向に均等配置され、かつ、長手方向に均一隙間で配置された場合、通電孔同士の円周方向の隙間と長手方向の隙間とは同一であっても、あるいは相違してもよい（平面に展開した際、方眼状に配置されてもよいし、方眼状に配置されなくてもよい）。また、通電孔が多数条の螺旋曲線上に配置された場合、一方の螺旋曲線上に均一間隔で配置された通電孔と、該螺旋曲線に対向する他方の螺旋曲線上に均一間隔で配置された通電孔との隙間は、一方の螺旋曲線上に配置された通電孔同士の隙間や、他方の螺旋曲線上に配置された通電孔同士の隙間と、必ずしも同一でなくてよい。

（ｉｘ）通電孔が円形であるから、通電孔の形成が容易であって、通電孔同士の隙間が通電孔の半径の１／３よりも大きいから、通電孔同士の間に実質的な隙間が形成され、砥粒は重ならないため、チップ（切り屑）やクーラントの排出が担保されている。また、仮に、砥粒がワイヤの外周表面から脱落した場合でも、近隣の砥粒に凝集することがない。
したがって、切り込み量が安定し、切断負荷が安定するため、切断効率や切断品質の向上（切断面の肌荒れや形状変化の低減）がさらに促進される。
（ｘ）また、前記通電孔が、１条または複数条の螺旋曲線状に配置されたり、ワイヤの長手方向に平行な直線上に配置されたり、あるいはワイヤの長手方向に垂直な円周上に配置されたりするから、通電孔の形成が容易になる。
なお、通電孔は円周方向に均等配置され、かつ、長手方向に均一隙間で配置された場合、通電孔同士の円周方向の隙間と長手方向の隙間とは同一であっても、あるいは相違してもよい。

（ｘｉ）また、通電孔のそれぞれに１個の砥粒または集合した複数個の砥粒の塊が固定されているから、すなわち、比較的大きな砥粒は１個のまま固定し、比較的小さな砥粒は数個（例えば２乃至５個程度）を寄せ集めて固定し、微細な砥粒は多数個を集積して（クラスター状にして）固定するから、使用する砥粒を選択する幅が増すことができる。
また、各切断刃先が一定の隙間を保有しているため、微細な砥粒を使用しても切れ味ある切断刃先が構成される。そのことから、ワイヤを小径化することができ、切断取り代が減少し、切断時の被削材（例えば、ウェハ等素材）の素材歩留まりが向上するため、切断における製品（例えば、ウェハ等）の製造コストを低減することができる。
また、多数個の微細な砥粒の集積体（クラスター）を使用することによって、切断時の加工ダメージ（切断された表面の粗度や改質）を減少することができるから、切断後の製品（例えば、ウェハ等）の表面品質を向上させることができる。
さらに、１個の砥粒の直径または塊の直径が、通電孔の直径の同等以下であるから、１個の砥粒同士または塊同士の間に隙間が形成されるため、前記効果（ｉ）等が得られる。

（ｘｉｉ）さらに、砥粒の外周表面は、通電孔に固定される前に、予め砥粒の表面を通電できる材質になるよう処理されているから、砥粒の表面を通電できる材質と通電孔めっきとの結合がより緊密になり、砥粒の固定がより堅固になる。なお、処理されていない砥粒を使用しても、かかる砥粒を固定することができる。

本発明の実施の形態１に係る砥粒付ワイヤ工具を説明する側面図および平面に展開した展開図。 図１に示す砥粒付ワイヤ工具の正面視の断面図および正面視の断面を拡大して示す断面図。 図１に示す砥粒付ワイヤ工具の通電孔の配置のバリエーションを説明するために平面に展開した展開図（多数条の螺旋曲線上に均等配置されたもの）。 図１に示す砥粒付ワイヤ工具の通電孔の配置のバリエーションを説明するために平面に展開した展開図（軸方向に平行な直線上に均等配置されたもの）。 図１に示す砥粒付ワイヤ工具の砥粒の固定状況のバリエーションを説明する平面に展開した展開図および展開した部分の断面を示す断面図（単粒）。 図１に示す砥粒付ワイヤ工具の砥粒の固定状況のバリエーションを説明する平面に展開した展開図および展開した部分の断面を示す断面図（複合粒）。 図１に示す砥粒付ワイヤ工具の砥粒の固定状況のバリエーションを説明する平面に展開した展開図および展開した部分の断面を示す断面図（微細複合粒）。 図１に示す砥粒付ワイヤ工具の砥粒の固定状況のバリエーションを説明する平面に展開した展開図および展開した部分の断面を示す断面図（微細複合粒）。 本発明の実施の形態２に係る砥粒付ワイヤ工具を説明するものであって、正面視の断面を拡大して示す断面図。 本発明の実施の形態３に係る砥粒付ワイヤ工具を説明するものであって、正面視の断面を拡大して示す断面図。 本発明の実施の形態４に係る砥粒付ワイヤ工具を説明するものであって、正面視の断面を拡大して示す断面図。 本発明の実施の形態５に係る砥粒付ワイヤ工具を説明するものであって、正面視の断面を拡大して示す断面図。

［実施の形態１］
図１および図２は、本発明の実施の形態１に係る砥粒付ワイヤ工具を説明するものであって、図１の（ａ）は側面図、図１の（ｂ）は平面に展開した展開図、図２の（ａ）は正面視の断面図、および図２の（ｂ）は正面視の断面を拡大して示す断面図である。なお、各図は模式的に描かれたものであって、実施の形態１は図示された形態に限定するものではなく、特に、相対的な大きさ（厚さ）は誇張されている。

図１および図２において、砥粒付ワイヤ工具（以下「ワイヤ工具」と称す）１００は、ワイヤ１と、ワイヤ１の外周表面を被覆する絶縁層２と、絶縁層２の一部を撤去してワイヤ１の外周表面を剥き出しにする通電孔３と、通電孔３に通電孔めっき４によって固定された砥粒５とを有している。なお、後記するように、砥粒５を固定した後、絶縁層２を撤去してもよいし、絶縁層２を撤去した後、全体を「全体めっき」によって覆ってもよい。

（ワイヤ）
ワイヤ１は、導電性を有する線材であって、めっき共析を可能にすると共に、ウェハ等を切断する際、ワイヤ１に作用する引張力に耐えられるだけの強度を有している。なお、ワイヤ１の外径（Ｄ）は、使用される切断機、ワイヤに作用する引張力、ウェハ厚みやその枚数等切断作業の環境、条件により決定される。また、後記するように通電孔３の大きさや配置形態、あるいは砥粒５の大きさも切断作業の環境、条件等に応じて、適宜選定されるものである。また、ワイヤ１の材質は、限定されるものではなく、高炭素ピアノ線や、高強度ないし高耐蝕性を有するステンレス鋼線やマレージング鋼線等である。

（絶縁層）
絶縁層２は、通電孔３を形成するためのものであって、通電孔３以外の位置に、めっき液（めっき共析のための砥粒５が混合されている）が触れないようにしている。したがって、絶縁層２を形成する材質（合成樹脂等）は限定するものではなく、通電孔３の形成のためには部分的な撤去が容易で、めっき共析のため（通電孔めっき４を形成するため）には剥離しないものであるものが望ましい。
また、絶縁層２の厚さは、砥粒５の大きさによって選定されるものである。なお、絶縁層２は、砥粒５が固定された後、撤去してもよい。撤去することによって、砥粒５の突き出し量が大きくなったような切断刃先が形成されるから、切断に耐えうる切れ味を保有することができる。

（通電孔）
通電孔３は、絶縁層２の一部が撤去され、ワイヤ１の外周表面が剥き出しになった部分である。通電孔３は所定の直径を具備する円柱状であって、ワイヤ１の外周表面における１条の螺旋曲線（展開図においては直線として描かれる）３０の上に均一間隔で配置されている。このとき、至近の通電孔３同士の隙間（正確には長手方向の隙間）Ｇは通電孔３の半径Ｒの１／３よりも大きくなっている（Ｇ＞Ｒ／３）。
なお、通電孔３の形成要領も限定するものではなく、例えば、レーザ光線等を使用して熱的に一部を溶融除去したり、機械的に一部を穿孔除去したりしてもよい。
また、通電孔３を円柱状にしたのは、通電孔３の形成が容易であるからであって、本発明は通電孔３の形状を円柱状に限定するものではない。通電孔３の形状が円柱状でない場合には、略同一体積（または断面積）の等価円柱を求め、至近の通電孔３同士の隙間が、等価円柱の半径Ｒの１／３よりも大きくなるようにする。
また、螺旋曲線３０のピッチＰ（一周で移動する軸方向の距離、展開図に示す「傾きθ」とは、「ｔａｎ（θ）＝πＤ／Ｐ」の関係がある）は、限定するものではないが、ピッチＰが小さい（傾きθが大きい）場合、１周目の螺旋曲線３０上の通電孔３と２周目の螺旋曲線３０上の通電孔３とが近接することになるが、両者のうち最も近接したもの同士の隙間（Ｈ）は、通電孔３の半径Ｒの１／３よりも大きくなっている（Ｈ＞Ｒ／３）。
さらに、通電孔３は、１条の螺旋曲線状に配置されるものに限定するものではなく、多数条の螺旋曲線状に均等に配置されてもよいし、ワイヤ１の円周方向に等分配置された複数位置で、軸方向と平行な線上に均等に配置されてもよい（これについては別途詳細に説明する）。

（通電孔めっき）
通電孔めっき４は、砥粒５が混合されためっき液をめっき共析した際（電着めっきの際、めっき液に混合された砥粒５を析出させる際）、通電孔３内に形成されたものであって、砥粒５をワイヤ１の表面に堅固に固定している。
なお、電着めっきの要領は、限定されるものではないが、ニッケル（Ｎｉ）めっき、あるいはニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）合金めっきを使用すれば、めっき硬さが高いことから、耐摩耗性を高めると共に、砥粒５の保持力を高めることができる。

（砥粒）
砥粒５は、例えば、炭化ケイ素、酸化アルミニウム、炭化ホウ素、ダイヤモンド、窒化ケイ素等の硬質の粒子である。すなわち、ホウ素、ケイ素、アルミニウム、チタニウム、バナジウム等の周期律表の第３族、第４族または第５族とその炭化物、窒化物あるいは酸化物である。
なお、前記は、通電孔３毎に、１個の砥粒５が固定されている（このとき、砥粒５の外径が通電孔３の内径よりも小さい）が、後記するように１個の通電孔３に、複数個の砥粒５が固定されてもよい。

（作用効果）
ワイヤ工具１００は、前記構成であるから以下の効果を奏する。
通電孔３が同一線上に互いに隙間を空けて配置されていたものであるから、通電孔３に固定された砥粒５も互いに隙間を空けて離れているため、所定の砥粒５によって発生したチップ（切り屑、図示しない）が、隣接する砥粒５との間に挟まることがなく、また、所定の砥粒５によって発生したチップが隣接する砥粒５によって被切断材（ウェハ等、図示しない）に押し付けられたりするおそれがなくなる。
また、切断の際、チップやクーラントの排出方向がランダム（一定の方向に規定されない）であるため、ワイヤ１の捻回によるワイヤ破断のおそれが低減できる。特に、ワイヤ１を往復走行させて切断する場合は、チップやクーラントがランダムな方向に排出されることによって、これらの排出が促進される。よって、切断効率が向上し、切断品質（切断面の肌荒れや形状変化の低減等）が向上する。

さらに、決められた面積の通電孔３に砥粒５を固定し、通電孔３以外の位置に砥粒５が固定されないから、不必要に多量の砥粒が固定されることがないため、原材料（砥粒）の使用量を抑えることができ、製造コストを安価にすることができる。
また、通電孔３が円形であるから、通電孔３の形成が容易であって、通電孔３同士の隙間（Ｇ）が通電孔の半径のＲの１／３よりも大きい（Ｇ＞Ｒ／３）から、前記チップやクーラントの排出が促進される。さらに、仮に、砥粒５がワイヤ１の外周表面から脱落した場合でも、近隣の砥粒５に凝集することがない。したがって、切り込み量が安定し、切断負荷が安定する。

さらに、通電孔が、１条の螺旋曲線状に均等に配置されているから、通電孔３の形成が容易になる。
なお、通電孔３同士の隙間（Ｇ）を大きくすれば、前記チップやクーラントの排出が促進されるものの、隙間（Ｇ）やピッチ（Ｐ）を大きくすると、ワイヤ１の外周表面の単位面積当たりの砥粒（または砥粒の塊）の数が少なくなる（砥粒率が低下する）。このため、隙間（Ｇ）やピッチ（Ｐ）は、ワイヤ工具１００の使用条件から決定されることになるが、例えば、隙間（Ｇ）については、通電孔の半径Ｒの概ね３０倍以下であることが望ましい。

（通電孔の配置のバリエーション）
図３および図４は、通電孔の配置のバリエーションを説明するために平面に展開した展開図であって、図３は多数条の螺旋曲線上に均等配置されたもの、図４はワイヤの円周方向に等分配置された複数位置で、軸方向に平行な直線上に均等配置されたものである。なお、図１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、各図は模式的に描かれたものであって、図示された形態に限定するものではなく、特に、相対的な大きさ（厚さ）は誇張されている。

図３において、通電孔３は、ワイヤ１の外周表面における同一ピッチの第１螺旋曲線３０ａおよび第２螺旋曲線３０ｂの上に互いの隙間を同じにして配置されている。
すなわち、第１螺旋曲線３０ａには半径Ｒａの通電孔３ａが、互いの隙間（正確には長手方向の隙間）Ｇａが半径Ｒａの１／３よりも大きな一定の値で配置され、第２螺旋曲線３０ｂには半径Ｒｂの通電孔３ｂが、互いの隙間（正確には長手方向の隙間）Ｇｂが半径Ｒｂの１／３よりも大きな一定の値で配置されている（通電孔３とは通電孔３ａおよび通電孔３ｂを総称したものである）。なお、以下の説明において、共通する内容については、符号の添え字「ａ、ｂ」の記載を省略する場合がある。
このとき、第１螺旋曲線３０ａ上の通電孔３ａと第２螺旋曲線３０ｂ上の通電孔３ｂとのうち最も近づいたもの同士の隙間Ｈａｂは、半径Ｒａおよび半径Ｒｂの１／３よりも大きくなっている（Ｈａｂ＞Ｒａ／３、およびＨａｂ＞Ｒｂ／３）。
なお、以上は、螺旋曲線が２条の場合を示しているが、本発明はこれに限定するものではなく、３条以上であってもよい。また、半径Ｒａと半径Ｒｂを等しくして、隙間Ｇａと隙間Ｇｂとを等しくしてもよい。

図４において、通電孔３は、ワイヤ１の外周表面の円周方向の４個所に等角配置（９０°間隔）され、ワイヤ１の軸方向に平行な直線３０ｃ、３０ｄ、３０ｅ、３０ｆの上に、それぞれの隙間を同じにして配置されている。なお、以下の説明において、共通する内容については、符号の添え字「ｃ、ｄ、ｅ、ｆ」の記載を省略する場合がある。
すなわち、直線３０ｃには半径Ｒｃの通電孔３ｃが、互いの隙間Ｇｃが半径Ｒｃの１／３よりも大きな一定の値で配置され、同様に、直線３０ｄ、３０ｅ、３０ｆにはそれぞれ半径Ｒｄ、Ｒｅ、Ｒｆの通電孔３ｄ、３ｅ、３ｆｃが、互いの隙間Ｇｄ、Ｇｅ、Ｇｆが半径Ｒｄ、Ｒｅ、Ｒｆの１／３よりも大きな一定の値で配置されている。

このとき、直線３０ｃ上の通電孔３ｃと直線３０ｄ上の通電孔３ｄとのうち最も近づいたもの同士の隙間Ｈｃｄは、半径Ｒｃおよび半径Ｒｄの１／３よりも大きくなっている（Ｈｃｄ＞Ｒｃ／３、およびＨｃｄ＞Ｒｄ／３）。また、直線３０ｄ上の通電孔３ｄと直線３０ｅ上の通電孔３ｅとのうち最も近づいたもの同士の隙間Ｈｄｅは、半径Ｒｄおよび半径Ｒｅの１／３よりも大きくなっている（Ｈｄｅ＞Ｒｄ／３、およびＨｄｅ＞Ｒｅ／３）。以下、同様に定義すると、「Ｈｅｆ＞Ｒｅ／３、およびＨｅｆ＞Ｒｆ／３」および「Ｈｆｃ＞Ｒｆ／３、およびＨｆｃ＞Ｒｃ／３」になっている。
なお、以上は、４条の直線が円周方向に等角配置されたものであるが、本発明はこれに限定するものではなく、５条以上であってもよい。また、それぞれの半径Ｒｃ、Ｒｄ・・・を等しくしてもよい（このとき、それぞれの間の隙間Ｇｃ、Ｇｄ・・・は等しくなる）。このとき、直線上に配置された通電孔３であっても、図３に示すような螺旋曲線上に配置されたものとみなすことができる（同様に、螺旋曲線上に配置された通電孔３であっても、直線上に配置されたものとみなすことができる場合がある）。
さらに、通電孔３ｃ、３ｄ、３ｅ、３ｆが方眼状に配置されてもよい。

（砥粒の固定状況のバリエーション）
図５〜図８は、砥粒の固定状況のバリエーションを説明するものであって、それぞれ（ａ）は平面に展開した展開図、（ｂ）は平面に展開した部分の断面を示す断面図である。なお、図１と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。また、球状の砥粒を図示しているが、本発明は砥粒の形状を球状に限定するものではない。
図５〜図８に示す通電孔３は、図３において、通電孔３は、軸方向で同一位置に配置されているから、図３において螺旋曲線を３条にしたもの、あるいは、図３において、半径Ｒｃ、Ｒｄ・・・を等しくしたものに相当する（正確には、何れかの位置で、通電孔３等を軸方向の同一位置に配置したもの）。
なお、砥粒の固定状況のバリエーションは、図３に示された形態と共に、別途説明する実施の形態２〜５（図９〜１２）に示された形態においても、適用することができるものである。

（単粒）
図５において、それぞれの通電孔３には、１個の砥粒５が固定されている。このとき、砥粒５の直径は、通電孔３の直径よりも小さい（例えば、通電孔３の直径の４０〜６０％）。すなわち、めっき液中に混合する砥粒の直径を通電孔３の直径よりも小さくしている。そして、砥粒５の中心と通電孔３の中心とは、通常一致するものではなく、両者の偏位量や偏位の方向は、ランダムになっている。

（複合粒）
図６において、それぞれの通電孔３には、数個（２〜５個程度）の砥粒５が固定され、砥粒５同士も当接ないしめっきによって接合されている。このとき、砥粒５の直径は、通電孔３の略１／２よりも小さく略１／１２程度より大きい。
すなわち、めっき液中に混合する砥粒の直径を前記の範囲にしているから、通電孔３毎に、固定される砥粒５の数量や相互の接合形態が相違している。

（微細複合粒：単層）
図７および図８において、それぞれの通電孔３には、多数（概ね１０個程度以上）の微細（例えば、通電孔３の直径の１／１２以下）な砥粒５が略同一面に配置された状態で固定され、砥粒５同士もめっきによって接合されている。すなわち、通電孔３に固定された砥粒５の表面（頂点）は略同一面に位置している。そして、めっき液中に微細な砥粒を混合して、めっき共析したものであるから、通電孔３毎に、固定される砥粒５の数量や相互の接合形態が相違している。

（微細複合粒：集積固定）
図８には、通電孔３に微細な砥粒５が３次元的に集積固定されたものを示している。すなわち、砥粒５の直径が例えば１０μｍ以下、特に５μｍ以下である「微細」な場合であっても、砥粒５がめっき共析によって、通電孔３中にランダムに固定されることから、隙間を設けた各切断刃先を保有できる。なお、図７（単層）との相違を明確にする説明の便宜上、図８には、層状に集積固定されたものを模式的に示しているが、実際は、このような層は明りょうに形成されないものである。
さらに、図８において、絶縁層２の厚さは限定するものではなく、絶縁層を薄くしたり、後記するように（実施の形態２参照）絶縁層２を撤去したりすることによって、微細な砥粒５でありながら、突き出し量が多くなったような切断刃先が構成され、切断に耐えうる切れ味を保有することができる。
なお、かかる微細複合粒の固定は、砥粒の表面を通電できる材質にする処理（実施の形態５参照）が難しくなる、外径２０μｍ未満、特に、１０μｍ以下の砥粒５に対して、効果的である。

以上のように、ワイヤ工具１００は、砥粒の固定状況のバリエーションを適宜選択することができる。
特に、微細な砥粒５であっても、通電孔３においてクラスター状に堅固に固定されるから、前記のように、チップやクーラントの排出を促進しながら、効率よく、安定した品質のウェハ等を切断することができることになる。

［実施の形態２：絶縁層撤去タイプ］
図９は、本発明の実施の形態２に係る砥粒付ワイヤ工具を説明するものであって、正面視の断面を拡大して示す断面図である。なお、実施の形態１（図１等）と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。各図は模式的に描かれたものであって、実施の形態２は図示された形態に限定するものではなく、特に、相対的な大きさ（厚さ）は誇張されている。

図９において、砥粒付ワイヤ工具（以下「ワイヤ工具」と称す）２００は、ワイヤ工具１００のワイヤ１の外周表面を被覆していた絶縁層２を、砥粒５を固定した後に、撤去したものである。すなわち、通電孔３は「孔」として存在することはなく、通電孔めっき４に置き換わっている。
したがって、ワイヤ工具２００はワイヤ工具１００と同様の作用効果が得られると共に、絶縁層２が撤去されたことによって、砥粒５の突き出し量が大きくなったような切断刃先が形成されるから、切断に耐えうる切れ味を保有することができる。
なお、ワイヤ工具２００は、実施の形態１で説明したワイヤ工具１００における各バリエーションをとることができるものである。

［実施の形態３：表面全体めっきタイプ］
図１０は、本発明の実施の形態３に係る砥粒付ワイヤ工具を説明するものであって、正面視の断面を拡大して示す断面図である。なお、実施の形態１、２（図１等）と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。各図は模式的に描かれたものであって、実施の形態３は図示された形態に限定するものではなく、特に、相対的な大きさ（厚さ）は誇張されている。

図１０において、砥粒付ワイヤ工具（以下「ワイヤ工具」と称す）３００は、ワイヤ工具２００において、剥き出しになっていたワイヤ１の外周表面、通電孔めっき４の表面および砥粒５の表面を、めっき（以下「表面全体めっき」と称す）６によって被覆したものである。
このとき、ワイヤ工具２００における剥き出しのワイヤ１の外周表面が、硬質の表面全体めっき６によって被覆されるから、耐摩耗性が向上に、ワイヤ切断のおそれが減少し、切断の生産性が向上する。
また、通電孔めっき４による砥粒５の固定が、表面全体めっき６によって、補強されるから、砥粒５の脱落のおそれが減少する。
さらに、表面全体めっき６を、微細砥粒、酸化セリウム微細粒子および微細ジルコンサンドの中から１種あるいは複数種が混合された複合めっき液によって形成すれば、砥粒５と協働して、耐摩耗性や切り屑の耐凝着性あるいはラッピング性を向上させる効果を併せ持ち、混合されていた微細砥粒等（めっき共析している）がウェハ等の切断に寄与するため、切断効率の向上や切断品質（切断面の肌荒れや形状変化の低減等）の向上がさらに促進される。

［実施の形態４：ワイヤ下地めっきタイプ］
図１１は、本発明の実施の形態４に係る砥粒付ワイヤ工具を説明するものであって、正面視の断面を拡大して示す断面図である。なお、実施の形態１（図１等）と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。各図は模式的に描かれたものであって、実施の形態４は図示された形態に限定するものではなく、特に、相対的な大きさ（厚さ）は誇張されている。

図１１において、砥粒付ワイヤ工具（以下「ワイヤ工具」と称す）４００は、ワイヤ工具１００におけるワイヤ１の外周表面を、予めワイヤ下地めっき７によって被覆したものである。すなわち、ワイヤ下地めっき７の上に絶縁層２を形成し、絶縁層２の一部に通電孔３を形成しているから、通電孔３の底にはワイヤ下地めっき７が露出している。
このため、ワイヤ下地めっき７に固着した通電孔めっき４によって、砥粒５は固定されるから、固定がさらに堅固になり、砥粒５の脱落するおそれがさらに減少する。
なお、予めワイヤ下地めっき７によって被覆されたワイヤ１は、実施の形態２〜３（実施の形態１に示すバリエーションを採用することができる）においても使用することができる。

［実施の形態５：砥粒通電材質処理タイプ］
図１２は、本発明の実施の形態５に係る砥粒付ワイヤ工具を説明するものであって、正面視の断面を拡大して示す断面図である。なお、実施の形態１（図１等）と同じ部分または相当する部分には同じ符号を付し、一部の説明を省略する。各図は模式的に描かれたものであって、実施の形態５は図示された形態に限定するものではなく、特に、相対的な大きさ（厚さ）は誇張されている。

図１２において、砥粒付ワイヤ工具（以下「ワイヤ工具」と称す）５００は、ワイヤ工具１００において、予め砥粒５の表面を通電できる材質８になるよう処理したものである。
このため、砥粒５を通電孔３に固定する際、通電孔めっき４は砥粒表面の通電できる材質８に固着するから、固定がさらに堅固になり、砥粒５の脱落するおそれがさらに減少する。
なお、予め表面を通電できる材質８によって処理された砥粒５は、実施の形態２〜４（実施の形態１に示すバリエーションを採用することができる）においても使用することができる。

本発明によれば、ウェハ等を切断する際、チップやクーラントの排出が容易になり、被切断面の品質向上により高品質なウェハを製作可能とし、工具自体の寿命の延長を図ることができると共に、高効率切断によって切断コストを低減することができる。そのことから、様々な被削材を切断する各種砥粒付ワイヤ工具として、広く利用することができる。

１：ワイヤ、２：絶縁層、３：通電孔、４：通電孔めっき、５：砥粒、６：全体めっき、７：ワイヤ下地めっき、８：通電できる材質、３０：螺旋曲線、３０ａ：螺旋曲線、３０ｂ：螺旋曲線、３０ｃ：直線、３０ｄ：直線、３０ｅ：直線、１００：砥粒付ワイヤ工具（実施の形態１）、２００：砥粒付ワイヤ工具（実施の形態２）、３００：砥粒付ワイヤ工具（実施の形態３）、４００：砥粒付ワイヤ工具（実施の形態４）、５００：砥粒付ワイヤ工具（実施の形態５）、Ｇ：砥粒同士の隙間、Ｒ：通電孔の半径、Ｈ：砥粒同士の隙間、Ｐ：螺旋曲線のピッチ、θ：螺旋曲線の傾き。

Claims (13)

1. ワイヤと、該ワイヤの外周表面を被覆する絶縁層の複数個所に設けられた通電孔に通電孔めっきによって固定された砥粒と、を有し、前記通電孔が、同一線上に互いに隙間を空けて配置されていたことを特徴とする砥粒付ワイヤ工具。
2. 前記絶縁層が撤去されていることを特徴とする請求項１記載の砥粒付ワイヤ工具。
3. 前記砥粒の表面と、前記通電孔めっきの表面と、前記砥粒の表面および前記通電孔めっきの表面を除く前記ワイヤの外周表面とが、表面全体めっきによって覆われていることを特徴とする請求項２記載の砥粒付ワイヤ工具。
4. 外周表面が下地めっきによって被覆されたワイヤと、該ワイヤの下地めっきの表面を被覆する絶縁層の複数個所に設けられた通電孔に通電孔めっきによって固定された砥粒と、を有し、前記通電孔が、同一線上に互いに隙間を空けて配置されていたことを特徴とする砥粒付ワイヤ工具。
5. 前記絶縁層が撤去されていることを特徴とする請求項４記載の砥粒付ワイヤ工具。
6. 前記砥粒の表面と、前記通電孔めっきの表面と、前記砥粒の表面および前記通電孔めっきの表面を除く前記ワイヤの下地めっきの表面とが、表面全体めっきによって覆われていることを特徴とする請求項５記載の砥粒付ワイヤ工具。
7. 前記表面全体めっきは、微細砥粒、酸化セリウム微細粒子および微細ジルコンサンドの中から１種あるいは複数種が混合された複合めっきであることを特徴とする請求項３または６記載の砥粒付ワイヤ工具。
8. 前記隙間が、互いに隣接する何れかの一対の前記通電孔同士においても同一であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の砥粒付ワイヤ工具。
9. 前記通電孔が円形であって、前記通電孔同士の隙間が、前記円形の半径の１／３よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至８の何れか一項に記載の砥粒付ワイヤ工具。
10. 前記通電孔が、前記ワイヤの外周表面に１条または複数条の螺旋曲線の上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の砥粒付ワイヤ工具。
11. 前記通電孔が、前記ワイヤの長手方向に平行な直線上であって、前記ワイヤの円周方向で等角配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の砥粒付ワイヤ工具。
12. 前記通電孔のそれぞれに、１個の砥粒または集合した複数個の砥粒の塊が固定され、
    前記１個の砥粒の直径または前記塊の直径が、前記通電孔の直径と同等以下であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか一項に記載の砥粒付ワイヤ工具。
13. 前記砥粒の外周表面は、前記通電孔に固定される前に、予め表面を通電できる材質によって処理されていることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか一項に記載の砥粒付ワイヤ工具。

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