ワイヤソー装置およびワーク切断方法、ウエハの製造方法、半導体ウエハ
【課題】ワイヤの往復走行でワイヤがワークから抜け切らずに切断することによる切れ味の低下を抑制または防止して切断速度を改善する。
【解決手段】所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ２，３間に巻き付けられた切断用のワイヤ４１，４２の一方端が供給ボビン５１，５２に巻き付けられ、その他方端が回収ボビン６１，６２に巻き付けられて、ワイヤ４１，４２を往復走行させて複数の溝付ローラ２，３間のワイヤ４１，４２の複数列でワーク７を切断するワイヤソー装置１において、供給ボビン５１と回収ボビン６１の１対と、供給ボビン５２と回収ボビン６２の１対との２対設けられ、この２対に対応した２本のワイヤ４１，４２を往復走行させている。
【解決手段】所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ２，３間に巻き付けられた切断用のワイヤ４１，４２の一方端が供給ボビン５１，５２に巻き付けられ、その他方端が回収ボビン６１，６２に巻き付けられて、ワイヤ４１，４２を往復走行させて複数の溝付ローラ２，３間のワイヤ４１，４２の複数列でワーク７を切断するワイヤソー装置１において、供給ボビン５１と回収ボビン６１の１対と、供給ボビン５２と回収ボビン６２の１対との２対設けられ、この２対に対応した２本のワイヤ４１，４２を往復走行させている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の間隔で配置された複数の溝付きローラ間の外周に巻回した切断用ワイヤを走行させることによって、切断用ワイヤでワークを切断するワイヤソー装置およびこれを用いたワーク切断方法、このワーク切断方法を用いてウエハ素材を製造するウエハの製造方法、半導体ウエハに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来のワイヤソー装置は、メインローラに掛け渡されたワイヤの張力を制御しながらワークを切断してウエハ素材を作製している。この従来のワイヤソー装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
図６は、特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【０００４】
図６に示すように、従来のワイヤソー装置１００は、主に、ワークＷを切断するための固定砥粒ワイヤ１０１と、この固定砥粒ワイヤ１０１を巻掛けした二つの溝付きローラ１０２と、固定砥粒ワイヤ１０１に張力を付与するためのワイヤ張力付与機構１０３Ａ、１０３Ｂと、切断するワークＷを保持して切り込み送りするワーク送り機構１０４と、切断されるワークＷを冷却するための冷却水供給機構１０５とを有している。
【０００５】
固定砥粒ワイヤ１０１は、供給側のワイヤボビン１０６Ａから繰り出され、ワイヤ張力付与機構１０３Ａを経て、溝付きローラ１０２に入っている。固定砥粒ワイヤ１０１がこの溝付きローラ１０２に３００〜４００回程度巻掛けられることによってワイヤ列が形成される。固定砥粒ワイヤ１０１はもう一方のワイヤ張力付与機構１０３Ｂを経て回収側のワイヤボビン１０６Ｂに巻き取られている。
【０００６】
このように、これらのワイヤ張力付与機構１０３Ａ、１０３Ｂにより、溝付きローラ１０２に巻掛けられた固定砥粒ワイヤ１０１に張力を付与し、駆動モータ１０７によって軸方向へ予め設定した反転サイクル時間、走行速度で往復走行させ、ワークＷを往復走行する複数列の固定砥粒ワイヤ１０１に押し当てて切り込み送りし、ワークＷをウエハ状に切断している。
【０００７】
上記従来のワイヤソー装置１００では、新線供給側と旧線回収側でワイヤ張力付与機構１０３Ａ、１０３Ｂにより固定砥粒ワイヤ１０１の張力を管理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２０１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置１００では、ワークＷが特に長尺インゴットの場合に、１本の固定砥粒ワイヤ１０１でワークＷを切断すると、ワイヤ１０１の往復走行過程において、ワークＷから固定砥粒ワイヤ１０１が抜け切らずに、切断し続けるワイヤ部分が生じる。これにより、固定砥粒ワイヤ１０１の固定砥粒が摩擦熱により磨耗したり、ワークＷの切込内部で張力が低下して、固定砥粒ワイヤ１０１が撓んで切れ味が低下してワークＷの切断に時間がかかるという問題が生じる。
【００１０】
しかも、固定砥粒ワイヤ１０１の磨耗が激しく固定砥粒ワイヤ１０１が断線すると、ワイヤ断線修復に要する時間により、ワークＷやワイヤソー装置１００自体の温度状態が断線直後よりも低下し、切れ方が変わってウエハ素材表面に段差を生じてしまうので、ワークＷと固定砥粒ワイヤ１０１を共に交換する必要があるという問題もあった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、ワイヤの往復走行でワイヤがワークから抜け切らずに切断することによる切れ味の低下を抑制または防止して切断速度を改善することができるワイヤソー装置およびこれを用いたワーク切断方法、このワーク切断方法を用いてウエハ素材を製造するウエハの製造方法、半導体ウエハ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】
【００１２】
本発明のワイヤソー装置は、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる複数本の切断用のワイヤの各一方端がそれぞれ、各第１ダンサーローラをそれぞれ介して複数の供給ボビンのそれぞれに巻き付けられ、該複数本のワイヤの各他方端がそれぞれ、各第２ダンサーローラをそれぞれ介して複数の回収ボビンのそれぞれに巻き付けられて、該複数本のワイヤを往復走行させて該複数の溝付ローラ間のワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置であって、該供給ボビンと該回収ボビンの対が複数対設けられ、該複数対に対応するように該複数本のワイヤが設けられているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１３】
また、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、前記ワイヤの１往路または１復路の走行距離が、前記第１ダンサーローラから前記複数の溝付ローラを介して前記第２ダンサーローラに至るワイヤ長を少なくとも有している。
【００１４】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における供給ボビンと前記回収ボビンの複数対において、該供給ボビンと該回収ボビンがそれぞれ複数設けられ、該複数の供給ボビンからそれぞれ該複数の回収ボビンにそれぞれ至る複数本のワイヤが設けられている。
【００１５】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における複数の供給ボビンと前記複数の回収ボビンとがそれぞれ、個別に構成されているかまたは、同軸状に連結されている。
【００１６】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における複数の溝付ローラ間に巻き付けられたワイヤに直交する方向に複数のワイヤ巻回領域が均等に設けられ、該複数のワイヤ巻回領域にそれぞれ前記複数本のワイヤのそれぞれが対応するように該複数の溝付ローラ間に巻回されている。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における複数の溝付ローラ間の各外周溝にそれぞれ、複数本の切断用のワイヤが複数本１組に順に並べられて互いに隣接して隣接溝に巻き付けられている。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における複数本の切断用のワイヤは、全て同一種類のワイヤであるかまたは、交互に異なる種類のワイヤである。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、前記複数対は２対で前記複数本のワイヤは２本であるかまたは、該複数対は３対で該複数本のワイヤは３本である。
【００２０】
本発明のワーク切断方法は、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる複数本の切断用のワイヤの各一方端をそれぞれ、各第１ダンサーローラをそれぞれ介して複数の供給ボビンのそれぞれに巻き付け、該複数本のワイヤの各他方端をそれぞれ、各第２ダンサーローラをそれぞれ介して複数の回収ボビンのそれぞれに巻き付けて、該複数本のワイヤを往復走行させて該複数の溝付ローラ間のワイヤの複数列でワークを切断するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２１】
また、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるワイヤの１往路または１復路の走行距離を、少なくとも、前記第１ダンサーローラから前記複数の溝付ローラを介して前記第２ダンサーローラに至るワイヤ長とする。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法において、前記複数の供給ボビンと前記複数の回収ボビンとをそれぞれ、個別に同時駆動可能とするかまたは、同軸状に同時駆動可能とする。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法における複数の溝付ローラ間に巻き付けられたワイヤに直交する方向に複数のワイヤ巻回領域を均等に設け、該複数のワイヤ巻回領域にそれぞれ前記複数本のワイヤのそれぞれを対応するように該複数の溝付ローラ間に巻回する。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法における複数の溝付ローラ間の各外周溝にそれぞれ、複数本の切断用のワイヤを複数本１組に順に並べて互いに隣接して隣接溝に巻き付ける。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法における複数本の切断用のワイヤを、全て同一種類のワイヤとするかまたは、交互に異なる種類のワイヤとする。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法において、前記複数対を２対で前記複数本のワイヤを２本とするかまたは、該複数対を３対で該複数本のワイヤを３本とする。
【００２７】
本発明のウエハの製造方法は、本発明の上記ワーク切断方法において、前記ワークが半導体インゴットであって、該半導体インゴットをワイヤソー装置の前記ワイヤ列で多数枚のウエハ状に切断するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２８】
本発明の半導体ウエハは、本発明の上記ワーク切断方法において、前記ワークが半導体インゴットであって、該半導体インゴットをワイヤソー装置の前記ワイヤ列で多数枚のウエハ状に切断したウエハ素材の表面と裏面の表面粗さが異なるものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２９】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００３０】
本発明においては、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる複数本の切断用のワイヤの各一方端がそれぞれ、各第１ダンサーローラをそれぞれ介して複数の供給ボビンのそれぞれに巻き付けられ、複数本のワイヤの各他方端がそれぞれ、各第２ダンサーローラをそれぞれ介して複数の回収ボビンのそれぞれに巻き付けられて、該複数本のワイヤを往復走行させて該複数の溝付ローラ間のワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置であって、該供給ボビンと該回収ボビンの対が複数対設けられ、該複数対に対応するように該複数本のワイヤが設けられている。
【００３１】
これによって、供給ボビンと回収ボビンが複数対設けられて複数本のワイヤでワークを切断するので、１本のワイヤが負担する切断領域が短くなることから、ワイヤの本数や走行速度、サイクル数などの条件にもよるが、往復走行の際に１本のワイヤ時に比べて複数本ある方が、ワイヤがワークをより容易に抜け切ることができて、ワイヤの磨耗およびワークの切込内部の張力低下による切断時間の悪化を改善することが可能となる。
【００３２】
また、特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置１００では、１対の供給側のワイヤボビン１０６Ａと回収側のワイヤボビン１０６Ｂが設けられ、使用する固定砥粒ワイヤ１０１も１本である。ワイヤ径φ８０μｍ以下の細線化を目指した場合、従来のような数百Ｋｍと言った長い芯線を作製するのは難しいため、余りワイヤの破棄の問題が顕在化する。例えばワークのスライス１ショットでワイヤが５Ｋｍ必要な場合で、余ったワイヤが３Ｋｍしかない場合に、そのワイヤは破棄しているという課題があった。
【００３３】
この課題に対して、供給ボビンと回収ボビンが複数対設けられて複数本のワイヤでワークを切断すると、スライス１ショットに必要なワイヤ１本当たりの長さが大幅に減ることから、余ったワイヤの破棄量を低減することができ、より無駄なくワイヤを用いることが可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
以上により、本発明によれば、供給ボビンと回収ボビンが複数対設けられて複数の複数本のワイヤでワークを切断するため、ワイヤの往復走行でワークからワイヤが抜け切らずに切断することによる切れ味の低下を抑制または防止することができて、切断時間の悪化を改善することができる。しかも、余りワイヤの破棄量をも軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態１におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態２におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態３におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態４におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【図５】図４のワイヤソー装置の要部構成例とは別の事例を模式的に示す斜視図である。
【図６】特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に、本発明のワイヤソー装置およびワーク切断方法、ウエハの製造方法の実施形態１〜４について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００３７】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【００３８】
図１において、本実施形態１のワイヤソー装置１は複数（ここでは２個）の溝付ローラ２，３が所定間隔を置いて水平に配置されている。２個の溝付ローラ２，３の回転軸はその軸方向が平行でその回転軸の外側の外周溝と共に回転自在に設けられている。これらの溝付ローラ２，３はそれぞれ、その周面に所定ピッチ間隔（ガイドピッチＰが例えば３００μｍ）で複数の外周溝が形成されている。所定の間隔で配置された複数の溝付きローラ２，３の右側領域と左側領域の各外周溝にはそれぞれ、２本の切断用のワイヤ４１，４２が各プーリＰをそれぞれ介して巻き付けられている。これらの右側領域と左側領域は均等な領域である。
【００３９】
溝付ローラ２，３の右側領域の外周溝に巻き付けられるワイヤ４１と、溝付ローラ２，３の左側領域の外周溝に巻き付けられるワイヤ４２とはそれぞれ螺旋状に巻き付けられている。溝付ローラ２，３間で巻き回数が多い場合には右側領域と左側領域を合計して数千回程度にもなる。溝付ローラ２，３間の一方端部から中央位置まで螺旋状に巻き付けられたワイヤ４１の一方端が新線供給側の供給ボビン５１に巻き付けられ、その他方端が旧線回収側の回収ボビン６１に巻き付けられている。また同様に、溝付ローラ２，３間の中央位置から他方端部まで螺旋状に巻き付けられたワイヤ４２の一方端が新線供給側の供給ボビン５２に巻き付けられ、その他方端が旧線回収側の回収ボビン６２に巻き付けられている。これらの溝付ローラ２、３、個別駆動構成の供給ボビン５１、５２、個別駆動構成の回収ボビン６１、６２を互いに同期を取って個別に同時駆動することにより、溝付ローラ２，３間に巻き付けられた２本のワイヤ４１，４２を走行させて２本のワイヤ４１，４２の各複数列でワーク７（ここでは半導体インゴット）を多数枚同時に切断するようになっている。切断枚数は多い場合には、２本のワイヤ４１，４２で数千枚程度を同時に切断する。２本のワイヤ４１，４２は同じ種類のワイヤで、芯線径が例えばここでは５０μｍ〜５００μｍ程度のものを用い、芯線の周囲にダイヤモンドなどの砥粒が固着された固定砥粒ワイヤを用いる。ワイヤ４１，４２の芯線径によって切り代が決まり例えばワイヤ４１，４２の径が８０μｍ（０．０８ｍｍ）の場合に切り代も８０μｍ（０．０８ｍｍ）程度となるのが理想的であるが、実際には、芯線径８０μｍであれば、砥粒径８−１６の場合で切り代は１００μｍ程度となる。供給ボビン５１，５２にはそれぞれ、例えば数十〜数百Ｋｍの半分のワイヤ４１，４２がそれぞれ巻かれている。ワイヤソー装置１は２本のワイヤ４１，４２を共に往復走行させており、溝付ローラ２，３、個別駆動構成の供給ボビン５１、５２、個別駆動構成の回収ボビン６１、６２の駆動が反転して供給ボビン５と回収ボビン６の機能が入れ替わる。ここでは、供給ボビン５１，５２と回収ボビン６１，６２は名称を決めて説明している。
【００４０】
各溝付ローラ２，３に一方端部から中央位置まで巻き付けられるワイヤ４１の一方端に所要の張力を与えるため、溝付ローラ２と供給ボビン５１との間に第１ダンサローラ８１が設けられている。また同様に、ワイヤ４１の他方端に所要の張力を与えるため、溝付ローラ２と回収ボビン６１との間に第２ダンサローラ８２が設けられている。また、各溝付ローラ２，３に中央位置から他方端部まで巻き付けられるワイヤ４２の一方端に所要の張力を与えるため、溝付ローラ２と供給ボビン５２との間に第１ダンサローラ８３が設けられている。また同様に、ワイヤ４２の他方端に所要の張力を与えるため、溝付ローラ２と回収ボビン６２との間に第２ダンサローラ８４が設けられている。
【００４１】
供給ボビン５１と第１ダンサローラ８１の間にはトラバーサ９１が設けられ、トラバーサ９１が供給ボビン５１のボビン軸方向に移動して、供給ボビン５１に整列して巻き付けられているワイヤ４１が順次取り出されるように作用する。また、第２ダンサローラ８２と回収ボビン６１との間にはトラバーサ９２が設けられ、トラバーサ９２が回収ボビン６１のボビン軸方向に移動して、回収ボビン６１に整列してワイヤ４１が巻き取られるように作用する。また同様に、供給ボビン５２と第１ダンサローラ８３の間にはトラバーサ９３が設けられ、トラバーサ９３が供給ボビン５２のボビン軸方向に移動して、供給ボビン５２に整列して巻き付けられているワイヤ４２を順次取り出すように作用する。また、第２ダンサローラ８４と回収ボビン６２との間にはトラバーサ９４が設けられ、トラバーサ９４が回収ボビン６２のボビン軸方向に移動して、回収ボビン６２に整列してワイヤ４２が巻き取られるように作用する。これらの場合、供給側のトラバーサ９１，９３は、個別駆動構成の供給ボビン５１，５２からワイヤ４１，４２を取り込むときにボビンワイヤ位置に順次移動して整列巻き付けされたワイヤ４１，４２をそれぞれスムーズに取り出す機能を有している。また、回収側のトラバーサ９２，９４は、個別駆動構成の回収ボビン６１，６２にワイヤ４１、４２を整列巻き付けするためにボビンワイヤ位置に順次移動してワイヤ４１，４２をそれぞれスムーズに順次巻き付ける機能を有している。本実施形態１によれば、供給ボビンのそれぞれと複数の回収ボビンのそれぞれが全て個別に駆動可能とされているため、ボビン回転制御の互いの調整が容易になっている。
【００４２】
溝付ローラ２、３間のワイヤ４１，４２の上側ワイヤ列面は半導体インゴットのワーク７の切断面であり、この切断面を左右に横切るように図示しない加工液供給部がワーク７の前後に設けられている。この切断面の各ワイヤ列に加工液供給部の加工液供給口から冷却用のクーラントをかけながら、例えばワーク７をその切断面のワイヤ列面に押し付けて切断する。冷却の目的で液体のクーラントをワーク７および各ワイヤ４１，４２にかけながら多数本のワイヤ４１，４２で一括して同時にワーク７をその下面側から多数枚のウエハ状に切断する。
【００４３】
このワイヤ列へのワーク７の押付けは、ワーク７を固定した図示しない固定部を、図示しないワーク送り機構により降下させて、ワーク７を溝付ローラ２、３間のワイヤ列に上から押し付ける。巻回領域毎に多数本が平行に並んだワイヤ４１，４２の複数列上にワーク７を押し付けることにより、厚さが均一な多数枚の薄いウエハ状に同時に切断する。これによって、厚さの揃ったウエハ素材を製造することができる。
【００４４】
本実施形態１では、供給ボビン５１と回収ボビン６１の１対と、供給ボビン５２と回収ボビン６２の１対との合計２対で、これに対応してワイヤ４１，４２の２本の場合であるが、ボビン１対に当たり、プーリＰが２個、ダンサーローラが２個、トラバーサが２個必要である。ここでは、１対の供給ボビン５１と回収ボビン６１に対して、プーリＰが２個、ダンサーローラ８１，８２の２個、トラバーサ９１，９２の２個を用いている。また、１対の供給ボビン５２と回収ボビン６２に対して、プーリＰが２個、ダンサーローラ８３，８４の２個、トラバーサ９３，９４の２個を用いている。
【００４５】
要するに、これらの供給ボビン５と回収ボビン６の２対において、供給ボビン５１，５２と回収ボビン６１，６２がそれぞれ２個ずつ設けられ、２個の供給ボビン５１，５２からそれぞれ２個の回収ボビン６１，６２にそれぞれ至る各ワイヤ４１，４２が２本設けられている。
【００４６】
次に、２対のボビンを構成する供給ボビン５１，５２および回収ボビン６１，６２では、１本当たり長さが半分の２本のワイヤ４１，４２が使用可能になるため、ボビン１個当たりの大きさを小さくすることができる。したがって、この場合、ダブルボビン構造としてサイズが通常の場合比べて２倍ではなくそれほどボビンサイズが変わらない。ボビン１個当たり巻回するワイヤ長が半分のボビンを２個個別に巻回している。これが供給側と回収側で２個設けられている。したがって、ボビンの数が多くなればそれだけ１本当たりのワイヤ長さが短いワイヤの使用が可能となるので、ボビン１個当たりの大きさは小さくなっている。
【００４７】
次に、ボビン２対、２本のワイヤ４１，４２の場合、ワーク７の長手方向の前半部および後半部をそれぞれ２本のワイヤ４１，４２がそれぞれ分担してワーク７を一括して同時に切断する。このように、ワイヤの本数が多く、ボビン対の数が多いほど、ワーク７をワイヤで切断する領域を、ワイヤの本数およびボビン対の数で分割した、より小さい切断分担領域とすることができる。
【００４８】
次に、ワーク７を切断するためにワーク７に入ったワイヤがワーク７を抜けるまでの距離Ａについて説明する。この距離Ａは、ワーク７の長手方向のワーク長Ｌを４５０ｍｍ、溝付ローラ２，３のガイドピッチＰを３００μｍ、溝付ローラ２，３間のワイヤ巻回１周の長さＲを１．５ｍ、ワイヤ本数Ｂが２本の場合、
Ａ＝Ｌ÷Ｐ×Ｒ÷Ｂ＝４５０÷０．３×１．５÷２＝１１２５ｍ
となる。
【００４９】
したがって、ワイヤ速度およびサイクル数にもよるが、ワイヤ本数Ｂが多ければ多いほど、ワイヤ往復走行の際にワイヤがワーク７を抜け切ることが容易になる。この場合、ワイヤ４１の往路または復路走行距離が、第１ダンサーローラ８１から溝付ローラ２，３を介して第２ダンサーローラ８２に至るワイヤ長を少なくとも有し、また、ワイヤ４２の往路または復路走行距離が、第１ダンサーローラ８３から溝付ローラ２，３を介して第２ダンサーローラ８４に至るワイヤ長を少なくとも有していれば、往復走行の際にワイヤ４１，４２がワーク７を抜け切ることができて、ワイヤ４１，４２の磨耗およびワーク７の切込内部の張力低下を改善することができる。これによって、ワイヤ４１，４２の断線をも未然に抑制または防止することができる。
【００５０】
次に、２本のワイヤ４１，４２でワーク７を切断する場合に、スライス１ショットに必要なワイヤ１本当たりの長さ（例えばワイヤ長５ｋｍ）が半分に減るが、１本のワイヤでワークを切断する従来の場合と比較して余りワイヤの破棄量を半減することができることについて説明する。例えば１本のワイヤでワークを切断する従来の場合、ワイヤ長が５０ｋｍ巻回されたボビンで３ｋｍの余りワイヤを破棄しているのに対して、例えば２本のワイヤでワークを切断する本実施形態１の場合で、ワイヤ長が５０ｋｍ巻回されたボビンを２個用い、それぞれ１．５ｋｍずつ余りワイヤが生じる。合計して１００ｋｍ当たり３ｋｍの余りワイヤが生じることになって、１本のワイヤでワークを切断する従来の場合と本実施形態１の２本のワイヤの場合とを比較して、余りワイヤの破棄量を、３ｋｍ／５０ｋｍから３ｋｍ／１００ｋｍに半減することができる。この場合、供給ボビン５１、５２や回収ボビン６１、６２の各ボビンサイズは１本のワイヤでワークを切断する従来の場合と同じになる為、ダブルボビン構造としてのサイズは従来の２倍に大きくなる。
【００５１】
以上により、本実施形態１によれば、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ２，３間に巻き付けられた切断用のワイヤ４１，４２の一方端が供給ボビン５１，５２に巻き付けられ、その他方端が回収ボビン６１，６２に巻き付けられて、ワイヤ４１，４２を往復走行させて複数の溝付ローラ２，３間のワイヤ４１，４２の複数列でワーク７を切断するワイヤソー装置１において、供給ボビン５１と回収ボビン６１の１対と、供給ボビン５２と回収ボビン６２の１対との合計２対設けられ、この２対に対応した２本のワイヤ４１，４２を往復走行させている。
【００５２】
これによって、２本のワイヤ４１，４２でワーク７を切断すると、１本のワイヤ４１または４２が負担するワイヤ長が半分になる。さらに、２本のワイヤ４１，４２、その走行速度、サイクル数などの条件次第では、往復走行の際にワイヤ４１，４２がワーク７を抜け切ることが可能となって、ワイヤ４１，４２の磨耗およびワーク７の内部張力の低下を改善することができる。また、供給ボビン５１，５２と回収ボビン６１，６２のように、供給ボビンと回収ボビンが２対設けられて２本のワイヤ４１，４２でワーク７を切断することにより、スライス１ショットに必要なワイヤ１本当たりの長さが半分に減るので、従来の余りワイヤの破棄量を半減することができ、より無駄なくワイヤ４１，４２を用いることができる。
【００５３】
このように、供給ボビンと回収ボビンが２対設けられて２本のワイヤ４１，４２でワーク７を切断するため、最終的な余りワイヤ４１，４２の破棄量を半減すると共に、ワイヤ４１，４２の往復走行でワーク７からワイヤ４１，４２が抜け切らずに切断することによる切れ味の低下を抑制または防止することができる。これによって、ワイヤ４１，４２の断線をも未然に抑制または防止することができる。
【００５４】
また、１本のワイヤでワーク７を切断する従来の場合では、ワイヤが切断再開不可能な断線（新線側で断線する等）をした際、ワーク７を１本丸ごと廃棄せざるを得ないが、本実施形態１の２本のワイヤの場合では、一方のワイヤが切断再開不可能な断線をした際でも、他方のワイヤによりワーク７の半分は切断を続行することが可能であり、ワーク７の廃棄量を削減することが可能である。
【００５５】
（実施形態２）
本実施形態１では、供給ボビン５１と回収ボビン６１の１対と、供給ボビン５２と回収ボビン６２の１対との合計２対で、ワイヤ４１，４２の本数が２本の場合について説明したが、本実施形態２では、供給ボビンと供給ボビンのボビン対の数が３対で、ワイヤの本数が３本の場合について説明する。
【００５６】
図２は、本発明の実施形態２におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。なお、図２では、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付して説明する。
【００５７】
図２において、本実施形態２のワイヤソー装置１Ａは、所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の右側領域と中間領域と左側領域（均等）の各外周溝にそれぞれ、３本の切断用のワイヤ４１Ａ，４２Ａ、４３Ａが各プーリＰをそれぞれ介してそれぞれ巻き付けられている。
【００５８】
溝付ローラ２，３の右側領域の各外周溝に巻き付けられるワイヤ４１Ａと、溝付ローラ２，３の中間領域の各外周溝に巻き付けられるワイヤ４２Ａと、溝付ローラ２，３の左側領域の各外周溝に巻き付けられるワイヤ４３Ａとはそれぞれ螺旋状に巻き付けられている。溝付ローラ２，３の右側領域の各外周溝に巻き付けられるワイヤ４１Ａの一方端が、プーリＰからダンサーローラ８１さらにトラバーサ９１を介して新線供給側の供給ボビン５１Ａに巻き付けられ、その他方端が別のプーリＰからダンサーローラ８２さらにトラバーサ９２を介して旧線回収側の回収ボビン６１Ａに巻き付けられている。また同様に、溝付ローラ２，３の中間領域の各外周溝に巻き付けられるワイヤ４２Ａの一方端が別のプーリＰからダンサーローラ８３さらにトラバーサ９３を介して新線供給側の供給ボビン５２Ａに巻き付けられ、その他方端が別のプーリＰからダンサーローラ８４さらにトラバーサ９４を介して旧線回収側の回収ボビン６２Ａに巻き付けられている。また同様に、溝付ローラ２，３の左側領域の各外周溝に巻き付けられるワイヤ４３Ａの一方端が別のプーリＰからダンサーローラ８５さらにトラバーサ９５を介して新線供給側の供給ボビン５３Ａに巻き付けられ、その他方端が別のプーリＰからダンサーローラ８６さらにトラバーサ９６を介して旧線回収側の回収ボビン６３Ａに巻き付けられている。
【００５９】
これらの溝付ローラ２、３、個別駆動構成の供給ボビン５１Ａ、５２Ａおよび５３Ａ、個別駆動構成の回収ボビン６１Ａ，６２Ａおよび６３Ａを互いに同期を取って個別に同時駆動することにより、溝付ローラ２，３間に巻き付けられた３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａを走行させて３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの各複数列でワーク７（ここでは半導体インゴット）を多数枚同時に切断するようになっている。
【００６０】
本実施形態２では、供給ボビン５１Ａと回収ボビン６１Ａの１対と、供給ボビン５２Ａと回収ボビン６２Ａの１対と、供給ボビン５３Ａと回収ボビン６３Ａの１対との合計３対で、ワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの３本の場合であるが、ボビン１対に当たり、プーリＰが２個、ダンサーローラが２個、トラバーサが２個必要である。ここでは、１対の供給ボビン５１Ａと回収ボビン６１Ａに対して、プーリＰが２個、ダンサーローラ８１，８２の２個、トラバーサ９１，９２の２個を用いている。また同様に、１対の供給ボビン５２Ａと回収ボビン６２Ａに対して、プーリＰが２個、ダンサーローラ８３，８４の２個、トラバーサ９３，９４の２個を用いている。また同様に、１対の供給ボビン５３Ａと回収ボビン６３Ａに対して、プーリＰが２個、ダンサーローラ８５，８６の２個、トラバーサ９５，９６の２個を用いている。
【００６１】
要するに、供給ボビン５と回収ボビン６の３対において、供給ボビン５１Ａ〜５３Ａと回収ボビン６１Ａ〜６３Ａがそれぞれ３個ずつ設けられ、３個の供給ボビン５１Ａ〜５３Ａからそれぞれ３個の回収ボビン６１Ａ〜６３Ａにそれぞれ至る各ワイヤ４１Ａ〜４３Ａが３本設けられている。
【００６２】
次に、３対のボビンを構成する供給ボビン５１Ａ、５２Ａ、５３Ａおよび回収ボビン６１Ａ、６２Ａ、６３Ａでは、ワイヤ１本当たりの長さが１／３の３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａが使用可能になるため、３対でボビン１個当たりのボビンの大きさ（ボビンサイズ）は２対の場合に比べても小さくすることができる。したがって、この場合、トリプルボビン構成としてボビンサイズが通常の場合比べて３倍ではなくそれほどサイズが変わらない。ボビン１個当たり巻回するワイヤ長が１／３のボビンを３個個別に巻回している。これが供給側と回収側で２個設けられている。したがって、ボビンの数が多くなればそれだけ１本当たりのワイヤ長さが短いワイヤの使用が可能となるので、ボビン１個当たりの大きさは小さくすることができる。
【００６３】
次に、ボビン３対、３本のワイヤ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａの場合、ワーク７の長手方向の前半領域、中間領域および後半領域をそれぞれ３本のワイヤ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａがそれぞれ分担してワーク７を一括して同時に切断する。このように、ワイヤの本数が多く、ボビンの対数が多いほど、ワーク７をワイヤで切断する領域を、ワイヤの本数およびボビンの対数で分割した、より小さい切断分担領域となる。
【００６４】
次に、ワーク７を切断するためにワーク７に入ったワイヤ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａがワーク７を抜けるまでの距離Ａは、ワーク７の長手方向のワーク長Ｌを４５０ｍｍ、溝付ローラ２，３のガイドピッチＰ（溝間距離）を３００μｍ、溝付ローラ２，３間のワイヤ巻回１周の長さＲを１．５ｍ、ワイヤ本数Ｂが３本の場合、
Ａ＝Ｌ÷Ｐ×Ｒ÷Ｂ＝４５０÷０．３×１．５÷３＝７５０ｍ
となる。
【００６５】
前述したが、ワイヤ本数Ｂが２本の場合は、
Ａ＝４５０÷０．３×１．５÷２＝１１２５ｍ
となって、ワイヤ本数Ｂが増えるほど、ワイヤがワーク７を抜けるまでの距離Ａは短くなっている。
【００６６】
したがって、ワイヤ速度およびサイクル数にもよるが、ワイヤ本数Ｂが多ければ多いほど、ワイヤ往復走行の際にワイヤがワーク７を抜け切ることが容易になる。この場合、ワイヤ４１Ａの往路または復路走行距離が、第１ダンサーローラ８１から溝付ローラ２，３を介して第２ダンサーローラ８２に至るワイヤ長を少なくとも有し、また、ワイヤ４２Ａの往路または復路走行距離が、第１ダンサーローラ８３から溝付ローラ２，３を介して第２ダンサーローラ８４に至るワイヤ長を少なくとも有し、さらに、ワイヤ４３Ａの往路または復路走行距離が、第１ダンサーローラ８５から溝付ローラ２，３を介して第２ダンサーローラ８６に至るワイヤ長を少なくとも有していれば、往復走行の際に３本のワイヤ４１Ａ〜４３Ａがワーク７を抜け切ることができて、ワイヤ４１Ａ〜４３Ａの磨耗およびワーク７の内部張力の低下を改善することができる。これによって、ワイヤ４１Ａ〜４３Ａの断線をも未然に抑制または防止することができる。
【００６７】
次に、３本のワイヤ４１Ａ〜４３Ａでワーク７を切断する場合に、スライス１ショットに必要なワイヤ１本当たりの長さ（例えばワイヤ長５ｋｍ）が１／３に減るが、１本のワイヤでワークを切断する従来の場合と比較して余りワイヤの破棄量を１／３に減らすことができることについて説明する。例えば１本のワイヤでワークを切断する従来の場合、ワイヤ長が５０ｋｍ巻回されたボビンで３ｋｍの余りワイヤを破棄しているのに対して、例えば３本のワイヤ４１Ａ〜４３Ａでワークを切断する本実施形態２の場合で、ワイヤ長が５０ｋｍ巻回されたボビンを３個用い、それぞれ１ｋｍずつ余りワイヤが生じる。合計して１５０ｋｍ当たり３ｋｍの余りワイヤが生じることになって、１本のワイヤでワークを切断する従来の場合と本実施形態２の３本のワイヤ４１Ａ〜４３Ａの場合とを比較して、余りワイヤの破棄量を、３ｋｍ／５０ｋｍから３ｋｍ／１５０ｋｍに１／３に減らすことができる。この場合、供給ボビン５１Ａ〜５３Ａや回収ボビン６１Ａ〜６３Ａの各ボビンサイズは１本のワイヤでワークを切断する従来の場合と同じになる為、ダブルボビン構造としてのサイズは従来の３倍に大きくなる。
【００６８】
以上により、本実施形態２によれば、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ２，３間に巻き付けられた切断用のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの各一方端が供給ボビン５１Ａ、５２Ａ、５３Ａにそれぞれ巻き付けられ、その各他方端が回収ボビン６１Ａ，６２Ａ、６３Ａにそれぞれ巻き付けられて、３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ，４３Ａを往復走行させて複数の溝付ローラ２，３間のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの各複数列でワーク７を切断するワイヤソー装置１Ａにおいて、供給ボビン５１Ａと回収ボビン６１Ａの１対と、供給ボビン５２Ａと回収ボビン６２Ａの１対と、供給ボビン５３Ａと回収ボビン６３Ａの１対との合計３対設けられ、この３対に対応した３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａを往復走行させている。
【００６９】
これによって、３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａでワーク７を切断すると、１本のワイヤ４１Ａ、４２Ａまたは４３Ａが負担するワイヤ長が１／３になる。さらに、３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、その走行速度、サイクル数などの条件次第では、往復走行の際にワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａがワーク７を抜け切ることが可能となって、ワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの磨耗およびワーク７の内部張力の低下を改善することができる。これによって、ワイヤ４１Ａ〜４３Ａの断線をも未然に抑制または防止することができる。また、供給ボビン５１Ａ、５２Ａ、５３Ａと回収ボビン６１Ａ、６２Ａ、６３Ａのように、供給ボビンと回収ボビンが３対設けられて３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａでワーク７を同時に切断することにより、スライス１ショットに必要なワイヤ１本当たりの長さが通常の場合に比べて１／３に減るので、従来の余りワイヤの破棄量を１／３にすることもでき、より無駄なくワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａを用いることができる。
【００７０】
このように、供給ボビンと回収ボビンが３対設けられて３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａでワーク７を切断するため、最終的な余りワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの破棄量を１／３にすると共に、ワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの往復走行でワーク７からワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａがそれぞれ抜け切らずに切断することによる切れ味の低下を抑制または防止することができる。
【００７１】
また、１本のワイヤでワーク７を切断する従来の場合では、ワイヤが切断再開不可能な断線をした際、ワークを１本丸ごと廃棄せざるを得ないが、本実施形態２の３本のワイヤの場合では、１本のワイヤが切断再開不可能な断線をした際でも、残りのワイヤによりワークの２／３は切断を続行する事が可能であり、前述した２本のワイヤの場合よりも更にワークの廃棄量を削減することが可能である。
【００７２】
（実施形態３）
上記実施形態１では、溝付ローラ２，３間に巻き付けられた２本のワイヤ４１，４２に直交する方向に右側領域と左側領域の各ワイヤ巻回領域が均等に設けられ、この各ワイヤ巻回領域にそれぞれ２本のワイヤ４１，４２のそれぞれが対応するように巻回されている場合について説明したが、本実施形態３では、所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の各外周溝にそれぞれ、２本の切断用の後述するワイヤ４１Ｂ，４２Ｂが２本ずつ対に隣接して隣接溝に巻き付けられている場合について説明する。
【００７３】
図３は、本発明の実施形態３におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。なお、図３では、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付して説明する。
【００７４】
図３において、本実施形態３のワイヤソー装置１Ｂは、所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の各外周溝にそれぞれ、２本の切断用のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂが２本ずつ隣接して隣接溝に順次巻き付けられている。
【００７５】
溝付ローラ２，３の外周溝に巻き付けられるワイヤ４１Ｂの一方端が、プーリＰからダンサーローラ８１さらにトラバーサ９１を介して新線供給側の供給ボビン５１に巻き付けられ、その他方端が別のプーリＰからダンサーローラ８２さらにトラバーサ９２を介して旧線回収側の回収ボビン６１に巻き付けられている。また同様に、溝付ローラ２，３の外周溝に巻き付けられるワイヤ４２Ｂの一方端が別のプーリＰからダンサーローラ８３さらにトラバーサ９３を介して新線供給側の供給ボビン５２に巻き付けられ、その他方端が別のプーリＰからダンサーローラ８４さらにトラバーサ９４を介して旧線回収側の回収ボビン６２に巻き付けられている。
【００７６】
このように、２本の切断用のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂを対にして互いに隣接するように、ワイヤ４１Ｂ，４２Ｂを溝付きローラ２，３の各外周溝に巻回されている。互いに隣接して平行に並んだ２本のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂの複数列上にワーク７を押し付けることにより、厚さが均一な多数枚の薄いウエハ状に同時に切断することができる。これによって、厚さの揃ったウエハ素材を製造することができる。このとき、ワイヤ４１Ｂ，４２Ｂは同一種類のワイヤであってもよいし、異なる種類のワイヤであってもよい。異なる種類のワイヤとしては細線とこれよりも芯径の大きい線や、固定砥粒の細かさの違い、さらにはこれらの組み合わせの違いなどがある。
【００７７】
２本の切断用のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂが異なる種類のワイヤである場合に、切断したウエハ素材の表面と裏面の表面粗さを、例えば鏡面と梨地面など互いに異ならせるように構成することができる。切断時に、ワイヤ４１Ｂにより隣接するウエハ素材の表面を２枚同時に鏡面に切断し、ワイヤ４１Ｂに隣接するワイヤ４２Ｂにより、隣接するウエハ素材の裏面を梨地面に切断し、さらに隣接して、ワイヤ４１Ｂにより隣接するウエハ素材の表面を２枚同時に鏡面に切断し、ワイヤ４１Ｂに隣接するワイヤ４２Ｂにより、隣接するウエハ素材の裏面を２枚同時に梨地面に切断することができる。
【００７８】
以上により、本実施形態３によれば、２個の溝付きローラ２，３の各外周溝に２本の切断用のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂが２本ずつ隣接して隣接溝に巻き付けられ、かつ、２本の切断用のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂが異なる種類のワイヤである場合、切断されたウエハ素材の表面と裏面の表面状態を異なる表面状態にして切断することができる。
【００７９】
また、上記実施形態１の場合と同様に、供給ボビン５１，５２と回収ボビン６１，６２のように２対設けられて２本のワイヤ４１Ｂ、４２Ｂでワーク７を切断するため、最終的な余りワイヤ４１Ｂ、４２Ｂの破棄量を１／２にすると共に、ワイヤ４１Ｂ、４２Ｂの往復走行でワーク７からワイヤ４１Ｂ、４２Ｂがそれぞれ抜け切らずに切断することによる切れ味の低下を抑制または防止することができる。これによって、ワイヤ４１Ｂ、４２Ｂの断線をも未然に抑制または防止することができる。
【００８０】
なお、本実施形態３では、所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の各外周溝にそれぞれ、２本の切断用のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂが各プーリＰをそれぞれ介して２本ずつ隣接して隣接溝に巻き付けられている場合について説明したが、これに限らず、ワイヤが３本ずつ順に並べて溝付きローラ２，３に巻きつけられていてもよく、複数の溝付ローラ間の各外周溝にそれぞれ、複数本の切断用のワイヤが複数本ずつ順に並られて互いに隣接して隣接溝に順次巻き付けられていてもよい。
【００８１】
なお、本実施形態３では、２本のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂは同一種類のワイヤであるかまたは、異なる種類のワイヤである場合について説明したが、これに限らず、複数本の切断用のワイヤは、全て同一種類のワイヤであるかまたは、交互に異なる種類のワイヤであってもよい。交互に異なる種類のワイヤによって、切断したウエハ素材の表面と裏面の表面粗さを、例えば鏡面と梨地面など互いに異ならせるようにするためには、複数本の切断用のワイヤは、偶数本である必要がある。
【００８２】
（実施形態４）
上記実施形態１では、供給ボビン５１，５２のそれぞれと回収ボビン６１，６２のそれぞれが個別に連結されている場合について説明したが、本実施形態４では、後述する供給ボビン５１Ｃ，５２Ｃのそれぞれと回収ボビン６１Ｃ，６２Ｃのそれぞれが同軸上に構成されている場合について説明する。
【００８３】
図４は、本発明の実施形態４におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。なお、図４では、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付して説明する。
【００８４】
図４において、本実施形態４のワイヤソー装置１Ｃの供給ボビン５１Ｃ、５２Ｃのそれぞれと回収ボビン６１Ｃ、６２Ｃのそれぞれは、２対のボビン構成であるが、同軸駆動可能に構成されている。この点で上記実施形態１の場合と異なっている。この場合も、上記実施形態１の場合と同様に、溝付ローラ２、３、同軸駆動構成の供給ボビン５１Ｃ、５２Ｃ、同軸駆動構成の回収ボビン６１Ｃ、６２Ｃを互いに同期を取って駆動させることにより、溝付ローラ２，３間に巻き付けられた２本のワイヤ４１，４２を走行させて２本のワイヤ４１，４２の各複数列でワーク７（ここでは半導体インゴット）を多数枚同時に切断することができるようになっている。
ここで、本実施形態４の同軸の供給ボビン５１Ｃ，５２Ｃおよび同軸の回収ボビン６１Ｃ，６２Ｃのようなダブルボビン構成についてさらに詳細に説明する。
【００８５】
同軸でそれぞれ２対のボビンを構成する供給ボビン５Ｃおよび回収ボビン６Ｃは、供給ボビン５１Ｃ，５２Ｃと回収ボビン６１Ｃ，６２Ｃでそれぞれ同芯同軸状で２対同軸同時駆動可能にそれぞれ構成されている。要するに、供給ボビン５１Ｃ，５２Ｃと回収ボビン６１Ｃ，６２Ｃがそれぞれ同軸状に連結されている。この場合に、ワイヤ４１，４２において微妙にワイヤ長に相違があっても、所定の張力をワイヤ４１，４２に付与する第１ダンサローラ８１、８３および第２ダンサローラ８２、８４で吸収することができる。
【００８６】
図５は、図４のワイヤソー装置の要部構成例とは別の事例を模式的に示す斜視図である。なお、図５では、図２の構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付して説明する。
【００８７】
図５において、本実施形態４のワイヤソー装置１Ｄの供給ボビン５１Ｄ、５２Ｄ、５３Ｄのそれぞれと回収ボビン６１Ｄ、６２Ｄ、６３Ｄのそれぞれは、３対のボビン構成であるが、それぞれが同軸駆動可能に構成されている。この点で上記実施形態２の場合とは異なっている。この場合も、上記実施形態２の場合と同様に、溝付ローラ２、３、同軸駆動構成の供給ボビン５１Ｄ、５２Ｄ、５３Ｄ、同軸駆動構成の回収ボビン６１Ｄ、６２Ｄ、６３Ｄを互いに同期を取って駆動させることにより、溝付ローラ２，３間に巻き付けられた３本のワイヤ４１Ａ，４２Ａ、４３Ａを走行させて３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの各複数列でワーク７（ここでは半導体インゴット）を多数枚同時に切断することができるようになっている。
【００８８】
ここで、本実施形態４の軸駆動の供給ボビン５１Ｄ、５２Ｄ、５３Ｄおよび同軸駆動の回収ボビン６１Ｄ、６２Ｄ、６３Ｄのようなトリプルボビンについてさらに詳細に説明する。
【００８９】
同軸でそれぞれ３対のボビンを構成する供給ボビン５Ｄおよび回収ボビン６Ｄは、供給ボビン５１Ｄ、５２Ｄ、５３Ｄと、回収ボビン６１Ｄ、６２Ｄ、６３Ｄでそれぞれ同芯同軸状で３対同軸同時駆動可能にそれぞれ構成されている。要するに、供給ボビン５１Ｄ、５２Ｄ、５３Ｄと回収ボビン６１Ｄ、６２Ｄ、６３Ｄがそれぞれ同軸状に連結されている。この場合に、ワイヤ４１Ａ〜４３Ａにおける微妙なワイヤ長の相違が生じても、所定の張力をワイヤ４１Ａ〜４３Ａにそれぞれ付与する第１ダンサローラ８１、８３、８５および第２ダンサローラ８２、８４、８６で吸収することができる。
【００９０】
なお、本実施形態４では、供給ボビン５１Ｃ，５２Ｃのそれぞれと回収ボビン６１Ｃ，６２Ｃのそれぞれが同軸駆動構成されている場合について説明し、また、供給ボビン５１Ｄ，５２Ｄ、５３Ｄのそれぞれと回収ボビン６１Ｄ，６２Ｄ、６３Ｄのそれぞれが同軸駆動構成されている場合について説明したが、これらに限らず、一般的に、複数の供給ボビン５のそれぞれと複数の回収ボビン６のそれぞれが同軸駆動されるように構成されていてもよい。
【００９１】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜４を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜４に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜４の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、所定の間隔で配置された複数の溝付きローラの外周に通した切断用ワイヤを走行させることによって、切断用ワイヤでワークを切断するワイヤソー装置およびこれを用いたワーク切断方法、このワーク切断方法を用いてウエハ素材を製造するウエハの製造方法、半導体ウエハの分野において、供給ボビンと回収ボビンが複数対設けられて複数本のワイヤでワークを切断することにより、スライス１ショットに必要なワイヤ１本当たりの長さが減るので、余りワイヤの破棄量を低減することができ、より無駄なくワイヤを用いることが可能となる。また、複数本のワイヤでワークを切断すると、１本のワイヤが負担するワイヤ長が短くなる。さらに、ワイヤの本数や走行速度、サイクル数などの条件次第では、往復走行の際にワイヤがワークを抜け切ることが可能となり、ワイヤの磨耗およびワーク内部の張力低下を改善することができる。
【符号の説明】
【００９３】
・１、１Ａ〜１Ｄワイヤソー装置
・２、３ 溝付ローラ
・４１、４２、４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４１Ｂ、４２Ｂ ワイヤ
・５、５１、５２、５Ａ、５１Ａ、５２Ａ、５３Ａ、５Ｃ、５１Ｃ、５２Ｃ、
５Ｄ、５１Ｄ、５２Ｄ、５３Ｄ 新線供給側の供給ボビン
・６、６１、６２、６Ａ、６１Ａ、６２Ａ、６３Ａ、６Ｃ、６１Ｃ、６２Ｃ、
６Ｄ、６１Ｄ、６２Ｄ、６３Ｄ 旧線回収側の回収ボビン
・７ ワーク（半導体インゴット）
・８１、８３、８５ 第１ダンサローラ
・８２、８４、８６ 第２ダンサローラ
・９１〜９６ トラバーサ
・Ｐ プーリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の間隔で配置された複数の溝付きローラ間の外周に巻回した切断用ワイヤを走行させることによって、切断用ワイヤでワークを切断するワイヤソー装置およびこれを用いたワーク切断方法、このワーク切断方法を用いてウエハ素材を製造するウエハの製造方法、半導体ウエハに関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来のワイヤソー装置は、メインローラに掛け渡されたワイヤの張力を制御しながらワークを切断してウエハ素材を作製している。この従来のワイヤソー装置が特許文献１に開示されている。
【０００３】
図６は、特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【０００４】
図６に示すように、従来のワイヤソー装置１００は、主に、ワークＷを切断するための固定砥粒ワイヤ１０１と、この固定砥粒ワイヤ１０１を巻掛けした二つの溝付きローラ１０２と、固定砥粒ワイヤ１０１に張力を付与するためのワイヤ張力付与機構１０３Ａ、１０３Ｂと、切断するワークＷを保持して切り込み送りするワーク送り機構１０４と、切断されるワークＷを冷却するための冷却水供給機構１０５とを有している。
【０００５】
固定砥粒ワイヤ１０１は、供給側のワイヤボビン１０６Ａから繰り出され、ワイヤ張力付与機構１０３Ａを経て、溝付きローラ１０２に入っている。固定砥粒ワイヤ１０１がこの溝付きローラ１０２に３００〜４００回程度巻掛けられることによってワイヤ列が形成される。固定砥粒ワイヤ１０１はもう一方のワイヤ張力付与機構１０３Ｂを経て回収側のワイヤボビン１０６Ｂに巻き取られている。
【０００６】
このように、これらのワイヤ張力付与機構１０３Ａ、１０３Ｂにより、溝付きローラ１０２に巻掛けられた固定砥粒ワイヤ１０１に張力を付与し、駆動モータ１０７によって軸方向へ予め設定した反転サイクル時間、走行速度で往復走行させ、ワークＷを往復走行する複数列の固定砥粒ワイヤ１０１に押し当てて切り込み送りし、ワークＷをウエハ状に切断している。
【０００７】
上記従来のワイヤソー装置１００では、新線供給側と旧線回収側でワイヤ張力付与機構１０３Ａ、１０３Ｂにより固定砥粒ワイヤ１０１の張力を管理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−２０１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置１００では、ワークＷが特に長尺インゴットの場合に、１本の固定砥粒ワイヤ１０１でワークＷを切断すると、ワイヤ１０１の往復走行過程において、ワークＷから固定砥粒ワイヤ１０１が抜け切らずに、切断し続けるワイヤ部分が生じる。これにより、固定砥粒ワイヤ１０１の固定砥粒が摩擦熱により磨耗したり、ワークＷの切込内部で張力が低下して、固定砥粒ワイヤ１０１が撓んで切れ味が低下してワークＷの切断に時間がかかるという問題が生じる。
【００１０】
しかも、固定砥粒ワイヤ１０１の磨耗が激しく固定砥粒ワイヤ１０１が断線すると、ワイヤ断線修復に要する時間により、ワークＷやワイヤソー装置１００自体の温度状態が断線直後よりも低下し、切れ方が変わってウエハ素材表面に段差を生じてしまうので、ワークＷと固定砥粒ワイヤ１０１を共に交換する必要があるという問題もあった。
【００１１】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、ワイヤの往復走行でワイヤがワークから抜け切らずに切断することによる切れ味の低下を抑制または防止して切断速度を改善することができるワイヤソー装置およびこれを用いたワーク切断方法、このワーク切断方法を用いてウエハ素材を製造するウエハの製造方法、半導体ウエハ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】
【００１２】
本発明のワイヤソー装置は、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる複数本の切断用のワイヤの各一方端がそれぞれ、各第１ダンサーローラをそれぞれ介して複数の供給ボビンのそれぞれに巻き付けられ、該複数本のワイヤの各他方端がそれぞれ、各第２ダンサーローラをそれぞれ介して複数の回収ボビンのそれぞれに巻き付けられて、該複数本のワイヤを往復走行させて該複数の溝付ローラ間のワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置であって、該供給ボビンと該回収ボビンの対が複数対設けられ、該複数対に対応するように該複数本のワイヤが設けられているものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１３】
また、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、前記ワイヤの１往路または１復路の走行距離が、前記第１ダンサーローラから前記複数の溝付ローラを介して前記第２ダンサーローラに至るワイヤ長を少なくとも有している。
【００１４】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における供給ボビンと前記回収ボビンの複数対において、該供給ボビンと該回収ボビンがそれぞれ複数設けられ、該複数の供給ボビンからそれぞれ該複数の回収ボビンにそれぞれ至る複数本のワイヤが設けられている。
【００１５】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における複数の供給ボビンと前記複数の回収ボビンとがそれぞれ、個別に構成されているかまたは、同軸状に連結されている。
【００１６】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における複数の溝付ローラ間に巻き付けられたワイヤに直交する方向に複数のワイヤ巻回領域が均等に設けられ、該複数のワイヤ巻回領域にそれぞれ前記複数本のワイヤのそれぞれが対応するように該複数の溝付ローラ間に巻回されている。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における複数の溝付ローラ間の各外周溝にそれぞれ、複数本の切断用のワイヤが複数本１組に順に並べられて互いに隣接して隣接溝に巻き付けられている。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における複数本の切断用のワイヤは、全て同一種類のワイヤであるかまたは、交互に異なる種類のワイヤである。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、前記複数対は２対で前記複数本のワイヤは２本であるかまたは、該複数対は３対で該複数本のワイヤは３本である。
【００２０】
本発明のワーク切断方法は、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる複数本の切断用のワイヤの各一方端をそれぞれ、各第１ダンサーローラをそれぞれ介して複数の供給ボビンのそれぞれに巻き付け、該複数本のワイヤの各他方端をそれぞれ、各第２ダンサーローラをそれぞれ介して複数の回収ボビンのそれぞれに巻き付けて、該複数本のワイヤを往復走行させて該複数の溝付ローラ間のワイヤの複数列でワークを切断するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２１】
また、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるワイヤの１往路または１復路の走行距離を、少なくとも、前記第１ダンサーローラから前記複数の溝付ローラを介して前記第２ダンサーローラに至るワイヤ長とする。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法において、前記複数の供給ボビンと前記複数の回収ボビンとをそれぞれ、個別に同時駆動可能とするかまたは、同軸状に同時駆動可能とする。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法における複数の溝付ローラ間に巻き付けられたワイヤに直交する方向に複数のワイヤ巻回領域を均等に設け、該複数のワイヤ巻回領域にそれぞれ前記複数本のワイヤのそれぞれを対応するように該複数の溝付ローラ間に巻回する。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法における複数の溝付ローラ間の各外周溝にそれぞれ、複数本の切断用のワイヤを複数本１組に順に並べて互いに隣接して隣接溝に巻き付ける。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法における複数本の切断用のワイヤを、全て同一種類のワイヤとするかまたは、交互に異なる種類のワイヤとする。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法において、前記複数対を２対で前記複数本のワイヤを２本とするかまたは、該複数対を３対で該複数本のワイヤを３本とする。
【００２７】
本発明のウエハの製造方法は、本発明の上記ワーク切断方法において、前記ワークが半導体インゴットであって、該半導体インゴットをワイヤソー装置の前記ワイヤ列で多数枚のウエハ状に切断するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２８】
本発明の半導体ウエハは、本発明の上記ワーク切断方法において、前記ワークが半導体インゴットであって、該半導体インゴットをワイヤソー装置の前記ワイヤ列で多数枚のウエハ状に切断したウエハ素材の表面と裏面の表面粗さが異なるものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２９】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００３０】
本発明においては、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる複数本の切断用のワイヤの各一方端がそれぞれ、各第１ダンサーローラをそれぞれ介して複数の供給ボビンのそれぞれに巻き付けられ、複数本のワイヤの各他方端がそれぞれ、各第２ダンサーローラをそれぞれ介して複数の回収ボビンのそれぞれに巻き付けられて、該複数本のワイヤを往復走行させて該複数の溝付ローラ間のワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置であって、該供給ボビンと該回収ボビンの対が複数対設けられ、該複数対に対応するように該複数本のワイヤが設けられている。
【００３１】
これによって、供給ボビンと回収ボビンが複数対設けられて複数本のワイヤでワークを切断するので、１本のワイヤが負担する切断領域が短くなることから、ワイヤの本数や走行速度、サイクル数などの条件にもよるが、往復走行の際に１本のワイヤ時に比べて複数本ある方が、ワイヤがワークをより容易に抜け切ることができて、ワイヤの磨耗およびワークの切込内部の張力低下による切断時間の悪化を改善することが可能となる。
【００３２】
また、特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置１００では、１対の供給側のワイヤボビン１０６Ａと回収側のワイヤボビン１０６Ｂが設けられ、使用する固定砥粒ワイヤ１０１も１本である。ワイヤ径φ８０μｍ以下の細線化を目指した場合、従来のような数百Ｋｍと言った長い芯線を作製するのは難しいため、余りワイヤの破棄の問題が顕在化する。例えばワークのスライス１ショットでワイヤが５Ｋｍ必要な場合で、余ったワイヤが３Ｋｍしかない場合に、そのワイヤは破棄しているという課題があった。
【００３３】
この課題に対して、供給ボビンと回収ボビンが複数対設けられて複数本のワイヤでワークを切断すると、スライス１ショットに必要なワイヤ１本当たりの長さが大幅に減ることから、余ったワイヤの破棄量を低減することができ、より無駄なくワイヤを用いることが可能となる。
【発明の効果】
【００３４】
以上により、本発明によれば、供給ボビンと回収ボビンが複数対設けられて複数の複数本のワイヤでワークを切断するため、ワイヤの往復走行でワークからワイヤが抜け切らずに切断することによる切れ味の低下を抑制または防止することができて、切断時間の悪化を改善することができる。しかも、余りワイヤの破棄量をも軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態１におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態２におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の実施形態３におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の実施形態４におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【図５】図４のワイヤソー装置の要部構成例とは別の事例を模式的に示す斜視図である。
【図６】特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下に、本発明のワイヤソー装置およびワーク切断方法、ウエハの製造方法の実施形態１〜４について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００３７】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
【００３８】
図１において、本実施形態１のワイヤソー装置１は複数（ここでは２個）の溝付ローラ２，３が所定間隔を置いて水平に配置されている。２個の溝付ローラ２，３の回転軸はその軸方向が平行でその回転軸の外側の外周溝と共に回転自在に設けられている。これらの溝付ローラ２，３はそれぞれ、その周面に所定ピッチ間隔（ガイドピッチＰが例えば３００μｍ）で複数の外周溝が形成されている。所定の間隔で配置された複数の溝付きローラ２，３の右側領域と左側領域の各外周溝にはそれぞれ、２本の切断用のワイヤ４１，４２が各プーリＰをそれぞれ介して巻き付けられている。これらの右側領域と左側領域は均等な領域である。
【００３９】
溝付ローラ２，３の右側領域の外周溝に巻き付けられるワイヤ４１と、溝付ローラ２，３の左側領域の外周溝に巻き付けられるワイヤ４２とはそれぞれ螺旋状に巻き付けられている。溝付ローラ２，３間で巻き回数が多い場合には右側領域と左側領域を合計して数千回程度にもなる。溝付ローラ２，３間の一方端部から中央位置まで螺旋状に巻き付けられたワイヤ４１の一方端が新線供給側の供給ボビン５１に巻き付けられ、その他方端が旧線回収側の回収ボビン６１に巻き付けられている。また同様に、溝付ローラ２，３間の中央位置から他方端部まで螺旋状に巻き付けられたワイヤ４２の一方端が新線供給側の供給ボビン５２に巻き付けられ、その他方端が旧線回収側の回収ボビン６２に巻き付けられている。これらの溝付ローラ２、３、個別駆動構成の供給ボビン５１、５２、個別駆動構成の回収ボビン６１、６２を互いに同期を取って個別に同時駆動することにより、溝付ローラ２，３間に巻き付けられた２本のワイヤ４１，４２を走行させて２本のワイヤ４１，４２の各複数列でワーク７（ここでは半導体インゴット）を多数枚同時に切断するようになっている。切断枚数は多い場合には、２本のワイヤ４１，４２で数千枚程度を同時に切断する。２本のワイヤ４１，４２は同じ種類のワイヤで、芯線径が例えばここでは５０μｍ〜５００μｍ程度のものを用い、芯線の周囲にダイヤモンドなどの砥粒が固着された固定砥粒ワイヤを用いる。ワイヤ４１，４２の芯線径によって切り代が決まり例えばワイヤ４１，４２の径が８０μｍ（０．０８ｍｍ）の場合に切り代も８０μｍ（０．０８ｍｍ）程度となるのが理想的であるが、実際には、芯線径８０μｍであれば、砥粒径８−１６の場合で切り代は１００μｍ程度となる。供給ボビン５１，５２にはそれぞれ、例えば数十〜数百Ｋｍの半分のワイヤ４１，４２がそれぞれ巻かれている。ワイヤソー装置１は２本のワイヤ４１，４２を共に往復走行させており、溝付ローラ２，３、個別駆動構成の供給ボビン５１、５２、個別駆動構成の回収ボビン６１、６２の駆動が反転して供給ボビン５と回収ボビン６の機能が入れ替わる。ここでは、供給ボビン５１，５２と回収ボビン６１，６２は名称を決めて説明している。
【００４０】
各溝付ローラ２，３に一方端部から中央位置まで巻き付けられるワイヤ４１の一方端に所要の張力を与えるため、溝付ローラ２と供給ボビン５１との間に第１ダンサローラ８１が設けられている。また同様に、ワイヤ４１の他方端に所要の張力を与えるため、溝付ローラ２と回収ボビン６１との間に第２ダンサローラ８２が設けられている。また、各溝付ローラ２，３に中央位置から他方端部まで巻き付けられるワイヤ４２の一方端に所要の張力を与えるため、溝付ローラ２と供給ボビン５２との間に第１ダンサローラ８３が設けられている。また同様に、ワイヤ４２の他方端に所要の張力を与えるため、溝付ローラ２と回収ボビン６２との間に第２ダンサローラ８４が設けられている。
【００４１】
供給ボビン５１と第１ダンサローラ８１の間にはトラバーサ９１が設けられ、トラバーサ９１が供給ボビン５１のボビン軸方向に移動して、供給ボビン５１に整列して巻き付けられているワイヤ４１が順次取り出されるように作用する。また、第２ダンサローラ８２と回収ボビン６１との間にはトラバーサ９２が設けられ、トラバーサ９２が回収ボビン６１のボビン軸方向に移動して、回収ボビン６１に整列してワイヤ４１が巻き取られるように作用する。また同様に、供給ボビン５２と第１ダンサローラ８３の間にはトラバーサ９３が設けられ、トラバーサ９３が供給ボビン５２のボビン軸方向に移動して、供給ボビン５２に整列して巻き付けられているワイヤ４２を順次取り出すように作用する。また、第２ダンサローラ８４と回収ボビン６２との間にはトラバーサ９４が設けられ、トラバーサ９４が回収ボビン６２のボビン軸方向に移動して、回収ボビン６２に整列してワイヤ４２が巻き取られるように作用する。これらの場合、供給側のトラバーサ９１，９３は、個別駆動構成の供給ボビン５１，５２からワイヤ４１，４２を取り込むときにボビンワイヤ位置に順次移動して整列巻き付けされたワイヤ４１，４２をそれぞれスムーズに取り出す機能を有している。また、回収側のトラバーサ９２，９４は、個別駆動構成の回収ボビン６１，６２にワイヤ４１、４２を整列巻き付けするためにボビンワイヤ位置に順次移動してワイヤ４１，４２をそれぞれスムーズに順次巻き付ける機能を有している。本実施形態１によれば、供給ボビンのそれぞれと複数の回収ボビンのそれぞれが全て個別に駆動可能とされているため、ボビン回転制御の互いの調整が容易になっている。
【００４２】
溝付ローラ２、３間のワイヤ４１，４２の上側ワイヤ列面は半導体インゴットのワーク７の切断面であり、この切断面を左右に横切るように図示しない加工液供給部がワーク７の前後に設けられている。この切断面の各ワイヤ列に加工液供給部の加工液供給口から冷却用のクーラントをかけながら、例えばワーク７をその切断面のワイヤ列面に押し付けて切断する。冷却の目的で液体のクーラントをワーク７および各ワイヤ４１，４２にかけながら多数本のワイヤ４１，４２で一括して同時にワーク７をその下面側から多数枚のウエハ状に切断する。
【００４３】
このワイヤ列へのワーク７の押付けは、ワーク７を固定した図示しない固定部を、図示しないワーク送り機構により降下させて、ワーク７を溝付ローラ２、３間のワイヤ列に上から押し付ける。巻回領域毎に多数本が平行に並んだワイヤ４１，４２の複数列上にワーク７を押し付けることにより、厚さが均一な多数枚の薄いウエハ状に同時に切断する。これによって、厚さの揃ったウエハ素材を製造することができる。
【００４４】
本実施形態１では、供給ボビン５１と回収ボビン６１の１対と、供給ボビン５２と回収ボビン６２の１対との合計２対で、これに対応してワイヤ４１，４２の２本の場合であるが、ボビン１対に当たり、プーリＰが２個、ダンサーローラが２個、トラバーサが２個必要である。ここでは、１対の供給ボビン５１と回収ボビン６１に対して、プーリＰが２個、ダンサーローラ８１，８２の２個、トラバーサ９１，９２の２個を用いている。また、１対の供給ボビン５２と回収ボビン６２に対して、プーリＰが２個、ダンサーローラ８３，８４の２個、トラバーサ９３，９４の２個を用いている。
【００４５】
要するに、これらの供給ボビン５と回収ボビン６の２対において、供給ボビン５１，５２と回収ボビン６１，６２がそれぞれ２個ずつ設けられ、２個の供給ボビン５１，５２からそれぞれ２個の回収ボビン６１，６２にそれぞれ至る各ワイヤ４１，４２が２本設けられている。
【００４６】
次に、２対のボビンを構成する供給ボビン５１，５２および回収ボビン６１，６２では、１本当たり長さが半分の２本のワイヤ４１，４２が使用可能になるため、ボビン１個当たりの大きさを小さくすることができる。したがって、この場合、ダブルボビン構造としてサイズが通常の場合比べて２倍ではなくそれほどボビンサイズが変わらない。ボビン１個当たり巻回するワイヤ長が半分のボビンを２個個別に巻回している。これが供給側と回収側で２個設けられている。したがって、ボビンの数が多くなればそれだけ１本当たりのワイヤ長さが短いワイヤの使用が可能となるので、ボビン１個当たりの大きさは小さくなっている。
【００４７】
次に、ボビン２対、２本のワイヤ４１，４２の場合、ワーク７の長手方向の前半部および後半部をそれぞれ２本のワイヤ４１，４２がそれぞれ分担してワーク７を一括して同時に切断する。このように、ワイヤの本数が多く、ボビン対の数が多いほど、ワーク７をワイヤで切断する領域を、ワイヤの本数およびボビン対の数で分割した、より小さい切断分担領域とすることができる。
【００４８】
次に、ワーク７を切断するためにワーク７に入ったワイヤがワーク７を抜けるまでの距離Ａについて説明する。この距離Ａは、ワーク７の長手方向のワーク長Ｌを４５０ｍｍ、溝付ローラ２，３のガイドピッチＰを３００μｍ、溝付ローラ２，３間のワイヤ巻回１周の長さＲを１．５ｍ、ワイヤ本数Ｂが２本の場合、
Ａ＝Ｌ÷Ｐ×Ｒ÷Ｂ＝４５０÷０．３×１．５÷２＝１１２５ｍ
となる。
【００４９】
したがって、ワイヤ速度およびサイクル数にもよるが、ワイヤ本数Ｂが多ければ多いほど、ワイヤ往復走行の際にワイヤがワーク７を抜け切ることが容易になる。この場合、ワイヤ４１の往路または復路走行距離が、第１ダンサーローラ８１から溝付ローラ２，３を介して第２ダンサーローラ８２に至るワイヤ長を少なくとも有し、また、ワイヤ４２の往路または復路走行距離が、第１ダンサーローラ８３から溝付ローラ２，３を介して第２ダンサーローラ８４に至るワイヤ長を少なくとも有していれば、往復走行の際にワイヤ４１，４２がワーク７を抜け切ることができて、ワイヤ４１，４２の磨耗およびワーク７の切込内部の張力低下を改善することができる。これによって、ワイヤ４１，４２の断線をも未然に抑制または防止することができる。
【００５０】
次に、２本のワイヤ４１，４２でワーク７を切断する場合に、スライス１ショットに必要なワイヤ１本当たりの長さ（例えばワイヤ長５ｋｍ）が半分に減るが、１本のワイヤでワークを切断する従来の場合と比較して余りワイヤの破棄量を半減することができることについて説明する。例えば１本のワイヤでワークを切断する従来の場合、ワイヤ長が５０ｋｍ巻回されたボビンで３ｋｍの余りワイヤを破棄しているのに対して、例えば２本のワイヤでワークを切断する本実施形態１の場合で、ワイヤ長が５０ｋｍ巻回されたボビンを２個用い、それぞれ１．５ｋｍずつ余りワイヤが生じる。合計して１００ｋｍ当たり３ｋｍの余りワイヤが生じることになって、１本のワイヤでワークを切断する従来の場合と本実施形態１の２本のワイヤの場合とを比較して、余りワイヤの破棄量を、３ｋｍ／５０ｋｍから３ｋｍ／１００ｋｍに半減することができる。この場合、供給ボビン５１、５２や回収ボビン６１、６２の各ボビンサイズは１本のワイヤでワークを切断する従来の場合と同じになる為、ダブルボビン構造としてのサイズは従来の２倍に大きくなる。
【００５１】
以上により、本実施形態１によれば、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ２，３間に巻き付けられた切断用のワイヤ４１，４２の一方端が供給ボビン５１，５２に巻き付けられ、その他方端が回収ボビン６１，６２に巻き付けられて、ワイヤ４１，４２を往復走行させて複数の溝付ローラ２，３間のワイヤ４１，４２の複数列でワーク７を切断するワイヤソー装置１において、供給ボビン５１と回収ボビン６１の１対と、供給ボビン５２と回収ボビン６２の１対との合計２対設けられ、この２対に対応した２本のワイヤ４１，４２を往復走行させている。
【００５２】
これによって、２本のワイヤ４１，４２でワーク７を切断すると、１本のワイヤ４１または４２が負担するワイヤ長が半分になる。さらに、２本のワイヤ４１，４２、その走行速度、サイクル数などの条件次第では、往復走行の際にワイヤ４１，４２がワーク７を抜け切ることが可能となって、ワイヤ４１，４２の磨耗およびワーク７の内部張力の低下を改善することができる。また、供給ボビン５１，５２と回収ボビン６１，６２のように、供給ボビンと回収ボビンが２対設けられて２本のワイヤ４１，４２でワーク７を切断することにより、スライス１ショットに必要なワイヤ１本当たりの長さが半分に減るので、従来の余りワイヤの破棄量を半減することができ、より無駄なくワイヤ４１，４２を用いることができる。
【００５３】
このように、供給ボビンと回収ボビンが２対設けられて２本のワイヤ４１，４２でワーク７を切断するため、最終的な余りワイヤ４１，４２の破棄量を半減すると共に、ワイヤ４１，４２の往復走行でワーク７からワイヤ４１，４２が抜け切らずに切断することによる切れ味の低下を抑制または防止することができる。これによって、ワイヤ４１，４２の断線をも未然に抑制または防止することができる。
【００５４】
また、１本のワイヤでワーク７を切断する従来の場合では、ワイヤが切断再開不可能な断線（新線側で断線する等）をした際、ワーク７を１本丸ごと廃棄せざるを得ないが、本実施形態１の２本のワイヤの場合では、一方のワイヤが切断再開不可能な断線をした際でも、他方のワイヤによりワーク７の半分は切断を続行することが可能であり、ワーク７の廃棄量を削減することが可能である。
【００５５】
（実施形態２）
本実施形態１では、供給ボビン５１と回収ボビン６１の１対と、供給ボビン５２と回収ボビン６２の１対との合計２対で、ワイヤ４１，４２の本数が２本の場合について説明したが、本実施形態２では、供給ボビンと供給ボビンのボビン対の数が３対で、ワイヤの本数が３本の場合について説明する。
【００５６】
図２は、本発明の実施形態２におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。なお、図２では、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付して説明する。
【００５７】
図２において、本実施形態２のワイヤソー装置１Ａは、所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の右側領域と中間領域と左側領域（均等）の各外周溝にそれぞれ、３本の切断用のワイヤ４１Ａ，４２Ａ、４３Ａが各プーリＰをそれぞれ介してそれぞれ巻き付けられている。
【００５８】
溝付ローラ２，３の右側領域の各外周溝に巻き付けられるワイヤ４１Ａと、溝付ローラ２，３の中間領域の各外周溝に巻き付けられるワイヤ４２Ａと、溝付ローラ２，３の左側領域の各外周溝に巻き付けられるワイヤ４３Ａとはそれぞれ螺旋状に巻き付けられている。溝付ローラ２，３の右側領域の各外周溝に巻き付けられるワイヤ４１Ａの一方端が、プーリＰからダンサーローラ８１さらにトラバーサ９１を介して新線供給側の供給ボビン５１Ａに巻き付けられ、その他方端が別のプーリＰからダンサーローラ８２さらにトラバーサ９２を介して旧線回収側の回収ボビン６１Ａに巻き付けられている。また同様に、溝付ローラ２，３の中間領域の各外周溝に巻き付けられるワイヤ４２Ａの一方端が別のプーリＰからダンサーローラ８３さらにトラバーサ９３を介して新線供給側の供給ボビン５２Ａに巻き付けられ、その他方端が別のプーリＰからダンサーローラ８４さらにトラバーサ９４を介して旧線回収側の回収ボビン６２Ａに巻き付けられている。また同様に、溝付ローラ２，３の左側領域の各外周溝に巻き付けられるワイヤ４３Ａの一方端が別のプーリＰからダンサーローラ８５さらにトラバーサ９５を介して新線供給側の供給ボビン５３Ａに巻き付けられ、その他方端が別のプーリＰからダンサーローラ８６さらにトラバーサ９６を介して旧線回収側の回収ボビン６３Ａに巻き付けられている。
【００５９】
これらの溝付ローラ２、３、個別駆動構成の供給ボビン５１Ａ、５２Ａおよび５３Ａ、個別駆動構成の回収ボビン６１Ａ，６２Ａおよび６３Ａを互いに同期を取って個別に同時駆動することにより、溝付ローラ２，３間に巻き付けられた３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａを走行させて３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの各複数列でワーク７（ここでは半導体インゴット）を多数枚同時に切断するようになっている。
【００６０】
本実施形態２では、供給ボビン５１Ａと回収ボビン６１Ａの１対と、供給ボビン５２Ａと回収ボビン６２Ａの１対と、供給ボビン５３Ａと回収ボビン６３Ａの１対との合計３対で、ワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの３本の場合であるが、ボビン１対に当たり、プーリＰが２個、ダンサーローラが２個、トラバーサが２個必要である。ここでは、１対の供給ボビン５１Ａと回収ボビン６１Ａに対して、プーリＰが２個、ダンサーローラ８１，８２の２個、トラバーサ９１，９２の２個を用いている。また同様に、１対の供給ボビン５２Ａと回収ボビン６２Ａに対して、プーリＰが２個、ダンサーローラ８３，８４の２個、トラバーサ９３，９４の２個を用いている。また同様に、１対の供給ボビン５３Ａと回収ボビン６３Ａに対して、プーリＰが２個、ダンサーローラ８５，８６の２個、トラバーサ９５，９６の２個を用いている。
【００６１】
要するに、供給ボビン５と回収ボビン６の３対において、供給ボビン５１Ａ〜５３Ａと回収ボビン６１Ａ〜６３Ａがそれぞれ３個ずつ設けられ、３個の供給ボビン５１Ａ〜５３Ａからそれぞれ３個の回収ボビン６１Ａ〜６３Ａにそれぞれ至る各ワイヤ４１Ａ〜４３Ａが３本設けられている。
【００６２】
次に、３対のボビンを構成する供給ボビン５１Ａ、５２Ａ、５３Ａおよび回収ボビン６１Ａ、６２Ａ、６３Ａでは、ワイヤ１本当たりの長さが１／３の３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａが使用可能になるため、３対でボビン１個当たりのボビンの大きさ（ボビンサイズ）は２対の場合に比べても小さくすることができる。したがって、この場合、トリプルボビン構成としてボビンサイズが通常の場合比べて３倍ではなくそれほどサイズが変わらない。ボビン１個当たり巻回するワイヤ長が１／３のボビンを３個個別に巻回している。これが供給側と回収側で２個設けられている。したがって、ボビンの数が多くなればそれだけ１本当たりのワイヤ長さが短いワイヤの使用が可能となるので、ボビン１個当たりの大きさは小さくすることができる。
【００６３】
次に、ボビン３対、３本のワイヤ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａの場合、ワーク７の長手方向の前半領域、中間領域および後半領域をそれぞれ３本のワイヤ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａがそれぞれ分担してワーク７を一括して同時に切断する。このように、ワイヤの本数が多く、ボビンの対数が多いほど、ワーク７をワイヤで切断する領域を、ワイヤの本数およびボビンの対数で分割した、より小さい切断分担領域となる。
【００６４】
次に、ワーク７を切断するためにワーク７に入ったワイヤ４１Ａ，４２Ａ，４３Ａがワーク７を抜けるまでの距離Ａは、ワーク７の長手方向のワーク長Ｌを４５０ｍｍ、溝付ローラ２，３のガイドピッチＰ（溝間距離）を３００μｍ、溝付ローラ２，３間のワイヤ巻回１周の長さＲを１．５ｍ、ワイヤ本数Ｂが３本の場合、
Ａ＝Ｌ÷Ｐ×Ｒ÷Ｂ＝４５０÷０．３×１．５÷３＝７５０ｍ
となる。
【００６５】
前述したが、ワイヤ本数Ｂが２本の場合は、
Ａ＝４５０÷０．３×１．５÷２＝１１２５ｍ
となって、ワイヤ本数Ｂが増えるほど、ワイヤがワーク７を抜けるまでの距離Ａは短くなっている。
【００６６】
したがって、ワイヤ速度およびサイクル数にもよるが、ワイヤ本数Ｂが多ければ多いほど、ワイヤ往復走行の際にワイヤがワーク７を抜け切ることが容易になる。この場合、ワイヤ４１Ａの往路または復路走行距離が、第１ダンサーローラ８１から溝付ローラ２，３を介して第２ダンサーローラ８２に至るワイヤ長を少なくとも有し、また、ワイヤ４２Ａの往路または復路走行距離が、第１ダンサーローラ８３から溝付ローラ２，３を介して第２ダンサーローラ８４に至るワイヤ長を少なくとも有し、さらに、ワイヤ４３Ａの往路または復路走行距離が、第１ダンサーローラ８５から溝付ローラ２，３を介して第２ダンサーローラ８６に至るワイヤ長を少なくとも有していれば、往復走行の際に３本のワイヤ４１Ａ〜４３Ａがワーク７を抜け切ることができて、ワイヤ４１Ａ〜４３Ａの磨耗およびワーク７の内部張力の低下を改善することができる。これによって、ワイヤ４１Ａ〜４３Ａの断線をも未然に抑制または防止することができる。
【００６７】
次に、３本のワイヤ４１Ａ〜４３Ａでワーク７を切断する場合に、スライス１ショットに必要なワイヤ１本当たりの長さ（例えばワイヤ長５ｋｍ）が１／３に減るが、１本のワイヤでワークを切断する従来の場合と比較して余りワイヤの破棄量を１／３に減らすことができることについて説明する。例えば１本のワイヤでワークを切断する従来の場合、ワイヤ長が５０ｋｍ巻回されたボビンで３ｋｍの余りワイヤを破棄しているのに対して、例えば３本のワイヤ４１Ａ〜４３Ａでワークを切断する本実施形態２の場合で、ワイヤ長が５０ｋｍ巻回されたボビンを３個用い、それぞれ１ｋｍずつ余りワイヤが生じる。合計して１５０ｋｍ当たり３ｋｍの余りワイヤが生じることになって、１本のワイヤでワークを切断する従来の場合と本実施形態２の３本のワイヤ４１Ａ〜４３Ａの場合とを比較して、余りワイヤの破棄量を、３ｋｍ／５０ｋｍから３ｋｍ／１５０ｋｍに１／３に減らすことができる。この場合、供給ボビン５１Ａ〜５３Ａや回収ボビン６１Ａ〜６３Ａの各ボビンサイズは１本のワイヤでワークを切断する従来の場合と同じになる為、ダブルボビン構造としてのサイズは従来の３倍に大きくなる。
【００６８】
以上により、本実施形態２によれば、所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ２，３間に巻き付けられた切断用のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの各一方端が供給ボビン５１Ａ、５２Ａ、５３Ａにそれぞれ巻き付けられ、その各他方端が回収ボビン６１Ａ，６２Ａ、６３Ａにそれぞれ巻き付けられて、３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ，４３Ａを往復走行させて複数の溝付ローラ２，３間のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの各複数列でワーク７を切断するワイヤソー装置１Ａにおいて、供給ボビン５１Ａと回収ボビン６１Ａの１対と、供給ボビン５２Ａと回収ボビン６２Ａの１対と、供給ボビン５３Ａと回収ボビン６３Ａの１対との合計３対設けられ、この３対に対応した３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａを往復走行させている。
【００６９】
これによって、３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａでワーク７を切断すると、１本のワイヤ４１Ａ、４２Ａまたは４３Ａが負担するワイヤ長が１／３になる。さらに、３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、その走行速度、サイクル数などの条件次第では、往復走行の際にワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａがワーク７を抜け切ることが可能となって、ワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの磨耗およびワーク７の内部張力の低下を改善することができる。これによって、ワイヤ４１Ａ〜４３Ａの断線をも未然に抑制または防止することができる。また、供給ボビン５１Ａ、５２Ａ、５３Ａと回収ボビン６１Ａ、６２Ａ、６３Ａのように、供給ボビンと回収ボビンが３対設けられて３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａでワーク７を同時に切断することにより、スライス１ショットに必要なワイヤ１本当たりの長さが通常の場合に比べて１／３に減るので、従来の余りワイヤの破棄量を１／３にすることもでき、より無駄なくワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａを用いることができる。
【００７０】
このように、供給ボビンと回収ボビンが３対設けられて３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａでワーク７を切断するため、最終的な余りワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの破棄量を１／３にすると共に、ワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの往復走行でワーク７からワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａがそれぞれ抜け切らずに切断することによる切れ味の低下を抑制または防止することができる。
【００７１】
また、１本のワイヤでワーク７を切断する従来の場合では、ワイヤが切断再開不可能な断線をした際、ワークを１本丸ごと廃棄せざるを得ないが、本実施形態２の３本のワイヤの場合では、１本のワイヤが切断再開不可能な断線をした際でも、残りのワイヤによりワークの２／３は切断を続行する事が可能であり、前述した２本のワイヤの場合よりも更にワークの廃棄量を削減することが可能である。
【００７２】
（実施形態３）
上記実施形態１では、溝付ローラ２，３間に巻き付けられた２本のワイヤ４１，４２に直交する方向に右側領域と左側領域の各ワイヤ巻回領域が均等に設けられ、この各ワイヤ巻回領域にそれぞれ２本のワイヤ４１，４２のそれぞれが対応するように巻回されている場合について説明したが、本実施形態３では、所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の各外周溝にそれぞれ、２本の切断用の後述するワイヤ４１Ｂ，４２Ｂが２本ずつ対に隣接して隣接溝に巻き付けられている場合について説明する。
【００７３】
図３は、本発明の実施形態３におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。なお、図３では、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付して説明する。
【００７４】
図３において、本実施形態３のワイヤソー装置１Ｂは、所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の各外周溝にそれぞれ、２本の切断用のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂが２本ずつ隣接して隣接溝に順次巻き付けられている。
【００７５】
溝付ローラ２，３の外周溝に巻き付けられるワイヤ４１Ｂの一方端が、プーリＰからダンサーローラ８１さらにトラバーサ９１を介して新線供給側の供給ボビン５１に巻き付けられ、その他方端が別のプーリＰからダンサーローラ８２さらにトラバーサ９２を介して旧線回収側の回収ボビン６１に巻き付けられている。また同様に、溝付ローラ２，３の外周溝に巻き付けられるワイヤ４２Ｂの一方端が別のプーリＰからダンサーローラ８３さらにトラバーサ９３を介して新線供給側の供給ボビン５２に巻き付けられ、その他方端が別のプーリＰからダンサーローラ８４さらにトラバーサ９４を介して旧線回収側の回収ボビン６２に巻き付けられている。
【００７６】
このように、２本の切断用のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂを対にして互いに隣接するように、ワイヤ４１Ｂ，４２Ｂを溝付きローラ２，３の各外周溝に巻回されている。互いに隣接して平行に並んだ２本のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂの複数列上にワーク７を押し付けることにより、厚さが均一な多数枚の薄いウエハ状に同時に切断することができる。これによって、厚さの揃ったウエハ素材を製造することができる。このとき、ワイヤ４１Ｂ，４２Ｂは同一種類のワイヤであってもよいし、異なる種類のワイヤであってもよい。異なる種類のワイヤとしては細線とこれよりも芯径の大きい線や、固定砥粒の細かさの違い、さらにはこれらの組み合わせの違いなどがある。
【００７７】
２本の切断用のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂが異なる種類のワイヤである場合に、切断したウエハ素材の表面と裏面の表面粗さを、例えば鏡面と梨地面など互いに異ならせるように構成することができる。切断時に、ワイヤ４１Ｂにより隣接するウエハ素材の表面を２枚同時に鏡面に切断し、ワイヤ４１Ｂに隣接するワイヤ４２Ｂにより、隣接するウエハ素材の裏面を梨地面に切断し、さらに隣接して、ワイヤ４１Ｂにより隣接するウエハ素材の表面を２枚同時に鏡面に切断し、ワイヤ４１Ｂに隣接するワイヤ４２Ｂにより、隣接するウエハ素材の裏面を２枚同時に梨地面に切断することができる。
【００７８】
以上により、本実施形態３によれば、２個の溝付きローラ２，３の各外周溝に２本の切断用のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂが２本ずつ隣接して隣接溝に巻き付けられ、かつ、２本の切断用のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂが異なる種類のワイヤである場合、切断されたウエハ素材の表面と裏面の表面状態を異なる表面状態にして切断することができる。
【００７９】
また、上記実施形態１の場合と同様に、供給ボビン５１，５２と回収ボビン６１，６２のように２対設けられて２本のワイヤ４１Ｂ、４２Ｂでワーク７を切断するため、最終的な余りワイヤ４１Ｂ、４２Ｂの破棄量を１／２にすると共に、ワイヤ４１Ｂ、４２Ｂの往復走行でワーク７からワイヤ４１Ｂ、４２Ｂがそれぞれ抜け切らずに切断することによる切れ味の低下を抑制または防止することができる。これによって、ワイヤ４１Ｂ、４２Ｂの断線をも未然に抑制または防止することができる。
【００８０】
なお、本実施形態３では、所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の各外周溝にそれぞれ、２本の切断用のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂが各プーリＰをそれぞれ介して２本ずつ隣接して隣接溝に巻き付けられている場合について説明したが、これに限らず、ワイヤが３本ずつ順に並べて溝付きローラ２，３に巻きつけられていてもよく、複数の溝付ローラ間の各外周溝にそれぞれ、複数本の切断用のワイヤが複数本ずつ順に並られて互いに隣接して隣接溝に順次巻き付けられていてもよい。
【００８１】
なお、本実施形態３では、２本のワイヤ４１Ｂ，４２Ｂは同一種類のワイヤであるかまたは、異なる種類のワイヤである場合について説明したが、これに限らず、複数本の切断用のワイヤは、全て同一種類のワイヤであるかまたは、交互に異なる種類のワイヤであってもよい。交互に異なる種類のワイヤによって、切断したウエハ素材の表面と裏面の表面粗さを、例えば鏡面と梨地面など互いに異ならせるようにするためには、複数本の切断用のワイヤは、偶数本である必要がある。
【００８２】
（実施形態４）
上記実施形態１では、供給ボビン５１，５２のそれぞれと回収ボビン６１，６２のそれぞれが個別に連結されている場合について説明したが、本実施形態４では、後述する供給ボビン５１Ｃ，５２Ｃのそれぞれと回収ボビン６１Ｃ，６２Ｃのそれぞれが同軸上に構成されている場合について説明する。
【００８３】
図４は、本発明の実施形態４におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。なお、図４では、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付して説明する。
【００８４】
図４において、本実施形態４のワイヤソー装置１Ｃの供給ボビン５１Ｃ、５２Ｃのそれぞれと回収ボビン６１Ｃ、６２Ｃのそれぞれは、２対のボビン構成であるが、同軸駆動可能に構成されている。この点で上記実施形態１の場合と異なっている。この場合も、上記実施形態１の場合と同様に、溝付ローラ２、３、同軸駆動構成の供給ボビン５１Ｃ、５２Ｃ、同軸駆動構成の回収ボビン６１Ｃ、６２Ｃを互いに同期を取って駆動させることにより、溝付ローラ２，３間に巻き付けられた２本のワイヤ４１，４２を走行させて２本のワイヤ４１，４２の各複数列でワーク７（ここでは半導体インゴット）を多数枚同時に切断することができるようになっている。
ここで、本実施形態４の同軸の供給ボビン５１Ｃ，５２Ｃおよび同軸の回収ボビン６１Ｃ，６２Ｃのようなダブルボビン構成についてさらに詳細に説明する。
【００８５】
同軸でそれぞれ２対のボビンを構成する供給ボビン５Ｃおよび回収ボビン６Ｃは、供給ボビン５１Ｃ，５２Ｃと回収ボビン６１Ｃ，６２Ｃでそれぞれ同芯同軸状で２対同軸同時駆動可能にそれぞれ構成されている。要するに、供給ボビン５１Ｃ，５２Ｃと回収ボビン６１Ｃ，６２Ｃがそれぞれ同軸状に連結されている。この場合に、ワイヤ４１，４２において微妙にワイヤ長に相違があっても、所定の張力をワイヤ４１，４２に付与する第１ダンサローラ８１、８３および第２ダンサローラ８２、８４で吸収することができる。
【００８６】
図５は、図４のワイヤソー装置の要部構成例とは別の事例を模式的に示す斜視図である。なお、図５では、図２の構成部材と同一の作用効果を奏する部材には同一の符号を付して説明する。
【００８７】
図５において、本実施形態４のワイヤソー装置１Ｄの供給ボビン５１Ｄ、５２Ｄ、５３Ｄのそれぞれと回収ボビン６１Ｄ、６２Ｄ、６３Ｄのそれぞれは、３対のボビン構成であるが、それぞれが同軸駆動可能に構成されている。この点で上記実施形態２の場合とは異なっている。この場合も、上記実施形態２の場合と同様に、溝付ローラ２、３、同軸駆動構成の供給ボビン５１Ｄ、５２Ｄ、５３Ｄ、同軸駆動構成の回収ボビン６１Ｄ、６２Ｄ、６３Ｄを互いに同期を取って駆動させることにより、溝付ローラ２，３間に巻き付けられた３本のワイヤ４１Ａ，４２Ａ、４３Ａを走行させて３本のワイヤ４１Ａ、４２Ａ、４３Ａの各複数列でワーク７（ここでは半導体インゴット）を多数枚同時に切断することができるようになっている。
【００８８】
ここで、本実施形態４の軸駆動の供給ボビン５１Ｄ、５２Ｄ、５３Ｄおよび同軸駆動の回収ボビン６１Ｄ、６２Ｄ、６３Ｄのようなトリプルボビンについてさらに詳細に説明する。
【００８９】
同軸でそれぞれ３対のボビンを構成する供給ボビン５Ｄおよび回収ボビン６Ｄは、供給ボビン５１Ｄ、５２Ｄ、５３Ｄと、回収ボビン６１Ｄ、６２Ｄ、６３Ｄでそれぞれ同芯同軸状で３対同軸同時駆動可能にそれぞれ構成されている。要するに、供給ボビン５１Ｄ、５２Ｄ、５３Ｄと回収ボビン６１Ｄ、６２Ｄ、６３Ｄがそれぞれ同軸状に連結されている。この場合に、ワイヤ４１Ａ〜４３Ａにおける微妙なワイヤ長の相違が生じても、所定の張力をワイヤ４１Ａ〜４３Ａにそれぞれ付与する第１ダンサローラ８１、８３、８５および第２ダンサローラ８２、８４、８６で吸収することができる。
【００９０】
なお、本実施形態４では、供給ボビン５１Ｃ，５２Ｃのそれぞれと回収ボビン６１Ｃ，６２Ｃのそれぞれが同軸駆動構成されている場合について説明し、また、供給ボビン５１Ｄ，５２Ｄ、５３Ｄのそれぞれと回収ボビン６１Ｄ，６２Ｄ、６３Ｄのそれぞれが同軸駆動構成されている場合について説明したが、これらに限らず、一般的に、複数の供給ボビン５のそれぞれと複数の回収ボビン６のそれぞれが同軸駆動されるように構成されていてもよい。
【００９１】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜４を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１〜４に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１〜４の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明は、所定の間隔で配置された複数の溝付きローラの外周に通した切断用ワイヤを走行させることによって、切断用ワイヤでワークを切断するワイヤソー装置およびこれを用いたワーク切断方法、このワーク切断方法を用いてウエハ素材を製造するウエハの製造方法、半導体ウエハの分野において、供給ボビンと回収ボビンが複数対設けられて複数本のワイヤでワークを切断することにより、スライス１ショットに必要なワイヤ１本当たりの長さが減るので、余りワイヤの破棄量を低減することができ、より無駄なくワイヤを用いることが可能となる。また、複数本のワイヤでワークを切断すると、１本のワイヤが負担するワイヤ長が短くなる。さらに、ワイヤの本数や走行速度、サイクル数などの条件次第では、往復走行の際にワイヤがワークを抜け切ることが可能となり、ワイヤの磨耗およびワーク内部の張力低下を改善することができる。
【符号の説明】
【００９３】
・１、１Ａ〜１Ｄワイヤソー装置
・２、３ 溝付ローラ
・４１、４２、４１Ａ、４２Ａ、４３Ａ、４１Ｂ、４２Ｂ ワイヤ
・５、５１、５２、５Ａ、５１Ａ、５２Ａ、５３Ａ、５Ｃ、５１Ｃ、５２Ｃ、
５Ｄ、５１Ｄ、５２Ｄ、５３Ｄ 新線供給側の供給ボビン
・６、６１、６２、６Ａ、６１Ａ、６２Ａ、６３Ａ、６Ｃ、６１Ｃ、６２Ｃ、
６Ｄ、６１Ｄ、６２Ｄ、６３Ｄ 旧線回収側の回収ボビン
・７ ワーク（半導体インゴット）
・８１、８３、８５ 第１ダンサローラ
・８２、８４、８６ 第２ダンサローラ
・９１〜９６ トラバーサ
・Ｐ プーリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる複数本の切断用のワイヤの各一方端がそれぞれ、各第１ダンサーローラをそれぞれ介して複数の供給ボビンのそれぞれに巻き付けられ、該複数本のワイヤの各他方端がそれぞれ、各第２ダンサーローラをそれぞれ介して複数の回収ボビンのそれぞれに巻き付けられて、該複数本のワイヤを往復走行させて該複数の溝付ローラ間のワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置であって、該供給ボビンと該回収ボビンの対が複数対設けられ、該複数対に対応するように該複数本のワイヤが設けられているワイヤソー装置。
【請求項２】
前記ワイヤの１往路または１復路の走行距離が、前記第１ダンサーローラから前記複数の溝付ローラを介して前記第２ダンサーローラに至るワイヤ長を少なくとも有している請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項３】
前記供給ボビンと前記回収ボビンの複数対において、該供給ボビンと該回収ボビンがそれぞれ複数設けられ、該複数の供給ボビンからそれぞれ該複数の回収ボビンにそれぞれ至る複数本のワイヤが設けられている請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項４】
前記複数の供給ボビンと前記複数の回収ボビンとがそれぞれ、個別に構成されているかまたは、同軸状に連結されている請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項５】
前記複数の溝付ローラ間に巻き付けられたワイヤに直交する方向に複数のワイヤ巻回領域が均等に設けられ、該複数のワイヤ巻回領域にそれぞれ前記複数本のワイヤのそれぞれが対応するように該複数の溝付ローラ間に巻回されている請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項６】
前記複数の溝付ローラ間の各外周溝にそれぞれ、複数本の切断用のワイヤが複数本１組に順に並べられて互いに隣接して隣接溝に巻き付けられている請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項７】
前記複数本の切断用のワイヤは、全て同一種類のワイヤであるかまたは、交互に異なる種類のワイヤである請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項８】
前記複数対は２対で前記複数本のワイヤは２本であるかまたは、該複数対は３対で該複数本のワイヤは３本である請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項９】
所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる複数本の切断用のワイヤの各一方端をそれぞれ、各第１ダンサーローラをそれぞれ介して複数の供給ボビンのそれぞれに巻き付け、該複数本のワイヤの各他方端をそれぞれ、各第２ダンサーローラをそれぞれ介して複数の回収ボビンのそれぞれに巻き付けて、該複数本のワイヤを往復走行させて該複数の溝付ローラ間のワイヤの複数列でワークを切断するワーク切断方法。
【請求項１０】
前記ワイヤの１往路または１復路の走行距離を、少なくとも、前記第１ダンサーローラから前記複数の溝付ローラを介して前記第２ダンサーローラに至るワイヤ長とする請求項９に記載のワーク切断方法。
【請求項１１】
前記複数の供給ボビンと前記複数の回収ボビンとをそれぞれ、個別に同時駆動可能とするかまたは、同軸状に同時駆動可能とする請求項９に記載のワーク切断方法。
【請求項１２】
前記複数の溝付ローラ間に巻き付けられたワイヤに直交する方向に複数のワイヤ巻回領域を均等に設け、該複数のワイヤ巻回領域にそれぞれ前記複数本のワイヤのそれぞれを対応するように該複数の溝付ローラ間に巻回する請求項９に記載のワーク切断方法。
【請求項１３】
前記複数の溝付ローラ間の各外周溝にそれぞれ、複数本の切断用のワイヤを複数本１組に順に並べて互いに隣接して隣接溝に巻き付ける請求項９に記載のワーク切断方法。
【請求項１４】
前記複数本の切断用のワイヤを、全て同一種類のワイヤとするかまたは、交互に異なる種類のワイヤとする請求項９に記載のワーク切断方法。
【請求項１５】
前記複数対を２対で前記複数本のワイヤを２本とするかまたは、該複数対を３対で該複数本のワイヤを３本とする請求項９に記載のワーク切断方法。
【請求項１６】
請求項９〜１５のいずれかに記載のワーク切断方法において、前記ワークが半導体インゴットであって、該半導体インゴットをワイヤソー装置の前記ワイヤ列で多数枚のウエハ状に切断するウエハの製造方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載のワーク切断方法において、前記ワークが半導体インゴットであって、該半導体インゴットをワイヤソー装置の前記ワイヤ列で多数枚のウエハ状に切断したウエハ素材の表面と裏面の表面粗さが異なる半導体ウエハ。
【請求項１】
所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる複数本の切断用のワイヤの各一方端がそれぞれ、各第１ダンサーローラをそれぞれ介して複数の供給ボビンのそれぞれに巻き付けられ、該複数本のワイヤの各他方端がそれぞれ、各第２ダンサーローラをそれぞれ介して複数の回収ボビンのそれぞれに巻き付けられて、該複数本のワイヤを往復走行させて該複数の溝付ローラ間のワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置であって、該供給ボビンと該回収ボビンの対が複数対設けられ、該複数対に対応するように該複数本のワイヤが設けられているワイヤソー装置。
【請求項２】
前記ワイヤの１往路または１復路の走行距離が、前記第１ダンサーローラから前記複数の溝付ローラを介して前記第２ダンサーローラに至るワイヤ長を少なくとも有している請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項３】
前記供給ボビンと前記回収ボビンの複数対において、該供給ボビンと該回収ボビンがそれぞれ複数設けられ、該複数の供給ボビンからそれぞれ該複数の回収ボビンにそれぞれ至る複数本のワイヤが設けられている請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項４】
前記複数の供給ボビンと前記複数の回収ボビンとがそれぞれ、個別に構成されているかまたは、同軸状に連結されている請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項５】
前記複数の溝付ローラ間に巻き付けられたワイヤに直交する方向に複数のワイヤ巻回領域が均等に設けられ、該複数のワイヤ巻回領域にそれぞれ前記複数本のワイヤのそれぞれが対応するように該複数の溝付ローラ間に巻回されている請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項６】
前記複数の溝付ローラ間の各外周溝にそれぞれ、複数本の切断用のワイヤが複数本１組に順に並べられて互いに隣接して隣接溝に巻き付けられている請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項７】
前記複数本の切断用のワイヤは、全て同一種類のワイヤであるかまたは、交互に異なる種類のワイヤである請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項８】
前記複数対は２対で前記複数本のワイヤは２本であるかまたは、該複数対は３対で該複数本のワイヤは３本である請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項９】
所定の間隔で配置された複数の溝付ローラ間に巻き付けられる複数本の切断用のワイヤの各一方端をそれぞれ、各第１ダンサーローラをそれぞれ介して複数の供給ボビンのそれぞれに巻き付け、該複数本のワイヤの各他方端をそれぞれ、各第２ダンサーローラをそれぞれ介して複数の回収ボビンのそれぞれに巻き付けて、該複数本のワイヤを往復走行させて該複数の溝付ローラ間のワイヤの複数列でワークを切断するワーク切断方法。
【請求項１０】
前記ワイヤの１往路または１復路の走行距離を、少なくとも、前記第１ダンサーローラから前記複数の溝付ローラを介して前記第２ダンサーローラに至るワイヤ長とする請求項９に記載のワーク切断方法。
【請求項１１】
前記複数の供給ボビンと前記複数の回収ボビンとをそれぞれ、個別に同時駆動可能とするかまたは、同軸状に同時駆動可能とする請求項９に記載のワーク切断方法。
【請求項１２】
前記複数の溝付ローラ間に巻き付けられたワイヤに直交する方向に複数のワイヤ巻回領域を均等に設け、該複数のワイヤ巻回領域にそれぞれ前記複数本のワイヤのそれぞれを対応するように該複数の溝付ローラ間に巻回する請求項９に記載のワーク切断方法。
【請求項１３】
前記複数の溝付ローラ間の各外周溝にそれぞれ、複数本の切断用のワイヤを複数本１組に順に並べて互いに隣接して隣接溝に巻き付ける請求項９に記載のワーク切断方法。
【請求項１４】
前記複数本の切断用のワイヤを、全て同一種類のワイヤとするかまたは、交互に異なる種類のワイヤとする請求項９に記載のワーク切断方法。
【請求項１５】
前記複数対を２対で前記複数本のワイヤを２本とするかまたは、該複数対を３対で該複数本のワイヤを３本とする請求項９に記載のワーク切断方法。
【請求項１６】
請求項９〜１５のいずれかに記載のワーク切断方法において、前記ワークが半導体インゴットであって、該半導体インゴットをワイヤソー装置の前記ワイヤ列で多数枚のウエハ状に切断するウエハの製造方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載のワーク切断方法において、前記ワークが半導体インゴットであって、該半導体インゴットをワイヤソー装置の前記ワイヤ列で多数枚のウエハ状に切断したウエハ素材の表面と裏面の表面粗さが異なる半導体ウエハ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−６６９５０（Ｐ２０１３−６６９５０Ａ）
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０５１２８（Ｐ２０１１−２０５１２８）
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１８日（２０１３．４．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２０日（２０１１．９．２０）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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