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
【課題】ワイヤ走行時のワイヤの捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工をする。
【解決手段】ワイヤ４の捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態に応じてワイヤ４の複数列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤ４の捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和手段１９を有している。このワイヤ捩れ緩和手段１９は、２箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段１９１，１９２と、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影した二つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出手段１９３と、ワイヤの捩れ状態に応じてワイヤ列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整手段１９４とを有している。
【解決手段】ワイヤ４の捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態に応じてワイヤ４の複数列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤ４の捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和手段１９を有している。このワイヤ捩れ緩和手段１９は、２箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段１９１，１９２と、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影した二つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出手段１９３と、ワイヤの捩れ状態に応じてワイヤ列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整手段１９４とを有している。
【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の外周に通したスライス用ワイヤを走行させることによって、スライス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、ウエハの製造方法に関する。
【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スライスしてウエハ素材を作製している。従来のワイヤソー装置について特許文献１、２に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、複数個のガイドローラのうちの少なくとも１組のガイドローラの回転軸が直交するように配置され、ワイヤが回転軸に対して斜行するように配置することによってワイヤに積極的に捩れを与えることが記載されている。直交配置されたガイドローラをワイヤが走行する際に、ワイヤがガイドローラのＶ溝の斜面を転がるように走行してワイヤに捩れが与えられる。この捩れによって、インゴットをスライス状に切断する際に、インゴットと接触するワイヤ面が常に変化するため、ワイヤが磨耗した場合であってもワイヤの外周面全体が均一に磨耗する。この結果、切断するインゴット内でワイヤが蛇行することもなくなり、ウエハの切断精度が向上する。
【０００４】
特許文献２には、砥粒と走行するワイヤによってワークを切断するワイヤソー装置であって、ワイヤが多条に配設され、複数の走行列を規定する複数の溝をそれぞれが有する第１のローラ対と、第１のローラ対にワイヤを供給し、かつ第１のローラ対からワイヤを回収する少なくとも一つのリールボビンとを備え、ワイヤは、少なくとも一つのリールボビンから第１のローラ対に供給され、少なくとも一つのリールボビンに回収されるまでの間に、ワイヤに相反方向の念回を与えることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３４８０２９号公報
【特許文献２】特開２００４−３１４２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置では、ワイヤに積極的に捩れを与えて、切断するインゴット内でワイヤが蛇行するのを防止して、ウエハの切断精度を向上させている。これはワイヤに積極的に捩れを与える発明であって、ワイヤに発生した捩れを解消するものではない。
【０００７】
特許文献２に開示されている従来のワイヤソー装置では、リールボビンから第１のローラ対に供給され、リールボビンに回収されるまでの間に、ワイヤに相反方向の念回を与えてこれを元の溝付きローラに戻してやることによって、元の溝付きローラで発生したワイヤの捩れを解消することが開示されている。
【０００８】
一方、ワイヤの断線は、ワイヤ張力がワイヤの破断強度を超えた場合とワイヤの捩れ強度を超えたときに発生する。ワークの切断中にワイヤが断線すると、ワイヤを再び繋いでワークの切断を続行しても、ワークの切り口に段差ができてワークごと廃却する必要が生じる。これによって、ワークの歩留まりが悪化する。
【０００９】
ワイヤ張力はダンサローラなどでモニタし、これをダンサローラなどで制御することができるものの、特許文献２では、ワイヤの捩れを解消するために一旦、溝付きローラの中間点でワイヤを回収し、ワイヤの捩れを直して元に戻すというワイヤ念回機構が別途必要である。しかも、特許文献２では、溝付きローラで徐々に捩れたワイヤをその中間点でワイヤの捩れを直しても、ワイヤの捩れを直してワイヤを戻した溝付きローラの中間点から再びワイヤが捩れる可能性が高く、溝付きローラの全ワイヤ列でのワイヤの全体的な捩れ緩和にはなっておらず、その中間点から再びワイヤが捩れてワイヤが断線する虞もある。また、ワイヤに所定方向に極端に捩れが発生している場合や、ワイヤに所定方向とは反対方向にワイヤが捩れている場合もあることから、これを検出するためには、ワイヤの捩れをモニタする必要があるが、ワイヤの捩れをモニタすることに関しては特許文献１、２共に記載はなく、特許文献１、２では、ワイヤの捩れをモニタし、モニタしたワイヤの捩れの程度や捩れ方向に応じてワイヤの捩れを全ワイヤ列で全体的に緩和制御することは全くできないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、ワイヤの捩れをモニタし、このモニタしたワイヤの捩れの程度および捩れ方向に応じてワイヤの捩れを緩和制御することにより、ワイヤ走行時のワイヤの捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工を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、ウエハの製造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】
本発明のワイヤソー装置は、所定の間隔で配置された少なくとも二つの溝付きローラの外周溝に巻き付けられたスライス用のワイヤを走行させて該ワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置において、該ワイヤの捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態を緩和させるように該ワイヤの複数列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動させるワイヤ捩れ緩和手段を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１２】
また、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ捩れ緩和手段は、少なくとも２箇所で同一ワイヤ位置の該ワイヤの側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段と、該ワイヤ側面撮影手段で撮影した少なくとも二つのワイヤ側面映像に基づいて該ワイヤの捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出手段と、該ワイヤの捩れ状態に応じてワイヤ列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動調整して該ワイヤの捩れを緩和させるワイヤ列調整手段とを有する。
【００１３】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ列調整手段は、前記少なくとも二つの溝付きローラの溝位置が１対１対応する位置に、前記ワイヤの捩れ状態に応じて該溝付きローラをその軸方向に移動調整する。
【００１４】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ列調整手段は、前記ワイヤの捩れ状態に応じて、前記二つの溝付きローラ間に配設され、前記ワイヤの複数列の各ワイヤに当接するサブローラの一部または全部をその軸方向に移動調整する。
【００１５】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、前記ワイヤの複数列を複数に分割し、分割した各ワイヤ列にそれぞれ対応するように各サブローラがそれぞれ配設されており、前記ワイヤの捩れ状態に応じて、複数のサブローラのうちの少なくとも一のサブローラをその軸方向に移動調整する。
【００１６】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ捩れ検出手段は、前記ワイヤ側面撮影手段による撮影点間の前記ワイヤの捩れ方向の位置変化から該ワイヤの捩れ角度をワイヤ捩れ情報として算出する。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤの捩れ方向の位置変化は、前記ワイヤに固定された固定砥粒の特徴ある位置関係の位置変化を画像処理により特定し、特定した当該位置変化から該ワイヤの捩れ角度を算出する。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ側面撮影手段は、前記二つの溝付きローラ間の少なくとも２箇所の位置に少なくとも二つ設けられている。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ側面撮影手段は、前記溝付きローラに前記ワイヤを供給する第１プーリの上流位置と、該溝付きローラから該ワイヤを回収する第２プーリの下流位置のうちのいずれかに更に設けられている。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ側面撮影手段は、前記溝付きローラに前記ワイヤを供給する第１プーリの上流側から前記二つの溝付きローラ間と、該溝付きローラから該ワイヤを回収する第２プーリの下流側から該二つの溝付きローラ間とのいずれかの少なくとも２箇所の位置に少なくとも二つ設けられている。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤの捩れ状態は、該ワイヤの捩れ程度および捩れ方向を示す該ワイヤの捩れ角度である。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるスライス用のワイヤは、芯線の外周に砥粒がランダムに固定された固定砥粒ワイヤである。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、所定の間隔に配置された少なくとも二つの溝付きローラの外周溝に巻き付けられたスライス用の固定砥粒ワイヤのワイヤ列両端の張力制御を行う各ダンサローラをそれぞれ介して該固定砥粒ワイヤの各一端側がそれぞれ各トラバーサにより供給側ボビンおよび回収側ボビンにそれぞれ巻き付けられており、該固定砥粒ワイヤを往復走行させて、該供給側ボビンから該回収側ボビンへと該ワイヤを巻き取りながら前記ワークを切断する。
【００２４】
本発明のワーク切断方法は、本発明の上記ワイヤソー装置を用いたワークの切断方法であって、前記ワークを切断する前のドライラン時または該ワークの切断時に、前記ワイヤ捩れ緩和手段が、前記ワイヤの捩れ状態をモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態に応じて該ワイヤの複数列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動させて該ワイヤの捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和工程を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２５】
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捩れ緩和工程は、前記ワイヤ側面撮影手段が、前記溝付きローラ間の少なくとも２箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影工程と、前記ワイヤ捩れ検出手段が、該ワイヤ側面撮影手段で撮影した少なくとも二つのワイヤ側面映像に基づいて前記ワイヤの捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出工程と、前記ワイヤ列調整手段が、該ワイヤの捩れ状態に応じて該ワイヤの複数列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動調整して該ワイヤの捩れを緩和させるワイヤ列調整工程とを有する。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるワイヤ捩れ検出工程は、前記ワイヤ捩れ検出手段が、前記少なくとも二つの溝付きローラ間の複数点での前記側面映像の前記ワイヤの特徴的な固定砥粒の位置関係の変化から該ワイヤの捩れ状態として該ワイヤの捩れ角度を算出し、前記ワイヤ列調整工程は、前記ワイヤ列調整手段が、算出した該ワイヤの捩れ角度に応じて該溝付きローラの軸方向に該ワイヤの複数列の一部または全部を移動調整する。
【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のインゴットであって、該半導体インゴットを前記ワイヤソー装置のワイヤの複数列で多数枚の半導体ウエハ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】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００２９】
例えば２個の溝付きローラの外周溝にスライス用のワイヤが巻き付けられている。この場合に、一方の溝付きローラのＶ溝と他方の溝付きローラのＶ溝との位置関係が正確であれば、ワイヤはＶ溝の傾斜面に転がって捩れることはないが、溝付きローラのＶ溝はＮＣ旋盤で精度よく加工されているものの、一方の溝付きローラと他方の溝付きローラとの設置が精度的にラフであり、一方の溝付きローラと他方の溝付きローラとの位置関係が合わないことが発生する。しかも、一方の溝付きローラと他方の溝付きローラとの位置関係によっては、ワイヤの捩れが一方向だけではなく逆方向になることもある。
【００３０】
これに対して、本発明においては、所定の間隔で配置された少なくとも二つの溝付きローラの外周溝に巻き付けられたスライス用のワイヤを走行させてワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置において、ワイヤの捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態を緩和させるようにワイヤの複数列の一部または全体を溝付きローラの軸方向に移動させるワイヤ捩れ緩和手段を有している。
【００３１】
このように、ワイヤの捩れをモニタし、このモニタしたワイヤの捩れの程度および捩れ方向に応じてワイヤの捩れを緩和制御するので、ワイヤ走行時のワイヤの捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工をすることが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
以上により、本発明によれば、より簡単な構成で、ワイヤの捩れをモニタし、このモニタしたワイヤの捩れの程度および捩れ方向に応じてワイヤの捩れを緩和制御することにより、ワイヤ走行時のワイヤ捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【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】図１のワイヤソー装置１の溝付ローラをワイヤ捩れ緩和手段と共に模式的に示す平面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、図２の第１のワイヤ側面撮影手段で撮影したワイヤの側面映像およびその断面を模式的に示す図であり、（ｃ）および（ｄ）は、図２の第２のワイヤ側面撮影手段で撮影したワイヤの側面映像およびその断面を模式的に示す図である。
【図４】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５】図４のワイヤソー装置の溝付ローラをワイヤ捩れ緩和手段と共に模式的に示す平面図である。
【図６】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。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に、本発明のワイヤソー装置およびこれを用いたワーク切断方法、ウエハの製造方法の実施形態１〜３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。
【００３５】
（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。
【００３６】
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で複数の外周溝が同心円状に形成されている。所定の間隔で配置された複数の溝付きローラ２，３の外周溝にスライス用のワイヤ４が巻き付けられている。
【００３７】
溝付ローラ２，３の外周溝に巻き付けられるワイヤ４は、螺旋状に多重に巻き付けられる。溝付ローラ２，３間で巻き回数が多い場合には１８００回〜２０００回程度にもなる。溝付ローラ２，３間に螺旋状に巻き付けられたワイヤ４の一方端が新線繰出側の供給側ボビン５に巻き付けられ、その他方端が旧線巻取側の回収側ボビン６に巻き付けられている。溝付ローラ２，３の駆動に同期させて、これらの供給側ボビン５および回収側ボビン６を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ワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク（ここでは半導体インゴット７）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、１８００枚〜２０００枚程度を同時に切断する。ワイヤ４は、固定砥粒ワイヤであり、その芯線径が例えばここでは８０μｍ以下のものを用い、芯線の周囲にダイヤモンドなどの砥粒が固着されている。ワイヤ４の外径によって切り代が決まり例えばワイヤ４の外径が５０μｍ（０．０５ｍｍ）の場合に切り代も５０μｍ（０．０５ｍｍ）程度となるのが理想的である。供給側ボビン５には、例えば５０Ｋｍのワイヤ４が巻かれており、例えば１０本分程度の半導体インゴット７の切断を行うことができる。
【００３８】
各溝付ローラ２，３に巻き付けられるワイヤ４に、所要の張力を与えるため、溝付ローラ２と供給側ボビン５との間に慣性駆動のガイドローラ８，９が設けられ、ガイドローラ８，９の間にダンサローラ１０が設けられている。ダンサローラ１０により溝付ローラ２へのワイヤ４の張力を一定に制御している。また、溝付ローラ３と回収側ボビン６との間の慣性駆動のガイドローラ１１，１２が設けられ、ガイドローラ１１，１２の間にダンサローラ１３が設けられている。ダンサローラ１３により溝付ローラ３からのワイヤ４の張力を一定に制御している。要するに、ダンサローラ１０，１３はそれぞれ、ガイドローラ８，９間とガイドローラ１１，１２間にそれぞれ設けられ、一定の付勢力が下方に働いてワイヤ４に一定の張力が作用するようになっている。
【００３９】
ガイドローラ８と供給側ボビン５との間にはトラバーサ１４が設けられ、また、ガイドローラ１２と回収側ボビン６との間にもトラバーサ１５が設けられている。トラバーサ１４、１５は、供給側ボビン５、回収側ボビン６に整列して巻き付けられているワイヤ４が順次取り出されるように作用すると共に、供給側ボビン５、回収側ボビン６に整列してワイヤ４が巻き取られるように作用する。新線側のトラバーサ１４は、新線を供給する際には供給側ボビン５からワイヤ４を取り出すときに順次ワイヤ位置に上下移動して整列巻き付けされたワイヤ４をスムーズに取り出し、ワイヤ４を巻き取る場合は、ワイヤ４を整列巻き付けするために順次上下移動してワイヤ４をスムーズに順次巻き付ける機能を有している。また、旧線側のトラバーサ１５は、ワイヤ４を巻き取る場合は、ワイヤ４を整列巻き付けするために順次上下移動してワイヤ４をスムーズに順次巻き付け、ワイヤ４を供給する際には回収側ボビン６からワイヤ４を取り出すときに順次ワイヤ位置に上下移動して整列巻き付けされたワイヤ４をスムーズに取り出す機能を有している。
このように、ワイヤ４は往復走行しながら半導体インゴット７を切断している。
【００４０】
溝付ローラ２、３間のワイヤ４の上側ワイヤ列面はワークである半導体インゴット７の切断面であり、この切断面を左右に横切るように２本の加工液供給部１６がワーク前後に設けられている。この切断面のワイヤの複数列（ワイヤ列）に加工液供給部１６の加工液供給口から冷却用の切削液（クーラント）を添加しながら、例えばワークである半導体インゴット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半導体インゴット７および各ワイヤ４にかけながら多数本のワイヤ４で一括して同時に半導体インゴット７をスライス状に切断する。
【００４１】
このワイヤ列への半導体インゴット７の押付けは、半導体インゴット７を固定した固定板１７をインゴット送り機構１８により昇降させて、半導体インゴット７を溝付ローラ２、３間のワイヤ列に上から押し付ける。多数本が平行に並んだワイヤ４の複数列上に半導体インゴット７を押し付けることにより、厚さが均一な多数の薄いウェハ状に同時に半導体インゴット７を切断する。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。
【００４２】
このように、本実施形態１のワイヤソー装置１は、所定の間隔で配置された複数（ここでは二つ）の溝付きローラ２，３の外周溝に巻き付けられたスライス用の固定砥粒のワイヤ４のワイヤ列両端（ワイヤ列幅方向両端）の張力制御を行う各ダンサローラ１０、１３をそれぞれ介してワイヤ４の各一端側がそれぞれ各トラバーサ１４，１５により供給側ボビン５および回収側ボビン６にそれぞれ整列巻き付けられており、ワイヤ４を往復走行させて、供給側ボビン５から回収側ボビン６へとワイヤ４を巻き取りながらワークである半導体インゴット７を多数枚に切断する。
【００４３】
ここで、ワイヤ列の同一ワイヤ４の２箇所でワイヤ４の側面映像をワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影し、その撮影した２枚の側面映像に基づいてワイヤ捩れ情報を出力し、出力したワイヤ捩れ情報の捩れ程度および捩れ方向（回転角度θ）に基づいて溝付きローラ２をその軸方向に移動させてワイヤの捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和手段について説明する。
【００４４】
図２は、図１のワイヤソー装置１の溝付ローラ２，３をワイヤ捩れ緩和手段と共に模式的に示す平面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、図２の第１のワイヤ側面撮影手段１９１で撮影したワイヤ４の側面映像およびその断面を模式的に示す図であり、図３（ｃ）および図３（ｄ）は、図２の第２のワイヤ側面撮影手段１９２で撮影したワイヤ４の側面映像およびその断面を模式的に示す図である。
【００４５】
図２に示すように、溝付きローラ２，３間に多数のワイヤ４が張架されている。供給側ボビン５からのワイヤ４が溝付きローラ２に供給され、ワイヤ４は溝付きローラ２から溝付きローラ３を経由して下側のワイヤ列の端部を通過する。
【００４６】
溝付きローラ２，３間のワイヤ４の捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態を緩和させるようにワイヤの複数列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させるワイヤ捩れ緩和手段１９が設けられている。
【００４７】
ワイヤ捩れ緩和手段１９は、溝付きローラ３から溝付きローラ２に至る両側２箇所に所定距離開けて配置されたワイヤ側面撮影手段１９１，１９２と、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影された２枚のワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出してワイヤ捩れ情報を出力するワイヤ捩れ検出手段１９３と、このワイヤ捩れ情報の捩れ程度および捩れ方向（回転角度θ；捩れ方向が逆方向の場合は回転角度−θ）に応じて、ワイヤ捩れ情報の捩れ程度が緩和されるように溝付きローラ２をその軸方向に移動させるワイヤ列調整手段１９４とを有している。
【００４８】
ワイヤ捩れ検出手段１９１，１９２は、溝付きローラ３の近傍位置のワイヤ４の側面映像を撮影すると共に、溝付きローラ２の近傍位置のワイヤ４の側面映像を撮影する。１本のワイヤ４の所定距離を開けた２箇所の第１ワイヤ側面映像と第２ワイヤ側面映像とが撮影される。
【００４９】
ワイヤ捩れ検出手段１９３は、溝付きローラ３の近傍の第１のワイヤ側面撮影手段１９１で撮影した図３（ａ）に示す第１ワイヤ側面映像と、溝付きローラ２の近傍の第２のワイヤ側面撮影手段１９２で撮影した図３（ｃ）に示す第２ワイヤ側面映像とが入力され、第１ワイヤ側面映像と第２ワイヤ側面映像とに共通する固定砥粒の位置関係を示す特徴的な固定砥粒配置Ａを画像認識処理を用いて回転同一画像と認識した場合に、ワイヤ４の捩れ状態として第１ワイヤ側面映像と第２ワイヤ側面映像からその特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θを測定し、その測定した特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θをワイヤ捩れ情報として出力する。このように、特徴的な固定砥粒配置Ａの状態変化を確認することによりワイヤ４の捩れ状態を検出する。
【００５０】
ワイヤ列調整手段１９４は、このワイヤ捩れ情報としての特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θに応じて、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが減る方向または回転角度θが零の方向に溝付きローラ２をその軸方向に所定量だけ全体的に移動させる。
【００５１】
ワイヤ４の捩れは、溝付きローラ２、３のＶ溝の相対位置ずれによってワイヤ４がＶ溝の斜面を転がることに起因しており、ワイヤ４の捩れの状況を示す特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θから、ワイヤ列調整手段１９４により回転角度θが減るように溝付きローラ２の軸方向にワイヤ４の複数列（ワイヤ列）を移動させて、ワイヤ４の捩れを低減するようになっている。このワイヤ列を溝付きローラ２、３の軸方向に移動させるのは、半導体インゴット７の切断前のドライラン時であってもよいが、半導体インゴット７の加工途中であってもよい。
【００５２】
上記構成により、まず、新線側ボビン５からのワイヤ４が溝付きローラ２に供給され、ワイヤ４は溝付きローラ２から溝付きローラ３を経由する。その後、溝付きローラ３の近傍位置のワイヤ４の側面映像をワイヤ側面撮影手段１９１が撮影し、ワイヤ４が走行して、ワイヤ側面撮影手段１９１で撮影されたワイヤ４の側面映像と同じ位置に対応する、溝付きローラ２の近傍位置のワイヤ４の側面映像をワイヤ側面撮影手段１９２が撮影する。
【００５３】
次に、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影された２枚の同一位置のワイヤ側面映像の特徴的な固定砥粒配置Ａの回転成分の位置的変化量に基づいて、ワイヤ捩れ検出手段１９３がワイヤ４の捩れ状態および捩れ方向（回転角度θ）を検出してワイヤ捩れ情報をワイヤ列調整手段１９４に出力する。
【００５４】
続いて、ワイヤ列調整手段１９４は、このワイヤ捩れ情報の捩れ程度および捩れ方向（固定砥粒の特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θ）に応じて、ワイヤ捩れ情報の捩れ程度が緩和されるように（回転角度θが零になるかまたは零に近づくように）、溝付きローラ２をその軸方向に移動させる。これによって、ワイヤ捩れが、検出したワイヤ４の捩れの程度に応じて緩和される。
【００５５】
本実施形態１のワークの切断方法は、ワーク切断前のドライラン時またはワークの切断時に、ワイヤ捩れ緩和手段１９が、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２およびワイヤ捩れ検出手段１９３によってワイヤ４の捩れ状態をモニタリングし、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ４の複数列を溝付きローラ２により溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤ４の捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和工程を有している。このワイヤ捩れ緩和工程は、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２が、２箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影工程と、ワイヤ捩れ検出手段１９３が、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影した二つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出工程と、ワイヤ列調整手段１９４が、ワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ列を溝付きローラ２により溝付きローラ２，３の軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整工程とを有している。
【００５６】
さらに、このワークの切断方法のワイヤ捩れ検出工程は、ワイヤ捩れ検出手段１９３が、二つの溝付きローラ２，３間の複数点（ここでは２点）でのワイヤ側面映像のワイヤ４の特徴的な砥粒の位置関係の変化からワイヤ４の捩れ状態としてワイヤ４の捩れ角度θを算出し、ワイヤ列調整工程は、ワイヤ列調整手段１９４が、算出したワイヤ４の捩れ角度θに応じて、ワイヤ捩れ情報の捩れ程度が緩和されるように（回転角度θが零になるかまたは零に近づくように）、溝付きローラ２，３の軸方向に溝付きローラ２を移動調整してワイヤ４の複数列を移動調整する。
【００５７】
以上のワーク切断方法において、ワークが半導体ウエハのインゴット７であって、半導体ウエハをワイヤソー装置１のワイヤ列で多数枚の半導体ウエハに切断することによりウエハを製造することができる。
【００５８】
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二つの溝付きローラ２，３の外周溝に巻き付けられたスライス用のワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワークとして半導体インゴット７を切断するワイヤソー装置１において、ワイヤ４の捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態に応じてワイヤ４の複数列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤ４の捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和手段１９を有している。このワイヤ捩れ緩和手段１９は、２箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段１９１，１９２と、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影した二つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出手段１９３と、ワイヤの捩れ状態に応じてワイヤ列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整手段１９４とを有している。
【００５９】
これによって、ワイヤ４の捩れをモニタし、より簡単な構成で、このモニタしたワイヤ４の捩れの程度および捩れ方向に応じてワイヤ４の捩れをワイヤ列全体で緩和制御することにより、ワイヤ走行時のワイヤの極端な捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させることができる。
【００６０】
また、固定砥粒のワイヤ４の引っ張り強度が材質的に強くなるほどワイヤ４の捩れに対して弱くなり、しかも固定砥粒のワイヤ４の芯線径が細くなるほど捩れに対して弱くなる。ワイヤ４の捩れをモニタして管理し、このモニタしたワイヤ４の捩れの程度に応じてワイヤ４の捩れを緩和制御することにより、芯線径が細くしかも引っ張り強度を強い高張力細線ワイヤでのワークの精細加工を安定的に行うことができる。
【００６１】
なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、ワイヤ４の単位長さ当たりに何回転の捩りを加えると断線するかのデータに安全率を掛けた捩り回数以内になるようなワイヤ４の捩れであればよい。ワイヤ４の捩れは、断線しなければ、ある程度は捩れていた方が、半導体インゴット７と接触するワイヤ面が常に変化するため、ワイヤ４が磨耗した場合であってもワイヤ４の外周面全体が均一に磨耗する。この結果、切断する半導体インゴット７内でワイヤ４が蛇行することもなくなり、これによって、ウエハの切断精度が向上する。
【００６２】
なお、本実施形態１では、溝付きローラ３の近傍位置のワイヤ４の側面映像を撮影すると共に、溝付きローラ２の近傍位置のワイヤ４の側面映像を撮影して、所定間隔を空けた２箇所でワイヤ４の側面映像を撮影したが、これに限らず、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが一周回転した後の捩れである場合や、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが逆方向に回転した後の捩れである場合かどうかをも精密に検出するために、所定間隔を空けた２箇所の中間位置においてもワイヤ４の側面映像をワイヤ側面撮影手段にて撮影してもよい。要するに、通常発生する可能性のある回転角度θが撮影し易い鋭角の範囲内になるように撮影する２点間の距離を設定すればよいが、回転角度θの範囲が鋭角を越えて大きくばらつく場合には３点や４点など複数点でワイヤ４の側面撮影をする必要がある。したがって、溝付きローラ２から溝付きローラ３へのワイヤ４の走行に対してワイヤの側面映像を複数箇所で撮影することにより、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが鋭角の範囲内になってより正確に得られる。
【００６３】
なお、本実施形態１では、ワイヤ列調整手段１９が、二つの溝付きローラ２，３のＶ溝の位置関係が１対１対応する位置（ワイヤ４の捩れが起こりにくい位置関係）に近づくように、ワイヤ４の捩れ状態に応じて溝付きローラ２をその軸方向に移動調整する場合について説明したが、これに限らず、ワイヤ列調整手段１９が、二つの溝付きローラ２，３のＶ溝の位置関係が１対１対応する位置関係（ワイヤ４の捩れが起こりにくい位置関係）に近づくように、ワイヤ４の捩れ状態に応じて溝付きローラ３をその軸方向に移動調整するようにしてもよい。
【００６４】
（実施形態２）
上記実施形態１では、ワイヤ列調整手段１９が、二つの溝付きローラ２，３の溝位置が１対１対応する位置に近づくように、ワイヤ４の捩れ状態に応じて溝付きローラ２をその軸方向に移動調整する場合について説明したが、本実施形態２では、後述するワイヤ列調整手段１９Ａが、ワイヤ４の捩れ状態に応じて、二つの溝付きローラ２，３間に配設され、ワイヤ４の複数列の各ワイヤ４に当接する後述のサブローラ群２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動調整する場合について説明する。
【００６５】
図４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。図５は、図４のワイヤソー装置の溝付ローラ２，３をワイヤ捩れ緩和手段と共に模式的に示す平面図である。図４および図５では、図１および図２の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の部材番号を付けて説明する。
【００６６】
図４および図５において、本実施形態２のワイヤソー装置１Ａ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（例えば０．３ｍｍ）で複数の外周溝が同心円状に形成されている。所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の外周溝にスライス用のワイヤ４が巻き付けられている。溝付ローラ２，３間に巻き付けられたワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク（ここでは半導体インゴット７）を多数枚同時に切断するようになっている。
【００６７】
上記実施形態１の場合と異なるのは、ワイヤ４の複数列を複数（ここでは第１〜第５）に分割し、分割した第１〜第５の各ワイヤ列に対してサブローラ２０、２１を配設し、ワイヤ４の捩れ状態に応じて、サブローラ２０、２１をその軸方向に移動調整する点である。
【００６８】
この場合のサブローラの軸方向は、溝付きローラ２の軸方向と平行であって同一方向である。
【００６９】
サブローラ２０、２１は、分割した第１〜第５の各ワイヤ列に当接している。
【００７０】
サブローラ２０、２１の少なくともいずれかを溝付ローラ２，３の軸方向に移動調整することにより、ワイヤ４の捩れ状態に応じて各ワイヤ４を案内して、ワイヤ４の捩れが発生する要因である溝付ローラ２，３のＶ溝の位置関係を相対的に合わせるようになっている。これによって、溝付ローラ２，３のＶ溝でのワイヤ４の摩擦が少なくなれば、ワイヤ４の捩れが緩和される。このワイヤ４の捩れ状態とは、前述したが、捩れ程度および捩れ方向であって、これはワイヤ４の回転角度θである。ワイヤ４の捩れ方向が逆方向の場合は回転角度−θとなる。
【００７１】
即ち、ワイヤ４の捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態に応じて、サブローラ２０、２１の少なくともいずれかを溝付ローラ２，３の軸方向に移動調整することにより、ワイヤ４の複数列の一部（サブローラ２０または２１）または全体（サブローラ２０および２１）を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤの捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和手段１９Ａが設けられている。
【００７２】
このワイヤ捩れ緩和手段１９Ａは、２箇所で同一ワイヤ位置のワイヤ４の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段１９１，１９２と、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影した二つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出手段１９３と、ワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ列の一部または全体を溝付きローラ２，３の軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整手段１９４Ａとを有している。
【００７３】
ワイヤ捩れ検出手段１９３は、上記実施形態１の場合と同様に、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２による撮影点間のワイヤ４の捩れ方向の位置変化からワイヤ４の捩れ角度θをワイヤ捩れ情報として算出している。このワイヤ４の捩れ方向の位置変化は、ワイヤ４に固定された砥粒（ここではダイヤモンド）の特徴ある位置関係の位置変化を画像処理により特定し、特定した砥粒の位置変化からワイヤ４の捩れ角度θを算出する。
【００７４】
各メインローラである溝付きローラ２，３の近傍にそれぞれ設けた二つのワイヤ側面撮影手段１９１，１９２でワイヤの側面状態を撮影するが、これは前述した図３の場合と同様である。二つのワイヤ側面画像において、特徴的な固定砥粒配置Ａの状態変化を画像処理により確認することによりワイヤ４の捩れ角度θを算出することができる。
【００７５】
ワイヤ４の捩れは、各メインローラである溝付きローラ２，３の溝の相対位置ずれに起因しており、ワイヤ４の捩れの状況（ワイヤ４の捩れ角度θ；ワイヤ４の捩れ程度と方向）から、ワイヤ列を分割して、溝付きローラ２，３の軸方向にガイドローラによりワイヤ列の一部または全部を移動させ、ワイヤ４の捩れを低減させる。
【００７６】
これらのサブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動調整することにより、ワイヤ列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させるのは、インゴット切断前のドライラン時でも、インゴット加工途中でもよい。
【００７７】
本実施形態２のワークの切断方法は、ワーク切断前のドライラン時またはワークの切断時に、ワイヤ捩れ緩和手段１９Ａが、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２およびワイヤ捩れ検出手段１９３によってワイヤ４の捩れ状態をモニタリングし、ワイヤ４の複数列の各ワイヤ４に当接するサブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動させることにより、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ４の複数列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤ４の捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和工程を有している。このワイヤ捩れ緩和工程は、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２が、２箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影工程と、ワイヤ捩れ検出手段１９３が、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影した二つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出工程と、ワイヤ４の複数列の各ワイヤ４に当接するサブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動させることにより、ワイヤ列調整手段１９４が、ワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ列を溝付きローラの軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整工程とを有している。
【００７８】
さらに、このワークの切断方法のワイヤ捩れ検出工程は、ワイヤ捩れ検出手段１９３が、二つの溝付きローラ２，３間の複数点（ここでは２点）でのワイヤ側面映像のワイヤ４の特徴的な砥粒の位置関係の変化からワイヤ４の捩れ状態としてワイヤ４の捩れ角度θを算出し、ワイヤ列調整工程は、ワイヤ列調整手段１９４が、算出したワイヤ４の捩れ角度θに応じて、ワイヤ捩れ情報の捩れ程度が緩和されるように（回転角度θが零になるかまたは零に近づくように）、溝付きローラ２，３の軸方向にサブローラ２０または２１を移動調整してワイヤ４の複数列を移動調整する。
【００７９】
以上のワーク切断方法において、ワークが半導体ウエハのインゴット７であって、半導体ウエハをワイヤソー装置１のワイヤ列で多数枚の半導体ウエハに切断することによりウエハを製造することができる。
【００８０】
以上により、本実施形態２によれば、上記実施形態１の場合と同様に、ワイヤ４の捩れをモニタし、このモニタしたワイヤ４の捩れの程度および捩れ方向（ワイヤ４の回転角度θ）に応じてワイヤ４の捩れを緩和制御することにより、ワイヤ走行時のワイヤ４の捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工をすることができる。
【００８１】
また、本実施形態２では、以上のサブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動調整することにより、ワイヤ列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させるので、ワイヤ４の回転角度θに応じたワイヤ４の捩れの緩和制御をより精細に行うことができる。
【００８２】
なお、本実施形態１、２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場合について説明したが、これに限らず、三角形の頂点部分に３個の溝付ローラを設けてもよく、また、四角形の頂点部分に４個の溝付ローラを設けてもよい。
【００８３】
なお、本実施形態１、２では、ワークとして半導体材料の半導体インゴット７（例えば単結晶または多結晶のシリコンインゴット）を多数のスライス状に切断する場合について説明したが、これに限らず、ワークとして、サファイヤ、磁性体材料およびセラミックス材料のような脆性材料をウェハ状に高精度に多数同時に切断することもできる。
【００８４】
なお、本実施形態２では、上記実施形態１の場合と同様、溝付きローラ３の近傍位置のワイヤ４の側面映像を撮影すると共に、溝付きローラ２の近傍位置のワイヤ４の側面映像を撮影して、所定間隔を空けた２箇所でワイヤ４の側面映像をワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影したが、これに限らず、図３に示す特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが一周回転した後の捩れである場合や、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが逆方向に回転した後の捩れである場合かどうかをも検出するために、所定間隔を空けた２箇所の中間位置においてもワイヤ４の側面映像をワイヤ側面撮影手段にて撮影してもよい。したがって、溝付きローラ２から溝付きローラ３へのワイヤ４の走行に対してワイヤ４の側面映像を複数箇所で撮影することにより、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが鋭角の範囲内になって回転角度θがより正確に得られる。
【００８５】
要するに、ワイヤ４の複数列を複数に分割し、分割した各ワイヤ列にそれぞれ対応するように複数のサブローラが配設されており、ワイヤ４の捩れ状態（回転角度θ）に応じて、複数のサブローラのうちの少なくとも一のサブローラ群をその軸方向に移動調整すればよい。この場合、独立して移動させる複数のサブローラで、少なくても二つのワイヤ側面撮影手段１９１，１９２が設けられていれば、ワイヤ４の捩れの緩和制御をより精細に行うことができるが、これに限らず、独立して移動させるサブローラ毎に、少なくても二つのワイヤ側面撮影手段１９１，１９２をそれぞれ設けて、サブローラ群毎に対応した少なくても二つのワイヤ側面撮影手段１９１，１９２を用いてワイヤ４の捩れ状態（回転角度θ）を個別に検出して個別に、対応するサブローラをその軸方向に移動させてワイヤ４の捩れの緩和制御をより精細に行ってもよい。
【００８６】
（実施形態３）
図６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。図６では、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の部材番号を付けて説明する。
【００８７】
図６において、本実施形態２のワイヤソー装置１Ｂ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（例えば０．３ｍｍ）で複数の外周溝が同心円状に形成されている。所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の外周溝にスライス用のワイヤ４が巻き付けられている。溝付ローラ２，３間に巻き付けられたワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク（ここでは半導体インゴット７）を多数枚同時に切断するようになっている。
【００８８】
上記実施形態１、２の場合と異なるのは、ワイヤ４の捩れが発生する要因が、溝付ローラ２，３のＶ溝の位置関係の相対的なずれである場合について説明してきたが、これに限らず、ワイヤ４の捩れが発生する他の要因として、溝付ローラ２にワイヤ４を供給するプーリ２２の位置が溝付ローラ３のＶ溝の位置と相対的に合わない場合や、溝付ローラ３からワイヤ４を回収するプーリ２３の位置が溝付ローラ３のＶ溝の位置と相対的に合わない場合にもワイヤ４に捩れが発生する点を考慮して、ガイドローラ９とプーリ２２との間やガイドローラ１１とプーリ２３との間にワイヤ側面撮影手段１９０を設けた点である。ここでは、ガイドローラ９とプーリ２２との間にだけにワイヤ側面撮影手段１９０を設けた場合について説明する。もちろん、これに加えてまたはこれとは別に、ガイドローラ１１とプーリ２３との間にワイヤ側面撮影手段１９０を設けてもよい。
【００８９】
即ち、ワイヤ４の捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態に応じて、サブローラ２０、２１の少なくともいずれかを溝付ローラ２，３の軸方向（またはサブローラ２０、２１の軸方向）に移動調整することにより、ワイヤ４の複数列の一部（サブローラ２０または２１）または全体（サブローラ２０および２１）を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤの捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和手段１９Ｂが設けられている。ワイヤ捩れ緩和手段１９Ｂとワイヤ捩れ緩和手段１９Ａとの違いは、溝付ローラ２，３間の２箇所にワイヤ側面撮影手段１９１，１９２を設ける以外に、ガイドローラ９とプーリ２２との間にもワイヤ側面撮影手段１９０を設けた点である。
【００９０】
このワイヤ捩れ緩和手段１９Ｂは、ガイドローラ９とプーリ２２との間のワイヤ４の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段１９０と、溝付ローラ２，３間の２箇所で同一ワイヤ位置（ワイヤ側面撮影手段１９０で撮影したワイヤ４の側面映像と同一ワイヤ位置）のワイヤ４の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段１９１，１９２と、ワイヤ側面撮影手段１９０、１９１、１９２で撮影した三つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出手段１９３Ｂと、ワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ列の一部または全体を溝付きローラ２，３の軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整手段１９４Ｂとを有している。
【００９１】
ワイヤ捩れ検出手段１９３Ｂは、ワイヤ側面撮影手段１９０、１９１、１９２による三つの撮影点間のワイヤ４の捩れ方向の位置変化からワイヤ４の捩れ角度θをワイヤ捩れ情報として算出している。このワイヤ４の捩れ方向の位置変化は、ワイヤ４に固定された固定砥粒（ここではダイヤモンド）の特徴ある位置関係の位置変化を画像処理により特定し、特定した砥粒の位置変化からワイヤ４の捩れ角度θを算出する。
【００９２】
ガイドローラ９とプーリ２２との間のワイヤ４の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段１９０および、各メインローラである溝付きローラ２，３の近傍にそれぞれ設けた二つのワイヤ側面撮影手段１９１，１９２でワイヤの側面状態を撮影するが、この三つのワイヤ側面画像のうちの二つは図３の場合（ワイヤ側面撮影手段１９０と１９２による各ワイヤ側面画像）と同様に示すことができる。ワイヤ側面撮影手段１９０とワイヤ側面撮影手段１９２で撮影した最初と最後の二つのワイヤ側面画像において、特徴的な固定砥粒配置Ａの状態変化を画像処理により確認することによりワイヤ４の捩れ角度θを算出することができる。この場合、ワイヤ４の側面映像を三箇所で撮影することにより、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θがより正確に得られる。ワイヤ列を溝付ローラ２，３の軸方向に移動させるのは、インゴット切断前のドライラン時でも、インゴット加工途中でもよい。インゴット加工途中はワイヤ４の往復走行の切替時に溝付ローラ２，３の回転が０になる瞬間があるので、そのときおよびその前後に撮影をすればよい。
【００９３】
本実施形態３のワークの切断方法は、ワーク切断前のドライラン時またはワークの切断時に、ワイヤ捩れ緩和手段１９Ｂが、ワイヤ側面撮影手段１９０、１９１および１９２およびワイヤ捩れ検出手段１９３Ｂによってワイヤ４の捩れ状態をモニタリングし、ワイヤ４の複数列の各ワイヤ４に当接するサブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動させることにより、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ４の複数列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤ４の捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和工程を有している。このワイヤ捩れ緩和工程は、ワイヤ側面撮影手段１９０、１９１および１９２が、３箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影工程と、ワイヤ捩れ検出手段１９３Ｂが、ワイヤ側面撮影手段１９０、１９１および１９２で撮影した三つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出工程と、ワイヤ列調整手段１９４Ｂが、ワイヤ４の複数列の各ワイヤ４に当接するサブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動させることにより、ワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ列を溝付きローラの軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整工程とを有している。
【００９４】
さらに、このワークの切断方法のワイヤ捩れ検出工程は、ワイヤ捩れ検出手段１９３Ｂが、ガイドローラ９とプーリ２２間の１点と、二つの溝付きローラ２，３間の２点との複数点（ここでは３点）でのワイヤ側面映像のワイヤ４の特徴的な砥粒の位置関係の変化からワイヤ４の捩れ状態としてワイヤ４の捩れ角度θを算出し、ワイヤ列調整工程は、ワイヤ列調整手段１９４Ｂが、算出したワイヤ４の捩れ角度θに応じて、ワイヤ捩れ情報の捩れ程度が緩和されるように（回転角度θが零になるかまたは零に近づくように）、溝付きローラ２，３の軸方向にサブローラ２０および／または２１を移動調整してワイヤ４の複数列を移動調整する。
【００９５】
以上のワーク切断方法において、ワークが半導体ウエハのインゴット７であって、半導体ウエハをワイヤソー装置１のワイヤ列で多数枚の半導体ウエハに切断することによりウエハを製造することができる。
【００９６】
以上により、本実施形態３によれば、上記実施形態１の場合と同様に、ワイヤ４の捩れをモニタし、このモニタしたワイヤ４の捩れの程度および捩れ方向（ワイヤ４の回転角度θ）に応じてワイヤ４の捩れを緩和制御することにより、ワイヤ走行時のワイヤ４の捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工をすることができる。
【００９７】
また、本実施形態３では、上記実施形態２の場合と同様に、サブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動調整することにより、ワイヤ列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させるので、ワイヤ４の回転角度θに応じたワイヤ４の捩れの緩和制御をより精細に行うことができる。
【００９８】
さらに、ガイドローラ９とプーリ２２間のワイヤ側面映像を含んでいることにより、プーリ２２から溝付きローラ２にワイヤ４が走行するときの捩れをも含めて検出することができ、ワイヤ４の回転角度θに応じたワイヤ４の捩れの緩和制御をより精細に行うことができる。
【００９９】
なお、上記実施形態１〜３では、特に説明しなかったが、溝付ローラ２，３のいずれかやサブローラ２０，２１の軸方向の移動機構としては、ボイスコイルモータやステッピングモータなどの駆動源を有していてもよく、移動距離は微小かつ正確で移動力が得られるものであればどのような駆動源であってもよい。
【０１００】
なお、本実施形態３では、ワイヤ４の捩れは各溝付ローラ２，３のＶ溝または、各プーリ２２，２３の相対位置ずれに起因しており、ワイヤ４の捩れの状況から、ワイヤ４の複数列の一部（サブローラ２０または２１）または全体（サブローラ２０および２１）を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させたが、これに限らず、ワイヤ４の捩れの状況から、溝付ローラ２，３の軸方向に溝付ローラ２，３のいずれかを移動させて、ワイヤ４の捩れを低減するようにしてもよい。
【０１０１】
なお、本実施形態１〜３では、特に詳細には説明しなかったが、所定の間隔で配置された少なくとも二つの溝付きローラ２，３の外周溝に巻き付けられたスライス用のワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク４を切断するワイヤソー装置１、１Ａまたは１Ｂにおいて、ワイヤ４の捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態を緩和させるようにワイヤ４の複数列の一部または全体を溝付きローラ２または３の軸方向に移動させるワイヤ捩れ緩和手段１９，１９Ａまたは１９Ｂを有することにより、ワイヤ４の捩れをモニタし、このモニタしたワイヤ４の捩れの程度および捩れ方向に応じてワイヤ４の捩れを緩和制御するため、ワイヤ走行時のワイヤ４の捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い径が細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工をすることができる本発明の目的を達成することができる。
【０１０２】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３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１〜３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１〜３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】
【０１０３】
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スライス用ワイヤを走行させることによって、スライス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、ウエハの製造方法の分野において、イヤの捩れをモニタし、このモニタしたワイヤの捩れの程度および捩れ方向に応じてワイヤの捩れを緩和制御することにより、ワイヤ走行時のワイヤの捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工をすることができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１、１Ａ、１Ｂ ワイヤソー装置
２、３ 溝付ローラ
４ ワイヤ
５ 供給側ボビン
６ 回収側ボビン
７ 半導体インゴット
８、９、１１、１２ ガイドローラ
１０、１３ ダンサローラ
１４、１５ トラバーサ
１６ 加工液供給部
１７ 固定板
１８ インゴット送り機構
１９ ワイヤ捩れ緩和手段
１９０、１９１、１９２ ワイヤ側面撮影手段
１９３，１９３Ｂ ワイヤ捩れ検出手段
１９４、１９４Ａ、１９４Ｂ ワイヤ列調整手段
２０、２１ サブローラ
２２、２３ プーリ
Ａ 特徴的な固定砥粒配置
θ 回転角度
【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の外周に通したスライス用ワイヤを走行させることによって、スライス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、ウエハの製造方法に関する。
【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スライスしてウエハ素材を作製している。従来のワイヤソー装置について特許文献１、２に開示されている。
【０００３】
特許文献１には、複数個のガイドローラのうちの少なくとも１組のガイドローラの回転軸が直交するように配置され、ワイヤが回転軸に対して斜行するように配置することによってワイヤに積極的に捩れを与えることが記載されている。直交配置されたガイドローラをワイヤが走行する際に、ワイヤがガイドローラのＶ溝の斜面を転がるように走行してワイヤに捩れが与えられる。この捩れによって、インゴットをスライス状に切断する際に、インゴットと接触するワイヤ面が常に変化するため、ワイヤが磨耗した場合であってもワイヤの外周面全体が均一に磨耗する。この結果、切断するインゴット内でワイヤが蛇行することもなくなり、ウエハの切断精度が向上する。
【０００４】
特許文献２には、砥粒と走行するワイヤによってワークを切断するワイヤソー装置であって、ワイヤが多条に配設され、複数の走行列を規定する複数の溝をそれぞれが有する第１のローラ対と、第１のローラ対にワイヤを供給し、かつ第１のローラ対からワイヤを回収する少なくとも一つのリールボビンとを備え、ワイヤは、少なくとも一つのリールボビンから第１のローラ対に供給され、少なくとも一つのリールボビンに回収されるまでの間に、ワイヤに相反方向の念回を与えることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３４８０２９号公報
【特許文献２】特開２００４−３１４２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置では、ワイヤに積極的に捩れを与えて、切断するインゴット内でワイヤが蛇行するのを防止して、ウエハの切断精度を向上させている。これはワイヤに積極的に捩れを与える発明であって、ワイヤに発生した捩れを解消するものではない。
【０００７】
特許文献２に開示されている従来のワイヤソー装置では、リールボビンから第１のローラ対に供給され、リールボビンに回収されるまでの間に、ワイヤに相反方向の念回を与えてこれを元の溝付きローラに戻してやることによって、元の溝付きローラで発生したワイヤの捩れを解消することが開示されている。
【０００８】
一方、ワイヤの断線は、ワイヤ張力がワイヤの破断強度を超えた場合とワイヤの捩れ強度を超えたときに発生する。ワークの切断中にワイヤが断線すると、ワイヤを再び繋いでワークの切断を続行しても、ワークの切り口に段差ができてワークごと廃却する必要が生じる。これによって、ワークの歩留まりが悪化する。
【０００９】
ワイヤ張力はダンサローラなどでモニタし、これをダンサローラなどで制御することができるものの、特許文献２では、ワイヤの捩れを解消するために一旦、溝付きローラの中間点でワイヤを回収し、ワイヤの捩れを直して元に戻すというワイヤ念回機構が別途必要である。しかも、特許文献２では、溝付きローラで徐々に捩れたワイヤをその中間点でワイヤの捩れを直しても、ワイヤの捩れを直してワイヤを戻した溝付きローラの中間点から再びワイヤが捩れる可能性が高く、溝付きローラの全ワイヤ列でのワイヤの全体的な捩れ緩和にはなっておらず、その中間点から再びワイヤが捩れてワイヤが断線する虞もある。また、ワイヤに所定方向に極端に捩れが発生している場合や、ワイヤに所定方向とは反対方向にワイヤが捩れている場合もあることから、これを検出するためには、ワイヤの捩れをモニタする必要があるが、ワイヤの捩れをモニタすることに関しては特許文献１、２共に記載はなく、特許文献１、２では、ワイヤの捩れをモニタし、モニタしたワイヤの捩れの程度や捩れ方向に応じてワイヤの捩れを全ワイヤ列で全体的に緩和制御することは全くできないという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、ワイヤの捩れをモニタし、このモニタしたワイヤの捩れの程度および捩れ方向に応じてワイヤの捩れを緩和制御することにより、ワイヤ走行時のワイヤの捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工を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、ウエハの製造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】
本発明のワイヤソー装置は、所定の間隔で配置された少なくとも二つの溝付きローラの外周溝に巻き付けられたスライス用のワイヤを走行させて該ワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置において、該ワイヤの捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態を緩和させるように該ワイヤの複数列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動させるワイヤ捩れ緩和手段を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００１２】
また、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ捩れ緩和手段は、少なくとも２箇所で同一ワイヤ位置の該ワイヤの側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段と、該ワイヤ側面撮影手段で撮影した少なくとも二つのワイヤ側面映像に基づいて該ワイヤの捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出手段と、該ワイヤの捩れ状態に応じてワイヤ列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動調整して該ワイヤの捩れを緩和させるワイヤ列調整手段とを有する。
【００１３】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ列調整手段は、前記少なくとも二つの溝付きローラの溝位置が１対１対応する位置に、前記ワイヤの捩れ状態に応じて該溝付きローラをその軸方向に移動調整する。
【００１４】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ列調整手段は、前記ワイヤの捩れ状態に応じて、前記二つの溝付きローラ間に配設され、前記ワイヤの複数列の各ワイヤに当接するサブローラの一部または全部をその軸方向に移動調整する。
【００１５】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、前記ワイヤの複数列を複数に分割し、分割した各ワイヤ列にそれぞれ対応するように各サブローラがそれぞれ配設されており、前記ワイヤの捩れ状態に応じて、複数のサブローラのうちの少なくとも一のサブローラをその軸方向に移動調整する。
【００１６】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ捩れ検出手段は、前記ワイヤ側面撮影手段による撮影点間の前記ワイヤの捩れ方向の位置変化から該ワイヤの捩れ角度をワイヤ捩れ情報として算出する。
【００１７】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤの捩れ方向の位置変化は、前記ワイヤに固定された固定砥粒の特徴ある位置関係の位置変化を画像処理により特定し、特定した当該位置変化から該ワイヤの捩れ角度を算出する。
【００１８】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ側面撮影手段は、前記二つの溝付きローラ間の少なくとも２箇所の位置に少なくとも二つ設けられている。
【００１９】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ側面撮影手段は、前記溝付きローラに前記ワイヤを供給する第１プーリの上流位置と、該溝付きローラから該ワイヤを回収する第２プーリの下流位置のうちのいずれかに更に設けられている。
【００２０】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤ側面撮影手段は、前記溝付きローラに前記ワイヤを供給する第１プーリの上流側から前記二つの溝付きローラ間と、該溝付きローラから該ワイヤを回収する第２プーリの下流側から該二つの溝付きローラ間とのいずれかの少なくとも２箇所の位置に少なくとも二つ設けられている。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるワイヤの捩れ状態は、該ワイヤの捩れ程度および捩れ方向を示す該ワイヤの捩れ角度である。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置におけるスライス用のワイヤは、芯線の外周に砥粒がランダムに固定された固定砥粒ワイヤである。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、所定の間隔に配置された少なくとも二つの溝付きローラの外周溝に巻き付けられたスライス用の固定砥粒ワイヤのワイヤ列両端の張力制御を行う各ダンサローラをそれぞれ介して該固定砥粒ワイヤの各一端側がそれぞれ各トラバーサにより供給側ボビンおよび回収側ボビンにそれぞれ巻き付けられており、該固定砥粒ワイヤを往復走行させて、該供給側ボビンから該回収側ボビンへと該ワイヤを巻き取りながら前記ワークを切断する。
【００２４】
本発明のワーク切断方法は、本発明の上記ワイヤソー装置を用いたワークの切断方法であって、前記ワークを切断する前のドライラン時または該ワークの切断時に、前記ワイヤ捩れ緩和手段が、前記ワイヤの捩れ状態をモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態に応じて該ワイヤの複数列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動させて該ワイヤの捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和工程を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２５】
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捩れ緩和工程は、前記ワイヤ側面撮影手段が、前記溝付きローラ間の少なくとも２箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影工程と、前記ワイヤ捩れ検出手段が、該ワイヤ側面撮影手段で撮影した少なくとも二つのワイヤ側面映像に基づいて前記ワイヤの捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出工程と、前記ワイヤ列調整手段が、該ワイヤの捩れ状態に応じて該ワイヤの複数列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動調整して該ワイヤの捩れを緩和させるワイヤ列調整工程とを有する。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるワイヤ捩れ検出工程は、前記ワイヤ捩れ検出手段が、前記少なくとも二つの溝付きローラ間の複数点での前記側面映像の前記ワイヤの特徴的な固定砥粒の位置関係の変化から該ワイヤの捩れ状態として該ワイヤの捩れ角度を算出し、前記ワイヤ列調整工程は、前記ワイヤ列調整手段が、算出した該ワイヤの捩れ角度に応じて該溝付きローラの軸方向に該ワイヤの複数列の一部または全部を移動調整する。
【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のインゴットであって、該半導体インゴットを前記ワイヤソー装置のワイヤの複数列で多数枚の半導体ウエハ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】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００２９】
例えば２個の溝付きローラの外周溝にスライス用のワイヤが巻き付けられている。この場合に、一方の溝付きローラのＶ溝と他方の溝付きローラのＶ溝との位置関係が正確であれば、ワイヤはＶ溝の傾斜面に転がって捩れることはないが、溝付きローラのＶ溝はＮＣ旋盤で精度よく加工されているものの、一方の溝付きローラと他方の溝付きローラとの設置が精度的にラフであり、一方の溝付きローラと他方の溝付きローラとの位置関係が合わないことが発生する。しかも、一方の溝付きローラと他方の溝付きローラとの位置関係によっては、ワイヤの捩れが一方向だけではなく逆方向になることもある。
【００３０】
これに対して、本発明においては、所定の間隔で配置された少なくとも二つの溝付きローラの外周溝に巻き付けられたスライス用のワイヤを走行させてワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置において、ワイヤの捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態を緩和させるようにワイヤの複数列の一部または全体を溝付きローラの軸方向に移動させるワイヤ捩れ緩和手段を有している。
【００３１】
このように、ワイヤの捩れをモニタし、このモニタしたワイヤの捩れの程度および捩れ方向に応じてワイヤの捩れを緩和制御するので、ワイヤ走行時のワイヤの捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工をすることが可能となる。
【発明の効果】
【００３２】
以上により、本発明によれば、より簡単な構成で、ワイヤの捩れをモニタし、このモニタしたワイヤの捩れの程度および捩れ方向に応じてワイヤの捩れを緩和制御することにより、ワイヤ走行時のワイヤ捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【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】図１のワイヤソー装置１の溝付ローラをワイヤ捩れ緩和手段と共に模式的に示す平面図である。
【図３】（ａ）および（ｂ）は、図２の第１のワイヤ側面撮影手段で撮影したワイヤの側面映像およびその断面を模式的に示す図であり、（ｃ）および（ｄ）は、図２の第２のワイヤ側面撮影手段で撮影したワイヤの側面映像およびその断面を模式的に示す図である。
【図４】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５】図４のワイヤソー装置の溝付ローラをワイヤ捩れ緩和手段と共に模式的に示す平面図である。
【図６】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。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
以下に、本発明のワイヤソー装置およびこれを用いたワーク切断方法、ウエハの製造方法の実施形態１〜３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。
【００３５】
（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。
【００３６】
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で複数の外周溝が同心円状に形成されている。所定の間隔で配置された複数の溝付きローラ２，３の外周溝にスライス用のワイヤ４が巻き付けられている。
【００３７】
溝付ローラ２，３の外周溝に巻き付けられるワイヤ４は、螺旋状に多重に巻き付けられる。溝付ローラ２，３間で巻き回数が多い場合には１８００回〜２０００回程度にもなる。溝付ローラ２，３間に螺旋状に巻き付けられたワイヤ４の一方端が新線繰出側の供給側ボビン５に巻き付けられ、その他方端が旧線巻取側の回収側ボビン６に巻き付けられている。溝付ローラ２，３の駆動に同期させて、これらの供給側ボビン５および回収側ボビン６を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ワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク（ここでは半導体インゴット７）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、１８００枚〜２０００枚程度を同時に切断する。ワイヤ４は、固定砥粒ワイヤであり、その芯線径が例えばここでは８０μｍ以下のものを用い、芯線の周囲にダイヤモンドなどの砥粒が固着されている。ワイヤ４の外径によって切り代が決まり例えばワイヤ４の外径が５０μｍ（０．０５ｍｍ）の場合に切り代も５０μｍ（０．０５ｍｍ）程度となるのが理想的である。供給側ボビン５には、例えば５０Ｋｍのワイヤ４が巻かれており、例えば１０本分程度の半導体インゴット７の切断を行うことができる。
【００３８】
各溝付ローラ２，３に巻き付けられるワイヤ４に、所要の張力を与えるため、溝付ローラ２と供給側ボビン５との間に慣性駆動のガイドローラ８，９が設けられ、ガイドローラ８，９の間にダンサローラ１０が設けられている。ダンサローラ１０により溝付ローラ２へのワイヤ４の張力を一定に制御している。また、溝付ローラ３と回収側ボビン６との間の慣性駆動のガイドローラ１１，１２が設けられ、ガイドローラ１１，１２の間にダンサローラ１３が設けられている。ダンサローラ１３により溝付ローラ３からのワイヤ４の張力を一定に制御している。要するに、ダンサローラ１０，１３はそれぞれ、ガイドローラ８，９間とガイドローラ１１，１２間にそれぞれ設けられ、一定の付勢力が下方に働いてワイヤ４に一定の張力が作用するようになっている。
【００３９】
ガイドローラ８と供給側ボビン５との間にはトラバーサ１４が設けられ、また、ガイドローラ１２と回収側ボビン６との間にもトラバーサ１５が設けられている。トラバーサ１４、１５は、供給側ボビン５、回収側ボビン６に整列して巻き付けられているワイヤ４が順次取り出されるように作用すると共に、供給側ボビン５、回収側ボビン６に整列してワイヤ４が巻き取られるように作用する。新線側のトラバーサ１４は、新線を供給する際には供給側ボビン５からワイヤ４を取り出すときに順次ワイヤ位置に上下移動して整列巻き付けされたワイヤ４をスムーズに取り出し、ワイヤ４を巻き取る場合は、ワイヤ４を整列巻き付けするために順次上下移動してワイヤ４をスムーズに順次巻き付ける機能を有している。また、旧線側のトラバーサ１５は、ワイヤ４を巻き取る場合は、ワイヤ４を整列巻き付けするために順次上下移動してワイヤ４をスムーズに順次巻き付け、ワイヤ４を供給する際には回収側ボビン６からワイヤ４を取り出すときに順次ワイヤ位置に上下移動して整列巻き付けされたワイヤ４をスムーズに取り出す機能を有している。
このように、ワイヤ４は往復走行しながら半導体インゴット７を切断している。
【００４０】
溝付ローラ２、３間のワイヤ４の上側ワイヤ列面はワークである半導体インゴット７の切断面であり、この切断面を左右に横切るように２本の加工液供給部１６がワーク前後に設けられている。この切断面のワイヤの複数列（ワイヤ列）に加工液供給部１６の加工液供給口から冷却用の切削液（クーラント）を添加しながら、例えばワークである半導体インゴット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半導体インゴット７および各ワイヤ４にかけながら多数本のワイヤ４で一括して同時に半導体インゴット７をスライス状に切断する。
【００４１】
このワイヤ列への半導体インゴット７の押付けは、半導体インゴット７を固定した固定板１７をインゴット送り機構１８により昇降させて、半導体インゴット７を溝付ローラ２、３間のワイヤ列に上から押し付ける。多数本が平行に並んだワイヤ４の複数列上に半導体インゴット７を押し付けることにより、厚さが均一な多数の薄いウェハ状に同時に半導体インゴット７を切断する。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。
【００４２】
このように、本実施形態１のワイヤソー装置１は、所定の間隔で配置された複数（ここでは二つ）の溝付きローラ２，３の外周溝に巻き付けられたスライス用の固定砥粒のワイヤ４のワイヤ列両端（ワイヤ列幅方向両端）の張力制御を行う各ダンサローラ１０、１３をそれぞれ介してワイヤ４の各一端側がそれぞれ各トラバーサ１４，１５により供給側ボビン５および回収側ボビン６にそれぞれ整列巻き付けられており、ワイヤ４を往復走行させて、供給側ボビン５から回収側ボビン６へとワイヤ４を巻き取りながらワークである半導体インゴット７を多数枚に切断する。
【００４３】
ここで、ワイヤ列の同一ワイヤ４の２箇所でワイヤ４の側面映像をワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影し、その撮影した２枚の側面映像に基づいてワイヤ捩れ情報を出力し、出力したワイヤ捩れ情報の捩れ程度および捩れ方向（回転角度θ）に基づいて溝付きローラ２をその軸方向に移動させてワイヤの捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和手段について説明する。
【００４４】
図２は、図１のワイヤソー装置１の溝付ローラ２，３をワイヤ捩れ緩和手段と共に模式的に示す平面図である。図３（ａ）および図３（ｂ）は、図２の第１のワイヤ側面撮影手段１９１で撮影したワイヤ４の側面映像およびその断面を模式的に示す図であり、図３（ｃ）および図３（ｄ）は、図２の第２のワイヤ側面撮影手段１９２で撮影したワイヤ４の側面映像およびその断面を模式的に示す図である。
【００４５】
図２に示すように、溝付きローラ２，３間に多数のワイヤ４が張架されている。供給側ボビン５からのワイヤ４が溝付きローラ２に供給され、ワイヤ４は溝付きローラ２から溝付きローラ３を経由して下側のワイヤ列の端部を通過する。
【００４６】
溝付きローラ２，３間のワイヤ４の捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態を緩和させるようにワイヤの複数列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させるワイヤ捩れ緩和手段１９が設けられている。
【００４７】
ワイヤ捩れ緩和手段１９は、溝付きローラ３から溝付きローラ２に至る両側２箇所に所定距離開けて配置されたワイヤ側面撮影手段１９１，１９２と、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影された２枚のワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出してワイヤ捩れ情報を出力するワイヤ捩れ検出手段１９３と、このワイヤ捩れ情報の捩れ程度および捩れ方向（回転角度θ；捩れ方向が逆方向の場合は回転角度−θ）に応じて、ワイヤ捩れ情報の捩れ程度が緩和されるように溝付きローラ２をその軸方向に移動させるワイヤ列調整手段１９４とを有している。
【００４８】
ワイヤ捩れ検出手段１９１，１９２は、溝付きローラ３の近傍位置のワイヤ４の側面映像を撮影すると共に、溝付きローラ２の近傍位置のワイヤ４の側面映像を撮影する。１本のワイヤ４の所定距離を開けた２箇所の第１ワイヤ側面映像と第２ワイヤ側面映像とが撮影される。
【００４９】
ワイヤ捩れ検出手段１９３は、溝付きローラ３の近傍の第１のワイヤ側面撮影手段１９１で撮影した図３（ａ）に示す第１ワイヤ側面映像と、溝付きローラ２の近傍の第２のワイヤ側面撮影手段１９２で撮影した図３（ｃ）に示す第２ワイヤ側面映像とが入力され、第１ワイヤ側面映像と第２ワイヤ側面映像とに共通する固定砥粒の位置関係を示す特徴的な固定砥粒配置Ａを画像認識処理を用いて回転同一画像と認識した場合に、ワイヤ４の捩れ状態として第１ワイヤ側面映像と第２ワイヤ側面映像からその特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θを測定し、その測定した特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θをワイヤ捩れ情報として出力する。このように、特徴的な固定砥粒配置Ａの状態変化を確認することによりワイヤ４の捩れ状態を検出する。
【００５０】
ワイヤ列調整手段１９４は、このワイヤ捩れ情報としての特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θに応じて、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが減る方向または回転角度θが零の方向に溝付きローラ２をその軸方向に所定量だけ全体的に移動させる。
【００５１】
ワイヤ４の捩れは、溝付きローラ２、３のＶ溝の相対位置ずれによってワイヤ４がＶ溝の斜面を転がることに起因しており、ワイヤ４の捩れの状況を示す特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θから、ワイヤ列調整手段１９４により回転角度θが減るように溝付きローラ２の軸方向にワイヤ４の複数列（ワイヤ列）を移動させて、ワイヤ４の捩れを低減するようになっている。このワイヤ列を溝付きローラ２、３の軸方向に移動させるのは、半導体インゴット７の切断前のドライラン時であってもよいが、半導体インゴット７の加工途中であってもよい。
【００５２】
上記構成により、まず、新線側ボビン５からのワイヤ４が溝付きローラ２に供給され、ワイヤ４は溝付きローラ２から溝付きローラ３を経由する。その後、溝付きローラ３の近傍位置のワイヤ４の側面映像をワイヤ側面撮影手段１９１が撮影し、ワイヤ４が走行して、ワイヤ側面撮影手段１９１で撮影されたワイヤ４の側面映像と同じ位置に対応する、溝付きローラ２の近傍位置のワイヤ４の側面映像をワイヤ側面撮影手段１９２が撮影する。
【００５３】
次に、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影された２枚の同一位置のワイヤ側面映像の特徴的な固定砥粒配置Ａの回転成分の位置的変化量に基づいて、ワイヤ捩れ検出手段１９３がワイヤ４の捩れ状態および捩れ方向（回転角度θ）を検出してワイヤ捩れ情報をワイヤ列調整手段１９４に出力する。
【００５４】
続いて、ワイヤ列調整手段１９４は、このワイヤ捩れ情報の捩れ程度および捩れ方向（固定砥粒の特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θ）に応じて、ワイヤ捩れ情報の捩れ程度が緩和されるように（回転角度θが零になるかまたは零に近づくように）、溝付きローラ２をその軸方向に移動させる。これによって、ワイヤ捩れが、検出したワイヤ４の捩れの程度に応じて緩和される。
【００５５】
本実施形態１のワークの切断方法は、ワーク切断前のドライラン時またはワークの切断時に、ワイヤ捩れ緩和手段１９が、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２およびワイヤ捩れ検出手段１９３によってワイヤ４の捩れ状態をモニタリングし、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ４の複数列を溝付きローラ２により溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤ４の捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和工程を有している。このワイヤ捩れ緩和工程は、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２が、２箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影工程と、ワイヤ捩れ検出手段１９３が、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影した二つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出工程と、ワイヤ列調整手段１９４が、ワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ列を溝付きローラ２により溝付きローラ２，３の軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整工程とを有している。
【００５６】
さらに、このワークの切断方法のワイヤ捩れ検出工程は、ワイヤ捩れ検出手段１９３が、二つの溝付きローラ２，３間の複数点（ここでは２点）でのワイヤ側面映像のワイヤ４の特徴的な砥粒の位置関係の変化からワイヤ４の捩れ状態としてワイヤ４の捩れ角度θを算出し、ワイヤ列調整工程は、ワイヤ列調整手段１９４が、算出したワイヤ４の捩れ角度θに応じて、ワイヤ捩れ情報の捩れ程度が緩和されるように（回転角度θが零になるかまたは零に近づくように）、溝付きローラ２，３の軸方向に溝付きローラ２を移動調整してワイヤ４の複数列を移動調整する。
【００５７】
以上のワーク切断方法において、ワークが半導体ウエハのインゴット７であって、半導体ウエハをワイヤソー装置１のワイヤ列で多数枚の半導体ウエハに切断することによりウエハを製造することができる。
【００５８】
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二つの溝付きローラ２，３の外周溝に巻き付けられたスライス用のワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワークとして半導体インゴット７を切断するワイヤソー装置１において、ワイヤ４の捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態に応じてワイヤ４の複数列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤ４の捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和手段１９を有している。このワイヤ捩れ緩和手段１９は、２箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段１９１，１９２と、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影した二つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出手段１９３と、ワイヤの捩れ状態に応じてワイヤ列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整手段１９４とを有している。
【００５９】
これによって、ワイヤ４の捩れをモニタし、より簡単な構成で、このモニタしたワイヤ４の捩れの程度および捩れ方向に応じてワイヤ４の捩れをワイヤ列全体で緩和制御することにより、ワイヤ走行時のワイヤの極端な捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させることができる。
【００６０】
また、固定砥粒のワイヤ４の引っ張り強度が材質的に強くなるほどワイヤ４の捩れに対して弱くなり、しかも固定砥粒のワイヤ４の芯線径が細くなるほど捩れに対して弱くなる。ワイヤ４の捩れをモニタして管理し、このモニタしたワイヤ４の捩れの程度に応じてワイヤ４の捩れを緩和制御することにより、芯線径が細くしかも引っ張り強度を強い高張力細線ワイヤでのワークの精細加工を安定的に行うことができる。
【００６１】
なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、ワイヤ４の単位長さ当たりに何回転の捩りを加えると断線するかのデータに安全率を掛けた捩り回数以内になるようなワイヤ４の捩れであればよい。ワイヤ４の捩れは、断線しなければ、ある程度は捩れていた方が、半導体インゴット７と接触するワイヤ面が常に変化するため、ワイヤ４が磨耗した場合であってもワイヤ４の外周面全体が均一に磨耗する。この結果、切断する半導体インゴット７内でワイヤ４が蛇行することもなくなり、これによって、ウエハの切断精度が向上する。
【００６２】
なお、本実施形態１では、溝付きローラ３の近傍位置のワイヤ４の側面映像を撮影すると共に、溝付きローラ２の近傍位置のワイヤ４の側面映像を撮影して、所定間隔を空けた２箇所でワイヤ４の側面映像を撮影したが、これに限らず、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが一周回転した後の捩れである場合や、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが逆方向に回転した後の捩れである場合かどうかをも精密に検出するために、所定間隔を空けた２箇所の中間位置においてもワイヤ４の側面映像をワイヤ側面撮影手段にて撮影してもよい。要するに、通常発生する可能性のある回転角度θが撮影し易い鋭角の範囲内になるように撮影する２点間の距離を設定すればよいが、回転角度θの範囲が鋭角を越えて大きくばらつく場合には３点や４点など複数点でワイヤ４の側面撮影をする必要がある。したがって、溝付きローラ２から溝付きローラ３へのワイヤ４の走行に対してワイヤの側面映像を複数箇所で撮影することにより、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが鋭角の範囲内になってより正確に得られる。
【００６３】
なお、本実施形態１では、ワイヤ列調整手段１９が、二つの溝付きローラ２，３のＶ溝の位置関係が１対１対応する位置（ワイヤ４の捩れが起こりにくい位置関係）に近づくように、ワイヤ４の捩れ状態に応じて溝付きローラ２をその軸方向に移動調整する場合について説明したが、これに限らず、ワイヤ列調整手段１９が、二つの溝付きローラ２，３のＶ溝の位置関係が１対１対応する位置関係（ワイヤ４の捩れが起こりにくい位置関係）に近づくように、ワイヤ４の捩れ状態に応じて溝付きローラ３をその軸方向に移動調整するようにしてもよい。
【００６４】
（実施形態２）
上記実施形態１では、ワイヤ列調整手段１９が、二つの溝付きローラ２，３の溝位置が１対１対応する位置に近づくように、ワイヤ４の捩れ状態に応じて溝付きローラ２をその軸方向に移動調整する場合について説明したが、本実施形態２では、後述するワイヤ列調整手段１９Ａが、ワイヤ４の捩れ状態に応じて、二つの溝付きローラ２，３間に配設され、ワイヤ４の複数列の各ワイヤ４に当接する後述のサブローラ群２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動調整する場合について説明する。
【００６５】
図４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。図５は、図４のワイヤソー装置の溝付ローラ２，３をワイヤ捩れ緩和手段と共に模式的に示す平面図である。図４および図５では、図１および図２の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の部材番号を付けて説明する。
【００６６】
図４および図５において、本実施形態２のワイヤソー装置１Ａ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（例えば０．３ｍｍ）で複数の外周溝が同心円状に形成されている。所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の外周溝にスライス用のワイヤ４が巻き付けられている。溝付ローラ２，３間に巻き付けられたワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク（ここでは半導体インゴット７）を多数枚同時に切断するようになっている。
【００６７】
上記実施形態１の場合と異なるのは、ワイヤ４の複数列を複数（ここでは第１〜第５）に分割し、分割した第１〜第５の各ワイヤ列に対してサブローラ２０、２１を配設し、ワイヤ４の捩れ状態に応じて、サブローラ２０、２１をその軸方向に移動調整する点である。
【００６８】
この場合のサブローラの軸方向は、溝付きローラ２の軸方向と平行であって同一方向である。
【００６９】
サブローラ２０、２１は、分割した第１〜第５の各ワイヤ列に当接している。
【００７０】
サブローラ２０、２１の少なくともいずれかを溝付ローラ２，３の軸方向に移動調整することにより、ワイヤ４の捩れ状態に応じて各ワイヤ４を案内して、ワイヤ４の捩れが発生する要因である溝付ローラ２，３のＶ溝の位置関係を相対的に合わせるようになっている。これによって、溝付ローラ２，３のＶ溝でのワイヤ４の摩擦が少なくなれば、ワイヤ４の捩れが緩和される。このワイヤ４の捩れ状態とは、前述したが、捩れ程度および捩れ方向であって、これはワイヤ４の回転角度θである。ワイヤ４の捩れ方向が逆方向の場合は回転角度−θとなる。
【００７１】
即ち、ワイヤ４の捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態に応じて、サブローラ２０、２１の少なくともいずれかを溝付ローラ２，３の軸方向に移動調整することにより、ワイヤ４の複数列の一部（サブローラ２０または２１）または全体（サブローラ２０および２１）を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤの捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和手段１９Ａが設けられている。
【００７２】
このワイヤ捩れ緩和手段１９Ａは、２箇所で同一ワイヤ位置のワイヤ４の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段１９１，１９２と、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影した二つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出手段１９３と、ワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ列の一部または全体を溝付きローラ２，３の軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整手段１９４Ａとを有している。
【００７３】
ワイヤ捩れ検出手段１９３は、上記実施形態１の場合と同様に、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２による撮影点間のワイヤ４の捩れ方向の位置変化からワイヤ４の捩れ角度θをワイヤ捩れ情報として算出している。このワイヤ４の捩れ方向の位置変化は、ワイヤ４に固定された砥粒（ここではダイヤモンド）の特徴ある位置関係の位置変化を画像処理により特定し、特定した砥粒の位置変化からワイヤ４の捩れ角度θを算出する。
【００７４】
各メインローラである溝付きローラ２，３の近傍にそれぞれ設けた二つのワイヤ側面撮影手段１９１，１９２でワイヤの側面状態を撮影するが、これは前述した図３の場合と同様である。二つのワイヤ側面画像において、特徴的な固定砥粒配置Ａの状態変化を画像処理により確認することによりワイヤ４の捩れ角度θを算出することができる。
【００７５】
ワイヤ４の捩れは、各メインローラである溝付きローラ２，３の溝の相対位置ずれに起因しており、ワイヤ４の捩れの状況（ワイヤ４の捩れ角度θ；ワイヤ４の捩れ程度と方向）から、ワイヤ列を分割して、溝付きローラ２，３の軸方向にガイドローラによりワイヤ列の一部または全部を移動させ、ワイヤ４の捩れを低減させる。
【００７６】
これらのサブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動調整することにより、ワイヤ列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させるのは、インゴット切断前のドライラン時でも、インゴット加工途中でもよい。
【００７７】
本実施形態２のワークの切断方法は、ワーク切断前のドライラン時またはワークの切断時に、ワイヤ捩れ緩和手段１９Ａが、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２およびワイヤ捩れ検出手段１９３によってワイヤ４の捩れ状態をモニタリングし、ワイヤ４の複数列の各ワイヤ４に当接するサブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動させることにより、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ４の複数列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤ４の捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和工程を有している。このワイヤ捩れ緩和工程は、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２が、２箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影工程と、ワイヤ捩れ検出手段１９３が、ワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影した二つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出工程と、ワイヤ４の複数列の各ワイヤ４に当接するサブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動させることにより、ワイヤ列調整手段１９４が、ワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ列を溝付きローラの軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整工程とを有している。
【００７８】
さらに、このワークの切断方法のワイヤ捩れ検出工程は、ワイヤ捩れ検出手段１９３が、二つの溝付きローラ２，３間の複数点（ここでは２点）でのワイヤ側面映像のワイヤ４の特徴的な砥粒の位置関係の変化からワイヤ４の捩れ状態としてワイヤ４の捩れ角度θを算出し、ワイヤ列調整工程は、ワイヤ列調整手段１９４が、算出したワイヤ４の捩れ角度θに応じて、ワイヤ捩れ情報の捩れ程度が緩和されるように（回転角度θが零になるかまたは零に近づくように）、溝付きローラ２，３の軸方向にサブローラ２０または２１を移動調整してワイヤ４の複数列を移動調整する。
【００７９】
以上のワーク切断方法において、ワークが半導体ウエハのインゴット７であって、半導体ウエハをワイヤソー装置１のワイヤ列で多数枚の半導体ウエハに切断することによりウエハを製造することができる。
【００８０】
以上により、本実施形態２によれば、上記実施形態１の場合と同様に、ワイヤ４の捩れをモニタし、このモニタしたワイヤ４の捩れの程度および捩れ方向（ワイヤ４の回転角度θ）に応じてワイヤ４の捩れを緩和制御することにより、ワイヤ走行時のワイヤ４の捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工をすることができる。
【００８１】
また、本実施形態２では、以上のサブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動調整することにより、ワイヤ列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させるので、ワイヤ４の回転角度θに応じたワイヤ４の捩れの緩和制御をより精細に行うことができる。
【００８２】
なお、本実施形態１、２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場合について説明したが、これに限らず、三角形の頂点部分に３個の溝付ローラを設けてもよく、また、四角形の頂点部分に４個の溝付ローラを設けてもよい。
【００８３】
なお、本実施形態１、２では、ワークとして半導体材料の半導体インゴット７（例えば単結晶または多結晶のシリコンインゴット）を多数のスライス状に切断する場合について説明したが、これに限らず、ワークとして、サファイヤ、磁性体材料およびセラミックス材料のような脆性材料をウェハ状に高精度に多数同時に切断することもできる。
【００８４】
なお、本実施形態２では、上記実施形態１の場合と同様、溝付きローラ３の近傍位置のワイヤ４の側面映像を撮影すると共に、溝付きローラ２の近傍位置のワイヤ４の側面映像を撮影して、所定間隔を空けた２箇所でワイヤ４の側面映像をワイヤ側面撮影手段１９１，１９２で撮影したが、これに限らず、図３に示す特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが一周回転した後の捩れである場合や、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが逆方向に回転した後の捩れである場合かどうかをも検出するために、所定間隔を空けた２箇所の中間位置においてもワイヤ４の側面映像をワイヤ側面撮影手段にて撮影してもよい。したがって、溝付きローラ２から溝付きローラ３へのワイヤ４の走行に対してワイヤ４の側面映像を複数箇所で撮影することにより、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θが鋭角の範囲内になって回転角度θがより正確に得られる。
【００８５】
要するに、ワイヤ４の複数列を複数に分割し、分割した各ワイヤ列にそれぞれ対応するように複数のサブローラが配設されており、ワイヤ４の捩れ状態（回転角度θ）に応じて、複数のサブローラのうちの少なくとも一のサブローラ群をその軸方向に移動調整すればよい。この場合、独立して移動させる複数のサブローラで、少なくても二つのワイヤ側面撮影手段１９１，１９２が設けられていれば、ワイヤ４の捩れの緩和制御をより精細に行うことができるが、これに限らず、独立して移動させるサブローラ毎に、少なくても二つのワイヤ側面撮影手段１９１，１９２をそれぞれ設けて、サブローラ群毎に対応した少なくても二つのワイヤ側面撮影手段１９１，１９２を用いてワイヤ４の捩れ状態（回転角度θ）を個別に検出して個別に、対応するサブローラをその軸方向に移動させてワイヤ４の捩れの緩和制御をより精細に行ってもよい。
【００８６】
（実施形態３）
図６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。図６では、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の部材番号を付けて説明する。
【００８７】
図６において、本実施形態２のワイヤソー装置１Ｂ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（例えば０．３ｍｍ）で複数の外周溝が同心円状に形成されている。所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の外周溝にスライス用のワイヤ４が巻き付けられている。溝付ローラ２，３間に巻き付けられたワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク（ここでは半導体インゴット７）を多数枚同時に切断するようになっている。
【００８８】
上記実施形態１、２の場合と異なるのは、ワイヤ４の捩れが発生する要因が、溝付ローラ２，３のＶ溝の位置関係の相対的なずれである場合について説明してきたが、これに限らず、ワイヤ４の捩れが発生する他の要因として、溝付ローラ２にワイヤ４を供給するプーリ２２の位置が溝付ローラ３のＶ溝の位置と相対的に合わない場合や、溝付ローラ３からワイヤ４を回収するプーリ２３の位置が溝付ローラ３のＶ溝の位置と相対的に合わない場合にもワイヤ４に捩れが発生する点を考慮して、ガイドローラ９とプーリ２２との間やガイドローラ１１とプーリ２３との間にワイヤ側面撮影手段１９０を設けた点である。ここでは、ガイドローラ９とプーリ２２との間にだけにワイヤ側面撮影手段１９０を設けた場合について説明する。もちろん、これに加えてまたはこれとは別に、ガイドローラ１１とプーリ２３との間にワイヤ側面撮影手段１９０を設けてもよい。
【００８９】
即ち、ワイヤ４の捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態に応じて、サブローラ２０、２１の少なくともいずれかを溝付ローラ２，３の軸方向（またはサブローラ２０、２１の軸方向）に移動調整することにより、ワイヤ４の複数列の一部（サブローラ２０または２１）または全体（サブローラ２０および２１）を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤの捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和手段１９Ｂが設けられている。ワイヤ捩れ緩和手段１９Ｂとワイヤ捩れ緩和手段１９Ａとの違いは、溝付ローラ２，３間の２箇所にワイヤ側面撮影手段１９１，１９２を設ける以外に、ガイドローラ９とプーリ２２との間にもワイヤ側面撮影手段１９０を設けた点である。
【００９０】
このワイヤ捩れ緩和手段１９Ｂは、ガイドローラ９とプーリ２２との間のワイヤ４の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段１９０と、溝付ローラ２，３間の２箇所で同一ワイヤ位置（ワイヤ側面撮影手段１９０で撮影したワイヤ４の側面映像と同一ワイヤ位置）のワイヤ４の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段１９１，１９２と、ワイヤ側面撮影手段１９０、１９１、１９２で撮影した三つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出手段１９３Ｂと、ワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ列の一部または全体を溝付きローラ２，３の軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整手段１９４Ｂとを有している。
【００９１】
ワイヤ捩れ検出手段１９３Ｂは、ワイヤ側面撮影手段１９０、１９１、１９２による三つの撮影点間のワイヤ４の捩れ方向の位置変化からワイヤ４の捩れ角度θをワイヤ捩れ情報として算出している。このワイヤ４の捩れ方向の位置変化は、ワイヤ４に固定された固定砥粒（ここではダイヤモンド）の特徴ある位置関係の位置変化を画像処理により特定し、特定した砥粒の位置変化からワイヤ４の捩れ角度θを算出する。
【００９２】
ガイドローラ９とプーリ２２との間のワイヤ４の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段１９０および、各メインローラである溝付きローラ２，３の近傍にそれぞれ設けた二つのワイヤ側面撮影手段１９１，１９２でワイヤの側面状態を撮影するが、この三つのワイヤ側面画像のうちの二つは図３の場合（ワイヤ側面撮影手段１９０と１９２による各ワイヤ側面画像）と同様に示すことができる。ワイヤ側面撮影手段１９０とワイヤ側面撮影手段１９２で撮影した最初と最後の二つのワイヤ側面画像において、特徴的な固定砥粒配置Ａの状態変化を画像処理により確認することによりワイヤ４の捩れ角度θを算出することができる。この場合、ワイヤ４の側面映像を三箇所で撮影することにより、特徴的な固定砥粒配置Ａの回転角度θがより正確に得られる。ワイヤ列を溝付ローラ２，３の軸方向に移動させるのは、インゴット切断前のドライラン時でも、インゴット加工途中でもよい。インゴット加工途中はワイヤ４の往復走行の切替時に溝付ローラ２，３の回転が０になる瞬間があるので、そのときおよびその前後に撮影をすればよい。
【００９３】
本実施形態３のワークの切断方法は、ワーク切断前のドライラン時またはワークの切断時に、ワイヤ捩れ緩和手段１９Ｂが、ワイヤ側面撮影手段１９０、１９１および１９２およびワイヤ捩れ検出手段１９３Ｂによってワイヤ４の捩れ状態をモニタリングし、ワイヤ４の複数列の各ワイヤ４に当接するサブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動させることにより、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ４の複数列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させてワイヤ４の捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和工程を有している。このワイヤ捩れ緩和工程は、ワイヤ側面撮影手段１９０、１９１および１９２が、３箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影工程と、ワイヤ捩れ検出手段１９３Ｂが、ワイヤ側面撮影手段１９０、１９１および１９２で撮影した三つのワイヤ側面映像に基づいてワイヤ４の捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出工程と、ワイヤ列調整手段１９４Ｂが、ワイヤ４の複数列の各ワイヤ４に当接するサブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動させることにより、ワイヤ４の捩れ状態に応じてワイヤ列を溝付きローラの軸方向に移動調整してワイヤ４の捩れを緩和するワイヤ列調整工程とを有している。
【００９４】
さらに、このワークの切断方法のワイヤ捩れ検出工程は、ワイヤ捩れ検出手段１９３Ｂが、ガイドローラ９とプーリ２２間の１点と、二つの溝付きローラ２，３間の２点との複数点（ここでは３点）でのワイヤ側面映像のワイヤ４の特徴的な砥粒の位置関係の変化からワイヤ４の捩れ状態としてワイヤ４の捩れ角度θを算出し、ワイヤ列調整工程は、ワイヤ列調整手段１９４Ｂが、算出したワイヤ４の捩れ角度θに応じて、ワイヤ捩れ情報の捩れ程度が緩和されるように（回転角度θが零になるかまたは零に近づくように）、溝付きローラ２，３の軸方向にサブローラ２０および／または２１を移動調整してワイヤ４の複数列を移動調整する。
【００９５】
以上のワーク切断方法において、ワークが半導体ウエハのインゴット７であって、半導体ウエハをワイヤソー装置１のワイヤ列で多数枚の半導体ウエハに切断することによりウエハを製造することができる。
【００９６】
以上により、本実施形態３によれば、上記実施形態１の場合と同様に、ワイヤ４の捩れをモニタし、このモニタしたワイヤ４の捩れの程度および捩れ方向（ワイヤ４の回転角度θ）に応じてワイヤ４の捩れを緩和制御することにより、ワイヤ走行時のワイヤ４の捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工をすることができる。
【００９７】
また、本実施形態３では、上記実施形態２の場合と同様に、サブローラ２０，２１の一部または全部をその軸方向に移動調整することにより、ワイヤ列を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させるので、ワイヤ４の回転角度θに応じたワイヤ４の捩れの緩和制御をより精細に行うことができる。
【００９８】
さらに、ガイドローラ９とプーリ２２間のワイヤ側面映像を含んでいることにより、プーリ２２から溝付きローラ２にワイヤ４が走行するときの捩れをも含めて検出することができ、ワイヤ４の回転角度θに応じたワイヤ４の捩れの緩和制御をより精細に行うことができる。
【００９９】
なお、上記実施形態１〜３では、特に説明しなかったが、溝付ローラ２，３のいずれかやサブローラ２０，２１の軸方向の移動機構としては、ボイスコイルモータやステッピングモータなどの駆動源を有していてもよく、移動距離は微小かつ正確で移動力が得られるものであればどのような駆動源であってもよい。
【０１００】
なお、本実施形態３では、ワイヤ４の捩れは各溝付ローラ２，３のＶ溝または、各プーリ２２，２３の相対位置ずれに起因しており、ワイヤ４の捩れの状況から、ワイヤ４の複数列の一部（サブローラ２０または２１）または全体（サブローラ２０および２１）を溝付きローラ２，３の軸方向に移動させたが、これに限らず、ワイヤ４の捩れの状況から、溝付ローラ２，３の軸方向に溝付ローラ２，３のいずれかを移動させて、ワイヤ４の捩れを低減するようにしてもよい。
【０１０１】
なお、本実施形態１〜３では、特に詳細には説明しなかったが、所定の間隔で配置された少なくとも二つの溝付きローラ２，３の外周溝に巻き付けられたスライス用のワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク４を切断するワイヤソー装置１、１Ａまたは１Ｂにおいて、ワイヤ４の捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤ４の捩れ状態を緩和させるようにワイヤ４の複数列の一部または全体を溝付きローラ２または３の軸方向に移動させるワイヤ捩れ緩和手段１９，１９Ａまたは１９Ｂを有することにより、ワイヤ４の捩れをモニタし、このモニタしたワイヤ４の捩れの程度および捩れ方向に応じてワイヤ４の捩れを緩和制御するため、ワイヤ走行時のワイヤ４の捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い径が細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工をすることができる本発明の目的を達成することができる。
【０１０２】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１〜３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１〜３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１〜３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】
【０１０３】
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スライス用ワイヤを走行させることによって、スライス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、ウエハの製造方法の分野において、イヤの捩れをモニタし、このモニタしたワイヤの捩れの程度および捩れ方向に応じてワイヤの捩れを緩和制御することにより、ワイヤ走行時のワイヤの捩れによるワイヤ断線を防止してワークの歩留まりを向上させると共に、捩れに弱い細い高張力ワイヤを安定的に用いて精度のよい加工をすることができる。
【符号の説明】
【０１０４】
１、１Ａ、１Ｂ ワイヤソー装置
２、３ 溝付ローラ
４ ワイヤ
５ 供給側ボビン
６ 回収側ボビン
７ 半導体インゴット
８、９、１１、１２ ガイドローラ
１０、１３ ダンサローラ
１４、１５ トラバーサ
１６ 加工液供給部
１７ 固定板
１８ インゴット送り機構
１９ ワイヤ捩れ緩和手段
１９０、１９１、１９２ ワイヤ側面撮影手段
１９３，１９３Ｂ ワイヤ捩れ検出手段
１９４、１９４Ａ、１９４Ｂ ワイヤ列調整手段
２０、２１ サブローラ
２２、２３ プーリ
Ａ 特徴的な固定砥粒配置
θ 回転角度
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔で配置された少なくとも二つの溝付きローラの外周溝に巻き付けられたスライス用のワイヤを走行させて該ワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置において、
該ワイヤの捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態を緩和させるように該ワイヤの複数列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動させるワイヤ捩れ緩和手段を有するワイヤソー装置。
【請求項２】
前記ワイヤ捩れ緩和手段は、少なくとも２箇所で同一ワイヤ位置の該ワイヤの側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段と、該ワイヤ側面撮影手段で撮影した少なくとも二つのワイヤ側面映像に基づいて該ワイヤの捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出手段と、該ワイヤの捩れ状態に応じてワイヤ列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動調整して該ワイヤの捩れを緩和させるワイヤ列調整手段とを有する請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項３】
前記ワイヤ列調整手段は、前記少なくとも二つの溝付きローラの溝位置が１対１対応する位置に、前記ワイヤの捩れ状態に応じて該溝付きローラをその軸方向に移動調整する請求項２に記載のワイヤソー装置。
【請求項４】
前記ワイヤ列調整手段は、前記ワイヤの捩れ状態に応じて、前記二つの溝付きローラ間に配設され、前記ワイヤの複数列の各ワイヤに当接するサブローラの一部または全部をその軸方向に移動調整する請求項２に記載のワイヤソー装置。
【請求項５】
前記ワイヤの複数列を複数に分割し、分割した各ワイヤ列にそれぞれ対応するように各サブローラがそれぞれ配設されており、前記ワイヤの捩れ状態に応じて、複数のサブローラのうちの少なくとも一のサブローラをその軸方向に移動調整する請求項４に記載のワイヤソー装置。
【請求項６】
前記ワイヤ捩れ検出手段は、前記ワイヤ側面撮影手段による撮影点間の前記ワイヤの捩れ方向の位置変化から該ワイヤの捩れ角度をワイヤ捩れ情報として算出する請求項２に記載のワイヤソー装置。
【請求項７】
前記ワイヤの捩れ方向の位置変化は、前記ワイヤに固定された固定砥粒の特徴ある位置関係の位置変化を画像処理により特定し、特定した当該位置変化から該ワイヤの捩れ角度を算出する請求項６に記載のワイヤソー装置。
【請求項８】
前記ワイヤ側面撮影手段は、前記二つの溝付きローラ間の少なくとも２箇所の位置に少なくとも二つ設けられている請求項２に記載のワイヤソー装置。
【請求項９】
前記ワイヤ側面撮影手段は、前記溝付きローラに前記ワイヤを供給する第１プーリの上流位置と、該溝付きローラから該ワイヤを回収する第２プーリの下流位置のうちのいずれかに更に設けられている請求項８に記載のワイヤソー装置。
【請求項１０】
前記ワイヤ側面撮影手段は、前記溝付きローラに前記ワイヤを供給する第１プーリの上流側から前記二つの溝付きローラ間と、該溝付きローラから該ワイヤを回収する第２プーリの下流側から該二つの溝付きローラ間とのいずれかの少なくとも２箇所の位置に少なくとも二つ設けられている請求項２に記載のワイヤソー装置。
【請求項１１】
前記ワイヤの捩れ状態は、該ワイヤの捩れ程度および捩れ方向を示す該ワイヤの捩れ角度である請求項２に記載のワイヤソー装置。
【請求項１２】
前記スライス用のワイヤは、芯線の外周に砥粒がランダムに固定された固定砥粒ワイヤである請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項１３】
所定の間隔に配置された少なくとも二つの溝付きローラの外周溝に巻き付けられたスライス用の固定砥粒ワイヤのワイヤ列両端の張力制御を行う各ダンサローラをそれぞれ介して該固定砥粒ワイヤの各一端側がそれぞれ各トラバーサにより供給側ボビンおよび回収側ボビンにそれぞれ巻き付けられており、該固定砥粒ワイヤを往復走行させて、該供給側ボビンから該回収側ボビンへと該ワイヤを巻き取りながら前記ワークを切断する請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３に記載のワイヤソー装置を用いたワークの切断方法であって、
前記ワークを切断する前のドライラン時または該ワークの切断時に、
前記ワイヤ捩れ緩和手段が、前記ワイヤの捩れ状態をモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態に応じて該ワイヤの複数列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動させて該ワイヤの捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和工程を有するワークの切断方法。
【請求項１５】
前記ワイヤ捩れ緩和工程は、前記ワイヤ側面撮影手段が、前記溝付きローラ間の少なくとも２箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影工程と、前記ワイヤ捩れ検出手段が、該ワイヤ側面撮影手段で撮影した少なくとも二つのワイヤ側面映像に基づいて前記ワイヤの捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出工程と、前記ワイヤ列調整手段が、該ワイヤの捩れ状態に応じて該ワイヤの複数列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動調整して該ワイヤの捩れを緩和させるワイヤ列調整工程とを有する請求項１４に記載のワークの切断方法。
【請求項１６】
前記ワイヤ捩れ検出工程は、前記ワイヤ捩れ検出手段が、前記少なくとも二つの溝付きローラ間の複数点での前記側面映像の前記ワイヤの特徴的な固定砥粒の位置関係の変化から該ワイヤの捩れ状態として該ワイヤの捩れ角度を算出し、
前記ワイヤ列調整工程は、前記ワイヤ列調整手段が、算出した該ワイヤの捩れ角度に応じて該溝付きローラの軸方向に該ワイヤの複数列の一部または全部を移動調整する請求項１５に記載のワークの切断方法。
【請求項１７】
請求項１４〜１６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のインゴットであって、該半導体インゴットを前記ワイヤソー装置のワイヤの複数列で多数枚の半導体ウエハに切断するウエハの製造方法。
【請求項１】
所定の間隔で配置された少なくとも二つの溝付きローラの外周溝に巻き付けられたスライス用のワイヤを走行させて該ワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置において、
該ワイヤの捩れをモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態を緩和させるように該ワイヤの複数列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動させるワイヤ捩れ緩和手段を有するワイヤソー装置。
【請求項２】
前記ワイヤ捩れ緩和手段は、少なくとも２箇所で同一ワイヤ位置の該ワイヤの側面映像を撮影するワイヤ側面撮影手段と、該ワイヤ側面撮影手段で撮影した少なくとも二つのワイヤ側面映像に基づいて該ワイヤの捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出手段と、該ワイヤの捩れ状態に応じてワイヤ列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動調整して該ワイヤの捩れを緩和させるワイヤ列調整手段とを有する請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項３】
前記ワイヤ列調整手段は、前記少なくとも二つの溝付きローラの溝位置が１対１対応する位置に、前記ワイヤの捩れ状態に応じて該溝付きローラをその軸方向に移動調整する請求項２に記載のワイヤソー装置。
【請求項４】
前記ワイヤ列調整手段は、前記ワイヤの捩れ状態に応じて、前記二つの溝付きローラ間に配設され、前記ワイヤの複数列の各ワイヤに当接するサブローラの一部または全部をその軸方向に移動調整する請求項２に記載のワイヤソー装置。
【請求項５】
前記ワイヤの複数列を複数に分割し、分割した各ワイヤ列にそれぞれ対応するように各サブローラがそれぞれ配設されており、前記ワイヤの捩れ状態に応じて、複数のサブローラのうちの少なくとも一のサブローラをその軸方向に移動調整する請求項４に記載のワイヤソー装置。
【請求項６】
前記ワイヤ捩れ検出手段は、前記ワイヤ側面撮影手段による撮影点間の前記ワイヤの捩れ方向の位置変化から該ワイヤの捩れ角度をワイヤ捩れ情報として算出する請求項２に記載のワイヤソー装置。
【請求項７】
前記ワイヤの捩れ方向の位置変化は、前記ワイヤに固定された固定砥粒の特徴ある位置関係の位置変化を画像処理により特定し、特定した当該位置変化から該ワイヤの捩れ角度を算出する請求項６に記載のワイヤソー装置。
【請求項８】
前記ワイヤ側面撮影手段は、前記二つの溝付きローラ間の少なくとも２箇所の位置に少なくとも二つ設けられている請求項２に記載のワイヤソー装置。
【請求項９】
前記ワイヤ側面撮影手段は、前記溝付きローラに前記ワイヤを供給する第１プーリの上流位置と、該溝付きローラから該ワイヤを回収する第２プーリの下流位置のうちのいずれかに更に設けられている請求項８に記載のワイヤソー装置。
【請求項１０】
前記ワイヤ側面撮影手段は、前記溝付きローラに前記ワイヤを供給する第１プーリの上流側から前記二つの溝付きローラ間と、該溝付きローラから該ワイヤを回収する第２プーリの下流側から該二つの溝付きローラ間とのいずれかの少なくとも２箇所の位置に少なくとも二つ設けられている請求項２に記載のワイヤソー装置。
【請求項１１】
前記ワイヤの捩れ状態は、該ワイヤの捩れ程度および捩れ方向を示す該ワイヤの捩れ角度である請求項２に記載のワイヤソー装置。
【請求項１２】
前記スライス用のワイヤは、芯線の外周に砥粒がランダムに固定された固定砥粒ワイヤである請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項１３】
所定の間隔に配置された少なくとも二つの溝付きローラの外周溝に巻き付けられたスライス用の固定砥粒ワイヤのワイヤ列両端の張力制御を行う各ダンサローラをそれぞれ介して該固定砥粒ワイヤの各一端側がそれぞれ各トラバーサにより供給側ボビンおよび回収側ボビンにそれぞれ巻き付けられており、該固定砥粒ワイヤを往復走行させて、該供給側ボビンから該回収側ボビンへと該ワイヤを巻き取りながら前記ワークを切断する請求項１に記載のワイヤソー装置。
【請求項１４】
請求項１〜１３に記載のワイヤソー装置を用いたワークの切断方法であって、
前記ワークを切断する前のドライラン時または該ワークの切断時に、
前記ワイヤ捩れ緩和手段が、前記ワイヤの捩れ状態をモニタリングし、モニタリングしたワイヤの捩れ状態に応じて該ワイヤの複数列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動させて該ワイヤの捩れを緩和させるワイヤ捩れ緩和工程を有するワークの切断方法。
【請求項１５】
前記ワイヤ捩れ緩和工程は、前記ワイヤ側面撮影手段が、前記溝付きローラ間の少なくとも２箇所で同一ワイヤ位置の側面映像を撮影するワイヤ側面撮影工程と、前記ワイヤ捩れ検出手段が、該ワイヤ側面撮影手段で撮影した少なくとも二つのワイヤ側面映像に基づいて前記ワイヤの捩れ状態を検出するワイヤ捩れ検出工程と、前記ワイヤ列調整手段が、該ワイヤの捩れ状態に応じて該ワイヤの複数列の一部または全体を該溝付きローラの軸方向に移動調整して該ワイヤの捩れを緩和させるワイヤ列調整工程とを有する請求項１４に記載のワークの切断方法。
【請求項１６】
前記ワイヤ捩れ検出工程は、前記ワイヤ捩れ検出手段が、前記少なくとも二つの溝付きローラ間の複数点での前記側面映像の前記ワイヤの特徴的な固定砥粒の位置関係の変化から該ワイヤの捩れ状態として該ワイヤの捩れ角度を算出し、
前記ワイヤ列調整工程は、前記ワイヤ列調整手段が、算出した該ワイヤの捩れ角度に応じて該溝付きローラの軸方向に該ワイヤの複数列の一部または全部を移動調整する請求項１５に記載のワークの切断方法。
【請求項１７】
請求項１４〜１６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のインゴットであって、該半導体インゴットを前記ワイヤソー装置のワイヤの複数列で多数枚の半導体ウエハに切断するウエハの製造方法。
【図２】
【図３】
【図５】
【図１】
【図４】
【図６】
【図３】
【図５】
【図１】
【図４】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２５０３２９（Ｐ２０１２−２５０３２９Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２５８１９（Ｐ２０１１−１２５８１９）
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【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２４年１２月２０日（２０１２．１２．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３日（２０１１．６．３）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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