ワイヤソー
【課題】カーフロスを低減しつつ所望の起伏をウエハ表面に良好に残す。
【解決手段】複数のガイドローラ２６Ａ等に巻回された切断用ワイヤにより形成され、ワイヤ軸方向に駆動されるワイヤ群と、ワイヤ群のワイヤ並び方向と直交する切込み方向にワークを移動させるワーク保持部材とを備えたワイヤソー。ワイヤソーは、さらにワイヤ群とワークとをワイヤ並び方向に相対的に移動させる移動手段と、その移動方向を切り替え制御するＮＣ装置８０とを備えている。移動手段は、ガイドローラ２６Ａ等を外周上に支持し、かつ制御水循環用の内部通路を備えるローラ支持軸４０と、前記内部通路に制御水を循環させる温調器７６等を備えた循環系統とを有し、ＮＣ装置８０は、温調器７６を制御することによりローラ支持軸４０に供給する制御水の温度を一定周期で切り替える。
【解決手段】複数のガイドローラ２６Ａ等に巻回された切断用ワイヤにより形成され、ワイヤ軸方向に駆動されるワイヤ群と、ワイヤ群のワイヤ並び方向と直交する切込み方向にワークを移動させるワーク保持部材とを備えたワイヤソー。ワイヤソーは、さらにワイヤ群とワークとをワイヤ並び方向に相対的に移動させる移動手段と、その移動方向を切り替え制御するＮＣ装置８０とを備えている。移動手段は、ガイドローラ２６Ａ等を外周上に支持し、かつ制御水循環用の内部通路を備えるローラ支持軸４０と、前記内部通路に制御水を循環させる温調器７６等を備えた循環系統とを有し、ＮＣ装置８０は、温調器７６を制御することによりローラ支持軸４０に供給する制御水の温度を一定周期で切り替える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断用ワイヤにより構成されたワイヤ群に対して半導体インゴット等のワークを切り込み送りすることにより当該ワークを切断するワイヤソーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークをウエハ状に切り出す手段としてワイヤソーが知られている。ワイヤソーは、複数のガイドローラ間に切断用ワイヤが巻き掛けられることにより該ワイヤが多数本並んだ状態で張設され、このワイヤ群をその軸方向に高速駆動しながら該ワイヤ群に遊離砥粒を含む加工液を供給し、この状態で、ワーク保持部に保持されたワークを切断用ワイヤの軸方向と直交する方向に、前記ワイヤ群に対して切断込み送りすることにより、ワークをウエハ状に多数毎同時に切り出すように構成されている（特許文献１）。
【０００３】
この種のワイヤソーを用いた太陽電池用のシリコンウエハの切り出しに際しては、ウエハの熱変換効率を高めるためにウエハ表面に適度の起伏（凹凸）を意図的に残すことが行われている。その手段として一般には、比較的大きめの遊離砥粒（例えば♯８００〜♯１０００程度）を含有した加工液を用いて粗めの加工をすることによってウエハ表面にわざと起伏を形成することが行われている。
【特許文献１】特開平１１−１０５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、大きめの遊離砥粒を用いてウエハを切り出す場合には、砥粒による切断用ワイヤの摩耗が進行し易いため、通常は、比較的太線の切断用ワイヤが使用される。
【０００５】
ところが、近年、ワイヤソーでは、カーフロス（切断代）を低減して半導体材料の有効活用を図ることが一つの課題とされており、従って、切断用ワイヤとして太線のものを用いた上で、さらに比較的大きめの遊離砥粒を用いる必要がある太陽電池用ウエハの切り出し作業では、カーフロスを低減することが難しく、この点を解決することが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、カーフロスを低減しつつ所望の起伏をウエハ表面に良好に残すことができるワイヤソー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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤからなり、ワイヤ軸方向に往復駆動されるワイヤ群と、このワイヤ群に対して、そのワイヤ並び方向と直交する方向にワークを相対的に切断送りする送り手段と、を備え、前記ワイヤ群に対して前記ワークを切断送りすることにより当該ワークから複数枚のウエハを同時に切り出すワイヤソーにおいて、前記ワイヤ群に対して、前記ワイヤ並び方向に前記ワークを相対的に移動させる移動手段と、切断されるウエハの表面に前記切断送り方向に沿って起伏が形成されるように、前記切断送り中に前記移動手段を作動させる制御手段と、を備えているものである。
【０００８】
このワイヤソーによると、ワイヤ群に対してワイヤ並び方向と直交する方向にワークが切断送りされることにより、前記ワークから複数枚のウエハが同時に切り出される。そして、この切断送り中、制御手段の制御に基づき前記移動手段が作動することにより、切断されるウエハの表面に前記切断送り方向に沿って起伏が形成される。従って、太陽電池用ウエハの切り出しを行う場合でも、従来のように粒度の大きい砥粒や太線のワイヤを用いることなく、所望の起伏をウエハ表面に良好に形成することが可能となる。
【０００９】
なお、前記制御手段は、前記切断送り方向に沿って規則的な起伏が形成されるように前記移動手段を制御するもの、具体的には、前記切断送り方向に沿ったウエハ表面の断面形状が正弦波曲線状になるように前記移動手段を制御するものであるのが好適である。
【００１０】
この構成によれば、ウエハの表面全体に亘って規則的な起伏を均一に形成することができる。従って、太陽電池用ウエハの切り出しの際には、ウエハ全体に良好に起伏を形成することができる。特に、制御手段によりウエハ表面の断面形状が正弦波曲線状になるように移動手段を制御する場合には、切断送りに伴ってワイヤ群とワークとをワイヤ並び方向に安定した加速度で相対的に往復移動させることにより、円滑な切断を行いながら、滑らかで規則的な起伏を形成することができる。
【００１１】
なお、ワイヤ群とワークとをワイヤ群のワイヤ並び方向に相対的に移動させるための具体的な構成としては種々の構成が考えられるが、例えばその一つとして、前記移動手段は、外周上に前記ガイドローラを支持すると共に、軸方向への熱変位が許容されるように所定のフレームに対して支持されるローラ支持軸と、このローラ支持軸内に設けられる内部通路に対して流体を供給すると共に、その流体温度を変更可能な流体供給手段と、を含み、前記内部通路に供給される流体温度に応じた前記ローラ支持軸の軸方向への熱変位に伴い前記ガイドローラとワイヤ群とを一体に前記ワイヤ並び方向に変位させるように構成され、前記制御手段は、前記流体供給手段を制御することにより、前記内部通路に供給する流体温度を、前記切断送り中に変更させるように構成される。
【００１２】
このような構成によれば、モータ等の駆動源を用いた駆動機構等を組み込むことなく、ワイヤ群と前記ワークとを相対的にワイヤ並び方向に移動させることが可能となる。
【００１３】
また、他の構成として、前記移動手段は、前記ワイヤ群のワイヤ並び方向に前記ワーク保持部材を移動可能に支持するガイド手段と、前記ワーク保持部材を前記ガイド手段に沿って進退駆動する駆動手段と、を含み、前記制御手段は、前記駆動手段を制御することにより、前記切断送り中に前記ワーク保持部材を進退させるように構成される。
【００１４】
この構成によると、モータ等の駆動源を用いることとなるが、その分、移動手段による相対移動方向の切り替え等の応答性を高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るワイヤソーによれば、太陽電池用ウエハの切り出しを行う場合でも、従来のように粒度の大きい砥粒や太線の切断用ワイヤを用いることなくウエハ表面に起伏を形成することができる。従って、カーフロスを低減しつつウエハ表面に所望の起伏を良好に残すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係るワイヤソーの全体構成図である。この図に示すワイヤソーは、一対のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ、ガイドプーリ１２Ａ，１２Ｂ、ガイドプーリ１４Ａ，１４Ｂ、ガイドプーリ１６Ａ，１６Ｂ、ワイヤ張力調節装置１８Ａ，１８Ｂ、ガイドプーリ２２Ａ，２２Ｂ、及び４つのガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂを備えている。
【００１８】
ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂは互いに同じ高さ位置に配され、ガイドローラ２６Ａ，２６Ｂはそれぞれガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの下方の位置に配されており、ガイドローラ２６Ａが後述するように駆動モータ２５によって回転駆動されるようになっている。
【００１９】
各ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂは、切断用のワイヤＷが巻かれるボビン９Ａ，９Ｂと、これを回転駆動するボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂと、を備えている。一方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａのボビン９Ａから繰り出されたワイヤＷは、ガイドプーリ１２Ａ，１４Ａ，１６Ａ、ワイヤ張力調節装置１８Ａのプーリ２０Ａ、及びガイドプーリ２２Ａの順に掛けられ、さらにガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂ，２６Ａの外周面のガイド溝（図示省略）に嵌め込まれながらこれらガイドローラの外側に多数回螺旋状に巻回された（巻き掛けられた）後、ガイドプーリ２２Ｂ、ワイヤ張力調節装置１８Ｂのプーリ２０Ｂ、ガイドプーリ１６Ｂ，１４Ｂ，１２Ｂの順に掛けられ、他方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ｂのボビン９Ｂに巻き取られており、両ワイヤ張力調節装置１８Ａ，１８ＢによってワイヤＷに適当な張力が与えられている。そして、駆動モータ２５によるガイドローラ２６Ａの回転駆動方向と、各ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂによるボビン９Ａ，９Ｂの回転駆動方向が正逆に切換えられることにより、ワイヤＷがボビン９Ａから繰り出されてボビン９Ｂに巻き取られる状態と、ワイヤＷがボビン９Ｂから繰り出されてボビン９Ａに巻き取られる状態とに切換えられるようになっている。
【００２０】
すなわち、このワイヤソーにおいては、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの間に多数本のワイヤＷが互いに平行な状態で張られることによりワイヤ群が形成され、このワイヤ群がワイヤ軸方向に往復駆動されるようになっている。
【００２１】
このガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られたワイヤＷの上方には、円柱状のワーク（インゴット）２８を移動させるワーク送り装置３０が設けられている。このワーク送り装置３０は、ワーク保持部３２と、ワーク送りモータ３４とを備えている。ワーク保持部３２は、上記ワーク２８をその軸方向とワイヤ並び方向とが合致する向きに保持するものであり、ワーク送りモータ３４は、図略のボールネジとの組み合わせにより、上記ワーク保持部３２とワーク２８とを一体に昇降させる（すなわち、ワイヤ群のワイヤ並び方向と直交する方向に切断送りする）ものである。
【００２２】
ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られたワイヤＷの上方において、ワーク２８の左右両側の位置には、砥粒供給装置３６Ａ，３６Ｂが設けられている。これらの砥粒供給装置３６Ａ，３６Ｂは、高速駆動される各ワイヤＷに対し、加工用砥粒が混合された加工液（スラリー）を同時供給し、ワイヤＷの表面に付着させるものである。
【００２３】
従って、このワイヤソーでは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られた多数本のワイヤＷがその長手方向に同時高速駆動され、かつこれらのワイヤＷに砥粒供給装置３６Ａ，３６Ｂからスラリーが供給されながら、上記ワイヤＷに対してワーク２８が下方に切断送りされることにより、このワーク２８から一度に多数枚のウエハ（薄片）が同時に切り出される。
【００２４】
なお、このワイヤソーでは、上記ワイヤ群がガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂと一体的にローラ軸方向、つまりワイヤ群のワイヤ並び方向に移動可能となっており、ワーク２８の切断送りに伴い、このようなワイヤ群の移動がＮＣ装置８０により制御されるようになっている。以下、この点について説明する。
【００２５】
図２は、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂの支持構造を断面図で概略的に示している。なお、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂの支持構造はほぼ共通するため、以下、駆動用のガイドローラ２６Ａを例にその支持構造について説明する。
【００２６】
同図に示すように、ワイヤソーの前後（同図では左右）にはガイドローラ支持壁３８が立設され、ローラ支持軸４０が該支持壁３８によって支持されている。ローラ支持軸４０は、その後端部が支持壁３８に固定される一方、前端部が支持壁３８に対して軸方向に変位可能に支持されている。これによりローラ支持軸４０が、その後端部を基準として軸方向に熱変位可能となっている。そして、このローラ支持軸４０の周囲にベアリング４２ａ，４２ｂを介して円筒状のガイドローラ２６Ａが回転可能に支持されている。
【００２７】
ガイドローラ２６Ａは、内側ローラ４４ａとその外側に固定される外側ローラ４４ｂとから構成されている。内側ローラ４４ａは、全体が金属材料から形成されている。一方、外側ローラ４４ｂは、金属材料からなる本体部分の外周面に、例えばポリウレタン等の樹脂層が形成（被着）された構成となっている。そして、図示を省略するが、外側ローラ表面の樹脂層に、周方向に延びる多数本のガイド溝が軸方向に並設され、ワイヤＷがこれらガイド溝に沿ってガイドローラ２６Ａの表面に掛けられている。
【００２８】
内側ローラ４４ａの両端部には、一対のフランジ部材４６，４８が固定され、その一方側（フランジ部材４８）には、さらにその外側に駆動プーリ５０が固定されている。そして、前記支持壁３８に駆動モータ２５が固定され、この駆動モータ２５の出力軸に固定されるプーリ５４と前記駆動プーリ５０とにわたって駆動ベルト５６が掛け渡されている。この構成により、前記ガイドローラ２６Ａが駆動モータ２５によってローラ支持軸４０回りに回転駆動されるようになっている。
【００２９】
なお、前記ローラ支持軸４０には、ガイドローラ２６Ａの熱変位（伸縮）をコントロールするための流体を循環させる内部通路が形成されている。
【００３０】
詳しく説明すると、ローラ支持軸４０は、軸方向に貫通孔を有した中空軸から構成されており、ゴム又は合成樹脂からなる栓体によりその片側開口が閉栓されることにより、ローラ支持軸４０の後端に、軸方向に延びる凹部４１が設けられている。
【００３１】
ローラ支持軸４０の後端部には、前記凹部４１を塞ぐように流路構成部材６０が固定されている。この流路構成部材６０は、筒状のスリーブ６４とこれを支持する本体部分６２とからなり、凹部４１にスリーブ６４を挿入した状態でローラ支持軸４０の後端に組み付けられている。これによりローラ支持軸４０の内部であって前記スリーブ６４の内外に、その先端で互いに連通して軸方向に延びる上記内部通路が形成されている。そして、流路構成部材６０の前記本体部分６２に設けられる導入用ポート６４ａに所定の流体が供給されることにより、当該流体が、スリーブ６４の内側通路を通じてスリーブ基端側から先端側に向かって流れ、スリーブ先端からその周囲の外側通路に流入しつつスリーブ先端側から基端側に向かって流れた後、本体部分６２に設けられる導出用ポート６４ｂから導出されるようになっている。
【００３２】
なお、当実施形態では、上記流体として水（以下、制御水という）を循環させるように構成されている。制御水の循環系統は、例えば、ポンプ７５の駆動により供給通路７２を通じて前記導入用ポート６４ａに制御水を案内しつつ、ローラ支持軸４０を巡って導出用ポート６４ｂから導出される制御水を、排出通路７４を通じて冷却器７８に案内し、ここで例えば冷水等との熱交換により再び冷却してからポンプ７５に導入するように構成されている。冷却器７８とポンプ７５との間には、ヒータ７７を備えた温調器７６が介設されており、前記排出通路７４の途中部分に設けられる図外の温度計による制御水の検出温度に基づいて前記温調器７６がＮＣ装置８０によって制御されることにより、ローラ支持軸４０に供給される制御水の温度が調整されるようになっている。なお、この実施形態では、温調器７６等を含む当該循環系統が本発明に係る流体供給手段に相当する。
【００３３】
ＮＣ装置８０（本発明に係る制御手段に相当する）は、予め記憶されているプログラムに従って所定の切断動作を実行すべく、ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ、ワーク送り装置３０、および温調器７６等を統括的に制御するものである。
【００３４】
特に、ＮＣ装置８０は、ワーク２８をワイヤ群に対して切断送りする際に、切り出されるウエハの表面に起伏を与えるように前記温調器７６を制御する。具体的には、ローラ支持軸４０に供給する制御水の温度を一定周期で切り替えることによりローラ支持軸４０を伸縮（熱変位）させ、この伸縮に伴いガイドローラ２６Ａとワイヤ群とを一体に前後方向（すなわちワイヤ並び方向）に移動させると共に、その移動方向を一定周期で切り替える。当実施形態では、ＮＣ装置８０は、図３に示すように、切断送り方向に沿ったウエハ表面の断面形状が正弦波曲線状になるように制御水の温度を制御する。これによって、ワーク２８から切り出されるウエハの表面に、切断送り方向に沿った起伏が形成される。因みに、この実施形態では、ワーク２８から切り出されるウエハの厚みは１８０μｍであり、これに対してウエハ表面の起伏差は４μｍ、切断送り方向に沿った当該起伏の山間ピッチは２ｍｍである。
【００３５】
なお、ここではガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂのうち、駆動用のガイドローラ２６Ａについて説明したが、駆動モータ２５の駆動伝達が行われる点を除き、他のガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂも基本的には同様の構造となっている。そして、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂに対する制御水の供給系統も、各ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂに対して温調器７６及び冷却器７８が共通化されており、これによって等温の制御水が各ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂに供給されるようになっている。従って、ＮＣ装置８０による制御水の温度制御により、上記ワイヤ群は、各ワイヤＷが互いに平行を保ったままで各ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂと一体に前後方向に移動することとなる。
【００３６】
このワイヤソーでは、砥粒供給装置３６Ａ，３６Ｂからワイヤ群に対して加工液が供給され、この状態で、ワーク送り装置３０によりワーク２８がワイヤ群に対して切断送りされることにより、ワーク２８から複数枚のウエハが同時に切り出される。その際、ワーク２８へのワイヤ群の切込みが開始されるまでは、ＮＣ装置８０の制御により、例えば制御水が一定温度に保たれることによりワイヤ群が前後方向の特定位置に配置される。そして、ワーク２８へのワイヤ群の切込みが開始されると、ＮＣ装置８０による制御水の温度切り替え制御によって各ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂと一体にワイヤ群がワーク２８に対して前後方向（すなわちワイヤ並び方向）に変位する共に、この移動方向が一定周期で切り替えられる。これによってウエハ表面に、切断送り方向に沿った上記のような正弦波曲線状の起伏が形成されることとなる。
【００３７】
このように本発明に係るワイヤソーによれば、ワーク２８に対してワイヤ群を前後方向（ワイヤ並び方向）に相対的に移動させることによってウエハ表面に起伏を形成することができる構成となっているので、太陽電池用ウエハの切り出しを行うような場合でも、従来のような粒度の大きい砥粒や太線の切断用ワイヤを用いることなくウエハ表面に良好に起伏を形成することができる。従って、粒度の低い砥粒を用い、かつ切断用ワイヤＷとして細線のものを用いることにより、カーフロスを低減しつつウエハ用面に所望の起伏を残すことができるようになる。
【００３８】
特に、上記ワイヤソーでは、上記の通り、ＮＣ装置８０による制御水の温度制御に基づいてワイヤ群（ローラ支持軸４０）を前後方向に変位させるので、制御水の温度や温度切り替えの周期を適宜変更することによって、熱交換効率を高める上で有効な所望の起伏を良好にウエハ表面に形成することができるという利点がある。
【００３９】
しかも、上記ワイヤソーでは、ワイヤ群がワーク２８に切込み始めるまでは、例えば制御水を一定温度に保つことにより前後方向の特定位置にワイヤ群を配置しておき、ワーク２８へのワイヤ群の切込み開始後、制御水の温度を一定周期で切り替えることによりワイヤ群を前後方向に変位させるので、ワイヤ群を前後方向に変位させてウエハ表面に起伏を形成しながらも、ワーク２８へのワイヤ群の切込みを安定的に行わせることができるという利点もある。なお、上記の説明中では言及していないが、ワーク２８へのワイヤ群の切込み開始の判断は、例えば駆動モータ２５の負荷電力（研削電力）の検出に基づき行うことができる。
【００４０】
ところで、以上説明したワイヤソーは、本発明に係るワイヤソーの好ましい実施形態の一例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４１】
例えば、実施液体では、本発明に係る移動手段として、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂを支持するローラ支持軸４０に内部通路を設け、当該通路に制御水を循環させてローラ支持軸４０を熱変位させることにより、ワイヤ群とワーク２８とをワイヤ並び方向に相対的に移動させる構成を採用しているが、移動手段の他の構成として、例えば図４に示すような構成を適用してもよい。すなわち、同図の構成では、ワーク送り装置３０が、ワーク送りモータ３４の駆動により昇降する昇降部３１と、その下端にガイド３３（ガイド手段）を介して前後方向にスライド可能に支持される前記ワーク保持部３２とを有している。そして、ワーク保持部３２に設けられたナット部３５にボールねじ９２が螺合挿入されると共に、このボールねじ軸９２が、昇降部３１に搭載されたモータ９０により駆動される構成となっている。つまり、この構成は、モータ９０によるボールねじ軸９２の駆動によりワーク保持部３２と一体にワーク２８を前後方向に移動させ、これによってワイヤ群とワーク２８とをワイヤ並び方向に相対的に移動させる構成となっている。このようにモータ９０を用いてワイヤ群とワーク２８とをワイヤ並び方向に相対的に移動させる構成によれば、上記実施形態の構成に比べて移動方向の切り替え応答性がよいため、ウエハ表面に形成できる起伏の自由度が向上するという利点がある。
【００４２】
また、図４の構成において、モータ９０及びボールねじ軸９２を設ける代わりに、例えば昇降部３１とワーク保持部３２との間に前後方向の対向面を設け、当該対向面の間に圧電素子（ピエゾ素子）を介設して、該圧電素子への印加電圧をＮＣ装置８０により制御することによって、ワーク２８をワーク保持部３２と一体に昇降部３１に対して前後方向に移動させるように構成してもよい。
【００４３】
なお、本発明に係る移動手段としては、基本的には、実施形態（図２）で説明した構成か図４の構成の何れか一方を備えていればよいが、勿論、双方の構成を備えたものであってもよい。この構成によれば、双方の移動手段を個別に制御することによりウエハ表面に形成できる起伏の自由度がより一層向上するという利点がある。
【００４４】
また、実施形態では、ＮＣ装置８０による制御水の温度制御によってウエハ表面に正弦波曲線状の起伏を形成する例について説明したが、勿論、ウエハ表面の形状（ワーク２８の切断面の形状）はこれに限定されるものではなく、例えば切込み方向に沿って先細りの起伏（ジグザグ）が連続するような形状を形成するようにしてもよい。但し、上記実施形態のように、ウエハ表面の断面形状が正弦波曲線状になるように制御水の温度制御を行うようにすれば、切断送りに伴ってワイヤ群とワーク２８とをワイヤ並び方向に安定した加速度で相対的に往復移動させることにより、円滑な切断を行いながら、滑らかで規則的な起伏を形成することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るワイヤソーの概略を示す全体図である。
【図２】ガイドローラの支持構造を示す断面図である。
【図３】ウエハの切断面（ウエハ表面に形成される起伏）の一例を示す断面図である。
【図４】ワイヤ群とワークとをワイヤ並び方向に相対的に移動させるための手段（移動手段）の他の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ ガイドローラ
２８ ワーク
４０ ローラ支持軸
６０ 流路構成部材
７５ ポンプ
７６ 温調器
７８ 冷却器
Ｗ ワイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断用ワイヤにより構成されたワイヤ群に対して半導体インゴット等のワークを切り込み送りすることにより当該ワークを切断するワイヤソーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークをウエハ状に切り出す手段としてワイヤソーが知られている。ワイヤソーは、複数のガイドローラ間に切断用ワイヤが巻き掛けられることにより該ワイヤが多数本並んだ状態で張設され、このワイヤ群をその軸方向に高速駆動しながら該ワイヤ群に遊離砥粒を含む加工液を供給し、この状態で、ワーク保持部に保持されたワークを切断用ワイヤの軸方向と直交する方向に、前記ワイヤ群に対して切断込み送りすることにより、ワークをウエハ状に多数毎同時に切り出すように構成されている（特許文献１）。
【０００３】
この種のワイヤソーを用いた太陽電池用のシリコンウエハの切り出しに際しては、ウエハの熱変換効率を高めるためにウエハ表面に適度の起伏（凹凸）を意図的に残すことが行われている。その手段として一般には、比較的大きめの遊離砥粒（例えば♯８００〜♯１０００程度）を含有した加工液を用いて粗めの加工をすることによってウエハ表面にわざと起伏を形成することが行われている。
【特許文献１】特開平１１−１０５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、大きめの遊離砥粒を用いてウエハを切り出す場合には、砥粒による切断用ワイヤの摩耗が進行し易いため、通常は、比較的太線の切断用ワイヤが使用される。
【０００５】
ところが、近年、ワイヤソーでは、カーフロス（切断代）を低減して半導体材料の有効活用を図ることが一つの課題とされており、従って、切断用ワイヤとして太線のものを用いた上で、さらに比較的大きめの遊離砥粒を用いる必要がある太陽電池用ウエハの切り出し作業では、カーフロスを低減することが難しく、この点を解決することが望まれている。
【０００６】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、カーフロスを低減しつつ所望の起伏をウエハ表面に良好に残すことができるワイヤソー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】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明は、複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤからなり、ワイヤ軸方向に往復駆動されるワイヤ群と、このワイヤ群に対して、そのワイヤ並び方向と直交する方向にワークを相対的に切断送りする送り手段と、を備え、前記ワイヤ群に対して前記ワークを切断送りすることにより当該ワークから複数枚のウエハを同時に切り出すワイヤソーにおいて、前記ワイヤ群に対して、前記ワイヤ並び方向に前記ワークを相対的に移動させる移動手段と、切断されるウエハの表面に前記切断送り方向に沿って起伏が形成されるように、前記切断送り中に前記移動手段を作動させる制御手段と、を備えているものである。
【０００８】
このワイヤソーによると、ワイヤ群に対してワイヤ並び方向と直交する方向にワークが切断送りされることにより、前記ワークから複数枚のウエハが同時に切り出される。そして、この切断送り中、制御手段の制御に基づき前記移動手段が作動することにより、切断されるウエハの表面に前記切断送り方向に沿って起伏が形成される。従って、太陽電池用ウエハの切り出しを行う場合でも、従来のように粒度の大きい砥粒や太線のワイヤを用いることなく、所望の起伏をウエハ表面に良好に形成することが可能となる。
【０００９】
なお、前記制御手段は、前記切断送り方向に沿って規則的な起伏が形成されるように前記移動手段を制御するもの、具体的には、前記切断送り方向に沿ったウエハ表面の断面形状が正弦波曲線状になるように前記移動手段を制御するものであるのが好適である。
【００１０】
この構成によれば、ウエハの表面全体に亘って規則的な起伏を均一に形成することができる。従って、太陽電池用ウエハの切り出しの際には、ウエハ全体に良好に起伏を形成することができる。特に、制御手段によりウエハ表面の断面形状が正弦波曲線状になるように移動手段を制御する場合には、切断送りに伴ってワイヤ群とワークとをワイヤ並び方向に安定した加速度で相対的に往復移動させることにより、円滑な切断を行いながら、滑らかで規則的な起伏を形成することができる。
【００１１】
なお、ワイヤ群とワークとをワイヤ群のワイヤ並び方向に相対的に移動させるための具体的な構成としては種々の構成が考えられるが、例えばその一つとして、前記移動手段は、外周上に前記ガイドローラを支持すると共に、軸方向への熱変位が許容されるように所定のフレームに対して支持されるローラ支持軸と、このローラ支持軸内に設けられる内部通路に対して流体を供給すると共に、その流体温度を変更可能な流体供給手段と、を含み、前記内部通路に供給される流体温度に応じた前記ローラ支持軸の軸方向への熱変位に伴い前記ガイドローラとワイヤ群とを一体に前記ワイヤ並び方向に変位させるように構成され、前記制御手段は、前記流体供給手段を制御することにより、前記内部通路に供給する流体温度を、前記切断送り中に変更させるように構成される。
【００１２】
このような構成によれば、モータ等の駆動源を用いた駆動機構等を組み込むことなく、ワイヤ群と前記ワークとを相対的にワイヤ並び方向に移動させることが可能となる。
【００１３】
また、他の構成として、前記移動手段は、前記ワイヤ群のワイヤ並び方向に前記ワーク保持部材を移動可能に支持するガイド手段と、前記ワーク保持部材を前記ガイド手段に沿って進退駆動する駆動手段と、を含み、前記制御手段は、前記駆動手段を制御することにより、前記切断送り中に前記ワーク保持部材を進退させるように構成される。
【００１４】
この構成によると、モータ等の駆動源を用いることとなるが、その分、移動手段による相対移動方向の切り替え等の応答性を高めることが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るワイヤソーによれば、太陽電池用ウエハの切り出しを行う場合でも、従来のように粒度の大きい砥粒や太線の切断用ワイヤを用いることなくウエハ表面に起伏を形成することができる。従って、カーフロスを低減しつつウエハ表面に所望の起伏を良好に残すことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係るワイヤソーの全体構成図である。この図に示すワイヤソーは、一対のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ、ガイドプーリ１２Ａ，１２Ｂ、ガイドプーリ１４Ａ，１４Ｂ、ガイドプーリ１６Ａ，１６Ｂ、ワイヤ張力調節装置１８Ａ，１８Ｂ、ガイドプーリ２２Ａ，２２Ｂ、及び４つのガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂを備えている。
【００１８】
ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂは互いに同じ高さ位置に配され、ガイドローラ２６Ａ，２６Ｂはそれぞれガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの下方の位置に配されており、ガイドローラ２６Ａが後述するように駆動モータ２５によって回転駆動されるようになっている。
【００１９】
各ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂは、切断用のワイヤＷが巻かれるボビン９Ａ，９Ｂと、これを回転駆動するボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂと、を備えている。一方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａのボビン９Ａから繰り出されたワイヤＷは、ガイドプーリ１２Ａ，１４Ａ，１６Ａ、ワイヤ張力調節装置１８Ａのプーリ２０Ａ、及びガイドプーリ２２Ａの順に掛けられ、さらにガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂ，２６Ａの外周面のガイド溝（図示省略）に嵌め込まれながらこれらガイドローラの外側に多数回螺旋状に巻回された（巻き掛けられた）後、ガイドプーリ２２Ｂ、ワイヤ張力調節装置１８Ｂのプーリ２０Ｂ、ガイドプーリ１６Ｂ，１４Ｂ，１２Ｂの順に掛けられ、他方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ｂのボビン９Ｂに巻き取られており、両ワイヤ張力調節装置１８Ａ，１８ＢによってワイヤＷに適当な張力が与えられている。そして、駆動モータ２５によるガイドローラ２６Ａの回転駆動方向と、各ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂによるボビン９Ａ，９Ｂの回転駆動方向が正逆に切換えられることにより、ワイヤＷがボビン９Ａから繰り出されてボビン９Ｂに巻き取られる状態と、ワイヤＷがボビン９Ｂから繰り出されてボビン９Ａに巻き取られる状態とに切換えられるようになっている。
【００２０】
すなわち、このワイヤソーにおいては、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの間に多数本のワイヤＷが互いに平行な状態で張られることによりワイヤ群が形成され、このワイヤ群がワイヤ軸方向に往復駆動されるようになっている。
【００２１】
このガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られたワイヤＷの上方には、円柱状のワーク（インゴット）２８を移動させるワーク送り装置３０が設けられている。このワーク送り装置３０は、ワーク保持部３２と、ワーク送りモータ３４とを備えている。ワーク保持部３２は、上記ワーク２８をその軸方向とワイヤ並び方向とが合致する向きに保持するものであり、ワーク送りモータ３４は、図略のボールネジとの組み合わせにより、上記ワーク保持部３２とワーク２８とを一体に昇降させる（すなわち、ワイヤ群のワイヤ並び方向と直交する方向に切断送りする）ものである。
【００２２】
ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られたワイヤＷの上方において、ワーク２８の左右両側の位置には、砥粒供給装置３６Ａ，３６Ｂが設けられている。これらの砥粒供給装置３６Ａ，３６Ｂは、高速駆動される各ワイヤＷに対し、加工用砥粒が混合された加工液（スラリー）を同時供給し、ワイヤＷの表面に付着させるものである。
【００２３】
従って、このワイヤソーでは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られた多数本のワイヤＷがその長手方向に同時高速駆動され、かつこれらのワイヤＷに砥粒供給装置３６Ａ，３６Ｂからスラリーが供給されながら、上記ワイヤＷに対してワーク２８が下方に切断送りされることにより、このワーク２８から一度に多数枚のウエハ（薄片）が同時に切り出される。
【００２４】
なお、このワイヤソーでは、上記ワイヤ群がガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂと一体的にローラ軸方向、つまりワイヤ群のワイヤ並び方向に移動可能となっており、ワーク２８の切断送りに伴い、このようなワイヤ群の移動がＮＣ装置８０により制御されるようになっている。以下、この点について説明する。
【００２５】
図２は、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂの支持構造を断面図で概略的に示している。なお、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂの支持構造はほぼ共通するため、以下、駆動用のガイドローラ２６Ａを例にその支持構造について説明する。
【００２６】
同図に示すように、ワイヤソーの前後（同図では左右）にはガイドローラ支持壁３８が立設され、ローラ支持軸４０が該支持壁３８によって支持されている。ローラ支持軸４０は、その後端部が支持壁３８に固定される一方、前端部が支持壁３８に対して軸方向に変位可能に支持されている。これによりローラ支持軸４０が、その後端部を基準として軸方向に熱変位可能となっている。そして、このローラ支持軸４０の周囲にベアリング４２ａ，４２ｂを介して円筒状のガイドローラ２６Ａが回転可能に支持されている。
【００２７】
ガイドローラ２６Ａは、内側ローラ４４ａとその外側に固定される外側ローラ４４ｂとから構成されている。内側ローラ４４ａは、全体が金属材料から形成されている。一方、外側ローラ４４ｂは、金属材料からなる本体部分の外周面に、例えばポリウレタン等の樹脂層が形成（被着）された構成となっている。そして、図示を省略するが、外側ローラ表面の樹脂層に、周方向に延びる多数本のガイド溝が軸方向に並設され、ワイヤＷがこれらガイド溝に沿ってガイドローラ２６Ａの表面に掛けられている。
【００２８】
内側ローラ４４ａの両端部には、一対のフランジ部材４６，４８が固定され、その一方側（フランジ部材４８）には、さらにその外側に駆動プーリ５０が固定されている。そして、前記支持壁３８に駆動モータ２５が固定され、この駆動モータ２５の出力軸に固定されるプーリ５４と前記駆動プーリ５０とにわたって駆動ベルト５６が掛け渡されている。この構成により、前記ガイドローラ２６Ａが駆動モータ２５によってローラ支持軸４０回りに回転駆動されるようになっている。
【００２９】
なお、前記ローラ支持軸４０には、ガイドローラ２６Ａの熱変位（伸縮）をコントロールするための流体を循環させる内部通路が形成されている。
【００３０】
詳しく説明すると、ローラ支持軸４０は、軸方向に貫通孔を有した中空軸から構成されており、ゴム又は合成樹脂からなる栓体によりその片側開口が閉栓されることにより、ローラ支持軸４０の後端に、軸方向に延びる凹部４１が設けられている。
【００３１】
ローラ支持軸４０の後端部には、前記凹部４１を塞ぐように流路構成部材６０が固定されている。この流路構成部材６０は、筒状のスリーブ６４とこれを支持する本体部分６２とからなり、凹部４１にスリーブ６４を挿入した状態でローラ支持軸４０の後端に組み付けられている。これによりローラ支持軸４０の内部であって前記スリーブ６４の内外に、その先端で互いに連通して軸方向に延びる上記内部通路が形成されている。そして、流路構成部材６０の前記本体部分６２に設けられる導入用ポート６４ａに所定の流体が供給されることにより、当該流体が、スリーブ６４の内側通路を通じてスリーブ基端側から先端側に向かって流れ、スリーブ先端からその周囲の外側通路に流入しつつスリーブ先端側から基端側に向かって流れた後、本体部分６２に設けられる導出用ポート６４ｂから導出されるようになっている。
【００３２】
なお、当実施形態では、上記流体として水（以下、制御水という）を循環させるように構成されている。制御水の循環系統は、例えば、ポンプ７５の駆動により供給通路７２を通じて前記導入用ポート６４ａに制御水を案内しつつ、ローラ支持軸４０を巡って導出用ポート６４ｂから導出される制御水を、排出通路７４を通じて冷却器７８に案内し、ここで例えば冷水等との熱交換により再び冷却してからポンプ７５に導入するように構成されている。冷却器７８とポンプ７５との間には、ヒータ７７を備えた温調器７６が介設されており、前記排出通路７４の途中部分に設けられる図外の温度計による制御水の検出温度に基づいて前記温調器７６がＮＣ装置８０によって制御されることにより、ローラ支持軸４０に供給される制御水の温度が調整されるようになっている。なお、この実施形態では、温調器７６等を含む当該循環系統が本発明に係る流体供給手段に相当する。
【００３３】
ＮＣ装置８０（本発明に係る制御手段に相当する）は、予め記憶されているプログラムに従って所定の切断動作を実行すべく、ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ、ワーク送り装置３０、および温調器７６等を統括的に制御するものである。
【００３４】
特に、ＮＣ装置８０は、ワーク２８をワイヤ群に対して切断送りする際に、切り出されるウエハの表面に起伏を与えるように前記温調器７６を制御する。具体的には、ローラ支持軸４０に供給する制御水の温度を一定周期で切り替えることによりローラ支持軸４０を伸縮（熱変位）させ、この伸縮に伴いガイドローラ２６Ａとワイヤ群とを一体に前後方向（すなわちワイヤ並び方向）に移動させると共に、その移動方向を一定周期で切り替える。当実施形態では、ＮＣ装置８０は、図３に示すように、切断送り方向に沿ったウエハ表面の断面形状が正弦波曲線状になるように制御水の温度を制御する。これによって、ワーク２８から切り出されるウエハの表面に、切断送り方向に沿った起伏が形成される。因みに、この実施形態では、ワーク２８から切り出されるウエハの厚みは１８０μｍであり、これに対してウエハ表面の起伏差は４μｍ、切断送り方向に沿った当該起伏の山間ピッチは２ｍｍである。
【００３５】
なお、ここではガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂのうち、駆動用のガイドローラ２６Ａについて説明したが、駆動モータ２５の駆動伝達が行われる点を除き、他のガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂも基本的には同様の構造となっている。そして、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂに対する制御水の供給系統も、各ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂに対して温調器７６及び冷却器７８が共通化されており、これによって等温の制御水が各ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂに供給されるようになっている。従って、ＮＣ装置８０による制御水の温度制御により、上記ワイヤ群は、各ワイヤＷが互いに平行を保ったままで各ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂと一体に前後方向に移動することとなる。
【００３６】
このワイヤソーでは、砥粒供給装置３６Ａ，３６Ｂからワイヤ群に対して加工液が供給され、この状態で、ワーク送り装置３０によりワーク２８がワイヤ群に対して切断送りされることにより、ワーク２８から複数枚のウエハが同時に切り出される。その際、ワーク２８へのワイヤ群の切込みが開始されるまでは、ＮＣ装置８０の制御により、例えば制御水が一定温度に保たれることによりワイヤ群が前後方向の特定位置に配置される。そして、ワーク２８へのワイヤ群の切込みが開始されると、ＮＣ装置８０による制御水の温度切り替え制御によって各ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂと一体にワイヤ群がワーク２８に対して前後方向（すなわちワイヤ並び方向）に変位する共に、この移動方向が一定周期で切り替えられる。これによってウエハ表面に、切断送り方向に沿った上記のような正弦波曲線状の起伏が形成されることとなる。
【００３７】
このように本発明に係るワイヤソーによれば、ワーク２８に対してワイヤ群を前後方向（ワイヤ並び方向）に相対的に移動させることによってウエハ表面に起伏を形成することができる構成となっているので、太陽電池用ウエハの切り出しを行うような場合でも、従来のような粒度の大きい砥粒や太線の切断用ワイヤを用いることなくウエハ表面に良好に起伏を形成することができる。従って、粒度の低い砥粒を用い、かつ切断用ワイヤＷとして細線のものを用いることにより、カーフロスを低減しつつウエハ用面に所望の起伏を残すことができるようになる。
【００３８】
特に、上記ワイヤソーでは、上記の通り、ＮＣ装置８０による制御水の温度制御に基づいてワイヤ群（ローラ支持軸４０）を前後方向に変位させるので、制御水の温度や温度切り替えの周期を適宜変更することによって、熱交換効率を高める上で有効な所望の起伏を良好にウエハ表面に形成することができるという利点がある。
【００３９】
しかも、上記ワイヤソーでは、ワイヤ群がワーク２８に切込み始めるまでは、例えば制御水を一定温度に保つことにより前後方向の特定位置にワイヤ群を配置しておき、ワーク２８へのワイヤ群の切込み開始後、制御水の温度を一定周期で切り替えることによりワイヤ群を前後方向に変位させるので、ワイヤ群を前後方向に変位させてウエハ表面に起伏を形成しながらも、ワーク２８へのワイヤ群の切込みを安定的に行わせることができるという利点もある。なお、上記の説明中では言及していないが、ワーク２８へのワイヤ群の切込み開始の判断は、例えば駆動モータ２５の負荷電力（研削電力）の検出に基づき行うことができる。
【００４０】
ところで、以上説明したワイヤソーは、本発明に係るワイヤソーの好ましい実施形態の一例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４１】
例えば、実施液体では、本発明に係る移動手段として、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂを支持するローラ支持軸４０に内部通路を設け、当該通路に制御水を循環させてローラ支持軸４０を熱変位させることにより、ワイヤ群とワーク２８とをワイヤ並び方向に相対的に移動させる構成を採用しているが、移動手段の他の構成として、例えば図４に示すような構成を適用してもよい。すなわち、同図の構成では、ワーク送り装置３０が、ワーク送りモータ３４の駆動により昇降する昇降部３１と、その下端にガイド３３（ガイド手段）を介して前後方向にスライド可能に支持される前記ワーク保持部３２とを有している。そして、ワーク保持部３２に設けられたナット部３５にボールねじ９２が螺合挿入されると共に、このボールねじ軸９２が、昇降部３１に搭載されたモータ９０により駆動される構成となっている。つまり、この構成は、モータ９０によるボールねじ軸９２の駆動によりワーク保持部３２と一体にワーク２８を前後方向に移動させ、これによってワイヤ群とワーク２８とをワイヤ並び方向に相対的に移動させる構成となっている。このようにモータ９０を用いてワイヤ群とワーク２８とをワイヤ並び方向に相対的に移動させる構成によれば、上記実施形態の構成に比べて移動方向の切り替え応答性がよいため、ウエハ表面に形成できる起伏の自由度が向上するという利点がある。
【００４２】
また、図４の構成において、モータ９０及びボールねじ軸９２を設ける代わりに、例えば昇降部３１とワーク保持部３２との間に前後方向の対向面を設け、当該対向面の間に圧電素子（ピエゾ素子）を介設して、該圧電素子への印加電圧をＮＣ装置８０により制御することによって、ワーク２８をワーク保持部３２と一体に昇降部３１に対して前後方向に移動させるように構成してもよい。
【００４３】
なお、本発明に係る移動手段としては、基本的には、実施形態（図２）で説明した構成か図４の構成の何れか一方を備えていればよいが、勿論、双方の構成を備えたものであってもよい。この構成によれば、双方の移動手段を個別に制御することによりウエハ表面に形成できる起伏の自由度がより一層向上するという利点がある。
【００４４】
また、実施形態では、ＮＣ装置８０による制御水の温度制御によってウエハ表面に正弦波曲線状の起伏を形成する例について説明したが、勿論、ウエハ表面の形状（ワーク２８の切断面の形状）はこれに限定されるものではなく、例えば切込み方向に沿って先細りの起伏（ジグザグ）が連続するような形状を形成するようにしてもよい。但し、上記実施形態のように、ウエハ表面の断面形状が正弦波曲線状になるように制御水の温度制御を行うようにすれば、切断送りに伴ってワイヤ群とワーク２８とをワイヤ並び方向に安定した加速度で相対的に往復移動させることにより、円滑な切断を行いながら、滑らかで規則的な起伏を形成することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るワイヤソーの概略を示す全体図である。
【図２】ガイドローラの支持構造を示す断面図である。
【図３】ウエハの切断面（ウエハ表面に形成される起伏）の一例を示す断面図である。
【図４】ワイヤ群とワークとをワイヤ並び方向に相対的に移動させるための手段（移動手段）の他の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ ガイドローラ
２８ ワーク
４０ ローラ支持軸
６０ 流路構成部材
７５ ポンプ
７６ 温調器
７８ 冷却器
Ｗ ワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤからなり、ワイヤ軸方向に往復駆動されるワイヤ群と、このワイヤ群に対して、そのワイヤ並び方向と直交する方向にワークを相対的に切断送りする送り手段と、を備え、前記ワイヤ群に対して前記ワークを切断送りすることにより当該ワークから複数枚のウエハを同時に切り出すワイヤソーにおいて、
前記ワイヤ群に対して、前記ワイヤ並び方向に前記ワークを相対的に移動させる移動手段と、切断されるウエハの表面に前記切断送り方向に沿って起伏が形成されるように、前記切断送り中に前記移動手段を作動させる制御手段と、を備えていることを特徴とするワイヤソー。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤソーにおいて、
前記制御手段は、前記切断送り方向に沿って規則的な起伏が形成されるように前記移動手段を制御することを特徴とするワイヤソー。
【請求項３】
請求項２に記載のワイヤソーにおいて、
前記制御手段は、前記切断送り方向に沿ったウエハ表面の断面形状が正弦波曲線状になるように前記移動手段を制御することを特徴とするワイヤソー。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のワイヤソーにおいて、
前記移動手段は、外周上に前記ガイドローラを支持すると共に、軸方向への熱変位が許容されるように所定のフレームに対して支持されるローラ支持軸と、このローラ支持軸内に設けられる内部通路に対して流体を供給すると共に、その流体温度を変更可能な流体供給手段と、を含み、前記内部通路に供給される流体温度に応じた前記ローラ支持軸の軸方向への熱変位に伴い前記ガイドローラとワイヤ群とを一体に前記ワイヤ並び方向に変位させるように構成され、
前記制御手段は、前記流体供給手段を制御することにより、前記内部通路に供給する流体温度を、前記切断送り中に変更させることを特徴とするワイヤソー。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のワイヤソーにおいて、
前記移動手段は、前記ワイヤ群のワイヤ並び方向に前記ワーク保持部材を移動可能に支持するガイド手段と、前記ワーク保持部材を前記ガイド手段に沿って進退駆動する駆動手段と、を含み、
前記制御手段は、前記駆動手段を制御することにより、前記切断送り中に前記ワーク保持部材を進退させることを特徴とするワイヤソー。
【請求項１】
複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤからなり、ワイヤ軸方向に往復駆動されるワイヤ群と、このワイヤ群に対して、そのワイヤ並び方向と直交する方向にワークを相対的に切断送りする送り手段と、を備え、前記ワイヤ群に対して前記ワークを切断送りすることにより当該ワークから複数枚のウエハを同時に切り出すワイヤソーにおいて、
前記ワイヤ群に対して、前記ワイヤ並び方向に前記ワークを相対的に移動させる移動手段と、切断されるウエハの表面に前記切断送り方向に沿って起伏が形成されるように、前記切断送り中に前記移動手段を作動させる制御手段と、を備えていることを特徴とするワイヤソー。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤソーにおいて、
前記制御手段は、前記切断送り方向に沿って規則的な起伏が形成されるように前記移動手段を制御することを特徴とするワイヤソー。
【請求項３】
請求項２に記載のワイヤソーにおいて、
前記制御手段は、前記切断送り方向に沿ったウエハ表面の断面形状が正弦波曲線状になるように前記移動手段を制御することを特徴とするワイヤソー。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のワイヤソーにおいて、
前記移動手段は、外周上に前記ガイドローラを支持すると共に、軸方向への熱変位が許容されるように所定のフレームに対して支持されるローラ支持軸と、このローラ支持軸内に設けられる内部通路に対して流体を供給すると共に、その流体温度を変更可能な流体供給手段と、を含み、前記内部通路に供給される流体温度に応じた前記ローラ支持軸の軸方向への熱変位に伴い前記ガイドローラとワイヤ群とを一体に前記ワイヤ並び方向に変位させるように構成され、
前記制御手段は、前記流体供給手段を制御することにより、前記内部通路に供給する流体温度を、前記切断送り中に変更させることを特徴とするワイヤソー。
【請求項５】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のワイヤソーにおいて、
前記移動手段は、前記ワイヤ群のワイヤ並び方向に前記ワーク保持部材を移動可能に支持するガイド手段と、前記ワーク保持部材を前記ガイド手段に沿って進退駆動する駆動手段と、を含み、
前記制御手段は、前記駆動手段を制御することにより、前記切断送り中に前記ワーク保持部材を進退させることを特徴とするワイヤソー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−１９６０２３（Ｐ２００９−１９６０２３Ａ）
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３９０４４（Ｐ２００８−３９０４４）
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（３９１００３６６８）トーヨーエイテック株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月３日（２００９．９．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２０日（２００８．２．２０）
【出願人】（３９１００３６６８）トーヨーエイテック株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
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