(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
繰出リールから繰り出されたワイヤを、互いに離間した複数本の溝ローラ間に架け渡してワイヤ列を形成し、遊離砥粒を含む砥液を供給しながら、このワイヤ列を走行させて、被加工物であるワークを複数部分に切断し、この切断後のワイヤが巻取リールに巻き上げられるワイヤソーにおいて、
ワーク切断時に、ワイヤ列のワークとの接触部分をワークの切断方向とは反対方向へパルス状に変位させるパルス変位手段を設け、このパルス変位手段が、外周面の一箇所に、走行するワイヤ列に当接することで、このワイヤ列をパルス状に変位させるパルス変位突起が突設されたパルス変位ローラを有しているワイヤソー。
【請求項２】
遊離砥粒を含む砥液を被加工物であるワークに供給しながら、走行するワイヤにこのワークを押し付けることにより、ワークを切断するワイヤソーを用いたワーク切断方法において、
ワーク切断時にワイヤのワークとの接触部分をパルス状に変位させて、この変位時にワイヤとワークの切断部との間に形成された隙間に、砥液中の遊離砥粒を流入して補充し、このワイヤの振幅は上記遊離砥粒の平均粒径の０．５〜３．０倍とするとともに、
上記パルス状の変位は、このワイヤがワークへ圧接してから離脱するまでの時間の１／１０以下の間隔で与えられたワイヤソーを用いたワーク切断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体材料、磁性材料または水晶などの硬質材料を、引抜鋼線などのワイヤ（ワイヤ列）に砥粒を作用させながら切断するワイヤソーおよびこのワイヤソーを用いたワーク切断方法に関する。詳しくは、ワークを切断するワイヤとワーク切断部との間に、走行中、常に充分な量の砥液を供給して、ワーク切断時の砥粒切れを防ぎ、この砥粒切れを原因とした諸々の不具合を解消したワイヤソーおよびそのワーク切断方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ワイヤソーは、例えばシリコン単結晶インゴットなどのワークを、走行するワイヤにより複数部分に切断する装置である。すなわち、純水、切削オイルなどの分散剤に、アルミナ、ＳｉＣなどの遊離砥粒（以下単に砥粒という場合がある）を配合した砥液を連続供給しながら、一方向走行または往復走行するワイヤ（ワイヤ列）にワークを相対的に押し付けて、そこに発生するワークと砥粒間の研削作用により、ワークを複数の加工物に切断する。
以下、図６〜図８を参照しながら、ワイヤソーによるワーク切断状況を具体的に説明する。
図６は、従来手段に係るワイヤソーを用いたワークの切断作業状態におけるワーク軸線を含む面に沿った断面図である。図７は、同ワークの切断作業状態におけるワーク軸線に直交する面に沿った断面図である。図８（ａ）は、図７のａ点付近におけるワイヤ軸線に垂直な面での断面拡大図である。図８（ｂ）は、図７のｂ点付近におけるワイヤ軸線に垂直な面での断面拡大図である。
【０００３】
図６に示すように、従来のワイヤソーによる円柱形状のインゴットであるワークＩの切断時には、上方から砥粒を含む砥液を供給しながら、ワークＩの切断溝の奥側にある切断部に、往復走行するワイヤ列１００の各ワイヤを相対的に押し付けて、ワークＩが切断される。
これは、供給された砥液中の砥粒が、ワイヤ列１００の走行運動と押し付け力により、一部が転がりながら、この切断部に激しく擦り付けられることで、少量ずつ連続的にワークＩの破砕や切削による切断が進行することによる。
【０００４】
ところで、このようにワークＩを切断する場合、ワークＩが円柱形状であるので、図７に示すように、ワイヤ列１００のワークＩへの切込点ａから切抜点ｂまでの切断部距離ｄは、ワークＩの切断進行に応じて変化する。その最大値の箇所が、ワークＩの直径部分である。
切断部距離ｄの最大値は、最近の大口径化しつつあるシリコン単結晶インゴットの場合、１５０〜３００ｍｍまで達する。しかしながら、切断部距離ｄの長大化に伴って、ワークＩの切断効率の低下も大きくなっている。
【０００５】
この理由としては、次の２点が挙げられる。すなわち、（１）ワークＩの切断部の切断後半部分では、ワイヤの強力な押し付け力により、ワークＩの切断溝の奥側にある切断部と、走行中のワイヤとの間にあった砥粒が徐々に押し出される（図８（ａ），（ｂ）参照）。（２）切断時にワークＩの切断部から砥液中に排出される切断屑であるチップが、しだいに砥液中に溜まる分だけ、砥粒が切断部から押し出される。これらの（１），（２）の現象によって、切断に有効に働く切断部とワイヤとの間の砥粒の総数が低減（以下、これを砥粒切れという）するためである。
【０００６】
この砥粒切れ現象は、従来のワイヤソー工程に、様々な弊害をもたらす要因となっている。
すなわち、砥粒切れの切断能率への直接的な影響としては、切断速度の抑制が挙げられる。
例えば、ワイヤの全長を一方向へ１回だけ走行させてワークＩを切断する一方向走行モードにおいて、切断部距離ｄの切抜点ｂ付近は、切込点ａ付近に比べて砥粒が不足している。この結果、この部分の切断速度が低下して、ワイヤ断線が起こりやすい。そこで、これを避けるため、大口径ワークの場合には、通常、実操時のワイヤの走行速度を、小口径ワークのそれに対して３０〜５０％以上も下げている。
また、図７に示すようなワイヤを往復走行させてワークＩを切断する往復走行モードでは、ワイヤの走行方向が切り換わるたびに、アイドリングが行われる。すなわち、切込点ａ、切抜点ｂの入れ代わりに対応する周期での切断速度の変動反復が切断部距離ｄの両端部で発生し、その中間部では、正逆走行とも同一レベルの切断速度が実現される。この結果、他の切断条件が同一の時、全体としての切断速度は、通常、切込点ａ付近での切断可能速度の１５〜２５％以上も低い値に設定している。
【０００７】
その他、例えば切断後のワークの寸法精度にも砥粒切れの影響がある。すなわち、一方向走行モードの切込点ａ側では、切断能率が良いので、切り代が大きく、切抜点ｂの側では小さい。これにより、平行に走行するワイヤ列での切断の場合、得られるワーク、例えばウェーハまたは薄板の厚さ分布は、ａ点側が薄くてｂ点側が厚いテーパ状となる。しかも、この厚さムラは、１０〜２０μｍを超えるほど大きくなる。高精度の寸法が要求される半導体などの分野では、この厚さムラを後工程で、ラップやグラインドなどの機械加工により除去する必要があり、原料結晶および加工の歩留り低下と加工コストの増加を招いている。
【０００８】
ワークＩが大口径化する傾向にある半導体などの産業分野では、このような従来のワイヤソーの弱点をカバーするために、幾つかの提案がなされている。
例えば、切断速度の大幅低下をカバーするため、ワイヤの走行速度を小口径ワークでの１００〜３００ｍ／分程度から、４００〜１０００ｍ／分程度に上昇させ、切断速度を小口径品並に近づけ、また同時にワイヤの単位長さ当たり（同一切断負荷当たり）の磨耗量を低減させて、ワイヤ張り替え作業による作業能率低下を防ぐ手段がとられている。
しかしながら、この方法では、繰出リールに巻回されるワイヤ量が増えてしまう。例えば直径１８０μｍのスチールワイヤを長さ３００〜５００ｍ使用する必要があり、この場合、その重さは６０〜１００ｋｇとなる。この結果、これを使用するワイヤソーの巨大化、設備費の巨額化を招いている。
【０００９】
ところで、従来、ワイヤ列の各ワイヤを軸線回りに回転させるワイヤソーとして、例えば実開昭５９−１４１３６号公報のものや、特開平９−７０７４７号公報のものが知られている。
前者の従来手段は、走行中のワイヤ列を切断部から外れた位置において、２本のローラで挟みつけながら、これらのローラの相対的な往復移動により生じる回転力によって、ワイヤ列の各ワイヤの軸線周りに一括して往復回転させる装置である。
また、後者の従来手段は、ワークをワイヤ列に押し付ける移動台を、溝ローラの回転軸が位置する側に設置することで、ワイヤが溝ローラ間で１ピッチ分ずつずれた状態で巻回されており、このワイヤソーの構造下で、ワイヤが各溝ローラのワイヤ溝を乗り換えるたびに、ワイヤが自然に少しずつ捩れるのを利用した装置である。これにより、ワイヤの偏磨耗と、ワーク切断面の波打ちとを低減することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前者の従来手段では、ワイヤ列を高速走行させると、ローラ間で挟み込みながらのワイヤの回転がローラ周面で滑ってしまう。これにより、ワイヤが偏磨耗して生じるワーク切断面の切断方向とは反対方向での波打ちを再び問題化させてしまう。
一方、後者の従来手段では、例えば使用ワイヤが新線の場合には、このワイヤを２〜４回使った後でなければ、目的の効果が充分に得られないという問題点があった。これは、添付の明細書中の実施例データに裏付けられている。すなわち、データによれば、作用、効果が不充分であるだけでなく、前述した大口径ワーク物の砥粒切れに基づく問題（切断能率低下、切断精度不足、歩留り低下）や、高速ワイヤ走行に伴う問題（ワイヤリールおよび装置の重量化）は解決されない。
【００１１】
【発明の目的】
この発明は、ワークを切断するワイヤ（ワイヤ列）と、ワーク切断溝の切断部との間に、走行中、常に充分な量の砥液を供給することができるようにして、ワーク切断時の砥粒切れを防ぎ、これにより切断効率を高位安定化させ、高い切断速度や高精度の切断面を確保し、しかも切断後ワークの厚さムラを低減して、原料からのワーク収率向上や、後工程の簡略化、ワイヤの磨耗量や偏磨耗量の低減、そしてワイヤ断線の低減によるワイヤの長寿命化を実現することを、その目的としている。さらに、この発明は、比較的簡単かつ安価な構造で、ワイヤを安定的にパルス状に変位させることができるワイヤソーを提供することも、その目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、繰出リールから繰り出されたワイヤを、互いに離間した複数本の溝ローラ間に架け渡してワイヤ列を形成し、遊離砥粒を含む砥液を供給しながら、このワイヤ列を走行させて、被加工物であるワークを複数部分に切断し、この切断後のワイヤが巻取リールに巻き上げられるワイヤソーにおいて、ワーク切断時に、ワイヤ列のワークとの接触部分をワークの切断方向とは反対方向へパルス状に変位させるパルス変位手段を設け、このパルス変位手段が、外周面の一箇所に、走行するワイヤ列に当接することで、このワイヤ列をパルス状に変位させるパルス変位突起が突設されたパルス変位ローラを有しているワイヤソーである。
なお、この発明が適用されるワイヤソーはどのような種類のものでもよい。例えば、ワークをワイヤに押圧接触させて切断する構造でも、反対にワイヤをワークに押圧して切断する構造のものでもよい。また、ワイヤが水平方向に走行するタイプでも、垂直その他の方向に走行するタイプでもよい。さらに、ワークの押圧方向がそのワイヤ走行面び対していずれの側から押圧する形式のものでもよい。また、ワイヤの走行方向は、一方向への走行でも、往復走行でもよい。
さらに、パルス変位手段によりパルス状に変位（以下、パルス変位という場合がある）させられるワイヤの部分は、ワーク切断時の少なくともワークとの接触部分であればよい。したがって、例えばワイヤ全長でもよい。ここでいうパルス状の変位とは、振幅が定常状態から所定の変位状態にまで瞬間的に遷移し、これを有限の時間だけ持続して元の状態に戻るパルスのような変位をいう。
【００１３】
そして、切断用の砥液は、ワイヤに砥粒が固定された固定砥粒方式では遊離砥粒を含まない水であってもよい。遊離砥粒を用いる場合でも、前述したように、多様な適用可能な砥粒と砥液がある。例えば、砥液としては、平均粒径が約２５μｍ程度のＳｉＣ砥粒２０ｋｇを２０リットルのラップオイル中に配合して、粘度２３０〜２５０ｃｐとしたものなどが採用できる。また、砥液供給装置も、どのような構造、機能のものでもよい。
また、ワイヤの走行経路に設置された諸機構は、パルス変位手段によるワイヤのパルス変位を妨げるものでない限り、どのようなものでもよい。
【００１４】
次いで、パルス変位手段としては、カムなどの機械的な手段によりワイヤをパルス変位させるものなどが挙げられる。この場合におけるワイヤのパルス状の変位とは、いずれも張設されたワイヤがその軸線と垂直方向であり、かつ切断方向とは反対方向およびこれとは逆向きに所定の振幅を有して変位させられることをいう。
【００１５】
ワイヤの振幅は、使用される砥液中に含まれる砥粒の平均粒径と同等程度もしくはそれ以上が必要である。特に砥粒径の０．５〜３．０倍が好ましい。砥粒径の０．５倍未満では砥液の交換補給が不充分となり、砥粒径の３．０倍を超えると、ワークを切断しない時間（パルス変位時間）が長くなり、ワイヤが切断作用に寄与する時間が短くなって、切断速度の低下を招くおそれがある。
いずれにしても重要なのは、ワーク切断中のワイヤをパルス状に変位（軸線と直交面内で変位）させ、ワイヤとワークの切断部との間に強制的に隙間をあけて、負圧により、この隙間に砥液とともに砥粒を補充することである。
【００１６】
【００１７】
なお、この発明が適用されるマルチワイヤソーはどのような種類のものでもよい。例えば、ワークをワイヤ列に押圧接触させて切断するものでも、反対にワイヤ列をワークに押接して切断するものでもよい。また、ワイヤ列が水平方向でも垂直その他の方向で走行するものでもよく、ワークの押接がそのワイヤ走行面のどちら側から押接するものでもよい。溝ローラの本数も、互いに所定間隔で離間する２本以上であればよい。また、ワイヤ列の走行は、一方向走行でも往復走行でもよい。
【００１８】
ここでいうパルス変位ローラとは、例えば外周面にパルス変位突起が突設されたカムローラなどが挙げられる。このローラは、ワイヤレベルを安定して定位置に維持する軌跡を有し、パルス変位突起に当接した時のみ、ワイヤに対して切断方向とは反対方向へ瞬時にパルス状の変位を与えるものでなければならない。
カムローラの駆動部としては、電動モータ、エアシリンダ、電動シリンダ、油圧シリンダ、送りねじ機構など各種のものが採用できる。
【００１９】
パルス変位突起のローラ周面における形成位置、この突起の形状などは、(1) ワイヤ変位時に、ワイヤおよびワークの切断部の隙間に砥液中の遊離砥粒を流入して新鮮な砥粒を補充可能であり、しかも(2) ワーク切断時において、ワイヤが切断作用に寄与する時間がそれほど短くならずに、ワークの切断速度をあまり低下させない、という２つの条件を満足させた上での変更であれば、限定されない。
【００２０】
【００２１】
なお、現在行われているシリコン単結晶などの半導体材料のワイヤソーでは、ワイヤの走行速度が５〜１５ｍ／分で直径１５０〜２００ｍｍの円柱形ワークを切断するのが一般的である。よって、切断中にワイヤの各点がワークに圧接して離脱するまでの時間は、１０〜４０ミリ秒程度である。
そこで、この数値の１／１０以下、好ましくは１〜４ミリ秒の累積パルスの合計デェレーションタイムのパルス状変位を、その間に１〜１０回、好ましくは２〜５回程度与える。この場合、通常用いられている配合の砥液でこの発明の効果が得られる。
【００２２】
請求項２に記載の発明は、遊離砥粒を含む砥液を被加工物であるワークに供給しながら、走行するワイヤにこのワークを押し付けることにより、ワークを切断するワイヤソーを用いたワーク切断方法において、ワーク切断時にワイヤのワークとの接触部分をパルス状に変位させて、この変位時にワイヤとワークの切断部との間に形成された隙間に、砥液中の遊離砥粒を流入して補充し、このワイヤの振幅は上記遊離砥粒の平均粒径の０．５〜３．０倍とするとともに、上記パルス状の変位は、このワイヤがワークへ圧接してから離脱するまでの時間の１／１０以下の間隔で与えられたワイヤソーを用いたワーク切断方法である。
【００２３】
【作用】
請求項１に記載のワイヤソーおよび請求項２に記載のワイヤソーでのワーク切断方法によれば、遊離砥粒を含む砥液を供給しながら、走行するワイヤ列にワークを相対的に押し付けて、その研削作用により、ワークを切断する。
この際、走行するワイヤのワークとの接触部分が、パルス変位手段によって強制的にワークの切断方向とは反対方向へパルス変位させられる。これにより、ワイヤ送り速度に拘らず、ワイヤのワークとの接触部分をパルス変位できる。しかも、この変位が行われるごとにワイヤとワークの切断部との間に隙間があき、このとき発生する負圧力により、隙間内へ砥液が流入して砥粒が補充される。この結果、ワイヤの磨耗量は軸線周りに比較的均一となり、偏磨耗による断線は大幅に軽減され、ワイヤ寿命の延長が図られ、ワイヤソーのランニングコストの低減が実現される。
【００２４】
例えば、ワイヤを３００〜１０００ｍ／分の高速走行させると、ワーク切断中、ワイヤがワークに切り込んでから切り抜けるまでの切断部距離内を走行している時間は、大口径ワーク（例えば直径１５０〜３００ｍｍのインゴット）でも９〜６０ミリ秒と短い。この間に、ワイヤの切断部への押し付け力による切断部からの砥液の押し出しや、切断時に排出されるワークチップの切断部での溜まりを原因とした砥粒濃度の希釈化が進行する。
【００２５】
ところで、ワイヤの軸線回り方向において、ワークの切断部に対向している側とは反対側のワイヤ部分は、ワークの切断溝に供給されている新鮮な砥液と接している。そこで、ワイヤをパルス変位させて、この変位時に発生した負圧力により、ワイヤとワークの切断部と隙間に新鮮な砥液を強制的に流入させて砥粒の補充を行い、ワイヤの切断部周面に、常に切断に充分な量の砥粒を確保する。
この結果、従来法で発生していた砥粒切れ現象は発生しないことが確認され、ワークの切断速度は小口径ワーク相当の０．８〜１．０ｍｍ／分に上昇し、同時に一方向走行式ではワーク面テーパーが３〜５μｍ、往復走行式では、平面平坦度が３μｍより大きいものが、大口径ワーク、高速走行条件で実現することができることがわかった。
【００２６】
特に、駆動部によりパルス変位ローラを可動させて、パルス変位ローラによってワイヤをパルス変位させるので、比較的簡単な機構により、かつ安定したタイミングでワイヤのワークとの接触部分をパルス変位させることができる。これにより、上述した効果を有するワイヤソーを小型化することができ、かつ設備コストも低減することができる。
【００２７】
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。まず、この発明の第１実施例に係るワイヤソーおよびそのワーク切断方法を説明する。
図１はこの発明の第１実施例に係るワイヤソーの斜視図であり、図２は同パルス変位手段によるワイヤのパルス変位状況を示す説明図であり、図３は同インゴットの切断中の説明図であり、図４（ａ）は図３のａ部分の拡大断面図であり、図４（ｂ）は図３のｂ部分の拡大断面図である。
【００２９】
図１において、１０はワイヤソーであり、このワイヤソー１０は、ＣＺ法により引き上げられた単結晶シリコン製で直径２００ｍｍのインゴットＩ（ワーク）を、最大５００枚の例えば厚さ９００μｍの多数枚のウェーハにワイヤ切断する装置であり、多数本のワイヤ１１ａを横一列に束ねたワイヤ列１１を有している。ワイヤ列１１は、三角形状に配置された３本の溝ローラ１２間で、往復または一方向に走行される。具体的に言えば、図外の繰出リールから繰り出されたワイヤを、互いに離間した３本の溝ローラ１２間に架け渡してワイヤ列１１を形成し、このワイヤ列１１を最大速度１０００ｍ／分で走行させてインゴットＩを切断し、この切断後のワイヤを図外の巻取リールに巻き取るものである。
溝ローラ１２の両側上方には、砥液をワイヤ列１１上に連続供給する一対の砥液供給部１３が配設されている。砥液は、例えばラップオイル２０リットルにＳｉＣ製の平均粒径２５μｍの砥粒２０ｋｇが配合された、粘度２３０〜２５０ｃｐ程度のものである。インゴットＩは、カーボンベッド１４を介して昇降台１５に装着されている。
【００３０】
また、図１および図２に示すように、両砥液供給部１３の砥液吐出口の下方付近には、それぞれ一定時間ごとにワイヤ列１１の各ワイヤ１１ａをパルス変位させる長尺なパルス変位突起１６ａが突設されたカム部材の一例であるパルス変位ローラ１６が、溝ローラ１２に平行に一対配置されている。各パルス変位ローラ１６の一端部には、パルス変位ローラ１６を０〜６０００ｒｐｍで回転させる駆動部の一例である電動モータ１７が、図外の動力伝達系を介して連結されている。パルス変位突起１６ａは、パルス変位ローラ１６の軸線に沿って、ローラ外周面の全長にわたって突設されている。電動モータ１７により各パルス変位ローラ１６を回転すると、パルス変位ローラ１６がワイヤ列１１下で回転し、これにより一定タイミングごとにパルス変位突起１６ａによって各ワイヤ１１ａが弾かれる。これらのパルス変位ローラ１６および電動モータ１７により、インゴット切断時に、ワイヤ列１１のインゴットＩとの接触部分をパルス変位させるパルス変位手段１８が構成される。
なお、図２〜図４において、ＩａはインゴットＩのワイヤ１１ａによる切断溝、ｘは砥液中に含まれる砥粒である。
【００３１】
次に、このワイヤソー１０を用いた第１実施例に係るワイヤソーのワーク切断方法を説明する。
図１に示すように、ワイヤソー１０は、砥液を砥液供給部１３から供給しながら、３本の溝ローラ１２間でワイヤ列１１を６００ｍ／分で往復走行させる。このワイヤ列１１の往復走行時に、下方からインゴットＩをワイヤ列１１へ押し付けることで、図２に示すように、インゴットＩが、順次、接触長さの短い切断始端部、接触長さの長い切断中央部、接触長さの短い切断終端部へと徐々に切断される。すなわち、ワイヤ列１１の往復走行時に、砥液中の砥粒ｘがワイヤ列１１の各ワイヤ１１ａにより、切断溝Ｉａの底部、すなわち切断部に押し付けられながら転がったり、切削しながら移動するので、インゴットＩの表面が徐々に削り取られ、最終的にインゴットＩは多数枚のウェーハに切断される。
【００３２】
この際、図１に示すように、パルス変位手段１８を用いて、走行するワイヤ１１ａのインゴットＩとの接触部分を強制的に、インゴットＩの切断方向とは反対方向へパルス状に変位させる。すなわち、インゴット切断中、常時、電動モータ１７によりパルス変位ローラ１６を６０００ｒｐｍで回転しておくと、１／１００秒ごと（ワイヤ走行距離で言えば０．１ｍごと）に、ローラ外周面から突出するパルス変位突起１６ａが、ワイヤ列１１の各ワイヤ１１ａを弾く。このときの各ワイヤ１１ａのパルス変位幅は、パルス変位ローラ１６の基準円周面からの高さにより決定され、インゴットＩの切断部において３０μｍ程度である。このようにワイヤ１１ａをパルス変位させると、この変位と同時に、ワイヤ１１ａとインゴットＩの切断部との間に隙間があき、このとき発生する負圧力によって、この隙間へ新鮮な砥液が流れ込んで砥粒ｘが補充される。
図５は、第１実施例に係るインゴット切断中におけるワイヤのパルス変位を表すグラフ参照である。この図５に示すように、ワイヤ１１ａは、常時、少なくとも砥粒１個分の高さを維持してインゴットＩを切断している。また、この切断中、パルス変位ローラ１６を用いて、一定のパルス周期でかつパルス幅で、ワイヤ１１ａをパルス変位させると、図示した波形のパルス状変位振幅が発生する。
【００３３】
このため、ワイヤ送り速度が高速度であっても、ワイヤ１１ａの磨耗量は軸線周りに均一となり、偏磨耗による断線は発生しにくくなって、ワイヤ寿命の延長が図られ、ワイヤソー１０のランニングコストの低減が実現される。
しかも、パルス変位ローラ１６を回転して、一定時間ごとにパルス変位突起１６ａによりワイヤ１１ａを弾くようにしたので、比較的簡単な機構により、かつ安定的にワイヤ１１ａのインゴットＩとの接触部分をパルス変位できる。この結果、ワイヤソー１０を小型化でき、かつ設備コストも低減することができる。
【００３４】
さらに、ワイヤ１１ａの正逆いずれの走行方向時でも、従来通りにインゴット１１の切断溝Ｉａの切断前半部分は良好に切断できるとともに（図４（ａ），図８（ａ）も参照）、従来では砥液切れが起きていた切断溝Ｉａの切断後半部分においても、通常濃度の砥粒ｘを含む砥液を十分な量を送り込んで、この部分を含み切断全体を良好に切断することができる（図４（ｂ），図８（ｂ）も参照）。この結果、比較的ワイヤ１１ａに対する異常磨耗（偏磨耗）や断線などのダメージを起こすこともなく、また均一摩耗のため、ワイヤ寿命も５〜７割長くなり、ランニングコストが低減しながら、インゴットＩの高い切断速度（０．８〜１．０ｍｍ／分）を保ちつつ切断できる。
さらに、切断直後のウェーハの厚さムラが低減し、その分、インゴットＩの１本当たりのウェーハの収率が増大し、かつ切断直後のウェーハの反りも低減して、さらにまたラッピング時のウェーハの割れも低減した。なお、往復走行するワイヤ１１ａの両パルス変位ローラ１６によるパルス変位は、それぞれインゴットＩの切込側のパルス変位ローラ１６だけを作動させるようにしても、インゴットＩの切抜側のパルス変位ローラ１６だけを作動させるようにしても、また両パルス変位ローラ１６を同時に作動させてもよい。
【００３５】
この第１実施例のワイヤソー１０を用いた実験例を述べると、例えばこのパルス状のワイヤ変位によるインゴットＩの有効切断時間ロスが１０％程度に大きく設定された条件下でも、インゴットＩの切断速度は従来法（例えば０．５ｍｍ／分）と比べて、３０％程度向上した。
また、切断されたウェーハの形状精度は大幅に改善された。すなわち、平坦度３μｍ以下、平行度５μｍ以下の直径２００ｍｍのシリコンウェーハを容易に得ることができた。
【００３６】
【００３７】
【００３８】
【発明の効果】
この発明のワイヤソーおよびそのワーク切断方法によれば、ワーク切断時にワイヤのワークとの接触部分をパルス状に変位させて、ワイヤとワークの切断部との隙間に、砥液を流入させるようにしたので、砥液中の遊離砥粒を、常に充分な量だけワークの切断部に供給することができる。これにより、ワーク切断部の砥粒切れ現象が解消され、切断効率を高位安定化でき、かつ高い切断速度、高精度の切断面が確保されて切断後ワークの厚さムラが低減し、原料からのワーク収率の向上や後工程の簡略化、ワイヤの磨耗量や偏磨耗の低減が図れ、しかも断線の減少による長寿命化が実現することができる。
【００３９】
特に、ワイヤ列の各ワイヤをパルス変位手段により一括してパルス変位させるようにしたので、ワークを一度に複数に切断することができるマルチワイヤソーにも、この発明を良好に適用することができる。
【００４０】
また、駆動部によりパルス変位ローラを可動させて、パルス変位突起をワイヤに当てることでパルス変位させるようにしたので、比較的簡単な機構により、かつ安定的な一定のタイミングで、ワイヤのワークとの接触部分をパルス変位できる。この結果、ワイヤソーを小型化でき、かつ設備コストの高騰をも防止できる。
【００４１】
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の第１実施例に係るワイヤソーの斜視図である。
【図２】  同パルス変位手段によるワイヤのパルス変位状況を示す説明図である。
【図３】  同インゴットの切断中の説明図である。
【図４】  （ａ）は図３のａ部分の拡大断面図である。
（ｂ）は図３のｂ部分の拡大断面図である。
【図５】  第１実施例に係るインゴット切断中におけるワイヤのパルス変位を表すグラフ。
【図６】  従来手段に係るワイヤソーを用いたワークの切断作業状態におけるワーク軸線方向の面に沿った断面図である。
【図７】  同ワークの切断作業状態におけるワーク軸線方向に直交する面に沿った断面図である。
【図８】  （ａ）は、図７のａ点付近におけるワイヤ走行方向に垂直な面での断面拡大図である。
（ｂ）は、図７のｂ点付近におけるワイヤ走行方向に垂直な面での断面拡大図である。
【符号の説明】
１０  ワイヤソー、
１１  ワイヤ列、
１１ａ  ワイヤ、
１２  溝ローラ、
１６  パルス変位ローラ、
１６ａ  パルス変位突起、
１７  駆動部、
１８，３０  パルス変位手段、
３１  電磁コイル、
３３  パルス信号発生装置、
Ｉ  インゴット（ワーク）、
ｘ  砥粒（遊離砥粒）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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