(57)【要約】 【課題】ワイヤーや砥粒の消耗、インゴットの浪費を抑え、製造能率の向上及び製造コストの軽減を図る。【解決手段】第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とが第１の水平方向Ｘに離隔された非結合状態と、第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とが近接された結合状態とに第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とがなるように、第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３の少なくとも１つが他の１つに向かってスライドレール４１１に第１の水平方向Ｘ沿いに移動されるように所定の間隔をおいて配置されている。このように半導体インゴットを切断したワイヤー（旧線）と使われていないワイヤー（新線）とを区別して第１の巻きユニット４２又は第２の巻きユニット４３に巻回することができる。【選択図】図８
2018190974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の中央軸をもって延伸された半導体インゴットを該中央軸と直角の方向である第１の水平方向に対して上下に複数のウエハにワイヤーで切断するワイヤーソーに用いられるリール装置であって、
前記第１の水平方向に延伸される少なくとも１本のスライドレールを設けているトランスファーユニットと、
前記第１の水平方向と平行な自身の軸線を中心として回転可能に前記スライドレールに搭載されるように設けられた第１の巻きユニットと、
前記第１の巻きユニットと同軸的に対向すると共に前記軸線を中心として回転可能に前記スライドレールに搭載されるように設けられた第２の巻きユニットと、
前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットとが前記第１の水平方向に離隔された非結合状態と、前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットとが近接された結合状態とに前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットとがなるように、前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットの少なくとも１つが他の１つに向かって前記スライドレールに前記第１の水平方向沿いに移動されるように所定の間隔をおいて配置されていることを特徴とするリール装置。
【請求項２】
前記トランスファーユニットは更に、前記スライドレールに摺動可能に設けられた第１のスライダと第２のスライダとを有し、
前記第１の巻きユニットは、前記第１のスライダに回転可能に設けられ、
前記第２の巻きユニットは、前記第２のスライダに回転可能に設けられ、
前記結合状態では、前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットとが近づくように、前記第１のスライダと前記第２のスライダとが移動され近接していて、
前記非結合状態では、前記第１のスライダと前記第２のスライダとが離隔して離れていることを特徴とする請求項１に記載のリール装置。
【請求項３】
前記トランスファーユニットは更に、前記スライドレールに摺動可能に設けられた第１のスライダと第２のスライダとを有し、
前記第１の巻きユニットは、前記第１の水平方向に延伸されるように形成され、前記第１のスライダに回転可能に設けられた第１の回転部材を有し、
前記第２の巻きユニットは、前記第１の水平方向に延伸されるように形成され、前記第２のスライダに回転可能に設けられた第２の回転部材を有し、
前記結合状態では、前記第１のスライダと前記第２のスライダとが互いに近づくと共に、前記第１の巻きユニットに前記第２の巻きユニットが取り囲まれるように前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットとが嵌合され、
前記非結合状態では、前記第１のスライダと前記第２のスライダとが離隔して離れていることを特徴とする請求項１に記載のリール装置。
【請求項４】
前記第１の巻きユニットは、前記第１の水平方向に延伸され、回転可能に設けられた第１の回転部材と、前記第１の回転部材の端縁から前記第１の水平方向沿いに延伸されるように設けられた少なくとも１つのワイヤーガイドとを有し、
前記第２の巻きユニットは、前記第１の水平方向に延伸され、回転可能に設けられた第２の回転部材を有し、
前記結合状態では、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とが互いに近づき、
前記非結合状態では、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とが離隔して離れていることを特徴とする請求項１に記載のリール装置。
【請求項５】
前記第１の回転部材は、前記第２の回転部材が出入り可能にその一端が開放した開口を有する中空の筒状体であり、
前記第１の回転部材と前記第２の回転部材とは、前記第１の回転部材の前記第２の回転部材側の内周面と前記第２の回転部材の前記第１の回転部材側の外周面とが、前記第２の回転部材が前記開口より前記第１の回転部材に入って前記結合状態になった時に、所定の離隔距離だけ隔てるように設けられ、
前記第１の巻きユニットは更に、前記第１の回転部材の端縁から延伸されるように設けられた少なくとも１つのワイヤーガイドを有することを特徴とする請求項３に記載のリール装置。
【請求項６】
前記第１の回転部材は、前記第２の回転部材が出入りするようにその一端が開放した開口を有する中空の筒状体であり、
前記第１の巻きユニットは更に、前記開口に隣接して前記第１の回転部材に設けられたワイヤー案内部材を有し、
前記ワイヤー案内部材は、前記軸線を取り囲んで設けられた周壁と、前記周壁に所定の角間隔をおいて突き出されて設けられた複数のワイヤーガイドとを有し、
前記周壁は、前記第１の回転部材が接触して連結された第１の側部と、前記ワイヤーガイドが設けられた、前記第１の側部の反対側の第２の側部とを有し、
前記ワイヤーガイドは、前記周壁の前記第２の側部よりも前記軸線に近づいた内側面と、前記内側面の前記軸線を囲む周方向の相反する両端における１端に設けられた案内面と、を有することを特徴とする請求項３に記載のリール装置。
【請求項７】
前記第１の回転部材は、前記第２の回転部材が出入りするようにその一端が開放した開口を有する中空の筒状体であり、
前記第１の巻きユニットは更に、前記開口に隣接して前記第１の回転部材に設けられたワイヤー案内部材を有し、
前記ワイヤー案内部材は、前記軸線を取り囲んで設けられた周壁と、前記周壁に所定の角間隔をおいて突き出されて設けられた複数のワイヤーガイドとを有し、
前記周壁は、前記第１の回転部材が接触して連結された第１の側部と、前記ワイヤーガイドが設けられた、前記第１の側部の反対側の第２の側部とを有し、
前記ワイヤーガイドは、前記周壁の前記第２の側部よりも前記軸線に近づいた内側面と、前記内側面の前記軸線を囲む周方向の相反する両端に互いに対向するように設けられた２つの案内面を有することを特徴とする請求項３に記載のリール装置。
【請求項８】
前記ワイヤーガイドは更に、前記内側面の反対側にあり２つの前記案内面の間を接続して延伸されるように形成される挟持面を有し、
前記案内面は、その前記挟持面に近い内側端とその前記挟持面から離れた外側端とを有し、前記内側端は前記外側端よりも幅広である幅広側端部とされ、前記外側端は前記幅広側端部よりも狭い幅狭側端部とされ、前記案内面は、前記幅広側端部と前記幅狭側端部とにより台形状に形成されていることを特徴とする請求項７に記載のリール装置。
【請求項９】
前記ワイヤー案内部材の前記周壁の前記第２の側部は、前記ワイヤーガイドの隣接した同士の間を繋いだ複数の連結面と、前記連結面から連続して前記ワイヤーガイドに延伸されて連結された延伸面とを有し、
前記延伸面と該延伸面の隣接した前記案内面との間は窪んで前記ワイヤーを導く凹部として形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載のリール装置。
【請求項１０】
ワイヤーが装着され、半導体インゴットをウエハ状に切断するのに適用されるワイヤーソーであって、
上下に延伸される高さ方向に沿って延伸されてなった装置フレームと、
前記装置フレーム内に前記高さ方向に対して水平状に所定の間隔をおいて並ぶように回転可能に設けられた２つのメインローラーを有するローラー装置と、
前記半導体インゴットを装着するように用いられ、前記ローラー装置の上側にあるように前記装置フレームに設けられ、前記半導体インゴットを装着するためのローダーを有し、前記ローダーは前記半導体インゴットを装着した状態で下側の前記ローラー装置に向けて移動されて２つの前記メインローラーの間に位置決められるように設けられた送り装置と、
請求項１〜９のいずれか１項に記載された２つのリール装置とを備え、
各前記リール装置は、前記装置フレームの両側に配置され、
前記第１の水平方向は前記高さ方向に対して直角であり、
２つの前記メインローラーは、前記高さ方向及び前記第１の水平方向と直角の第２の水平方向に沿って並ぶように設けられ、
前記ワイヤーは、前記リール装置の１つ、前記ローラー装置、前記リール装置の他の１つにその順番に巻きまわされて装着され、
２つの前記メインローラーに前記ワイヤーが前記第２の水平方向に走行するように周回されて前記第１の水平方向沿いの間隔をおいて並列される複数の線分からなるワイヤーウェブを形成するよう架設され、
前記ワイヤーウェブは、２つの前記メインローラー間に架設された複数本の平行な前記線分を加工セクションとして有することを特徴とするワイヤーソー。
【請求項１１】
前記装置フレームは、前記高さ方向に沿って延伸されたベース部と、前記ベース部から前記高さ方向の上向きに延伸され、前記ローラー装置が装着される収容スペースが形成された作業部と、前記作業部を取り挟むように前記作業部の前記第２の水平方向の両側にそれぞれ設けられた２つの滑車装着部とを有し、
前記ワイヤーソーは更に、前記ローラー装置の両側において前記滑車装着部にそれぞれ設けられた張力調整装置を備え、前記張力調整装置は、前記ワイヤーの前記リール装置における巻き取り位置を変更するために前記ローラー装置及び対応する前記リール装置の間に回動可能に設けられた滑車機構を有し、
前記滑車機構は、前記高さ方向と平行な直線に沿って往復して前記ワイヤーをロード／アンロードするように調整制御可能に設けられた案内ロールを有し、
前記ワイヤーが前記案内ロールに巻き取られ、且つ前記ワイヤーの外力作用方向が前記案内ロールのワイヤー繰り出し方向と平行するように配置されることを特徴とする請求項１０に記載のワイヤーソー。
【請求項１２】
前記張力調整装置は、対応する前記滑車装着部に設けられた第１の駆動機構と、前記第１の駆動機構によって回転制御されるように前記第１の駆動機構の出力シャフトと連結されたねじシャフトと、前記案内ロールが回転可能に配置されるように前記ねじシャフトが接合螺結された取付枠とを更に設けていることを特徴とする請求項１１に記載のワイヤーソー。
【請求項１３】
前記張力調整装置は更に、対応する前記滑車装着部において設けられた第１の駆動機構と、前記第１の駆動機構によって回転制御されるように前記第１の駆動機構の出力シャフトと連結された第１のテンションローラーと、前記案内ロールが回転可能に取り付けられ、且つ前記滑車装着部に対応して前記直線と平行して往復移動されるように設けられた取付枠と、その一端が前記取付枠と連結され、その他端が前記第１のテンションローラーと連結された第１の繋ぎ部材とを備えていることを特徴とする請求項１１に記載のワイヤーソー。
【請求項１４】
前記張力調整装置は更に、対応する前記滑車装着部において互いに所定の間隔をおいて設けられた第１の駆動機構と第２の駆動機構と、前記第１の駆動機構によって回転制御されるように前記第１の駆動機構の出力シャフトと連結された第１のテンションローラーと、前記第２の駆動機構によって回転制御されるように前記第２の駆動機構の出力シャフトと連結された第２のテンションローラーと、前記案内ロールが回転可能に取り付けられ、且つ前記第１のテンションローラー及び前記第２のテンションローラーの間に前記直線と平行して往復移動されるように設けられた取付枠と、その一端が前記取付枠と連結され、その他端が前記第１のテンションローラーと連結された第１の繋ぎ部材と、その一端が前記取付枠と連結され、その他端が前記第２のテンションローラーと連結された第２の繋ぎ部材と、を備えていることを特徴とする請求項１１に記載のワイヤーソー。
【請求項１５】
前記ローラー装置は更に２つの補助ローラーを有し、
２つの前記補助ローラーは前記送り装置の下側で前記メインローラーの間に配置され、
前記補助ローラーの最下側は前記メインローラーの最上側よりも高くないように配置され、各前記補助ローラーの直径は前記メインローラーの半径よりも小であり、
前記ワイヤーは、前記リール装置における一方、前記ローラー装置における１つのメインローラー、２つの前記補助ローラー、前記ローラー装置における他の１つのメインローラー、前記リール装置における他方の順番で前記リール装置における一方、前記ローラー装置、前記リール装置における他方に巻回され、前記補助ローラーと前記メインローラーとにより前記補助ローラーの間に前記ワイヤーウェブが構成され、
前記ワイヤーウェブは、２つの前記補助ローラー間に架設された複数本の平行な前記線分を加工セクションとして有し、前記第２の水平方向に沿って一方向走行又は往復走行させて前記半導体インゴットを切断する、ことを特徴とする請求項１０に記載のワイヤーソー。
【請求項１６】
半導体インゴットの切断のために使われるワイヤーと、前記ワイヤーが巻回され、前記ワイヤーを前記半導体インゴットの自身の軸心に沿う第１の水平方向に対して横向きに走行させるように回転可能に設けられたローラー装置と、前記半導体インゴットを装着し、装着された前記半導体インゴットを前記ローラー装置に対して上下移動させるように設けられた送り装置と、前記ローラー装置を取り挟むようにその両側に配置された２つの請求項１〜９のいずれか１項に記載のリール装置とを用意し、前記ローラー装置は、前記第１の水平方向と直角の第２の水平方向Ｙに所定の間隔をおいて並ぶように転動可能に設けられた２つのメインローラーを有し、２つの前記リール装置の一方を第１のリール装置と、他方を第２のリール装置と、前記ワイヤーが前記第２のリール装置から前記第１のリール装置へ走行する向きを前方向と、その反対の向きを後方向とそれぞれする、用意作業を行うステップＡと、
前記第１のリール装置における前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニット及び前記第２のリール装置における前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットとがそれぞれ前記非結合状態にされ、前記半導体インゴットの切断に使われる新線である前記ワイヤーが新線ワイヤーとして前記第２のリール装置の前記第２の巻きユニットに掛け回され、前記メインローラーに周回されてワイヤーウェブを形成するよう架設され、前記新線ワイヤーの先端が前記第１のリール装置の前記第２の巻きユニットに固定され、そして、前記第１のリール装置が前記結合状態にされ、前記第２のリール装置から前記半導体インゴットの切断に要する分だけの前記新線ワイヤーが巻き戻されて前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットに巻回され、前記半導体インゴットを装着した前記送り装置が前記ワイヤーウェブの前記第１の水平方向と前記第２の水平方向とに垂直の高さ方向の上に移動される、新線装着作業を行うステップＢと、
前記送り装置が前記ワイヤーウェブに向かって下降し、前記ローラー装置が回転され、前記ワイヤーウェブが前記前方向に動かされ、前記半導体インゴットを切断し、そして、前記ローラー装置の回転によって、使われた前記ワイヤーを旧線として回収する分の長さを旧線回収分長さとして前記ワイヤーを走行させ、前記旧線回収分長さに応じた前記ワイヤーの一部を前記第２のリール装置の前記第２の巻きユニットから巻き戻し、前記第１のリール装置の前記第２の巻きユニットに巻回する、前記前方向の切断を行った旧線の旧線回収作業を行うステップＣと、
前記第１のリール装置が前記結合状態にされ、ワイヤーを回収する予定分の長さである回収予定分長さだけ前記ワイヤーを前記前方向を走行させ、前記回収予定分長さに応じた長さを有する前記ワイヤーの一部を前記第２のリール装置の前記第２の巻きユニットから巻き戻し、前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットに巻回する、前記前方向の切断を行ったワイヤーの回収作業を行うステップＤと、
前記第２のリール装置が前記結合状態にされ、前記ローラー装置が回転され、前記ワイヤーウェブが動かされ、前記半導体インゴットが切断され、前記回収予定分長さに応じて前記ワイヤーを前記前方向に走行させ、前記回収予定分長さに応じた長さを有する前記ワイヤーの一部を前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットから巻き戻して前記第２のリール装置の前記第１の巻きユニットに巻回し、そして、前記ワイヤーの全てが前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットから巻き戻されると、前記第１のリール装置が前記非結合状態にされる、後方向の切断作業を行うステップＥと、
前記ローラー装置が回転され、前記ワイヤーウェブが動かされ、前記半導体インゴットを切断し、前記ローラー装置の回転によって前記ワイヤーを前記旧線回収分長さだけ走行させ、前記旧線回収分長さに応じた前記ワイヤーの一部を前記第２のリール装置の前記第１の巻きユニットから巻き戻して前記第１のリール装置の前記第２の巻きユニットに巻回し、そして、前記第１のリール装置が前記非結合状態から前記結合状態にされると、前記ワイヤーが更に前記前方向に走行して前記第２のリール装置の前記第１の巻きユニットから巻き戻され、前記第２のリール装置が前記結合状態から前記非結合状態にされる、新線補充切断作業を行うステップＦと、
前記送り装置に装着された前記半導体インゴットが下降しながら前記ワイヤーウェブによる複数のウエハ状への切断が完了するように前記ステップＥ〜前記ステップＦを繰り返し行う、切断完了作業を行うステップＧと、
を有することを特徴とする半導体インゴットの切断方法。
【請求項１７】
半導体インゴットの切断のために使われるワイヤーと、前記ワイヤーが巻回され、前記ワイヤーを前記半導体インゴットの自身の軸心に沿う第１の水平方向に対して横向きに走行させるように回転可能に設けられたローラー装置と、前記半導体インゴットを装着し、装着された前記半導体インゴットを前記ローラー装置に対して上下移動させるように設けられた送り装置と、前記ローラー装置を取り挟むようにその両側に配置された２つの請求項１〜９のいずれか１項に記載のリール装置とを用意し、前記ローラー装置は、前記第１の水平方向と直角の第２の水平方向Ｙに所定の間隔をおいて並ぶように転動可能に設けられた２つのメインローラーを有し、２つの前記リール装置の一方を第１のリール装置と、他方を第２のリール装置と、前記ワイヤーが前記第２のリール装置から前記第１のリール装置へ走行する向きを前方向と、その反対の向きを後方向とそれぞれする用意作業を行うステップＡと、
前記第１のリール装置における前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニット及び前記第２のリール装置における前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットとがそれぞれ前記非結合状態にされ、前記半導体インゴットの切断に使われる新線である前記ワイヤーが新線ワイヤーとして前記第２のリール装置の前記第２の巻きユニットに掛け回され、前記メインローラーに周回されてワイヤーウェブを形成するよう架設され、前記新線ワイヤーの先端が前記第１のリール装置の前記第２の巻きユニットに固定され、そして、前記第１のリール装置が前記結合状態にされ、前記第２のリール装置から前記半導体インゴットの切断に要する分だけの前記新線ワイヤーが巻き戻されて前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットに巻回され、前記半導体インゴットを装着した前記送り装置が前記ワイヤーウェブの前記第１の水平方向と前記第２の水平方向とに垂直の高さ方向の上に移動される、新線装着作業を行うステップＢと、
前記第２のリール装置が前記結合状態にされ、前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットから前記半導体インゴットを切断する分だけの前記新線ワイヤーが巻き戻されて前記第２のリール装置の前記第１の巻きユニットに巻回される、新線巻回作業を行うステップＣと、
前記半導体インゴットを装着した前記送り装置が前記ワイヤーウェブに向かって下降しながら、前記ローラー装置が回転され、前記ワイヤーウェブを前記前方向又は／及び前記後方向に走行させ、前記半導体インゴットを複数のウエハに切断し、そして、前記新線ワイヤーが前記第２のリール装置から繰り出されて前記半導体インゴットの切断を経た前記ワイヤーが旧線ワイヤーとして少しずつ前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットに巻回されるように前記後方向に走行される前記ワイヤーの量よりも前記前方向に走行される前記ワイヤーの量を多くする、切断作業を行うステップＤと、
を有することを特徴とする半導体インゴットの切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤーの巻き出し・巻き取りに用いられるリール装置、該リール装置を用いたワイヤーソー、及び半導体インゴットの切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体インゴット切断作業では、加工ペーストが覆われた金属ワイヤーを使って半導体インゴットを所定サイズの複数枚のウエハに切断することが従来から行なわれている。加工ペーストは、複数の砥粒を水性又は油性の加工液に混ぜて使われるものである。環境を保護する意識の向上、またウエハ製造能率の向上のために、例えばダイヤモンド等の硬度が高い砥粒がワイヤーの表面に固定された固定砥粒方式で切断する方法が用いられつつある。
【０００３】
固定砥粒切断方法を用いる際、ワイヤーソーのローラー装置における並列された２本のメインローロー、及び、メインローラーの両側に配置された第１のリールローラー、第２のリールローラーにワイヤーが巻回され、２本のメインローラーに周回されたワイヤーにより２本のメインローラーの間にワイヤーウェブが形成されて架設される。ワイヤーウェブは加工エリアを形成し、各ローラーを回転しながら半導体インゴットをワイヤーウェブに向かって下降させ、一方向走行又は往復走行させるワイヤーウェブによって半導体インゴットを多数枚同時に切断することが可能である。第１のリールローラーから繰り出されて切断を行ったワイヤーが第２のリールローラーに巻回されて回収される。
【０００４】
ワイヤーを用いて切断する際、ワイヤーを第１のリールローラーから第２のリールローラーへの一方向に走行させ、未使用のワイヤー（以下、新線と言う）を中断することなく供給することによってインゴットを切断すると手間を掛けなくて済むが、ワイヤーの消耗が大きく、製造コストが上がる問題点がある。また、第２のリールローラーから第１のリールローラーへの走行量が第１のリールローラーから第２のリールローラーへの走行量よりも少ないように第１のリールローラー及び第２のリールローラーの間にワイヤーを往復走行させながら、使われたワイヤー（以下、旧線と言う）を少しずつ第２のリールローラーへ巻回するようにインゴットを切断する方法も使われている。この旧線を少しずつ回収する方法では、ワイヤーの消耗量を抑制することができるが、ワイヤーが第１のリールローラーと第２のリールローラーとに重ねて巻回されるため、重なったワイヤー同士が接触して砥粒の研磨力及びウエハの切断能率が低減され、ウエハの品質が落ち、また、ワイヤー本体も損傷・切断する問題点もある。
【０００５】
その一方、旧線が回収されて巻回されたリールローラー及び新線が巻回されたリールローラーを取替えたり装着したりする手間を省くためのローラー装置が使われている（例えば特許文献１参照）。このローラー装置では、隣接した第１のメインエリアと第１のサブエリアを有する第１のリールローラーと、隣接した第２のメインエリアと第２のサブエリアを有する第２のリールローラーとを有し、旧線と新線とを区別して第１のメインエリアと第１のサブエリアと第２のメインエリアと第２のサブエリアとに巻回させることによって、重なったワイヤー同士が接触して砥粒の研磨力が落とされ、固定砥粒が消耗する問題点を解消することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】台湾特許出願公開第２０１５０１８４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来のワイヤーソーは、それにより半導体インゴットを切断して得られるウエハの品質において、なおも改善すべきところがある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、ウエハ製品の品質の向上を図るリール装置、ワイヤーソー、及び半導体インゴットの切断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】
【０００９】
上記目的を解決するために、１の観点によれば、本発明は、
自身の中央軸をもって延伸された半導体インゴットを該中央軸と直角の方向である第１の水平方向に対して上下に複数のウエハにワイヤーで切断するワイヤーソーに用いられるリール装置であって、
前記第１の水平方向に延伸される少なくとも１本のスライドレールを設けているトランスファーユニットと、
前記第１の水平方向と平行な自身の軸線を中心として回転可能に前記スライドレールに搭載されるように設けられた第１の巻きユニットと、
前記第１の巻きユニットと同軸的に対向すると共に前記軸線を中心として回転可能に前記スライドレールに搭載されるように設けられた第２の巻きユニットと、
前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットとが前記第１の水平方向に離隔された非結合状態と、前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットとが近接された結合状態とに前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットとがなるように、前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットの少なくとも１つが他の１つに向かって前記スライドレールに前記第１の水平方向沿いに移動されるように所定の間隔をおいて配置されていることを特徴とするリール装置を提供する。
【００１０】
更に他の観点によれば、本発明は、
１本のワイヤーが装着され、半導体インゴットをウエハ状に切断するのに適用されるワイヤーソーであって、
上下に延伸される高さ方向に沿って延伸されてなった装置フレームと、
前記装置フレーム内に前記高さ方向に対して水平状に所定の間隔をおいて並ぶように回転可能に設けられた２つのメインローラーを有するローラー装置と、
前記半導体インゴットを装着するように用いられ、前記ローラー装置の上側にあるように前記装置フレームに設けられ、前記半導体インゴットを装着するためのローダーを有し、前記ローダーは前記半導体インゴットを装着した状態で下側の前記ローラー装置に向けて移動されて２つの前記メインローラーの間に位置決められるように設けられた送り装置と、
本発明に係るリール装置とを備え、
前記リール装置は、前記装置フレームの両側に配置され、
前記第１の水平方向は前記高さ方向に対して直角であり、
２つの前記メインローラーは、前記高さ方向及び前記第１の水平方向と直角の第２の水平方向に沿って並ぶように設けられ、
前記ワイヤーは、前記リール装置の１つ、前記ローラー装置、前記リール装置の他の１つにその順番に巻きまわされて装着され、
２つの前記メインローラーに前記ワイヤーが前記第２の水平方向に走行するように周回されて前記第１の水平方向沿いの間隔をおいて並列される複数の線分からなるワイヤーウェブを形成するよう架設され、
前記ワイヤーウェブは、２つの前記メインローラー間に架設された複数本の平行な前記線分を加工セクションとして有し、前記第２の水平方向に沿って一方向走行又は往復走行させて前記半導体インゴットを切断する、ことを特徴とするワイヤーソーをも提供する。
【００１１】
更に他の観点によれば、本発明は、
半導体インゴットの切断のために使われるワイヤーと、前記ワイヤーが巻回され、前記ワイヤーを前記半導体インゴットの自身の軸心に沿う第１の水平方向に対して横向きに走行させるように回転可能に設けられたローラー装置と、前記半導体インゴットを装着し、装着された前記半導体インゴットを前記ローラー装置に対して上下移動させるように設けられた送り装置と、前記ローラー装置を取り挟むようにその両側に配置された２つの本発明に係るリール装置とを用意し、前記ローラー装置は、前記第１の水平方向と直角の第２の水平方向Ｙに所定の間隔をおいて並ぶように転動可能に設けられた２つのメインローラーを有し、２つの前記リール装置の一方を第１のリール装置と、他方を第２のリール装置と、前記ワイヤーが前記第２のリール装置から前記第１のリール装置へ走行する向きを前方向と、その反対の向きを後方向とそれぞれする用意作業を行うステップＡと、
前記第１のリール装置における前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニット及び前記第２のリール装置における前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットとがそれぞれ前記非結合状態にされ、前記半導体インゴットの切断に使われる新線である前記ワイヤーが新線ワイヤーとして前記第２のリール装置の前記第２の巻きユニットに掛け回され、前記メインローラーに周回されてワイヤーウェブを形成するよう架設され、前記新線ワイヤーの先端が前記第１のリール装置の前記第２の巻きユニットに固定され、そして、前記第１のリール装置が前記結合状態にされ、前記第２のリール装置から前記半導体インゴットの切断に要する分だけの前記新線ワイヤーが巻き戻されて前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットに巻回され、前記半導体インゴットを装着した前記送り装置が前記ワイヤーウェブの前記第１の水平方向と前記第２の水平方向とに垂直の高さ方向の上に移動される、新線装着作業を行うステップＢと、
前記送り装置が前記ワイヤーウェブに向かって下降し、前記ローラー装置が回転され、前記ワイヤーウェブが前記前方向に動かされ、前記半導体インゴットを切断し、そして、前記ローラー装置の回転によって、使われた前記ワイヤーを旧線として回収する分の長さを旧線回収分長さとして前記ワイヤーを走行させ、前記旧線回収分長さに応じた前記ワイヤーの一部を前記第２のリール装置の前記第２の巻きユニットから巻き戻し、前記第１のリール装置の前記第２の巻きユニットに巻回する、前記前方向の切断を行った旧線の旧線回収作業を行うステップＣと、
前記第１のリール装置が前記結合状態にされ、ワイヤーを回収する予定分の長さである回収予定分長さだけ前記ワイヤーを前記前方向を走行させ、前記回収予定分長さに応じた長さを有する前記ワイヤーの一部を前記第２のリール装置の前記第２の巻きユニットから巻き戻し、前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットに巻回する前記前方向の切断を行ったワイヤーの回収作業を行うステップＤと、
前記第２のリール装置が前記結合状態にされ、前記ローラー装置が回転され、前記ワイヤーウェブが動かされ、前記半導体インゴットが切断され、前記回収予定分長さに応じて前記ワイヤーを前記前方向に走行させ、前記回収予定分長さに応じた長さを有する前記ワイヤーの一部を前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットから巻き戻して前記第２のリール装置の前記第１の巻きユニットに巻回し、そして、前記ワイヤーの全てが前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットから巻き戻されると、前記第１のリール装置が前記非結合状態にされ、後方向の切断作業を行うステップＥと、
前記ローラー装置が回転され、前記ワイヤーウェブが動かされ、前記半導体インゴットを切断し、前記ローラー装置の回転によって前記ワイヤーを前記旧線回収分長さだけ走行させ、前記旧線回収分長さに応じた前記ワイヤーの一部を前記第２のリール装置の前記第１の巻きユニットから巻き戻して前記第１のリール装置の前記第２の巻きユニットに巻回し、そして、前記第１のリール装置が前記非結合状態から前記結合状態にされると、前記ワイヤーが更に前記前方向に走行して前記第２のリール装置の前記第１の巻きユニットから巻き戻され、前記第２のリール装置が前記結合状態から前記非結合状態にされる、新線補充切断作業を行うステップＦと、
前記送り装置に装着された前記半導体インゴットが下降しながら前記ワイヤーウェブによる複数のウエハ状への切断が完了するように前記ステップＥ〜前記ステップＦを繰り返し行う切断完了作業を行うステップＧと、
を有することを特徴とする半導体インゴットの切断方法を提供する。
【００１２】
また、本発明は、
半導体インゴットの切断のために使われるワイヤーと、前記ワイヤーが巻回され、前記ワイヤーを前記半導体インゴットの自身の軸心に沿う第１の水平方向に対して横向きに走行させるように回転可能に設けられたローラー装置と、前記半導体インゴットを装着し、装着された前記半導体インゴットを前記ローラー装置に対して上下移動させるように設けられた送り装置と、前記ローラー装置を取り挟むようにその両側に配置された２つの本発明に係るリール装置とを用意し、前記ローラー装置は、前記第１の水平方向と直角の第２の水平方向Ｙに所定の間隔をおいて並ぶように転動可能に設けられた２つのメインローラーを有し、２つの前記リール装置の一方を第１のリール装置と、他方を第２のリール装置と、前記ワイヤーが前記第２のリール装置から前記第１のリール装置へ走行する向きを前方向と、その反対の向きを後方向とそれぞれする用意作業を行うステップＡと、
前記第１のリール装置における前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニット及び前記第２のリール装置における前記第１の巻きユニットと前記第２の巻きユニットとがそれぞれ前記非結合状態にされ、前記半導体インゴットの切断に使われる新線である前記ワイヤーが新線ワイヤーとして前記第２のリール装置の前記第２の巻きユニットに掛け回され、前記メインローラーに周回されてワイヤーウェブを形成するよう架設され、前記新線ワイヤーの先端が前記第１のリール装置の前記第２の巻きユニットに固定され、そして、前記第１のリール装置が前記結合状態にされ、前記第２のリール装置から前記半導体インゴットの切断に要する分だけの前記新線ワイヤーが巻き戻されて前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットに巻回され、前記半導体インゴットを装着した前記送り装置が前記ワイヤーウェブの前記第１の水平方向と前記第２の水平方向とに垂直の高さ方向の上に移動される、新線装着作業を行うステップＢと、
前記第２のリール装置が結合状態にされ、前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットから前記半導体インゴットを切断する分だけの前記新線ワイヤーが巻き戻されて前記第２のリール装置の前記第１の巻きユニットに巻回される新線巻回作業を行うステップＣと、
前記半導体インゴットを装着した前記送り装置が前記ワイヤーウェブに向かって下降しながら、前記ローラー装置が回転され、前記ワイヤーウェブを前記前方向又は／及び前記後方向に走行させ、前記半導体インゴットを複数のウエハに切断し、そして、前記新線ワイヤーが前記第２のリール装置から繰り出されて前記半導体インゴットの切断を経た前記ワイヤーが旧線ワイヤーとして少しずつ前記第１のリール装置の前記第１の巻きユニットに巻回されるように前記後方向に走行される前記ワイヤーの量よりも前記前方向に走行される前記ワイヤーの量を多くする、切断作業を行うステップＤと、
を有することを特徴とする半導体インゴットの切断方法をも提供する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、ウエハ製品品質の向上を図ることができる。
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照する以下の実施形態の詳細な説明において明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るワイヤーソーの１例を概略的に示す斜視図である。
【図２】図１の正面図である。
【図３】ワイヤーソーにおけるローラー装置を概略的に示す斜視図である。
【図４】ワイヤーソーにワイヤーが巻回された状態を概略的に示す図である。
【図５】補助ローラーを更に設けた他の形態を示す図である。
【図６】図１の一部を拡大して示す斜視図である。
【図７】ワイヤーソーにおけるリール装置を概略的に示す斜視図である。
【図８】リール装置の他の角度から見た斜視図である。
【図９】第１の巻きユニットの斜視図である。
【図１０】第１の巻きユニットの一部を拡大して示す斜視図である。
【図１１】リール装置において非結合状態を示す側面図である。
【図１２】リール装置において結合状態を示す側面図である。
【図１３】第１の巻きユニットと第２の巻きユニットの構成の１例を示す縦断面図である。
【図１４】第１の巻きユニットと第２の巻きユニットの構成の他例を示す縦断面図である。
【図１５】リール装置と張力調整装置とを示す斜視図である。
【図１６】第１の巻きユニットの他例を示す斜視図である。
【図１７】張力調整装置を示す側面図である。
【図１８】張力調整装置における案内ロールの高さ方向の移動を説明する図である。
【図１９】張力調整装置の構成を示す斜視図である。
【図２０】図１９の正面図である。
【図２１】張力調整装置において用いられる動力装置の他例を示す図である。
【図２２】図２１の正面図である。
【図２３】本発明に係る半導体インゴットの切断方法の第１の実施例を示すフローチャートである。
【図２４】用意作業に用いられるワイヤーソーを示す斜視図である。
【図２５】半導体インゴットの切断方法における新線装着作業において、第１のリール装置と第２のリール装置とが非結合状態にあることを概略的に示す図である。
【図２６】半導体インゴットの切断方法における新線装着作業において、第１のリール装置が結合状態、第２のリール装置が非結合状態にそれぞれあることを概略的に示す図である。
【図２７】半導体インゴットの切断方法における新線巻回作業において、第１のリール装置と第２のリール装置とが結合状態にあることを概略的に示す図である。
【図２８】第１の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における切断作業を概略的に示す図である。
【図２９】第１の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における出し作業を概略的に示す図である。
【図３０】第１の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における旧線回収作業において、第１のリール装置が非結合状態、第２のリール装置が結合状態にそれぞれあることを概略的に示す図である。
【図３１】第１の実施例に係る半導体インゴットの切断方法におけるワイヤー補充作業において、第２のリール装置に新線ワイヤーが巻回されていない状態を説明し、第１のリール装置が結合状態、第２のリール装置が非結合状態にそれぞれあることを概略的に示す図である。
【図３２】第１の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における他のワイヤー補充作業において、第２のリール装置に新線ワイヤーが巻回されている状態を説明し、第１のリール装置と第２のリール装置とが結合状態にあることを概略的に示す図である。
【図３３】第１の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における新線の後戻り巻回作業において、第１のリール装置と第２のリール装置とが結合状態にあることを概略的に示す図である。
【図３４】本発明に係る半導体インゴットの切断方法の第２の実施例を示すフローチャートである。
【図３５】第２の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における前方向の切断を行ったワイヤーの旧線回収作業において、第１のリール装置と第２のリール装置とが非結合状態にあることを概略的に示す図である。
【図３６】第２の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における前方向の切断を行ったワイヤーの回収作業において、第１のリール装置が結合状態、第２のリール装置が非結合状態にあることを概略的に示す図である。
【図３７】第２の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における後方向の切断作業において、第１のリール装置と第２のリール装置とが結合状態にあることを概略的に示す図である。
【図３８】第２の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における後方向の切断作業において、第１のリール装置が非結合状態、第２のリール装置が結合状態にそれぞれあることを概略的に示す図である。
【図３９】第２の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における新線補充切断作業において、第１のリール装置が非結合状態、第２のリール装置が結合状態にそれぞれあることを概略的に示す図である。
【図４０】第２の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における新線補充切断作業において、第１のリール装置と第２のリール装置とが結合状態にあることを概略的に示す図である。
【図４１】第２の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における新線補充切断作業において、第１のリール装置が結合状態、第２のリール装置が非結合状態にそれぞれあることを概略的に示す図である。
【図４２】第２の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における出し作業において、第１のリール装置が結合状態、第２のリール装置が非結合状態にそれぞれあることを概略的に示す図である。
【図４３】第２の実施例に係る半導体インゴットの切断方法における出し作業において、第１のリール装置と第２のリール装置とが非結合状態にあることを概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係る方法及び装置についていくつかの実施例を挙げて図面を参照して説明する。なお、同一構成及び機能を有する構成要素については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００１６】
（第１の実施例）
図１〜図４は、本発明に係るワイヤーソー１００の一例の構成を示している。ワイヤーソー１００は、装着された１本のワイヤー９１によって、例えば自身の中央軸をもって延伸された半導体インゴット９２を該中央軸と直角の方向である第１の水平方向Ｘに上下に複数切断してウエハに切断する（ウエハとして切り出す）のに適用され、装置フレーム１内にローラー装置２と、ローラー装置２の上側に配置された送り装置３と、ローラー装置２を取り挟むように設けられた２つのリール装置４と、リール装置４のいずれか１つに対応して設けられた張力調整装置５とを備えている。半導体インゴット９２を切断する際、ワイヤー９１をリール装置４の一方、ローラー装置２、張力調整装置５、リール装置４の他方にその順番に巻きまわして装着する。なお、ワイヤーソー１００の説明のために直交座標系を使用し、上下に延伸される高さ方向をＺ、高さ方向Ｚと直角に延伸される第１の水平方向、第２の水平方向をそれぞれＸ、Ｙとする。
【００１７】
図１、図２、図６に示されたように、装置フレーム１は、高さ方向Ｚに沿って延伸されてなったベース部１１と、ベース部１１から高さ方向Ｚの上向きに延伸され、ローラー装置２が装着される収容スペースを形成する作業部１２と、作業部１２を取り挟むように作業部１２の第２の水平方向Ｙの両側にそれぞれ設けられた滑車装着部１３とを有する。
【００１８】
ローラー装置２は、装置フレーム１の作業部１２内に第２の水平方向Ｙに所定の間隔をおいて並ぶように回転可能に設けられた２つのメインローラー２１、２１を有する。メインローラー２１、２１は、それぞれ第１の水平方向Ｘに平行して延伸される回転軸を有し、図３に示すように、それぞれの外周面には多数の環状溝が第１の水平方向Ｘ沿いに一定ピッチで形成され、それぞれの環状溝に切断用のワイヤー９１が第２の水平方向Ｙに走行するように周回されて第１の水平方向Ｘ沿いの間隔をおいて並列される複数の線分からなるワイヤーウェブ９１１を形成するよう架設される。
【００１９】
ワイヤーウェブ９１１は、２つのメインローラー２１、２１間に架設された複数本の平行な線分を加工セクションとして有し、第２の水平方向Ｙに沿って一方向走行又は往復走行して半導体インゴット９２を多数枚のウエハに同時に切断するようになっている。
【００２０】
送り装置３は、図１、図２及び図４に示すように、半導体インゴット９２を装着するように用いられ、ローラー装置２の上側にあるように装置フレーム１に設けられ、図示のように、半導体インゴット９２を装着するためのローダー３１を有し、ローダー３１は、半導体インゴット９２を装着した状態でその下側のローラー装置２に向けて移動されると２つのメインローラー２１、２１の間に位置決められるように設けられている。送り装置３はまた、ワイヤーウェブ９１１の加工セッション及びメインローラー２１、２１の下方に設けられた受け槽３２とを有する。受け槽３２は、インゴット９２の切断時に発生する切り屑やワイヤー９１から落ちた砥粒を受けるために用いられる。
【００２１】
リール装置４は、ワイヤー９１の繰り出し・巻き取りに用いられ、通常１対有し、ローラー装置２を取り挟むように装置フレーム１の両側に配置されている。ワイヤー９１は、図４に示すように、リール装置４の中の一方から繰り出され、ローラー装置２を周回してリール装置４の中の他方に巻き取られる。
【００２２】
図５に示すように、他の形態としてローラー装置２は更に２つの補助ローラー２２、２２を有する。２つの補助ローラー２２、２２は送り装置３の下側でメインローラー２１、２１の間に配置されている。なお、補助ローラー２２の最下側はメインローラー２１の最上側よりも高くないように配置されている。各補助ローラー２２の直径はメインローラー２１の半径よりも小である。ワイヤー９１は、リール装置４における一方、ローラー装置２における１つのメインローラー２１、２つの補助ローラー２２、２２、ローラー装置２における他の１つのメインローラー２１、リール装置４における他方の順番でリール装置４における一方、ローラー装置２、リール装置４における他方に巻回され、補助ローラー２２とメインローラー２１とにより補助ローラー２２、２２の間にワイヤーウェブ９１１が構成されている。ワイヤーウェブ９１１は、２つの補助ローラー２２、２２間に架設された複数本の平行な前記線分を加工セクションとして有し、第２の水平方向Ｙに沿って一方向走行又は往復走行させて半導体インゴット９２を多数枚同時に切断するようになっている。
【００２３】
補助ローラー２２がメインローラー２１の間に設けられ、メインローラー２１とによりワイヤーウェブ９１１が構成されていることによって、半導体インゴット９２を切断する際のワイヤーウェブ９１１の張りを増すことができ、より安定して半導体インゴット９２を切断することができる。また、補助ローラー２２の配置によって、半導体インゴット９２の切断安定性を増すことができるので、より細いワイヤー９１（その線径が例えば４０〜６０μｍである）を使うことができ、従ってワイヤーウェブ９１１におけるワイヤー９１の間隔をより狭くすることでき、ウェハの量産化に繋がる。また、補助ローラー２２は、中空であるとよい。
【００２４】
図６〜図８に示すように、各リール装置４は、トランスファーユニット４１と、第１の巻きユニット４２と、第２の巻きユニット４３と、駆動ユニット４４とを備えている。
【００２５】
トランスファーユニット４１は、互いに第２の水平方向Ｙの所定の間隔をおいて並列されるようにそれぞれ第１の水平方向Ｘ沿いに延伸される２本の棒体であるスライドレール４１１、４１１と、スライドレール４１１、４１１に摺動可能に設けられた第１のスライダ４１２と第２のスライダ４１３とを有する。第１のスライダ４１２と第２のスライダ４１３はそれぞれスライドレール４１１、４１１に対応して１対のスライド凹部が設けられているが、場合によってはスライドレール４１１が１本だけ設けられた場合、スライド凹部が１つだけ設けられてもよい。
【００２６】
第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とは、転動可能に第１のスライダ４１２と第２のスライダ４１３とに対応してスライドレール４１１に搭載されるように設けられている。
【００２７】
第１の巻きユニット４２は、第１の水平方向Ｘと平行な自身の軸線Ｌ１を中心として回転可能に第１のスライダ４１２に設けられ、図６、図８、図９に示すように、第１の水平方向Ｘに延伸される円筒形状に形成され、第１のスライダ４１２に回転可能に設けられた第１の回転部材４２１と、後述する第１の回転部材４２１の開口４２２に隣接して第１の回転部材４２１に着脱可能に設けられたワイヤー案内部材６とを有する。
【００２８】
第１の回転部材４２１は、その一端が開放した開口４２２を有する中空の筒状体である。ワイヤー案内部材６は、第１の回転部材４２１の開口４２２側に配置され、自身の軸線Ｌ１を取り囲んで設けられた周壁６１と、周壁６１に所定の角間隔をおいて突き出されて設けられた複数のワイヤーガイド６２とを有する。
【００２９】
ワイヤー案内部材６の周壁６１は、図９と図１０に示すように、外側の第１の側部６１１と、内側の第２の側部６１２とを有する。第１の回転部材４２１が第１の側部６１１に接触して連結され、複数のワイヤーガイド６２が第２の側部６１２に設けられている。第２の側部６１２は、複数のワイヤーガイド６２の隣接した同士の間を繋いだ複数の連結面６１３と、複数の連結面６１３から連続してワイヤーガイド６２に延伸されて連結された延伸面６１４とを有する。
【００３０】
各ワイヤーガイド６２は、周壁６１の第２の側部６１２よりも軸線Ｌ１に近づいた内側の内側面６２１と、内側面６２１の軸線Ｌ１を囲む周方向の相反する両端に設けられた２つの案内面６２２と、内側面６２１と反対側にあり２つの案内面６２２の間を接続して延伸されるように形成される挟持面６２３とを有する。各案内面６２２は、その挟持面６２３に近い内側端とその挟持面６２３から遠い外側端とを有し、該内側端は該外側端よりも幅広くなり、幅広の内側端を幅広側端部６２４とし、幅狭の外側端を幅広側端部６２４よりも狭い幅狭側端部６２５とする。幅広側端部６２４と幅狭側端部６２５とにより案内面６２２が台形状に形成され、また、幅広側端部６２４から幅狭側端部６２５に向かって上向きに傾斜するように形成されている。また、周壁６１の延伸面６１４と該延伸面６１４の隣接した案内面６２２との間は窪んでワイヤー９１を導く凹部６２６として形成されている。２つの案内面６２２は挟持面６２３を挟んで対面するように向斜している。
【００３１】
この例では、挟持面６２３を挟んで対面するように向斜する２つの案内面６２２を有するが、他例としては、内側面６２１の軸線Ｌ１を囲む周方向の相反する両端における１端に案内面６２２が１つ設けられてもよい。
【００３２】
各リール装置４の第２の巻きユニット４３は、第１の水平方向Ｘに沿って延伸されるように第１の巻きユニット４２と同軸のように軸線Ｌ１をもって回転可能にトランスファー４１に載置されている。図７、図８、図１１に示すように、第２の巻きユニット４３は、第１の回転部材４２１の内径よりも小さい円筒形状に形成され第１の回転部材４２１内に開口４２２から入れて第１の回転部材４２１と重ね合わせるように設けられた第２の回転部材４３１を有する。第２の回転部材４３１は、第１の水平方向Ｘに延伸されるように形成され、第２のスライダ４１３に回転可能に設けられている。
【００３３】
図１１〜図１３に示すように、第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３の少なくとも一方が、対応するスライドレール４１１、４１１に対して第１の水平方向Ｘ沿いに移動される。具体的には、第１のスライダ４１２と第２のスライダ４１３に第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３が載置されているので、第１のスライダ４１２と第２のスライダ４１３とが互いに離れたり近づいたり移動されることにより、第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とが第１の水平方向Ｘに離隔した非結合状態（図１１）、または、第１の巻きユニット４２に第２の巻きユニット４３が取り囲まれるように第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とが嵌合された結合状態（図１２）になる。
【００３４】
図１２、図１３に示すように、第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３が結合状態になった時、第１の回転部材４２１の第２の回転部材４３１側の内周面４２３と第２の回転部材４３１の第１の回転部材４２１側の外周面とは所定の離隔距離Ｄだけ隔てるようになっている（図１３参照）。第１の巻きユニット４２の第１の回転部材４２１と第２の巻きユニット４３の第２の回転部材４３１とが同期的に回転されながら互いに近づいて第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とが結合状態になった時、図１３に示すように、ワイヤーガイド６２によってワイヤー９１を第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３との間（第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とが重なった箇所）に掛け下ろすように案内することができる。これによって、リール装置４にワイヤー９１が巻回される時断線することを防止することができる。
【００３５】
第１の回転部材４２１と第２の回転部材４３１は、この例では少なくともそれぞれの重ね合わせた部分が中空状になっているが、これに制限されず、実円柱体であってもよい。図１４のように、第１の回転部材４２１と第２の回転部材４３１が近づいた時、ワイヤー９１が第２の回転部材４３１から掛け渡されて第１の回転部材４２１に巻回されるが、ワイヤー９１を第１の回転部材４２１よりも径小の第２の回転部材４３１の外周面４３２に複数巻きだけ優先的に巻き付けている。ワイヤー９１が第２の回転部材４３１に多く巻き回されていることによって、第２の回転部材４３１の第１の回転部材４２１寄りの外周面４３２から第１の回転部材４２１に掛け渡されることができる。これによって、ワイヤー９１が第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３との間（この場合は第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とが近づいた箇所）に掛け降ろされた時に断線が発生することを防止することができる。
【００３６】
なお、ワイヤー９１が第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３との間に掛け降ろされればよいので、ここでいう結合状態は第１の巻きユニット４２に第２の巻きユニット４３が入って重ね合わされた状態と、第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とが互いに近接して近づいた状態を含む。
【００３７】
なお、図１５に示すように、第２の巻きユニット４３を第１の水平方向Ｘ沿いに摺動しないようにした上、後記の滑車機構５１における第２の巻きユニット４３寄りのアイドラロール５１１を第１の水平方向Ｘ沿いに往復移動させる構成としてもよい。この構成においても、第１の巻きユニット４２はスライドレール４１１、４１１に対して第１の水平方向Ｘにて第２の巻きユニット４３に向かって移動されることができ、従って、ワイヤー９１を第１の巻きユニット４２及び第２の巻きユニット４３の間に掛け渡させて巻回することができる。
【００３８】
図１６に示すように、各リール装置４の第１の巻きユニット４２では、第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３との間に掛け下ろすワイヤー９１の断線を防止するために、複数のワイヤーガイド６２が設けられているが、ワイヤー９１を第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３との間に掛け下ろすように案内することが可能であれば、ワイヤーガイド６２が一つだけ設けられてもよい。なお、ワイヤーガイド６２は、第１の回転部材４２１の端縁から突き出て第１の水平方向Ｘに延伸されてるように設けられるねじを用いてもよく、上記の例に制限されない。
【００３９】
図７と図８に示すように、各リール装置４における駆動ユニット４４は、第１の巻きユニット４２を回転駆動するための第１のモータ４４１と、第２の巻きユニット４３を回転駆動するための第２のモータ４４２と、第２のスライダ４１３に対して第１のスライダ４１２が近づくように移動駆動するための第３のモータ４４３と、第１のスライダ４１２に対して第２のスライダ４１３が近づくように移動駆動するための第４のモータ４４４とを備えている。
【００４０】
張力調整装置５は、ローラー装置２の両側において滑車装着部１３にそれぞれ設けられている。具体的には、図１、図２、図４に示すように、張力調整装置５は、ローラー装置２及び対応するリール装置４の間に回動可能に設けられた滑車機構５１を有する。滑車機構５１は、ワイヤー９１の走行方向の配置（即ちワイヤー９１の第１の巻きユニット４２又は第２の巻きユニット４３における巻き取り位置）を調整する複数のアイドラロール５１１を設けている。
【００４１】
図２、図４、図１７に示されているように、滑車機構５１の複数のアイドラロール５１１は、多くは自身の軸心をもって回転することによってワイヤー９１の走行方向を変更するために用いられるが、高さ方向と平行な直線Ｌ２に沿って往復してワイヤー９１をロード／アンロードするように調整制御可能に設けられた案内ロール５１２をも含む。
【００４２】
張力調整装置５は、この例では、対応する滑車装着部１３に設けられた例えばモータを用いる第１の駆動機構５２と、第１の駆動機構５２によって回転制御されるように第１の駆動機構５２の出力シャフト５２１と連結されたねじシャフト５３と、案内ロール５１２が回転可能に配置されるようにねじシャフト５３が接合螺結された取付枠５４とを更に設けている。ねじシャフト５３は、図１７に示すように、ねじシャフト５３の自身の中央軸の延伸方向（図１７、⇔）が案内ロール５１２によるワイヤー９１の繰り出し方向（以下、ワイヤー繰り出し方向という）（図１７）と平行に設けられている。
【００４３】
なお、第１の駆動機構５２、ねじシャフト５３、取付枠５４は図１７に示すように滑車装着部１３に固定されているが、第１の駆動機構５２、ねじシャフト５３、取付枠５４の滑車装着部１３への設置は上記に制限されず、適宜に変更することができる。
【００４４】
図４と図１７に示すように、案内ロール５１２のワイヤー繰り出し方向は第２の水平方向Ｙに平行するが、これに制限されず、ワイヤー９１の外力作用方向が案内ロール５１２のワイヤー繰り出し方向と平行するのであれば、案内ロール５１２が高さ方向Ｚに平行する直線Ｌ２に沿って往復走行するように調整制御されることができる（図１８）。また、ローラー装置２及び対応するリール装置４におけるアイドラロール５１１の数がワイヤー９１の走行方向に応じて一つだけでもよい。
【００４５】
第１のモータ４４１、第２のモータ４４２及び第１の駆動機構５２はサーボモータ（Servomotor）を用いることが好ましい。第１の駆動機構５２は、例えば案内ロール５１２の位置情報を示す位置信号を生成するように案内ロール５１２に設けられたセンサー（図示せず）から出力された該案内ロール５１２の位置信号を受信し、該位置信号に関連する補償信号を生成して、第１のモータ４４１と第２のモータ４４２のいずれか１つに出力する。このようにワイヤー９１の張力を所定の予め定められた値に保持することができる。
【００４６】
例えば、図１７に示すように、第１の駆動機構５２から定格トルク値を出力して、対応する第１の駆動機構５２からの案内ロール５１２に掛かった駆動力をＦＭとした時、ＦＭが実質上ワイヤー９１の張力Ｔ１の２倍になった場合、案内ロール５１２が所定の予め定められた所に位置決められる。案内ロール５１が第２の水平方向Ｙにおいて位置決められた所から移動されてずれると、案内ロール５１に設けられたセンサーによって検出された該案内ロール５１２の位置信号を第１の駆動機構５２が受信して、該ずれた位置の位置信号に関連する補償信号を生成する。第１の駆動機構５２からの補償信号を第１のモータ４４１と第２のモータ４４２のいずれか１つが受信すると、第１の駆動機構５２の定格トルク値又はリール装置４における第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３のワイヤー９１の張力を変更する。このように、ワイヤー９１がゆるくなって弛んだり、きつくなって張りすぎたりすることを防止することができ、最適な張りと所定の方向性を維持できる。従って、所定の切断力を有するようワイヤー９１を一定の張りに保つことができる。
【００４７】
より具体的には、ワイヤーソーによって半導体インゴットを複数枚のウエハに均一の厚さに切断するのに、ワイヤーの線速、張力、切断速度などの制御パラメータを把握しなければならない。従来の張力調整装置（例えば、台湾特許第Ｉ４８８７２５号明細書）では、振り子のように揺動運動することによってテンションローラーの位置を変えてワイヤーの張力を調節することができるが、揺動角度が変わると、ワイヤーの張力も変わるため、角度パラメータ変換の演算式をワイヤーソーの制御プログラムに書き入れる必要がある。そのため、制御プログラムが煩雑になる。その一方、本発明では、ワイヤー９１が対応する案内ロール５１２を巻回して走行するように、また、ワイヤー９１の引き方向が案内ロール５１２のワイヤー繰り出し方向と平行するようにしているので、角度による分力、つまり角度パラメータを考慮しなくてもよい。そのため、案内ロール５１２を巻回したワイヤーの張りを調整するための演算式が簡単になり、余分な干渉因子を考慮しなくてもよく、ワイヤーソーを含むシステム全体を簡単化することができる。このように、ワイヤー９１の張りを適宜調整することができ、装置フレーム１における作業部１２においての切断力を保持することができる。従って、半導体インゴットからウエハに切断するスライスプロセスを安定して行うことができる。また、本発明における張力調整装置によれば、ワイヤー９１に対して角度変化を考慮する必要がなくなるので、従来の振り子タイプの張力調整装置における、揺動アームの長さに応じて駆動装置が克服すべき慣性モーメントが大きくなり消費エネルギーも大きくなる問題点を改善することができる。
【００４８】
そして、本発明における張力調整装置５の変更例について図面を参照して説明する。
【００４９】
図４、図１９、図２０に示すように、張力調整装置５はその１例として更に、滑車装着部１３に取り付けられた第１の駆動機構５２と、第１の駆動機構５２によって回転制御されるように第１の駆動機構５２の出力シャフト５２１と連結された第１のテンションローラー５２２と、案内ロール５１２が回転可能に取り付けられ、且つ滑車装着部１３に対応して直線Ｌ２と平行して往復移動されるように設けられた取付枠５４と、その一端が取付枠５４と連結され、その他端が第１のテンションローラー５２２と連結された第１の繋ぎ部材５５とを備えている。第１の繋ぎ部材５５は案内ロール５１２の繰り出し方向と平行して延伸されるようになっている。なお、第１の繋ぎ部材５５は、帯状のケーブル又はベルトを用いる。また、この例では、ワイヤー９１の張力Ｔ１は、第１の駆動機構５２から出力されたトルク値に第１のテンションローラー５２２の半径を乗算した値を半分にすることによって実質上得られる。
【００５０】
図４、図２１、図２２に示すように、張力調整装置５はその他例として、対応する滑車装着部１３において互いに所定の間隔をおいて設けられた第１の駆動機構５２と第２の駆動機構５６と、第１の駆動機構５２によって回転制御されるように第１の駆動機構５２の出力シャフト５２１と連結された第１のテンションローラー５２２と、第２の駆動機構５６によって回転制御されるように第２の駆動機構５６の出力シャフト５６１と連結された第２のテンションローラー５６２と、案内ロール５１２が回転可能に取り付けられ、且つ第１のテンションローラー５２２及び第２のテンションローラー５６２の間に直線Ｌ２と平行して往復移動されるように設けられた取付枠５４と、その一端が取付枠５４と連結され、その他端が第１のテンションローラー５２２と連結された第１の繋ぎ部材５５と、その一端が取付枠５４と連結され、その他端が第２のテンションローラー５６２と連結された第２の繋ぎ部材５７と、を備えている。このように張力調整装置５の動力装置は単一のモーターを用いてもよく、ダブルモーターを用いてもよい。
【００５１】
そして、第１の繋ぎ部材５５と第２の繋ぎ部材５７とは案内ロール５１２の繰り出し方向と平行して延伸されるようになっている。なお、第１の繋ぎ部材５５と第２の繋ぎ部材とは、帯状のケーブル又はベルトを用いる。第１の駆動機構５２の出力トルク値が第２の駆動機構５６の出力トルク値と異なるように設定されている。
【００５２】
そして、ワイヤー９１の張力Ｔ１は、第１の駆動機構５２から出力されたトルク値と第１のテンションローラー５２２の半径とを乗算した値から、第２の駆動機構５６から出力されたトルク値と第２のテンションローラー５６２の半径とを乗算した値を減算し、更にその値を半分にすることによって実質上得られる。なお、ワイヤー９１の張力値は、ワイヤー９１が各構成に走行している間にその張力値が常に変化するため、実際の数値でなく、予め定めされた数値が用いられる。なお、実務上は、稼動に当たってワイヤー９１の張力値を検出するロードセル(Load Cell)を設けている。
【００５３】
また、この実施例では、張力調整装置５は、２つの駆動機構５２、５６（モータ）で駆動するようになっているので、案内ロール５１２に掛かった対応する２つの駆動機構５２、５６からの駆動力の差によってワイヤー９１の実際の張力値を得ることができる。これによって別にロードセルを設けなくてもよい。
【００５４】
そして、第１のモータ４４１、第２のモータ４４２、第１の駆動機構５２及び第２の駆動機構５６は、サーボモータが用いられている。第１の駆動機構５２と第２の駆動機構５６とは、案内ロール５１２に設けられたセンサーによって検出された該案内ロール５１２の位置信号を受信し、補償信号を生成して第１のモータ４４１と第２のモータ４４２の少なくとも一方に出力する。第１の駆動機構５２と第２の駆動機構５６からの補償信号によって、第１の駆動機構５２、第２の駆動機構５６、第１のモータ４４１、第２のモータ４４２にフィードバックされて、第１の駆動機構５２、第２の駆動機構５６の定格トルク値又はリール装置４における第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３のワイヤー９１の張力を変更する。このように、ワイヤー９１がゆるくなって弛んだり、きつくなって張りすぎたりすることを防止することができ、最適な張りと所定の方向性を維持できる。従って、作業部１２内で所定の切断力を有するようワイヤー９１を一定の張りに保つことができる。
【００５５】
以上のように構成されたリール装置４を備えたワイヤーソー１００によれば、スライス不良の低減を図り、信頼性を高めることができ、厚さが均一で被切断面（即ち、表面）の平坦性が高いウエハを製造することができる。
【００５６】
（インゴットの切断方法の第１の実施例）
次に、上記のように構成されたワイヤーソー１００を用いた半導体インゴットの切断方法を説明する。図２３は、本発明に係る半導体インゴットの切断方法の第１の実施例のフローチャートを示す図、図２４〜３３は、ワイヤーソー１００の構成をもって半導体インゴットの切断方法を説明する図である。
【００５７】
ステップ１Ａでは、用意作業を行う。図２４に示すように、半導体インゴット（以下、インゴットという）９２の切断のための使用前の新線であるワイヤー９１と、ワイヤーソー１００とを用意する。ワイヤーソー１００では、ローラー装置２にワイヤー９が巻回され、ワイヤー９１を往復走行させ、送り装置３にインゴット９２(図２５）を装着し、ローラー装置２に対してインゴット９２を上下移動させ、２つのリール装置４がローラー装置２を取り挟むようにその両側に配置されている。送り装置３はインゴット９２を装着するローダー３１を有し、切断作業を行う前に装置フレーム１内に設けられている。２つのリール装置４におけるトランスファーユニット４１において第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とが第１の水平方向Ｘにおいて隔てるように離隔して非結合状態になっており、２つのリール装置４の一方を第１のリール装置７１と、他方を第２のリール装置７２とそれぞれする。
【００５８】
ステップ１Ｂでは、新線装着作業を行う。図２５、図２６に示すように、新線装着作業を行う場合、第１のリール装置７１と第２のリール装置７２とはそれぞれの第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とが非結合状態にある（図２５において一点鎖線の下部に示されている。図２５において一点鎖線の上部に示されているのは図４と類似している。その他、類似しているのは図２６〜３３、図３５〜４３である）。そして、第２のリール装置７２の第２の巻きユニット４３に新線であるワイヤー９１（以下、新線ワイヤー９１ともいう）が掛け回され、メインローラー２１にワイヤーウェブ９１１（図３）を形成するように周回されて架設される。そして、新線ワイヤー９１の先端が第１のリール装置７１の第２の巻きユニット４３に固定される。そして、第１のリール装置７１における第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とが動いて結合状態になる(図２６)。続いて、第２のリール装置７２からインゴット９２の切断に要する分だけの新線ワイヤー９１が巻き戻されて第１のリール装置７１の第１の巻きユニット４２に巻回される。ここで、ワイヤー９１が第２のリール装置７２から第１のリール装置７１へ走行する向きを前方向（図２５、墨付き矢印）、その反対の向きを後方向とそれぞれする。
【００５９】
ステップ１Ｃでは、新線巻回作業を行う。図２７に示すように、第２のリール装置７２における第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とが動いて結合状態になる。そして、第１のリール装置７１の第１の巻きユニット４２からインゴット９２を切断する分だけのワイヤー９１が巻き戻されて第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２に巻回される。
【００６０】
ステップ１Ｄでは、インゴット９２の切断作業を行う。図２８に示すように、送り装置３がワイヤーウェブ９１１に向かって下降される。モータによる順回転又は／及び逆回転による回転駆動力でローラー装置２が時計回り又は／及び逆時計回りに回転されることによって、ワイヤーウェブ９１１が一方向走行又は往復走行してインゴット９２をウエハ状に切断する（図示せず）。なお、切断作業では、後方向に走行されるワイヤー９１の量よりも前方向に走行されるワイヤー９１の量を多くすることによって、新線ワイヤー９１が第２のリール装置７２から繰り出されてインゴット９２の切断を経た使用後のワイヤー９１（以下旧線ワイヤーという）が少しずつ第１のリール装置７１の第１の巻きユニット４２に巻回される。
【００６１】
ステップ１Ｅでは、出し作業を行う。図２９に示すように、インゴット９２をウエハ状に切断した後、第１のリール装置７１の第１の巻きユニット４２から第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２に旧線ワイヤー９１を巻き戻しながら複数のウエハをワイヤーウェブ９１１から離して取り出す。
【００６２】
ステップ１Ｆでは、旧線回収作業を行う。図３０に示すように、ステップ１Ｅで使われた旧線ワイヤー９１が第１のリール装置７１の第１の巻きユニット４２から巻き戻され、第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２に巻回された時、第１のリール装置７１が（即ち「第１のリール装置７１における第１の巻きユニット４２と第２の巻きユニット４３とが」、以下同）非結合状態にされる。そして、第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２に巻回された旧線ワイヤー９１が前方向に走行されて第１のリール装置７１の第２の巻きユニット４３に巻回される。
【００６３】
ステップ１Ｇでは、ワイヤー補充作業を行う。ワイヤー補充作業を行うには、まずステップ１Ｆの旧線回収作業によって第２のリール装置７１に巻回されたワイヤー９１に切断作業を行わない部分があるかどうか、或いはワイヤー９１が巻回されないかどうかを検出する。
【００６４】
検出結果により２つのケースが示される。ケース１では、第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２にワイヤー９１が巻回されず、つまり、第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２に切断作業を行わないワイヤー９１がない場合、第１のリール装置７１が非結合状態（図３０）から結合状態にされ、第２のリール装置７２が非結合状態にされる。そして、第２のリール装置７２の第２の巻きユニット４３からステップ１Ｄの切断作業を行うことが可能な分だけのワイヤー９１を第１のリール装置７１の第１の巻きユニット２４に巻き戻すように補充する。
【００６５】
ケース２では、ステップ１Ｆの旧線回収作業を行った後、第１のリール装置７１が結合状態（図３２）にされ、第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２から切断作業に使われていないワイヤー９１が巻き戻される。第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２に切断作業に使われていないワイヤー９１がなくなるまで第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２から切断作業に使われていないワイヤー９１が巻き戻された時、第２のリール装置７２が非結合状態にされ（図３１）、第２のリール装置７２の第２の巻きユニット４３からステップ１Ｄの切断作業を行うことが可能な分だけのワイヤー９１を第１のリール装置７１の第１の巻きユニット４２に巻き戻すように補充する。
【００６６】
ステップ１Ｈでは、新線の後戻り巻回作業を行う。新線の後戻り巻回作業では、図３３に示すように、ステップ１Ｇの後で、第２のリール装置７２が非結合状態(図３１)から結合状態（図３３）に変更され、第１のリール装置７１の第１の巻きユニット４２からステップ１Ｄの切断作業を行うことが可能な分だけのワイヤー９１を第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２に巻き戻す。
【００６７】
そして、ステップ１Ｈの後で、予め設定された条件に基づいてステップ１Ｄの切断作業を開始して他の半導体インゴット９２を切断する。
【００６８】
以上により、インゴット９２の切断をしたワイヤー９１（旧線）とインゴット９２の切断をするワイヤー９１（新線）を区別して第１のリール装置７１の２つの巻きユニット４２、４３又は第２のリール装置７２の２つの巻きユニット４２、４３に巻回することができるので、新線と旧線が互いに重なって擦れることによって固定砥粒が消耗していくことを解消することができ、インゴット９２の切断コストを大幅に低減することができる。
【００６９】
（インゴットの切断方法の第２の実施例）
次に、本発明に係るワイヤーソー１００を用いた半導体インゴットの切断方法の他例について説明する。図３４は、本発明に係る半導体インゴットの切断方法の第２の実施例を示すフローチャートである。
【００７０】
ステップ２Ａでは、用意作業を行う。なお、ステップ２Ａの用意作業はステップ１Ａと同様に行うため、その詳細な説明を省略する。
【００７１】
ステップ２Ｂでは、新線巻回作業を行う。図２５に示すように、第１のリール装置７１と第２のリール装置７２とはそれぞれ非結合状態にある。第２のリール装置７２の第２の巻きユニット４３に新線ワイヤー９１が掛け回され、メインローラー２１にワイヤーウェブ９１１（図３）を形成するように周回されて架設される。そして、新線ワイヤー９１の先端を第１のリール装置７１の第２の巻きユニット４３に固定される。なお、ワイヤー９１が第２のリール装置７２から第１のリール装置７１へ走行する向きを前方向（図２５、墨付き矢印）、その反対の向きを後方向とそれぞれする。
【００７２】
ステップ２Ｃでは、前方向の切断を行ったワイヤー９１の旧線回収作業を行う。図３５に示すように、送り装置３がワイヤーウェブ９１１に向かって下降するように進み、ローラー装置２が反時計回りに回され、ワイヤーウェブ９１１を動かしてインゴット９２を切断する。そこで、ローラー装置２の回転によってワイヤー９１を旧線回収分長さだけ走行させる。旧線回収分長さに応じたワイヤー９１の一部を第２のリール装置７２の第２の巻きユニット４３から巻き戻して第１のリール装置７１の第２の巻きユニット４３に巻回する。
【００７３】
ステップ２Ｄでは、前方向の切断を行ったワイヤー９１の回収作業を行う。図３６に示すように、第１のリール装置７１が非結合状態（図３５）から結合状態（図３６）にされ、第２のリール装置７２からワイヤーが回収される予定分の長さ（以下、回収予定分長さという）に応じるワイヤーが繰り出されて第１のリール装置７１に巻回されるように、ワイヤー９１を該回収予定分長さに応じた長さだけ前方向に走行させ、該回収予定分長さに応じた長さだけワイヤー９１の一部を第２のリール装置７２の第２の巻きユニット４３から巻き戻して第１のリール装置７１の第２の巻きユニット４３に巻回する。
【００７４】
ステップ２Ｅでは、後方向の切断作業を行う。図３７に示すように、第２のリール装置７２が結合状態にされ、ワイヤーウェブ９１１が動かされ、回収予定分長さに応じた長さだけワイヤー９１の一部を第１のリール装置７１の第１の巻きユニット４２から巻き戻して第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２に巻回する。そして、図３８に示すように、第１のリール装置７１の第１の巻きユニット４２から全部のワイヤー９１が巻き戻されると、第１のリール装置７１が非結合状態にされる。この時、第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２に巻回されたワイヤー９１は、インゴット９２を切断した旧線である。
【００７５】
ステップ２Ｆでは、新線補充切断作業を行う、図３９〜４１に示すように、ローラー装置２が反時計回りに回され、ワイヤーウェブ９１１を動かしてインゴット９２を切断する（図３９）。そこで、ローラー装置２の回転によってワイヤー９１を旧線回収分長さだけ走行させる。旧線回収分長さに応じたワイヤー９１の一部を第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２から巻き戻して第１のリール装置７１の第２の巻きユニット４３に巻回する。そして、第１のリール装置７１が結合状態にされる（図４０）と、ワイヤー９１が更に前方向に走行して第２のリール装置７２の第１の巻きユニット４２から巻き戻される。そして、第２のリール装置７２が非結合状態にされる（図４１）。そして、第２のリール装置７２の第２の巻きユニット４３からまだ切断を行っていないワイヤー９１を巻き戻し、新線補充距離だけ走行させる。このようにすると、回収予定分長さに応じたワイヤー９１の長さが変化しないように保持することができる。
【００７６】
ステップ２Ｇでは、切断完了作業を行う。送り装置３に装着されたインゴット９２が下降しながらワイヤーウェブ９１１によって複数のウエハ状に切断されるようにステップ２Ｅ〜ステップ２Ｆを重複して行う（図示せず）。
【００７７】
ステップ２Ｈでは、出し作業を行う。図４２に示すように、インゴット９２から切断された複数のウエハ（図示せず）を装着した送り装置３が上昇しローラー装置２から離れながら、ローラー装置２が時計回りに回転され、ワイヤーウェブ９１１が動かされ、ワイヤー９１を回収予定分長さに応じた長さだけ走行させる。回収予定分長さに応じたワイヤー９１の一部を第１のリール装置７１の第１の巻きユニット４２から巻き戻して第２のリール装置７２の第２の巻きユニット４３に巻回する。そして、第１のリール装置７１の第１の巻きユニット４２からワイヤー９１の全部が巻き戻された後、第１のリール装置７１が非結合状態にされる（図４３）。そして、複数のウエハが完全にワイヤーウェブ９１１から離れるまで、第１のリール装置７１の第２の巻きユニット４３に巻回された切断に使われた旧線ワイヤー９１が巻き戻されて、第２のリール装置７２の第２の巻きユニット４３に巻回される。
【００７８】
以上のように、第２の実施例に係る半導体インゴットの切断方法を用いると、インゴット９２の切断を行った旧線が連続して第１のリール装置７１の第２の巻きユニット４３に巻回されるため、ワイヤー９１が断線しても、特にはインゴット９２を切断したワイヤー９１が断線した時、第１のリール装置７１の第２の巻きユニット４３の旧線を降ろし、まだインゴット９２の切断をしていないワイヤー９１の先頭を新たに第１のリール装置７１の第２の巻きユニット４３に固定すれば、インゴット９２の切断作業を続けて行うことができる。このように、他のインゴット９２を交換せず、新線の巻回をしなくても、まだ切断が終わっていないインゴット９２の切断作業を続けて行うことができる。従って、不良品の発生を抑制することができ、スループットを上げることができる。
【００７９】
また、第２の実施例に係るインゴットの切断方法は、ワイヤー９１の第１のリール装置７１と第２のリール装置７２の間の往復走行回数を減らすことができ、インゴット９２の切断に掛かる手間を低減することができる。従って製造スループットを上げることができる。
【００８０】
以上により、本発明に係るワイヤーソーによれば、ワイヤーの消耗量を低く抑制することができ、ウエハの表面品質を高めることができ、インゴット９２の切断に掛かる手間を低減することができるので、製造コストの軽減及びスループットの向上を図ることができる。
【００８１】
以上、本発明の実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者には理解されるところである。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
本発明は、ワイヤーの巻き出し・巻き取りに用いられるリール装置、該リール装置を用いたワイヤーソー、及び半導体インゴットの切断方法に有用である。
【符号の説明】
【００８３】
１００  ワイヤーソー
１  装置フレーム
１１  ベース部
１２  作業部
１３  滑車装着部
２  ローラー装置
２１  メインローラー
２２  補助ローラー
３  送り装置
３１  ローダー
３２  受け槽
４  リール装置
４１  トランスファーユニット
４１１  スライドレール
４１２  第１のスライダ
４１３  第２のスライダ
４２  第１の巻きユニット
４２１  第１の回転部材
４２２  開口
４２３  内周面
４３  第２の巻きユニット
４３１  第２の回転部材
４３２  外周面
４４  駆動ユニット
４４１  第１のモータ
４４２  第２のモータ
４４３  第３のモータ
４４４  第４のモータ
５  張力調整装置
５１  滑車機構
５１１  アイドラロール
５１２  案内ロール
５２  第１の駆動機構
５２１  出力シャフト
５２２  第１のテンションローラー
５３  ねじシャフト
５４  取付枠
５５  第１の繋ぎ部材
５６  第２の駆動機構
５６１  出力シャフト
５６２  第２のテンションローラー
５７  第２の繋ぎ部材
６  ワイヤー案内部材
６１  周壁
６１１  第１の側部
６１２  第２の側部
６１３  連結面
６１４  延伸面
６２  ワイヤーガイド
６２１  内側面
６２２  案内面
６２３  挟持面
６２４  幅広側端部
６２５  幅狭側端部
６２６  凹部
７１  第１のリール装置
７２  第２のリール装置
９１  ワイヤー
９１１  ワイヤーウェブ
９２  インゴット
Ｄ  離隔距離
ＦＭ  駆動力
Ｌ１  軸線
Ｌ２  直線
Ｔ１  張力
Ｘ  第１の水平方向
Ｙ  第２の水平方向
Ｚ  高さ方向
１Ａ〜１Ｈ、２Ａ〜２Ｈ  ステップ
【図１】
2018190974.tif 000003
【図２】
2018190974.tif 000004
【図３】
2018190974.tif 000005
【図４】
2018190974.tif 000006
【図５】
2018190974.tif 000007
【図６】
2018190974.tif 000008
【図７】
2018190974.tif 000009
【図８】
2018190974.tif 000010
【図９】
2018190974.tif 000011
【図１０】
2018190974.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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