(57)【要約】【課題】  加工精度が高くかつ生産性の高いワイヤソーを提供すること。【解決手段】カーボン系の材料からなるスライス台１９の曲面側にシリコンインゴットを、エポキシ系接着剤を用いて接合する。そして、スライス台１９の曲面側と対向する面に超音波振動子２３である円板状の圧電セラミックを、エポキシ樹脂を用いて接合する。円板状の圧電セラミックは厚さ方向に分極してある。圧電セラミックの形状は３種類あり、圧電セラミックの円盤の拡がり振動モードの固有振動数は、約３５ＫＨｚ、約４５ＫＨｚ、約５５ＫＨｚである。そしてワークプレート１８をスライス台１９にエポキシ系樹脂を用いて接合する。なお、３種類の圧電セラミックは、同数使用している。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持したスライス台を走行するワイヤに接近させ、前記被加工物を前記ワイヤに接触することにより、被加工物を切断するワイヤソーにおいて、被加工物とスライス台を接着し、かつスライス台に超音波振動子を接合していることを特徴とする。
【請求項２】
被加工物を保持したスライス台を走行するワイヤに接近させ、前記被加工物を前記ワイヤに接触することにより、被加工物を切断するワイヤソーにおいて、被加工物を接着したスライス台に接続するワークプレートに超音波振動子を接合していることを特徴とする。
【請求項３】
被加工物を保持したスライス台を走行するワイヤに接近させ、前記被加工物を前記ワイヤに接触することにより、被加工物を切断するワイヤソーにおいて、被加工物を接着したスライスを接合したワークプレートに接続する部品に超音波振動子を接合していることを特徴とする。
【請求項４】
固有振動数が異なる超音波振動子の２つ以上あり、かつそれぞれの固有振動数にほぼ一致する駆動電圧を超音波振動子に印加することを特徴とする請求項１〜３に記載のワイヤソー。
【請求項５】
被加工物の端部に端部部品を接続することを特徴とする請求項１〜３に記載のワイヤソー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ワイヤを用いて被加工物を切断加工するワイヤソーに係り、特にサファイア単結晶、炭化珪素単結晶などの硬度の高い材料そしてシリコンのような半導体単結晶やガリウム砒素などの化合物単結晶、ネオジ鉄などのような硬くて脆い材料の被加工物を薄くスライスするワイヤソーに関する。
【背景技術】
【０００２】  近年、生産性向上の観点から、半導体インゴットのスライス加工や、太陽電池用ソーラーセルなどの生産のワイヤソー化が進むと共に、更なる生産性の向上が求められている。【０００３】  図１は、被加工物としての半導体インゴットをウェハ状にスライス加工する一般的なワイヤソー１のワイヤ２の経路を示す概念図である。ワイヤソー１は、繰出しリール３と、この繰出しリール３から繰り出されるワイヤ２と、複数のガイドローラ４によって形成される繰出し側ワイヤ走行路と、繰出し側ワイヤ走行路の中途部に設けられたワイヤ２に張力を与えるテンション機構５と、多数の溝（図示せず）が一定のピッチで形成された３本の加工用ローラ６ａ、６ｂ、６ｃと、加工用ローラ６ａ、６ｂ、６ｃの溝に沿ってワイヤ２を順次螺旋状に巻き掛けることで形成されたワイヤ列と複数のガイドローラ４によって形成される巻取り側ワイヤ走行路と、巻取り側ワイヤ走行路の中途部に設けられたワイヤ２に張力を与えるテンション機構５とワイヤ２を巻き取る巻取りリール７を配設している。【０００４】  各リールには、それぞれ正逆転可能なモータ（図示せず）がそれぞれ連結されており、このモータを互いに同期させて駆動することにより、ワイヤ２が各リール間を高速で往復する。このように、ワイヤ２は往復走行するものであるため、各リールの「繰出し」及び「巻取り」動作は機能的に切り替えられる。また、ワイヤ２は使用に伴って摩耗するため、繰出しリールから所定の割合で新線が供給され、供給された新線の長さに対応する摩耗したワイヤは、巻取りリール７に巻き取られる。【０００５】  一方、ワイヤ２列の上空には、被加工物８としての半導体インゴットが昇降可能に配置されている。このようなワイヤソー１では、スラリーを供給した状態でワイヤ２を線方向に進退走行させながら、ワイヤ２に対して半導体インゴットを押し付け接触させ、半導体インゴットを切断加工する。【０００６】  しかしながら、上記ワイヤソー１においては、一般的傾向として切断後のウェハの厚みが大きくなるといわゆるテーパー形状となるが、この主たる要因は、切断加工が進み切断溝が深くなるにしたがって、走行ワイヤに絡まった研削砥粒だけでは不十分で、ワークの上面から供給される研削用砥粒が切断溝に供給される必要がある。しかし、汎用のマルチワイヤソーのスラリー供給方法では不十分である。【０００７】  そこで特許文献１においては、被加工物であるワークを加工液を貯める槽内に収納し、該マルチワイヤソーは、加工液の満たされた槽ごとワークを切断する方法であり、切断中もワーク全体が加工液中に浸漬している状態を保つように槽内に加工液を供給しながら切断する。そして槽内の加工液に超音波振動を印加することが提案されている。【０００８】  特許文献１の方法により、切断溝が深い切断状態においても、切断溝ピッチが完全に保たれるため、切断中の溝にスラリーが十分供給された状態で、切断が進行するため、ソーマークの発生が抑えられる。そしてスラリー液中で切断することで、切断時のワークの温度上昇が抑えられためウェハにＷａｒｐが起こらないとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】  特開２００３−６２８２８号  公報
【特許文献２】  特開２００５−２９７１５６号  公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】実吉純一、「超音波技術便覧」、日刊工業新聞社、昭和６０年１２月、ｐ７２２−７２３
【非特許文献２】一之瀬昇、高橋貞行、「やさしい超音波工学」、工業調査会、１９９８年１月、ｐ１３６−１３７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】  しかし、特許文献１において、スラリー液を満たした貯蔵槽にワークを浸漬しているが、ワイヤの上空にワークをセットできないと言う問題点がある。【００１２】  また、ワークのほか、切断の必要のない貯蔵槽を切断するため、切断抵抗が増大する。そして、ワイヤの消耗も増大する。さらにスラリー液が貯蔵槽の切断溝から漏れてしまう問題点もある。【００１３】  本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、スラリー液の使用量を小さく、ワイヤの消耗を小さく、かつワークの加工精度を高めるワイヤソーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】  本発明は、被加工物を保持したスライス台を走行するワイヤに接近させ、前記被加工物を前記ワイヤに接触することにより、被加工物を切断するワイヤソーにおいて、被加工物とスライス台を接着し、かつスライス台に超音波振動子を接合するものである。【００１５】  本発明はまた、被加工物を保持したスライス台を走行するワイヤに接近させ、前記被加工物を前記ワイヤに接触することにより、被加工物を切断するワイヤソーにおいて、被加工物を接着したスライス台に接続するワークプレートに超音波振動子を接合するものである。【００１６】  本発明はまた、被加工物を保持したスライス台を走行するワイヤに接近させ、前記被加工物を前記ワイヤに接触することにより、被加工物を切断するワイヤソーにおいて、被加工物を接着したスライスを接合したワークプレートに接続する部品に超音波振動子を接合するものである。【００１７】  本発明はまた、前記超音波振動子において、固有振動数が異なる超音波振動子の２つ以上あり、かつそれぞれの固有振動数にほぼ一致する駆動電圧を超音波振動子に印加するものである。【００１８】  本発明はまた、前記被加工物の端部に端部部品を接続するものである。
【発明の効果】
【００１９】  本発明のワイヤソーによれば、スラリー液、ワイヤの消耗量を小さくでき、かつ高精度にワークを切断加工することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ワイヤソーのワイヤ経路を示す概念図である。
【図２】ワイヤソーの斜視図である。
【図３】ワイヤソーの正面図である。
【図４】本発明によるワイヤソーの実施の形態を示す側面図である。
【図５】スライス台に超音波振動子を接合した状態を示す斜視図である。
【図６】ワークプレートに孔を設けた斜視図である。
【図７】ワークプレートに溝を設けた斜視図である。
【図８】シリコンインゴットに端末部材を接合した状態を示す斜視図である。
【図９】シリコンインゴットに設けた切断溝付近の超音波振動を示す断面図である。
【図１０】ワークプレートに超音波振動子を接合した状態を示す斜視図である。
【図１１】図１０に用いた超音波振動子を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】  本発明の基本的な構成を図５の斜視図で示す。
【００２２】  図５の斜視図に示すカーボン系の材料からなるスライス台１９の曲面側にシリコンインゴットを、エポキシ系接着剤を用いて接合する。そして、スライス台１９の曲面側と対向する面に超音波振動子２３である円板状の圧電セラミックを、エポキシ樹脂を用いて接合する。円板状の圧電セラミックは厚さ方向に分極してある。圧電セラミックの形状は３種類あり、圧電セラミックの円盤の拡がり振動モードの固有振動数は、約３５ＫＨｚ、約４５ＫＨｚ、約５５ＫＨｚである。そして図４の側面図で示すようにワークプレート１８をスライス台１９にエポキシ系樹脂を用いて接合する。なお、３種類の圧電セラミックは、同数使用している。また、圧電セラミックは、直接スライス台１９に接合しているが、圧電セラミックを再使用するときの作業を考えて、例えばステンレス板に圧電セラミックを接合し、そのステンレス板をスライス台１９に接合しても良い。
【００２３】  スライス台１９は、ワイヤソー１によってシリコンインゴットのスライス加工の際には、シリコンインゴットと共にワイヤ２によって一部切断され、加工終了後にはワークプレート１８から取り外される。そして新しいスライス台１９が新しいシリコンインゴットと共にワークプレート１８に接着される。
【００２４】  超音波振動はシリコンインゴットに伝搬させる必要がる。そのためワークプレート１８側には超音波振動を伝搬させたくない。この対策としてワークプレート１８に図７の斜視図で示すスリット２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄや図６の斜視図で示す多数の孔２４などを設けてもよい。また、超音波伝搬ロスの大きい多孔質金属でワークプレート１８を作成してもよい。
【００２５】  図８の斜視図で示す被加工物８であるシリコンインゴットの両端に端末部材２７ａ、２７ｂを接着剤により固定する。シリコンインゴットと両端に接合した端末部材２７ａ、２７ｂは、超音波振動ができるだけ損失少なく伝搬させるため接着剤は空間無く充填されていることが望ましい。端末部材は、スライス台と同様に、カーボン、ガラス、プラスチック、シリコン単結晶、シリコン多結晶、セラミック、アルミナ、レジンなどがある。また、特許文献２には、被加工物の端面にプロテクターを接合して、ワイヤの振動の大きい部分の悪影響を除く提案もあるが、本発明とは、全く異なる目的である。
【００２６】  図２の斜視図、図３の正面図を用いて説明する。ワークプレート１８は、ボルトなどの締結手段を介して中間プレート１７に固定される。その中間プレート１７は、図３に示すようにスペーサー１６を介して取付けプレート１３に固定される。この取付けプレート１７は、正面か見ると左右方向に突き出した係合腕１４を備えており、略Ｔ字形状を呈している。一方、ワーク支持機構１１は、左右２本の係止部１５を備えている。この左右の係止部１５は、背面板１２からワイヤソー１前方に向かって水平に伸びた角柱状をなし、係止部１５の上面に係合腕１４の下面が載置される。そして、被加工物８であるシリコンインゴットを固定した取付けプレート１３を背面板１２に向かって押し付けることにより、取付けプレート１３を位置決めする。さらに取付けプレート１３に形成された貫通孔に固定ねじをねじ込んで、背面板１２にねじ止めすることにより、ワーク支持機構１１に取付けプレート１３が固定される。
【００２７】  次に、上記のように構成されたワイヤソー１の運転について説明する。
先ずシリコンインゴットを曲面に接着し、その反対側の面に超音波振動子２３を接合したスライス台１９を２組用意して、ワークプレート１８の下面に接着する。次に、予め結晶方位を修正して張り付けた２本のシリコンインゴットの軸線が互いに平行になるようにワークプレート１８を中間プレート１７に装着する。そして、図８の斜視図で示すようにシリコンインゴットの両端に端末部材２７ａ、２７ｂを接着する。
【００２８】  その後、取付けプレート１３の係合腕１４を係止部１５に載置する。そして、取付けプレート１３を背面板１２に向かって押し付けることにより、取付けプレート１３を所定の位置に位置決めする。図２に示すように、取付けプレート１３に形成された貫通孔に固定ねじをねじ込んで、背面板１２にねじ止めし、ワーク支持機構１１に取付けプレート１３を固定する。
【００２９】  まず、図５の斜視図で示すようにスライス台１９に接合した複数の超音波振動子２３に図示しない超音波発振器より約３５ＫＨｚの電圧を、約３５ＫＨｚの固有振動数を持つ超音波振動子に約２秒間印加する。つぎに超音波発振器より約４５ＫＨｚの電圧を、約４５ＫＨｚの固有振動数を持つ超音波振動子に約２秒間印加する。さらに超音波発振器より約５５ＫＨｚの電圧を、約５５ＫＨｚの固有振動数を持つ超音波振動子に約２秒間印加する。その後、シリコンインゴットの切断中はこのサイクルを繰り返す。このように駆動周波数と、超音波振動位置を時間的に変化させることで、シリコンインゴット内の超音波振動モードを変化させることにより、時間的、位置的に振動の大きさ、振動の方向を、分布をできるだけ均一化する。次にスラリー供給ノズルから加工用ローラ６ａ、６ｂ間のワイヤ２にスラリーを供給しつつ、加工用ローラ６ａ、６ｂ、６ｃを回転させてワイヤ２を線方向に進退走行させることで半導体インゴットをウェハ状にスライス加工する。
【００３０】  スライス台１９に接合した超音波振動子２３の発生する超音波振動はシリコンインゴットに伝搬し、シリコンインゴットは、超音波振動する。この振動により、３００μｍ以下の切断溝２６でもスラリー液は、シリコンインゴットの直径が１００ｍｍ以上になっても切断溝２６の中に侵入することができる。この理由は、図９の断面図で示すような切断溝２６でのスラリー液の表面張力をシリコンインゴットの超音波振動が乱し、スラリー液を切断溝２６の奥に侵入することができるためと考えられる。この考察の検証として、シリコンウェハ上の水滴に、シリコンウェハの下面より超音波振動を与え、水滴がシリコンウェハ上を拡がることを確認している。また、ビデオによる観察により、水滴とシリコンウェハの接触角が超音波振動を与えているときには、小さくなっていることも確認している。
【００３１】  またスライス台２に接合した超音波振動子２３の発生する超音波振動はシリコンインゴットに伝搬し、シリコンインゴットは、超音波振動する。この振動により、ワイヤ２とシリコンインゴットの接触時間は小さくなり、ワイヤ２とシリコンインゴットの摩擦により発熱は減少する。このためワイヤ２の寿命は長くなり、かつシリコンインゴットの加工精度は高くなる。そして、ワイヤ２とシリコンインゴットの摩擦が、ほぼ半減するため加工速度を２倍にすることも可能である。シリコンインゴット中の超音波振動の分布は、超音波振動の波長に比較してシリコンインゴットがかなり大きいため、時間的、位置的に理想的に均一にすることはできないが、先に述べたように駆動周波数と、超音波振動位置を時間的に変化させることで、シリコンインゴット内の超音波振動モードを変化させることにより、時間的、位置的に振動の大きさ、振動の方向を、分布をできるだけ均一化する。このことにより、シリコンインゴットそのものを超音波音場と考える新しい概念の超音波音場中加工が可能となる。
【００３２】  さらにシリコンインゴットに伝搬した超音波振動により、シリコンインゴットの形状にもよるが、シリコンインゴットの両端の軸方向の超音波振動は大きくなる傾向がある。この超音波振動が加工精度に悪影響を与える場合は、シリコンインゴットの両端に接合した端末部材２７ａ、２７ｂを接合して、端末部材位置に軸方向に超音波振動は大きくなる位置を移動させる。これにより、シリコンインゴットの両端部の加工精度も向上させることができる。
【００３３】  上記においては、超音波振動子に印加する周波数を約３５ＫＨｚ、約４５ＫＨｚ、約５５ＫＨｚの３つの周波数を用いたが、もちろん、２周波数でも、４周波数以上でも良い。さらに、例えば、実際に切断して、加工結果が大きく異ならないなら約３５ＫＨｚの単一の周波数でも良い。
【００３４】  また、非特許文献２で示すような一つの超音波振動子で多周波数を励起できる振動子も上記と同じ効果を得るために用いることができる。
【００３５】  本発明の別な構成を図１０の斜視図に示す。
【００３６】  カーボン系の材料からなるスライス台１９は曲面側にシリコンインゴットを、エポキシ系接着剤を用いて接合する。そしてワークプレート１８をスライス台１９にエポキシ系樹脂を用いて接合する。ワークプレート１８のスライス台１９側の面には予め２５ＫＨｚと４６ＫＨｚの２周波型ランジュバン型超音波振動子２３を複数接合してある。
【００３７】  図１１の斜視図に２周波型ランジュバン型超音波振動子２９の基本的な構成を示す。まず、２５ＫＨｚの基本周波数の振動モードの節位置に圧電セラミック３０ａ、３０ｂと電極板３１ａを配置する。そして４６ＫＨｚの高次モードの節位置に圧電セラミック３０ｃ、３０ｄと電極板３１ｂを配置する。そしてその間にアルミ材３２ａ、３２ｂ、３２ｃを入れ、図示しないボルトで締め付け一体化したものである。
【００３８】  ここで、第１の実施の形態と同様に、超音波振動はシリコンインゴットに伝搬させる必要がる。そのため中間プレート１７側には超音波振動を伝搬させたくない。この対策として図６、図７と同様な中間プレート１７にスリットや多数の孔などを設けてもよい。また、超音波伝搬ロスの大きい多孔質金属で中間プレート１７を作成してもよい。
【００３９】  スライス台１９は、ワイヤソー１によってシリコンインゴットのスライス加工の際には、シリコンインゴットと共にワイヤ２によって一部切断され、加工終了後にはワークプレート１８から取り外される。そして新しいスライス台２が新しいシリコンインゴットと共にワークプレート１８に接着される。
【００４０】  図２の斜視図、図３の正面図を用いて説明する。ワークプレート１８は、ボルトなどの締結手段を介して中間プレート１７に固定される。その中間プレート１７は、図３に示すようにスペーサー１６を介して取付けプレート１３に固定される。この取付けプレート１７は、正面か見ると左右方向に突き出した係合腕１４を備えており、略Ｔ字形状を呈している。一方、ワーク支持機構１１は、左右２本の係止部１５を備えている。この左右の係止部１５は、背面板１２からワイヤソー１前方に向かって水平に伸びた角柱状をなし、係止部１５の上面に係合腕１４の下面が載置される。そして、被加工物８であるシリコンインゴットを固定した取付けプレート１３を背面板１２に向かって押し付けることにより、取付けプレート１３を位置決めする。さらに取付けプレート１３に形成された貫通孔に固定ねじをねじ込んで、背面板１２にねじ止めすることにより、ワーク支持機構１１に取付けプレート１３が固定される。
【００４１】  次に、上記のように構成されたワイヤソー１の運転について説明する。
先ずシリコンインゴットを曲面に接着したスライス台１９を２組用意して、ワークプレート１８の下面に接着する。次に、予め結晶方位を修正して張り付けた２本のシリコンインゴットの軸線が互いに平行になるようにワークプレート１８を中間プレート１７に装着する。そして、シリコンインゴットの両端に端末部材２７ａ、２７ｂを接着する。
【００４２】  その後、取付けプレート１３の係合腕１４を係止部１５に載置する。そして、取付けプレート１３を背面板１２に向かって押し付けることにより、取付けプレート１３を所定の位置に位置決めする。図２に示すように、取付けプレートに形成された貫通孔に固定ねじをねじ込んで、背面板１２にねじ止めし、ワーク支持機構１１に取付けプレート１３を固定する。
【００４３】  まず、図１０で示すようにワークプレート１８に接合した複数の超音波振動子２３に図示しない超音波発振器より約２５ＫＨｚの電圧を約５秒間印加する。次に４６ＫＨｚの電圧を約５秒間印加する。そして切断中はこのサイクルを繰り返す。次にスラリー供給ノズルから加工用ローラ６ａ、６ｂ間のワイヤにスラリーを供給しつつ、加工用ローラ６ａ、６ｂ、６ｃを回転させてワイヤ２を線方向に進退走行させることで半導体インゴットをウェハ状にスライス加工する。
【００４４】  ワークプレート１８に接合した超音波振動子２３の発生する超音波振動は、スライス台１９を介してシリコンインゴットに伝搬し、シリコンインゴットは、超音波振動する。この振動により、３００μｍ以下の溝でもスラリー液は、シリコンインゴットの直径が１００ｍｍ以上になっても切断溝２６の中に侵入することができる。この理由は、切断溝２６でのスラリー液の表面張力をシリコンインゴットの超音波振動が乱し、スラリー液を切断溝２６の奥に侵入するためと考えられる。
【００４５】  またワークプレート１８に接合した超音波振動子２３の発生する超音波振動は、スライス台１９を介してシリコンインゴットに伝搬し、シリコンインゴットは、超音波振動する。この振動により、ワイヤ２とシリコンインゴットの接触時間は小さくなり、ワイヤ２とシリコンインゴットの摩擦により発熱は減少する。このためワイヤ２の寿命は長くなり、かつシリコンインゴットの加工精度は高くなる。そして、ワイヤ２とシリコンインゴットの摩擦が、ほぼ半減するため加工速度を２倍にすることも可能である。
【００４６】  本発明のさらに別の構成を説明する。
【００４７】  カーボン系の材料からなるスライス台１９は曲面側にシリコンインゴットを、エポキシ系接着剤を用いて接合する。そしてワークプレート１８をスライス台１９にエポキシ系樹脂を用いて接合する。
【００４８】  スライス台１９は、ワイヤソー１によってシリコンインゴットのスライス加工の際には、シリコンインゴットと共にワイヤ２によって一部切断され、加工終了後にはワークプレート１８から取り外される。そして新しいスライス台１９が新しいシリコンインゴットと共にワークプレート１８に接着される。
【００４９】  そして、ワークプレート１８は、接触媒質であるグリースを中間プレート１７との界面に塗りボルトにより中間プレート１７に固定される。接触媒質は、ワークプレートと中間プレートとの間で超音波振動の損失を小さくするためのものであり非特許文献１に詳しく記述してある。ワークプレート１８側の中間プレート１７の面には円板状の複数の圧電セラミックがエポキシ樹脂により接合されている。その中間プレート１７は、図３に示すようにスペーサー１６を介して取付けプレート１３に固定される。この取付けプレート１３は、正面か見ると左右方向に突き出した係合腕１４を備えており、略Ｔ字形状を呈している。一方、ワーク支持機構１１は、左右２本の係止部１５を備えている。この左右の係止部１５は、背面板１２からワイヤソー１前方に向かって水平に伸びた角柱状をなし、係止部１５の上面に係合腕１４の下面が載置される。そして、シリコンインゴットを固定した取付けプレート１３を背面板１２に向かって押し付けることにより、取付けプレート１３を位置決めする。さらに取付けプレート１３に形成された貫通孔に固定ねじをねじ込んで、背面板１２にねじ止めすることにより、ワーク支持機構１１に取付けプレート１３が固定される。
【００５０】  ここで、超音波振動をシリコンインゴットに伝搬させる必要がある。そのためスペーサー１６側には超音波振動を伝搬させたくない。この対策としてスペーサー１６、取付けプレート１３に図６、図７で示すようなスリットや多数の孔などを設けてもよい。また、超音波伝搬ロスの大きい多孔質金属でスペーサー１６、取付けプレート１３を作成してもよい。
【００５１】  次に、上記のように構成されたワイヤソーの運転について説明する。
先ずシリコンインゴットを曲面に接着したスライス台１９を２組用意して、ワークプレート１８の下面に接着する。次に、予め結晶方位を修正して張り付けた２本のシリコンインゴットの軸線が互いに平行になるようにワークプレート１８を中間プレート１７に装着する。そして、シリコンインゴットの両端に端末部材２７ａ、２７ｂを接着する。
【００５２】  その後、取付けプレート１３の係合腕１４を係止部１５に載置する。そして、取付けプレート１３を背面板１２に向かって押し付けることにより、取付けプレート１３を所定の位置に位置決めする。図２に示すように、取付けプレート１３に形成された貫通孔に固定ねじをねじ込んで、背面板１２にねじ止めし、ワーク支持機構１１に取付けプレートを固定する。
【００５３】  まず、中間プレート１３に接合した複数の超音波振動子２３に図示しない超音波発振器より約５５ＫＨｚの電圧を印加する。次にスラリー供給ノズルから加工用ローラ６ａ、６ｂ間のワイヤ２にスラリーを供給しつつ、加工用ローラ６ａ、６ｂ、６ｃを回転させてワイヤ２を線方向に進退走行させることで半導体インゴットをウェハ状にスライス加工する。
【００５４】  中間プレート１７に接合した超音波振動子２３の発生する超音波振動は、ワークプレート１８、スライス台１９を介してシリコンインゴットに伝搬し、シリコンインゴットは、超音波振動する。この振動により、３００μｍ以下の溝でもスラリー液は、シリコンインゴットの直径が１００ｍｍ以上になっても切断溝２６の中に侵入することができる。この理由は、切断溝２６でのスラリー液の表面張力をシリコンインゴットの超音波振動が乱し、スラリー液を切断溝２６の奥に侵入するためと考えられる。
【００５５】  また中間プレート１７に接合した超音波振動子２３の発生する超音波振動は、ワークプレート１８、スライス台１９を介してシリコンインゴットに伝搬し、シリコンインゴットは、超音波振動する。この振動により、ワイヤ２とシリコンインゴットの接触時間は小さくなり、ワイヤ２とシリコンインゴットの摩擦により発熱は減少する。このためワイヤ２の寿命は長くなり、かつシリコンインゴットの加工精度は高くなる。そして、ワイヤ２とシリコンインゴットの摩擦が、ほぼ半減するため加工速度を２倍にすることも可能である。
【００５６】  ここで超音波振動子は、スペーサーなどにも接合することもできるが、シリコンインゴットに超音波振動を伝搬させなければならないため、シリコンインゴットに近ければ近いほど良い。
【００５７】  上記の説明では、遊離砥粒を用いたワイヤソーで説明したが、ワイヤにダイヤモンドを電着した固定砥粒のワイヤソーを用いてももちろんよい。
【符号の説明】
【００５８】  １    ワイヤソー
２    ワイヤ
３    繰出しリール
４    ガイドリール
５    テンション機構
６    加工用ローラ
７    巻取りリール
８    被加工物
９    ワーク昇降用モータ
１０  コラム
１１  ワーク支持機構
１２  背面板
１３  取付けプレート
１４  係合腕
１５  係止部
１６  スペーサー
１７  中間プレート
１８  ワークプレート
１９  スライス台
２０  環状溝
２１  ブラケット
２２  装置基台
２３  超音波振動子
２４  孔
２５  溝
２６  切断溝
２７  端末部材
２８  振動モードを示す２点鎖線
２９  ２周波型ランジュバン型超音波振動子
３０  圧電セラミック
３１  電極板
３２  アルミ材
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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