(57)【要約】【課題】ワイヤソーマシーンにおいて、ワークをスライス（切断加工）して得られたウエハーの厚みムラを極力抑制することを可能にする。【解決手段】ワイヤソーマシーンにおいいて、ワイヤ１１ａに対するワーク１６の押し付けが、周期的にあるいは断続的に行われる構成とすることにより、切断加工中、ワーク１６に対するワイヤ１１ａの押し付け度の小さい時には、ワイヤ１１ａにより被切断部に持ち込まれたスラリーが切り抜き点付近まで（往復切断型の場合は中央部にまで）多量に持ち込まれることになり、スラリー持ち込み量を全切断面においてほぼ一定とすることが可能となる。その結果、切断能率も全切断面においてほぼ一定となり、ワークをスライス（切断加工）して得られたウエハーの厚みムラを極力抑制することが可能となる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の加工用溝ローラー間に所定ピッチで捲回されたワイヤーを、同ワイヤーにスラリーを供給しながら走行させるとともに、ワークを上記ワイヤーに押し付けて同ワークをスライス加工するようにしたワイヤソーマシーンにおいて、
上記ワイヤーの上記ワークに対する押し付けが、周期的にあるいは断続的に行われるように構成されていることを特徴とするワイヤソーマシーン。
【請求項２】
上記複数の加工用溝ローラーが、上記ワークに対して周期的にあるいは断続的に接近・離脱できるように設けられて、上記ワイヤーの上記ワークに対する周期的なあるいは断続的な押し付けが行われることを特徴とする請求項１記載のワイヤソーマシーン。
【請求項３】
上記ワークが、同ワークの被加工面に対向走行中の上記ワイヤに対して周期的にあるいは断続的に接近・離脱可能に保持されて、上記ワイヤーの上記ワークに対する周期的なあるいは断続的な押し付けが行われることを特徴とする請求項１記載のワイヤソーマシーン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばシリコン単結晶インゴットのような半導体材料を複数部分にスライス加工するに好適なワイヤソーマシーンに関し、特にスライス加工されたウエハーの厚みムラを極力抑制できるようにしたワイヤソーマシーンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばシリコン単結晶インゴットのような半導体材料を複数部分にスライス加工するに好適なワイヤソーマシーンとして、純水、切削オイルなどの分散剤にアルミナ、ＳｉＣなどの遊離砥粒を配合したスラリーを連続供給しながら、ワイヤーを一方向に走行させ（一方向切断型）、あるいは往復走行させ（往復切断型）るとともにワイヤ−にワークを押し付けて、そこに発生するスラリー間の研削作用によりワークをスライス加工するとようにした形式のものが知られている。（例えば特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−７７５１１号公報（第５〜７頁、第１図、第６図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載のワイヤソーマシーンは、図５、６に示すように、直径２００ｍｍのシリコン単結晶インゴットＩを厚さ９００μｍの多数枚数のウエハーにスライス加工（ワイヤー切断）するもので、多数本のワイヤ１１ａを横一列に束ねたワイヤー列１１を有している。ワイヤ列１１は、側面視三角形状に配置された３本の加工用溝ローラ１２間で、往復切断時には往復走行しながら除除に巻き取りリールに向かって移動し、あるいは一方向切断時には一方方向に走行して、巻き取りリ−ルに巻き取られるような構成となっている。
【０００５】
具体的には、繰り出しリール（図示せず）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間に順次架け渡してワイヤ列１１を形成し、このワイヤ列１１を高速（例えば１０００ｍ／ｍｉｎ）で走行させ、その後巻き取りリール（図示せず）に巻き取って、インゴットＩをスライス加工するような構成となっている。
溝ローラ１２の両側上方には、スラリーをワイヤ列１１上に連続供給するスラリー供給部１３（往復切断型ではインゴットＩの切断部の両側に一対）が配設され、さらに、インゴットＩはカーボンヘッド１４を介して昇降台１５に装着されている。
【０００６】
ところで、上記の従来のワイヤソーマシーンでは、ワークに対する切り込み点側では、ワイヤーに付着してワーク切断部に持ち込まれるスラリーの量は多く、切断能率が良いので、切り代が大きい。しかし、ワイヤーに付着してワーク切断部に持ち込まれたスラリーは、その一部が切り込み点側付近で消費されてしまい、切り抜き点（往復切断型では中央部）付近ではスラリーの量が少ない状態となる。そのため、切り抜き点（往復切断型では中央部）付近では切り代が小さくなり、その結果、得られるウエハーは、一方向切断方式とした場合には切り込み点側が薄く切り抜き点側が厚くなり、往復切断方式とした場合には中央部が厚く周縁側が薄い断面形状のものとなる。しかもこの厚さムラは１０〜２０μｍを超えるほど大きいので、高精密度を要求される半導体材料の分野では、この厚さムラを後加工により除去する必要があるという課題がある。
本発明は、このような課題を解決しょうとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ワイヤーを、ワークの被切断面に沿って押し付けながら走行させるとともに、ワークに対する切り込み口の近傍に配設されたスラリー供給部（往復切断型の場合スラリー供給部はワークを挟んだ両側にある）からスラリーの供給を受けながらワークをスライス（切断加工）する形式のワイヤソーマシーンにおいて、ワイヤに対するワークの押し付けが、周期的にあるいは断続的に行われる構成とすることにより、切断加工中、ワークに対するワイヤの押し付け度の小さい時には、スラリーが切り抜き点付近まで（往復切断型の場合は中央部にまで）持ち込まれて、スラリー持ち込み量が全切断面においてほぼ一定になるようにして課題解決の手段としている。
本発明によれば、ワイヤによるスラリー持ち込み量が全切断面においてほぼ均一になるので、切断能率も全切断面においてほぼ一定となり、ワークをスライス（切断加工）して得られたウエハーの厚みムラを極力抑制することが可能となる。
【０００８】
さらに、本発明は、ワイヤのワークに対する周期的なあるいは断続的な押し付けを行うため、ワイヤを案内する複数の加工用ローラーを、ワークに対し周期的にあるいは断続的に接近させたり離したりできるように構成して課題解決の手段としている。
【０００９】
また、本発明は、ワイヤーのワークに対する周期的なあるいは断続的な押し付けを行うため、ワークを、同ワークの被加工面に対向走行中のワイヤ、すなわちワイヤパスラインに対し、周期的にあるいは断続的に接近させたり離したりできるように構成して課題解決の手段としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面により本発明の実施形態について説明する。
図１は第１実施形態に係るワイヤソーマシーンの斜視図、図２は同主要部の側面図、図３は同ワーク切断状態を説明するためのワーク軸線に直行する面に沿った断面図、図４は第２実施形態に係るワイヤソーマシーンの主要部の側面図である。
【００１１】
図１に示すように、第１実施形態に係るワイヤソーマシーンは図５、図６に示した従来のワイヤソーマシーンと、ワイヤ列１１の配置やワイヤ１１ａを案内する複数の加工用ローラ１２などの構造に、配置の点においてほぼ同一構成となっている。すなわち、この実施形態のワイヤソーマシーンも、多数本のワイヤ１１ａを横一列に束ねたワイヤ列１１を有しており、ワイヤ列１１を、側面視三角形状に配置された３本の加工用溝ローラ１２間で、往復切断時には往復走行させながら除々に巻き取りリール２２に向かって移動させ、あるいは一方向切断時には一方方向に走行させて、巻き取りリール２２に巻き取らせるような構成となっている。ただ、第１実施形態のものでは、ワーク１６が装置１０の上側からワイヤ列１１に押し付けられる構成となっており、したがって、スラリー供給装置１２も図５、６のものと相違し、図２、図４に示すようにワーク１６と同じ側に配置される構成となっている。
なお、図１には図５、図６と同じ部材には同一の符号を付しそれらについては詳細な説明を省略する。
【００１２】
図１における符号２１は繰り出しリール２１を示しており、この繰り出しリール２１から繰り出されたワイヤ１１ａは、互いに離間した３本の溝ローラ１２間に順次架け渡されてワイヤ列１１を形成し、このワイヤ列１１をインゴットＩ、すなわちワーク１６に押し付けながら高速で走行させ、その後巻き取りリール２２に巻き取って、ワーク１６をスライス加工するような構成となっている。符号２３は複数のガイドローラを示している。
【００１３】
ところで、この実施形態では、図２に示すように、３個の加工用溝ローラ１２は、そのローラ軸芯ａの位置がそれらのローラ外周Ａに対して、いずれも寸法ｄだけずれた位置となる構成となっており、かつ３個の加工用溝ローラ１２は、ローラ軸芯ａのずれた方向を揃えて、装置１０の基台に回転可能に取り付けられている。
【００１４】
上記の装置において、巻き取りリール２２がワイヤ１１ａを巻き取ると同時に繰り出しリール２１からワイヤ１１ａが繰り出されてワイヤ−１１ａが走行する作動状態では、ワイヤ１１ａにより、各加工用溝ローラ１２は回転する。各回転溝ローラ１２が（その軸芯ａと外周Ａとが寸法ｄだけ）装置１０の基台に偏芯して取り付けられた構成となっているので、各溝ローラ１２は、軸芯ａを中心とした偏芯回転となる。
３個の溝ローラ１２の偏芯量ｄは同じ寸法に設定されているので、３個の溝ローラ１２は偏芯回転同期したものとなる。したがって、３個の溝ローラ１２間に順次架け渡されて形成されているワイヤ列１１も、全体として図２の点線と実線とで示す範囲間の揺動運動となる。この揺動運動は、ワーク１６に対する対向面においては、ワイヤ１１ａの寸法ｄの上下動となる。そして、ワイヤ１１ａの移動速度が一定の場合、ワイヤ１１ａの寸法ｄの上下動は周期的なものとなる。
【００１５】
図３の点線ｂはワイヤパスラインがワーク１６に対して押し付けられている状態（ワーク切断状態）を、実線ｃはワイヤパスラインがワーク１６の切断箇所（ワーク切り込み部）から離れた状態を示している。
このようにして、この実施形態のワイヤソーマシーンによれば、ワイヤ１１ａを、ワーク１６に対して周期的に押し付けることができる。ワイヤ１１ａの移動速度を断続的に変化させると、ワイヤ１１ａをワーク１６に対して断続的に押し付けることができる。
【００１６】
このように、この実施形態のワイヤソーマシーンでは、ワイヤ１１ａに対するワーク１６の押し付けが、周期的にあるいは断続的に行われるので、切断加工中、ワーク１６に対するワイヤ１１ａの押し付け度の小さい時、つまりワイヤ１１ａとワーク１６との間の間隔が大きい時には、ワイヤ１１ａにより被切断部に持ち込まれたスラリーが切り込み点側付近で殆ど消費されることがないので、スラリーは切り抜き点付近まで（往復切断型の場合は中央部にまで）持ち込まれることになり、スラリー持ち込み量を全切断面においてほぼ一定とすることが可能となる。
その結果、（ワイヤー１１ａによるスラリー持ち込み量が全切断面においてほぼ一定になるので、）切断能率も全切断面においてほぼ一定となり、ワーク１６をスライス（切断加工）して得られたウエハーの厚みムラを極力抑制することが可能となる。
【００１７】
図４に示す第２実施形態に係るワイヤソーマシーンでも、ワイヤ１１ａを案内する加工用溝ローラー１２は３個設けられており、繰り出しリール２１（図１参照）から繰り出されたワイヤ１１ａを、互いに離間した３本の溝ローラ１２間に順次架け渡してワイヤ列１１を形成し、このワイヤ列１１を往復切断時には往復走行させながら除除に巻き取りリール２２に向かって移動させ、あるいは一方向切断時には一方方向に走行させて、巻き取りリ−ル２２に巻き取られせるようにして、ワイヤ列１１をインゴットＩ、すなわちワーク１６に押し付けながら高速で走行させ、その後巻き取りリール２２（第１図参照）に巻き取って、ワーク１６をスライス加工するような構成となっている。しかしこの実施形態では、３個の加工用溝ローラ１２は装置の基板に単に回転可能に支持されていて、第１実施形態のワイヤソーマシーンのように回転時に偏芯運動することはない。
【００１８】
しかし、この第２実施形態のワイヤソーマシーンでは、ワーク１６が切断工程中にわずかな寸法ｄだけワイヤ列１１から離れたり接近したりする方向（図４においては上下方向）に、モータ２４の正逆運転により往復移動する構成となっている。したがって、モータ２４の正逆運転を周期的とすることにより、ワイヤ１１ａをワーク１６に対して周期的に押し付けることができる。また、モータ２３の正逆運転を断続的とすることにより、ワイヤ１１ａをワーク１６に対して断続的に押し付けることができる。
【００１９】
このようにして、この第２実施形態のワイヤソーマシーンにおいても、ワイヤ１１ａに対するワーク１６の押し付けを周期的にあるいは断続的に行うことができるので、比較的簡単な構成で第１実施形態のワイヤソーマシーンの場合と同様の、上述の作用効果を得ることができる。
なお、上記の両実施形態のワイヤソーマシーンでは、ワイヤ−パスの上側からワーク１６が押し付けられる構成となっているが、図５、６に示したような、ワイヤパスの下側からワーク１６が押し付けられる構成のワイヤソーマシーンに適用しても、同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のワイヤソーマシーンによれば、次の通りの効果が得られる。
（１）ワイヤに対するワークの押し付けを、周期的にあるいは断続的に行なうようにしたので、切断加工中、ワークに対するワイヤの押し付け度の小さい時、つまりワイヤーパスラインとワーク切り込み部との間の間隔が大きい時には、ワイヤにより被切断部に持ち込まれたスラリーを切り抜き点付近まで（往復切断型の場合は中央部にまで）持ち込むことができ、スラリー持ち込み量を全切断面においてほぼ均一にすることが可能となる。
（２）上記（１）により、切断能率を全切断面においてほぼ一定にでき、ワークをスライス（切断加工）して得られたワーク（例えばウエハー）の厚みムラの発生を極力抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るワイヤソーマシーンの斜視図。
【図２】同主要部の側面図。
【図３】同ワーク切断状態を説明するためのワーク軸線に直行する面に沿った断面図。
【図４】本発明の第２実施形態に係るワイヤソーマシーンの主要部の側面図。
【図５】従来のワイヤソーマシーンの斜視図。
【図６】同概略側面図。
【符号の説明】
１０：装置
１１：ワイヤ列
１１ａ：ワイヤソーマシーン
１２：加工用溝ローラー
１３：スラリー供給部
１４：カーボンヘッド
１５：昇降台
１６：ワーク
２１：繰り出しリール
２２：巻き取りリール
２４：モーター
ａ：加工用溝ローラ１２の軸芯
Ａ：同外周
ｄ：偏芯量
Ｉ：インゴット
【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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