(57)【要約】【課題】ワイヤの振動伝達の大きい部分における半導体インゴット切断への悪影響を防止することができるワイヤソーを提供する。【解決手段】円柱形状に形成された半導体インゴット２２を、スライス台４４に接着する。さらに、半導体インゴット２２の端面に、ワイヤソーのワイヤにより切断可能な材料からなるサイドプロテクター２２ａを接着する。半導体インゴットの端部におけるワイヤの振動をサイドプロテクター２２ａで吸収することにより、インゴット切断部を走行するワイヤを安定させる。【選択図】      図６
2005297156.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物を保持した治具を複数本の並走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させることにより、前記被加工物を切断するワイヤソーにおいて、
前記被加工物の少なくとも一端面に前記ワイヤにて切断可能な材料からなるプロテクターを設けたことを特徴とするワイヤソー。
【請求項２】
前記プロテクターは、前記被加工物の端面若しくは前記治具の何れか一方に固定されていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤソー。
【請求項３】
前記プロテクターの前記固定は接着剤によって行われており、
前記接着剤は、前記被加工物と前記治具の接着に使われている接着剤よりも硬化温度が低いことを特徴とする請求項２に記載のワイヤソー。
【請求項４】
前記プロテクターは、３〜２０ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１つに記載のワイヤソー。
【請求項５】
被加工物を保持した治具を複数本の並走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させることにより、前記被加工物を切断するワイヤソーにおいて、前記ワイヤの振動を防止するためのプロテクターであって、
前記ワイヤにて切断可能な材料からなり、前記被加工物の少なくとも一端面に設けられることを特徴とするプロテクター。
【請求項６】
前記プロテクターの前記被加工物の端面への接着部の形状が、前記被加工物の端面若しくは切断面と同一の形状であることを特徴とする請求項５に記載のプロテクター。
【請求項７】
複数本の並走するワイヤに接触させることにより、切断加工されるインゴットであって、
前記ワイヤにて切断可能な材料からなるプロテクターを、前記インゴットの少なくとも一端面に設けたことを特徴とするインゴット。
【請求項８】
前記プロテクターの前記インゴットの端面への接着部の形状が、前記インゴットの端面若しくは切断面と同一の形状であることを特徴とする請求項７に記載のインゴット。
【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、半導体インゴット（例えば、単結晶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半導体）などの被加工物を薄くスライス加工するワイヤソー、及び、ワイヤの振動を防止するプロテクターに関する。
【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等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（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１２は、被加工物としての半導体インゴットをウェーハ状にスライス加工する一般的なワイヤソーのワイヤの経路を示す概念図である。図１２に示すように、ワイヤソー５１は、繰出しリール５２と、この繰出しリール５２から繰り出されるワイヤ５３と、複数のガイドローラ５４によって形成される繰出し側ワイヤ走行路５５と、繰出し側ワイヤ走行路５５の中途部に設けられてワイヤ５３に張力を与えるテンション機構５６と、多数の溝（図示せず）が一定ピッチで形成された３本の加工用ローラ５７，５８，５９と、加工用ローラ５７，５８，５９の溝に沿ってワイヤ５３を順次螺旋状に巻き掛けることで形成されたワイヤ列６０と、複数のガイドローラ６１によって形成される巻取り側ワイヤ走行路６２と、巻取り側ワイヤ走行路６２の中途部に設けられてワイヤ５３に張力を与えるテンション機構６３と、ワイヤ５３を巻き取る巻取りリール６４とを配設している。
【０００４】
各リール５２，６４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５３が各リール５２，６４間を高速で往復走行する。このように、ワイヤ５３は往復走行するものであるため、各リール５２，６４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５３は使用に伴って磨耗するため、繰出しリール５２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磨耗したワイヤ５３は巻取りリール６４に巻き取られる。
【０００５】
一方、ワイヤ列６０の上空には、被スライス加工物としての半導体インゴット６５が昇降可能に配置されている。このようなワイヤソー５１では、スラリーを供給した状態でワイヤ５３を線方向に進退走行させながら、ワイヤ５３に対して半導体インゴット６５を押し付けて接触させ、半導体インゴット６５に切断加工を施す。
【特許文献１】特開平１０−０２２２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記の如く構成されたワイヤソー５１にあっては、ワイヤ５３を進退走行させる各リール５２，６４の振動がワイヤ５３に伝達され、特に、加工用ローラ５７，５８，５９の両端部分に巻き付けられたワイヤ５３における振動が大きい。このようなワイヤ５３の振動により、半導体インゴット６５の両端付近でスライスされたウェーハに、切断厚さの不均一や切断面の反りといった切断不良が発生するという問題が生じていた。特にこの切断不良は、半導体インゴット６５の繰出しリール５２側の端部で顕著であった。
【０００７】
一方、近年では、半導体インゴット６５の加工時間の短縮化のため、図１３に示すように、複数の半導体インゴット６５を同時に加工するワイヤソーもある（例えば、特許文献２参照）。図１３（Ａ）は被加工物としての半導体インゴットをウェーハ状にスライス加工する一般的なワイヤソーの要部の側面図、図１３（Ｂ）はインゴットの固定状態を示す正面図である。
【０００８】
この種のワイヤソーにおいては、複数の半導体インゴット６５が並列に配置され、半導体インゴット６５の軸線方向に沿って延びるワークプレート７２及びスライス台７３を介して中間プレート７１に取り付けられる。スライス台７３は、略直方体形状のカーボン或いはガラス，プラスチック，セラミックス等の材質よりなり、上面は平坦をなし、下面は円柱形状の半導体インゴット６５の外周面が嵌合するように凹状に湾曲している。
【０００９】
半導体インゴット６５は、その外周面をスライス台７３の下面の凹状湾曲部に嵌合させると同時に、接着剤等によって固定される。また、そのスライス台７３の上面は、ワークプレート７２の下面に接着剤等によって貼り付け固定される。スライス台７３は、ワイヤソーによるスライス加工の際には半導体インゴット６５と共にワイヤ５によって一部が切断され、加工終了後にはワークプレート７２から取り外される。そして、次の新しいスライス台７３が半導体インゴット６５と共にワークプレート７２に接着される。
【００１０】
そして、このような複数の半導体インゴット６５を同時にウェーハ状にスライス加工する場合においても、上述したワイヤの振動の影響により、半導体インゴット６５の両端寄りで、スライス加工したウェーハに切断厚さの不均一や切断面の反りといった切断不良が発生するという問題が生じていた。
【００１１】
さらに、図１４に示すように、複数の半導体インゴット６５を同時にスライス加工する場合には、各半導体インゴット６５の長さが異なることもある。通常は半導体インゴット６５の端部には、微小な面取り加工等を施している場合が多く、この場合、短い半導体インゴット６５の面取り部に接触したワイヤ５３の振動が、他の長い半導体インゴット６５の切断に影響を与えることがある。その結果、図１４に示すようにワイヤ列６０の均等配列を阻害し、製品としての目標厚さよりも著しく厚肉なウェーハ６５ａや薄肉なウェーハ６５ｂのように切断厚さの不均一や切断面の反りといった切断不良が発生するという問題が生じていた。
【００１２】
また、上述したワイヤの振動は、半導体インゴットの単数加工並びに複数加工の何れの場合にあっても、半導体インゴット両端近傍における加工後のウェーハをスライス台７３（図１３参照）から脱落させてしまうという問題も生じていた。
【００１３】
そこで、本発明者等は、半導体インゴットをワイヤソーによってウェーハ状にスライス加工し、半導体インゴットの両端面からの切断位置におけるウェーハの切断厚さを測定した。図１５のグラフ図は、６本の半導体インゴットをスライス加工した際において、縦軸はスライス加工時の目標厚さに対する差分を示し、横軸は半導体インゴットの端面からの位置を示している。Ｔ１〜Ｔ５は半導体インゴットの巻取りリール６４側の端面から１枚目（Ｔ１）、２枚目（Ｔ２）・・・５枚目（Ｔ５）を示し、横軸のＢ１〜Ｂ５は半導体インゴットの繰出しリール５２側の端面から１枚目（Ｂ１）、２枚目（Ｂ２）・・・５枚目（Ｂ５）を示す。
【００１４】
図１５の実験結果のグラフ図に示されるように、ワイヤ５３への振動伝達の影響が半導体インゴットの両端部、特に、繰出しリール５２側の端部で発生し易いことがわかった。なお、図１５のグラフには示していないが、半導体インゴットの中央付近では、ワイヤの振動は収まり、切断への影響は殆ど出なかった。
【００１５】
本出願に係る発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、その第１の目的とするところは、ワイヤの振動により発生するスライス台からのウェーハの脱落を防止することができるワイヤソーを提供することにある。
【００１６】
また、本出願に係る発明の第２の目的は、スライス加工時の製品に対する切断不良を解消することができるワイヤソーを提供することにある。
【特許文献２】特開２００１−００１２４８号公報
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、被加工物を保持した治具を複数本の並走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させることにより、前記被加工物を切断するワイヤソーにおいて、前記被加工物の少なくとも一端面に前記ワイヤにて切断可能な材料からなるプロテクターを設けたことを特徴とするワイヤソーである。
上記の発明によれば、ワイヤの振動が大きい部分による悪影響は、プロテクターが犠牲となるため、被加工物自体への悪影響を防止することができる。
【００１８】
また、本出願に係る第２の発明は、前記プロテクターは、前記被加工物の端面若しくは前記治具の何れか一方に固定されていることを特徴とする上記第１の発明に記載のワイヤソーである。
上記の発明によれば、特にプロテクターを被加工物の端面に固定した場合、スライスされたプロテクターは切断後治具から自然に落下するため、他の切断されたウェーハに接触することが無く、ウェーハへの接触によるウェーハの割れや欠けなどを防止することができる。
【００１９】
さらに、本出願に係る第３の発明は、前記プロテクターの前記固定は接着剤によって行われており、前記接着剤は、前記被加工物と前記治具の接着に使われている接着剤よりも硬化温度が低いことを特徴とする上記第２の発明に記載のワイヤソーである。
プロテクターを取り付ける接着剤の硬化温度が、被加工物を治具に接着する際に使用される接着剤の硬化温度よりも高い場合には、せっかく結晶方位を合せて位置決めされて治具に接着された被加工物が、接着剤の軟化によりずれてしまうことがあるが、上記の発明によれば、プロテクターを取り付ける接着剤の硬化温度の方が低いため、被加工物がずれるのを防ぐことができる。
【００２０】
また、本出願に係る第４の発明は、前記プロテクターは、３〜２０ｍｍの厚さを有することを特徴とする上記第１乃至第３の発明の何れか１つに記載のワイヤソーである。
上記の発明のように、プロテクターの厚みを、材質と硬度と切断される被加工物の長さによって３〜２０ｍｍの範囲で設定することにより、被加工物への悪影響を必要最小限の厚さのプロテクターで補うことができる。
【００２１】
さらに、本出願に係る第５の発明は、被加工物を保持した治具を複数本の並走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させることにより、前記被加工物を切断するワイヤソーにおいて、前記ワイヤの振動を防止するためのプロテクターであって、前記ワイヤにて切断可能な材料からなり、前記被加工物の少なくとも一端面に設けられることを特徴とするプロテクターである。
上記の発明によれば、ワイヤの振動が大きい部分による悪影響は、プロテクターが犠牲となるため、被加工物自体への悪影響を防止することができる。
【００２２】
また、本出願に係る第６の発明は、前記プロテクターの前記被加工物の端面への接着部の形状が、前記被加工物の端面若しくは切断面と同一の形状であることを特徴とする上記第５の発明に記載のプロテクターである。
上記の発明によれば、ワイヤの当接時期を被加工物とプロテクターとで略一致させることができ、より一層ワイヤからの振動を被加工物側に伝え難くすることができる。
【００２３】
さらに、本出願に係る第７の発明は、複数本の並走するワイヤに接触させることにより、切断加工されるインゴットであって、前記ワイヤにて切断可能な材料からなるプロテクターを、前記インゴットの少なくとも一端面に設けたことを特徴とするインゴットである。
上記の発明によれば、ワイヤの振動が大きい部分による悪影響は、プロテクターが犠牲となるため、被加工物自体への悪影響を防止することができる。
【００２４】
また、本出願に係る第８の発明は、前記プロテクターの前記インゴットの端面への接着部の形状が、前記インゴットの端面若しくは切断面と同一の形状であることを特徴とする上記第７の発明に記載のインゴットである。
上記の発明によれば、ワイヤの当接時期を被加工物とプロテクターとで略一致させることができ、より一層ワイヤからの振動を被加工物側に伝え難くすることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本願によれば、リールからワイヤへの振動伝達による被加工物自体への悪影響を防止し、被加工物をより高精度に切断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
次に、本発明のワイヤソーの実施の形態について、図１乃至図１１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００２７】
（ワイヤソーの全体構造）
まず、図１〜図４を用いてワイヤソーの全体構造について説明する。図１はワイヤソーの斜視図、図２はワイヤソーの正面図、図３はワイヤソーの右側面図、図４はワイヤソーの平面図を示している。図１に示すように、装置基台１１上にはコラム１２が立設されている。このコラム１２の前方には、切断機構１３が互いに対向する一対のブラケット１４の間に装設されている。
【００２８】
また、一対のブラケット１４の間には、複数の加工用ローラ１５，１６，１７が回転自在に支持されている。それぞれの加工用ローラ１５，１６，１７は、所定間隔をおいて互いに平行に配置されている。また、図２に示すように、加工用ローラ１５，１６，１７の外周には、それぞれ環状溝１５ａ，１６ａ，１７ａが所定ピッチで複数形成されている。尚、図２においては、理解を容易にするために、後述するワイヤ１８の図示を省略すると共に環状溝１５ａ，１６ａ，１７ａの数を実際よりも少なく描いて簡略化している。
【００２９】
加工用ローラ１５，１６，１７の各環状溝１５ａ，１６ａ，１７ａには、１本の線材よりなるワイヤ１８が、三本の加工用ローラ１５，１６，１７を跨って連続的に螺旋状に巻きつけられている。また、加工用ローラ１５，１６，１７は、図４に示すように、一方のブラケット１４の外壁に配設されたワイヤ走行用モータ１９により図示しない伝達機構を介して回転駆動させられる。そして、これらの加工用ローラ１５，１６，１７の回転によって、ワイヤ１８が所定の速度で走行する。このワイヤ１８の走行は、一定量前進及び一定量後退を繰り返し、全体として前進量を後退量よりも多くすることで歩進的に前進するように行われる。尚、ワイヤ１８としては、通常のワイヤ材料（例えば、ピアノ線）だけでなく、ワイヤ１８の表面に砥粒（例えば、ダイヤモンド砥粒）が付着された固定砥粒ワイヤ等を用いることもできる。
【００３０】
ブラケット１４の上方には、上方の加工用ローラ１５，１６と並行に配置された略円筒状のスラリー供給用ノズル２０が配設されている。このスラリー供給用ノズル２０からは加工用ローラ１５，１６間のワイヤ１８上に、水性または油性のスラリーが供給される。このスラリーとしては、遊離砥粒を含んだスラリーを用いることも、または固定砥粒ワイヤを用いた加工では遊離砥粒を含まないオイルや水等のスラリーを用いることもできる。
【００３１】
図１に示すように、加工用ローラ１５，１６，１７の上方において、コラム１２にはワーク支持機構２１が上下動自在に支持され、その下部には硬脆材料よりなる直径約１５０ｍｍの半導体インゴット２２が２本並行にセットされる。コラム１２の正面壁には、２本のガイドレール１２ａが垂直方向に向けて平行に設けられており、このガイドレール１２ａにワーク支持機構２１が上下動自在に嵌合されている。また、コラム１２上にはワーク昇降用モータ２３が配設されており、このワーク昇降用モータ２３の回転を制御することによって図示しないボールスクリュー等を介してワーク支持機構２１が上下動される。ワーク支持機構２１は、ガイドレール１２ａにならって正確に真直度良く上下動する。
【００３２】
そして、このワイヤソーの運転時には、ワイヤ１８を加工用ローラ１５，１６，１７間で往復走行させながら、ワーク支持機構２１をワイヤ１８に向かって下降させる。このとき、スラリー供給用ノズル２０からワイヤ１８上へスラリーを供給するとともに、ワイヤ１８に対し半導体インゴット２２を押し付け接触させることにより、半導体インゴット２２がウェーハ状にスライス加工される。
【００３３】
図４に示すように、装置基台１１の後方には一対のリール機構２４が装設されている。このリール機構２４は、ワイヤ１８を繰り出すための繰出しリール２５と、ワイヤ１８を巻き取るための巻取りリール２６とを備えている。装置基台１１には、回転方向及び回転速度を変更可能なサーボモータよりなる一対のリール回転用モータ２７，２８が配設され、それらのモータ軸にそれぞれ繰出しリール２５と巻取りリール２６とが連結されている。リール回転用モータ２７，２８は正逆転方向に回転可能であり、リール回転用モータ２７，２８を正転させて繰出しリール２５から繰出されたワイヤ１８を巻取りリール２６へと巻き取らせ、次に、リール回転用モータ２７，２８を逆転させて、巻取りリール２６がワイヤ繰り出し側に、取出しリール２５がワイヤ巻き取り側にと機能的に切り替わる。ワイヤ１８は往復走行しながら磨耗するため、繰出しリール２５から適宜新線が供給され、供給された新線の長さに対応する磨耗したワイヤ１８は巻取りリール２６に巻き取られる。
【００３４】
装置基台１１上にはリール機構２４に隣接してトラバース機構２９が装設されており、繰出しリール２５からのワイヤ１８の繰出し及び巻取りリール２６へのワイヤ１８の巻取りを、上下にトラバースしながらワイヤ１８を案内する。そして、リール機構２４の両リール２５，２６の回転により、繰出しリール２５から切断機構１３へワイヤ１８が繰り出されるとともに、加工後のワイヤ１８が巻取りリール２６に巻き取られる。
【００３５】
図３に示すように、トラバース機構２９と切断機構１３との間には、張力保持機構３０及びガイド機構３１が配設されている。そして、切断機構１３の加工用ローラ１５，１６，１７間に巻き付けられたワイヤ１８の両側がそれぞれ、ガイド機構３１の各ガイドローラ３２を介して張力保持機構３０に掛装されている。この状態で、張力保持機構３０により、加工用ローラ１５，１６，１７間のワイヤ１８に所定の張力が付与されるようになっている。このように張力保持機構３０によって所定の張力が付与されたワイヤ１８が、トラバース機構２９を介して、リール２５，２６に巻き付けられている。
【００３６】
（ワーク支持機構へのワーク取り付け構造）
次に、半導体インゴット２２のワーク支持機構２１への取り付け構造を、図５及び図６に基づいて説明する。図５（Ａ）は被加工物としての半導体インゴットをウェーハ状にスライス加工するワイヤソーの要部の側面図、図５（Ｂ）はインゴットの固定状態を示す正面図である。
【００３７】
先ず、半導体インゴット２２をワークプレート３８に取り付ける。この際、半導体インゴット２２は治具であるスライス台４４を介してワークプレート３８に取り付けられる。このスライス台４４は、略直方体形状のカーボン或いはガラス，プラスチック，セラミックス等の材質からなり、上面は平坦をなし、下面は円柱形状の半導体インゴット２２の外周面が密着状態で嵌合するように凹状に湾曲している。半導体インゴット２２をスライス台４４へと取り付ける際には、その外周面をスライス台４４の凹状に湾曲された下面に嵌合させると共に接着剤等によって固定する。そして、半導体インゴット２２を嵌合保持したスライス台４４は、ワークプレート３８の下面に接着剤等によって貼り付け固定される。
【００３８】
尚、スライス台４４は、ワイヤソーによる半導体インゴット２２のスライス加工の際には、半導体インゴット２２と共にワイヤ１８によって一部切断され、加工終了後にはワークプレート３８から取り外される。そして、次の新しいスライス台４４が半導体インゴット２２と共にワークプレート３８に接着される。
【００３９】
一方、図６に示すように半導体インゴット２２の両端面には、サイドプロテクター２２ａが接着剤等によって貼り付け固定される。このサイドプロテクター２２ａは、スライス台４４と同様に、カーボン或いはガラス，プラスチック，シリコン単結晶，シリコン多結晶，セラミックス，アルミナ，レジン等のワイヤ１８での切断が可能な材質から構成（単品若しくはこれら一つを主成分とした合成材料を含む）されており、好ましくは、半導体インゴット２２の硬度よりもやや軟質な材料（材料密度等を含む）から構成されている。
サイドプロテクター２２ａの材質は、半導体インゴット２２等の被加工物の材料特性に伴う硬度を考慮したものとすれば良く、ワイヤ１８からの振動を被加工物へと伝え難くすると同時に、ワイヤ１８の劣化防止効果をも考慮したものであることが望ましい。
【００４０】
また、サイドプロテクター２２ａは、その正面形状が半導体インゴット２２の端面形状と略同一の形状並びに大きさの円形をなし、その厚さはワイヤ１８によって半導体インゴット２２をウェーハ状にスライス加工した際の、ウェーハ３〜１５枚程度の厚さとしている。サイドプロテクター２２ａの厚みは、材質と硬度と切断される半導体インゴット２２の長さによって設定する。半導体インゴット２２の端面におけるワイヤ１８の振動による影響を防ぐ目的からは３〜２０ｍｍ程度の厚さがあれば良い。また、２本以上の半導体インゴット２２を同時に切断する場合には、長い方の半導体インゴットの長さに合わせて若しくは長い方の半導体インゴットの長さに３〜２０ｍｍ加えた厚さに設定すれば良い。
【００４１】
サイドプロテクター２２ａは、半導体インゴット２２をスライス台４４に接着した後に、半導体インゴット２２の少なくとも一端面に接着剤等によって貼り付け固定される。さらに、サイドプロテクター２２ａの周端面の一部が、スライス台４４の下面にも同時に接着固定される。スライス加工中またはスライス加工後のウェーハの脱落防止という観点からは、サイドプレテクター２２ａを半導体インゴット２２の端面とスライス台４４の両方に接着することが望ましいが、ワイヤの振動防止という目的を達成するためであれば、半導体インゴット２２の端面若しくはスライス台４４の何れか一方のみに接着固定しても良い。
【００４２】
半導体インゴット２２の端面若しくはスライス台４４の何れか一方のみに接着固定する場合には、半導体インゴット２２の端面に固定する方が良い。半導体インゴット２２の端面に固定した場合、スライスされたサイドプロテクター２２ａは切断後スライス台４４から自然に落下する。このため、スライス台４４に吊るされてフラフラと他の切断されたウェーハに接触することが無く、ウェーハへの接触によるウェーハの割れや欠けなどを防止することができる。
【００４３】
サイドプロテクター２２ａは、図５（Ｂ）に示すように半導体インゴット２２の両端面に設けていても良く、または、図６（Ｂ）に示すように半導体インゴット２２の一端面にのみ設けても良い。また、前出の図１５に示したように、ワイヤの振動伝達は、特に繰出しリール側の端部で発生しやすいことから、サイドプロテクター２２ａを半導体インゴット２２の繰出しリール側の端面にのみ設けても良い。
【００４４】
半導体インゴット２２をスライス台４４に貼り付ける際の接着剤と、サイドプロテクター２２ａを半導体インゴット２２並びにスライス台４４に貼り付ける際の接着剤とは、同様の材料からなる接着剤を使用することができる。具体的には、エポキシ樹脂（ビスフェノールＡ型ジグリシジルエーテル）等を主剤とし、その硬化剤に変性脂肪族ポリアミンを使用したもの等がある。接着剤は、ワイヤ１８で半導体インゴット２２を切断した際に、ワイヤ１８に接着剤の粘着物が付着しないものが望ましく、硬化するタイプの接着剤が好ましい。より好ましくは、上述の樹脂のように常温で硬化状態にあるものが望ましい。
【００４５】
半導体インゴット２２をスライス台４４に貼り付け、半導体インゴット２２がスライス台４４に結晶方位にずれなく取り付けられたことが確認されてから、サイドプロテクター２２ａを取り付ける。半導体インゴット２２の結晶方位はインゴットにレーザーを照射して測定するものであり、サイドプロテクター２２ａを取り付けてからでは結晶方位の測定が困難になるため、サイドプロテクター２２ａは半導体インゴット２２をスライス台４４に貼り付けた後に取り付けるのが望ましい。
【００４６】
また、サイドプロテクター２２ａを取り付ける接着剤は、半導体インゴット２２をスライス台４４に接着する際に使用される接着剤よりも硬化温度が低いものであることが望ましい。サイドプロテクター２２ａを取り付ける接着剤の硬化温度が半導体インゴット２２をスライス台４４に接着する際に使用される接着剤の硬化温度よりも高い場合には、せっかく結晶方位を合せて位置決めされてスライス台４４に接着された半導体インゴット２２が、接着剤の軟化によりずれてしまうことがあるからである。
【００４７】
サイドプロテクター２２ａは半導体インゴット２２をスライス台４４に貼り付けた後に接着するため、サイドプロテクター２２ａを接着する接着剤は、半導体インゴット２２を接着する接着剤よりも乾燥が早いものを使用することが望ましい。こうすることにより、サイドプロテクター２２ａの接着固定までの時間が短いため、半導体インゴット２２を接着した後にサイドプロテクター２２ａを接着した場合であっても、作業時間を短くすることができる。
【００４８】
一方、ワークプレート３８は、ボルト等の締結手段を介して中間プレート４１に固定される。その中間プレート４１は、図３に示すようにスペーサー３７を介して取付プレート４２に固定される。図１及び図２に示すように、この取付プレート４２は正面から見ると、左右方向に突出した係合腕４２ａ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２１は、左右２本の係止部４３ａを備えている。この左右の係止部４３ａは、背面板４３ｂからワイヤソー前方に向かって水平に伸びた角柱状をなし、係止部４３ａの上面に係合腕４２ａの下面が載置される。そして、半導体インゴット２２を固定した取付プレート４２を背面板４３ｂに向かって押し付けることにより、取付プレート４２を位置決めする。更に、取付プレート４２に形成された貫通穴に固定ねじ４５をねじ込んで、背面板４３ｂにねじ止めすることにより、ワーク支持機構２１に取付プレート４２が固定される。他に固定方式としては、エアシリンダを用いたクランプ方式もある。
【００４９】
（ワイヤソーの動作説明）
次に、上記のように構成されたワイヤソーの動作について説明する。
まず始めに、半導体インゴット２２を嵌合保持したスライス台４４を２組用意し、ワークプレート３８の下面に接着する。次に、予め結晶方位を修正して貼り付けた２本の半導体インゴット２２の軸線が、互いに平行となるようにワークプレート３８を中間プレート４１に装着する。この状態から、サイドプロテクター２２ａを半導体インゴット２２の両端面並びにスライス台４４の下面に接着固定する。サイドプロテクター２２ａの接着固定をこの段階で行うのは、半導体インゴット２２のスライス台４４並びにワークプレート３８に対する結晶方位の修正を行うためである。
【００５０】
その後、取付プレート４２の係合腕４２ａを係止部４３ａに載置する。そして、取付プレート４２を背面板４３ｂに向かって押し付けることにより、取付プレート４２を所定の位置に位置決めする。図２に示すように、取付プレート４２に形成された貫通穴に固定ねじ４５をねじ込んで、背面板４３ｂにねじ止めし、ワーク支持機構２１に取付プレート４２を固定する。
【００５１】
このような状態で、スラリー供給用ノズル２０から加工用ローラ１５，１６間のワイヤ１８上にスラリーを供給しつつ、加工用ローラ１５，１６，１７を回転させてワイヤ１８を線方向に進退走行させることで半導体インゴット２２をウェーハ状にスライス加工する。半導体インゴット２２を複数本同時にスライス加工する場合は、加工用ローラ１５，１６，１７の回転速度は、１本の半導体インゴット２２をスライス加工する場合と同じ速度としている。しかしながら、複数の半導体インゴット２２を同時にスライス加工すると、ワイヤ１８の磨耗が速くなる。このため、本実例１では、新線を送り出す速度を、１本の半導体インゴット２２をスライス加工する場合の１．５倍程度としている。また、ワーク支持機構２１の下降速度を、１本の半導体インゴット２２をスライス加工する場合の毎分０．４ｍｍ〜０．８ｍｍに対して７０％程度としている。従って、１５０ｍｍの半導体インゴット２２を１本のみでスライス加工する場合は６時間程度必要としていたが、同一サイズの半導体インゴット２２を２本同時にスライス加工する場合には９時間程度とすることができ、結果的に２本の半導体インゴット２２を同時にスライス加工することにより、ウェーハの生産効率を３０％〜４０％程度向上させることができる。
【００５２】
この際、リール回転用モータ２７，２８からの振動がワイヤ１８に伝達しても、図７に示すように、半導体インゴット２２の両端にはサイドプロテクター２２ａが設けられているため、その振動の悪影響はサイドプロテクター２２ａの部分のみで発生する。そして、ワイヤ１８が半導体インゴット２２の両端部に至る頃にはワイヤ１８の振動は既に安定しており、ワイヤはズレること無くインゴットに接触することができる。その結果、半導体インゴット２２をウェーハ状にスライス加工する部分では、振動伝達に伴うスライス台４４からのウェーハの脱落や切断不良が防止される。
【００５３】
図８は、このようなサイドプロテクター２２ａを設けた状態で半導体インゴット２２をスライス加工した場合の切断面の面粗さと、サイドプロテクター２２ａを設けなかった場合の切断面の面粗さとを比較したグラフ図である。横軸に面粗さをとり、縦軸にスライスされたウェーハの枚数をとっている。図８のグラフから、サイドプロテクターを設けた場合には、面粗さが極端に悪いウェーハが無く、しかも、グラフ全体が左側に位置しており、面粗さが全体的に向上していることがわかる。また、サイドプロテクターを設けない場合には、グラフが横方向に幅広く広がっており、各ウェーハ間に面粗さのバラツキがあるのに対し、サイドプロテクターを設けた場合には、グラフの横幅が狭く、各ウェーハ間における面粗さのバラツキが小さいことがわかる。このグラフから、本発明のサイドプロテクター２２ａを設けることにより、振動伝達の影響を効率的に防いでいることが伺える。
【００５４】
次に、半導体インゴットを本発明のワイヤソーを用いてウェーハ状にスライス加工し、半導体インゴットの両端面からの切断位置におけるウェーハの切断厚さを測定した。図９のグラフ図は従来技術として示した図１５に対応しており、６本の半導体インゴットをスライス加工した際において、縦軸はスライス加工時の目標厚さに対する差分を示し、横軸は半導体インゴットの端面からの位置を示している。Ｔ１〜Ｔ５は半導体インゴットの巻取りリール２６側の端面から１枚目（Ｔ１）、２枚目（Ｔ２）・・・５枚目（Ｔ５）を示し、横軸のＢ１〜Ｂ５は半導体インゴットの繰出しリール２５側の端面から１枚目（Ｂ１）、２枚目（Ｂ２）・・・５枚目（Ｂ５）を示す。図９のグラフ図に示すように、半導体インゴット２２の両端部（Ｔ１，Ｂ１）においてもほぼ目標値に近い範囲に位置したスライス加工製品を得ることができ、しかも、繰出しリール２５側の端面側においても、安定したスライス加工製品を得ることができた。また、図１５に示すグラフと比較して、インゴット端面近傍の５枚のウェーハ厚全てが目標値に近くなっており、スライス加工製品の全体の品質が向上した。
【００５５】
サイドプロテクター２２ａの半導体インゴット２２の端面への接着部の形状は、半導体インゴット２２ａの端面若しくは切断面と同一の形状であることが望ましい。
上記の実施例のように、サイドプロテクター２２ａの半導体インゴット２２の端面への接着部の形状を、半導体インゴット２２ａの端面若しくは切断面と同一形状とすることにより、ワイヤ１８の当接時期を半導体インゴット２２とサイドプロテクター２２ａとで一致させることができ、ワイヤ１８からの振動を半導体インゴット２２側に伝え難くすることができる。
【実施例２】
【００５６】
図１０及び図１１は、本発明のワイヤソーの実施例２を示している。図１０（Ａ）は被加工物としての半導体インゴットをウェーハ状にスライス加工するワイヤソーの要部の側面図、図１０（Ｂ）はインゴットの固定状態を示す正面図である。この図１０及び図１１に示した構成以外の構成は上記実施例１と実質的に同一である。また、上記実施例１の図５と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００５７】
サイドプロテクター２２ａの形状は、上述したように半導体インゴット２２の端面形状（面取りがある場合にはインゴットの切断面形状）とほぼ同一であることが好ましいが、スライス加工後のスライス台からのウェーハの脱落防止という観点からは、必ずしも端面形状と同一である必要はない。
【００５８】
図１０において、半導体インゴット２２の両端面には、サイドプロテクター２２ｂが接着剤等によって貼り付け固定されている。このサイドプロテクター２２ｂは、スライス台４４と同様に、カーボン或いはガラス，プラスチック，シリコン単結晶，シリコン多結晶，セラミックス，アルミナ，レジン等のワイヤ１８での切断が可能な材質から構成（単品若しくはこれら一つを主成分とした合成材料を含む）されており、好ましくは、半導体インゴット２２の硬度よりもやや軟質な材料（材料密度等を含む）から構成されている。
サイドプロテクター２２ｂの材質は、半導体インゴット２２等の被加工物の材料特性に伴う硬度を考慮したものとすれば良く、ワイヤ１８からの振動を被加工物へと伝え難くすると同時に、ワイヤ１８の劣化防止効果をも考慮したものであることが望ましい。
【００５９】
また、サイドプロテクター２２ｂは、その正面形状が半円形に形成されており、その厚さはワイヤ１８によって半導体インゴット２２をウェーハ状にスライス加工した際の３〜１５枚程度とされている。サイドプロテクター２２ｂの厚みは、材質と硬度と切断される半導体インゴット２２の長さによって設定する。半導体インゴット２２の端面におけるワイヤ１８の振動によるスライス台からのウェーハの脱落防止という目的からは３〜２０ｍｍ程度の厚さがあれば良い。また、２本以上の半導体インゴット２２を同時に切断する場合には、長い方の半導体インゴットの長さに合わせて若しくは長い方の半導体インゴットの長さに３〜２０ｍｍ加えた厚さに設定すれば良い。
【００６０】
サイドプロテクター２２ｂのスライス台４４への接着面は、被加工物である半導体インゴット２２の曲率と同一の曲率を有すれば良い。すなわち、サイドプロテクター２２ｂの正面形状は、半導体インゴット２２の端面に接着剤等によって貼り付け固定する際に、サイドプロテクター２２ｂの周面の一部がスライス台４４の下面にも同時に接着固定される形状であれば良く、特に半円形に限定されるものではない。
【００６１】
そして、このような構成においても、半導体インゴット２２を嵌合保持したスライス台４４を２組用意し、ワークプレート３８の下面に接着する。次に、予め結晶方位を修正して貼り付けた２本の半導体インゴット２２の軸線が、互いに平行となるようにワークプレート３８を中間プレート４１に装着する。この状態から、サイドプロテクター２２ｂを半導体インゴット２２の端面並びにスライス台４４の下面に接着固定する。
【００６２】
その後、図２に示すように、取付プレート４２の係合腕４２ａを係止部４３ａに載置する。そして、取付プレート４２を背面板４３ｂに向かって押し付けることにより、取付プレート４２を所定の位置に位置決めする。取付プレート４２に形成された貫通穴に固定ねじ４５をねじ込んで、背面板４３ｂにねじ止めし、ワーク支持機構２１に取付プレート４２を固定する。
【００６３】
このような状態で、スラリー供給用ノズル２０から加工用ローラ１５，１６間のワイヤ１８上にスラリーを供給しつつ、加工用ローラ１５，１６，１７を回転させてワイヤ１８を線方向に走行させることで半導体インゴット２２をウェーハ状にスライス加工する。
【００６４】
この際、半導体インゴット２２の両端にはサイドプロテクター２２ｂが設けられており、切断加工の後半において、ワイヤ１８の振動をサイドプロテクター２２ｂで吸収するため、インゴット端部近傍においてワイヤの振動によりウェーハがスライス台から脱落するのを防止することができる。
上記の発明によれば、被加工物である半導体インゴット２２への悪影響を必要最小限の大きさのサイドプロテクターで補うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
なお、上記の実施例１及び２においては、複数の半導体インゴットを同時にスライスする場合について説明しているが、１本の半導体インゴットをスライスする場合についても同様に適用できることは言うまでもない。また、半導体インゴットを例に説明しているが、半導体インゴットに限らず、他の材料からなるインゴット（塊状の物）についても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施例１におけるワイヤソーの斜視図である。
【図２】本発明の実施例１におけるワイヤソーの正面図である。
【図３】本発明の実施例１におけるワイヤソーの右側面図である。
【図４】本発明の実施例１におけるワイヤソーの平面図である。
【図５】図５（Ａ）は実施例１におけるワイヤソーの要部の側面図、図５（Ｂ）はインゴットを固定した状態を示す正面図である。
【図６】図６（Ａ）は実施例１におけるサイドプロテクターの接着状態を示す分解斜視図、図６（Ｂ）は実施例１におけるサイドプロテクターの接着状態を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施例１における半導体インゴットとワイヤとの関係を示す説明図である。
【図８】本発明のサイドプロテクターが有る場合と無い場合との切断面の粗さを比較するグラフ図である。
【図９】本発明のサイドプロテクターを設けた状態で半導体インゴットの両端部分を切断した場合のウェーハ厚を示すグラフ図である。
【図１０】図１０（Ａ）は実施例２におけるワイヤソーの要部の側面図、図１０（Ｂ）はインゴットを固定した状態を示す正面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は実施例２におけるサイドプロテクターの接着状態を示す分解斜視図、図１１（Ｂ）は実施例２におけるサイドプロテクターの接着状態を示す斜視図である。
【図１２】ワイヤソーのワイヤ経路を示す概念図である。
【図１３】図１３（Ａ）は従来のワイヤソーにおける要部の側面図、図１３（Ｂ）は従来のワイヤソーにおいてインゴットを固定した状態を示す正面図である。
【図１４】従来のワイヤソーにおける半導体インゴットとワイヤとの関係を示す説明図である。
【図１５】従来のワイヤソーにより半導体インゴットの両端部分を切断した場合のウェーハ厚を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００６７】
１１…装置基台
１２…コラム  １２ａ…ガイドレール
１３…切断機構
１４…ブラケット
１５，１６，１７…加工用ローラ
１５ａ，１６ａ，１７ａ…環状溝
１８…ワイヤ
１９…ワイヤ走行用モータ
２０…スラリー供給用ノズル
２１…ワーク支持機構
２２…半導体インゴット（被加工物）  ２２ａ，２２ｂ…サイドプロテクター
２３…ワーク昇降用モータ
２４…リール機構
２５…繰出しリール
２６…巻取りリール
２７，２８…リール回転用モータ
２９…トラバース機構
３０…張力保持機構
３１…ガイド機構
３２…ガイドローラ
３７…スペーサー
３８…ワークプレート
３９…支持部材
４１…中間プレート
４２…取付プレート  ４２ａ…係合腕
４３ａ…係止部  ４３ｂ…背面板
４４…スライス台（治具）
４５…固定ねじ
５１…ワイヤソー
５２…繰出しリール
５３…ワイヤ
５４…ガイドローラ
５５…繰出し側ワイヤ走行路
５６…テンション機構
５７，５８，５９…加工用ローラ
６０…ワイヤ列
６１…ガイドローラ
６２…巻取り側ワイヤ走行路
６３…テンション機構
６４…巻取りリール
６５…半導体インゴット  ６５ａ…厚肉なウェーハ  ６５ｂ…薄肉なウェーハ
７１…中間プレート
７２…ワークプレート
７３…スライス台。
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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