(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断用ワイヤが複数のガイドローラの周囲に巻回されることによりワイヤ群が形成され、かつ、当該切断用ワイヤが当該切断用ワイヤの軸方向に駆動された状態で前記ワイヤ群に対してワークが切断送りされることにより、このワークが複数の箇所で同時に切断されるワイヤソーにおいて、前記ワークの切断位置よりもワイヤ駆動方向上流側の位置で前記ワイヤ群にスラリを供給するスラリ供給手段と、そのスラリ供給位置と前記ワークの切断位置との間の位置でかつ前記ワイヤ群のすぐ上方の位置に設けられ、当該ワイヤ群との間に前記ワークの切断位置へのスラリの供給量を規制するための間隙を形成するスラリ供給規制部材とを備え、前記スラリ供給規制部材は、前記ワイヤ群におけるワイヤ並び方向と略平行な軸回りに回転可能なスラリ供給規制ローラであることを特徴とするワイヤソーのスラリ供給装置。
【請求項２】
請求項１記載のワイヤソーのスラリ供給装置において、前記ワイヤ群とスラリ供給規制部材との間に形成される間隙の寸法がワイヤ群におけるワイヤ並び方向全域にわたって均一になるように前記スラリ供給規制部材が配設されていることを特徴とするワイヤソーのスラリ供給装置。
【請求項３】
請求項１記載のワイヤソーのスラリ供給装置において、前記ワイヤ群とスラリ供給規制部材との間に形成される間隙が当該ワイヤ群におけるワイヤ並び方向においてワイヤ繰出し側に向かうに従って狭くなるように前記スラリ供給規制部材が配設されていることを特徴とするワイヤソーのスラリ供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、切断用ワイヤを用いて半導体インゴット等のワークを効率良く切断するワイヤソーにおいて、その切断位置に加工液であるスラリを供給するための装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体インゴットからウェハを切り出す手段等として、ワイヤソーが知られている。その一例を図３に示す。
【０００３】
図示のワイヤソーは、一対のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ、ガイドプーリ１２Ａ，１２Ｂ、ガイドプーリ１４Ａ，１４Ｂ、ガイドプーリ１６Ａ，１６Ｂ、ワイヤ張力調節装置１８Ａ，１８Ｂ、ガイドプーリ２２Ａ，２２Ｂ、及び４つのガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂを備えている。ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂは互いに同じ高さ位置に配され、ガイドローラ２６Ａ，２６Ｂはそれぞれガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの下方の位置に配されており、ガイドローラ２６Ａが駆動モータ２５によって回転駆動されるようになっている。
【０００４】
各ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂは、切断用のワイヤＷが巻かれるボビン９Ａ，９Ｂと、これを回転駆動するボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂとを備えている。一方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａのボビン９Ａから繰り出されたワイヤＷは、ガイドプーリ１２Ａ，１４Ａ，１６Ａ、ワイヤ張力調節装置１８Ａのプーリ２０Ａ、及びガイドプーリ２２Ａの順に掛けられ、さらにガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂ，２６Ａの外周面に形成されたガイド溝に嵌め込まれながらこれらガイドローラの外側に多数回巻回された後、ガイドプーリ２２Ｂ、ワイヤ張力調節装置１８Ｂのプーリ２０Ｂ、ガイドプーリ１６Ｂ，１４Ｂ，１２Ｂの順に掛けられ、他方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ｂのボビン９Ｂに巻き取られており、両ワイヤ張力調節装置１８Ａ，１８ＢによってワイヤＷに適当な張力が与えられている。そして、駆動モータ２５によるガイドローラ２６Ａの回転駆動方向と、各ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂによるボビン９Ａ，９Ｂの回転駆動方向が正逆に切換えられることにより、ワイヤＷがボビン９Ａから繰り出されてボビン９Ｂに巻き取られる状態と、ワイヤＷがボビン９Ｂから繰り出されてボビン９Ａに巻き取られる状態とに切換えられるようになっている。
【０００５】
すなわち、このワイヤソーにおいては、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの間に多数本のワイヤＷが互いに平行な状態で張られることによりワイヤ群２７を形成し、かつ、そのワイヤ軸方向に往復駆動されるようになっている。
【０００６】
前記ワイヤ群２７の上方には、円柱状のワーク（例えば半導体インゴット）２８を移動させるワーク送り装置３０が設けられている。このワーク送り装置３０は、ワーク保持部３２と、ワーク送りモータ３４とを備えている。ワーク保持部３２は、前記ワーク２８をその軸方向とワイヤ群２７の幅方向（ワイヤ並び方向）とが合致する向きに保持するものであり、ワーク送りモータ３４は、図略のボールネジとの組み合わせにより、前記ワーク保持部３２とワーク２８とを一体に昇降させる（すなわち切断送りする）ものである。
【０００７】
前記ワーク２８の切断位置から左右両側に離れた位置（ワイヤ軸方向に離れた位置）には、加工用砥粒を含む加工液（スラリ）を供給するためのスラリ供給部材３６Ａ，３６Ｂが設けられている。これらのスラリ供給部材３６Ａ，３６Ｂは、ホッパー状をなし、前記ワイヤ群２７に対してその幅方向全域にわたり上方からスラリを流下させ、前記ワイヤ群２７を構成する各ワイヤＷの表面に付着させるものである。このようなスラリ供給を伴いながら、ワイヤ群２７に対してワーク２８が下方へ切断送りされることにより、このワーク２８がその軸方向に並ぶ多数の個所で同時切断され、これにより多数枚のウェハが同時に切り出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記スラリ供給部材３６Ａ，３６Ｂからワイヤ群２７ひいてはワーク切断位置に供給されるスラリの量は、当該ワイヤ群２７によるワーク２８の切断性能（いわゆる切れ味）に直結するものであり、切り出されるウェハの厚みや反りに多大な影響を及ぼす。換言すれば、切り出される各ウェハの形状特性を安定させるためには、ワーク切断位置に対するスラリ供給量を適正にコントロールすることが非常に重要となる。
【０００９】
しかしながら、従来のワイヤソーでは、実際にスラリを供給するのに各スラリ供給部材３６Ａ，３６Ｂからワイヤ群２７に対してスラリを流下させるだけであるので、ワーク切断位置へのスラリ供給量を適正にコントロールすることは難しい。特に、ワーク２８の軸長が大きい場合（例えば450mm）、その軸方向全域にわたって均一にスラリを配給することは事実上困難であり、かかる供給量の不均一性により、切り出されるウェハの形状に大きなばらつきが生じやすいという課題があった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑み、ガイドローラ間に多数本のワイヤからなるワイヤ群が形成されるワイヤソーにおいて、簡単な構成で、ワーク切断位置に供給されるスラリの量を適正にコントロールできるようにすることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、切断用ワイヤが複数のガイドローラの周囲に巻回されることによりワイヤ群が形成され、かつ、当該切断用ワイヤが当該切断用ワイヤの軸方向に駆動された状態で前記ワイヤ群に対してワークが切断送りされることにより、このワークが複数の箇所で同時に切断されるワイヤソーにおいて、前記ワークの切断位置よりもワイヤ駆動方向上流側の位置で前記ワイヤ群にスラリを供給するスラリ供給手段と、そのスラリ供給位置と前記ワークの切断位置との間の位置でかつ前記ワイヤ群のすぐ上方の位置に設けられ、当該ワイヤ群との間に前記ワークの切断位置へのスラリの供給量を規制するための間隙を形成するスラリ供給規制部材とを備え、前記スラリ供給規制部材は、前記ワイヤ群におけるワイヤ並び方向と略平行な軸回りに回転可能なスラリ供給規制ローラであるものである。
【００１２】
この装置によれば、ワーク切断位置とスラリ供給位置との間でワイヤ群の上方にスラリ供給規制部材が設けられることにより、ワーク切断位置へのスラリ供給量を規制するための間隙が形成されているので、前記スラリ供給手段からワイヤ群へ供給されるスラリ量にばらつきがあっても、そのスラリ供給位置から最終的にワーク切断位置へ送り込まれるスラリ量を適正にコントロールすることができる。
【００１３】
そして、前記スラリ供給規制部材は前記ワイヤ群におけるワイヤ並び方向と略平行な軸回りに回転可能なスラリ供給規制ローラであり、同ローラがスラリの供給方向に応じて適宜回転するため、より円滑なスラリ供給を行うことができる。例えば、スラリの粘度が高い場合やスラリ供給手段によるスラリ供給量に変動がある場合にも、前記間隙近傍でスラリの詰まりを生じさせることなく正常なスラリ供給を続けることが可能である。
【００１４】
基本的に、前記スラリ供給規制部材は、このスラリ供給規制部材と前記ワイヤ群との間に形成される間隙の寸法がワイヤ群におけるワイヤ並び方向全域にわたって均一になるように前記スラリ供給規制部材が配設されていることが好ましい。この構成により、ワーク切断位置に対するスラリ供給量をワイヤ群におけるワイヤ並び方向であるワイヤ群の幅方向全域にわたって（すなわちワーク軸方向全域にわたって）均一化することが可能になる。
【００１５】
ただし、切断用ワイヤが一方向にのみ駆動される場合（その駆動中に一時的に特定量だけ逆転駆動される場合も含む）には、このスラリ供給規制部材と前記ワイヤ群との間に形成される間隙が当該ワイヤ群におけるワイヤ並び方向においてワイヤ繰出し側に向かうに従って狭くなるように前記スラリ供給規制部材を配設してもよい。このような構成にすれば、ワイヤ巻取り側（旧線側）でのワイヤ径縮小に伴うスラリ持ち込み量の減少により、当該巻取り側での切れ味がワイヤ繰出し側（新線側）での切れ味よりも低下する場合に、その差をスラリ供給量で補うことにより、ワーク軸方向にわたって均一な切断性能を維持することが可能になる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明にかかる実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。なお、この実施の形態にかかるワイヤソーの全体構成は、切断用ワイヤＷが巻回されるガイドローラが２本（ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ）のみであることを除いては基本的に前記図３に示したものと同等であるので、これと共通の構成要素には同じ参照符を付してその説明を省略する。
【００１７】
なお、本発明においてガイドローラの本数は２本に限られるものではなく、３本以上のガイドローラの周囲に切断用ワイヤＷが巻回されるものに対しても本発明の適用が可能である。
【００１８】
図１において、左右に配されたガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの周囲に切断用ワイヤＷが多数回にわたって巻回されており、これにより、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に多数本のワイヤが平行に並ぶワイヤ群２７が形成されている。
【００１９】
前記ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂは、前後に延びる支持軸４０によってその中心軸回りに回転可能に支持されている。前記支持軸４０の両端は、ワーク切断位置を挟んで前後（図１では手前側と奥側）に配された支持壁３８に固定されており、この支持軸４０の周囲に軸受４２を介して筒状のガイドローラ２４Ａ，２４Ｂが回転可能に取付けられている。また、ガイドローラ２４Ａには図略の駆動伝達機構を介してモータの出力軸が連結され、このモータの作動によってガイドローラ２４Ａが回転駆動されるようになっている。
【００２０】
スラリ供給部材３６Ａ，３６Ｂは、図例では、ワーク切断位置から左右両側に離れた位置（ワイヤ軸方向に離れた位置）であって、各ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂよりも少しワーク切断位置側にずれた位置（中央寄りの位置）に配されている。そして、ガイドローラ２４Ａ側（図１では右側）からワイヤＷが繰り出されるときにはスラリ供給部材３６Ａから、ガイドローラ２４Ｂ側（図１では左側）からワイヤＷが繰り出されるときにはスラリ供給部材３６Ｂから、それぞれワイヤ群２７に対してスラリが流下状態で供給されるようになっている。
【００２１】
すなわち、前記ワイヤ群２７に対するスラリの供給は、スラリ供給部材３６Ａ，３６Ｂのうち、ワーク切断位置よりもワイヤ駆動方向上流側に位置するスラリ供給部材から行われるようになっている。
【００２２】
さらに、このスラリ供給装置の特徴として、前記ワーク切断位置と各スラリ供給部材３６Ａ，３６Ｂとの間の位置に、ワーク切断位置へのスラリ供給量を規制するためのスラリ供給規制ローラ５０が設けられている。
【００２３】
これらのスラリ供給規制ローラ５０は、図２に示すような筒状をなし、前記ワイヤ群２７のすぐ上方の位置に設けられており、そのローラ外周面とワイヤ群２７を構成する各ワイヤＷとの間に間隙５６を形成している。
【００２４】
このスラリ供給規制ローラ５０は、前後方向（ワイヤ群２７の幅方向と平行な方向）に延びる支持軸５２の周囲に設けられている。支持軸５２は、その両端が前後の支持壁３８に固定されており、この支持軸５２と前記スラリ供給規制ローラ５０の内側面との間に軸受５４が介在している。従って、スラリ供給規制ローラ５０は、ワイヤ群２７におけるワイヤ並び方向と略平行な軸回りに回転可能となるように配設されている。
【００２５】
ここで、前記スラリ供給規制ローラ５０とワイヤ群２７との間に形成される間隙５６の寸法ｄは、基本的にはワイヤ群２７の幅方向（すなわちワーク２８の軸方向）にわたって均一であることが好ましい。特に、ワイヤＷが正逆両方向に往復駆動される場合には、図２の実線に示すように、前記スラリ供給規制ローラ５０の外周面とワイヤ群２７の並び方向とを平行にして前記間隙５６の寸法（上下方向の寸法）ｄをワイヤ群２７の幅方向全域にわたって均一にすることが好ましい。
【００２６】
一方、ワイヤＷが一方向にのみ駆動される場合（その途中で特定量だけ逆転駆動される場合も含む）は、前記と同様に間隙寸法ｄを均一にしてもよいが、ワイヤ並び方向に対してローラ回転中心軸を僅かに傾斜させるか、あるいはスラリ供給規制ローラ５０の外周面をテーパー面にすることにより、前記間隙寸法ｄがワイヤ繰出し側（すなわち新線側）に向かうに従って小さくなるようにしてもよい。これにより、旧線側（巻取り側）のワイヤの切れ味が新線側（繰出し側）のワイヤの切れ味より低下する場合に、その切れ味の差をワーク切断位置に対するスラリ供給量によって補うことが可能になる。
【００２７】
例えば、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂに対して図２の左側からワイヤＷが供給される場合（すなわち同図左側が繰出し側である場合）には、同図二点鎖線に示すようにスラリ供給規制ローラ５０の外周面を僅かに傾斜させて同図左側の間隙寸法ｄを右側の間隙寸法よりも小さくすればよい。これにより、新線側のスラリ供給量が旧線側のスラリ供給量よりも規制されることになる。
【００２８】
なお、前記間隙５６の具体的な寸法については、スラリの特性や切断速度、ワイヤ駆動速度等に応じて適宜設定すればよく、一般には１〜２mm程度が好適である。
【００２９】
以上示した装置によれば、ワイヤ群２７の上方にスラリ供給規制ローラ５０が設けられることにより両者間に適当な寸法の間隙５６が形成され、これにより、各スラリ供給部材３６Ａ（３６Ｂ）によるスラリ流下位置からワイヤ駆動方向に沿ってワーク切断位置へ送られるスラリの量が前記間隙５６に対応する量に規制されるため、前記スラリ供給部材３６Ａ（３６Ｂ）からワイヤ群２７へのスラリ流下量に変動があっても、最終的にワーク切断位置へ供給されるスラリの量を安定させることができる。
【００３０】
特に、図２の実線に示すように、前記間隙５６の寸法ｄをワイヤ群２７の幅方向全域にわたって均一にした場合には、ワーク２８に対して前記ワイヤ群２７の幅方向全域にわたり均一なスラリ供給を行うことができる。
【００３１】
また、切断用ワイヤＷが一方向に駆動される場合に、その繰出し側に向かうに従って間隙寸法ｄが小さくなるようにスラリ供給規制ローラ５０を配すれば（図２の二点鎖線）、新線側と旧線側との切れ味の差も考慮したスラリ供給制御を実現することが可能である。
【００３２】
なお、ワイヤＷが一方向にしか駆動されることがないワイヤソーにおいては、ワーク切断位置よりも当該駆動方向上流側にのみスラリ供給手段及びスラリ供給規制部材を配すればよい。例えば、図１において右側からのみワイヤＷが供給されるワイヤソーにおいては、同図右側のスラリ供給部材３６Ａ及びスラリ供給規制ローラ５０のみを配すればよく、同図左側のスラリ供給部材３６Ｂ及びスラリ供給規制ローラ５０は省略が可能である。
【００３３】
なお、ブレード状のスラリ供給規制部材をワイヤ群２７の上に立直状態で配するようにしてもスラリ供給の規制は可能であるが、図示のように回転可能なスラリ供給規制ローラ５０が配され、スラリの供給方向に応じて適宜スラリ供給規制ローラ５０が回転することにより、より円滑なスラリ供給が可能となり、例えばスラリの粘度が高い場合やスラリ供給部材３６Ａ，３６Ｂからのスラリ流下量に比較的大きな変動がある場合にも、間隙５６及びその近傍でスラリの詰まりを生じさせることなく、正常なスラリ供給を続けることができる利点がある。
【００３４】
また、スラリ供給規制部材の配設位置は、ワーク切断位置とスラリ供給位置との間の領域内で適宜設定すればよい。より好ましくは、切断送りされるワーク２８との干渉を避け得る範囲でなるべくワーク切断位置に近い位置にスラリ供給規制部材を配設するのがよい。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明は、ガイドローラ間に形成されたワイヤ群に対してワークが切断送りされるワイヤソーにおいて、前記ワイヤ群にスラリが供給される位置と前記ワークの切断位置との間に、前記ワイヤ群におけるワイヤ並び方向と略平行な軸回りに回転可能なスラリ供給規制ローラを設け、このスラリ供給規制ローラとワイヤ群との間にスラリ供給量を規制するための間隙を形成するようにしたものであるので、簡単な構成で、円滑なスラリ供給を可能にしながらワーク切断位置に対するスラリの供給量を適正にコントロールすることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるワイヤソーの要部を示す一部断面正面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】一般的なワイヤソーの全体構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
２４Ａ，２４Ｂ  ガイドローラ
２７  ワイヤ群
２８  ワーク
３６Ａ，３６Ｂ  スラリ供給部材
５０  スラリ供給規制ローラ
５６  スラリ供給量を規制するための間隙
ｄ  間隙寸法
Ｗ  切断用ワイヤ
【図１】
0004528470.tif 000002
【図２】
0004528470.tif 000003
【図３】
0004528470.tif 000004