(57)【要約】【課題】リターン方式でスラリの供給を行うＳｉＣインゴット切断用ワイヤーソー装置において、インゴットを切断する際の加工精度の悪化を抑制する【解決手段】インゴット４を挟んだ片側若しくは両側に磁石５１と樹脂カバー５２および支持棒５３を有して構成される不純物除去器５０を配置する。このような構成とすれば、ワイヤー列２０にてインゴット４を切断するに際し、スラリ４０に含まれる不純物、つまりワイヤー２の磨耗粉を不純物除去器５０にて除去することが可能となる。このため、スラリ４０に含まれる不純物を低減することが可能となり、インゴット４を切断する際の加工精度の悪化を抑制することが可能となる。【選択図】図１
2009090377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な少なくとも２つのローラ（１１、１２）と、
前記ローラ（１１、１２）に対して巻き付けられ、前記２つのローラ（１１、１２）の間にワイヤー（２）が張設されることで構成されたワイヤー列（２０）と、
前記ワイヤー列（２０）に対して砥粒が含まれたスラリ（４０）を供給すると共に、前記ワイヤー列（２０）に供給された前記スラリ（４０）を回収し、前記ワイヤー列（２０）に再び供給するという再利用を行うリターン方式で前記スラリ（４０）の供給を行うスラリ供給装置（４１）と、を備え、
前記２つのローラ（１１、１２）の間に配置された前記ワイヤー（２）を炭化珪素のインゴット（４）に押し当てた状態で前記ローラ（１１、１２）の回転に基づいて前記ワイヤー（２）を走行させると共に、前記スラリ供給装置（４１）にて前記ワイヤー（２）に対して前記スラリ（４０）を供給することにより、前記ワイヤー（２）にて前記インゴット（４）を基板状に切断する炭化珪素基板製造用のワイヤーソー装置において、
前記ワイヤー列（２０）に付着した前記ワイヤー（２）の磨耗粉にて構成される不純物（６０）を引き付ける磁石（５１）を有する不純物除去器（５０）を備えていることを特徴とする炭化珪素基板製造用のワイヤーソー装置。
【請求項２】
前記不純物除去器（５０）は、前記スラリ供給装置（４１）と前記インゴット（４）の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の炭化珪素基板製造用のワイヤーソー装置。
【請求項３】
前記不純物除去器（５０）は、前記ワイヤー列（２０）の上方に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の炭化珪素基板製造用のワイヤーソー装置。
【請求項４】
前記不純物除去器（５０）は、前記磁石（５１）と、該磁石（５１）を覆うように配置され、かつ、該磁石（５１）に対して脱着可能に構成された非磁性材料からなるカバー（５２）と、を有していることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の炭化珪素基板製造用のワイヤーソー装置。
【請求項５】
前記磁石（５１）は円柱形状とされ、前記カバー（５２）は円筒状とされていることを特徴とする請求項４に記載の炭化珪素基板製造用のワイヤーソー装置。
【請求項６】
前記不純物除去器（５０）は、前記インゴット（４）の両側に少なくとも１つずつ配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の炭化珪素基板製造用のワイヤーソー装置。
【請求項７】
前記不純物除去器（５０）は、前記ワイヤー列（２０）を構成する前記ワイヤー（２）のすべてと対向するように配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の炭化珪素基板製造用のワイヤーソー装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、張設したワイヤーを移動させつつ炭化珪素（以下、ＳｉＣという）のインゴットの切断してＳｉＣ基板の製造を行うＳｉＣインゴット切断用ワイヤーソー装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ＳｉＣ単結晶のインゴットを切断してＳｉＣ基板を製造する場合、例えば特許文献１に示されるようにワイヤーソー装置が用いられている。具体的には、ワイヤーソー装置は、複数のローラに対してワイヤーを複数回巻き付けることでワイヤーが複数列に張設されたワイヤー列を構成しており、ローラの回転によってワイヤー列を高速往復走行させると共に、ワイヤーにダイヤ砥粒を混ぜたスラリを掛けることで、ＳｉＣ単結晶のインゴットに押し付けたワイヤー列にて複数枚のＳｉＣ基板を製造している。
【特許文献１】特開昭６０−１７２４６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなワイヤーソー装置では、ワイヤーにて切断されるＳｉＣ単結晶のインゴットの片側もしくは両側においてワイヤー列に対してスラリが供給されるようにしている。このとき、スラリ供給装置から常に新しいスラリが供給されるようにすることもできるが、必要となるスラリの量が多大となるため好ましくない。このため、スラリ供給装置から供給されたスラリをスラリタンクに回収し、再利用するというリターン方式が採用されている。
【０００４】
しかしながら、切断の進行に伴って磁性金属材料にて構成されたワイヤー線の磨耗粉が不純物となってスラリに混入されるため、不純物の増加に比例してインゴットを切断する際の加工精度が悪化するという問題がある。
【０００５】
本発明は上記点に鑑みて、リターン方式でスラリの供給を行うＳｉＣインゴット切断用ワイヤーソー装置において、インゴットを切断する際の加工精度の悪化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明では、少なくとも回転可能な２つのローラ（１１、１２）と、ローラ（１１、１２）に対して巻き付けられ、２つのローラ（１１、１２）の間にワイヤー（２）が張設されることで構成されたワイヤー列（２０）と、ワイヤー列（２０）に対して砥粒が含まれたスラリ（４０）を供給すると共に、ワイヤー列（２０）に供給されたスラリ（４０）を回収し、ワイヤー列（２０）に再び供給するという再利用を行うリターン方式でスラリ（４０）の供給を行うスラリ供給装置（４１）と、を備え、２つのローラ（１１、１２）の間に配置されたワイヤー（２）を炭化珪素のインゴット（４）に押し当てた状態でローラ（１１、１２）の回転に基づいてワイヤー（２）を走行させると共に、スラリ供給装置（４１）にてワイヤー（２）に対してスラリ（４０）を供給することにより、ワイヤー（２）にてインゴット（４）を基板状に切断を行い、ワイヤー列（２０）に付着したワイヤー（２）の磨耗粉にて構成される不純物（６０）を引き付ける磁石（５１）を有する不純物除去器（５０）を備えることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、ワイヤー列（２０）にてインゴット（４）を切断するに際し、スラリ（４０）に含まれる不純物、つまりワイヤー（２）の磨耗粉を不純物除去器（５０）にて除去することが可能となる。このため、スラリ（４０）に含まれる不純物を低減することが可能となり、インゴット（４）を切断する際の加工精度の悪化を抑制することが可能となる。
【０００８】
この場合、不純物除去器（５０）の配置は、ノズルから供給されるスラリ（４０）に含まれる不純物をインゴットの切断点の到達する前で除去することが好ましいため、供給ノズル（４１ａ）の近傍に配置すると良い。更には、供給ノズル（４１ａ）のインゴット側が良い。
【０００９】
また、不純物除去器（５０）に付着した不純物（６０）の量が多ければ不純物除去能力が低下するため、その状況が、目視にて確認しやすい位置に置くことが好ましい。このため、供給ノズル（４１ａ）がワイヤー列（２０）の下側に配置されている場合では、不純物除去器（５０）をワイヤー列（２０）の上方に配置すると好ましい。このようにすれば、ワイヤー列（２０）によって不純物除去器（５０）が隠れてしまわないようにでき、不純物除去器（５０）に付着した不純物（６０）を目視で確認することも可能となる。そして、不純物除去器（５０）に付着した不純物（６０）の量が多ければ不純物除去能力が低下するため、一旦切断工程を中断して不純物除去器（５０）から不純物（６０）を取り除いた後、再び切断工程を再開するようにすれば、よりインゴット（４）を切断する際の加工精度の悪化を抑制することが可能となる。
【００１０】
例えば、不純物除去器（５０）は、磁石（５１）と、該磁石（５１）を覆うように配置され、かつ、該磁石（５１）に対して脱着可能に構成された非磁性材料からなるカバー（５２）と、を有した構成とされると好ましい。
【００１１】
このようにすれば、インゴット（４）の切断終了後もしくはその途中にカバー（５２）を磁石（５１）から取り外すことで、磁石（５１）の引力が不純物（６０）から作用しなくなるため、容易に樹脂カバー（５２）に付着した不純物を取り除くことができる。
【００１２】
この場合、例えば、磁石（５１）を円柱形状、カバー（５２）を円筒状にすることができる。
【００１３】
このような不純物除去器（５０）は、インゴット（４）の片側にのみ配置されていても構わないが、インゴット（４）の両側に少なくとも１つずつ配置されるようにすれば、より不純物（６０）の除去能力を向上させられる。
【００１４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態にかかるワイヤーソー装置１の模式的な斜視図である。また、図２は、図１に示すワイヤーソー装置１の模式的な正面図である。ワイヤーソー装置１は、図１および図２の紙面上下方向が天地方向と対応するように配置されている。以下、図１および図２を参照して本実施形態のワイヤーソー装置１について説明する。
【００１７】
図１、図２に示すように、三角形状に配置した３つの溝付ローラ（以下、単にローラという）１１〜１３に、一本の磁性金属材料にて構成されたピアノ線等のワイヤー２を螺旋状に巻き付けてあり、３つのローラ１１〜１３のうちの２つのローラ１１、１２の間に、複数列に並べられたワイヤー列２０を形成している。このワイヤー列２０にて基板形成用のＳｉＣ単結晶インゴット４の切断が行われ、インゴット４の切断中に、紙面右側をワイヤー２の供給側、紙面左側をワイヤー２の回収側として、ワイヤー２の磨耗量を考慮して新線が常に供給されるようになっている。
【００１８】
また、３つのローラ１１〜１３のうちの残りの１つのローラ１３はモータ３によって回転させられるようになっており、このローラ１２が回転させられることにより、ワイヤー２が高速で往復走行させられる。すなわち、３つのローラ１１〜１３のうちのワイヤー列２０の両側に位置する２つのローラ１１、１２は、これら各ローラ１１、１２の支持軸３１、３２の中心軸を回転軸として回転自在とされており、ローラ１３がモータ３によって回転させられると、ローラ１１、１２もワイヤー２の走行に応じて回転させられるようになっている。
【００１９】
また、ワイヤー列２０の下方には、インゴット４を配置するための台座５が備えられ、この台座５に対して接着部材（図示せず）を介してインゴット４が固定され、台座５の上でインゴット４の切断が行われる。
【００２０】
そして、ダイヤ砥粒を混ぜたスラリ４０の供給を行うためのスラリ供給装置４１が備えられており、スラリ供給装置４１の供給ノズル４１ａがインゴット４の両側に配置され、ワイヤー列２０の下方からスラリ４０の供給が行える構成とされている。このスラリ供給装置４１は、ワイヤー列２０に対してスラリ４０の供給を行ったのち、ワイヤー列２０もしくはインゴット４から垂れてくるスラリ４０を回収するスラリタンクを有しており、回収したスラリ４０を再利用してワイヤー列２０に対して再び供給するリターン式のものとされている。
【００２１】
さらに、本実施形態では、図２に示すように、スラリ供給装置４１の供給ノズル４１ａとインゴット４の間に不純物除去器５０がワイヤーソー装置１から脱着可能な状態で備えられている。不純物除去器５０は、円柱状の磁石５１、磁石５１の外周面を覆う円筒状の樹脂カバー５２、および、磁石５１を支持する支持棒５３（後述する図３参照）とを有した構成とされている。この不純物除去器５０は、磁石５１の軸方向がワイヤー列２０の配列方向（ワイヤー２の操作方向に対して垂直方向）となるように配置され、不純物除去器５０がワイヤー列２０を構成するワイヤー２すべてと対向するように配置されている。
【００２２】
このような構成により、磁石５１の磁力（引力）に基づいて、スラリ４０に含まれる不純物を引き付けることでスラリ４０から取り除くことができる。樹脂カバー５２の内径は磁石５１の外径とほぼ同等とされており、樹脂カバー５２の厚みは磁石５１の磁力がスラリ４０に含まれる不純物に十分に作用する程度に薄くされている。この樹脂カバー５２は磁石５１から脱着可能であり、インゴット４の切断終了後に樹脂カバー５２を磁石５１から取り外すと磁石５１の引力が不純物に作用しなくなることを利用して、樹脂カバー５２に付着した不純物が容易に取り除けるようになっている。なお、樹脂カバー５２は、ワイヤー列２０と接するようにしても良いし、若干離れるように配置されても構わない。このためのワイヤーとの位置を調整するために、移動機構を備えている。また、樹脂カバー５２が接するように配置される場合、ワイヤー列２０の摺動が円滑に行われるように、磁石５１および樹脂カバー５２が支持棒５３を中心として回転可能となるようにすると好ましい。
【００２３】
また、樹脂カバー５２が接するように配置する場合には、切断の進行によりワイヤにたわみが生じることも考慮にいれて樹脂カバー５２とワイヤーの位置を調整する必要がある。このたわみに対して、自由度を設け微少の調整が自在に可能なテンション機構を設けると良い。
【００２４】
このようなＳｉＣ単結晶インゴット切断用のワイヤーソー装置１を用い、ワイヤー２を走行した状態で、ワイヤー列２０に対してスラリ４０を供給しながら、台座５を矢印Ｋの方向に移動させ、ワイヤー列２０とインゴット４とを押し当てて切断溝を深く形成していく。そして、インゴット４の直径分切断することによりインゴット４から、例えば厚さ１．０ｍｍ程度以下のＳｉＣ単結晶基板を製造することができる。
【００２５】
以上説明したＳｉＣ単結晶インゴット切断用のワイヤーソー装置１によれば、ワイヤー列２０にてインゴット４を切断するに際し、スラリ４０に含まれる不純物、つまりワイヤー２の磨耗粉を不純物除去器５０にて除去することが可能となる。このため、スラリ４０に含まれる不純物を低減することが可能となり、インゴット４を切断する際の加工精度の悪化を抑制することが可能となる。また、不純物を低減することにより、スラリーの粘度が増加することも抑制できる。
【００２６】
また、本実施形態では、不純物除去器５０をワイヤー列２０よりも上方に配置している。このため、例えば、図３に示す不純物除去器５０の近傍の拡大図に示されるように、ワイヤー列２０によって不純物除去器５０が隠れてしまわないようにでき、不純物除去器５０に付着した不純物６０を目視で確認することも可能となる。そして、不純物除去器５０に付着した不純物６０の量が多ければ不純物除去能力が低下するため、一旦切断工程を中断して不純物除去器５０から不純物６０を取り除いた後、再び切断工程を再開するようにすれば、よりインゴット４を切断する際の加工精度の悪化を抑制することが可能となる。
【００２７】
（他の実施形態）
上記実施形態では、不純物除去器５０をワイヤー列２０の上方に配置したが、ワイヤー列２０の下方に配置しても良い。但し、不純物の付着を目視により確認するためには、ワイヤー列２０の上方に不純物除去器５０を配置するのが好ましい。
【００２８】
また、上記実施形態では、インゴット４を挟んだ両側に２つスラリ供給装置４１の供給ノズル４１ａを配置すると共に、それに対応するように不純物除去器５０を配置するようにしたが、これらは少なくとも１つ配置されていれば良いが、少なくともインゴット４の両側に１つずつ不純物除去器５０を配置するようにすれば、より不純物６０の除去能力を向上させることが可能となる。勿論、２つを超える数の不純物除去器５０を配置することも可能である。
【００２９】
上記実施形態では、３つのローラ１１〜１３を用いる場合について説明したが、ローラの数は単なる例示であり、これよりも多くのローラを用いても構わない。
【００３０】
また、上記実施形態では、台座５に搭載したインゴット４をワイヤー列２０側に移動させることでワイヤー列２０にてインゴット４が押し付けられるようにしたが、ワイヤー列２０に対してインゴット４が相対的に移動させられれば良く、ワイヤー列２０側を移動させても良い。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第１実施形態にかかるワイヤーソー装置１の模式的な斜視図である。
【図２】図１に示すワイヤーソー装置１の模式的な正面図である。
【図３】ＳｉＣ単結晶のインゴット４の切断工程中における不純物除去器５０の近傍の様子を示した拡大図である。
【符号の説明】
【００３２】
１…ワイヤーソー装置１、２…ワイヤー、３…モータ、４…インゴット、４ａ…切断溝、５…台座、１１〜１３…ローラ、１１ａ、１２ａ…溝、２０…ワイヤー列、３１、３２…支持軸、４０…スラリ、４１…スラリ供給装置、４１ａ…供給ノズル、５０…不純物除去器、５１…磁石、５２…樹脂カバー、５３…支持棒
【図１】
2009090377.tif 000003
【図２】
2009090377.tif 000004
【図３】
2009090377.tif 000005