JP2012106322A - インゴットの切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ワイヤソーにおけるワイヤの使用量を抑制できるインゴットの切断方法を提供すること。
【解決手段】インゴットを切断するワイヤソーを用いて、複数のインゴットを順次に切断するインゴットの切断方法であって、前記ワイヤソーのワイヤを一方向に送りつつ１つのインゴットを切断する工程と、この切断時における、前記ワイヤが前記１つのインゴットから離れたときのワイヤの送り位置を基準として、当該ワイヤを以下の数式（１）で示される距離Ｌだけ他方向に巻き戻す工程と、この巻き戻した状態のワイヤに次のインゴットを接触させ、前記ワイヤを一方向に送りつつ前記次のインゴットを切断する工程とを実施する。
０＜Ｌ＜Ｘａ＋Ｘｂ…（１）
数式（１）中、ワイヤ径減少領域Ｒ１の長さをＸａとし、ワイヤ径増加領域Ｒ３の長さをＸｂとする。
【選択図】図６

Description

本発明は、インゴットの切断方法に関する。

従来、半導体ウェーハ（以下、ウェーハと称す）を製造する際には、結晶性インゴット（以下、インゴットと称す）を切断してウェーハを得るが、このような場合には通常ワイヤソーが用いられている。
ワイヤソーを用いてインゴットを切断する方法としては、例えば、ワイヤの摩耗量を所定範囲に制御する方法が提案されている（特許文献１）。また、ワイヤの摩耗量が一定となるように、インゴットの長さに応じて、時間あたりのワイヤの送り長さを変化させる方法が提案されている（特許文献２）。

特開２００２−５２４５６号公報 特開２００７−２７６０４８号公報

しかしながら、特許文献１〜２に記載の方法のように、ワイヤソーを用いる場合は、ワイヤを一方向に送りつつ、複数のインゴットを順次に切断するため、ワイヤの使用量が多くなる。そのため、このような方法においては、ワイヤの使用量を低減し、製造コストを削減する方法が望まれている。

本発明の目的は、ワイヤソーにおけるワイヤの使用量を抑制できるインゴットの切断方法を提供することにある。

本発明のインゴットの切断方法は、インゴットを切断するワイヤソーを用いて、複数のインゴットを順次に切断するインゴットの切断方法であって、前記ワイヤソーのワイヤを一方向に送りつつ１つのインゴットを切断する工程と、この切断時における、前記ワイヤが前記１つのインゴットから離れたときのワイヤの送り位置を基準として、当該ワイヤを所定距離だけ他方向に巻き戻す工程と、この巻き戻した状態のワイヤに次のインゴットを接触させ、前記ワイヤを一方向に送りつつ前記次のインゴットを切断する工程とを実施することを特徴とする。
本発明によれば、１つのインゴットを切断した後に、ワイヤを所定距離だけ巻き戻しているために、ワイヤの使用量を抑制できる。

ここで、本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、ワイヤソーを用いて、１つのインゴットを切断する場合には、ワイヤの摩耗状態が以下のようになることを見出した。
すなわち、切断開始からの一定期間において、インゴットの周縁部分を切断しているときには、ワイヤとインゴットとの接触部分が少なく、ワイヤへの負荷が比較的小さいが、当該接触部分がインゴットの中央部に近づくにしたがって、ワイヤへの負荷が増加し、ワイヤの撓み量の増加も相俟って、インゴットに対する切削力が徐々に小さくなる（以下、この期間を、切削力減少期間と称す）。なお、この切削力減少期間において、ワイヤの摩耗量は徐々に大きくなる。
また、この切削力減少期間の後の一定期間では、インゴットの中央部を切断するため、ワイヤとインゴットとの接触部分が多く、ワイヤへの負荷が比較的に大きい状態で安定し、切削力も最小値で安定する（以下、この期間を、切削力安定期間と称す）。なお、この切削力安定期間において、ワイヤの摩耗量は最大値で安定する。
さらに、この切削力安定期間の終了後から切断終了までの期間では、接触部分がインゴットの周縁部分に近づくにしたがって少なくなるため、ワイヤへの負荷が減少し、切削力が徐々に大きくなる（以下、この期間を、切削力増加期間と称す）。なお、この切削力増加期間において、ワイヤの摩耗量は徐々に小さくなる。

そして、ワイヤにおける切削力減少期間にインゴットと接触する領域は、ワイヤの送り方向の後方（「切断時にワイヤを一方向に送る」とした場合の他方向）に向かうにしたがって、ワイヤの直径（以下、ワイヤ径と称す）が減少する（以下、この領域を、ワイヤ径減少領域と称す）。なお、ワイヤを一方向に送るとは、ワイヤを一方向に走行させて、ワイヤを一方向に送る態様だけでなく、一方向へ走行するワイヤの長さが他方向へ走行するワイヤの長さより長くなるように、ワイヤを往復に走行させて、ワイヤを一方向に送る態様を含む。
また、ワイヤにおける切削力安定期間にインゴットと接触する領域は、ワイヤ径が最小値で略一定となる（以下、この領域を、ワイヤ径安定領域と称す）。
さらに、ワイヤにおける切削力増加期間にインゴットと接触する領域は、後方に向かうにしたがって、ワイヤ径が増加する（以下、この領域を、ワイヤ径増加領域と称す）。
以下の本発明の好ましい形態は、このような知見に基づいて完成されたものである。

すなわち、本発明のインゴットの切断方法では、前記所定距離が、以下の数式（１）で示される距離Ｌであることが好ましい。
０＜Ｌ＜Ｘａ＋Ｘｂ…（１）
数式（１）中のＸａおよびＸｂは以下のようにして求める。
前記１つのインゴットの切断した際に摩耗した領域のうち、
直径が最小値で略一定となる領域をワイヤ径安定領域、
前記ワイヤ径安定領域よりも前記一方向側に位置し、前記他方向に向かうにしたがって直径が減少する領域をワイヤ径減少領域、
前記ワイヤ径安定領域よりも前記他方向側に位置し、前記他方向に向かうにしたがって直径が増加する領域をワイヤ径増加領域、
とした場合における、
前記ワイヤの長手方向に沿ったワイヤ径減少領域の長さをＸａとし、
前記ワイヤの長手方向に沿ったワイヤ径増加領域の長さをＸｂとする。

この発明によれば、以下に示すようにして、ワイヤソーにおけるワイヤの使用量を抑制できる。
すなわち、ワイヤソーを用いてインゴットを切断する場合には、ワイヤの摩耗した領域は、ワイヤ径減少領域と、ワイヤ径安定領域と、ワイヤ径増加領域とから構成される。このため、ワイヤを巻き戻さずに、インゴットを順次に切断すると、摩耗していない領域（非摩耗領域）、ワイヤ径減少領域、ワイヤ径安定領域、ワイヤ径増加領域が、繰り返し形成されることになり、ワイヤ径が不均一となる。
この発明においては、１つのインゴット切断後に、当該切断時における、ワイヤがインゴットから離れたときのワイヤの送り位置を基準として、前記数式（１）で示される距離Ｌだけワイヤを巻き戻す。具体的に、ワイヤがインゴットから離れると同時に、ワイヤを停止させて次のインゴットを切断する場合には、この停止位置から距離Ｌだけ他方向に巻き戻す。一方、ワイヤがインゴットから離れて所定時間経過後に、ワイヤを停止させて次のインゴットを切断する場合には、インゴットから離れてから停止するまでに一方向に送った距離と、距離Ｌとを加算した距離だけ他方向に巻き戻す。

このように巻き戻した状態のワイヤに次のインゴットを接触させると、ワイヤのワイヤ径増加領域の少なくとも一部が、インゴットと接触することになる。そして、ワイヤを一方向に送りつつ切断を開始すると、ワイヤ径が他方向に向かうにしたがって徐々に増加する領域が、切削力減少期間においてインゴットと接触し、ワイヤの摩耗量が徐々に増加するようになるため、当該領域のワイヤ径が略均一となる。また、上述のように巻き戻すので、非摩耗領域が形成されない。その結果、複数のインゴットを切断した後におけるワイヤ径の偏差を低減できる。このように、インゴットを切断した後におけるワイヤ径の均一性が高くなるので、このワイヤを再利用することもでき、結果として、ワイヤの使用量を抑制できる。
また、この発明においては、１つのインゴットを切断した後に、ワイヤを距離Ｌだけ巻き戻しているために、ワイヤの使用量を抑制できる。
このようにして、この発明によれば、ワイヤソーにおけるワイヤの使用量を抑制できる。
なお、この発明のように、１つのインゴットを切断した後に、ワイヤを巻き戻した状態で、次のインゴットを切断する場合にも、得られるウェーハの諸特性（厚みの均一性、ウェーハ面内の最大反り量（以下、ＷＲＡＰを称す）、ナノトポロジーなど）に問題はない。

本発明のインゴットの切断方法では、前記距離Ｌが１ｋｍ以上７ｋｍ以下となる条件で前記次のインゴットを切断することが好ましい。
この発明によれば、距離Ｌを前記範囲内とすることにより、ワイヤの巻き戻し量を最低限に抑えることができ、作業時間を短縮できるとともに、インゴット切断後のワイヤ径の均一性を高めることができる。

本発明のインゴットの切断方法では、前記複数のインゴットの軸方向の長さが３２０ｍｍ以下の場合には、前記距離Ｌが１ｋｍ以上３ｋｍ以下となる条件で前記次のインゴットを切断し、前記軸方向の長さが３２０ｍｍを超える場合には、前記距離Ｌが３ｋｍを超え７ｋｍ以下となる条件で前記次のインゴットを切断することが好ましい。
この発明によれば、インゴットの長さに応じて距離Ｌを前記範囲内で変更することで、作業時間を短縮できるとともに、インゴット切断後のワイヤ径の均一性をより高めることができる。

本発明のインゴットの切断方法では、前記インゴットの切断方法により、複数のインゴットを順次に切断した後のワイヤを、新たなワイヤとしてワイヤソーに装着してインゴットの切断を行うことが好ましい。
前記インゴットの切断方法により、複数のインゴットを切断した後のワイヤは、従来の方法で使用した後のワイヤと比較して、ワイヤの摩耗量のばらつきが少ないために、インゴットを切断した後のワイヤ径の均一性が高くなる。この発明においては、このようにワイヤを再利用することにより、ワイヤの使用量のさらなる抑制を図ることができる。なお、従来の方法で使用した後のワイヤを再利用する場合には、得られるウェーハの諸特性（厚みの均一性、ＷＲＡＰ、ナノトポロジーなど）に問題が発生するおそれがあるのに対し、この発明によればこれらの問題の発生を抑制でき、後工程におけるラップ加工の時間を短縮することもできる。

本発明の一実施形態に用いるワイヤソーを示す摸式図である。 複数のインゴットを切断した場合における、ワイヤの送り長さと摩耗量との関係を示すグラフである。 １つのインゴットを切断した場合における、（Ａ）インゴットとワイヤとの位置関係、（Ｂ）ワイヤ長と摩耗量との関係、および、（Ｃ）ワイヤ長とワイヤ径との関係を示す概念図である。 第１のインゴット切断後に、切断終了送り位置を基準として、ワイヤを巻き戻さない状態で、第２のインゴットを切断した場合における、（Ａ）ワイヤ長と摩耗量との関係、および、（Ｂ）ワイヤ長とワイヤ径との関係を示す概念図である。 第１のインゴット切断後に、切断終了送り位置を基準として、［（Ｘａ＋Ｘｂ）／４］の距離のワイヤを巻き戻した状態で、第２のインゴットを切断した場合における、（Ａ）ワイヤ長と摩耗量との関係、および、（Ｂ）ワイヤ長とワイヤ径との関係を示す概念図である。 第１のインゴット切断後に、切断終了送り位置を基準として、［（Ｘａ＋Ｘｂ）／２］の距離のワイヤを巻き戻した状態で、第２のインゴットを切断した場合における、（Ａ）ワイヤ長と摩耗量との関係、および、（Ｂ）ワイヤ長とワイヤ径との関係を示す概念図である。 第１のインゴット切断後に、切断終了送り位置を基準として、［３×（Ｘａ＋Ｘｂ）／４］の距離のワイヤを巻き戻した状態で、第２のインゴットを切断した場合における、（Ａ）ワイヤ長と摩耗量との関係、および、（Ｂ）ワイヤ長とワイヤ径との関係を示す概念図である。 第１のインゴット切断後に、切断終了送り位置を基準として、（Ｘａ＋Ｘｂ）の距離のワイヤを巻き戻した状態で、第２のインゴットを切断した場合における、（Ａ）ワイヤ長と摩耗量との関係、および、（Ｂ）ワイヤ長とワイヤ径との関係を示す概念図である。 実施例において、インゴットの長さと巻き戻し量との関係を測定した結果を示すグラフである。 実施例１で得られたワイヤにおける、ワイヤ長とワイヤ径との関係を示すグラフである。 実施例２で得られたワイヤにおける、ワイヤ長とワイヤ径との関係を示すグラフである。 比較例１で得られたワイヤにおける、ワイヤ長とワイヤ径との関係を示すグラフである。

本発明のインゴットの切断方法の一実施形態を、図面を参照して説明する。
なお、本実施形態では、特に明示しない限り、「上」、「下」、「左」、「右」といった方位を示す用語は、図１を基準として用いる。

［ワイヤソーの構成］
まず、本実施形態に用いるワイヤソーについて説明する。
図１に示すように、ワイヤソー１は、被切断物としてのインゴットＴを切断して、図示しない円板状のウェーハを製造する装置である。このワイヤソー１は、同一水平面上に２個、これら２個の中間の下方に１個配置された合計３個のメインローラ２を備えている。これら３個のメインローラ２の周りには、軸方向（図１の紙面垂直方向）に沿って螺旋状にワイヤ７が巻き付けられている。ワイヤ７の両端側には、それぞれ２個ずつのガイドローラ３を介してワイヤ７を送り出したり巻き取ったりするワイヤリール４ａ，４ｂが設けられている。さらに、上側の２個のメインローラ２（以下、上側メインローラ２と称す）の上方には、２個の上側メインローラ２の中間位置にスラリー状の砥液Ｇを供給するノズル５がそれぞれ設けられている。また、ノズル５の上方には、インゴットＴを保持して昇降させる送り手段８が設けられている。

そして、ワイヤソー１は、メインローラ２およびガイドローラ３を回転させるとともに、一方向Ｄへ走行するワイヤ７の長さが他方向へ走行するワイヤ７の長さより長くなるように、一方のワイヤリール４ａ，（４ｂ）で送り出したワイヤ７を他方のワイヤリール４ｂ，（４ａ）で巻き取ることでワイヤ７を往復に走行させ、２個の上側メインローラ２間に砥液Ｇを供給しつつインゴットＴを当該インゴットＴの径方向に押しつけることで、インゴットＴを切断してウェーハを製造する。

［インゴットの切断方法の説明］
次に、本実施形態のインゴットの切断方法について説明する。
本実施形態においては、ワイヤソー１を用いて、複数のインゴットＴを順次に切断する。ここで、インゴットＴの形状は特に限定されないが、通常は円柱状である。また、インゴットＴの長さおよび直径は特に限定されないが、通常、長さは１００〜４５０ｍｍであり、直径は１００〜３００ｍｍである。

そして、本実施形態においては、ワイヤソー１のワイヤ７を一方向Ｄ（ワイヤリール４ａ側）に送りつつ１つのインゴットＴ（第１のインゴットＴ）を切断する工程と、この切断時における、ワイヤ７が第１のインゴットＴから離れたときのワイヤ７の送り位置（以下、切断終了送り位置と称す）を基準として、ワイヤ７を以下の数式（１）で示される距離Ｌだけ他方向（ワイヤリール４ｂ側）に巻き戻す工程と、この巻き戻した状態のワイヤ７に次のインゴットＴ（第２のインゴットＴ）を接触させ、ワイヤ７を一方向Ｄに送りつつ、次のインゴットＴを切断する工程とを実施する。
０＜Ｌ＜Ｘａ＋Ｘｂ…（１）
数式（１）中のＸａおよびＸｂは以下のようにして求める。
前記１つのインゴットの切断した際に摩耗した領域のうち、
直径が最小値で略一定となる領域をワイヤ径安定領域、
前記ワイヤ径安定領域よりも前記他方向側に位置し、前記他方向に向かうにしたがって直径が減少する領域をワイヤ径減少領域、
前記ワイヤ径安定領域よりも前記一方向側に位置し、前記他方向に向かうにしたがって直径が増加する領域をワイヤ径増加領域、
とした場合における、
前記ワイヤの長手方向に沿ったワイヤ径減少領域の長さをＸａとし、
前記ワイヤの長手方向に沿ったワイヤ径増加領域の長さをＸｂとする。

なお、切断終了送り位置を基準として、ワイヤ７を巻き戻すとは、ワイヤ７が第１のインゴットＴから離れると同時に、ワイヤ７の走行を停止させて第２のインゴットＴを切断する場合には、この停止位置から距離Ｌだけ他方向に巻き戻すことを意味する。一方、ワイヤ７が第１のインゴットＴから離れて所定時間経過後に、ワイヤ７を停止させて第２のインゴットＴを切断する場合には、第１のインゴットＴから離れてから停止するまでに一方向に送った距離と、上記距離Ｌとを加算した距離だけ巻き戻すことを意味する。
また、ワイヤ７がインゴットＴから離れるとは、インゴットＴの切断が完了し、切断したインゴットＴを上昇させてインゴットＴからワイヤ７を抜き出した直後の状態を意味する。

ここで、前記数式（１）におけるＸａおよびＸｂは、具体的には、次のようにして求めている。
すなわち、まず、図２に示すように、複数のインゴットＴを切断した場合における、送られたワイヤ７の長さ（以下、送り長さＸと称す）とワイヤ７の摩耗量Ｙとの関係を示すグラフを予め求めておく。なお、図２に示すグラフは、ワイヤ７としてワイヤ径が０．１３ｍｍのものを用い、軸方向の長さが３５０ｍｍで直径が２００ｍｍのインゴットＴを切断し、厚さが０．８１６ｍｍのウェーハを３５５枚製造した場合のものである。
次に、ワイヤ７の摩耗量Ｙの最大値をＹｍａｘとした場合に、ワイヤ７の摩耗量Ｙが下記数式（２）で表される条件を満たす切削力安定期間Ｐ２１,Ｐ２２を、図２に示すグラフから求める。この切削力安定期間Ｐ２１,Ｐ２２においてインゴットＴを切断すると、ワイヤ７の直径が最小値で略一定となることから、ワイヤ径安定領域Ｒ２１，Ｒ２２に相当する。
Ｙ≧Ｙｍａｘ×０．８…（２）
次いで、この結果から切削力減少期間Ｐ１２および切削力増加期間Ｐ３１を求めることで、ワイヤ径減少領域Ｒ１およびワイヤ径増加領域Ｒ３を求め、さらに、ワイヤ径減少領域Ｒ１の長さＸａおよびワイヤ径増加領域Ｒ３の長さＸｂを求めている。なお、通常、インゴットＴにおける軸と直交する断面は真円であるため、ＸａとＸｂは、略等しい大きさとなる。

次に、上述のように切断する理由を説明する。
まず、ワイヤソー１を用いてインゴットＴを切断する場合、図３（Ａ）に示すように、ワイヤ７とインゴットＴとの接触部分が大きくなるほど、ワイヤ７に作用する反力が増大し、ワイヤ７に対する負荷が大きくなる。このため、図３（Ｂ）に示すように、切断開始から切断終了にかけて、インゴットＴに対する切削力が徐々に減少する切削力減少期間Ｐ１と、切削力が最大値で略一定となる切削力安定期間Ｐ２と、インゴットＴに対する切削力が徐々に増加する切削力増加期間Ｐ３とが存在することになる。
そして、ワイヤ７の摩耗量は、切削力減少期間Ｐ１においては徐々に増加し、切削力安定期間Ｐ２においては最大値Ｙｍａｘで略一定となり、切削力増加期間Ｐ３においては徐々に減少する。
その結果、図３（Ｃ）に示すように、一点鎖線で表すようなワイヤ径がＷのワイヤ７でインゴットＴを切断すると、ワイヤ７には、実線で示すように、ワイヤ径が徐々に減少し、長さがＸａのワイヤ径減少領域Ｒ１と、ワイヤ径が最小値（Ｗ−Ｙｍａｘ）で略一定となり、長さがＸｃのワイヤ径安定領域Ｒ２と、ワイヤ径が徐々に増加し、長さがＸｂのワイヤ径増加領域Ｒ３とが形成されることとなる。
なお、以下において、第１のインゴットＴ切断時における、切削力減少期間Ｐ１、切削力安定期間Ｐ２、切削力増加期間Ｐ３、ワイヤ径減少領域Ｒ１、ワイヤ径安定領域Ｒ２、ワイヤ径増加領域Ｒ３を、それぞれ第１の切削力減少期間Ｐ１１、第１の切削力安定期間Ｐ２１、第１の切削力増加期間Ｐ３１、第１のワイヤ径減少領域Ｒ１１、第１のワイヤ径安定領域Ｒ２１、第１のワイヤ径増加領域Ｒ３１と称す場合がある。同様に、第２のインゴットＴ切断時における、各期間Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、各領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を、それぞれ第２の各期間Ｐ１２，Ｐ２２，Ｐ３２、第２の各領域Ｒ１２，Ｒ２２，Ｒ３２と称す場合がある。

そして、第１のインゴットＴの切断後に第２のインゴットＴを切断する際に、第１のインゴットＴの切断終了送り位置を基準として、ワイヤ７を巻き戻さずに切断を開始すると、図４（Ａ）に示すように切削力が変化する。このため、図４（Ｂ）の一点鎖線で示すような第１のインゴットＴ切断後のワイヤ７に対して、ワイヤ７を巻き戻さずに切断を開始すると、実線で示すように、第１，第２のワイヤ径減少領域Ｒ１１，Ｒ１２と、第１，第２のワイヤ径安定領域Ｒ２１，Ｒ２２と、第１，第２のワイヤ径増加領域Ｒ３１，Ｒ３２とが繰り返し形成される。また、ワイヤ７を巻き戻さないので、第１のワイヤ径増加領域Ｒ３１と、第２のワイヤ径減少領域Ｒ１２との境界は、第１，第２のインゴットＴと接触しないため摩耗しない。
その結果、第１のワイヤ径安定領域Ｒ２１から、第２のワイヤ径安定領域Ｒ２２までの領域ＡＲ（以下、評価領域ＡＲと称す）のワイヤ径は、最大値がＷとなり、最小値が（Ｗ−Ｙｍａｘ）となる。すなわち、評価領域ＡＲにおけるワイヤ径の偏差は、Ｙｍａｘとなる。

これに対して、第１のインゴットＴの切断終了送り位置を基準として、前記数式（１）の条件を満たす、距離［（Ｘａ＋Ｘｂ）／４］だけ巻き戻した後に、第２のインゴットＴを切断する場合を考える。
なお、ここでは、ＸａとＸｂが等しいものとして考える。
また、以下に示す図５（Ｂ）、図６（Ｂ）、図７（Ｂ）、図８（Ｂ）において、図４（Ｂ）と同様に、一点鎖線は、第１のインゴットＴ切断後のワイヤ径を示し、実線は、第２のインゴットＴの切断後のワイヤ径を示すものとする。

この場合、図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、第２の切削力減少期間Ｐ１２の初期においては、第１のワイヤ径増加領域Ｒ３１のうち、第１のワイヤ径安定領域Ｒ２１と反対側に位置する距離［（Ｘａ＋Ｘｂ）／４］の領域Ｒ３１２（増加後方領域Ｒ３１２）が、第２のインゴットＴと接触することとなる。このため、第１のワイヤ径安定領域Ｒ２１から離れるにしたがって摩耗量が徐々に減少している増加後方領域Ｒ３１２が、切削力が徐々に多くなるように切削され、第１のワイヤ径増加領域Ｒ３１のうち、増加後方領域Ｒ３１２においては、ワイヤ径の最大値がＷ未満の値となり、最小値が（Ｗ−Ｙｍａｘ）を超える値となるように切削される。
また、第２の切削力減少期間Ｐ１２の後期と第２の切削力安定期間Ｐ２２においては、ワイヤ径がＷの部分が第２のインゴットＴと接触するため、当該接触部分のワイヤ径の最小値は、（Ｗ−Ｙｍａｘ）となる。
さらには、ワイヤ７を巻き戻すため、ワイヤ７に摩耗されない部分が発生しない。
その結果、評価領域ＡＲにおけるワイヤ径の偏差は、Ｙｍａｘよりも小さくなり、ワイヤ７を巻き戻さない場合と比べて、ワイヤ径の均一性が高くなる。

また、第１のインゴットＴの切断終了送り位置を基準として、前記数式（１）の条件を満たす、距離［（Ｘａ＋Ｘｂ）／２］だけ巻き戻した後に、第２のインゴットＴを切断する場合を考える。
この場合、図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、第２の切削力減少期間Ｐ１２全体において、第１のワイヤ径増加領域Ｒ３１全体が、第２のインゴットＴと接触することとなる。このため、第１のワイヤ径増加領域Ｒ３１全体のワイヤ径が（Ｗ−Ｙｍａｘ）で略均一となるように切削される。
また、第２の切削力安定期間Ｐ２２においては、ワイヤ径がＷの部分が第２のインゴットＴと接触するため、この接触部分のワイヤ径は、（Ｗ−Ｙｍａｘ）で略均一となる。
その結果、評価領域ＡＲにおけるワイヤ径の偏差は、略０となり、距離［（Ｘａ＋Ｘｂ）／４］だけ巻き戻した場合と比べて、ワイヤ径の均一性がより高くなる。

また、切断終了送り位置を基準として、前記数式（１）の条件を満たす、距離［３×（Ｘａ＋Ｘｂ）／４］だけ巻き戻す場合、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、第２の切削力減少期間Ｐ１２の初期においては、第１のワイヤ径安定領域Ｒ２１のうち、第１のワイヤ径増加領域Ｒ３１側に位置する距離［（Ｘａ＋Ｘｂ）／４］の領域Ｒ２１２（安定後方領域Ｒ２１２）と、第１のワイヤ径増加領域Ｒ３１のうち第１のワイヤ径安定領域Ｒ２１側の領域Ｒ３１１（増加前方領域Ｒ３１１）が、第２のインゴットＴに接触することとなる。また、第２の切削力安定期間Ｐ２２の初期においては、増加後方領域Ｒ３１２が、第２のインゴットＴに接触することとなる。
このため、安定後方領域Ｒ２１２および第１のワイヤ径増加領域Ｒ３１においては、ワイヤ径の最大値が（Ｗ−Ｙｍａｘ）未満の値となり、最小値が［Ｗ−（２×Ｙｍａｘ）］を超える値となるように切削される。
さらには、ワイヤ７を巻き戻すため、ワイヤ７に摩耗されない部分が発生しない。
その結果、評価領域ＡＲにおけるワイヤ径の偏差は、Ｙｍａｘよりも小さくなり、ワイヤ７を巻き戻さない場合と比べて、ワイヤ径の均一性が高くなる。

また、切断終了送り位置を基準として、前記数式（１）の条件を満たさない、距離（Ｘａ＋Ｘｂ）だけ巻き戻す場合、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、第２の切削力減少期間Ｐ１２全体において、第１のワイヤ径安定領域Ｒ２１のうち、第１のワイヤ径増加領域Ｒ３１側に位置する距離［（Ｘａ＋Ｘｂ）／２］の領域Ｒ２１３（安定後方領域Ｒ２１３）が、第２のインゴットＴに接触することとなる。
このため、安定後方領域Ｒ２１３においては、ワイヤ径の最大値が（Ｗ−Ｙｍａｘ）となり、最小値が［Ｗ−（２×Ｙｍａｘ）］となるように切削される。
その結果、評価領域ＡＲにおけるワイヤ径の偏差は、Ｙｍａｘとなり、ワイヤ７を前記数式（１）の条件を満たすように巻き戻す場合と比べて、ワイヤ径の均一性が低くなる。

以上説明したように、第１のインゴットＴ切断終了後に、切断終了送り位置を基準として、ワイヤ７を前記数式（１）の条件を満たすように巻き戻し、その後第２のインゴットＴを切断することにより、切断後におけるワイヤ径の均一性を高めることができる。
また、ワイヤ径の偏差をより少なくするという観点からは、前記距離Ｌは［（Ｘａ＋Ｘｂ）／４］以上［３×（Ｘａ＋Ｘｂ）／４］以下の範囲内であることが好ましく、［３×（Ｘａ＋Ｘｂ）／８］以上［５×（Ｘａ＋Ｘｂ）／８］以下の範囲内であることがより好ましい。

また、ワイヤ７として、粒度が１０００番以上２５００番以下、ワイヤ径が０．１２ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下のものを用い、直径が１５０ｍｍ以上３００ｍｍ以下であるインゴットＴから、厚さが０．８１６ｍｍのウェーハを１５０枚〜３０５枚製造する場合、前記距離Ｌを、前記数式（１）の条件を満たす、１ｋｍ以上７ｋｍ以下に設定しても、切断後におけるワイヤ径の均一性を高めることができる。
特に、インゴットＴの軸方向の長さが３２０ｍｍ以下の場合には、前記距離Ｌが１ｋｍ以上３ｋｍ以下となるように設定し、前記軸方向の長さが３２０ｍｍを超える場合には、前記距離Ｌが３ｋｍを超え７ｋｍ以下となるように設定すれば、切断後におけるワイヤ径の均一性を高めることができる。

［ワイヤの再利用方法の説明］
上述のように、本実施形態により、複数のインゴットＴを切断した後のワイヤ７は、従来の方法で使用した後のワイヤ７と比較して、ワイヤ径のばらつきが少ないために、インゴットＴを切断した後のワイヤ径の均一性が高くなる。そこで、このようなワイヤ７を再利用することにより、ワイヤ７の使用量のさらなる抑制を図ることができる。なお、従来の方法で使用した後のワイヤを再利用する場合には、得られるウェーハの諸特性（厚みの均一性、ＷＲＡＰ、ナノトポロジーなど）に問題が発生するおそれがあるのに対し、この発明によればこれらの問題の発生を抑制でき、後工程におけるラップ加工の時間を短縮することもできる。

［実施形態の作用効果］
（１）上述したような本実施形態では、第１のインゴットＴ切断終了後に、切断終了送り位置を基準として、ワイヤ７を前記数式（１）の条件を満たすように巻き戻し、その後第２のインゴットＴを切断することにより、ワイヤソー１におけるワイヤ７の使用量を抑制できる。

（２）特に、前記距離Ｌを、１ｋｍ以上７ｋｍ以下に設定すれば、巻き戻し量を最小限に抑えることができ、作業時間を短縮できるとともに、切断後におけるワイヤ径の均一性を高めることができる。

（３）また、前記距離Ｌを、インゴットＴの軸方向の長さに応じて１ｋｍ以上７ｋｍ以下の範囲で変更すれば、さらなる作業時間の短縮化と、さらなるワイヤ径の均一化を図れる。

［他の実施形態］
なお、本発明は上記実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の改良および設計の変更などが可能である。
すなわち、インゴットＴの直径や長さ、ワイヤ７の粒度やワイヤ径、１つのインゴットＴから製造するウェーハの枚数としては、上記実施形態に示した条件以外のものを適用してもよい。さらには、距離Ｌは、前記数式（１）で示される条件であれば、いかなる値に設定してもよい。

次に、本発明を実施例および比較例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。

［インゴットの長さと巻き戻し量との関係］
まず、上記実施形態で示した図１と同機構のワイヤソー１、および以下の仕様のワイヤ７を準備した。
ワイヤの材質：高張力鋼鉄線
ワイヤの粒度：１０００番以上２５００番以下のものを複数種類
ワイヤの直径：０．１２ｍｍ以上０．１４ｍｍ以下のものを複数種類
また、複数のシリコン単結晶インゴット（直径が１５０ｍｍ、２００ｍｍまたは３００ｍｍのインゴットブロック）のセット（平均長さ：１５０ｍｍ、２２９ｍｍ、２６６ｍｍ、３４７ｍｍ、３８９ｍｍ、３９６ｍｍ）を準備した。

そして、インゴットＴを切断し、切断開始位置から７ｋｍ送った位置におけるワイヤ径を測定した。その結果を図９に示す。なお、図９に示す結果は、各インゴット長において、複数種類のワイヤ７を用いた切断により得られた結果の平均値である。
図９に示すように、インゴット長が１５０ｍｍ、２２９ｍｍ、２６６ｍｍの場合には、３ｋｍまでのワイヤ径の減少割合が大きいが、それ以降の減少割合が小さくなることが確認された。すなわち、３ｋｍの位置がワイヤ径減少領域Ｒ１とワイヤ径安定領域Ｒ２との境界であることが確認された。
一方、インゴット長が３４７ｍｍ、３８９ｍｍ、３９６ｍｍの場合には、３ｋｍまでのワイヤ径の減少割合が大きいことが確認され、少なくとも３ｋｍまでの領域がワイヤ径減少領域Ｒ１であること、および、ワイヤ径減少領域Ｒ１とワイヤ径安定領域Ｒ２との境界が７ｋｍ以下の位置に存在することが確認された。
以上のことから、インゴット長が３２０ｍｍ以下の場合には、前記距離Ｌが１ｋｍ以上３ｋｍ以下となるように設定し、３２０ｍｍを超える場合には、前記距離Ｌが３ｋｍを超え７ｋｍ以下となるように設定すれば、前記数式（１）の条件を満たすことが確認できた。

［巻き戻し条件とワイヤ径との関係］
（実施例１）
まず、上記実施形態で示した図１と同機構のワイヤソー１、および以下の仕様のワイヤ７を準備した。
ワイヤの材質：高張力鋼鉄線
ワイヤの粒度：２５００番
ワイヤの直径：０．１３ｍｍ
また、複数のシリコン単結晶インゴット（平均長さが３５０ｍｍで、直径が２００ｍｍのインゴットブロック）を準備した。

次に、ワイヤソー１を用いて、複数のインゴットＴを順次に切断するにあたり、１つのインゴットＴを切断し、切断終了送り位置を基準としてワイヤ７を７ｋｍ巻き戻した状態で、次のインゴットＴを切断して厚さが０．８１６ｍｍのウェーハを３６５枚得た。なお、前記距離Ｌを７ｋｍとしたが、この長さは、上述したように、ワイヤ７として、ワイヤ径が０．１３ｍｍで粒度が２５００番のものを用いて、長さが３５０ｍｍで直径が２００ｍｍの複数のインゴットＴを切断する場合における前記数式（１）で示される条件を満たしている。

そして、このように複数のインゴットＴを切断した後のワイヤ７について、ワイヤ７の長さ（ワイヤ長）に対するワイヤ７のワイヤ径を測定した。その結果を図１０に示す。
図１０に示す結果からも明らかなように、実施例１においては、複数のインゴットＴを切断した後におけるワイヤ径の均一性が高いことが確認された。
また、実施例１においては、１つのインゴットを切断するごとに、７ｋｍのワイヤ７を節約することができる。

（実施例２）
距離Ｌを２ｋｍとして、平均長さが２００ｍｍの複数のインゴットＴを切断したこと、および、１個のインゴットＴから厚さが０．８１６ｍｍのウェーハを２００枚得た以外は実施例１と同様にしてウェーハを得た。なお、前記距離Ｌを２ｋｍとしたが、この長さは、ワイヤ７として、ワイヤ径が０．１３ｍｍで粒度が２５００番のものを用いて、長さが２００ｍｍで直径が２００ｍｍの複数のインゴットＴを切断する場合における前記数式（１）で示される条件を満たしている。

そして、複数のインゴットＴを切断した後のワイヤ７について、ワイヤ長に対するワイヤ径を測定した。その結果を図１１に示す。
図１１に示す結果からも明らかなように、実施例２においては、複数のインゴットＴを切断した後におけるワイヤ径の均一性が、実施例１よりも高いことが確認された。さらに、このワイヤをワイヤ径が０．１１７ｍｍのワイヤとして再利用できることが確認された。
また、実施例２においては、１つのインゴットあたり２ｋｍのワイヤ７を節約することができる。

（比較例１）
ワイヤ７を巻き戻さないで、複数のインゴットＴを順次に切断した以外は実施例１と同様にしてウェーハを得た。

そして、このように複数のインゴットＴを切断した後のワイヤ７について、ワイヤ長に対するワイヤ径を測定した。その結果を図１２に示す。
図１２に示す結果からも明らかなように、比較例１においては、複数のインゴットＴを切断した後におけるワイヤ径が不均一であることが確認された。

１…ワイヤソー
７…ワイヤ
Ｄ…ワイヤの送り方向
Ｒ３…ワイヤ径増加領域
Ｒ１…ワイヤ径減少領域
Ｒ２…ワイヤ径安定領域
Ｔ…インゴット

Claims (5)

1. インゴットを切断するワイヤソーを用いて、複数のインゴットを順次に切断するインゴットの切断方法であって、
   前記ワイヤソーのワイヤを一方向に送りつつ１つのインゴットを切断する工程と、
   この切断時における、前記ワイヤが前記１つのインゴットから離れたときのワイヤの送り位置を基準として、当該ワイヤを所定距離だけ他方向に巻き戻す工程と、
   この巻き戻した状態のワイヤに次のインゴットを接触させ、前記ワイヤを一方向に送りつつ前記次のインゴットを切断する工程とを実施することを特徴とするインゴットの切断方法。
2. 請求項１に記載のインゴットの切断方法において、
   前記所定距離が、以下の数式（１）で示される距離Ｌである
   ことを特徴とするインゴットの切断方法。
   ０＜Ｌ＜Ｘａ＋Ｘｂ…（１）
   数式（１）中のＸａおよびＸｂは以下のようにして求める。
   前記１つのインゴットの切断した際にワイヤが摩耗した領域のうち、
   直径が最小値で略一定となる領域をワイヤ径安定領域、
   前記ワイヤ径安定領域よりも前記一方向側に位置し、前記他方向に向かうにしたがって直径が減少する領域をワイヤ径減少領域、
   前記ワイヤ径安定領域よりも前記他方向側に位置し、前記他方向に向かうにしたがって直径が増加する領域をワイヤ径増加領域、
   とした場合における、
   前記ワイヤの長手方向に沿ったワイヤ径減少領域の長さをＸａとし、
   前記ワイヤの長手方向に沿ったワイヤ径増加領域の長さをＸｂとする。
3. 請求項１または請求項２に記載のインゴットの切断方法において、
   前記距離Ｌが１ｋｍ以上７ｋｍ以下となる条件で前記次のインゴットを切断する
   ことを特徴とするインゴットの切断方法。
4. 請求項３に記載のインゴットの切断方法において、
   前記複数のインゴットの軸方向の長さが３２０ｍｍ以下の場合には、前記距離Ｌが１ｋｍ以上３ｋｍ以下となる条件で前記次のインゴットを切断し、
   前記軸方向の長さが３２０ｍｍを超える場合には、前記距離Ｌが３ｋｍを超え７ｋｍ以下となる条件で前記次のインゴットを切断する
   ことを特徴とするインゴットの切断方法。
5. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載のインゴットの切断方法により、複数のインゴットを順次に切断した後のワイヤを、新たなワイヤとしてワイヤソーに装着してインゴットの切断を行うことを特徴とするインゴットの切断方法。

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