JP2023089451A - ワークの切断方法及びワイヤソー - Google Patents

Abstract

【課題】ワークから切り出すウェーハの厚さむらを抑制できる固定砥粒ワイヤによるワークの切断方法、及びワークから切り出すウェーハの厚さむらを抑制できるワイヤソーを提供すること。【解決手段】ワイヤソーによるワーク切断方法であって、第一の円柱形ワークを固定砥粒ワイヤで切断する工程と、第一の円柱形ワークを切断する工程の終了後に、第一の円柱形ワークの切断に用いた固定砥粒ワイヤの一部を、第二のボビンから第一のボビンに向かって巻き戻す工程と、巻き戻す工程の後に、第二の円柱形ワークを固定砥粒ワイヤで切断する工程とを含み、第二の円柱形ワークを切断する工程では、固定砥粒ワイヤの巻き戻した部分を第一のボビンから第二のボビンに向かう方向に送りながら第二の円柱形ワークの切断を開始するワーク切断方法。【選択図】図１

Description

本発明は、ワイヤソーを使用したワークの切断方法、及びワイヤソーに関する。

従来、シリコンインゴットや化合物半導体インゴットなどからウェーハを切り出す手段として、ワイヤソーが知られている。このワイヤソーでは、複数のローラの周囲に切断用ワイヤが多数巻き掛けられることによりワイヤ列が形成されており、その切断用ワイヤが軸方向に往復駆動され、かつ、スラリが適宜供給されながら前記ワイヤ列に対してワークが切り込み送りされることにより、このワークが各ワイヤの位置で同時に切断されるようにしたものである（特許文献１参照）。

ここで、図４に、従来の一般的なワイヤソーの一例の概要を示す。図４に示すように、このワイヤソー１０１’は、主に、ワークｗを切断するためのワイヤ１０２’（高張力鋼線）、ワイヤ１０２’を巻掛けた溝付きローラ１０３、ワイヤ１０２’の張力を調整する張力調整機構１０４、切断されるワークｗを下方へ送り出す機構１０５、切断時にスラリを供給する機構１０６’で構成されている。

ワイヤ１０２’は、一方のワイヤリールである第一のボビン１０７から繰り出され、トラバーサ１０８、張力調整機構１０４、プーリー１０９を経て、溝付きローラ１０３に３００～５００回程度巻掛けられた後、プーリー１０９’、もう一方の張力調整機構１０４’、トラバーサ１０８’を経て、もう一方のワイヤリールである第二のボビン１０７’に巻き取られている。

また、溝付きローラ１０３は、鉄鋼製円筒の周囲にポリウレタン樹脂を圧入し、その表面に略一定のピッチで溝を切ったローラであり、巻掛けられたワイヤ１０２’が溝付きローラ駆動モータ１１０によって、一方向あるいは、予め定められた周期で往復方向に駆動できるようになっている。

第一のボビン１０７及び第二のボビン１０７’は、ワイヤリール駆動モータ１１１及び１１１’によって回転駆動され、溝付きローラ駆動モータ１１０の速度とワイヤリール駆動モータ１１１及び１１１’の速度とをそれぞれ制御することにより、ワイヤ１０２’にかかる張力を調整することが出来る。

また、図４のワークｗを下方へ送り出す機構１０５は、図５のように、ワーク保持部１１２及びワークプレート１１３から構成されるワーク保持手段１１４を有しており、ワークプレート１１３には、ワークｗに貼り付けられた接合部材（ビーム）１２０を介してワークｗが接着される。

ワークｗ切断時には、ワークｗを下方へ送り出す機構１０５によってワークＷは保持されつつ相対的に押し下げられ、溝付ローラ１０３に巻きかけられたワイヤ１０２’からなるワイヤ列に対して送り出される。

このようなワイヤソー１０１’を用い、ワイヤ１０２’に張力調整機構１０４及び１０４’を用いて適当な張力をかけて、ワイヤリール駆動用モータ１１１及び１１１’によりワイヤ１０２’を図５に示す往復方向に走行させながら、スラリ供給機構１０６’から供給されたスラリを供給し、ワークｗを下方へ送り出す機構１０５でワークｗを図５に示すワーク送り方向に切り込み送りすることでワークを切断する。

一方、砥粒を含むスラリを使用せず、代わりにダイヤモンド砥粒等をワイヤの表面に固着した固定砥粒ワイヤを使用して、ワークを切断する方法も知られており、直径１５０ｍｍ程度以下の小直径インゴットの切断には一部で実用化している。

この固定砥粒ワイヤによる切断では、図４に示したワイヤソーの鋼線ワイヤの代わりに固定砥粒ワイヤを装着し、スラリを砥粒が含まれない冷却水などのクーラントに変えることで、一般的なワイヤソーをそのまま使用することができる。

固定砥粒ワイヤによる切断は、ウェーハ表裏面に導入されるダメージが小さいため、これらのダメージを除去する、後工程での取り代を削減できるという利点がある。この利点を最大限に生かすためには、切り出すウェーハの厚さばらつきを小さくする必要がある。

しかし、固定砥粒ワイヤによる切断では、ワーク切断開始時において、固定砥粒ワイヤの表面の砥粒の初期摩耗が大きいことと、砥粒の切れ味が十分でないためワイヤがワークの軸方向に振動することとから、切り始め部分のウェーハの厚さが薄くなり、ウェーハの厚さむら（ＴＴＶ：Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）が大きくなってしまうという問題があった。

特許文献２には、固定砥粒ワイヤソーによるワーク（被加工物）の切断時に、連続的にワイヤを送り出してワークを切断した後に、送り出した長さより短い長さを後退方向に巻き取りながら同じワークを切断し、これの工程を繰り返して１つのワークを切断する方法が記載されている。

特許文献３には、遊離砥粒によるワイヤソーにおいて、一度切断に使用したワイヤを再利用する際に、ワイヤ張力を前回の８７～９５％、新線供給量を１２５％以上とし、断線防止と反り悪化を抑制する切断方法が記載されている

特許文献４には、固定砥粒ワイヤソーのワーク切断時に、基準厚さバラツキに対して、切断後のウェーハのインゴットの一端から他端までのウェーハの厚さを測定し厚さバラツキを算出し、基準厚さバラツキと算出した厚さバラツキの差を比較して、正常か異常の判定を行う切断工程の管理方法が記載されている。

特開平９－２６２８２６号公報 特開２０１４－２４１３７号公報 特開２０１５－１００８５３号公報 特開２０１４－２１３４２９号公報

ＴＴＶが大きいウェーハをラップ、研磨加工する場合に種々の問題点があり、例えばラップ工程でウェーハの厚さ精度を出そうとすると、厚さが薄いウェーハに揃えるように加工するため、ウェーハのフラットネス精度が悪化する方向に進んで仕上り精度がよくならないという問題点がある。そのため、ワイヤソーによるワークの切断では、ワークから切り出すウェーハの厚さむらが小さいことが望まれる。

本発明は、前述のような問題に鑑みてなされたもので、ワークから切り出すウェーハの厚さむらを抑制できる固定砥粒ワイヤによるワークの切断方法、及びワークから切り出すウェーハの厚さむらを抑制できるワイヤソーを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、表面に砥粒が固着された固定砥粒ワイヤを、複数の溝付ローラに巻きかけることによってワイヤ列を形成し、前記固定砥粒ワイヤを軸方向に往復走行させながら、円柱形ワークを前記円柱形ワークの径方向から相対的に前記ワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りし、前記円柱形ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーによるワーク切断方法であって、
前記固定砥粒ワイヤの前記往復走行は、前記固定砥粒ワイヤの未使用の部分を貯蔵している第一のボビンから、前記固定砥粒ワイヤの切断に使用した部分を回収する第二のボビンに向かう方向に、前記固定砥粒ワイヤを送っていく往復走行であり、
第一の円柱形ワークを前記固定砥粒ワイヤで切断する工程と、
前記第一の円柱形ワークを切断する工程の終了後に、前記第一の円柱形ワークの切断に用いた前記固定砥粒ワイヤの一部を、前記第二のボビンから前記第一のボビンに向かって巻き戻す工程と、
前記巻き戻す工程の後に、第二の円柱形ワークを前記固定砥粒ワイヤで切断する工程と
を含み、
前記第二の円柱形ワークを切断する工程では、前記固定砥粒ワイヤの前記巻き戻した部分を前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送りながら前記第二の円柱形ワークの切断を開始することを特徴とするワーク切断方法を提供する。

第一の円柱形ワークを固定砥粒で切断した後に、第一の円柱形ワークの切断に用いた固定砥粒ワイヤの一部を第二のボビンから第一のボビンに向かって巻き戻し、第二の円柱形ワークを固定砥粒ワイヤで切断する際に、固定砥粒ワイヤの巻き戻した部分を第一のボビンから第二のボビンに向かう方向（前進方向）に送りながら第二の円柱形ワークの切断を開始することで、第二の円柱形ワークの切り始めを固定砥粒ワイヤの一度使用した部分で行うことができる。それにより、切り始めのウェーハ厚さが小さくなることを防ぐことができ、その結果、ワークから切り出すウェーハの厚さむらを抑制できる。

前記巻き戻す工程において、前記第二のボビンから前記第一のボビンに向かって巻き戻す前記固定砥粒ワイヤの距離をＬ１とし、
前記第二の円柱形ワークの直径をＤ１とし、
前記第二の円柱形ワークを切断する工程において、前記第二の円柱形ワークへの切り込み送り距離がＤ１×１／６になるまでに、前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送る前記固定砥粒ワイヤの距離をＳ１とし、
前記第二の円柱形ワークへの前記切り込み送り距離がＤ１×１／２になるまでに、前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送る前記固定砥粒ワイヤの距離をＳ２として、
Ｓ１≦Ｌ１≦Ｓ２になる条件で、前記巻き戻す工程を行うことが好ましい。

巻き戻す工程において巻き戻す固定砥粒ワイヤの距離Ｌ１をＳ１≦Ｌ１≦Ｓ２になる条件とすることで、ワークから切り出すウェーハの厚さむらをより確実に抑制できる。

また、本発明では、表面に砥粒が固着された固定砥粒ワイヤを、複数の溝付ローラに巻きかけることによってワイヤ列を形成し、前記固定砥粒ワイヤを軸方向に往復走行させながら、円柱形ワークを前記円柱形ワークの径方向から相対的に前記ワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りし、前記円柱形ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーであって、
前記ワイヤソーは、前記固定砥粒ワイヤの前記往復走行が、前記固定砥粒ワイヤの未使用の部分を貯蔵している第一のボビンから、前記固定砥粒ワイヤの切断に使用した部分を回収する第二のボビンに向かう方向に、前記固定砥粒ワイヤを送っていく往復走行となるように構成されており、
前記ワイヤソーは、第一の円柱形ワークの切断終了後に、前記第一の円柱形ワークの切断に用いた前記固定砥粒ワイヤの一部を、前記第二のボビンから前記第一のボビンに向かって巻き戻し、前記固定砥粒ワイヤの前記巻き戻した部分を前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送りながら第二の円柱形ワークの切断を開始するように制御するコントローラを具備するものであることを特徴とするワイヤソーを提供する。

このようなワイヤソーであれば、第二の円柱形ワークの切り始めを固定砥粒ワイヤの一度使用した部分で行うことができる。それにより、切り始めのウェーハ厚さが小さくなることを防ぐことができ、その結果、ワークから切り出すウェーハの厚さむらを抑制できるものとなる。

前記コントローラが、
前記第二のボビンから前記第一のボビンに向かって巻き戻す前記固定砥粒ワイヤの距離をＬ１とし、
前記第二の円柱形ワークの直径をＤ１とし、
前記第二の円柱形ワークへの切り込み送り距離がＤ１×１／６になるまでに、前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送る前記固定砥粒ワイヤの距離をＳ１とし、
前記第二の円柱形ワークへの前記切り込み送り距離がＤ１×１／２になるまでに、前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送る前記固定砥粒ワイヤの距離をＳ２として、
Ｓ１≦Ｌ１≦Ｓ２になる条件で前記固定砥粒ワイヤを巻き戻すように、前記ワイヤソーを制御するものであることが好ましい。

このようなコントローラを具備したものであれば、ワークから切り出すウェーハの厚さむらをより確実に抑制できるものとなる。

以上のように、本発明のワーク切断方法であれば、切り始めのウェーハ厚さが小さくなることを防ぐことができ、その結果、ワークから切り出すウェーハの厚さむらを抑制できる。厚さむらの小さいウェーハであれば、後工程の取り代を削減することができる。

また、本発明のワイヤソーであれば、切り始めのウェーハ厚さが小さくなることを防ぐことができ、その結果、ワークから切り出すウェーハの厚さむらを抑制できるものとなる。厚さむらの小さいウェーハであれば、後工程の取り代を削減することができる。

本発明のワイヤソーの一例を示す概略図である。 図１に示すワークを下方へ送り出す機構の詳細を示す図である。 比較例１及び実施例１～５においてワークから切り出したウェーハの厚さばらつきを示すグラフである。 従来のワイヤソーの一例を示す概略図である。 図４に示すワークを下方へ送り出す機構の詳細を示す図である。

上述のように、ワークから切り出すウェーハの厚さむらを抑制できる固定砥粒ワイヤによるワークの切断方法、及びワークから切り出すウェーハの厚さむらを抑制できるワイヤソーの開発が求められていた。

本発明者らは、上記課題について鋭意検討を重ねた結果、第一の円柱形ワークを固定砥粒ワイヤで切断した後に、第一の円柱形ワークの切断に用いた固定砥粒ワイヤの一部を巻き戻し、第二の円柱形ワークを固定砥粒ワイヤで切断する際に、固定砥粒ワイヤの巻き戻した部分を前進方向に送りながら第二の円柱形ワークの切断を開始することで、第二の円柱形ワークの切り始めを固定砥粒ワイヤの一度使用した部分で行うことができ、切り始めのウェーハ厚さが小さくなることを防ぐことができ、その結果、ワークから切り出すウェーハの厚さむらを抑制できることを見出し、本発明を完成させた。

即ち、本発明は、表面に砥粒が固着された固定砥粒ワイヤを、複数の溝付ローラに巻きかけることによってワイヤ列を形成し、前記固定砥粒ワイヤを軸方向に往復走行させながら、円柱形ワークを前記円柱形ワークの径方向から相対的に前記ワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りし、前記円柱形ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーによるワーク切断方法であって、
前記固定砥粒ワイヤの前記往復走行は、前記固定砥粒ワイヤの未使用の部分を貯蔵している第一のボビンから、前記固定砥粒ワイヤの切断に使用した部分を回収する第二のボビンに向かう方向に、前記固定砥粒ワイヤを送っていく往復走行であり、
第一の円柱形ワークを前記固定砥粒ワイヤで切断する工程と、
前記第一の円柱形ワークを切断する工程の終了後に、前記第一の円柱形ワークの切断に用いた前記固定砥粒ワイヤの一部を、前記第二のボビンから前記第一のボビンに向かって巻き戻す工程と、
前記巻き戻す工程の後に、第二の円柱形ワークを前記固定砥粒ワイヤで切断する工程と
を含み、
前記第二の円柱形ワークを切断する工程では、前記固定砥粒ワイヤの前記巻き戻した部分を前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送りながら前記第二の円柱形ワークの切断を開始することを特徴とするワーク切断方法である。

また、本発明は、表面に砥粒が固着された固定砥粒ワイヤを、複数の溝付ローラに巻きかけることによってワイヤ列を形成し、前記固定砥粒ワイヤを軸方向に往復走行させながら、円柱形ワークを前記円柱形ワークの径方向から相対的に前記ワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りし、前記円柱形ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーであって、
前記ワイヤソーは、前記固定砥粒ワイヤの前記往復走行が、前記固定砥粒ワイヤの未使用の部分を貯蔵している第一のボビンから、前記固定砥粒ワイヤの切断に使用した部分を回収する第二のボビンに向かう方向に、前記固定砥粒ワイヤを送っていく往復走行となるように構成されており、
前記ワイヤソーは、第一の円柱形ワークの切断終了後に、前記第一の円柱形ワークの切断に用いた前記固定砥粒ワイヤの一部を、前記第二のボビンから前記第一のボビンに向かって巻き戻し、前記固定砥粒ワイヤの前記巻き戻した部分を前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送りながら第二の円柱形ワークの切断を開始するように制御するコントローラを具備するものであることを特徴とするワイヤソーである。

以下、本発明について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（ワイヤソー）
図１に、本発明のワイヤソーの一例を概略的に示す。図１に示すワイヤソー１０１は、固定砥粒ワイヤ１０２と、複数（図１では２つ）の溝付きローラ１０３と、第一のボビン１０７と、第二のボビン１０７’と、コントローラ１１５とを具備している。

図１に示すワイヤソー１０１は、張力調整機構１０４及び１０４’、ワークを下方へ送り出す機構１０５、クーラント供給機構１０６、トラバーサ１０８及び１０８’、プーリー１０９及び１０９’、溝付きローラ駆動モータ１１０、ワイヤリール駆動モータ１１１及び１１１’を、本発明のワイヤソー１０１の任意部材として、更に具備している。

固定砥粒ワイヤ１０２は、表面に砥粒が固着されているワイヤである。図１に示すように、固定砥粒ワイヤ１０２は、一方のワイヤリールである第一のボビン１０７から繰り出され、トラバーサ１０８、張力調整機構１０４、プーリー１０９を経て、２つの溝付きローラ１０３に３００～５００回程度巻掛けられた後、プーリー１０９’、もう一方の張力調整機構１０４’、トラバーサ１０８’を経て、もう一方のワイヤリールである第二のボビン１０７’に巻き取られている。これにより、ワイヤソー１０１では、固定砥粒ワイヤ１０２が、複数の溝付きローラ１０３に巻きかけられることにより、ワイヤ列を形成している。

第一のボビン１０７は、固定砥粒ワイヤ１０２の未使用部分を貯蔵するものである。第二のボビン１０７’は、固定砥粒ワイヤ１０２の切断に使用した部分を回収するものである。第一のボビン１０７及び第二のボビン１０７’は、ワイヤリール駆動モータ１１１及び１１１’によって回転駆動され、溝付きローラ駆動モータ１１０の速度とワイヤリール駆動モータ１１１及び１１１’の速度とをそれぞれ制御することにより、固定砥粒ワイヤ１０２にかかる張力を調整することが出来る。

また、図１のワークｗを下方へ送り出す機構１０５は、図２のように、ワーク保持部１１２及びワークプレート１１３から構成されるワーク保持手段１１４を有しており、ワークプレート１１３には、円柱形ワークｗに貼り付けられた接合部材（ビーム）１２０を介して円柱形ワークｗが接着される。

円柱形ワークｗ切断時には、円柱形ワークｗを下方へ送り出す機構１０５によって円柱形ワークｗは保持されつつ円柱形ワークｗの径方向Ｉから相対的に押し下げられ、溝付ローラ１０３に巻きかけられたワイヤ１０２からなるワイヤ列に対して送り出される。

このようなワイヤソー１０１を用い、ワイヤ１０２に張力調整機構１０４及び１０４’を用いて適当な張力をかけて、ワイヤリール駆動用モータ１１１及び１１１’により固定砥粒ワイヤ１０２を往復方向に走行させながら、クーラント供給機構１０６からクーラントを供給し、ワークｗを下方へ送り出す機構１０５でワークｗを図２に示すワーク送り方向Ｉに切り込み送りすることでワークを切断する。

本発明のワイヤソー１０１は、固定砥粒ワイヤ１０２の上記往復走行が、固定砥粒ワイヤ１０２の未使用の部分を貯蔵している第一のボビン１０７から、固定砥粒ワイヤ１０２の切断に使用した部分を回収する第二のボビン１０７’に向かう方向（図２に示す前進方向Ｆ）に、固定砥粒ワイヤ１０２を送っていく往復走行となるように構成されている。より具体的には、図２に示す前進方向Ｆでの固定砥粒ワイヤ１０２の送りと、後退方向Ｂでの固定砥粒ワイヤ１０２の後退とを繰り返す往復走行において、前進方向Ｆでの前進量を後退方向Ｂでの後退量よりも大きくして、結果的に固定砥粒ワイヤ１０２が第一のボビン１０７から第二のボビン１０７’に向かう方向Ｆに送られていくように構成されている。

また、本発明のワイヤソー１０１が具備するコントローラ１１５は、第一の円柱形ワークの切断終了後に、第一の円柱形ワークの切断に用いた固定砥粒ワイヤ１０２の一部を、第二のボビン１０７’から第一のボビン１０７に向かって（図２に示す後退方法Ｂで）巻き戻し、固定砥粒ワイヤ１０２の巻き戻した部分を第一のボビン１０７から第二のボビン１０７’に向かう方向（図２に示す前進方向Ｆ）に送りながら第二の円柱形ワークの切断を開始するように制御するように構成されている。

図１に示すワイヤソー１０１では、コントローラ１１５が、配線１１６、１１７及び１１８を介して、ワイヤリール駆動モータ１１１及び１１１’、並びに溝付きローラ駆動モータ１１０の動作を制御する。それにより、コントローラ１１５が、上記の通り、第一の円柱形ワークの切断に用いた固定砥粒ワイヤ１０２の一部を後退方向Ｂに巻き戻し、固定砥粒ワイヤ１０２の巻き戻した部分を前進方向Ｆに送りながら第二の円柱形ワークの切断を開始するように制御する。

（ワーク切断方法）
本発明のワーク切断方法は、例えば、本発明のワイヤソーを用いて行うことができるが、本発明のワイヤソー以外の装置で行うこともできる。

以下、本発明のワーク切断方法の一例として、図１及び図２に示すワイヤソー１０１を用いた例を説明する。

本発明のワークの切断方法は、第一の円柱形ワークｗを固定砥粒ワイヤ１０２で切断する工程を含む。

第一の円柱形ワークｗを切断する工程では、固定砥粒ワイヤ１０２を軸方向に往復走行させながら、第一の円柱形ワークｗを図２に示すようにその径方向Ｉから相対的に固定砥粒ワイヤ１０２のワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りして、第一の円柱形ワークｗをウェーハ状に切断する。

固定砥粒ワイヤの往復走行は、先に説明したように、第一のボビン１０７から第二のボビン１０７’に向かう方向（図２に示す前進方向Ｆ）に、固定砥粒ワイヤ１０２を送っていく往復走行である。

また、本発明のワークの切断方法は、第一の円柱形ワークｗを切断する工程の終了後に、第一の円柱形ワークｗの切断に用いた固定砥粒ワイヤ１０２の一部を、第二のボビン１０７’から第一のボビン１０７に向かって（すなわち、後退方向Ｂに）巻き戻す工程を含む。

この巻き戻しは、例えば、コントローラ１１５を用いて、ワイヤリール駆動モータ１１１及び１１１’に加え溝付き駆動ローラ１１０を更に動作制御して行うことができる。

そして、本発明のワークの切断方法は、巻き戻す工程の後に、第二の円柱形ワークｗを前記固定砥粒ワイヤ１０２で切断する工程を含む。

この工程では、固定砥粒ワイヤ１０２の巻き戻した部分を第一のボビン１０７から第二のボビン１０７’に向かう方向（前進方向）Ｆに送りながら第二の円柱形ワークｗの切断を開始する。

第二のワークの切断における固定砥粒ワイヤ１０２の送りも、コントローラ１１５を用いて、ワイヤリール駆動モータ１１１及び１１１’に加え溝付き駆動ローラ１１０を更に動作制御して行うことができる。

このような本発明のワークの切断方法によれば、第二の円柱形ワークの切り始めを固定砥粒ワイヤ１０２の一度使用した部分で行うことができ、切り始めのウェーハ厚さが小さくなることを防ぐことができ、その結果、ワークｗから切り出すウェーハの厚さむらを抑制できる。

なお、固定砥粒ワイヤは使用することにより摩耗劣化しワイヤ径が小さくなるため、従来の固定砥粒ワイヤを用いた切断では、往復走行を経て一度使用した部分は、再使用せず、使い捨てていた。そのため、従来では、本発明のように、固定砥粒ワイヤのうち１つのワークの切断に使用した部分を巻き戻し、他のワークの切断の際に、巻き戻した部分を前進方向に送って切断を開始することは行なわれていなかった。

更に、巻き戻す工程を、Ｓ１≦Ｌ１≦Ｓ２になる条件で行うことが好ましい。ここで、Ｌ１は、巻き戻す工程において、第二のボビン１０７’から第一のボビン１０７に向かって巻き戻す後退方向Ｂに送る、固定砥粒ワイヤ１０２の距離である。Ｓ１は、第二の円柱形ワークｗの直径をＤ１とし、第二の円柱形ワークｗを切断する工程において、第二の円柱形ワークｗへの切り込み送り距離がＤ１×１／６になるまでに、第一のボビン１０７から第二のボビン１０７’に向かう前進方向Ｆに送る、固定砥粒ワイヤ１０２の距離である。Ｓ２は、第二の円柱形ワークへの切り込み送り距離がＤ１×１／２になるまでに、第一のボビン１０７から第二のボビン１０７’に向かう前進方向Ｆに送る固定砥粒ワイヤ１０２の距離である。

固定砥粒ワイヤを用いたワーク切断では、切り始めが最も薄く、切断位置の変化に伴い厚さ急峻に変化していく（厚くなっていく）。

発明者らは、特に、切り始めから円柱状ワークの直径の１／６（直径３００ｍｍのインゴットの場合、５０ｍｍ）まで切り込み送りした際の厚さ変化が、全体の厚さ変化の約５０％を占めることを見出した。この知見に基づき、検討した結果、巻き戻す工程をＳ１≦Ｌ１≦Ｓ２になる条件で行うことで、厚さ変化が大きくなる部分を固定砥粒ワイヤ１０２の一度使用した部分で確実に行うことができ、その結果、ワークｗから切り出すウェーハの厚さむらをより確実に抑制できることが分かった。

巻き戻す工程をＳ１≦Ｌ１≦Ｓ２になる条件で行うことは、例えばコントローラ１１５で制御することができる。そのため、コントローラ１１５は、Ｓ１≦Ｌ１≦Ｓ２になる条件で固定砥粒ワイヤ１０２を巻き戻すように、ワイヤソー１０１を制御するものであることが好ましい。

以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

（実施例１～５）
実施例１～５では、図１及び図２に示すワイヤソーを用い、以下の表１に示す条件で、第一の円柱形ワークの切断工程、及び第二の円柱形ワークの切断工程を行った。

また、実施例１～５では、第一の円柱形ワーク切断工程後に、第一の円柱形ワークの切断に用いた固定砥粒ワイヤのうち以下の表２に示す距離Ｌ１だけ、第二のボビンから第一のボビンに巻き戻す工程を行い、次いで、固定砥粒ワイヤの巻き戻した部分を第一のボビンから第二のボビンに向かう方向に送りながら、第二の円柱状ワークの切断工程を開始した。

表２に示すように、実施例１～５の巻き戻す工程において固定砥粒ワイヤを巻き戻した距離Ｌ１は、第二の円柱形ワークへの切り込み送り距離が第二の円柱形ワークの直径Ｄ１の１／１０、１／８、１／６、１／４及び１／２になるまでのワイヤ使用量と同じにした。

（比較例）
図１に示すコントローラ１１５の代わりに、第一の円柱形ワークの切断に用いた固定砥粒ワイヤの一部を巻き戻す制御を行う機能を持たないコントローラを具備したこと以外は図１に示したものと同様のワイヤソーを用いて、表１に示す条件で第一の円柱形ワーク及び第二の円柱形ワークの切断を順に行った。すなわち、比較例では、表２に示すように、第一の円柱形ワークの切断に用いた固定砥粒ワイヤを巻き戻さなかった。

以下の表２、及び図３に、実施例１～５、並びに比較例において、第一の円柱形ワーク及び第二の円柱形ワークから切り出したウェーハの厚さばらつきを、比較例の厚さばらつきを１００として算出した相対値として、合わせて示す。

表２に示した結果から明らかなように、固定砥粒ワイヤの第一の円柱形ワークの切断に使用した一部を巻き戻し、固定砥粒の巻き戻した部分を第一のボビンから第二のボビンに向かう方向に送りながら第二の円柱状ワークの切断工程を開始した実施例１～５では、固定砥粒ワイヤの第一の円柱形ワークの切断に使用した一部を巻き戻さなかった比較例に比べ、ウェーハの厚さばらつきを小さくすることができ、ワークから切り出すウェーハの厚さむらを抑制できた。

また、巻き戻す工程での固定砥粒ワイヤの巻き戻し距離Ｌ１を、それぞれ１５００ｍｍ、２２５０ｍｍ及び４５００ｍｍとした実施例３～５は、実施例１及び２よりもウェーハの厚さむらを更に抑制できた。実施例３～５は、巻き戻す工程を、Ｓ１≦Ｌ１≦Ｓ２になる条件で行った例である。Ｓ１は、第二の円柱形ワークへの切り込み送り距離が第二の円柱形ワークの直径Ｄ１の１／６になるまでのワイヤ使用量であり、Ｓ２は、第二の円柱形ワークへの切り込み送り距離が第二の円柱形ワークの直径Ｄ１の１／２になるまでのワイヤ使用量である。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

１０１及び１０１’…ワイヤソー、 １０２…固定砥粒ワイヤ、 １０２’…ワイヤ、 １０３…溝付きローラ、 １０４及び１０４’…張力調整機構、 １０５…ワークを下方へ送り出す機構、 １０６…クーラント供給機構、 １０６’…スラリ供給機構、 １０７…第一のボビン（ワイヤリール）、 １０７’…第二のボビン（ワイヤリール）、 １０８及び１０８’…トラバーサ、 １０９及び１０９’…プーリー、 １１０…溝付きローラ駆動モータ、 １１１及び１１１’…ワイヤリール駆動モータ、 １１２…ワーク保持部、 １１３…ワークプレート、 １１４…ワーク保持手段、 １１５…コントローラ、 １１６、１１６’及び１１７…配線、 １２０…接合部材。

Claims (4)

1. 表面に砥粒が固着された固定砥粒ワイヤを、複数の溝付ローラに巻きかけることによってワイヤ列を形成し、前記固定砥粒ワイヤを軸方向に往復走行させながら、円柱形ワークを前記円柱形ワークの径方向から相対的に前記ワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りし、前記円柱形ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーによるワーク切断方法であって、
   前記固定砥粒ワイヤの前記往復走行は、前記固定砥粒ワイヤの未使用の部分を貯蔵している第一のボビンから、前記固定砥粒ワイヤの切断に使用した部分を回収する第二のボビンに向かう方向に、前記固定砥粒ワイヤを送っていく往復走行であり、
   第一の円柱形ワークを前記固定砥粒ワイヤで切断する工程と、
   前記第一の円柱形ワークを切断する工程の終了後に、前記第一の円柱形ワークの切断に用いた前記固定砥粒ワイヤの一部を、前記第二のボビンから前記第一のボビンに向かって巻き戻す工程と、
   前記巻き戻す工程の後に、第二の円柱形ワークを前記固定砥粒ワイヤで切断する工程と
   を含み、
   前記第二の円柱形ワークを切断する工程では、前記固定砥粒ワイヤの前記巻き戻した部分を前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送りながら前記第二の円柱形ワークの切断を開始することを特徴とするワーク切断方法。
2. 前記巻き戻す工程において、前記第二のボビンから前記第一のボビンに向かって巻き戻す前記固定砥粒ワイヤの距離をＬ１とし、
   前記第二の円柱形ワークの直径をＤ１とし、
   前記第二の円柱形ワークを切断する工程において、前記第二の円柱形ワークへの切り込み送り距離がＤ１×１／６になるまでに、前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送る前記固定砥粒ワイヤの距離をＳ１とし、
   前記第二の円柱形ワークへの前記切り込み送り距離がＤ１×１／２になるまでに、前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送る前記固定砥粒ワイヤの距離をＳ２として、
   Ｓ１≦Ｌ１≦Ｓ２になる条件で、前記巻き戻す工程を行うことを特徴とする請求項１に記載のワーク切断方法。
3. 表面に砥粒が固着された固定砥粒ワイヤを、複数の溝付ローラに巻きかけることによってワイヤ列を形成し、前記固定砥粒ワイヤを軸方向に往復走行させながら、円柱形ワークを前記円柱形ワークの径方向から相対的に前記ワイヤ列に対して押し当てて切り込み送りし、前記円柱形ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーであって、
   前記ワイヤソーは、前記固定砥粒ワイヤの前記往復走行が、前記固定砥粒ワイヤの未使用の部分を貯蔵している第一のボビンから、前記固定砥粒ワイヤの切断に使用した部分を回収する第二のボビンに向かう方向に、前記固定砥粒ワイヤを送っていく往復走行となるように構成されており、
   前記ワイヤソーは、第一の円柱形ワークの切断終了後に、前記第一の円柱形ワークの切断に用いた前記固定砥粒ワイヤの一部を、前記第二のボビンから前記第一のボビンに向かって巻き戻し、前記固定砥粒ワイヤの前記巻き戻した部分を前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送りながら第二の円柱形ワークの切断を開始するように制御するコントローラを具備するものであることを特徴とするワイヤソー。
4. 前記コントローラが、
   前記第二のボビンから前記第一のボビンに向かって巻き戻す前記固定砥粒ワイヤの距離をＬ１とし、
   前記第二の円柱形ワークの直径をＤ１とし、
   前記第二の円柱形ワークへの切り込み送り距離がＤ１×１／６になるまでに、前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送る前記固定砥粒ワイヤの距離をＳ１とし、
   前記第二の円柱形ワークへの前記切り込み送り距離がＤ１×１／２になるまでに、前記第一のボビンから前記第二のボビンに向かう前記方向に送る前記固定砥粒ワイヤの距離をＳ２として、
   Ｓ１≦Ｌ１≦Ｓ２になる条件で前記固定砥粒ワイヤを巻き戻すように、前記ワイヤソーを制御するものであることを特徴とする請求項３に記載のワイヤソー。

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