JP5970526B2 - ワイヤソーによって被加工物からウェハをスライスするための方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤソーのワイヤウェブによって被加工物から複数のウェハを切出すための方法に関し、当該ワイヤウェブは多くのワイヤ部分からなり、当該方法は、ワイヤウェブに架設されるワイヤガイドローラのジャケットの膨張の標的化された影響付けによって、切断されたウェハの形状および波形を改善する。

エレクトロニクス、マイクロエレクトロニクスおよびマイクロエレクトロメカニクスでは、広域的および局所的な平坦度（ナノトポロジー）の極限的な要件を有する半導体材料からなるウェハ（半導体ウェハ）が開始材料として必要である。

半導体材料からなるウェハは通常、シリコンウェハであるか、または、たとえばシリコンゲルマニウム（ＳｉＧｅ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、もしくは窒化ガリウム（ＧａＮ）などのシリコン由来の層構造を有する基板である。

先行技術によると、半導体ウェハは複数の連続する処理工程で製造され、第１の工程では、一例として、半導体材料からなる単結晶（ロッド、インゴットもしくはブール）がチョクラルスキー法によって引上げられるか、または半導体材料からなる多結晶ブロックが鋳造され、さらなる工程では、結果として得られる半導体材料からなる円形円筒形またはブロック形状の被加工物がワイヤソーによって個々のウェハに分離される。

この場合、シングルカットワイヤソーと、以下にＭＷワイヤソー（ＭＷ＝マルチワイヤ）と称されるマルチワイヤソーとが区別される。ＭＷワイヤソーは、特に、たとえば半導体材料からなるロッドなどの被加工物を１つの加工工程で複数のウェハに切出すよう意図される場合に用いられる。

ＭＷワイヤソーは、たとえば、欧州特許出願公開第９９０４９８号に開示されている。この場合、接着砥粒でコーティングされた長いソーイングワイヤがワイヤガイドローラ上を螺旋状に走り、１つ以上のワイヤウェブを形成する。

一般に、ワイヤウェブは、少なくとも２つのワイヤガイドローラ同士の間に架設された複数の平行なワイヤ部分によって形成され、ワイヤガイドローラは回転可能に装着され、そのうちの少なくとも１つが駆動される。

ワイヤウェブのワイヤ部分は、ローラシステムの周りに螺旋状に案内され、かつ供給スプール（ペイオフスプール）から受取スプール（ピックアップスプール）上に巻出される、単一の有限ワイヤに属し得る。これに対して、米国特許第４，６５５，１９１号特許明細書は、複数の有限ワイヤが設けられ、ワイヤウェブの各ワイヤ部分が当該ワイヤの１つに割当てられるＭＷワイヤソーを開示している。欧州特許出願公開第５２２５４２号は、複数の連続ワイヤループがローラシステムの周りを走るＭＷワイヤソーを開示している。

ワイヤガイドローラの長手方向軸は、ワイヤウェブ内のソーイングワイヤに対して垂直に方向付けられる。

ワイヤガイドローラは一般に金属製のコアからなり、当該コアは、たとえばポリウレタンからなるジャケットによって長手方向に囲まれる。ジャケットは、ワイヤソーのワイヤウェブを確立するソーイングワイヤを案内するように作用する複数の溝を有する。表面コーティングおよび溝形状に関して最適化されたワイヤガイドローラが、ドイツ特許出願公開第１０２００７０１９５６６号に開示されている。

半導体材料からなるウェハの製造は、スライス工程の精度に関して特に厳しい要件を課す。切出されたウェハは、できる限り平坦な平面平行側面を有するよう意図される。切出されたウェハがそのような形状特性を有して生じることができるようにするために、被加工物とソーイングウェブのワイヤ部分との軸方向の相対移動、すなわち被加工物の中心軸と平行な相対移動は、切出処理時に回避しなければならない。

このため、ワイヤガイドローラのジャケットの複数の溝は正確に平行に走ること、溝およびソーイングワイヤが一列に並ぶこと（整列）、ならびに被加工物に対する位置または切込角度が変化しないことが重要である。そのような変化（整列誤差）が起こると、湾曲断面（反り）を有するウェハが生じる。

ソーイングウェブのワイヤ部分の位置または切削角度の変化、すなわち被加工物の中心軸と平行なワイヤ部分の相対移動の原因として、米国特許出願公開第２０１０／００８９３７７号は、被加工物およびワイヤガイドローラの温度変化および関連の熱膨張または熱収縮について言及している。

何時間も続く切出処理の過程で、切出処理自体の結果として、およびワイヤガイドローラの周りを走るソーイングワイヤの結果として、熱が生じ、当該熱は切出される被加工物に、さらにワイヤガイドローラにも伝達される。

ドイツ特許出願公開第１０２０１１００５９４９号によると、直径３００ｍｍのシリコンからなる単結晶の熱膨張は、当該単結晶がワイヤソーイング時に３０℃加熱された場合、約２５μｍである。熱膨張は、単結晶がソーイング時に冷却されることによって回避することができる。

先行技術によると、被加工物の熱膨張または熱収縮（長さの熱誘起変化）は、たとえば、ワイヤソーイング時に被加工物に適用される冷却媒体によって最小化される。しかし、ワイヤガイドローラに対するこの冷却の効果は通常、厳密に安定した熱条件を維持するのに不十分である。

ワイヤ切出処理の結果として生じる熱は、ワイヤウェブに架設されるワイヤガイドローラの熱膨張も引起こし得、この結果、整列誤差が生じ得、すなわち、ソーイングワイヤは、切出処理の開始時に適用可能な角度で被加工物に切込むことができなくなる。ゆえに、ワイヤウェブに架設されるワイヤガイドローラの熱膨張は、スライスされる半導体ウェハのウェハ形状不良に繋がり得る。

ワイヤガイドローラの、および／またはワイヤガイドローラのコアを囲むジャケットの熱膨張によって生じる整列誤差を最小化または回避するためのさまざまな手法が先行技術において開示されている。

ドイツ特許出願公開第１１２００８００３３３９号は、ワイヤウェブに供給されるスラリーの温度がスライス処理の開始から終了まで連続的に上昇する方法を記載している。当該方法は、係合の長さの増加に伴って、およびスライス処理の進行に伴ってロッドの温度が上昇し、ゆえに、他の構成要素、特にワイヤガイドローラに対するスライスギャップの位置が変化するという観察に基づいている。これによって、ウェハは、意図される切断面に対して実質的に湾曲した前側および後側を有する。切断に伴って温度が上昇するスラリーによってワイヤおよびワイヤガイドローラの温度が連続的に上昇すると、理想的には、ロッドと同期してロッドと同程度に、ワイヤガイドローラの熱膨張がもたらされ、実質的に平坦な前側および後側を有するウェハが得られる。

ドイツ特許出願公開第１０２０１１００５９４９号は、ワイヤガイドローラおよびその固定軸受を互いに独立して冷却する教示を含む。

ドイツ特許出願公開第１０２２０６４０号およびドイツ特許出願公開第６９３０４２１２号は、ワイヤガイドローラのジャケットの溝に対するソーイングワイヤの整列を監視し、適切であれば修正するための方法を記載している。一例として、ドイツ特許出願公開第６９３０４２１２号は、検出システムによってワイヤの位置を絶えず測定するワイヤガイドの位置制御を開示しており、検出システムは、切出される被加工物に対するワイヤガイドの位置をそのままにしておくために補償装置と協働する。しかし、検出システムは、研削媒体によって、および切出処理の結果として生じる摩耗材料によって、測定誤差が生じるように影響され得る。

ドイツ特許出願公開第１９５１０６２５号は、熱膨張が非常に低い傾向にあるガラスセラミック材料からなるワイヤガイドローラの使用を教示しており、ワイヤガイドローラは、ワイヤガイドローラの熱膨張を補償するために固定軸受と可動軸受との間に付加的に装着される。ソーイングワイヤは比較的短時間後に被加工物に切込むため、ガラスセラミック材料は、研磨剤を含む研削媒体を使用すると、実際には不適切であることが分かっている。

ワイヤソー内のワイヤガイドローラの熱膨張を回避するためのさらなる方法は、対応する温度調節装置によってワイヤガイドローラのコア内の一定温度を設定することである。

ドイツ特許出願公開第６９５１１６３５号は、２つの内部領域に再分割されたコアを有するワイヤガイドローラを教示しており、冷媒が当該コア内を循環している。コア内の温度勾配は、２つの独立チャンバによって回避されるよう意図されている。

ワイヤガイドローラのコアの熱誘起膨張を回避するのに加えて、ワイヤガイドローラのコアを長手方向に囲むジャケットの長さの熱変化を回避または制限することも非常に重要である。溝付きのプロファイルを有するジャケットは、被加工物に対するワイヤ部分の整列に直接影響を及ぼすためである。ワイヤガイドローラのジャケットの長さの熱誘起変化は、特に、ジャケット材料の線膨張係数、ジャケットの厚み、および切出処理時に生じる熱量に依存する。

ジャケットは典型的に、温度変化が起こった場合に妨げられずに両端で軸方向に膨張または収縮可能なように、ワイヤガイドローラのコア上に固定される。ドイツ特許出願公開第１０２０１１００５９４９号は、ワイヤソーによって被加工物からウェハをスライスするための方法を教示しており、被加工物の、および切出処理時にワイヤガイドローラによって案内されるワイヤウェブのワイヤ部分の軸方向の相対移動を減少または完全に防止するために、ワイヤガイドローラの固定軸受およびワイヤガイドローラは互いに独立して冷却され、すなわち、コーティングおよび固定軸受の長さの等方向の変化は、切出処理時の被加工物の長さの変化に応じて生じる。

さらに、ドイツ特許出願公開第１０２０１１００５９４９号は、ジャケットの長さの変化が、ワイヤガイドローラの下層コア上にクランプされるコーティングによって、たとえばコーティングの両端に配置されるクランプリングによって、一定の範囲内に制限可能であることを教示している。クランプリングは、ワイヤガイドローラのコア上にジャケットを固定し、温度変化によって生じるジャケットの長さの変化を制限する。

しかし、ドイツ特許出願公開第１０２０１１００５９４９号は、被加工物からスライスされるウェハの形状および波形を改善するために、標的化された態様で、コア材料、およびワイヤウェブに架設されるワイヤガイドローラのコアを囲むジャケットの異なる膨張を利用する方法を教示していない。

欧州特許出願公開第９９０４９８号 米国特許第４，６５５，１９１号 欧州特許出願公開第５２２５４２号 ドイツ特許出願公開第１０２００７０１９５６６号 米国特許出願公開第２０１０／００８９３７７号 ドイツ特許出願公開第１０２０１１００５９４９号 ドイツ特許出願公開第１１２００８００３３３９号 ドイツ特許出願公開第１０２２０６４０号 ドイツ特許出願公開第６９３０４２１２号 ドイツ特許出願公開第１９５１０６２５号 ドイツ特許出願公開第６９５１１６３５号

したがって、目的は、ワイヤウェブに架設されるワイヤガイドローラの長さの標的化された影響付けによって、半導体材料からなる被加工物から複数のウェハを切出すための改良された方法であって、ワイヤガイドローラは、第１の材料からなるコアと、第２の材料からなりコアの外側面を囲むジャケットとを含み、被加工物の長さの熱誘起変化が補償され、その結果、被加工物からスライスされるウェハの形状および波形が改善される方法を提供することである。

この目的は、ワイヤソーのワイヤウェブによって被加工物から複数のウェハを切出すための方法であって、上記ワイヤウェブは多くの平行なワイヤ部分からなり、当該ワイヤウェブは少なくとも２つのワイヤガイドローラ（１）に架設されており、当該ワイヤガイドローラ（１）の各々は、第１の材料からなる、２つの側面および１つの外側面を有するコア（１ａ）を含み、各コア（１ａ）は自身の長手方向軸に沿って回転可能に装着され、かつ少なくとも２つの別個のキャビティ（５）を含み、各コア（１ａ）の当該外側面は、第２の材料からなるジャケット（１ｂ）によって囲まれており、当該ワイヤウェブの当該ワイヤ部分を案内するための平行溝が当該ジャケット（１ｂ）に切込まれており、当該ジャケット（１ｂ）の長さは、温度調節手段で充填される少なくとも１つのキャビティ（５）によって熱的に変化する方法によって達成される。

本発明および好ましい実施形態が以下に詳細に説明される。
本発明は、被加工物、好ましくは半導体材料からなる被加工物から複数のウェハを切出すための方法を含む。

半導体材料は、たとえばガリウムヒ素などの化合物半導体、または主にシリコンおよび場合によってはゲルマニウムなどの元素半導体である。

被加工物は、少なくとも２つの平行な平面（端面）と、端面によって境界が定められる外側面とからなる表面を有する幾何学的な本体である。円形円筒形の本体の場合、端面は丸く、外側面は凸状である。平行六面体の円筒形の被加工物の場合、外側面は４つの個別の平面を含む。

本発明に係る方法は、ソーイングワイヤが溝付きのワイヤガイドローラによって案内され、かつこれらのワイヤガイドローラが、第１の材料からなるコアと、第２の材料からなりコアを囲むジャケットとを含む任意のワイヤソーに適用可能である。

ワイヤガイドローラ（１）は、第１の材料からなるローラコア（コア）（１ａ）を含み、かつ２つの側面（端面）および１つの外側面を有する、円形円筒形の本体である。ワイヤガイドローラは、自身の長手方向軸に沿って回転可能に装着される。

ローラコア（１ａ）の外側面は、好ましくは、第２の材料からなるジャケット（１ｂ）によって囲まれる。ソーイングワイヤを案内するための平行溝がジャケット（１ｂ）に切込まれる。少なくとも２つのワイヤガイドローラが、平行配置されたワイヤ部分からなるワイヤウェブに架設され、当該ワイヤウェブがワイヤソーイング時に被加工物を複数のウェハに切出す。

平行に走るソーイングワイヤ（２）を有する２つのワイヤガイドローラ（１）を含む、ワイヤソーのワイヤウェブの基本的構成を示す図である。 ローラコア（１ａ）がジャケット（１ｂ）によって長手方向に囲まれるワイヤガイドローラ（１）を示す図である。 ローラコア（１ａ）がジャケット（１ｂ）によって長手方向に囲まれるワイヤガイドローラ（１）の好ましい実施形態を概略的に示す図である。 ローラコア（１ａ）がジャケット（１ｂ）によって長手方向に囲まれるワイヤガイドローラ（１）の好ましい実施形態を概略的に示す図である。 ローラコア（１ａ）がジャケット（１ｂ）によって長手方向に囲まれるワイヤガイドローラ（１）の好ましい実施形態を概略的に示す図である。 ローラコア（１ａ）がジャケット（１ｂ）によって長手方向に囲まれるワイヤガイドローラ（１）の好ましい実施形態を概略的に示す図である。 ローラコア（１ａ）がジャケット（１ｂ）によって長手方向に囲まれるワイヤガイドローラ（１）の好ましい実施形態を概略的に示す図である。 ローラコア（１ａ）がジャケット（１ｂ）によって長手方向に囲まれるワイヤガイドローラ（１）の好ましい実施形態を概略的に示す図である。 先行技術に係る方法によって、ワイヤソーによってシリコン単結晶から切断されたウェハの直径に沿った表面プロファイル（切出されたウェハの厚み）を示す図である。 本発明に係る方法によって、ワイヤソーによってシリコン単結晶から切断されたウェハの直径に沿った表面プロファイル（ウェハの厚み）を示す図である。 ジャケット（１ｂ）によって囲まれるコア（１ａ）がチャンバ（５）の形態のキャビティを有する実施形態を示す図である。 ジャケット（１ｂ）によって囲まれるコア（１ａ）がチャンバ（５）の形態のキャビティを有する実施形態を示す図である。 ジャケット（１ｂ）によって囲まれるコア（１ａ）がチャンバ（５）の形態のキャビティを有する実施形態を示す図である。

図１は、平行に走るソーイングワイヤ（２）を有する２つのワイヤガイドローラ（１）を含む、ワイヤソーのワイヤウェブの基本的構成を示す。ワイヤガイドローラ（１）は、ソーイングワイヤ（２）を案内する溝（図示せず）を有する。それらは長手方向軸（３）に沿って回転可能に装着され、少なくとも１つの固定軸受によってワイヤソーの機械フレームに固定される。

ワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）は、好ましくは、鋼鉄、アルミニウムまたは複合材料、たとえばガラス繊維または炭素繊維強化プラスチックからなる。本発明に係る方法では、コア（１ａ）は、温度調節手段を受けるのに適したチャンバおよび／またはチャネルの形態の、少なくとも２つの別個のキャビティを含む。

ワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）の外側面を囲むジャケット（１ｂ）は、好ましくは、たとえばドイツ特許出願公開第１０２００７０１９５６６号によって開示されているように、ポリウレタン（ＰＵ）またはポリエステル系もしくはポリエーテル系ポリウレタンからなる。

先行技術によると、ワイヤソーにおいて切出される被加工物は、被加工物の長手方向軸がワイヤガイドローラ（１）の長手方向軸（３）と平行に走るように、ソーイングストリップ（装着ビーム）に固定される。

ソーイングストリップは、たとえばグラファイト、ガラス、セラミックまたはプラスチックなどの好適な材料からなり、かつワイヤ切出処理時に被加工物を固定するために設けられる、細長片である。一例として、円形円筒形の被加工物用のソーイングストリップの固定面は、好ましくは、固定面の形状が被加工物の凸形状と一致するように凹状に成形される。

ソーイングストリップは、ソーイングストリップに接続される被加工物がワイヤソー内に固定されるように、直接に、またはワイヤソー内の対応する装置によって固定される。

ワイヤソーイング時の被加工物の切断の結果として熱が生じ、当該熱によってまず被加工物が加熱されるが、さらに、ソーイングワイヤを介してワイヤガイドローラ（１）も加熱される。

材料の加熱は、材料のある程度顕著な膨張（正の膨張係数）または収縮（負の膨張係数）に繋がり得、これは以下において一般に長さの熱誘起変化と称される。

半導体材料からなる被加工物の場合、熱の供給は被加工物の膨張に繋がる。
ワイヤソー内の被加工物の固定に依存して、ソーイングストリップとともに被加工物の長さの熱誘起変化が、両方向において、または一方向のみにおいて、被加工物の長手方向軸に沿って生じ得る。一例として、ソーイングストリップまたは固定装置の片側が機械フレームに直接突当たるように、かつ（被加工物の長手方向軸の方向における）反対側が膨張を妨げる表面と接触しないように、半導体材料からなる被加工物がワイヤソー内に固定される場合、被加工物の長さの熱誘起変化は、好ましくは、機械フレームと反対方向における片側のみにおいて生じることになる。

本発明は、ワイヤソーイング時の被加工物の長さの熱誘起変化を、ワイヤウェブに架設されるワイヤガイドローラ（１）の、特にワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）を囲むジャケット（１ｂ）の長さの同様の熱誘起変化によって、温度勾配によって標的化された態様で補償することを可能にする。

本発明の意味において、「長さの熱誘起変化」という文言は、熱または冷気によって生じる材料の長さの変化を意味すると理解される。

ワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）の外側面を囲むジャケット（１ｂ）の長さの熱誘起変化の結果、ワイヤウェブによって生じる被加工物に切込まれるノッチに対する、ワイヤ案内のためにジャケット（１ｂ）に切込まれる溝の位置は、ワイヤ切出処理時に一定に保たれる。

好ましくは、ワイヤガイドローラ（１）のジャケット（１ｂ）の長さの熱誘起変化は、ワイヤ切出処理時に被加工物の長さの熱誘起変化に連続的に適合される。加熱の結果、被加工物がたとえば５μｍ膨張した場合、ジャケット（１ｂ）は同様に、対応する温度変化によって５μｍ膨張する。

好ましくは、被加工物の長さの変化はワイヤソーイング時に連続的または非連続的な測定によって追跡され、ワイヤガイドローラ（１）のジャケット（１ｂ）の長さは、ワイヤソーイング時に対応する温度調節によって適合される。

同様に好ましくは、ワイヤソーイング時に被加工物の長さの熱誘起変化が測定され、同じサイズの被加工物の場合、ワイヤソーイング時に対応する温度調節によってワイヤガイドローラ（１）のジャケット（１ｂ）の長さの適合のために求められたデータが用いられる。

同様に好ましくは、ワイヤソーイング時に被加工物の温度によって被加工物の長さの熱誘起変化が計算され、ワイヤソーイング時に対応する温度調節によってジャケット（１ｂ）の長さが適合される。

コア（１ａ）の外側面を囲むジャケット（１ｂ）の長さの熱誘起変化は、ワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）の温度調節によって生じる。

コア（１ａ）の外側面を囲むワイヤガイドローラ（１）のジャケット（１ｂ）の長さの熱変化は、ローラコア（１ａ）のそれぞれの材料と、ジャケット（１ｂ）がコア（１ａ）の外側面を囲む安定性と、ジャケット（１ｂ）の材料および厚みならびに材料に作用する温度とに依存する。一例として、熱を供給すると、高級鋼は、熱膨張係数が非常に低い鉄−ニッケル合金であるインバーよりも高い程度まで膨張する。

ワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）の外側面にたとえば接着接合されるジャケット（１ｂ）は、ジャケットの厚みに依存して、外側面上にクランプされているがその他には固定されていないジャケット（１ｂ）とは異なって、熱的影響下で長さが変化する。この場合、外側面の粗さもジャケット（１ｂ）の長さの熱誘起変化に影響し、ジャケット（１ｂ）の長さの熱誘起変化を制御するための付加的な変数として用いられ得る。

図２ａは、ローラコア（１ａ）がジャケット（１ｂ）によって長手方向に囲まれるワイヤガイドローラ（１）を示す（図２ａ）。図２ｂから図２ｇは、ローラコア（１ａ）がジャケット（１ｂ）によって長手方向に囲まれるワイヤガイドローラ（１）の好ましい実施形態を概略的に示しており、これらの実施形態では、ローラコア（１ａ）と比べてジャケット（１ｂ）の長さの異なる変化は標的化された態様で制御され得る。

好ましくは、ジャケット（１ｂ）は、ワイヤガイドローラ（１）の片側または両側においてそれぞれのクランプリング（４）によって付加的に固定され得る（図２ｂから図２ｇ）。

クランプリング（４）は２つの側面を有するリング形状の本体であり、内面はワイヤガイドローラのコアの方を向き、外面は内面と反対側にある。

第１の実施形態では、クランプリング（４）は、クランプリング（４）の内側がジャケット（１ｂ）をコア（１ａ）の外側面を押付けることによって、ワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）上にコーティング（１ｂ）を付加的に固定する（図２ｂ）。したがって、この第１の実施形態は、ジャケットの熱誘起収縮を回避または減少させるのにも適している。

第２の実施形態では、クランプリング（４）の内側がコア（１ａ）の外側面と直接接触する。この実施形態では、ジャケット（１ｂ）は好ましくはクランプリング（４）の側面にぶつかる（図２ｃ）。

同様に好ましくは、ジャケット（１ｂ）の少なくとも１つの側面と、当該側面と反対側のクランプリング（４）の側面とは互いに直接接触せず、すなわち、２つの側面同士の間に規定された長さを有する間隔が存在する。ジャケット（１ｂ）の長さの熱誘起増加が発生した場合、ジャケットは、２つの側面（ジャケットおよびクランプリング）同士の間の間隔の長さにわたって妨げられずに膨張し得る。

この第２の実施形態では、クランプリング（４）は好ましくはジャケット（１ｂ）の外側で終端し、すなわち、クランプリング（４）およびジャケット（１ｂ）の外径は同一である（図２ｃの右側部分）。

同様に好ましくは、この第２の実施形態では、クランプリング（４）の外径はジャケット（１ｂ）の外径よりもやや小さく、すなわち、ジャケット（１ｂ）の表面はクランプリング（４）の上側を越えて突出し、換言すれば、ジャケットはクランプリング（４）よりもやや高い（図２ｃの左側部分）。

２つのクランプリング（４）を用いる場合、片側に向かうジャケットの標的膨張を可能にするために、第１および第２の実施形態の組合せも好まれる。

第２の実施形態では、ワイヤガイドローラ（１）のジャケット（１ｂ）の熱誘起膨張はさらに、クランプリング（４）がクランプリングを横切るジャケット（１ｂ）の部分的な横膨張を可能にするため、ジャケット（１ｂ）に突当たるクランプリング（４）の側面によって標的化された態様で影響され得る。

このため、ジャケット（１ｂ）の方を向くクランプリング（４）の当該側面は垂直であってもよいし（図２ｄ）、外向きに直線状に面取りされてもよいし（図２ｅ）、凸状であってもよいし（図２ｆ）、または凹状であってもよい（図２ｇ）。この場合、クランプリング（４）の高さはジャケット（１ｂ）よりも小さくてもよいし（図２ｄから図２ｇの左側の実例）、またはジャケット（１ｂ）と同じ高さであってもよい（図２ｄから図２ｇの右側の実例）。

ジャケット（１ｂ）の高さに対するクランプリング（４）の側面の高さ、および側面の形状の両方が、熱誘起線膨張に直接影響する。長手方向におけるジャケットの膨張に対するクランプリング（４）の抵抗がそれによって標的化された態様で影響され得るからである。クランプリング（４）の側面は、ジャケット（１ｂ）の熱誘起膨張の実施形態に依存して異なる抵抗を提供する。

本発明に係る方法では、ワイヤウェブに架設されるワイヤガイドローラ（１）はワイヤソーイング時に標的化された態様で加熱または冷却され、これによって、コア（１ａ）の長手方向軸に沿ってコア（１ａ）の外側面を囲むジャケット（１ｂ）の長さの熱誘起変化が生じる。この場合、一例として、ポリウレタン（ＰＵ）からなるジャケット（１ｂ）は、インバーからなるコア（１ａ）を有するワイヤガイドローラを約２０℃加熱すると、コア（１ａ）よりも約４倍から５倍長さが膨張し得、この結果、ジャケット（１ｂ）の長さの熱誘起変化をよりよく生じさせることができる。

発明者らの研究によって、コア（１ａ）の長手方向軸に沿った各場合における、ワイヤガイドローラ（１）の、またはコア（１ａ）の外側面を囲むジャケット（１ｂ）の制御された熱膨張は、ウェハの中心および波形を通って走る測定トラック（ＬＳＲ）に沿ったウェハの局所曲率に関して、切出されたウェハの表面形状に有利な効果を有することが分かった（図３）。

図３ａは、先行技術に係る方法によって、ワイヤソーによってシリコン単結晶から切断されたウェハの直径に沿った表面プロファイル（切出されたウェハの厚み）を示す。

図３ｂは、本発明に係る方法によって、ワイヤソーによってシリコン単結晶から切断されたウェハの直径に沿った表面プロファイル（ウェハの厚み）を示す。被加工物と、ワイヤガイドローラ（１）またはワイヤガイドローラ（１）のコーティング（１ｂ）との両方がワイヤソーイング時に長さの熱誘起変化を受けるため、本発明に係る方法によってはるかに良好な表面形状が得られる。

発明者らは研究の過程で、被加工物またはワイヤソー内の当該被加工物のための固定装置が片側で機械フレームに突当たる場合、当該被加工物はワイヤソーイング時に長手方向軸に沿って両側に向かって均一に膨張しないことを確認した。この場合、被加工物の長さの熱制御変化は、好ましくは機械フレームと反対の方を向く側の方向において、被加工物の長手方向軸に沿って生じる。

以下の例は可能な実施形態の非網羅的な集計であり、本発明に係る方法はこれらの実施形態に限定されない。以下の実施形態の各々は、１つまたは２つのクランプリング（４）を用いて、およびクランプリング（４）を用いずに具体化され得る。１つのクランプリング（４）または２つのクランプリング（４）を用いると、ワイヤガイドローラ（１）のジャケット（１ｂ）の長さの熱誘起変化を付加的に調節するためにクランプリングのための実施形態のうちの１つ（図２）においてクランプリング（４）を用いることが可能である。

ジャケット（１ｂ）の長さの熱誘起変化は、ワイヤガイドローラ（１）のローラコア（１ａ）同士の間の熱伝導またはローラコア（１ａ）からの冷気の伝達によって起こる。このため、ワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）の内部構成は、少なくとも２つの別個のキャビティ（５）を有する。

２つの別個のキャビティによって、異なる領域におけるワイヤガイドローラの異なる温度調節が可能になる。一例として、第１のキャビティは温度Ｔ１に、第２のキャビティは温度Ｔ１と異なる温度Ｔ２に温度調節され得る。２つのキャビティ内の異なる温度は、コア表面上の異なる温度範囲、およびしたがってジャケット（１ｂ）の異なる温度調節に繋がり、それによって、ジャケット（１ｂ）の長さの熱誘起変化がローラコア（１ａ）の長手方向軸に沿って異なって実現され得る。

図４は、ジャケット（１ｂ）によって囲まれるコア（１ａ）がチャンバ（５）の形態のキャビティを有するいくつかの実施形態を示す。コア（１ａ）は、回転スピンドル（３）上に軸方向に回転可能に装着される。図４ａでは、コア（１ａ）は、互いに近接して隣接した２つの別個のキャビティ（５）を有する。図４ｂは、３つの別個のキャビティ（５）を有する実施形態を示し、中間のキャビティは断熱材で充填されてもよい。図４ｃは、中実のコア材料によって互いに離れて分離された２つの別個のキャビティを有するワイヤガイドローラを示す。

ワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）を標的化された態様で冷却または加熱するために、コア（１ｂ）は、好ましくは、チャンバ（５）および／またはチャネル（５）（図示せず）の形態の少なくとも２つの別個のキャビティ（５）を有し、これらは温度調節手段（冷却媒体または熱供給媒体）で充填されてもよいし、または温度調節手段がこれらを流れてもよい。

ワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）の以下の例示的な実施形態は、少なくとも２つの別個のキャビティ（５）を有するワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）のみに限定される。明確にするために回転スピンドル（３）の説明は省略する。各実施形態において、標的化された態様でジャケット（１ｂ）の長さの熱誘起変化に付加的に影響を及ぼすか当該変化を防止することができるようにするために、それぞれのクランプリング（４）は、ワイヤガイドローラ（１）のどの側にも配置されないか、片側または両側に配置される。

好ましくは、別個に温度調節媒体が充填され得る少なくとも２つの別個のチャネル（５）がワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）内に延在し、少なくとも２つのチャネル（５）は、重複せず、むしろローラコア（１ａ）の長手方向軸に対して互いに並ぶように配置される。

特に好ましくは、ワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）は、少なくとも１つの、特に好ましくは２つ以上の別個のチャンバ（５）を含み、チャンバ（５）は、ワイヤガイドローラ（１）のコア（１ａ）内に長手方向軸（３）に対して対称配置された全体的に円形円筒形のキャビティ（５）である。キャビティ（５）がチャンバ（５）である場合は、チャンバ（５）は、チャンバ（５）同士が互いに並ぶように、ワイヤガイドローラの長手方向軸に沿って位置決めされる。

好ましくは、温度調節媒体が各チャネルまたは各チャンバ（５）の中を循環流通し得、温度が個別に調節可能な互いに別個の温度調節媒体循環がチャネル毎またはチャンバ（５）毎に好まれる。この結果、ローラコア（１ａ）の個別の領域は、ローラコア（１ａ）内に得られる温度勾配によってローラコア（１ａ）の長手方向軸（３）に沿ってジャケット（１ｂ）の長さの異なる変化がもたらされるように、標的化された態様で温度調節され得る。

個別のチャネルの直径または個別のチャンバ（５）のサイズは、同じであってもよいし異なっていてもよい。好ましくは、壁の厚み、すなわち、円周方向のチャネルまたはチャンバ内側と、ジャケット（１ｂ）と接触するコア（１ａ）の円周方向の外側面との間の距離は、すべてのチャネルまたはチャンバ（５）について一定である。

以下の好ましい実施形態では、明確にするためにチャンバ（５）についてのみ述べる。しかし、チャンバ（５）は対応するチャネルによって置換または補足されてもよい。

本発明に係る方法の第１の特に好ましい実施形態では、コア（１ａ）は、好ましくは同じサイズの２つの別個のチャンバ（５）を含む（図４ａ）。温度調節媒体は、これらのチャンバ（５）のうちの一方のチャンバ（５）のみを流れる。

一例として、たとえばソーイングストリップが機械フレームに突当たっているため、被加工物の長さの温度誘起変化が機械フレームと反対の方を向く側でのみ可能であるように、被加工物がワイヤソー内に固定される場合、好ましくは、機械フレームと反対の方を向くワイヤガイドローラ内のそのチャンバ（５）のみが温度調節される。

本発明に係る方法の第２の特に好ましい実施形態では、コア（１ａ）は、好ましくは同じサイズの２つの別個のチャンバ（５）を含む（図４ａ）。温度調節媒体は両チャンバ（５）を流れる。好ましくは、両チャンバ（５）に、温度が個別に調節可能な別個の温度調節媒体循環によって温度調節媒体が別個に供給される。

上述の例では、一例として、機械フレームの方を向くチャンバを、機械フレームと反対の方を向くチャンバよりも低い程度まで温度調節することが可能である。

本発明に係る方法の第３の特に好ましい実施形態では、コア（１ａ）は、長手方向軸（３）に沿って好ましくは同じサイズの３つの別個のチャンバ（５）、すなわち２つの外側チャンバ（５）および１つの中間チャンバ（５）を含む（図４ｂおよび図４ｃ）。温度調節媒体はそれぞれの外側チャンバ（５）を流れ、中間チャンバ（５）は、絶縁キャビティ（図４ｂ）、絶縁材料で完全に充填されたチャンバ（図４ｂ）であってもよいし、またはコア材料で中実に充填されてもよい（図４ｃ）。温度調節媒体は２つの外側チャンバ（５）を流れる。好ましくは、両チャンバ（５）には、異なる温度を有し得る温度調節媒体が別個に供給される。

Claims (2)

1. ワイヤソーのワイヤウェブによって被加工物から複数のウェハを切出すための方法であって、前記ワイヤウェブは多くの平行なワイヤ部分からなり、当該ワイヤウェブは少なくとも２つのワイヤガイドローラ（１）に架設されており、当該ワイヤガイドローラ（１）の各々は、第１の材料からなる、２つの側面および１つの外側面を有するコア（１ａ）を含み、各コア（１ａ）は自身の長手方向軸に沿って回転可能に装着され、かつ少なくとも２つの別個のキャビティ（５）を含み、各コア（１ａ）の当該外側面は、第２の材料からなるジャケット（１ｂ）によって囲まれており、当該ワイヤウェブの当該ワイヤ部分を案内するための平行溝が当該ジャケット（１ｂ）に切込まれており、当該ジャケット（１ｂ）の長さは、温度調節手段で充填される少なくとも１つのキャビティによって熱的に変化し、
   当該ジャケット（１ｂ）は、それぞれのクランプリング（４）によって当該ワイヤガイドローラ（１）の片側または両側に固定され、
   当該ジャケット（１ｂ）は、少なくとも１つのクランプリング上を横方向に膨張し得る、方法。
2. 各キャビティ（５）は、異なる温度を有する温度調節手段で充填される、請求項１に記載の方法。

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