JP6235295B2 - 固定砥粒ワイヤソー装置及びこれを用いたウエハの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば太陽電池用シリコンのインゴット等を厚さの薄い複数のウエハに切断する固定砥粒方式のワイヤソー装置及びこれを用いたウエハの製造方法に関する。

加工対象物（ワーク）として代表的な太陽電池用シリコンのインゴット等から厚さの薄い複数のウエハを切り出す装置として、ワイヤソー装置が従来から知られている。

ワイヤソー装置によるワークの切断方法として、水性又は油性の分散剤に砥粒を分散させたスラリーと呼ばれる加工液を供給しながら切断する遊離砥粒方式が主流であったが、近年の環境上の問題及び生産性向上の要請から、予め表面にダイヤモンド等の砥粒を固着させたワイヤを用いてワークを切断する固定砥粒方式が増えてきている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−２３０２７４号公報

固定砥粒方式のワイヤソー装置の場合、消耗部材のコストを抑えて安価なウエハを製造するためには、コストの大半を占める固定砥粒ワイヤの使用量を低減することが必要となる。なお、この固定砥粒ワイヤのコストが高くなるのは、ダイヤモンドに代表される固定砥粒を電気めっき等によりワイヤに固着させるという固定砥粒ワイヤ自体の製造方法によるものである。

このような事情から、１つのワークの切断加工に対するワイヤ使用量を低減、すなわち、ワイヤを効率よく使用することが求められている。ここで、課題を明確にするための前提として、固定砥粒方式のワイヤソー装置におけるワイヤの使用量という考え方について説明する。

一般的に、固定砥粒方式のワイヤソー装置においてワーク（以下、これを適宜「インゴット」という）を切断して厚さの薄い複数のウエハを切り出す場合、インゴットの設置された加工部（以下、これを単に「加工部」という）に加工能力の高い状態の新線（以下、これを適宜「加工使用前ワイヤ」という）を一定の割合で供給することで、インゴットを切り進めていく。なお、加工部に加工使用前ワイヤを供給する方法としては、単純にワイヤを一方向に送り続ける方法と、ワイヤを往復運動させ、復動時に戻すワイヤ量を往動時に送るワイヤ量よりも少なくすることでその差分のみを徐々に加工部に供給する方法とがあるが、後者の方法が用いられることが大半である。

加工部内に供給された加工使用前ワイヤは、インゴットを切り始める段階においては、加工能力の高い状態であるが、インゴットを切り進めるにつれて徐々に加工能力が低下した状態（以下、これを「加工使用後ワイヤ」という）となり、最終的には加工能力がない状態（以下、これを「加工使用済ワイヤ」という）となる。当然のことながら、上記の流れにおいては、一定の割合で加工使用前ワイヤが加工部に供給されるのと同時に、同量の加工使用後ワイヤもしくは加工使用済ワイヤが加工部から排出されることとなるが、ワイヤの効率的な使用という点からは、加工使用済ワイヤが加工部から排出される形が最も効率のよいワイヤの使用方法であると言える。そして、上記の流れで複数のインゴットを連続的に切断加工する場合、加工部に予め加工使用前ワイヤが供給された状態からインゴットを切り始める１回目を除き、２回目以降は加工使用後ワイヤで切り始めることとなる。

ここで問題となるのは、加工部における加工使用後ワイヤの加工能力の低下の度合いは、加工使用前ワイヤが供給される側（以下、これを「繰出し側」という）から加工使用後ワイヤもしくは加工使用済ワイヤが排出される側（以下、これを「巻取り側」という）にかけて徐々に大きくなり、巻取り側に近い加工部で製造されるウエハの品質に影響が出てしまうということである。

より具体的には、巻取り側に近い加工部で製造されるウエハのＴＴＶ（Total Thickness Variation、ウエハ裏面を基準面として厚み方向に測定した高さのウエハ前面における最大値と最小値の差を示しており、製造されたウエハの平坦度を評価する指標の１つとして用いられている）のバラつきが大きくなってしまう傾向が見られる。

これは以下の理由に基づく。つまり、インゴットの加工の切り始めにおいて、加工使用前ワイヤか加工使用後ワイヤであっても加工能力に関して加工使用前ワイヤとも変わらないワイヤを用いた場合は問題が生じない。しかしながら、一定以上に加工能力の低下した状態にある旧線を使用すると、加工能力の高い状態にある新線と比べて、速やかに切りこむことができず、加工部におけるワイヤの撓みが増大し、ウエハの加工精度を低下させてしまうことに起因すると考えられる。

さらには上述のような問題に加えて、上述した一定以上に加工能力の低下した状態にある旧線を使用すると、ワイヤの寄りやピッチ跳び等が原因で固定砥粒ワイヤが断線に至ってしまうおそれがある。一般にワイヤソー装置によってスライス加工するワークの数は多数に及ぶので、この加工の際に使用するワイヤの長さは必然的に非常に長いものとなる。そのため、極めて高価な固定砥粒ワイヤが一旦断線してしまうと、このワイヤの未使用又は未使用と同等の部分について再使用できない部分が生じてしまいコスト的に大きな損失を招くばかりか、加工部内に新たに加工使用前ワイヤを巻き直さなければならず、ワーク加工の生産効率を低下させてしまう。

本発明の目的は、複数のワークを連続的に加工する際に使用する固定砥粒ワイヤの使用量の低減を図るとともにワークの加工精度を向上させる固定砥粒方式のワイヤソー装置及びこれを用いたウエハの製造方法を提供することにある。

上述の課題を解決するために、本発明の請求項１に係る固定砥粒ワイヤソー装置は、
スライス加工用砥粒をワーク切断用のワイヤ自体に備え、複数のワークを少なくとも２回以上の加工工程を経て順次スライス加工し前記ワークごとに多数のウエハを製造する固定砥粒ワイヤソー装置において、
ワーク加工使用前ワイヤを巻き付けた第１のリールと、
ワーク加工使用後ワイヤを巻き取る第２のリールを備え、
１回目のワーク加工にあたって、前記第１のリールから前記第２のリールに１回目のワーク加工に必要な使用量に相当する長さとストローク分の長さを足した長さの前記ワイヤを前記第２のリールに巻き戻した後、この第２のリールから加工部にワイヤを供給することで１回目のワークの加工を行うとともに、２回目以降のワーク加工にあたってそれぞれの回ごとに前回のワーク加工に必要な使用量に相当する長さの１．５倍乃至２．５倍に相当する長さのワイヤを前記第２のリールに巻き戻した後、この第２のリールから加工部にワイヤを供給することで前記ワークの加工を行うことを特徴としている。

また、本発明の請求項２に係る固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法は、
スライス加工用砥粒をワーク切断用のワイヤ自体に備えた固定砥粒ワイヤソー装置を用いて複数のワークを少なくとも２回以上の加工工程を経て順次スライス加工しワークごとに多数のウエハを製造する固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法において、
ワーク加工使用前ワイヤを巻き付けた第１のリールと、ワーク加工使用後ワイヤを巻き取る第２のリールを前記ワイヤソー装置に取り付ける第１の工程と、
１回目のワーク加工にあたって、前記第１のリールから前記第２のリールに１回目のワーク加工に必要な使用量に相当する長さとストローク分の長さを足した長さの前記ワイヤを前記第２のリールに巻き戻した後、この第２のリールから加工部にワイヤを供給することで１回目のワークの加工を行う第２の工程と、
２回目以降のワーク加工にあたってそれぞれの回ごとに前回のワーク加工に必要な使用量に相当する長さの１．５倍乃至２．５倍に相当する長さの前記ワイヤを前記第２のリールに巻き戻した後、この第２のリール前記ワークの加工部に前記ワイヤを供給することで前記ワークの加工を行う第３の工程を有することを特徴としている。

本発明の請求項１に係る固定砥粒ワイヤソー装置及び請求項２に係るこの装置を用いたウエハの製造方法によると、複数のワークを連続して加工する場合において、２回目以降の加工においても、一定以上に加工能力が低下していない状態にあるワイヤでワークを切り始めることが可能となり、断線のリスク及びワイヤ使用量の低減という要請に応えつつ、ＴＴＶのバラつき等の精度不良を低減し、量産ラインにおける加工精度を向上することが可能となる。

また、本発明の請求項３に係る固定砥粒ワイヤソー装置は、請求項１に記載の固定砥粒ワイヤソー装置において、
前記２回目以降のワーク加工にあたってそれぞれの回ごとに前記第２のリールに巻き戻す長さは、前回のワーク加工に必要な使用量に相当する長さの２倍に相当する長さとすることを特徴している。
また、本発明の請求項４に係る固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法は、
請求項２に記載の固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法において、
前記２回目以降のワーク加工にあたってそれぞれの回ごとに前記第２のリールに巻き戻す長さは、前回のワーク加工に必要な使用量に相当する長さの２倍に相当する長さとすることを特徴としている。

本発明の請求項３に係るウエハの製造方法によって製造されたウエハによると、スライス加工して得られた厚さや切断開始部の形状のバラつき等に基づく精度不良を低減したウエハを多数製造でき、ウエハ製造工程における製品の歩留まりを向上させることができるようになる。

本発明によると、複数のワークを連続的に加工する際に使用する固定砥粒ワイヤの使用量の低減を図るとともにワークの加工精度を向上させる固定砥粒方式のワイヤソー装置及びこれを用いたウエハの製造方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置の全体構成を説明する図である。 従来の固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法を説明するフローチャートである。 図１に示した固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法を説明するフローチャートである。 従来の固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法をより詳細に説明するフローチャートである。 図１に示した固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法をより詳細に説明するフローチャートである。 本発明の実施例を示す評価試験結果であって、本発明及び従来の固定砥粒ワイヤソー装置を用いた本実施例及び本比較例による１回目のワーク加工の際に多数製造されたウエハのＴＴＶ及び面粗度のバラつきを示した評価試験結果説明図（図６（ａ））、従来の固定砥粒ワイヤソー装置を用いた本比較例によるｎ回目（ｎは２以上の自然数）のワーク加工の際に多数製造されたウエハのＴＴＶ及び面粗度のバラつきを示した評価試験結果説明図（図６（ｂ））、本発明の固定砥粒ワイヤソー装置を用いた本実施例によるｎ回目（ｎは２以上の自然数）のワーク加工の際に多数製造されたウエハのＴＴＶ及び面粗度のバラつきを示した評価試験結果説明図（図６（ｃ））である。

以下、本発明の一実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置及びこの装置を用いたウエハの製造方法について図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置の全体構成を説明する図である。

本実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置１は、スライス加工用砥粒としてのダイヤモンド砥粒をワーク切断用のワイヤ自体に備え、複数のワークを少なくとも２回以上の加工工程を経て順次スライス加工しワークごとに多数のウエハを製造する固定砥粒ワイヤソー装置である。この場合、本実施形態においてワークとしては太陽電池用シリコンのインゴットが用いられ、これをスライス加工して多数の太陽電池用シリコンのウエハを製造するようになっている。

固定砥粒ワイヤソー装置１は、互いの軸線が平行となるように対向して配置された２つの主軸ローラ１１，１２と、主軸ローラ１１，１２を互いに同期して回転させる主軸ローラ駆動装置と（図１では図示せず）、主軸ローラ１１，１２及び主軸ローラ駆動装置を制御して固定砥粒ワイヤＷを介してインゴット１００を多数のウエハ（図示せず）に切断する制御装置２０と、主軸ローラ１１，１２の回転により往復走行している固定砥粒ワイヤＷにインゴット１００を押え付けてこのインゴット１００を多数のウエハに切断するワーク昇降機構（図１では図示せず）を有している。

各主軸ローラ１１，１２は、金属でできたローラ本体１１ａ，１２ａと、ウレタン等の樹脂ででき、ローラ本体１１ａ，１２ａの外周面全体をローラ本体１１ａ，１２ａの軸線方向に亘って大部分覆うワイヤ巻回部１１ｂ，１２ｂからなる。ワイヤ巻回部１１ｂ，１２ｂの外周部には、ワイヤ巻回溝が固定砥粒ワイヤＷを螺旋状に巻くように小さいピッチで隣接して多数形成されている。

また、本実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置１は、一方の主軸ローラ１１には他方の主軸ローラ１２と反対側に繰出し側リール（第２のリール）３１が配置されると共に、他方の主軸ローラ１２には一方の主軸ローラ１１と反対側に巻取り側リール（第１のリール）３２を備えている。

本実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置１がこのような構成を有することで、繰出し側リール３１から送り出された固定砥粒ワイヤＷが一方の主軸ローラ１１に一部巻回されるとともに他方の主軸ローラ１２に橋渡しされてこの他方の主軸ローラ１２に一部巻回され、再び他方の主軸ローラ１２から一方の主軸ローラ１１に橋渡しされ、一方の主軸ローラ１１に一部巻回される。繰出し側リール３１から繰出された固定砥粒ワイヤＷは、このように一方の主軸ローラ１１と他方の主軸ローラ１２に多数回繰り返し巻回されながら各主軸ローラ１１，１２間を橋渡しされた後、巻取り側リール３２に巻き取られるようになっている。

続いて、本実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置１による特有のワーク切断工程及びこれに伴うウエハの製造方法について説明する。

本実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法の概要は次の通りである。工程順に第１の工程として、インゴット加工使用前の固定砥粒ワイヤＷを巻き付けた巻取り側リール（第１のリール）３２と、インゴット加工使用後の固定砥粒ワイヤＷを巻き取る繰出し側リール（第２のリール）３１を固定砥粒ワイヤソー装置１に取り付ける。

次いで、第２の工程として、１回目のインゴットのスライス加工にあたって、巻取り側リール３２（第１のリール）から繰出し側リール（第２のリール）３１に１回目（１回分）のインゴット加工に必要な使用量に相当する長さとストローク分の長さを足した長さの固定砥粒ワイヤＷを繰出し側リール（第２のリール）３１に巻き戻した後、この繰出し側リール（第２のリール）３１に巻き戻した加工使用前固定砥粒ワイヤＷを加工部１０に供給することで１回目のインゴットのスライス加工を行う。なお、ここで言うインゴット１回分の加工に必要な固定砥粒ワイヤの使用量とは、１つのインゴット（ワーク）をスライス加工するのに必要なワイヤの長さを言う。また、この際の固定砥粒ワイヤのストローク分とは、加工使用前固定砥粒ワイヤＷを加工部１０に供給する方法として、単純にワイヤを一方向に送り続ける方法ではなく、ワイヤを複数回往復運動させ、復動時に戻すワイヤ量を往動時に送るワイヤ量よりも少なくすることでその差分のみを徐々に加工部に供給する方法を採用した場合に、１回の往動時に送る又は復動時に戻すワイヤの量のことである。より詳細には、最低限、復動時に戻すワイヤ量が確保されておればよく、単純にワイヤを一方向に送り続ける方法を採用した場合は確保の必要がなくなる。

次いで、第３の工程として、２回目以降のインゴットのスライス加工にあたってそれぞれの回ごとに前回のインゴットのスライス加工に必要な使用量の２倍に相当する長さの固定砥粒ワイヤＷを繰出し側リール（第２のリール）３１に巻き戻した後、繰出し側リール（第２のリール）３１から加工部に加工使用前固定砥粒ワイヤを供給することで２回目のインゴットのスライス加工を開始する。

そして、第３の工程と同様の工程を順次繰り返し、それぞれの工程ごとにインゴットのスライス加工を行い、所定数のインゴットを全てスライス加工して多数のウエハを製造する。

以下、本実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法をフローチャートに基づいてより詳細に説明する。ここで、この説明に先立って、本発明と従来技術との差異の理解を容易にするために、最初に従来の固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法をフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の記載において、ｎは、説明の都合上２以上９以下の自然数とするが、当然のことながらｎは９より大きい自然数であっても構わない。また、フローチャート中の記載及びこれに関する以下の説明においては、上述の実施形態における「インゴット」を表現の便宜上「ワーク」とする。

図２は、従来の固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法を説明するフローチャートである。従来の固定砥粒ワイヤソー装置によるウエハの製造方法を実施するにあたって、まず、新線リールの取り付けを繰出し側へ行うとともに、加工部に新線が供給された状態とする（ステップＳ５００）。ここで「新線」とは、ワーク加工使用前のワイヤである。次いで１回目の加工を行う（ステップＳ５１０）。このようにしてワークごとにそれぞれの順次加工を繰り返す。つまり、（ｎ−１）回目の加工を行い（ステップＳ（５００＋ｎ×１０））さらに、ｎ回目の加工を行い（ステップＳ（５１０＋ｎ×１０））、係る加工をさらに続けて所定数のワークの加工を終了する（ステップＳ６００）。

続いて、本実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置によるウエハの製造方法について説明する。図３は、図１に示した本実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法を説明するフローチャートである。本実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置によるウエハ製造工程においては、まず、新線リールの取り付けを巻取り側に行うとともに、加工部に新線が供給された状態とする（ステップＳ１００）。ここで「新線」とは、上述と同様ワーク加工使用前ワイヤである。次いで、繰出し側へ新線を使用量／回＋ストローク分だけ巻き戻す（ステップＳ１０１）。この際の「使用量」と「ストローク分」の内容は、先に定義した内容と同様である。次に、１回目の加工を行う（ステップＳ１１０）。次に、２回目の加工を行い、さらに加工を繰り返し（ｎ−１）回目、ｎ回目と続き、必要数のワークの加工を続ける。なお、このフローチャートでは、一般例として（ｎ−１）回目の加工を終了した後、ｎ回目の加工を行うプロセスについて説明する。具体的には、（ｎ−１）回目の加工を行い（ステップＳ（１００＋１０×ｎ））さらに、繰出し側へ新線を（ｎ−１）回目の使用量の２倍の長さだけ巻き戻す（ステップＳ（１１０＋１０×ｎ）ａ）。さらに、ｎ回目の加工をし（ステップＳ（１１０＋１０×ｎ））、係る加工をさらに続けて所定数のワークの加工を終了する（ステップＳ２００）。

次いで、上述した従来技術と本実施形態の各回の加工内容をより詳細に比較して説明する。なお、以下の説明においても、ｎは、２以上９以下の自然数とするが、ｎが９より大きい自然数であっても構わない。

図４は、従来の固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法の各回の加工内容（図４では１回目の加工内容のみ詳しく図示）をより詳細に説明するフローチャートである。

最初に、従来の固定砥粒ワイヤソー装置によるウエハの製造方法について説明する。従来のウエハ製造工程においては、最初に新線リールの取り付けを繰出し側に行う（ステップＳ５００）。次いで、ワークのスライス加工を行う（ステップＳ５１０）。この１回目のワークのスライス加工において最初にインゴットをセットし（ステップＳ５１１）、次に、切断加工を行い（ステップＳ５１２）、最後に、ウエハの取り出しを行う（ステップＳ５１３）。このようにしてワークのスライス加工をｎ回行い（ステップＳ（５００＋ｎ×１０））、一連の加工作業を終了する（ステップＳ６００）。

続いて、本実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置によるウエハの製造方法について説明する。図５は、図１に示した固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法をより詳細に説明するフローチャートである。本実施形態のウエハ製造工程においては、最初に、新線リールの取り付けを巻取り側に行う（ステップＳ１００）。次いで繰出し側へ使用量／回＋ストローク分新線を巻き戻す（ステップＳ１０１）。次に１回目の加工（ステップＳ１１０）として、インゴットのセット（ステップＳ１１１）、切断加工（ステップＳ１１２）、ウエハの取り出し（ステップＳ１１３）を行う。そして、繰出し側へ新線の使用量／回×２の長さだけ巻き戻す（ステップＳ（１１０＋１０×ｎ）ａ）。このようにしてワークのスライス加工をｎ回繰り返し（ステップＳ（１１０＋１０×ｎ））、一連の加工作業を終了する（ステップＳ２００）。

以上説明したように、本実施形態に係る固定砥粒ワイヤソー装置及びこれを用いたウエハの製造方法の特徴は、従来において繰出し側に取り付けるべき新線リールを巻き取り側に取り付け、１回目の加工前には、予め「１回の加工で使用するワイヤ＋ストローク分」のみ繰出しリール側に巻き戻しておき、２回目以降の加工前には、予め「１回の加工で使用するワイヤの２倍分」を繰出しリール側に巻き戻しておくことにある。

すなわち、従来技術の工程と本実施形態（本発明）の工程との根本的な違いは以下の通りである。従来の連続加工も本実施形態による戻し連続加工も、全体で見た時のワイヤの疲労度は同じであるが、本実施形態における（従来には無い）特別なステップ（工程）を経ることで、各インゴット（２回目以降）に対する切り始めの段階で一定以上に加工能力が低下していない状態にあるワイヤを用いることができる。

つまり、本実施形態（本発明）に係る固定砥粒ワイヤソー装置及びこの装置を用いたウエハの製造方法によると、複数のワークを連続して加工する場合において、２回目以降の加工においても、一定以上に加工能力が低下していない状態にあるワイヤでワークを常に切り始めることが可能となり、巻取り側に近い加工部で製造されるウエハの精度不良を低減し、量産ラインにおけるウエハの製造上の歩留まりを従来に比べて格段に向上させる。

さらには上述のような問題に加えてワイヤの寄りやピッチ跳び等が原因で固定砥粒ワイヤが断線に至ってしまう不具合を防止する。一般にワイヤソー装置によってスライス加工するワークの数は多数に及ぶので、この加工の際に使用するワイヤの長さは必然的に非常に長いものとなる。そのため、極めて高価な固定砥粒ワイヤが一旦断線してしまうと、このワイヤの未使用の部分が使用することができなくなりコスト的に大きな損失を招くばかりか、新しいワイヤが巻かれた送り出しリールと巻き取りリールをワイヤソー装置に再度付け替えなければならず、ワーク加工の生産効率を低下させしまうが、本実施形態（本発明）では、このような不具合の発生を確実に阻止する。

以下、従来技術に対する本発明の優位性を明らかにした評価試験を行ったので、その評価試験結果について説明する。なお、以下の説明において、実施例とは本発明に係る固定砥粒ワイヤソー装置を用いて製造されたウエハをいい、比較例とは上述した図２及び図４のフローチャートに基づいた工程を経る従来例の固定砥粒ワイヤソー装置を用いて製造されたウエハをいう。

この評価試験においては、具体的には本実施例及び本比較例双方ともそれぞれ１個のシリコンインゴットをそれぞれスライス加工してそれぞれのシリコンインゴットごとに１０００枚のウエハを製造した。そして、このようにしてできた１０００枚のウエハのうち、２０枚ごとに１枚のウエハを抜き出して合計５０枚のウエハを評価試験対象としてそれぞれのウエハの面粗度の測定及びＴＴＶの算出を行った。なお、横軸をスライス加工に使用される固定砥粒ワイヤの長さ方向の位置、縦軸を面粗度及びＴＴＶの値である。

図６（ａ）は、本発明の実施例を示す評価試験結果であって、本発明及び従来の固定砥粒ワイヤソー装置を用いた本実施例及び本比較例による１回目のワーク加工の際に多数製造されたウエハのＴＴＶ及び面粗度のバラつきを示した評価試験結果説明図である。図６（ａ）からわかるように、１回目のスライス加工によって製造された本実施例及び本比較例ともに同等のＴＴＶ及び面粗度を有していることがわかる。これは、本実施例及び本比較例双方とも１回目のスライス加工であるため、全て新線によるスライス加工によって製造されたためである。

一方、ｎ回目の評価試験においては本実施例及び比較例の両者にＴＴＶ及び面粗度に関して明確な違いが生じていることが分かった。図６（ｂ）は、従来の固定砥粒ワイヤソー装置を用いた本比較例によるｎ回目（ｎは２以上の自然数）のワーク加工の際に多数製造されたウエハのＴＴＶ及び面粗度のバラつきを示した評価試験結果説明図である。また、図６（ｃ）は、本発明の固定砥粒ワイヤソー装置を用いた本実施例によるｎ回目（ｎは２以上の自然数）のワーク加工の際に多数製造されたウエハのＴＴＶ及び面粗度のバラつきを示した評価試験結果説明図である。

これも図から明らかなように、本比較例の場合、ＴＴＶの値がワイヤ供給側から排出側に至るにつれてかなりバラついていることが分かった。これは、本比較例であるウエハが、新線又は新線に近い性能を有するワイヤの部分からスライス加工されていないことに起因すると考えられる。

一方、本実施例の場合、ＴＴＶの値及び面粗度の双方に関して１回目のスライス加工と同様に非常に好ましい結果が得られることが分かった。これは、ｎ回目（ｎは２以上の自然数）のスライス加工の際に、上述した本発明特有の工程を経ることでこの加工を行うので、新線又は新線に近い性能有するワイヤの部分からインゴットをスライス加工することができるためであると考える。

以上の評価試験結果から、従来例に係るスライス加工の工程を経ると最終製品であるウエハの歩留まりがかなり低下する一方、本実施例に係るスライス加工の工程を経るとこの歩留まりを全てのインゴットから得られるウエハについて理想的な値にまで高めることができ、ウエハの製造工程における生産効率の向上及び製造コストの低減を確実に達成できることを確認した。

なお、上述の実施形態においては、２回目以降のワーク加工にあたってそれぞれの回ごとに前回のワーク加工に使用した使用量の２倍に相当する長さのワイヤを第２のリールに巻き戻した後、この第２のリールから加工部にワイヤを供給するようにしていたが、このワイヤの巻き出し長さに関しては前記２倍の代わりに１．５倍から２倍未満、２倍を超えてから２．５倍までとしても本発明の作用をそれらに発揮することは可能である。

また、上述の実施形態においては、同時にスライス加工されるワークが１つである場合で説明したが、複数のワークが同時にスライス加工される場合についても適用可能であることは言うまでもない。

また、上述の実施形態においては、１つのワークを複数本の固定砥粒ワイヤで同時にスライス加工することで多数のウエハを同時に製造するいわゆるマルチタイプの固定砥粒ワイヤソー装置（マルチ固定砥粒ワイヤソー装置）について説明したが、ワイヤ１本でワークをスライス加工により二分するいわゆるシングルタイプの固定砥粒ワイヤソー装置（シングル固定砥粒ワイヤソー装置）についても適用可能であることは言うまでもない。

また、本発明は、上述の実施形態の代わりに、ワークが固定された状態で固定砥粒ワイヤ、主軸ローラ、繰出しリール、巻取りリールが昇降するような構成を有していても良い。

また、インゴットは太陽電池用シリコンなどの材質に限定されず、半導体用シリコン、サファイアガラス等からできたインゴットであっても構わない。

また、固定砥粒ワイヤについても、電気めっきにより固定砥粒がワイヤに固着されたものに限らず、レジンボンドにより固定砥粒がワイヤに固着されたものであっても構わない。

１ 固定砥粒ワイヤソー装置
１１，１２ 主軸ローラ
１１ａ，１２ａ ローラ本体
１１ｂ，１２ｂ ワイヤ巻回部
２０ 制御装置
３１ 繰出し側リール
３２ 巻取り側リール
１００ インゴット
Ｗ 固定砥粒ワイヤ

Claims (4)

1. スライス加工用砥粒をワーク切断用のワイヤ自体に備え、複数のワークを少なくとも２回以上の加工工程を経て順次スライス加工し前記ワークごとに多数のウエハを製造する固定砥粒ワイヤソー装置において、
   ワーク加工使用前ワイヤを巻き付けた第１のリールと、
   ワーク加工使用後ワイヤを巻き取る第２のリールを備え、
   １回目のワーク加工にあたって、前記第１のリールから前記第２のリールに１回目のワーク加工に必要な使用量に相当する長さとストローク分の長さを足した長さの前記ワイヤを前記第２のリールに巻き戻した後、この第２のリールから加工部にワイヤを供給することで１回目のワークの加工を行うとともに、２回目以降のワーク加工にあたってそれぞれの回ごとに前回のワーク加工に必要な使用量に相当する長さの１．５倍乃至２．５倍に相当する長さのワイヤを前記第２のリールに巻き戻した後、この第２のリールから加工部にワイヤを供給することで前記ワークの加工を行うことを特徴とする固定砥粒ワイヤソー装置。
2. スライス加工用砥粒をワーク切断用のワイヤ自体に備えた固定砥粒ワイヤソー装置を用いて複数のワークを少なくとも２回以上の加工工程を経て順次スライス加工しワークごとに多数のウエハを製造する固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法において、
   ワーク加工使用前ワイヤを巻き付けた第１のリールと、ワーク加工使用後ワイヤを巻き取る第２のリールを前記ワイヤソー装置に取り付ける第１の工程と、
   １回目のワーク加工にあたって、前記第１のリールから前記第２のリールに１回目のワーク加工に必要な使用量に相当する長さとストローク分の長さを足した長さの前記ワイヤを前記第２のリールに巻き戻した後、この第２のリールから加工部にワイヤを供給することで１回目のワークの加工を行う第２の工程と、
   ２回目以降のワーク加工にあたってそれぞれの回ごとに前回のワーク加工に必要な使用量に相当する長さの１．５倍乃至２．５倍に相当する長さの前記ワイヤを前記第２のリールに巻き戻した後、この第２のリール前記ワークの加工部に前記ワイヤを供給することで前記ワークの加工を行う第３の工程を有することを特徴とする固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法。
3. 前記２回目以降のワーク加工にあたってそれぞれの回ごとに前記第２のリールに巻き戻す長さは、前回のワーク加工に必要な使用量に相当する長さの２倍に相当する長さとすることを特徴とする請求項１に記載の固定砥粒ワイヤソー装置。
4. 前記２回目以降のワーク加工にあたってそれぞれの回ごとに前記第２のリールに巻き戻す長さは、前回のワーク加工に必要な使用量に相当する長さの２倍に相当する長さとすることを特徴とする請求項２に記載の固定砥粒ワイヤソー装置を用いたウエハの製造方法。

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