JP7145045B2

JP7145045B2 - ワイヤソーの制御方法

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Publication number: JP7145045B2
Application number: JP2018212669A
Authority: JP
Inventors: 昌明高田; 純大矢
Original assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Current assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Priority date: 2018-11-13
Filing date: 2018-11-13
Publication date: 2022-09-30
Anticipated expiration: 2038-11-13
Also published as: JP2020078840A

Description

本発明は、走行するワイヤにインゴット等のワークを押し付けて切断し、一度に複数の薄膜片を形成することができるワイヤソーの制御方法に関する。

従来より、半導体基板などの脆性材料を薄く切り出す装置としてワイヤソーが知られている（例えば、特許文献１参照）。この種のワイヤソーによって切り出されたウエハ状の基板については、厚さや反り（平坦度）、粗さなどの品質向上や製造コスト低減が求められている。品質向上や製造コストについては、加工に使用するワイヤの使用量が大きく影響する。

すなわち、１回の切断に使用するワイヤ量が多ければ品質は安定するがコストが高くなり、逆にワイヤ量を少なくすればコストが低くなるが品質は不安定になる。品質向上及び製造コストを両立させるためには、切断位置に応じて切断テーブル速度若しくはワイヤ速度、ワイヤ張力、ワイヤ新線供給量又はワイヤガイド揺動角度若しくは揺動速度などを変化させる可変切断が行われている。

特開２０１４－１６１９２４号公報

しかしながら、従来の可変切断では、その効果に限度があり、更なる品質向上及びコスト低減へ向けた改善が求められている。

すなわち、切断に使用するダイヤモンドワイヤは、芯線となるワイヤの表面にダイヤ粒を電着等により固着させているものが多い。そのダイヤ粒表面は、メッキ等のコーティングで覆われており、新線の初期状態では加工に寄与するダイヤ粒がほとんど隠れている。そのため、加工初期は、加工効率が低い状態となり、必然的にワイヤの撓みが大きくなる。このワイヤの撓みが大きいと、ワイヤのブレが生じ、切り出すウエハ等の製品の品質が低下する。

この現象は、インゴットの長手方向のワイヤの新線側で切断されたウエハに多く見られ、切断毎の歩留まりや品質のバラツキに大きく影響している。

このようなワイヤのブレを起こさないようにするため、切断初期のテーブル速度を変更するなどの対応をしているが、切断時間に影響を及ぼすという問題がある。例えば、テーブル速度を下げすぎると必然的にワイヤの使用量が増加し、コストに影響する。

逆にテーブル速度を上げすぎるとダイヤ粒の摩耗が促進され、品質低下につながるという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ワイヤソーにおいて、製造コストを抑えながらワークの品質を向上させることにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、ワーク長手方向における別々の位置である新線側と旧線側とでそれぞれ荷重の検出してその変動を抑える制御を行うようにした。

具体的には、第１の発明では、走行するワイヤにワークを押し付けて該ワークを切断するワイヤソーを対象とする。

そして、上記ワイヤソーは、
互いに離れた位置に並べられて、互いに平行な回転軸を中心にそれぞれ回転する複数の円柱状のワイヤガイドと、
上記複数のワイヤガイドの外周に、中間部分が巻き付けられるワイヤと、
上記ワイヤの両端の各々に対応して設けられ、該ワイヤの巻き出し及び巻き取りを行うと共に、上記ワイヤの張力を調整する張力調整部を有する一対のワイヤ巻取装置と、
上記ワークを保持し、一対の上記ワイヤガイドの間に向かって進退するワーク保持部と、
上記ワーク保持部に設けられ、上記ワイヤに加わる荷重を検出する切断負荷検出センサと、
上記切断負荷検出センサの信号を用いて上記一対のワイヤ巻取装置を制御する制御装置とを備え、
上記一対のワイヤ巻取装置は、巻き出し量よりも巻き取り量を少なくして新しい上記ワイヤを供給する新線側ワイヤ巻取装置と、他方の旧線側ワイヤ巻取装置とからなり、
上記切断負荷検出センサは、上記ワークの長手方向一方側でかつ上記新線側ワイヤ巻取装置側の新線側切断負荷検出センサと、長手方向他方側の旧線側切断負荷検出センサとを備え、
上記制御装置は、上記新線側切断負荷検出センサと上記旧線側切断負荷検出センサとの値を検知し、両者の値が予め設定された適正値に近付くように、上記新線側ワイヤ巻取装置及び旧線側ワイヤ巻取装置の制御を行うように構成されている。

すなわち、例えばダイヤコーティングワイヤの場合、ワイヤ表面のコーティングの影響でダイヤ粒の切断効率が低い新線側と、ワイヤ走行によってある程度コーティングが剥離しダイヤ粒が現れている旧線側とでは切断効率が異なるため、それぞれのワイヤ撓みが異なり、切り出すウエハ等の製品の品質が低下する。しかし、上記の構成によると、ワイヤ撓みの反力をワークの長手方向に離して設けた切断負荷計測センサでそれぞれ計測し、ワークの長手方向全体で切断負荷が一定になるように切断中の新線側ワイヤ巻取装置及び旧線側ワイヤ巻取装置によるワイヤ速度、ワイヤ張力、新線供給量等を制御してワイヤ撓みを一定にすることができる。これにより、ワイヤブレが低減し、ウエハ等の製品の品質の向上と安定とが図られる。また、従来の切断中のテーブル速度可変制御を行わなくてもワイヤ撓みが一定にできることから、切断時間が短縮され、ワイヤ使用量を低減させることができる。

第２の発明では、第１の発明のワイヤソーを制御する方法において、
上記新線側切断負荷検出センサの値が上記旧線側切断負荷検出センサの値よりも小さい場合でかつ該新線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも下がっている場合には、
上記新線側ワイヤ巻取装置の上記張力調整部を調整して上記ワイヤの張力を上げ、
上記新線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付ける構成とする。

上記の構成によると、新線側の砥粒がワークに対して切り込まずに滑っていると考えられるので、新線側のワイヤの張力を上げることで、新線側での砥粒の滑りが防止される。これにより、新線側切断負荷検出センサの値が適正値に近付き、ワイヤ撓みがワークの長手方向で一定となる。

第３の発明では、第１の発明のワイヤソーを制御する方法において、
上記新線側切断負荷検出センサの値が上記旧線側切断負荷検出センサの値よりも小さい場合でかつ該新線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも下がっている場合には、
上記新線側ワイヤ巻取装置による新線供給量を減らし、
上記新線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付ける構成とする。

上記の構成によると、新線側の砥粒がワークに対して切り込まずに滑っていると考えられるので、新線の供給量を減らすことで、新線側での砥粒の滑りが防止される。これにより、新線側切断負荷検出センサの値が適正値に近付き、ワイヤ撓みがワークの長手方向で一定となる。

第４の発明では、第１の発明のワイヤソーを制御する方法において、
上記新線側切断負荷検出センサの値が上記旧線側切断負荷検出センサの値よりも小さい場合でかつ該旧線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも上がっている場合には、
上記旧線側ワイヤ巻取装置の上記張力調整部を調整して上記ワイヤの張力を上げ、
上記旧線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付ける構成とする。

上記の構成によると、旧線側の砥粒が摩耗し、切れ味が低下していると考えられるので、旧線側の張力を上昇させることで、旧線側での切れ味低下を防止する。これにより、旧線側切断負荷検出センサの値が適正値に近付き、ワイヤ撓みがワークの長手方向で一定となる。

第５の発明では、第１の発明のワイヤソーを制御する方法において、
上記新線側切断負荷検出センサの値が上記旧線側切断負荷検出センサの値よりも小さい場合でかつ該旧線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも上がっている場合には、
上記新線の供給量を上げ、
上記旧線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付ける構成とする。

上記の構成によると、旧線側の砥粒が摩耗し、切れ味が低下していると考えられるので、新線の供給量を上げることで、旧線側での切れ味低下が防止される。これにより、旧線側切断負荷検出センサの値が適正値に近付き、ワイヤ撓みがワークの長手方向で一定となる。

第６の発明では、第１の発明のワイヤソーを制御する方法において、
上記新線側切断負荷検出センサの値及び上記旧線側切断負荷検出センサの値が共に低下し、かつ該新線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも下がっている場合には、
上記一対のワイヤ巻取装置の上記ワイヤの巻き出し及び巻き取り速度を調整してワイヤ速度を下げ、
上記新線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付ける構成とする。

上記の構成によると、新線側の砥粒がワークに対して切り込まずに滑っていると考えられるので、一対のワイヤ巻取装置のワイヤの巻き出し及び巻き取り速度を調整してワイヤ速度を下げることで、新線側での砥粒の滑りが防止される。これにより、新線側切断負荷検出センサの値が適正値に近付き、ワイヤ撓みがワークの長手方向で一定となる。

第７の発明では、第１の発明のワイヤソーを制御する方法において、
上記新線側切断負荷検出センサの値及び上記旧線側切断負荷検出センサの値が共に低下し、かつ該新線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも下がっている場合には、
上記新線側ワイヤ巻取装置の上記張力調整部を調整して上記ワイヤの張力を上げ、
上記新線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付ける構成とする。

上記の構成によると、新線側の砥粒がワークに対して切り込まずに滑っていると考えられるので、新線側の張力調整部を調整してワイヤの張力を上げることで、新線側での砥粒の滑りが防止される。これにより、新線側切断負荷検出センサの値が適正値に近付き、ワイヤ撓みがワークの長手方向で一定となる。

第８の発明では、第１の発明のワイヤソーを制御する方法において、
上記新線側切断負荷検出センサの値及び上記旧線側切断負荷検出センサの値が共に低下し、かつ該新線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも下がっている場合には、
上記新線の供給量を下げ、
上記新線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付ける構成とする。

第９の発明では、第１の発明のワイヤソーを制御する方法において、
上記新線側切断負荷検出センサの値及び上記旧線側切断負荷検出センサの値が共に上昇し、かつ該旧線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも上がっている場合には、
上記一対のワイヤ巻取装置の上記ワイヤの巻き出し及び巻き取り速度を調整してワイヤ速度を上昇させ、
上記旧線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付ける構成とする。

上記の構成によると、旧線側で砥粒が摩耗し、切れ味が低下していると考えられるので、一対のワイヤ巻取装置のワイヤの巻き出し及び巻き取り速度を調整してワイヤ速度を上昇させることで、旧線側の切れ味低下を防止する。これにより、旧線側センサの値が適正値に近付き、ワイヤ撓みがワークの長手方向で一定となる。

以上説明したように、本発明によれば、ワーク側の切断荷重の変化を検知してその変動を抑える制御を行うことにより、製造コストを抑えながらワークの品質を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るワイヤソーの切断負荷検出センサ及びその周辺を拡大して示す斜視図である。ワイヤソーの概略を示す斜視図である。ワイヤソーの主要な部分を拡大して示す斜視図である。本発明の実施形態に係るワイヤソーに加わる荷重を模式的に示す正面図である。本発明の実施形態に係るワイヤソーの制御方法を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係るワイヤソーの制御方法を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係るワイヤソーの制御方法を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係るワイヤソーの制御方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜本実施形態のワイヤソーの基本構造＞
図２に、本実施形態のワイヤソー１の基本構造を示す。ワイヤソー１には、ワイヤガイド２Ｒ，２Ｌやワイヤ３、支持部４、ワイヤ巻取装置５，６、インゴットなどのワークＷを保持するワーク保持部７、加工液供給装置８、加工制御装置９などが備えられている。なお、便宜上、上下や左右、前後等の方向は、特に言及しない限り図示の矢印に従うものとする。例えば、ワイヤ３の直径は０．１～０．５ｍｍ程度であり、ワイヤ列の間隔は数１００μｍ程度であるが、図では、分かり易くするために誇張及び簡略化して表してある。

支持部４は、ワイヤソー１の加工スペースに配置され、加工スペースを区画している壁体１ａに取り付けられている。図３に拡大して示すように、支持部４は、互いに離れて対向する一対の支持壁部４ａ，４ａや、これら支持壁部４ａ，４ａの下端部分に連なる連結部４ｂなどで構成されている。支持壁部４ａの上端部分に、２つのワイヤガイド２Ｒ，２Ｌが配置されている。

ワイヤガイド２Ｒ，２Ｌは、円柱形状をしている。各ワイヤガイド２Ｒ，２Ｌは、水平方向（ｘ方向）に互いに離れた位置に並べられた状態で、その各端部が各支持壁部４ａに回転自在に支持されている。図２に示すように、これらワイヤガイド２Ｒ，２Ｌは、ワイヤガイド駆動モータ２ａによって駆動され、同期して互いに平行な回転軸Ａを中心に回転する。ワイヤガイド駆動モータ２ａは、加工制御装置９（図２にのみ模式的に示す）によって駆動制御されている。

ワイヤ３には、公知の固定砥粒ワイヤが用いられている。１つのワイヤソー１に対し、例えば１００ｍ以上の長さの１本のワイヤ３が用いられ、その中間部分が左右の両ワイヤガイド２Ｒ，２Ｌの外周に螺旋状に巻き付けられている。

右側ワイヤガイド２Ｒから外方に引き出されたワイヤ３の右端側の部分は、複数のプーリＰに案内されて右側のワイヤ巻取装置（以下、新線側ワイヤ巻取装置５ともいう）まで延びている。同様に、ワイヤ３の左端側の部分も複数のプーリＰに案内されて左側のワイヤ巻取装置（以下、旧線側ワイヤ巻取装置６ともいう）まで延びている。

これら一対のワイヤ巻取装置５，６と、ワイヤガイド２Ｒ，２Ｌとの間には、それぞれ、テンションアーム１１ａ，１２ａを有する張力調整部１１，１２が設けられ、これら張力調整部１１，１２のサーボモータを制御してテンションアーム１１ａ，１２ａを揺動させてワイヤ３の張力Ｔ１，Ｔ２を調節している。左右のワイヤ巻取装置５，６は、それぞれ加工制御装置９によって駆動制御される、サーボモータ等よりなるアシストモータ５ａ，６ａを有し、アシストモータ５ａ，６ａの回転により、ワイヤ３の巻き出しや巻き取りが交互に同期して行われる。

具体的には、新線側ワイヤ巻取装置５に新線のワイヤ３が設置されている。そして、新線側ワイヤ巻取装置５のアシストモータ５ａの回転により、新線側ワイヤ巻取装置５から所定長さのワイヤ３が巻き出されて、旧線側ワイヤ巻取装置６に巻き取られる（前進走行）。続いて、所定長さよりも短い長さ分だけ、旧線側ワイヤ巻取装置６のアシストモータ６ａの回転によりワイヤ３が巻き出されて、ワイヤ３は逆方向に走行し、新線側ワイヤ巻取装置５に再度巻き取られる（後退走行）。

通常、前進走行及び後退走行ともに、その走行の開始時及び終了時以外は、等速で走行するように制御される。ワイヤ３は、これら前進走行と後退走行とを交互に繰り返し行うことにより、その新線部分は新線側ワイヤ巻取装置５から順次繰り出され、新線側ワイヤ巻取装置５から旧線側ワイヤ巻取装置６へと順次巻き取られていく。この繰り出し量から巻き取り量を差し引いたワイヤの量が新線供給量Ｑとなる。

ワーク保持部７は、ワーク保持部材７ａや昇降モータ７ｂなどで構成され、支持部４の上方に配設されている。ワーク保持部材７ａの下面は左右のワイヤガイド２Ｒ，２Ｌの間の部分と対向している。そのワーク保持部材７ａの下面に長手方向がワイヤガイド２Ｒ，２Ｌと平行となるように横向きにされたワークＷが着脱可能に支持される。

昇降モータ７ｂはワーク保持部材７ａの上側に配置されている。昇降モータ７ｂは、加工制御装置９と協働し、ボールネジ機構（不図示）により、上下にワーク保持部材７ａを変位させる。それにより、ワークＷを支持したワーク保持部材７ａは、鉛直方向（ｚ方向）を、両ワイヤガイド２Ｒ，２Ｌの中間点に向かって進退する。

加工液供給装置８は、両ワイヤガイド２Ｒ，２Ｌの上方にそれぞれ設置されており、走行するワイヤ３の上に加工液を流下させるように構成されている。

加工制御装置９は、例えばＣＰＵやメモリ等のハードウエアと、メモリに実装された制御プログラム等のソフトウエアとで構成されている。加工制御装置９は、ワイヤソー１の動作全体を総合的に制御する機能を有している。ワークＷをセットし、ワイヤソー１を作動させるだけで、この加工制御装置９の作用により切断の各処理は自動的に実行される。

図３に、ワイヤガイド２Ｒ，２Ｌの部分を詳細に示すように、例えば各ワイヤガイド２Ｒ，２Ｌは、外径が１５０～４００ｍｍの円柱形状をしており、左右のワイヤガイド２Ｒ，２Ｌは、それぞれの中心を通る回転軸Ａが４００～８００ｍｍ離れた位置に配置されている。各ワイヤガイド２Ｒ，２Ｌの外周面には、回転軸Ａに沿って並ぶ環状のガイド溝（図示せず）が、数１００μｍの一定のピッチで複数形成されている。そして、ワイヤ３は、各ワイヤガイド２Ｒ，２Ｌに形成されたガイド溝に巻き掛けられながら、左右のワイヤガイド２Ｒ，２Ｌに螺旋状に巻き付けられている。

図１に拡大して模式的に示すように、ワーク保持部７には、ワイヤ３に加わる荷重を検出する切断負荷検出センサ２０，２１が設けられている。これら切断負荷検出センサ２０，２１の信号を用いて加工制御装置９が、一対のワイヤ巻取装置５，６を制御するように構成されている。なお、ワーク保持部材７ａの下端にワークプレート７ｃ及びビーム板７ｄを介してワークＷが取り付けられている。

切断負荷検出センサ２０，２１は、ワークＷの長手方向一方側（新線側ワイヤ巻取装置５側）の新線側切断負荷検出センサ２０と、長手方向他方側の旧線側切断負荷検出センサ２１とからなる。加工制御装置９は、新線側切断負荷検出センサ２０と旧線側切断負荷検出センサ２１との値を検知し、両者の値が予め設定された適正値に近付くように、新線側ワイヤ巻取装置５及び旧線側ワイヤ巻取装置６の制御を行うように構成されている。

以下、具体的に説明する。図４に模式的に示すように、新線側切断負荷検出センサ２０と旧線側切断負荷検出センサ２１とは、それぞれ例えば圧電素子、歪みゲージ等の荷重センサを備え、少なくともワークＷの切込方向の荷重Ｆｚ１，Ｆｚ２と、ワイヤ３の走行方向の荷重Ｆｘ１，Ｆｘ２、及びこれらの合力（切断荷重Ｆ１，Ｆ２）を計測可能に構成されている。新線側切断負荷検出センサ２０と旧線側切断負荷検出センサ２１とが、ワークＷの長手方向に互いに離れて配置されていることで、それぞれ離れた位置での切断荷重Ｆ１，Ｆ２を計測できるようになっている。

ワイヤソー１は、計測された切断荷重Ｆ１，Ｆ２が一定となるようにワイヤ速度Ｖｘ（アシストモータ５ａ，６ａの回転数）、新線供給量Ｑを自動で変化させて加工効率を一定にするように構成されている。また、ワークＷの長手方向の前後位置の切断荷重Ｆ１，Ｆ２が均等になるように、張力調整部１１，１２のサーボモータを調整してワイヤ新線側と旧線側のワイヤ３の張力Ｔ１，Ｔ２を個別に自動コントロールするようになっている。

次いで、具体的な、加工制御装置９の制御の流れについて説明する。

まず、上記ワイヤソー１を駆動し、ワークＷの切断を開始する。ワイヤ速度Ｖｘは一定（アシストモータ５ａ，６ａは所定回転数）とし、ワークＷの切込速度Ｖｚも所定速度（昇降モータ７ｂは所定回転数）とする。このとき、ワイヤ３の走行方向の荷重Ｆｘ１，Ｆｘ２の適正荷重をそれぞれＦｘ１０，Ｆｘ２０とする。

図５Ａに示すように、まず、ステップＳ０１のように新線側と旧線側の切断荷重Ｆ１，Ｆ２が適正値に対して同様に低下した場合について説明する。

ステップＳ０２において、新線側切断負荷検出センサ２０の荷重値Ｆｘ１がその適正荷重値Ｆｘ１０よりも下がっている（Ｆｘ１＜Ｆｘ１０）かを判定する。

ＹＥＳの場合、新線側で砥粒が切り込まずに滑っていると判断できるので、ステップＳ０３において、ワイヤ巻取装置５，６のワイヤ３の巻き出し及び巻き取り速度を調整してワイヤ速度Ｖｘを下げ、新線側切断負荷検出センサ２０の値Ｆｘ１の値を適正値Ｆｘ１０に近付ける。通常、新線の初期状態では加工に寄与するダイヤ粒がほとんど隠れているため滑り易いので、ワイヤ速度Ｖｘを下げることで、滑りを軽減できる。

次いで、ステップＳ０４において、新線側と旧線側の切断荷重Ｆ１，Ｆ２の変動を判定し、変動が解消されたら、ステップＳ０９に進んで制御が終了し、通常通りのワークＷの加工が続行される。変動が解消されない場合には、さらにステップＳ０５において、新線側ワイヤ巻取装置５の張力調整部１１を調整して新線側のワイヤ３の張力Ｔ１を上げ、新線側切断負荷検出センサ２０の値を適正値に近付ける。通常、新線の初期状態では加工に寄与するダイヤ粒がほとんど隠れているのため滑り易いので、新線側のワイヤ張力Ｔ１を上げることで、新線側の滑りを軽減できる。

次いで、ステップＳ０６において、再び新線側と旧線側の切断荷重Ｆ１，Ｆ２の変動を判定し、変動が解消されたら、ステップＳ０９に進んで制御が終了し、通常通りのワークＷの加工が続行される。変動が解消されない場合には、さらにステップＳ０７において、新線供給量Ｑを下げ、新線側切断負荷検出センサ２０の値を適正値に近付ける。通常、新線の初期状態では加工に寄与するダイヤ粒がほとんど隠れているのため滑り易いので、新線供給量Ｑを下げることで、新線側の滑りを軽減できる。

次いで、ステップＳ０８において、新線側と旧線側の切断荷重Ｆ１，Ｆ２の変動を判定し、変動が解消されたら、ステップＳ０９に進んで制御が終了し、通常通りのワークＷの加工が続行される。変動が解消されない場合には、ステップＳ０２に戻って制御が繰り返される。

このように、通常、新線の初期状態では加工に寄与するダイヤ粒がほとんど隠れているため滑り易いので、ワイヤ速度Ｖｘを下げたり、新線側の張力調整部１１を調整してワイヤ３の張力Ｔ１を上げたり、新線供給量Ｑを減らしたりすることで、滑りを軽減できる。これにより、新線側切断負荷検出センサ２０の値Ｆｘ１が適正荷重値Ｆｘ１０に近付き、ワイヤ３の撓みが一定となる。

次いで、図５Ｂに示すように、ステップＳ０１’のように、Ｆ１，Ｆ２が同様に上昇している場合について説明する。

ステップＳ０２’において、旧線側切断負荷検出センサ２１の荷重値Ｆｘ２が、その適正荷重値Ｆｘ２０よりも上がっている（Ｆｘ２＞Ｆｘ２０）かを判定する。

ＹＥＳの場合、旧線側において砥粒摩耗により切れ味が低下していると判断できるので、ステップＳ０３’において、ワイヤ巻取装置５，６のワイヤ３の巻き出し及び巻き取り速度を調整してワイヤ速度Ｖｘを上げ、旧線側切断負荷検出センサ２１の値Ｆｘ２を適正荷重値Ｆｘ２０に近付ける。通常は、旧線側のワイヤ３の砥粒が摩耗して切れ味が低下して旧線側切断負荷検出センサ２１の荷重値Ｆｘ２が上昇すると考えられるので、ワイヤ速度Ｖｘを上げることで、旧線側の砥粒摩耗を軽減できる。この場合、新線側においても、ワイヤ速度Ｖｘを上げることで、適度に滑り、荷重値Ｆｘ１が低下する。

次いで、ステップＳ０４’において、新線側と旧線側の切断荷重Ｆ１，Ｆ２の変動を判定し、変動が解消されたら、ステップＳ０５’に進んで制御が終了し、通常通りのワークＷの加工が続行される。変動が解消されない場合には、ステップＳ０２’に戻って制御が繰り返される。

次いで、図６Ａに示すように、ステップＳ１１のように、Ｆ１がＦ２よりも小さい場合（Ｆ１＜Ｆ２）について説明する。

ステップＳ１２において、新線側切断負荷検出センサ２０の荷重値Ｆｘ１がその適正荷重値Ｆｘ１０よりも下がっている（Ｆｘ１＜Ｆｘ１０）かつ旧線側切断負荷検出センサ２１の荷重値Ｆｘ２が、その適正荷重値Ｆｘ２０とほぼ等しい（Ｆｘ２≒Ｆｘ２０）かを判定する。

ＹＥＳの場合、新線側砥粒が切れ込まずに滑っていると判断できるので、ステップＳ１３において、新線側の張力調整部１１を調整してその張力Ｔ１を上げる。これにより、上がっている側の新線側切断負荷検出センサ２０の荷重値Ｆｘ１を適正荷重値Ｆｘ０に近付ける。

次いで、ステップＳ１４において、新線側と旧線側の切断荷重Ｆ１，Ｆ２の変動を判定し、変動が解消されたら、ステップＳ１７に進んで制御が終了し、通常通りのワークＷの加工が続行される。変動が解消されない場合には、さらにステップＳ１５において、新線供給量Ｑを下げ、新線側切断負荷検出センサ２０の荷重値Ｆｘ１を適正荷重値Ｆｘ１０に近付ける。

次いで、ステップＳ１６において、新線側と旧線側の切断荷重Ｆ１，Ｆ２の変動を判定し、変動が解消されたら、ステップＳ１７に進んで制御が終了し、通常通りのワークＷの加工が続行される。変動が解消されない場合には、ステップＳ１２に戻って制御が繰り返される。

さらに、図６Ｂに示すように、ステップＳ２１のように、Ｆ１がＦ２よりも小さい場合（Ｆ１＜Ｆ２）について説明する。

ステップＳ２２において、新線側切断負荷検出センサ２０の荷重値Ｆｘ１がその適正荷重値Ｆｘ１０とほぼ等しく（Ｆｘ１≒Ｆｘ１０）かつ旧線側切断負荷検出センサ２１の荷重値Ｆｘ２が、その適正荷重値Ｆｘ２０よりも大きい（Ｆｘ２＞Ｆｘ２０）かを判定する。

ＹＥＳの場合、旧線側の砥粒が摩耗し、切れ味が低下していると判断できるので、ステップＳ２３において、旧線側の張力調整部１２を調整してその張力Ｔ２を上げる。これにより、上がっている側の旧線側切断負荷検出センサ２１の荷重値Ｆｘ２を適正荷重値Ｆｘ２０に近付ける。

次いで、ステップＳ２４において、新線側と旧線側の切断荷重Ｆ１，Ｆ２の変動を判定し、変動が解消されたら、ステップＳ２７に進んで制御が終了し、通常通りのワークＷの加工が続行される。変動が解消されない場合には、さらにステップＳ２５において、新線供給量Ｑを上げ、新線側切断負荷検出センサ２０の荷重値Ｆｘ２を適正荷重値Ｆｘ２０に近付ける。

次いで、ステップＳ２６において、新線側と旧線側の切断荷重Ｆ１，Ｆ２の変動を判定し、変動が解消されたら、ステップＳ２７に進んで制御が終了し、通常通りのワークＷの加工が続行される。変動が解消されない場合には、ステップＳ２２に戻って制御が繰り返される。

以上説明したように、例えばダイヤコーティングワイヤ３の場合、ワイヤ３の表面コーティングの影響でダイヤ粒の切断効率が低い新線側と、ワイヤ３走行によってある程度コーティングが剥離しダイヤ粒が現れている旧線側とでは切断効率が異なる。このため、それぞれのワイヤ３の撓みが異なり、切り出すウエハ等の製品の品質が低下する。しかし、本実施形態によると、ワイヤ３撓みの反力を切断負荷検出センサ２０，２１で計測し、ワークＷの長手方向の切断荷重Ｆ１，Ｆ２が一定になるように切断中のワイヤ３の張力を自動で変化させてワイヤ３の撓みを一定にすることができる。これにより、ワイヤ３のブレが低減し、ウエハ等の製品の品質の向上と安定とが図られる。また、従来の切断中のテーブル速度可変制御を行わなくてもワイヤ３撓みが一定にできることから、切断時間が短縮され、ワイヤ３の使用量を低減させることができる。

したがって、本実施形態に係るワイヤソー１によると、ワークＷ側の切断荷重の変化を検知してその変動を抑える制御を行うことで、製造コストを抑えながらワークＷの品質を向上させることができる。

（その他の実施形態）
本発明は、上記実施形態について、以下のような構成としてもよい。

すなわち、上記実施形態では、右側を新線側とし、左側を旧線側としたが、右側を旧線側とし、左側を新線側としてもよい。

なお、以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物や用途の範囲を制限することを意図するものではない。

１ワイヤソー
１ａ壁体
２Ｒ，２Ｌワイヤガイド
２ａワイヤガイド駆動モータ
３ワイヤ
４支持部
４ａ支持壁部
４ｂ連結部
５新線側ワイヤ巻取装置
５ａ，６ａアシストモータ
６旧線側ワイヤ巻取装置
７ワーク保持部
７ａワーク保持部材
７ｂ昇降モータ
７ｃワークプレート
７ｄビーム材
８加工液供給装置
９加工制御装置
１１，１２張力調整部
２０新線側切断負荷検出センサ
２１旧線側切断負荷検出センサ
Ｆ１，Ｆ２切断荷重
Ｆｘ１，Ｆｘ２荷重値
Ｆｚ１，Ｆｚ２荷重値
Ｔ１，Ｔ２張力

Claims

走行するワイヤにワークを押し付けて該ワークを切断するワイヤソーであって、
互いに離れた位置に並べられて、互いに平行な回転軸を中心にそれぞれ回転する複数の円柱状のワイヤガイドと、
上記複数のワイヤガイドの外周に、中間部分が巻き付けられるワイヤと、
上記ワイヤの両端の各々に対応して設けられ、該ワイヤの巻き出し及び巻き取りを行うと共に、上記ワイヤの張力を調整する張力調整部を有し、巻き出し量よりも巻き取り量を少なくして新しい上記ワイヤを供給する新線側ワイヤ巻取装置及び他方の旧線側ワイヤ巻取装置とからなる一対のワイヤ巻取装置と、
上記ワークを保持し、一対の上記ワイヤガイドの間に向かって進退するワーク保持部と、
上記ワーク保持部に設けられ、上記ワークの長手方向一方側でかつ上記新線側ワイヤ巻取装置側の新線側切断負荷検出センサ及び長手方向他方側の旧線側切断負荷検出センサを含み、上記ワイヤに加わる荷重を検出する切断負荷検出センサとを備えたワイヤソーを準備し、
上記新線側切断負荷検出センサの値が上記旧線側切断負荷検出センサの値よりも小さい場合でかつ該新線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも下がっている場合には、
上記新線側ワイヤ巻取装置の上記張力調整部を調整して上記ワイヤの張力を上げ、
上記新線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付け、
上記新線側切断負荷検出センサの値が上記旧線側切断負荷検出センサの値よりも小さい場合でかつ該旧線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも上がっている場合には、
上記旧線側ワイヤ巻取装置の上記張力調整部を調整して上記ワイヤの張力を上げ、
上記旧線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付け、
上記新線側切断負荷検出センサの値及び上記旧線側切断負荷検出センサの値が共に低下し、かつ該新線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも下がっている場合には、
上記新線側ワイヤ巻取装置の上記張力調整部を調整して上記ワイヤの張力を上げ、
上記新線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付ける
ことを特徴とするワイヤソーの制御方法。
走行するワイヤにワークを押し付けて該ワークを切断するワイヤソーであって、
互いに離れた位置に並べられて、互いに平行な回転軸を中心にそれぞれ回転する複数の円柱状のワイヤガイドと、
上記複数のワイヤガイドの外周に、中間部分が巻き付けられるワイヤと、
上記ワイヤの両端の各々に対応して設けられ、該ワイヤの巻き出し及び巻き取りを行うと共に、上記ワイヤの張力を調整する張力調整部を有し、巻き出し量よりも巻き取り量を少なくして新しい上記ワイヤを供給する新線側ワイヤ巻取装置及び他方の旧線側ワイヤ巻取装置とからなる一対のワイヤ巻取装置と、
上記ワークを保持し、一対の上記ワイヤガイドの間に向かって進退するワーク保持部と、
上記ワーク保持部に設けられ、上記ワークの長手方向一方側でかつ上記新線側ワイヤ巻取装置側の新線側切断負荷検出センサ及び長手方向他方側の旧線側切断負荷検出センサを含み、上記ワイヤに加わる荷重を検出する切断負荷検出センサとを備えたワイヤソーを準備し、
上記新線側切断負荷検出センサの値が上記旧線側切断負荷検出センサの値よりも小さい場合でかつ該新線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも下がっている場合には、
上記新線側ワイヤ巻取装置による新線供給量を減らし、
上記新線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付け、
上記新線側切断負荷検出センサの値が上記旧線側切断負荷検出センサの値よりも小さい
場合でかつ該旧線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも上がっている場合には、
上記新線側ワイヤ巻取装置による新線の供給量を増やし、
上記旧線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付け、
上記新線側切断負荷検出センサの値及び上記旧線側切断負荷検出センサの値が共に低下し、かつ該新線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも下がっている場合には、
上記新線側ワイヤ巻取装置による新線の供給量を減らし、
上記新線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付ける
ことを特徴とするワイヤソーの制御方法。
走行するワイヤにワークを押し付けて該ワークを切断するワイヤソーであって、
互いに離れた位置に並べられて、互いに平行な回転軸を中心にそれぞれ回転する複数の円柱状のワイヤガイドと、
上記複数のワイヤガイドの外周に、中間部分が巻き付けられるワイヤと、
上記ワイヤの両端の各々に対応して設けられ、該ワイヤの巻き出し及び巻き取りを行うと共に、上記ワイヤの張力を調整する張力調整部を有し、巻き出し量よりも巻き取り量を少なくして新しい上記ワイヤを供給する新線側ワイヤ巻取装置及び他方の旧線側ワイヤ巻取装置とからなる一対のワイヤ巻取装置と、
上記ワークを保持し、一対の上記ワイヤガイドの間に向かって進退するワーク保持部と、
上記ワーク保持部に設けられ、上記ワークの長手方向一方側でかつ上記新線側ワイヤ巻取装置側の新線側切断負荷検出センサ及び長手方向他方側の旧線側切断負荷検出センサを含み、上記ワイヤに加わる荷重を検出する切断負荷検出センサとを備えたワイヤソーを準備し、
上記新線側切断負荷検出センサの値及び上記旧線側切断負荷検出センサの値が共に低下し、かつ該新線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも下がっている場合には、
上記一対のワイヤ巻取装置の上記ワイヤの巻き出し及び巻き取り速度を調整してワイヤ速度を下げ、
上記新線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付け、
上記新線側切断負荷検出センサの値及び上記旧線側切断負荷検出センサの値が共に上昇し、かつ該旧線側切断負荷検出センサのワイヤ走行方向の加工負荷が予め定められた適正値よりも上がっている場合には、
上記一対のワイヤ巻取装置の上記ワイヤの巻き出し及び巻き取り速度を調整してワイヤ速度を上昇させ、
上記旧線側切断負荷検出センサの値を上記適正値に近付ける
ことを特徴とするワイヤソーの制御方法。