JP7391282B1 - ワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法およびウエハの製造方法 - Google Patents

Abstract

ワイヤ放電加工装置は、走行する複数の切断ワイヤ部がはめ込まれて複数の切断ワイヤ部の動きを制限する複数のワイヤ案内溝が等間隔に外周側面に形成されて被加工物を挟むように被加工物の両側に配置された一対のワイヤ並列ガイドローラと、複数の切断ワイヤ部を含む仮想面に平行に設定された測定基準面と、複数の切断ワイヤ部を構成するワイヤ電極との距離を計測する並列ワイヤ張架位置計測部（５２ａ，５２ｂ）と、並列ワイヤ張架位置計測部（５２ａ，５２ｂ）における計測結果に基づいて距離の変化の発生を検出するワイヤ案内溝外れ検出部（５３）と、ワイヤ案内溝外れ検出部（５３）における検出結果に基づいて、少なくとも１つの切断ワイヤ部がワイヤ案内溝から外れた状態であるワイヤ外れ状態であるか、あるいは全ての切断ワイヤ部がワイヤ案内溝に接触した状態であるワイヤ接触状態であるかを判定するワイヤ状態判定部（５４）と、を備える。

Description

本開示は、ワイヤ電極を用いて被加工物から複数の板状部材を一括して切り出す放電加工を行うワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法およびウエハの製造方法に関する。

マルチワイヤ放電加工装置では、複数のワイヤ電極と被加工物との間に放電を発生させ、被加工物から複数の板状部材を一括して切り出す。マルチワイヤ放電加工装置は、例えば、半導体製造工程において、インゴットから複数のウエハを切り出すスライス加工に用いられる。マルチワイヤ放電加工装置の電極の近辺に発生する異常の発見が遅れると、放電加工の不安定化、ワイヤ電極の断線、切り出される板状部材の厚みのばらつき、板状部材の面精度の低下など様々な不具合が発生する。このような理由により、マルチワイヤ放電加工装置のための様々な異常検知技術が開発されてきた。

特許文献１には、短絡を検出するために、並列ワイヤ部と基台とに高周波パルス電圧を印加するとともに並列ワイヤ部のワイヤと被加工物との短絡を判定する短絡判定手段を有する高周波パルス電源ユニットと、制御手段と、を備えるマルチワイヤ放電加工装置が記載されている。そして、短絡判定手段は、高周波パルス電圧の印加開始からワイヤと被加工物との間で流れる電流値の上昇開始までの時間が予め決められた基準以下の場合に短絡と判定する。

特開２０１７－８７３９５号公報

マルチワイヤ放電加工装置には、並列する複数の切断ワイヤの互いの離間距離が加工開始から加工終了まで変化しないように、切断ワイヤの位置ずれを防ぐために被加工物を挟んで被加工物の両側に配置された一対のガイドローラが設けられる場合がある。この場合、ガイドローラの表面には、並列する複数のワイヤ電極の離間距離を規定する複数本のワイヤ案内溝が加工される。

被加工物から複数の板状部材を一括して切り出すための並列走行する複数本のワイヤ電極では、ワイヤ案内溝からワイヤ電極が浮き上がる状態が発生する場合がある。ワイヤ電極の浮き上がりの発生要因としては、加工中の極間に供給される加工液流、放電の反発力、切り出す板状部材の厚みによって決められる間隔で各ワイヤ電極を並列させるワイヤ案内溝が円筒側面に形成されたガイド機構の回転時の偏心、ワイヤ案内溝に蓄積した異物、などを例に挙げることができる。

ワイヤ案内溝から浮き上がったワイヤ電極は、上記に例示した外力などによってワイヤ案内溝から逸脱する場合がある。この結果、複数のワイヤ電極はあらかじめ決められた並列間隔で走行することができず、インゴットから切り出される板状部材の厚さは不均一となり、板状部材の生産性が低下する。

また、ワイヤ案内溝から外れたワイヤ電極は、並列走行が不安定となり、この結果放電加工も不安定になり、ワイヤ電極の断線が発生しやすい状態となる。さらに、ワイヤ電極の断線が発生し、断線したワイヤ電極を再度結線して放電加工を継続する場合、形成された加工溝は、ワイヤ案内溝を外れて走行したワイヤ電極によって加工されたものであり、本来の並列するワイヤ電極によって形成される位置からずれているため、断線位置から放電加工を再開することが困難となる。このため、マルチワイヤ放電加工装置においては、異常の検知が重要となる。

しかしながら、特許文献１に記載のマルチワイヤ放電加工装置は、電極間の電流値に基づいて異常を検出するため、電流値に表れない不具合を検知できず、ワイヤ電極の位置ずれに起因する不具合を的確に検知することができない、という課題があった。

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、ワイヤ電極の位置ずれに起因する不具合を的確に検知することができるワイヤ放電加工装置を得ることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示にかかるワイヤ放電加工装置は、走行する複数の切断ワイヤ部と被加工物との間に放電を発生させて該放電によるエネルギーにより被加工物を放電加工し、被加工物から複数のウエハを同時に切断するワイヤ放電加工装置である。ワイヤ放電加工装置は、互いに並列に離間して被加工物に対向する部分を含む複数の切断ワイヤ部を有するワイヤ電極と、複数の切断ワイヤ部と被加工物との間に放電を発生させる給電部と、走行する複数の切断ワイヤ部がはめ込まれて複数の切断ワイヤ部の動きを制限する複数のワイヤ案内溝が等間隔に外周側面に形成されて被加工物を挟むように被加工物の両側に配置された一対のワイヤ並列ガイドローラと、複数の切断ワイヤ部を含む仮想面に平行に設定された測定基準面と、複数の切断ワイヤ部を構成するワイヤ電極との距離を計測する並列ワイヤ張架位置計測部と、を備える。ワイヤ放電加工装置は、並列ワイヤ張架位置計測部における計測結果に基づいて距離の変化の発生を検出するワイヤ案内溝外れ検出部と、ワイヤ案内溝外れ検出部における検出結果に基づいて、少なくとも１つの切断ワイヤ部がワイヤ案内溝から外れた状態であるワイヤ外れ状態であるか、あるいは全ての切断ワイヤ部がワイヤ案内溝に接触した状態であるワイヤ接触状態であるかを判定するワイヤ状態判定部と、ワイヤ状態判定部の判定結果に基づいて放電加工の停止または継続を制御する加工制御部と、を備える。

本開示によれば、ワイヤ電極の位置ずれに起因する不具合を的確に検知することができるワイヤ放電加工装置が得られる、という効果を奏する。

実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置の構成例を示す概念図 実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置のワイヤ張架状態監視部の構成例を示す模式図 実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置における切断ワイヤ部に対する並列ワイヤ張架位置計測部の設置例を示す斜視図 実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置が備える制御部とワイヤ張架状態監視部との構成例を示すブロック図 実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置におけるワイヤ並列ガイドローラと並列ワイヤ部とガイドローラホルダとの位置関係を示す図 実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置が備えるワイヤ並列ガイドローラにおける複数のワイヤ案内溝に張架された状態の並列ワイヤ部を示す模式図 実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置が備えるワイヤ並列ガイドローラにおけるワイヤ案内溝から並列ワイヤ部が外れた状態の一例を示す第１の模式図 実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置が備えるワイヤ並列ガイドローラにおけるワイヤ案内溝から並列ワイヤ部が外れた状態の一例を示す第２の模式図 図６に示す状態におけるワイヤ案内溝外れ検出部の検出値の一例を示す図 図７に示す状態におけるワイヤ案内溝外れ検出部の検出値の一例を示す図 図８に示す状態におけるワイヤ案内溝外れ検出部の検出値の一例を示す図 実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置の切断加工時の動作を示すフローチャート 実施の形態２におけるワイヤ放電加工装置のワイヤ接触加工状態監視部の構成例を示す模式図 実施の形態２におけるワイヤ放電加工装置が備える制御部とワイヤ接触加工状態監視部との構成例を示すブロック図 実施の形態２におけるワイヤ放電加工装置の加工電圧印加とワイヤ接触検出との切り換えタイミングを示す特性図 実施の形態２におけるワイヤ放電加工装置のワイヤ並列ガイドローラにおけるワイヤ案内溝から並列ワイヤ部が外れる状態の一例を示す模式図 図１６におけるワイヤ外れ状態に対応した検出値および検出値に対応する状態判定を示す概念図 実施の形態１，２にかかる制御部のそれぞれの機能をハードウェアで実現した構成を示す図 実施の形態１，２にかかる制御部のそれぞれの機能をソフトウェアで実現した構成を示す図

以下に、実施の形態にかかるワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法およびウエハの製造方法を図面に基づいて詳細に説明する。

実施の形態１．
マルチワイヤ放電加工装置は、例えば、半導体製造工程において、インゴットから複数の半導体ウエハを一括して切り出すスライス加工、すなわち複数の半導体ウエハの一括切断加工に用いられる。マルチワイヤ放電加工装置において、一括切断加工される薄板は、互いに並列に離間して被加工物に対向する複数の切断ワイヤ部との間に発生させた放電によって切断加工される。このため、マルチワイヤ放電加工装置では、並列する切断ワイヤ部の互いの離間距離が、切り出される薄板の板厚に大きく影響する。

そこで、マルチワイヤ放電加工装置には、並列する複数の切断ワイヤ部の互いの離間距離が加工開始から加工終了まで変化しないように、切断ワイヤ部の位置ずれを防ぐために被加工物を挟んで被加工物の両側に配置された一対のワイヤ並列ガイドローラが設けられている。

ワイヤ並列ガイドローラの表面には、各々のワイヤ電極部の離間距離を規定する複数本のＶ溝状のワイヤ案内溝が加工される。そして、ワイヤ案内溝の各々に対し、１本ずつ配設されたワイヤ電極が、一対のワイヤ並列ガイドローラ間で張架され、切断ワイヤ部が構成される。

ワイヤ案内溝は、一括して切断加工される薄板を所望の板厚で切り出すために設計された間隔でワイヤ並列ガイドローラの表面に形成されている。一対のワイヤ並列ガイドローラは、放電切断加工中においては、複数のワイヤ電極の互いの間隔が保たれるように複数のワイヤ電極を拘束しながら切断ワイヤ部を並列走行させる。

マルチワイヤ放電加工装置による薄板加工では、切断ワイヤの張架方向に沿ってノズルから加工液が加工溝に向けて噴出される。円柱形状のインゴットを切断する場合、切断厚さに対応して加工液の流量が調整される。しかしながら、加工液の流量の調整は、ワイヤ電極への加振の要因およびワイヤ電極の張力変動の要因となる。また、放電切断加工を高速化するために、放電エネルギーを増大すると、放電による反発力が大きくなる。放電による反発力の増大は、同様にワイヤ電極への加振の要因およびワイヤ電極の張力変動の要因となる。あるいは、切断加工時に発生した加工屑などの異物がワイヤ並列ガイドローラにおけるワイヤ案内溝に介在することにより、局所的にワイヤ案内溝におけるワイヤ電極の架かりが浅い状態となる。

また、ワイヤ電極は、放電の衝撃力によって、インゴットの加工面の方向とは反対の方向に押し出されて撓む。インゴットの加工面の方向は、ワイヤ電極によるインゴットの加工進行方向であり、ワイヤ電極によるインゴットの切断進行方向である。インゴットの加工面の方向とは反対の方向は、反加工進行方向、または反切断進行方向といえる。すなわち、ワイヤ電極は、放電の衝撃力によって反加工進行方向に押し出されて撓む。反加工進行方向にワイヤ電極を押し出す放電の衝撃力を放電反発力と呼ぶ。

ワイヤ電極は、上述した各種の外乱によって、ワイヤ案内溝の最深部ではなく、ワイヤ案内溝におけるＶ溝状の片側斜面に押し付けられる状態となり、さらには、ワイヤ案内溝から外れ、隣接するワイヤ案内溝との間のワイヤ並列ガイドローラの外周面に乗り上げた状態となって走行が継続される。この結果、切断ワイヤ部による放電切断加工が進行すると、以降に加工された薄板には、板厚が急変する領域が発生し、板厚が均一な薄板を一括して切断加工することができなくなる。

半導体ウエハの場合、半導体ウエハの一部にでも割れまたは欠けが発生すると、スライス加工された半導体ウエハの研磨工程または研磨工程以降の半導体製造プロセスで歩留まり低下といった支障をきたす。このため、半導体ウエハの割れまたは欠けは、半導体ウエハの商品価値が著しく損なわれる要因となっている。

すなわち、ワイヤ電極を用いて被加工物から複数の板状部材を一括して切断する放電切断加工において、ワイヤ電極は、放電により発生した加工屑の排出と放電エネルギーにより加熱されたワイヤの冷却とを向上するために形成途中の薄板の間隙に供給される加工液の流量が増大されることで、ワイヤ電極が受ける加工液流の圧力が増大し揺さぶられる。また、ワイヤ電極は、放電エネルギーに比例した放電反発力によって揺さぶられる。また、ワイヤ電極は、ワイヤ並列ガイドローラのワイヤ案内溝内に堆積した加工屑またはワイヤ案内溝内で目詰まりした屑によって揺さぶられる。加工途中において上記のようにして揺さぶられたワイヤ電極は、ワイヤ案内溝内のＶ溝状の最深部の拘束位置から外れることにより、加工途中で設計値と異なる並列間隔で被加工物を切断加工する状態となる。

そして、ワイヤ電極が位置ずれを発生した位置において、被加工物に形成された加工溝は、設計された加工溝の位置から屈折し、加工溝の位置ずれが発生する。加工溝の位置ずれ発生部分は、加工溝内に供給される加工液の流入出の抵抗となり、加工溝内の加工液が入れ替わりにくくなる。この結果、ワイヤ電極が位置ずれを発生した以降の放電切断加工では、加工状態が不安定となり、放電切断加工性能が低下し、薄板の板厚が不均一になりやすく、ワイヤ断線も発生しやすい状態になる。

被加工物が、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ）の結晶からなるインゴットおよび窒化ガリウム（ＧａＮ）の結晶からなるインゴットでは、大口径化がすすみ、半導体ウエハの口径寸法が大きくなるほど、一対の並列ワイヤガイドローラの設置間距離が拡大するため、ワイヤ電極は撓みやすく、ワイヤ並列ガイドローラのワイヤ案内溝からのワイヤ電極の外れが発生しやすい状況になる。

以下では、切断加工によって切り離された薄板をウエハと呼ぶ。

図１は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置１０００の構成例を示す概念図である。図２は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置１０００のワイヤ張架状態監視部４００の構成例を示す模式図である。図２では、被加工物Ｗと、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂと、ガイドローラホルダ５５ａ，５５ｂと、ノズル７ａ，７ｂと、制振ガイドローラ４ａ，４ｂと、給電部２００との位置関係を示している。また、図２では、切断ワイヤ部１ｂによる放電切断加工によって、円柱状の被加工物Ｗに対するワイヤ放電切断加工が被加工物Ｗの直径の１／２程度の位置まで進行した状態を示している。また、図２では、薄板加工安定部７０の図示を省略している。図３は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置１０００における切断ワイヤ部１ｂに対する並列ワイヤ張架位置計測部５２ａの設置例を示す斜視図である。図３では、ワイヤ放電加工装置１０００が備えるワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂ間で張架された切断ワイヤ部１ｂが、ガイドローラホルダ５５ａの上方を通過する状態を示している。

ワイヤ放電加工装置１０００は、ワイヤ電極１を用いた放電切断加工を行う、マルチワイヤ放電加工装置である。図２および図３において、矢印１０１は、切断ワイヤ部１ｂの走行方向を示している。図２において、矢印１０２は、加工液の流れる方向を示している。

図１には、３軸直交座標系のｘ軸、ｙ軸、ｚ軸が示されている。ｙ軸方向は、被加工物Ｗ上でのワイヤ電極１の走行方向、すなわちワイヤ放電加工装置１０００に配置された被加工物Ｗに対するワイヤ電極１の走行方向に対応する。ｚ軸方向は、ワイヤ放電加工装置１０００の高さ方向に対応する。ワイヤ放電加工装置１０００の高さ方向は、上下方向、すなわち鉛直方向に対応する。ｘ軸方向は、被加工物Ｗ上でワイヤ電極１が並列される方向、すなわちワイヤ放電加工装置１０００に配置された被加工物Ｗに対してワイヤ電極１が並列される方向に対応する。ｘ軸方向は、ワイヤ放電加工装置１０００に配置された被加工物Ｗの長手方向に平行な方向といえる。

ワイヤ放電加工装置１０００は、ワイヤ電極１によって被加工物Ｗを放電切断加工する加工機構部１００と、給電を実行する給電部２００と、ワイヤ放電加工装置１０００を制御する制御部３００と、ワイヤ張架状態監視部４００と、を備える。ワイヤ放電加工装置１０００は、被加工物Ｗから一括して複数の板状部材を切り出す。被加工物Ｗの材料の例としては、タングステン、モリブデン、シリコンカーバイド、単結晶シリコン、単結晶シリコンカーバイド、ガリウムナイトライド、多結晶シリコン等の材料を挙げることができる。シリコンカーバイドは、炭化珪素とも呼ばれる。以下では、放電切断加工を単に切断加工と呼ぶ場合がある。

加工機構部１００は、複数のガイドローラ２と、ボビン３と、制振ガイドローラ４ａ，４ｂと、ノズル７ａ，７ｂと、ボビン回転制御装置８ａ，８ｂと、トラバース制御装置９ａ，９ｂと、切断送りステージ１０と、を備える。複数のガイドローラ２は、ガイドローラ２ａ、ガイドローラ２ｂ、ガイドローラ２ｃおよびガイドローラ２ｄにより構成されている。ボビン３は、ボビン３ａおよびボビン３ｂにより構成されている。

複数のガイドローラ２は、ワイヤ電極１の走行をガイドする。ガイドローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの各々は、各々の回転軸のまわりに回転可能に設置されている。ガイドローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、互いに離間して配置されており、互いの回転軸が平行となるように配置されている。ガイドローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの各々の回転軸が互いに平行であることにより、ワイヤ電極１を高精度に走行させることができる。ガイドローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの各々の回転軸は、ｘ軸に平行に配置されている。

１本のワイヤ電極１が、ガイドローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄのまわりに、ガイドローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの各々の回転軸の方向に間隔をあけて複数回巻回されている。これらのワイヤ電極１をまとめて並列ワイヤ部１ａと称する。また、並列ワイヤ部１ａにおける被加工物Ｗに対向する部分を、切断ワイヤ部１ｂと称する。切断ワイヤ部１ｂは、並列される複数の並列ワイヤ部１ａで構成される。切断ワイヤ部１ｂは、互いに平行に設置されることが好ましい。

ガイドローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面には、複数のワイヤ案内溝２ｅが等間隔に形成されている。複数のワイヤ案内溝２ｅに沿ってワイヤ電極１がガイドローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの表面に巻き掛けられることによって、ガイドローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは、ワイヤ電極１の間隔、すなわち並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１の間隔を一定に保持する。ワイヤ放電加工装置１０００は、切断ワイヤ部１ｂが互いに平行かつ等間隔に配置されることにより、被加工物Ｗから切り出される複数の板状部材の板厚を等しくし、また複数の板状部材の断面を平行とすることができる。また、複数のガイドローラ２は、必ずしも４個である必要はなく、３個以下とされてもよく、５個以上とされてもよい。

ボビン３ａ，３ｂは、ワイヤ電極１の繰り出し動作と、ワイヤ電極１の巻き取り動作と、によってワイヤ電極１を走行させる。ボビン３ａは、ワイヤ電極１の繰り出し動作を行う。ボビン３ｂは、ワイヤ電極１の巻き取り動作を行う。ボビン回転制御装置８ａおよびトラバース制御装置９ａは、ボビン３ａを制御する。ボビン回転制御装置８ｂおよびトラバース制御装置９ｂは、ボビン３ｂを制御する。

ボビン回転制御装置８ａは、ボビン３ａの回転を制御し、ワイヤ電極１の走行を制御する。ボビン回転制御装置８ａは、例えば、ワイヤ電極１の走行方向および走行速度を制御する。ボビン回転制御装置８ｂは、ボビン３ｂの回転を制御し、ワイヤ電極１の走行を制御する。ボビン回転制御装置８ｂは、例えば、ワイヤ電極１の走行方向および走行速度を制御する。

トラバース制御装置９ａは、ワイヤ電極１の繰り出し位置に対応してボビン３ａのｘ軸方向の位置を制御する。トラバース制御装置９ｂは、ワイヤ電極１の巻き取り位置に対応してボビン３ｂのｘ軸方向の位置を制御する。トラバース制御装置９ａ，９ｂによるボビン３ａ，３ｂの位置制御をトラバース制御と称する。トラバース制御によって、ボビン３ａ，３ｂは、安定的にかつ高精度にワイヤ電極１を走行させることができる。

ボビン３ａから繰り出されたワイヤ電極１は、ガイドローラ２ｂ、ガイドローラ２ａ、ガイドローラ２ｄ、およびガイドローラ２ｃの順に巻き掛けられて、再びガイドローラ２ｂからの巻き掛けが継続される。このようにして、ワイヤ電極１は、ガイドローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの間において複数回周回してから、ボビン３ｂへ巻き取られる。

被加工物Ｗは、後述する切断送りステージ１０に固定された被加工物固定板４２に載置される。被加工物Ｗが固定された被加工物固定板４２は、ｙ軸方向において、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａと、ワイヤ並列ガイドローラ５１ｂとの間に配置される。

ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂは、ｙ軸方向において、被加工物Ｗを挟むようにして、被加工物Ｗの両側に配置される。また、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂは、ｙ軸方向において、制振ガイドローラ４ａと制振ガイドローラ４ｂとの間に設置される。ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂは、ワイヤ電極１のｘ軸方向の動きを制限する。具体的に、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂは、並列ワイヤ部１ａおよび切断ワイヤ部１ｂのｘ軸方向の動きを制限する。

ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂの各々は、ガイドローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと同様に回転軸を有し、各々の回転軸のまわりに回転可能に設置されている。ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂは、ｙ軸方向において互いに離間して配置されており、互いの回転軸が平行となるように配置されている。ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂの各々の回転軸が互いに平行であることにより、ワイヤ電極１を高精度に走行させることができる。ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂの各々の回転軸は、ｘ軸に平行に配置されている。

ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂの表面には、複数のワイヤ案内溝５１ｃがあらかじめ設計された間隔で等間隔に形成されている。複数のワイヤ案内溝５１ｃに沿ってワイヤ電極１がワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂの表面を走行することにより、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂは、ワイヤ電極１の間隔、すなわち並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１の間隔を一定に保持する。ワイヤ放電加工装置１０００は、切断ワイヤ部１ｂが互いに平行かつ等間隔に配置されることにより、被加工物Ｗから切り出される複数の板状部材の板厚を等しくし、また複数の板状部材の断面を平行とすることができる。

すなわち、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂは、ガイドローラ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの各々の回転軸の方向において等間隔に複数巻回されて互いに離間して走行するワイヤ電極１の並列ワイヤ部１ａおよび切断ワイヤ部１ｂの走行をガイドし、被加工物Ｗの切断厚さの区間における、並列ワイヤ部１ａの振動を抑制する。これにより、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂは、並列ワイヤ部１ａおよび切断ワイヤ部１ｂの配列間隔を高精度に保持して、並列ワイヤ部１ａおよび切断ワイヤ部１ｂを走行させることができる。

なお、図２に示すように、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂが各々の回転軸のまわりに回転可能となるようにワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂを支持する軸受けを備えた一対のガイドローラホルダ５５ａ，５５ｂによって、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂは支持される。

一対のガイドローラホルダ５５ａ，５５ｂは、ｙ軸方向において被加工物Ｗを挟むようにして、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂの各々の回転軸がｘ軸方向に平行に配置されるように、被加工物Ｗの両側に固定される。ガイドローラホルダ５５ａは、図３に示すように、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａの上端部分５１ａ１が当該ガイドローラホルダ５５ａの上面５５ａ１から上方に突出した状態で、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａの回転軸５１ａ２を支持して、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａを支持する。同様に、ガイドローラホルダ５５ｂは、ワイヤ並列ガイドローラ５１ｂの不図示の上端部分が当該ガイドローラホルダ５５ｂの不図示の上面から上方に突出した状態で、ワイヤ並列ガイドローラ５１ｂの回転軸を支持して、ワイヤ並列ガイドローラ５１ｂを支持する。

ノズル７ａは、ｙ軸方向において制振ガイドローラ４ａと被加工物Ｗとの間に配置されている。ノズル７ｂは、ｙ軸方向において制振ガイドローラ４ｂと被加工物Ｗとの間に配置されている。ノズル７ａ，７ｂのそれぞれは、複数の並列ワイヤ部１ａをワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂとの間に挟んだ状態で、且つｚ軸方向において複数の並列ワイヤ部１ａと離間した状態で、複数の並列ワイヤ部１ａの上方の位置に配置されている。ノズル７ａ，７ｂの内部には、加工液供給管６２から供給される加工液が充填されている。ノズル７ａ，７ｂは、内部に充填された加工液を薄板加工安定部７０内の被加工物Ｗに向けて噴出する加工液噴出孔７ｃを有する。並列ワイヤ部１ａは、ノズル７ａ，７ｂの加工液噴出孔７ｃの下を走行する。

なお、ノズル７ａ，７ｂには、加工液タンクおよびポンプが接続されてもよい。また、被加工物Ｗが固定された薄板加工安定部７０を加工液が溜められた加工槽の内側に設置し、被加工物Ｗを加工液に浸漬した状態にして放電加工を実行してもよい。

ワイヤ放電加工装置１０００においては、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂがワイヤ電極１のｘ軸方向の動きを制限し、さらに、制振ガイドローラ４ａ，４ｂがワイヤ電極１のｚ軸方向の動きを制限することによって、切断ワイヤ部１ｂにおけるワイヤ電極１の振動が抑制される。なお、並列ワイヤ部１ａにおける被加工物Ｗに対向する部分に関しては、切断ワイヤ部１ｂと称すると前述したが、並列ワイヤ部１ａにおける、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ上とワイヤ並列ガイドローラ５１ｂ上との部分、およびワイヤ並列ガイドローラ５１ａとワイヤ並列ガイドローラ５１ｂとの間の部分も、切断ワイヤ部１ｂと称することにする。なお、ワイヤ放電加工装置１０００においては、制振ガイドローラ４ａおよび制振ガイドローラ４ｂを省くことも可能である。

切断送りステージ１０は、被加工物Ｗと、切断ワイヤ部１ｂと、の間の相対位置を変化させる。具体的に、切断送りステージ１０は、被加工物Ｗが固定された被加工物固定板４２と、切断ワイヤ部１ｂと、の間の相対位置を変化させる。実施の形態１では、切断ワイヤ部１ｂのｚ軸方向の位置が固定されており、切断送りステージ１０がｚ軸方向に移動可能であるものとする。切断送りステージ１０は、被加工物Ｗを上下方向に移動させる。ワイヤ放電加工装置１０００は、切断送りステージ１０の上下方向への移動によって、被加工物Ｗを切断ワイヤ部１ｂに対して相対的に接近あるいは離反させて、被加工物Ｗを切断する。また、被加工物Ｗへの放電加工によって、被加工物Ｗには、切断ワイヤ部１ｂに沿った加工溝が形成される。なお、切断送りステージ１０は、ｘ軸方向、ｙ軸方向およびｚ軸方向に移動可能とされてもよい。

加工機構部１００は、ワイヤ電極１の振動を抑制するガイド用プーリ、ワイヤ電極１の張力を測定するロードセル、ワイヤ電極１の張力を制御するダンサローラ等の構成部を備えてもよい。加工機構部１００は、ロードセルおよびダンサローラによって、ワイヤ電極１の張力をワイヤ電極１の走行に適した範囲に維持してもよい。例えば、ダンサローラは、ワイヤ電極１の繰り出し速度および巻き取り速度を変化させることによって、ワイヤ電極１の張力を制御してもよい。

給電部２００は、加工用電源５と、給電子ユニット６ａ，６ｂとを備える。加工用電源５は、ワイヤ電極１に接続する給電子ユニット６ａ，６ｂを介してワイヤ電極１に対して給電を行う。また、加工用電源５は、後述する加工液整流板７１ａを介して被加工物Ｗに対して給電を行う。給電手段である給電子ユニット６ａ，６ｂは、複数の給電子１１の集合体である。各給電子１１は、互いに絶縁されている。切断ワイヤ部１ｂの各ワイヤ電極１は、給電子１１から給電されてそれぞれ加工電流が流れる。電源手段である加工用電源５は、給電側の端子が給電子ユニット６ａ，６ｂにそれぞれ電気接続されており、接地側の端子は被加工物Ｗに電気接続されている。したがって、加工用電源５から出力される電圧パルスは切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１と被加工物Ｗとの間に印加されることとなる。加工用電源５と、複数の給電子１１および被加工物Ｗとは、給電線１２ａ、１２ｂにより電気接続されている。

薄板加工安定部７０は、切断加工中の各薄板への給電不良を防止する機構部である。薄板加工安定部７０は、制振ガイドローラ４ａと制振ガイドローラ４ｂとの間、且つノズル７ａとノズル７ｂとの間に配置されている。薄板加工安定部７０は、一対の加工液整流板７１である加工液整流板７１ａおよび加工液整流板７１ｂと、被加工物押さえ部７２と、を備える。

一対の加工液整流板７１である加工液整流板７１ａおよび加工液整流板７１ｂは、導電性を有し、切断ワイヤ部１ｂの走行方向と平行に配置され、加工液の流れを整流する。加工液整流板７１ａおよび加工液整流板７１ｂは、ノズル７ａとノズル７ｂとの間に配置されている。加工液整流板７１ａと加工液整流板７１ｂとは、板状あるいは直方体形状を有し、互いに対向する面が平行とされて配置されている。

加工液整流板７１ａは、一対の加工液整流板７１のうち第１の加工液整流板であり、加工用電源５に接続されている。これにより、被加工物Ｗへの放電加工用電源の給電は、被加工物Ｗの端面に接触する加工液整流板７１ａから行われる。

加工液整流板７１ｂは、一対の加工液整流板７１のうち第２の加工液整流板であり、被加工物固定板４２に固定された被加工物Ｗを加工液整流板７１ａとの間に挟んだ状態で、加工液整流板７１ａと平行に配置される。

また、加工液整流板７１ｂは、被加工物Ｗに密接し、ノズル７ａ，７ｂから供給される加工液を被加工物Ｗへ誘導する流路を、加工液整流板７１ａと共に形成する。ノズル７ａ，７ｂからは、加工液整流板７１ａと加工液整流板７１ｂとの間の間隙に、被加工物Ｗに向けて加工液が供給される。これにより、加工液が、形成途中の薄板の厚さ方向に、すなわちｘ軸方向に拡散することが抑制される。

ワイヤ放電加工装置１０００では、ノズル７ａ，７ｂから供給される加工液が上記のように整流されるため、加工液の拡散が抑制され、形成途中の薄板が加工液によって揺さぶられて割れる可能性が低減される。

被加工物Ｗは、加工液整流板７１ａと加工液整流板７１ｂとの間に挟まれた状態で、薄板加工安定部７０の内部で被加工物固定板４２に載置されて固定されている。被加工物Ｗは、切断送りステージ１０に載置された被加工物Ｗを固定するための不図示の治具によって被加工物固定板４２の上に固定される。

被加工物Ｗが半導体ウエハ用素材である場合には、切断加工された薄板が円形の薄板となるように、被加工物Ｗの形状が、あらかじめ円柱形状に成形されていることが多い。ここでは、円柱形状の被加工物Ｗの曲面をなす円柱側面を、外周側面と記載する。また、被加工物Ｗは、外周側面が切断ワイヤ部１ｂに対向するように、薄板加工安定部７０の内部で被加工物固定板４２に配置される。被加工物Ｗが切断ワイヤ部１ｂによって輪切りされることによって、被加工物Ｗから薄板であるウエハが加工される。

切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとの間の隙間である極間に或る値の電圧が印加され、極間距離が或る範囲の値になると、極間に放電が発生して切断ワイヤ部１ｂが発熱し、被加工物Ｗが溶融し、この結果、複数の板状部材が一括して切り出される。切断加工中に、加工液が被加工物Ｗと切断ワイヤ部１ｂとの間隙に供給されると、被加工物Ｗと切断ワイヤ部１ｂとの間に発生する加工屑を間隙の外へ排出させることができる。この加工屑は、被加工物Ｗと切断ワイヤ部１ｂとの間に短絡を発生させる原因となるため、加工液を供給することによって、短絡の発生頻度を低減することができる。

被加工物押さえ部７２は、形成途中の複数枚の薄板を、当該複数枚の薄板における切り始め部側の外周側面側から押さえて、形成途中の複数枚の薄板を一括して固定する。被加工物押さえ部７２は、形成途中の複数枚の薄板を一括して固定することにより、複数の薄板の切断面が受ける加工液流の液圧によって発生する被加工物Ｗの振動による、複数の薄板の揺さぶりを抑制することができる。

ワイヤ張架状態監視部４００は、切断加工中に、並列ワイヤ部１ａの張架状態を監視する。図４は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置１０００が備える制御部３００とワイヤ張架状態監視部４００との構成例を示すブロック図である。ワイヤ張架状態監視部４００は、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂと、ワイヤ案内溝外れ検出部５３と、ワイヤ状態判定部５４とを備える。並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂは、ワイヤ案内溝外れ検出部５３に接続されている。ワイヤ案内溝外れ検出部５３は、ワイヤ状態判定部５４に接続されている。ワイヤ状態判定部５４は、制御部３００の加工制御装置３１に接続されている。これにより、切断ワイヤ部１ｂのワイヤ張架状態監視部４００が構成されている。

一対の並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂは、図２および図３に示すように、ガイドローラホルダ５５ａ，５５ｂに設置されている。一対の並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂは、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂのワイヤ案内溝５１ｃに張架されて並走するワイヤ電極１に対向した状態で、ガイドローラホルダ５５ａ，５５ｂに設置されている。

並列ワイヤ張架位置計測部５２ａは、ガイドローラホルダ５５ａにおいて、一対のワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂ間に対応する位置であって、切断ワイヤ部１ｂが上方を通過する位置に配置されている。すなわち、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａは、ガイドローラホルダ５５ａにおいて、ｙ軸方向におけるワイヤ並列ガイドローラ５１ａよりも被加工物Ｗ側の位置であって、切断ワイヤ部１ｂの下方の位置に配置されている。

並列ワイヤ張架位置計測部５２ｂは、ガイドローラホルダ５５ｂにおいて、一対のワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂ間に対応する位置であって、切断ワイヤ部１ｂが上方を通過する位置に配置されている。すなわち、並列ワイヤ張架位置計測部５２ｂは、ガイドローラホルダ５５ｂにおいて、ｙ軸方向におけるワイヤ並列ガイドローラ５１ｂよりも被加工物Ｗ側の位置であって、切断ワイヤ部１ｂの下方の位置に配置されている。

切断ワイヤ部１ｂは、ガイドローラホルダ５５ａ，５５ｂの上方を通過する。高さ方向において、ガイドローラホルダ５５ａ，５５ｂの各々の上面と切断ワイヤ部１ｂとの距離は１ｍｍ以下に設定される。このため、ガイドローラホルダ５５ａ，５５ｂに設置される並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂのセンサの端面は、ガイドローラホルダ５５ａ，５５ｂの上面と概略同じ高さとなるように設置されている。並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂのセンサの端面は、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂの上面である。図３に示す例では、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａのセンサの端面である上面５２ａ１は、ガイドローラホルダ５５ａの上面５５ａ１と概略同じ高さとなるように設置されている。

なお、切断ワイヤ部１ｂに干渉しない範囲であり、かつ、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂのセンサの検出能力範囲内であれば、高さ方向における並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂの設置位置は、ガイドローラホルダ５５ａ，５５ｂの各々の上面との距離が必ずしも１ｍｍ以下に設定される必要はない。

一対の並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂは、切断加工中に、当該並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂに対向する並列ワイヤ部１ａまでの高さ方向における距離Ｌを予め決められた周期で計測し、当該距離Ｌの変化を監視する。並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂに対向する並列ワイヤ部１ａまでの高さ方向における距離Ｌは、予め決められた測定基準面であるガイドローラホルダ５５ａ，５５ｂの上面５５ａ１と、並列ワイヤ部１ａと、の高さ方向における距離Ｌと、換言できる。すなわち、一対の並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂの各々は、切断加工中に、予め決められた測定基準面であるガイドローラホルダ５５ａ，５５ｂの上面５５ａ１と、並列ワイヤ部１ａと、の高さ方向における距離Ｌを計測する。

一対の並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂは、一対のワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂ間で並列する切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１を含む仮想の同一平面と概略平行なガイドローラホルダ５５ａ，５５ｂの上面５５ａ１を予め決められた測定基準面とし、当該測定基準面の高さに合わせて並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂの検出部の先端部である並列ワイヤ張架位置計測部５２ａの上面５２ａ１の高さ位置が設定される。並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂの検出部の先端部は、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂのセンサの端面である。

したがって、一対の並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂは、当該一対の並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂの検出部の先端部と、並列ワイヤ部１ａと、の高さ方向における距離Ｌを予め決められた周期で計測する。そして、一対の並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂは、複数の切断ワイヤ部１ｂを含む仮想面に平行に設定された測定基準面と、複数の切断ワイヤ部１ｂを構成するワイヤ電極１との距離Ｌを計測する。一対の並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂは、計測結果である距離Ｌの情報を、ワイヤ案内溝外れ検出部５３に送信する。

一対の並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂは、センサとして、渦電流式変位センサ、静電容量式変位センサ、通電検知式センサおよび接触検知式変位センサのうち少なくとも１つを備え、当該センサにより距離Ｌを計測する。

ワイヤ案内溝外れ検出部５３は、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂの計測結果に基づいて、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂで検出された距離Ｌの、あらかじめ決められた基準を超える変化の発生を検出する。すなわち、ワイヤ案内溝外れ検出部５３は、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂと並列ワイヤ部１ａとの高さ方向における距離Ｌの計測結果を取得する。そして、ワイヤ案内溝外れ検出部５３は、取得した距離Ｌの計測結果と、予め決められた基準である距離閾値とを比較することにより、距離Ｌが距離閾値を超える距離Ｌの変化の発生を検出する。すなわち、ワイヤ案内溝外れ検出部５３は、距離Ｌがあらかじめ決められた基準を超える変化の発生を検出する。

図５は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置１０００におけるワイヤ並列ガイドローラ５１ａと並列ワイヤ部１ａとガイドローラホルダ５５ａとの位置関係を示す図である。図５では、図３におけるＶ－Ｖ線に沿ったワイヤ並列ガイドローラ５１ａおよび並列ワイヤ部１ａの縦断面と、ガイドローラホルダ５５ａとの位置関係を示している。すなわち、図５では、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂ間で張架された並列ワイヤ部１ａおよびワイヤ並列ガイドローラ５１ａを図３の矢印１０３の方向から見た場合のワイヤ並列ガイドローラ５１ａの回転軸５１ａ２を通る縦断面と、ガイドローラホルダ５５ａとの位置関係を示している。また、図５では、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａにおける複数のワイヤ案内溝５１ｃに並列ワイヤ部１ａが掛かり、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａにおける複数のワイヤ案内溝５１ｃに並列ワイヤ部１ａがはまり込んだ状態を示している。また、図５では、上述した一対のワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂ間で並列する並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１を含む仮想の同一平面である平面４３も示している。

図６は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置１０００が備えるワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂにおける複数のワイヤ案内溝５１ｃに張架された状態の並列ワイヤ部１ａを示す模式図である。図６は、図５の一部に対応する図である。図６では、並列ワイヤ部１ａがワイヤ案内溝５１ｃの最深部にはまり込んでいる正常な状態を示している。

図７は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置１０００が備えるワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂにおけるワイヤ案内溝５１ｃから並列ワイヤ部１ａが外れた状態の一例を示す第１の模式図である。図７では、一部の並列ワイヤ部１ａが、上述した外乱によりワイヤ並列ガイドローラ５１ａのワイヤ案内溝５１ｃから外れ、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａの外周面５１ｄに乗り上げた状態である、異常な状態を示している。

図８は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置１０００が備えるワイヤ並列ガイドローラ５１ａにおけるワイヤ案内溝５１ｃから並列ワイヤ部１ａが外れた状態の一例を示す第２の模式図である。図８では、図７に示した状態においてワイヤ案内溝５１ｃから外れた並列ワイヤ部１ａがさらに移動し、当該並列ワイヤ部１ａが隣のワイヤ案内溝５１ｃにはまり込んだ状態を示している。

図９は、図６に示す状態におけるワイヤ案内溝外れ検出部５３の検出値の一例を示す図である。図１０は、図７に示す状態におけるワイヤ案内溝外れ検出部５３の検出値の一例を示す図である。図１１は、図８に示す状態におけるワイヤ案内溝外れ検出部５３の検出値の一例を示す図である。図９から図１１は、並列ワイヤ部１ａの張架状態に対応しており、電気信号に変換された、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂに対向する並列ワイヤ部１ａと並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂとの高さ方向における距離Ｌの検出値をグラフ形式で示している。図９から図１１における横軸は、計測時間を示している。図９から図１１における縦軸は、電気信号に変換された距離Ｌの検出値を示している。

並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂによって計測される、当該並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂの各々の検出部が対向する並列ワイヤ部１ａとの距離Ｌは、高さ方向におけるワイヤ案内溝５１ｃの位置によって決定され、放電加工が安定した状態では大きく変動しない。しかしながら、加工条件の変化に伴う加工液流の変化または放電エネルギーの増大によるワイヤ張力の変動などの外乱によって、図７および図８に示されるように、並列ワイヤ部１ａの整列状態に異常が発生する場合がある。

すなわち、ワイヤ放電加工装置１０００における切断加工時、並列ワイヤ部１ａの張架方向に沿ってノズル７ａ，７ｂから加工液が加工溝に向けて噴出される。円柱形状の被加工物Ｗを切断する場合、切断厚さに対応して加工液の流量が調整される。しかしながら、加工液の流量の調整は、並列ワイヤ部１ａへの加振の要因および並列ワイヤ部１ａの張力変動の要因となる。また、放電加工を高速化するために、放電エネルギーを増大すると、放電による反発力が大きくなる。放電による反発力の増大は、同様に並列ワイヤ部１ａへの加振の要因および並列ワイヤ部１ａの張力変動の要因となる。あるいは、切断加工時に発生した加工屑などの異物がワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂにおけるワイヤ案内溝５１ｃに介在することにより、局所的にワイヤ案内溝５１ｃにおける並列ワイヤ部１ａの架かりが浅くなる状態となる。

また、ワイヤ放電加工装置１０００における切断加工時、並列ワイヤ部１ａは、放電の衝撃力によって、被加工物Ｗの加工面の方向とは反対の方向に押し出されて撓む。被加工物Ｗの加工面の方向は、並列ワイヤ部１ａによる被加工物Ｗの加工進行方向である。被加工物Ｗの加工面の方向とは反対の方向は、反加工進行方向といえる。すなわち、並列ワイヤ部１ａは、切断加工時に放電の衝撃力によって反加工進行方向に押し出されて撓む。切断加工時に反加工進行方向に並列ワイヤ部１ａを押し出す放電の衝撃力を放電反発力と呼ぶ。

ワイヤ放電加工装置１０００における切断加工時、並列ワイヤ部１ａは、上述した外乱によって、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂのワイヤ案内溝５１ｃの最深部ではなく、ワイヤ案内溝５１ｃにおけるＶ溝状の片側斜面に押し付けられる状態となり、さらには、ワイヤ案内溝５１ｃから外れ、隣接するワイヤ案内溝５１ｃとの間のワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂの外周面５１ｄに乗り上げた状態となって走行が継続される。この結果、並列ワイヤ部１ａによる放電加工が進行すると、以降に加工された薄板には、板厚が急変する領域が発生し、板厚が均一な薄板を一括して切断加工することができなくなる。

図９から、距離Ｌが距離Ｌ１で一定で推移しており、並列ワイヤ部１ａがワイヤ案内溝５１ｃの最深部にはまり込んでいる正常な状態であることが分かる。図１０から、時刻Ｔ１から距離Ｌが距離Ｌ２に変化し始めており、並列ワイヤ部１ａがワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂにおけるワイヤ案内溝５１ｃから外れ始め、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａの外周面５１ｄに乗り上げた状態となったことが分かる。また、図１１から、時刻Ｔ２から、距離Ｌ２が距離Ｌ３に変化し始めており、ワイヤ案内溝５１ｃから外れた並列ワイヤ部１ａが、さらに移動し、当該並列ワイヤ部１ａが隣のワイヤ案内溝５１ｃにはまり込んだ状態となったことが分かる。

すなわち、図６に示す並列ワイヤ部１ａのワイヤ張架状態では、いずれのワイヤ電極１もワイヤ案内溝５１ｃにはまり込んだ状態で張架されている。このため、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂにおける距離Ｌの検出値は、図９に示すように一定値の距離Ｌ１が検出される。

図７では、複数のワイヤ案内溝５１ｃのうち一部のワイヤ案内溝５１ｃから並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１が外れたことにより、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂの検出値が図１０に示すように距離Ｌが定常状態の距離Ｌ１から距離Ｌ２に変化し、並列ワイヤ部１ａのワイヤ張架状態に異常が発生したことがワイヤ案内溝外れ検出部５３で検出される。

図８では、ワイヤ案内溝５１ｃから外れた並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１が隣接するワイヤ案内溝５１ｃにはまり込んだことによって、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂの検出値が図１１に示すように距離Ｌが距離Ｌ２から距離Ｌ３に変化し、並列ワイヤ部１ａのワイヤ張架状態に変化が生じたことがワイヤ案内溝外れ検出部５３で検出される。

上述したように、切断加工中、監視される並列ワイヤ部１ａの高さ方向における張架位置を示す距離Ｌの変化は、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂで検出される。そして、計測結果である距離Ｌの検出値の情報は、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂからワイヤ案内溝外れ検出部５３に送られる。ワイヤ案内溝外れ検出部５３は、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂの検出値を電気信号に変換し、距離Ｌの変化を差分ΔＬとして算出する。図７の例では、距離Ｌ１から距離Ｌ２への変化が差分ΔＬとして算出される。

ワイヤ案内溝外れ検出部５３は、差分ΔＬがあらかじめ決められた基準を超える場合に、差分ΔＬの情報をワイヤ状態判定部５４に送信することにより、距離Ｌのあらかじめ決められた基準を超える変化の発生をワイヤ状態判定部５４に通知する。あらかじめ決められた基準は、ワイヤ案内溝外れ検出部５３に記憶されている。

ワイヤ状態判定部５４は、ワイヤ案内溝外れ検出部５３における検出結果に基づいて、少なくとも１つの並列ワイヤ部１ａがワイヤ案内溝５１ｃから外れた状態であるワイヤ外れ状態であるか、あるいは全ての並列ワイヤ部１ａがワイヤ案内溝５１ｃに接触した状態であるワイヤ接触状態であるかを判定する。ワイヤ状態判定部５４は、ワイヤ案内溝外れ検出部５３から送信された差分ΔＬをあらかじめ決められた距離Ｌの判定基準値と比較することにより、並列ワイヤ部１ａの張架状態の変化の有無を判定する。ワイヤ状態判定部５４は、差分ΔＬがあらかじめ決められた距離Ｌの判定基準値を超えている場合に、並列ワイヤ部１ａの張架状態、すなわち切断ワイヤ部１ｂの張架状態に変化が有ると判定する。この場合は、ワイヤ電極１の並列異常発生時である。ワイヤ状態判定部５４は、差分ΔＬがあらかじめ決められた距離Ｌの判定基準値を超えていない場合に、並列ワイヤ部１ａの張架状態、すなわち切断ワイヤ部１ｂの張架状態に変化が無いと判定する。

ワイヤ状態判定部５４は、制御部３００の加工制御装置３１に対して、判定結果であり状態監視情報である並列ワイヤ張架状態情報ｐｓを送信する。

制御部３００は、ワイヤ放電加工装置１０００の全体を制御する。制御部３００は、ワイヤ張架状態監視部４００のワイヤ状態判定部５４から送信された状態監視情報に基づいて、ワイヤ放電加工装置１０００の全体を制御する。制御部３００は、加工制御装置３１と、放電波形制御装置３２と、切断ステージ駆動制御装置３４と、ワイヤ走行制御装置３５と、を備える。

加工制御装置３１は、ワイヤ張架状態監視部４００のワイヤ状態判定部５４から取得した並列ワイヤ張架状態情報ｐｓに基づいて、放電波形制御装置３２、切断ステージ駆動制御装置３４およびワイヤ走行制御装置３５を制御する。

放電波形制御装置３２は、加工制御装置３１から入力される放電波形指令ｗｃに基づいて加工用電源５を制御し、極間に印加される電圧波形または極間に流れる電流波形を制御する。

ワイヤ走行制御装置３５は、加工制御装置３１から入力されるワイヤ電極走行指令ｒｃに基づいてボビン回転制御装置８ａ，８ｂを駆動制御し、ワイヤ電極１の走行を制御する。また、ワイヤ走行制御装置３５は、加工制御装置３１から入力されるワイヤ電極走行指令ｒｃに基づいてトラバース制御装置９ａ，９ｂを駆動制御し、トラバース制御を制御する。

切断ステージ駆動制御装置３４は、加工制御装置３１から入力されるステージ指令ｓｃに基づいて切断送りステージ１０を駆動し、被加工物Ｗと切断ワイヤ部１ｂとの間の相対位置を制御する。

図１２は、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置１０００の切断加工時の動作を示すフローチャートである。

切断加工が開始されると、ステップＳ１１０において、並列ワイヤ張架位置計測工程が行われる。すなわち、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂが、上述したように複数の切断ワイヤ部１ｂを含む仮想面に平行に設定された測定基準面と、複数の切断ワイヤ部１ｂを構成するワイヤ電極１との距離Ｌを計測する。並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂは、計測結果である距離Ｌの情報を、ワイヤ案内溝外れ検出部５３に送信する。

つぎに、ステップＳ１２０において、ワイヤ案内溝外れ検出工程が行われる。すなわち、ワイヤ案内溝外れ検出部５３が、上述したように並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂにおける計測結果に基づいて距離Ｌの変化の発生を検出する。ワイヤ案内溝外れ検出部５３は、距離Ｌの変化を差分ΔＬとして算出する。ワイヤ案内溝外れ検出部５３は、差分ΔＬがあらかじめ決められた基準を超える場合に、差分ΔＬの情報をワイヤ状態判定部５４に送信する。

つぎに、ステップＳ１３０において、ワイヤ状態判定工程が行われる。すなわち、ワイヤ状態判定部５４が、ワイヤ案内溝外れ検出部５３における検出結果に基づいて、少なくとも並列ワイヤ部１ａの１つのワイヤ電極１がワイヤ案内溝５１ｃから外れた状態であるワイヤ外れ状態であるか、あるいは並列ワイヤ部１ａの全てのワイヤ電極１がワイヤ案内溝５１ｃに接触した状態であるワイヤ接触状態であるかを判定する。ワイヤ状態判定部５４は、並列ワイヤ部１ａの張架状態に変化が有ると判定した場合に、制御部３００の加工制御装置３１に対して、状態監視情報である並列ワイヤ張架状態情報ｐｓを送信する。

つぎに、ステップＳ１４０において、加工制御工程が行われる。すなわち、加工制御装置３１が、ワイヤ状態判定部５４の判定結果である並列ワイヤ張架状態情報ｐｓに基づいて放電加工の停止または継続を制御する。加工制御装置３１は、並列ワイヤ張架状態情報ｐｓが、並列ワイヤ部１ａの張架状態、すなわち切断ワイヤ部１ｂの張架状態に変化が無い旨の情報である場合に、放電加工の継続を制御する。加工制御装置３１は、並列ワイヤ張架状態情報ｐｓが、並列ワイヤ部１ａの張架状態、すなわち切断ワイヤ部１ｂの張架状態に変化が有る旨の情報である場合に、放電加工の停止を制御する。すなわち、加工制御装置３１は、ワイヤ電極１の並列異常発生と同時にワイヤ放電加工を停止する。

上述したように実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置１０００は、並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１がワイヤ案内溝５１ｃから外れたことによる並列異常状態を当該並列異常状態の発生直後に検出できる。並列異常状態は、本来は１対のワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂ間に平行かつ等間隔に張架される切断ワイヤ部１ｂの複数のワイヤ電極１が、平行かつ等間隔に張架されていない状態となった異常である。すなわち、ワイヤ放電加工装置１０００は、ワイヤ電極１の位置ずれを的確に且つ早期に検知することができ、ワイヤ電極１の位置ずれに起因する不具合を的確に且つ早期に検知することができる。そして、ワイヤ放電加工装置１０００は、並列ワイヤ部１ａの一部のワイヤ電極１がワイヤ案内溝５１ｃから外れたことによる並列異常状態を発生直後に検出でき、ワイヤ電極１の並列異常発生と同時にワイヤ放電加工が停止されるので、並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１の並列間距離が切断加工途中で変化した放電加工による、板厚が途中変動した薄板が大量に加工されることを防止することができる。

また、ワイヤ放電加工装置１０００は、ワイヤ電極１の並列異常発生と同時に切断加工を停止するので、切断加工中の薄板の表面に形成される異常部分を最小限に留められる。これにより、ワイヤ放電加工装置１０００は、並列ワイヤ部１ａの並列状態が修復処置された後に、加工不安定になることなく加工停止位置から切断加工を再開することができ、薄板の加工精度が向上し、薄板加工の歩留まりを向上することができる。このため、ワイヤ放電加工装置１０００は、たとえば半導体インゴットの切断加工を行う際に、高価な半導体結晶を無駄にすることがなく、ウエハ生産コストを低減することができる。

また、ワイヤ放電加工装置１０００は、並列ワイヤ部１ａの並列異常状態における切断加工を早期に停止できるので、切断加工中の極間における加工液供給量の低下および加工屑排出の障害となる、被加工物Ｗの加工溝の蛇行部分が形成されることを防止でき、ワイヤ電極１の断線を防止することができる。

また、ワイヤ放電加工装置１０００は、並列ワイヤ張架位置計測部５２ａ，５２ｂが、センサとして、渦電流式変位センサ、静電容量式変位センサ、通電検知式センサおよび接触検知式変位センサのうち少なくとも１つを備え、当該センサにより距離Ｌを計測する。これにより、ワイヤ放電加工装置１０００は、並列ワイヤ部１ａの一部のワイヤ電極１がワイヤ案内溝５１ｃから外れたことによる並列異常状態を、当該並列異常状態の発生直後に的確に且つ早期に検知することができる。

したがって、実施の形態１にかかるワイヤ放電加工装置１０００によれば、ワイヤ電極１の位置ずれに起因する不具合を的確に検知することができるワイヤ放電加工装置１０００が得られる、という効果を奏する。そして、ワイヤ放電加工装置１０００によれば、被加工物Ｗから一括して切断加工される薄板の板厚を均一にすることが可能である、という効果を奏する。

実施の形態２．
実施の形態２では、ワイヤ放電加工装置１０００の他の機能について説明する。切断ワイヤ部１ｂによって薄板を一括して切断加工するワイヤ放電加工装置１０００は、あらかじめ決められた間隔で並列走行する並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１の各々に対し、加工用電源５から個別に加工電源を給電する。加工電源は、並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１の各々に対してパルス的に供給され、あらかじめ決められた電源供給時間もしくは電圧印加時間の間のみ供給される。

たとえば、パルス印加される電圧と電圧との間には、決められた時間間隔の、電圧が印加されない休止時間が設定される。また、加工用電源５では、並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１に対して加工電源を給電するための高周波のパルス発振指令に対応するために、複数台の電源装置を組み合わせ、短時間で電源のオン動作および電源のオフ動作を可能にする方式が用いられている。このような加工用電源５では、並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１の各々に対して加工電源が印加されていないオフの状態から並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１の各々に対して加工電源が印加されるオンの状態へ切り換わるタイミングによっては、電源装置内において同時に電源がオンされた状態となるアーム短絡によって電源装置が破損する場合がある。

ワイヤ放電加工装置１０００では、このような電源装置の破損の可能性を回避するため、並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１に電源が印加されないオフ時間に加えて、組み合わされた全ての電源装置の電圧印加をオフ状態にするデッドタイムと呼ばれる時間も設定される。上述したような、加工用電源５から各給電子１１もしくは給電子ユニット６ａ，６ｂへのパルス給電は、加工制御装置３１と放電波形制御装置３２とによって制御される。

ワイヤ放電加工装置１０００では、切断加工中は、給電線１２ａ，１２ｂによって加工用電源５と接続された給電子１１を介して並列ワイヤ部１ａの各々のワイヤ電極１と被加工物Ｗとの間に電圧がパルス印加されて放電が発生する。切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１と被加工物Ｗとの極間で発生する放電の放電波形は、加工電源印加時点の切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１と被加工物Ｗとの極間の距離に対応して変動する。

加工電源印加時点の切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１と被加工物Ｗとが相対的に離れている状態、すなわち加工電源印加時点の切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１と被加工物Ｗとの極間距離が相対的に長い状態の放電波形は、ピークが相対的に低くなる。また、加工電源印加時点の切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１と被加工物Ｗとが相対的に接近している状態、すなわち加工電源印加時点の切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１と被加工物Ｗとの極間距離が相対的に短い状態の放電波形は、ピークが相対的に高くなる。加工電源印加時点の切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１と被加工物Ｗとの極間距離が適切な極間距離にある状態では、開放状態と短絡状態との中間的なピークの放電波形となる。

ここで、「開放状態」と「短絡状態」について説明する。切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとの間に加工電源がパルス印加されると、切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとの距離に対応して、すなわち、極間距離に対応して、発生する放電パルスの大きさが変化する。切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとの間の隙間である極間の距離である極間距離が離れていると、極間で放電が発生しにくい状態となり、放電が発生しないと放電電流も流れない状態となる。このように極間に放電が発生せず放電電流が流れない状態を「開放状態」と定義している。

また、開放状態では、パルス印加時間中の放電電圧波形は、印加された電圧レベルをほぼ維持し、放電電流波形は低い値となる。ただし、加工液として用いられる脱イオン水の比抵抗、すなわち脱イオン水の被導電率と、隣接する給電子１１同士の絶縁抵抗の大きさとによっては、多少の漏れ電流として放電電流が検出されることがある。

一方、切断ワイヤ部１ｂが被加工物Ｗに極度に接近し、あるいは切断ワイヤ部１ｂが被加工物Ｗに接触すると、極間ではパルス印加とほぼ同時に放電が発生し、極間の絶縁抵抗が小さいため、大きな放電電流が流れる状態となる。このような状態を、「短絡状態」と定義している。

脱イオン水中において放電加工する方式を採用するワイヤ放電加工装置１０００では、極間に介在する脱イオン水の比抵抗によって極間が絶縁される。しかしながら、極間距離が狭くなると極間の比抵抗が下がるため、抵抗ロスの少ない放電電流、あるいは、加工用電源５から供給される電流が極間に流れる状態となる。この状態において、放電電圧は大きく低下し、放電電流は高いピークの波形となる。

「ワイヤ電極１ｂと被加工物Ｗが適切な極間距離にある状態」とは、極間距離が、上記の短絡状態でも開放状態でもない距離にある状態に分類される。極間距離を切断加工中に直接測定することは困難であるため、ワイヤ放電加工装置１０００では、発生する放電波形の状態を常時監視する。そして、ワイヤ放電加工装置１０００では、開放状態でもなく短絡状態でもない放電状態が継続発生している状態から「開放状態」あるいは「短絡状態」へ移行する傾向が放電波形において検出されると、印加電圧、加工電流、放電周波数、電圧印加パルス時間、パルス印加休止時間などの各種条件を調整する加工制御によって、安定した放電状態を継続させる。

ワイヤ放電加工装置１０００は、上述のような放電波形を監視し、切断加工中の切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１と被加工物Ｗとの極間の状態を推定し、切断加工が安定する放電波形が多く発生するように切断加工を制御する。

加工制御装置３１は、放電波形制御装置３２に対し、放電加工中の放電パルスの発振周波数、あるいは、放電パルスのオン時間とオフ時間とを指令する指令情報を送信し、加工用電源５から切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１と被加工物Ｗとの極間に供給される放電エネルギーを制御する。加工制御装置３１は、切断ステージ駆動制御装置３４に対し、加工送り速度を指令する指令情報を送信し、極間距離を制御する。

上述のようなワイヤ放電加工装置１０００による薄板加工では、例えば、半導体ウエハ用素材などの比抵抗が相対的に高い被加工物Ｗにおいて、切断ワイヤ部１ｂが被加工物Ｗに完全に接触した状態でも放電加工が継続される状況が稀に発生する。この状況は、切断ワイヤ部１ｂが被加工物Ｗに完全に接触した状態で切断ワイヤ部１ｂに流れる加工電流が、ワイヤ電極１を溶断させるに足る熱量のパルス発振条件ではなかった場合、または切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとの間における短絡が切断ワイヤ部１ｂの一部の領域で発生しつつも、切断ワイヤ部１ｂにおけるその他の部分では極間で通常の放電が発生し、放電切断加工が継続している場合などであり、短絡が継続する状況を正確に観測もしくは判別できないことに起因する。

上述したように、切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとが短絡し、且つ、切断ワイヤ部１ｂが断線することなく被加工物Ｗに接触した状態で薄板の切断加工が継続されると、被加工物Ｗに接触した状態の切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１では、ワイヤ電極１が被加工物Ｗと短絡した位置以降では切断加工が進行しない。このような状況にもかかわらず、被加工物Ｗと短絡した切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１は、被加工物Ｗに接触した状態で切断送りステージ１０によって被加工物Ｗとともに引っ張り上げられながら上昇を続ける。

実施の形態２においてワイヤ放電加工装置１０００は、ワイヤ接触加工状態監視部５００を備える。図１３は、実施の形態２におけるワイヤ放電加工装置１０００のワイヤ接触加工状態監視部５００の構成例を示す模式図である。図１３では、切断ワイヤ部１ｂによる放電加工によって、円柱状の被加工物Ｗに対するワイヤ放電加工が被加工物Ｗの直径の１／２程度の位置まで進行したところでワイヤ電極１が被加工物Ｗに接触して短絡している状態を示している。また、図１３では、薄板加工安定部７０の図示を省略している。また、図１３においては、ワイヤ張架状態監視部４００の構成の図示を省略している。

ワイヤ接触加工状態監視部５００は、切断加工中に、並列ワイヤ部１ａとノズル７ａ，７ｂとの接触状態を監視する。図１４は、実施の形態２におけるワイヤ放電加工装置１０００が備える制御部３００とワイヤ接触加工状態監視部５００との構成例を示すブロック図である。ワイヤ接触加工状態監視部５００は、ノズル接触検出装置７５ａ，７５ｂと、ワイヤ接触検出回路切換装置７６と、ワイヤ接触判定装置７７と、を備える。

ノズル接触検出装置７５ａ，７５ｂは、ワイヤ接触検出回路切換装置７６およびノズル７ａ，７ｂに接続されている。ワイヤ接触検出回路切換装置７６は、ノズル接触検出装置７５ａ，７５ｂ、ワイヤ接触判定装置７７および制御部３００の放電波形制御装置３２に接続されている。ワイヤ接触判定装置７７は、ノズル接触検出装置７５ａ，７５ｂ、加工用電源５と給電子１１とを接続する給電線１２ａ，１２ｂ、もしくは加工用電源５、および制御部３００の加工制御装置３１に接続されている。これにより、ワイヤ接触加工状態監視部５００が構成されている。

ノズル接触検出装置７５ａ，７５ｂは、ノズル７ａ，７ｂと給電子１１との間の電位差に関連する特性値を検出する。具体的に、ノズル接触検出装置７５ａ，７５ｂは、ワイヤ接触検出回路における電流、電圧、あるいは抵抗値を検出する。ノズル接触検出装置７５ａ，７５ｂは、検出結果であるワイヤ接触検出回路における電流、電圧、あるいは抵抗値の情報をワイヤ接触判定装置７７に送信する。

ワイヤ接触検出回路は、ノズル接触検出装置７５ａ，７５ｂと、ノズル７ａ，７ｂと、切断ワイヤ部１ｂと、給電子１１と、給電線１２ａ，１２ｂと、ワイヤ接触判定装置７７とにより構成される。ワイヤ接触検出回路には、ワイヤ接触検出回路切換装置７６の制御によってワイヤ接触検出用電源７４から給電される。

ワイヤ接触検出回路切換装置７６は、ワイヤ接触検出回路の開閉を制御する。ワイヤ接触検出回路切換装置７６は、極間に加工電圧が印加されない加工電源オフ時間に、ワイヤ接触検出回路を接続、すなわちワイヤ接触検出回路を閉じる。また、ワイヤ接触検出回路切換装置７６は、極間に加工電圧が印加される加工電源オン時間に、ワイヤ接触検出回路を切断、すなわちワイヤ接触検出回路を開く。

ワイヤ接触判定装置７７は、ワイヤ接触検出回路における電流値、電圧値あるいは抵抗値の変化を監視する。ワイヤ接触判定装置７７は、ワイヤ接触検出回路における電流値、電圧値あるいは抵抗値の変化を検知すると、並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１とノズル７ａ，７ｂとの接触未検出による短絡加工継続状態と判定し、加工制御装置３１に対して接触加工状態を示す信号ｕｃを送信する。

本来、１対のワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂ間に張架された切断ワイヤ部１ｂは、１対のワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂの間で被加工物Ｗから離間した状態で直線状の張架状態が維持される。一方、被加工物Ｗに接触した状態で切断送りステージ１０によって引き上げられる切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１は、やがて本来は接触するはずのないノズル７ａ，７ｂに接触する。図１３では、被加工物Ｗに接触した状態で切断送りステージ１０によって引き上げられる切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１が、本来は接触するはずのないノズル７ａ，７ｂに接触した状態を示している。

図１５は、実施の形態２におけるワイヤ放電加工装置１０００の加工電圧印加とワイヤ接触検出との切り換えタイミングを示す特性図である。図１５においては、加工電源印加指令パルスと、ワイヤ接触検出パルスとの波形が示されている。

加工電源印加指令パルスは、放電波形制御装置３２が加工用電源５に対して加工電圧の印加タイミングを指令する指令パルスである。

ワイヤ接触検出パルスは、ワイヤ接触検出用電源７４がワイヤ接触検出回路に、切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１に被加工物Ｗが接触していることを検出するための検出用電源を給電するパルス電源である。ワイヤ接触検出パルスは、加工用電源５による極間への加工電圧の印加タイミングを指令する指令パルスである加工電源印加指令パルスとは逆位相で発振されるパルスである。ワイヤ接触検出パルスは、ワイヤ接触検出回路の開閉を切り替えるワイヤ接触検出回路切換指令パルスともいえる。

加工用電源５は、加工電圧の印加タイミングを指令する指令パルスである加工電源印加指令パルスを放電波形制御装置３２から受け取ると、当該加工電源印加指令パルスに基づいて各々の給電子１１に給電し、並列ワイヤ部１ａの各々に対して個別に給電する。これにより、切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとの極間に電圧が印加される。

放電波形制御装置３２からの加工電源印加指令パルスがＬＯＷの状態では、加工電源印加指令パルスがＬＯＷの状態の期間が、加工電源オフ時間Ｐ２となる。加工電源オフ時間Ｐ２の間は、加工用電源５から各々の給電子１１に対して給電が行われない加工電源オフの状態となり、切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとの極間には加工電圧は印加されない。

加工電圧が印加されない加工電源オフ時間Ｐ２を経て加工電源印加指令パルスがＨＩＧＨの状態になると、加工電源印加指令パルスがＨＩＧＨの状態の期間が加工電源印加時間Ｐ１となる。加工電源印加時間Ｐ１の間は、加工用電源５から各々の給電子１１に対して給電が行われる加工電源オンの状態となり、切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとの極間には加工電圧が印加される。加工電源印加指令パルスがＨＩＧＨの状態のときに極間に放電が発生すると、加工用電源５から給電子１１へ加工電流が給電される。

上述のような極間に対する電圧印加動作が繰り返される一方で、放電波形制御装置３２からワイヤ接触検出回路切換装置７６へ指令パルスｔｃが送られる。

ワイヤ接触検出回路切換装置７６は、極間に加工電圧が印加されていない加工電源オフ時間Ｐ２の場合、すなわち、放電波形制御装置３２から加工用電源５に送信される加工電源印加指令パルスがＬＯＷの状態の場合、ワイヤ接触検出回路を接続する。また、ワイヤ接触検出回路切換装置７６は、放電波形制御装置３２から加工用電源５に送信される加工電源印加指令パルスがＨＩＧＨの状態になり、極間に加工電圧が印加される加工電源オンの時間中、すなわち加工電源印加時間Ｐ１の時間中は、ワイヤ接触検出回路を切断する。

加工電源オフ時間Ｐ２は、ワイヤ接触検出パルスがＨＩＧＨの状態の期間に対応する。また、ワイヤ接触検出パルスがＬＯＷの状態の期間は、ワイヤ接触検出回路に検出用電源が給電されていない検出用電源オフ時間Ｐ３となる。また、ワイヤ接触検出パルスがＨＩＧＨの状態の期間は、ワイヤ接触検出回路に検出用電源が給電され、被加工物Ｗと切断ワイヤ部１ｂとの間の短絡の有無が検出される短絡検出時間Ｐ４となる。また、時刻Ｔ１１以降の期間は、切断ワイヤ部１ｂが完全に被加工物Ｗと短絡した状態で切断加工が行われている短絡加工継続時間Ｐ５である。

切断ワイヤ部１ｂが完全に被加工物Ｗと短絡した状態で切断加工が行われている短絡加工継続時間Ｐ５の波形は、ワイヤ接触検出パルスに存在する。ワイヤ接触検出パルスは、ワイヤ接触検出用電源７４がワイヤ接触検出回路に、切断ワイヤ部１ｂのワイヤ電極１に被加工物Ｗが接触していることを検出するための検出用電源を給電する波形である。

被加工物Ｗに対する切断ワイヤ部１ｂの接触状態に対応した電位変化を検出するための電源をワイヤ接触検出回路に常時印加しておくことができれば、発振回路と検出処理系の構成が簡素化される。しかしながら、切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとには、検出用電源以外に加工電源が印加されるため、検出用電源と加工電源との２種類の電源が供給される。このため、切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとに、検出用電源と加工電源との２種類の電圧が同時に印加される状態を防止する必要がある。

そこで、ワイヤ放電加工装置１０００では、切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとに検出用電源と加工電源との２種類の電圧が同時に印加される状態を防止するための対策として、パルス印加される加工電圧が印加されない無負荷時間に、切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとにワイヤ接触検出パルスを印加する方式を採用している。切断ワイヤ部１ｂが被加工物Ｗと接触していなければ、ワイヤ接触検出回路が閉じないことから、ワイヤ接触検出回路にはワイヤ接触検出用電源７４から供給される電流が流れず、電圧降下が起こらないため、ワイヤ接触検出回路に印加された電圧は高い状態、すなわちＨＩＧＨの状態となる。

一方、切断ワイヤ部１ｂが被加工物Ｗに接触すると、導通がある被加工物Ｗを介してワイヤ接触検出回路が閉じた状態となる。この場合は、切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとが非接触の状態にある場合と比較して、ノズル接触検出装置７５ａ，７５ｂで検出される電位は低下し、すなわちＬＯＷの状態になる。

このため、ワイヤ放電加工装置１０００では、ノズル接触検出装置７５ａ，７５ｂで検出される電位が、例えば図１５に示すような、ワイヤ接触検出回路にパルス印加された電圧がＨＩＧＨの状態であるか、あるいはＬＯＷであるかといった電圧の状態に基づいて、切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとが接触している状態であるか、あるいは切断ワイヤ部１ｂと被加工物Ｗとが非接触の状態であるかを、判定することが可能である。

通常の放電加工状態では、切断ワイヤ部１ｂはノズル７ａ，７ｂと接触しないため、ワイヤ接触検出回路は開いている。一方、上述したように、切断ワイヤ部１ｂが被加工物Ｗと接触したことが検出されない状況となった場合、切断ステージ駆動制御装置３４による加工送りは継続されるので、引っ張り上げられた切断ワイヤ部１ｂが金属製のノズル７ａ，７ｂに接触することによりワイヤ接触検出回路が閉じる。

ワイヤ接触判定装置７７は、ワイヤ接触検出回路切換装置７６によってワイヤ接触検出回路が接続されたときに、当該ワイヤ接触検出回路における電流値、電圧値あるいは抵抗値の変化を検出する。ワイヤ接触判定装置７７は、ワイヤ接触検出回路切換装置７６によってワイヤ接触検出回路が接続されたときに検出したワイヤ接触検出回路における電流値、電圧値あるいは抵抗値を、予め決められた電流値、電圧値あるいは抵抗値の判定基準値と比較することにより、ワイヤ接触検出回路の電流値、電圧値あるいは抵抗値の変化を検知する。

予め決められた電流値、電圧値あるいは抵抗値の判定基準値は、被加工物Ｗと接触し、引っ張り上げられた切断ワイヤ部１ｂが金属製のノズル７ａ，７ｂに接触した状態におけるワイヤ接触検出回路の電流値、電圧値あるいは抵抗値である。

ワイヤ接触判定装置７７は、検出したワイヤ接触検出回路における電流値、電圧値あるいは抵抗値が、これらの各々に対応する判定基準値を超えている場合に、電流値、電圧値あるいは抵抗値に変化が有ると判定し、ワイヤ接触検出回路の電流値、電圧値あるいは抵抗値の変化を検知したと判定する。ワイヤ接触判定装置７７は、検出したワイヤ接触検出回路における電流値、電圧値あるいは抵抗値が、これらの各々に対応する判定基準値を超えていない場合に、電流値、電圧値あるいは抵抗値に変化が無いと判定し、ワイヤ接触検出回路の電流値、電圧値あるいは抵抗値の変化を検知していないと判定する。

ワイヤ接触判定装置７７は、ワイヤ接触検出回路の電流値、電圧値あるいは抵抗値の変化を検知すると、並列ワイヤ部１ａのワイヤ電極１とノズル７ａ，７ｂとの接触が検知されていない接触未検出により、被加工物Ｗと切断ワイヤ部１ｂとの間の短絡状態で切断加工が行われている短絡加工継続状態と判定する。短絡加工継続状態は、被加工物Ｗと切断ワイヤ部１ｂとが接触した状態で切断加工が行われている接触加工状態と換言できる。そして、ワイヤ接触判定装置７７は、加工制御装置３１に対して接触加工状態を示す信号ｕｃを送信する。

加工制御装置３１は、接触加工状態を示す信号ｕｃを受信すると、当該信号ｕｃに基づいて、放電波形制御装置３２に対する加工用電源５の発振停止と、ワイヤ走行制御装置３５に対するワイヤ走行停止と、切断ステージ駆動制御装置３４に対する切断送りステージ１０の停止を指令する。すなわち、加工制御装置３１は、信号ｕｃに基づいて、極間への電圧の印加の停止と、ワイヤ電極１の走行の停止と、切断送りステージ１０および被加工物Ｗの移動の停止とを制御して、切断加工を停止させる。

ワイヤ接触検出用電源７４は、加工用電源５から極間に給電される加工電源と同時に印加されることがないように、検出用電源をワイヤ接触検出回路に印加する。すなわち、ワイヤ接触検出用電源７４は、ワイヤ接触検出パルスでワイヤ接触検出回路にワイヤ接触用電源を給電する。

加工用電源５から極間に加工電源が印加されている状態で、ワイヤ接触検出回路がわずかな時間でも接続された状態になると、加工電源が給電子１１もしくは給電線１２ａ，１２ｂからワイヤ接触検出回路にも接続され、ワイヤ接触検出回路を構成する装置が破損するおそれがある。あるいは、極間に加工電源が印加されている状態で、ワイヤ接触検出回路がわずかな時間でも接続された状態になると、加工電源印加指令パルスの検出用電源が極間に印加され、放電加工が不安定になるおそれがある。

このため、ワイヤ接触検出用電源７４では、ワイヤ接触検出パルスが加工電源印加指令パルスに対する逆位相パルスで発振されるだけでなく、図１５で示すように、加工電源印加指令パルスがＨＩＧＨからＬＯＷへ変化した直後のΔｔ１の数百ナノ秒間の期間、および、ＬＯＷからＨＩＧＨへ変化する直前のΔｔ２の数百ナノ秒間の期間である、加工電源印加指令パルスとワイヤ接触検出パルスのいずれもオン状態にならない期間が設定される。

放電波形制御装置３２から加工用電源５へ送られる加工電源印加指令パルスは、ワイヤ接触検出回路切換装置７６にも送られる。ワイヤ接触検出回路切換装置７６は、加工電源印加指令パルスを参照して、給電子１１への加工用電源５のパルス的な電圧の印加のタイミングに基づいて、ワイヤ接触検出回路の開閉を行う。

図１６は、実施の形態２におけるワイヤ放電加工装置１０００のワイヤ並列ガイドローラ５１ａにおけるワイヤ案内溝５１ｃから並列ワイヤ部１ａが外れる状態の一例を示す模式図である。図１６では、ノズル７ａ、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂ間で張架された並列ワイヤ部１ａおよびワイヤ並列ガイドローラ５１ａについての、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａの回転軸５１ａ２を通る縦断面を示している。また、図１６では、並列ワイヤ部１ａの一部のワイヤ電極１が被加工物Ｗに接触した状態で切断加工が継続されることによって、ワイヤ案内溝５１ｃに張架された並列ワイヤ部１ａが浮き上がり、やがてノズル７ａに接触し、さらに切断加工が継続されることにより、ノズル７ａが切断される状態を示している。図１６では、ワイヤ案内溝５１ｃからが外れる並列ワイヤ部１ａを白丸で示している。

図１７は、図１６におけるワイヤ外れ状態に対応した検出値および検出値に対応する状態判定を示す概念図である。検出値Ｄは、ワイヤ接触検出回路切換装置７６によってワイヤ接触検出回路が接続されたときの、ワイヤ接触検出回路における電流値、電圧値あるいは抵抗値である。図１７では、ワイヤ放電加工装置１０００のワイヤ接触加工状態監視部５００での、図１６におけるワイヤ案内溝５１ｃから外れた並列ワイヤ部１ａの挙動の監視状況を検出値によって模式的に示している。

図１６において、定常状態では、並列ワイヤ部１ａがワイヤ案内溝５１ｃの最深部にはまり込んで正常な切断加工が行われている（状態Ａ）。その後、並列ワイヤ部１ａの一部のワイヤ電極１が被加工物Ｗの被加工面に短絡し、断線することなく被加工物Ｗの被加工面に接触した状態で切断加工が継続される状況が発生する。これにより、並列ワイヤ部１ａの一部のワイヤ電極１が接触している被加工物Ｗの切断送りステージ１０による加工送りに伴い、ワイヤ電極１はワイヤ案内溝５１ｃから浮き上がり始める張架異常状態となる（状態Ｂ）。そして、張架異常状態が解消されることなく切断加工が継続されると、やがて、浮き上がったワイヤ電極１はノズル７ａに接触する（状態Ｃ）。さらに切断加工が継続されると、ノズル７ａに接触したワイヤ電極１は、走行することによってノズル７ａを擦りながら切断し、ノズル７ａに切断溝Ｗｚが形成される。状態Ｃが継続された場合には、ワイヤ電極１の断線が発生する。

なお、ノズル７ｂ、ワイヤ並列ガイドローラ５１ａ，５１ｂ間で張架された並列ワイヤ部１ａおよびワイヤ並列ガイドローラ５１ｂについても、上記と同様の現象が生じる。

図１７において、ワイヤ張架状態に異常がない定常状態である状態Ａから状態Ｂを経て、ノズル７ａにワイヤ電極１が接触する状態Ｃに至る。このとき、ワイヤ接触加工状態監視部５００では、検出値Ｄが定常状態における検出値Ｄ１から検出値Ｄ２に変化したことによって、ノズル７ａに対するワイヤ接触状態である状態Ｃの発生をワイヤ接触判定装置７７が検出する。ワイヤ接触判定装置７７は、ワイヤ接触検出回路切換装置７６によってワイヤ接触検出回路が接続されたときに、ノズル接触検出装置７５ａにおける検出値に基づいて状態Ｃの発生を検出する。

ワイヤ接触判定装置７７は、加工制御装置３１に対し、接触加工状態を示す信号ｕｃを送信する。加工制御装置３１は、信号ｕｃに基づいて、放電波形制御装置３２に対する加工用電源５の発振停止と、ワイヤ走行制御装置３５に対するワイヤ走行停止と、切断ステージ駆動制御装置３４に対する切断送りステージ１０の停止と、を指令する。あるいは、加工制御装置３１は、ワイヤ接触判定装置７７から接触加工状態を示す信号ｕｃを受信すると、放電波形制御装置３２に対する加工用電源５の発振を一時停止もしくは、加工用電源５の発振周波数を急激に低下させる発振周波数制御を指令し、またはワイヤ走行制御装置３５に対して、切断ステージ駆動制御装置３４によるワイヤ電極１の送り方向を切断進行方向から反転させ、切断送りステージ１０の急速退避を指令する（図１６および図１７における状態Ｄ）。すなわち、加工制御装置３１は、信号ｕｃに基づいて、切断ステージ駆動制御装置３４の送り方向を切断進行方向から反転させる短絡解消の退避動作を制御する。これにより、ワイヤ放電加工装置１０００は、切断加工を中断することなく、張架異常となったワイヤ電極１をワイヤ案内溝５１ｃ内へ復帰させることができる。

また、加工制御装置３１は、信号ｕｃに基づいて上記の短絡解消の退避動作を行わない場合には、全ての並列ワイヤ部１ａへの給電を停止し、切断加工を停止する。これにより、加工制御装置３１は、ワイヤ電極１の並列異常発生と同時に切断加工を停止させることができる。

上述したように、実施の形態２によれば、並列ワイヤ部１ａの一部のワイヤ電極１がワイヤ案内溝５１ｃから外れ、ノズル７ａ，７ｂに接触したことを検出し、当該ワイヤ電極１がノズル７ａ，７ｂと接触した時点で切断加工を停止することができる。これにより、実施の形態２によれば、ワイヤ電極１の摩擦によるノズル７ａ，７ｂなどのワイヤ放電加工装置１０００を構成する周辺装置の損傷を防止することができる。

また、実施の形態２によれば、ワイヤ案内溝５１ｃから外れたワイヤ電極１がノズル７ａ，７ｂと接触した時点で、加工用電源５の発振制御によるワイヤ電極１の断線が防止される。すなわち、ワイヤ放電加工装置１０００は、ワイヤ案内溝５１ｃから外れたワイヤ電極１がノズル７ａ，７ｂと接触した時点で、加工用電源５の発振を一時停止させる制御、あるいは加工用電源５の発振周波数を急激に低下させる発振周波数制御を行うことにより、接触加工状態において切断加工が継続されることによるワイヤ電極１の断線が防止される。

また、実施の形態２によれば、ワイヤ案内溝５１ｃから外れたワイヤ電極１がノズル７ａ，７ｂと接触した時点で、切断送りステージ１０の駆動制御によりワイヤ接触状態からのワイヤ電極１の退避が行われるので、切断加工を中断することなく、張架異常となったワイヤ電極１をワイヤ案内溝５１ｃ内へ復帰させることができる。

また、実施の形態２によれば、ワイヤ放電加工装置１０００は、ワイヤ電極１の並列異常発生と同時に切断加工を停止するので、ワイヤ電極１が接触した状態の加工を最小限に留めることができ、切断加工中の薄板の表面に形成される異常部分を最小限に留められる。これにより、ワイヤ放電加工装置１０００は、張架異常状態のワイヤ電極１の張架状態とワイヤ電極１への給電状態とを修復した後に加工再開することができ、加工不安定になることなく加工停止位置から切断加工を再開することができ、薄板の加工精度が向上し、薄板加工の歩留まりを向上することができる。このため、ワイヤ放電加工装置１０００は、たとえば半導体インゴットの切断加工を行う際に、高価な半導体結晶を無駄にすることがなく、ウエハ生産コストを低減することができる。

また、実施の形態２によれば、被加工物Ｗに接触したワイヤ電極１の摩擦による被加工物Ｗの切断加工が防止されるので、切断加工中の極間における加工液供給量の低下および加工屑排出の障害となる、被加工物Ｗの加工溝の蛇行部分が形成されることを防止でき、ワイヤ断線を防止できる。これにより、ワイヤ放電加工装置１０００は、たとえば半導体インゴットの切断加工を行う際に、高価な半導体結晶を無駄にすることがなく、薄板加工の歩留まりを向上することができ、ウエハ生産コストを低減することができる。

したがって、実施の形態２によれば、ワイヤ電極１の位置ずれに起因する不具合を的確に検知することができるワイヤ放電加工装置１０００が得られる、という効果を奏する。また、実施の形態２によれば、被加工物Ｗから一括して切断加工される薄板の板厚を均一にすることが可能である、という効果を奏する。そして、実施の形態２によれば、短絡状態のワイヤ電極１による、ワイヤ放電加工装置１０００が備える装置の損傷を防止することが可能である、という効果を奏する。

続いて、実施の形態１，２にかかる制御部８０のそれぞれのハードウェア構成について説明する。実施の形態１，２にかかる制御部８０は、実施の形態１，２における制御部３００およびワイヤ張架状態監視部４００と、実施の形態２におけるワイヤ接触加工状態監視部５００とのそれぞれに対応する。実施の形態１，２にかかる制御部８０のそれぞれの機能は、処理回路により実現される。処理回路は、専用のハードウェアであってもよく、記憶装置に格納されるプログラムを実行する処理装置であってもよい。

処理回路が専用のハードウェアである場合、処理回路は、単一回路、複合回路、プログラム化したプロセッサ、並列プログラム化したプロセッサ、特定用途向け集積回路、フィールドプログラマブルゲートアレイ、またはこれらを組み合わせたものが該当する。図１８は、実施の形態１，２にかかる制御部のそれぞれの機能をハードウェアで実現した構成を示す図である。処理回路８１には、制御部８０の機能を実現する論理回路８１ａが組み込まれている。

処理回路８１が処理装置の場合、制御部８０の機能は、ソフトウェア、ファームウェア、またはソフトウェアとファームウェアとの組み合わせにより実現される。

図１９は、実施の形態１，２にかかる制御部のそれぞれの機能をソフトウェアで実現した構成を示す図である。処理回路８１は、プログラム８１ｂを実行するプロセッサ８１１と、プロセッサ８１１がワークエリアに用いるランダムアクセスメモリ８１２と、プログラム８１ｂを記憶する記憶装置８１３とを有する。記憶装置８１３に記憶されているプログラム８１ｂをプロセッサ８１１がランダムアクセスメモリ８１２上に展開し、実行することにより、制御部８０の機能が実現される。ソフトウェアまたはファームウェアは、プログラム言語で記述され、記憶装置８１３に格納される。プロセッサ８１１は、中央処理装置を例示できるがこれに限定はされない。記憶装置８１３は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、フラッシュメモリ、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）、またはＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable Programmable Read Only Memory）といった半導体メモリを適用できる。半導体メモリは、不揮発性メモリでもよいし揮発性メモリでもよい。また、記憶装置８１３は、半導体メモリ以外にも、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクまたはＤＶＤ（Digital Versatile Disc）を適用できる。なお、プロセッサ８１１は、演算結果といったデータを記憶装置８１３に出力して記憶させてもよいし、ランダムアクセスメモリ８１２を介して不図示の補助記憶装置に当該データを記憶させてもよい。プロセッサ８１１、ランダムアクセスメモリ８１２および記憶装置８１３を１チップに集積することにより、制御部８０の機能をマイクロコンピュータにより実現することができる。

処理回路８１は、記憶装置８１３に記憶されたプログラム８１ｂを読み出して実行することにより、制御部８０の機能を実現する。プログラム８１ｂは、制御部８０の機能を実現する手順および方法をコンピュータに実行させるものであるとも言える。

なお、処理回路８１は、制御部８０の機能の一部を専用のハードウェアで実現し、制御部８０の機能の一部をソフトウェアまたはファームウェアで実現するようにしてもよい。

このように、処理回路８１は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの組み合わせによって、上述の各機能を実現することができる。

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。

１ ワイヤ電極、１ａ 並列ワイヤ部、１ｂ 切断ワイヤ部、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ ガイドローラ、２ｅ，５１ｃ ワイヤ案内溝、３，３ａ，３ｂ ボビン、４ａ，４ｂ 制振ガイドローラ、５ 加工用電源、６ａ，６ｂ 給電子ユニット、７ａ，７ｂ ノズル、７ｃ 加工液噴出孔、８ａ，８ｂ ボビン回転制御装置、９ａ，９ｂ トラバース制御装置、１０ 切断送りステージ、１１ 給電子、１２ａ，１２ｂ 給電線、３１ 加工制御装置、３２ 放電波形制御装置、３４ 切断ステージ駆動制御装置、３５ ワイヤ走行制御装置、４２ 被加工物固定板、４３ 平面、５１ａ，５１ｂ ワイヤ並列ガイドローラ、５１ａ１ 上端部分、５１ａ２ 回転軸、５１ｄ 外周面、５２ａ，５２ｂ 並列ワイヤ張架位置計測部、５２ａ１，５５ａ１ 上面、５３ ワイヤ案内溝外れ検出部、５４ ワイヤ状態判定部、５５ａ，５５ｂ ガイドローラホルダ、６２ 加工液供給管、７０ 薄板加工安定部、７１，７１ａ，７１ｂ 加工液整流板、７２ 被加工物押さえ部、７４ ワイヤ接触検出用電源、７５ａ，７５ｂ ノズル接触検出装置、７６ ワイヤ接触検出回路切換装置、７７ ワイヤ接触判定装置、１００ 加工機構部、１０１，１０２，１０３ 矢印、２００ 給電部、３００ 制御部、４００ ワイヤ張架状態監視部、５００ ワイヤ接触加工状態監視部、１０００ ワイヤ放電加工装置、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ 距離、Ｐ１ 加工電源印加時間、Ｐ２ 加工電源オフ時間、Ｗ 被加工物、Ｗｚ 切断溝。

Claims (9)

1. 走行する複数の切断ワイヤ部と被加工物との間に放電を発生させて該放電によるエネルギーにより前記被加工物を放電加工し、前記被加工物から複数のウエハを同時に切断するワイヤ放電加工装置であって、
   互いに並列に離間して前記被加工物に対向する部分を含む複数の前記切断ワイヤ部を有するワイヤ電極と、
   複数の前記切断ワイヤ部と前記被加工物との間に放電を発生させる給電部と、
   走行する複数の前記切断ワイヤ部がはめ込まれて複数の前記切断ワイヤ部の動きを制限する複数のワイヤ案内溝が等間隔に外周側面に形成されて前記被加工物を挟むように前記被加工物の両側に配置された一対のワイヤ並列ガイドローラと、
   複数の前記切断ワイヤ部を含む仮想面に平行に設定された測定基準面と、複数の前記切断ワイヤ部を構成する前記ワイヤ電極との距離を計測する並列ワイヤ張架位置計測部と、
   前記並列ワイヤ張架位置計測部における計測結果に基づいて前記距離の変化の発生を検出するワイヤ案内溝外れ検出部と、
   前記ワイヤ案内溝外れ検出部における検出結果に基づいて、少なくとも１つの前記切断ワイヤ部が前記ワイヤ案内溝から外れた状態であるワイヤ外れ状態であるか、あるいは全ての前記切断ワイヤ部が前記ワイヤ案内溝に接触した状態であるワイヤ接触状態であるかを判定するワイヤ状態判定部と、
   前記ワイヤ状態判定部の判定結果に基づいて放電加工の停止または継続を制御する加工制御部と、
   を備えることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
2. 前記並列ワイヤ張架位置計測部は、渦電流式変位センサ、静電容量式変位センサ、通電検知式センサおよび接触検知式変位センサのうち少なくとも１つを備えて前記距離を計測すること、
   を特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
3. 前記加工制御部は、前記ワイヤ状態判定部において前記ワイヤ外れ状態であると判定された場合に放電加工を停止させること、
   を特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
4. 前記給電部は、加工用電源と、前記切断ワイヤ部に接続して前記加工用電源から前記切断ワイヤ部に対して給電を行う給電子とを備え、
   複数の前記切断ワイヤ部を前記ワイヤ並列ガイドローラとの間に挟んだ状態で、且つ複数の前記切断ワイヤ部と離間した状態で、複数の前記切断ワイヤ部の上方の位置に配置されて前記切断ワイヤ部と前記被加工物との間の間隙に加工液を供給するノズルと、
   前記ノズルと前記給電子との間の電位差に基づいて前記ノズルと前記切断ワイヤ部との接触を検知するワイヤ接触検出回路と、
   を備え、
   前記加工制御部は、前記ワイヤ接触検出回路において前記ノズルと前記切断ワイヤ部との接触が検知された場合に放電加工を停止させること、
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載のワイヤ放電加工装置。
5. 前記被加工物と前記切断ワイヤ部との間の相対位置を変化させる切断送りステージを備え、
   前記加工制御部は、前記ノズルと前記切断ワイヤ部との接触が検知され、且つ、前記切断送りステージの送り方向を前記被加工物の切断進行方向から反転させる短絡解消の退避動作を行わない場合に、全ての前記切断ワイヤ部への給電を停止し、放電加工を停止すること、
   を特徴とする請求項４に記載のワイヤ放電加工装置。
6. 走行する複数の切断ワイヤ部と被加工物との間に放電を発生させて該放電によるエネルギーにより前記被加工物を放電加工し、前記被加工物から複数のウエハを同時に切断するワイヤ放電加工方法であって、
   複数の前記切断ワイヤ部を含む仮想面に平行に設定された測定基準面と、複数の前記切断ワイヤ部を構成するワイヤ電極との距離を計測する並列ワイヤ張架位置計測工程と、
   前記並列ワイヤ張架位置計測工程における計測結果に基づいて前記距離の変化の発生を検出するワイヤ案内溝外れ検出工程と、
   前記ワイヤ案内溝外れ検出工程における検出結果に基づいて、少なくとも１つの前記切断ワイヤ部がワイヤ案内溝から外れた状態であるワイヤ外れ状態であるか、あるいは全ての前記切断ワイヤ部が前記ワイヤ案内溝に接触した状態であるワイヤ接触状態であるかを判定するワイヤ状態判定工程と、
   前記ワイヤ状態判定工程の判定結果に基づいて放電加工の停止または継続を制御する加工制御工程と、
   を含むことを特徴とするワイヤ放電加工方法。
7. 前記加工制御工程では、複数の前記切断ワイヤ部がはめ込まれて複数の前記切断ワイヤ部の動きを制限する複数のワイヤ案内溝が等間隔に外周側面に形成されて前記被加工物を挟むように前記被加工物の両側に配置された一対のワイヤ並列ガイドローラとの間に複数の前記切断ワイヤ部を挟んだ状態で、且つ複数の前記切断ワイヤ部と離間した状態で、複数の前記切断ワイヤ部の上方の位置に配置されて前記切断ワイヤ部と前記被加工物との間の間隙に加工液を供給するノズルと前記切断ワイヤ部との接触が検知され、且つ、前記被加工物と前記切断ワイヤ部との間の相対位置を変化させる切断送りステージの送り方向を前記被加工物の切断進行方向から反転させる短絡解消の退避動作を行わない場合に、全ての前記切断ワイヤ部への給電を停止し、放電加工を停止すること、
   を特徴とする請求項６に記載のワイヤ放電加工方法。
8. 請求項６または７に記載のワイヤ放電加工方法により、前記被加工物から複数のウエハを同時に切り出すこと、
   を特徴とするウエハの製造方法。
9. 前記被加工物が、半導体インゴットであり、
   前記ウエハが、半導体ウエハであること、
   を特徴とする請求項８に記載のウエハの製造方法。

Images