WO2012164848A1 - ワイヤソー装置およびワーク切断方法、ウエハの製造方法 - Google Patents

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WO2012164848A1
WO2012164848A1 PCT/JP2012/003198 JP2012003198W WO2012164848A1 WO 2012164848 A1 WO2012164848 A1 WO 2012164848A1 JP 2012003198 W JP2012003198 W JP 2012003198W WO 2012164848 A1 WO2012164848 A1 WO 2012164848A1
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WO
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wire
tension
sub
roller
workpiece
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PCT/JP2012/003198
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English (en)
French (fr)
Inventor
政俊 中川
相良　智行
熊田　浩
尚浩 沖
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シャープ株式会社
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
    • B28D5/045—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools by cutting with wires or closed-loop blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D57/00—Sawing machines or sawing devices not covered by one of the preceding groups B23D45/00 - B23D55/00
    • B23D57/003—Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts
    • B23D57/0069—Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts of devices for tensioning saw wires

Definitions

  • the present invention relates to a wire saw device for cutting a workpiece with a cutting wire by running a cutting wire passed through the outer periphery of a plurality of grooved rollers arranged at predetermined intervals, a workpiece cutting method using the same, and a wafer It relates to the manufacturing method.
  • FIG. 17 is a perspective view schematically showing a configuration example of a main part of a conventional wire saw device disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. 17 is a perspective view schematically showing a configuration example of a main part of a conventional wire saw device disclosed in Patent Document 1.
  • a conventional wire saw device 200 mainly includes a fixed abrasive wire 201 for cutting a workpiece W, two grooved rollers 202 around which the fixed abrasive wire 201 is wound, Wire tension applying mechanisms 203A and 203B for applying tension to the abrasive wire 201, a workpiece feeding mechanism 204 for holding and cutting the workpiece W to be cut, and a cooling water supply for cooling the workpiece W to be cut And a mechanism 205.
  • the fixed abrasive wire 201 is fed from the wire reel 206A on the supply side, and enters the grooved roller 202 through the wire tension applying mechanism 203A.
  • the fixed abrasive wire 201 is wound around the grooved roller 202 about 300 to 400 times to form a wire row.
  • the fixed abrasive wire 201 is wound around the wire reel 206B on the collection side through the other wire tension applying mechanism 203B.
  • tension is applied to the fixed abrasive wire 201 wound around the grooved roller 202 by these wire tension applying mechanisms 203A and 203B, and the reversal cycle time set in the axial direction by the drive motor 207 is set for traveling.
  • the workpiece W is reciprocated at a speed, pressed against the fixed abrasive wire 201 that reciprocates the workpiece W, and cut and fed to cut the workpiece W into a wafer shape.
  • the tension of the fixed abrasive wire 201 is managed by the wire tension applying mechanisms 203A and 203B on the new line supply side and the old line recovery side.
  • the tension of the wire 201 is not managed.
  • Patent Document 2 discloses that the tension of the fixed abrasive wire 201 is managed inside each grooved roller 202.
  • FIG. 18 is a side view schematically showing a configuration example of a main part of a conventional wire saw device disclosed in Patent Document 2.
  • FIG. 19 is a perspective view of three grooved rollers in the wire saw device of FIG.
  • the conventional wire saw device 100 is provided with three grooved rollers 101 to 103 which are rotatable in parallel to the axial direction at a predetermined interval.
  • a wire 104 is wound around each of the grooved rollers 101 to 103, and the winding shape is triangular in a side view.
  • Each of the grooved rollers 101 to 103 has a plurality of circumferential grooves 105 spirally formed at a predetermined pitch interval in a plane perpendicular to the rotation axis on the circumferential surface thereof.
  • the wire 104 is wound between the grooved rollers 101 to 103 so that the wire 104 is engaged with the circumferential groove 105 having a predetermined pitch of each of the grooved rollers 101 to 103. At this time, the wires 104 wound around the circumferential grooves 105 of the grooved rollers 101 to 103 are spirally wound in multiple layers.
  • One of the wires 104 wound spirally between the grooved rollers 101 to 103 is wound around the supply reel 106, and the other is wound around the collection reel 107 to wind the wire 104.
  • the wire 104 wound around the grooved rollers 101 to 103 can be run.
  • the tension is detected by the dancer rollers 108 and 109 outside the grooved rollers 101 to 103, and the supply reel 106 and the recovery reel 107 are The number of rotations is controlled so that the tension of the wire 104 outside the grooved rollers 101 to 103 is constant.
  • the capstans 110 and 111 apply the braking to the wire 104 by winding the wire 104 a plurality of times.
  • a tension holding means 112 that keeps the tension of the wire 104 constant by contacting the wire 104 spirally wound between the grooved rollers so that the tension of the wire 104 is constant in each of the grooved rollers 101 to 103.
  • the tension holding means 112 is installed in the vicinity of the wire 104 on the hypotenuse between the grooved roller 101 and the grooved roller 103 disposed at the apex position of the triangle, and the grooved roller 101.
  • the two sides of the hypotenuse wire 104 between the roller and the grooved roller 102 are triangular outer sides.
  • the tension holding means 112 supports a tension applying member 113 that abuts on the wire 104, a shaft 114 that supports the tension applying member 113, a spring 115 that urges the tension applying member 113 to the wire 104 with a constant pressure, and supports the spring 115 and the shaft 114. And a support member 116.
  • the bottom wire 104 between the grooved roller 102 and the grooved roller 103 serves as a workpiece cutting portion. While cooling coolant is applied to the wire 104 serving as the cutting portion, a semiconductor ingot or the like as a workpiece is cut.
  • the object 117 is pressed. This pressing is performed by an elevating device 121 that elevates and lowers the stage 120 through the slide portion 119 by the driving device 118 and elevates the workpiece 117 fixed on the stage 120.
  • cutting is performed by a lapping action, and at the same time, the workpiece 117 can be cut into a number of thin wafers. Thereby, a large number of wafer materials can be manufactured.
  • the tension applying member 113 urged by the spring 115 with a constant pressure is brought into contact with the two wires 104 adjacent to the apex angle of the triangle that does not contribute to the cutting so that the tension of the wire 104 is always constant. keeping.
  • the tension applying member 113 uses a plurality of contact rollers that individually contact each wire 104, and a circumferential groove that engages with the wire 104 is provided on the peripheral surface thereof. In this way, since the tension of each wire 104 can be individually adjusted, there is no lateral deflection of the wire 104, and the wafer cutting accuracy can be further improved.
  • the tension of the wire 104 is managed by the dancer rollers 108 and 109 on the new line supply side and the old line collection side, and the wire is also inside the grooved rollers 101 to 103.
  • the tension of the wire 104 is managed by the tension holding means 112 so that the tension of 104 is constant.
  • the present invention solves the above-described conventional problems, and reduces the wire tension on the wire supply side (new line side) to reduce the wire deflection amount variation from the wire supply side (new line side) to the wire recovery side (old line). This reduces the risk of wire breakage and reduces the cutting thickness of the wire supply side (new line side) and the wire recovery side (old line side). It is an object of the present invention to provide a wire saw device capable of reducing variations, a workpiece cutting method using the same, and a wafer manufacturing method.
  • the wire saw device of the present invention is a wire saw device that travels a cutting wire wound around an outer peripheral groove of a plurality of grooved rollers arranged at a predetermined interval and cuts a workpiece by a plurality of rows of the wire.
  • tension control means is provided that increases the wire tension on the wire recovery side and decreases the wire tension on the wire supply side, thereby achieving the above object. Is done.
  • the tension control means in the wire saw device of the present invention maximizes the wire tension on the wire collection side, and the tension is stepwise for each one or a plurality of wires from the wire collection side to the wire supply side. The tension is maintained in a state where is reduced.
  • the wire tension on the wire supply side is reduced as compared with the wire tension on the wire collection side, and the amount of bending of the wire extends from the wire supply side to the wire collection side. Is held constant.
  • the wire row surface for cutting the workpiece and the wire row surface with which the tension control means abuts are different wire row surfaces.
  • one or a plurality of tension control means are provided in the wire saw device of the present invention, and the tension is controlled to a plurality of stages equal to or less than the number of wires in a plurality of rows of the wires in two or more stages.
  • the tension control means sets the wire tension in a plurality of stages from the wire recovery side to the wire supply side.
  • the tension control means in the wire saw device of the present invention includes a plurality of sub-roller groups in contact with each wire, a shaft member that rotatably supports the plurality of sub-roller groups, and a support member that supports the shaft member, One or a plurality of urging members for urging the sub-roller group to each of the wires with a constant pressure is provided, and the plurality of sub-roller groups are collectively pressed against the wires.
  • the diameter of the sub-roller is gradually reduced for each sub-roller group or each sub-roller of the sub-roller group from the wire collection side to the wire supply side. ing.
  • the tension control means in the wire saw device of the present invention comprises a sub-roller group that abuts on each of the wires, a shaft member that rotatably supports the sub-roller group, a support member that supports the sub-roller group, and the sub-roller group And a plurality of urging members for urging each of the wires with a constant pressure, and each of the plurality of sets of sub-rollers is independently pressed against each of the wires.
  • the pushing force or the pushing amount of each of the sub-roller groups to the respective wires of the sub-roller group gradually decreases from the wire collection side to the wire supply side for each sub-roller group. It is configured.
  • the wire tension is gradually reduced for each of the sub-rollers from the wire collection side to the wire supply side.
  • the wire tension is gradually reduced for each sub-roller of the sub-roller group from the wire collection side to the wire supply side.
  • the wire saw device further comprises a deflection amount detecting means for detecting the deflection amount of the wire between the grooved rollers, and the tension control means is configured so that the deflection amount of the wire is recovered from the wire supply side.
  • the tension control means is configured so that the deflection amount of the wire is recovered from the wire supply side.
  • a pressurization control unit that pressurizes each of the wires is provided.
  • the workpiece cutting method of the present invention is a workpiece cutting method using the above-described wire saw device of the present invention, and sets the wire tension of the wire stretched between the grooved rollers by cutting the test workpiece.
  • the method includes a setting step and a workpiece cutting step of cutting an actual workpiece using the set wire tension, whereby the above object is achieved.
  • the wire tension is controlled by operating the tension control means based on the displacement of the wire deflection amount detected during the cutting of the test workpiece.
  • the wire tension on the wire supply side is reduced compared to the wire tension on the wire collection side, and the amount of wire deflection is held constant from the wire supply side to the wire collection side, or
  • the wire tension is set by adjusting the wire tension so as to reduce the variation in the deflection amount of the wire from the wire supply side to the wire recovery side.
  • the workpiece cutting method of the present invention is a workpiece cutting method using the above-described wire saw device of the present invention, and a wire tension setting step of automatically setting the wire tension of the wire stretched between the grooved rollers; And a workpiece cutting step of cutting an actual workpiece using the set wire tension, whereby the above object is achieved.
  • the wire tension setting step in the workpiece cutting method of the present invention is configured such that the wire tension on the wire supply side is changed to the wire recovery side based on the displacement of the wire deflection amount detected during the actual workpiece cutting.
  • the wire bending amount is kept constant from the wire supply side to the wire recovery side, or variation in the wire bending amount is reduced from the wire supply side to the wire recovery side.
  • the tension control means automatically controls the wire tension to set the wire tension so as to decrease over the side.
  • the wafer manufacturing method of the present invention is the above-described workpiece cutting method of the present invention, wherein the workpiece is a semiconductor ingot, and the semiconductor ingot is cut into a plurality of semiconductor wafers by a wire row of the wire saw device. This achieves the above object.
  • a plurality of grooves are provided.
  • a tension control means that increases the wire tension on the wire recovery side and decreases the wire tension on the wire supply side.
  • the workpiece cutting ability can be made uniform on the wire supply side (new line side) and the wire recovery side (old line side), and variations in cutting thickness can be reduced.
  • the wire tension is reduced from the wire supply side (new line side) to the wire recovery side (old line side) by reducing the wire tension on the wire supply side (new line side).
  • the risk of wire breakage can be suppressed, and the work cutting ability can be made uniform on the wire supply side (new line side) and the wire recovery side (old line side), and variations in cutting thickness can be reduced.
  • FIG. 1 It is a perspective view which shows typically the example of a principal part structure of the wire saw apparatus in Embodiment 1 of this invention. It is the top view which looked at the state by which the wire was wound between the grooved rollers of the wire saw apparatus of FIG. 1 from the top. It is a side view which shows an example of the principal part structure of the wire saw apparatus of FIG. It is a top view which shows an example of the principal part structure of the wire saw apparatus of FIG. It is a block diagram which shows an example of the tension control means of FIG. It is a top view which shows an example of the principal part structure of the wire saw apparatus of FIG. It is a block diagram which shows another example of the tension control means of FIG.
  • FIG. 1 It is a side view which shows typically the example of a principal part structure of the wire saw apparatus containing the modification of the tension control means of FIG.
  • A) is a side view which shows typically the modification of the wire saw apparatus in Embodiment 1 of this invention
  • (b) is the side view which shows the further modification of the wire saw apparatus of (a) typically It is.
  • FIG. 19 is a perspective view of three grooved rollers in the wire saw device of FIG. 18. It is a longitudinal cross-sectional view of the semiconductor ingot and the wire which show typically how to cut the work with the wire of the conventional wire saw device.
  • Embodiments 1 and 3 of the wire saw device of the present invention and Embodiment 2 of a workpiece cutting method using Embodiment 1 of the wire saw device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
  • each thickness, length, etc. of the structural member in each figure are not limited to the structure to illustrate from a viewpoint on drawing preparation.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a configuration example of a main part of a wire saw device according to Embodiment 1 of the present invention.
  • a plurality of (here, two) grooved rollers 2 and 3 are horizontally arranged at a predetermined interval.
  • the rotating shafts of the two grooved rollers 2 and 3 are parallel to each other in the axial direction, and are rotatably provided with an outer peripheral groove outside the rotating shaft.
  • Each of the grooved rollers 2 and 3 has a plurality of outer circumferential grooves formed in a spiral shape on the circumferential surface at a predetermined pitch interval.
  • a cutting wire 4 is wound around the outer peripheral grooves of the plurality of grooved rollers 2 and 3 arranged at a predetermined interval.
  • the wires 4 wound around the outer peripheral grooves of the grooved rollers 2 and 3 are wound in a spiral manner in multiple layers. When the number of windings between the grooved rollers 2 and 3 is large, the number is several thousand.
  • One end of the wire 4 wound spirally between the grooved rollers 2 and 3 is wound around the supply reel 5 on the new line supply side, and the other end is wound around the recovery reel 6 on the old line collection side.
  • the wire 4 wound between the grooved rollers 2 and 3 is caused to travel so that a plurality of workpieces 7 (here, semiconductor ingots) are simultaneously formed in a plurality of rows of the wires 4. It is designed to cut. When there are many cut sheets, several thousand sheets are cut simultaneously.
  • the wire 4 has a core wire diameter of, for example, 50 ⁇ m to 500 ⁇ m here, and abrasive grains such as diamond are fixed around the core wire.
  • abrasive grains such as diamond are fixed around the core wire.
  • the cutting margin is ideally about 50 ⁇ m (0.05 mm).
  • a wire 4 of several tens to several hundreds Km is wound around the supply reel 5.
  • inertia driven guide rollers 8, 9 are provided between the grooved roller 2 and the supply reel 5, and the guide rollers 8, 9 are provided.
  • a dancer roller 10 is provided between the two. The dancer roller 10 controls the tension of the wire 4 to the grooved roller 2 to be constant.
  • inertia driven guide rollers 11 and 12 between the grooved roller 3 and the collection reel 6 are provided, and a dancer roller 13 is provided between the guide rollers 11 and 12. The tension of the wire 4 from the grooved roller 3 is controlled to be constant by the dancer roller 13.
  • the dancer rollers 10 and 13 are provided between the guide rollers 8 and 9 and the guide rollers 11 and 12 for changing the direction of the wire 4, and a constant urging force acts downward and a constant tension acts on the wire 4. It is supposed to be.
  • the wire tension by the old-side dancer roller 13 is the maximum, and the wire tension by the supply-side dancer roller 10 is lower than the wire tension on the collecting side (for example, 70 to 95 percent).
  • a traverser 14 is provided between the guide roller 9 and the supply reel 5 so that the wires 4 aligned and wound around the supply reel 5 by the traverser 14 are sequentially taken out.
  • a traverser 15 is also provided between the guide roller 12 and the collection reel 6, and acts so that the wire 4 is wound up in alignment with the collection reel 6 by the traverser 15.
  • the supply side traverser 14 has a function of smoothly moving up and down to the wire position when the wire 4 is taken in from the supply reel 5 and smoothly taking out the wire 4 aligned and wound.
  • the traverser 15 on the collection side has a function of sequentially moving up and down to wind the wires 4 smoothly and sequentially in order to wind the wires 4 around the collection reel 6 in an aligned manner.
  • Control means 16 is provided.
  • the lower wire row surface with which the tension control means 16 abuts is a wire row surface different from the upper wire row surface that cuts the workpiece 7.
  • the tension control means 16 at a place different from the work cutting part (semiconductor ingot side), the influence of the wire height deviation due to the tension control on the work cutting can be reduced.
  • the wire row surface indicates the upper and lower planes formed by the wire row between the grooved rollers 2 and 3.
  • the tension control means 16 increases the tension of the wire 4 on the wire recovery side (old line side) in at least two stages of the tension of the wire 4 stretched between the grooved rollers 2 and 3, and the wire supply side
  • the tension of the wire 4 on the (new line side) is set small. Further, the tension control means 16 maximizes the tension of the wire 4 on the wire collection side (old line side), and one or a plurality of wires from the wire collection side (old line side) to the wire supply side (new line side).
  • the tension of the wire 4 is maintained in a state where the tension of the wire 4 is reduced step by step. In this case, the tension of the wire on the wire supply side (new line side) is reduced.
  • the upper wire row surface of the wire 4 between the grooved rollers 2 and 3 is a cut surface of the workpiece 7, and a machining liquid supply unit 20 is provided so as to cross the cut surface left and right.
  • the workpiece 7 is pressed against the wire row surface of the cutting surface and cut while applying coolant for cooling from the processing liquid supply port of the processing liquid supply unit 19.
  • the workpiece 7 is simultaneously cut into a wafer by a large number of wires 4 while applying a liquid coolant to the workpiece 7 and each wire 4 for the purpose of cooling.
  • the pressing of the work 7 against the wire row is performed by moving up and down the fixed portion 17 to which the work 7 is fixed by the work feeding mechanism 18 and pressing the work 7 against the wire row between the grooved rollers 2 and 3 from above.
  • the workpiece 7 is simultaneously cut into a large number of thin wafers having a uniform thickness. As a result, a wafer material having a uniform thickness can be manufactured.
  • the processing chamber accommodates the grooved rollers 2 and 3, the wire 4 between them, the tension control means 16, the work 7, the fixing portion 17 that fixes the work 7, and the work feeding mechanism 18, and other members are outside the processing chamber. Is arranged.
  • FIG. 2 is a plan view of the state in which the wire 4 is wound between the grooved rollers 2 and 3 of the wire saw device 1 of FIG. 1 as viewed from above.
  • the tension control means 16 increases the tension of the wire 4 on the wire recovery side (old line side) A and sets the tension of the wire 4 on the wire supply side (new line side) B small.
  • the ratio between the wire recovery side (old line side) A and the wire supply side (new line side) B is set to 1: 2 (1/3 and 2/3 of the whole).
  • the ratio of the wire recovery side (old line side) A and the wire supply side (new line side) B is not limited to 1: 2, but is 1: 1 (1/2 and 1/2 of the whole) with the center line as a boundary.
  • the tension control means 16 maximizes the tension of the wire 4 on the wire collection side (old line side), and increases from the end of the wire collection side (old line side) A toward the wire supply side (new line side). Or you may make it hold
  • one or a plurality of tension control means 16 are provided, and the tension is controlled in two or more stages to the number of wires in the wire row or less. As a result, a tension gradation equal to or less than the number of wires in the wire row is obtained in two or more stages.
  • FIG. 3 is a side view showing an example of a main configuration of the wire saw device 1 of FIG.
  • FIG. 4 is a plan view showing an example of a main configuration of the wire saw device 1 of FIG.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an example of the tension control means 16 of FIG.
  • the tension control means 16 includes a shaft member that rotatably supports five sub-roller groups that abut each wire 4 and five grooved sub-roller groups, and a support that supports the shaft member. A member and a biasing member that biases the grooved sub-roller group to each wire 4 with a constant pressure, and the five sub-roller groups may be collectively pressed against each wire 4, The tension to each wire 4 is divided into five stages.
  • the tension control means 161A of the connected sub-roller having three sub-roller groups provided between the work 7 and the grooved roller 2 in plan view, and the work in plan view. 7 and a connected sub-roller tension control means 161B having two sub-rollers provided between the grooved roller 3 and the sub-roller 3.
  • the tension control means 161A includes grooved sub-rollers 161a, 161c, and 161e serving as tension applying members that contact each wire 4, a shaft member that rotatably supports the grooved sub-rollers 161a, 161c, and 161e, and a shaft member that supports the shaft member.
  • the grooved sub-roller 161a is the oldest
  • the grooved sub-roller 161c corresponds to the third wire row range located in the middle
  • the grooved sub-roller 161e is the fifth wire wire side (new line side).
  • the diameter of the grooved sub-roller 161a is R1
  • the diameter of the grooved sub-roller 161c is R3
  • the diameter of the grooved sub-roller 161e is R5, R1> R3> R5.
  • the grooved sub-rollers 161a, 161c and 161e which are three sub-roller groups having different diameters, are configured to be collectively pressed against each wire 4 via a common shaft member. In this case, as the old wire side has a larger diameter, the old wire side has a larger push-in amount and can be pressed against each wire 4 with a strong tension.
  • the tension control means 161B is a support member composed of grooved sub-rollers 161b and 161d as tension applying members that abut each wire 4, a shaft member that rotatably supports the grooved sub-rollers 161b and 161d, and a shaft member that supports the shaft member. And a spring for urging the grooved sub-rollers 161b and 161d as tension applying members to each wire 4 with a constant pressure, and a support member for supporting the spring and the shaft member. These springs and the supporting member constitute the urging member.
  • the grooved sub-roller 161b corresponds to the second wire row range on the old line side
  • the grooved sub-roller 161d corresponds to the fourth wire row range on the new line side.
  • the grooved sub-rollers 161b and 161d which are two sub-roller groups having different diameters, can be collectively pressed against each wire 4 via a common shaft member. In this case, as the old wire side has a larger diameter, the old wire side has a larger push-in amount and can be pressed against each wire 4 with a strong tension.
  • the tension control means 161A and 161B applies a tension higher than the tensile strength to the wire 4 and the wire 4 is broken, or the winding force of the wire 4 around the grooved rollers 2 and 3 is weakened.
  • the tension of the wire 4 is set so that the workpiece cutting accuracy does not decrease or the wire 4 is not detached from the outer peripheral groove and causes a cutting failure.
  • the tension of the wire 4 is set based on the breaking strength (tensile strength) of the wire 4.
  • the three grooved sub-rollers 161a as the tension applying members of the tension control means 161A in which the tension control means 161A and 161B are collectively pressed against each wire 4 and the wire tension is varied depending on the difference in sub-roller diameter, 161c and 161e, and the two grooved sub-rollers 161b and 161d have been described as tension applying members of the tension control means 161B.
  • the grooved sub-rollers 162a, 162b, 162c, 162d and 162e will be described as tension applying members of the five tension control means 162 having different wire tensions depending on the roller pressing amount (roller pressing force).
  • tension control means 16 an unconnected sub-roller that presses the lower wire 4 between the grooved rollers 2 and 3 at two left and right locations along the wire will be described.
  • FIG. 6 is a plan view showing another example of the configuration of the main part of the wire saw device 1 of FIG.
  • FIG. 7 is a block diagram showing another example of the tension control means 16 of FIG.
  • the tension control means 16 has a tension applied to each wire 4 divided into five stages, and is provided between the workpiece 7 and the grooved roller 2 in a plan view, and is independent of each other.
  • Three tension control means 162 each having a grooved sub-roller 162a, 162c, 162e that move and a grooved sub-roller 162b and 162d that are provided between the workpiece 7 and the grooved roller 3 in a plan view and move independently.
  • Two tension control means 162 having a plurality of (5) sub-roller groups independently driven, and among the divided five grooved sub-rollers 162a, 162b, 162c, 162d, 162e, the most Whether the wire collection side (grooved sub-roller 162a) is pushed to the maximum (pushing force) to maximize the wire tension, Each wire 4 is held so that the tension of the wire 4 is maintained in a state where the pushing amount (pushing force) is gradually reduced toward the wire supply side (new line side) and the tension of the wire 4 is gradually reduced. Press.
  • the tension control means 162 includes a grooved sub-roller of the sub-roller group that abuts on each wire 4, a shaft member that rotatably supports the grooved sub-roller and a support member that supports the grooved sub-roller, and a grooved sub-roller group with a constant pressure. And a biasing member that biases each wire 4 and presses each of the wires 4 independently of the grooved sub-rollers 162a, 162b, 162c, 162d, 162e of the sub-roller group.
  • the tension control means 162 on the most wire recovery side includes a grooved sub-roller 162a as a tension applying member that contacts each wire 4, a shaft member that rotatably supports the grooved sub-roller 162a, and this A spring 162g for urging the shaft member 162f to urge each wire 4 with a predetermined pressure (pushing force), and a spring 162g. And a support member 162h that supports the shaft member 162f.
  • the other tension control means 162 has the same configuration.
  • the biasing member is constituted by the spring 162g and the support member 162h.
  • the pushing force to each wire 4 by the spring 162g of the five tension control means 162 is gradually reduced from the wire recovery side (old line side) to the wire supply side (new line side).
  • the grooved sub-roller 162a is positioned closest to the wire recovery side (old line side), and the grooved sub-roller 161e is positioned closest to the wire supply side (new line side).
  • the grooved sub-roller 162a has the largest push-in amount (push-in force), and the grooved sub-rollers 162a to 162e gradually decrease the push-in amount (push-in force) toward the wire supply side (new line side) to increase the tension of the wire 4 Are gradually reduced.
  • the five tension control means 162 applies a tension higher than the tensile strength to the wire 4 and the wire 4 is disconnected, or the winding force of the wire 4 around the grooved rollers 2 and 3 is weak.
  • the tension of the wire 4 is set so that the wafer cutting accuracy does not decrease or the wire 4 is not detached from the outer peripheral groove and causes a cutting failure.
  • the tension of the wire 4 is set based on the breaking strength (tensile strength) of the wire 4.
  • the tension control means 16 is a non-connected sub-roller that presses the lower wire 4 between the grooved rollers 2 and 3 at two positions on the left and right sides, five pieces having the same roller diameter as described above and varying the pushing amount are used.
  • the five tension control means are configured so that the roller diameter changes stepwise (stepwise) or continuously (tapered), respectively. May be. In this case, the roller diameter decreases stepwise (stepwise) or continuously (tapered) as it goes to the wire supply side (new line side) in both one tension control means and all five tension control means.
  • the tension of the wire 4 may be sequentially reduced toward the wire supply side.
  • the pushing amount is constant or the change width can be reduced so as not to change so much.
  • the tension of the wire 4 on the wire collection side can be increased and the tension of the wire 4 on the wire supply side can be decreased by combining the change in the roller diameter and the change in the pushing amount.
  • each of the five tension control means includes a grooved sub-roller composed of a sub-roller group 23a that contacts each wire 4, a shaft member that rotatably supports the grooved sub-roller group 23a, and the shaft member.
  • a support member including a shaft member 23b to be supported; a spring 23c for urging the sub-roller group 23a against each wire 4 with a constant pressure; and a support member 23d for supporting the spring 23c and the shaft member 23b.
  • springs 23c and the support member 23d constitute an urging member.
  • the sub-roller group 23a presses one wire 4 with one grooved sub-roller to maximize the wire tension on the wire collection side, and for each wire 4 from the wire collection side to the wire supply side. The tension is held in a state where the tension is continuously reduced (tapered).
  • the above five tension control means 162 and tension control means 161A and 161B are attached by an attachment mechanism so that the pushing amount of the grooved sub-roller with respect to each wire 4 can be adjusted.
  • the cutting wire 4 wound around the outer peripheral grooves of the plurality (two in this case) of the grooved rollers 2 and 3 arranged at a predetermined interval is caused to travel to the wire 4.
  • the wire tension on the wire recovery side is increased and the wire tension on the wire supply side is decreased.
  • a tension control means 16 is provided. That is, the tension control means 16 maximizes the wire tension on the wire collection side and holds the tension in a state where the tension is gradually reduced for each of the plurality of wires 4 from the wire collection side to the wire supply side.
  • the wire cutting ability can be made uniform on the wire supply side (new line side) and the wire discharge side (old line side), and variation in the cutting thickness of each wafer can be reduced.
  • the wire breaking strength is reduced, and it is necessary to lower the upper limit of the wire tension that can be used in the apparatus.
  • the upper limit of the wire tension is lowered, the workability of the workpiece 7 is lowered.
  • the difference in wire tension that is, the variation in the cutting thickness of each wafer described above appears more remarkably. Therefore, when using a thin wire (especially when using a wire having a small breaking strength such that the core wire diameter of the wire 4 is 80 ⁇ m or less), a greater effect can be obtained over the conventional device by controlling as in the present invention. Can do.
  • the tension of the wire 4 on the wire supply side is reduced because the wire 4 on the wire supply side (new line side) is well cut, so there is a high possibility of widening the cutting margin.
  • the tension of the wire 4 on the side is reduced.
  • the work cutting ability can be made uniform, and variations in the cutting thickness of each wafer can be reduced.
  • the wire 4 on the wire collection side is not cut well, there is a high possibility that the cutting margin will be widened.
  • the wire cutting ability can be made uniform, and variations in the cutting thickness of each wafer can be reduced.
  • the wire 4 can be similarly cut from the wire supply side (new line side) to the wire recovery side (old line side).
  • the two (or more) tension control means 16 divided into the left and right along the wire 4 are provided.
  • the present invention is not limited to this, and a modification of the tension control means 16 is provided.
  • 9 and 10 the connecting sub-roller that presses the lower wire 4 between the grooved rollers 2 and 3 along the wire 4 at one location will be described.
  • FIG. 9A is a side view schematically showing a modification of the wire saw device according to the first embodiment of the present invention.
  • the same member numbers are used for the description of the structural members that exhibit the same operational effects as the structural members of FIG.
  • FIG. 10 is a block diagram showing an example of the tension control means of FIG.
  • a wire saw device 1 ⁇ / b> A which is a modification of the first embodiment, has a plurality (here, two) of grooved rollers 2 and 3 arranged horizontally at a predetermined interval. .
  • the rotating shafts of the two grooved rollers 2 and 3 are provided so that the axial directions thereof are parallel to each other and the outer peripheral grooves outside the rotating shaft can be rotated.
  • Each of the grooved rollers 2 and 3 has a plurality of outer circumferential grooves formed in a spiral shape on the circumferential surface thereof at a predetermined pitch interval (for example, 0.3 mm).
  • a cutting wire 4 is wound around the outer peripheral grooves of the two grooved rollers 2 and 3 arranged at a predetermined interval. The wire 4 wound between the grooved rollers 2 and 3 is caused to travel, and a plurality of workpieces 7 (here, semiconductor ingots) are simultaneously cut by a plurality of rows of the wires 4.
  • the wire saw device 1A which is a modification of the first embodiment, differs from the wire saw device 1 of the first embodiment in that it is divided into two pieces (or more than one) divided in the stretching direction along the wire 4. Instead of the tension control means 16, one tension control means 22 provided in the stretching direction along the wire 4 is provided.
  • the tension control means 22 is provided on the wire surface opposite to the work 7 between the grooved roller 2 and the work 7 in a plan view.
  • the tension control means 22 abuts each wire 4 and has a grooved sub-roller composed of six sub-roller groups 22a to 22f having different diameters and six grooved sub-roller groups 22a to 22f.
  • a supporting member comprising a shaft member 22g for supporting the shaft member and a biasing member 22h for biasing the six sub-roller groups 22a to 22f to each wire 4 with a constant pressure. 22a to 22f are pressed together against each wire 4.
  • the grooved sub-rollers 22a to 22f are divided into wire row ranges that apply wire tension to the first to sixth six stages from the wire collecting side (old line side) to the wire supply side (new line side).
  • the grooved sub-roller 22a corresponds to the first wire row range on the oldest line side
  • the grooved sub-roller 22f corresponds to the sixth wire row range on the most new line side.
  • the diameter of the grooved sub-roller 22a is R1, the diameter of the grooved sub-roller 22b is R2, the diameter of the grooved sub-roller 22c is R3, the diameter of the grooved sub-roller 22d is R4, the diameter of the grooved sub-roller 22e is R5, and the diameter of the grooved sub-roller 22f
  • R6 The diameter of the grooved sub-roller 22a to 22f having different diameters can be collectively pressed against the wires 4 via a common shaft member. In this case, as the roller diameter is larger on the old line side, the wire 4 can be pressed against the wire 4 with stronger tension on the old line side.
  • the tension control means 22 applies a tension higher than the tensile strength to the wire 4 to break the wire 4 or the winding force of the wire 4 around the grooved rollers 2 and 3 is weakened.
  • tensile_strength of the wire 4 is set so that a cutting precision may not fall or the wire 4 may remove
  • the tension of the wire 4 is set based on the breaking strength (tensile strength) of the wire 4.
  • the tension control means 22 described above is attached by an attachment mechanism so that the amount of pressing of the grooved sub-roller with respect to each wire 4 can be adjusted.
  • the cutting wire 4 wound around the outer peripheral grooves of the plural (here, two) grooved rollers 2 and 3 arranged at predetermined intervals is caused to travel.
  • the wire tension on the wire recovery side is increased among the wire tensions stretched between the grooved rollers 2 and 3, and the wire supply side
  • Tension control means 22 having a reduced wire tension. That is, the tension control means 22 keeps the tension in a state where the wire tension on the wire collection side is maximized and the tension is gradually reduced for each predetermined number of wires 4 from the wire collection side to the wire supply side.
  • the tension of the wire 4 on the wire supply side (new line side) is reduced, and the variation in the deflection amount of the wire 4 is reduced from the wire supply side (new line side) to the wire recovery side (old line side).
  • the risk of wire 4 disconnection is suppressed, and the wire cutting ability can be made uniform on the wire supply side (new line side) and the wire recovery side (old line side). Can be reduced.
  • the present invention is not limited to this, and sapphire, magnetic material, ceramics A large number of brittle materials such as materials can be simultaneously cut into a wafer with high accuracy.
  • the three grooved sub-rollers 161a, 161c and 161e are used as tension applying members of the tension control means 161A which presses each wire 4 at once and changes the wire tension depending on the sub-roller diameter.
  • the two grooved sub-rollers 161b and 161d will be described as tension applying members of the tension control means 161B, and as another example, the wire tension is made different depending on the amount of roller pressing by independently pressing the wire group.
  • the grooved sub-rollers 162a, 162b, 162c, 162d and 162e have been described as tension applying members of the individual tension control means 162, the present invention is not limited to this, and instead of the grooved sub-roller having no friction with respect to the wire 4, FIG.
  • a holding member 191 having a slight friction with respect to the wire 4 is provided. Good.
  • the difference in wire tension may be caused by the difference in the thickness of the pressing member 191 (planar, stepped or tapered in the width direction of the wire row surface).
  • a difference in wire tension may be caused by a difference in pressing amount (pressing force) of the pressing member 191 instead of a difference in pressing amount (pressing force) of the attached sub-roller.
  • the tension control means 19 includes a pressing member 191 as a tension applying member that contacts each wire 4, and a holding member 192 that holds the pressing amount of the pressing member 191 with respect to one or a plurality of wires 4 in an adjustable manner.
  • the controller 193 is a biasing member that biases the pressing member 191 as a tension applying member so that each wire 4 has a predetermined tension with a predetermined pressing amount.
  • the wire row of the plurality of wires 4 is divided into five stages in the width direction, and the wire 4 is pressed by each of the grooved sub-rollers corresponding to the five stages.
  • the tension is held in a state where the tension is gradually reduced for each of a plurality of wires (5-step area) from the wire collection side to the wire supply side.
  • the wire 4 in the area on the wire collection side is pressed by pressing the wire 4 with each grooved sub-roller corresponding to each area by dividing into 2 to 4 step areas, 6 step areas, and further multiple step areas.
  • the tension may be maximized, and the tension may be held in a state where the tension is gradually reduced for each of a plurality of wires 4 (each area) from the wire collection side to the wire supply side.
  • the tension to each wire 4 is divided into five stages, and the grooved sub-roller moves independently between the workpiece 7 and the grooved roller 2 in plan view.
  • Three tension control means 162 each having 162a, 162c, 162e are provided, and two tensions each having grooved sub-rollers 162b and 162d that move independently between the workpiece 7 and the grooved roller 3 in plan view.
  • the control means 162 is provided has been described, the present invention is not limited to this, and the grooved sub-rollers 162a, 162b, 162c, 162d, and 162e that move independently are provided between the workpiece 7 and the grooved roller 2 in plan view, respectively.
  • Five tension control means 162 may be provided.
  • the grooved sub-rollers 162a, 162b, 162c, 162d, and 162e that move independently of each other have different pushing forces (pushing amounts) on the wire 4 even though the roller diameter is the same.
  • the certain gap is 0.3 mm.
  • each grooved sub-roller having a different roller diameter in FIG. 4 is collectively pressed against each wire 4 via a common shaft member. It is more versatile than you do. That is, since the roller diameter is changed according to the tension setting of the wire 4, when the grooved sub-rollers having different roller diameters shown in FIG. 4 are collectively pressed against the wires 4 through the common shaft member, although it may not be applicable to the wire 4 having a different core wire diameter, when each of the grooved sub-rollers in FIG. 6 is pressed against each wire 4 independently, the setting of the pushing amount (pushing force) This can be dealt with by simply changing the wire 4 according to the core diameter.
  • the tension control means 22 rotates the grooved sub-rollers composed of the six sub-roller groups 22a to 22f that are in contact with the wires 4 and the six grooved sub-roller groups 22a to 22f.
  • a grooved sub-roller composed of a sub-roller group 23 a that abuts on each wire 4, and a grooved sub-roller group
  • a support member comprising a shaft member that rotatably supports 3a and a shaft member 23b that supports the shaft member, a spring 23c that urges the sub roller group 23a against each wire 4 with a constant pressure, and a spring 23c and a shaft member 23b that are supported.
  • the wire tension may be reduced continuously (tapered).
  • the sub-roller group 23a presses one wire 4 with one grooved sub-roller to maximize the wire tension on the wire collection side, and for each wire 4 from the wire collection side to the wire supply side.
  • the tension is maintained in a state where the tension is continuously reduced (tapered).
  • FIG. 12 shows a longitudinal sectional view of the workpiece 7 and the wire 4 schematically showing how the workpiece 7 is cut by the wire 4 when tension is set for each wire (tapered). In this way, the wire tension on the wire supply side is reduced, and the amount of bending of the wire 4 is held constant from the wire supply side to the wire recovery side.
  • FIG. 13 shows a longitudinal sectional view of the workpiece 7 and the wire 4 schematically showing how the workpiece 7 is cut by the wire 4 when the wire tension is set in two stages (stepped shape).
  • the wire supply side (new line side) and the wire recovery side (old line side) are set more than in the case of FIG.
  • the wire cutting ability can be made more uniform, and the variation in the cutting thickness of each wafer can be further reduced.
  • each sub-roller group of the tension control means 16 that contacts each wire 4 is provided from the wire collection side to the wire supply side from end to end of the wire row surface.
  • the sub-roller groups of the tension control means 16 contacting the wires 4 need not be arranged. Also good.
  • the present invention is not limited to this, and a triangle as viewed from the side as shown in FIG. Three grooved rollers may be provided at the apex portion, and four grooved rollers may be provided at the quadrangular apex portion when viewed from the side.
  • the present invention is not limited to this, and it may be a grooveless sub-roller or a grooveless sub-roller group.
  • the workpiece cutting method of the second embodiment includes a wire tension setting step of setting the wire tension of the wire 4 stretched between the grooved rollers 2.3 by cutting a test workpiece (semiconductor ingot similar to the workpiece 7). And a workpiece cutting step of cutting the actual workpiece 7 using the set wire tension.
  • the wire tension on the wire supply side is controlled by operating the tension control means 16 or 22 based on the displacement of the wire deflection amount detected during the cutting of the test workpiece to control the wire tension.
  • the wire tension is adjusted by adjusting the wire tension so that the wire deflection amount is kept constant from the wire supply side to the wire collection side.
  • the workpiece 7 is a semiconductor ingot, and the semiconductor ingot is cut into a plurality of semiconductor wafers in a slice shape by the wire row of the wire saw device 1 or 1A.
  • a tension gradation is set by trial cutting with the test workpiece 7. Thereafter, the actual workpiece 7 is cut under the tension gradation cutting conditions.
  • a gradation is added to the tension of the wire 4 to reduce variation in the amount of wire deflection during processing or to make the wire deflection amount constant. In short, the distribution of the deflection amount is reduced.
  • the entire surface of the main roller MR grooved roller 2.3 is in a new line, and the situation is different from when it is continuously cut.
  • the wire 4 having a core wire diameter of 50 ⁇ m to 500 ⁇ m is stretched around the MR with the tension (eg, 10 N) of the dancer roller 10 on the new wire side.
  • the sub-rollers with all the grooves constituting the tension control means are brought into contact with the wires 4 so as to obtain the tension value on the old line side.
  • One work piece 7 (semiconductor ingot) for testing is set on the fixed portion 17.
  • the workpiece 7 is previously fixed to the fixing plate of the fixing portion 17 via an adhesive.
  • the cutting depth of the work 7 is, for example, ⁇ 125 mm and ⁇ 156 mm.
  • One semiconductor ingot 7 for test is sliced under actual slice conditions.
  • new line supply amount 5-30 m / min, number of cycles: 0.5-4 cycle / min (Note that 1 cycle / min means reciprocating traveling in the forward path 30 sec / return path 30 sec), Ingot feed speed: 0.1-1.0 mm / min, wire travel speed: 500-1200 m / min.
  • the slicing is interrupted and the amount of bending of the wire 4 is measured.
  • MR tension gradation is imparted and the deflection amount distribution of the wire 4 is reduced.
  • a workpiece cutting process for cutting the actual workpiece 7 using the set tension gradation is performed.
  • the wire 4 having a core wire diameter of 50 ⁇ m to 500 ⁇ m is stretched around the MR with the tension (eg, 10 N) of the dancer roller 10 on the new wire side.
  • the sub-rollers with all the grooves constituting the tension control means are brought into contact with the wires 4 so as to obtain the tension value on the old line side.
  • One workpiece 7 to be actually cut is set on the fixing portion 17.
  • the workpiece 7 is previously fixed to the fixing plate of the fixing portion 17 via an adhesive.
  • the cutting depth of the work 7 is, for example, ⁇ 125 mm and ⁇ 156 mm.
  • new line supply amount 5-30 m / min
  • number of cycles 0.5-4 cycle / min (Note that 1 cycle / min means reciprocating traveling in the forward path 30 sec / return path 30 sec)
  • Ingot feed speed 0.1-1.0 mm / min
  • wire travel speed 500-1200 m / min.
  • the tension of the wire 4 on the wire supply side (new line side) is reduced, and the variation in the amount of bending of the wire 4 is changed from the wire supply side (new line side) to the wire recovery side (old line). Reduced or kept constant over the wire side), reducing the risk of wire 4 breakage and making the wire cutting ability uniform on the wire supply side (new line side) and wire recovery side (old line side) Thus, variation in the cutting thickness of each wafer can be reduced.
  • work feed mechanism 18 may be provided as a further modification of the wire saw apparatus 1A which is a modification of the first embodiment.
  • Fig. 9 (b) is a side view schematically showing a further modification of the wire saw device 1A of Fig. 9 (a).
  • FIG. 9B the same member numbers are used for the description of the structural members that exhibit the same effects as the structural members of FIG. 1 and FIG. 9A.
  • the difference from the case of the wire saw device 1A in FIG. 9 (a) is that a deflection amount sensor 21 for controlling the workpiece feeding mechanism 18 is provided.
  • the deflection amount sensor 21 detects the deflection amount of the wire 4 in the cutting region of the workpiece 7, and fixes the workpiece 7 at the upper part and moves the workpiece 7 downward so that the detected deflection amount becomes a predetermined value or less.
  • the workpiece feeding mechanism 18 that presses against each wire 4 is controlled.
  • the workpiece feed amount of the workpiece feed mechanism 18 is controlled according to the wire deflection amount detected by the deflection amount sensor 21.
  • the configuration in which the workpiece feed amount is controlled according to the deflection amount of the wire 4 using this deflection amount sensor 21 is not limited to the application to the configuration of FIG. 9A, and is pressed at two left and right locations along the wire.
  • it can be applied to all the sub-roller pressing configurations described in the first embodiment such as the pressing member 191 and the groove-less sub roller or the groove-less sub roller group of FIG. .
  • FIG. 14 is a side view schematically showing a configuration example of a main part of a wire saw device according to Embodiment 3 of the present invention.
  • FIG. 15 is a plan view schematically showing a configuration example of a main part of the wire saw device of FIG.
  • the same member number is attached
  • FIG. 16 is a block diagram showing an example of the tension control means of FIGS. 14 and 15.
  • a plurality of (here, two) grooved rollers 2 and 3 are horizontally arranged with a predetermined interval.
  • the rotating shafts of the two grooved rollers 2 and 3 are provided so that the axial directions thereof are parallel to each other and the outer peripheral grooves outside the rotating shaft can be rotated.
  • Each of the grooved rollers 2 and 3 has a plurality of outer circumferential grooves formed in a spiral shape on the circumferential surface thereof at a predetermined pitch interval (for example, 0.3 mm).
  • a cutting wire 4 is wound around the outer peripheral grooves of the two grooved rollers 2 and 3 arranged at a predetermined interval. The wire 4 wound between the grooved rollers 2 and 3 is caused to travel, and a plurality of workpieces 7 (here, semiconductor ingots) are simultaneously cut by a plurality of rows of the wires 4.
  • the bending amount sensor 24 as a bending amount detecting means for detecting the bending amount of each wire 4 and the tension control means 16 and 22 are provided at the front and rear, and are bent. This is the point that tension control means 25 for controlling the tension of the wire 4 based on the deflection amount of each wire 4 detected by the quantity sensor 24 is provided.
  • a deflection amount sensor 24 is provided on each of the wire 7 supply side and the recovery side of the wire 4 of the work 7 and is provided for each wire row surface on which the tension control means 25 is disposed.
  • the deflection amount sensor 24 detects the deflection amount of the wire 4 in the cutting region of the workpiece 7, and fixes the workpiece 7 at the upper part and moves the workpiece 7 downward so that the detected deflection amount is not more than a predetermined value.
  • the workpiece feed mechanism 18 (not shown here) that presses against each wire 4 is controlled, and the detected value of the deflection amount of each wire 4 detected by the deflection amount sensor 24 is fed back to the corresponding tension control means 25.
  • each of the tension control means 25 includes a grooved sub-roller 25a formed of a sub-roller group having the same diameter, which is in contact with each wire 4, a shaft member that rotatably supports the grooved sub-roller group, and a shaft member 25b that supports the shaft member.
  • the spring 25c is applied via the pressure sensor 25e until the pressure value is detected by the pressure sensor 25e.
  • a pressing stage 25f to be pressed into the wire 4 by independently grooved sub-roller 25a and the sub-roller group 22a and the other sub-roller group 22a.
  • the spring 25c, the support member 25d, the pressure sensor 25e, and the pressure stage 25f constitute a pressure control unit 25g.
  • the predetermined pressure value according to the detected value of the deflection amount of each wire 4 detected by the deflection amount sensor 24 reduces the wire tension on the wire supply side, and the deflection amount of the wire 4 is recovered from the wire supply side. It is set to be held constant across the sides.
  • Each grooved sub-roller 25a of the plurality of sub-roller groups applies the wire tension in the first to fifth steps from the wire recovery side (old line side) to the wire supply side (new line side).
  • the wire recovery side wire tension is increased and the wire supply side wire tension is decreased. ing.
  • the sub-roller control unit of the tension control unit 25 monitors the detected value of the deflection amount of each wire 4 detected by the deflection amount sensor 24 (load cell; not shown here) and each monitored wire 4.
  • the pressure stage 25f that pressurizes the wire 4 so that the wire tension on the wire supply side is kept constant from the wire supply side to the wire collection side by reducing the wire tension on the wire supply side in accordance with the detected value of the amount of bending of the wire.
  • the wire tension on the wire collection side is maximized, and the tension is held in a state where the tension is gradually reduced for each of a plurality of wires from the wire collection side to the wire supply side.
  • a tension monitoring unit (not shown) may be provided inside the pressurization stage 25f constituting the pressurization control unit 25g.
  • the tension control means 25 applies a tension higher than the tensile strength to the wire 4 so that the wire 4 is broken, or the winding force of the wire 4 around the grooved rollers 2 and 3 is weakened.
  • tensile_strength of the wire 4 is set so that a cutting precision may not fall or the wire 4 may remove
  • the tension of the wire 4 is set based on the breaking strength (tensile strength) of the wire 4.
  • the amount of bending of the wire 4 in the cutting region of the workpiece 7 detected by the amount of bending sensor 24 corresponding to the tension control unit 25 is monitored by the tension monitoring unit in the pressure control unit 25g of the tension control unit 25. .
  • the wire tension on the wire supply side is reduced, and the deflection amount of the wire 4 is held constant from the wire supply side to the wire recovery side.
  • the pressure stage 25f presses the grooved sub-roller 25a so as to push it into the wire 4 side.
  • the wire tension on the wire supply side is maximized, and the tension is held in a state where the tension is gradually reduced for each of a plurality of wires from the wire recovery side to the wire supply side.
  • the tension is reduced and the amount of bending of the wire 4 is kept constant from the wire supply side to the wire recovery side.
  • the cutting wire 4 wound around the outer peripheral grooves of the plurality of (here, two) grooved rollers 2 and 3 arranged at a predetermined interval is caused to travel so that the wire 4 In the wire saw device 1B that cuts the workpieces 7 in a plurality of rows, among the wire tensions stretched between the grooved rollers 2 and 3, the wire tension on the wire recovery side is increased and the wire tension on the wire supply side is decreased.
  • Control means 25 is provided. In other words, the tension control means 25 maximizes the wire tension on the wire collection side and reduces the tension continuously or stepwise for each one or a plurality of wires 4 from the wire collection side to the wire supply side. Hold.
  • a bend amount sensor 24 as a bend amount detecting means for detecting the bend amount of the wire 4 is provided between the grooved rollers 2 and 3, and the tension control means 25 has a bend amount of the wire 4 on the wire supply side.
  • a pressurization control unit 25g that pressurizes the wire 4 according to the amount of deflection detected by the amount-of-deflection sensor 24 so as to be held constant from the wire collection side to the wire collection side is provided.
  • the workpiece cutting method includes a wire tension setting step of automatically setting the wire tension of the wire 4 stretched between the grooved rollers 2 and 3, and an actual workpiece using the set wire tension. 7 (here, a semiconductor ingot).
  • This wire tension setting step reduces the wire tension on the wire supply side based on the displacement of the wire deflection amount detected during actual work cutting, and the wire deflection amount is constant from the wire supply side to the wire recovery side.
  • the tension control means 25 automatically controls the wire tension so that the wire tension is set.
  • the deflection amount sensor 24 serving as a deflection amount detecting unit for detecting the deflection amount of each wire 4 and the tension control units 16 and 22 of the first embodiment
  • left and right along the wire 4 are used.
  • the present invention is not limited to this, and the bend amount sensor 24 as the bend amount detecting means for detecting the bend amount of each wire 4 and the tension control means 16 and / or 22 of the first embodiment are not limited thereto. And may be used.
  • This sub-roller control unit includes tension monitoring means (load cell; not shown here) for monitoring the detected value of the deflection amount of each wire 4 detected by the deflection amount sensor 24, and the detected detected value of the deflection amount of each wire 4. And a pressure stage 25f for applying pressure so that the wire tension on the wire supply side is reduced and the amount of bending of the wire 4 is kept constant from the wire supply side to the wire recovery side. The wire tension on the recovery side is maximized, and the tension is maintained in a state where the tension is gradually reduced for each of a plurality of wires from the wire recovery side to the wire supply side.
  • tension monitoring means load cell; not shown here
  • the tension control means 25 for controlling the tension of the wire 4 in accordance with the deflection amount of the wire 4 using the deflection amount sensor 24 is not limited to the configuration of the third embodiment, and two left and right locations along the wire 4 (
  • the pressing member 191 and the grooveless sub-roller group or the groove-free sub-roller group of FIG. The present invention can be applied to all sub-roller pressing configurations described in the first embodiment.
  • the deflection amount sensor 21 is used and the deflection amount sensor 24 is used separately from the case where the workpiece feed amount is controlled according to the deflection amount of the wire 4.
  • the present invention is not limited to this, and the deflection amount sensor 21 is used to control the workpiece feed amount according to the deflection amount of the wire 4.
  • the sub-roller pressing amount may be adjusted by using the deflection amount sensor 24 and using the tension control means 25 that controls the tension of the wire 4 according to the deflection amount of the wire 4.
  • the deflection amount sensor 24 may be separate from the deflection amount sensor 21, or the deflection amount sensor 24 may also serve as the deflection amount sensor 21.
  • the grooved sub-rollers 161a, 161b, 161c, 161d, 161e, the grooved sub-rollers 162a, 162b, 162c, 162d, 162e, the sub-roller groups 22a to 22f, the sub-roller group 23a, and the grooved sub-roller 25a are grooved.
  • the present invention is not limited to this, and it may be a grooveless sub-roller or a grooveless sub-roller group.
  • the third embodiment there is no need to adjust the wire tension by performing the trial cutting by providing the pressure control unit 25g that pressurizes the wire 4 according to the amount of deflection detected by the amount of deflection sensor 24.
  • the first embodiment it is necessary to adjust the wire tension by performing trial cutting.
  • the present invention relates to a wire saw device for cutting a workpiece with a cutting wire by running a cutting wire passed through the outer periphery of a plurality of grooved rollers arranged at predetermined intervals, a workpiece cutting method using the same, and a wafer
  • wire tension is reduced from the wire supply side (new line side) to the wire recovery side (old line side) by reducing the wire tension on the wire supply side (new line side)

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Abstract

ワイヤ供給側（新線側）ワイヤの張力を低減してワイヤの撓み量をワイヤ供給側からワイヤ回収側に渡って一定に保持して、ワイヤの断線リスクを抑制すると共に、ワイヤ供給側とワイヤ回収側でワーク切断能力を均一にできて切断厚さのバラツキを低減する。 所定の間隔で配置された複数（ここでは二つ）の溝付きローラ２，３の外周溝に巻き付けられた切断用のワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワークである半導体インゴット７を切断するワイヤソー装置１において、溝付きローラ２，３間に張架されたワイヤ張力のうち、ワイヤ回収側のワイヤ張力を大きくし、ワイヤ供給側のワイヤ張力を小さくした張力制御手段１６を有している。

Description

ワイヤソー装置およびワーク切断方法、ウエハの製造方法
　本発明は、所定の間隔で配置された複数の溝付きローラの外周に通した切断用ワイヤを走行させることによって、切断用ワイヤでワークを切断するワイヤソー装置およびこれを用いたワーク切断方法、ウエハの製造方法に関する。
　この種の従来のワイヤソー装置は、メインローラに掛け渡されたワイヤの張力を制御しながらワークを切断してウエハ素材を作製している。これが特許文献１、２に開示されている。
　図１７は、特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
　図１７に示すように、従来のワイヤソー装置２００は、主に、ワークＷを切断するための固定砥粒ワイヤ２０１と、この固定砥粒ワイヤ２０１を巻掛けした二つの溝付きローラ２０２と、固定砥粒ワイヤ２０１に張力を付与するためのワイヤ張力付与機構２０３Ａ、２０３Ｂと、切断するワークＷを保持して切り込み送りするワーク送り機構２０４と、切断されるワークＷを冷却するための冷却水供給機構２０５とを有している。
　固定砥粒ワイヤ２０１は、供給側のワイヤリール２０６Ａから繰り出され、ワイヤ張力付与機構２０３Ａを経て、溝付きローラ２０２に入っている。固定砥粒ワイヤ２０１がこの溝付きローラ２０２に３００～４００回程度巻掛けられることによってワイヤ列が形成される。固定砥粒ワイヤ２０１はもう一方のワイヤ張力付与機構２０３Ｂを経て回収側のワイヤリール２０６Ｂに巻き取られている。
　このように、これらのワイヤ張力付与機構２０３Ａ、２０３Ｂにより、溝付きローラ２０２に巻掛けられた固定砥粒ワイヤ２０１に張力を付与し、駆動モータ２０７によって軸方向へ予め設定した反転サイクル時間、走行速度で往復走行させ、ワークＷを往復走行する固定砥粒ワイヤ２０１に押し当てて切り込み送りし、ワークＷをウエハ状に切断している。
　上記従来のワイヤソー装置２００では、新線供給側と旧線回収側でワイヤ張力付与機構２０３Ａ、２０３Ｂにより固定砥粒ワイヤ２０１の張力を管理しているが、各溝付きローラ２０２内側で固定砥粒ワイヤ２０１の張力を管理していない。各溝付きローラ２０２内側で固定砥粒ワイヤ２０１の張力を管理しているものが特許文献２に開示されている。
　図１８は、特許文献２に開示されている従来のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す側面図である。図１９は、図１８のワイヤソー装置における３個の溝付ローラの斜視図である。
　図１８および図１９において、従来のワイヤソー装置１００は３個の溝付ローラ１０１～１０３が所定間隔を置いて軸方向に平行で回転自在に設けられている。各溝付ローラ１０１～１０３にワイヤ１０４が巻き付けられてその巻付き形状が側面視で三角形になっている。各溝付ローラ１０１～１０３はそれぞれ、その周面に回転軸と直交する平面内に所定ピッチ間隔で複数の円周溝１０５が螺旋状に形成されている。
　各溝付ローラ１０１～１０３の所定ピッチの円周溝１０５にワイヤ１０４が係合するように、溝付ローラ１０１～１０３間にワイヤ１０４を巻き付ける。このとき、溝付ローラ１０１～１０３の円周溝１０５に巻き付けられるワイヤ１０４は、螺旋状に多重に巻き付けられる。溝付ローラ１０１～１０３間に螺旋状に巻き付けられたワイヤ１０４の一方を供給リール１０６に巻き付け、他方を回収リール１０７に巻き付けてワイヤ１０４を巻き取るようにしている。これらの供給リール１０６および回収リール１０７を駆動することにより、溝付ローラ１０１～１０３に巻き付けられたワイヤ１０４を走行させることができるようになっている。
　各溝付ローラ１０１～１０３に巻き付けられるワイヤ１０４に、所要の張力を与えるため、溝付ローラ１０１～１０３の外では、ダンサローラー１０８、１０９により張力を検知し、供給リール１０６および回収リール１０７の回転数を制御して、溝付ローラ１０１～１０３の外でのワイヤ１０４の張力が一定となるようにしている。なお、キャプスタン１１０，１１１はワイヤ１０４を複数回巻き付けてワイヤ１０４に制動を与えている。
　各溝付ローラ１０１～１０３内でもワイヤ１０４の張力が一定となるように溝付ローラ間に螺旋状に巻き付けられたワイヤ１０４に当接して、ワイヤ１０４の張力を一定に保持する張力保持手段１１２を設けている。この張力保持手段１１２の設置場所は、図１８に示すように、三角形の頂点位置に配設した溝付ローラ１０１と溝付ローラ１０３との間の斜辺のワイヤ１０４の近傍、および溝付ローラ１０１と溝付ローラ１０２との間の斜辺のワイヤ１０４の近傍の２箇所で、共に三角形の外側辺部である。
　張力保持手段１１２は、ワイヤ１０４に当接する張力付与部材１１３と、それを支えるシャフト１１４と、張力付与部材１１３を一定の圧力でワイヤ１０４に付勢するスプリング１１５と、スプリング１１５およびシャフト１１４を支える支持部材１１６とから構成されている。
　溝付ローラ１０２と溝付ローラ１０３との間の底辺のワイヤ１０４はワークの切断部となり、この切断部となるワイヤ１０４に冷却用のクーラントをかけながら、例えばワークとしての半導体インゴットなどの被切断物１１７を押し付ける。この押付けは、駆動装置１１８によりスライド部１１９を介してステージ１２０を昇降させ、ステージ１２０上に固定した被切断物１１７を昇降させる昇降装置１２１によって行われる。多数本が平行に並んだ各ワイヤ１０４に被切断物１１７を押し付けることによりラッピング作用で切削を行い、同時に被切断物１１７を多数の薄いウエハ状に切断することができる。これによって、多数のウエハ素材を製造することができる。
　スプリング１１５によって一定の圧力で付勢された張力付与部材１１３を、切断に寄与しない三角形の頂角に隣接する２辺のワイヤ１０４に当接させて、ワイヤ１０４の張力が常に一定となるように保持している。
　この結果、張力保持手段１１２により、ワイヤ１０４に引張強度以上の張力が加えられてワイヤ１０４が断線したり、または、ワイヤ１０４の溝付ローラ１０１～１０３への巻付力が弱くなってワーク切断精度が低下したり、ワイヤ１０４が円周溝１０５から外れて切断不良を起こしたりすることもなくなる。
　このように、切断部のワイヤ１０４の張力を一定に保持すると、特に、半導体材料、磁性体材料、セラミックス材料のような脆性材料をウエハ状に高精度に多数同時に切断することができる。
　張力付与部材１１３は、各ワイヤ１０４単位で個別に当接する複数個の当接ローラを用いたものであり、その周面にはワイヤ１０４と係合する円周溝が設けられている。このようにすると、個別に各ワイヤ１０４の張力が調節できるため、ワイヤ１０４の横振れが無くなり、ウエハ切断精度の一層の向上が可能となる。
特開２０１１－２０１９７号公報 特開平７－２７６２１８号公報
　特許文献２に開示されている上記従来のワイヤソー装置１００では、新線供給側と旧線回収側でダンサーローラ１０８，１０９でワイヤ１０４の張力を管理し、各溝付ローラ１０１～１０３内側でもワイヤ１０４の張力が一定となるようにワイヤ１０４の張力を張力保持手段１１２により管理している。
　この場合、ワイヤ１０４に固着された砥粒は、ワークとの摩擦で磨耗するため、図２０に示すように新線側ほど良く切れて、ワークの幅方向のワイヤ供給側（新線側）からワイヤ回収側（旧線側）に行くほど切れ味が低下する。したがって、ワイヤ１０４にワークとしての被切断物１１７を一定の力で押し付けると、多数本張られた各ワイヤ１０４の撓み量に差が発生する。即ち、ワイヤ供給側からワイヤ回収側に向かうほど、ワイヤの撓み量が大きくワイヤ１０４に強い張力がかかりブレが生じ易くなって加工精度が低下するという問題があった。また、ワイヤ１０４が切れると、ワイヤ１０４のつなぎ目や被切断物１１７の温度も冷えて切れ方が変わって段差を生じてしまうので、被切断物１１７とワイヤ１０４を共に交換する必要があるという問題があった。
　本発明は、上記従来の問題を解決するもので、ワイヤ供給側（新線側）のワイヤの張力を低減してワイヤの撓み量バラツキをワイヤ供給側（新線側）からワイヤ回収側（旧線側）に渡って低減することにより、ワイヤの断線リスクを抑制すると共に、ワイヤ供給側（新線側）とワイヤ回収側（旧線側）でワーク切断能力を均一にできて切断厚さのバラツキを低減することができるワイヤソー装置およびこれを用いたワーク切断方法、ウエハの製造方法を提供することを目的とする。
　本発明のワイヤソー装置は、所定の間隔で配置された複数の溝付きローラの外周溝に巻き付けられた切断用のワイヤを走行させて該ワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置において、該複数の溝付きローラ間に張架されたワイヤ張力のうち、ワイヤ回収側のワイヤ張力を大きくし、ワイヤ供給側のワイヤ張力を小さくした張力制御手段を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
　また、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における張力制御手段は、前記ワイヤ回収側のワイヤ張力を最大とし、該ワイヤ回収側から前記ワイヤ供給側に向けて一または複数のワイヤ毎に段階的に張力を小さくした状態で張力を保持する。
　さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、前記ワイヤ供給側のワイヤ張力を前記ワイヤ回収側のワイヤ張力に比べて低減して前記ワイヤの撓み量が該ワイヤ供給側から該ワイヤ回収側に渡って一定に保持されている。
　さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、前記ワークを切断するワイヤ列面と、前記張力制御手段が当接するワイヤ列面とがそれぞれ別のワイヤ列面である。
　さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における張力制御手段は、一または複数設けられ、２段階以上で前記ワイヤの複数列におけるワイヤ本数分の複数段階以下に張力を制御する。
　さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における張力制御手段は、前記ワイヤ回収側から前記ワイヤ供給側に向けて複数段階に前記ワイヤ張力が設定されている。
　さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における張力制御手段は、前記各ワイヤに当接する複数のサブローラ群と、該複数のサブローラ群を回転自在に軸支する軸部材およびこれを支える支持部材と、該サブローラ群を一定の圧力で該ワイヤのそれぞれに付勢する付勢部材とを一または複数セット有し、該複数のサブローラ群を一括して該ワイヤのそれぞれに押圧する。
　さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、前記ワイヤ回収側から前記ワイヤ供給側に向けて前記サブローラ群毎または該サブローラ群の各サブローラ毎に段階的にサブローラの直径が小さくなるように構成されている。
　さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における張力制御手段は、前記ワイヤのそれぞれに当接するサブローラ群と、該サブローラ群を回転自在に軸支する軸部材およびこれを支える支持部材と、該サブローラ群を一定の圧力で該ワイヤのそれぞれに付勢する付勢部材とを複数セット有し、該複数セットのサブローラ群のそれぞれを独立して該ワイヤのそれぞれに押圧する。
　さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、前記ワイヤ回収側から前記ワイヤ供給側に向けて前記サブローラ群毎に段階的にサブローラ群の前記ワイヤのそれぞれへの押し込み力または押し込み量が小さくなるように構成されている。
　さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、前記ワイヤ回収側から前記ワイヤ供給側に向けて前記サブローラ群毎に段階的にワイヤ張力を小さくするように構成されている。
　さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置において、前記ワイヤ回収側から前記ワイヤ供給側に向けて前記サブローラ群の各サブローラ毎に段階的にワイヤ張力を小さくするように構成されている。
　さらに、好ましくは、本発明のワイヤソー装置における溝付きローラ間に、前記ワイヤの撓み量を検出する撓み量検出手段を備え、前記張力制御手段は、該ワイヤの撓み量がワイヤ供給側からワイヤ回収側に渡って一定に保持されるかまたは、該ワイヤの撓み量のバラツキを該ワイヤ供給側から該ワイヤ回収側に渡って低減するように、該撓み量検出手段で検出した該撓み量に応じて該ワイヤのそれぞれを加圧する加圧制御部が設けられている。
　本発明のワーク切断方法は、本発明の上記ワイヤソー装置を用いたワークの切断方法であって、テスト用ワークの切断により前記溝付きローラ間に張架されたワイヤのワイヤ張力を設定するワイヤ張力設定工程と、該設定されたワイヤ張力を用いて実際のワークを切断するワーク切断工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
　また、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるワイヤ張力設定工程は、前記テスト用ワークの切断中に検出されたワイヤ撓み量の変位に基づいて前記張力制御手段を操作して前記ワイヤ張力を制御することにより、前記ワイヤ供給側のワイヤ張力を前記ワイヤ回収側のワイヤ張力に比べて低減して該ワイヤ撓み量が該ワイヤ供給側から該ワイヤ回収側に渡って一定に保持されるかまたは、該ワイヤの撓み量のバラツキを該ワイヤ供給側から該ワイヤ回収側に渡って低減するように、該ワイヤ張力を調整して該ワイヤ張力を設定する。
　本発明のワーク切断方法は、本発明の上記ワイヤソー装置を用いたワークの切断方法であって、前記溝付きローラ間に張架されたワイヤのワイヤ張力を自動的に設定するワイヤ張力設定工程と、該設定されたワイヤ張力を用いて実際のワークを切断するワーク切断工程とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
　さらに、好ましくは、本発明のワーク切断方法におけるワイヤ張力設定工程は、前記実際のワークの切断中に検出されたワイヤ撓み量の変位に基づいて、前記ワイヤ供給側のワイヤ張力を前記ワイヤ回収側のワイヤ張力に比べて低減して該ワイヤ撓み量が該ワイヤ供給側から該ワイヤ回収側に渡って一定に保持されるかまたは、該ワイヤの撓み量のバラツキを該ワイヤ供給側から該ワイヤ回収側に渡って低減するように、前記張力制御手段が自動的に前記ワイヤ張力を制御して該ワイヤ張力を設定する。
　本発明のウエハの製造方法は、本発明の上記ワーク切断方法において、前記ワークが半導体のインゴットであって、該半導体インゴットを前記ワイヤソー装置のワイヤ列で多数枚の半導体ウエハに切断するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
　上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
　本発明においては、所定の間隔で配置された複数の溝付きローラの外周溝に巻き付けられた切断用の各ワイヤを走行させてワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置において、複数の溝付きローラ間に張架されたワイヤ張力のうち、ワイヤ回収側のワイヤ張力を大きくし、ワイヤ供給側のワイヤ張力を小さくした張力制御手段を有する。
　これによって、ワイヤ供給側（新線側）ワイヤの張力を低減してワイヤの撓み量バラツキをワイヤ供給側（新線側）からワイヤ回収側（旧線側）に渡って低減することにより、ワイヤの断線リスクを抑制すると共に、ワイヤ供給側（新線側）とワイヤ回収側（旧線側）でワーク切断能力を均一にでき切断厚さのバラツキを低減することが可能となる。
　以上により、本発明によれば、ワイヤ供給側（新線側）ワイヤの張力を低減してワイヤの撓み量バラツキをワイヤ供給側（新線側）からワイヤ回収側（旧線側）に渡って低減することにより、ワイヤの断線リスクを抑制すると共に、ワイヤ供給側（新線側）とワイヤ回収側（旧線側）でワーク切断能力を均一にでき切断厚さのバラツキを低減することができる。
本発明の実施形態１におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。 図１のワイヤソー装置の溝付ローラ間にワイヤが巻き付けられた状態を上から見た平面図である。 図１のワイヤソー装置の要部構成の一例を示す側面図である。 図１のワイヤソー装置の要部構成の一例を示す平面図である。 図４の張力制御手段の一例を示す構成図である。 図１のワイヤソー装置の要部構成の一例を示す平面図である。 図６の張力制御手段の他の一例を示す構成図である。 図１の張力制御手段の変形例を含むワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す側面図である。 （ａ）は、本発明の実施形態１におけるワイヤソー装置の変形例を模式的に示す側面図であり、（ｂ）は、（ａ）のワイヤソー装置の更なる変形例を模式的に示す側面図である。 図９の張力制御手段の一例を示す構成図である。 図９の張力制御手段の他の一例を示す構成図である。 ワイヤ１本毎の張力を設定した場合のワイヤによるワークの切れ方を模式的に示すワークおよびワイヤの縦断面図である。 ２段階にワイヤの張力を設定した場合のワイヤによるワークの切れ方を模式的に示すワークおよびワイヤの縦断面図である。 本発明の実施形態３におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す側面図である。 図１４のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す平面図である。 図１４および図１５の張力制御手段の一例を示す構成図である。 特許文献１に開示されている従来のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。 特許文献２に開示されている従来のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す側面図である。 図１８のワイヤソー装置における３個の溝付ローラの斜視図である。 従来のワイヤソー装置のワイヤによるワークの切れ方を模式的に示す半導体インゴットおよびワイヤの縦断面図である。
　１、１Ａ、１Ｂ　ワイヤソー装置
　２，３　溝付ローラ
　４　ワイヤ
　５　供給リール（新線ボビン）
　６　回収リール（旧線ボビン）
　７　ワーク（半導体インゴット）
　８、９、１１、１２　ガイドローラ
　１０、１３　ダンサローラ
　１４、１５　トラバーサ
　１６、１６１Ａ、１６１Ｂ、１６２　張力制御手段
　１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄ、１６１ｅ　溝付サブローラ
　１６１ｆ　シャフト部材
　１６１ｇ　スプリング
　１６１ｈ　支持部材
　１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄ、１６２ｅ　溝付サブローラ
　１６２ｆ　シャフト部材
　１６２ｇ　スプリング
　１６２ｈ　支持部材
　１７　固定部
　１８　ワーク送り機構
　１９　張力制御手段
　１９１　押さえ部材
　１９２　保持部材
　１９３　制御部
　２０　加工液供給部
　２１　撓み量センサ
　２２、２３　張力制御手段
　２２ａ～２２ｆ　サブローラ群
　２２ｇ　シャフト部材
　２２ｈ　付勢部材
　２３ａ　サブローラ群
　２３ｂ　シャフト部材
　２３ｃ　スプリング
　２３ｄ　支持部材
　２４　撓み量センサ
　２５　張力制御手段
　２５ａ　溝付サブローラ
　２５ｂ　シャフト部材
　２５ｃ　スプリング
　２５ｄ　支持部材
　２５ｅ　圧力センサ
　２５ｆ　加圧ステージ
　２５ｇ　加圧制御部
　Ａ　ワイヤ回収側（旧線側）
　Ｂ　ワイヤ供給側（新線側）
　Ｒ１～Ｒ６　溝付サブローラの直径
　以下に、本発明のワイヤソー装置の実施形態１、３および、これらの本発明のワイヤソー装置の実施形態１を用いたワーク切断方法の実施形態２について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
　（実施形態１）
　図１は、本発明の実施形態１におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す斜視図である。
　図１において、本実施形態１のワイヤソー装置１は複数（ここでは２個）の溝付ローラ２，３が所定間隔を置いて水平に配置されている。２個の溝付ローラ２，３の回転軸はその軸方向が平行でその回転軸の外側の外周溝と共に回転自在に設けられている。これらの溝付ローラ２，３はそれぞれ、その周面に所定ピッチ間隔で複数の外周溝が螺旋状に形成されている。所定の間隔で配置された複数の溝付きローラ２，３の外周溝に切断用のワイヤ４が巻き付けられている。
　溝付ローラ２，３の外周溝に巻き付けられるワイヤ４は、螺旋状に多重に巻き付けられる。溝付ローラ２，３間で巻き回数が多い場合には数千回程度にもなる。溝付ローラ２，３間に螺旋状に巻き付けられたワイヤ４の一方端が新線供給側の供給リール５に巻き付けられ、その他方端が旧線回収側の回収リール６に巻き付けられている。これらの供給リール５および回収リール６を駆動することにより、溝付ローラ２，３間に巻き付けられたワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク７（ここでは半導体インゴット）を多数枚同時に切断するようになっている。切断枚数は多い場合には、数千枚程度を同時に切断する。ワイヤ４は、芯線径が例えばここでは５０μｍ～５００μｍのものを用い、芯線の周囲にダイヤモンドなどの砥粒が固着されている。ワイヤ４の芯線径によって切り代が決まり例えばワイヤ４の径が５０μｍ（０．０５ｍｍ）の場合に切り代も５０μｍ（０．０５ｍｍ）程度となるのが理想的である。供給リール５には、例えば数十～数百Ｋｍのワイヤ４が巻かれている。
　各溝付ローラ２，３に巻き付けられるワイヤ４に、所要の張力を与えるため、溝付ローラ２と供給リール５との間に慣性駆動のガイドローラ８，９が設けられ、ガイドローラ８，９の間にダンサローラ１０が設けられている。ダンサローラ１０により溝付ローラ２へのワイヤ４の張力を一定に制御している。また、溝付ローラ３と回収リール６との間の慣性駆動のガイドローラ１１，１２が設けられ、ガイドローラ１１，１２の間にダンサローラ１３が設けられている。ダンサローラ１３により溝付ローラ３からのワイヤ４の張力を一定に制御している。要するに、ダンサローラ１０，１３は、ワイヤ４の向きを変えるためのガイドローラ８，９間とガイドローラ１１，１２間に設けられ、一定の付勢力が下方に働いてワイヤ４に一定の張力が作用するようになっている。旧線側のダンサローラ１３によるワイヤ張力が最大、供給側のダンサローラ１０によるワイヤ張力は回収側のワイヤ張力よりも低い値（例えば７０～９５パーセント）とする。
　ガイドローラ９と供給リール５との間にはトラバーサ１４が設けられ、トラバーサ１４により供給リール５に整列して巻き付けられているワイヤ４が順次取り出されるように作用する。また、ガイドローラ１２と回収リール６との間にもトラバーサ１５が設けられ、トラバーサ１５により回収リール６に整列してワイヤ４が巻き取られるように作用する。
　供給側のトラバーサ１４は、供給リール５からワイヤ４を取り込むときに順次ワイヤ位置に上下移動して整列巻き付けされたワイヤ４をスムーズに取り出す機能を有している。また、回収側のトラバーサ１５は、回収リール６にワイヤ４を整列巻き付けするために順次上下移動してワイヤ４をスムーズに順次巻き付ける機能を有している。
　各溝付ローラ２，３内において、ワイヤ４の張力が制御できるように溝付ローラ２，３間に螺旋状に巻き付けられた多数のワイヤ４に当接して、ワイヤ４の張力を制御する張力制御手段１６が設けられている。この張力制御手段１６が当接する下側のワイヤ列面は、ワーク７を切断する上側のワイヤ列面とは別のワイヤ列面である。このように、張力制御手段１６をワーク切断部（半導体インゴット側）と別の場所に備えることにより、張力制御によるワイヤ高さずれがワーク切断に与える影響を小さくすることができる。ここで、ワイヤ列面とは、溝付ローラ２、３間のワイヤ列で形成される上側と下側の各平面を示している。
　張力制御手段１６は、溝付きローラ２，３間に張架されたワイヤ４の張力のうち、少なくとも２段階で、ワイヤ回収側（旧線側）のワイヤ４の張力を大きくし、ワイヤ供給側（新線側）のワイヤ４の張力を小さく設定している。また、張力制御手段１６は、ワイヤ回収側（旧線側）のワイヤ４の張力を最大とし、ワイヤ回収側（旧線側）からワイヤ供給側（新線側）に向けて一または複数のワイヤ毎に段階的にワイヤ４の張力を小さくした状態でワイヤ４の張力を保持している。この場合、ワイヤ供給側（新線側）のワイヤの張力を低減する。
　溝付ローラ２、３間のワイヤ４の上側ワイヤ列面はワーク７の切断面であり、この切断面を左右に横切るように加工液供給部２０が設けられ、この切断面の各ワイヤ列に加工液供給部１９の加工液供給口から冷却用のクーラントをかけながら、例えばワーク７をその切断面のワイヤ列面に押し付けて切断する。冷却の目的で液体のクーラントをワーク７および各ワイヤ４にかけながら多数本のワイヤ４で一括して同時にワーク７をウエハ状に切断する。
　このワイヤ列へのワーク７の押付けは、ワーク７を固定した固定部１７をワーク送り機構１８により昇降させて、ワーク７を溝付ローラ２、３間のワイヤ列に上から押し付ける。多数本が平行に並んだワイヤ４の列上にワーク７を押し付けることにより、厚さが均一な多数の薄いウエハ状に同時に切断する。これによって、厚さの揃ったウエハ素材を製造することができる。
　加工室には、溝付ローラ２、３、その間のワイヤ４、張力制御手段１６、ワーク７、これを固定した固定部１７およびワーク送り機構１８が収容され、それ以外の部材は加工室の外部に配置されている。
　図２は、図１のワイヤソー装置１の溝付ローラ２，３間にワイヤ４が巻き付けられた状態を上から見た平面図である。
　図２に示すように、溝付きローラ２，３間に張架された多数のワイヤ４のうち、少なくともワイヤ回収側（旧線側）Ａとワイヤ供給側（新線側）Ｂの２段階に分割し、張力制御手段１６は、ワイヤ回収側（旧線側）Ａのワイヤ４の張力を大きくし、ワイヤ供給側（新線側）Ｂのワイヤ４の張力を小さく設定する。ここでは、ワイヤ回収側（旧線側）Ａとワイヤ供給側（新線側）Ｂとの比率を１対２（全体の１／３と２／３）としている。ワイヤ回収側（旧線側）Ａとワイヤ供給側（新線側）Ｂとの比率は１対２に限らず、センターラインを境にして１対１（全体の１／２と１／２）でもよいし、それ以外の比率でもよい。また、張力制御手段１６は、ワイヤ回収側（旧線側）のワイヤ４の張力を最大とし、ワイヤ回収側（旧線側）Ａの端部からワイヤ供給側（新線側）に向けて一または複数のワイヤ４毎に段階的にワイヤ４の張力を小さくした状態でワイヤ４の張力を保持するようにしてもよい。要するに、張力制御手段１６は、一または複数設けられ、２段階以上でワイヤ列のワイヤ本数以下の段階に張力を制御する。これによって、２段階以上でワイヤ列のワイヤ本数以下の張力グラデーションがある状態となる。
　ここで、張力制御手段１６として、図３および図４を用いて、溝付ローラ２，３間の下側のワイヤ４をワイヤ４に沿った左右２箇所で押圧する連結サブローラについて説明する。
　図３は、図１のワイヤソー装置１の要部構成の一例を示す側面図である。図４は、図１のワイヤソー装置１の要部構成の一例を示す平面図である。図５は、図４の張力制御手段１６の一例を示す構成図である。
　図３～図５に示すように、張力制御手段１６は、各ワイヤ４に当接する５個のサブローラ群と、５個の溝付サブローラ群を回転自在に軸支する軸部材およびこれを支える支持部材と、溝付サブローラ群を一定の圧力で各ワイヤ４に付勢する付勢部材とを有し、５個のサブローラ群を一括して各ワイヤ４に押圧してもよいが、ここでは、各ワイヤ４への張力が５段階に分割されており、平面視でワーク７と溝付きローラ２間に設けられた３個のサブローラ群を持つ連結サブローラの張力制御手段１６１Ａと、平面視でワーク７と溝付きローラ３間に設けられた２個のサブローラ群を持つ連結サブローラの張力制御手段１６１Ｂとに分けられている。
　張力制御手段１６１Ａは、各ワイヤ４に当接する張力付与部材としての溝付サブローラ１６１ａ、１６１ｃおよび１６１ｅと、溝付サブローラ１６１ａ、１６１ｃおよび１６１ｅを回転自在に軸支する軸部材およびこれを支えるシャフト部材１６１ｆからなる支持部材と、張力付与部材としての溝付サブローラ１６１ａ、１６１ｃおよび１６１ｅを一定の圧力で各ワイヤ４に付勢するためにシャフト部材１６１ｆに付勢するスプリング１６１ｇと、スプリング１６１ｇおよびシャフト部材１６１ｆを支持する支持部材１６１ｈとを有し、溝付サブローラ１６１ａ、１６１ｃおよび１６１ｅ（３個のサブローラ群）を一括して各ワイヤ４に押圧する。これらのスプリング１６１ｇと支持部材１６１ｈにより上記付勢部材が構成されている。
　ワイヤ回収側（旧線側）からワイヤ供給側（新線側）に向けて第１～第５の５段階にワイヤ張力を付与するワイヤ列範囲に分割されており、溝付サブローラ１６１ａは最も旧線側の第１のワイヤ列範囲に対応し、溝付サブローラ１６１ｃは中間に位置する第３のワイヤ列範囲に対応し、溝付サブローラ１６１ｅは最もワイヤ供給側（新線側）の第５のワイヤ列範囲に対応している。溝付サブローラ１６１ａの直径をＲ１、溝付サブローラ１６１ｃの直径をＲ３、溝付サブローラ１６１ｅの直径をＲ５とした場合に、Ｒ１＞Ｒ３＞Ｒ５とする。直径の異なる３個のサブローラ群である溝付サブローラ１６１ａ、１６１ｃおよび１６１ｅを共通な軸部材を介して一括して各ワイヤ４に押圧するように構成されている。この場合、旧線側ほど径が大きい分だけ、旧線側ほど押し込み量が大きく強い張力で各ワイヤ４に押圧することができる。
　張力制御手段１６１Ｂは、各ワイヤ４に当接する張力付与部材としての溝付サブローラ１６１ｂおよび１６１ｄと、溝付サブローラ１６１ｂおよび１６１ｄを回転自在に軸支する軸部材およびこれを支えるシャフト部材からなる支持部材と、張力付与部材としての溝付サブローラ１６１ｂおよび１６１ｄを一定の圧力で各ワイヤ４に付勢するスプリングと、このスプリングおよびシャフト部材を支持する支持部材とを有している。これらのスプリングと支持部材により上記付勢部材が構成されている。
　溝付サブローラ１６１ｂは旧線側の第２のワイヤ列範囲に対応し、溝付サブローラ１６１ｄは新線側の第４のワイヤ列範囲に対応している。溝付サブローラ１６１ｂの直径をＲ２、溝付サブローラ１６１ｄの直径をＲ４とした場合に、Ｒ２＞Ｒ４であって、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５とする。直径の異なる２個のサブローラ群である溝付サブローラ１６１ｂおよび１６１ｄを共通な軸部材を介して一括して各ワイヤ４に押圧することができる。この場合、旧線側ほど径が大きい分だけ、旧線側ほど押し込み量が大きく強い張力で各ワイヤ４に押圧することができる。
　以上の場合、張力制御手段１６１Ａおよび１６１Ｂにより、ワイヤ４に引張強度以上の張力が加えられてワイヤ４が断線したり、または、ワイヤ４の溝付ローラ２，３への巻付力が弱くなってワーク切断精度が低下したり、ワイヤ４が外周溝から外れて切断不良を起こしたりすることがないように、ワイヤ４の張力が設定される。ワイヤ４の張力はワイヤ４の破断強度（引張強度）に基づいて設定される。
　以上は、張力制御手段１６１Ａおよび１６１Ｂにより、それぞれ一括して各ワイヤ４に押圧し、サブローラ径の違いによってワイヤ張力を異ならせた張力制御手段１６１Ａの張力付与部材として３個の溝付サブローラ１６１ａ、１６１ｃおよび１６１ｅ、張力制御手段１６１Ｂの張力付与部材として２個の溝付サブローラ１６１ｂおよび１６１ｄについて説明したが、別の事例として、図６および図７を用いて、独立してワイヤ群毎に押圧し、ローラ押し込み量（ローラ押し込み力）の違いによってワイヤ張力を異ならせた５個の張力制御手段１６２の張力付与部材として溝付サブローラ１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄおよび１６２ｅについて説明する。
　 さらに、張力制御手段１６として、溝付ローラ２，３間の下側のワイヤ４をワイヤに
沿った左右２箇所で押圧する非連結サブローラについて説明する。
　図６は、図１のワイヤソー装置１の要部構成の他の一例を示す平面図である。図７は、図６の張力制御手段１６の他の一例を示す構成図である。
　図６および図７に示すように、上記張力制御手段１６は、各ワイヤ４への張力が５段階に分割されており、平面視でワーク７と溝付きローラ２間に設けられ、それぞれ独立して動く溝付サブローラ１６２ａ，１６２ｃ，１６２ｅをそれぞれ持つ３個の張力制御手段１６２と、平面視でワーク７と溝付きローラ３間に設けられ、それぞれ独立して動く溝付サブローラ１６２ｂおよび１６２ｄをそれぞれ持つ２個の張力制御手段１６２とを有し、複数（５個）のサブローラ群をそれぞれ独立に駆動させて、分割した５個の溝付きサブローラ１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄ、１６２ｅのうち、最もワイヤ回収側（溝付きサブローラ１６２ａ）の押し込み量（押し込み力）を最大としてワイヤ張力を最大とし、ワイヤ回収側（旧線側）からワイヤ供給側（新線側）に向けて押し込み量（押し込み力）を段階的に小さくしてワイヤ４の張力を順次段階的に小さくした状態でワイヤ４の張力を保持するように各ワイヤ４に押圧する。
　張力制御手段１６２は、各ワイヤ４に当接するサブローラ群の溝付サブローラと、溝付溝付サブローラを回転自在に軸支する軸部材およびこれを支える支持部材と、溝付サブローラ群を一定の圧力で各ワイヤ４に付勢する付勢部材とを有し、サブローラ群の溝付きサブローラ１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄ、１６２ｅをそれぞれ独立して各ワイヤ４にそれぞれ押圧する。
　例えば、最もワイヤ回収側（旧線側）の張力制御手段１６２は、各ワイヤ４に当接する張力付与部材としての溝付サブローラ１６２ａと、溝付サブローラ１６２ａを回転自在に軸支する軸部材およびこれを支えるシャフト部材１６２ｆからなる支持部材と、張力付与部材としての溝付サブローラ１６２ａを所定圧力（押し込み力）で各ワイヤ４に付勢するためにシャフト部材１６２ｆを付勢するスプリング１６２ｇと、スプリング１６２ｇおよびシャフト部材１６２ｆを支持する支持部材１６２ｈとを有している。他の張力制御手段１６２も同様の構成である。これらのスプリング１６２ｇと支持部材１６２ｈにより上記付勢部材が構成されている。
　５個の張力制御手段１６２のスプリング１６２ｇによる各ワイヤ４への押し込み力は、ワイヤ回収側（旧線側）からワイヤ供給側（新線側）に向けて段階的に小さくなっている。要するに、溝付サブローラ１６２ａは、最もワイヤ回収側（旧線側）に位置しており、溝付サブローラ１６１ｅは最もワイヤ供給側（新線側）に位置している。溝付サブローラ１６２ａが最も大きい押し込み量（押し込み力）で、溝付サブローラ１６２ａ～１６２ｅにおいてワイヤ供給側（新線側）に行くほど押し込み量（押し込み力）を段階的に小さくしてワイヤ４の張力を順次小さくしている。
　以上の場合、５個の張力制御手段１６２により、ワイヤ４に引張強度以上の張力が加えられてワイヤ４が断線したり、または、ワイヤ４の溝付ローラ２，３への巻付力が弱くなってウエハ切断精度が低下したり、ワイヤ４が外周溝から外れて切断不良を起こしたりすることがないように、ワイヤ４の張力が設定される。ワイヤ４の張力はワイヤ４の破断強度（引張強度）に基づいて設定される。
　さらに、張力制御手段１６として、溝付ローラ２，３間の下側のワイヤ４を左右２箇所で押圧する非連結サブローラの場合に、以上の同一ローラ径を持ち押し込み量を変化させた５個の張力制御手段１６２ａ～１６２ｅに代えて、図１１を用いて説明すると、５個の張力制御手段がそれぞれ、ローラ直径が段階的（階段状）または連続的（テーパ状）に変化するように構成してもよい。この場合、１個の張力制御手段においても５個の張力制御手段全体においても、ワイヤ供給側（新線側）に行くほどローラ直径が段階的（階段状）または連続的（テーパ状）に小さくなるように設定して、ワイヤ供給側ほどワイヤ４の張力を順次小さくすればよい。この場合に、５個の張力制御手段において押し込み量（押し込み力）は一定かまたはそれほど変化しないように変化幅を小さくすることができる。要するに、ローラ直径の変化と押し込み量の変化とを組み合わせることにより、ワイヤ回収側のワイヤ４の張力を大きくし、ワイヤ供給側のワイヤ４の張力を小さくすることができる。
　図１１を用いて説明すると、５個の張力制御手段はそれぞれ、各ワイヤ４に当接するサブローラ群２３ａからなる溝付サブローラと、溝付サブローラ群２３ａを回転自在に軸支する軸部材およびこれを支えるシャフト部材２３ｂからなる支持部材と、サブローラ群２３ａを一定の圧力で各ワイヤ４に付勢するスプリング２３ｃと、スプリング２３ｃおよびシャフト部材２３ｂを支持する支持部材２３ｄとを有し、サブローラ群２３ａを一括して各ワイヤ４に押圧する場合に、ワイヤ回収側（旧線側）からワイヤ供給側（新線側）に向けて溝付サブローラ毎に段階的（階段状）または連続的（テーパ状）にワイヤ張力を小さくするように構成することができる。これらのスプリング２３ｃと支持部材２３ｄにより付勢部材が構成されている。ここでは、サブローラ群２３ａは、一の溝付サブローラで一のワイヤ４を押圧して最もワイヤ回収側のワイヤ張力を最大とし、ワイヤ回収側からワイヤ供給側に向けて１本のワイヤ４毎に連続的（テーパ状）に張力を小さくした状態で張力を保持するようになっている。
　以上の５個の張力制御手段１６２、張力制御手段１６１Ａおよび１６１Ｂは、取り付け機構において、溝付サブローラの各ワイヤ４に対する押し込み量を調整可能に取り付けられている。
　以上により、本実施形態１によれば、所定の間隔で配置された複数（ここでは二つ）の溝付きローラ２，３の外周溝に巻き付けられた切断用のワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク７を切断するワイヤソー装置１において、溝付きローラ２，３間に張架されたワイヤ張力のうち、ワイヤ回収側のワイヤ張力を大きくし、ワイヤ供給側のワイヤ張力を小さくした張力制御手段１６を有している。即ち、張力制御手段１６は、ワイヤ回収側のワイヤ張力を最大とし、ワイヤ回収側からワイヤ供給側に向けて複数のワイヤ４毎に段階的に張力を小さくした状態で張力を保持する。
　これによって、ワイヤ供給側（新線側）のワイヤ４の張力をワイヤ排出側のワイヤ張力に比べて低減してワイヤ４の撓み量のバラツキを低減した状態で保持するため、ワイヤ４の断線リスクを抑制すると共に、ワイヤ供給側（新線側）とワイヤ排出側（旧線側）でワイヤ切断能力を均一にできて各ウエハの切断厚さのバラツキを低減することができる。
　ここで、一般的に、ワイヤ４を細線化するとワイヤ破断強度が低下し、装置内で使用できるワイヤ張力上限を下げる必要があるが、ワイヤ張力上限を下げると、ワーク７の加工性が低下し、ワイヤ張力の違い、即ち、上述の各ウェハの切断厚さのバラツキがより顕著に表れてしまう。したがって、細線ワイヤ使用時(特にワイヤ４の芯線径が８０μｍ以下のような破断強度が小さなワイヤを用いるとき)、本発明のように制御することで、従来装置に対してより大きな効果を得ることができる。
　特に、ワイヤ供給側（新線側）のワイヤ４の張力を低減するのは、ワイヤ供給側（新線側）のワイヤ４は良く切れるために切り代を広げてしまう可能性が高く、ワイヤ供給側（新線側）のワイヤ４の張力を低減することにより、ワーク切断能力を均一にできて各ウエハの切断厚さのバラツキを低減することができる。また同様に、ワイヤ回収側のワイヤ４においても良く切れなくなっているためにかえって切り代を広げてしまう可能性が高く、ワイヤ回収側（旧線側）のワイヤ４の張力を大きくすることにより、ワイヤ切断能力を均一にできて各ウエハの切断厚さのバラツキを低減することができる。要するに、ワイヤ供給側（新線側）からワイヤ回収側（旧線側）に渡ってワイヤ４にて同じように切断することができる。
　次に、前述したように、ワイヤ４に沿って左右に分けられた２個（またはそれ以上の複数個）の張力制御手段１６を設けたが、これに限らず、張力制御手段１６の変形例として、図９および図１０を用いて、溝付ローラ２，３間の下側のワイヤ４をワイヤ４に沿って１箇所で押圧する連結サブローラについて説明する。
　ここでは、ワイヤ４に沿って後述する１個の張力制御手段２２を設けた場合について図９（ａ）および図１０～図１３を用いて詳細に説明する。
　図９（ａ）は、本発明の実施形態１におけるワイヤソー装置の変形例を模式的に示す側面図である。図９（ａ）では、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の部材番号を付けて説明する。図１０は、図９（ａ）の張力制御手段の一例を示す構成図である。
　図９（ａ）および図１０において、本実施形態１の変形例であるワイヤソー装置１Ａは、複数（ここでは２個）の溝付ローラ２，３が所定間隔を置いて水平に配置されている。２個の溝付ローラ２，３の回転軸は、その軸方向が平行でその回転軸の外側の外周溝と共に回転自在に設けられている。これらの溝付ローラ２，３はそれぞれ、その周面に所定ピッチ間隔（例えば０．３ｍｍ）で複数の外周溝が螺旋状に形成されている。所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の外周溝に切断用のワイヤ４が巻き付けられている。溝付ローラ２，３間に巻き付けられたワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク７（ここでは半導体インゴット）を多数枚同時に切断するようになっている。
　本実施形態１の変形例であるワイヤソー装置１Ａが上記実施形態１のワイヤソー装置１の場合と異なるのは、ワイヤ４に沿った張架方向に分けられた２個（またはそれ以上の複数個）の張力制御手段１６の代わりに、ワイヤ４に沿った張架方向に設けられた１個の張力制御手段２２を設けた点である。
　張力制御手段２２は、平面視で溝付ローラ２とワーク７との間で、ワーク７とは反対側のワイヤ面に設けられている。張力制御手段２２は、各ワイヤ４に当接する、直径が段階的に異なる６個のサブローラ群２２ａ～２２ｆからなる溝付サブローラと、６個の溝付サブローラ群２２ａ～２２ｆを回転自在に軸支する軸部材およびこれを支えるシャフト部材２２ｇからなる支持部材と、６個のサブローラ群２２ａ～２２ｆを一定の圧力で各ワイヤ４に付勢する付勢部材２２ｈとを有し、６個のサブローラ群２２ａ～２２ｆを一括して各ワイヤ４に押圧する。
　溝付サブローラ２２ａ～２２ｆは、ワイヤ回収側（旧線側）からワイヤ供給側（新線側）に向けて複数段階の第１～第６の６段階にワイヤ張力を付与するワイヤ列範囲に分割されており、溝付サブローラ２２ａが最も旧線側の第１のワイヤ列範囲に対応し、溝付サブローラ２２ｆは最も新線側の第６のワイヤ列範囲に対応している。溝付サブローラ２２ａの直径をＲ１、溝付サブローラ２２ｂの直径をＲ２、溝付サブローラ２２ｃの直径をＲ３、溝付サブローラ２２ｄの直径をＲ４、溝付サブローラ２２ｅの直径をＲ５、溝付サブローラ２２ｆの直径をＲ６とした場合に、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４＞Ｒ５＞Ｒ６とする。直径の異なるサブローラ群２２ａ～２２ｆを共通な軸部材を介して一括して各ワイヤ４に押圧することができる。この場合、旧線側ほどローラ直径が大きい分だけ、旧線側ほど強い張力で各ワイヤ４に押圧することができるようになっている。
　以上の場合、張力制御手段２２により、ワイヤ４に引張強度以上の張力が加えられてワイヤ４が断線したり、または、ワイヤ４の溝付ローラ２，３への巻付力が弱くなってウエハ切断精度が低下したり、ワイヤ４が外周溝から外れて切断不良を起こしたりすることがないように、ワイヤ４の張力が設定される。ワイヤ４の張力はワイヤ４の破断強度（引張強度）に基づいて設定される。
　以上の張力制御手段２２は、取り付け機構において、溝付サブローラの各ワイヤ４に対する押し込み量を調整可能に取り付けられている。
　以上により、本実施形態１の変形例によれば、所定の間隔で配置された複数（ここでは二つ）の溝付きローラ２，３の外周溝に巻き付けられた切断用のワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワークであるワーク７を切断するワイヤソー装置１Ａにおいて、溝付きローラ２，３間に張架されたワイヤ張力のうち、ワイヤ回収側のワイヤ張力を大きくし、ワイヤ供給側のワイヤ張力を小さくした張力制御手段２２を有している。即ち、張力制御手段２２は、ワイヤ回収側のワイヤ張力を最大とし、ワイヤ回収側からワイヤ供給側に向けて所定数のワイヤ４毎に段階的に張力を小さくした状態で張力を保持する。
　これによって、ワイヤ供給側（新線側）のワイヤ４の張力を低減してワイヤ４の撓み量のバラツキをワイヤ供給側（新線側）からワイヤ回収側（旧線側）に渡って低減するかまたは一定に保持するため、ワイヤ４の断線リスクを抑制すると共に、ワイヤ供給側（新線側）とワイヤ回収側（旧線側）でワイヤ切断能力を均一にできて各ウエハの切断厚さのバラツキを低減することができる。
　なお、本実施形態１では、ワーク７として半導体材料の半導体インゴット（例えば単結晶または多結晶のシリコンインゴット）を多数に切断する場合について説明したが、これに限らず、サファイヤ、磁性体材料やセラミックス材料のような脆性材料をウエハ状に高精度に多数同時に切断することもできる。
　なお、本実施形態１では、一括して各ワイヤ４に押圧し、サブローラ径の違いによってワイヤ張力を異ならせた張力制御手段１６１Ａの張力付与部材として３個の溝付サブローラ１６１ａ、１６１ｃおよび１６１ｅ、張力制御手段１６１Ｂの張力付与部材として２個の溝付サブローラ１６１ｂおよび１６１ｄについて説明すると共に、別の事例として、独立してワイヤ群に押圧し、ローラ押し込み量の違いによってワイヤ張力を異ならせた５個の張力制御手段１６２の張力付与部材として溝付サブローラ１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄおよび１６２ｅについて説明したが、これに限らず、ワイヤ４に対して摩擦がない溝付サブローラの代わりに、図８に示すように、ワイヤ４に対して多少の摩擦がある押さえ部材１９１を設けてもよい。溝付サブローラのサブローラ径の違いに代えて押さえ部材１９１の厚みの違い（ワイヤ列面の幅方向に平面状、階段状またはテーパ状など）でワイヤ張力の違いを生じさせてもよいし、溝付サブローラの押し込み量（押し込み力）の違いに代えて押さえ部材１９１の押し込み量（押し込み力）の違いでワイヤ張力の違いを生じさせてもよい。さらに、厚みが連続的または段階的に異なる押さえ部材１９１をワイヤ列面の幅方向に端から端（ワイヤ供給側からワイヤ回収側の旧線側）まで設けてもよい。
　この場合、張力制御手段１９は、各ワイヤ４に当接する張力付与部材としての押さえ部材１９１と、一または複数のワイヤ４に対して押さえ部材１９１の押し込み量を調節可能に保持する保持部材１９２と、張力付与部材としての押さえ部材１９１を、所定の押し込み量で各ワイヤ４に所定の張力になるように付勢する付勢部材である制御部１９３とを有している。
　なお、本実施形態１では、複数のワイヤ４のワイヤ列を幅方向に５段階のエリアに分割し５段階のエリアに対応した各溝付サブローラでワイヤ４を押圧してワイヤ回収側のワイヤ張力を最大とし、ワイヤ回収側からワイヤ供給側に向けて複数のワイヤ（５段階のエリア）毎に段階的に張力を小さくした状態で張力を保持する場合について説明したが、５段階のエリアに限らず、２～４段階のエリアや６段階のエリア、さらにはそれ以上の複数段階のエリアに分割して各エリアに対応した各溝付サブローラでワイヤ４を押圧してワイヤ回収側のエリアのワイヤ張力を最大とし、ワイヤ回収側からワイヤ供給側に向けて複数のワイヤ４（各エリア）毎に段階的に張力を小さくした状態で張力を保持するようにしてもよい。
　なお、本実施形態１では、図６の場合に、各ワイヤ４への張力が５段階に分割されており、平面視でワーク７と溝付きローラ２間に、それぞれ独立して動く溝付サブローラ１６２ａ，１６２ｃ，１６２ｅをそれぞれ持つ３個の張力制御手段１６２が設けられ、平面視でワーク７と溝付きローラ３間に、それぞれ独立して動く溝付サブローラ１６２ｂおよび１６２ｄをそれぞれ持つ２個の張力制御手段１６２が設けられる場合について説明したが、これに限らず、平面視でワーク７と溝付きローラ２間に、それぞれ独立して動く溝付サブローラ１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄおよび１６２ｅをそれぞれ持つ５個の張力制御手段１６２が設けられてもよい。ところが、実際は、それぞれ独立して動く溝付サブローラ１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄおよび１６２ｅは、ローラ径は同一であってもワイヤ４への押し込み力（押し込み量）が異なっており、ワイヤ４の走行に同期して独立に回転する以上、隣接する溝付サブローラとの間にある程度の隙間を持たせる必要があり、ワイヤ４の間隔を例えば０．３ｍｍとした場合に、ある程度の隙間が０．３ｍｍ以下にできれば可能である。ここでは、前後の位置に分けて３個の張力制御手段１６２と２個の張力制御手段１６２を配置している。各張力制御手段１６２が、隣の張力制御手段１６２とくっ付かないようにする必要がある。
　図６の各溝付きサブローラをそれぞれ独立して各ワイヤ４に押圧する場合の方が、図４のローラ径が異なる各溝付サブローラを共通な軸部材を介して一括して各ワイヤ４に押圧する場合に比べて汎用性がある。つまり、ローラ径はワイヤ４の張力の設定に応じて変更されることから、図４のローラ径が異なる各溝付サブローラを共通な軸部材を介して一括して各ワイヤ４に押圧する場合は、ワイヤ４の芯線径の異なるものには適用できない可能性があるが、図６の各溝付きサブローラをそれぞれ独立して各ワイヤ４に押圧する場合には押し込み量（押し込み力）の設定を、ワイヤ４の芯線径に応じて変えるだけで対応することができる。
　なお、本実施形態１の変形例では、張力制御手段２２は、各ワイヤ４に当接する６個のサブローラ群２２ａ～２２ｆからなる溝付サブローラと、６個の溝付サブローラ群２２ａ～２２ｆを回転自在に軸支する軸部材およびこれを支えるシャフト部材２２ｇからなる支持部材と、６個のサブローラ群２２ａ～２２ｆを一定の圧力で各ワイヤ４に付勢する付勢部材とを有し、６個のサブローラ群２２ａ～２２ｆを一括して各ワイヤ４に押圧する場合に、ワイヤ回収側（旧線側）からワイヤ供給側（新線側）に向けて第１～第６の６段階にワイヤ張力を階段状に小さくするように構成したが、これに限らず、図１１に示すように、張力制御手段２３として、各ワイヤ４に当接するサブローラ群２３ａからなる溝付サブローラと、溝付サブローラ群２３ａを回転自在に軸支する軸部材およびこれを支えるシャフト部材２３ｂからなる支持部材と、サブローラ群２３ａを一定の圧力で各ワイヤ４に付勢するスプリング２３ｃと、スプリング２３ｃおよびシャフト部材２３ｂを支持する支持部材２３ｄとを有し、サブローラ群２３ａを一括して各ワイヤ４に押圧する場合に、ワイヤ回収側（旧線側）からワイヤ供給側（新線側）に向けて溝付サブローラ毎に連続的（テーパ状）にワイヤ張力を小さくするように構成してもよい。これらのスプリング２３ｃと支持部材２３ｄにより付勢部材が構成されている。ここでは、サブローラ群２３ａは、一の溝付サブローラで一のワイヤ４を押圧して最もワイヤ回収側のワイヤ張力を最大とし、ワイヤ回収側からワイヤ供給側に向けて１本のワイヤ４毎に連続的（テーパ状）に張力を小さくした状態で張力を保持する。
　ワイヤ１本毎に張力を設定した場合（テーパ状）のワイヤ４によるワーク７の切れ方を模式的に示すワーク７およびワイヤ４の縦断面図を図１２に示している。このように、ワイヤ供給側のワイヤ張力を低減してワイヤ４の撓み量がワイヤ供給側からワイヤ回収側に渡って一定に保持されている。
　２段階にワイヤの張力を設定した場合（階段状）のワイヤ４によるワーク７の切れ方を模式的に示すワーク７およびワイヤ４の縦断面図を図１３に示している。２段階にワイヤ４の張力を設定した図１３の場合よりもワイヤ１本毎に張力を設定した図１２の場合の方がワイヤ供給側（新線側）とワイヤ回収側（旧線側）でワイヤ切断能力をより均一にすることができて、各ウエハの切断厚さのバラツキをより低減することができる。
　なお、本実施形態１では特に説明しなかったが、各ワイヤ４に当接する張力制御手段１６の各サブローラ群は、ワイヤ回収側からワイヤ供給側に向けてワイヤ列面の端から端まで設けたが、ダンサローラ１０、１３でワイヤ４の張力制御ができるワイヤ回収側とワイヤ供給側のワイヤ４の各数本については、各ワイヤ４に当接する張力制御手段１６の各サブローラ群を配置しなくてもよい。
　なお、本実施形態１では、２個の溝付ローラ２，３が所定間隔を置いて水平に配置されている場合について説明したが、これに限らず、図１８のように側面から見て三角形の頂点部分に３個の溝付ローラを設けてもよく、また、側面から見て四角形の頂点部分に４個の溝付ローラを設けてもよい。
　なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、溝付サブローラ１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄ、１６１ｅ、溝付サブローラ１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄ、１６２ｅ、サブローラ群２２ａ～２２ｆ、サブローラ群２３ａに関して溝付きであったが、これに限らず、溝なしサブローラまたは溝なしサブローラ群であってもよい。
　（実施形態２）
　本実施形態２では、上記実施形態１のワイヤソー装置１、１Ａを用いてワーク７を多数のウエハに切断するワーク切断方法について説明する。
　本実施形態２のワーク切断方法は、テスト用ワーク（ワーク７と同様の半導体インゴット）の切断により溝付きローラ２．３間に張架されたワイヤ４のワイヤ張力を設定するワイヤ張力設定工程と、設定されたワイヤ張力を用いて実際のワーク７を切断するワーク切断工程とを有している。このワイヤ張力設定工程は、テスト用ワークの切断中に検出されたワイヤ撓み量の変位に基づいて張力制御手段１６または２２を操作してワイヤ張力を制御することにより、ワイヤ供給側のワイヤ張力を低減してワイヤ撓み量がワイヤ供給側からワイヤ回収側に渡って一定に保持されるようにワイヤ張力を調整してワイヤ張力を設定する。ここでは、ワーク７は半導体インゴットであって、半導体インゴットをワイヤソー装置１または１Ａのワイヤ列で多数枚の半導体ウエハにスライス状に切断する。
　以下に、本実施形態２のワーク切断方法について更に詳細に説明する。
　まず、テスト用のワーク７での試し切断により、張力グラデーションを設定する。その後、張力グラデーションの切断条件で、実際のワーク７を切断する。ワイヤ４の張力にグラデーションを付けて、加工中のワイヤ撓み量のバラツキを低減するかまたはワイヤ撓み量を一定にする。要するに、撓み量の分布を小さくする。なお、ワイヤ張架直後は、メインローラＭＲ（溝付きローラ２．３）全面が新線の状況であり、連続的に切断しているときと状況が異なる。
　ここで、張力グラデーションの設定方法について説明する。
（１）新線側のダンサローラ１０の張力（例：１０Ｎ）でＭＲに芯線径５０μｍ～５００μｍのワイヤ４を張架する。
（２）旧線側の張力値となるように張力制御手段を構成する全溝付サブローラを各ワイヤ４にそれぞれ当接する。
（３）テスト用のワーク７（半導体インゴット）を１本、固定部１７にセットする。予めワーク７について、接着剤を介して固定部１７の固定板に固定しておく。ワーク７の切断深さは例えば□１２５ｍｍ、□１５６ｍｍである。
（４）テスト用の半導体インゴット７を１本、実際のスライス条件でスライスを実施する。
　スライス条件例としては、新線供給量：５－３０ｍ／分、サイクル数：０．５－４ｃｙｃｌｅ／ｍｉｎ（なお、１ｃｙｃｌｅ／ｍｉｎとは往路３０ｓｅｃ／復路３０ｓｅｃで往復走行させることを意味する）、インゴット送り速度：０．１－１．０ｍｍ／ｍｉｎ、ワイヤ走行速度：５００－１２００ｍ／ｍｉｎである。
（５）ワーク７を例えば半分以上切断したところで、スライスを中断し、ワイヤ４の撓み量を実測する。
（６）新線側のサブローラ当接量を減少させることにより、ＭＲ張力グラデーションを付与し、ワイヤ４の撓み量分布を減少させる。
（７）テスト用のワーク７のスライスを再開し、張力グラデーション付与の妥当性を確認する。
　以上によって、張力グラデーションを設定することができる。
　次に、設定された張力グラデーションを用いて実際のワーク７を切断するワーク切断工程を実施する。
（１）新線側のダンサローラ１０の張力（例：１０Ｎ）でＭＲに芯線径５０μｍ～５００μｍのワイヤ４を張架する。
（２）旧線側の張力値となるように張力制御手段を構成する全溝付サブローラを各ワイヤ４にそれぞれ当接する。
（３）実際に切断するワーク７を１本、固定部１７にセットする。予めワーク７について、接着剤を介して固定部１７の固定板に固定しておく。ワーク７の切断深さは例えば□１２５ｍｍ、□１５６ｍｍである。
（４）実際に切断するワークを１本、実際のスライス条件でスライスを実施する。
　スライス条件例としては、新線供給量：５－３０ｍ／分、サイクル数：０．５－４ｃｙｃｌｅ／ｍｉｎ（なお、１ｃｙｃｌｅ／ｍｉｎとは往路３０ｓｅｃ／復路３０ｓｅｃで往復走行させることを意味する）、インゴット送り速度：０．１－１．０ｍｍ／ｍｉｎ、ワイヤ走行速度：５００－１２００ｍ／ｍｉｎである。
　これによって、本実施形態２によれば、ワイヤ供給側（新線側）のワイヤ４の張力を低減してワイヤ４の撓み量のバラツキをワイヤ供給側（新線側）からワイヤ回収側（旧線側）に渡って低減するかまたは一定に保持するため、ワイヤ４の断線リスクを抑制すると共に、ワイヤ供給側（新線側）とワイヤ回収側（旧線側）でワイヤ切断能力を均一にできて各ウエハの切断厚さのバラツキを低減することができる。
　なお、上記実施形態１の変形例であるワイヤソー装置１Ａの更なる変形例として、ワーク送り機構１８を制御するための撓み量センサ２１が設けられていてもよい。
　図９（ｂ）は、図９（ａ）のワイヤソー装置１Ａの更なる変形例を模式的に示す側面図である。図９（ｂ）では、図１および図９（ａ）の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の部材番号を付けて説明する。
　図９（ｂ）に示すように、図９（ａ）のワイヤソー装置１Ａの場合と異なるのは、ワーク送り機構１８を制御するための撓み量センサ２１が設けられた点である。
　撓み量センサ２１は、ワーク７の切断領域のワイヤ４の撓み量を検出し、検出した撓み量が所定値以下になるように、ワーク７を上部で固定してワーク７を下方に移動させて各ワイヤ４に押し付けるワーク送り機構１８を制御する。この撓み量センサ２１で検出したワイヤ撓み量に応じてワーク送り機構１８のワーク送り量が制御される。
　なお、この撓み量センサ２１を用い、ワイヤ４の撓み量に応じてワーク送り量を制御する構成は、図９（ａ）の構成への適用に限らず、ワイヤに沿った左右２箇所で押圧する上記実施形態１の連結サブローラや非連結サブローラの他、図８の押さえ部材１９１および溝なしサブローラまたは溝なしサブローラ群など、上記実施形態１で記載した全てのサブローラ押圧構成に適用することができる。
　（実施形態３）
　前述したように、撓み量センサ２１を用い、ワイヤ４の撓み量に応じてワーク送り量を制御する場合に対して、本実施形態３では、撓み量センサを用い、ワイヤ４の撓み量に応じてサブローラ押圧量を調整する場合について説明する。
　図１４は、本発明の実施形態３におけるワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す側面図である。図１５は、図１４のワイヤソー装置の要部構成例を模式的に示す平面図である。図１４および図１５では、図１の構成部材と同一の作用効果を奏する構成部材には同一の部材番号を付けて説明する。図１６は、図１４および図１５の張力制御手段の一例を示す構成図である。
　図１４～図１６において、本実施形態３のワイヤソー装置１Ｂは複数（ここでは２個）の溝付ローラ２，３が所定間隔を置いて水平に配置されている。２個の溝付ローラ２，３の回転軸は、その軸方向が平行でその回転軸の外側の外周溝と共に回転自在に設けられている。これらの溝付ローラ２，３はそれぞれ、その周面に所定ピッチ間隔（例えば０．３ｍｍ）で複数の外周溝が螺旋状に形成されている。所定の間隔で配置された２個の溝付きローラ２，３の外周溝に切断用のワイヤ４が巻き付けられている。溝付ローラ２，３間に巻き付けられたワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク７（ここでは半導体インゴット）を多数枚同時に切断するようになっている。
　上記実施形態１、２の場合と異なるのは、各ワイヤ４の撓み量を検出する撓み量検出手段としての撓み量センサ２４と、張力制御手段１６，２２の代わりに、前後に設けられ、撓み量センサ２４で検出した各ワイヤ４の撓み量に基づいてワイヤ４の張力を制御する張力制御手段２５とを設けた点である。
　撓み量センサ２４は、ワーク７のへワイヤ４の供給側と回収側にそれぞれ設けられると共に、張力制御手段２５が配置されているワイヤ列面毎に設けられている。撓み量センサ２４は、ワーク７の切断領域のワイヤ４の撓み量を検出し、検出した撓み量が所定値以下になるように、ワーク７を上部で固定してワーク７を下方に移動させて各ワイヤ４に押し付けるワーク送り機構１８（ここでは図示せず）を制御すると共に、撓み量センサ２４で検出した各ワイヤ４の撓み量の検出値を、対応する張力制御手段２５にフィードバックする。
　張力制御手段２５は、ここでは合計５個、平面視で溝付ローラ２とワーク７との間および平面視で溝付ローラ３とワーク７との間で、ワーク７を切断する上側のワイヤ列面とは反対側の下側のワイヤ列面に設けられている。張力制御手段２５はそれぞれ、各ワイヤ４に当接する、直径が同一のサブローラ群からなる溝付サブローラ２５ａと、溝付サブローラ群を回転自在に軸支する軸部材およびこれを支えるシャフト部材２５ｂからなる支持部材と、張力付与部材としての溝付サブローラ２５ａを所定圧力（押し込み力）で各ワイヤ４に付勢するためにシャフト部材２５ｂを付勢するスプリング２５ｃと、スプリング２５ｃおよびシャフト部材２５ｂを支持する支持部材２５ｄと、スプリング２５ｃを介して溝付サブローラ２５ａを押し込む押し込み力（押し込み量）を検出する圧力センサ２５ｅと、撓み量センサ２４で検出した各ワイヤ４の撓み量の検出値に応じた所定加圧値を圧力センサ２５ｅが検出するまで圧力センサ２５ｅを介してスプリング２５ｃを加圧する加圧ステージ２５ｆとを有し、サブローラ群２２ａを他のサブローラ群２２ａと独立的に溝付サブローラ２５ａによって各ワイヤ４に押圧する。これらのスプリング２５ｃ、支持部材２５ｄ、圧力センサ２５ｅおよび加圧ステージ２５ｆにより加圧制御部２５ｇが構成されている。この場合、撓み量センサ２４で検出した各ワイヤ４の撓み量の検出値に応じた所定加圧値は、ワイヤ供給側のワイヤ張力を低減してワイヤ４の撓み量がワイヤ供給側からワイヤ回収側に渡って一定に保持されるように設定される。
　複数（ここでは５個）のサブローラ群の各溝付サブローラ２５ａは、ワイヤ回収側（旧線側）からワイヤ供給側（新線側）に向けて第１～第５の５段階にワイヤ張力を付与するワイヤ列面範囲に分割されており、複数の溝付きローラ２，３間に張架されたワイヤ張力のうち、ワイヤ回収側のワイヤ張力を大きくし、ワイヤ供給側のワイヤ張力を小さくしている。
　即ち、張力制御手段２５のサブローラ制御部は、撓み量センサ２４で検出した各ワイヤ４の撓み量の検出値をモニタリングする張力モニタリング手段（ロードセル；ここでは図示せず）と、モニタリングした各ワイヤ４の撓み量の検出値に応じて、ワイヤ供給側のワイヤ張力を低減してワイヤ４の撓み量がワイヤ供給側からワイヤ回収側に渡って一定に保持されるように、加圧する加圧ステージ２５ｆとを有し、ワイヤ回収側のワイヤ張力を最大とし、ワイヤ回収側からワイヤ供給側に向けて複数のワイヤ毎に段階的に張力を小さくした状態で張力を保持するようになっている。加圧制御部２５ｇを構成する加圧ステージ２５ｆの内部に、図示しない張力モニタリング手段が設けられていてもよい。
　以上の場合、張力制御手段２５により、ワイヤ４に引張強度以上の張力が加えられてワイヤ４が断線したり、または、ワイヤ４の溝付ローラ２，３への巻付力が弱くなってウエハ切断精度が低下したり、ワイヤ４が外周溝から外れて切断不良を起こしたりすることがないように、ワイヤ４の張力が設定される。ワイヤ４の張力はワイヤ４の破断強度（引張強度）に基づいて設定される。
　上記構成により、まず、全ての溝付サブローラ２５ａを旧線側張力値にてワイヤ列に当接し、所定の切断条件でワーク７の切断を開始する。
　次に、張力制御手段２５の加圧制御部２５ｇ内の張力モニタリング手段により、張力制御手段２５に対応した撓み量センサ２４で検出されたワーク７の切断領域のワイヤ４の撓み量がモニタリングされる。このモニタリングした各ワイヤ４の撓み量の検出値に応じて、ワイヤ供給側のワイヤ張力を低減してワイヤ４の撓み量がワイヤ供給側からワイヤ回収側に渡って一定に保持されるように、加圧ステージ２５ｆが溝付サブローラ２５ａをワイヤ４側に押し込むように加圧する。
　これを繰り返して、ワイヤ回収側のワイヤ張力を最大とし、ワイヤ回収側からワイヤ供給側に向けて複数のワイヤ毎に段階的に張力を小さくした状態で張力が保持されて、ワイヤ供給側のワイヤ張力を低減してワイヤ４の撓み量がワイヤ供給側からワイヤ回収側に渡って一定に保持される。
　したがって、本実施形態３によれば、所定の間隔で配置された複数（ここでは二つ）の溝付きローラ２，３の外周溝に巻き付けられた切断用のワイヤ４を走行させてワイヤ４の複数列でワーク７を切断するワイヤソー装置１Ｂにおいて、溝付きローラ２，３間に張架されたワイヤ張力のうち、ワイヤ回収側のワイヤ張力を大きくし、ワイヤ供給側のワイヤ張力を小さくした張力制御手段２５を有している。即ち、張力制御手段２５は、ワイヤ回収側のワイヤ張力を最大とし、ワイヤ回収側からワイヤ供給側に向けて一または複数のワイヤ４毎に連続的または段階的に張力を小さくした状態で張力を保持する。この場合に、溝付きローラ２，３間に、ワイヤ４の撓み量を検出する撓み量検出手段としての撓み量センサ２４が設けられ、張力制御手段２５は、ワイヤ４の撓み量がワイヤ供給側からワイヤ回収側に渡って一定に保持されるように撓み量センサ２４で検出した撓み量に応じてワイヤ４を加圧する加圧制御部２５ｇが設けられている。
　本実施形態３のワーク切断方法は、溝付きローラ２，３間に張架されたワイヤ４のワイヤ張力を自動的に設定するワイヤ張力設定工程と、設定されたワイヤ張力を用いて実際のワーク７（ここでは半導体インゴット）を切断するワーク切断工程とを有している。このワイヤ張力設定工程は、実際のワーク切断中に検出されたワイヤ撓み量の変位に基づいて、ワイヤ供給側のワイヤ張力を低減してワイヤ撓み量がワイヤ供給側からワイヤ回収側に渡って一定に保持されるように、張力制御手段２５が自動的にワイヤ張力を制御してワイヤ張力を設定する。
　このように、試し切断をしてワイヤ張力を調整する必要はなく、直接、ワイヤ供給側（新線側）のワイヤ４の張力を低減してワイヤ４の撓み量をワイヤ供給側（新線側）からワイヤ回収側（旧線側）に渡って一定に保持して、ワイヤ４の断線リスクを抑制すると共に、ワイヤ供給側（新線側）とワイヤ回収側（旧線側）でワーク切断能力を均一にできて各ウエハの切断厚さのバラツキを低減することができる。
　なお、本実施形態３では、各ワイヤ４の撓み量を検出する撓み量検出手段としての撓み量センサ２４と、上記実施形態１の張力制御手段１６，２２の代わりに、ワイヤ４に沿った左右２箇所（ここでは平面視で左２箇所と右３箇所の合計５箇所）に設けられ、撓み量センサ２４で検出した各ワイヤ４の撓み量に基づいてワイヤ４の張力を制御する張力制御手段２５とを設けた場合について説明したが、これに限らず、各ワイヤ４の撓み量を検出する撓み量検出手段としての撓み量センサ２４と、上記実施形態１の張力制御手段１６または／および２２とを用いてもよい。この場合にも、張力制御手段２５のサブローラ制御部と同様のサブローラ制御部が必要である。このサブローラ制御部は、撓み量センサ２４で検出した各ワイヤ４の撓み量の検出値をモニタリングする張力モニタリング手段（ロードセル；ここでは図示せず）と、モニタリングした各ワイヤ４の撓み量の検出値に応じて、ワイヤ供給側のワイヤ張力を低減してワイヤ４の撓み量がワイヤ供給側からワイヤ回収側に渡って一定に保持されるように、加圧する加圧ステージ２５ｆとを有し、ワイヤ回収側のワイヤ張力を最大とし、ワイヤ回収側からワイヤ供給側に向けて複数のワイヤ毎に段階的に張力を小さくした状態で張力を保持する。
　要するに、この撓み量センサ２４を用い、ワイヤ４の撓み量に応じてワイヤ４の張力を制御する張力制御手段２５は、本実施形態３の構成に限らず、ワイヤ４に沿った左右２箇所（ここでは平面視で左２箇所と右３箇所の合計５箇所）で押圧する上記実施形態１の連結サブローラや非連結サブローラの他、図８の押さえ部材１９１および溝なしサブローラまたは溝なしサブローラ群など、上記実施形態１で記載した全てのサブローラ押圧構成に適用することができる。
　なお、本実施形態３では、撓み量センサ２１を用い、ワイヤ４の撓み量に応じてワーク送り量を制御する場合とは別に、撓み量センサ２４を用い、ワイヤ４の撓み量に応じてワイヤ４の張力を制御する張力制御手段２５を用いてサブローラ押圧量を調整する場合について説明したが、これに限らず、撓み量センサ２１を用い、ワイヤ４の撓み量に応じてワーク送り量を制御する場合に加えて、撓み量センサ２４を用い、ワイヤ４の撓み量に応じてワイヤ４の張力を制御する張力制御手段２５を用いてサブローラ押圧量を調整するようにしてもよい。撓み量センサ２４は撓み量センサ２１と別々でもよいし、撓み量センサ２４は撓み量センサ２１を兼ねてもよい。
　なお、本実施形態３では、溝付サブローラ１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ、１６１ｄ、１６１ｅ、溝付サブローラ１６２ａ、１６２ｂ、１６２ｃ、１６２ｄ、１６２ｅ、サブローラ群２２ａ～２２ｆ、サブローラ群２３ａ、溝付サブローラ２５ａに関して溝付きであったが、これに限らず、溝なしサブローラまたは溝なしサブローラ群であってもよい。
　なお、本実施形態３では、撓み量センサ２４で検出した撓み量に応じてワイヤ４を加圧する加圧制御部２５ｇを設けたことによって、試し切断をしてワイヤ張力を調整する必要はなかったが、上記実施形態１では、試し切断をしてワイヤ張力を調整する必要がある。
　なお、以上のように、本発明の好ましい実施形態１～３を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１～３に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１～３の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
　本発明は、所定の間隔で配置された複数の溝付きローラの外周に通した切断用ワイヤを走行させることによって、切断用ワイヤでワークを切断するワイヤソー装置およびこれを用いたワーク切断方法、ウエハの製造方法の分野において、ワイヤ供給側（新線側）ワイヤの張力を低減してワイヤの撓み量をワイヤ供給側（新線側）からワイヤ回収側（旧線側）に渡って一定に保持することにより、ワイヤの断線リスクを抑制すると共に、ワイヤ供給側（新線側）とワイヤ回収側（旧線側）でワーク切断能力を均一にでき切断厚さのバラツキを低減することができる。

Claims (19)

  1. 　所定の間隔で配置された複数の溝付きローラの外周溝に巻き付けられた切断用のワイヤを走行させて該ワイヤの複数列でワークを切断するワイヤソー装置において、
    　該複数の溝付きローラ間に張架されたワイヤ張力のうち、ワイヤ回収側のワイヤ張力を大きくし、ワイヤ供給側のワイヤ張力を小さくした張力制御手段を有するワイヤソー装置。
  2. 　前記張力制御手段は、前記ワイヤ回収側のワイヤ張力を最大とし、該ワイヤ回収側から前記ワイヤ供給側に向けて一または複数のワイヤ毎に段階的に張力を小さくした状態で張力を保持する請求項１に記載のワイヤソー装置。
  3. 　前記張力制御手段は、前記ワイヤ供給側のワイヤ張力を前記ワイヤ回収側のワイヤ張力に比べて低減して前記ワイヤの撓み量を該ワイヤ供給側から該ワイヤ回収側に渡って一定にしているかまたは、該ワイヤの撓み量のバラツキを該ワイヤ供給側から該ワイヤ回収側に渡って低減している請求項１または２に記載のワイヤソー装置。
  4. 　前記ワークを切断するワイヤ列面と、前記張力制御手段が当接するワイヤ列面とがそれぞれ別のワイヤ列面である請求項１または２に記載のワイヤソー装置。
  5. 　前記張力制御手段は、一または複数設けられ、２段階以上で前記ワイヤの複数列におけるワイヤ本数分の複数段階以下に張力を制御する請求項１または２に記載のワイヤソー装置。
  6. 　前記張力制御手段は、前記ワイヤ回収側から前記ワイヤ供給側に向けて複数段階に前記ワイヤ張力が設定されている請求項１に記載のワイヤソー装置。
  7. 　前記張力制御手段は、前記各ワイヤに当接する複数のサブローラ群と、該複数のサブローラ群を回転自在に軸支する軸部材およびこれを支える支持部材と、該サブローラ群を一定の圧力で該ワイヤのそれぞれに付勢する付勢部材とを一または複数セット有し、該複数のサブローラ群を一括して該ワイヤのそれぞれに押圧する請求項６に記載のワイヤソー装置。
  8. 　前記ワイヤ回収側から前記ワイヤ供給側に向けて前記サブローラ群毎または該サブローラ群の各サブローラ毎に段階的にサブローラの直径が小さくなるように構成されている請求項７に記載のワイヤソー装置。
  9. 　前記張力制御手段は、前記ワイヤのそれぞれに当接するサブローラ群と、該サブローラ群を回転自在に軸支する軸部材およびこれを支える支持部材と、該サブローラ群を一定の圧力で該ワイヤのそれぞれに付勢する付勢部材とを複数セット有し、該複数セットのサブローラ群のそれぞれを独立して該ワイヤのそれぞれに押圧する請求項６に記載のワイヤソー装置。
  10. 　前記ワイヤ回収側から前記ワイヤ供給側に向けて前記サブローラ群毎に段階的にサブローラ群の前記ワイヤのそれぞれへの押し込み力または押し込み量が小さくなるように構成されている請求項９に記載のワイヤソー装置。
  11. 　前記ワイヤ回収側から前記ワイヤ供給側に向けて前記サブローラ群毎に段階的にワイヤ張力を小さくするように構成されている請求項７または９に記載のワイヤソー装置。
  12. 　前記ワイヤ回収側から前記ワイヤ供給側に向けて前記サブローラ群の各サブローラ毎に段階的にワイヤ張力を小さくするように構成されている請求項７に記載のワイヤソー装置。
  13. 　前記溝付きローラ間に、前記ワイヤの撓み量を検出する撓み量検出手段を備え、前記張力制御手段は、該ワイヤの撓み量がワイヤ供給側からワイヤ回収側に渡って一定に保持されるかまたは、該ワイヤの撓み量のバラツキを該ワイヤ供給側から該ワイヤ回収側に渡って低減するように、該撓み量検出手段で検出した該撓み量に応じて該ワイヤのそれぞれを加圧する加圧制御部が設けられている請求項６に記載のワイヤソー装置。
  14. 　請求項１に記載のワイヤソー装置を用いたワークの切断方法であって、
    　テスト用ワークの切断により前記溝付きローラ間に張架されたワイヤのワイヤ張力を設定するワイヤ張力設定工程と、該設定されたワイヤ張力を用いて実際のワークを切断するワーク切断工程とを有するワーク切断方法。
  15. 　請求項１４に記載のワーク切断方法であって、前記ワイヤ張力設定工程は、前記テスト用ワークの切断中に検出されたワイヤ撓み量の変位に基づいて前記張力制御手段を操作して前記ワイヤ張力を制御することにより、前記ワイヤ供給側のワイヤ張力を前記ワイヤ回収側のワイヤ張力に比べて低減して該ワイヤ撓み量が該ワイヤ供給側から該ワイヤ回収側に渡って一定に保持されるかまたは、該ワイヤ撓み量のバラツキを該ワイヤ供給側から該ワイヤ回収側に渡って低減するように、該ワイヤ張力を調整して該ワイヤ張力を設定するワーク切断方法。
  16. 　請求項１３に記載のワイヤソー装置を用いたワークの切断方法であって、
    　前記溝付きローラ間に張架されたワイヤのワイヤ張力を自動的に設定するワイヤ張力設定工程と、該設定されたワイヤ張力を用いて実際のワークを切断するワーク切断工程とを有するワーク切断方法。
  17. 　請求項１６に記載のワーク切断方法であって、前記ワイヤ張力設定工程は、前記実際のワークの切断中に検出されたワイヤ撓み量の変位に基づいて、前記ワイヤ供給側のワイヤ張力を前記ワイヤ回収側のワイヤ張力に比べて低減して該ワイヤ撓み量が該ワイヤ供給側から該ワイヤ回収側に渡って一定に保持されるかまたは、該ワイヤ撓み量のバラツキを該ワイヤ供給側から該ワイヤ回収側に渡って低減するように、前記張力制御手段が自動的に前記ワイヤ張力を制御して該ワイヤ張力を設定するワーク切断方法。
  18. 　請求項１４または１６に記載のワーク切断方法であって、前記ワーク切断工程は、前記ワイヤ撓み量に応じてワーク送り機構のワーク送り量を制御するワーク切断方法。
  19. 　請求項１４～１７のいずれかに記載のワーク切断方法において、前記ワークが半導体のインゴットであって、該半導体インゴットを前記ワイヤソー装置のワイヤ列で多数枚のウエハ状に切断するウエハの製造方法。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108501232A (zh) * 2018-05-31 2018-09-07 扬州续笙新能源科技有限公司 一种用于多晶硅的金刚线切割装置及切割方法
EP3049223B1 (fr) * 2013-09-24 2018-10-31 Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives Procede et dispositif de decoupe filaire d'un materiau
CN113733377A (zh) * 2021-07-30 2021-12-03 隆基绿能科技股份有限公司 一种硅片切割方法

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6015598B2 (ja) * 2013-08-28 2016-10-26 信越半導体株式会社 インゴットの切断方法及びワイヤソー
EP2842676B1 (en) * 2013-09-02 2017-11-08 Toyo Advanced Technologies Co., Ltd. Wire saw device
DE102016211883B4 (de) * 2016-06-30 2018-02-08 Siltronic Ag Verfahren und Vorrichtung zur Wiederaufnahme des Drahtsägeprozesses eines Werkstückes nach einer unplanmäßigen Unterbrechung
CN108748706A (zh) * 2018-08-03 2018-11-06 西安建能环保科技有限公司 绳锯切割机
JP7020454B2 (ja) * 2019-05-16 2022-02-16 信越半導体株式会社 ワークの切断方法及びワイヤソー
WO2023119703A1 (ja) * 2021-12-23 2023-06-29 有限会社サクセス 半導体結晶ウェハの製造方法および製造装置
JP7104909B1 (ja) * 2022-04-18 2022-07-22 有限会社サクセス 半導体結晶ウェハの製造方法および製造装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07276218A (ja) * 1994-04-07 1995-10-24 Hitachi Cable Ltd ワイヤ式切断装置
JP2002233943A (ja) * 2001-02-06 2002-08-20 Yasunaga Corp ワイヤソー装置
JP2010110865A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Kanai Hiroaki ワイヤーソーマシン

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07276218A (ja) * 1994-04-07 1995-10-24 Hitachi Cable Ltd ワイヤ式切断装置
JP2002233943A (ja) * 2001-02-06 2002-08-20 Yasunaga Corp ワイヤソー装置
JP2010110865A (ja) * 2008-11-07 2010-05-20 Kanai Hiroaki ワイヤーソーマシン

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3049223B1 (fr) * 2013-09-24 2018-10-31 Commissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies Alternatives Procede et dispositif de decoupe filaire d'un materiau
CN108501232A (zh) * 2018-05-31 2018-09-07 扬州续笙新能源科技有限公司 一种用于多晶硅的金刚线切割装置及切割方法
CN113733377A (zh) * 2021-07-30 2021-12-03 隆基绿能科技股份有限公司 一种硅片切割方法

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