WO2014108956A1 - ワイヤソーの運転再開方法 - Google Patents

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敦雄 内山
久和 高野
仁 瀬下
幸夫 聖澤
大輔 仲俣
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信越半導体株式会社
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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
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00—Other grinding machines or devices
    • B24B27/06—Grinders for cutting-off
    • B24B27/0633—Grinders for cutting-off using a cutting wire

Definitions

  • the present invention relates to a wire saw that presses and cuts a workpiece such as a semiconductor ingot while supplying slurry to the wire, and more particularly to a method for resuming the operation of the wire saw at the time of wire cutting.
  • a wire saw is known as means for cutting a workpiece such as a semiconductor ingot into a wafer.
  • a wire saw is known as means for cutting a workpiece such as a semiconductor ingot into a wafer.
  • a plurality of cutting wires are wound around a plurality of grooved rollers to form a wire row, the cutting wires are driven at high speed in the axial direction, and slurry is appropriately supplied.
  • the workpiece is cut and fed to the wire row so that the workpiece is simultaneously cut at each wire position.
  • FIG. 1 shows an outline of an example of a general wire saw.
  • a wire 2 for cutting a workpiece W is fed from a wire reel 6 on the supply side and enters a roller 3 with a groove.
  • a wire row is formed by winding the wire 2 around the grooved roller 3 about 300 to 500 times. Further, the wire 2 is unwound from the grooved roller 3 and wound on the wire reel 6 'on the collecting side.
  • the wire 2 is reciprocated in the wire axis direction at a predetermined travel distance, and a new wire is gradually supplied from the supply side to the recovery side.
  • the wire of the wire saw is made of a wire material having high wear resistance and tensile resistance and having high hardness such as a piano wire
  • the grooved roller is made of a resin having a predetermined hardness in order to prevent the wire from being damaged.
  • the wire may be disconnected during cutting of the workpiece due to wear or fatigue of the wire over time, and cutting of the wafer may not be continued.
  • the wire is manually pulled out, or the grooved roller driving device is manually operated so that the broken portion of the wire is in one groove. Pull out to the appropriate outside of the attached roller, and connect the disconnected portions. If the disconnected part cannot be reused, remove the part, replace it with a new line, and connect. Thereafter, a drawing operation is performed in which the connecting portion between the wires is drawn again to a position where the wire is not directly involved in cutting the workpiece.
  • Patent Document 2 There are known methods for improving the strength of the wire (for example, refer to Patent Document 2) and for stopping the cutting by detecting a sign of the disconnection with a wire saw in order to solve the problem of the wire disconnection (refer to Patent Document 3). With such a technique, the frequency of wire breakage can be reduced.
  • the use load of the wire also increases, and disconnection cannot be avoided completely. Once the disconnection occurs, a groove that cannot be removed by a subsequent process is formed in the wafer cut out immediately after resuming the cutting of the expensive workpiece, resulting in a problem that a large number of defective products are generated.
  • the present inventor investigated the details of the cause and found the following. As described above, when the disconnected portions of the wires are connected to each other in the repair process and the connecting portion is pulled out from the cutting position of the workpiece, the wire at the cutting position of the workpiece is replaced with a new line.
  • the workpiece cutting allowance is a value obtained by adding three times the average diameter of the slurry to the wire diameter (Non-patent Document 1). Grooves occur in the cut part.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and in cutting a workpiece such as a semiconductor ingot using a wire saw, even if the cutting of the workpiece is interrupted due to a wire breakage, a groove is formed in the cut wafer after the restart of operation. It is an object of the present invention to provide a method for resuming the operation of a wire saw that can suppress the occurrence of the problem and suppress the quality problem of a product wafer.
  • a wire is wound around a plurality of grooved rollers, and the wire is reciprocated in the wire axial direction while supplying a new line of the wire from the supply side to the collection side.
  • a wire saw that supplies a cutting slurry to the wire, relatively pushes down the workpiece, presses against the reciprocating wire, cuts and feeds the workpiece, and cuts the workpiece into a wafer shape.
  • the operation restarting method in the case of resuming the cutting after interrupting the cutting of the work in the middle after being disconnected, and after the interruption of the cutting of the work before the resumption of the cutting of the work.
  • the diameter of the wire is reduced by wearing the repaired wire. It is possible to match the diameter of the wire just before the disconnection.
  • a dummy workpiece and a holding means for holding the dummy workpiece are provided in the wire saw, and the diameter of the wire at a position where the wire is unwound from the grooved roller to the collecting side is the disconnection.
  • the dummy workpiece and the holding means can be removed after the wire is worn by cutting the dummy workpiece with the repaired wire.
  • the diameter of the wire can be more easily matched with the diameter of the wire just before the disconnection. Also, in the cutting preparation process, it is not necessary to remove the work that was interrupted in the middle of the cutting from the wire saw, and the relative position of the work with respect to the wire row does not change. Can be prevented.
  • the wire length from the position of the wire breakage position at the time of the breakage occurrence to the position where the wire is unwound from the grooved roller to the collection side is detected, and in the cutting preparation step, The wire is positioned so that the position of the broken wire position is the position where the wire is unwound from the grooved roller to the collecting side, and then the new wire having a length equal to or longer than the detected wire length
  • the dummy workpiece can be cut so that is supplied and used.
  • the length of the new wire to be worn and the cutting time of the dummy workpiece can be easily determined, and the wire diameter can be reliably compared with the wire diameter just before the wire breakage with the minimum necessary process time. Can be matched.
  • the diameter of the said wire can be measured with a micrometer or a laser displacement meter. In this way, the diameter of the wire can be easily measured.
  • the diameter of the repaired wire at the workpiece cutting position is made to coincide with the diameter of the wire immediately before the disconnection. Since the difference between the diameter of the wire to be used and the diameter before breakage can be eliminated, the generation of grooves in the cut wafer can be suppressed, and the flatness of the wafer can be improved. Thereby, it can suppress that the quality problem of a product wafer arises.
  • FIG. 6 It is the schematic which shows an example of a common wire saw. It is a flowchart of the operation resumption method of the wire saw of this invention. It is a figure which shows a mode that a dummy workpiece
  • the present invention is not limited to this.
  • a wire breaks during the cutting of the workpiece by the wire saw
  • a groove is generated in the resumed cutting portion due to the difference between the wire diameter immediately before the breaking and the diameter of the wire after the repair.
  • the inventor has intensively studied to solve such problems. As a result, after repairing the wire, it was found that the occurrence of the groove can be suppressed by matching the diameter of the repaired wire at the cutting position of the workpiece with the diameter of the wire immediately before the disconnection, thereby completing the present invention.
  • a wire saw 1 includes a wire 2 for cutting a workpiece W, a grooved roller 3 around which the wire 2 is wound, a workpiece feeding mechanism 4 for feeding the workpiece W to be cut relatively downward, and cutting.
  • a slurry supply means 5 for supplying slurry to the wire 2.
  • the wire 2 is fed out from the wire reel 6 on the supply side and enters the grooved roller 3.
  • a wire row is formed by winding the wire 2 around the grooved roller 3 about 300 to 500 times. Further, the wire 2 is unwound from the grooved roller 3 and wound on the wire reel 6 'on the collecting side.
  • a wire tension applying mechanism (not shown) for applying tension to the wire 2 is provided between the grooved roller 3 and the wire reels 6 and 6 '.
  • the wire 2 is reciprocated in the wire axis direction at a predetermined travel distance.
  • the traveling distances of the reciprocating wires in the respective directions are not the same, and the traveling distance in one direction is longer.
  • the new wire is gradually supplied from the supply side to the collection side as shown in FIG.
  • the workpiece W is held by the workpiece feeding mechanism 4 and fed to the wire 2 positioned relatively below.
  • the work feeding mechanism 4 pushes the work W against the wire 2 and cuts and feeds the work W by pushing it down relatively until the wire 2 reaches the contact plate. Then, after the cutting of the workpiece W is completed, the cut workpiece W is pulled out from the wire row by reversing the feeding direction of the workpiece W.
  • the wire saw operation resuming method of the present invention is a method of resuming operation when the wire 2 is disconnected and the cutting of the workpiece W is temporarily interrupted in the middle of the operation, and then the cutting is resumed.
  • FIGS. 1 First, when the wire breakage occurs, the cutting of the work is interrupted, the work is temporarily retracted from the wire row (FIG. 2A), and the work for removing the broken wire is performed (FIG. 2B). Thereafter, the wire is repaired. Further, the diameter of the wire at the time of occurrence of disconnection is measured ((C) in FIG. 2).
  • the position where the wire diameter is measured can be a position P where the wire shown in FIG. 1 is unwound from the grooved roller to the collection side (hereinafter referred to as a collection-side end point).
  • the wire breakage point is closer to the wire reel 6 'side than the collection side end point P.
  • the broken portions of the wires are connected to each other ((D) in FIG. 2). In this way, the repair work of the wire is facilitated, and it is possible to prevent the wire connecting portion from being used for cutting when the cutting is resumed and affecting the quality of the cut wafer. In this case, when resuming cutting, the reciprocating travel of the wire is started from the direction of the collection side.
  • the broken portions of the wires can be connected to each other without drawing the wire to the collection side.
  • the wire breakage portions may be connected to each other after the wire is drawn in the direction of the collection side according to the necessity of the wire repair work.
  • a cutting preparation step for preparing for restarting the cutting of the interrupted workpiece is performed.
  • the diameter of the repaired wire at the cutting position of the workpiece is matched with the diameter of the wire just before the disconnection.
  • work correspond to each row
  • column is performed. If the wire breakage occurs at the collection side position and the wire breakage parts are connected to each other without pulling the wire to the collection side in the repairing step, the diameter of the repaired wire at the workpiece cutting position is the value immediately before the breakage. It matches the diameter of the wire. If the wire is pulled out to the collection side, the diameter of the repaired wire at the workpiece cutting position matches the diameter of the wire just before the disconnection if the wire is pulled back to the position before pulling out, that is, the position just before the disconnection. Can be made.
  • the wire breakage point is drawn out to the collection side as described above, so the workpiece cutting position after resumption
  • the wire in contains the new line part. Therefore, in order to make the diameter of the wire coincide with the diameter of the wire immediately before breaking, the wire at the cutting position of the workpiece is worn.
  • the wire saw 1 is provided with a dummy workpiece DW and holding means 7 for holding the dummy workpiece DW.
  • the holding means 7 can be detachably attached to the workpiece feeding mechanism 4.
  • the dummy workpiece can be cut with the wire and the wire can be worn without removing the workpiece whose cutting has been interrupted from the workpiece feeding mechanism 4.
  • whether or not the diameter of the wire at the cutting position of the workpiece matches the diameter of the wire immediately before the disconnection can be determined based on the diameter of the wire at the position of the recovery end point P. That is, if the dummy workpiece is cut with a wire so that the diameter of the wire at the position of the collection end point P is the same as that immediately before the disconnection, it is determined that the diameter of the wire at the cutting position of the workpiece matches the diameter of the wire immediately before the disconnection. it can.
  • the wire length C from the position of the wire breakage point to the position of the collection end point P at the time of occurrence of the breakage is detected.
  • the length of one turn of the wire wound around the plurality of grooved rollers is WN
  • the distance from the collection-side end point P in the direction perpendicular to the wire row to the disconnection occurrence position is X (see FIG. 5)
  • the wire length C can be determined by WN ⁇ X / D, where D is the column spacing D.
  • D is the column spacing D.
  • the wire is positioned so that the position of the broken wire portion (connecting portion) of the wire is slightly on the wire reel 6 ′ side from the position of the collection end point P ((E) in FIG. 2). “Slightly closer to the wire reel 6 ′ side than the position of the collection end point P” means that the connecting portion is displaced from the position of the collection end point P.
  • the diameter of the wire after repair at the position of the recovery side end point P is measured with a micrometer or a laser displacement meter, and a difference ⁇ Q between this measured value and the wire diameter at the same position at the time of occurrence of the disconnection is calculated.
  • the new wire supplied from the supply side during cutting of the workpiece gradually proceeds to the collection side while continuing to reciprocate, and the wire diameter gradually decreases due to wear as it advances to the collection side.
  • the diameter of the wire at the collection end point P is about 10% smaller than the diameter of the new line.
  • the amount of decrease due to wear of the wire diameter varies depending on the cutting conditions (new wire supply speed, wire average speed, cutting speed, and pressure of the workpiece contacting the wire row). The amount of wear of the wire increases toward the collection side. Therefore, the diameter measured above is larger than the wire diameter at the same position at the time of disconnection occurrence.
  • a dummy workpiece and holding means for holding the dummy workpiece are provided on the wire saw (FIG. 2F), and cutting conditions are set (FIG. 2G).
  • a new line is supplied while reciprocating the wire under this cutting condition to cut the dummy workpiece, and the wire diameter at the position of the collection-side end point P is worn by the calculated difference ⁇ Q, that is, the wire at this position
  • the cutting is continued until the diameter of the wire coincides with the wire diameter at the same position at the time of occurrence of the break (FIG. 2H).
  • a cutting condition for obtaining ⁇ Q by cutting a dummy workpiece in advance can be recorded, and this cutting condition can be used in the cutting preparation step.
  • the length L of the dummy workpiece, the cutting speed V, the pressure F of the workpiece contacting the wire row are kept constant, the new line supply speed S is changed, the dummy workpiece is cut, and the relationship between ⁇ Q and S is determined. It is possible to record and use the new line supply speed S corresponding to the target ⁇ Q when the dummy workpiece is cut.
  • a new wire having a length equal to or longer than the wire length C detected above is supplied and used. This can be achieved by setting the dummy workpiece cutting time T to be equal to or longer than the time determined by the equation C / S.
  • the diameter of the wire at the position of the collection end point P is confirmed, and the dummy workpiece and the holding means are removed ((I) in FIG. 2).
  • a dummy workpiece a workpiece made of glass, carbon, filler-filled acrylic resin, filler-filled epoxy resin, or filler-filled urethane resin can be used. After carrying out the cutting preparation step as described above, the cutting of the workpiece is resumed ((J) in FIG. 2).
  • the diameter of the wire at the position of the collection side end point P at the time of the wire breakage was measured, it was 90% of the new wire.
  • the wire was repaired and positioned so that the connecting portion of the wire was at the collection end point P. Thereafter, a dummy workpiece made of an acrylic resin having a thickness of 10 mm, a width of 150 mm, and a length of 360 mm is cut into the holding means shown in FIG. 3, and the diameter of the wire at the position of the collection end point P is 90% of the new line.
  • the wire was abraded until it was, and the diameter of the repaired wire at the cutting position of the workpiece was matched with the diameter of the wire just before the break.
  • the flatness of the wafer thus cut was evaluated.
  • the evaluated wafer was a wafer corresponding to both end faces and the center position of the ingot. The flatness was evaluated by placing the wafer on a horizontal plane and measuring the displacement of one side of the cut surface in the diameter direction (cutting direction).
  • FIG. (A) is the result of the wafer on the supply side end surface
  • (B) is the result of the wafer at the center
  • (C) is the result of the wafer on the recovery side end surface.
  • the wafer in any position does not have a steep negative groove at 65 mm where the disconnection occurred, and the flatness is improved compared to the result of the comparative example described later. I understand.
  • the obtained wafer had no quality problems as a product.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a portion where the flatness of the wafer shown in FIG. 6 is broken. As shown in FIG. 8, it was clearly confirmed that the groove was suppressed as compared with the result of the comparative example described later.
  • FIG. 7 shows the result of the wafer on the supply side end surface
  • (B) shows the result of the wafer on the center
  • (C) shows the result of the wafer on the recovery side end surface.
  • (B) a central wafer and (C) a wafer on the collection side end face, a sharp groove in the negative direction occurred at 85 mm where disconnection occurred. This groove was so large that it could not be corrected in a subsequent process such as lapping, and the wafer was defective.
  • FIG. 8 is an enlarged view of a portion where the flatness of the wafer shown in FIG. 7 is broken. As shown in FIG. 8, it was clearly confirmed that a groove having a size that cannot be repaired in the subsequent process is generated.
  • the present invention is not limited to the above embodiment.
  • the above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.

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Abstract

　本発明は、ワイヤの新線を供給側から回収側に供給しながらワイヤをワイヤ軸方向に往復走行させ、ワイヤに切断用のスラリを供給しつつ、ワークを相対的に押し下げて、往復走行するワイヤに押し当てて切り込み送りし、ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーの運転において、ワイヤが断線してワークの切断を途中で一旦中断した後、該切断を再開する場合の運転再開方法であって、ワークの切断を中断した後、ワークの切断を再開する前に、断線したワイヤを修復する修復工程と、ワークの切断位置における修復したワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と一致させる切断準備工程を有するワイヤソーの運転再開方法である。これにより、ワイヤの断線によってワークの切断が途中で中断された場合でも、運転再開後に切断したウェーハに溝が発生するのを抑制し、製品ウェーハの品質的な問題を抑制できる。

Description

ワイヤソーの運転再開方法
　本発明はワイヤにスラリーを供給しながら半導体インゴット等のワークを押し当てて切断するワイヤソーに係り、特に、ワイヤ切断時におけるワイヤソーの運転再開方法に関するものである。
　従来、半導体インゴット等のワークをウェーハ状に切り出す手段として、ワイヤソーが知られている。このワイヤソーでは、複数の溝付きローラの周囲に切断用ワイヤが多数巻掛けられることによりワイヤ列が形成されており、その切断用ワイヤが軸方向に高速駆動され、かつ、スラリが適宜供給されながらワイヤ列に対してワークが切り込み送りされることにより、このワークが各ワイヤ位置で同時に切断されるようにしたものである。
　ここで、図１に、一般的なワイヤソーの一例の概要を示す。
　図１に示すように、ワイヤソー１は、ワークＷを切断するためのワイヤ２が供給側のワイヤリール６から繰り出され、溝付きローラ３に入っている。ワイヤ２がこの溝付きローラ３に３００～５００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。更に、ワイヤ２は溝付きローラ３から巻出され、回収側のワイヤリール６’に巻き取られる。
　ワークＷを切断する時には、ワイヤ２を予め定められた走行距離でワイヤ軸方向に往復走行させ、供給側から回収側にワイヤ新線が徐々に供給されていく。
　従って、溝付きローラ３に巻掛けされたワイヤのうち新線が供給されていく側、つまり供給側より、ワイヤが回収されていく側、すなわち回収側の方がワイヤの摩耗量が大きくなり、ワイヤ径が小さくなる。このため、回収側で切断されたウェーハの方が供給側で切断されたウェーハより厚さが厚くなる傾向にある。
　そこで、溝付きローラの複数の溝間のピッチを供給側より回収側の方が狭くなるようにしたものが用いられている（特許文献１）。
　ところで、ワイヤソーのワイヤには、耐摩耗、耐張力性に富み、しかも高硬度の線材、例えば、ピアノ線などが用いられ、また、溝付きローラには、ワイヤの損傷を防ぐため所定硬度の樹脂ローラが使用されているが、ワイヤの経時的な摩耗や、疲労によってワークの切断中にワイヤが断線してしまい、ウェーハの切断を継続することができない場合がある。
　このような場合、従来は、ワイヤからワークの切込みを離脱させる離脱作業を行った後、ワイヤを手動で引き出したり、又は溝付きローラ駆動装置をマニュアルで操作してワイヤの断線箇所を一方の溝付きローラの適宜外側まで引き出して、その断線部同士を連結する。断線部分が再使用できなければ、その部分を取り除き、新線に交換した後連結する。その後、ワイヤ同士の接続部がワークの切断に直接関与しない位置に再度引き出したりする引き出し作業を行う。
　そして、このようなワイヤ修復処理の後、ワイヤの各列に対してワークの各切込みを対応させて係合させる復帰作業を行い、ワークの切断を再開することにより、ワークの切断を完了するという復旧作業が行われる。
　ワイヤの断線の問題に対して、ワイヤの強度を改善したり（例えば、特許文献２参照）、ワイヤソーで断線の予兆を検知し切断を停止する方法が知られている（特許文献３参照）。このような技術により、ワイヤの断線の頻度を低減できる。
特開平１０―２４９７０１号公報 特開２００２―２５６３９１号公報 特開２０１１―３１３５５号公報
超精密ウェーハ表面制御技術、松下嘉明ら２０００年２月２８日（株）サイエンスフォーラム刊
　しかし、近年の生産性の増加に伴いワイヤの使用負荷も増大し、断線を完全に避けることはできない。一旦断線が発生すると、高価なワークの切断を再開した直後に切り出したウェーハに後工程によっても除去できない溝が生じてしまい、大量の不良品が発生してしまうという問題を生じる。
　本発明者がこの原因についての詳細を調査したところ以下のことが判明した。上記のように、修復処理においてワイヤの断線部同士を連結し、連結部分をワークの切断位置から引出すと、ワークの切断位置におけるワイヤが新線と置き換わることになる。ワークの切断位置における断線直後のワイヤの直径は摩耗により新線の直径より細くなっているので、断線直前のワイヤ直径と新線のワイヤ直径の差異が生じる。一般的にワークの切り代はワイヤ直径にスラリの平均径の３倍を加えた値となることが知られており（非特許文献１）、切断再開後のワークの切り代が増加することにより切断部に溝が発生する。
　近年、ウェーハの製造コストの削減のため、後工程におけるラッピング処理時のラップ代は小さく設計されているため、ラッピング処理で上記の溝を除去することができない場合が増加している。上記のように、溝付きローラの溝間のピッチがワイヤ供給側よりワイヤ回収側の方が狭くなっている場合には、ワイヤ新線を用いて切断すると特にワイヤ回収側に近い切断位置では切断したウェーハの厚さが薄くなり、発生した溝の除去ができない可能性が大きくなる。
　しかも、ウェーハの直径が大きくなるにつれ不良品の発生による影響が深刻になってきている。
　本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、ワイヤソーによる半導体インゴット等のワーク切断において、ワイヤの断線によってワークの切断が途中で中断された場合でも、運転再開後に切断したウェーハに溝が発生するのを抑制し、製品ウェーハの品質的な問題を抑制できるワイヤソーの運転再開方法を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本発明によれば、複数の溝付きローラにワイヤを巻掛け、該ワイヤの新線を供給側から回収側に供給しながら前記ワイヤをワイヤ軸方向に往復走行させ、前記ワイヤに切断用のスラリを供給しつつ、ワークを相対的に押し下げて、往復走行する前記ワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーの運転において、前記ワイヤが断線して前記ワークの切断を途中で一旦中断した後、該切断を再開する場合の運転再開方法であって、前記ワークの切断を中断した後、前記ワークの切断を再開する前に、前記断線したワイヤを修復する修復工程と、前記ワークの切断位置における前記修復したワイヤの直径を前記断線直前のワイヤの直径と一致させる切断準備工程を有することを特徴とするワイヤソーの運転再開方法が提供される。
　このような運転再開方法であれば、運転再開後に用いるワイヤの直径と断線前の直径との差をなくすことができるので、切断したウェーハに溝が発生するのを抑制でき、ウェーハが不良品になるのを抑制できる。
　このとき、前記切断準備工程において、前記ワイヤの断線が前記溝付きローラに巻掛けられた位置、又は前記供給側の位置で発生した場合に、前記修復したワイヤを摩耗させることによってその直径を前記断線直前のワイヤの直径と一致させることができる。
　ワイヤの断線が上記位置で発生した場合、ワークの切断位置における修復後のワイヤが新線となっていても、このようにすれば、ワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と容易に一致させることができる。
　また、前記切断準備工程において、ダミーのワークと該ダミーのワークを保持する保持手段を前記ワイヤソーに設け、前記ワイヤが前記溝付きローラから回収側に巻出される位置における前記ワイヤの直径が前記断線前と同じになるように、前記修復したワイヤで前記ダミーのワークを切断することによって前記ワイヤを摩耗させた後、前記ダミーのワーク及び保持手段を取り除くことができる。
　このようにすれば、ワイヤが溝付きローラから回収側に巻出される位置におけるワイヤ直径を基準にすることで、ワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径とより容易に一致させることができる。また、切断準備工程において、切断を途中で中断していたワークをワイヤソーから取り外す必要がなく、ワイヤ列に対するワークの相対位置が変化しないので、運転再開後の切断にワークの位置変化による影響を与えることを防ぐことができる。
　また、前記修復工程において、前記断線発生時点における前記ワイヤの断線箇所の位置から前記ワイヤが前記溝付きローラから回収側に巻出される位置までのワイヤ長を検出し、前記切断準備工程において、前記ワイヤの断線箇所の位置が、前記ワイヤが前記溝付きローラから回収側に巻出される位置となるように前記ワイヤを位置決めし、その後、前記検出したワイヤ長以上の長さの前記ワイヤの新線が供給されて使用されるように前記ダミーのワークを切断することができる。
　このようにすれば、摩耗させるワイヤ新線の長さ及びダミーのワークの切断時間を容易に決定することができ、必要最低限の工程時間でワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と確実に一致させることができる。
　また、前記ワイヤの直径をマイクロメーター、又はレーザー変位計で測定することができる。
　このようにすれば、ワイヤの直径を容易に測定できる。
　本発明では、ワイヤソーによるワークの切断中にワイヤが断線した時に、断線したワイヤを修復した後、ワークの切断位置における修復したワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と一致させるので、運転再開後に用いるワイヤの直径と断線前の直径との差をなくすことができるので、切断したウェーハに溝が発生するのを抑制し、ウェーハの平坦度を改善できる。これにより、製品ウェーハの品質的な問題が生じるのを抑制できる。
一般的なワイヤソーの一例を示す概略図である。 本発明のワイヤソーの運転再開方法のフロー図である。 本発明のワイヤソーの運転再開方法でダミーのワークを切断する様子を示す図である。 溝付きローラ内位置によりワイヤ直径が摩耗により変化する様子を示す図である。 ワイヤソーにおける、回収側終点Ｐから断線発生位置までの距離Ｘを示す図である。 実施例の平坦度の結果を示す図である。 比較例の平坦度の結果を示す図である。 図６、図７の平坦度の結果の断線発生部分を拡大した図である。
　以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
　上記したように、ワイヤソーによるワークの切断中にワイヤが断線した場合、そのワークの切断を再開すると、断線直前のワイヤ直径と修復後のワイヤの直径の差異により再開した切断部に溝が発生するという問題がある。
　本発明者はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、ワイヤを修復した後、ワークの切断位置における修復したワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と一致させることにより、上記溝の発生を抑制できることを見出して本発明を完成させた。
　まず、ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーの運転について説明する。
　図１に示すように、ワイヤソー１は、ワークＷを切断するためのワイヤ２、ワイヤ２を巻掛けした溝付きローラ３、切断するワークＷを相対的に下方へと送り出すワーク送り機構４、切断時にワイヤ２にスラリを供給するためのスラリ供給手段５を有している。
　ワイヤ２は、供給側のワイヤリール６から繰り出され、溝付きローラ３に入っている。ワイヤ２がこの溝付きローラ３に３００～５００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。更に、ワイヤ２は溝付きローラ３から巻出され、回収側のワイヤリール６’に巻き取られる。
　溝付きローラ３とワイヤリール６、６’との間にはワイヤ２に張力を付与するためのワイヤ張力付与機構（不図示）が設けられている。
　ワークＷを切断する時には、ワイヤ２を予め定められた走行距離でワイヤ軸方向に往復走行させる。この際、往復走行するワイヤのそれぞれの方向への走行距離は同じではなく、片方向の走行距離の方が長くなっている。これにより、ワイヤは往復走行を続けながら長く走行する方向、すなわち図１に示すように供給側から回収側にワイヤ新線が徐々に供給されていく。
　ワークＷはワーク送り機構４により保持され、相対的に下方に位置するワイヤ２へと送られる。このワーク送り機構４は、ワイヤ２が当て板に到達するまでワークＷを相対的に下方へと押し下げることによって、ワークＷをワイヤ２に押し当てて切り込み送りする。そして、ワークＷの切断を完了させた後、ワークＷの送り出し方向を逆転させることにより、ワイヤ列から切断済みワークＷを引き抜くようにする。
　本発明のワイヤソーの運転再開方法は、上記のワイヤソーの運転において、ワイヤ２が断線してワークＷの切断を途中で一旦中断した後、該切断を再開する場合の運転再開方法である。以下、図１、図２を参照しながら詳細に説明する。
　まず、ワイヤの断線が発生したらワークの切断を中断し、ワークをワイヤ列から一旦退避させ（図２の（Ａ））、断線したワイヤを取り除く作業を行う（図２の（Ｂ））。その後、ワイヤの修復を行う。また、断線発生時点のワイヤの直径を測定する（図２の（Ｃ））。ここで、ワイヤ直径を測定する位置は、図１に示すワイヤが溝付きローラから回収側に巻出される位置Ｐ（以降、回収側終点と呼ぶ）とすることができる。
　このとき、ワイヤの断線が溝付きローラに巻掛けられた位置、又は溝付きローラより供給側の位置で発生した場合には、回収側終点Ｐよりもワイヤリール６’側にワイヤの断線箇所が位置するようにワイヤを引き出してからワイヤの断線部同士を連結する（図２の（Ｄ））。このようにすれば、ワイヤの修復作業が容易になるとともに、切断再開時にワイヤの連結部が切断に用いられて切断したウェーハの品質に影響を与えるのを防ぐことができる。この場合、切断再開時にはワイヤの往復走行を回収側の方向から始めるようにする。
　ワイヤの断線が溝付きローラより回収側の位置で発生した場合には、ワイヤを回収側に引き出すことなくワイヤの断線部同士を連結できる。或いは、ワイヤの断線位置が溝付きローラに近すぎる場合など、ワイヤ修復作業の必要性に応じてワイヤを回収側の方向に引き出してからワイヤの断線部同士を連結しても良い。
　次に、中断したワークの切断を再開するための準備を行うための切断準備工程を実施する。この工程では、ワークの切断位置における修復したワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と一致させる。その後、ワイヤ列の各列に対してワークの各切込みを対応させて係合させる作業を行う。
　ワイヤの断線が回収側の位置で発生し、上記修復工程でワイヤを回収側に引き出すことなくワイヤの断線部同士を連結した場合には、ワークの切断位置における修復したワイヤの直径は断線直前のワイヤの直径と一致している。また、ワイヤを回収側に引き出した場合には、ワイヤを引き出す前の位置、すなわち断線直前の位置に戻して位置決めすればワークの切断位置における修復したワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と一致させることができる。
　ワイヤの断線が溝付きローラに巻掛けられた位置、又は供給側の位置で発生した場合には、上記のようにワイヤの断線箇所が回収側に引き出されているので再開後のワークの切断位置におけるワイヤは新線の部分を含んでいる。そこで、ワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と一致させるために、ワークの切断位置におけるワイヤを摩耗させる。
　ワイヤを摩耗させる具体的な方法として、ワイヤでダミーのワークを切断する方法を用いることができる。切断を中断したワークをワーク送り機構から取り外すのは、切断再開前後でワークの位置が変わってしまう可能性があるため好ましくない。そこで、図３に示すように、ダミーのワークＤＷと、これを保持するための保持手段７をワイヤソー１に設ける。この保持手段７を、例えばワーク送り機構４に取り外し可能に取り付けることができる。
　このようにすれば、切断を中断したワークをワーク送り機構４から取り外すことなく、ワイヤでダミーのワークを切断してワイヤを摩耗させることができる。
　このとき、ワークの切断位置におけるワイヤの直径が断線直前のワイヤの直径と一致するか否かの判断は、回収側終点Ｐの位置におけるワイヤの直径に基づいて行うことができる。すなわち、回収側終点Ｐの位置におけるワイヤの直径が断線直前と同じになるようにワイヤでダミーのワークを切断すれば、ワークの切断位置におけるワイヤの直径が断線直前のワイヤの直径と一致すると判断できる。
　ワイヤでダミーのワークを切断してワイヤを摩耗させる方法の具体例を以下に説明する。
　上記修復工程において、断線発生時点におけるワイヤの断線箇所の位置から回収側終点Ｐの位置までのワイヤ長Ｃを検出しておく。ここで、複数の溝付きローラに巻掛けられたワイヤ１周分の長さをＷＮ、ワイヤ列に垂直な方向の回収側終点Ｐから断線発生位置までの距離をＸ（図５参照）、ワイヤ列の間隔Ｄとすると、上記ワイヤ長ＣはＷＮ×Ｘ／Ｄで求めることができる。ここで、ワイヤ列の間隔が供給側より回収側の方が狭くなる場合には平均値を用いる。
　切断準備工程において、ワイヤの断線箇所（連結部）の位置が、回収側終点Ｐの位置よりややワイヤリール６’側となるようにワイヤを位置決めする（図２の（Ｅ））。回収側終点Ｐの位置よりややワイヤリール６’側になるとは、連結部が回収側終点Ｐの位置からずれている状態である。
　次に、回収側終点Ｐの位置における修復後のワイヤの直径をマイクロメーター、又はレーザー変位計で測定し、この測定値と断線発生時点の同位置のワイヤ直径との差ΔＱを算出する。
　一般に、ワークの切断中に供給側から供給されるワイヤ新線は往復走行を続けながら次第に回収側へと進んでいき、回収側に進むに従ってワイヤ直径も摩耗により次第に小さくなっていく。図４に示すように、回収側終点Ｐの位置におけるワイヤの直径は新線の直径に比べて１０％程度小さくなっている。このようなワイヤ直径の磨耗による減少量は切断条件(新線供給速度、ワイヤ平均速度、切り込み速度及びワイヤ列に当接するワークの圧力)により異なるが、ワイヤソーの切断原理上の理由から供給側から回収側に向けてワイヤの磨耗量は増加する。そのため、上記で測定した直径は、断線発生時点の同位置のワイヤ直径より大きくなっている。
　その後、ダミーのワークと、これを保持するための保持手段をワイヤソーに設け（図２の（Ｆ））、切断条件を設定する（図２の（Ｇ））。この切断条件でワイヤを往復走行させつつ新線を供給してダミーのワークを切断し、回収側終点Ｐの位置におけるワイヤの直径が上記算出した差ΔＱ分摩耗するまで、すなわち、この位置におけるワイヤの直径が断線発生時点の同位置のワイヤ直径と一致するまで切断を続ける（図２の（Ｈ））。このとき、新線供給速度をＳ、切り込み速度をＶ、ワイヤ列に当接するワークの圧力をＦ、ダミーのワークの長さをＬ、比例定数をＫとすると、回収側終点Ｐの位置におけるワイヤの摩耗量はＫ×Ｌ×Ｖ×Ｆ／Ｓで表される。
　従って、ΔＱ＝Ｋ×Ｌ×Ｖ×Ｆ／Ｓを満たす切断条件でダミーのワークを切断すれば良い。この関係式に基づき予めダミーのワークを切断してΔＱを得るための切断条件を記録しておき、切断準備工程において、この切断条件を用いることができる。例えば、ダミーのワークの長さＬ、切り込み速度Ｖ、ワイヤ列に当接するワークの圧力Ｆを一定にし、新線供給速度Ｓを変化させてダミーのワークを切断し、ΔＱとＳとの関係を記録しておき、ダミーのワーク切断時に目的のΔＱに対応する新線供給速度Ｓを用いることができる。
　また、ダミーのワークの切断の際には、上記で検出したワイヤ長Ｃ以上の長さのワイヤの新線が供給されて使用されるようにする。これは、ダミーのワークの切断時間Ｔを、式Ｃ／Ｓで求められる時間以上とすることで達成できる。
　ダミーのワークを切断した後、回収側終点Ｐの位置におけるワイヤの直径を確認し、ダミーのワーク及び保持手段を取り除く（図２の（Ｉ））。
　ここで、ダミーのワークとして、ガラス、カーボン、フィラー充填アクリル樹脂、フィラー充填エポキシ樹脂、フィラー充填ウレタン樹脂製のワークを用いることができる。
　以上のようにして切断準備工程を実施した後、ワークの切断を再開する（図２の（Ｊ））。
　以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例）
　図１に示すようなワイヤソーを用い、直径２００ｍｍ、長さ３６０ｍｍのシリコンインゴットを切断したところ、上記切り込み位置が６５ｍｍ、上記距離Ｘが２５ｍｍの位置でワイヤが断線した。そこで、本発明のワイヤソーの運転再開方法に従って以下のようにワークの切断を再開した。
　ワイヤ断線時点の回収側終点Ｐの位置におけるワイヤの直径を測定したところ、ワイヤ新線の９０％であった。ワイヤの修復を行い、ワイヤの連結部が回収側終点Ｐの位置になるように位置決めした。
　その後、図３に示した保持手段に厚さ１０ｍｍ、幅１５０ｍｍ、長さ３６０ｍｍのアクリル系樹脂からなるダミーのワークを切断し、回収側終点Ｐの位置におけるワイヤの直径が新線の９０％になるまでワイヤを摩耗させ、ワークの切断位置における修復したワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と一致させた。
　ダミーのワークの切断後、ダミーのワーク及び保持手段を取り外した。その後、インゴットの切断を再開し、切断を完了させた。
　このようにして切断したウェーハの平坦度を評価した。評価したウェーハは、インゴットの両端面、及び中央の位置に相当するウェーハとした。平坦度はウェーハを水平面上に静置し、切断面の片側の面を直径方向（切断方向）に変位を測定することによって評価した。
　その結果を図６に示す。（Ａ）は供給側端面のウェーハ、（Ｂ）は中央部のウェーハ、（Ｃ）は回収側端面のウェーハの結果である。図６に示すように、どの位置にあるウェーハも断線の発生した６５ｍｍのところに急峻なマイナス方向への溝が発生せず、後述する比較例の結果と比べ平坦度が改善されていることが分かる。得られたウェーハは製品として品質上の問題のないものであった。
　図８は、図６に示したウェーハの平坦度の断線が発生した部分を拡大した図である。図８に示すように、後述する比較例の結果と比べ、溝が抑制されていることが明確に確認できた。
（比較例）
　図１に示すようなワイヤソーを用い、直径２００ｍｍ、長さ３６５ｍｍのシリコンインゴットを切断したところ、上記切り込み位置が８５ｍｍ、上記距離Ｘが４０ｍｍの位置でワイヤが断線した。ワイヤの修復後、ダミーのワークの切断を行うことなく、すなわち、修復したワイヤの直径を断線直前のワイヤの直径と一致させることなく、インゴットの切断を再開し、切断を完了させた。
　その後、実施例と同様にウェーハの平坦度を評価した。
　その結果を図７に示す。実施例と同様、（Ａ）は供給側端面のウェーハ、（Ｂ）は中央部のウェーハ、（Ｃ）は回収側端面のウェーハの結果である。図７に示すように、（Ｂ）中央部のウェーハ及び（Ｃ）回収側端面のウェーハにおいて、断線の発生した８５ｍｍのところで急峻なマイナス方向への溝が発生した。この溝はラッピング等の後工程で修正不可能ほどの大きさであり、ウェーハは不良品となってしまった。
　図８は、図７に示したウェーハの平坦度の断線が発生した部分を拡大した図である。図８に示すように、後工程で修復不可能なほどの大きさの溝が発生していることが明確に確認できた。
　なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

Claims (5)

  1. 　複数の溝付きローラにワイヤを巻掛け、該ワイヤの新線を供給側から回収側に供給しながら前記ワイヤをワイヤ軸方向に往復走行させ、前記ワイヤに切断用のスラリを供給しつつ、ワークを相対的に押し下げて、往復走行する前記ワイヤに押し当てて切り込み送りし、前記ワークをウェーハ状に切断するワイヤソーの運転において、前記ワイヤが断線して前記ワークの切断を途中で一旦中断した後、該切断を再開する場合の運転再開方法であって、
    　前記ワークの切断を中断した後、前記ワークの切断を再開する前に、前記断線したワイヤを修復する修復工程と、
    　前記ワークの切断位置における前記修復したワイヤの直径を前記断線直前のワイヤの直径と一致させる切断準備工程を有することを特徴とするワイヤソーの運転再開方法。
  2. 　前記切断準備工程において、前記ワイヤの断線が前記溝付きローラに巻掛けられた位置、又は前記供給側の位置で発生した場合に、前記修復したワイヤを摩耗させることによってその直径を前記断線直前のワイヤの直径と一致させることを特徴とする請求項１に記載のワイヤソーの運転再開方法。
  3. 　前記切断準備工程において、ダミーのワークと該ダミーのワークを保持する保持手段を前記ワイヤソーに設け、前記ワイヤが前記溝付きローラから回収側に巻出される位置における前記ワイヤの直径が前記断線前と同じになるように、前記修復したワイヤで前記ダミーのワークを切断することによって前記ワイヤを摩耗させた後、前記ダミーのワーク及び保持手段を取り除くことを特徴とする請求項２に記載のワイヤソーの運転再開方法。
  4. 　前記修復工程において、前記断線発生時点における前記ワイヤの断線箇所の位置から前記ワイヤが前記溝付きローラから回収側に巻出される位置までのワイヤ長を検出し、
    　前記切断準備工程において、前記ワイヤの断線箇所の位置が、前記ワイヤが前記溝付きローラから回収側に巻出される位置となるように前記ワイヤを位置決めし、その後、前記検出したワイヤ長以上の長さの前記ワイヤの新線が供給されて使用されるように前記ダミーのワークを切断することを特徴とする請求項３に記載のワイヤソーの運転再開方法。
  5. 　前記ワイヤの直径をマイクロメーター、又はレーザー変位計で測定することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のワイヤソーの運転再開方法。
     
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