以下では、本発明の実施の形態について説� ��するが、本発明はこれに限定されるもので� ��ない。
 上述したように、従来の切断方法やワイヤ� ��ー装置を用いてインゴットを切断すると、� ��に溝付きローラやインゴットの軸方向の熱� ��張によって、図15のように切断軌跡が軸方� �に変化し、切断されたウエーハには大きなBo wやWarpが生じてしまう。これに対し、切断軌� ��の軸方向の変化をなくすため、例えばスラ� ��をインゴット等にかけることによって、イ� ��ゴットや溝付きローラの軸方向の変化を抑� ��する切断方法等が研究されてきた。

 しかしながら、特にインゴットの軸方向� ��変化を抑制することは困難であるし、上記� ��ようにスラリをかけて制御しようとしても� ��実際には少しは変化してしまうため、Bow等� ��防止対策としては不十分であることが本発� ��者らによって判明した。

 そこで、本発明者らは、結局、溝付きロ� ��ラ、インゴットの両方とも軸方向への変化� ��なくすことができないのであれば、逆に、� ��方を同じようにして軸方向へ変化させるこ� ��によって切断軌跡を調整し、Bow等を低減す� ��ことを考えた。そして、特にインゴットの� ��方向の変化を制御するのは難しいので、こ� ��インゴットの軸方向の変位量に対応して溝� ��きローラの軸方向の変位量を制御し、それ� ��よって切断中にインゴットの全長に対して� ��ワイヤの相対位置を適切に調整できれば良� ��ことを見出して本発明を完成させた。

 以下、本発明のワイヤソー装置、切断方法� ��ついて、図面を参照しながら詳細に説明す� ��が、本発明はこれに限定されるものではな� ��。
 図1に、本発明のワイヤソー装置の一例を示 す。
 本発明のワイヤソー装置1は、まず、本体部 として、従来のワイヤソー装置101と同様に、 インゴットを切断するためのワイヤ2、ワイ� �2を巻掛けた溝付きローラ3(ワイヤガイド)、� ��イヤ2に張力を付与するための機構4、切断� �れるインゴットを送り出す機構5、切断時に� ��ラリを供給する機構6を有している。
 ワイヤ2、ワイヤ張力付与機構4、インゴッ� �送り機構5、スラリ供給機構6は、図12の従来� ��切断方法に使用されるワイヤソー装置101と� ��様のものとすることができる。

 なお、本発明では、軸方向において両方� ��(前後方向)に変化するインゴットの変位量� �対応させて溝付きローラ3の軸方向の変位量� ��制御させるため、溝付きローラ3は、軸受け の両方がラジアルタイプであり、軸方向にお いて、前後に伸びることが可能な構造のもの とすることができる。

 そして、本発明のワイヤソー装置1では、 さらに、切断の際にインゴットの軸方向の変 位量を測定するためのインゴット変位量測定 機構11と、インゴット変位量測定機構11によ� �測定されたインゴットの軸方向の変位量に� �応するように、溝付きローラの軸中に通す� �却水の温度および/または流量にフィードバ� ��クして溝付きローラ3の軸方向の変位量を制 御する溝付きローラ変位量制御機構12が備え� ��れている。

 このインゴット変位量測定機構11として� �、例えば熱電対13を用いたものとすることが できる。すなわち、インゴットに熱電対13を� ��ンゴット軸方向の前側および後側に貼り付� ��ておき、この熱電対13により計測されたイ� �ゴットの温度を熱膨張量に換算して、イン� �ットの軸方向の変位量を算出、処理するコ� �ピュータ18を配設したものが挙げられる。図 2(A)に、インゴットに熱電対13を貼り付けた場 合の一例を示す。

 また、この他、熱電対13を用いるのでは� �く、差動式変位計14を用いたものとすること ができる。すなわち、熱膨張しにくいもの(� �えばワイヤソー装置1の本体)等に変位計の支 持部を取り付け、計測部をインゴットの軸方 向の両側に配置してインゴットの軸方向の変 位量を測定するものとしても良い。差動式変 位計14はコンピュータ18と接続されており、� �定されたデータを処理できるようになって� �る。図2(B)に、インゴットに対して差動式変� ��計を設置した場合の一例を示す。

 このインゴット変位量測定機構11は特に� �定されず、切断の際に、正確かつ速やかに� �インゴットの軸方向の変位量を測定できる� �のであれば良い。上記熱電対13や差動式変位 計14を用いた機構とすれば、測定が簡単であ� ��し、正確に行うことができて好ましい。

 次に、溝付きローラ変位量制御機構12につ� �て述べる。
 この溝付きローラ変位量制御機構12は、大� �くわけて、溝付きローラ3の軸方向の変位量� ��測定する溝付きローラ変位量測定部15と、� �付きローラ3の軸中に通す冷却水の温度、流� ��を調節する冷却水調節部16からなる。

 まず、溝付きローラ変位量測定部15は、� �えば渦電流センサ17を溝付きローラ3の軸方� �の両側に近接して配設することにより、軸� �向の変位量を測定することが可能なものと� �ることができる。図2(C)に、溝付きローラ3に 渦電流センサ17を配設した場合の一例を示す� ��溝付きローラ3の軸方向の変位量を測定する 手段は当然これに限定されないが、渦電流セ ンサを用いれば非接触で精度高く測定を行う ことができるので好ましい。

 また、冷却水調節部16には熱交換器やポン� �が配設されており、溝付きローラ3の軸中に� ��す冷却水の温度、流量を調節できるように� ��っている。
 ここで、冷却水調節部16について、図3に示� ��ような溝付きローラ3の断面図を用いて説明 する。溝付きローラ3は、ワイヤ2が巻掛けさ� ��る溝を有する樹脂部(シェル)が最外層とし� �形成されており、その内側にシェルガイド� �さらに内側に軸心を有する構造となってい� �。本発明のワイヤソー装置1で用いられる溝� ��きローラ3では、軸心部に、冷却水調節部16� ��より温度、流量が調節された冷却水が通る� ��造になっている。

 そして、この溝付きローラ変位量制御機� ��12には、溝付きローラ変位量測定部15によっ て測定された溝付きローラ3の軸方向の変位� �のデータに基づいて、冷却水調節部16により 冷却水の温度、流量が調節されるように、こ れらのデータをフィードバック処理するため のコンピュータが備えられている。さらに、 この冷却水の温度、流量の調節にあたっては 、インゴット変位量測定機構11によって測定� ��れたインゴットの軸方向の変位量が考慮さ� ��ており、最終的に、このインゴットの変位� ��に対応して溝付きローラ3の軸方向の変位量 が制御されるようにプログラムが組まれてい る。

 なお、コンピュータ18は、インゴット変位� �測定機構11における熱電対13や差動式変位計1 4と接続されていると同時に、溝付きローラ� �位量制御機構12におけるローラ変位量測定部 15、冷却水調節部16とも接続されたものとす� �ことができる。このようにすれば、インゴ� �トや溝付きローラ3に関するデータを一括し� ��処理することができて簡便かつ効率的であ� ��し、各機構11、12に分けて設けるよりもスペ ースをとらずに済ますことができ、省スペー スを図ることができる。
 コンピュータの台数等は、それぞれの処理� ��力やスペース等に応じて適宜決定すれば良� ��。

 このような本発明のワイヤソー装置1であ れば、切断中におけるインゴットの変化に同 期して溝付きローラ3を変化させることが可� �である。すなわち、例えば、インゴットが� �断の際に熱膨張して軸方向の両側に伸びて� �、冷却水の調節によって溝付きローラ3を軸� ��向の両側に伸ばすことができるものである� ��で、それによってインゴットを切断する各� ��イヤの位置を溝付きローラ3の軸方向の両側 にずらすことができる。このとき、インゴッ トの各切断位置における軸方向の変位量と同 じ分だけ、各ワイヤの位置がずれるように、 溝付きローラ3の軸方向の変位量を制御する� �うプログラムを組んでおけば、インゴット� �全長に対してのワイヤの相対位置は一定に� �整されることになり、切断軌跡は平らなも� �となる。その結果、Bow等が低減された優れ� �ウエーハを得ることができる。

 次に、上記ワイヤソー装置1を用い、本発 明の切断方法を実施する手順について述べる 。なお、以下では、切断軌跡が平らになるよ うに溝付きローラ3の軸方向の変位量を制御� �る方法について述べるが、これに限定され� �、所望の切断軌跡になるように適宜変更す� �ことができる。

 まず、インゴット送り機構5により、把持し たインゴットを所定速度で下方に送り出すと ともに、溝付きローラ3を駆動させて、ワイ� �張力付与機構4により張力が付与されたワイ� ��2を往復方向に走行させる。なお、このとき のワイヤ2に付与する張力の大きさや、ワイ� �2の走行速度等は適宜設定することができる� ��例えば、2.5~3.0kgfの張力をかけて、400~600m/min の平均速度で1~2c/min(30~60s/c)のサイクルで往復 方向に走行させることができる。切断するイ ンゴット等に合わせて決めれば良い。
 また、切断用スラリを溝付きローラ3および ワイヤ2に向けて噴射を開始し、インゴット� �切断を行う。

 このように切断を行っていると、切断によ� ��摩擦熱やスラリ等の影響によって熱膨張・� ��縮が生じ、インゴット自体においては、例� ��ば図14(C)のような軸方向変化および切断軌� �が形成されることになる。
 一方、溝付きローラ3において、こちらもや はり熱膨張が生じて、例えば図14(B)のような� ��方向変化を起こし、インゴットの切断軌跡� ��影響を与える。
 したがって、これらの変化が合わさって、� ��15(B)に示すような切断軌跡となり、得られ� �ウエーハにはBow等が生じてしまう。

 そこで、切断軌跡が平らになるようにす� ��には、本発明の切断方法のように、図4のイ ンゴットと溝付きローラの軸方向変化の関係 に示すとおり、インゴットの軸方向の変位量 に対応させて溝付きローラ3の軸方向の変位� �を制御する。すなわち、インゴットの熱膨� �に合わせて溝付きローラ3も同様に熱膨張さ� ��、インゴットが収縮する場合には溝付きロ� ��ラ3も同様に収縮させる。このとき、溝付き ローラ3の変位量の制御により、インゴット� �全長に対してのワイヤの相対位置を調整し� �一定になるようにする。上記インゴットの� �膨張による切断軌跡への影響、および溝付� �ローラ3の制御(溝付きローラ3の熱膨張の影� �)の結果、最終的に得られる切断軌跡は、図5 のように平らにすることができ、Bow等を低減 できる。

 以下、上記の切断中のインゴットや溝付き� ��ーラ3の軸方向の変化、制御についてより具 体的に述べる。
 まず、切断中におけるインゴットの軸方向� ��変位量をインゴット変位量測定機構11によ� �測定する。この測定は、熱電対13や差動式変 位計14等を用いた測定方法とすることができ� ��。正確かつ速やかにインゴットの変位量を� ��定することができれば良い。
 なお、図6に熱電対13を用いて測定したとき� ��切り込み深さに対するインゴットの温度変� ��の一例を示す。切り込み深さが半分程度(150 mm)になるまで温度が上昇していき、その後徐 々に冷却していき、最後に急冷しているのが 判る(すなわち、図14(C)に示すように、一旦熱 膨張した後、収縮していくことが判る。)。� �のような温度データと、インゴットの材料� �おける線膨張係数を用いて切り込み深さに� �けるインゴットの軸方向の変位量を算出で� �る。
 この熱電対13や、または差動式変位計14等に よって測定されたデータをコンピュータ18で� ��理する。

 一方、溝付きローラ3の方でも、溝付きロー ラ変位量制御機構12の溝付きローラ変位量測� ��部15により、例えば渦電流センサ17を用いて 溝付きローラ3の軸方向の変位量を測定する� �この測定データもまた、コンピュータ18で処 理する。
 そして、コンピュータ18によって、インゴ� �トの軸方向の変位量に対応するように、制� �される溝付きローラ3の軸方向の変位量が決� ��される。すなわち、この場合、切断軌跡が� ��らになるようにするため、インゴットの各� ��断位置における軸方向の変位量と同じ分だ� ��、溝付きローラ3に巻掛けされた各ワイヤの 位置がそれぞれ軸方向にずれるように、溝付 きローラ3の軸方向の変位量が決定される。� �まり、変化するインゴットの全長に対して� �ワイヤの相対位置が一定に調整されるよう� �溝付きローラ3の変位量が導かれる。

 決定された軸方向の変位量に基づき、実� ��に溝付きローラ3の変位量を制御するには、 冷却水調節部16によって行う。冷却水調節部1 6により、溝付きローラ3の軸中(軸心)に通す� �却水の温度や流量を調節することで、溝付� �ローラ3の温度を調整し、軸方向の変位量を� ��御する。

 なお、冷却水の温度および流量と、溝付き� ��ーラ3の軸方向の変位量の関係を、予め実験 を行って求めておくと良い。
 図7に、予備試験によって得られた冷却水の 温度と、溝付きローラ3の変位量との関係を� �すグラフを示す。図7の上部ラインは、溝付� ��ローラ3が後方に伸びた量、下部ラインは前 方に伸びた量である。冷却水の温度が上がる につれ、溝付きローラ3が前方および後方の� �側に伸びる量が増していることが判る。す� �わち、溝付きローラ3を両側方向により伸ば� ��たいのであれば冷却水の温度を上げ、収縮� ��たいのであれば冷却水の温度を下げれば良� ��ことが判る。

 冷却水の流量についても、同様にして予め� ��当な試験を行っておき、流量変化と溝付き� ��ーラ3の軸方向の変位量との関係を調べてお くと良い。
 さらには、冷却水の温度のみ、または流量� ��みを変化させた場合だけでなく、これらの� ��化を組み合わせた場合における溝付きロー� ��3の変化について予備試験を行っても良い。
 そして、これらの予備試験の結果を基にし� ��、溝付きローラ3の所望の変位量に対応する 冷却水の温度や流量を決定する。
 このように、溝付きローラ3の軸方向の変位 量を、冷却水調節部16にフィードバックして� ��却水の温度や流量を調節することによって� ��御する。

 以上のように、熱膨張によるインゴットの� ��方向の時々刻々の変化に応じて溝付きロー� ��3の軸方向の変位量を制御することができる 。
 ただし、インゴットの熱膨張量は、切断条� ��とインゴットの寸法に応じて極めて再現性� ��高いため、これを考慮して、インゴットの� ��り込み深さに対して上記方法で計測したイ� ��ゴットの軸方向の変位量のプロファイルを� ��成し、コンピュータ18等に記憶させ、そし� �このプロファイルに基づいて、溝付きロー� �3の軸方向の変位量を制御することも可能で� ��る。このような制御方法であれば、極めて� ��便に溝付きローラ3の制御を行うことができ 、効率面において向上を図ることができる。
 

 以下、本発明を実施例によりさらに詳細に� ��明するが、本発明はこれに限定されない。
 (実施例)
 図1に示す本発明のワイヤソー装置1を用い� �本発明の切断方法を実施した。以下の表1に� ��す切断条件で、ワイヤおよび溝付きローラ� ��スラリをかけて直径300mmのシリコンインゴ� �トを切断した。
 インゴットの熱膨張量の測定にあたっては� ��図2(A)に示すように、インゴット両端の切り 込み深さ285mmの位置に熱電対をエポキシ系接� ��剤で固定し、インゴットの温度を測定して� ��リコンの線熱膨張係数2.3×10 ^-6 /℃を乗じて求めた。
 なお、切断中のインゴットの切り込み深さ� ��対する温度変化は図6とほぼ同様であった。

 そして、切断中は、溝付きローラ3の軸中に 通す冷却水の温度を調節することにより、各 切り込み深さにおいて、上記測定方法で得ら れたインゴットの軸方向の変位量と同じ割合 で溝付きローラ3を軸方向に変位させた。す� �わち、軸方向に変化するインゴットの変位� �に合わせてワイヤの位置も溝付きローラ3の� ��方向に相当量ずらし、切断軌跡が平らにな� ��ように、インゴットの全長に対してのワイ� ��の相対位置が一定になるよう制御しながら� ��断を行った。
 なお、予備試験によって得られた冷却水の� ��度と、溝付きローラ3の変位量との関係は、 図7に示す関係とほぼ同様であった。

 図8に、実施例で切り出したウエーハの全数 について実際に形状測定を行い、Bowを測定し た結果を示す(図8の下のグラフ)。なお、図8� �上のグラフは、インゴットの軸方向の前、� �中、後の位置で切り出したウエーハのBow/Warp 形状の典型例を表している。図8に示すよう� �、ウエーハのBowは-2~+2μmの範囲に集中してい ることが判る。このように、実施例では、後 述する比較例に比べて極めて小さなBowのウエ ーハを切り出すことができた。これは、図8� �上のグラフからもわかるように、本発明の� �イヤソー装置および切断方法によって、切� �軌跡を比較的平らなものとすることができ� �ためである。
 

 (比較例1)
 従来のワイヤソー装置(軸方向の前後に伸張 可能なタイプ)を用い、切断中におけるイン� �ットや溝付きローラの熱膨張量を測定せず� �さらにこれらを考慮せずに、冷却水の温度� �流量を一定にして溝付きローラに通すこと� �外については実施例1と同様にしてインゴッ� ��の切断を行った。

 図9に、比較例1で切り出したウエーハの全� �について実際に形状測定を行い、Bowを測定� �た結果を示す。図9に示すように、ウエーハ� ��Bowは-5~+6μmの範囲に集中しており、Bow値の� �対値が実施例(-2~+2μm)の3倍以上となっている ことが判る。
 

 (比較例2)
 従来のワイヤソー装置(軸方向の専ら一方向 に伸張可能なタイプ)を用いること以外につ� �ては比較例1と同様にしてインゴットの切断� ��行った。
 図10に、比較例2で切り出したウエーハの全� ��について実際に形状測定を行い、Bowを測定� ��た結果を示す。図10に示すように、ウエー� �のBowは-2~+8μmの範囲に集中しており、実施例 (-2~+2μm)に比べてやはり広い範囲であり、絶� �値が大きくなっていることが判る。なお、� �付きローラのタイプの違いにより、プラス� �にBowが偏った結果となっている。
 

 (比較例3)
 従来のワイヤソー装置(軸方向の専ら一方向 に伸張可能なタイプ)を用い、インゴットの� �方向の変位の抑制を図るために、切断中に� �ンゴットにもスラリをかけること以外につ� �ては比較例1と同様にしてインゴットの切断� ��行った。なお、インゴットにかけるスラリ� ��温度は23℃で一定とした。

 図11に、比較例3で切り出したウエーハの全� ��について実際に形状測定を行い、Bowを測定� ��た結果を示す。図11に示すように、ウエー� �のBowは-2~+4μmの範囲に集中しており、実施例 (-2~+2μm)に比べて範囲が広い結果が得られた� �これは、インゴットにスラリをかけること� �、熱膨張によるインゴットの軸方向の変化� �やや低減されたものの、この変化を完全に� �ロとするには至らず、結局のところ、切り� �したウエーハのBow等の改善も部分的にとど� �ってしまうからである。
 

 なお、本発明は、上記実施形態に限定され� ��ものではない。上記実施形態は、例示であ� ��、本発明の特許請求の範囲に記載された技� ��的思想と実質的に同一な構成を有し、同様� ��作用効果を奏するものは、いかなるもので� ��っても本発明の技術的範囲に包含される。