JP6733022B2 - ワイヤソーによる溝加工装置とその方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄板状のワークやブロックのような厚いワークの表面に複数本の溝を形成する際に用いられるワイヤソーによる溝加工装置とその方法に係り、特に、均一な深さの溝をワークの表面に形成することが可能なワイヤソーによる溝加工装置とその方法に関する。

半導体のウェハ上に形成された集積回路を切り出してチップ化する工程では、「ダイシングソー」と呼ばれる装置が用いられることが多い。ダイシングソーは、ダイヤモンド製の円形刃を高速で回転させることによってワークを切断する構造であるため、ワークを複数のチップに切断する場合、一枚のチップから生成されるチップの個数に比例して加工時間が長くなってしまう。また、ダイシングソーの円形刃は、摩耗し易いため、頻繁に交換する必要がある。

これに対し、上記ウェハの切断にワイヤソーを用いた場合、ワイヤソーでは、ウェハが次々に繰り出される新しいワイヤによって切断されることから、ワイヤを交換する頻度はダイシングソーにおいて円形刃を交換する頻度に比べると格段に低い。また、平行に設置された複数本のワイヤによってワークを加工する「マルチワイヤソー」と呼ばれる装置では、一枚のワークを所定のピッチで切断して複数のチップを短時間で同時に生成することができる。

ここで、マルチワイヤソーの構造について図１３を用いて説明する。なお、図１３は従来技術に係るマルチワイヤソーの要部を示した模式図である。
図１３に示すように、マルチワイヤソー５０は、樹脂バインダや電着によってダイヤモンド砥粒を表面に固着させたワイヤ５１と、このワイヤ５１の繰り出しや巻き取りを行うリールボビン５２ａ，５２ｂと、互いに所定の間隔をあけて平行に設置されるとともにワイヤ５１が巻回された溝付きローラ５３，５３と、砥粒を含む加工液をワーク５６とワイヤ５１の間に供給するための一対の加工液噴射ノズル５４，５４と、ワーク５６を保持するとともに、ねじ送り機構やモータなどからなる駆動機構（図示せず）によって駆動されて上下方向へ移動するワークホルダ５５と、ワイヤ５１の張力を一定に保つための張力発生手段（図示せず）を備えている。なお、ワイヤ５１には、上述の固定砥粒方式のワイヤ以外にも、ピアノ線に真鍮メッキされたワイヤやタングステンワイヤが用いられることもある。

溝付きローラ５３，５３は、支持手段（図示せず）によって、水平に設置された回転軸（図示せず）を中心として回転可能に支持されており、外周面５３ａには環状の溝（図示せず）が所定のピッチで形成されている。また、溝付きローラ５３，５３の間にワイヤ５１が何回も架け渡されることによって一対のワイヤ群５７ａ，５７ｂが溝付きローラ５３，５３の上下にそれぞれ形成されるように、ワイヤ５１は溝付きローラ５３，５３に対し、軸方向の一端から他端にかけて交互に往復するように螺旋状に巻き付けられている。そして、ワイヤ５１が溝付きローラ５３の外周面５３ａに巻回される箇所では、隣り合う２本のワイヤ５１の間の距離（ピッチ）が一定に保たれるように、上述の溝の内部にワイヤ５１が配置されている。
さらに、ワークホルダ５５は、下降した場合に、ワーク５６の表面がワイヤ群５７ａに当接するように溝付きローラ５３，５３の上方に設置されている。

図１３に矢印Ｘで示すように、リールボビン５２ａ，５２ｂをそれぞれ回転させると、リールボビン５２ａから繰り出された５１は、溝付きローラ５３，５３の外周面に形成された環状の溝に沿って走行した後、リールボビン５２ｂによって巻き取られる。このとき、ワイヤ群５７ａ，５７ｂを構成する各ワイヤ５１は、それぞれ同じ方向に走行している。そのため、ワークホルダ５５を下降させて、溝付きローラ５３，５３の上側に形成されたワイヤ群５７ａにワーク５６を当接させると、ワーク５６の表面に対して同時に複数本の溝が形成される。

このように、マルチワイヤソー５０を用いると、ワーク５６を切断するだけでなく、ワーク５６の表面に対して複数本の溝を任意の深さで同時に加工することができる。そして、このワイヤソーによってワークの表面に溝を加工する技術に関しては、既に幾つかの発明や考案が開示されている。
例えば、特許文献１には、「ワイヤソーによるワークの溝切り装置」という名称で、半導体ウェハなどのような硬脆材料からなる薄板状のワークの表面に任意の深さの溝を短時間で高精度に加工する装置に関する発明が開示されている。

特許文献１に開示された発明は、上面がワイヤの走行方向に直交する曲率中心軸を持つ円筒状をなすワーク固定台と、このワーク固定台の上面に湾曲固定されたワークをワイヤに押し当てるワーク押出機構を備えたことを特徴としている。
ワイヤに平坦な状態のワークを押し当てた場合、ワイヤの撓みにより、ワークの端縁部では深い溝が形成され、ワークの中央部では浅い溝が形成される。これに対し、特許文献１に開示された発明では、ワークがワイヤと略平行をなすように湾曲されていることから、ワイヤの走行方向に沿ってワークに略均一な深さの溝を加工することができる。

また、特許文献２には、「ワイヤソーによる溝加工方法および溝加工用のワイヤソー」という名称で、シングルワイヤ式又はマルチワイヤ式のワイヤソーを用いて、半導体ウェハなどのワークの溝加工を行う方法とそれに用いられる装置に関する発明が開示されている。
特許文献２に開示されたワイヤソーは、円板状又は円柱状の押し付けローラ又は押し付けロッドからなり、ワークに対して溝加工方向に相対的に移動可能に設置される押し付け手段を備えたことを特徴としている。
このような構造のワイヤソーによれば、押し付け手段がワイヤの撓みを防ぐように作用するため、ワイヤの走行方向に沿って均一な深さの溝をワークに加工することが可能である。

特開２０００−２３３３５７号公報 特開２０１５−２０２５４６号公報

特許文献１に開示された発明は、ワイヤの走行方向については、ワークに略均一な深さの溝を加工することができるものの、溝の加工と同時にワークを切断することができないという課題があった。

また、特許文献２に開示された発明では、ワークに形成される溝の深さを均一にするには、一対の溝付きローラの間に張設されるワイヤごとに押し付け手段を設ける必要があるため、ワーク１枚あたりに形成される溝の数が多い場合には、溝加工装置が高価なものになってしまう。また、押し付け手段として押し付けロッドを用いれば、溝の加工と同時にワークの切断を行うことができるが、この場合、ワークに加工できる溝の幅が押し付けロッドの幅の制約を受けるため、ワークに対して非常に狭い幅の溝を形成することができないという課題があった。

本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、１つのワークに対して溝を形成する工程と、その所定の箇所を切断する工程を同時に行うことが可能なワイヤソーによる溝加工装置とそれを用いた溝加工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、第１の発明に係るワイヤソーによる溝加工装置は、水平に設置された各回転軸を中心として回転可能に、互いに所定の間隔を空けて平行に設置された一対の第１のローラと、一対の第１のローラに対し、軸方向の一端から他端にかけて交互に往復するように螺旋状に巻き付けられたワイヤと、ワークを保持可能に形成されたワークホルダと、このワークホルダを上下方向へ移動させる第１の駆動機構と、ワークよりも薄いブロック材からなり、ワークホルダに設置される一対の第１のストッパと、を備え、一対の第１のローラの外周面には、ワイヤが１回だけ巻き付けられる第１の環状溝が回転軸に環の中心軸が一致するように所定のピッチで複数個所に形成され、一対の第１のストッパは、ワイヤによって切削され難い部材によって形成され、ワークを間に挟むようにしてワイヤの走行方向の前方と後方にそれぞれ配置されるとともに、その外面に対して、鉛直方向へ所定の深さを有する直線状の溝がワイヤを内部に配置可能に形成され、ワークホルダは、一対の第１のローラの間にワイヤが複数回掛け渡された一対のワイヤ群の一方に対し、上下方向へ移動した場合に当接するように一対の第１のローラの上方又は下方に設置されていることを特徴とするものである。

第１の発明においては、ワークホルダに保持されたワークを上下方向のいずれかに移動させて、その表面を走行中のワイヤ群に接触させた場合、第１のストッパの溝の内部に配置されたワイヤは、溝の底部に接触するまで、その移動を制限されないが、それ以外のワイヤは第１のストッパの外面に接触した段階で、その移動を制限されるため、ワークには、第１のストッパの溝の内部に配置されたワイヤによって、他のワイヤがワークに形成する溝よりもさらに深い溝が形成されるという作用を有する。

また、第２の発明に係るワイヤソーによる溝加工装置は、第１の発明において、第１のストッパの外面に溝が形成される代わりに、一対の第１のローラの外周面に、ワイヤが少なくとも２回以上巻き付けられる第２の環状溝が形成されていることを特徴とするものである。
第２の発明では、第１のローラの第２の環状溝にワイヤが少なくとも２回以上巻き付けられることでまとまった状態となるため、曲げに対するワイヤの剛性が高くなる。この場合、ワイヤが撓み難くなるとともに、ワークを加工する際に発生する切り屑が排出され易くなる。したがって、第２の発明においては、第１のローラの第２の環状溝に巻き付けられたワイヤの切削能力が第１の環状溝に巻き付けられたワイヤの切削能力に比べて高いという作用を有する。

第３の発明に係るワイヤソーによる溝加工装置は、第１の発明において、第１のストッパを備える代わりに、ワイヤによって切削され難い部材によって形成された円柱体からなり、両端に軸体が設けられた一対の第２のストッパと、軸体を介して一対の第２のストッパを円柱軸の周りにそれぞれ回転自在に支持する二対の軸受けを備え、一対の第２のストッパは、円柱軸がワイヤの走行方向と直交し、かつ、ワークを間に挟むようにしてワイヤの進行方向の前方と後方にそれぞれ設置されるとともに、ワイヤが１回だけ巻き付けられる第５の環状溝が円柱軸に対して環の中心軸を一致させた状態で外周面に形成されていることを特徴とするものである。

第３の発明では、ワークホルダに保持されたワークを上下方向のいずれかに移動させて、その表面を走行中のワイヤ群に接触させた場合、第２のストッパの第５の環状溝の内部に配置されたワイヤは、第５の環状溝の底部に接触するまで、その移動を制限されないが、それ以外のワイヤは第２のストッパの外周面に接触した段階で、その移動を制限されるため、ワークには、第２のストッパの第５の環状溝の内部に配置されたワイヤによって、他のワイヤがワークに形成する溝よりもさらに深い溝が形成されるという作用を有する。
また、第１の発明における第１のストッパや第２の発明における第２のストッパはワイヤによって加工され難い部材で形成されているものの、ワイヤ群の走行が何度も繰り返されると、第１のストッパや第２のストッパの表面はワイヤ群と接触している部分が次第に摩耗していく。しかし、第２のストッパは軸受けによって回転自在に支持されており、その表面に接触しているワイヤ群の走行に伴って回転することから、第２のストッパとワイヤとの間に発生する摩擦力は、第１のストッパとワイヤの間に発生する摩擦力よりも小さい。したがって、第３の発明では、ワイヤ群と接触している部分における第２のストッパの摩耗量が、第１のストッパにおける当該部分の摩耗量よりも少ないという作用を有する。

第４の発明に係るワイヤソーによる溝加工装置は、第３の発明において、第２のストッパの外周面に第５の環状溝が形成される代わりに、一対の第１のローラの外周面に、ワイヤが少なくとも２回以上巻き付けられる第２の環状溝が形成されていることを特徴とするものである。
このような構造を備えた第４の発明においては、第２の発明と同様の作用を有する。

第５の発明に係るワイヤソーによる溝加工装置は、第１の発明又は第３の発明において、一対の第１のローラの外周面に、ワイヤが少なくとも２回以上巻き付けられる第２の環状溝が形成されるとともに、第１のストッパを備えている場合には、ワークホルダにストッパが設置された状態で溝が、一対のワイヤ群の一方を構成するワイヤに対し、それぞれの直上又は直下に配置可能に形成されており、第２のストッパを備えている場合には、ワークホルダに第２のストッパが設置された状態で第５の環状溝が、一対のワイヤ群の一方を構成するワイヤに対し、それぞれの直上又は直下に配置可能に形成されていることを特徴とするものである。
第２の発明又は第４の発明において、ワークに加工される溝の深さが浅い場合、ワイヤがストッパの表面で自転するように捻じれることによってワークに対して横方向（ワイヤの走行方向に直交する方向）へ移動する結果、ワークに加工される溝の形状が悪化したり、溝同士の境界となる柱部分に割れや欠けが発生したりするおそれがある。これに対し、第５の発明においては、ワイヤが第１のストッパの溝又は第２のストッパの第５の環状溝により、ワークの横方向へ移動しないように保持されるため、上述の柱部分に割れや欠けが発生し難いという作用を有する。

第６の発明に係るワイヤソーによる溝加工装置は、第２の発明乃至第５の発明のいずれかの発明において、一対の第１のローラと平行をなすとともに互いに所定の間隔を空けた状態で各回転軸を中心として回転可能に設置された一対の第２のローラと、一対の第２のローラを上下方向へ移動させる第２の駆動機構と、を備え、一対の第１のローラの外周面に、第２の環状溝が形成される代わりに、一対の第２のローラの外周面には、ワイヤを１回だけ巻き付け可能な第３の環状溝が回転軸に環の中心軸が一致するように所定のピッチで複数個所に設けられるとともに、ワイヤを少なくとも２回以上巻き付け可能な第４の環状溝が形成され、一対の第２のローラは、一対のワイヤ群に上下を挟まれるとともに、一対のワイヤ群の一方を構成するワイヤに対し、それぞれの直上又は直下に第３の環状溝及び第４の環状溝が位置するように一対の第１のローラの間に設置されていることを特徴とするものである。

第６の発明では、一対の第２のローラにそれぞれ設けられた第３の環状溝が、その上方に配置されたワイヤ群を構成する複数本のワイヤに対して、それぞれの直下に配置されているため、一対の第２のローラを一対の第１のローラよりも上方に移動させると、上記ワイヤ群が一対の第２のローラによって持ち上げられた状態になり、一対の第２のローラの第３の環状溝の内部にワイヤが１本ずつ配置されるとともに、第４の環状溝の内部に少なくとも２本以上のワイヤが配置される。これにより、第２の発明又は第３の発明の作用が同様に発揮される。これに対し、一対の第２のローラが一対の第１のローラよりも下方にある場合、上記ワイヤ群を構成する複数本のワイヤは第１のローラに設けられた第１の環状溝の内部に１本ずつ配置されるため、第２の発明又は第３の発明の作用は発揮されない。
また、第２の発明乃至第５の発明では、第１のローラの第２の環状溝にワイヤが少なくとも２回以上巻き付けられることから、第２の環状溝内でワイヤが重なったり、潜り込んだりすることで、ワイヤが断線してしまう可能性があるが、第４の発明では、ワイヤ群を構成する複数本のワイヤのうちの何本かを一対の第２のローラの間で寄せるだけであるため、第４の環状溝内でワイヤが重なったり、潜り込んだりすることによって断線してしまうという事態は起こり難い。

第７の発明は、第１の発明乃至第６の発明のいずれかにおいて、ワークホルダは、無数の微細な吸着孔がワークの設置面に設けられた平板状のバキュームチャックからなることを特徴とするものである。
第７の発明においては、第１の発明乃至第６の発明のいずれかの発明の作用に加えて、ワークホルダに対するワークの着脱が容易であるという作用を有する。

第８の発明は、第７の発明において、シート状の多孔質材からなり、ワークが片面に載置されるスペーサを備えていることを特徴とするものである。
第８の発明においては、第７の発明の作用に加えて、スペーサが、ワークホルダによるワークの吸着機能を阻害することなく、ワイヤによって疵が付かないようにワークホルダの吸着面を保護するという作用を有する。

第９の発明に係るワイヤソーによる溝加工方法は、第１の発明乃至第８の発明のいずれかに係るワイヤソーによる溝加工装置を用いて、ワークの表面に溝を形成することを特徴とするものである。
第９の発明においては、ワイヤによってワークの表面に溝を形成する際に、第１の発明乃至第８の発明のいずれかの発明と同様の作用が発揮される。

以上説明したように、第１の発明によれば、ワークホルダに保持されたワークを上下方向のいずれかに移動させて、その表面を走行中のワイヤ群に接触させた場合、ワイヤによってワークに形成される溝の深さが一対の第１のストッパによって規制されるため、ワークに対して均一な深さの溝を高精度に形成することができるという効果を奏する。また、第１のストッパの溝の内部に配置されるワイヤによって、他のワイヤがワークに形成する溝よりもさらに深い溝がワークに形成されることから、第１の発明によれば、第１のストッパの溝を、その内部に配置されるワイヤがワークを切断するのに十分な深さに形成することで、ワークに溝を形成すると同時に、ワークの所定の箇所を切断することができる。

第２の発明では、第１のローラの第２の環状溝に巻き付けられたワイヤの切削能力が第１の環状溝に巻き付けられたワイヤの切削能力に比べて高いため、１つのワークに対して深さの異なる２種類の溝を同時に形成することができる。このとき、２種類の溝の深さの差は、ワイヤの種類や第１のローラの第２の環状溝にワイヤが巻き付けられる回数によって変化する。したがって、第２の発明によれば、ワークに形成される２種類の溝のうちの深い方の溝の深さがワークの厚さを超えるように、ワイヤの種類や第１のローラの第２の環状溝にワイヤが巻き付けられる回数を設定することで、ワークに溝を形成すると同時に、ワークの所定の箇所を切断することができる。また、第２の発明によれば、１本のワイヤによってワークに形成される溝の深さと、まとまった状態にある少なくとも２本以上のワイヤによって形成される溝の深さとの差を、ストッパの材質を変えることにより調節することが可能である。

第３の発明によれば、第２のストッパが第１の発明における第１のストッパよりも摩耗し難いため、ワークに対して均一な深さの溝を高精度に形成できるという効果が第１の発明の場合よりもさらに長期に亘って発揮される。

第４の発明によれば、第２の発明と同様の効果を奏する。

第５の発明では、第１の発明又は第３の発明の効果に加え、ワークに加工される溝同士の境界となる柱部分に割れや欠けが発生し難いため、ワークに対して、溝の加工や切断を安定した状態で短時間に行うことができるという効果を奏する。

第６の発明では、第２のローラを上下動させることで、溝の形成とワークの切断を同時に行うことができるという第２の発明乃至第５の発明のいずれかの発明の効果に加え、ワークに対して溝のみを形成することができるという効果が発揮される。

第７の発明では、第１の発明乃至第６の発明のいずれかの発明の効果に加えて、ワークに溝加工を施す際の作業効率が向上するという効果を奏する。

第８の発明では、第７の発明の効果に加えて、ワークホルダの吸着面に疵が付き難いため、ワークホルダの故障を防ぐことができるという効果を奏する。

第９の発明によれば、ワークに溝を加工する工程と、ワークを切断する工程が同時に行われるため、１つのワークに対して、溝の加工と切断という２つの処理を短時間で行うことが可能である。

（ａ）は本発明の実施の形態に係るワイヤソーによる溝加工装置の実施例１の要部を模式的に示した斜視図であり、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれ同図（ａ）におけるメインローラとサブローラの断面の一部を示した図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれワークホルダとスペーサの外観斜視図であり、（ｃ）はワークホルダの吸着面にワークが設置された状態を示す斜視図である。 （ａ）は図１（ａ）におけるＡ方向矢視図であり、（ｂ）及び（ｃ）はそれぞれメインローラ及びサブローラの環状溝とワイヤの位置関係を示した断面図である。 （ａ）は図３（ｃ）におけるＢ部の拡大図であり、（ｂ）は図３（ａ）においてサブローラを上昇させてワイヤに接触させた状態を示す図であり、（ｃ）は同図（ｂ）におけるサブローラの環状溝とワイヤの位置関係を示した断面図である。 サブローラの環状溝の形状を説明するための図である。 （ａ）は図４（ａ）においてワークホルダを下降させてワークをワイヤに接触させた状態を示す図であり、（ｂ）は同図（ａ）においてワークホルダに保持されたワークがワイヤによって加工される状態を拡大して示した図であり、（ｃ）は同図（ａ）に示したサブローラの環状溝とワイヤの位置関係を示した断面図である。 （ａ）はワイヤ群にサブローラを接触させずにワークの溝加工を行った場合のワイヤの状態を模式的に示した図であり、（ｂ）は同図（ａ）に示したワークの断面図である。 （ａ）はワイヤ群にサブローラを接触させてワークの溝加工を行った場合のワイヤの状態を模式的に示した図であり、（ｂ）は同図（ａ）に示したワークの断面図であり、（ｃ）は同図（ａ）におけるＣ部の拡大図である。 （ａ）はストッパの変形例を示した斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）のストッパを用いてワークの溝加工を行った場合のワイヤの状態を模式的に示した図であり、（ｃ）は同図（ｂ）に示したワークの拡大図である。 （ａ）及び（ｂ）は本発明の実施の形態に係るワイヤソーによる溝加工装置の実施例２におけるワークホルダの外観斜視図である。 （ａ）は図１０（ａ）においてワイヤ群にサブローラを接触させてワークの溝加工を行った場合のワイヤの状態を示した模式図であり、（ｂ）は同図（ａ）におけるＤ部の拡大図である。 （ａ）は図１０（ａ）に示したストッパの変形例の外観斜視図であり、（ｂ）は同図（ａ）におけるＥ−Ｅ線矢視断面図であり、（ｃ）は図１０（ａ）において上記ストッパを用いてワークの溝加工を行った場合のワイヤの状態を示した模式図である。 従来技術に係るマルチワイヤソーの要部を模式的に示した斜視図である。

本発明のワイヤソーによる溝加工装置とその方法について、図１乃至図１２を参照しながら具体的に説明する。なお、以下の説明では、メインローラとサブローラの各回転軸が水平に設置されている状態、すなわち、ワイヤソーによる溝加工装置が実際に使用される状態を想定して、「上下方向」や「下面」などの表現を用いている。

図１（ａ）はワイヤソーによる溝加工装置１の要部を模式的に示した斜視図であり、図１（ｂ）及び図１（ｃ）はメインローラ２とサブローラ３が各回転中心を含む平面でそれぞれ切断された状態を示している。また、図２（ａ）及び図２（ｂ）はそれぞれワークホルダ４とスペーサ５の外観斜視図であり、図２（ｃ）はワークホルダ４の吸着面４ｃにスペーサ５とストッパ６とワーク５６が設置された状態を示している。
なお、図２（ａ）及び図２（ｂ）では、図が煩雑になるのを避けるため、吸着孔４ｂや貫通孔５ａについて、その一部のみを示している。さらに、先の図１３に示した構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１（ａ）に示すように、本発明のワイヤソーによる溝加工装置１は、図１３を用いて説明したマルチワイヤソー５０において、溝付きローラ５３，５３の代わりに、互いに所定の間隔をあけて平行に設置される一対のメインローラ２，２を備えるとともに、ワークホルダ５５の代わりに、ワーク５６を保持した状態でねじ送り機構やモータなどからなる駆動機構（図示せず）によって駆動されて上下方向へ移動するワークホルダ４を備えている。
さらに、ワイヤソーによる溝加工装置１は、互いに所定の間隔をあけて平行に設置され、ねじ送り機構やモータなどからなる駆動機構（図示せず）によって駆動されて上下方向へ移動する一対のサブローラ３，３を備えている。
メインローラ２，２とサブローラ３，３は、支持手段（図示せず）によって、水平に設置された回転軸（図示せず）を中心としてそれぞれ回転可能に支持されている。

メインローラ２の外周面２ａには、図１（ｂ）に示すように、ワイヤ５１を１回だけ巻回できる大きさの環状溝２ｂが、メインローラ２の回転軸に環の中心軸が一致するように所定のピッチで複数個所に形成されている。そして、ワイヤ５１は、その一部が環状溝２ｂの内部に配置された状態で、メインローラ２，２に対し、軸方向の一端から他端にかけて交互に往復するように螺旋状に巻き付けられている。このように、ワイヤ５１は、環状溝２ｂの内部を走行可能に配置されることで、隣りの他のワイヤ５１との間隔（ピッチ）が一定に保たれている。
サブローラ３，３は、メインローラ２，２の間にワイヤ５１が何度も架け渡されることによって形成される一対のワイヤ群５７ａ，５７ｂに上下を挟まれた形でメインローラ２，２の間に設置されている。また、ワークホルダ４は、下降した場合に、ワーク５６の表面がワイヤ群５７ａに当接するようにメインローラ２，２の上方に設置されている。

サブローラ３の外周面３ａには、図１（ｃ）に示すように１本分のワイヤ５１を内部に配置可能な大きさを有する複数本の環状溝３ｂが、サブローラ３の回転軸に環の中心軸が一致するようにメインローラ２の環状溝２ｂと同じピッチで形成されるとともに、環状溝３ｂが形成されていない箇所に、３本分のワイヤ５１を内部に配置可能な大きさを有する環状溝３ｃが、サブローラ３の回転軸に環の中心軸が一致するように形成されている。そして、サブローラ３，３は、外周面３ａに形成された複数本の環状溝３ｂがメインローラ２，２の上側に形成されたワイヤ群５７ａを構成する複数本のワイヤ５１に対し、それぞれの直下に位置するように設置されている。

ワークホルダ４は、図２（ａ）に示すように平面視矩形平板状をなすバキュームチャックであり、その側面の一つには、真空ポンプ（図示せず）を接続するための吸引口４ａが設けられており、吸着面４ｃには、無数の微細な吸着孔４ｂが設けられている。また、ワークホルダ４の内部には、吸引口４ａと吸着孔４ｂを繋ぐ配管（図示せず）が形成されている。すなわち、ワークホルダ４は、吸着孔４ｂを塞ぐように吸着面４ｃに設置されたワーク５６が吸引口４ａに接続された真空ポンプ（図示せず）によって吸着される構造となっている。
このように、ワイヤソーによる溝加工装置１では、ワークホルダ４に対するワーク５６の着脱が容易であることから、ワーク５６に溝を加工する作業を効率よく行うことができる。

スペーサ５は、図２（ｂ）に示すように平面視矩形状をなし、無数の微細な貫通孔５ａを有する多孔質セラミックやポリエチレンで形成されたシートである。この場合、ワークホルダ４の吸着面４ｃにスペーサ５を介してワーク５６が設置されていても、ワークホルダ４によるワーク５６の吸着機能がスペーサ５によって阻害されることがない。そして、ワークホルダ４の吸着面４ｃがワイヤ５１によって疵が付かないように保護するというスペーサ５の機能により、ワイヤソーによる溝加工装置１では、ワークホルダ４が故障し難いという効果が発揮される。

また、ワークホルダ４の吸着面４ｃには、図２（ｃ）に示すようにスペーサ５を介してワーク５６が設置されるとともに、略直方体をなし、炭化ケイ素などのファインセラミックスやサファイアで形成されたブロック材からなる一対のストッパ６，６がワーク５６を間に挟むようにしてワイヤ５１の走行方向の前方と後方にそれぞれ設置されている（後段における図３（ａ）を参照）。なお、ストッパ６は、スペーサ５とワーク５６を合わせた厚さよりも薄くなるように形成されている。

図３（ａ）は図１（ａ）におけるＡ方向矢視図であり、図３（ｂ）及び図３（ｃ）はそれぞれメインローラ２とサブローラ３をそれらの回転中心を含む平面で切断した場合の断面図であり、メインローラ２の環状溝２ｂ及びサブローラ３の環状溝３ｂ，３ｃとワイヤ５１の位置関係を示している。
また、図４（ａ）は図３（ｃ）におけるＢ部の拡大図であり、図４（ｂ）は図３（ａ）においてサブローラ３を上昇させてワイヤ５１に接触させた状態を示す図であり、図４（ｃ）は図４（ｂ）においてサブローラ３をその回転中心を含む平面で切断した場合の断面図であり、サブローラ３の環状溝３ｂ，３ｃとワイヤ５１の位置関係を示している。さらに、図５はサブローラ３の環状溝３ｃの溝深さｈを説明するための図である。

図６（ａ）は図４（ａ）においてワークホルダ４を下降させてワーク５６をワイヤ５１に接触させた状態を示しており、図６（ｂ）は図６（ａ）においてワークホルダ４に保持されたワーク５６がワイヤ５１によって加工される状態を拡大して示している。また、図６（ｃ）はサブローラ３をその回転中心を含む平面で切断した場合の断面図であり、図６（ａ）に示したサブローラ３の環状溝３ｂ，３ｃとワイヤ５１の位置関係を示している。
なお、図１及び図２並びに図１２に示した構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。また、図３（ａ）、図４（ｂ）及び図６（ａ）では、図１２に示した構成要素のうち、リールボビン５２ａ，５２ｂと加工液噴射ノズル５４について、それらの図示を省略している。さらに、図３（ｂ）及び図３（ｃ）並びに図４（ａ）及び図４（ｃ）並びに図６（ｃ）では、ワイヤ５１の符号を一部のみに付している。そして、図６（ｃ）では、サブローラ３の環状溝３ｃの配置された３本のワイヤ５１が、ワーク５６やストッパ６によって環状溝３ｃの底に押し込まれる前の状態を破線で示している。

図３（ａ）乃至図３（ｃ）に示すように、側面視してサブローラ３，３がメインローラ２，２よりも下方にある場合、ワイヤ５１は、メインローラ２，２の環状溝２ｂ，２ｂの内部に配置されているが、サブローラ３，３の環状溝３ｂ，３ｃについては、その内部に配置される代わりにその上方に配置された状態となっている。
なお、サブローラ３の環状溝３ｃは、図４（ａ）に示すように断面がＶ字形をなしており、両隣の環状溝３ｂ，３ｂに対するピッチが等しく、かつ、溝幅ｗが、隣り合う２本のワイヤ５１，５１の中心間の距離ｐの２倍よりも広くなるように形成されている。また、Ｖ字の角度αは６０〜９０度であり、ワイヤ５１の直径をｒとすると、溝深さｈは以下の式（１）で表される（図５参照）。

前述したように、サブローラ３に設けられた複数本の環状溝３ｂは、ワイヤ群５７ａを構成する複数本のワイヤ５１の直下に配置されている。そのため、サブローラ３，３をメインローラ２，２よりも上方に移動させると、図４（ｂ）に示すように、ワイヤ群５７ａはサブローラ３，３によって持ち上げられた状態になり、サブローラ３，３の環状溝３ｂ，３ｂの内部にワイヤ５１が１本ずつ配置されるとともに、環状溝３ｃの内部に３本のワイヤ５１が配置される（図４（ｃ）参照）。

なお、サブローラ３の環状溝３ｃの内部に配置されるワイヤ５１の数は３本に限らず、４本以上あるいは２本でも良い。例えば、隣り合う２本のワイヤ５１，５１の中心間の距離ｐと環状溝３ｃの溝幅ｗの間に以下の式（２）で表されるような関係が成り立つ場合、図４（ｂ）に示すようにワイヤ群５７ａがサブローラ３，３によって持ち上げられることで、環状溝３ｃの内部にはｎ本のワイヤ５１が配置されることになる。

サブローラ３の環状溝３ｃの内部に配置された３本のワイヤ５１がまとまった状態になると、曲げに対する剛性が高くなる。その結果、撓み難くなり、ワーク５６を加工する際に発生する切り屑も排出され易くなる。これにより、ワーク５６に対する切削能力が向上する。
既に述べたように、ワークホルダ４の吸着面４ｃには、スペーサ５とワーク５６を合わせた厚さよりも薄い一対のストッパ６，６がスペーサ５とワーク５６を間に挟むようにしてワイヤ５１の走行方向の前方と後方にそれぞれ設置されている（図２（ｃ）及び図４（ｂ）を参照）。そして、炭化ケイ素などのファインセラミックスやサファイアで形成されたブロック材からなるストッパ６は、ワイヤ５１による加工が難しいため、ワークホルダ４を下降させて、ワーク５６の表面を走行中のワイヤ群５７ａに接触させた場合、ワーク５６がストッパ６，６よりも突出している部分だけがワイヤ５１によって加工される。これに対し、まとまった状態の３本のワイヤ５１は１本のワイヤ５１よりも切削能力が高いため、１本のワイヤ５１では加工が困難なストッパ６についても、まとまった状態の３本のワイヤ５１を用いれば、加工することができる。

図４（ｂ）に示した状態から、ワークホルダ４を下降させて、ワーク５６の表面を走行中のワイヤ群５７ａに接触させた場合、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示すように、サブローラ３の環状溝３ｂに配置された１本のワイヤ５１によって、ワーク５６がストッパ６，６よりも突出している部分に溝が形成されるとともに、この溝よりもさらに深い溝がサブローラ３の環状溝３ｃに配置された３本のワイヤ５１によってワーク５６に対して形成される。このとき、環状溝３ｃに配置された３本のワイヤ５１は、ワーク５６やストッパ６によって環状溝３ｃの底に押し込まれることにより、図６（ｃ）に示すようにまとまった状態となっている。

つぎに、ワイヤソーによる溝加工装置１を用いてワーク５６に溝を加工する方法について図７及び図８を参照しながら具体的に説明する。図７（ａ）はワイヤ群５７ａにサブローラ３，３を接触させずにワーク５６の溝加工を行った場合のワイヤ５１の状態を模式的に示した図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）に示したワーク５６をワイヤ５１の走行方向に直交する平面で切断した状態を示している。また、図８（ａ）はワイヤ群５７ａにサブローラ３，３を接触させてワーク５６の溝加工を行った場合のワイヤ５１の状態を模式的に示した図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）に示したワーク５６をワイヤ５１の走行方向に直交する平面で切断した状態を示しており、図８（ｃ）は図８（ａ）におけるＣ部の拡大図である。

なお、図７（ａ）と図８（ａ）はワークホルダ４の吸着面４ｃが上を向いた状態を示している。また、図が煩雑になるのを避けるため、ワイヤ群５７ａを構成する複数本のワイヤ５１のうち、図７では３本のみを表示し、図８では５本のみを示している。ただし、図７と図８ではワイヤ５１のピッチが異なっている。
さらに、図１乃至図６に示した構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。

１本のワイヤ５１では加工が困難な部材によってストッパ６，６を形成し、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示したようにワーク５６の表面を走行中のワイヤ群５７ａに接触させた場合、ストッパ６，６は１本のワイヤ５１によって加工されず、ワーク５６がストッパ６，６よりも突出している部分だけが１本のワイヤ５１によって加工される。このとき、スペーサ５がストッパ６よりも薄いと、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ワーク５６には、１本のワイヤ５１によって３つの溝５６ａが所定のピッチで同時に形成される。
このように、ストッパ６，６は、１本のワイヤ５１によってワーク５６に形成される溝５６ａの深さを規制するという作用を有するため、ワイヤソーによる溝加工装置１では、ワーク５６に対して均一な深さの溝５６ａを高精度に形成することができる。

既に述べたように、まとまった状態の３本のワイヤ５１は、１本のワイヤ５１よりも切削能力が高い。したがって、まとまった状態の３本のワイヤ５１では加工できるが、１本のワイヤ５１では加工が困難な部材によってストッパ６，６を形成し、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示したようにワーク５６の表面を走行中のワイヤ群５７ａに接触させると、まとまった状態の３本のワイヤ５１によってストッパ６に形成される溝の深さだけ、１本のワイヤ５１によって形成される溝よりも深い溝がワーク５６に形成される。そして、この２種類の溝の深さの差は、ストッパ６，６の材質によって異なる。したがって、ワイヤソーによる溝加工装置１によれば、ストッパ６，６の材質を適宜選択することで、上述の２種類の溝の深さの差を調節することが可能である。

そこで、まとまった状態の３本のワイヤ５１によってストッパ６に形成される溝の深さが、ストッパ６とスペーサ５の厚さの差に等しくなるように、ストッパ６，６の部材を選定し、図６（ａ）又は図６（ｂ）に示したようにワーク５６の表面を走行中のワイヤ群５７ａに接触させた場合、図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、ワーク５６には、１本のワイヤ５１によって２つの溝５６ａが所定のピッチで同時に形成されるとともに、まとまった状態の３本のワイヤ５１（図８（ｃ）参照）によって、ワーク５６の幅方向の中央部が切断される。
このように、本発明のワイヤソーによる溝加工方法によれば、ワーク５６に溝５６ａを加工する工程と、ワーク５６を切断する工程が同時に行われるため、１つのワーク５６に対して、溝の加工と切断という２つの処理を短時間で行うことができる。

ここで、ワイヤソーによる溝加工装置１の変形例について図９を用いて説明する。図９（ａ）はストッパ６の変形例に係るストッパ７の外観斜視図であり、図９（ｂ）はストッパ７を用いてワーク５６の溝加工を行った場合のワイヤ５１の状態を示した模式図であり、図９（ｃ）は図９（ｂ）に示したワーク５６の拡大図である。なお、図１乃至図８に示した構成要素については同一の符号を付してその説明を省略する。
図９（ａ）に示すように、ストッパ７は、ストッパ６（図２（ｃ）参照）に対して、厚さ方向（ワークホルダ４に設置された状態では鉛直方向）に所定の深さを有する直線状の溝７ａがその内部に１本のワイヤ５１を配置可能に形成されていることを特徴とする。

既に図２（ｃ）及び図４（ｂ）を用いて説明したようにワークホルダ４の吸着面４ｃに対し、スペーサ５とワーク５６を合わせた厚さよりも薄い一対のストッパ６，６がスペーサ５とワーク５６を間に挟むようにしてワイヤ５１の走行方向の前方と後方にそれぞれ設置された状態でワークホルダ４を下降させて、ワーク５６の表面を走行中のワイヤ群５７ａに接触させた場合、ストッパ６，６は１本のワイヤ５１では加工が困難な部材によって形成されているため、スペーサ５がストッパ６よりも薄いと、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ワーク５６には、１本のワイヤ５１によって３つの溝５６ａが所定のピッチで同時に形成される。

これに対し、ストッパ６の代わりにストッパ７を用いることとし、ワイヤ群５７ａを構成するワイヤ５１の直上にそれぞれの溝７ａが位置するように、一対のストッパ７，７をワークホルダ４の吸着面４ｃに設置した状態でワークホルダ４を下降させて、ワーク５６の表面を走行中のワイヤ群５７ａに接触させた場合、ストッパ７の溝７ａの内部に配置されたワイヤ５１は、溝７ａの底部に接触するまで、その移動を制限されないが、それ以外のワイヤ５１はストッパ７の外面に接触した段階で、その移動を制限される。そのため、ストッパ７の溝７ａの内部に配置されたワイヤ５１によって、他のワイヤ５１がワーク５６に形成する溝よりもさらに深い溝がワーク５６に形成される。
したがって、予めストッパ７の溝７ａを、その内部に配置されたワイヤ５１がワーク５６を切断するのに十分な深さに形成しておけば、ストッパ７の溝７ａの外部に配置されたワイヤ５１によって、ワーク５６に２つの溝５６ａが所定のピッチで同時に形成されるとともに、ストッパ７の溝７ａの内部に配置されたワイヤ５１によってワーク５６が切断されるという作用が発揮される（図９（ｂ）及び図９（ｃ）参照）。

このように、ワイヤソーによる溝加工装置１において、ストッパ６，６の代わりにストッパ７，７を用いると、ワーク５６に溝５６ａを加工する工程と、ワーク５６を切断する工程が同時に行われるため、１つのワーク５６に対して、溝の加工と切断という２つの処理を短時間で行うことができる。
なお、ストッパ７の溝７ａは、その内部に２本以上のワイヤ５１を配置可能に形成された構造であっても良い。例えば、ワイヤソーによる溝加工装置１において、ストッパ７の溝７ａがその内部に３本のワイヤ５１を配置可能に形成されており、それぞれの溝７ａがサブローラ３の環状溝３ｃの直上に位置するように一対のストッパ７，７がワークホルダ４の吸着面４ｃに設置されている場合、サブローラ３において、環状溝３ｂの内部に配置された１本のワイヤ５１によってワーク５６に形成される溝の深さと、環状溝３ｃの内部に配置された３本のワイヤ５１によってワーク５６に形成される溝の深さの差が一対のストッパ６，６を用いる場合よりも大きくなる。これにより、上述の２種類の溝の深さの差を調節できる範囲が広くなる。

ワイヤソーによる溝加工装置１において、ワーク５６に加工される溝５６ａの深さが浅い場合、ワイヤ５１がストッパ６の表面で自転するように捻じれることによってワーク５６に対して横方向（ワイヤ５１の走行方向に直交する方向）へ移動する結果、溝５６ａの形状が悪化したり、隣り合う２つの溝５６ａ，５６ａの境界となる柱部分に割れや欠けが発生したりするおそれがある。これに対し、ワイヤソーによる溝加工装置１において、ストッパ６，６の代わりにストッパ７，７を用いると、ワイヤ５１がストッパ７の溝７ａにより、ワーク５１の横方向へ移動しないように保持されるため、上述の柱部分に割れや欠けが発生し難い。したがって、ワーク５６に対して、溝５６ａの加工や切断を安定した状態で短時間に行うことができる。

また、本実施例では、サブローラ３に環状溝３ｂ，３ｃが形成されているが、本発明のワイヤソーによる溝加工装置は、このような構造に限定されるものではない。例えば、本発明のワイヤソーによる溝加工装置は、サブローラ３，３を備える代わりに、環状溝２ｂに加えて、３本分のワイヤ５１を内部に配置可能な大きさを有する環状溝がメインローラ２、２のそれぞれの外周面２ａに形成された構造であっても良い。この場合、サブローラ３，３を上下方向に移動させることにより、ワーク５６に対して、溝５６ａの形成と切断が同時に行われる状態と、溝５６ａの形成のみが行われる状態を簡単に切り換えることができるという本実施例で説明したワイヤソーによる溝加工装置１における効果は発揮されないものの、溝５６ａの形成と切断を同時に行うことができるという効果については、上述のワイヤソーによる溝加工装置１の場合と同様に発揮される。そして、このような構造のワイヤソーによる溝加工装置においてもストッパ６の代わりにストッパ７を用いても良い。この場合にも上述の２種類の溝の深さの差を調節できる範囲が広くなるという効果が同様に発揮される。

また、本実施例では、メインローラ２の環状溝２ｂやサブローラ３の環状溝３ｂ，３ｃの断面形状をＶ字形としているが、これに限らず、Ｕ字形とすることもできる。
さらに、本実施例では、ワイヤソーによる溝加工装置１を、一対のメインローラ２，２の上方に配置されたワークホルダ４が下降した場合にワイヤ群５７ａに当接するとともに、一対のサブローラ３，３が上昇した場合にワイヤ群５７ａに当接する構造としているが、一対のメインローラ２，２の下方に配置されたワークホルダ４が上昇した場合にワイヤ群５７ｂに当接するとともに、一対のサブローラ３，３が下降した場合にワイヤ群５７ｂに当接する構造とすることもできる。このような構造であっても、本実施例で説明したワイヤソーによる溝加工装置１における作用及び効果は同様に発揮される。

図１０（ａ）は実施例１のワイヤソーによる溝加工装置１の変形例においてワークホルダ４の吸着面４ｃにワーク５６が設置された状態を示す斜視図であり、図１０（ｂ）は図１０（ａ）においてワイヤ群５７ａ（図１（ａ）参照）にサブローラ３，３（図１（ａ）参照）を接触させずにワーク５６の溝加工を行った場合のワイヤ５１の状態を模式的に示した図である。
図１１（ａ）は図１０（ａ）においてワイヤ群５７ａ（図１（ａ）参照）にサブローラ３，３（図１（ａ）参照）を接触させてワーク５６の溝加工を行った場合のワイヤ５１の状態を模式的に示した図であり、図１１（ｂ）は図１１（ａ）におけるＤ部の拡大図である。

なお、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）はそれぞれ図２（ｃ）及び図７（ａ）に対応し、図１１（ａ）は図８（ａ）に対応するものである。すなわち、図１０（ａ）及び図１０（ｂ）並びに図１１（ａ）はワークホルダ４の吸着面４ｃが上を向いた状態を示している。また、図が煩雑になるのを避けるため、ワイヤ群５７ａを構成する複数本のワイヤ５１のうち、図１０（ｂ）では３本のワイヤ５１のみを表示し、図１１（ａ）では５本のワイヤ５１のみを示している。ただし、図１０（ｂ）及び図１１（ａ）ではワイヤ５１のピッチが異なっている。また、図１乃至図９及び図１３を用いて既に説明した構成要素については、同一の符号を付してその説明を適宜省略する。

図１０（ａ）に示すように、実施例２に係るワイヤソーによる溝加工装置は、図２（ｃ）を用いて説明したワイヤソーによる溝加工装置１において一対のストッパ６，６の代わりに、ワーク５６の厚さよりも外径が小さい円柱体からなり、両端に軸体９，９が設けられた一対のストッパ８，８と、軸体８ａ，８ａを介してストッパ８を、円柱軸を中心としてそれぞれ回転自在に支持する軸受け１０，１０を備えたことを特徴とする。
ただし、一対のストッパ８，８は、円柱軸がワイヤ５１の走行方向と直交するとともに、ワーク５６を間に挟むようにしてワイヤ５１の進行方向の前方と後方にそれぞれ設置されている。また、一対のストッパ８，８は、例えば、炭化ケイ素等のファインセラミックスやサファイアなどのように、１本のワイヤ５１では加工が困難な部材で形成されている。

図１０（ａ）に示した実施例２のワイヤソーによる溝加工装置において、図６（ａ）及び図６（ｂ）並びに図７（ａ）を用いて既に説明した場合と同様に、ワーク５６の表面を走行中のワイヤ群５７ａに接触させると、ストッパ８，８は１本のワイヤ５１によって加工されず、ワーク５６がストッパ８，８よりも突出している部分だけが１本のワイヤ５１によって加工される。このとき、スペーサ５がストッパ８よりも薄いと、図１０（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、ワーク５６には、１本のワイヤ５１によって３つの溝５６ａが所定のピッチで同時に形成される。
このように、実施例２のワイヤソーによる溝加工装置では、ストッパ８，８がストッパ６，６と同様に、１本のワイヤ５１によってワーク５６に形成される溝５６ａの深さを規制するという作用を有する。

上述したようにストッパ６やストッパ８はワイヤ５１によって加工され難い部材で形成されているものの、ワイヤ群５７ａの走行が何度も繰り返されると、ストッパ６やストッパ８の表面はワイヤ群５７ａと接触している部分が次第に摩耗していく。しかし、ストッパ８は軸受け９によって回転自在に支持されており、その表面に接触しているワイヤ群５７ａの走行に伴って回転することから、ストッパ８とワイヤ５１との間に発生する摩擦力は、ストッパ６とワイヤ５１の間に発生する摩擦力よりも小さい。そのため、ワイヤ群５７ａと接触している部分の摩耗量は、ストッパ８の方がストッパ６よりも少なくなる。
このように、実施例２のワイヤソーによる溝加工装置では、ストッパ８がストッパ６よりも摩耗し難いため、ワーク５６に対して均一な深さの溝５６ａを高精度に形成できるという効果がワイヤソーによる溝加工装置１の場合よりもさらに長期に亘って発揮される。

既に述べたように、まとまった状態の３本のワイヤ５１は、１本のワイヤ５１よりも切削能力が高いため、まとまった状態の３本のワイヤ５１では加工できる。そこで、１本のワイヤ５１では加工が困難な部材によってストッパ８，８を形成し、図６（ａ）及び図６（ｂ）並びに図７（ａ）を用いて既に説明した場合と同様に、ワーク５６の表面を走行中のワイヤ群５７ａに接触させると、まとまった状態の３本のワイヤ５１によってストッパ６に形成される溝の深さだけ、１本のワイヤ５１によって形成される溝よりも深い溝がワーク５６に形成される。そして、この２種類の溝の深さの差は、ストッパ８，８の材質によって異なる。
したがって、ストッパ８，８の材質を適宜選択することによれば、実施例２のワイヤソーによる溝加工装置においても、上述の２種類の溝の深さの差を調節できるという効果が実施例１のワイヤソーによる溝加工装置１の場合と同様に発揮される。

そこで、まとまった状態の３本のワイヤ５１によってストッパ８に形成される溝を、ワーク５６をちょうど切断するのに必要な深さとなるように、ストッパ８，８の部材を選定し、図６（ａ）及び図６（ｂ）並びに図７（ａ）を用いて既に説明した場合と同様に、ワーク５６の表面を走行中のワイヤ群５７ａに接触させると、図１１（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、ワーク５６には、１本のワイヤ５１によって２つの溝５６ａが所定のピッチで同時に形成されるとともに、まとまった状態の３本のワイヤ５１（図１１（ｂ）参照）によって、ワーク５６の幅方向の中央部が切断される。
このように、実施例２のワイヤソーによる溝加工装置においても、実施例１のワイヤソーによる溝加工装置１を用いた場合と同様に、ワーク５６に溝５６ａを加工する工程と、ワーク５６を切断する工程が同時に行われるため、１つのワーク５６に対して、溝の加工と切断という２つの処理を短時間で行うことができるという効果が発揮される。

ここで、実施例２のワイヤソーによる溝加工装置の変形例について図１２を用いて説明する。図１２（ａ）はストッパ８の変形例に係るストッパ１１の外観斜視図であり、図１２（ｂ）は図１２（ａ）におけるＥ−Ｅ線矢視断面図である。また、図１２（ｃ）は図１０（ａ）においてストッパ８の代わりにストッパ１１を設置してワーク５６の溝加工を行った場合のワイヤ５１の状態を模式的に示した図である。
なお、図１２（ｃ）は図９（ｂ）に対応するものであり、ワークホルダ４の吸着面４ｃが上を向いた状態を示している。また、図が煩雑になるのを避けるため、ワイヤ群５７ａを構成する複数本のワイヤ５１のうち、図１２（ｃ）では３本のワイヤ５１のみを表示している。また、図１乃至図１１及び図１３を用いて既に説明した構成要素については、同一の符号を付してその説明を適宜省略する。

図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、ストッパ１１は、ストッパ８（図１０（ａ）及び図１０（ｂ）並びに図１１（ａ）参照）において、ワイヤ５１を１回だけ巻回できる大きさの環状溝１１ａが外周面に形成されていることを特徴とする。なお、環状溝１１ａは、円柱軸（ストッパ１１の回転軸）に環の中心軸が一致するように形成されている。
図９（ｂ）を用いて既に説明した場合と同様に、ワイヤ群５７ａを構成するワイヤ５１の直上にそれぞれの環状溝１１ａが位置するように、一対のストッパ１１，１１をワークホルダ４の吸着面４ｃに設置した状態でワークホルダ４を下降させて、ワーク５６の表面を走行中のワイヤ群５７ａに接触させた場合、ストッパ１１の環状溝１１ａの内部に配置されたワイヤ５１は、環状溝１１ａの底部に接触するまで、その移動を制限されないが、それ以外のワイヤ５１はストッパ１１の外面に接触した段階で、その移動を制限される。そのため、ストッパ１１の環状溝１１ａの内部に配置されたワイヤ５１によって、他のワイヤ５１がワーク５６に形成する溝よりもさらに深い溝がワーク５６に形成される。
したがって、予めストッパ１１の環状溝１１ａを、その内部に配置されたワイヤ５１がワーク５６を切断するのに十分な深さに形成しておけば、ストッパ１１の環状溝１１ａの外部に配置されたワイヤ５１によって、ワーク５６に２つの溝５６ａが所定のピッチで同時に形成されるとともに、ストッパ１１の環状溝１１ａの内部に配置されたワイヤ５１によってワーク５６が切断されるという作用が発揮される（図１２（ｃ）及び図９（ｃ）参照）。

このように、実施例２のワイヤソーによる溝加工装置において、ストッパ８，８の代わりにストッパ１１，１１を用いると、ワーク５６に溝５６ａを加工する工程と、ワーク５６を切断する工程が同時に行われるため、１つのワーク５６に対して、溝の加工と切断という２つの処理を短時間で行うことができるという効果が実施例１のワイヤソーによる溝加工装置１の場合と同様に発揮される。
なお、ストッパ１１の環状溝１１ａは、その内部に２本以上のワイヤ５１を配置可能に形成された構造であっても良い。例えば、実施例２のワイヤソーによる溝加工装置において、ストッパ１１の環状溝１１ａがその内部に３本のワイヤ５１を配置可能に形成されており、それぞれの環状溝１１ａがサブローラ３の環状溝３ｃの直上に位置するように一対のストッパ１１，１１がワークホルダ４の吸着面４ｃに設置されている場合、サブローラ３において、環状溝３ｂの内部に配置された１本のワイヤ５１によってワーク５６に形成される溝の深さと、環状溝３ｃの内部に配置された３本のワイヤ５１によってワーク５６に形成される溝の深さの差が一対のストッパ８，８を用いる場合よりも大きくなる。この場合、上述の２種類の溝の深さの差を調節できる範囲を広くすることができる。

実施例２のワイヤソーによる溝加工装置において、ワーク５６に加工される溝５６ａの深さが浅い場合、ワイヤ５１がストッパ８の表面で自転するように捻じれることによってワーク５６に対して横方向（ワイヤ５１の走行方向に直交する方向）へ移動する結果、溝５６ａの形状が悪化したり、隣り合う２つの溝５６ａ，５６ａの境界となる柱部分に割れや欠けが発生したりするおそれがある。これに対し、実施例２のワイヤソーによる溝加工装置において、ストッパ８，８の代わりにストッパ１１，１１を用いると、ワイヤ５１がストッパ１１の環状溝１１ａにより、ワーク５１の横方向へ移動しないように保持されるため、上述の柱部分に割れや欠けが発生し難い。したがって、ワーク５６に対して、溝５６ａの加工や切断を安定した状態で短時間に行うことが可能となる。

なお、実施例２では、ストッパ８及びストッパ１１を一つの部材によって形成された円柱体としているが、これに限定されるものではなく、例えば、円筒状の部分と中心部分がそれぞれ別の部材によって形成されていても良い。このような構造であっても、実施例２のワイヤソーによる溝加工装置が有する上述の作用及び効果は同様に発揮される。
また、実施例２では、ストッパ８，１１がワークホルダ４の下方に配置された構造となっているが、本発明のワイヤソーによる溝加工装置は、このような構造に限定されるものではなく、例えば、ストッパ８，１１がワークホルダ４の前方や後方に配置された構造であっても良い。この場合、外径がワーク５６よりも大きい円柱体をストッパ８，１１に用いることができるというメリットがある。

請求項１乃至請求項８に記載された発明は、半導体ウェハや放熱板あるいはシートなどのような薄板状のワークに対して複数本の溝を加工する工程と、そのワークの一部を切断する工程を同時に行う必要がある場合に特に有用である。

１…ワイヤソーによる溝加工装置 ２…メインローラ ２ａ…外周面 ２ｂ…環状溝 ３…サブローラ ３ａ…外周面 ３ｂ，３ｃ…環状溝 ４…ワークホルダ ４ａ…吸引口 ４ｂ…吸着孔 ４ｃ…吸着面 ５…スペーサ ５ａ…貫通孔 ６，７…ストッパ ７ａ…溝 ８…ストッパ ９…軸体 １０…軸受け １１…ストッパ １１ａ…環状溝 ５０…マルチワイヤソー ５１…ワイヤ ５２ａ，５２ｂ…リールボビン ５３…溝付きローラ ５３ａ…外周面 ５４…加工液噴射ノズル ５５…ワークホルダ ５６…ワーク ５６ａ…溝 ５７ａ，５７ｂ…ワイヤ群

Claims (8)

1. 水平に設置された各回転軸を中心として回転可能に、互いに所定の間隔を空けて平行に設置された一対の第１のローラと、
   一対の前記第１のローラに対し、軸方向の一端から他端にかけて交互に往復するように螺旋状に巻き付けられたワイヤと、
   ワークを保持可能に形成された水平面を有するワークホルダと、
   前記水平面に前記ワークが保持された前記ワークホルダを上下方向へ移動させる第１の駆動機構と、
   前記ワイヤによって切削され難い部材によって形成された円柱体からなり、両端に軸体が設けられた一対の第２のストッパと、
   前記軸体を介して一対の前記第２のストッパを円柱軸の周りにそれぞれ回転自在に支持する二対の軸受けと、を備え、
   一対の前記第１のローラの外周面には、前記ワイヤが１回だけ巻き付けられる第１の環状溝が前記回転軸に環の中心軸が一致するように所定のピッチで複数個所に形成され、
   一対の前記第２のストッパは、
   前記円柱軸が前記ワイヤの走行方向と直交し、かつ、前記ワークを間に挟むようにして前記ワイヤの進行方向の前方と後方にそれぞれ設置されるとともに、前記ワイヤが１回だけ巻き付けられる第５の環状溝が前記円柱軸に対して環の中心軸を一致させた状態で外周面に形成されており、
   二対の前記軸受けを介して一対の前記第２のストッパが前記ワークホルダに設けられるとともに、
   前記ワークホルダは、一対の前記第１のローラの間に前記ワイヤが複数回掛け渡された一対のワイヤ群の一方に対し、上下方向へ移動した場合に前記ワークが当接するように一対の前記第１のローラの上方又は下方に設置されていることを特徴とするワイヤソーによる溝加工装置。
2. 前記第２のストッパの前記外周面に前記第５の環状溝が形成される代わりに、
   一対の前記第１のローラの前記外周面に、前記ワイヤが少なくとも２回以上巻き付けられる第２の環状溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤソーによる溝加工装置。
3. 一対の前記第１のローラの前記外周面に、前記ワイヤが少なくとも２回以上巻き付けられる第２の環状溝が形成されるとともに、
   前記ワークホルダに前記第２のストッパが設置された状態で前記第５の環状溝が、一対の前記ワイヤ群の一方を構成する前記ワイヤに対し、それぞれの直上又は直下に配置可能に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤソーによる溝加工装置。
4. 水平に設置された各回転軸を中心として回転可能に、互いに所定の間隔を空けて平行に設置された一対の第１のローラと、
   一対の前記第１のローラに対し、軸方向の一端から他端にかけて交互に往復するように螺旋状に巻き付けられたワイヤと、
   ワークを保持可能に形成された水平面を有するワークホルダと、
   前記水平面に前記ワークが保持された前記ワークホルダを上下方向へ移動させる第１の駆動機構と、
   前記ワークよりも薄いブロック材からなり、前記ワークホルダの前記水平面に設置される一対の第１のストッパと、を備え、
   一対の前記第１のローラの外周面には、前記ワイヤが１回だけ巻き付けられる第１の環状溝が前記回転軸に環の中心軸が一致するように所定のピッチで複数個所に形成されるとともに、前記ワイヤが少なくとも２回以上巻き付けられる第２の環状溝が形成され、
   一対の前記第１のストッパは、前記ワイヤによって切削され難い部材によって形成され、前記ワークを間に挟むようにして前記ワイヤの走行方向の前方と後方にそれぞれ配置され、
   前記ワークホルダは、一対の前記第１のローラの間に前記ワイヤが複数回掛け渡された一対のワイヤ群の一方に対し、上下方向へ移動した場合に前記ワークが当接するように一対の前記第１のローラの上方又は下方に設置されていることを特徴とするワイヤソーによる溝加工装置。
5. 一対の前記第１のローラと平行をなすとともに互いに所定の間隔を空けた状態で各回転軸を中心として回転可能に設置された一対の第２のローラと、
   一対の前記第２のローラを上下方向へ移動させる第２の駆動機構と、を備え、
   一対の前記第１のローラの前記外周面に、前記第２の環状溝が形成される代わりに、
   一対の前記第２のローラの外周面には、前記ワイヤを１回だけ巻き付け可能な第３の環状溝が前記回転軸に環の中心軸が一致するように所定のピッチで複数個所に設けられるとともに、前記ワイヤを少なくとも２回以上巻き付け可能な第４の環状溝が形成され、
   一対の前記第２のローラは、一対の前記ワイヤ群に上下を挟まれるとともに、一対の前記ワイヤ群の一方を構成する前記ワイヤに対し、それぞれの直上又は直下に前記第３の環状溝及び前記第４の環状溝が位置するように一対の前記第１のローラの間に設置されていることを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のワイヤソーによる溝加工装置。
6. 前記ワークホルダは、無数の微細な吸着孔が前記ワークの設置面に設けられた平板状のバキュームチャックからなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のワイヤソーによる溝加工装置。
7. シート状の多孔質材からなり、前記ワークが片面に載置されるスペーサを備えていることを特徴とする請求項６に記載のワイヤソーによる溝加工装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のワイヤソーによる溝加工装置を用いて、前記ワークの表面に溝を形成することを特徴とするワイヤソーによる溝加工方法。

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