ワイヤソー
【課題】ウエハの反りを抑制する。
【解決手段】ワイヤソーは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ等に巻回されたワイヤＷにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群を駆動するボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂ等と、ワーク２８を切断送りするワーク送り装置３０と、ワイヤＷにスラリを供給するスラリ供給装置３６，３７とを有する。ＮＣ装置５０は、ワーク２８の送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置にワーク２８が到達すると、その後のスラリの供給量がそれ以前の供給量よりも少なくするようにスラリ供給装置３６，３７によるスラリ供給量を制御する。
【解決手段】ワイヤソーは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ等に巻回されたワイヤＷにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群を駆動するボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂ等と、ワーク２８を切断送りするワーク送り装置３０と、ワイヤＷにスラリを供給するスラリ供給装置３６，３７とを有する。ＮＣ装置５０は、ワーク２８の送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置にワーク２８が到達すると、その後のスラリの供給量がそれ以前の供給量よりも少なくするようにスラリ供給装置３６，３７によるスラリ供給量を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断用ワイヤにより構成されたワイヤ群に対して半導体インゴット等のワークを切り込み送りすることにより当該ワークを切断するワイヤソーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークをウエハ状に切り出す手段としてワイヤソーが知られている。ワイヤソーは、図６に示すように複数のガイドローラ６０Ａ，６０Ｂ間に切断用ワイヤ６１が巻き掛けられることにより該ワイヤ６１が多数本並んだ状態で張設され、このワイヤ群をその軸方向に高速駆動しながら該ワイヤ群に加工液（スラリ）を供給し、この状態で、ワーク保持部６３に保持されたワーク６４を切断用ワイヤ６１の軸方向と直交する方向に、前記ワイヤ群に対して切断送りすることにより、ワーク６４をウエハ状に多数毎同時に切り出すように構成されている（特許文献１）。なお、前記ワイヤ群のうちワーク６４の切込み位置の両側には各々加工液供給用のノズル６２が配置されており、これらノズル６２からワイヤ群に対して前記加工液が供給される。
【特許文献１】特開平１１−１０５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ワイヤソーによる切断作業では、加工熱によるワークの伸縮（熱変位）によってウエハに反りが発生する場合があるが、上記のように高速駆動されるワイヤ群に対して加工液を供給する場合には、加工液が飛散するため、切断終期になると、図６中に一点鎖線矢印で示すように、ワイヤ群に供給された加工液がワーク６４に沿って舞い上がってワーク保持部６３が冷やされ、その結果、ワーク６４の熱変位とは別にワーク保持部６３にも熱変位が生じて切断終期のウエアの反りを助長する原因の一つとなっている。また、舞い上がった上記加工液が再度ワイヤ群に供給されて切断溝に入り込み、これがウエハ間に溜まることにより同様に上記の反りを助長する原因となっている。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ワークから切り出されるウエハの反りを抑制することができるワイヤソーを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明のワイヤソーは、複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に駆動するワイヤ駆動手段と、ワークを保持するワーク保持部材を有し、このワーク保持部材により保持したワークを前記ワイヤ群に対して相対的に切断送りする送り手段と、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対して遊離砥粒を含む加工液を供給する加工液供給手段と、を備えたワイヤソーにおいて、前記加工液供給手段によるワイヤ群に対する加工液の供給量を制御する液量制御手段と、前記送り手段によるワークの送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置に前記ワークが到達したことを検知する送り位置検知手段と、を備え、前記液量制御手段が、前記送り位置検知手段による前記所定位置の検知に基づき、当該検出後の加工液の供給量をそれ以前の供給量よりも少なくするように前記加工液供給手段を制御するものである。
【０００６】
このワイヤソーでは、ワイヤ群が軸方向に駆動され、かつ加工液が供給された状態で、当該ワイヤ群に対してワークが相対的に切断送りされることによってウエハの切り出しが行われる。その際、ワークが切断送り終端近傍の所定位置に到達すると、その後の加工液の供給量がそれ以前の供給量に対して減量される。従って、切断終期に飛散する加工液の絶対量が低減し、切断終期に、ワーク保持部材が加工液によって過剰に冷却され、あるいはウエハ間に多量の加工液が入り込むことが緩和されることとなる。
【０００７】
また、本発明の他のワイヤソーは、複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に駆動するワイヤ駆動手段と、ワークを保持するワーク保持部材を有し、このワーク保持部材により保持したワークを前記ワイヤ群に対して相対的に切断送りする送り手段と、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対して加工液を供給する加工液供給手段と、を備えたワイヤソーにおいて、前記ワイヤ駆動手段によるワイヤ群の駆動速度を制御する速度制御手段と、前記送り手段によるワークの送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置に前記ワークが到達したことを検知する送り位置検知手段と、を備え、前記速度制御手段が、前記送り位置検知手段による前記所定位置の検出に基づき、当該検出後のワイヤ群の駆動速度がそれ以前の駆動速度よりも低くなるように前記ワイヤ駆動手段を制御するものである。
【０００８】
このワイヤソーでは、ワイヤ群が軸方向に駆動され、かつ加工液が供給された状態で、当該ワイヤ群に対してワークが相対的に切断送りされることによってウエハの切り出しが行われる。その際、ワークが切断送り終端近傍の所定位置に到達すると、その後のワイヤ群の駆動速度がそれ以前の駆動速度に比べて減速される。このようにワイヤ駆動速度が減速されることで加工液が飛散し（巻き上がり）難くなり、切断終期に飛散する加工液の絶対量が低減される。従って、切断終期に、ワーク保持部材が加工液によって過剰に冷却され、あるいはウエハ間に多量の加工液が入り込むことが緩和される。
【０００９】
さらに、本発明に係る別のワイヤソーは、複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に駆動するワイヤ駆動手段と、ワーク保持部材を有し、この保持部材により保持したワークを前記ワイヤ群に対して相対的に切断送りする送り手段と、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対して加工液を供給する加工液供給手段と、を備えたワイヤソーにおいて、前記ワイヤ駆動手段によるワイヤ駆動方向を周期的に反転させるワイヤ駆動制御手段と、前記送り手段によるワークの送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置に前記ワークが到達したことを検知する送り位置検知手段と、を備え、前記ワイヤ駆動制御手段は、前記送り位置検知手段による前記所定位置の検知に基づき、当該検出後の前記ワイヤ駆動方向の反転周期がそれ以前の反転周期よりも短くなるように前記ワイヤ駆動手段を制御するものである。
【００１０】
このワイヤソーでは、ワイヤ群が軸方向に駆動され、かつ加工液が供給された状態で、当該ワイヤ群に対してワークが相対的に切断送りされると共に、周期的にワイヤの駆動方向が反転されながらウエハの切り出しが行われる。その際、ワークが切断送り終端近傍の所定位置に到達すると、その後のワイヤ群の駆動方向の反転周期がそれ以前の反転周期に比べて短くなる。つまり、ワイヤ群の駆動方向が頻繁に反転されることでワイヤ群の停止時間が増加し、ワイヤ群が一方向に長期的に連続して駆動されている場合に比べて加工液が飛散し（巻き上がり）難くなり、飛散する加工液の絶対量が低減される。従って、切断終期に、ワーク保持部材が加工液によって過剰に冷却され、あるいはウエハ間に多量の加工液が入り込むことが緩和される。
【００１１】
なお、上記の各ワイヤソーにおいては、前記加工液供給手段からワイヤ群に供給されることにより飛散した加工液が、ワーク保持部材、又はワーク側に拡散するのを防止するカバー部材が設けられているのが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、構造的に、加工液がワーク保持部材やワークへ飛散するのを抑えることが可能となる。
【００１３】
例えば、カバー部材は、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる前記領域と加工液供給手段による加工液の供給位置との間に介設され、かつワークに対して前記ワイヤ群と一体的に前記切断送り方向に移動可能に設けられ、前記送り手段によるワークの送り位置であって少なくとも切断送り終端近傍の所定位置から終端位置までの範囲内において、前記ワークのワイヤ切込み位置からワーク保持部材に亘る部分を覆うように構成される。
【００１４】
この構成によれば、主に切断終期に問題となるワーク保持部材側への加工液の飛散や、ウエハ間への加工液の侵入を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、ワークが切断送り終端近傍の所定位置に到達すると、その後のワイヤ群の駆動速度がそれ以前の駆動速度に比べて減速される等、加工液が飛散し（巻き上がり）難くい運転状態に切り替えられる。従って、切断終期に飛散する加工液の絶対量が低減し、切断終期に、ワーク保持部材が加工液によって過剰に冷却され、あるいはウエハ間に多量の加工液が入り込むことに起因するウエハの反りが抑制され、その分、より反りのない状態でウエハを切り出すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係るワイヤソーの全体構成を概略的に示している。この図に示すワイヤソーは、一対のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ、ガイドプーリ１２Ａ，１２Ｂ、ガイドプーリ１４Ａ，１４Ｂ、ガイドプーリ１６Ａ，１６Ｂ、ワイヤ張力調節装置１８Ａ，１８Ｂ、ガイドプーリ２２Ａ，２２Ｂ、及び４つのガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂを備えている。
【００１８】
ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂは互いに同じ高さ位置に配され、ガイドローラ２６Ａ，２６Ｂはそれぞれガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの下方の位置に配されており、ガイドローラ２６Ａが駆動モータ２５によって回転駆動されるようになっている。
【００１９】
各ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂは、切断用のワイヤＷが巻かれるボビン９Ａ，９Ｂと、これを回転駆動するボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂと、を備えている。一方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａのボビン９Ａから繰出されたワイヤＷは、ガイドプーリ１２Ａ，１４Ａ，１６Ａ、ワイヤ張力調節装置１８Ａのプーリ２０Ａ、及びガイドプーリ２２Ａの順に掛けられ、さらにガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂ，２６Ａの外周面のガイド溝（図示省略）に嵌め込まれながらこれらガイドローラの外側に多数回螺旋状に巻回された（巻き掛けられた）後、ガイドプーリ２２Ｂ、ワイヤ張力調節装置１８Ｂのプーリ２０Ｂ、ガイドプーリ１６Ｂ，１４Ｂ，１２Ｂの順に掛けられ、他方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ｂのボビン９Ｂに巻き取られており、両ワイヤ張力調節装置１８Ａ，１８ＢによってワイヤＷに適当な張力が与えられている。そして、駆動モータ２５によるガイドローラ２６Ａの回転駆動方向と、各ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂによるボビン９Ａ，９Ｂの回転駆動方向が正逆に切換えられることにより、ワイヤＷがボビン９Ａから繰出されてボビン９Ｂに巻き取られる状態（前進駆動状態という）と、ワイヤＷがボビン９Ｂから繰出されてボビン９Ａに巻き取られる状態（後退駆動状態という）とにワイヤＷの駆動方向が反転可能となっている。
【００２０】
すなわち、このワイヤソーにおいては、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの間に多数本のワイヤＷが互いに平行な状態で張られたワイヤ群を形成しながら、これらワイヤ群がその軸方向に進退駆動可能となっている。なお、この実施形態では、前記ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ等が本発明のワイヤ駆動手段に相当する。
【００２１】
図２は、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間の部分をやや詳細に図示している。この図に示すように、前記ワイヤ群のうちワーク２８が切り込み送りされる領域よりもワイヤＷの駆動方向（同図では左右方向）両外側であってワイヤ群の上方には、それぞれ該ワイヤ群に対してスラリ（遊離砥粒を含む加工液）を供給するための一対のスラリ供給装置３６，３７が配備されている。
【００２２】
これらのスラリ供給装置３６，３７は、それぞれ二つ一組のノズル部材３６ａ，３６ｂ（３７ａ，３７ｂ）を備えている。これらノズル部材３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂは、例えば前後方向（図２では紙面に直交する方向）に延びるスリット状の液吐出口を有しており、この液吐出口からスラリを吐出することにより、前記ワイヤ群全体、つまりワイヤＷの並び方向全体に亘ってスラリを供給するようになっている。
【００２３】
ノズル部材３６ａ，３６ｂ、および３７ａ，３７ｂは、それぞれワイヤＷの駆動方向に一定間隔を隔てて配置されることにより、前記作業領域の両側、つまりワイヤＷの駆動方向上流側および下流側のそれぞれ二箇所でワイヤ群に対してスラリを供給するようになっている。特に、各組のノズル部材３６ａ，３６ｂ、３７ａ，３７ｂのうち前記作業領域から離間する側のノズル部材３６ａ、３７ａは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの真上に配置されており、前記ワイヤ群と共にガイドローラ２４Ａ，２４Ｂにスラリを供給することにより同ローラ２４Ａ，２４Ｂを冷却し得るようになっている。
【００２４】
スラリの給排系統は、例えば給送ポンプを備えた図外のタンクを有し、このタンクに貯溜されたスラリを前記ポンプの駆動によりタンクから導出しつつ共通配管４０、及び分岐管４１〜４４を通じて各ノズル部材３６ａ，３６ｂ、３７ａ，３７ｂに送液することによりワイヤ群に供給し、当該供給後、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂの下方に配置されるスラリパンからスラリを抜き出しつつ図外の液回収管を通じて前記タンクに戻すように構成されている。なお、上記分岐管４１〜４４にはそれぞれ電磁バブル４１ａ〜４４ａが介設されており、これら電磁バブル４１ａ〜４４ａの操作に応じてノズル部材３６ａ，３６ｂ、３７ａ，３７ｂによるスラリの吐出量（供給量）が制御されるようになっている。
【００２５】
また、前記作業領域の両側には、それぞれ防滴カバー３８，３８（本発明に係るカバー部材に相当する）がワイヤ群に近接して配置されている。これらの防滴カバー３８，３８は、ワイヤＷに供給されて飛散したスラリが前記作業領域側に拡散するのを防止するもので、ワイヤＷの並び方向全体に亘ってそれぞれノズル部材３６ｂ，３７ｂと前記作業領域とを遮るように設けられている。これら防滴カバー３８，３８は、ワーク２８の切断送り終端近傍の所定位置から終端位置までの範囲内において、ワーク２８に対するワイヤ切込み位置から後記ワーク保持部３２に亘る部分を覆い得るようにそれぞれ上下方向（後記切断送り方向）の寸法が設定されている（図３参照）。
【００２６】
前記ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られた前記ワイヤ群の上方には、円柱状のワーク（インゴット）２８を移動させるワーク送り装置３０が設けられている。このワーク送り装置３０は、本発明に係る送り手段に相当するもので、ワーク保持部３２（ワーク保持部材）と、ワーク送りモータ３４とを含んでいる。
【００２７】
ワーク保持部３２は、スライスベース３３を介して前記ワーク２８をその結晶軸に基づいて目的の結晶方位が得られる向きに保持するものであり、ワーク送りモータ３４は、図略のボールネジとの組み合わせにより、前記ワーク保持部３２とワーク２８とを一体に昇降させる（すなわち切断送りする）ものである。従って、このワイヤソーでは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られたワイヤ群がその長手方向に同時に高速駆動されると共に、これらワイヤ群に対してノズル部材３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂから加工液が供給された状態で、該ワイヤ群に対してワーク２８が下方に切断送りされることにより、このワーク２８から一度に多数枚のウエハ（薄片）が同時に切り出されるようになっている。
【００２８】
なお、上記ワイヤソーは、図１に示すように、ワーク切断動作を制御するためのＮＣ装置５０を有しており、切断作業中は、所定条件に従ったワイヤＷの駆動、及びスラリの供給動作が実行されるように、前記ワーク送りモータ３４に組み込まれた図外のエンコーダからの出力信号に基づき、各ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂ、駆動モータ２５、ワーク送りモータ３４、及び電磁バブル４１ａ〜４４ａ等がこのＮＣ装置５０によって統括的に制御されるようになっている。つまり、この実施形態では、このＮＣ装置５０が、本発明に係る液量制御手段、速度制御手段及びウエハ駆動制御手段に相当すると共に、前記ワーク送りモータ３４のエンコーダ及びＮＣ装置５０が本発明に係る送り位置検知手段に相当する。
【００２９】
次に上記ＮＣ装置５０によるワーク２８の切断動作の制御について図４のフローチャートに従って説明する。
【００３０】
ワーク保持部３２にワーク２８が保持されると、ＮＣ装置５０は、ワーク送りモータ３４を駆動してワーク２８をワイヤ群上方に所定寸法だけ離間した初期位置にセットする。この際、各電磁バブル４１ａ〜４４ａは閉止されており、従って、ワイヤ群に対するスラリの供給は停止されている。
【００３１】
ワーク２８が初期位置にセットされると、ＮＣ装置５０は、駆動モータ２５およびボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂを駆動制御すると共に、前記電磁バブル４１ａ〜４４ａを制御することにより、一方側のワイヤ繰出し・巻取り装置１０ＡからワイヤＷを繰り出しながら他方側のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ｂにより巻き取らせ、図１中に実線矢印で示すようにワイヤＷを所定速度Ｖ１（当例では６００ｍ／分）で前進駆動すると共に、両スラリ供給装置３６，３７からワイヤ群に対してスラリ（所定流量Ｑ１）の供給を開始させる（ステップＳ１）。
【００３２】
そしてさらに、ＮＣ装置５０は、ワーク送りモータ３４を制御することにより一定速度でワーク２８の切断送りを開始すると共に反転タイマを作動させる（ステップＳ３，Ｓ５）。このようにしてワーク２８の切断送りが開始され、ワイヤＷがワーク２８に対して切り込むと、当該ワイヤＷに付着した遊離砥粒を含むスラリがワイヤＷの移動とともにワーク２８内（切断溝）に持ち込まれ、これによってワーク２８の切断が進められる。なお、反転タイマは、ワイヤＷの駆動状態を反転させる時間（前進駆動状態と後退駆動状態との切換え時間）を計時するもので、所定の設定時間Ｔ１（当例では６０秒）を計時する。
【００３３】
次いで、ＮＣ装置５０は、ワイヤ群に対してワーク２８が切込み終端位置まで切断送りされたか判断する。この判断は、ワーク送りモータ３４に内蔵される前記エンコーダからの出力信号に基づいてワーク送り装置３０によるワーク２８の送り位置を検出することによって当該検出位置に基づき行われる。その結果、終端位置に到達していないと判断した場合には（ステップＳ７でＮＯ）、さらにＮＣ装置５０は、前記設定時間Ｔ１が経過したかを判断し、経過していると判断した場合（ステップＳ９でＹＥＳ）には、前記駆動モータ２５およびボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂの回転方向を制御することによりワイヤＷの駆動状態を前進駆動状態から後退駆動状態に反転させる（ステップＳ１１）。具体的には、ワイヤＷの駆動速度が減速されて一旦停止された後、今度は逆に、他方側のワイヤ繰出し・巻取り装置１０ＢからワイヤＷが繰り出されながら上記一方側のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａにより巻き取られ、これによりワイヤＷの駆動が、図１中に破線矢印で示すように後退駆動に切り換えられてワーク２８の切断作業が進められる。
【００３４】
次いで、ＮＣ装置５０は、ワーク送り装置３０によるワーク２８の送り位置であって切断送り終端近傍の所定の送り位置にワーク２８が到達したかを判断する（ステップＳ１３）。具体的には、図３に示すように、全切断寸法Ｌの略３分の２の位置までワイヤＷが切り込む位置までワーク２８が切断送りされたかを判断する。この判断は、ステップＳ７と同様にワーク２８の送り位置の検出に基づき行われる。なお、ステップＳ９でＮＯと判断した場合には、ＮＣ装置５０はステップＳ１１の処理をスキップする。
【００３５】
ＮＣ装置５０は、ステップＳ１３でワーク２８が所定の送り位置に達していないと判断した場合にはステップＳ７に移行する。一方、ワーク２８が前記所定の送り位置に達したと判断した場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ＮＣ装置５０は、反転タイマのタイマ値、ワイヤＷの駆動速度、及びスラリ供給量をそれぞれ切換え制御する（ステップＳ１５）。具体的には、ＮＣ装置５０は、反転タイマのタイマ値を上記設定時間Ｔ１から該時間よりも短い所定の設定時間Ｔ２（当例では４５秒）に切換える。また、ワイヤＷの駆動速度を上記速度Ｖ１から該速度よりも低い所定の設定速度Ｖ２（当例では３００ｍ／分）に切換える。さらに、スラリ供給装置３６，３７によるスラリの供給量を上記流量Ｑ１から該流量よりも少ない所定の設定流量Ｑ２に切換える。そして、当該切換え後、ステップＳ５に移行し、切換え後の設定時間Ｔ２で反転タイマを作動させる。
【００３６】
こうしてワーク２８の切断に伴いステップＳ７〜Ｓ１３の処理を繰り返し、最終的に、ワイヤ群に対してワーク２８が切込み終端位置まで切断送りされたと判断すると（ステップＳ７でＹＥＳ）、ＮＣ装置５０は、駆動モータ２５、ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂ及び電磁バブル４１ａ〜４４ａを制御することにより、ワイヤＷの駆動を停止させると共に、スラリ供給装置３６，３７によるスラリの供給を停止し、これによって一連の切断作業を終了する。
【００３７】
以上のような本発明に係るワイヤソーによると、ワーク２８が切断送り終端近傍の所定位置に到達すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、スラリ供給装置３６，３７によるスラリ供給量がＱ１からＱ２に減量されると共に、ワイヤＷの駆動速度が速度Ｖ１から速度Ｖ２に減速され、さらにワイヤ駆動方向の反転周期が時間Ｔ１からＴ２に短縮されてその後の切断作業が進めされる。そのため、切断終期に、飛散したスラリによりワーク保持部３２が過剰冷却され、あるいはウエハ間に多量のスラリが入り込むといったことが緩和される。すなわち、上記のようにスラリ供給量がＱ１をＱ２から減量されると、スラリ自体の減少によって、切断終期に飛散するスラリの絶対量が減少し、また、ワイヤＷの駆動速度が速度Ｖ１から速度Ｖ２に減速されると、スラリが巻き上がり難くなり、その分、飛散するスラリの絶対量が減少する。そしてさらに、ワイヤ駆動方向の反転周期が短縮されると、ワイヤ群の駆動方向が頻繁に切換えられる結果、ワイヤ停止時間が増加し、ワイヤ群を一方向に長期的に連続して駆動する場合に比べてスラリが巻き上がり難くなり、結果的に、飛散するスラリの絶対量が減少する。
【００３８】
従って、上記ワイヤソーによると、切断終期に、ワーク保持部３２がスラリによって過剰に冷却され、あるいはウエハ間にスラリが入り込むことに起因するウエハの反りを抑制することができ、その分、より反りの少ない状態でウエハを切り出すことが可能となる。
【００３９】
また、このワイヤソーでは、構造的にも、スラリ供給装置３６，３７のノズル部材３６ｂ，３７ｂと前記作業領域との間に防滴カバー３８，３８を設け、ワイヤＷに供給されて飛散したスラリが作業領域側に拡散するのを防止する構成となっており、特に、防滴カバー３８，３８は、図３に示すように、切断送り終端近傍の所定の範囲内では、ワイヤ群からワーク保持部３２に亘る部分を覆うようになっているため、切断終期のスラリの飛散によるワーク保持部３２の過剰冷却や、ウエハ間へのスラリの不要な侵入を効果的に抑制することができるという利点がある。
【００４０】
なお、上記のように運転条件の切換えを行うと（図４のステップＳ１５）、その後のワーク２８の切断に悪影響が出るとの懸念があるが、実施形態のような円柱状のワーク２８の場合、切断送り終端近傍ではワイヤＷによる切断長さは徐々に減少する為、運転条件の切換えによる切断面への影響は殆どない。
【００４１】
ところで、以上説明したワイヤソーは、本発明に係るワイヤソーの好ましい実施形態の一例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４２】
例えば、上記実施形態では、ワーク２８が切断送り終端近傍の所定位置に到達すると、反転タイマのタイマ値、ワイヤＷの駆動速度、及びスラリ供給量の全ての運転条件の切換えを行うようにしているが（図４のステップＳ１５）、上記の通り、これらの運転条件の切換えは、切断終期のスラリの飛散を緩和する上でそれぞれ有効であるため、何れか一又は二の運転条件だけを切換えるようにしてもよい。
【００４３】
また、運転状態の上記切換えは、実施形態のように一段階の切換え以外に複数段階に分けて切換える、又は徐々に変化させるようにしてもよい。例えばワイヤＷの駆動速度であれば、同速度を段階的に、あるいは漸減的に減速させるようにしてもよい。
【００４４】
また、実施形態のワイヤソーでは、防滴カバー３８，３８を設けて、スラリの前記作業領域側への飛散を抑制し得るようにしているが、防滴カバー３８，３８を省略した構成としてもよい。また、防滴カバー３８，３８の形状や配置は、実施形態に限定されるものではなく、ワイヤ群に供給されて飛散したスラリが作業領域側へ拡散するのを防止できれば種々の形状や配置のものを適用可能である。例えば、図５に示すように、主にワーク保持部３２の過剰冷却を防止するために、ワーク保持部３２に防滴カバー３８′，３８′を組付けて、主にワーク保持部３２に対してスラリが拡散するのを防止するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るワイヤソーの全体構成図である。
【図２】ワイヤソーのガイドローラ間の部分を示した概略図である。
【図３】ワークが切断送り終端近傍の所定位置に到達した状態を示す概略図である。
【図４】ＮＣ装置による切断動作制御の一例を示すフローチャートである。
【図５】防滴カバーの変形例を示すワーク送り装置の要部を示す概略図である。
【図６】従来のワイヤソーの問題点を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０Ａ，１０Ｂ ワイヤ繰出し・巻取り装置
１１Ａ，１１Ｂ ボビン駆動モータ
２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ ガイドローラ
２５ 駆動モータ
２８ ワーク
３０ ワーク送り装置
３４ ワーク送りモータ
３６，３７ スラリ供給装置
５０ ＮＣ装置
Ｗ ワイヤ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断用ワイヤにより構成されたワイヤ群に対して半導体インゴット等のワークを切り込み送りすることにより当該ワークを切断するワイヤソーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワークをウエハ状に切り出す手段としてワイヤソーが知られている。ワイヤソーは、図６に示すように複数のガイドローラ６０Ａ，６０Ｂ間に切断用ワイヤ６１が巻き掛けられることにより該ワイヤ６１が多数本並んだ状態で張設され、このワイヤ群をその軸方向に高速駆動しながら該ワイヤ群に加工液（スラリ）を供給し、この状態で、ワーク保持部６３に保持されたワーク６４を切断用ワイヤ６１の軸方向と直交する方向に、前記ワイヤ群に対して切断送りすることにより、ワーク６４をウエハ状に多数毎同時に切り出すように構成されている（特許文献１）。なお、前記ワイヤ群のうちワーク６４の切込み位置の両側には各々加工液供給用のノズル６２が配置されており、これらノズル６２からワイヤ群に対して前記加工液が供給される。
【特許文献１】特開平１１−１０５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ワイヤソーによる切断作業では、加工熱によるワークの伸縮（熱変位）によってウエハに反りが発生する場合があるが、上記のように高速駆動されるワイヤ群に対して加工液を供給する場合には、加工液が飛散するため、切断終期になると、図６中に一点鎖線矢印で示すように、ワイヤ群に供給された加工液がワーク６４に沿って舞い上がってワーク保持部６３が冷やされ、その結果、ワーク６４の熱変位とは別にワーク保持部６３にも熱変位が生じて切断終期のウエアの反りを助長する原因の一つとなっている。また、舞い上がった上記加工液が再度ワイヤ群に供給されて切断溝に入り込み、これがウエハ間に溜まることにより同様に上記の反りを助長する原因となっている。
【０００４】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ワークから切り出されるウエハの反りを抑制することができるワイヤソーを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、本発明のワイヤソーは、複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に駆動するワイヤ駆動手段と、ワークを保持するワーク保持部材を有し、このワーク保持部材により保持したワークを前記ワイヤ群に対して相対的に切断送りする送り手段と、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対して遊離砥粒を含む加工液を供給する加工液供給手段と、を備えたワイヤソーにおいて、前記加工液供給手段によるワイヤ群に対する加工液の供給量を制御する液量制御手段と、前記送り手段によるワークの送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置に前記ワークが到達したことを検知する送り位置検知手段と、を備え、前記液量制御手段が、前記送り位置検知手段による前記所定位置の検知に基づき、当該検出後の加工液の供給量をそれ以前の供給量よりも少なくするように前記加工液供給手段を制御するものである。
【０００６】
このワイヤソーでは、ワイヤ群が軸方向に駆動され、かつ加工液が供給された状態で、当該ワイヤ群に対してワークが相対的に切断送りされることによってウエハの切り出しが行われる。その際、ワークが切断送り終端近傍の所定位置に到達すると、その後の加工液の供給量がそれ以前の供給量に対して減量される。従って、切断終期に飛散する加工液の絶対量が低減し、切断終期に、ワーク保持部材が加工液によって過剰に冷却され、あるいはウエハ間に多量の加工液が入り込むことが緩和されることとなる。
【０００７】
また、本発明の他のワイヤソーは、複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に駆動するワイヤ駆動手段と、ワークを保持するワーク保持部材を有し、このワーク保持部材により保持したワークを前記ワイヤ群に対して相対的に切断送りする送り手段と、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対して加工液を供給する加工液供給手段と、を備えたワイヤソーにおいて、前記ワイヤ駆動手段によるワイヤ群の駆動速度を制御する速度制御手段と、前記送り手段によるワークの送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置に前記ワークが到達したことを検知する送り位置検知手段と、を備え、前記速度制御手段が、前記送り位置検知手段による前記所定位置の検出に基づき、当該検出後のワイヤ群の駆動速度がそれ以前の駆動速度よりも低くなるように前記ワイヤ駆動手段を制御するものである。
【０００８】
このワイヤソーでは、ワイヤ群が軸方向に駆動され、かつ加工液が供給された状態で、当該ワイヤ群に対してワークが相対的に切断送りされることによってウエハの切り出しが行われる。その際、ワークが切断送り終端近傍の所定位置に到達すると、その後のワイヤ群の駆動速度がそれ以前の駆動速度に比べて減速される。このようにワイヤ駆動速度が減速されることで加工液が飛散し（巻き上がり）難くなり、切断終期に飛散する加工液の絶対量が低減される。従って、切断終期に、ワーク保持部材が加工液によって過剰に冷却され、あるいはウエハ間に多量の加工液が入り込むことが緩和される。
【０００９】
さらに、本発明に係る別のワイヤソーは、複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に駆動するワイヤ駆動手段と、ワーク保持部材を有し、この保持部材により保持したワークを前記ワイヤ群に対して相対的に切断送りする送り手段と、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対して加工液を供給する加工液供給手段と、を備えたワイヤソーにおいて、前記ワイヤ駆動手段によるワイヤ駆動方向を周期的に反転させるワイヤ駆動制御手段と、前記送り手段によるワークの送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置に前記ワークが到達したことを検知する送り位置検知手段と、を備え、前記ワイヤ駆動制御手段は、前記送り位置検知手段による前記所定位置の検知に基づき、当該検出後の前記ワイヤ駆動方向の反転周期がそれ以前の反転周期よりも短くなるように前記ワイヤ駆動手段を制御するものである。
【００１０】
このワイヤソーでは、ワイヤ群が軸方向に駆動され、かつ加工液が供給された状態で、当該ワイヤ群に対してワークが相対的に切断送りされると共に、周期的にワイヤの駆動方向が反転されながらウエハの切り出しが行われる。その際、ワークが切断送り終端近傍の所定位置に到達すると、その後のワイヤ群の駆動方向の反転周期がそれ以前の反転周期に比べて短くなる。つまり、ワイヤ群の駆動方向が頻繁に反転されることでワイヤ群の停止時間が増加し、ワイヤ群が一方向に長期的に連続して駆動されている場合に比べて加工液が飛散し（巻き上がり）難くなり、飛散する加工液の絶対量が低減される。従って、切断終期に、ワーク保持部材が加工液によって過剰に冷却され、あるいはウエハ間に多量の加工液が入り込むことが緩和される。
【００１１】
なお、上記の各ワイヤソーにおいては、前記加工液供給手段からワイヤ群に供給されることにより飛散した加工液が、ワーク保持部材、又はワーク側に拡散するのを防止するカバー部材が設けられているのが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、構造的に、加工液がワーク保持部材やワークへ飛散するのを抑えることが可能となる。
【００１３】
例えば、カバー部材は、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる前記領域と加工液供給手段による加工液の供給位置との間に介設され、かつワークに対して前記ワイヤ群と一体的に前記切断送り方向に移動可能に設けられ、前記送り手段によるワークの送り位置であって少なくとも切断送り終端近傍の所定位置から終端位置までの範囲内において、前記ワークのワイヤ切込み位置からワーク保持部材に亘る部分を覆うように構成される。
【００１４】
この構成によれば、主に切断終期に問題となるワーク保持部材側への加工液の飛散や、ウエハ間への加工液の侵入を効果的に抑制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によると、ワークが切断送り終端近傍の所定位置に到達すると、その後のワイヤ群の駆動速度がそれ以前の駆動速度に比べて減速される等、加工液が飛散し（巻き上がり）難くい運転状態に切り替えられる。従って、切断終期に飛散する加工液の絶対量が低減し、切断終期に、ワーク保持部材が加工液によって過剰に冷却され、あるいはウエハ間に多量の加工液が入り込むことに起因するウエハの反りが抑制され、その分、より反りのない状態でウエハを切り出すことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。
【００１７】
図１は、本発明に係るワイヤソーの全体構成を概略的に示している。この図に示すワイヤソーは、一対のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ、ガイドプーリ１２Ａ，１２Ｂ、ガイドプーリ１４Ａ，１４Ｂ、ガイドプーリ１６Ａ，１６Ｂ、ワイヤ張力調節装置１８Ａ，１８Ｂ、ガイドプーリ２２Ａ，２２Ｂ、及び４つのガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂを備えている。
【００１８】
ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂは互いに同じ高さ位置に配され、ガイドローラ２６Ａ，２６Ｂはそれぞれガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの下方の位置に配されており、ガイドローラ２６Ａが駆動モータ２５によって回転駆動されるようになっている。
【００１９】
各ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂは、切断用のワイヤＷが巻かれるボビン９Ａ，９Ｂと、これを回転駆動するボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂと、を備えている。一方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａのボビン９Ａから繰出されたワイヤＷは、ガイドプーリ１２Ａ，１４Ａ，１６Ａ、ワイヤ張力調節装置１８Ａのプーリ２０Ａ、及びガイドプーリ２２Ａの順に掛けられ、さらにガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂ，２６Ａの外周面のガイド溝（図示省略）に嵌め込まれながらこれらガイドローラの外側に多数回螺旋状に巻回された（巻き掛けられた）後、ガイドプーリ２２Ｂ、ワイヤ張力調節装置１８Ｂのプーリ２０Ｂ、ガイドプーリ１６Ｂ，１４Ｂ，１２Ｂの順に掛けられ、他方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ｂのボビン９Ｂに巻き取られており、両ワイヤ張力調節装置１８Ａ，１８ＢによってワイヤＷに適当な張力が与えられている。そして、駆動モータ２５によるガイドローラ２６Ａの回転駆動方向と、各ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂによるボビン９Ａ，９Ｂの回転駆動方向が正逆に切換えられることにより、ワイヤＷがボビン９Ａから繰出されてボビン９Ｂに巻き取られる状態（前進駆動状態という）と、ワイヤＷがボビン９Ｂから繰出されてボビン９Ａに巻き取られる状態（後退駆動状態という）とにワイヤＷの駆動方向が反転可能となっている。
【００２０】
すなわち、このワイヤソーにおいては、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの間に多数本のワイヤＷが互いに平行な状態で張られたワイヤ群を形成しながら、これらワイヤ群がその軸方向に進退駆動可能となっている。なお、この実施形態では、前記ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ等が本発明のワイヤ駆動手段に相当する。
【００２１】
図２は、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間の部分をやや詳細に図示している。この図に示すように、前記ワイヤ群のうちワーク２８が切り込み送りされる領域よりもワイヤＷの駆動方向（同図では左右方向）両外側であってワイヤ群の上方には、それぞれ該ワイヤ群に対してスラリ（遊離砥粒を含む加工液）を供給するための一対のスラリ供給装置３６，３７が配備されている。
【００２２】
これらのスラリ供給装置３６，３７は、それぞれ二つ一組のノズル部材３６ａ，３６ｂ（３７ａ，３７ｂ）を備えている。これらノズル部材３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂは、例えば前後方向（図２では紙面に直交する方向）に延びるスリット状の液吐出口を有しており、この液吐出口からスラリを吐出することにより、前記ワイヤ群全体、つまりワイヤＷの並び方向全体に亘ってスラリを供給するようになっている。
【００２３】
ノズル部材３６ａ，３６ｂ、および３７ａ，３７ｂは、それぞれワイヤＷの駆動方向に一定間隔を隔てて配置されることにより、前記作業領域の両側、つまりワイヤＷの駆動方向上流側および下流側のそれぞれ二箇所でワイヤ群に対してスラリを供給するようになっている。特に、各組のノズル部材３６ａ，３６ｂ、３７ａ，３７ｂのうち前記作業領域から離間する側のノズル部材３６ａ、３７ａは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの真上に配置されており、前記ワイヤ群と共にガイドローラ２４Ａ，２４Ｂにスラリを供給することにより同ローラ２４Ａ，２４Ｂを冷却し得るようになっている。
【００２４】
スラリの給排系統は、例えば給送ポンプを備えた図外のタンクを有し、このタンクに貯溜されたスラリを前記ポンプの駆動によりタンクから導出しつつ共通配管４０、及び分岐管４１〜４４を通じて各ノズル部材３６ａ，３６ｂ、３７ａ，３７ｂに送液することによりワイヤ群に供給し、当該供給後、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂの下方に配置されるスラリパンからスラリを抜き出しつつ図外の液回収管を通じて前記タンクに戻すように構成されている。なお、上記分岐管４１〜４４にはそれぞれ電磁バブル４１ａ〜４４ａが介設されており、これら電磁バブル４１ａ〜４４ａの操作に応じてノズル部材３６ａ，３６ｂ、３７ａ，３７ｂによるスラリの吐出量（供給量）が制御されるようになっている。
【００２５】
また、前記作業領域の両側には、それぞれ防滴カバー３８，３８（本発明に係るカバー部材に相当する）がワイヤ群に近接して配置されている。これらの防滴カバー３８，３８は、ワイヤＷに供給されて飛散したスラリが前記作業領域側に拡散するのを防止するもので、ワイヤＷの並び方向全体に亘ってそれぞれノズル部材３６ｂ，３７ｂと前記作業領域とを遮るように設けられている。これら防滴カバー３８，３８は、ワーク２８の切断送り終端近傍の所定位置から終端位置までの範囲内において、ワーク２８に対するワイヤ切込み位置から後記ワーク保持部３２に亘る部分を覆い得るようにそれぞれ上下方向（後記切断送り方向）の寸法が設定されている（図３参照）。
【００２６】
前記ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られた前記ワイヤ群の上方には、円柱状のワーク（インゴット）２８を移動させるワーク送り装置３０が設けられている。このワーク送り装置３０は、本発明に係る送り手段に相当するもので、ワーク保持部３２（ワーク保持部材）と、ワーク送りモータ３４とを含んでいる。
【００２７】
ワーク保持部３２は、スライスベース３３を介して前記ワーク２８をその結晶軸に基づいて目的の結晶方位が得られる向きに保持するものであり、ワーク送りモータ３４は、図略のボールネジとの組み合わせにより、前記ワーク保持部３２とワーク２８とを一体に昇降させる（すなわち切断送りする）ものである。従って、このワイヤソーでは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られたワイヤ群がその長手方向に同時に高速駆動されると共に、これらワイヤ群に対してノズル部材３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂから加工液が供給された状態で、該ワイヤ群に対してワーク２８が下方に切断送りされることにより、このワーク２８から一度に多数枚のウエハ（薄片）が同時に切り出されるようになっている。
【００２８】
なお、上記ワイヤソーは、図１に示すように、ワーク切断動作を制御するためのＮＣ装置５０を有しており、切断作業中は、所定条件に従ったワイヤＷの駆動、及びスラリの供給動作が実行されるように、前記ワーク送りモータ３４に組み込まれた図外のエンコーダからの出力信号に基づき、各ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂ、駆動モータ２５、ワーク送りモータ３４、及び電磁バブル４１ａ〜４４ａ等がこのＮＣ装置５０によって統括的に制御されるようになっている。つまり、この実施形態では、このＮＣ装置５０が、本発明に係る液量制御手段、速度制御手段及びウエハ駆動制御手段に相当すると共に、前記ワーク送りモータ３４のエンコーダ及びＮＣ装置５０が本発明に係る送り位置検知手段に相当する。
【００２９】
次に上記ＮＣ装置５０によるワーク２８の切断動作の制御について図４のフローチャートに従って説明する。
【００３０】
ワーク保持部３２にワーク２８が保持されると、ＮＣ装置５０は、ワーク送りモータ３４を駆動してワーク２８をワイヤ群上方に所定寸法だけ離間した初期位置にセットする。この際、各電磁バブル４１ａ〜４４ａは閉止されており、従って、ワイヤ群に対するスラリの供給は停止されている。
【００３１】
ワーク２８が初期位置にセットされると、ＮＣ装置５０は、駆動モータ２５およびボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂを駆動制御すると共に、前記電磁バブル４１ａ〜４４ａを制御することにより、一方側のワイヤ繰出し・巻取り装置１０ＡからワイヤＷを繰り出しながら他方側のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ｂにより巻き取らせ、図１中に実線矢印で示すようにワイヤＷを所定速度Ｖ１（当例では６００ｍ／分）で前進駆動すると共に、両スラリ供給装置３６，３７からワイヤ群に対してスラリ（所定流量Ｑ１）の供給を開始させる（ステップＳ１）。
【００３２】
そしてさらに、ＮＣ装置５０は、ワーク送りモータ３４を制御することにより一定速度でワーク２８の切断送りを開始すると共に反転タイマを作動させる（ステップＳ３，Ｓ５）。このようにしてワーク２８の切断送りが開始され、ワイヤＷがワーク２８に対して切り込むと、当該ワイヤＷに付着した遊離砥粒を含むスラリがワイヤＷの移動とともにワーク２８内（切断溝）に持ち込まれ、これによってワーク２８の切断が進められる。なお、反転タイマは、ワイヤＷの駆動状態を反転させる時間（前進駆動状態と後退駆動状態との切換え時間）を計時するもので、所定の設定時間Ｔ１（当例では６０秒）を計時する。
【００３３】
次いで、ＮＣ装置５０は、ワイヤ群に対してワーク２８が切込み終端位置まで切断送りされたか判断する。この判断は、ワーク送りモータ３４に内蔵される前記エンコーダからの出力信号に基づいてワーク送り装置３０によるワーク２８の送り位置を検出することによって当該検出位置に基づき行われる。その結果、終端位置に到達していないと判断した場合には（ステップＳ７でＮＯ）、さらにＮＣ装置５０は、前記設定時間Ｔ１が経過したかを判断し、経過していると判断した場合（ステップＳ９でＹＥＳ）には、前記駆動モータ２５およびボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂの回転方向を制御することによりワイヤＷの駆動状態を前進駆動状態から後退駆動状態に反転させる（ステップＳ１１）。具体的には、ワイヤＷの駆動速度が減速されて一旦停止された後、今度は逆に、他方側のワイヤ繰出し・巻取り装置１０ＢからワイヤＷが繰り出されながら上記一方側のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａにより巻き取られ、これによりワイヤＷの駆動が、図１中に破線矢印で示すように後退駆動に切り換えられてワーク２８の切断作業が進められる。
【００３４】
次いで、ＮＣ装置５０は、ワーク送り装置３０によるワーク２８の送り位置であって切断送り終端近傍の所定の送り位置にワーク２８が到達したかを判断する（ステップＳ１３）。具体的には、図３に示すように、全切断寸法Ｌの略３分の２の位置までワイヤＷが切り込む位置までワーク２８が切断送りされたかを判断する。この判断は、ステップＳ７と同様にワーク２８の送り位置の検出に基づき行われる。なお、ステップＳ９でＮＯと判断した場合には、ＮＣ装置５０はステップＳ１１の処理をスキップする。
【００３５】
ＮＣ装置５０は、ステップＳ１３でワーク２８が所定の送り位置に達していないと判断した場合にはステップＳ７に移行する。一方、ワーク２８が前記所定の送り位置に達したと判断した場合には（ステップＳ１３でＹＥＳ）、ＮＣ装置５０は、反転タイマのタイマ値、ワイヤＷの駆動速度、及びスラリ供給量をそれぞれ切換え制御する（ステップＳ１５）。具体的には、ＮＣ装置５０は、反転タイマのタイマ値を上記設定時間Ｔ１から該時間よりも短い所定の設定時間Ｔ２（当例では４５秒）に切換える。また、ワイヤＷの駆動速度を上記速度Ｖ１から該速度よりも低い所定の設定速度Ｖ２（当例では３００ｍ／分）に切換える。さらに、スラリ供給装置３６，３７によるスラリの供給量を上記流量Ｑ１から該流量よりも少ない所定の設定流量Ｑ２に切換える。そして、当該切換え後、ステップＳ５に移行し、切換え後の設定時間Ｔ２で反転タイマを作動させる。
【００３６】
こうしてワーク２８の切断に伴いステップＳ７〜Ｓ１３の処理を繰り返し、最終的に、ワイヤ群に対してワーク２８が切込み終端位置まで切断送りされたと判断すると（ステップＳ７でＹＥＳ）、ＮＣ装置５０は、駆動モータ２５、ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂ及び電磁バブル４１ａ〜４４ａを制御することにより、ワイヤＷの駆動を停止させると共に、スラリ供給装置３６，３７によるスラリの供給を停止し、これによって一連の切断作業を終了する。
【００３７】
以上のような本発明に係るワイヤソーによると、ワーク２８が切断送り終端近傍の所定位置に到達すると（ステップＳ１３でＹＥＳ）、スラリ供給装置３６，３７によるスラリ供給量がＱ１からＱ２に減量されると共に、ワイヤＷの駆動速度が速度Ｖ１から速度Ｖ２に減速され、さらにワイヤ駆動方向の反転周期が時間Ｔ１からＴ２に短縮されてその後の切断作業が進めされる。そのため、切断終期に、飛散したスラリによりワーク保持部３２が過剰冷却され、あるいはウエハ間に多量のスラリが入り込むといったことが緩和される。すなわち、上記のようにスラリ供給量がＱ１をＱ２から減量されると、スラリ自体の減少によって、切断終期に飛散するスラリの絶対量が減少し、また、ワイヤＷの駆動速度が速度Ｖ１から速度Ｖ２に減速されると、スラリが巻き上がり難くなり、その分、飛散するスラリの絶対量が減少する。そしてさらに、ワイヤ駆動方向の反転周期が短縮されると、ワイヤ群の駆動方向が頻繁に切換えられる結果、ワイヤ停止時間が増加し、ワイヤ群を一方向に長期的に連続して駆動する場合に比べてスラリが巻き上がり難くなり、結果的に、飛散するスラリの絶対量が減少する。
【００３８】
従って、上記ワイヤソーによると、切断終期に、ワーク保持部３２がスラリによって過剰に冷却され、あるいはウエハ間にスラリが入り込むことに起因するウエハの反りを抑制することができ、その分、より反りの少ない状態でウエハを切り出すことが可能となる。
【００３９】
また、このワイヤソーでは、構造的にも、スラリ供給装置３６，３７のノズル部材３６ｂ，３７ｂと前記作業領域との間に防滴カバー３８，３８を設け、ワイヤＷに供給されて飛散したスラリが作業領域側に拡散するのを防止する構成となっており、特に、防滴カバー３８，３８は、図３に示すように、切断送り終端近傍の所定の範囲内では、ワイヤ群からワーク保持部３２に亘る部分を覆うようになっているため、切断終期のスラリの飛散によるワーク保持部３２の過剰冷却や、ウエハ間へのスラリの不要な侵入を効果的に抑制することができるという利点がある。
【００４０】
なお、上記のように運転条件の切換えを行うと（図４のステップＳ１５）、その後のワーク２８の切断に悪影響が出るとの懸念があるが、実施形態のような円柱状のワーク２８の場合、切断送り終端近傍ではワイヤＷによる切断長さは徐々に減少する為、運転条件の切換えによる切断面への影響は殆どない。
【００４１】
ところで、以上説明したワイヤソーは、本発明に係るワイヤソーの好ましい実施形態の一例であって、その具体的な構成は本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００４２】
例えば、上記実施形態では、ワーク２８が切断送り終端近傍の所定位置に到達すると、反転タイマのタイマ値、ワイヤＷの駆動速度、及びスラリ供給量の全ての運転条件の切換えを行うようにしているが（図４のステップＳ１５）、上記の通り、これらの運転条件の切換えは、切断終期のスラリの飛散を緩和する上でそれぞれ有効であるため、何れか一又は二の運転条件だけを切換えるようにしてもよい。
【００４３】
また、運転状態の上記切換えは、実施形態のように一段階の切換え以外に複数段階に分けて切換える、又は徐々に変化させるようにしてもよい。例えばワイヤＷの駆動速度であれば、同速度を段階的に、あるいは漸減的に減速させるようにしてもよい。
【００４４】
また、実施形態のワイヤソーでは、防滴カバー３８，３８を設けて、スラリの前記作業領域側への飛散を抑制し得るようにしているが、防滴カバー３８，３８を省略した構成としてもよい。また、防滴カバー３８，３８の形状や配置は、実施形態に限定されるものではなく、ワイヤ群に供給されて飛散したスラリが作業領域側へ拡散するのを防止できれば種々の形状や配置のものを適用可能である。例えば、図５に示すように、主にワーク保持部３２の過剰冷却を防止するために、ワーク保持部３２に防滴カバー３８′，３８′を組付けて、主にワーク保持部３２に対してスラリが拡散するのを防止するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係るワイヤソーの全体構成図である。
【図２】ワイヤソーのガイドローラ間の部分を示した概略図である。
【図３】ワークが切断送り終端近傍の所定位置に到達した状態を示す概略図である。
【図４】ＮＣ装置による切断動作制御の一例を示すフローチャートである。
【図５】防滴カバーの変形例を示すワーク送り装置の要部を示す概略図である。
【図６】従来のワイヤソーの問題点を説明する概略図である。
【符号の説明】
【００４６】
１０Ａ，１０Ｂ ワイヤ繰出し・巻取り装置
１１Ａ，１１Ｂ ボビン駆動モータ
２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ ガイドローラ
２５ 駆動モータ
２８ ワーク
３０ ワーク送り装置
３４ ワーク送りモータ
３６，３７ スラリ供給装置
５０ ＮＣ装置
Ｗ ワイヤ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に駆動するワイヤ駆動手段と、ワークを保持するワーク保持部材を有し、このワーク保持部材により保持したワークを前記ワイヤ群に対して相対的に切断送りする送り手段と、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対して加工液を供給する加工液供給手段と、を備えたワイヤソーにおいて、
前記加工液供給手段によるワイヤ群に対する加工液の供給量を制御する液量制御手段と、
前記送り手段によるワークの送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置に前記ワークが到達したことを検知する送り位置検知手段と、を備え、
前記液量制御手段は、前記送り位置検知手段による前記所定位置の検知に基づき、当該検出後の加工液の供給量をそれ以前の供給量よりも少なくするように前記加工液供給手段を制御することを特徴とするワイヤソー。
【請求項２】
複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に駆動するワイヤ駆動手段と、ワークを保持するワーク保持部材を有し、このワーク保持部材により保持したワークを前記ワイヤ群に対して相対的に切断送りする送り手段と、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対して加工液を供給する加工液供給手段と、を備えたワイヤソーにおいて、
前記ワイヤ駆動手段によるワイヤ群の駆動速度を制御する速度制御手段と、
前記送り手段によるワークの送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置に前記ワークが到達したことを検知する送り位置検知手段と、を備え、
前記速度制御手段は、前記送り位置検知手段による前記所定位置の検知に基づき、当該検出後のワイヤ群の駆動速度がそれ以前の駆動速度よりも低くなるように前記ワイヤ駆動手段を制御することを特徴とするワイヤソー。
【請求項３】
複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に駆動するワイヤ駆動手段と、ワークを保持するワーク保持部材を有し、このワーク保持部材により保持したワークを前記ワイヤ群に対して相対的に切断送りする送り手段と、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対して加工液を供給する加工液供給手段と、を備えたワイヤソーにおいて、
前記ワイヤ駆動手段によるワイヤ駆動方向を周期的に反転させるワイヤ駆動制御手段と、
前記送り手段によるワークの送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置に前記ワークが到達したことを検知する送り位置検知手段と、を備え、
前記ワイヤ駆動制御手段は、前記送り位置検知手段による前記所定位置の検知に基づき、当該検出後の前記ワイヤ駆動方向の反転周期がそれ以前の反転周期よりも短くなるように前記ワイヤ駆動手段を制御することを特徴とするワイヤソー。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のワイヤソーにおいて、
前記加工液供給手段からワイヤ群に供給されることにより飛散した加工液が、ワーク保持部材、又はワーク側に拡散するのを防止するカバー部材が設けられていることを特徴とするワイヤソー。
【請求項５】
請求項４に記載のワイヤソーにおいて、
前記カバー部材は、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる前記領域と加工液供給手段による加工液の供給位置との間に介設され、かつワークに対して前記ワイヤ群と一体的に前記切断送り方向に移動可能に設けられ、前記送り手段によるワークの送り位置であって少なくとも切断送り終端近傍の所定位置から終端位置までの範囲内において、前記ワークのワイヤ切込み位置からワーク保持部材に亘る部分を覆うことを特徴とするワイヤソー。
【請求項１】
複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に駆動するワイヤ駆動手段と、ワークを保持するワーク保持部材を有し、このワーク保持部材により保持したワークを前記ワイヤ群に対して相対的に切断送りする送り手段と、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対して加工液を供給する加工液供給手段と、を備えたワイヤソーにおいて、
前記加工液供給手段によるワイヤ群に対する加工液の供給量を制御する液量制御手段と、
前記送り手段によるワークの送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置に前記ワークが到達したことを検知する送り位置検知手段と、を備え、
前記液量制御手段は、前記送り位置検知手段による前記所定位置の検知に基づき、当該検出後の加工液の供給量をそれ以前の供給量よりも少なくするように前記加工液供給手段を制御することを特徴とするワイヤソー。
【請求項２】
複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に駆動するワイヤ駆動手段と、ワークを保持するワーク保持部材を有し、このワーク保持部材により保持したワークを前記ワイヤ群に対して相対的に切断送りする送り手段と、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対して加工液を供給する加工液供給手段と、を備えたワイヤソーにおいて、
前記ワイヤ駆動手段によるワイヤ群の駆動速度を制御する速度制御手段と、
前記送り手段によるワークの送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置に前記ワークが到達したことを検知する送り位置検知手段と、を備え、
前記速度制御手段は、前記送り位置検知手段による前記所定位置の検知に基づき、当該検出後のワイヤ群の駆動速度がそれ以前の駆動速度よりも低くなるように前記ワイヤ駆動手段を制御することを特徴とするワイヤソー。
【請求項３】
複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に駆動するワイヤ駆動手段と、ワークを保持するワーク保持部材を有し、このワーク保持部材により保持したワークを前記ワイヤ群に対して相対的に切断送りする送り手段と、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対して加工液を供給する加工液供給手段と、を備えたワイヤソーにおいて、
前記ワイヤ駆動手段によるワイヤ駆動方向を周期的に反転させるワイヤ駆動制御手段と、
前記送り手段によるワークの送り位置であって切断送り終端近傍の所定位置に前記ワークが到達したことを検知する送り位置検知手段と、を備え、
前記ワイヤ駆動制御手段は、前記送り位置検知手段による前記所定位置の検知に基づき、当該検出後の前記ワイヤ駆動方向の反転周期がそれ以前の反転周期よりも短くなるように前記ワイヤ駆動手段を制御することを特徴とするワイヤソー。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一項に記載のワイヤソーにおいて、
前記加工液供給手段からワイヤ群に供給されることにより飛散した加工液が、ワーク保持部材、又はワーク側に拡散するのを防止するカバー部材が設けられていることを特徴とするワイヤソー。
【請求項５】
請求項４に記載のワイヤソーにおいて、
前記カバー部材は、前記ワイヤ群のうちワークが切断送りされる前記領域と加工液供給手段による加工液の供給位置との間に介設され、かつワークに対して前記ワイヤ群と一体的に前記切断送り方向に移動可能に設けられ、前記送り手段によるワークの送り位置であって少なくとも切断送り終端近傍の所定位置から終端位置までの範囲内において、前記ワークのワイヤ切込み位置からワーク保持部材に亘る部分を覆うことを特徴とするワイヤソー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００９−２０２３１９（Ｐ２００９−２０２３１９Ａ）
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−４９６０９（Ｐ２００８−４９６０９）
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【出願人】（３９１００３６６８）トーヨーエイテック株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月１０日（２００９．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年２月２９日（２００８．２．２９）
【出願人】（３９１００３６６８）トーヨーエイテック株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
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