JPH10119033A - ワイヤソーの温度制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】結露の発生を防止し、かつ、効率的な温度制御
を行なうことができるワイヤソーの温度制御方法の提
供。 【解決手段】ワイヤソー１０の装置外部から供給された
冷却水は、ワイヤソー１０の装置本体内で２系統の供給
ライン、即ち、低温ライン４８Ａと温調ライン４８Ｂと
に分岐される。低温ライン４８Ａを流れる冷却水は、そ
のまま温度調整せずに熱交換機３８等の加工室４２外に
設置された結露を嫌わない機器に分配供給される。一
方、温調ライン４８Ｂを流れる冷却水は、温度調整ユニ
ット５０によって露点よりも高い温度に温度調整された
のち、溝付ローラ１８Ａ〜１８Ｃの軸受ユニット１９Ａ
〜１９Ｃ等の加工室４２内に設置された結露を嫌う機器
に分配供給される。これにより、結露の発生を防止する
ことができ、漏電の発生や、切断精度の低下を防止する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はワイヤソーの温度制
御方法に係り、特にシリコン、ガラス、セラミックス等
の脆性材料を切断するワイヤソーの温度制御方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤソーは、高速走行するワイヤ列に
ワークを押し付け、そのワークとワイヤ列との接触部に
スラリ（砥粒を含有した加工液）を供給し、そのワイヤ
のラッピング作用により、ワークをウェーハに切断する
装置である。このように、ワイヤソーは高速走行するワ
イヤ列にワークを押し付けて切断するため、切断部に大
量の熱が発生する。この切断部に生じた熱は、ワイヤ列
を形成する溝付ローラ等に熱変形を及ぼし、ワークの切
断精度を低下させる原因となっている。このため、ワイ
ヤソーでは、切断部の発熱を抑えるため、切断部に循環
供給するスラリを熱交換機に通して所定温度にコントロ
ールしている。

【０００３】また、ワイヤソーの発熱源はワークの切断
部だけではなく、溝付ローラを駆動するモータや、溝付
ローラの軸支持部等も同様に高熱を発し、ワークの切断
精度に悪影響を及ぼしている。このため、モータや軸受
には、水冷式のものを用いて、その発熱を抑制してい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ワイヤソーでは、熱交換機に供給する冷却水も、モータ
等に供給する冷却水も、すべて同一温度の冷却水を供給
していたため、次のような問題点を有していた。すなわ
ち、熱交換機に供給する冷却水は、スラリの温度制御能
力、水の循環使用時のバクテリアの発生を考慮して一般
的に低い温度（５℃〜１５℃の範囲）に設定されている
が、これと同一温度の冷却水をモータ等に供給すると、
モータに結露を生じ、漏電等が発生する危険性があっ
た。また、軸支持部に結露が生じると、油性スラリを使
用した場合には、そのスラリ中に水分が混入し、切断性
能が低下するという問題も有していた。

【０００５】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、結露の発生を防止し、かつ、効率的な温度制
御を行なうことができるワイヤソーの温度制御方法を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明は前記目的を達成す
るために、装置外部から供給される冷却水を、スラリを
冷却する熱交換機及び発熱源に分配供給し、その熱交換
機及び発熱源を所定温度に冷却するワイヤソーの温度制
御方法において、 前記装置外部から供給される冷却水
を供給先に応じて所定温度に温度調整したのち、各供給
先に供給することを特徴とする。

【０００７】本発明によれば、装置外部から供給された
冷却水は、各供給先に応じて所定温度に温度調整された
のち、各供給先に供給される。したがって、たとえば、
溝付ローラの軸支持部等の結露を嫌う機器には、露点よ
りも高い温度に温度調整した冷却水を供給することによ
り、結露の発生を防止することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るワイヤソーの温度制御方法の好ましい実施の形態につ
いて詳説する。図１は、ワイヤソー１０の全体構成を示
した透視図である。同図に示すように、ワイヤリール１
２に巻かれたワイヤ１４は、ガイドローラ１６、１６、
…で形成されるワイヤ走行路を通って３本の溝付きロー
ラ１８Ａ、１８Ｂ、１８Ｃに巻き掛けられる。この３本
の溝付きローラ１８Ａ〜１８Ｃの外周には、多数の溝が
一定ピッチで形成されており、該溝に前記ワイヤ１４を
順次巻きかけてゆくことにより、その上面に水平なワイ
ヤ列２０が形成される。

【０００９】前記溝付ローラ１８Ａ〜１８Ｃに巻き掛け
られたワイヤ１４は、溝付ローラ１８Ａ〜１８Ｃを挟ん
で左右対称に形成された他方側のワイヤ走行路を通っ
て、図示しない他方側のワイヤリールに巻き取られる。
ここで、前記一対のワイヤリール１２及び溝付ローラ１
８Ｃには、それぞれモータ（溝付ローラ１８Ｃに連結さ
れたモータ２１のみ図示）が連結されており、これらの
モータを同期させて駆動することにより、前記ワイヤ１
４は一対のワイヤリール１２間を高速走行する。

【００１０】前記ワイヤ列２０の両側に形成されたワイ
ヤ走行路には、それぞれワイヤ案内装置２２、ダンサロ
ーラ２４及びワイヤ洗浄装置２６が配設されている（一
方側のみ図示）。ワイヤ案内装置２２は、両ワイヤリー
ルの近傍に設置され、繰り出し側では、ワイヤ１４がワ
イヤリール１２から一定ピッチで繰り出されるようにガ
イドし、巻き取り側では、ワイヤ１４がワイヤリール１
２に一定ピッチで巻き取られるようにガイドする。ま
た、ダンサローラ２４は、走行するワイヤ１４に一定の
張力を付与し、ワイヤ洗浄装置２６は、加工時に付着し
たスラリ（加工液）をワイヤ１４から除去する。

【００１１】前記ワイヤ列２０の上方には、ワイヤ列２
０に対して垂直に昇降移動するワークフィードテーブル
２８が設置されている。このワークフィードテーブル２
８には、チルチング装置３０が備えられており、被加工
物であるインゴット３２は、このチルチング装置３０の
下部に保持されて、その傾斜角度を調整される。以上の
ように構成されたワイヤソー１０において、インゴット
３２の切断は、高速走行するワイヤ列２０にインゴット
３２を押し当てることにより行う。この際、前記ワイヤ
列２０には、スラリタンク３６から図示しないノズルを
介してスラリが供給され、インゴット３２は、このスラ
リ中に含有される砥粒のラッピング作用でウェーハに切
断される。

【００１２】なお、加工時に供給したスラリは、前記ワ
イヤ列２０の下方に設置されたスラリ回収皿３４を介し
て前記スラリタンク３６に回収され、不足分を補給され
ながら循環利用される。また、前記インゴット３２の切
断は、図中二点破線で示すように、カバー４０で覆われ
た加工室４２内で行なわれ、周囲にスラリが飛散するの
を防止している。

【００１３】ところで、前述したように、インゴット３
２は、高速走行するワイヤ列２０にインゴット３２を接
触させて切断するため、その接触部は摩擦により高熱が
発生する。そして、この接触部に生じた熱は、ワイヤ列
２０を形成する溝付ローラ１８Ａ〜１８Ｃ等に熱変形を
及ぼし、ワークの切断精度を低下させる要因になってい
る。このため、前記スラリタンク３６に回収されたスラ
リは、熱交換機３８に循環供給させて一定温度にコント
ロールされている。

【００１４】また、溝付ローラ１８Ｃを駆動するモータ
２１から発生する熱や、溝付ローラ１８Ａ〜１８Ｃの軸
受ユニット１９Ａ〜１９Ｃから発生する熱等も、ワーク
の切断精度を低下させる原因となるので、前記モータ２
１及び軸受ユニット１９Ａ〜１９Ｃには、水冷式のもの
を用いて、その発熱を抑制している。ここで、前記熱交
換機３８、モータ２１及び軸受ユニット１９Ａ〜１９Ｃ
に供給する冷却水は、ワイヤソー１０の装置外部から供
給されたものを、次のように分配して使用する。

【００１５】前記ワイヤソー１０の装置外に設置された
図示しない水源には、供給パイプ４４が連結されてお
り、該供給パイプ４４はワイヤソー１０の装置本体に形
成された冷却水供給口４６に連結されている。この水源
から供給される冷却水は、あらかじめ一定温度（５℃〜
１５℃の範囲）にコントロールされたものが供給され、
前記供給パイプ４４を介してワイヤソー１０の装置本体
内に供給される。そして、ワイヤソー１０の装置本体内
に供給された冷却水は、装置本体内に配設された冷却水
供給配管４８を介して装置本体内の各供給先に分配され
る。

【００１６】ここで、図１に示すように、前記冷却水供
給配管４８は、前記ワイヤソー１０の装置本体内で２系
統のラインに分岐されている。一方のライン４８Ａ（以
下、「低温ライン４８Ａ」という）は、水源から供給さ
れた冷却水を温度調整せずにそのまま各供給先に分配す
るラインであり、主として前記加工室４２外に設置され
ている熱交換機３８等の結露を嫌わない機器に冷却水を
分配供給する。

【００１７】他方のライン４８Ｂ（以下、「温調ライン
４８Ｂ」という）は、水源から供給された冷却水を所定
温度に温度調整したのち、各供給先に分配するラインで
あり、その温度調整は、次の温度調整ユニット５０によ
り行なわれる。図１に示すように、前記温度調整ユニッ
ト５０は、ヒーター５２、温度センサー５４及びＣＰＵ
５６から構成されている。

【００１８】前記ヒーター５２は、前記温調ライン４８
Ｂを流れる冷却水の加熱を行う。前記温調ライン４８Ｂ
を流れる冷却水は、このヒーター５２を通過することに
より、所定温度に加熱される。前記温度センサー５４
は、前記ヒーター５２の下流部に設置され、そのヒータ
ー５２で加熱された冷却水の温度を測定する。測定され
た冷却水の温度は、前記ＣＰＵ５６に出力される。

【００１９】前記ＣＰＵ５６は、前記ヒーター５２の駆
動制御を行い、前記温調ライン４８Ｂを流れる冷却水の
温度が所定温度となるように、ヒーター５２の駆動制御
を行なう。すなわち、前記温度センサー５４で測定され
た冷却水の温度をフィードバックし、前記ヒーター５２
で加熱された冷却水の温度が所定の目標値となるよう
に、前記ヒーター５２を駆動制御する。

【００２０】ここで、前記ヒーター５２で加熱する冷却
水の温度は、その冷却水が供給された機器の結露を防止
するために、露点より高い温度に設定する。前記温度調
整ユニット５０で所定温度に温度調整された冷却水は、
前記温調ライン４８を介して、主として前記加工室４２
内に設置された溝付ローラ１８Ａ〜１８Ｃの軸受ユニッ
ト１９Ａ〜１９Ｃやモータ２１等の結露を嫌う機器に分
配供給される。

【００２１】なお、各機器に供給された冷却水は、図示
しない回収配管を介して回収され、ワイヤソー１０の装
置外に排出される。前記のごとく構成されたワイヤソー
１０における本発明に係る温度制御方法は次の通りであ
る。ワイヤソー１０の装置本体に供給する冷却水は、図
示しない水源から冷却水供給パイプ４４を介して冷却水
供給口４６に供給される。なお、この水源から供給され
る冷却水は、あらかじめ所定温度（５℃〜１５の範囲）
に温度調整されたものが供給される。

【００２２】冷却水供給口４６に供給された冷却水は、
ワイヤソー１０の装置本体内において２系統の供給ライ
ン、すなわち、低温ライン４８Ａと温調ライン４８Ｂに
分岐され、各供給先に分配供給される。そして、前記低
温ライン４８Ａを流れる冷却水は、そのまま温度調整せ
ずに各供給先に分配供給される。

【００２３】ここで、前述したように、前記水源から供
給される冷却水は、あらかじめ所定温度（５℃〜１５の
範囲）に温度調整されて、低い温度になっているため、
主として加工室４２外に設置されている熱交換機３８等
の結露を嫌わない機器に分配供給される。一方、前記温
調ライン４８Ｂを流れる冷却水は、温度調整ユニット５
０を通過することにより、露点よりも高い温度に温度調
整された後、各供給先に分配供給される。

【００２４】そして、露点よりも高い温度に温度調整さ
れたた冷却水は、主として加工室４２内に設置された溝
付ローラ１８Ａ〜１８Ｃの軸受ユニット１９Ａ〜１９Ｃ
やモータ２１、等の結露を嫌う機器に分配供給される。
前記のごとくワイヤソー１０の装置本体内の各機器に供
給された冷却水は、そこで発生する熱を吸熱したのち、
図示しない回収配管を介して回収され、装置外に排出さ
れる。

【００２５】このように、本実施の形態のワイヤソーの
冷却方法では、結露を嫌う機器（たとえば、加工室４２
内に設置されている溝付ローラ１８Ａ〜１８Ｃの軸受ユ
ニット１９Ａ〜１９Ｃやモータ２１等）には、露点より
も高い温度に温度調整した冷却水を供給することによ
り、結露の発生を防止することができる。この結果、従
来のように、結露が生じることによって発生していた漏
電や、油性スラリ中に水分が混入して切断性能が低下す
るといった欠点を解消することができる。

【００２６】また、結露が生じても支障をきたさない機
器（たとえば、スラリの熱交換を行なう熱交換機３８
等）には、従来通り低温の冷却水を供給することもでき
るので、冷却能力を低下させることはない。さらに、供
給される冷却水は、常に一定温度にコントロールされて
いるため、軸受ユニット１９Ａ〜１９Ｃの熱変形を一定
に保つことができる。これにより、精度の高い切断を行
うことができる。

【００２７】なお、本実施の形態では、供給された冷却
水を２系統のラインに分岐して使用したが、複数に分岐
してもよい。たとえば、３系統に分岐した場合は、うち
２系統の分岐ラインに温度調整ユニットを設け、各々別
の温度に加熱した冷却水を各供給先に応じて供給できる
ようにする。これにより、各供給先に最も適した温度の
冷却水を供給することができるので、ワイヤソー全体と
して効率的な温度制御を行なうことができる。

【００２８】この際、各軸受ユニット１９Ａ〜１９Ｃに
各々別々に温度コントロールした冷却水を供給するよう
に構成し、各軸受ユニット１９Ａ〜１９Ｃの温度変化に
応じて供給する冷却水の温度を可変することにより、熱
変形を一定に保つことができ、より高精度な切断が可能
になる。なお、本実施の形態では、温度調整をした冷却
水の供給先の例として、加工室４２内に設置されている
溝付ローラ１８Ａ〜１８Ｃの軸受ユニット１９Ａ〜１９
Ｃやモータ２１等を挙げているが、この他にインゴット
３２の支持部（チルチング装置３０やワークフィードテ
ーブル２８）やワイヤリール１２の駆動モータに供給す
ることにより、より効果的な温度制御が可能になる。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
冷却水の各供給先には、各供給先に最も適した温度の冷
却水が供給される。したがって、たとえば、溝付ローラ
の軸支持部等の結露を嫌う部位には、露点よりも高い温
度に温度調整した冷却水を供給することにより、結露の
発生を防止することができる。これにより、結露による
漏電の発生や、油性スラリ中に水分が混入することによ
り生じる切断精度の低下を防止することができる。ま
た、各供給先に応じて最も適した温度の冷却水を供給す
ることができるので、効率的なワイヤソーの温度制御を
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る温度制御方法が適用されたワイヤ
ソーの実施の形態の構成図

【符号の説明】

１０…ワイヤソー １４…ワイヤ １８Ａ〜１８Ｃ…溝付ローラ １９Ａ〜１９Ｃ…軸受ユニット ２１…モータ ３８…熱交換機 ４２…加工室 ４４…冷却水供給パイプ ４６…冷却水供給口 ４８…冷却水供給配管 ４８Ａ…低温ライン ４８Ｂ…温調ライン ５０…温度調整ユニット ５２…ヒーター ５４…温度センサー ５６…ＣＰＵ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置外部から供給される冷却水を、スラ
   リを冷却する熱交換機及び発熱源に分配供給し、その熱
   交換機及び発熱源を所定温度に冷却するワイヤソーの温
   度制御方法において、 前記装置外部から供給される冷却水を供給先に応じて所
   定温度に温度調整したのち、各供給先に供給することを
   特徴とするワイヤソーの温度制御方法。
2. 【請求項２】 装置外部から供給される所定温度にコン
   トロールされた冷却水をスラリを冷却する熱交換機及び
   発熱源に分配供給し、その熱交換機及び発熱源を所定温
   度に冷却するワイヤソーの温度制御方法において、 前記装置外部から供給される冷却水を２系統の供給ライ
   ンに分岐し、一方の供給ラインを流れる冷却水の温度を
   露点よりも高い温度に加熱し、その露点よりも高い温度
   に加熱した冷却水を溝付ローラの軸支持部や溝付ローラ
   の駆動モータ等の結露を嫌う機器に供給することを特徴
   とするワイヤソーの温度制御方法。