JP5579130B2 - 使用済み水溶性スラリーから再生水溶性スラリーを生成する方法及び使用済み水溶性スラリーの再利用方法 - Google Patents
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Description
遠心分離装置にて分離する前に、使用済み水溶性スラリーの温度、密度及び粘度を所定範囲となるように調整する第1工程と、
調整された使用済み水溶性スラリーを遠心分離装置にて所定加速度にて分離することで、遠心分離後の再生水溶性スラリーの密度を安定的に所定範囲に調整する第2工程と、を有することを特徴とする。
(1)ワイヤソー装置から使用済み水溶性スラリーを遠心分離装置前タンクに移し、
(2)遠心分離装置前タンク内の使用済み水溶性スラリーの温度を測定し、前記温度の値が設定範囲に入るように調整し、
(3)前記使用済み水溶性スラリーの密度を測定し、前記密度の値が設定範囲に入るように調整し、
(4)前記使用済み水溶性スラリーの粘度を測定し、前記粘度の値が設定範囲に入るように調整し、
前記第2工程は、
遠心分離装置にて前記使用済み水溶性スラリーから未破砕又は未使用砥粒含有部分を分離し、前記未破砕又は未使用砥粒含有部分を再生水溶性スラリーとして回収タンクで回収する。
前記使用済み水溶性スラリーの密度及び粘度を、希釈液タンクから希釈液を遠心分離装置前タンクに添加するか又は使用済みスラリーを追加することによって調整する。
図1にその概念を示したが、本発明に係る方法は、先ず、遠心分離装置で分離回収するための使用済み水溶性スラリーの物性(温度、粘度、密度)を測定し、各測定値が予め設定された最適範囲(所定範囲)に入っているか否かを判別する。各測定値が最適範囲に入っていない場合、使用済み水溶性スラリーの各測定値が最適範囲となるように調整する。そして、各測定値が最適範囲に入った場合に、調整後の使用済み水溶性スラリーを遠心分離装置に移送する。その後、遠心分離装置にて未使用又は未粉砕砥粒を被破砕物の切粉から分離する作業を行い、未使用又は未粉砕砥粒含有部分のみを回収タンクに回収する。
ここで本発明の処理対象であるワークとは、単結晶シリコンインゴットのような工作物を意味し、ワイヤソーで処理されるものであれば、特定のサイズ、形状に制限されるものではない。
また本発明で使用される水溶性スラリーとは、通常公知のワイヤソー用の水溶性スラリーを意味する。単結晶シリコンインゴットのような工作物をワイヤソーで処理する際に、切削の為とともに切削時の放熱の目的で種々の成分が含まれる。具体的には水の他、切削の為の砥粒と、グリコールが用いられる。
ワークの切粉とは、ワイヤソーにより砥粒とワイヤの押しつけ圧力とによりワークの一部が削られて水溶性スラリー中に混在するものを意味する。従って切粉の量、サイズ、形状等は、ワイヤソーの運転条件、砥粒、水溶性スラリーの性質により影響される。より細いワイヤを用いた場合や、より小さい砥粒を用いた場合には、ワークの切粉のサイズはより小さくなる。本発明において対象とする切粉のサイズは平均粒径として3μm以下の範囲である。
本発明で使用される砥粒とは、通常公知のワークをワイヤソーで処理するために砥粒として公知の又は市販されているものである。そのサイズ又は液状についても特に制限はなく、ワークの種類、サイズ、形状等に応じて選択される。砥粒の材料としてはワークがシリコンの場合、SiCが挙げられる。サイズ、形状についても特に制限はなく、ワイヤソー処理の程度、ワークの種類、サイズ、形状等に応じて選択される。一般的にはより細いワイヤを用いた場合、より小さい砥粒が用いられる。本発明において使用される砥粒のサイズは平均粒径として5〜15μmの範囲である。またワイヤソー処理においては、砥粒を含む水溶性スラリーがワイヤーに掛け流される使用態様が普通であり、この場合、ワークと接触し実際にワークの一部を切りとる砥粒の割合は小さい。従って使用済みのスラリー中には、全く未使用の砥粒と、一方使用されたが全く破砕されていない砥粒が混在している。さらに従って使用済みのスラリー中には使用された結果破砕されそのサイズが小さくなった砥粒が混在している。
本発明の特徴である、使用済み水溶性スラリーの状態、すなわち使用済み水溶性スラリーの物性(温度、粘度、密度)は、使用する遠心分離装置の機能・作用に基づき決めることが可能である。具体的には、まず遠心分離装置に供与する前に、使用済み水溶性スラリーの所定量を遠心分離装置前タンクに貯留し、当該スラリーの温度、粘度、密度を測定する。これらの物性の測定方法には特に制限はなく、従来公知の方法及び装置が使用可能である。また従来公知の種々のセンサーによる自動測定も可能である。これらの物性値の最適範囲は、使用する遠心分離装置の分離性能に応じて予め設定され、ワークの切粉を含む部分と未使用砥粒又は未破砕砥粒を含む部分との十分な分離性能が奏されるように設定される。
ここで本発明において遠心分離によるワークの切粉を含む部分と未使用砥粒又は未破砕砥粒を含む部分との十分な分離性能とは、分離後未使用砥粒又は未破砕砥粒を含む部分にワークの切粉を全く含まないことを意味するのではなく、多くとも4重量%(分離後の未使用砥粒又は未破砕砥粒と切粉との重量和に対する切粉の重量%)まで含まれている場合も意味するものである。係る範囲では以下の再使用が可能となる範囲である。
上で分離された未使用砥粒又は未破砕砥粒を含む部分は、さらに必要な場合未使用砥粒やその他の水溶性スラリー成分を添加して調合することで再び水溶性スラリーとして使用することが可能となる。
本発明の第1実施態様は、上で説明した使用済み水溶性スラリーの状態の最適化の工程を図2に示す方法と図3に一例を挙げた装置に基づいて実施する方法である。
本発明の使用済み水溶性スラリーの再利用方法は、図4で示すように、第1実施態様で説明した回収タンク14で回収・分離された砥粒含有部分16、又は該砥粒含有部分と未使用水溶性スラリーとの混合物からなる再生水溶性スラリーを水溶性スラリータンク300に移送することで、再度ワイヤソー装置10にて使用することを特徴とする。このとき、第1実施態様により生成された所定密度の再生水溶性スラリーは、ポンプP3を使用して回収タンク14から移送配管121を介して水溶性スラリータンク300に移送され、水溶性スラリータンク300から水溶性スラリータンク配管301を介して使用済み水溶性スラリータンクに供給される。また、水溶性スラリータンク300に移送する前に回収された砥粒含有部分16の粘度、密度、その他の添加物の含有量を測定し、必要な場合、それらを回収タンク14で調整し、調整後の再生水溶性スラリーを水溶性スラリータンク300に移送することが好ましい。
11,11a 使用済みスラリー
12 遠心分離装置前タンク
13 遠心分離装置
14 回収タンク
15 廃液タンク
16 砥粒含有部分
17 希釈液
18 廃液
19 希釈液タンク
110 ヒータ
P1,P2,P3 ポンプ
M1,M2,M3 モータ
111,112 攪拌機
113 バルブ
114,115 水溶性スラリー移送部
116,117,118,119,120,121 移送配管
122 水溶性スラリー配管
300 水溶性スラリータンク
301 水溶性スラリータンク配管
Claims (5)
- ワークをワイヤソー装置により切断するに際し使用する水溶性スラリーの使用済み水溶性スラリーから砥粒を分離して再生水溶性スラリーを生成する方法であって、
遠心分離装置にて分離する前に、使用済み水溶性スラリーの温度、密度及び粘度を所定範囲となるように調整する第1工程と、
調整された使用済み水溶性スラリーを前記遠心分離装置にて所定加速度にて分離することで、遠心分離後の再生水溶性スラリーの密度を安定的に所定範囲に調整する第2工程と、を有し、
前記第1工程において、前記使用済み水溶性スラリーの温度を、当該使用済み水溶性スラリーを加熱するか又は放熱させるか若しくは冷却することによって調整し、
前記第1工程において、前記使用済み水溶性スラリーの密度及び粘度を、希釈液タンクから希釈液を遠心分離装置前タンクに添加するか又は使用済み水溶性スラリーを追加することによって調整することを特徴とする再生水溶性スラリーの生成方法。 - 前記第1工程は、
(1)ワイヤソー装置から使用済み水溶性スラリーを前記遠心分離装置前タンクに移し、(2)前記遠心分離装置前タンク内の使用済み水溶性スラリーの温度を測定し、前記温度の値が設定範囲に入るように調整し、
(3)前記使用済み水溶性スラリーの密度を測定し、前記密度の値が設定範囲に入るように調整し、
(4)前記使用済み水溶性スラリーの粘度を測定し、前記粘度の値が設定範囲に入るように調整し、
前記第2工程は、
前記遠心分離装置にて前記使用済み水溶性スラリーから未破砕又は未使用砥粒含有部分を分離し、前記未破砕又は未使用砥粒含有部分を回収タンクで回収する
ことを特徴とする請求項1記載の再生水溶性スラリーの生成方法。 - 使用される水溶性スラリーの種類に応じて、目的とする再生水溶性スラリーの密度の値を予め設定し、さらに、予め設定された再生水溶性スラリーの密度の値及び前記遠心分離装置の遠心加速度の値に基づいて、前記使用済み水溶性スラリーの温度、密度及び粘度の所定範囲を設定することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の再生水溶性スラリーの生成方法。
- 前記ワークがシリコンインゴットであり、前記砥粒がSiCであることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の再生水溶性スラリーの生成方法。
- 請求項1乃至4のいずれかに記載の生成方法で生成された再生水溶性スラリー又は該再生水溶性スラリーと未使用水溶性スラリーとの混合物を再度ワイヤソー装置にて使用することを特徴とする使用済み水溶性スラリーの再利用方法。
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