JPH0970824A

JPH0970824A - ワイヤソーのワイヤ脱線検出装置

Info

Publication number: JPH0970824A
Application number: JP23125095A
Authority: JP
Inventors: Shiyouzou Katamachi; 省三片町
Original assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Current assignee: Tokyo Seimitsu Co Ltd
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】水溶性スラリを用いて切断するワイヤソーに対
応することができるワイヤ脱線検出装置の提供。【解決手段】コントローラ８０には、ワイヤソー運転中
における所定時間あたりのガイドローラの実際の回転数
の測定値が入力される。また、コントローラ８０には、
ワイヤ１４が正常に巻き掛けられている状態でのガイド
ローラの所定時間あたりの基準の回転数が予め入力され
ている。ここで、ガイドローラ１８にワイヤ１４が正常
に巻き掛けられていれば、ワイヤ１４の滑り等を考慮し
ても実際の回転数と基準の回転数とは略一致する。従っ
て、コントローラ８０は、実際の回転数と基準の回転数
との差を算出し、その値が許容範囲を越えたときには、
ガイドローラ１８からワイヤ１４が脱線していると判断
してワイヤソーの運転を停止する。

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ワイヤ
脱線検出装置に係り、特に半導体インゴット等の被加工
物を走行するワイヤで多数のウェーハに切断するワイヤ
ソーのワイヤ脱線検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤソーは、一対のワイヤリール間を
走行するワイヤを複数の溝付ローラに巻きかけてワイヤ
列を形成し、そのワイヤ列に砥粒を含む加工液を供給し
ながら被加工物を押し当てることにより、被加工物を多
数のウェーハに切断する装置である。

【０００３】前記ワイヤソーにおいて、スライス中のワ
イヤの断線は起きてはならない問題である。このワイヤ
の断線原因の一つに、ガイドローラからのワイヤの脱線
がある。このワイヤの脱線を検出する手段として、一対
のワイヤリールをワイヤソー装置本体から電気的に絶縁
するとともに、両ワイヤリール間に一定電圧をかけ、そ
の電圧値の降下を検出することにより、ワイヤの脱線を
判断する方法が考えられる。この方法は、ガイドローラ
の多くが、ゴムやポリウレタン或いはポリエチレン等の
樹脂で成形されていることに着目し、ワイヤが正常に巻
き掛けられていれば、ワイヤリール間には一定の電圧差
が生じ、ワイヤが脱線すれば、ワイヤはワイヤソー装置
本体に接触して前記電圧が降下するということに基づい
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、現状のワイ
ヤソーのスラリ（切削液）は、油性が多く占めている
が、スライス後のウェーハ洗浄性、作業者の汚れの問
題、環境の問題等があり、近年、水溶性スラリの研究が
進められており、実用化可能なレベルまで達成してい
る。

【０００５】しかしながら、水溶性スラリを用いて切断
するワイヤソーにおいて、前記従来の電気的なワイヤの
脱線検出方法では、スラリが電気を通してしまうため、
誤動作を起し易いという欠点がある。また、脱線を検出
できたとしても、複数あるガイドローラのうちどのガイ
ドローラが脱線したかが分からないという欠点があっ
た。

【０００６】本発明は、このような事情を鑑みてなされ
たもので、水溶性スラリを用いて切断するワイヤソーに
対応することができるワイヤソーのワイヤ脱線検出装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成する為に、一対のワイヤリール間をガイドローラにガ
イドされて走行するワイヤを複数個の溝付ローラに巻き
掛けてワイヤ列を形成し、該ワイヤ列に被加工物を押し
当てることにより、前記被加工物を多数のウェーハに切
断するワイヤソーにおいて、切断時の前記ガイドローラ
の回転数を測定する回転数測定手段と、前記回転数測定
装置から出力される切断時の回転数と、予め入力された
正常切断時の基準の回転数とを比較して前記ワイヤの脱
線を検出し、前記ワイヤの走行を停止する制御手段と、
から成ることを特徴とする。

【０００８】本発明によれば、回転数測定手段により切
断時のガイドローラの回転数が測定され、その測定値が
制御手段に出力される。一方、制御手段では、前記回転
数測定手段から出力される切断時の回転数と、予め入力
されている正常切断時の基準の回転数とが比較される。
ここで、ガイドローラにワイヤが正常に巻き掛けられて
いれば、回転数測定手段で測定された切断時の回転数と
基準の回転数は、ワイヤの滑り等を考慮したとしても略
一致する。ところが、ワイヤがガイドローラから脱線し
ている場合は、ガイドローラは回転しないので切断時の
回転数はゼロとなり、切断時の回転数と基準の回転数と
は一致しない。また、ワイヤがガイドローラの溝部以外
に巻き掛けられている場合も、切断時の回転数が基準の
回転数を下回るか又は上回るので、この場合も切断時の
回転数と基準の回転数は一致しない。したがって、制御
手段は、切断時の回転数と基準の回転数との差が許容範
囲を越えたときには、ガイドローラからワイヤが脱線し
ていると判断して、ワイヤの走行を停止する。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るワイヤソーのワイヤ脱線検出装置の好ましい実施の形
態について詳説する。図１は、本発明に係るワイヤ脱線
検出装置が適用されたワイヤソーの全体構成図である。
同図に示すように、ワイヤソー１０は、一対のワイヤリ
ール１２、２６間を走行するワイヤ１４で形成したワイ
ヤ列２４に砥粒を含む加工液４０を供給しながら半導体
インゴット５４を押し当てることにより半導体インゴッ
ト５４を多数のウェーハに切断する。

【００１０】一方のワイヤリール１２に巻回されたワイ
ヤ１４は、ワイヤ案内装置１６、複数のガイドローラ１
８、１８、ダンサローラ２０を経て、三角形を成すよう
に配列された３本の溝付きローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２
Ｃに巻き掛けられてワイヤ列２４を形成する。ワイヤ列
２４を形成したワイヤ１４は、複数のガイドローラ１
８、１８、ダンサローラ２０、ワイヤ案内装置１６を経
て他方のワイヤリール２６に巻き取られる。

【００１１】前記ワイヤ案内装置１６は、ワイヤリール
１２、２６に巻きかけられているワイヤ１４を一定ピッ
チで繰り出すとともに、ワイヤリール１２、２６に巻き
取られるワイヤ１４を一定ピッチで巻き取る。前記ガイ
ドローラ１８は、ワイヤ走行路中の所定の位置に配設さ
れて、前記一対のワイヤリール１２、２６間を走行する
ワイヤ１４をガイドする。

【００１２】前記ダンサローラ２０は、所定重量の錘４
４が吊設されており、走行するワイヤ１４に常時一定の
張力を付与する。前記ワイヤ走行路の途中にはワイヤ洗
浄装置４６が設けられており、前記一対のワイヤリール
１２、２６間を走行するワイヤ１４は、このワイヤ洗浄
装置４６を通過することによって、付着している加工液
４０が除去される。

【００１３】前記一対のワイヤリール１２、２６には、
それぞれ正逆回転可能なモータ２８、３０が連結され、
このモータ２８、３０を駆動するとにより、ワイヤ１４
は一対のワイヤリール１２、２６間を往復走行する。ま
た、前記溝付ローラ２２Ａにも同様に正逆回転可能なモ
ータ３２が連結されており、前記モータ２８、３０はこ
のモータ３２に同期するように駆動制御される。

【００１４】前記ワイヤ列２４には、スラリ貯留タンク
３８に貯留されたスラリ４０がスラリ供給ノズル４２、
４２を介して供給される。このワイヤ列２４に供給され
るスラリ４０には、砥粒（通常、ＧＣ♯６００〜♯１０
００程度のものが使用される）が含有されており、被加
工物は、この砥粒によるラッピング作用により切断され
る。

【００１５】前記ワイヤ列２４の下方には、モータ５０
で回動するネジ棒５２により上下方向に移動自在に設け
られたワーク送りテーブル４８が設置されている。この
ワーク送りテーブル４８には、被加工物である半導体イ
ンゴット５４が、ワークブロック５６、スライスベース
５８を介して固定される。半導体インゴット５４は、こ
のワーク送りテーブル４８を前記ワイヤ列２４に向けて
移動させることにより、高速走行するワイヤ列２４に押
し当てられて多数のウェーハに切断される。

【００１６】図２は、本発明に係るワイヤソーのワイヤ
脱線検出装置の実施の形態の構成断面図である。同図に
示すように、前記ガイドローラ１８はゴムやプラスチッ
ク等の樹脂材でドーナツ状に形成され、外周部にワイヤ
１４案内用のＶ字溝１８Ａが形成されている。ガイドロ
ーラ１８は、ワイヤソーの本体フレーム６４のワイヤ走
行路に配設された軸受ユニット６２に回動自在に支持さ
れている。

【００１７】前記軸受ユニット６２は、ワイヤソーの本
体フレーム６４に固定されたシャフト６６と、そのシャ
フト６６の先端同軸上に回動自在に支持された回転軸６
８とから構成される。前記シャフト６６は、基端部に形
成されたネジ部６６Ａが本体フレーム６４に形成された
ネジ穴６４Ａに螺合されて本体フレーム６４に固定され
ている。前記回転軸６８は、前記ガイドローラ１８の内
径と同径の外径を有し、下端部にフランジ７０が形成さ
れている。この回転軸６８は、前記シャフト６６の先端
に軸受７２、７２を介して回動自在に支持されるととも
に、先端開口部をキャップ７４で密閉されている。

【００１８】前記回転軸６８のフランジ７０下面には、
図３に示すように外縁部近傍１０ヶ所に一定の間隔で測
定孔７６、７６、…が穿孔されている。一方、本体フレ
ーム６４には、前記測定孔７６の通過位置に近接スイッ
チ７８が設置されている。この近接スイッチ７８は、前
記測定孔７６が通過すると作動し、その作動信号をコン
トローラ８０に出力する。

【００１９】前記コントローラ８０は前記近接スイッチ
７８から出力される作動信号をカウントし、そのカウン
ト数に基づいて次のようにワイヤ１４の脱線を判断す
る。一定時間Ｔの間に走行するワイヤ１４の長さをＬ、
ガイドローラ１８の溝部１８Ａの径をＤとすると、ワイ
ヤ１４が正常にガイドローラ１８の溝部１８Ａに巻き掛
けられていれば、コントローラ８０でカウントされる近
接スイッチ７８の作動回数Ｎ₀は、次式のようになる。

【００２０】一方、ワイヤ１４がガイドローラ１８から完全に脱線す
れば、ガイドローラ１８は回転しないので、近接スイッ
チ７８は作動しない。したがって、コントローラ８０に
おいても作動信号はカウントされない。

【００２１】また、ワイヤ１４がガイドローラ１８の溝
部１８Ａから脱線してガイドローラ１８とフランジ７０
の間に入り込み、回転軸６８の外周部に係合している場
合、ガイドローラ１８は回転するが、その時にコントロ
ーラ８０でカウントされる近接スイッチ７８からの作動
回数Ｎ₁は、回転軸６８の外径をｄとすれば、次式のよ
うになる。

【００２２】このように、ワイヤ１４がガイドローラ１８に正常に巻
き掛けられている場合、コントローラ８０でカウントさ
れる近接スイッチ７８の作動回数Ｎ₀は、ワイヤ１４が
ガイドローラ１８から脱線している場合にコントローラ
８０でカウントされる近接スイッチ７８の作動回数Ｎ₁
と異なる。

【００２３】前記コントローラ８０には、ワイヤ１４が
ガイドローラ１８に正常に巻き掛けられている状態で一
定時間Ｔの間にコントローラ８０でカウントされる近接
スイッチ７８の作動回数を基準の作動回数Ｎとして予め
入力されている。コントローラ８０は、ワイヤソー１０
の運転中に前記近接スイッチ７８から出力される作動信
号を一定時間Ｔの間カウントする。そして、カウントさ
れた前記近接スイッチ７８の実際の作動回数Ｘと前記基
準の作動回数Ｎとの差を算出する。

【００２４】ここで、前記ワイヤ１４がガイドローラ１
８の溝部１８Ａに正常に巻き掛けられていれば、実際の
作動回数Ｘと基準の作動回数Ｎは一致する。しかし、ワ
イヤ１４の滑りや、ガイドローラ１８の磨耗等も考えら
れるので、実際の作動回数Ｘが基準の作動回数Ｎに必ず
しも一致するとは限らない。そこで、コントローラ８０
は、前記実際の作動回数Ｘと基準の作動回数Ｎとの差が
±１〜２程度の許容値内ならば、実際の作動回数Ｘと基
準の作動回数Ｎは一致しているとみなし、この許容値以
内になければワイヤ１４が脱線していると判断して、警
告を発するとともに、ワイヤソー１０の運転を直ちに停
止する。また、同時にどの位置に配設されたガイドロー
ラ１８で脱線を起こしたかを判断する。

【００２５】このように、本実施の形態のワイヤソーの
ワイヤ脱線検出装置によれば、ガイドローラ１８の回転
数を検出し、その回転数に基づいてワイヤ１４の断線の
有無を判断するので、水溶性スラリを用いて切断するワ
イヤソーであっても、従来の電気的な検出方法のように
誤動作を起こすという問題もなく、瞬時且つ確実にワイ
ヤ１４の脱線を検出することができる。

【００２６】また、複数配設されるガイドローラ１８に
対し個別に回転数を検出することにより、どのガイドロ
ーラ１８でワイヤ１４が脱線したのかを判断することが
できる。なお、ガイドローラ１８の回転数測定手段は、
前記近接スイッチ７８と測定孔７６に限らず、タコメー
タやエンコーダ、パルスジェネレータ等を用いてもよ
い。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
切断時のガイドローラの回転数と予め入力された正常切
断時の基準の回転数とを比較することによって前記ワイ
ヤの脱線を検出し、脱線時には前記ワイヤの走行を停止
することにしたので、従来の電気的な検出方法のように
誤動作を起こすという問題もなく、確実にワイヤの断線
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワイヤソーの全体構成図

【図２】本発明に係るワイヤソーのワイヤ脱線検出装置
の実施の形態の構成断面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図

【符号の説明】

１０…ワイヤソー１２、２６…ワイヤリール１４…ワイヤ１８…ガイドローラ１８Ａ…Ｖ字溝２２Ａ〜２２Ｃ…溝付ローラ２４…ワイヤ列６２…軸受ユニット６６…シャフト６８…回転軸７０…フランジ７６…測定孔７８…近接スイッチ８０…コントローラ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のワイヤリール間をガイドローラに
ガイドされて走行するワイヤを複数個の溝付ローラに巻
き掛けてワイヤ列を形成し、該ワイヤ列に被加工物を押
し当てることにより、前記被加工物を多数のウェーハに
切断するワイヤソーにおいて、切断時の前記ガイドローラの回転数を測定する回転数測
定手段と、前記回転数測定装置から出力される切断時の回転数と、
予め入力された正常切断時の基準の回転数とを比較して
前記ワイヤの脱線を検出し、前記ワイヤの走行を停止す
る制御手段と、から成ることを特徴とするワイヤソーの
ワイヤ脱線検出装置。