JPH11348029A - ワイヤソーのワイヤ捩じり機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】走行するワイヤに簡単に捩じりを与えることが
できるワイヤソーのワイヤ捩じり機構の提供。 【解決手段】隣り合う一組のガイドローラ１６Ｈ、１６
Ｉの回転軸３４Ｈ、３４Ｉが互いに直交するように配置
するとともに、その一組のガイドローラ１６Ｈ、１６Ｉ
の間を走行するワイヤ１４が互いの回転軸３４Ｈ、３４
Ｉに対して斜行するように一組のガイドローラ１６Ｈ、
１６Ｉを配置する。これにより、一方のガイドローラ１
６Ｈから出る際に、及び、他方のガイドローラ１６Ｉに
入る際にワイヤ１４が溝３６Ｈ、３６Ｉの斜面を転がる
ように走行する。この結果、ワイヤ１４に捩じりが与え
られる。

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
捩じり機構に係り、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ワイヤ捩じり機
構に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤソーは、高速走行するワイヤ列に
スラリ（砥粒を含有した加工液）を供給しながら被加工
物を押し当てることにより、その砥粒のラッピング作用
により被加工物を切断する装置である。そして、従来の
ワイヤソーでは、ワイヤは捩じりが無い状態で走行して
被加工物を切断していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、捩じり
が無い状態でワイヤが走行すると、ワイヤは常に同じ面
が被加工物と接触するため、偏磨耗が生じるという欠点
がある。そして、この偏磨耗がワイヤに生じると、被加
工物内でワイヤが蛇行し、ウェーハの切断精度が低下す
るという欠点がある。

【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、簡単にワイヤに捩じりを与えることができるワ
イヤソーのワイヤ捩じり機構を提供することを目的とす
る。

【０００５】

【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、一対のワイヤリール間を複数個のガイドロー
ラにガイドされて走行するワイヤを複数本のグルーブロ
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、該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、前記複数個のガイ
ドローラのうち少なくとも一組のガイドローラの回転軸
が互いに直交するように配置するとともに、その一組の
ガイドローラの間を走行するワイヤが互いの回転軸に対
して斜行するように前記一組のガイドローラを配置する
ことにより、前記ワイヤに捩じりを与えることを特徴と
する。

【０００６】本発明によれば、互いの回転軸が直交する
一組のガイドローラの間をワイヤを斜行させることによ
り、一方のガイドローラから出る際に、及び、他方のガ
イドローラに入る際にワイヤが溝の斜面を転がるように
走行する。この結果、ワイヤに捩じりが与えられる。

【０００７】

【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捩じり機構の好ましい実施の形態
について詳説する。まず、本発明に係るワイヤソーのワ
イヤ捩じり機構が適用されるワイヤソーの構成について
説明する。

【０００８】図１は、ワイヤソーの透視図である。同図
に示すように、一方のワイヤリール１２に巻かれたワイ
ヤ１４は、多数のガイドローラ１６Ａ〜１６Ｉで形成さ
れるワイヤ走行路を経て３本のグルーブローラ１８Ａ、
１８Ｂ、１８Ｃに巻き掛けられる。この各グルーブロー
ラ１８Ａ〜１８Ｃの周面には、多数の溝が一定ピッチで
形成されており、この溝にワイヤ１４を順次巻きかけて
ゆくことにより上部水平なワイヤ列２０が形成される。
そして、ワイヤ列２０を形成したワイヤ１４は、多数の
ガイドローラ１６Ｉ〜１６Ａ（１６Ｉ〜１６Ｇのみ図
示）で形成される他方側のワイヤ走行路を経て図示しな
い他方側のワイヤリールに巻き取られる。

【０００９】前記ワイヤ列２０の両側に形成されている
ワイヤ走行路には、それぞれトラバース装置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）。トラバース装置２２は、ワイヤ１
４がワイヤリール１２から一定ピッチで繰り出されるよ
うにガイドするとともに、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、ワイヤ１４に洗浄
液を噴射してワイヤ１４に付着したスラリ等を除去す
る。

【００１０】前記一対のワイヤリール１２と３本のうち
一本のグルーブローラ１８Ｃには、それぞれ正逆回転可
能なモータが連結されており（図示せず）、前記ワイヤ
１４は、これらのモータを同期駆動することにより、一
対のワイヤリール１２間を高速で往復走行する。前記グ
ルーブローラ１８Ａ〜１８Ｃで形成されたワイヤ列２０
の上方には、ワイヤ列２０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２８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任意の傾斜角度
に設定される。また、このワイヤ列２０の上方には、図
示しないスラリノズルが設置されており、このスラリノ
ズルからワイヤ列２０に向けてスラリが噴射される。

【００１１】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、次のように行われ
る。まず、インゴット３２をワークフィードテーブル２
８に取り付け、その取り付けたインゴット３２が所定の
結晶方位で切断されるように、チルチング装置３０でイ
ンゴット３２を所定の角度に傾斜させる。次に、ワイヤ
リール１２及びグルーブローラ１８Ｃに連結されたモー
タを駆動し、ワイヤ１４を高速走行させる。そして、ワ
ークフィードテーブル２８を下降させ、高速走行するワ
イヤ列２０にインゴット３２を押し当てる。この際、ワ
イヤ列２０にはスラリノズルからスラリが供給されてお
り、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】次に、上述したワイヤソー１０に適用され
る本発明に係るワイヤ捩じり機構の実施の形態について
説明する。通常、ガイドローラでワイヤ走行路を形成す
る場合、ガイドローラの配置は、各ガイドローラの間を
走行するワイヤが各々のガイドローラの回転軸に対して
直交して走行するように配置する。

【００１３】すなわち、図２及び図３に示すように、ガ
イドローラ１６Ｇは、ガイドローラ１６Ｇとガイドロー
ラ１６Ｈの間を走行するワイヤ１４がガイドローラ１６
Ｇの回転軸３４Ｇとガイドローラ１６Ｈの回転軸３４Ｈ
に対して直交して走行するように配置し、ガイドローラ
１６Ｉは、ガイドローラ１６Ｈとガイドローラ１６Ｉの
間を走行するワイヤ１４がガイドローラ１６Ｈの回転軸
３４Ｈとガイドローラ１６Ｉの回転軸３４Ｉに対して直
交して走行するように配置する。

【００１４】このように各ガイドローラ１６Ａ〜１６Ｈ
を配置することにより、ワイヤ１４は各ガイドローラ１
６Ａ〜１６Ｉの溝３６Ａ〜３６Ｉ内を直進する。しか
し、このように溝内をワイヤ１４が直進した場合、ワイ
ヤ１４は捩じれが無い状態で走行することとなり、イン
ゴット３２を切断する際に常に同じ面がインゴット３２
と接触することとなる。

【００１５】そこで、本実施の形態では、次のようにガ
イドローラを配置してワイヤに捩じりを発生させる。す
なわち、ワイヤ走行路に配設された複数のガイドローラ
１６Ａ〜１６Ｈのうち隣り合う一組のガイドローラの回
転軸が互いに直交するように配置されている箇所におい
て、その一組のガイドローラの間を走行するワイヤが互
いの回転軸に対して斜行するように各々のガイドローラ
を配置する。具体的には次のように配置する。

【００１６】図１に示すワイヤソー１０において、互い
の回転軸が直交するように配置されているガイドローラ
は、ガイドローラ１６Ｈとガイドローラ１６Ｉである。
このガイドローラ１６Ｈとガイドローラ１６Ｉとの間を
走行するワイヤ１４が互いの回転軸３４Ｈ、３４Ｉに対
して斜行するためには、図４〜図６に示すように、ガイ
ドローラ１６Ｈを正規の設置位置（図２及び図３に示す
設置位置）から回転軸３４Ｈに沿った方向、及びその回
転軸３４Ｈと直交する方向に所定距離ずらして設置す
る。

【００１７】すなわち、図３に示すように、通常はガイ
ドローラ１６Ｉは、ガイドローラ１６Ｈの回転軸３４Ｈ
からガイドローラ１６Ｈの半径ｒの位置にガイドローラ
１６Ｉの溝３６Ｉが位置するように配置するとともに、
ガイドローラ１６Ｉの回転軸３４Ｉからガイドローラ１
６Ｉの半径ｒの位置にガイドローラ１６Ｈの溝３６Ｈが
位置するように配置する。

【００１８】一方、本実施の形態では、図５に示すよう
に、ガイドローラ１６Ｉは、ガイドローラ１６Ｈの回転
軸３４Ｈから（ｒ＋α）の位置にガイドローラ１６Ｉの
溝３６Ｉが位置するように配置するとともに、ガイドロ
ーラ１６Ｉの回転軸３４Ｉから（ｒ＋α）の位置にガイ
ドローラ１６Ｈの溝３６Ｈが位置するように配置する。
なお、ｒはガイドローラの半径であり、αはガイドロー
ラの溝の幅等に基づいて決定する。

【００１９】このように、ガイドローラ１６Ｉを配置す
ることにより、ガイドローラ１６Ｈとガイドローラ１６
Ｉの間を走行するワイヤ１４が互いの回転軸３４Ｈ、３
４Ｉに対して斜行する。そして、この結果ワイヤ１４に
捩じりが与えられる。以下、このワイヤ１４に捩じりが
与えられるメカニズムについて説明する。図４に示すよ
うに、ガイドローラ１６Ｇを経てガイドローラ１６Ｈに
巻き掛けられたワイヤ１４は、ガイドローラ１６Ｈの点
Ｐの位置では、図７（ａ）に示すように、溝３６の底に
位置している。このガイドローラ１６Ｈに巻き掛けられ
たワイヤ１４がガイドローラ１６Ｉに向かう過程でワイ
ヤ１４は、Ｖ字状に形成されている溝３６Ｈの斜面３６
ｈに擦り付けられながら走行する。この結果、ワイヤ１
４は点Ｐから点Ｑを経て点Ｒに至る間に、図７（ｂ）及
び（ｃ）に示すように、反時計回りの方向の回転力を受
け、斜面３６ｈを転がるように走行して捩じりが与えら
れる。

【００２０】ガイドローラ１６Ｈから繰り出されたワイ
ヤ１４がガイドローラ１６Ｉに巻き掛けられる際も同様
であり、ガイドローラ１６Ｉの溝３６Ｈの斜面３６ｈに
擦り付けられながら走行することにより、ワイヤ１４は
斜面３６ｈを転がるように走行して捩じりが与えられ
る。以上のようにして捩じりが与えられたワイヤ１４
は、インゴット３２を切断するに際して、インゴット３
２と接触する面が常に変化するため、磨耗した場合であ
ってもワイヤ１４の周面全体が均一に磨耗する。この結
果、インゴット３２の切断中にインゴット内でワイヤ１
４が蛇行するようなこともなくなり、ウェーハの切断精
度が向上する。特に、切断後のウェーハのワープ精度が
向上する。

【００２１】また、本実施の形態のワイヤ捩じり機構
は、別途特別な装置を用いなくても既存の設備を利用し
て簡単にワイヤ１４に捩じりを与えることができる。な
お、本実施の形態では、既存のガイドローラ１６Ｈ、１
６Ｉを利用しているが、ワイヤ１４に捩じりを発生させ
る目的だけのガイドローラを別途設置してもよい。

【００２２】また、本実施の形態では各ワイヤ走行路に
付き１ヵ所でのみワイヤ１４に捩じりを与えるようにし
ているが、複数カ所でワイヤ１４に捩じりを与えるよう
に構成してもよい。さらに、本実施の形態では、遊離砥
粒タイプのワイヤソー（スラリ中に含有される砥粒のラ
ッピング作用によってインゴットを切断するワイヤソ
ー）の本発明を適用した例で説明したが、固定砥粒タイ
プのワイヤソー（ワイヤの周面に砥粒が直接固着されて
おり、このワイヤに固着された砥粒でインゴットを切断
するワイヤソー）にも同様に適用することができる。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
互いの回転軸が直交する一組のガイドローラの間をワイ
ヤを斜行させることにより、簡単にワイヤに捩じりを与
えることができる。これにより、ワイヤの偏磨耗を防止
することができ、切断精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワイヤソーの透視図

【図２】通常のガイドローラの配置構成を示す平面図

【図３】通常のガイドローラの配置構成を示す正面図

【図４】本発明に係るワイヤ捩じり機構のガイドローラ
の配置構成を示す平面図

【図５】本発明に係るワイヤ捩じり機構のガイドローラ
の配置構成を示す正面図

【図６】本発明に係るワイヤ捩じり機構のガイドローラ
の配置構成を示す側面図

【図７】本発明に係るワイヤ捩じり機構の作用の説明図

【符号の説明】

１０…ワイヤソー １２…ワイヤリール １４…ワイヤ １６Ａ〜１６Ｉ…ガイドローラ １８Ａ〜１８Ｃ…グルーブローラ ２０…ワイヤ列 ２８…ワークフィードテーブル ３２…インゴット ３４Ｇ〜３４Ｉ…回転軸 ３６Ｇ〜３６Ｉ…溝 ３６ｈ…溝の斜面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢藤 進 東京都三鷹市下連雀９丁目７番１号 株式 会社東京精密内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のワイヤリール間を複数個のガイド
   ローラにガイドされて走行するワイヤを複数本のグルー
   ブ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、該被加工物を多数の
   ウェーハに切断するワイヤソーにおいて、 前記複数個のガイドローラのうち少なくとも一組のガイ
   ドローラの回転軸が互いに直交するように配置するとと
   もに、その一組のガイドローラの間を走行するワイヤが
   互いの回転軸に対して斜行するように前記一組のガイド
   ローラを配置することにより、前記ワイヤに捩じりを与
   えることを特徴とするワイヤソーのワイヤ捩じり機構。