JPH09164523A - ワイヤソーの切断終了時間表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】運転終了時間を正確に表示し、オペレータの作
業の削減とオペレータの作業の有効利用を図るワイヤソ
ーの切断終了時間表示装置を提供する。 【解決手段】切断終了時間及び切断終了時刻は、制御部
１００によって算出される。即ち、自動運転開始時から
終了時までのワークの動作条件は予め設定されてデータ
記憶部１０６に記憶されており、制御部１００はこのデ
ータ記憶部１０６のデータから自動運転の開始から終了
までに要する切断終了時間を算出する。また、自動運転
開始時刻に切断終了時間を加算して自動運転の切断終了
時刻を算出する。また、自動運転の終了が近づくと、警
告灯の点滅等によってオペレータに運転の終了が近いこ
とを知らせる。これにより、オペレータは、運転の終了
を監視する手間が削減できるとともに、運転時の時間を
有効に利用することができる。

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切断終
了時間表示装置に係り、特に自動運転によりワークを切
断する場合の終了時間を運転開始前に自動で表示するワ
イヤソーの切断終了時間表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤソーは半導体インゴット、セラミ
ック、ガラス等のワークを薄板状のウェーハに切断する
切断装置に使用されている。このワイヤソーは、一対の
ワイヤリールに巻回されたワイヤを複数の溝付ローラに
巻掛けてワイヤ列を形成し、ワーク送りテーブルに設置
したワークをこのワイヤ列に押し当てることにより、ワ
ークを薄板状のウェーハに切断するものである。

【０００３】ところで、ワイヤソーにおいて一本のワー
クを切断するのに数時間（直径２００ｍｍのワークで約
８時間）を要する。予め切断条件（ワークの送り速度等
の条件）を設定してワークを自動運転で切断する場合、
オペレータは、この間、ワイヤソーに対しては作業を一
切必要としないため、他の作業を行うためにも終了時間
を知っておく必要がある。

【０００４】従来は、各条件を基にオペレータが概算で
終了時間を求めていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、複雑な
切断条件（ワーク送り速度を可変にする等の条件）を設
定した場合、単純計算で正確な終了時間を求めることは
難しく、ワークの切断終了時間間近にオペレータは定期
的な監視を行わなければならなかった。本発明は、この
ような事情に鑑みてなされたもので、予め設定した各条
件に基づいてワーク切断を自動運転で行うワイヤソーに
おいて、運転終了時間を正確に表示し、オペレータの作
業の削減とオペレータの作業の有効利用を図るワイヤソ
ーの切断終了時間表示装置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
る為に、切断作業の開始指示によって一対のワイヤリー
ル間を走行するワイヤに対して被加工物を切断作業開始
位置から予め設定された速度で切断作業終了位置まで変
位させて前記被加工物をウェーハに切断し、前記切断作
業を終了するワイヤソーにおいて、前記被加工物を前記
切断作業開始位置から前記切断作業終了位置まで変位さ
せるために要する切断作業時間を前記予め設定された速
度に基づいて算出する演算手段と、前記演算手段によっ
て算出した前記切断作業時間を表示する表示手段と、か
ら成ることを特徴としている。

【０００７】本発明によれば、被加工物の切断作業を行
う場合に、被加工物を切断作業開始位置から切断作業終
了位置まで変位させるために要する切断作業時間を予め
設定された被加工物の変位速度の条件から算出し、この
切断作業時間を表示手段に表示する。これにより、オペ
レータは、切断作業の終了時間を予め知ることができ、
運転の終了を監視する手間が削減されるとともに、運転
を行っている間の時間を他の作業に向ける等有効に使う
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
るワイヤソーの切断終了時間表示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ソ
ーの切断終了時間表示装置が適用されるワイヤソー１０
の一実施の形態を示す全体構成図である。

【０００９】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を経由して３本の溝付きロ
ーラ２２、２２、２２に順次巻き掛けられてワイヤ列２
４を形成した後、複数のガイドローラ１８、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。

【００１０】前記ダンサローラ２０には所定重量の錘４
４が吊設され、走行するワイヤ１４に常に一定の張力を
付与している。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、このワイヤ洗浄装置４６によって
ワイヤ１４に付着した加工液４０が除去される。前記ワ
イヤリール１２、２６及び３本のうちの１本の溝付きロ
ーラ２２には、それぞれ正逆回転可能な駆動モータ２
８、３０が連結されており、これらの駆動モータ２８、
３０を同期させて駆動することにより、ワイヤ１４は一
対のワイヤリール１２、２６間を往復走行する。

【００１１】前記ワイヤリール１２、２６には、それぞ
れ正逆回転可能な駆動モータ２８、３０が連結されると
ともに、３本のうちの１本の溝付きローラ２２にも図示
しない駆動モータが連結されており、これらの駆動モー
タ２８、３０を同期させて駆動することにより、ワイヤ
１４は一対のワイヤリール１２、２６間を往復走行す
る。

【００１２】前記ワイヤ列２４には、加工液貯留タンク
３８に貯留された砥粒（通常、ＧＣ♯６００〜♯１００
０程度のものが使用される）を含む加工液４０が加工液
供給ポンプ６０で送水されて加工液供給ノズル４２、４
２から供給される。半導体インゴット５４は、前記ワイ
ヤ列２４に押し付けられて、この加工液４０によるラッ
ピング作用により多数のウェーハに切断される。

【００１３】前記ワイヤ列２４の上方には、半導体イン
ゴット等のワーク５４がスライスベース５８、ワークブ
ロック５６を介してワーク送りテーブル４８に支持され
ている。前記ワーク送りテーブル４８は、駆動モータ５
０で回動するボールネジ５２の作用により昇降自在に設
けられており、このワーク送りテーブル４８を下降させ
て前記ワーク５４を高速走行するワイヤ列２４に押し当
てることにより、前記ワーク５４を多数のウェーハに切
断する。

【００１４】ワーク５４を切断する際には、上記ワーク
送りテーブル４８の下降速度、即ち、ワーク５４の下降
速度（ワーク下降速度）が例えば図２に示すように制御
される。同図には、縦軸に時間、横軸にワーク下降速度
が示されているが、ワーク下降速度は、時間に応じて同
図曲線ｇの示す値をとる。即ち、ワーク５４の切断部が
ワーク５４の下端（ワーク切断開始点Ａ）からワーク５
４の中央（ワーク切断中間点Ｃ）に進むに従ってワーク
下降速度は遅くなり、ワーク５４の切断部がワーク５４
の中央（ワーク切断中間点Ｃ）からワーク５４の上端
（ワーク切断終了点Ｂ）に進むに従ってワーク下降速度
は速くなる。

【００１５】同図曲線ｇは、ワーク切断開始点Ａ、ワー
ク切断終了点Ｂ及びワーク切断中間点Ｃの三点における
ワーク下降速度と、ワーク径からある所定の曲線関数に
よって導出されるようになっている。このとき時間軸の
スケールは、ワーク切断開始点Ａからワーク切断終了点
Ｂまでの曲線ｇを時間に関して積分した値がワーク径と
等しくなるように決定される。

【００１６】図３は以上説明したワイヤソーの外観図で
ある。同図には、ワイヤソー周辺部を覆う保護カバー６
０と、その内部にワイヤリール１２、ワイヤ案内装置１
３、ガイドローラ１８、ダンサローラ２０、溝付ローラ
２２、スラリ供給タンク４０、ワイヤ洗浄部４６、ワー
ク送りテーブル４８、ワーク５４及び警告灯５５等が示
されている。

【００１７】ところで、保護カバー６０の外面には表示
モニタ７０が設置され、この表示モニタ７０には、ワイ
ヤソーの運転状況等の各種情報が表示される。図４は表
示モニタ７０に表示される画面構成を示した図である。
同図に示すように、画面上部にワイヤ、ワーク、管理、
スラリ温度及び終了予定に関する情報が表示されるとと
もに、画面下部にワイヤソー内部の各動作部の状態を示
すグラフィック画像が表示される。

【００１８】表示モニタ７０の画面上部に表示されるワ
イヤに関する情報（ワイヤ情報表示部７０Ａ）には、設
定されたワークを切断するのに必要なワイヤの長さ、送
り側及び巻き取り側のワイヤリールに現在巻回されてい
るワイヤの残量及びワイヤの張力等が表示され、ワーク
に関する情報（ワーク情報表示部７０Ｂ）には、水平面
内におけるワークの傾きを示す水平角度、垂直面内にお
けるワークの傾きを示す垂直角度、ワークの径、ワーク
の現在位置及び切り込み量等が表示される。

【００１９】また、終了予定に関する情報（終了予定情
報表示部７０Ｃ）には、自動スライシング運転が終了す
るまでに要する切断時間（切断終了時間）及び終了する
時刻（切断終了時刻）等が表示され、スラリ温度に関す
る情報（スラリ温度情報表示部７０Ｄ）には、スラリの
目標温度、供給温度及び戻り温度等が表示される。管理
に関する情報（管理情報表示部７０Ｅ）には、マシンの
番号、オペレータの番号等が表示される。

【００２０】表示モニタ７０の下部のグラフィック画像
表示部７０Ｆに表示されるグラフィック画像は、ワイヤ
ソーを構成する各動作部を模式化して表したもので、各
動作部の状態に応じてその表示の状態も変化し、ワイヤ
ソーの運転状況をこのグラフィック画像によって確認で
きるようになっている。ところで、本発明に係るワイヤ
ソーの切断終了時間表示装置は上記図４の終了予定情報
表示部７０Ｃの、で示した切断時間（切断終了時
間）及び時刻（切断終了時刻）を表示する。

【００２１】図５は本発明に係るワイヤソーの切断終了
時間表示装置の一実施の形態を示した構成図である。同
図に示すワイヤソーの切断終了時間表示装置は、制御部
１００、入力部１０２、警告表示部１０４、データ記憶
部１０６、及び上記表示モニタ７０から構成される。

【００２２】入力部１０２は、例えばキーボード等の入
力装置で、この入力装置から後述する自動スライシング
運転開始等の指示信号が入力される。データ記憶部１０
６は、自動スライシング運転の切断終了時間を算出する
ために必要なデータが記憶される。例えば、自動スライ
シング運転時に可変するワーク送りテーブル４８の送り
速度等が記憶される。る。

【００２３】制御部１００は、データ記憶部に記憶され
たデータ等から自動スライシング運転の切断終了時間や
切断終了時刻を算出する。そして、算出した切断終了時
間及び切断終了時刻を表示モニタ７０の終了予定情報表
示部３０Ｃに表示する。尚、詳細は後述する。また、駆
動モータ５０からは所定回転角度毎にパルス信号が出力
され、制御部１００はこのパルス信号をカウントして、
ワーク送りテーブル４８の上昇限界からの変位量を検出
する。

【００２４】警告表示部１０４は、図３における保護カ
バー６０の上部に設けられた警告灯５５等から成り、警
告灯５５は赤色、黄色、緑色の３色のライトから構成さ
れている。自動スライシング運転が終了する所定時間前
には例えば黄色のライトを点滅させる。尚、赤色のライ
トは異常時に点滅し、緑色のライトは正常時に点灯する
ようになっている。

【００２５】次に上記制御部１００の作用を説明する。
上記ワイヤソーにおいて、ワーク切断を自動で制御する
自動スライシング運転を行う場合、以下のような初期設
定が行われる。先ず、手動又は自動でワーク送りテーブ
ル４８の原点位置が設定される。即ち、自動スライシン
グ運転開始前に、ワーク５４の下端５４Ａ（以下、ワー
ク下端５４Ａと記す）をワイヤ列２４に接触させ、この
ときのワーク送りテーブル４８の変位量を原点値として
設定する。この原点位置からの変位量は、駆動モータ５
０によって検出される変位量から原点値を引いた値によ
って与えられ、この値は、ワイヤ列２４の位置を基準と
したワーク下端５４Ａの位置を示す。

【００２６】このように原点位置が設定された後、自動
スライシング運転の開始位置にワーク５４がセットされ
る。上記制御部１００は、自動スライシング運転の開始
位置（自動スライシング運転開始位置）にセットされた
ワーク５４の下端５４Ａの位置（上述したワイヤ列２４
の位置を基準としたワーク下端５４Ａの位置）を駆動モ
ータ５０から出力される信号によって検出し、この自動
スライシング運転開始位置をデータ記憶部１０６に記憶
する。

【００２７】以上、初期設定が終了した後、制御部１０
０は入力部１０２から自動スライシング運転開始指示信
号、又は、切断終了時間演算指示信号を入力すると、自
動スライシング運転に要する時間を計算する。自動スラ
イシング運転は図６に示すように、ワーク下端５４Ａを
自動スライシング運転開始位置から下降させ、ワーク
切断終了位置であるレベリング位置まで切断する。そ
してこの後、ワーク下端５４Ａをワーク交換位置まで
上昇させて自動スライシング運転を終了する。

【００２８】簡単のため初めに、ワーク切断時のワーク
送りテーブル４８の下降速度が一定の場合の自動スライ
シング運転の切断終了時間の算出手順について説明す
る。まず、ワーク送りテーブル４８を下降させる前の暖
機運転の時間（暖機時間）をデータ記憶部から読み出
す。この暖機時間をａ１とする。 ａ１＝暖機時間 次に、自動スライシング運転を開始するときのワーク下
端５４Ａの位置（自動スライシング運転開始位置）と
ワーク径をデータ記憶部から読み出すとともに、ワー
クを切断するときのワーク下降速度をデータ記憶部から
読み出す。そしてこれらの値からワーク下端５４Ａを自
動スライシング運転開始位置からワイヤ列２４に接触
させるまでに要する時間ｂ１を次式から求める。

【００２９】ｂ１＝（自動スライシング開始位置＋ワ
ーク径）／ワーク下降速度 次に、ワーク切断終了位置（ワーク上端５４Ｂ）からレ
ベリング位置までのカーボンカット量をデータ記憶
部から読み出すとともに、このカーボンを切断するとき
のワーク下降速度（カーボン切断速度）をデータ記憶部
から読み出す。そして、これらの値からカーボンを切断
するのに要する時間ｃ１を次式から求める。

【００３０】ｃ１＝カーボンカット量／カーボン切断
速度 上記ワイヤソーは、レベリング位置までワークを切断
すると、ワイヤの走行を安定させるために所定時間ワー
クを停止させるようにしている。この時間（レベリング
時間）ｄ１をデータ記憶部から読み出す。 ｄ１＝レベリング時間 レベリング時間が終了すると、ワーク送りテーブル４８
の上昇を開始するが、まず、ワーク下端５４Ａをワイヤ
列２４の位置まで上昇させる間の上昇速度（ワーク上昇
速度）をデータ記憶部から読み出す。尚、ワイヤ列２４
が切断したウェーハ間にある場合（ワーク下端５４Ａが
ワイヤ列２４より下に位置する場合）には、低速でワー
ク５４を上昇させる。

【００３１】そして、ワーク下端５４Ａをワイヤ列２４
の位置まで上昇させるために要する時間ｅ１を次式から
求める。 ｅ１＝（カーボンカット量＋ワーク径）／ワーク上
昇スピード（ＬＯＷ） この後、ワーク下端５４Ａをワーク交換位置まで上昇
させる距離（ワーク交換位置までの距離）をデータ記
憶部から読み出すとともに、このときのワーク上昇速度
をデータ記憶部から読み出す。尚、この場合の上昇速度
は高速である。そして、このとき要する時間ｆ１を次式
から求める。

【００３２】ｆ１＝ワーク交換位置までの距離／ワー
ク上昇スピード（ＨＩＧＨ） 以上、求めたａ１からｆ１までの時間を加算し、自動ス
ライシング運転に要する時間ＡＮＳ１を算出する。即
ち、 ＡＮＳ１＝ａ１＋ｂ１＋ｃ１＋ｄ１＋ｅ１＋ｆ１ 次に、ワーク切断時のワーク送りテーブル４８の下降速
度が可変の場合の自動スライシング運転の切断終了時間
の算出手順について説明する。

【００３３】上記暖機時間ａ１と同様に暖機時間をａ２
とすると、 ａ２＝暖機時間 自動スライシング運転を開始するときのワーク下端５４
Ａの位置（自動スライシング運転開始位置）をデータ
記憶部から読み出し、ワーク下端５４Ａを自動スライシ
ング運転開始位置からワイヤ列２４に接触させるまで
に要する時間ｂ２を次式から求める。

【００３４】ｂ２＝自動スライシング開始位置／ワー
ク下降速度 そして、ワークを切断するときのワーク下降速度をデー
タ記憶部から読み出し、これらの値からワークの切断に
要する時間ｃ２を求める。ここでは図７に示すように所
定のワーク切断量ｖ（例えば６００μｍ）毎にワーク下
降速度がｔ１から順次ｔｎまで変化すると仮定すると、 ｃ２＝（（ｖ／ｔ１）＋（ｖ／ｔ２）＋（ｖ／ｔ３）＋
・・・＋（ｖ／ｔｎ）） 尚、上記図２のようにワーク下降速度が時間に対して所
定の関数で決定されている場合には、ワーク切断開始点
Ａ及びワーク切断終了点Ｂの時間が既に設定されている
ため、この場合には、上記ｃ２はワーク切断終了点Ｂの
時間からワーク切断開始点Ａの時間を引くことにより求
められる。

【００３５】次に、スライスベースのカーボンを切断す
るのに要する時間ｄ２、レベリング時間ｅ２、ワーク下
端５４Ａをワイヤ列２４の位置まで上昇させるために要
する時間ｆ２、ワーク下端５４Ａをワーク交換位置ま
で上昇させるために要する時間ｇ２をそれぞれ上記時間
ｃ１、ｄ１、ｅ１、ｆ１と同様に次式から求める。 ｄ２＝カーボンカット量／カーボン切断速度 ｅ２＝レベリング時間 ｆ２＝（カーボンカット量＋ワーク径）／ワーク上
昇スピード（ＬＯＷ） ｇ２＝ワーク交換位置までの距離／ワーク上昇スピー
ド（ＨＩＧＨ） 以上、求めたａ２からｇ２までの時間を加算し、自動ス
ライシング運転に要する時間ＡＮＳ２を算出する。即
ち、 ＡＮＳ２＝ａ２＋ｂ２＋ｃ２＋ｄ２＋ｅ２＋ｆ２＋ｇ２ 以上のようにして自動スライシング運転に要する時間
（切断終了時間）ＡＮＳ１又はＡＮＳ２を求めた後、制
御部１００はこの切断終了時間を図４に示した表示画面
の終了予定情報表示部７０Ｃに切断時間として表示す
る。また、この時間を自動スライシング加工開始時刻に
加算して切断終了時刻を求め、この切断終了時刻を終了
予定情報表示部７０Ｃに時刻として表示する。尚、図
４に示した表示画面の右上に現在時刻が表示され、表
示画面から終了までの残り時間を認識することができ
る。

【００３６】また、上述したように自動スライシング運
転が終了に近づいたときには、警告表示部１０４におけ
る警告灯５５の黄色のライトを点滅させてオペレータに
終了が近いことを知らせる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように本発明のワイヤソー
の切断終了時間表示装置によれば、切断作業の運転を開
始する際に、切断作業時間を予め表示するようにしたた
め、オペレータは、運転の終了を監視する手間を削減す
ることができるとともに、運転を行っている間の時間を
有効に使うことができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明に係るワイヤソーの切断終了時
間表示装置が適用されるワイヤソー１０の一実施の形態
を示す全体構成図である。

【図２】図２は、ワーク下降速度の一例を時間に対して
示した図である。

【図３】図３は、ワイヤソーの外観図である。

【図４】図４は、表示モニタ７０に表示される画面構成
を示した図である。

【図５】図５は、本発明に係るワイヤソーの切断終了時
間表示装置の一実施の形態を示した構成図である。

【図６】図６は、自動スライシング運転における各設定
位置を示した図である。

【図７】図７は、ワーク切断時における可変なワーク下
降速度ｔ１からｔｎを示した図である。

【符号の説明】

２２…溝付ローラ ２４…ワイヤ列 ４８…ワーク送りテーブル ５０…駆動モータ ７０…表示モニタ １００…制御部 １０２…入力部 １０４…警告表示部 １０６…データ記憶部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 切断作業の開始指示によって一対のワイ
   ヤリール間を走行するワイヤに対して被加工物を切断作
   業開始位置から予め設定された速度で切断作業終了位置
   まで変位させて前記被加工物をウェーハに切断し、前記
   切断作業を終了するワイヤソーにおいて、 前記被加工物を前記切断作業開始位置から前記切断作業
   終了位置まで変位させるために要する切断作業時間を前
   記予め設定された速度に基づいて算出する演算手段と、 前記演算手段によって算出した前記切断作業時間を表示
   する表示手段と、 から成ることを特徴とするワイヤソーの切断終了時間表
   示装置。
2. 【請求項２】 前記表示手段は前記切断作業が終了する
   時刻を表示することを特徴とする請求項１のワイヤソー
   の切断終了時間表示装置。
3. 【請求項３】 前記切断作業時間に基づいて前記切断作
   業が終了する時刻に対して所定時間前に警告を発生させ
   る警告手段を有することを特徴とする請求項１のワイヤ
   ソーの切断終了時間表示装置。