(57)【要約】      （修正有）【課題】ワイヤーソー装置の循環機構を無駄なく利用することができ、しかも、ワイヤーソータンク内のクーラントに含まれる切削屑の濃度を自動で且つ安定的に低く維持するクーラント再生装置を提供する。【解決手段】クーラント再生装置は、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの一部が導出される導出経路４と、導出経路４へのクーラントの導出量を調節する導出量調節機構５と、導出経路４に導出されて導出経路４を通じて導かれたクーラントを再生する処理装置と、処理装置において再生されたクーラントをワイヤーソータンク２２に導入する導入経路７と、ワイヤーソータンク２２へのクーラントの導入量を調節する導入量調節機構８と、を備える。【選択図】図２
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤーソーと、前記ワイヤーソーにおいて使用されたクーラントを回収するワイヤーソータンクと、前記ワイヤーソータンク内のクーラントを前記ワイヤーソーに戻す循環機構とを備えたワイヤーソー装置に用いられるクーラント再生装置であって、
前記ワイヤーソータンク内のクーラントの一部が導出される導出経路と、
前記導出経路へのクーラントの導出量を調節する導出量調節機構と、
前記導出経路に導出されて前記導出経路を通じて導かれたクーラントを再生する処理装置と、
前記処理装置において再生されたクーラントを前記ワイヤーソータンクに導入する導入経路と、
前記ワイヤーソータンクへのクーラントの導入量を調節する導入量調節機構と、を備えるクーラント再生装置。
【請求項２】
前記導出量調節機構は、前記導出経路に導出されたクーラントを一時的に貯留する原液タンクを含み、
前記導入量調節機構は、再生されたクーラントを一時的に貯留する再生液タンクを含む、請求項１に記載のクーラント再生装置。
【請求項３】
前記導出量調節機構は、前記原液タンク内のクーラントの液面レベルを検出するセンサを含み、
前記導入量調節機構は、前記再生液タンク内のクーラントの液面レベルを検出するセンサを含む、請求項２に記載のクーラント再生装置。
【請求項４】
前記原液タンクの容量と前記再生液タンクの容量が同じである、請求項２又は３に記載のクーラント再生装置。
【請求項５】
前記導出量調節機構は、前記導出経路を開閉する自動弁を含み、
前記導入量調節機構は、前記導入経路を開閉する自動弁を含む、請求項１〜４の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
【請求項６】
前記導出量調節機構は、前記原液タンクよりも前記ワイヤーソータンク側において前記導出経路を開閉する自動弁と、前記原液タンクよりも前記処理装置側において前記導出経路を開閉する自動弁とを含み、
前記導入量調節機構は、前記再生液タンクよりも前記ワイヤーソータンク側において前記導入経路を開閉する自動弁と、前記再生液タンクよりも前記処理装置側において前記導入経路を開閉する自動弁とを含む、請求項２〜４の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
【請求項７】
前記導出量調節機構は、前記導出経路に設けられた導出ポンプを含み、
前記導入量調節機構は、前記導入経路に設けられた導入ポンプを含む、請求項１〜６の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
【請求項８】
前記ワイヤーソータンク内のクーラントの液面レベルを検出するセンサを備える、請求項１〜７の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
【請求項９】
前記循環機構は、前記ワイヤーソータンク内のクーラントを前記ワイヤーソーに戻すための循環経路と、前記循環経路に設けられた循環ポンプとを含み、
前記導出経路における前記ワイヤーソータンク側の端部は、前記循環経路における前記循環ポンプよりも下流側の部分に接続されている、請求項１〜８の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
【請求項１０】
前記導出量調節機構及び前記導入量調節機構を制御する制御部を備え、
前記ワイヤーソー装置において前記ワイヤーソーによる加工が行われるときに、前記制御部は、前記ワイヤーソータンクから前記導出経路へクーラントを導出する導出運転及び前記導入経路を通じて前記ワイヤーソータンクへクーラントを導入する導入運転を連続的又は断続的に行うように構成されている、請求項１〜９の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
【請求項１１】
前記制御部は、前記導出運転及び前記導入運転を予め定められた時間毎に断続的に行うように構成されている、請求項１０に記載のクーラント再生装置。
【請求項１２】
予め定められた複数の運転条件を記憶する記憶部を備え、
前記制御部は、前記複数の運転条件から選択された運転条件に基づいて前記導出運転及び前記導入運転を行うように構成されている、請求項１０に記載のクーラント再生装置。
【請求項１３】
ユーザーによる運転条件の入力を受け付ける入力受付部を備え、
前記制御部は、前記入力受付部に入力された前記運転条件に基づいて前記導出運転及び前記導入運転を行うように構成されている、請求項１０に記載のクーラント再生装置。
【請求項１４】
前記制御部は、前記導出経路へのクーラントの導出量と前記ワイヤーソータンクへのクーラントの導入量が同じになるように前記導出量調節機構及び前記導入量調節機構を制御するように構成されている、請求項１０〜１３の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
【請求項１５】
前記処理装置は、前記導出経路に導出されて前記導出経路を通じて導かれたクーラントにおける切削屑濃度を低減してクーラントを再生するための遠心分離機と膜分離機とを備える、請求項１〜１４の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
【請求項１６】
前記処理装置は、
導出されたクーラントにおける切削屑濃度を低減してクーラントを再生するための処理ユニットと、
前記原液タンクと前記処理ユニットとの間の経路に設けられた原液槽と、
前記処理ユニットと前記再生液タンクとの間の経路に設けられた再生液槽と、を備え、
前記原液タンクの容量は、前記原液槽の容量及び前記ワイヤーソータンクの容量よりも小さく、
前記再生液タンクの容量は、前記再生液槽の容量及び前記ワイヤーソータンクの容量よりも小さい、請求項２〜４の何れか１項に記載のクーラント再生装置。
【請求項１７】
ワイヤーソーと、前記ワイヤーソーにおいて使用されたクーラントを回収するワイヤーソータンクと、前記ワイヤーソータンク内のクーラントを前記ワイヤーソーに戻す循環機構とを有するワイヤーソー装置と、
前記ワイヤーソータンク内のクーラントの一部を導出し、導出されたクーラントを再生し、再生されたクーラントを前記ワイヤーソータンクに導入する請求項１〜１６の何れか１項に記載のクーラント再生装置と、を備えたワイヤーソーシステム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、シリコン、サファイヤ、ガリウム砒素、磁石などの各種脆性材料を加工するためのワイヤーソー装置に用いられるクーラント再生装置及びこれを備えたワイヤーソーシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体素子、太陽電池素子などの製品を製造する過程において、ブロック状のシリコンインゴット（シリコン材料）を予め規定されたサイズに切断するスライシング工程が行われる。このスライシング工程において、シリコンインゴットがワイヤーソー装置を用いて切断されるときには、切断部分の温度上昇を抑制するため及び潤滑性を付与するためにクーラントが用いられる。スライシング工程で使用された後のクーラント（使用済みクーラント）には、シリコンなどの切削屑（スラッジ）が含まれる。
【０００３】
例えば特許文献１には、ワイヤーソー（固定砥粒ワイヤ）にクーラントを供給してシリコン材料を切断するワイヤーソーのクーラント管理方法及び装置が開示されている。この特許文献１では、ワイヤーソーから落下する切断スラリを受けるスラリ受槽が設けられており、このスラリ受槽において受けられた切断スラリは、遠心分離機に導かれる。遠心分離機に導かれた切断スラリは、粗粒固形分と分離液とに分離される。遠心分離機で分離された分離液は膜濾過装置に供給されて微粒混合液と回収クーラントとに分離される。遠心分離機で分離された分離液の一部と膜濾過装置で分離された回収クーラントとは調合タンクにおいて調合されて再びワイヤーソーに供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２５３６２２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ワイヤーソー装置としては、例えば図８に示すようなタイプのものがある。図８に示すワイヤーソー装置２は、ワイヤーソー２１と、ワイヤーソータンク２２と、循環機構２３とを備えている。この循環機構２３は、循環経路２４と、循環ポンプ２５とを含む。ワイヤーソー装置２では、ワイヤーソー２１においてシリコンインゴットを加工する時に、ワイヤーソー２１にクーラントが供給される。使用後のクーラントは、切削屑を含んだ状態でワイヤーソータンク２２に回収される。回収されたクーラントは、循環ポンプ２５によって循環経路２４を通じて再びワイヤーソー２１に供給される。
【０００６】
図８に示すようなワイヤーソー装置２では、シリコンインゴットの加工が進行するにつれて、ワイヤーソータンク２２内のクーラントにおける切削屑濃度（スラッジ濃度）が上昇する。この切削屑濃度が所定濃度以上になると、シリコンインゴットを切断して得られるウエハーの品質に影響が及ぶ場合がある。このため、ワイヤーソー装置２を用いた加工後には、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの一部又は全部が新しいクーラントと交換される。これにより、ワイヤーソータンク２２内のクーラントにおける切削屑濃度が所定濃度以上に上昇するのが防止できる。しかしながら、このようなクーラントの交換作業は、煩雑であり、生産性を低下させる原因となる。
【０００７】
また、上述した特許文献１の装置では、遠心分離機及び膜濾過装置を通過したクーラントは、調合タンクにおいて調合され、この調合タンクからクーラント供給管を通じてワイヤーソーに直接供給されるので、図８に示す構造を備えたワイヤーソー装置２に対して特許文献１の装置をそのまま適用することはできない。仮に、図８に示す構造を備えたワイヤーソー装置２に対して特許文献１の装置を適用しようとすると、ワイヤーソータンク２２内のクーラントをワイヤーソー２１に供給するための循環機構２３が無駄になる。
【０００８】
本考案の目的は、ワイヤーソーと、ワイヤーソーにおいて使用されたクーラントを回収するワイヤーソータンクと、ワイヤーソータンク内のクーラントをワイヤーソーに戻す循環機構とを備えるワイヤーソー装置において、クーラントの再生機能を付与する際に、ワイヤーソー装置の循環機構を無駄なく利用することができ、しかも、ワイヤーソータンク内のクーラントに含まれる切削屑の濃度を自動で且つ安定的に低く維持することができるクーラント再生装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本考案は、ワイヤーソー装置に用いられるクーラント再生装置である。このクーラント再生装置が適用されるワイヤーソー装置は、ワイヤーソーと、前記ワイヤーソーにおいて使用されたクーラントを回収するワイヤーソータンクと、前記ワイヤーソータンク内のクーラントを前記ワイヤーソーに戻す循環機構とを備える。そして、本考案のクーラント再生装置は、前記ワイヤーソータンク内のクーラントの一部が導出される導出経路と、前記導出経路へのクーラントの導出量を調節する導出量調節機構と、前記導出経路に導出されて前記導出経路を通じて導かれたクーラントを再生する処理装置と、前記処理装置において再生されたクーラントを前記ワイヤーソータンクに導入する導入経路と、前記ワイヤーソータンクへのクーラントの導入量を調節する導入量調節機構とを備える。
【００１０】
このように本考案では、ワイヤーソー装置のワイヤーソーにおいて使用されたクーラントがワイヤーソータンクに回収された後、循環経路を通じてワイヤーソーに再び供給されるというクーラントの一連の経路とは別に、ワイヤーソータンク内のクーラントが導出経路に導出され、処理装置において再生されたクーラントが導入経路を通じてワイヤーソータンクに導入されるというクーラントの一連の経路を形成することができる。したがって、ワイヤーソーとワイヤーソータンクと循環機構とを備えるワイヤーソー装置において、クーラントの再生機能を付与する際に、ワイヤーソー装置の循環機構を無駄なく利用することができる。
【００１１】
しかも、本考案では、ワイヤーソータンクから導出経路に導出されるクーラントの導出量が導出量調節機構によって調節され、導出されたクーラントが処理装置において再生され、再生されたクーラントのワイヤーソータンクへの導入量が導入量調節機構によって調節される。したがって、本考案では、ワイヤーソータンク内のクーラントに含まれる切削屑の濃度を自動で且つ安定的に低く維持することができる。よって、本考案では、図８に示すワイヤーソー装置２のように、加工後にワイヤーソータンク２２内のクーラントの一部又は全部を新しいクーラントと交換するという作業が不要になるので、生産性の低下を防ぐことができる。
【００１２】
前記クーラント再生装置において、前記導出量調節機構は、前記導出経路に導出されたクーラントを一時的に貯留する原液タンクを含み、前記導入量調節機構は、再生されたクーラントを一時的に貯留する再生液タンクを含んでいるのが好ましい。
【００１３】
この構成では、導出量調節機構が原液タンクを含んでいるので、ワイヤーソータンクから導出されたクーラントを一時的に原液タンクにおいて貯留することができる。また、導入量調節機構が再生液タンクを含んでいるので、処理装置において再生されたクーラントを一時的に再生液タンクにおいて貯留することができる。このように原液タンクと再生液タンクをバッファとして用いることにより、ワイヤーソータンクから導出されたクーラントを処理装置に送るタイミングと、再生されたクーラントを導入経路を通じてワイヤーソータンクに導入するタイミングとを調節することができる。
【００１４】
前記クーラント再生装置において、前記導出量調節機構は、前記原液タンク内のクーラントの液面レベルを検出するセンサを含み、前記導入量調節機構は、前記再生液タンク内のクーラントの液面レベルを検出するセンサを含んでいるのが好ましい。
【００１５】
この構成では、原液タンク内のクーラントの液面レベルが所定の高さに達したことをセンサによって検出することができるので、原液タンクにおけるクーラントの貯留量を適切に制御することが可能になる。また、再生液タンク内のクーラントの液面レベルが所定の高さに達したことをセンサによって検出することができるので、再生液タンクにおけるクーラントの貯留量を適切に制御することが可能になる。
【００１６】
前記クーラント再生装置において、前記原液タンクの容量と前記再生液タンクの容量が同じであるのが好ましい。
【００１７】
この構成では、例えば、ワイヤーソータンクから導出経路へクーラントを導出する導出運転及び導入経路を通じてワイヤーソータンクへクーラントを導入する導入運転を断続的に行う場合に、導出量と導入量を同程度に調整しやすくなる。
【００１８】
前記クーラント再生装置において、前記導出量調節機構は、前記導出経路を開閉する自動弁を含み、前記導入量調節機構は、前記導入経路を開閉する自動弁を含んでいるのが好ましい。
【００１９】
この構成では、導出量調節機構の自動弁の開閉が制御されることによってクーラントの導出量を制御することができ、導入量調節機構の自動弁の開閉が制御されることによってクーラントの導入量を制御することができる。
【００２０】
前記クーラント再生装置において、前記導出量調節機構は、前記原液タンクよりも前記ワイヤーソータンク側において前記導出経路を開閉する自動弁と、前記原液タンクよりも前記処理装置側において前記導出経路を開閉する自動弁とを含み、前記導入量調節機構は、前記再生液タンクよりも前記ワイヤーソータンク側において前記導入経路を開閉する自動弁と、前記再生液タンクよりも前記処理装置側において前記導入経路を開閉する自動弁とを含んでいるのが好ましい。
【００２１】
この構成では、上記の４つの自動弁を適宜切り替えることによって、例えば次のような原液移送工程、再生液補充工程、原液引抜工程及び再生液投入工程を順次行うことが可能になる。原液移送工程は、原液タンクに貯留されているクーラントを処理装置に送る工程である。再生液補充工程は、処理装置（具体的には、処理装置おける後述の再生液槽）に貯留されているクーラントを再生液タンクに補充する工程である。原液引抜工程は、ワイヤーソータンクに貯留されているクーラントを原液タンクに補充する工程である。再生液投入工程は、再生液タンクに貯留されているクーラントをワイヤーソータンクに送る工程である。
【００２２】
原液移送工程では、４つの自動弁のうち、導出量調節機構における原液タンクよりも処理装置側において導出経路を開閉する自動弁のみを開状態とし、残りの自動弁を閉状態とする制御が行われる。再生液補充工程では、４つの自動弁のうち、導入量調節機構における再生液タンクよりも処理装置側において導入経路を開閉する自動弁のみを開状態とし、残りの自動弁を閉状態とする制御が行われる。原液引抜工程では、４つの自動弁のうち、導出量調節機構における原液タンクよりもワイヤーソータンク側において導出経路を開閉する自動弁のみを開状態とし、残りの自動弁を閉状態とする制御が行われる。再生液投入工程では、４つの自動弁のうち、導入量調節機構における再生液タンクよりもワイヤーソータンク側において導入経路を開閉する自動弁のみを開状態とし、残りの自動弁を閉状態とする制御が行われる。
【００２３】
前記クーラント再生装置において、前記導出量調節機構は、前記導出経路に設けられた導出ポンプを含み、前記導入量調節機構は、前記導入経路に設けられた導入ポンプを含んでいるのが好ましい。
【００２４】
この構成では、導出ポンプの運転と停止が制御されることによってクーラントの導出量を制御することができ、導入ポンプの運転と停止が制御されることによってクーラントの導入量を制御することができる。
【００２５】
前記クーラント再生装置において、前記ワイヤーソータンク内のクーラントの液面レベルを検出するセンサを備えているのが好ましい。
【００２６】
この構成では、センサの検出結果に基づいて、ワイヤーソータンク内のクーラントの貯留量を適切な範囲に維持する制御を行うことができる。これにより、ワイヤーソータンクからクーラントがオーバーフローしたり、ワイヤーソータンク内のクーラントが不足したりすることを防止できる。
【００２７】
前記クーラント再生装置において、前記循環機構は、前記ワイヤーソータンク内のクーラントを前記ワイヤーソーに戻すための循環経路と、前記循環経路に設けられた循環ポンプとを含み、前記導出経路における前記ワイヤーソータンク側の端部は、前記循環経路における前記循環ポンプよりも下流側の部分に接続されていてもよい。
【００２８】
この構成では、循環ポンプが運転されると、ワイヤーソータンク内のクーラントが循環経路を通じてワイヤーソー側に流れる。そして、この循環経路を流れるクーラントの一部が循環経路に接続された導出経路に流入する。したがって、この構成では、循環ポンプは、循環経路を通じてワイヤーソーにクーラントを送る機能に加え、クーラントを導出経路に導出させる機能も果たすことができる。
【００２９】
前記クーラント再生装置において、前記導出量調節機構及び前記導入量調節機構を制御する制御部を備え、前記ワイヤーソー装置において前記ワイヤーソーによる加工が行われるときに、前記制御部は、前記ワイヤーソータンクから前記導出経路へクーラントを導出する導出運転及び前記導入経路を通じて前記ワイヤーソータンクへクーラントを導入する導入運転を連続的又は断続的に行うことが好ましい。
【００３０】
この構成では、制御部によって導出運転と導入運転を連続的又は断続的に制御することができる。
【００３１】
前記クーラント再生装置において、前記制御部は、前記導出運転及び前記導入運転を予め定められた時間毎に断続的に行ってもよい。
【００３２】
この構成では、ワイヤーソーによる加工時において、導出運転及び導入運転を予め定められた時間毎に断続的に行うという比較的簡単な制御により、ワイヤーソータンク内のクーラントにおける切削屑濃度が所定濃度以上にならないように管理することができる。また、この構成では、ワイヤーソーによる加工時において、例えば、ワイヤーソータンク内のクーラントにおける切削屑濃度が所定濃度以上にならない範囲で、導出運転と導入運転を必要な時期に断続的に行うことにより、導出運転と導入運転を連続的に行う場合に比べて、導出運転及び導入運転に必要な電力消費の増大を抑制することができる。
【００３３】
前記クーラント再生装置において、予め定められた複数の運転条件を記憶する記憶部を備え、前記制御部は、前記複数の運転条件から選択された運転条件に基づいて前記導出運転及び前記導入運転を行ってもよい。
【００３４】
この構成では、例えば、加工対象の脆性材料（例えばインゴット）のサイズ、ワイヤーソータンク内のクーラントにおける切削屑濃度の許容される上限値などの加工条件に応じて、予め定められた複数の運転条件から最も適切な運転条件が選択され、選択された運転条件に基づいて、ワイヤーソータンク内のクーラントにおける切削屑濃度が所定濃度以上にならないように適切に管理することができる。
【００３５】
前記クーラント再生装置は、ユーザーによる運転条件の入力を受け付ける入力受付部を備え、前記制御部は、前記入力受付部に入力された前記運転条件に基づいて前記導出運転及び前記導入運転を行ってもよい。
【００３６】
この構成では、例えば、加工条件（加工対象の脆性材料のサイズ、ワイヤーソータンク内のクーラントにおける切削屑濃度の許容される上限値などの加工条件）が複数ある場合において、ユーザーは、複数の加工条件のそれぞれについて、実験、シミュレーションなどの手法を用いて、適切な運転条件を予め取得しておき、実際の加工時には、その加工条件に対応した運転条件を、入力受付部を通じて入力する。これにより、加工条件に適した運転条件でクーラント再生装置を運転することができるので、ワイヤーソータンク内のクーラントにおける切削屑濃度が所定濃度以上にならないように適切に管理することができる。
【００３７】
前記クーラント再生装置において、前記制御部は、前記導出経路へのクーラントの導出量と前記ワイヤーソータンクへのクーラントの導入量が同じになるように前記導出量調節機構及び導入量調節機構を制御するのが好ましい。
【００３８】
この構成では、導出量と導入量とが同じになるように制御されるので、ワイヤーソータンク内のクーラントの貯留量の変動を抑制することができる。
【００３９】
前記クーラント再生装置において、前記処理装置は、前記導出経路に導出されて前記導出経路に導かれたクーラントにおける切削屑濃度を低減してクーラントを再生するための遠心分離機と膜分離機とを備えているのが好ましい。
【００４０】
この構成では、処理装置は、導出されたクーラントにおける切削屑濃度を遠心分離機と膜分離機によって効果的に低減することができる。
【００４１】
前記クーラント再生装置において、前記処理装置は、導出されたクーラントにおける切削屑濃度を低減してクーラントを再生するための処理ユニットと、前記原液タンクと前記処理ユニットとの間の経路に設けられた原液槽と、前記処理ユニットと前記再生液タンクとの間の経路に設けられた再生液槽とを備え、前記原液タンクの容量が前記原液槽の容量及び前記ワイヤーソータンクの容量よりも小さく、前記再生液タンクの容量が前記再生液槽の容量及び前記ワイヤーソータンクの容量よりも小さくなるように構成されているのが好ましい。
【００４２】
この構成では、処理装置の原液槽は、その容量が原液タンクの容量よりも大きく、ワイヤーソータンクから導出経路に導出されて原液タンクに一時的に貯留されているクーラントを受け入れて貯留するバッファ槽として機能する。具体的には、処理装置の原液槽は、例えば遠心分離機、膜分離機などを有する処理ユニットを循環するクーラントの循環量を十分に確保できる程度の大きな容量を備えている。その一方で、原液タンクは、その容量が原液槽の容量よりも小さく且つワイヤーソータンクの容量よりも小さくなるように設計されている。具体的には、原液タンクは、例えば後述するような断続的な導出運転（バッチ式の導出運転）が行われる際に１回あたりの導出運転で導出されるクーラントの導出量に対応する容量に設計されているのが好ましい。このように容量が小さく設計された原液タンクが採用されることによって１回あたりの導出量を正確に制御しやすくなる。
【００４３】
また、この構成では、処理装置の再生液槽は、その容量が再生液タンクの容量よりも大きく、処理ユニットにおいて再生されたクーラントを貯留するバッファ槽として機能する。その一方で、再生液タンクは、その容量が再生液槽の容量よりも小さく且つワイヤーソータンクの容量よりも小さくなるように設計されている。具体的には、再生液タンクは、断続的な導出運転が行われる際に１回あたりの導入運転でワイヤーソータンクに導入されるクーラントの導入量に対応する容量に設計されているのが好ましい。このように容量が小さく設計された再生液タンクが採用されることによって１回あたりの導入量を正確に制御しやすくなる。
【００４４】
本考案のワイヤーソーシステムは、ワイヤーソー装置と、上述したクーラント再生装置とを備えている。前記ワイヤーソー装置は、ワイヤーソーと、前記ワイヤーソーにおいて使用されたクーラントを回収するワイヤーソータンクと、前記ワイヤーソータンク内のクーラントを前記ワイヤーソーに戻す循環機構とを有する。前記クーラント再生装置は、前記ワイヤーソータンク内のクーラントの一部を導出し、導出されたクーラントを再生し、再生されたクーラントを前記ワイヤーソータンクに導入する。
【００４５】
この構成では、例えば図８に示すワイヤーソー装置においてクーラントの再生機能を付与する際にワイヤーソー装置の循環機構を無駄なく利用することができ、しかも、ワイヤーソータンク内のクーラントに含まれる切削屑の濃度を自動で且つ安定的に低く維持することができる。
【考案の効果】
【００４６】
以上説明したように、本考案によれば、ワイヤーソー装置の循環機構を無駄なく利用しつつ、ワイヤーソータンク内のクーラントに含まれる切削屑の濃度を自動で且つ安定的に低く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本考案の一実施形態に係るワイヤーソーシステムを示す概略図である。
【図２】本考案の一実施形態に係るクーラント再生装置の自動供給装置と、ワイヤーソー装置とを示す概略図である。
【図３】前記クーラント再生装置における自動弁の制御例を示す図である。
【図４】前記実施形態の変形例１に係るクーラント再生装置の自動供給装置と、ワイヤーソー装置とを示す概略図である。
【図５】前記実施形態の変形例２に係るクーラント再生装置の自動供給装置と、ワイヤーソー装置とを示す概略図である。
【図６】前記実施形態の変形例３に係るクーラント再生装置の自動供給装置と、ワイヤーソー装置とを示す概略図である。
【図７】前記実施形態の変形例４に係るクーラント再生装置の自動供給装置と、ワイヤーソー装置とを示す概略図である。
【図８】参考例に係るワイヤーソー装置を示す概略図である。
【考案を実施するための形態】
【００４８】
以下、本考案の実施形態に係るクーラント再生装置３及びこれを備えたワイヤーソーシステム１について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４９】
［ワイヤーソーシステムの全体構造］
図１に示すように、本実施形態に係るワイヤーソーシステム１は、ワイヤーソー装置２と、クーラント再生装置３とを備えている。このワイヤーソーシステム１において、ワイヤーソー装置２は、脆性材料をクーラントによって冷却しながら所定の大きさに切断加工するためのものである。また、ワイヤーソーシステム１において、クーラント再生装置３は、ワイヤーソー装置２において使用されたクーラントに含まれる切削屑の一部又は全部を除去する再生処理を行うとともに、再生されたクーラントをワイヤーソー装置２に供給するためのものである。
【００５０】
上述の脆性材料としては、例えばシリコン、サファイヤ、ガリウム砒素、磁石などの各種材料を挙げることができるが、これらに限られない。脆性材料が例えばシリコンである場合には、ワイヤーソーシステム１は、例えばブロック状のシリコンインゴットを予め規定されたサイズに切断するスライシング工程において用いられるが、このような用途に限られるものではない。シリコンインゴットを切断加工する際に用いられるクーラントは、例えばジエチレングリコール、水、その他添加剤などを含む液体が用いられるが、これに限られない。
【００５１】
スライシング工程おいて、ワイヤーソー装置２で使用された後の使用済みクーラントにはシリコン切削屑が含まれる。使用済みクーラントは、クーラント再生装置３によって再利用可能な状態に再生される。再生された再生クーラントは、ワイヤーソー装置２に再び戻される。
【００５２】
［ワイヤーソー装置］
図２は、ワイヤーソーシステム１の一部を示す概略図である。図２は、ワイヤーソー装置２と、本考案の一実施形態に係るクーラント再生装置３の自動供給装置１０とを示している。図１及び図２に示すように、ワイヤーソー装置２は、ケーシング２０と、このケーシング２０内に設けられたワイヤーソー２１と、ワイヤーソータンク２２と、循環機構２３とを備える。
【００５３】
ワイヤーソー２１は、複数のローラ２１１と、これらのローラ２１１に架け渡されたワイヤー２１２とを備える。少なくとも１つのローラ２１１が回転することによってワイヤー２１２が走行するように構成されている。ワイヤー２１２としては、例えばワイヤー２１２の芯材の表面にダイヤモンド等の砥粒が貼着された固定砥粒方式のワイヤーを用いることができるが、これに限られない。
【００５４】
ワイヤーソータンク２２は、ワイヤーソー２１の下方に配置された容器である。本実施形態では、ワイヤーソータンク２２は、ケーシング２０の直下に配置されている。本実施形態では、ワイヤーソータンク２２の横幅は、ケーシング２０の横幅と同程度であるが、これに限られない。ケーシング２０は、その下部が開口しており、ワイヤーソータンク２２は、その上部が開口しているので、ワイヤーソー２１において使用されて下方に落下するクーラントを受け入れて回収することができる。
【００５５】
循環機構２３は、ワイヤーソータンク２２内のクーラントをワイヤーソー２１に供給する機能を有する。図２に示す具体例では、循環機構２３は、循環経路２４と、循環ポンプ２５とを含む。循環経路２４は、ワイヤーソータンク２２内のクーラントをワイヤーソー２１に送ることが可能な配管によって構成されている。循環ポンプ２５は、循環経路２４に設けられている。循環ポンプ２５が運転されると、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの一部は、循環経路２４に流入し、循環経路２４の先端からワイヤーソー２１に供給される。循環経路２４の先端には、例えば図略のノズルなどが設けられていてもよい。ワイヤーソー２１に供給されたクーラントは、切削部分を冷却した後、流下してワイヤーソータンク２２に受け入れられて回収される。
【００５６】
本実施形態では、ワイヤーソータンク２２には、その内部に貯留されたクーラントの液面レベルを検出するセンサ２６が設けられている。センサ２６としては、例えばフロート式液面レベルセンサ、光学式液面レベルセンサ、超音波式液面レベルセンサ、静電容量式液面レベルセンサなどの種々のセンサを用いることができる。このセンサ２６は必須のものではなく省略することもできる。
【００５７】
［クーラント再生装置］
図１に示すように、クーラント再生装置３は、自動供給装置１０と、処理装置６と、コントローラ９とを備える。コントローラ９は、クーラント再生装置３の動作（自動供給装置１０、処理装置６などの動作）を制御する。コントローラ９は、クーラント再生装置３の動作を制御するだけでなく、ワイヤーソーシステム１全体を制御するように構成されていてもよい。
【００５８】
コントローラ９は、図略の中央演算処理装置（ＣＰＵ）、記憶部９２（メモリ）などを備える。コントローラ９は、制御部９１と、入力受付部９３とを機能として備える。入力受付部９３は、例えばユーザーが手動で入力する運転条件などを受け付ける。制御部９１は、入力受付部９３において受け付けられた運転条件に基づいてクーラント再生装置３の動作を制御する。また、制御部９１は、予め設定された運転条件に基づいてクーラント再生装置３の動作を制御してもよい。
【００５９】
制御部９１は、ワイヤーソー装置２においてワイヤーソー２１による加工が行われるときに、ワイヤーソータンク２２から自動供給装置１０（具体的には、後述する自動供給装置１０の導出経路４）にクーラントを導出する導出運転、及び自動供給装置１０（具体的には、後述する自動供給装置１０の導入経路７）を通じてワイヤーソータンク２２にクーラントを導入する導入運転を連続的又は断続的に行う。
【００６０】
［自動供給装置］
自動供給装置１０は、ワイヤーソータンク２２内のクーラントを自動で導出させて処理装置６に送る機能と、処理装置６において再生されたクーラントをワイヤーソータンク２２に自動で供給する機能とを有する。図２に示すように、自動供給装置１０は、導出経路４と、導出量調節機構５と、導入経路７と、導入量調節機構８とを備える。
【００６１】
導出経路４は、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの一部を導出させることが可能な配管によって構成されている。本実施形態では、導出経路４は、導出量調節機構５よりも上流側（ワイヤーソータンク２２側）の上流側導出経路４１と、導出量調節機構５よりも下流側（処理装置６側）の下流側導出経路４２とを含む。
【００６２】
導入経路７は、処理装置６において再生されたクーラントをワイヤーソータンク２２に導入することが可能な配管によって構成されている。本実施形態では、導入経路７は、導入量調節機構８よりも上流側（処理装置６側）の上流側導入経路７１と、導入量調節機構８よりも下流側（ワイヤーソータンク２２側）の下流側導入経路７２とを含む。
【００６３】
導出経路４の一方の端部（具体的には、上流側導出経路４１の端部）は、ワイヤーソータンク２２内のクーラントが導出経路４に流入可能な位置に設けられている。導出経路４の他方の端部（具体的には、下流側導出経路４２の端部）は、後述する処理装置６（具体的には、処理装置６の原液槽６１）に接続されている。
【００６４】
導入経路７の一方の端部（具体的には、下流側導入経路７２の端部）は、ワイヤーソータンク２２内にクーラントを供給可能な位置に設けられている。導入経路７の他方の端部（具体的には、上流側導入経路７１の端部）は、後述する処理装置６（具体的には、処理装置６の再生液槽６５）に接続されている。
【００６５】
導出量調節機構５は、導出経路４に設けられており、導出経路４へのクーラントの導出量を調節可能に構成されている。図２に示す実施形態では、導出量調節機構５は、導出経路４を開閉する自動弁５１，５２と、導出経路４に設けられた導出ポンプ５３とを含む。ただし、導出量調節機構５は、後述する図４に示す変形例１、図５に示す変形例２などのように、自動弁５１，５２及び導出ポンプ５３の一方を含み、自動弁５１，５２及び導出ポンプ５３の他方を省略した形態であってもよい。
【００６６】
導出量調節機構５は、原液タンク５４をさらに含む。この原液タンク５４は、ワイヤーソータンク２２から導出経路４に導出されたクーラントを一時的に貯留するための容器である。原液タンク５４は、例えば図４に示す変形例１のように省略することもできる。
【００６７】
本実施形態では、導出量調節機構５は、複数の自動弁５１，５２を備えているが、これに限られず、後述する図７に示す変形例４のように単一の自動弁５０のみを備えている形態であってもよい。複数の自動弁５１，５２は、原液タンク５４の上流側に設けられた自動弁５１と、原液タンク５４の下流側に設けられた自動弁５２とによって構成されている。これらの自動弁５１，５２としては、例えば電磁弁、電動弁などを用いることができるが、これらに限られない。自動弁５１，５２の動作は制御部９１によって制御される。自動弁５１，５２が開度調節可能な電動弁である場合には、その開度調節によってクーラントの導出量を調節することができる。
【００６８】
導出量調節機構５は、原液タンク５４内のクーラントの液面レベルを検出するセンサ５５を含む。センサ５５としては、例えばフロート式液面レベルセンサ、光学式液面レベルセンサ、超音波式液面レベルセンサ、静電容量式液面レベルセンサなどの種々のセンサを用いることができる。センサ５５は、例えば図５に示す変形例２のように省略することもできる。制御部９１は、センサ５５の検出結果に基づいて、原液タンク５４内に所定量のクーラントが貯留されると、自動弁５１を閉じるという制御を行うことができる。
【００６９】
導入量調節機構８は、導入経路７に設けられており、ワイヤーソータンク２２へのクーラントの導入量を調節可能に構成されている。図２に示す実施形態では、導入量調節機構８は、導入経路７を開閉する自動弁８１，８２と、導入経路７に設けられた導入ポンプ８３とを含む。ただし、導入量調節機構８は、後述する図４に示す変形例１、図５に示す変形例２などのように、自動弁８１，８２及び導入ポンプ８３の一方を含み、自動弁８１，８２及び導入ポンプ８３の他方を省略した形態であってもよい。
【００７０】
導入量調節機構８は、再生液タンク８４をさらに含む。この再生液タンク８４は、処理装置６から送られてくる再生されたクーラントを一時的に貯留するための容器である。再生液タンク８４は、例えば図４に示す変形例１のように省略することもできる。
【００７１】
本実施形態では、導入量調節機構８は、複数の自動弁８１，８２を備えているが、これに限られず、後述する図７に示す変形例４のように単一の自動弁８０のみを備えている形態であってもよい。複数の自動弁５１，５２は、再生液タンク８４の上流側に設けられた自動弁８１と、再生液タンク８４の下流側に設けられた自動弁８２とによって構成されている。これらの自動弁８１，８２としては、上述した電磁弁、電動弁などを用いることができるが、これらに限られない。自動弁８１，８２の動作は制御部９１によって制御される。自動弁８１，８２が開度調節可能な電動弁である場合には、その開度調節によってクーラントの導入量を調節することができる。
【００７２】
導入量調節機構８は、再生液タンク８４内のクーラントの液面レベルを検出するセンサ８５を含む。センサ８５としては、上述したような種々のセンサを用いることができる。センサ８５は、例えば図５に示す変形例２のように省略することもできる。制御部９１は、センサ８５の検出結果に基づいて、再生液タンク８４内に所定量のクーラントが貯留されると、自動弁８１を閉じるという制御を行うことができる。
【００７３】
図２に示す実施形態では、制御部９１は、２つの自動弁５１，５２及び導出ポンプ５３を制御することによってクーラントの導出量を調節することができ、２つの自動弁８１，８２及び導入ポンプ８３を制御することによってクーラントの導入量を調節することができる。
【００７４】
また、本実施形態では、原液タンク５４内のクーラントの貯留量がセンサ５５の検出結果に基づいて適切に管理される。すなわち、ワイヤーソータンク２２から導出されて原液タンク５４に貯留されるクーラントの貯留量を毎回ほぼ一定にすることができる。また、本実施形態では、再生液タンク８４内のクーラントの貯留量がセンサ８５の検出結果に基づいて適切に管理される。すなわち、処理装置６において再生され、再生液タンク８４に貯留されるクーラントの貯留量を毎回ほぼ一定にすることができる。
【００７５】
したがって、制御部９１は、ワイヤーソータンク２２から導出経路４へクーラントを導出する導出運転及び導入経路７を通じてワイヤーソータンク２２へクーラントを導入する導入運転を断続的に行う場合には、クーラントの導出量とクーラントの導入量を、毎回ほぼ同程度に調節することができる。これにより、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの出し入れされる量のバランスを維持することができる。
【００７６】
本実施形態では、原液タンク５４の容量と再生液タンク８４の容量が同じである。この場合には、原液タンク５４の容量に対応するクーラントをワイヤーソータンク２２から導出し、再生液タンク８４の容量に対応するクーラントをワイヤーソータンク２２に導入する。これにより、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの出し入れされる量のバランスを維持することができる。
【００７７】
［処理装置］
処理装置６は、自動供給装置１０によって処理装置６に供給されるクーラントにおける切削屑濃度を低減させる機能を有する。図１に示す本実施形態では、処理装置６は、原液槽６１と、貯留槽６２と、遠心分離機６３と、膜分離機６４と、再生液槽６５と、切削屑用タンク６６とを備える。貯留槽６２、遠心分離機６３及び膜分離機６４は、処理ユニット６０を構成している。処理装置６において、原液槽６１、再生液槽６５及び切削屑用タンク６６は、必須のものではなく省略することもできる。
【００７８】
処理装置６は、自動供給装置１０に接続されている。具体的には、図１及び図２に示すように、処理装置６の上流側は、自動供給装置１０の導出経路４に接続されており、処理装置６の下流側は、自動供給装置１０の導入経路７に接続されている。
【００７９】
原液槽６１は、ワイヤーソータンク２２から導出されたクーラントを一時的に貯留するための容器である。原液槽６１には、原液槽６１に接続された導出経路４（具体的には、下流側導出経路４２）を通じてクーラントが流入する。原液槽６１内に貯留されているクーラントは、ポンプＰが設けられた配管３２を通じて貯留槽６２に送られる。
【００８０】
原液槽６１は、原液タンク５４と処理ユニット６０との間の経路に設けられている。原液タンク５４の容量は、原液槽６１の容量及びワイヤーソータンク２２の容量よりも小さい。処理装置６の原液槽６１は、その容量が原液タンク５４の容量よりも大きく、ワイヤーソータンク２２から導出経路４に導出されて原液タンク５４に一時的に貯留されているクーラントを受け入れて貯留するバッファ槽として機能する。具体的には、処理装置６の原液槽６１は、貯留槽６２、遠心分離機６３及び膜分離機６４を有する処理ユニット６０を循環するクーラントの循環量を十分に確保できる程度の大きな容量を備えている。
【００８１】
一方、原液タンク５４は、その容量が原液槽６１の容量よりも小さく且つワイヤーソータンク２２の容量よりも小さくなるように設計されている。具体的には、原液タンク５４は、例えば断続的な導出運転（バッチ式の導出運転）が行われる際に１回あたりの導出運転で導出されるクーラントの導出量に対応する容量に設計されているのが好ましい。このように容量が小さく設計された原液タンク５４が採用されることによって１回あたりの導出量を正確に制御しやすくなる。
【００８２】
貯留槽６２は、原液槽６１から送液されたクーラントを一時的に貯留する容器である。貯留槽６２に貯留されたクーラントは、遠心分離機６３及び膜分離機６４に供給される。
【００８３】
具体的に、貯留槽６２内のクーラントは、ポンプＰが設けられた配管３３を通じて遠心分離機６３に送られる。遠心分離機６３は、クーラントを遠心分離液とスラッジとに分離する。遠心分離液は、遠心分離機６３における遠心分離処理によってスラッジの含有量が低減された液である。遠心分離機６３において処理された遠心分離液は、配管３４を通じて貯留槽６２に戻される。遠心分離機６３において分離されたスラッジは、遠心分離機６３から排出されて切削屑用タンク６６に回収される。
【００８４】
また、貯留槽６２内のクーラントは、ポンプＰが設けられた配管３５を通じて膜分離機６４に送られる。図１に示す具体例では、膜分離機６４は、クーラントを膜濾過液（再生クーラント）と、濃縮液とに分離するクロスフロータイプであるが、これに限られない。膜分離機６４において濾過されて切削屑が除去された膜濾過液は、配管３７を通じて再生液槽６５に送られる。膜濾過液以外の濃縮液（切削屑を含む液）は、膜分離機６４から配管３６を通じて貯留槽６２に戻される。
【００８５】
上記のように貯留槽６２内のクーラントは、遠心分離機６３及び膜分離機６４によって切削屑濃度（スラッジ濃度）が低減される。
【００８６】
再生液槽６５は、処理ユニット６０において再生されたクーラントを一時的に貯留するための容器である。再生液槽６５には、配管３７を通じてクーラントが流入する。再生液槽６５内に貯留されているクーラントは、例えば図略のポンプによって自動供給装置１０に送られ、自動供給装置１０によってワイヤーソー装置２のワイヤーソータンク２２に供給される。
【００８７】
再生液槽６５は、処理ユニット６０と再生液タンク８４との間の経路に設けられている。再生液タンクの容量は、再生液槽６５の容量及びワイヤーソータンク２２の容量よりも小さい。処理装置６の再生液槽６５は、その容量が再生液タンク８４の容量よりも大きく、処理ユニット６０において再生されたクーラントを貯留するバッファ槽として機能する。
【００８８】
一方、再生液タンク８４は、その容量が再生液槽６５の容量よりも小さく且つワイヤーソータンク２２の容量よりも小さい。具体的には、再生液タンク８４は、断続的な導出運転が行われる際に１回あたりの導入運転でワイヤーソータンク２２に導入されるクーラントの導入量に対応する容量に設計されているのが好ましい。このように容量が小さく設計された再生液タンク８４が採用されることによって１回あたりの導入量を正確に制御しやすくなる。
【００８９】
遠心分離機６３としては、回転体（回転釜）の回転軸の方向が上下方向に向いた縦型タイプの装置（縦型遠心分離機）、回転体の回転軸の方向が水平方向に向いた横型タイプの装置（横型遠心分離機）などを例示できるが、これらに限られない。
【００９０】
膜分離機６４としては、例えば細長い形状の筐体内に中空糸膜が設けられた構造を採用できるが、これに限られない。膜分離機６４は、クーラントから切削屑などを除去することができるものであればよく、中空糸膜以外の他の分離膜が筐体内に設けられた構造であってもよい。
【００９１】
［制御例］
本実施形態では、ワイヤーソー装置２においてワイヤーソー２１による加工が行われるときに、制御部９１は、ワイヤーソータンク２２から導出経路４へクーラントを導出する導出運転、及び導入経路７を通じてワイヤーソータンク２２へクーラントを導入する導入運転を連続的又は断続的に行う。
【００９２】
本実施形態では、ワイヤーソー装置２においてワイヤーソー２１による加工が行われるときに、循環機構２３によってワイヤーソータンク２２内のクーラントをワイヤーソー２１に戻す運転が連続的に行われる。その一方で、ワイヤーソー装置２においてワイヤーソー２１による加工が行われるときに、制御部９１は、導出運転及び導入運転を断続的にバッチ式で行うようにしてもよい。この場合には、ワイヤーソー２１による加工時にクーラントをワイヤーソー２１に連続的に供給して切断部分の温度上昇を適切に抑制できる。その一方で、ワイヤーソー２１による加工時において、ワイヤーソータンク２２内のクーラントにおける切削屑濃度が所定濃度以上にならない範囲で、導出運転と導入運転を必要な時期に断続的に行うことにより、導出運転及び導入運転に必要な電力消費の増大を抑制することができる。
【００９３】
本実施形態では、ワイヤーソー装置２においてワイヤーソー２１による加工が行われるときに、制御部９１は、導出運転及び導入運転を予め定められた時間毎に断続的に行ってもよい。このように導出運転及び導入運転を予め定められた時間毎に定期的に行うという比較的簡単な制御により、ワイヤーソータンク２２内のクーラントにおける切削屑濃度が所定濃度以上にならないように管理することができる。
【００９４】
前記予め定められた時間は、特に限定されるものではない。また、導出運転１回あたりにワイヤーソータンク２２から導出されるクーラントの導出量（再生液タンク８４に貯留される貯留量）は、特に限定されるものではない。また、導入運転１回あたりにワイヤーソータンク２２に導入されるクーラントの導入量（再生液タンク８４に貯留されている貯留量）は、特に限定されるものではない。
【００９５】
前記予め定められた時間、及び１回あたりの導出量及び導入量は、例えばワイヤーソータンク２２内のクーラントにおいて許容される切削屑濃度の上限値、加工対象の脆性材料のサイズ（厚み、幅など）、加工サイズなどに応じて適宜調節される。具体例を挙げると、断続的な運転における前記予め定められた時間は、例えば１〜２０分の範囲で設定することができる。また、断続的な運転における１回あたりの導出量及び導入量のそれぞれは、例えば１〜２０Ｌの範囲で設定することができる。
【００９６】
例えば、脆性材料の加工のサイズ（例えば加工後のウエハー厚み）が薄くなるほど、切削屑濃度が上昇するので、前記予め定められた時間を小さな値に設定するのが好ましい。また、加工対象の脆性材料のサイズ（厚み、幅など）が大きくなるほど、切削屑濃度が上昇するので、前記予め定められた時間を小さな値に設定するのが好ましい。また、ワイヤーソータンク２２内のクーラントにおいて許容される切削屑濃度の上限値が小さくなるほど、前記予め定められた時間を小さな値に設定するのが好ましい。
【００９７】
具体例を挙げると、ワイヤーソータンク２２の容量が２５０Ｌの場合に、例えば７分毎に導出運転と導入運転を行い、１回あたりのクーラントの導出量及び導入量を７Ｌに設定することができるが、このような具体例に限定されるものではない。この場合、原液タンク５４の容量及び再生液タンク８４の容量が同一（例えば７Ｌ）に設計されているのが好ましく、１回あたりの導出運転及び導入運転でそれぞれのタンクの容量分のクーラントの引抜き及び投入が行われるのが好ましい。
【００９８】
本実施形態では、クーラント再生装置３は、予め定められた複数の運転条件を記憶する記憶部９２を備え、制御部９１は、複数の運転条件から選択された運転条件に基づいて導出運転及び導入運転を断続的に行ってもよい。この場合には、例えば、加工対象の脆性材料（例えばインゴット）のサイズ、ワイヤーソータンク２２内のクーラントにおける切削屑濃度の許容される上限値などの加工条件に応じて、予め定められた複数の設定値から最も適切な設定値を選択することができる。これにより、ワイヤーソータンク２２内のクーラントにおける切削屑濃度が所定濃度以上にならないようにさらに適切に管理することができる。
【００９９】
本実施形態では、クーラント再生装置３は、ユーザーによる運転条件の入力を受け付ける入力受付部９３を備え、制御部９１は、入力受付部９３に入力された運転条件に基づいて導出運転及び導入運転を断続的に行ってもよい。この場合には、ユーザーは、複数の加工条件のそれぞれについて、実験、シミュレーションなどの手法を用いて、適切な運転条件を予め取得しておき、実際の加工時には、その加工条件に対応した運転条件を、入力受付部９３を通じて入力する。これにより、ワイヤーソータンク２２内のクーラントにおける切削屑濃度が所定濃度以上にならないように適切に管理することができる。
【０１００】
本実施形態では、制御部９１は、導出経路４へのクーラントの導出量とワイヤーソータンク２２へのクーラントの導入量が同じになるように導出量調節機構５及び導入量調節機構８を制御してもよい。この場合には、導出量と導入量とが同じになるように制御されるので、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの貯留量の変動を抑制することができる。
【０１０１】
本実施形態では、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの液面レベルを検出するセンサ２６が設けられているので、制御部９１は、このセンサ２６の検出結果に基づいて、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの貯留量を適切な範囲に維持する制御を行うことができる。これにより、ワイヤーソータンク２２からのクーラントの引き抜きとワイヤーソータンク２２へのクーラントの投入のアンバランスが生じるのを回避することができる。よって、ワイヤーソータンク２２からクーラントがオーバーフローしたり、ワイヤーソータンク２２内のクーラントが不足したりすることを防止できる。
【０１０２】
具体的には、制御部９１は、センサ２６の検出結果に基づいて、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの液面レベルが予め定められた上限値に達したことを示す信号を受けた場合には、ワイヤーソータンク２２へのクーラントの導入を停止するという制御を行うことができる。また、制御部９１は、センサ２６の検出結果に基づいて、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの液面レベルが予め定められた下限値に達したことを示す信号を受けた場合には、ワイヤーソータンク２２からのクーラントの導出を停止するという制御を行うことができる。
【０１０３】
本実施形態では、クーラント再生装置３によってワイヤーソータンク２２内のクーラントにおける切削屑濃度を自動で且つ安定的に低く維持することができる。ワイヤーソータンク２２内のクーラントにおける切削屑濃度の上限値は、特に限定されるものではなく、処理対象液、切削条件などに応じて適宜設定される。切削屑濃度は、加工対象（脆性材料）が例えばシリコンである場合には、例えば１０％以下（すなわち、切削屑濃度の上限値が１０％）であるように、クーラント再生装置３を制御するという制御例を挙げることができる。ただし、が、切削屑濃度の上限値はこれに限られない。
【０１０４】
本実施形態では、導出量調節機構５は、原液タンク５４の上流側と下流側に自動弁５１，５２を有し、導入量調節機構８は、再生液タンク８４の上流側と下流側に自動弁８１，８２を有する。したがって、例えば図３に示すように、４つの自動弁５１，５２，８１，８２を適宜切り替えることによって、次のような原液移送工程、再生液補充工程、原液引抜工程及び再生液投入工程を順次行うことが可能になる。
【０１０５】
原液移送工程は、原液タンク５４に貯留されているクーラントを処理装置に送る工程である。原液移送工程において、制御部９１は、４つの自動弁５１，５２，８１，８２のうち、導出量調節機構５における原液タンク５４よりも処理装置６側において導出経路４を開閉する自動弁５２のみを開状態とし、残りの自動弁５１，８１，８２を閉状態とする制御を行う。
【０１０６】
再生液補充工程は、処理装置６（具体的には、処理装置６おける再生液槽６５）に貯留されているクーラントを再生液タンク８４に補充する工程である。再生液補充工程において、制御部９１は、４つの自動弁５１，５２，８１，８２のうち、導入量調節機構８における再生液タンク８４よりも処理装置６側において導入経路７を開閉する自動弁８１のみを開状態とし、残りの自動弁５１，５２，８２を閉状態とする制御を行う。
【０１０７】
原液引抜工程は、ワイヤーソータンク２２に貯留されているクーラントを原液タンク５４に補充する工程である。原液引抜工程において、制御部９１は、４つの自動弁５１，５２，８１，８２のうち、導出量調節機構５における原液タンク５４よりもワイヤーソータンク２２側において導出経路４を開閉する自動弁５１のみを開状態とし、残りの自動弁５２，８１，８２を閉状態とする制御を行う。
【０１０８】
再生液投入工程は、再生液タンク８４に貯留されているクーラントをワイヤーソータンク２２に送る工程である。再生液投入工程において、制御部９１は、４つの自動弁５１，５２，８１，８２のうち、導入量調節機構８における再生液タンク８４よりもワイヤーソータンク２２側において導入経路７を開閉する自動弁８２のみを開状態とし、残りの自動弁５１，５２，８１を閉状態とする制御を行う。
【０１０９】
原液移送工程、再生液補充工程、原液引抜工程及び再生液投入工程を実行する順番は、この順に限定されるものではく、種々の順番を採用することができる。ただし、原液引抜工程及び再生液投入工程は、この順に実行されるのが好ましく、これにより、ワイヤーソータンク２２内のクーラントがオーバーフローするのを抑制できる。
【０１１０】
［実施形態のまとめ］
本実施形態では、クーラント再生装置３は、ワイヤーソータンク２２内のクーラントを導出する導出経路４と、処理装置６において再生されたクーラントをワイヤーソータンク２２に導入する導入経路７とを備えている。すなわち、ワイヤーソー装置２においては、ワイヤーソー２１において使用されたクーラントがワイヤーソータンク２２に回収された後、循環経路２４を通じてワイヤーソー２１に再び供給される。この動作と並行して、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの一部は導出経路４に導出され、処理装置６において再生された後、導入経路７を通じてワイヤーソータンク２２に導入される。しかも、本実施形態では、ワイヤーソータンク２２から導出経路４へのクーラントの導出量が導出量調節機構５によって調節され、導入経路７を通じてワイヤーソータンク２２へのクーラントの導入量が導入量調節機構８によって調節される。したがって、図２に示す本実施形態では、例えば図８に示すような構造を備えたワイヤーソー装置２に対して図１及び図２に示すクーラント再生装置３を適用してクーラントの再生機能を付与する際に、ワイヤーソー装置２の循環機構２３を無駄なく利用しつつ、ワイヤーソータンク２２内のクーラントに含まれる切削屑の濃度を自動で且つ安定的に低く維持することができる。また、ワイヤーソー装置２に対して再生機能が付与されると、ワイヤーソータンク２２内の切削屑の濃度が低く保たれるので、循環機構２３を安定して使用することができる。
【０１１１】
本実施形態では、導出量調節機構５は、導出経路４を開閉する自動弁と、導出経路４に設けられた導出ポンプ５３とを含んでいる。自動弁及び導出ポンプ５３によってワイヤーソータンク２２から導出経路４へのクーラントの導出量が調節される。
【０１１２】
本実施形態では、導入量調節機構８は、導入経路７を開閉する自動弁と、導入経路７に設けられた導入ポンプ８３とを含んでいる。自動弁及び導入ポンプ８３によって導入経路７からワイヤーソータンク２２へのクーラントの導入量が調節される。
【０１１３】
本実施形態では、導出量調節機構５は、導出経路４に導出されたクーラントを貯留する原液タンク５４を含んでいるので、ワイヤーソータンク２２から導出されたクーラントを一時的に原液タンク５４において貯留することができる。これにより、ワイヤーソータンク２２から導出されたクーラントが処理装置６に送られるタイミングを調節することができる。
【０１１４】
本実施形態では、導出量調節機構５は、原液タンク５４内のクーラントの液面レベルを検出するセンサ５５を含んでいる。したがって、原液タンク５４内のクーラントの貯留量がセンサ５５の検出結果に基づいて適切に管理される。
【０１１５】
本実施形態では、導入量調節機構８は、再生されたクーラントを貯留する再生液タンク８４を含んでいるので、処理装置６において再生されたクーラントを一時的に再生液タンク８４において貯留することができる。これにより、再生されたクーラントが導入経路７を通じてワイヤーソータンク２２に導入されるタイミングを調節することができる。
【０１１６】
本実施形態では、原液タンク５４の容量と再生液タンク８４の容量が同じである。したがって、原液タンク５４の容量に対応するクーラントをワイヤーソータンク２２から導出し、再生液タンク８４の容量に対応するクーラントをワイヤーソータンク２２に導入するだけで、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの出し入れされる量のバランスを維持することができる。
【０１１７】
本実施形態では、導入量調節機構８は、再生液タンク８４内のクーラントの液面レベルを検出するセンサ８５を含んでいる。したがって、再生液タンク８４内のクーラントの貯留量がセンサ８５の検出結果に基づいて適切に管理される。
【０１１８】
本実施形態では、クーラント再生装置３は、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの液面レベルを検出するセンサ２６を備えている。したがって、ワイヤーソータンク２２内のクーラントの貯留量を適切な範囲に維持することができる。
【０１１９】
本実施形態では、ワイヤーソー装置２においてワイヤーソー２１による加工が行われるときに、導出運転と導入運転が連続的に行われる場合には、ワイヤーソータンク２２から一定量のクーラントを引き抜くと同時に、処理装置６において再生されたクーラントをワイヤーソータンク２２に一定量供給する。これによりワイヤーソータンク２２内の切削屑濃度を低く抑えることができ、ウエハーの品質の安定化に繋がる。
【０１２０】
また、図８に示すようなワイヤーソー装置２では、シリコンインゴットの加工が進行し、ワイヤーソータンク２２内のクーラントにおける切削屑濃度（スラッジ濃度）が上昇するので、ワイヤーソータンク２２内のクーラント（切削屑濃度が一定濃度以上となった廃クーラント）を全量交換するという作業が必要である。これに対し、本実施形態では、このようなクーラントの交換作業が不要になるため、作業時間が大幅に短縮され、生産性向上に寄与する。
【０１２１】
［変形例］
以上、本考案の実施形態に係るクーラント再生装置３及びこれを備えたワイヤーソーシステム１について説明したが、本考案は、実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。
【０１２２】
図４は、実施形態の変形例１に係るクーラント再生装置３の自動供給装置１０と、ワイヤーソー装置２とを示す概略図である。図４に示す変形例１では、導出量調節機構５の構成及び導入量調節機構８の構成が図２に示す実施形態と異なっており、それ以外の構成は図２に示す実施形態と同じである。
【０１２３】
図４に示すように、変形例１における導出量調節機構５は、導出ポンプ５３を備える一方で、自動弁及び原液タンク５４を備えていない。この変形例１では、制御部９１は、例えば導出ポンプ５３を運転する時間、導出ポンプ５３の回転数などを調節することによってクーラントの導出量を調節することができる。変形例１における導入量調節機構８は、導入ポンプ８３を備える一方で、自動弁及び再生液タンク８４を備えていない。この変形例１では、制御部９１は、例えば導入ポンプ８３を運転する時間、導入ポンプ８３の回転数などを調節することによってクーラントの導入量を調節することができる。
【０１２４】
図４に示す変形例１では、例えば図８に示すような構造を備えたワイヤーソー装置２に対して図１及び図４に示すクーラント再生装置３を適用してクーラントの再生機能を付与する際に、ワイヤーソー装置２の循環機構２３を無駄なく利用しつつ、ワイヤーソータンク２２内のクーラントに含まれる切削屑の濃度を自動で且つ安定的に低く維持することができる。また、ワイヤーソー装置２に対して再生機能が付与されると、ワイヤーソータンク２２内の切削屑の濃度が低く保たれるので、循環機構２３を安定して使用することができる。
【０１２５】
図５は、実施形態の変形例２に係るクーラント再生装置３の自動供給装置１０と、ワイヤーソー装置２とを示す概略図である。図５に示す変形例２では、導出量調節機構５の構成及び導入量調節機構８の構成が図２に示す実施形態と異なっており、それ以外の構成は図２に示す実施形態と同じである。
【０１２６】
図５に示すように、変形例２における導出量調節機構５は、自動弁及び原液タンク５４を備える一方で、導出ポンプ５３を備えていない。また、変形例２における導入量調節機構８は、自動弁及び再生液タンク８４を備える一方で、導入ポンプ８３を備えていない。
【０１２７】
この変形例２では、例えば処理装置６に設けられたポンプを利用することにより、クーラントの導出量を調節することができる。
【０１２８】
また、この変形例２では、例えば処理装置６に設けられたポンプ（図示省略）を利用することにより、クーラントの導入量を調節することができる。また、変形例２では、再生液タンク８４は、ワイヤーソータンク２２よりも高い位置に設けられている。したがって、再生液タンク８４内のクーラントは、そのクーラントの自重によって導入経路７を通じてワイヤーソータンク２２に導入されるように構成されていてもよい。このようにクーラントの自重を利用してクーラントをワイヤーソータンク２２に導入する場合には、クーラントの導入のためのポンプを省略することもできる。
【０１２９】
図５に示す変形例２では、例えば図８に示すような構造を備えたワイヤーソー装置２に対して図１及び図５に示すクーラント再生装置３を適用してクーラントの再生機能を付与する際に、ワイヤーソー装置２の循環機構２３を無駄なく利用しつつ、ワイヤーソータンク２２内のクーラントに含まれる切削屑の濃度を自動で且つ安定的に低く維持することができる。また、ワイヤーソー装置２に対して再生機能が付与されると、ワイヤーソータンク２２内の切削屑の濃度が低く保たれるので、循環機構２３を安定して使用することができる。
【０１３０】
図６は、実施形態の変形例３に係るクーラント再生装置３の自動供給装置１０と、ワイヤーソー装置２とを示す概略図である。図６に示す変形例３では、導出経路４の構成及び導出量調節機構５の構成が図２に示す実施形態と異なっており、それ以外の構成は図２に示す実施形態と同じである。
【０１３１】
図６に示すように、変形例３では、導出経路４におけるワイヤーソータンク２２側の端部（具体的には、上流側導出経路４１の端部）は、循環経路２４における循環ポンプ２５よりも下流側の部分に接続されている。
【０１３２】
この変形例３では、循環ポンプ２５が運転されると、ワイヤーソータンク２２内のクーラントが循環経路２４を通じてワイヤーソー２１側に流れる。そして、制御部９１は、ワイヤーソータンク２２内のクーラントを導出経路４に導出させる場合には、自動弁５１を開状態とし、循環経路２４を流れるクーラントの一部を循環経路２４に接続された導出経路４に流入させる。そして、制御部９１は、原液タンク５４におけるクーラントの貯留量が所定の量に達したことをセンサ５５によって検知した場合には、自動弁５１を閉状態とする。これにより、循環経路２４を流れるクーラントは、導出経路４には流入せず、ワイヤーソー２１側にのみ流れる。
【０１３３】
図６に示す変形例３では、例えば図８に示すような構造を備えたワイヤーソー装置２に対して図１及び図６に示すクーラント再生装置３を適用してクーラントの再生機能を付与する際に、ワイヤーソー装置２の循環機構２３を無駄なく利用しつつ、ワイヤーソータンク２２内のクーラントに含まれる切削屑の濃度を自動で且つ安定的に低く維持することができる。また、ワイヤーソー装置２に対して再生機能が付与されると、ワイヤーソータンク２２内の切削屑の濃度が低く保たれるので、循環機構２３を安定して使用することができる。
【０１３４】
図７は、実施形態の変形例４に係るクーラント再生装置３の自動供給装置１０と、ワイヤーソー装置２とを示す概略図である。図７に示す変形例４では、導出量調節機構５の構成及び導入量調節機構８の構成が図２に示す実施形態と異なっており、それ以外の構成は図２に示す実施形態と同じである。
【０１３５】
図７に示すように、変形例４における導出量調節機構５は、単一の自動弁５０及び導出ポンプ５３を備える一方で、原液タンク５４を備えていない。この変形例４では、制御部９１は、例えば自動弁５０及び導出ポンプ５３を制御することによってクーラントの導出量を調節することができる。変形例４における導入量調節機構８は、単一の自動弁８０及び導入ポンプ８３を備える一方で、再生液タンク８４を備えていない。この変形例４では、制御部９１は、例えば自動弁８０及び導入ポンプ８３を制御することによってクーラントの導入量を調節することができる。
【０１３６】
図７に示す変形例４では、例えば図８に示すような構造を備えたワイヤーソー装置２に対して図１及び図７に示すクーラント再生装置３を適用してクーラントの再生機能を付与する際に、ワイヤーソー装置２の循環機構２３を無駄なく利用しつつ、ワイヤーソータンク２２内のクーラントに含まれる切削屑の濃度を自動で且つ安定的に低く維持することができる。また、ワイヤーソー装置２に対して再生機能が付与されると、ワイヤーソータンク２２内の切削屑の濃度が低く保たれるので、循環機構２３を安定して使用することができる。
【符号の説明】
【０１３７】
１  ワイヤーソーシステム
２  ワイヤーソー装置
３  クーラント再生装置
４  導出経路
５  導出量調節機構
６  処理装置
７  導入経路
８  導入量調節機構
９  コントローラ
１０  自動供給装置
２１  ワイヤーソー
２２  ワイヤーソータンク
２３  循環機構
２４  循環経路
２５  循環ポンプ
２６  液面レベルセンサ
４１  上流側導出経路
４２  下流側導出経路
５０，５１，５２  自動弁
５３  ポンプ
５４  原液タンク
５５  液面レベルセンサ
６１  原液槽
６２  貯留槽
６３  遠心分離機
６４  膜分離機
６５  再生液槽
６６  切削屑タンク
７１  上流側導入経路
７２  下流側導入経路
８０，８１，８２  自動弁
８３  ポンプ
８４  再生液タンク
８５  液面レベルセンサ
９１  制御部
９２  記憶部
９３  入力受付部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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