JP2016500341A - ワイヤ管理システム - Google Patents
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Abstract
Description
切断ワイヤを重複巻線として支承するための少なくとも一つの回転収容スプールと、
切断ワイヤを巻線として一時的に受け入れるための少なくとも一つの回転保管スプールであって、保管スプールの回転軸線が収容スプールの回転軸線と一致する、少なくとも一つの回転保管スプールと、
保管スプール上のワイヤ巻線が互いに重複しない、および/または収容スプールの巻線より低い密度を有するように、保管スプールに巻き付けられる時に切断ワイヤを案内するためのワイヤ案内手段と、
を包含する。
ワイヤソー全体の切断性能にとって不可欠である切断ワイヤを破損させないことが明白である。
ダイヤモンドワイヤウェハ成形において最大のコスト要因である高価な切断ワイヤの必要性が低い。切断ワイヤの消費量が著しく低減される。切断ワイヤのコストが50%まで削減されると予測される。
良好なウェハ品質。ワイヤは尖鋭なままであり、撓曲ははるかに少ない。この結果、良好なTTV、SM、Warp値が得られる。
ワイヤが長い間尖鋭なままであることによる切断の高速化。
スプールが長い寿命も有してワイヤ破損がそれほど頻繁に発生しないことによる停止時間の減少。
切断ワイヤの移動方向の複数逆転を包含する第1切断サイクルの間に、切断ワイヤの第1区分が材片の切断のための切断エリアで使用され、第1切断サイクルの逆転の間に切断される材片と少なくとも一度は接触するすべてのワイヤ点により第1区分が画定され、
切断ワイヤの移動方向の複数逆転を包含する第2切断サイクルの間に、材片を切断するための切断エリアで切断ワイヤの第2区分が使用され、第2区分は第1区分と異なっており、第2切断サイクルの逆転の間に、切断される材片と接触するすべての点により画定され、
切断ワイヤの第1区分と切断ワイヤの第2区分とが、その端部領域で重複する。
a)新しいワイヤ部分を収容スプールから作業区分に追加すること。この事例では、ワイヤが収容スプール1から巻き出される(つまり保管スプール2が反対方向に回転して保管スプール2の底部が図面の平面から移動する)前に、保管スプール2の回転が逆転され、ワイヤ3はワイヤウェブから巻き出されて保管スプールに再び巻き付けられる。
b)新しいワイヤを作業区分に追加すること。保管スプール2と同期的に回転する収容スプール1から新しいワイヤが巻き出されるように、保管スプール2がさらに(保管スプール2の上側が図面の平面から)回転される。正しい量の新しいワイヤが収容スプール1から引き出されると、この方法は、項目a)に記載されているように、使用後ワイヤを保管スプール2に(トラベラプーリ4が図6に示されたような位置にある場合には、保管スプール2に達するため最初は収容スプール1に)巻き付ける。(理想的には、ワイヤが保管スプールに巻き付けられなければならない時に、トラベラプーリ4はこの位置にはない。移行が起こった時にトラベラプーリ4が保管スプールのすぐ隣に配置されるように、位置が制御および監視されうる。これは、収容スプールから多かれ少なかれワイヤを追加することなどにより達成される。)
通常は、
‐ワイヤウェブを一度通過したワイヤ区画は、普通は消耗していない。そのためこの区画は好ましくは新しいワイヤと同じく丁寧に扱われる。また、好ましくは受入ユニット6も保管スプール2を有する。
‐ワイヤ移動方向が逆転される前にワイヤが減速される。これは、例えば500メートルの使用後ワイヤが保管スプール2から巻き出される時間の大部分において、ワイヤ3が最大速度を有することを意味する。使用後ワイヤ部位の端部の近くで、ゆえに保管スプール2の(左)端部の近くで、ワイヤ3が減速される。この低速は、収容スプール1への移行を行うのに有益である。スプールのワイヤ巻線上面の直径が正確に同一であることはほぼ決してなく、ゆえにこの上面でのワイヤの速度は同じではないので、ワイヤの張力は移行中に急速に変化するだろう。システム、特にダンサは、この変化を補正するのに充分に高速でなければならない。低速では、変化はゆっくりであり、システムが良好に補正を行う。
1a 収容スプール1のワイヤ支承面
1b 収容スプール1の回転軸線
2 保管スプール
2a 保管スプール2のワイヤ支承面
2b 保管スプール2の回転軸線
3 切断ワイヤ
4 トラベラプーリ
5 ワイヤ供給ユニット
6 ワイヤ受入ユニット
7 ワイヤ管理システム
8 ワイヤソー
9 ワイヤ案内手段
10 回転駆動装置
11 回転駆動装置
12 移行エリア
13 切断エリア
14 ワイヤ案内ローラ
15 駆動手段
16 制御デバイス
17 ワイヤウェブ
18 新ワイヤ側
19 使用後ワイヤ側
20 ダンサプーリ
21 プーリアーム
22 切断ワイヤ3の未使用区分
23 切断ワイヤ3の使用後区分
24 切断ワイヤ3の第1区分
25 切断ワイヤ3の第2区分
26 重複範囲
27 (完全)摩損ワイヤ点の範囲、完全利用区分
28 (完全)摩損ワイヤ点の範囲、完全利用区分
Claims (22)
- 切断エリア(13)で案内される切断ワイヤ(3)を有するワイヤソー(8)のためのワイヤ管理システム(7)であって、前記ワイヤソー(8)の前記切断エリア(13)へ切断ワイヤ(3)を供給するためのワイヤ供給ユニット(5)と、前記ワイヤソー(8)の前記切断エリア(13)から切断ワイヤ(3)を受け入れるためのワイヤ受入ユニット(6)とを包含するワイヤ管理システム(7)であり、前記ワイヤ供給ユニット(5)と前記ワイヤ受入ユニット(6)のいずれかまたは両方が、
前記切断ワイヤ(3)の少なくとも一部分を重複巻線として支承するための少なくとも一つの回転収容スプール(1)と、
前記切断ワイヤ(3)の一部分を巻線として一時的に受け入れるための少なくとも一つの回転保管スプール(2)であって、保管スプール(2)の回転軸線(2b)が前記収容スプール(1)の回転軸線(1b)と本質的に一致する、少なくとも一つの回転保管スプール(2)と、
前記保管スプール(2)上の前記ワイヤ巻線が相互に重複しない、および/または、前記保管スプール(2)上の前記ワイヤ巻線が前記収容スプール(1)上の前記巻線よりも低い密度を有するように、前記切断ワイヤ(3)を前記保管スプール(2)へ案内するのに適応したワイヤ案内手段(9)と、
を包含し、
好ましくは前記ワイヤ案内手段(9)が、前記切断ワイヤ(3)を前記収容スプール(1)へ案内するのにも適応している、
ワイヤ管理システム。 - 前記収容スプール(1)と前記保管スプール(2)とが相互に隣接して取り付けられる、請求項1に記載のワイヤ管理システム。
- 前記保管スプール(2)の前記ワイヤ支承面(2a)の直径が前記収容スプール(1)の前記ワイヤ支承面(1a)の直径より大きい、請求項1または2に記載のワイヤ管理システム。
- 前記保管スプール(2)の前記ワイヤ支承面(2a)の長さが前記収容スプール(1)の前記ワイヤ支承面(1a)の長さより大きい、請求項1〜3のいずれか1項に記載のワイヤ管理システム。
- 前記保管スプール(2)が、100メートルを超える切断ワイヤ(3)を好ましくは非重複状態で保管することが可能である、請求項1〜4のいずれか1項に記載のワイヤ管理システム。
- 前記ワイヤ供給ユニット(5)と前記ワイヤ受入ユニット(6)の少なくとも一方が、前記収容スプール(1)の回転速度と前記保管スプール(2)の回転速度とを互いに同期化することが可能な同期化手段を包含する、請求項1〜5のいずれか1項に記載のワイヤ管理システム。
- 前記同期化手段が前記保管スプール(2)と前記収容スプール(1)との間の固定接続であり、前記保管スプール(2)と前記収容スプール(1)とが共通の回転駆動装置を有する、または、前記保管スプール(2)と前記収容スプール(1)の各々が独自の回転駆動装置(10,11)を有して、好ましくは前記回転駆動装置(10,11)に接続される制御デバイスの形の前記同期化手段が、前記回転駆動装置(10,11)を同期化する、請求項6に記載のワイヤ管理システム。
- 前記ワイヤ案内手段(9)が、前記保管スプール(2)の長さにわたって前記保管スプール(2)の前記回転軸線(2b)に沿って移動可能であるトラベラプーリ(4)を包含して、好ましくは前記トラベラプーリ(4)が前記収容スプール(1)の長さにわたって前記収容スプール(1)の前記回転軸線(1b)に沿って移動可能でもある、および/または、前記ワイヤ案内手段(9)が、前記保管スプール(2)の前記ワイヤ支承面(2a)にワイヤ案内溝を包含する、請求項1〜7のいずれか1項に記載のワイヤ管理システム。
- インゴット、ブリック、またはコアなど、好ましくは半導体材料である材料の材片を切断するためのワイヤソー(8)であって、切断エリア(13)と、前記切断エリア(13)で前記切断ワイヤ(3)を案内するための案内手段と、第1方向と、前記第1方向と反対である第2方向に、前記切断ワイヤ(3)を選択的に駆動するための駆動手段とを有するワイヤソー(8)において、請求項1〜8のいずれか1項に記載のワイヤ管理システム(7)を包含するワイヤソー(8)であって、前記切断ワイヤ(3)からワイヤウェブ(17)を形成する少なくとも二つのワイヤ案内ローラ(14)を好ましくは包含するワイヤソー(8)であることを特徴とする、ワイヤソー。
- 好ましくはインゴット、ブリック、またはコアの形の、好ましくは半導体材料である材料の材片を、請求項9に記載のワイヤソー(8)で切断する切断方法であって、前記切断エリア(13)での前記切断ワイヤ(3)の移動方向が交互に逆転され、第1方向での前記切断ワイヤ(3)の移動の間に、前記ワイヤ供給ユニット(5)および前記ワイヤ受入ユニット(6)の一方の前記保管スプール(2)から切断ワイヤ(3)が巻き出され、好ましくは前記収容スプール(1)の前記回転速度が前記保管スプール(2)の前記回転速度と本質的に等しい、切断方法。
- 第1方向での前記切断ワイヤ(3)の移動の間に、切断ワイヤ(3)が前記ワイヤ供給ユニット(5)の前記保管スプール(2)から巻き出され、前記ワイヤウェブ(17)を介して前記ワイヤ受入ユニット(6)へ移送されて前記ワイヤ受入ユニット(6)の前記保管スプール(2)に巻き付けられ、前記第2方向での前記切断ワイヤ(3)の移動の間に、切断ワイヤ(3)が前記ワイヤ受入ユニット(6)の前記保管スプール(2)から巻き出され、前記ワイヤウェブ(17)を介してワイヤ供給ユニット(5)へ移送されて前記ワイヤ供給ユニット(5)の前記保管スプール(2)に巻き付けられる、請求項10に記載の切断方法。
- すでに使用された切断ワイヤ(3)の一部分が前記ワイヤウェブ(17)から前記ワイヤ受入ユニット(6)へ移送されて、前記ワイヤ受入ユニット(6)の前記保管スプール(1)に確実に保管されるように前記保管スプールに巻き付けられ、同時に類似の長さ、好ましくは等しい長さの切断ワイヤ(3)の一部分が前記ワイヤ供給ユニット(5)の前記保管スプール(2)から巻き出されて前記ワイヤウェブ(17)へ移送される、請求項10または11に記載の切断方法。
- 新しい切断ワイヤ(3)の一部分が前記ワイヤ供給ユニット(5)の前記収容スプール(1)から巻き出され、前記ワイヤウェブ(17)を部分的に取り替えるように前記ワイヤウェブ(17)へ移送され、同時に、類似の長さ、好ましくは等しい長さの切断ワイヤ(3)の一部分が前記ワイヤウェブ(17)から前記ワイヤ受入ユニット(6)へ移送されて前記ワイヤ受入ユニット(6)の前記保管スプール(2)に巻き付けられる、および/または、使用後の切断ワイヤ(3)の一部分を前記ワイヤ受入ユニット(6)の前記収容スプール(1)に巻き付けた後に、前記切断ワイヤ(3)が、前記ワイヤ案内手段(9)により誘導されながら前記切断エリア(13)で同じ方向に移動し続けてから前記ワイヤ受入ユニット(6)の前記保管スプール(2)に巻き付けられる、請求項10〜12のいずれか1項に記載の切断方法。
- 前記ワイヤ供給ユニット(5)の前記保管スプール(2)から前記切断ワイヤ(3)を完全に巻き出した後に、前記切断ワイヤ(3)が、前記ワイヤ案内手段(9)により誘導されながら前記切断エリア(13)で同じ方向に移動し続けて、次に前記ワイヤ供給ユニット(5)の前記収容スプール(1)から巻き出される、請求項10〜13のいずれか1項に記載の切断方法。
- 前記保管スプール(2)から前記収容スプール(1)へ、および/または逆に、前記ワイヤ案内手段(9)により案内されながら、前記切断ワイヤ(3)の前記ワイヤ速度が前記最大ワイヤ速度の20%未満、好ましくは5%未満に低下する、請求項10〜14のいずれか1項に記載の切断方法。
- 前記第1方向での前記切断ワイヤ(3)の移動が、前記供給ユニット(5)の前記保管スプール(2)の前記ワイヤ支承面(2a)の長さの少なくとも80%、好ましくはほぼ100%に切断ワイヤ(3)が存在しなくなるまで継続されてから、前記切断ワイヤ(3)の前記移動方向が逆転され、次に前記受入ユニット(6)の前記保管スプール(2)の前記ワイヤ支承面(2a)の長さの少なくとも80%、好ましくはほぼ100%に切断ワイヤ(3)が巻き付けられるまで、前記第2方向での前記切断ワイヤ(3)の移動が継続される、請求項10〜15のいずれか1項に記載の切断方法。
- 前記ワイヤ供給ユニット(5)の前記収容スプール(1)が完全に空になってから新しい満載収容スプール(1)と交換されなければならなくなり、同じく、前記ワイヤ受入ユニット(6)の満載収容スプール(1)が空の収容スプール(1)と交換されなければならなくなるまで、時間とともに使用後切断ワイヤ(3)の一部分そして他の部分が前記ワイヤ受入ユニット(6)の前記収容スプール(1)に載置される、請求項10〜16のいずれか1項に記載の切断方法。
- 前記切断ワイヤ(3)の前記移動方向の複数逆転を包含する第1切断サイクルの間に、前記切断ワイヤ(3)が前記供給ユニット(5)の前記保管スプール(2)から完全に巻き出される前に前記切断ワイヤ(3)の前記移動方向が逆転されるため、前記第1切断サイクルの間に、切断ワイヤ(3)の一区分(22)、好ましくは切断ワイヤの未使用区分が、前記切断エリア(13)に達することなく前記供給ユニット(5)の前記保管スプール(2)に残り、また、前記切断ワイヤ(3)の前記移動方向の複数逆転を包含する第2切断サイクルの間に、前記切断ワイヤ(3)の前記移動方向が逆転されるため、前記第1切断サイクルの間に前記切断エリア(13)に達することなく前記供給ユニット(5)の前記保管スプール(2)に保管された切断ワイヤ(3)の一区分が、前記切断エリア(13)へ給送され、好ましくは前記エリアまで運ばれ、また、前記第2切断サイクルの間に、前記切断ワイヤ(3)が前記受入ユニット(6)の前記保管スプール(2)から完全に巻き出される前に好ましくは前記切断ワイヤの前記移動方向が逆転されるため、前記第2切断サイクルの間に、前記切断エリア(13)に達することなく前記切断ワイヤ(3)の使用後区分(23)が前記受入ユニット(6)の前記保管スプール(2)に保管される、請求項10〜17のいずれか1項に記載の切断方法。
- 前記受入ユニット(6)の前記保管スプール(2)から前記受入ユニット(6)の前記収容スプール(1)へ前記切断ワイヤ(3)の使用後区分を移送するステップを包含する切断方法であり、切断ワイヤ(3)の使用後区分を前記受入ユニット(6)の前記保管スプール(2)から完全に巻き出した後に、前記切断ワイヤ(3)の前記移動方向の逆転が続き、切断ワイヤ(3)の使用後区分を前記受入ユニット(6)の前記収容スプール(1)に巻き付けることにより、前記移送ステップが好ましくは行われる、請求項18に記載の切断方法。
- 切断ワイヤ(3)の使用後区分を前記受入ユニット(6)の前記保管スプール(2)から前記受入ユニット(6)の前記収容スプール(1)へ移送するステップが、二つの連続切断の間に行われる、請求項19に記載の切断方法。
- 請求項10〜20のいずれか1項に記載の、好ましくはインゴット、ブリック、またはコアの形で好ましくは半導体材料である材料の材片を、切断エリア(13)で案内される切断ワイヤ(3)を有するワイヤ管理システム(7)を包含するワイヤソー(8)により切断する切断方法であって、前記ワイヤ管理システム(7)が、切断ワイヤ(3)を前記ワイヤソー(8)の前記切断エリア(13)へ供給するためのワイヤ供給ユニット(5)と、切断ワイヤ(3)を前記ワイヤソー(8)の前記切断エリア(13)から受け入れるためのワイヤ受入ユニット(6)とを包含し、
前記切断ワイヤ(3)の前記移動方向の複数逆転を包含する第1切断サイクルの間に、切断ワイヤ(3)の第1区分(24)が前記材片を切断するのに前記切断エリア(13)で使用され、前記第1切断サイクルの逆転の間に、切断される材片と少なくとも一度は接触するすべてのワイヤ点により前記第1区分(24)が画定され、
前記切断ワイヤ(3)の前記移動方向の複数逆転を包含する第2切断サイクルの間に、切断ワイヤ(3)の第2区分(25)が、前記材片を切断するのに前記切断エリア(13)で使用され、前記第2区分(25)が、前記第1切断区分(24)と異なっており、前記第2切断サイクルの逆転の間に、切断される材片と接触するすべての点により画定され、
切断ワイヤ(3)の前記第1区分(24)と切断ワイヤ(3)の前記第2区分(25)とが端部領域で重複する、
切断方法。 - 切断サイクル中の前記切断ワイヤの二つの連続逆転の間に前記材片と同じ有効相互作用長さを本質的に有するワイヤ点の範囲(27,28)の外側に、前記重複範囲(26)が配置され、切断サイクル中の前記切断ワイヤの二つの連続逆転の間に前記材片と同じ有効相互作用長さを本質的に有するワイヤ点の範囲(27,28)にすぐ隣接して、前記重複範囲(26)が好ましくは配置される、請求項21に記載の切断方法。
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