JP2018065247A - ワイヤソー及びワイヤソーによる材料の切断方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】切断エリア13と、ワイヤ供給ユニット5とワイヤ受入ユニット6とを有し、切断ワイヤ3を第1、第2方向に案内するワイヤ管理システム7とを含み、ワイヤ供給ユニット5が、保管スプール2を駆動させて、その回転軸線2bを中心として回転する回転駆動装置11であって、保管スプール2は、切断ワイヤ3の一部分を一時的に受け入れ、ワイヤソーの使用時には、新しいワイヤを装填するための収容スプール1が、着脱可能式に取り付けられる、回転駆動装置と、ワイヤソーの使用時には、10本以下の巻線が相互に保管スプール2上で重複するまたは、保管スプール2の上の巻線が収容スプール1の上の巻線よりも低い密度を有するように、切断ワイヤ3を保管スプール2へ案内するワイヤ案内手段9と、を含む。
【選択図】図1
Description
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 (33)
- 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)で切断ワイヤ(3)を第1方向と前記第1方向と反対である第2方向に案内するためのワイヤ管理システム(7)であって、前記切断エリア(13)へ前記切断ワイヤ(3)を供給するためのワイヤ供給ユニット(5)と、前記切断エリア(13)から前記切断ワイヤ(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)と、を包含し、
前記ワイヤ供給ユニット(5)が、
保管スプール(2)を駆動させて、その回転軸線(2b)を中心として回転する回転駆動装置(11)であって、前記保管スプール(2)は、前記切断ワイヤ(3)の一部分を一時的に受け入れ、前記ワイヤソー(8)の使用時には、前記保管スプール(2)の一端部と収容スプール(1)の一端部とが対向するように、新しいワイヤを装填するための前記収容スプール(1)が、着脱可能式に前記保管スプール(2)に取り付けられる、回転駆動装置(11)と、
切断プロセスにおける前記ワイヤソー(8)の使用時には、10本以下の巻線が相互に前記保管スプール(2)の上で重複する、および/または、前記保管スプール(2)の上の前記巻線が前記収容スプール(1)の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、
を包含しているワイヤソー。 - 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に記載のワイヤソー。
- 前記保管スプール(2)のワイヤ支承面(2a)の長さが前記収容スプール(1)のワイヤ支承面(1a)の長さより大きい、請求項1に記載のワイヤソー。
- 前記保管スプール(2)の前記回転軸線(2b)が前記収容スプール(1)の回転軸線(1b)と一致する、請求項1に記載のワイヤソー。
- 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)を保管することが可能である、請求項1から4のいずれか1項に記載のワイヤソー。
- 前記保管スプール(2)が、切断ワイヤ(3)を非重複状態で保管することが可能である、請求項1に記載のワイヤソー。
- 前記ワイヤ供給ユニット(5)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から4のいずれか1項に記載のワイヤソー。
- 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している、請求項7に記載のワイヤソー。
- 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、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7に記載のワイヤソー。
- 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)を包含する、請求項1から4のいずれか1項に記載のワイヤソー。
- 前記トラベラプーリ(4)もまた前記収容スプール(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ある、請求項10に記載のワイヤソー。
- 前記保管スプール(2)がドラムとして構成され、マントルを包含する、請求項1から4のいずれか1項に記載のワイヤソー。
- 前記マントルが、螺旋ワイヤ案内溝を包含する、請求項12に記載のワイヤソー。
- 前記マントルが、弾性コーティングを包含する、請求項12に記載のワイヤソー。
- 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)で切断ワイヤ(3)を第1方向と前記第1方向と反対である第2方向に案内するためのワイヤ管理システム(7)であって、前記切断エリア(13)へ前記切断ワイヤ(3)を供給するためのワイヤ供給ユニット(5)と、前記切断エリア(13)から前記切断ワイヤ(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)と、を包含し、
前記ワイヤ受入ユニット(6)が、
保管スプール(2)を駆動させて、その回転軸線(2b)を中心として回転する回転駆動装置(11)であって、前記保管スプール(2)は、前記切断ワイヤ(3)の一部分を一時的に受け入れ、前記ワイヤソー(8)の使用時には、前記保管スプール(2)の一端部と収容スプール(1)の一端部とが対向するように、新しいワイヤを装填するための前記収容スプール(1)が、着脱可能式に前記保管スプール(2)に取り付けられる、回転駆動装置(11)と、
切断プロセスにおける前記ワイヤソー(8)の使用時には、10本以下の巻線が相互に前記保管スプール(2)の上で重複する、および/または、前記保管スプール(2)の上の前記巻線が前記収容スプール(1)の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、
を包含しているワイヤソー。 - 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15に記載のワイヤソー。
- 前記保管スプール(2)のワイヤ支承面(2a)の長さが前記収容スプール(1)のワイヤ支承面(1a)の長さより大きい、請求項15に記載のワイヤソー。
- 前記保管スプール(2)の前記回転軸線(2b)が前記収容スプール(1)の回転軸線(1b)と一致する、請求項15に記載のワイヤソー。
- 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)を保管することが可能である、請求項15から18のいずれか1項に記載のワイヤソー。
- 前記保管スプール(2)が、切断ワイヤ(3)を非重複状態で保管することが可能である、請求項15に記載のワイヤソー。
- 前記ワイヤ受入ユニット(6)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15から18のいずれか1項に記載のワイヤソー。
- 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している、請求項21に記載のワイヤソー。
- 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、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、各回転駆動装置(10,11)を同期化する、請求項21に記載のワイヤソー。
- 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)を包含する請求項15から18のいずれか1項に記載のワイヤソー。
- 前記トラベラプーリ(4)もまた前記収容スプール(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ある、請求項24に記載のワイヤソー。
- 前記保管スプール(2)がドラムとして構成され、マントルを包含する、請求項15から18のいずれか1項に記載のワイヤソー。
- 前記マントルが、螺旋ワイヤ案内溝を包含する、請求項26に記載のワイヤソー。
- 前記マントルが、弾性コーティングを包含する、請求項26に記載のワイヤソー。
- ワイヤソー(8)による材料の切断方法であって、前記ワイヤソー(8)が、切断エリア(13)と、前記切断エリア(13)で、切断ワイヤ(3)を案内するワイヤ案内ローラ(14)と、保管スプール(2)と新ワイヤを装填するための前記保管スプール(2)に隣接して取り付けられる収容スプール(1)とを駆動するための回転駆動装置(11)を包含する、ワイヤ供給ユニット(5)と、前記切断ワイヤ(3)を受け入れるための前記保管スプール(2)を包含するワイヤ受入ユニット(6)と、を包含し、前記切断方法は、切断プロセスを包含し、
前記切断プロセスにおいて、前記切断ワイヤ(3)が新ワイヤ側(18)から使用後ワイヤ側(19)へ第1方向に移動する間に、前記切断ワイヤ(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、前記切断エリア(13)を移動し、前記使用後ワイヤ側(19)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、
前記切断ワイヤ(3)が前記使用後ワイヤ側(19)から前記新ワイヤ側(18)へ第2方向に移動する間に、前記切断ワイヤ(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、前記切断エリア(13)を移動し、前記新ワイヤ側(18)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、切断方法。 - 新ワイヤ装填プロセスをさらに含み、前記新ワイヤ装填プロセスにおいて、前記ワイヤ供給ユニット(5)の前記収容スプール(1)からの前記切断ワイヤ(3)が、前記第1方向の前記切断エリア(13)に追加される、請求項29に記載の切断方法。
- 前記ワイヤソー(8)の前記ワイヤ受入ユニット(6)が、使用後ワイヤを収集するための収容スプール(1)を包含し、前記切断方法が使用後ワイヤの外向き移送プロセスを包含し、
使用後ワイヤの前記外向き移送プロセスは、すでに使用された切断ワイヤ(3)の一部分が前記切断エリア(13)から前記ワイヤ受入ユニット(6)の前記収容スプール(1)へ移送されて、同時に切断ワイヤ(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切断エリア(13)へ移送される、請求項29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)から巻き出され、前記切断エリア(13)へ移送される前記切断ワイヤ(3)の前記一部分が、前記切断エリア(13)から前記ワイヤ受入ユニット(6)の前記収容スプール(1)へ移送されるすでに使用された切断ワイヤ(3)の前記一部分と等しい長さである、請求項31に記載の切断方法。
- 前記第1方向での前記切断ワイヤ(3)の前記移動が、前記ワイヤ供給ユニット(5)の前記保管スプール(2)のワイヤ支承面(2a)の長さの少なくとも60%に切断ワイヤが存在しなくなるまで続けられてから、前記切断ワイヤ(3)の移動方向が逆転される、請求項29に記載の切断方法。
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