KR102160171B1 - 진동 모니터링 시스템 및 그를 구비한 와이어 쏘잉 장치 - Google Patents

진동 모니터링 시스템 및 그를 구비한 와이어 쏘잉 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 와이어가 감겨지는 다수의 롤러; 상기 다수의 롤러에 각각 결합되어 상기 다수의 롤러를 회전시키는 다수의 스핀들; 상기 다수의 스핀들에 각각 장착되는 다수의 진동센서; 상기 다수의 진동센서로부터 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 및 상기 데이터 수집부에 의해 상기 다수의 롤러 또는 상기 다수의 스핀들의 결함을 판단하는 제어부를 포함하는 진동 모니터링 시스템을 제공한다.

Description

진동 모니터링 시스템 및 그를 구비한 와이어 쏘잉 장치{Vibration monitoring system and Wire sawing apparatus having the same}
본 발명은 웨이퍼 제조장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진동 모니터링 시스템 및 그를 구비한 와이어 쏘잉 장치에 관한 것이다.
단결정 실리콘 잉곳(Single Crystal Silicon Ingot)은 일반적으로 초크랄스키법(Czochralski method)에 따라 성장되어 제조된다. 이 방법은 챔버 내의 도가니에서 다결정 실리콘(Polycrystal)을 용융시키고, 용융된 실리콘에 단결정인 종자 결정(seed crystal)을 담근 후, 이를 서서히 상승시키면서 원하는 지름의 단결정 실리콘 잉곳(이하, 잉곳)으로 성장시키는 방법이다.
단결정 실리콘 웨이퍼(Single Silicon Wafer)의 제조 공정은 상술한 방법을 이용하여 잉곳을 만들기 위한 단결정 성장(Growing) 공정과, 잉곳을 슬라이싱(Slicing)하여 얇은 원판 모양의 웨이퍼를 얻는 슬라이싱(Slicing) 공정과, 슬라이싱 공정에 의해 얻어진 웨이퍼의 깨짐, 일그러짐을 방지하기 위해 그 외주부를 가공하는 외주 그라인딩(Edge Grinding) 공정과, 웨이퍼에 잔존하는 기계적 가공에 의한 손상(Damage)을 제거하여 웨이퍼의 평탄도를 향상시키기 위한 랩핑(Lapping) 공정과, 웨이퍼를 경면화하는 연마(Polishing) 공정과, 연마된 웨이퍼에 부착된 연마제나 이물질을 제거하는 세정(Cleaning) 공정으로 이루어진다.
한편, 잉곳을 웨이퍼로 절단하는 슬라이싱 공정은 여러 가지 방식이 있다. 즉, 박판 외주 부분에 다이아몬드 입자를 고착시켜 잉곳을 절단하는 O.D.S(Out Diameter Saw) 방식, 도넛(doughnut)형의 박판 내주에 다이아몬드 입자를 고착시켜 잉곳을 절단하는 I.D.S(Inner Diameter Saw) 방식, 와이어를 빠른 속도로 주행시키면서 그 위에 슬러리(slurry) 용액을 분사시켜 와이어에 묻은 슬러리와의 마찰에 의해 잉곳을 절단하는 와이어 쏘우(Wire Saw) 방식 등이 있다.
이 중에서 와이어 쏘우(W.S) 방식은 잉곳을 동시에 여러 개의 웨이퍼로 절단할 수 있어 단위 시간당 생산 수율을 향상시킬 수 있기 때문에 현재 널리 쓰이고 있는 절단 방법이다. 와이어 쏘잉 장치(Wire Sawing Apparatus)는 와이어 쏘우 방식을 이용하여 잉곳에 대한 슬라이싱 공정을 수행한다.
일반적인 와이어 쏘잉 장치는 챔버와, 챔버의 상부에서 잉곳(IG)을 클램핑하기 위한 잉곳 클램프와, 잉곳 클램프 하부에서 회전하는 다수의 스핀들과, 다수의 스핀들에 결합되어 회전하는 다수의 롤러들과, 다수의 롤러들에 감겨지면서 정역으로 회전하는 와이어와, 슬러리를 분사하는 슬러리 분사 노즐을 구비한다.
여기서 잉곳의 상단부에는 잉곳을 잉곳 클램프에 삽입 장착되도록 하기 위한 빔(Beam)과 워크 플레이트(Work plate) 또는 클램프 어셈블리(Clamp Assembly)가 결합된다.
와이어 쏘잉 장치는 잉곳 클램프에 잉곳이 장착되면, 롤러들에 감겨진 와이어를 왕복 주행시킨다. 이때, 슬러리 분사 노즐은 와이어 위로 슬러리를 분사하며, 고속 왕복 주행하는 와이어 위에서 잉곳은 하강하면서 와이어에 묻은 슬러리와의 마찰에 의해 다수의 웨이퍼들로 절단된다.
그런데, 스핀들과 롤러의 회전에 따른 진동에 의해서 슬라이싱 되는 웨이퍼의 표면은 기준면(Reference Plan)에 대하여 피크(Peak)와 밸리(Velley)의 높낮이를 갖게 된다. 이러한 피크와 밸리의 차이값은 웨이퍼의 휨 정도를 나타내는 워프(Warp) 계산값으로서, 슬라이싱되는 웨이퍼의 품질을 검사하기 위해서 사용된다. 즉, 웨이퍼 쏘잉 장치 내에서 스핀들과 롤러의 정위치, 마모 등 기계적 결함은 워프 발생을 야기한다.
종래에는 와이어 쏘잉 장치 내에서 진동에 대한 영향성 규명이 부족하고, 이에 대한 모니터링 방법이 없기 때문에 슬라이싱 된 웨이퍼에 대한 표면을 측정하고 워프를 계산하여 구동부(스핀들과 롤러 등)의 기계적 결함을 찾아내는 방법을 사용하였다.
그러나 이러한 방법은 매우 번거로울 뿐만 아니라 사후적인 방법이기 때문에 웨이퍼 생산 수율 저하 및 비용 상승 등의 원인으로 작용한다.
따라서 본 발명은 슬라이싱 공정 동안 발생하는 진동을 모티너링하여 사전에 워프 발생을 억제하여 웨이퍼 생산 품질 향상, 수율 증가 및 비용 절감을 기대할 수 있는 진동 모니터링 시스템 및 그를 구비한 와이어 쏘잉 장치를 제공하고자 한다.
본 발명은 와이어가 감겨지는 다수의 롤러; 상기 다수의 롤러에 각각 결합되어 상기 다수의 롤러를 회전시키는 다수의 스핀들; 상기 다수의 스핀들에 각각 장착되는 다수의 진동센서; 상기 다수의 진동센서로부터 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 및 상기 데이터 수집부에 의해 상기 다수의 롤러 또는 상기 다수의 스핀들의 결함을 판단하는 제어부를 포함하는 진동 모니터링 시스템을 제공한다.
상기 다수의 롤러는 상부에 위치하는 제1 롤러와 제2 롤러; 및 하부에 위치하는 제3 롤러를 포함하고, 상기 다수의 스핀들은 상기 제1 롤러의 양측에 결합되는 제1 스핀들; 상기 제2 롤러의 양측에 결합되는 제2 스핀들; 및 상기 제3 롤러의 양측에 결합되는 제3 스핀들을 포함할 수 있다.
상기 다수의 진동센서는 6개로 이루어지며, 상기 제1 내지 제3 스핀들에 각각 설치될 수 있다.
상기 다수의 진동센서는 상기 제1 내지 제3 스핀들의 하우징에 수직으로 설치될 수 있다.
상기 데이터 수집부는 상기 각각의 진동센서로부터 실시간으로 측정된 주파수와 실효값(RMS)을 포함할 수 있다.
상기 제어부는 주파수값이 특정 주파수값에 해당하면, 해당하는 특정 주파수값에 따라서 롤러 또는 스핀들의 결함으로 분류하여 판정할 수 있다.
상기 결함은 롤러의 밸런싱 결함, 스핀들 베어링 회전 결함, 스핀들 베어링 마찰 결함, 스핀들 베어링 윤활 결함, 스핀들 구동 벨트 맞물림 결함 중 적어도 어느 하나의 분류를 포함할 수 있다.
상기 다수의 스핀들에 구동력을 제공하는 모터를 더 포함하며, 상기 모터에 결합되는 RPM 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 데이터 수집부는 상기 RPM 센서의 정보를 더 수집하고, 상기 제어부는 상기 모터의 결함 여부를 더 판정할 수 있다.
한편, 본 발명은 와이어가 감겨지는 다수의 롤러; 상기 다수의 롤러에 각각 결합되어 상기 다수의 롤러를 회전시키는 다수의 스핀들; 상기 다수의 스핀들에 구동력을 제공하는 모터; 상기 다수의 스핀들에 각각 장착되는 다수의 진동센서; 상기 모터에 결합되는 RPM 센서; 상기 다수의 진동센서와 상기 RPM 센서로부터 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 및 상기 데이터 수집부에 의해 상기 다수의 롤러, 상기 다수의 스핀들, 상기 모터 중 적어도 어느 하나의 결함을 판단하는 제어부를 포함하는 진동 모니터링 시스템을 제공한다.
한편, 본 발명은 챔버; 및 상술한 진동 모니터링 시스템;을 포함하는 와이어 쏘잉 장치를 제공한다.
상기 다수의 스핀들에 구동력을 제공하는 모터를 더 포함하며, 상기 모터에 결합되는 RPM 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 데이터 수집부는 상기 RPM 센서의 정보를 더 수집하고, 상기 제어부는 상기 모터의 결함 여부를 더 판정할 수 있다.
본 발명의 진동 모니터링 시스템 및 그를 구비한 와이어 쏘잉 장치에 따르면, 슬라이싱 공정 동안 발생하는 진동을 모티너링하여 구동부의 기계적 결함을 발견하여 이상이 있는 부품을 적시에 교체하거나 수리할 수 있기 때문에 사전에 워프 발생을 억제하여 웨이퍼 생산 품질, 수율 향상 및 비용 절감을 기대할 수 있다.
도 1은 일 실시예의 와이어 쏘잉 장치에 대한 개략적인 구성도이다.
도 2는 일 실시예의 진동 모니터링 시스템의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 1의 와이어 쏘잉 장치에 적용된 도 2의 진동 모니터링 시스템의 사시도이다.
도 4는 데이터 수집부의 결과를 통해 진동 주파수(Hz)와 실효값(RMS)에 따른 구동부 결함간의 상관 관계를 보여주는 그래프들이다.
이하, 실시 예들은 포인터된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명한다.
도 1은 일 실시예의 와이어 쏘잉 장치에 대한 개략적인 구성도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 일 실시예의 와이어 쏘잉 장치(1)는 챔버(2, Chamber), 잉곳 클램프(3, Ingot Clamp), 와이어(W), 제1 롤러(20), 제2 롤러(30), 제3 롤러(40), 슬러리 공급 노즐(15, Slurry Suppling nozzle), 잉곳 피드 유닛(50, Ingot Feed Unit), 열교환기(60, Heat Exchanger), 슬러리 탱크(70, Slurry Tank) 등을 포함할 수 있다.
챔버(2)는 잉곳(IG)에 대한 절단, 즉 슬라이싱 작업이 이루어지는 공간을 이룬다. 예를 들어 챔버(2)는 직육면체 형상의 내부 공간을 갖는 룸(Room)일 수 있다. 챔버(2)에는 도어(미도시)가 장착되어, 잉곳(IG)을 투입하거나 슬라이싱된 웨이퍼를 꺼낼 때에는 챔버(2)는 개방되고 슬라이싱 작업시에는 챔버(2)는 폐쇄될 수 있다. 챔버(2)는 잉곳 클램프(3) 등이 장착되는 상부 챔버(11)와, 바닥면을 이루는 하부 챔버(12)를 포함할 수 있다.
잉곳 클램프(3)는 챔버(2) 내부에서 잉곳(IG)을 지지한다. 잉곳 클램프(3)는 챔버(2)에 결합된 홀더와, 잉곳(IG)의 상부 영역에 결합된 워크 플레이트를 구비하며, 잉곳(IG)을 챔버(2) 상에 장착되도록 한다. 잉곳 클램프(3)는 잉곳(IG)이 탑재되므로 마운팅 블록(Mounting Block)이라 불리울 수 있다.
와이어(W)는 잉곳(IG)을 다수개의 박판인 웨이퍼(Wafer)로 절단할 수 있다.
와이어(W)는 제1 롤러(20), 제2 롤러(30) 및 제3 롤러(40)의 외주면에 일정 간격으로 다수개가 감겨질 수 있다. 예를 들어 와이어(W)는 보빈(80, Bobbin)으로부터 제1 롤러(20), 제2 롤러(30) 및 제3 롤러(40)에 감겨지도록 공급될 수 있다.
와이어 쏘잉 동작시, 와이어(W)는 제1 롤러(20), 제2 롤러(30) 및 제3 롤러(40)에서 감겨졌다 풀려지는 왕복 이동을 반복하면서 잉곳(IG)을 쏘잉하도록 동작할 수 있다. 감겨진 와이어(W)의 간격에 의해 슬라이싱되는 웨이퍼의 개수 및 두께가 결정될 수 있다.
제1 롤러(20)는 와이어(W)가 감겨지므로 와이어 가이드 롤러(Wire Guide Roller)라고 한다. 제1 롤러(20)의 양측에는 제1 롤러(20)에 회전력을 전달하는 한 쌍의 제1 스핀들(200, Spindle)이 결합된다. 한 쌍의 제1 스핀들(200)은 각각 회전축과, 회전축을 감싸는 하우징을 포함할 수 있다.
제2 롤러(30)는 와이어(W)가 감겨지는 와이어 가이드 롤러일 수 있다. 제2 롤러(30)의 양측에는 제2 롤러(30)에 회전력을 전달하는 한 쌍의 제2 스핀들(300)이 결합된다. 한 쌍의 제2 스핀들(300)은 각각 회전축과, 회전축을 감싸는 하우징을 포함할 수 있다.
마찬가지로 제3 롤러(40)는 와이어(W)가 감겨지는 와이어 가이드 롤러일 수 있다. 제3 롤러(40)의 양측에는 제3 롤러(40)에 회전력을 전달하는 한 쌍의 제2 스핀들(400)이 결합된다. 한 쌍의 제3 스핀들(400)은 각각 회전축과, 회전축을 감싸는 하우징을 포함할 수 있다.
제1 내지 제3 스핀들(200, 300, 400)은 모터(M, 도 3 참조)에 의해 구동력을 전달받아 정역 회전하도록 동작할 수 있다.
다른 실시예에서 롤러는 3개의 롤러가 아닌 제1 롤러(20)와 제2 롤러(30)의 2개의 롤러로 구성될 수도 있으며, 롤러는 스핀들을 포함하는 용어로 사용되기도 한다.
슬러리 공급 노즐(15)은 와이어(W)로 슬러리 용액을 공급하기 위해 제1 롤러(20)와 제2 롤러(30)의 상부에 배치될 수 있다. 슬러리 공급 노즐(15)로부터 분사되는 슬러리 용액들은 와이어(W)에 흡착되고, 슬러리 용액이 흡착된 와이어(W)에 의해 잉곳(IG)의 슬라이싱 작업이 이루어진다. 슬러리에는 연마 지립이 포함되어 있기 때문에 잉곳(IG)이 와이어(W)를 향해 이동하여 가압되면, 와이어(W)에 묻어 있던 연마 그레인에 의해 잉곳(IG)이 절단될 수 있다.
잉곳 피드 유닛(50)은 잉곳 클램프(3)를 제1 롤러(20), 제2 롤러(30) 및 제3 롤러(40)의 아래로 이동시켜 잉곳(IG)이 와이어(W)에 의해 슬라이싱되도록 하며, 잉곳(IG)이 웨이퍼로 슬라이싱된 후에는 잉곳 클램프(3)를 챔버(2)의 상부 영역으로 이동시킬 수 있다.
열교환기(60)는 슬러리 분사 노즐(15)로 이동하는 슬러리의 온도를 실시간으로 조절할 수 있다. 따라서 열교환기(60)에 의하여 온도 조절된 슬러리가 와이어(W)에 분사되어 잉곳(IG)의 온도를 타겟(Target) 온도로 실시간으로 일정하게 유지시킬 수 있다.
슬러리 탱크(70)는 슬러리를 저장하며, 슬러리 이송 라인(71)을 통해 슬러리를 이동시켜 슬러리 공급 노즐(15)로 슬러리가 분사되도록 한다. 슬러리 탱크(70)는 내부에 수용된 슬러리 용액을 교반시키기 위한 교반부와, 교반부에 회전력을 전달하기 위한 교반기 구동부를 포함할 수 있다.
이와 같이 실시예의 와이어 쏘잉 장치(1)는 슬라이싱 공정 동안 발생하는 진동을 모티너링하여 구동부의 결함을 치유함으로써 사전에 워프 발생을 억제하여 웨이퍼 생산 품질 향상, 수율 증가 및 비용 절감을 기대할 수 있는 진동 모니터링 시스템(100)을 포함한다.
와이어 쏘잉 장치(1)에서, 전술한 바와 같이 와이어(W)를 구동시키는 다수의 롤러(20, 30, 40), 다수의 스핀들(200, 300, 400), 모터(M)를 통칭하여 구동부로 명칭할 수 있다.
진동 모니터링 시스템(100)은 구동부의 진동을 모니터링함으로써 구동부의 결함을 판단할 수 있다. 따라서 진동 모니터링 시스템(100)은 와이어 쏘잉 장치(1)에서 구동부의 기계적인 결함이 발견되면 부품의 교체, 수리 등의 조치를 할 수 있도록 알려줄 수 있다.
도 2는 일 실시예의 진동 모니터링 시스템의 개략적인 구성도이고, 도 3은 도 1의 와이어 쏘잉 장치에 적용된 도 2의 진동 모니터링 시스템의 사시도이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 진동 모니터링 시스템(100)은 진동센서(110), RPM 센서(120), 데이터 수집부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.
도 3을 참조하면, 진동센서(110)는 다수의 스핀들(200, 300, 400)에 각각 장착되어 스핀들(200, 300, 400)에 전해지는 진동을 측정할 수 있다. 각 진동센서(110)들은 도시하지는 않았지만 커넥터 케이블(connector cable)에 의해 데이터 수집부(130)와 연결될 수 있다. 다수의 스핀들(200, 300, 400)은 벨트(600)에 의해 서로 연결되어 회전할 수 있고, 제3 스핀들(400)은 모터(M)와 연결된 구동벨트(500)를 통해 회전력이 인가될 수 있다.
또한, 실시예에서 롤러(20, 30, 40)는 3개로 이루어지고, 각 롤러(20, 30, 40)의 좌측과 우측에 한 쌍의 스핀들(200, 300, 400)이 결합되므로 진동센서(110)는 총 6개로 이루어질 수 있다.
따라서 6개의 진동센서(110)들은 각각 한 쌍으로 이루어지는 제1 내지 제3 스핀들(200, 300, 400)에 각각 설치될 수 있다.
여기서 각 진동센서(110)는 핀(Pin) 형상으로 이루어지면서, 스핀들(200, 300, 400)의 하우징 표면에 수직 설치될 수 있다. 각 진동센서(110)들은 스핀들(200, 300, 400)에 전해지는 진동을 측정하여 결과를 데이터 수집부(130)로 전달할 수 있다.
도 3을 참조하면, RPM 센서(120)는 다수의 스핀들(200, 300, 400)에 구동력을 제공하는 모터(M)에 결합된다. RPM 센서(120)는 모터(M)의 회전력(RPM, 분당 회전수)을 측정하면서, 모터(M)의 상태에 대한 데이터를 데이터 수집부(130)로 제공할 수 있다. 구체적으로 RPM 센서(120)는 스핀들(200, 300, 400)을 구동하는 모터(M)의 내측에 브라켓(Bracket, 미도시) 등을 통해 고정 설치할 수 있다.
RPM 센서(120)는 모터(M)의 회전 상태가 정상적인지 여부를 측정함으로부터 각 스핀들(200, 300, 400)과 롤러(20, 30, 40)에 전해지는 진동이 정상적인지 여부를 판단하는 정보를 제공할 수 있다. RPM 센서(120)는 모터(M)에 설치될 수도 있고, 실시예에 따라 설치되지 않을 수도 있다.
데이터 수집부(130)는 다수의 진동센서(110)로부터 제공된 데이터를 수집할 수 있다. 또한, RPM 센서(120)가 더 포함된 실시예에서 데이터 수집부(130)는 RPM 센서(120)로부터 제공된 데이터를 수집할 수 있다.
예를 들어 데이터 수집부(130)에 수집되는 데이터는 각각의 진동센서(110)로부터 실시간으로 측정된 주파수와 실효값(RMS)을 포함할 수 있다.
진동의 주파수는 신호가 얼마나 빨리 변하는가를 알려주는 정보로서 Hz 단위로 표시될 수 있다.
실효값(RMS, Root Mean Square)은 진동의 파형 특성을 보다 유용하게 분석하기 위해 도입될 수 있다. 실효값은 파형의 평균값, 피크값 만으로 파형 특성을 파악하기 곤란하므로 어느 정도 평균적인 의미를 지닌 값으로 변환한 값을 의미한다.
수치적으로 실효값은 진동의 파형 신호에 대한 순시값(instantaneous value, 순간 순간 변하는 파형의 임의의 시간에 있어서의 값) 제곱을 1 주기의 평균값을 제곱근으로 표시될 수 있다.
제어부(140)는 데이터 수집부(130)에 의해 다수의 롤러(20, 30, 40), 다수의 스핀들(200, 300, 400) 또는 모터(M)의 기계적인 결함을 판단할 수 있다.
예를 들어 제어부(140)는 도 4에 도시된 바와 같이 주파수-실효값 그래프에서 주파수값이 특정 주파수값에 해당하면, 해당하는 특정 주파수값에 따라서 롤러(20, 30, 40) 또는 스핀들(200, 300, 400)의 결함으로 분류하여 판정할 수 있다.
여기서 결함은 롤러(20, 30, 40)의 밸런싱 결함, 스핀들(200, 300, 400)의 베어링 회전 결함, 스핀들(200, 300, 400)의 베어링 마찰 결함, 스핀들(200, 300, 400)의 베어링 윤활 결함, 스핀들(200, 300, 400)의 구동 벨트 맞물림 결함 중 적어도 어느 하나의 분류를 포함할 수 있다.
도 4는 데이터 수집부의 결과를 통해 진동 주파수(Hz)와 실효값(RMS)에 따른 구동부 결함간의 상관 관계를 보여주는 그래프들이다.
도 4의 (a)와 같이, 진동을 측정한 데이터값이 좌측에 위치한 비교적 낮은 특정 주파수값(L1, 기준값1)에 근접하는 파형을 보일 때, 실험적으로는 롤러(20, 30, 40)의 밸런싱에 결함이 있음을 파악할 수 있다. 제어부(140)는 이러한 결험이 발견되면 사용자에게 롤러(20, 30, 40)를 재조립함으로써 결함을 해소하도록 알림할 수 있다.
도 4의 (b)와 같이 진동을 측정한 데이터값이 우측에 위치한 비교적 낮은 특정 주파수값(L2, 기준값2)에 근접하는 파형을 보일 때, 실험적으로는 스핀들(200, 300, 400)의 밸런싱에 결함이 있음을 파악할 수 있다. 스핀들(200, 300, 400)의 밸런싱은 스핀들(200, 300, 400) 내의 베어링, 회전축의 마모, 윤활유의 부족 등의 원인이 있을 수 있다. 제어부(140)는 이러한 결함이 발견되면 사용자에게 스핀들(200, 300, 400)을 점검함으로써 결함을 해소하도록 알림할 수 있다.
상술한 예시의 기준값1,2 뿐만 아니라 특정 주파수값에 파형이 근접함에 따라서 결함의 원인은 보다 세부적으로 파악될 수 있다. 예를 들어 스핀들(200, 300, 400)의 밸런싱 결함이 윤활유의 부족 문제인지 베어링의 마찰에 의한 것인지를 실험적으로 파악할 수 있을 것이다.
이와 같이 본 발명의 진동 모니터링 시스템 및 그를 구비한 와이어 쏘잉 장치에 따르면, 슬라이싱 공정 동안 발생하는 진동을 모티너링하여 구동부의 기계적 결함을 발견하여 이상이 있는 부품을 적시에 교체하거나 수리할 수 있기 때문에 사전에 워프 발생을 억제하여 웨이퍼 생산 품질, 수율 향상 및 비용 절감을 기대할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 와이어 쏘잉 장치 2 : 챔버
3 : 잉곳 클램프 20 : 제1 롤러
30 : 제2 롤러 40 : 제3 롤러
50 : 잉곳 피드 유닛 60 : 열교환기
70 : 슬러리 탱크 100 : 진동 모니터링 시스템
110 : 진동센서 120 : RPM 센서
130 : 데이터 수집부 140 : 제어부
200, 300, 400 : 스핀들

Claims (13)

  1. 와이어가 감겨지는 다수의 롤러;
    상기 다수의 롤러에 각각 결합되어 상기 다수의 롤러를 회전시키는 다수의 스핀들;
    상기 다수의 스핀들에 각각 장착되는 다수의 진동센서;
    상기 다수의 진동센서로부터 데이터를 수집하는 데이터 수집부; 및
    상기 데이터 수집부에 의해 상기 다수의 롤러 또는 상기 다수의 스핀들의 결함을 판단하는 제어부를 포함하고,
    상기 다수의 롤러는,
    상부에 위치하는 제1 롤러와 제2 롤러, 및 하부에 위치하는 제3 롤러를 포함하고,
    상기 다수의 스핀들은,
    상기 제1 롤러의 양측에 결합되는 제1 스핀들, 상기 제2 롤러의 양측에 결합되는 제2 스핀들 및 상기 제3 롤러의 양측에 결합되는 제3 스핀들을 포함하며,
    상기 1 내지 3 스핀들은 벨트에 의해 연결되고,
    상기 제3 스핀들은 모터에 연결되되, 상기 모터와 제3 스핀들 사이에는 상기 제3 스핀들에 회전력을 인가하는 구동 벨트가 배치되며,
    상기 제어부는 스핀들 구동 벨트 맞물림 결함을 판정하는 진동 모니터링 시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 진동센서는 6개로 이루어지며,
    상기 제1 내지 제3 스핀들에 각각 설치되는 진동 모니터링 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다수의 진동센서는 상기 제1 내지 제3 스핀들의 하우징에 수직으로 설치되는 진동 모니터링 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 데이터 수집부는
    상기 각각의 진동센서로부터 실시간으로 측정된 주파수와 실효값(RMS)을 포함하는 진동 모니터링 시스템.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제어부는
    주파수값이 특정 주파수값에 해당하면, 해당하는 특정 주파수값에 따라서 롤러 또는 스핀들의 결함으로 분류하여 판정하는 진동 모니터링 시스템.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 결함은 롤러의 밸런싱 결함, 스핀들 베어링 회전 결함, 스핀들 베어링 마찰 결함, 스핀들 베어링 윤활 결함 중 적어도 어느 하나의 분류를 더 포함하는 진동 모니터링 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 모터에 결합되는 RPM 센서를 더 포함하는 진동 모니터링 시스템.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 데이터 수집부는 상기 RPM 센서의 정보를 더 수집하고,
    상기 제어부는 상기 모터의 결함 여부를 더 판정하는 진동 모니터링 시스템.
  10. 삭제
  11. 챔버; 및
    제1항, 제3 내지 제9항 중 어느 한 항의 진동 모니터링 시스템;을 포함하는 와이어 쏘잉 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 모터에 결합되는 RPM 센서를 더 포함하는 와이어 쏘잉 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 데이터 수집부는 상기 RPM 센서의 정보를 더 수집하고,
    상기 제어부는 상기 모터의 결함 여부를 더 판정하는 와이어 쏘잉 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000190196A (ja) * 1998-12-28 2000-07-11 Nippei Toyama Corp ワイヤソ―のリ―ルボビンの異常回転検知構造
JP2010260130A (ja) * 2009-05-07 2010-11-18 Murata Mfg Co Ltd ワイヤ鋸装置およびワイヤ鋸装置でワークを切削する方法

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