KR20150110493A - 와이어 관리시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 절단와이어(3)를 절단부(13)를 통해 안내하는 와이어톱(8)에 사용되고, 와이어톱(8)의 절단부(13)에 절단와이어(3)를 공급하는 와이어 공급부(5)와, 와이어톱의 절단부로부터 절단와이어(3)를 받는 수령부(6)를 갖는 와이어 관리시스템(7)에 관한 것이다. 이 와이어 관리시스템의 와이어 공급부(5)와 수령부(6) 중의 적어도 하나는 절단와이어(3)의 적어도 일부분을 겹치게 감아 지지하는 적어도 하나의 회전 비축스풀(1); 절단와이어(3)의 일부분을 임시로 감아두고 비축스풀(1)의 회전축(1b)과 일치하는 회전축(2b)을 갖는 적어도 하나의 회전 저장스풀(2); 및 저장스풀(2)의 와이어 권선들이 서로 겹치지 않도록 및/또는 저장스풀(2)의 와이어 권선들이 비축스풀(1)의 권선보다 낮은 밀도를 갖도록 절단와이어(3)를 저장스풀(2)로 안내하는 와이어 안내수단(9)을 포함한다.

Description

와이어 관리시스템{WIRE MANAGEMENT SYSTEM}

본 발명은 절단부르 통해 안내되는 절단와이어가 달린 와이어톱의 와이어 관리시스템, 와이어톱 및 절단방법에 관한 것이다.

본 발명은 특히 고정입자 톱질 기술에 관한 것이다. 오늘날, 반도체 분야의 웨이퍼나 솔라셀이나 LED는 고정입자를 이용해 절단하고 있다. 절단하는데 금속와이어를 슬러리 입자에 통과시키는 방법은 더이상 사용하지 않는다. 이런 와이어를 (다이아몬드 와이어와 같은) 고정입자 와이어라 한다.

반도체, 전자소자, 태양전지, 광소자, 광자 분야에서 이런 톱질 기술이 이용된다. 일반적 (취약한) 톱질 재료로는 GaAs, 게르마늄, 다결정이나 단결정이나 모노 실리콘, InP, 석영, 사파이어, 기타 세라믹 재료가 있다.

와이어톱의 와이어 안내롤의 절단와이어 지지면에는 폴리우레탄으로 코팅된 홈들이 있다. 홈의 피치는 와이어 직경과 함께 톱질되는 웨이퍼의 두께를 결정한다.

사용된 와이어를 계속 사용할 가능성이 너무 많이 줄어들지 않는 상태에서 와이어웹의 일부분을 이전 절단 단계에서 이미 사용했어도 고정입자 와이어를 계속 사용할 수 있으면 고정입자 웨이퍼링의 처리비용을 크게 절감할 수 있다. 톱질 가능성은 절단과정에서의 와이어 변형(휘어짐)으로 측정할 수 있다. 톱질 가능성을 잃은 와이어는 새로운 미사용 와이어보다 더 많이 변형된다.

절단와이어를 일반 톱처럼 앞뒤 양방향으로 움직이면서 다이아몬드로 실리콘을 절단하는 것이 보통이다. 공급스풀에서 수령(처분)스풀로 움직이는 전진절단은 반대방향보다 약간 더 긴 것이 보통이다. 이것을 소위 필그림 모드(pilgrim mode)라 한다. 필그림 모드에서 미사용 뉴와이어가 중간에 추가된다. 이것은 놀랍지는 않지만, 슬러리 커팅을 위해서는 와이어가 한쪽으로만 움직이기 때문에 필그림 모드는 일반 절단법에는 사용되지 않는다.

먼저 절단와이어를 와이어톱에 배치한다. CH691292A5는 도 1과 같이, 와이어 관리시스템을 갖춘 와이어톱을 소개하는데, 이 와이어톱은 절단할 준비가 되어있다. 필그림 동작을 위해, 절단와이어가 공급스풀에서 풀려 절단부를 통과하면서 와이어웹을 형성한 다음, 수령스풀(처분스풀)에 감긴다. 일반적으로, 공급스풀과 수령스풀과 와이어 안내롤러가 구동된다.

와이어는 500~600m 정도 일방향으로 움직이고, 500~600m의 추가 길이가 시작점에 비해 공급스풀로부터 수령스풀에 감기지만, 490~590m 정도는 수령스풀에서 공급스풀로 되감긴다. 이런 식으로 뉴와이어가 와이어웹에 공급된다. 절단와이어 n분이 절단할 공작물에 더이상 닿지 않으면(즉, 더 많은 절단와이어가 이 부분 뒤로 공급되어, 와이어가 뒤로 움직일 때 공작물에 더이상 닿지 않을 때), 이 와이어를 다 써야만 하고; 절단와이어의 다이어몬드는 와이어로부터 분리된다.

공급스풀과 수령스풀에 절단와이어를 여러번 겹쳐 감으면 와이어가 손상된다는 것이 밝혀졌다. 스풀을 떠나거나 도착하는 바깥쪽 와이어 부분과 그 밑의 와이어 부분들 사이의 마찰로 인해 와이어 수명이 줄어들고 비용은 증가한다. 와이어가 겹쳐 감겼을 때 마찰이 일어난다.

JP2000158436에 소개된 시스템에서는 공급스풀 뒤에 중간 휠을 배치한다. 공급스풀에서 풀린 절단와이어는 와이어웹에 앞서 중간 휠에 도착한다. 와이어웹을 떠난 와이어는 수령스풀에 앞수 제2 중간휠에 도착한다. 중간휠이 공급스풀로부터의 뉴와이어의 공급 없이 절단와이어를 공급하는한 절단와이어는 와이어웹을 통해 공급됨이 명백하다. 또, 중간휠의 직경이 D라면, 공급스풀과 수령스풀을 회전시키지 않고 πD의 와이어를 절단에 사용할 수 있다. 그러나, 임시로 중간휠에 모이는 와이어 부분의 길이가 아주 짧다. 유효 필그림 모드를 위해서는 절단와이어의 방향이 반전되기 전에 500~600m 정도 길이의 절단와이어가 이동해야 한다. 따라서, JP2000158436에 소개된 시스템은 최대 300개의 웨이퍼들을 동시에 절단하기에는 부적절하다. 또, 이 와이어는 감속되어 방향이 바뀌기 전에 최대속도에 도달할 수도 없다. 절단효율이 와이어의 속도에 좌우되므로, 이때문에 와이어와 풀리와 롤을 아주 빈번하게 가속해야만 하는 문제가 도출된다. 그 결과 와이어 평균속도가 낮아지고, 이는 절단에 좋지 않으며 많은 에너지를 필요로 한다.

JP2000-024905은 와이어 관리시스템을 갖춘 와이어톱을 소개한다. 절단와이어의 장력을 낮추기 위해 중간 캡스턴 드럼을 사용해 장력을 낮춰 공급-수령 스풀들에 와이어를 감는다. 이렇게 하면 풀리와 롤이 너무 빨리 마모되는 것을 방지한다. 그러나, 와이어의 장력을 0으로는 낮출 수 없어, 비축스풀들에 와이어를 감고풀 때 와이어끼리 손상을 줄 우려는 여전히 있다. 또, 이런 중간 드럼 각각이 고도의 동적제어를 하는 드라이브를 별도로 필요로 한다.

이 시스템의 문제는 와이어를 계속해서 인장상태로 두어야 하는데 있다. 그렇지 않으면 와이어가 잘못 움직일 수 있다. 이 특허출원은 와이어들이 서로 접촉하는 문제는 해결하지 못한다. 와이어는 권선과정중에 마모된다. 인장력이 크고 날카로운 미사용 와이어는 그 밑에 감긴 와이어와 마찰을 일으킨다.

본 발명의 목적은 종래의 이런 문제점들을 감안하여, 절단와이어의 손상을 방지하는 와이어 관리시스템을 제공하는데 있다. 와이어 관리시스템은 특히 스풀에서의 와이어끼리의 상대운동으로 인한 와이어 파손을 방지해야 한다. 마모를 낮추는 와이어 관리시스템에 의해 절단와이어의 수명이 늘어나야만 한다. 저마모 와이어 관리를 통해 종래보다 훨씬 더 오래 동일한 와이어 부분을 사용할 수 있다. 따라서, 본 발명에 의하면 새로운 절단와이어 부분을 추가하는 사이클이 연장된다. 끝으로, 와이어 관리시스템 자체도 조립이 용이하고, 공간을 절감하며 경제적이어야 한다. 와이어 관리시스템을 이용해 좁은 공간에 많은 와이어를 저장할 수 있어야 한다.

뉴와이어용 저장스풀에 많은 와이어를 저장하는 (대량저장의) 장점은 아래와 같다: 와이어는 끝부분까지 완전히 사용할 수 없다. 이 부분이 오기 전에 그 앞부분이 완전히 마모되면 와이어가 손상된다. 와이어의 가장 앞뒤 부분은 와이어웹에 도달하지 못해 절단에 전혀 사용할 수 없고, 비축스풀에 연결되며 와이어웹을 통과하거나 도착할 수 없다. 와이어의 가장 앞뒤 부분은 효과적으로 사용할 수 없다. 와이어를 비축스풀에 길게 감아두면 효과적으로 사용하지 못하는 와이어 부분의 비율이 줄어든다. 또, 비축스풀의 와이어가 이런 2 부분을 갖고있음로, 같은 량의 와이어를 감은 2개의 스풀을 사용하면 이런 부분이 4개가 되어 손실도 2배로 된다.

본 발명의 목적은 절단와이어를 절단부를 통해 안내하는 와이어톱(8)에 사용되고, 와이어톱의 절단부에 절단와이어를 공급하는 와이어 공급부와, 와이어톱의 절단부로부터 절단와이어를 받는 수령부를 갖는 와이어 관리시스템에 있어서:

공급부와 수령부 중의 적어도 하나가,

절단와이어의 적어도 일부분을 겹치게 감아 지지하는 적어도 하나의 회전 비축스풀;

절단와이어의 일부분을 임시로 감아두고 비축스풀의 회전축과 일치하는 회전축을 갖는 적어도 하나의 회전 저장스풀; 및

저장스풀의 와이어 권선들이 서로 겹치지 않도록 및/또는 저장스풀의 와이어 권선들이 비축스풀의 권선보다 낮은 밀도를 갖도록 절단와이어를 저장스풀로 안내하는 와이어 안내수단을 포함하는 와이어 관리시스템에 의해 달성된다.

이 와이어 관리시스템은 와이어 파손 위험을 효과적으로 줄이고, 절단와이어의 수명은 늘이며, 다이아몬드와 같은 연마입자들의 원치않는 손실은 줄인다. 이런 효과는 절단과정 동안 절단와이어의 마모를 줄여 얻을 수 있다.

비축스풀은 대량의 절단와이어를 중첩되게 권선할 수 있고, 저장스풀은 절단와이어를 중첩되지 않게 권선할 수 있다. 필그림 사이클 동안, 즉 절단와이어가 제1 방향으로 움직였다가 반대로 움직이는 동안 사용된 와이어 부분을 저장스풀이 임시로 지지한다. 저장스풀에서 절단와이어를 풀거나 감는 동안 이 와이어는 비축스풀에는 감기지 않고 저장스풀의 와이어 접촉면에 직접 접촉한다.

본 발명은 필그림 사이클에서 대량의 와이어(즉, 아주 긴 와이어 구간)를 관리할 수도 있다. 그럼에도 불구하고, 절단부를 통해 하나 이상의 사이클로 움직이는 와이어 부분에서 원하는 양의 사용된 와이어를 제거하거나 뉴와이어를 추가할 수 있다.

회전축들은 기본적으로 일직선상에서 일치되고, 직선에서 약간 벗어나는 것도 본 발명의 범위에 속한다. 절단을 하는 동안 스풀들의 방향은 크게 벗어나지 않으며 생대적 방향(얼라인먼트)도 5도, 바람직하게는 2도, 더 바람직하게는 1도 범위내에 있는 것이 좋다.

와이어 권선의 밀도란 스풀의 축선을 다라 단위길이당 와이어 권선수를 의미한다.

저장스풀에서는 겨우 10개 정도의 권선만, 바람직하게는 5개의 권선만 서로 겹치는 것이 좋지만, 전혀 겹치지 않는 것이 이상적이다. 즉, 저장스풀의 대부분에서 절단와이어가 겹치지 않게 감기는 것이 가장 바람직하다.

비축스풀과 관련 저장스풀의 회전속도들은 대부분의 절단사이클 동안 동일하다. 와이어가 비축스풀과 저장스풀에 차례로 또는 그 반대로 연속적으로 감길 때만 와이어 지지면의 속도가 중요하다. 또, 비축스풀과 저장스풀의 표면속도가 일치하지 않으면, 와이어가 감긴 스풀의 속도에 맞춰 와이어가 가속/감속되어야 한다. 비축스풀의 직경은 와이어가 사용되면서 변하므로, 이 속도차는 회전속도를 바꿔, 와이어 인장시스템에 의해 또는 그 둘다에 의해 완화될 수 있다. 전이 후에는 회전속도들이 일치되어야 하지만, 한쪽 스풀에서 다음 스풀로 교차하는 와이어의 장력은 약간 조절해야 한다.

와이어 안내수단은 저장스풀 및/또는 비축스풀의 축선을 따라 움직일 수 있다.

저장스풀에 절단와이어를 겹치게 감을 수 있지만, 본 발명의 목적은 저장스풀의 권선 밀도를 비축스풀의 권선 밀도보다 훨씬 더 작게하는데 있다. 절단와이어를 저장스풀 전체에 겹치지 않게 감아두는 것이 바람직하다.

절단와이어를 저밀도나 전혀 겹치지 않게 저장스풀에 감으면 마모를 낮출 수 있다. 절단와이어의 수명이 늘어나면 필그림 사이클 동안의 뉴와이어의 추가도 줄어든다.

본 발명에서는 다이아몬드 밀도가 큰 다이아몬드 절단와이어를 사용할 수 있다. 일반 와이어의 다이아몬드 밀도는 ㎟당 600개 정도이다. 고밀도 와이어는 ㎟당 다이아몬드가 800 이상이다. 다이아몬드 밀도는 절단와이어 표면적 ㎟당 800 이상, 바람직하게는 1000 이상인 것이 좋다. 겹치지 않게 저장스풀에 와이어를 감고푸는 것이 아주 부드러워, 감고풀 때의 마모가 무시할 정도이다. 다이아몬드의 마모와 분리를 피할 수 있다.

저장스풀과 비축스풀의 어느 한쪽이 다른쪽보다 빠르게 회전하지 않도록 하는 동기화수단이 제공된다. 이런 동기화는 기계적으로나 제어장치에 의해 이루어진다. 절단와이어의 왜곡이나 비틀림을 방지하려면, 저장스풀과 비축스풀이 기본적으로 동일한 회전속도로 회전해야 한다.

본 발명의 다른 장점들:

- 와이어톱의 절단성능에 필수적인 절단와이어의 파손방지;

- 다이아몬드 와이어 웨이퍼링에 가장 큰 비용요소인 고가의 절단와이어의 절감. 절단와이어 소비가 크게 줄어, 절단와이어 비용도 최대 50% 감소가 예상된다.

- 웨이퍼 품질개선: 와이어가 오랫동안 날카로움을 유지하고 훨씬 덜 변형되어, TTV-, SM- 및 랩-값이 개선된다.

- 와이어의 날카로움이 더 오래 유지되어 절단속도 개선;

- 스풀의 수명이 늘어나고 와이어 파손이 줄어 정지시간 단축.

저장스풀과 비축스풀의 회전축을 일치시켜 구성이 아주 간단해지고 공간이 절감된다. 한쪽 스풀에서 다른쪽 스풀로의 절단와이어의 이동이 간단하게 실현될 수 있다.

와이어 안내수단은 공급부의 비축스풀의 뉴와이어를 절단부에 추가하거나 마모된 와이어를 수령부의 비축스풀에 배치하는 것을 용이하게 하는 것이 좋다.

저장스풀과 비축스풀은 서로 나란히 배치되고 회전축들은 서로 일치된다.

저장스풀의 와이어 지지면의 직경은 비축스풀의 와이어 지지면의 직경보다 큰 것이 좋다. 이 경우 비축스풀에 와이어를 겹치게 감아 많은 와이어를 비축할 수 있다. 한편, 저장스풀의 와이어는 겹치지 않게 감으므로 그 직경을 더 크게 한다. 직경이 크면 와이어를 겹치지 않게 더 많이 임시로 저장할 수 있다. 전이부에서의 저장스풀과 비축스풀의 직경은 기본적으로 같은 것이 좋다. 이 경우 한쪽 스풀에서 다른쪽 스풀로 와이어가 옮길 때 절단와이어가 비틀리지 않을 수 있다. 저장스풀과 비축스풀의 직경은 동일한 것이 가장 좋다.

한편, 저장스풀의 와이어 지지면이 비축스풀의 직경이나 지지면과 같은 직경을 갖거나, 절단와이어를 완전히 감은 비축스풀의 직경이 저장스풀의 와이어 지지면보다 같거나 큰 직경을 가질 수 있다. 비축스풀이 풀리면서 와이어권선 윗면의 직경이 감소된다. 평균적으로, 비축스풀의 와이어권선 윗면과 저장스풀의 와이어 지지면의 차이는 가능한 작게 유지한다. 와이어 지지면은 와이어와접촉하는 스풀 표면이고 와이어권선 윗면은 스풀의 와이어권선으로 이루어진 윗면을 말한다.

저장스풀의 와이어 지지면의 길이는 비축스풀의 와이어 지지면보다 긴 것이 좋다. 이 경우, 대량의 절단와이어를 임시로 저장할 수 있다.

비축스풀은 착탈 가능하게 저장스풀에 설치된다. 뉴와이어를 와이어톱에 삽입할 때, 뉴와이어가 로딩된 새 비축스풀로 빈 비축스풀을 쉽게 교체할 수 있다.

비축스풀은 저장스풀의 단부에 슬리브처럼 끼울 수도 있다. 이렇게 되면, 착탈식 비축스풀들을 경량이고 경제적으로 구성할 수 있고, 저장스풀에 동심으로 쉽게 설치할 수 있다.

와이어 공급부와 수령부 중의 적어도 하나는 비축수플과 저장스풀의 회전속도들을 동기화하는 동기화수단을 포함한다. 이 경우, 비축스풀과 저장스풀에 감기는 모든 와이어 부분들이 같은 속도로 회전하기 때문에 최적의 와이어 관리가 가능하다.

비축스풀과 저장스풀이 공통의 축에 설치될 수 있다. 이 축은 지지대에 의해 양 스풀 사이에 지지된다. 이렇게 하여 비축스풀을 한쪽으로부터만 설치할 수 있어 교환이 쉽다. 비축스풀로부터 저장스풀로 또는 그 반대로의 와이어의 이동이 용이하도록 경사지거나 테이퍼진 부위를 형성할 수도 있다. 공통 축은 머신축인 것이 바람직하다.

동기화수단은 저장스풀과 비축스풀 사이의 고정 연결부이고, 저장스풀과 비축스풀이 공통의 회전 드라이브를 갖는 것이 바람직하다. 이런 토크방지 기계식 연결에 의해 스풀들의 최적의 동기화가 보장된다.

저장스풀과 비축스플 각각 자체 회전 드라이브를 갖고, 동기화수단은 회전 드라이브에 연결된 제어기일 수 있다. 양 스풀이 각각 드라이브를 가지면, 회전속도를 임시로 바궈 와이어가 감긴 원주면의 표면속도를 동기화할 수 있다. 이 경우, 와이어가 스풀 사이를 옮길 때 와이어의 충격이 완화된다. 그러나, 대부분의 절단과정 동안 회전속도는 동일해야 한다.

별도의 드라이브들 때문에 스풀 사이를 이동할 때의 와이어 속도를 높일 수 있다. 스풀 사이의 전이를 아주 낮은 회전속도로 하여, (전기로 구동될 수 있는) 댄서풀리와 같은 다른 완충수단이 충격을 쉽게 보상하도록 한다. 이동풀리가 주어진 허용한도내에서 와이어의 장력을 유지할 수 있다. 비축스풀과 저장스풀은 일반적으로 회전속도가 같다. 전이구역에서만 회전속도에 약간의 차이가 있는 것이 좋다. 별도의 드라이브들을 제어하는 제어기에 의해 이것이 이루어질 수 있다.

양 스풀 사이의 전이부에 와이어 장력변화를 완화하는 탄성재를 배치할 수 있다. 비축스풀과 저장스풀이 절단과정 동안 서로 동기화되어 와이어 파손을 피하는 것이 중요하다.

저장스풀 및/또는 비축스풀은 한쪽 스풀에서 다른쪽 스풀로의 와이어 전이를 용이하게 하는 전이부를 가질 수 있다. 이런 전이부는 와이어 저장에는 사용되지 않고 원활한 전이에 사용된다.

양 스풀 사이의 전이부는 테이퍼나 라운드 형상을 갖고, 양 스풀 사이에 별도의 부재를 삽입하여 형성되는 것이 바람직하다. 이 경우, 와이어의 전이가 원활해진다. 전이부는 탄성재로 형성될 수 있다.

와이어 안내수단이 저장스풀의 회전축을 따라 움직이는 이동풀리를 가질 수 있다. 이동풀리의 선형이동에 의해 저장스풀에 와이어가 정해진대로, 바람직하게는 겹치지 않도록 감길 수 있다. 이동풀리의 경로를 저장스풀이나 비축스풀보다 길게 하면, 뉴와이어를 추가할 때 비축스풀에서 와이어를 직접 취할 수 있다.

와이어 안내수단은 저장스풀의 와이어 지지면에 형성된 적어도 하나의 나선 안내홈을 포함할 수 있다. 이 경우, 와이어가 제멋대로 감기는 것을 방지할 수 있다.

저장스풀이 드럼인 것이 좋다. 드럼은 경도 98 정도의 비교적 부드러운 피복이나 맨틀을 갖는 것이 좋다. 이런 연질 맨틀은 교체할 수 있다. 맨틀을 교환하기 전에 드럼을 여러번 사용할 수 있도록 저장스풀을 여러번 연삭하여 표면을 매끄럽게 한 탄성 코팅을 저장스풀에 할 수도 있다.

저장스풀의 맨틀에 나선형 와이어 안내홈이 형성될 수 있다. 와이어를 스풀 둘레에 나선형으로 감아야 하기 때문에, 와이어가 제위치에 머물게된다. 나선형 홈은 와이어를 효과적으로 지지할 수 있다.

본 발명의 목적은 잉곳, 벽돌, 코어 형태의 반도체 재료를 절단하는 와이어톱으로 달성될 수 있는데, 이 와이어톱은 절단부, 절단와이어를 절단부를 통해 안내하는 안내수단, 및 절단와이어를 양방향으로 구동하는 구동수단을 갖고, 그 외에도 전술한 실시예에 따른 와이어 관리시스템을 갖는 것을 특징으로 한다. 공작물은 사파이어, 붕소, 유리, 석영, 실리콘 등의 취약한 어떤 재료도 가능하다.

와이어톱은 웨이퍼(와이어웹) 절단, (WO2010128011A1에 소개된 와이어 망) 브리킹, 크로핑, (원형 잉곳을 스퀘어나 세미-스퀘어, 즉 단결정 형태로 만드는) 스퀘어링, 기타 취약한 재료의 커팅에 사용될 수 있다.

와이어톱의 절단와이어는 공급부의 비축스풀과 수령부의 비축스풀 사이로 뻗어, 와이어의 양단부가 비축스풀들에 고정된다. 이런 스풀들 사이에서 와이어는 공작물을 절단하는 절단부(예; 와이어웹이나 싱글커팅 범위)를 형성한다.

와이어톱은 절단와이어로 와이어웹을 형성하는 적어도 2개의 안내롤러를 포함하는 것이 바람직하다.

그러나, 본 발명을 스퀘어링, 브리킹 및 크로핑에도 사용할 수 있다. 절단부에 단일 와이어가 있거나, 서로 인접하거나 교차되는 다수의 와이어가 있을 수 있다. 와이어 간격은 (웨이퍼링의 경우) 1mm 미만이거나, (브리킹의 경우) 10cm 이상이다. 이런 분야에서의 와이어톱은 모든 종류의 톱을 의미한다.

본 발명은 잉곳, 벽돌 코어 형태의 반도체 재료를 전술한 와이어톱으로 절단하는 절단방법도 제공하는데, 이때 절단부에서의 절단와이어의 이동방향은 교대로 반전되며, 절단와이어가 제1 방향으로 움직이는 동안 와이어 공급부와 수령부 중의 하나의 저장스풀에서 절단와이어가 풀린다.

제1 방향으로의 절단와이어의 이동은 저장스풀의 와이어 지지면의 길이의 적어도 60%, 바람직하게는 80%가 비워질 때까지 진행된 다음 와이어 이동방향이 반전된다. 와이어는 저장스풀의 와이어 지지면에 적어도 일부 남아있고, 방향이 바뀔 때 와이어를 안내한다.

절단와이어가 제1 방향으로 움직이는 동안, 와이어 공급부와 수령부 중 나머지의 저장스풀에 절단와이어가 감기고, 저장스풀의 지지면의 길이의 적어도 40%, 바람직하게는 적어도 20%가 비워질 때 제1 방향으로의 절단와이어의 이동이 반전된다.

저장스풀의 와이어 지지면 전체에 와이어가 없어질 때까지 제1 방향으로의 절단와이어의 이동이 계속되었다가, 뉴와이어의 일부가 비축와이어에서 풀린다.

절단와이어는 고정입자를 갖는 와이어, 바람직하게는 다이아몬드 와이어인 것이 좋다.

와이어가 CN101628451A나 CN102152215A에 소개된 와이어일 수도 있다.

WO2012018678에는 연마입자로 나노튜브를 사용하는 와이어가 소개된다.

기본적으로 인장된채 감기는데 민감한 모든 종류이 절단와이어를 본 발명에 이용할 수 있다.

본 발명의 절단방법에서는, 절단구간에 간격을 두고 미사용 와이어를 추가한다. 와이어 공급부의 비축스풀에서 절단부를 거쳐 와이어 수령부의 저장스풀에 와이어를 보내 뉴와이어 부분을 추가한다. 다른 단계에서 와이어 공급부의 저장스풀에서 절단부를 통해 와이어 수령부의 비축스풀에 바로 와이어를 보내, 마모된 와이어 부분을 처리한다.

절단와이어용 인장시스템은 풀리아암에 설치되어 움직이는 댄서풀리로 이루어지는 것이 바람직하다. 실제 장력을 측정하는 측정기를 설치할 수 있다. 이렇게 하여, 이동풀리의 최적 위치를 미리 계산하여 권선과정을 제어할 수 있다.

미사용 와이어를 절단구간에 추가할 수도 있다. 이동풀리를 제어하여 권선에 맞게 비축스풀을 따라 정확한 위치를 취할 수 있다.

스풀에서의 와이어 피치를 정확히 고려하고, 저장스풀의 권선들이 겹치지 않게 서로 접촉하지 않게 하는 제어방법이 제공된다. 이 방법이 고속으로도 보장된다.

절단와이어가 제1 방향으로 움직이는 동안, 와이어 공급부의 저장스풀에서 풀린 와이어가 와이어웹의 뉴와이어측을 거쳐 와이어웹으로 갔다가 와이어웹의 사용 와이어측을 통해 와이어 수령부의 저장스풀에 감기고, 절단와이어가 제2 방향으로 움직이는 동안, 와이어 수령부의 저장스풀에서 풀린 와이어는 와이어웹의 사용 와이어측을 거쳐 와이어웹으로 갔다가 와이어웹의 뉴와이어측을 거쳐 와이어 공급부의 저장스풀에 감긴다.

사용된 절단와이어는 와이어웹에서 사용 와이어측을 거쳐 와이어 수령부의 비축와이어에 감기면서 저장되고, 그동안 와이어 공급부의 저장스풀에서 비슷하거나 같은 길이의 절단와이어가 풀려 뉴와이어측을 거쳐 와이어웹으로 이동한다.

와이어 공급부의 비축스풀에서 풀린 뉴와이어는 와이어웹의 뉴와이어측을 통해 와이어웹으로 이동하면서 와이어웹을 일부 갱신하고, 그동안 비슷하거나 같은 길이의 절단와이어가 와이어웹에서부터 사용 와이어측을 거쳐 와이어 수령부의 저장스풀에 감긴다.

와이어 수령부의 비축스풀에 절단와이어를 감은 뒤, 절단와이어는 절단부를 통해 같은 방향으로 계속 움직이고, 와이어 안내수단에 의해 방향을 바꿔 와이어 수령부의 저장스풀에 감긴다.

와이어 공급부의 저장스풀에서 절단와이어를 완전히 푼 뒤, 절단와이어는 절단부를 통해 같은 방향으로 움직이고, 와이어 안내수단에 의해 방향을 바꿔 와이어 공급부의 비축스풀에서 풀린다.

절단와이어의 속도는 최대 속도의 20% 밑으로, 바람직하게는 5% 밑으로 감속되면서 저장스풀로부터 와이어 안내수단에 의해 비축스풀로 또는 그 반대로 안내될 수 있다.

공급부 저장스풀의 와이어 지지면의 길이의 적어도 80%, 바람직하게는 100%에 절단와이어가 없어질 때까지 절단와이어가 제1 방향으로 계속 이동한 다음, 절단와이어의 이동방향이 제2 방향으로 반전되고, 이어서 수령부의 저장스풀의 와이어 지지면의 길이의 적어도 80%, 바람직하게는 100%에 절단와이어가 감길 때까지 절단와이어가 제2 방향으로 계속 이동할 수 있다.

와이어 공급부의 비축스풀이 완전히 비워지고 새것으로 교체될 때까지 시간이 경과하면서 사용된 절단와이어의 일부분이 와이어 공급부의 비축스풀에 비축되고, 와이어 수령부의 충전된 비축스풀이 빈 비축스풀로 교체될 수 있다.

절단와이어의 이동방향의 다수의 반전을 포함한 첫번째 절단사이클 동안, 공급부의 저장스풀에서 절단와이어가 완전히 풀리기 전에 절단와이어의 이동방향이 반전되어, 절단와이어의 미사용 구간은 절단부에 도달하지 않고 공급부의 저장스풀에 남아있으며, 절단와이어의 이동방향의 다수의 반전을 포함한 두번째 절단사이클 동안, 절단와이어의 이동방향이 반전되어 첫번째 사이클 동안 절단부에 도달하지 못하고 공급부의 저장스풀에 남아있던 절단와이어 구간이 절단부로 이동하며, 절단와이어가 수령부의 저장스풀에서 완전히 풀리기 전에 두번째 절단사이클 동안 절단와이어의 이동방향이 반전되어 절단와이어의 사용구간이 절단부에 도달하지 못하고 수령부의 저장스풀에 저장될 수 있다.

본 실시예에서는 연속 절단사이클로 재료를 절단할 수 있는데, 사이클마다 다른 절단와이어 구간을 이용하되 겨치거나 겹치지 않을 수 있다. 절단와이어 구간이 (다이아몬드 입자의 연마로) 완전히 마모되면, 인접 절단와이어 구간을 사용할 수 있다. 이런 미사용 구간은 공급부의 저장스풀에서 볼 수 있다. 초기에는 2개 이상의 다른 절단사이클들을 위한 와이어 길이를 제공하도록 공급부의 저장스풀에 충분한 와이어가 저장된다. (사용) 구간을 (미사용) 구간으로 교체하는 것을 공급부의 비축스풀로부터의 (미사용) 뉴와이어의 권선 없이 그리고 수령부의 비축스풀로의 (사용) 올드 와이어의 권선 없이 할 수 있다. 이런 식으로, 저장스풀과 비축스풀 사이의 전이를 절단하는 동안 피한다.

절단할 재료에 가하는 힘이나 압력이 절단사이클을 통해 더 균일하게 분포된다. 뉴와이어를 직경이 동일하고 와이어 장력의 급변이 없는 같은 저장스풀에서 취하기 때문에 그 추가로 힘이나 압력이 변하지 않는다. 저장스풀의 와이어는 와이어웹의 와이어와 거의 같은 장력(예; 20~25N)을 갖는다. 그러나, 비축스풀의 와이어는 더 작은 장력(예; 7N)을 갖는 것이 보통이다. 본 발명에 의하면 절단와이어를 동일한 스풀에서 취하기 때문에 와이어의 속도나 장력에 변화가 없다. 따라서, 와이어의 축방향으로 홈이 형성된 릴과 같은 불균일한 스풀 표면으로 인한 웨이퍼의 이상적인 절단 이상을 효과적으로 피할 수 있다.

본 발명의 절단방법은 수령부의 저장스풀에서 비축스풀로 절단와이어의 사용된 구간을 옮기는 단계를 포함하는데, 이 단계는 사용된 구간을 (절단부를 향해 임시로 움직이는) 수령부의 저장스풀로부터 완전히 푼 다음 방향을 바꿔 수령부의 비축스풀에 감아서 이루어진다. 수령부의 저장스풀에 임시로 저장된 와이어를 각각의 비축스풀로 제거하는 별도의 단계도 실행된다.

절단와이어의 사용구간을 수령부의 저장스풀에서 비축스풀로 옮기는 단계가 2회의 연속 절단 사이에 이루어진다. 여기서, 이 단계에 의해 재료의 절단이 영향을 받지 않는데, 이는 2회의 절단 사이에, 즉 와이어웹(절단부)와 접촉하는 (절단할) 재료가 없을 때 실행되기 때문이다.

본 발명은 절단와이어의 불균일 마모에도 관련된다. 일반적으로 절단와이어는 구간별로 이루어지는바, 첫번째 절단사이클에서 절단와이어의 제1 구간이 사용되어 절단할 재료와 접촉하며, 후속 사이클에서 후속 절단와이어 구간이 절단에 사용된다. 절단와이어의 구간들은 구간 끝 부분에서 불균일 마모를 겪고, 이때문에 아직 "날카로운" 절단와이어가 손실되어 최적이라 할 수 없다.

이 문제는 절단와이어를 와이어톱의 절단부를 통해 안내하고, 절단와이어를 절단부에 공급하는 와이어 공급부와, 절단부로부터 절단와이어를 받는 와이어 수령부를 갖는 와이어 관리시스템을 포함하는 와이어톱으로, 잉곳, 벽돌 또는 코어 형태의 반도체 재료를 절단하는, 전술한 바와 같은 절단방법에 의해 해결되고:

- 절단와이어의 이동방향의 다수의 반전을 포함한 첫번째 절단사이클 동안, 재료 절단을 위해 절단와이어의 제1 구간을 절단부에서 사용하고, 제1 구간은 첫번째 절단사이클의 방향 반전들 사이에서 절단할 재료와 적어도 한번 접촉하는 모든 와이어 포인트들로 이루어지며;

- 절단와이어의 이동방향의 다수의 반전을 포함한 두번째 절단사이클 동안, 재료 절단을 위해 제1 구간과는 다른 절단와이어의 제2 구간을 절단부에서 사용하고, 제2 구간은 두번째 절단사이클의 방향 반전들 사이에서 절단할 재료와 접촉하는 모든 포인트들로 이루어지며;

- 제1 구간과 제2 구간이 끝 부분에서 서로 겹치는 중복구간을 갖는다.

본 발명의 이런 특징은 전술한 실시예와는 무관할 수 있다. 공급부와 수령부를 다르게 구성할 수 있는바, 각자 저장스풀만 갖고 추가 비축스풀은 없을 수 있다. 그러나, 전술한 실시예들과 조합하는 것이 바람직할 것이다.

이 절단방법에 의하면 특히 절단사이클에서 사용된 절단와이어 구간들의 끝 부분을 최적으로 이용할 수 있다. 이 원리를 첨부 도면들을 참조해 뒤에 자세히 설명한다.

중복구간은 절단사이클 내에서의 절단와이어의 2회의 연속 반전 사이에 절단할 재료와 같은 유효 작용길이를 갖는 와이어 포인트 구간 밖에 위치하되, 바람직하게는 절단사이클 내에서의 절단와이어의 2회의 연속 반전 사이에 절단할 재료와 같은 유효 작용길이를 갖는 와이어 포인트 구간에 인접되게 위치하는 것이 바람직하다. 또, 절단하는 동안 와이어웹을 완전히 통과하되 와이어 안내롤들 사이에 남아있는 와이어 구간들인 완전한 사용구간들은 평균적으로 모두 동일하게 마모된다. 작용길이가 모두 같고, 이상적으로는 절단구간이 첫번째 절단사이클의 완전한 사용구간의 끝에서 시작한다. 이렇게 하여, 마모가 적은 부분들이 겹친다. 놀랍게도, 이 방법에 의하면 중복구간의 감소된 마모가 완전한 사용구간에서처럼 같은 량으로 더해진다. 허용한계 이상의 절단와이어 구간의 마모가 본 발명에 따른 방법을 실행하기위해 제공된다. 제어기는 절단사이클, 방향반전, 필그림 길이, 와이어 장력 등을 제어한다.

도 1은 본 발명에 따른 와이어 관리시스템을 갖춘 와이어톱의 개략도;
도 2는 와이어 관리시스템의 저장스풀에 절단와이어가 감긴 상태의 개략도;
도 3은 도 2의 와이어 관리시스템의 저장스풀에서 와이어가 일부 풀린 상태의 개략도;
도 4는 도 2의 와이어 관리시스템의 저장스풀에서 와이어가 완전히 풀린 상태의 개략도;
도 5는 도 2의 와이어 관리시스템의 비축스풀에서 절단와이어가 일부 풀린 상태의 개략도;
도 6은 비축스풀에서 절단와이어가 완전히 풀린 상태의 개략도;
도 7은 스풀마다 별도의 회전 드라이브를 갖는 구조의 개략도;
도 8은 저장스풀과 비축스풀이 서로 연결된 상태의 개략도;
도 9는 양 스풀 사이의 전이부에 와이어의 원활한 전이를 위한 안내요소가 있는 구조의 개략도;
도 10은 전이부가 테이퍼 형태인 구조의 개략도;
도 11은 플랜지가 없는 비축스풀의 개략도;
도 12a~m은 본 발명의 절단방법의 각 단계를 보여주는 도면들;
도 13a~l은 본 발명의 다른 절단방법의 각 단계를 보여주는 도면들;
도 14~21은 절단방법의 단계들을 보여주는 도면들;
도 22~23은 절단와이어 구간들의 마모도를 보여주는 그래프.

도 1은 잉곳, 벽돌, 코어 형태의 반도체, 사파이어, 수정 등의 재료를 절단하기 위한 와이어톱(8)을 보여준다. 와이어톱(8)은 절단부(13)와 와이어 안내롤러(14)를 갖고, 안내롤러는 절단부(13)를 통해 절단 와이어(3)를 안내하면서 와어어를 와이어웹 형태로 만든다. 와이어톱(8)의 드라이브(15)는 절단와이어(3)를 제1 방향과 그 반대쪽의 제2 방향으로 교대로 움직인다. 본 발명의 와이어톱은 직조기처럼 와이어들을 서로 교차시킬 수도 있다. 또, 절단부의 와이어웹이 한가닥의 와이어로 이루어질 수도 있다.

와이어톱(8)의 와이어 관리시스템(7)은 절단와이어(3)를 절단부(13)로 공급하는 와이어 공급부(5)와, 절단부(13)에서 절단와이어(3)를 받는 와이어 수령부(6)를 갖는다. 소위 "필그림 모드"에서는 와이어(3)의 이동방향이 반대로 되므로, 와이어의 실제 이동방향에 따라 공급부(5)가 와이어를 받고 수령부(6)가 와이어를 공급할 수도 있다. 그러나, 도시된 실시예에서는, 절단부(13)에 뉴 절단와이어를 추가할 때, 공급부(5)로부터의 추가 와이어 부분을 감는 저장 스풀(1)을 갖고, 수령부(6)는 사용된 와이어를 모았다 처리하는 저장스풀(2)을 갖는다.

도 1의 실시예에서는 공급부(5)와 수령부(6) 모두 비슷한 구조를 갖는다.

공급부와 수령부 각각 절단와이어(3)를 겹쳐 감아두는 회전식 저장 스풀(1)과, 절단와이어(3)를 임시로 감아두는 회전식 저장스풀(2)을 갖는다. 저장스풀(2)에 감을 때는 겹치지 않게 하는 것이 좋다.

도 2에서 보듯이, 저장스풀(2)의 회전축(2b)과 비축스풀(1)의 회전축(1b)은 일치한다.

저장스풀(2)에 감긴 절단와이어(3)를 안내하는 안내수단(9) 때문에, 저장스풀(2)의 권선이 서로 겹치지 않고 비축스풀(1)의 권선보다 저밀도로 배치된다. 안내수단(9)은 스풀(1,2)의 회전축에 평행한 방향으로 움직이는 이동식 풀리(4)이다.

도 2는 공급부(5)와 수령부(6)를 자세히 보여준다. 저장스풀(2)의 와이어 지지면(2a)의 직경은 비축스풀(1)의 와이어 지지면(1a)의 직경보다 크고, 지지면(2a)의 길이도 지지면(1a)의 길이보다 크다.

도 2는 저장스풀(2)에 절단와이어(3)가 거의 완전히 감긴 상태를 보여준다. 절단와이어(3)가 절단부(13) 방향으로 움직이면(도 13 참조), 저장스풀(2)에서 와이어가 연속적으로 풀린다. 도 3에서는 저장스풀(2)에서 와이어가 일부 풀려있고, 도 4의 저장스풀(2)에서는 와이어가 모두 풀려있다. 와이어를 푸는 동안 이동 풀리(3)는 연속적으로 우측에서 좌측으로 움직인다.

와이어 공급부(5)와 수령부(6) 각각은 스풀(1,2)의 회전속도를 동기화시키는 동기화 수단을 갖는다. 도 3~6, 8~10에서, 동기화 수단은 양쪽 스풀(1,2) 사이의 고정식 기계적 연결로 이루어진다. 이렇게 되면 양쪽 스풀(1,2)의 회전속도가 같아진다. 이 경우, 양쪽 스풀(1,2)은 공통의 회전 드라이브를 갖는다.

도 7에 의하면 양쪽 스풀(1,2)이 각각 모터와 같은 자체 회전 드라이브(10,11)를 갖고, 여기서는 동기화 수단이 양쪽 드라이브(10,11)에 연결되어 회전속도를 제어하는 제어기(16)이다. 양쪽 스풀(1,2)은 각자 독립적으로 가감속되면서, 자체 와이어 수령면이나 권선 윗면의 직경차를 보상한다. 스풀(1,2)이 서로 독립적으로 회전하므로, 회전속도도 시간에 따라 독립적으로 변경될 수 있다. 또, 저장스풀(2)의 와이어 수령면의 직경이 더 크면, 저장스풀(2)의 회전속도를 더 빠르게 하여 와이어가 저장스풀(2)에서 비축스풀(1)로 넘어갈 때 와이어 권선면은 같은 속도를 갖도록 한다. 스풀(2)에서 스풀(1)로 넘어갈 때도 동일하게 할 수 있다.

비축스풀(1)을 분리 가능하게 저장스풀(2)에, 예컨대 잠금식 스냅결합 방식으로 설치하는 것이 바람직하다. 새 와이어를 와이어톱에 공급할 때는 한쪽 스풀을 완전히 저장스풀이나 공통 축에 결합할 수 있다.

도 8~10은 저장스풀(2)과 비축스풀(1) 사이의 전이부(12)를 보여준다. 전이부(12)는 간단한 연결봉으로만 이루어지거나(도 8), 절단와이어를 보호하는 안내요소를 포함할 수 있다(도 9). 도 10의 전이구역(12)은 테이퍼 형상을 갖고, 저장스풀(2)과 비축스풀(1) 사이에 별도의 부재를 삽입한다.

비축스풀(1)과 저장스풀(2)을 공통의 축에 설치할 수 있다(도 8 참조). 이 축은 양 스풀(2) 사이에서 지지대로 지지될 수 있다(도 9 참조). 이런 식으로 비축스풀(1)을 한쪽에 설치하여 쉽게 교환할 수 있도록 한다. 비축스풀(1)에서 저장스풀(2)로 또는 그 반대로의 와이어(3)의 이동을 용이하게 하는 (고정/회전, 자유/강제) 경사부를 이용할 수도 있다. 지지대는 시스템의 강도를 높인다.

저장스풀(2)의 와이어 지지면(2a)에 나선형 안내홈을 형성할 수도 있다.

비축스풀(1)과 저장스풀(2)은 같은 속도로 동기 회전한다. 와이어를 새로 감기 시작할 때, 대부분의 와이어는 비축스풀(1)에 있지만 어느정도는 저장스풀(2)에도 있다. 와이어는 (와이어를 감을 때 구름 위치에 있는) 이동 풀리(4)를 거쳐 와이어웹으로 이어지고, 절단와이어(3)의 말단부는 비축스풀(1)에 연결된다.

도 11은 플랜지가 없는 비축스풀(1)의 일례를 보여준다. 사다리꼴 형태로 와이어(3)가 감겨있다. 플랜지가 없으면 양 스풀들 사이에서의 이동이 용이해진다. 플랜지가 전이부(12)의 테이퍼 형상을 형성할 수도 있다.

와이어(3) 절단을 시작할 때, 비축스풀(1)과 저장스풀(2)의 윗부분이 도 2의 평면 밖으로 나오는 방향으로 회전한다. 와이어(3)는 이제 저장스풀에 감기고, 풀리아암(21)에 의해 고정된 댄서풀리(20)가 저장스풀(2)의 회전축에 직각인 방향으로 와이어를 일정하게 인장하며 이동풀리(4)에 의해 와이어 권선들이 스풀에 정위치한다.

저장스풀(2)이 회전하면서 저장스풀의 거의 모든 와이어(3)가 제거된다. 이제 2가지 옵션이 있다:

a) 비축스풀로부터 작업부로 새 와이어 공급이 더이상 없을 경우: 비축풀리(1)에서 와이어가 풀리기 전에 저장스풀(2)의 아랫 부분이 도면 밖으로 나오는 방향으로 역회전하고, 와이어(3)가 와이어웹에서 당겨지면서 저장스풀에 되감긴다.

b) 작업부로 새 와이어 공급이 있을 경우: 저장스풀(2)이 더 회전하여 새 와이어가 비축스풀(1)에서 풀리며, 비축스풀은 저장스풀과 동기적으로 회전한다. 적정량의 새 와이어가 비축스풀(1)에서 벗겨지면, a) 포인트에서 설명한대로 계속하여, 이동풀리(4)가 도 6의 위치에 있을 경우 사용된 와이어가 (먼저 비축스풀에 감겼다가) 저장스풀(2)에 감긴다. 와이어가 저장스풀에 감겨야 할 때는 이동풀리(4)가 이 위치에 있지 않는 것이 이상적이다. 전이가 일어날 때 이동풀리(4)가 저장풀리 바로 옆에 위치하도록 이동풀리의 위치를 감시제어한다. 이것은 비축풀리로부터 어느정도 와이어를 추가하여 이루어질 수 있다.

주의사항:

- 한번 와이어웹을 통과한 와이어 구간은 사용하지 않는 것이 정상이다. 따라서, 이 구간은 새 와이어처럼 부드럽게 취급하는 것이 좋다. 또, 수령부(6)에 저장스풀(2)이 있다.

- 와이어 이동방향이 바뀌기 전에야 와이어가 감속된다. 즉, 예컨대 500m의 사용된 와이어가 저장스풀(2)에서 풀리는 대부분의 시간 동안, 와이어(3)는 최대 속도에 있음을 알 수 있다. 사용된 와이어 부분의 단부와 저장수플(2)의 (좌측) 단부 부근에서 와이어(3)가 감속된다. 이런 감속은 비축스풀(1)로의 전이를 하는데 유리하다. 스풀의 와이어 권선면의 직경들이 정확히 일치하는 경우가 거의 없어 권선면에서의 와이어들의 속도도 동일하지 않기 때문에, 전이를 하는 동안 와이어의 장력이 급변한다. 이 시스템, 특히 댄서풀리는 이런 변화를 보정할 정도로 충분히 빨라야 한다. 저속에서는 변화가 느려 시스템이 이런 보정을 더 잘 할 수 있다.

양 스풀들 사이의 전이가 일어날 때의 속도차를 조절해 댄서풀리(20)를 언로드하고 충돌을 피할 수 있다. 댄서플리(20)는 가능한 중립 위치에 있어야 한다.

비축스풀(1)의 직경(실제로는 와이어 접촉면(1a) 더하기 와이어의 직경)은 시간에 따라 변하고 저장스풀(2)의 직경은 (마모에도 불구하고) 일정하므로, 와이어는 전이 동안에 충격을 받을 수 있다. 양쪽 스풀 둘다의 직경이 일정해야만 충격이 일어나지 않는다. 와이어 속도가 낮으면, 와이어(3)의 충격을 흡수하는데 이용되는 시스템이 충격의 균형을 맞추기에 충분히 빠를 수 있다. 이 시스템을 JP2000158436과 JP2000-024905에 소개된 것과 비교할 수 있다. 추가 충격흡수기를 비축스풀/저장스풀과 절단부(예; 와이어웹) 사이의 경로에, 가급적 이동풀리(4)의 상류나 하류 인근에 배치한다. 다른 방법은 비축스풀과 저장스풀의 상대속도에 변화를 주는 것으로, 도 7과 같이 양쪽이 각자의 드라이브를 가지면 가능하다. 중요한 것은 충격을 흡수하거나, 저장스풀을 더나는 와이어의 속도와 비축스풀을 떠나는 와이어의 속도를 가능한한 비슷하게 유지하는 것이다. 양 스풀(1,2) 표면에 감기는 와이어의 직경이 아주 다르면, 속도를 가능한한 같지 않게 하는 것이 좋다. 예컨대 비축스풀의 와이어 권선 표면의 직경이 작으면, 이 스풀의 속도를 약간 높게 하여 (이동풀리(4)와 저장스풀(2) 사이 및 이동풀리(4)와 비축풀리(1) 사이에서의 와이어의 각도차로 오는) 이곳에 감길 추가 와이어가 가능한한 빠르게 한다. 와이어가 저장풀리에 감기지 않으면 회전속도의 디커플링이 일어날 수 있다.

이동풀리(4)는 저장스풀(2)이나 비축스풀(1)과의 사이에 있는 와이어를 스풀의 와이어 지지면(2a)과 (자동으로나 수동으로) 정렬시킨다. 비축풀리(1)의 와이어 지지면(2a)의 직경이 (마모로 인해서만 변하는) 저장풀리(2)의 지지면에 비해 더 많이 변하므로, 이동풀리(4)는 비축스풀(1)에 작용할 때는 위치조절 가능하고 저장스풀(2)에 작용할 때는 위치가 고정되도록 하는 것이 바람직하다. 이런 양호한 정렬과 위치고정을 통해 와이어의 동작을 좀더 안정되게 하여, 마모를 줄이고 웨이퍼 품질은 높이며 와이어 파손을 줄일 수 있다.

롤과 드럼을 기계적으로 연결하면, 와이어(3)가 저장스풀(2)에 있을 때의 제1 회전속도를 가질 수 있고, 와이어가 더이상 저장스풀에 없을 때는 (양쪽 스풀의) 회전속도가 증가하는데, 이때 비축스풀의 직경이 더 작다고 본다.

와이어웹내 와이어의 속도제어가 최고의 웨이퍼 품질을 가져오기 때문에 이런 속도제어가 목표이다. 와이어웹 밖에서의 와이어의 속도는 양 스풀 사이의 전이나 와이어의 장력 조절 때문에 이 속도와는 일시적으로 차이가 있을 수 있다.

도 12a~m은 와이어 절단 방법을 보여준다.

초기화(도 12a~d)

도 12a에서 와이어웹(17)이 설치되고 절단와이어의 말단부가 올드와이어측(19)에 서 수령부(6)의 비축스풀(1)에 연결된다. 올드와이어측(19)은 와이어가 절단부(13)를 떠나 수령부(6)를 향하는 쪽이다. 뉴와이어측(18)은 와이어가 절단부를 떠나 공급부(5)를 향하는 쪽이다. "뉴(new)"와 "사용된"은 공급부(5)의 비축스풀이 뉴(미사용) 와이어를 지지하고 수령부(6)의 비축스풀은 올드(기사용) 와이어를 지지함에서 비롯된 의미다. 도 12a의 양쪽 스풀은 기본적으로 직경이 동일하다.

도 12b에서는 절단와이어(3)가 공급부(5)의 비축스풀(1)로부터 뉴와이어측(18)을 통해 와이어웹(17)을 향해 그리고 올드/사용된 와이어측(19)을 통해 수령부(6)의 저장스풀(2) 향한 제1 방향으로 움직이되 와이어 지지면 전체의 와이어가 겹치지 않도록 감겨있다.

도 12c에서는 공급부(5)의 저장스풀(2)이 와이어웹(17)에서 뉴와이어측(18)을 거쳐 오는 절단와이어(3)로 감겨고, 수령부(2)의 저장스풀(2)로부터는 절단와이어(3)가 풀리고 있다. 절단와이어는 제2 방향으로 움직인다. 필요하다면 와이어웹(17)이 재료를 절단할 수 있다.

도 12d에서는 공급부(5)의 저장스풀(2)이 완전히 채워져있다. 와이어(3)는 더이상 움직이지 않고, 초기화가 종료된다.

절단(도 12e~f)

도 12e에서는 절단와이어(3)가 제1 방향으로 이동하면서 수령부(6)의 저장스풀(2)에 감긴다.

도 12f에서는 절단와이어(3)가 제2 방향으로 이동하면서 공급부(5)의 저장와이어(2)에 감긴다.

사용된(올드/마모된) 와이어 언로딩 및 뉴(미사용) 와이어 로딩(도 12g~m)

도 12g에서 공급부(5)의 저장스풀(2)이 완전히 채워지고 첫번째 절단사이클이 끝난다. 와이어(3)는 더이상 움직이지 않는다. 와이어톱(8)은 후속 톱질사이클을 준비한다. 도 12e~f의 단계들을 적절히 반복할 수 있다. 한편, 와이어톱(8)이 사용된 와이어를 (수령부의 비축와이어로) 언로딩하고 뉴와이어를 (공급부의 비축와이어로부터) 로딩할 준비를 하기도 한다.

도 12h에서, 올드 와이어측(19)를 통해 와이어웹(17)에서 오는 사용된(올드/마모) 와이어 부분이 수령부(6)의 비축스풀(1)에 감긴다. 수령부의 비축스풀(1)에 감기는 와어어량은 필요한 과정에 따라 자유롭게 선택할 수 있다. 필요하다면 와이어웹(17)이 재료를 계속 절단할 수 있다. 와이어 속도는 저속인 것이 좋다.

도 12i에서 비축스풀의 권선이 끝나고 와이어(3)는 비축스풀(1)과 저장스풀(2) 사이의 전이부를 지난다. 필요하면 와이어웹(17)이 재료를 절단할 수 있다. 와이어 속도는 낮은 것이 좋다.

도 12j에서 절단와이어(3)는 제1 방향으로 움직이면서 수령부(6)의 저장스풀(2)에 감기는데, 이때 저장스풀은 95%까지 채워진다.

도 12k에서 와이어(3)가 감속되고 공급부(5)의 저장스풀(2)에서 완전히 제거된다. 이제 공급부(5)의 비축스풀(2)로부터 뉴와이어측(18)을 거쳐 와이어웹(17)으로의 뉴(미사용한 새) 와이어의 추가가 시작한다(도 12l 참조).

도 12m에서 수령부(6)의 저장스풀(2)이 다시 완전히 채워지고 사용된(올드, 마모된) 와이어 부분의 언로딩과 뉴(미사용, 새) 와이어 부분의 로딩이 끝난다. 절단과정은 도 12f-12e-12f에 도시된 단계들을 계속한다.

도 12a~l은 본 발명의 다른 절단과정을 보여준다.

초기화(도 13a~c)

도 13a에서 와이어웹(17)이 설치되고 절단와이어의 말단부가 올드와이어측(19)에서 수령부(6)의 비축스풀(1)에 연결된다.

도 13b에서, 절단와이어(3)는 제1 방향으로 움직여 공급부(5)의 비축스풀(1)에서 뉴와이어측(18)을 거쳐 와이어웹(17)으로 갔다가 사용된 와이어측(19)을 거쳐 수령부(6)의 저장스풀(2)로 이동하여, 이곳의 와이어 지지면에 와이어가 겹치지 않게 감긴다.

그러나, 수령부(6)의 저장스풀(2) 전체가 와이어로 채워지지 않아, 다음 단계에서 와이어를 추가로 받을 여력이 있다. 이 상태가 도 13c에 도시되었다.

절단(도 13d~f)

도 13d에서 절단이 시작되어, 와이어(3)는 제2 방향으로 움직이면서 공급부(5)의 저장스풀(2)에 감긴다. 공급부의 저장스풀(2) 전체가 와이어로 채워지는 것은 아니고, 다음 단계를 위해 와이어를 추가할 여지가 있다. 이 상황이 도 13e에 도시되었다.

도 13f에서 와이어(3)가 제1 방향으로 이동하면서 도 13c의 상황에 이를 때까지 수령부(6)의 저장스풀(2)에 감긴다. 도 13d~f의 단계들은 적절한 횟수로 반복될 수 있다.

뉴와이어의 로딩, 올드와이어의 언로딩(도 13g~f)

도 13g에서는 도 13c와는 반대로 와이어(3)가 제1 방향으로 계속 움직인다. 공급부(5)의 비축스풀(1)의 뉴와이어 중의 원하는 부분이 뉴와이어측(18)을 거쳐 와이어웹(17)쪽으로 이동하고, 올드와이어측(19)을 통해 와이어웹(17)에서 같은 양의 와이어(3)가 수령부(6)의 저장스풀(2)로 이동한다.

도 13h에서는 와이어웹(17)에 대한 뉴와이어의 추가가 끝난다.

도 13i에서는 와이어(3)가 수령부(6)의 저장스풀(2)에서 올드와이어측(19)을 통해 와이어웹(17)으로 이동했다가 뉴와이어측(18)을 거처 공급부(5)의 저장스풀(2)로 이동한다. 필요하다면 와이어웹(17)이 재료를 계속 절단할 수 있다.

도 13j에서 공급부(5)의 저장스풀(2)이 채워진다. 도 12~13에 도시된 방법은 서로 바꿔 사용할 수 있다. 도 12g와 13j와 같이 상태가 같을 때는 도 12~13의 방법을 바꿀 수 있다.

도 13k에서는, 와이어웹(17)에서 사용된 와이어측(19)을 통해 오는 "사용된(올드/마모된)" 와이어 부분이 수령부(6)의 비축스풀(1)에 감긴다. 필요한만큼 올드와이어 량을 자유롭게 선택할 수 있다. 원하는 양의 올드와이어를 수령부(6)의 비축스풀(1)에 감은 뒤, 와이어(3)가 움직이면서 비축스풀(1)과 저장스풀(2) 사이의 전이부를 지난다. 필요하면 와이어웹(17)이 도 13k의 전과정동안 재료를 계속 절단할 수 있다. 와이어 속도는 낮은 것이 좋다.

도 13l에서는 뉴(미사용) 와이어의 로딩과 사용된(올드) 와이어의 언로딩이 끝난다. 이제 도 13f-13d-13e-13f에 도시된 단계들을 통해 절단과정이 계속된다.

와이어의 이동방향이 도면에 표시되어있다. 와이어가 움직이는 동안 절단이 이루어지는 것이 보통이다.

도 14~21은 또다른 절단 방법을 보여준다.

도 14의 첫번째 절단사이클에서, 공급부(5)의 저장스풀(2)에서 와이어(3)가 완전히 풀리기 전에 와이어(3)의 이동방향이 바뀌어, 와이어(3)의 미사용 구간(22)은 절단부(13)에 도달하지 못하고 공급부(5)의 저장스풀(2)에 남게된다.

첫번째 사이클 뒤의 전이단계에서, 미사용 구간(22)의 와이어(3)가 절단부(13)로 들어가 와이어웹의 일부분이 되거나 적어도 절단부(13)를 향해 움직인다. 와이어의 미사용 구간(22)은 계속해저 점점더 작아진다(도 15 참조).

도 16의 두번째 사이클에서 와이어(3)의 방향이 바뀐다. 두번째 절단사이클 동안, 와이어(3)의 방향이 바뀌어 첫번째 절단사이클 동안 절단부(13)에 도착하지 않고 공급부(5)의 저장스풀(2)에 남아있던 와이어 구간이 절단부(13)로 가고, 두번째 사이클 중에 수령부(6)의 저장스풀(2)에서 와이어(3)가 완전히 풀리기 전에 와이어(3)의 이동방향이 바뀌어, 와이어의 사용구간(23)이 절단부(13)에 도착하지 않고 수령부의 저장스풀(2)에 남게되는데, 이런 와이어의 방향전환은 재료의 절단을 위해서이다. 도 15의 단계들은 공급부(5)의 저장스풀(2)의 거의 모든 와이어가 사용될 때까지 반복된다.

도 15~16에서 알 수 있듯이, 시간이 갈수록 더 많은 (파단선으로 표시된) 사용 와이어들이 수령부(6)의 저장스풀(2)에 임시로 저장된다.

저장스풀(2)의 모든 와이어를 사용했으면, 모든 와이어가 공급부(5)의 저장스풀(2)에서 제거된다(도 17 참조).

절단을 위해서는 수령부(6)의 저장스풀(2)로부터 절단와이어(3)의 사용된 부분을 수령부(6)의 비축스풀(1)로 옮기는 단계로 시작한다. 이 단계는 수령부(6)의 저장스풀(2)에서 사용된 와이어 구간을 푼 다음(즉, 절단와이어 와이어웹쪽으로 당긴 다음), 와이어(3)의 이동방향을 바꿔 사용된 와이어 구간을 수령부(6)의 비축스풀(1)에 감아서 이루어진다(도 18~19 참조). 도 14~23은 개략적으로 도시한 것이다. 특히, 절단와이어를 여러번 겹치거나 층지게 비축스풀에 감을 수 있다.

사용된 와이어 구간을 수령부(6)의 저장스풀(2)에서 비축스풀(1)로 옮기는 단계는 2회의 연속적인 절단 사이에 이루어지는바, 이 단계 동안에는 어떤 재료 부분도 절단이 되지 않거나 절단와이어와의 접촉이 되지 않는다.

이제, 공급부(5)의 비축스풀(1)로부터 뉴와이어가 풀려 절단부(13)를 향한다(도 20 참조). 절단부(13)의 반대쪽에서는 절단와이어(3)가 수령부(6)의 저장스풀(2)에 감긴다. 도 21에서 신규 절단사이클이 시작한다. 도 14~20에서 설명한 단계들을 이제 반복할 수 있다. 도면에서의 절단와이어는 개략적으로 도시된 것이고, 특히 파단선으로 표시된 와이어들은 스풀 표면에 연속적으로 감기는 것이다.

본 발명의 장점은, 사용된 와이어와 미사용 와이어의 교체가 (와이어웹이 재료와 접촉하고 있는 동안인) 절단 도중에 이루어지면서 비축스풀(1)에서 와이어를 취하지 않는데 있다. 이를 위해, 2회의 연속 방향전환 사이에 저장스풀에서 풀리거나 감기는 와이어 길이는 저장스풀(2)에 처음에 저장된 와이어의 길이보다 짧다. 사용된 와이어의 미사용 와이어로의 교체는 제1 방향으로 이동하는 동안의 필그림 길이와 그 반대쪽으로 움직이는 동안의 필그림 길이의 차이에 의해 연속적으로 이루어질 수 있다.

도 22~23의 방법의 기본 아이디어는 원칙적으로 이상의 설명을 기초로 한다. 그러나, 전술한 와이어 관리시스템으로 이 방법을 실행할 수도 있다.

도 22~23은 절단와이어 구간들의 마모도를 보여준다. 가로좌표는 절단와이어(3)의 길이이고, 세로좌표는 마모도이다. MAX는 절단을 위해 용인되는 최대 마모도이다. 이 지점을 넘으면 와이어가 파손되어 품질이 악화될 위험이 있다. 절단와이어(3)의 여러번의 방향전환을 포함한 절단사이클에서 사용된 와이어 구간의 마모 형태는 대략 사다리꼴이다. 마모 함수의 안정기는 절단사이클의 2회 연속적인 방향전환 사이에 재료와의 동일한 유효 작용 길이를 갖는 와이어 포인트 범위(27)로서, 완전한 사용구간이다. 따라서 여기서는 마모도가 동일하다. 절단와이어 구간의 시작점에서 안정기에 이르기까지 마모도는 증가하고, 절단와이어 구간의 종점에서 마모도는 다시 감소한다. 이 기울기는 원점을 갖는데, 재료와의 유효 작용 길이는 와이어 구간의 종점을 향해 점점 작아지고: 이 구간의 와이어 포인트들은 와이어의 이동방향이 바뀌기 전에는 와이어웹을 통과하지 않는다. 이어서 이들 포인트들은 완전한 사용구간에 있는 절단할 재료처럼 보지 않는다. 절단사이클 동안에는 와이어 포인트가 절단할 재료의 하나의 포인트와 접촉한다. 각 와이어 구간의 종점에서의 이런 마모차를 고려해 다음 방법이 제안된다.

잉곳, 벽돌 또는 코어 형태의 반도체 재료와 같은 재료의 절단은 절단부(13)를 통과하는 절단와이어(3)를 갖춘 와이어 관리시스템(7)을 포함한 와이어톱(8)으로 이루어진다. 와이어 관리시스템(7)은 와이어톱(8)의 절단부(13)에 절단와이어(3)를 공급하는 공급부(5)와, 와이어톱의 절단부로부터 절단와이어(3)를 받는 수령부(6)를 갖는다. 와이어 관리시스템이 이상 설명한 것과 같은 구성을 반드시 가질 필요는 없다.

절단와이어(3)의 다수의 방향전환을 포함한 첫번째 절단사이클 동안, 절단와이어(3)의 제1 구간(24)을 재료의 절단을 위해 절단부(13)에서 사용하는데, 이런 제1 구간(24)은 첫번째 절단사이클의 방향전환 사이에 절단할 재료와 적어도 한번 접촉하는 전체 와이어 포인트들로 이루어진다. 시간이 갈수록 마모는 점점 커지는데 도 22의 파단선은 와이어의 중간 마모상태를 보여준다.

다수의 와이어 방향전환을 포함한 두번째 절단사이클 동안, 절단와이어(3)의 제2 구간(25)을 절단부(13)에서 사용해 재료를 절단하는데, 이 제2 구간(25)은 제1 구간(24)과는 다르고 방향전환 사이에 절단할 재료와 접촉하는 모든 포인트들로 이루어진다.

절단와이어의 제1 구간(24)과 제2 구간(25)은 끝 부분에서 중복구간(26)을 형성한다. 도 23에서 보이는 끝 부분에서, 첫번째 절단사이클 동안의 마모도와 두번째 절단사이클 동안의 마모도가 합쳐지고, 2 구간(24,25)의 끝에서의 가상의 삼각형의 추가로 인해 전체 와이어 길이를 따라 놀랍게도 일정한 마모가 이루어진다. 이런 식으로, 절단와이어(3)를 일정하게 중복 절단구간을 이용해 바람직하게는 100%까지 최적으로 이용할 수 있지만, 전체 절단와이어(3)의 맨 처음과 마지막 부분은 약간 마모된다.

중복구간(26)은 절단사이클의 2회 방향전환 사이에 재료와 동일한 유효 작용길이를 갖는 와이어 포인트 구간(27,28), 즉 도 22의 안정기 바로 밖에 인접하는 것이 바람직하다. 이 관계를 도 23에서 볼 수 있는데, 여기서는 중복구간(26)이 2개의 마모 경사부로 이루어진다.

1회 절단 뒤 최고 마모도(MAX)에 이르지 않으면 비축스풀로부터 뉴아이어 추가 없이 두번째 연속 절단에 이 와이어 구간을 사용할 수 있다. 두번째 절단 후에도 최대 마모도(MAX)에 이르지 않으면 역시 뉴와이어 추가 없이 이 와이어 구간을 세번째 절단에 사용할 수 있다. 와이어 품질이 한번의 완벽한 절단에 불충분하면, 1번의 절단에 여러개의 와이어 구간들을 사용할 수 있다. 여러번의 완벽한 절단 뒤에 와이어가 완전한 사용구간에서 거의 완전히 마모되는 (특히, 필그림 길이와 절단 압력으로) 절단방식을 선택할 수 있다.

Claims (22)

1. 절단와이어(3)를 절단부(13)를 통해 안내하는 와이어톱(8)에 사용되고, 와이어톱(8)의 절단부(13)에 절단와이어(3)를 공급하는 와이어 공급부(5)와, 와이어톱의 절단부로부터 절단와이어(3)를 받는 수령부(6)를 갖는 와이어 관리시스템(7)에 있어서:
   상기 와이어 공급부(5)와 수령부(6) 중의 적어도 하나가,
   절단와이어(3)의 적어도 일부분을 겹치게 감아 지지하는 적어도 하나의 회전 비축스풀(1);
   절단와이어(3)의 일부분을 임시로 감아두고 비축스풀(1)의 회전축(1b)과 일치하는 회전축(2b)을 갖는 적어도 하나의 회전 저장스풀(2); 및
   저장스풀(2)의 와이어 권선들이 서로 겹치지 않도록 및/또는 저장스풀(2)의 와이어 권선들이 비축스풀(1)의 권선보다 낮은 밀도를 갖도록 절단와이어(3)를 저장스풀(2)로 안내하는 와이어 안내수단(9);을 포함하고,
   상기 와이어 안내수단(9)이 비축스풀(1)을 향해서도 절단와이어(3)를 안내하는 것을 특징으로 하는 와이어 관리시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 비축스풀(1)과 저장스풀(2)이 나란히 설치되는 것을 특징으로 하는 와이어 관리시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 저장스풀(2)의 와이어 지지면(2a)의 직경이 비축스풀(1)의 와이어 지지면(1a)의 직경보다 큰 것을 특징으로 하는 와이어 관리시스템.
4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나에 있어서, 저장스풀(2)의 와이어 지지면(2a)의 길이가 비축스풀(1)의 와이어 지지면(1a)의 길이보다 큰 것을 특징으로 하는 와이어 관리시스템.
5. 제1항 내지 제4항 중의 어느 하나에 있어서, 저장스풀(2)이 절단와이어(3)를 100m 이상 겹치지 않게 저장할 수 있는 것을 특징으로 하는 와이어 관리시스템.
6. 제1항 내지 제5항 중의 어느 하나에 있어서, 와이어 공급부(5)와 수령부(6) 중의 적어도 하나가 비축스풀(1)과 저장스풀(2)의 회전속도를 동기화시키는 동기화수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 관리시스템.
7. 제6항에 있어서, 상기 동기화수단이 저장스풀(2)과 비축스풀(1) 사이에 고정되고, 저장스풀(2)과 비축스풀(1)이 공통의 회전 드라이브를 갖거나; 또는
   상기 저장스풀(2)과 비축스풀(1) 각각이 자체 회전 드라이브(10,11)를 갖고, 상기 동기화수단은 회전 드라이브(10,11)에 연결된 제어장치 형태이며 회전 드라이브(10,11)를 동기화시키는 것을 특징으로 하는 와이어 관리시스템.
8. 제1항 내지 제7항 중의 어느 하나에 있어서, 상기 와이어 안내수단(9)이 저장스풀(2)의 길이에 거쳐 저장스풀의 회전축(2b)을 따라 이동할 수 있는 이동풀리(4)를 포함하고, 상기 이동풀리(4)는 비축스풀(1)의 길이에 걸쳐 비축스풀(1)의 회전축(1b)을 따라서도 이동할 수 있고; 및/또는 상기 와이어 안내수단(9)이 저장스풀(2)의 와이어 지지면(2a)에 있는 와이어 안내홈을 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 관리시스템.
9. 잉곳, 벽돌 또는 코어 형태의 반도체 재료를 절단하고, 절단부(13), 절단부(3)에 절단와이어(3)를 안내하는 안내수단, 및 절단와이어(3)를 제1 방향과 그 반대쪽의 제2 방향으로 선택적으로 구동하는 구동수단을 갖춘 와이어톱(8)에 있어서:
   제1항 내지 제8항 중의 어느 하나에 따른 와이어 관리시스템(7); 및
   절단와이어(3)로 와이어웹(17)을 형성하는 적어도 2개의 와이어 안내롤러(14);를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어톱.
10. 제9항에 따른 와이어톱(8)으로 잉곳, 벽돌 또는 코어 형태의 반도체 재료를 절단하는 절단방법에 있어서:
    절단부(13)를 통과하는 절단와이어(3)의 이동방향이 교대로 반전되고, 제1 방향으로의 절단와이어(3)의 이동중에 와이어 공급부(5)와 수령부(6) 중의 하나의 저장스풀(2)에서 절단와이어(3)가 풀리며, 비축스풀(1)의 회전속도가 저장스풀(2)의 회전속도와 같은 것을 특징으로 하는 절단방법.
11. 제10항에 있어서, 절단와이어(3)가 제1 방향으로 움직이는 동안, 절단와이어(3)는 공급부(5)의 저장스풀(2)로부터 풀리면서 와이어웹(17)을 통해 수령부(6)로 이동한 다음 수령부의 저장스풀(2)에 감기고; 절단와이어(3)가 제2 방향으로 움직이는 동안, 절단와이어(3)는 와이어 수령부(6)의 저장스풀(2)에서 풀리면서 와이어웹(17)을 통해 와이어 공급부(5)로 이동하여, 와이어 공급부의 저장스풀(2)에 감기는 것을 특징으로 하는 절단방법.
12. 제10항 또는 제11항에 있어서, 기사용된 절단와이어(3)의 일부분이 와이어웹(17)을 통해 와이어 수령부(6)의 비축스풀(1)에 감겨 이곳에 저장되며; 그와 동시에 동일한 길이의 절단와이어(3) 부분이 와이어 공급부(5)의 저장스풀(2)에서 풀려 와이어웹(17)으로 이동하는 것을 특징으로 하는 절단방법.
13. 제10항 내지 제12항 중의 어느 하나에 있어서, 뉴 절단와이어(3)의 일부분이 와이어 공급부(5)의 비축스풀(1)에서 풀리면서 와이어웹(17)으로 이동하여 와이어웹을 일부 바꾸고, 그와 동시에 동일한 길이의 절단와이어 부분이 와이어웹(17)으로부터 와이어 수령부(6)의 저장스풀(2)에 감기며; 및/또는
    와이어 수령부(6)의 비축스풀(1)에 사용된 절단와이어(3)의 일부분이 감긴 뒤, 절단와이어(3)가 동일한 속도로 절단부(13)를 통과하면서 와이어 안내수단(9)에 의해 방향을 바꿔 와이어 수령부(6)의 저장스풀(2)에 감기는 것을 특징으로 하는 절단방법.
14. 제10항 내지 제13항 중의 어느 하나에 있어서, 와이어 공급부(5)의 저장스풀(2)에서 절단와이어(3)가 완전히 풀린 뒤, 절단와이어(3)가 동일한 속도로 절단부(13)를 계속 통과하면서 안내수단(9)에 의해 방향을 바꿔 와이어 공급부(5)의 비축스풀(1)로부터 풀리는 것을 특징으로 하는 절단방법.
15. 제10항 내지 제14항 중의 어느 하나에 있어서, 절단와이어(3)의 속도가 최대 속도의 20% 밑으로, 바람직하게는 5% 밑으로 감속되면서 저장스풀(2)로부터 와이어 안내수단(9)에 의해 비축스풀(1)로 또는 그 반대로 안내되는 것을 특징으로 하는 절단방법.
16. 제10항 내지 제16항 중의 어느 하나에 있어서, 공급부(5)의 저장스풀(2)의 와이어 지지면(2a)의 길이의 적어도 80%, 바람직하게는 100%에 절단와이어(3)가 없어질 때까지 절단와이어가 제1 방향으로 계속 이동한 다음, 절단와이어의 이동방향이 제2 방향으로 반전되고, 이어서 수령부(6)의 저장스풀(2)의 와이어 지지면(2a)의 길이의 적어도 80%, 바람직하게는 100%에 절단와이어(3)가 감길 때까지 절단와이어가 제2 방향으로 계속 이동하는 것을 특징으로 하는 절단방법.
17. 제10항 내지 제16항 중의 어느 하나에 있어서, 와이어 공급부(5)의 비축스풀(1)이 완전히 비워지고 새것으로 교체될 때까지 시간이 경과하면서 사용된 절단와이어(3)의 일부분이 와이어 공급부(6)의 비축스풀(1)에 비축되고, 와이어 수령부(6)의 충전된 비축스풀(1)이 빈 비축스풀(1)로 교체되는 것을 특징으로 하는 절단방법.
18. 제10항 내지 제17항 중의 어느 하나에 있어서, 절단와이어(3)의 이동방향의 다수의 반전을 포함한 첫번째 절단사이클 동안, 공급부(5)의 저장스풀(2)에서 절단와이어가 완전히 풀리기 전에 절단와이어의 이동방향이 반전되어, 절단와이어의 미사용 구간(22)은 절단부(13)에 도달하지 않고 공급부(5)의 저장스풀(2)에 남아있으며, 절단와이어(3)의 이동방향의 다수의 반전을 포함한 두번째 절단사이클 동안, 절단와이어의 이동방향이 반전되어 첫번째 사이클 동안 절단부에 도달하지 못하고 공급부의 저장스풀에 남아있던 절단와이어 구간이 절단부(13)로 이동하며, 절단와이어(3)가 수령부(6)의 저장스풀(2)에서 완전히 풀리기 전에 두번째 절단사이클 동안 절단와이어의 이동방향이 반전되어 절단와이어의 사용구간(23)이 절단부에 도달하지 못하고 수령부의 저장스풀(2)에 저장되는 것을 특징으로 하는 절단방법.
19. 제18항에 있어서, 수령부(6)의 저장스풀(2)에서 비축스풀(1)로 절단와이어(3)의 사용구간을 이동시키는 단계를 포함하고, 이 단계는 수령부(6)의 저장스풀(2)로부터 절단와이어(3)의 사용구간을 완전히 푼 다음 절단와이어의 이동방향을 반전시켜 수령부(6)의 비축스풀(2)에 절단와이어의 사용구간을 감아서 이루어지는 것을 특징으로 하는 절단방법.
20. 제19항에 있어서, 상기 단계가 2회의 연속적인 절단 사이에 이루어지는 것을 특징으로 하는 절단방법.
21. 절단와이어(3)를 와이어톱(8)의 절단부(13)를 통해 안내하고, 절단와이어를 절단부에 공급하는 와이어 공급부(5)와, 절단부로부터 절단와이어를 받는 와이어 수령부(6)를 갖는 와이어 관리시스템(7)을 포함하는 와이어톱(8)으로, 잉곳, 벽돌 또는 코어 형태의 반도체 재료를 절단하는, 특히 제10항 내지 제20항 중의 어느 하나에 따른 절단방법에 있어서:
    - 절단와이어(3)의 이동방향의 다수의 반전을 포함한 첫번째 절단사이클 동안, 재료 절단을 위해 절단와이어(3)의 제1 구간(24)을 절단부(13)에서 사용하고, 제1 구간은 첫번째 절단사이클의 방향 반전들 사이에서 절단할 재료와 적어도 한번 접촉하는 모든 와이어 포인트들로 이루어지며;
    - 절단와이어(3)의 이동방향의 다수의 반전을 포함한 두번째 절단사이클 동안, 재료 절단을 위해 제1 구간과는 다른 절단와이어(3)의 제2 구간(25)을 절단부(13)에서 사용하고, 제2 구간은 두번째 절단사이클의 방향 반전들 사이에서 절단할 재료와 접촉하는 모든 포인트들로 이루어지며;
    - 상기 제1 구간(24)과 제2 구간(25)이 끝 부분에서 서로 겹치는 중복구간을 갖는 것을 특징으로 하는 절단방법.
22. 제21항에 있어서, 상기 중복구간(26)이 절단사이클 내에서의 절단와이어의 2회의 연속 반전 사이에 절단할 재료와 같은 유효 작용길이를 갖는 와이어 포인트 구간(27,28) 밖에 위치하되, 바람직하게는 절단사이클 내에서의 절단와이어의 2회의 연속 반전 사이에 절단할 재료와 같은 유효 작용길이를 갖는 와이어 포인트 구간(27,28)에 인접되게 위치하는 것을 특징으로 하는 절단방법.
    

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