TW202147429A

TW202147429A - 在一系列切割操作期間用線鋸從工件上切割多個薄片的方法

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Publication number: TW202147429A
Application number: TW110120931A
Authority: TW
Inventors: 沃夫甘蓋麥奇; 羅伯特克魯瑟德; 彼得衛斯納
Original assignee: 德商世創電子材料公司
Priority date: 2020-06-10
Filing date: 2021-06-09
Publication date: 2021-12-16
Also published as: US20230234149A1; WO2021249735A1; TWI757199B; JP2023537561A; KR20230023736A; EP3922388A1; CN115916442A

Abstract

一種用於在一系列切割操作期間用線鋸從工件上切割多個薄片的方法，該切割操作分為初始切割和後續切割，其中，該線鋸包括鋸線的移動線區段的線陣列及致動裝置，且該線陣列在兩個線導輥之間的平面中被拉緊，其中，該兩個線導輥中的每一個均支撐在固定軸承與浮動軸承之間，並且包括至少一個腔室及殼體，該殼體包圍線導輥的芯部，且被結構化為具有用於線區段的導向凹槽，該方法包括：在每次切割操作期間，在工作流體及硬質材料（對工件起研磨作用）存在的情況下，沿垂直於工件軸線且垂直於線陣列平面的進給方向，用致動裝置將相應工件進給穿過線陣列，這包括：在每次切割操作期間，將工件進給穿過線陣列，同時藉由根據第一溫度輪廓的規定用第一冷卻流體調節線導輥的腔室的溫度，而改變兩個線導輥的殼體的長度，其中該第一溫度輪廓視切割深度而指定第一冷卻流體的溫度，並且與第一校正輪廓相關，該第一校正輪廓視切割深度而指定殼體的長度的變化；在每次切割操作期間，將工件進給穿過線陣列，同時藉由致動元件根據第二校正輪廓的規定使工件沿工件軸線移動，該第二校正輪廓指定工件的行進路線，其中，該第一校正輪廓及第二校正輪廓與形狀偏差相抗衡（opposed to）；以及在每次切割操作之前確定形狀偏差。

Description

在一系列切割操作期間用線鋸從工件上切割多個薄片的方法

本發明涉及一種在一系列切割操作期間用線鋸從工件上切割多個薄片的方法，其中，該線鋸包括鋸線的移動線區段的線陣列及致動裝置，該線陣列在兩個線導輥之間的平面中被拉緊，並且其中，該兩個線導輥中的每一個均支撐在固定軸承與浮動軸承之間，並且包括至少一個腔室及殼體，該殼體包圍線導輥的芯部，且被結構化為具有用於該線區段的導向凹槽。在每次切割操作期間，在工作流體及硬質材料（對工件起研磨作用）存在的情況下，沿垂直於工件軸線且垂直於線陣列平面的進給方向，用致動裝置將相應工件進給穿過線陣列。

用於切割多個薄片的方法可以藉由拋光切割（lap slicing）或磨削（grind slicing）切割來實現。

在拋光切割的情況下，將由液態載體介質中的硬質材料構成的漿料形式的工作流體進給至鋸線表面及工件之間形成的工作空間中。在拋光切割的情況下，材料的移除是借助於工具載體（鋸線）、工具（磨料）及工件的三主體相互作用進行的。

在磨削切割的情況下，使用的是表面硬質材料牢固黏合的鋸線，所供應的工作流體本身不含研磨材料，用作冷卻潤滑劑。在磨削切割的情況下，材料的移除是借助於作為工具之具有金剛石塗層的鋸線和工件之間的二主體相互作用進行的。

在使用傳統線鋸的情況下，每個線導輥都在其每個端面附近設有以固定的方式與機架（machine frame）連接的軸承，稱為固定軸承；在相對端面附近都設有可相對於機架沿線導輥的軸向移動的軸承，稱為浮動軸承。

線陣列的線導輥通常由金屬製成的芯部構成，該芯部通常由例如聚胺甲酸酯製成的殼體包圍。該殼體具有多個凹槽，這些凹槽用於引導形成線鋸的線陣列的鋸線。殼體通常以當溫度發生變化時，殼體可以在兩端不受阻礙地軸向膨脹或收縮的方式，固定在線陣列的各線導輥的芯部上。儘管如此，殼體可分別透過一個或兩個夾緊環固定在線導輥的一側或兩側上。

本領域已經採用措施來抵消在切割操作期間線陣列與工件相對於彼此的佈置變化，以便改善待切割薄片的主表面的平面平行度。

US 2002/ 0 174 861 A1描述一種透過控制工件的溫度來限制所切割薄片的翹曲度的方法。

在US 2015/0 158 203 A1中，提出一種透過線導輥芯部的溫度變化而選擇性地引起殼體長度的變化，從而改善所切割薄片的平坦度的方案。

US 2012/0 240 915 A1描述一種方法，該方法提供對線導輥及其固定軸承的獨立冷卻，以減少由溫度變化引起的線區段與工件的相對軸向運動。

US 5 377 568揭露一種方法，在該方法中，測量位於線導輥外側的參考表面相對於機架的位置，且透過調節線導輥內部的溫度，使線導輥的熱長度增加或長度減少，直到參考表面的測量位置變化再次得到彌補。

WO 2013/079683 A1揭露一種方法，其中，首先測量在線導輥軸承各種溫度下獲得的薄片形狀，將這些形狀中的每一個都跟各自的相關軸承溫度一起儲存，之後在後續切割操作中，選擇與期望目標形狀最匹配的軸承溫度。

US 5 875 770揭露一種方法，在該方法中，測量切割所得薄片的形狀，透過形成與期望的理想薄片形狀的差來計算與切割深度相關的校正曲線，之後在後續切割操作中，工件在切割操作期間根據該校正曲線相對於線陣列軸向移動。

儘管採取了這些措施，但仍然需要進行改進，一方面是因為這些措施的效果有限，另一方面是因為對薄片的平坦度和平面平行度的要求越來越嚴格，特別是半導體行業。

本發明的目的是提供形狀與目標形狀盡可能接近的薄片。

本發明的目的透過在分為初始切割和後續切割的一系列切割操作期間用線鋸從工件上切割多個薄片的方法實現，其中，該線鋸包括鋸線的移動線區段的線陣列及致動裝置，該線陣列在兩個線導輥之間的平面中被拉緊，其中，該兩個線導輥中的每一個均支撐在固定軸承與浮動軸承之間，並且包括至少一個腔室及殼體，該殼體包圍線導輥的芯部，且被結構化為具有用於線區段的導向凹槽，該方法包括：在每次切割操作期間，在工作流體和硬質材料（對工件起研磨作用）存在的情況下，沿垂直於工件軸線且垂直於線陣列平面的進給方向，藉由致動裝置將相應工件進給穿過線陣列，這包括：在每次切割操作期間，將工件進給穿過線陣列，並同時藉由根據第一溫度輪廓的規定用第一冷卻流體調節線導輥腔室的溫度，而改變兩個線導輥的殼體的長度，其中該第一溫度輪廓視切割深度而指定第一冷卻流體的溫度，並且與第一校正輪廓相關，而該第一校正輪廓視切割深度而指定殼體的長度的變化；在每次切割操作期間，將工件進給穿過線陣列，同時藉由致動元件根據第二校正輪廓的規定使工件沿工件軸線移動，該第二校正輪廓指定工件的行進路線，其中，該第一校正輪廓及第二校正輪廓與形狀偏差相抗衡（opposed to）；以及在每次切割操作之前確定該形狀偏差。

該方法可配置為拋光切割或磨削切割。切割深度（doc）表示與進給方向相反的從工件進入切割區域到工件結束切割之間的長度。

可以利用例如US 2015/0 158 203 A1中提出的方式，透過調節拉緊線陣列的線導輥的腔室的溫度（以下稱為線導向熱控制（wire guide heat control，WGHC））而改變線導輥及其殼體的軸向長度。此外，用於調節線導輥腔室溫度的第一冷卻流體根據第一溫度輪廓的規定流過相應線導輥的腔室，該第一溫度輪廓視切割深度而指定第一冷卻流體的溫度。該第一溫度輪廓與第一校正輪廓相關，該第一校正輪廓視切割深度而指定線導輥的相應殼體的長度的變化。預先透過實驗確定需要第一冷卻劑發生多少的溫度變化才能引起相應線導輥殼體長度的特定變化。該第一校正輪廓與每次切割操作之前確定的形狀偏差相抗衡。

可以在線導輥的芯部提供多於一個腔室，並為每個腔室單獨供應冷卻流體，在每種情況下，每個腔室的溫度遵循其自身的溫度輪廓。在這種情況下，這些溫度輪廓共同導致第一校正輪廓所要求的相應線導輥殼體的長度變化。

將工件進給穿過線陣列，同時藉由致動元件使工件根據第二校正輪廓的規定沿工件軸線移動（下文稱為IPC，錠定位控制），在每次切割操作期間，以上方式與WGHC一起使用。致動元件較佳為壓電致動器。該第二校正輪廓同樣與每次切割操作之前確定的形狀偏差相抗衡。

借助於WGHC根據切割深度而改變線導輥殼體的長度，並且根據切割深度使工件沿其縱軸（工件軸線）的方向相對於公共參考系（例如，機架），並因此相對於線導輥或線陣列移動。

第一校正輪廓與第二校正輪廓共同形成使形狀偏差最小化的整體校正輪廓。

調節固定軸承的溫度（以下稱為WGTC，線導向溫度控制）會改變線導輥的位置，從而改變線陣列相對於工件（棒、錠）的位置，因為這會導致浮動軸承和線導輥相對於公共參考系沿線導輥旋轉軸的方向移動。

根據本發明的較佳實施態樣，WGHC和IPC與WGTC組合使用。在這種情況下，整體校正輪廓包括與切割深度相關的第三校正輪廓，即借助於WGTC指定浮動軸承的行進路線，並因此指定線陣列的線導輥的行進路線的輪廓。

WGHC與IPC的組合或WGHC、IPC與WGTC的組合具有獨特優勢。如果WGHC與IPC，或者WGHC、IPC與WGTC組合使用，則可以使得線導輥相對於工件的移動幅度（行進路線移動的量）大於僅使用其中一種措施時可能達到的幅度。浮動軸承和工件的移動與引起移動的變數呈線性關係的範圍比僅使用其中一種措施時的相應範圍更寬。在WGHC或WGHC與WGTC的情況下，從改變引起移動的變數到移動的實際發生所需的回應時間明顯比在IPC的情況下長，特別是致動元件為壓電致動器時。因此，一方面，WGHC和WGTC測量，以及另一方面的IPC測量，都具有不同的控制頻寬。因此，有利的是透過IPC相對抵消高頻形狀偏差（即，隨切割深度的不同而有相對較大梯度變化的形狀偏差），以及透過WGHC或WGHC與WGTC相對抵消低頻形狀偏差。

作為一個實施態樣，本發明較佳包括一種方法，該方法利用視切割深度而指定第一冷卻流體溫度且與第一校正輪廓相關的第一溫度輪廓，其中該第一校正輪廓視切割深度而指定線導輥殼體的長度的變化（WGHC）；該方法利用指定工件行進路線（IPC）的第二校正輪廓；並且該方法利用視切割深度而指定第二冷卻流體的溫度且與第三校正輪廓相關的第二溫度輪廓，其中該第三校正輪廓指定線導輥浮動軸承的移動，並因此指定線導輥本身沿其旋轉軸方向的移動（WGTC）。

透過WGHC（改變線導輥及線導輥殼體的長度）調節線導輥的溫度、透過WGTC（改變線導輥的軸向位置）調節固定軸承的溫度，以及透過IPC使工件移動，會導致工件和線導輥位置相對移動，並且—透過改變線導輥的長度的變化（WGHC）—會導致線陣列的單個線區段相對於工件的位置發生相對移動。因此，本實施態樣具有特定優勢。透過切割操作獲得的薄片的形狀與理想形狀的偏差對於工件中不同位置的薄片是不同的，因此需要根據位置對線區段及工件的相對位置進行不同的移動，以確保所有的薄片都盡可能接近該理想形狀，從而很大程度上補償這種偏差。

形狀偏差在切割操作之前確定，並且是指一個薄片的形狀輪廓或多個薄片的平均形狀輪廓與參考形狀輪廓的偏差。

形狀偏差較佳透過將已切割薄片的平均形狀輪廓與參考形狀輪廓進行比較而確定。該比較得到整體校正輪廓，該整體校正輪廓甚至在切割操作之前，就確定了線導輥殼體長度如何變化（透過WGHC）、工件的行進路線（透過IPC），以及（如適用）線導輥的行進路線（透過WGTC）（這些都必須視切割深度而定），以避免在沒有採取這些措施的情況下可能出現的這種形狀偏差。整體校正輪廓分為第一校正輪廓及第二校正輪廓，以及（如適用）第三校正輪廓，決定了透過WGHC和IPC以及（如適用）WGTC進行長度或行進路線變化的比例。該比例可以相等或不等地進行劃分。

薄片的表面由主表面和邊緣表面組成。主表面包括薄片的前側和後側。可以透過將薄片置於一對感測器之間來進行測量，這是翹曲測量的慣例。每個感測器都在測量點處測量薄片面對主表面的距離。測量點可分佈在主表面上，也可以沿薄片的直徑分佈。測量點較佳位於沿薄片直徑的位置i處，具體為與進給方向相反，因此，每個測量點都與特定的切割深度相關。測量點的密度較佳為每公分不少於一個。就所有測量點而言，一個測量點與最近的相鄰測量點之間的距離較佳是相同的。

薄片的形狀輪廓是連接測量點si的線，其是在位置i處根據規則si = ½[D - (FDi - BDi)]計算的，其中D是感測器之間的距離，FDi是上感測器與薄片前側上的相應測量點之間的距離，BDi是下感測器與薄片後側上相應測量點之間的距離。應當注意，本發明還可使用形狀輪廓的替代定義來執行，只要該替代定義視切割深度對薄片的形狀進行編碼即可。

薄片的平均形狀輪廓是通過將多個薄片的形狀輪廓求平均值而獲得的形狀輪廓。參考形狀輪廓為期望的形狀輪廓，較佳為主表面完全平坦且相互平行的薄片的形狀輪廓。平均形狀輪廓由借助於相同線鋸從較佳1至5次切割操作中得到的薄片來確定。其中，這些切割操作緊接在該線鋸進行切割操作之前進行。用於得到平均形狀輪廓的薄片可基於薄片或基於切割或者基於二者進行選擇。在基於薄片進行選擇的情況下，將切割操作得到的某些薄片用於透過取平均值來確定相應的平均形狀輪廓，而排除其他薄片。例如，在求平均值過程中僅考慮那些在工件中具有特定位置的薄片，例如，僅選擇沿工件軸線的每第15個至第25個薄片。基於薄片進行選擇的另一種可能是，在切割操作的所有薄片中，將與平均形狀輪廓偏差最大和最小的薄片排除（所謂的切尾均值）。或者，可以排除形狀輪廓與切割操作中所有薄片的平均形狀輪廓偏離多於1至2σ（sigma）（sigma）的平均薄片。在基於切割進行選擇的情況下，使用至少一次切割操作得到的所有薄片來確定平均形狀輪廓，並且排除至少另一個切割操作中的所有薄片。

切割操作中的薄片的平均形狀輪廓會在系列切割操作的過程中發生變化。這些變化較佳用於評估線鋸的性能。它們可能表示易受磨損的線鋸鋸線及／或線導輥或任何其他部件的殼體的磨損。因此，較佳地，限定形狀偏差的閾值，當達到或超過該閾值時，將啟動維護活動（預測性維護活動），而不是進行進一步的切割操作。即使在達到該閾值之前，這種變化也可以當作採取調整措施以抵消因磨損而導致的工作結果惡化的可能。此類調整措施可以是，例如，改變工作流體的組成及／或溫度及／或改變鋸線速度及／或其他特定製程參數。

在鋸系統發生變化後進行的切割操作是一種特殊情況。鋸系統的這種變化發生在例如線導輥發生變化、線鋸進行機械調節，或工作流體的物理或化學性質發生變化之時。鋸系統發生變化之後的第一次切割操作（即所謂的初始切割）較佳地由1至5次切割操作組成。對於初始切割，形狀偏差較佳地透過將薄片的平均形狀輪廓與參考形狀輪廓進行比較來確定，其中，薄片的平均形狀輪廓係使用在鋸系統發生變化之前由相同線鋸進行的一次或多次初始切割過程中產生的薄片的平均形狀輪廓。

此外，較佳在每次切割操作期間控制工件的溫度（錠冷卻，IC）而不是WGTC，或者作為除WGHC、IPC和WGTC之外的第四種措施，更具體而言，用閉合的控制迴路透過使用冷卻介質潤濕工件而進行溫度控制，其中，工件的溫度形成控制變數，而冷卻介質的溫度形成控制迴路的受控變數。控制迴路的參考變數較佳為恆定的溫度。冷卻介質較佳為用於拋光切割或磨削切割的流體或工作流體。透過控制工件的溫度，還可以限制工件熱膨脹引起的薄片形狀偏差。控制迴路可根據例如US 2002/ 0 174 861 A1中所描述的方式進行。

根據本發明使用的線鋸包括兩個或更多個線導輥，例如三個或四個線導輥。線導輥的腔室和固定軸承溫度的調節可限於線陣列在其中拉緊的兩個線導輥（透過這兩個線導輥進給工件）。

工件較佳地由處於多晶或單晶狀態的半導體材料（例如，矽）構成。工件橫截面的外周為正方形、矩形或圓形。在圓柱形工件的情況下，工件軸線穿過圓柱體的中心。根據本發明的方法特別適合於製造由單晶矽構成的直徑至少為200 mm（特別是至少為300 mm）的圓形半導體晶圓。

下面將參照附圖闡述本發明的細節。

圖1示出適用於執行本發明方法的線鋸的特徵。該線鋸包括由鋸線3的移動線區段構成的線陣列2，線陣列2在兩個線導輥1之間的平面中被拉緊。在切割操作期間，借助於致動裝置12使工件4沿垂直於工件軸線且垂直於線陣列2的平面的進給方向進給穿過線陣列2。在所述操作過程中，拉緊線陣列2的線導輥1的長度（以及因此導致的殼體8的長度）根據第一校正輪廓，在與方向箭頭10相對應的方向上發生改變，並且工件4根據第二校正輪廓沿與方向箭頭11相對應的工件軸線方向移動。此外，各線導輥的浮動軸承6（以及因此導致的各線導輥本身）可根據第三校正輪廓沿與方向箭頭10相對應的方向同時移動，及／或工件4的溫度可用閉合的控制迴路透過使用冷卻介質潤濕工件4而進行控制，其中，工件4的溫度形成控制變數，而冷卻介質的溫度形成控制迴路的受控變數。第一校正輪廓和第二校正輪廓以及（如適用）第三校正輪廓與每次切割操作之前確定的形狀偏差相抗衡。第一校正輪廓、第二校正輪廓以及（如適用）第三校正輪廓存儲在資料處理單元14中。用於執行WGHC的控制單元13（第一控制單元）及IPC的控制單元15（第二控制單元），以及（如適用）用於執行WGTC的控制單元16（第三控制單元），控制用於調節腔室溫度的熱交換器和用於使工件4移動的致動元件，以及（如適用）用於調節線導輥固定軸承溫度的熱交換器。如果設想利用錠冷卻（IC），則該線鋸還包括用於調節工件4溫度的裝置22。在每次切割操作期間，借助於裝置22，工件4被進給穿過線陣列2，同時用閉合的控制迴路透過使用冷卻介質潤濕工件4而控制工件4的溫度，其中，工件4的溫度形成控制變數，而冷卻介質的溫度形成控制迴路的受控變數。

如圖2所示，線導輥1安裝在固定軸承5與浮動軸承6之間。固定軸承5和浮動軸承6支撐在機架7上。線導輥1的芯部17由殼體8包圍，殼體8設有供鋸線3在其中移動的凹槽。固定軸承5包括用於內部溫度調節的空間9和／或用於外部溫度調節的空間9a，第二冷卻流體流過該空間來調節固定軸承5的溫度。如果第二冷卻流體的溫度增加，則固定軸承5發生熱膨脹，使得線導輥1沿浮動軸承6的方向軸向移動，並且浮動軸承6沿方向箭頭10所示的方向相對於機架7向外移動。如果第二冷卻流體的溫度降低，則線導輥1和浮動軸承6沿相反的方向移動。第二冷卻流體的溫度取決於切割深度，由與第三校正輪廓相關的第二溫度輪廓指定。與熱交換器和泵連接的控制單元16確保當達到一定的切割深度時，流過固定軸承5的第二冷卻流體具有由第二溫度輪廓指定的溫度。資料處理單元14將第二溫度輪廓發送至控制單元16，使得浮動軸承根據第三校正輪廓的規定移動。

圖3示出了線導輥芯部17的兩個空腔，其形成兩個腔室18，第一冷卻流體流過腔室18以調節腔室18的溫度，以便根據第一校正輪廓的規定沿與方向箭頭10相對應的方向改變相應線導輥殼體8的長度。螺栓24將固定軸承5和浮動軸承6同軸連接。

圖4示出了薄片21設置在兩個感測器19、20之間，用於在切割操作之前確定形狀偏差。感測器19、20根據一定的切割深度，在進給方向上沿薄片21直徑的某位置i處，測量上感測器19到薄片21前側的距離FDi，以及下感測器20到薄片21後側的距離BDi。薄片的形狀輪廓為連接根據規則si = ½[D - (FDi - BDi)]計算的測量值si的線，其中D表示感測器之間的距離。透過將薄片的形狀輪廓與參考形狀輪廓進行比較而得到薄片的形狀偏差。與參考形狀輪廓的偏差取決於切割深度，與整體校正輪廓相對應，該整體校正輪廓在WGHC和IPC以及（如適用）WGTC之間劃分為第一校正輪廓和第二校正輪廓以及（如適用）第三校正輪廓。

圖5示出使用WGHC和WGTC的較佳示例性實施態樣的特徵細節。

WGHC的控制單元13（沿平行於線導輥1的旋轉軸23的方向改變線導輥1殼體8的長度）調節第一冷卻流體的溫度，第一冷卻流體在平行分佈後，首先流過跨越線陣列的兩個上線導輥的腔室18。然後其再次合併，並流回控制單元13。

WGTC的控制單元16（使線導輥1沿平行於其旋轉軸23的方向26移動）調節第二冷卻流體的溫度，該第二冷卻流體平行分佈後，首先流過用於對跨越線陣列的兩個上線導輥的固定軸承5進行內部溫度調節的空間9，然後用於調節兩個下線導輥的溫度，之後其再次合併，並流回控制單元16。下線導輥的溫度調節不是絕對必要的，但其目的是消散由此產生的摩擦熱，例如由於線導輥旋轉期間的軸承摩擦而產生的摩擦熱。第一冷卻流體和第二冷卻流體的流動方向由箭頭25表示。第一冷卻流體和第二冷卻流體經由旋轉式流體進給通孔（feed-through）供應至旋轉的線導輥，並經由旋轉式流體進給通孔從旋轉的線導輥排出。所使用的是同軸雙旋轉式進給通孔。

在圖5所示的示例性實施態樣中，採用WGTC透過固定軸承內部冷卻，並因此經由同軸雙旋轉式進給通孔供應和排出第二冷卻流體。第二冷卻流體經由安裝在固定軸承側的旋轉式進給通孔進給和排出，而第一冷卻流體經由安裝在浮動軸承側的旋轉式進給通孔進給和排出。用於WGTC的溫度調節迴路穿過上線導輥和下線導輥，而用於WGHC的溫度調節迴路僅穿過上線導輥。

圖6示出了使用WGHC和WGTC的另一較佳示例性實施態樣的特徵細節。

WGHC的控制單元13（沿平行於線導輥1的旋轉軸23的方向10改變線導輥1 的殼體8的長度）調節第一冷卻流體的溫度，第一冷卻流體在平行分佈後，首先流過跨越線陣列的兩個上線導輥的腔室18，然後用於調節兩個下線導輥的溫度，之後其再次合併，並流回控制單元13。

WGTC的控制單元16（使線導輥1沿平行於其旋轉軸23的方向26移動）調節第二冷卻流體的溫度，該第二冷卻流體在被平行分配後，首先流過用於對跨越線陣列的兩個上線導輥的固定軸承5進行外部溫度調節的空間9a，然後用於調節兩個下線導輥的溫度，之後其再次合併，並流回控制單元16。

因此，在圖6所示的示例性實施態樣中，採用WGTC透過固定軸承的外部溫度調節。用於WGHC的第一冷卻流體經由安裝在固定軸承側的雙旋轉式進給通孔供應和排出。用於WGTC的第二冷卻流體的供應和排出係透過非旋轉式外部固定軸承襯套上的固定進給通孔進行的，下線導輥的溫度調節也是如此。

示意性實施態樣的上述描述應理解為是示例性的。由此所作的揭露首先應使本領域技術人員能夠理解本發明及其相關優點，其次，在本領域技術人員的理解範圍內，還應包括對所述結構和方法的明顯變型和修改。

1:線導輥 2:線陣列 3:鋸線 4:工件 5:固定軸承 6:浮動軸承 7:機架 8:殼體 9:用於WGTC的固定軸承內部溫度調節的空間 9a:用於WGTC的固定軸承外部溫度調節的空間 10:方向箭頭 11:方向箭頭 12:致動裝置 13:WGHC的控制單元 14:資料處理單元 15:IPC的控制單元 16:WGTC的控制單元 17:芯部 18:腔室 19:上感測器 20:下感測器 21:薄片 22:用於調節工件溫度的裝置 23:旋轉軸 24:螺栓 25:流動方向 26:方向箭頭

圖1示意性示出本發明使用的線鋸的特徵。圖2示出這些特徵的細節。圖3示出這些特徵的更多細節。圖4示出薄片在兩個感測器之間的佈置，用於在切割操作之前確定其形狀偏差。圖5示出與使用WGHC和WGTC的較佳示例性實施態樣相關的特徵細節。圖6示出與使用WGHC和WGTC的另一較佳示例性實施態樣相關的特徵細節。

1:線導輥

2:線陣列

3:鋸線

4:工件

8:殼體

10:方向箭頭

11:方向箭頭

12:致動裝置

13:WGHC的控制單元

14:資料處理單元

15:IPC的控制單元

16:WGTC的控制單元

22:用於調節工件溫度的裝置

23:旋轉軸

Claims

一種在一系列切割操作期間用線鋸從工件上切割多個薄片的方法，該切割操作分為初始切割和後續切割，其中，該線鋸包括鋸線的移動線區段的線陣列及致動裝置，且該線陣列在兩個線導輥之間的平面中被拉緊，其中，該兩個線導輥中的每一個均支撐在固定軸承與浮動軸承之間，並且包括至少一個腔室及殼體，該殼體包圍該線導輥的芯部，且該殼體被結構化為具有用於該線區段的導向凹槽，該方法包括：在每次切割操作期間，在工作流體及對工件起研磨作用的硬質材料存在下，沿垂直於工件軸線且垂直於該線陣列之平面的進給方向，藉由該致動裝置將相應的工件進給穿過該線陣列，這包括：在每次切割操作期間，將該工件進給穿過該線陣列，並同時藉由根據第一溫度輪廓的規定用第一冷卻流體調節該線導輥的腔室的溫度，而改變該兩個線導輥的殼體的長度，其中該第一溫度輪廓視切割深度而指定該第一冷卻流體的溫度，並且與第一校正輪廓相關，而該第一校正輪廓視切割深度而指定該殼體的長度的變化；在每次切割操作期間，將該工件進給穿過該線陣列，同時根據第二校正輪廓的規定藉由致動元件使該工件沿工件軸線移動，該第二校正輪廓指定該工件的行進路線，其中，該第一校正輪廓及該第二校正輪廓與形狀偏差相抗衡（opposed to）；以及在每次切割操作之前確定該形狀偏差。
如請求項1所述的方法，其中，該形狀偏差藉由將每次切割操作之前已切割的薄片的平均形狀輪廓與參考形狀輪廓進行比較而確定。
如請求項2所述的方法，其中，該平均形狀輪廓是藉由將所選擇之薄片的形狀輪廓取平均而確定的，其中，該選擇是基於薄片、基於切割或基於薄片及切割做出的。
如請求項2或3所述的方法，其中，該已切割薄片來自緊接在相應的切割操作之前的至少1至5次切割操作。
如請求項1至3中任一項所述的方法，其包括，在每次切割操作期間，將該工件進給穿過該線陣列，同時藉由根據第三溫度輪廓的規定用第二冷卻流體調節該線導輥的固定軸承的溫度，而使該兩個線導輥的浮動軸承軸向移動，該第三溫度輪廓視切割深度而指定該第二冷卻流體的溫度，且與第三校正輪廓相關，該第三校正輪廓視切割深度而指定該浮動軸承的行進路線，其中，該第三校正輪廓與該形狀偏差相抗衡。
如請求項1至3中任一項所述的方法，其中，在每次切割操作期間，用閉合的控制迴路透過使用冷卻介質潤濕該工件來控制該工件的溫度，其中，該工件的溫度形成控制變數，而該冷卻介質的溫度形成該控制迴路的受控變數。
如請求項6所述的方法，其中，一恆定的溫度被指定為該控制迴路的參考變數。
如請求項1至3中任一項所述的方法，其中，如果在相應切割操作之前確定的形狀偏差達到或超過限定閾值，則啟動維護措施，而不是進行相應的切割操作。