WO2013041347A1 - Wire guidance roller for wire saws comprising a date detection system - Google Patents

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WO2013041347A1
WO2013041347A1 PCT/EP2012/067058 EP2012067058W WO2013041347A1 WO 2013041347 A1 WO2013041347 A1 WO 2013041347A1 EP 2012067058 W EP2012067058 W EP 2012067058W WO 2013041347 A1 WO2013041347 A1 WO 2013041347A1
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WO
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wire guide
guide roller
wire
sensor
roller
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/067058
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German (de)
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Inventor
Thomas Maurer
Andrew Wenger
Sebastian Dienst
Original Assignee
Voith Patent Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D57/00—Sawing machines or sawing devices not covered by one of the preceding groups B23D45/00 - B23D55/00
    • B23D57/003—Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts
    • B23D57/0053—Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts of drives for saw wires; of wheel mountings; of wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23D57/003—Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts
    • B23D57/0061—Sawing machines or sawing devices working with saw wires, characterised only by constructional features of particular parts of devices for guiding or feeding saw wires

Definitions

  • the present invention relates to a wire guide roller for use in wire saws for producing semiconductor wafers for the photovoltaic and semiconductor industries by simultaneously separating a plurality of semiconductor wafers from a single or polycrystalline semiconductor ingot.
  • the semiconductor wafers usually have a thickness of between 50 ⁇ and 400 ⁇ and in particular of 100 ⁇ and 350 ⁇ on.
  • a wire saw has a so-called wire gate consisting of at least one wire section (also referred to as a wire field), which is spanned between at least two rotatably mounted wire guide rollers. Often, the wire gate is formed by a plurality (up to more than 1000) parallel wire sections which are stretched between the wire guide rollers.
  • wire guide rollers are used.
  • the respective axes of rotation of the wire guide rollers are arranged parallel to each other in the rule.
  • One or more or all of the wire guide rollers may be driven.
  • a single finite wire is often spirally guided around a roller system formed by the wire guide rollers and thereby unwound from a supply roll onto a take-up roll.
  • the wire guide rollers may have on their lateral surface in each case a plurality of groove-shaped depressions, which surround the circumferential surface annularly and in which the wire is guided.
  • the wire is energized between the supply spool and the take-up spool.
  • the wire is usually made of metal and generally has a thickness of between 50 ⁇ and 200 ⁇ and in particular of between 100 ⁇ and 140 ⁇ on.
  • the semiconductor blank and the wire gate are moved relative to each other, and at the same time, the wire is rewound at high speed via the wire guide rollers from the supply roll to the take-up reel.
  • the wire is filled with a liquid (such as Glycol or oil) to cool the wire and remove any removed sawdust.
  • the liquid may also contain a cutting grain such as diamond or silicon carbide of suitable granularity to form a suspension.
  • the cutting operation is often effected by the cutting grain dissolved in the liquid and not by the wire itself, so that the wire often serves only to transport the liquid with the cutting grain. If the wire itself is coated with a suitable cutting grain, the provision of cutting grain in the liquid can also be dispensed with.
  • the wire is exposed to some wear. It should be noted that the wire due to the spiral guide on the wire guide rollers repeatedly cuts into the semiconductor blank. Therefore, the wire can often be used only once.
  • the wire guide rollers are subject to a certain wear.
  • wire guide rollers are largely responsible, since they determine the position of the wire gate forming wire sections.
  • a defective wire guide roller often has the consequence that all cut with the wire gate semiconductor wafers must be discarded. Therefore, the functionality of the wire guide rollers regularly and preferably continuously checked visually.
  • Wire guide rollers may be solid or hollow and formed of metal or plastic.
  • the lateral surface has a coating, which makes contact with the wire, so that the wire guide roller in the radial direction may have a multilayer structure.
  • a wire saw with wire guide rollers is known for example from DE 10 2007 019 566. To increase the durability of the wire guide rollers, a special coating is proposed here.
  • Another wire guide roller of the prior art is known from DE 103 49 287.
  • Embodiments of the present invention provide a wire guide roller for wire saws for producing semiconductor wafers, a system comprising these wire guide rollers, and a method in which a malfunction of the wire guide roller can be detected particularly quickly and reliably.
  • a wire guide roll for use in wire saws for producing semiconductor wafers comprising a cylindrical roll body, at least one sensor, and at least one transmitter.
  • the cylindrical roller body is designed to be rotatable about a rotation axis.
  • the at least one sensor is disposed in the wire guide roller and configured to detect instantaneous states of the wire guide roller.
  • the at least one transmitter is also arranged in the wire guide roller and connected to the at least one sensor and configured to output measured values generated by the sensor to the outside of the wire guide roller.
  • the transmitter may also be designed to receive control commands. It is possible to use a common transmitter for multiple sensors, or to use separate transmitters for each sensor or group of sensors.
  • the at least one sensor is at least one strain gauge, which is arranged adjacent to the lateral surface in the cylindrical roller body.
  • the strain gauges can be arranged distributed over the entire longitudinal and / or circumferential direction of the cylindrical roller body adjacent to the lateral surface in the cylindrical roller body,
  • the at least one strain gage can be oriented such that it has a circumferential expansion and / or An elongation that changes abruptly with time and / or between adjacent strain gauges can be attributed to a defective guidance or tension of a guided wire, for example as a result of a too large wear use of the wire guide roller, indicate.
  • the at least one sensor is at least one temperature sensor, which is arranged in the cylindrical roller body in particular adjacent to the lateral surface. Too high or too high a rise in temperature may indicate poor guidance or tension of a guided wire due, for example, to excessive wear of the wire guide roller, as well as detachment of the cover.
  • the at least one sensor is at least one vibration sensor, which is arranged in particular in the cylindrical roller body.
  • vibration sensors are capacitive or piezoelectric acceleration sensors.
  • the at least one vibration sensor may be arranged adjacent to an end face of the cylindrical roller body.
  • adjacent to the end face is understood to mean a region which is spaced from the end face of the cylindrical roll body by not more than 1/5 and in particular not more than 1/10 of the maximum axial length of the cylindrical roll body. Too high or uneven vibrations may be due to poor guidance or Stress of a guided wire, for example, as a result of excessive wear of the wire guide roller, and / or indicate a defective bearing of the wire guide roller.
  • the wire guide roller further comprises at least one energy store, which is arranged in the cylindrical roller body and connected to at least one of the at least one sensor and the at least one transmitter and is adapted to supply it with electrical energy.
  • the energy store can also be connected to all sensors and / or transmitters of the wire guide roller in order to supply them with electrical energy.
  • energy storage for example, a battery and / or an accumulator and / or a capacitor can be used.
  • the wire guide roller further comprises at least one arranged in an edge region of the cylindrical roller body coil, which is designed to allow upon rotation of the wire guide roller inductive coupling of electrical energy.
  • the coil may also allow reception of control signals for at least one of the at least one sensor and the at least one transmitter.
  • the "edge region of the cylindrical roller body” is understood to mean a region which comprises the regions "adjacent to the lateral surface” and "adjacent to the end surface”.
  • the at least one transmitter is designed to output the measured values generated by the at least one sensor to outside of the wire guide roller via at least one of a sliding contact and an air interface such as infrared or radio (for example Bluetooth or WLAN).
  • the at least one transmitter can be designed to store the measured values generated by the at least one sensor in a memory assigned to the at least one transmitter.
  • Each transmitter can have its own memory, or a central memory for several or all transmitters can be provided.
  • the wire guide roller further comprises at least one bearing, which is arranged coaxially on an end face of the cylindrical roller body.
  • the wire guide roller on two bearings, which are arranged on the two end faces of the cylindrical roller body.
  • the at least one bearing may be interchangeable to allow continued operation of the wire guide roller with defective bearing after replacement of the bearing.
  • the at least one bearing may be configured to allow rotation of the cylindrical roller body about its axis of symmetry.
  • Embodiments relate to a system which has at least one wire guide roller as described above and at least one receiver arranged outside the wire guide roller.
  • the receiver is designed to receive measured values output by the transmitter arranged in the wire guide roller outside the wire guide roller via a sliding contact and / or an air interface.
  • the receiver may be configured to send control commands to the transmitter located in the wire guide roller. These control commands can, for example, cause the output of measured values by the transmitter.
  • the system further comprises at least one arranged in the region of at least one end face and / or in the region of the lateral surface of the at least one wire guide roller outside of the wire guide roller coil, which is connected to a power source and formed, electrical energy inductively in a in an edge region of the coupling cylindrical roller body arranged in the wire guide roller coil.
  • information such as control commands and / or measured values can also be transmitted via these coils between the transmitter arranged in the wire guide roller and the receiver arranged outside the wire guide roller.
  • the system further comprises at least one arranged in the region of at least one end face and / or lateral surface of the at least one wire guide roller outside the wire guide roller arrangement of permanent magnets, which are formed upon rotation of the wire guide roller electrical energy in inductively to couple in a arranged in an edge region of the cylindrical roller body in the wire guide roller coil.
  • the system further comprises a machine control and at least one drive, which drive is mechanically connected to at least one wire guide roller and / or a supply roll and / or a take-up roll receptacle and is controlled by the machine control.
  • the at least one drive is configured to rotate the at least one wire guide roller and / or a supply roll carried by the receptacle and / or a take-up roll carried by the receptacle in response to the machine control.
  • the receiver is connected to the machine control and outputs measured values received from the transmitter to the machine control.
  • the machine controller is designed to stop the at least one and in particular all drives when the received measured value of the at least one wire guide roller is outside a predefinable tolerance range.
  • Embodiments relate to a method for functional monitoring of wire saws for producing semiconductor wafers, which can be used in particular in the system described above using the wire guide rollers described above.
  • the method comprises the steps of continuously monitoring the operation of at least one wire guide roller of the wire saw by means of sensors arranged in the wire guide roller and configured to generate measurements relating to instantaneous states of the at least one wire guide roller, outputting the measurements generated by the sensors to outside of the at least one a wire guide roller, comparing the output measured values with a predeterminable tolerance range and the automatic stopping of the wire saw when at least one received measured value is outside the tolerance range.
  • control' is used synonymously with the term 'regulate' throughout and deviating from the German usage. This also applies to all grammatical modifications of both terms. In this document, therefore, the term 'control' may also include a feedback of a controlled variable, as the term 'control' may refer to a simple timing chain.
  • Figure 1A shows schematically a perspective view of a wire guide roller according to a first embodiment
  • Figure 1 B schematically shows a perspective view of a wire guide roller according to a second embodiment
  • Figure 2 shows schematically a perspective view of a system according to a first embodiment
  • FIG. 3 shows a flow chart of a method according to an embodiment.
  • FIG. 1A schematically shows a perspective view of a wire guide roller 1 according to a first embodiment.
  • the wire guide roller 1 consists of a cylindrical roller body 2 which is rotatably mounted about a rotation axis A.
  • the cylindrical roller body 2 at its two end faces each interchangeable bearing 9, which allows rotation of the cylindrical roller body 2 about its axis of symmetry.
  • a plurality of sensors 31, 32 are arranged, which determine instantaneous states of the wire guide roller 1. In the instantaneous state, properties are understood which are characteristic of operating states of the wire guide roller 1.
  • the sensors 31, 32 are two temperature sensors 31 arranged adjacent to a lateral surface of the cylindrical roller body 2, which measure a temperature of the wire guide roller 1 in the area of the lateral surface, and several distributed in the longitudinal direction of the cylindrical roller body 2 Dehnungsmess ⁇ strip 32, which are also disposed adjacent to the lateral surface of the cylindrical roller body 2.
  • a coating forming the lateral surface of the wire guide roller is partially removed in order to expose the sensors 31 and 32. In this coating provided guide grooves for the wire are not shown in the figure for the sake of clarity.
  • the wire guide roller 1 shown in FIG. 1A has two transmitters 4, each having an internal memory 8.
  • One of the transmitters 4 is connected to the temperature sensors 31 and the other to the strain gauges 32.
  • a separate transmitter 4 is provided for each type of sensor.
  • measured values of the sensors 31 and 32 received by the transmitter 4 can be temporarily stored for later reading.
  • the transmitters 4 are each designed to output measured values generated by the associated sensors 31, 32 to the outside of the wire guide roller 2 via an air interface.
  • the air interface in the present case is a radio interface according to the Bluetooth standard.
  • the air interface but also work on a different standard, such. B. the W-LAN standard.
  • the air interface also optically z. B. by using infrared radiation.
  • a coil 6 is arranged on an end face of the cylindrical roller body 2, via which an inductive coupling of electrical energy is possible.
  • the coil 6 can also serve as an antenna for the transmitter 4 at the same time.
  • the wire guide roller 1 'shown schematically in perspective in FIG. 1B in accordance with the second embodiment is very similar to the above-described wire guide roller 1 according to the first embodiment, so that in the following particular attention is drawn to differences between the embodiments and otherwise to the first embodiment.
  • the wire guide roller 1 'according to the second embodiment likewise has a cylindrical roller body 2' rotatably mounted about a rotation axis A and sensors 31, 32 ', 33 integrated therewith and a transmitter 4 connected to the sensors 31, 32', 33.
  • the second embodiment differs from the first embodiment described above particularly in that the strain gauges 32 'according to the second embodiment are arranged not distributed in the longitudinal direction of the cylindrical roller body 2' but circumferentially of the cylindrical roller body 2 'adjacent to the lateral surface of the cylindrical roller body 2' , It is emphasized that the first and second embodiments can also be combined, so that the strain gauges can be distributed both in the circumferential direction and in the longitudinal direction of the cylindrical roller body. Furthermore, alternatively, instead of an arrangement of a plurality of strain gauges, only one strain gauge can be used.
  • the coil 6 'for energy coupling according to the second embodiment is not a single on a front side of the cylindrical roller body 2' arranged coil, but is formed by an arrangement which consists of a plurality of in the circumferential direction of the cylindrical roller body 2 'distributed in the region of the lateral surface consists of the cylindrical Walzengropers 2 'arranged coils.
  • an energy store 5 is provided in the form of an accumulator and connected to the coils 6'.
  • the energy coupling can also take place optically or by means of slip rings.
  • the wire guide roller 1 additionally has vibration sensors 33, which are arranged on both end sides of the cylindrical roller body 2' in the region of the bearings 9.
  • FIG. 2 shows a system consisting of a wire guide roller 1 with a construction as shown in FIGS. 1A or 1B and a receiver 1 1 arranged outside the wire guide roller 1, shown schematically in perspective.
  • the receiver 11 is designed to receive measured values of the sensors 31, 32, 33 output by the transmitter 4 via the air interface or sliding contact 7 and to output them to a machine controller 15 connected to the receiver 11.
  • the system shown in Figure 2 further comprises a arranged in the region of a front side of the wire guide roller 1 coil 12, which is connected to a power source 13 and inductively transfers energy to the arranged in the wire guide roller 1 coil 6.
  • the coil 12 can also serve as an antenna for wireless transmission of information between the receiver 1 1 and arranged in the wire guide roller transmitters 4.
  • permanent magnets 14 are additionally provided, which cause inductive energy generation in the coils 6 'arranged in the wire guide roller V when the wire guide roller rotates.
  • the machine controller 15 is connected to a drive 16 for forcibly rotating the wire guide roller 1.
  • the engine controller 15 determines that a reading of the one of the sensors 31, 32, 33 disposed in the wire guide roller 1 is outside a predetermined tolerance range, the engine controller 15 automatically stops rotating the wire guide roller 1 via the driver 16.
  • a functioning of at least one wire guide roller of the wire saw is monitored continuously by means of sensors arranged in the wire guide roller.
  • the sensors are designed to generate measured values which relate to instantaneous states of the at least one wire guide roller.
  • the measured values may be a temperature, an elongation or a vibration of the wire guide roller and, in particular, a circumferential surface of the wire guide roller, which allow conclusions to be drawn about a current state of the (rotating) wire guide roller in operation.
  • the measured values generated by the sensors are output to the outside of the at least one wire guide roller in step S2. This can be wired or via an air interface.
  • step S3 a comparison is made as to whether the measured values lie within a tolerance range. If so, the process returns to step S1. If this is not the case, since at least one measured value is outside the associated tolerance range, the wire saw is automatically stopped in step S4, since then a lack of functionality of at least one wire guide roller is assumed.
  • the wire saw is automatically stopped in step S4, since then a lack of functionality of at least one wire guide roller is assumed.
  • steps S3 a comparison is made as to whether the measured values lie within a tolerance range. If so, the process returns to step S1. If this is not the case, since at least one measured value is outside the associated tolerance range, the wire saw is automatically stopped in step S4, since then a lack of functionality of at least one wire guide roller is assumed.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a wire guidance roller (1) for use in wire saws for producing semiconductor wafers, comprising a cylindrical roller body (2), at least one sensor (31, 32, 33; 32') and at least one emitter (4). Said cylindrical roller body is designed such that it can rotate about a rotational axis (A). The at least one sensor (31, 32, 33; 32') is arranged in the wire guidance roller and designed to determine momentary states such as for example temperature, vibrations or extension of the wire guidance roller. The at least one emitter (4) is also arranged in the wire guidance roller and is connected to the at least one sensor (31, 32, 33; 32') and designed to transmit measurement values generated by the sensor (31, 32, 33; 32') to the outside of the wire guidance roller. The invention also relates to a system which comprises, in addition to at one wire guidance roller of said type, at least one receiver which is arranged outside of the wire guidance roller. Said receiver is designed to capture, from the emitter (4), measurement values emitted to the outside of the wire guidance rollers by means of a sliding contact and/or a radio interface and to analyze them appropriately. Finally, the invention relates to a method for monitoring the functions of wire saws for producing semiconductor wafers.

Description

Drahtführungsrolle für Drahtsägen mit Datenerfassungssystem  Wire guide roller for wire saws with data acquisition system
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drahtführungsrolle zur Verwendung in Drahtsägen zum Herstellen von Halbleiterscheiben (Wafern) für die Photovoltaik- und Halbleiterindustrie durch gleichzeitiges Abtrennen einer Vielzahl von Halbleiterscheiben von einem ein- oder polykristallinen Halbleiterrohling (Ingot). Die Halbleiterscheiben weisen üblicherweise eine Dicke von zwischen 50 μιτι und 400 μιτι und insbesondere von 100 μιτι und 350 μιτι auf. Eine Drahtsäge weist ein aus wenigstens einem Drahtabschnitt bestehendes sogenanntes Drahtgatter (auch als Drahtfeld bezeichnet) auf, das zwischen wenigstens zwei drehbar gelagerten Drahtführungsrollen aufgespannt ist. Häufig wird das Drahtgatter von einer Vielzahl (bis zu mehr als 1000) paralleler Drahtabschnitte gebildet, welche zwischen den Drahtführungsrollen aufgespannt sind. Häufig werden auch mehr als zwei und insbesondere drei oder vier drehbar gelagerte Drahtführungsrollen verwendet. Die jeweiligen Drehachsen der Drahtführungsrollen sind dabei in der Regel zueinander parallel angeordnet. Eine oder mehrere oder alle Drahtführungsrollen können angetrieben sein. Zum Bilden der Drahtabschnitte des Drahtgatters wird häufig ein einziger endlicher Draht spiralförmig um ein von den Drahtführungsrollen gebildetes Rollensystem geführt und dabei von einer Vorratsrolle auf eine Aufnahmerolle abgespult. Hierfür können die Drahtführungsrollen an ihrer Mantelfläche jeweils eine Vielzahl von nutförmigen Vertiefungen aufweisen, welche die Mantelfläche in Umfangsrichtung ringförmig umschließen und in denen der Draht geführt ist. Der Draht wird zwischen der Vorratsspule und der Aufnahmespule unter Spannung gesetzt. Der Draht besteht in der Regel aus Metall und weist in der Regel eine Dicke von zwischen 50 μιτι und 200 μιτι und insbesondere von zwischen 100 μιτι und 140 μιτι auf. The present invention relates to a wire guide roller for use in wire saws for producing semiconductor wafers for the photovoltaic and semiconductor industries by simultaneously separating a plurality of semiconductor wafers from a single or polycrystalline semiconductor ingot. The semiconductor wafers usually have a thickness of between 50 μιτι and 400 μιτι and in particular of 100 μιτι and 350 μιτι on. A wire saw has a so-called wire gate consisting of at least one wire section (also referred to as a wire field), which is spanned between at least two rotatably mounted wire guide rollers. Often, the wire gate is formed by a plurality (up to more than 1000) parallel wire sections which are stretched between the wire guide rollers. Frequently, more than two and in particular three or four rotatably mounted wire guide rollers are used. The respective axes of rotation of the wire guide rollers are arranged parallel to each other in the rule. One or more or all of the wire guide rollers may be driven. To form the wire sections of the wire gate, a single finite wire is often spirally guided around a roller system formed by the wire guide rollers and thereby unwound from a supply roll onto a take-up roll. For this purpose, the wire guide rollers may have on their lateral surface in each case a plurality of groove-shaped depressions, which surround the circumferential surface annularly and in which the wire is guided. The wire is energized between the supply spool and the take-up spool. The wire is usually made of metal and generally has a thickness of between 50 μιτι and 200 μιτι and in particular of between 100 μιτι and 140 μιτι on.
Bei einem Sägevorgang werden der Halbleiterrohling und das Drahtgatter relativ zueinander bewegt, und gleichzeitig wird der Draht mit hoher Geschwindigkeit über die Drahtführungsrollen von der Vorratsrolle auf die Aufnahmerolle umgespult. Während des Sägevorgangs wird der Draht mit einer Flüssigkeit (wie beispielsweise Glykol oder Öl) benetzt, um den Draht zu kühlen und abgetragenes Sägegut zu entfernen. Die Flüssigkeit kann auch ein Schneidkorn wie beispielsweise Diamant oder Siliziumcarbid von geeigneter Körnung enthalten und so eine Suspension bilden. Dann wird der Schneidevorgang häufig von dem in der Flüssigkeit gelösten Schneidekorn und nicht von dem Draht selber bewirkt, so dass der Draht häufig nur zum Transport der Flüssigkeit mit dem Schneidekorn dient. Wenn der Draht selbst mit einem geeigneten Schneidkorn beschichtet ist, kann auf das Vorsehen von Schneidkorn in der Flüssigkeit auch verzichtet werden. Während des Sägens ist der Draht einem gewissen Verschleiß ausgesetzt. Dabei ist zu beachten, dass der Draht aufgrund der spiraligen Führung über die Drahtführungsrollen wiederholt in den Halbleiterrohling einschneidet. Deshalb kann der Draht häufig nur einmal verwendet werden. Auch die Drahtführungsrollen unterliegen einem gewissen Verschleiß. In a sawing operation, the semiconductor blank and the wire gate are moved relative to each other, and at the same time, the wire is rewound at high speed via the wire guide rollers from the supply roll to the take-up reel. During the sawing process, the wire is filled with a liquid (such as Glycol or oil) to cool the wire and remove any removed sawdust. The liquid may also contain a cutting grain such as diamond or silicon carbide of suitable granularity to form a suspension. Then, the cutting operation is often effected by the cutting grain dissolved in the liquid and not by the wire itself, so that the wire often serves only to transport the liquid with the cutting grain. If the wire itself is coated with a suitable cutting grain, the provision of cutting grain in the liquid can also be dispensed with. During sawing, the wire is exposed to some wear. It should be noted that the wire due to the spiral guide on the wire guide rollers repeatedly cuts into the semiconductor blank. Therefore, the wire can often be used only once. The wire guide rollers are subject to a certain wear.
Die Anforderungen an die Maßhaltigkeit der mittels Drahtsägen hergestellten Halbleiterscheiben sind hoch. Gewünscht ist, dass jede Halbleiterscheibe zwei sich parallel gegenüberliegende ebene Flächen aufweist. Für diese Maßhaltigkeit sind die Drahtführungsrollen maßgeblich verantwortlich, da diese die Position der das Drahtgatter bildenden Drahtabschnitte festlegen. Eine mangelhafte Drahtführungsrolle hat häufig zur Folge, dass alle mit dem Drahtgatter gesägten Halbleiterscheiben verworfen werden müssen. Deshalb wird die Funktionstüchtigkeit der Drahtführungsrollen regelmäßig und bevorzugt kontinuierlich optisch überprüft. Drahtführungsrollen können massiv oder hohl und aus Metall oder Kunststoff gebildet sein. Häufig weist die Mantelfläche eine Beschichtung auf, welche den Kontakt zum Draht herstellt, so dass die Drahtführungsrolle in radialer Richtung einen mehrschichtigen Aufbau aufweisen kann. Eine Drahtsäge mit Drahtführungsrollen ist beispielsweise aus der DE 10 2007 019 566 bekannt. Zur Erhöhung der Haltbarkeit der Drahtführungsrollen wird hier ein besonderer Belag vorgeschlagen. Eine weitere Drahtführungsrolle aus dem Stand der Technik ist aus der DE 103 49 287 bekannt. The dimensional accuracy requirements of semiconductor wafers made by wire sawing are high. It is desired that each semiconductor wafer has two flat surfaces lying parallel to each other. For this dimensional accuracy, the wire guide rollers are largely responsible, since they determine the position of the wire gate forming wire sections. A defective wire guide roller often has the consequence that all cut with the wire gate semiconductor wafers must be discarded. Therefore, the functionality of the wire guide rollers regularly and preferably continuously checked visually. Wire guide rollers may be solid or hollow and formed of metal or plastic. Frequently, the lateral surface has a coating, which makes contact with the wire, so that the wire guide roller in the radial direction may have a multilayer structure. A wire saw with wire guide rollers is known for example from DE 10 2007 019 566. To increase the durability of the wire guide rollers, a special coating is proposed here. Another wire guide roller of the prior art is known from DE 103 49 287.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen eine Drahtführungsrolle für Drahtsägen zum Herstellen von Halbleiterscheiben, ein diese Drahtführungsrollen umfassendes System und ein Verfahren bereit, bei welchen eine mangelhafte Funktionstüchtigkeit der Drahtführungsrolle besonders schnell und zuverlässig festgestellt werden kann. Ausführungsformen stellen eine Drahtführungsrolle zur Verwendung in Drahtsägen zum Herstellen von Halbleiterscheiben bereit, welche einen zylindrischen Walzenkörper, wenigstens eine Sensor und wenigstens einen Sender aufweist. Der zylindrische Walzenkörper ist dabei um eine Drehachse rotierbar ausgebildet. Der wenigstens eine Sensor ist in der Drahtführungsrolle angeordnet und ausgebildet, Momentanzustände der Drahtführungsrolle festzustellen. Der wenigstens eine Sender ist ebenfalls in der Drahtführungsrolle angeordnet und mit dem wenigstens einen Sensor verbunden und ausgebildet, von dem Sensor erzeugte Messwerte nach außerhalb der Drahtführungsrolle auszugeben. In Ausführungsformen kann der Sender auch zum Empfang von Steuerbefehlen ausgebildet sein. Es ist möglich, einen gemeinsamen Sender für mehrere Sensoren zu verwenden, oder getrennte Sender für jeden Sensor oder Gruppe von Sensoren zu verwenden. Embodiments of the present invention provide a wire guide roller for wire saws for producing semiconductor wafers, a system comprising these wire guide rollers, and a method in which a malfunction of the wire guide roller can be detected particularly quickly and reliably. Embodiments provide a wire guide roll for use in wire saws for producing semiconductor wafers comprising a cylindrical roll body, at least one sensor, and at least one transmitter. The cylindrical roller body is designed to be rotatable about a rotation axis. The at least one sensor is disposed in the wire guide roller and configured to detect instantaneous states of the wire guide roller. The at least one transmitter is also arranged in the wire guide roller and connected to the at least one sensor and configured to output measured values generated by the sensor to the outside of the wire guide roller. In embodiments, the transmitter may also be designed to receive control commands. It is possible to use a common transmitter for multiple sensors, or to use separate transmitters for each sensor or group of sensors.
Durch das Anordnen von Sensoren in der Drahtführungsrolle ist es möglich, Momentanzustände kontinuierlich und in Echtzeit zu erfassen und mittels des Senders nach außerhalb der Drahtführungsrolle auszugeben. Anhand dieser Momentanzustände kann eine mangelhafte Funktionstüchtigkeit der Drahtführungsrolle schnell und zuverlässig festgestellt werden, bevor Schaden am Schnittgut entsteht. Gemäß einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Sensor wenigstens ein Dehnungsmessstreifen, der benachbart zur Mantelfläche in dem zylindrischen Walzenkörper angeordnet ist. In diesem Dokument wird unter "benachbart zur Mantelfläche" ein Bereich verstanden, der von der Mantelfläche des zylindrischen Walzenkörpers um nicht mehr als 1/5 und insbesondere um nicht mehr als 1/10 des maximalen Durchmessers des zylindrischen Walzenkörpers beabstandet ist. Anstelle eines einzelnen Dehnungsmessstreifens kann auch eine aus einer Vielzahl von Dehnungsmessstreifen gebildete Anordnung verwendet werden. Dann können die Dehnungsmessstreifen insbesondere über die ganze Längs- und/oder Umfangsrichtung des zylindrischen Walzenkörpers verteilt benachbart zur Mantelfläche in dem zylindrischen Walzenkörper angeordnet sein. Der wenigstens eine Dehnungsmessstreifen kann so orientiert sein, dass er eine Dehnung in Umfangsrichtung und/oder axialer Richtung des zylindrischen Walzenkörpers misst. Eine sich im Zeitverlauf und/oder zwischen benachbarten Dehnungsmessstreifen sprunghaft ändernde Dehnung kann auf eine mangelhafte Führung oder Spannung eines geführten Drahtes, beispielsweise infolge einer zu großen Abnutzung der Drahtführungsrolle, hindeuten. By arranging sensors in the wire guide roller, it is possible to detect instantaneous states continuously and in real time and output them by means of the transmitter to the outside of the wire guide roller. On the basis of these instantaneous states, a malfunctioning of the wire guide roller can be detected quickly and reliably before damage to the cut material arises. According to one embodiment, the at least one sensor is at least one strain gauge, which is arranged adjacent to the lateral surface in the cylindrical roller body. In this document, under "adjacent to A lateral surface "is understood to be a region that is not spaced from the lateral surface of the cylindrical roller body by more than 1/5 and in particular not more than 1/10 of the maximum diameter of the cylindrical roller body Then, the strain gauges can be arranged distributed over the entire longitudinal and / or circumferential direction of the cylindrical roller body adjacent to the lateral surface in the cylindrical roller body, The at least one strain gage can be oriented such that it has a circumferential expansion and / or An elongation that changes abruptly with time and / or between adjacent strain gauges can be attributed to a defective guidance or tension of a guided wire, for example as a result of a too large wear use of the wire guide roller, indicate.
Gemäß einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Sensor wenigstens ein Temperaturfühler, der in dem zylindrischen Walzenkörper insbesondere benachbart zur Mantelfläche angeordnet ist. Eine zu hohe oder zu stark steigende Temperatur kann auf eine mangelhafte Führung oder Spannung eines geführten Drahtes, beispielsweise infolge einer zu großen Abnutzung der Drahtführungsrolle, hindeuten, wie auch auf eine Ablösung des Bezugs. According to one embodiment, the at least one sensor is at least one temperature sensor, which is arranged in the cylindrical roller body in particular adjacent to the lateral surface. Too high or too high a rise in temperature may indicate poor guidance or tension of a guided wire due, for example, to excessive wear of the wire guide roller, as well as detachment of the cover.
Gemäß einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Sensor wenigstens ein Schwingungssensor, der in dem zylindrischen Walzenkörper insbesondere angeordnet ist. Als Schwingungssensoren eignen sich insbesondere kapazitiv oder piezoelektrisch arbeitende Beschleunigungssensoren. Insbesondere kann der wenigstens eine Schwingungssensor benachbart zu einer Stirnseite des zylindrischen Walzenkörpers angeordnet sein. In diesem Dokument wird unter "benachbart zur Stirnseite" ein Bereich verstanden, der von der Stirnseite des zylindrischen Walzenkörpers um nicht mehr als 1/5 und insbesondere um nicht mehr als 1/10 der maximalen axialen Länge des zylindrischen Walzenkörpers beabstandet ist. Zu hohe oder ungleichmäßige Schwingungen können auf eine mangelhafte Führung oder Spannung eines geführten Drahtes, beispielsweise infolge einer zu großen Abnutzung der Drahtführungsrolle, und/oder ein mangelhaftes Lager der Drahtführungsrolle hindeuten. Gemäß einer Ausführungsform weist die Drahtführungsrolle weiter wenigstens einen Energiespeicher auf, welcher in dem zylindrischen Walzenkörper angeordnet und mit wenigstens einem von dem wenigstens einen Sensor und dem wenigstens einen Sender verbunden ist und ausgebildet ist, diesen mit elektrischer Energie zu versorgen. Der Energiespeicher kann auch mit allen Sensoren und/oder Sendern der Drahtführungsrolle verbunden sein, um diese mit elektrischer Energie zu versorgen. Als Energiespeicher können beispielsweise eine Batterie und/oder ein Akkumulator und/oder ein Kondensator verwendet werden. According to one embodiment, the at least one sensor is at least one vibration sensor, which is arranged in particular in the cylindrical roller body. Particularly suitable as vibration sensors are capacitive or piezoelectric acceleration sensors. In particular, the at least one vibration sensor may be arranged adjacent to an end face of the cylindrical roller body. In this document, "adjacent to the end face" is understood to mean a region which is spaced from the end face of the cylindrical roll body by not more than 1/5 and in particular not more than 1/10 of the maximum axial length of the cylindrical roll body. Too high or uneven vibrations may be due to poor guidance or Stress of a guided wire, for example, as a result of excessive wear of the wire guide roller, and / or indicate a defective bearing of the wire guide roller. According to one embodiment, the wire guide roller further comprises at least one energy store, which is arranged in the cylindrical roller body and connected to at least one of the at least one sensor and the at least one transmitter and is adapted to supply it with electrical energy. The energy store can also be connected to all sensors and / or transmitters of the wire guide roller in order to supply them with electrical energy. As energy storage, for example, a battery and / or an accumulator and / or a capacitor can be used.
Gemäß einer Ausführungsform weist die Drahtführungsrolle weiter wenigstens eine in einem Randbereich des zylindrischen Walzenkörpers angeordnete Spule auf, welche ausgebildet ist, bei Rotation der Drahtführungsrolle eine induktive Einkopplung von elektrischer Energie zu erlauben. Zusätzlich zur Übertragung von elektrischer Energie kann die Spule auch den Empfang von Steuersignalen für wenigstens einen von dem wenigstens einen Sensor und dem wenigstens einen Sender erlauben. In diesem Dokument wird unter dem "Randbereich des zylindrischen Walzen körpers" ein Bereich verstanden, der die Bereiche "benachbart zur Mantelfläche" und "benachbart zur Stirnfläche" umfasst. According to one embodiment, the wire guide roller further comprises at least one arranged in an edge region of the cylindrical roller body coil, which is designed to allow upon rotation of the wire guide roller inductive coupling of electrical energy. In addition to transmitting electrical energy, the coil may also allow reception of control signals for at least one of the at least one sensor and the at least one transmitter. In this document, the "edge region of the cylindrical roller body" is understood to mean a region which comprises the regions "adjacent to the lateral surface" and "adjacent to the end surface".
Gemäß einer Ausführungsform ist der wenigstens eine Sender ausgebildet, die von dem wenigstens einen Sensor erzeugten Messwerte über wenigstens eines von einem Schleifkontakt und einer Luftschnittstelle wie beispielsweise Infrarot oder Funk (beispielsweise Bluetooth oder WLAN) nach außerhalb der Drahtführungsrolle auszugeben. Alternativ oder zusätzlich kann der wenigstens eine Sender ausgebildet sein, die von dem wenigstens einen Sensor erzeugten Messwerte in einem dem wenigstens einen Sender zugeordneten Speicher abzulegen. Dabei kann jeder Sender einen eigenen Speicher aufweisen, oder ein zentraler Speicher für mehrere oder alle Sender vorgesehen sein. Gemäß einer Ausführungsform weist die Drahtführungsrolle weiter wenigstens ein Lager auf, welches koaxial an einer Stirnseite des zylindrischen Walzenkörpers angeordnet ist. Bevorzugt weist die Drahtführungsrolle zwei Lager auf, die an den beiden Stirnseiten des zylindrischen Walzenkörpers angeordnet sind. Das wenigstens eine Lager kann austauschbar sein, um einen Weiterbetrieb der Drahtführungsrolle bei defektem Lager nach Austausch des Lagers zu erlauben. Das wenigstens eine Lager kann ausgebildet sein, um eine Drehung des zylindrischen Walzenkörpers um seine Symmetrieachse zu erlauben. Ausführungsformen betreffen ein System, welches wenigstens eine Drahtführungsrolle wie vorstehend beschrieben und wenigstens einen außerhalb der Drahtführungsrolle angeordneten Empfänger aufweist. Der Empfänger ist ausgebildet, von dem in der Drahtführungsrolle angeordneten Sender nach außerhalb der Drahtführungsrolle ausgegebene Messwerte über einen Schleifkontakt und/oder eine Luftschnittstelle zu empfangen. Zusätzlich kann der Empfänger ausgebildet sein, Steuerbefehle an den in der Drahtführungsrolle angeordneten Sender zu senden. Diese Steuerbefehle können beispielsweise die Ausgabe von Messwerten durch den Sender veranlassen. Gemäß einer Ausführungsform weist das System weiter wenigstens eine im Bereich wenigstens einer Stirnseite und/oder im Bereich der Mantelfläche der wenigstens einen Drahtführungsrolle außerhalb der Drahtführungsrolle angeordnete Spule auf, welche mit einer Energiequelle verbunden und ausgebildet ist, elektrische Energie induktiv in eine in einem Randbereich des zylindrischen Walzenkörpers in der Drahtführungsrolle angeordnete Spule einzukoppeln. Über diese Spulen können zwischen dem in der Drahtführungswalze angeordneten Sender und dem außerhalb der Drahtführungsrolle angeordneten Empfänger zusätzlich auch Informationen wie beispielsweise Steuerbefehle und/oder Messwerte übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich weist das System weiter wenigstens eine im Bereich wenigstens einer Stirnfläche und/oder Mantelfläche der wenigstens einen Drahtführungsrolle außerhalb der Drahtführungsrolle angeordnete Anordnung von Permanentmagneten auf, welche ausgebildet sind, bei Rotation der Drahtführungsrolle elektrische Energie induktiv in eine in einem Randbereich des zylindrischen Walzenkörpers in der Drahtführungsrolle angeordnete Spule einzukoppeln. According to one embodiment, the at least one transmitter is designed to output the measured values generated by the at least one sensor to outside of the wire guide roller via at least one of a sliding contact and an air interface such as infrared or radio (for example Bluetooth or WLAN). Alternatively or additionally, the at least one transmitter can be designed to store the measured values generated by the at least one sensor in a memory assigned to the at least one transmitter. Each transmitter can have its own memory, or a central memory for several or all transmitters can be provided. According to one embodiment, the wire guide roller further comprises at least one bearing, which is arranged coaxially on an end face of the cylindrical roller body. Preferably, the wire guide roller on two bearings, which are arranged on the two end faces of the cylindrical roller body. The at least one bearing may be interchangeable to allow continued operation of the wire guide roller with defective bearing after replacement of the bearing. The at least one bearing may be configured to allow rotation of the cylindrical roller body about its axis of symmetry. Embodiments relate to a system which has at least one wire guide roller as described above and at least one receiver arranged outside the wire guide roller. The receiver is designed to receive measured values output by the transmitter arranged in the wire guide roller outside the wire guide roller via a sliding contact and / or an air interface. In addition, the receiver may be configured to send control commands to the transmitter located in the wire guide roller. These control commands can, for example, cause the output of measured values by the transmitter. According to one embodiment, the system further comprises at least one arranged in the region of at least one end face and / or in the region of the lateral surface of the at least one wire guide roller outside of the wire guide roller coil, which is connected to a power source and formed, electrical energy inductively in a in an edge region of the coupling cylindrical roller body arranged in the wire guide roller coil. In addition, information such as control commands and / or measured values can also be transmitted via these coils between the transmitter arranged in the wire guide roller and the receiver arranged outside the wire guide roller. Alternatively or additionally, the system further comprises at least one arranged in the region of at least one end face and / or lateral surface of the at least one wire guide roller outside the wire guide roller arrangement of permanent magnets, which are formed upon rotation of the wire guide roller electrical energy in inductively to couple in a arranged in an edge region of the cylindrical roller body in the wire guide roller coil.
Gemäß einer Ausführungsform weist das System weiter eine Maschinensteuerung und wenigstens einen Antrieb auf, welcher Antrieb mit wenigstens einer Drahtführungsrolle und/oder einer Aufnahme für eine Vorratsrolle und/oder einer Aufnahme für eine Aufnahmerolle mechanisch verbundenen ist und von der Maschinensteuerung gesteuert ist. Der wenigstens eine Antrieb ist ausgebildet, die wenigstens eine Drahtführungsrolle und/oder eine von der Aufnahme getragene Vorratsrolle und/oder eine von der Aufnahme getragene Aufnahmerolle in Abhängigkeit durch die Maschinensteuerung gesteuert zu rotieren. Der Empfänger ist mit der Maschinensteuerung verbunden und gibt von dem Sender empfangene Messwerte an die Maschinensteuerung aus. Die Maschinensteuerung ist ausgebildet, den wenigstens einen und insbesondere alle Antriebe zu stoppen, wenn der empfangene Messwert der wenigstens einen Drahtführungsrolle außerhalb eines vorgebbaren Toleranzbereichs liegt. Auf diese Weise wird die Drahtsäge automatisch angehalten, wenn eine mangelnde Funktionsfähigkeit einer Drahtführungsrolle festgestellt wird. Ausführungsformen betreffen ein Verfahren zur Funktionsüberwachung von Drahtsägen zum Herstellen von Halbleiterscheiben, welches insbesondere unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Drahtführungsrollen in dem vorstehend beschriebenen System zur Anwendung kommen kann. Das Verfahren weist die Schritte eines kontinuierlichen Überwachens der Funktionstüchtigkeit wenigstens einer Drahtführungsrolle der Drahtsäge mittels in der Drahtführungsrolle angeordneter Sensoren, welche ausgebildet sind, Messwerte zu erzeugen, welche Momentanzustände der wenigstens einen Drahtführungsrolle betreffen, des Ausgebens der von den Sensoren erzeugten Messwerte nach außerhalb der wenigstens einen Drahtführungsrolle, des Vergleichens der ausgegebenen Messwerte mit einem vorgebbaren Toleranzbereich und des automatischen Anhaltens der Drahtsäge, wenn wenigstens ein empfangener Messwert außerhalb des Toleranzbereichs liegt, auf. ln diesem Zusammenhang wird darauf verwiesen, dass in dieser Schrift, sofern im Einzelnen nicht explizit anders angegeben, durchgehend und abweichend vom deutschen Sprachgebrauch der Begriff 'steuern' gleichbedeutend mit dem Begriff 'regeln' verwendet wird. Dies betrifft auch alle grammatikalischen Abwandlungen beider Begriffe. In dieser Schrift kann daher der Begriff 'Steuerung' ebenso eine Rückführung einer Regelgröße umfassen, wie sich der Begriff 'Regelung' auf eine einfache Steuerkette beziehen kann. According to one embodiment, the system further comprises a machine control and at least one drive, which drive is mechanically connected to at least one wire guide roller and / or a supply roll and / or a take-up roll receptacle and is controlled by the machine control. The at least one drive is configured to rotate the at least one wire guide roller and / or a supply roll carried by the receptacle and / or a take-up roll carried by the receptacle in response to the machine control. The receiver is connected to the machine control and outputs measured values received from the transmitter to the machine control. The machine controller is designed to stop the at least one and in particular all drives when the received measured value of the at least one wire guide roller is outside a predefinable tolerance range. In this way, the wire saw is automatically stopped when a malfunction of a wire guide roller is detected. Embodiments relate to a method for functional monitoring of wire saws for producing semiconductor wafers, which can be used in particular in the system described above using the wire guide rollers described above. The method comprises the steps of continuously monitoring the operation of at least one wire guide roller of the wire saw by means of sensors arranged in the wire guide roller and configured to generate measurements relating to instantaneous states of the at least one wire guide roller, outputting the measurements generated by the sensors to outside of the at least one a wire guide roller, comparing the output measured values with a predeterminable tolerance range and the automatic stopping of the wire saw when at least one received measured value is outside the tolerance range. In this context, it is pointed out that in this document, unless explicitly stated otherwise, the term 'control' is used synonymously with the term 'regulate' throughout and deviating from the German usage. This also applies to all grammatical modifications of both terms. In this document, therefore, the term 'control' may also include a feedback of a controlled variable, as the term 'control' may refer to a simple timing chain.
Weiter wird darauf hingewiesen, dass die in dieser Beschreibung und den Ansprüchen zur Aufzählung von Merkmalen verwendeten Begriffe "umfassen", "aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und "mit", sowie deren grammatikalische Abwandlungen, generell als nichtabschließende Aufzählung von Merkmalen, wie z. B. Verfahrensschritten, Einrichtungen, Bereichen, Größen und dergleichen aufzufassen sind, und in keiner Weise das Vorhandensein anderer oder zusätzlicher Merkmale oder Gruppierungen von anderen oder zusätzlichen Merkmalen ausschließen. It should also be understood that the terms used in this specification and the claims for listing features include "comprise," "comprise," "include," "contain," and "with," as well as their grammatical modifications, generally as a non-exhaustive list of features , such as Process steps, facilities, areas, sizes and the like, and in no way preclude the presence of other or additional features or groupings of other or additional features.
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Ansprüchen sowie den Figuren. In den Figuren werden gleiche bzw. ähnliche Elemente mit gleichen bzw. ähnlichen Bezugszeichen bezeichnet. Es wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht auf die Ausführungsformen der beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern durch den Umfang der beiliegenden Patentansprüche bestimmt ist. Insbesondere können die einzelnen Merkmale bei erfindungsgemäßen Ausführungsformen in anderer Anzahl und Kombination als bei den untenstehend angeführten Beispielen verwirklicht sein. Bei der nachfolgenden Erläuterung einiger Ausführungsbeispiele der Erfindung wird auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen, von denen Further features of the invention will become apparent from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the claims and the figures. In the figures, the same or similar elements are denoted by the same or similar reference numerals. It should be understood that the invention is not limited to the embodiments of the described embodiments, but is determined by the scope of the appended claims. In particular, the individual features in embodiments according to the invention can be realized in a different number and combination than in the examples given below. In the following explanation of some embodiments of the invention reference is made to the accompanying figures, of which
Figur 1A schematisch eine perspektivische Ansicht einer Drahtführungsrolle gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt; Figur 1 B schematisch eine perspektivische Ansicht einer Drahtführungsrolle gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt; Figure 1A shows schematically a perspective view of a wire guide roller according to a first embodiment; Figure 1 B schematically shows a perspective view of a wire guide roller according to a second embodiment;
Figur 2 schematisch eine perspektivische Ansicht eines Systems gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt; und Figure 2 shows schematically a perspective view of a system according to a first embodiment; and
Figur 3 ein Flussdiagramm einer Verfahrens gemäß einer Ausführungsform zeigt. FIG. 3 shows a flow chart of a method according to an embodiment.
Figur 1A zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht auf eine Drahtführungsrolle 1 gemäß einer ersten Ausführungsform. FIG. 1A schematically shows a perspective view of a wire guide roller 1 according to a first embodiment.
Die Drahtführungsrolle 1 besteht aus einem zylindrischen Walzenkörper 2, der um eine Drehachse A rotierbar gelagert ist. Hierfür weist der zylindrische Walzenkörper 2 an seinen beiden Stirnseiten jeweils austauschbare Lager 9 auf, welches eine Drehung des zylindrischen Walzenkörpers 2 um seine Symmetrieachse erlaubt. The wire guide roller 1 consists of a cylindrical roller body 2 which is rotatably mounted about a rotation axis A. For this purpose, the cylindrical roller body 2 at its two end faces each interchangeable bearing 9, which allows rotation of the cylindrical roller body 2 about its axis of symmetry.
Im Inneren des zylindrischen Walzenkörpers 2 sind mehrere Sensoren 31 , 32 angeordnet, welche Momentanzustände der Drahtführungsrolle 1 feststellen. Dabei werden unter Momentanzuständen Eigenschaften verstanden, die für Betriebszustände der Drahtführungsrolle 1 charakteristisch sind. In the interior of the cylindrical roller body 2, a plurality of sensors 31, 32 are arranged, which determine instantaneous states of the wire guide roller 1. In the instantaneous state, properties are understood which are characteristic of operating states of the wire guide roller 1.
In der gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei den Sensoren 31 , 32 um zwei benachbart zu einer Mantelfläche des zylindrischen Walzenkörpers 2 angeordnete Temperaturfühler 31 , welche eine Temperatur der Drahtführungsrolle 1 im Bereich der Mantelfläche messen, sowie um mehrere in Längsrichtung des zylindrischen Walzenkörpers 2 verteilt angeordnete Dehnungsmess^streifen 32, welche ebenfalls benachbart zur Mantelfläche des zylindrischen Walzenkörpers 2 angeordnet sind. In der Figur 1A ist eine die Mantelfläche der Drahtführungsrolle bildende Beschichtung teilweise entfernt, um die Sensoren 31 und 32 offen zu legen. In dieser Beschichtung vorgesehene Führungsnuten für den Draht sind in der Figur der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt. In the embodiment shown, the sensors 31, 32 are two temperature sensors 31 arranged adjacent to a lateral surface of the cylindrical roller body 2, which measure a temperature of the wire guide roller 1 in the area of the lateral surface, and several distributed in the longitudinal direction of the cylindrical roller body 2 Dehnungsmess ^ strip 32, which are also disposed adjacent to the lateral surface of the cylindrical roller body 2. In FIG. 1A, a coating forming the lateral surface of the wire guide roller is partially removed in order to expose the sensors 31 and 32. In this coating provided guide grooves for the wire are not shown in the figure for the sake of clarity.
Weiter weist die in Figur 1A gezeigte Drahtführungsrolle 1 zwei Sender 4 auf, die jeweils einen internen Speicher 8 aufweisen. Einer der Sender 4 ist mit den Temperaturfühlern 31 und der andere mit den Dehnungsmessstreifen 32 verbunden. Somit ist für jede Sensorart ein eigener Sender 4 vorgesehen. In dem Speicher 8 können von dem Sender 4 empfangene Messwerte der Sensoren 31 bzw. 32 für eine spätere Auslesung zwischengespeichert werden. Die Sender 4 sind jeweils ausgebildet, von den zugeordneten Sensoren 31 , 32 erzeugte Messwerte über eine Luftschnittstelle nach außerhalb der Drahtführungsrolle 2 auszugeben. Bei der Luftschnittstelle handelt es sich vorliegend um eine Funkschnittstelle nach dem Bluetooth-Standard. Alternativ kann die Luftschnittstelle aber auch nach einem anderen Standard arbeiten, wie z. B. dem W-LAN-Standard. Weiter alternativ kann die Luftschnittstelle auch optisch z. B. durch Verwendung von Infrarotstrahlung arbeiten. Furthermore, the wire guide roller 1 shown in FIG. 1A has two transmitters 4, each having an internal memory 8. One of the transmitters 4 is connected to the temperature sensors 31 and the other to the strain gauges 32. Thus, a separate transmitter 4 is provided for each type of sensor. In the memory 8, measured values of the sensors 31 and 32 received by the transmitter 4 can be temporarily stored for later reading. The transmitters 4 are each designed to output measured values generated by the associated sensors 31, 32 to the outside of the wire guide roller 2 via an air interface. The air interface in the present case is a radio interface according to the Bluetooth standard. Alternatively, the air interface but also work on a different standard, such. B. the W-LAN standard. Next alternatively, the air interface also optically z. B. by using infrared radiation.
Um die Sender 4 und die Sensoren 31 , 32 mit elektrischer Energie zu versorgen, ist an einer Stirnseite des zylindrischen Walzenkörpers 2 eine Spule 6 angeordnet, über welche eine induktive Einkopplung von elektrischer Energie möglich ist. Dabei kann die Spule 6 zugleich auch als Antenne für die Sender 4 dienen. In order to supply the transmitter 4 and the sensors 31, 32 with electrical energy, a coil 6 is arranged on an end face of the cylindrical roller body 2, via which an inductive coupling of electrical energy is possible. In this case, the coil 6 can also serve as an antenna for the transmitter 4 at the same time.
Die in Figur 1 B schematisch perspektivisch gezeigte Drahtführungsrolle 1 ' gemäß der zweiten Ausführungsform ist der vorstehend beschriebenen Drahtführungsrolle 1 gemäß der ersten Ausführungsform sehr ähnlich, so dass im Folgenden vor allem auf Unterschiede zwischen den Ausführungsformen eingegangen und ansonsten auf die erste Ausführungsform verwiesen wird. The wire guide roller 1 'shown schematically in perspective in FIG. 1B in accordance with the second embodiment is very similar to the above-described wire guide roller 1 according to the first embodiment, so that in the following particular attention is drawn to differences between the embodiments and otherwise to the first embodiment.
Die Drahtführungsrolle 1 ' gemäß der zweiten Ausführungsform weist ebenfalls einen um eine Drehachse A drehbar gelagerten zylindrischen Walzenkörper 2' und in diesen integrierte Sensoren 31 , 32', 33 sowie einen mit den Sensoren 31 , 32', 33 verbundenen Sender 4 auf. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass die Dehnungsmessstreifen 32' gemäß der zweiten Ausführungsform nicht in Längsrichtung des zylindrischen Walzenkörpers 2' sondern in Umfangsrichtung des zylindrischen Walzenkörpers 2' verteilt benachbart zur Mantelfläche des zylindrischen Walzenkörpers 2' angeordnet sind. Es wird betont, dass die erste und zweite Ausführungsform auch kombiniert werden können, so dass die Dehnungsmessstreifen sowohl in Umfangsrichtung als auch in Längsrichtung des zylindrischen Walzenkörpers verteilt angeordnet werden können. Weiterhin alternativ kann statt einer Anordnung von mehreren Dehnungsmessstreifen auch nur ein Dehnungsmessstreifen verwendet werden. The wire guide roller 1 'according to the second embodiment likewise has a cylindrical roller body 2' rotatably mounted about a rotation axis A and sensors 31, 32 ', 33 integrated therewith and a transmitter 4 connected to the sensors 31, 32', 33. The second embodiment differs from the first embodiment described above particularly in that the strain gauges 32 'according to the second embodiment are arranged not distributed in the longitudinal direction of the cylindrical roller body 2' but circumferentially of the cylindrical roller body 2 'adjacent to the lateral surface of the cylindrical roller body 2' , It is emphasized that the first and second embodiments can also be combined, so that the strain gauges can be distributed both in the circumferential direction and in the longitudinal direction of the cylindrical roller body. Furthermore, alternatively, instead of an arrangement of a plurality of strain gauges, only one strain gauge can be used.
Weiter ist gemäß der zweiten Ausführungsform nur ein Temperaturfühler 31 vorgesehen. Zudem ist die Spule 6' zur Energieeinkopplung gemäß der zweiten Ausführungsform nicht eine einzige an einer Stirnseite des zylindrischen Walzenkörpers 2' angeordnete Spule, sondern wird von einer Anordnung gebildet, die aus einer Vielzahl von in Umfangsrichtung des zylindrischen Walzenkörpers 2' verteilt im Bereich der Mantelfläche des zylindrischen Walzenköpers 2' angeordneten Spulen besteht. Um eine Zwischenspeicherung von über die Spulen 6' eingekoppelter elektrischer Energie zu ermöglichen, ist gemäß der zweiten Ausführungsform ein Energiespeicher 5 in Form eines Akkumulators vorgesehen und mit den Spulen 6' verbunden. Further, according to the second embodiment, only one temperature sensor 31 is provided. In addition, the coil 6 'for energy coupling according to the second embodiment is not a single on a front side of the cylindrical roller body 2' arranged coil, but is formed by an arrangement which consists of a plurality of in the circumferential direction of the cylindrical roller body 2 'distributed in the region of the lateral surface consists of the cylindrical Walzenköpers 2 'arranged coils. In order to enable an intermediate storage of electrical energy coupled in via the coils 6 ', according to the second embodiment, an energy store 5 is provided in the form of an accumulator and connected to the coils 6'.
Alternativ zur Energieeinkopplung auf induktivem Weg kann die Energieeinkopplung auch auf optischem Weg oder mittels Schleifringen erfolgen. As an alternative to the energy coupling by inductive means, the energy coupling can also take place optically or by means of slip rings.
Gemäß der in Figur 1 B gezeigten zweiten Ausführungsform weist die Drahtführungsrolle 1 ' zusätzlich Schwingungssensoren 33 auf, die an beiden Stirnseiten des zylindrischen Walzenkörpers 2' jeweils im Bereich der Lager 9 angeordnet sind. According to the second embodiment shown in FIG. 1B, the wire guide roller 1 'additionally has vibration sensors 33, which are arranged on both end sides of the cylindrical roller body 2' in the region of the bearings 9.
Für die Ausgabe der von den Sensoren 31 , 32', 33 erzeugten Messwerte ist der Sender 4 mit Schleifringen 7 verbunden. In Figur 2 ist ein System bestehend aus einer Drahtführungsrolle 1 mit einem wie in den Figuren 1A oder 1 B gezeigten Aufbau und einem außerhalb der Drahtführungsrolle 1 angeordneten Empfänger 1 1 schematisch perspektivisch gezeigt. For the output of the measured values generated by the sensors 31, 32 ', 33, the transmitter 4 is connected to slip rings 7. FIG. 2 shows a system consisting of a wire guide roller 1 with a construction as shown in FIGS. 1A or 1B and a receiver 1 1 arranged outside the wire guide roller 1, shown schematically in perspective.
Der Empfänger 1 1 ist ausgebildet, durch den Sender 4 über die Luftschnittstelle oder Schleifkontakt 7 ausgegebene Messwerte der Sensoren 31 , 32, 33 zu empfangen und an eine mit dem Empfänger 1 1 verbundene Maschinensteuerung 15 auszugeben. The receiver 11 is designed to receive measured values of the sensors 31, 32, 33 output by the transmitter 4 via the air interface or sliding contact 7 and to output them to a machine controller 15 connected to the receiver 11.
Das in Figur 2 gezeigte System weist weiter einen im Bereich einer Stirnseite der Drahtführungsrolle 1 angeordnete Spule 12 auf, welche mit einer Energiequelle 13 verbunden ist und induktiv Energie zu der in der Drahtführungsrolle 1 angeordneten Spule 6 überträgt. Die Spule 12 kann auch als Antenne zur drahtlosen Übertragung von Informationen zwischen dem Empfänger 1 1 und den in der Drahtführungsrolle angeordneten Sendern 4 dienen. Bei dem in Figur 2 gezeigten System sind zusätzlich Permanentmagneten 14 vorgesehen, welche bei Rotation der Drahtführungsrolle eine induktive Energieerzeugung in den in der Drahtführungsrolle V angeordneten Spulen 6' bewirken. The system shown in Figure 2 further comprises a arranged in the region of a front side of the wire guide roller 1 coil 12, which is connected to a power source 13 and inductively transfers energy to the arranged in the wire guide roller 1 coil 6. The coil 12 can also serve as an antenna for wireless transmission of information between the receiver 1 1 and arranged in the wire guide roller transmitters 4. In the system shown in FIG. 2, permanent magnets 14 are additionally provided, which cause inductive energy generation in the coils 6 'arranged in the wire guide roller V when the wire guide roller rotates.
Die Maschinensteuerung 15 ist mit einem Antrieb 16 zum zwangsweisen Rotieren der Drahtführungsrolle 1 verbunden. Wenn die Maschinensteuerung 15 feststellt, dass ein von dem Empfänger 1 1 empfangener Messwert eines der in der Drahtführungsrolle 1 angeordneten Sensoren 31 , 32, 33 außerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereichs liegt, stoppt die Maschinensteuerung 15 automatisch das Rotieren der Drahtführungsrolle 1 über den Antrieb 16. The machine controller 15 is connected to a drive 16 for forcibly rotating the wire guide roller 1. When the engine controller 15 determines that a reading of the one of the sensors 31, 32, 33 disposed in the wire guide roller 1 is outside a predetermined tolerance range, the engine controller 15 automatically stops rotating the wire guide roller 1 via the driver 16.
Auch wenn des vorstehend beschriebene System in Figur 2 lediglich eine angetriebene Drahtführungsrolle 1 und einen zugehörigen Antrieb 16 zeigt, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass das System um eine beliebige Zahl von Drahtführungsrollen mit zugehörigen Antrieben erweitert werden kann. Es kann auch eine angetriebene und durch die Maschinensteuerung gesteuerte Vorratsrolle und Aufnahmerolle für den Draht der Drahtsäge vorgesehen sein. Although the above-described system in Figure 2 shows only one driven wire guide roller 1 and associated drive 16, it will be apparent to those skilled in the art that the system can be extended to any number of wire guide rollers with associated drives. It can also a driven and controlled by the machine control supply roll and pick roller for the wire of the wire saw may be provided.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Figur 3 ein Verfahren zur Funktionsüberwachung von Drahtsägen zum Herstellen von Halbleiterscheiben gemäß einer Ausführungsform beschrieben. Hereinafter, a method for monitoring the function of wire saws for producing semiconductor wafers according to an embodiment will be described with reference to FIG.
Nach dem Start wird in Schritt S1 kontinuierlich eine Funktionstüchtigkeit wenigstens einer Drahtführungsrolle der Drahtsäge mittels in der Drahtführungsrolle angeordneter Sensoren überwacht. Dabei sind die Sensoren ausgebildet, Messwerte zu erzeugen, welche Momentanzustände der wenigstens einen Drahtführungsrolle betreffen. Beispielsweise kann es sich bei den Messwerten um eine Temperatur, eine Dehnung oder eine Schwingung (Vibration) der Drahtführungsrolle und insbesondere einer Mantelfläche der Drahtführungsrolle handeln, welche Rückschlüsse auf einen momentanen Zustand der im Betrieb befindlichen (sich drehenden) Drahtführungsrolle erlauben. After the start, in step S1, a functioning of at least one wire guide roller of the wire saw is monitored continuously by means of sensors arranged in the wire guide roller. In this case, the sensors are designed to generate measured values which relate to instantaneous states of the at least one wire guide roller. By way of example, the measured values may be a temperature, an elongation or a vibration of the wire guide roller and, in particular, a circumferential surface of the wire guide roller, which allow conclusions to be drawn about a current state of the (rotating) wire guide roller in operation.
Anschließend werden die von den Sensoren erzeugten Messwerte in Schritt S2 nach außerhalb der wenigstens einen Drahtführungsrolle ausgegeben. Dies kann drahtgebunden oder über eine Luftschnittstelle erfolgen. Subsequently, the measured values generated by the sensors are output to the outside of the at least one wire guide roller in step S2. This can be wired or via an air interface.
Im nachfolgenden Schritt S3 wird verglichen, ob die Messwerte innerhalb eines Toleranzbereiches liegen. Ist dies der Fall, kehrt das Verfahren zu Schritt S1 zurück. Ist dies nicht der Fall, da wenigstens ein Messwert außerhalb des zugehörigen Toleranzbereiches liegt, wird die Drahtsäge in Schritt S4 automatisch angehalten, da dann eine mangelnde Funktionstüchtigkeit wenigstens einer Drahtführungsrolle anzunehmen ist. In den Figuren sind im Interesse einer übersichtlichen Darstellung nur diejenigen Elemente, Komponenten und Funktionen dargestellt, die einem Verständnis der vorliegenden Erfindung förderlich sind. Ausführungsformen der Erfindung sind jedoch nicht auf die dargestellten Elemente, Komponenten und Funktionen beschränkt, sondern enthalten weitere Elemente, Komponenten und Funktionen, soweit sie für ihre Verwendung oder ihren Funktionsumfang erforderlich sind. In the following step S3, a comparison is made as to whether the measured values lie within a tolerance range. If so, the process returns to step S1. If this is not the case, since at least one measured value is outside the associated tolerance range, the wire saw is automatically stopped in step S4, since then a lack of functionality of at least one wire guide roller is assumed. In the figures, only those elements, components and functions are shown in the interest of clarity, which are conducive to an understanding of the present invention. However, embodiments of the invention are are not limited to the elements, components and functions shown, but contain other elements, components and functions, as far as they are necessary for their use or their functionality.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') zur Verwendung in Drahtsägen zum Herstellen von Halbleiterscheiben, aufweisend: 1 . Wire guide roll (1; 1 ') for use in wire saws for producing semiconductor wafers, comprising:
einen zylindrischen Walzenkörper (2; 2'), der um eine Drehachse (A) rotierbar ausgebildet ist;  a cylindrical roller body (2; 2 ') which is designed rotatable about a rotation axis (A);
wenigstens einen Sensor (31 , 32, 33; 32'), der in der Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') und/oder an deren Stirnseiten angeordnet und ausgebildet ist, Momentanzustände der Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') festzustellen; und  at least one sensor (31, 32, 33; 32 ') which is arranged and designed in the wire guide roller (1; 1') and / or at its end faces to detect instantaneous states of the wire guide roller (1; 1 '); and
wenigstens einen Sender (4), der in der Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') angeordnet ist, mit dem wenigstens einen Sensor (31 , 32, 33; 32') verbunden ist und ausgebildet ist, von dem Sensor (31 , 32, 33; 32') erzeugte Messwerte nach außerhalb der Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') auszugeben.  at least one transmitter (4), which is arranged in the wire guide roller (1; 1 '), to which at least one sensor (31, 32, 33; 32') is connected and formed by the sensor (31, 32, 33 32 ') to output measured values outside the wire guide roller (1, 1').
2. Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') nach Anspruch 1 , wobei der wenigstens eine Sensor (32; 32') wenigstens ein Dehnungsmessstreifen ist, der benachbart zur Mantelfläche in dem zylindrischen Walzenkörper (2; 2') angeordnet ist, und insbesondere eine sich über die ganze Längs- und/oder Umfangsrichtung des zylindrischen Walzenkörpers (2; 2') erstreckende Anordnung einer Vielzahl von Dehnungsmessstreifen ist, welche benachbart zur Mantelfläche in dem zylindrischen Walzenkörper (2; 2') verteilt angeordnet sind. 2. Wire guide roller (1, 1 ') according to claim 1, wherein the at least one sensor (32, 32') is at least one strain gauge, which is arranged adjacent to the lateral surface in the cylindrical roller body (2, 2 '), and in particular a over the entire longitudinal and / or circumferential direction of the cylindrical roller body (2, 2 ') extending arrangement of a plurality of strain gauges which adjacent to the lateral surface in the cylindrical roller body (2, 2') are arranged distributed.
3. Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') nach Anspruch 1 oder 2, wobei der wenigstens eine Sensor (31 ) wenigstens ein Temperaturfühler ist, der in dem zylindrischenA wire guide roll (1, 1 ') according to claim 1 or 2, wherein the at least one sensor (31) is at least one temperature sensor located in the cylindrical one
Walzenkörper (2; 2') insbesondere benachbart zur Mantelfläche angeordnet ist. Rolling body (2, 2 ') is arranged in particular adjacent to the lateral surface.
4. Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') nach Anspruch 1 , 2 oder 3, wobei der wenigstens eine Sensor (33) wenigstens ein Schwingungssensor und insbesondere kapazitiver Beschleunigungssensor ist, der in dem zylindrischen Walzenkörper (2; 2') insbesondere benachbart zu einer seiner Stirnseiten angeordnet ist. 4. Wire guide roller (1, 1 ') according to claim 1, 2 or 3, wherein the at least one sensor (33) is at least one vibration sensor and in particular capacitive acceleration sensor, in the cylindrical roller body (2, 2') in particular adjacent to one of his End faces is arranged.
5. Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 4, weiter aufweisend wenigstens einen Energiespeicher (5), insbesondere eine Batterie und/oder einen Akkumulator und/oder einen Kondensator, welcher in dem zylindrischen Walzenkörper (2; 2') angeordnet und mit dem wenigstens einen Sensor (31 , 32, 33; 32') und/oder dem wenigstens einen Sender (4) verbunden ist und ausgebildet ist, den wenigstens einen Sensor (31 , 32, 33; 32') und/oder den wenigstens einen Sender (4) und insbesondere alle Sensoren (31 , 32, 33; 32') und/oder Sender (4) der Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') mit elektrischer Energie zu versorgen. 5. wire guide roller (1, 1 ') according to one of claims 1 to 4, further comprising at least one energy store (5), in particular a battery and / or an accumulator and / or a capacitor, which in the cylindrical roller body (2; ) and is connected to the at least one sensor (31, 32, 33, 32 ') and / or the at least one transmitter (4) and is designed to transmit the at least one sensor (31, 32, 33, 32') and / or or to supply the at least one transmitter (4) and in particular all sensors (31, 32, 33; 32 ') and / or transmitters (4) of the wire guide roller (1; 1') with electrical energy.
6. Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter aufweisend wenigstens eine im Bereich wenigstens einer Stirnseite des zylindrischen Walzenkörpers (2; 2') und/oder benachbart zur Mantelfläche des zylindrischen Walzenkörpers (2; 2') angeordnete Spule (6; 6'), welche mit dem wenigstens einen Sensor (31 , 32, 33; 32') und/oder dem wenigstens einen Sender (4) verbunden und ausgebildet ist, bei Rotation der Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') eine induktive Einkopplung von elektrischer Energie zu erlauben. 6. wire guide roller (1, 1 ') according to one of claims 1 to 5, further comprising at least one in the region of at least one end face of the cylindrical roller body (2, 2') and / or adjacent to the lateral surface of the cylindrical roller body (2, 2 ') arranged coil (6; 6 ') which is connected to the at least one sensor (31, 32, 33; 32') and / or the at least one transmitter (4) and is formed upon rotation of the wire guide roller (1; 1 ') to allow an inductive coupling of electrical energy.
7. Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der wenigstens eine Sender (4) ausgebildet ist, die von dem wenigstens einen Sensor (31 , 32, 33; 32') erzeugten Messwerte über einen Schleifkontakt (7) und/oder eine Luftschnittstelle nach außerhalb der Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') auszugeben und/oder in einem dem wenigstens einen Sender (4) zugeordneten Speicher (8) abzulegen. 7. wire guide roller (1, 1 ') according to one of claims 1 to 6, wherein the at least one transmitter (4) is formed, by the at least one sensor (31, 32, 33, 32') generated measured values via a sliding contact ( 7) and / or an air interface to the outside of the wire guide roller (1, 1 ') output and / or in a the at least one transmitter (4) associated memory store (8).
8. Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') nach einem der Ansprüche 1 bis 7, weiter aufweisend wenigstens ein Lager (9), welches koaxial an einer Stirnseite des zylindrischen8. wire guide roller (1, 1 ') according to one of claims 1 to 7, further comprising at least one bearing (9) which coaxially on an end face of the cylindrical
Walzenkörpers (2; 2') angeordnet ist. Rolling body (2, 2 ') is arranged.
9. System (10) aufweisend 9. System (10)
wenigstens eine Drahtführungsrolle (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8; und wenigstens einen außerhalb der Drahtführungsrolle (1 ) angeordneten Empfänger (1 1 ), der ausgebildet ist, von dem wenigstens einen Sender (4) nach außerhalb der Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') ausgegebene Messwerte über einen Schleifkontakt (7) und/oder eine Luftschnittstelle zu empfangen. at least one wire guide roller (1) according to one of claims 1 to 8; and at least one outside the wire guide roller (1) arranged receiver (1 1), which is formed by the at least one transmitter (4) to the outside of Wire guide roller (1, 1 ') received measured values via a sliding contact (7) and / or an air interface to receive.
10. System nach Anspruch 9, weiter aufweisend wenigstens eine im Bereich wenigstens einer Stirnseite und/oder der Mantelfläche der wenigstens einen10. System according to claim 9, further comprising at least one in the region of at least one end face and / or the lateral surface of the at least one
Drahtführungsrolle (1 ) angeordnete Spule (12), welche mit einer Energiequelle (13) verbunden ist und/oder wenigstens eine im Bereich wenigstens einer Stirnfläche und/oder Mantelfläche der wenigstens einen Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') angeordnete Anordnung von Permanentmagneten (14), welche ausgebildet sind, bei Rotation der Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') elektrische Energie induktiv in wenigstens eine in der Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') angeordnete Spule einzukoppeln. Wire guide roller (1) arranged coil (12) which is connected to an energy source (13) and / or at least one in the region of at least one end face and / or lateral surface of the at least one wire guide roller (1, 1 ') arranged arrangement of permanent magnets (14) which are designed to couple electrical energy inductively into at least one coil arranged in the wire guide roller (1, 1 ') during rotation of the wire guide roller (1; 1').
1 1 . System nach Anspruch 9 oder 10, weiter aufweisend 1 1. The system of claim 9 or 10, further comprising
eine Maschinensteuerung (15); und a machine controller (15); and
wenigstens einen mit wenigstens einer Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') und/oder Aufnahme für eine Vorratsrolle und/oder Aufnahme für eine Aufnahmerolle verbundenen Antrieb (16), der von der Maschinensteuerung (15) gesteuert und ausgebildet ist, die wenigstens eine Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') und/oder von der Aufnahme getragene Vorratsrolle und/oder von der Aufnahme getragene Aufnahmerolle zu rotieren; at least one drive (16) connected to at least one wire guide roller (1; 1 ') and / or receptacle for a supply reel and / or receptacle, which is controlled and configured by the machine control (15), which has at least one wire guide roller (1 1 ') and / or supply roll carried by the receptacle and / or take-up roll carried by the receptacle;
wobei der Empfänger (1 1 ) mit der Maschinensteuerung (15) verbunden ist und von dem Sender (4) empfangene Messwerte an die Maschinensteuerung (15) ausgibt, und wherein the receiver (11) is connected to the machine controller (15) and outputs measured values received from the transmitter (4) to the machine controller (15), and
wobei die Maschinensteuerung ausgebildet ist, den wenigstens einen und insbesondere alle Antriebe (16) zu stoppen, wenn der empfangene Messwert der wenigstens einen Drahtführungsrolle (1 ; 1 ') außerhalb eines vorgebaren Toleranzbereichs liegt. wherein the machine control is designed to stop the at least one and in particular all drives (16) if the received measured value of the at least one wire guide roller (1; 1 ') is outside a predefinable tolerance range.
12. Verfahren zur Funktionsüberwachung von Drahtsägen zum Herstellen von Halbleiterscheiben, insbesondere zur Durchführung in einem System nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , aufweisend die folgenden Schritte: 12. A method for monitoring the function of wire saws for producing semiconductor wafers, in particular for implementation in a system according to one of claims 9 to 11, comprising the following steps:
(S1 ) kontinuierliches Überwachen der Funktionstüchtigkeit wenigstens einer Drahtführungsrolle der Drahtsäge mittels in der Drahtführungsrolle angeordneter Sensoren, welche ausgebildet sind, Messwerte zu erzeugen, welche Momentanzustande der wenigstens einen Drahtführungsrolle betreffen; (S1) continuously monitoring the operation of at least one wire guide roller of the wire saw by means disposed in the wire guide roller Sensors configured to generate measurements relating to instantaneous states of the at least one wire guide roller;
(S2) Ausgeben der von den Sensoren erzeugten Messwerte nach außerhalb der wenigstens einen Drahtführungsrolle; (S2) outputting the measured values generated by the sensors to the outside of the at least one wire guide roller;
(S3) Vergleichen der ausgegebenen Messwerte mit einem vorgebaren Toleranzbereich; und (S3) comparing the output measured values with a presettable tolerance range; and
(S4) automatisches Anhalten der Drahtsäge, wenn wenigstens ein empfangener Messwert außerhalb des Toleranzbereichs liegt.  (S4) automatic stopping of the wire saw if at least one received measured value is outside the tolerance range.
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