(57)【要約】【課題】インゴット（３０２、３０４、３０６、３０８）を切断するダイヤモンドワイヤソーデバイス（１００）が提供される。【解決手段】ダイヤモンドワイヤソーデバイスは、インゴットに対して動くように適合されたダイヤモンドワイヤ（２３０）と、ダイヤモンドワイヤ（２３０）に交流信号を印加するように構成されたダイヤモンドワイヤ欠陥検出システム（１）とを含む。さらに、インゴットを切断するダイヤモンドワイヤソーデバイスを動作させる方法が提供される。この方法は、ダイヤモンドワイヤに交流信号を印加するステップと、ダイヤモンドワイヤの応答信号を測定するステップとを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダイヤモンドワイヤ（２３０）を用いてインゴット（３０２、３０４、３０６、３０８）を切断するダイヤモンドワイヤソーデバイス（１００）であって、前記ダイヤモンドワイヤソーが、前記インゴットに対して前記ダイヤモンドワイヤを動かすように適合され、前記ダイヤモンドワイヤソーデバイスが、
前記ダイヤモンドワイヤ（２３０）に交流信号を印加するように構成されたダイヤモンドワイヤ欠陥検出システム（１）を備える、ダイヤモンドワイヤソーデバイス（１００）。
【請求項２】
前記ＡＣ信号が方形波信号（８００、８１０、９００、９１０）である、請求項１に記載のダイヤモンドワイヤソーデバイス。
【請求項３】
前記ＡＣ信号が１〜１００Ｈｚ、特に３０〜５０Ｈｚの周波数を有する、請求項１または２に記載のダイヤモンドワイヤソーデバイス。
【請求項４】
前記ダイヤモンドワイヤにおける電気パラメータ、具体的には前記ダイヤモンドワイヤにおける電圧を測定する信号測定ユニット（６００）をさらに備える、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のダイヤモンドワイヤソーデバイス。
【請求項５】
前記信号測定ユニット（６００）と動作可能に接続された分析モジュールをさらに備え、前記分析モジュールが、前記測定された信号を分析するように適合される、請求項３に記載のダイヤモンドワイヤソーデバイス。
【請求項６】
測定された信号が異常な状態を示すことに応答して、前記印加交流電圧の絶対値を増大させるように適合された電圧増大モジュールをさらに備える、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のダイヤモンドワイヤソーデバイス。
【請求項７】
前記ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作中に前記ダイヤモンドワイヤの方へ水性冷却材を誘導する入り口をさらに含む、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のダイヤモンドワイヤソーデバイス。
【請求項８】
インゴットを切断するダイヤモンドワイヤソーデバイスを動作させる方法であって、前記ダイヤモンドワイヤソーデバイスがダイヤモンドワイヤを含み、前記方法が、
ａ）前記ダイヤモンドワイヤに交流信号を印加するステップと、
ｂ）前記ダイヤモンドワイヤの応答信号を測定するステップとを含む、方法。
【請求項９】
前記印加される交流信号が方形波の交流信号である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作中に前記ダイヤモンドワイヤの方へ水性冷却材を誘導するステップをさらに含む、請求項８または９に記載の方法。
【請求項１１】
前記ダイヤモンドワイヤに交流信号を印加するステップが、前記ダイヤモンドワイヤにおける前記信号を前記信号の実質上一定の絶対値で制御するステップを含む、請求項８ないし１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
ａ）前記測定された信号を分析するステップと、
ｂ）測定された信号が異常な状態を示す場合、前記印加信号を増大させるステップと
をさらに含む、請求項８ないし１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記測定された信号が選択可能な閾値を下回る場合、前記印加信号が増大される、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
ａ）選択可能な時間間隔を待機するステップと、
ｂ）前記測定された信号が、前記印加信号の前記増大に応答して前記閾値を上回らない場合、前記ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作を停止させるステップと
をさらに含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ダイヤモンドワイヤソーデバイスにダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムを後付けする方法であって、前記ダイヤモンドワイヤソーデバイスがダイヤモンドワイヤを含み、前記方法が、
ａ）前記ダイヤモンドワイヤに交流信号を印加するように構成された前記ダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムを提供するステップと、
ｂ）前記ダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムを前記ダイヤモンドワイヤに導電接触させるステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ダイヤモンドワイヤソーデバイス、およびダイヤモンドワイヤソーデバイスを動作させる方法に関する。本発明によるダイヤモンドワイヤソーデバイスの要素は、既存のダイヤモンドワイヤソーに後付けすることができる。より詳細には、本発明は、ダイヤモンドワイヤソーデバイスのダイヤモンドワイヤの欠陥、摩耗、または破損を検出することに関する。本発明のワイヤソーは、特に半導体業界におけるさらなる用途のために、シリコンまたは石英のブロックなどの硬質材料を切断またはソーイング（ｓａｗｉｎｇ）するように、たとえばスクエアラ、クロッパなどのためにシリコンインゴットを切断するように、特に適合される。詳細には、本発明は、開示のダイヤモンドワイヤソーデバイスなどを用いてインゴットを正方形にすることに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体業界では、電気回路を刻印または堆積させるための薄いウエハが必要とされている。シリコンなどの硬質材料片からブロック、ブリック、または薄いスライス、たとえば半導体ウエハを切断するには、ワイヤソーが使用される。そのようなデバイスでは、スプールからワイヤが供給され、ワイヤガイドシリンダによって案内され、かつ引っ張られる。通常、ソーイングに使用されるワイヤは研磨材料を有する。
【０００３】
１つの選択肢として、研磨材料は、スラリとして提供することができる。これは、切断すべき材料にワイヤが接触する直前に行うことができる。それによって、研磨材は、材料を切断するために使用されるワイヤによって切断位置へ運ばれる。スラリは、粒子、たとえば炭化ケイ素粒子などの研磨材添加物とともに、油またはポリエチレングリコールなどのキャリア材料を含む。動作中、スラリは、同時に冷却材料としても機能する。
【０００４】
別の選択肢として、研磨材は、コーティングによってワイヤ上に提供することができる。特に半導体ウエハ成形に対する典型的な例は、ダイヤモンドワイヤである。たとえば、コーティングによって金属ワイヤ上にダイヤモンド粒子を提供することができ、ダイヤモンド粒子はワイヤのコーティング内に埋め込まれる。それによって、研磨材はワイヤにしっかりと結び付けられる。動作中は、ダイヤモンドワイヤを冷却する必要があり、これは従来、場合によっては冷却材添加物を含む水性液体によって行われる。
【０００５】
ソーイング処理中にワイヤが破損した場合、破損の発生後できるだけ速やかに破損を検出し、ワイヤの動きをただちに停止することが極めて重要である。最悪の場合、破損が発生すると、望ましくない結果を招くことがある。ワイヤの弛んだ端部が機械内を制御不能に動き回り、機械のワイヤガイドシステムまたは他の部品を傷つける可能性がある。さらに、ワイヤが破損したまま動き続けた場合、ソーイングすべき対象から引きはがされることになる。
【０００６】
機械の停止を最小限にするように切断処理を改善するために、ワイヤソーイングデバイスのあらゆる不具合を可能な限り速く検出することが望ましい。当技術分野では、そのための様々な技法が知られている。たとえば、ワイヤの品質を分析してクラックなどの不具合を検出する光制御を動作させることが知られている。
【０００７】
また当技術分野では、ワイヤに直流電圧（ＤＣ）を印加し、この電圧をたとえばワイヤの末端で測定することも知られている。ワイヤの破損の場合、ワイヤは切り離される。ワイヤを流れる電流は止められ、測定される電圧は印加電圧に対応する。ワイヤ端部がワイヤソーデバイスの導電部品に接触する可能性もあり、接地またはさらには短絡が引き起される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし本発明者は、ＤＣに基づくワイヤ破損検出システムが、スラリを有するワイヤソーに対して機能できるが、この技法は、本発明者によるダイヤモンドワイヤソーデバイスにとって十分に有益ではないことを見出した。具体的には、本発明者は、ワイヤが頻繁に損傷を受けることを見出した。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の点から、一態様によれば、ダイヤモンドワイヤを用いてインゴットを切断するダイヤモンドワイヤソーデバイスが開示される。ダイヤモンドワイヤソーは、インゴットに対してダイヤモンドワイヤを動かすように適合される。ダイヤモンドワイヤソーデバイスは、ダイヤモンドワイヤに交流信号を印加するように構成されたダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムを含む。
【００１０】
さらなる態様によれば、インゴットを切断するダイヤモンドワイヤソーデバイスが開示される。ダイヤモンドワイヤソーデバイスは、インゴットに対して動くように適合されたダイヤモンドワイヤと、ダイヤモンドワイヤに交流信号を印加するように構成されたダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムとを含む。
【００１１】
さらなる態様によれば、インゴットを切断するダイヤモンドワイヤソーデバイスを動作させる方法が提供される。ダイヤモンドワイヤソーデバイスは、ダイヤモンドワイヤを含む。この方法は、ダイヤモンドワイヤに交流信号を印加するステップと、ダイヤモンドワイヤの応答信号を測定するステップとを含む。
【００１２】
さらなる態様によれば、ダイヤモンドワイヤソーデバイスにダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムを後付けする方法が提供される。ダイヤモンドワイヤソーデバイスは、ダイヤモンドワイヤを含む。この方法は、ダイヤモンドワイヤに交流信号を印加するように構成されたダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムを提供するステップと、ダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムをダイヤモンドワイヤに導電接触させるステップとを含む。
【００１３】
さらなる利点、特徴、態様、および詳細は、従属請求項、説明、および図面から明らかである。
【００１４】
実施形態はまた、開示の方法を実施する装置も対象とし、記載の各方法ステップを実行する装置部品を含む。これらの方法ステップは、ハードウェア構成要素、適当なソフトウェアによってプログラムされるコンピュータ、上記２つの組合せ、または任意の他の形態によって実行することができる。さらに、本発明による実施形態は、記載の装置が動作する方法も対象とする。この方法は、装置のすべての機能を実施する方法ステップを含む。
【００１５】
本発明の上述の特徴を詳細に理解できるように、実施形態を参照することによって、上記で簡単に要約した本発明のより具体的な説明を得ることができる。添付の図面は本発明の実施形態に関連しており、それについて以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本明細書に記載の実施形態によるダイヤモンドワイヤソーデバイスの概略斜視側面図である。
【図２】本明細書に記載の実施形態によるダイヤモンドワイヤソーデバイスの概略等価回路図である。
【図３】本明細書に記載の実施形態によるダイヤモンドワイヤソーデバイスの概略等価回路図である。
【図４】本明細書に記載の実施形態によるダイヤモンドワイヤソーデバイスの概略等価回路図である。
【図５】本明細書に記載の実施形態によるダイヤモンドワイヤソーデバイスの概略等価回路図である。
【図６】本明細書に記載の実施形態によるダイヤモンドワイヤソーデバイスの概略斜視側面図である。
【図７】本明細書に記載の実施形態によるダイヤモンドワイヤソーデバイスの概略斜視側面図である。
【図８】本明細書に記載の実施形態によるダイヤモンドワイヤソーのダイヤモンドワイヤに印加される電圧の概略電圧時間図である。
【図９】本明細書に記載の実施形態によるダイヤモンドワイヤソーのダイヤモンドワイヤに印加される電圧の概略電圧時間図である。
【図１０】本明細書に記載の実施形態によるダイヤモンドワイヤソーのダイヤモンドワイヤに印加される電圧の概略電圧時間図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の様々な実施形態について、次に詳細に参照する。これらの実施形態の１つまたは複数の例を図に示す。以下の図面の説明では、同じ参照番号は同じ構成要素を指す。通常、個々の実施形態に関する違いについてのみ説明する。各例は、本発明の説明を目的として提供されるものであり、本発明を限定するものではない。さらに、一実施形態の一部として図示または記載の特徴を他の実施形態で、または他の実施形態とともに使用して、さらなる実施形態を得ることもできる。本説明は、そのような修正形態および変更形態も含むものとする。
【００１８】
上述のように、本発明者は、スラリベースのウエハソーイングに有用な破損検出システム、特にＤＣ破損検出システムが、ダイヤモンドワイヤソーイングに適用された場合に本質的な欠点を有することを見出した。より具体的には、ダイヤモンドワイヤは、ソーイング中にＤＣ電流で帯電すると、早期に破損する傾向がある。本発明者が行ったダイヤモンドワイヤの詳細な顕微鏡分析では、使用済みのダイヤモンドワイヤは、すなわちニッケルメッキによって部分的に覆われることが分かった。その結果、ダイヤモンドワイヤの表面がでこぼこになり、メッキの突起が大量に延びることがある。突起の結果、ワイヤがインゴットを高速で動くとき、それぞれの位置で抵抗が高くなる。したがって、ワイヤはこれらの位置で高い負荷にさらされる。疲労が増大し、ワイヤはこれらの位置でより早期に破損する傾向がある。
【００１９】
本発明者はさらに、これらの欠点が、ワイヤソーデバイスの動作中にＤＣによってダイヤモンドワイヤが帯電するときに生じる電解作用に起因することを見出した。より詳細には、冷却材が電解液として働くため、ワイヤがアノードとして働き、接地されたダイヤモンドワイヤソーデバイス枠がカソードとして働くことが分かった。本発明者はさらに、スラリベースの切断処理において、スチールワイヤには同等の障害が発生しないことを見出した。
【００２０】
本発明の基礎は、ダイヤモンドワイヤに直流電流信号が印加された場合、ダイヤモンドワイヤが冷却材媒体による電解作用を受ける可能性があるという概念である。冷却材媒体は、通常は水などの水性液体であり、場合によっては冷却材添加物によって添加される。それとは対照的に、スラリベースのソーイングに使用されるキャリア液は油またはポリエチレングリコールなどであり、電解作用は生じない。要約すると、スラリベースのソーイングは、ダイヤモンドワイヤソーイングの場合と類似の問題を受けない。したがって、本発明者のさらなる研究には役立たなかった。
【００２１】
ダイヤモンドワイヤソーイングの欠点に打ち克つ方法は、ダイヤモンドワイヤソーイングでも同様に水性液体以外の液体を使用することであろう。しかし、これでは動作コストが増大するだけでなく、既存の技法および機器に本質的に後付けして適合させることが必要になるであろう。
【００２２】
この点から、本発明者は、直流電流信号ではなく交流信号をダイヤモンドワイヤに印加すると、通常は電解作用を大幅に低減できることを見出した。したがって、本開示は、ダイヤモンドワイヤに交流電圧を印加するように構成されたワイヤ欠陥検出システムを提供する。本明細書では、「ワイヤにおける電圧」または「ワイヤの電圧」という用語は、ワイヤと、接地ダイヤモンドワイヤソーデバイス枠などの接地との間の電位差を指す。
【００２３】
交流信号は、たとえば第１の電圧値と第２の電圧値との間を変動する交流電圧とすることができる。第１の電圧値は、たとえば、最高１０Ｖ、または３Ｖなど、わずか最高５Ｖの範囲内とすることができ、第２の電圧値は、負の値を有することができ、たとえば、最高−１０Ｖ、またはさらには−３Ｖなど、−５Ｖの範囲内とすることができる。
【００２４】
実施形態によれば、ダイヤモンドワイヤにおける電気パラメータを測定する信号測定ユニットが提供される。通常、電気パラメータは、ダイヤモンドワイヤにおける電圧および／またはダイヤモンドワイヤを流れる電流である。分析モジュールを設けて、信号測定ユニットに接続することができる。分析モジュールは、測定された信号を分析するように適合される。具体的には、分析モジュールは、測定された信号と選択可能な閾値とを比較するように適合される。測定された信号が選択可能な閾値を下回る場合、分析モジュールは、この状況を異常な状態と診断することができる。分析モジュールは、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの制御ユニットに異常な状態を通知するなどの反応を引き起こすことができる。測定された信号が選択可能な閾値を上回ったままである場合、分析モジュールは、この状況を正常な状態と診断することができる。
【００２５】
実施形態によれば、交流信号は、方形波の形状を有する。すなわち、印加信号は、実質上一定の第１の電圧値と実質上一定の第２の電圧値との間を交番する。平均印加電圧が実質上０であるということは、あらゆる電解作用を低減させるために有益である。所与の文脈で「実質上」という用語は通常、電圧の場合、最高１００ｍＶまたは最高１０ｍＶの偏差を含むことを理解されたい。方形波電圧の場合、実質上一定の第１の値の絶対値は通常、実質上一定の第２の値の絶対値に等しい。たとえば、方形波電圧は、３Ｖと−３Ｖの間で変動することができる。本明細書では、電圧などの信号の「絶対値」という用語は、その符号に関わらず、信号の値を指すものとする。たとえば、本明細書で理解されるように、３Ｖと−３Ｖの間で変動する方形波電圧は、３Ｖという一定の絶対値を有する。
【００２６】
方形波の交流信号を提供することは、その結果ワイヤで得られる信号の分析を容易にするという点で有益である。具体的には、以下でより詳細に説明するように、冷却材を使用する結果、測定される電圧は時間とともに低減することがある。通常、ダイヤモンドワイヤの破損も同様に、測定される電圧を低減させる。それにもかかわらず、すべての電圧低減がワイヤの破損に対応するわけではない。したがって、本明細書に記載の実施形態によるワイヤ欠陥検出システムは、破損と、不具合によって生じたものではない電圧低減とを迅速に区別できることが望ましい。
【００２７】
方形波信号は、電圧の符号が変化するのに要する非常にわずかな時間を除いて、提供される電圧の絶対値が常に最大になるという点で有益である。本分野での刊行物で「交流信号」として理解されることの多い正弦波形と比較すると、方形波信号はフィードバック時間を低減させる。たとえば、正弦波の電圧は、０をまたぐ前後でかなりの時間にわたって０付近に位置する。明らかに、どうしても信号をほとんど測定できないため、その時間に生じる破損を判定するのは困難である。この影響は、高周波を使用することによって低減させることができる。しかし、高周波には、電磁干渉を引き起こし、したがってセンサなどのダイヤモンドワイヤソーデバイスの機器で乱流を引き起こすという欠点がある。
【００２８】
したがって、ワイヤには交流電圧を印加することができる。さらに、１Ｈｚ〜１ｋＨｚ、特に３０Ｈｚ〜５０Ｈｚなど、１Ｈｚ〜１００Ｈｚの低周波を使用することが有益であることが分かった。
【００２９】
本開示の実施形態によれば、ワイヤの電圧の絶対値は、正常な動作状態下で、すなわちワイヤの破損などの実質的な不具合がないときは、実質上一定になるように制御される。「ワイヤの電圧の絶対値を実質上一定に保持する」という語句は、ワイヤ内で実質上一定の電圧を実現するように、印加電圧が一定に適合されるという点で理解されるものとする。この文脈で「実質上」という用語は、１５％未満、おそらくさらには１０％未満の偏差を含むものとする。当然ながら、理論的には、ＡＣ信号内で電圧の符号を変化させても絶対値には影響しないが、実際には、絶対値が低下するわずかな瞬間が生じることがある。しかし、このわずかな低下は、「ワイヤの電圧の絶対値を実質上一定に保持する」という語句によって包含されるものとする。
【００３０】
知られているＤＣ技法ではワイヤに一定の電圧を印加するのに対して、冷却材との接触が時間とともに変動するため、ワイヤでその結果得られる電圧は時間とともに本質的に異なる。たとえば、知られているＤＣ技法ではワイヤに１５Ｖを印加するのに対して、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作中のワイヤの電圧は、たとえば４Ｖ〜７Ｖの間で変動する。その理由は、以下でより詳細に説明するように、水性冷却材は、ワイヤとワイヤソーデバイス枠などのワイヤソーデバイスの接地部分とを接続する、抵抗が変動する導電体と見なすことができるからである。
【００３１】
それとは対照的に、本開示のいくつかの実施形態によれば、ワイヤの電圧は、実質上一定の絶対値に制御される。たとえば、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの操作者には、たとえば３Ｖなど、ワイヤにおける電圧の実質上一定の絶対値を選ぶ機会を与えることができる。これは、本開示の電源ユニットおよび／または制御ユニットがワイヤに電圧信号を印加し、ワイヤでその結果得られる電圧の絶対値が実質上この一定の値である（不具合が起こっていない場合）ことを意味する。たとえば、ワイヤで３Ｖの電圧が望ましい場合、電源ユニットによって印加される電圧は、５Ｖ〜１０Ｖの間で変動することができる。したがって、測定された信号の監視は本質的に容易になる。
【００３２】
本明細書に記載の実施形態によれば、ダイヤモンドワイヤソーデバイスを動作させる方法は、コンピュータプログラム、ソフトウェア、コンピュータソフトウェア製品、および相互関係コントローラを用いて行うことができ、これらは通常、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの対応する構成要素と通信するＣＰＵ、メモリ、ユーザインターフェース、および入出力を有することができる。これらの構成要素は、以下でより詳細に説明するモータ、ワイヤ破損検出ユニット、ワイヤ追跡デバイスなどの構成要素の１つまたは複数とすることができる。
【００３３】
通常、ダイヤモンドワイヤソーデバイスは、ワイヤが動く方向にダイヤモンドワイヤを輸送および案内する少なくとも２つ、通常４つのワイヤガイドを含む。たとえば、ワイヤガイドはワイヤガイドシリンダとすることができる。少なくとも２つのガイドはそれぞれ、少なくとも１つの溝を備えることができる。溝は、ダイヤモンドワイヤを受け取るための電気絶縁性の表面を含むことができる。たとえば、ワイヤガイドは、合成樹脂層で覆うことができ、非常に精密な幾何形状および寸法を有する溝で刻み目が付けられる。
【００３４】
ダイヤモンドワイヤソーデバイスでは、ダイヤモンドワイヤは通常、ワイヤガイドに巻き付けられ、ウエブまたはワイヤウエブを形成する。ソーイング処理中、ワイヤは、かなりの速度で動く。ウエブは、ソーイングすべき一片を保持する支持ビームまたは支持体の進行とは反対の力を生成する。ソーイング中、ソーイングすべき一片はワイヤウエブ内を動き、この運動速度で、切断速度および／または所与の時間内でソーイングできる有効切断面積が決まる。
【００３５】
本明細書に開示のダイヤモンドワイヤソーデバイスは、ダイヤモンドワイヤを受けるように適合される。ダイヤモンドワイヤソーデバイスは、標準的なスチールワイヤなどのコーティングされていないワイヤとともに動作するようには適合されていない。コーティングされていないワイヤによるソーイング処理では、スラリの使用をさらに必要とする。たとえば、ダイヤモンドワイヤソーデバイスは、使用されるノズルの形式および形状、冷却材用のタンク、ワイヤを案内するプーリの形状、形式、および構成の点で、従来のスラリベースのスチールワイヤソーとは異なることがある。
【００３６】
ワイヤソー制御システムは、ダイヤモンドワイヤの張力を制御することができる。提供されるダイヤモンドワイヤは、ワイヤソーの切断域内にワイヤウエブを形成する。これに関して、「ワイヤウエブ」という用語は通常、ダイヤモンドワイヤがワイヤガイドを何重にも取り巻くことによって形成されるウエブに関する。ワイヤウエブは、ソーイング処理が実行される領域と規定される２つ以上の作業域を含むことができることを理解されたい。したがって、本明細書に記載のいくつかの実施形態によれば、ワイヤウエブは、ワイヤによって形成される複数の作業域を有することができる。
【００３７】
クロッパ、スクエアラ、またはスライサのような現在のワイヤソーの場合、半導体材料、たとえばシリコン、石英などの硬質材料を高速で切断することが望ましい。ワイヤがワイヤソー内を動く最大速度である最大ワイヤ速度は、たとえば１０ｍ／秒以上とすることができる。通常、最大ワイヤ速度は、１０〜１５ｍ／秒の範囲内とすることができる。しかし、２０ｍ／秒、２５ｍ／秒、または３０ｍ／秒などのより速いワイヤ速度も望ましい可能性がある。実施形態では、ダイヤモンドワイヤソーのダイヤモンドワイヤの動きは、ワイヤの前後運動を含む。本明細書で理解される「前後」運動という用語は、ワイヤの運動方向の少なくとも１つの変化を含むものとする。通常、ワイヤの運動方向は、貴重なダイヤモンドワイヤを、連続前方運動の場合よりも多くの切断に使用できるように、選択可能な時間間隔で繰り返し変化する。
【００３８】
所望のワイヤ速度でワイヤを繰り出すために、未使用のワイヤの供給用スプールは、１分当たり最高数千回転という回転速度で回転する。たとえば、１０００〜２０００ｒｐｍでワイヤを繰り出すことができる。
【００３９】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができる実施形態では、ワイヤは、デバイスのタイプに応じて異なる直径を有することができる。スクエアラに関する一実施形態では、ワイヤ直径は、約８０μｍ〜約４５０μｍ、たとえば３００μｍ〜３５０μｍとすることができる。ウエハ切断ワイヤソーに関する一実施形態では、ワイヤ直径は、８０μｍ〜１８０μｍ、より一般には１２０μｍ〜１４０μｍとすることができる。上記のすべてにおいて、ワイヤのねじれはワイヤの破損またはコーティングの損傷のリスクを増大させることがあり、したがってねじれのない動作が有利である。
【００４０】
ダイヤモンドワイヤを使用することによって、スループットは、研磨材としてスラリを使用する従来のスチールと比べて２倍以上増大させることができる。動いているワイヤに対してソーイングすべき材料が動く速度を、材料供給速度と呼ぶことができる。本明細書に記載の実施形態における材料供給速度は、ウエハ切断ワイヤソーの場合、２μｍ／秒〜１５μｍ／秒、通常は約６μｍ／秒〜１０μｍ／秒の範囲内とすることができ、スクエアラに関する実施形態の場合、２０μｍ／秒〜４０μｍ／秒、通常は２８μｍ／秒〜３６μｍ／秒とすることができる。
【００４１】
典型的な実施形態によれば、マルチワイヤソーが使用される。マルチワイヤソーは、半導体および光起電業界向けのシリコンウエハを高生産性かつ高品質でスライスすることができる。マルチワイヤソーは通常、切断動作を実行するために、単方向（すなわち、前方方向のみ）または双方向（すなわち、後方および前方）に動く高強度のダイヤモンドワイヤを含む。
【００４２】
ダイヤモンドワイヤは、通常は一定のピッチで溝が付けられたワイヤガイド上に巻き付けることができ、平行なワイヤの水平な網またはワイヤウエブを形成する。ワイヤガイドは、たとえば５〜２０ｍ／秒の比較的高速でワイヤ−ウエブ全体を動かすドライバによって回転させられる。望ましい場合、１つまたは複数の高流量ノズルなどの少なくとも１つまたは複数の入り口が、動いているダイヤモンドワイヤに冷却材を供給することができる。これらの入り口は、ダイヤモンドワイヤの方へ水性冷却材を誘導するように構成される。具体的には、入り口は、水性媒体のみを通すように構成された直径を有するノズル開口を有することができる。ノズル出口は通常、油性の液体または研磨材添加物を有するあらゆる液体を射出するには小さすぎる。
【００４３】
切断動作中、インゴットをワイヤウエブに押し当てることができる。別法として、インゴットを静止させたまま、ワイヤウエブをインゴットに押し当てることができる。ワイヤ供給用スプールは、必要な新しいダイヤモンドワイヤを提供し、ワイヤ巻取用スプールは、使用済みのダイヤモンドワイヤを蓄積する。本明細書に記載の実施形態は、インゴットを正方形にし、すなわちインゴットを正方形のブロックに成形するのに特に有用である（「正方形の」ブロックは通常、丸い角を有し、正方形のブロックは「ブリック」と呼ばれることもあるが、本明細書では「インゴット」とも呼ぶ）。本明細書に記載の実施形態は、インゴットのウエハ成形、すなわち正方形のブロックをスライスしてウエハにすることに使用することもできる。以下、「インゴットを切断する」または「ウエハを切断する」という語句によって、これらの実施形態を指す。
【００４４】
通常、ダイヤモンドワイヤソーデバイス全体を進んだ後、ダイヤモンドワイヤは、ソーイング処理前の最初の直径と比べて低減された直径で、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作域から出る。ダイヤモンドワイヤの摩耗は、処理に依存する。具体的には、切断速度が速ければ速いほど、ダイヤモンドワイヤの摩耗は大きくなる。また、ワイヤの使用量（所与の用途で使用されるダイヤモンドワイヤの長さ）が大きければ大きいほど、摩耗は小さくなる。一方ではワイヤの摩耗によってワイヤ破損の確率が増大するが、他方ではワイヤの使用量によってウエハ製造コストが増大するため、本開示では、全体的なコストが最小になるように処理を最適化するために、ワイヤの使用量を制御することが望ましい。具体的には、ダイヤモンドワイヤの欠陥を監視する結果、ダイヤモンドワイヤ、したがって切断処理に対する悪影響を回避することが望ましい。
【００４５】
本開示の態様によれば、ダイヤモンドワイヤは、ソーイング動作中、ダイヤモンドワイヤに交流電圧信号を印加することによって検査される。この測定、および場合によっては後の分析では、動作パラメータの１つまたは複数を変更するなど、ただちに反応することができる。具体的には、ダイヤモンドワイヤソーデバイスを停止させることができる。
【００４６】
図１は、ダイヤモンドワイヤ欠陥検出システム１を含むダイヤモンドワイヤソーデバイス１００の概略側面図を示す。ダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムは、ダイヤモンドワイヤ２３０に直接または間接的に導電接続できる電源ユニット１５を含むことができる。たとえば、図１に示すように、欠陥検出システム１の電源ユニット１５は、ワイヤ供給用スプール１３４に接続された導電接触線１１を有することができ、またワイヤ巻取用スプール１３８に接続された導電接触線１２を有することができる。この場合、ワイヤ供給用スプールおよびワイヤ巻取用スプールは、導電表面を有することが理解される。電源ユニットは、交流電流（ＡＣ）信号を実現するように適合される。さらに、導電接触線１１および１２を介してスプール１３４および１３８を電源ユニット１５に接触させる一例として、図１は、接触ブラシ１８０および１９０を示す。これらのブラシは、理解しやすくすることだけを目的に、本明細書に示す他の図では示されていないが、本明細書に記載のすべての実施形態によって接触ブラシを設けることができることが理解されるものとする。
【００４７】
ワイヤソー１００は、４つのワイヤガイドシリンダ１１２、１１４、１１６、１１８を含むワイヤガイドデバイスを有する。ワイヤガイドシリンダ１１２、１１４、１１６、１１８は、合成樹脂層で覆うことができ、非常に精密な幾何形状および寸法を有する溝で刻み目が付けられる。各ワイヤガイドシリンダ１１２、１１４、１１６、１１８は、モータまたはドライバ１２２、１２４、１２６、１２８（図１に破線で示す）に接続することができる。各モータは、ワイヤの前後運動を実行するように適合することができる。図面では、ワイヤの前後運動を参照番号２１５、２２５で示す。実施形態では、図１に示すように、ワイヤガイドシリンダ１１２、１１４、１１６、１１８は、モータ１２２、１２４、１２６、１２８によって直接駆動される。１つまたは複数のモータは通常、ワイヤソー制御によって制御される。
【００４８】
切断動作中、１つまたは複数のインゴット３０２、３０４、３０６、３０８をワイヤウエブに押し当ててスライスすることができる。これを、それぞれインゴット３０２と３０４の間および３０６と３０８の間に挟まれた矢印によって示す。通常、１つまたは複数のインゴットは台（図示せず）によって支持されており、この台は、本明細書で「台速度」と呼ぶ速度で動かすことができる。台速度は、供給速度と呼ぶこともできる。通常、本明細書に記載のいかなる特有の実施形態にも限定されるものではないが、台速度は、ワイヤ速度と同期させることができる。具体的には、ワイヤが停止すると、台速度も０に低減させることができる。別法として、インゴット３０２、３０４、３０６、３０８を静止させたまま、ワイヤウエブをインゴットに押し当てることができる。実施形態によれば、１つまたは複数のインゴットは、少なくとも５００枚以上など、多数のウエハにスライスされる。インゴットの典型的な長さは、特に多結晶シリコンの場合、最高２５０ｍｍの範囲内であり、特に単結晶シリコンの場合、最高５００ｍｍの範囲内である。
【００４９】
典型的な実施形態によれば、ワイヤ供給用スプール１３４は、ダイヤモンドワイヤ２３０のリザーバを備える。ワイヤ供給用スプール１３４は通常、完全な場合、数百キロメートルのダイヤモンドワイヤを保持する。ダイヤモンドワイヤ２３０は、ワイヤ供給用スプール１３４からガイドシリンダ１１２、１１４、１１６、１１８へ供給される。ワイヤ巻取用スプール１３８を設けることができ、使用済みのダイヤモンドワイヤ２３０が再び巻き取られる。図１に示す実施形態では、ワイヤ供給用スプール１３４および巻取用スプール１３８の回転軸は、ワイヤガイドシリンダ１１２、１１４、１１６、１１８の回転軸に対して平行である。したがって、通常は、ワイヤガイド１１０へワイヤを供給するのに、偏向プーリまたは類似のデバイスを必要としない。ワイヤの角度が０度であるため、ワイヤ破損のリスクを低減させることができる。通常、ワイヤの張力調節のための低慣性プーリ（図示せず）およびテンションアーム（図示せず）などのさらなるデバイスを、テンションアーム上の任意選択のデジタル符号器とともに設けることができる。
【００５０】
ダイヤモンドワイヤ２３０は、ワイヤガイドシリンダ１１２、１１４に螺旋状に巻き付けられ、２つのワイヤガイドシリンダ間に平行なワイヤの層を形成する。この層は通常、ワイヤウエブ２００と呼ばれる。図示の実施形態によれば、４つのワイヤウエブが設けられる。ソーイングは、少なくとも１つのワイヤウエブ、通常は同時に２つのワイヤウエブ（図１に示す）を使用して行われる。平行なワイヤ部分の数は通常、スライシング処理の数に対応する。たとえば、ワイヤは、その結果得られるワイヤウエブが平行に構成された１００本のワイヤ部分を含むように巻き取ることができる。この１００本のワイヤのウエブに押し当てられたインゴットは、１０１個のウエハ片にスライスされる。ワイヤを駆動するモータは通常、短い期間内で停止および加速するように運動量の小さいモータである。
【００５１】
本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせることができるいくつかの実施形態によれば、２つ以上のスプールを設けて、少なくとも１つのワイヤウエブを形成することができる。たとえば、２つ、３つ、またはさらには４つのスプールを使用して、ワイヤを提供することができる。通常、２つ、３つ、またはさらには４つのワイヤ供給用スプールはそれぞれ、ダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムに接続される。したがって、通常、２つ、３つ、および４つのワイヤ巻取用スプール（巻取用スプールの数はワイヤ供給用スプールの数に対応する）はそれぞれ、ダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムに接続される。
【００５２】
単一ワイヤのシステムと比較すると、２つ以上のワイヤ供給用スプール／ワイヤ巻取用スプール、したがって２本以上のワイヤを有することによって、各ダイヤモンドワイヤにかかる負荷を低減させることができる。言い換えれば、単一ワイヤのウエブの場合、ワイヤの表面積に対するウエハの表面積が増大するため、２重ワイヤのウエブに比べて負荷は増大する。負荷が増大する結果、切断速度がより遅くなる可能性がある。したがって、２本以上のワイヤを使用することで切断速度を増大させることができ、たとえば、１２ｍ２／時以上の有効切断面積または切断面積率を提供することができる。本明細書に記載の実施形態によれば、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作の停止は、ダイヤモンドワイヤソーデバイス内のすべてのダイヤモンドワイヤのワイヤ運動の停止と理解されるものとし、すなわちこの場合、破損していないダイヤモンドワイヤも停止する。
【００５３】
記載の実施形態によれば、ワイヤでは交流電圧信号が提供される。通常、ワイヤ供給用スプールは第１の電気的接続を備え、かつ／またはワイヤ巻取用スプールは第２の電気的接続を備える。すなわち、ワイヤ供給用スプールにおけるダイヤモンドワイヤ位置と、ワイヤ巻取用スプールにおけるワイヤ位置との間に、電位が形成される。したがって、第１の電気的接続と第２の電気的接続との間に、第１の電気的接続と第２の電気的接続との間の抵抗によって規定される電流が流れる。
【００５４】
図２は、本明細書に記載の実施形態によるダイヤモンドワイヤソーデバイスの等価回路図を示すものとする。電源ユニット１５は、導電接触線１１および１２を介して、それぞれワイヤ供給用スプール１３４およびワイヤ巻取用スプール１３８に、交流電圧を提供する。ワイヤ供給用スプール１３４は、ダイヤモンドワイヤ２３０を介してワイヤ巻取用スプールに電気的に接続される。ダイヤモンドワイヤ２３０は、図２では抵抗２９０および２９５によって概略的に示す電気抵抗を有する。ダイヤモンドワイヤの典型的な抵抗は、０．５Ω／ｍ〜１０Ω／ｍ、特に２Ω／ｍ〜４Ω／ｍの範囲内である。
【００５５】
さらに、ダイヤモンドワイヤは、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作中に冷却材を用いて冷却される。これは、接地２８０への電気接点を構成することができる。この接点は、時間とともに変動する抵抗２８１を有する。たとえば、導電冷却材は、しばらくの間、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの接地部分への断続的接続を実現することができ、その結果、ワイヤを流れる電流が増大する。また、冷却材と分離されたインゴットとの間にのみ接点がある場合、ダイヤモンドワイヤを流れる電流は、ダイヤモンドワイヤ自体の抵抗２９０および２９５によって主に規定される。
【００５６】
図３は、ダイヤモンドワイヤ内に開スイッチ３５０を示す一実施形態を示すものとする。言い換えれば、ダイヤモンドワイヤは、電源ユニット１５の２極間の連続接続を実現しない。これはワイヤの破損に対応し、ダイヤモンドワイヤを流れる電流が止まる。実施形態によれば、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作はただちに停止する。以下でより詳細に論じる他の実施形態によれば、選択可能な時間間隔にわたって印加電圧を増大させてから、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作を停止させることができる。
【００５７】
図４は、図２の図と比較すると抵抗２８１が省略された一実施形態を示すものとする。図示の等価回路図は、ワイヤと接地の間の接点に抵抗がなく、その結果、ダイヤモンドワイヤおよび冷却材を介して、電源ユニット１５と接地２８０との間に高い電流または短絡（抵抗２９０および２９５に応じる）が生じる状況を示す。このシナリオによれば、冷却材は、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの１つまたは複数の導電部分への連続接点を実現し、したがって接触線を確立する。通常、そのようなシナリオは、たとえあったとしても、１秒未満などの短時間で起こる。
【００５８】
図５は、図２の図と比較すると抵抗２８１が省略された一実施形態を示すものとし、さらに、図３の等価回路図と同様に開スイッチ３５０が示されている。図５の図示の等価回路図は、ワイヤと接地の間の接点に抵抗がなく、同時にワイヤが開スイッチ３５０に対応する破損位置を有する状況を示す。そのような状況は、ワイヤが破損してダイヤモンドワイヤソーデバイスの１つまたは複数の導電部分および接地部分に接触するときに生じることがある。この状況の結果、ダイヤモンドワイヤ２３０を介して、電源ユニット１５と接地２８０との間で高い電流または短絡が生じる。
【００５９】
図３および図５に対応するこれらの状況が、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの不具合を構成することは明らかである。そのような状況が生じた場合、ダイヤモンドワイヤソーデバイスへのさらなる損傷を回避するために、切断は停止させるべきである。
【００６０】
図６は、図１に示した要素に加えてダイヤモンドワイヤにおける電気パラメータを測定する信号測定ユニット６００を示す、本明細書に記載のダイヤモンドワイヤソーデバイスの一実施形態を示す。たとえば、信号測定ユニット６００は、電圧計および／または電流計とすることができる。信号測定ユニット６００は、ダイヤモンドワイヤ２３０の端部間の電気信号を測定するように適合される。信号測定ユニット６００はまた、スプール、すなわちワイヤ供給用スプールおよび／またはワイヤ巻取用スプールへの直接接続線を介して、ダイヤモンドワイヤ２３０に接触させることができ、あるいは、導電接触線１１および／または導電接触線１２を介して、ダイヤモンドワイヤに接触させることができる。
【００６１】
図７は、図６に示した要素に加えて制御ユニット７００を示す一実施形態を示す。制御ユニット７００は、電源ユニット１５および／または信号測定ユニット６００へのデータ接続を有することができる。制御ユニットは、デジタルデバイスとすることができ、たとえば、たとえばマウスおよび／またはキーボードなどの入力ユニット、たとえばスクリーンなどの表示ユニット、たとえばＣＰＵ（中央演算処理装置）などの演算ユニット、ならびにたとえばハードディスクなどの不揮発性メモリおよび／またはたとえばＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などの揮発性メモリなどのメモリユニットを含むコンピュータとすることができる。制御ユニットは、たとえばタッチスクリーンを用いて、またはスクリーンとキーボードおよび／もしくはマウスを組み合わせて、操作者によってプログラムすることができる。別法として、制御ユニット７００は、通常は事前にプログラムされたアナログデバイスとすることができる。
【００６２】
上述のように、ダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムは、測定された信号を分析する分析モジュールをさらに備えることができる。具体的には、分析モジュールは、異常な状態を診断した場合、反応を引き起こすことができる。分析モジュールは、測定ユニット６００の一部とすることができ、測定ユニット６００内に埋め込むことができる。別法として、分析モジュールは、制御ユニット７００の一部とすることができ、制御ユニット７００内に埋め込むことができる。別法として、分析モジュールは、制御ユニット（７００）および測定ユニット（６００）の少なくとも１つと動作可能に接続された別個のユニット（図示せず）とすることができる。
【００６３】
制御ユニット７００は、生成すべき電圧に関する情報を、接続データ線７０１を介して電源ユニット１５へ提供することができる。通常、いかなる実施形態にも限定されるものではないが、制御ユニット７００は、電圧の供給を担うことができ、すなわち制御ユニット７００内に電源ユニット１５を組み込むことができる。信号測定ユニット６００の測定された信号は、接続データ線７０２を介して制御ユニット７００へ通信される。通常、本明細書で論じる図に限定されるものではないが、制御ユニット、電源ユニット、および／または信号測定ユニットは、別個のデバイスとすることができる。別法として、これらのユニットを１つのデバイス内に組み込むこともできる。制御ユニット、電源ユニット、および／または信号測定ユニット間の通信は、ピアツーピア接続を介して確立することができる。別法として、この通信は、有線または無線ネットワークを介して確立することができる。制御ユニット７００は、ワイヤソーの動作中に、信号測定ユニット６００の測定された信号を分析するように適合される。ワイヤが正常でないと定義される何らかの物理状態を呈する場合、制御ユニットは、変化を検出して反応を引き起こす。
【００６４】
実施形態では、制御ユニットは、異常な状態の場合、ワイヤ欠陥のあるままさらに動作することによって生じうる望ましくない結果を防止するために、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作をただちに停止させる。さらに、制御ユニットは、追加として警報を発することも可能である。警報信号は通常、音響的に、たとえばビーパー、ホーン、または拡声器を用いて発せられるが、発光デバイスを用いて光学的に発することもできる。このユニットはまた、コンピュータネットワークなどを介して操作者のスクリーンまたは外部デバイスへ信号を送ることもできる。
【００６５】
通常、異常な状態は、測定された信号が選択可能な閾値を下回ることから定義される。たとえば、測定された信号は、ワイヤで測定された電圧とすることができる。別法として、ワイヤを流れる電流を測定することもできる。選択可能な閾値は、たとえば、０．１Ｖ〜５Ｖ、特に０．１Ｖ〜１Ｖの範囲内とすることができる。通常、選択可能な閾値は、印加電圧の５％〜８０％、特に３０％〜５０％の範囲内とすることができる。
【００６６】
通常は測定された電圧および／または電流低下に対する反応として開始される、ダイヤモンドワイヤソーデバイスをただちに停止することの代わりに、選択された時間間隔にわたって印加電圧を増大させることができる。すなわち、実施形態によれば、ダイヤモンドワイヤソーデバイスのダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムは、測定された信号の低減に応答して、印加交流電圧を増大させるように適合された電圧増大モジュールを含むことができる。これに関して、「電圧を増大させる」という語句は、印加電圧の絶対値を増大させると理解されるものとする。通常、印加される周波数は変化しないままである。
【００６７】
ワイヤが破損していない状況では、電圧を増大させることによって、信号がただちに再び測定可能になると予期することができる。たとえば、信号は、たとえば冷却材がダイヤモンドワイヤソーデバイスの導電部分への連続接点を提供したために消滅した可能性がある。測定された信号が再び正常に戻った場合、たとえば、選択可能な閾値を再び上回った場合、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作を継続することができる。具体的には、増大した電圧を、増大前の電圧の値に再び低減させることができる。印加電圧の増大にかかわらず、信号がやはり異常である（たとえば、選択可能な閾値を下回る）場合、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作は停止される。
【００６８】
ダイヤモンドワイヤソーデバイスの停止と見なされる前に印加信号を増大させる時間間隔（いわゆる、「タイムアウト」）は、１ミリ秒〜１秒、通常は１ミリ秒〜２００ミリ秒の間で選択可能とすることができる。時間間隔の長さは、誤った破損診断のためにダイヤモンドワイヤソーデバイスを停止させるコストと、破損したワイヤのままワイヤソーデバイスの動作を続けるコストと間で均衡させなければならない。
【００６９】
すなわち、本開示は、改善された欠陥検出診断を実現する。改善された診断は、測定された信号を分析するステップと、測定された信号が異常な状態を示す場合、印加信号を増大させるステップとを含む。典型的な実施形態によれば、印加および／または測定される信号は電圧である。通常、異常な状態は、測定された信号が選択可能な閾値を下回るときに診断される。そのような場合、ダイヤモンドワイヤ欠陥検出システムは、上述の選択可能な時間間隔にわたって待機するように構成される。測定された信号が、印加電圧などの印加信号の増大に応答して閾値を上回らない場合、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作は停止される。
【００７０】
図８は、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作中の、本明細書に記載の実施形態によるダイヤモンドワイヤの制御された電圧を示す。横座標は時間ｔを表し、縦座標は、ダイヤモンドワイヤでその結果得られる電圧Ｖを表す。ダイヤモンドワイヤにおける電圧の制御は、２つの値８００と８１０の間で変動するように行われる。通常、図８に示す実施形態に限定されるものではないが、全期間ｐにおける電圧の平均値は０または実質上０である。言い換えれば、制御された電圧は通常、一定の第１の電圧値と一定の第２の電圧値との間で変動する。第２の電圧値と第１の電圧値は通常、同じ電圧の絶対値を有するが、通常、反対の符号を有する。期間ｐは、周波数の逆数に対応する。たとえば、印加信号の周波数が４０Ｈｚである場合、期間ｐは１／４０秒である。
【００７１】
したがって、本開示の典型的な実施形態によれば、制御された電圧の平均は０である。
【００７２】
図９は、本明細書に記載の実施形態によるダイヤモンドワイヤの電圧信号を示す。横座標は時間ｔを表し、縦座標はダイヤモンドワイヤにおける電圧Ｖを表す。図８に示した実施形態に関して前述したように、ダイヤモンドワイヤの電圧は、２つの値８００と８１０の間で変動する。これは、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの標準的な動作であり、電圧８１０の値は通常、電圧８００の負数である。
【００７３】
しかし、時間ｔ０で、異常な状態が測定される。たとえば、測定された電圧および／または測定された電流の本質的な低下が監視される。本明細書に記載の実施形態によれば、ダイヤモンドワイヤソーデバイスはただちに停止される。しかし、本明細書に記載し、図９に例示する代替実施形態によれば、印加電圧は即時増大される。たとえば、その結果得られた電圧の絶対値は通常動作下でＶ１であったのに対して、異常な状態が測定されるとすぐ、制御された電圧の絶対値はＶ２まで増大する。時間ｔ０で、電圧はＶ２まで増大する。これを図９で線９００と呼ぶ。通常、電圧の周波数は一定のままであるが、変更することも可能である。さらに、図９に示す方形波形など、制御された電圧の形状もまた一定のままとすることができる。
【００７４】
通常、印加電圧の絶対値の増大は、選択可能な時間間隔に制限される。たとえば、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの操作者は、時間間隔の長さを選択することができる。印加交流信号の増大にかかわらず、やはり測定可能な応答がない場合、異常な状態と解釈することができ、ダイヤモンドワイヤソーデバイスは停止される。しかし、測定された応答が正常な状態に戻った場合、たとえば、選択可能な閾値を再び上回った場合、ダイヤモンドワイヤソーデバイスの動作を継続することができる。この場合、制御された電圧の絶対値は、通常動作下の場合の電圧値（たとえば、図９の電圧８００）にただちに設定することができ、または電圧の絶対値は、５〜１０期間などの多くの期間にわたって低減させることができる。すなわち、電圧の絶対値は、電圧の増大後、正常な状態下の場合の電圧に到達するまで、多くの期間にわたって着実に低減させることができる。
【００７５】
図１０は、図９に類似の実施形態を示す。図９とは対照的に、時間ｔ０における電圧の増大はより大きい。通常、図１０の実施形態に限定されるものではないが、異常の場合の電圧の増大は、正常な状態下の場合の制御された電圧の最高３００％または最高２５０％とすることができる。さらに、測定されるワイヤの電圧を破線９５０で示す。図示のように、時間ｔ０前、測定される電圧は閾値Ｖ３を上回っている。次いで、ワイヤの破損が生じた結果、測定される電圧９５０は低下する。ワイヤにおける印加電圧の増大後も、測定される電圧は消滅したままである。したがって、この状況は、制御ユニットによってワイヤの破損と解釈されなければならない。すなわち、事前選択した時間間隔（「タイムアウト」）後、ダイヤモンドワイヤソーデバイスは動作を自動的に停止させ、場合によっては警報などを自動的に開始する。
【００７６】
本明細書で開示するダイヤモンドワイヤソーデバイスおよびその動作方法は、当技術分野で知られているワイヤにＤＣを印加する技法と比較すると、ダイヤモンドワイヤの損傷の発生を本質的に低減させる。したがって、ワイヤ破損による機械停止の回数を低減させることができる。したがって、ワイヤの全体的なスループットを大幅に増大させることができる。ダイヤモンドワイヤ上のニッケルメッキの量は、低減させることができる。方形波電圧を印加することによって、診断および監視がさらに容易になる。異常な信号が測定された場合に印加電圧の任意選択の増大を用いることによって、間違った診断、したがって不必要な機械停止の数をさらに低減させることができる。この方法を用いることによって、誤った警報の数も同じく０になる傾向がある。
【００７７】
上記では本発明の実施形態を対象とするが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、本発明の他のさらなる実施形態も考案することができ、本発明の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【符号の説明】
【００７８】
１  ダイヤモンドワイヤ欠陥検出システム
１１  導電接触線
１２  導電接触線
１５  電源ユニット
１００  ダイヤモンドワイヤソーデバイス
１１２  ワイヤガイドシリンダ
１１４  ワイヤガイドシリンダ
１１６  ワイヤガイドシリンダ
１１８  ワイヤガイドシリンダ
１２２  モータ
１２４  モータ
１２６  モータ
１２８  モータ
１３４  ワイヤ供給用スプール
１３８  ワイヤ巻取用スプール
１８０  接触ブラシ
１９０  接触ブラシ
２００  ワイヤウエブ
２１５  ワイヤの前後運動
２２５  ワイヤの前後運動
２３０  ダイヤモンドワイヤ
２８０  接地
２８１  抵抗
２９０  抵抗
２９５  抵抗
３０２  インゴット
３０４  インゴット
３０６  インゴット
３０８  インゴット
３５０  開スイッチ
６００  信号測定ユニット
７００  制御ユニット
７０１  接続データ線
７０２  接続データ線
８００  値、電圧
８１０  値、電圧
９００  線
９５０  電圧
ｐ  期間
ｔ  時間
ｔ０  時間
Ｖ  電圧
Ｖ１  電圧
Ｖ２  電圧
Ｖ３  閾値
【図１】
2013166241.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2013166241.tif 000012
【外国語明細書】
2013166241000001.pdf
2013166241000002.pdf
2013166241000003.pdf
2013166241000004.pdf