(57)【要約】      （修正有）【課題】被加工物を鋸で切るためのワイヤソーデバイスを提供する。【解決手段】ワイヤソーデバイス１００は、第１の筐体部分１０６と、第１の筐体部分１０６から分離されている第２の筐体部分１０８とを含む筐体を支持するためのメインフレーム１０２を有する。第１の筐体部分１０６と第２の筐体部分１０８にはそれぞれ、ワイヤ２０を案内するための少なくとも２つのワイヤガイドシリンダ１２２と、少なくとも１つの作業区域２２を有し、少なくとも１つのワイヤウエブを形成するワイヤガイドアセンブリ１２０が収納されており、第２の筐体部分１０８内のワイヤガイドアセンブリ１２０は第１の筐体部分１０６内のワイヤガイドアセンブリから独立にメンテナンスされる。第１の筐体部分１０６内のワイヤガイドアセンブリ１２０と第２の筐体部分１０８内のワイヤガイドアセンブリ１２０はそれぞれ、ワイヤ２０を案内するワイヤ管理ユニットを別個に有する。【選択図】図１
2013094958.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物（１０）を鋸で切るためのワイヤソーデバイス（１００）であって、
第１の筐体部分と、前記第１の筐体部分から分離されている第２の筐体部分とを含む筐体を支持するためのメインフレーム、
第１のワイヤガイドアセンブリ（１２０）であって、第１のワイヤ（２０）を案内するための少なくとも２つの第１のワイヤガイドシリンダ（１２２）を有し、少なくとも１つの第１の作業区域（２２）を有する少なくとも１つの第１のワイヤウエブを形成し、前記第１の筐体部分により収納される第１のワイヤガイドアセンブリ（１２０）、
第２のワイヤガイドアセンブリ（１２０）であって、第２のワイヤ（２０）を案内するための少なくとも２つの第２のワイヤガイドシリンダ（１２２）を有し、少なくとも１つの第２の作業区域（２２）を有する少なくとも１つの第２のワイヤウエブを形成し、前記第２の筐体部分により収納されており、前記第１の筐体部分および前記第２の筐体部分によって、前記第１のワイヤガイドアセンブリから独立にメンテナンスされる、第２のワイヤガイドアセンブリ（１２０）、
前記第１のワイヤを案内するための第１のワイヤ管理ユニット、並びに
前記第２のワイヤを案内するための第２のワイヤ管理ユニット
を備えるワイヤソーデバイス（１００）。
【請求項２】
前記第１のワイヤガイドアセンブリにスラリまたは冷却流体を分配するための第１のスラリまたは冷却流体分配システム、並びに
前記第２のワイヤガイドアセンブリにスラリまたは冷却流体を分配するための第２のスラリまたは冷却流体分配システム
をさらに備える、請求項１に記載のワイヤソーデバイス。
【請求項３】
前記第１のスラリまたは冷却流体分配システムに提供されるスラリまたは冷却流体のための第１のスラリまたは冷却流体タンク、並びに
前記スラリまたは冷却流体分配システムに提供されるスラリまたは冷却流体のための第２のスラリまたは冷却流体タンク
をさらに備える、請求項２に記載のワイヤソーデバイス。
【請求項４】
前記第１のワイヤガイドアセンブリが前記メインフレームの一方の第１の側に設けられ、前記第２のワイヤガイドアセンブリが前記メインフレームの他方の第２の側に設けられ、特に、前記第１の側と前記第２の側が対向する側である、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のワイヤソーデバイス。
【請求項５】
前記第１のワイヤガイドアセンブリが前記第２のワイヤガイドアセンブリの上方に設けられている、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のワイヤソーデバイス。
【請求項６】
前記第１のワイヤガイドアセンブリが前記第２のワイヤガイドアセンブリに対して水平方向にオフセットされている、請求項１ないし５のいずれか一項に記載のワイヤソーデバイス。
【請求項７】
前記少なくとも２つの第１のワイヤガイドシリンダ（１２２）の直径および前記少なくとも２つの第２のワイヤガイドシリンダ（１２２）の直径が２５０ｍｍ以上、典型的には３００ｍｍ〜７００ｍｍ、より典型的には５００ｍｍ〜７００ｍｍである、請求項１ないし６のいずれか一項に記載のワイヤソーデバイス。
【請求項８】
前記第１のワイヤガイドアセンブリが少なくとも２つの第１の作業区域を備えており、前記第２のワイヤガイドアセンブリが少なくとも２つの第２の作業区域を備えている、請求項１ないし７のいずれか一項に記載のワイヤソーデバイス。
【請求項９】
特にユーザインターフェイスを有するコントローラであって、前記第１のワイヤガイドアセンブリおよび前記第２のワイヤガイドアセンブリを制御するコントローラ
をさらに備える、請求項１ないし８のいずれか一項に記載のワイヤソーデバイス。
【請求項１０】
ワイヤソーデバイス（１００）を動作させる方法であって、
第１のワイヤガイドアセンブリを、第１のワイヤ（２０）を案内するための少なくとも２つの第１のワイヤガイドシリンダ（１２２）により動作させて、筐体の第１の部分内に少なくとも１つの第１の作業区域（２２）を有する少なくとも１つの第１のワイヤウエブを形成するステップ、並びに
第２のワイヤガイドアセンブリを、第２のワイヤ（２０）を案内するための少なくとも２つの第２のワイヤガイドシリンダ（１２２）により動作させて、前記筐体の前記第１の部分から独立している前記筐体の第２の部分内に、少なくとも１つの第２の作業区域（２２）を有する少なくとも１つの第２のワイヤウエブを形成するステップであって、前記第１の筐体部分および前記第２の筐体部分により、前記第１のワイヤガイドアセンブリと前記第２のワイヤガイドアセンブリがお互いに独立してメンテナンスされるステップ
を含む方法。
【請求項１１】
前記筐体の前記第１の部分内の温度、湿度および／または圧力を前記筐体の前記第２の部分内の温度、湿度および／または圧力から独立して制御するステップ
をさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
典型的には１つのユーザインターフェイスを有する共通のコントローラによって、前記第１のワイヤガイドアセンブリおよび前記第２のワイヤガイドアセンブリの動作を制御するステップ
をさらに含む、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記筐体の前記第２の部分内で被加工物を切断する間に前記筐体の前記第１の部分内の被加工物を交換するステップ、または前記筐体の前記第１の部分内で被加工物を切断する間に前記筐体の前記第２の部分内の被加工物を交換するステップ
をさらに含む、請求項１０ないし１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記筐体の前記第２の部分内で被加工物を切断する間に前記筐体の前記第１の部分内で構成要素またはワイヤウエブをメンテナンスするステップまたは前記筐体の前記第１の部分内で被加工物を切断する間に前記筐体の前記第２の部分内で構成要素またはワイヤウエブをメンテナンスするステップ
をさらに含む、請求項１０ないし１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のワイヤガイドアセンブリが少なくとも２つの第１の作業区域（２２）を提供し、第１の被加工物が前記少なくとも２つの第１の作業区域（２２）の第１の作業区域に対して第１の方向に動かされ、別の被加工物が前記少なくとも２つの第１の作業区域（２２）の第２の作業区域に対して前記第１の方向に反対である第２の方向に動かされる、請求項１０ないし１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、ワイヤソーデバイスおよびワイヤソーデバイスを動作させる方法に関する。より詳細には、本発明の実施形態は、改善した高級な特性を有し、例えば、スクエアラ用、クロッパ用などにシリコンウエハを切断するためといった、シリコンまたは石英のブロックなどの硬い材料を切断する、または鋸で切るためのワイヤソーデバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤソーデバイスは、シリコンなど、１個の硬く脆い材料から、ブロックまたはブリック、薄いスライス、例えば半導体ウエハを切断するために存在する。そのようなデバイスでは、伸ばされたワイヤがスプールから供給され、ワイヤを切断区域に案内するためのプーリによりワイヤが案内され、かつ張力を加えられる。鋸で切るために使用されるワイヤは、一般的に研磨材料を備える。１つのオプションとして、研磨材料を、スラリとして提供することができる。このことは、ワイヤが切断される材料に接触する直前に行うことができる。これにより、研磨物は、材料を切断するためにワイヤによって切断位置に運ばれる。別のオプションとして、研磨物は、ワイヤ上にコーティングを用いて提供することができる。例えば、ダイアモンド粒子を金属ワイヤ上に、例えばコーティングを用いて提供することができ、ダイアモンド粒子は、ワイヤのコーティング内に埋め込まれる。これにより、研磨物は、ワイヤにしっかりと連結される。
【０００３】
一般的に、ワイヤソーデバイスの歩留りは、既に高度なレベルにある。しかし、特に光起電（ＰＶ）用途の高スループットで高歩留りを有するという要望の点から、さらなる改善の要望がある。
【０００４】
これにより、ＰＶウエハなどを鋸で切るためのワイヤが、張力を加えられ、非常に速い速度で動かされることを考えなければならない。ワイヤは、ワイヤ管理および／またはワイヤ張力調整を実現する１つまたは複数のプーリを介して、スプールとの間で供給される。プーリは、例えば、ワイヤの方向を変えることができる。プーリが存在することによって、例えば、プーリが直ちに停止することがプーリの慣性により妨げられる可能性がある緊急停止期間に、ワイヤ破損の可能性がより高くなる場合がある。ワイヤ破損は、ワイヤソーデバイス内の一瞬のプロセスであるが、負荷すなわち被加工物を完全に失うことになる可能性がある。
【０００５】
ギガワットプラント用のＰＶ容量要件のウエハを作ることならびに、ＰＶモジュールの値（＄）／ワットを減少させるという継続的な要求によって、製造容量の増大が求められている。より多くの数のウエハを製造するための過去のプラントは、ＰＶウエハを作るための複数のワイヤソーデバイスを設けることにより実現されてきた。しかし、メンテナンスおよびワイヤ破損は、依然としてスループットを定めており、歩留りを改善することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＥＰ０９１５３０５１．９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
複数ワイヤスラリソーは、今日では、ＰＶ用途でウエハを製造するための、標準的かつ最も生産的なツールである。複数ワイヤスラリソーは、通例、独立型ツールとして設計される。ツールは、５つの主な機能グループ、すなわちスライスヘッド、スラリ管理、ワイヤ管理、冷却グループおよび電気キャビネット／制御ユニットを有する。ＰＶウエハを製造するための、高スループットで所望の歩留りを達成するために、パラダイムの変化が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上に照らして、独立請求項１にしたがう被加工物用ワイヤソーデバイス、および独立請求項１０にしたがうワイヤソーデバイスを動作する方法が提供される。本発明のさらなる態様、利点および特徴は、従属請求項、説明および添付の図面から明らかである。
【０００９】
一実施形態によれば、被加工物を鋸で切るためのワイヤソーデバイスが提供される。ワイヤソーデバイスは、第１の筐体部分と、第１の筐体部分から分離されている第２の筐体部分とを含む筐体を支持するためのメインフレーム；第１のワイヤを案内するための少なくとも２つの第１のワイヤガイドシリンダを有し、少なくとも１つの第１の作業区域を有する少なくとも１つの第１のワイヤウエブを形成し、第１の筐体部分により収納される第１のワイヤガイドアセンブリ；第２のワイヤを案内するための少なくとも２つの第２のワイヤガイドシリンダを有し、少なくとも１つの第２の作業区域を有する少なくとも１つの第２のワイヤウエブを形成し、第２の筐体部分により収納される第２のワイヤガイドアセンブリ；第１のワイヤを案内するための第１のワイヤ管理ユニット；並びに第２のワイヤを案内するための第２のワイヤ管理ユニットを含む。
【００１０】
一実施形態によれば、被加工物を鋸で切るためのワイヤソーデバイスが提供される。ワイヤソーデバイスは、第１の筐体部分と、第１の筐体部分から分離されている第２の筐体部分とを含む筐体を支持するためのメインフレーム；第１のワイヤを案内するための少なくとも２つの第１のワイヤガイドシリンダを有し、少なくとも１つの第１の作業区域を有する少なくとも１つの第１のワイヤウエブを形成し、第１の筐体部分により収納される第１のワイヤガイドアセンブリ；第２のワイヤを案内するための少なくとも２つの第２のワイヤガイドシリンダを有し、少なくとも１つの第２の作業区域を有する少なくとも１つの第２のワイヤウエブを形成し、第２の筐体部分により収納されており、第１の筐体部分および第２の筐体部分により、第１のワイヤガイドアセンブリから独立にメンテナンスされる第２のワイヤガイドアセンブリ；第１のワイヤを案内するための第１のワイヤ管理ユニット；並びに第２のワイヤを案内するための第２のワイヤ管理ユニットを含む。
【００１１】
さらなる実施形態によれば、ワイヤソーデバイスを動作する方法が提供される。方法は、第１のワイヤガイドアセンブリを、第１のワイヤを案内するための少なくとも２つの第１のワイヤガイドシリンダにより動作させて、筐体の第１の部分内に少なくとも１つの第１の作業区分を有する少なくとも１つの第１のワイヤウエブを形成するステップと、第２のワイヤガイドアセンブリを、第２のワイヤを案内するための少なくとも２つの第２のワイヤガイドシリンダにより動作させて、筐体の第１の部分と独立である筐体の第２の部分内に少なくとも１つの第２の作業区分を有する少なくとも１つの第２のワイヤウエブを形成するステップとを含む。
【００１２】
実施形態は、また、開示の方法を実行するための装置を対象とし、各記載の方法のステップを実施するための装置部分を含む。これらの方法のステップは、ハードウェア構成要素、適切なソフトウェアによりプログラムされたコンピュータ、この２つの任意の組合せまたは任意の他のやり方によって実施され得る。さらに、本発明にしたがう実施形態は、また、記載の装置が動作する方法を対象とする。本発明にしたがう実施形態は、装置のあらゆる機能を実行するための方法ステップを含む。
【００１３】
本発明の上記の特徴を詳細に理解することが可能なように、上で簡単に要約された本発明のより具体的な説明が、実施形態を参照することによって理解することができる。添付の図面は、本発明の実施形態に関連し、以下に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本明細書に記載される実施形態にしたがい、２つの独立なチャンバ部分、すなわち筐体部分内の２つの独立な切断区域を含むワイヤソーデバイスを示す図である。
【図２】本明細書に記載される実施形態にしたがい、２つの独立なチャンバ部分、すなわち筐体部分内の２つの独立な切断区域を含む別のワイヤソーデバイスを示す図である。
【図３】本明細書に記載される実施形態にしたがって配置され、お互いから分離されている２つの独立な切断区域を含むワイヤガイドアセンブリを示す図である。
【図４】別のやり方で配置され、本明細書に記載される実施形態にしたがい、お互いから分離されている２つの独立な切断区域を含むワイヤガイドアセンブリを示す図である。
【図５】さらに別のやり方で配置され、本明細書に記載される実施形態にしたがい、お互いから部分的に分離されている複数の作業区域を含むワイヤガイドアセンブリを示す図である。
【図６】本明細書に記載される実施形態にしたがって配置され、お互いから分離されている２つの独立な切断区域を含むワイヤガイドアセンブリであって、それらの間に２方向のオフセットを有するワイヤガイドアセンブリを示す図である。
【図７】本明細書に記載される実施形態にしたがい、２つの独立なチャンバ部分、すなわち筐体部分内の２つの独立な切断区域を含むさらに別のワイヤソーデバイスを示す図である。
【図８】本明細書に記載される実施形態にしたがってワイヤソーデバイスを動作させる方法を例示する流れ図を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
ここで、一又は複数を添付図面に示す、本発明の様々な実施形態を詳細に参照する。図面の以下の説明の中では、同一の参照番号は同一の構成要素のことを言う。一般的に、個々の実施形態に関して、差異のみが記述される。各例は、本発明の説明のために提供されており、本発明を制限するものとして意図されてない。さらに、一実施形態の部分として例示または記載される特徴を、他の実施形態にまたは他の実施形態と一緒に使用して、もう一つの実施形態を生み出すことができる。本記載は、そのような変更形態および変形形態を含むことが意図される。
【００１６】
図１は、ワイヤソーデバイス１００を示す。ワイヤソーデバイス１００は、メインフレーム１０２を含む。例えば、メインフレーム１０２は、ワイヤソーデバイス１００の筐体および／または構成要素を支持する。典型的には、メインフレームは、剛性フレーム１０２であり、ワイヤソーデバイスが立つベースを含む。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異なる実施形態によれば、本明細書のワイヤソーデバイスは、スラリを用いて、例えばシリコンまたは他の半導体材料といった、硬い材料を切断するため、またはダイアモンドワイヤなどを用いて切断するために使用することができる。過去において、１つのワイヤソーデバイス内の効果的な切断区域を増加させ、これによりデバイスのスループットを増加させる試みがなされてきた。しかし、特にウエハを作る機械にとって、歩留りおよび歩留りによるスループットが、ワイヤ破損に起因して低下する可能性がある。これにより、ワイヤソーデバイスの負荷全体が、もはや使用可能でない場合がある。本明細書に記載の実施形態によれば、効果的な切断区域が増加されるまたは高いレベルになる結果となる一方、独立したワイヤウエブが同じ機械に設けられる。典型的な実施形態によれば、独立したワイヤウエブを、別個に動作するように構成することができる。例えば、他のワイヤウエブがメンテナンスされる間、１つのワイヤウエブが１つまたは複数の被加工物を切断することができる。例えば、他のウエブを保守用に組み立てることができ、他のウエブに関する構成要素を保守用に修理または交換することができ、かつ／または被加工物を他のワイヤウエブからロードするもしくは他のワイヤウエブにロードする。図１に示すワイヤソーデバイス１００は、第１のワイヤガイドアセンブリ１２０および第２のワイヤガイドアセンブリ１２０を有する。典型的には、ワイヤガイドアセンブリのそれぞれは、被加工物１０を切断することができるワイヤウエブを提供するための、少なくとも２つのワイヤガイドシリンダ１２２を含む。典型的には、ワイヤ２０は、少なくとも１つの作業区域２２を提供する。下でより詳細に記載するように、例えば１つのワイヤウエブが２つの作業区域を提供することもできる。
【００１７】
ワイヤソーデバイス１００は、区画１０４を含む。スプール１３２および１３４は、それぞれの区画１０４内に設けられる。典型的な実施形態によれば、同様にワイヤ管理ユニットが、区画１０４内に設けられる。典型的には、ワイヤ管理ユニットは、ワイヤを取り扱って、ワイヤに張力を加えるように構成され、ワイヤは、ワイヤウエブに案内される。
【００１８】
典型的な実施形態によれば、ワイヤガイドアセンブリ１２０に新しいワイヤを提供するために第１のスプール１３２を設けることができ、ワイヤガイドアセンブリ１２０から使用されたワイヤを巻き取るために第２のスプール１３４を設けることができる。一般的に、新しいワイヤが提供されるスプールは、使用されたワイヤが巻かれるスプール（例えば、第２のスプールタイプ）と異なるタイプ（例えば、第１のスプールタイプ）である。例えば、新しいワイヤが提供されるスプールは、ワイヤ製造業者からの使い捨てスプールであってよい。一方、そのようなスプールは、使用されたワイヤの高いワイヤ張力に耐えられない場合があるので、使用されたワイヤを受け取ることには不適当な可能性がある。１次から２次スプールソーイング期間にこれらの異なるスプールのタイプを支持するために、１次スプールシャフト（すなわち、１次ワイヤ取扱いセクションのスプールシャフト）が第１のタイプのスプールを担持してもよく、２次スプールシャフト（すなわち、２次ワイヤ取扱いセクションのスプールシャフト）が第２のタイプのスプール、すなわち第１のタイプと異なる第２のタイプを担持する。
【００１９】
また、本明細書内の任意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おいて、ワイヤ管理セクションは、双方向ソーイングをサポートすることができる。本明細書において、双方向ソーイングは、双方向ソーイング期間に、最初にワイヤが１次スプールから２次スプールに移送され、その後ワイヤが２次スプールから１次スプールに戻され、再び１次スプールから２次スプールに移送されるなどのソーイングプロセスであると理解される。したがって、双方向ソーイングのために、（１次）スプール１３２は、ワイヤウエブにワイヤを提供し、ワイヤウエブから使用されたワイヤを受け取るようにもなされる。同様に、２次スプール１３４は、ワイヤウエブにワイヤを提供し、ワイヤウエブから使用されたワイヤの受け取りも行う。
【００２０】
双方向ソーイングのために、コントローラは、１次スプールシャフトおよび２次スプールシャフトに作動コマンドを送り、作動コマンドは、第１のステップにおいて、第１のスプールシャフトに、ワイヤを第２のスプールに巻き戻させ、第２のステップにおいて、第２のスプールシャフトに、ワイヤを第１のスプールに巻き戻させる。
【００２１】
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もう一つの実施形態によれば、第１のワイヤガイドアセンブリ１２０は、チャンバまたは筐体部分１０６内に設けられ、一方第２のワイヤガイドアセンブリは、チャンバまたは筐体部分１０８内に設けられる。ワイヤガイドアセンブリ１２０が設けられるチャンバまたは筐体部分は、切断チャンバとも呼ぶことができる。それぞれの切断チャンバ内で、ワイヤガイドアセンブリの独立で別個の動作を使用することを可能にするため、それぞれの切断チャンバ内のパラメータの制御は、独立に実行することができる。例えば、圧力、温度、湿度、および／または他のパラメータを、それぞれの筐体部分または切断チャンバ内で制御することができる。
【００２２】
被加工物１０は、典型的には、被加工物１０用の支持テーブルまたは支持ビームによりワイヤソーデバイス１００内で支持される。被加工物の切断は、被加工物１０に対するワイヤウエブの相対運動により実行される。これにより、典型的には、被加工物１０は、ワイヤガイドアセンブリ１２０によって提供されるワイヤウエブに対して動かされる。それでも、いくつかの場合では、ウエブまたはウエブと被加工物の両方を動かすことも可能であってよい。
【００２３】
したがって、同様に、ワイヤ速度、支持テーブルまたは支持ビームの移動速度、スラリの流れ、および／またはスラリ状態のような他の動作状態を、別個のワイヤガイドアセンブリまたは切断機構用にそれぞれ独立に提供することができる。図１に示すように、第１のスラリタンク１４２および第２のスラリタンク１４２が設けられ、各スラリタンクは、ワイヤガイドアセンブリ１２０のうちの１つに対応する分配システム１４３にスラリを提供する。これにより、各分配システムがノズル１４４にスラリを提供し、ノズル１４４は、それぞれの切断区域または複数の切断区域にスラリを提供する。本明細書において例示的な参照はスラリになされるが、ダイアモンドワイヤを用いる切断の場合には、タンクおよび分配システムを、切断区域内に提供される冷却流体のために設けることもできる。すなわち、研磨材料を含み切断区域を冷却することを可能にするスラリは、冷却流体により置き換えることができる。なぜならば、ダイアモンドワイヤが使用される場合には、研磨材料は既にワイヤ上に設けられているからである。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また別の実施形態において、被加工物１０の片側に示されるノズル１４４に加えて、被加工物の他の側にさらなるノズル１４４を同じ作業区域用に設けることができる。これにより、例えば、スラリまたは冷却流体を提供するためのノズルが２つのソーイング方向用に設けられるので、双方向ソーイングを適用することができる。
【００２４】
図２は、ワイヤソーデバイス１００のさらなる実施形態を例示する。例えば、図２は、いくつかの実施形態にしたがう、図１の上面図と考えることができる。ワイヤソーデバイス１００は、メインフレーム１０２および筐体部分１０４を含む。図２に示される上面図では、ワイヤ２０が、ワイヤガイドシリンダ１２２上に案内されることにより、ワイヤウエブとなる様子を見ることができる。これにより、少なくとも１つの作業区域が設けられ、被加工物１０を、例えば半導体ウエハといった、スライスに切断することができる。図２に示されるワイヤガイドアセンブリ１２０は、筐体部分または切断チャンバ１０８内に設けられる。第２のワイヤガイドアセンブリを、例えば、図２に示す第１のワイヤガイドアセンブリの下に設けることができる。
【００２５】
図２は、簡略化のために、１つのスプール１３４のみを示す。ワイヤ２０は、１つまたは複数のプーリ１３６を含むワイヤ管理ユニットにより、ワイヤガイドシリンダ１２２および作業区域にそれぞれ提供される。
【００２６】
本明細書に記載のように、ワイヤ管理ユニットは、ワイヤソーデバイス、例えばウエハを作るワイヤソーデバイスの切断区域または作業区域にワイヤを供給すること、およびワイヤソーデバイスの切断区域または作業区域からワイヤを供給することを扱うデバイスとして理解されることになる。典型的には、ワイヤソーは、ワイヤ移動方向にワイヤを移送および案内するため、少なくとも２つのワイヤガイドを含み、一方ワイヤ管理ユニットは、ワイヤの張力の制御を可能にする。さらに、ワイヤ管理ユニットにより提供されるワイヤは、切断区域内でワイヤウエブを形成する。しばしば、ワイヤウエブの一部は、単一のワイヤ管理ユニットにより形成されるウエブと考えられることになる。いくつかの実施形態によれば、１つよりも多いワイヤを設けることができ、そのため全体のワイヤウエブは、ワイヤウエブの１つよりも多い部分により形成される。ワイヤウエブは、ソーイングプロセスが実施される区域として画定される、１つよりも多い作業区域部分を含むことができることを理解されたい。したがって、本明細書に記載されるいくつかの実施形態によれば、ワイヤウエブは、それぞれが異なるワイヤ管理ユニットからのワイヤにより形成される複数の区域を有することができる。
【００２７】
例えばウエハを作るワイヤソーデバイスといった現代のワイヤソーデバイスには、例えばシリコン、石英などといった、半導体材料などの硬い材料を高速で切断するという要望がある。ワイヤ速度、すなわち、ワイヤソーデバイス、ワイヤ管理ユニットおよび鋸で切られる材料をそれぞれ通って動くワイヤの速度は、例えば、１０ｍ／ｓ以上であってよい。典型的には、ワイヤ速度は、８から２０ｍ／ｓの範囲であってよい。しかし、２５ｍ／ｓまたは３０ｍ／ｓ、またはさらに４０ｍ／ｓ以上のより速いワイヤ速度も望ましい場合があり、特定の条件下で実現される。
【００２８】
所望のワイヤ速度でワイヤを巻き戻したり巻いたりするために、スプールは、最大毎分数千回転の回転速度で回転する。例えば、ワイヤを巻き戻したり巻いたりするため、１０００から２０００ｒｐｍを実現することができる。ワイヤトラッキングすなわちワイヤがスプール１３４を離れる位置の補償、ワイヤに張力を加えること、および／またはワイヤ案内のために、プーリを設けることができる。理解されるように、本明細書に記載される他の実施形態内に示される全てのスプール用に、同様のプーリアセンブリを作業区域とスプールの間に設けることができる。特に双方向ソーイングでは、ワイヤ管理ユニット、すなわちそれぞれのスプールアセンブリを、巻き戻し側および巻く側用に、同様のやり方でまたは対称的なやり方でさえ設けることができる。
【００２９】
ワイヤトラッキング用に、第１のプーリを、スプールの軸に平行な方向に、長手方向に移動可能である可動プーリとして設けることができる。可動プーリは、トラッキングシステムを取り付けることができ、スプールの片側から他方に移動するワイヤの位置に可動プーリが追従することを可能にし、そのためワイヤは、常にプーリに接線方向に入る。そのようなプーリは、例えば、参照によりここに本明細書に組み込まれる、特許文献１に記載されており、特に、特許文献１の図３Ａおよび図３Ｂ上のトラッキングシステムの記載およびトラッキングシステムの対応する記載を参照のこと。しかし、ワイヤが時々かなりの張力となることを考慮すると、可動プーリが高いワイヤ張力に耐えることができるように、十分にしっかりと可動プーリを支持することは困難である。
【００３０】
ワイヤソーデバイス１００内に、ワイヤ管理ユニットがある。異なる実施形態によれば、ワイヤソーデバイスは、クロッパ、硬い材料をブリックに四角切り出しをするためのスクエアラ、被加工物をスライスするまたはウエハにするためのワイヤソーデバイス、または被加工物を複数のスライスまたはウエハに切断するための複数のワイヤソーデバイスであってよい。
【００３１】
例えばスラリとともに細いワイヤ、または例えばダイアモンドコーティングといったコーティングとともにワイヤが使用される場合、上記のワイヤ管理ユニットは、特に有用である。したがって、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において、ウエハを作るために、本明細書に記載のワイヤ取扱いセクションおよびワイヤソーデバイスは、約８０μｍ〜約１５０μｍの直径など、約２００μｍより小さな直径を有する細いワイヤに適合される。さらに、本明細書に記載のワイヤ取扱いセクションおよびワイヤソーデバイスは、コーティングされたワイヤ、例えば、ニッケルコーティングならびにニッケルコーティング内に埋め込まれたダイアモンド粒子を有するワイヤに適合される。そのようなワイヤは、典型的には、約８０μｍ〜約１５０μｍの直径などの、約２００μｍ未満のコア直径を有することができる。細いワイヤにとって、ワイヤのねじれは、ワイヤの破損またはコーティングに損傷を与える恐れを増加させる可能性があり、そのためねじれのない動作が有利である。四角切り出し用途では、ワイヤ直径は、例えば２５０μｍから３５０μｍといった、約４００μｍ以下であってよい。
【００３２】
図３は、第１の実施形態を例示するワイヤソーデバイスの一部を示す。第１のワイヤガイドアセンブリ１２０および第２のワイヤガイドアセンブリ１２０が設けられる。区切り要素３０６により示されるように、ワイヤガイドアセンブリは、ワイヤガイドアセンブリがお互いから独立に動作することができるように、分離されている。典型的には、ワイヤソーデバイスは、２つの独立なチャンバまたは筐体部分を有することができる。例えば、図１および図３に例示されるように、独立なチャンバまたは筐体部分のうちの一方は、他方の上部上にあってよい。例えば区切り要素３０６により分離されている筐体部分のそれぞれの中に、ワイヤガイドシリンダ１２２を有するワイヤガイドアセンブリ１２０が設けられる。ワイヤ２０は、ワイヤガイドシリンダ１２２上にワイヤウエブを形成する。上に記載したように、各切断チャンバもしくは筐体部分および／または各ワイヤガイドアセンブリは、それぞれ、独立なワイヤ管理を有することができる。これにより、ワイヤの制御、例えばワイヤの張力および切断区域へのワイヤ供給は、個々に実現することができる。典型的には、それぞれのワイヤガイドアセンブリ用に、供給用スプールおよび巻取用スプールがある。図１に関して記載したように、スラリ分配または冷却材分配も、個々のワイヤガイドアセンブリ１２０用に独立に実現することができる。例えば、複数の分配システムに分離されて存在することができる。これにより、いくつかの実施形態によれば、各分配システムが、それぞれタンク、ポンプ、配管または導管、およびスラリまたは冷却流制御を含むことができる。
【００３３】
図３に示すように、被加工物１０は、ワイヤガイドアセンブリ１２０のそれぞれ用に被加工物支持体３１０に提供される。被加工物支持体３１０内に矢印で示されるように、被加工物１０は、ワイヤ２０に対して下向きに動かすことができる。これにより、被加工物１０の移動を、お互いから独立して実行することができる。したがって、図３に示す１つの作業区域内の鋸で切る動作は、図３に示す別の作業区域内の鋸で切る動作から独立して実行することができる。これにより、作業区域のうちの１つでのワイヤ破損の事象において、他の被加工物１０はソーイングプロセスを継続することができ、処理される被加工物の損失が減る。さらに、部分のうちの１つを保守する必要がある、かつ／または切断した被加工物を未切断の被加工物と交換する場合、鋸で切ることを、他の部分の中で継続することができる。このことがツールの可用性を増し、これにより、スループットも増す。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、本明細書に記載のワイヤソーデバイスは、特にウエハを作るワイヤソーデバイスである。ウエハを作るワイヤソーデバイスにとって、ソーイングプロセスの中断は、特に困難であると考えることができる。したがって、機械の負荷をいくつかのより小さな部片に分離することは、ワイヤソーデバイスの歩留りに関して有利な場合がある。これは、例えばワイヤ破損で起こる可能性がある、１つの区域内の被加工物の損失が、必ずしも別の区域内の被加工物の損失をもたらさないためである。
【００３４】
図４は、さらに別の実施形態を例示する。ここでは、第１のワイヤガイドアセンブリ１２０および第２のワイヤガイドアセンブリ１２０が設けられ、第１のワイヤガイドアセンブリ１２０と第２のワイヤガイドアセンブリ１２０は、区切り要素３０６により示されるようにこの場合も分離されている。図３と比較すると、図４に示す実施形態は、４つの被加工物１１〜１４を含む。これにより、２つの被加工物が被加工物支持体３１０に取り付けられ、２つのさらなる被加工物が第１の被加工物支持体から独立に制御することができる別の被加工物支持体３１０に取り付けられる。これにより、ワイヤソーデバイスのそれぞれの部分内で２つの被加工物を切断することが、お互いから独立に、かつ／または別個に実行することができる。
【００３５】
図５に示す実施形態において、４つの被加工物は、被加工物支持体３１０のそれぞれにより支持されている。したがって、４つの被加工物が、第１のワイヤガイドアセンブリ１２０が設けられる、筐体部分内にある。４つのさらなる被加工物が、第２のワイヤガイドアセンブリ１２０が設けられる、別個の筐体部分内で切断される。図４および図５に示す実施形態は、ワイヤ２０により形成され、それぞれ２つの作業区域を有するワイヤウエブを含む。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、１対のワイヤガイドシリンダ１２２が、上側作業区域および下側作業区域を備えるワイヤウエブを実現することができる。１つまたは複数の被加工物１０〜１８を、作業区域のそれぞれの中で処理することができる。
【００３６】
さらに別の実施形態によれば、図６に示した例の場合は、第１のワイヤガイドアセンブリ１２０および第２のワイヤガイドアセンブリ１２０を、図３〜図５と比較して、再配置することができる。これにより、第１のワイヤガイドアセンブリ１２０および第２のワイヤガイドアセンブリ１２０は上下に重ねて配置することができ、水平方向にオフセットさせることができる。このことによって、被加工物１２および被加工物１３を、水平面内で少なくとも部分的に隣り合って配置させることが可能になる。これにより、ワイヤガイドデバイスにより使用される垂直の空間を減らすことができる。上で記載したように、第１のワイヤガイドアセンブリ１２０と第２のワイヤガイドアセンブリ１２０の間に区切り要素３０６がある。これにより、第１のワイヤガイドアセンブリ１２０および第２のワイヤガイドアセンブリ１２０の、独立で別個の動作を実現することができる。
【００３７】
本明細書に記載の実施形態によれば、ワイヤガイドアセンブリとワイヤ管理ユニットの分離によって、ワイヤを案内するそれぞれの部分が筐体部分内に設けられる場合に、確実な動作が可能になる。これにより、ワイヤガイドアセンブリまたはワイヤ管理ユニットのうちの１つの筐体部分を開くことができて、操作者がこれらの構成要素に働きかけることができ、一方別の筐体部分は閉じられ、そのため、操作者にいかなる危険も与えることなく高速でワイヤを移送することができる。したがって、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、異なる筐体部分が別個の開孔および／またはアクセスドアを有し、そのため、ワイヤガイドアセンブリ、ワイヤ管理ユニットおよび他の構成要素は、依然として動作中の可能性があるが、密閉された環境で動作し、一方、他の構成要素を保守することができ、被加工物をロードまたはアンロードなどすることができる。
【００３８】
いくつかの実施形態にしたがい、図６に示すように、区切りユニット３０６およびそれぞれの筐体部分は、第１の筐体部分および第２の筐体部分内の構成要素の少なくとも部分が水平に隣り合うように配置されるように形作られる。図６に示すように、ワイヤガイドアセンブリは、支持テーブル６１０を有する。矢印によって示すように、１つの支持テーブル６１０がワイヤガイドアセンブリ１２０の作業区域上で下向きに移動し、一方別の支持テーブル６１０が同一のワイヤガイドアセンブリ１２０の別の作業区域に対し上向きに移動することが可能である。
【００３９】
上で記載したように、いくつかの典型的な実施形態によれば、ワイヤガイドアセンブリ１２０の２つのワイヤガイドシリンダ１２２は、少なくとも１つの被加工物または２つの被加工物の部分を、切断期間にワイヤガイドシリンダ間の区域に配置することを可能にするために、例えば５００、６００、７００またはさらに８００ｍｍ以上といった、同じ程度に大きい直径を有することができる。
【００４０】
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もう１つの実施形態によれば、第１のワイヤガイドアセンブリ１２０および第２のワイヤガイドアセンブリ１２０は、必ずしもお互いの上部上に設けられなくてもよい。図７に示すように、第１のワイヤガイドアセンブリは、ワイヤガイドデバイス１００の一方の側に設けられ、第２のワイヤガイドアセンブリは、ワイヤガイドデバイスの他方の側に設けられる。これにより、典型的には、ワイヤガイドアセンブリ１２０は、背中合せにかつ／またはワイヤソーデバイス１００の対向する側に設けることができる。
【００４１】
ワイヤソーデバイス１００は、メインフレーム１０２および筐体部分１０４を含む。ワイヤは、対応する、例えば２つのワイヤガイドシリンダ１２２の上に案内されて、ワイヤウエブとなる。これにより、少なくとも１つの作業区域が設けられ、支持テーブル３１０により支持される被加工物１０は、例えば半導体ウエハといったスライスに切断することができる。ワイヤガイドアセンブリ１２０は、筐体部分または切断チャンバ１０８内に設けられる。第２のワイヤガイドアセンブリを他の筐体部分１０８内に設けることができる。
【００４２】
図８は、ワイヤソーデバイスを動作させる方法の典型的な実施形態を例示する。ここでは、ステップ８０２において、ワイヤソーデバイスの第１のワイヤガイドアセンブリを、筐体の第１の部分内で動作させることができ、第１のワイヤは、ワイヤウエブを形成する。ステップ８０４において、第２のワイヤガイドアセンブリを筐体の第２の部分内で動作させることができ、筐体の第２の部分は、筐体の第１の部分から独立である。上で記載したように、筐体部分は、お互いに独立して開閉することができ、そのため、ワイヤガイドアセンブリのアクセス開ポートまたはドアが開位置であるとき、１つのワイヤガイドアセンブリの確実な動作を実現することができる。さらなるステップ８０６および８０８において、温度、湿度、圧力、ワイヤ速度、被加工物支持テーブル速度、および／またはワイヤ張力などのパラメータは、ワイヤソーデバイスのそれぞれの部分で独立に制御することができる。さらに、ステップ８１０に示すように、ワイヤソーデバイスのそれぞれの部分は、典型的には共通のユーザインターフェイスを有する共通の制御ユニットにより制御することができる。
【００４３】
上記が本発明の実施形態を対象とする一方、本発明の他のさらなる実施形態が、本発明の基本範囲から逸脱することなく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り決定される。
【符号の説明】
【００４４】
１０  被加工物
１１  被加工物
１２  被加工物
１３  被加工物
１４  被加工物
１５  被加工物
１６  被加工物
１７  被加工物
１８  被加工物
２０  ワイヤ
２２  作業区域
１００  ワイヤソーデバイス、ワイヤガイドデバイス
１０２  メインフレーム
１０４  区画、筐体部分
１０６  筐体部分
１０８  筐体部分、切断チャンバ
１２０  ワイヤガイドアセンブリ
１２２  ワイヤガイドシリンダ
１３２  スプール、１次スプール
１３４  スプール、２次スプール
１３６  プーリ
１４２  スラリタンク
１４３  分配システム
１４４  ノズル
３０６  区切り要素、区切りユニット
３１０  被加工物支持体、支持テーブル
６１０  支持テーブル
【図１】
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【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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【外国語明細書】
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