(57)【要約】      （修正有）【課題】シリコン、石英ブロックなどの硬脆材料の切断に使われるワイヤソーのワイヤの損傷や破損によるコスト、スループットが改善される加工方法を提案する。【解決手段】インゴット６００鋸引き方法、ワイヤソー用インゴットフィードシステムを含むワイヤソーによる加工方法。インゴット鋸引き方法は、インゴットを回転軸３１８周囲で回転させながら、ワイヤソーのワイヤウェブ１１１に向かう切削方向にインゴットをフィードすることを含み、回転軸とワイヤウェブとの間の距離は、±１０ｍｍ、詳細には±５ｍｍ、詳細には±２、５ｍｍよりも小さい。また、ワイヤボウ監視システムにより監視されたワイヤボウに基づき切削処理パラメータを制御する。さらにインゴットフィードシステムによる制御も含まれる方法である。【選択図】図３Ａ
2016000454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インゴット鋸引き方法（１００）であって、
インゴット（６００）を、前記インゴットの回転軸（３１８）周囲で回転させ（１０２）ながら、ワイヤソーのワイヤウェブ（１１１）に向かう切削方向にフィードすること（１０１）を含み、
前記回転軸（３１８）と前記ワイヤウェブ（１１１）との間の距離Ｄは、Ｄ＝±１０ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±５ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±２．５ｍｍよりも小さい、方法。
【請求項２】
ワイヤボウ監視システムによってワイヤボウを監視すること（１０３）、及び、前記監視されたワイヤボウに基づいて、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御すること（１０４）を更に含む、請求項１に記載のインゴット鋸引き方法（１００）。
【請求項３】
前記少なくとも１つの切削処理パラメータを前記制御すること（１０４）は、前記インゴット（６００）の前記回転軸（３１８）の位置を、前記インゴットの前記回転軸（３１８）と前記ワイヤウェブ（１１１）との間の、Ｄ＝±１０ｍｍよりも小さい、詳細にはＤ＝±５ｍｍよりも小さい、詳細にはＤ＝±２．５ｍｍよりも小さい、前記距離Ｄ内で、制御することを含む、請求項２に記載のインゴット鋸引き方法（１００）。
【請求項４】
切削中の前記切削方向に直角の平面に対する、前記インゴット（６００）の位置を制御すること、インゴットフィード速度を制御すること、ワイヤ速度を制御すること、冷却剤の供給を制御すること、及び、冷却剤の温度を制御すること、のうちの一又は複数を含む、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御すること（１０４）を更に含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のインゴット鋸引き方法（１００）。
【請求項５】
少なくとも１つの切削処理パラメータを制御すること（１０４）は、閉ループ制御を含む、請求項２から４のいずれか一項に記載のインゴット鋸引き方法（１００）。
【請求項６】
少なくとも１つの切削処理パラメータを制御することは、切削中にインゴットに作用する監視される力であって、運動学的機構構造において測定することによる、力には基づいていない、請求項２から５のいずれか一項に記載のインゴット鋸引き方法（１００）。
【請求項７】
前記インゴット（６００）をフィードすること（１０１）は、前記インゴットの交互運動、具体的には揺動運動を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載のインゴット鋸引き方法（１００）。
【請求項８】
前記インゴットの前記揺動運動は、半径が一定である回転運動、詳細には、前記切削方向に直角の円弧の軌道に沿った回転運動を含む、請求項７に記載のインゴット鋸引き方法（１００）。
【請求項９】
前記インゴットの前記揺動運動は、半径が可変の回転運動、詳細には、前記切削方向に直角の軌道に沿った、楕円形運動、放物線状運動、及び双曲線状運動のうちの一又は複数を含む、請求項７又は８に記載のインゴット鋸引き方法（１００）。
【請求項１０】
運動学的機構構造において力を測定することによる、切削中にインゴットに作用する前記力を監視することを含まない、請求項１から９のいずれか一項に記載のインゴット鋸引き方法（１００）。
【請求項１１】
ワイヤボウ監視システム（１６０）によってワイヤボウを監視すること（１０３）、及び、前記監視されたワイヤボウに基づいて、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御すること（１０４）を更に含み、
前記少なくとも１つの切削処理パラメータを制御すること（１０４）は、前記インゴット（６００）の前記回転軸（３１８）の位置を、前記回転軸（３１８）と前記ワイヤウェブ（１１１）との間の、Ｄ＝±１０ｍｍよりも小さい、詳細にはＤ＝±５ｍｍよりも小さい、詳細にはＤ＝±２．５ｍｍよりも小さい、前記距離Ｄ内で制御することを含み、
前記少なくとも１つの切削処理パラメータを制御すること（１０４）は、閉ループ制御を含み、
前記少なくとも１つの切削処理パラメータを制御することは、運動学的機構構造において力を測定することによる、切削中にインゴットに作用する、前記監視される力に基づいていない、請求項１に記載のインゴット鋸引き方法（１００）。
【請求項１２】
ワイヤウェブを形成するワイヤを含むワイヤソーデバイスのための、インゴットフィードシステム（３００）であって、
運動学的機構構造（３５０）、
前記運動学的機構構造（３５０）の少なくとも一部を動かすための少なくとも１つのアクチュエータ（３５２）、
インゴット（６００）を前記運動学的機構構造（３５０）に連結するための支持テーブル（３１２）、及び
請求項１から１１のいずれか一項に記載の方法を実行するように構成される、コントローラ
を備える、システム。
【請求項１３】
前記運動学的機構構造に作用する力を測定するためのセンサを含まない、請求項１２に記載のインゴットフィードシステム（３００）。
【請求項１４】
前記運動学的機構構造は、切削方向を含む切削平面内の、インゴットの並進運動、及び、前記切削平面に垂直な、前記インゴットの回転軸（３１８）周囲の回転運動、のうちの少なくとも１つを可能にするように構成される、請求項１２又は１３に記載のインゴットフィードシステム（３００）。
【請求項１５】
請求項１２から１４のいずれか一項に記載のインゴットフィードシステム（３００）を備えるワイヤソーであって、詳細には、前記ワイヤソーのワイヤに隣接して位置決めされるように構成されるセンサ装置（２０）を備えるワイヤボウ監視システム（１６０）を更に備え、前記センサ装置（２０）は前記ワイヤのボウを検知するように適合される、ワイヤソー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本開示の実施形態は、ワイヤソー、及び、例えばシリコンウエハを切り出すためにシリコンや石英のブロックなどの硬性材料を鋸引きする方法に関する。本開示は、詳細には、インゴット鋸引き方法、及び、当該インゴット鋸引き方法を実行するためのインゴットフィードシステムに関する。更に、本開示の実施形態は、インゴットフィードシステムを含むワイヤソーに関する。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］ワイヤソーは、シリコンなどの硬性材料のピースから、ブロックやブリックを、薄いスライス例えば半導体ウエハに切削するために用いられる。このようなデバイスで、ワイヤはスプールから供給され、ワイヤガイドシリンダによって案内され且つ引張される。鋸引きに用いられるワイヤは、研磨材料と共に供給され得る。１つのオプションとして、研磨材料はスラリとして供給される。これは、ワイヤが切削される材料に触れる直前に行われる。これにより、材料を切削するためのワイヤソーによって、研磨剤が切削位置に運ばれる。別のオプションとして、例えばダイヤモンドワイヤのように、研磨剤がコーティングと共にワイヤ上に供給され得る。例えば、ダイヤモンド粒子がコーティングと共に金属ワイヤ上に供給され、ここで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ている。これにより、研磨剤が強固にワイヤに結合される。
【０００３】
［０００３］現在、切削厚さを低減してこれにより廃棄材料を削減するために、より細いワイヤが用いられる傾向にある。また、ダイヤモンドワイヤの利用も強く求められている。これらのより細いワイヤやダイヤモンドワイヤは損傷を受けやすく、高引張時、ワイヤの破損が起こりやすい。更に、ワイヤソーのスループットを向上させるために切削速度を上げることが望まれる。ウェブを通してピースを移動させる最大速度、及び、所与の時間内での最大限に効率的な切削領域は、ワイヤ速度、鋸引きされる材料のフィード速度、鋸引きされる材料の硬度、攪乱的な影響、所望の精度などを含む幾つかの要因によって、限定される。速度が増大すると、ワイヤの歪みも増大する。従って、ワイヤの損傷、早期摩耗、不具合や破損を回避するという上述の課題は、より高速の鋸引きにおいてさらに重大となる。
【０００４】
［０００４］鋸引き品質の変動、鋸引き幅の変動、ワイヤの振動、或いはワイヤの破損を、回避又は低減するような方式でワイヤソーを操作することが非常に重要である。最悪の場合、ワイヤの破損が起こると、望ましくない事態が発生し得る。ワイヤの切れた端が機械内部で制御不能に動き回り、ワイヤガイドシステム又は機械の他の部分に損害を与え得る。
【０００５】
［０００５］従って、ウエハの品質、スループット、及び所有者のコストに関して、鋸引き処理の最適化に対する需要が存在する。
【発明の概要】
【０００６】
［０００６］上述に照らして、当技術分野における課題のうちの少なくとも幾つかを解決するために、独立請求項による、インゴット鋸引き方法、ワイヤソー用インゴットフィードシステム、及びワイヤソーが提供される。ワイヤソーは、インゴットをウエハへと切削するように適合される。更なる利点、態様、及び詳細は、従属請求項、説明及び添付図面から明らかである。
【０００７】
［０００７］本開示の一態様によれば、インゴット鋸引き方法が提供される。この方法は、インゴットを回転軸周囲で回転させながら、ワイヤソーのワイヤウェブに向かう切削方向に、インゴットをフィードすることを含み、回転軸とワイヤウェブとの間の距離Ｄは、Ｄ＝±１０ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±５ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±２．５ｍｍよりも小さい。
【０００８】
［０００８］本開示の更なる態様によれば、インゴット鋸引き方法が提供される。この方法は、インゴットを回転軸周囲で回転させながら、インゴットをワイヤソーのワイヤウェブに向けた切削方向にフィードすることを含み、回転軸とワイヤウェブとの間の距離Ｄは、Ｄ＝±１０ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±５ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±２、５ｍｍよりも小さい。インゴット鋸引き方法は、ワイヤボウ監視システムによってワイヤボウを監視することと、監視されたワイヤボウに基づいて、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御することとを更に含み、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御することは、回転軸とワイヤウェブとの間の距離Ｄ内で、インゴットの回転軸の位置を制御することを含み、回転軸とワイヤウェブとの間の距離Ｄは、Ｄ＝±１０ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±５ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±２．５ｍｍよりも小さい。更に、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御することは閉ループ制御を含み、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御することは、監視される力であって、切削中にインゴットに作用する力を運動学的機構構造において測定することによる、力に基づかない。
【０００９】
［０００９］更なる態様によれば、ワイヤウェブを形成するワイヤを含むワイヤソーデバイスのための、インゴットフィードシステムが提供される。インゴットフィードシステムは、運動学的機構構造、運動学的機構構造の少なくとも一部を移動させるための少なくとも１つのアクチュエータ、インゴットを運動学的機構構造に連結するための支持テーブル、及び、本明細書に記載の方法を実行するように構成されるコントローラを含む。
【００１０】
［００１０］本開示の別の態様によれば、既存のワイヤソーが本明細書に記載のインゴットフィードシステムで改良され得る。ワイヤソーに本明細書に記載のインゴットフィードシステムを提供することを含む、ワイヤソーの改良方法が開示される。
【００１１】
［００１１］本開示の更なる態様によれば、本明細書に記載のインゴットフィードシステムを含むワイヤソーが提供される。
【００１２】
［００１２］本開示はまた、記載される方法を実施するための装置に向けられ、記載される各方法ステップを実施するための装置部分を含む。これらの方法ステップは、ハードウェアコンポーネント、適切なソフトウェアによってプログラムされたコンピュータ、これら２つの任意の組み合わせ、又は任意の他の方式によって実施できる。更に、本開示はまた、記載される装置を操作する方法にも向けられる。方法は、装置のすべての機能を実行する方法ステップを含む。
【００１３】
［００１３］本開示の上記の特徴を詳細に理解できるよう、上で簡単に概説した本開示のより具体的な説明を、実施形態を参照することによって得ることができる。添付図面は例示的な実施形態のみを示し、従って、本開示の範囲を限定するものと見なされないということに留意すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本明細書に記載の実施形態によるインゴット鋸引き方法を示すブロック図である。
【図２】本明細書に記載の実施形態によるインゴット鋸引き方法を示すブロック図である。
【図３Ａ】本明細書に記載のインゴット鋸引き方法の実施形態による、鋸引き中のインゴットの概略斜視図である。
【図３Ｂ】本明細書に記載のインゴット鋸引き方法の実施形態による、鋸引き中のインゴットの概略斜視図である。
【図４Ａ】は、本明細書に記載の、ワイヤボウ監視システムとインゴットフィードシステムとを含む、ワイヤソーの概略図である。
【図４Ｂ】は、本明細書に記載の、ワイヤボウ監視システムとインゴットフィードシステムとを含む、ワイヤソーの概略図であり、ワイヤソーのワイヤが撓んでいる（ｂｏｗｅｄ）。
【図５】本明細書に記載の実施形態による、ワイヤボウ監視システムのセンサボードの概略図である。
【図６Ａ】本明細書に記載の実施形態によるインゴットフィードシステムを含む、本明細書に記載の実施形態によるワイヤソーのフレーム本体の概略斜視図である。
【図６Ｂ】本明細書に記載の実施形態による、インゴットフィードシステムの概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［００１４］ここで、本発明の種々の実施形態が詳細に参照され、その１つまたは複数の例が図示される。図面に関する以下の説明の中で、同じ参照番号は同じ構成要素を指している。以下、個々の実施形態に関して相違点のみが説明される。本開示の説明として各例が与えられるが、本開示を限定する意図はない。更に、１つの実施形態の部分として図示または記載された特徴を他の実施形態で使用し、或いは他の実施形態とともに使用して、別の実施形態を得ることができる。この説明は、そのような変更および改変を含むことが意図されている。
【００１６】
［００１５］図１は、本明細書に記載の実施形態によるインゴット鋸引き方法１００を示すブロック図である。本明細書に記載の実施形態によれば、インゴット鋸引き方法は、インゴットをインゴットの回転軸周囲で回転させ１０２ながら、ワイヤソーのワイヤウェブに向けた切削方向にインゴットをフィードする１０１ことを含み、回転軸とワイヤウェブとの間の距離Ｄは、Ｄ＝±１０ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±５ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±２．５ｍｍよりも小さい。従ってインゴットを、ワイヤウェブからＤ＝±１０ｍｍよりも小さい距離Ｄにおいて、回転軸周囲で回転させること１０２により、インゴットの切削条件が最適化され得る。特に、インゴットの切削条件が、インゴットの鋸引き処理全体で実質的に一定に保持され得る。
【００１７】
［００１６］更に、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、インゴット鋸引き方法１００の実施形態によれば、インゴットを回転軸周囲で回転させながら、ワイヤソーのワイヤウェブに向けた切削方向にインゴットをフィード１０１することは、本明細書に記載の実施形態によるインゴットフィードシステムを使用することを含み得る。
【００１８】
［００１７］本開示において、「インゴットフィードシステム」は、鋸引きされるピース、例えばインゴットのポジションを制御するシステムとして理解され得る。具体的には、これはワイヤソーのコントローラによって行われ得る。
【００１９】
［００１８］本開示において「ワイヤソー」は、半導体材料のワークピースを、詳細には、複数のスライス、例えばウエハへと切削するためのデバイスとして理解され得る。更に、本開示において、ワークピースは、一又は複数の別個のピース、例えば、一もしくは複数の半導体ピース又はインゴットを含み得る。
【００２０】
［００１９］本開示において、鋸引き処理は切削処理に対応する。従って、すべての適切な文法的活用を伴う「鋸引きする」という動詞は、すべての適切な文法的活用を伴う「切削する」という動詞と同じ意味を有するものとして使用される。
【００２１】
［００２０］図２は、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態による、インゴット鋸引き方法１００を示すブロック図であり、当該方法は更に、本明細書に記載の実施形態によるワイヤボウ監視システムによってワイヤボウを監視すること１０３、及び、監視されるワイヤボウに基づいて、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御すること１０４を含む。更に、監視されるワイヤボウに基づいて、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御することは、本明細書に記載の実施形態によるワイヤボウ監視システムによって生成される信号を用いることを含む。具体的には、監視されるワイヤボウに基づいて、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御するために用いられる信号は、本明細書に記載の実施形態によるワイヤボウ監視システムのセンサ装置の少なくとも１つのセンサによって生成され得る。
【００２２】
［００２１］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、インゴット鋸引き方法１００の実施形態によれば、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御すること１０４は、Ｄ＝±１０ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±５ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±２．５ｍｍよりも小さい、回転軸とワイヤウェブとの間の距離Ｄ内で、インゴットの回転軸の位置を制御することを含む。具体的には、インゴットの回転軸の位置を制御することは、本明細書に記載の実施形態によるインゴットフィードシステムを使用することを含む。従って、Ｄ＝±１０ｍｍよりも小さい、回転軸とワイヤウェブとの間の距離Ｄ内で、インゴットの回転軸を制御することにより、インゴットの切削条件が鋸引き処理全体で適合され最適化され得る。特に、インゴットの鋸引き条件が、インゴットの鋸引き処理全体で実質的に一定に保持され得る。従って、ワイヤの摩耗や破損が最低限に抑えられ、及び／又はスループットと切削の生産性が最大化され得る。
【００２３】
［００２２］図３Ａは、本明細書に記載のインゴット鋸引き方法の実施形態による、鋸引き中のインゴット６００の概略斜視図である。図３Ａで、回転軸３１８とワイヤウェブ１１１との間の距離Ｄが例示的に示される。本明細書に記載の実施形態によれば、インゴット６００の鋸引き中の回転軸とワイヤウェブとの間の距離Ｄは、Ｄ＝±１０ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±５ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±２．５ｍｍよりも小さい。図３Ａで、回転軸３１８とワイヤウェブ１１１との間の距離Ｄが、ワイヤウェブ（例えば、Ｄ＝＋１０ｍｍ）上方の距離として示されているが、回転軸３１８とワイヤウェブ１１１との間の距離Ｄは、ワイヤウェブ（例えば、Ｄ＝−１０ｍｍ）下方の距離でもあり得ることを理解されたい。
【００２４】
［００２３］図３Ｂに例示的に示すように、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、インゴット鋸引き方法の実施形態によれば、インゴット鋸引き中、インゴットの回転軸は、インゴット６００が、Ｔ＝±１０ｍｍ、詳細にはＴ＝±５ｍｍ内、詳細にはＴ＝±２．５ｍｍ内の公差Ｔ内で、ワイヤウェブ１１１のワイヤ１１の接触カーブ６０１上に位置し得る。本開示において、「接触カーブ」という語は、インゴット鋸引き中、ワイヤがインゴットに接触する仮想の曲線として理解され得る。例えば、「接触カーブ」という語は、直線、弓形（ｂｏｗ）、又は、インゴットの鋸引き中にワイヤがインゴットに接触するワイヤの領域で、ワイヤが形成し得る他の曲線として、理解され得る。
【００２５】
［００２４］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、インゴット鋸引き方法の実施形態によれば、回転軸の位置を制御することは、インゴットのワイヤウェブのワイヤに対する接触カーブ上で、Ｔ＝±１０ｍｍ、詳細にはＴ＝±５ｍｍ内、詳細にはＴ＝±２．５ｍｍ内の公差Ｔ内で、回転軸の位置を制御することを含む。従って、インゴットの切削条件は、鋸引き処理全体で適応され最適化され得る。特に、インゴットの切削条件が、インゴットの鋸引き処理全体で実質的に一定に保持され得る。
【００２６】
［００２５］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、インゴット鋸引き方法１００の実施形態によれば、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御すること１０４は、切削中の切削方向に直角の平面に対して、インゴット６００の位置を制御すること、インゴットフィード速度を制御すること、ワイヤ速度を制御すること、冷却剤の供給を制御すること及び冷却剤の温度を制御すること、揺動角を制御すること、揺動軌道を制御すること、揺動の頻度を制御すること、並びに、揺動速度を制御することのうちの一又は複数を含み得る。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、インゴット鋸引き方法の実施形態によれば、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御することは、閉ループ制御を含む。
【００２７】
［００２６］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、インゴット鋸引き方法１００の実施形態によれば、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御することは、切削中にインゴットに作用する力であって、運動学的機構構造において測定することによる、監視される力に基づかない。
【００２８】
［００２７］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、インゴット鋸引き方法１００の実施形態によれば、インゴットをフィードすること１０１は、インゴットの交互運動、具体的には揺動運動を含む。インゴットの揺動運動は、半径が一定である回転運動、例えば、切削方向に直角の円弧の軌道に沿った回転運動を含み得る。付加的に又は代替的に、インゴットの揺動運動は、半径が可変の回転運動、例えば、切削方向に直角の軌道に沿った、楕円形運動、放物線状運動、及び双曲線状運動のうちの一又は複数を含み得る。本明細書に記載の実施形態によれば、交互運動、具体的には揺動運動は、軌道に沿った前後運動である。本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、インゴット鋸引き方法１００の実施形態によれば、この方法は、切削中にインゴットに作用する力を運動学的機構構造において測定することによる、前記力を監視することを含まない。
【００２９】
［００２８］図４Ａは、本明細書に記載の実施形態によるワイヤソーの例示的な実施形態を示す。具体的には、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、図４Ａ及び４Ｂに例示的に示すように、ワイヤボウ監視システム１６０を含み得る。ワイヤボウ監視システムは、少なくとも１つのセンサ装置２０を含み得る。少なくとも１つのセンサ装置２０は、ワイヤソーシステムのワイヤに隣接して位置決めされるように適合され、ワイヤのボウを検知するように適合される。本明細書に記載のワイヤボウ監視システムでワイヤボウについての情報を得ることにより、本明細書に記載のワイヤソーによるリアルタイムの切削処理の自動調整がもたらされ得る。例えば、ワイヤボウ監視システムによって生成される信号は、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御するために用いられ得る。
【００３０】
［００２９］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、少なくとも１つの切削処理パラメータは、例えば、鋸引き中のインゴットの回転軸の位置、切削中の切削方向に直角の平面に対する、インゴットのポジション、インゴットフィード速度、ワイヤ速度、冷却剤の供給、冷却剤の温度、揺動角、揺動軌道、揺動の頻度、及び揺動速度のうちの一又は複数であり得る。従って、ワイヤボウを監視することにより提供される、ボウについての情報は、鋸引き処理全体で鋸引きを調整し最適化するのに特に有用である。特に、インゴットの鋸引き条件が、インゴットの鋸引き処理全体で実質的に一定に保持され得る。従って、ワイヤの摩耗や破損が最低限に抑えられ、及び／又はスループットと切削の生産性が最大化され得る。
【００３１】
［００３０］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、少なくとも１つのセンサ装置は、誘導性センサ、容量性センサ、及び接触センサのグループから選択される、少なくとも１つのセンサ２２８を含む。更に、少なくとも１つのセンサはワイヤウェブの上方に配置され得る。具体的には、少なくとも１つのセンサは、ワイヤウェブのワイヤの長手方向に配置され得る。更に、少なくとも１つのセンサは、互いに平行に配置される複数のセンサを含み得る。特に、複数のセンサは、互いに隣接にして配置され得、各センサは、ワイヤウェブの平行なワイヤにおける個別のワイヤを感知するために配置され得る。例えば、複数のセンサはワイヤ方向に直角に配置され得る。誘導性センサ及び容量性センサは、ワイヤが鉄ベースである場合に、ワイヤの近接度を感知するように適合され得る。少なくとも１つのセンサはデジタル又はアナログであり得る。少なくとも１つの誘導性センサ又は容量性センサの、本明細書で「測定結果」又は「測定値」とも称される測定の成果は、連続的（アナログセンサの場合）或いはデジタル（デジタルセンサの場合）であり得る。連続的な成果は、センサとワイヤとの間の絶対距離の表示であり、例えば、ｍが測定の成果を表し、ｘがセンサとワイヤとの間の距離を表す場合、ｘがｍの関数として表され、即ち、ｘ＝ｆ（ｍ）であり得る。幾つかの実施形態によれば、この関数は線形関数である。
【００３２】
［００３１］成果がデジタルである実施形態では、センサとワイヤとの間の距離が閾値距離を下回る場合、センサは例えば０で応答し、距離が閾値を上回る場合、センサは１で応答し得る。本明細書で「閾値」とも称される閾値距離は、例えば切削処理中又は処理前にオペレータによって予め設定され、センサの距離の感知に対応し得る。即ち、センサが感知距離までのみワイヤの存在を検知可能である。例えば、閾値は、０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの間、詳細には０．２ｍｍ〜０．６ｍｍの間であり得る。
【００３３】
［００３２］「デジタルセンサ」という語は、デジタルの測定の成果を提供するセンサを含む任意の装置として理解され得る。デジタルセンサの提供は、測定の成果がもたらされる多数のセンサが合同で評価される場合に特に有益である。
【００３４】
［００３３］実施形態によれば、少なくとも１つのセンサ装置は複数のセンサを含む。具体的には、複数のセンサのうちのすべてのセンサが同じタイプのセンサであり得る。例えば、少なくとも１つのセンサ装置が、複数の誘導性センサ、又は複数の容量性センサ、又は複数の接点センサの何れかを備え得る。本開示の一又は複数のセンサは、図４Ａに例示的に示すコントローラ１３５０などのコントローラと通信し得る。コントローラ１３５０は、本明細書に記載の実施形態によるインゴットフィードシステム３００の部分であり得る。代替的に、コントローラ１３５０は、ワイヤソーの電気的制御システムの部分であり得る。詳細には、通信は、少なくとも１つのセンサ装置のうちの少なくとも１つのセンサからコントローラへのデータ通信３３３であり得、ここで、少なくとも１つのセンサはコントローラ１３５０に測定結果を供給する。
【００３５】
［００３４］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、ワイヤボウ監視システムは、２つのセンサ装置、例えば、図４Ａに例示的に示すように第１のセンサ装置２０Ａ及び第２のセンサ装置２０Ｂを含み得る。第１のセンサ装置２０Ａ及び第２のセンサ装置２０Ｂは、本明細書に記載の少なくとも１つのセンサ装置の実施形態に従って構成され得る。図４Ａを例示的に参照すると、第１のセンサ装置２０Ａは、第１のワイヤガイド１１２に隣接して配置され、第２のセンサ装置２０Ｂは第２のワイヤガイド１１４に隣接して配置され得る。具体的には、図４Ａに例示的に示すように、第１のセンサ装置２０Ａが、インゴットの第１の側に配置され、第２のセンサ装置２０Ｂが、インゴットの第１の側に対向するインゴットの第２の側に配置され得る。
【００３６】
［００３５］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、コントローラは、一又は複数の測定結果を評価するように構成され得る。付加的に又は代替的に、コントローラは反応をトリガし得る。例えば、反応は、本明細書に記載の実施形態によるワイヤボウ監視システムによって生成された信号に基づいて、少なくとも１つの切削処理パラメータを制御することであり得る。従って、コントローラは、ボウ測定結果に応答してワイヤソーの反応を引き起こすために、ワイヤソーと通信するように適合され得る。
【００３７】
［００３６］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、少なくとも１つの切削処理パラメータをワイヤボウ測定データに基づいて制御するために、制御アルゴリズムが用いられ得る。従って、本明細書に記載のワイヤソーの実施形態は、鋸引き中のインゴットの回転軸の位置、インゴット配向、インゴットフィード速度、ワイヤ速度、ワイヤ引張度、冷却剤の供給レート及び冷却剤の温度、揺動角、揺動軌道、揺動の頻度、並びに揺動速度などの切削処理パラメータの、閉ループワイヤボウフィードバック制御に適している。
【００３８】
［００３７］（４つのセンサが図示される）図４Ａに示すように、センサ装置が幾つかのセンサを備えることにより、ワイヤにおけるボウの存在とボウの寸法に対応する値とを測定するのに特に有利となり得る。例えば、すべてのセンサが誘導性センサ又は容量性センサの何れかであり得る。寸法に対応する値は、詳細には、下記でより詳細に例示されるように、ワイヤが応力を加えられていない状態のワイヤ配向と比較したワイヤの角度であり得る。
【００３９】
［００３８］図４Ａに例示的に示すように、ワイヤ１１は、ワイヤガイド、詳細には第１のワイヤガイド１１２及び第２のワイヤガイド１１４によって案内され得る。第１のワイヤガイド１１２と第２のワイヤガイド１１４との間に供給されるワイヤは、ワイヤウェブ１１１を形成する。図４Ａを例示的に参照すると、ワークピース、例えばインゴット６００が、支持テーブル３１２にマウントされ、支持テーブルは、インゴットを切削するためにワイヤ１１に対して、詳細にはワイヤウェブ１１１に対して移動するように構成される。例えば、本明細書に記載の実施形態によれば、支持テーブル３１２がインゴットフィードシステム３００に結合され得る。図４Ａ及び４Ｂに例示的に示すように、ワイヤソーの実施形態によれば、ワイヤは、供給スプール１３４からワイヤガイドへ供給され、ワイヤガイドから巻き取りスプール１３８によって受けられ得る。
【００４０】
［００３９］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、幾つかの更なる実施形態によれば、第１のワイヤガイド１１２及び第２のワイヤガイド１１４のうちの少なくとも１つは、モータ又はドライバ、例えば（図４Ａ及び４Ｂの点線で示す）第１のモータ１２２及び／又は第２のモータ１２４に連結され得る。第１のモータ１２２及び／又は第２のモータ１２４は、ワイヤ１１の前後運動を実施するように適合され得る。ワイヤの前後運動は、図４Ａ及び４Ｂの矢印２２５で示されている。
【００４１】
［００４０］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な、ワイヤソーの実施形態によれば、第１のワイヤガイド１１２及び第２のワイヤガイド１１４は、ワイヤを移送するために回転するように適合され得る。ワイヤガイドは、通常、少なくとも０．１ｍ／ｓ或いは４０ｍ／ｓの円周速度（即ち、外周における速度）で回転するように構成され得る。例えば、ワイヤソーは、標準動作中は２０ｍ／ｓ〜２５ｍ／ｓの間で動作される一方、起動及び停止中、速度は低いことがある。２６ｍ／ｓ又は４０ｍ／ｓなどのより高速も適用され得る。また、ワイヤが前後運動する際、ワイヤは、反対方向に加速するために減速することもある。
【００４２】
［００４１］切削中、ワイヤは、実質的にその長手方向の長さに沿って運動する。「実質的に」という語は、具体的には、変化形などを包含する。代替的に、ワイヤ運動は往復動方式であり得、この場合、長さに沿ったワイヤの運動は定期的に逆方向となり得る。動作において、インゴットを例えば複数のウエハに切削するために、ワイヤがインゴットと接触させられる。
【００４３】
［００４２］本明細書に記載の実施形態によれば、ワイヤウェブを形成するワイヤがインゴットに対して移動されるか、インゴットがワイヤもしくはワイヤウェブに対して移動されるか、或いは、ワイヤとインゴットとの両方が互いに対して移動され得る。
【００４４】
［００４３］ワークピースと（ワイヤウェブなどの）ワイヤとが互いを通過するとき、結果としてワイヤ上のワークピースによって発揮される力によって、ワイヤが撓められることとなる。ワイヤボウの向きは切削方向と一致する。ワイヤボウが過度に増大すると、ワイヤの破損が生じ得る。従って、本明細書に記載の実施形態により、ボウが大きくなりすぎる前にボウを検知することが可能となり、更に、ワイヤの破損を回避するための適切な反応をトリガすることが可能となる。このような反応は、例えば、本明細書に記載の少なくとも１つの切削処理パラメータを制御することであり得る。
【００４５】
［００４４］本明細書に記載のワイヤボウ監視システム１６０の実施形態によれば、図４Ａで例示的に示すように、センサ装置２０はワイヤ１１に隣接して位置決めされるように構成され、幾つかのセンサが取り付けられたセンサボード４６を含み得る。センサの数は、少なくとも２、少なくとも４、もしくは少なくとも８、１０、又は１６であり得る。センサはワイヤボウを検知するように構成され得る。センサによって測定され収集されるデータは、コントローラ１３５０に転送され、ここでデータは更に処理され（例えば評価され）得る。例えば、ワイヤボウの経過を監視するために、各センサの論理レベル（即ち、０又は１の成果物）が用いられ得る。
【００４６】
［００４５］図４Ｂは、図４Ａと同じ実施形態を示し、ここでワイヤ（ウェブ）は、インゴットがワイヤ（ウェブ）に切削方向６０２に押圧されることにより、撓みを経験する。例示のために、図４Ｂでは１つのセンサ装置のみを示す。１つのセンサ装置についての図４Ｂとの関連で例示的に示すように、ボウ測定の原理は、図４Ａに例示的に示すような１つよりも多いセンサ装置を含む実施形態にも、適用され得る。図４Ａ及び４Ｂに例示的に示すように、幾つかのデジタルセンサを備える実施形態によれば、ワイヤボウがない場合又は小さいワイヤボウのみが存在する場合、すべてのセンサの論理状態は同じであり得る。この文脈で「小さい」ということは、ワイヤ−センサ間の距離についての閾値をワイヤボウが超えないということを意味する。
【００４７】
［００４６］切削処理中、ワイヤボウは増大し、センサのうちの一又は複数の論理状態も変化し得る。例えば、ワークピースにより近い２つのセンサ（即ち、図４Ａ及び４Ｂに関して示される実施形態における、右側の２つのセンサ）は、これらセンサとワイヤとの間の距離が閾値を上回るという結果を表示する一方、ワークピースからより離れた２つのセンサ（即ち、図４Ａ及び４Ｂにおける左側の２つのセンサ）は、ワイヤとセンサとの間の距離が閾値を下回っていることを感知し得る。これらの結果から、ワイヤのボウの寸法について、具体的には、実際の撓められたポジションにあるワイヤと撓められていないワイヤとの間の角度アルファ（α）（図４Ｂに示す）について、或いはボウの絶対長Ｌについての情報を得ることが可能であり、後者についてはより詳細に後述する。
【００４８】
［００４７］例えば、図４Ａ及び４Ｂに示すように、センサ装置がワイヤの長手方向に４つのセンサを含む場合、（図４で示す実施形態に関して述べるように、垂直方向のセンサ数には関係なく）及び、センサがデジタルセンサである場合、センサの閾値は下記の情報が得られるように選択され得る。
2016000454.tif 000003
【００４９】
［００４８］表に示すように、すべてのセンサが０の応答を示す場合、ワイヤボウが存在しない又は小さいワイヤボウ（例えば２°未満）のみが存在する。ワークピースに最も近接したセンサが、測定結果が１となって閾値を上回る距離を測定する一方、その他のセンサとワイヤとの間の距離が閾値未満即ち０である場合、この結果は、２°を上回り且つ４°を下回る角度アルファ（α）として解釈され得る。図示の表の更なる列に記載された更なる測定結果も、同様に考慮され得る。すべてのセンサが１で応答すると、すべてのセンサとワイヤとの間の距離が閾値を上回り、非限定的な例である図示の表において、８°を上回るボウ角度として解釈される必要がある。明らかに、少なくともこの情報が、少なくとも１つのワイヤソーデバイスの動作パラメータの補正などの反応をトリガすることとなる。ワイヤの長手方向長さにおいて４つのセンサを備えた実施形態、及び、表に示すような角度アルファ（α）の分布をもたらすこれらの閾値設定は、例示目的にすぎないものである。任意の他の配列及び値が同程度に適切であり得るということが、当業者には明らかである。
【００５０】
［００４９］上記の例で、ワイヤボウの寸法の表示として角度アルファ（α）が用いられているが、測定結果からボウの絶対長Ｌを導出することも可能である。ボウの絶対長Ｌは、ワイヤの、静止位置からの切削方向の最大変位を表す。ボウの絶対長Ｌは図４Ｂに例示的に示され、参照番号１４０で示される。
【００５１】
［００５０］例えば、図４Ａ及び４Ｂに示すように、センサ装置が（垂直方向のセンサ数には関係なく）ワイヤの長手方向に４つのセンサを含む場合、且つセンサがデジタルセンサである場合、センサの閾値は、下記の情報が得られるように選択され得る。
2016000454.tif 000004
【００５２】
［００５１］更に、センサ装置又は本明細書に記載のワイヤソーシステムは、測定結果に応じて、少なくとも１つの動作パラメータなどの、ワイヤソーの動作ステータスの補正などの反応をトリガするように構成され得る。上記の表に関して示す実施例を参照すると、ボウ角度アルファ（α）が６°未満であるか又はボウの絶対長が９ｍｍ未満である限り、反応はトリガされない。アルファ（α）が６°を超えるか又はボウの絶対長Ｌが９ｍｍを超えると、ワイヤの速度が例えば１０％増加する、及び／又は切削速度（即ち、ワークピースの切削方向の移動速度）が例えば１０％減少し得る。アルファ（α）が８°を超えるか又はボウの絶対長Ｌが１２ｍｍを超えると、ワイヤの速度は例えば少なくとも２０％更に増加し、及び／又は切削速度が例えば少なくとも２０％更に減少し得る。代替的に、最大ボウ角度（本実施例に限定しないが、本実施例では少なくとも８°又は少なくとも１２ｍｍのボウ絶対長）が測定されると、ワイヤソーシステムは停止される及び／又はオペレータが警告を受け得る。
【００５３】
［００５２］任意の他の測定結果、例えば、すべてのセンサがセンサとワイヤとの間の距離が閾値未満であるということを測定し、同時に１つの中間位置のセンサ又は他のセンサの少なくとも一部よりもワークピースから離れたセンサが、距離閾値を上回る場合、システムの不具合を表すということが理解され得る。これは、ボウが常に切削方向にあるからである。換言すれば、負の角度アルファ（α）は実際に起こる状況を表さず、且つ、センサが、ワークピースからより離れた隣接するセンサよりも小さい距離を感知することはあり得ない。
【００５４】
［００５３］上述のようにセンサの論理状態についての情報を用いることにより、コントローラ１３５０はワイヤボウの値を決定し、ワイヤの破損を回避するようにワイヤソーを制御し得る。特に、コントローラはワイヤソーの反応をトリガし得る。例えば、反応は、本明細書に記載の切削処理パラメータのうちの少なくとも１つを制御することであり得、詳細には、本明細書に記載のインゴットの回転軸を制御することであり得る。
【００５５】
［００５４］本明細書に記載のワイヤボウ監視システム１６０の実施形態によれば、センサ装置は更に、少なくとも１つのセンサボードを含み、ここで、センサは少なくとも２列でセンサボードに取り付けられる。例示的な装置が図５に示され、ここでワイヤ１１に対して垂直な配向の４列のセンサが示されており、ワイヤに対して実質的に平行な配向の４列のセンサが示される。
【００５６】
［００５５］ワイヤボウ監視システムの文脈で使用する「センサの列」という語は、詳細には、種々の列のセンサが、例えばワイヤの配向に対して実質的に垂直な方向に、及び／又はワイヤの配向に対して実質的に平行な方向に、互いに離間された装置を表す。この文脈における「実質的に」という語は、２０°の変位、より詳細には１０°の変位を含み得る。
【００５７】
［００５６］図５は、４×４個のセンサが取り付けられたセンサボード４６を示す概略図である。実施形態によれば、センサの総数はｋ掛けるｎ計算され、ここでｋとｎとは両方とも正の整数であり、例えば、ｋはワイヤ配向に対して実質的に平行な配向のセンサの数を表し、ｎはワイヤ配向に対して実質的に垂直な配向のセンサの数を表す。例えば、ワイヤ配向に対して実質的に垂直に配置されたセンサの数は、少なくとも２、少なくとも４、又は少なくとも６であり得る。付加的に又は代替的に、ワイヤ配向に対して実質的に平行に配置されたセンサの数は、少なくとも２、少なくとも４、又は少なくとも６であり得る。センサの総数は、２０まで又は３０までであり得る。付加的に又は代替的に、センサの総数は少なくとも９又は１６であり得る。
【００５８】
［００５７］図５に例示的に示すように、センサは、対角線パターンでボード上に位置決めされ得る。対角線パターンは、平行四辺形状に配置された少なくとも４つのセンサを含み得る。本明細書に記載の実施形態に限定しないが、具体的には、各センサは、他のすべてのセンサが上方又は下方でセンタリングされるワイヤとは異なる、あるワイヤの上方又は下方で、センタリングされる。
【００５９】
［００５８］実施形態によれば、多数のセンサは、詳細には誘導性センサ又は容量性センサであり得る。誘導性センサは、水、オイル、塵、非金属粒子、ターゲットの色に対して非感受性であり、衝撃や振動の多い環境に対する耐性があるので特に有益である。
【００６０】
［００５９］上述で例示的に示した実施形態によれば、ワイヤボウを監視することは、ワイヤの誘導性測定、容量性測定、及び接触測定のうちの少なくとも１つを実施することを含み得る。更に、監視することはワイヤのボウを検知することを含み得る。具体的には、検知することは、具体的には、コントローラを用いて測定結果を評価することを含み得る。
【００６１】
［００６０］図６Ａ及び６Ｂで例示的に示すように、鋸引き中、インゴットの回転軸の位置を制御するための、本明細書に記載のインゴットフィードシステムの実施形態が示されている。図６Ａに例示的に示すように、本明細書に記載の実施形態によるワイヤソーのためのインゴットフィードシステム３００は、運動学的機構構造３５０を含む。更に、インゴットフィードシステム３００は、運動学的機構構造３５０の少なくとも一部を移動させるための少なくとも１つのアクチュエータ３５２、インゴット６００を運動学的機構構造３５０に連結するための支持テーブル３１２、及び、本明細書に記載の実施形態によるインゴット鋸引き方法を実行するように構成される、コントローラを含み得る。
【００６２】
［００６１］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、運動学的機構構造３５０は、切削方向を含む切削平面内のインゴットの並進運動と、切削平面に対して垂直なインゴットの回転軸３１８周囲の回転運動と、インゴットの交互運動、具体的には揺動運動とのうちの少なくとも１つを可能にするように構成される。
【００６３】
［００６２］本開示において、「運動学的機構構造」という語は、回転運動及び／又は横断方向運動をもたらすように構成された、任意の手段を表す。詳細には、本明細書に記載の「運動学的機構構造」は、詳細には少なくとも２つの本体を結合する少なくとも２つの要素の装置に関連し、ここで、少なくとも２つの要素は、少なくとも２つの要素のうち少なくとも１つが、他方の要素に対して又は装置の少なくとも２つの要素のうちの要素に対して、例えば関節周囲の回転によって及び／又は軸に沿った並進によって可動であるように、相互連結され得る。
【００６４】
［００６３］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能な実施形態によれば、図６Ａ及び６Ｂに例示的に示すように、インゴットフィードシステム３００は、例えば３つのアームと少なくとも１つのアクチュエータ３５２とを有する平行な運動学的機構構造を含み得る。
【００６５】
［００６４］本開示において、「平行運動学的機構構造」という語は、「運動学的機構構造」として理解され得、ここで、少なくとも２つの本体のうちの少なくとも１つは、「平行運動学的機構構造」に、２つ又はそれよりも多い異なる位置で結合される。従って、平行運動学的機構構造の要素のうちの１つの運動は、運動学的機構構造の少なくとも一部（例えば、運動学的機構構造の別の要素）の運動へと変わり得る。
【００６６】
［００６５］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能なインゴットフィードシステムの実施形態によれば、インゴットフィードシステムは、切削方向に対して垂直な回転軸周囲でインゴットを回転させるように構成され得る。インゴットフィードシステムは、インゴットの切削中、回転軸の位置が回転軸とワイヤウェブとの間の距離Ｄ内で制御され得るように構成され得、ここで、図３Ａと関連して例示的に示すように、距離ＤはＤ＝±１０ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±５ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±２．５ｍｍよりも小さい。
【００６７】
［００６６］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能なインゴットフィードシステムの実施形態によれば、インゴットフィードシステムは、インゴットの切削中、回転軸の位置が、図３Ｂと関連して例示的に示すようにＴ＝±１０ｍｍの、詳細にはＴ＝±５ｍｍの、詳細にはＴ＝±２．５ｍｍの公差Ｔ内で、インゴット６００のワイヤウェブ１１１のワイヤ１１との接触カーブ６０１上に位置するように構成され得る。
【００６８】
［００６７］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能なインゴットフィードシステムの実施形態によれば、運動学的機構構造は、本明細書に記載のワイヤボウ測定システムの測定結果に基づいて、詳細には閉ループ制御で制御され得る。例えば、運動学的機構構造は、回転軸とワイヤウェブとの間の距離Ｄが例えば、図３Ａに関連して例示的に示すようにＤ＝±１０ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±５ｍｍよりも小さく、詳細にはＤ＝±２．５ｍｍよりも小さく維持され得るように、ワイヤボウ測定システムの測定結果に基づいて制御され得る。更に、運動学的機構構造は、インゴットの回転軸が、例えば図３Ｂに関連して例示的に示すようにＴ＝±１０ｍｍの、詳細にはＴ＝±５ｍｍ内の、詳細にはＴ＝±２．５ｍｍ内の公差Ｔ内で、ワイヤウェブのワイヤのインゴットとの接触カーブ上に維持され得るように、ワイヤボウ測定システムの測定結果に基づいて制御され得る。
【００６９】
［００６８］従って、本明細書に記載のインゴットフィードシステムの実施形態により、鋸引き処理全体でインゴットの切削条件が適合され最適化される。特に、本明細書に記載のインゴットフィードシステムの実施形態により、インゴットの鋸引き処理全体で切削条件が実質的に一定に保持される。
【００７０】
［００６９］図６Ａに例示的に示すように、本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能なインゴットフィードシステムの実施形態によれば、少なくとも２つのアーム３４３は、例えばヒンジ継手を介して支持テーブル３１２に回転可能に連結され得る。更に、アームは、例えばヒンジ継手を介して少なくとも１つのアクチュエータ３５２に回転可能に連結され得る。ワークピース、例えばインゴット６００が、取付プレート３７６を介して支持テーブル３１２に取り付けられ得る。
【００７１】
［００７０］本明細書に記載の他の実施形態と組み合わせ可能なインゴットフィードシステムの実施形態によれば、アクチュエータは、並進軸、詳細には垂直軸に沿った運動を実現するように構成され得る。更に、図６Ａに例示的に示すように、アクチュエータは、ワイヤソーの構造フレーム３０５上に設けられるガイドレール３４１を介して案内され得る。ガイドレールは、切削方向に、詳細には垂直方向に配置され得る。更に、アクチュエータは、アクチュエータの各々が別個に移動できるように構成され得る。従って、少なくとも１つのアクチュエータ３５２を動かすことにより、少なくとも２つのアーム３４３、支持テーブル３１２及びこれにより支持テーブルに連結されたインゴット６００が、移動され得る。
【００７２】
［００７１］例えば、すべてのアクチュエータが同じ方向に同じ速度で移動している場合、図６Ａ及び６Ｂに示すようにインゴットは下方向に、図６Ｂに例示的に示すように具体的にはワイヤウェブ１１１に向かって、促される。アクチュエータのうちの少なくとも１つが、他のアクチュエータと異なる速度及び／又は異なる方向に移動している場合、インゴットの回転運動が実現され得る。従って、切削平面、例えば図６Ｂのｚ−ｘ平面内でインゴットを移動するために、アクチュエータ間の相対的な運動が用いられ得る。付加的に又は代替的に、例えばワイヤウェブ１１１に対しインゴット６００をある角度で傾斜させることがもたらされ得る。更に、鋸引き処理全体で、インゴットの回転軸の位置が、本明細書に記載の実施形態によるインゴットフィードシステムによって制御され得る。
【００７３】
［００７２］本開示の実施形態によれば、「切削平面」という語は切削方向を含み得る。従って、切削平面の配向は切削処理全体に亘り一定に維持される。詳細には、切削平面の配向は、ワイヤソーのワイヤの配向に対応し得る。
【００７４】
［００７３］更に、本開示において「切削方向」という語は、切削プロセス中に切削が進行する方向として理解され得る。詳細には、切削方向は垂直方向であり得る。
【００７５】
［００７４］図６Ｂは、本明細書に記載の実施形態によるインゴットフィードシステムの斜視図である。図６Ｂに示すように、本明細書に記載の実施形態によれば、インゴットフィードシステム３００は、平行運動学的機構構造、第１の端部及び第２の端部と少なくとも１つのアクチュエータ３５２とを有する、少なくとも２つのアーム３４３を含み得る。図６Ｂを例示的に参照すると、図６Ｂの３つのアームのうちの例えば２つのアームは、フレーム構造として構成され得る。図６Ｂに例示的に示すように、本明細書に記載のインゴットフィードシステムの実施形態によれば、少なくとも２つのアーム３４３のうちの１つは、伸長／収縮アームであり得る。図６Ｂに例示的に示すように、少なくとも２つのアーム３４３の第１端は、例えばヒンジ留めされたジョイントを介して支持テーブル３１２に回転可能に結合され、少なくとも２つのアーム３４３の第２端は、詳細にはヒンジ留めされたジョイントを介して、少なくとも１つの摺動部（ｓｌｉｄｅ）３４４に回転可能に結合される。
【００７６】
［００７５］更に、図６Ｂは、本明細書に記載のワイヤソーの切削ゾーンに位置するワイヤウェブ１１１に対してインゴット６００を促すインゴットフィードシステム３００の運動によって、部分的に鋸引きされているインゴット６００の斜視図を示す。ワイヤウェブの隣接するワイヤ間のピッチは、ワイヤガイド外周に彫られた溝によって画定され得、これが鋸引きされるスライス３３１の厚さを決定する。図６Ｂで例示的に示すように、鋸引きされたスライスは、スロット又は鋸引き間隙３３２によって互いから分離され得る。
【００７７】
［００７６］本明細書に記載の、ワイヤソー、インゴットフィードシステム、及びインゴット鋸引き方法の実施形態は、鋸引き処理全体で、回転軸、詳細にはワイヤウェブのワイヤに対する回転軸の位置の制御をもたらす。更に、本明細書に記載の、ワイヤソー、インゴットフィードシステム、及びインゴット鋸引き方法の実施形態は、ウェブのワイヤに対するインゴットの配向及び／又は鋸引き処理全体でのインゴットの回転軸の位置などの、開始条件、鋸引き条件、及び終了条件に関して、切削処理に柔軟性をもたらす。従って、鋸引き条件は、鋸引き処理全体に亘り適合され最適化され得る。特に、本明細書に記載のワイヤソー、インゴットフィードシステム、及びインゴット鋸引き方法の実施形態を用いることにより、切削条件はインゴットの鋸引き処理全体で実質的に一定に保持され得る。
【００７８】
［００７７］本明細書に記載の実施形態によれば、インゴットフィードシステム、ワイヤソー、及びインゴット鋸引き方法は、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、及び相互に関連付けられた複数のコントローラによって操作され得、これらは典型的には、対応するワイヤソーのコンポーネントと通信するＣＰＵ、メモリ、ユーザインターフェース、入出力手段を有する。これらのコンポーネントは、フィードシステムのアクチュエータ、モータもしくはブレーキ、ワイヤガイドシリンダのアクチュエータ、モータもしくはブレーキ、ワイヤボウ監視システム、冷却剤供給部などのセンサのうちの一又は複数のコンポーネントであり得る。
【符号の説明】
【００７９】
Ｄ    回転軸とワイヤウェブとの間の距離
Ｔ    公差
１１    ワイヤ
２０    センサ装置
２０Ａ    第１のセンサ装置
２０Ｂ    第２のセンサ装置
４６    センサボード
１００    インゴット鋸引き方法
１１１    ワイヤウェブ
１１２    第１のワイヤガイド
１１４    第２のワイヤガイド
１２２    第１のモータ
１２４    第２のモータ
１３４    供給スプール
１３８    巻き取りスプール
１６０    ワイヤボウ監視システム
２２８    センサ
３００    インゴットフィードシステム
３０５    構造フレーム
３１２    支持テーブル
３１８    回転軸
３３１    スライス
３３２    鋸引き間隙
３３３    データ通信
３４１    ガイドレール
３４３    アーム
３４４    摺動部
３５０    運動学的機構構造
３５２    アクチュエータ
３７６    取付プレート
６００    インゴット
６０１    接触カーブ
６０２    切削方向
１３５０    コントローラ
【図１】
2016000454.tif 000005
【図２】
2016000454.tif 000006
【図３Ａ】
2016000454.tif 000007
【図３Ｂ】
2016000454.tif 000008
【図４Ａ】
2016000454.tif 000009
【図４Ｂ】
2016000454.tif 000010
【図５】
2016000454.tif 000011
【図６Ａ】
2016000454.tif 000012
【図６Ｂ】
2016000454.tif 000013
【外国語明細書】
2016000454000001.pdf
2016000454000002.pdf
2016000454000003.pdf
2016000454000004.pdf