CN105408045A - 线电极放电加工装置、使用该线电极放电加工装置的薄板的制造方法以及半导体晶片的制造方法 - Google Patents

Abstract

为了通过从加工电源稳定地进行供电从而进行高精度的切断加工，在本发明中，在将线电极(3)在主导辊(1a～1d)之间卷挂多次，同时进行多个切割加工的线电极放电加工装置中，缩短将多根线电极(3)向供电件的线电极架设作业，对切割线电极部(CL)进行均匀的供电，谋求稳定的加工，将多个供电件按照排列位置以单元为单位，与作为供电对象的各切割线电极部的线电极并列间隔相对应地进行排列，并且配置为至少每隔1根线电极而向切割线电极部进行供电。

Description

线电极放电加工装置、使用该线电极放电加工装置的薄板的制造方法以及半导体晶片的制造方法

技术领域

本发明涉及一种线电极放电加工装置、使用该线电极放电加工装置的薄板的制造方法以及半导体晶片的制造方法。

背景技术

当前，在使用线电极放电加工，利用切割加工从柱状的被加工物制作薄板形状的晶片的情况下，为了提高上述切割加工的生产率，提出了将1根线电极在多个导辊之间反复卷挂从而使用许多线电极同时进行加工的方式。在该方式的线电极放电加工装置中，形成将线电极以恒定间距并行配置而得到的切割线电极部，使该切割线电极部靠近被加工物，并且使用供电件向构成切割线电极部的各个线电极分别供电，由此在各切割线电极部与被加工物之间同时并列地产生放电，在多个位置处并行进行切割加工(例如，参照专利文献1)。

专利文献1：日本特开2000－94221号公报

发明内容

在上述线电极放电加工装置中，对于构成切割线电极部的各个线电极，从分开的加工电源进行供电，因此各供电件彼此分离/独立并电气绝缘。为了使各供电件彼此电气绝缘，在相邻的供电件之间填充有绝缘材料。另外，用于贯穿多个供电件而对齐位置的排列棒由非导电性材料制作。或者，通过在其表面实施非导电性物质的包覆，从而使各供电件在彼此不接触且电气不导通的情况下进行组装。此时，多个供电件分别以各供电件也与作为供电对象的切割线电极部的各线电极的并列间隔相对应而排列的方式进行组装，由此，如果在某个供电件架设线电极的槽中架设线电极，则对于其他的并列的供电件，也架设与它们对应的线电极。因此，在各供电件的组装中，通过由填充于各供电件之间的绝缘材料等插入物进行的供电件间隔的调整、以及在贯穿了用于排列供电件的排列棒的状态下的紧固量(tighteningamount)的调整，从而对各供电件间隔进行微调。但是，在多个供电件的组装中，构成切割线电极部的相邻线电极彼此的间隔为几百μm左右，与此相对，要求该相邻线电极间隔的波动的容许值小于或等于十几μm～几十μm。因此，为了以这样高精度排列供电件，需要高度的供电件组装技术、以及对组装后的供电件间的距离正确地进行测定的检查技术，在加工现场中对各供电件的排列间隔进行微调并不是容易的。

本发明就是鉴于上述情况提出的，其目的在于通过稳定地进行来自加工电源的供电，从而能够进行高精度的切割加工，得到一种加工可靠性高的线电极放电加工装置、使用该线电极放电加工装置的薄板的制造方法、以及半导体晶片的制造方法。

为了解决上述课题并实现目的，本发明的特征在于具备：一对导辊，它们隔开间隔平行地配置；一根线电极，其在所述一对导辊之间以恒定间距分离并多次卷挂，该线电极随着导辊的旋转而行进，并且在一对导辊之间形成彼此分离的多个并列线电极部；一对减振导辊，它们设置在一对导辊之间，与并列线电极部分别从动接触而形成减振后的切割线电极部；供电单元，其具备与作为供电对象的各切割线电极部的线电极并列间隔相对应地排列，并与多个并列线电极部分别接触而供电的多个供电件，相邻的各供电件被排列为至少每隔1根线电极而向并列线电极部进行供电；以及加工电源，其在供电件与线电极之间施加电压而产生放电。

发明的效果

根据本发明，具备供电单元，其具有与作为供电对象的各切割线电极部的线电极并列间隔相对应地排列，并与多个并列线电极部分别接触而供电的多个供电件，相邻的各供电件被排列为至少每隔1根线电极而向所述并列线电极部进行供电。因此，供电电流的寄生量较大的是相对于相邻的线电极，向与相邻线电极相邻的线电极、即隔1根相邻的线电极的寄生电流急剧地减少。因此，隔开大于或等于1根线电极的间隔进行供电，能够减少由寄生电流(泄漏电流)对加工产生的影响。另外，供电件之间的排列精度提高，不易产生相对于多根并列线电极的位置偏移，能够提高从被加工物同时加工成薄板时的加工精度。另外，起到下述效果，即，使供电件的组装及调整变得容易，简化加工安排，能够缩短加工准备时间。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的线电极放电加工装置的整体结构的斜视图。

图2是表示本发明的实施方式1的线电极放电加工装置的供电件的概略的结构图。

图3是表示本发明的实施方式1的线电极放电加工装置的供电件的排列状态以及向并列线电极部的供电状态的图，(a)是俯视图，(b)是侧视图。

图4是表示本发明的实施方式1的线电极放电加工装置的供电件的构造的说明图。

图5是表示使用本发明的实施方式1的线电极放电加工装置进行加工的加工状态的图，(a)是表示加工中的状态的图，(b)是表示加工后的一片晶片的图。

图6是表示本发明的实施方式2的线电极放电加工装置的整体结构的斜视图。

图7是表示本发明的实施方式2所涉及的供电件的概略的结构图。

图8是表示使用本发明的实施方式2的线电极放电加工装置进行加工的加工状态的图，(a)是表示加工中的状态的图，(b)是表示加工后的1片晶片的图。

图9是表示本发明的实施方式3的线电极放电加工装置的供电件部分的结构部件和构造的结构图。

具体实施方式

下面，基于附图详细地说明本发明所涉及的线电极放电加工装置、使用该线电极放电加工装置的薄板的制造方法以及半导体晶片的制造方法的实施方式。此外，本发明并不由本实施方式限定。另外，在下面的实施方式中使用的装置是示意性的，各部件的大小的比例等有时与实际的部件不同。

实施方式1

图1是表示本发明的实施方式1所涉及的线电极放电加工装置的主要部分的结构的侧视图。本实施方式1的线电极放电加工装置具备：4根主导辊1a～1d；一根线电极3，其在这些主导辊1a～1d之间以恒定间距分离并多次卷绕而在一对主导辊1c、1d之间形成并列线电极部PS，该线电极3随着这些主导辊1a～1d的旋转而行进；一对减振导辊7a、7b，它们与并列线电极部PS从动接触，形成进行减振的多个切割线电极部CL；供电件(供电件单元6a～6d)，其向多个切割线电极部CL分别进行供电；线电极线轴2以及线电极卷线轴4；以及使被加工物5相对于切割线电极部CL沿构成切割线电极部CL的线电极3的并列方向、以及与构成各切割线电极部CL的线电极3的并列方向垂直的方向相对移动的单元。一体成型而成的多个供电件构成了彼此电连接的2对供电件单元6a－6b、6c－6d，各供电件单元具备在两端具有轴端支撑部的供电件支架60a、60b(在图1中未图示)，能够进行位置控制(图3(a)及(b))。另外，加工电源10在多个供电件(供电件单元6a～6d)与线电极3之间施加电压而产生放电。上述多个供电件(供电件单元6a～6d)与作为供电对象的各切割线电极部CL的线电极并列间隔相对应地进行排列。并且，加工电源对各供电单元6a～6d进行供电，各供电单元6a～6d被配置为每隔3根线电极而对所述切割线电极部CL进行供电。另外，在相同的供电件单元6a～6d中排列的供电件彼此电连接。

主导辊1a～1d是构成线电极行进系统的主要导辊，在该线电极放电加工装置中，相同直径的4根主导辊相互平行地隔开间隔而配置。从线电极线轴2抽出的一根线电极3依次跨在4根主导辊1a～1d之间，以恒定间距分离并且反复卷挂。线电极3随着主导辊1a～1d的旋转而行进，最后到达线电极卷线轴4。主导辊1c、1d设置于隔着被加工物5的位置处，线电极3在两个主导辊之间以恒定的张力被拉伸，由此构成彼此在主导辊的轴向上相分离的多个并列线电极部PS。此外，在本说明书中，并列线电极部PS是指从主导辊1c送出而卷挂于主导辊1d之前的部分。在上述并列线电极部PS内，包含与被加工物5相对的部分在内的直线地拉伸的区域成为切割线电极部CL。图1示出被加工物5的切割开始，切割线电极部CL行进至被加工物5的内部后的状态。

与并列线电极部PS接触而配置的供电件单元6a～6d是对切割线电极部CL供给电压脉冲的电极，在图1中在被加工物5的两侧分别配置有2列。另外，在并列线电极部PS上的、从供电件单元6a～6d起靠近切割线电极部CL的位置处，配置减振导辊7a、7b，维持将线电极3始终挂在形成于减振导辊7a、7b表面的线电极引导用槽中的状态而对线电极3进行引导。即，减振导辊7a、7b是设置在一对主导辊之间并且与并列线电极部PS分别进行从动接触的、与主导辊相比直径较小的导辊。并且，上述减振导辊7a、7b以将切割线电极部CL间的线电极3拉伸为直线状的方式对线电极3进行支撑，在减振导辊7a、7b之间的切割线电极部CL中，线电极振动被抑制，行进位置基本变为静止状态。此外，在隔着切割线电极部CL的位置处配置有喷嘴8(8a、8b)，从相向配置的喷嘴8a、8b沿着切割线电极部CL向被加工物5的切割部喷出加工液。切割线电极部CL以与喷嘴内表面不接触的方式在喷嘴8a、8b内贯穿。工作台9是载置被加工物5并进行上升、下降的平台。

在图1中，线电极3相对于4根主导辊1a～1d中的每根主导辊，仅在辊外周的一部分(约1/4周)处进行卷挂，相对于4根主导辊1a～1d整体而进行环绕。主导辊1a～1d构成从线电极线轴2至线电极卷线轴4为止的路径，以确保用于使被加工物5从切割线电极部CL通过的空间的方式构成。在很多情况下，主导辊1c、1d是驱动式导辊，在其上方配置的主导辊1a、1b是从动式导辊。驱动式导辊通过直接利用皮带等将旋转轴与电动机的旋转轴连接，从而被传递旋转力而进行驱动。与此相对，在从动式导辊中不产生由电动机的旋转产生的驱动力，随着所卷挂的线电极3的行进，从动式导辊通过线电极3的摩擦而旋转。减振导辊7a、7b是与并列线电极部PS接触而配置的从动式的导辊，随着线电极3的行进，通过从动而旋转。

在图1中，绕主导辊1a～1d的轴绘制的箭头表示各主导辊1a～1d的旋转方向，沿线电极3绘制的箭头表示线电极3的行进方向。主导辊1a～1d是将例如聚氨酯橡胶缠绕于圆柱状的芯杆上而得到的辊，芯杆的两端由轴承支撑而成为能够旋转的构造。由于聚氨酯橡胶与线电极3的摩擦系数高，因此适合于防止线电极3在导辊上滑动。另外，在主导辊1a～1d的、线电极3所接触的辊表面，以与线电极卷挂间距相同的间隔形成有多条槽，在各个槽内卷挂线电极3。此时，以等间隔地并列配置的切割线电极部CL间的距离(卷挂间距)恒定，在半导体晶片的情况下例如是0.1mm～0.8mm左右。在驱动式的主导辊中能够得到对线电极进行拉拽的力，并且在从动式的主导辊中能够得到使辊旋转的旋转力。将上述导辊、被加工物5浸渍于加工液中，各切割线电极部CL在加工液中与被加工物5相对，同时并行地进行切割加工。

减振导辊7a、7b是从动式导辊，是与主导辊1a～1d相比形状精度、旋转精度、以及安装精度较高的导辊，在隔着被加工物5的位置处使用2根。减振导辊7a、7b对被拉伸了的并列线电极部PS进行按压，使线电极3挂在外周的一部分处。其结果，减振导辊7a、7b间的线电极3被拉伸为直线状，并且成为线电极3的行进方向弯折的状态，在线电极3的行进过程中，始终维持线电极3被挂的状态。通过将在被挂于减振导辊7b前伴随有振动的线电极3可靠地挂于导辊7b，从而隔断一边振动一边行进的线电极3的振动。另外，同样地，对从减振导辊7a送出的线电极3施加的振动由减振导辊7a隔断。其结果，2根减振导辊7a、7b随着线电极的行进通过与线电极3的摩擦力而旋转，并且形成在减振导辊7a、7b间的直线状区域中线电极振动几乎不存在的状态。即，通过减振导辊7a、7b，能够抑制从主导辊1a～1d向切割线电极部CL的振动传播，精密地引导线电极3以使得微观的行进位置固定。

虽然减振导辊7a、7b使与切割线电极部CL连接的线电极3的行进方向弯折，但不具有确保用于使被加工物5从切割线电极部CL通过的空间的作用。在线电极3所接触的辊表面，具有间隔与切割线电极部CL的间隔相同的线电极引导用的V字状槽GW，在各槽GW中分别架设1根线电极3。

如图2(a)所示，对切割线电极部CL供给加工电源的供电件单元6a～6d构成下述形状，即，直径和高度不同的2种圆柱与相当于该圆柱底面的圆的中心对齐而交替地重叠。具有：轴部6M，其是直径较小的圆柱部分；以及供电部6S，其以规定的间隔形成于该轴部6M，由直径比轴部大的圆柱部分构成，在外周面具有线电极引导用的V字状槽GW。该线电极引导用的V字状槽GW是与供电对象的线电极3接触的部分，直径较小的圆柱部分即轴部6M是不作为供电对象的线电极3躲避的部分，以使得不作为供电对象的线电极3不会与供电件单元接触。供电件单元6a～6d配置为分别在长度方向上平行，并且圆柱中心位置为相同高度。大于或等于切割线电极部CL的根数的、供电件单元6a～6d的直径较大的圆柱部分即供电部6S，以与构成切割线电极部CL的相邻线电极的间隔相等的间隔进行配置。图2(b)是从正侧面方向观察图2(a)的供电件单元6d的图，示意性地示出下述状态，即，供电件单元6a、6b、6c与位于最前侧的供电件单元6d重合，直径较小的圆柱部分即轴部6M被隐藏，但各个供电件单元的直径较大的圆柱部分即供电部6S与其他供电件单元的供电部6S不重合，因而等间隔地排列，另外，在直径较大的圆柱部分即供电部6S的侧面处加工得到的线电极引导用的V字状槽GW中，架设有切割线电极部CL的各个线电极3。在此，配置为每隔3根线电极进行供电，因此即使在由于供电件侧的原因而发生异常放电的情况下，也在分离的位置处发生异常放电，能够分散由磨损导致的线电极的损伤。

供电件单元6a～6d将直径大于或等于直径较大的圆柱部分即供电部6S的圆柱部件作为基本材料，分别通过车削而容易地进行一体成型加工。如果是NC车床，则对于反复配置直径较大的圆柱部分即供电部6S和直径较小的圆柱部分即轴部6M的间距，也能够高精度地进行加工，此外，对于在直径较大的圆柱侧面形成的线电极引导用的V字状槽GW，也容易高精度地进行加工。或者，通过对供电件单元6a～6d的模具注入的导电性材料的压缩成型或烧结，也能够大量制作高精度的供电件单元6a～6d。另外，作为供电件单元6a～6d的材质，优选使用硬质合金等耐磨性优异的导电性材料。

供电件单元6a～6d以彼此不接触的方式隔开间隙而配置，彼此电气绝缘。在图1中，供电件单元6a～6d在被加工物5的两侧分别配置有2列，供电件单元6a、6b以及供电件单元6c、6d以彼此不接触的方式收纳配置于供电件支架60a、60b上(在图1中未图示)。图3(a)是从上方观察图1的主导辊1d－1c间的配置的情况下的俯视图。其中，被加工物5及其两侧的喷嘴8a、8b省略。在供电件支架60a中收纳有供电件单元6a、6b，在供电件支架60b中收纳有供电件单元6c、6d。供电件支架60a、60b为相同的形状。关于所收纳的供电件单元6a、6b、6c、6d，直径较小的圆柱部分即轴部6M的长度在端部处分别不同。直径较小的圆柱部分即轴部6M的端部的长度差异，是为了通过将供电件单元6a、6b的端部与供电件支架60a、60b的基准面对齐而收纳，从而将线电极供电部分预先调整为与切割线电极部CL的各个线电极相对应，该线电极供电部分即是由供电件单元6a、6b的直径较大的圆柱部分构成的供电部6S。其结果，不进行微调整，仅在供电件支架60a、60b中嵌入供电件单元6a～6d，就能够以规定的间距排列各供电件部分。

在进行放电加工时，使主导辊1c、1d旋转而使线电极3行进，并且使被加工物5相对于该切割线电极部CL隔开规定的极间距离而相对配置之后，向切割线电极部CL施加电压脉冲，与切割速度相匹配地使工作台9上升。通过在使极间距离保持恒定的状态下，使并列线电极部PS与被加工物5相对移动，从而如在图5(a)中加工中的状态所示，使电弧放电持续，与被加工物5的切割线电极部CL通过后的路径相对应而形成加工槽G。因此，如图5(b)所示，切割得到的薄板即晶片5W的厚度t₀，是从卷挂间距t_p中减去加工槽G的宽度(加工宽度)t₁而得到的长度，该加工槽G是被加工物5的切割余量。为了减小加工宽度，优选使线电极线径较小，在实用上往往使用0.1mm左右的钢丝，有时也使用0.05mm等更细的钢丝。此外，为了使放电开始电压较为适合，也可以在钢丝的表面进行黄铜等的涂敷。

为了向切割线电极部CL施加电压脉冲，将来自加工电源的供电线与供电件单元6a～6d连接，使供电件单元6a～6d与构成切割线电极部CL的各线电极3接触而供给来自加工电源10的电源。供电件单元6a～6d是通过刨削等形成的一体成型物，因此在相同的供电件单元中，供电件部分(直径较大的圆柱部分)彼此电气导通。因此，将来自加工电源10的供电线与供电件单元6a～6d连接，将供电件单元6a～6d与构成切割线电极部CL的各线电极接触而进行供电，但无法独立地向各供电件供电。即，向相同的供电件单元供电了的加工电流相对于发生了放电的线电极流动，施加电压下降，因而在由相同的供电件单元供电的其他线电极中，与被完全地进行独立供电的情况相比，变得不易同时并列地发生放电。但是，发明人们利用实际加工，作为实验结果发现：关于供电件单元6a～6d，由于它们处于彼此独立供电的状态，所以由这些供电件单元6a～6d供电的线电极3同时并列地发生放电，不存在放电脉冲的显著的发生频率降低、以及加工速度的显著降低。

另一方面，为了将挂放线电极3的供电件表面的线电极引导用的V字状槽GW的位置作为基准，使多个供电件以规定的几百μm间隔进行并列，在上述供电件的组装中，需要能够以高精度对位置进行测定的专用装置，要求细致的作业。另外，在切割线电极部CL中越是处于卷绕后半段的线电极在放电加工中越反复使用，因此在该线电极表面形成越多由放电加工造成的凹凸，此外，通过放电加工而熔融的高硬度的被加工物再次附着，成为一种耐磨性包覆线电极。因此，在这种线电极滑动的供电件处，线电极接触的供电面的磨损严重，根据供电对象线电极不同，其供电件的更换频率不同。在专利文献1的供电件构造的情况下，即使在更换一个供电件的情况下，也需要对以等间隔排列的多个供电件进行分解，对它们的重新组装以及调整需要相当多的工作量。

与此相对，本实施方式的线电极放电加工装置旨在满足对上述多根并列的线电极3进行稳定供电的高度要求、以及与多个供电件的组装及调整有关的要求，如前所述，其特征在于，作为第1技术要素，具有一体成型而成的高精度的供电件单元，作为第2技术要素，具有对供电件单元6a～6d进行排列并保持的供电件支架。通过将高精度的供电件单元6a～6d分别嵌入对应的供电件支架60a、60b并保持，从而能够与构成切割线电极部CL的多根并列线电极对应地排列供电件单元6a～6d的供电件部分，使将供电件部分向切割线电极部CL的各线电极按压的量为恒定的量，此外，是能够将供电件部分与各并列线电极可靠地接触并供电的方式。另外，由供电件支架60a、60b排列的上述多个供电件(供电件单元6a～6d)，与作为供电对象的各切割线电极部CL的线电极并列间隔相对应地排列，加工电源对各供电件单元6a～6d进行供电，该各供电件单元6a～6d配置为对切割线电极部CL至少每隔1根(在本实施方式中是3根)进行供电。因此，即使在流向相邻线电极的供电电流的寄生较大的情况下，向隔1根相邻的线电极的寄生电流也大幅减少，因此能够减少由寄生电流对加工造成的影响。另外，即使在发生异常放电的情况下，由于在分离的位置处发生异常放电，因此也能够分散由磨损造成的线电极的损伤。另外，在相同的供电件单元6a～6d中排列的供电件彼此电连接，因此容易进行供电。在本实施方式中，将各供电件单元在线电极部的宽度方向整体上进行设置，在供电件单元的宽度方向上，所有供电件以不具有重叠部的方式在宽度方向整体上以等间隔进行分散，每隔3根进行配置。利用该结构，各供电件单元的所有供电件对并列线电极部的各并列线电极分别逐个地、均匀地进行供电。在该方式下，能够容易地排列多个供电件，因此容易进行加工安排。另外，由于各供电件的排列状态不充分而导致的、供电件与线电极的接触状态不均匀的情况不会出现，因此加工电源向所有线电极稳定供电，因而不会发生各线电极的放电加工不稳定的情况。

另外，如图4所示，通过预先将供电件单元6a～6d的两轴端、以及对供电件单元6a～6d的两轴端进行嵌入的供电件支架60a、60b的轴承部分加工为例如正六边形，从而在将供电件单元6a～6d嵌入供电件支架60a、60b时，能够在关于供电件单元6a～6d的轴向中心以60度的倍数的恒定角度旋转后的位置处进行设置。即，如图4所示，通过预先将供电件单元6a～6d的两轴端、以及对供电件单元6a～6d的两轴端进行嵌入的供电件支架60a、60b的轴承部分加工为正N边形(N大于或等于3)，从而在将供电件单元6a～6d嵌入供电件支架60a、60b时，能够在关于供电件单元6a～6d的轴向中心以恒定角度旋转后的位置处进行设置。此外，在图4中仅示出供电件支架60a，供电件支架60b也是同样的。

利用该方式，即使供电件单元6a～6d的供电面由于与供电对象的切割线电极部CL之间的滑动摩擦而磨损，供电状态发生变化，通过变更供电件单元6a～6d的两轴端相对于供电件支架60a、60b的嵌入部分的位置并嵌入，从而也能够变更供电件单元6a～6d的线电极接触部位，能够在不需要对供电件单元6a～6d的设置位置进行微调的情况下，容易地将供电件的供电面更换为新的表面。供电件固定用具61通过夹持收纳于供电件支架60a、60b内的供电件单元6a、6b的两轴端而进行固定。供电件固定用具61和供电件支架60a、60b例如由螺栓进行连结(未图示)。另外，虽然未图示，但在供电件单元6a、6b的轴端部分处，连接来自加工电源10的供电线，来自加工电源10的加工电流向切割线电极部CL的各线电极进行供电。图4详细地示出对供电件单元6a、6b进行收纳的供电件支架60a，对供电件单元6c、6d进行收纳的供电件支架60b也是相同的构造。

在本实施方式1中，线电极3中由供电件单元6a供电的线电极的、在卷收侧方向上相邻的线电极与供电件单元6c接触而被供电，进一步在该线电极的卷收侧方向上相邻的线电极也与供电件单元6b接触而被供电。并且，进一步在该线电极的卷收侧方向上相邻的线电极也与供电件单元6d接触而被供电。

即，供电件单元6a～6d分别以4根线电极为间隔进行向并列线电极部PS(或切割线电极部CL)的供电，在配置有4根的供电件单元6a～6d之间电气绝缘。通过了供电件单元6a的切割线电极部CL卷挂于驱动式的主导辊1c上，然后，卷挂于主导辊1b、1a、1d上，再次卷挂于驱动式的主导辊1c。如前所述，在同列中配置的供电件是一体成型而得到的，由此，对于从相同的供电件单元供电的并列线电极部PS，无法进行独立的供电。

但是，即便在使供电件完全电气绝缘的状态下向并列线电极PS独立供电的情况下，由于是由1根线电极构成并列线电极部PS的构造，因此向相邻线电极3的供电的电流的寄生(泄漏)也会微弱地发生。这种供电电流的寄生量较大的是相对于相邻的线电极，向与相邻线电极相邻的线电极、即隔1根相邻的线电极的寄生电流急剧地减少。因此，对于构成并列线电极部PS的线电极，如果隔开4根线电极的间隔进行供电，则由寄生电流(泄漏电流)对加工产生的影响不存在。

此外，在使供电件之间电气导通的构造中，来自最近的相邻线电极的电流寄生的影响最大，因此，即使供电件单元是在相邻供电件之间绝缘的构造，即，即使供电件单元的根数是能够对并列线电极部PS的线电极交替地进行供电的2根，也不会发生加工速度的显著降低。

另外，在本实施方式1中，如图2(b)及图3(a)所示，通过线电极放电加工从锭切割得到的晶片的厚度受到多根线电极之间的间距影响。切割得到的晶片的厚度非常薄，为0.5mm左右。因此，线电极的间距也非常狭窄，例如，对于当前使用的直径为0.1mm的线电极，将间距设定为0.6mm。使供电部6S相对于这些并列线电极进行抵接，但此时为了使供电件与线电极可靠地接触，使线电极不从供电件偏离，在供电件外周面进行V槽加工。为此，供电部6S需要具有相应的厚度，为了使这样的供电部6S相邻并列，由于线电极间距窄至使供电件彼此接触，因此如图3(a)所示，在1个供电件列中形成的供电部6S为等间隔，将这些供电件列有规律地错开设置，从而使相邻线电极的供电件彼此的位置上的限制不存在，能够将供电部6S设计为与线电极间距的2倍接近的厚度。

实施方式2

图6是表示实施方式2的线电极放电加工装置的图，图7是其供电件单元的主要部分放大斜视图。本实施方式是实施方式1的供电件单元的变形例，供电件单元6a～6d是将硬质合金的圆棒的侧面例如通过磨石研磨，隔开等间隔以恒定宽度形成切口而得到的。通过切口而以平面状形成倒角的切口部6R，是用于使一部分切割线电极部CL并列地通过时以与圆棒不接触的方式通过的、使线电极躲避的空间。另外，由2个切口部分夹持的圆棒的未加工部分，是切割线电极部CL中的供电对象的线电极所接触的部分，在此，进行用于架设线电极并供电的V字状槽GW加工，成为供电部6T。如上述所示，通过对圆棒的一部分进行研磨或切削而形成切口，也具有与图2、图3所示的供电件单元6a～6d同等的、对多根并列的线电极的供电功能。切割加工时晶片支撑部15a、15b对对相对于被加工物即晶锭5I靠近和分离的动作进行控制。除供电件单元6a～6d以外的结构实质上与实施方式1的线电极放电加工装置相同，在此省略说明，但对相同的部位标注相同的标号。

在图7所示的供电件单元6a～6d中，如果供电部分由于与切割线电极部CL之间的滑动而不断磨损，则只能以供电件单元为单位进行更换，但如果从图7所示的供电件单元6a～6d的切口部起，每隔90度对切口部6R进行加工，则能够在1根供电件单元中具备相当于更换4次的供电部6T。此外，对于该供电件单元，将其两轴端加工为与切口部6R同数的正M边形(M是周面上的切口部6R的数量)，对供电件单元进行保持的供电件支架的供电件单元轴端嵌入部也具备对应的相同形状的正M边形孔。

在进行放电加工时，使主导辊1c、1d旋转而使线电极3行进，并且使被加工物即晶锭5I相对于该切割线电极部CL隔开规定的极间距离相对配置之后，向切割线电极部CL施加电压脉冲，与切割速度相匹配地使工作台9上升，该晶锭5I利用提拉(pull-up)法等形成。通过在使极间距离保持恒定的状态下，使并列线电极部PS与晶锭5I相对移动，从而如在图8(a)中的加工中的状态所示，使电弧放电持续进行，与晶锭5I的从切割线电极部CL通过后的路径相对应而形成加工槽G。因此，如图8(b)所示，切割得到的晶片5W的厚度t₀，是从卷挂间距t_p中减去加工槽的宽度(加工宽度)t₁而得到的长度，该加工槽是晶锭5I的切割余量。为了减小加工宽度，优选使线电极线径较小，在实用上往往使用0.1mm左右的钢丝，但有时也使用0.05mm等更细的钢丝。此外，为了使放电开始电压较为适合，也可以在钢丝的表面进行黄铜等的涂敷。

根据本实施方式的线电极放电加工装置，使用供电件单元6a～6d，能够从晶锭5I容易地制作高精度的晶片5W。

线电极放电加工的加工速度不依赖于被加工物的硬度，因此对于硬度高的材料特别有效。作为被加工物5，例如能够将下述材料作为对象，即：作为溅射靶材的钨、钼等金属；作为各种构造部件使用的多晶碳化硅(SiC)等陶瓷；作为半导体器件制作用的晶片基板的单晶硅、单晶碳化硅、氮化镓等半导体材料；以及作为太阳能电池用晶片的单晶硅或多晶硅等。特别地，碳化硅或氮化镓由于硬度高，因此在利用机械式钢丝锯的方式下存在生产率低、并且加工精度低的问题，根据本实施方式，能够在兼顾高生产率和高加工精度的同时，进行碳化硅或氮化镓的晶片制作。

如上述所示，本实施方式的线电极放电加工装置具有：一根线电极3，其在隔开间隔而平行地配置的一对导辊之间以恒定间距分离并多次卷挂，该线电极3随着导辊的旋转而行进，并且在一对导辊之间形成彼此分离的并列线电极部PS；以及供电件，其设置在导辊之间，与多个并列线电极部PS分别接触而供电，用于与各个并列线电极接触而供电的供电件针对每个排列单位进行了一体化。另外，上述多个供电件(供电件单元6a～6d)与作为供电对象的各切割线电极部CL的线电极并列间隔相对应地排列，加工电源对各供电件单元6a～6d进行供电，该各供电件单元6a～6d配置为对切割线电极部CL每隔3根进行供电。

此外，在本实施方式1及2中，使用了2根驱动式的主导辊，但也能够将其中的1根变更为从动式。但是，根据线电极的截面积决定线电极的最大张力，因此在为了减少加工宽度而使用细线线电极的情况下，优选使用多个驱动式导辊而减少对线电极施加的张力(内部应力)。通过防止线电极的张力变得过大，从而能够增加卷挂次数，使线电极变细，实现生产率的提高。

另外，在本实施方式1及2中，示出了将1根线电极3卷挂于4根主导辊的例子，但例如也可以采用配置有3根主导辊的结构。此外，不限于上述实施方式，只要是通过反复折返1根线电极3而形成并列线电极部PS，其具体的结构并不特别限定。

如上述所示，根据本实施方式1、2的结构，具备：1根线电极，其在主导辊之间以恒定间距分离并多次卷挂，该线电极随着主导辊的旋转而行进；在主导辊1c、1d之间排列的并列线电极部PS；供电件单元6a、6b、6c、6d，它们向该并列线电极部PS的各个线电极3进行供电，分别进行了一体成型，在减振导辊7a、7b之间被拉伸的线电极3成为与被加工物5相对的切割线电极部CL，因而从加工电源10可靠地对并列线电极部PS进行供电，由此能够进行高精度的线电极放电加工。

另外，供电件单元6a、6b、6c、6d是一体成型得到的，因此与线电极接触的供电部分的排列精度极其良好，此外，通过嵌入供电件支架60a、60b，从而不需要进行供电件位置的微调就能够进行排列，因而能够使多根线电极与各个供电件容易且可靠地进行接触，因而在加工过程中线电极不会从供电件偏离，起到能够缩短加工准备时间的效果。另外，也不需要供电件单元6a、6b、6c、6d相对于并列线电极部PS的按压量的微调，能够使线电极的接触长度均匀化，因而放电加工电流的波动消失，起到放电加工稳定化的效果。根据上述结构，起到下述效果，即，使切割线电极部CL的供电稳定化，在长时间的加工中也进行稳定的放电加工，能够一次制作多片厚度波动小的晶片。

另外，通过使用取得上述效果的线电极放电加工装置，对于包含碳化硅等硬质材料的被加工物即晶锭5I，能够以高生产率将其切割加工为薄板状，形成半导体晶片。

此外，在本实施方式中，从使圆柱状锭的定向平面部分朝上的状态开始，进行切割。此外，通过实验确认，定向平面位置对加工不存在影响，锭的设置方向也可以如图6所示是使定向平面部分朝上的状态，并不限定于锭的设置方向。

实施方式3

下面，对本发明的实施方式3的结构以及动作进行说明。图9是表示本发明的实施方式3所涉及的线电极放电加工装置的供电件单元6a、6b、以及对上述单元进行嵌入的供电件支架60a及其相关部件的结构的斜视图。在本实施方式所涉及的供电件单元以及供电件支架中，具有很多与上述实施方式1相同的结构以及动作，因此对于这些相同的结构以及动作省略说明，对与实施方式1不同的部分的结构和动作进行说明。首先，对本实施方式3的供电件外围的结构进行描述。使供电件单元6a～6d的两轴端的形状为圆柱状，在供电件支架60a、60b的用于嵌入供电件单元6a～6d的两轴端的部分，加工有轴承部，该轴承部被加工为比与供电件单元6a～6d的轴端相同的直径稍大的半圆形状，并在此处设置供电件单元6a～6d，对供电件固定用具61也进行相同形状的半圆形状的加工，因而供电件单元6a～6d的两轴端以由半圆形部分夹入的方式得到支撑。此外，在供电件单元6a～6d的轴端处安装汇流环73，位于汇流环73内表面的电刷与供电件单元6a～6d的轴外周面接触。另外，将来自加工电源(未图示)的供电线与汇流环73连接。图9详细地示出对供电件单元6a、6b进行收纳的供电件支架60a，对供电件单元6c、6d进行收纳的供电件支架60b也是相同的构造。

下面，对动作进行说明。对于安装于供电件支架60a、60b的供电件单元6a～6d而言，供电件单元6a～6d的两轴端是圆柱形状，与两轴的支撑部相当的部分也是圆柱形状，因此供电件单元6a～6d能够以轴向为旋转中心进行旋转。因而，如果在将并列线电极部PS挂于供电件单元6a～6d的各个供电部的槽中的状态下使线电极3行进，则并列线电极部PS与供电件单元6a～6d接触，并且通过其摩擦力，使供电件单元6a～6d与线电极的行进一起旋转。此外，汇流环73具有对圆柱形状的旋转轴供电的功能，因此来自加工电源10的电流经由汇流环73的电刷，从供电件单元6a～6d的轴端向这些供电件单元的各供电件供电，向并列线电极部PS(切割线电极部CL)供给加工电流。

通过在对供电件单元6a～6d的两轴端进行支撑的部分处设置滚动轴承72，利用滚动轴承72对供电件单元6a～6d进行支撑，从而能够使供电件单元6a～6d的旋转更加平滑。因此，利用由并列线电极部PS的接触所产生的摩擦力容易地旋转，因而能够长时间维持稳定的滚动摩擦状态，而不在并列线电极部PS的行进速度与供电件单元6a～6d的旋转速度之间产生差异。在此情况下，为了防止在轴承内的轴承之间发生放电，优选滚动轴承72是陶瓷球等非导电性材料。

通过上述构造，针对并列线电极部PS的供电件单元6a～6d的供电部分并不是如实施方式1那样与线电极形成的滑动状态，而是通过与供电对象的线电极的行进一起旋转，而成为滚动摩擦的状态。因而，由于反复在放电加工中使用而附着了硬质物质、表面粗糙度发生了恶化的切割线电极部CL一边与供电件部分滑动一边行进所造成的、供电件单元6a～6d的供电面发生磨损的现象消失，供电件单元6a～6d的寿命延长，能够稳定地进行放电加工。

通过采用前述这种装置结构，从加工电源10对切割线电极部CL的供电在长时间内是稳定的，能够维持稳定的放电加工，能够从被加工物5一次性地切割得到板厚一致的多片晶片。

此外，为了向供电件单元6a～6d进行供电，例如使汇流环、电刷等相对于从供电件支架60a、60b的轴承部凸出的供电件单元6a～6d的两轴端进行接触即可。此时，为了防止在轴承内部发生放电而使轴承损伤，从部件寿命延长的观点出发，优选所使用的轴承的轴承是由陶瓷球等非导电性材料构成的滚动轴承。

如上述所示，通过以供电件单元6a～6d能够关于其轴中心平滑地旋转的方式设置轴承，从而将由行进的切割线电极部CL的滑动所造成的摩擦变为滚动摩擦，由此大幅减轻供电件单元6a～6d的供电面的磨损，从而起到放电加工长时间稳定化、加工精度提高的效果。

另外，使供电件单元6a～6d随着线电极行进而滚动，因而供电件单元6a～6d的线电极接触面即供电面不会由于摩擦而磨损，即使不是硬质合金这样的高硬度的材料，例如，即使是钢或铜、黄铜、铝等容易进行切削加工的金属材料，也能够作为供电件单元使用，能够长时间持续稳定的放电。

此外，在上述3个实施方式中，隔着被加工物5在两侧分别安装有2个供电件单元，但在两侧具有1个供电件单元的情况下也能够应用本发明。

在采用了下述构造的情况下，具有减少加工槽宽度的波动、进而减少晶片板厚的波动的效果，即，能够从在锭的两侧分别配置1个的各供电件列对全部线电极进行供电。即，在仅从配置在锭的单侧的供电件进行供电的情况下，由于从供电件起到锭的放电位置为止的距离之差，中途的电阻值发生变动，因此放电电流也发生变化。因此，与从供电件起到加工点为止的距离相应地，由放电加工产生的加工量有所不同，锭加工时的加工槽宽度具有下述倾向，即，越与供电件靠近的部分越粗，越与供电件远离的部分越细。特别地，在口径大的锭中，该倾向变得显著。与此相对，在集中供电中，通过从在锭两侧分别配置1个的供电件列对各线电极进行供电，从而减少从供电件到放电位置的距离之差，改善放电电流的损耗，改善加工量的差别，改善加工槽宽度的波动即晶片板厚的波动。

对本发明的若干实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子进行提示的，并非意在限定发明的范围。上述新的实施方式能够以其他各种方式进行实施，能够在不脱离发明主旨的范围内进行各种省略、置换、变更。这些实施方式及其变形包含在发明的范围和主旨内，并且包含在权利要求书所记载的发明及其同等的范围内。

标号的说明

1a、1b、1c、1d主导辊，2线电极线轴，3线电极，CL切割线电极部，PS并列线电极部，4线电极卷线轴，5被加工物，5I晶锭，5W晶片，6a、6b、6c、6d供电件单元，6M轴部，6S供电部，7a、7b减振导辊，8a、8b喷嘴，9工作台，10加工电源，60a、60b供电件支架，61供电件固定用具，6R切口部，6T供电部，72滚动轴承，73汇流环(供电电刷)。

Claims (11)

1.一种线电极放电加工装置，其具备：

一对导辊，它们隔开间隔平行地配置；

一根线电极，其在所述一对导辊之间以恒定间距分离并多次卷挂，该线电极随着所述导辊的旋转而行进，并且在所述一对导辊之间形成彼此分离的多个并列线电极部；

一对减振导辊，它们设置在所述一对导辊之间，与所述并列线电极部分别从动接触而形成减振后的切割线电极部；

供电件单元，其具备与作为供电对象的各切割线电极部的线电极并列间隔相对应地排列，并与所述多个并列线电极部分别接触而供电的多个供电件，相邻的各供电件被排列为至少每隔1根线电极而向所述并列线电极部进行供电；以及

加工电源，其在供电件与线电极之间施加电压而产生放电。

2.根据权利要求1所述的线电极放电加工装置，其中，

在相同的所述供电件单元中排列的供电件彼此电连接，

所述供电件单元具备在两端处具有轴端支撑部的供电件支架，能够进行所述供电件的位置控制。

3.根据权利要求2所述的线电极放电加工装置，其中，

所述供电件单元具有：轴部，其是直径较小的圆柱部分；以及供电部，其以规定的间隔形成于该轴部，由直径比所述轴部大的圆柱部分构成，在外周面具有线电极引导用的槽，

构成为通过使所述轴部的端部的支撑位置旋转，从而能够变更供电件的与所述线电极的接触面。

4.根据权利要求3所述的线电极放电加工装置，其中，

所述供电件单元的所述轴部的端被加工为正多面棱体，

对所述供电件单元进行支撑的供电件支架的所述轴端支撑部也钻孔加工为正多面棱体。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的线电极放电加工装置，其中，

所述供电件单元在所述轴端支撑部具备滚动轴承，能够进行旋转。

6.根据权利要求5所述的线电极放电加工装置，其中，

在所述供电件单元的轴端具备汇流环或者供电电刷，

从所述加工电源向所述供电电刷供电。

7.根据权利要求1所述的线电极放电加工装置，其中，

所述供电件单元配置为遍及所述并列线电极部的排列宽度方向整体，并在各供电件单元的宽度方向上以所有所述供电件不具有重叠部的方式，以等间隔进行分散。

8.根据权利要求7所述的线电极放电加工装置，其中，

所述供电件单元由4个供电件单元构成，构成各供电件单元的供电件构成为，每隔3根线电极而向所述并列线电极部进行供电。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的线电极放电加工装置，其中，

所述供电件单元按照每个排列单位一体成型而成。

10.一种薄板的制造方法，

其使用权利要求1至9中任一项所述的线电极放电加工装置，

从所述加工电源对所述供电件单元进行集中供电，从被加工物制作多片薄板。

11.一种半导体晶片的制造方法，

其使用权利要求1至9中任一项所述的线电极放电加工装置，

从所述加工电源对所述供电件进行集中供电，从半导体材料制作多片半导体晶片。