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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum gleichzeitigen Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben von einem Halbleiterstab.
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Halbleiterscheiben werden in einer Vielzahl von aufeinander folgenden Prozessschritten hergestellt, wobei im ersten Schritt ein Einkristall (Stab) aus monokristallinem Halbleitermaterial mit dem Czochralski-Verfahren oder mittels Tiegelziehen gezogen oder ein polykristalliner Block aus Halbleitermaterial gegossen wird, und in einem weiteren Schritt das entstandene kreiszylindrische oder blockförmige Halbleiterstab aus Halbleitermaterial mittels Drahtsägen in einzelne Halbleiterscheiben aufgetrennt wird.
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Beim Drahtsägen wird prinzipiell zwischen Drahtläppen und Drahtschleifen unterschieden. Beim Drahtläppen bzw. Drahttrennläppen wird ein Sägedraht verwendet, der kein gebundenes Korn enthält. Die für das Zerspanen des Halbleiterstabes notwendigen abrasiven Partikel werden über eine Läppsuspension (Slurry) in den Sägespalt eingebracht. Die Slurry besteht typischerweise aus Polyethylenglykol (PEG) und SiC Körnern.
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Beim Drahtschleifen wird dagegen ein Sägedraht verwendet, der auf seiner Oberfläche gebundenes Korn enthält. Beim Drahtschleifen kann im einfachsten Fall als Kühlschmiermittel Wasser verwendet werden.
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Eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Drahttrennläppen ist beispielsweise angegeben in GB 717,874.
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Nachfolgend wird der Begriff Drahtsägen unabhängig davon verwendet, ob der Sägedraht kein (Läppen) oder gebundenes Korn (Schleifen) enthält.
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Zu den wesentlichen Komponenten einer Drahtsäge gehören ein Maschinenrahmen, eine Vorschubeinrichtung und ein Sägewerkzeug, das aus einem Gatter (Drahtgatter) aus parallelen Drahtabschnitten besteht.
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In der Regel wird das Drahtgatter von einer Vielzahl paralleler Drahtabschnitte gebildet, die zwischen mindestens zwei Drahtführungsrollen aufgespannt werden, wobei die Drahtführungsrollen drehbar gelagert sind und von denen mindestens eine angetrieben ist.
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Eine Drahtführungsrolle ist ein walzenförmiger Körper aus Stahl oder Verbundkunststoffen, deren Funktionsfläche meist die Form eines geraden Kreiszylinders bildet. Die Funktionsfläche umfasst üblicherweise einen Belag aus einem verschleißresistenten zähen Kunststoff, meist Polyurethan, insbesondere duroplastisches Polyurethan. Die Polyurethanschicht ist mit Rillen versehen, die den Draht aufnehmen und ihn führen.
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Eine Rille umfasst einen Rillengrund und Rillenflanken. Im Rillengrund kommt der Draht zu liegen, und die Rillenflanke „fängt“ den Draht bei dessen Einlauf ein und zentriert ihn in der Rille, so dass er nicht in eine der Nachbarrillen überspringt. Im Stand der Technik sind Drahtführungsrollen mit V-förmigen Rillen bekannt, z.B. aus
JP 2006102917 A .
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Zudem sind Drahtführungsrollen bekannt, die einen gekrümmten Rillengrund aufweisen.
DE 102007019566 A1 offenbart eine Drahtführungsrolle zur Verwendung in Drahtsägen zum gleichzeitigen Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben von einem zylindrischen Werkstück, die mit einem Belag einer Dicke von wenigstens 2 mm und höchstens 7,5 mm versehen ist und welcher aus einem Material besteht, das eine Härte nach Shore A von wenigstens 60 und höchstens 99 aufweist, die des Weiteren eine Vielzahl von Rillen beinhaltet, durch die der Sägedraht geführt wird, wobei die Rillen jeweils einen gekrümmten Rillengrund mit einem Krümmungsradius, der durch das 0,25-1,6 fache eines Sägedrahtdurchmessers D gegeben ist, und einen Öffnungswinkel von 60-130° aufweisen. Diese Erfindung beschreibt somit Rillen, deren Rillengrund sowohl enger als auch gleich dem oder weiter als der Sägedraht sein können. Durch die spezielle Rillenform wird eine optimale Führung des Drahts sichergestellt, was die Schnittqualität verbessert. Durch die Härte und Dicke des Belags wird der Verscheiß der Drahtführungsrolle minimiert.
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Die Längsachsen der Drahtführungsrollen sind in der Regel senkrecht zum Sägedraht im Drahtgatter ausgerichtet.
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Die Herstellung von Scheiben aus Halbleitermaterial stellt besonders hohe Anforderungen an die Präzision des Abtrennvorganges. Hierzu ist es wichtig, dass die Vielzahl der Rillen auf der Drahtführungsrolle exakt parallel laufen und die Rillen und der Sägedraht in einer Linie (Fluchtung) liegen.
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Sowohl durch die Erwärmung der Drahtführungsrolle als auch durch deren Verschleiß kann ein Fluchtungsfehler auftreten, d.h. die Rille der Drahtführungsrolle und der in dieser Rille liegende Draht liegen nicht mehr auf einer geraden Linie, d.h. der Winkel, der durch die projizierte Linie der Rille der Drahtführungsrolle und der Richtung des freien Drahtes gebildet wird, ändert sich. Dies kann zu einer Beschädigung, beispielsweise einer Riefenbildung, der Oberflächen der abgetrennten Halbleiterscheiben führen.
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DE 102 20 640 A1 beschreibt ein Verfahren zur Kontrolle und ggf. der Korrektur der Fluchtung des Sägedrahtes zu den Rillen der Drahtführungsrollen.
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Durch den ständigen Kontakt mit dem Sägedraht unterliegen sowohl die Beschichtung der Drahtführungsrollen als auch die in die Beschichtung geschnittenen Rillen einem Verschleiß und müssen regelmäßig erneuert werden.
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Hierzu muss gemäß dem Stand der Technik die Drahtführungsrolle aus der Drahtsäge ausgebaut werden und eine neue Beschichtung und oder neue Rillen in die Oberfläche der Beschichtung der Drahtführungsrolle geschnitten werden.
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Die deutsche Patentanmeldung
DE 103 49 287 A1 offenbart eine Drahtführungsrolle für Drahtsägen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtführungsrolle einen Grundkörper und einen abtrennbaren Beschichtungsträger aufweist. Der Beschichtungsträger kann ohne den Grundkörper zum Neubeschichten und Rillieren verschickt werden.
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Dieser gesamte, außerhalb der Drahtsäge stattfindende Beschichtungs- und oder Rilliervorgang ist zeitaufwändig und führt zu unerwünscht langen Stillstandzeiten der jeweiligen Drahtsäge.
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Es bestand daher die Aufgabe, ein verbessertes Verfahren zum Rillieren der Drahtführungsrollen einer Drahtsäge zum Abtrennen von Scheiben von einem Halbleiterstab zur Verfügung zu stellen, bei dem sowohl die Standzeiten der Drahtführungsrollen, also die Betriebsdauer, verlängert und somit der Betrieb der Drahtsäge wirtschaftlicher gestaltet werden kann, als auch die Qualität der von einem Halbleiterstab abgetrennten Scheiben zu verbessern.
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Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum gleichzeitigen Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben von einem Halbleiterstab, wobei der Halbleiterstab in einer Drahtsäge unter Zuführung einer Läppsuspension durch ein von Sägedraht aufgespanntes Drahtgatter bewegt wird, wobei der Sägedraht durch Rillen von mindestens zwei Drahtführungsrollen geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Drahtführungsrollen eine an ihren beim Drahtsägen erwarteten Verschleiß lokal angepasste Rillierung aufweisen.
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Der erwartete Verschleiß kann durch die Ermittlung von Rillenprofilen an verschlissenen Drahtführungsrollen erfolgen oder auf Erfahrungswerten beruhen.
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In einer Ausführungsform nimmt die Rillentiefe zu einem Ende der Drahtführungsrolle hin ab. Beispielsweise ist die Rillentiefe an den Enden Drahtführungsrolle kleiner als an anderen Stellen der Drahtführungsrolle. Die Rillentiefe ergibt sich aus dem senkrechten Abstand zwischen der Oberfläche der Drahtführungsrolle und dem Rillengrund.
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Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zum gleichzeitigen Abtrennen einer Vielzahl von Scheiben von einem Halbleiterstab, wobei der Halbleiterstab in einer Drahtsäge unter Zuführung einer Läppsuspension durch ein von Sägedraht aufgespanntes Drahtgatter bewegt wird, wobei der Sägedraht durch Rillen von mindestens zwei eine Mantelfläche aufweisenden Drahtführungsrollen geführt wird, dadurch gekennzeichnet, das mittels eines Tastschnittverfahrens ein Rillenprofil einer verschlissenen Drahtführungsrolle ermittelt wird, um den Verschleiß der Drahtführungsrolle festzustellen und anschließend die Drahtführungsrolle mit erneuerten Rillen versehen wird, wobei bei der Neurillierung der erwartete Verschleiß berücksichtigt wird, indem die Rillierung lokal angepasst wird.
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Bei der Neurillierung sollten die Rillentiefe oder die Rillengeometrie oder beide verschleißabhängig angepasst werden.
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Teilweise ist es nötig, die Drahtführungsrolle vor der Neurillierung mit einer neuen Mantelfläche zu versehen.
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Es ist von Vorteil, vor der Neurillierung verschlissene Rillen und Unebenheiten aus dem Mantel der Drahtführungsrolle zu entfernen.
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Die Neurillierung kann mittels einer mechanischen Methode oder mittels einer optischen Methode oder mittels einer Kombination aus einer mechanischen Methode und einer optischen Methode erfolgen.
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In einer Ausführungsform erfolgen sowohl die Entfernung verschlissener Rillen und Unebenheiten als auch die Neurillierung mittels einer optischen Methode.
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Wesentlich für das Gelingen der Erfindung war es, den lokalen Verschleiß der Drahtführungsrollen exakt ermitteln zu können.
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Daher betrifft die Erfindung auch die Verwendung eines Tastschnittverfahrens zur Ermittlung des Verschleißverhaltens von Drahtführungsrollen und deren Führungsrillen für Sägedraht in einer Drahtsäge.
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Statt wie bisher eine einheitliche Tiefe der einzelnen Rillen über die gesamte Drahtführungsrolle anzustreben, sieht die Erfindung Abweichungen z.B. an den Enden der Drahtführungsrolle (maschinen- und griffseitig) vor.
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Eine Drahtführungsrolle ist eine in der Regel zylindrische Rolle mit einer Mantelfläche und zwei Seitenflächen. Die Drahtführungsrolle ist axial um einen Rollenkern drehbar gelagert. In die Mantelfläche der Drahtführungsrolle sind die einzelnen Rillen für die Drahtführung eingeschnitten bzw. eingeschliffen.
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In einer Ausführungsform umfasst der Mantel der Drahtführungsrolle ein Polyurethan auf Polyesterbasis oder Polyetherbasis oder ein Copolymerisat.
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In der Regel ist die Drehachse der Drahtführungsrolle an einer Seite am Maschinenrahmen befestigt, der Festlagerseite oder Maschineseite.
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Das andere Ende der Drehachse der Drahtführungsrolle wird als Loslagerseite oder Griffseite bezeichnet.
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Die Rillen entlang der Achse der Drahtführungsrolle können einen gleichen oder einen variablen Abstand zueinander haben.
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Jede Rille besteht aus zwei Rillenflanken und dem Rillengrund, wobei sich das Rillenprofil aus der jeweiligen Tiefe des Rillengrundes einer Rille in Bezug auf die Mantelfläche der Drahtführungsrolle ergibt.
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Die Tiefe der Rillen liegt bevorzugt in einem Bereich von 50 bis 1500 µm.
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Der Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, dass die in die Mantelfläche eingebrachten Rillen beim Zersägen eines Halbleiterstabs mittels einer Drahtsäge sowohl eine mechanisch abrasive Belastung als auch eine gewisse plastische Verformung infolge der flächenhafte Belastung der Mantelfläche der Drahtführungsrolle durch das Drahtgatter erfahren.
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Sowohl die Zerspanung der einzelnen Rillen als auch die plastische Verformung der Mantelfläche der Drahtführungsrolle führen zu einem Verschleiß der in der Mantelfläche der Drahtführungsrollen eingeschnittenen Rillen, so dass nach einer bestimmten Zeit die Drahtführungsrolle neu rilliert oder sogar die Mantelfläche erneuert werden muss, wenn ein erneutes Rillieren der Mantelfläche nicht mehr möglich ist.
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Ein erneutes Rillieren der Mantelfläche der Drahtführungsrolle kann beispielsweise nicht mehr möglich sein, wenn die Dicke der Mantelfläche nicht mehr ausreichend ist, um Rillen mit der gewünschten Tiefe in die Mantelfläche einschneiden zu können.
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Es hat sich gezeigt, dass die auf der Festlagerseite befindlichen Rillen oftmals stärker verschlissen sein als die in der Mitte der Drahtführungsrolle, so dass die Drahtführungsrolle nur aufgrund der festlagerseitig verschlissenen Rillen neu rilliert werden muss.
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Darüber hinaus ist der Verschleiß der einzelnen Rillen auch von der jeweiligen Position einer Drahtführungsrolle in der Drahtsäge abhängig.
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Umfasst die Drahtsäge beispielsweise vier Drahtführungsrollen, von denen die zwei oberen Drahtführungsrollen das Drahtgatter aufspannen und zwei untere Drahtführungsrollen, so kann der Verschleiß einzelner Rillen beispielsweise auf der Festlagerseite der oberen Drahtführungsrollen anders sein als der Verschleiß einzelner Rillen auf der Festlagerseite der unteren Rollen. Entsprechendes gilt selbstverständlich auch für die Loslagerseite.
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Die Erfindung sorgt dafür, dass die einzelnen Rillen entsprechend ihrem maschinenspezifischen positionsabhängigem Verschleißverhalten in die Mantelfläche der Drahtführungsrolle mit unterschiedlichen Geometrien bzw. Tiefen eingeschnitten werden, so dass die Standzeit der jeweiligen Drahtführungsrolle im Vergleich zu einer Drahtführungsrolle mit gleicher Rillengeometrie verlängert wird.
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In einer Ausführungsform werden die Drahtführungsrollen vermessen. Zur Vermessung von Rillen einer Drahtführungsrolle eignen sich Tastschnittverfahren und optische Verfahren mit Parallellicht.
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Beim Tastschnittverfahren wird in seiner einfachsten Ausgestaltung eine kleine Spitze horizontal über die Drahtführungsrolle gezogen. Während die Spitze dem Rillenprofil folgt, bewegt sich ein Ausleger vertikal. Die Vertikalposition wird als Rillenprofil aufgezeichnet.
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Dieses Messverfahren ermöglicht es, die Geometrie aller Rillen entlang der Längsachse einer Drahtführungsrolle mittels eines Tastschnittes zu vermessen. Die Auswertung des Tastschnittes ergibt den Abstand der Rillen untereinander als auch die jeweilige Rillentiefe.
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Dies ermöglicht es, die Rillenprofile von neu rillierten, z.B. den vom Hersteller bezogenen Drahtführungsrollen mit den Rillenprofilen von benutzten Drahtführungsrollen zu vergleichen. Dadurch lässt sich der unterschiedliche Verschleiß der Drahtführungsrollen ermitteln.
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Die Erfindung sieht nun vor, Drahtführungsrollen so zu rillieren, dass sie dem variablen Verschleiß beim Drahtsägen entgegenwirken, in dem die Drahtführungsrollen an den Stellen, an denen der Verschleiß höher ist, ein entsprechend angepasstes Rillenprofil aufweisen. Konkret ist der Rillengrund an diesen Stellen flacher, also weniger tief.
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Neue Drahtführungsrollen beinhalten Rillen, die über die gesamte Länge der Drahtführungsrolle zumindest die gleiche Schnitttiefe aufweisen. Unter dem Begriff Schnitttiefe wird der senkrechte Abstand des Rillengrundes von der Mantelfläche der Drahtführungsrolle verstanden.
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Detaillierte Beschreibung
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Es ist von Vorteil, in einem ersten Schritt neue, ungebrauchte Drahtführungsrollen zu vermessen, also ein Rillenprofil zu ermitteln.
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Anschließend werden die Drahtführungsrollen in die Drahtsäge eingebaut, das Drahtgatter aufgespannt und nacheinander mehrere Halbleiterstabe in eine Vielzahl von Scheiben vereinzelt. Bei jeder Fahrt, also dem vollständigen Zersägen eines Halbleiterstabes in eine Vielzahl von Scheiben, verschleißen die einzelnen Rillen sowohl durch eine mechanisch abrasive Belastung der Rillen durch den Sägedraht als auch durch eine plastische Verformung der Mantelfläche der Drahtführungsrolle.
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Die Verschlechterung der Scheibenqualität ist ein Indikator für den Verschleiß der Rillen der Drahtführungsrollen. Tritt diese Verschlechterung der Scheibenqualität ein, werden die verschlissenen Drahtführungsrollen aus der Drahtsäge ausgebaut und in einem zweiten Schritt erneut vermessen, d.h. ein zweites Rillenprofil ermittelt.
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Durch den entlang der Länge der Drahtführungsrolle unterschiedlichen Verschleiß einzelner Rillen ist der Rillengrundverlauf nicht mehr einheitlich. Insbesondere sind die Einlaufrillen stärker verschlissen, der Rillengrund ist tiefer, als die übrigen Rillen.
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Schließlich werden die mindestens zwei das Drahtgatter aufspannenden Drahtführungsrollen so rilliert, dass Rillen, die positionsabhängig einen höheren Verschleiß haben als andere Rillen, mit einer geringeren Rillentiefe in die Mantelfläche der Drahtführungsrolle eingeschnitten werden.
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Durch die geringere Schnitttiefe dieser Rillen wird der stärkere Verschleiß, also das stärkere Einschneiden des Sägedrahtes in den Rillengrund, dieser Rillen im Vergleich zu den übrigen Rillen kompensiert und die Standzeit der Drahtführungsrolle erhöht.
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Zum Rillieren der Drahtführungsrollen werden Schleif-, Dreh- oder Abtragswerkzeug verwendet. Ein Abtragswerkzeug kann entweder mechanisch oder optisch, auf die Mantelfläche bzw. den Mantel der Drahtführungsrolle einwirken.
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Ist der Mantel der Drahtführungsrolle nicht mehr für einen Rillierungsprozess geeignet, weil z.B. bei einer aus mindestens zwei Materialien bestehenden Drahtführungsrolle die den Mantel bildende äußere Beschichtung zu dünn für ein erneutes Rillieren ist, wird die äußere Beschichtung, der Mantel, ersetzt. Anschließend erfolgt das Rillieren der Drahtführungsrollen.
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Die Mindestdicke Dmin der äußeren Beschichtung der Drahtführungsrolle für einen letzten Rilliervorgang ist beispielsweise abhängig von der Drahtspannung, dem Rillenabstand, der Rillentiefe und liegt im Bereich von etwa 0,5 bis 1 mm.
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Ist der Mantel der Drahtführungsrolle noch für einen Rillierungsprozess geeignet, werden die verschlissenen Rillen und oder Unebenheiten aus dem Mantel der Drahtführungsrolle durch optische und / oder mechanische Verfahren entfernt. Die Vorbereitung des Mantels bzw. der Mantelfläche kann sowohl innerhalb der Drahtsäge, also bei eingebauter Drahtführungsrolle, als auch außerhalb der Drahtsäge, also bei ausgebauter Drahtführungsrolle erfolgen.
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Als optische Verfahren zur Vorbereitung des Mantels eignen sich beispielsweise Laser, die die verschlissenen Rillen durch Aufschmelzen bzw. Abdampfen von Material entfernen.
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Als mechanische Verfahren zur Vorbereitung des Mantels eignen sich beispielsweise Schleif- oder Spanverfahren, bei denen die verschlissenen Rillen durch Materialabtrag entfernt werden.
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Bevorzugt ist auch eine Kombination aus mechanischen und optischen Verfahren, um beispielsweise eine Grob - und eine Feinbearbeitung der des Mantels und der Mantelfläche der Drahtführungsrolle zu realisieren.
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Der vorbereitete Mantel der Drahtführungsrolle weist nach dem Entfernen der verschlissenen Rillen eine für das nachfolgende Rillieren geeignete Mantelfläche auf. Die Anforderungen an die Form, Lage, Geometrie und Oberflächenbeschaffenheit der Mantelfläche der Drahtführungsrolle ergeben sich aus den Folgeprozessen (Rillieren und Drahtsägen) und können eingestellt werden.
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Schließlich wird der Mantel der Drahtführungsrolle entsprechend dem ermittelten positionsabhängigen Verschleiß neu rilliert, d.h. es werden eine Vielzahl von Vertiefungen in den Mantel eingebracht, die mit einem definierten Abstand parallel zueinander um die gesamte Mantelfläche der Drahtführungsrolle kreisrund verlaufen und das Aufspannen des Drahtgatters mit einem parallelen Drahtabstand gewährleisten.
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In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die beiden Schritte Vorbereitung der Mantelfläche bzw. des Mantels und das Rillieren in einem Arbeitsgang zusammengefasst.
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Hierbei erfolgen sowohl die Vorbereitung als auch das Rillieren des Mantels bevorzugt mit einem optischen Verfahren, indem die Pulszahl und oder die Leistung eines Lasers entsprechend variiert werden.
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Bevorzugt weisen die Drahtsäge selbst oder die Drahtführungsrolle eine Markierung auf, die durch optische oder elektrische Vermessung automatisch den Nullpunkt für die Positionierung der ersten Rille und damit die Position des äußersten Drahtabschnittes des Drahtgatters auf der vorbereiteten bzw. neuen äußeren Beschichtung festlegt. Für die absolute und relative Positionierung des Schneid- und Rillierwerkzeuges eignen sich beispielsweise Linearachsen mit Wegmesssystemen.
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Die erste Rille wird auf den beiden sich in horizontaler Ebene gegenüberliegenden Drahtführungsrollen so positioniert, dass der später in der Rille geführte Sägedraht orthogonal zu den jeweiligen Drehachsen der Drahtführungsrollen verläuft. Somit ist auch ein in Bezug auf die Längsachse des zu zersägenden Halbleiterstabs senkrechtes Einschneiden des Drahtgatters in den Halbleiterstab gewährleistet.
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Die Rillen für die spätere Drahtführung werden bevorzugt mechanisch oder optisch mittels eines Lasers in den Mantel der Drahtführungsrollen eingebracht. Nachfolgend wird sowohl bei mechanischen als auch bei optischen Verfahren der Begriff „Rillierwerkzeug“ synonym für die jeweilige Vorrichtung (optisch oder mechanisch) zum Vorbereiten und oder zum Einbringen bzw. Einschneiden der Rillen verwendet.
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Zum Einbringen bzw. Einschneiden der Rillen wird das Rillierwerkzeug auf einer präzisen Vorschub- und Positionierachse, beispielsweise einer Kugelgewindespindel mit Wegmesssystem, positioniert und zugestellt. Während sich diese Drahtführungsrolle mit einer definierten Geschwindigkeit um ihre Längsachse dreht, schneidet das Rillierwerkzeug mechanisch oder optisch eine Rille in die Mantelfläche der Drahtführungsrolle. Beim optischen Schneiden, beispielsweise mit einem Laserstrahl, kann die Rille je nach Erfordernis unter verschiedenen Winkeln von tangential bis 90° zur Oberfläche der Drahtführungsrolle geschnitten werden.
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Mit Hilfe eines Steuerprogramms, das den positionsabhängigen Verschleiß der einzelnen Rillen berücksichtigt, werden die Bewegungen der Abtrags- und des Rillierwerkzeuges so gesteuert, dass weitere Rillen mit den gewünschten Abständen, der gewünschten Tiefe und der gewünschten Rillenform in der Mantelfläche der ersten Drahtführungsrolle geschnitten werden. Der Begriff Rillenform umfasst sowohl den Radius r des Rillengrundes als auch den Winkel, der durch die beiden Rillenflanken gebildet wird.
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Die Schnitt- und Vorschubgeschwindigkeit des mechanischen oder optischen Rillierwerkzeuges und die Rotationsgeschwindigkeit der Drahtführungsrolle während des Rillierens hängen von dem verwendeten Schneidwerkzeug, der Rillengeometrie und dem Material der äußeren Beschichtung ab.
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Nachdem die erste Drahtführungsrolle neu rilliert ist, wird die mindestens zweite Drahtführungsrolle entsprechend dem oben beschriebenen Verfahren rilliert.
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Ebenfalls bevorzugt ist das gleichzeitige verschleißvorausschauende Rillieren (einschließlich dem vorangehenden Vorbereiten des Mantels bzw. der Mantelfläche) von mindestens zwei in eine Drahtsäge eingebauten Drahtführungsrollen.
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Das erfindungsgemäße Verschleiß vorausschauende Rillieren der Drahtführungsrollen bewirkt eine jeweils optimierte Rillentiefe der einzelnen Rillen, so dass dem unterschiedlichen Verschleiß einzelner Rillen, beispielsweise einem stärkeren Verschleiß im Randbereich der Drahtführungsrollen, gezielt entgegengewirkt wird und somit die Standzeit der Drahtführungsrollen in der Drahtsäge erhöht werden.
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Da auch die Form der verschlissenen Rillen durch das verwendete Tastverfahren ermitteln werden kann, kann beim erneuten Rillieren auch die Geometrie der Rille entsprechend dem jeweiligen Verschleiß angepasst werden. Wird beispielsweise die Flanke einer Rille stärker verschlissen als bei einer anderen Rille, können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Winkel der Flanken entsprechend dem jeweiligen Verschleiß beim erneuten Rillieren angepasst werden.
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Die bezüglich der vorstehend aufgeführten Ausführungsformen der Erfindung angegebenen Merkmale können entweder separat oder in Kombination als Ausführungsformen der Erfindung verwirklicht werden. Weiterhin können sie vorteilhafte Ausführungen beschreiben, die selbstständig schutzfähig sind.
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Figuren
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Drahtführungsrolle mit einer äußeren Mantelfläche enthaltend Führungsrillen
- 2a
- Flanken einer Rille
- 2b
- Rillengrund
- 2c
- Oberfläche der Drahtführungsrolle
- 3a
- Sägedraht
- 3
- Drahtgatter, bestehend aus einer Vielzahl parallel zueinander angeordneter aus dem Sägedraht 3a gebildeter Drahtabschnitte
- 4
- Slurry
- 5
- Halbleiterstab
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- 1 zeigt eine Drahtsäge gemäß dem Stand der Technik, umfassend zwei Drahtführungsrollen 1, zwischen denen ein Sägedraht 3a zu einem aus parallel verlaufenden Drahtabschnitten bestehenden Drahtgatter 3 aufgespannt ist, das in ein an einer Halbleiterstabaufnahme (nicht eingezeichnet) befestigtes Halbleiterstab 5 einsägt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist die Drahtsäge stark vereinfacht und beispielsweise ohne Umlenkrollen dargestellt.
- 2 zeigt eine einzelne Führungsrille einer Drahtführungsrolle 1 im Querschnitt. Die Rille umfasst zwei Rillenflanken 2a und einen gekrümmten Rillengrund 2b. Die Rillenflanken bilden einen Winkel a. Während des Drahtsägens liegt der Sägedraht 3a in der Rille und wird durch diese geführt. Dargestellt ist auch die Läppsuspension 4. Der senkrechte Abstand zwischen Rillengrund 2b und Oberfläche der Drahtführungsrolle 2c entspricht der Rillentiiefe und beträgt z.B. 170 µm.
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Beispiele:
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Beispiel 1 - Ermittlung von Rillenprofilen
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Ungebrauchte Drahtführungsrolle
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Die Tiefe der einzelnen Führungsrillen ist über die gesamte Länge der Drahtführungsrolle gleich, d.h. der Mantel der Drahtführungsrolle weist einen einheitlichen Rillengrundverlauf auf.
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Verschlissene Drahtführungsrolle
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Durch den entlang der Länge der Drahtführungsrolle unterschiedlichen Verschleiß einzelner Rillen ist der Rillengrundverlauf nicht mehr einheitlich. Insbesondere die Einlaufrillen sind stärker verschlissen, wobei der Rillengrund der Einlaufrillen tiefer ist als bei den übrigen Rillen.
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Beispiel 2 - Messungen und Neurillierung
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Nach einer definierten Anzahl von Fahrten, d.h. einer definierten Anzahl von zersägten Halbleiterstaben, wurde der Verschleiß der Drahtführungsrollen gemessen. Dabei wurde festgestellt, dass die maschinenseitigen Rillen bis zu 0,2 mm tiefer in den Mantel eingeschnitten waren, als die loslagerseitigen Rillen.
Der Verschleiß der Rillen nahm von der Maschinenseite in Richtung Loslagerseite kontinuierlich ab. Dementsprechend wurden beim erneuten Rillieren dieser Drahtführungsrolle die Rillen auf der Loslagerseite bis zu 0,2 mm weniger tief in den Mantel eingeschnitten als im Vergleich zur Maschinenseite.
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Die Rillen auf der Loslagerseite der Drahtführungsrolle sind weniger tief in den Mantel eingeschnitten als auf der Maschinenseite, so dass der im Beispiel angenommene höhere Verschleiß der Rillen auf der Loslagerseite durch die geringere Rillentiefe der neu rillierten Drahtführungsrolle ausgeglichen wird und sowohl die Standzeit der Drahtführungsrolle als auch die als auch eine bessere Qualität der gesägten Wafer erreicht wird.
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Die vorstehende Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen ist exemplarisch zu verstehen. Die damit erfolgte Offenbarung ermöglicht es dem Fachmann einerseits, die vorliegende Erfindung und die damit verbundenen Vorteile zu verstehen, und umfasst andererseits im Verständnis des Fachmanns auch offensichtliche Abänderungen und Modifikationen der beschriebenen Strukturen und Verfahren. Daher sollen alle derartigen Abänderungen und Modifikationen sowie Äquivalente durch den Schutzbereich der Ansprüche abgedeckt sein.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2006102917 A [0010]
- DE 102007019566 A1 [0011]
- DE 10220640 A1 [0015]
- DE 10349287 A1 [0018]
