DE112009001483T5

DE112009001483T5 - Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung und Drahtelektroerosionsearbeitungsverfahren, Halbleiterwaferherstellungsvorrichtung und Halbleiterwaferherstellungsverfahren, und Solarzellenwaferherstellungsvorrichtung und Solarzellenwaferherstellungsverfahren

Info

Publication number: DE112009001483T5
Application number: DE112009001483T
Authority: DE
Inventors: Hidetaka Miyake; Tatsushi Sato
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-06-16
Filing date: 2009-06-16
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-06-17
Also published as: CN102066031B; US9643270B2; DE112009001483B4; US20150231719A1; JP5079091B2; US20110092053A1; JPWO2009154199A1; CN102066031A; US9050672B2; WO2009154199A1

Abstract

Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung, Folgendes umfassend:
eine Drahtelektrode, die als Schneidedrähte eingesetzt wird, die parallel mit einem Abstand dazwischen vorgesehen und einem Werkstück zugewandt sind;
eine Bearbeitungsstromquelle, die eine impulsförmige Bearbeitungsspannung erzeugt; und
mehrere Speiseeinheiten, die jeweils elektrisch an die Schneidedrähte der Schneidedrahtelektrode angeschlossen sind und die Bearbeitungsspannung zwischen den Schneidedrähten bzw. dem Werkstück zuführen, wobei
bei den parallelen Schneidedrähten die Speiseeinheiten so angeordnet sind, dass eine Richtung eines Stroms, der zu zumindest einem Teil der Schneidedrähte geleitet wird, zu einer Richtung wird, die sich von einer Richtung eines Stroms unterscheidet, der zu anderen Schneidedrähten geleitet wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektroerosionsbearbeitungsvorrichtung und im Spezielleren auf ein Elektroerosionsbearbeitungsverfahren, um ein Werkstück auf einmal in mehrere Plattenelemente zu zerschneiden, wobei eine Drahtelektrode parallel zwischen mehrere Führungswalzen gelegt ist und elektrische Entladungen zwischen den parallel angeordneten Drahtelektroden und dem Werkstück erzeugt werden, und das Elektroerosionsbearbeitungsverfahren eine Bearbeitung in hoher Formgenauigkeit bewerkstelligt und dabei verhindert, dass die Drahtelektroden durch Magnetfelder ausgelenkt werden, die aufgrund von zu den parallelen Drahtelektroden fließenden Strömen entstehen. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Herstellungsverfahren für ein Teil, für das eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erforderlich ist, wie etwa einen Halbleiterwafer und einen Solarzellenwafer.
STAND DER TECHNIK
Zur Ausschneidebearbeitung eines Wafers aus einem säulenförmigen Werkstück mittels einer elektrischen Erosionsbearbeitungsvorrichtung wurde ein Lösungsweg vorgeschlagen, um die Produktivität der Ausschneidebearbeitung des Werkstücks zu verbessern, indem gleichzeitig elektrische Entladungen zwischen dem Werkstück und Schneidedrähten erzeugt werden, wobei ein Strom zu jedem einzelnen Schneidedraht von vielen Schneidedrähten geleitet wird, die so angeordnet sind, dass eine Drahtelektrode parallel zwischen mehreren Führungswalzen angeordnet ist (siehe z. B. Patentschriften 1 und 3).
Bei einer Halbleiterwaferherstellungsvorrichtung mit der vorstehenden Auslegung entstehen Magnetfelder um parallele Drahtelektroden, wenn ein Bearbeitungsstrom zu den Drahtelektroden fließt, eine elektromagnetische Kraft wirkt auf benachbarte Drahtelektroden und lenkt dann in manchen Fällen die Drahtelektroden aus. Andererseits werden bei einer herkömmlichen Halbleiterwaferherstellungsvorrichtung, wie etwa derjenigen, die in der Patentschrift 1 beschrieben ist, Ströme von beiden Seiten des Werkstücks zu parallelen Drähten geleitet. Deshalb wird keine Gegenmaßnahme gegen ein von der elektromagnetischen Kraft der Drahtelektroden verursachtes Auslenken der Drahtelektroden getroffen.
Dabei beschreibt, was die auf die Drahtelektroden wirkende elektromagnetische Kraft betrifft, beispielsweise die Patentschrift 2 in einer Auslegung einer Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung ein Verfahren zum Nutzen einer elektromagnetischen Kraft in einem Arbeitsvorgang, um eine Drahtelektrode, wenn die Drahtelektrode mit einem Werkstück kurzgeschlossen ist, in einer Richtung zurückzustellen, in der ein Kurzschluss vermieden wird. Und zwar werden Magnetfelder um ein Werkstück erzeugt, indem ein Hilfsstrom zum Werkstück geleitet wird, und die Drahtelektrode wird rückgestellt, indem die Magnetfelder und eine elektromagnetische Kraft eines zu den Drahtelektroden fließenden Bearbeitungsstroms verwendet werden. Wenn die Stärke und Fließrichtung eines Hilfsstroms entsprechend einem Bearbeitungszustand gesteuert wird, wird die Stärke von Magnetfeldern verändert, um eine auf das Werkstück wirkende elektromagnetische Kraft zu steuern.
Bei der Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung mit einem Aufbau, wie etwa dem in der Patentschrift 2 beschriebenen, nimmt die Vorrichtung keine Magnetfelder an, die zwischen Drahtelektroden wirken, wenn ein Bearbeitungsstrom zu parallelen Drahtelektroden geleitet wird, die so angeordnet sind, dass eine Drahtelektrode wie in der vorliegenden Erfindung um mehrere Führungswalzen gelegt ist. Deshalb kann bei der Steuerung eines Hilfsstroms zum Werkstück eine auf die Drahtelektrode wirkende elektromagnetische Kraft nicht durch die vorstehend beschriebenen Magnetfelder gemindert werden. Darüber hinaus führt eine Steuerung von Größen und Fließrichtungen von Hilfsströmen, die dem Werkstück während der Bearbeitung zugeführt werden, zu einer sich verändernden Energie der Elektroerosionsbearbeitung, und dies wird zu einer Ursache für eine Herabsetzung der Bearbeitungsgenauigkeit und eine Senkung ihrer Bearbeitungsgeschwindigkeit.
Das in der Patentschrift 2 vorgeschlagene technische Verfahren soll einen Vorgang zum Vermeiden eines Kurzschlusszustands verbessern, wird aber nicht zu einem Verfahren zum Verhindern eines von einer elektromagnetischen Kraft verursachten Auslenkens von Drahtelektroden bei der Bearbeitung unter Verwendung einer Drahtelektrode.
SCHRIFTSTÜCKE AUS DEM STAND DER TECHNIK PATENTSCHRIFTEN

Patentschrift 1: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2000-94221
Patentschrift 2: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer S61-95827
Patentschrift 3: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer H9-248719

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
PROBLEM, DAS VON DER ERFINDUNG GELÖST WERDEN SOLL
Es soll ein Fall angenommen werden, bei dem Ströme gleichzeitig in derselben Richtung zu parallelen Drahtelektroden in einer Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung mit einer Drahtelektrode fließen, die dadurch parallel angeordnet ist, dass die Drahtelektrode wie vorstehend beschrieben um mehrere Führungsrollen gelegt ist.
Zum Beispiel wird davon ausgegangen, dass ein Strom I zu 500 parallelen Drahtelektroden fließt, die in einem Abstand r angeordnet sind. In diesem Fall nehmen die Drahtelektroden an beiden Enden die größte Kraft auf und eine von diesen Drahtelektroden aufgenommene Kraft F wird durch die folgende Gleichung abgeleitet.
Wenn ein Strom mit einem Mittelwert von 2 Ampere zu parallelen Drahtelektroden mit einem Abstand von 400 Mikrometer fließt, verhält sich die Kraft F wie folgt. μ0 = 4π × 10^–7kg·m/C² I = 2A = 2C/s r = 400 × ...10^–6 m (2) dann ist F = 0,0136N/m
Das heißt, die Drahtelektroden werden mit einer gleichmäßigen Last von 0,0136 Newton pro einer Länge von 1 Meter beaufschlagt, und diese gleichmäßige Kraft lenkt die Drahtelektroden aus. Obwohl diese Auslenkung normalerweise dadurch behoben wird, dass den Drahtelektroden eine vorbestimmte Zugspannung verliehen wird, werden Drahtelektroden aber getrennt, wenn die angelegte Zugspannung zu groß ist. Die Grenze der Zugspannung, die angelegt werden kann, ist je nach Material und Durchmesser der Drahtelektrode unterschiedlich. Deshalb verändert sich ein Auslenkungsbetrag in Abhängigkeit von der verwendeten Drahtelektrode, auch wenn die gleichmäßige Last dieselbe ist.
Im Falle zum Beispiel eines Messingdrahts mit einem Durchmesser von 0,2 Millimeter beträgt eine Zugspannung, die angelegt werden kann, ca. 15 Newton und eine von der gleichmäßigen Last herrührende Auslenkung der Drahtelektroden pro einer Länge von 1 Meter entwickelt sich zu ca. 113 Mikrometer. Im Falle eines Klavierdrahts mit einem Durchmesser von 0,1 Millimeter beträgt eine Zugspannung, die angelegt werden kann, ca. 5 Newton und eine von der gleichmäßigen Last herrührende Auslenkung der Drahtelektroden pro einer Länge von 1 Meter entwickelt sich zu ca. 340 Mikrometer. Weil dies jedoch ein Fall ist, in dem ein durch die Drahtelektroden fließender Strom einen Mittelwert von 2 Ampere hat und in einer eigentlichen Elektroerosionsbearbeitung ein Strom in einer Impulsform zugeführt wird, fließt ein Strom zu den Drahtelektroden, der einen höheren Wert als 2 Ampere hat. Darüber hinaus wird in der Gleichung (1) die von den Drahtelektroden aufgenommene Kraft F größer als ein vorstehend beschriebener Berechnungswert, weil die Kraft F mit einem Quadrat des Stroms I wirkt. Das heißt, ein Auslenkungsbetrag der Drahtelektroden wird größer als der vorstehende Berechnungswert und es ist ein Auftreten von Auslenkung mit einem Abstand zu erwarten, der größer ist als derjenige von parallelen Drahtelektroden. Je nach einem impulsförmigen Strom variiert eine elektromagnetische Kraft und auch ein Auslenkungsbetrag der Drahtelektroden variiert. Weil ein Werkstück bearbeitet wird, wobei die parallelen Drahtelektroden in Schwingung versetzt werden, wird eine Bearbeitungsgrabenbreite groß und das Werkstück kann nicht dünn ausgeschnitten werden.
Ein Auslenken der Drahtelektroden tritt nicht nur im Bearbeitungsbeginnstadium auf, und ein Bearbeitungsstrom, der durch die Elektroerosionsbearbeitung zu den Drahtelektroden fließt, erzeugt ein Magnetfeld, und dieses bewirkt, dass eine elektromagnetische Kraft auf andere parallele Drahtelektroden wirkt. In einem Zustand, in dem parallele Drahtelektroden beim Voranschreiten der Bearbeitung in das Werkstück eintreten, ist, selbst wenn das Werkstück zwischen parallelen Drahtelektroden vorhanden ist, ein von anderen parallelen Drahtelektroden erzeugtes Magnetfeld nicht abgeschirmt, und eine elektromagnetische Kraft wirkt auf die anderen parallelen Drahtelektroden, um sie zu auszulenken, wenn es sich bei dem Werkstück nicht um eine magnetische Substanz handelt.
Die vorstehende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehenden Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung und eine Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung zu erhalten, um eine hochgenaue Bearbeitung zu bewerkstelligen, indem ein Auftreten von Auslenkung verhindert wird, die davon herrührt, dass eine elektromagnetische Kraft auf parallele Drahtelektroden wirkt. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Verarbeitung zu erhalten, wobei, wenn Halbleiterwafer und Solarzellenwafer hergestellt werden, gleichzeitig eine Auslenkung der Drähte verhindert wird.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Um die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, sind ein Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren, eine Halbleiterwaferherstellungsvorrichtung und ein Halbleiterwafer- und ein Solarzellenwaferherstellungsverfahren nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung folgendermaßen aufgebaut: eine Drahtelektrode, die als Schneidedrähte eingesetzt wird, die parallel mit einem Abstand dazwischen vorgesehen und einem Werkstück zugewandt sind; eine Bearbeitungsstromquelle, die eine impulsförmige Bearbeitungsspannung erzeugt; und mehrere Speiseeinheiten, jeweils elektrisch an die Schneidedrähte der Schneidedrahtelektrode angeschlossen und die Bearbeitungsspannung zwischen den Schneidedrähten bzw. dem Werkstück zuführen, wobei bei den parallelen Schneidedrähten die Speiseeinheiten angeordnet sind.
Die Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung und das Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren, die Halbleiterwaferherstellungsvorrichtung und das Halbleiterwafer- und Solarzellenwaferherstellungsverfahren nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind so aufgebaut, dass die Speiseeinheiten dadurch elektrisch an die Drahtelektrode angeschlossen sind, dass Speiseeinrichtungen abwechselnd angeordnet auf einer Seite, auf der die Schneidedrähte dem Werkstück nahe kommen, und auf einer Seite, auf der sich die Schneidedrähte vom Werkstück weg bewegen, so an die Schneidedrähte angeschlossen sind, dass Richtungen von Strömen, die durch die Schneidedrähte fließen, zwischen den einander benachbarten Schneidedrähten entgegengesetzt gerichtet werden.
Die Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung und das Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren, die Halbleiterwaferherstellungsvorrichtung und das Halbleiterwafer- und Solarzellenwaferherstellungsverfahren nach noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind so aufgebaut, dass die Speiseeinheiten dadurch elektrisch an die Drahtelektrode angeschlossen sind, dass die Speiseeinrichtungen abwechselnd angeordnet auf einer Seite, auf der die Schneidedrähte dem Werkstück nahe kommen, und auf einer Seite, auf der sich die Schneidedrähte vom Werkstück weg bewegen, so an die Schneidedrähte angeschlossen sind, dass mehrere benachbarte Schneidedrähte als Gruppen angesetzt sind, Richtungen von Strömen, die zu Schneidedrähten in einer gleichen Gruppe fließen, zu einer gleichen Richtung werden, und Richtungen von Strömen, die zu Schneidedrähten in benachbarten Gruppen fließen, einander entgegengesetzt gerichtet werden.
Die Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung und das Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren, die Halbleiterwaferherstellungsvorrichtung und das Halbleiterwafer- und Solarzellenwaferherstellungsverfahren nach noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind so aufgebaut, dass die Speiseeinheiten dadurch elektrisch an die Drahtelektrode angeschlossen sind, dass die Speiseeinrichtungen abwechselnd angeordnet auf einer Seite, auf der die Schneidedrähte dem Werkstück nahe kommen, und auf einer Seite, auf der sich die Schneidedrähte vom Werkstück weg bewegen, so an die Schneidedrähte angeschlossen sind, dass Richtungen von Strömen, die zu Schneidedrähten geleitet werden, die an beiden Enden in einer parallelen Richtung mehrerer paralleler Schneidedrähte angeordnet sind, zu Richtungen von Strömen, die zu Schneidedrähten geleitet werden, die an den anderen als den beiden Enden angeordnet sind, entgegengesetzt gerichtet werden.
Die Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung und das Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren, die Halbleiterwaferherstellungsvorrichtung und das Halbleiterwafer- und Solarzellenwaferherstellungsverfahren nach noch einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind so aufgebaut, dass die Speiseeinheiten auf beiden Seiten von Schneidedrähten vorgesehen sind, einer der Schneidedrähte ausgewählt wird, und die Bearbeitungsspannung aus der Bearbeitungsstromquelle zwischen den Schneidedrähten und dem Werkstück zugeführt wird.
Die Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung und das Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren, die Halbleiterwaferherstellungsvorrichtung und das Halbleiterwafer- und Solarzellenwaferherstellungsverfahren nach einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung sind so aufgebaut, dass die Speiseeinheiten auf beiden Seiten von Schneidedrähten vorgesehen sind, einer der Schneidedrähte ausgewählt wird, und die Bearbeitungsspannung aus der Bearbeitungsstromquelle zwischen den Schneidedrähten und dem Werkstück zugeführt wird.
Die Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung und das Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren, die Halbleiterwaferherstellungsvorrichtung und das Halbleiterwafer- und Solarzellenwaferherstellungsverfahren nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind so aufgebaut, dass die auf beiden Seiten der Schneidedrähte vorgesehenen Speiseeinheiten so angeschlossen sind, dass diese Speiseeinheiten in einer Linie in einer zu den Schneidedrähten orthogonalen Richtung angeordnet sind.
Eine Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung und ein Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren, eine Halbleiterwaferherstellungsvorrichtung und ein Halbleiterwafer- und ein Solarzellenwaferherstellungsverfahren nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung sind so aufgebaut, dass Folgendes umfasst ist: eine Drahtelektrode, die als Schneidedrähte eingesetzt wird, die parallel mit einem Abstand zwischen den Schneidedrähten vorgesehen sind, von denen ein vorbestimmter räumlich begrenzter Teil dem Werkstück zugewandt ist; eine Bearbeitungsstromquelle, die eine impulsförmige Bearbeitungsspannung erzeugt; und mehrere Speiseeinheiten, die jeweils elektrisch an die Schneidedrähte der Schneidedrahtelektrode angeschlossen sind und die Bearbeitungsspannung zwischen den Schneidedrähten bzw. dem Werkstück zuführen, wobei bei den parallelen Schneidedrähten die Speiseeinheiten so angeordnet sind, dass eine Richtung eines Stroms, der zu zumindest einem Teil der Schneidedrähte geleitet wird, zu einer Richtung wird, die sich von einer Richtung eines Stroms unterscheidet, der zu anderen Schneidedrähten geleitet wird.
Bei der Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung und deren Verfahren, der Halbleiterwaferherstellungsvorrichtung und deren Verfahren und der Solarzellenwaferherstellungsvorrichtung und deren Verfahren sind Richtungen von Strömen, die zu benachbarten Schneidedrähten fließen, einander entgegengesetzt gerichtet angesetzt, um Stärken von Magnetfeldern aufzuheben, die durch die Drahtelektroden in parallelen Drahtelektroden erzeugt werden. Wenn diese Aufhebung von Magnetfeldern verwendet wird, werden Bearbeitungsströme so zugeführt, dass Ströme, die zu parallelen Drahtelektroden fließen, nicht in allen Drahtelektroden dieselbe Richtung haben.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Nach der vorliegenden Erfindung sind bei den parallelen Drahtelektroden, von denen vorbestimmte räumlich begrenzte Teile, die parallel mit einem Abstand voneinander vorgesehen sind, einem Werkstück zugewandt sind und zu Schneidedrähten werden, die Speiseeinheiten so angeordnet, dass Richtungen von Strömen, die benachbarten Schneidedrähten zugeführt werden, einander entgegengesetzt gerichtet werden. Deshalb werden Magnetfelder, die durch Bearbeitungsströme erzeugt werden, die durch die Elektroerosionsbearbeitung zu den Schneidedrähten fließen, entweder durch Magnetfelder aufgehoben, die durch in entgegengesetzten Richtungen zu benachbarten Schneidedrähten fließenden Strömen erzeugt werden, oder abgeschwächt. Als Ergebnis wird eine auf die Schneidedrähte wirkende elektromagnetische Kraft gemindert und dadurch ein Aussenken von Schneideelektroden unterdrückt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Auslegung einer elektrischen Erosionsbearbeitungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein erläuterndes Schaubild einer Auslegung einer Stromspeisung zu parallelen Drahtelektroden nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein erläuterndes Schaubild einer Auslegung einer Stromspeisung zu parallelen Drahtelektroden nach einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Erosionsbearbeitungsvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
5 ist ein erläuterndes Schaubild einer Auslegung einer Stromspeisung zu parallelen Drahtelektroden nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
BESTE ART(EN) UND WEISEN) ZUR UMSETZUNG DER ERFINDUNG
Erste Ausführungsform
Nun werden nachstehend Auslegungen und Funktionsabläufe nach Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Elektroerosionsbearbeitungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der Elektroerosionsbearbeitungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform wird eine aus einer Drahtspule 1 abgerollte Drahtelektrode 2 mehrmals sequentiell zwischen mehrere Führungswalzen 3a bis 3d mit einem geringen Abstand zwischen den umgelegten Teilen der Drahtelektrode 2 gelegt, wodurch mehrere Schneidedrähte gebildet werden. Ein Abstand zwischen den durch Umlegen der Drahtelektrode 2 gebildeten Schneidedrähten wird zu einer Bearbeitungsbreite (einer Waferdicke) eines Werkstücks 8. Das heißt, das Werkstück 8 wird durch jeden Schneidedraht elektrisch erosiv zerschnitten, indem das Werkstück 8 zerschnitten und jedem Schneidedraht zugeführt und dabei eine Spannung zwischen jeden Schneidedraht und das Werkstück 8 in einem Zustand eingeleitet wird, in dem das Werkstück 8 jedem Schneidedraht mit einem vorbestimmten Abstand zwischen den Schneidedrähten entgegengesetzt ist. Dementsprechend wird das Werkstück 8 in mehrere Wafer zerschnitten. Bei dem Werkstück 8 handelt es sich um ein Material, das in dünne Platten zerschnitten werden soll und Metall wie etwa Wolfram und Molybdän, die zu einem Sputtertarget werden, Keramik wie etwa polykristallines Siliciumcarbid, das für verschiedene Strukturteile verwendet wird, Halbleitermaterialien wie etwa monokristallines Silicium und polykristallines Siliciumcarbid, die zu einem Halbleitervorrichtungswafer werden, und Solarzellenmaterialien wie etwa monokristallines Silicium und polykristallines Silicium umfasst, die zu einem Solarzellenwafer werden. Die Halbleitermaterialien und die Solarzellenmaterialien haben im Allgemeinen einen spezifischen Widerstand, der gleich oder höher als 0,0001 Ωcm ist, und Materialien, die elektrisch erosiv bearbeitet werden können, haben im Allgemeinen einen spezifischen Widerstand, der gleich oder kleiner als 100 Ωcm, vorzugsweise gleich oder kleiner als 10 Ωcm ist. Deshalb sind in der vorliegenden Erfindung Materialien mit einem spezifischen Widerstand, der gleich oder höher als 0,0001 Ωcm und gleich oder niedriger als 10 Ωcm ist, als Halbleitermaterialien und Solarzellenmaterialien vorzuziehen. Obwohl in einem in 1 gezeigten Beispiel eine Drahtelektrode 2 um mehrere Führungswalzen gelegt ist, können auch mehrere Schneidedrähte gebildet werden, indem eine Drahtelektrode 2 anstelle dieses Verfahrens umgelegt wird, und eine spezielle Auslegung davon ist nicht besonders eingeschränkt.
In der ersten Ausführungsform sind die mehreren Führungswalzen 3a bis 3d parallel mit einem Abstand zwischen ihnen in einer Axiallinienrichtung angeordnet. Die Führungswalze 3a und die Führungswalze 3b sind an höchsten Stellen vorgesehen, und die Führungswalze 3c ist an einer tiefsten Stelle unter der Führungswalze 3b vorgesehen. Die Führungswalze 3d ist unter der mit der Führungswalze 3c angeordneten Führungswalze 3a vorgesehen.
Die Drahtelektrode 2 wird aus einer Drahtaustragswalze 5 ausgeworfen, nachdem sie mit einer vorbestimmten Anzahl von Malen umgelegt wurde. Ein Abschnitt der Drahtelektrode 2 zwischen der Führungswalze 3a und der Führungswalze 3b wird zu einem Schneidedraht 2a, der dem Werkstück 8 zugewandt sein und das Werkstück 8 bearbeiten kann. Wie in 1 gezeigt ist, ist das Werkstück 8 dem Schneidedraht 2a abgewandt mit einem geringen Abstand zwischen dem Schneidedraht 2a und dem Werkstück 8 angeordnet, um einen Elektroerosionsbearbeitungsprozess durchzuführen. Ein Abschnitt der Drahtelektrode 2 zwischen der Führungswalze 3b und der Führungswalze 3c wird zu einem Stromspeisedraht 2b, dem eine Spannung (eine Bearbeitungsspannung) zugeführt wird, um eine Elektroerosionsbearbeitung durchzuführen.
Eine Spannung (eine Bearbeitungsspannung), um eine Elektroerosionsbearbeitung durchzuführen, wird dem Stromspeisedraht 2b der Drahtelektrode 2 über Speiseeinrichtungen 7A und 7B aus einer Bearbeitungsstromquelle 6 zugeführt, und eine Spannung wird zwischen dem Stromspeisedraht 2b und dem Werkstück 8 zugeführt. Die Bearbeitungsstromquelle 6 ist durch mehrere Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 gebildet, die unabhängig eine Spannung liefern können. Die Speiseeinrichtungen 7A und 7B sind durch mehrere Speiseeinheiten 71 und 72 gebildet, die jeweils voneinander isoliert sind und unabhängig eine Spannung zu jedem Schneidedraht 2a liefern können. Die mehreren Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61, die unabhängig eine Spannung zu parallelen Drahtelektroden liefern können, sind an eine (nicht gezeigte) Steuervorrichtung der elektrischen Erosionsbearbeitungsvorrichtung angeschlossen.
Natürlich kann auch auf eine der herkömmlichen elektrischen Erosionsbearbeitung ähnliche Weise eine Polarität einer angelegten Spannung je nach Bedarf geeignet umgekehrt werden. Eine Lage des Werkstücks 8 wird von einer (nicht gezeigten) Lagesteuerungsvorrichtung so gesteuert, dass sie einen geringen Abstand von der Drahtelektrode 2 hat, die zwischen die Führungswalzen 3a bis 3d gelegt ist. Deshalb wird eine angemessene Elektroerosionsspaltlänge für das Werkstück 8 aufrechterhalten. Eine (nicht gezeigte) Bearbeitungsflüssigkeit wird zwischen dem Werkstück 8 und der Drahtelektrode 2 durch Einblasen oder Eintauchen auf eine der normalen elektrischen Erosionsbearbeitung entsprechende Weise bereitgestellt.
Als Nächstes wird eine Stromeinspeisung zu parallelen Drahtelektroden in der elektrischen Erosionsbearbeitungsvorrichtung nach der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 2 veranschaulicht nur einen Umfang eines Teils, der Strom zu den parallelen Drahtelektroden zuführt, um einen Zustand der Stromeinspeisung zu den parallelen Drahtelektroden und dem Werkstück nach der ersten Ausführungsform klar zu machen. Werden Bearbeitungsströme dem Werkstück 8 aus den mehreren Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 zugeführt, sind die Stromspeiseleitungen aller Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 an das Werkstück 8 angeschlossen. Andere Stromspeiseleitungen der Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 sind an die Speiseeinheiten (die Speiseeinheit 71 oder die Speiseeinheit 72) angeschlossen, die jeweils den Schneidedrähten 2a entsprechen, und sind in einer nachstehend beschriebenen Konfiguration an die Speiseeinheiten angeschlossen. Die beiden Speiseeinheiten 71 und 72 sind bei jedem der Schneidedrähte 2a so angeordnet, dass sie das Werkstück 8 sandwichartig einschließen, wie in 2 gezeigt ist. Die Schneidedrähte 2a sind so gelagert, dass sie eine Brücke zwischen den beiden Speiseeinheiten 71 und 72 bilden. Andere Stromspeiseleitungen der Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 sind abwechselnd an die beiden Speiseeinheiten 71 und 72 angeschlossen, wie in 2 gezeigt ist. Wenn eine Stromspeiseleitung an die Speiseeinheit 71 angeschlossen ist, die einem bestimmten Schneidedraht 2a entspricht, ist bei dem diesem Schneidedraht benachbarten Schneidedraht 2a eine Stromspeiseleitung an die Speiseeinheit 72 nicht aber an die Speiseeinheit 71 angeschlossen. Wenn bei dieser Auslegung Richtungen von Strömen, die zu parallelen Schneidedrähten 2a fließen, zu einander entgegengesetzten Richtungen zwischen einander benachbarten Schneidedrähten 2a werden, fungieren Speiseeinheiten, an die keine Stromspeiseleitungen angeschlossen sind, als Drahtführungen (Halterungsteile) und ordnen mehrere Schneidedrähte 2a in paralleler Zusammenwirkung mit Speiseeinheiten an, an die Stromspeiseleitungen angeschlossen sind.
Nach dieser Auslegung werden in einem Zustand, in dem eine Elektroerosionsbearbeitung zwischen den mehreren Schneidedrähten 2a und dem Werkstück 8 stattfindet und Bearbeitungsströme gleichzeitig zu den Schneidedrähten 2a fließen, Fließrichtungen von Bearbeitungsströmen zu einander entgegengesetzten Richtungen. Deshalb werden Magnetfelder, die durch die Schneidedrähte 2a erzeugt werden, durch Magnetfelder aufgehoben, die durch jeweils benachbarte Schneidedrähte 2a erzeugt werden. Folglich kann eine elektromagnetische Kraft unterdrückt werden, die zu einer die Schneidedrähte 2a auslenkenden Kraft wird, indem sie auf die Schneidedrähte 2a einwirkt.
Wie vorstehend beschrieben, ist nach der Auslegung der ersten Ausführungsform eine Drahtelektrode 2 zwischen die mehreren Führungswalzen 3a bis 3d gelegt, um die mehreren Schneidedrähte 2a zu bilden. Die Bearbeitungsstromquelle 6 und die Speiseeinrichtungen 7A und 76 sind so vorgesehen, dass sie einzeln Strom zu jedem Schneidedraht 2a zuführen und Richtungen von Strömen, die zu den Schneidedrähten 2a fließen, zwischen benachbarten Schneidedrähten 2a einander entgegengesetzt gerichtet werden. Entsprechend kann ein Auslenken der Drahtelektroden an beiden Enden der parallelen Schneidedrähte 2a reduziert werden, und die Drahtelektroden an beiden Enden der parallelen Schneidedrähte 2a werden während der Bearbeitung nicht ausgelenkt. Im Ergebnis weist ein bearbeitetes Teil des Werkstücks 8 keine Bogenform, sondern eine gerade Linie auf. Folglich wird die Bearbeitungsgenauigkeit besser und die Dicken von Wafern, die auf einmal durch die parallelen Schneidedrähte 2a aus dem Werkstück 8 ausgeschnitten werden, werden gleichmäßig.
Zweite Ausführungsform
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wurde ein System erläutert, das eine von einer elektromagnetischen Kraft herrührende Auslenkung der Schneidedrähte 2a verhindert. Entsprechend diesem System ist eine Drahtelektrode 2 zwischen die mehreren Führungswalzen 3a bis 3d gelegt, um die mehreren Schneidedrähte 2a zu bilden. Die Bearbeitungsstromquelle 6 und die Speiseeinrichtungen 7A und 76 sind so vorgesehen, dass sie einzeln Strom zu jedem Schneidedraht 2a zuführen und Richtungen von Strömen, die zu den Schneidedrähten 2a fließen, zwischen einander benachbarten Schneidedrähten 2a einander entgegengesetzt gerichtet einstellen. Das heißt, das System nach der ersten Ausführungsform liefert Strom an die parallelen Schneidedrähte 2a in der Art und Weise, dass Fließrichtungen der Ströme zwischen einander benachbarten Schneidedrähten einander entgegengesetzt gerichtet werden, wodurch Magnetfelder aufgehoben werden, die durch die Schneidedrähte 2a erzeugt werden. Dieses System kann ein von einer elektromagnetischen Kraft herrührendes Auslenken der Schneidedrähte 2a verhindern und die Bearbeitungsformgenauigkeit verbessern. In einer zweiten Ausführungsform wird eine Modifizierung der ersten Ausführungsform zur Unterdrückung eines von einer elektromagnetischen Kraft herrührenden Auslenkens der Schneidedrähte 2a in einem Stromspeisesystem zu parallelen Schneidedrähten 2a erläutert.
3 stellt ein Teil dar, das den parallelen Drahtelektroden nach der zweiten Ausführungsform Strom zuführt. Eine grundlegende Vorrichtungsauslegung der zweiten Ausführungsform ist dieselbe wie diejenige der in 2 gezeigten, ersten Ausführungsform, aber ein Verbindungssystem der Stromspeiseleitungen von den Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 zu Speiseeinrichtungen, die dem Werkstück 8 entgegengesetzt angeordnet sind, ist anders, wie in 3 gezeigt ist. Deshalb werden in den folgenden Erklärungen hauptsächlich die Auslegungen erläutert, die sich von den in den 1 und 2 gezeigten unterscheiden, und Erklärungen identischer Auslegungen werden weggelassen.
Wie in 3 gezeigt ist, sind in der zweiten Ausführungsform Stromspeiseleitungen auf einer nicht an das Werkstück 8 angeschlossenen Polaritätsseite von zwei Polaritäten der Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 an die Speiseeinrichtungen 71 und 72 angeschlossen. In diesem Fall sind in der ersten Ausführungsform die auf derselben Seite des Werkstücks 8 aufgereihten Speiseeinheiten 71 und 72 abwechselnd an die Schneidedrähte 2a angeschlossen, um den den Schneidedrähten 2a entgegengesetzten Speiseeinheiten 71 und 72 abwechselnd Strom zuzuführen. In der zweiten Ausführungsform sind die Speiseeinheiten 71 und 72 auf einer Stromspeiseleitungsanschlussseite nicht abwechselnd an die Schneidedrähte 2a angeschlossen. Zwei einander benachbarte Schneidedrähte 2a sind als eine Gruppe angesetzt, und Stromspeiseleitungen sind auf derselben Polaritätsseite auf die an derselben Seite angeordneten Speiseeinheiten 71 und 72 in dieser einen Gruppe, d. h. diese beiden Schneidedrähte 2a angeschlossen. Der an diese eine Gruppe der Schneidedrähte 2a angrenzende Schneidedraht 2a und der auch noch an diesen Schneidedraht 2a angrenzende Schneidedraht 2a sind als eine Gruppe angesetzt. Stromspeiseleitungen der Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 sind an die auf der entgegengesetzten Seite der vorstehend genannten Gruppe der Schneidedrähte 2a angeordneten Speiseeinheiten 71 und 72 in der Gruppe zweiter Schneidedrähte 2a angeschlossen.
Anstatt wie vorstehend beschrieben zwei parallele Drähte benachbart als eine Gruppe anzusetzen, können auch mehrere (drei oder vier oder fünf usw.) Schneidedrähte 2a als eine Gruppe angesetzt werden. Auf diese Weise werden die Speiseeinheiten 71 und 72 an die Drahtelektroden 2 der Schneidedrähte 2a so angeschlossen, dass mehrere einander benachbarte Schneidedrähte 2a als jeweils eine Gruppe angesetzt sind, Richtungen von Strömen, die zu den Schneidedrähten 2a derselben Gruppe geleitet werden, als dieselben Richtungen angesetzt werden, und Richtungen von Strömen, die zu den Schneidedrähten 2a benachbarter Gruppen geleitet werden, zu einander entgegengesetzten Richtungen werden. In diesem Fall fungieren Speiseeinheiten, an die keine Stromspeiseleitungen angeschlossen sind, als Drahtführungen (Halterungsteile) und ordnen mehrere Schneidedrähte 2a parallel in derselben Ebene in Zusammenwirkung mit Speiseeinheiten an, an die Stromspeiseleitungen angeschlossen sind.
Nach dieser Auslegung werden in einem Zustand, in dem eine Elektroerosionsbearbeitung zwischen den parallelen Schneidedrähten 2a und dem Werkstück 8 stattfindet und Bearbeitungsströme zu den parallelen Schneidedrähten 2a fließen, Magnetfelder, die durch die Bearbeitungsströme erzeugt werden, durch Magnetfelder abgeschwächt, die in im Nahbereich vorhandenen Schneidedrähten 2a erzeugt werden. Deshalb kann eine auf die Schneidedrähte 2a wirkende und diese auslenkende elektromagnetische Kraft reduziert werden.
Wie vorstehend beschrieben, werden nach der zweiten Ausführungsform der ersten Ausführungsform ähnliche Wirkungen erzielt, und Stromspeiseleitungen können mühelos in einer Stromspeiseauslegung zu den parallelen Schneidedrähten 2a angeordnet werden, weil Strom so zugeführt wird, dass mehrere Schneidedrähte 2a von parallelen Schneidedrähten 2a als eine Gruppe behandelt und Stromfließrichtungen zwischen den Gruppen entgegengesetzt gerichtet werden.
Dritte Ausführungsform
In der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform wurde ein System erläutert, das eine von einer elektromagnetischen Kraft herrührende Auslenkung der Schneidedrähte 2a verhindert. Entsprechend diesem System ist eine Drahtelektrode 2 zwischen die mehreren Führungswalzen 3a bis 3d gelegt, um die mehreren Schneidedrähte 2a zu bilden. Die Bearbeitungsstromquelle 6 und die Speiseeinrichtungen 7A und 7B sind so vorgesehen, dass sie einzeln Strom zu jedem Schneidedraht 2a zuführen und Richtungen von Strömen, die zu den Schneidedrähten 2a fließen, zwischen einander benachbarten Schneidedrähten einander entgegengesetzt gerichtet einstellen. Das heißt, das System nach der ersten Ausführungsform liefert Strom an die parallelen Schneidedrähte 2a in der Art und Weise, dass Fließrichtungen der Ströme zwischen einander benachbarten Schneidedrähten einander entgegengesetzt gerichtet werden, wodurch Magnetfelder aufgehoben werden, die durch die Schneidedrähte 2a erzeugt werden. Dieses System kann ein von einer elektromagnetischen Kraft herrührendes Auslenken der Schneidedrähte 2a verhindern und die Bearbeitungsformgenauigkeit verbessern.
In der zweiten Ausführungsform werden in dem Stromspeisesystem zu den parallelen Schneidedrähten 2a mehrere parallele Schneidedrähte 2a als Gruppen behandelt, Strom wird den diese Gruppen bildenden Schneidedrähten 2a so zugeführt, dass Ströme in derselben Richtung fließen, und Richtungen von Strömen, die zu den Schneidedrähten 2a benachbarter Gruppen fließen, einander entgegengesetzt gerichtet werden. In diesem System kann ein von einer elektromagnetischen Kraft herrührendes Auslenken der Schneidedrähte 2a unterdrückt und die Bearbeitungsformgenauigkeit verbessert werden, indem die Stärke der durch die zu den Schneidedrähten 2a fließenden Ströme erzeugten Magnetfelder abgeschwächt wird.
In einer dritten Ausführungsform wird ein Stromspeisesystem zu den Schneidedrähten 2a erklärt, das keine Ströme abwechselnd oder in entgegengesetzten Richtungen für jede der mehreren Schneidedrähte zuführt, sondern die Anzahl der Schneidedrähte 2a, denen Ströme in entgegengesetzten Richtungen zugeleitet werden, soweit wie möglich senkt, wodurch die Magnetfeldstärke gesenkt und ein von einer elektromagnetischen Kraft herrührendes Auslenken der Schneidedrähte2a unterdrückt wird.
4 ist eine perspektivische Ansicht einer elektrischen Erosionsbearbeitungsvorrichtung nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in 4 gezeigt ist, ist eine grundlegende Vorrichtungsauslegung der dritten Ausführungsform dieselbe wie diejenige der in 1 gezeigten Ausführungsform. Deshalb werden in den folgenden Erklärungen hauptsächlich die Auslegungen erläutert, die sich von der in 1 gezeigten ersten Ausführungsform unterscheiden, und Erklärungen identischer Auslegungen werden weggelassen.
Auch in der dritten Ausführungsform wird auf eine der ersten und zweiten Ausführungsform ähnliche Weise die aus der Drahtspule 1 abgerollte Drahtelektrode 2 mehrmals zwischen die mehreren Führungswalzen 3a bis 3d mit einem geringen Abstand zwischen den Drahtelektroden gelegt, wodurch mehrere Drahtverlaufssysteme gebildet werden. Schließlich wird die Drahtelektrode 2 eine bestimmte Anzahl von Malen umgelegt und aus der Drahtaustragswalze 5 abgezogen. In diesem Fall wird in der dritten Ausführungsform ein Abschnitt der Drahtelektrode 2 zwischen der Führungswalze 3a und der Führungswalze 3b zu dem Schneidedraht 2a zur Bearbeitung des Werkstücks 8. Wie in 4 gezeigt ist, ist das Werkstück 8 den Schneidedrähten 2a entgegengesetzt mit einem geringen Abstand zwischen den Schneidedrähten 2a und dem Werkstück 8 angeordnet, um einen elektrischen Erosionsbearbeitungsprozess durchzuführen. Ein Abschnitt der Drahtelektroden 2 zwischen der Führungswalze 3b und der Führungswalze 3c wird zu den Stromspeisedrähten 2b, denen eine Spannung (eine Bearbeitungsspannung) zugeführt wird, um eine Elektroerosionsbearbeitung durchzuführen. Eine Spannung (eine Bearbeitungsspannung) zum Durchführen einer elektrischen Erosionsbearbeitung wird über die Speiseeeinrichtungen 7A und 76 aus der Bearbeitungsstromquelle 6 an die Stromspeisedrähte 2b der Drahtelektrode 2 geliefert, und eine Spannung wird zwischen den Stromspeisedrähten 2b und dem Werkstück 8 zugeführt. Die Bearbeitungsstromquelle 6 ist durch mehrere Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 gebildet, die in der Lage sind, unabhängig eine Spannung zuzuführen. Die Speiseeinrichtungen 7A und 7B sind durch die jeweils voneinander isolierten mehreren Speiseeinheiten 71 und 72 gebildet und können unabhängig eine Spannung zu jedem Schneidedraht 2a zuführen. Die mehreren Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61, die in der Lage sind, unabhängig eine Spannung zu parallelen Schneidedrähten 2a zuzuführen, sind an eine (nicht gezeigte) Steuervorrichtung der elektrischen Erosionsbearbeitungsvorrichtung angeschlossen.
Als Nächstes wird eine Stromeinspeisung zu den parallelen Drahtelektroden in der Elektroerosionsbearbeitungsvorrichtung nach der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erklärt. 5 stellt einen Zustand dar, in dem wie bei der ersten Ausführungsform beim Zuführen von Strom der durch die Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 gebildeten Bearbeitungsstromquelle 6 zum Werkstück 8 Stromspeiseleitungen, die auf derselben Polaritätsseite aller Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 angeschlossen sind, an das Werkstück 8 angeschlossen sind. Stromspeiseleitungen von einer anderen gleichen Polaritätsseite der Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 sind an in 5 gezeigte Speiseeinheiten angeschlossen. Nicht an das Werkstück 8 angeschlossene Stromspeiseleitungen aus einer Polaritätsseite der Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 sind an Speiseeinheiten angeschlossen, die auf derselben Seite angeordnet sind wie das Werkstück 8, mit Ausnahme von Drahtelektroden an beiden Enden von den parallelen Schneidedrähten 2a. Andererseits sind, um Strom zu den Schneidedrähten 2a an beiden Enden von den parallelen Schneidedrähten 2a zuzuführen, nicht an das Werkstück 8 angeschlossene Stromspeiseleitungen aus der Polaritätsseite der Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 an Speiseeinheiten angeschlossen, die so angeordnet sind, dass sie die das Werkstück 8 bearbeitenden Schneidedrähte 2a an zwei Punkten an Stellen abstützen, die das Werkstück 8 sandwichartig zwischen sich einschließen, wie in 5 gezeigt ist. In diesem Fall fungieren Speiseeinheiten, an die keine Stromspeiseleitungen angeschlossen sind, als Drahtführungen (Halterungsteile) und ordnen mehrere Schneidedrähte 2a parallel in derselben Ebene in Zusammenwirkung mit Speiseeinheiten an, an die Stromspeiseleitungen angeschlossen sind.
Ein Funktionsablauf der dritten Ausführungsform wird als Nächstes erklärt. 5 stellt umfängliche Teile einer Speiseeinheit, die durch die parallelen Schneidedrähte 2a gebildet ist, und das Werkstück 8, die Führungswalzen 3a und 3b, die Speiseeinrichtungen 7A und 7B und die Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 dar. Wenn in der in 5 gezeigten Auslegung eine elektrische Entladung zwischen den Schneidedrähten 2a und dem Werkstück 8 stattfindet, verlaufen Ströme aus den Bearbeitungsstromquelleneinheiten 61 durch die Stromspeiseleitungen und fließen über die Speiseeinheiten 71 und 72 zu den Schneidedrähten 2a. Dabei fließen Ströme in derselben Richtung zu anderen parallelen Schneidedrähten 2a, mit Ausnahme der Schneidedrähte A1 und A2 an beiden Ende von den parallel angeordnete Schneidedrähten 2a. Am Umfang der Schneidedrähte 2a werden durch die Ströme Magnetfelder erzeugt, und eine elektromagnetische Kraft wirkt auf die Schneidedrähte 2a, in denen Strom fließt. Besonders wirkt in den parallelen Schneidedrähten 2a, zu denen Ströme in derselben Richtung fließen, die größte elektromagnetische Kraft auf die an beiden Enden angeordneten Schneidedrähte B1 und B2, wodurch die Schneidedrähte 2a ausgelenkt werden. Jedoch wird nach dem Stromspeisesystem der dritten Ausführungsform Strom so zu den Schneidedrähten A1 und A2 an beiden Enden der parallelen Drähte zugeführt, dass Ströme in einer zu derjenigen in anderen parallelen Schneidedrähten 2a, wie etwa B1 und B2, entgegengesetzten Richtung durchgeleitet werden. Deshalb schwächen Magnetfelder, die durch Ströme erzeugt werden, die zu den Schneidedrähten A1 und A2 fließen, wirksam die Magnetfeldstärke, die auf die Schneidedrähte B1 und B2 an beiden Enden der parallelen Schneidedrähte 2a wirkt, zu denen die Ströme in derselben Richtung fließen. Dementsprechend wird eine auf die Schneidedrähte B1 und B2 wirkende elektromagnetische Kraft unterdrückt und ein Auslenken der Schneidedrähte 2a verhindert. Zur gleichen Zeit wird die auf die Schneidedrähte A1 und A2 wirkende Magnetfeldstärke abgeschwächt und eine auf die Schneidedrähte A1 und A2 wirkende elektromagnetische Kraft unterdrückt, wodurch ein Auslenken der Schneidedrähte 2a verhindert wird.
Wie vorstehend erklärt, ist nach der dritten Ausführungsform eine Richtung eines Stroms, der zu jedem einzelnen Schneidedraht 2a fließt, der an beiden Enden von parallelen Schneidedrähten 2a angeordnet ist, entgegen einer Richtung von Strömen angesetzt, die zu den übrigen parallelen Schneidedrähten 2a, aber nicht zu diesen beiden Schneidedrähten 2a fließt. Deshalb kann eine auf die Schneidedrähte 2a wirkende elektromagnetische Kraft gemindert und ein Auslenken der Schneidedrähte 2a verhindert werden.
In den Ausführungsformen eins bis drei wurde als Beispiel eine Elektroerosionsbearbeitungsvorrichtung mit mehreren Drahtverlaufssystemen erklärt, die dadurch bereitgestellt werden, dass die Drahtelektrode 2 zwischen mehrere Führungswalzen mit einem Abstand zwischen den Drahtverlaufssystemen gelegt ist. Jedoch ist die vorstehende Erfindung nicht darauf beschränkt und die Ausführungsformen eins bis drei können auch auf eine Elektroerosionsbearbeitungsvorrichtung mit drei oder mehr Drahtelektroden angewendet werden, die eine elektrische Entladung zwischen einem Werkstück und den Drahtelektroden erzeugt, auch wenn die Elektroden nicht umgelegt sind.
Ein Anordnungslageverhältnis zwischen den Führungswalzen, den Speiseeinheiten und dem Werkstück oder einem (nicht gezeigten) Tisch, auf dem das Werkstück angebracht ist, ist in den Ausführungsformen eins bis drei erklärt. Zum Beispiel können die Führungswalzen zwischen den Speiseeinheiten auf beiden Seiten eines Werkstücks oder einem Werkstück oder einem Tisch, auf dem das Werkstück angebracht ist, und dem Werkstück oder dem Tisch, auf dem das Werkstück angebracht ist, angeordnet sein, wie in den 1 und 4 gezeigt ist.
Alternativ können die Speiseeinheiten, wie in 2, 3 und 5 gezeigt ist, auf beiden Seiten des Werkstücks oder des Tischs, auf dem das Werkstück angebracht ist, angeordnet sein, und die Führungswalzen können auf den Seiten ihrer Speiseeinrichtungen angeordnet sein, auf denen das Werkstück oder der Tisch, auf dem das Werkstück angebracht ist, nicht angeordnet ist.
Wenn Halbleitermaterialien wie etwa monokristallines Silicium und polykristallines Siliciumcarbid, Solarzellenmaterialien wie etwa monokristallines Silicium und polykri stallines Silicium, Keramik wie etwa polykristallines Siliciumcarbid, und Sputtertarget-Materialien wie etwa Wolfram und Molybdän mit dem vorstehenden elektrischen Erosionsbearbeitungsverfahren bearbeitet werden, wird eine zwischen den Drähten während der elektrischen Erosionsbearbeitung wirkende elektromagnetische Kraft aufgehoben oder gemindert und somit ein Auslenken der Drahtelektroden verhindert.
Deshalb können mehrere Wafer auf einmal in einer hohen Größengenauigkeit ausgeschnitten werden.
Bezugszeichenliste

1: Drahtspule
2: Drahtelektrode
2a: Schneidedraht
2b: Stromspeisedraht
3a, 3b, 3c,: 3d Führungswalzen
5: Drahtaustragswalze
6: Bearbeitungsstromquelle
7A, 7B: Speiseeinrichtung
8: Werkstück
61: Bearbeitungsstromquelleneinheit
71, 72: Speiseeinheit

ZUSAMMENFASSUNG
Ein Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren umfasst: eine Drahtelektrode (2), die als Schneidedrähte (2a) eingesetzt wird, die parallel mit einem Abstand zwischen den Schneidedrähten (2a) vorgesehen sind, von denen ein vorbestimmter räumlich begrenzter Teil dem Werkstück (8) zugewandt ist; eine Bearbeitungsstromquelle (6), die eine impulsförmige Bearbeitungsspannung erzeugt; und mehrere Speiseeinheiten (71, 72), die jeweils elektrisch an die mehreren Schneidedrähte (2a) der Drahtelektrode (2) angeschlossen sind und die Bearbeitungsspannung zwischen den Schneidedrähten (2a) bzw. dem Werkstück (8) zuführen. Bei den parallelen Schneidedrähten (2a) sind die Speiseeinheiten (71, 72) so angeordnet, dass eine Richtung eines Stroms, der zu zumindest einem Teil der Schneidedrähte (2a) geleitet wird, zu einer Richtung wird, die sich von einer Richtung eines Stroms unterscheidet, der zu anderen Schneidedrähten (2a) geleitet wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2000-94221 [0006]
JP 61-95827 [0006]
JP 248719 [0006]

Claims

Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung, Folgendes umfassend: eine Drahtelektrode, die als Schneidedrähte eingesetzt wird, die parallel mit einem Abstand dazwischen vorgesehen und einem Werkstück zugewandt sind; eine Bearbeitungsstromquelle, die eine impulsförmige Bearbeitungsspannung erzeugt; und mehrere Speiseeinheiten, die jeweils elektrisch an die Schneidedrähte der Schneidedrahtelektrode angeschlossen sind und die Bearbeitungsspannung zwischen den Schneidedrähten bzw. dem Werkstück zuführen, wobei bei den parallelen Schneidedrähten die Speiseeinheiten so angeordnet sind, dass eine Richtung eines Stroms, der zu zumindest einem Teil der Schneidedrähte geleitet wird, zu einer Richtung wird, die sich von einer Richtung eines Stroms unterscheidet, der zu anderen Schneidedrähten geleitet wird.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Speiseeinheiten dadurch elektrisch an die Drahtelektrode angeschlossen sind, dass Speiseeinrichtungen abwechselnd angeordnet auf einer Seite, auf der die Schneidedrähte dem Werkstück nahe kommen, und auf einer Seite, auf der sich die Schneidedrähte vom Werkstück weg bewegen, so an die Schneidedrähte angeschlossen sind, dass Richtungen von Strömen, die durch die Schneidedrähte fließen, zwischen den einander benachbarten Schneidedrähten entgegengesetzt gerichtet werden.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Speiseeinheiten dadurch elektrisch an die Drahtelektrode angeschlossen sind, dass die Speiseeinrichtungen abwechselnd angeordnet auf einer Seite, auf der die Schneidedrähte dem Werkstück nahe kommen, und auf einer Seite, auf der sich die Schneidedrähte vom Werkstück weg bewegen, so an die Schneidedrähte angeschlossen sind, dass mehrere einander benachbarte Schneidedrähte als Gruppen angesetzt sind, Richtungen von Strömen, die zu Schneidedrähten in einer gleichen Gruppe fließen, zur selben Richtung werden, und Richtungen von Strömen, die zu Schneidedrähten in benachbarten Gruppen fließen, einander entgegengesetzt gerichtet werden.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Speiseeinheiten dadurch elektrisch an die Drahtelektrode angeschlossen sind, dass die Speiseeinrichtungen abwechselnd angeordnet auf einer Seite, auf der die Schneidedrähte dem Werkstück nahe kommen, und auf einer Seite, auf der sich die Schneidedrähte vom Werkstück weg bewegen, so an die Schneidedrähte angeschlossen sind, dass Richtungen von Strömen, die zu Schneidedrähten geleitet werden, die an beiden Enden in einer parallelen Richtung mehrerer paralleler Schneidedrähte angeordnet sind, zu Richtungen von Strömen, die zu Schneidedrähten geleitet werden, die an den anderen als den beiden Enden angeordnet sind, entgegengesetzt gerichtet werden.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Speiseeinheiten auf beiden Seiten von Schneidedrähten vorgesehen sind, einer der Schneidedrähte ausgewählt wird, und die Bearbeitungsspannung aus der Bearbeitungsstromquelle zwischen den Schneidedrähten und dem Werkstück zugeführt wird.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Speiseeinheiten, die die nicht ausgewählten und auf beiden Seiten von Schneidedrähten vorgesehenen Speiseinheiten umfassen, als Halterungsteile für die Drahtelektrode fungieren.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Speiseeinheiten, die auf beiden Seiten der Schneidedrähte vorgesehen sind, so angeschlossen sind, dass diese Speiseeinheiten in einer Linie in einer zu den Schneidedrähten orthogonalen Richtung angeordnet sind.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Lageverhältnis zwischen den Speiseeinheiten, dem Werkstück oder einem Tisch, auf dem das Werkstück angebracht ist, und einer Führungswalze, die Schneidedrähte umlegt, so ist, dass die Speiseeinheiten auf beiden Seiten des Werkstücks oder des Tisches, auf dem das Werkstück angebracht ist, angeordnet sind, und mindestens eine der Führungswalzen, die auf beiden Seiten des Werkstücks oder des Tisches, auf dem das Werkstück angebracht ist, angeordnet sind, zwischen den Speiseeinheiten und dem Werkstück oder dem Tisch, auf dem das Werkstück angebracht ist, angeordnet ist.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Lageverhältnis zwischen den Speiseeinheiten, dem Werkstück oder einem Tisch, auf dem das Werkstück angebracht ist, und einer Führungswalze, die Schneidedrähte umlegt, so ist, dass die Speiseeinheiten auf beiden Seiten des Werkstücks oder des Tisches, auf dem das Werkstück angebracht ist, angeordnet sind, und dass die Führungswalze auf einer Seite der Speiseeinheiten angeordnet ist, auf der das Werkstück oder der Tisch, auf dem das Werkstück angebracht ist, nicht angeordnet ist.
Halbleiterwaferherstellungsverfahren, Folgendes umfassend: eine Drahtelektrode, die als Schneidedrähte eingesetzt wird, die parallel mit einem Abstand zwischen den Schneidedrähten vorgesehen sind, von denen ein vorbestimmter räumlich begrenzter Teil dem Werkstück zugewandt ist; eine Bearbeitungsstromquelle, die eine impulsförmige Bearbeitungsspannung erzeugt; und mehrere Speiseeinheiten, die jeweils elektrisch an die Schneidedrähte der Schneidedrahtelektrode angeschlossen sind und die Bearbeitungsspannung zwischen den Schneidedrähten bzw. dem Werkstück zuführen, wobei es sich bei dem Werkstück um ein Halbleiterwafermaterial handelt, und bei mehreren parallelen Schneidedrähten eine Richtung eines Stroms, der zu zumindest einem Teil der Schneidedrähte geleitet wird, zu einer Richtung wird, die sich von einer Richtung eines Stroms unterscheidet, der zu anderen Schneidedrähten geleitet wird.
Halbleiterwaferherstellungsverfahren nach Anspruch 10, wobei es sich bei dem Halbleiterwafermaterial um Silicium oder Siliciumcarbid oder ein Material mit Silicium oder Siliciumcarbid als Hauptbestandteil handelt.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren als Verfahren, um ein Auslenken von Drähten einer Elektroerosionsbearbeitungsvorrichtung zu verhindern, wobei die Drahtelektroerosionsbearbeitungsvorrichtung umfasst: eine Drahtelektrode, die als Schneidedrähte eingesetzt wird, die parallel mit einem Abstand zwischen den Schneidedrähten vorgesehen sind, von denen ein vorbestimmter räumlich begrenzter Teil dem Werkstück zugewandt ist; eine Bearbeitungsstromquelle, die eine impulsförmige Bearbeitungsspannung erzeugt; und mehrere Speiseeinheiten, die jeweils elektrisch an die Schneidedrähte der Schneidedrahtelektrode angeschlossen sind und die Bearbeitungsspannung zwischen den Schneidedrähten bzw. dem Werkstück zuführen, wobei bei den parallelen Schneidedrähten die Speiseeinheiten so angeordnet sind, dass eine Richtung eines Stroms, der zu zumindest einem Teil der Schneidedrähte geleitet wird, zu einer Richtung wird, die sich von einer Richtung eines Stroms unterscheidet, der zu anderen Schneidedrähten geleitet wird.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die an die Schneidedrähte angeschlossenen Speiseeinrichtungen dadurch elektrisch an die Drahtelektrode angeschlossen sind, dass sie abwechselnd auf einer Seite, auf der die Schneidedrähte dem Werkstück nahe kommen, und auf einer Seite, auf der sich die Schneidedrähte vom Werkstück weg bewegen, so angeordnet sind, dass Richtungen von durchgeleiteten Strömen zwischen den einander benachbarten Schneidedrähten entgegengesetzt gerichtet werden.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die an die Schneidedrähte angeschlossenen Speiseeinrichtungen dadurch elektrisch an die Drahtelektrode angeschlossen sind, dass sie abwechselnd auf einer Seite, auf der die Schneidedrähte dem Werkstück nahe kommen, und auf einer Seite, auf der sich die Schneidedrähte vom Werkstück weg bewegen, so angeordnet sind, dass mehrere einander benachbarte Schneidedrähte als eine Gruppe angesetzt sind, Richtungen von Strömen, die zu Schneidedrähten in einer gleichen Gruppe geleitet werden, zur selben Richtung werden, und Richtungen von Strömen, die zu Schneidedrähten in benachbarten Gruppen geleitet werden, einander entgegengesetzt gerichtet werden.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die an die Schneidedrähte angeschlossenen Speiseeinrichtungen dadurch elektrisch an die Drahtelektrode angeschlossen sind, dass sie abwechselnd auf einer Seite, auf der die Schneidedrähte dem Werkstück nahe kommen, und auf einer Seite, auf der sich die Schneidedrähte vom Werkstück weg bewegen, so angeordnet sind, dass Richtungen von Strömen, die zu Schneidedrähten geleitet werden, die an beiden Enden in einer parallelen Richtung mehrerer paralleler Schneidedrähte geleitet werden, zu Richtungen von Strömen, die zu Schneidedrähten an anderen als den beiden Enden geleitet werden, entgegengesetzt gerichtet werden.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die Speiseeinheiten auf beiden Seiten von Schneidedrähten vorgesehen sind, eine der Speiseeinrichtungen ausgewählt wird, und die Bearbeitungsspannung zwischen den Schneidedrähten und dem Werkstück zugeführt wird.
Drahtelektroerosionsbearbeitungsverfahren nach Anspruch 12, wobei die Speiseeinheiten, die die nicht ausgewählten und auf beiden Seiten von Schneidedrähten vorgesehenen Speiseeinheiten umfassen, als Halterungsteile für die Drahtelektrode fungieren.
Solarzellenwaferherstellungsverfahren, Folgendes umfassend: eine Drahtelektrode, die als Schneidedrähte eingesetzt wird, die parallel mit einem Abstand zwischen den Schneidedrähten vorgesehen sind, von denen ein vorbestimmter räumlich begrenzter Teil dem Werkstück zugewandt ist; eine Bearbeitungsstromquelle, die eine impulsförmige Bearbeitungsspannung erzeugt; und mehrere Speiseeinheiten, die jeweils elektrisch an die Schneidedrähte der Schneidedrahtelektrode angeschlossen sind und die Bearbeitungsspannung zwischen den Schneidedrähten bzw. dem Werkstück zuführen, wobei es sich bei dem Werkstück um ein Solarzellenwafermaterial handelt, und bei mehreren parallelen Schneidedrähten eine Richtung eines Stroms, der zu zumindest einem Teil der Schneidedrähte geleitet wird, zu einer Richtung wird, die sich von einer Richtung eines Stroms unterscheidet, der zu anderen Schneidedrähten geleitet wird.
Solarzellenwaferherstellungsverfahren nach Anspruch 18, wobei es sich bei dem Solarzellenwafermaterial um ein Material mit polykristallinem Silicium oder monokristallinem Silicium als Hauptbestandteil handelt.
Halbleiterwaferherstellungsvorrichtung, Folgendes umfassend: eine Drahtelektrode, die als Schneidedrähte eingesetzt wird, die parallel mit einem Abstand zwischen den Schneidedrähten vorgesehen und einem Werkstück zugewandt sind; eine Bearbeitungsstromquelle, die eine impulsförmige Bearbeitungsspannung erzeugt; und mehrere Speiseeinheiten, die jeweils elektrisch an die Schneidedrähte der Schneidedrahtelektrode angeschlossen sind und die Bearbeitungsspannung zwischen den Schneidedrähten bzw. dem Werkstück in Form von Halbleiterwafermaterial zuführen, wobei bei den parallelen Schneidedrähten die Speiseeinheiten so angeordnet sind, dass eine Richtung eines Stroms, der zu zumindest einem Teil der Schneidedrähte geleitet wird, zu einer Richtung wird, die sich von einer Richtung eines Stroms unterscheidet, der zu anderen Schneidedrähten geleitet wird.
Halbleiterwaferherstellungsverfahren nach Anspruch 20, wobei es sich bei dem Halbleiterwafermaterial um Silicium oder Siliciumcarbid oder ein Material mit Silicium oder Siliciumcarbid als Hauptbestandteil handelt.
Solarzellenwaferherstellungsvorrichtung, Folgendes umfassend: eine Drahtelektrode, die als Schneidedrähte eingesetzt wird, die parallel mit einem Abstand zwischen den Schneidedrähten vorgesehen und einem Werkstück zugewandt sind; eine Bearbeitungsstromquelle, die eine impulsförmige Bearbeitungsspannung erzeugt; und mehrere Speiseeinheiten, die jeweils elektrisch an die Schneidedrähte der Schneidedrahtelektrode angeschlossen sind und die Bearbeitungsspannung zwischen den Schneidedrähten bzw. dem Werkstück in Form von Solarzellenwafermaterial zuführen, wobei bei den parallelen Schneidedrähten die Speiseeinheiten so angeordnet sind, dass eine Richtung eines Stroms, der zu zumindest einem Teil der Schneidedrähte geleitet wird, zu einer Richtung wird, die sich von einer Richtung eines Stroms unterscheidet, der zu anderen Schneidedrähten geleitet wird.
Solarzellenwaferherstellungsverfahren nach Anspruch 22, wobei es sich bei dem Solarzellenwafermaterial um ein Material mit polykristallinem Silicium oder monokristallinem Silicium als Hauptbestandteil handelt.