DE112011101672B4

DE112011101672B4 - Drahtelektroerodiervorrichtung und Dünnscheibenherstellungsverfahren

Info

Publication number: DE112011101672B4
Application number: DE112011101672.7T
Authority: DE
Inventors: Takashi Yuzawa; Hidetaka Miyake; Tatsushi Sato; Atsushi Itokazu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2010-05-18
Filing date: 2011-03-23
Publication date: 2019-06-13
Anticipated expiration: 2031-03-24
Also published as: CN102892539A; WO2011145390A1; DE112011101672T5; US20130043217A1; US9833854B2; JP5460864B2; CN102892539B; JPWO2011145390A1

Abstract

Drahtelektroerodiervorrichtung, Folgendes umfassend:Drahtelektroden (2), die voneinander beabstandet und parallel angeordnet sind, und so vorgesehen sind, dass sie einem Werkstück (8) zugewandt sind;eine Bearbeitungsenergiequelle (6), die eine gepulste Bearbeitungsspannung erzeugt;mehrere Energieeinspeisungskontakteinheiten (71), die elektrisch jeweils an die Drahtelektroden (2) angeschlossen sind, um die Bearbeitungsspannung jeweils an einen Abschnitt zwischen der Drahtelektrode (2) und dem Werkstück (8) anzulegen;eine Bearbeitungsfluiddüse (80), die ein Bearbeitungsfluid in eine Bearbeitungsnut (81) zuführt; undeinen Werkstückhalter (10), der mit einem Einpassabschnitt (102) ausgebildet ist, in den das Werkstück (8) im Wesentlichen ohne irgendeinen Spalt eingepasst ist, und der eine derartige äußere Form hat, dass zu einem Zeitpunkt eines Zerschneidens des Werkstückhalters (10) zusammen mit dem darin eingepassten Werkstück (8) durch die Drahtelektroden (2), eine Strecke entlang den Drahtelektroden (2) eines Abschnitts, wo der Werkstückhalter (10) und das Werkstück (8) den Drahtelektroden (2) zugewandt sind, während des Schneideprozesses des Werkstücks (8) im Wesentlichen konstant ist,wobei der Spalt zwischen der Spitze der Bearbeitungsfluiddüse (80) und der äußeren Form des Werkstückhalters (10) während des Schneideprozesses im Wesentlichen konstant aufrechterhalten bleibt.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drahtelektroerodiervorrichtung und ein Dünnscheibenherstellungsverfahren.
Hintergrund
Herkömmlicherweise wurde als Drahtelektroerodierverfahren ein Erodierdrahtsägenverfahren vorgeschlagen, bei dem, wenn eine dünne Scheibe von einem Werkstück mit einer säulenartigen Form abgeschnitten wird, eine Drahtelektrode zwischen mehreren Führungsrollen gewickelt und parallel angeordnet ist, um mehrfache Abschneidedrahtabschnitte zu bilden, jedem Abschneidedrahtabschnitt gesondert Energie zugeführt, so dass eine elektrische Entladung zwischen jedem Abschneidedrahtabschnitt und dem Werkstück stattfindet, wodurch das Werkstück gleichzeitig in mehrere Stücke zerschnitten wird.
Bei der Erodierdrahtsäge mit der oben beschriebenen Auslegung ist eine Halteeinrichtung zum zuverlässigen Haltern des Werkstücks erforderlich, um eine Bearbeitung auf stabile Weise durchzuführen. Beispielweise offenbart Patentschrift 1 ein technisches Verfahren, bei dem eine leitfähige Fixierbasis, die sich in einer axialen Richtung erstreckt, in einem Teil eines säulenartigen Werkstücks in einer Umfangsrichtung vorbereitet wird, und die Fixierbasis und das Werkstück durch einen Klebstoff mit elektrischer Leitfähigkeit fixiert werden, d.h. ein technisches Verfahren zum Haltern des Werkstücks durch die Fixierbasis.
Ferner offenbart Patentschrift 2 ein technisches Verfahren, bei dem in einer Mehrdrahtsäge, die ein Bearbeitungsfluid, das abrasive Körner enthält, zu einem Abschnitt zwischen einem Draht und einem Werkstück zuführt und mehrere Wafer durch eine Abrasionswirkung abschneidet, wobei das Werkstück gegen mehrere Drahtleitungen gepresst wird, ein Werkstück an einem Stellvertreterteil mit einem L-förmigen Querschnitt angebracht ist, und das Zerschneiden zusammen mit dem Stellvertreterteil erfolgt, wobei ein Schleifwiderstand, der auf einen zu zerschneidenden Abschnitt wirkt, durch einen Seitenabschnitt des Stellvertreterteils unterstützt wird. Patentschrift 2 beschreibt, dass das Einsetzen des Werkstücks und die Entnahme des Werkstücks nach dem Zerschneiden gemäß diesem Verfahren effizient erfolgen.
Darüber hinaus offenbart Patentschrift 3 ein technisches Verfahren, bei dem, wenn verschiedene Materialien eines Werkstücks mit einer Verbundstruktur, die durch Kombinieren verschiedener Materialien mit einem Unterschied in der Härte hergestellt wird, gleichzeitig zerschnitten oder geschliffen werden, ein innen liegender Rand eines zu zerschneidenden Materials, das eine hohe Härte oder Sprödigkeit besitzt, vorab abgeschrägt wird, um eine Nut in einer Grenzfläche zu einem anderen Material zu erzeugen, wodurch Simultanschneiden, Schneiden oder Schleifen hochgenau durchgeführt wird, ohne eine Klinge zu beschädigen.
Ferner offenbart die Patentschrift 4 eine Drahtelektroerodiervorrichtung und ein Dünnscheibenherstellungsverfahren derart, dass ein Werkstück geschnitten wird. Die Drahtelektroerodiervorrichtung weist eine Vielzahl von Drahtelektroden auf, und ein Strom fließt derart, dass der Strom, zumindest teilweise, verschiedene Richtungen in den parallelen Drahtelektroden hat. Dies ermöglicht ein Werkstück zu schneiden und Herstellungsungenauigkeiten zu minimieren. Die unterschiedlichen Fließrichtungen des Stroms in den Drähten minimiert die Interaktion zwischen dem Werkstück und magnetischer Felder, die ansonsten das Werkstück durchrütteln könnten.
Anführungsliste
Patentschriften

Patentschrift 1: japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2000-109397
Patentschrift 2: japanisches Patent Nr. 2765307
Patentschrift 3: japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer H5-293711
Patentschrift 4: DE 11 2009 101 483 T5

Zusammenfassung
Technisches Problem
In dem vorstehend beschriebenen Erodierdrahtsägenverfahren muss ein Entladungszustand während eines Schneideprozesses stabil aufrechterhalten bleiben. Wenn der Entladungszustand destabilisiert ist, tritt ein Kurzschluss zwischen einem Draht und einem Werkstück auf, und es kann sein, dass eine Bearbeitungsfläche beschädigt wird oder ein Drahtbruch stattfindet. Eine Beschädigung der Bearbeitungsfläche und der Drahtbruch führen zur Herstellung eines fehlerhaften Produkts, und somit müssen diese Probleme vermieden werden, um Produktivität zu verbessern.
Dabei verändert sich, wenn ein säulenförmiges Werkstück zu zerschneiden ist, die Strecke (eine sich darbietende Bearbeitungsstrecke) eines Abschnitts, in dem ein Draht und ein Werkstück einander zugewandt sind, entlang des Drahts mit fortschreitendem Schneideprozess. Das heißt, die sich darbietende Bearbeitungsstrecke nimmt zum Zeitpunkt des Schneidens der Mitte des säulenförmigen Werkstücks zu, und wird kleiner, je weiter sie sich von der Mitte entfernt. Aufgrund der Veränderung in der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke kann der Entladungszustand während des Schneideprozesses nicht stabil aufrechterhalten werden.
Um eine maximale Geschwindigkeit in einer Drahtelektroerodiervorrichtung zu bewerkstelligen, muss generell eine optimale Bedingung für jede Bearbeitungsscheibendicke eingestellt werden. Weil jedoch die vorstehend beschriebene Veränderung in der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke besteht, muss die Bearbeitungsbedingung zum Zeitpunkt des Beginns des Schneideprozesses, zu dem der Entladungszustand wahrscheinlich instabil ist, auf Grundlage einer Scheibendickenbedingung eingestellt werden. Deshalb besteht insofern ein Problem, als die Bearbeitungsgeschwindigkeit über das ganze Werkstück tendenziell abnimmt, wodurch eine Zunahme bei einer Bearbeitungszeit hervorgerufen wird.
Weil sich ein Bearbeitungsspalt mit der Veränderung bei der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke verändert, wird es schwierig, eine Bearbeitungsnutbreite konstant zu halten. Im Allgemeinen wird ein Zustand, in dem sich die Bearbeitungsnutbreite verändert hat, als „Bearbeitungsflächenwelligkeit“ bezeichnet, und ein welliger Abschnitt muss in einem anschließenden Prozess durch einen Poliervorgang zuverlässig beseitigt werden. Weil deshalb ein Bearbeitungsabstand in Voraussicht einer zum Zeitpunkt des Polierens entfernten Menge groß eingestellt werden muss, nimmt eine Waferausbeute pro einzelnem Rohling ab, wodurch die Produktivität verschlechtert wird.
Um darüber hinaus aufgrund der Bearbeitung entstandene Bearbeitungsspäne aus der Bearbeitungsnut auszuleiten, können Bearbeitungsspäne ausgetragen werden, indem ein Bearbeitungsfluid aus einer nahe am Werkstück installierten Bearbeitungsfluiddüse zur Bearbeitungsnut hin eingespritzt wird. Um jedoch die Bearbeitungsfluiddüse nahe am Werkstück anzuordnen, muss die Bearbeitungsfluiddüse angepasst an die vorstehend beschriebene Veränderung der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke bewegt werden, was eine Komplikation der Vorrichtung bewirkt. Wenn außerdem die Bearbeitungsfluiddüse nicht nahe am Werkstück angeordnet werden kann, tritt wahrscheinlich ein Drahtbruch auf. Deshalb muss es sich bei der Bearbeitung um eine Bearbeitung mit geringer Energie handeln, bei der kaum ein Drahtbruch auftritt, und somit ist sie auf eine langsame Bearbeitung reduziert.
Außerdem ist es gemäß den in den Patentschriften 1 bis 3 offenbarten technischen Verfahren schwierig, eine Veränderung in der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke zum Zeitpunkt des Zerschneidens eines säulenförmigen Werkstücks zu unterdrücken.
Die vorstehende Erfindung wurde erzielt, um die vorstehenden Probleme zu lösen, und ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Drahtelektroerodiervorrichtung bereitzustellen, entsprechend Anspruch 1. Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine hochgenaue Nutbearbeitung durch Bearbeiten eines Werkstücks mit einer Bearbeitungsenergiequelle zu bewerkstelligen, die eine Impulsfrequenz entsprechend einer sich darbietenden Bearbeitungsstrecke zwischen einem einzelnen Werkstück und einer Drahtelektrode verändern kann.
Lösung für das Problem
1. Um das vorstehende Problem zu lösen, und um das obige Ziel zu erreichen, umfasst eine erfindungsgemäße Drahtelektroerodiervorrichtung Folgendes:

Drahtelektroden, die voneinander beabstandet und parallel angeordnet sind, und so vorgesehen sind, dass sie einem Werkstück zugewandt sind;
eine Bearbeitungsenergiequelle, die eine gepulste Bearbeitungsspannung erzeugt;
mehrere Energieeinspeisungskontakteinheiten, die elektrisch jeweils an die Drahtelektroden angeschlossen sind, um die Bearbeitungsspannung jeweils an einen Abschnitt zwischen der Drahtelektrode und dem Werkstück anzulegen;
eine Bearbeitungsfluiddüse, die ein Bearbeitungsfluid in eine Bearbeitungsnut zuführt; und
einen Werkstückhalter, der mit einem Einpassabschnitt ausgebildet ist, in den das Werkstück im Wesentlichen ohne irgendeinen Spalt eingepasst ist, und der eine derartige äußere Form hat, dass zu einem Zeitpunkt eines Zerschneidens des Werkstückhalters zusammen mit dem darin eingepassten Werkstück durch die Drahtelektroden, eine Strecke entlang den Drahtelektroden eines Abschnitts, wo der Werkstückhalter und das Werkstück den Drahtelektroden zugewandt sind, während des Schneideprozesses des Werkstücks im Wesentlichen konstant ist,
wobei der Spalt zwischen der Spitze der Bearbeitungsfluiddüse und der äußeren Form des Werkstückhalters während des Schneideprozesses im Wesentlichen konstant aufrechterhalten bleibt.

Darüber hinaus kann bei dem Werkstückhalter, der ein Werkstück haltert, zum Schneidezeitpunkt des Einpassabschnitts zusammen mit dem darin eingepassten Werkstück, eine Bearbeitungsenergiequelle zum Schneiden ihre Impulsfrequenz entsprechend einer sich darbietenden Bearbeitungsstrecke W zwischen einem Werkstück und Drahtelektroden verändern.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Entladungszustand während eines Schneideprozesses durch die Drahtelektroerodiervorrichtung stabil aufrechterhalten werden, und eine Nutbreite kann gleichmäßig aufrechterhalten werden, ungeachtet der Veränderung bei der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke W zwischen einem Werkstück und Drahtelektroden.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht einer Auslegung einer Drahtelektroerodiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist ein erläuterndes Schaubild einer Struktur eines Werkstückhalters.
3 ist ein erläuterndes Schaubild eines Bearbeitungszustands eines Werkstücks.
4-1 ist ein perspektivischer Querschnitt eines Verhältnisses zwischen einem Werkstück und einem Werkstückhalter, und einer Drahtelektrode während eines Schneideprozesses.
4-2 ist ein horizontaler Querschnitt eines Verhältnisses zwischen dem Werkstück und dem Werkstückhalter, und der Drahtelektrode während eines Schneideprozesses.
5-1 stellt ein Positionsverhältnis zwischen einem Werkstückhalter und Bearbeitungsfluiddüsen während eines Schneideprozesses und einen Zustand unmittelbar nach dem Bearbeitungsbeginn dar.
5-2 stellt ein Positionsverhältnis zwischen einem Werkstückhalter und den Bearbeitungsfluiddüsen während eines Schneideprozesses und einen Zustand unmittelbar vor dem Abschluss einer Bearbeitung dar.
6-1 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkstückhalters gemäß einer ersten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
6-2 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkstückhalters gemäß einer zweiten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
6-3 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkstückhalters gemäß einer dritten Modifizierung der ersten Ausführungsform.
7-1 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkstückhalters, die ein Beispiel einer Fallsicherungsstruktur für ein Werkstück zeigt.
7-2 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkstückhalters, die ein Beispiel einer Fallsicherungsstruktur für ein Werkstück zeigt.
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkstückhalters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
9 ist ein perspektivischer Querschnitt eines Verhältnisses zwischen einem Werkstück und einem Werkstückhalter, und einer Drahtelektrode während eines Schneideprozesses unter Verwendung eines Werkstückhalters gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
10-1 ist ein horizontaler Querschnitt eines Verhältnisses zwischen dem Werkstück und dem Werkstückhalter, und der Drahtelektrode während des Schneideprozesses in der dritten Ausführungsform.
10-2 ist ein horizontaler Querschnitt eines Verhältnisses zwischen dem Werkstück und dem Werkstückhalter, und der Drahtelektrode während des Schneideprozesses in der dritten Ausführungsform.
11 stellt einen Übergang einer sich darbietenden Bearbeitungsstrecke W zwischen einem Werkstück und einer Drahtelektrode dar, die sich entsprechend einer Bearbeitungsfortschrittsposition verändert, und einer Impulsfrequenz einer Bearbeitungsenergieversorgung, die entsprechend der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke W gesteuert wird.
12 stellt eine Querschnittsform eines zerschnittenen Werkstücks dar und ist ein erläuterndes Schaubild eines Unterschieds in der Querschnittsform je nachdem, ob eine Impulsfrequenz gesteuert wurde oder nicht.

Beschreibung der Ausführungsformen
Beispielhafte Ausführungsformen eines Werkstückhalters, einer Drahtelektroerodiervorrichtung und eines Dünnscheibenherstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend im Einzelnen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Darüber hinaus werden Ausführungsformen eines Halbleiterwafer-Herstellungsverfahrens offenbart.
Erste Ausführungsform
1 ist eine perspektivische Ansicht einer Auslegung einer Drahtelektroerodiervorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Vier Führungsrollen 3a bis 3d sind voneinander beabstandet und zueinander in einer axialen Richtung parallel angeordnet. Eine von einer Drahtspule 1 abgewickelte Drahtelektrode 2 ist nacheinander mehr als einmal mit einem dazwischen bestehenden minimalen Spalt zwischen den Führungsrollen 3a bis 3d aufgewickelt und wird von einer Drahtaustragsrolle 5 ausgetragen. Ein Teil der Drahtelektrode 2, die in einem gespannten Zustand parallel zueinander über den Führungsrollen 3a und 3b verlegt ist, wird zu einem Schneidedrahtabschnitt 2a.
Ein Werkstückhalter 10, der ein Werkstück 8 haltert, ist durch eine (nicht gezeigte) Positionssteuerung gegenüber dem Schneidedrahtabschnitt 2a und um einen sehr kleinen Abstand vom Schneidedrahtabschnitt 2a entfernt angeordnet. Wie in 1 gezeigt ist, sind Bearbeitungsfluiddüsen 80, nahe am Werkstückhalter 10 um ca. 100 Mikrometer von diesem entfernt angeordnet, um Bearbeitungsfluid in eine Bearbeitungsnut zuzuführen. Eine Bearbeitungsenergieversorgung 6 ist über Energieeinspeisungskontakte 7A und 7B an den Schneidedrahtabschnitt 2a angeschlossen, um eine Spannung zwischen dem Schneidedrahtabschnitt 2a und dem Werkstück 8 anzulegen, die um einen sehr kleinen Abstand voneinander entfernt sind und eine elektrische Entladung erzeugen.
Der Schneidedrahtabschnitt 2a ist durch Drähte gebildet, die in einem gespannten Zustand parallel zueinander über und zwischen den Führungsrollen 3a und 3b verlegt sind. Die Bearbeitungsenergieversorgung 6 besteht aus mehreren voneinander isolierten Bearbeitungsenergieversorgungseinheiten 61. Die Energieeinspeisungskontakte 7A und 7B bestehen auch aus mehreren voneinander isolierten Energieeinspeisungskontakteinheiten 71. Jedem Schneidedrahtabschnitt 2a wird Energie aus jeder entsprechenden Bearbeitungsenergieversorgungseinheit 61 über jede Energieeinspeisungskontakteinheit 71 zugeführt, um einen Zustand herbeizuführen, in dem eine Spannung unabhängig an jeden Schneidedraht angelegt werden kann. Die Polarität, mit der eine Spannung durch die Bearbeitungsenergieversorgung 6 angelegt wird, kann wie bei der herkömmlichen Drahtelektroerodiervorrichtung nach Bedarf angemessen umgekehrt werden.
Weil, wie vorstehend beschrieben, die Position des Werkstückhalters 10, der das Werkstück 8 haltert, immer durch eine (nicht gezeigte) Positionssteuerung mit einem sehr kleinen Spalt gesteuert wird, um einen angemessenen elektrischen Entladungsspalt mit dem Schneidedrahtabschnitt 2a aufrechtzuerhalten, wird das Werkstück 8 allmählich in einer Richtung des Schneidedrahtabschnitts 2a zugeführt, und die Bearbeitungsnut wird tief, wenn sie durch eine elektrische Entladung hergestellt wird, und es wird schließlich in eine dünne Scheibenform zerschnitten.
Das Werkstück 8 muss in mehrere dünne Scheiben zerschnitten werden und umfasst beispielsweise Metalle wie etwa Wolfram und Molybdän als Sputter-Ziel, Keramik wie etwa polykristallines Siliciumcarbid, das als verschiedene Strukturteile verwendet wird, Halbleitermaterialien wie etwa monokristallines Silicium und monokristallines Siliciumcarbid als Halbleiterbauteil-Wafer, und Solarbatteriematerialien wie etwa monokristallines und polykristallines Silicium als Solarbatterie-Wafer. Metalle der vorstehend erwähnten Materialien haben einen ausreichend geringen spezifischen Widerstand und es besteht kein Problem beim Anwenden einer Elektroerosion. Bei den Halbleitermaterialien und den Solarbatteriematerialien, die einer Elektroerosion unterzogen werden können, handelt es sich um Materialien mit einem spezifischen Widerstand von ca. 100 Ωcm oder weniger, vorzugsweise 10 Ωcm oder weniger.
Deshalb sind als Werkstück 8 gemäß der vorliegenden Erfindung ein Metall oder ein Material mit einem spezifischen Widerstand in einem Bereich von einem Äquivalenzwert des Metalls bis 100 Ωcm oder weniger, vorzugsweise 10 Ωcm oder weniger, und insbesondere das Halbleitermaterial und das Solarbatteriematerial mit einem spezifischen Widerstand im obigen Bereich vorzuziehen. Im Beispiel von 1 ist ein Beispiel gezeigt, bei dem eine Drahtelektrode 2 um vier Führungsrollen gewickelt ist.
Die Energieeinspeisungskontakte können über die Führungsrolle 3b etwas entfernt von den Schneidedrahtabschnitten 2a installiert sein, wie im Falle des Energieeinspeisungskontakts 7A, oder können zwischen dem Werkstück 8 und der Führungsrolle 3a und nahe dem Werkstück 8 installiert sein, wie im Falle des Energieeinspeisungskontakts 7B.
Als Nächstes wird der Werkstückhalter 10 erklärt, der das Werkstück 8 haltert. 2 ist ein erläuterndes Schaubild einer Struktur des Werkstückhalters 10. 3 ist ein erläuterndes Schaubild eines Bearbeitungszustands des Werkstücks 8.
Wenn es sich bei dem Werkstück 8 um ein Halbleitermaterial handelt, wird oftmals ein wie in 2 gezeigter zylindrischer Rohling verwendet. Um genau zu sein ist dessen Querschnittsform kein Kreis, und in vielen Fällen umfasst er eine Abflachung 8a, die als „Orientierungsfläche“ (orientation flat) bezeichnet wird, um seine Kristallausrichtung kenntlich zu machen.
Ein Einpassabschnitt 102 zum Einstecken des Werkstücks 8 ist im Werkstückhalter 10 ausgebildet. Ein im Querschnitt zylinderförmiges Werkstück mit der Abflachung 8a kann im Wesentlichen ohne irgendeinen Spalt in den Einpassabschnitt 102 eingepasst werden. Das heißt, eine Querschnittsform des Werkstücks 8 und eine Querschnittsform des Einpassabschnitts 102 sind im Wesentlichen gleich. Ein Beispiel, bei dem die Abflachung 8a am untersten Ende des Einpassabschnitts 102 angeordnet ist, ist in 2 gezeigt, wobei Wert auf die Stabilität zum Zeitpunkt des Halterns des Werkstücks 8 gelegt ist. Allerdings ist die Position der Abflachung an einem Umfang des Einpassabschnitts 102 nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann auch ein Verfahren zum Anordnen eines Abflachungsabschnitts im Einpassabschnitt 102 an einer Stelle in einem Stadium des Abschließens der Bearbeitung angedacht werden, um eine Destabilisierung der Bearbeitung unmittelbar vor dem Abschluss der Bearbeitung des Werkstücks 8 zu reduzieren. Nachdem das Werkstück 8 in dem Werkstückhalter 10 eingepasst wurde, kann das Werkstück 8 durch eine Feststellschraube 101 fixiert werden, so dass die Position in einer Einpassrichtung nicht verschoben wird. Die Feststellschraube 101 wird in eine Schraubenöffnung eingeschraubt, die von der Seite oder der Oberseite des Werkstückhalters 10 her zum Einpassabschnitt 102 durchdringt und zu einem Innenumfang des Einpassabschnitts 102 zum Fixieren des Werkstücks 8 vorsteht.
Der Werkstückhalter 10 wird durch die Drahtelektroerodiervorrichtung zusammen mit dem Werkstück 8 in einem Zustand zerschnitten, in dem er das Werkstück 8 haltert. Das heißt, der Werkstückhalter 10 ist auch aus einem Metall oder einem Material mit einem spezifischen Widerstand in einem Bereich von einem Äquivalenzwert des Metalls bis 100 Ωcm oder weniger, vorzugsweise 10 Ωcm oder weniger, hergestellt, wie es beim Werkstück 8 der Fall ist. Obwohl das Material des Werkstückhalters 10 vorzugsweise dieselbe Zusammensetzung hat wie das Werkstück 8, kann auch ein allgemein verwendetes Baumaterial wie etwa Messing oder ein Eisenmaterial ohne Problem verwendet werden, wenn wirtschaftliche Effizienz berücksichtigt wird.
4-1 ist ein perspektivischer Querschnitt eines Verhältnisses zwischen dem Werkstück 8 und dem Werkstückhalter 10, und der Drahtelektrode 2 während eines Schneideprozesses. 4-2 ist ein horizontaler Querschnitt eines Verhältnisses zwischen dem Werkstück 8 und dem Werkstückhalter 10, und der Drahtelektrode 2 während eines Schneideprozesses. Bei einer äußeren Form des Werkstückhalters 10 handelt es sich um eine Quaderform. Weil der Werkstückhalter 10, wie in 4-1 gezeigt, eine Quaderform hat, kann eine sich darbietende Bearbeitungsstrecke WJ 21 entlang den Drahtelektrode 2 eines Abschnitts, in dem der Werkstückhalter 10 und das Werkstück 8 der Drahtelektrode 2 zugewandt sind, während des Schneideprozesses im Wesentlichen konstant ausgelegt werden. In den folgenden Erläuterungen wird davon ausgenommen, dass es sich bei der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke zwischen dem das Werkstück enthaltenden Werkstückhalter und der Drahtelektrode um eine „sich darbietende Bearbeitungsstrecke WJ“ handelt, es sich bei einer sich darbietenden Bearbeitungsstrecke zwischen einem einzelnen Werkstück und der Drahtelektrode um eine „sich darbietende Bearbeitungsstrecke W“ handelt, und es sich bei einer sich darbietenden Bearbeitungsstrecke zwischen einem einzelnen Werkstückhalter und der Drahtelektrode um eine „sich darbietenden Bearbeitungsstrecke J“ handelt.
5-1 stellt ein Positionsverhältnis zwischen dem Werkstückhalter 10 und den Bearbeitungsfluiddüsen 80 während des Schneideprozesses dar, und stellt einen Zustand unmittelbar nach Bearbeitungsbeginn dar. 5-2 stellt ein Positionsverhältnis zwischen dem Werkstückhalter 10 und den Bearbeitungsfluiddüsen 80 während des Schneideprozesses dar, und stellt einen Zustand unmittelbar vor dem Abschluss der Bearbeitung dar. Weil es sich bei der äußeren Form des Werkstückhalters 10, wie in 5 gezeigt, um eine Quaderform handelt, ist es unwahrscheinlich, dass sich ein Abstand zwischen den Bearbeitungsfluiddüsen 80 und dem Werkstückhalter 10 verändert, und es wird ungeachtet des Fortschritts des Schneideprozesses problemlos ein Zustand aufrechterhalten, in dem die Bearbeitungsfluiddüsen 80 und der Werkstückhalter 10 angrenzend aneinander eingebaut sind. Die äußere Form des Werkstückhalters 10 ist nicht auf eine Quaderform beschränkt. Bevorzugt ist, dass die äußere Form des Werkstückhalters 10 eine Gestalt hat, die in der Lage ist, die sich darbietende Bearbeitungsstrecke insbesondere während des Schneideprozesses mit den zwei vorstehend beschrieben Bedingungen im Wesentlichen konstant einzustellen.
Bei der in der ersten Ausführungsform beschriebenen Drahtelektroerodiervorrichtung ist das Werkstück 8 in dem Einpassabschnitt 102 des Werkstückhalters 10 eingepasst, eine gepulste Bearbeitungsspannung wird über die Energieeinspeisungskontakteinheit 71 an die Drahtelektrode 2 angelegt, und der Werkstückhalter 10, der das Werkstück 8 haltert, wird zur Drahtelektrode 2 zugeführt, dabei wird das Werkstück 8 zerschnitten, um dünne Scheiben herzustellen. Als Werkstück 8 kann ein Halbleiter-Wafer unter Verwendung eines Halbleitermaterials hergestellt werden.
Wenn, wie vorstehend erklärt, der Werkstückhalter 10 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist die sich darbietende Bearbeitungsstrecke WJ 21 zwischen der Drahtelektrode 2 und dem Werkstück 8 während des Schneideprozesses selbst bei fortschreitendem Schneideprozess im Wesentlichen konstant. Deshalb wird das Einstellen von Bearbeitungsbedingungen einfach, und Bedingungen, die eine Verbesserung sowohl der Bearbeitungsgeschwindigkeit als auch der Bearbeitungsstabilität erfüllen können, lassen sich mühelos bestimmen. Wenn darüber hinaus, wie in 4-2 gezeigt, ein interpolarer Zustand über den Fortschritt des Schneideprozesses konstant ist, verändert sich ein Bearbeitungsspalt nicht, und eine Bearbeitungsnutbreite (siehe 4-2) kann im Wesentlichen konstant aufrechterhalten werden. Deshalb kann eine Welligkeit der Bearbeitungsfläche minimiert werden, und es ist zu erwarten, dass ein Polieraufwand in einem Polierprozess, bei dem es sich um einen Nachprozess handelt, minimiert werden kann. Weil eine Bearbeitungsteilungsbreite 82 verkleinert werden kann, wenn eine Abtragmenge zum Zeitpunkt des Polierens abnimmt, nimmt eine Waferausbeute pro einzelnem Rohling zu, wodurch es ermöglicht wird, die Produktivität zu verbessern.
Wie in 5-1 und 5-2 gezeigt ist, wird selbst bei fortschreitendem Schneideprozess ein Zustand aufrechterhalten, in dem die Bearbeitungsfluiddüsen 80 nahe am Werkstückhalter 10 sind. Entsprechend wird das Bearbeitungsfluid in der Bearbeitungsnut umgewälzt, um Bearbeitungsspäne aus der Bearbeitungsnut auszutragen, und eine Kühlwirkung der Drahtelektrode in der Bearbeitungsnut kann aufrechterhalten werden, wodurch es ermöglicht wird, eine stabile Bearbeitung fortzusetzen, indem Drahtbruch unterdrückt wird.
Weil die sich darbietende Bearbeitungsstrecke WJ 21, wie vorstehend beschrieben, während des Schneideprozesses, selbst in einem komplizierten Bearbeitungssystem, das eine Entladungsbearbeitung in mehreren parallelen Drähten gleichzeitig durchführt, im Wesentlichen konstant ist, kann ein Bearbeitungszustand der Drähte stabilisiert sein. Weil die Bearbeitungsbedingungen während einer stetigen Bearbeitung konstant aufrechterhalten werden können, wird der Bearbeitungsspalt konstant, und es können mehrere enge Schlitze gleichzeitig hochgenau ausgearbeitet werden.
Weil das in den Einpassabschnitt 102 eingepasste Werkstück 8 durch die Feststellschraube 101 fixiert ist, können eine Positionsabweichung des Werkstücks 8 und eine Bearbeitungsdestabilisierung unterdrückt werden.
Die sich darbietende Bearbeitungsstrecke WJ 21 während des Schneideprozesses braucht nur während des eigentlichen Zerschneidens des Werkstücks 8 im Wesentlichen konstant zu sein, und die sich darbietende Bearbeitungsstrecke WJ 21 kann ab dem Schneidebeginn des Werkstückhalters 10 verändert werden, bis das Werkstück 8 erreicht wird oder nachdem das Werkstück 8 zerschnitten wurde. Das heißt, das Werkstück 8 in einer Richtung entlang der Drahtelektrode 2 zwischen sich nehmende Bereiche des Bereichs, der die äußere Form des Werkstückhalters 10 bildet, können im Wesentliche parallel ausgebildet sein.
6-1 ist eine perspektivische Ansicht des Werkstückhalters 10 gemäß einer ersten Modifizierung der ersten Ausführungsform. In der ersten Modifizierung ist der Einpassabschnitt 102 im Werkstückhalter 10 als Durchgangsöffnung ausgebildet. Eine Bearbeitung zum Zeitpunkt des Ausbildens des Einpassabschnitts 102 im Werkstückhalter 10 kann durch ein Ausbilden des Einpassabschnitts 102 als Durchgangsöffnung erleichtert sein. Indem das Werkstück 8 durch die Feststellschraube 101 fixiert wird, ist es möglich, zu verhindern, dass das Werkstück 8 aus der Durchgangsöffnung fällt.
6-2 ist eine perspektivische Ansicht des Werkstückhalters 10 gemäß einer zweiten Modifizierung der ersten Ausführungsform. In der zweiten Modifizierung kann der Werkstückhalter 10 an einer aus der Seite der Werkstückhalters 10 gebildeten Teilungsfläche 104 geteilt werden, um den Einpassabschnitt 102 aufzunehmen. Weil der Einpassabschnitt 102 in einem geteilten Zustand gebildet werden kann, kann die Formgenauigkeit des Einpassabschnitts 102 verbessert sein. Weil darüber hinaus das Werkstück 8 dadurch gehaltert werden kann, dass es zwischen die geteilten Abschnitte des Werkstückhalters 10 gelegt wird, kann ein Arbeitsablauf im Vergleich zu einem Fall erleichtert werden, in dem das Werkstück 8 in den Einpassabschnitt 102 eingeschoben wird, der fast keinen Spalt dazwischen aufweist. Obwohl bevorzugt wird, dass die geteilten Abschnitte in einem Zustand des Halterns des Werkstücks 8 keinen Spalt aufweisen, kann ein Spalt von mehreren zehn Mikrometern bestehen, solange der größte Teil des Werkstücks 8 bedeckt ist.
6-3 ist eine perspektivische Ansicht des Werkstückhalters 10 gemäß einer dritten Modifizierung der ersten Ausführungsform. In der dritten Modifizierung kann der Werkstückhalter 10 an der von der Ober- zur Unterseite des Werkstückhaltes 10 gebildeten Teilungsfläche 104 geteilt sein, um den Einpassabschnitt 102 aufzunehmen. Das heißt, in der dritten Modifizierung ist eine Teilungsrichtung des Werkstückhalters 10 eine Längsteilungsrichtung. Indem die Teilungsrichtung in der Längsrichtung angesetzt wird, braucht die sich darbietende Bearbeitungsstrecke WJ 21 während des Schneideprozesses, bis die Drahtelektrode 2 das Werkstück 8 erreicht (von der Oberseite des Einpassabschnitts 102 zur Teilungsfläche 104), nicht konstant zu sein. Entsprechend ist es, wie in 6-3 gezeigt, selbst dann unwahrscheinlich, dass ein Problem auftaucht, wenn ein Spalt von ca. mehreren Millimetern an einer Gegenfläche der Teilungsfläche 104 entsteht. Weil sich der Spalt zwischen den Bearbeitungsfluiddüsen 80 und dem Werkstückhalter 10 selbst dann nicht verändert, wenn ein Spalt an der Gegenfläche der Teilungsfläche 102 vorgesehen ist, wird das Umwälzen des Bearbeitungsfluids kaum beeinträchtigt. Indem der Spalt an der Gegenfläche der Teilungsfläche 104 vorgesehen wird, wird auf diese Weise ein Arbeitsablauf zum Entfernen des Werkstückhalters 10 vom Werkstück zum Zeitpunkt des Bearbeitungsabschlusses erleichtert. Weil die für die Teilungsfläche 104 erforderliche Bearbeitungsgenauigkeit gemindert ist, können die Produktionskosten für den Werkstückhalter 10 gesenkt werden.
7-1 ist eine perspektivische Ansicht des Werkstückhalters 10, die ein Beispiel einer Fallsicherungsstruktur für das Werkstück 8 zeigt. Das Werkstück 8 ist durch die Feststellschraube 101 an einem Ende des als Durchgangsöffnung ausgebildeten Einpassabschnitts 102 fixiert, und die andere Seite ist mit einer Abdeckung 105 blockiert, wodurch ermöglicht wird, dass ein Herausfallen des Werkstücks 8 nach dem Schneideprozess verhindert wird. Die Abdeckung 105 kann am Werkstückhalter 10 angebracht oder durch eine Schraube o. dgl. am Werkstückhalter 10 festgemacht sein.
7-2 ist eine perspektivische Ansicht des Werkstückhalters 10, die ein Beispiel der Fallsicherungsstruktur für das Werkstück 8 darstellt. Das Werkstück 8 ist durch die Feststellschraube 101 an als Durchgangsöffnungen ausgebildeten, entgegengesetzten Enden des Einpassabschnitts 102 fixiert, wodurch ermöglicht wird, dass ein Herausfallen des Werkstücks 8 nach dem Schneideprozess verhindert wird. Die Feststellschraube 101 muss an Stellen vorgesehen werden, an denen die Feststellschrauben 101 zum Zeitpunkt des Schneideprozesses die Drahtelektrode u. dgl. nicht stören.
Zweite Ausführungsform
8 ist eine perspektivische Ansicht eines Werkstückhalters gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der zweiten Ausführungsform sind mehrere Einpassabschnitte 102 im Hinblick auf einen Werkstückhalter 10 vorgesehen. Die Einpassabschnitte 102 sind parallel zur Drahtelektrode 2 ausgebildet. Bei der äußeren Form des Werkstückhalters 10 handelt es sich wie in der ersten Ausführungsform um eine Quaderform. Entsprechend dem Werkstückhalter 10 können mehrere Werkstücke 8 gleichzeitig und stabil bearbeitet werden.
Dritte Ausführungsform
9 ist ein perspektivischer Querschnitt eines Verhältnisses zwischen einem Werkstück und einem Werkstückhalter, und einer Drahtelektrode während eines Schneideprozesses unter Verwendung des Werkstückhalters gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Um die Bearbeitungsnutbreite in einer Einheit von mehreren Mikrometern zu steuern und eine höhere Genauigkeit bei einer Bearbeitungsform zu erlangen, muss ein Bearbeitungsprozess in einem in 9 gezeigten Auslegungsmodus erfolgen. In der in 9 gezeigten Auslegung kann die Impulsfrequenz der Bearbeitungsenergieversorgung 6 je nach einer sich darbietenden Bearbeitungsstrecke W 22 zwischen der Drahtelektrode 2 und dem Werkstück 8 verändert werden.
Wenn die Materialien des Werkstücks 8 und des Werkstückhalters 10 dieselben sind, und die sich darbietende Bearbeitungsstrecke WJ 21 während der Bearbeitung konstant ist, wird ein Bearbeitungsspalt zwischen der Drahtelektrode 2 und dem Werkstück 8 im Wesentlichen konstant und es kann eine hochgenaue Bearbeitung durchgeführt werden. In der Praxis ist jedoch das Material des Werkstücks 8 ein verarbeitungsbeständiges Material, und es ist allgemein üblich, vom Standpunkt, die Produktionskosten zu senken, ein leicht erhältliches Material für den Werkstückhalter 8 auszuwählen.
Als eine Grundlage für die Auswahl des Materials des Werkstückhalters 10 ist es wichtig, ein Material auszuwählen, das vorzugsweise dieselben Elektroerodierkenneigenschaften (eine Bearbeitungsgeschwindigkeit) hat wie das Material des Werkstücks 8. Weil jedoch nicht dasselbe Material ausgewählt werden kann, ist es schwierig, über dieselben Elektroerodierkenneigenschaften zu verfügen.
Wenn zum Beispiel das Material des Werkstückhalters 10 bessere Elektroerodierkenneigenschaften hat als das Material des Werkstücks 8, wird eine Veränderung bei der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke W 22 des restlichen Werkstücks 8 im Hinblick auf ein Bearbeitungsergebnis vorherrschend. Wenn die Form des Werkstücks 8, wie in den Zeichnungen gezeigt, zylindrisch ist, verändert sich die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 je nach einer Bearbeitungstiefe. Indem die Impulsfrequenz der Bearbeitungsenergieversorgung 6 erhöht wird, wenn die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 zunimmt, wird ein konstanter Bearbeitungsbetrag aufrechterhalten und der Bearbeitungsspalt kann konstant aufrechterhalten bleiben.
Hat hingegen das Material des Werkstücks 8 bessere Elektroerodierkenneigenschaften als das Material des Werkstückhalters 10, wird eine Veränderung bei der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke J 23 des restlichen Werkstückhalters 10 im Hinblick auf ein Bearbeitungsergebnis vorherrschend. Indem in diesem Fall, wenn die Form des Werkstücks 8 zylindrisch ist, die Impulsfrequenz der Bearbeitungsenergieversorgung 6 gesenkt wird, wenn die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 zunimmt, kann der Bearbeitungsspalt konstant aufrechterhalten bleiben.
Im Allgemeinen hat jedoch das leicht erhältliche Material bessere Elektroerodierkenneigenschaften als das Material der Werkstücks 8, und somit wird, indem die Impulsfrequenz der Bearbeitungsenergieversorgung 6 erhöht wird, wenn die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 größer wird, ein konstanter Bearbeitungsbetrag aufrechterhalten, und der Bearbeitungsspalt kann konstant aufrechterhalten bleiben.
10-1 und 10-2 sind horizontale Querschnitte eines Verhältnisses zwischen dem Werkstück 8 und dem Werkstückhalter 10, und der Drahtelektrode 2 während eines Schneideprozesses. Das Werkstück 8 kann stabil bearbeitet werden, indem das Werkstück 8 in Einheit mit dem Werkstückhalter 10 bearbeitet wird. Wenn jedoch das Material des Werkstücks 8 ein verarbeitungsbeständiges Material ist und das Material der Werkstückhalters 10 bessere Elektroerodierkenneigenschaften (eine Bearbeitungsgeschwindigkeit) als das verarbeitungsbeständige Material hat, ist es möglich, nachzuweisen, dass ein Formfehler von mehreren zehn Mikrometern oder darüber, wie in 10-1 gezeigt, aufgetreten ist, indem die Tendenz der Form der Bearbeitungsnut 81 vergrößert wird.
Als Ursache für den Formfehler ist vorstellbar, dass der Bearbeitungswirkungsgrad abnimmt, wenn die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 zwischen dem Werkstück 8 und der Drahtelektrode in der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke WJ 21 zwischen dem das Werkstück 8 enthaltenden Werkstückhalter 10 und der Drahtelektrode 2 zunimmt, wodurch eine wesentliche Bearbeitungstoleranz gesenkt wird. Deshalb nimmt in der Form der Bearbeitungsnut 81 die Nutbreite an einer Stelle ab, an der die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 zwischen dem Werkstück 8 und der Drahtelektrode groß ist, und der Bearbeitungswirkungsgrad nimmt im Verhältnis zu, und die Nutbreite nimmt an einer Stelle zu, an der die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 zwischen dem Werkstück 8 und der Drahtelektrode klein ist.
10-2 stellt eine Form der Bearbeitungsnut dar, wenn die Frequenz entsprechend der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke W 22 zwischen dem Werkstück 8 und der Drahtelektrode 2 verändert wird. Die Impulsfrequenz wird an einer Stelle erhöht, an der die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 groß ist, und die Impulsfrequenz wird an einer Stelle gesenkt, an der die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 klein ist, wodurch es ermöglicht wird, den Bearbeitungswirkungsgrad ungeachtet der Bearbeitungstiefe aufrechtzuerhalten und die Bearbeitungsnutbreite zu egalisieren.
Wenn das Material des Werkstücks 8 bessere Elektroerodierkenneigenschaften (eine Bearbeitungsgeschwindigkeit) hat als das Material des Werkstückhalters 10, ist die Tendenz der in 10-1 gezeigten Nutform umgekehrt, und deren mittlerer Teil erweitert sich tendenziell. Auch bei der Steuerung zum Aufrechterhalten der Nutbreite wir die Impulsfrequenz an einer Stelle gesenkt, an der die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 groß ist, und die Impulsfrequenz wird an einer Stelle erhöht, an der die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 klein ist, wodurch es ermöglicht wird, den Bearbeitungswirkungsgrad ungeachtet der Bearbeitungstiefe aufrechtzuerhalten und die Bearbeitungsnutbreite zu egalisieren.
11 stellt einen Übergang der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke W 22 zwischen dem Werkstück 8 und der Drahtelektrode 2, der sich entsprechend einer Bearbeitungsfortschrittsposition verändert, und einer Impulsfrequenz der Bearbeitungsenergieversorgung 6 dar, die entsprechend der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke W 22 gesteuert wird. 11 stellt einen Fall dar, indem die Bearbeitung in einer durch einen Pfeil gezeigten Richtung fortschreitet. Darüber hinaus ist ein Fall gezeigt, in dem es sich bei dem Material des Werkstücks 8 um ein verarbeitungsbeständiges Material handelt, und die Elektroerodierkenneigenschaften (eine Bearbeitungsgeschwindigkeit) des Materials des Werkstückhalters 10 besser sind als des Materials des Werkstücks 8.
Es wird davon ausgegangen, dass ein Höchstwert A und ein Mindestwert B der Impulsfrequenz vorab durch grundlegende Versuche ermittelt wurden. Wenn die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 zwischen dem Werkstück 8 und der Drahtelektrode 2 zum Zeitpunkt der Bearbeitung des Werkstücks 8 am größten ist, wird im Allgemeinen die größte Impulsfrequenz, die keinen Drahtbruch verursacht, für die Frequenz A ausgewählt. Es wird davon ausgegangen, dass es sich bei dem Bearbeitungsspalt zu dem Zeitpunkt um „a“ handelt.
Es wird eine solche Frequenz für die Impulsfrequenz B ausgewählt, bei der der Bearbeitungsspalt zum Zeitpunkt der Bearbeitung des Werkstückhalters 10 zu „a“ wird. Unter denselben Bearbeitungsbedingungen ist der Bearbeitungsspalt zum Zeitpunkt der Bearbeitung des Werkstückhalters 10 größer als derjenige zum Zeitpunkt der Bearbeitung des Werkstücks 8, und somit muss die Impulsfrequenz B im Allgemeinen kleiner eingestellt werden als die Impulsfrequenz A.
Die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 zwischen dem Werkstück 8 und der Drahtelektrode 2 verändert sich entsprechend der Bearbeitungsfortschrittsposition. Wenn jedoch die Querschnittsform des Werkstücks 8 feststeht, kann die sich darbietende Bearbeitungsstrecke W 22 vorab berechnet werden. Wenn davon ausgegangen wird, dass der Höchstwert der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke W 22 zwischen dem Werkstück 8 und der Drahtelektrode 2 Lmax ist, wird die Impulsfrequenz, die der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke L entspricht, auf Grundlage der folgenden Gleichung (1) berechnet. $Impulsfrequenz = B + (A - B) L/Lmax$
Die Impulsfrequenz kann vor einer oder während einer Bearbeitung berechnet werden. Beispielsweise wird die berechnete Impulsfrequenz in einer in 1 gezeigten Speichereinheit 50 gespeichert. Eine Steuereinheit 51 verändert die Impulsfrequenz der Bearbeitungsspannung auf Grundlage der berechneten Impulsfrequenz. Obwohl bevorzugt wird, die Impulsfrequenz schnell entsprechend einer Veränderung in der sich darbietenden Bearbeitungsstrecke W 22 zu verändern, kann die Impulsfrequenz auch schrittweise verändert werden, um eine Steuerauslegung zu vereinfachen. Eine Drahtzufuhrrate zum Zeitpunkt der Bearbeitung des Werkstücks 8 wird im Allgemeinen so gesteuert, dass sie konstant ist.
Die Auslegung kann dergestalt sein, dass in einem Abschnitt ab Beginn eines Schneideprozesses bis die Bearbeitung stabilisiert ist, die Steuereinheit 51 die Impulsfrequenz und die Zufuhrrate der Drahtelektrode 2 in einem Zustand graduell erhöht, in dem ein Verhältnis zwischen der Impulsfrequenz und der Zufuhrrate der Drahtelektrode 2 aufrechterhalten wird. In diesem Fall fungiert die Steuereinheit 51 als eine Erhöhungseinheit, die die Impulsfrequenz und die Zufuhrrate der Drahtelektrode 2 erhöht.
12 stellt eine Querschnittsform des Werkstücks 8 dar, das durch die in 11 gezeigte Steuerung zerschnitten wurde. Wenn die Impulsfrequenz nicht gesteuert wird, wie in (a) in 12 gezeigt ist, weist die Querschnittsform eine Tendenz auf, dass der mittlere Teil ansteigt. Wird hingegen die Impulsfrequenz gesteuert, kann die Ebenheit der Querschnittsform verbessert sein, wie in (b) in 12 gezeigt ist.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie vorstehend beschrieben, sind der Werkstückhalter, die Drahtelektroerodiervorrichtung, das Dünnscheibenherstellungsverfahren und das Halbleiterwafer-Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung nützlich, um eine hochgenaue Nutbearbeitung multiparallel durchzuführen.
Bezugszeichenliste

1: Drahtspule
2: Drahtelektrode
2a: Schneidedrahtabschnitt
3a bis 3d: Führungsrolle
5: Drahtaustragsrolle
6: Bearbeitungsenergiequelle
7A, 7B: Energieeinspeisungskontakt
8: Werkstück
8a: Abflachung
10: Werkstückhalter
21: sich darbietende Bearbeitungsstrecke WJ
22: sich darbietende Bearbeitungsstrecke W
23: sich darbietende Bearbeitungsstrecke J
50: Speichereinheit
51: Steuereinheit
61: Bearbeitungsenergieversorgungseinheit
71: Energieeinspeisungskontakteinheit
80: Bearbeitungsfluiddüse
81: Bearbeitungsnut
82: Bearbeitungsteilungsbreite
101: Feststellschraube
102: Einpassabschnitt
104: Teilungsfläche105 Abdeckung
A: Impulsfrequenz
B: Impulsfrequenz
Lmax: sich darbietende Bearbeitungsstrecke

Claims

Drahtelektroerodiervorrichtung, Folgendes umfassend: Drahtelektroden (2), die voneinander beabstandet und parallel angeordnet sind, und so vorgesehen sind, dass sie einem Werkstück (8) zugewandt sind; eine Bearbeitungsenergiequelle (6), die eine gepulste Bearbeitungsspannung erzeugt; mehrere Energieeinspeisungskontakteinheiten (71), die elektrisch jeweils an die Drahtelektroden (2) angeschlossen sind, um die Bearbeitungsspannung jeweils an einen Abschnitt zwischen der Drahtelektrode (2) und dem Werkstück (8) anzulegen; eine Bearbeitungsfluiddüse (80), die ein Bearbeitungsfluid in eine Bearbeitungsnut (81) zuführt; und einen Werkstückhalter (10), der mit einem Einpassabschnitt (102) ausgebildet ist, in den das Werkstück (8) im Wesentlichen ohne irgendeinen Spalt eingepasst ist, und der eine derartige äußere Form hat, dass zu einem Zeitpunkt eines Zerschneidens des Werkstückhalters (10) zusammen mit dem darin eingepassten Werkstück (8) durch die Drahtelektroden (2), eine Strecke entlang den Drahtelektroden (2) eines Abschnitts, wo der Werkstückhalter (10) und das Werkstück (8) den Drahtelektroden (2) zugewandt sind, während des Schneideprozesses des Werkstücks (8) im Wesentlichen konstant ist, wobei der Spalt zwischen der Spitze der Bearbeitungsfluiddüse (80) und der äußeren Form des Werkstückhalters (10) während des Schneideprozesses im Wesentlichen konstant aufrechterhalten bleibt.
Drahtelektroerodiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei es sich bei der äußeren Form des Werkstückhalters (10) um eine Quaderform handelt.
Drahtelektroerodiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Einpassabschnitt (102) zu mehreren und senkrecht [8] zu den Drahtelektroden (2) ausgebildet ist, die parallel zueinander angeordnet sind.
Drahtelektroerodiervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Bearbeitungsenergiequelle (6) eine Impulsfrequenz entsprechend einem Verhältnis einer Strecke eines Abschnitts verändert, in dem das Werkstück (8) den Drahtelektroden (2) zugewandt ist, so dass ein Elektroerodierspalt im Wesentlichen konstant wird.
Drahtelektroerodiervorrichtung nach Anspruch 4, darüber hinaus eine Steuereinheit (51) umfassend, die eine Impulsfrequenz und eine Zufuhrrate von Drahtelektroden (2) in einem Abschnitt ab Beginn eines Schneideprozesses bis die Bearbeitung stabilisiert ist, in einem Zustand graduell erhöht, in dem ein Verhältnis zwischen der Impulsfrequenz und der Zufuhrrate der Drahtelektroden (2) aufrechterhalten ist.
Dünnscheibenherstellungsverfahren, bei dem ein Werkstück (8) zum Zeitpunkt eines Schneideprozesses durch eine Drahtelektroerodiervorrichtung am Werkstückhalter (10) fixiert ist, die das Werkstück (8) durch eine von Drahtelektroden (2) ausgehende elektrische Entladung zerschneidet, die voneinander beabstandet und parallel angeordnet sind, eine gepulste Bearbeitungsspannung zwischen den Drahtelektroden (2) und dem Werkstückhalter (10) jeweils an die Drahtelektroden (2) angelegt wird und ein Bearbeitungsfluid durch eine Bearbeitungsfluiddüse (80) einer Berabeitungsnut (81) zugeführt wird, wobei der Werkstückhalter (10) mit einem Einpassabschnitt (102) ausgebildet ist, in den das Werkstück (8) ohne irgendeinen Spalt eingepasst ist, wobei der Werkstückhalter (10) eine derartige äußere Form hat, dass zu einem Zeitpunkt eines Zerschneidens des in den Einpassabschnitt (102) eingepassten Werkstücks (8) zusammen mit dem Werkstückhalter (10), eine Strecke entlang den Drahtelektroden (2) eines Abschnitts, wo der Werkstückhalter (10) und das Werkstück (8) den Drahtelektroden (2) zugewandt sind, während des Schneideprozesses des Werkstücks (8) im Wesentlichen konstant ist, und der Spalt zwischen der Spitze der Bearbeitungsfluiddüse (80) und der äußeren Form des Werkstückhalters (10) während des Schneideprozesses konstant aufrechterhalten bleibt.
Dünnscheibenherstellungsverfahren nach Anspruch 6, wobei eine Impulsfrequenz einer Bearbeitungsspannung entsprechend einer Strecke eines Abschnitts verändert wird, in dem das Werkstück (8) den Drahtelektroden (2) zugewandt ist, so dass ein Elektroerodierspalt im Wesentlichen konstant wird.