DE112012006211T5

DE112012006211T5 - Drahterodiervorrichtung und Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer unter Verwendung derselben

Info

Publication number: DE112012006211T5
Application number: DE112012006211.6T
Authority: DE
Inventors: c/o Mitsubishi Electric Corpor Miyake Hidetaka; c/o Mitsubishi Electric Corpora Itokazu Atsushi; c/o Mitsubishi Electric Corporat Nakanishi Yosuke
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2012-04-12
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2014-12-31
Anticipated expiration: 2032-10-20
Also published as: WO2013153691A1; CN104220201B; US20150053650A1; DE112012006211B4; JPWO2013153691A1; CN104220201A; JP5847298B2

Abstract

Drahterodiervorrichtung, aufweisend mehrere Hauptführungsrollen (1a) bis (1d), die parallel in Abständen angeordnet sind, einen Draht (3), der in einem festen Wickelschritt zwischen den Führungsrollen (1a) bis (1d) aufgewickelt ist, um Schneidedrahtabschnitte (CL) zwischen einem Paar Führungsrollen (1a) und (1b) zu bilden, und der entsprechend der Drehung der Hauptführungsrollen (1) mitläuft, und Einspeiseklemmeneinheiten (6), die elektrische Energie in Drähte (3) der Schneidedrahtabschnitte (CL) einspeisen. Die Drahterodiervorrichtung führt ein Zerschneiden eines Werkstücks (5) mit den Schneidedrahtabschnitten (CL) durch, setzt das Ausschneiden von Halbleiterwafern aus dem Werkstück (5) in einem Zustand aus, in dem ein Teil der Halbleiterwafer noch mit dem Werkstück (5) verbunden ist, bringt die Drähte (3) der Schneidedrahtabschnitte (CL) nahe an eine der Schneideflächen, und tastet die Schneideflächen in einem drahterodierten Zustand ab.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Drahterodiervorrichtung und ein Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer unter Verwendung derselben, und im Spezielleren auf eine Drahterodiervorrichtung, die mit hoher Produktivität Halbleiterwafer mit einer großen Ebenheit von Halbleiterwaferflächen herstellen kann, und ein Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer unter Verwendung derselben.
Hintergrund
Als ein Schneideverfahren zum Herausschneiden eines Halbleiterwafers mit einer dünnen Scheibenform aus einem Halbleiterblock, wurde weitverbreitet ein Drahtsägensystem verwendet. Das Drahtsägensystem ist ein System, um einen Draht, auf dessen Oberfläche feine abrasive Körner mit großer Härte wie etwa Diamant abgeschieden sind, gegen die Fläche des Halbleiterblocks zu drücken und Halbleiterwafer aus dem Halbleiterblock mit der Abrasionswirkung der abrasiven Körner herauszuschneiden.
Ein Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer durch das Drahtsägensystem macht eine lange Zeit zum Schneiden erforderlich und benötigt Schleif- und Polierprozesse, um Unebenheiten und Mängel auf einer geschnittenen Fläche nach dem Schneiden zu beseitigen. Deshalb ist die Produktionseffizienz gering.
Was dieses Problem betrifft, wurde ein Schneideverfahren vorgeschlagen, um Halbleiterwafer von einem Halbleiterblock mit einem Erodierverfahren abzuschneiden und Halbleiterwaferflächen nach dem Schneiden einzeln nacheinander mit einem Entladungsdraht abzurastern, um dabei beschädigte Schichten zu erntfernen und eine Planarisierung der Flächen durchzuführen. (z. B. Patentschrift 1).
Mit dem in Patentschrift 1 beschriebenen Verfahren ist bei der herkömmlichen Drahterodiervorrichtung, die das Schneideverfahren zum Abrstern von Halbleiterwaferflächen einzeln nacheinander mit einem Entladungsdraht nach dem Schneiden, um beschädigte Schichten zu erntfernen und eine Planarisierung der Flächen durchzuführen, einsetzt, für die Bearbeitung eine lange Zeit erforderlich, und es ist keine große Verbesserung der Produktivität zu erwarten. Deshalb besteht insofern ein Problem, als es schwierig ist, Halbleiterwafer mit hoher Produktivität herzustellen, die zufriedenstellende Kennmerkmale haben.
Es wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, die gleichzeitig Wafer mit einer dünnen Scheibenform aus einem säulenförmigen Werkstück mit mehreren parallel angeordneten Schneidedrahtabschnitten ausschneidet. Als System für diese Vorrichtung gibt es ein Drahtsägensystem und ein Drahterodiersystem. Als eine Art des Drahtsägensystems gibt es ein System, um ein Poliermaterial zwischen die Schneidedrahtabschnitte und das Werkstück einzusetzen und das Poliermaterial gegen die Fläche des Werkstücks zu drücken. Alternativ gibt es auch ein anderes Drahtsägensystem, um Wafer maschinell aus einem Werkstück mit Abrasionswirkung herauszuarbeiten, die bewirkt wird, indem ein Draht, auf dessen Oberfläche feine abrasive Körner mit hoher Härte wie etwa Diamant abgeschieden sind, gegen die Fläche des Werkstücks gedrückt wird. Andererseits ist das Drahterodiersystem ein System, um Schneidedrahtabschnitten Bearbeitungsenergie zuzuführen, eine elektrische Entladung zwischen den Schneidedrahtabschnitten und einem Werkstück zu bewirken, und das Werkstück mit Wärmeenergie aus der elektrischen Entladung zu schmelzen und zu entfernen (z. B. Patentschrift 2).
Darüber hinaus machen es beide Waferbearbeitungsvorrichtungen mit den beiden Arten von Bearbeitungssystemen zur Verbesserung der Produktivität möglich, einen Schneidedrahtabschnitt zu bilden, in dem mehrere Drähte parallel in einem festen Abstand zueinander angeordnet sind, indem ein Draht wiederholt zwischen mehreren Führungsrollen aufgewickelt und das Schneiden eines Werkstücks an mehreren Stellen gleichzeitig und parallel erfolgt.
Das herkömmliche Bearbeitungssystem wie etwa das Drahtsägensystem oder das Drahterodiersystem zum gleichzeitigen Schneiden mehrerer Wafer (dünne Scheiben) aus einem Block mit dem Schneidedrahtabschnitt hat ein Ziel, nur Wafer aus einem säulenförmigen Werkstück zu schneiden. Das heißt, in einem solchen Bearbeitungssystem ist eine Verwerfung einer Waferbearbeitungsfläche, die wegen eines Bearbeitungsmechanismus des Systems verursacht wird oder ein Auftreten von beschädigten Schichten unvermeidlich, die in einem Waferbearbeitungsflächenschichtabschnitt entstehen. Deshalb werden in einem Zustand, in dem nur das Schneiden durchgeführt wird, technische Spezifikationen, die es den Wafern ermöglichen, in einem Halbleiterprozess Eingang zu finden, nicht erfüllt, was Waferqualität wie z. B. Scheibendicke, Oberflächenrauheit und Schädigung an einer Kristallstruktur betrifft. Deshalb durchlaufen die Wafer, die durch ein Czochralski-Verfahren ausgebildet werden, um einen gewünschten physikalischen Eigenschaftswert zu erhalten, und aus dem Block ausgeschnitten werden, bei dem es sich um ein Halbleitermaterial handelt, Nachbearbeitungsprozesse wie etwa Schleifen und Polieren, um eine zufriedenstellende Bearbeitungsflächenqualität zu erfüllen, damit die Wafer im Halbleiterprozess Eingang finden können. Gemäß den Nachbearbeitungsprozessen werden die Wafer nach dem Schneiden durch das vorstehend erläuterte System auf eine vorbestimmte Scheibendicke und Oberflächenrauheit als Wafer endbearbeitet, die Eingang im Halbleiterprozess finden können.
Auch wenn eine Endbearbeitung durchzuführen ist, um qualitativ hochwertige Wafer mit einer Waferschneidevorrichtung durch die zwei Bearbeitungssysteme zu erhalten, wirkt eine große äußere Kraft auf die Wafer, die gleichzeitig aus dem Block herausgeschnitten werden, bei dem es sich um das Werkstück handelt. Im Drahtsägensystem wirkt eine Bearbeitungsreaktion aufgrund der Abrasionswirkung auf die Wafer. Andererseits wirkt im Drahterodiersystem eine explosive Zerstäubungskraft von Arbeitsfluid aufgrund einer elektrischen Entladung auf die Wafer. Deshalb neigen in beiden der zwei Bearbeitungssysteme die Wafer mit wachsendem Durchmesser der ausgeschnittenen Wafer eher dazu, durch eine externe Kraft verformt und zerbrochen zu werden.
Wie vorstehend erläutert, ist bei den Wafern, die aus dem Block ausgeschnitten und erhalten werden, bei dem es sich um das Werkstück handelt, eine Plattendickenschwankung groß, auch wenn die Produktivität der Wafer in einem Blockzerschneidestadium verbessert ist. Alternativ wirkt sich das Problem einer großen Dicke beschädigter Schichten an den Waferflächen stark auf die Nachbearbeitungsprozesse aus. Das heißt, das Problem erhöht eine Waferbearbeitungsbelastung beim Schleifen und Polieren, bei denen es sich um die Nachbearbeitungsprozesse handelt. Das heißt, wenn die Prozesse, bis Wafer mit geforderten technischen Daten schließlich erhalten werden, umfassend betrachtet werden, besteht insofern ein Problem, als die Waferproduktionseffizienz je nach den Waferschneidebedingungen durch den Schneidedrahtabschnitt stark herabgesetzt ist.
Patentschrift 2 schlägt beispielsweise ein Verfahren zum Verhindern einer Verformung der Wafer vor, die von einer äußeren Kraft während des Schneidens in einem Mehrdrahterodiersystem herrührt. In Patentschrift 2 wird ein elastisches Teil von einer Bearbeitungsbeginnendseite der Wafer her gegen das Bearbeitungsbeginnende einer großen Anzahl von Wafern gedrückt, die gleichzeitig durch den Schneidedrahtabschnitt ausgebildet werden. Das durch das Andrücken verformte Teil tritt in zwischen den Wafern ausgearbeitete Nuten ein und polstert Zwischenräume zwischen den Wafern aus. Die Zwischenräume zwischen den benachbarten Wafern werden gefüllt, um eine Waferfluktuation zu unterbinden.
Wenn die Wafer durch dieses System aus dem Block ausgeschnitten werden, werden die Wafer jedoch, falls das elastische Teil übermäßig gegen die Waferenden gedrückt wird, im Gegenteil wahrscheinlich eher verformt. Alternativ verbleiben, wenn ein Andrückbetrag auf das elastische Teil unzureichend ist, freie Räume in den Zwischenräumen der benachbarten Wafer und die Wafer können nicht sicher aneinander festgesetzt werden. So ist die Anpassung der Andrückstärke schwierig. Bei einem Bearbeitungsverfahren zur Endbehandlung von Wafern, indem, während ein Erodieren erfolgt, ein Schneidedrahtabschnitt an bearbeiteten Flächen von Wafern, die gerade aus dem Block ausgeschnitten werden, wiederholt abrastert, wenn abgepolsterte Waferenden einem Erodieren unterzogen werden, besteht ferner ein Problem, dass keine Endbearbeitung durchgeführt werden kann, weil die Abpolsterung dem Schneidedrahtabschnitt im Wege steht.
Anführungsliste
Patentliteratur

Patentschrift 1: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2007-30155
Patentschrift 2: Japanische Patentanmeldung mit der Offenlegungsnummer 2011-183477

Zusammenfassung
Technisches Problem
Wie vorstehend beschrieben, ist bei der herkömmlichen Drahterodiervorrichtung, die das Schneideverfahren zum Abrastern von Halbleiterwaferflächen einzeln nacheinander mit einem Entladungsdraht nach dem Schneiden einsetzt, um beschädigte Schichten zu entfernen und eine Planarisierung der Flächen durchzuführen, eine lange Zeit für die Bearbeitung erforderlich, und es ist keine große Verbesserung der Produktivität zu erwarten. Wenn beim Mehrdrahterodiersystem mehrere Wafer gleichzeitig geschnitten werden, ist es schwierig, die Bearbeitung zu unterstützen und dabei eine relative Positionierung der den Wafern zueinander sicher aufrechtzuerhalten. Deshalb ist es schwierig, Halbleiterwafer mit hoher Produktivität herzustellen, die über zufriedenstellende Kennmerkmale verfügen.
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um derartige Probleme zu lösen, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Drahterodiervorrichtung, die effizient eine Entfernung beschädigter Schichten an Halbleiterwaferflächen und eine Planarisierung der Halbleiterwaferflächen durchführen kann und über eine hohe Produktivität in Bezug darauf, Halbleiterwafer aus einem Halbleiterblock auszuschneiden, und eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit verfügt, und ein Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer unter Verwendung der Vorrichtung zu erhalten.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Drahterodiervorrichtung zu erhalten, die ein Schneiden und Endbearbeiten mit einer kollektiven Verarbeitung in derselben Vorrichtung durchführen kann.
Noch eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Drahterodiervorrichtung zu erhalten, die nicht nur das Zerschneiden eines Blocks ermöglicht, sondern es auch ermöglicht, dass mehrere Wafer, die durch Zerschneiden des Blocks in eine dünne Scheibenform gebildet werden, so endbearbeitet werden, dass sie eine Scheibendicke und Oberflächenrauheit haben, die nahe an die endgültigen erforderlichen technischen Spezifikationen herankommen.
Problemlösung
Um die vorstehend erwähnten Probleme zu lösen, ist eine Drahterodiervorrichtung nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung dazu ausgelegt, aufzuweisen: ein Paar Führungsrollen, die parallel in Abständen angeordnet sind; einen Draht, der mehrmals zwischen dem Paar Führungsrollen in einer festen Schrittweite aufgewickelt ist, um einen Paralleldrahtabschnitt zwischen dem Paar Führungsrollen zu bilden, und der entsprechend der Rotation der Führungsrollen mitläuft; ein Paar Dämpfungsführungsrollen, die zwischen dem Paar Führungsrollen zur Verfügung gestellt sind, dem Paralleldrahtabschnitt folgen und mit diesem in Kontakt kommen, und mehrere gedämpfte Schneidedrahtabschnitte bilden; mehrere Energieeinspeisungsanschlüsse, die elektrische Energie in jeden der Schneidedrahtabschnitte einspeisen; und eine Einheit, die ein Werkstück relativ zu den Schneidedrahtabschnitten in einer Parallelrichtung von den die Schneidedrahtabschnitte bildenden Drähten und einer Richtung senkrecht zur Parallelrichtung von die Schneidedrahtabschnitte bildenden Drähten auf eine Weise bewegt, dass die Drähte der Schneidedrahtabschnitte näher an eine Schneidefläche eines Paars von Schneideflächen, die gebildet werden, indem sie durch die Drähte der Schneidedrahtabschnitte geschnitten werden, gebracht werden als an die andere, wobei die Drahterodiervorrichtung jede der Schneideflächen in einem erodierten Zustand abrastert, um dadurch die Schneideflächen gleichzeitig endzubearbeiten.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die Drahterodiervorrichtung der vorliegenden Erfindung bewegt sich relativ in der Richtung senkrecht zur Parallelanordnungsrichtung der Drähte, die die Schneidedrahtabschnitte bilden, und hält dabei die Halbleiterwafer, die gerade ausgeschnitten werden, in der Vorrichtung angebracht und tastet die Schneideflächen direkt unter Verwendung der Drähte, die zum Schneiden verwendet werden, ab und planarisiert sie. Deshalb ist eine Anpassung der Positionen der Halbleiterwafer während der Planarisierungsbearbeitung unnötig, und dementsprechend wird es ermöglicht, einen Herstellungsprozess zu verkürzen und den Halbleiterwafer mit hoher Produktivität zu erhalten, der über zufriedenstellende Kennmerkmale verfügt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht des Aufbaus einer Drahterodiervorrichtung in einer ersten Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Aufbaus der Drahterodiervorrichtung in der ersten Ausführungsform.
3 ist eine Außenansicht einer Drahtposition im Moment des Zerschneidens des Halbleiterblocks in der ersten Ausführungsform.
4 ist eine erläuternde grafische Darstellung von Spurverläufen der Drähte der Schneidedrahtabschnitte beim Schneiden und Planarisieren von Halbleiterwafern durch ein Drahterodiersystem.
5 ist eine erläuternde grafische Darstellung von Spurverläufen der Drähte, zur Abtrennung der Halbleiterwafer von einem Halbleiterblock in der ersten Ausführungsform.
6 ist eine Außenansicht eines Fluktuationszustands von Halbleiterwaferzwischenräumen aufgrund einer Schwingung der Halbleiterwafer.
7 ist eine grafische Konzeptdarstellung eines Schwingungsunterbindungssystems für Halbleiterwafer in einer zweiten Ausführungsform.
8 ist eine Außenansicht der Struktur und Arbeitsweise von Waferhalterungsabschnitten in der zweiten Ausführungsform.
9 ist eine Seitenansicht des Aufbaus einer Drahterodiervorrichtung in einer dritten Ausführungsform.
10 ist eine perspektivische Ansicht des Aufbaus der Drahterodiervorrichtung in der dritten Ausführungsform.
11-1 ist eine Außenansicht und eine Schnittansicht der Struktur von Schneidezeitwaferhalterungsabschnitten und Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitten in der dritten Ausführungsform.
11-2 ist eine Außenansicht und eine Vorderansicht der Struktur der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte in der dritten Ausführungsform.
12-1 ist eine erläuternde grafische Darstellung des Funktionsablaufs von Waferhalterungsabschnitten in der dritten Ausführungsform.
12-2 ist eine erläuternde grafische Darstellung des Funktionsablaufs von Waferhalterungsabschnitten in der dritten Ausführungsform.
12-3 ist eine erläuternde grafische Darstellung des Funktionsablaufs von Waferhalterungsabschnitten in der dritten Ausführungsform.
12-4 ist eine erläuternde grafische Darstellung des Funktionsablaufs von Waferhalterungsabschnitten in der dritten Ausführungsform.
12-5 ist eine erläuternde grafische Darstellung des Funktionsablaufs von Waferhalterungsabschnitten in der dritten Ausführungsform.
12-6 ist eine erläuternde grafische Darstellung des Funktionsablaufs von Waferhalterungsabschnitten in der dritten Ausführungsform.
12-7 ist eine erläuternde grafische Darstellung des Funktionsablaufs von Waferhalterungsabschnitten in der dritten Ausführungsform.
13(a) bis 13(e) sind erläuternde grafische Darstellungen von relativen Spurverläufen von Schneidedrahtabschnitten im Hinblick auf eine Werkstück beim Schneiden und Endbearbeiten von Wafern durch ein Drahterodiersystem.
14(a) und 14(b) sind Außenansichten der Positionen und der Funktionsabläufe von Waferhalterungsabschnitten 12 und einem Werkstück 5 während einer Segmentierung in einer vierten Ausführungsform, wobei (a) eine Draufsicht und (b) eine Vorderansicht ist.
15 ist eine erläuternde grafische Darstellung von Spurverläufen von Drähten beim Planarisieren nach dem Schneiden von Halbleiterwafern durch ein Drahterodiersystem und beim Abschneiden der Halbleiterwafer von einem Halbleiterblock.
Beschreibung der Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Aufbau einer Drahterodiervorrichtung
Der Aufbau einer Drahterodiervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 1 und 2 erläutert. 1 ist eine Seitenansicht des Aufbaus einer Drahterodiervorrichtung in der ersten Ausführungsform. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Aufbaus der Drahterodiervorrichtung in der ersten Ausführungsform.
Ein Drahtlaufsystem ist durch vier Hauptführungsrollen 1a bis 1d gegeben. Ein Draht 3 wird von einer Drahtausgabespule 2 abgewickelt und mehrmals parallel um die Hauptführungsrollen 1a bis 1d gewickelt, wobei ein fester Abstand eingehalten wird. Der Draht 3 läuft entsprechend der Rotation der Hauptführungsrollen 1a bis 1d weiter und wird schließlich auf eine Drahtaufwicklungsspule 4 aufgewickelt. Die Hauptführungsrollen 1c und 1d sind so angeordnet, dass sich ein Werkstück 5 zwischen ihnen befindet. Mehrere Drähte 3, die mit einer festen Spannung gespannt und in der axialen Richtung der Hauptführungsrolle 1c beabstandet sind, sind zwischen den Hauptführungsrollen 1c und 1d angeordnet. In der ersten Ausführungsform wird für den Draht 3 ein Stahldraht verwendet, mit einem Durchmesser von 0,1 Millimeter und auf der Oberfläche mit 1 Mikrometer Messing beschichtet.
In der ersten Ausführungsform sind Abschnitte, wo die Drähte 3 gespannt und die Drähte 3 beabstandet und zwischen der Hauptführungsrolle 1c und der Hauptführungsrolle 1d angeordnet sind, als Paralleldrahtabschnitt PS bezeichnet. Im Paralleldrahtabschnitt PS sind Abschnitte, die dem Werkstück 5 gegenübergestellt sind, wo die Drähte linear gespannt sind und zum Schneiden des Werkstücks 5 verwendet werden, als Schneidedrahtabschnitte CL bezeichnet. In den Schneidedrahtabschnitten CL sind die Drähte 3 parallel in einem festen Abstand zueinander aufgereiht. Mehrere Halbleiterwafer können gleichzeitig aus dem Werkstück 5 ausgeschnitten werden.
Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b sind an beiden Enden der Schneidedrahtabschnitte CL angeordnet. Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6b, die den Drähten 3 elektrische Energie zuführen, sind an der Außenseite der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b befestigt. Ein stabiles Erodieren kann über alle Drähten 3 erfolgen, indem den einzelnen Drähten 3 separat Energie zugeführt wird. Andererseits sind Klemmen auf einer Einspeisungsseite einer Energieversorgungseinheit 11 jeweils elektrisch an die Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6b angeschlossen. Ein Anschluss auf einer Masseseite ist elektrisch an das Werkstück 5 angeschlossen. Somit wird ein Spannungsimpuls, der aus der Energieversorgungseinheit 11 ausgegeben wird, zwischen den Drähten 3 der Schneidedrahtabschnitte CL und dem Werkstück 5 angelegt.
Zwischen den zwei Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b sind Düsen 8a und 8b einander entgegengesetzt angeordnet, um die Schneidedrahtabschnitte CL zwischen sich zu halten. Die Düsen 8a und 8b stoßen Bearbeitungsfluid zu Schneideabschnitten des Werkstücks 5 entlang der Schneidedrahtabschnitte CL aus. Die Schneidedrahtabschnitte CL sind so angeordnet, dass sie die Düsen 7a und 7b durchdringen. Jedoch sind die Innenflächen der Düsen 8a und 8b und die Drähte 3 nicht in Kontakt miteinander. Ein zur Waferrichtung paralleler Linearverschieber 9 steuert die Bewegung des Werkstücks 5 in einer Richtung, in der die Drähte 3 der Schneidedrahtabschnitte CL parallel angeordnet sind, das heißt, eine zu einer Schneiderichtung der Drähte 3 orthogonalen Richtung. Eine Anhebe- und Absenkungsbühne 10 nimmt das Werkstück 5 auf sich auf und steuert das Anheben und Absenken des Werkstücks 5.
Die Hauptführungsrollen 1a bis 1d sind Rollen, die durch Aufwickeln eines Gummimaterials aus Urethangummi oder dergleichen um säulenförmige entkernte Stangen gebildet werden. Die Hauptführungsrollen 1a bis 1d sind mit beiden Enden der entkernten Stangen drehbar, die von Lagern gehaltert sind. Ein hoher Reibungskoeffizient des Gummis auf der Oberfläche der Hauptführungsrollen 1a bis 1d und der Drähte 3 ist geeignet, um die Drähte 3 daran zu hindern, an den Hauptführungsrollen 1a bis 1d zu verrutschen und leerzulaufen. Auf den Oberflächen der Hauptführungsrollen 1a bis 1d sind Nuten in einem Abstand ausgebildet, der derselbe ist wie ein Drahtwickelschritt. Die Drähte 3 laufen durch die jeweiligen Nuten hindurch. Deshalb kann ein Abstand der Drähte in den Schneidedrahtabschnitten CL fest beibehalten werden. Der Abstand der Drähte 3 in den Schneidedrahtabschnitten CL kann einem Zweck entsprechend eingestellt werden. Zum Zweck, Halbleiterwafer wie in dieser Ausführungsform zu schneiden, eignen sich 0,1 bis 0,8 Millimeter. Die Hauptführungsrollen 1a bis 1d und das Werkstück 5 werden in das Bearbeitungsfluid eingetaucht. Die Schneidedrahtabschnitte CL werden dem Werkstück 5 im Bearbeitungsfluid entgegengesetzt. Die Drähte 3 führen das Schneiden gleichzeitig parallel durch.
Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b sind angetriebene Führungsrollen mit im Vergleich zu den Hauptführungsrollen 1a bis 1d hoher Formgenauigkeit, hoher Rotationsgenauigkeit und hoher Anbringungsgenauigkeit. Zwei Dämpfungsführungsrollen werden wie vorstehend erläutert an Stellen quer zu den Schneidedrahtabschnitten CL verwendet. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b sind dazu eingerichtet, so gegen die zwischen den Hauptführungsrollen 1c und 1d gespannten Drähte 3 gedrückt zu werden, dass die Drähte 3 mit Teilen der Außenumfänge der Dämpfungsführungsrollen 71 und 7b in Kontakt kommen. Im Ergebnis sind sie Drähte 3 zwischen den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b linear gespannt, und eine Schwingung, die mit dem Durchlaufen der Drähte 3 zu tun hat, kann unterbunden werden. Das heißt, es ist möglich, eine Schwingung der Drähte 3 der Schneidedrahtabschnitte CL zu unterbinden und das Werkstück 5 mit hoher Genauigkeit zu zerschneiden.
Die Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6b sind in einem Abstand ausgerichtet, der derselbe ist wie der Wickelschritt der Drähte 3. Elektrische Energie wird in die Drähte 3 der Schneidedrahtabschnitte CL aus den Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6b eingespeist. Bearbeitungsströme fließen jeweils zu den Drähten 3. In dieser Ausführungsform sind, was die Kontakte zum Zuführen elektrischer Energie aus den Einspeise 6a und 6b zu den Drähten 3 betrifft, Querschnitte, die mit nutartigen Drahtführungen befestigt sind, in einer Kreisform mit einer bogenartigen Form ausgebildet. Um einen zufriedenstellenden Kontakt über einen langen Zeitraum sicherzustellen, werden die Kontaktabschnitte zu den Drähten 3 periodisch gedreht und ausgewechselt.
Schneiden durch die Drahterodiervorrichtung
Nachstehend wird das Schneiden durch die Drahterodiervorrichtung in dieser Ausführungsform erläutert. Drahterodieren ist eine Bearbeitung, um eine Lichtbogenentladung in sehr kleinen Entladungszwischenräumen zwischen den Drähten 3 und dem Werkstück 5 zu bewirken, die in das Bearbeitungsfluid wie etwa deionisiertes Wasser eingetaucht sind, und das Werkstück 5 zu zerschneiden. Speziell wird die Oberfläche des Werkstücks 5 durch den Lichtbogen auf eine hohe Temperatur erhitzt, und das in den Entladungszwischenräumen vorhandene Bearbeitungsfluid verdampft explosionsartig, um einen Hochtemperaturabschnitt des Werkstücks 5 abzusprengen. Der abgesprengte Abschnitt schwimmt als Bearbeitungsspäne im Bearbeitungsfluid.
Während der Bearbeitung wird der Draht 3 kontinuierlich von der Drahtausgabespule 2 abgewickelt, läuft entsprechend der Rotation der Hauptführungsrollen 1a bis 1d weiter und wird in der Drahtaufwicklungsspule 4 wieder eingesammelt. Die Spannung während des Laufs der parallel angeordneten Drähte 3 wird geregelt, indem die Drehgeschwindigkeit der Drahtausgabespule 2 und diejenige der Drahtaufwicklungsspule 4 geregelt wird. Wenn ein Durchlaufzustand der Drähte 3 stabil ist, wird die Spannung der durchlaufenden Drähte 3 fest beibehalten.
Wenn ein Erodieren erfolgt, wird, während die Hauptführungsrollen 1c und 1d drehen, um den Draht 3 zum Durchlaufen zu veranlassen, nachdem das Werkstück 5 den Schneidedrahtabschnitten CL in einem vorbestimmten Abstand von diesen ausgesetzt wurde, ein Spannungsimpuls aus der Energieversorgungseinheit 11 an die Schneidedrahtabschnitte CL angelegt. Die Anhebe- und Absenkungsbühne 10 wird entsprechend der Schneidegeschwindigkeit angehoben. In einem Zustand, in dem die Entladungszwischenräume fest beibehalten werden, wird die Lichtbogenentladung fortgesetzt, während die Drahtschneideabschnitte CL und das Werkstück 5 relativ zueinander bewegt werden. Dann werden die ausgearbeiteten Nuten in Abschnitten ausgebildet, in denen der zu Paralleldrähten aufgewickelte Draht 3 der Schneideabschnitte CL das Werkstück 5 passiert.
Was die Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6b betrifft, so ist ein (nicht gezeigter) Mechanismus zum Bewegen der Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6b in einer Richtung senkrecht zu den Drähten 3 vorgesehen, um einen Andruckbetrag gegen die Drähte 3 einzustellen. Ein Kontaktwiderstand kann eingestellt und ein Entladungsstromwert pro einem Spannungsimpuls fein eingestellt werden, indem der Andruckbetrag der Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6b gegen die Drähte 3 eingestellt wird. Es ist anzumerken, dass selbstverständlich auch ein Bearbeitungsstromwert eingestellt werden kann, indem eine Ausgangsspannung der Energieversorgungseinheit 11 eingestellt wird, weil elektrische Energie in die Schneidedrahtabschnitte CL über die Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6b eingespeist wird.
In dieser Ausführungsform sind die Bedingungen, die beim Schneiden des Halbleiterblocks, bei dem es sich um das durch Drahterodieren zu bearbeitende Werkstück 5 handelt, genutzt werden, eine angelegte Spannung von 100 Volt, ein Bearbeitungsstrom von 3 bis 5 Ampere, eine Impulsbreite von 0,1 Mikrosekunden, ein Tastverhältnis von 50% und eine Drahtdurchlaufgeschwindigkeit von 0,1 mm/min. Diese Bedingungen sind nicht speziell eingeschränkt und können entsprechend einer Art und Dicke des in Gebrauch befindlichen Drahts 3, dem Material des Werkstücks, u. dgl. verschiedentlich eingestellt und eingesetzt werden.
Planarisierung einer Schneidefläche durch die Drahterodiervorrichtung
Das Werkstück 5 wird durch die Drahterodiervorrichtung zerschnitten, ein Schneideprozess wird ausgesetzt, bevor der Halbleiterwafer vollständig abgeschnitten ist, und es wird eine Planarisierung der Schneideflächen durchgeführt. Ein Planarisierungsverfahren für die Schneideflächen in der ersten Ausführungsform wird mit Bezug auf 3 und 4 erläutert.
3 ist eine Außenansicht einer Drahtposition, an der das Halbleiterblockzerschneiden in der ersten Ausführungsform ausgesetzt wird. 4 ist eine erläuternde grafische Darstellung von Spurverläufen der Drähte 3 der Schneidedrahtabschnitte CL beim Schneiden und Planarisieren eines Halbleiterwafers durch das Drahterodiersystem. Ein Querschnitt des Werkstücks 5 in einem Schneideabschnitt ist gezeigt. Schwarze Kreise stellen Querschnitte der Drähte 3 an.
Eine Impulsspannung wird an jeden der Drähte 3 der Schneidedrahtabschnitte CL angelegt, um das Werkstück 5 halb durchzuschneiden. Ein Schneideprozess wird an einer Position ausgesetzt, an der mehrere Millimeter zum vollständigen Durchschneiden des Werkstücks 5 verbleiben (3 und 4(a)). In dieser Ausführungsform ist die Aussetzposition eine Position, an der mehrere Millimeter zum vollständigen Durchschneiden des Werkstücks 5 verbleiben. Wie in 3 gezeigt ist, sind Halbleiterwafer noch mit dem Halbleiterblock mit mehreren Millimetern verbunden, die in einem unteren Abschnitt des Halbleiterblocks verbleiben. Jedoch ist der verbleibende Abschnitt nicht darauf beschränkt. Es braucht bloß ein mit dem Halbleiterblock, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt, verbundener Abschnitt belassen zu werden. In dem Zustand, in dem das Werkstück 5 wie durch das Erodieren geschnitten verbleibt, sind, wie schematisch in 4(b) gezeigt ist, werden beschädigte Schichten gebildet und die Unebenheit auf den Schneideflächen des Werkstücks 5 ist groß. Anzumerken ist, dass in der Erläuterung der Planarisierung in 4 die Drähte 3 so gezeigt sind, als würden sie sich bewegen. Tatsächlich jedoch bewegt sich der Halbleiterblock, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt. Die Drähte 3 bewegen sich relativ dazu in Schneideabschnitten des Werkstücks 5.
Während eine Impulsspannung an die Drähte 3 der Schneidedrahtabschnitte CL angelegt wird, werden die Drähte 3 in einer Schneideflächenrichtung um ca. mehrere Mikrometer bis 10 Mikrometer angenähert (4(c)). Danach rastern die Drähte 3 in einer Aufwärtsrichtung in einem Entladungszustand ab (4(d)). Eine Erodierbedingung ist an dieser Stelle etwas schwächer eingestellt als eine Erodierbedingung im Schneideprozess. Speziell ist in dieser Ausführungsform die Impulsspannung auf 50 Volt eingestellt, was der Hälfte der Impulsspannung im Schneideprozess entspricht. Indem dies wiederholt wird (4(c)), kann die verformte Schicht der Schneideflächen entfernt und deren Querschnitt planarisiert werden (4(g)). In dieser Ausführungsform werden die Drähte 3 jeweils den Schneideflächen auf einer Seite angenähert und rastern diese ab, um die beschädigte Schicht zu entfernen. Jedoch können die Drähte 3 auch jeweils in der Mitte der beiden Schneideflächen abrastern, ohne der Schneidefläche auf einer Seite angenähert zu werden. In diesem Fall wird jedoch, um das Erodieren auf die beschädigte Schicht der durch das Blockzerschneiden gebildeten Schneidefläche anzuwenden, die Abtastgeschwindigkeit der Drähte 3 gesenkt, um eine Entladungsauftrittswahrscheinlichkeit zu erhöhen, oder die Impulsspannung wird auf einen Grad erhöht, bei dem eine elektrische Entladung auch bei einem Zwischenelektrodenabstand zur zu entfernenden beschädigten Schicht stattfindet. Auf diese Weise kann, was den Abstand zwischen der Schneidefläche und dem Draht 3 betrifft, ein optimaler Abstand auf Grundlage der Erodierbedingung und der Geschwindigkeit des Abrasterns gewählt werden.
Was die Planarisierung der Schneidefläche durch das Erodieren jedes der Drähte 3 betrifft, so wird in einem Teil der Schneidefläche, in dem die Unebenheit wegen der beschädigten Schicht groß ist, eine elektrische Entladung in einem Prozess zum Abrastern des Drahts 3 bewirkt, um die Unebenheit schrittweise zu reduzieren. Wenn der Mittenabschnitt beider Schneideflächen abgerastert wird, ist es vorzuziehen, dass eine elektrische Entladung zwischen dem Draht 3 und beiden Schneideflächen stattfindet. Wenn der Draht 3 der Schneidefläche auf einer Seite angenähert wird (kann im Folgenden nur als „Einseitenschneidefläche” bezeichnet sein) und diese abrastert, ist es vorzuziehen, dass eine elektrische Entladung zwischen dem Draht 3 und der Schneidefläche nahe an den Drähten 3 stattfindet. Die Anzahl von Drähten 3 der Schneidedrahtabschnitte CL ist nicht besonders eingeschränkt. Selbst in einer Struktur, in der mehrere Drähte 3 parallel aufgereiht sind, können die Schneidedrahtabschnitte CL durch nur einen Draht 3 gebildet sein. Jedoch steht die Anzahl der Drähte 3 zur Anzahl von Substraten im Verhältnis, die gleichzeitig bearbeitet werden können. Vom Gesichtspunkt der Produktivitätsverbesserung ist es vorzuziehen, dass die Schneidedrahtabschnitte CL durch mehrere der Drähte 3 gebildet sind.
Indem das Abrastern mit den Drähten 3 viele Male wiederholt und dabei eine elektrische Entladung bewirkt wird, wird die Unebenheit der während des Schneidens entstandenen beschädigten Schichten nach und nach entfernt und es können ebene Schneideflächen erhalten werden. Weil der Schneideprozess gestoppt wird und die Schneideflächen direkt unter Verwendung der zum Schneiden verwendeten Drähte 3 abgerastert und planarisiert werden, während der Halbleiterwafer, der gerade herausgeschnitten wird, in der Vorrichtung befestigt bleibt, ist eine Einstellung von Positionen wie etwa eine Ausrichtung von Orientierungen von bearbeiteten Flächen der Halbleiterwafer während der Planarisierung unnötig, so dass es ermöglicht ist, einen Herstellungsprozess zu verkürzen und Halbleiterwafer mit hoher Produktivität zu erhalten, die über zufriedenstellende Kennmerkmale verfügen.
Schneiden (Abschneiden) durch die Drahterodiervorrichtung
Nachdem der Planarisierungsprozess für die Schneideflächen zu Ende gegangen ist, wird der Abschnitt, der noch mit dem Halbleiterblock, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt, verbunden ist, unter Verwendung eines Erodierverfahrens abgeschnitten. Zuerst werden die Drähte 3 zu Positionen zurückgebracht, an denen der Schneideprozess ausgesetzt wird. Nachdem eine Erodierbedingung auf dieselbe Bedingung wie diejenige während des Schneidens der Drähte 3 eingestellt wurde, wird das Werkstück 5 in einer Richtung senkrecht zur Papierfläche von 3 bewegt, und der Halbleiterblock und die Halbleiterwafer werden gleichzeitig geschnitten. Ausschnitte (Ori-fla: Orientierungsflachflächen) zum Unterscheiden der Vorderseite und der Rückseite der Halbleiterwafer sind notwendig, was die Halbleiterwafer betrifft. Wenn jedoch in der vorliegenden Erfindung, was die zu Wafern zu verarbeitenden Halbleiterblöcke angeht, ein Halbleiterblock verwendet wird, der einer Außenumfangspolitur oder dergleichen unterzogen wird, wobei die Kristallorientierung so berücksichtigt wird, dass Orientierungsflachflächenabschnitte an der Unterseite des Halbleiterblocks vorhanden sind, sind Arbeit und Zeit zum Prüfen von Positionen und Ausbilden der Orientierungsflachflächen unnötig. Deshalb ist es möglich, die Bearbeitungseffizienz zu verbessern.
Ein Beispiel eines Abschneideverfahrens nach der Planarisierung der Schneideflächen ist in 5 gezeigt. 5 ist eine erläuternde grafische Darstellung von Spurverläufen der Drähte, die zum Abschneiden der Halbleiterwafer vom Halbleiterblock in der ersten Ausführungsform bewegt werden. Der Querschnitt des Halbleiterblocks bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt, ist gezeigt. Schwarze Kreise geben die Querschnitte der Drähte 3 an. Zwei Arten von Verfahren, d. h. ein System 1 (5(a)) und ein System 2 (5(b)) werden erläutert. Das Abschneideverfahren ist jedoch nicht auf diese Verfahren beschränkt.
Nachdem der Planarisierungsprozess durch das Erodieren beendet ist, werden die Drähte 3 der Schneidedrahtabschnitte CL zu den Positionen zurückgebracht, an denen das Schneiden ausgesetzt wird. Im System 1 erfolgt, wie in 5(a) gezeigt ist, während die Drähte 3 um eine große Strecke in eingeschnittenen Nuten (Zwischenräume in den Halbleiterwafern) hin und her bewegt werden, das Erodieren, um den Abschnitt, der noch mit dem Halbleiterblock, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt, verbunden ist, abzuschneiden. Im System 2 werden die Drähte 3, wie in 5(b) gezeigt, um eine kleine Strecke in den eingeschnittenen Nuten hin und her bewegt, und es wird eine Erodierenergie aufgewendet, die größer ist als diejenige während des Schneidens, um den Abschnitt in einer kurzen Zeit abzuschneiden.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst das Verfahren in dieser Ausführungsform einen ersten Schritt, Halbleiterwafer aus einem Block so herauszuschneiden, dass ein Verbindungsabschnitt verbleibt, und Schneidequerschnitte zu bilden, einen zweiten Schritt, Drähte relativ auf die im ersten Schritt ausgebildete Schnittfläche zu zu bewegen und eine Endbearbeitung durchzuführen, und einen dritten Schritt, die Drähte in Positionen anzuordnen, in denen das Ausschneiden der Halbleiterwafer ausgesetzt wird, die Drähte in einer Dickenrichtung von durch die Drähte geschnittenen Zwischenräumen hin und her zu bewegen, dabei ein Drahterodieren durchzuführen und gleichzeitig den ausgesetzten Ausschneideschritt voranzutreiben.
In 6 ist eine Außenansicht eines Fluktuationszustands von Halbleiterwaferzwischenräumen aufgrund einer Schwingung der Halbleiterwafer gezeigt. Wenn der Durchmesser eines zu zerschneidenden Halbleiterblocks groß ist, das heißt, wenn auszuarbeitende Halbleiterwafer vom Durchmesser her größer sind, wie in 6 gezeigt ist, schwingen die noch mit dem Halbleiterblock verbundenen Halbleiterwafer stark. Während die Scheibendicke der Halbleiterwafer ungeachtet des Durchmessers der Halbleiterwafer ca. einige hundert Mikrometer beträgt, ist die Höhe der Halbleiterwafer groß und liegt in einem Bereich von mehreren Zentimetern bis zu zehn und einigen Zentimetern. Wenn ein Verhältnis der Höhe der Halbleiterwafer zur Scheibendicke der Halbleiterwafer groß ist, nimmt die Steifigkeit in der Scheibendickenrichtung der Halbleiterwafer ab. Die Halbleiterwafer neigen dann dazu, bei einer Strömung von Bearbeitungsfluid zu schwingen, das während des Erodierens zugeführt wird.
Während des Schneidens des Halbleiterblocks wird das Bearbeitungsfluid aus Bearbeitungsfluiddüsen kraftvoll auf die ausgearbeiteten Nuten gespritzt. Wenn jedoch während der Planarisierung in der ersten Ausführungsform das Bearbeitungsfluid unter denselben Bedingungen den ausgearbeiteten Nuten zugeführt wird wie unter den Bedingungen während des Schneidens, schwingen die Halbleiterwafer stark, bevor sie vom Halbleiterblock abgeschnitten werden. Beim Erodieren wird, wenn Entladungszwischenräume zwischen den Schneidedrahtabschnitten CL und den Schneideflächen des Halbleiterblocks, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt, stark schwanken, das Erodieren instabil und die Bearbeitungsgenauigkeit von Schneideflächen der Halbleiterwafer schlechter.
Deshalb wird während der Planarisierung ein Zufuhrvolumenstrom oder ein Fluiddruck des Bearbeitungsfluids reduziert, um zu verhindern, dass die Halbleiterwafer bei der Bearbeitungsfluidströmung schwingen. Beim Planarisieren ist eine Bearbeitungsspanmenge nicht so groß wie beim Schneiden, weil nur ca. 10 Mikrometer von den Flächen der Halbleiterwafer abgetragen werden. Ferner wird eine Breite der ausgearbeiteten Nuten größer. Weil die Bearbeitungsspäne mühelos aus den ausgearbeiteten Nuten heraustransportiert werden, ist es unnötig, das Bearbeitungsfluid kraftvoll in die ausgearbeiteten Nuten zuzuführen. Deshalb ist eine Bearbeitungsfluidzufuhrmenge zum Durchführen der Planarisierung während der Planarisierung auf ca. 1/2 bis 1/10 einer Bearbeitungsfluidzufuhrmenge während des Schneidens reduziert.
Indem die Drahterodiervorrichtung und das Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer verwendet werden, die in dieser Ausführungsform beschrieben sind, die Schneideflächen durch die Drähte 3 viele Male unter der Erodierbedingung abgerastert werden, die schwächer ist als während des Schneidens, wird die Unebenheit der beschädigten Schichten, die sich während des Schneidens gebildet haben, nach und nach beseitigt, und es können flache Schneideflächen erhalten werden. Während der Schneideprozess ausgesetzt wird und die Halbleiterwafer, die gerade geschnitten werden, weiter in der Vorrichtung angebracht bleiben, werden die Schneideflächen abgerastert, und die Planarisierung der Schneideflächen erfolgt direkt durch dieselben Drähte, die zum Schneiden verwendet werden. Deshalb ist eine Einstellung der Positionen der Halbleiterwafer während der Planarisierung unnötig, und somit wird es ermöglicht, den Herstellungsprozess zu verkürzen und die Halbleiterwafer mit hoher Produktivität zu erhalten, die über zufriedenstellende Kennmerkmale verfügen.
Wie in 8(b) gezeigt ist, ist entsprechend der Außenform des Werkstücks 5 eine Aussparung im Linearverschieber parallel zur Waferrichtung 9 ausgebildet. Dem Werkstück 5 wird ermöglicht, nur in einer Richtung zu gleiten, in der eine Ausbreitung durch Schneiden bewirkt wird. Deshalb wird das Werkstück 5 geschnitten, während eine Positionsabweichung unterbunden wird. Nach dem Schneiden wird das Werkstück 5 endbearbeitet, während die Position des Werkstücks 5 aufrechterhalten bleibt. Das heißt, Waferhalterungsabschnitte 12 (Schneidewaferhalterungsabschnitte und Endbearbeitungswaferhalterungsabschnitte) werden sowohl während des Schneidens als auch während der Endbearbeitung verwendet. Die Positionen der Waferhalterungsabschnitte 12 können sich nur in der Längsrichtung des Blocks bewegen. Das Schneiden und die Endbearbeitung werden entsprechend der Auf-Ab-Bewegung des Halterungsabschnitts durchgeführt. Deshalb ist es möglich, das Schneiden und die Endbearbeitung für eine größere Anzahl von Wafern mit hoher Genauigkeit extrem effizient durchzuführen.
Zweite Ausführungsform
Es werden ein Aufbau und ein Funktionsablauf in einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Bei einer Drahterodiervorrichtung nach dieser Ausführungsform wird eine Schwingung von Halbleiterwafern und dergleichen in Prozessen zum Schneiden der Halbleiterwafer durch ein Erodierverfahren und Planarisieren von Schneideflächen unterbunden. Es wird eine Fluktuation und dergleichen einer Substratdicke verhindert, die mit der Schwingung zu tun hat. Was das weitere Schneiden u. dgl. durch Erodieren betrifft, wird eine Erläuterung weggelassen, weil ein Aufbau und ein Funktionsablauf verwendet werden, bei denen es sich um dieselben wie in der ersten Ausführungsform handelt. Hauptsächlich werden der Aufbau und der Funktionsablauf von Waferhalterungsabschnitten, die sich von denjenigen der ersten Ausführungsform unterscheiden, beschrieben, die eine Schwingung von Halbleiterwafern während der Bearbeitung unterbinden.
Die Waferhalterungsabschnitte 12 und ein Schwingungsverhinderungsverfahren für Halbleiterwafer in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden mit Bezug auf 7 und 8 erläutert. 7 ist eine grafische Konzeptdarstellung eines Schwingungsverhinderungssystems für Halbleiterwafer in der zweiten Ausführungsform. 8 ist eine Außenansicht der Struktur und des Funktionsablaufs von Waferhalterungsabschnitten 12 in der zweiten Ausführungsform. 8(a) ist eine Draufsicht, und 8(b) ist eine Vorderansicht.
Die Waferhalterungsabschnitte 12 bestehen aus Bündeln aus feinen Fasern 13, die hergestellt werden, indem feine Fasern mit einem Durchmesser von einigen zehn Mikrometern und einer Länge von ca. 30 Millimetern gebündelt werden, und Einschubhalterungsabschnitten 14 bei denen es sich um Stiele handelt, die es erleichtern, die Faserbündel 13 in ausgeschnittene Nutabschnitte eines Halbleiterblocks einzuschieben, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt. Die Waferhalterungsabschnitte 12 haben eine Form, die insgesamt einem Pinsel ähnlich ist. Die Feinleitungen, die die Faserbündel 13 bilden, müssen aus einem nichtleitfähigen Material sein, das eine genügend hohe Flexibilität und Festigkeit hat, um nicht durch das eigene Gewicht verformt zu werden. Als ein Beispiel kann ein nichtleitfähiges Material verwendet werden, das aus einem Harz wie etwa Nylon oder Polyacrylat besteht und zu einer Haarform verarbeitet ist.
In den Waferhalterungsabschnitten 12 sind die Faserbündel 13 Abschnitte, die in ausgearbeitete Nut-GR-Abschnitte zwischen den Halbleiterwafern einzuführen sind. Bei der Flexibilität der Fasern werden die distalen Enden der gebündelten Fasern in die Zwischenräume zwischen den über enge Räume verfügenden Halbleiterwafern eingeschoben. Die Halbleiterwafer werden durch die eingeschobenen Faserbündel 13 in einer Keilform ausgestopft. Was das Einschieben der Faserbündel 13 betrifft, so werden die Einschubhalterungsabschnitte 14 bewegt, um die Faserbündel 13 zwischen die Halbleiterwafer, das heißt, in die ausgearbeiteten Nuten parallel zu einer Drahtspannrichtung und von beiden Seitenrichtungen der Halbleiterwafer her unter Zwischensetzung des Halbleiterblocks zwischen diese einzuschieben, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt. Als ein relatives Positionsverhältnis zwischen den Drähten 3 der Schneidedrahtabschnitte CL und den Faserbündeln 13 werden die Faserbündel 13 im Hinblick auf die Drähte 3 auf einer Seite eingeführt, auf der die Halbleiterwafer verbunden sind. Die Faserbündel 13 werden in die ausgearbeiteten Nuten GR zwischen den Halbleiterwafern eingeschoben, um die ausgearbeiteten Nuten GR auszustopfen und so eine Schwingung der Halbleiterwafer zu verhindern.
7 zeigt eine schematische Schnittansicht des halb durchgeschnittenen Halbleiterblocks, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt. Schwarze Kreise geben die Querschnitte der Drähte 3 der Schneidedrahtabschnitte CL an. Zwei Arten von Ellipsen stellen jeweils die Faserbündel 13 der Waferhalterungsabschnitte 12 in den Schneidenuten dar. Die Faserbündel 13 wirken so, dass eine Schwingung der Halbleiterwafer reduziert wird, die teilweise noch mit dem Halbleiterblock verbunden sind. Die Faserbündel 13 der Waferhalterungsabschnitte 12 werden in die Schneidenuten eingeführt, um eine Schwingung der Halbleiterwafer zu verhindern und eine Planarisierung von Schneideflächen auf einer Halbleiterwaferschneidebeginnseite durchzuführen.
Eine Fluktuation aufgrund eines Schwingens der gesamten Halbleiterwafer ist am Ende der Halbleiterwaferbearbeitungsbeginnseite größer. Deshalb schwanken Entladungszwischenräume am ehesten, wenn die Drähte 3 der Schneidedrahtabschnitte CL den Nahbereich des Endes der Halbleiterwaferbearbeitungsbeginnseite planarisieren. Deshalb werden, wenn eine Abrasterposition der Schneidedrahtabschnitte CL nahe dem Ende der Halbleiterwaferbearbeitungsbeginnseite erreicht ist, die Waferhalterungsabschnitte 12 in die Zwischenräume zwischen den Halbleiterwafern an Positionen ca. 10 Millimeter entfernt von den Drähten 3 der Schneidedrahtabschnitte CL auf einer Seite eingeschoben, auf der die Halbleiterwafer durch den Halbleiterblock verbunden sind. Die Halbleiterwafer werden durch die wie Keile in die Zwischenräume zwischen den Halbleiterwafern eingeschobenen Waferhalterungsabschnitte 12 fixiert. Entladungszwischenräume zwischen den Schneidedrahtabschnitten und Halbleiterwaferbearbeitungsflächen werden fest eingehalten. Somit wird ein stabiles Planarisierungserodieren durchgeführt.
8 zeigt den Aufbau und die Funktionsweise der Waferhalterungsabschnitte 12, die in dieser Ausführungsform verwendet werden. Der Halbleiterblock, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt, liegt auf der Anhebe- und Absenkungsbühne 10. Die Waferhalterungsabschnitte 12 einschließlich der Faserbündel 13 und der Einschubhalterungsabschnitte 14 sind an Waferhalterungsständern 15 befestigt. Im Schneideprozess für das Werkstück 5 und im Planarisierungsprozess für die Schneideflächen bewegen sich die Drähte 3 und die Waferhalterungsabschnitte 12 nicht. Das heißt, in den Schneide- und Planarisierungsprozessen für das Werkstück 5 bewegen sich die Anhebe- und Absenkungsbühne 10 und der Halbleiterblock, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt, das auf der Anhebe- und Absenkungsbühne 10 liegt, nach oben und unten. Die Waferhalterungsabschnitte 12 umfassen die Faserbündel 13, die als Einschubabschnitte fungieren, die in die ausgearbeiteten Nuten GR einschoben werden, die als Zwischenwaferbereich fungieren und Waferabstände einhalten, die Einschubhalterungsabschnitte 14, die die Faserbündel 13 haltern, und Wälzrollen 17, die mit den Einschubhalterungsabschnitten 14 verbunden sind. Die Wälzrollen 17 rollen entlang der Oberflächenform der Einschubhalterungsabschnitte 14, wodurch ein Einschubbetrag der Faserbündel 13 in die ausgearbeiteten Nuten GR kontrolliert wird, die im Werkstück 5 ausgebildet sind. Die Waferhalterungsabschnitte 12 bilden sowohl während des Schneidens als auch während des Endbearbeitens Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte und Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte. Die Waferhalterungsabschnitte 12 sind dazu ausgelegt, ein Positionsverhältnis zwischen den Halterungsabschnitten zu bewahren.
Zuerst steigen die Anhebe- und Absenkungsbühne 10 und der Halbleiterblock, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt, nach oben, und das Werkstück 5 wird entsprechend dem Erodierverfahren durch die Drähte 3 zerschnitten. In dem Prozess sind bis zu diesem Punkt die Waferhalterungsabschnitte 12 zurückgezogen (in der Figur nicht gezeigt), um den Drähten 3 oder dem Halbleiterblock, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt, nicht im Wege zu stehen. Danach wird das Schneiden in einem Zustand ausgesetzt, in dem ein Teil der Halbleiterwafer noch mit dem Halbleiterblock verbunden ist. Die Anhebe- und Absenkungsbühne 10 wird abgesenkt. Ferner werden die Waferhalterungsabschnitte 12 aus der zurückgezogenen Position zu einer vorbestimmten Position zurückgebracht. Um die Schneideflächen mit den Drähten 3 abzurastern und die Schneideflächen zu planarisieren, wird die Anhebe- und Absenkungsbühne 10 nach oben und unten bewegt. In diesem Fall bewegen sich die Waferhalterungsabschnitte 12 entsprechend der Krümmung eines Einspannfutters in der Links-Rechts-Richtung um die Waferhalterungsabschnitte 12, schieben die Faserbündel 13 in Zwischenräume zwischen den Halbleiterwafern ein, und unterbinden eine Schwingung beim Planarisieren der Querschnitte mit dem Abrastern der Drähte 3. Bei den in die Zwischenräume zwischen den Halbleiterwafern eingeschobenen Fasern muss es sich nicht immer um eine Vielzahl von Fasern handeln. Die Anzahl der in die Zwischenräume zwischen den Halbleiterwafern eingeschobenen Fasern kann eine beliebige Anzahl sein, solange die Fasern den Effekt haben, eine Schwingung der Halbleiterwafer in einem Verhältnis zwischen der Größe des Zwischenraums und der Dicke der Feinleitungen zu unterbinden.
Gemäß den vorstehend erläuterten Prozessen können, wenn der Prozess zum Zerschneiden des Halbleiterblocks, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt, und die Planarisierung unter den Bedingungen erfolgen, die schwächer sind als die Erodierbedingung während des Schneidens der Schneideflächen durch die Drähte 3 der Schneidedrahtabschnitte CL, die Faserbündel 13 der Waferhalterungsabschnitte 12 in die Zwischenräume zwischen den Halbleiterwafern eingeschoben werden und eine Schwingung der Halbleiterwafer unterbinden. Deshalb ist es möglich, zufriedenstellende Halbleiterwafer ohne Fluktuation der Substratdicke aufgrund von Schwingungen zu erhalten.
Die Richtung zum Einschieben und Herausziehen der Waferhalterungsabschnitte 12 ist parallel zu den Richtungen der Drähte der Schneidedrahtabschnitte CL angesetzt. Und zwar zum Zwecke dessen, dass, wenn die Halbleiterwafer von der Halbleiterwaferschneidebeginnseite her gehalten werden, die Waferhalterungsabschnitte 12 daran gehindert werden, beim Planarisieren auf Abtastspurverläufen der Schneidedrahtabschnitte CL zu stehen. In einer solchen Situation ist es in diesem System möglich, die Waferhalterungsabschnitte 12 von einer Position her einzuschieben, in der der Abrasterspurverlauf der Schneidedrahtabschnitte CL nicht behindert wird, um zu verhindern, dass die Schneidedrahtabschnitte CL und die Waferhalterungsabschnitte 12 einander behindern und das Erodieren unmöglich machen, und die Halbleiterwafer zu haltern. In diesem System bewegen sich in dem Prozess, in dem die Schneidedrahtabschnitte CL den noch mit dem Halbleiterblock verbundenen Abschnitt abschneiden, die Waferhalterungsabschnitte 12 aus den ausgearbeiteten Nuten heraus. So behindern die Waferhalterungsabschnitte 12 die Abrasterspurverläufe der Schneidedrahtabschnitte CL nicht. Die Steifigkeit der Halbleiterwafer nahe einem noch mit dem Halbleiterblock verbundenen Abschnitt ist hoch, und die Halbleiterwaferbearbeitungsflächen schwanken nicht, so dass das Fixieren der Halbleiterwafer durch die Waferhalterungsabschnitte unnötig ist.
Ferner sind in einer Mehrdrahterodiervorrichtung wie der in 1 und 2 gezeigten Vorrichtung die Ausstoßöffnungen der Düsen 8a und 8b entlang der Spannrichtung der Schneidedrahtabschnitte CL angeordnet. Die Düsen 8a und 8b erzeugen gegenläufige Bearbeitungsfluidströmungen zu den Entladungszwischenräumen hin. Weil das Bearbeitungsfluid von beiden Seiten der ausgearbeiteten Nuten des Werkstücks 5 her zugeführt wird, ist es möglich, Bearbeitungsspäne aus den Entladungszwischenräumen zu entfernen und selbst langen ausgearbeiteten Nuten neues Bearbeitungsfluid zuzuführen.
Indem der vorstehend erläuterte Vorrichtungsaufbau übernommen wird, schwingen die in Bearbeitung befindlichen Halbleiterwafer nicht, und die Entladungszwischenräume zwischen den Schneidedrahtabschnitten CL und den Halbleiterwaferbearbeitungsflächen schwanken nicht. Deshalb ist das Erodieren stabilisiert. Es ist möglich, hochgenaue Halbleiterwafer mit identischer Plattendicke auf qualitativ hochwertigen Halbleiterwaferbearbeitungsflächen auszuarbeiten.
Jeder der jeweiligen Schneidedrahtabschnitte CL hat aufgrund eines elektrischen Widerstands oder dergleichen der Drähte 3 zwischen den Schneidedrahtabschnitten CL und den daran angrenzenden Schneidedrahtabschnitten CL eine Impedanz. Um eine Unabhängigkeit der Schneidedrahtabschnitte CL einzuhalten, ist es nicht wünschenswert, dass sich andere Leitungswege als die Schneidedrahtabschnitte CL bilden. Deshalb müssen die Faserbündel 13 der Waferhalterungsabschnitte 12, die in die Zwischenräume zwischen den Halbleiterwafern eingeschoben werden und in Kontakt mit den Halbleiterwafern sind, aus einem isolierenden Material hergestellt sein.
Weil die Bearbeitungsgeschwindigkeit nicht von der Härte des Werkstücks 5 abhängt, ist das Drahterodieren für ein Material großer Härte besonders wirksam. Für das Werkstück 5 kann beispielsweise Metall wie etwa Wolfram oder Molybdän als Sputter-Target, Keramik wie etwa polykristallines Siliciumcarbid, das für verschiedene Strukturkomponenten verwendet wird, monokristallines Silicium oder monokristallines Siliciumcarbid als Halbleiterwafer zur Halbleiterbauteilfertigung, ein Halbleitermaterial wie etwa Galliumnitrid, und monokristallines oder polykristallines Silicium als Wafer für eine Solarzelle übernommen werden. Insbesondere besteht bei Siliciumcarbid und Galliumnitrid aufgrund der großen Härte insofern ein Problem, als in einem System mit einer mechanischen Drahtsäge die Produktivität und Bearbeitungsgenauigkeit gering sind. Die vorliegende Erfindung eignet sich zur Herstellung von Halbleiterwafern aus Siliciumcarbid oder Galliumnitrid und erzielt dabei eine hohe Produktivität und eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit.
Der vorstehend erläutete Aufbau umfasst die Waferhalterungsabschnitte 12. Die Zwischenräume zwischen den Halbleiterwafern werden ausgestopft, um die Halbleiterwafer zu fixieren. Deshalb ist es möglich, selbst wenn die Schneidedrahtabschnitte CL wiederholt abrastern und ein Halbleiterwafer mit großem Durchmesser einem Endbearbeitungserodieren unterzogen wird, die Halbleiterwafer daran zu hindern, zu schwingen oder sich schrägzustellen. Es ist möglich, eine Schwingung der vom Halbleiterblock abgeschnittenen Halbleiterwafer zu verhindern, um die Entladungszwischenräume stabil aufrechtzuerhalten, und ein stabiles Erodieren selbst bei Drahtabrasterspurverläufen durchzuführen, bei denen die Entladungszwischenräume zwischen den Schneidedrahtabschnitten CL und den Halbleiterwaferflächen weiter verkleinert werden. Dies hat zur Folge, dass es möglich ist, gleichzeitig mehrere qualitativ hochwertige Halbleiterwafer herzustellen, die in einer Abmessung nahe an einer endgültigen Scheibendicke fertiggestellt sind, bei denen die Oberflächenrauheit und die Flachheit zufriedenstellend sind, es keine beschädigten Schichten gibt, und eine Scheibendickenschwankung in den Halbleiterwafern und zwischen den Halbleiterwafern gering ist.
Die Waferhalterungsabschnitte 12 im vorstehend erläuterten Aufbau werden in die Zwischenräume zwischen den Halbleiterwafern aus der Richtung eingeführt, die im Wesentlichen parallel zur Durchlaufrichtung der Schneidedrahtabschnitte CL ist. Deshalb werden die Waferhalterungsabschnitte 12 aus einer Richtung eingeführt, aus der das Bearbeitungsfluid eingespeist wird. Weil eine Strömung des aus den Zwischenräumen zwischen den Halbleiterwafern austretenden Bearbeitungsfluids nach außen nicht behindert wird, schwanken die Halbleiterwafer nicht aufgrund einer Fluktuation des Bearbeitungsfluidstroms. Bearbeitungsspäne können effizient aus den Entladungszwischenräumen heraustransportiert werden. Deshalb kann, weil auch die Entladungszwischenräume nicht schwanken, ein stabiles Erodieren erfolgen. Es besteht ein Effekt, der es ermöglicht, gleichzeitig mehrere qualitativ hochwertige Halbleiterwafer herzustellen, die in einer Abmessung nahe an einer endgültigen Scheibendicke fertiggestellt sind, bei denen die Oberflächenrauheit und die Flachheit zufriedenstellend sind, es keine beschädigten Schichten gibt, und eine Scheibendickenschwankung in den Halbleiterwafern und zwischen den Halbleiterwafern gering ist.
Im Einschubverfahren für die Waferhalterungsabschnitte 12 in die Halbleiterwafer, die gerade aus dem Halbleiterblock ausgearbeitet werden, werden, selbst wenn die Schneidedrahtabschnitte CL den Halbleiterwaferbearbeitungsbeginnabschnitt planarisieren, die Abtastspurverläufe der der Schneidedrahtabschnitte CL nicht behindert. Deshalb ist es möglich, ein stabiles Erodieren durchzuführen. Deshalb besteht eine Wirkung, dass es möglich ist, gleichzeitig mehrere qualitativ hochwertige Halbleiterwafer herzustellen, die in einer Abmessung nahe an einer endgültigen Scheibendicke fertiggestellt sind, bei denen die Oberflächenrauheit und die Flachheit zufriedenstellend sind, es keine beschädigten Schichten gibt, und eine Scheibendickenschwankung in den Halbleiterwafern und zwischen den Halbleiterwafern gering ist.
Indem die Drahterodiervorrichtung verwendet wird, die die vorstehend erläuterte Wirkung erzielt, ist es möglich, das Werkstück 5, das ein hartes Material wie etwa Siliciumcarbid oder Galliumnitrid enthält, mit hoher Genauigkeit in eine dünne Scheibenform zu zerschneiden.
Wenn ein Block zur Bearbeitung verwendet wird, der keiner Außenumfangspolitur zum Ausbilden von Orientierungsflachflächen unterzogen wurde, können Orientierungsflachflächen gebildet werden, wenn der Verbindungsabschnitt segmentiert wird. Das heißt, es ist auch möglich, dass nach dem Endbearbeitungsprozess die Drähte 3 in den Positionen angeordnet werden, wo das Ausschneiden der Halbleiterwafer ausgesetzt wird, ein Schneiden durch das Erodieren in der zur Durchlaufrichtung im Schneideprozess orthogonalen Richtung erfolgt, damit die Drähte die Halbleiterwafer vom Werkstück abschneiden und abgeschnittene Abschnitte als die Orientierungsflachflächen ausgebildet werden. Folglich ist es möglich, gleichzeitig die Segmentierung und die Ausbildung der Orientierungsflachfläche zu bewerkstelligen.
Dritte Ausführungsform
9 ist eine Seitenansicht des Aufbaus des Hauptteils einer Drahterodiervorrichtung nach einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 10 ist eine perspektivische Ansicht der Drahterodiervorrichtung. Die Drahterodiervorrichtung weist in der ersten Ausführungsform die Hauptführungsrollen 1c und 1d auf, die als ein Paar von in Abständen parallel angeordneten Führungsrollen fungieren, einen Draht 3, der zwischen dem Paar Hauptführungsrollen 1c und 1d mehrmals in einer festen Schrittweite aufgewickelt ist, um einen Paralleldrahtabschnitt PS zwischen dem Paar Hauptführungsrollen 1c und 1d zu bilden, und der entsprechend der Rotation der Hauptführungsrollen 1c und 1d mitläuft, ein Paar Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b, die zwischen dem Paar Hauptführungsrollen 1c und 1d vorgesehen sind, auf den Paralleldrahtabschnitt PS folgen und mit diesem in Kontakt kommen, und mehrere zu dämpfende Schneidedrahtabschnitte CL bildet, mehrere Energieeinspeisungsanschlüsse (die Einspeiseklemmeneinheiten 6a bis 6d), die jeweils elektrische Energie in die Schneidedrahtabschnitte CL einspeisen, einen Abschnitt, der das Werkstück 5 zu den Schneidedrahtabschnitten CL relativ in einer Parallelanordnungsrichtung der die Schneidedrahtabschnitte CL bildenden Drähte 3 und einer Richtung senkrecht zur Parallelanordnungsrichtung der die Schneidedrahtabschnitte CL bildenden Drähte 3 bewegt, Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b, die parallel zu einer Spannrichtung der Schneidedrahtabschnitte CL sind, auf beiden Seiten des Werkstücks 5 angeordnet sind, und sich im Wesentlichen parallel zur Spannrichtung der Schneidedrahtabschnitte CL bewegen, und Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b, die ein Verhalten steuern, um die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b auf das Werkstück 5 zu und weg davon zu bringen. Die Schneidedrahtabschnitte CL zeichnen sich dadurch aus, dass sie eine Funktion, besitzen, das Werkstück 5 gleichzeitig in mehrere Wafer 5W mit Energie aus der elektrischen Entladung zwischen den Schneidedrahtabschnitten CL und dem durch die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b gehalterten Werkstück 5 zu zerschneiden, und eine Funktion haben, die Flächen der Wafer 5W gleichzeitig mit Energie aus der elektrischen Entladung zwischen den Schneidedrahtabschnitten CL und dem durch die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b gehalterten Werkstück 5 endzubearbeiten. Bezugszahl 11 bezeichnet eine Energieversorgungseinheit. Die Energieversorgungseinheit 11 speist elektrische Energie in jeden der Abschnitte ein, um jeweilige Funktionen auszuführen, und steuert die Abschnitte an.
Die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b umfassen die Faserbündel 13, die als Einschubabschnitte fungieren, die in die ausgearbeiteten Nuten GR eingeschoben werden, die durch Schneiden ausgebildet sind und als Zwischenwaferbereiche fungieren und einen Waferabstand bewahren, die Einschubhalterungsabschnitte 14, die die Faserbündel 13 haltern, und die Walzrollen 17, die mit den Einschubhalterungsabschnitten 14 verbunden sind. Die Wälzrollen 17 rollen entlang der Oberflächenform der Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b, wobei Einschubtiefe der Faserbündel 13 in die ausgearbeiteten Nuten GR kontrolliert wird, die im Werkstück 5 ausgebildet sind.
Bei den Hauptführungsrollen 1a bis 1d handelt es sich um Hauptführungsrollen, die ein Drahtlaufsystem bilden. In der Drahterodiervorrichtung sind vier Hauptführungsrollen 1a bis 1d mit demselben Durchmesser voneinander beabstandet parallel angeordnet. Ein Draht 3, der von der Drahtausgabespule 2 abgewickelt wird, wird wiederholt auf (um) die Hauptführungsrollen 1a bis 1d unter Einhaltung eines festen Wickelschritts gewickelt. Der Draht 3 läuft entsprechend der Rotation der Hauptführungsrollen 1a bis 1d weiter und erreicht schließlich die Drahtaufwicklungsspule 4. Die Hauptführungsrollen 1c und 1d sind so angeordnet, dass sich Werkstück 5 zwischen ihnen befindet. Die Drähte 3 sind zwischen den Hauptführungsrollen 1c und 1d mit einer festen Spannung gespannt, wodurch mehrere in der axialen Richtung der Hauptführungsrollen 1c und 1d beabstandete Paralleldrahtabschnitte PS gebildet sind. Anzumerken ist, dass in dieser technischen Beschreibung der Paralleldrahtabschnitt PS einen Abschnitt ab dem Ausgeben der Drähte 3 aus der Hauptführungsrolle 1c bis zum Aufwickeln der Drähte auf die Hauptführungsrolle 1d bezeichnet. Innerhalb des Paralleldrahtabschnitt PS sind linear gespannte Bereiche einschließlich eines dem Werkstück 5 gegenübergestellten Bereichs die Schneidedrahtabschnitte CL. 9 ist ein Zustand, in dem das Schneiden des Werkstücks 5 beginnt und die Schneidedrahtabschnitte CL sich in das Innere des Werkstücks 5 vorarbeiten.
Die Einspeiseklemmeneinheiten 6a bis 6d, die in Kontakt mit dem Paralleldrahtabschnitt PS angeordnet sind, führen den Schneidedrahtabschnitten CL einzeln Spannungsimpulse aus einer Bearbeitungsenergieversorgung zu. In 9 sind zwei Einspeiseklemmeneinheiten angeordnet. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b sind am Paralleldrahtabschnitt PS zwischen den Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6d angeordnet. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b führen die Drähte 3 und erhalten dabei einen Zustand aufrecht, in dem die Drähte 3 immer auf die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b aufgewickelt sind. Bei den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b handelt es sich um Führungsrollen, die zwischen dem Paar Hauptführungsrollen 1c und 1d angeordnet sind, auf den Paralleldrahtabschnitt PS folgen und mit diesem in Kontakt kommen, und im Vergleich zu den Hauptführungsrollen 1c und 1d einen kleinen Durchmesser haben. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b haltern die Drähte 3 und bilden mehrere Schneidedrahtabschnitte CL, in denen die Drähte 3 linear gespannt sind. Wie nachstehend erläutert, wird in den Schneidedrahtabschnitten CL zwischen den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b eine Drahtschwingung unterdrückt und eine Durchlaufposition ist im Wesentlichen stationär.
Darüber hinaus sind Düsen 8 (8a und 8b) im Bereich der Schneidedrahtabschnitte CL angeordnet. Bearbeitungsfluid wird aus den Düsen 8a und 8b, die einander entgegengesetzt angeordnet sind, ausgestoßen, um Teile des Werkstücks 5 entlang den Schneidedrahtabschnitten CL abzuschneiden. Die Schneidedrahtabschnitte CL durchdringen die Düsen 8a und 8b, sind aber mit den Innenflächen der Düsen 8a und 8b nicht in Kontakt. Bei der Anhebe- und Absenkungsbühne 10 handelt es sich um einen Halter, der das Werkstück 5 platziert und ein Anheben und Absenken des Werkstücks 5 durchführt. Ein von der Anhebe- und Absenkungsbühne 10 ausgehend gezeichneter Pfeil gibt eine Bewegungsrichtung der Anhebe- und Absenkungsbühne 10 an. Während die Anhebe- und Absenkungsbühne 10 ein Anheben und Absenken des Werkstücks 5 durchführt, bewegt der Linearverschieber parallel zur Waferrichtung 9 das Werkstück 5 in einer Richtung, in der die Drähte der Schneidedrahtabschnitte CL parallel angeordnet sind, das heißt, eine Richtung, in der mehrere Wafer 5W, die durch die Schneidedrahtabschnitte CL ausgearbeitet werden sollen, parallel angeordnet sind.
Der Draht 3 ist auf jede der Hauptführungsrollen 1a bis 1d um einen Teil (ca. ¼) des Rollenaußenumfangs aufgewickelt. Der Draht 3 windet sich um alle vier Hauptführungsrollen 1a bis 1d. Die Hauptführungsrollen 1a bis 1d bilden einen Weg, der von der Drahtausgabespule 2 zur Drahtaufwicklungsspule 4 reicht. Die Hauptführungsrollen 1a bis 1d sind dazu ausgelegt, einen Raum zu sichern, in dem das Werkstück 5 die Schneidedrahtabschnitte CL passieren kann und die anderen Drähte 3 nicht behindert. Die Hauptführungsrollen 1c und 1d sind antreibende Führungsrollen. Die über den Hauptführungsrollen 1c und 1d angeordneten Hauptführungsrollen 1a und 1b sind angetriebene Führungsrollen. Während die angetriebene Führungsrolle angetrieben wird, um sich zu drehen, wobei eine Welle von dieser an einen Motor angeschlossen ist, dreht sich die angetriebene Führungsrolle entsprechend dem Drahtdurchlauf, ohne eine Antriebskraft zu erzeugen. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b sind angetriebene Führungsrollen, die so angeordnet sind, dass sie mit dem Paralleldrahtabschnitt PS so in Kontakt kommen, dass der Draht 3 auf die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b aufgewickelt wird. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b werden entsprechen dem Durchlauf der Drähte 3 angetrieben, um sich zu drehen. In 9 geben Pfeile, die um die Achsen der Hauptführungsrollen 1a bis 1d herum gezeichnet sind, die Drehrichtungen der Hauptführungsrollen an. Ein entlang des Drahts 3 gezeichneter Pfeil gibt eine Durchlaufrichtung des Drahts 3 an.
Bei den Hauptführungsrollen 1a bis 1d handelt es sich um Rollen, die ausgebildet werden, indem beispielsweise Urethangummi um säulenförmige entkernte Stangen gewickelt wird. Die Hauptführungsrollen 1a bis 1d sind drehbar, wobei beide Enden der entkernten Stangen durch Lager gehaltert sind. Ein hoher Reibungskoeffizient des Gummis an den Drähten 3 eignet sich, um die Drähte 3 daran zu hindern, an den Hauptführungsrollen 1a bis 1d zu verrutschen. Auf den Rollenoberflächen der Hauptführungsrollen 1a bis 1d, mit denen die Drähte 3 in Kontakt kommen, sind mehrere Nuten in einem Abstand ausgebildet, der derselbe ist wie ein Wickelschritt. Die Drähte sind in den jeweiligen Nuten aufgewickelt. In diesem Fall ist eine Distanz (eine Wickelschritt) zwischen den in einem gleichen Abstand parallel angeordneten Schneidedrahtabschnitten CL feststehend. Im Falle der Wafer 5W beträgt der Abstand beispielsweise ca. 0,1 Millimeter bis 0,8 Millimeter. Bei den antreibenden Hauptführungsrollen 1c und 1d kann eine Kraft zum Ziehen der Drähte 3 erzielt werden. Bei den angetriebenen Hauptführungsrollen 1a und 1b kann eine Drehkraft zum Drehen der Rollen erzielt werden. Die Führungsrollen und das Werkstück 5 sind in das Bearbeitungsfluid eingetaucht. Die Schneidedrahtabschnitte CL sind dem Werkstück 5 im Bearbeitungsfluid entgegengesetzt. Die Schneidedrahtabschnitte CL führen gleichzeitig das Schneiden parallel durch.
Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b werden nun erläutert. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b sind angetrieben Führungsrollen mit im Vergleich zu den Hauptführungsrollen 1a bis 1d hoher Formgenauigkeit, hoher Drehgenauigkeit und hoher Anbringungsgenauigkeit. Zwei Dämpfungsführungsrollen werden an Stellen jenseits des Werkstücks 5 verwendet. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b werden so in den gespannten Paralleldrahtabschnitt PS geschoben, dass der Draht 3 auf einen Teil des Außenumfangs der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b aufgewickelt wird. Dadurch sind die Drähte zwischen den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b linear gespannt, und die Durchlaufrichtung des Drahts 3 ist gekrümmt. Während des Durchlaufs des Drahts 3 wird immer ein Zustand aufrechterhalten, in dem der Draht 3 auf die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b aufgewickelt ist. Wenn der Draht 3, in Schwingung ist, bevor er auf die Dämpfungsführungsrolle 7b aufgewickelt ist, und sicher auf die Dämpfungsführungsrolle 7b aufgewickelt wird, wird die Schwingung des Drahtdurchlaufs bei Schwingung abgeblockt. Ähnlich wird eine Schwingung, die an den von der Dämpfungsführungsrolle 7a geführten Draht 3 angelegt wird, durch die Dämpfungsführungsrolle 7a abgeblockt. Im Ergebnis schaffen die zwei Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b, während sie sich entsprechend dem Drahtdurchlauf mit einer Reibungskraft am Draht 3 drehen, einen Zustand, in dem es fast keine Drahtschwingung in einem linearen Bereich zwischen den Dämpfungsführungsrollen gibt. Das heißt, eine Schwingungsausbreitung von den Hauptführungsrollen zu den Schneidedrahtabschnitten CL wird durch die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b unterbunden. Es ist möglich, den Draht 3 präzise zu führen, um eine mikroskopische Durchlaufposition festzulegen.
Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b krümmen die Durchlaufrichtung des Drahts 3, die sich zu den Schneidedrahtabschnitten CL erstreckt. Jedoch verfügen die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b über keine Wirkung, einen Raum zu sichern, in dem das Werkstück 5 die Schneidedrahtabschnitte CL passieren kann. Auf der Rollenoberfläche, mit der der Draht 3 in Kontakt kommt, sind Nuten zur Drahtführung mit einem Abstand vorhanden, der derselbe ist wie der Abstand der Schneidedrahtabschnitte CL. Die Drähte sind in den Nuten einzeln nacheinander aufgewickelt. Pfeile in der Links-Rechts-Richtung an den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b, die in 9 gezeigt sind, geben Richtungen an, in denen sich die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b in der Vorrichtung bewegen können.
Die Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6b sind Aggregate von Energieeinspeisungsanschlüssen K, die in einem Abstand ausgerichtet sind, der derselbe ist wie der Wickelschritt der Drähte 3. Die Energieeinspeisungsanschlüsse K sind voneinander isoliert. Elektrische Energie wird aus den Energieeinspeisungsanschlüssen K in die Schneidedrahtabschnitte CL eingespeist. Bearbeitungsströme fließen jeweils zu den Schneidedrahtabschnitten CL. Für die Energieeinspeisungsanschlüsse K werden beispielsweise Energieeinspeisungsanschlüsse verwendet, die mit nutartigen Drahtführungen angebracht und in einer kreisrunden Form oder einer Bogenform im Querschnitt ausgebildet sind. Die Energieeinspeisungsanschlüsse K sind drehbeweglich angesetzt, um periodisch zum Wechseln eines Drahtkontaktteils periodisch gedreht zu werden.
Die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b werden erläutert. 11-1 und 11-2 sind Außenansichten der Struktur der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b. 11-2 ist eine Vorderansicht. 11-1 ist eine Schnittansicht entlang A-A' von 11-2. Die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b sind durch die Faserbündel 13 und die Einschubhalterungsabschnitte 14 gebildet, wovon beide als Einschubabschnitte fungieren. Die Faserbündel 13 und die Einschubhalterungsabschnitte 14 sind direkt verbunden. Die Längen der Faserbündel 13 und der Einschubhalterungsabschnitte 14 der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b sind einander gleich. Ferner sind die Faserbündel 13 durch zusammengefasste feine Fasern gebildet, die einen Faserdurchmesser von ca. mehreren zehn Mikrometern und eine Faserlänge von ca. 30 Millimetern haben. Die Faserbündel 13 sind aus einem nicht leitenden Material hergestellt, das eine genügend hohe Flexibilität und Festigkeit hat, um nicht durch das eigene Gewicht verformt zu werden. Beispielsweise entspricht eine aus Nylon und dergleichen hergestellte Bürste den Faserbündeln 13. Außerdem können die Faserbündel 13 aus einem Material hergestellt sein, das leicht verformbar ist und eine hohe elastische Kraft hat. Die Faserbündel werden für die Einschubabschnitte verwendet. Jedoch sind die Einschubabschnitte nicht auf die Faserbündel beschränkt, solange die Einschubabschnitte aus einem über Festigkeit und Flexibilität verfügenden Material hergestellt sind. Ein Geflecht, ein elastischer Körper und dergleichen lassen sich auch anwenden.
Auf der Seite der Einschubhalterungsabschnitte 14, wo die Faserbündel 13 nicht angebracht sind, sind die Wälzrollen 17 angebracht. Die Wälzrollen 17 werden gegen die Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b gedrückt. Die Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b sind an der Anhebe- und Absenkungsbühne 10 befestigt. Die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b sind im Wesentlichen parallel zueinander so angesetzt, dass die Schneidedrahtabschnitte CL dazwischen durchlaufen. In 10 sind nur die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b gezeigt, die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b sind aber nicht gezeigt. Stützen 19a und 19b sind an einem Sockel 20 befestigt. Die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b sind in einer Richtung parallel zu Führungswellen 21 durch die Führungswellen 21 und Federn 22 angebracht, die an den Stützen 19a und 19b angebracht sind. Die Federn 22 sind in einer Richtung parallel zur Längenrichtung der Führungswellen 21 angesetzt.
Die Funktionsweise der Drahterodiervorrichtung in dieser Ausführungsform wird nun erläutert. Drahterodieren ist eine Bearbeitung, um eine Lichtbogenentladung in sehr kleinen Entladungszwischenräumen zwischen den Drähten 3 und dem Werkstück 5 zu bewirken, die in das Bearbeitungsfluid wie etwa deionisiertes Wasser eingetaucht sind, und das Werkstück 5 zu zerschneiden. Speziell wird die Oberfläche des Werkstücks 5 durch den Lichtbogen erhitzt, der an der Oberfläche des Werkstücks 5 erzeugt wird, und ein Teil des Werkstücks 5 erreicht eine Temperatur, die gleich einem oder höher als ein Schmelzpunkt des Werkstücks 5 ist, und verdampft. Das in den Entladungszwischenräumen vorhandene Bearbeitungsfluid verdampft explosionsartig, um einen geschmolzenen Teil des Werkstücks 5 mit Explosionskraft abzusprengen. Der abgesprengte Abschnitt schwimmt als Bearbeitungsspäne im Bearbeitungsfluid. Weil es sich bei den Schneidedrahtabschnitten CL und dem Werkstück 5 jeweils um Entladungselektroden handelt, wird die Länge der Entladungszwischenräume auch als Zwischenelektrodenabstand bezeichnet.
In der dritten Ausführungsform umfasst ein Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer unter Verwendung der Vorrichtung einen Schneideschritt, um das Schneiden so durchzuführen, dass mehrere Wafer 5W durch Erodieren mittels mehrerer der Schneidedrahtabschnitte CL nicht vollständig aus dem Werkstück 5 ausgeschnitten werden und ein Verbindungsabschnitt in einem Zustand belassen wird, in dem ein Teil der Wafer 5W noch mit dem Werkstück 5 eine Einheit bildet, einen ersten Endbearbeitungsschritt, um die Schneidedrahtabschnitte CL jeweils nahe an erste Flächenseiten der im Schneideschritt gebildeten Wafer 5W heranzubringen, alle ersten Flächen, bei denen es sich um Flächen einer Seite der Wafer 5W handelt, abzurastern, während auf die ersten Flächen ein Erodieren angewendet wird, und gleichzeitig die ersten Flächen für alle Wafer 5W endzubearbeiten, und einen zweiten Endbearbeitungsschritt, um die Schneidedrahtabschnitte CL nahe an die Flächen der anderen Seite der Wafer heranzubringen, alle Flächen der einen Seite der Wafer 5W abzurastern, während ein Erodieren an diesen angewendet wird, und gleichzeitig die zweiten Flächen für alle Wafer 5W endbearbeitet werden. Das Verfahren umfasst einen Verbindungsabschnittbeseitigungsschritt, um den Verbindungsabschnitt nach dem zweiten Endbearbeitungsschritt zu entfernen. Aus einem Block wird eine Vielzahl von Halbleiterwafern ausgebildet.
Während der Bearbeitung werden die Drähte 3 kontinuierlich von der Drahtausgabespule 2 abgewickelt, laufen entsprechend der Drehung der Hauptführungsrollen 1a bis 1d durch, und werden zur Drahtaufwicklungsspule 4 abtransportiert. Eine Spannung während des Durchlaufs der parallel angeordneten Drähte 3 wird geregelt, indem die Drehgeschwindigkeit der Drahtausgabespule 2 bzw. diejenige der Drahtaufwicklungsspule 4 eingestellt wird. Wenn ein Durchlaufzustand der Drähte 3 stabil ist, wird die Spannung der durchlaufenden Drähte 3 fest beibehalten.
Wenn ein Erodieren erfolgt, wird, während die Hauptführungsrollen 1c und 1d drehen, um die Drähte 3 zum Durchlaufen zu veranlassen, nachdem das Werkstück 5 den Schneidedrahtabschnitten CL in einem vorbestimmten Abstand von diesen ausgesetzt wurde, ein Spannungsimpuls an die Schneidedrahtabschnitte CL angelegt. Die Anhebe- und Absenkungsbühne 10 wird entsprechend der Schneidegeschwindigkeit angehoben. In einem Zustand, in dem der Zwischenelektrodenabstand fest beibehalten wird, wird die Lichtbogenentladung fortgesetzt, wobei der Parallelschneideabschnitt und das Werkstück 5 relativ zueinander bewegt werden. Dann werden die ausgearbeiteten Nuten GR so ausgebildet, dass die den Wegen entsprechen, auf denen die Schneidedrahtabschnitte CL im Werkstück 5 laufen. Daher ist die Dicke der herauszuschneidenden Wafer 5W eine Länge, die man erhält, indem man die Breite (Bearbeitungsbreite) der ausgearbeiteten Nuten GR, bei denen es sich um Schnittränder des Werkstücks 5 handelt, von einem Wickelschritt abzieht. Um die Bearbeitungsbreite zu reduzieren, ist der Leitungsdurchmesser der Drähte 3 wünschenswerter Weise klein. In der Praxis eignet sich ein Stahldraht mit einem Durchmesser von ca. 0,1 Millimeter. Vorzugsweise wird ein Draht verwendet, der im Durchmesser weiter auf beispielsweise 0,07 Millimeter reduziert ist. Darüber hinaus kann, um eine geeignete Entladungsbeginnspannung einzustellen, eine Beschichtung aus Messing oder dergleichen auf die Oberfläche des Stahldrahts aufgetragen sein.
Um einen Andrückbetrag der Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6b an die Schneidedrahtabschnitte CL einzustellen, ist ein nicht gezeigter Mechanismus vorgesehen, um die Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6b in einer zu den Drähten senkrechten Richtung zu bewegen. Eine Kontaktstrecke der Drähte 3 und der Energieeinspeisungsanschlüsse K ist eine Gleitstrecke. Die Gleitstrecke kann entsprechend einem Andrückbetrag der Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6b an den Paralleldrahtabschnitt PS geregelt werden. Das heißt, wenn der Andrückbetrag gering ist, ist die Gleitstrecke kurz. Wenn der Andrückbetrag groß ist, ist die Gleitstrecke lang. Der Andrückbetrag kann durch einen Einschubabstand zu den Drähten 3 oder durch eine Andrückkraft gegen die Drähte 3 spezifiziert werden. Indem die Gleitstrecke eingestellt wird, kann ein Kontaktwiderstand eingestellt und ein Entladungsstromwert pro Spannungsimpuls fein eingestellt werden. Anzumerken ist, dass natürlich, weil elektrische Energie über die Einspeiseklemmeneinheiten 6a und 6b in die Schneidedrahtabschnitte CL eingespeist wird, auch der Bearbeitungsstromwert durch Einstellen einer Bearbeitungsenergieversorgung eingestellt werden kann.
Der Funktionsweise der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b wird nun erläutert. Wie in 11-1 gezeigt ist, werden die Waferhalterungsabschnitte 15a, 15b, 16a und 16b durch die Führungswellen 21 so geregelt, dass die Waferhalterungsabschnitte 15a, 15b, 16a und 16b in der Spannrichtung der Schneidedrahtabschnitte CL gleiten. Ferner werden die Waferhalterungsabschnitte 15a, 15b, 16a und 16b stets zur entgegengesetzten Seite einer Festsetzrichtung des Werkstücks 5 eingeschoben. Deshalb werden die Wälzrollen 17 immer gegen die Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b gedrückt. Flächen der Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b, gegen die die Wälzrollen 17 gedrückt werden, haben eine ähnliche Form wie eine Konturform des Werkstücks 5, das den Schneidezeitwaferhalterungsabschnitten 15a und 15b und den Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitten 16a und 16b, die mit den Wälzrollen 17 verbunden sind, ausgesetzt ist. Wenn sich die Anhebe- und Absenkungsbühne 10 nach oben und unten bewegt, rollen, weil die Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b über die Stützen 19a und 19b mit dem Sockel 20 verbunden sind, die Wälzrollen 17 unter Drehung entlang der Flächen der Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b. Die Wälzrollen 17 rollen entlang von Wellenformen der Flächen der Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b, mit denen die Wälzrollen 17 in Kontakt sind, wobei die Wellungen der Fläche der Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b in Verschiebungen in der horizontalen Richtung umgesetzt werden. Deshalb werden die Verschiebungen, die den Wellenformen der Flächen der Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b entsprechen, auf die Einschubhalterungsabschnitte 14 und auf die Faserbündel 13 übertragen. Deshalb werden die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b entsprechend einer Außenkonturform des Werkstücks 5 in das Werkstück 5 eingeschoben oder aus dem Werkstück 5 herausgezogen. Eine Einschubtiefe der Faserbündel 13 der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b in die ausgearbeiteten Nuten GR, die im Werkstück 5 ausgebildet sind, hängt mit einem Einschubvorgang und einem Rückziehvorgang der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b zusammen und wird entsprechend den Verschiebungen in der horizontalen Richtung gesteuert, die stattfinden, wenn die Wälzrollen 17 entlang den Wellenformen der Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b rollen. Die Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b sind der Außenkonturform des Werkstücks 5 ähnlich. Deshalb steht eine Einschubtiefe der Faserbündel 13 in die im Werkstück 5 ausgearbeiteten Nuten GR immer fest. Anzumerken ist, dass die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b unabhängig eingeschoben und herausgezogen werden können.
Das Verhalten der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b beim Schneiden und Endbearbeiten des Werkstücks 5 wird nun mit Bezug auf 12-1 bis 12-7 erläutert. Wie vorstehend erläutert, werden die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b entsprechend der Außenkonturform des Werkstücks 5 eingeschoben und herausgezogen. Während des Waferschneidevorgangs von Werkstück 5, bei dem es sich um den Block handelt, sind jedoch noch keine ausgearbeiteten Nuten gebildet, in die die Faserbündel 13 der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b eingeschoben werden. Deshalb werden die Faserbündel 13 der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b bei deren Flexibilität entlang der Außenfläche des Werkstücks 5 verformt und ziehen die Außenfläche des Werkstücks 5 entsprechend dem Funktionsablauf der Anhebe- und Absenkungsbühne 10 nach. Andererseits werden die Faserbündel 13 der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b in die ausgearbeiteten Nuten GR eingeschoben, die durch das Erodieren mittels der Schneidedrahtabschnitte CL gebildet werden, die sich in einer Bearbeitungsrichtung vorneweg befinden. Die Faserbündel 13 polstern die Zwischenräume zwischen mehreren aus dem Werkstück 5 gebildeten Wafern aus und verhindern Schwingung, während sie die Wafer festhalten.
13 zeigt einen Prozess, um schrittweise Wafer aus dem Werkstück 5 herauszuarbeiten, die Schneidedrahtabschnitte CL in einer Waferparallelanordnungsrichtung etwas zu bewegen, unmittelbar bevor das Werkstück 5 vollständig durchgeschnitten ist, und während das Abrastern von Waferflächen wiederholt wird, während des Erodierens der Waferflächen zum Entfernen beschädigter Schichten, die Oberflächenrauheit zu verbessern und eine Scheibendicke auf ein vorbestimmtes Maß endzubearbeiten. Bei der in 13(b) bis 13(c) gezeigten Endbearbeitung der Waferflächen werden, nachdem das Schneiden des Werkstücks 5 in 13(a) erfolgt ist, weil die ausgearbeiteten Nuten GR im Werkstück 5 gebildet sind, die Faserbündel 13 der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b in die ausgearbeiteten Nuten GR eingeschoben. Während der relativen Bewegung der Schneidedrahtabschnitte CL auf der Innenseite der ausgearbeiteten Nuten GR werden die in Bearbeitung befindlichen Wafer durch die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b festgehalten, die sich vor und hinter den Schneidedrahtabschnitten CL befinden. Deshalb wird eine Schwingung der Wafer verhindert. Anzumerken ist, dass der Abstand der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b zu den Schneidedrahtabschnitten CL eingestellt und auf den Abstand gesetzt wird, dass die Faserbündel 13 selbst dann die Schneidedrahtabschnitte CL nicht behindern, wenn die Faserbündel 13 verformt werden.
Wie vorstehend erläutert, werden die distalen Enden der zu den Faserbündeln 13 zusammengefassten feinen Fasern, die in den Schneidezeitwaferhalterungsabschnitten 15a und 15b und den Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitten 16a und 16b enthalten sind, wegen ihrer Flexibilität in die Zwischenräume zwischen den über enge Abstände verfügenden Wafern eingeschoben. Die Wafer werden in einer Keilform durch die eingeschobenen feinen Fasern der Faserbündel 13 ausgepolstert. Die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b werden im Wesentlichen parallel zur Spannrichtung der Drähte 3 zu den Zwischenräumen zwischen den Wafern geführt, d. h. den ausgearbeiteten Nuten GR, aus beiden Seitenrichtungen der Wafer unter Zwischensetzung des Blocks, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt, und vor und hinter den Schneidedrahtabschnitten CL bezüglich der Bearbeitungsrichtung. Folglich wird eine Waferschwingung verhindert, das Erodieren wird beim Schneiden und auch bei der Endbearbeitung stabilisiert, und es wird ermöglicht, qualitativ hochwertige Wafer mit zufriedenstellenden Bearbeitungsoberflächenkennmerkmalen und einer gleichmäßigen Scheibendicke zu erhalten.
Eine Einschubtiefe der Faserbündel 13 hängt von der Form der Oberflächen der Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b ab, auf denen sich die Wälzrollen 17 fortbewegen, während sie damit in Kontakt sind. Indem die Oberflächenform der Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b so angesetzt wird, dass sie dieselbe ist wie die Konturform des zu bearbeitenden Werkstücks 5, ist es deshalb unnötig, separat eine teure automatische Bühne zum Verfahren der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b vorzusehen. Es ist möglich, das Einschub- und Herausziehverhalten entsprechend der Größe und der Form von in Bearbeitung befindlichen Wafern im Nahbereich der Position mühelos in die Tat umzusetzen, wo das Werkstück 5 durch die Schneidedrahtabschnitte CL bearbeitet wird. Wenn beispielsweise das Werkstück 5 von einem 2-Zoll-Block auf einen 6-Zoll-Block umgestellt wird, müssen nur an die Außenform des Blocks angepasste Flächen als die Flächen der Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b, auf denen die Wälzrollen 17 rollen, bereitgestellt werden. Selbst wenn sich eine Orientierungsflachposition des Blocks verändert, ist es, möglich, mühelos ein geeignetes Einschieben und Herausziehen anzupassen, indem diediesen Zustand simulierenden Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten 18a und 18b bereitgestellt werden. Beispielsweise werden die Wafer fixiert, um Schwingungen zu verhindern, während die Einschubhalterungsabschnitte 14, die die Faserbündel 13 der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b halten, betätigt werden, um die Faserbündel 13 in die Wafer zu schieben und die Faserbündel 13 aus den Wafern herauszuziehen. Die Einschub- und Herausziehvorgänge der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b werden entsprechend einer Seitenflächenform des Blocks durchgeführt. Beispielsweise erfolgt das Einschieben und Herausziehen der Waferhalterungsabschnitte bei einem Block mit einer kreisförmigen Schneidefläche entsprechend einer Abtastposition der Schneidedrahtabschnitte CL im Hinblick auf die Waferflächen so, dass die Einschubtiefen der Faserbündel 13 auf der Oberseite und der Unterseite des Blocks im Wesentlichen feststehend sind. Das heißt, nahe einem Waferschneidebeginn- oder -endteil, wo eine Drahtlänge in einer Schneiderichtung von Wafern kurz ist, werden die Einschubhalterungsabschnitte 14 in die Waferseite hinein geschickt, wodurch die Faserbündel 13 gegen den Block gepresst und die distalen Enden der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b in die Zwischenräume zwischen den Wafern eingeschoben werden. Nahe den Mitten der Wafer werden die Einschubhalterungsabschnitte 14 aus der Waferseite herausgezogen, wodurch sich die Faserbündel 13 vom Block trennen. In einem Einschubzustand nahe dem Waferschneidebeginn- oder -endteil werden die distalen Enden der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b betätigt, um sich vom Block zu trennen, so dass verhindert wird, dass die distalen Enden übermäßig in die ausgearbeiteten Nuten GR eingeschoben werden.
Eine Schwankung aufgrund eines Schwingens der gesamten Wafer ist größer an einem Ende auf der Waferbearbeitungsbeginnseite. Deshalb schwankt, wenn die Schneidedrahtabschnitte CL den Nahbereich des Endes auf der Waferbearbeitungsbeginnseite bearbeiten, ein Zwischenelektrodenabstand am ehesten. Deshalb werden, wenn eine Abrasterposition der Schneidedrahtabschnitte CL im Nahbereich des Endes auf der Waferbearbeitungsbeginnseite vorhanden ist, die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b in die Zwischenräume zwischen den Wafern in eine Position ca. 10 Millimeter weg von den Schneidedrahtabschnitten CL zu einer Verbindungsabschnittseite hin eingeschoben, auf der die Wafer durch den Block verbunden sind. Die Wafer werden durch die wie Keile in die Zwischenräume zwischen den Wafern eingeschobenen Waferhalterungsabschnitte fixiert. Der Zwischenelektrodenabstand zwischen den Schneidedrahtabschnitten CL und Waferbearbeitungsflächen wird feststehend aufrechterhalten. Deshalb erfolgt ein stabiles Endbearbeitungserodieren.
Die Richtung des Einschiebens oder Herausziehens der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b ist im Wesentlichen parallel zu der Richtung eingestellt, in der die Drähte der Schneidedrahtabschnitte CL parallel angeordnet sind. Das dient dem Zweck, zu verhindern, dass, wenn die Halbleiterwafer von der Halbleiterwaferschneidebeginnseite her gehalten werden, die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b beim Endbearbeiten auf Abrasterspurverläufen der Schneidedrahtabschnitte CL stehen. Um in einer solchen Situation zu verhindern, dass die Schneidedrahtabschnitte CL und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b einander behindern und das Erodieren deaktivieren, ist es in diesem System möglich, die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b von einer Position her einzuschieben, in der die Spurverläufe der Schneidedrahtabschnitte CL nicht behindert werden, und die Wafer zu haltern. In diesem System werden an einem Punkt, wenn die Schneidedrahtabschnitte CL eine Abschnitt bearbeiten, der mit einem Teil eines Bereichs des Blocks verbunden ist, die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b zur Außenseite der ausgearbeiteten Nuten GR herausgezogen. Deshalb behindern die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b die Abrasterspurverläufe der Schneidedrahtabschnitte CL nicht. Die Steifigkeit der Wafer ist nahe einem immer noch mit dem Halbleiterblock verbundenen Abschnitt hoch. Die Halbleiterwaferbearbeitungsflächen schwanken nicht. Deshalb ist das Fixieren der Wafer durch die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b unnötig.
Ferner sind bei einer Mehrdrahterodiervorrichtung in der in 9 gezeigten dritten Ausführungsform Ausstoßöffnungen der Düsen 8a und 8b entlang der Spannrichtung der Schneidedrahtabschnitte CL angeordnet. Die Düsen 8a und 8b bilden Bearbeitungsfluidströmungen in zueinander entgegengesetzten Richtungen zu den Entladungszwischenräumen hin. Weil das Bearbeitungsfluid von beiden Seiten der ausgearbeiteten Nuten GR des Werkstücks 5 her zugeführt wird, ist es möglich, Bearbeitungsspäne aus den Entladungszwischenräumen zu entfernen und selbst den langen ausgearbeiteten Nuten GR Bearbeitungsfluid zuzuführen. Während das Bearbeitungsfluid, das den im Block ausgebildeten, ausgearbeiteten Nuten GR aus den Düsen 8a und 8b zugeführt wird, aus den ausgearbeiteten Nuten GR auf der Waferschneidebeginnseite zusammen mit den Bearbeitungsspänen heraustransportiert wird, schreitet das Erodieren weiter voran. Wenn jedoch die Waferhalteabschnitte von der Waferschneidebeginnseite her eingeschoben werden, verändert sich eine Strömung des Bearbeitungsfluids, die Ausleiteffizienz der Bearbeitungsspäne wird schlechter, und das Erodieren wird instabil. Nach der dritten Ausführungsform wird die Strömung des Bearbeitungsfluids durch das Einschieben der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b nicht verhindert. Ferner werden, weil sich Einschubrichtungen der zwei Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b mit Bearbeitungsfluidzufuhrrichtungen aus den Düsen 8a und 8b decken, Einschubteile der Faserbündel 13 der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b nicht in den Einschubrichtungen entgegengesetzte Richtungen bewegt, und somit wird es ermöglicht, die Einschubteile sanft in die Zwischenräume zwischen den Wafern einzuschieben.
Anzumerken ist, dass es sich bei dem Spurverlauf 23 der Schneidedrahtabschnitte beim Endbearbeitungserodieren der Waferflächen in 13 um ein Beispiel handelt. Wenn beispielsweise die Bearbeitung von einem Schneideprozess für das Werkstück 5 zu einem Endbearbeitungsprozess für die Waferflächen übergeht, werden die Schneidedrahtabschnitte nicht in einer Waferparallelanordnungsrichtung bewegt, wie in 13(b) gezeigt ist. Nachdem die Schneidedrahtabschnitte zu einer in 13(a) gezeigten Schneidebeginnposition zurückgekehrt sind, werden die Schneidedrahtabschnitte CL in der Richtung der endzubearbeitenden Waferflächen angenähert und rastern entlang den Waferflächen auf einer Seite ab, während das Erodieren an den Waferflächen entsprechend der Endbearbeitungsenergieeinstellung durchgeführt wird. Auch wenn dies wiederholt wird, halten die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b die Wafer. Es ist möglich, auf dieselbe Weise das Erodieren zu stabilisieren und qualitativ hochwertige Wafer zu erhalten.
Indem die vorstehend erläuterte Vorrichtungsauslegung übernommen wird, schwingen die Halbleiterwafer, die gerade aus dem Werkstück 5 ausgeschnitten werden, nicht, und der Zwischenelektrodenabstand zwischen den Schneidedrahtabschnitten und den Halbleiterwaferbearbeitungsflächen schwankt nicht. Deshalb ist das Erodieren stabilisiert. Es ist möglich, gleichzeitig eine große Menge an hochgenauen Wafern mit zufriedenstellender Bearbeitungsflächengüte, hoher Qualität und identischer Scheibendicke zu erhalten. Deshalb ist es möglich, Schleif- und Polierbelastungen zu reduzieren, bei denen es sich um Nachbearbeitungsprozesse des Waferschneidens handelt, und Waferkosten zu senken.
Jeder der Schneidedrahtabschnitte CL verfügt über eine Impedanz aufgrund des elektrischen Widerstands oder dergleichen der Drähte 3 zwischen einem Schneidedrahtabschnitt CL und dem daran angrenzenden Schneidedrahtabschnitt CL, und somit wird die Unabhängigkeit der Schneidedrahtabschnitte CL beibehalten, so dass es nicht wünschenswert ist, dass sich andere Leitungswege als die Schneidedrahtabschnitte CL bilden. Deshalb bestehen die bündelartigen Abschnitte 13, bei denen es sich um bündelartige Abschnitte der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b handelt, die in die Zwischenräume zwischen den Wafern eingeschoben werden und mit den Wafern in Kontakt kommen, aus einem isolierenden Material.
Weil die Bearbeitungsgeschwindigkeit nicht von der Härte des Werkstücks 5 abhängt, ist das Drahterodieren insbesondere für ein Material mit großer Härte wirksam. Für das Werkstück 5 kann beispielsweise Metall wie etwa Wolfram oder Molybdän als Sputter-Target, Keramik wie etwa polykristallines Siliciumcarbid, das für verschieden Strukturkomponenten verwendet wird, monokristallines Silicium oder monokristallines Siliciumcarbid als Wafer zur Halbleiterbauteilfertigung, ein Halbleitermaterial wie etwa Galliumnitrid, und monokristallines oder polykristallines Silicium als Wafer für eine Solarzelle übernommen werden. Insbesondere besteht, bei Siliciumcarbid und Galliumnitrid aufgrund der großen Härte, insofern ein Problem, als in einem System mit einer mechanischen Drahtsäge die Produktivität und Bearbeitungsgenauigkeit gering sind. Hingegen ist es nach dieser Ausführungsform möglich, Wafer aus Siliciumcarbid oder Galliumnitrid herzustellen und dabei sowohl eine hohe Produktivität als auch eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit zu erzielen. Weil das Schneiden und das Endbearbeiten durch dieselbe Bearbeitungsvorrichtung bewerkstelligt werden kann, ist nutzloses Polieren aufgrund einer Positionsabweichung und dergleichen unnötig. Diese Ausführungsform ist besonders effektiv zum Bearbeiten kostspieliger Wafer.
Bei der Drahterodiervorrichtung in der dritten Ausführungsform ist das Beispiel erläutert, in dem der eine Draht 3 auf die vier Hauptführungsrollen 1a bis 1d aufgewickelt ist. Jedoch ist es beispielsweise auch möglich, eine Auslegung zu übernehmen, in der drei Hauptführungsrollen angeordnet sind. Anzumerken ist, dass bei der Drahterodiervorrichtung in der dritten Ausführungsform die benachbarten Drähte entsprechend einer Widerstandsdifferenz zwischen den Energieeinspeisungsanschlüssen der benachbarten Drähte, die im Paralleldrahtabschnitt PS enthalten sind, nahezu isoliert sind. Das heißt, ein Bearbeitungsstrom wird in Übereinstimmung mit einem zu einer Drahtlänge zwischen den Energieeinspeisungsanschlüssen proportionalen Widerstandswert daran gehindert, zu einem Entladungsabschnitt des Werkstücks 5 auszutreten (zu kriechen). Deshalb müssen, wenn die Drähte auf mehrere Hauptführungsrollen aufgewickelt werden, die Drähte einer Schleife nur ausreichend lang sein, um die Widerstandsdifferenz zwischen den Energieeinspeisungsanschlüssen zu erhöhen. Außerdem ist die Drahterodiervorrichtung nicht auf die Ausführungsform beschränkt. Eine spezifische Auslegung der Drahterodiervorrichtung ist nicht besonders eingeschränkt, solange der Paralleldrahtabschnitt PS durch wiederholtes Zurücklegen des einen Drahts 3 ausgebildet wird.
In dem Verfahren in der dritten Ausführungsform werden beide Seitenflächen der Wafer endbearbeitet. Es kann jedoch auch nur eine Seitenfläche endbearbeitet werden, je nach einem Typ eines zu verwendenden Halbleiterbauteils wie etwa eines Bauteils, bei dem, nachdem eine Elementzone auf einer Flächenseite ausgebildet und das Bauteil ausgebildet wurde, die Rückflächenseite durch Polieren oder Rückätzen dünner gemacht wird.
Wie vorstehend erläutert, wird, nach der Auslegung dieser Ausführungsform, nachdem die Endbearbeitung der Waferflächen abgeschlossen ist, der Abschnitt (der Verbindungsabschnitt) abgeschnitten, der noch ein wenig mit dem Werkstück 5 verbunden ist. Beim Abschneiden erfolgt das Erodieren, während die Schneidedrahtabschnitte CL zwischen den Wafern hin und her bewegt werden und in der Tiefenrichtung der ausgearbeiteten Nuten GR abrastern, und zwar durch die Anhebe- und Absenkungsbewegungsbühne 10, die das Werkstück 5 in der Schneiderichtung (der Auf-Ab-Richtung) anhebt und absenkt, und der Linearverschieber parallel zur Waferrichtung 9, der das Werkstück 5 in der Richtung (der horizontalen Richtung) bewegt, in der die durch Zerschneiden des Werkstücks 5 ausgebildeten Wafer parallel angeordnet sind. In diesem Fall umfasst die Drahterodiervorrichtung die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte 15a und 15b und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte 16a und 16b, wobei die ausgearbeiteten Nuten GR zwischen den Wafern ausgepolstert werden, um die Wafer zu fixieren. Deshalb ist es, selbst wenn nicht nur das Waferausschneiden aus dem Werkstück sondern auch das Endbearbeitungserodieren der Wafer erfolgt, durch wiederholtes Abrastern der Scheidedrahtabschnitte CL möglich, eine Schwingung oder Schrägstellung der Wafer zu verhindern. Ferner ist es möglich, eine Schwingung der Wafer, die gerade aus dem Block ausgearbeitet werden, zu verhindern, um Entladungszwischenräume stabil aufrechtzuerhalten. Die Drähte werden selbst auf Drahtabtastspurverläufen nicht kurzgeschlossen, auf denen der Zwischenelektrodenabstand zwischen den Schneidedrahtabschnitten CL und den Waferflächen weiter reduziert ist, und somit wird es ermöglich, ein stabiles Erodieren durchzuführen. Somit gibt es einen Effekt, der es ermöglicht, gleichzeitig mehrere qualitativ hochwertige Halbleiterwafer herzustellen, die in einer Abmessung nahe an einer endgültigen Scheibendicke fertiggestellt sind, bei denen die Oberflächenrauheit und die Flachheit zufriedenstellend sind, es keine beschädigten Schichten gibt, und eine Scheibendickenschwankung in den Halbleiterwafern und zwischen den Halbleiterwafern gering ist.
Wie im Falle der ersten Ausführungsform werden die Waferhalterungsabschnitte in der vorstehend erläuterten Auslegung in die Zwischenräume zwischen den Halbleiterwafern aus der Parallelanordnungsrichtung der Schneidedrahtabschnitte und der Parallelrichtung her eingeschoben. Deshalb werden die Waferhalterungsabschnitte aus einer Richtung eingeschoben, aus der das Bearbeitungsfluid zugeführt wird. Eine Strömung des aus den Zwischenräumen zwischen den Halbleiterwafern austretenden Bearbeitungsfluids nach außen wird nicht behindert. Deshalb schwanken die Wafer beim Schneiden und Endbearbeiten nicht aufgrund einer Fluktuation des Bearbeitungsfluidstroms. Darüber hinaus können Bearbeitungsspäne effizient aus den Entladungszwischenräumen heraustransportiert werden, und somit schwankt der Zwischenelektrodenabstand nicht und es kann ein stabiles Erodieren erfolgen. Es besteht eine Wirkung, die es ermöglicht, gleichzeitig mehrere qualitativ hochwertige Halbleiterwafer herzustellen, die in einer Abmessung nahe an einer endgültigen Scheibendicke fertiggestellt sind, bei denen die Oberflächenrauheit und die Flachheit zufriedenstellend sind, es keine beschädigten Schichten gibt, und eine Scheibendickenschwankung in den Halbleiterwafern und zwischen den Halbleiterwafern gering ist.
In dieser wie in der ersten Ausführungsform ist eine Aussparung in dem Linearverschieber parallel zur Waferrichtung 9 gebildet, die der äußeren Form des Werkstücks entspricht. Dem Werkstück 5 wird ermöglicht, nur in einer Richtung zu gleiten, in der eine Ausbreitung durch Schneiden bewirkt wird. Deshalb wird das Werkstück geschnitten, während eine Positionsabweichung unterbunden wird. Nach dem Schneiden wird das Werkstück endbearbeitet, während die Position des Werkstücks aufrechterhalten bleibt. Das heißt, der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitt und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitt werden während des Schneidens und während der Endbearbeitung verwendet. Die Positionen des Schneidezeitwaferhalterungsabschnitts und des Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitts können sich nur in der longitudinalen Richtung des Blocks bewegen, und das Schneiden und die Endbearbeitung werden entsprechend der Auf-Ab-Bewegung der Halterungsabschnitte durchgeführt. Deshalb ist es möglich, das Schneiden und die Endbearbeitung für eine große Anzahl von Wafern mit hoher Genauigkeit extrem effizient durchzuführen.
Der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitt und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitt werden in die in Bearbeitung befindlichen Wafer eingeschoben. Deshalb werden, selbst wenn die Schneidedrahtabschnitte ein Endbearbeitungserodieren des Waferbearbeitungsbeginnabschnitts durchführen, die Abrastspurverläufe der Schneidedrahtabschnitte nicht behindert, und somit ist es möglich, ein stabiles Erodieren durchzuführen. Deshalb besteht eine Wirkung, dass es möglich ist, gleichzeitig mehrere qualitativ hochwertige Halbleiterwafer herzustellen, die in einer Abmessung nahe an einer endgültigen Scheibendicke fertiggestellt sind, bei denen die Oberflächenrauheit und die Flachheit zufriedenstellend sind, es keine beschädigten Schichten gibt, und eine Scheibendickenschwankung in den Halbleiterwafern und zwischen den Halbleiterwafern gering ist. Anzumerken ist, dass die Auslegung der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte nicht auf die Auslegung in der Ausführungsform beschränkt ist, sondern nur eine Auslegung sein muss, in der der Waferabstand die Wafer so haltern kann, dass der Waferabstand eingehalten wird.
Im Gegensatz zu einem Zustand, in dem Wafer in einem unbearbeiteten Abschnitt eines Werkstücks ein wenig verbunden sind, ist es auch möglich, ohne Bewegungsspurverläufe der Schneidedrahtabschnitte für das Werkstück erneut zurückzulegen, einen Spurverlauf während der Bearbeitung des Werkstücks zu erweitern und gleichzeitig mehrere Wafer zu bearbeiten. Das heißt, die Waferhalterungsabschnitte werden in die Zwischenräume zwischen den Wafern eingeschoben, wodurch die Wafer gehalten werden. Deshalb wird ein, tendenziell auftretendes Schwingen und Schrägstellen aus der Welt geschafft, insbesondere, wenn Wafer mit großem Durchmesser bearbeitet werden. Es besteht eine Wirkung, dass das Schneiden bis zum Abschluss des Waferherausschneidens stabilisiert und die Bearbeitungsgenauigkeit der herausgeschnittenen Wafer verbessert ist.
Indem die Drahterodiervorrichtung verwendet wird, die die vorstehend erläuterte Wirkung erzielt, ist es möglich, das Werkstück, das ein hartes Material wie etwa Siliciumcarbid oder Galliumnitrid enthält, mit hoher Produktivität in eine dünne Scheibenform zu zerschneiden.
Wie vorstehend erläutert, wird in dem Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer unter Verwendung der Drahterodiervorrichtung in dieser Ausführungsform bei der Waferbearbeitung, um gleichzeitig mehrere dünne Scheiben aus einem Block, bei dem es sich um ein Werkstück handelt, entsprechend dem Drahterodieren herauszuschneiden, bei dem die Schneidedrahtabschnitte, die mehrere parallel angeordnete Drähte aufweisen, als Elektroden verwendet werden, die Endbearbeitung durchgeführt, um in einem Zustand, in dem Wafer noch nicht vollständig abgeschnitten und vom Block getrennt sind, und distale Enden von ausgearbeiteten Nuten noch ein wenig mit dem Block verbunden sind, mit den Schneidedrahtabschnitten Waferflächen abzurastern, die durch Schneiden bis zu dieser Stelle ausgebildet wurden, während das Drahterodieren durchgeführt wird, schrittweise beschädigte Schichten an den Waferflächen durch Wiederholen des Abrasterns zu entfernen, und die Oberflächenrauheit der Waferflächen zu verbessern, während eine Scheibendicke in einer vorbestimmten Abmessung ausgebildet wird. Beim Abrastern durch die Schneidedrahtabschnitte für die Wafer, werden die Drähte, die die Schneidedrahtabschnitte bilden, die die Wafer bearbeiten, ausgehend von den Drahtspurverläufen während des Schneidens nahe an die Waferflächen auf der Seite zum Endbearbeiten gebracht. Die Schneidedrahtabschnitte rastern, während das Erodieren entlang den endzubearbeitenden Waferflächen durchgeführt wird, gleichzeitig ab.
Die Drahterodiervorrichtung nach dieser Ausführungsform weist ein Paar Hauptführungsrollen auf, die in Abständen parallel angeordnet sind, einen Draht, der mehrmals zwischen dem Paar Führungsrollen in einer festen Schrittweise aufgewickelt ist, um Paralleldrahtabschnitte zwischen den Hauptführungsrollen zu bilden, und der entsprechend der Rotation der Führungsrollen mitläuft, ein Paar der Dämpfungsführungsrollen, die zwischen dem Paar Hauptführungsrollen vorgesehen sind, auf die Paralleldrahtabschnitte folgen und mit diesen in Kontakt kommen, und mehrere gedämpfte Schneidedrahtabschnitte bilden, mehrere Energieeinspeisungsanschlüsse, die jeweils elektrische Energie in die Schneidedrahtabschnitte einspeisen, eine Bearbeitungsenergieversorgung, die eine Spannung zwischen den Energieeinspeisungsanschlüssen und einem Werkstück anlegt, eine Energieeinspeisungsleitung, die die Bearbeitungsenergieversorgung und die Energieeinspeisungsanschlüsse und das Werkstück verbindet, eine Anhebe- und Absenkungsbühne, um einen Block, bei dem es sich um das Werkstück handelt, und die Scheidedrahtabschnitte nach oben und unten zu bewegen, einen Linearverschieber parallel zu Waferrichtung, um den Block und die Schneidedrahtabschnitte relativ zueinadner in einer Waferparallelanordnungsrichtung zu bewegen, und Waferhalterungsabschnitte, die eine Schwingung von Wafern unterbinden.
Nach dieser Ausführungsform schneidet die Drahterodiervorrichtung wie vorstehend erläutert gleichzeitig mehrere Wafer aus einem Block, bei dem es sich um ein Werkstück handelt, mit einer elektrischen Entladung aus, die in den Schneidedrahtabschnitten bewirkt wird, und, nachdem die Schneidedrahtabschnitte um einige Mikrometer bis zehn Mikrometer nahe an eine Waferseite herangebracht wurden, bevor die bearbeiteten Wafer als Wafer vollständig abgeschnitten und abgetrennt werden, wiederholte das Abrastern durch die Schneidedrahtabschnitte an Waferflächen, die gerade ausgebildet werden, während ein Erodieren an den Waferflächen durchgeführt wird, um dadurch beschädigte Schichten auf Flächen zu entfernen, die die Waferflächen sein sollen, die Oberflächenrauheit zu verbessern, die Flachheit der Waferflächen zu verbessern und eine Scheibendicke bis nahe an eine geforderte Abmessung endzubearbeiten. In der Drahterodiervorrichtung werden die Wafer, die wegen des Bearbeitungsfluids und des Eigengewichts der Wafer zum Schwanken tendieren, während des Erodierens in vorbestimmten Positionen zurückgehalten, um zu verhindern, dass ein Zwischenelektrodenabstand zwischen den Schneidedrahtabschnitten und den Waferbearbeitungsflächen schwankt. Folglich wird es ermöglicht, das Erodieren in den Schneidedrahtabschnitten zu stabilisieren und qualitativ hochwertige Wafer zu erhalten.
Nach dieser Ausführungsform ist es möglich, die Bearbeitungsgenauigkeit beim gleichzeitigen Herausarbeiten mehrerer Wafer aus einem Block zu verbessern. Die beschädigten Schichten auf den durch das Schneiden gebildeten Waferflächen werden entfernt. Es ist möglich, beim Zerschneiden eines Blocks eine große Menge an qualitativ hochwertigen Wafern mit zufriedenstellender Oberflächenrauheit und wenig Schwankung bei einer Waferscheibendicke und nahe an endgültigen technischen Daten zu erhalten. Deshalb ist es möglich, Belastungen beim Schleifen und Polieren in einem Waferbearbeitungsprozess nach dem Schneiden zu reduzieren, eine Gesamtbearbeitungszeit zu verkürzen, die zur Waferbearbeitung erforderlich ist, und einen Planungsprozess abzukürzen, und eine Senkung bei den Kosten der Wafer zu erzielen.
Jedoch ist die Drahterodiervorrichtung in dieser Ausführungsform nicht nur dann effektiv, wenn eine Abfolge aus Schneiden und Endbearbeiten in derselben Vorrichtung kontinuierlich erfolgt, sondern auch dann, wenn das Schneiden erfolgt. Die Drahterodiervorrichtung umfasst eine Einheit, die das Werkstück relativ zu den Schneidedrahtabschnitten in einer Richtung senkrecht zur Parallelanordnungsrichtung der Drähte bewegt, die die Schneidedrahtabschnitte bilden. Deshalb ist es möglich, die Positionen der Schneideflächen hochgenau einzustellen und ein Schneiden unter Einhaltung einer hochgenauen Scheibendicke durchzuführen. Selbst wenn nur die Endbearbeitung durchgeführt wird, ist es möglich, eine Justage entsprechend der Bedingungen für die Wafer durchzuführen.
Vierte Ausführungsform
Ein Aufbau und ein Funktionsablauf in einer vierten Ausführungsform werden nun beschrieben. Eine Drahterodiervorrichtung nach dieser Ausführungsform bildet Orientierungsflachflächen beim Segmentieren eines Verbindungsabschnitts. Wenn in diesem Fall ein Block, der keiner Außenumfangspolitur zum Ausbilden der Orientierungsflachflächen unterzogen wurde, zur Bearbeitung verwendet wird, können die Orientierungsflachflächen gebildet werden, wenn der Verbindungsabschnitt segmentiert wird. In dieser Ausführungsform führt die Drahterodiervorrichtung einen ersten Schritt durch, um einen Block so zu zerschneiden, dass ein Verbindungsabschnitt verbleibt, und einen Querschnitt zu bilden, einen zweiten Schritt, um Drähte in einer Richtung relativ zu bewegen, die sich dem ausgeschnittenen Querschnitt nähert, der im ersten Schritt ausgebildet wurde, um eine Endbearbeitung durchzuführen, und einen vierten Schritt, nach dem zweiten Schritt, um die Drähte in Positionen anzuordnen, in denen das Ausschneiden der Halbleiterwafer ausgesetzt wird, ein Schneiden durch Erodieren in einer Richtung orthogonal zu einer Durchlaufrichtung in einem Schneideprozess der Drähte durchzuführen, um die Halbleiterwafer vom Werkstück abzuschneiden, und abgeschnittene Abschnitte als die Orientierungsflachflächen auszubilden. Das heißt, nach dem Endbearbeitungsprozess werden die Drähte 3 in den Positionen angeordneten, wo das Ausschneiden der Halbleiterwafer ausgesetzt wird, das Schneiden durch das Erodieren wird in der Richtung orthogonal zur Durchlaufrichtung im Schneideprozess der Wafer durchgeführt, um die Halbleiterwafer vom Werkstück abzuschneiden, und die abgeschnittenen Abschnitte werden als die Orientierungsflachflächen ausgebildet. Folglich ist es möglich, die Segmentierung und die Ausbildung der Orientierungsflachflächen gleichzeitig zu bewerkstelligen.
14(a) und 14(b) sind Außenansichten der Positionen und der Funktionsabläufe des Waferhalterungsabschnitts 12 und des Werkstücks 5 während einer Segmentierung in der vierten Ausführungsform. 14(a) ist eine Draufsicht, und 14(b) ist eine Vorderansicht. 15 ist eine erläuternde grafische Darstellung von Spurverläufen von Drähten beim Planarisieren nach dem Schneiden von Halbleiterwafern durch das Drahterodiersystem und beim Abschneiden der Halbleiterwafer von einem Halbleiterblock. Die Vorrichtung unterbindet eine Schwingung der Halbleiterwafer und dergleichen in Prozessen zum Segmentieren der Halbleiterwafer und Planarisieren von Schneideflächen unter Verwendung eines Erodierverfahrens, und zum letztendlichen Segmentieren der Halbleiterwafer, während Orientierungsflachflächen gebildet werden. Die Vorrichtung verhindert beispielsweise eine Schwankung einer Substratdicke und einer äußeren Form der Halbleiterwafer, die durch die Schwingung bedingt ist.
Was das weitere Schneiden und dergleichen durch die Erodiervorrichtung betrifft, wird eine Erläuterung weggelassen, weil ein Aufbau und ein Funktionsablauf verwendet werden, bei denen es sich um dieselben wie in der ersten Ausführungsform handelt. Hauptsächlich werden der Aufbau und die Funktionsweise des Waferhalterungsabschnitts erläutert, der eine Schwingung der Halbleiterwafer in einem Prozess zum Segmentieren der Halbleiterwafer unterbindet, während die Orientierungsflachflächen gebildet werden.
In dieser wie in der ersten Ausführungsform sind die Waferhalterungsabschnitte 12 durch die Faserbündel 13, die hergestellt werden, indem feine Fasern mit einem Durchmesser von einigen zehn Mikrometern und einer Länge von ca. 30 Millimetern gebündelt werden, und die Einschubhalterungsabschnitte 14 gebildet, bei denen es sich um Stile handelt, um es einfacher zu machen, die Faserbündel 13 in ausgeschnittene Nutabschnitte eines Halbleiterblocks einzuschieben, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt. Die Waferhalterungsabschnitte 12 haben eine Form, die insgesamt einem Pinsel ähnlich ist. Hinsichtlich der Fasern, die die Faserbündel 13 bilden, werden Fasern verwendet, die aus Harz wie etwa Nylon oder Polyacrylat bestehen, bei dem es sich um ein nicht leitfähiges Material handelt, das eine genügend hohe Flexibilität und Festigkeit hat, um nicht durch das eigene Gewicht verformt zu werden und zu einer Haarform verarbeitet ist.
15(a) bis 15(d) sind erläuternde grafische Darstellungen von Spurverläufen von Drähten 3 der Schneidedrahtabschnitte CL beim Zerschneiden in Halbleiterwafer, Planarisieren und Segmentieren durch das Drahterodiersystem. Es ist ein Querschnitt des Werkstücks 5 in einem Schneideabschnitt gezeigt. Schwarze Kreise geben die Querschnitte der Drähte 3 der Drahtschneideabschnitte CL an.
Eine Impulsspannung wird an die Drähte 3 der Schneidedrahtabschnitte CL angelegt, um das Werkstück 5 halb durchzuschneiden. Ein Schneideprozess wird in einer Position ausgesetzt, an der mehrere Millimeter bis zum vollständigen Durchschneiden des Werkstücks 5 verbleiben. Danach werden die Drähte 3, während die Impulsspannung an die Drähte 3 der Schneidedrahtabschnitte CL angelegt wird, in einer Richtung einer Schneidefläche auf einer Seite um ca. einige Mikrometer bis 10 Mikrometer angenähert. Danach rastern die Drähte 3 in einem Entladungszustand in der Aufwärtsrichtung ab. Eine Erodierbedingung ist an dieser Stelle etwas schwächer eingestellt als eine Erodierbedingung im Schneideprozess. Speziell ist in dieser Ausführungsform die Impulsspannung auf 50 Volt eingestellt, was der Hälfte der Impulsspannung im Schneideprozess entspricht. Indem dies wiederholt wird (15(a)), können verformte Schichten der geschnittenen Querschnitte entfernt und die Querschnitte planarisiert werden (15(b)).
Auf diese Weise können, indem das Abrastern mit den Drähten 3 viele Male wiederholt und dabei eine elektrische Entladung bewirkt wird, Unebenheiten der beschädigten Schichten, die sich während des Schneidens gebildet haben, nach und nach entfernt und flache Schneideflächen erzielt werden. Weil der Schneideprozess gestoppt wird und die Schneideflächen direkt unter Verwendung der Drähte abgerastert und planarisiert werden, die zum Schneiden verwendet werden, während die Halbleiterwafer, die gerade abgeschnitten werden, in der Vorrichtung angebracht bleiben, ist eine Einstellung von Positionen wie etwa eine Ausrichtung von Orientierungen bearbeiteter Flächen der Halbleiterwafer während der Planarisierung unnötig. Es ist möglich, einen Herstellungsprozess zu verkürzen und über zufriedenstellende Kennmerkmale verfügende Halbleiterwafer mit hoher Produktivität zu erhalten.
Nachdem der Planarisierungsprozess für die Schneideflächen beendet ist, werden Abschnitte, die noch mit dem Halbleiterblock, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt, verbunden sind, unter Verwendung des Erodierverfahrens abgeschnitten. Zuerst werden die Drähte 3 zu den Positionen zurückgebracht, an denen der Schneideprozess ausgesetzt wurde. Nachdem die Drähte 3 auf eine Erodierbedingung eingestellt wurden, die dieselbe wie beim Schneiden ist, wird das Werkstück 5 in einer Richtung senkrecht zur Papierfläche von 14(b) bewegt, und der Halbleiterblock und die Halbleiterwafer werden gleichzeitig geschnitten.
Auf diese Weise werden die Drähte 3, wie in 15(c) gezeigt, dazu veranlasst, entlang der Orientierungsflachflächen durchzulaufen, und eine Erodierenergie, die größer ist als die Erodierenergie beim Schneiden, wird an die Halbleiterwafer angelegt, um die Halbleiterwafer in einer kurzen Zeit abzuschneiden. 15(d) ist eine grafische Darstellung eines Zustands während einer Segmentierung.
Gemäß dem vorstehend erläuterten Prozess wird der Prozess zum Zerschneiden des Halbleiterblocks, bei dem es sich um das Werkstück 5 handelt, ausgesetzt. Nachdem die Planarisierung der Schneideflächen durch die Drähte 3 der Schneidedrahtabschnitte CL unter einer Bedingung durchgeführt wurde, die schwächer ist als die Erodierbedingung während des Schneidens, werden die Drähte wieder zurück zu der Position gebracht, in der das Schneiden ausgesetzt wurde, und der Verbindungsabschnitt wird durchgeschnitten, während die Orientierungsflachflächen gebildet werden. In dieser Ausführungsform ist es möglich, mühelos Orientierungsflachflächen zu bilden, ohne separat einen Prozess hinzuzufügen. Es ist möglich, die Faserbündel 13 der Waferhalterungsabschnitte 12 in die Zwischenräume zwischen den Halbleiterwafern einzuschieben und Schwingung zu unterbinden. Deshalb ist es möglich, zufriedenstellende Halbleiterwafer ohne Substratdickenschwankung der Halbleiterwafer aufgrund von Schwingung zu erhalten.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie vorstehend erläutert, sind die Drahterodiervorrichtung und das Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer nach der vorliegenden Erfindung zur Herstellung eines Halbleiterbauteils, das Halbleiterwafer aus einem Block bildet, nützlich, besonders wirksam zur Produktivitätsverbesserung, und zur Ausbildung eines dünnen Siliciumwafers oder eines Verbundhalbleiterwafers, der kostspielig ist und sich leicht verzieht oder verwirft, und insbesondere von Wafern aus einem Material mit großer Härte und schlechter Bearbeitbarkeit wie etwa Siliciumcarbid und Galliumnitrid nützlich.
Bezugszeichenliste

1a: Hauptführungsrolle
1b: Hauptführungsrolle
1c: Hauptführungsrolle
1d: Hauptführungsrolle
2: Drahtausgabespule
3: Drähte
CL: Schneidedrahtabschnitte
PS: Paralleldrahtabschnitte
4: Drahtaufwicklungsspule
5: Werkstück
6a, 6b: Einspeiseklemmeneinheiten
7a, 7b: Dämpfungsführungsrollen
8 (8a, 8b): Düsen
9: Linearverschieber parallel zur Waferrichtung
10: Anhebe- und Absenkungsbühne
11: Bearbeitungsenergieversorgungseinheit
12: Waferhalterungsabschnitte
13: Faserbündel
14: Einschubhalterungsabschnitte
15: Waferhalterungsabschnittständer
15a, 15b: Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte
16a, 16b: Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte
17: Wälzrollen
18a, 18b: Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten
19a, 19b: Stützen
20: Sockel
21: Führungswellen
22: Federn
23: Spurverlauf von Schneidedrahtabschnitten
K: Energieeinspeisungsanschlüsse
GR: Schneidenuten

Claims

Drahterodiervorrichtung, Folgendes aufweisend: ein Paar Führungsrollen, die parallel in Abständen angeordnet sind; einen Draht, der mehrmals zwischen dem Paar Führungsrollen in einem festen Wickelschritt aufgewickelt ist, um einen Paralleldrahtabschnitt zwischen dem Paar Führungsrollen zu bilden, und der entsprechend der Rotation der Führungsrollen mitläuft; ein Paar Dämpfungsführungsrollen, die zwischen dem Paar Führungsrollen vorgesehen sind, auf den Paralleldrahtabschnitt folgen und mit diesem in Kontakt kommen, und mehrere gedämpfte Schneidedrahtabschnitte bilden; mehrere Energieeinspeisungsanschlüsse, die elektrische Energie in jeden der Schneidedrahtabschnitte einspeisen; und eine Einheit, die ein Werkstück zu den Schneidedrahtabschnitten relativ in einer Parallelrichtung von den die Schneidedrahtabschnitte bildenden Drähten und einer Richtung senkrecht zur Parallelrichtung von die Schneidedrahtabschnitte bildenden Drähten auf eine Weise bewegt, dass die Drähte der Schneidedrahtabschnitte näher an eine Schneidefläche eines Paars von Schneideflächen, die gebildet werden, indem sie durch die Drähte der Schneidedrahtabschnitte geschnitten werden, gebracht werden als an die andere, wobei die Drahterodiervorrichtung jede der Schneideflächen in einem drahterodierten Zustand abtastet, um dadurch die Schneideflächen gleichzeitig endzubearbeiten.
Drahterodiervorrichtung nach Anspruch 1, darüber hinaus aufweisend: Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte, die die Wafer während des Schneidens haltern; und Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte, die die Wafer während der Endbearbeitung haltern, wobei die Schneidedrahtabschnitte eine Funktion haben, mehrere aus dem Werkstück durch Erodieren mittels der Schneidedrahtabschnitte ausgeschnittene Wafer nicht vollständig abzutrennen, und nach Fertigstellung der Endbearbeitung, um einen Verbindungsabschnitt in einem Zustand zu belassen, in dem ein Teil der Wafer einstückig mit dem Werkstück ist, den Verbindungsabschnitt durchzuschneiden.
Drahterodiervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte dazu ausgelegt sind, das Abtasten von Waferflächen mehrmals zu wiederholen und dabei das Erodieren durch die Schneidedrahtabschnitte durchzuführen.
Drahterodiervorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, darüber hinaus Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten umfassend, die ein Verhalten, um die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte nahe zum und weg vom Werkstück zu bringen, steuern, wobei die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte parallel zu einer Spannrichtung der Schneidedrahtabschnitt, auf beiden Seiten des Werkstücks angeordnet und dazu ausgelegt sind, sich im Wesentlichen parallel zur Spannrichtung der Schneidedrahtabschnitte zu bewegen.
Drahterodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte über Einschubabschnitte, die durch Schneiden ausgebildet und in ausgearbeitete Nuten eingesetzt werden, die als Zwischenwaferbereiche ausgebildet werden sollen und Waferabstände bewahren, Einschubhalterungsabschnitte, die die Einschubabschnitte haltern, und Wälzrollen verfügen, die mit den Einschubhalterungsabschnitten verbunden sind, wobei ein Einschubbetrag der Einschubabschnitte in die ausgearbeiteten Nuten, die im Werkstück ausgebildet sind, kontrolliert wird, wenn die Wälzrollen entlang der Oberflächenform der Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten rollen.
Drahterodiervorrichtung nach Anspruch 5, wobei es sich bei den Einschubabschnitten um Faserbündel handelt, die durch Zusammenfassen dünner Leitungen gebildet sind, und die Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte und die Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte auf beiden Seiten des Werkstücks angeordnet sind, im Wesentlichen parallel aus einer Spannrichtung der Schneidedrahtabschnitte gegen eine Außenfläche des Werkstücks gepresst werden, und dazu ausgelegt sind, die Wafer zu halten und eine Schwingung der Wafer zu verhindern, wenn die Faerbündel der Schneidezeitwaferhalterungsabschnitte und der Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitte in die ausgearbeiteten Nuten eingeschoben werden, die im Werkstück ausgebildet sind.
Drahterodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei die Oberflächenform der Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten einer Außenform des Werkstücks ähnlich ist.
Drahterodiervorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei sich die Waferhalterungsabschnitteinschubsteuerungsplatten relativ zu den Schneidezeitwaferhalterungsabschnitten und den Endbearbeitungszeitwaferhalterungsabschnitten in einer Richtung senkrecht zu einer Parallelrichtung jedes der Drähte bewegen, die die Schneidedrahtabschnitte bilden.
Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer unter Verwendung einer Drahterodiervorrichtung, Folgendes aufweisend: mehrere Führungsrollen, die parallel in Abständen angeordnet sind; einen Draht, der zwischen den mehreren Führungsrollen in einem festen Wickelschritt aufgewickelt ist, um Schneidedrahtabschnitte zwischen einem Paar der Führungsrollen zu bilden, und der entsprechend der Rotation der Führungsrollen mitläuft; Energieeinspeisungsanschlüsse, die elektrische Energie in Drähte der Schneidedrahtabschnitte einspeisen; und eine Einheit, die ein Werkstück zu den Schneidedrahtabschnitten in einer Parallelrichtung von jedem der die Schneidedrahtabschnitte bildenden Drähte und einer Richtung senkrecht zur Parallelrichtung der die Schneidedrahtabschnitte bildenden Drähte auf eine Weise bewegt, dass die Drähte der Schneidedrahtabschnitte näher an eine Schneidefläche eines Paars von Schneideflächen, die gebildet werden, indem sie durch die Drähte der Schneidedrahtabschnitte geschnitten werden, gebracht werden als an die andere, wobei das Herstellungsverfahren umfasst: einen ersten Schritt, ein Werkstück mit den Schneidedrahtabschnitten zu zerschneiden und mehrere Wafer aus dem Werkstück herauszuschneiden; und einen zweiten Schritt, die Drähte der Schneidedrahtabschnitte näher an eine Schneidefläche eines Paars von Schneideflächen, die gebildet werden, indem sie im ersten Schritt durch die Schneidedrahtabschnitte geschnitten werden, zu bringen als an die andere, und die geschnittenen Flächen in einem drahterodierten Zustand abzutasten.
Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer nach Anspruch 9, wobei der erste Schritt einen Schritt beinhaltet, das Werkstück mit den Schneidedrahtabschnitten zu zerschneiden und ein Herausschneiden von Halbleiterwafern aus dem Werkstück in einem Zustand auszusetzen, in dem ein Teil der Halbleiterwafer mit dem Werkstück verbunden ist, wobei im zweiten Schritt die im ersten Schritt geschnittenen Schneideflächen im drahterodierten Zustand unter Verwendung der Drähte der Schneidedrahtabschnitte abgetastet werden.
Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer nach Anspruch 9 oder 10, wobei der zweite Schritt mehrmals durchgeführt wird.
Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei nach dem zweiten Schritt ein dritter Schritt durchgeführt wird, die Drähte in Positionen anzuordnen, in denen das Ausschneiden der Halbleiterwafer ausgesetzt wird, die Drähte in einer Dickenrichtung von durch die Drähte geschnittenen Zwischenräumen hin und her zu bewegen, dabei ein Drahterodieren durchzuführen und gleichzeitig den ausgesetzten Ausschneideschritt voranzutreiben.
Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei nach dem zweiten Schritt ein vierter Schritt durchgeführt wird, die Drähte in Positionen anzuordnen, in denen das Ausschneiden der Halbleiterwafer ausgesetzt wird, ein Schneiden durch Drahterodieren in einer Richtung orthogonal zur Durchlaufrichtung im Drahtschneideprozess durchzuführen, um die Halbleiterwafer vom Werkstück abzuschneiden, und die abgeschnittenen Abschnitte als Ori-fla-Flächen auszubilden.
Herstellungsverfahren für Halbleiterwafer nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei es sich bei dem Werkstück um einen Halbleiterblock handelt, der Carbid und/oder Nitrid als Bestandteil enthält.