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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drahtsäge, die ein Werkstück, z. B. einen Halbleiter-Ingot, in Scheiben schneidet, indem das Werkstück gegen einen Draht gedrückt wird, dem eine Aufschlämmung (Slurry) zugeführt wird, und insbesondere ein Verfahren zur Wiederaufnahme des Betriebs der Drahtsäge, wenn der Draht gebrochen ist.
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STAND DER TECHNIK
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Drahtsägen sind bekannt als Einrichtungen zum Schneiden von Werkstücken in Scheiben, wie zum Beispiel Halbleiter-Ingots in Wafer. Eine Drahtsäge hat eine Drahtreihe, die durch mehrfaches Wickeln eines Schneidedrahts um mehrere gerillte Walzen gebildet ist, und ist dafür konfiguriert, ein Werkstück an jeder Drahtposition gleichzeitig zu schneiden, indem der Schneidedraht mit einer hohen Geschwindigkeit in Richtung einer Drahtachse fortbewegt und das Werkstück zu der Drahtreihe hin geführt wird, während auf geeignete Weise eine Aufschlämmung zugeführt wird.
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1 zeigt schematisch eine exemplarische Drahtsäge. Wie in 1 gezeigt, hat die Drahtsäge 1 einen Draht 2 zum Schneiden eines Werkstücks W. Der Draht 2 wird auf einer Zuführseite von einer Drahtspule 6 abgespult und tritt in eine Gruppe gerillter Walzen 3 ein. Der Draht 2 wird ungefähr 300 bis 500 mal um die gerillten Walzen 3 gewickelt, um die Drahtreihe zu bilden. Der Draht 2 verlässt sodann die Gruppe gerillter Walzen 3 und wird von einer Drahtspule 6' auf einer Aufnahmeseite aufgespult.
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Beim Schneiden des Werkstücks W wird eine axiale Hin- und Herbewegung mit vorbestimmten zurückzulegenden Entfernungen auf den Draht 2 aufgebracht und es wird nach und nach eine neue Drahtschnur von der Zuführseite zu der Aufnahmeseite zugeführt.
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Das Ausmaß des Verschleißes des um die gerillten Walzen 3 gewickelten Drahts ist dementsprechend größer auf der Seite, auf der der Draht aufgenommen wird, der Aufnahmeseite, als auf der Seite, auf der die neue Drahtschnur zugeführt wird, der Zuführseite; der Durchmesser des Drahts ist auf der Aufnahmeseite kleiner. Die Dicke der auf der Aufnahmeseite geschnittenen Wafer ist deshalb tendenziell dicker als die der auf der Zuführseite geschnittenen Wafer.
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In Anbetracht dieser Tatsache wird eine gerillte Walze verwendet, in der die Intervalle zwischen den Rillen auf der Aufnahmeseite schmaler sind als auf der Zuführseite (siehe Patentdokument 1).
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Im Übrigen verwendet die Drahtsäge einen Draht, der aus einem Material mit hohem Abriebwiderstand, hohem Zugwiderstand und hohem Härtegrad, wie zum Beispiel einem Klavierdraht, gebildet ist, und eine gerillte Walze, die aus einem Harz mit einer vorgegebenen Härte gebildet ist, wodurch eine Beschädigung des Drahts verhindert wird.
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Leider kann Verschleiß oder eine Ermüdung des Drahts, zu der es im Laufe der Zeit kommt, während des Schneidens eines Werkstücks einen Bruch in dem Draht verursachen, was die Fortsetzung des Schneidprozesses des Werkstücks unmöglich macht.
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In diesem Fall wird, nachdem das zugeführte Werkstück von dem Draht gelöst ist (ein Lösevorgang), der gebrochene Abschnitt des Drahts normalerweise durch einen manuellen Vorgang oder die Betätigung eines Betätigungselements für die gerillte Walze zu einer geeigneten Position an der Außenseite einer gerillten Walze herausgezogen und es werden die Enden des gebrochenen Abschnitts verbunden. Wenn der gebrochene Abschnitt nicht mehr verwendet werden kann, wird dieser Abschnitt entfernt und vor dem Verbinden durch eine neue Drahtschnur ersetzt. Der verbundene Abschnitt des Drahts wird dann wieder in eine Position gezogen, in der der verbundene Abschnitt nicht unmittelbar am Schneiden des Werkstücks beteiligt ist (ein Ziehvorgang).
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Nachdem der Draht auf die oben beschriebene Weise repariert wurde, wird jede Drahtschnur in der Drahtreihe in Eingriff mit einem entsprechenden geschnittenen Teil des Werkstücks gebracht (ein Rückkehrvorgang). Der Schneidprozess des Werkstücks wird dann wieder aufgenommen, um das Schneiden des Werkstücks abzuschließen (ein Wiederherstellungsvorgang).
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Um die Problematik eines Drahtbruchs zu lösen, ist es bekannt, die Drahtstabilität zu verbessern (siehe z. B. Patentdokument 2), und wenn eine Drahtsäge ein Symptom eines Drahtbruchs feststellt, wird der Schneidprozess angehalten (siehe Patentdokument 3). Diese Vorgehensweisen tragen zu einer Reduzierung der Häufigkeit von Drahtbrüchen bei.
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LITERATURLISTE
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PATENTLITERATUR
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- Patentdokument 1: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nummer H10-249701
- Patentdokument 2: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nummer 2002-256391
- Patentdokument 3: Japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) Nummer 2011-31355
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NICHT-PATENTLITERATUR
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- Nicht-Patentdokument 1:
Ultra precise wafer surface control technic, Matsushita Yoshiaki etc., 28. Februar 2000, Science Forum Inc.
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KURZZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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TECHNISCHES PROBLEM
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Das Brechen von Drähten kann jedoch aufgrund der steigenden Belastung der Drähte durch die in letzter Zeit steigende Produktivität nicht vollständig verhindert werden. Beim Auftreten eines Drahtbruchs werden in Wafern Rillen gebildet, die durch die Wiederaufnahme des Schneidens eines Werkstücks entstehen und die von nachfolgenden Prozessen nicht entfernt werden können, was Kosten verursacht und zu einer großen Menge minderwertiger Produkte führt.
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Der Erfinder der vorliegenden Erfindung hat die Ursache dieses Problems erforscht und Folgendes herausgefunden. Wenn die Enden des gebrochenen Abschnitts des Drahts durch den oben beschriebenen Reparaturvorgang verbunden werden und der verbundene Teil aus einer Position gezogen wird, an der das Werkstück zu schneiden ist, wird ein Teil des Drahts an der Werkstückschneideposition durch eine neue Drahtschnur ersetzt. Der Durchmesser des Drahts an der Werkstückschneideposition unmittelbar nach dem Auftreten des Drahtbruchs ist aufgrund des Verschleißes kleiner als der der neuen Drahtschnur. Somit unterscheidet sich der Durchmesser des Drahts unmittelbar vor dem Drahtbruch von dem der neuen Drahtschnur. Bekannterweise wird der Wert eines Materialabtrags durch Schneiden eines Werkstücks üblicherweise durch das Hinzufügen des Dreifachen des mittleren Schleifkorndurchmessers einer Aufschlämmung zu dem Drahtdurchmesser erhalten (siehe Nicht-Patentdokument 1). Die Zunahme des Materialabtrags durch Schneiden eines Werkstücks nach der Wiederaufnahme des Schneidprozesses bewirkt die Bildung der Rillen in geschnittenen Teilen.
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In den letzten Jahren häufen sich Fälle, in denen ein Läppprozess die Rillen nicht entfernen kann, da ein Materialabtrag durch Läppen in dem anschließenden Läppprozess auf einen niedrigeren Grad eingestellt wird, um die Produktionskosten von Wafern zu reduzieren. Bei Verwendung der vorstehend beschriebenen gerillten Walze, bei der die Intervalle zwischen den Rillen auf der Aufnahmeseite schmaler sind als auf der Zuführseite, reduziert die Verwendung der neuen Drahtschnur die Dicke geschnittener Wafer insbesondere an einer Schneideposition in der Nähe der Aufnahmeseite, und bildet die Rillen, die wahrscheinlich nicht entfernt werden können.
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Zusätzlich werden die Auswirkungen der Erzeugung minderwertiger Produkte aufgrund des zunehmenden Durchmessers der Wafer zunehmend ernster.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der vorstehend beschriebenen Probleme gemacht. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Wiederaufnahme des Betriebs einer Drahtsäge bereitzustellen, das die Bildung von Rillen in nach der Wiederaufnahme des Betriebs geschnittenen Wafern verhindert und die Produktion minderwertiger Wafer reduziert, selbst dann, wenn ein Werkstück, wie zum Beispiel ein Halbleiter-Ingot, mit der Drahtsäge geschnitten wird und der Schneidprozess aufgrund eines Drahtbruchs unterbrochen wird.
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LÖSUNG DES PROBLEMS
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Um diese Aufgabe zu erfüllen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Wiederaufnahme des Betriebs einer Drahtsäge bereit, bei dem das Schneiden eines Werkstücks aufgrund eines Drahtbruchs unterbrochen und dann wieder aufgenommen wird, wobei der Vorgang die folgenden Schritte umfasst: Wickeln eines Drahts um eine Mehrzahl gerillter Walzen; Aufbringen einer axialen Hin- und Herbewegung auf den Draht während des Zuführens einer neuen Drahtschnur von einer Zuführseite zu einer Aufnahmeseite; und Schneiden des Werkstücks in Wafer durch Relativbewegen des Werkstücks abwärts, um das Werkstück gegen den sich hin- und herbewegenden Draht zu drücken und das Werkstück zuzuführen, wobei in das Werkstück hineingeschnitten wird, während dem Draht ein Schneidslurry zugeführt wird, wobei das Verfahren umfasst: Reparieren des gebrochenen Drahts nach der Unterbrechung des Schneidprozesses des Werkstücks vor der Wiederaufnahme des Schneidprozesses des Werkstücks; und Vorbereiten des Schneidprozesses derart, dass ein Durchmesser des reparierten Drahts an einer Position, an der das Werkstück zu schneiden ist, dem Durchmesser des Drahts unmittelbar vor dem Auftreten des Drahtbruchs angepasst wird.
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Ein solches Verfahren zur Wiederaufnahme des Betriebs kann den Unterschied zwischen dem Durchmesser des Drahts vor dem Bruch und dem Durchmesser eines Drahts, der nach der Wiederaufnahme des Betriebs verwendet wird, aufheben und dadurch die Rillenbildung in geschnittenen Wafern und die Produktion minderwertiger Wafer-Produkte verhindern.
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Der Schritt des Vorbereitens auf den Schneidprozess kann ein Abnutzen des reparierten Drahts umfassen, so dass der Durchmesser des reparierten Drahts an den Durchmesser des Drahts unmittelbar vor dem Auftreten des Drahtbruchs angepasst wird, wenn eine Position des Drahtbruchs sich an einer Stelle, an der der Draht um die gerillten Walzen gewickelt ist, oder an einer Stelle auf der Zuführseite befindet.
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Selbst wenn der Drahtbruch an der oben beschriebenen Stelle auftritt und der reparierte Draht in der Werkstückschneideposition durch den Repariervorgang durch eine neue Drahtschnur ersetzt wird, kann dieses Verfahren den Durchmesser des reparierten Drahts leicht an den Durchmesser des Drahts unmittelbar vor dem Auftreten des Drahtbruchs anpassen.
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Der Schritt des Vorbereitens auf den Schneidprozess kann folgende Schritte umfassen: Versehen der Drahtsäge mit einem Dummy-Werkstück und einer Halteeinheit, die zum Halten des Dummy-Werkstücks konfiguriert ist; Abnutzen des reparierten Drahts durch Schneiden des Dummy-Werkstücks mit dem Draht, so dass der Durchmesser des Drahts an einer Position, an der der Draht aus den gerillten Walzen zur Aufnahmeseite hin austritt, dem Durchmesser des Drahts unmittelbar vor dem Drahtbruch angepasst wird; und anschließendes Entfernen des Dummy-Werkstücks und der Halteeinheit.
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Auf diese Weise kann der Durchmesser des reparierten Drahts auf der Grundlage des Drahtdurchmessers an der Position, an der der Draht aus den gerillten Walzen zur Aufnahmeseite hin austritt, leicht an den Durchmesser des Drahts unmittelbar vor dem Auftreten des Drahtbruchs angepasst werden. Außerdem umfasst der Schritt des Vorbereitens auf den Schneidprozess nicht notwendigerweise das Lösen des Werkstücks, dessen Schneidprozess unterbrochen wird, von der Drahtsäge. Dies verhindert Schwankungen in der relativen Positionsbeziehung zwischen der Drahtsäge und dem Werkstück, wodurch verhindert wird, dass der Schneidprozess nach der Wiederaufnahme des Betriebs von den Schwankungen in der Position des Werkstücks beeinträchtigt wird.
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Der Schritt des Reparierens kann das Detektieren einer Drahtlänge von einer Position eines gebrochenen Abschnitts des Drahts, wenn der Drahtbruch aufgetreten ist, zu der Position, an der der Draht aus den gerillten Walzen zu der Aufnahmeseite austritt, umfassen, und der Schritt des Vorbereitens auf den Schneidprozess kann das Positionieren des Drahts umfassen derart, dass der gebrochene Abschnitt des Drahts sich an der Position befindet, an der der Draht aus den gerillten Walzen zur Aufnahmeseite hin austritt, und das anschließende Schneiden des Dummy-Werkstücks durch Zuführen und Verwenden der neuen Drahtschnur mit einer Länge, die länger ist als die gemessene Drahtlänge.
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Dieses Verfahren kann die Länge der neuen zu verschleißenden Drahtschnur und die Zeit zum Schneiden des Dummy-Werkstücks leicht bestimmen und den Durchmesser des reparierten Drahts in minimaler Bearbeitungszeit zuverlässig an den Durchmesser des Drahts unmittelbar vor dem Auftreten des Drahtbruchs anpassen.
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Der Durchmesser des Drahts kann mit einer Mikrometerschraube oder einem Laserstrahldislokationsmesser gemessen werden.
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Auf diese Weise kann der Durchmesser des Drahts leicht gemessen werden.
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VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung beinhaltet: Schneiden eines Werkstücks mit einer Drahtsäge; Reparieren des gebrochenen Drahts, wenn ein Draht während des Schneidprozesses bricht; und anschließendes Anpassen des Durchmessers des reparierten Drahts an einer Position, an der das Werkstück zu schneiden ist, an den Durchmesser des Drahts unmittelbar vor dem Auftreten des Drahtbruchs. Die Erfindung kann dadurch den Unterschied im Durchmesser zwischen dem Draht vor dem Bruch und einem nach der Wiederaufnahme des Betriebs verwendeten Draht aufheben und folglich die Bildung von Rillen in geschnittenen Wafern verhindern und die Planheit der Wafer verbessern. Dies ermöglicht die Reduzierung der Produktion minderwertiger Wafer.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein schematisches Diagramm eines typischen Beispiels einer Drahtsäge;
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2 ist ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Wiederaufnehmen des Betriebs einer Drahtsäge;
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3 ist ein Diagramm, das den Schneidprozess eines Dummy-Werkstücks durch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Wiederaufnahme des Betriebs einer Drahtsäge zeigt;
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4 ist ein Diagramm, das verschleißbedingte Schwankungen des Drahtdurchmessers in Abhängigkeit von der Position in einer gerillten Walze zeigt;
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5 ist ein Diagramm, das den Abstand X von dem Aufnahmeseitenendpunkt P zur Position des Auftretens eines Drahtbruchs zeigt;
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6 ist ein Graph des Ergebnisses der Planheit in dem Beispiel;
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7 ist ein Graph des Ergebnisses der Planheit in dem Vergleichsbeispiel; und
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8 ist ein vergrößertes Diagramm von Drahtbruchteilen in den Ergebnissen der Planheit in 6 und 7.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist.
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Wie vorstehend beschrieben führt, wenn ein Draht während des Schneidens eines Werkstücks mit einer Drahtsäge bricht, das Wiederaufnehmen des Schneidens des Werkstücks aufgrund des Unterschieds im Durchmesser zwischen dem Draht unmittelbar vor dem Bruch und dem reparierten Draht zur Bildung von Rillen an Teilen, an denen der Schneidprozess wieder aufgenommen wurde.
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Der Erfinder hat sich eingehend mit der Lösung dieses Problems beschäftigt und hat Folgendes herausgefunden: nach der Reparatur des Drahts wird der Durchmesser des reparierten Drahts an der Werkstückschneideposition an den Durchmesser des Drahts unmittelbar vor dem Auftreten des Drahtbruchs angepasst; dieser Vorgang ermöglicht es, die Bildung von Rillen zu verhindern. Der Erfinder hat die Erfindung dadurch vollendet.
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Es wird nun der Betrieb einer Drahtsäge beschrieben, die ein Werkstück in Wafer schneidet.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst die Drahtsäge 1 einen Draht 2 zum Schneiden eines Werkstücks W, gerillte Walzen 3, um die der Draht 2 gewickelt ist, einen Werkstückzuführmechanismus 4, der dafür konfiguriert ist, das zu schneidende Werkstück W relativ abwärts zu bewegen, und einen Slurryzuführmechanismus 5, der dafür konfiguriert ist, dem Draht 2 während des Schneidprozesses eine Aufschlämmung zuzuführen.
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Der Draht 2 wird von einer Drahtspule 6 auf der Zuführseite abgespult und trifft auf eine Gruppe genuteter Walzen 3. Der Draht 2 wird etwa 300–500 mal um die genuteten bzw. gerillten Walzen 3 gewickelt, um die Drahtreihe zu bilden. Der Draht 2 verlässt dann die Gruppe der gerillten Walzen 3 und wird von einer Drahtspule 6' auf der Aufnahmeseite aufgespult.
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Ein (nicht gezeigter) Drahtspannungserzeugungsmechanismus, der dafür konfiguriert ist, eine Spannung auf den Draht 2 aufzubringen, ist zwischen den gerillten Walzen 3 und den Drahtspulen 6 und 6' angeordnet.
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Beim Schneiden des Werkstücks W wird eine axiale Hin- und Herbewegung mit vorbestimmten zurückzulegenden Entfernungen auf den Draht 2 aufgebracht. Bei der Hin- und Herbewegung legt der sich hin- und herbewegende Draht unterschiedliche Entfernungen in jede Richtung zurück; die zurückzulegende Entfernung in einer Richtung ist daher größer als in der anderen Richtung. Dadurch wird ermöglicht, dass eine neue Drahtschnur nach und nach in der Richtung zugeführt wird, in der der Draht eine längere Entfernung zurücklegt, mit anderen Worten, die Richtung von der Zuführseite zur Aufnahmeseite, wie in 1 gezeigt, während die Hin- und Herbewegung des Drahts fortgesetzt wird.
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Das Werkstück W wird von dem Werkstückzuführmechanismus 4 gehalten und wird relativ zu dem Draht 2 hingeführt, der sich unter dem Werkstück W befindet. Der Werkstückzuführmechanismus 4 bewegt das Werkstück W relativ abwärts, bis der Draht 2 eine Kontaktplatte erreicht, um das Werkstück W zur Zuführung gegen den Draht 2 zu drücken. Nach dem Abschluss des Schneidprozesses des Werkstücks W wird die Richtung, in der das Werkstück W hingeführt wird, umgekehrt, um das Werkstück W nach dem Schneiden aus der Drahtreihe zu entfernen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Wiederaufnehmen des Betriebs einer Drahtsäge wird durchgeführt, wenn das Schneiden des Werkstücks W aufgrund eines Reißens des Drahts 2 während des Betriebs der Drahtsäge unterbrochen und der Schneidprozess wiederaufgenommen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun ausführlich unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben.
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Nach dem Auftreten eines Drahtbruchs wird der Schneidprozess des Werkstücks unterbrochen. Das Werkstück wird vorübergehend aus der Drahtreihe entnommen (2 bei (A)), um den gerissenen Draht zu entfernen (2 bei (B)). Dann wird der Draht repariert. Außerdem wird der Durchmesser des Drahts nach dem Auftreten des Bruchs gemessen (2 bei (C)). Wie in 1 gezeigt, kann die Stelle, an der der Drahtdurchmesser gemessen wird, die Position P sein (nachstehend als Aufnahmeseitenendpunkt bezeichnet), an der der Draht aus den gerillten Walzen zur Aufnahmeseite austritt.
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Wenn sich die Stelle des Drahtbruchs an einer Position, an der der Draht um die gerillten Walzen gewickelt ist, oder an einer Position auf der Zuführseite entfernt von den gerillten Walzen befindet, wird der Draht derart herausgezogen, dass sich der gebrochene Abschnitt des Drahts auf der Seite der Drahtspule 6' entfernt von dem Aufnahmeseitenendpunkt P befindet, und die Enden des gebrochenen Abschnitts des Drahts werden dann verbunden (2 bei (D)). Dieser Vorgang kann den Reparaturvorgang des Drahts erleichtern und verhindern, dass der verbundene Abschnitt des Drahts beim Wiederaufnehmen des Schneidprozesses verwendet wird, so dass eine Beeinträchtigung der Qualität von geschnittenen Wafern durch den verbundenen Abschnitt verhindert werden kann. In diesem Fall beginnt die Hin- und Herbewegung des Drahts bei Wiederaufnahme des Schneidprozesses mit der Richtung zur Aufnahmeseite.
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Wenn sich die Position des Drahtbruchs an einer Position auf der Aufnahmeseite entfernt von den gerillten Walzen befindet, können die Enden des gebrochenen Abschnitts des Drahts verbunden werden, ohne den Draht zur Aufnahmeseite herauszuziehen. Alternativ kann der Draht in Richtung der Aufnahmeseite gezogen werden, um die Enden des gebrochenen Abschnitts des Drahts wie für den Reparaturvorgang des Drahts erforderlich zu verbinden, zum Beispiel, wenn sich die Stelle des Drahtbruchs zu nah an der gerillten Walze befindet.
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Zur Vorbereitung des Wiederaufnehmens des unterbrochenen Schneidprozesses des Werkstücks wird dann ein Schneidvorbereitungsvorgang ausgeführt. Dieser Vorgang beinhaltet das Anpassen des Durchmessers des reparierten Drahts an der Werkstückschneideposition an den Durchmesser des Drahts unmittelbar vor dem Auftreten des Drahtbruchs. Jede Reihe der Drahtreihe wird dann in Eingriff mit einem entsprechenden geschnittenen Teil des Werkstücks gebracht.
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Wenn sich die Position des Drahtbruchs an einer Stelle auf der Aufnahmeseite befindet und die Enden des gebrochenen Abschnitts des Drahts in dem Reparaturvorgang verbunden werden, ohne den Draht zur Aufnahmeseite herauszuziehen, entspricht der Durchmesser des Drahts an der Werkstückschneideposition nach seiner Reparatur dem Durchmesser des Drahts unmittelbar vor dem Auftreten des Drahtbruchs. Wenn der Draht zur Aufnahmeseite herausgezogen wird, wird der Draht zur Positionierung an seine Stelle vor dem Ziehvorgang zurückgeführt, d. h. in die Position unmittelbar vor dem Auftreten des Drahtbruchs, so dass der Durchmesser des Drahts an der Werkstückschneideposition nach seinem Reparaturvorgang an den Durchmesser des Drahts unmittelbar vor dem Auftreten des Drahtbruchs angepasst werden kann.
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Wenn sich die Position des Drahtbruchs an einer Stelle, an der der Draht um die gerillten Walzen gewickelt ist, oder einer Stelle auf der Zuführseite befindet, enthält, da der gebrochene Abschnitt des Drahts auf vorstehend beschriebene Weise zur Aufnahmeseite herausgezogen wurde, ein Teil des Drahts an der Werkstückschneideposition nach der Wiederaufnahme eine neue Drahtschnur. Deshalb wird bewirkt, dass diese Position des Drahts an der Werkstückschneideposition so verschlissen wird, dass der Drahtdurchmesser dieses Teils dem Drahtdurchmesser unmittelbar vor dem Auftreten des Bruchs entspricht.
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Spezielle Verfahren zum Verschleißen können das Schneiden eines Dummy-Werkstücks mit dem Draht beinhalten. Es ist unvorteilhaft, das Werkstück, dessen Schneidprozess unterbrochen wird, von dem Werkstückzuführmechanismus zu trennen, da sich die Position des Werkstücks vor und nach der Wiederaufnahme des Schneidprozesses ändern kann. In Anbetracht dieser Tatsache ist, wie in 3 gezeigt, die Drahtsäge 1 mit einem Dummy-Werkstück DW und einer zum Halten des Dummy-Werkstücks konfigurierten Halteeinheit 7 versehen. Die Halteeinheit 7 kann zum Beispiel lösbar in dem Werkstückzuführmechanismus 4 vorgesehen sein.
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Auf diese Weise kann der Draht durch Schneiden des Dummy-Werkstücks mit dem Draht verschlissen werden, ohne das Werkstück, dessen Schneidprozess unterbrochen wird, von dem Werkstückzuführmechanismus 4 zu lösen.
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Bei diesem Vorgang kann anhand des Drahtdurchmessers an dem Aufnahmeseitenendpunkt P entschieden werden, ob der Drahtdurchmesser an der Werkstückschneideposition dem Drahtdurchmesser unmittelbar vor dem Auftreten des Bruchs entspricht. Genauer kann die Entscheidung, dass der Drahtdurchmesser an der Werkstückschneideposition dem Drahtdurchmesser unmittelbar vor dem Auftreten des Bruchs entspricht, getroffen werden, wenn das Dummy-Werkstück geschnitten wird, so dass der Drahtdurchmesser an dem Aufnahmeseitenendpunkt P dem Drahtdurchmesser unmittelbar vor dem Auftreten des Bruchs entspricht.
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Ein spezielles Beispiel des Prozesses zum Verschleißen des Drahts durch Schneiden des Dummy-Werkstücks mit dem Draht wird jetzt beschrieben.
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Bei dem Reparaturvorgang wird die Drahtlänge C von der Stelle des gebrochenen Abschnitts des Drahts, an der der Drahtbruch aufgetreten ist, zum Aufnahmeseitenendpunkt P detektiert. Bei diesem Detektionsvorgang kann die Drahtlänge durch WN × X/D berechnet werden, wenn die Drahtlänge einer Umdrehung um die gerillten Walzen als WN bezeichnet wird, der Abstand in die Richtung rechtwinklig zu der Drahtreihe zwischen dem Aufnahmeseitenendpunkt P und der Position des Auftretens des Bruches als X bezeichnet wird (siehe 5) und das Intervall zwischen Linien der Drahtreihe als D bezeichnet wird. In diesem Ausdruck wird, wenn das Intervall zwischen Linien der Drahtreihe auf der Aufnahmeseite schmaler ist als auf der Zuführseite, dessen Mittelwert benutzt.
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Bei dem Schneidvorbereitungsvorgang wird der Draht derart positioniert, dass der gebrochene Abschnitt (verbundene Teil) des Drahts sich auf der Seite der Drahtspule 6' etwas entfernt vom Aufnahmeseitenendpunkt P befindet (2 bei (E)). Der verbundene Teil, der sich auf der Seite der Drahtspule 6' etwas entfernt von dem Aufnahmeseitenendpunkt P befindet, befindet sich in einem Zustand, in dem er gegenüber dem Aufnahmeseitenendpunkt P versetzt ist.
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Der Durchmesser des reparierten Drahts an dem Aufnahmeseitenendpunkt P wird dann mit einer Mikrometerschraube oder einem Laserstrahldislokationsmesser gemessen. Der Unterschied ΔQ zwischen diesem gemessenen Wert und dem Drahtdurchmesser an der gleichen Position, wenn der Bruch aufgetreten ist, wird berechnet.
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Im Allgemeinen bewegt sich die neue Drahtschnur des von der Zuführseite während des Schneidens eines Werkstücks zugeführten Drahts nach und nach zur Aufnahmeseite hin, während die Hin- und Herbewegung des Drahts fortgesetzt wird. Der Durchmesser des Drahts nimmt aufgrund seines Verschleißes nach und nach ab, während der Draht sich weiter zur Aufnahmeseite hin bewegt. Wie in 4 gezeigt, ist der Drahtdurchmesser am Aufnahmeseitenendpunkt P 10% kleiner als der Durchmesser der neuen Drahtschnur. Die Abnahme des Drahtdurchmessers aufgrund des Verschleißes schwankt in Abhängigkeit von den Schneidbedingungen, wie zum Beispiel der Zuführrate der neuen Drahtschnur, einer mittleren Drahtfortbewegungsgeschwindigkeit, einer Zuführrate und eines Drucks des Werkstücks gegen die Drahtreihe. Das Ausmaß des Verschleißes des Drahts nimmt jedoch aufgrund des Schneideprinzips einer Drahtsäge immer mit der Bewegung des Drahts von der Zuführseite zur Aufnahmeseite hin zu. Der gemessene Durchmesser ist dementsprechend größer als der Drahtdurchmesser an der gleichen Position, wenn der Bruch aufgetreten ist.
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Die Drahtsäge wird dann mit einem Dummy-Werkstück und der zum Halten des Dummy-Werkstücks konfigurierten Halteeinheit versehen (2 bei (F)), und die Schneidbedingungen werden eingestellt (2 bei (G)). Das Dummy-Werkstück wird unter diesen Schneidbedingungen geschnitten, während bewirkt wird, dass der Draht sich hin- und herbewegt und der neue Draht zugeführt wird, bis der Drahtdurchmesser an dem Aufnahmeseitenendpunkt P um die errechnete Differenz ΔQ verschlissen ist, d. h., der Drahtdurchmesser entspricht an dieser Position dem Drahtdurchmesser an der gleichen Position, an der Drahtbruch aufgetreten ist (2 bei (H)). In diesem Schneidprozess wird das Ausmaß des Verschleißes des Drahts am Aufnahmeseitenendpunkt P durch K × L × V × F/S ausgedrückt, wobei S die Zuführrate der neuen Drahtschnur ist, V die Zuführrate ist, F der Druck ist, mit dem das Werkstück gegen die Drahtreihe gedrückt wird, L die Länge des Dummy-Werkstücks ist und K ein Proportionalitätsfaktor ist.
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Die Schneidbedingungen, unter denen das Dummy-Werkstück geschnitten wird, werden dementsprechend so bestimmt, dass sie ΔQ = K × L × V × F/S erfüllen. Die Schneidbedingungen, die ΔQ erfüllen, können erfasst werden, indem ein Dummy-Werkstück auf der Grundlage dieses relationalen Ausdruckes im Vorhinein geschnitten wird, so dass diese Schneidbedingungen in dem Schneidvorbereitungsvorgang verwendet werden können. Zum Beispiel werden Dummy-Werkstücke im Vorhinein unter Bedingungen identischer Dummy-Werkstücklängen L, identischer Zuführraten V, identischen Drucks F, mit dem die Dummy-Werkstücke gegen die Drahtreihe gedrückt werden, und variierten Zuführraten S der neuen Drahtschnur geschnitten, um die Beziehung zwischen ΔQ und S zu erfassen. Auf diese Weise kann die Zuführrate S der neuen Drahtschnur, die dem Sollwert ΔQ entspricht, in dem Dummy-Werkstück-Schneidprozess verwendet werden.
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Ferner wird das Dummy-Werkstück durch Zuführen und Verwenden der neuen Drahtschnur mit einer Länge, die länger ist als die detektierte Drahtlänge C, geschnitten. Dies kann erreicht werden, indem die Zeit T zum Schneiden des Dummy-Werkstücks gleich oder größer einer Zeit ist, die durch den Ausdruck von C/S erhalten wird.
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Nachdem das Dummy-Werkstück geschnitten ist, wird der Drahtdurchmesser an dem Aufnahmeseitenendpunkt P überprüft und das Dummy-Werkstück und die Halteeinheit werden entfernt (2 bei (I)).
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Beispiele für das Dummy-Werkstück umfassen ein Werkstück aus Glas, Kohlenstoff, gefülltem Acrylharz, gefülltem Epoxidharz oder gefülltem Urethan-Harz.
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Nach dem auf oben beschriebene Weise ausgeführten Schneidvorbereitungsvorgang wird der Schneidprozess des Werkstücks wieder aufgenommen (2 bei (J)).
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BEISPIEL
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Die vorliegende Erfindung wird nachstehend genauer unter Bezugnahme auf ein Versuchsbeispiel und ein Vergleichsbeispiel beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Versuchsbeispiel beschränkt.
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(Versuchsbeispiel)
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Ein Silizium-Ingot mit einem Durchmesser von 200 mm und einer Länge von 360 mm wurde mit einer in 1 gezeigten Drahtsäge geschnitten. Der Draht wurde gebrochen, als die Zuführposition 65 mm und der Abstand X 25 mm betrug. Der Schneidprozess des Werkstücks wurde gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Wiederaufnahme des Betriebs einer Drahtsäge wie folgt wieder aufgenommen.
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Der Drahtdurchmesser am Aufnahmeseitenendpunkt P wurde beim Drahtbruch gemessen; der Durchmesser betrug 90% des Durchmessers der neuen Drahtschnur. Nachdem der Draht repariert war, wurde der Draht derart positioniert, dass der verbundene Teil des Drahts sich am Aufnahmeseitenendpunkt P befand.
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Ein Dummy-Werkstück aus Acrylharz mit einer Dicke von 10 mm, einer Breite von 150 mm und einer Länge von 360 mm in der in 3 gezeigten Halteeinheit wurde dann geschnitten, bis der Draht so verschlissen war, dass der Drahtdurchmesser am Aufnahmeseitenendpunkt P 90% des Durchmessers der neuen Drahtschnur betrug. Dieser Vorgang ermöglichte es, den Durchmesser des reparierten Drahts an der Werkstückschneideposition dem Drahtdurchmesser unmittelbar vor dem Auftreten des Bruchs anzupassen.
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Nach dem Schneiden des Dummy-Werkstücks wurden das Dummy-Werkstück und die Halteeinheit entfernt. Der Schneidprozess des Ingots wurde dann wieder aufgenommen, um den Schneidprozess abzuschließen.
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Die Planheit der somit geschnittenen Wafer wurde ausgewertet. Die ausgewerteten Wafer wurden aus beiden Enden des Ingots und der Mitte des Ingots geschnitten. Die Planheit wurde durch Positionieren der Wafer auf einer horizontalen Fläche und Messen der Versetzung einer geschnittenen Oberfläche in Richtung des Durchmessers (Schneidrichtung) ausgewertet.
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Das Ergebnis ist in 6 angegeben. 6 zeigt das Ergebnis des Wafers, der sich am Ende der Zuführseite (A) befand, des Wafers, der sich in der Mitte (B) befand, und des Wafers, der sich am Ende der Aufnahmeseite (C) befand. Aus 6 ist zu ersehen, dass alle Wafer keine tiefe Rille in der Minus-Richtung an der Position des Auftretens des Bruchs, 65 mm, haben und dass die Planheit somit im Vergleich zu dem Ergebnis des nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispiels verbessert wurde. Es bestand kein Problem hinsichtlich der Qualität der als Produkte erlangten Wafer.
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8 zeigt einen vergrößerten Teil, an dem der Bruch aufgetreten ist, der in 6 gezeigten Wafer-Planheit. Auf Grundlage von 8 kann deutlich bestätigt werden, dass die Bildung von Rillen im Vergleich zu dem nachstehend beschriebenen Vergleichsbeispiel verhindert wurde.
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(Vergleichsbeispiel)
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Ein Silizium-Ingot mit einem Durchmesser von 200 mm und einer Länge von 365 mm wurde, wie in 1 gezeigt, mit einer Drahtsäge geschnitten. Der Draht wurde gebrochen, als die Zuführposition 85 mm und der Abstand X 40 mm betrug. Nach der Reparatur des Drahts wurde der Schneidprozess des Ingots wiederaufgenommen, um den Schneidprozess abzuschließen, ohne ein Dummy-Werkstück zu schneiden, mit anderen Worten, ohne den Durchmesser des reparierten Drahts an den Drahtdurchmesser unmittelbar vor dem Auftreten des Bruchs anzupassen.
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Die Planheit des Wafers wurde dann wie in dem Versuchsbeispiel ausgewertet.
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Das Ergebnis ist in 7 angegeben. 7 zeigt das Ergebnis des Wafers, der sich am Ende der Zuführseite (A) befand, des Wafers, der sich in der Mitte (B) befand, und des Wafers, der sich am Ende der Aufnahmeseite (C) befand, wie in dem Versuchsbeispiel. Wie in 7 gezeigt, wurden in die Minus-Richtung an der Position des Auftretens des Bruchs, 85 mm, in dem Wafer in der Mitte (B) und dem Wafer am Ende an der Aufnahmeseite (C) tiefe Rillen gebildet. Die Tiefe dieser Rillen war zu groß, um durch einen anschließenden Prozess, wie zum Beispiel einen Läppprozess, entfernt zu werden, so dass diese Wafer minderwertige Produkte darstellten.
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8 zeigt einen vergrößerten Teil, an dem der Bruch aufgetreten ist, der in 7 gezeigten Wafer-Planheit. Auf Grundlage von 8 kann deutlich bestätigt werden, dass tiefe Rillen gebildet wurden, die durch einen anschließenden Prozess nicht zu entfernen waren.
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Man beachte, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Ausführungsform beschränkt ist. Die Ausführungsform ist lediglich ein Beispiel, und jegliche Beispiele mit im Wesentlichen den gleichen Merkmalen, die die gleichen Funktionen und Wirkungen wie die in dem in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung beschriebenen technischen Konzept aufweisen, sind in dem technischen Schutzumfang der vorliegenden Erfindung enthalten.
