DE112014006901B4

DE112014006901B4 - Elektrische Drahterodiervorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers

Info

Publication number: DE112014006901B4
Application number: DE112014006901.9T
Authority: DE
Inventors: Hidetaka Miyake; Takashi Hashimoto; Takashi Yuzawa
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-09-24
Filing date: 2014-09-24
Publication date: 2019-12-19
Anticipated expiration: 2034-09-25
Also published as: CN107073613B; DE112014006901T5; CN107073613A; US10300542B2; JPWO2016046922A1; US20180229320A1; TW201622860A; WO2016046922A1; JP5889490B1; TWI599425B

Abstract

Elektrische Drahterodiervorrichtung (100), die eine elektrische Entladung zwischen einem Werkstück (5) und einer Drahtelektrode (3) erzeugt und eine elektrische Entladungsbearbeitung an dem Werkstück (5) mit Energie aufgrund der elektrischen Entladung durchführt, wobei die elektrische Drahterodiervorrichtung (100) umfasst:eine Mehrzahl von parallelen Drahtabschnitten (PS), die durch Herumführen eines Stücks der Drahtelektrode (3) um eine Vielzahl von Führungsrollen (1a bis 1d) gebildet sind und einen dem Werkstück (5) zugewandten Bereich aufweisen;ein Paar von Dämpfungsführungsrollen (7a, 7b), die parallel zu den Führungsrollen (1a bis 1d) vorgesehen sind und eine Vielzahl von gedämpften Schneiddrahtabschnitten (CL) innerhalb der parallelen Drahtabschnitte (PS) bildet;ein Paar von Drahtpressabschnitten (9a, 9b), die parallel zu dem Paar von Dämpfungsführungsrollen und diesen über den parallelen Drahtabschnitten (PS) gegenüberliegend vorgesehen sind, die die parallelen Drahtabschnitte (PS) gegen das Paar von Dämpfungsführungsrollen (7a, 7b) drücken;eine Energiequelle (11) zum Anlegen einer Spannung über jeden der parallelen Drahtabschnitte (PS) und das Werkstück (5), das so angeordnet ist, dass es den Schneiddrahtabschnitten (CL) zugewandt ist;eine Bewegungseinheit (10), um das Werkstück (5) relativ zu den Schneiddrahtabschnitten (CL) zu bewegen; undeine Steuerung (14), um einen Betrieb der elektrischen Drahterodiervorrichtung (100) zu steuern, wobei die Steuerung (14) die Schneid- und Formkorrektur unter verschiedene Bearbeitungsbedingungen steuert,das Schneiden durchgeführt wird, um gleichzeitig eine Vielzahl von Wafern (5w) zu schneiden, durch Durchführen einer elektrischen Entladungsbearbeitung, während das Werkstück (5) relativ zu den Schneiddrahtabschnitten (CL) bewegt wird und eine Verbindung (5a) hinterlässt, bei der ein Teil jeder der Wafer (5w),die unvollständig geschnitten sind, noch mit dem Werkstück verbunden ist; unddie Formkorrektur durchgeführt wird, wobei eine Bewegungsbahn der Schneiddrahtabschnitte (CL) identisch ist zu der Bewegungsbahn des vorausgegangenen Schneidvorgangs, um die beim Schneidvorgang erzeugten Schnittflächen zu korrigieren.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Drahterodiervorrichtung, die ein Werkstück unter Verwendung von elektrischer Entladungsenergie, die zwischen einem Draht und dem Werkstück erzeugt wird, bearbeitet und ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers.
Hintergrund
Es wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, die gleichzeitig ein säulenartiges Werkstück in Plattenwafer schneidet, indem eine Vielzahl von parallelen Schneiddrahtabschnitten verwendet wird. Bei einem Schneidverfahren handelt es sich um ein Drahtsägeverfahren, bei dem ein Wafer aus einem Werkstück unter Verwendung einer Schleifwirkung bearbeitet wird, bei der ein Schleifmaterial gepresst wird, das zwischen dem Schneiddrahtabschnitt und dem Werkstück gegen die Oberfläche des Werkstücks steht oder ein Draht, der eine Oberfläche aufweist, an der harte mikroschleifende Körner, z. B. Diamant, an der Oberfläche des Werkstücks haften, drückt. Neben dem Drahtsägeverfahren wurde ein Verfahren vorgeschlagen, das als ein elektrisches Entladungsbearbeitungsverfahren bezeichnet wird, bei dem jedem Schneiddrahtabschnitt eine Bearbeitungsleistungsquelle zugeführt wird, um eine elektrische Entladung zwischen den Schneiddrahtabschnitten und dem Werkstück zu erzeugen, und das Werkstück wird somit unter Verwendung der elektrischen Entladungsenergie entfernt.
Um die Produktivität zu erhöhen, umfasst eine Wafer-Bearbeitungsvorrichtung, die jede der beiden oben beschriebenen Bearbeitungsverfahren verwendet, einen Schneiddrahtabschnitt, der durch wiederholtes Herumführen eines einzelnen Drahtes über eine Vielzahl von Führungsrollen gebildet wird, um eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Drähten in regelmäßigen Intervallen zu erzeugen; daher kann das Werkstück gleichzeitig an mehreren Stellen geschnitten werden.
Liste der zitierten Dokumente
Patentliteratur

Patentliteratur 1: Offengelegte japanische Patentanmeldung JP 2011- 183 477 A
Patentliteratur 2: Internationale Veröffentlichung WO 2013/ 153 691 A1

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Herkömmliche Bearbeitungsverfahren wie das Drahtsägeverfahren oder das Draht-Elektro-Entladungs-Bearbeitungsverfahren, die den Schneiddrahtabschnitt verwenden, um gleichzeitig einen Block in eine Vielzahl von Blatt-Wafern zu schneiden, sollen nur ein säulenartiges Werkstück in Wafer schneiden. Dies bedeutet, dass ein Bearbeitungsmechanismus in Übereinstimmung mit einem solchen Bearbeitungsverfahren nicht verhindern kann, dass eine Verformung auf der bearbeiteten Oberfläche des Wafers oder einer bearbeiteten betroffenen Schicht, die auf einer Oberflächenschicht der bearbeiteten Oberfläche des Wafers gebildet wird, erzeugt wird. Folglich ist ein Wafer, der nur durch das Schneiden des säulenförmigen Werkstücks gebildet wird, nicht in der Lage, Spezifikationen zu erfüllen, die es ermöglichen, als Wafer in einem Halbleitervorgang in Bezug auf die Waferqualität wie die Dicke, die Oberflächenrauigkeit und die Beschädigung der Kristallstruktur zu verwenden. Daher muss beispielsweise ein Wafer, der durch ein Verfahren wie ein Ziehverfahren oder ein Sublimationsverfahren gebildet wird, um die gewünschten physikalischen Eigenschaften zu erhalten, und das aus dem Barren geschnitten wird, der ein Halbleitermaterial ist, durch eine Nachbearbeitung, wie Schleifen oder Polieren, durchlaufen, um eine gute bearbeitete Oberflächenqualität zu erreichen, so dass der Wafer in einem Halbleitervorgang verwendet werden kann. Der durch das vorgenannte Verfahren geschnittene Wafer durchläuft die Nachbearbeitung und wird als Wafer mit einer vorgegebenen Dicke und Oberflächenrauigkeit fertiggestellt, so dass er in einem Halbleitervorgang eingesetzt werden kann.
Die Produktivität der Wafer an der Barrenschneidstufe wird stark erhöht, wenn die Wafer, die durch gleichzeitiges Schneiden des Barrens, welches das Werkstück ist, mit einer Vielzahl von parallelen Drähten erhalten werden. Andererseits bewirkt für jeden zu schneidenden Wafer ein Unterschied in der Dicke, der durch einen Unterschied in der Menge der Bearbeitung innerhalb der Schnittfläche oder einer bearbeiteten betroffenen Schicht verursacht wird, die durch einen Bruch oder thermische Effekte auf der Oberfläche des Wafers verursacht wird, eine Erhöhung der Waferbearbeitungsbelastung beim Schleifen oder Polieren, was die Nachbearbeitung ist. Wenn daher man überlegt, wie ein Wafer, der eine erforderliche Endspezifikation erfüllt, erhalten wird, besteht ein Problem darin, dass der Wafer-Herstellungswirkungsgrad in Abhängigkeit von den Wafer-Schneidbedingungen, die durch den Schneiddrahtabschnitt auferlegt werden, verringert wird.
Beispielsweise schlägt die Patentliteratur 1 ein Verfahren zur Verhinderung der Verformung jedes Wafers aufgrund der äußeren Kraft vor, die während des vorgenannten Schneidens erzeugt wird, wenn ein Mehrdraht-Elektroentladungs-Bearbeitungsverfahren verwendet wird. Gemäß der Patentliteratur 1 wird ein elastisches Element gegen ein Bearbeitungsende jeder von einer Anzahl von Wafern gedrückt, die gleichzeitig durch den Schneiddrahtabschnitt von der Seite des Bearbeitungsendes der Wafer gebildet werden; daher gelangt das elastische Element, das verformt wird, in jede bearbeitete Nut zwischen den Wafern, um als Füllung zwischen den Wafern zu dienen, um die Spalte zwischen den benachbarten Wafern zu füllen und somit zu verhindern, dass sich die Wafer bewegen.
Jedoch kann der Wafer verformt werden, wenn das elastische Element gegen das Ende des Wafers zu stark gedrückt wird, indem das Verfahren zum Schneiden des Blocks in Wafer verwendet wird, wie in der Patentliteratur 1 offenbart. Im Gegensatz dazu bleibt, wenn das elastische Element unzureichend gedrückt wird, ein Spalt in dem Raum zwischen den benachbarten Wafern; daher können die Wafer nicht sicher fixiert werden. Das heißt, es ist schwierig, die Druckstärke anzupassen.. Wenn darüber hinaus eine elektrische Entladungsbearbeitung an dem Ende des Wafers durchgeführt wird, der mit einer Befüllung durch ein Verfahren zum Veredeln des Wafers durch wiederholte Abfüllung des Schneiddrahtabschnitts gefüllt wird, während eine elektrische Entladungsbearbeitung durchgeführt wird, wobei jede bearbeitete Oberfläche des Wafers aus dem Barren geschnitten wird, besteht ein Problem dahingehend, dass die Endbearbeitung nicht durchgeführt werden kann, da der Schneiddrahtabschnitt die Füllung stört.
Die Patentliteratur 2 enthält einen Vorschlag, der beschreibt, dass ein paralleler Draht, dem eine Bearbeitungsleistungsquelle zugeführt wird, eine Abtastung durchführt, während eine elektrische Entladungsbearbeitung durch einen Schlitz zwischen gegenüberliegenden Wafern durchgeführt wird, um eine Fertigstellung auf den gebildeten Waferoberflächen durchzuführen. In der Patentliteratur 2 ist eine Stufe vorgesehen, die zum relativen Bewegen eines Werkstücks in einer Richtung senkrecht zu einer Drahtlaufrichtung eines Schneiddrahtabschnitts verwendet wird. Die Relativbewegung des Werkstücks wird gestoppt, bevor der Schneiddrahtabschnitt das Schneiden des Werkstücks vollständig beendet und ein paralleler Drahtabschnitt dazu gebracht wird, sich einer Seite der auf dem Werkstück gebildeten Waferoberfläche durch die Stufe zu bewegen, auf der das Werkstück angeordnet ist. Der Unterschied in einem Zwischenelektrodenabstand zwischen den beiden gegenüberliegenden Waferoberflächen und dem Draht, der zwischen den beiden Waferoberflächen positioniert ist, bewirkt, dass eine elektrische Entladung vorzugsweise auf der Waferoberfläche näher an dem Draht stattfindet. Die eine Seite der Waferoberfläche wird gleichmäßig einer elektrischen Entladungsbearbeitung unterworfen, wenn der Draht in diesem Zustand eine Abtastung entlang der Waferoberfläche durchführt. Die Annäherungswirkung des Drahtes auf die eine Seite der Waferoberfläche wird durch die Stufe durchgeführt, und ein Abtastweg des parallelen Drahtes, der sich von einem Abtastweg zum Zeitpunkt des Schneidens unterscheidet, wird verwendet, um eine der gegenüberliegenden Waferoberflächen zu ermöglichen, zuverlässig einer elektrischen Entladungsbearbeitung unterzogen zu werden. Man beachte, dass, während das in der Patentliteratur 2 offenbarte Verfahren zuverlässig eine Formkorrektur durch eine elektrische Entladungsbearbeitung durchführen kann, der Wafer zu einer Zeit eine Oberfläche bearbeitet; daher ist eine entsprechende Zeitdauer erforderlich, um die Formkorrektur auf dem Wafer abzuschließen.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben erwähnten Probleme gemacht, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine elektrische Drahterodiervorrichtung, bereitzustellen, mit der die Bearbeitungsgenauigkeit und Produktivität des Halbleiterwafers verbessert werden kann.
Lösung des Problems
Um das obige Problem zu lösen und die Aufgabe zu lösen, ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung eine elektrische Drahterodiervorrichtung, die eine elektrische Entladung zwischen einem Werkstück und einer Drahtelektrode erzeugt und eine elektrische Entladungsbearbeitung am Werkstück mit Energie durch die elektrische Entladung durchführt. Die elektrische Drahterodiervorrichtung, umfasst: eine Mehrzahl von parallelen Drahtabschnitten, die durch Aufwickeln eines Stücks der Drahtelektrode um eine Vielzahl von Führungsrollen gebildet sind, und einen dem Werkstück zugewandten Bereich aufweisen; ein Paar von Dämpfungsführungsrollen, die parallel zu den Führungsrollen vorgesehen sind, folgt den parallelen Drahtabschnitten, so dass sie mit den parallelen Drahtabschnitten in Kontakt stehen, und bildet eine Vielzahl von gedämpften Schneiddrahtabschnitten innerhalb der parallelen Drahtabschnitte; ein Paar von Drahtpressabschnitten, die parallel zu und gegenüber dem Paar von Dämpfungsführungsrollen über die parallelen Drahtabschnitte vorgesehen sind, drückt die parallelen Drahtabschnitte gegen das Paar von Dämpfungsführungsrollen und folgt den parallelen Drahtabschnitten, um in Kontakt mit den parallelen Drahtabschnitten zu sein; eine Stromquelle zum Anlegen einer Spannung über jeden der parallelen Drahtabschnitte und das Werkstück, das so angeordnet ist, dass es den Schneiddrahtabschnitten gegenüberliegt; eine Bewegungseinheit, um das Werkstück relativ zu den Schneiddrahtabschnitten in einer Richtung rechtwinklig zu den Schneiddrahtabschnitten in einer Ebene senkrecht zu einer axialen Richtung der Führungsrolle zu bewegen; und eine Steuerung, um einen Betrieb der elektrische Drahterodiervorrichtung, zu steuern. Die Steuerung steuert: das Schneiden des gleichzeitigen Schneidens einer Vielzahl von Wafern wird gleichzeitig durch Durchführen der elektrischen Entladungsbearbeitung geschnitten, während das Werkstück relativ zu den Schneiddrahtabschnitten in der Richtung rechtwinklig zu den Schneiddrahtabschnitten in der Ebene senkrecht zur axialen Richtung der Führungsrolle bewegt wird, und eine Verbindung hinterlassen, bei der ein Teil jeder der Wafer, die unvollständig geschnitten ist, noch mit dem Werkstück verbunden ist; und eine Formkorrektur, um zu bewirken, dass die Schneiddrahtabschnitte bewirken, dass die Abtastung durchgeführt wird, während eine elektrische Entladungsbearbeitung entlang einer Bahn der Schneiddrahtabschnitte in einer Schneidrichtung zu einer Zeit des Schneidens durchgeführt wird, um gleichzeitig eine Form einer Vielzahl von Schnittflächen zu korrigieren, die zu einem Zeitpunkt des Schneidens geschnitten werden.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die elektrische Drahterodiervorrichtung, gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Effekt, wodurch die Bearbeitungsgenauigkeit und Produktivität des Halbleiterwafers verbessert werden kann.
Figurenliste

1 ist eine Seitenansicht, die die Konfiguration eines Hauptteils einer elektrischen Drahterodiervorrichtung, gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration des Hauptteils der elektrischen Drahterodiervorrichtung, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist eine Seitenansicht, die die Struktur von jeder einer Dämpfungsführungsrolle und eines Drahtpressabschnitts veranschaulicht, sowie wie ein Schneiddrahtabschnitt gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zurückgehalten wird.
4 ist ein Flussdiagramm, das ein Vorgang eines Verfahrens zur Herstellung eines Halbleiterwafers unter Verwendung der elektrischen Drahterodiervorrichtung, gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist ein schematisches Diagramm, das die Position des Schneiddrahtabschnitts darstellt, wenn das Schneiden eines Werkstücks gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angehalten wird.
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen Schneidvorgang der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 6 (a) eine Querschnittsansicht ist, die Wege der Schneiddrahtabschnitte in dem Schneidvorgang der ersten Ausführungsform darstellt, und 6 (b) eine Querschnittsansicht ist, die eine vergrößerte Ansicht eines bearbeiteten Bereichs in 6 (a) darstellt.
7 ist eine Querschnittsansicht, die einen Formkorrekturvorgang der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, wobei 7 (a) eine Querschnittsansicht ist, die Wege der Schneiddrahtabschnitte in dem Formkorrekturvorgang der ersten Ausführungsform darstellt, und 7 (b) eine Querschnittsansicht ist, die eine vergrößerte Ansicht eines bearbeiteten Bereichs in 7 (a) darstellt.
8 ist ein schematisches Diagramm, das eine äußere Form entlang einer Waferoberflächenrichtung eines Wafers darstellt, der unvollständig geschnitten worden ist und der erhalten wird, nachdem die elektrische Drahterodiervorrichtung, gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Schneidvorgang an einem zylindrischen Werkstück durchgeführt hat.
9 ist eine Querschnittsansicht, die eine Schnittform der Wafer, die unvollständig geschnitten worden sind, und die erhalten werden, nachdem die elektrische Drahterodiervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Schneidvorgang an dem zylindrischen Werkstück durchgeführt hat, darstellt, wie Von einer äußeren Umfangsseite in Drahtlaufrichtung betrachtet.
10 ist eine Querschnittsansicht, die eine Schnittform der Wafer, die unvollständig geschnitten worden sind und die erhalten werden, nachdem die elektrische Drahterodiervorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung den Schneidvorgang an dem zylindrischen Werkstück durchgeführt hat, darstellt, wie von einer Seite, auf der die Bearbeitung beginnt, betrachtet.

Beschreibung von Ausführungsformen
Eine elektrische Drahterodiervorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
<Konfiguration einer elektrischen Drahterodiervorrichtung >
1 ist eine Seitenansicht, die die Konfiguration eines Hauptteils einer elektrischen Drahterodiervorrichtung 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Konfiguration des Hauptteils der elektrischen Drahterodiervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In der elektrischen Drahterodiervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bilden vier Hauptführungsrollen 1a bis 1d ein drahtführendes System.
Die elektrische Drahterodiervorrichtung 100 umfasst die Hauptführungsrollen 1c und 1d, die ein Paar von Führungsrollen sind, die in einem Intervall parallel angeordnet sind, und einen einzelnen Draht 3, der mehrmals um das Paar von Hauptführungsrollen 1c und 1d herumgeführt ist, während er durch eine feste Teilung getrennt ist, um parallele Drahtabschnitte PS zwischen dem Paar von Hauptführungsrollen 1c und 1d zu bilden, und der mit der Drehung der Hauptführungsrollen 1c und 1d läuft. Das heißt, der Einzeldraht 3 ist um die Hauptführungsrollen 1c und 1d herumgeführt, um eine Mehrzahl von parallelen Drahtabschnitten, die einen Bereich aufweisen, der einem Werkstück 5 zugewandt ist, zu bilden. Der Draht 3 wirkt als eine Drahtelektrode in der elektrischen Drahterodiervorrichtung 100. Bei der ersten Ausführungsform wird als Werkstück 5 ein zylindrischer Halbleiterblock aus einem Halbleitermaterial verwendet.
Die elektrische Drahterodiervorrichtung 100 umfasst ferner ein Paar von Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b, die parallel zu dem Paar von Hauptführungsrollen 1c und 1d zwischen den Hauptführungsrollen 1c und 1d vorgesehen sind und den parallelen Drahtabschnitten PS folgen, um mit diesen in Berührung zu kommen und eine Vielzahl von gedämpften Schneiddrahtabschnitten CL und ein Paar von Drahtpressabschnitten 9a und 9b, die parallel zu dem Paar von Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b vorgesehen sind, zu bilden, während sie über die parallelen Drahtabschnitte PS gerichtet sind, und drückt die parallelen Drahtabschnitte PS gegen das Paar von Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b, um den parallelen Drahtabschnitten PS zu folgen und damit in Kontakt zu sein.
Die elektrische Drahterodiervorrichtung 100 umfasst ferner eine Energiequelle, die eine Spannung über das Werkstück 5 anlegt, die so angeordnet ist, dass sie den Schneiddrahtabschnitten CL und jedem der parallelen Drahtabschnitte PS zugewandt ist; eine aufsteigende/absteigende Stufe 10, die eine Bewegungseinheit ist, die das Werkstück 5 relativ zu den Schneiddrahtabschnitten CL in einer Richtung rechtwinklig zu den Schneiddrahtabschnitten CL in einer Ebene senkrecht zu einer axialen Richtung jeder der Hauptführungsrollen 1a bis 1d bewegt; und eine Steuerung 14, die die Ansteuerung jedes Bauteils der elektrischen Drahterodiervorrichtung 100 steuert, um eine Funktion der elektrischen Drahterodiervorrichtung 100 auszuführen.
Der Schneiddrahtabschnitt CL weist eine Funktion des Bewegens des Werkstücks 5 relativ zum Schneiddrahtabschnitt CL auf, und ein gleichzeitiges Schneiden des Werkstücks 5 in eine Vielzahl von Wafern unter Verwendung von elektrischer Entladungsenergie, die zwischen dem Werkstück 5 und dem Schneiddrahtabschnitt erzeugt wird, und eine Funktion, das Werkstück 5 relativ zu dem Schneiddrahtabschnitt CL entlang einer Bahn des Schneiddrahtabschnitts CL zum Zeitpunkt des Schneidens zu bewegen und gleichzeitig eine Formkorrektur auf beiden Oberflächen des Wafers, der unvollständig unter Verwendung der elektrischen Entladungsenergie, die zwischen dem Werkstück 5 und dem Schneiddrahtabschnitt erzeugt wurde, abgeschnitten wurde, durchzuführen.
Die Hauptführungsrollen 1a bis 1d sind Hauptführungsrollen, die das Drahtlaufsystem bilden. In der elektrischen Drahterodiervorrichtung 100 sind die vier Hauptführungsrollen 1a bis 1d mit demselben Durchmesser parallel zueinander in Intervallen angeordnet. Der von einer Drahtzuführspule 2 zugeführte Einzeldraht 3 erstreckt sich über die vier Hauptführungsrollen 1a bis 1d eins nach dem anderen, um wiederholt um die Rollen herumgeführt zu werden, nämlich um die Rollenherumgeführt, während sie in einem festen Intervall in der axialen Richtung jeder der vier Hauptführungsrollen 1a bis 1d getrennt sind. Der Draht 3 läuft mit der Drehung der Hauptführungsrollen 1a bis 1d und wird von einer Drahtaufwickelspule 4 am Ende aufgenommen.
Die Hauptführungsrollen 1c und 1d sind an Positionen so angebracht, dass das Werkstück 5 dazwischen angeordnet ist. Der Draht 3 wird über die Hauptführungsrolle 1c und die Hauptführungsrolle 1d mit einer festen Spannung gestreckt, um die parallelen Drahtabschnitte PS, die in der axialen Richtung jeder der Hauptführungsrollen 1c und 1d voneinander getrennt sind, zu bilden. Man beachte, dass in der Beschreibung der parallele Drahtabschnitt PS auf einen Abschnitt des Drahtes 3 verteilt ist, der um die Hauptführungsrollen 1a bis 1d herumgeführt ist, wobei sich der Abschnitt von dort, wo der Draht 3 von der Hauptführungsrolle 1c zugeführt wird, bis dort, wo der Draht 3 um die Hauptführungsrolle 1d herumgeführt ist, erstreckt. Das heißt, der parallele Drahtabschnitt PS entspricht dem Abschnitt des Drahtes 3 zwischen einer Welle der Hauptführungsrolle 1c und einer Welle der Hauptführungsrolle 1d in einer Laufrichtung des Drahtes 3, der von der Hauptführungsrolle 1c zugeführt wird.
Der Schneiddrahtabschnitt CL ist ein linear gestreckter Bereich des parallelen Drahtabschnitts PS, der einen dem Werkstück 5 zugewandten Abschnitt, der zum Schneiden des Werkstücks 5 verwendet werden soll, aufweist. Das heißt, der Schneiddrahtabschnitt CL ist ein Abschnitt des parallelen Drahtabschnitts PS zwischen einer Welle der Dämpfungsführungsrolle 7a und einer Welle der Dämpfungsführungsrolle 7b. 1 zeigt einen Zustand, in dem das Schneiden des Werkstücks 5 mit dem durch das Werkstück 5 vorrückenden Schneiddrahtabschnitt CL gestartet wird. Die Drähte 3 sind parallel zueinander in einem festen Intervall in den Schneiddrahtabschnitten CL angeordnet; daher kann eine Mehrzahl der Wafer 5w gleichzeitig aus dem Werkstück 5 geschnitten werden. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung der Wafer 5w einen Wafer enthält, der unvollständig geschnitten worden ist.
Jede der Stromversorgungskontakteinheiten 6a bis 6d, die einen Spannungsimpuls von einer Stromversorgungseinheit 11 einzeln an die Drähte 3 der Schneiddrahtabschnitte CL liefern, ist einzeln so angeordnet, dass sie mit den Drähten 3 der Paralleldrahtabschnitte PS in Kontakt steht. Die Energie wird einzeln dem Draht 3 jedes parallelen Drahtabschnitts PS zugeführt, um eine stabile elektrische Entladungsbearbeitung durch alle parallelen Drahtabschnitte PS zu gewährleisten. In 1 sind vier Einheiten einschließlich der zwischen der Hauptführungsrolle 1d und dem Werkstück 5 angeordneten Stromversorgungskontakteinheiten 6a und 6b und den zwischen der Hauptführungsrolle 1c und dem Werkstück 5 angeordneten Stromzuführkontakteinheiten 6c und 6d dargestellt.
Jede der Stromversorgungskontakteinheiten 6a bis 6d, die Stromquellen sind, ist ein Aggregat aus einer Mehrzahl von Stromversorgungskontakten K, die entlang der axialen Richtung jeder der Hauptführungsrollen 1a bis 1d in demselben Intervall wie die Drähte 3 herumgeführt sind, angeordnet sind. Die Stromversorgungskontakte K sind voneinander isoliert. Die Stromversorgungskontakte K liefern jeweils die Schneiddrahtabschnitte CL, durch die der Bearbeitungsstrom fließt. Auf der Oberfläche des Leistungszuführungskontaktes K ist ein V-Nut-Drahtführer ausgebildet, dessen Querschnitt entlang der Erstreckungsrichtung der parallelen Drahtabschnitte PS, nämlich entlang der Laufrichtung der Drähte 3, die Form eines Kreises oder eines Bogens hat. Der Leistungszuführungskontakt K ist drehbar eingesetzt, um in der Lage zu sein, einen Bereich in Kontakt mit dem Draht zu ändern, indem er periodisch gedreht wird. Andererseits ist ein Anschluss der Stromversorgungseinheit 11, die die Stromquelle ist, mit jeder der Stromversorgungskontakteinheiten 6a bis 6d auf der Stromversorgungsseite elektrisch verbunden und ist mit dem Werkstück 5 auf der Masseseite elektrisch verbunden. Dadurch kann der Spannungsimpulsausgang der Stromversorgungseinheit 11 zwischen den Drähten 3 der Schneiddrahtabschnitte CL und dem Werkstück 5 angelegt werden. Die Stromversorgungseinheit 11 und die Stromversorgungskontakte K und das Werkstück 5 sind durch Zuführungen 12 elektrisch verbunden. Es sei bemerkt, dass in 1 die Stromversorgungseinheit 11 und das Werkstück 5 über ein leitendes Halteelement 13, das das Werkstück 5 auf der aufsteigenden/absteigenden Stufe 10 hält und fixiert, elektrisch miteinander verbunden sind.
Darüber hinaus sind die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b auf den parallelen Drahtabschnitten PS zwischen der Stromversorgungskontakteinheit 6b und der Stromversorgungskontakteinheit 6c angeordnet. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b führen die Drähte 3, während die Drähte 3 stets um die Rollen herumgeführt werden. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b sind Führungsrollen, die zwischen dem Paar von Hauptführungsrollen 1c und 1d, die den parallelen Drahtabschnitten PS folgen, vorgesehen sind, so dass sie mit diesen in Berührung stehen und die kleinere Durchmesser haben als diejenigen der Hauptführungsrollen 1c und 1d. Das heißt, die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b folgen den Führungsrollen, die in Kontakt mit den parallelen Drahtabschnitten PS angeordnet sind, so dass die Drähte 3 um die Rollen herumgeführt sind und während des Laufens der Drähte 3 gedreht werden. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b stützen dann die Drähte 3 und bilden die Schneiddrahtabschnitte CL, die die linear gestreckten Drähte 3 sind. Wie später beschrieben, sind die Schneiddrahtabschnitte CL zwischen den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b nahezu in der laufenden Position fixiert, da die Vibration der Drähte gedämpft wird.
Im Bereich der Schneiddrahtabschnitte CL sind ebenfalls Düsen 8a und 8b angeordnet, die Düsen 8 sind, die einander zugewandt sind und zwischen denen das Werkstück 5 angeordnet ist. Die Düsen 8a und 8b emittieren das Bearbeitungsfluid zu einem geschnittenen Abschnitt des Werkstücks 5 entlang der Schneiddrahtabschnitte CL. Die Schneiddrahtabschnitte CL sind so angeordnet, dass sie durch die Düsen 8a und 8b hindurchgehen, aber nicht mit einer Innenfläche jeder der Düsen 8a und 8b in Berührung stehen. Die aufsteigende/absteigende Stufe 10 ist eine Stufe, die mit dem darauf angeordneten Werkstück 5 aufsteigt oder absteigt und das Werkstück 5 relativ zu den Schneiddrahtabschnitten CL bewegt. Ein Pfeil, der von der aufsteigenden/absteigenden Stufe 10 in 1 gibt die Richtung an, in der sich die aufsteigende/absteigende Stufe 10 bewegt.
Die Drähte 3 sind um etwa ein Viertel des Umfangs jeder der Hauptführungsrollen 1a bis 1d herumgeführt, nämlich um nur einen Teil jeder Rolle herum und um die vier Hauptführungsrollen 1a bis 1d herum. Die Hauptführungsrollen 1a bis 1d bilden einen Weg von der Drahtzuführspule 2 zu der Drahtaufwickelspule 4 und sind so konfiguriert, dass sie Platz für das Werkstück 5 sicherstellen, um durch die Schneiddrahtabschnitte CL hindurchzutreten, aber nicht mit dem Rest der Drähte zu kollidieren. Die Hauptführungsrollen 1c und 1d sind angetriebene Führungsrollen. Die oberhalb der Hauptführungsrollen 1c und 1d angeordneten Hauptführungsrollen 1a und 1b folgen den Führungsrollen. Die angetriebene Führungsrolle wird gedreht, um von einem Motor, der mit einer Welle der Rolle verbunden ist, angetrieben zu werden. Andererseits erzeugt die folgende Führungsrolle keine Antriebskraft, sondern wird mit dem Lauf der Drähte 3 gedreht, die mit der Oberfläche der Rolle in Berührung stehen. Ein schwarzer Punkt, der in der Mitte jeder der Hauptführungsrollen 1a bis 1d in 1 gezeichnet ist, zeigt die Welle an. Darüber hinaus ist ein Pfeil, der um die Welle jeder der Hauptführungsrollen 1a bis 1d in 1 gezeichnet ist, bezeichnet die Drehrichtung jeder der Hauptführungsrollen 1a bis 1d. Pfeile, die entlang des Drahtes 3 in 1 gezeichnet sind, geben die Laufrichtung des Drahtes 3 an.
Jede der Hauptführungsrollen 1a bis 1d ist eine Rolle, die durch Umwickeln eines Gummimaterials wie Urethankautschuk um ein zylindrisches Kernmetall gebildet ist, dessen beide Enden jeweils durch ein Lager gestützt werden, um zu ermöglichen, dass die Rolle gedreht wird. Der Gummi auf den Oberflächen der Hauptführungsrollen 1a bis 1d hat einen hohen Reibungskoeffizienten mit den Drähten 3 und ist somit geeignet, zu verhindern, dass die Drähte 3 auf den Hauptführungsrollen 1a bis 1d gleiten und leerlaufen. Darüber hinaus enthält die Oberfläche jeder der Hauptführungsrollen 1a bis 1d, die mit den Drähten 3 in Berührung steht, eine Vielzahl von Nuten, die in demselben Intervall ausgebildet sind, wie das der Drähte, die in der axialen Richtung jeder der Hauptführungsrollen 1a bis 1d herumgeführt sind. Die Drähte 3 sind entlang der Rillen herumgeführt, um in der Lage zu sein, ein festes Intervall der Drähte 3 der Schneiddrahtabschnitte CL zu halten. Der Abstand zwischen den parallel zueinander in regelmäßigen Abständen in axialer Richtung der Hauptführungsrollen 1a bis 1d angeordneten Schneiddrahtabschnitten CL, nämlich das Wicklungsintervall der Drähte 3 auf den Hauptführungsrollen 1a bis 1d, ist fixiert und beträgt etwa 0,1 mm bis 0,8 mm, wenn ein Halbleiterwafer geschnitten werden soll.
Die Kraft des Ziehens der Drähte 3 kann von den angetriebenen Hauptführungsrollen 1c und 1d erhalten werden, während die Kraft des Drehens der Rolle von den folgenden Hauptführungsrollen 1a und 1b erhalten werden kann. Diese Führungsrollen 1c und 1d, die Stromversorgungskontakteinheiten 6a bis 6d, die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b, die Düsen 8a und 8b, und das Werkstück 5 sind in die in einem nicht dargestellten Bearbeitungsflüssigkeitsspeichertank gespeicherte Bearbeitungsflüssigkeit eingetaucht, wobei die Schneiddrahtabschnitte CL dem Werkstück 5 in der Bearbeitungsflüssigkeit zugewandt sind und gleichzeitig das Schneiden durchführen.
Darüber hinaus sind die Rillen in demselben Intervall ausgebildet wie die der Drähte, die auf jede Oberfläche der Hauptführungsrollen 1a bis 1d herumgeführt sind; daher kann das Intervall der Drähte 3 in den Schneiddrahtabschnitten CL mit den durch die Nuten hindurchgehenden Drähten 3 fixiert bleiben. Das Intervall der Drähte 3 in den Schneiddrahtabschnitten CL kann dem Zweck entsprechend eingestellt werden. Wenn es bezweckt wird, einen Halbleiterwafer wie bei der ersten Ausführungsform zu schneiden, ist es zweckmäßig, das Intervall der Drähte 3 in den Schneiddrahtabschnitten CL entlang der axialen Richtung jeder der Hauptführungsrollen 1a bis 1d auf etwa 0,1 mm bis 0,8 mm einzustellen.
Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b sind die folgenden Führungsrollen, die in Kontakt mit den Drähten 3 der parallelen Drahtabschnitte PS angeordnet sind, so dass die Drähte 3 um die Rollen herumgeführt sind und durch das Laufen der Drähte 3 gedreht werden. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b sind die folgenden Führungsrollen mit einer höheren Formgenauigkeit, Rotationsgenauigkeit und Montagegenauigkeit als die Hauptführungsrollen 1a bis 1d und sind an zwei Positionen angeordnet, so dass das Werkstück 5 zwischen den Rollen in der Richtung der Verlängerung der parallelen Drahtabschnitte PS angeordnet ist. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b werden gegen die parallelen Drahtabschnitte PS, die gestreckt sind, gedrückt und sind so angeordnet, dass die Drähte 3 der parallelen Drahtabschnitte PS mit einem Teil des Umfangs der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b in Kontakt gebracht werden. Dadurch können die Drähte 3 zwischen den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b linear gestreckt werden sowie die Laufrichtung der Drähte 3 kann andersrum werden, wobei die Drähte 3 stets um die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b herumgeführt sind, während die Drähte 3 ununterbrochen sind.
Die Drähte 3, die vor dem Wickeln um die Dämpfungsführungsrolle 7b schwingen, sind sicher um die Dämpfungsführungsrolle 7b herumgeführt, die eine Dämpfung durch Unterdrücken der Vibration der Drähte 3, die während des Vibrierens laufen, ausführt. Ebenso wird die Vibration, die von der Dämpfungsführungsrolle 7b auf die Drähte 3 ausgeübt wird, durch die Dämpfungsführungsrolle 7a unterdrückt und gedämpft.
Als Ergebnis erzeugen die beiden Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b einen Zustand mit nahezu keiner Drahtvibration in einem linearen Bereich zwischen den beiden Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b, während sie dem Lauf der Drähte folgen und durch die Reibungskraft mit den Drähten gedreht werden Das heißt, die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b, die die Ausbreitung von Vibrationen von den Hauptführungsrollen zu den Schneiddrahtabschnitten CL unterdrücken, können die Drähte 3 genauso führen, dass eine mikroskopische Laufposition davon fixiert ist. Ein linker Pfeil, der über jeder der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b in 1 gezeichnet ist, gibt die Richtung an, in der sich die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b bewegen können.
Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b können die Laufrichtung der in den Schneiddrahtabschnitten CL gestreckten Drähte 3 biegen, haben aber keine Funktion, den Raum für das Werkstück 5 zu sichern, um durch die Schneiddrahtabschnitte CL hindurchzutreten. In einem regelmäßigen Intervall auf der Oberfläche jeder der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b, die mit den Drähten 3 in Berührung stehen, sind Drahtführungsnuten 21, die zur Führung der Drähte vorgesehene Nuten sind, die einen V-förmigen Querschnitt aufweisen, nämlich eine Querschnittsform mit der Breite, die sich von der Oberfläche der Rolle nach unten verengt, wenn sie entlang einer Ebene, die parallel zu der Welle jeder der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b ist und mit der Welle überlappt, geschnitten wird. Die Drahtführungsnuten 21 sind in einem Intervall ausgebildet, das gleich dem Intervall ist, bei dem die Schneiddrahtabschnitte CL entlang der axialen Richtung der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b angeordnet sind. Darüber hinaus sind die Drahtführungsnuten 21 entlang einer Ebene senkrecht zu der Welle jeder der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b auf einer Umfangsoberfläche jeder der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b ausgebildet. Der Draht 3 ist um jede Drahtführungsnut 21 herum herumgeführt, eine in jeder Nut, wodurch die Schneiddrahtabschnitte CL gleichzeitig das Schneidwerkzeug 5 bilden. Die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b können in Erstreckungsrichtung der Schneiddrahtabschnitte CL bewegt werden. 3 ist eine Seitenansicht, die die Struktur jeder der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b und der Drahtpressabschnitte 9a und 9b sowie die Beschränkung der Schneiddrahtabschnitte CL veranschaulicht.
Die Drahtpressabschnitte 9a und 9b drücken jeden Draht 3, der den Schneiddrahtabschnitt CL bildet, gegen die innere Oberfläche der Drahtführungsnut 21, die auf jeder Oberfläche der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b ausgebildet ist, um zu verhindern, dass sich eine Drahtelektrode in Position innerhalb der Drahtführungsnut 21 verschiebt; deshalb ist bei der Formkorrektur, die an einer Vielzahl der später zu beschreibenden Wafer 5w durchgeführt wird, der Zwischenelektrodenabstand zwischen den beiden Waferflächen, die einander zugewandt sind, nämlich die Schnittflächen und der Draht 3 zwischen den beiden Waferoberflächen, zum Zeitpunkt des Schneidens identisch mit der Zwischenelektrodenabstand.
In ähnlicher Weise wie die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b folgen die Drahtpressabschnitte 9a und 9b Führungsrollen mit hoher Formgenauigkeit, Drehgenauigkeit und Montagegenauigkeit und sind parallel zu den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b an Positionen angeordnet, die den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b über die parallelen Drahtabschnitte PS zugewandt sind. Das heißt, der Drahtpressabschnitt 9a ist parallel zu der Dämpfungsführungsrolle 7a an einer Position angeordnet, die der Dämpfungsführungsrolle 7a über die parallelen Drahtabschnitte PS zugewandt ist. Der Drahtpressabschnitt 9b ist parallel zu der Dämpfungsführungsrolle 7b an einer Position angeordnet, die der Dämpfungsführungsrolle 7b über die parallelen Drahtabschnitte PS zugewandt ist.
Drahtpressvorsprünge 22, die auf der Umfangsoberfläche jedes der Drahtpressabschnitte 9a und 9b in einem regelmäßigen Intervall ausgebildet sind, das mit dem Intervall identisch ist, in dem die Schneiddrahtabschnitte CL angeordnet sind, sind die Vorsprünge mit einem umgekehrten V-förmigen Querschnitt, nämlich eine Querschnittsform mit der Breite, die sich von der Umfangsfläche in Richtung der Spitze verengt, wenn sie entlang einer Ebene geschnitten wird, die parallel zu der Welle jedes der Drahtpressabschnitte 9a und 9b ist und mit der Welle überlappt. Die Drahtpressvorsprünge 22 werden aus dem Material der Drahtpressabschnitte 9a und 9b so geschnitten, dass sie einstückig mit den Drahtpressabschnitten 9a und 9b geformt sind. Darüber hinaus sind die Drahtpressvorsprünge 22 entlang einer Ebene senkrecht zu der Welle jedes der Drahtpressabschnitte 9a und 9b auf der Umfangsoberfläche jedes der Drahtpressabschnitte 9a und 9b ausgebildet. Die Drahtpressabschnitte 9a und 9b sind so installiert, dass die Drahtpressvorsprünge 22 in die Drahtführungsnuten 21 der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b eingepasst sind. Die durch die Drahtpressabschnitte 9a und 9b aufgebrachte Druckmenge wird dann so eingestellt, dass die Drahtpressvorsprünge 22 auf den Drahtpressabschnitten 9a und 9b jeden Draht 3 in Richtung des Bodens der Drahtführungsnut 21 drücken, wobei der Draht 3 den Schneiddrahtabschnitt CL bildet, der entlang der Drahtführungsnut 21 der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b herumgeführt ist. Die Drahtpressabschnitte 9a und 9b sind die folgenden Rollen, die sich drehen, indem sie dem Laufen der Drähte 3 folgen, wobei die Drahtpressvorsprünge 22 mit den Drähten 3 der parallelen Drahtabschnitte PS in Kontakt gebracht werden.
Die Drahtpressvorsprünge 22 auf den Umfangsflächen der Drahtpressabschnitte 9a und 9b drücken die Schneiddrahtabschnitte CL gegen die Innenwände der auf den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b gebildeten Drahtführungsnuten 21, wodurch sich die Schneiddrahtabschnitte CL nicht innerhalb der Drahtführungsnuten 21 verschieben, sondern auch in Kontakt mit den Drahtführungsnuten 21 bleiben, selbst wenn eine Änderung in der Strömung des Bearbeitungsfluids vorliegt oder wenn der Drahtlauf hängt und dann wieder aufgenommen wird Dadurch können die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b und die Drahtpressabschnitte 9a und 9b mit dem Laufen der Schneiddrahtabschnitte CL ohne Gleiten gedreht werden.
Die Form und die Abmessungen der Drahtpressvorsprünge 22 können entsprechend der Form und den Abmessungen der Drahtführungsnuten 21 gegebenenfalls modifiziert werden, solange die Schneiddrahtabschnitte CL in den Drahtführungsnuten 21 gegen die Innenwände der Drahtführungsnuten 21 auf den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b durch die Drahtpressvorsprünge 22 auf den Drahtpressabschnitten 9a und 9b gedrückt werden, um, wie oben beschrieben, ein Verschieben der Position der Schneiddrahtabschnitte CL innerhalb der Drahtführungsnuten 21 zu verhindern. Darüber hinaus ist es nicht notwendig, dass die Welle des Drahtpressabschnitts 9a und die Welle der Dämpfungsführungsrolle 7a an der gleichen Position entlang der Erstreckungsrichtung der Schneiddrahtabschnitte CL angeordnet sind, solange die Drahtpressvorsprünge 22 auf den Drahtpressabschnitten 9a und 9b die Schneiddrahtabschnitte CL gegen die Innenseite der Drahtführungsnuten 21 auf den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b drücken können, wie oben beschrieben. Das heißt, der Drahtpressabschnitt 9a und die Dämpfungsführungsrolle 7a können in Richtung der Erstreckung der Schneiddrahtabschnitte CL außer Ausrichtung sein. Ebenso ist es nicht notwendig, dass die Welle des Drahtpressabschnitts 9b und die Welle der Dämpfungsführungsrolle 7b an der gleichen Position entlang der Erstreckungsrichtung der Schneiddrahtabschnitte CL angeordnet sind. Das heißt, der Drahtpressabschnitt 9b und die Dämpfungsführungsrolle 7b können in der Richtung der Erstreckung der Schneiddrahtabschnitte CL nicht ausgerichtet sein.
Die Steuerung 14 kann das Ansteuern jeder Komponente der elektrischen Drahterodiervorrichtung 100 unter Verwendung einer numerischen Steuerfunktion steuern. Es ist zu beachten, dass die Steuerung 14 nur mit der Stromversorgungseinheit 11 in 1 verbunden ist, ist aber tatsächlich mit jeder Komponente der elektrischen Drahterodiervorrichtung 100 verbunden, wobei jede Komponente ein Steuerziel ist.
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers beschrieben, bei dem die elektrische Drahterodiervorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform verwendet wird, um gleichzeitig den zylindrischen Halbleiterblock, der das Werkstück 5 ist, in die Halbleiterwafer 5w (nachfolgend als Wafer in einigen Fällen bezeichnet) zu schneiden. 4 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahrensablauf des Verfahrens zur Herstellung von Halbleiterwafern unter Verwendung der elektrischen Drahterodiervorrichtung 100 veranschaulicht. Jeder Verfahrensablauf wird nun beschrieben.
Wenn die elektrische Drahterodiervorrichtung 100 verwendet wird, um ein Halbleiterwafer herzustellen, wird ein Schneidvorgang in Schritt S10 durchgeführt, bei dem ein Schneiden durchgeführt wird, um gleichzeitig das Werkstück 5 durch elektrische Entladungsbearbeitung in die Wafer 5w zu schneiden, während Verbindungen 5a ausgelassen werden, an denen jeweils ein Teil des Wafers 5w, der unvollständig geschnitten worden ist, mit dem Werkstück 5 verbunden ist. Als nächstes wird ein Formkorrekturvorgang bei Schritt S20 durchgeführt, bei dem die Schneiddrahtabschnitte CL eine Abtastung durchführen, während eine Entladungsbearbeitung entlang der Pfade der Schneiddrahtabschnitte CL in der Richtung des Schneidens zum Zeitpunkt des Schneidens und die Form einer Vielzahl von Schnittflächen, die zum Zeitpunkt des Schneidens geschnitten werden, gleichzeitig korrigiert wird. Ein Verbindungsentfernungsvorgang wird dann bei Schritt S30 durchgeführt, in dem die Verbindungen 5a nach dem Formkorrekturvorgang entfernt werden.
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers gemäß der ersten Ausführungsform werden die vorgenannten Verfahren durchgeführt, um gleichzeitig eine Vielzahl von Halbleiterwafern aus dem Barren oder dergleichen, die ein Bulk-Kristall eines Halbleitermaterials ist, erzeugen zu können. Jeder Vorgang wird nun beschrieben. Es ist zu beachten, dass in der folgenden Beschreibung ein Schneiden die Bearbeitung während des Schneidvorgangs bedeutet.
<Schneidvorgang>
Zuerst wird der Schneidvorgang in Schritt S10 durchgeführt. Die elektrischen Entladungsbearbeitung wird durchgeführt, um das Werkstück 5 zu schneiden, indem eine Bogenentladung in einem winzigen Entladungsspalt zwischen dem Draht 3 und dem Werkstück 5, das in eine Bearbeitungsflüssigkeit eingetaucht ist, wie deionisiertes Wasser, erzeugt wird. Insbesondere wird ein Teil des Werkstücks 5, der durch den erzeugten Lichtbogen erwärmt wird, verdampft, sobald die Temperatur den Schmelzpunkt des Werkstücks 5 oder höher erreicht. Die Bearbeitungsflüssigkeit im Entladungsspalt verdampft dann explosionsartig, und die verdampfte Bearbeitungsflüssigkeit bläst den geschmolzenen Teil des Werkstücks 5 ab. Der Teil, der abgeblasen wird, wird zum Bearbeitungsabfall und schwimmt in der Bearbeitungsflüssigkeit. Da jeder der Schneiddrahtabschnitte CL und das Werkstück 5 eine Entladungselektrode ist, wird die Breite des Entladungsspaltes auch als Abstand zwischen den Elektroden bezeichnet.
Während der Bearbeitung wird der Draht 3 kontinuierlich von der Drahtzuführspule 2 zugeführt, verläuft durch die Drehung der Hauptführungsrollen 1a bis 1d und wird von der Drahtaufwickelspule 4 gesammelt. Die Spannung in den parallelen Drähten 3 wird durch Einstellen der Drehzahl von jeder der Drahtzuführspule 2 und der Drahtaufwickelspule 4 gesteuert. Die Spannung in den laufenden Drähten 3 wird konstant gehalten, wenn der Betriebszustand der Drähte 3 stabil ist.
Während der elektrischen Entladungsbearbeitung werden die Hauptführungsrollen 1c und 1d gedreht, um die Drähte 3 zu führen, während gleichzeitig das Werkstück 5 so angeordnet ist, dass es den Schneiddrahtabschnitten CL in einem bestimmten Abstand zwischen den Elektroden gegenüberliegt. Der Spannungsimpuls als Bearbeitungsenergiequelle wird dann von der Stromversorgungseinheit 11 an die Schneiddrahtabschnitte CL angelegt, um eine Impulsentladung zwischen den Schneiddrahtabschnitten CL und dem Werkstück 5 zu erzeugen, und die die aufsteigende/absteigende Stufe 10 entsprechend der Schnittgeschwindigkeit nach oben bewegt wird. Die Bogenentladung wird fortgesetzt, während die Schneiddrahtabschnitte CL und das Werkstück 5 relativ zueinander bewegt werden, wobei der Abstand zwischen den Elektroden konstant gehalten wird; daher sind bearbeitete Rillen GR in dem Werkstück 5 ausgebildet, wobei die Rillen den Wegen der Schneiddrahtabschnitte CL entsprechen, die durch das Werkstück 5 hindurchgehen. Infolgedessen ist die Dicke der zu schneidenden Wafer 5w gleich der Länge, die durch Subtrahieren von dem Wicklungsintervall der Drähte 3, der Bearbeitungsbreite, nämlich der Breite der bearbeiteten Rillen GR, die die Schnittbreite des Werkstücks 5 ist, erhalten wird. Es ist bevorzugt, dass der Drahtdurchmesser der Drähte 3 klein ist, um die Bearbeitungsbreite zu reduzieren. Praktisch ist ein Stahldraht mit dem Drahtdurchmesser von etwa 0,1 mm, bevorzugter ein Stahldraht, dessen Drahtdurchmesser weiter auf etwa 0,07 mm als die Drähte 3 reduziert ist, geeignet. Darüber hinaus kann, um eine geeignete Entladungsstartspannung zu haben, eine Messingbeschichtung oder dergleichen auf die Oberfläche des Stahldrahtes aufgebracht werden.
Die Stromversorgungskontakteinheiten 6a und 6d sind mit einem Bewegungsmechanismus (nicht dargestellt) versehen, der die Stromversorgungskontakteinheiten 6a bis 6d in einer Richtung senkrecht zu den parallelen Drahtabschnitten PS bewegt, um die Pressmenge gegen die parallelen Drahtabschnitte PS einzustellen. Die Kontaktdauer zwischen dem Draht 3 des Paralleldrahtabschnitts PS und dem Stromversorgungskontakt K entspricht einer Gleitlänge, die durch die Betätigungsmenge der Stromversorgungskontakteinheiten 6a bis 6d gegen die parallelen Drahtabschnitte PS geführt werden kann. Das heißt, dass die Gleitlänge kurz ist, wenn die Druckstärke klein ist, und dass die Gleitlänge lang ist, wenn die Druckstärke groß ist. Die Druckstärke kann durch den Abstand, bei welchem die Stromversorgungskontakteinheit in den parallelen Drahtabschnitt PS hineingedrückt wird, oder durch eine Druckkraft, spezifiziert werden. Der Kontaktwiderstand zwischen den Stromversorgungskontakteinheiten 6a bis 6d und den parallelen Drahtabschnitten PS kann durch Einstellen der Gleitlänge eingestellt werden, und eine Feineinstellung kann auf einen Entladestromwert pro Spannungsimpuls erfolgen. Es ist zu beachten, dass selbstverständlich jedem Schneiddrahtabschnitt CL über die Stromversorgungskontakteinheiten 6a bis 6d ein Bearbeitungsstromwert zugeführt und somit durch Verstellen der Bearbeitungsenergiequelle eingestellt werden kann.
Ein Beispiel eines Schneidzustandes zum Schneiden des Halbleiterblocks, der das Werkstück 5 ist, unter Verwendung der elektrischen Drahterodiervorrichtung 100 umfasst eine angelegte Spannung von 100 V, einen Bearbeitungsstrom von 3A bis 4A und eine Impulsbreite von 0,6 µs. Jedoch ist die Schneidbedingung nicht besonders eingeschränkt und kann verwendet werden, indem gegebenenfalls eine Einstellung entsprechend den Bedingungen, wie etwa der Art und der Dicke der verwendeten Drähte 3 und dem Material des Werkstücks 5, vorgenommen wird.
Dann wird bei dem Schneidvorgang das Werkstück 5 durch die elektrische Drahterodiervorrichtung 100 geschnitten, die das Schneiden aussetzt, bevor die Wafer 5w vollständig geschnitten werden. Das heißt, das Schneiden wird durchgeführt, um die Verbindungen 5a auszulassen, an denen jeweils ein Teil des Wafers 5w, der unvollständig geschnitten worden ist, mit dem Werkstück 5 verbunden ist, ohne die Wafer 5w vollständig zu schneiden. Insbesondere wird das Werkstück 5 unvollständig in der Durchmesserrichtung des Werkstücks 5 geschnitten, wie in 2 dargestellt, dann wird der Schneidvorgang an einer Stelle, an der die Anschlüsse 5a verbleiben, ausgesetzt. 5 ist ein schematisches Diagramm, das die Position der Schneiddrahtabschnitte CL veranschaulicht, wenn das Schneiden des Werkstücks 5 gemäß der ersten Ausführungsform ausgesetzt ist. 5 zeigt einen Querschnitt senkrecht zu einer Achse des Werkstücks 5. Ein Pfeil in 5 zeigt die Richtung an, in der das Werkstück 5 durch die Schneiddrahtabschnitte CL geschnitten wird. Das Schneiden wird an einer Stelle ausgesetzt, an der 1 mm der Anschlüsse 5a in Schneidrichtung verbleiben, bevor die Wafer 5w beispielsweise vollständig geschnitten werden. Jedoch ist die Dicke der Verbindungen 5a nicht auf 1 mm begrenzt, solange die Verbindungen 5a, durch die die Wafer 5w, die unvollständig geschnitten worden sind, sich selbst unterstützen können, um zu ermöglichen, dass der Teil jeder der Wafer 5w, die unvollständig geschnitten worden sind, mit dem Werkstück 5 verbunden werden kann.
< Formkorrekturvorgang >
Als Nächstes wird eine Beschreibung der Formkorrektur gegeben, die bei Schritt S20 auf den Wafern 5w, die im Schneidvorgang unvollständig geschnitten worden sind, durchgeführt wurde, um die Verbindungen 5a mit dem Werkstück 5 verbunden zu haben. 6 ist eine Querschnittsansicht, die den Schneidvorgang der ersten Ausführungsform veranschaulicht, wobei 6 (a) ist eine Querschnittsansicht, die Wege der Schneiddrahtabschnitte CL in dem Schneidvorgang der ersten Ausführungsform darstellt, und 6 (b) ist eine Querschnittsansicht, die eine vergrößerte Ansicht eines bearbeiteten Bereichs 31 in 6 (a) veranschaulicht. Punktierte Kreise und schwarze Kreise in 6 (a) zeigen einen Querschnitt der Drähte 3 der Schneiddrahtabschnitte CL an, wobei die gestrichelten Kreise der Bearbeitungsstartposition des Schneidvorganges entsprechen und die schwarzen Kreise der Bearbeitungsendposition des Schneidvorganges entsprechen. 7 ist eine Querschnittsansicht, die den Formkorrekturvorgang der ersten Ausführungsform darstellt, wobei 7 (a) eine Querschnittsansicht ist, die Wege der Schneiddrahtabschnitte CL in dem Formkorrekturvorgang der ersten Ausführungsform darstellt, und 7 (b) eine Querschnittsansicht ist, die eine vergrößerte Ansicht eines bearbeiteten Bereichs 32 in 7 (a) darstellt. Punktierte Kreise und schwarze Kreise in 7 (a) zeigen einen Querschnitt der Drähte 3 der Schneiddrahtabschnitte CL an, wobei die gestrichelten Kreise der Bearbeitungsstartposition des Formkorrekturvorganges entsprechen und die schwarzen Kreise der Bearbeitungsendposition des Formkorrekturvorganges entsprechen. Es ist zu beachten, dass die Bearbeitungsstartposition des Formkorrekturvorganges, dargestellt in 7 (a), der Bearbeitungsstartposition des Schneidvorganges entspricht. Pfeile in jeder der 6 (a) und 7 (a) zeigen die Wege der Schneiddrahtabschnitte CL an, d.h. die Wege, entlang denen die Schneiddrahtabschnitte CL passieren. Während die 6 (a) und 7 (a) veranschaulichen die Schneiddrahtabschnitte CL, als ob sie einer Bewegung unterliegen, es ist der Halbleiterblock, der das Werkstück 5 ist, das tatsächlich bewegt wird, wobei sich die Schneiddrahtabschnitte CL relativ durch den geschnittenen Abschnitt des Werkstücks 5 bewegen.
Wie oben beschrieben, wird die Impulsspannung als die Bearbeitungsenergiequelle den Schneiddrahtabschnitten CL zugeführt, um die Impulsentladung zwischen jedem Schneiddrahtabschnitt CL und dem Werkstück 5 zu erzeugen und jeden Schneiddrahtabschnitt CL relativ zu dem Werkstück 5 zu bewegen. Dies führt zu einer Vielzahl von Schlitzen, nämlich den bearbeiteten Rillen GR, die, wie in 6 (a) dargestellt, in dem Teil des Werkstücks 5, durch den jeder Schneiddrahtabschnitt CL hindurchtritt, bearbeitet werden. Ein Blatt, nämlich der Wafer 5w, der unvollständig geschnitten worden ist, ist in einem Teil gebildet, der zwischen den benachbarten bearbeiteten Rillen GR angeordnet ist. Sobald das Werkstück 5 vollständig durch Fortsetzen des Schneidens geschnitten wird, wird das zwischen den bearbeiteten Rillen GR eingelegte Teil gleichzeitig in mehrere Blätter getrennt. Als Ergebnis werden Wafer zur Verwendung in einer Halbleitervorrichtung aus dem aus dem Halbleitermaterial hergestellten Werkstück 5 angefertigt.
Wenn die Bearbeitung beendet wird, bevor die Schneiddrahtabschnitte CL das Werkstück 5 im Schneidvorgang vollständig schneiden, bleiben die Wege der Schneiddrahtabschnitte CL als die bearbeiteten Rillen GR in dem Werkstück 5, wie in 6 (a) dargestellt. Bei dem Formkorrekturverfahren wird die Bearbeitungsleistungsquelle den Schneiddrahtabschnitten CL erneut zugeführt, um eine elektrische Entladungsbearbeitung durch die bearbeiteten Rillen GR durchzuführen, während die zwischen den bearbeiteten Rillen GR gebildeten Blätter, nämlich die unvollständig geschnittenen Wafer 5w, nicht vollständig getrennt sind, und die Pfade der Schneiddrahtabschnitte CL, die relativ zu dem Werkstück 5 bei dem Schneiden bewegt werden, nämlich die Pfade der Drähte 3, verwendet werden, um zu bewirken, dass die Schneiddrahtabschnitte CL eine Abtastung in einer Richtung entgegengesetzt zu den Pfaden durchführen, wie in 7 (a) dargestellt. Alternativ werden, während die zwischen den bearbeiteten Rillen GR gebildeten Bleche, nämlich die Wafer 5w, die unvollständig geschnitten worden sind, nicht vollständig getrennt sind, die Schneiddrahtabschnitte CL in die Bearbeitungsstartposition des Schneidvorganges zurückgeführt, ohne die Bearbeitungsenergiequelle den Schneiddrahtabschnitten CL zuzuführen. Dann führen die Schneiddrahtabschnitte CL entlang der gleichen Pfade der Schneiddrahtabschnitte CL wie diejenigen, wenn der Schneidvorgang durchgeführt wird, eine Abtastung durch, während eine elektrische Entladungsbearbeitung durch die bearbeiteten Rillen GR mit der Bearbeitungsenergiequelle, die den Schneiddrahtabschnitten CL zugeführt wird, durchgeführt wird. Das heißt, bei dem Formkorrekturvorgang führen die Schneiddrahtabschnitte CL erneut eine Abtastung entlang der Pfade der Schneiddrahtabschnitte CL, die in dem Schneidvorgang verwendet werden, durch, während eine elektrische Entladungsbearbeitung durch die bearbeiteten Rillen GR durchgeführt wird.
Die Platte, für die das Schneiden ausgesetzt ist, weist einen unebenen Abschnitt 5b auf, der mit einer ungleichmäßigen Dicke verdickt ist, wie in 6 (b) dargestellt ist, was darin begründet ist, dass ein Bereich verblieben ist, nämlich ein Bereich, der im vorherigen Schneiden ungeschnitten ist, oder aufgrund einer Verformung des Blattes. Darüber hinaus wird, wenn das Werkstück 5 verbleibt, nachdem es durch eine elektrische Entladungsbearbeitung geschnitten worden ist, eine von der Bearbeitung betroffene Schicht in einem Abschnitt der Oberflächenschicht der Schnittfläche gebildet. Der Schneiddrahtabschnitt CL empfängt die Bearbeitungsenergiequelle, um ein Abtasten auf einem solchen Blatt durchzuführen, indem der Pfad des Drahtes 3 des Schneiddrahtabschnitts CL zu dem Zeitpunkt verwendet wird, zu dem das Werkstück 5 geschnitten wird, d. h. der Pfad des Schneiddrahtabschnitts CL zu dem Zeitpunkt, zu dem das Werkstück 5 geschnitten wird. Dies bewirkt eine Verringerung des Zwischenelektrodenabstandes zwischen jedem Draht 3, der den Schneiddrahtabschnitt CL bildet, und der Schnittfläche des Blattes, um eine elektrische Entladung in dem unebenen Abschnitt 5b zu erzeugen, der mit einer ungleichmäßigen Dicke verdickt ist, beispielsweise, aufgrund eines an der Oberfläche des Blattes verbliebenen Teils; daher wird der auf der Schnittfläche des Blattes ungeschnittene Teil, wie in 7 (b) dargestellt, entfernt und die Form der Schnittfläche des Blattes wird somit korrigiert. Die Unebenheit in der Dicke des Blattes wird dadurch korrigiert.
Wenn sich die Position des Schneiddrahtabschnitts CL in dem Formkorrekturvorgang sogar geringfügig von der Position zum Zeitpunkt des Schneidvorgangs verschiebt, führt der Schneiddrahtabschnitt CL eine Abtastung durch, während er sich nicht in Übereinstimmung mit dem Pfad zum Zeitpunkt des Schneidvorgangs bewegt, selbst wenn die Steuerung eine Steuerung beim Abtasten des Schneiddrahtabschnitts CL durchführt, so dass sich der Schneiddrahtabschnitt CL auf dem gleichen Pfad wie der zum Zeitpunkt des Schneidvorganges bewegt. In einem solchen Zustand ist der Schneiddrahtabschnitt CL näher an einer der beiden Schnittflächen von zwei Blättern, die jedem Schneiddrahtabschnitt CL entsprechen, und ist weiter weg von der anderen Schnittfläche, wo die beiden Schnittflächen der beiden Blätter jeweils einander zugewandt sind, während der Schneiddrahtabschnitt CL dazwischen angeordnet ist. Dies bewirkt einen Unterschied zwischen den Zwischenelektrodenabständen, die ursprünglich gleich sind, zwischen dem Draht und jeder der beiden Schnittflächen; daher ist die Schnittfläche mit dem kürzeren Zwischenelektrodenabstand, bei dem der Draht 3 sogar etwas näher daneben ist, einer elektrischen Entladung häufiger unterworfen oder wird einer elektrischen Entladungsbearbeitung häufiger unterworfen. Dementsprechend wird die Formkorrektur auf der Schnittfläche, die durch eine elektrische Entladungsbearbeitung durchgeführt wird, nicht gleichmäßig auf den gegenüberliegenden Schnittflächen durchgeführt, wo nur eine der Schnittflächen mehr bearbeitet wird.
Bei einer Änderung in der Größe und/oder der Richtung der Kraft, die auf jeden Schneiddrahtabschnitt CL während des Schneidvorgangs einwirkt und den Schneiddrahtabschnitt CL gegen die Drahtführungsnut 21 in den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b drückt, und wenn die Druckkraft die Reibungskraft zwischen dem Schneiddrahtabschnitt CL und der Drahtführungsnut 21 in den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b überschreitet, bewegt sich der Schneiddrahtabschnitt CL innerhalb der Drahtführungsnut 21 und verschiebt sich von der Position des Schneiddrahtabschnitts CL zum Zeitpunkt des Schneidens, wodurch ein Verschieben des oben beschriebenen Schneiddrahtabschnitts CL erzeugt wird.
Die Kraft des Pressens der Drähte 3 gegen die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b ist die Spannung der Schneiddrahtabschnitte CL und wird innerhalb eines vorgegebenen Sollbereichs trotz jeglicher Störung während der Bearbeitung durch eine nicht dargestellte Tänzerwalze und durch Variieren der Rotationsdifferenz zwischen der Drahtzuführspule 2 und der Drahtaufwickelspule 4 gesteuert. Die Rotationsdifferenz zwischen der Drahtzuführspule 2 und der Drahtaufwickelspule 4. Jedoch verschiebt sich der Schneiddrahtabschnitt CL aufgrund einer Änderung in einer Bearbeitungsbedingung, z. B. wenn der Schneiddrahtabschnitt CL eine Abtastung entlang des Pfades in einer umgekehrten Richtung zu der während des Schneidens durchführt, oder der Schneiddrahtabschnitt CL wieder in die Schneidstartposition des Schneidens zurückgeführt wird und führt eine Abtastung entlang des gleichen Drahtwegs wie der zum Zeitpunkt des Schneidens durch. Die Änderung der Bearbeitungsbedingung beinhaltet eine Änderung der Strömung der Bearbeitungsflüssigkeit aufgrund der durch das Schneiden gebildeten bearbeiteten Rillen GR, eine Änderung der Reibungskraft zwischen den Schneiddrahtabschnitten CL und den Drahtführungsnuten 21 in den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b, die durch eine Umkehrung der Bearbeitungsrichtung verursacht werden, und einer Änderung der äußeren Kraft, die auf die Schneiddrahtabschnitte CL wirkt, durch Schwächung der Strömung der Bearbeitungsflüssigkeit, die zum Zeitpunkt der Formkorrektur eingestellt ist, im Vergleich zu dem Zeitpunkt des Schneidens. Die Strömung der Bearbeitungsflüssigkeit wird zum Zeitpunkt des Schneidens auf 15 L/Minute eingestellt und wird zum Zeitpunkt der Formkorrektur beispielsweise auf etwa 5 L/Minute reduziert.
Es ist zu bemerken, dass zum Zeitpunkt des Schneidens des Halbleiterblocks die Bearbeitungsflüssigkeit kräftig aus den Düsen 8a und 8b zu jeder bearbeiteten Rille GR ausgestoßen wird und wenn die Bearbeitungsflüssigkeit zur bearbeiteten Rille GR zum Zeitpunkt der Formkorrektur unter der gleichen Bedingung wie die zum Zeitpunkt des Schneidens zugeführt wird, schwingen die Blätter stark, bevor sie von dem Halbleiterblock getrennt werden. Bei der elektrischen Entladungsbearbeitung macht eine große Schwankung des Entladungsspalts zwischen den Schneiddrahtabschnitten CL und der Schnittfläche des Halbleiterblocks, welche das Werkstück 5 ist, die elektrische Entladungsbearbeitung instabil und bewirkt eine Verringerung der Genauigkeit der Bearbeitung der geschnittenen Oberfläche des Halbleiterwafers. Folglich wird die Strömung der Bearbeitungsflüssigkeit, die von den Düsen 8a und 8b zu jeder bearbeiteten Rille GR ausgestoßen wird, zum Zeitpunkt der Formkorrektur niedriger eingestellt als zum Zeitpunkt des Schneidens.
Bei dem Formkorrekturvorgang wird das Verschieben jedes Schneiddrahtabschnitts CL verhindert, so dass der Schneiddrahtabschnitt CL ein Abtasten durch die bearbeitete Rille GR nur einmal durch Verwenden des Pfads des Schneiddrahtabschnitts CL zur Zeit des Schneidvorgangs durchführt, um gleichzeitig die Form der beiden geschnittenen Flächen, die einander zugewandt sind, zu korrigieren, während der Schneiddrahtabschnitt CL dazwischen angeordnet ist.
Die Schneiddrahtabschnitte CL werden von den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b derart gestützt, dass die Zugspannung der Schneiddrahtabschnitte CL eins nach dem anderen in die auf jeder Oberfläche der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b ausgebildeten V-förmigen Drahtführungsnuten 21 eingepasst ist und die Drähte drückt und hält. Dann erhalten bei der ersten Ausführungsform die Schneiddrahtabschnitte CL in den Drahtführungsnuten 21, nämlich die Drähte 3, auch die Presskraft von einem Teil, der nicht durch die Drahtführungsnuten 21 zurückgehalten wird, und sind somit zurückgehalten, um ihre Position in den Drahtführungsnuten 21 der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b nicht zu verschieben.
Wie in 3 gezeigt ist, sind die Schneiddrahtabschnitte CL zwischen den V-förmigen Drahtführungsnuten 21 angeordnet, die in einem regelmäßigen Abstand auf jeder Umfangsoberfläche der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b vorgesehen sind, und die umgekehrten V-förmigen Drahtpressvorsprünge 22, die auf jeder Umfangsoberfläche der Drahtpressabschnitte 9a und 9b in demselben Intervall wie das Intervall, in dem die Drahtführungsnuten 21 der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b ausgebildet sind, vorgesehen sind. Dadurch können die Schneiddrahtabschnitte CL an festen Positionen in den Drahtführungsnuten 21 der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b laufen. Der Schneiddrahtabschnitt CL in der Drahtführungsnut 21, nämlich der Draht 3, wird dann in der Drahtführungsnut 21 durch drei Flächen der Umfangsfläche zurückgehalten; daher tritt ein Verschieben in der Position nicht auf, selbst wenn eine Störung auf das Umschalten vom Schneiden auf die Formkorrektur einwirkt und es keine Änderung in dem Zwischenelektrodenabstand zwischen dem Draht 3 und jeder der gegenüberliegenden Schnittflächen, die den Draht 3 dazwischen einfügen, gibt. Dementsprechend ist bei der Formkorrektur der Zwischenelektrodenabstand zwischen jeder der beiden gegenüberliegenden Schnittflächen und dem Schneiddrahtabschnitt CL, nämlich der Draht 3 zwischen den beiden Schnittflächen, gleich wie der Zwischenelektrodenabstand zum Zeitpunkt des Schneidens. Infolgedessen kann die Form der beiden gegenüberliegenden Schnittflächen gleichzeitig durch das Abtasten des Schneiddrahtabschnitts CL, der nur einmal entlang des Pfads des Schneiddrahtabschnitts CL zum Zeitpunkt des Schneidens durchgeführt wird, korrigiert werden. Daher kann eine hohe Produktivität und eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit bei der Formkorrektur erreicht werden.
Gemäß dem vorgenannten Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers ist ein Bearbeitungspfad, der von dem Schneiddrahtabschnitt CL genommen wird, nämlich ein Abtastpfad, der von dem Schneiddrahtabschnitt CL genommen wird, für die Zeiten der Schneid- und Formkorrektur identisch; daher gibt es keinen Unterschied zwischen den beiden Zwischenelektrodenabständen zwischen dem Schneiddrahtabschnitt CL in der Drahtführungsnut 21, die den Schneiddrahtabschnitt CL bildet, und jeder der beiden Schnittflächen, die einander zugewandt sind, wobei der Schneiddrahtabschnitt CL dazwischen angeordnet ist. Infolgedessen werden die beiden Schnittflächen gleichermaßen einer elektrischen Entladungsbearbeitung unterworfen und somit gleichzeitig einer Formkorrektur unterworfen, wobei die Wafer 5w mit hoher Genauigkeit auf einmal in großen Mengen hergestellt werden können, wobei die Wafer 5w eine zufriedenstellende und gleichmäßig bearbeitete Oberflächenqualität sowie eine gleichmäßige Dicke aufweisen. Die Bearbeitungsbelastung, die während der Wafer-Dicken-Vereinheitlichungsverarbeitung beim Schleifen oder Polieren, die ein Nachverarbeitungsverfahren nach dem Wafer-Schneiden ist, erforderlich ist, kann somit verringert werden; daher können die Waferkosten reduziert werden.
Der Schneiddrahtabschnitt CL in jeder der aneinandergrenzenden Drahtführungsnuten 21 weist einen Leitungspfad entlang des Drahtes 3 auf, wobei der Leitungspfad aufgrund des elektrischen Widerstands des Drahtes 3 zwischen den benachbarten Schneiddrahtabschnitten CL eine Impedanz aufweist. Darüber hinaus sollte, um die Unabhängigkeit von jedem der benachbarten Schneiddrahtabschnitte CL beizubehalten, ein Leitungsweg, der sich von dem Leitungsweg entlang des Drahtes 3 unterscheidet, nicht in jedem Schneiddrahtabschnitt CL ausgebildet sein. Die Drahtpressabschnitte 9a und 9b bestehen somit aus einem isolierenden Material. Die Drahtpressvorsprünge 22 auf den Drahtpressabschnitten 9a und 9b gelangen von der Seite der Umfangsflächen der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b in die Drahtführungsnuten 21 und halten die Schneiddrahtabschnitte CL, die entlang der Drahtführungsnuten 21 herumgeführt sind, fest, um zu verhindern, dass die Position der Schneiddrahtabschnitte CL in die Drahtführungsnuten 21 verschoben wird. Demzufolge kann anstelle der vorstehenden Drahtpressvorsprünge 22 ein flexibles Materialteil aus einem flexiblen Material mit einer Flexibilität, wie beispielsweise ein Gummi, auf den Umfangsflächen der Drahtpressabschnitte 9a und 9b vorgesehen sein. In diesem Fall wird das flexible Material in die Drahtführungsnuten 21 geschoben, um der Form der Nutinnenflächen der Drahtführungsnuten 21 zu folgen und die Schneiddrahtabschnitte CL zu halten, wodurch ein Verschieben in der Position der Schneiddrahtabschnitte CL in den Drahtführungsnuten 21 verhindert werden kann.
Die Bearbeitungsgeschwindigkeit der elektrischen Drahterodierbearbeitung hängt nicht von der Härte des Werkstücks 5 ab und ist somit besonders für ein Material mit hoher Härte wirksam. Das Werkstück 5 kann ein Metall sein, wie Wolfram und Molybdän, die ein Sputtertarget sein sollen, eine Keramik, wie polykristallines Siliciumcarbid mit Siliciumcarbid als Hauptkomponente, das für verschiedene Strukturelemente verwendet werden soll, ein Halbleitermaterial, wie Einkristall-Silizium, Einkristall-Siliciumcarbid und Galliumnitrid, die ein Wafer-Substrat zur Herstellung eines Halbleiterbauelements sein sollen, und Silizium, wie Einkristall-Silizium oder polykristallines Silizium, das beispielsweise ein Wafer für eine Solarzelle sein soll. Insbesondere weist das Halbleitermaterial mindestens eines von Carbid und Nitrid, bei denen es sich um Siliciumcarbid und Galliumnitrid als Komponente handelt, eine hohe Härte auf und somit eine geringe Produktivität und eine geringe Bearbeitungsgenauigkeit, wenn ein Verfahren unter Verwendung einer mechanischen Drahtsäge verwendet wird. Im Gegensatz dazu kann die erste Ausführungsform den Wafer des Halbleitermaterials mit mindestens einem von Carbid und Nitrid, wie Siliciumcarbid und Galliumnitrid, als eine Komponente herstellen, während sowohl eine hohe Produktivität als auch eine hohe Bearbeitungsgenauigkeit erreicht werden. Darüber hinaus kann die Schneid- und Formkorrektur gemeinsam innerhalb der gleichen Bearbeitungsvorrichtung durchgeführt werden; daher ist ein unnötiges Polieren, das sich beispielsweise aus einer Verschiebung in der Position zu dem Zeitpunkt ergibt, zu dem das Werkstück 5 in der Bearbeitungsvorrichtung angeordnet ist, nicht erforderlich, und daher ist die vorliegende Ausführungsform besonders wirksam für die Bearbeitung von teuren Wafern.
Während die Drahterodiervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform ein Beispiel veranschaulicht, bei dem der Einzeldraht 3 um die vier Hauptführungsrollen 1a bis 1d herumgeführt ist, kann eine Konfiguration mit einer Anordnung verwendet werden, bei der zwei oder drei der Hauptführungsrollen vorgesehen sind. Es sei angemerkt, dass die Drahterodiervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform den durch den Draht zwischen den benachbarten Leistungszuführungskontakten K fließenden Strom aufgrund des Widerstands zwischen den Leistungszuführungskontakten K auf den benachbarten Drähten, die die parallelen Drahtabschnitte PS bilden, unterdrückt. Das heißt, der Wert des Widerstandes zwischen den Leistungszuführungskontakten K, der proportional zur Drahtlänge ist, verhindert, dass der Bearbeitungsstrom zum Entladungsabschnitt des Werkstücks 5 austritt oder in den Entladungsabschnitt hineingeht. Wenn daher der Draht 3 um die Hauptführungsrollen herumgeführt wird, ist es nur notwendig, eine einzelne Schlaufe des Drahtes 3 vorzusehen, die lang genug ist, um den Widerstand zwischen den Leistungszuführungskontakten K zu erhöhen. Zusätzlich zu der vorgenannten Ausführungsform ist eine spezifische Konfiguration der parallelen Drahtabschnitte PS nicht besonders eingeschränkt, solange die parallelen Drahtabschnitte durch wiederholtes Umwickeln des Einzeldrahts 3 gebildet werden.
Darüber hinaus drücken zum Zeitpunkt des Schneidens die auf die Drähte 3 in den Drahtführungsnuten 21 der Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b wirkenden äußeren Kräfte die Drähte 3 gegen die Innenflächen der Drahtführungsnuten 21 in einer ausgleichenden Weise. Jedoch ändert sich an einem Punkt, an dem die Bearbeitung von dem Schneiden zu der Formkorrektur umgeschaltet wird, die Balance zwischen den äußeren Kräften, die auf die parallelen Drahtabschnitte PS einwirken, aufgrund einer plötzlichen Änderung von mindestens einem der Parameter der Bearbeitungsbedingung einschließlich der Parameter Drahtlaufgeschwindigkeit, Drahtspannung und Strömung des Bearbeitungsfluids, nämlich des Fluiddrucks oder der Strömungsrichtung des Bearbeitungsfluids, wodurch die äußeren Kräfte unausgeglichen werden, um das Gleichgewicht zwischen den äußeren Kräften, die auf die Drähte 3 in den Drahtführungsnuten 21 wirken, zu brechen. Dies bewirkt eine Änderung der Richtung der Kraft, die auf die Drähte 3 einwirkt und die Drähte 3 gegen die Innenflächen der Drahtführungsnuten 21 zum Zeitpunkt des Schneidens drückt, wodurch ein Verschieben in der Position der Drähte 3 bewirkt wird. Dementsprechend wird die plötzliche Änderung des oben beschriebenen Parameters höchstwahrscheinlich eine Änderung des Drahtumfangs oder eine Änderung in einem Entladungsspalt bewirken.
In diesem Fall wird der Parameter, der höchstwahrscheinlich die Änderung des Drahtumfangs oder die Änderung in dem Entladungsspalt bewirken kann, so eingestellt, dass er den gleichen Einstellwert für die Zeiten der Schneid- und Formkorrektur aufweist, um zu ermöglichen, dass die kollektive Formkorrektur an den Wafern durchgeführt wird, indem eine Abtastung durchgeführt wird, während eine elektrische Entladungsbearbeitung entlang der Pfade der Drähte 3 zum Zeitpunkt des Schneidens durchgeführt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden jedoch die Drähte 3 gegen die Innenflächen der Drahtführungsnuten 21 durch die Drahtpressabschnitte 9a und 9b gedrückt, um zurückgehalten zu werden, wodurch die Formkorrektur stabil durchgeführt werden kann, während ein Verschieben in der Position der Drähte 3 verhindert wird, selbst wenn sich die Balance zwischen den äußeren Kräften ändert. Indem die Drähte 3 gegen die Innenflächen der Drahtführungsnuten 21 durch den Drahtpressabschnitt 9a und 9b gedrückt werden, um zurückgehalten zu werden, kann die Formkorrektur stabil durchgeführt werden, während ein Verschieben in der Position der Drähte 3 verhindert wird, auch wenn der Sollwert des Parameters für die Zeiten des Schneidens und der Formkorrektur geändert wird.
Es ist zu beachten, dass, während angenommen wird, dass der Formkorrekturvorgang zum Durchführen einer Formkorrektur auf der Schnittfläche des Blattes eine einzelne Formkorrektur ist, die Formkorrektur mehrmals in Abhängigkeit von den Bedingungen, beispielsweise von einer Formkorrekturbedingung oder von dem Material des Werkstücks 5, durchgeführt werden kann.
<Verbindungsentfernungsvorgang>
Als Nächstes wird der Verbindungsentfernungsvorgang beschrieben, der bei Schritt S30 durchgeführt wird, in dem die mit dem Werkstück 5 verbundenen Verbindungen entfernt werden. Nachdem die Formkorrektur abgeschlossen ist, werden die Verbindungen 5a, durch die die Blätter kaum mit dem Werkstück 5 verbunden sind, durch eine elektrische Entladungsbearbeitung geschnitten. Das heißt, die Schneiddrahtabschnitte CL werden wieder in die Position zurückgeführt, an der das Schneiden ausgesetzt ist, und das Schneiden wird durch eine elektrische Entladungsbearbeitung unter den gleichen elektrischen Drahterodierbearbeitungsbedindungen, wie die zum Zeitpunkt des Schneidens, durchgeführt. Das Schneiden wird durchgeführt, während das Werkstück 5 relativ zu den Schneiddrahtabschnitten CL durch die aufsteigende/absteigende Stufe 10, die das Werkstück 5 in Schneidrichtung nach oben oder nach unten bewegt, d.h. in einer vertikalen Richtung in 1, bewegt wird. Die Anschlüsse 5a werden geschnitten, während die elektrische Entladungsbearbeitung und die Bewegungsgeschwindigkeit der aufsteigenden/absteigenden Stufe 10 entsprechend der Schnittlänge der Verbindungen 5a eingestellt werden, d.h., so dass die Bearbeitungsenergie der elektrischen Entladung pro Länge der den Schneiddrahtabschnitten CL zugewandten Anschlüsse 5a konstant ist.
Die Vervollständigung des Verbindungsentfernungsvorganges vervollständigt den Vorgang des gleichzeitigen Schneidens der Halbleiterwafer, nämlich der Herstellung der Wafer, unter Verwendung der elektrischen Drahterodiervorrichtung 100; daher werden die Wafer 5w gleichzeitig hergestellt. Die elektrische Drahterodiervorrichtung 100 wird verwendet, um in der Lage zu sein, mit hoher Produktivität das Werkstück 5, das hartes Material enthält, wie Siliciumcarbid oder Galliumnitrid, in Blätter zu schneiden.
Es sei angemerkt, dass bei der vorgenannten Beschreibung die Hauptführungsrollen 1a bis 1d, die zwei Paare von Hauptführungsrollen sind, als Hauptführungsrollen verwendet werden. Jedoch ist die Anzahl der Hauptführungsrollen nicht begrenzt, solange die Hauptführungsrollen den Weg von der Drahtzuführspule 2 zu der Drahtaufwickelspule 4 bilden und Platz für das Werkstück 5 sicherstellen können, um die Schneiddrahtabschnitte CL zu durchlaufen, aber nicht mit dem Rest der Drähte zu kollidieren.
Die elektrische Drahterodiervorrichtung 100 gemäß der vorstehend erwähnten ersten Ausführungsform umfasst das Paar von Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b, die parallel zu dem Paar von Hauptführungsrollen 1c und 1d zwischen den Hauptführungsrollen 1c und 1d vorgesehen sind, und die den parallelen Drahtabschnitte PS folgen, um damit in Kontakt zu sein und die gedämpften Schneiddrahtabschnitte CL und das Paar von Drahtpressabschnitten 9a und 9b, die parallel zu dem Paar von Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b vorgesehen sind, zu bilden, während sie über die parallelen Drahtabschnitte PS liegen und die parallelen Drahtabschnitte PS gegen das Paar von Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b drücken, um den parallelen Drahtabschnitten PS zu folgen, um damit in Kontakt zu sein. Die Drahtpressabschnitte 9a und 9b fixieren die Drähte 3 sicher gegen die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b. Die Steuerung 14 der elektrischen Drahterodiervorrichtung 100 führt eine Steuerung durch, so dass die Schneiddrahtabschnitte CL eine Abtastung durchführen, während sie eine elektrische Entladungsbearbeitung entlang der Pfade der Schneiddrahtabschnitte CL in der Schneidrichtung zum Zeitpunkt des Schneidens durchführen und gleichzeitig die Form der Schnittflächen, die zum Zeitpunkt des Schneidens geschnitten werden, korrigiert.
Darüber hinaus wird mit dem Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers unter Verwendung der elektrischen Drahterodiervorrichtung 100 der ersten Ausführungsform eine elektrische Entladungsbearbeitung unter Verwendung der Schneiddrahtabschnitte CL als Elektroden durchgeführt, um gleichzeitig den Halbleiterblock, der das Werkstück 5 ist, in eine Mehrzahl zu Wafern 5w zu schneiden. Dann führen bei dem Formkorrekturvorgang die Schneiddrahtabschnitte CL ein Abtasten durch die bearbeiteten Rillen GR auf dem gleichen Weg durch, wie er zum Zeitpunkt des Schneidens verwendet wurde, während eine elektrische Entladungsbearbeitung auf der Schnittfläche jedes bei dem Schneiden gebildeten Bleches durchgeführt wird. Das heißt, während der Abtastung, die durch den Schneiddrahtabschnitt CL auf jedem Blatt durchgeführt wird, führt der Schneiddrahtabschnitt CL, der die Schnittfläche jedes Blatts bearbeitet, eine elektrische Entladungsbearbeitung entlang des Weges des Schneiddrahtabschnitts CL in der Schneidrichtung zum Zeitpunkt des Schneidens durch, um eine Formkorrektur durchzuführen, während eine elektrische Entladungsbearbeitung gleichzeitig auf den zwei geschnittenen Flächen, die einander gegenüberliegen, durchgeführt wird, wobei der Schneiddrahtabschnitt CL dazwischen angeordnet ist. Die Formkorrektur wird auf dem Blatt durch Abschaben des dicken Abschnitts durchgeführt, der sich beispielsweise aus dem während des Schneidens oder dem Verzug des Blattes ergibt und dann das Blatt auf eine vorbestimmte Dicke formt. Die bearbeitete Schicht auf der Oberfläche des Blattes wird auch während der Formkorrektur entfernt.
Das heißt, gemäß der ersten Ausführungsform erzeugen die Schneiddrahtabschnitte CL eine elektrische Entladung, um gleichzeitig den Block, der das Werkstück 5 ist, in eine Vielzahl von Blättern zu schneiden, nämlich die Wafer 5w, die unvollständig geschnitten worden sind, und sie das Schneiden aussetzen, bevor die bearbeiteten Bleche vollständig geschnitten und in die Wafer 5w getrennt werden. Die Schneiddrahtabschnitte CL führen dann eine Abtastung durch, während sie eine elektrische Entladungsbearbeitung auf den Waferoberflächen, die entlang der Pfade der Schneiddrahtabschnitte CL, die zum Zeitpunkt des Schneidens verwendet werden, ausgebildet sind. Dies beseitigt das auf den Oberflächen, die die Waferoberflächen der Wafer 5w und der bearbeitungsbeaufschlagten Schicht sind, verbleibende ungeschnittene Teile, so dass sie eine bessere Gleichförmigkeit in der Waferdicke und der Oberflächenrauigkeit aufweisen können, verbessert die Ebenheit der Waferoberfläche und stellt die Wafer mit einer Dicke, die nahe der für Wafer 5w erforderlichen Dicke, fertig.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel werden die Drahtdrückabschnitte 9a und 9b verwendet, um ein Verschieben in der Position der Schneiddrahtabschnitte CL, die durch die Änderung des Pressens durch die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b gegen die Schneiddrahtabschnitte CL verursacht wird, zu verhindern, wodurch eine Schwankung des Zwischenelektrodenabstands zwischen jedem Schneiddrahtabschnitt CL und der Schnittfläche verhindert wird. Dies kann die von dem Schneiddrahtabschnitt CL ausgeübte elektrische Entladungsbearbeitung gegen die beiden geschnittenen Flächen, die einander zugewandt sind, mit dem dazwischen angeordneten Schneiddrahtabschnitt CL stabilisieren, wobei durch ein einfaches Abtasten Wafer 5w, die eine hohe Qualität und eine zufriedenstellende Gleichmäßigkeit der Waferdicke sowie Oberflächenrauheit aufweisen, erhalten werden können.
Darüber hinaus kann gemäß der ersten Ausführungsform das Schneiden des Werkstücks 5 in die Wafer 5w sowie die Formkorrektur auf den Wafern 5w gemeinsam innerhalb derselben Vorrichtung durchgeführt werden. Dementsprechend ist eine Vorrichtung, die für die Schneid- und Formkorrektur bestimmt ist, nicht erforderlich, und es ist nicht notwendig, das Werkstück 5 vom Schneiden zu der Formkorrektur zu transportieren. Dies kann die Kosten und die Zeit für die Herstellung der Wafer 5w reduzieren.
Weiterhin werden gemäß der ersten Ausführungsform die Pfade der Drähte 3 der Schneiddrahtabschnitte CL, die zum Zeitpunkt des Schneidens verwendet werden, als Abtastpfade der Schneiddrahtabschnitte CL zum Zeitpunkt der Durchführung der Formkorrektur auf den Wafern 5w, die unvollständig geschnitten wurden, und die die Blätter, die während des Schneidvorgangs geformt wurden, verwendet. Infolgedessen ist es zum Zeitpunkt der Formkorrektur nur notwendig, das Werkstück 5 durch die aufsteigende/absteigende Stufe 10 in einer Richtung zu bewegen, die sich von der Bearbeitungsrichtung zum Zeitpunkt des Schneidens unterscheidet, und in einer Richtung, die der Bearbeitungsrichtung entgegengesetzt ist, wobei keine spezielle Gelegenheit für die Formkorrektur erforderlich ist. Die Struktur der Vorrichtung und ein Peripheriegerät der elektrischen Drahterodiervorrichtung können somit ohne Erhöhung der Betriebskosten vereinfacht werden.
Daher kann gemäß der ersten Ausführungsform eine Verbesserung der Bearbeitungsgenauigkeit erzielt werden, wenn gleichzeitig ein Halbleiterblock, der das Werkstück ist, in eine Vielzahl von Wafern geschnitten wird, sowie eine Verringerung der Zeit, die für die Formkorrektur, die durchgeführt wird, erforderlich ist, um die Bearbeitungsgenauigkeit zu verbessern. Das heißt, die Formkorrektur, die einmal durchgeführt wird, kann den auf den Waferoberflächen der durch das Schneiden gebildeten Blätter verbliebenen ungeschnittenen Teil, nämlich die unvollständig geschnittenen Wafer, sowie die von der Bearbeitung betroffenen Schicht entfernen; daher kann die Bearbeitungsgenauigkeit beim gleichzeitigen Schneiden der Wafer aus dem Halbleiterblock verbessert werden. Als Ergebnis kann ein Wafer mit hoher Qualität nahe einer endgültigen Spezifikation mit kleinen Fluktuationen in der Waferdicke und einer zufriedenstellenden Gleichförmigkeit in der Oberflächenrauigkeit in großen Mengen durch die einzelne Ingoschneidverarbeitung erhalten werden, wodurch eine hohe Produktivität des Wafers mit hoher Bearbeitungsgenauigkeit erreicht werden kann. Dies kann die Belastung aufgrund des Schleifens oder Polierens, das in einem Waferbearbeitungsvorgang durchgeführt wird, der ein nach dem Schneiden der Wafer durchgeführter Nachbearbeitungsvorgang ist, verringern und kann die gesamte Bearbeitungszeit und den für die Waferbearbeitung erforderlichen Aufbauvorgang reduzieren. Daher kann für den Wafer eine Kostenreduzierung erreicht werden.
Zweite Ausführungsform
In einer zweiten Ausführungsform wird eine Beschreibung eines Falles gegeben, bei dem während des Schneidens, das durch die Drahterodiervorrichtung 100 durchgeführt wird, eine elektrische Entladungsbearbeitungsbedingung eingestellt wird, auf der Basis des Betrags der Formkorrektur in Übereinstimmung mit der bearbeiteten Form aufgrund einer für eine elektrische Entladungsbearbeitung typischen Bearbeitungscharakteristik. 8 ist ein schematisches Diagramm, das eine äußere Form entlang einer Waferoberflächenrichtung des Wafers 5w, der unvollständig geschnitten worden ist und der erhalten wird, nachdem die Drahterodiervorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform einen Schneidvorgang an dem zylindrischen Werkstück 5 durchführt, veranschaulicht. Es ist zu beachten, dass nach dem Schneidvorgang der Wafer 5w noch mit dem Werkstück 5 durch die Verbindung 5a verbunden ist. Zu Referenzzwecken, zeigt 8 die Position des Schneiddrahtabschnitts CL zum Zeitpunkt des Schneidvorgangs. Darüber hinaus ist der Wafer 5w, der in 8 dargestellt ist, von oben nach unten von 8 geschnitten.
Die äußere Form eines Halbleiterwafers, der bei der Herstellung eines Halbleiterbauelements verwendet wird, ist normalerweise kreisförmig entlang der Waferoberflächenrichtung. Ein Halbleiterblock, aus dem der Halbleiterwafer hergestellt wird, wird zu einer zylindrischen Form bearbeitet. Der zylindrische Halbleiterblock wird dann senkrecht zur axialen Richtung des Halbleiterblocks von der Seite einer gekrümmten Umfangsfläche geschnitten und somit wird ein kreisförmiger Halbleiterwafer erhalten. Daher variiert während des Schneidens, das an dem Werkstück 5 durchgeführt wird, das der zylindrische Halbleiterblock ist, die Schnittlänge entsprechend dem bearbeiteten Abstand von der Schneidstartposition, wie in 8 dargestellt. Der bearbeitete Abstand ist ein Abstand, mit welchem der Schneiddrahtabschnitt CL der Drahterodiervorrichtung 100 eine Bearbeitung in einer Richtung durchführt, in der sich der Schneiddrahtabschnitt relativ zu dem Halbleiterblock, der das Werkstück 5 ist, bewegt und zwar in einer Schneidrichtung zum Zeitpunkt des Schneidens. Die Schnittlänge ist eine Länge, durch die der Schneiddrahtabschnitt CL der Drahterodiervorrichtung 100 einen Entladungsspalt bildet, während er dem Halbleiterblock in der Schneidrichtung zum Zeitpunkt des Schneidens gegenüberliegt.
Wenn die Bearbeitungsenergie aufgrund der elektrischen Entladung nicht entsprechend einer Änderung der Schnittlänge des Werkstücks 5 während der Drahterodierbearbeitung eingestellt wird, wird die Schnittfläche zu viel bearbeitet und wird eine reduzierte Dicke aufweisen, oder es wird zu viel der Schnittfläche verbleiben und somit wird die Schnittfläche eine erhöhte Dicke haben, was zu einer ungleichmäßigen Waferdicke führen wird; daher ist es schwierig, einen Halbleiterwafer mit einer flachen Waferoberfläche herzustellen. Jedoch wird die Form der Schnittfläche so korrigiert, dass einen Halbleiterwafer mit einer flachen Waferoberfläche erhalten werden kann, indem das Schneiden ausgesetzt und eine elektrische Entladungsbearbeitung auf der Schnittfläche, die bis zur Aussetzung des Schneidens ausgebildet ist, durchgeführt wird, wie in der ersten Ausführungsform beschrieben ist.
9 ist eine Längsschnittansicht der Wafer 5w, die unvollständig geschnitten worden sind und die erhalten werden, nachdem die Drahterodiervorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform den Schneidvorgang an dem zylindrischen Werkstück 5 durchführt. 9 zeigt den Längsschnitt entlang der Mitte des Durchmessers der Wafer 5w in Laufrichtung der Drähte 3. Es ist zu beachten, dass die Wafer 5w nach dem Schneidvorgang noch durch die Anschlüsse 5a mit dem Werkstück 5 verbunden sind. 10 ist eine Querschnittsansicht der Wafer 5w, die unvollständig geschnitten worden sind und die erhalten werden, nachdem die Drahterodiervorrichtung 100 gemäß der zweiten Ausführungsform den Schneidvorgang auf dem zylindrischen Werkstück 5 durchführt. 10 zeigt den Querschnitt entlang der Mitte des Durchmessers der Wafer 5w in Schneidrichtung. Pfeile in 9 zeigen Pfade der Schneiddrahtabschnitte CL, d.h. Bahnen, entlang denen die Schneiddrahtabschnitte CL passieren.
Wenn der Schneidvorgang an den Wafern 5w durchgeführt wird, entspricht die Schnittlänge an einer Bearbeitungsposition, die 10% des Durchmessers des zylindrischen Werkstücks 5 in Schneidrichtung entspricht, 60% des Durchmessers des Werkstücks 5. Das heißt, die Schnittlänge ändert sich von 0% bis 60% des Durchmessers des Werkstücks 5, während sich der bearbeitete Abstand von der Schneidstartposition von 0% bis 10% des Durchmessers des Werkstücks 5 ändert. Bei diesem Bearbeitungsabschnitt ändert sich die Schnittlänge weitgehend in Bezug auf den bearbeiteten Abstand, während es gleichzeitig nicht einfach ist, die Strömung der Bearbeitungsflüssigkeit durch die bearbeiteten Rillen GR konstant zu machen, wobei jeder Draht 3 des Schneiddrahtabschnittes CL zum Vibrieren neigt. Der Bearbeitungsbereich ist somit ein Bereich, in dem es schwierig ist, die Bearbeitungsenergie der elektrischen Entladung zu steuern.
Daher neigt der Wafer 5w, der unvollständig geschnitten worden ist und der durch Schneiden des Werkstücks 5 erhalten wird, dazu, in einem Teil dick zu sein, wo die Schnittlänge stark ansteigt oder abnimmt, wie dies schematisch in 9 dargestellt ist. Die Schnittlänge erstreckt sich jedoch bis zu 80% des Durchmessers des Werkstücks 5, wenn der bearbeitete Abstand auf lediglich 20% des Durchmessers des zylindrischen Werkstücks 5 erhöht wird. Von nun an nimmt die Schnittlänge allmählich zu, bis die Bearbeitungsposition eine Position erreicht, bei der der bearbeitete Abstand 50% des Durchmessers des Werkstücks 5 beträgt, d.h. der Durchmesserabschnitt des Werkstücks 5; daher ist eine Änderung in der Waferdicke verringert.
Auf der anderen Seite, bis das Schneiden ausgesetzt ist, nachdem der bearbeitete Abstand die Position überschreitet, die 50% des Durchmessers des zylindrischen Werkstücks 5 entspricht, ändert sich die Schnittlänge in einem Muster, das entgegengesetzt zu diesem ist, das vom Beginn des Schneidens bis die Bearbeitungsposition eine Position erreicht, bei der der bearbeitete Abstand 50% des Durchmessers des zylindrischen Werkstücks 5 entspricht.
Darüber hinaus entspricht, wie schematisch in 10 gezeigt ist, die Schnittform entlang der Laufrichtung des Drahtes 3 des Schneiddrahtabschnitts CL einer Form, mit der eine Seitenschwingung in einem eindimensionalen Modus mit einem Teil des Drahtes 3, der von den Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b als Knoten getragen wird, übertragen wird. Dementsprechend steigt der Betrag der Bearbeitung am meisten an dem Durchmesserabschnitt des Wafers 5w an, nämlich an der Position, bei der der bearbeitete Abstand 50% des Durchmessers des zylindrischen Werkstücks 5 entspricht, wo ein Unterschied in der Dicke der Waferoberfläche in Bezug auf andere Teile zunimmt. Es soll beachtet werden, dass der Unterschied in der Dicke innerhalb der Schnittfläche des Wafers 5w entlang der Schneidrichtung größer als die Laufrichtung des Drahtes 3 ist.
Ein Unterschied in der Form der Schnittflächen der Wafer 5w wird verbessert, indem die Bearbeitungsenergie aufgrund der elektrischen Entladung entsprechend der Position der Schneiddrahtabschnitte CL auf dem Werkstück 5 zum Zeitpunkt des Schneidens gesteuert wird. Um die Bearbeitungsgenauigkeit der Form der Schnittflächen der Wafer 5w weiter zu verbessern, um die Bearbeitungsgenauigkeit hinsichtlich der Form der Schnittflächen der Wafer 5w weiter zu verbessern, ist es jedoch wirksam, eine Formkorrektur durchzuführen, bei der die Schneiddrahtabschnitte CL ein Abtasten auf den Schnittflächen der Wafer 5w, die unvollständig geschnitten worden sind, durchführen, während eine elektrische Entladungsbearbeitung darauf wieder durchgeführt wird, um die Schnittflächen der Wafer 5w zu glätten. Es ist zu beachten, dass nach der Formkorrektur die Verbindungen 5a durch Schneiden in einem Verbindungsentfernungsvorgang entfernt werden, wobei gleichzeitig mehrere Wafer 5w hergestellt werden, indem jeder Wafer 5w von dem Werkstück 5 getrennt wird.
Wie bei der ersten Ausführungsform führen die Schneiddrahtabschnitte CL während der Formkorrektur eine Abtastung durch, während eine elektrische Entladungsbearbeitung durchgeführt wird, indem die Pfade der Schneiddrahtabschnitte CL, die mit den Pfaden zum Zeitpunkt des Schneidens identisch sind, verwendet werden. Eine Veränderung der Dicke sowie ein Unterschied in der Form der Wafer 5w, die unvollständig geschnitten wurden, variieren in Abhängigkeit von der elektrischen Entladungsbearbeitungsbedingung zum Zeitpunkt des Schneidens, und somit muss die elektrische Entladungsbearbeitungsbedingung entsprechend dem Betrag der Formkorrektur angepasst werden. Es ist zu beachten, dass die Schnittflächen der Wafer 5w, die unvollständig geschnitten worden sind, eine Form aufgrund einer Charakteristik der Drahterodierbearbeitung, wie in den 9 und 10 gezeigt, aufweisen, während sie sich in dem Grad der Dicke unterscheiden; daher kann man sich für den Zeitpunkt, zu dem die Bearbeitungsbedingung geändert werden kann, auf die in 8 dargestellte Position beziehen.
Die Bearbeitungsgeschwindigkeit zum Zeitpunkt des Schneidens ist in einem Bereich, in dem beispielsweise die Änderung der Schnittlänge relativ zum bearbeiteten Abstand groß ist, relativ reduziert. Die Bearbeitungsgeschwindigkeit wird in einem Schneidanfangsbereich, in dem sich der bearbeitete Abstand zu der Position, die 20% des Durchmessers des Wafers 5w aus der Schneidstartposition erstreckt, relativ verringert und in einem Schneidendbereich, in dem der verbleibende Abstand des bearbeiteten Abstandes der Position weg von einer endgültigen Schneidendposition um 20% des Durchmessers der Wafer 5w entspricht. Hierbei ist der Durchmesser der Wafer 5w der gleiche wie der Durchmesser des zylindrischen Werkstücks 5. Darüber hinaus ist zum Zeitpunkt des Schneidens die Bearbeitungsgeschwindigkeit in einem Bereich, der sich außerhalb des vorgenannten Bereichs befindet, und bei dem die Änderung der Schnittlänge relativ zu dem bearbeiteten Abstand klein ist, relativ erhöht. Die elektrische Entladungsbearbeitung wird auf einen dicken Teil der in 9 dargestellten Wafer 5w in dem Bereich, in dem die niedrige Bearbeitungsgeschwindigkeit eingestellt ist, fokussiert. Das heißt, die elektrische Entladungsbearbeitung wird auf den dicken Teil auf jeder der oberen und unteren Seiten des in 8 dargestellten Wafers 5w fokussiert. Dann wird in dem Bereich, in dem die hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit eingestellt ist, die Bearbeitung auf einen dicken Teil der in 10 dargestellten Wafer 5w fokussiert. Das heißt, die elektrische Entladungsbearbeitung wird auf den dicken Teil auf jeder der rechten und linken Seiten des in 8 dargestellten Wafers 5w fokussiert. Die Formkorrektur wird als Ergebnis effizient auf den Wafern 5w durchgeführt.
Ein Unterschied in der Dicke innerhalb der Waferoberflächen der Wafer 5w ist entlang der Bearbeitungsrichtung größer als die Laufrichtung der Drähte 3. Dementsprechend kann zum Zeitpunkt der Bearbeitung des dicken Teils der in 10 dargestellten Wafer 5w, die Formkorrektur definitiv auf den Schnittflächen durchgeführt werden, selbst wenn die Bearbeitungsgeschwindigkeit höher eingestellt ist als die zum Zeitpunkt der Bearbeitung des dicken Teils der in 9 dargestellten Wafer 5w. Das heißt, die Bearbeitungsgeschwindigkeit in dem Bereich, in dem die Änderung der Schnittlänge relativ zu dem bearbeiteten Abstand klein ist, wird erhöht, um die Formkorrektur auf den Schnittflächen effizient durchführen zu können. Die Steuerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit wird noch wirksamer, wenn die Formkorrektur gleichzeitig auf zwei geschnittenen Flächen, die einander zugewandt sind, durchgeführt wird, wobei der Schneiddrahtabschnitt CL dazwischen angeordnet ist, wodurch die Kosten der Wafer 5w verringert werden können.
Wenn man darüber hinaus die für die Formkorrektur erforderliche Zeit weiter reduzieren möchte, wird die Bearbeitungsgeschwindigkeit in einem Schneidstartbereich relativ reduziert, in dem die Änderung der Schnittlänge die größte bezüglich der bearbeiteten Distanz ist und in der der bearbeitete Abstand von der Schneidstartposition 10% oder weniger des Durchmessers der Wafer 5w beträgt, und in einem Schneidendbereich, in dem der verbleibende Abstand des bearbeiteten Abstandes zu einer endgültigen Schneidendposition 10% oder weniger des Durchmessers der Wafer 5w entspricht. Darüber hinaus ist die Bearbeitungsgeschwindigkeit in einem Bereich, der sich außerhalb des vorgenannten Bereichs befindet, bei dem die Änderung der Schnittlänge relativ zu dem bearbeiteten Abstand klein ist, relativ erhöht. Das heißt, die Abtastgeschwindigkeit in Schneidrichtung der Schneiddrahtabschnitte CL wird im äußeren Randbereich der Schnittflächen relativ verringert, welcher Randbereich sich von der Position aus, an der der bearbeitete Abstand von beiden Enden des Werkstücks 5 10% der Durchmesser des Werkstücks 5 entspricht, zu beiden Enden des Werkstücks 5 entlang der Schneidrichtung zum Zeitpunkt des Schneidens erstreckt. Dann wird in einem Bereich, der den äußeren Randbereich der Schnittflächen entlang der Schneidrichtung zum Zeitpunkt des Schneidens ausschließt, die Abtastgeschwindigkeit in der Schneidrichtung der Schneiddrahtabschnitte CL relativ erhöht. Infolgedessen kann die Formkorrektur effizienter in kurzer Zeit durchgeführt werden.
Die Formkorrektur kann auf den Waferoberflächen der Wafer 5w unzureichend durchgeführt werden, wenn der Bereich, in dem die Bearbeitungsgeschwindigkeit relativ reduziert ist, ein Schneidstartbereich ist, in dem der bearbeitete Abstand von der Schneidstartposition weniger als 10% des Durchmessers der Wafer 5w und ein Schneidendbereich entspricht, in dem der verbleibende Abstand des bearbeiteten Abstandes zu einer endgültigen Schneidendposition weniger als 10% des Durchmessers der Wafer 5w entspricht. Darüber hinaus kann die Formkorrektur nicht effizient auf den Waferoberflächen der Wafer 5w durchgeführt werden, wenn der Bereich, in dem die Bearbeitungsgeschwindigkeit relativ erhöht ist, ein Bereich ist, bei dem der bearbeitete Abstand von der Schneidstartposition mehr als 20% des Durchmessers der Wafer 5w und einem Bereich entspricht, in dem der verbleibende Abstand des bearbeiteten Abstandes zur endgültigen Schneidendposition größer als 20% des Durchmessers der Wafer 5w ist.
Wie oben beschrieben, wird bei der zweiten Ausführungsform die Bearbeitungsgeschwindigkeit in dem Bereich, in dem die Änderung der Schnittlänge relativ zu dem bearbeiteten Abstand groß ist, relativ verringert, wohingegen die Bearbeitungsgeschwindigkeit in dem Bereich, in dem die Änderung der Schnittlänge relativ zu dem bearbeiteten Abstand während der Formkorrektur, die an den Schnittflächen der Wafer 5w gemäß der Bearbeitungscharakteristik aufgrund der bei der elektrischen Entladungsbearbeitung typischen Biegung des Drahtes, durchgeführt wird, relativ erhöht ist. Daher kann gemäß der zweiten Ausführungsform die Formkorrektur gleichzeitig und effizient auf den zwei geschnittenen Flächen, die einander zugewandt sind, durchgeführt werden, wobei der Draht 3 dazwischen angeordnet ist.
Dritte Ausführungsform
Wie oben beschrieben, verwendet die Drahterodiervorrichtung 100 die Drahtpressabschnitte 9a und 9b, um ein Verschieben in der Position der Schneiddrahtabschnitte CL, das durch die Änderung des Pressens der Schneiddrahtabschnitte CL gegen die Dämpfungsführungsrollen 7a und 7b verursacht wird, zu verhindern. Jedoch können sich die Pfade der Schneiddrahtabschnitte CL zum Zeitpunkt der Formkorrektur von den Pfaden der Schneiddrahtabschnitte CL zum Zeitpunkt des Schneidens, aufgrund der Bearbeitungscharakteristik, die durch das für die Drahterodiervorrichtung typisches Biegen des Drahtes verursacht wird, verschieben; daher kann die elektrische Entladungsbearbeitung in Richtung einer der Wafer 5w, die unvollständig geschnitten worden sind, vorgespannt sein und somit wird eine Situation möglicherweise verursacht, wo es schwierig ist, dass die Schneiddrahtabschnitte CL gleichzeitig durch die Schneiddrahtabschnitte CL geformt werden, um gleichzeitig eine Formkorrektur durchzuführen. In einer dritten Ausführungsform wird eine Änderung in einer elektrischen Entladungsbearbeitungsbedingung beschrieben, um in der Lage zu sein, mit der oben erwähnten Situation umzugehen und die Vorspannung in der Frequenz der elektrischen Entladungsbearbeitung, die zum Zeitpunkt der Formkorrektur durchgeführt wird, zu verringern.
Die Rauigkeit einer bearbeiteten Oberfläche ist ein wichtiger Qualitätsfaktor beim Schneiden eines Werkstücks. Wenn jedoch ein Waferschneiden durchgeführt wird, um einen Wafer zu schneiden, ist eine Veränderung der Dicke innerhalb der bearbeiteten Oberfläche jedes zu schneidenden Wafers ein wichtigerer Qualitätsfaktor. Das heißt, selbst wenn die Rauigkeit der bearbeiteten Oberfläche akzeptabel ist, macht es eine große Variation der Dicke innerhalb der bearbeiteten Oberfläche erforderlich, die Dicke in Übereinstimmung mit dem dünnsten Teil eines einzelnen Wafers zum Zeitpunkt des Schleifens, der in einer Nachbearbeitung durchgeführt wird, gleichmäßig zu machen, um den Wafer flach zu machen. Daher wird die Belastung eines Schleifvorganges während der Nachbearbeitung erhöht, wenn eine große Variation der Waferdicke vorliegt.
Es ist daher wichtig, die Variation der Dicke des einzelnen Wafers zu verringern, sogar indem die Rauigkeit der bearbeiteten Oberfläche des Wafers bis zu einem gewissen Grad geopfert wird. Dementsprechend kann die Formkorrektur auch dann, wenn ein Entladungsspalt geändert wird, gleichzeitig auf zwei Wafern, die unvollständig geschnitten wurden und die einander gegenüberliegen, , wobei der Schneiddrahtabschnitt CL dazwischen angeordnet ist, durch Absorbieren eines Einflusses der Änderung in dem Entladungsspalt, durchgeführt werden, um die Vorspannung in der Frequenz der elektrischen Entladungsbearbeitung zu verringern. Das heißt, dass der Entladungsspalt zwischen dem Schneiddrahtabschnitt CL und den geschnittenen Flächen der beiden Wafer, die unvollständig geschnitten wurden und die einander gegenüberliegen, wobei der Schneiddrahtabschnitt CL dazwischen angeordnet ist, auf einer Seite verringert und auf einer anderen Seite vergrößert wird, wenn der Schneiddrahtabschnitt CL näher an einer der Schnittflächen ist. In diesem Fall wird die Formkorrektur durchgeführt, während eine elektrische Entladungsbearbeitung unter einer Bearbeitungsbedingung für einen Fall mit einem Entladungsspalt, der größer oder gleich dem erhöhten Entladungsspalt ist, durchgeführt wird.
Das heißt, zum Zeitpunkt der Formkorrektur ist mindestens eine der Bearbeitungsbedingungen größer als die zum Zeitpunkt des Schneidens eingestellt, um den Bereich der elektrischen Entladung zu erhöhen, d.h. einen Abstand, der durch eine elektrische Entladung erreicht wird, wobei die Bearbeitungsbedingungen die angelegte Spannung, die über jeden Schneiddrahtabschnitt CL und das Werkstück 5 angelegt wird, einen Spitzenbearbeitungsstrom pro elektrischer Entladung und eine Entladungsimpulsbreite umfassen. Die Erfinder haben durch Experimentieren festgestellt, dass eine Einstellung auf diese Bearbeitungsbedingungen einen Zustand verbessern kann, bei dem ein geringer Unterschied in dem Entladungsspalt einen Unterschied in der Frequenz der elektrischen Entladung und einen Unterschied in dem Betrag der Formkorrektur, die durch die Formkorrektur unter der elektrischen Entladungsbearbeitungsbedingung zum Zeitpunkt des Schneidens durchgeführt wird, bewirkt. Infolgedessen kann die Einstellung auf diese Bearbeitungsbedingungen den Bereich der elektrischen Entladung erhöhen, nämlich den Abstand, der durch elektrische Entladung erreicht wird; daher verursacht ein geringer Unterschied in der Entladungslücke nicht den Unterschied in der Häufigkeit des Auftretens der elektrischen Entladung, nämlich der Vorspannung in der Frequenz der elektrischen Entladungsbearbeitung, und somit kann die Formkorrektur gleichzeitig auf den Schnittflächen der beiden Wafer, die unvollständig geschnitten wurden durchgeführt werden.
Es wird ein Beispiel für die Einstellung der Bearbeitungsbedingung dargestellt, wenn das Werkstück 5 ein Halbleiterblock ist. Die angelegte Spannung wird zum Zeitpunkt des Schneidens auf 100 V und zum Zeitpunkt der Formkorrektur auf etwa 105 V bis 110 V eingestellt, so dass der Schneiddrahtabschnitt CL die Formkorrektur gleichzeitig auf den beiden einander gegenüberliegenden Schnittflächen bei Einzelabtastung durchführen kann, ohne dass eine elektrische Entladung an einer der beiden Schnittflächen, die einander zugewandt sind, wobei der Schneiddrahtabschnitt CL dazwischen angeordnet ist, erfolgt. Darüber hinaus wird der Spitzenbearbeitungsstrom zum Zeitpunkt des Schneidens auf 3 A bis 4 A pro elektrischer Entladung und etwa 5A bis 7 A zum Zeitpunkt der Formkorrektur eingestellt, um so zu ermöglichen, dass der Schneiddrahtabschnitt CL gleichzeitig die Formkorrektur auf den beiden einander gegenüberliegenden geschnittenen Flächen in einer Einzelabtastung durchführt. Weiterhin wird die Entladungsimpulsbreite zum Zeitpunkt des Schneidens auf 0,6 µs und zum Zeitpunkt der Formkorrektur auf 1.8 µs to 3 µs eingestellt, um so zu ermöglichen, dass die beiden einander gegenüberliegenden Schnittflächen gleichzeitig der Formkorrektur unterworfen werden. Diese Bearbeitungsbedingungen sind nicht besonders eingeschränkt, können aber je nach den Bedingungen, wie Art und Dicke der verwendeten Drähte 3 sowie dem Material des Werkstücks 5, entsprechend angepasst werden.
Es ist zu beachten, dass gemäß dem Experiment der Erfinder die Rauigkeit der Waferoberfläche eines Wafers, der während des Schneidens eines aus Siliciumcarbid hergestellten Blocks geschnitten wird, etwas mehr verringert wird, wenn der Spitzenbearbeitungsstrom zum Zeitpunkt der Formkorrektur erhöht wird, als wenn der Spitzenbearbeitungsstrom zum Zeitpunkt der Formkorrektur nicht erhöht wird. Jedoch wird die Dicke einer bearbeiteten Schicht aufgrund einer Materialcharakteristik nicht erhöht. Obwohl ein zu entfernender Bereich aufgrund der Zunahme des Spitzenbearbeitungsstroms zunimmt, was zu einer Erhöhung der Breite einer bearbeiteten Rille führt, nämlich die zu schneidende Breite, wird aufgrund der thermischen Wirkung die bearbeitete Schicht selbst nicht größer; daher wird die Schleifmenge, die bei einer Nachbearbeitung durch Schleifen entsteht, nicht erhöht.
Gemäß der oben beschriebenen dritten Ausführungsform wird die elektrische Entladungsbearbeitungsbedingung zum Zeitpunkt der Formkorrektur eingestellt, um den Bereich der elektrischen Entladung zum Zeitpunkt der Formkorrektur zu erhöhen. Infolgedessen wird, wie bei den vorgenannten Ausführungsformen, eine elektrische Entladungsbearbeitung durchgeführt, während der Schneiddrahtabschnitt CL eine Abtastung entlang des Pfades des Drahtes 3 des Schneiddrahtabschnitts CL durchführt, der mit dem Pfad identisch ist, der zum Zeitpunkt des Schneidens verwendet wird, um so zu ermöglichen, dass die Formkorrektur gleichzeitig auf den beiden geschnittenen Flächen, die einander zugewandt sind, durchgeführt wird, wobei der Schneiddrahtabschnitt CL dazwischen angeordnet ist. Daher kann gemäß der dritten Ausführungsform die Formkorrektur auf der Form des Wafers effizient durchgeführt werden, um die Kosten des Wafers verringern zu können.
Die Konfiguration gemäß den vorgenannten Ausführungsformen veranschaulicht lediglich ein Beispiel des Inhalts der vorliegenden Erfindung und kann somit mit einer anderen bekannten Technik kombiniert oder teilweise weggelassen und/oder modifiziert werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Bezugszeichenliste

1a, 1b, 1c, 1d: Hauptführungsrolle,
2: Drahtvorschubspule,
3: Draht,
4: Drahtaufwickelspule,
5: Werkstück,
5a: Anschluss,
5b: unebener Teil,
5W: Wafer,
6a, 6b, 6c, 6d: Stromversorgungskontakt
7a, 7b: Dämpfungsrolle
8, 8a, 8b: Düse,
9a, 9b: Drahtpressabschnitt,
10 a: aufsteigende/absteigende Stufe,
11: Netzteil,
12: Speiseleitung,
13: Halteelement,
14: Steuerung,
21: Drahtführungsnut,
22: Drahtpressvorsprung,
31: bearbeitete Fläche,
32: bearbeitete Fläche,
100: elektrische Drahterodiervorrichtung
CL: Schneiddrahtabschnitt,
GR: bearbeitete Rille,
K: Stromzuführungskontakt,
PS: paralleler Drahtabschnitt.

Claims

Elektrische Drahterodiervorrichtung (100), die eine elektrische Entladung zwischen einem Werkstück (5) und einer Drahtelektrode (3) erzeugt und eine elektrische Entladungsbearbeitung an dem Werkstück (5) mit Energie aufgrund der elektrischen Entladung durchführt, wobei die elektrische Drahterodiervorrichtung (100) umfasst: eine Mehrzahl von parallelen Drahtabschnitten (PS), die durch Herumführen eines Stücks der Drahtelektrode (3) um eine Vielzahl von Führungsrollen (1a bis 1d) gebildet sind und einen dem Werkstück (5) zugewandten Bereich aufweisen; ein Paar von Dämpfungsführungsrollen (7a, 7b), die parallel zu den Führungsrollen (1a bis 1d) vorgesehen sind und eine Vielzahl von gedämpften Schneiddrahtabschnitten (CL) innerhalb der parallelen Drahtabschnitte (PS) bildet; ein Paar von Drahtpressabschnitten (9a, 9b), die parallel zu dem Paar von Dämpfungsführungsrollen und diesen über den parallelen Drahtabschnitten (PS) gegenüberliegend vorgesehen sind, die die parallelen Drahtabschnitte (PS) gegen das Paar von Dämpfungsführungsrollen (7a, 7b) drücken; eine Energiequelle (11) zum Anlegen einer Spannung über jeden der parallelen Drahtabschnitte (PS) und das Werkstück (5), das so angeordnet ist, dass es den Schneiddrahtabschnitten (CL) zugewandt ist; eine Bewegungseinheit (10), um das Werkstück (5) relativ zu den Schneiddrahtabschnitten (CL) zu bewegen; und eine Steuerung (14), um einen Betrieb der elektrischen Drahterodiervorrichtung (100) zu steuern, wobei die Steuerung (14) die Schneid- und Formkorrektur unter verschiedene Bearbeitungsbedingungen steuert, das Schneiden durchgeführt wird, um gleichzeitig eine Vielzahl von Wafern (5w) zu schneiden, durch Durchführen einer elektrischen Entladungsbearbeitung, während das Werkstück (5) relativ zu den Schneiddrahtabschnitten (CL) bewegt wird und eine Verbindung (5a) hinterlässt, bei der ein Teil jeder der Wafer (5w), die unvollständig geschnitten sind, noch mit dem Werkstück verbunden ist; und die Formkorrektur durchgeführt wird, wobei eine Bewegungsbahn der Schneiddrahtabschnitte (CL) identisch ist zu der Bewegungsbahn des vorausgegangenen Schneidvorgangs, um die beim Schneidvorgang erzeugten Schnittflächen zu korrigieren.
Elektrische Drahterodiervorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Bearbeitungsbedingung wenigstens eine von mehreren Bedingungen, wie eine angelegte Spannung, die über die Schneiddrahtabschnitte (CL) und das Werkstück (5) angelegt ist, einen Spitzenbearbeitungsstrom pro elektrischer Entladung, eine Entladungspulsbreite der elektrischen Entladung und eine Bearbeitungsgeschwindigkeit umfasst.
Elektrische Drahterodiervorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei die Steuerung (14) eine Steuerung ausführt, um wenigstens eine von mehreren Bedingungen bei der Formkorrektur größer einzustellen als bei dem Schneiden, wobei die Bedingungen die angelegte Spannung, den Spitzenbearbeitungsstrom pro elektrischer Entladung und eine Entladungspulsbreite der elektrischen Entladung umfassen.
Elektrische Drahterodiervorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Werkstück (5) eine zylindrische Form aufweist, und die Steuerung (14) bei der Formkorrektur eine Abtastgeschwindigkeit eines Abtastens der Schneiddrahtabschnitte (CL) in Schneidrichtung der Schneiddrahtabschnitte (CL) in einem äußeren Randbereich der Schnittflächen, der sich von beiden Enden des Werkstücks (5) zu einer Position erstreckt, in der ein bearbeiteter Abstand von beiden Enden 10% eines Durchmessers des Werkstücks (5) entlang der Schneidrichtung zu einem Zeitpunkt des Schneidens entspricht, verringert und eine Abtastgeschwindigkeit in Schneidrichtung der Schneiddrahtabschnitte (CL) in einem Bereich, ohne den äußeren Randbereich der Schnittflächen, relativ erhöht.
Elektrische Drahterodiervorrichtung (100), die eine elektrische Entladung zwischen einem Werkstück (5) und einer Drahtelektrode (3) erzeugt und eine elektrische Entladungsbearbeitung auf dem Werkstück (5) mit Energie aufgrund der elektrischen Entladung durchführt, wobei die elektrische Drahterodiervorrichtung (100) umfasst: eine Vielzahl von parallelen Drahtabschnitten (PS), die durch Wickeln eines Stücks der Drahtelektrode (3) um eine Vielzahl von Führungsrollen (1a bis 1d) gebildet sind und einen dem Werkstück (5) zugewandten Bereich aufweisen; eine Stromquelle (11) zum Anlegen einer Spannung über jeden der parallelen Drahtabschnitte (PS) und das Werkstück (5), das so angeordnet ist, dass es den parallelen Drahtabschnitten (PS) zugewandt ist; eine Bewegungseinheit (10), um das Werkstück (5) relativ zu den parallelen Drahtabschnitten (PS) zu bewegen; und eine Steuerung (14), um einen Betrieb der elektrischen Drahterodiervorrichtung (100) zu steuern, wobei die Steuerung (14) die Schneid- und Formkorrektur unter verschiedenen Bearbeitungsbedingungen steuert, wobei das Schneiden durchgeführt wird, um gleichzeitig eine Vielzahl von Wafern (5w) zu schneiden, indem eine elektrische Entladungsbearbeitung durchgeführt wird, während das Werkstück (5) relativ zu den parallelen Drahtabschnitten (PS) bewegt wird, und eine Verbindung (5a) hinterlässt, bei der ein Teil der Wafer (5w), die unvollständig geschnitten sind, noch mit dem Werkstück (5) verbunden ist; und die Formkorrektur durchgeführt wird, wobei eine Bewegungsbahn der Schneiddrahtabschnitte (CL) identisch ist zu der Bewegungsbahn des vorausgegangenen Schneidvorgangs, um die beim Schneidvorgang erzeugten Schnittflächen zu korrigieren.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers durch Erzeugen einer elektrischen Entladung zwischen einer Vielzahl von laufenden Schneiddrahtabschnitten (CL) und einem aus einem Halbleitermaterial hergestellten Werkstück (5), durch Durchführen einer elektrischen Entladungsbearbeitung an dem Werkstück mit Energie aufgrund der elektrischen Entladung, und ein gleichzeitiges Schneiden des Werkstücks (5) in eine Vielzahl von Wafern (5w), wobei das Verfahren umfasst: Bilden der Schneiddrahtabschnitte (CL), die gedämpft werden, indem eine Vielzahl von Drahtgliedern (3), die parallel zueinander verlaufen, zwischen einem Paar von Dämpfungsführungsrollen (7a, 7b) und einem Paar von Drahtpressabschnitten (9a, 9b) angeordnet sind; ein Schneidvorgang zum Durchführen eines Schneidens des gleichzeitigen Schneidens des Werkstücks (5) in die Wafer (5w) durch Durchführen einer elektrischen Entladungsbearbeitung während der Bewegung des Werkstücks (5) relativ zu den Schneiddrahtabschnitten (CL) und Durchführen des Schneidens, während eine Verbindung (5a), bei der ein Teil jedes der Wafer (5w), die unvollständig geschnitten sind, immer noch mit dem Werkstück (5) verbunden ist, belassen wird; und einen Formkorrekturvorgang, wobei eine Bewegungsbahn der Schneiddrahtabschnitte (CL) identisch ist zu der Bewegungsbahn des vorausgegangenen Schneidvorgangs, um die beim Schneidvorgang erzeugten Schnittflächen zu korrigieren, wobei eine Bearbeitungsbedingung sich zwischen dem Schneidvorgang und dem Formkorrekturprozess unterscheidet.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers nach Anspruch 6, wobei die Bearbeitungsbedingung mindestens eine der Bedingungen ist: angelegte Spannung, die über die Schneiddrahtabschnitte (CL) und das Werkstück (5) angelegt wird, Spitzenbearbeitungsstrom pro elektrischer Entladung, Entladungspulsbreite der elektrischen Entladung und Bearbeitungsgeschwindigkeit.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers nach Anspruch 7, wobei der Formkorrekturvorgang das Einstellen von wenigstens einer von mehreren Bedingungen umfasst, die größer ist als bei dem Formkorrekturvorgang während des Schneidens, wobei die Bedingungen die die angelegte Spannung, den Spitzenbearbeitungsstrom pro elektrischer Entladung und eine Entladungspulsbreite der elektrischen Entladung umfassen.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers nach Anspruch 6, wobei das Werkstück (5) eine zylindrische Form aufweist, und der Formkorrekturvorgang umfasst: eine relative Verringerung einer Abtastgeschwindigkeit eines Abtastens der Schneiddrahtabschnitte (CL) in der Schneidrichtung der Schneiddrahtabschnitte (CL) in einem äußeren Randbereich der Schnittflächen, der sich von beiden Enden des Werkstücks (5) zu einer Position erstreckt, in der ein bearbeiteter Abstand von beiden Enden 10% eines Durchmessers des Werkstücks (5) entlang der Schneidrichtung zu einem Zeitpunkt des Schneidens entspricht; und eine relative Erhöhung einer Abtastgeschwindigkeit in Schneidrichtung der Schneiddrahtabschnitte (CL) in einem Bereich mit Ausnahme des äußeren Randbereichs der Schnittflächen.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers nach einem der Ansprüche 6 bis 9, ferner umfassend: einen Verbindungsentfernungsvorgang zum Entfernen der Verbindung (5a) nach dem Formkorrekturprozess, wobei eine Vielzahl von Wafern (5w) aus dem Werkstück (5) hergestellt werden.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei das Werkstück (5) aus einem Halbleitermaterial besteht, das mindestens eine Carbid-Komponente und/oder eine Nitrid-Komponente aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterwafers durch Erzeugen einer elektrischen Entladung zwischen mehreren laufenden parallelen Drahtabschnitten (PS) und einem aus einem Halbleitermaterial hergestellten Werkstück (5), das eine elektrische Entladungsbearbeitung am Werkstück (5) mit Energie aufgrund der elektrischen Entladung durchführt und Schneiden des Werkstücks (5) gleichzeitig in eine Vielzahl von Wafern (5w), wobei das Verfahren umfasst: einen Schneidvorgang zum gleichzeitigen Schneiden des gleichzeitigen Schneidens des Werkstücks (5) in die Wafer (5w) durch Durchführen einer elektrischen Entladungsbearbeitung während des Bewegens des Werkstücks (5) relativ zu den parallelen Drahtabschnitten (PS) und Durchführen des Schneidens unter Verlassen einer Verbindung (5a), an der ein Teil jedes der Wafer (5w), die unvollständig geschnitten sind, noch mit dem Werkstück (5) verbunden ist; und ein Formkorrekturverfahren, wobei eine Bewegungsbahn der Schneiddrahtabschnitte (CL) identisch ist zu der Bewegungsbahn des vorausgegangenen Schneidvorgangs, um die beim Schneidvorgang erzeugten Schnittflächen zu korrigieren, wobei eine Bearbeitungsbedingung sich zwischen dem Schneidvorgang und dem Formkorrekturprozess unterscheidet.