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Technisches Gebiet
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Ausführungsformen betreffen eine Drahtsägevorrichtung.
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Hintergrundtechnik
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Um einen Wafer aus einem monokristallinen Siliziumblock zu erlangen, gibt es eine Drahtsägevorrichtung, die den Block unter Verwendung eines Drahts sägt. Eine vorhandene Drahtsägevorrichtung sägt einen Block durch Bewegen eines Drahts mit hoher Geschwindigkeit, während Suspension an den Draht zugeführt wird, wodurch eine gewünschte Form des Wafers erlangt wird.
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Jedoch fällt Suspension, die von dem Bereich, in dem der Block und der Draht in der Anfangsphase, in der begonnen wird, den Block zu sägen, in Kontakt miteinander sind, verteilt wird, frei, während Suspension, die von dem Bereich verteilt wird, in dem der Block und der Draht ab der mittleren Phase nach der Anfangsphase in Kontakt miteinander sind, nicht frei fällt, aber eine schädliche Wirkung auf das Sägen des Blocks hat, wodurch ein starkes Verziehen bewirkt wird. Verziehen ist eine der wichtigen Eigenschaften in Bezug auf das Schneiden eines Halbleiterwafers und muss weiter verringert werden, um die Nachfrage nach einer erhöhten Produktqualität zu erfüllen.
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US 2013 / 0 327 308 A1 und
US 2013 / 0 081 606 A1 beschreiben eine Drahtsägevorrichtung, um Ingot-Blöcke zu schneiden, die weiterhin einen Draht, eine Blockfördereinheit, eine Düse und eine Abblockeinheit für verteilte Suspension umfasst.
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Technische Aufgabe
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Ausführungsformen stellen eine Drahtsägevorrichtung mit verringertem Verziehen bereit.
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Technische Lösung
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Eine Drahtsägevorrichtung gemäß einer Ausführungsform kann einen Draht umfassen, der aufgebaut ist, um einen Block zu schneiden, eine Blockfördereinheit, die aufgebaut ist, um den Block zu dem Draht zu befördern, eine Düse, die aufgebaut ist, um Suspension an den Draht zuzuführen, und eine Abblockeinheit für verteilte Suspension, die oberhalb des Blocks, der durch den Draht gesägt wird, und neben ihm angeordnet ist und aufgebaut ist, um wenigstens etwas von der Suspension, die von einer seitlichen Oberfläche des Blocks, der durch den Draht geschnitten wird, verteilt wird, aufzunehmen, wobei die Abblockeinheit für verteilte Suspension eine Gitterstruktur umfasst, die die verteilte Suspension aufnimmt.
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Die Abblockeinheit für verteilte Suspension kann einen oberen Abschnitt, der an einer Halteroberfläche befestigt ist, welche die Blockfördereinheit hält; und einen integrierten Abschnitt, der wenigstens eine Gitterplatte umfasst, die aufgebaut ist, um die verteilte Suspension aufzunehmen, wobei der integrierte Abschnitt derart geformt ist, dass er an dem oberen Abschnitt befestigbar oder von ihm abnehmbar ist.
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Die Abblockeinheit für verteilte Suspension kann einen oberen Abschnitt, der an einer Halteoberfläche, welche die Blockfördereinheit hält, befestigt ist, einen unteren Abschnitt, der wenigstens eine Gitterplatte umfasst, die aufgebaut ist, um die verteilte Suspension aufzunehmen, und einen seitlichen Abschnitt zwischen dem oberen Abschnitt und dem unteren Abschnitt umfassen.
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Der obere Abschnitt und der seitliche Abschnitt können aneinander geschraubt sein, und der untere Abschnitt und der seitliche Abschnitt können integriert werden.
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Die Abblockeinheit für verteilte Suspension kann einen Suspensionsaufnahmeraum haben, der durch den oberen Abschnitt, den seitlichen Abschnitt und den unteren Abschnitt definiert ist und aufgebaut ist, um die verteilte Suspension darin zu lagern, und der untere Abschnitt der Abblockeinheit für verteilte Suspension kann von dem Block mit einer zwischen ihnen eingefügten Öffnung beabstandet sein, wobei die Öffnung aufgebaut ist, um die Einleitung der verteilten Suspension in den Suspensionsaufnahmeraum zuzulassen.
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Ein Abstand zwischen einer Unterseite des unteren Abschnitts und einer Oberseite des Blocks kann von 1 cm bis 2 cm reichen.
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Die Abblockeinheit für verteilte Suspension kann ferner eine Auslassöffnung umfassen, die aufgebaut ist, um die in dem Suspensionsaufnahmeraum gelagerte Suspension in eine Richtung senkrecht zu einer Richtung, in der sich der Draht bewegt, abzugeben.
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Die wenigstens eine Gitterplatte kann mehrere übereinander gestapelte Gitterplatten umfassen, und eine Größe von Öffnungen in den Gitterplatten kann mit zunehmendem Abstand von dem Draht verringert werden.
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Die Abblockeinheit für verteilte Suspension kann befestigbar oder abnehmbar sein. Der obere Abschnitt der Abblockeinheit für verteilte Suspension kann an der Halteoberfläche fixiert sein, und wenigstens einer des seitlichen Abschnitts oder des unteren Abschnitts der Abblockeinheit für verteilte Suspension kann derart geformt sein, dass sie an dem oberen Abschnitt befestigbar oder abnehmbar ist.
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Der untere Abschnitt der Abblockeinheit für verteilte Suspension kann in einer Einwärtsrichtung in Richtung des Blocks geneigt sein. Der untere Abschnitt kann einen Neigungswinkel im Bereich von 7° bis 10° haben.
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Eine Unterseite der Abblockeinheit für verteilte Suspension kann höher angeordnet sein als der Draht.
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Die Abblockeinheit für verteilte Suspension kann sowohl auf einer Seite angeordnet sein, auf welcher der Draht eintritt, als auch auf einer Seite, auf welcher der Draht austritt.
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Die Abblockeinheit für verteilte Suspension kann in einer Längsrichtung des Blocks parallel zu dem Block angeordnet sein.
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Die Blockfördereinheit kann einen Zuführtisch, der aufgebaut ist, um den Block in Richtung des Drahts zu senken, eine Halterung, die aufgebaut ist, um den Block an dem Zuführtisch zu fixieren, und ein Balkenelement, das aufgebaut ist, um die Halterung und den Block miteinander zu verbinden, umfassen.
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Die Drahtsägevorrichtung kann ferner umfassen: eine Drahtrolle mit einer Nut, die aufgebaut ist, um den Draht zu wickeln und den Draht zu führen, einen Suspensionsbehälter, der aufgebaut ist, um die Suspension, die an die Düse zugeführt werden soll, aufzunehmen, ein Suspensionsbad, das aufgebaut ist, um die Suspension aufzunehmen, die von der Düse ausgelassen wurde und verwendet wird, um den Block zu sägen, eine erste Spule, die aufgebaut ist, um den Draht, der verwendet wird, um den Block zu sägen, zu wickeln, eine zweite Spule, die aufgebaut ist, um den Draht, der den Block gesägt hat, zu wickeln, und wenigstens eine Seilscheibe, die aufgebaut ist, um einen Bewegungsweg des Drahts zu ändern.
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Vorteilhafte Ergebnisse
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Eine Drahtsägevorrichtung gemäß einer Ausführungsform kann das Verziehen eines Wafers durch Minimieren der Unterkühlung eines Blocks aufgrund der Wiedereinleitung von verteilter Suspension verringern.
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Figurenliste
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- 1 stellt eine Perspektivansicht einer Drahtsägevorrichtung gemäß einer Ausführungsform dar.
- 2 ist eine Querschnittansicht zum Erklären einer Ausführungsform jeweils einer Blockfördereinheit und einer Abblockeinheit für verteilte Suspension, die in 1 dargestellt sind.
- 3 stellt eine untere Ansicht eines Blocks und nur einen unteren Abschnitt einer Abblockeinheit für verteilte Suspension dar, die in 2 dargestellt sind.
- 4 stellt eine beispielhafte explodierte Perspektivansicht des unteren Abschnitts der in 2 dargestellten Abblockeinheit für verteilte Suspension dar.
- 5 ist ein Diagramm zum Erklären der Anzahl von Öffnungen für jede von mehreren Gitterplatten in Abhängigkeit von der Viskosität der Suspension.
- 6 stellt eine Querschnittansicht zur Erklärung einer anderen Ausführungsform der in 1 dargestellten Abblockeinheit für verteilte Suspension dar.
- 7 stellt eine perspektivische Explosionsansicht der in 6 dargestellten Abblockeinheit für verteilte Suspension dar.
- 8 stellt ein Foto noch einer anderen Ausführungsform der in 1 dargestellten Abblockeinheit für verteilte Suspension dar.
- 9 stellt eine Perspektivansicht der in 1 dargestellten Abblockeinheit für verteilte Suspension dar.
- 10 stellt eine Querschnittansicht des Blocks, der durch einen Draht gesägt werden soll, und der Blockfördereinheit dar.
- 11a bis 11c stellen die Verteilung von Suspension dar, während der Sägeabschnitt des Blocks größer wird.
- 12 ist ein Diagramm, das die Fähigkeit, Suspension zu sammeln, für jeden Neigungswinkel darstellt.
- 13a stellt eine Querschnittansicht einer Drahtsägevorrichtung gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel dar, welches keine Abblockeinheit für verteilte Suspension umfasst, 13b stellt eine Querschnittansicht einer Drahtsägevorrichtung nach einem zweiten Vergleichsbeispiel dar, das eine Abblockeinheit für verteilte Suspension ohne Gitterstruktur umfasst, und 13c stellt eine Querschnittansicht der Drahtsägevorrichtung gemäß der Ausführungsform dar, die die Abblockeinheit für verteilte Suspension mit einer Gitterstruktur umfasst.
- 14 ist ein Diagramm, welches das Verziehen in der Drahtsägevorrichtung gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel darstellt.
- 15 und 16 sind Diagramme, die jeweils das Verziehen in der Drahtsägevorrichtung gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel darstellen.
- 17 ist ein Diagramm, welches das Verziehen in der Drahtsägevorrichtung gemäß der Ausführungsform darstellt.
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Beste Betriebsart
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Hier nachstehend werden Ausführungsformen beschrieben, um die Offenbarung konkret zu beschreiben, und werden unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen detailliert beschrieben, um das Verständnis der Erfindung zu unterstützen. Jedoch können die hier offenbarten Ausführungsformen in verschiedene andere Formen verändert werden, und der Schutzbereich der Offenbarung sollte nicht als auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Die hier offenbarten Ausführungsformen werden bereitgestellt, um die Offenbarung für Leute mit gewöhnlichen Kenntnissen der Technik vollständig zu beschreiben.
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Wenn in der Beschreibung der Ausführungsformen auf ein Element als „auf“ oder „unter“ einem anderen Element ausgebildet Bezug genommen wird, kann es direkt „auf“ oder „unter“ dem anderen Element ausgebildet sein oder indirekt mit dazwischenkommenden Elementen dazwischen ausgebildet sein. Es versteht sich, dass „auf“ oder „unter“ dem Element relativ zu den Zeichnungen beschrieben werden kann.
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Außerdem können relative Begriffe, wie etwa zum Beispiel „erster“, „zweiter“, „oberer“ und „unterer“, die in der folgenden Beschreibung verwendet werden, verwendet werden, um jede Substanz oder jedes Element von einer anderen Substanz oder einem anderen Element zu unterscheiden, ohne, dass irgendeine physikalische oder logische Beziehung oder Abfolge zwischen diesen Substanzen oder Elementen erforderlich oder enthalten ist.
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1 stellt eine Perspektivansicht einer Drahtsägevorrichtung 100 gemäß einer Ausführungsform dar.
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Bezug nehmend auf 1 kann die Drahtsägevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform Drähte 112 und 114 oder W (in 1 entsprechen „112“ und „114“ „W“), eine Blockfördereinheit 120, Düsen 132 und 134, Rohrleitungen 136 und 172, eine Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension (S), Drahtrollen 152 und 154, einen Suspensionsbehälter 160, einen Rührer 162, ein Suspensionsbad 170, erste und zweite Spulen 182 und 184 und Riemenscheiben 191, 192, 193, 194 und 195 umfassen.
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Ein Block I kann durch den Draht W in eine Waferform geschnitten werden. Der Draht W oder 112 und 114 kann aus Kohlenstoffstahl ausgebildet sein.
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Die Blockfördereinheit 120 dient dazu, den Block I in Richtung des Drahts W zu befördern.
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2 ist eine Querschnittansicht zur Erklärung einer Ausführungsform jeweils der Blockfördereinheit 120 und der Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension, die in 1 dargestellt sind.
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Bezug nehmend auf 2 kann die Blockfördereinheit 120 einen Zuführtisch 122, eine Halterung 124 und ein Balkenelement 126 umfassen.
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Der Zuführtisch 122 kann den Block I in Richtung des Drahts W absenken. Der Drahtzuführtisch 122 dient dazu, Druck auf die Halterung 124 anzuwenden, um den Block I in Richtung des Drahts W zu befördern. Das heißt, der Zuführtisch 122 kann den Block I in Richtung des Drahts W absenken, so dass der gesamte Durchmesser R des Blocks I vollständig gesägt werden kann.
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Die Halterung 124 dient dazu, den Kolben I an dem Zuführtisch 122 zu fixieren. Zum Beispiel kann der Tisch in einer Zangenfixierungsweise als Zangen dienen, und die Halterung 124 kann ein Teil sein, der von den Zangen gegriffen werden soll. Wenngleich das Material der Halterung 124 zum Beispiel CaCO3 sein kann, sind Ausführungsformen nicht auf das Material der Halterung 124 beschränkt.
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Das Balkenelement 126 dient dazu, die Halterung 124 und den Block I miteinander zu verbinden.
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Erneut Bezug auf 1 nehmend, dienen die Düsen 132 und 134 dazu, Suspension S an den Draht W zuzuführen. Zu diesem Zweck können die Düsen 132 und 134 in der Nähe der Drahtrollen 152 und 154 und dem Draht W installiert werden.
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Zum Beispiel wird der in dem Suspensionsbehälter 160 gelagerte Suspension S durch die Rohrleitung 136 an die jeweiligen Düsen 132 und 134 zugeführt, und die Düsen 132 und 134 dienen dazu, die zugeführte Suspension S in Richtung des Drahts W zu sprühen.
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Die Drahtrollen 152 und 154 haben Nuten, die zulassen, dass der Draht W um diese gewickelt wird, und führen den Draht W und dienen dazu, den Draht W zu drehen. Die Drahtrollen 152 und 154 können realisiert werden, indem ein Polyurethanharz um einen aus Stahl hergestellten Zylinder aufgebracht wird und in einem konstanten Abstand Nuten in seiner Oberfläche ausgebildet werden.
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Der Suspensionsbehälter 160 dient dazu, die Suspension S, die an die Düsen 132 und 134 zugeführt werden soll, aufzunehmen. Der Rührer 162 dient dazu, die Suspension S, die in dem Suspensionsbehälter 160 aufgenommen ist, zu rühren, um zu verhindern, dass die Suspension S sich verfestigt.
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Der Suspensionsbehälter 170 dient dazu, die Suspension S aufzunehmen, die von den Düsen 132 und 134 ausgelassen wurde und verwendet wird, wenn der Block I gesägt wird. Wenngleich die Suspension S, die in dem Suspensionsbad 170 aufgenommen wird, wiedergewonnen werden kann, indem sie durch die Rohrleitung 172 in dem Suspensionsbehälter 160 aufgenommen wird, sind Ausführungsformen nicht darauf beschränkt.
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Die erste Spule 182 dient dazu, den neuen Draht 112, der verwendet wird, um den Block I zu sägen, zu wickeln, und die zweite Spule 184 dien dazu, um den alten Draht 114, der den Block I gesägt hat, zu wickeln.
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Die Riemenscheiben 191 bis 195 dienen dazu, den Weg, entlang dem sich die Drähte 112 und 114 bewegen, zu ändern.
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Indessen kann die Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension auf der seitlichen Seite des Blocks I angeordnet werden, um durch den Draht W gesägt zu werden, und kann wenigstens etwas von der Suspension aufnehmen, die von der seitlichen Oberfläche des Blocks I, der von dem Draht W gesägt wird, verteilt wird. Zu diesem Zweck kann die Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension eine Gitterstruktur haben, um die verteilte Suspension S aufzunehmen.
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Die Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension kann auch auf eine Drahtsägevorrichtung angewendet werden, die eine andere Struktur als die der in 1 dargestellten Drahtsägevorrichtung 100 hat. Das heißt, die Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension gemäß der Ausführungsform kann auch auf eine Drahtsägevorrichtung mit jeder anderen Struktur angewendet werden, in welcher die Suspension S an den Draht W zugeführt wird und der Block I durch den Draht W gesägt wird.
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3 stellt eine untere Ansicht des Blocks I und nur einen unteren Abschnitt 146A einer Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension, die in 2 gezeigt ist, dar.
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Bezug nehmend auf 3 ist zu sehen, dass erste und zweite untere Abschnitte 146A-1 und 146A-2 der Abblockeinheiten 140 und 140A für verteilte Suspension, die in 1 und 2 dargestellt sind, eine Gitterform haben. Hier entspricht der erste untere Abschnitt 146A-1 dem unteren Abschnitt der Abblockeinheit 140 oder 140A für verteilte Suspension, die auf der linken Seite des in 1 oder 2 dargestellten Blocks I angeordnet ist, und der zweite untere Abschnitt 146A-2 entspricht dem unteren Abschnitt der Abblockeinheit 140 oder 140A für verteilte Suspension, die auf der rechten Seite des in 1 oder 2 dargestellten Blocks I angeordnet ist.
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Außerdem kann die Abblockeinheit 140 oder 140A für verteilte Suspension, die in 1 oder 2 dargestellt ist, in der Längsrichtung (z.B. der y-Richtung) des Blocks I angeordnet sein. Dies liegt daran, dass die Suspension S in der Längsrichtung des Blocks I verteilt wird, während der Draht W den Block I sägt.
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Erneut Bezug nehmend auf 2 kann die Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension einen oberen Abschnitt 142A, einen seitlichen Abschnitt 144A und den unteren Abschnitt 146A umfassen.
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Der obere Abschnitt 142A der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension kann an einer Halteoberfläche 122A befestigt sein, der die Blockfördereinheit 120 hält. Wenngleich die Halteoberfläche, an welcher der obere Abschnitt 142A angebracht ist, in dem Fall von 2 als die untere Oberfläche 122A des Zuführtisches 122 dargestellt ist, sind Ausführungsformen nicht darauf beschränkt. Das heißt, der obere Abschnitt 142A kann an jeder anderen Struktur außer dem Zuführtisch 122 befestigt werden.
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Der seitliche Abschnitt 144A der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension ist zwischen dem oberen Abschnitt 142A und dem unteren Abschnitt 146A angeordnet. Wenn hier, wie in 2 dargestellt, der obere Abschnitt 142A und der seitliche Abschnitt 144A derart geteilt werden, dass sie getrennt voneinander sind, können der obere Abschnitt 142A und der seitliche Abschnitt 144A durch ein Verbindungselement 148, wie etwa eine Schraube, miteinander verschraubt werden. Außerdem können der untere Abschnitt 146A und der seitliche Abschnitt 144A getrennt ausgebildet werden ebenso wie der obere Abschnitt 142A und der seitliche Abschnitt 144A getrennt ausgebildet werden oder können, wie in 2 dargestellt, integral ausgebildet werden.
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Außerdem kann die Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension einen Suspensionsaufnahmeraum 143 umfassen, in dem die verteilte Suspension S gelagert wird. Der Suspensionsaufnahmeraum 143 kann durch den oberen Abschnitt 142A, den seitlichen Abschnitt 144A und den unteren Abschnitt 146A definiert werden.
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Außerdem kann der untere Abschnitt 146A der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension von dem Block I derart beabstandet sein, dass eine Öffnung OP vorhanden ist, um zuzulassen, dass die verteilte Suspension S in den Suspensionsaufnahmeraum 143 eingeleitet wird. Das heißt, die Öffnung OP muss notwendigerweise bereitgestellt werden, um zuzulassen, dass die verteilte Suspension in den Suspensionsaufnahmeraum 143 eingeleitet wird.
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Außerdem kann der untere Abschnitt 146A der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension wenigstens eine Gitterplatte, welche die verteilte Suspension S aufnimmt, umfassen. Das heißt, die Gitterstruktur, die die verteilte Suspension S aufnimmt, kann in einer Plattenform realisiert werden.
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4 stellt eine beispielhafte perspektivische Explosionsansicht des unteren Abschnitts 146A der in 2 dargestellten Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension dar.
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Wenngleich in 2 nicht dargestellt, kann der untere Abschnitt 146A der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension, wie in 4 dargestellt, erste bis dritte Gitterplatten 146AA, 146AB und 146AC umfassen. Wenngleich hier in dem Fall von 4 nur die ersten bis dritten Gitterplatten 146AA, 146AB und 146AC dargestellt sind, sind Ausführungsformen nicht darauf beschränkt. Das heißt, gemäß einer anderen Ausführungsform kann der untere Abschnitt 146A der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension zwei oder vier oder mehr Gitterplatten umfassen.
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Die ersten bis dritten Gitterplatten 146AA, 146AB und 146AC können derart angeordnet werden, dass sie in der Vertikalrichtung, d.h. in der z-Richtung, in welcher die Blockfördereinheit 120 den Block I zu dem Draht W befördert, übereinander gestapelt werden.
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Wenngleich in dem Fall von 4 jede der ersten bis dritten Gitterplatten 146AA, 146AB und 146AC mit einer Gitterstruktur dargestellt ist, sind Ausführungsformen nicht darauf beschränkt. Das heißt, gemäß einer anderen Ausführungsform können nur manche der ersten bis dritten Gitterplatten 146AA, 146AB und 146AC eine Gitterstruktur haben.
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Außerdem kann in jeder ersten bis dritten Gitterplatten 146AA, 146AB und 146AC die Größe jeweiliger Öffnungen in dem Gitter mit zunehmendem Abstand von dem Draht Wverringert werden. Wenn zum Beispiel die y-Achsenlänge der Öffnung in dem Gitter „a“ ist und die x-Achsenlänge der Öffnung in dem Gitter „b“ ist, kann die Größe ab der Öffnungen in dem Gitter verringert werden, wenn der Abstand zwischen den Gitterplatten 146AA, 146AB und 146AC und dem Draht W zunimmt.
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Vergleicht man 2 und 4 basierend auf einem kartesischen Koordinatensystem miteinander, ist die erste Gitterplatte 146AA näher an dem Draht W als die zweite Gitterplatte 146B angeordnet und die zweite Gitterplatte 146AB ist näher an dem Draht W als die dritte Gitterplatte 146AC angeordnet. Folglich kann die Größe der Öffnung in der dritten Gitterplatte 146AC, die am weitesten von dem Draht W weg angeordnet ist, kleiner als die Größe der Öffnung in jeder der ersten und zweiten Gitterplatten 146AA und 146AB sein. Außerdem kann die Größe der Öffnung in der zweiten Gitterplatte 146AB kleiner als die Größe der Öffnung in der ersten Gitterplatte 146AA sein.
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5 ist ein Diagramm zur Erklärung der Anzahl von Öffnungen für jede 2,54 cm (jedes Inch) in jeder der mehreren Gitterplatten in Abhängigkeit von der Suspensionsviskosität. Die Horizontalachse stellt die Suspensionsviskosität dar und die Vertikalachse stellt die Anzahl von Öffnungen dar.
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Je kleiner die Größe der Öffnungen ist, desto stärker steigt die Anzahl von Öffnungen, die in einer gegebenen Fläche enthalten sind. Das heißt, Bezug nehmend auf 5, dass die Anzahl von Öffnungen, die in einer Einheit 2,54 cm × 2,54 cm (Quadratinch) enthalten sind, in der ersten Gitterplatte 146AA Y, in der zweiten Gitterplatte 146AB 2Y und in der dritten Gitterplatte 146AC 4Y sein kann, wenn die Suspensionsviskosität 300 Zentipoise (cP) beträgt. Hier kann Y 35 sein.
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Wie vorstehend beschrieben, ist der Grund, warum die Größe der Öffnungen in der Gitterplatte mit zunehmendem Abstand von dem Draht W verringert wird, zuzulassen, dass die ersten bis dritten Gitterplatten 146AA, 146AB und 146AC die Suspension wirksamer aufnehmen, weil die Kraft, mit welcher die Suspension verteilt wird, mit abnehmendem Abstand zu dem Draht W stärker wird und die Kraft, mit welcher die Suspension verteilt wird, mit zunehmendem Abstand zu dem Draht W schwächer wird.
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Außerdem kann der untere Abschnitt 146A der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension erneut Bezug nehmend auf 2 eine in der Einwärtsrichtung in Richtung des Blocks) geneigte Form haben. Als solches ist der untere Abschnitt 146A der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension in der Einwärtsrichtung geneigt. Das heißt, der untere Abschnitt 146A ist in der +x-Richtung angeschrägt. Wenn der untere Abschnitt 146A der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension, wie vorstehend beschrieben, eine geneigte Form hat, kann die verteilte Suspension wirksam durch die Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension blockiert werden.
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Außerdem kann die Unterseite der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension, d.h. ihr unterster Abschnitt, höher als die Position des Drahts W angeordnet werden. Dies dient dazu, zu verhindern, dass die Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension in Kontakt mit dem Draht W kommt und von diesem geschnitten wird, wenn der Draht W die Oberseite IT des Blocks I schneidet.
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Außerdem kann die in 1 dargestellte Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension eine befestigbare/abnehmbare Form haben. Dadurch kann die Suspension, die in der Gitterstruktur der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension verbleibt, leicht entfernt werden.
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6 stellt eine Querschnittansicht zur Erklärung einer anderen Ausführungsform 140B der in 1 dargestellten Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension dar.
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Ein oberer Abschnitt 142B der in 6 dargestellten Abblockeinheit 140B für verteilte Suspension kann an der Halteoberfläche 122A fixiert werden. Wenngleich hier der seitliche Abschnitt und der untere Abschnitt der Abblockeinheit 140B für verteilte Suspension integral ausgebildet sein können (worauf hier nachstehend als ein integrierter Abschnitt 147 Bezug genommen wird) und derart geformt sein können, dass sie an dem oberen Abschnitt 142B befestigbar oder von ihm abnehmbar sind, sind Ausführungsformen nicht darauf beschränkt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform können der seitliche Abschnitt und der untere Abschnitt der Abblockeinheit 140B für verteilte Suspension im Gegensatz zu der Darstellung von 6 voneinander getrennt sein und können durch das Verbindungselement 148 auf die gleiche Weise wie in 2 dargestellt miteinander verbunden werden.
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7 stellt eine perspektivische Explosionsansicht der in 6 dargestellten Abblockeinheit 140B für verteilte Suspension dar.
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Bezug auf 7 nehmend kann eine obere Oberfläche 142B-1 des oberen Abschnitts 142B an der Halteoberfläche 122A befestigt sein, und der integrierte Abschnitt 147 kann an dem oberen Abschnitt 142 befestigbar oder von ihm abnehmbar sein. Zu diesem Zweck kann der obere Abschnitt 142B einen Vertiefungsabschnitt H1 haben, der eine Form hat, die für das Einsetzen oder die Trennung des integrierten Abschnitts 147 geeignet ist. Der integrierte Abschnitt 147 kann in den Vertiefungsabschnitt H1 eingesetzt werden, um dadurch an dem oberen Abschnitt 142B befestigt zu werden, und kann von dem Vertiefungsabschnitt H1 getrennt werden, um dadurch von dem oberen Abschnitt 142B gelöst zu werden.
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Wie vorstehend beschrieben, hat die Abblockeinheit 140B für verteilte Suspension die gleichen Charakteristiken mit der Ausnahme, dass die Abblockeinheit 140B für verteilte Suspension im Gegensatz zu der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension eine befestigbare/abnehmbare Form hat, wie die in 2 dargestellte Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension. Das heißt, der untere Abschnitt der Abblockeinheit 140B für verteilte Suspension kann eine Gitterstruktur haben. Außerdem kann die Abblockeinheit 140B für verteilte Suspension, wie in 4 dargestellt, mehrere Gitterplatten umfassen und kann eine nach innen geneigte Form haben. Somit wird eine wiederholte Beschreibung der Abblockeinheit 140B für verteilte Suspension weggelassen.
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Folglich sind die Merkmale der in 6 und 7 gezeigten Abblockeinheit 140B für verteilte Suspension identisch mit den Merkmalen der in 2 dargestellten Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension.
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8 stellt ein Foto noch einer anderen Abblockeinheit 140C für verteilte Suspension der in 1 dargestellten Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension dar.
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Bezug nehmend auf 8 kann die Abblockeinheit 140C für verteilte Suspension den (in 8 nicht dargestellten) oberen Abschnitt 142A, einen unteren Abschnitt 146B, der integral mit dem seitlichen Abschnitt1 44B ausgebildet sein kann, und einen seitlichen Abschnitt 144B, der, wie in 2 dargestellt, mit dem oberen Abschnitt 142A gekoppelt werden kann, umfassen. Hier ist zu sehen, dass die in 4 dargestellten mehreren Gitterplatten 146AA, 146AB und 146AC an dem unteren Abschnitt 146B befestigt sind. Wie in 7 dargestellt, können die in 8 dargestellten mehreren Gitterplatten 146AA, 146AB und 146AC wie die Art und Weise, in der der integrierte Abschnitt 147 geformt ist, um an dem oberen Abschnitt 142B befestigbar oder von ihm abnehmbar zu sein, derart geformt sein, dass die an dem unteren Abschnitt 146B befestigbar oder von ihm abnehmbar sind.
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Wie vorstehend beschrieben, ist die in 8 dargestellte Abblockeinheit 140C für verteilte Suspension, abgesehen von dem Unterschied in dem befestigbaren/abnehmbaren Abschnitt, identisch zu der in 2 dargestellten Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension. Daher sind die Merkmale der in 8 dargestellten Abblockeinheit 140C für verteilte Suspension identisch mit den Merkmalen der in 2 dargestellten Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension.
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Indessen kann die Abblockeinheit 140, 140A, 140B oder 140C für verteilte Suspension jeweils auf der Seite, auf welcher der Draht W eintritt, und der Seite, auf welcher der Draht W austritt, angeordnet werden. Wenn der Draht W sich in der +x-Richtung bewegt, entspricht die linke Seite des Blocks I der Seite, auf welcher der Draht W eintritt, und die rechte Seite des Blocks I entspricht der Seite, auf welcher der Draht W austritt.
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Wenn sich der Draht W im Gegensatz dazu in der -x-Richtung bewegt, entspricht die rechte Seite des Blocks I der Seite, auf welcher der Draht W eintritt, und die linke Seite des Blocks I entspricht der Seite, auf welcher der Draht W austritt.
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Der Draht kann durch einen (nicht dargestellten) Motor in der +x-Richtung und in der -x-Richtung hin und her bewegt werden, um den Block I zu sägen. Als solches kann die Abblockeinheit 140, 140A, 140B oder 140C für verteilte Suspension jeweils auf den linken und rechten Seiten des Blocks I angeordnet sein. Ausführungsformen sind jedoch nicht darauf beschränkt. Das heißt, gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Abblockeinheit 140, 140A, 140B oder 140C für verteilte Suspension im Gegensatz zu den Darstellungen von 1 bis 3 und 6 und 8 nur auf der linken Seite oder der rechten Seite des Blocks 1 angeordnet werden.
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9 stellt eine Perspektivansicht der in 1 dargestellten Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension dar.
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Bezug nehmend auf 9 kann die Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension Auslassöffnungen OL1 und OL2 umfassen. Hier können die jeweiligen Auslassöffnungen OL1 und OL2 die Suspension, die in dem Suspensionsaufnahmeraum 143 gelagert ist, in der Richtung (z.B. y-Richtung) senkrecht zu der Richtung, in der sich der Draht W bewegt (z.B. x-Richtung) abgeben. Das heißt, die verteilte Suspension, die in den Suspensionsaufnahmeraum 143 eingeleitet wird, kann durch die Auslassöffnungen OL1 und OL2 zu dem Suspensionsbad 170 fallen.
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Hier nachstehend werden die Merkmale der Drahtsägevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau unter Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
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10 stellt eine Querschnittansicht des Blocks I, der durch den Draht W gesägt werden soll, und der Blockfördereinheit 120 dar. Hier bezeichnet „R“ den Durchmesser der Schnittebene des Blocks I, die durch Sägen geschnitten wird.
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11a bis 11c stellen die Verteilung der Suspension S dar, während der gesägte Abschnitt des Blocks I größer wird. Das heißt, 11a bis 11c stellen das Sprühen der Suspension S dar, während der Draht W den Block I allmählich in der +z-Richtung sägt.
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Der Block I, die Halterung 124, das Balkenelement 126, die Düsen 132 und 134 und die Drahtrollen 152 und 154, die in 10 und 11 a bis 11c dargestellt sind, entsprechen jeweils dem Block I, der Halterung 124, dem Balkenelement 126, den Düsen 132 und 134 und den Drahtrollen 152 und 154, die in 1, 2 und 6 dargestellt sind, und somit wird ihre wiederholte Beschreibung weggelassen. Außerdem entspricht die Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension, die in 10 und 11b bis 11c dargestellt ist, der Abblockeinheit 140, 140A, 140B oder 140C für verteilte Suspension, die in 1 bis 3 und 6 und 8 dargestellt ist, und somit wird eine wiederholte Beschreibung davon weggelassen.
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Bezug nehmend auf 10 fällt die Suspension S zwischen dem Draht W und dem Block I frei, bis der Block I durch den Draht W, wie in 11a dargestellt, weniger als 3R/5 in der +z-Richtung geschnitten ist, wodurch er, wie durch den Pfeil angezeigt, zu dem Suspensionsbad 170 geleitet wird, anstatt zu der Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension geleitet zu werden.
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Bis der Block I durch den Draht W von dem Punkt 3R/5 zu dem Punkt 4R/5 gesägt wird, wird die Suspension S zwischen dem Draht W und dem Block I in der Folge aufgrund der kreisförmigen Form des Blocks I, wie in 11b dargestellt, in die Richtungen verteilt, die durch die Pfeile angezeigt werden. Zu dieser Zeit kann die Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension die Suspension S aufnehmen, die von der Gitterstruktur nach oben verteilt wird, und die restliche Suspension fällt frei, um dadurch zu dem Suspensionsbad 170 geleitet zu werden.
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Bis der Block I durch den Draht W über die 4R/5-Position von dem Gesamtdurchmesser R des Blocks I hinaus zu der Oberseite IT des Blocks I gesägt wird, wird die Suspension S zwischen dem Draht W und dem Block I in der Folge, wie in 11c dargestellt, in die durch den Pfeil angezeigte Richtung verteilt. Zu dieser Zeit kollidiert die Suspension S, die nach oben verteilt wird, mit der Blockfördereinheit 120 und wird dann durch die Öffnung OP in den Suspensionsaufnahmeraum 143 eingeleitet, um darin gelagert zu werden. Insbesondere, wenn der hintere Abschnitt des Blocks I über die 4R/5-Position von dem Gesamtdurchmesser R des Blocks I hinaus gesägt wird, sind die Wirbel der Suspension S, wie in 11c dargestellt, am stärksten. Wenn der untere Abschnitt der Abblockeinheit 140, 140A, 140B oder 140C für verteilte Suspension zu dieser Zeit in die Einwärtsrichtung geneigt ist, kann die verteilte Suspension S durch die Öffnung OP eingeleitet werden, um dadurch in dem Suspensionsaufnahmeraum 143 gelagert zu werden. Dadurch ist es möglich, zu verhindern, dass die verteilte Suspension wieder zu dem Draht W und dem Block I eingeleitet wird. Um zu dieser Zeit die Öffnung OP sicherzustellen, kann der Abstand zwischen der Unterseite des unteren Abschnitts 146A und der Oberseite IT des Blocks I, wie in 2 gezeigt, von 1 cm bis 2 cm reichen. Das heißt, eine erste Höhe h1 von der unteren Oberfläche 122A des Zuführtisches 122 zu der Oberseite IT des Blocks I kann um 1 cm bis 2 cm größer als eine zweite Höhe h2 von der unteren Oberfläche 122A des Zuführtisches 122 zu der Unterseite des unteren Abschnitts 146A der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension sein. Außerdem kann der Neigungswinkel θ des unteren Abschnitts 146A von 7° bis 10°, zum Beispiel 7° bis 8°, reichen. Natürlich gilt dies auch für den Fall der Abblockeinheit 140B oder 140C für verteilte Suspension, die in 6 oder 7 dargestellt ist.
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12 ist ein Diagramm, das die Fähigkeit, Suspension zu sammeln, für jeden Neigungswinkel θ darstellt. Die Horizontalachse stellt den Neigungswinkel θ dar, und die Vertikalachse stellt die Fähigkeit dar, Suspension zu sammeln.
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Bezug nehmend auf 2 und 12 ist zu erkennen, dass die Suspensionslagerfähigkeit 210 des Suspensionsaufnahmeraums 143 verringert wird, wenn der Neigungswinkel θ vergrößert wird, während die Suspensionsaufnahmefähigkeit 220 des Gitters in dem unteren Abschnitt 146A der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension vergrößert wird, wenn der Neigungswinkel θ vergrößert wird. Die Suspensionsmenge, die durch die Gitterstruktur der Abblockeinheit 140A für verteilte Suspension aufgenommen wird, kann klein sein, wenn der Neigungswinkel θ kleiner als 7° ist, und die Suspensionsmenge, die in dem Suspensionsaufnahmeraum 143 gelagert wird, kann verringert werden, wenn der Neigungswinkel θ größer als 10° ist.
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Angesichts dessen kann der Neigungswinkel θ in dem Bereich von 7° bis 10° festgelegt werden, in dem die Suspensionslagerfähigkeit 210 und die Suspensionsaufnahmefähigkeit 220 gleich groß werden.
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13a stellt eine Querschnittansicht einer Drahtsägevorrichtung gemäß einem ersten Vergleichsbeispiel dar, welches keine Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension umfasst, 13b stellt eine Querschnittansicht einer Drahtsägevorrichtung nach einem zweiten Vergleichsbeispiel dar, das eine Abblockeinheit 40 für verteilte Suspension ohne Gitterstruktur umfasst, und 13c stellt eine Querschnittansicht der Drahtsägevorrichtung 100 gemäß der Ausführungsform dar, die die Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension mit einer Gitterstruktur umfasst.
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Die Halterung 124, das Balkenelement 126 und die Zuführrollen 152 und 154 in 13a bis 13c sind identisch zu den in 2 Dargestellten. Insbesondere kann die in 13c dargestellte Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension die in 2, 6 oder 8 dargestellte Abblockeinheit 140A, 140B oder 140C für verteilte Suspension sein.
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In 13a bezeichnet h die Höhe von dem Draht W zu der Oberseite der Halterung 124. In 13b bezeichnet h' die Höhe von dem Draht W zu der Unterseite der Abblockeinheit 40 für verteilte Suspension. Außerdem bezeichnet h" die Höhe von dem Draht W zu der Unterseite der Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension.
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In dem Fall der Drahtsägevorrichtung gemäß dem ersten Vergleichsbeispiel, das in 13a dargestellt ist, fällt die verteilte Suspension zu dem Draht W und dem Block I, wodurch eine Schwingung oder Dehnungsverformung des Drahts W bewirkt wird, was zu dem Verziehen eines Wafers oder der Verschlechterung der Gesamtdickenabweichung (TTL) führen kann.
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Wenn die Drahtsägevorrichtung gemäß dem zweiten Vergleichsbeispiel, das in 13b dargestellt ist, außerdem die Abblockeinheit 40 für verteilte Suspension umfasst, aber die Abblockeinheit 40 für verteilte Suspension keine Gitterstruktur hat, ist die Verbesserung minimal, obwohl die Stärke des Stoßes aufgrund der verteilten Suspension verringert werden kann.
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Wenn die Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension jedoch wie in der Drahtsägevorrichtung 100 gemäß der in 13c dargestellten Ausführungsform eine Gitterstruktur hat, wird die Größe der Bewegung der verteilten Suspension S durch die Gitterstruktur erheblich verringert.
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Dies liegt daran, dass die Größe der Bewegung der verteilten Suspension S proportional zu der Vergrößerung der Fläche, über welche die verteilte Suspension S mit der Abblockeinheit 140 für verteilten Suspension in Kontakt kommt, ist. Dies basiert auf dem gleichen Prinzip, nach dem ein Wellenbrecher derart konstruiert wird, dass er anstelle einer planaren Form eine Blockform hat. Da außerdem zum Beispiel das spezifische Gewicht von Suspension S in einem hohen Bereich von 1,3 bis 1,8 liegt und die Viskosität der Suspension S in dem hohen Bereich zwischen 200 cP und 500 cP liegt, kann der Effekt größer sein, wenn die Kontaktfläche zwischen der verteilten Suspension und der Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension vergrößert wird. Wenn auf diese Weise der untere Abschnitt der Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension eine Gitterstruktur hat, kann die verteilte Suspension aufgenommen werden, anstatt zurückgeworfen zu werden, was die Stärke des Stoßes, der bewirkt wird, wenn die Suspension mit der Abblockeinheit 140 für verteilte Suspension kollidiert, wirksam verringern kann.
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14 bis 17 sind Diagramme zum Vergleichen des Verziehens in den Drahtsägevorrichtungen gemäß den ersten und zweiten Vergleichsbeispielen und der Ausführungsform. In jedem Diagramm stellt die Horizontalachse die Sägeposition des Blocks I in der z-Richtung dar, die Vertikalachse stellt das Verziehen dar und R bezeichnet den Durchmesser des gesamten Blocks I.
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Bezug nehmend auf 14 bis 17 ist zu erkennen, dass die Drahtsägevorrichtung gemäß dem in 14 dargestellten ersten Vergleichsbeispiel das größte Verziehen in dem hinteren Abschnitt 232, in dem die Sägeposition des Blocks die 3R/5-Position oder mehr von dem Gesamtdurchmesser R des Blocks 1 ist, zeigt. Außerdem ist zu erkennen, dass in dem Fall des in 15 oder 16 dargestellten zweiten Vergleichsbeispiels, in dem der Neigungswinkel θ innerhalb eines Bereichs von 7° bis 10° liegt, es aber keine Gitterstruktur gibt, wenngleich das Verziehen in dem hinteren Abschnitt 234 oder 236 im Vergleich zu dem Fall von 14 verbessert ist, immer noch eine Abweichung auftritt.
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Andererseits ist zu erkennen, dass in dem Fall der Drahtsägevorrichtung gemäß der in 17 dargestellten Ausführungsform, in welcher der Neigungswinkel θ in einem Bereich von 7° bis 10° liegt und eine Gitterstruktur bereitgestellt ist, das Verziehen in einer hinteren Position 238 sehr stabil ist. Schließlich kann die Drahtsägevorrichtung gemäß der Ausführungsform die Unterkühlung des Blocks aufgrund der Wiedereinleitung von verteilter Suspension minimieren, wodurch das Verziehen eines Wafers verringert werden kann.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Eine Drahtsägevorrichtung gemäß der Ausführungsform kann in einer Vorrichtung zur Herstellung eines Wafers durch Sägen eines Blocks unter Verwendung eines Drahts verwendet werden.