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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Drahtsägevorrichtung
zum Schneiden eines Werkstücks (zum Beispiel eines Siliziumblocks
oder eines Blocks aus einem Verbindungshalbleiter) in viele Wafer
mittels der Drahtsägevorrichtung.
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STAND DER TECHNIK
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In
den letzten Jahren wird eine Zunahme der Wafergröße
verlangt, und es wird hauptsächlich eine Drahtsägevorrichtung
dazu verwendet, um ein Werkstück mit einem solchen Größenzuwachs
aufzuschneiden.
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Bei
der Drahtsägevorrichtung handelt es sich um eine Vorrichtung,
die bewirkt, dass sich ein Draht (ein hochfester Stahldraht) mit
einer hohen Geschwindigkeit bewegt, und ein Werkstück gegen
den Draht drückt, damit dieses aufgeschnitten wird, während
dem Draht ein Schlamm zugeführt wird, wodurch das Werkstück
gleichzeitig in viele Wafer geschnitten wird (siehe japanische ungeprüfte
Patentveröffentlichung (Kokai) Nr.
262826-1997 ).
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Hier
zeigt die 7 einen Aufriss eines Beispiels
für eine herkömmliche allgemeine Drahtsägevorrichtung.
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Wie
in der 7 gezeigt ist, umfasst eine Drahtsäge 101 hauptsächlich
einen Draht 102 zum Aufschneiden eines Werkstücks,
geriefelte Rollen 103, um die der Draht 102 gewickelt
ist, einen Mechanismus 104, um dem Draht 102 Zugkraft
zu verleihen, einen Mechanismus 105 zum Zuführen
des aufzuschneiden den Werkstücks nach unten und einen Mechanismus 106 zum
Zuführen eines Schlamms zum Zeitpunkt des Aufschneidens.
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Der
Draht 102 wird von einer Drahtspule 107 abgewickelt
und erreicht die geriefelten Rollen 103 durch den Zugkraft
verleihenden Mechanismus 104, der eine Pulverkupplung (einen
Motor 109 mit konstantem Drehmoment), eine Tänzerrolle
(ein Leergewicht) (nicht gezeigt) und so weiter umfasst, über eine
Verfahreinrichtung 108. Der Draht 102 wird um diese
geriefelte Rolle 103 mit ungefähr 300 bis 400 Windungen
gewickelt und dann von einer Drahtspule 107' über
den anderen Zugkraft verleihenden Mechanismus 104' aufgenommen.
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Darüber
hinaus handelt es sich bei jeder der geriefelten Rollen 103 um
eine Rolle, die einen Stahlzylinder aufweist, bei dem der Randteil
mit einem Polyurethanharz versehen ist, und Riefelungen besitzt, die
mit einem festgelegten Steigungswinkel an deren Oberfläche
ausgebildet sind, wobei der gewickelte Draht 102 in einer
hin- und hergehenden Richtung in einem vorbestimmten Zyklus von
einem Antriebsmotor 110 angetrieben werden kann.
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Es
ist zu beachten, dass ein solcher Werkstück-Vorschubmechanismus 105,
wie er in der 8 gezeigt ist, das Werkstück
dem Draht 102 zuführt, der um die geriefelten
Rollen 103 herumgewickelt ist, indem das Werkstück
zur Zeit des Aufschneidens des Werkstücks gehalten und
nach unten gedrückt wird. Dieser Werkstück-Vorschubmechanismus 105 umfasst
einen Werkstück-Halteabschnitt 111, der dazu verwendet
wird, das Werkstück zu halten und nach unten zu drücken,
sowie eine LM-Führung 112. Das Bewegen des Werkstück-Halteabschnitts 111 entlang
der LM-Führung 112 unter der Kontrolle eines Computers
ermöglicht das Zuführen des Werkstücks
mit einer zuvor programmierten Vorschubgeschwindigkeit.
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Es
ist zu beachten, dass das Werkstück an eine Polsterplatte 114 angebracht
ist. Die Polsterplatte 114 wird von einer Ar beitsplatte 113 gehalten.
Das Werkstück wird vom Werkstück-Halteabschnittt 111 über
die Polsterplatte 114 und die Arbeitsplatte 113 gehalten.
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Darüber
hinaus sind, wie in der 7 gezeigt ist, Düsen 115 in
der Nähe der geriefelten Rollen 103 und des gewickelten
Drahts 102 vorgesehen, und ein Schlamm kann dem Draht 102 von
einem Schlammbehälter 116 zur Zeit des Aufschneidens zugeführt
werden. Außerdem ist eine Schlamm-Kühleinrichtung 117 derart
mit dem Schlammbehälter 116 verbunden, dass die
Temperatur des zuzuführenden Schlamms eingestellt werden
kann.
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Bei
der Drahtsägevorrichtung 101 wird der Draht 102 durch
den Zugkraft verleihenden Mechanismus 104 mit einer geeigneten
Zugkraft beaufschlagt, und das Werkstück wird aufgeschnitten, während
dafür gesorgt wird, dass sich der Draht 102 durch
den Antriebsmotor 110 in einer hin- und hergehenden Richtung
bewegt.
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Allerdings
hat der vorliegende Erfinder das Werkstück mittels der
allgemeinen Drahtsägevorrichtung in Wafer geschnitten,
wie oben beschrieben, und die Form eines aufgeschnittenen Wafers
untersucht. Als Ergebnis wurde ein großer Warp bzw. eine große
Verwölbung erzeugt. Die Verwölbung ist eine der
maßgeblichen Güteeigenschaften beim Aufschneiden
eines Halbleiterwafers. Je höher die Qualitätsanforderung
an ein Produkt ist, desto größer ist der Bedarf
nach einer Verringerung der Verwölbung.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Daher
hat der vorliegende Erfinder die Form des geschnittenen Wafers umfassend
untersucht. Als Ergebnis hat der vorliegende Erfinder festgestellt, dass
sich die Verwölbung insbesondere in der Nähe der
beiden Endflächen des Werkstücks verschlechterte.
Weiterhin führte eine umfassende Untersuchung des Wafers
mit der verschlechterten Verwölbung zu der Entdeckung,
dass sich die Verwölbung in der letzten Hälfte
des Aufschneideabschnitts beträchtlich verschlechterte.
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Um
die Ursache für die Verschlechterung der Verwölbung
herauszufinden, hat der vorliegende Erfinder eine Bedingung des
Werkstücks während des Aufschneidens untersucht.
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Der
Schlamm wird einem Werkstück-Schneideabschnitt zugeführt,
indem der Schlamm von oben auf eine Drahtreihe durch die Düse,
welche sich an der Seite des Werkstücks befindet, appliziert
wird und der Draht axial mit hoher Geschwindigkeit zur Zeit des
Aufschneidens angetrieben wird. Allerdings hat der vorliegende Erfinder
festgestellt, dass in diesem Fall der größte Teil
des Schlamms, der am Draht anhaftet und in die Umgebung des Werkstücks
getragen wird, mit der Seitenfläche des Werkstücks
(dem Drahtschneide-Eingangsabschnitt des Werkstücks) kollidiert
und dann vom Werkstück nach unten fällt.
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Insbesondere
im Hinblick auf einen Halbleiter-Siliziumblock fällt aufgrund
der Zylinderform des Werkstücks bei einem Aufschneiden
des Werkstücks von einem Schneide-Anfangsabschnitt zu einem zentralen
Abschnitt des Werkstücks der Schlamm, der mit der Seitenfläche
des Werkstücks kollidiert, wie oben beschrieben, schnell
vom Drahtschneide-Eingangsabschnitt nach unten. Die 9 zeigt den
Fluss des Schlamms zur Zeit des Aufschneidens zwischen dem Schneide-Anfangsabschnitt
und dem zentralen Abschnitt des Werkstücks. Es ist zu beachten,
dass die Figur ein Beispiel in dem Fall zeigt, in dem sich der Draht
vom Betrachter aus gesehen von links nach rechts bewegt.
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Allerdings
kollidiert, wenn weiter in das Werkstück geschnitten wird
und ein Abschnitt nach dem zentralen Abschnitt des Werkstücks
aufgeschnitten wird, der Schlamm mit der Seitenfläche des zylinderförmigen
Werkstücks, wird vom Werkstück nach oben gespritzt
und fällt dann auf das Werkstück. Die 10 zeigt
einen Fluss des Schlamms zur Zeit des Aufschneidens des Ab schnitts
nach dem zentralen Abschnitt des Werkstücks. Es wird davon
ausgegangen, dass der Schlamm, der vom Werkstück nach oben
spritzt, den Werkstück-Halteabschnitt und die Arbeitsplatte
erreicht, und dann auf eine Innenseite des Werkstücks fällt.
Weiterhin hat der vorliegende Erfinder festgestellt, dass der auf
das Werkstück fallende Schlamm in einen Abschnitt strömt,
in den der Draht bereits eingeschnitten hat.
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Die 11 zeigt
einen Zustand, in dem der Schlamm in den Abschnitt strömt,
in den der Draht einschneidet. Hierbei handelt es sich um eine Figur, die
die Seitenfläche des Werkstücks in der Richtung entlang
der Drahtreihe zeigt. Der Schlamm, der in den Abschnitt strömt,
in den der Draht einschneidet, hat aufgrund des Verdampfens von
Wasser durch die Aufschneidewärme und dergleichen eine
höhere Viskosität als der, der dem Draht zuerst
zugeführt wird. Dieser Schlamm mit hoher Viskosität
sammelt sich insbesondere in der Umgebung des unteren Endes (dem
Schneide-Anfangsabschnitt) des Werkstücks an (bezogen auf
P in der 11). Als Ergebnis haftet der
Abschnitt, der bereits in Wafer geschnitten wurde, wahrscheinlich
aneinander. Demgegenüber vibriert die Umgebung des zentralen
Abschnitts des Werkstücks (bezogen auf Q in der 11)
(eine Blasebalgbewegung) in der Richtung im rechten Winkel zur Drahtreihe
während des Aufschneidens in dem Zustand, in dem die Umgebung
des unteren Endes des Werkstücks in Wafer geschnitten ist
und mit dem Schlamm aneinanderhaftet, wie oben beschrieben, und
die Umgebung des oberen Endes des Werkstücks, in das nicht
geschnitten wird, wird als Drehpunkt verwendet. Der vorliegende
Erfinder hat festgestellt, dass eine Amplitude der Vibration der
Blasebalgbewegung größer wird, wenn sie sich näher
an der Endflächenseite des Werkstücks befindet.
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Weiterhin
hat der vorliegende Erfinder angedacht, dass aufgrund der Blasebalgbewegung
des Werkstücks, wie oben beschrieben, das Aufschneiden
insbesondere in der Umgebung des Schneide- Endabschnitts beeinflusst
wird und sich die Verwölbung des Werkstücks verschlechtert.
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Daher
ist es im Hinblick auf die oben erläuterten Probleme eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drahtsägevorrichtung
zur Verfügung zu stellen, bei der eine Blasebalgbewegung
des Werkstücks, die durch das Spritzen des Schlamms vom Drahtschneide-Eingangsabschnitt
des Werkstücks hervorgerufen wird, unterdrückt
werden kann und die Verwölbung des zu schneidenden Wafers
verbessert werden kann.
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Um
diese Aufgabe zu erzielen, stellt die vorliegende Erfindung eine
Drahtsägevorrichtung zur Verfügung, mindestens
umfassend einen Draht, der um mehrere geriefelte Rollen herum gewickelt
ist und sich axial in einer hin- und hergehenden Richtung bewegt;
eine Düse zum Zuführen eines Schlamms zum Draht;
und einen Werkstück-Vorschubmechanismus, der ein zu schneidendes
Werkstück dem Draht zuführt, indem das Werkstück
gehalten und nach unten gedrückt wird, und Aufschneiden
des Werkstücks in Wafer durch Drücke und Zuführen
des Werkstücks, das vom Werkstück-Vorschubmechanismus
gehalten wird, zum Draht, der sich in einer hin- und hergehenden
Richtung bewegt, wobei in das Werkstück eingeschnitten
wird, während dem Draht durch die Düse ein Schlamm
zugeführt wird, wobei ein Werkstück-Halteabschnitt
des Werkstück-Vorschubmechanismus das Werkstück über
eine Polsterplatte, die am aufzuschneidenden Werkstück
befestigt ist, und eine die Polsterplatte haltende Arbeitsplatte
hält, und plattenförmige oder blockförmige
Schlammspritzblockierelemente zum Blockieren des Schlamms, der von
einem Drahtschneide-Eingangsabschnitt des Werkstücks spritzt,
in der Richtung im rechten Winkel zu einer Reihe des um die geriefelten Rollen
herum gewickelten Drahts unterhalb des Werkstück-Halteabschnitts
und sowohl auf der Drahtschneide-Eingangsseite als auch der Drahtschneide-Ausgangsseite
angeordnet sind.
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Da
die plattenförmigen oder blockförmigen Schlammspritzblockierelemente
zum Blockieren des Schlamms, der vom Drahtschneide-Eingangsabschnitt
des Werkstücks spritzt, in der Richtung im rechten Winkel
zu einer Reihe des Drahts, der um die geriefelten Rollen gewickelt
ist, unterhalb des Werkstück-Halteabschnitts und sowohl
auf der Drahtschnneide-Eingangsseite als auch der Drahtschneide-Ausgangsseite
in der Drahtsägevorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung angeordnet sind, kann auf diese Weise die
Drahtsägevorrichtung verhindern, dass der am Draht anhaftende
Schlamm vom Werkstück nach oben spritzt, nachdem er mit dem
Drahtschneide-Eingangsabschnitt kollidiert ist, wenn der Draht in
der letzten Hälfte des Aufschneidens des Werkstücks
in das Werkstück schneidet.
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Daher
kann eine Menge des Schlamms, der vom Werkstück nach oben
spritzt, um auf die Innenseite des Werkstücks zu fallen,
und der in den Abschnitt strömt, in den der Draht einschneidet
unterdrückt werden. Als Ergebnis kann verhindert werden, dass
das untere Ende des Werkstücks, in das in Waferform eingeschnitten
wird, aufgrund des fließenden Schlamms mit hoher Viskosität
aneinander anhaftet, und demgemäß kann die Blasebalgbewegung
in der Umgebung des zentralen Werkstückabschnitts verhindert
werden. Auf diese Weise kann die Vibration des Werkstücks
(Vibration in der Richtung im rechten Winkel zur Drahtreihe) während
des Aufschneidens verhindert werden. Darüber hinaus kann
eine Verwölbungsform des Wafers insbesondere in der Umgebung
des aufzuschneidenden Endabschnitts verbessert werden.
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In
diesem Fall ist es bevorzugt, dass ein unteres Ende der Schlammspritzblockierelemente
unterhalb der Arbeitsplatte angeordnet ist.
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Auf
diese Weise werden, wenn das untere Ende der Schlammspritzblockierelemente
unterhalb der Arbeitsplatte angeordnet ist, die Schlammspritzblockierelemente
näher am Werkstück angeordnet und demgemäß kann
wirksamer unterdrückt werden, dass der Schlamm vom Drahtschneide-Eingangsabschnitt
des Werkstücks nach oben über das Werkstück
spritzt und die Arbeitsplatte erreicht. Als Ergebnis kann ein Strömen
des Schlamms in den eingeschnittenen Werkstückabschnitt
besser unterdrückt werden.
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Weiter
ist es bevorzugt, dass eine untere Fläche der Schlammspritzblockierelemente
zu ihrer Außenseite hin konisch zuläuft.
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Wenn
die untere Fläche der Schlammsspritzblockierelemente zu
ihrer Außenseite hin konisch zuläuft, kann auf
diese Weise der Schlamm, der vom Drahtschneide-Eingangsabschnitt
des Werkstücks nach oben über das Werkstück
spritzt, wirksam zur Außenseite des Werkstücks
hin zurückgeworfen werden.
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Darüber
hinaus können die Schlammspritzblockierelemente beweglich
sein.
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Wenn
die Schlammspritzblockierelemente beweglich sind, können
sie auf diese Weise leicht in der Umgebung des Drahtschneide-Eingangsabschnitts
des Werkstücks jederzeit während des Aufschneidens
angeordnet werden, und ein Spritzen des Schlamms vom Drahtschneide-Eingangsabschnitt kann
wirksamer unabhängig vom Fortschreiten des Aufschneidens
verhindert werden.
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In
diesem Fall kann bewirkt werden, dass sich die Schlammspritzblockierelemente
horizontal bewegen oder sich parallel entlang einer Kreisbahn bewegen.
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Wenn
bewirkt wird, dass sich die Schlammspritzblockierelemente horizontal
bewegen oder sich parallel entlang einer Kreisbahn bewegen, kann
auf diese Weise die Vorrichtung mit einer Positionsänderung
des Drahtschneide-Eingangsabschnitts des Werkstücks, das
während des Aufschneidens vom Werkstück-Vorschubmechanismus
nach unten gedrückt wird, zurechtkommen. Der Abstand zwischen den
Schlammspritzblockierelementen und dem Werkstück (dem Drahtschneide-Eingangsabschnitt) kann
auch so gesteuert werden, dass er konstant ist.
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Alternativ
können die Schlammspritzblockierelemente am Werkstück-Halteabschnitt
befestigt werden.
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Wenn
die Schlammspritzblockierelemente am Werkstück-Halteabschnitt
befestigt sind, kann auf diese Weise verhindert werden, dass der
Schlamm vom Drahtschneide-Eingangsabschnitt des Werkstücks
in einer nach innen gerichteten Richtung des Werkstücks
spritzt
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Die
Drahtsägevorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung kann das Fließen des Schlamms in das aufgeschnittene
Werkstück unterdrücken, nachdem der Schlamm vom
Drahtschneide-Eingangsabschnitt des Werkstücks nach oben über
das Werkstück spritzt. Als Ergebnis kann die Blasebalgbewegung
des Werkstücks unterdrückt werden und die Verwölbung
des aufzuschneidenden Wafers kann verbessert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine Drahtsägevorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 sind
erläuternde Ansichten, die ein Beispiel für die
beweglichen Schlammspritzblockierelemente zeigen, worin 2(A) ein Beispiel vor dem Beginn des Aufschneidens
zeigt, 2(B) ein Beispiel in dem Fall
zeigt, in dem ein Werkstück von einem Schneide-Anfangsabschnitt
zu einem zentralen Abschnitt aufgeschnitten wird, und 2(C) ein Beispiel in dem Fall zeigt, in
dem ein Werkstück von einem zentralen Abschnitt zu einem
Schneide-Endabschnitt aufgeschnitten wird;
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3 ist
eine erläuternde Ansicht, die ein Beispiel für
unverstellbare Schlammspritzblockierelemente zeigt;
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4 ist
eine schematische perspektivische Ansicht, die ein unverstellbares
Schlammspritzblockierelement, das im Beispiel verwendet wird, zeigt;
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5 sind
Diagramme, die ein Verwölbungs-Messergebnis im Hinblick
auf alle aufgeschnittenen Wafer zeigt, worin 5(A) ein
Ergebnis für das Beispiel zeigt und 5(B) ein
Ergebnis für das Vergleichsbeispiel zeigt;
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6 ist
ein Diagramm, das ein Messergebnis von Verwölbungs-Querschnittsformen
eines aufgeschnittenen Wafers in der Aufschneiderichtung im Hinblick
auf die aufgeschnittenen Wafer im Beispiel und im Vergleichsbeispiel
zeigt;
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7 ist
eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für eine herkömmliche
Drahtsägevorrichtung zeigt;
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8 ist
eine schematische Ansicht, die ein Beispiel für einen Werkstück-Vorschubmechanismus zeigt;
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9 ist
eine erläuternde Ansicht, die einen Fluss eines Schlamms
zur Zeit des Aufschneidens eines Abschnitts von einem Schneide-Anfangsabschnitt
zu einem zentralen Abschnitt eines Werkstücks mittels einer
herkömmlichen Drahtsägevorrichtung zeigt;
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10 ist
eine erläuternde Ansicht, die. einen Fluss eines Schlamms
zur Zeit des Aufschneidens eines Abschnitts nach einem zentralen
Abschnitt eines Werkstücks mittels einer herkömmlichen
Drahtsägevorrichtung zeigt;
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11 ist
eine erläuternde Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem
ein Schlamm in einen Abschnitt fließt, in den ein Draht
einschneidet.
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BESTES VERFAHREN ZUR DURCHFÜHRUNG DER
ERFINDUNG
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Obwohl
eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung nachfolgend erläutert wird, ist die vorliegende
Erfindung nicht darauf beschränkt.
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Die 1 zeigt
ein Beispiel für eine Drahtsägevorrichtung gemäß der
vorliegenden Erfindung. Wie in der 1 gezeigt,
umfasst eine Drahtsägevorrichtung 1 gemäß der
vorliegenden Erfindung Schlammspritzblockierelemente 20.
Andere Mechanismen sind nicht besonders beschränkt, wie
beispielsweise ein Draht 2 zum Aufschneiden eines Werkstücks,
geriefelte Rollen 3, um die der Draht 2 gewickelt
wird, ein Mechanismus zum Beaufschlagen des Drahts 2 mit
einer Zugkraft 4, ein Mechanismus zum Zuführen
des aufzuschneidenden Werkstücks nach unten 5,
ein Mechanismus zum Zuführen eines Schlamms zum Aufschneiden 6 und
dergleichen, und können wie ein herkömmlicher
Mechanismus ausgebildet sein.
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Darüber
hinaus zeigt die 2 ein Beispiel für
bewegliche Schlammspritzblockierelemente 20. Es ist zu
beachten, dass die 2(A) ein Beispiel
vor dem Beginn des Aufschneidens zeigt, 2(B) ein
Beispiel in dem Fall zeigt, in dem das Werkstück vom Schneide-Anfangsabschnitt
zum zentralen Abschnitt aufgeschnitten wird, und 2(C) ein
Beispiel in dem Fall zeigt, in dem das Werkstück vom zentralen
Abschnitt zum Schneide-Endabschnitt aufgeschnitten wird.
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Zuerst
wird das aufzuschneidende Werkstück an einer Polsterplatte 14 befestigt.
Die Polsterplatte 14 wird von einer Arbeitsplatte 13 gehalten.
Die Polsterplatte 14 kann zum Beispiel eine Epoxidharzplatte
sein und wird mit einem Epoxidkleber mit dem Werkstück
verbunden. Die Arbeitsplatte 13 besteht aus einem Invar-Material
oder Edelstahl und wird mit einem Epoxidkleber an der Polsterplatte 14 angebracht.
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Darüber
hinaus hält ein Werkstück-Halteabschnitt 11 des
Werkstück-Vorschubmechanismus 5 die Arbeitsplatte 13 durch
Festklemmen. Das bedeutet, dass der Werkstück-Halteabschnitt 11 das
Werkstück über die Polsterplatte 14 und
die Arbeitsplatte 13 hält.
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Das
Werkstück, das vom Werkstück-Halteabschnitt 11 des
Werkstück-Vorschubmechanismus 5 gehalten wird,
wie oben beschrieben, wird dem darunter angeordneten Draht 2 durch
den Werkstück-Vorschubmechanismus 5 zur Zeit des
Aufschneidens zugeführt.
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Demgegenüber
sind die Düsen 15 über dem Draht 2 angeordnet,
der um die geriefelten Rollen 3 gewickelt ist und sich
zur Zeit des Aufschneidens axial in einer hin- und hergehenden Richtung
bewegt. Wenn das Werkstück aufgeschnitten wird, kann dem Draht 2 ein
Schlamm zugeführt werden.
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Außerdem
sind die Schlammspritzblockierelemente 20 unterhalb des
Werkstück-Halteabschnitts 11 angeordnet und sind
weiterhin in der Richtung im rechten Winkel zu einer Reihe des Drahts 2 sowohl auf
der Drahtschneide-Eingangsseite als auch einer Drahtschneide-Ausgangsseite
angeordnet, insbesondere wie in der 1 und 2(B) (C) gezeigt. Dies kommt daher, dass
die Elemente auf beiden Seiten des Werkstücks angeordnet
werden müssen, da sich die Drahtschneide-Eingangsseite
und die Drahtschneide-Ausgangsseite aufgrund der Bewegung des Drahts
in einer hin- und hergehenden Richtung periodisch umkehren.
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In
dem Fall eines in der 2 gezeigten Beispiels liegt
das Schlammspritzblockierelement 20 in Form eines Blocks
vor. Allerdings kann das Schlammspritzblockierelement auch die Form
einer Platte haben. Darüber hinaus läuft, wie
in der 2 gezeigt, seine untere Fläche zur Außenseite
hin konisch zu. Natürlich kann das Schlammspritzblockierelement
mit einer flachen unteren Fläche verwendet werden. Allerdings
kann im Falle einer Form, die zur Außenseite hin konisch
zuläuft, wie oben beschrieben, der Schlamm, der vom Drahtschneide-Eingangsabschnitt
des Werkstücks spritzt, nach außen zurückgeworfen
werden. Das bedeutet, dass diese bevorzugt ist, da das Spritzen
des Schlamms in einer nach innen gerichteten Richtung des Werkstücks wirksamer
verhindert werden kann. Zum Beispiel kann eine Neigung in einem
Winkel von 5° oder mehr im Hinblick auf eine horizontale
Ebene erfolgen
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Darüber
hinaus ist die Größe oder Dicke und dergleichen
nicht beschränkt und die Konfiguration kann so sein, dass
die Elemente zur Zeit des Beendens des Aufschneidens des Werkstücks
zwischen dem Werkstück-Halteabschnitt 11 und dem
Werkstück angeordnet sind. Aber es ist bevorzugt, dass das
Schlammspritzblockierelement eine solche Größe
und Dicke hat, dass das untere Ende des Schlammspritzblockierelements 20 unterhalb
der Arbeitsplatte 13 angeordnet ist. Als Ergebnis ist das
untere Ende des Schlammspritzblockierelements 20 nicht
weit vom Werkstück entfernt, und der Schlamm kann wirksam
daran gehindert werden, vom Werkstück nach oben zu spritzen
und in das Innere des Werkstücks zu fließen.
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Weiter
sind die Schlammspritzblockierelemente 20 mit einem Computer
und dergleichen verbunden. Der Computer kann eine Anordnungsposition
in geeigneter Weise bestimmen. Außerdem kann der Computer,
der mit den Schlammspritzblockierelementen 20 verbunden
ist, auch mit dem Werkstück-Vorschubmechanismus 5 verbunden
sein. Zum Beispiel kann die Position der Schlammspritzblockierelemente
gemäß einem Bewegungsbetrag des Werkstücks,
das vom Werkstück-Vorschubmechanismus 5 nach unten
gedrückt wird, gesteuert werden. Der Abstand zwischen dem
Werkstück (dem Schneide-Eingangsabschnitt des Drahts 2)
und dem Schlammspritzblockierelement 20 kann so gesteuert werden,
dass er unter der Kontrolle des Computers konstant ist.
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Die
Bewegungsart der Schlammspritzblockierelemente 20 ist nicht
beschränkt. Zum Beispiel kann bewirkt werden, dass sie
sich horizontal bewegen. Da das Werkstück vom Werkstück-Vorschubmechanismus 5 zur
Zeit des Aufschneidens nach unten gedrückt wird, wenn das
Aufschneiden des Abschnitts nach dem zentralen Abschnitt des zylinderförmigen
Werkstücks und dergleichen erfolgt, bewegt sich der Drahtschneide-Eingangsabschnitt
des Werkstücks in einer nach innen gerichteten Richtung des
Werkstücks. Wenn die Schlammspritzblockierelemente 20 horizontal
beweglich sind, können sie leicht dem Drahtschneide-Eingangsabschnitt
folgen, der sich in einer nach innen gerichteten Richtung des Werkstücks
bewegt, und ein Spritzen des Schlamms vom Drahtschneide-Eingangsabschnitt
kann so verhindert werden.
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Alternativ
kann bewirkt werden, dass sie sich parallel entlang einer Kreisbahn
bewegen, und es kann bewirkt werden dass die Schlammspritzblockierelemente 20 sich
genau entlang der Seitenfläche des zylinderförmigen
Werkstücks bewegen.
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Sie
können passend gemäß einer Form des Werkstücks
und dergleichen konfiguriert werden.
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Nachfolgend
wird ein Verfahren angegeben, um zu verhindern, dass der Schlamm
vom Schneide-Eingangsabschnitt des Drahts 2 des Werkstücks nach
oben über das Werkstück zur Zeit des Aufschneidens
mittels der Drahtsägevorrichtung 1 gemäß der
vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 2 spritzt.
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Zuerst
wird, wie in der 2(A) gezeigt, der Schlamm
der Reihe des Drahts 2, der sich axial in einer hin- und
hergehenden Richtung bewegt, durch die Düsen 15 zugeführt,
und das Werkstück, das vom Werkstück-Halteabschnitt 11 gehalten
wird, wird nach unten gedrückt. Es ist zu beachten, dass
der Fall beschrieben wird, in dem der Draht vom Beobachter aus gesehen
von links nach rechts bewegt wird.
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Als
Nächstes kollidiert, wie in der 2(B) gezeigt,
der Schlamm, der am Draht 2 anhaftet, mit der Seitenfläche
des Werkstücks so, dass er vom Draht 2-Schneide-Eingangsabschnitt
des Werkstücks zur Zeit des Aufschneidens vom Schneide-Anfangsabschnitt
zum zentralen Abschnitt des Werkstücks schnell unter das
Werkstück fällt.
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Wenn
das Aufschneiden weiter fortschreitet, kollidiert der am Draht 2 anhaftende
Schlamm mit der Seitenfläche des Werkstücks und
spritzt vom Drahtschneide-Eingangsabschnitt des Werkstücks
nach oben über den Draht zur Zeit des Aufschneidens des Abschnitts
nach dem zentralen Abschnitt des Werkstücks.
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In
diesem Fall kann, da die Drahtsägevorrichtung 1 gemäß der
vorliegenden Erfindung die beweglichen Schlammspritzblockierelemente 20 umfasst,
der Schlamm daran gehindert werden, vom Draht 2-Schneide-Eingangsabschnitt
des Werkstücks nach oben über das Werkstück
zu spritzen, indem mit den Schlammspritzblockierelementen 20 blockiert
wird, die in die Umgebung des Draht 2-Schneide-Eingangsabschnitts
des Werkstücks bewegt wurden.
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Darüber
hinaus bewegt sich der Schneide-Eingangsabschnitt des Drahts 2,
wenn er nahe am Schneide-Endabschnitt ist, in einer nach innen gerichteten
Richtung des Werkstücks. Daher können die Elemente
weiter verhindern, dass der Schlamm vom Werkstück nach
oben und in einer mehr nach innen gerichteten Richtung des Werkstücks
spritzt, indem die Schlammspritzblockierelemente 20 mehr nach
innen bewegt werden.
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Daher
kann durch die Schlammspritzblockierelemente 20 verhindert
werden, dass der Schlamm vom Draht 2-Schneide-Eingangsabschnitt des
Werkstücks nach oben über das Werkstück spritzt.
Als Ergebnis fällt der spritzende Schlamm nicht auf das
Werkstück und der Schlamm mit der hohen Viskosität
strömt nicht in das untere Ende des Werkstücks,
das bereits in Waferform geschnitten ist. Demgemäß kann
die Blasebalgbewegung des Werkstücks unterdrückt
werden, und es kann verhindert werden, dass sich die Verwölbung
des Werkstücks zur letzten Hälfte des Aufschneidens
verschlechtert.
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Außerdem
kann die Drahtsägevorrichtung 1 gemäß der
vorliegenden Erfindung unverstellbare Schlammspritzblockierelemente
anstelle der beweglichen Schlammspritzblockierelemente 20 einsetzen, wie
in der 2 gezeigt.
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Die 3 zeigt
ein Beispiel für Schlammpritzblockierelemente 21,
die am Werkstück-Halteabschnitt 11 befestigt sind.
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Wie
in der 3 gezeigt, sind die Schlammspritzblockierelemente 21 so
angeordnet, dass sie an einer unteren Fläche des Werkstück-Halteabschnitts 11 befestigt
sind. Die Befestigungsart ist nicht besonders eingeschränkt.
Es kann ein Klebstoff, eine Schraube oder eine Klemme verwendet
werden. Darüber hinaus ist die Form, die Größe
oder die Dicke des Schlammspritzblockierelements 21 nicht
besonders beschränkt, sondern diese können gleich
wie beim beweglichen Schlammspritzblockierelement 20 sein.
Es ist bevorzugt, dass die Größe oder dergleichen
auf eine solche Weise eingestellt ist, dass die Elemente nicht vom
Draht 2, der sich in einer hin- und hergehenden Richtung
bewegt, geschnitten werden.
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Es
ist zu beachten, dass es im Fall des unverstellbaren Elements, besonders
erwünscht ist, dass seine untere Fläche zur, Außenseite
hin konisch zuläuft. Dies deshalb, weil es im Vergleich
zu den beweglichen Elementen schwierig ist, den Abstand zwischen
den Schlammspritzblockierelementen 21 und dem Werkstück
(einem Schneide-Eingangsabschnitt des Drahts 2 des Werkstücks)
immer nahe beieinander zu halten. Daher ist es wünschenswert,
dass der Schlamm, der vom Schneide-Eingangsabschnitt spritzt, immer
nach außen zurückgeworfen wird, und dass unter
Verwendung der Elemente, die eine konisch zulaufende untere Fläche
aufweisen, verhindert wird, dass der spritzende Schlamm in einer
nach innen gerichteten Richtung des Werkstücks fällt.
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Die
vorliegende Erfindung wird ausführlicher mit Bezug auf
Beispiele erläutert, auf die die vorliegende Erfindung
aber nicht beschränkt ist.
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(Beispiel)
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Eine
Drahtsägevorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung, die die in der 3 gezeigten unverstellbaren
Schlammspritzblockierelemente 21 aufweist, wurde verwendet,
um einen Siliziumblock mit einem Durchmesser von 300 mm und einer
axialen Länge von 300 mm in Wafer zu schneiden, um so 275
geschnittene Wafer zu erhalten.
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Es
ist zu beachten, dass die unverstellbaren Schlammspritzblockierelemente 21,
die aus Vinylchloridharz bestanden und eine Blockform hatten, wobei
der Querschnitt trapezförmig war, hergestellt wurden. Eine
schematische perspektivische Ansicht der vollständigen
Form dieses unverstellbaren Schlammspritzblockierelements ist in
der 4 gezeigt.
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Außerdem
wurden die hergestellten Schlammspritzblockierelemente am Werkstück-Halteabschnitt
mit einer Schraube befestigt, wie in der 3 gezeigt.
Dabei wurden die Schlammspritzblockierelemente am Werkstück-Halteabschnitt
in der Richtung befestigt, in der die unter Fläche der Schlammspritzblockierelemente
zur Außenseite hin auf eine solche Weise konisch ausgebildet
war, dass das untere Ende der Schlammspritzblockierelemente von
der Arbeitsplatte nach unten vorstand. Auf diese Weise wurde die
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Drahtsägevorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung ausgerüstet.
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Es
wurde ein Draht mit einem Durchmesser von 160 μm verwendet
und eine Zugkraft von 2,5 kgf angelegt, um zu bewirken, dass sich
der Draht in einer hin- und hergehenden Richtung mit einer durchschnittlichen
Geschwindigkeit von 500 m/min in einem Zyklus von 60 s/c bewegte.
Dabei wurde auch der Schlamm dem Draht durch die Düsen
zugeführt und der Siliziumblock wurde durch den Werkstück-Vorschubmechanismus
gegen die Drahtreihe gedrückt, um das Aufschneiden durchzuführen,
wodurch aufgeschnittene Wafer erhalten wurden.
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Als
der vorliegende Erfinder das Werkstück während
des Aufschneidens des Werkstücks beobachtete, spritzte
der Schlamm, der am Draht anhaftete, nachdem er dem Draht durch
die Düse zugeführt wurde, nach oben, sobald er
mit der Seitenfläche des Werkstücks kollidierte.
Allerdings wurde der spritzende Schlamm aufgrund der konisch zulaufenden
unteren Fläche der Schlammspritzblockierelemente, deren
unteres Ende von der Arbeitsplatte nach unten vorstand, zur Außenseite
des Werkstücks zurückgeworfen. Das bedeutet, dass
es möglich war, den Schlamm weitgehend daran zu hindern,
vom Werkstück nach Oben zu spritzen und in einer nach innen gerichteten
Richtung des Werkstücks zu fallen, und zwar anders als
beim unten erläuterten Vergleichsbeispiel, bei dem ein
Werkstück mittels einer herkömmlichen Drahtsägevorrichtung
aufgeschnitten wurde. Auf diese Weise war es möglich, eine
Menge des Schlamms, der in einer nach innen gerichteten Richtung
des Werkstücks spritzte, weitgehend zu unterdrücken.
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Weiterhin
wurde die Blasebalgbewegung des Werkstücks unterdrückt
und eine Vibration des Werkstücks (in der Richtung im rechten
Winkel zur Drahtreihe) trat kaum auf.
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Die
Verwölbung wurde praktisch durch eine Formmessung im Hinblick
auf alle aufgeschnittenen Wafer im Beispiel gemessen. Die 5(A) zeigt ein Messergebnis der Verwölbung
im Beispiel.
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Wie
in der 5(A) gezeigt, kann davon ausgegangen
werden, dass es im Beispiel, in dem das Werkstück mittels
der Drahtsägevorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgeschnitten wurde, möglich war, die Verwölbung
auf 10 μm oder weniger zu drücken. Im unten erläuterten
Vergleichsbeispiel erreichte die Verwölbung 20 μm.
Es kann davon ausgegangen werden, dass die Verwölbung mittels der
Drahtsägevorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
deutlich verbessert werden kann.
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(Vergleichsbeispiel)
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Derselbe
Siliziumblock wurde unter denselben Bedingungen wie im Beispiel
aufgeschnitten, mit der Ausnahme, dass eine herkömmliche
Drahtsägevorrichtung ohne die Schlammspritzblockierelemente verwendet
wurde.
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Als
der vorliegende Erfinder das Werkstück während
des Aufschneidens des Werkstücks beobachtete, spritzte
der Schlamm, der mit der Seitenfläche des Werkstücks
kollidierte, weitgehend in einer nach einwärts gerichteten
Richtung des Werkstücks und erreichte die Arbeitsplatte
zur Zeit des Aufschneidens des Abschnitts nach dem zentralen Abschnitt
des Werkstücks. Danach fiel eine große Menge Schlamm
auf die Innenseite des Werkstücks.
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Darüber
hinaus trat eine bemerkenswerte Blasebalgbewegung des Werkstücks
auf und eine Vibration des Werkstücks mit hoher Amplitude
wurde beobachtet. Eine intensive Vibration trat in der Umgebung
der beiden Endflächen des Werkstücks auf.
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Die 5(B) zeigt ein Messergebnis der Verwölbung
im Hinblick auf alle geschnittenen Wafer im Vergleichsbeispiel.
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Wie
gezeigt, kann davon ausgegangen werden, dass im Vergleichsbeispiel,
in dem das Werkstück mittels der herkömmlichen
Drahtsägevorrichtung aufgeschnitten wurde, die Verwölbung
insbesondere in der Endflächenseite des Werkstücks
groß wurde (etwa im Bereich 1–30 und 246–275
des Wafers in der 5(B)). Dies entspricht
dem Abschnitt des Werkstücks, in dem die starke Vibration
beobachtet wurde.
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Die 6 zeigt
ein Messergebnis der Verwölbungsform des aufgeschnittenen
Wafers in der Aufschneiderichtung im Hinblick auf den ersten aufgeschnittenen
Wafer von der Seite, von der ein neuer Draht zugeführt
wurde, wie es im Beispiel und Vergleichsbeispiel erhalten wurde.
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Die
durchgezogene Linie zeigt den Fall der vorliegenden Erfindung, d.
h. das Beispiel, und die gepunktete Linie zeigt den Fall der herkömmlichen Vorrichtung,
d. h. das Vergleichsbeispiel. Es kann davon ausgegangen werden,
dass, wie aus dem Abschnitt ersichtlich ist, in dem die Werkstückschneideposition
nach dem zentralen Abschnitt (150 mm) liegt, insbesondere nach 250
mm, eine Änderung der Verwölbungsform vom zentralen
Abschnitt zum Schneide-Endabschnitt im Beispiel im Vergleich zum Vergleichsbeispiel
deutlich unterdrückt werden kann. Es kann in Betracht gezogen
werden, dass dies daher kommt, dass die Blasebalgbewegung des Werkstücks
zur Zeit des Aufschneidens des Abschnitts nach dem zentralen Abschnitt
des Werkstücks unterdrückt werden kann, wie oben
beschrieben.
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Wie
oben erläutert, kann die Drahtsägevorrichtung
gemäß der vorliegenden Erfindung wirksam verhindern,
dass der Schlamm vom Drahtschneide-Eingangsabschnitt des Werkstücks
spritzt und auf das Werkstück fällt. Daher kann
die Blasebalgbewegung des Werkstücks, die zur Zeit des
Aufschneidens des Abschnitts nach dem zentralen Abschnitt des Werkstücks
auftritt, unterdrückt werden und die Verwölbungsform
in der letzten Hälfte des Aufschneidens kann verbessert
werden. Als Ergebnis kann der aufgeschnittene Wafer mit einer deutlich
besseren Verwölbung als ein herkömmlicher Wafer
ausgestattet werden.
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Es
ist zu beachten, dass die vorliegende Erfndung nicht auf die vorstehende
Ausführungsform beschränkt ist. Die Ausführungsform
dient nur der Erläuterung und alle Beispiele, die weitgehend
dasselbe Merkmal haben und dieselben Funktionen und Wirkungen zeigen
wie die im technischen, in den Ansprüchen der vorliegenden
Erfindung beschriebenen Konzept, sind vom technischen Umfang der
vorliegenden Erfindung umfasst.
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Im
oben beschriebenen Beispiel wird der Fall der Drahtsägevorrichtung
mit den unverstellbaren Schlammspritzblockierelementen verwendet,
die Anmeldung ist aber nicht darauf beschränkt. Die Drahtsägevorrichtung
mit den beweglichen Schlammspritzblockierelementen kann auch verwendet
werden. In diesem Fall können die Schlammspritzblockierelemente
auf eine solche Weise angeordnet werden, dass sie näher
am Drahtschneide-Eingangsabschnitt des Werkstücks liegen,
ein Spritzen des Schlamms wirksamer verhindert werden kann und der
aufgeschnittene Wafer mit noch besserer Verwölbung vorgesehen
werden kann.
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Darüber
hinaus werden in dem oben beschriebenen Beispiel die unverstellbaren
Schlammspritzblockierelemente aus Vinylchloridharz hergestellt.
In diesem Fall können sie in einer solchen Größe
gestaltet sein, dass ihr unteres Ende von der Schneide-Endposition
des Werkstücks nach unten vorsteht und zusammen mit dem
Werkstück geschnitten werden kann. Andererseits können
in dem Fall, in dem ihr unteres Ende über der Schneide-Endposition
angeordnet ist und sie in einer solchen Größe
ausgelegt sind, dass sie das Werkstück zur Zeit des abschließenden
Aufschneidens des Werkstücks nicht kontaktieren, die Schlammspritzblockierelemente
aus Metallmaterialien, wie beispielsweise Edelstahl und dergleichen,
hergestellt sein.
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Zusammenfassung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Drahtsägevorrichtung
mindestens umfassend: einen Draht, der um mehrere geriefelte Rollen
herum gewickelt ist und sich axial in einer hin- und hergehenden Richtung
bewegt; eine Düse, um dem Draht einen Schlamm zuzuführen;
und einen Werkstück-Vorschubmechanismus, der dem Draht
ein Werkstück zuführt, indem das Werkstück
gehalten wird, und Aufschneiden in Wafer durch Drücken
und Zuführen des Werkstücks zum Draht, der sich
in einer hin- und hergehenden Richtung bewegt, während
dem Draht durch die Düse ein Schlamm zugeführt
wird, wobei ein Werkstück-Halteabschnitt des Werkstück-Vorschubmechnismus
das Werkstück über eine Polsterplatte, die am
Werkstück angebracht ist, und eine Arbeitsplatte hält,
und plattenförmige oder blockförmige Schlammspritzblockierelemente
zum Blockieren des Schlamms, der von einem Drahtschneide-Eingangsabschnitt
des Werkstücks spritzt, in der Richtung im rechten Winkel
zu einer Reihe des Drahts, der um die geriefelten Rollen gewickelt
ist, unterhalb des Werkstück-Halteabschnitts und sowohl
auf der rahtschneide-Eingangsseite als auch der Drahtschneide-Ausgangsseite
angeordnet sind. Als Ergebnis wird eine Drahtsägevorrichtung
zur Verfügung gestellt, bei der eine Blasebalgbewegung
des Werkstücks, die durch den Schlamm, der vom Drahtschneide-Eingangsabschnitt
des Werkstücks spritzt, unterdrückt werden kann
und eine Verwölbung des aufzuschneidenden Wafers verbessert
werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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