CN104918749B - 线锯的再次开始运转方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种线锯的再次开始运转方法，该线锯是一边将钢线的新线从供给侧供给至回收侧，一边使钢线在钢线轴向上作往复行进，向钢线供给切断用的浆料，并将工件相对地压下，使该工件压抵并切入进给于作往复行进的钢线，而将工件切断成晶圆状；该线锯的再次开始运转方法，是在该线锯的运转中，钢线断线而在中途暂时中断工件的切断之后，再次开始该切断的方法，该线锯的再次开始运转方法具有以下步骤：修复步骤，其在中断工件的切断之后再次开始工件的切断之前，修复断线的钢线；切断准备步骤，其使工件的切断位置上的已修复的钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径一致。由此，即便在因钢线的断线而导致工件的切断在中途被中断的情况下，也能够抑制在再次开始运转后切断的晶圆上产生沟槽，并能够抑制产品晶圆的质量问题。

Description

线锯的再次开始运转方法

技术领域

本发明涉及一种线锯，该线锯一边向钢线供给浆料一边压抵半导体晶棒等工件来进行切断；本发明尤其涉及一种钢线切断时的线锯的再次开始运转方法。

背景技术

以往，作为将半导体晶棒等工件切割成晶圆状的装置，已知有一种线锯。在该线锯中，在多个沟纹辊(溝付きローラ；带凹沟滚筒)的周围，通过切断用钢线多次地卷绕而形成钢线列，该切断用钢线在轴向上被高速驱动，且一边适当地供给浆料一边相对于钢线列切入进给工件，由此，该工件在各钢线位置处同时地被切断。

此处，图1表示一般的线锯的一例的概要。

如图1所示，在线锯1中，用于切断工件W的钢线2从供给侧的钢线滚动条(ワイヤリール)6陆续放出，并进入沟纹辊3。通过钢线2在该沟纹辊3上卷绕300～500次程度，从而形成钢线列。进一步地，钢线2从沟纹辊3退绕，并卷绕在回收侧的钢线滚动条6’上。

当切断工件W时，使钢线2按照预定的行进距离在钢线轴向上往复行进，钢线新线被逐渐地从供给侧供给至回收侧。

因此，在卷绕在沟纹辊3上的钢线中，相较于供给新线的一侧也就是供给侧，回收钢线的一侧也就是回收侧的钢线的磨耗量变大，钢线直径变小。因此，存在以下倾向：在回收侧被切断的晶圆比在供给侧被切断的晶圆更厚。

因此，使用一种线锯，使其沟纹辊的多个沟槽间的间距(ピッチ)为回收侧比供给侧更窄(专利文献1)。

另外，线锯的钢线，是使用例如钢琴线等富有耐磨耗、耐张力性且高硬度的线材，另外，为了防止钢线的损伤，沟纹辊使用规定硬度的树脂辊，但是由于钢线的持续的磨耗、疲劳等，在工件的切断中，钢线可能会断线，而无法继续切断晶圆。

在这种情况下，以往，在进行使工件的切入部从钢线脱离的脱离作业后，以手动的方式将钢线拉出，或利用人工的方式来运转沟纹辊驱动装置，将钢线的断线处拉至其中一方沟纹辊的适当的外侧，并将该断线部彼此连接。若断线部分无法再次使用，则将该部分去除，更换为新线后进行连接。之后，进行拉出作业，即，将钢线彼此的连接部再次拉至不直接参与切断工件的位置处。

并且，在这种钢线修复处理之后，进行复原作业，即，进行使工件的各切入处与钢线的各列相对应并卡合的复位作业，然后再次开始工件的切断，由此完成工件的切断。

针对钢线的断线的问题，已知以下方法：改善钢线的强度(例如，参照专利文献2)，或者利用线锯来检测断线的征兆并停止切断(参照专利文献3)。通过这样的技术，能够降低钢线断线的频率。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开平成10-249701号公报

专利文献2：日本专利公开2002-256391号公报

专利文献3：日本专利公开2011-31355号公报

(非专利文献)

非专利文献1：超精密晶圆表面控制技术，松下嘉明等人，2000年2月28日科学论坛股份有限公司出版

发明内容

(一)要解决的技术问题

但是，伴随近年来生产性的增加，钢线的使用负荷也增大，而无法完全避免断线。一旦发生断线，就会发生以下问题：在将高价工件的切断再次开始后立刻切割而成的晶圆上，会产生通过后续步骤也无法去除的沟槽，而产生大量的不良品。

本发明人对该原因进行详细调查后，得以明确以下内容。如上所述，在修复处理中，若将钢线的断线部彼此连接，并将连接部分自工件的切断位置拉出，则工件的切断位置上的钢线被替换成新线。工件的切断位置上的刚刚断线后的钢线的直径因磨耗而比新线的直径更细，因此即将断线之前的钢线直径与新线的钢线直径产生差异。一般而言，已知工件的切削裕度是钢线直径加上浆料的平均直径的3倍的值(非专利文献1)，而切断再次开始后的工件的切削裕度增加，导致在切断部产生沟槽。

近年来，为了缩减晶圆的制造成本，而将后续步骤中的磨光处理时的磨光裕度设计成较小，因此，利用磨光处理无法去除上述沟槽的情况增加。如上所述，在钢线回收侧的沟纹辊的沟槽间的间距窄于钢线供给侧的情况下，若使用钢线新线进行切断，尤其在接近钢线回收侧的切断位置处切断的晶圆的厚度变薄，无法去除所产生的沟槽可能性变大。

而且，随着晶圆的直径变大，产生不良品所导致的影响变得愈发严重。

本发明是鉴于如前所述的问题而完成，目的在于提供一种线锯的再次开始运转方法，其在通过线锯所实施的半导体晶棒等工件切断中，即便在因钢线的断线而导致工件的切断在中途被中断的情况下，也能抑制在再次开始运转后切断的晶圆上产生沟槽，并能够抑制产品晶圆的质量问题。

(二)技术方案

为了实现上述目的，根据本发明，提供一种线锯的再次开始运转方法，该线锯是在多个沟纹辊上卷绕钢线，并一边将该钢线的新线从供给侧供给至回收侧，一边使所述钢线在钢线轴向上作往复行进，向所述钢线供给切断用的浆料，并将工件相对地压下，使该工件压抵并切入进给于作往复行进的所述钢线，而将所述工件切断成晶圆状；该线锯的再次开始运转方法，是在该线锯的运转中，所述钢线断线而在中途暂时中断所述工件的切断之后，再次开始该切断的方法，其特征在于，具有以下步骤：修复步骤，其在中断所述工件的切断之后再次开始所述工件的切断之前，修复所述断线的钢线；切断准备步骤，其使所述工件的切断位置上的所述已修复的钢线的直径与所述即将断线之前的钢线的直径一致。

若为这样的再次开始运转方法，由于能够消除再次开始运转后所使用的钢线的直径与断线前的直径的差异，因此能够抑制在切断的晶圆上产生沟槽，并能够抑制晶圆成为不良品。

此时，在所述切断准备步骤中，在所述钢线的断线发生在卷绕在所述沟纹辊上的位置或所述供给侧的位置上的情况下，可通过使所述已修复的钢线磨耗，来使其直径与所述即将断线之前的钢线的直径一致。

当钢线的断线发生在上述位置时，即便工件的切断位置上的修复后的钢线成为新线，若如此地进行切断准备步骤，也能够容易地使钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径一致。

另外，在所述切断准备步骤中，可将仿真的工件与保持该仿真的工件的保持装置设置在所述线锯上，并以使所述钢线从所述沟纹辊被退绕至回收侧的位置上的所述钢线的直径与所述断线前相同的方式，利用所述已修复的钢线来切断所述仿真的工件，由此来使所述钢线磨耗后，将所述仿真的工件和保持装置去除。

若这样做，通过将钢线从沟纹辊被退绕至回收侧的位置上的钢线直径作为标准，能够更容易地使钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径一致。另外，在切断准备步骤中，由于无需将中途中断切断的工件从线锯上卸除，工件对钢线列的相对位置不会变化，因此，能够防止在再次开始运转后的切断中由工件的位置变化所导致的影响。

另外，在所述修复步骤中，可检测从所述断线发生时间点的所述钢线的断线处的位置至所述钢线从所述沟纹辊被退绕至回收侧的位置为止的钢线长度；在所述切断准备步骤中，以使所述钢线的断线处的位置成为所述钢线从所述沟纹辊被退绕至回收侧的位置的方式，对所述钢线定位，然后，供给并使用所述所检测的钢线长度以上的长度的所述钢线的新线，来切断所述仿真的工件。

若这样做，则能够容易地决定要磨耗的钢线新线的长度及仿真的工件的切断时间，并能够所需最低限度的步骤时间，确实地使钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径一致。

另外，可利用测微计或激光位移计来测量所述钢线的直径。

若这样做，能够容易地测量钢线的直径。

(三)有益效果

本发明中，在通过线锯所实施的工件的切断中，由于当钢线断线时，将断线的钢线修复之后，使工件的切断位置上的已修复的钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径一致，因此，能够消除再次开始运转后所使用的钢线的直径与断线前的直径的差异，因此，能够抑制所切断的晶圆上产生沟槽，并改善晶圆的平坦度。由此，能够抑制发生产品晶圆的质量问题。

附图说明

图1是表示一般的线锯的一例的概要图。

图2是表示本发明的线锯的再次开始运转方法的流程图。

图3是表示利用本发明的线锯的再次开始运转方法来切断仿真的工件的情况的图。

图4是表示根据沟纹辊内位置，钢线直径因磨耗而发生变化的情况的图。

图5是表示线锯中的从回收侧终点P到断线产生位置的距离X的图。

图6是表示实施例的平坦度的结果的图。

图7是表示比较例的平坦度的结果的图。

图8是将图6、图7的平坦度的结果的断线产生部分放大的图。

具体实施方式

以下，针对本发明，说明实施方式，但本发明并非限定于该实施方式。

如上所述，在通过线锯所实施的工件的切断中，钢线断线的情况下，存在以下问题：若再次开始该工件的切断，则因即将断线之前的钢线直径与修复后的钢线的直径的差异，再次开始后的切断部上会产生沟槽。

本发明人为了解决这样的问题而努力研究。结果发现，修复钢线后，通过使工件的切断位置上的已修复的钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径一致，能够抑制上述沟槽的产生，从而完成本发明。

首先，说明将工件切断成晶圆状的线锯的运转。

如图1所示，线锯1具有用于切断工件W的钢线2、卷绕有钢线2的沟纹辊3、将想要切断的工件W相对地向下方送出的工件进给机构4，以及用于在切断时向钢线2供给浆料的浆料供给装置5。

钢线2从供给侧的钢线滚动条6陆续放出，并进入沟纹辊3。通过钢线2在该沟纹辊3上卷绕300～500次程度，从而形成钢线列。进一步地，钢线2从沟纹辊3退绕，并卷绕在回收侧的钢线滚动条6’上。

在沟纹辊3与钢线滚动条6、6’之间，设置有钢线张力赋予机构(未图示)，其用于对钢线2赋予张力。

当切断工件W时，使钢线2以预定的行进距离在钢线轴向上作往复行进。此时，往复行进的钢线向各方向行进的距离并非相同，而是其中一个方向的行进距离较长。由此，钢线一边继续往复行进，一边向行进距离较长的方向也就是如图1所示的从供给侧向回收侧，逐渐地供给钢线新线。

工件W由工件进给机构4所保持，并被送至相对地位于下方的钢线2。该工件进给机构4，通过将工件W相对地向下方压下，直到钢线2到达抵板，由此，将工件W压抵并切入进给于钢线2。并且，在完成工件W的切断之后，通过使工件W的送出方向倒转，而将切断完成的工件W从钢线列中拔出。

本发明的线锯的再次开始运转方法，是在上述的线锯的运转中，钢线2断线而在中途暂时中断工件W的切断之后，再次开始该切断的情况下的再次开始运转方法。下面参照图1、图2进行详细的说明。

首先，若产生钢线的断线，则中断工件的切断，暂时使工件自钢线列退避(图2中的(A))，然后进行将断线的钢线去除的作业(图2中的(B))。之后，进行钢线的修复。另外，测量断线发生时间点的钢线的直径(图2中的(C))。此处，测量钢线直径的位置，可为图1所示的钢线从沟纹辊退绕至回收侧的位置P(以下称作回收侧终点)。

此时，当钢线的断线发生在卷绕在沟纹辊上的位置或在比沟纹辊更位于供给侧的位置时，以使钢线的断线处位于比回收侧终点P更靠近钢线滚动条6’侧处的方式，将钢线拉出后，将钢线的断线部彼此连接(图2中的(D))。若这样做，钢线的修复作业变得容易，并且在再次开始切断时，能够防止钢线的连接部用于切断而对所切断的晶圆的质量产生影响。在该情况下，在再次开始切断时，使钢线的往复行进从回收侧的方向开始。

在钢线的断线发生在比沟纹辊更位于回收侧的位置的情况下，可以不将钢线向回收侧拉出，便连接钢线的断线部彼此。或者，在钢线的断线位置过于靠近沟纹辊等情况下等，也可根据钢线修复作业的必要性，将钢线向回收侧的方向拉出，再将钢线的断线部彼此连接。

接着，实施切断准备步骤，其用于进行再次开始已中断的工件的切断所需的准备。在该步骤中，使工件的切断位置上的已修复的钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径一致。之后，进行使工件的各切入处与钢线列的各列相对应并卡合的作业。

当钢线的断线发生在回收侧的位置，且在上述修复步骤中，不将钢线向回收侧拉出而将钢线的断线部彼此连接时，工件的切断位置上的已修复的钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径一致。另外，在已将钢线向回收侧拉出的情况下，若将钢线送回至拉出钢线前的位置也就是即将断线之前的位置并定位，则能够使工件的切断位置上的已修复的钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径一致。

在钢线的断线发生在卷绕在沟纹辊上的位置或供给侧的位置的情况下，如上所述，钢线的断线处被拉出至回收侧，因此，再次开始后的工件的切断位置上的钢线包含新线的部分。因此，为使钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径一致，要使工件的切断位置上的钢线磨耗。

作为使钢线磨耗的具体方法，可使用以钢线切断仿真的工件的方法。若将已中断切断的工件从工件进给机构卸除，由于在再次开始切断的前后，工件的位置有可能会改变，因此不佳。因此，如图3所示，将仿真的工件DW及用于保持该工件的保持装置7设置于线锯1上。能够将该保持装置7可拆卸地安装在例如工件进给机构4上。

若这样做，无需将已中断切断的工件从工件进给机构4上卸除，便能利用钢线来切断仿真的工件，从而使钢线磨耗。

此时，可基于回收侧终点P的位置上的钢线的直径，来判断工件的切断位置上的钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径是否一致。即，若以使回收侧终点P的位置上的钢线的直径与即将断线之前相同的方式，利用钢线来切断仿真的工件，则能够判断工件的切断位置上的钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径一致。

下面，对利用钢线来切断仿真的工件而使钢线磨耗的方法的具体例进行说明。

在上述修复步骤中，预先检测从断线发生时间点的钢线的断线处的位置至回收侧终点P的位置为止的钢线长度C。此处，若将卷绕于多个沟纹辊上的钢线的1圈的长度设为WN，将从垂直于钢线列的方向的回收侧终点P到断线产生位置为止的距离设为X(参照图5)，将钢线列的间隔设为D，则能以WN×X/D来求出上述钢线长度C。这里，在回收侧的钢线列的间隔比供给侧的更狭窄的情况下，使用平均值。

在切断准备步骤中，以使钢线的断线处(连接部)的位置比回收侧终点P的位置稍微靠近钢线滚动条6’侧的方式来对钢线定位(图2中的(E))。若比回收侧终点P的位置稍微靠近钢线滚动条6’侧，则成为连接部从回收侧终点P的位置偏离的状态。

接着，利用测微计或激光位移计来测量回收侧终点P的位置上的修复后的钢线的直径，并算出此测量值与断线发生时间点的同一位置的钢线直径的差值ΔQ。

一般地，在工件的切断中，使从供给侧供给的钢线新线一边继续往复行进，一边逐渐向回收侧前进，伴随着向回收侧前进，钢线直径也因磨耗而逐渐变小。如图4所示，回收侧终点P的位置上的钢线的直径比新线的直径小约10％。这种由磨耗所导致的钢线直径的减少量，根据切断条件(新线供给速度、钢线平均速度、切入速度及工件抵接钢线列的压力)而不同，但从线锯的切断原理方面的理由考虑，钢线的磨耗量是从供给侧朝向回收侧增加。因此，上述所测量的直径，变得比断线发生时间点的同一位置的钢线直径更大。

之后，将仿真的工件、用于保持该工件的保持装置设置在线锯上(图2中的(F))，并设定切断条件(图2中的(G))。利用该切断条件一边使钢线作往复行进一边供给新线，来切断仿真的工件，直至回收侧终点P的位置上的钢线的直径磨耗掉上述算出的差值ΔQ的程度为止，即，继续进行切断，直至该位置上的钢线的直径与断线发生时间点的同一位置的钢线直径一致(图2中的(H))。此时，若将新线供给速度设为S，将切入速度设为V，将工件抵接钢线列的压力设为F，将仿真的工件的长度设为L，将比例常数设为K，则以K×L×V×F/S来表示回收侧终点P的位置上的钢线的磨耗量。

因此，以满足ΔQ＝K×L×V×F/S的切断条件切断仿真的工件即可。可基于该关系式预先切断仿真的工件并记录为获得ΔQ所需的切断条件，并在切断准备步骤中，使用该切断条件。例如，可将仿真的工件的长度L、切入速度V、工件抵接钢线列的压力F设为一定，使新线供给速度S变化来切断仿真的工件，并记录ΔQ与S的关系，在切断仿真的工件时，使用与目标ΔQ相对应的新线供给速度S。

另外，当切断仿真的工件时，供给并使用上述所检测的钢线长度C以上的长度的钢线的新线。这可通过将仿真的工件的切断时间T设为由公式C/S所求得的时间以上来实现。

切断仿真的工件后，确认回收侧终点P的位置上的钢线的直径，并去除仿真的工件和保持装置(图2的(I))。

此处，作为仿真的工件，可使用玻璃、碳、填充有填料的丙烯酸类树脂、填充有填料的环氧树脂、填充有填料的聚氨酯树脂制的工件。

如以上所述地实施切断准备步骤后，再次开始工件的切断(图2中的(J))。

实施例

以下，示出本发明的实施例和比较例，更具体地说明本发明，但是本发明并非限定于这些例子。

(实施例)

使用图1所示的线锯，将直径200mm、长度360mm的硅晶棒切断时，在上述切入位置为65mm、上述距离X为25mm的位置，钢线断线。因此，按照本发明的线锯的再次开始运转方法，如以下所示地再次开始工件的切断。

测量钢线断线时间点的回收侧终点P的位置上的钢线的直径，结果为钢线新线的90％。进行钢线的修复，并以使钢线的连接部处于回收侧终点P的位置的方式来进行定位。

之后，在图3所示的保持装置，将厚度10mm、宽度150mm、长度360mm的由丙烯酸类树脂所构成的仿真的工件进行切断，使钢线磨耗，直至回收侧终点P的位置上的钢线的直径成为新线的90％，从而使工件的切断位置上的已修复的钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径一致。

进行仿真的工件的切断之后，将仿真的工件和保持装置卸除。之后，再次开始晶棒的切断，使切断完成。

评价以如此方式切断的晶圆的平坦度。评价的晶圆，为相当于晶棒的两端面及中央位置的晶圆。平坦度是通过以下方法来评价：将晶圆静置于水平面上，并于直径方向(切断方向)上测量切断面的单侧的面的位移。

其结果示于图6。图6中的(A)是供给侧端面的晶圆的结果，图6中的(B)是中央部的晶圆的结果，图6中的(C)是回收侧端面的晶圆的结果。如图6所示可知，任一位置上的晶圆均不会在产生断线的65mm处产生朝向负方向的陡峭的沟槽，相较于后述比较例的结果，平坦度得以改善。所得晶圆作为产品，并无质量方面的问题。

图8是将图6所示的晶圆的平坦度的断线产生部分放大的图。如图8所示，相较于后述比较例的结果，可明确地确认沟槽得以抑制。

(比较例)

使用图1所示的线锯，将直径200mm、长度365mm的硅晶棒切断时，在上述切入位置为85mm、上述距离X为40mm的位置钢线断线。将钢线修复后，并不进行仿真的工件的切断，即，并不使已修复的钢线的直径与即将断线之前的钢线的直径一致，便再次开始晶棒的切断，使切断完成。

之后，与实施例同样地评价晶圆的平坦度。

其结果示于图7。与实施例相同，图7中的(A)是供给侧端面的晶圆的结果，图7中的(B)是中央部的晶圆的结果，图7中的(C)是回收侧端面的晶圆的结果。如图7所示，在图7中的(B)中央部的晶圆及图7中的(C)回收侧端面的晶圆中，在产生断线的85mm处，产生朝向负方向的陡峭的沟槽。此沟槽为在磨光等后续步骤中不可修正的尺寸，晶圆成为不良品。

图8是将图7所示的晶圆的平坦度的断线产生部分放大的图。如图8所示，可明确地确认产生了具有在后续步骤中不可修复的尺寸的沟槽。

此外，本发明并非限定于上述实施方式。上述实施方式仅为例示，具有和本发明的权利要求书中记载的技术思想实质上相同的构成且起到同样的作用效果的技术方案，均包含于本发明的技术范围内。

Claims (5)

1.一种线锯的再次开始运转方法，该线锯是在多个沟纹辊上卷绕钢线，并一边将该钢线的新线从供给侧供给至回收侧，一边使所述钢线在钢线轴向上作往复行进，向所述钢线供给切断用的浆料，并将工件相对地压下，使该工件压抵并切入进给于作往复行进的所述钢线，而将所述工件切断成晶圆状；该线锯的再次开始运转方法，是在该线锯的运转中，所述钢线断线而在中途暂时中断所述工件的切断之后，再次开始该切断的方法，其特征在于，具有以下步骤：

修复步骤，其在中断所述工件的切断之后再次开始所述工件的切断之前，修复所述断线的钢线；

切断准备步骤，其使所述工件的切断位置上的所述已修复的钢线的直径与即将断线之前的所述钢线的直径一致。

2.根据权利要求1所述的线锯的再次开始运转方法，其特征在于，在所述切断准备步骤中，在所述钢线的断线发生在卷绕在所述沟纹辊上的位置或所述供给侧的位置上的情况下，通过使所述已修复的钢线磨耗，来使其直径与所述即将断线之前的钢线的直径一致。

3.根据权利要求2所述的线锯的再次开始运转方法，其特征在于，在所述切断准备步骤中，将仿真的工件与保持该仿真的工件的保持装置设置在所述线锯上，并以使所述钢线从所述沟纹辊被退绕至回收侧的位置上的所述钢线的直径与所述断线前相同的方式，利用所述已修复的钢线来切断所述仿真的工件，由此来使所述钢线磨耗后，将所述仿真的工件和保持装置去除。

4.根据权利要求3所述的线锯的再次开始运转方法，其特征在于，在所述修复步骤中，检测从所述断线发生时间点的所述钢线的断线处的位置至所述钢线从所述沟纹辊被退绕至回收侧的位置为止的钢线长度；

在所述切断准备步骤中，以使所述钢线的断线处的位置成为所述钢线从所述沟纹辊被退绕至回收侧的位置的方式，对所述钢线定位，然后，供给并使用所述所检测的钢线长度以上的长度的所述钢线的新线，来切断所述仿真的工件。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的线锯的再次开始运转方法，其特征在于，利用测微计或激光位移计来测量所述钢线的直径。