CN105492164B - 晶棒的切断方法及线锯 - Google Patents

Abstract

本发明是一种晶棒的切断方法，其利用在多个钢线导件之间卷绕成螺旋状且在轴向行进的钢线来形成钢线列，并一边将加工液供给至晶棒与钢线的接触部，一边使晶棒压接至钢线列，以将晶棒切断成晶圆状，所述晶棒的切断方法的特征在于，在更换所述钢线后切断第一根所述晶棒时，相对于所述晶棒的中央部份的切断时，将所述晶棒的切断开始部分的切断时的每单位时间的钢线新线供给量的比率控制为：在更换所述钢线后切断第二根以后的所述晶棒时的所述比率的1/2以下。由此，提供一种晶棒的切断方法及线锯，其抑制从更换钢线后的第一根与从第二根以后的晶棒所切出的晶圆之间的厚度不均的偏差。

Description

晶棒的切断方法及线锯

技术领域

本发明涉及一种切断方法及线锯，该切断方法利用线锯来将晶棒切断成晶圆状。

背景技术

近年，晶圆有大型化的趋势，随着此大型化而使用专门用于切断晶棒的线锯。

线锯是如下所述的一种装置，其使钢线(高张力钢线)高速行进，在此处一边浇上浆液，一边压接工件(例如可列举硅晶棒。以下，也会简称为晶棒)而切断，以同时切出多片晶圆(参照专利文献1)。

此处，图4示出以往通常的线锯的一例的概要。

如图4所示，线锯101主要由下述构件等构成：钢线102，其用于切断晶棒；钢线导件(wire guide)103，其卷绕有钢线102；张力赋予机构104，其用于向钢线102赋予张力；晶棒进给装置105，其送出(进给)要被切断的晶棒；喷嘴106，其在切断时用以供给浆液，该浆液是在冷却剂中分散地混合有SiC微粉等磨粒而成。

钢线102从一侧的绕线盘(wire reel)107送出，经由导线台108，再经过由磁粉离合器(恒转矩马达109)或浮辊(静负载)(未图示)等构成的张力赋予机构104，进入钢线导件103。钢线102卷绕在该钢线导件103约300～400次左右之后，经过另一侧的张力赋予机构104’而被卷绕在绕线盘107’上。

此外，钢线导件103，是在钢或铁制圆筒的周边压入聚氨酯树脂并在其表面以一定的间距切出沟槽而成的辊，卷绕的钢线102可利用驱动用马达110以预定的周期在往复方向被驱动。

而且，在钢线导件103与卷绕的钢线102的附近设有喷嘴106，在切断时，可从该喷嘴106供给浆液至钢线导件103、钢线102上。而且，在切断后，作为废浆液而被排出。

使用这种线锯101，且使用张力赋予机构104将张力适当地施加至钢线102上，并通过驱动用马达110来使钢线102在往复方向上行进，且一边供给浆液一边将晶棒切片，从而得到想要的切片晶圆。

在使用上述线锯反复地切断多根晶棒时，在通常的晶棒的切断方法中，在全部的晶棒的切断中，钢线新线供给量都是以同样的条件来进行切断。

一般来说，在晶棒的切断开始部分的钢线新线供给量与切断结束部分的钢线新线供给量，是设成比在中央部分切断时的钢线新线供给量更小的值。另外，例如在直径为300mm的晶棒的情况下，所谓晶棒的切断开始部分，是设为从钢线最初接触到晶棒的外周端的部分算起15mm的部分；此外，所谓晶棒中央部分，是相当于从外周端算起150mm的部分。

此外，若确认从晶棒切出的晶圆的厚度的分布，则在晶棒的切断开始部分中的晶圆厚度相对于中央部分会变薄。这样，在利用线锯所进行的晶棒切断中，切断开始部分会变成最薄。以下，将晶圆面内的切断开始部分的厚度与中央部分的厚度的差，称为厚度不均。

切断开始部分的厚度变薄的现象，是因为在切断开始部分所使用的钢线的线径较大。要使钢线的线径变小只要使钢线磨损即可。作为调节钢线的磨损量的方法，可列举改变钢线新线供给量的方法。如果使钢线新线供给量变大，则钢线的磨损变小；如果使钢线新线供给量变小，则钢线的磨损变大。

因此，作为解决切断开始部分的厚度变薄的问题的方法，有使在切断开始部分进行切断时的钢线新线供给量变小的方法，从而能够使厚度不均变小。此外在进行晶棒切断前将钢线卷回，使用已经被使用且被磨损的部分来进行切断，由此能够使厚度不均变小。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开平成10-86140号公报

发明内容

(一)要解决的技术问题

但是，即使晶圆面内的厚度不均变小，在从钢线更换后的第一根和第二根以后被切断的晶棒所切出的晶圆之间，厚度不均的尺寸(程度)会有2～3μm左右的差。在钢线更换后的第一根被切断的晶棒所切出的晶圆，尤其是在切断开始部分会变得更薄，而造成十分显著的厚度不均的差异。

该差异是因为在钢线更换后的第一根晶棒的切断中最初使用的部分的钢线线径，与在第二根晶棒以后的切断中最初使用的部分的钢线线径不同。

该结果是因为在第二根以后，要在切断开始前将钢线卷回，使得在晶棒的切断中已经被使用的部分的已磨损的钢线被用于切断开始位置上，相对于此，在钢线更换后的第一根晶棒的切断中，则是完全没有磨损的新品状态的钢线被用于切断开始位置上。另外，在第二根以后的晶棒的切断中，对切断开始部分进行切断时的钢线的线径基本上变为固定。

虽然在钢线更换后的第一根晶棒的切断前，只要进行预备切断以使钢线磨损，便可解决上述问题，但是因为进行无用的切断，会因其在装置生产性的观点上成为缺点而难以实施。因为以上的理由，在更换钢线后的第一根晶棒和第二根以后的晶棒的切断中，会有在厚度不均方面出现差异，使厚度不均的偏差变大的情况，这样成为问题。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种晶棒的切断方法及线锯，其可抑制从在钢线更换后的第一根和第二根以后的晶棒所切出的晶圆之间的厚度不均的偏差。

(二)技术方案

为了达成上述目的，根据本发明，提供一种晶棒的切断方法，其利用在多个钢线导件之间卷绕成螺旋状且在轴向行进的钢线来形成钢线列，并一边将加工液供给至晶棒与所述钢线的接触部，一边使所述晶棒压接至所述钢线列，以将所述晶棒切断成晶圆状，所述晶棒的切断方法的特征在于，在更换所述钢线后切断第一根所述晶棒时，相对于所述晶棒中央部份的切断时，将所述晶棒的切断开始部分切断时的每单位时间的钢线新线供给量的比率控制为：在更换所述钢线后切断第二根以后的所述晶棒时的所述比率的1/2以下。

若这样做，能够抑制从更换钢线后的第一根晶棒与从第二根以后的晶棒所切出的晶圆之间的厚度不均的偏差。

此外根据本发明，提供一种线锯，其特征在于，具备：钢线列，其利用在多个钢线导件之间卷绕成螺旋状且在轴向行进的钢线而形成；晶棒进给装置，其一边保持所述晶棒一边使所述晶棒压接至所述钢线列；喷嘴，其将加工液供给至所述晶棒与所述钢线的接触部；并且，其一边从所述喷嘴来将所述加工液供给至所述晶棒与所述钢线的接触部，一边利用所述晶棒进给装置来将所述晶棒压接至所述钢线列以切断成晶圆状，

所述线锯具备控制装置，该控制装置在更换所述钢线后切断第一根所述晶棒时，相对于所述晶棒的中央部份的切断时，将所述晶棒的切断开始部分切断时的每单位时间的钢线新线供给量的比率控制为：在更换所述钢线后，切断第二根以后的所述晶棒时的所述比率的1/2以下。

若为这样的线锯，则能够抑制从更换钢线后的第一根晶棒与从第二根以后的晶棒所切出的晶圆之间的厚度不均的偏差。

(三)有益效果

若为本发明的切断方法及线锯，则能够将从钢线更换的第一根晶棒切断而成的晶圆的特有的厚度不均，做成与从第二根以后的晶棒切断而成的晶圆的厚度不均相同水平。由此，能够使后续工序即抛光等工序中的加工条件一致，能够提升生产性。

附图说明

图1是表示本发明的线锯一例的概略图。

图2是表示晶棒进给装置一例的概略图。

图3是表示实施例1、2及比较例中厚度不均与每单位时间的钢线新线供给量的比率的关系的图。

图4是表示在现有的切断方法中所使用的线锯一例的概略图。

具体实施方式

下面，针对本发明来说明实施方式，但是本发明不受限于该实施方式。

如上所述，在从更换钢线后的第一根晶棒所切出的晶圆与从第二根以后的晶棒所切出的晶圆之间，特别是由于在切断开始部分的钢线线径的不同而造成厚度不均的差异变大。在切断批号之间(第一根的切断与第二根以后的切断)，如果有厚度不均的偏差，则为去除厚度不均所需的抛光工序等的后续工序中必要的加工裕度在每个批号中也会不同，因此在加工条件不一致的点上构成缺点。此处，本发明人想到，在更换钢线后的第一根晶棒的切断开始部分中，将钢线新线供给量设定为较小，以使切断中的钢线更易磨损而使线径变细，由此抑制切断批号间的厚度不均的偏差，从而完成本发明。

首先，针对本发明的线锯，一边参照图1、图2一边进行说明。

如图1所示，本发明的线锯1主要由下述构件等构成：钢线2，其用于切断晶棒W；钢线导件3；钢线张力赋予机构4、4’，其用于向钢线2赋予张力；晶棒进给装置5，其一边保持晶棒W一边将该晶棒W相对地压下；喷嘴6，其在切断时用于将加工液供给至钢线2。

钢线2从一侧的绕线盘7送出，经由导线台14，再经过由磁粉离合器(恒转矩马达15)或浮辊(静负载)(未图示)等构成的钢线张力赋予机构4，进入钢线导件3。钢线2卷绕于多个钢线导件3约300～400次左右以形成钢线列17。钢线2，经过另一侧的钢线张力赋予机构4’而卷绕在绕线盘7’上。作为该钢线，可以使用例如高张力钢线。绕线盘7、7’是利用绕线盘用驱动马达16、16’来被旋转驱动。进而，通过钢线张力赋予机构4、4’来精密地调整施加至钢线2上的张力。

喷嘴6将加工液供给至晶棒W与钢线2的接触部。该喷嘴6并没有特别限制，其可以被配置在已卷绕于钢线导件3上的钢线2的上方。喷嘴6被连接至浆液槽(未图示)，所供给的浆液可以通过浆液冷却器(未图示)来控制供给温度且使其从喷嘴6供给至钢线2。

此处，在晶棒W的切断中所使用的加工液的种类没有特别限制，可以使用与以往同样的加工液，例如可以是将碳化硅磨粒和金刚石磨粒等分散于冷却剂中而调制成的加工液。作为冷却剂，可以使用例如水溶性或油性的冷却剂。

在晶棒W的切断时，通过图2所示的晶棒进给装置5，将晶棒W送至已卷绕在钢线导件3上的钢线2。该晶棒进给装置5是由下列构件构成：晶棒进给平台10，其用于送出晶棒；LM导轨(直线运动导轨，linear motion guide)；晶棒夹具12，其夹持晶棒；切片抵板13等。利用计算机控制使晶棒进给平台10沿着LM导轨11驱动，由此能够以预先程序化的进给速度将被固定在前端的晶棒送出。

钢线导件3是在钢或铁制圆筒的周围压入聚氨酯树脂，并在其表面以规定的间距切出沟槽而成的辊，以防止钢线2的损伤从而能够抑制钢线断线等情况。进而，钢线导件3通过驱动用马达8，使卷绕的钢线2能够在轴向上作往复行进。在使钢线2往复行进时，钢线2朝向两方向的行进距离并不相同，将朝向单方向的行进距离设定为较长。这样做，通过进行钢线的往复行进，可将新线供给至较长的行进距离的方向上。

进而，在本发明的线锯中，具备控制装置9，该控制装置9以如下说明的方式来控制在晶棒W切断时的钢线新线供给量。该控制装置9在将钢线2更换成新品后切断第一根晶棒W时，相对于晶棒W的中央部分的切断时，将切断开始部分切断时的每单位时间的钢线新线供给量的比率(切断开始部分的切断时的钢线新线供给量/中央部分的切断时的钢线新线供给量)控制为：在更换钢线2后，切断第二根以后的晶棒W时的上述比率的1/2以下。该控制装置9并没有特别限制，可以例如通过连接至驱动用马达8来控制钢线导件3的驱动速度，从而可以根据晶棒的切断位置来改变钢线新线供给量。

若为这样的本发明的线锯1，通过将切断第一根晶棒W的切断开始部分时的上述比率相较于切断第二根以后的晶棒W的切断开始部分时，设定成1/2以下，由此能够适当地减少每单位时间的钢线供给量，以促进在未使用的状态下线径仍保持为较大的钢线2的磨损而能够使线径变小。其结果为，在钢线2的更换后，能够抑制从第一根晶棒W切出的晶圆的厚度不均，与从第二根以后的晶棒W切出的晶圆的厚度不均的差异变大的情况。如果各片晶圆的厚度不匀的偏差变小，则能够使抛光工序等加工条件一致，能够提高在后续工序中的生产性。

接着，针对本发明的晶棒的切断方法进行说明。此处，针对使用如图1所示的本发明的线锯1的情况进行说明。

首先，最初在线锯1中，将钢线更换成未在切断中使用的新品状态的钢线2。然后，准备在钢线2更换后的第一根要切断的晶棒W。接着，利用晶棒进给装置5来保持晶棒W。然后，一边利用钢线张力赋予机构4、4’对钢线2赋予张力，一边通过驱动用马达8使其朝向轴向作往复行进。

接着，利用晶棒进给装置5将晶棒W相对地压下，使晶棒W压接至钢线列17，以开始第一根晶棒W的切断。在切断晶棒W时，一边从喷嘴6将加工液供给至晶棒W与钢线2的接触部，一边进行切断。

此时，相对于第一根晶棒W的中央部分的切断时，将该第一根的晶棒W的切断开始部分的切断时的每单位时间的钢线新线供给量的比率控制为：在切断第二根以后的晶棒W时的上述比率的1/2以下。各自的钢线新线供给量(例如，第一根或第二根以后的晶棒的切断开始部分或中央部分的切断时的钢线新线供给量)，能够根据适当的切断条件(例如，切断的晶棒的材质和直径等)来进行设定。

一边如上所述地进行控制，一边进一步地将晶棒向下方压下以进行切断，在切断完成后，通过逆转晶棒W的送出方向，将切断完成的晶棒从钢线列17抽出，并回收已切出的晶圆。然后，准备第二根以后要切断的晶棒W并利用与上述同样的顺序进行切断。此时，使第二根以后的切断中的上述比率成为第一根的2倍以上。

如上所述，利用更换为新品后的钢线2将多个晶棒W顺次重复地切断为晶圆状。

若为这样的切断方法，将切断第一根晶棒W的切断开始部分时的上述比率相对于切断第二根以后的晶棒W的切断开始部分时，设定成1/2以下，由此能够适当地减少每单位时间的钢线供给量，以促进在未使用的状态下线径仍保持较大的钢线2的磨损从而能够使线径变小。其结果为，在钢线2的更换后，能够抑制从第一根晶棒W切出的晶圆的厚度不均与从第二根以后的晶棒W切出的晶圆的厚度不均的差异变大的情况。如果各片晶圆的厚度不均的偏差较小，则能够使抛光工序等加工条件一致，从而能够提高在后续工序中的生产性。

实施例

下面，示出本发明的实施例及比较例来更具体地说明本发明，但是本发明不限定于这些例子。

(实施例1)

如图1所示，在本发明的线锯中，在将钢线更换成新品状态的钢线后，根据本发明的切断方法反复进行多根晶棒的切断。

测定从各个晶棒切出的晶圆的厚度不均，并算出从各个晶棒切出的每片晶圆的厚度不均的平均值。另外，所谓厚度不均，是指如前所述般的晶圆面内的切断开始部分的厚度与中央部分的厚度的差。

在实施例1中，在更换钢线后切断第一根晶棒时，相对于晶棒的中央部分的切断时，将晶棒的切断开始部分的切断时的每单位时间的钢线新线供给量的比率设定为10％。然后，在切断第二根以后的晶棒时，相对于晶棒的中央部分的切断时，将晶棒的切断开始部分的切断时的每单位时间的钢线新线供给量的比率设定为26％。也就是说，将切断第一根晶棒时的上述比率，控制为切断第二根以后的晶棒时的上述比率的10/26。

其结果表示在图3、及表1中。图3的图表的纵轴是表示厚度不均，横轴是表示相对于晶棒的中央部分的切断时，晶棒的切断开始部分的切断时的每单位时间的钢线新线供给量的比率。如表1所示，从第一根晶棒切出的晶圆的厚度不均的平均值为0.8μm。而且，从第二根以后的晶棒切出的晶圆的厚度不均的平均值为0.5μm。因此，厚度不均的差是0.3μm，相较于后述比较例，可确认厚度不均的偏差变得非常小。

(实施例2)

除了在更换钢线后切断第一根晶棒时将上述比率设定为33％、及在切断第二根以后的晶棒时将上述比率设定为66％以外，利用与实施例1同样的条件，反复进行晶棒的切断。即，切断第一根晶棒时的上述比率是切断第二根以后的晶棒时的上述比率的1/2。

在晶棒的切断结束后，利用与实施例1同样的方法来测定厚度不均并算出平均值。

其结果如图3、及表1所示，从第一根晶棒切出的晶圆的厚度不均的平均值为4.0μm。并且，从第二根以后的晶棒切出的晶圆的厚度不均的平均值为4.5μm。因此，厚度不均的差是0.5μm，与实施例1同样，可确认厚度不均的偏差变得非常小。

(比较例)

除了将在更换钢线后切断第一根晶棒时与在切断第二根以后的晶棒时的上述比率设定为相同值以外，利用与实施例2同样的条件，反复进行晶棒的切断。首先，将在更换钢线后切断第一根晶棒时与在切断第二根以后的晶棒时的上述比率设定为66％。

在晶棒的切断结束后，利用与实施例1同样的方法来测定厚度不均并算出平均值。

其结果，如图3、及表1所示，从第一根晶棒与从第二根以后的晶棒切出的晶圆的厚度不均的差变成2.6μm。因此，相较于实施例1、2，可确认厚度不均的偏差变大。

此外，将上述比率设定为33％、26％、10％且同样地反复进行切断，其结果为，厚度不均的差变成2.4μm、2.2μm、3.2μm，相较于实施例1、2，可确认厚度不均的偏差变大。

在表1中，总结表示实施例、比较例中的实施结果。

(表1)

另外，本发明不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为例示，只要与本发明的申请专利范围所记载的技术思想具有实质上相同的结构，发挥同样的作用效果，不管何种结构均包含在本发明的技术范围中。

Claims (2)

1.一种晶棒的切断方法，其利用在多个钢线导件之间卷绕成螺旋状且在轴向行进的钢线来形成钢线列，并一边将加工液供给至晶棒与所述钢线的接触部，一边使所述晶棒压接至所述钢线列，以将所述晶棒切断成晶圆状，所述晶棒的切断方法的特征在于：

在更换所述钢线后切断第一根所述晶棒时，相对于所述晶棒的中央部份的切断时，将所述晶棒的切断开始部分的切断时的每单位时间的钢线新线供给量的比率控制为：在更换所述钢线后切断第二根以后的所述晶棒时的所述比率的1/2以下。

2.一种线锯，其特征在于，具备：钢线列，其利用在多个钢线导件之间卷绕成螺旋状且在轴向行进的钢线来形成；晶棒进给装置，其一边保持所述晶棒一边使所述晶棒压接至所述钢线列；喷嘴，其将加工液供给至所述晶棒与所述钢线的接触部；并且，其一边从所述喷嘴来将所述加工液供给至所述晶棒与所述钢线的接触部，一边利用所述晶棒进给装置来将所述晶棒压接至所述钢线列以切断成晶圆状，

所述线锯具备控制装置，该控制装置在更换所述钢线后切断第一根所述晶棒时，相对于所述晶棒的中央部份的切断时，将所述晶棒的切断开始部分的切断时的每单位时间的钢线新线供给量的比率控制为：在更换所述钢线后，切断第二根以后的所述晶棒时的所述比率的1/2以下。