CN105814669A - 工件的切断方法及工件保持夹具 - Google Patents

工件的切断方法及工件保持夹具 Download PDF

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Abstract

本发明是一种工件的切断方法，其在利用工件保持夹具(1)来保持工件并测定晶轴方位后，以不弄乱已测定的晶轴方位的方式利用工件保持夹具来保持工件，并在该状态下将工件保持夹具设置在线锯上，然后调整切断面方位，且将工件压抵至金属线列上，从而进行切断，其特征在于，工件保持夹具由能够在保持所述工件的状态下进行滑动的滑动部(2)和固定该滑动部的固定部(3)构成，在测定晶轴方位后，使滑动部滑动，且以不弄乱晶轴方位的方式使工件移动到工件保持夹具的中央部，并通过固定部来固定滑动部，且将工件保持夹具设置在线锯上，然后调整切断面方位，并进行切断。由此，提供一种工件的切断方法及工件保持夹具，其不但能够在不受限于方位测定器与工件测定面的距离的限制的情况下进行方位测定，且能够抑制翘曲的恶化与工件的破损。

Description

工件的切断方法及工件保持夹具
技术领域
本发明涉及利用线锯的工件的切断方法及进行切断时所使用的工件保持夹具。
背景技术
在利用线锯将工件切断成晶圆状的情况下，将切断面设定在规定的方位上进行切断。作为该切断方法，首先，在利用工件保持夹具来保持并固定工件的状态下测定工件的轴方位。然后，基于已测定的轴方位的数据，将工件的保持夹具固定在线锯上，并以使工件的晶轴的方位与切断后所要求的晶圆的面方位一致的方式，调整工件的位置后，然后进行切断。关于工件的切断面的面方位的调整，以组合旋转动作和摆动动作的方式来进行调整，该旋转动作是在平行于金属线列的面内以与圆柱状工件的底面间的中心轴垂直的轴作为旋转轴的旋转动作，该摆动动作是金属线列平面与底面间的中心轴的摆动动作。这样的工件的晶面方位的调整方法被称为“在线设定”方式。
已知，在切断工件时以最远离缺口、OF(定位平面，OrientationFlat)等的晶体惯态线的角度使金属线行进来进行切断，能够有效抑制产生晶圆的破裂等(参照专利文献1)。
此外，除了在线设定方式以外，还有“离线设定”方式，该离线设定方式，通过在将工件固定在工件保持夹具时进行以穿过工件的底面的中点的中心轴作为旋转轴的工件的旋转、在平行于金属线列的面内的旋转，从而进行方位的调整。在该离线设定方式中，在线锯上不进行工件的面方位的调整。
相对于此，在线设定方式能够将工件的固定位置配置在始终与工件的晶体学上等值的位置(equivalentposition)上，从而能够使从工件切出的产品以最难以破损的配置进行加工。特别是在单晶硅中，已知在每个晶轴方位上的劈开面的配置，因而能够根据OF(定位平面)或缺口与穿过底面的中点的中心轴的相对位置来得知。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-90466号公报。
发明内容
(一)要解决的技术问题
但是，在一部分的方位测定器中，对方位测定器的测定部与工件底面的距离有所限制，特别是工件的长度相对于能够加工的最大长度(工件保持夹具的长度)为3/4以下的工件，如果不使工件靠近工件保持夹具的单侧进行固定就不能够进行方位测定。其结果，不得不在使工件偏向线锯的金属线列的单侧的状态下进行切断。在该方法中，从切断开始，工件不一定会对称地抵接至金属线列，从而产生加工压力的偏差，于是在工件上产生偏向的位移，从而有造成翘曲的恶化这样的问题。
本发明是鉴于如上所述的问题而完成的，其目的在于，提供一种工件的切断方法及保持夹具，其不但能够在不受限于方位测定器的测定部与工件的测定面的距离的限制的情况下进行方位测定，而且能够抑制切断工件时的翘曲的恶化和工件的破损。
(二)技术方案
为了实现上述目的，根据本发明，提供一种工件的切断方法，其在利用工件保持夹具来保持圆柱状的工件并测定晶轴方位后，以不弄乱已测定的所述晶轴方位的方式利用所述工件保持夹具来保持所述工件，并在该状态下将所述工件保持夹具设置在线锯上，然后调整切断面方位，且将利用所述工件保持夹具保持的所述工件，压抵至在多个带沟槽的辊上卷绕有在轴向上作往复行进的金属线而形成的金属线列上，从而切断所述工件，其特征在于，所述工件保持夹具由能够在保持所述工件的状态下进行滑动的滑动部和固定该滑动部的固定部构成，在测定所述晶轴方位后，使所述滑动部滑动，且以不弄乱已测定的所述晶轴方位的方式使所述工件移动到所述工件保持夹具的中央部，并通过所述固定部来固定所述滑动部，且将保持所述工件的所述工件保持夹具设置在所述线锯上，然后调整切断面方位，并将所述工件压抵至所述金属线列上，从而进行切断。
这样，在测定工件的晶轴方位时，能够在不受限于工件的长度的情况下测定工件的晶轴方位。而且，通过以不弄乱工件的晶轴方位的方式使工件移动到工件保持夹具的中央部，从而能够在线锯的金属线列的中央部切断工件。其结果为，加工压力均匀地施加在工件上，所以能够抑制起因于加工压力的偏向的晶圆翘曲的恶化、破损，并且能够切出在切断面具有所需的面方位的晶圆。
此时，能够将所述工件设为其长度是所述工件保持夹具的长度的3/4以下的工件，且使保持所述工件的所述滑动部进行滑动，从而使所述工件的端面靠近所述工件保持夹具的一方，然后测定所述晶轴方位。
在测定长度为工件保持夹具的长度的3/4以下的、短尺寸工件的轴方位时，由于方位测定器的结构，如果不将短尺寸工件固定得靠近工件保持夹具的一方就不能够测定方位。因此，不得不在将短尺寸工件固定得靠近工件保持夹具的一方的状态下实施切断。但是，在这样的本发明的工件的切断方法中，通过使滑动部移动而使短尺寸工件移动，从而即便是在线设定方式，也能够同时实现在不受晶圆的长度的限制的情况下测定方位及在加工压力没有偏向的情况下切断工件。
此外，此时能够将所述工件设为单晶硅晶棒。
像这样，对于单晶硅，如果是本发明的工件的切断方法，能够从大直径且短尺寸的晶棒得到翘曲、破损更少的大直径的硅晶圆。
此外，根据本发明，提供一种工件保持夹具，其用以在测定圆柱状工件的晶轴方位时、及在之后通过线锯来切断所述工件时保持所述工件，该工件保持夹具的特征在于，所述工件保持夹具由能够在保持所述工件的状态下进行滑动的滑动部和固定该滑动部的固定部构成，并能够在测定所述工件的晶轴方位后，使所述滑动部滑动，且以不弄乱已测定的所述晶轴方位的方式使所述工件移动到所述工件保持夹具的中央部，并通过所述固定部来固定所述滑动部，从而保持所述工件。
通过这种结构，在测定工件的晶轴方位时，能够在不受限于工件的长度的情况下测定工件的晶轴方位，并且通过以不弄乱工件的晶轴方位的方式使工件移动到工件保持夹具的中央部，从而能够在线锯的金属线列的中央部切断工件。其结果为，加工压力均匀地施加在工件上，所以能够抑制由加工压力的偏向而造成的晶圆的翘曲的恶化、破损，并且能够切出在切断面具有所需的面方位的晶圆。
此时，所述固定部具有以与连接所述工件的两端面的中心的线段平行的方式设置的鸠尾槽，通过使所述滑动部卡合到该鸠尾槽，从而能够使所述滑动部以不弄乱所述工件的已测定的所述晶轴方位的方式进行滑动。
通过这种结构，能够以简单的结构使滑动部以不弄乱已测定的晶轴方位的方式容易地进行滑动。
此外，此时能够将所保持的所述工件设为长度是所述工件保持夹具的长度的3/4以下的工件。
在本发明的工件的保持夹具中，即便作为保持对象的工件是长度只有工件保持夹具的长度的3/4以下的短尺寸工件，也能够同时实现在不受工件的长度的限制的情况下测定方位及在加工压力没有偏向的情况下切断工件，因此能够抑制由加工压力的偏向造成的晶圆的翘曲的恶化、破损，并且能够切出在切断面具有所需的面方位的晶圆。
此时，能够将所保持的所述工件设为单晶硅晶棒。
如果工件是单晶硅晶棒，即便是近年来进行大直径化，例如是短尺寸的单晶硅晶棒，只要使用像本发明这样的工件保持夹具，就能够得到翘曲、破损更少的大直径的硅晶圆。
(三)有益效果
如果是本发明的工件的切断方法及工件保持夹具，在测定工件的晶轴方位时，能够在不受限于工件的长度的情况下测定工件的晶轴方位。而且，通过以不弄乱工件的晶轴方位的方式使工件移动到工件保持夹具的中央部，从而能够在线锯的金属线列的中央部切断工件。其结果为，能够抑制晶圆的翘曲的恶化、破损，并且能够切出在切断面具有所需的面方位的晶圆。
附图说明
图1是表示本发明的工件保持夹具的一个例子的示意图。
图2是表示本发明的工件保持夹具的固定部的一个例子的示意图。
图3是表示在本发明的工件保持夹具上使工件靠近一方的情况下的一个例子的示意图。
图4是表示在本发明的工件保持夹具上使工件移动到中央部的情况下的一个例子的示意图。
图5是表示将本发明的工件保持夹具设置在晶体方位测定机上的情况下的一个例子的示意图。
图6是表示利用本发明的工件保持夹具来保持工件并测定晶轴方位的情况下的一个例子的示意图。
图7是表示利用本发明的工件保持夹具来保持工件并进行切断的情况下的一个例子的示意图。
图8是表示实施例、比较例的翘曲的相对值的图。
图9是表示实施例、比较例的翘曲的相对值与长度比率的关系的图。
具体实施方式
下面，对本发明的实施方式进行说明，但是本发明不限定于这些实施方式。
如上所述，对方位测定器的测定部与工件底面的距离有限制，特别是，工件的长度相对于工件保持夹具的长度为3/4以下的工件，如果不将工件固定得靠近工件保持夹具的单侧就不能够进行测定。其结果为，在进行在线设定方式的切断面调整的情况下，不得不在偏向金属线列的单侧的状态下切断工件，从而有在工件上产生偏向的位移并造成翘曲的恶化这样的问题。
因此，本发明人为了解决这种问题而重复进行了深入的研究。其结果为，想到了下列内容而完成了本发明，即，若工件保持夹具具有能够在保持工件并且维持晶轴方位的状态下进行滑动的滑动部，从而在工件的保持过程中也能够使工件移动，则即便在测定晶轴方位时使工件靠近工件保持夹具的单侧，也能够在切断时使工件移动到工件保持夹具的中央，因此能够在金属线列的中央部切断工件，从而能够抑制晶圆的翘曲的恶化、破损，并且能够切出在切断面具有所需的面方位的晶圆。
下面，参照图1～图7对本发明的工件保持夹具及使用该工件保持夹具的工件的切断方法进行说明。
首先，对在本发明的工件的切断方法中使用的本发明的工件保持夹具进行说明。
本发明的工件保持夹具用于在测定工件的晶轴方位时保持工件，之后，在保持工件的状态下设置在线锯上，用于在切断工件时保持工件。
而且，如图1所示，本发明的工件保持夹具1由滑动部2和固定部3构成。
如图3、图4所示，滑动部2能够经由黏接于工件W的梁4进行保持，能够在保持工件W的状态下在固定部3上滑动。
此外，优选地，固定部3具有以与连结所保持的工件W的两端面的中心的线段平行的方式设置的鸠尾槽5，并通过使滑动部2卡合在该鸠尾槽5中，从而使滑动部2能够在不弄乱工件W的已测定的晶轴方位的情况下进行滑动。
如果是这种结构，就能够以简单的结构使滑动部在不弄乱已测定的晶轴方位的情况下进行滑动。
而且，如图2所示，以从固定部3的侧面贯通至鸠尾槽5的方式来设置有固定螺丝6，通过该固定螺丝6能够使卡合在鸠尾槽5中的滑动部2固定在固定部3上。
此外，该工件保持夹具1尤其适用于保持长度为工件保持夹具1的长度的3/4以下的短尺寸的工件W的情况。
如果是本发明的工件保持夹具1，即便是短尺寸工件，在测定晶轴方位时，如图3所示，能够使保持有短尺寸工件W的滑动部2滑动而使短尺寸工件W的端面靠近工件保持夹具1的一方，然后测定晶轴方位。而且，之后在利用线锯来进行工件W的切断时，如图4所示，能够使短尺寸工件W移动到工件保持夹具1的中央部进行固定而保持。
此时，如图3、图4所示，在固定部3的长度的中点预先标注中心标记M1，并在滑动部2上预先标注用以表示工件的中点的中心标记M2。而且，如图4所示，只要以使中心标记M1和M2的位置一致的方式使滑动部2滑动，就能够使短尺寸工件W准确地移动到工件保持夹具1的中央部。
此外，此时能够将利用工件保持夹具1进行保持的工件设为单晶硅晶棒。
随着单晶硅晶棒大直径化的发展，不断要求大直径且短尺寸的晶棒的切断。该情况下，如果使用本发明这样的工件保持夹具1，则能够得到翘曲、破损更少的大直径的硅晶圆。当然，要切断的工件不限定于单晶硅，也可以是化合物半导体、氧化物单晶、石英等的任一种。
接着，对在使用了本发明的工件保持夹具1的情况下本发明的切断方法进行说明。
首先，为了高精度地切断工件，经由梁4将工件粘贴在工件保持夹具1的滑动部2上，从而保持工件W。此时，优选地，以使工件的晶体惯态线相对于滑动部2的下表面变成最远离的角度的方式贴附工件W，即以使劈开方向与金属线的行进方向变成充分远离的角度的方式将工件W黏接至梁4。如果这样，由于在切断时金属线的行进方向与劈开方向充分远离，所以更加难以产生晶圆的破裂。在该情况下，工件已经通过圆筒研磨等削取了晶体惯态线，所以能够以缺口d、OF为基准进行定位。
然后，在如图5所示的方位测定器7上设置保持有工件W的工件保持夹具1。
此时，如图6所示，使工件W的一方的端面靠近方位测定部8而进行晶轴方位的测定，该方位测定部8使工件W接近到一定距离内从而测定其晶轴方位。
在测定晶轴方位后，使工件保持夹具1的滑动部2滑动，以不弄乱已测定的晶轴方位的方式使工件W移动到工件保持夹具的中央部。此时，如图4所示，如果预先作为记号而标注中心标记M1、M2，且使滑动部移动到两者一致的位置，则能够以不弄乱已测定的晶轴方位的状态容易地将工件W移动到工件保持夹具的中央部。然后，在通过固定部3的固定螺丝6固定滑动部2后，如图7所示，将工件保持夹具1设置在线锯9上。在该线锯9上，设置有在多个带沟槽的辊(未图示)上卷绕在轴向上作往复行进的金属线而形成的金属线列10，将工件保持夹具1配置在该金属线列10的上方。
而且，组合旋转动作和摆动动作，以使工件W的晶轴方位与切断后所要求的晶圆的面方位一致的方式，调整工件W的位置，该旋转动作是在平行于金属线列10的面内以与工件W的底面间(两端面间)的中心轴垂直的轴作为旋转轴的旋转动作，该摆动动作是在垂直于金属线列10的平面内使底面间的中心轴旋转的摆动动作。此外，关于该工件的切断面方位的调整，只要使用例如具备倾斜机构的线锯，即便在将工件保持夹具1固定在线锯9之后也能够实施。
之后，压下工件W而使其压抵至金属线列10，从而切断工件W。
如果是如上所述的本发明的切断方法，在测定晶轴方位时，能够在不受限于工件W的长度的情况下测定工件W的晶轴方位。并且，通过以不弄乱工件W的晶轴方位的方式使滑动部2移动到工件保持夹具1的中央部，从而能够在线锯9的金属线列10的中央部切断工件W。其结果为，加工压力均匀地施加在工件W上，所以能够抑制由加工压力的偏向造成的晶圆翘曲的恶化、破损，并且能够切出在切断面具有所需的面方位的晶圆。
进而，在测定晶轴方位时，可以将工件W的长度设为工件保持夹具长度的3/4以下，且使保持工件的滑动部进行滑动而使工件的端面靠近工件保持夹具的一方，然后测定晶轴方位。
像这样，在在线设定方式中，在测定长度为工件保持夹具的长度的3/4以下的短尺寸工件的轴方位时，由于方位测定器的结构，如果不将短尺寸工件固定得靠近工件保持夹具的一方，就不能够测定方位。因此，不得不在将短尺寸工件固定得靠近工件保持夹具一方的状态下实施切断。相对于此，在这样的本发明的工件的切断方法中，通过使滑动部移动而使短尺寸工件移动，从而能够同时实现在不受工件的长度的限制的情况下测定方位、及在加工压力没有偏向的情况下切断工件。
此外，此时能够将工件W设为单晶硅晶棒。
关于单晶硅，特别是近年来大直径化不断发展，要求大直径且短尺寸的晶棒的切断。即便在该情况下，因为能够从晶体惯态线容易得知劈开面的配置，所以如果是本发明这样的在线设定方式的工件的切断方法，就能够得到翘曲、破损更少的硅晶圆。
实施例
以下，示出本发明的实施例和比较例对本发明进行更详细说明，但是本发明不限定于这些例子。
(实施例1～5)
使用如图1所示的工件保持夹具1，如图6所示地使工件靠近工件保持夹具的一方而进行晶轴方位的测定。之后，使滑动部滑动，且使其以不弄乱已测定的晶轴方位的方式移动到工件保持夹具的中央部，并通过固定部来固定滑动部。接着，如图7所示，将工件保持夹具设置在线锯上，然后调整切断面方位，且将工件压抵至金属线列上进行切断。切断对象的工件设为，直径为200mm且其长度相对于工件保持夹具的长度(图1的Lx所表示的长度)的长度比率(％)是3/4(＝0.75)以下的单晶硅晶棒。而且，将上述长度比率(工件的长度/工件保持夹具的长度)分别是0.60(实施例1)、0.51(实施例2)、0.45(实施例3)、0.30(实施例4)、0.24(实施例5)的长度的单晶硅晶棒反复地切断成晶圆状。
切断结束后，使用作为晶圆形状测定器的E&H公司的MX204-8-37来测定作为晶圆的翘曲的指标的翘曲(Warp)。
将其结果表示在表1、图8、图9。另外，在实施例、比较例中，作为翘曲的评价指标，使用了表示为(每个工件所切出的晶圆的翘曲的平均值)÷(比较例的翘曲的最大值)×100的翘曲的相对值(％)。
如表1、图8、图9所示，实施例1～5的翘曲的相对值减少为后述的比较例的大致1/2以下的值，且确认到平坦度得到改善。因此，不用说通常长度的工件，即便是长度相对于工件保持夹具的长度为3/4以下的短尺寸工件，与以往的切断方法相比，也可确认能够在抑制翘曲的恶化的情况下进行切断。
(比较例1～5)
除了没有使用本发明的工件保持夹具以外，即，为了即便是短尺寸工件也能够测定晶轴方位，从而将工件保持为靠近工件保持夹具的一方，并且在使工件靠近一方的状态下进行切断，除此以外，以与实施例同样的条件来切断工件。而且，之后利用与实施例同样的方法来评价晶圆的翘曲。
其中，在比较例1～5中，将上述长度比率分别是0.51(比较例1)、0.45(比较例2)、0.51(比较例3)、0.21(比较例4)、0.34(比较例5)的长度的单晶硅晶棒反复地切断成晶圆状。
将其结果表示于表1、图8、图9。在比较例1～5的情况下，不能在金属线列中央切断工件，未能对工件施加均等的加工压力，因此翘曲的相对值增加为实施例的大致2倍以上的值，与实施例相比，可确认平坦度恶化。
在表1中汇总地示出实施例、比较例中的实施结果。
[表1]
长度比率(％) 翘曲的相对值(％)
实施例1 0.60 26.9
实施例2 0.51 25.7
实施例3 0.45 37.4
实施例4 0.30 30.6
实施例5 0.24 30.4
比较例1 0.51 73.4
比较例2 0.45 78.9
比较例3 0.51 65.9
比较例4 0.21 58.6
比较例5 0.34 77.3
另外，本发明不限定于上述实施方式。上述实施方式是例示，只要具有与本发明的权利要求书所记载的技术思想实质上相同的结构，并起到同样的作用效果的方式，无论哪种方式均包含在本发明的技术范围内。

Claims (7)

1.一种工件的切断方法，其在利用工件保持夹具来保持圆柱状的工件并测定晶轴方位后，以不弄乱已测定的所述晶轴方位的方式利用所述工件保持夹具来保持所述工件，并在该状态下将所述工件保持夹具设置在线锯上，然后调整切断面方位，且将利用所述工件保持夹具保持的所述工件压抵至在多个带沟槽的辊上卷绕有在轴向上作往复行进的金属线而形成的金属线列上，从而切断所述工件，所述工件的切断方法的特征在于，
所述工件保持夹具由能够在保持所述工件的状态下进行滑动的滑动部和固定该滑动部的固定部构成，在测定所述晶轴方位后，使所述滑动部滑动，且以不弄乱已测定的所述晶轴方位的方式使所述工件移动到所述工件保持夹具的中央部，并通过所述固定部来固定所述滑动部，且将保持所述工件的所述工件保持夹具设置在所述线锯上，然后调整切断面方位，并将所述工件压抵至所述金属线列上，从而进行切断。
2.根据权利要求1所述的工件的切断方法，其特征在于，将所述工件的长度设为所述工件保持夹具的长度的3/4以下，且使保持所述工件的所述滑动部进行滑动，从而使所述工件的端面靠近所述工件保持夹具的一方，然后测定所述晶轴方位。
3.根据权利要求1或2所述的工件的切断方法，其特征在于，将所述工件设为单晶硅晶棒。
4.一种工件保持夹具，其用以在测定圆柱状的工件的晶轴方位时以及在之后通过线锯来切断所述工件时保持所述工件，其特征在于，
所述工件保持夹具由能够在保持所述工件的状态下进行滑动的滑动部和固定该滑动部的固定部构成，并能够在测定所述工件的晶轴方位后，使所述滑动部滑动，且以不弄乱已测定的所述晶轴方位的方式使所述工件移动到所述工件保持夹具的中央部，并通过所述固定部来固定所述滑动部，从而保持所述工件。
5.根据权利要求4所述的工件保持夹具，其特征在于，所述固定部具有以与连接所述工件的两端面的中心的线段平行的方式设置的鸠尾槽，并通过使所述滑动部卡合到该鸠尾槽中，从而能够使所述滑动部以不弄乱所述工件的已测定的所述晶轴方位的方式进行滑动。
6.根据权利要求4或5所述的工件保持夹具，其特征在于，所保持的所述工件的长度为所述工件保持夹具的长度的3/4以下。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的工件保持夹具，其特征在于，所保持的所述工件是单晶硅晶棒。
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