CN110461543B - 工件的切断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种工件的切断方法，该方法通过线锯进行，在线锯中，将表面固定有磨粒的固定磨粒钢线通过卷绕于多个带沟滚筒以形成钢线列，固定磨粒钢线从一组的卷线器中的其中一个卷线器送出并被卷取至另一个卷线器，通过使固定磨粒钢线沿轴向往复移动，并且将工件向钢线列切入进给，而将工件在沿轴向排列的多个位置同时切断，其特征在于，在开始切断工件之前进行磨粒磨损步骤，其中，该磨粒磨损步骤通过进行不伴随工件的切断的固定磨粒钢线的移动，从而在卷线器内使固定磨粒钢线彼此互相磨擦，而对固定磨粒钢线的表面进行修整，并且在该磨粒磨损步骤中，对所述固定磨粒钢线的表面进行30分钟以上的修整。

Description

工件的切断方法
技术领域
本发明涉及一种工件的切断方法。
背景技术
目前，作为从例如硅铸块、化合物半导体铸块等工件切出晶圆的装置，已知具备在表面固定有磨粒的固定磨粒钢线的线锯。对于该固定磨粒方式的线锯，通过在多个滚轮的周围卷绕多个切断用的固定磨粒钢线以形成钢线列，并通过在轴向上高速驱动该固定磨粒钢线，且适当供给加工液并且将工件相对于钢线列切入进给，从而该工件在各钢线位置被同时切断。
这里，图4显示使用一般的固定磨粒钢线的线锯的一例。如图4所示，该固定磨粒方式的线锯101主要由：在钢线(高张力钢线)的表面固定有磨粒并用于切断工件W的固定磨粒钢线102、固定磨粒钢线102所卷绕的带沟滚轮103、带沟滚轮103’、由卷绕于带沟滚轮103的固定磨粒钢线102所构成的钢线列111、用于赋予固定磨粒钢线102张力的机构104、机构104’、将所切断的工件W向下方送出的装置105、以及在切断时供给冷却液109(也称为冷却剂)的机构106所构成。
固定磨粒钢线102被从一端的卷线器107送出，经过张力赋予机构104进入带沟滚轮103。固定磨粒钢线102在卷绕带沟滚轮103、带沟滚轮103’300至400圈之后，经过另一端的张力赋予机构104’被卷取至卷线器107’。
另外，带沟滚轮103及带沟滚轮103’是在钢铁制圆筒的周围压入聚氨酯树脂，并在其表面以固定间距切出沟的滚轮，所卷绕的固定磨粒钢线102，藉由驱动用马达110而能够以所预定的周期于往复方向驱动。
另外，在切断工件W时，工件W由工件输送构件105保持并被相对地压下，向卷绕于带沟滚轮103及带沟滚轮103’的固定磨粒钢线102所构成的钢线列111送出。此时，使用钢线张力赋予机构104对固定磨粒钢线102施加适当的张力，利用驱动用马达110使固定磨粒钢线102在往复方向移动并且经由喷嘴108供给冷却液109，并通过工件输送构件105将工件W切入进给，从而将工件W切断为晶圆状。另外，工件W的切断结束后，使切断完成的工件在与切断时相反的方向上相对移动，而从钢线列111抽出切断完成的工件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-95993号公报
专利文献2：日本特开平11-28654号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
在如上所述的固定磨粒方式的线锯中，在工件切断开始时，由于固定磨粒钢线的表面的磨粒的初期磨损大，并且因磨粒的锋利度并不充分而钢线在工件的轴向振动，从而会有切割开始部分的晶圆厚度变薄，晶圆的厚度变化(TTV：Total Thickness Variation，总厚度变化)增大的问题。为了抑制切断时的固定磨粒钢线的初期磨损，确保充分的锋利度而实现良好的晶圆质量，需要对切断开始前的固定磨粒钢线进行适当的修整(整形)。
作为切断开始前对固定磨粒钢线进行修整的方法，已知有在线锯装置内导入电解槽而通过导电性液所进行的电解反应以进行修整的方法(专利文献1)、在线锯装置内内置修整石而进行修整的方法(专利文献2)。但是，上述专利文献1、2的方法需要重新设计线锯，或是需要改造现有的线锯，并不容易对应。因此，现有技术有成本提高，无法简单实施等问题。
本发明鉴于上述问题而做出，其目的在于提供一种以低成本简单地进行固定磨粒钢线的修整，而能够抑制晶圆的厚度变化的工件的切断方法。
(二)技术方案
为了达成上述目的，本发明提供一种工件的切断方法，所述方法通过线锯进行，在所述线锯中，将表面固定有磨粒的固定磨粒钢线通过卷绕于多个带沟滚筒以形成钢线列，所述固定磨粒钢线从一组的卷线器中的其中一个卷线器送出并被卷取至另一个卷线器，通过使所述固定磨粒钢线沿轴向往复移动，并且将工件向所述钢线列切入进给，而将所述工件在沿轴向排列的多个位置同时切断，其特征在于，在开始切断所述工件之前进行磨粒磨损步骤，其中，所述磨粒磨损步骤通过进行不伴随所述工件的切断的所述固定磨粒钢线的移动，从而在所述卷线器内使所述固定磨粒钢线彼此互相磨擦，而对所述固定磨粒钢线的表面进行修整，并且在所述磨粒磨损步骤中，对所述固定磨粒钢线的表面进行30分钟以上的修整。
这样，通过导入以30分钟以上的空转进行的磨粒磨损步骤，在卷线器内固定磨粒钢线彼此互相磨擦，通过使磨粒的修整进行足够的时间，而能够以进行了修整的固定磨粒钢线切断工件，因此能够抑制切断的晶圆的厚度变化。另外，如果根据上述方法，则由于能够以已有的线锯实施，并非一定要重新设计线锯或改造现有的线锯，因此是能够抑制成本的增加，且能够简单实施的方法。
另外，此时，在所述磨粒磨损步骤中，在对所述固定磨粒钢线的表面进行修整时，优选设定所述固定磨粒钢线对所述卷线器的卷绕张力在15N以上。
这样，如果设定固定磨粒钢线对卷线器的卷绕张力在15N以上，则固定磨粒钢线彼此会在卷线器内以足够强的力互相磨擦，而能够以可靠地进行了修整的固定磨粒钢线开始切断，因此能够将切断的晶圆的厚度变化抑制为更小。
另外，此时，在所述磨粒磨损步骤中，在对所述固定磨粒钢线的表面进行修整时，优选对所述固定磨粒钢线的表面进行60分钟以上的修整。
这样，如果使磨粒磨损步骤的时间为60分钟以上，则在卷线器内固定磨粒钢线彼此进一步进行充分时间的互相磨擦，而能够以更加可靠地进行了修整的固定磨粒钢线进行切断，因此能够将切断的晶圆的厚度的变化抑制为更小。
另外，在所述磨粒磨损步骤中，在对所述固定磨粒钢线的表面进行修整时，通过调整所述固定磨粒钢线的往复移动的钢线移动量及循环时间，优选对将所述工件从所述工件的开始切断点至所述工件的直径的20％以上的距离为止进行切断所需要的长度的所述固定磨粒钢线进行修整。
这样，如果对将工件从开始切断点至至少工件直径的20％的距离为止进行切断所需要的长度的固定磨粒钢线进行修整，则能够以可靠地进行了修整的固定磨粒钢线进行特别容易产生厚度变化的、从开始切断点至工件直径的约20％的距离深度为止的切断，因此能够更加可靠地抑制切断的晶圆的厚度变化。
(三)有益效果
根据本发明的工件的切断方法，能够以低成本简单地进行固定磨粒钢线的修整，而抑制切断的晶圆的厚度变化。
附图说明
图1是显示能够用于本发明的工件的切断方法的线锯的一例的图。
图2是显示在实施例1至4中所得的相对于晶圆的切断位置的平均厚度的曲线图。
图3是显示在比较例中所得的相对于晶圆的切断位置的平均厚度的曲线图。
图4是显示一般的线锯的一例的图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明，但本发明并不限定于此。
如前所述，在使用固定磨粒钢线的工件切断中，由于未使用的固定磨粒钢线表面的磨粒的初期磨损大，并且因磨粒的锋利度不充分而固定磨粒钢线在工件的轴向振动等等，从而出现切割开始部分的晶圆厚度变薄，晶圆的厚度变化增大的问题。另外，作为对该问题的对策，虽然可以对固定磨粒钢线进行修整，但在这种情况下，由于在线锯新设置了修整机构，因此出现成本增加，且切断步骤也变繁杂的问题。
这里，本案发明人为了解决上述问题而反复精心研讨。结果，发现在工件的切断开始前，通过导入磨粒磨损步骤，进行固定磨粒钢线表面的修整，能够抑制晶圆的厚度变化，从而完成了本发明，在该磨粒磨损步骤中，通过不伴随工件切断的固定磨粒钢线的移动而使固定磨粒在卷线器内彼此互相磨擦而修整固定磨粒钢线的表面。
首先，参照图1说明能够用于本发明的工件的切断方法的线锯的一例。如图1所示，线锯1主要具备：用于切断工件W的固定磨粒钢线2、固定磨粒钢线2所卷绕的多个带沟滚轮3、带沟滚轮3’、形成于多个带沟滚轮3、带沟滚轮3’间的钢线列11、用于赋予固定磨粒钢线2张力的张力赋予机构4、张力赋予机构4’、能够保持欲切断的工件W并将其向钢线列11切入进给，且能够使工件W朝与切入进给的方向相反的方向相对移动的工件输送构件5、以及具有在切断时供给冷却液9的喷嘴8的冷却液供给机构6。
另外，线锯1具备一组卷线器7、卷线器7’。固定磨粒钢线2被从一端的卷线器7送出，经过张力赋予机构4，进入带沟滚轮3。固定磨粒钢线2在带沟滚轮3、带沟滚轮3’卷绕300至400圈之后，经过另一端的张力赋予机构4’被卷取至卷线器7’。作为固定磨粒钢线2，可使用例如于钢琴线的表面镍电沉积有金刚石磨粒的钢线。
另外，带沟滚轮3、带沟滚轮3’为在钢铁制圆筒的周围压入聚氨酯树脂，并在其表面以固定的间距切出沟线的滚轮，所卷绕的固定磨粒钢线2能够通过驱动用马达10以预定的周期沿轴向进行往复移动。
接着，以如图1所示的使用线锯1的状况为例说明本发明的工件的切断方法。在本发明的切断方法中，在利用工件输送构件5将工件W向钢线列11切入进给前(即，工件W的切断开始前)，通过进行不伴随工件W的切断的固定磨粒钢线2的移动，以使固定磨粒钢线2在卷线器7、卷线器7’内彼此互相磨擦，进行30分钟以上的修整固定磨粒钢线2表面的磨粒磨损步骤。通过在开始切断工件W前使固定磨粒钢线沿轴向进行30分钟以上的往复移动，卷绕于卷线器7、卷线器7’内的固定磨粒钢线2彼此互相磨擦，以进行固定于固定磨粒钢线2表面的磨粒的修整，从而能够抑制切断后所回收的晶圆状的工件W的厚度变化。另外，由于该方法简便，特别是又无须新设置修整机构等，因此能够防止成本增加。
此时，在通过磨粒磨损步骤进行修整时，优选设定该固定磨粒钢线2对卷线器7、卷线器7’的卷绕张力在15N以上。这样，如果设定固定磨粒钢线2的卷绕张力在15N以上，则固定磨粒钢线2在卷线器7及卷线器7’内彼此以足够强的力道互相磨擦，而能够通过可靠地进行了修整的固定磨粒钢线2切断工件W，因此能够更可靠地抑制切断后所回收的晶圆的厚度变化。另外，为了防止固定磨粒钢线2的断线，卷绕张力优选在30N以下。
另外，在通过磨粒磨损步骤进行修整时，优选设定磨粒磨损步骤的实施时间在60分钟以上。这样，如果设定磨粒磨损步骤中的修整的实施时间在60分钟以上，则在卷线器7及卷线器7’内固定磨粒钢线2彼此互相磨擦足够的时间，能够通过可靠地进行了修整的固定磨粒钢线2进行切断，因此能够可靠地抑制切断后所回收的晶圆状的工件W的厚度变化。另外，虽然实施时间的上限没有特别限定，但若进行过长的时间则会浪费时间，因此优选在5小时以内。
另外，优选在通过磨粒磨损步骤进行修整时，通过调整固定磨粒钢线2的往复移动的钢线移动量及循环时间(切换固定磨粒钢线的前进及后退的时间)，对从工件W的开始切断点至工件W的直径的至少20％的距离为止进行切断所需要的长度的固定磨粒钢线2进行修整。这样，则能够以可靠地进行了修整的固定磨粒钢线2进行特别容易产生厚度变化的、从开始切断点至工件W直径的约20％的距离深度为止的切断，而能够进一步抑制切断后所回收的晶圆状的工件W的厚度变化。
在实施如前所述的磨粒磨损步骤后，通过使固定磨粒钢线2在钢线轴向往复移动，并且将工件W向钢线列11切入进给，从而将工件W在沿工件W的轴向排列的多个位置同时切断。作为切断的工件W，可使用例如单晶硅铸块、化合物半导体铸块等。
实施例
以下虽然示出本发明的实施例及比较例以更具体地说明本发明，但本发明并非限定于这些实施例。
(实施例一至四)
使用如图1所示的线锯，进行根据本发明的工件的切断方法的工件切断。作为待切断的晶圆使用直径约300mm的圆柱状的单晶硅铸块。另外，作为用于切断的固定磨粒钢线，使用如下述表1的通过镍电沉积将金刚石磨粒固定于芯线的固定磨粒钢线。
【表1】
Figure BDA0002216674790000071
Figure BDA0002216674790000081
另外，各实施例的磨粒磨损步骤的条件及磨粒磨损步骤后的工件的切断条件为下述表2所示的条件。在实施例1至4中，使在磨粒磨损步骤时的固定磨粒钢线对卷线器的卷绕张力及磨粒磨损步骤的时间变化。另一方面，工件的切断条件不变化。
【表2】
Figure BDA0002216674790000082
以如以上的条件进行工件的切断，对通过实施例1至4所切出的晶圆的切断方向的厚度的平均值绘制图表(图2)。
(比较例)
不进行磨粒磨损步骤，与实施例1至4相同地使用表1的固定磨粒钢线进行工件的切断。其他的工件的切断条件设定为与表2的实施例1至4相同的条件。切断结束后，与实施例1至4同样地对所切出的晶圆的切断方向的厚度的平均值绘制图表(图3)。
根据图2、3可知，在所有的实施例中，晶圆的厚度变化与比较例1相比较小。这样，能够确认如果根据本发明的工件切断方法，则通过30分钟以上的空运转，能够低成本且简单地进行固定磨粒钢线的修整，从而能够抑制晶圆的厚度变化。
另外，特别是在将磨粒磨损步骤中的卷绕张力从实施例4的10N变为15N的实施例1中，确认厚度变化被进一步抑制。另外，在将磨粒磨损步骤中修整的时间从实施例4的30分钟变为60分钟的实施例2中，确认切断方向的厚度变化被进一步抑制。另外，在将磨粒磨损步骤中的卷绕张力从10N变为15N、并将时间从30分钟变为60分钟的实施例3中，确认切断方向的厚度变化被特别大幅度地抑制。
另外，本发明并不限定于上述的实施方式。上述实施方式为示例说明，凡具有与本发明的权利要求所记载的技术思想实质上同样的构成，产生相同作用效果的任何方案皆包含在本发明的技术范围内。

Claims (5)

1.一种工件的切断方法，所述方法通过线锯进行，在所述线锯中，将表面固定有磨粒的固定磨粒钢线通过卷绕于多个带沟滚筒以形成钢线列，所述固定磨粒钢线从一组的卷线器中的其中一个卷线器送出并被卷取至另一个卷线器，通过使所述固定磨粒钢线沿所述固定磨粒钢线的轴向往复移动，并且将工件向所述钢线列切入进给，而将所述工件在沿所述工件的轴向排列的多个位置同时切断，其特征在于，
在开始切断所述工件之前进行磨粒磨损步骤，其中，所述磨粒磨损步骤通过进行不伴随所述工件的切断的所述固定磨粒钢线的移动，从而在所述卷线器内使所述固定磨粒钢线彼此互相磨擦，而对所述固定磨粒钢线的表面进行修整，并且在所述磨粒磨损步骤中，对所述固定磨粒钢线的表面进行30分钟以上的修整。
2.根据权利要求1所述的工件的切断方法，其特征在于，
在所述磨粒磨损步骤中，在对所述固定磨粒钢线的表面进行修整时，设定所述固定磨粒钢线对所述卷线器的卷绕张力在15N以上。
3.根据权利要求1所述的工件的切断方法，其特征在于，
在所述磨粒磨损步骤中，在对所述固定磨粒钢线的表面进行修整时，对所述固定磨粒钢线的表面进行60分钟以上的修整。
4.根据权利要求2所述的工件的切断方法，其特征在于，
在所述磨粒磨损步骤中，在对所述固定磨粒钢线的表面进行修整时，对所述固定磨粒钢线的表面进行60分钟以上的修整。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的工件的切断方法，其特征在于，
在所述磨粒磨损步骤中，在对所述固定磨粒钢线的表面进行修整时，通过调整所述固定磨粒钢线的往复移动的钢线移动量及循环时间，而对将所述工件从所述工件的开始切断点至所述工件的直径的20％以上的距离为止进行切断所需要的长度的所述固定磨粒钢线进行修整。
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