CN112008902A - 铸块的切断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种铸块的切断方法。技术问题：立即把握浆料的锋利度的降低并马上将其反映于切断条件。解决方案：一种铸块的切断方法，由呈螺旋状卷绕在多个导线器间并沿轴向移动的线材形成线材列，通过一边向铸块与所述线材的接触部供给浆料，一边将所述铸块以规定的输送速度抵靠于所述线材列，从而将所述铸块切断成晶圆状，其特征在于，测量从所述铸块切出的晶圆的厚度形状，在所述切出的晶圆的包含中央部且直径比所述切出的晶圆的直径小的圆内区域中，求出最厚部分与最薄部分的差分，并基于所述差分变更后续进行切断的铸块的切断条件。
Description
技术领域
本发明涉及一种使用线锯装置切断由硅、玻璃、陶瓷等脆性材料构成的铸块的铸块的切断方法。
背景技术
近年来，期望晶圆大型化，随着该大型化，在铸块的切断中使用专门的线锯装置。线锯装置是通过使线材(高张力钢线)高速移动，一边向其供给浆料一边使其抵靠工件(例如，可以举出硅铸块，下文也简称为铸块)而将工件切断，以从该铸块同时切出多个晶圆的装置(例如，参考专利文献1及专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开平成9-254143号公报
专利文献2：日本专利公开平成10-81872号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
当使用上述的线锯装置切断铸块时，如果由于某种理由而使切削效率降低，则在铸块的输送速度(使铸块朝向线材移动的速度)与利用线材实际切断铸块的速度之间产生不平衡，结果是，在切割后的晶圆上产生损伤，并且切割切断时的加工痕迹加深。
当像上述那样在晶圆上产生较深的切割加工痕迹时，即使在之后的CW(化学蚀刻晶圆)工序中对晶圆磨削规定厚度，也无法去除该加工痕迹，线材印记残留在晶圆上，导致该晶圆产生缺陷。产生缺陷的晶圆失去价值，因此合格率变差，而相应地，生产率变差，在成本方面不利。
在此，作为引起切削效率降低的原因之一，可以举出当切断铸块时供给的浆料的物性变动。具体而言，可以举出包含于浆料内的磨粒的粒径变动、浆料的粘度、比重、组成的变动等。
为了抑制随着由浆料的物性变动引起的锋利度(切削效率)的降低(下文也简称为浆料的锋利度的降低)而带来的线材印记的产生率，需要在发生浆料的锋利度的降低时改变铸块的切断条件。所谓的切断条件的变更，具体而言是降低上述铸块的输送速度，减少在单位时间内切断的量。
但是，即使监控浆料的物性，也难以根据其结果详细把握浆料的锋利度的降低，从而不能根据该监控改变铸块的切断条件。结果是，在完成CW工序中的加工(晶圆的磨削)后通过晶圆的面检查而发现线材印记，从而第一次得知有异常，在该时刻，能够变更线锯装置中的铸块的切断条件。
由于这样的原因，在从线锯工序中的铸块切断开始到在CW工序完成后的面检查中检测出异常为止的较长期间，在浆料的锋利度(切削效率)较低的状态下，进行后续的铸块的切断，而对于在该期间内从铸块切断的晶圆，也产生与上述同样的残留线材印记的异常。结果，会制作大量的缺陷晶圆。
因此，作为检测浆料的锋利度(切削效率)的降低的方法，而考虑采用通过确认在切断铸块过程中线材挠曲的程度，从而间接地检测该锋利度的降低的方法。
具体而言，如果由于浆料的物性变动而使锋利度变差，则在单位时间内按压铸块的距离比在单位时间内切开铸块的距离长，因此，结果为线材呈凹形状挠曲。通过确认该线材的挠曲，从而能够间接地检测该锋利度的降低。
但是，从安全方面的观点出发，事实上不可能在由于因导线器高速旋转且线材高速移动而产生的风压使浆料飞散的状况下，打开铸块切断加工的围挡来测量线材的挠曲量。因此，考虑在铸块切断中暂时停止线锯装置的动作来实测线材的挠曲量，但是在这种情况下，必须暂时停止线锯装置，在生产率方面不利。另外，由于在铸块切断的中途停止线锯装置并且在对线材的挠曲量进行实测后重新启动，因此从该铸块切断的晶圆的品质可能由于该影响而变差。
此外，还有一种将在进行铸块切断的同时连续测量线材挠曲量的工具设置于线锯装置内等的对应方法，但是在这种情况下，必须将该工具装入线锯装置，因此在设置成本方面不利并且也产生该装置大型化的问题。
另外，如果将铸块的输送速度从最初起设定为低速，则即使在持续进行铸块的切断的中途浆料的锋利度变差，也不会产生伴随着该锋利度降低的线材印记缺陷，但是从生产率的观点出发，如果锋利度没有问题则不必要地降低铸块的输送速度并不是好办法。
因而，期望最初尽可能以高速进行铸块的切断，在发生锋利度的降低的时刻，立即检测出该情况并变更切断条件，具体而言，降低铸块的输送速度，减少在单位时间内切断的量。
本发明为了解决上述问题而完成，其目的在于，提供一种铸块的切断方法，该方法通过立即把握浆料的锋利度的降低，从而能够在该锋利度降低后马上变更后续进行切断的铸块的切断条件。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明提供一种铸块的切断方法，由呈螺旋状卷绕在多个导线器间并沿轴向移动的线材形成线材列，通过一边向铸块与所述线材的接触部供给浆料，一边将所述铸块以规定的输送速度压接于所述线材列，从而将所述铸块切断成晶圆状，其特征在于，测量从所述铸块切出的晶圆的厚度形状，在所述切出的晶圆的包含中央部且直径比所述切出的晶圆的直径小的圆内区域中，求出最厚部分与最薄部分的差分，基于所述差分，变更后续进行切断的铸块的切断条件。
根据这样的铸块的切断方法，通过新定义从铸块切出的晶圆的包含中央部且直径比该切出的晶圆的直径小的圆，将该圆内区域中的最厚部分与最薄部分的差分作为指标，变更后续进行切断的铸块的切断条件，从而能够准确地把握浆料的锋利度的降低。
以往，已知将TTV(Total Thickness Variation，总厚度变化)作为表示晶圆的厚度形状的偏差的指标，对晶圆面内整体将最厚部分与最薄部分的差分作为指标来评价晶圆面内的平坦度，但是不能根据该指标准确地把握浆料的锋利度的降低。
对此，作为评价浆料的锋利度的降低的新指标，本发明如上述那样新定义了从铸块中切出的晶圆的包含中央部且直径比该切出的晶圆的直径小的圆，并采用该圆内区域中的最厚部分与最薄部分的差分，从而能够准确地把握浆料的锋利度的降低，并且能够在该锋利度降低后马上变更后续进行切断的铸块的切断条件。
此外，在下文中将上述新定义的圆内的最厚部分与最薄部分的差分称为“GAP值”。
另外，优选将所述圆设定为以相当于所述切出的晶圆的直径的1/3以下的长度为直径且以所述切出的晶圆的中心为中心的圆。
由此，能够仅基于最佳反映浆料锋利度降低的晶圆中央部的厚度形状的偏差来把握浆料的锋利度的降低。因而，能够更准确地把握浆料的锋利度的降低，并使其反映于后续进行切断的铸块的切断条件的变更。
另外，优选将变更的切断条件设定为所述后续进行切断的铸块的输送速度。
由此，能够减少在单位时间内切断的量，从而关于切割的晶圆，能够有效地抑制线材印记的产生率。
另外，优选在所述差分比规定值大的情况下，降低所述后续进行切断的铸块的输送速度。
由此，能够预先确定变更铸块的切断条件(铸块的输送速度)的定时作为规定值。因而，能够在线锯装置的动作中自动地变更该切断条件，因此不会降低生产率并能够防止在切割的晶圆上产生线材印记的情况。
另外，优选在所述切出的晶圆的CW工序前求出所述差分。
由此，不必等待CW工序完成后的面检查即能够把握浆料的锋利度的降低，因此能够在产生该锋利度的降低时，马上变更后续铸块的切断条件，从而能够避免产生大量的缺陷晶圆的情况。
(三)有益效果
如上所述，根据本发明，能够实现一种铸块的切断方法，该方法通过立即把握浆料的锋利度的降低，从而能够在该锋利度降低后马上变更后续进行切断的铸块的切断条件。因而，能够抑制缺陷晶圆的产生并提高晶圆品质及成品率。
附图说明
图1是表示线锯装置的一例的概要图。
图2是TTV的说明图。
图3是晶圆形状的说明图。
图4是圆内区域的说明图。
图5是GAP值的说明图。
图6是表示本发明的铸块的切断方法的例子的流程图。
附图标记说明
100-线锯装置；101-铸块；102-线材；103-导线器；104、104’-张力施加机构；105-铸块输送单元；106-线材列；107、107’-线轴；108-平行搬送装置(トラバーサ)；109-固定力矩马达；110-驱动用马达；115-喷嘴；116-浆料罐；117-热交换器。
具体实施方式
如上所述，以往会随着由浆料的物性变动所引起的锋利度(切削效率)的降低，而产生在切割的晶圆上残留线材印记的缺陷。因此，研究提出了一种方法：通过在产生了该锋利度的降低时，改变后续进行切断的铸块的切断条件，从而在其后抑制线材印记的产生。但是存在如下问题：难以在不增加成本的前提下立即把握浆料的锋利度的降低，并将其反映于后续进行切断的铸块的切断条件。
因此，以往期望开发一种铸块的切断方法，该方法通过立即把握浆料的锋利度的降低，从而能够在该锋利度降低后马上变更后续进行切断的铸块的切断条件。
本发明人对上述问题进行了认真研究，其结果为，着眼于在发生浆料的锋利度的降低的状况下可良好确认的现象。即，如果对这样的现象进行判断，则能够断定在产生该现象时产生了浆料的锋利度降低。但是，为了立即把握该锋利度的降低，必须是能够在铸块切断后马上观测的现象。
基于这样的观点，本发明人进一步认真进行研究，结果得出以下结论：关于铸块切断后的晶圆的厚度形状(厚度分布)，将与其它部分相比晶圆的中央部的厚度形状的偏差(凹凸的程度)更大的现象用于把握浆料的锋利度的降低是有效的。即，对于从铸块切断的普通晶圆，如果将切割开始部分(边缘部)较薄的情况除外，则在其它部分(包括晶圆的中央部)没有太大的凹凸，是大致平坦的厚度形状。但是，当发生浆料的锋利度的降低时，则会在晶圆的中央部产生不平坦且较厚部分和较薄部分混合存在的区域。
而且，对产生这样的厚度偏差的范围是距离晶圆的中心为何种程度的范围进行了认真研究，结果发现：在晶圆的边缘部以外的区域、即直径比晶圆的直径小的圆内区域、尤其是在距离晶圆的中心为晶圆的半径的1/3以下的圆内区域集中地产生该厚度偏差，如果在该范围内测量晶圆的厚度形状，将最厚部分与最薄部分的差分作为指标，则能够准确地把握浆料的锋利度的降低，从而完成本发明。
即，本发明是一种铸块的切断方法，由呈螺旋状卷绕在多个导线器间并沿轴向移动的线材形成线材列，通过一边向铸块与所述线材的接触部供给浆料，一边将所述铸块以规定的输送速度抵靠于所述线材列，从而将所述铸块切断成晶圆状，其特征在于，测量从所述铸块切出的晶圆的厚度形状，在所述切出的晶圆的包含中央部且直径比所述切出的晶圆的直径小的圆内区域中，求出最厚部分与最薄部分的差分，基于所述差分，变更后续进行切断的铸块的切断条件。
下文基于附图对本发明的实施方式进行具体说明，但是本发明不限于此。
图1示出线锯装置的一例。
线锯装置100主要具备：线材102，其用于切断铸块101；导线器103，其卷绕有线材102；张力施加机构104、104’，其用于向线材102施加张力；铸块输送单元105，其输出切断的铸块101；以及喷嘴115，其用于在切断时供给将磨粒分散混合于冷却液而成的浆料。
线材102从一侧的线轴107送出，并经由平行移动装置108，再经过由磁粉离合器(固定力矩马达109)、张力调节辊(静重(デットウェイト))(未图示)等构成的张力机构104而进入导线器103。线材102在导线器103上卷绕300～400周左右而形成线材列106，之后经过另一侧的张力施加机构104’而卷绕于线轴107’。
另外，导线器103是在钢铁制圆筒的周围压入聚氨酯树脂并在其表面以恒定的间距切出槽的辊，且能够利用驱动用马达110使卷绕的线材102以预先确定的周期沿往复方向进行驱动。
此外，当切断铸块101时，铸块101被铸块输送机构105保持并按压，以预先设定的规定的输送速度逐渐送进。
在卷绕于导线器103的线材102的附近设置有浆料喷嘴115，能够在切断时从浆料罐116向线材102供给浆料。另外，在浆料罐116上连接有热交换器117，能够对向线材102供给的浆料的温度进行调节。
使用这样的线锯装置101，通过张力施加机构104向线材102施加适当的张力，并利用驱动用马达110使线材102沿往复方向移动，一边供给浆料一边向线材列106按压铸块101进行切割，从而获得期望的切割晶圆。
对获得的切割后的晶圆进行清洗。另外，在除去附着于该晶圆表面的浆料且进行干燥之后，对该晶圆的厚度形状进行测量，求出包含中央部的圆内区域的最厚部分与最薄部分的差分。
在此，举出TTV作为已知的评价晶圆的厚度偏差的指标。TTV是在晶圆面内整体中对最薄部分与最厚部分的厚度的差进行数值化的参数。如图2的TTV的说明图所示，从铸块切断的普通晶圆具有切割开始部分(边缘部)比晶圆的中央部薄的倾向。即，TTV适于评价这样的边缘部上的平坦度，但不适于评价浆料的锋利度的降低。
因此，作为在浆料的锋利度降低的状况下可良好确认的现象，利用在切断后的晶圆的中央部主要产生晶圆的厚度形状的偏差(凹凸的程度)的现象。即，如图3的晶圆形状的说明图所示，对于切割切断后的普通晶圆的厚度形状，如果将切割开始部分较薄的情况除外，则在其它区间没有太大的凹凸，是平坦的厚度形状。与此相对，当发生了浆料的锋利度的降低时，对于晶圆的厚度形状而言，则不仅在切割开始部分，而尤其在晶圆的中央部出现不平坦且较厚部分和较薄部分混合存在的区域。
因而认为：如果把握这样的晶圆的中央部的厚度偏差则能够据此判断是否发生了浆料的锋利度的降低。
因此，如下文说明的那样，采用不同于TTV的GAP值作为对切割后的晶圆的厚度形状进行评价的指标。
求出GAP值的工序主要包括：设定作为计算GAP值的基础的圆内区域的工序；以及在该圆内区域中求出GAP值的工序。
如图4的圆内区域的说明图所示，圆内区域的设定通过定义包含切割的晶圆W的中央部且直径比该切割的晶圆W的直径(2R)小的圆C来进行。圆C只要不包含切割开始部分即可，因此只要比切割的晶圆W的直径(2R)小即可。
但是，由于由浆料的锋利度的降低引起的厚度形状的偏差集中于晶圆W的中央部，因此圆C优选为以相当于切割的晶圆W的直径(2R)的1/3以下的长度为直径且以切割的晶圆W的中心O为中心的圆。例如，如果晶圆的直径是300mm，则定义为以其1/3的100mm为直径的圆。另外，圆C的直径的下限没有特别限定，例如可以是比0mm大的值。
另外，如图5的GAP值的说明图所示，GAP值定义为由图4设定的圆内区域X中的最厚部分与最薄部分的差分。这样，以不包含切割开始部分的形状求出切割的晶圆的厚度形状的偏差作为GAP值，从而能够基于该GAP值准确地把握是否发生了浆料的锋利度的降低。
此外，切割后的晶圆在作为后续工序的研磨、蚀刻工序等CW工序中进行磨削，并以去除了切割切断时的加工痕迹的状态向后续工序输送，但是如果在切割工序中产生了更深的加工痕迹，则无法在CW工序中将其去除，而会作为线材印记残留在晶圆上。
图6示出本发明的铸块的切断方法的例子。
下文的铸块的切断方法例如使用图1的线锯装置执行。
首先，如步骤S1所示，以切断条件1(铸块输送速度Sx[mm/min])切断铸块。即，一边向铸块与线材的接触部供给浆料，一边将铸块以上述的铸块输送速度Sx抵靠于线材列，从而进行铸块的切断。
然后，如步骤S2所示，对从铸块切出的晶圆的厚度形状进行测量。接着，如步骤S3所示，计算GAP值。如上所述，在切割切断的晶圆的表面上设定比该晶圆的直径小的圆，并在该圆内区域中求出最厚部分与最薄部分的差分，从而能够计算GAP值。
接着，如步骤S4所示，确认计算出的GAP值是否在规定值以下。当GAP值在规定值以下时，则判断为没有发生浆料的锋利度的降低，并返回步骤S1。即，对后续批次也继续以切断条件1切断铸块。另一方面，当GAP值比规定值大时，则判断为发生了浆料的锋利度的降低，并进入步骤S5。
即，如步骤S5所示，对于后续批次切换为切断条件2(铸块输送速度Sy[mm/min]、Sy＜Sx)来切断铸块。此外，如表1所示，在将切断条件1中的铸块输送速度Sx设定为基准(100％)的情况下，切断条件2中的铸块输送速度Sy可以是Sx的92％。
【表1】
切割切断条件的变更
| 铸块的输送速度(中央部切断时) | |
| 切断条件1 | 100％ |
| 切断条件2 | 92％ |
如上所述，根据本发明的铸块的切断方法，作为在切割切断后尽早把握浆料的锋利度的降低(切断效率的降低)的手段，基于切割切断后的晶圆的厚度形状定义了被称为GAP值的参数。即，为了对在晶圆的中央部确认的凹凸进行数值化，而与表示晶圆整体的厚度偏差的TTV区别地对GAP值进行数值化。
根据TTV的定义，由于在晶圆整体中最薄的部位即晶圆的切割开始部分、或者线材移动方向的外周部是决定TTV时的最小值的制约速度，除此以外的部位基本上是平坦的，因此将该平坦的区间中最厚的部位设定为最大值，并根据该最小值与该最大值的差来确定TTV。因而，在如上所述的浆料的锋利度降低时，在产生了晶圆的厚度形状的偏差(凹凸)的情况下，最厚的部位是凹凸区间的凸的部位，利用该部分与最薄的部位(切割开始部分或者外周部)的PV(最大高低值：Peak-to-valley Value)来确定TTV。
但是，最薄部分即切割开始部分或者外周部的厚度也会由于各种原因而产生偏差，在TTV大的情况下，不一定能够断定发生了浆料的锋利度的降低。即，由于晶圆的中央部的厚度的偏差(凹凸)被切割开始部分或者外周部的厚度偏差掩盖，因此不能凭借TTV准确地判别是否发生了浆料的锋利度的降低。因此，难以对TTV与浆料的锋利度的降低进行关联。
因此，如上所述，在浆料的锋利度降低时，以对晶圆面内(将切割开始部分或者外周部除外)的凹凸进行定量化为目的定义了GAP值。
此外，通常在切割切断后对晶圆的形状进行测量，但是在本发明的铸块的切断方法中，通过在该测量项目中新追加上述的GAP值的计算，从而以切割切断后的批次为单位来监控GAP值。而且，基于切割切断的晶圆的GAP值，改变之后后续进行切断的批次的切断条件。作为切断条件变更的内容，在GAP值超过规定值的情况下，判断为引起了浆料的锋利度的降低，并降低铸块输送速度。
以往，在完成CW加工后对晶圆的形状进行测量，因此在产生了线材印记的时刻，发现晶圆的异常，并变更线锯装置中的切断条件。另一方面，在本发明的铸块的切断方法中，能够通过在使用线锯装置完成切断之后立即进行的测量，对后续批次的切断条件进行变更。由此能够抑制大量线材印记缺陷的产生。
根据以上的铸块的切断方法，通过立即把握浆料的锋利度的降低，从而能够在该锋利度降低后马上变更后续进行切断的铸块的切断条件。因而，能够抑制缺陷晶圆的产生并提高晶圆品质。
【实施例】
下文举出本发明的实施例来详细说明本发明，但是并不限定本发明。
(实施例1)
按照图6的流程图以切断条件1(铸块输送速度Sx)进行铸块的切断，并计算切割切断的晶圆的GAP值。而且，在GAP值比规定值大的情况下，将铸块输送速度从Sx切换为Sy，即，以切断条件2进行铸块的切断。
(比较例1)
以与实施例1相同的切断条件1(铸块输送速度Sx)进行铸块的切断。另外，为了比较，在比较例1中也对切割切断的晶圆计算出GAP值。但是，在比较例1中，即使在GAP值比规定值大的情况下，也在始终将铸块输送速度维持于Sx的状态下、即保持切断条件1来进行铸块的切断。
(验证结果)
表2示出实施例1与比较例1的验证结果。
【表2】
在表2中，工作台输送速度相当于铸块输送速度。关于工作台输送速度的数值，在判断为GAP值比规定值大的情况下，表示如何设定后续批次的工作台输送速度。即，在比较例1中，即使在GAP值比规定值大的情况下也不改变切断条件，而使工作台输送速度保持100％。与此相对，在实施例1中，在GAP值比规定值大的情况下，变更切断条件，使工作台输送速度降低到92％，与比较例1相比较慢地进行切断。
在这种情况下，如表2所示，可知在实施例1中与比较例1相比，对于后续批次，切断一块所需要的时间变长，GAP值(平均)变小，且线材印记的产生率变低。
具体而言，在将比较例1中的切断一块所需要的时间设定为100％、将切割切断后的晶圆的GAP值(平均)设定为100％、并将CW加工后的线材印记缺陷的晶圆的产生率设定为100％的情况下，在实施例1中，虽然切断一块所需要的时间延长到108％，但是切割切断后的晶圆的GAP值(平均)减少到27％，并且CW加工后的线材印记缺陷的晶圆的产生率降低到10％。
这样，证实了在实施例1中与比较例1相比，变更切断条件后的后续批次的晶圆的GAP值(中央部的凹凸)变小，另外，CW加工后的线材印记产生率也抑制到1/10。
如上所述，根据本发明，能够实现一种铸块的切断方法，该方法通过立即把握浆料的锋利度的降低，从而能够在该锋利度降低后马上变更后续进行切断的铸块的切断条件。
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书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都包含在本发明的技术范围内。
Claims (7)
1.一种铸块的切断方法，由呈螺旋状卷绕在多个导线器间并沿轴向移动的线材形成线材列，通过一边向铸块与所述线材的接触部供给浆料，一边将所述铸块以规定的输送速度抵靠于所述线材列，从而将所述铸块切断成晶圆状，
其特征在于，
测量从所述铸块切出的晶圆的厚度形状，
在所述切出的晶圆的包含中央部且直径比所述切出的晶圆的直径小的圆内区域中，求出最厚部分与最薄部分的差分，
基于所述差分，变更后续进行切断的铸块的切断条件。
2.根据权利要求1所述的铸块的切断方法，其特征在于，
将所述圆设定为以相当于所述切出的晶圆的直径的1/3以下的长度为直径且以所述切出的晶圆的中心为中心的圆。
3.根据权利要求1所述的铸块的切断方法，其特征在于，
将变更的切断条件设定为所述后续进行切断的铸块的输送速度。
4.根据权利要求2所述的铸块的切断方法，其特征在于，
将变更的切断条件设定为所述后续进行切断的铸块的输送速度。
5.根据权利要求3所述的铸块的切断方法，其特征在于，
在所述差分比规定值大的情况下，降低所述后续进行切断的铸块的输送速度。
6.根据权利要求4所述的铸块的切断方法，其特征在于，
在所述差分比规定值大的情况下，降低所述后续进行切断的铸块的输送速度。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的铸块的切断方法，其特征在于，
在所述切出的晶圆的CW工序前求出所述差分。
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