JP2014213429A - マルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法 - Google Patents

マルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2014213429A
JP2014213429A JP2013094383A JP2013094383A JP2014213429A JP 2014213429 A JP2014213429 A JP 2014213429A JP 2013094383 A JP2013094383 A JP 2013094383A JP 2013094383 A JP2013094383 A JP 2013094383A JP 2014213429 A JP2014213429 A JP 2014213429A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thickness
workpiece
substrate
wire
wire saw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013094383A
Other languages
English (en)
Inventor
松山 誠
Makoto Matsuyama
誠 松山
こうせつ 藤居
Kousetsu Fujii
こうせつ 藤居
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2013094383A priority Critical patent/JP2014213429A/ja
Publication of JP2014213429A publication Critical patent/JP2014213429A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23DPLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D57/00Sawing machines or sawing devices not covered by one of the preceding groups B23D45/00 - B23D55/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B27/00Other grinding machines or devices
    • B24B27/06Grinders for cutting-off
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/02Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent
    • B24B49/03Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation according to the instantaneous size and required size of the workpiece acted upon, the measuring or gauging being continuous or intermittent according to the final size of the previously ground workpiece
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Sawing (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)

Abstract

【課題】 マルチワイヤソー装置の異常をいち早く検出して、切断工程の不良の発生を低減できるマルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法を提供すること。【解決手段】 マルチワイヤソー装置Sの切断工程管理方法であって、被加工物1の一端1aから他端1bまでにおいてn枚(ただし、nは3以上の自然数)の基板を作製する切断工程と、前記基板の厚みを測定して、前記基板の厚みを決定する厚み決定工程と、前記切断工程において互いに隣り合う基板間の下記式で表される厚み差daを算出して、該厚み差daと基準厚み差dsとを比較することによって、前記切断工程の正常または異常の状態を判定する判定工程と、を備えている。da=|d〔k〕−d〔k+1〕|(kは1以上n−1以下の自然数、d〔k〕は前記一端側からk番目に位置する基板〔k〕の厚み、d〔k+1〕は基板〔k〕の隣で前記一端側からk+1番目に位置する基板〔k+1〕の厚み)【選択図】 図1

Description

本発明は、マルチワイヤソー装置を用いて、シリコンブロックなどの被加工物を切断して、この被加工物から複数枚の基板を作製するマルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法に関する。
シリコンブロックなどの被加工物を複数枚の基板に切断加工する装置として、マルチワイヤソー装置が用いられる。マルチワイヤソー装置は、例えば、複数のメインローラ、複数のガイドローラ、供給リール、巻取リールおよびワイヤ等を有している。そして、ワイヤはメインローラ同士の間にワイヤ列を形成している。
マルチワイヤソー装置を使用した切断工程において、メインローラの摩耗、ガイドローラの損傷等といった、マルチワイヤソー装置に何らかの異常が発生すると、切断加工された基板の表面の段差、スライス痕、厚み不良などの不良が発生する。製品である基板の歩留まりを高く維持するためには、これらの異常をいち早く検出して、不良が連続発生する前に対策を行うことが求められる。
切断工程の管理方法として、カッターブレードを使用して被加工物である半導体インゴットを切断してウエハを得るスライシングマシンにおいて、切断方向に沿って計測したウエハの厚みデータに基づいて、異常を検出した際にはスライシングマシンを停止する方法が知られている(例えば、下記の特許文献1を参照)。
特開平7−122607号公報
しかしながら、マルチワイヤソー装置で切断加工された基板の厚みは半導体インゴットの底部から頭部まで傾向があるので、上記の特許文献1に開示されたような基板面内の厚みデータを利用した手法では、マルチワイヤーソー装置の異常の検出が正確にかつ迅速に行うことができなかった。このため、マルチワイヤソー装置を用いた切断工程に適した管理方法が求められている。
本発明は、上述のような問題に鑑みてなされたものであり、マルチワイヤソー装置の異常を正確にかつ迅速に検出して、切断工程の不良の発生を低減できるマルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法を提供することを目的とする。
本発明に係るマルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法は、所定距離を隔てて配置された複数のメインローラのメインローラ間に複数列に張られたワイヤを備えたマルチワイヤソー装置を用いて、前記メインローラ間の前記ワイヤに対向させて被加工物を配置して、前記メインローラ間で前記ワイヤを走行させるとともに、走行している前記ワイヤに対して前記被加工物を所定の押付け速度で押し付けながら前記ワイヤで前記被加工物を切断する際のマルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法であって、
前記被加工物の一端から他端までにおいてn枚(ただし、nは3以上の自然数)の基板を作製する切断工程と、
前記基板の厚みを測定して、前記基板の厚みを決定する厚み決定工程と、
前記切断工程において互いに隣り合う基板間の下記式(1)で表される厚み差daを算出して、該厚み差daと基準厚み差dsとを比較することによって、前記切断工程の正常または異常の状態を判定する判定工程と、
を備えている。
da=|d〔k〕−d〔k+1〕| ・・・(1)
(ただし、kは1以上n−1以下の自然数、d〔k〕は前記被加工物の前記一端側からk番目に位置する基板〔k〕の厚み、d〔k+1〕は基板〔k〕の隣に位置しており、前記被加工物の前記一端側からk+1番目に位置する基板〔k+1〕の厚み)
上記のマルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法によれば、マルチワイヤソー装置の異常を正確にかつ迅速に検出し、工程不良の発生を低減することができる。
図1は、本発明に係るマルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法の一実施形態を模式的に説明するためのマルチワイヤソー装置の概略斜視図である。 図2は、切断工程の正常または異常の判定工程の一例を説明するフローチャートである。 図3(a)〜(c)は、それぞれ被加工物の一端切断部から他端切断部までの位置における基板厚みの分布の様子を示すグラフである。 図4(a)〜(c)は、それぞれ被加工物の一端切断部から他端切断部までの位置における基板面内の厚み差の分布の様子を示すグラフである。
以下に、本発明に係るマルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図面は模式的に示されたものであり、各図における各種構造のサイズおよび位置関係等は適宜変更し得る。
<マルチワイヤソー装置および切断工程管理方法の概要>
図1に示すように、マルチワイヤソー装置Sは、複数のメインローラ5(5a,5b,5c)、複数のガイドローラ9(9a,9b,9c,9d)、供給リール7、巻取リール8およびワイヤ3等を有している。そして、ワイヤ3は供給リール7からガイドローラ9a,9bによってメインローラ3まで案内されてメインローラ3に巻きつけられ、メインローラ3同士の間にワイヤ列を形成している。また、メインローラ3から排出されたワイヤ3は、ガイドローラ9c,9dによって巻取リール8まで案内されて、巻取リール8によって巻き取られる。
ここで、本実施形態においては、所定距離を隔てて配置された少なくとも2つのメインローラ5a,5bのメインローラ間に複数列に張られたワイヤ3を備えたマルチワイヤソー装置Sを用いるが、例えば、第1メインローラ5aと第2メインローラ5bとの間のメインローラ間のワイヤ3に対向させて、例えばシリコンブロックなどの被加工物1を配置して、前記メインローラ間でワイヤ3を走行させるとともに、走行しているワイヤ3に対して被加工物1を所定の押付け速度で押し付けながらワイヤ3で被加工物1から複数枚の基板を得るようにしている。
また、本実施形態における切断工程管理方法は、被加工物1の一端1aから他端1bまでにおいてn枚(ただし、nは3以上の自然数)の基板を作製する切断工程と、前記基板の厚みを測定して、前記基板の厚みを決定する厚み決定工程と、前記切断工程において互いに隣り合う基板間の厚み差daを算出して、この厚み差daと基準厚み差dsとを比較
することによって、前記切断工程の正常または異常の状態を判定する判定工程と、を備えている。
次に、マルチワイヤソー装置Sを用いた切断工程管理方法において実施する各工程の具体的な内容について順を追って説明する。
<切断工程>
マルチワイヤソー装置Sによる被加工物1の切断方法には、砥粒を含む切削液を供給することによってワイヤ3のラッピング作用で切断する方法(遊離砥粒タイプ)と、砥粒をワイヤ3に固着させた砥粒固着ワイヤで切断する方法(固着砥粒タイプ)とがある。
図1に示すマルチワイヤソー装置Sでは、平均直径Dのワイヤ3が、複数の溝を表面に有するメインローラ5(第1メインローラ5a,第2メインローラ5b,第3メインローラ5c)に巻きつけられており、ワイヤ3の上方には遊離砥粒タイプの場合には切削液を、固定砥粒タイプの場合は加工液をそれぞれ供給する供給ノズル4を備えている。
以下、遊離砥粒タイプのマルチワイヤソー装置Sについて説明する。ワイヤ3は例えば鉄または鉄合金を主成分とするピアノ線を用いればよく、線径は80〜180μm、より好ましくは120μm以下であればよい。切削液は、例えば、炭化珪素、アルミナまたはダイヤモンド等の砥粒、鉱物油、界面活性剤および分散剤からなるラッピングオイルを混合して構成される。また、切削液は砥粒と水溶性溶剤とを混合して構成されてもよい。切削液は、複数の開口部を有する供給ノズル4からワイヤ列を形成するワイヤ3に向かって供給される。砥粒の平均粒径としては、例えば5〜20μmのものが用いられる。供給ノズル4に供給する切削液の供給流量は、ブロックの大きさ、個数によって適宜設定される。また、切削液を循環して使用してもよく、その際に新しい砥粒を追加供給するようにしても構わない。
第1メインローラ5aと第2メインローラ5bとは所定距離を隔てて配置されており、ワイヤ3は、これらメインローラ5間で複数列に平面状に張られている。メインローラ5を所定の回転速度で回転させることによって、ワイヤ3の長手方向にワイヤ3を走行させることができる。また、メインローラ5の回転方向を変化させることによってワイヤ3を往復運動させることもできる。
被加工物1の切断は、高速に走行しているワイヤ3に向かって切削液を供給しながら、被加工物1を移動させて、ワイヤ3に被加工物1を相対的に押圧することによってなされる。被加工物1は、例えば厚さ200μm以下の複数枚の基板に分割される。このとき、ワイヤ3の張力、ワイヤ3が走行する速度(走行速度)、および、被加工物1をワイヤ3側へを下降させる速度(フィード速度)は、それぞれ適宜制御されている。例えば、ワイヤ3の最大走行速度は、500m/分以上1200m/分以下に設定され、最大フィード速度は350μm/分以上1100μm/分以下に設定する。ワイヤ3を常に一方向に走行させて切断してもよいし、往復走行させながら切断してもよい。
なお、固定砥粒タイプのマルチワイヤソー装置Sの場合は表面に砥粒が固着されたワイヤ3を用いて、加工液としてクーラント液を用いる。
このようなマルチワイヤソー装置Sを用い、複数のメインローラ5間を走行するワイヤ3に切断対象である被加工物1を押し当てて切断することによって、基板を製造する。
被加工物1は、例えば、単結晶シリコンもしくは多結晶シリコン等からなるインゴット、または、インゴットを切断して形成されるブロックが用いられる。単結晶シリコンのインゴットを用いる場合、そのインゴットは一般的に円柱形状である。また、多結晶シリコンのインゴットは一般的に略直方体であり、複数個のシリコンブロックを取り出すことができる大きさを有している。シリコンブロックは断面形状が矩形(正方形状を含む)であって、例えば156mm×156mm×300mmの直方体に形成される。
被加工物1は、カーボン材、ガラス、シリコンまたは樹脂等の材質からなるスライスベース2上に接着剤などによって接着される。
スライスベース2およびベースプレート10は、接着またはクランプ等で保持される。ベースプレート10はネジまたはクランプによって装置固定部11に固定されて、被加工物1はマルチワイヤソー装置S内に1個または複数個配置される。スライスベース2は10〜30mmの厚さを有しており、ベースプレート10は10〜30mmの厚さを有している。
メインローラ5は、例えば、エステル系、エーテル系もしくは尿素系のウレタンゴム、またはニューライト等の樹脂からなり、その直径は150mm以上500mm以下、長さは200mm以上1000mm以下程度である。メインローラ5の表面には、供給リール7から供給されたワイヤ3を所定間隔に平面状に配列させるための複数の溝が設けられている。この溝のピッチ、ワイヤ3の直径および砥粒のサイズによって、基板の厚みが定まり、基板の厚みは250μm以下に形成される。
ワイヤ3の下方には、切断時に発生する被加工物1の切屑および加工液の回収を目的とした回収層槽6が設けられてもよい。
供給リール7および巻取リール8には、スチール等からなるボビン形状の表面にワイヤ3が巻きつけられている。また、マルチワイヤソー装置Sは、供給リール7および巻取リール8を所定の速度で回転させるためのモーターと、ワイヤ3を所定の位置に巻きつけるために案内するトラバーサとを有する。
ガイドローラ9a,9bはワイヤ3を供給リール7からメインローラ5へ、さらにガイドローラ9c,9dは、メインローラ5から巻取リール8へと案内する役割を有する。それぞれのガイドローラ9は、ワイヤ3が走行する溝を有する。このようなガイドローラ9は、例えば、エステル系、エーテル系または尿素系のウレタンゴムからなり、特にエーテル系のウレタンゴムを使用することによって、同様の硬度を用いたエステル系よりもガイドローラ9の磨耗を低減することができる。
また、マルチワイヤソー装置Sは、供給リール7および巻取リール8に巻きつけるワイヤ3の張力を調整する手段と、ワイヤ3に加えられている張力を検出するセンサ(不図示)とを備えている。
切断された基板はスライスベース2から剥離され、洗浄工程に投入される。洗浄工程では、洗浄液で基板に付着した切削液および汚れが洗浄された後、水洗される。そして、空気または窒素などによって、基板の表面を乾燥させて基板が完成する。
<厚み決定工程>
次に、完成した基板の厚みの測定を行う。基板の厚みは不図示の基板厚み測定装置で行う。この基板厚み測定装置は、例えばレーザ式変位計を備えたものであって、このレーザ式変位計を用いて基板の厚みを測定することができる。レーザ式変位計は、半導体レーザ、受光素子および周辺回路等からなり、対象物によるレーザ光の反射を利用した三角測距によって対象物までの距離を計測する。
基板の厚みの測定にはレーザ式変位計を2台一組で使用する。2台の変位計は決められた間隔Dで対向させて治具に設置する。各測定箇所における基板の厚みtは、変位計間に基板を置き、それぞれのセンサから基板表面までの距離d1、d2を測定することで、次の式F1から求められる。
t=D−(d1+d2) ・・・ F1
基板を一方向に移動させながら、一定時間ごとに厚みを測定することで、ライン状に厚みデータが取得できる。また、2台一組の変位計を複数組設置すれば、複数ラインの膜厚データの取得が可能となる。
測定結果を基に各基板の厚みdを決定する。切断工程で製造されたn枚(n≧3)の基板のうち、被加工物1の一端1a側(一端切断部を1番目とする)から他端1b側へk番目に位置する基板の厚みをd〔k〕とする。基板の厚みdとしては、基板ごとの全測定箇所の平均値、任意測定箇所の平均値、最小値または最大値などから適宜選択して用いることができる。
上記方法で決定された基板の厚みは、マルチワイヤソー装置Sの状態、被加工物1の状態、および切断条件の変動に起因する変動を含んでいる。例えば、メインローラ5の摩耗、ガイドローラ9の損傷などのマルチワイヤー装置Sの部材の異常によって、または、被加工物中の硬質な異物などの被加工物起因の異常によって、基板の厚みが変動する。
また、マルチワイヤーソー装置Sを用いて被加工物1を切断して複数枚の基板を作製すると、基板の厚みは被加工物1の一端1a側から他端1b側に向かって変化する傾向を有する。例えば、ワイヤ3を常に被加工物1の一端1a側から他端1b側に向かう方向に供給し続けて切断した場合、被加工物1を切断するワイヤ3の摩耗に伴って、作製された基板の厚みは被加工物1の一端1aから他端1bに向かって、徐々に大きくなる。さらに、複数の被加工物1を同時に切断する場合、ワイヤ3の消耗によって、各被加工物1から作製された基板の厚みが変化する。
つまり、基板の厚みは、切断工程におけるマルチワイヤソー装置Sを構成する少なくともメインローラ5等の装置部材の異常と、被加工物1などの異常に起因する変動要素と、正常な変動要素とを含んでおり、これらの異常に起因する変動要素と正常な変動要素とを分離することが、マルチワイヤソー装置Sの異常を検出するために必要となる。
<判定工程>
次に、厚み決定工程で決定した基板の厚みから、以下で定義する基板厚み差daを求めて基準値と比較することで、マルチワイヤソー装置Sの異常を検知する方法について説明する。なお、この判定工程においては不図示のコンピュータを用いて、計算、比較および判定を行わせる。
マルチワイヤソー装置Sで作製される基板の厚みは、正常状態ではワイヤ3の径、砥粒のサイズ、およびメインローラ5のピッチで規定される。マルチワイヤソー装置Sの何らかの異常によって、被加工物1の一端1a側からk番目に位置する基板〔k〕の厚みd〔k〕が狙い値よりも小さくなった場合、それに伴って、その隣に位置する基板〔k−1〕の厚みd〔k−1〕、または、基板〔k+1〕の厚みd〔k+1〕が大きくなる。
切断工程で製造されたn枚の基板のうち、被加工物1の一端1a側からk番目に位置する基板の厚み差da〔k〕を、下記の式F2で定義する。
da〔k〕=|d〔k〕−d〔k+1〕| ・・・ 式F2
ここで、d〔k〕は基板〔k〕の厚み、d〔k+1〕は基板〔k〕の隣に位置しており、被加工物1の一端1a側からk+1番目に位置する基板〔k+1〕の厚みである。
厚み差da〔k〕は、マルチワイヤソー装置Sが正常な状態であれば、ほぼ0に近くなるが、マルチワイヤソー装置Sに何らかの異常がある場合には異常の種類や程度に応じて大きくなる。そこで、基板の厚み差da〔k〕を、基準厚み差dsと比較することによって、基板厚みの正常な変動と異常な変動とを分離することができる。これにより、マルチワイヤソー装置Sの状態を判定して、切断工程における異常の有無および異常があった場合のその種類を検出することができる。
また、マルチワイヤソー装置Sの異常の種類によって、厚み差da〔k〕の大きくなる領域、その変化の仕方等に特徴が現れる。例えば、被加工物1の一端側に近い方のガイドローラ9(例えば、ガイドローラ9b,9c)に損傷が発生した場合には、被加工物1の一端1a側で厚み差da〔k〕が突発的に大きくなる。メインローラ5の経時的な消耗であれば、被加工物1の全体にわたって厚み差da〔k〕が徐々に大きくなっていく。メインローラ5の一部が損傷すれば、損傷した箇所に、厚み差da〔k〕の異常が現れる。さらに、経験的にマルチワイヤソー装置Sの異常と、厚み差da〔k〕の大きい領域とその変化とを把握することによって、これまでの管理方法では見出せなかったマルチワイヤソー装置Sの異常を検出することが可能となる。
厚み決定工程において、どの数値を基板〔k〕の厚みd〔k〕として選択するかによって、厚み差da〔k〕で検出可能なマルチワイヤソー装置Sの不良、検出のしやすさ等が変化する。例えば、被加工物1中に硬質な異物が存在するために基板面内に段差不良が生じた場合、基板面内の測定箇所の最小値および最大値は変化するが、発生箇所によっては平均値にはほとんど変化が現れない場合がある。つまり、基板厚みの決定方法を適宜選択して厚み差da〔k〕と基準厚み差dsを比較、判定することによって、マルチワイヤソー装置Sが起因の不良と、被加工物1が起因の不良とを分離することも可能となる。したがって、検出したい異常項目によって、基板厚みの決定方法を適宜選択することが望ましく、決定方法を複数選択して判定に用いてもよい。
また、被加工物1を複数の領域に分けて、これらの領域ごとに厚み差daと基準厚み差dsとを比較することによって、マルチワイヤソー装置Sの状態を判定して、切断工程の管理を行うことができる。
さらに、これらの判定結果を、不図示の基板厚み測定装置およびマルチワイヤソー装置Sに表示したり、判定結果をマルチワイヤソー装置Sにフィードバックしたりすることで、さらに容易に切断工程の管理をすることができる。
例えば、被加工物1を3つの領域以上に分けて、領域ごとに厚み差を求めて、マルチワイヤソー装置Sによる切断工程の正常または異常を判定するフローについて、図2を用いて説明する。
図2に示すように、まず、被加工物1おける領域ごとに基板の厚み差を求めて、基準厚み差と比較する(ステップSP1)。次に、例えば厚み差が基準厚み差を超えたNG領域があるかどうか判断する(ステップSP2)。ステップSP2においてYESの場合、NG領域が1つかどうか判定する(ステップSP3)。ステップSP3においてYESの場合、両端の領域のいずれかがNGであるかを判定する(ステップSP4)。
ここで、ステップSP3においてYESの場合、メインローラ5の該当領域(被加工物
1の領域に対応するメインローラ5の領域)またはガイドローラ9等の損傷が考えられると判定する(ステップSP5)。
また、ステップSP2においてNOの場合、マルチワイヤソー装置Sは異常なしと判定する(ステップSP6)。
また、ステップSP3においてNOの場合、メインローラ5の消耗かまたは切断条件に異常があることを判定する(ステップSP7)。
さらに、ステップSP4においてNOの場合、メインローラ5の該当領域(被加工物1の領域に対応するメインローラ5の領域)の損傷が考えられると判定する(ステップSP8)。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で修正および変更を加えることができる。例えば、使用する砥粒は遊離砥粒でも固定砥粒でもよいし、被加工物1の切断時のワイヤ3の走行方向は一方向でも、往復走行でも構わない。また、被加工物1はシリコン等の半導体材料に限定されるものではなく、金属またはセラミックス等でもよいし、その個数は1個でもよいし複数個を並べて配置してもよい。
以下、実施例について説明する。まず、図1に示すマルチワイヤソー装置Sを用いた。カーボン製のスライスベース2にエポキシ系接着剤を用いて、サイズが156mm×156mm×300mmの直方体の多結晶シリコンブロックからなる被加工物1をスライスベース2に接着し、ベースプレート10を介して装置固定部11に設置した。そして、SiC砥粒(平均粒径:約10μm)を供給しながらステンレス製のワイヤ3(線径:約120μm)を一方向に走行させて、スライスベース2に接着した被加工物1を切断して、平均厚み190μmの基板を約900枚作製した。この作業を繰り返し行った。
剥離、洗浄後の基板について、2台1組のレーザ式変位計5組を用いて、ワイヤ3の走行方向に垂直な5ラインについて、0.1mm間隔で厚みを測定した。
図3(a)〜(c)は、それぞれ、正常時、メインローラ5の消耗時、一端側のガイドローラ9の損傷時の被加工物1の一端1aから他端1bにわたっての基板面内の厚み平均値を示す。このように、基板厚みは異常の種類によって特徴がみられるが、基板の厚みは前述したように正常な状態でも傾向を持っており、単純に厚みの大きさのみ、標準偏差のみで異常を検出したり、判定することは難しい。
図4(a)〜(c)は、それぞれ、正常時、メインローラ5の消耗時、一端側のガイドローラ9の損傷時の被加工物1の一端1aから他端1bにわたっての基板面内の厚み差da〔k〕を示す。基板面内の厚み差で比較することによって、正常な厚み変動を除くことができて、異常の検出が容易となる。
被加工物1を一端1aから領域1〜領域5まで、ほぼ等分に5つの領域に分け、領域ごとに厚み差を平均した結果を表1に示す。
Figure 2014213429
Figure 2014213429
Figure 2014213429
ここで、表1〜3は、それぞれ、正常時、メインローラ5の消耗時、一端側のガイドローラ9の損傷時の領域ごとの厚み差平均を示している。基準厚み差を1μm、3μmの2種類として、表1において、平均厚み差が1μm以下の領域を○とし、1μmより大きく3μ以下の領域を△とし、3μmより大きい領域を×と判定して表記した。
正常時は領域1〜5の全ての領域で判定が○であったのに対して、メインローラ5の消耗時は、領域1〜5の広い範囲で△、または×と判定された。また、一端側のガイドローラ9の損傷時は領域1が×判定であって、被加工物1の一端1a側で厚み差が大きいことを示している。
このように、被加工物1を複数の領域に分けて、これらの領域ごとに厚み差daと基準厚み差dsとを比較することによって、マルチワイヤソー装置Sの切断工程における状態を判定して、切断工程の管理を行うことができる。また、厚み差daを用いて判定することで、全領域にわたって同じ基準値(基準厚み差ds)を使用することができることもわかった。
さらに、表1〜3に示すような、各領域の厚み差と判定結果とを、基板厚み測定装置の表示部に示した。さらに、判定結果から推測される異常原因も合わせて表示するようにした。これらの表示によって、作業者が異常に対して直ちに対処できるようになり、工程不良が低減した。
1 :被加工物
3 :ワイヤ
5 :メインローラ
5a :第1メインローラ
5b :第2メインローラ
5c :第3メインローラ
7 :供給リール
8 :巻取リール
9 :ガイドローラ
S :マルチワイヤソー装置

Claims (4)

  1. 所定距離を隔てて配置された複数のメインローラのメインローラ間に複数列に張られたワイヤを備えたマルチワイヤソー装置を用いて、前記メインローラ間の前記ワイヤに対向させて被加工物を配置して、前記メインローラ間で前記ワイヤを走行させるとともに、走行している前記ワイヤに対して前記被加工物を所定の押付け速度で押し付けながら前記ワイヤで前記被加工物を切断する際のマルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法であって、
    前記被加工物の一端から他端までにおいてn枚(ただし、nは3以上の自然数)の基板を作製する切断工程と、
    前記基板の厚みを測定して、前記基板の厚みを決定する厚み決定工程と、
    前記切断工程において互いに隣り合う基板間の下記式(1)で表される厚み差daを算出して、該厚み差daと基準厚み差dsとを比較することによって、前記切断工程の正常または異常の状態を判定する判定工程と、
    を備えている切断工程の管理方法。
    da=|d〔k〕−d〔k+1〕| ・・・(1)
    (ただし、kは1以上n−1以下の自然数、d〔k〕は前記被加工物の前記一端側からk番目に位置する基板〔k〕の厚み、d〔k+1〕は基板〔k〕の隣に位置しており、前記被加工物の前記一端側からk+1番目に位置する基板〔k+1〕の厚み)
  2. 前記厚み決定工程において、前記基板の厚みは、任意測定箇所の平均値、最小値または最大値を用いる請求項1に記載のマルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法。
  3. 前記判定工程において、前記被加工物の切断部位を3領域以上に分けて、これらの領域ごとに前記厚み差daと前記基準厚み差dsとを比較することによって、少なくとも前記メインローラの正常または異常の状態を判定する請求項1または2に記載のマルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法。
  4. 前記判定工程において判定した少なくとも前記メインローラの正常または異常の状態を表示する請求項1乃至3のいずれかに記載のマルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法。
JP2013094383A 2013-04-26 2013-04-26 マルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法 Pending JP2014213429A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013094383A JP2014213429A (ja) 2013-04-26 2013-04-26 マルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013094383A JP2014213429A (ja) 2013-04-26 2013-04-26 マルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014213429A true JP2014213429A (ja) 2014-11-17

Family

ID=51939686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013094383A Pending JP2014213429A (ja) 2013-04-26 2013-04-26 マルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014213429A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107457927A (zh) * 2017-09-18 2017-12-12 晶科能源有限公司 一种多晶截断机
CN108247864A (zh) * 2018-01-25 2018-07-06 湖南宇晶机器股份有限公司 倒挂式高速磁材多线切割机床
CN108311757A (zh) * 2018-04-16 2018-07-24 张家港天工机械制造有限公司 一种金刚石线生产流水线
CN108327106A (zh) * 2018-02-07 2018-07-27 湖南宇晶机器股份有限公司 太阳能硅片用金刚石多线切割机
CN110614730A (zh) * 2019-10-18 2019-12-27 江苏吉星新材料有限公司 一种金刚线多线切片机的钢线动态监控装置及监控方法
CN114290542A (zh) * 2021-12-17 2022-04-08 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 一种基于多线切割技术的1-3复合材料制备方法
CN114454364A (zh) * 2021-08-19 2022-05-10 青岛高测科技股份有限公司 硅棒切割方法、设备及系统
US20220246454A1 (en) * 2021-01-29 2022-08-04 Applied Materials, Inc. Process abnormality identification using measurement violation analysis

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107457927A (zh) * 2017-09-18 2017-12-12 晶科能源有限公司 一种多晶截断机
CN108247864A (zh) * 2018-01-25 2018-07-06 湖南宇晶机器股份有限公司 倒挂式高速磁材多线切割机床
CN108327106A (zh) * 2018-02-07 2018-07-27 湖南宇晶机器股份有限公司 太阳能硅片用金刚石多线切割机
CN108311757A (zh) * 2018-04-16 2018-07-24 张家港天工机械制造有限公司 一种金刚石线生产流水线
CN108311757B (zh) * 2018-04-16 2023-12-22 张家港天工机械制造有限公司 一种金刚石线生产流水线
CN110614730A (zh) * 2019-10-18 2019-12-27 江苏吉星新材料有限公司 一种金刚线多线切片机的钢线动态监控装置及监控方法
US20220246454A1 (en) * 2021-01-29 2022-08-04 Applied Materials, Inc. Process abnormality identification using measurement violation analysis
US11487848B2 (en) * 2021-01-29 2022-11-01 Applied Materials, Inc. Process abnormality identification using measurement violation analysis
US20230052392A1 (en) * 2021-01-29 2023-02-16 Applied Materials, Inc. Process abnormality identification using measurement violation analysis
CN114454364A (zh) * 2021-08-19 2022-05-10 青岛高测科技股份有限公司 硅棒切割方法、设备及系统
CN114290542A (zh) * 2021-12-17 2022-04-08 中国船舶重工集团公司第七一五研究所 一种基于多线切割技术的1-3复合材料制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2014213429A (ja) マルチワイヤソー装置を用いた切断工程管理方法
TWI628020B (zh) 用於在非計畫的中斷之後恢復工件的線鋸切加工的方法以及設備
JP5370006B2 (ja) ワイヤソー装置
KR101670132B1 (ko) 가공물로부터 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법
TWI429523B (zh) 將半導體材料複合棒同時切割為多個晶圓之方法
KR102154719B1 (ko) 판형물의 가공 방법
JP4714189B2 (ja) ソーイングストリップの使用下に円筒状のワークから多数のウェーハを同時にスライス切断するためのソーイングストリップならびに方法
TWI549175B (zh) 使用鋸切線從工件切分出晶圓的方法
JP5430294B2 (ja) 基板の製造方法
JP2015003383A (ja) ワイヤソー用のワイヤ監視システムおよびワイヤソーを監視する方法
JP2009184023A (ja) ワイヤソーによるワーク切断方法及びワイヤソー切断装置
TW201350297A (zh) 從圓柱體工件同時切割多個晶圓的方法
JP3979578B2 (ja) 単結晶サファイヤ基板の切断方法および切断装置
JP2013094872A (ja) 被加工物の切断方法
JP5876388B2 (ja) 被加工物切断方法
TWI471209B (zh) 從由半導體材料構成的晶體中切割複數個晶圓的方法
JP6632132B2 (ja) 単結晶SiC基板の物性判別方法および単結晶SiC基板の製造方法
JP5355249B2 (ja) ワイヤーソー装置
JP5527987B2 (ja) ワイヤーソー装置と基板の製造方法
JP2011083833A (ja) ワイヤーソー装置およびこれを用いた半導体基板の製造方法
TW202249109A (zh) 用於從工件同時切割多個盤的方法
JP6489853B2 (ja) マルチワイヤー加工方法及びマルチワイヤー加工装置
JP2849908B2 (ja) 半導体ウエハの製造方法
JP5311964B2 (ja) ワイヤーソー装置
US20130174829A1 (en) Methods For Mounting An Ingot On A Wire Saw