JP2023538494A - ワークピースから複数のスライスを同時にスライスするための方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
特定材料の薄い、特に均一なスライスが、多くの用途にとって必要とされる。前面および裏面の均一性および平面平行性に関して特に厳しい要件にさらされるスライスの一例は、「ウェーハ」と呼ばれ、マイクロ電子部品の作製用の基板として使用される、半導体材料から構成されたスライスである。複数のスライスがワークピースから同時にスライスされる場合におけるいわゆるワイヤーソーイングは特に経済的であるため、そのようなスライスを生成するために特に重要である。
研磨剤の存在下でワークピースをワイヤーセクションに直交してワイヤーウェブへ送給するステップを含み、ワイヤーセクションはワークピースを完全に貫通して加工し、
非線形ピッチ関数dTAR(WP)が、目標厚さ特性値関数TTAR(WP)、ピッチ関数dINI(WP)、および厚さ特性値関数TINI(WP)に依存して選択され、
dTAR(WP)は、位置WPでのワイヤーガイドローラーのケーシングにおける隣り合う溝に、スライス動作中にピッチを割り当て、
TINI(WP)は、位置WPでのワイヤーソーによる複数の先行するスライス動作中に得られるスライスに、スライス上で測定された厚さ特性値を割り当て、
dINI(WP)は、位置WPでのワイヤーガイドローラーのケーシングにおける隣り合う溝に、先行するスライス動作中にピッチを割り当て、
TTAR(WP)は、位置WPでのスライス動作中にスライスされるスライスに、目標厚さ特性値を割り当て、
WPは、ワイヤーガイドローラーの軸に対する隣り合う溝の軸方向位置を表わす、方法を介して達成される。
図1はワイヤーソーの要素を示し、それらはこの発明の理解に寄与する。ワイヤー1がストック(新品ワイヤースプール、図示せず)から方向9に送給され、少なくとも2つのワイヤーガイドローラー27の周囲の溝18に螺旋状に導かれて、互いに平行に延在するワイヤーセクション2から構成されたワイヤーウェブ11が生成される。図1におけるワイヤーソーの例は、2つのワイヤーガイドローラー27、すなわち、左側ワイヤーガイドローラー3と右側ワイヤーガイドローラー4とを示す。ワイヤーガイドローラー3および4の軸5および6周りの回転方向7および8における回転の結果、ワイヤーセクション2およびワイヤーウェブ11は、ワークピース12に対して方向13に相対的に動かされる。ワイヤーガイドローラー3および4の軸5および6は、互いに平行に配向される。ワークピース12は軸14を有し、接着剤接合部16を介してソービーム15に接続される。ソービームは、ワークピース12をワイヤーウェブ11へ直交するように方向17に送給する送給装置(図示せず)に固定される。好ましくは、ワークピース12は、単結晶半導体材料から構成された、たとえば単結晶シリコンから構成されたインゴットである。この場合、ワークピースは真っすぐな円柱形を有しており、その軸14と平行に、結晶の配向用の識別ノッチ26が設けられている。ワークピース12の両側で、ワイヤーウェブ11は、ノズル19および20によって、液体切断補助剤の噴射22および23を、ノズルの開口部21を介して供給される。ワイヤーソーが研削スライス法で動作される場合、切断補助剤は、研磨作用物質を含有しない冷却潤滑剤であり、ワイヤー1は、研磨作用を有するダイヤモンド粒子がしっかりと取り込まれた表面を有するピアノ線である。ワイヤーソーがラップスライス法で動作される場合、切断補助剤は、油またはグリコールから構成された液体キャリアにおける炭化ケイ素(SiC)のスラリーである。
2 ワイヤーセクション
3 左側ワイヤーガイドローラー
4 右側ワイヤーガイドローラー
5 左側ワイヤーガイドローラーの軸
6 右側ワイヤーガイドローラーの軸
7 左側ワイヤーガイドローラーの回転
8 右側ワイヤーガイドローラーの回転
9 ワイヤー送給(新品ワイヤー)
10 ワイヤー取り出し(摩耗ワイヤー)
11 ワイヤーウェブ
12 ワークピース
13 ワイヤーセクションの移動方向
14 ワークピースの軸
15 ソービーム
16 接着剤接合部
17 送給方向
18 溝
19 左側ノズル
20 右側ノズル
21 出口開口部
22 左側噴射
23 右側噴射
24 切断深さ
25 スライスギャップ
26 識別ノッチ
27 ワイヤーガイドローラー
28 ワイヤーガイドローラーのコア
29 ワイヤーガイドローラーのカバリング
30 位置WPに対する、線形的に減少する溝ピッチを有する最小厚さの(-3σ)分位点
31 30に対する回帰曲線
32 位置WPに対する、非線形的に変化する溝ピッチを有する最小厚さの(-3σ)分位点
33 32に対する回帰曲線
34 線形的に減少する溝ピッチ
35 最小厚さの一定の(-3σ)分位点のための溝ピッチ
36 最大厚さの一定の(+3σ)分位点のための溝ピッチ
37 線形的に減少する溝ピッチを有する最小厚さの累積度数CF
38 線形的に減少する溝ピッチを有する最大厚さの累積度数CF
39 最小厚さの一定の(-3σ)分位点のために最適化された非線形的に変化する溝ピッチを有する最小厚さの累積度数CF
40 最小厚さの一定の(-3σ)分位点のために最適化された非線形的に変化する溝ピッチを有する最大厚さの累積度数CF
41 最大厚さの一定の(+3σ)分位点のために最適化された非線形的に変化する溝ピッチを有する最小厚さの累積度数CF
42 最大厚さの一定の(+3σ)分位点のために最適化された非線形的に変化する溝ピッチを有する最大厚さの累積度数CF
43 線形的に減少する溝ピッチを有する、位置WPに対する最大厚さTMAXの(+3σ)分位点
44 43に対する回帰曲線
45 最小厚さの一定の(-3σ)分位点のために最適化された非線形の溝ピッチを有する、位置WPに対する最大厚さTMAXの(+3σ)分位点
46 45に対する回帰曲線
47 最大厚さの一定の(+3σ)分位点のために最適化された非線形の溝ピッチを有する、位置WPに対する最小厚さTMINの(+3σ)分位点
48 47に対する回帰曲線
49 構造化ワイヤーについての、線形的に減少する溝ピッチを有する最大スライスギャップ幅KMAXの(+3σ)分位点
50 49に対する回帰曲線
51 プレーンワイヤーについての、線形的に減少する溝ピッチを有する最大スライスギャップ幅KMAXの(+3σ)分位点
52 51に対する回帰曲線
53 単調減少を有するセクション
54 単調増加を有するセクション
55 単調減少を有するセクション
56 切り込みくさび
57 鞍状部
58 送給方向における走査方向
59 スライスの中心面
60 スライス
61 最大厚さの一定の(+3σ)分位点のために最適化された非線形の溝ピッチを有する、位置WPに対する最大厚さTMAXの(+3σ)分位点
62 61に対する回帰曲線
α 開き角度
CF 累積度数
d 溝ピッチ
d1 第2の溝と第1の溝との間のピッチ
dINI(WP) ピッチ関数
dTAR(WP) 非線形ピッチ関数
D ワイヤーガイドローラーの直径
DIFF 差
i 切断カウンタ
KMAX スライスギャップの最大幅
L ワイヤーガイドローラーの長さ
r 溝基底の曲率半径
s 隣り合う溝間の円筒部分の幅
s1 第1の溝と第2の溝との間の円筒部分の幅
s(WP) 幅関数
t 溝の深さ
t(WP) 深さ関数
t1 第1の溝の深さ
TMIN スライスの最小厚さ
TMAX スライスの最大厚さ
TINI(WP) 厚さ特性値関数
TTAR(WP) 目標厚さ特性値関数
VAR 分散
WGRP ワイヤーガイドローラーの溝ピッチ
WP ワイヤーガイドローラー上の2つの隣り合う溝の溝ピッチの位置またはスライス位置
Claims (12)
- スライス動作中にワイヤーソーによって、ワークピース軸を有するワークピースから複数のスライスを同時にスライスするための方法であって、
前記ワイヤーソーのワイヤーガイドローラーの軸周りの回転により、前記ワークピースに対して前記ワイヤーソーのワイヤーを動かし、前記ワイヤーのワイヤーセクションから構成されたワイヤーウェブを張り渡すステップを含み、前記ワイヤーガイドローラーは、ワイヤーガイド溝が設けられたケーシングを有し、前記方法はさらに、
研磨剤の存在下で前記ワークピースを前記ワイヤーセクションに直交して前記ワイヤーウェブへ送給するステップを含み、前記ワイヤーセクションは前記ワークピースを完全に貫通して加工し、
非線形ピッチ関数dTAR(WP)が、目標厚さ特性値関数TTAR(WP)、ピッチ関数dINI(WP)、および厚さ特性値関数TINI(WP)に依存して選択され、
dTAR(WP)は、位置WPでの前記ワイヤーガイドローラーの前記ケーシングにおける隣り合う溝に、前記スライス動作中にピッチを割り当て、
TINI(WP)は、前記位置WPでの前記ワイヤーソーによる複数の先行するスライス動作中に得られるスライスに、前記スライス上で測定された厚さ特性値を割り当て、
dINI(WP)は、前記位置WPでの前記ワイヤーガイドローラーの前記ケーシングにおける隣り合う溝に、前記先行するスライス動作中にピッチを割り当て、
TTAR(WP)は、前記位置WPでの前記スライス動作中にスライスされるスライスに、目標厚さ特性値を割り当て、
WPは、前記ワイヤーガイドローラーの前記軸に対する前記隣り合う溝の軸方向位置を表わす、方法。 - i回の先行するスライス動作が実行され、前記ピッチdTAR(WP)は、式dTAR(WP)=dINI(WP)+TTAR(WP)-TINI(WP)が満たされるように選択される、請求項1に記載の方法。
- 測定された前記厚さ特性値は、最小厚さの平均値、最大厚さの平均値、標準厚さの平均値、または、測定された前記スライスの最小厚さ、最大厚さ、もしくは標準厚さの分位点の厚さの平均値である、請求項1または請求項2に記載の方法。
- TTAR(WP)は一定である、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ワイヤーは、過共析パーライトから構成されたプレーンピアノ線であり、前記研磨剤は、グリコールまたは油から構成されたキャリア流体における炭化ケイ素(SiC)から構成されたスラリーの形で提供される、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ワイヤーには、前記ワイヤーの長手方向に直交する複数の突起およびくぼみが追加で設けられる、請求項4に記載の方法。
- 前記ワイヤーを動かすステップは、複数対の方向反転の連続シーケンスにあり、1対の方向反転は、各々の場合、まず、前記ワイヤーをワイヤー長手方向における第1の方向に第1の長さだけ動かすことと、次に、前記ワイヤーを前記第1の方向とは正反対の第2の方向に第2の長さだけ動かすこととを含み、前記第1の長さは、前記第2の長さよりも大きくなるように選択される、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記ワークピース軸は、前記ワイヤーガイドローラーの前記軸と平行に配向される、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
- 前記溝は、深さ関数t(WP)に従う深さを有し、前記深さ関数t(WP)は、前記位置WPでの前記溝に、前記ワイヤーの外皮に比例する深さを割り当てる、請求項1~8のいずれか1項に記載の方法。
- ワークピースから複数のスライスを同時にスライスするためのワイヤーソーであって、
ワイヤーウェブを張り渡し、軸とケーシングとを有するワイヤーガイドローラーを含み、
前記ケーシングには、ワイヤーを導く複数の溝が設けられ、
位置WPでの隣り合う溝間のピッチは、非線形ピッチ関数dTAR(WP)に従い、
WPは、前記ワイヤーガイドローラーの前記軸に対する前記隣り合う溝の軸方向位置を表わす、ワイヤーソー。 - dTAR(WP)は、式dTAR(WP)=dINI(WP)+TTAR(WP)-TINI(WP)が満たされるように選択され、
TTAR(WP)は、前記位置WPでスライスされるスライスに目標厚さ特性値を割り当てる目標厚さ特性値関数であり、
TINI(WP)は、前記位置WPでの前記ワイヤーソーによる複数の先行するスライス動作中に得られたスライスに、前記スライス上で測定された厚さ特性値を割り当てる厚さ特性値関数であり、
dINI(WP)は、前記位置WPでの前記ワイヤーガイドローラーの前記ケーシングにおける隣り合う溝に、前記先行するスライス動作中に存在したピッチを割り当てるピッチ関数である、請求項10に記載のワイヤーソー。 - 測定された前記厚さ特性値は、最小厚さの平均値、最大厚さの平均値、標準厚さの平均値、または、測定された前記スライスの最小厚さ、最大厚さ、もしくは標準厚さの分位点の厚さの平均値である、請求項10または請求項11に記載のワイヤーソー。
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