TW201540400A - 工件的切斷方法及工件保持治具 - Google Patents

Abstract

本發明是一種工件的切斷方法，其在利用工件保持治具來保持工件並測定結晶軸方位後，以不弄亂已測定的結晶軸方位的方式利用工件保持治具來保持工件，並在此狀態下將工件保持治具設置在線鋸上後再調整切斷面方位，且將工件壓抵至鋼線列上來進行切斷，該工件的切斷方法的特徵在於：工件保持治具，是使用由能夠在保持前述工件的狀態下進行滑動之滑動部、及固定該滑動部之固定部所構成的工件保持治具，而在測定結晶軸方位後，使滑動部滑動，且以不弄亂結晶軸方位的方式使工件移動到工件保持治具的中央部，並藉由固定部來固定滑動部，且將工件保持治具設置在線鋸上後再調整切斷面方位，並進行切斷。 藉此，提供一種工件的切斷方法及工件保持治具，其不但能夠在不受限於方位測定裝置的測定部與工件的測定面的距離的限制的情況下來進行方位測定，且能夠抑制翹曲的惡化與工件的破損。

Description

工件的切斷方法及工件保持治具

本發明關於藉由線鋸來進行的工件的切斷方法及進行切斷時所使用的工件保持治具。

在利用線鋸來將工件切斷成晶圓狀的場合，是將切斷面設定在規定的方位上來進行切斷。作為此切斷方法，首先，要在利用工件保持治具來保持並固定工件的狀態下，測定工件的軸方位。然後，將已測定的軸方位的資料作為根據，將工件的保持治具固定在線鋸上，並以工件的結晶軸的方向與在切斷後被要求的面方位一致的方式，調整工件的位置後再進行切斷。工件的切斷面的面方位的調整，是以組合旋轉動作及擺動動作的方式來進行調整，該旋轉動作是在平行於鋼線列的面內且以與圓柱狀工件的底面間的中心軸呈垂直的軸來作為旋轉軸，該擺動動作是鋼線列平面與底面間的中心軸的擺動動作。這樣，工件的結晶面方向的調整方法，被稱為「停機再設定」方式。

在切斷工件時，已知在與缺口和OF(定位平面，Orientation Flat)等的晶癖線(crystal habit line)最遠離的角度，使鋼線行進來實行切斷，能夠有效抑制晶圓發生破裂等(參 照專利文獻1)。

又，除了停機再設定方式以外，還有「不停機設定」方式，該不停機設定方式，是在將工件固定在工件保持治具時，藉由實行以通過工件底面的中點的中心軸來作為旋轉軸的工件的旋轉、及實行在平行於鋼線列的面內的旋轉，來實行方位的調整。在此不停機設定方式中，在線鋸上不實行工件的面方位的調整。

相對於此，停機再設定方式，能夠將工件的固定位 置，配置在一直與工件的結晶學上等值的位置(equivalent position)上，而能夠使從工件切出的製品在最難以破損的位置上進行加工。特別是在單結晶矽中，已知在每個結晶軸方位上的劈開面的配置，因而能夠根據OF(定位平面)或缺口與通過底面的中點的中心軸的相對位置來得知前述等值的位置。

[先前技術文獻]

(專利文獻)

專利文獻1：日本特開2007-90466號公報

但是，在一部分的方位測定器中，方位測定器的測定部與工件底面的距離有所限制，特別是工件的長度相對於能夠加工的最大長度(工件保持治具的長度)為3/4以下的工件，如果不使工件靠近工件保持治具的單側並進行固定就不能夠進行方位測定。其結果，不得不使工件在偏移於線鋸的鋼線列的單側的狀態下來進行切斷。在此方法中，從切斷開始，鋼 線列都一定不會對稱地抵接工件而產生加工壓力的偏差，於是在工件上會產生偏移的位移，而有造成翹曲惡化這樣的問題。

本發明是鑒於前述這樣的問題而完成，其目的在於提供一種工件的切斷方法及保持治具，其不但能夠在不受限於方位測定裝置的測定部與工件的測定面的距離的限制的情況下來進行方位測定，且能夠抑制在切斷工件時的翹曲的惡化與工件的破損。

為了達成上述目的，依照本發明，提供一種工件的切斷方法，其在利用工件保持治具來保持圓柱狀的工件並測定結晶軸方位後，以不弄亂前述已測定的結晶軸方位的方式利用前述工件保持治具來保持前述工件，並在此狀態下將前述工件保持治具設置在線鋸上後再調整切斷面方位，且將已利用前述工件保持治具所保持的前述工件，壓抵至在複數個附凹溝滾輪上捲繞有在軸方向上作往復行進的鋼線而形成的鋼線列上，來切斷前述工件，該工件的切斷方法的特徵在於：前述工件保持治具，是使用由能夠在保持前述工件的狀態下進行滑動之滑動部、及固定該滑動部之固定部所構成的工件保持治具，而在測定前述結晶軸方位後，使前述滑動部滑動，且以不弄亂前述已測定的結晶軸方位的方式使前述工件移動到前述工件保持治具的中央部，並藉由前述固定部來固定前述滑動部，且將已保持前述工件之前述工件保持治具設置在前述線鋸上後再調整切斷面方位，並將前述工件壓抵 至前述鋼線列上來進行切斷。

若這樣做，在工件的結晶軸方位的測定中，能夠在不受限於工件的長度的情況下來測定工件的結晶軸方位。而且，藉由以不弄亂工件的結晶軸方位的方式使工件移動到工件保持治具的中央部，而能夠在線鋸的鋼線列的中央部切斷工件。其結果，加工壓力均勻施加在工件上，所以能夠一邊抑制加工壓力的偏移所造成的晶圓的翹曲的惡化和破損等，一邊切出在切斷面上具有想要的面方位之晶圓。

此時，將前述工件設為其長度是前述工件保持治具的長度的3/4以下的工件，且使已保持前述工件之前述滑動部進行滑動，而使前述工件的端面靠近前述工件保持治具的一方後再測定前述結晶軸方位。

在工件保持治具的長度的3/4以下的長度短的工件的軸方向要進行測定時，在方位測定裝置的構造上，如果不使短的工件靠近工件保持治具的一方並進行固定，就不能夠測定方位。因此，只好使短的工件靠近工件保持治具的一方且持續固定，以實施切斷。但是，在本發明這樣的工件的切斷方法中，是使滑動部移動而使短的工件移動，藉此即便是停機再設定方式，也能夠兼顧不會有由於晶圓的長度而造成測定方位時的限制、及加工壓力沒有偏移的工件的切斷。

又，此時，能夠將前述工件設為單晶矽晶棒。

這樣，在單結晶矽中，如果是本發明的工件的切斷方法，能夠從大直徑且長度短的晶棒，來得到翹曲和破損等更少的大直徑的矽晶圓。

又，依照本發明，提供一種工件保持治具，其在測定圓柱狀的工件的結晶軸方位時、及在之後藉由線鋸來切斷前述工件時，用以保持前述工件，該工件保持治具的特徵在於：前述工件保持治具，是由能夠在保持前述工件的狀態下進行滑動之滑動部、及固定該滑動部之固定部所構成，並能夠在測定前述工件的結晶軸方位後，使前述滑動部滑動，且以不弄亂前述已測定的結晶軸方位的方式使前述工件移動到前述工件保持治具的中央部，並藉由前述固定部來固定前述滑動部，來保持前述工件。

如果是這種工件保持治具，在工件的結晶軸方位的測定中，能夠在不受限於工件的長度的情況下來測定工件的結晶軸方位，並且藉由以不弄亂工件的結晶軸方位的方式使工件移動到工件保持治具的中央部，而能夠在線鋸的鋼線列的中央部切斷工件。其結果，加工壓力均勻施加在工件上，所以能夠一邊抑制加工壓力的偏移所造成的晶圓的翹曲的惡化和破損等，一邊切出在切斷面上具有想要的面方位之晶圓。

此時，前述固定部，具有以與連接前述工件的兩端面的中心的線段平行的方式設置的鳩尾槽(dovetail groove)，藉由使前述滑動部卡合到該鳩尾槽，而能夠使前述滑動部以不弄亂前述工件的前述已測定的結晶軸方位的方式來進行滑動。

如果是這種滑動部，則利用簡單的構造就能夠以不弄亂已測定的結晶軸方位的方式而容易地進行滑動。

又，此時，前述所保持的工件，是長度為前述工件 保持治具的長度的3/4以下的工件。

本發明的工件保持治具，即便保持對象是長度短的工件，而該長度短的工件的長度只有前述工件保持治具的長度的3/4以下，也能夠兼顧不受到由於工件的長度短所造成的測定方位時的限制、及在加工壓力沒有偏移的情況下實行工件的切斷這兩者，因此變成能夠一邊抑制加工壓力的偏移所造成的晶圓的翹曲的惡化和破損等，一邊切出在切斷面上具有想要的面方位之晶圓。

此時，前述所保持的工件，能夠設為單晶矽晶棒。

如果工件是單晶矽晶棒，即便是近年來的大直徑化，例如是長度短的單晶矽晶棒，只要使用本發明的這種工件保持治具，就能夠得到翹曲和破損等更少的大直徑的矽晶圓。

如果是本發明的工件的切斷方法及工件保持治具，在工件的結晶軸方位的測定中，能夠在不受限於工件的長度的情況下來測定工件的結晶軸方位。而且，藉由以不弄亂工件的結晶軸方位的方式使工件移動到工件保持治具的中央部，而能夠在線鋸的鋼線列的中央部切斷工件。其結果，能夠一邊抑制晶圓的翹曲的惡化和破損等，一邊切出在切斷面上具有想要的面方位之晶圓。

1‧‧‧工件保持治具

2‧‧‧滑動部

3‧‧‧固定部

4‧‧‧樑

5‧‧‧鳩尾槽

6‧‧‧固定螺絲

7‧‧‧方位測定裝置

8‧‧‧方位測定部

9‧‧‧線鋸

10‧‧‧鋼線列

d‧‧‧缺口

L_x‧‧‧工件保持治具的長度

M₁‧‧‧中心標記

M₂‧‧‧中心標記

W‧‧‧工件

第1圖是表示本發明的工件保持治具的一例的概略圖。

第2圖是表示本發明的工件保持治具的固定部的一例的 概略圖。

第3圖是表示在本發明的工件保持治具上，使工件靠近一方的場合的一例的概略圖。

第4圖是表示在本發明的工件保持治具上，使工件移動到中央部的場合的一例的概略圖。

第5圖是表示將本發明的工件保持治具設置在結晶方位測定機上的場合的一例的概略圖。

第6圖是表示利用本發明的工件保持治具來保持工件並測定結晶軸方位的場合的一例的概略圖。

第7圖是表示利用本發明的工件保持治具來保持工件並進行切斷的場合的一例的概略圖。

第8圖是表示實施例、比較例的翹曲的相對值的圖。

第9圖是表示實施例、比較例的翹曲的相對值與長度比率的關係的圖。

以下，針對本發明來說明實施形態，但是本發明不限定於這些實施形態。

如上述，方位測定器的測定部與工件底面的距離有限制，特別是工件的長度相對於工件保持治具的長度為3/4以下的工件，如果不使工件靠近工件保持治具的單側並進行固定就不能夠進行測定。其結果，在實行停機再設定方式的切斷面調整的場合，不得不在偏移於鋼線列的單側的狀態下進行切斷，而有在工件上產生偏移的位移並造成翹曲惡化這樣的問題。

因此，本發明人為了解決這種問題而重複進行深入的研究。其結果，想到下列技術而完成本發明：若是一種工件保持治具，其具有的滑動部，保持工件並在維持結晶軸方位的狀態下進行滑動，藉此即便在工件的保持中也能夠使工件移動，例如即便在結晶軸方位測定時使工件靠近工件保持治具的單側，也能夠使工件在切斷時移動到工件保持治具的中央，所以能夠利用鋼線列的中央部來切斷工件，而能夠一邊抑制晶圓的翹曲的惡化和破損等，一邊切出晶圓，該晶圓在切斷面上具有想要的面方位。

以下，針對本發明的工件保持治具及使用此工件保持治具之工件的切斷方法，參照第1圖~第7圖來進行說明。

首先，針對在本發明的工件的切斷方法中所使用的本發明的工件保持治具來進行說明。

本發明的工件保持治具，在測定工件的結晶軸方位時用於保持工件，之後，在保持工件的狀態下被設置在線鋸上，在工件的切斷時也用於工件的保持。

而且，如第1圖所示，本發明的工件保持治具1，是由滑動部2與固定部3所構成。

滑動部2，如第3圖、第4圖所示，能夠經由黏接有工件W之樑4來保持，以變成能夠在保持工件W的狀態下在固定部3上滑動。

又，較佳為：固定部3，具有以與連結所保持的工件W的兩端面的中心的線段平行的方式設置的鳩尾槽5，並使滑動部2卡合在該鳩尾槽5，藉此滑動部2能夠在不弄亂工 件W的已測定的結晶軸方位的情況下進行滑動。

如果是這樣的固定部，利用簡單的構造就變成能夠使滑動部在不弄亂已測定的結晶軸方位的情況下進行滑動。

而且，如第2圖所示，以從固定部3的側面貫通直到鳩尾槽5的方式來設置固定螺絲6，藉由此固定螺絲6而使卡合在鳩尾槽5中的滑動部2變成能夠固定在固定部3上。

又，特別是此工件保持治具1，變成一種工件保持治具，其適合保持長度短的工件W，該工件W的長度是工件保持治具1的長度的3/4以下。

如果是本發明的工件保持治具1，即便是短的工件，在測定結晶軸方位時，如第3圖所示，能夠使已保持有短的工件W之滑動部2滑動並使短的工件W的端面靠近工件保持治具1的一方後再測定結晶軸方位。而且，之後，在藉由線鋸來實行工件W的切斷時，如第4圖所示，能夠使短的工件W移動到工件保持治具1的中央部並加以固定而保持。

此時，如第3圖、第4圖所示，在固定部3的長度的中點預先標註中心標記M₁，並在滑動部2上預先標註用以表示工件的中點之中心標記M₂。而且，如第4圖所示，如果以使中心標記M₁和M₂的位置一致的方式來使滑動部2滑動，則滑動部2變成能夠使短的工件W正確移動到工件保持治具1的中央部。

又，此時，利用工件保持治具1所保持的工件，能夠設為單晶矽晶棒。

單晶矽晶棒朝向大直徑化而發展，且頻繁地被要求要以大 直徑來進行短的晶棒的切斷。此場合，如果使用本發明這樣的工件保持治具1，則變成能夠得到翹曲和破損等更少的大直徑的矽晶圓。當然，要切斷的工件不限定是單晶矽，也可以是化合物半導體、氧化物單晶、石英等的任一種。

其次，針對在使用本發明的工件保持治具1的場合的本發明的切斷方法進行說明。

首先，為了將工件精度良好地切斷，而經由樑4來將工件貼附在工件保持治具1的滑動部2上，以保持工件W。此時，較佳為：工件W是以工件的晶癖線相對於滑動部2的底面變成最遠離的角度的方式貼附，亦即以劈開方向與鋼線的行進方向變成充分遠離的角度的方式來將工件W黏結在樑4上。如果這樣做，在切斷時鋼線的行進方向與劈開方向充分遠離，所以能夠使晶圓的破裂更加難以發生。此場合，已經藉由圓筒研削等來削取晶癖線，所以能夠使缺口d和定位平面(OF)定位在基準上。

然後，如第5圖所示，將已保持有工件W之工件保持治具1設置在方位測定裝置7上。

此時，如第6圖所示，在用以測定工件的結晶軸方位之方位測定部8上，使工件W接近到一定距離內，以使工件W的一方的端面靠近該方位測定部8而進行結晶軸方位的測定。

在結晶軸方位的測定後，使工件保持治具1的滑動部2滑動，以不弄亂已測定的結晶軸方位的方式使工件W移動到工件保持治具的中央部。此時，如第4圖所示，如果將中心標記M₁、及中心標記M₂標註作為預先的記號，且以使 兩者的位置一致的方式來使滑動部滑動，就能夠以不弄亂已測定的結晶軸方位的方式持續維持工件W而容易地移動到工件保持治具的中央部。然後，藉由固定部3的固定螺絲6來固定滑動部2後，如第7圖所示，將工件保持治具1設置在線鋸9上。在此線鋸9上，設置有在複數個附凹溝滾輪(未圖示)上捲繞有在軸方向上作往復行進的鋼線而形成的鋼線列10，且在此鋼線列10的上方配置工件保持治具1。

而且，以組合旋轉動作及擺動動作而使工件W的結晶軸方位與在切斷後被要求的晶圓的面方位一致的方式，來調整工件W的位置，該旋轉動作是在平行於鋼線列10的面內且以與工件W的底面間(兩端面間)的中心軸垂直的軸來作為旋轉軸，該擺動動作是在垂直於鋼線列10的平面內使底面間的中心軸旋轉。又，此工件的切斷面方位的調整，如果使用例如具備附加有傾斜機構之線鋸，則即便在將工件保持治具1固定在線鋸9後也能夠實施。

之後，將工件W壓下而壓抵至鋼線列10上來切斷工件W。

如果是以上這樣的本發明的切斷方法，在結晶軸方位的測定中，能夠在不受限於工件W的長度的情況下測定工件W的結晶軸方位。並且，藉由以不弄亂工件W的結晶軸方位的方式使滑動部2移動到工件保持治具1的中央部，而能夠在線鋸9的鋼線列10的中央部切斷工件W。其結果，加工壓力均勻施加在工件W上，所以能夠一邊抑制加工壓力的偏移所造成的晶圓的翹曲的惡化和破損等，一邊切出在切斷面 上具有想要的面方位之晶圓。

進一步，在測定結晶軸方位定時，工件W，其長度能夠設為工件保持治具的長度的3/4以下，且使保持有工件之滑動部進行滑動，而使工件的端面靠近工件保持治具的一方後再測定結晶軸方位。

這樣，在停機再設定方式中，在測定長度短的工件的軸方位時，該長度短的工件的長度是工件保持治具的長度的3/4以下，在方位測定裝置的構造上，如果不使長度短的工件靠近工件保持治具的一方並進行固定，就不能夠測定方位。因此，只好使長度短的工件靠近工件保持治具的一方並在固定於此處的狀態下實施切斷。相對於此，在本發明這樣的工件的切斷方法中，是使滑動部移動而使長度短的工件移動，而能夠兼顧不受到由於工件的長度短所造成的測定方位時的限制、及在加工壓力沒有偏移的情況下實行工件的切斷這兩者。

又，此時，能夠將工件W設為單晶矽晶棒。

單晶矽，特別是近年來進行的大直徑化，而要求切斷大直徑且長度短的晶棒。即便在此場合，因為能夠從晶癖線而容易得知劈開面的配置，所以如果是本發明這樣的停機再設定方式的工件的切斷方法，能夠得到翹曲和破損等更少的矽晶圓。

[實施例]

以下，藉由表示本發明的實施例及比較例來更具體地說明本發明，但是本發明不受限於這些例子。

(實施例1~5)

使用如第1圖所示的工件保持治具1，如第6圖所示，使工件靠近工件保持治具的一方，來實行結晶軸方位的測定。之後，使滑動部滑動，且在不弄亂已測定的結晶軸方位的方式下移動到工件保持治具的中央部，並藉由固定部來固定滑動部。其次，如第7圖所示，將工件保持治具設置在線鋸上後再調整切斷面方位，且將工件壓抵至鋼線列上來進行切斷。切斷對象的工件，設為：直徑200mm且其長度相對於工件保持治具的長度(第1圖的L_x所表示的長度)的長度比率(%)是3/4(=075)以下的長度的單晶矽晶棒。而且，將上述長度比率(工件的長度/工件保持治具的長度)，分別是0.60(實施例1)、0.51(實施例2)、0.45(實施例3)、0.30(實施例4)、0.24(實施例5)的長度的單晶矽晶棒，反復地切斷成晶圓狀。

切斷結束後，使用晶圓形狀測定器也就是E&H社的MX204-8-37(商品型號)，來測定作為晶圓的翹曲的指標的翹曲(Warp)。

將其結果表示在表1、第8圖、第9圖中。另外，在實施例、比較例中，使用(每個工件所切出的晶圓的翹曲的平均值)÷(比較例的翹曲的最大值)×100而表示的翹曲的相對值(%)，來作為翹曲的評價指標。

如表1、第8圖、第9圖所示，實施例1~5的翹曲的相對值，減少至後述比較例的幾乎1/2以下的值，且確認平坦度已改善。因此，不用說是通常的長度的工件，即便是長度為相對於工件保持治具的長度的3/4以下的長度短的工件，相較 於以往的切斷方法，也確認可在抑制翹曲的惡化的情況下來實行切斷。

(比較例1~5)

除了沒有使用本發明的工件保持治具，亦即為了能夠測定長度短的工件的結晶軸方位，而只好使工件靠近工件保持治具的一方並保持工件，且在使工件靠近一方的狀態下來實行切斷，除此以外，利用與實施例同樣的條件來切斷工件。而且，之後，利用與實施例同樣的方法來評價晶圓的翹曲。

其中，在比較例1~5中，上述長度比率，分別是0.51(比較例1)、0.45(比較例2)、0.51(比較例3)、0.21(比較例4)、0.34(比較例5)，將這些長度比例的單晶矽晶棒，反復地切斷成晶圓狀。

將其結果表示於表1、第8圖、第9圖中，在比較例1~5的場合，工件不能夠在鋼線列中央進行切斷而沒有對工件施加均等的加工壓力，所以翹曲的相對值，增加為實施例的幾乎2倍以上的值，相較於實施例，已確認平坦度惡化

在表1中，彙整地表示在實施例、比較例中的實施結果。

另外，本發明不受限於上述實施形態。上述實施形態是例示，只要與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想具有實質上相同的構成，發揮同樣的作用效果，不管何者都包含在本發明的技術範圍中。

1‧‧‧工件保持治具

2‧‧‧滑動部

3‧‧‧固定部

4‧‧‧樑

5‧‧‧鳩尾槽

L_x‧‧‧工件保持治具的長度

M₁‧‧‧中心標記

Claims (8)

1. 一種工件的切斷方法，其在利用工件保持治具來保持圓柱狀的工件並測定結晶軸方位後，以不弄亂前述已測定的結晶軸方位的方式利用前述工件保持治具來保持前述工件，並在此狀態下將前述工件保持治具設置在線鋸上後再調整切斷面方位，且將已利用前述工件保持治具所保持的前述工件，壓抵至在複數個附凹溝滾輪上捲繞有在軸方向上作往復行進的鋼線而形成的鋼線列上，來切斷前述工件，該工件的切斷方法的特徵在於：前述工件保持治具，是使用由能夠在保持前述工件的狀態下進行滑動之滑動部、及固定該滑動部之固定部所構成的工件保持治具，而在測定前述結晶軸方位後，使前述滑動部滑動，且以不弄亂前述已測定的結晶軸方位的方式使前述工件移動到前述工件保持治具的中央部，並藉由前述固定部來固定前述滑動部，且將已保持前述工件之前述工件保持治具設置在前述線鋸上後再調整切斷面方位，並將前述工件壓抵至前述鋼線列上來進行切斷。
2. 如請求項1所述的工件的切斷方法，其中，將前述工件設為其長度是前述工件保持治具的長度的3/4以下的工件，且使已保持前述工件之前述滑動部進行滑動，而使前述工件的端面靠近前述工件保持治具的一方後再測定前述結晶軸方位。
3. 如請求項1或請求項2所述的工件的切斷方法，其中，將 前述工件設為單晶矽晶棒。
4. 一種工件保持治具，其在測定圓柱狀的工件的結晶軸方位時、及在之後藉由線鋸來切斷前述工件時，用以保持前述工件，該工件保持治具的特徵在於：前述工件保持治具，是由能夠在保持前述工件的狀態下進行滑動之滑動部、及固定該滑動部之固定部所構成，並能夠在測定前述工件的結晶軸方位後，使前述滑動部滑動，且以不弄亂前述已測定的結晶軸方位的方式使前述工件移動到前述工件保持治具的中央部，並藉由前述固定部來固定前述滑動部，來保持前述工件。
5. 如請求項4所述的工件保持治具，其中，前述固定部，具有以與連接前述工件的兩端面的中心的線段平行的方式設置的鳩尾槽，並藉由使前述滑動部卡合到該鳩尾槽，而能夠使前述滑動部以不弄亂前述工件的前述已測定的結晶軸方位的方式來進行滑動。
6. 如請求項4所述的工件保持治具，其中，前述所保持的工件，是長度為前述工件保持治具的長度的3/4以下的工件。
7. 如請求項5所述的工件保持治具，其中，前述所保持的工件，是長度為前述工件保持治具的長度的3/4以下的工件。
8. 如請求項4至請求項7中任一項所述的工件保持治具，其中，前述所保持的工件是單晶矽晶棒。