TW201836745A - 工件的切斷方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種工件的切斷方法，係以線鋸進行，將自一組的捲線器中的一個捲線器所送出並被捲取至另一個捲線器而表面固定有磨粒的的固定磨粒鋼線，捲繞於複數個帶溝滾筒以形成鋼線列，藉由使固定磨粒鋼線於軸方向往復驅行的同時，將工件對鋼線列切斷入送，而將工件於軸方向排列的複數個位置同時切斷，其中工件的開始切斷前，進行磨粒磨耗步驟，係藉由進行不伴隨工件切斷的固定磨粒鋼線的驅行，以於捲線器內使固定磨粒鋼線互相磨擦，而將固定磨粒鋼線的表面予以修整，其中於該磨粒磨耗步驟中，將固定磨粒鋼線的表面的修整進行30分鐘以上。

Description

工件的切斷方法
本發明係關於一種工件的切斷方法。
習知，作為自例如矽鑄塊及化合物半導體鑄塊等的工件切出晶圓的方法，已知為具備有於表面固定有磨粒的固定磨粒鋼線的線鋸。此固定磨粒方式的線鋸，係藉由於複數個滾輪的周圍予以多數捲繞切斷用的固定磨粒鋼線以形成鋼線列，而藉由此固定磨粒鋼線於軸方向被高速驅動，且適當供給加工液的同時將工件對鋼線列切割入送，而此工件於各鋼線位置同時被切斷。
在此，於圖4顯示使用一般的固定磨粒鋼線的線鋸之一例。如圖4所示，此固定磨粒方式的線鋸101，主要由鋼線(高張力鋼線)的表面固定有磨粒，用以切斷工件W的固定磨粒鋼線102；固定磨粒鋼線102所捲繞的附溝滾輪103、附溝滾輪103’；由捲繞於附溝滾輪103的固定磨粒鋼線102所構成的鋼線列111；用以賦予固定磨粒鋼線102張力的機構104、機構104’；將所切斷的工件W向下方送出的構件105；以及於切斷時供給冷卻液109(亦稱為冷卻劑)的機構106所構成。
固定磨粒鋼線102，自一端的捲線器107被送出，經過張力賦予機構，進入附溝滾輪103。固定磨粒鋼線102於附溝滾輪103、附溝滾輪103’捲繞300至400圈之後，經由另一端的張力賦予機構104’被捲取至捲線器107’。
又附溝滾輪103及附溝滾輪103’係為於鋼鐵製圓筒的周緣壓入聚氨酯樹脂而於其表面以固定的間距切割溝線的滾輪。所捲繞的固定磨粒鋼線102，藉由驅動用馬達110而變得能夠以所預定的週期於往復方向驅動。
另外，工件W的切斷時，藉由工件輸送構件105，工件W被支承而相對地被壓下，對捲繞於附溝滾輪103及附溝滾輪103’的固定磨粒鋼線102所構成的鋼線列111被送出。此時，使用鋼線張力賦予機構104對固定磨粒鋼線102施加適當的張力，藉由驅動用馬達110使固定磨粒鋼線102於往復方向驅行的同時透過噴嘴108供給冷卻液109，以工件輸送構件105將工件W切割入送以將工件W切斷為晶圓狀。又工件W的切斷結束後，將經切斷的工件於切斷時的相反方向相對地移動而自鋼線列111抽出經切斷的工件。 〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開2005-95993號公報 專利文獻2：日本特開平11-28654號公報
〔發明所欲解決的問題〕 如同上述的固定磨粒方式的線鋸中，於工件切斷開始時，由於固定磨粒鋼線的表面的磨粒的初期磨耗為大，磨粒的銳度並不充分而鋼線於軸方向振動，會有切割開始部分的晶圓的厚度會變薄，晶圓的厚度變化(Total Thickness Variation, TTV)變大的問題。為了抑制切斷時的固定磨粒鋼線的初期磨耗，確保充分的銳度而實現良好的晶圓品質，需要對切斷開始前的固定磨粒鋼線進行適當的修整(dressing)。
作為切斷開始前對固定磨粒鋼線進行修整的方法，已知有於線鋸裝置內導入電解槽而藉由導電性液所進行的電解反應以進行修整的方法(專利文獻1)，及於線鋸裝置內內藏修整石而進行修整的方法(專利文獻2)。但是，上述專利文獻1、2的方法，需要設計新規格的線鋸，或是需要改造習知的線鋸，並不容易對應。因此習知技術有成本提高，無法簡單實施等問題。
本發明鑑於上述問題，提供一種以低成本簡單地進行固定磨粒鋼線的修整，而能夠抑制晶圓的厚度變化的工件的切斷方法。 〔解決問題的技術手段〕
為了達成上述目的，本發明提供一種工件的切斷方法，係以線鋸進行，該線鋸係將表面固定有磨粒的一固定磨粒鋼線藉由捲繞於複數個帶溝滾筒以形成鋼線列，該固定磨粒鋼線係自一組的捲線器中的其中一個捲線器所送出並被捲取至另一個捲線器，藉由在使該固定磨粒鋼線於軸方向往復驅行的同時，將工件對該鋼線列切斷入送，而將該工件於軸方向排列的複數個位置同時切斷，其中，在該工件的開始切斷前，進行一磨粒磨耗步驟，該磨粒磨耗步驟係藉由進行不伴隨該工件的切斷的該固定磨粒鋼線的驅行，以於該捲線器內使該固定研磨鋼線彼此互相磨擦，而將該固定磨粒鋼線的表面予以修整，其中於該磨粒磨耗步驟中，將該固定磨粒鋼線的表面的修整進行30分鐘以上。
如此，導入以30分鐘以上的空轉進行的磨粒磨耗步驟，由於藉由於捲線器內固定磨粒鋼線彼此互相磨擦，磨粒的修整進行充分的時間，能夠以經進行修整的固定磨粒鋼線切斷工件，因此能夠抑制切斷的晶圓的厚度的變化。又依據如此的方法，由於能夠以既有的線鋸實施，並非一定要設計新規格的線鋸的必要及改造習知的線鋸的必要，而為能夠抑制成本的增加，且能夠簡單實施的方法。
此時，以於該磨粒磨耗步驟中，將該固定磨粒鋼線的表面予以修整時，使該固定磨粒鋼線對該捲線器的捲繞張力為15N以上為佳。
如此，若是使固定磨粒鋼線對捲線器的捲繞張力為15N以上，則固定磨粒鋼線彼此會於捲線器內以充分強的力互相磨擦，而能夠以確實進行修整的固定磨粒鋼線開始切斷，因此能夠將切斷的晶圓的厚度的變化抑制的更小。
又於此時，以於該磨粒磨耗步驟中，將該固定磨粒鋼線的表面的修整進行60分鐘以上為佳。
如此使磨粒磨耗步驟的時間為60分鐘以上，則捲線器內固定磨粒鋼線彼此進一步進行充分時間的互相磨擦，而能夠更加確實地以進行修整的固定磨粒鋼線進行切斷，因此能夠將切斷的晶圓的厚度的變化抑制的更小。
又於該磨粒磨耗步驟中，以在將該固定磨粒鋼線的表面予以修整時，藉由調整該固定磨粒鋼線的往復驅行的鋼線驅行量及循環時間，將切斷該工件自該工件的開始切斷點至該工件的直徑的20%以上的距離所必須的長度的該固定磨粒鋼線予以修整為佳。
如此，若是將自開始切斷工件的點至切斷工件直徑的2至少0%的距離所必要的長度的固定磨粒鋼線修整，則能夠將容易產生厚度變化的自切斷開始點至工件直徑的約20%的距離深度為止的切斷，以確實地進行修整的固定磨粒鋼線切斷，而能夠更加確實地抑制切斷的晶圓的厚度變化。 〔對照先前技術之功效〕
依據本發明的工件的切斷方法，能夠以低成本簡單地進行固定磨粒鋼線的修整，而抑制切斷的晶圓的厚度變化。
以下雖說明本發明的實施型態，但本發明並非限定於此。
如同前述，使用固定磨粒鋼線的工件切斷中，由於未使用的固定磨粒鋼線的表面的磨粒的初期磨耗為大，及磨粒的銳度不充分而固定磨粒鋼線於工件的軸方向振動等等，而會有切割開始部分的晶圓的厚度變薄，晶圓的厚度變化變大的問題。又雖然作為對此的對策，能夠將固定磨粒鋼線修整，但此時由於於線鋸新設置修整構件，有成本增加，切斷步驟亦變得繁雜的問題。
在此，本案發明人為了解決如此的問題而反覆精心研討。結果，發現了在工件的切斷開始前，導入藉由不伴隨工件的切斷的固定磨粒鋼線的驅行而使固定磨粒鋼線於捲線器內彼此互相磨擦而修整固定磨粒鋼線表面的磨粒磨耗步驟，能夠進行固定磨粒鋼線的表面的修整以抑制晶圓的厚度變化，而完成本發明。
首先，參照圖1說明關於能夠使用本發明的工件的切斷方法的線鋸之一例。如圖1所示，線鋸1，主要具備用以切斷工件W的固定磨粒鋼線2；固定磨粒鋼線2所捲繞的附溝滾輪3、附溝滾輪3’；形成於複數個附溝滾輪3、附溝滾輪3’的鋼線列11；用以賦予固定磨粒鋼線2張力的機構4、機構4’ ；支承欲切斷的工件W而向鋼線列11切割入送，且使工件W相對的朝與切割入送的方向為反方向移動的工件輸送構件5；以及具有於切斷時供給冷卻液9的噴嘴8的冷卻液供給機構6所構成。
又線鋸1具備有一組捲線器7、捲線器7’。固定磨粒鋼線2，自一端的捲線器7被送出，經過張力賦予機構4，進入附溝滾輪3。固定磨粒鋼線2捲繞於附溝滾輪3、附溝滾輪3’300至400圈之後，經由另一端的張力賦予機構4’被捲取至捲線器7’。作為固定磨粒鋼線2，可使用例如於鋼琴線的表面鎳電沉積有鑽石磨粒之物。
又附溝滾輪3、附溝滾輪3’係為於鋼鐵製圓筒的周緣壓入聚氨酯樹脂，於其表面以固定的間距切割溝線的滾輪，所捲繞的固定磨粒鋼線2，藉由驅動用馬達10而變得能夠以所預定的週期於往復方向驅動。
接著，以如圖1所示的使用線鋸1的狀況為例說明本發明的工件的切斷方法。本發明的切斷方法中，於藉由工件輸送構件5將工件W對鋼線列11切割入送前(即工件W的切斷開始前)，進行不伴隨工件W的切斷的固定磨粒鋼線2的驅行，以於捲線器7、捲線器7’內使固定磨粒鋼線2彼此互相磨擦，進行30分鐘以上的修整固定磨粒鋼線2的表面的磨粒磨耗步驟。藉由於工件W 的切斷開始前，使固定磨粒鋼線於軸方向往復驅行30分鐘以上，捲繞於捲線器7、捲線器7’內的固定磨粒鋼線2彼此互相磨擦，進行固定於固定磨粒鋼線2的表面的磨粒的修整，而能夠抑制切斷後所回收的晶圓狀的工件W的厚度變化。又由於此方法簡便，又無須新設置特別是修整機構等，因此能夠防止成本增加。
此時，以磨粒磨耗步驟進行修整時，使該固定磨粒鋼線2對捲線器7、捲線器7’的捲繞張力為15N以上為佳。如此，若是固定磨粒鋼線2的捲繞張力為15N以上，則捲線器7及捲線器7’內固定磨粒鋼線2彼此以充分強的力道互相磨擦，能夠以確實地進行修整的固定磨粒鋼線2切斷工件W，因此能夠更確實地抑制切斷後所回收的晶圓的厚度變化。另外，為了防止固定磨粒鋼線2的斷線，捲繞張力以為30N以下為佳。
又，以磨粒磨耗步驟進行修整時，磨粒磨耗步驟的實施時間以60分鐘以上為佳。如此，若磨粒磨耗步驟中的修整的實施時間為60分鐘以上，則於捲線器7及捲線器7’內固定磨粒鋼線2彼此互相磨擦充分的時間，能夠以確實地進行修整的固定磨粒鋼線2進行切斷，而能夠確實地抑制切斷後所回收的晶圓狀的工件W的厚度變化。另外，實施時間的上限雖無特別限定，但由於進行過長的時間則會成為時間的浪費，以5小時以內為佳。
又於以磨粒磨耗步驟進行修整時，藉由調整固定磨粒鋼線2的往復驅行的鋼線驅行量及循環時間(切換固定磨粒鋼線的前進及後退的時間)，將切斷工件W自工件W的開始切斷點至工件W的直徑的至少20%的距離所必須的長度的固定磨粒鋼線2予以修整為佳。如此，則能夠將特別容易產生厚度變化的自切斷開始點至工件W直徑的約20%的距離深度為止的切斷，以確實地進行修整的固定磨粒鋼線2切斷，而能夠更加抑制切斷後所回收的晶圓狀的工件W的厚度變化。
於如同前述的磨粒磨耗步驟的實施後，藉由使固定磨粒鋼線2於軸方向往復驅行的同時，將工件W對鋼線列11切割入送，以將工件W於並列於工件W的軸方向的複數個位置同時切斷。作為切斷的工件W，可使用例如單晶矽鑄塊及化合物半導體鑄塊等。 〔實施例〕
以下雖顯示本發明的實施例及比較例以更加具體說明本發明，但本發明並不限定於此些實施例。
(實施例1至4) 使用如圖1所示的線鋸，進行依據本發明的工件的切斷方法的工件的切斷。作為所切斷的晶圓使用直徑約300mm的圓柱狀的單晶矽鑄塊。又作為用以切斷的固定磨粒鋼線，使用如下述表1的藉由鎳電沉積將鑽石磨粒固定於芯線的固定磨粒鋼線。
【表1】
又各實施例的磨粒磨耗步驟的條件及磨粒磨耗步驟後的工件的切斷條件為下述表2所示的條件。實施例1至4中，使磨粒磨耗步驟時的固定磨粒鋼線的對捲線器的捲繞張力及磨粒磨耗步驟的時間變動。另一方面，不變動工件的切斷條件。
【表2】
以如以上的條件進行工件的切斷，將自實施自1至4所切出的晶圓的切斷方向的厚度的平均值製圖(圖2)。
(比較例) 不進行磨粒磨耗步驟，與實施例1至4相同使用表1的固定磨粒鋼線以進行工件的切斷。其他的工件的切斷條件為與表2的實施例1至4相同條件。切斷結束後，與實施例1至4同樣地將所切出的晶圓的切斷方向的厚度的平均值製圖(圖3)。
如自圖2、3所知，所有的實施例中，晶圓的厚度的變化較比較例1變得較小。如此確認到，依據本發明的工件切斷方法，藉由進行以30分鐘以上的空運轉，能夠低成本且簡單進行的固定磨粒鋼線的修整，而抑制晶圓的厚度變化。
又特別是於將磨粒磨耗步驟中的捲繞張力自實施例4的10改變為15N的實施例1中，確認到厚度變化被更加抑制。又於磨粒磨耗步驟中修整的時間自實施例4的30分鐘變更至60分鐘的實施例2中，確認到切斷方向的厚度變化被更加抑制。進一步，將磨粒磨耗步驟中的捲繞張力自10N改變為15N、及將時間自30分鐘改變為60分鐘的實施例3中，確認到切斷方向的厚度變化被特別大幅度地抑制。
另外，本發明並不為前述實施例所限制。前述實施例為例示，具有與本發明的申請專利範圍所記載的技術思想為實質相同的構成，且達成同樣作用效果者，皆包含於本發明的技術範圍。
1、101‧‧‧線鋸
2、102‧‧‧固定磨粒鋼線
3、3’、103、103’‧‧‧附溝滾輪
4、4’、104、104’‧‧‧張力賦予機構
5、105‧‧‧工件輸送構件
6、106‧‧‧冷卻液供給機構
7、7’、107、107’‧‧‧捲線器
8、108‧‧‧噴嘴
9、109‧‧‧冷卻液
10、110‧‧‧驅動用馬達
11、111‧‧‧鋼線列
W‧‧‧工件
圖1係顯示能夠使用本發明的工件的切斷方法的線鋸之一例的圖。 圖2係顯示實施例1至4中所得的相對於晶圓的切斷位置的平均厚度的量表圖。 圖3係顯示比較例中所得的相對於晶圓的切斷位置的平均厚度的量表圖。 圖4係顯示一般的線鋸之一例的圖。

Claims (5)

  1. 一種工件的切斷方法，係以線鋸進行，該線鋸係將表面固定有磨粒的一固定磨粒鋼線藉由捲繞於複數個帶溝滾筒以形成鋼線列，該固定磨粒鋼線係自一組的捲線器中的其中一個捲線器所送出並被捲取至另一個捲線器，藉由在使該固定磨粒鋼線於軸方向往復驅行的同時，將工件對該鋼線列切斷入送，而將該工件於軸方向排列的複數個位置同時切斷，其中， 在該工件的開始切斷前，進行一磨粒磨耗步驟，該磨粒磨耗步驟係藉由進行不伴隨該工件的切斷的該固定磨粒鋼線的驅行，以於該捲線器內使該固定研磨鋼線彼此互相磨擦，而將該固定磨粒鋼線的表面予以修整，其中於該磨粒磨耗步驟中，將該固定磨粒鋼線的表面的修整進行30分鐘以上。
  2. 如請求項1所述的工件的切斷方法，其中於該磨粒磨耗步驟中，將該固定磨粒鋼線的表面予以修整時，使該固定磨粒鋼線對該捲線器的捲繞張力為15N以上。
  3. 如請求項1所述的工件的切斷方法，其中於該磨粒磨耗步驟中，將該固定磨粒鋼線的表面的修整進行60分鐘以上。
  4. 如請求項2所述的工件的切斷方法，其中於該磨粒磨耗步驟中，將該固定磨粒鋼線的表面的修整進行60分鐘以上。
  5. 一種如請求項1至4中任一項所述的工件的切斷方法，其中於該磨粒磨耗步驟中，在將該固定磨粒鋼線的表面予以修整時，藉由調整該固定磨粒鋼線的往復驅行的鋼線驅行量及循環時間，將切斷該工件自該工件的開始切斷點至該工件的直徑的20%以上的距離所必須的長度的該固定磨粒鋼線予以修整。
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