TW202039149A - 工件之切斷方法及工件之切斷裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明為一種工件之切斷方法，該工件之切斷方法係以線鋸所行的工件之切斷方法，線導件於外表面具有沿著旋轉方向以預定間距形成之複數的溝槽。未使用之該線導件的該溝槽之橫剖面形狀至少具有：溝槽上部，位於線導件外表面側且對向之溝槽壁具有第1開口角度(θ1
)；溝槽下部，位於該溝槽上部之下方且對向之溝槽壁具有第2開口角度(θ2
)；及溝槽底部，位於該溝槽之下端；該第1開口角度(θ1
)與該第2開口角度(θ2
)呈θ1
＞θ2
之關係。採用呈後述關係之該未使用線與該未使用線導件：該未使用線導件之該溝槽下部的溝槽寬的最大值(W0,max
)為未使用線的線徑(φ0
)以上，該未使用線導件之該溝槽下部的該溝槽寬的最小值(W0,min
)未達於該未使用線之線徑(φ0
)。將該未使用線以接觸於該未使用線導件之該溝槽下部的該溝槽壁，且不接觸該溝槽底部之狀態設置，在該線不接觸該溝槽底部之狀態下，開始該工件之切斷。藉此，可提供可抑制生產能力之降低並且可獲得自線導件之使用初期起便良好且穩定之Warp值的工件之切斷方法。
Description
本發明係有關於工件之切斷方法及工件之切斷裝置。
近年，晶圓之大型化(大直徑化)受到期望，隨著此大型化，晶錠之切斷專門使用線鋸(例如專利文獻1)。線鋸係一面使線(高張力鋼線)高速行進，並將磨漿淋在此線，一面壓抵工件(可舉例如矽、玻璃、陶瓷等脆性材料之晶錠為例。以下亦有僅稱為晶錠之情形)切斷，而同時切割出多個晶圓之切斷裝置。
在此，於圖9顯示線鋸之一般例的概要。如圖9所示，線鋸100主要包含用以切斷晶錠(工件)104之線101、藉由將線101捲繞於複數之線導件102而形成的線列111、用以賦予線101張力之張力賦予機構(圖中未示)、送出切斷之晶錠(工件)104的晶錠進給設備(圖中未示)等。
線101從其中一線捲軸103繞出，經過張力賦予機構，進入線導件102。線101於此線導件102捲繞三百~四百次左右後，經過另一張力賦予機構，捲取於線捲軸103’。
線導件102係將聚氨酯等樹脂壓入至鋼鐵製圓筒之周圍，且於其表面以一定間距切出溝槽的滾筒，捲繞之線101可藉驅動用馬達以預定之週期於往復方向驅動。於圖10顯示線導件102之溝槽內的線101之設置狀態。
半導體晶圓之切斷的重要品質之一係進行涉及工件形狀之參數亦即Warp(或亦有稱為Warp值之情形)的評價。於圖11顯示此Warp之定義。Warp係與晶圓從中心線面偏移相關之形狀參數，為未吸附固定之晶圓的假想中心面與基準平面之面內最大距離。圖中之Bow係與Warp類似之評價，為晶圓之中心與基準平面的距離之形狀參數。此外，測定方法以JEIDA-43-1999、ASTM、F1530-94規定。
隨著製品之品質要求提高，Warp值之進一步的減低受到期望。Warp惡化之原因已知係附設溝槽滾筒及工件之熱膨脹、工件進給之平直度、切斷中之線的撓曲之影響等疊加，用以解決此之手段採用了如記載於專利文獻2之方法。
於專利文獻2揭示有一種方法，該方法係於切斷晶錠時，測定於軸向變化之晶錠的變位量，對應此來控制附設溝槽滾筒軸向之變位量(流至附設溝槽滾筒之冷卻水溫度、流量調整等)，藉此，一面控制相對於在軸向變化之晶錠全長的工件之相對位置一面切斷。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
[專利文獻1]日本專利公開公報平09-262826號
[專利文獻2]日本專利公開公報2008-213110號
[發明欲解決之問題]
用於上述線鋸之線導件的溝槽之橫剖面形狀已知有V字、U字等，溝槽之開口角度亦使用40度~110度等各種角度。一般，當溝槽之開口角度大時，線之交遞等的作業性優異，當狹小時，則有線之保持效果良好的傾向。在使工件之Warp值穩定這點，以引導溝槽之開口角度狹小為理想。
線導件在其使用期間中，在切斷工件之時，溝槽部被線切削而逐漸變形。本案發明人對使用線鋸之工件切斷的切斷後之工件的Warp值之變遷致力調查後，發現在線導件使用壽命初期(線導件之使用初期)的切斷，工件之Warp值與平均值、偏差一同增大。
為提高切斷之工件的成品率，需獲得自線導件之使用初期(剛開始使用後)起便良好且穩定之工件形狀(Warp值)。藉於線導件之使用初期減低切斷速度，雖可獲得某程度穩定之工件形狀(Warp值)，但在最初期，尚未穩定，而且若減低切斷速度，則有生產能力(生產量)降低之問題。
本發明係為了解決上述問題而作成，其目的係提供一種工件之切斷方法、及工件之切斷裝置，該工件之切斷方法、及工件之切斷裝置可抑制生產能力(生產量)之降低並且可獲得自線導件之使用初期(剛開始使用後)起便良好且穩定之工件形狀(Warp值)，而可獲得不取決於線導件的使用壽命之工件品質。
[解決問題之手段]
本發明係為達成上述目的而作成，提供一種工件之切斷方法，該工件之切斷方法於複數之設置成彼此之旋轉軸方向平行的圓筒狀線導件將線捲繞成螺旋狀而形成線列，一面使該線於軸向行進，一面將工件壓抵於該線列，而同時在多數處切斷成晶圓狀，該線導件於外表面具有沿著旋轉方向以預定間距形成之複數的溝槽，未使用之該線導件的該溝槽之橫剖面形狀至少具有：溝槽上部，位於線導件外表面側且對向之溝槽壁具有第1開口角度(θ1
)；溝槽下部，位於該溝槽上部之下方且對向之溝槽壁具有第2開口角度(θ2
)；及溝槽底部，位於該溝槽之下端。該第1開口角度(θ1
)與該第2開口角度(θ2
)呈θ1
＞θ2
之關係。採用呈後述關係之該未使用線與該未使用線導件：該未使用線導件之該溝槽下部的溝槽寬的最大值(W0,max
)為未使用線的線徑(φ0
)以上，該未使用線導件之該溝槽下部的該溝槽寬的最小值(W0,min
)未達於該未使用線之線徑(φ0
)；將該未使用線設置成接觸於該未使用線導件之該溝槽下部的該溝槽壁，且不接觸該溝槽底部之狀態，在該線不接觸該溝槽底部之狀態下，開始該工件之切斷。
根據此種工件之切斷方法，可抑制切斷速度(生產能力)之降低，並且可自線導件使用壽命初期(線導件之使用初期)起使工件之Warp值穩定。
此時，工件之切斷方法可使用該溝槽底部之橫剖面形狀為圓弧狀、V字形或平坦之線導件。
藉此，可以低成本防止線與線導件之溝槽底部的接觸。
此時，工件之切斷方法可隨著該工件之切斷的進行，該線切削該溝槽壁，再者，工件之切斷方法可隨著該工件之切斷的進行，該線接觸該溝槽底部而切削該溝槽底部。
藉此，可更穩定地維持線之橫方向的振動受到抑制之狀態。
此時，工件之切斷方法係該未使用線導件可採用使該複數之溝槽的該溝槽下部之溝槽寬的最大值(W0,max
)、及/或第2開口角度(θ2
)朝該線之行進方向變化的線導件。
藉此，可更穩定地防止線與線導件之溝槽底部的接觸。
此時，可提供一種工件之切斷裝置，包含：複數之圓筒狀線導件，其隔著預定間隔配置成彼此之旋轉軸方向平行，並於各自之外表面分別以預定間距形成有溝槽；線列，其為由於該線導件之溝槽以預定間距捲繞成螺旋狀之線形成；藉由一面使該線導件旋轉而使該線於軸向行進，一面將工件壓抵於該線列，而同時在多數處切斷成晶圓狀。該線導件之該溝槽的橫剖面形狀至少具有：溝槽上部，位於線導件外表面側且對向之溝槽壁具有第1開口角度(θ1
)；溝槽下部，位於該溝槽上部之下方且對向之溝槽壁具有第2開口角度(θ2
)；及溝槽底部，位於該溝槽之下端；該第1開口角度(θ1
)與該第2開口角度(θ2
)呈θ1
＞θ2
之關係。採用呈後述關係之該未使用線與該未使用線導件：該未使用線導件之該溝槽下部的溝槽寬的最大值(W0,max
)為未使用線的線徑(φ0
)以上，該未使用線導件之該溝槽下部的該溝槽寬的最小值(W0,min
)未達於該未使用線之線徑(φ0
)。該線設置成接觸於該溝槽下部之該溝槽壁時，該線與該線導件之該溝槽底部不接觸。
根據此種工件之切斷裝置，可抑制切斷速度(生產能力)之降低，並且可自線導件使用壽命初期(線導件之使用初期)起使工件之Warp值穩定。
此時，工件之切斷裝置係該線導件之該溝槽底部的橫剖面形狀可為圓弧狀、V字形或平坦。
藉此，可以低成本防止線與線導件之溝槽底部的接觸。
此時，工件之切斷裝置係該線導件可為該複數之溝槽的該溝槽下部之溝槽寬的最大值(W0,max
)、及/或第2開口角度(θ2
)朝該線之行進方向變化的線導件。
藉此，可更穩定地防止線與線導件之溝槽底部的接觸。
[發明之效果]
如上所述，根據本發明的工件之切斷方法，可抑制切斷速度(生產能力)之降低，並且可自線導件使用壽命初期(線導件之使用初期)起使工件之Warp值良好且穩定。又，根據本發明的工件之切斷裝置，可抑制切斷速度(生產能力)之降低，並且可自線導件使用壽命初期(線導件之使用初期)起使工件之Warp值良好且穩定。
[用以實施發明之形態]
以下，詳細地說明本發明，本發明不限於該等。
如上述，要求可抑制生產能力(生產量)之降低，並且可獲得自線導件之使用初期(剛開始使用後)起便良好且穩定之工件形狀(Warp值)，而可獲得不取決於線導件的使用壽命之工件品質的工件之切斷方法及工件之切斷裝置。
本案發明人們對上述問題反覆致力檢討之結果，發現藉下述工件之切斷方法可抑制切斷速度(生產能力)之降低，並且可自線導件使用壽命初期(線導件之使用初期)起使工件之Warp值良好且穩定，而完成本發明，前述工件之切斷方法於複數之設置成彼此之旋轉軸方向平行的圓筒狀線導件將線捲繞成螺旋狀而形成線列，一面使該線於軸向行進，一面將工件壓抵於該線列，而同時在多數處切斷成晶圓狀，該線導件於外表面具有沿著旋轉方向以預定間距形成之複數的溝槽，未使用之該線導件的該溝槽之橫剖面形狀至少具有位於線導件外表面側且對向之溝槽壁具有第1開口角度(θ1
)之溝槽上部、位於該溝槽上部之下方且對向之溝槽壁具有第2開口角度(θ2
)之溝槽下部、位於該溝槽之下端的溝槽底部，該第1開口角度(θ1
)與該第2開口角度(θ2
)呈θ1
＞θ2
之關係，使用呈該未使用線導件之該溝槽下部的溝槽寬的最大值(W0,max
)為未使用線的線徑(φ0
)以上，該未使用線導件之該溝槽下部的該溝槽寬的最小值(W0,min
)未達於該未使用線之線徑(φ0
)的關係之該未使用線與該未使用線導件，將該未使用線設置成接觸於該未使用線導件之該溝槽下部的該溝槽壁，且不接觸該溝槽底部之狀態，在該線不接觸該溝槽底部之狀態下，開始該工件之切斷。
又，本案發明人們對上述問題反覆致力檢討之結果，發現藉下述工件之切斷裝置可抑制切斷速度(生產能力)之降低，並且可自線導件使用壽命初期(線導件之使用初期)起使工件之Warp值良好且穩定，而完成本發明，前述工件之切斷裝置包含隔著預定間隔配置成彼此之旋轉軸方向平行，並於外表面分別以預定間距形成有溝槽的複數之圓筒狀線導件、及以於該線導件之溝槽以預定間距捲繞成螺旋狀之線形成的線列；藉由使該線導件旋轉，而使該線一面於軸向行進，一面將工件壓抵於該線列，而同時在多數處切斷成晶圓狀，該線導件之該溝槽的橫剖面形狀至少具有位於線導件外表面側且對向之溝槽壁具有第1開口角度(θ1
)之溝槽上部、位於該溝槽上部之下方且對向之溝槽壁具有第2開口角度(θ2
)之溝槽下部、位於該溝槽之下端的溝槽底部，該第1開口角度(θ1
)與該第2開口角度(θ2
)呈θ1
＞θ2
之關係，該線與該線導件該線導件之該溝槽下部的溝槽寬的最大值(W0,max
)為該線之線徑(φ0
)以上，該線導件之該溝槽下部的該溝槽寬的最小值(W0,min
)未達於該線之線徑(φ0
)的關係，該線設置成接觸於該溝槽下部之該溝槽壁時，該線與該線導件之該溝槽底部不接觸。
以下，參照圖式來說明。
本案發明人致力調查之結果，推測線鋸運轉(工件之切斷)時之線導件使用壽命初期(自工件之切斷開始起一定期間)，工件之Warp值與平均值、偏差一同增大之原因係因為線因線之側面方向的游隙而振動所致。是故，檢討了可防止因線的側面方向之游隙引起的線之振動的工件之切斷裝置的構造。結果發現了藉由將線於線導件之溝槽內設置成線與線導件之溝槽呈一定關係後，開始線鋸之運轉，可抑制切斷速度(生產能力)之降低，並且自線導件使用壽命初期(線導件之使用初期)至末期，Warp值穩定，而完成本發明。
首先，就本發明的工件之切斷裝置亦即線鋸作說明。線鋸包含隔著預定間隔配置成彼此之旋轉軸方向平行，並於外表面分別以預定間距形成有溝槽的複數之圓筒狀線導件、及以於該線導件之溝槽以預定間距捲繞成螺旋狀之線形成的線列。運轉(工件切斷)時，藉由使線導件旋轉，而使線一面於軸向行進，一面將工件壓抵於該線列，而同時在多數處切斷成晶圓狀。
首先，就線導件之溝槽的橫剖面構造，使用圖1，一面定義在本說明書使用之用詞一面說明。圖1所示之線導件係用於本發明的工件之切斷方法及工件之切斷裝置的線導件之未使用狀態的典型例。
如圖1所示，線導件之溝槽的橫剖面形狀至少具有位於線導件外表面側且對向之溝槽壁具有第1開口角度(θ1
)之溝槽上部、位於該溝槽上部之下方且對向之溝槽壁具有第2開口角度(θ2
)之溝槽下部、位於該溝槽之下端的溝槽底部。亦即，在剖視圖(橫剖面)，為具有二個以上之開口角度的二階段以上之構造。舉例而言，為二階段構造時，溝槽上部為第1段溝槽，溝槽下部為第2段溝槽，形狀於溝槽之深度方向變化。
在此，溝槽上部之第1開口角度(θ1
)與具有第2開口角度(θ2
)之溝槽下部呈θ1
＞θ2
之關係。藉由使用呈此種關係之線導件，可使線之交遞等的作業性之提高與線之保持效果兩立。
再者，在本發明的工件之切斷裝置，如圖1、圖2所示，線101與線導件102呈線導件102之溝槽的溝槽間口之溝槽寬、即溝槽下部之溝槽寬的最大值(W0,max
)為線101的線徑(φ0
)以上，線導件溝槽的溝槽下部之溝槽寬的最小值(W0,min
)未達於線的線徑(φ0
)之關係，線設置成接觸於位於溝槽上部105之下部的溝槽下部106之溝槽壁107時，如圖2所示，線101接觸於位於溝槽上部105之下方的溝槽下部106之側壁107，且線101與線導件102之溝槽底部108不接觸。亦即，於未使用之線導件102的溝槽內設置未使用之線101時，線101呈以嵌入至溝槽下部106之狀態不接觸線導件102之溝槽底部108而浮起的狀態。
如此，當將線101設置於線導件102之溝槽內時，在線導件102之溝槽下部內的線之橫方向的游隙減少，結果，形成為可抑制線101之橫方向的振動，即使不使切斷速度降低，亦可從工件之切斷裝置剛開始使用後(自使用期間之初期起)使Warp值穩定且低之切斷裝置。
此外，如上述將線101設置於線導件102之溝槽內，開始線鋸之運轉時，隨著工件之切斷(線鋸之運轉)的進行，線101一面削除線導件102之溝槽的側壁107，一面靠近溝槽底部108。接著，自工件之切斷(線鋸之運轉)開始經過一定時間時，線101接觸線導件102之溝槽底部108，而削除掉溝槽底部108。此時，由於一面削除溝槽之側壁107與溝槽底部108，自形成配合線形狀之溝槽形狀一面前行，故可更穩定地維持線101之橫方向的振動受到抑制之狀態，因而，不致引發Warp值之惡化。
惟，藉設計成在線導件使用壽命的末期之前，線101不接觸線導件102之溝槽底部的構造，亦可發揮本發明之效果是無須贅言的。根據本案發明人之調查，雖亦取決於使用之材質，但線101隨著使用，大約一成左右有線徑變細之傾向。可加上此種情形，來設定溝槽形狀與線徑(φ0
)之關係。
在此，線導件102之溝槽底部108的橫剖面形狀未特別限定，可呈圓弧狀、V字形或平坦之形狀。於圖2-4顯示於此種線導件102設置線101之例。此外，關於在圖2所說明之事項，在以下之圖3-6的說明中，適宜省略。又，在圖3-6僅顯示一個溝槽。
上述形狀之溝槽可較容易(低成本)且以高精確度製作，而可以低成本防止線101與線導件102之溝槽底部的接觸。特別是如圖3般，若令溝槽底部108之橫剖面形狀為圓弧狀，令其曲率半徑R未達於線之半徑，或如圖2般，令溝槽底部108之橫剖面形狀為V字形(即，亦可謂R=0)，可更確實地防止自設置時起線導件使用壽命之初期的線101與線導件102之溝槽底部108的接觸，故較佳。再者，如圖4所示，只要溝槽下部106之溝槽寬的最小值未達於線徑，而可使線不接觸溝槽底部108，溝槽底部108亦可平坦。
又，線導件可為複數之溝槽的溝槽下部之溝槽寬的最大值(W0,max
)、及/或第2開口角度(θ2
)朝線之行進方向變化的線導件。如上述，線因使用而有線寬變細10%左右的傾向。因此，在工件之切斷處理歷程長的部分，比未使用之部分或切斷處理歷程短之部分細。如此，由於使用中之線的線寬有因線之部分而不同的情形，故若使線導件為使複數之溝槽的形狀如上述朝線之行進方向變化的線導件，便可穩定地實現線導件使用壽命之初期的線與線導件之溝槽底部的非接觸狀態。
線導件102之溝槽的溝槽上部之第1開口角度(θ1
)宜為60~110°。若設定成此種範圍，便形成為線之交遞作業的作業性更優異之切斷裝置。又，溝槽下部之第2開口角度(θ2
)宜為20~60°。若設定成此種範圍，便形成為可更穩定地保持線且可製造低Warp值之晶圓的切斷裝置。
於線導件102之溝槽設置線時，在使用開始時，宜將線與溝槽之形狀設定成線之上部位於溝槽下部之上端(溝槽間口)的上部之關係。當如此進行，線導件102可長壽命化。
又，溝槽下部之溝槽寬的最大值(W0,max
)亦即溝槽下部之溝槽間口(溝槽上部與溝槽下部之交界部)的溝槽寬與線徑(φ0
)宜設定成W0,max
/φ0
=1.01~1.30。藉呈此種關係，可更確實地將線設置於溝槽下部內，而可更確實地防止線之橫方向振動。
再者，溝槽底部之曲率半徑R與線徑(φ0
)宜設定成R/φ0
為未達於0.5之範圍。藉呈此種關係，可在切斷初期更穩定確實地實現線與線導件102之溝槽底部108的非接觸狀態。
線導件102可適合使用於鋼鐵製圓筒之周圍壓入有聚氨酯(酯系、醚系)等樹脂之線導件。又，工件之切斷裝置不論是游離磨粒型、固定磨粒型哪個裝置皆可適用。
上述線導件溝槽之溝槽形狀的圖示例顯示了在溝槽上部與溝槽下部之連接部有頂點之形狀，亦可平滑地連接。
接著，就本發明之工件的切斷方法作說明。藉由使用上述工件之切斷裝置切斷工件，可抑制生產能力(生產量)之降低，並且可獲得自線導件之使用初期(剛開始使用後)起便良好且穩定之工件形狀(Warp值)，而可獲得不取決於線導件之使用壽命的工件之品質。
首先，於開始工件之切斷前，進行切斷裝置之設定。於複數之設置成彼此之旋轉軸方向平行的圓筒狀線導件將線捲繞成螺旋狀而形成線列。
如上述，未使用之線導件102的溝槽之橫剖面形狀至少具有位於線導件外表面側且對向之溝槽壁107具有第1開口角度(θ1
)之溝槽上部105、位於該溝槽上部105之下方且對向之溝槽壁107具有第2開口角度(θ2
)之溝槽下部106、位於溝槽之下端的溝槽底部108，第1開口角度(θ1
)與第2開口角度(θ2
)呈θ1
＞θ2
之關係。又，呈未使用之線導件的溝槽下部106之溝槽寬的最大值(W0,max
)為未使用的線101之線徑(φ0
)以上，未使用之線導件102的溝槽下部106之溝槽寬的最小值(W0,min
)未達於未使用之線101的線徑(φ0
)之關係(W0,min
＜φ0
≦W0,max
)。使用呈此種關係之未使用的線101與未使用之線導件102，將未使用之線101以接觸於未使用的線導件102之溝槽下部106的溝槽壁107，且不接觸溝槽底部108之狀態設置，在線不接觸溝槽底部108之狀態下，開始工件之切斷，藉此，可抑制生產能力(生產量)之降低，並且可獲得自線導件102之使用初期(剛開始使用後)起便良好且穩定之工件形狀(Warp值)，而可獲得不取決於線導件102之使用壽命的工件之品質。
如上述，當將線設置於線導件溝槽內，開始線鋸之運轉時，剛開始運轉後，線係以溝槽下部之側壁支撐(保持)的狀態，隨著工件之切斷(線鋸之運轉)的進行，線一面削除線導件之溝槽的側面，一面靠近溝槽底部，而一邊自形成按線徑之最適合溝槽形狀一邊使切斷進行下去。又，從工件之切斷(線鋸之運轉)開始經過一定之時間時，線接觸線導件之溝槽底部，而削除掉溝槽底部。如此，即使線接觸線導件之溝槽底部時，亦可一面削除溝槽一面前行，故線之橫方向的振動仍受到抑制，因而，不致引發Warp值之惡化。
又，如就裝置所說明，若線導件採用使複數之溝槽的形狀如上述朝線之行進方向變化的線導件來切斷工件時，可穩定地實現線導件使用壽命之初期的線與線導件之溝槽底部的非接觸狀態。又，由於亦不需減低切斷速度，故可抑制生產能力之下降。
[實施例]
以下，舉實施例為例就本發明詳細地說明，此並非限定本發明。
(實施例)
未使用(新品)之線導件使用了溝槽上部之第1開口角度(θ1
)為90度、溝槽下部之第2開口角度(θ2
)為40度、溝槽下部之深度為130μm、溝槽下部之溝槽間口的溝槽寬(W0,max
)為140μm、溝槽底部之曲率半徑R為0.030mm之具有各溝槽形狀參數的線導件。當於此種線導件設置具有0.13mm之線徑(φ0
)的未使用(新品)之線時，線設置成接觸於線導件之溝槽下部的溝槽壁且不接觸溝槽底部之狀態(參照圖3)。
接著，使用直徑為200mm之單晶矽晶錠作為切斷對象之工件，使用線鋸裝置進行切斷加工，進行切斷而得之矽晶圓的形狀測定，算出了Warp值。
(比較例1)
未使用(新品)之線導件使用了溝槽之橫剖面形狀為V溝槽1段、溝槽之開口角度為90度、在線導件外表面之溝槽寬為0.6mm(600μm)之線導件，除了此點，以與實施例1相同之條件進行了切斷加工及切斷而得之矽晶圓的形狀測定。當於在比較例1使用之線導件設置線時，形成為圖5所示之狀態。在於溝槽內設置線之時間點，線在溝槽內於橫方向有所謂之游隙。
(比較例2)
未使用(新品)之線導件使用了溝槽上部之第1開口角度(θ1
)為90度、溝槽下部之第2開口角度(θ2
)為40度、溝槽下部之深度為130μm、溝槽下部之溝槽間口的溝槽寬(W0,max
)為190μm、溝槽底部之曲率半徑R為0.065mm之具有各溝槽形狀參數的線導件。當於此種線導件設置具有0.13mm之線徑(φ0
)的新品之線時，形成為線與線導件之溝槽底部接觸的狀態(參照圖6)。在將線設置於溝槽內之時間點，線在溝槽內於橫方向有所謂之游隙。除此之外，以與實施例1相同之條件，進行了切斷加工、及切斷而得之矽晶圓的形狀測定。
此外，於表1顯示切斷加工條件(亦包含上述條件)之代表值以供參考。
[表1]
| 項目 | 共通切斷條件 | |
| 切斷機 | 線鋸 | |
| 切斷方式 | 下切 | |
| 工件 | 工件材質 | 單晶矽 |
| 工件尺寸 | φ200mm | |
| 工件進給速度 | 0.30~1.00mm/min | |
| 線 | 線行進速度 | 平均速度500~900m/min |
| 線徑 | φ0.12~0.16mm | |
| 線張力 | 20~30N | |
| 線折回週期 | 50~100秒/週期 | |
| 磨漿 | 磨漿種類 | 游離磨粒 |
| 磨粒 | 平均粒徑5~15um | |
| 冷卻劑 | 水溶性冷卻劑 | |
| 磨漿供給量 | 50~150kg/min | |
| 磨漿溫度 | 18.0~30.0℃ |
於圖7顯示晶圓之Warp值的變遷。橫軸係挑選出自線導件之使用壽命的初期起一定期間之處理批次。縱軸顯示Warp值。圖示係以每十批次之Warp值的平均值為一個圖示。又，為比較實施例與比較例1、2，將自比較例1之切斷加工初期起三十批次的平均值作為基準之1，以相對值比較。如圖7所示，可知在比較例1，至Warp值低且穩定為止的切斷加工處理批次最多。
圖8係擴大圖7之線導件使用壽命初期的三個圖示(三十批次量)之範圍的圖。如圖8所示，在實施例，獲得了自最初期起Warp值低且穩定之結果。又，在比較例2，如圖7所示，結果為雖然在較比較例1早之階段穩定，但如圖8所示，在最初期Warp值高且有偏差。以圖8所示之最初期的三十批次量之資料為基礎，進行了線導件使用壽命初期(三十批次)的比較，結果，在實施例獲得了Warp值、偏差皆較比較例1、2穩定且高品質之工件。
將以上所述之實施例、比較例1、2之條件與評價結果匯整於表2。
[表2]
| 單位 | 實施例 | 比較例1 | 比較例2 | |||
| 線導件溝槽形狀參數 | 溝槽上部 | 第1開口角度(θ1 ) | 度 | 90 | 90 | 90 |
| 溝槽下部 | 第2開口角度(θ2 ) | 度 | 40 | - | 40 | |
| 溝槽深度 | μm | 130 | - | 130 | ||
| 溝槽間口 (W0,max ) | μm | 140 | - | 190 | ||
| 溝槽底部R | mm | 0.030 | - | 0.065 | ||
| 總和溝槽深度 | μm | 300 | 300 | 300 | ||
| 線 | 徑(φ0 ) | mm | 0.13 | 0.13 | 0.13 | |
| 切斷速度 | 相對值(實施例基準) | - | 1 | 1 | 1 | |
| Warp (初期三十批次) | 相對值(比較例1基準) | - | 0.58 | 1 | 0.84 | |
| σ | - | 0.33 | 1 | 0.73 |
如圖7所示，在實施例，由於自使用開始時起，線適當地嵌入至線導件之溝槽下部，而不再有線之游隙，故視為Warp值自最初起便穩定。另一方面，在實施例及比較例1、2，最後批間及批內之Warp值低且穩定。此係因線導件溝槽之側面(側壁)及溝槽底面因線之行進而逐漸朝溝槽底部被研磨，溝槽之側面(側壁)及溝槽底面形狀漸順應線形狀之故。在比較例2，雖於線導件之溝槽下部內設線，但由於設置成接觸溝槽底部，故無法排除線之游隙，相較於實施例，在最初期之數十批次，Warp值紊亂。
如之前所述，由於線因使用而磨損變細，故溝槽間口的溝槽寬(W0,max
)與線徑(φ)之比因使用狀態而不同。將線設於線導件溝槽時，為更穩定地維持線使用壽命最初期之溝槽底部與線的非接觸狀態，宜加進線徑(φ)之變動，來設定與未使用線導件溝槽之溝槽間口的溝槽寬(W0,max
)之關係。是故，對實施例與比較例2，調查了未使用之線導件的溝槽之溝槽間口的溝槽寬(W0,max
)與線徑(φ)之比(溝槽間口/線徑=W0,max
/φ)、及未使用之線導件的溝槽之溝槽底部的曲率半徑(R)與線徑(φ)之比(溝槽底部R/線徑=R/φ)。於表3顯示其結果。
[表3]
| 線 | 實施例 | 比較例2 | 較佳之範圍 | |
| 溝槽間口/線徑 | 未使用(新線) | 1.08 | 1.46 | 1.01~1.30 |
| 使用後(舊線) | 1.22 | 1.65 | ||
| 溝槽底部R/線徑 | 未使用(新線) | 0.23 | 0.50 | 未達於0.5 |
| 使用後(舊線) | 0.26 | 0.57 |
如表3所示，可知以線徑(φ0
)為基準時，線導件之溝槽的溝槽間口之溝槽寬(W0,max
)以設定在1.01~1.30之範圍為佳，溝槽之溝槽底部的曲率半徑R以設定在未達於0.5之範圍為佳。
舉例而言，如前所述，線導件為使複數之溝槽的形狀如上述變化成使溝槽之溝槽間口的溝槽寬(W0,max
)朝線之行進方向逐漸變窄時，在上述之範圍內設定有效。
誠如上述，可知根據本發明之實施例，可從剛開始使用線導件後將Warp形成為穩定且良好之位準，而可獲得不取決於線導件使用壽命之工件形狀品質，並且可在不減低切斷速度(生產能力)下，維持工件形狀品質。
此外，本發明並非限於上述實施形態。上述實施形態為例示，具有與記載於本發明之申請專利範圍的技術思想實質上相同之結構且發揮同樣之作用效果者不論何者皆包含在本發明之技術範圍。
100:線鋸
101:線
102:線導件
103,103’:線捲軸
104:晶錠
105:溝槽上部
106:溝槽下部
107:側壁
108:溝槽底部
111:線列
R:曲率半徑
θ1:第1開口角度
θ2:第2開口角度
φ0:線徑
圖1係線導件之溝槽的橫剖面構造之說明圖。
圖2顯示本發明的工件之切斷裝置的線在線導件溝槽內之設置狀態的一例。
圖3顯示本發明的線在線導件溝槽內之設置狀態的其他例。
圖4顯示本發明的線在線導件溝槽內之設置狀態的其他例。
圖5顯示比較例1的線在線導件溝槽內之設置狀態。
圖6顯示比較例2的線在線導件溝槽內之設置狀態。
圖7顯示晶圓之Warp值的變遷。
圖8顯示圖7之線導件使用壽命初期的放大圖。
圖9顯示線鋸之一般例的概要。
圖10顯示在線導件溝槽內之線的設置狀態之習知例。
圖11係顯示Warp之定義的圖。
101:線
102:線導件
105:溝槽上部
106:溝槽下部
107:側壁
108:溝槽底部
φ0:線徑
Claims (10)
- 一種工件之切斷方法，其係於複數之設置成彼此之旋轉軸方向平行的圓筒狀線導件將線捲繞成螺旋狀而形成線列，一面使該線於其軸向行進，一面將工件壓抵於該線列，而同時在多數處切斷成晶圓狀； 該線導件於外表面具有沿著旋轉方向以預定間距形成之複數的溝槽； 未使用之該線導件的該溝槽之橫剖面形狀至少具有：溝槽上部，位於線導件外表面側且對向之溝槽壁具有第1開口角度(θ1 )；溝槽下部，位於該溝槽上部之下方且對向之溝槽壁具有第2開口角度(θ2 )；及溝槽底部，位於該溝槽之下端； 該第1開口角度(θ1 )與該第2開口角度(θ2 )呈θ1 ＞θ2 之關係； 採用呈後述關係之該未使用線與該未使用線導件：該未使用線導件之該溝槽下部的溝槽寬的最大值(W0,max )為未使用線的線徑(φ0 )以上，該未使用線導件之該溝槽下部的該溝槽寬的最小值(W0,min )未達於該未使用線之線徑(φ0 )； 將該未使用線設置成接觸於該未使用線導件之該溝槽下部的該溝槽壁，且不接觸該溝槽底部之狀態； 在該線不接觸該溝槽底部之狀態下，開始該工件之切斷。
- 如申請專利範圍第1項之工件之切斷方法，其中， 採用該溝槽底部之橫剖面形狀為圓弧狀、V字形或平坦之線導件。
- 如申請專利範圍第1項之工件之切斷方法，其中， 隨著該工件之切斷的進行，該線切削該溝槽壁。
- 如申請專利範圍第2項之工件之切斷方法，其中， 隨著該工件之切斷的進行，該線切削該溝槽壁。
- 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之工件之切斷方法，其中， 隨著該工件之切斷的進行，該線接觸該溝槽底部而切削該溝槽底部。
- 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項之工件之切斷方法，其中， 該未使用線導件係採用使該複數之溝槽的該溝槽下部之溝槽寬的最大值(W0,max )、及/或第2開口角度(θ2 )朝該線之行進方向變化的線導件。
- 如申請專利範圍第5項之工件之切斷方法，其中， 該未使用線導件係採用使該複數之溝槽的該溝槽下部之溝槽寬的最大值(W0,max )、及/或第2開口角度(θ2 )朝該線之行進方向變化的線導件。
- 一種工件之切斷裝置，包含： 複數之圓筒狀線導件，其隔著預定間隔配置成彼此之旋轉軸方向平行，並於各自之外表面分別以預定間距形成有溝槽； 線列，其為由於該線導件之溝槽以預定間距捲繞成螺旋狀之線形成； 藉由使該線導件旋轉，而一面使該線於軸向行進，一面將工件壓抵於該線列，而將工件同時在多數處切斷成晶圓狀， 該線導件之該溝槽的橫剖面形狀至少具有：溝槽上部，位於線導件外表面側且對向之溝槽壁具有第1開口角度(θ1 )；溝槽下部，位於該溝槽上部之下方且對向之溝槽壁具有第2開口角度(θ2 )；及溝槽底部，位於該溝槽之下端； 該第1開口角度(θ1 )與該第2開口角度(θ2 )呈θ1 ＞θ2 之關係， 該線與該線導件呈該線導件之該溝槽下部的溝槽寬的最大值(W0,max )為該線之線徑(φ0 )以上，而該線導件之該溝槽下部的該溝槽寬的最小值(W0,min )未達於該線之線徑(φ0 )的關係， 該線設置成接觸於該溝槽下部之該溝槽壁時，該線與該線導件之該溝槽底部不接觸。
- 如申請專利範圍第8項之工件之切斷裝置，其中， 該線導件之該溝槽底部的橫剖面形狀為圓弧狀、V字形或平坦。
- 如申請專利範圍第8項或第9項中任一項之工件之切斷裝置，其中， 該線導件為該複數之溝槽的該溝槽下部之溝槽寬的最大值(W0,max )、及/或第2開口角度(θ2 )朝該線之行進方向變化的線導件。
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