TWI711505B - 工件的切斷方法及線鋸 - 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，線鋸係為將表面固著有磨粒的固定磨粒鋼線捲繞於複數個帶溝滾筒以形成鋼線列，在使固定磨粒鋼線於軸方向往復驅行的同時，藉由將圓柱狀的工件對鋼線列切斷入送，將工件於軸方向並排的複數個位置同時切斷，其中工件的切斷結束後，將固定磨粒鋼線自工件的切斷結束時的位置，捲回自工件與鋼線列開始接觸的開始切斷時至工件的切斷結束時所送出的固定磨粒鋼線的長度的1/3以上2/3以下的長度後，將工件自鋼線列抽出。藉此在切斷工件後的鋼線拔除中，鋼線不會勾住工件而產生鋸痕，並不會發生鋼線斷線。

Description

工件的切斷方法及線鋸
本發明係關於一種工件的切斷方法及線鋸。
近年來，作為自例如矽晶棒及化合物半導體晶棒等的工件切出晶圓的機構，係有如習知的線鋸。此線鋸中，藉由在複數個滾筒的周圍而多重捲繞切斷用的鋼線以形成有鋼線列，藉由該切斷用鋼線於軸方向被高速驅動，且在適當供應泥漿的同時將工件對鋼線列切斷入送，而使此工件於各鋼線位置同時被切斷(例如參照專利文獻1)。
此處，於第3圖顯示一般的線鋸101的一例的概要。如第3圖所示，線鋸101主要由用以切斷工件W的鋼線102(高張力鋼線)、將鋼線102捲繞於複數個帶溝滾輪103、103’所形成的鋼線列104、用以賦予鋼線102張力的鋼線張力賦予機構105、105’、將切斷的工件W向下方送出的工件輸送機構106、於切斷時供給使GC(碳化矽)研磨粒分散於液體的泥漿的泥漿供給機構107所構成。
鋼線102從一側的捲線梭108送出，經過張力賦予機構105，進入帶溝滾輪103。鋼線102捲繞於此導線器103約300~400圈後，經過另一側的張力賦予機構105´而被捲收在捲線盤梭108´上。
又，帶溝滾輪103係為於鋼鐵製圓筒的周圍壓入聚胺脂樹脂，並於其表面以一定的節距切出凹溝的滾筒。帶溝滾輪103係構成使捲繞的鋼線102可藉由驅動用馬達111以預定的驅行距離往復方向地驅動。
另外，於切斷工件W時，工件W藉由工件輸送機構106而在被支承的同時被壓下，被送出至捲繞在帶溝滾輪103、103’的鋼線列104。使用如此的線鋸101，使用張力賦予機構105賦予鋼線102適當的張力，並在藉由驅動用馬達111使鋼線102往復方向地驅行的同時，將自泥漿供給機構107所供給的泥漿透過噴嘴109以供給，並以工件輸送機構106將工件切斷入送，以將工件切斷。
另一方面，亦知有不使用含有磨粒的泥漿，取而代之使用將鑽石磨粒等固定於鋼線的表面的固定磨粒鋼線，而切斷工件的方法，
以此固定磨粒鋼線進行的切斷中，將如第3圖所示的線鋸的鋼線取代安裝為固定磨粒鋼線，將泥漿更換為不含有磨粒的冷卻水等的冷卻劑，而能夠就此使用一般的線鋸。 〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開平9-262826號公報
以固定磨粒鋼線進行的切斷中，由於沒有使用游離磨粒，在環境方面也有產業廢棄物較少的優點。又，亦有加工速度快的優點，與以利用游離磨粒的線鋸進行的加工相比之下有許多便利點。但是，線鋸中，如第3圖所示，由於係將工件W推靠而移動向捲繞於帶溝滾輪103的一條鋼線102以進行切斷，切斷結束時工件W將會位於工件W所推靠的鋼線102的下側。因此，為了取出工件W，有必要藉由使工件W向上方移動，使鋼線102通過成為晶圓狀的工件W的空隙間而相對向下側抽出。
當將鋼線抽出時，使用游離磨粒的鋼線的狀況則如第4圖(a)所示，由於鋼線102與工件W之間會形成如同游離磨粒G的寬度的間隙(clearance)，抽出鋼線102較為容易。但是，如第4圖(b)所示，於使用固定磨粒的鋼線的狀況下，由於固定磨粒鋼線402與工件W之間不產生間隙，固定磨粒鋼線402難以抽出。因此，固定磨粒鋼線402將勾住工件W而浮起，在此狀態下抽出固定磨粒鋼線402，則工件切斷面將受到損傷而於該切斷面產生所謂的鋸痕，因此Warp(翹曲)惡化而損及品質。當固定磨粒鋼線402的浮起更大時，有可能致使鋼線斷線。當發生鋼線斷線時，會變得有必要將固定磨粒鋼線重新捲繞於帶溝滾輪，又變得額外需要重新纏繞的量的固定磨粒鋼線等，損失甚大。
本發明有鑑於前述問題，目的在於提供一種工件的切斷方法及線鋸，係在切斷工件後的鋼線拔除中，鋼線不會勾住工件而產生鋸痕，並不會發生鋼線斷線。
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，該線鋸係為將表面固著有磨粒的固定磨粒鋼線捲繞於複數個帶溝滾筒以形成鋼線列，在使該固定磨粒鋼線於軸方向往復驅行的同時，藉由將圓柱狀的工件對該鋼線列切斷入送，將該工件於軸方向並排的複數個位置同時切斷，其中該工件的切斷結束後，將該固定磨粒鋼線自該工件的切斷結束時的位置，捲回自該工件與該鋼線列開始接觸的開始切斷時至該工件的切斷結束時所送出的該固定磨粒鋼線的長度的1/3以上2/3以下的長度後，將該工件自該鋼線列抽出。
當切斷圓柱狀的工件時，由於切斷長度的不同以至於在工件中央部，固定於鋼線表面的磨粒的消耗為最多，而此外的部位的磨粒消耗變得較少。工件的切斷結束後，藉由捲回上述範圍的長度的固定磨粒鋼線，能夠成為使固定磨粒鋼線的表面中，固定的磨粒消耗量多的表面鄰接於工件的狀態，而能夠讓工件不勾住鋼線而抽出。藉此，能夠避免鋼線勾住工件而產生鋸痕，及避免發生鋼線的斷線。
此時，可切斷作為該圓柱狀的工件為直徑300mm以上之物。
本發明的工件的切斷方法，在切斷大直徑的圓柱狀工件時特別有效。
又，為了達成上述目的，本發明提供一種線鋸，包含一鋼線列及一工件運送機構，該鋼線列係將表面固著有磨粒的固定磨粒鋼線捲繞於複數個導線器所形成，該工件運送機構於支承圓柱狀的工件的同時將該工件壓抵至該鋼線列，在使該固定磨粒鋼線於軸方向往復驅行的同時，藉由將圓柱狀的工件對該鋼線列切斷入送，將該工件於軸方向並排的複數個位置同時切斷，其中該線鋸包含一控制機構，該控制機構係進行控制而於該工件的切斷結束後，將該固定磨粒鋼線自該工件的切斷結束時的位置，捲回自該工件與該鋼線列開始接觸的開始切斷時至該工件的切斷結束時所送出的該固定磨粒鋼線的長度的1/3以上2/3以下的長度後，將該工件自該鋼線列抽出。
本發明的線鋸，由於在工件的切斷結束後，能夠控制而以前述範圍的長度捲回固定磨粒鋼線，所以會成為使固定磨粒鋼線的表面中，固定的磨粒消耗量多的表面鄰接於工件的狀態，故能夠將工件抽出。藉此，成為能夠避免鋼線勾住工件而產生鋸痕，及避免發生鋼線的斷線之物。
依據本發明的工件的切斷方法及線鋸，能夠於工件切斷後的鋼線的抽出中，防止鋼線勾住工件而產生鋸痕，或防止鋼線的斷線的發生。
以下雖說明本發明的實施例，但本發明並不限定於此。
如同前述，使用固定磨粒鋼線進行工件的切斷時，當工件的切斷結束後要自工件抽出鋼線時，有鋼線勾住工件，於斷面產生鋸痕，或是鋼線斷線的問題。
在此，本發明發明者們為解決此類問題而盡心反覆研討。結果，想到了若是在工件的切斷後，將固定磨粒鋼線，捲回適當的長度，以使固定磨粒鋼線的固定的磨粒消耗多的表面鄰接於工件，則由於固定磨粒鋼線的直徑變得小於工件的間隙，而能夠防止鋼線勾住工件，而完成本發明。
圖1係顯示本發明的線鋸之一例的概略圖。如圖1所示，本發明的線鋸1，主要由用以切斷工件W的表面固定有磨粒的固定磨粒鋼線2、纏繞固定磨粒鋼線2的複數個帶溝滾輪3、3’、藉由於帶溝滾輪3、3’捲繞固定磨粒鋼線以形成的鋼線列4、用以將張力賦予固定磨粒鋼線2的鋼線張力賦予機構5、5’、將被切斷的工件W送出至下方的工件輸送機構6、以及於切斷時供給冷卻劑的冷卻劑供給機構7所構成。
固定磨粒鋼線2從一側的捲線梭8送出，經由拉線器(traverser)9再經過由粉末離合器(低扭矩馬達10)或張力滾輪(固定負載)(圖中未顯示)等所構成的鋼線張力賦予機構5，進入帶溝滾輪3。又，能夠透過將固定磨粒鋼線2捲繞於此帶溝滾輪3、3’約400~500圈而形成鋼線列4。固定磨粒鋼線2進一步經由拉線器9’再經過由粉末離合器(低扭矩馬達10’)或張力滾輪(固定負載)(圖中未顯示)等所構成的鋼線張力賦予機構5’而被捲繞在捲線梭8’上。
如此的線鋸1，能夠在使該固定磨粒鋼線於軸方向往復驅行的同時，藉由將圓柱狀的工件對該鋼線列4切斷入送，將該工件於軸方向並排的複數個位置同時切斷。固定磨粒鋼線2的往復驅行，為使捲繞於複數個帶溝滾輪3、3’之間的固定磨粒鋼線2在朝一方向前進指定的長度後，朝另一方向以較前述的前進量為少的長度後退，將此作為一個輸送循環，藉由反覆進行此循環，將鋼線朝一方向送出。帶溝滾輪3、3’設成使捲繞的固定磨粒鋼線2，能夠藉由驅定用馬達11以預先指定的周期驅動於往復方向。
此處，更加詳細說明關於固定磨粒鋼線的送出及捲收。圖2的(a)、(c)分別為工件的切斷結束時及工件的抽出結束時工件W與捲繞於複數個帶溝滾輪203、203’的固定磨粒鋼線202的位置關係的示意圖。如圖2的(a)所示，於切斷結束時，工件W位於較鋼線列下側的位置。因此，為了取出工件W，必須藉由使工件W向上方移動，使鋼線202通過被切斷而成為晶圓狀的工件的晶圓間的間隙，而相對向下側抽出。
但是，在使用習知的固定磨粒鋼線的線鋸中，由於固定磨粒鋼線202與工件W之間不產生間隙(參照圖4的(b))，固定磨粒202會勾住工件W，如圖2的(b)所示般浮起，於工件W的切斷面產生鋸痕，或發生鋼線的斷線。
為了防止此狀況，本發明的線鋸1，具備有控制機構12，能進行控制以在結束工件W的切斷後，將固定磨粒鋼線2，自工件W的切斷結束時的位置，捲回自工件W與鋼線列4開始接觸的開始切斷時起至工件W的切斷結束時為止所送出的固定磨粒鋼線2的長度的1/3以上且2/3以下的長度後，自鋼線列4抽出工件W。
藉由此控制機構12，將固定磨粒鋼線2捲回自開始切斷時起至工件W的切斷結束時為止所送出的固定磨粒鋼線2的長度的1/3以上且2/3以下的長度，則能夠成為磨粒的消耗量多的部分的鋼線鄰接於工件的狀態，而能夠避免抽出工件時鋼線勾住工件而產生鋸痕，或是避免鋼線斷線的發生。
接著，以使用上述本發明的線鋸的狀況為例，說明本發明的工件的切斷方法。
首先，如圖1所示，藉由將表面固定有磨粒的固定磨粒鋼線2捲繞於複數個帶溝滾輪3、3’以形成鋼線列4。接著，使固定磨粒鋼線2藉由驅動用馬達11，於固定磨粒鋼線2的軸方向往復驅行。並且，藉由以工件輸送機構6，將圓柱狀的工件W對該鋼線列4切斷入送，將該工件W於軸方向並排的複數個位置同時切斷。
本發明的工件的切斷方法中，在工件W的切斷結束後，將固定磨粒鋼線2，自工件W的切斷結束時的位置，捲回自工件W與鋼線列4開始接觸的開始切斷時起至工件W的切斷結束時為止所送出的固定磨粒鋼線2的長度的1/3以上且2/3以下的長度後，自鋼線列4抽出工件W。
藉此，在抽出工件W時，能夠成為固定磨粒鋼線2的表面中磨粒的消耗量多的部分的鋼線鄰接於工件的狀態，而能夠避免抽出工件W時固定磨粒鋼線2勾住工件W而產生鋸痕，或是避免鋼線斷線的發生。
又，以切斷作為圓柱狀的工件而為直徑300mm以上之物為佳。工件的尺寸越大，鄰接於工件的固定磨粒鋼線的長度及工件的抽出距離變得越長，固定磨粒鋼線越容易勾住，因此本案的切斷方法將成為特別有效的方法。 〔實施例〕
以下例示本發明的實施例及比較例以對本發明作更具體的說明，但本發明並不限定於此。
〔實施例1~4〕 使用如圖1所示的線鋸1，依照本發明的切斷方法，進行圓柱狀的工件的切斷，並進行工件自鋼線列的抽出。固定磨粒鋼線使用如下述表1所示之物。
【表1】
Figure 105130267-A0304-0001
又，工件的切斷條件及抽出條件為如下述的表2所示的條件1。如表2的條件1所示，自工件與鋼線列開始接觸的開始切斷時至工件的切斷結束時為止所送出的固定磨粒鋼線的長度(以下將此長度稱為鋼線使用量)為9000m。
【表2】
Figure 105130267-A0304-0002
又，於工件的切斷結束後，捲回的固定磨粒鋼線的長度如表3所示，依實施例1至4變化。如表3所示，實施例1至4中，捲回的固定磨粒鋼線的長度為鋼線使用量的1/3以上且2/3以下的範圍的長度。另外，作為工件，將圓柱狀且直徑為301mm，長度為300mm的單晶矽鑄錠切斷。
【表3】
Figure 105130267-A0304-0003
在捲回的固定磨粒鋼線的長度為鋼線使用量的1/3以上且2/3以下的範圍的長度的實施例1至4中，調查將工件自鋼線列抽出時的固定磨粒鋼線的斷線有無時，沒有發生斷線。
(比較例1至6) 如表3所示，除了使工件的切斷結束後捲回的固定磨粒鋼線的長度為低於鋼線使用量的1/3或者為大於鋼線使用量的2/3以外，以與實施例1相同的條件進行圓柱狀工件的切斷，並進行將工件自鋼線列抽出。另外，如表3所示，關於比較例1，使工件的切斷結束後捲回的固定磨粒鋼線長度為0m，即切斷後不進行捲回固定磨粒鋼線。
結果，如表3所示，在使捲回固定磨粒鋼線的長度為低於鋼線使用量的1/2或為大於鋼線使用量的2/3的比較例1至6中發生了斷線。
(實施例5至8) 將切斷條件變更為表2的條件2，除了設定為改變鋼線的前進量及鋼線的後退量使鋼線使用量為18000m以外，與實施例1至4一樣進行工件的切斷及抽出。
實施例5至8各自的固定磨粒鋼線的捲回的量，如表4所示。
【表4】
Figure 105130267-A0304-0004
結果如自表4所得知，在使捲回固定磨粒鋼線的長度為鋼線使用量的1/3以上且2/3以下的範圍的長度的實施例5至8中，調查將工件自鋼線列抽出時的固定磨粒鋼線的斷線有無時，沒有發生斷線。
(比較例7至12) 如表4所示，除了使工件的切斷結束後捲回的固定磨粒鋼線的長度為低於鋼線使用量的1/3或者為大於鋼線使用量的2/3以外，以與實施例5相同的條件進行圓柱狀工件的切斷，並進行將工件自鋼線列抽出。
結果，如表4所示，在使捲回固定磨粒鋼線的長度為低於鋼線使用量的1/2或為大於鋼線使用量的2/3的比較例7至12中發生了斷線。
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‧‧‧線鋸 2‧‧‧固定磨粒鋼線 3、3’、103、103’、 203、203’‧‧‧帶溝滾輪 4、104‧‧‧鋼線列 5、5’、105、105’‧‧‧鋼線張力賦予機構 6、106‧‧‧工件輸送機構 7‧‧‧冷卻劑供給機構 8、8’、108、108’‧‧‧捲線梭 9、9’‧‧‧拉線器 10、10’‧‧‧低扭矩馬達 11、111‧‧‧驅動用馬達 12‧‧‧控制機構 101‧‧‧線鋸 102‧‧‧鋼線 107‧‧‧泥漿供給機構 109‧‧‧噴嘴 202、402‧‧‧固定磨粒鋼線 G‧‧‧游離磨粒 W‧‧‧工件
圖1係顯示本發明的線鋸之一例的概略圖。 圖2係顯示(a)工件的切斷結束時的工件與固定磨粒鋼線的位置關係的示意圖。(b)發生鋼線勾住時的工件與固定磨粒鋼線的位置關係的示意圖。(c)工件的抽出結束時的工件與固定磨粒鋼線的位置關係的示意圖。 圖3係顯示習知的一般線鋸之一例的概略圖。 圖4係顯示(a)於游離磨粒方法中於工件的間隙的鋼線狀態的示意圖。(b)於固定磨粒方法中於工件的間隙的鋼線狀態的示意圖。
1‧‧‧線鋸
2‧‧‧固定磨粒鋼線
3、3’‧‧‧帶溝滾輪
4‧‧‧鋼線列
5、5’‧‧‧鋼線張力賦予機構
6‧‧‧工件輸送機構
7‧‧‧冷卻劑供給機構
8、8’‧‧‧捲線梭
9‧‧‧拉線器
10‧‧‧低扭矩馬達
11‧‧‧驅動用馬達
12‧‧‧控制機構
W‧‧‧工件

Claims (3)

  1. 一種工件的切斷方法，係以線鋸進行，該線鋸係為將表面固著有磨粒的固定磨粒鋼線捲繞於複數個帶溝滾筒以形成鋼線列，在使該固定磨粒鋼線於軸方向往復驅行的同時，藉由將圓柱狀的工件對該鋼線列切斷入送，將該工件於軸方向並排的複數個位置同時切斷，其中 該工件的切斷結束後，將該固定磨粒鋼線自該工件的切斷結束時的位置，捲回自該工件與該鋼線列開始接觸的開始切斷時至該工件的切斷結束時所送出的該固定磨粒鋼線的長度的1/3以上2/3以下的長度後，將該工件自該鋼線列抽出。
  2. 如請求項1所述的工件的切斷方法，其中係切斷作為該圓柱狀的工件為直徑300mm以上之物。
  3. 一種線鋸，包含一鋼線列及一工件運送機構，該鋼線列係將表面固著有磨粒的固定磨粒鋼線捲繞於複數個導線器所形成，該工件運送機構於支承圓柱狀的工件的同時將該工件壓抵至該鋼線列，在使該固定磨粒鋼線於軸方向往復驅行的同時，藉由將圓柱狀的工件對該鋼線列切斷入送，將該工件於軸方向並排的複數個位置同時切斷，其中 該線鋸包含一控制機構，該控制機構係進行控制而於該工件的切斷結束後，將該固定磨粒鋼線自該工件的切斷結束時的位置，捲回自該工件與該鋼線列開始接觸的開始切斷時至該工件的切斷結束時所送出的該固定磨粒鋼線的長度的1/3以上2/3以下的長度後，將該工件自該鋼線列抽出。
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