TWI838515B

TWI838515B - 工件之切斷方法及線鋸

Info

Publication number: TWI838515B
Application number: TW109112738A
Authority: TW
Inventors: 小林健司
Original assignee: 日商信越半導體股份有限公司
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2020-04-16
Publication date: 2024-04-11

Abstract

本發明提供一種工件之切斷方法，其係以線鋸進行的工件之切斷方法，藉由將固定磨粒線捲繞於複數之附設溝槽滾筒而形成線列，一面對固定磨粒線供給冷卻劑，並使固定磨粒線沿其軸向往復行進，一面將以工件固持設備加以固持之工件對線列切入進給，藉此將工件在排列於其軸向之複數處同時切斷；其特徵為：在工件之切斷結束後從線列將該工件抽拔出來時，將冷卻劑之流量設定在180L/min以上，並將固定磨粒線沿其軸向行進之速度設定在6m/min以上30m/min以下。藉此，在工件切斷後將固定磨粒線抽拔出來時，避免固定磨粒線卡在工件而產生鋸痕，或發生固定磨粒線之斷線。

Description

工件之切斷方法及線鋸

本發明有關工件之切斷方法及線鋸。

以往，就從矽晶錠或化合物半導體晶錠等切割出晶圓之設備而言，已知有線鋸一物。使用此線鋸時，藉由將多條切斷用線捲繞於複數滾筒之周圍而形成線列，一面將該切斷用線沿其軸向高速驅動，並適當供給磨漿，一面對該線列將工件切入進給，以在線列之各位置同時切斷此工件(參照專利文獻1)。

在此，圖3顯示習知一般線鋸之一例的概要。如圖3所示，此線鋸101主要由下列部分構成：線102(高張力鋼線)，用以將工件W’切斷；附設溝槽滾筒103、103’，捲繞有線102；線列130，藉由將線102捲繞於複數之附設溝槽滾筒103、103’所形成；張力調整機構104、104’，將線102之張力進行調整；工件進給機構105，將切斷之工件W’往下方送出；及磨漿供給機構106，在切斷時進行磨漿之供給。

線102從一邊之線捲軸107繞出來，經過橫動裝置108、滑輪109、張力調整機構104，而於附設溝槽滾筒103、103’捲繞三百~五百次左右後，再經過另一邊之張力調整機構104’、滑輪109’、橫動裝置108’，而捲繞於線捲軸107’。

又，附設溝槽滾筒103、103’係將聚氨酯樹脂壓入於鋼鐵製圓筒之周圍，且在其表面以大致一定之間距切出溝槽而得。利用附設溝槽滾筒驅動馬達110，讓捲繞於附設溝槽滾筒103、103’之線102可沿一方向驅動，或以預定之週期沿往復方向驅動。

線捲軸107、107’係利用線捲軸驅動馬達111、111’進行旋轉驅動，藉由將附設溝槽滾筒驅動馬達110與線捲軸驅動馬達111、111’之速度分別控制，可將作用於線102之張力進行調整。

又，圖3中之將工件W’往下方送出之工件進給機構105，其如圖4所示，具備由工件固持部112、工件板113所構成之工件固持設備114，隔著貼附於工件W’之接合構件(柱)120將工件W’接合於工件板113。

在進行工件W’之切斷時，以工件進給機構105將工件W’固持，同時相對地往下壓，而對由捲繞於附設溝槽滾筒103、103’之線102所構成之線列130送出。

使用此種線鋸101時，以張力調整機構104、104’將適當之張力施加於線102，而一面以線捲軸驅動馬達111、111’使線102沿往復方向行進，一面從磨漿供給機構106供給磨漿，並以工件進給機構105將工件W’切入進給，藉此切斷工件W’。

另一方面，亦已知有另一種切斷工件之方法，其不使用含有磨粒之磨漿，而使用將鑽石磨粒等固著於線之表面的固定磨粒線來取代之。此方法在直徑150mm左右以下之小直徑晶錠之切斷上已有一部分實用化。

以此固定磨粒線進行切斷時，藉由裝設固定磨粒線來取代圖3所示之線鋸之鋼線，並將磨漿更換為不含磨粒之冷卻水等冷卻劑，可直接使用一般之線鋸。

[先前技術文獻]

[專利文獻1]日本專利公開公報平9-262826號

若以固定磨粒線進行切斷，由於未使用游離磨粒，因此就環境面而言，亦有產業廢棄物較少之優點。又，亦有加工速度較快之優點，相較於以利用游離磨粒之線鋸進行加工之情形，便利處較多。然而，使用線鋸時，如圖3所示，由於將工件W’對捲繞於附設溝槽滾筒103、103’之一條線102按壓並使其移動來切斷之，故切斷結束時，工件W’位於受工件W’按壓之線102之下側。因此，為了取出工件W’，必須藉由使工件W’往上方移動，以使線102通過被切斷而形成晶圓狀之工件W’之間隙，而將線102相對地往下側抽拔出來。

將線抽拔之際，在使用游離磨粒之線鋸之情形，如圖5(a)所示，由於在線102與工件W’之間產生恰如游離磨粒G之寬度大小的間隙(餘隙)，因此線102之抽拔較為容易。然而，如圖5(b)所示，在使用固定磨粒之線鋸之情形，由於在固定磨粒線402與工件W’之間不會產生間隙，因此不易抽拔出固定磨粒線402。

因此，固定磨粒線402卡在工件W’上而浮起來，當在此狀態下欲使固定磨粒線402脫出時，工件切斷面受損傷而在該切斷面產生所謂之鋸痕，並造成Warp(翹曲)惡化而損害品質。在固定磨粒線402之浮起更大時，甚至有導致斷線之情況。發生斷線時，將必須花費勞力將固定磨粒線重新捲繞於附設溝槽滾筒，並額外需要重新捲繞之部分的固定磨粒線等，其損失頗大。

本發明係有鑑於前述問題而完成，目的為提供一種工件之切斷方法及線鋸，其在切斷工件後進行固定磨粒線之抽拔時，不會有固定磨粒線卡在工件而產生鋸痕或發生固定磨粒線之斷線。

為達成上述目的，本發明提供一種工件之切斷方法，其係以線鋸進行的工件之切斷方法，藉由將表面固著有磨粒之固定磨粒線捲繞於複數之附設溝槽滾筒而形成線列，一面對該固定磨粒線供給冷卻劑，並使該固定磨粒線沿其軸向往復行進，一面將隔著貼附於工件之接合構件以工件固持設備加以固持之該工件對該線列切入進給，藉此將該工件在排列於其軸向之複數處同時切斷；其特徵為：在該工件之切斷結束後從該線列將該工件抽拔出來時，將該冷卻劑之流量設定在180L/min以上，並將該固定磨粒線沿其軸向行進之速度設定在6m/min以上30m/min以下。

若使用本發明之工件切斷方法，可提高工件與固定磨粒線之間的潤滑性，而防止在抽拔工件時發生固定磨粒線卡住。因此，若使用本發明之工件之切斷方法，可防止因為固定磨粒線卡在工件而產生鋸痕，並防止發生固定磨粒線之斷線。

此時，該冷卻劑之流量較佳為250L/min以下。

藉由如此抑制冷卻劑之供給，可獲得上述效果，同時亦可抑制冷卻劑之使用量。

為達成上述目的，本發明提供一種線鋸，具備：線列，藉由將表面固著有磨粒之固定磨粒線捲繞於複數之附設溝槽滾筒而形成；冷卻劑供給機構，對該固定磨粒線供給冷卻劑；及工件進給機構，一面隔著貼附於工件之接合構件以工件固持設備加以固持該工件，一面對該線列將該工件切入進給；且一面使該固定磨粒線沿其軸向往復行進，一面以該工件進給機構將該工件對該線列切入進給，藉此將該工件在排列於其軸向之複數處同時切斷；其特徵為：在該工件之切斷結束後從該線列將該工件抽拔出來時，將該冷卻劑之流量控制在180L/min以上，並將該固定磨粒線沿其軸向行進之速度控制在6m/min以上30m/min以下。

若採用本發明之線鋸，可提高工件與固定磨粒線之間的潤滑性，而防止抽拔工件時發生固定磨粒線卡住。因此，若採用本發明之線鋸，可防止因為固定磨粒線卡在工件而產生鋸痕，並防止發生固定磨粒線之斷線。

又，該冷卻劑之流量較佳為250L/min以下。

如上述，若使用本發明之工件之切斷方法及線鋸，在工件切斷後將固定磨粒線抽拔出來時，可防止起因於固定磨粒線卡在工件而產生鋸痕或發生固定磨粒線之斷線。其結果，將不須因為與工件接觸而重新捲繞固定磨粒線，或追加重新捲繞之部分的固定磨粒線，亦可利用一條線鋸陸續將工件切斷。

1:線鋸

101:線鋸

2:固定磨粒線

102:線

202:固定磨粒線

402:固定磨粒線

3,3’:附設溝槽滾筒

103,103’:附設溝槽滾筒

203,203’:附設溝槽滾筒

4,4’:張力調整機構

104,104’:張力調整機構

5:工件進給機構

105:工件進給機構

6:冷卻劑供給機構

106:磨漿供給機構

7,7’:線捲軸

107,107’:線捲軸

8,8’:橫動裝置

108,108’:橫動裝置

9,9’:滑輪

109,109’:滑輪

10:附設溝槽滾筒驅動馬達

110:附設溝槽滾筒驅動馬達

11,11’:線捲軸驅動馬達

111,111’:線捲軸驅動馬達

112:工件固持部

113:工件板

114:工件固持設備

20:接合構件(柱)

120:接合構件(柱)

30:線列

130:線列

31:控制器

G:游離磨粒

W,W’:工件

[圖1]係顯示可使用於本發明之工件之切斷方法的線鋸一例之概略圖。

[圖2](a)係顯示工件之切斷結束時之工件和固定磨粒線的位置關係之圖式。(b)係顯示線發生卡住時之工件和固定磨粒線的狀態之圖式。(c)係顯示工件之抽拔結束時之工件和固定磨粒線的位置關係之圖式。

[圖3]係顯示一般線鋸一例之概略圖。

[圖4]係顯示一般線鋸之工件固持設備一例之概略圖。

[圖5](a)係顯示使用游離磨粒之線鋸(游離磨粒式)時的線之抽拔的說明圖。(b)係顯示使用固定磨粒線之線鋸(固定磨粒式)時的線之抽拔的說明圖。

以下，針對本發明進行實施態樣之說明，但本發明不限於此。

如上述，使用固定磨粒線進行工件之切斷時，在從線列將切斷後之工件抽拔出來之際，有固定磨粒線卡在工件且在切斷面產生鋸痕或固定磨粒線發生斷線之問題。

因此，為了解決此種問題，本發明人反覆且深入地研究探討，其結果發現：在以使用固定磨粒線之線鋸進行的工件切斷方法中，工件之切斷結束後從線列將工件抽拔出來時，只要將冷卻劑流量及固定磨粒線沿其軸向行進之速度設定為預定值，便可在固定磨粒線未卡在工件之情況下將工件抽拔出來。並且，基於此研究發現而完成本發明。

亦即，本發明提供一種工件之切斷方法，其係以線鋸進行的工件之切斷方法，藉由將表面固著有磨粒之固定磨粒線捲繞於複數之附設溝槽滾筒而形成線列，一面對該固定磨粒線供給冷卻劑，並使該固定磨粒線沿其軸向往復行進，一面將隔著貼附於工件之接合構件以工件固持設備加以固持之該工件對該線列切入進給，藉此將該工件在排列於其軸向之複數處同時切斷；其特徵為：在該工件之切斷結束後從該線列將該工件抽拔出來時，將該冷卻劑之流量設定在180L/min以上，並將該固定磨粒線沿其軸向行進之速度設定在6m/min以上30m/min以下。

又，本發明提供一種線鋸，具備：線列，藉由將表面固著有磨粒之固定磨粒線捲繞於複數之附設溝槽滾筒而形成；冷卻劑供給機構，對該固定磨粒線供給冷卻劑；及工件進給機構，一面隔著貼附於工件之接合構件以工件固持設備加以固持該工件，一面對該線列將該工件切入進給；且一面使該固定磨粒線沿其軸向往復行進，一面以該工件進給機構將該工件對該線列切入進給，藉此將該工件在排列於其軸向之複數處同時切斷；其特徵為：在該工件之切斷結束後從該線列將該工件抽拔出來時，將該冷卻劑之流量控制在180L/min以上，並將該固定磨粒線沿其軸向行進之速度控制在6m/min以上30m/min以下。

以下，針對本發明，一面參照圖式一面進行詳細說明，但本發明不限於此等。

[線鋸]

首先，針對本發明之可用於工件之切斷方法的線鋸，參照圖1進行說明。如圖1所示，本發明之線鋸1主要由下述構件構成：固定磨粒線2，在用以切斷工件W之表面固著有磨粒；附設溝槽滾筒3、3’，捲繞有固定磨粒線2；線列30，藉由將固定磨粒線2捲繞於複數之附設溝槽滾筒3，3’而形成；工件進給機構5，對線列30將切斷之工件W往下方送出；及冷卻劑供給機構6，對固定磨粒線2供給冷卻劑。

工件進給機構5其如習知之工件進給機構105般，具有如同圖4中之工件固持設備114之工件固持設備(未圖式)，此工件固持設備隔著貼附於工件W之接合構件(柱)20(圖1)而固持工件W。

線鋸1可更具備張力調整機構4、4’，用以對固定磨粒線2之張力進行調整。

在圖1中，固定磨粒線2從一邊之線捲軸7繞出來，經過橫動裝置8、滑輪9、張力調整機構4，而於附設溝槽滾筒3、3’捲繞三百~五百次左右後，再經過另一邊之張力調整機構4’、滑輪9’、橫動裝置8’，而捲繞於線捲軸7’。

附設溝槽滾筒3、3’係例如將聚氨酯樹脂壓入於鋼鐵製圓筒之周圍，且在其表面以大致一定之間距切出溝槽而得。利用附設溝槽滾筒驅動馬達10，讓捲繞於附設溝槽滾筒3、3’之固定磨粒線2可沿一方向驅動，或以預定之週期沿往復方向驅動。

線捲軸7、7’係利用線捲軸驅動馬達11、11’進行旋轉驅動，藉由將附設溝槽滾筒驅動馬達10與線捲軸驅動馬達11、11’之速度分別控制，可將作用於固定磨粒線2之張力進行調整。

此種線鋸1藉由一面使固定磨粒線2沿其軸向往復行進，一面利用工件進給機構5對線列30將工件W切入進給，以將工件W在排列於其軸向之複數處同時切斷。

固定磨粒線2之往復行進係藉由下述方法進行：使纏繞於複數之附設溝槽滾筒3、3’間之固定磨粒線2先往一方向前進預定之長度後，再往另一方向後退小於前述前進量之長度，以此為一個進給週期，並藉由反覆此週期，以將線往一方向送出等。就附設溝槽滾筒3’而言，所捲繞之固定磨粒線2可利用附設溝槽滾筒驅動馬達10以預定之週期沿往復方向驅動。

甚且，本發明之線鋸1，其在工件W之切斷結束後從線列30將工件W抽拔出來時，將冷卻劑之流量控制在180L/min以上，並將固定磨粒線2沿其軸向行進之速度控制在6m/min以上30m/min以下。

又，圖2之(a)、(c)係分別顯示工件之切斷結束時、工件之抽拔結束時之工件W和捲繞於附設溝槽滾筒203、203’之固定磨粒線202的位置關係之圖式。如圖2(a)所示，在切斷結束時，工件W位在相較於線列下側處。因此，若要取出工件W，必須藉由使工件W往上方移動，以使固定磨粒線202通過被切斷而形成晶圓狀之工件W的晶圓間之間隙，而將固定磨粒線202相對地往下側抽拔出來。

然而，若採用此種固定磨粒線之習知線鋸，由於固定磨粒線202與工件W之間不會產生餘隙(參照圖5(b))，因此固定磨粒線202卡在工件W上，而如圖2(b)所示般浮起來，並在工件W之切斷面產生鋸痕或發生斷線。

相對於此，本發明之線鋸1藉由將冷卻劑流量及固定磨粒線2沿其軸向行進之速度以控制器31如上述進行控制，以提高工件W與固定磨粒線2之間的潤滑性，可防止在抽拔工件W時發生固定磨粒線2卡住。因此，採用本發明之線鋸1，可防止因為固定磨粒線2卡在工件W而產生鋸痕，並防止發生固定磨粒線之斷線。

又，該冷卻劑之流量較佳為250L/min以下。

[工件切斷方法]

接著，對本發明之工件之切斷方法，以使用上述本發明之線鋸之情形為例進行說明。首先，如圖1所示，藉由將表面固著有磨粒之固定磨粒線2捲繞於複數之附設溝槽滾筒3、3’而形成線列30。其次，以附設溝槽滾筒驅動馬達10使固定磨粒線2沿其軸向往復行進。此時，以張力調整機構4、4’將適當之張力施加於固定磨粒線2，而利用線捲軸驅動馬達11、11’一面使固定磨粒線2沿往復方向行進，一面可調整作用於固定磨粒線2之張力。又，一面從冷卻劑供給機構6對固定磨粒線2供給冷卻劑，並使固定磨粒線2沿往復方向行進，一面將隔著貼附於圓柱狀之工件W的接合構件20以如同圖4中之工件固持設備114之工件固持設備(未圖式)加以固持之工件W對線列30切入進給，藉此將工件W在排列於其軸向之複數處同時切斷。

以上內容同於前述工件切斷方法，但本發明之工件之切斷方法中，在工件W之切斷結束後從線列30將工件W抽拔出來時，將冷卻劑之流量設定在180L/min以上，並將固定磨粒線2沿其軸向行進之速度設定在6m/min以上30m/min以下。此點不同於通常之工件切斷方法。

若使用此種本發明之工件切斷方法，可提高工件W與固定磨粒線2之間的潤滑性，而防止在抽拔工件W時發生固定磨粒線2卡住。因此，若使用本發明之工件之切斷方法，可防止因為固定磨粒線2卡在工件W而產生鋸痕，並防止發生固定磨粒線之斷線。

此時，該冷卻劑之流量較佳為250L/min以下。

[實施例]

以下，依本發明之實施例及比較例，對本發明進行具體之說明，但本發明不限於此等。

(實施例及比較例)

發明人使用如圖1所示之本發明之線鋸1，按照本發明之工件之切斷方法，而進行圓柱狀之工件W之切斷，並從線列30將工件W抽拔出來。又，使用比較例之工件切斷方法進行工件之切斷及工件之抽拔。在此，將實施例及比較例之共通條件顯示於表1。

接著，針對實施例及比較例之在工件之切斷結束後從線列將工件抽拔出來時之條件，將其顯示於表2，其結果則顯示於表3。

其結果，如表3所示，於工件之切斷結束後從線列將工件抽拔出來時，在將冷卻劑之流量設定在180L/min以上，且固定磨粒線沿其軸向行進之速度設定在6m/min以上30m/min以下之實施例1~6中，抽拔時未產生斷線或鋸痕。相對於此，在冷卻劑流量及固定磨粒線沿其軸向行進之速度中至少一者在本發明之範圍以外之比較例1~8中，抽拔時產生斷線及鋸痕係獲得確認。

又，本發明不限於上述實施態樣。上述實施態樣為例示態樣，只要是相對於本發明之申請專利範圍所記載之技術思想具有實質上相同之構成且發揮同樣之作用效果者，任何技術皆包含於本發明之技術範圍內。