專利名稱：利用線鋸的工件的切斷方法及線鋸的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用線鋸將工件(例如硅晶棒、化合物半導(dǎo)體的晶棒等)切成多 數(shù)片晶片的切斷方法。
背景技術(shù)：
近年，晶片有大型化的趨勢，隨著此大型化而使用專門用于切斷工件的線鋸。線鋸是如下的裝置，S卩，使鋼線(高張力鋼線)高速行進，在此一邊澆上漿液，一邊 壓接工件而進行切斷，從而同時將工件切成多個晶片。在此，圖3表示一般線鋸的一例的概要。如圖3所示，線鋸101主要具有用以切斷工件的鋼線102、卷繞有鋼線102的帶槽 滾筒103、用以賦予鋼線102張力的鋼線張力賦予機構(gòu)104、送出要被切斷的工件的工件進 給機構(gòu)105、在進行切斷時供給漿液的漿液供給機構(gòu)106。鋼線102從一側(cè)的線卷軸(wirereel) 107送出，經(jīng)由移車臺(traverser) 108，再經(jīng) 過由磁粉離合器((powderclutch)定轉(zhuǎn)矩馬達109)或上下跳動滾筒(靜重(deadweight)) (未圖示)等所組成的鋼線張力賦予機構(gòu)104，進入帶槽滾筒103。通過將鋼線102卷繞在 該帶槽滾筒103約300 400圈形成鋼線列之后，鋼線102經(jīng)過另一側(cè)的鋼線張力賦予機 構(gòu)104，而卷繞在線卷軸107，上。另外，帶槽滾筒103是將聚胺酯樹脂壓入鋼鐵制圓筒的周圍，并在其表面以恒定 的間距切出槽而成的滾筒，可通過驅(qū)動用馬達110而以預(yù)定的行駛距離在往返方向上驅(qū)動 卷繞的鋼線102。另外，切斷工件時，通過工件進給機構(gòu)105，工件一邊被保持一邊被壓下，而向已卷 繞在帶槽滾筒103上的鋼線102進給(推送)。另外，在帶槽滾筒103與卷繞的鋼線102的附近，設(shè)有噴嘴115，在切斷時，可從漿 液槽116向鋼線102供給漿液。另外，漿液槽116可與漿液冷卻器117連接，以調(diào)整供給的 漿液的溫度。使用如此的線鋸101，且利用鋼線張力賦予機構(gòu)104來賦予鋼線102適當?shù)膹埩Γ?并一邊通過驅(qū)動用馬達110使鋼線102在往返方向上行進，一邊將所供給的漿液中的游離 磨粒，通過鋼線102向鋼線槽(工件的切斷槽)的深處按壓，來磨削槽底部的工件，由此進 行切斷。由于此時所發(fā)生的摩擦，工件的切斷部會發(fā)熱，于是工件在切斷中會發(fā)生熱膨脹。 另外，帶槽滾筒由于與鋼線之間的摩擦熱或在用以支承帶槽滾筒的軸承部中發(fā)生的摩擦熱 而產(chǎn)生的熱膨脹，會往軸向伸長，因此，在帶槽滾筒上，被卷繞成螺旋狀的鋼線列與工件之 間的相對位置，在切斷中會發(fā)生變化。上述帶槽滾筒的軸向的變位，已知與在工件切斷中所供給的漿液的溫度有恒定的 關(guān)系(參照日本特開平5-185419號公報)。這些工件的熱膨脹或帶槽滾筒的軸向的伸長所造成的鋼線列與工件之間的相對位置的變化，會使由鋼線對工件畫出的切斷軌跡彎曲，此切斷軌跡的彎曲，在晶片加工后的 形狀測定中，會有以翹曲的形態(tài)被檢測出來。作為對于這些問題的對策，針對切斷中的工件的發(fā)熱，公開有如下的線鋸，該線鋸 在工件保持部件中，具備工件冷卻裝置，一邊冷卻切斷中的工件一邊進行切斷(參照日本 特開平11-58365號公報)。但是，在使用此線鋸來切斷工件的方法中，雖然通過配備在工件保持部件中的冷 卻裝置來冷卻切斷中的工件，但是切斷部與冷卻部被分離，且冷卻部的尺寸也受到限制，所 以難以擁有充分的冷卻能力。另外，此種方法無法控制帶槽滾筒的熱膨脹。另一方面，針對切斷中的帶槽滾筒的熱膨脹，公開有一種線鋸，其具備將多個帶 槽滾筒支持成可旋轉(zhuǎn)自如的軸承、為了冷卻各軸承而供給冷媒的冷媒供給裝置、用以調(diào)整 上述冷媒的溫度的冷媒溫度調(diào)整裝置(參照日本特開2003-145406號公報)。此線鋸中，雖然可調(diào)整要供給至用以支承帶槽滾筒的軸承的內(nèi)圈側(cè)的冷媒的溫 度，但是難以冷卻軸承的外圈側(cè)；另外，帶槽滾筒的熱膨脹由于會強烈地受到被供給至帶 槽滾筒的外周面上的漿液溫度的影響，僅利用調(diào)整供給至帶槽滾筒軸部中的冷媒溫度的手 法，難以有效地降低帶槽滾筒的熱膨脹。進而，此線鋸也無法控制切斷中的工件的熱膨脹。另外，在日本特開2003-1624號公報中，公開有一種方法，在切斷工件中，通過使 所提供的漿液的溫度固定或是將漿液溫度控制成規(guī)定溫度等，一邊縮小工件的溫度變化一 邊切斷工件。另外，在國際公開第W000/43162號公報中，公開有一種線鋸，為了控制工件的溫 度，配備有將溫度控制后的漿液直接澆在工件上的裝置或是將溫度控制后的冷媒直接噴在 工件上的裝置。但是，上述任一種公知技術(shù)，仍存在必須將特別的機構(gòu)追加設(shè)置在線鋸中，或是翹 曲的改善效果不充分這樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明者進行試驗，測定切斷中的工件的溫度與帶槽滾筒的線鋸前方側(cè)和 線鋸后方側(cè)的變位量，來調(diào)查利用線鋸切斷工件時所產(chǎn)生的翹曲的發(fā)生原因。采用圖3所示的線鋸，一邊控制切斷中的漿液供給溫度，使其溫度固定為23°C，一 邊切斷為了試驗而準備的直徑300mm、長度300mm的硅晶棒。實際測量切斷中的工件的溫度變化，將結(jié)果表示于圖4中。另外，使用熱電偶，在工件的兩端測定工件的溫度。如圖4所示，在切斷工件中，工件的溫度，從開始切斷起，先上升，然后在工件的切 入深度大約為170mm附近到達38°C (大約上升15°C )后，溫度開始下降，而在切斷結(jié)束部 附近(此情況，切入深度大約為275 300mm)，急速地降低，在切斷結(jié)束時，成為大致與漿液 供給溫度相同的溫度也就是23°C。對于由于工件的溫度變化所造成的翹曲形狀，根據(jù)硅的膨脹系數(shù)、在本試驗中的 工件的固定方法以及在本試驗中所使用的線鋸中的帶槽滾筒與工件的位置關(guān)系，工件的面 向兩端方向的面是凹面，因而推測出在工件的兩端會生成5 ym左右的翹曲。接著，實際測量帶槽滾筒的變位量，將其結(jié)果表示于圖5(A)中。
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另外，帶槽滾筒的變位量是將渦電流傳感器配設(shè)在靠近帶槽滾筒的軸向來進行測 定的(參照圖5(B))。如圖5(A)所示，帶槽滾筒的裝置前方側(cè)的位置，從開始切斷工件至工件的切入深 度到達150mm為止的期間，大約向前方變位lOym，之后，直到切斷工件為止，變位量恒定。 另一方面，帶槽滾筒的裝置后方側(cè)的位置，在切斷中，幾乎沒有變位。對于由于帶槽滾筒的變位所造成的翹曲形狀，根據(jù)硅的膨脹系數(shù)、在本試驗中的 工件的固定方法以及在本試驗中所使用的線鋸中的帶槽滾筒與工件的位置關(guān)系，工件的面 向裝置前方側(cè)的面是凸面，推測在工件的裝置前方側(cè)的端面會生成3 y m左右的翹曲，在工 件的裝置后方側(cè)的端面會生成0. 7 y m左右的翹曲。如此，在晶片測定中實際被測定出來的翹曲是，上述工件的溫度變化、由于帶槽滾 筒的變位所造成的切斷軌跡的彎曲以及除此以外的無法定量化的各種原因而造成的切斷 軌跡的彎曲合成出來的結(jié)果。因此，為了改善翹曲情況，將能夠定量化的原因也就是由于工 件的溫度變化與帶槽滾筒的變位所造成的切斷軌跡的彎曲，加以縮小，成為重要的事情。因此，本發(fā)明是有鑒于上述問題點而開發(fā)出來，其目的在于提供一種線鋸及利用 此線鋸的工件的切斷方法，通過抑制在工件的切斷結(jié)束部附近的工件溫度降低的情況，且 縮小切斷中的帶槽滾筒的變位的增加率的變化量，使畫在工件上的切斷軌跡近似直線，而 可改善切斷的工件的翹曲情況。為了達成上述目的，本發(fā)明提供一種利用線鋸的工件的切斷方法，將鋼線卷繞于 多個帶槽滾筒上，且通過一邊供給漿液至該帶槽滾筒，一邊使上述鋼線行進，并使工件壓接 上述鋼線，來將上述工件切斷成晶片狀的形態(tài)，其特征在于，從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間，一邊使上述漿液的供給溫度上升， 一邊切斷工件。如此，通過從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間，一邊使上述漿液的供給 溫度上升，一邊切斷工件，能夠抑制在工件的切斷結(jié)束部附近的工件溫度降低的情況，另 外，能夠縮小切斷中的帶槽滾筒的變位的增加率的變化量。由此，能使畫在工件上的切斷軌 跡近似直線，而可抑制切斷的工件形成翹曲。此時，優(yōu)選將從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間的漿液的供給溫度的上 升幅度設(shè)為5°C以上15°C以下。通過將漿液的供給溫度的上升幅度設(shè)為5°C以上，能夠發(fā)揮抑制在切斷結(jié)束部附 近的工件溫度降低的效果。另外，通過將上升幅度設(shè)為15°C以下，工件以外的線鋸機構(gòu)部的 溫度不會上升，不會由于線鋸的工件保持精度、工件進給精度等的降低而對翹曲情況造成 不良影響。另外，此時，優(yōu)選將開始切斷上述工件時的漿液的供給溫度與工件溫度的差異設(shè) 為3°C以下。如此，通過將開始切斷上述工件時的漿液的供給溫度與工件溫度的差異設(shè)為3°C 以下，開始切斷工件時的工件的溫度上升變平滑，能夠防止由于開始切斷工件時的工件溫 度急劇地變化而導(dǎo)致翹曲惡化的情況發(fā)生。另外，此時，優(yōu)選將從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間的漿液的供給溫 度的上升率設(shè)為恒定。
如此，利用將從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間的漿液的供給溫度的上 升率設(shè)為恒定，切斷中的帶槽滾筒的變位的增加率成為恒定。由此，能夠使畫在工件上切斷 軌跡更直線化，并能夠更有效地抑制切斷的工件形成翹曲。另外，本發(fā)明提供一種線鋸，將鋼線卷繞于多個帶槽滾筒上，且通過一邊供給漿液 至該帶槽滾筒，一邊使上述鋼線行進，并使工件壓接上述鋼線，來將上述工件切斷成晶片 狀，其特征在于，控制成從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間，一邊使上述漿液的供給溫度 上升，一邊切斷工件。如此，本發(fā)明的線鋸由于控制成從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間，一 邊使?jié){液的供給溫度上升，一邊切斷工件，所以能夠抑制在工件的切斷結(jié)束部附近的工件 溫度降低的情況，另外，能夠縮小切斷中的帶槽滾筒的變位的增加率的變化量。由此，能使 畫在工件上的切斷軌跡近似直線，而可抑制切斷的工件形成翹曲。此時，優(yōu)選將從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間的漿液的供給溫度的上 升幅度，控制成為5°C以上15°C以下。若將漿液的供給溫度的上升幅度控制成為5°C以上，則能夠確實地發(fā)揮抑制在切 斷結(jié)束部附近的工件溫度降低的效果。另外，若將上升幅度控制成為15°C以下，則工件以外 的線鋸機構(gòu)部的溫度不會上升，不會由于線鋸的工件保持精度、工件進給精度等的降低而 導(dǎo)致對翹曲情況造成不良影響。如此，本發(fā)明的線鋸，由于將從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間的漿液 的供給溫度的上升幅度控制成為5°C以上15°C以下，所以能夠有效地降低切斷的工件的翹 曲情況。另外，此時，優(yōu)選將開始切斷上述工件時的漿液的供給溫度與工件溫度的差異，控 制成為3°C以下。如此，本發(fā)明的線鋸，由于將開始切斷上述工件時的漿液的供給溫度與工件溫度 的差異控制成為3°C以下，開始切斷工件時的工件的溫度上升變平滑，能夠防止由于開始切 斷工件時的工件溫度急劇地變化而導(dǎo)致翹曲惡化的情況發(fā)生。另外，此時，優(yōu)選將從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間的漿液的供給溫 度的上升率控制成為恒定。如此，本發(fā)明的線鋸，由于將從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間的漿液 的供給溫度的上升率控制成為恒定，切斷中的帶槽滾筒的變位的增加率成為恒定。由此，能 夠使畫在工件上切斷軌跡進一步直線化，并能夠更有效地抑制切斷的工件形成翹曲。本發(fā)明中，對于線鋸而言，由于控制成一邊從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止 的期間，使?jié){液的供給溫度上升，一邊切斷工件，所以能夠抑制在工件的切斷結(jié)束部附近的 工件溫度降低的情況，另外，能夠縮小切斷中的帶槽滾筒的變位的增加率的變化量。由此， 成為如下一種工件的切斷方法，在線鋸中不用追加特別的機構(gòu)，便能使畫在工件上的切斷 軌跡近似直線，而可抑制切斷的工件形成翹曲。


圖1是表示本發(fā)明的線鋸的一例的概略圖。
圖2是表示在本裝置中能夠采用的工件進給機構(gòu)的一例的概略圖。圖3是表示公知的線鋸的一例的概略圖。圖4是表示采用公知的線鋸來切斷工件時，工件切斷中的工件溫度與漿液供給溫 度的圖表。圖5是表示采用公知的線鋸來切斷工件時，關(guān)于帶槽滾筒的變位量的試驗結(jié)果； (A)是表示工件切斷中的帶槽滾筒的變位量的圖表，(B)是用以說明帶槽滾筒的變位量的 測定方法的說明圖。圖6是表示采用本發(fā)明的線鋸來切斷工件時，工件切斷中的工件溫度與漿液供給 溫度的圖表。圖7是表示采用本發(fā)明的線鋸來切斷工件時，帶槽滾筒的變位量的圖表。圖8是表示采用本發(fā)明的線鋸來切斷工件時，晶片的翹曲分布的圖表。圖9是表示采用公知的線鋸來切斷工件時，晶片的翹曲分布的圖表。圖10是表示利用公知的線鋸與本發(fā)明的線鋸切斷后的工件中的線鋸跟前側(cè)的第 一片晶片的在工件進給方面剖面中的翹曲形狀的比較圖表。圖11是表示測定工件溫度的方法的概略圖。圖12是表示帶槽滾筒的構(gòu)造的一例的概略俯視圖。
具體實施例方式以下說明本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明并不限定于此方式。如上所述，在晶片測定中實際被測定出來的翹曲是，工件的溫度變化、由于帶槽滾 筒的變位所造成的切斷軌跡的彎曲以及除此以外的無法定量化的各種原因而造成的切斷 軌跡的彎曲，合成出來的結(jié)果。因此，為了改善翹曲情況，將能夠定量化的原因也就是由于 工件的溫度變化與帶槽滾筒的變位所造成的切斷軌跡的彎曲，加以縮小，成為重要的事情。為了解決上述問題，本發(fā)明者針對線鋸中的翹曲的生成機制及公知的翹曲改善方 法的問題點，不斷努力地研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，以往提出來的翹曲改善方法，雖然想要通過縮小 由于工件的溫度上升和帶槽滾筒的熱膨脹所造成的變位的絕對值，來解決該課題，但是針 對在線鋸中的翹曲的生成，由于工件的溫度和帶槽滾筒的熱膨脹所造成的變位的絕對值， 不一定能決定翹曲值，從而完成本發(fā)明。S卩，本發(fā)明的線鋸及利用線鋸的切斷方法，因為以一邊從開始切斷工件至切斷結(jié) 束為止的期間提高漿液的供給溫度，一邊切斷工件的方式，來進行控制，所以能夠抑制在工 件的切斷結(jié)束部附近的工件溫度降低的情況；另外，也能夠縮小切斷中的帶槽滾筒的變位 的增加率的變化量。由此，能夠使畫在工件上的切斷軌跡近似直線，而能夠抑制切斷的工件 形成翹曲。圖1是表示本發(fā)明的線鋸的一例的概略圖。如圖1所示，線鋸1主要是由用以切斷工件的鋼線2、帶槽滾筒3、鋼線張力賦予裝 置4、工件進給機構(gòu)5以及漿液供給機構(gòu)6所構(gòu)成。在此，首先描述漿液供給機構(gòu)6。在此漿液供給機構(gòu)6中，配設(shè)有用以將切斷用漿 液供給至帶槽滾筒3 (鋼線2)上的噴嘴15。另外，可控制從此噴嘴15供給的切斷用漿液的
供給溫度。
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具體地說，例如圖1所示，從漿液槽16，經(jīng)由控制用計算機18控制的熱交換器19， 連接至噴嘴15，從而成為可以控制切斷用漿液的供給溫度的結(jié)構(gòu)。另外，漿液的種類并無特別限定，可使用與公知相同。例如可為將GC(碳化硅)磨 粒分散于液體而成。而且，供給切斷用漿液的噴嘴15和工件進給機構(gòu)5與計算機18連接，可通過預(yù)先 設(shè)定的程序，相對于預(yù)定的工件進給量即預(yù)定的工件切斷量，自動地從噴嘴15，以預(yù)定量、 預(yù)定的時機，對帶槽滾筒3 (鋼線2)噴射切斷用漿液。上述的工件進給量、漿液噴射量以及時機，甚至是漿液供給溫度，可通過控制用計 算機18，如預(yù)定地控制，但控制裝置并不特別限定于此。鋼線2從一側(cè)的線卷軸(wirereel)7送出，經(jīng)由移車臺(traverser) 8，再經(jīng)過由磁 粉離合器(定轉(zhuǎn)矩馬達9)或上下跳動滾筒(靜重(deadweight))(未圖示)等所組成的鋼 線張力賦予機構(gòu)4，進入帶槽滾筒3。鋼線2通過卷繞在該帶槽滾筒3上約300 400圈， 而形成鋼線列。鋼線2經(jīng)過另一側(cè)的鋼線張力賦予機構(gòu)4’而卷繞在線卷軸7’上。在圖2中表示在本發(fā)明中能夠采用的工件進給機構(gòu)5的一例。如圖2所示，工件 是粘接在抵板14上；另外，此抵板14是通過工件板13而被保持。而且，工件是隔著這些的 抵板14、工件板13，通過工件進給機構(gòu)5的工件保持部11而被保持。此工件進給機構(gòu)5，具備用以一邊保持工件一邊往下壓的工件保持部11、線性運 動導(dǎo)件(線性導(dǎo)軌)12 ；通過計算機控制，沿著線性運動導(dǎo)件12驅(qū)動工件保持部11，由此可 依預(yù)先程序化的進給速度，將保持的工件推送。而且，對于如此地通過工件進給機構(gòu)5的工件保持部11而被保持的工件，當進行 切斷時，通過工件進給機構(gòu)5，往位于下方的鋼線2進給。另外，此工件進給機構(gòu)5，通過將 工件往下方進給，直到鋼線到達抵板14為止，而完成工件的切斷，之后，通過逆轉(zhuǎn)工件的推 送方向，將切斷完成的工件從鋼線列拔出。上述漿液供給機構(gòu)6及控制此機構(gòu)的控制用計算機18以外的鋼線2、帶槽滾筒3、 鋼線張力賦予機構(gòu)4、工件(晶棒)進給機構(gòu)5，能夠設(shè)為與公知的線鋸相同。鋼線2的種類和粗細、帶槽滾筒3的槽的間距，甚至是其它機構(gòu)的構(gòu)成等，并無特 別限定，可依公知方法，依預(yù)定的切斷條件的情況而決定。例如，鋼線2可為寬度約0. 13mm 0. 18mm的特殊鋼琴線所組成，帶槽滾筒3可設(shè) 為具有(預(yù)定晶片厚度+切割量)的槽間距。另外，在此，更詳細地說明有關(guān)帶槽滾筒3。作為以往所使用的帶槽滾筒3的一例， 可舉出圖12所示的構(gòu)件。在帶槽滾筒3的兩端，配設(shè)用以支持帶槽滾筒的軸20的軸承21、 21’，考慮上述切斷中的帶槽滾筒3的軸向的變化，例如可以做成如下的結(jié)構(gòu)，S卩，軸承21是 徑向軸承，帶槽滾筒3在此徑向軸承21側(cè)，可往軸向伸長；另一方面，軸承21’是止推軸承， 帶槽滾筒3難以向此止推軸承21’側(cè)伸長。通常，帶槽滾筒3是如此構(gòu)造，帶槽滾筒3在軸 向的長度變化時，為了不過度施加負荷于裝置，并非兩側(cè)皆固定，而為使其中一側(cè)可對應(yīng)其 變化。因此，本線鋸裝置1中，帶槽滾筒3在軸向進行伸長時，主要是向徑向軸承21側(cè) (設(shè)為線鋸的前方)進行伸長。另外，在本發(fā)明的切斷方法中所使用的線鋸1的帶槽滾筒3并不限于上述方式。
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另外，如圖11所示，為了測定工件的溫度，在工件的兩端設(shè)置熱電偶。該熱電偶 連接至控制用計算機18，從而測定所得到的數(shù)據(jù)，能夠利用控制用計算機18來進行數(shù)據(jù)處理。而且，本發(fā)明的線鋸，利用控制用計算機18來控制工件進給機構(gòu)5及熱交換器 19，以一邊使?jié){液的供給溫度，從開始切斷工件至切斷結(jié)束為止的期間，單調(diào)遞增地上升 (供給溫度沒有下降且供給溫度的上升沒有停止)，一邊切斷工件的方式，來進行控制；而 且，優(yōu)選將從開始切斷工件至切斷結(jié)束為止的期間的漿液的供給溫度上升，控制在5°C以上 15°C以下的范圍；另外，將開始切斷工件時的漿液的供給溫度與工件的溫度的差異，控制在 3°C以下。此時，優(yōu)選將從開始切斷工件至切斷結(jié)束為止的期間的漿液的供給溫度的上升 率，控制成恒定，但是控制裝置并不限定于此種方式。以下，敘述有關(guān)采用此種線鋸1來實施本發(fā)明的切斷方法的順序。首先，通過工件進給機構(gòu)5，將保持的工件以預(yù)定速度向下方推送，且驅(qū)動帶槽滾 筒3，使通過鋼線張力賦予機構(gòu)4而被賦予張力的鋼線2向往返方向行進。另外，此時，可適 當?shù)卦O(shè)定賦予鋼線2的張力大小、鋼線2的行進速度。例如，可施以2. 5 3. Okgf的張力， 以400 600m/min的平均速度，1 2c/min(30 60s/c)的循環(huán)周期，在往返方向上行進。 只要配合要被切斷的工件等來決定即可。另外，通過噴嘴15，開始向帶槽滾筒3以及鋼線2噴射切斷用漿液。此時，通過控制用計算機18來控制熱交換器19，一邊使?jié){液的供給溫度，從開始 切斷工件至切斷結(jié)束為止的期間，單調(diào)遞增地上升，一邊切斷工件。通過抑制在工件的切斷結(jié)束部附近的工件溫度降低的情況，且縮小切斷中的帶槽 滾筒的變位的增加率的變化量，來使畫在工件上的切斷軌跡近似直線，只要使供給的漿液 的溫度，在開始切斷工件至切斷結(jié)束為止的期間，不會下降或是停止上升，而是持續(xù)地上升 即可。此時，優(yōu)選通過控制用計算機18來控制熱交換器19，使得從開始切斷工件至切斷 結(jié)束為止的期間的漿液的供給溫度的上升率成為恒定。如此，通過控制成使從開始切斷工件至切斷結(jié)束為止的期間的漿液的供給溫度的 上升率成為恒定，能夠使畫在工件上的切斷軌跡進一步直線化。但是，在本發(fā)明的線鋸中， 關(guān)于上述漿液的供給溫度的上升率的條件，并不限定于此。所供給的漿液的溫度的上升率， 也可以在從開始切斷工件至切斷結(jié)束為止的期間發(fā)生變化，并不是一定要一直保持恒定， 但是優(yōu)選使該上升率的變化量盡可能地小。另外，優(yōu)選通過控制用計算機18來控制熱交換器19，使得從開始切斷工件至切斷 結(jié)束為止的期間的漿液的供給溫度的上升，在5°C以上、15°C以下。通過將漿液供給溫度的上升幅度設(shè)為5°C以上，能夠確實地得到可抑制在切斷結(jié) 束部附近的工件溫度降低的效果。另外，通過將上升幅度設(shè)為15°C以下，工件以外的線鋸機 構(gòu)部的溫度不會上升，不會有由于線鋸的工件保持精度、工件進給精度等的降低而對翹曲 情況造成不良影響。另外，通過控制用計算機18來控制熱交換器19，可使開始切斷工件時的漿液供給 溫度與工件的溫度的差異成為3°C以下。
如此，通過上述將開始切斷工件時的漿液供給溫度與工件的溫度的差異設(shè)為3°C 以下，開始切斷工件時的工件的溫度上升變平滑，能夠防止由于開始切斷工件時的工件溫 度急劇地變化而導(dǎo)致翹曲惡化的情況發(fā)生。以下，更詳細地通過實施例來說明本發(fā)明，但本發(fā)明并非限定于這些實施例。(第一實施例)利用圖1所示的線鋸，并控制在切斷工件時供給至帶槽滾筒上的漿液的供給溫 度，將直徑300mm、軸向長度300mm的硅晶棒，切斷成晶片狀。另外，使用鋼線直徑為160 ii m的鋼線，施以2. 5kgf的張力，以500m/min的平均速 度、60s/c的循環(huán)周期，使鋼線作往返行進來進行切斷。另外，作為漿液是將GC#1000與冷卻 液以重量比50 50的比例混合而成的。另外，如圖5(B)所示，預(yù)先將渦電流傳感器配設(shè)在靠近帶槽滾筒3的軸向。這是 為了要能夠測定帶槽滾筒3的軸向變位，但在本發(fā)明中并不是必須的。此帶槽滾筒3的軸 向變位的測定，并不限定于上述裝置，但是若采用渦電流傳感器，由于能以非接觸的方式進 行高精度的測定，所以優(yōu)選此方式。而且，將開始切斷時的工件的溫度設(shè)為23°C，且將漿液的供給溫度，從開始切斷時 的23°C至切斷結(jié)束時的35°C為止，以上升率成為恒定的方式，一邊上升(上升12°C) —邊 切斷工件。將實際測量切斷中的工件的溫度變化的結(jié)果，表示于圖6中。如圖6所示，工件的溫度，從開始切斷至切入深度285mm為止，持續(xù)上升，最高溫度 到達42. 9°C，但是由于在切斷結(jié)束時的漿液溫度是較高溫的35°C，所以在切斷結(jié)束部附近 的工件的溫度降低量，可以抑制為7. 9°C。另一方面，如圖7所示，帶槽滾筒的前方位置，相對于工件的切入深度，線性地變 位，而在切斷結(jié)束時，達到30 u m。其后方位置，不論工件的切入深度為何，大致為恒定的變 位量。如此，帶槽滾筒的變位量，會從使用公知的線鋸時的比較例(切斷中的漿液供給溫度 設(shè)成固定，為23°C )的10 u m,增加至30 u m,但是由于其變位量相對于工件切入位置是線 性地增加，所以工件切斷軌跡會如下述般地沒有彎曲，對于翹曲生成的影響，會被大幅地抑 制。在圖8中表示在切斷后測定而得到的晶片的翹曲分布。全部晶片的平均值成為 5. 51 y m，與利用公知的線鋸切斷后的晶片的翹曲情況比較，已大幅地改善。在圖10中表示利用公知的線鋸與本發(fā)明的線鋸切斷后的工件中的線鋸跟前側(cè)的 第一片晶片的在工件進給方面剖面中的翹曲形狀的比較。根據(jù)圖10，得知與采用公知的線 鋸的情況比較，采用本發(fā)明的線鋸切斷后的晶片的表面，可進一步抑制彎曲。(第二實施例)針對上述第一實施例，除了將漿液供給溫度，從開始切斷時的23°C至切斷的中間 (切入深度150mm)時的28°C為止，以上升率成為恒定的方式使溫度上升，而且從切斷的中 間至切斷結(jié)束時的35°C為止，以上升率成為恒定的方式來進行控制(在切斷的中間時，以 改變上升率的方式來進行控制)以外，利用與第一實施例相同的條件切斷工件，然后進行 與第一實施例同樣的翹曲評價。其結(jié)果，全部晶片的平均值為6. 95 um,由于在切斷的途中改變漿液的供給溫度的
10上升率，所以其結(jié)果比第一實施例差，但是與利用公知的線鋸切斷后的晶片的翹曲情況比 較，則其翹曲情況已經(jīng)改善。(第三實施例)針對上述第一實施例，除了將漿液供給溫度，從開始切斷時的23°C至切斷的中間 (切入深度150mm)時的30°C為止，以上升率成為恒定的方式使溫度上升，而且從切斷的中 間至切斷結(jié)束時的35°C為止，以上升率成為恒定的方式來進行控制(在切斷的中間時，以 改變上升率的方式來進行控制)以外，利用與第一實施例相同的條件切斷工件，然后進行 與第一實施例同樣的翹曲評價。其結(jié)果，全部晶片的平均值為7. 33 um,由于在切斷的途中改變漿液的供給溫度的 上升率，所以其結(jié)果比第一實施例差，但是與利用公知的線鋸切斷后的晶片的翹曲情況比 較，則其翹曲情況已經(jīng)改善。(第四實施例)針對上述第一實施例，除了將漿液供給溫度，從開始切斷時的23°C至切斷結(jié)束時 的28°C為止，以上升率成為恒定的方式來進行控制以外，利用與第一實施例相同的條件切 斷工件，然后進行與第一實施例同樣的翹曲評價。其結(jié)果，全部晶片的平均值為7. 53i!m，其結(jié)果比第一實施例差，但是與利用公知 的線鋸切斷后的晶片的翹曲情況比較，則其翹曲情況已經(jīng)改善。與第一實施例相比，其翹曲 情況改善較少的原因是因為在切斷中所供給的漿液的供給溫度的上升幅度較第一實施例 小的緣故，因而使畫在工件上的切斷軌跡更直線化的效果縮小。(第五實施例)針對上述第一實施例，除了將漿液供給溫度，從開始切斷時的23°C至切斷結(jié)束時 的40°C為止，以上升率成為恒定的方式來進行控制以外，利用與第一實施例相同的條件切 斷工件，然后進行與第一實施例同樣的翹曲評價。其結(jié)果，全部晶片的平均值為8. 22i!m，其結(jié)果比第一實施例差，但是與利用公知 的線鋸切斷后的晶片的翹曲情況比較，則其翹曲情況已經(jīng)改善。與第一實施例相比，其翹曲 情況改善較少的原因是因為在切斷中所供給的漿液的供給溫度的上升幅度超過15°C的緣 故，工件以外的線鋸機構(gòu)部的溫度上升，而認為由于發(fā)生線鋸的工件保持精度、工件進給精 度等的降低而導(dǎo)致對翹曲情況造成不良影響。(第六實施例)針對上述第一實施例，除了將漿液供給溫度，從開始切斷時的20°C至切斷結(jié)束時 的35°C為止，以上升率成為恒定的方式來進行控制以外，利用與第一實施例相同的條件切 斷工件，然后進行與第一實施例同樣的翹曲評價。其結(jié)果，全部晶片的平均值為7.93 ym，其結(jié)果比第一實施例差，但是與利用公知 的線鋸切斷后的晶片的翹曲情況比較，則其翹曲情況已經(jīng)改善。與第一實施例相比，其翹曲 情況改善較少的原因是因為將開始切斷工件時的漿液的供給溫度與工件的溫度的差異設(shè) 為;TC，所以與第一實施例相比，通過開始切斷工件時的工件的溫度變化而產(chǎn)生的對于翹曲 情況惡化的抑制并不充分。(第七實施例)針對上述第一實施例，除了將漿液供給溫度，從開始切斷時的26°C至切斷結(jié)束時的35°C為止，以上升率成為恒定的方式來進行控制以外，利用與第一實施例相同的條件切 斷工件，然后進行與第一實施例同樣的翹曲評價。其結(jié)果，全部晶片的平均值為7.71 ym，其結(jié)果比第一實施例差，但是與利用公知 的線鋸切斷后的晶片的翹曲情況比較，則其翹曲情況已經(jīng)改善。與第一實施例相比，其翹曲 情況改善較少的原因是因為將開始切斷工件時的漿液的供給溫度與工件的溫度的差異設(shè) 為;TC，所以與第一實施例相比，通過開始切斷工件時的工件的溫度變化而產(chǎn)生的對于翹曲 情況惡化的抑制并不充分。(第八實施例)針對上述第一實施例，除了將漿液供給溫度，從開始切斷時的23°C至切斷結(jié)束時 的27°C為止，以上升率成為恒定的方式來進行控制以外，利用與第一實施例相同的條件切 斷工件，然后進行與第一實施例同樣的翹曲評價。其結(jié)果，全部晶片的平均值為8.71 ym，其結(jié)果比第一實施例差，但是與利用公知 的線鋸切斷后的晶片的翹曲情況比較，則其翹曲情況已經(jīng)改善。與第一實施例相比，其翹曲 情況改善較少的原因是因為將切斷中所供給的漿液的供給溫度的上升幅度設(shè)為小于5°C， 也就是僅設(shè)為4°C，所以與第一實施例相比，在切斷結(jié)束部附近的抑制工件溫度降低的效果 并不充分。(第九實施例)針對上述第一實施例，除了將漿液供給溫度，從開始切斷時的19°C至切斷結(jié)束時 的34°C為止，以上升率成為恒定的方式來進行控制以外，利用與第一實施例相同的條件切 斷工件，然后進行與第一實施例同樣的翹曲評價。其結(jié)果，全部晶片的平均值為8.67 ym，其結(jié)果比第一實施例、第六實施例差，但是 與利用公知的線鋸切斷后的晶片的翹曲情況比較，則其翹曲情況已經(jīng)改善。與第一實施例、 第六實施例相比，其翹曲情況改善較少的原因是因為將開始切斷工件時的漿液的供給溫度 與工件的溫度的差異設(shè)為超過;TC，也就是設(shè)為4°C，所以與第一實施例、第六實施例相比， 通過開始切斷工件時的工件的溫度變化而產(chǎn)生的對于翹曲情況惡化的抑制并不充分。(第十實施例)針對上述第一實施例，除了將漿液供給溫度，從開始切斷時的27°C至切斷結(jié)束時 的36°C為止，以上升率成為恒定的方式來進行控制以外，利用與第一實施例相同的條件切 斷工件，然后進行與第一實施例同樣的翹曲評價。其結(jié)果，全部晶片的平均值為8.82 ym，其結(jié)果比第一實施例、第七實施例差，但是 與利用公知的線鋸切斷后的晶片的翹曲情況比較，則其翹曲情況已經(jīng)改善。與第一實施例、 第七實施例相比，其翹曲情況改善較少的原因是因為將開始切斷工件時的漿液的供給溫度 與工件的溫度的差異設(shè)為超過;TC，也就是設(shè)為4°C，所以與第一實施例、第七實施例相比， 通過開始切斷工件時的工件的溫度變化而產(chǎn)生的對于翹曲情況惡化的抑制并不充分。(比較例)針對上述第一實施例，除了將漿液供給溫度，從開始切斷至切斷結(jié)束為止，控制成 固定為23°C以外，利用與第一實施例相同的條件切斷工件，然后進行與第一實施例同樣的 翹曲評價。將切斷中的工件的溫度變化的實際測量結(jié)果，表示于圖4。
如圖4所示，切斷中的工件的溫度，從開始切斷時上升，在工件切入深度大約 170mm附近，到達38. 2°C而成為最高溫的后，開始下降，直到切斷結(jié)束部為止，而成為與漿 液供給溫度相同的23°C，降低了 15.2°C。如圖5(A)所示，帶槽滾筒的前方位置，在從開始切斷至工件的切入深度為150mm 為止的期間，大約向前方變位10 ym，之后，直到切斷工件結(jié)束為止，變位量恒定。另一方面， 帶槽滾筒的后方位置，在切斷中幾乎沒有變位。在圖9中表示在切斷后所測得的晶片的翹 曲分布。全部晶片的平均值是9.05 ym。在表1中，匯總表示各實施例、比較例中的條件與工件切斷時的翹曲情況的結(jié)果。[表1] 如上所示，采用本發(fā)明的線鋸，并以一邊從開始切斷工件至切斷結(jié)束為止的期間 提高漿液的供給溫度，一邊切斷工件的方式，來進行控制，由此能夠抑制在工件的切斷結(jié)束 部附近的工件溫度降低的情況；另外，也能夠縮小切斷中的帶槽滾筒的變位的增加率的變 化量。由此，能夠使畫在工件上的切斷軌跡近似直線，而能夠抑制切斷的工件形成翹曲。另外，本發(fā)明不限定于上述實施方式。上述實施方式僅為例示。只要與本發(fā)明的 權(quán)利要求中記載的技術(shù)思想，實質(zhì)上具有相同的構(gòu)成，能產(chǎn)生相同的效果都應(yīng)包含在本發(fā) 明的技術(shù)思想內(nèi)。
權(quán)利要求
一種利用線鋸的工件的切斷方法，將鋼線卷繞于多個帶槽滾筒上，且通過一邊供給漿液至該帶槽滾筒，一邊使上述鋼線行進，并使工件壓接上述鋼線，來將上述工件切斷成晶片狀的形態(tài)，其特征在于，從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間，一邊使上述漿液的供給溫度上升，一邊切斷工件。
2.如權(quán)利要求1所述的利用線鋸的工件的切斷方法，其特征在于，將從開始切斷上述 工件至切斷結(jié)束為止的期間的漿液的供給溫度的上升幅度設(shè)為5°C以上15°C以下。
3.如權(quán)利要求1或2所述的利用線鋸的工件的切斷方法，其特征在于，將開始切斷上述 工件時的漿液的供給溫度與工件溫度的差異設(shè)為3°C以下。
4.如權(quán)利要求1 3中任一項所述的利用線鋸的工件的切斷方法，其特征在于，將從開 始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間的漿液的供給溫度的上升率設(shè)為恒定。
5.一種線鋸，將鋼線卷繞于多個帶槽滾筒上，且通過一邊供給漿液至該帶槽滾筒，一邊 使上述鋼線行進，并使工件壓接上述鋼線，來將上述工件切斷成晶片狀，其特征在于，控制成從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間，一邊使上述漿液的供給溫度上 升，一邊切斷工件。
6.如權(quán)利要求5所述的線鋸，其特征在于，將從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的 期間的漿液的供給溫度的上升幅度控制成為5°C以上15°C以下。
7.如權(quán)利要求5或6所述的線鋸，其特征在于，將開始切斷上述工件時的漿液的供給溫 度與工件溫度的差異控制成為3°C以下。
8.如權(quán)利要求5 7中任一項所述的線鋸，其特征在于，將從開始切斷上述工件至切斷 結(jié)束為止的期間的漿液的供給溫度的上升率控制成為恒定。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種線鋸，將鋼線卷繞于多個帶槽滾筒上，且通過一邊供給漿液至該帶槽滾筒，一邊使上述鋼線行進，并使工件壓接上述鋼線，來將上述工件切斷成晶片狀，其特征在于，控制成一邊從開始切斷上述工件至切斷結(jié)束為止的期間，使上述漿液的供給溫度上升，一邊切斷工件。由此，可提供一種線鋸，可抑制在工件的切斷結(jié)束部附近的工件溫度降低的情況，并可使畫在工件上的切斷軌跡近似直線，由此而可改善切斷工件的翹曲情況。
文檔編號B24B27/06GK101855045SQ20088011514
公開日2010年10月6日 申請日期2008年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者北川幸司 申請人:信越半導(dǎo)體股份有限公司