DE112012004125B4

DE112012004125B4 - Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks und Drahtsäge

Info

Publication number: DE112012004125B4
Application number: DE112012004125.9T
Authority: DE
Inventors: Yukio Itoi
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2011-10-04
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2022-07-14
Anticipated expiration: 2032-08-30
Also published as: TWI523716B; JP2013078824A; KR20140073515A; JP5590001B2; DE112012004125T5; WO2013051183A1; SG11201400434WA; US20140216222A1; US9707635B2; CN103842129A; TW201328803A; CN103842129B; KR101905833B1

Abstract

Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks (W) in Wafer durch Vermitteln einer axialen hin- und herbewegenden Bewegung an einen Draht (2), der um eine Vielzahl von gerillten Rollen (3, 31, 32) gewunden ist, wobei der Rillenabstand der gerillten Rollen von der Drahtzuführseite (B) zur Drahteinzugseite (C) geringer wird, und Bewegen des Werkstücks (W) relativ gesehen abwärts, um das Werkstück (W) gegen den sich hin- und herbewegenden Draht (2) zu drücken und das Werkstück (W) zuzuführen, wobei das Werkstück (W) geschnitten wird, während eine Aufschlämmung dem Draht (2) zugeführt wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst von:Konfigurieren von jeder der gerillten Rollen (3, 31, 32), sodass ein Abstand (d) von einem Boden (9) der Rillen (6) der gerillten Rollen (3, 31, 32) zu einer rotierenden Achse (8) der gerillten Rollen (3, 31, 32) von der Drahtzuführseite (B) hin zu der Drahteinzugsseite (C) graduell abnimmt;Schneiden des Werkstücks (W) in einer Weise, dass das Werkstück (W) gegen den Draht (2) auf der Drahtzuführseite (B) gedrückt wird, bevor das Werkstück (W) gegen den Draht (2) auf der Drahteinzugsseite (C) gedrückt wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks in Wafer unter Verwendung einer Drahtsäge und eine Drahtsäge.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise ist eine Drahtsäge bekannt als ein Mittel zum Schneiden eines Werkstücks, so wie beispielsweise einem Silicium-Ingot und einem Verbindungshalbleiter-Ingot, in Wafer. In einer Drahtsäge ist eine Drahtreihe definiert durch Winden eines Drahts um eine Vielzahl an Rollen, der Draht wird in dessen axialer Richtung bei hoher Geschwindigkeit angetrieben, ein Werkstück wird zu der Drahtreihe hin zugeführt, um das Werkstück zu schneiden, während eine Aufschlämmung geeigneterweise zugeführt wird und das Werkstück dadurch zur gleichen Zeit an den jeweiligen Drahtpositionen geschnitten wird.
Hierin zeigt 8 einen Überblick von einem Beispiel einer herkömmlichen Drahtsäge.
Wie in 8 gezeigt, besteht eine Drahtsäge 101 hauptsächlich aus einem Draht 102, konfiguriert, um ein Werkstück zu schneiden, gerillte Rollen 103, um die der Draht 102 herum gewunden ist, Mechanismen 104 und 104', konfiguriert, um dem Draht 102 eine Spannung zu verleihen, ein Mittel 105 zum Zuführen des Werkstücks abwärts hin, und ein Mittel 106 zum Zuführen einer Aufschlämmung zur Zeit des Schneidens.
Der Draht 102 wird von einer Drahtspule 107 abgewickelt und gelangt über eine Traverse in die gerillten Rollen 103 nach Durchlaufen eines Spannung-Kraft-Anlegungsmechanismus 104, der eine „Powder-Clutch“ (ein Motor mit konstantem Drehmoment) und eine nicht gezeigte Tänzerrolle (englisch: dancer roller, ein Totgewicht), umfasst. Der Draht 102 ist etwa 300- bis 400-mal um die gerillten Rollen 103 gewunden, um eine Drahtreihe zu definieren. Der Draht 102 wird, nach Durchlaufen des anderen Draht-Spannung-Anlegungsmechanismus 104', um die andere Drahtspule 107' herum aufgerollt.
Die gerillte Rolle 103 sind Rollen, die jeweils durch Pressfitting von Polyurethanharz um einen Stahlzylinder herum geformt sind und dann Rillen in die Oberfläche davon geschnitten werden. Mit einem Antriebsmotor 110 erlauben es die gerillten Rollen 103, dass dem gewundenen Draht 102 eine hin- und herbewegende Bewegung für eine vorbestimmte Laufstrecke vermittelt wird. Zu diesem Zeitpunkt unterscheidet sich eine Laufstrecke in einer Bewegungsrichtung des Drahts von einer in eine andere Bewegungsrichtung, d. h. eine Laufstrecke in einer Bewegungsrichtung ist länger als eine in die andere Bewegungsrichtung. Eine neue Linie des Drahts wird in eine Richtung, entlang der der Draht über eine lange Strecke läuft, wenn die hin- und herbewegende Bewegung des Drahts fortläuft, zugeführt.
Das Mittel zum Zuführen des Werkstücks 105 kann das Werkstück zum Zeitpunkt des Schneidens des Werkstücks halten und das gehaltene Werkstück abwärts bewegen, um das Werkstück hin zu dem Draht 102, der um die gerillten Rollen 103 gewunden ist, zuzuführen.
Des Weiteren werden Düsen 111 nahe der gerillten Rollen 103 und dem gewundenen Draht 102 zur Verfügung gestellt, was es einer Aufschlämmung mit einer eingestellten Temperatur ermöglicht, von dem Mittel zum Zuführen einer Aufschlämmung 106 zu dem Draht 102 zugeführt zu werden.
Eine solche Drahtsäge 101 legt mit dem Spannungs-Kraft-Anlegungsmechanismus 104 eine geeignete Spannung an den Draht 102 an und drückt das Werkstück, gehalten durch das Mittel zum Zuführen des Werkstücks 105, gegen den sich hin- und herbewegenden Draht, wobei in das Werkstück geschnitten wird, während dem Draht 102 eine hin- und herbewegende Bewegung mit dem Antriebsmotor 110 vermittelt wird, wodurch das Werkstück geschnitten wird.
Zu diesem Zeitpunkt, wie oben beschrieben, wird die neue Linie des Drahts zugeführt, wenn die hin- und herbewegende Bewegung des Drahts fortbesteht. Folglich wird der Draht auf einer Seite, zu der die neue Linie des Drahts, der um die gerillte Rolle 103 herumgewunden ist, zugeführt wird (bezeichnet als Drahtzuführseite) stärker abgenutzt im Vergleich mit der Seite, auf der der Draht eingezogen wird (bezeichnet als Drahteinzugsseite) und nimmt daher in seinem Durchmesser ab. Wafer, die auf der Drahteinzugsseite geschnitten werden, tendieren daher dazu, eine größere Dicke zu haben als Wafer, die auf der Drahtzuführseite geschnitten werden. Daher gab es ein Problem dahingehend, dass die Dicke von Wafern, geschnitten von einem Werkstück, variiert.
Hinsichtlich dieses Problems wurde ein Verfahren zum Unterdrücken der Variation in der Waferdicke unter Verwendung einer gerillten Rolle, die konfiguriert ist, um die Abstände zwischen dessen Rillen von der Drahtzuführseite hin zu der Drahteinzugsseite (siehe beispielsweise Patentdokument 1) enger macht, verwendet.
ZITIERUNGSLISTE
PATENTLITERATUR
Patentdokument 1: ungeprüfte japanische Patentanmeldungs-Veröffentlichungs-Nr. H 10-249701
ZUSAMMENFASSUNG DER Erfindung
TECHNISCHES PROBLEM
Beim Schneiden eines Werkstücks in einer derartigen Weise ergibt sich unglücklicherweise ein Problem dahingehend, dass die Dicke des Wafers zu Beginn des Schneidens des Werkstücks dünner wird als die an einem zentralen Teil, insbesondere an der Drahteinzugsseite, zu der hin die Abstände zwischen den Rillen enger werden, was die Änderungen in der Gesamtdicke (TTV) des geschnittenen Wafers verschlechtert.
Im Hinblick auf das oben beschriebene Problem ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks und eine Drahtsäge bereitzustellen, die die Waferdicke zu Beginn des Schneidens eines Werkstücks davon abhält, lokal dünner zu werden, insbesondere an der Drahteinzugsseite, zu der hin die Abstände zwischen den Rillen enger werden, und auch die TTV vom Schlechterwerden, zu dem Zeitpunkt des Schneidens des Werkstücks durch die Drahtsäge.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Um dieses Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung gemäß Anspruch 1 ein Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks in Wafer bereit.
Ein solches Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks kann das Werkstück davon abhalten, mit einer unabgenützten Linie des Drahts an der Drahteinzugsseite, zu der hin die Abstände zwischen den Rillen enger werden, zu schneiden und unterdrückt, dass die Waferdicke zu Beginn des Schneidens des Werkstücks lokal dünner wird, insbesondere an der Drahteinzugsseite, wodurch die TTV verbessert wird.
Zu diesem Zeitpunkt reicht eine maximale Differenz in der Distanz von dem Boden der Rillen der gerillten Rolle zu einer rotierenden Achse der gerillten Rollen bevorzugt von 1 mm bis 5 mm.
Wenn die maximale Differenz 1 mm oder mehr beträgt, kann die Waferdicke zu Beginn des Schneidens des Werkstücks sicher davon abgehalten werden, lokal dünner zu werden, insbesondere an der Drahteinzugsseite. Wenn die maximale Differenz 5 mm oder weniger beträgt, können in der gerillten Rolle Rillen innerhalb des Bereichs der Dicke einer Harzhülle, so wie Polyurethan, um die gerillte Rolle herum gebildet, gebildet werden, und eine verbleibende Dicke kann in der Hülle beibehalten werden, um die Rillen rückzubilden, und das Einkerben kann leicht zu geringen Kosten durchgeführt werden.
In dem Konfigurierungsschritt kann die gerillte Rolle so konfiguriert sein, dass die gerillte Rolle einen konstanten Durchmesser aufweist und eine Tiefe der Rillen von der Drahtzuführseite hin zu der Drahteinzugsseite graduell ansteigt.
Auf diese Weise ermöglicht das Ausbilden von Rillen, die jeweils unterschiedliche Tiefen aufweisen, auf einfache Weise die Konfiguration der gerillten Rolle, sodass der Abstand von dem Boden der Rillen der gerillten Rolle zu einer rotierenden Achse der gerillten Rolle von der Drahtzuführseite hin zu der Drahteinzugsseite hin graduell abnimmt.
In dem Konfigurierungsschritt kann alternativ dazu die gerillte Rolle so konfiguriert sein, dass die Rillen eine konstante Tiefe aufweisen und ein Durchmesser der gerillten Rolle von der Drahtzuführseite hin zu der Drahteinzugsseite graduell abnimmt. Auf diese Weise können die Rillen auf einfache Weise geformt werden, um die geril-Ite Rolle zu konfigurieren. Das Einkerben kann noch leichter durchgeführt werden durch Bilden von V-förmigen Rillen.
Des Weiteren stellt die vorliegende Erfindung eine Drahtsäge gemäß Anspruch 5 bereit.
Solch eine Drahtsäge kann das Werkstück davon abhalten, mit einer nicht abgenützten Linie des Drahts an der Drahteinzugsseite, zu der hin die Abstände zwischen den Rillen enger werden, geschnitten zu werden und unterdrückt, dass die Waferdicke zu Beginn des Schneidens des Werkstücks lokal dünner wird, insbesondere an der Drahteinzugsseite, wodurch die TTV verbessert wird.
In der Drahtsäge reicht die maximale Differenz in dem Abstand von dem Boden der Rillen der gerillten Rolle zu einer rotierenden Achse der gerillten Rolle vorzugsweise von 1 mm bis 5 mm.
Wenn die maximale Differenz 1 mm oder mehr beträgt, kann das Werkstück sicher davon abgehalten werden, mit einer nicht abgenützten Linie des Drahts an der Drahteinzugsseite geschnitten zu werden und die TTV kann sicher verbessert werden. Wenn die maximale Differenz 5 mm oder weniger beträgt, können Rillen in der gerillten Rolle innerhalb des Bereichs einer Dicke einer Harzhülle, wie beispielsweise Polyurethan, gebildet um die gerillte Rolle herum, gebildet werden, und eine verbleibende Dicke in der Hülle kann beibehalten werden, um die Rillen rückzubilden und dadurch kann das Einkerben leicht zu geringen Kosten durchgeführt werden.
Die gerillte Rolle kann so konfiguriert sein, dass die gerillte Rolle einen konstanten Durchmesser aufweist und eine Tiefe der Rillen von der Drahtzuführseite zu der Drahteinzugsseite hin graduell ansteigt.
In solch einer Drahtsäge ermöglicht es das Bilden von Rillen, die jeweils unterschiedliche Tiefen aufweisen, auf einfache Weise die Konfiguration der gerillten Rolle, sodass der Abstand von dem Boden der Rillen der gerillten Rolle zu einer rotierenden Achse der gerillten Rolle von der Drahtzuführseite hin zu der Drahteinzugsseite, graduell abnimmt.
Alternativ dazu kann die gerillte Rolle so konfiguriert sein, dass die Rillen eine konstante Tiefe aufweisen und ein Durchmesser der gerillten Rolle von der Drahtzuführseite hin zu der Drahteinzugsseite graduell abnimmt.
In solch einer Drahtsäge können die Rillen der gerillten Rolle einfach gebildet werden. Das Einkerben kann noch einfacher durch Bilden von V-förmigen Rillen durchgeführt werden.
VORTEILHAFTE EFFEKTE DER Erfindung
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks mit der Drahtsäge der vorliegenden Erfindung involviert: Konfigurieren von jeder gerillten Rolle, sodass der Abstand von dem Boden der Rillen der gerillten Rolle zu einer rotierenden Achse der gerillten Rolle von der Drahtzuführseite hin zu der Drahteinzugsseite graduell abnimmt; und Schneiden des Werkstücks in solch einer Weise, dass das Werkstück gegen den Draht auf der Drahtzuführseite gedrückt wird, bevor das Werkstück gegen den Draht auf der Drahteinzugsseite gedrückt wird. Das Werkstück kann deshalb davon abgehalten werden, mit einer nicht abgenützten Linie des Drahts an der Drahteinzugsseite, zu der hin die Abstände zwischen den Rillen enger werden, geschnitten zu werden und die Waferdicke zu Beginn des Schneidens des Werkstücks kann davon abgehalten werden, lokal dünner zu werden, insbesondere an der Drahteinzugsseite, sodass die TTV verbessert wird. Diese vorteilhaften Effekte resultieren in einem geringeren Abschliff in einem Nachverfahren, wie beispielsweise einem Läppungsverfahren und einem Polierverfahren. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es somit, dass die Dicke der geschnittenen Wafer dünner wird, um die Verschnittmenge zu reduzieren, wodurch die Produktivität des Nachverfahrens, wie beispielsweise dem Läppungsverfahren und dem Polierverfahren, verbessert wird.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels einer Drahtsäge gemäß der vorliegenden Erfindung;
2A ist eine schematische Aufsicht einer gerillten Rolle einer Drahtsäge gemäß der vorliegenden Erfindung;
2B ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften Rille einer gerillten Rolle einer Drahtsäge gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften gerillten Rolle einer Drahtsäge gemäß der vorliegenden Erfindung;
4 ist eine schematische Ansicht einer beispielhaften gerillten Rolle einer Drahtsäge gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 zeigt eine Dickenverteilung eines Wafers in dem Beispiel;
6 zeigt eine Dickenverteilung eines Wafers in dem Vergleichsbeispiel;
7 zeigt ein Ergebnis einer Gesamtdickenvariation jeweils im Beispiel und Vergleichsbeispiel; und
8 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels einer herkömmlichen Drahtsäge.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nun beschrieben werden, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
Wie oben beschrieben, kann, wenn ein Werkstück, wie ein Silizium-Ingot, unter Verwendung einer herkömmlichen Drahtsäge mit einer gerillten Rolle, deren Rillenabstand unter Berücksichtigung der Drahtabnutzung variiert wird, geschnitten werden, um die Dicke der geschnittenen Wafer gleichförmig zu machen, die Dicke der Wafer nachteilig zu Beginn des Schneidens lokal dünner werden, wo die Drahtabnutzung noch nicht fortgeschritten ist. Dieses Phänomen wird besonders auffällig an der Drahteinzugsseite, zu der hin die Abstände zwischen den Rillen enger werden.
Die vorliegenden Erfinder haben wiederholt eifrige Untersuchungen durchgeführt, um so ein Problem zu lösen und sich ausgedacht, dass die Waferdicke zu Beginn des Schneidens, wo die Drahtabnutzung noch nicht vorangeschritten ist, unterdrückt werden kann, lokal dünner zu werden, durch Ändern des Timings des Kontakts des Werkstücks mit dem Draht zwischen der Drahtzuführseite und der Drahteinzugsseite zu Beginn des Schneidens, noch spezifischer durch Verzögern des Kontakts des Werkstücks mit dem Draht auf der Drahtzuführseite, wodurch die vorliegende Erfindung zur Vervollständigung gebracht wurde.
1 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels einer Drahtsäge gemäß der vorliegenden Erfindung.
Wie in 1 gezeigt, besteht eine Drahtsäge 1 der vorliegenden Erfindung hauptsächlich aus einem Draht 2, der konfiguriert ist, ein Werkstück W zu schneiden, gerillten Rollen 3, Zug-Kraft-Anlegungsmechanismen 4 und 4', konfiguriert, um eine Spannung an den Draht 2 anzulegen, ein Mittel zum Zuführen eines Werkstücks 5, konfiguriert, um ein Werkstück W, das in Wafer geschnitten wird, zu halten und das Werkstück relativ gesehen abwärts zu bewegen, um das Werkstück zuzuführen, wobei in das Werkstück geschnitten wird, und ein Mittel zum Zuführen einer Aufschlämmung 14, konfiguriert, um zum Zeitpunkt des Schneidens eine Aufschlämmung an den Draht 2 zuzuführen.
Der Draht 2 wird von einer Drahtspule 7 abgewickelt und tritt in die gerillten Rollen 3 durch einen Traverser ein, nach dem Durchlaufen des Draht-Spannung-Anlegungsmechanismus 4, enthaltend ein „Powder-Clutch“ (ein Motor mit konstantem Drehmoment), und eine Tänzerrolle (englisch: dancer roller; ein Totgewicht). Der Draht 2 ist etwa 300- bis 400-mal um eine Vielzahl von gerillten Rollen 3 gewunden, wobei eine Drahtreihe gebildet werden. Der Draht 2 wird um eine Drahtrolle 7' herum aufgerollt nach Durchlaufen des anderen Draht-Spannungs-Anlegungsmechanismus 4'.
Das Mittel 14 zum Zuführen der Aufschlämmung enthält einen Aufschlämmungstank 11, einen Aufschlämmungskühler 12 und eine Düse 13. Die Düse 13 ist oberhalb des Drahts 2, der um die gerillten Rollen 3 gewunden ist, angeordnet. Die Düse 13 ist mit dem Aufschlämmungstank 11 verbunden und die Aufschlämmung kann aus der Düse 13 dem Draht 2 zugeführt werden, nachdem die Zuführungstemperatur der Aufschlämmung durch den Aufschlämmungskühler 12 kontrolliert wird. Hierin ist die Art der Aufschlämmung, die zum Schneiden verwendet wird, nicht auf einen bestimmten Typ beschränkt, und eine Aufschlämmung, die ähnlich zu einer existierenden Aufschlämmung ist, kann verwendet werden; beispielsweise kann eine Aufschlämmung, erhalten durch Verteilen von Siliziumcarbid-Schleifkörnern in Flüssigkeit verwendet werden.
Die gerillten Rollen 3 sind Rollen, die jeweils durch Pressfitting von Polyurethanharz um einen Stahlzylinder herum gebildet werden und dann Schneiden von Rillen in regelmäßigen Intervallen auf deren Oberfläche. Mit einem Antriebsmotor 10 ermöglichen die gerillten Rollen 3 eine hin- und herbewegende Bewegung in die Richtung einer Drahtachse, die auf den gewundenen Draht vermittelt werden soll. In der her- und herbewegenden Bewegung des Drahts 2 unterscheiden sich die Laufstrecken des Drahts 2 in den jeweiligen Hin- und Herrichtungen, und die Laufstrecke in einer Richtung ist länger als in die andere Richtung, sodass eine neue Linie des Drahts zugeführt werden kann. Die neue Linie wird somit in die Richtung der längeren Laufstrecke zugeführt, wenn die hin- und herbewegende Bewegung des Drahts fortwährt.
Wie in 2A gezeigt, ist die Drahtzuführseite dargestellt durch „B“, gezeigt in 2A, und die Drahteinzugsseite ist dargestellt durch „C“, wobei die neue Linie beispielsweise in eine „A“-Richtung zugeführt wird.
Wie in 2A gezeigt, werden die Rillen 6 der gerillten Rolle 3 derart gebildet, dass die Abstände zwischen den Rillen an der Drahteinzugsseite C enger werden als auf der Drahtzuführseite B (t₁>t₂).
Darüber hinaus ist die gerillte Rolle der erfindungsgemäßen Drahtsäge derart konfiguriert, dass der Abstand von dem Boden der Rillen der gerillten Rolle zu einer rotierenden Achse der gerillten Rolle von der Drahtzuführseite hin zu der Drahteinzugsseite graduell abnimmt. Mit anderen Worten, werden die Höhenpositionen des Drahts, der um diese gerillte Rolle gewunden ist, auf der Seite, die dem Werkstück zugewandt ist, von der Drahtzuführseite hin zu der Drahteinzugsseite graduell niedriger. Hierin sind die Rillen der gerillten Rolle bevorzugt in einer U-Form mit der gleichen R-Form und der gleichen Rillenbreite wie der Durchmesser des Drahts geformt, wie in 2B gezeigt, um eine transverse Schwingung des Drahts zu vermeiden.
Wenn das Werkstück W geschnitten wird, wird das Werkstück W zu dem Draht 2 hin zugeführt, der sich relativ gesehen unter dem Werkstück befindet, durch das Mittel zum Zuführen des Werkstücks 5. Das Mittel zum Zuführen des Werkstücks 5 drückt das Werkstück W gegen den sich hin- und herbewegenden Draht 2 und führt das Werkstück W durch Bewegung des Werkstücks W relativ gesehen abwärts zu, wobei in das Werkstück geschnitten wird. Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zeitpunkt das Werkstück gegen den Draht auf der Drahtzuführseite gedrückt, bevor das Werkstück gegen den Draht auf der Drahteinzugsseite gedrückt wird. Das Mittel zum Zuführen des Werkstücks 5 kann das gehaltene Werkstück W mit einer programmierten Zuführgeschwindigkeit unter Computerkontrolle zuführen. Dann, nach dem Vervollständigen des Schneidens des Werkstücks W, zieht das Mittel 5 zum Zuführen des Werkstücks das geschnittene Werkstück W aus der Drahtreihe durch Umkehren der Richtung, in die das Werkstück W zugeführt wird.
Die Drahtsäge der vorliegenden Erfindung verzögert das Timing des Kontakts des Werkstücks mit dem Draht auf der Drahteinzugsseite, zu der hin die Abstände zwischen den Rillen enger werden, zu Beginn des Schneidens im Vergleich mit dem Draht auf der Drahtzuführseite, wodurch das Werkstück davon abgehalten wird, mit einer nicht abgenützten Linie des Drahts an der Drahteinzugsseite geschnitten zu werden. Die Drahtsäge kann deshalb die Waferdicke davor bewahren, zu Beginn des Schneidens des Werkstücks dünner zu werden als an einem zentralen Teil, insbesondere an der Drahteinzugsseite, wodurch die TTV verbessert wird.
3 zeigt einen Überblick einer beispielhaften gerillten Rolle der Drahtsäge der vorliegenden Erfindung.
Wie in 3 gezeigt, hat die gerillte Rolle 31 einen konstanten Durchmesser über deren Länge und die Tiefe („h“ in 3) der Rillen 6 der gerillten Rolle 31 werden von der Drahtzuführseite hin zu der Drahteinzugsseite (eine schräge Linie in 3) graduell größer. Es wird angemerkt, dass 3 nur die jeweiligen zwei Rillen an beiden Enden der gerillten Rolle zeigten und andere Rillen weglässt. Der Abstand („d“ in 3) von dem Boden 9 der Rillen 6 der gerillten Rolle 31 zu einer rotierenden Achse 8 der gerillten Rolle 31 wird von der Drahtzuführseite B hin zu der Drahteinzugsseite C graduell kleiner. Die gerillte Rolle 31 kann lediglich durch Bilden der Rillen die unterschiedlichen Tiefen mit existierender Ausrüstung einfach konfiguriert werden. In diesem Fall ist jede der Rillen bevorzugt eine U-förmige Rille, welche davon abgehalten werden kann, benachbarte Rillen zu stören, insbesondere an der Drahteinzugsseite, an der die Rillen tiefer geformt sind.
Wie in 4 gezeigt, kann die gerillte Rolle 32 alternativ dazu so konfiguriert sein, dass alle Rillen 6 eine konstante Tiefe aufweisen und der Durchmesser der gerillten Rolle 32 von der Drahtzuführseite B hin zu der Drahteinzugsseite C graduell kleiner wird. In dieser gerillten Rolle 32 wird gleichermaßen der Abstand d von dem Boden 9 der Rillen 6 zu der rotierenden Achse 8 der gerillten Rolle 32 von der Drahtzuführseite B hin zu der Drahteinzugsseite C graduell kleiner. Die Rillen der gerillten Rolle 32 können einfach gebildet werden. In dieser gerillten Rolle wird jede der Rillen bevorzugt auch in einer U-Form geformt, oder kann alternativ dazu in eine V-Form geformt werden, da all die Rillen die gleiche Tiefe h aufweisen. Die V-förmigen Rillen können noch einfacher gebildet werden.
Die maximale Differenz des Abstands von dem Boden der Rillen der gerillten Rolle zu der rotierenden Achse der gerillten Rolle kann gemäß dem Durchmesser der gerillten Rolle bestimmt werden, wie oft der Draht um die gerillte Rolle herumgewunden wird, und der Dicke des Wafers, der geschnitten wird, und reicht bevorzugt von 1 mm bis 5 mm.
Wenn die maximale Differenz 1 mm oder mehr beträgt, kann das Werkstück sicher davon abgehalten werden, mit einer nicht abgenützten Linie des Drahts an der Drahteinzugsseite geschnitten zu werden, und die TTV kann sicher verbessert werden. Wenn die maximale Differenz 5 mm oder weniger beträgt, können die Rillen in der gerillten Rolle innerhalb des Bereichs der Dicke einer Harzhülle, wie Polyurethan, gebildet um die gerillte Rolle herum, gebildet werden. Darüber hinaus erfordert das Rückbilden der Rillen in diesem Fall nicht das Rückbilden der Harzhülle und die Hüllen können zurückgebildet werden nach Entfernen einer Region der Harzhülle, wo die Rillen gebildet sind. Noch spezifischer kann das rillenbildende Verfahren zweimal innerhalb des Dickenbereichs von gewöhnlich verwendeten Harzhüllen durchgeführt werden und daher können die Kosten verringert werden.
Ein Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks der vorliegenden Erfindung wird nun beschrieben werden. Hier wird ein Fall beschrieben werden, wo solch eine Drahtsäge 1 wie in 1 gezeigt ist.
Zunächst werden die gerillten Rollen 3 hergestellt, wobei jede davon so konfiguriert ist, dass der Abstand von dem Boden der Rillen der gerillten Rolle 3 zu der rotierenden Achse der gerillten Rolle 3 von der Drahtzuführseite hin zu der Drahteinzugsseite graduell kleiner wird.
Die hergestellte gerillte Rolle kann zu diesem Zeitpunkt die gerillte Rolle 31, wie in 3 gezeigt, sein, wobei jede davon so konfiguriert ist, dass die gerillte Rolle einen konstanten Durchmesser aufweist und die Tiefe der Rillen 6 von der Drahtzuführseite hin zu der Drahteinziehseite graduell ansteigt.
Auf diese Weise ermöglicht das Bilden von Rillen mit jeweils unterschiedlichen Tiefen mit existierender Ausrüstung eine einfache Herstellung einer derartigen gerillten Rolle, die so konfiguriert ist, dass der Abstand zwischen dem Boden der Rillen der gerillten Rolle zu der rotierenden Achse der gerillten Rolle von der Drahtzuführseite hin zu der Drahteinziehseite graduell abnimmt. In diesem Fall ist jede der Rillen bevorzugt eine U-förmige Rille, die davon abgehalten werden kann, benachbarte Rillen zu stören, insbesondere an der Drahteinziehseite, an der die Rillen tiefer geformt sind.
Alternativ dazu kann die hergestellte gerillte Rolle die gerillte Rolle 32, wie in 4 gezeigt, sein, wobei jede davon so konfiguriert ist, dass die Rillen 6 eine konstante Tiefe aufweisen und der Durchmesser der gerillten Rolle von der Drahtzuführseite zu der Drahteinziehseite graduell abnimmt.
Auf eine derartige Weise können die Rillen einfach gebildet werden, um die gerillte Rolle herzustellen. In dieser gerillten Rolle ist jede der Rillen auch bevorzugt in einer U-Form gebildet, oder kann, alternativ dazu, in einer V-Form gebildet werden, welche noch einfacher gebildet werden kann.
Als nächstes wird das Werkstück W mit dem Mittel zum Zuführen des Werkstücks 5 gehalten.
Der Draht 2 wird dann veranlasst, sich in dessen axialer Richtung hin- und herzubewegen, wobei eine Spannung an den Draht angelegt wird. Das Werkstück W wird mit dem Mittel zum Zuführen eines Werkstücks relativ gesehen abwärts bewegt, um das Werkstück W der Drahtreihe zuzuführen, wobei in das Werkstück eingeschnitten wird, während eine Schneideaufschlämmung zu dem Draht 2 mit dem Mittel zum Zuführen der Aufschlämmung 14 zugeführt wird, sodass das Werkstück W geschnitten wird. Zu diesem Zeitpunkt wird das Werkstück gegen den Draht auf der Drahtzuführseite gedrückt, bevor das Werkstück gegen den Draht auf der Drahteinziehseite gedrückt wird.
Das Schneideverfahren der vorliegenden Erfindung verzögert das Timing des Kontakts des Werkstücks mit dem Draht auf der Drahteinziehseite, zu der hin die Abstände zwischen den Rillen enger werden, bei Beginn des Schneidens im Vergleich mit dem Draht auf der Drahtzuführseite, wodurch das Werkstück davon abgehalten wird, mit einer unabgenutzten Linie des Drahts an der Drahteinziehseite geschnitten zu werden. Das Verfahren kann daher unterdrücken, dass die Waferdicke zu Beginn des Schneidens des Werkstücks dünner wird als an dem zentralen Teil, insbesondere an der Drahteinziehseite, wodurch die TTV verbessert wird.
Die maximale Differenz in dem Abstand von dem Boden der Rillen der gerillten Rolle zu der rotierenden Achse der gerillten Rolle kann gemäß dem Durchmesser der gerillten Rolle, wie viele Mal der Draht um die gerillte Rolle gewickelt ist, und die Dicke des Wafers, der geschnitten wird, bestimmt werden und reicht bevorzugt von 1 mm bis 5 mm.
Wenn die maximale Differenz 1 mm oder mehr beträgt, kann das Werkstück sicher davor bewahrt werden, mit einer unabgenutzten Linie des Drahts an der Drahteinziehseite geschnitten zu werden, und die TTV kann sicher verbessert werden. Wenn die maximale Differenz 5 mm oder weniger beträgt, können die Rillen in der gerillten Rolle innerhalb des Bereichs der Dicke einer Harzhülle, so wie Polyurethan, um die gerillte Rolle herum gebildet, gebildet werden. Darüber hinaus erfordert das Rückbilden der Rillen in diesem Fall nicht das Rückbilden der Harzhülle und die Rillen können nach Entfernen einer Region der Harzhülle, wo die Rillen gebildet sind, rückgebildet werden. Noch spezifischer kann das rillenbildende Verfahren zweimal innerhalb des Dickenbereichs von herkömmlich verwendeten Harzhüllen durchgeführt werden, und daher können die Kosten verringert werden.
In den obigen Ausführungsformen wird das Werkstück mit dem Mittel zum Zuführen des Werkstücks der Drahtsäge, gezeigt in 1, abwärts bewegt. Das Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks und die Drahtsäge der vorliegenden Erfindung sind jedoch nicht darauf beschränkt, solange das Werkstück zugeführt wird, dadurch dass es relativ gesehen abwärts bewegt wird. Noch spezifischer kann das Werkstück W durch Bewegen der Drahtreihe aufwärts zugeführt werden, anstelle des Zuführens des Werkstücks W abwärts.
Hierbei kann die Spannung, die an den Draht 2 angelegt wird, und die Laufgeschwindigkeit des Drahts 2 geeignet bestimmt werden. Die Laufgeschwindigkeit des Drahts kann beispielsweise 400 bis 800 m/min betragen. Die Zuführgeschwindigkeit, mit der das Werkstück zu der Drahtreihe zugeführt wird, kann beispielsweise 0,2 bis 0,4 mm/min betragen. Diese Bedingungen sind nicht darauf beschränkt.
Beispiele der Aufschlämmung, die dem Draht 2 zum Zeitpunkt des Schneidens zugeführt wird, schließen eine Mischung eines Kühlmittels und #2000-Schleifkörner ein, sind jedoch nicht darauf beschränkt, und ein beispielhaftes Verhältnis von dem Kühlmittel und Schleifkörnern beträgt 50:50, bezogen auf das Gewicht. Die Temperatur der Aufschlämmung kann beispielsweise 15 °C bis 30 °C betragen.
Wie oben beschrieben, kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Waferdicke zu Beginn des Schneidens des Werkstücks davon abgehalten werden, lokal dünner zu werden, insbesondere an der Drahteinzugsseite, zu der hin die Abstände zwischen den Rillen enger werden, sodass die TTV verbessert wird. Diese vorteilhaften Effekte resultieren in einem geringeren Abrieb in einem Nachverfahren wie einem Läppungsverfahren und einem Polierverfahren. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es somit, dass die Dicke der geschnittenen Wafer dünner wird, um die Verschnittmenge zu reduzieren, wodurch die Produktivität des Nachverfahrens, wie dem Läppungsverfahren und dem Polierverfahren, verbessert wird.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird nun mit Referenz zu einem Beispiel und einem Vergleichsbeispiel noch spezifischer beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt.
(Beispiel)
Ein Werkstück wurde mit der erfindungsgemäßen Drahtsäge, gezeigt in 1, mit der gerillten Rolle, gezeigt in 3, gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks, geschnitten und die TTV des geschnittenen Wafers wurde ausgewertet. Hierbei wurde ein Silizium-Ingot mit einem Durchmesser von 300 mm und einer Länge von 400 mm als das Werkstück verwendet. Die minimale Tiefe der Rillen betrug 0,25 mm, die maximale Tiefe davon war 2 mm, und die maximale Differenz in dem Abstand von der Position des Bodens der Rillen der gerillten Rolle zu der rotierenden Achse der gerillten Rolle betrug 1,75 mm. Wie in 2A gezeigt, wurde der Abstand zwischen den Rillen alle 10 Stufen um 1 µm graduell enger, wobei t₁ = 1,08 mm und t₂ = 1,07 mm. Wie in 2B gezeigt, wurden die Rillen in einer U-Form mit der gleichen R-Form und der gleichen Rillenbreite, wie die des 0,14-mm-Durchmesser-Drahts, gebildet.
5 zeigt eine Dickenverteilung eines geschnittenen Wafers in eine Schneiderichtung. Wie in 5 gezeigt, gab es beinahe kaum einen Unterschied in der Dicke zu Beginn des Schneidens zwischen der Drahtzuführseite und der Drahteinziehseite. Es wurde herausgefunden, dass die Änderung in der Dicke im Vergleich mit dem Ergebnis des später beschriebenen Vergleichsbeispiels, gezeigt in 6, verbessert wurde. 7 zeigt ein Ergebnis der TTV. Wie in 7 gezeigt, betrug der Durchschnitt der TTV 8,0 µm und die Abweichung in der TTV betrug 0,3 µm, welche sehr verbessert wurden im Vergleich mit einem Durchschnitt von 8,7 µm und einer Abweichung von 2,0 µm in dem später beschriebenen Vergleichsbeispiel. Es muss angemerkt werden, dass SBW-330, hergestellt von Kobelco Research Institute, als Messinstrument verwendet wurde.
Der Fall, wo die gerillte Rolle wie in 4 gezeigt verwendet wurde, lieferte das gleiche Ergebnis wie das obige.
Es wurde somit bestätigt, dass die Drahtsäge und das Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks der vorliegenden Erfindung die Waferdicke davon abhalten kann, zu Beginn des Schneidens eines Werkstücks lokal dünner zu werden, insbesondere an der Drahteinziehseite, zu der hin die Abstände zwischen den Rillen enger werden, und auch die TTV davon schlechter zu werden, zum Zeitpunkt des Schneidens des Werkstücks durch die Drahtsäge.
(Vergleichsbeispiel)
Ein Silizium-Ingot wurde unter den gleichen Bedingungen wie im Beispiel geschnitten, mit der Ausnahme der Verwendung einer herkömmlichen Drahtsäge, wie in 8 gezeigt, enthaltend eine gerillte Rolle mit einem konstanten Durchmesser über dessen Länge und Rillen mit einer konstanten Tiefe und Drücken eines Werkstücks gegen einen Draht sowie auf der Drahtzuführseite als auch auf der Drahteinziehseite zur gleichen Zeit, und die gleiche Auswertung wie im Beispiel wurde durchgeführt. 6 zeigt eine Dickenverteilung eines geschnittenen Wafers in einer Schneiderichtung. Wie in 6 gezeigt, war die Differenz in der Dicke zu Beginn des Schneidens zwischen der Drahtzuführseite und der Drahteinziehseite größer und die Dicke zu Beginn des Schneidens an der Drahteinziehseite war dünner als die der Drahtzuführungsseite.
7 zeigt ein Ergebnis der TTV. Wie in 7 gezeigt, war der Durchschnitt der TTV 8,7 µm und die Abweichung in der TTV war 2,0 µm, was beträchtlich schlechter war, verglichen mit dem Ergebnis des Beispiels.
Es ist anzumerken, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt ist. Diese Ausführungsform ist lediglich eine Veranschaulichung und jegliche Beispiele, die im Wesentlichen das gleiche Merkmal aufweisen und die gleichen Funktionen und Effekte, wie die in dem technischen Konzept, beschrieben in den Ansprüchen der vorliegenden Erfindung, zeigen, sind im technischen Schutzbereich der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.

Claims

Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks (W) in Wafer durch Vermitteln einer axialen hin- und herbewegenden Bewegung an einen Draht (2), der um eine Vielzahl von gerillten Rollen (3, 31, 32) gewunden ist, wobei der Rillenabstand der gerillten Rollen von der Drahtzuführseite (B) zur Drahteinzugseite (C) geringer wird, und Bewegen des Werkstücks (W) relativ gesehen abwärts, um das Werkstück (W) gegen den sich hin- und herbewegenden Draht (2) zu drücken und das Werkstück (W) zuzuführen, wobei das Werkstück (W) geschnitten wird, während eine Aufschlämmung dem Draht (2) zugeführt wird, wobei das Verfahren die Schritte umfasst von: Konfigurieren von jeder der gerillten Rollen (3, 31, 32), sodass ein Abstand (d) von einem Boden (9) der Rillen (6) der gerillten Rollen (3, 31, 32) zu einer rotierenden Achse (8) der gerillten Rollen (3, 31, 32) von der Drahtzuführseite (B) hin zu der Drahteinzugsseite (C) graduell abnimmt; Schneiden des Werkstücks (W) in einer Weise, dass das Werkstück (W) gegen den Draht (2) auf der Drahtzuführseite (B) gedrückt wird, bevor das Werkstück (W) gegen den Draht (2) auf der Drahteinzugsseite (C) gedrückt wird.
Das Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks nach Anspruch 1, wobei eine maximale Differenz in der Distanz von dem Boden (9) der gerillten Rolle (3, 31, 32) zu einer rotierenden Achse (8) der gerillten Rolle (3, 31, 32) von 1 mm bis 5 mm reicht.
Das Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks nach Anspruch 1 oder 2, wobei die gerillte Rolle (3, 31, 32) in dem Konfigurierungsschritt derart konfiguriert wird, dass die gerillte Rolle einen konstanten Durchmesser aufweist und eine Tiefe (h) der Rillen (6) von der Drahtzuführseite (B) hin zur Drahteinzugsseite (C) graduell ansteigt.
Das Verfahren zum Schneiden eines Werkstücks nach Anspruch 1 oder 2, wobei die gerillte Rolle (3, 31, 32) in dem Konfigurierungsschritt so konfiguriert wird, dass die Rillen eine konstante Tiefe aufweisen und ein Durchmesser der gerillten Rolle von der Drahtzuführseite (B) hin zur Drahteinzugsseite (C) graduell abnimmt.
Drahtsäge (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach irgeneinem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: einen Draht (2), der um eine Vielzahl von gerillten Rollen (3, 31, 32) gewunden ist, wobei der Rillenabstand der gerillten Rollen von der Drahtzuführseite (B) zur Drahteinzugseite (C) geringer wird, und wobei der Draht (2) konfiguriert ist, um zu einer axialen hin- und herbewegenden Bewegung fähig zu sein; eine Düse (13) zum Zuführen einer Aufschlämmung an den Draht (2); ein Mittel zum Zuführen eines Werkstücks (5), konfiguriert, um ein Werkstück (W) zu halten und das gehaltene Werkstück relativ gesehen abwärts zu bewegen, um das Werkstück zum Draht hin zuzuführen; wobei die Drahtsäge zum Schneiden des Werkstücks in Wafer konfiguriert ist, durch Drücken des Werkstücks (W), gehalten durch das Mittel zum Zuführen des Werkstücks (5), gegen den sich hin- und herbewegenden Draht (2) und Zuführen des Werkstücks (W), wobei in das Werkstück (W) geschnitten wird, während durch die Düse (13) dem Draht (2) eine Aufschlämmung zugeführt wird, wobei jede der gerillten Rollen (3, 31, 32) so konfiguriert ist, dass ein Abstand (d) von einem Boden (9) der Rillen (6) der gerillte Rolle (3, 31, 32) zu einer rotierenden Achse (8) der gerillten Rolle (3, 31, 32) von der Drahtzuführseite (B) hin zu der Drahteinzugsseite (C) graduell abnimmt, und wobei die Drahtsäge (1) in der Lage ist, das Werkstück i(W) n einer derartigen Weise zu schneiden, dass das Werkstück (W) gegen den Draht (2)auf der Drahtzuführseite (B) gedrückt wird, bevor das Werkstück (W) gegen den Draht (2) auf der Drahteinzugsseite (C) gedrückt wird.
Die Drahtsäge nach Anspruch 5, wobei eine maximale Differenz in der Distanz von dem Boden (9) der gerillten Rolle (3, 31, 32) zu einer rotierenden Achse (8) der gerillten Rolle (3, 31, 32) von 1 mm bis 5 mm reicht.
Die Drahtsäge nach Anspruch 5 oder 6, wobei die gerillte Rolle (3, 31, 32)so konfiguriert ist, dass die gerillte Rolle einen konstanten Durchmesser aufweist und eine Tiefe (h) der Rillen von der Drahtzuführseite (B) hin zur Drahteinzugsseite (C) graduell ansteigt.
Die Drahtsäge nach Anspruch 5 oder 6, wobei die gerillte Rolle (3, 31, 32)so konfiguriert ist, dass die Rillen eine konstante Tiefe aufweisen und ein Durchmesser der gerillten Rolle von der Drahtzuführseite (B) hin zur Drahteinzugsseite (C) graduell abnimmt.