TW201738022A - 線鋸裝置的製造方法及線鋸裝置 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種線鋸裝置的製造方法，該線鋸裝置包括鋼線供給軸盤、長型輥、導線器、鋼線捲收軸盤及被控制而在經設定的控制角度±A（°）內動作並且對該鋼線賦予張力的張力臂，該線鋸裝置的製造方法包括下列步驟：測定該長型輥的表面粗糙度Rmax；自該鋼線供給軸盤伸出該鋼線時，測定該張力臂的角度擺動至該經設定的控制角度的範圍外時的該張力臂的角度a（°）；將該經測定的該長型輥的表面粗糙度Rmax作為R1（μm），計算出R1×2×A÷(|a|+A)=R2；以及使該長型輥的表面粗糙度Rmax成為該計算出的數值R2以下。藉此，可防止張力臂大幅擺動至控制範圍外。
Description
本發明係關於一種線鋸切斷技術，並且關於一種線鋸裝置的製造方法及線鋸裝置，將例如半導體單晶矽晶棒的工件予以作成晶圓狀（作成切片）的晶圓切斷步驟等。
例如，於半導體製造領域，藉由將以單晶拉提裝置所拉提的半導體單晶矽晶棒，使用內周刃切片器於軸直角方向薄薄地切斷而得到複數個半導體矽晶圓。
然而，近年來半導體晶圓的大直徑化的傾向，使得習知使用內周刃切片器切斷晶棒變得困難。再者，由於以內周刃切片器的切斷方法是一片片地切出晶圓的緣故，由於沒效率而有生產性差的問題。
因此，近年來藉由線鋸（特別是多線鋸）的切斷方法受到關注。此切斷方法係藉由將工件推壓於螺旋狀捲繞於複數條導線器（主輥）之間的鋼線列，將漿液供給於該工件與鋼線的接觸部並同時使鋼線移動，而將工件切斷為晶圓狀的方法（例如，專利文獻1）。藉由這種切斷方法，可以一次切出多數片（例如，數量100片）的晶圓。 ［先前技術文獻］ ［專利文獻］
［專利文獻1］日本特開平11-156694號公報
［發明所欲解決之問題］ 在使用如上述的線鋸的切斷方法所使用的線鋸裝置中，鋼線供給軸盤和導線器之間配置有長型輥、張力臂等，自鋼線供給軸盤伸出的鋼線係在長型輥的軸方向移動的同時通過長型輥上。此時，於長型輥的軸方向沒有滑順地移動的鋼線會有突發性地回到原來位置（行進中的鋼線的長度成為最短的位置）的情況。
此情況下，有鋼線供給軸盤之側的張力臂會大幅擺動至控制範圍外，而有鋼線斷線的問題。若發生鋼線斷線則會導致切斷加工中的工件的品質惡化。
鑒於上述習知技術之問題點，本發明之目的在於提供一種線鋸裝置的製造方法及線鋸裝置，能使自鋼線供給軸盤伸出的鋼線在長型輥上於軸方向滑順地移動，且防止張力臂朝控制範圍外大幅擺動。 ［解決問題之技術手段］
為了達成上述目的，依據本發明提供一種線鋸裝置的製造方法，該線鋸裝置包括：伸出鋼線的鋼線供給軸盤、使得自該鋼線供給軸盤伸出的該鋼線得以通過表面上的長型輥、供該鋼線螺旋狀纏繞於周圍的複數個導線器、捲收該鋼線的鋼線捲收軸盤、以及配置於該鋼線供給軸盤與該導線器之間且被控制而在經設定的控制角度±A（°）內動作並且對該鋼線賦予張力的張力臂，該鋼線係得以在該長型輥上以軸方向移動的同時通過該長型輥上，該線鋸裝置的製造方法包含下列步驟： 測定該長型輥的表面粗糙度Rmax； 在自該鋼線供給軸盤伸出該鋼線時，測定該張力臂的角度擺動至經設定控制角度範圍外時該張力臂的角度a（°）； 將經測定的該長型輥的表面粗糙度Rmax作為R1（μm），計算出R1×2×A÷(|a|+A)=R2；以及 使該長型輥的表面粗糙度Rmax成為該計算出的數值R2以下。
如此一來，可以製造能使自鋼線供給軸盤伸出的鋼線在長型輥上滑順地於軸方向移動，防止張力臂大幅擺動至控制範圍外，防止鋼線的斷線的線鋸裝置。 另外，在此所提到的表面粗糙度Rmax係為遵照JIS B0601而測定之剖面曲線的最大剖面高度。
此時，該長型輥以由邵氏硬度A80~96的聚氨酯製者為佳。
若使用此硬度範圍者，鋼線容易滑順地移動，再者，能降低長型輥的形狀變化、形狀劣化，提高耐用次數。藉由使其為邵氏硬度A80以上，能防止長型輥的變形、提高使用次數，藉由使其為邵氏硬度A96以下，能有效率地進行降低表面粗糙度的加工（研磨）。
再者此時，於使前述長型輥表面粗糙度Rmax成為該計算出的數值R2以下的步驟上，係以藉由以#800~3000的研磨片研磨前述長型輥的表面，而使長型輥的表面粗糙度Rmax成為該計算出數值R2以下為佳。
如此，藉由使其為#800以上的號數，可使長型輥的表面粗糙度Rmax更確實地成為R2以下。再者，藉由使其為#3000以下的號數，可防止研磨片堵塞，而更有效率地研磨。
並且，依據本發明提供一種線鋸裝置，該線鋸裝置包含：伸出鋼線的鋼線供給軸盤、使得自該鋼線供給軸盤伸出的該鋼線得以通過長型輥表面上的長型輥、供該鋼線螺旋狀纏繞於導線器周圍的複數個導線器、捲收該鋼線的鋼線捲收軸盤、以及配置於該鋼線供給軸盤與該導線器之間且被控制而在經設定的控制角度±A（°）內動作並且對該鋼線賦予張力的張力臂，該鋼線係得以在於該長型輥的軸方向移動的同時通過該長型輥上，其中前述長型輥的表面粗糙度Rmax為21μm以下之物。
若為此種裝置，能使自鋼線供給軸盤伸出的鋼線於長型輥上於軸方向滑順地移動，防止張力臂大幅擺動至控制範圍外，防止鋼線斷線。
此時，該長型輥以由邵氏硬度A80~96的聚氨酯製者為佳。
若為如此硬度範圍者，能使鋼線易於滑順地移動，再者，降低長型輥的形狀化、形狀劣化，提高耐用次數。藉由使其為邵氏硬度A96以下，能有效率地進行降低表面粗糙度的加工（研磨）。 〔對照先前技術之功效］
若為本發明之線鋸裝置的製造方法及線鋸裝置，能使自鋼線供給軸盤被伸出的鋼線於長型輥上於軸方向滑順地移動，防止張力臂大幅擺動到控制範圍外，防止鋼線的斷線。
以下，針對本發明說明實施例，但是本發明並非限定於此。 如前述內容，自鋼線供給軸盤伸出的鋼線於長型輥上於軸方向移動的同時通過的線鋸中，於長型輥的軸方向沒有滑順地移動的鋼線會有突發性地回到原來位置的情況，此時，鋼線供給軸盤之側的張力臂會大幅擺動到控制範圍外，而有鋼線會斷線的問題。
因此，本發明者欲解決此問題而反覆專心研究。結果，想到藉由規定長型輥的表面粗糙度Rmax，能使得自鋼線供給軸盤送出的鋼線在長型輥上滑順地於軸方向移動，防止張力臂大幅擺動至控制範圍外，能防止由於此大幅擺動而造成的鋼線的斷線。然後，推敲對於用以實施此些的最佳的方式，而完成本發明。
首先，參考第1(a)圖及第1(b)圖而說明本發明之線鋸裝置24。如第1(a)圖所舉例說明，本發明之線鋸裝置24是由伸出鋼線25的鋼線供給軸盤1、自該鋼線供給軸盤1伸出的鋼線25得以通過表面上的長型輥2、供鋼線25螺旋狀纏繞於周圍的複數個導線器26、捲收鋼線25的鋼線捲收軸盤18、以及配置於鋼線供給軸盤1和導線器26之間且被控制在設定角度±A（°）内動作並且對鋼線25賦予張力的張力臂19。然後，如第1(b)圖所示，鋼線25係為得以在於該長型輥2的軸方向移動的同時通過該長型輥2上者。
導線器26可由例如主導線器10和從導線器11兩者所構成。
自鋼線供給軸盤1伸出的鋼線25通過長型輥2、緊線器3、滾輪4、張力臂滾輪5、張力測定器滾輪6、滾輪7、滾輪8及滾輪9，於主導線器10和從導線器11以規定之節距平行地纏繞而形成鋼線列27。然後，成為藉由使工件23下降至鋼線列27而切斷工件23的構造。
再者，由從導線器11出去的鋼線25通過滾輪12、滾輪13、張力測定器滾輪14、張力臂滾輪15、滾輪16及緊線器17而捲收於鋼線捲收軸盤18。
另外，在本實施例之線鋸裝置24之中，緊線器3得以僅用於使鋼線25的行進方向反轉，以鋼線供給軸盤1捲取鋼線時。
本實施方式之線鋸裝置24中，可對於張力測定器20所檢出的張力，使以張力臂19為中心之張力臂滾輪5的位置在經設定之任意的控制角度±A（°）範圍內移動（張力臂19之擺動），而能控制鋼線供給軸盤1至主導線器10的張力。再者，自導線器11至鋼線捲收軸盤18的張力也可同樣地對於以張力測定器21所檢出的張力，使以張力臂22為中心之張力臂滾輪15的位置在任意之控制範圍內移動、控制。
此時，張力臂19的控制角度±A（°）可設定為例如、±1.5°之範圍。
然後，如第1(b)圖所舉例說明，自鋼線供給軸盤1伸出鋼線25的情況，自鋼線供給軸盤1伸出的鋼線25係於鋼線供給軸盤1的軸方向移動的同時伸出。因此，鋼線25在於長型輥2的軸方向移動的同時通過長型輥2上，朝向滾輪4過去。
此時，在習知產品之中，鋼線25無法在長型輥2上滑順地移動而成為如卡住的狀態之後，突發性地回到原來的位置（行進中鋼線25的長度成為最短的位置）的情況時，張力臂19會大幅擺動。
本發明之線鋸裝置24的長型輥2表面粗糙度Rmax為21μm以下。再者，長型輥2的表面粗糙度Rmax愈小，鋼線25變得愈容易在長型輥2上於長型輥2的軸方向滑順地移動，張力臂19的擺動也會容易變得安定所以比較好。若為如此者，由於為長型輥2的表面粗糙度Rmax非常小之物的緣故，自鋼線供給軸盤1伸出的鋼線25能在長型輥2上滑順地於軸方向移動，能防止張力臂19大幅擺動至控制範圍外。藉此，能降低鋼線25的斷線。再者，長型輥2的表面粗糙度Rmax下限沒有特別限定，例如能為0μm以上。
此時，長型輥2係為由邵氏硬度A80~96所構成的聚氨酯製者為佳。若是在此硬度範圍者，能使鋼線25容易滑順地移動，再者，能降低長型輥2的形狀變化、形狀劣化、增加耐用次數。具體而言，藉由使其為邵氏硬度A80以上而得以防止長型輥2的變形，提高使用次數，藉由使其為邵氏硬度A96以下，能有效率地進行降低表面粗糙度的加工（研磨）。
接著，對本發明之線鋸裝置的製造方法進行說明。在此，關於製造如上述第1(a)圖所示的本發明之線鋸裝置24的情況，使用第2圖所示之步驟圖進行說明。
首先，進行測定長型輥2的表面粗糙度Rmax的步驟（第2圖的SP1）。
作為長型輥2，使用例如由邵氏硬度A80~96所構成的聚氨酯者為佳。若使用如此硬度範圍者，能使鋼線25容易滑順地移動，再者，能降低長型輥2的形狀變化、形狀劣化、增加耐用次數。具體而言，藉由使其為邵氏硬度A80以上而得以防止長型輥2的變形，提高使用次數，藉由使其為邵氏硬度A96以下，能有效率地進行降低表面粗糙度的加工（研磨）。
接著，自鋼線供給軸盤1伸出鋼線25，進行以鋼線捲取軸盤18的捲取，此時，進行測定張力臂19的角度擺動至該經設定的控制角度±A（°）的範圍外時的該張力臂的角度a（°）的步驟（第2圖的SP2）。
接著，進行將經測定出的長型輥2的表面粗糙度Rmax作為R1(μm)時，計算R1×2×A÷(|a|+A)=R2的步驟（第2圖的SP3）。
接著，進行使長型輥2的表面粗糙度Rmax成為計算出的數值R2以下的步驟（第2圖的SP4）。例如可以研磨長型輥2的表面。
此時，藉由以#800～3000的研磨片研磨長型輥的表面，而使長型輥的表面粗糙度Rmax成為計算出的數值R2以下為佳。
#800和#3000的平均粒徑分別為20μm和5μm。藉由使用#800以上的號數，能更確實地使長型輥2的表面粗糙度Rmax成為R2以下。再者，藉由#3000以下的號數可防止研磨片堵塞，並能有效率地研磨。另外，做為使用於研磨片的研磨劑，可舉出碳化矽、氧化鋁、氧化鈰等。
雖然使用上述之研磨片，例如能藉由將研磨片按壓於旋轉的長型輥2而研磨，但研磨方法並不限定於此。
再者，此研磨能對同個長型輥實施複數次。例如，在隨著使線鋸裝置24運轉，長型輥2的表面粗糙度Rmax惡化的情況下，能再次進行長型輥2的表面的研磨，使表面粗糙度Rmax成為R2以下。
再者，作為將長型輥2的表面粗糙度Rmax成為計算數值R2以下的方法，不為藉由研磨者亦可，例如，藉由交換表面粗糙度Rmax為R2以下的長型輥而進行亦可。
如此一來，製造具有表面粗糙度Rmax為R2以下的長型輥之線鋸裝置。若為本發明之線鋸裝置的製造方法，能製造自鋼線供給軸盤伸出的鋼線於長型輥上滑順地於軸方向移動，且能防止張力臂大幅擺動至控制範圍外之線鋸裝置。再者，藉此能降低鋼線的斷線。 〔實施例〕
以下，雖顯示本發明的實施例及比較例而更具體說明本發明，但本發明並不限定於此。
〔實施例1〕
依據如第2圖所示的本發明之線鋸裝置的製造方法，進行如第1(a)圖所示之線鋸裝置的製造。
首先，準備由邵氏硬度A91所構成的聚氨酯製之長型輥2。測定此長型輥2的表面粗糙度Rmax，結果為R1（μm）=34μm。再者，設定張力臂19的控制角度為±A（°）=±1.5°。
接著，測定鋼線25自鋼線供給軸盤1以800m/min的速度伸出時的張力臂19的動作，表示於第3圖。
其結果，如第3圖所示，在63秒附近的張力臂19的角度突發性地自1.5°附近擺動至-3.2°附近。
如同上述，張力臂19的角度突發性地向控制範圍外擺動時的角度a（°）為-3.2°，長型輥2的表面粗糙度Rmax（R1）為34μm。
於此，藉由R1×2×A÷(|a|+A)=R2的關係式計算出能抑制張力臂19的至控制範圍外的擺動之長型輥2表面粗糙度Rmax（R2），結果為34×2×1.5÷(|-3.2|+1.5)=22μm。
於此，為了使上述的表面粗糙度Rmax（R1）為34μm的長型輥2的表面粗糙度Rmax成為R2（=22μm）以下，藉由#2000的研磨片研磨。具體而言，藉由按壓研磨片於旋轉的長型輥2而研磨。
測定研磨後的長型輥2的表面粗糙度Rmax，結果為21μm、成為小於上述的R2之值。
使用此表面粗糙度Rmax為21μm的長型輥2製造線鋸裝置24。然後，測定以線速度800m/min使鋼線25伸出時的張力臂19的動作，示於第4圖。其結果，在第4圖中，未發現在第3圖中所見的張力臂19的突發性的至控制範圍外的擺動。
如此一來，在實施例1中，在藉由為了在經設定的控制角度±A（°）內動作而被控制的張力臂19而賦予張力的線鋸裝置24之中，使用於自鋼線供給軸盤1伸出鋼線25時，將鋼線供給軸盤1之側的張力臂19的角度突發性地擺動至控制範圍外時的角度設為a（°），長型輥2的表面粗糙度Rmax設為R1時，以R1×2×A÷(|a|+A)所計算出的數值R2以下的表面粗糙度Rmax的長型輥2，藉此，能製造能防止張力臂19會突發性地大幅擺動至控制範圍外的本發明的線鋸裝置24。
〔比較例1〕 不同於實施例1，不特別考慮長型輥的表面粗糙度Rmax，準備長型輥及各個元件而製造線鋸裝置。另外，作為參考，測定此時的長型輥的表面粗糙度Rmax，結果為34μm。換言之，與實施例1最初準備之線鋸裝置是相同之物。
在此習知的線鋸裝置之中，與實施例1同樣地將張力臂的控制角度設定為±A（°）=±1.5°，測定鋼線以800m/min的速度伸出時的張力臂的動作，結果得到與第3圖相同的結果。換言之，在比較例1中所製造的線鋸裝置，係為會發生張力臂的角度突發性地大幅擺動至控制範圍外之現象，而可見斷線的徵兆的裝置。
〔實施例2-4、比較例2、3〕 不同於在實施例1中準備的長型輥，準備了表面粗糙度Rmax為34μm的長型輥。將此長型輥於軸方向劃分為五份（將軸方向的寬幅分為五個區域），個別以#600、800、2000、3000、4000的號數相異的研磨片分別研磨。用於#600、800、2000、3000、4000的研磨片的平均磨粒徑分別為28、20、8、5、3μm。另外，若考慮實施例1的結果，為了防止張力臂的角度會突發性地大幅擺動至控制範圍外的現象，考量預期目標係為研磨後的表面粗糙度Rmax為22μm以下（21μm以下更佳）。
將測定研磨前和研磨後的長型輥的軸方向的表面粗糙度Rmax的結果表示於第5圖。其結果如第5圖所示，在#600，表面粗糙度Rmax已惡化為35μm（比較例2）。在#4000，由於研磨片堵塞變滑而無法有效地研磨，研磨中途結束的緣故，所以表面粗糙度Rmax為27μm（比較例3）。另一方面，在#800～#3000，表面粗糙度Rmax分別為22、19、17μm，皆在22μm以下。更進一步，關於#2000、#3000，能成為21μm以下，而能如預計的研磨（實施例2-4）。
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，且發揮同樣作用效果者，皆包括於本發明的技術範圍。
1‧‧‧鋼線供給軸盤 2‧‧‧長型輥 3‧‧‧緊線器 4‧‧‧滾輪 5‧‧‧張力臂滾輪 6‧‧‧張力測定器滾輪 7‧‧‧滾輪 8‧‧‧滾輪 9‧‧‧滾輪 10‧‧‧主導線器 11‧‧‧從導線器 12‧‧‧滾輪 13‧‧‧滾輪 14‧‧‧張力測定器滾輪 15‧‧‧張力臂滾輪 16‧‧‧滾輪 17‧‧‧緊線器 18‧‧‧鋼線捲收軸盤 19‧‧‧張力臂 20‧‧‧張力測定器 21‧‧‧張力測定器 22‧‧‧張力臂 23‧‧‧工件 24‧‧‧線鋸裝置 25‧‧‧鋼線 26‧‧‧導線器 27‧‧‧鋼線列 22‧‧‧張力臂 23‧‧‧工件 24‧‧‧線鋸裝置 25‧‧‧鋼線 26‧‧‧導線器 27‧‧‧鋼線列
第1(a)圖係顯示本發明線鋸裝置之一範例之示意圖。 第1(b)圖係顯示自斜上方（第1(a)圖的箭頭(b´)方向）觀看鋼線供給軸盤、長型輥及滾輪的線鋸裝置的一部分之示意圖。 第2圖係顯示本發明線鋸裝置的製造方法之一範例之步驟圖。 第3圖係顯示長型輥的表面粗糙度Rmax為34μｍ的情況的張力臂的動作之曲線圖。 第4圖係顯示長型輥的表面粗糙度Rmax為21μｍ的情況的張力臂的動作之曲線圖。 第5圖係顯示將表面粗糙度Rmax為34μｍ的長型輥分別經以#600、800、2000、3000、4000的研磨片研磨時的長型輥的軸方向的表面粗糙度Rmax之曲線圖。
Claims (5)
- 一種線鋸裝置的製造方法，該線鋸裝置包括：伸出鋼線的鋼線供給軸盤、使得自該鋼線供給軸盤伸出的該鋼線得以通過表面上的長型輥、供該鋼線螺旋狀纏繞於周圍的複數個導線器、捲收該鋼線的鋼線捲收軸盤、以及配置於該鋼線供給軸盤與該導線器之間且被控制而在經設定的控制角度±A（°）內動作並且對該鋼線賦予張力的張力臂，該鋼線係得以在於該長型輥的軸方向移動的同時通過該長型輥上，該線鋸裝置的製造方法包含下列步驟： 測定該長型輥的表面粗糙度Rmax； 自該鋼線供給軸盤伸出該鋼線時，測定該張力臂的角度擺動至該經設定的控制角度的範圍外時的該張力臂的角度a（°）； 將經測定的該長型輥的表面粗糙度Rmax作為R1（μm），計算出R1×2×A÷(|a|+A)=R2；以及 使該長型輥的表面粗糙度Rmax成為該計算出的數值R2以下。
- 如請求項1所述之線鋸裝置的製造方法，其中作為該長型輥，使用邵氏硬度A80~96的聚氨酯製者。
- 如請求項1或2所述之線鋸裝置的製造方法，其中在使該長型輥的表面粗糙度Rmax成為該計算出的數值R2以下的步驟之中， 係以#800~3000的研磨片研磨該長型輥的表面，而使該長型輥的表面粗糙度Rmax成為該計算的數值R2以下。
- 一種線鋸裝置，包含： 一鋼線供給軸盤，係伸出鋼線； 一長型輥，供自該鋼線供給軸盤伸出的該鋼線得以通過表面上； 複數個導線器，供該鋼線螺旋狀纏繞於周圍； 一鋼線捲收軸盤，係捲收該鋼線； 一張力臂，係配置於該鋼線供給軸盤與該導線器之間，被控制而在經設定的控制角度±A（°）內動作，對該鋼線賦予張力，該鋼線係得以在於該長型輥的軸方向移動的同時通過該長型輥上， 其中該長型輥的表面粗糙度Rmax為21μm以下。
- 如請求項4所述之線鋸裝置，其中該長型輥係為由邵氏硬度A80~96的聚氨酯製者。
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