專利名稱：：改善晶片表面的納米形貌的方法及線鋸裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種改善用線鋸裝置切割晶棒而成的硅晶片、或化合物半導(dǎo)體晶片等的晶片表面的納米形貌的方法及線鋸裝置。
背景技術(shù)：
：舉例而言，在制造硅晶片時(shí)，是以線鋸裝置切割單晶硅晶棒(例如可參照日本特開平8-85053號公報(bào))。線鋸裝置是使鋼線(高張力鋼線)高速行進(jìn)，在此處加上將GC(碳化硅)磨粒分散于液體而成的研磨液的同時(shí)，將晶棒抵著而進(jìn)行切片(切割)的裝置。以往，一般用于硅晶棒切片的裝置，是對直徑0.14mm0.18mm的鋼線施以2.53.0kgf的張力，以400500m/min的平均速度、12c/min(3060s/c)的循環(huán)，使其往復(fù)行進(jìn)的同時(shí)進(jìn)行切片。鋼線從一端的巻線軸(wirereel)拉出，經(jīng)過具備自重(deadweight)的上下跳動(dòng)滾輪(dancerroller)或接續(xù)有定扭矩馬達(dá)的磁粉離合器(powderclutch)，或者是由此二者所構(gòu)成的賦予張力的機(jī)構(gòu)，而進(jìn)入凹溝滾輪(grooveroller)。凹溝滾輪是在鑄鋼制圓筒的周圍壓入聚胺酯樹脂，并在其表面以一定的節(jié)距刻以凹溝的滾輪，鋼線在此處巻繞300400次之后，經(jīng)過另一端的賦予張力的機(jī)構(gòu)，而被另一端的巻線軸所巻取。鋼線是由用以驅(qū)動(dòng)凹溝滾輪的馬達(dá)，以預(yù)先規(guī)定的周期，被來回驅(qū)動(dòng)。另一方面，晶棒以預(yù)先程序化的晶棒進(jìn)給速度，抵壓于鋼線而被切片。圖2是說明以往的線鋸裝置中的進(jìn)給晶棒的機(jī)構(gòu)的概略圖。在此線鋸裝置10'中，晶棒2'是被固定在以LM導(dǎo)軌(直線導(dǎo)軌)4'所導(dǎo)引的進(jìn)給平臺(tái)3'(workfeedingtable)，而向巻于凹溝滾輪5'的鋼線列l(wèi)，切入。LM導(dǎo)軌4，，一般是由"滑軌(trackrail)"和"含鋼珠或圓柱滾子(cylindricalroller)的滑道組件"所構(gòu)成，通過與滑軌接觸的鋼珠或圓柱滾子的轉(zhuǎn)動(dòng)，使滑道組件在滑軌上呈直線而平滑地移動(dòng)。另一方面，就晶片而言，近年來稱作"納米形貌"的表面波紋度成分的大小，則成為問題所在。此納米形貌，是在晶片的表面形狀中，其波長較"彎曲(curve)"和"翹曲(wrap)"短、而較"表面粗糙度"長，而取自波長為入=0.220mm的成分而成，其PV值為0.10.2um以下的極淺的波紋度。此納米形貌，一般認(rèn)為在組件制造中，會(huì)影響STI(淺溝槽隔離，ShallowTrenchIsolation)步驟的成品率。納米形貌是在晶片的加工步驟(切片研磨)中所夾雜而成的，其中，起因在線鋸、切片而產(chǎn)生的納米形貌(即切片波紋度)可分為"突發(fā)性地發(fā)生的波紋度"、"發(fā)生于切割開始或結(jié)束部分的波紋度"及"具有周期性的波紋度"的3個(gè)種類。其中，關(guān)于"突發(fā)性地發(fā)生的波紋度"，一般認(rèn)為其原因?yàn)殇摼€斷線或線鋸裝置的張力控制異常，關(guān)于"發(fā)生于切割開始或結(jié)束部分的波紋度"，則一般認(rèn)為其原因?yàn)榍懈畹挚沽Φ募眲∽兓?，而大多在納米形貌的數(shù)值判定上會(huì)成為不合格。另一方面，關(guān)于"具有周期性的波紋度"，大多在納米形貌的功能檢查上會(huì)成為不合格，但原因不明。
發(fā)明內(nèi)容[發(fā)明所要解決的問題]本發(fā)明的目的在于，通過消除具有周期性的切片波紋度，提供一種改善晶片表面的納米形貌的方法及線鋸裝置。[解決問題的技術(shù)方案]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明提供一種改善晶片表面的納米形貌的方法，用于改善通過線鋸裝置從晶棒切割而成的晶片的表面的納米形貌的方法，其特征在于至少改善所述線鋸裝置所具備的進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度，該進(jìn)給平臺(tái)是用以將晶棒往將鋼線巻繞于多個(gè)滾輪之間而形成的鋼線列進(jìn)給。如此，通過改善用以將晶棒往鋼線列進(jìn)給的進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度，能夠消除具有周期性的切片波紋度、改善晶片表面的納米形貌。另外，此處所謂的直線度，是物體僅移動(dòng)X時(shí)的軌跡，利用從理想直線算起的距離Y來定義，用Y/X來表示。此時(shí)，所述進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的改善，以改善將所述進(jìn)給平臺(tái)直線狀地導(dǎo)引的直線導(dǎo)軌的變形來進(jìn)行為佳。如此，進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的改善，通過改善將所述進(jìn)給平臺(tái)直線狀地導(dǎo)引的直線導(dǎo)軌的變形，而能夠可靠地進(jìn)行。而且，所述直線導(dǎo)軌的變形的改善，是通過調(diào)整利用螺栓將所述直線導(dǎo)軌安裝在所述線鋸裝置上的安裝孔的間隔、和將螺栓(bolt)緊固的扭矩(torque)來進(jìn)行。如此，直線導(dǎo)軌的變形的改善，可通過調(diào)整利用螺栓將所述直線導(dǎo)軌安裝在所述線鋸裝置上的安裝孔的間隔、和將螺栓緊固的扭矩，而能較可靠地進(jìn)行直線導(dǎo)軌的變形的改善，因此能夠有效地進(jìn)行進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的改善。而且，本發(fā)明提供一種線鋸裝置，其用來切割晶棒以制造晶片的線鋸裝置，其特征在于至少具備，將鋼線巻繞在多個(gè)滾輪之間而形成的鋼線列、用以固定晶棒而將其往該鋼線列進(jìn)給的進(jìn)給平臺(tái)、及用以將該進(jìn)給平臺(tái)直線狀地導(dǎo)引的直線導(dǎo)軌；所述進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度，其波長20200mm的成分滿足PV值1.0"m者。如此，只要是具備鋼線列，用以固定晶棒而將其往該鋼線列進(jìn)給的進(jìn)給平臺(tái)，以及用以將該進(jìn)給平臺(tái)直線狀地導(dǎo)引的直線導(dǎo)軌；進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度滿足PV值《1.0um，則可作為一種線鋸裝置，能夠消除具有周期性的切片波紋度、制造出其表面的納米形貌受到改善的晶片。[發(fā)明效果]依照本發(fā)明，通過改善用以將晶棒往鋼線列進(jìn)給的進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度，能夠消除具有周期性的切片波紋度、改善晶片表面的納米形貌。而且，若是本發(fā)明的線鋸裝置，則可作為一種線鋸裝置，能夠消除具有周期性的切片波紋度、制造出其表面的納米形貌受到改善的晶片。圖1是表示本發(fā)明的線鋸裝置的一例的概略圖。圖2是說明在以往的線鋸裝置中的進(jìn)給晶棒的機(jī)構(gòu)的概略圖。圖3是表示進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的測定結(jié)果的圖，線(a)表示改善前的進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度，線(b)表示將用于LM導(dǎo)軌的圓柱滾子的圓度予以改善后的進(jìn)給直線度。圖4是將圖3所示的線鋸裝置的進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的圖，與在直徑300mm的研磨后的硅晶片上可見于納米形貌圖中的"具有周期性的切片波紋度"，加以對比的圖。圖5(a)是表示線鋸裝置20的概略圖，(b)、(c)是表示在調(diào)整LM導(dǎo)軌的安裝孔間隔和將螺栓緊固的扭矩之后，LM導(dǎo)軌的變形模擬結(jié)果的概略圖。圖6是表示實(shí)施例1中的進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的圖。圖7是表示實(shí)施例2的研磨后的硅晶片的納米形貌圖的典型例子的圖。圖8(a)是說明從線鋸裝置上方俯視時(shí)，要將LM導(dǎo)軌安裝在線鋸裝置上的螺栓的朝向與鋼線行進(jìn)方向成直角時(shí)的圖，(b)是說明安裝LM導(dǎo)軌的螺栓的朝向與鋼線行進(jìn)方向成平行時(shí)的圖。附圖標(biāo)記說明h鋼線列2:晶棒3:進(jìn)給平臺(tái)4:LM導(dǎo)軌5:凹溝滾輪8:螺栓的朝向9:鋼線行進(jìn)方向10:線鋸裝置11:鋼線列12:晶棒13:進(jìn)給平臺(tái)14:LM導(dǎo)軌15:凹溝滾輪16:安裝孔17:間隔20:線鋸裝置21:柱具體實(shí)施方式[實(shí)施發(fā)明的最佳實(shí)施方式]以下，就本發(fā)明詳細(xì)敘述。如同所述，在起因于線鋸、切片的納米形貌(即切片波紋度)當(dāng)中，關(guān)于具有周期性的波紋度，雖然大多在納米形貌的功能檢査上會(huì)成為不合格，但發(fā)生這種波紋度的原因則不明，因此難以改善。本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，以往納米形貌具有周期性的波紋度的原因不明的情況，其原因在于進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度，此與所述具有周期性的切片波紋度有所相關(guān)。在本發(fā)明完成之際，本發(fā)明為了解釋所述原因，而進(jìn)行了以下的實(shí)驗(yàn)。艮P，在線鋸裝置中，使用直尺(straightedge)和電子測微計(jì)(electronicmicrometer)而測定進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度。具體而言，將直尺安裝在進(jìn)給平臺(tái)，再以LM導(dǎo)軌將進(jìn)給平臺(tái)進(jìn)給約300mm左右的同時(shí)以電子測微計(jì)測定其從直線算起的位置變化(變位)。其結(jié)果表示在圖3。圖3的線(a)，表示進(jìn)行后述改善之前的進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度。在線(a)中可了解到，波長相當(dāng)于圓柱滾子的節(jié)距而為14mm的波紋度成分(PV值0.63ym)，重疊在波長約100mm的長周期的波紋度成分(PV值1.63um)。另一方面，圖3的線(b)則表示將使用于LM導(dǎo)軌的圓柱滾子的圓度予以改善后的進(jìn)給直線度。在線(b)，波長相當(dāng)于圓柱滾子的節(jié)距而為14mm的波紋度成分，降低為改善前的1/3以下。由此，整個(gè)的直線度變?yōu)?.48um/300mm，可見改善。但是，至于PV值為1.48ym的值，改善效果則不充分。于是，將圖3所示的線鋸裝置的進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的圖，與使用此線鋸裝置切割的直徑300mm的研磨后硅晶片的納米形貌圖中可見的"具有周期性的切片波紋度"，進(jìn)行對比，調(diào)査其相關(guān)性時(shí)，發(fā)現(xiàn)了以下情況。艮口，如同圖4的虛線所示，在研磨后硅晶片的納米形貌圖中可見的"具周期性的切片波紋度"和進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的長周期成分極為一致。由此結(jié)果，本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)，通過改善進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的長周期成分，而有可能更進(jìn)一步地降低"具有周期性的切片波紋度"。另一方面，也了解到波長為"mm的短周期的波紋度，對于研磨后的晶片的納米形貌影響很小。如此這般，本發(fā)明者想到，通過改善進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度(特別是波長超過14mm的所謂20200mm的長周期的波紋度)，將可改善晶片表面的納米形貌，從而完成了本發(fā)明。下面，用圖來說明關(guān)于本發(fā)明的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限定于此。圖1是表示本發(fā)明的線鋸裝置的一例的概略圖。此線鋸裝置IO，其特征在于至少具備將鋼線巻繞于凹溝滾輪5而形成的鋼線列1、用以固定晶棒2而將其往鋼線列1進(jìn)給的進(jìn)給平臺(tái)3及用以將進(jìn)給平臺(tái)3直線狀地導(dǎo)引的LM導(dǎo)軌4;進(jìn)給平臺(tái)3的進(jìn)給直線度，其長周期成分也就是波長20200mm的成分，滿足PV值《1.0"m。線鋸裝置10，通過具備這樣的結(jié)構(gòu)，可作為能夠制造其表面的納米形貌受到改善的晶片的線鋸裝置。所述波長14mm這樣的波長短的短周期的波紋度，其直線度雖可通過改善圓柱滾子的圓度而改善，但對于研磨后的晶片的納米形貌，則改善效果很小。而且相對于例如200mm300mm的晶片直徑，波長很長而超過于此的長周期波紋度，對于研磨后的晶片的影響也少，因此只要波長為20200mm的成分滿足PV值《1.0um便可以。另外，波長為20200mm的成分，其PV值越小越好。這樣的本發(fā)明的線鋸裝置，可通過在以往的線鋸裝置中，例如使用后述本發(fā)明的方法來改善進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度，來加以實(shí)現(xiàn)。又，若依照本發(fā)明的改善納米形貌的方法，通過改善用以將晶棒進(jìn)給至鋼線列的進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度，可改善晶片表面的納米形貌。這樣的進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的改善，可通過下述改善來進(jìn)行進(jìn)給平臺(tái)或LM導(dǎo)軌本身的直線度的改善，或是LM導(dǎo)軌安裝于線鋸裝置時(shí)的精密度的改善，或者是LM導(dǎo)軌的變形的改善，圓柱滾子的圓度的改善等。例如，具體的精密度改善，例如有以下的方法(a)調(diào)整LM導(dǎo)軌的安裝孔間隔和將螺栓緊固的扭矩；(b)使安裝LM導(dǎo)軌的螺栓的朝向與鋼線行進(jìn)方向成平行，而減輕由于LM導(dǎo)軌的變形所致的波紋度的影響。關(guān)于(b)的方法，可如下述地減輕對于因LM導(dǎo)軌4的變形所致的波紋度的影響，例如對于圖2所示的以往的線鋸裝置10，，是如同圖8(a)，在線鋸裝置的安裝LM導(dǎo)軌的柱21，上，使安裝LM導(dǎo)軌4'的螺栓的朝向8'與鋼線行進(jìn)方向9'成直角，將其改為如圖1所示依照本發(fā)明的線鋸裝置10，是如同圖8(b)，在安裝LM導(dǎo)軌的柱21上，使LM導(dǎo)軌4的螺栓的朝向8與鋼線行進(jìn)方向9成平行。例如，在如圖5(a)所示的線鋸裝置20，其具備有進(jìn)給平臺(tái)13，用以將晶棒12往將鋼線巻繞于凹溝滾輪15而形成的鋼線列11進(jìn)給；變更其LM導(dǎo)軌14的安裝孔16的間隔17和將螺栓(未圖示)緊固的扭矩，其結(jié)果以有限元法(FiniteElementMethod)仿真。于是，在模擬中，若將LM導(dǎo)軌的安裝孔的間隔和將螺栓緊固的扭矩，由100mm、60Nm(圖5(b))，變更為75mm、40Nm(圖5(c))時(shí)，則如圖5(b)、(c)所示，可確認(rèn)LM導(dǎo)軌14的變形受到改善，進(jìn)給直線度也自2.5Um/300mm改善至1.2Pm/300mm。如此，進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的改善，可通過改善用以將進(jìn)給平臺(tái)直線狀地導(dǎo)引的直線導(dǎo)軌的變形，而可靠地進(jìn)行，特別是，此直線導(dǎo)軌的變形的改善，可通過調(diào)整利用螺栓將所述直線導(dǎo)軌安裝在所述線鋸裝置時(shí)的安裝孔的間隔和將螺栓緊固的扭矩，而更可靠地進(jìn)行直線導(dǎo)軌的變形的改善。下面，通過本發(fā)明的實(shí)施例及比較例，具體地說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限定于此。[實(shí)施例](實(shí)施例1、比較例1)在圖1所示的線鋸裝置中，關(guān)于利用螺栓將LM導(dǎo)軌安裝在線鋸裝置時(shí)的安裝孔的間隔和將螺栓緊固的扭矩，各自將原本為100mm、60Nm(比較例1)的，與所述模擬時(shí)一樣，分別調(diào)整為75mm、40Nm(實(shí)施例1)。接著，以與所述同樣的方法，測定進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度。其結(jié)果，在比較例1，進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度為1.48Pm/300mm，波長約100mm的成分的PV值為1.48um;但在實(shí)施例1，則如圖6所示，進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度為0.92um/300mm，波長約100mm的成分的PV值為0.92ym，成為進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度己大幅改善的線鋸裝置。由圖6的結(jié)果，若能再加以調(diào)整進(jìn)給起始位置的波紋度，能夠期待更進(jìn)一步的改善。(實(shí)施例2、比較例2)使用實(shí)施例l及比較例l的線鋸裝置，以概略表示在表l的條件，切割直徑300mm的硅晶棒，而得到將其研磨過的晶片(實(shí)施例2、比較例2)。圖7表示實(shí)施例2的研磨后的硅晶片的納米形貌圖的典型例子。而且，表2表示晶片的N數(shù)量和問題所在的"具有周期性的切片波紋度"的發(fā)生頻率，并將比較例2中的發(fā)生率設(shè)定為100%。在實(shí)施例2中，通過實(shí)施例1所進(jìn)行的進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的改善，"具有周期性的切片波紋度"的發(fā)生頻率，相比較于比較例2，大致改善成為只有比較例的1/10。[表1]<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>[表2]<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>是具有記載在本發(fā)明的技術(shù)方案中的技術(shù)思想和實(shí)質(zhì)上相同的結(jié)構(gòu)，而且能得到同樣的作用效果，則均都包含在本發(fā)明的技術(shù)范圍內(nèi)。例如，在上述中，主要是表示通過調(diào)整直線導(dǎo)軌的安裝孔間隔和將螺栓緊固的扭矩，進(jìn)行進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的改善的例，但本發(fā)明并不限于此，只要能改善進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度，也可為其它方法。艮P，依照本發(fā)明，由于只要進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度能受到改善，就能改善具有周期性的切片波紋度，故并不特別限定進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的改善方法。權(quán)利要求1.一種改善晶片表面的納米形貌的方法，用于改善通過線鋸裝置切割晶棒而成的晶片的表面的納米形貌的方法，其特征在于至少改善所述線鋸裝置所具備的進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度，所述進(jìn)給平臺(tái)是用以將晶棒往將鋼線卷繞在多個(gè)滾輪之間所形成的鋼線列進(jìn)給。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改善晶片表面的納米形貌的方法，其特征在于:所述進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度的改善，是通過改善將所述進(jìn)給平臺(tái)直線狀地導(dǎo)引的直線導(dǎo)軌的變形而進(jìn)行。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的改善晶片表面的納米形貌的方法，其特征在于:通過調(diào)整利用螺栓將所述直線導(dǎo)軌安裝在所述線鋸裝置上的安裝孔的間隔和將螺栓緊固的扭矩，改善所述直線導(dǎo)軌的變形。4.一種線鋸裝置，用來切割晶棒以制造晶片的線鋸裝置，其特征在于至少具備將鋼線巻繞在多個(gè)滾輪之間而形成的鋼線列，用以固定晶棒而將其往所述鋼線列進(jìn)給的進(jìn)給平臺(tái)，以及用以將所述進(jìn)給平臺(tái)直線狀地導(dǎo)引的直線導(dǎo)軌；所述進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度，其波長20200mm的成分滿足PV值《1.0um。全文摘要本發(fā)明提供一種改善晶片表面的納米形貌的方法，用于改善通過線鋸裝置切割晶棒而成的晶片表面的納米形貌的方法，改善線鋸裝置所具備的進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度，該進(jìn)給平臺(tái)是用以將晶棒往將鋼線卷繞在多個(gè)滾輪之間所形成的鋼線列進(jìn)給；以及提供一種用來切割晶棒以制造晶片的線鋸裝置，其具備將鋼線卷繞在多個(gè)滾輪之間而形成的鋼線列，用以固定晶棒而將其往鋼線列進(jìn)給的進(jìn)給平臺(tái)，以及用以將進(jìn)給平臺(tái)直線狀地導(dǎo)引的直線導(dǎo)軌；進(jìn)給平臺(tái)的進(jìn)給直線度，其波長20～200mm的成分滿足PV值≤1.0μm。由此，提供一種通過消除具有周期性的切片波紋度而改善晶片表面的納米形貌的方法及線鋸裝置。文檔編號B28D5/04GK101253021SQ200680031869公開日2008年8月27日申請日期2006年8月9日優(yōu)先權(quán)日2005年8月31日發(fā)明者加藤忠弘,大石弘申請人:信越半導(dǎo)體股份有限公司