[發明專利]從工件切割晶片的線鋸的帶固定結合磨粒鋸線的單層卷繞

無效

• 申請號: 201210328132.8
• 申請日: 2012-09-06
• 公開（公告）號: CN102990791A
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: J·容格;J·莫澤
• 申請（專利權）人: 硅電子股份公司
• 主分類號: B28D5/04
• 分類號: B28D5/04;B28D7/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 王永建

技術領域

本發明涉及用于從工件切割晶片的線鋸（wire?saw）的繞線盤（wire?spool），其中涂布有固定結合磨粒的鋸線（sawing?wire）以單層方式纏繞在繞線盤上。

本發明既可應用于單切線鋸，也可應用于多線鋸。

背景技術

對于電子、微電子和微機電而言，要求具備由整體和局部平坦度、單側基準局部平坦度（納米拓撲）、粗糙度和清潔度制成的極度要求的半導體晶片作為初始材料（基底）。半導體晶片是由半導體材料構成的晶片，更具體地講，是由諸如砷化鎵的化合物半導體以及諸如硅和偶爾有鍺的主元素半導體構成的晶片。根據現有技術，半導體晶片以多個連續處理步驟制造而成，其中，在第一步驟中，舉例而言，由半導體材料構成的單晶體（桿）通過提拉法（Czochralski?method）拉制或由半導體材料構成的多晶塊被鑄造，且在另一步驟中，由半導體材料構成的所得的圓柱形或塊形工件（錠料）通過線鋸分離成單獨的半導體晶片。

在此情況下，在單切線鋸和多線鋸之間進行區分，多線鋸在下文中稱為MW鋸（MW＝多線）。具體言之，當工件（例如由半導體材料構成的桿）在一個工作步驟中意欲被鋸成多個晶片時，使用MW鋸。

US?5?771?876描述了一種適用于生產半導體晶片的線鋸的功能原理。這些線鋸的基本組件包括機架、饋送裝置和由平行線區構成的網（線網）所組成的鋸切工具。

例如，在EP?990?498?A1中披露了一種MW鋸。在此情況下，涂布有結合磨粒的長鋸線在繞線盤上螺旋地行進并形成一個或多個線網。

大體言之，線網由夾持在至少兩個導線輥之間的多個平行線區而形成，其中導線輥以可旋轉的方式安裝且至它們中的至少一個被驅動。導線輥通常設有涂層例如聚氨酯。此外，它們具有多個凹槽，鋸線通過這些凹槽被引導，借此形成線鋸的線網。在DE?10?2007?019?566?A1中公開了表面涂層和凹槽幾何形狀得以優化的導線輥。

導線輥的縱向軸大體上垂直于線網中的鋸線定向。

線網的線區可屬于單根有限線，該線圍繞輥系統被螺旋地引導且從供應輥（分配線盤）展開至接收輥（接收線盤）上。相反，專利文獻US?4,655,191公開了一種MW鋸，其中設置了多個有限線且線網的每個線區都指派給了所述線中的一個。EP?522?542?A1也公開了一種MW鋸，其中多個連續繞線盤圍繞輥系統行進。

由半導體材料構成的晶片的生產使得對切割處理的精度要求尤其嚴格。為此，重要的是，導線輥上的多個凹槽精確平行行進且凹槽和鋸線位于一條線上（對準）。由于導線輥磨損，所以可能出現對準誤差，即，導線輥的凹槽和位于所述凹槽中的線不再位于一條直線上。這可導致切割的半導體晶片的表面的損壞（例如劃痕）。DE?102?20?640?A1描述一種用于監測且當合適時校正鋸線相對于導線輥的凹槽的對準的方法。

鋸線可涂布有研磨涂層。當使用具有無固定結合磨粒的鋸線的線鋸時，在切割處理期間以漿料（“研磨漿料”、“鋸切漿料”）形式供應磨粒。

具有固定結合磨粒的鋸線具有顆粒（例如金剛石），所述顆粒具有固定結合在線表面上且促進工件的穿透的研磨作用。

在切割處理期間，工件穿透線網。線網的穿透由饋送裝置引起，所述饋送裝置向著線網引導工件、向著工件引導線網或使工件和線網向著彼此相互引導，其中線網相對于工件運動。

在切割處理期間，鋸線隨時間平均沿一個方向運動，其中鋸線的運動方向不必一直相同，而是可以在不同時間間隔內發生變化（振蕩方法）。

通過在工件的入口側和出口側兩側轉動繞線盤，向線網供應鋸線。鋸線從一個繞線盤（分配線盤）展開且卷繞至另一個繞線盤（接收線盤）上，其中鋸線在線網中保持一致地張緊。實際驅動經由一個或多個導線輥而實現。

根據旋轉方向，一個繞線盤可分配或接收線，因此緩沖不會當前切入待鋸工件的線。在振蕩鋸切處理的情況下，當線饋送方向改變時，分配線盤和接收線盤分別交換它們的功能。在連續鋸切處理的情況下，分配線盤和接收線盤保持其各自功能。

根據現有技術，鋸線以多層方式纏繞在MW鋸的繞線盤上。具體言之，在鋸線涂布有結合磨粒的情況下，繞線盤上的鋸線轉彎處表面之間的接觸和相對運動會導致鋸線額外的過早磨損。該磨損會導致磨粒占據的鋸線失去切割能力，且線網的線區獲得不同大小的磨損程度。這導致不一致的鋸切結果。

此外，在MW鋸操作過程中，同樣由于上述磨損，與可比線鋸的情況相比，更頻繁地出現線開裂，在可比線鋸的情況下，使用光滑鋸線以及以漿料形式供應的松散的磨粒。