[發(fā)明專利]在多個切片操作期間借助于線鋸從工件切下多個晶圓的方法以及單晶硅半導(dǎo)體晶圓

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• 申請日: 2020-05-27
• 公開（公告）號: CN111993614A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: G·皮奇;P·威斯納
• 申請（專利權(quán)）人: 硅電子股份公司
• 主分類號: B28D5/00
• 分類號: B28D5/00;B28D5/04
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 劉佳斐

本發(fā)明主題是在多個切片操作期間借助線鋸從工件切下多個晶圓的方法，線鋸包括在兩個線引導(dǎo)輥之間拉伸的鋸切線的移動線區(qū)段的線網(wǎng)，線引導(dǎo)輥安裝在固定和可移動軸承之間。另一主題是通過該方法獲得的單晶硅半導(dǎo)體晶圓。該方法包括，在切片操作中，存在工作流體，存在硬質(zhì)物質(zhì)，抵靠線網(wǎng)沿著供給方向供給工件，硬質(zhì)物質(zhì)磨蝕作用在工件；在切片操作中，根據(jù)溫度輪廓對線引導(dǎo)輥的固定軸承溫度控制，溫度輪廓要求溫度作為切割深度的函數(shù)；在切片操作中，溫度輪廓從有恒定溫度過程的第一溫度輪廓到第二溫度輪廓的第一切換，第二溫度輪廓與第一平均形狀輪廓和參考晶圓的形狀輪廓的差成比例，從根據(jù)第一溫度輪廓切下的晶圓確定第一平均形狀輪廓。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的主題是一種在多個切片操作期間借助于線鋸從工件切下多個晶圓的方法，該線鋸包括在兩個線引導(dǎo)輥之間拉伸的鋸切線的移動線區(qū)段的線網(wǎng)，線引導(dǎo)輥中的每個都被安裝在固定軸承和可移動軸承之間。

本發(fā)明的另一主題是通過該方法可獲得的單晶硅的半導(dǎo)體晶圓。

背景技術(shù)

在許多應(yīng)用中，需要薄、均勻晶圓的材料。在其各自的前面和后面的均勻性和平面平行性方面受到特別嚴(yán)格的要求的晶圓的一個示例是用作制造微電子部件的基板的半導(dǎo)體材料的晶圓。同時從工件上切下多個晶圓的線鋸切對于這種晶圓的生產(chǎn)特別重要，因為這特別經(jīng)濟。

利用線鋸切，鋸切線圍繞至少兩個線引導(dǎo)輥以螺旋方式被引導(dǎo)，從而在兩個相鄰的線引導(dǎo)輥的面向要被切割的工件的側(cè)部上，并且該工件結(jié)合至保持桿，拉伸一線網(wǎng)，該線網(wǎng)由彼此平行延伸的鋸切線區(qū)段組成。線引導(dǎo)輥具有圓柱體的形式，這些圓柱體的軸線被彼此平行地設(shè)置，并且線引導(dǎo)輥的圓柱表面具有耐磨材料的覆蓋件，該耐磨材料的覆蓋件具有環(huán)形封閉的凹槽，該凹槽在垂直于線引導(dǎo)輥軸線的平面上延伸并承載鋸切線。關(guān)于其圓柱軸線沿相同方向旋轉(zhuǎn)線引導(dǎo)輥產(chǎn)生線網(wǎng)的線區(qū)段相對于工件的移動，并借助于在磨料存在的情況下工件和線網(wǎng)的接觸，線區(qū)段因此執(zhí)行材料的去除。通過繼續(xù)供給工件，線區(qū)段在工件中形成鋸切口，并加工穿過工件，直到它們?nèi)客Ｔ诒３謼U中。然后，已經(jīng)將工件切成多個均勻的晶圓，借助粘合劑將它們像梳子的齒一樣從保持桿上懸掛。線鋸和用于線鋸切的方法例如從DE 10 2016 211 883 A1或從DE 10 2013 219 468 A1已知。

線鋸切可以通過搭接切割或磨料切割來完成。利用搭接切割，硬質(zhì)材料的漿料形式的工作流體被供給到線表面和工件之間的空間。在搭接切割的情況下，材料的去除是借助于鋸切線、硬質(zhì)物質(zhì)和工件之間的三體相互作用完成的。在磨料切割的情況下，所使用的鋸切線將堅硬的物質(zhì)牢固地整合到其表面內(nèi)，并且所供給的工作流體本身不包含任何磨料，并充當(dāng)冷卻潤滑劑。然后，在磨料切割的情況下，借助于帶有結(jié)合的硬質(zhì)物質(zhì)的鋸切線和工件之間的兩體相互作用進行材料的去除。

鋸切線通常是例如由過共析珠光體鋼制成的鋼琴線。漿料的硬質(zhì)物質(zhì)例如由粘性載液中的碳化硅(SiC)構(gòu)成，該粘性載液例如是乙二醇或油。結(jié)合的硬質(zhì)物質(zhì)例如由金剛石構(gòu)成，其通過鎳電鍍或合成樹脂結(jié)合或通過滾壓的結(jié)合形式并用力配合到線表面。

在搭接切割的情況下，使用的鋸切線是光滑的或結(jié)構(gòu)化的；在磨料切割的情況下，僅使用光滑的鋸切線。光滑的鋸切線具有非常高(即，線長)的圓柱形狀。結(jié)構(gòu)化的鋸切線是光滑的線，該線在其整個長度上在垂直于縱向線方向的方向上設(shè)有多個突起和凹陷。WO13053622 A1描述了一種用于搭接切割的光滑鋸切線的實例，US 9610641 B2描述了一種用于搭接切割的結(jié)構(gòu)化的鋸切線的實例，而US 7 926 478 B2描述了一種用于磨料切割的帶有金剛石覆蓋件的光滑鋸切線的實例。

利用常規(guī)的線鋸，每個線引導(dǎo)輥在每種情況下在其端面之一附近安裝有軸承，該軸承被牢固地連接到機器的框架上并且被稱為固定軸承；并且在相反的端面附近有軸承，該軸承可沿線引導(dǎo)輥的軸向移動并被稱為可移動軸承。這是必要的，以防止結(jié)構(gòu)的機械過度確定，導(dǎo)致不可預(yù)測的變形。