用于从工件同时切出多个切片的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于在切片过程期间从工件同时切出多个切片的方法和线锯。该方法的特征在于，基于目标厚度特征值函数TTAR(WP)、节距函数dINI(WP)和厚度特征值函数TINI(WP)选择非线性节距函数dTAR(WP)，其中dTAR(WP)将线引导辊的外壳部中在位置WP处的相邻凹槽与所述切片过程中的节距相关联；TINI(WP)将在多个先前切片过程期间利用线锯在位置WP处获得的切片与在所述切片上测得的厚度特征值相关联；dINI(WP)将线引导辊的外壳部中在位置WP处的相邻凹槽与所述在先前切片过程期间的节距相关联；TTAR(WP)将在所述切片操作期间已在位置WP处切下的切片与目标厚度值相关联；并且WP表示所述相邻凹槽关于所述线引导辊的轴线的轴向位置。置。置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于从工件同时切出多个切片的方法和设备


[0001]本专利技术涉及用于借助于线锯从工件同时切出多个切片的方法和设备以及适合于实施该方法的线锯。

技术介绍

[0002]许多应用需要特定材料的薄且特别是均匀的切片。在前侧和后侧的均匀度和平面平行度方面承受特别严格要求的切片的一个示例是由半导体材料构成的切片，这些切片被称为“晶片”并且被用作制造微电子部件的基底。在从工件同时切出多个切片的情况下，所谓的线锯切对于生产这种切片而言特别重要，因为其特别经济。
[0003]例如从DE 10 2016 211 883 A1或DE 10 2013 219 468 A1已知为此所需的这种方法和设备。在这种方法中，线围绕至少两个线引导辊被螺旋式地引导，使得两个线引导辊拉伸由彼此平行地延伸的线区段构成的线网，所述线网面向工件。线引导辊呈直圆柱体的形式，其可围绕其轴线旋转并且其侧表面设有多个环形闭合凹槽，所述多个环形闭合凹槽在垂直于所述轴线的平面中延伸并引导所述线。线引导辊的旋转在线区段与工件之间产生相对运动。线锯还具有供给设备(装置)，工件经由锯梁(牺牲梁)被紧固至该供给设备并且该供给设备将工件供给至线网。在存在磨料的情况下的相对运动导致通过工件与线网的接触从工件去除材料。在利用相对运动继续供给且存在磨料的情况下，线区段以材料去除的方式在工件中形成切片间隙，并且线网缓慢地工作穿过整个工件，直到线网完全位于锯梁内为止，其中工件借助于胶接部被连接到所述锯梁。工件于是被完全分离成切片，这些切片像梳子的齿一样悬挂在锯梁上，仅由所述胶接部保持。
[0004]线锯切可以根据线研磨切片和线磨削切片而有所不同。线研磨切片的特点是线与工件之间的三体相互作用，其中线最初不承载磨料，磨料以浆料的形式松散式地供应。线磨削切片的特点是磨料与工件之间的两体相互作用，其中磨料被牢固地结合到线的表面中。
[0005]线通常由过共析珠光体钢(钢琴线)构成。钢线通常覆盖有非常薄的黄铜或锌层，其延展性在线的生产过程中起到拉拔辅助物(固体润滑剂)的作用，并且其对成品线起到防蚀的作用。在线研磨切片中，磨料通常由悬浮在由油或乙二醇构成的粘性载液中的碳化硅(SiC)构成。在线磨削切片中，磨料通常由金刚石构成，所述金刚石借助于电镀或合成树脂粘结或者通过形状配合(压入、滚入)而被固定于线的表面中。线从通常呈线轴形式的线料被供应到线网。该线轴被称为新线线轴。在通过线网之后，线被供应到同样通常呈线轴形式的线料。该线轴被称为磨损线线轴。在线锯切中，使用平滑线(素线或普通线)，而在线研磨切片中，还使用所谓的结构化线。平滑线呈具有非常大的高度(即线的长度)的圆柱体的形式，并且线直径对应于该圆柱体的直径。结构化线包括在其整个长度上设置有在垂直于线纵向方向的方向上的多个突起和凹陷的平滑线。结构化线的表面因此具有突起和凹陷，当线进入切片间隙时或在线通过切片间隙的进一步过程期间浆料可积聚在其中而不被擦掉。结构化线具有基础平滑线的直径和有效直径，该有效直径对应于完全包含所有凹陷和突起(所谓的包络线)的具有最小直径的圆柱体的直径。WO 2006/067062 A1描述了结构化线的
一个示例。
[0006]切片通常呈具有小高度的圆柱体的形式，并且因此具有下顶表面(后侧)、上顶表面(前侧)和侧表面(切片的边缘)。切片的前侧和后侧形成其主表面，切片边缘形成其次表面。
[0007]线引导辊的最先与供应到线网的新线接触的凹槽可以被称为第一凹槽。包含该第一凹槽的线网的半部被称为线网的新线(供应)侧。其主表面由第一凹槽的线区段产生的切片可被称为第一切片，并且工件的包含第一切片的半部可以被称为工件的起始端。最后与脱离线网的磨损线接触的凹槽可以被称为最后凹槽。线网的包含该最后凹槽的一侧被称为线网的磨损线(脱离)侧。其主表面由最后凹槽的线区段产生的切片可以被称为最后切片，工件的包含最后切片的半部可以被称为工件的结束端(末端)。
[0008]在线锯切的情况下的一个问题是，通过切片操作获得的切片的厚度具有有限宽度的分布。典型地，例如通过研磨、磨削、蚀刻或抛光或一系列这些步骤进行的线锯切切片的进一步(机)加工承受在线锯切切片的厚度分布方面的严格要求。举例而言，没有切片或只有通过经济考虑所确定的最大比例的切片可以低于最小厚度，以便在每种情况下随时保持高于后续材料去除所需的目标切片厚度的最小材料厚度，以便完全去除已被线锯切损坏的表面层。同时，通常的情况是，例如因为过度的后续材料移除是不经济的，因此线锯切切片不得超过用于后续加工的给定最大厚度。举例而言，在线锯切之后且作为同时加工多个切片的所谓批量处理的研磨操作中的切片必须具有呈非常窄的分布的起始厚度，这是因为否则的话工作盘的负载将不均匀地分布到各个切片上，并且可能使这些切片过载并导致它们断裂，或者发生工作盘的错位，这导致具有楔形厚度曲线的切片。举例而言，在随后的磨削加工过程中，磨削轮也可能变得阻塞且不锋利，或者，在多个磨削轮(双面加工)的情况下，如果在磨削操作中去除的材料量太大，则可能存在从切片的前侧和后侧的不均匀材料去除。除了作为示例提及的最小和最大厚度之外，可以设想其他厚度参数，其中对于这些厚度参数，线锯切切片必须具有窄分布，以使得可以以经济的方式执行线锯切之后的加工操作，并且获得具有其前侧和后侧的所需高均匀度和平面平行度的切片，例如平均切片厚度。
[0009]线引导辊的凹槽通常具有V形或U形横截面轮廓，其包括凹槽侧部、凹槽底部和凹入(凹痕)深度。凹槽侧部通向圆柱体的无凹槽圆柱形侧表面，线引导辊具有所述圆柱体的形状，并且具有开度角，该开度角“抓持”线并阻止(抵消)在线引导辊的旋转期间所述线的意外“跳出”。凹槽底部是所述轮廓的最靠近线引导辊轴线的部分，并且以给定的张力向线引导辊供应的线将由于该张力而抵靠在该部分上。凹入深度(凹槽深度)表示凹槽的最靠近线引导辊轴线的点与线引导辊的侧表面相距的距离。对于凹槽底部而言，已知直线/线性式(罐形)、尖头式(V形)和弯曲式(U形)的形式。
[0010]已知在线研磨切片中，引起从工件的脆性腐蚀性材料去除的线与工件之间的松散磨料的滚动也导致从线的不期望的材料去除：作为磨蚀所导致的磨损的结果，平滑线的直径或结构化线的有效直径减小。相比之下，在线磨削切片中，磨料与线之间不发生移动：特别是仅仅作为金刚石的非常低的磨蚀的结果或者作为个别金刚石偶尔脱离与线表面的结合的结果，在线研磨切片中线直径仅略微发生变化。
[0011]进一步已知的是，由于作为磨蚀的结果线变薄，特别是在线研磨切片的情况下，线引导辊的凹槽的恒定节距导致从新线侧到磨损线侧的切片厚度的增加。
[0012]在现有技术中，已知用于抵消以这种方式引起的不均匀切片厚度的措施。
[0013]DE 10 2010 005 718 A1描述了一种线引导辊，其中每个凹槽的U形凹槽底部的曲率半径、凹槽侧部的开度角或凹槽深度沿着线引导辊轴线变化。还提供了凹槽节距的变化。
[0014]许多专利均描述了凹槽之间的节距从第一凹槽到最后一个凹槽连续减小的圆柱形本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在切片操作期间借助于线锯从具有工件轴线的工件同时切出多个切片的方法，包括：通过所述线锯的线引导辊围绕其轴线的旋转使所述线锯的线相对于所述工件移动，所述线引导辊具有外壳部，所述外壳部设有线引导凹槽，并且所述线引导辊拉伸由所述线的线区段构成的线网；在存在磨料的情况下垂直于所述线区段将所述工件供给到所述线网，所述线区段完全穿过所述工件而工作，其中依赖于目标厚度特征值函数TTAR(WP)、节距函数dINI(WP)和厚度特征值函数TINI(WP)选择非线性节距函数dTAR(WP)，dTAR(WP)为线引导辊的外壳部中在位置WP处的相邻凹槽指派在切片操作期间的节距，TINI(WP)为在多个先前切片操作期间借助于所述线锯在所述位置WP处获得的切片指派在所述切片上测得的厚度特征值，dINI(WP)为线引导辊的外壳部中在所述位置WP处的相邻凹槽指派在先前切片操作期间的节距，TTAR(WP)为在所述切片操作期间在所述位置WP处切下的切片指派目标厚度特征值，并且WP表示所述相邻凹槽关于所述线引导辊的轴线的轴向位置。2.如权利要求1所述的方法，其中，实施数量为i的多个先前切片操作，并且将所述节距dTAR(WP)选定为使得满足等式dTAR(WP)＝dINI(WP)+TTAR(WP)
‑
TINI(WP)。3.如权利要求1或2所述的方法，其中，测得的厚度特征值是被测量的切片的最小厚度的平均值、最大厚度的平均值、平均厚度的平均值或者所述最小厚度的分位数的厚度、所述最大厚度的分位数的厚度或所述平均厚度的分位数的厚度。4.如权利要求1至3中的任一项所述的方法，TTAR(WP)是常数。5.如权利要求1至4中的任一项所述的方法，所述线是由过共析珠光体构成的平滑钢琴线，并且所述磨料以浆料的形式提供，所述浆料由在载液中的碳化硅(SiC)构成，所述载液由乙二醇或油构成。6.如权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：G，
申请(专利权)人：硅电子股份公司，
类型：发明
国别省市：