线锯切割方法技术

本发明专利技术提供了线锯切割方法，该方法包括：用线锯切割工件，同时将含水切割流体从切割流体再循环贮存器施加到该线锯上；监测化学性质、物理性质中的至少之一或这两者；以及在切割所述工件的同时调节该切割流体的化学组成以保持所监测的性质。此外，本发明专利技术提供了实施本发明专利技术方法的装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及。具体地说，本专利技术涉及利用含水切割流体且包括在切割过程期间调节该切割流体的化学组成的。
技术介绍
线锯切割是将锭块切片成用于集成电路和光伏器件(PV)工业的薄晶片的主要方法。该方法还通常用于对其它材料的基材(如蓝宝石、碳化硅或陶瓷基材)进行切片。线锯典型地具有细金属线的网或线网(wireweb)，其中单独的线的直径为约0. 15mm且通过一系列线轴、滑轮和线导向器(wire guide)以0. 1至1. Omm的距离彼此平行布置。切片或切割通过使工件(如硅锭)与其上已施加研磨切割流体的运动的线接触而完成。常规的线锯研磨浆料典型地包含通过以1 1的重量比混合而组合的载体及研磨剂颗粒。所述载体为提供润滑和冷却的流体，例如矿物油、煤油、聚乙二醇、聚丙二醇或其它聚亚烷基二醇。该液体载体还使研磨剂保持在线上，从而使该研磨剂可与工件接触。该研磨剂典型地为硬质材料，例如碳化硅颗粒。如上所述，该载体可为非水物质，例如矿物油、煤油、或聚(亚烷基二醇)材料(如聚(乙二醇)或聚(丙二醇))。但是，非水载体可具有若干缺点。例如，非水载体可由于胶体不稳定性而具有有限的保存期，并且还可呈现差的传热特性。含水载体也可用于线锯切割过程；但是，这样的载体也具有一些已知的缺点。 例如，在线锯切割过程期间，正被切割的材料的一部分被除去。该材料(称为截口材料 (kerf))在切割流体中逐渐累积。在线锯切割硅及其它水可氧化的基材的过程中，所述截口材料可变得被氧气或水氧化。在含水切割流体中，水可氧化的工件经水氧化而产生氢气。该切割流体组合物中所存在的氢气可破坏切割流体在线网上的分布并降低线锯的切割性能。 在制造环境中，氢气的产生及潜在累积还可为危险的。含水切割流体可包含多种功能性化学组分，例如表面活性剂、消泡剂、氧化剂、pH 缓冲液、增稠剂等，它们能够由于可在工件切割期间出现的情况(例如剪切、摩擦热等)而劣化。例如，一些组分可变得吸附在切割操作期间所产生的截口材料上，一些聚合物材料可因在切割线与工件之间的界面处所经历的剪切、工件(如硅锭)与切割流体组分之间的氧化还原反应等而分解成更低分子量的形式。在工件切割期间，切割流体随时间发生的化学变化可导致切割流体的不均勻的物理性质。这可降低切割过程的效率或导致切割线的失效等。合乎期望的是，在切割过程期间，切割流体的化学组成及物理性质(例如粘度、 pH、泡沫含量(foam level)等)保持相对恒定。当利用含水切割流体时，由于上述分解和不稳定性问题，这可为成问题的。因此，一直需要这样的方法，其使含水切割流体的化学组成和/或性质在整个切割操作期间保持完整。本专利技术满足了该需要
技术实现思路
本专利技术提供，其包括用线锯切割工件，同时将含水切割流体从切割流体再循环贮存器施加到该线锯上；和在切割该工件的同时，调节该切割流体的化学组成。在优选实施方式中，本专利技术提供利用含水切割流体的。该方法包括 用线锯切割工件，同时将含水切割流体从切割流体再循环贮存器施加到该线锯上；在切割该工件的同时，监测该切割流体的化学和/或物理性质；以及调节该切割流体的化学组成， 以使所监测的化学和/或物理性质保持在预定的界限或规范内。在另一优选实施方式中，本专利技术提供具有适合于固持工件的安装和支撑头的线锯切割装置。该线锯相对于安装和支撑头定位，以使得在操作时该工件可与该线锯接触。该装置具有施加区域以用于将线锯切割流体从再循环切割流体分配系统施加到该线锯上。该施加区域被定位且适合于将切割流体输送至该线锯。该再循环切割流体分配系统限定了切割流体流动路径。该装置具有线锯切割流体出口区域，其适合于引导切割流体离开线锯及固定的工件并回到该再循环切割流体分配系统中。该再循环分配系统还具有取样管线、或传感器、或者取样管线及传感器，其中，所述取样管线用于获得切割过程期间的切割流体样品，以监测该切割流体的一种或多种化学和/或物理性质，所述传感器适合于监测切割流体的一种或多种化学和/或物理性质。此外，该装置具有化学添加剂进料管线，其适合于响应所述监测将化学品引入到所述再循环切割流体中，从而调节所述切割流体的化学组成以使所监测的性质的水平保持在或恢复至预定界限内。附图说明图1示意地说明了可用于实施本专利技术方法的线锯切割装置。 具体实施例方式本专利技术提供，其包括用线锯切割工件，同时将含水切割流体从切割流体再循环贮存器施加到该线锯上；和在切割该工件的同时，调节该切割流体的化学组成。 优选地，该方法还包括在切割该工件的同时，监测该切割流体的化学和/或物理性质；以及调节该切割流体的化学组成，以使所监测的化学和/或物理性质的水平保持在或恢复至预定的界限或规范内。在本专利技术的方法中，调节化学组成的步骤可包括向该再循环切割流体中加入补充量的该切割流体的至少一种化学组分(其已在工件切割期间降解或者已经从组合物中耗尽)。或者，该调节化学组成的步骤可包括向该切割流体中加入化学品，所述化学品使该切割流体的一种或多种化学和/或物理性质保持在预定界限内、或使该流体的一种或多种性质恢复回到预定界限内。基于来自切割流体的监测的指示(例如，组分的浓度或其它性质的监测和/或流体的整体物理或化学性质如粘度、传导性、粒度、表面张力、泡沫含量、密度或PH的监测)，选择将要加入的化学组分的量，以使所监测的性质的水平保持在预定界限内。在本专利技术方法中，所选择的将要加入到切割流体中的化学组分或材料可为其存在、浓度或完整性(integrity)可影响切割过程的效率或功效的任何化学品。这样的化学品包括表面活性剂(如疏水性表面活性剂)，其可存在以例如改善线的润滑、改善其它化学组分与线或工件表面的接近、或控制由水被工件的还原(例如硅与水的反应)所造成的氢气释放。可添加的其它化学组分包括氧化剂(例如，用于控制氢气产生)；消泡剂，其用于防止过量泡沫妨碍切割过程；腐蚀抑制剂，其用于防止切割线和/或工件过度腐蚀，这要根据具体情况而定；增稠剂，其用于将切割流体的粘度保持在适宜水平；抗干燥剂，其用于防止切割流体在切割线上干燥；研磨剂；酸；碱；及类似物。表面活性剂可用于减少由于水与工件反应而产生的氢气。典型地，这样的表面活性剂为具有18或更小的亲水-亲油平衡(HLB)值的相对疏水的非离子型表面活性剂；但是，表面活性剂可因本领域已知的其它任何目的而存在，且除了非离子型表面活性剂以外， 可包括阴离子型表面活性剂、两性表面活性剂及阳离子型表面活性剂。更优选地，表面活性剂具有小于13的HLB。表面活性剂的含量可通过光谱法或任何其它适宜的分析方法直接监测，或可基于切割流体的化学或物理性质(例如接触角测量结果、氢气产生速率等)间接监测。氧化剂可通过直接化学法或光谱法监测，或者，氧化剂可通过监测与氧化剂含量相关的流体的物理或化学性质(例如氢气产生或电化学电位测量结果)间接监测。消泡剂可用于本专利技术组合物中，所述消泡剂包括不溶性油、聚(二甲基硅氧烷)材料、有机的硅材料(organosilicon material)及其它有机硅(silicone)、脂肪醇烷氧基化物、一些醇、硬脂酸酯及二醇。在线锯切割过程期间所产生的泡沫可阻止研磨剂适当地接触线及工件，而且，泡沫可另外妨碍该组合物的自由流动。可加入消泡剂以减少线锯切割过程期间所产生的泡沫的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种线锯切割方法，其包括：用线锯切割工件，同时将含水切割流体从切割流体再循环贮存器施加到该线锯上；在切割该工件的同时，监测该切割流体的化学和／或物理性质；以及调节该切割流体的化学组成以使所监测的性质的水平保持在或恢复至预定界限内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：S格伦比尼，
申请(专利权)人：嘉柏微电子材料股份公司，
类型：发明
国别省市：US