[发明专利]由工件同时切割出许多均匀厚度的切片的方法

说明书

用于沿着严格的凸状切割面从圆柱形工件同时切割出许多切片的方法，包括借助于安装条带和线锯的供给器具以工件的轴线平行于线导辊的轴线地保持工件；借助于供给设备通过线锯的线栅垂直地从上方移动工件，其中线栅是通过围绕线导辊缠绕线并且垂直于线导辊的轴线地在线导辊的凹槽中引导其而由相互平行并且在一个平面内的许多线部分形成的；并且向线部分供给作为切割器具的载液中的坚硬物质的悬浮液，而具有纵向张力的线部分由于线导辊的转动在第一旋转方向和与第一旋转方向相反的第二旋转方向之间的连续交变的结果而相对于工件作相对运动，其中在沿第一方向转动期间，线被移动第一长度，并且在沿第二方向转动期间，线被移动第二长度，并且第二长度被选择成以致比第一长度短，其特征在于，在切割操作开始时，选择第一纵向线张力，并且在切割操作结束时，选择第二纵向线张力，其中第一纵向张力被选择成以便大于第二纵向张力。

技术领域

本发明涉及一种借助于线辅助切断精磨(cut-off lapping)来由工件切割出许多切片、特别是由晶体切割出半导体切片的方法。

背景技术

许多应用需要特定材料的薄的扁平切片，例如作为用于生产磁盘的基板的玻璃切片、作为用于制造光电部件的基板的蓝宝石或碳化硅切片、或者用于生产光电电池(“太阳能电池”)或作为用于构造微电子或微机电元件的基板的半导体切片。

例如，半导体切片是诸如元素半导体(硅、锗)、化合物半导体(例如，铝或镓)或其混合物(例如，Si1-xGex、0＜x＜1；AlGaAs、AlGaInP等)的半导体材料的切片。

起始材料通常是单晶(电子技术应用)或者多晶(太阳能电池)半导体材料杆的形式，并且通过诸如切断精磨的切屑移除工艺从该杆切出所需的该材料的切片。从工件上移除的颗粒被称为切屑。

特别是，为了切下半导体切片，切断精磨和切断研磨是特别重要的。在切断精磨的情况中，用于移除材料的工具处于作为粘性载液中的悬浮液的坚硬物质(例如，碳化硅)的锐缘颗粒的形式，并且工具载体处于载液和坚硬物质粘附其上的线的形式，促使这些颗粒与工件接触。载液例如包括水、多元醇、矿物油、乙二醇或其混合物。坚硬物质的悬浮液被称为料浆。由于线沿线的纵向方向移动的结果，沿线的横向方向施加作用力并且供给料浆，坚硬物质进入线的表面与工件的表面之间，借助于滑动或滚动运动使坚硬物质在压力下相对于工件移动，并且借助于材料过载或者疲劳、通过脆性磨耗从工件上除去切屑。

切断精磨的特点是，料浆包含作用来移除材料的坚硬物质，并且工具载体不包含作用来移除材料的任何坚硬物质，并且材料的移除是以三个本体(第一，工件；第二，坚硬物质；第三，工具载体)的相互作用为基础的。

在切断研磨的情况，移除材料的工具处于被固定地粘结到工具载体的表面上的坚硬物质的锐缘颗粒的形式。工具载体例如是线。

切断研磨的特点是，工具载体包含作用来移除材料的固定地粘结的坚硬物质，并且冷却润滑剂未包含任何作用来移除材料的坚硬物质，并且材料的移除是以两个本体(第一，工件；第二，固定地粘结到工具载体上的坚硬物质)的相互作用为基础的。

借助于线的切断精磨和切断研磨的工艺按组合术语称为线锯切。

在切断精磨和切断研磨的情况中，所使用的坚硬物质例如包括，碳化硅、碳化硼、氮化硼、氮化硅、氧化锆、二氧化硅、氧化铝、氧化铬、氮化钛、碳化钨、碳化钛、碳化钒、金刚石、蓝宝石及其混合物。碳化硅就切断精磨来说是特别重要的，并且金刚石就切断研磨来说是特别重要的。

作为工具载体的线可能是单线或者可能是由多个绞线或者纤维、还以及不同材料组成的绞合线，并且可能携带有金属、合金或者塑料的附加涂层。

在切断精磨和切断研磨的情况中，该线例如是由硬化钢(“钢琴线 (pianowire)”)、塑料、碳纤维或者金属合金组成的。