[发明专利]在意外中断后恢复工件的线锯切过程的方法和设备

说明书

本发明涉及一种用于恢复中断的利用线锯将工件锯切成多个晶片的过程的方法，所述线锯使用覆盖有磨料的锯线、例如金刚石锯线。根据本发明的方法在此参考用金刚石线锯将由半导体材料制成的工件锯切成多个晶片的工艺示例来呈现，但也适用于由其它材料制成的工件。此外，本发明还涉及一种用于利用锯线将工件锯切成多个晶片的设备，该设备使得可以检测线断裂的位置。

技术领域

本发明涉及一种用于恢复中断的利用线锯将工件锯切成多个晶片的过程的方法，所述线锯使用覆盖有磨料的锯线、例如金刚石锯线。根据本发明的方法在此参考用金刚石线锯将由半导体材料制成的工件锯切成多个晶片的工艺示例来呈现，但也适用于由其它材料制成的工件。此外，本发明还涉及一种用锯线将工件锯切成多个晶片的设备，该设备使得可以检测线断裂的位置。

背景技术

对于电子学、微电子学和微电子机械学，需要对全局和局部平面性、单侧参考局部平面性(纳米拓扑学)、粗糙度和清洁度具有极端要求的半导体晶片作为起始材料(衬底)。半导体晶片是半导体材料、特别是诸如砷化镓的化合物半导体和主要的诸如硅、有时是锗的单质半导体制成的晶片。

根据现有技术，半导体晶片通过多个连续的工艺步骤制造：在第一步骤中，例如，通过Czochralski方法拉制半导体材料的单晶(棒)，或者铸造半导体材料的多晶块。在另一步骤中，通过线锯切将所得到的半导体材料制成的圆柱形或块状工件(锭)切割成单独的半导体晶片。

线锯用于从由半导体材料制成的工件切割多个晶片。DE 195 17 107 C2、DE 102011 008 397 A1和US-5,771,876描述了适用于生产半导体晶片的线锯的功能原理。这些线锯的基本部件包括机架、向前进给装置和锯切工具，所述锯切工具由平行线段的网(线网)组成。线网中的线的间隔取决于待切割的晶片的期望的目标厚度，并且对于半导体材料晶片，该间隔例如为100至1000μm。通常，线网由多个平行的线段形成，所述线段在至少两个线引导件之间张紧，线引导件可旋转地安装并且它们中的至少一个是从动线引导件。

与例如在DE 195 17 107 C2和US-5,771,876中描述的线锯相比，所谓的金刚石线锯也用于将硬质工件锯切成多个晶片。金刚石线锯与该线锯的不同之处主要在于金刚石线锯中的锯线覆盖有钻石制成的磨料颗粒，从而实现更高的锯切功率。例如，在DE 199 59414 A1、US 5,878,737和EP 2 679 364 A1中公开了用于锯切半导体材料工件的金刚石线锯。

在切割过程中，工件穿过线网，在所述线网中，锯线以彼此平行排列的线段的形式布置。穿过线网是通过向前进给装置实现的，该向前进给装置使工件向着线网、线网向着工件或工件和线网向着彼此移动。

当线网穿透到工件中时，根据现有技术，在限定的时间内，锯线以特定的速度向前(线向前)进给限定长度，并且向后(线向后)进给另外限定的长度，向后长度WBL通常比向前长度(WFL)短。该锯切方法也称为往复运动方法，并且例如在DE 39 40 691 A1和US 20101630 10 A2中公开。

EP 1 717 001 B1教导了当用线锯锯切工件时由锯线执行向前运动和向后运动，线的向后运动的长度(WBL)短于线的向前运动的长度(WFL)。

在存在液体切割介质的情况下执行用线锯将工件锯切成多个晶片，该液体切割介质尤其用于将被锯线磨损的材料输送出锯切间隙，并且根据现有技术施加到锯线上。切割介质同时用作冷却剂，即从锯切间隙去除切割工件期间产生的热量。

当使用包括没有固定磨料的锯线的线锯时，在切割过程中以悬浮液(切割介质悬浮液、锯切浆料、浆料)的形式供应磨料。如果锯线覆盖有切割覆层、例如金刚石，则通常使用没有磨料的切割介质。

如WO2013/113859中所述，金刚石线锯切期间使用的液体由于成本原因且为了更好的散热而含有水，所述液体必须含有高比例的乙醇和添加剂，例如分散剂、硅酸盐抑制剂和润湿剂，因为硅末与水反应形成硅酸盐，并且沉积且结块。