[发明专利]线锯、导线辊与用于从料锭同时切割多个晶片的方法

说明书

本发明涉及用于借助结构化锯线(2)从料锭同时切割多个晶片的方法，其中，所述结构化锯线(2)被导向通过两个导线辊(14)的凹槽(9、10)，并且结构化线(2)支承于的每个凹槽(9、10)的底部具有弯曲的凹槽底部(16)，凹槽底部具有针对每个凹槽(9、10)与在相应的凹槽(9、10)中所具有的结构化线(2)的结构化线(2)包络体半径相等或最大为结构化线包络体半径的1.5倍的曲率半径。本发明还涉及导线辊(14)和线锯。

本发明涉及用于借助结构化线和具有凹槽的导线辊从料锭同时切割多个晶片的方法。本发明还涉及线锯和导线辊。

用于将料锭同时磨切成多个晶片的装置包括线、多个导线辊和用于移动料锭的装置。各导线辊分别具有直圆柱体形状并分别具有轴线和侧向柱表面，导线辊关于轴线可旋转地安装，侧向柱表面设置有多个分别闭合的连续凹槽，凹槽位于与轴线垂直的平面内，彼此相距一定距离。线在凹槽中成螺旋盘绕导线辊导向，以使得由相互平行且在单个平面中延伸的线段组成的网张跨在两个导线辊之间。

用于在所述装置中将料锭同时磨切成多个晶片的方法包括：使各导线辊关于各导线辊的轴线共同旋转，并借助所述装置进给料锭从而使料锭垂直地朝着线网且穿过线网移动，同时以载液供应有研磨作用的硬质材料浆料。在这种情况中，各导线辊关于导线辊轴线的旋转促使网中的线段相对于料锭移动。通过垂直于网进给料锭，线段与料锭发生接触，并且在料锭被连续地进给的情况下，线段对料锭施加力。硬质材料、力和相对移动导致料锭的材料侵蚀，从而线段缓慢地作业通过料锭。在这种情况中，线段在料锭中产生相互平行延伸的切口，从而在完全切穿料锭之后提供相同形状的多个晶片。

对于许多应用，需要相同形状的多个晶片，伴随地要求晶片的厚度和平面度遍及晶片的整个表面具有高度一致性，例如，作为用于光伏、电子、微电子或微机电部件制造或光学基片(“光学平面”)制造的衬底、此外还须特别经济且以较大批量数目制造的来自于单晶半导体材料料锭的晶片。对此，用线磨切是尤其重要的。

例如GB 717874A中具体说明了用于用线磨切的装置及方法。

线在用线磨切期间从放线(原料，新线)卷轴沿着线的纵向方向移动到收线(接收，旧线)卷轴上。仅沿一个方向移动的实施例和移动方向连续换向移动的实施例是已知的。移动可以以可变的速度实现。仅沿一个方向线移动的用线磨切称为“单向锯切”，而连续换向的用线磨切称为“往复移动”方法式锯切或“间歇步”模式锯切。

线在用线磨切期间经历磨损。在这种情况中，线在通过线网从新线供应侧(新线卷轴)递送到旧线卸料侧(旧线卷轴)时直径减小。由于磨损导致线直径减小，因此在导线辊上各导线凹槽间距相同的情况下，通过切割料锭获得的晶片的厚度从新线侧向旧线侧增加。

为抵消此，根据DE 102 37 247A1，有意使导线辊上两个凹槽之间的间距从线进入侧向线离开侧减小。由于凹槽间距减小，因此即使锯线变细，仍可从工件切出均匀厚度的晶片。

线锯的一个基本元件是导线辊。导线辊是由钢或复合塑料制成的辊形本体，该本体的功能表面通常形成直圆柱面形状。功能表面通常包括坚硬的耐磨塑料涂层，通常为聚氨酯涂层、尤其是热固性聚氨酯涂层。聚氨酯层设置有接收并导向线的凹槽。

凹槽包括凹槽底部和凹槽侧面。线支承在凹槽底部上，并且凹槽侧面在线进入时“捕获”线并使线定中在凹槽中，以便线不会跳到相邻的一个凹槽中。现有技术中，例如从JP2006102971A，已知具有V形凹槽的导线辊。