TW202015841A - 用於從工件同時切割多個盤的方法和裝置 - Google Patents

Abstract

本發明涉及一種用於從工件（1）同時切割多個盤（40）的方法，其中線（10）透過圍繞限定切割區域（75）的兩個線引導輥（13,15）被引導，從而彼此平行延伸的多個線部分（18）的線柵（70）在該線引導輥（13,15）之間跨過，其中產生該線引導輥（13,15）和該線（10）的移動，並且該多個線部分（18）載有拉力，其中在切割期間，使該線柵（70）與該切割區域（75）中的該工件（1）接觸，其中該線（10）被引導成，對於該線（10）穿過的該線柵（70）的相應相鄰線部分（18），該線（10）的任意一段在相應的線部分（18）的長度內被圍繞其縱軸線旋轉不同角度。

Description

用於從工件同時切割多個盤的方法和裝置

本發明涉及一種用於從工件，特別是半導體晶體同時切割多個盤的方法，其中線被圍繞線引導輥引導並且形成線柵，以及涉及相應的裝置。

特定材料的薄且特別均勻的盤對於許多應用是需要的。對於前側和後側的均勻性和平面平行性施加要求特別高的盤的一個實例是半導體材料的盤，稱為晶圓，其用作生產微電子元件的基板。為了製造這種盤，所謂的線鋸切（wire sawing），其中同時從工件上分離或切割多個盤是特別重要的，因為它非常經濟。

為此所需的這些方法和裝置在許多形式上是已知的，例如，從DE 10 2016 211 883 A1或DE 10 2013 219 468 A1中獲知。在這些方法中，線透過圍繞兩個或有時更多的線引導輥被引導，該線引導輥限定切割區域，從而具有多個特別是平行的線部分的線柵在該線引導輥之間跨過。在研磨劑存在的情況下，透過線引導輥和線之間的相對移動以及透過向線部分施加拉力來生產盤，即，在進行切割或在切割期間，使線柵與切割區域中的工件接觸。

然而，這種方法的問題在於，儘管所生產的盤可以具有均勻的厚度，通常它們具有相對高的波紋度（不僅是相對於盤的表面，還有盤的前側或後側的中心線的曲率）或低的平面平行度。即使透過隨後的拋光，通常也不能消除這種波紋，因為在拋光過程中，盤在拋光壓力下以彈性方式在波狀區域中被壓平，但是在拋光後彈回到它們原始的波紋形狀。

因此，需要一種從工件上切割盤的可能方法，該方法使該盤具有最小的波紋度或最大的平面平行度。

根據本發明，提出一種方法和裝置，用於從工件同時切割多個盤，具有獨立請求項的特徵。有利的實施態樣是附屬請求項和如下描述的主題。

本發明基於最初描述之用於同時從工件切割多個盤的方法，其中線被圍繞限定切割區域的兩個線引導輥引導，從而具有多個線部分的線柵在該線引導輥之間跨過。線柵尤其由多個線部分形成，該線部分當前位於面向工件的一側上的線引導輥之間。面向工件的一側尤其是工件（首先）與線接觸的一側。還可以想到的是，使用多於兩個所述的線引導輥（例如，三個或四個）圍繞線引導輥引導該線。特別地，線被以螺旋形圖案圍繞線引導輥引導或纏繞。跨過線柵的線部分尤其被彼此平行地引導，且較佳地具有彼此固定的間距。關於間距，提到為了補償線在其過程中的任何磨損，可以進行間距的調整。該線在所謂的線引導槽中在線引導輥上被引導，該線引導槽通常是線引導輥的表面中的一種環形凹陷且彼此平行佈置。

此外，產生線引導輥和線之間的相對移動，並且多個線部分載有拉力。當線引導輥中的一個繞其軸線主動旋轉時，可以產生這種相對移動。還可以想到的是，兩個線引導輥中的每個繞其軸線主動旋轉。為此，可以提供相應的驅動器，例如，電動機。還可以想到，透過從未捲繞的線軸或纏繞的線軸上旋轉線軸來移動線。

這裡，在切割期間，線較佳在一個方向上連續移動。然而，也可以想到且較佳的是，在切割期間，線被交替地在第一方向上移動第一長度並且在與第一方向相反的第二方向上移動比第一長度短的第二長度。因此，該線被交替地向前和向後移動，由此而有效地實現了沿第一方向的移動。該過程也被稱為往復方法（reciprocating method）或朝聖者模式（pilgrim mode）。

此外，在切割時，在研磨劑的存在下使線柵與切割區域中的工件接觸。為此，工件開始朝向線柵移動，然後，在工件已經與線柵接觸之後，工件進一步沿相同方向移動，使得線柵穿透或切入工件。為了引導或保持目的，工件可以附接到鋸導向裝置或類似的保持裝置。以這種方式，從工件上切割多個盤或者將工件切割成多個盤，其中在切割之後，這些盤保留在鋸導向或保持裝置上，然後可以合適的方式將它們從中移除。

根據本發明提供的是，該線被引導使得該線的任意一段–特別是也僅是非常短的一段或僅僅是橫截面，這也可以意味著該線的表面上的僅一個點或表面點–對於該線穿過的線柵的相應的相鄰線部分（即，該線段短暫連續地穿過這些線部分），透過在相應的線部分的長度內的不同角度，圍繞其縱向軸線旋轉（或扭曲），即，從該線自一個線引導輥或其線引導槽升起直到它再次位於另一個線引導輥或其線引導槽上的點。因此，該線在線部分內透通過對於線柵的（任意兩個）相鄰線部分的變化或不同的角度被扭曲。

在通過兩個相鄰的線部分時，透過不同角度的線段的扭轉，尤其適用於線柵中的所有任意成對的相鄰線部分，且因此也特別地適用於不必彼此相鄰的任意線部分。

這實現了在兩個相鄰的切割間隙（其由線在切入工件時來製成，且在它們之間界定一個所述的盤），由於線的不同旋轉或扭轉，形成隨後的該盤的前側和後側的工件表面的加工也不同。

通常無法避免這種盤的單一表面的不均勻度或波紋度。然而，由於所提出的程序，目前在盤的兩個相對表面上實現了不同程度的不均勻度或波紋度；這是因為線的表面通常不均勻，或者是因為存在於線表面上的切割裝置的切割能力。這也意味著兩個表面（即，前側和後側）之間的中間面，其在盤厚度方向上與兩個表面具有相同的距離（詳細解釋可參見圖式和相關描述），與以前的情況相比，它具有明顯更小的波紋度或更平坦度。不可否認，表面的平坦度可能會變得稍差，但是這可以很容易地透過隨後的盤的拋光或類似方法消除。能明知地接受這種略微較差的平坦度。

在本文中，參考例如US 6 554 686 A中已知的方法，其中該線受到扭轉。在線製造之後，當線纏繞在放線線軸上時，線本身被扭曲，線鋸切期間之前，線被供應到第一線引導輥。然後在整個過程中保持扭曲，這意味著，對於線穿過的線柵的相鄰線部分，該線的任意一段總是在相應線部分的長度內圍繞其縱軸線保持相同角度的扭曲。因此，在根據US 6 554 686 A的方法中，線表面上的任意點穿過具有相對於線之軸線的固定角度位置的所有切口。

利用根據US 6 554 686 A的方法，可以抵消由於各向異性的線磨損（線橫截面變成橢圓形或扁平的）而具有隨切割深度而變化之寬度的切口的出現。由於線材的各向異性，通常會產生磨損線的橢圓形橫截面。上述扭轉平均在該線上的許多參考點上分佈該橢圓度，在垂直於線之縱軸線的所有方向上大體均勻地分佈，使得在通過它的所有參考點上平均，該切口經歷大致各向同性的圓形線。然而，已經發現，這不能消除所得盤的相對高波紋度的影響。

利用根據本案提出的程序，仍可獲得由於所述扭轉而實現的效果，即，平均「圓形」線橫截面，且較低的波紋度或較高的平面平行度的盤。

於本文中，已經發現，在常規通過線柵的情況下，線柵的線部分垂直於線引導輥的軸線延伸（並且因此也在由線引導槽跨過的平面內），線或者切割線在單獨的線部分內不經歷扭曲或僅經歷輕微扭曲。

在借助於線切割時，通常可以借助於研磨（研磨切片（lap slicing））和借助於磨削（磨削切片（grind slicing））來去除材料以形成切口。在研磨切片中，線部分暴露於作為切割輔助劑的漿料，例如，透過施用與線引導輥的軸線平行佈置的的噴嘴。漿料是由諸如碳化矽（SiC）之類的研磨性硬物質在液體載體（例如，乙二醇或油）中製成的泥漿。

使用所謂的光面線（plain wire）或結構化線進行鋸切。光面線是整個具有固定的、特別是圓形橫截面形狀的線。換句話說，該線具有圓柱形狀，帶有圓形底表面和非常大的高度（其對應於該線的長度）。結構化線是透過額外的塑性變形在垂直於線縱向的方向上被賦予多個特別均勻的凸起和凹陷的光面線。

在磨削切片中，諸如金剛石之類的研磨性硬物質經由以鍍鎳的電鍍結合或者借助於合成樹脂被固定地附著至線的表面上且特別是被固定地連接到其上，例如，透過滾壓或透過壓印。在磨削切片中，通常不含磨料物質的含水的冷卻潤滑劑被供給到線柵（例如，從所述噴嘴供給）。在磨削切片中，較佳使用光面線。

線較佳由鋼琴線（例如，具有高應變硬化的共析和超共析珠光體）組成，因為通常這種線具有非常高的拉伸強度和耐磨性。

此外，進一步發現，在線研磨切片中，例如，在切割期間能發生的單個繞組的線張力的變化透過在漿料存在下線的滑動被再次補償。因此，在研磨切片中，線引導槽中的線經過滑動，這導致補償相鄰線部分的拉力差。

相反，利用磨削切片，已經發現與利用研磨切片相比，在添加冷卻潤滑劑的線移動中，相鄰線部分的拉力差僅能夠在非常低的程度上得到補償。該線在一定程度上捕獲或鉤入線引導輥或線引導槽的通常耐磨的塗層材料。

已經發現，利用不均勻的鋒利切割裝置（例如，鋸片或者線），在切割過程中，切割工具通常在尖銳（或更好切割）區域的方向上被拖拽或偏移。這解釋了上述在借助於線的常規切割中所得到的盤的相對高的波紋度的問題（在某些情況下甚至是扭轉）。同時，這也解釋了為什麼所提出的程序避免了這個問題，因為該線在相鄰的切口中沿不同方向被拖拽或偏移。

特別較佳的是，如果兩個線引導輥具有它們各自的線引導槽，其中線圍繞線引導輥被引導，且線（相對於彼此）的佈置，使得線柵的線部分（和因此在面向工件的一側上），至少在兩個線引導輥之一（較佳也可以是兩個線引導輥）的情況下，與由相應的線引導槽確定的平面形成偏離零（即，0°）的相應角度。從而，線行進的方向和引導該線的槽有意地未對準。因此，這尤其適用於形成線柵的所有線部分。從線引導槽或線引導輥的圓周方向看，由線引導槽跨過的平面是包含最低點的平面（平均來說，這種線引導槽通常具有圓形下部區域，因此存在最低點）。從而，該平面也特別垂直於所涉及的線引導輥的旋轉軸線。

兩個線引導輥可以被佈置成使它們的旋轉軸線彼此平行，其中相互對應的線引導槽，即，兩個線引導輥上的線引導槽，其引導線柵的相同線部分（在面向工件的一側上），在線引導輥的旋轉軸線的方向上彼此偏移。這裡，線引導槽彼此相對的情況下，該線被簡單地佈置成由一個或多個線引導槽偏移。

然而，也可以想到-由此還實現了與角度相關的更大的靈活性，線引導輥在引導輥的旋轉軸線的方向上相對於彼此偏移，即，與距離相對應的多達數個相鄰的槽的長度。這兩個選擇也可以組合。

由於所述佈置，且通常線部分和相應平面之間提供偏離零的角度，如上所述，較佳地，在0.05°與0.5°之間的角度，特別是在0.1°與0.4°之間的角度，實現了當相對於線引導槽的表面移動時，該線傾斜地進入或離開線引導槽。

這意味著線在側面上滾動，該側面界定線引導槽，通常，線引導槽具有（兩個）側面，在其之間可以將線引入相應的線引導槽中，並且其形成線引導槽的側壁，且特別是，相對於線引導輥的圓形橫截面觀察，線從徑向向外到徑向向內進入，及線從徑向向內到徑向向外離開。該滾動使線具有一定程度的扭曲或扭轉。

透過利用該線的表面在各個地方實際上都不相同的事實，並且由於加工精密度有限，槽的形狀、深度和寬度也會有些差異，由線的滾動產生的扭曲或相應的角度有時會因線引導槽的不同而大不相同。除了這兩種影響之外，被進一步向後佈置在該線中線的一段（因此，該線穿過由線引導輥跨越線柵中的給定位置，隨後在所述線段的整個長度上暫時觀察）與該線上另一處的一段扭曲不同的角度。這是因為線表面在線的整個長度上變化。

特別較佳的是，如果所提出的方法也用於所述磨削切片中，因為這裡較佳使用線，其中研磨性硬物質（特別是金剛石）被固定地佈置在表面上。出於生產原因，這種研磨性硬物質首先在該線的整個表面上不均勻地或統計地分佈。其次，不同的硬物質，即，例如不同的金剛石，具有不同的鋒利度或切割的容易度。因此，所提出方法的效果在磨削切片中特別明顯。

此外較佳的是，在包含相應線引導輥的旋轉軸線的截面中觀察，如果各個線引導槽的側面具有大於0°的開口角度。這尤其適用於所涉及的一個或兩個線引導輥的所有線引導槽。換句話說，側面因此具有一定的坡度或梯度，這促進了該線的滾動。此外較佳的是，如果線引導槽被塗覆（例如，用聚氨酯，特別是硬質聚氨酯（duromer polyurethane）塗覆），這透過滾動促進該效果。而且，線引導槽可以在線引導輥的相應塗層中被形成。

如果側面的開口角度在45°與135°之間，較佳在60°與120°之間，且特別較佳在75°與105°之間，則是合適的。這裡，經由開口角度，例如，可以調整相應線段被扭曲的平均角度。通常，如果僅一個側面具有坡度或梯度（即，在由於傾斜路線而該線進或出延伸的一側上）則是足夠的，但是也適合於對稱佈置的側面。

儘管所涉及的一個或兩個線引導輥的所有線引導槽具有大於0°的開口角度，但是也可以提供不同線引導槽的開口角度變化；例如，也可以想到從線引導輥的一端處的線引導槽到另一端處的線引導槽的不斷增加或不斷縮小的開口角度。

從軸向觀察，工件較佳地具有至少基本固定的橫截面形式。這可以是圓形橫截面形式，但也可以是特別均勻的多邊形形狀（例如，具有矩形，六邊形或八邊形表面）。

用於工件的合適材料特別較佳是例如矽的半導體材料。換句話說，半導體晶體（特別是矽晶體）被用作工件。然而，也可以想到其他半導體，例如，鍺或化合物半導體（例如，III-V）。這種半導體材料特別需要作為電子元件的單晶基板材料，因此應該或必須滿足在平坦度、平面平行度、清潔度和無缺陷方面特別高的要求。

對於塊料狀工件，考慮的材料尤其具有至少200mm的直徑，例如，250mm或300mm的直徑。

此外，本發明的目的是一種用於從工件同時切割多個盤的裝置，該裝置被配置成執行根據本發明的方法。因此，這種裝置尤其具有線，該線以螺旋形圖案圍繞限定切割區域的兩個線引導輥而被引導，從而具有多個線部分的線柵在該線引導輥之間跨過。透過線引導輥繞其軸線的旋轉，線引導輥和線之間可以產生相對移動，並且多個線部分可以受到拉力。為了切割或在切割期間，可以使線柵在切割區域中與工件接觸。

為了確保線被引導，使得對於線穿過的線柵的相鄰線部分，在相應線部分的長度內，線的任意一段圍繞該線的縱向軸線被旋轉不同的角度，在該裝置中，特別是具有線引導槽的線引導輥和線被如上關於該方法所解釋的來配置及／或佈置。

為避免重複，關於進一步的特徵或較佳的實施態樣和優點，相應地參考上述與此處適用之方法有關的陳述。

本發明的其他優點和實施態樣從說明書和附圖得出。

應當理解，上面概述的和下面將要解釋的特徵不僅可以在給出的組合中使用，而且可以在其他組合中使用或單獨使用而不脫離本發明的範圍。

借助於例示性實施態樣及如下面參考附圖所描述在附圖中示意性地描述本發明。

圖1以剖視圖示意性地顯示在執行非根據本發明的方法時，用於同時從工件切割多個盤的裝置100（非根據本發明）。圖2還以俯視圖顯示該裝置100，也是執行非根據本發明的方法。

參考圖1和2，特別是裝置100及其基本功能將在下面作整體解釋，以及從工件同時切割多個盤的方法的基本步驟，因為根據本發明的裝置和根據本發明的方法（將在下面更詳細地解釋）共用這種習知裝置或方法的許多特徵。

線10在彼此平行佈置的閉合圓形槽或線引導槽17中圍繞至少兩個線引導輥13和15纏繞數次（特別是以螺旋形圖案纏繞），該至少兩個線引導輥13和15各可繞軸線或旋轉軸線14旋轉，使得在由線引導輥13、15形成之佈置的一側上，多個線部分18（即，線10的部分）彼此平行且垂直於軸線14，並且跨過扁平線場或線柵70。線引導輥13和15在此限定切割區域75。

在所示的實例中，待切割成多個盤的工件1被形成為具有軸線2的塊料且例如透過黏合（黏合接合部21）被連接到安裝樑3，並且連接到進給裝置4，從而工件的軸線2或工件1被佈置成平行於線引導輥13、15的軸線14並垂直於線部分18。借助於進給裝置，工件1可以沿著方向5進給或前進直到線柵70。

通過以相同的方向使線引導輥13和15圍繞它們的軸線14旋轉，從新的線卷軸6（其可繞其軸線7旋轉地安裝）自新的線存儲部8（即，新的線存儲部）取出另外的線，並且經由拉緊裝置11和例如偏轉輥12，供給到在線引導槽中的線引導輥13且因此供給到線柵70。

在穿過該裝置且因此穿過線柵70之後，線10從線引導輥解開，並且例如經由偏轉輥29和拉緊裝置35，線離開線引導輥的佈置並且被供給到圍繞其軸線23旋轉的收線線軸22上的存儲部24。為了以螺旋形圖案繞線引導輥13、15引導該線，在所示的裝置100中，捲繞於線柵70上且因此在背離工件1的一側上的每個線透過一個槽17偏移。

如已經所述的，切割或線鋸切的過程被分為研磨切片和磨削切片。在研磨切片中，線部分18暴露於作為來自噴嘴26之切割輔助劑的冷卻潤滑劑28，其軸線27特別平行於線引導輥13、15的軸線14延伸。這些噴嘴尤其可在線引導輥的整個長度上規律地分佈。

圍繞線引導輥13、15引導線的線引導槽17可以被研磨或切割成耐磨材料（通常是硬質聚氨酯），圓柱形線引導輥的殼體表面通常用硬質聚氨酯塗覆。而且，線引導槽可以具有相應的塗層。

首先，透過旋轉線引導輥13和15移動線部分18，透過向該線供給冷卻潤滑劑28來進行經金剛石塗覆的線的磨削切片（或者供給漿料作為用於研磨切片的研磨助劑），以及透過工件1前進或移動到線柵70，使工件1與線柵70接觸。在該線的進一步移動時，進一步添加漿料或冷卻潤滑劑28，並進一步朝向線柵供給工件1，材料從工件1被去除，經過該過程，線部分18緩慢地通過整個工件1運作。

當所有線部分18位於安裝樑3中時，切割或切割過程結束。然後，所得到的盤以與梳齒相當的方式從部分切割的安裝樑3懸掛，即，僅透過黏合接合部21保持在它們的邊緣處。透過移除該「盤梳」並分離黏合接合部（例如，在除膠浴中），獲得單獨的盤。

磨削切片（也稱為多線磨削切片）的特徵在於透過工件和工具（例如，金剛石線或金剛石塗層線）的雙體相互作用去除材料。

線部分18的與工件1接合部分的表面（殼體表面的一半指向進給之方向5的表面）使固定地附著至線上的硬物質或金剛石（研磨切片）與工件1的材料接觸並且由此分離材料片，該表面被稱為切割面。由切割過程產生之盤的表面所限定的空間稱為切割間隙或切口。因此，切割面將其中工件1已經設置有切口20的區域與其上方的還沒有切口的區域分開。在塊料進給之方向5中切口的延伸部被稱為切割深度。

偏轉19顯示，從沿線行進方向5彎曲線部分的線部分中相同點的位置，在從線引導輥13的線提升點與從扁平線柵70的線部分18中的線引導輥15的線的提升點之間的中心點的最大距離。

偏轉19由線柵70上工件1的進給方向5與在該切割面處的材料去除的速度之間的平衡來確定。偏轉19導致復位力，其作用在線部分18的與工件接合或接觸的部分上，從而使固定地附著至線上的硬物質或金剛石（在磨削切片的情況下）與切割面接觸，因而導致在切割面處的材料去除。

如上所述，線鋸切可以透過線僅在一個方向（單向）或兩個方向（往復線行進或「朝聖者模式」移動）的移動來進行。利用單向線行進，在整個切割過程中，線僅在一個方向上從新的放線線軸6經過線柵70行進到磨損的收線線軸22。利用往復行進，該線利用從新的放線線軸6到磨損的收線線軸22的線移動方向的連續反復來行進。

往復方法允許經濟地多次使用線，減小從每個切口的新的線進入側到磨損的線離開側的楔形厚度增加的尺寸（與利用單向線移動獲得的盤相比），以及有利於切割具有特別大直徑的工件或塊料，因為由於線行進方向的連續反復，冷卻潤滑劑（在磨削切片的情況下）必須僅從切口的邊緣至切口的中間來從線輸送到切口，而不是如在單向切割的情況下，穿過線與塊料的整個接觸長度。

如上所述，利用上述過程，即，特別是利用具有線部分18垂直於線引導輥的兩個軸線14延伸之線10的習知螺旋引導，已經發現在使用這種方法獲得的盤中發生增加或不希望之高程度的波紋。

圖3示意性顯示從工件1的提取，如上面已經更詳細地解釋的，在執行非根據本發明的方法時，所示的剖視圖位於垂直於工件的軸線2的平面。

這裡能看到在切割盤40時產生的切口20。該圖還顯示出經金剛石38和39塗覆的線10的橫截面，用於在左切口中的特定表面點（即，位於線的特定部分中的線表面上的固定參考點）和在右切口中的相同表面點。

線10沒有扭曲，因此在所選擇的參考點中，如借助於兩個箭頭所示，左和右之切口20中的線上的所有金剛石38和39指向垂直於線縱軸線的固定或相同的方向。在所示的線段的表面上是鋒利的（切割良好的）金剛石38（表示為輪廓多邊形）和鈍的（或不切割良好的）金剛石39（表示為實心多邊形）。具有不同切割能力的金剛石導致在鋒利的金剛石38的方向上所示的線段的偏轉，從而實際切口的表面37偏離理想切口的平面36。

由於線上所選參考點以相同的定向穿過所示的相鄰切口，因此左和右切口在相同方向上具有相同的曲率。在切口20之間形成且部分從塊料1切下的盤40的前側42和後側43對於每個切割深度45具有至少基本上相同的分開距離。因此盤40具有高度的厚度固定性。然而，盤40的前側42和後側43之間的中心線41與理想的分離切口的平面36有很大的偏差。得到的盤40是極大彎曲的。

圖4以俯視圖示意性地顯示在較佳實施態樣中根據本發明的用於從工件同時切割多個盤的裝置200，在較佳實施態樣中執行根據本發明的方法。

裝置200和相關方法的基本功能對應於已於圖1和2解釋的裝置100和相關方法。在這種意義上，下面僅呈現不同之處，其他則參考以上描述。

這裡，俯視圖垂直地顯示線柵70上，具有跨過有軸線14的線引導輥13和15的線部分18，類似於圖2中的視圖。線10在此從左下部供給至線引導輥。與圖2中的描繪相反，線柵70或其線部分18具有一定的傾斜位置，即，兩個線引導輥13和15有它們各自的線引導槽17，其中線10被圍繞線引導輥來引導，並且線10被（相對於彼此）設置成，在線引導輥處的線柵70的線部分18與由相關的線引導槽跨過的平面各形成不同於零的角度，這裡指定為φ。該平面在這裡被指定為48作為實例。

在所示的情況下，這透過線柵70的線部分18的偏移31來實現。因此，線部分18相對於其中環形閉合線引導槽圍繞線引導輥延伸的平面以不同於零的未對準之角度φ來延伸。

也可透過在兩個線引導輥13、15中的一個的軸線14的方向上相對於另一者的移位49來實現未對準之角度φ，而不是透過如圖4所示的線柵的線部分18的偏移31。如果在線引導槽的製造中，線引導輥13和15的相應線引導槽的平面相對於彼此在軸線14方向上移位，則也可以實現未對準之角度。相應的線引導槽是其中相應或相同的線部分18（在面向工件的一側）延伸的相應的線引導槽。

在此，工件1被設置成其軸線2相對於軸線14傾斜，即，通過角度α，該角度α在此等於角度φ，以保持要被切塊之晶圓的目標晶體取向。因此，工件1的軸線2垂直於線部分18延伸。然而，應理解，視需要，角度α也可以採用其他值。

為了完整起見，應該說明的是，圖4僅顯示線10及其線引導槽中的路線或引導的示意圖。可以理解的是，通常，線首先從其與線引導槽分離或抬起的點開始具有傾斜的路線，其例如在圖4中，圍繞位於軸線14的高度的最高點。同樣適用於在另一個線引導輥上線的接觸。

圖5示意性地顯示如圖3中工件1的提取，但是在較佳實施態樣中執行根據本發明的方法。

這裡顯而易見的是，在通過一個線繞組之後，左切口中的線10的表面點具有與右切口中不同的取向。換句話說，線段在兩個切口中具有不同的扭曲。因為鋒利（切割良好）的金剛石38的位置在左切口和右切口中是不同的，所以在左切口的特定表面點處，該線在與右切口中不同的方向上偏轉（由兩個箭頭表示，一次用於兩個上部位置和一次用於兩個下部位置，其中上部和下部位置對應於不同的切割深度）。

因此，對於每個切割深度45，兩個切口的實際切割之表面37彼此獨立地偏離理想切割之平面36，例如，一次向左且一次向右。因此，在切口20處從塊料部分地切割的盤40的前側42和後側43之間的中心線（或中心區域）41沒有偏向曲率，並且中心線41的最大偏轉小於在圖3中的比較實例。

不可否認，以這種方式獲得的盤40具有比根據圖3的盤更低的厚度固定性（對於每個切割深度45的前側和後側之間的距離）。然而，由於線切割之後的加工步驟，例如表面磨削、表面研磨、拋光等，它們在任何情況下都需要去除由於線鋸切的機械材料去除而損壞的盤的晶體表面層，可以非常有效地去除盤的厚度波動，因此在前、後側上的所有相應點中，較差的厚度固定性與盤的較低的平面平行度相比較不重要。

然而，如已經陳述的，盤的曲率（盤的中心線與平面的很大偏差）不能被去除或者僅能透過隨後的加工步驟不適當地去除，因為由於其低的厚度，盤表現出彈性。垂直於盤表面定向的材料去除所需的力在加工過程期間以彈性方式壓平該盤。在材料去除和彈性載荷釋放後，該盤更薄但其曲率沒有減小。

圖6示意性地顯示在較佳實施態樣中執行根據本發明的方法的具有線引導槽17之線引導輥13的提取，在較佳實施態樣中，於線引導槽中滾動的線10處於三個不同的位置。

特別地，這顯示具有對稱形成的側面33的線引導槽17，其中該線柵的傾斜延伸的線部分導致線在所選擇的表面點處扭轉角度γ，該角度可因線引導槽的不同而不同。

具有軸線14的線引導輥13中的線引導槽17具有槽底34和兩個側面33。槽底經常是彎曲的，例如具有曲率半徑，該曲率半徑對應於關於線10的包絡直徑的大約一半。對於磨削切片，包絡的直徑由芯線直徑和兩倍的金剛石塗層厚度之總和產生。對於研磨切片，包絡的直徑由線直徑和兩倍的覆蓋該線的漿膜的厚度之總和產生。當使用結構化線時，有效直徑取代線的芯直徑。這首先防止了在太寬之線引導槽中太寬之槽底的理想切割平面中該線的運轉加載和不精確的引導，其次是在太窄之線引導槽中該線卡住（且通常是斷裂）。

由於線部分相對於線引導槽延伸的平面的傾斜位置，因此線10不是居中地進入線引導槽而是相對於線引導槽17的中間偏移特定距離，這裡用50表示。因此，它首先接觸圖中左側部上方所示的兩個側面33中的一個，並且僅線引導輥13繞其軸線進一步扭轉時（這導致線移動）其被拉入線引導槽。

因為在磨削切片中，經金剛石包覆的線10自身鉤入其中製成線引導槽之線引導輥的耐磨塗層中，由於產生非常高的靜摩擦力，該線在側面上滾動（中間圖）直到最後它位於線引導槽中間槽的底部（底部圖）。角度γ在這裡是線在側面上滾動期間特定表面點（為了便於識別，由概述的金剛石表示）被扭曲的角度。該角度於是對應於在線部分的長度內特定線段被扭曲的角度。

因為，至少在所選擇的表面點處，由於線引導輥圍繞它們的軸線旋轉而導致的線移動，每次它與另外的金剛石進入線引導槽時，該線首先與線引導槽的側面接觸，並且由於線表面上的金剛石特別是尺寸、分佈和定向具有（統計）分佈，該線在所選擇的表面點處扭曲的角度的量，直到其位於該槽的底部對於每個線引導槽的是不同的。因此，該線的所選擇的表面點以不同的、隨機的線扭曲角度穿過相鄰的線引導槽。

因此，如圖5所示，線在任何尖銳的金剛石38的方向上偏離理想的切割之平面36，該偏離與相鄰的線引導槽之間的方向或量不相關，即，該偏離係透過不同的量和隨機方向。由所得到的切口形成所得到的盤40的前側42和後側43的中心線41平均不會在切割深度45上偏離理想平面或僅稍微偏離理想平面，並且在整個切割深度上發生的最大偏差仍然很小。

為了使線可靠地在側面上滾動，側面具有不同於零的開口角度β。該開口角度特別是上限和下限，因為在某些情況下太小的開口角度會極大地阻礙或甚至阻止線被該槽牢固地抓住。然後該線進入相鄰的槽內，這導致線斷裂或至少具有不希望厚度的盤。開口角度太大意味著在相鄰的線引導槽之間，線引導輥的剩餘的未開槽的圓柱形部分變得太小。如果該網太薄，則線引導槽變得機械上不穩定並且在應力或磨損下斷裂。

在切割之後（即在進行任何進一步加工之前），透過在進一步加工（例如，磨削、研磨、蝕刻及／或拋光）之後由晶圓的理想最終厚度確定的盤（也稱為晶圓）的理想厚度位於一或僅小於一毫米。線直徑在此較佳地在80μm與175μm之間，使得金剛石（用於磨削切片）或漿料（用於研磨切片）的芯尺寸在5μm與25μm之間，並且相鄰線引導槽的平均間距因此在930μm與1150μm之間（對於有僅小於一毫米的目標厚度的盤）。

如果用於固定引導該線的線引導槽的接合深度對應於至少線直徑，則對於線引導槽的開口角度提供135°的上限，在該開口角度仍然存在線上引導輥的殼體表面上的相鄰輥之間的足夠的圓柱形區域。因此，較佳是具有45°與135°之間，特別是60°與120°之間的開口角度的線引導槽。

在磨削切片呈塊料形式的工件的具體情況下，具有156mm的最大線接觸長度且由單晶矽製成，例如，相鄰線引導槽的平均間距可以大約達到或略大於300μm，並且跨過該線柵的線引導輥的軸向間距約為390mm。於是包括其金剛石顆粒塗層的線可具有約120μm的外徑，其中圍繞線柵中的線引導輥以螺旋形圖案引導的線放置在一個線引導輥上，該線引導輥在軸向方向上相對於另一個線引導輥偏移三個槽。

對應於約0.15°的槽中的未對準之角度，這提供了在390mm中僅1mm的線部分的傾斜路徑。所得到的盤的前側和後側之間的中間線與前側和後側之間的直線回歸的最大偏差在這裡達到僅相對於具有其他相同值但是0°的未對準之角度的比較切口僅約三分之一。

在400mm長度和300mm直徑的單晶矽塊料，且在研磨切片中利用175μm直徑的光面線的情況下，其中漿料包含平均直徑為12.8μm的SiC顆粒，線引導輥上的相鄰線引導槽之間的平均間距為1.112mm和線引導輥的軸向間距為510mm，該線可以透過兩個線引導輥中的一個相對於另一個的一個槽偏移。於是，該線與該槽的未對準大約為0.125°。

由於在線研磨切片中發生的線滑動，並且因此線在凹槽的側面上幾乎可忽略的滾動，從回歸直線得到的所得盤的前側和後側之間的中線的最大偏差的改善相對於具有其他相同值但具有0°的未對準之角度的比較切割達到約10％。

因此，已經證明0.05°與0.5°之間的未對準之角度是有利的。對於較小的未對準之角度，在干擾變數的範圍內，結果與沒有未對準之角度的結果沒有區別，即使在線研磨切片上也是如此。當未對準之角度大於0.5°時，因為（不對稱）磨損，由於槽的加寬，通常會大大縮短槽的使用壽命，因此，由於更寬的槽導致的該線的越來越不精確的引導而導致的劣化將占主導地位。

1:工件 2:軸線 3:安裝樑 4:進給裝置 5:方向 6:新的線卷軸 7:軸線 8:新的線存儲部 9:移動方向 10:線 11:拉緊裝置 12:偏轉輥 13:線引導輥 14:軸線 15:線引導輥 16:軸線 17:槽 18:線部分 19:偏轉 20:切口 21:黏合接合部 22:收線線軸 23:軸線 24:存儲部 25:拉緊裝置 26:噴嘴 27:軸線 28:冷卻潤滑劑 29:偏轉輥 31:偏移 33:側面 34:槽底 35:拉緊裝置 36:平面 37:表面 38:金剛石（表示為輪廓多邊形） 39:金剛石（表示為實心多邊形） 40:盤 41:中心線 42:前側 43:後側 44:移動方向 45:切割深度 48:平面 49:移位 50:距離 51:旋轉中心 70:線柵 75:切割區域 100:裝置 200:裝置 (2):軸線 α、β、γ、φ:角度

圖1以剖視圖示意性地顯示在執行非根據本發明的方法時用於從工件同時切割多個盤的裝置。

圖2以俯視圖顯示圖1中的裝置，也是執行非根據本發明的方法。

圖3示意性地顯示執行非根據本發明的方法時工件的提取。

圖4以俯視圖示意性地顯示在較佳實施態樣中根據本發明的用於從工件同時切割多個盤的裝置，在較佳實施態樣中執行根據本發明的方法。

圖5示意性地顯示在較佳實施態樣中執行根據本發明的方法時工件的提取。

圖6示意性地顯示在較佳實施態樣中執行根據本發明的方法時線引導輥的提取。

1:工件

2:軸線

9:移動方向

10:線

13、15:線引導輥

14、16:軸線

17:槽

18:線部分

31:偏移

48:平面

49:移位

51:旋轉中心

70:線柵

200:裝置

(2):軸線

α、φ:角度

Claims (16)

1. 一種用於從工件（1）同時切割多個盤（40）的方法，其中線（10）透過圍繞限定切割區域（75）的兩個線引導輥（13,15）被引導，從而彼此平行延伸的多個線部分（18）的線柵（70）在該線引導輥（13,15）之間跨過， 其中，產生該線引導輥（13,15）和該線（10）的移動，並且該多個線部分（18）載有拉力， 其中，在切割期間，使該線柵（70）與該切割區域（75）中的該工件（1）接觸， 其中，該線（10）被引導成，對於該線（10）穿過的該線柵（70）的相應相鄰線部分（18），該線（10）的任意一段在相應的線部分（18）的長度內被圍繞其縱軸線旋轉不同角度（γ）。
2. 根據請求項1所述的方法，其中該兩個線引導輥（13,15）具有它們各自的線引導槽（17），在該線引導槽（17）中該線（10）透過圍繞該線引導輥（13,15）被引導，具有它們各自的線引導槽（17）的該兩個線引導輥（13,15）以及該線（10）被佈置成至少在兩個線引導輥（13,15）中的一個的情況下該線柵（70）的該線部分（18）與由相應的線引導槽（17）跨過的平面（48）形成偏離零的相應角度（φ）。
3. 根據請求項2所述的方法，其中由該線柵（70）的該線部分（18）與由相應的相關線引導槽（17）跨過的該平面（48）形成的角度（φ）在0.05°與0.5°之間。
4. 根據請求項2或3所述的方法，其中該線引導槽（17）具有側面（33），該線（10）能在該側面之間被引入到相應的線引導槽（17）中，且其中在包含相應的線引導輥（13,15）的旋轉軸線的截面中觀察，相應線引導槽（17）的該側面（33）具有大於0°的開口角度（β）。
5. 根據請求項4所述的方法，其中該側面（33）的該開口角度（β）處於45°與135°之間。
6. 根據請求項4所述的方法，其中該線引導槽（17）相對於側面（33）被對稱地形成，或者其中位於相應的線引導槽（17）的側部上的側面（33），在其上該線部分（18）在面向該工件（1）的側部上被引導到相應的線引導槽（17），該側面（33）相對於相應線引導輥（13,15）的旋轉軸線（14）的垂直方向具有比其他側面更大的傾斜角度。
7. 根據請求項4所述的方法，其中該線引導槽具有塗層，或者被形成在該線引導輥（13,15）的塗層中。
8. 根據請求項1至3中任一項所述的方法，其中在該線（10）的表面上提供研磨性硬物質。
9. 根據請求項1至3中任一項所述的方法，其中該線（10）始終具有固定的橫截面形式，或者其中該線具有變化的橫截面形式。
10. 根據請求項1至3中任一項所述的方法，其中該兩個線引導輥（13,15）被佈置成它們的旋轉軸線（14）彼此平行。
11. 根據請求項10所述的方法，其中該兩個線引導輥（13,15）相對於該線引導槽（17）在軸向方向上被偏移地佈置，該線引導槽（17）與關於該線柵（70）的該線部分（18）彼此對應。
12. 根據請求項1至3中任一項所述的方法，其中在軸向方向上觀察時，該工件（1）具有至少基本固定的橫截面形式。
13. 根據請求項1至3中任一項所述的方法，其中在切割期間，該線（10）在一個方向上被連續地移動。
14. 根據請求項1至3中任一項所述的方法，其中在切割期間，該線（10）被交替地在第一方向上移動第一長度並且在與第一方向相反的第二方向上移動比第一長度短的第二長度。
15. 根據請求項1至3中任一項所述的方法，其中，使用半導體晶體作為工件（1）。
16. 一種用於同時從工件（1）切割多個盤（64）的裝置（200），該裝置被配置成執行如請求項1至15中任一項所述的方法。

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