TW515734B - Method and device for cutting a multiplicity of disks off a hard brittle workpiece - Google Patents

Method and device for cutting a multiplicity of disks off a hard brittle workpiece Download PDF

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Description

515734 五、發明說明（1) 本發明與 之方法有關。 關。本發明可 導體材料及陶 目前，製 鋸。在該等鋸 環繞在鋼絲導 磨介質係載體 硬物質係在切 至切割縫隙内 定，歷時數小 個切割程序中 盪鋼絲運動）； 退運動長。結 既有技術 割法且工件中 運動方向恆常 終端之鋸鋼絲 中，鋸鋼絲係 上。 一種藉助於鋼絲鋸自硬脆工件切割眾多碟片 3明亦與—種適於#施該方*之鋼絲錯有 、斤有待錯割成晶圓之硬脆材料，尤立半 2石。本發明特別適於自單晶體切割石夕晶;。 ^石夕晶圓大多使用連同切割漿液操作=鋼絲 2, ψ ^根長50公里至500公里之鋼絲螺旋 淡=f上形成一鋼絲網。通常，所用切割研 操# i種堅硬物質，例如：碳化矽。該堅 /、功間進給並藉鋼絲之移動自 時；：：：中，視切割長度及進給路徑： ，該鋼絲係個晶圓。在整 實施方向六杜门方向運動或在復運動（振 果未經使用\2動時’前進運動通常較後 亦句人加用錄鋼絲亦持續投入。 亦 鋸鋼絲覆以黏結研磨粒之罝4 ^ 僅形成一個切 W磨粒之早-鋼絲切 不變）之方法1口/使用鋼絲環路（無終端、 之方法可能右、4用具有振盪鋼絲運動且有 自一線輛解下g、ft 在後者方法之案例 通過工件再纏回一接收線軸 本發明與一種以特 絲網而自硬脆工件切割 網係由往復運動之鋸輞 絲網下方備有冷卻液， 定進給速率 眾多碟片之 絲形成並覆 於切割磲片 移動工件通 方法有關。 以黏結之研 時，鋼絲網 過鋼絲錯鋼 其中該鋼絲 磨粒，且鋼 之錯鋼絲係 515734
五、發明說明（2) 浸入該液體内。 本發明可使^圓之切割省 设昂貴操作、相關之高價位裝 及處置切割漿液之 生態環保問題。該方法係充分利用=及必須納入考量之 粒，所以其切割效果遠較切割漿:有研磨作用之黏結 物質更佳。尤其本發明可使切割‘旦J f研磨作用之堅硬 及切割品質改善。再者’若干習知=w尚、加工時間縮短 在建議之方法中全不存在，前者較早''鋼絲切割法之缺點 可製造一個晶圓，且與可競爭之二不，濟，蓋因其每次僅 甚長，例如：環錯割。 一刀°丨去相較’切割時間 茲參考兩彳固附圖 所示係-適於實施本發明方法：鋼：：刀口說明如下。圖1 該鋼絲鋸合意特徵之正視圖及側視圖.固圖2a、b所示係 2a、b之另-種形4，無對應之特徵圖2C、d所示係圖 圖！所示鋼絲鑛有一鋼絲㈣，藉助於該鋼絲網，工件 2可以特定之進給速率運動。鋼絲網係由鋸鋼絲3形成，後 者覆有黏結研磨粒且係纏繞在鋼絲-導％滾筒4上。該鋼絲 鋸更包括一儲槽5，槽中裝有冷卻液6。儲槽係以適當方式 置於鋼絲網1之下方’俾切割碟片時切入工件2之鋼絲網鋸 鋼絲係浸入冷卻液6内。冷卻液（尤以水為佳）最好加以循 環流動及必要時予以過濾。附圖僅顯示冷卻管路之進給口 7及排放口 8 ° 所用有終端鋸鋼絲係塗被以研磨劑（以金剛石為佳）並 於導引滾筒上實施往復運動。鋸鋼絲之長度必須加以適當
^/J4 五、發明說明（3) — 一~^~- - 餘〃’俾所提供之鋸鋼絲達到預期之長度且足夠之鋸鋼絲 、、/刀割運動。典型的例子是：所需錯鋼絲之長度約對應 :化成鋼絲網所需長度另加至少5 0公尺。其他合意之參數 疋·麵絲所覆研磨粒之厚度為180至23 0微米，鋼絲應力為 10至40牛頓，鋼絲速率為8至20公尺/秒，鋼絲加速度為 〇、· 5至5公尺/秒2，鋼絲振盪大於丨〇 〇公尺，及線軸與鋼絲— 導引滾筒直徑大於1 〇 〇公厘。
儲槽6以設計為一溢流盆為佳，尤以一塑膠盤更佳。 在此情況下，鋸鋼絲可切入該溢流盆上緣。該鋸鋼絲亦可 加以適當設計，俾支撐鋼絲—導引滾筒之鋸頭分件可形成 溢流盤之側界。 菖工件沿進給方向運動時，將錄鋼絲壓至鋼絲網區内 冷卻液表面之下。結果，晶圓之切割工作係完全在冷卻液 内實施，所以可確保切割縫隙可獲致最佳冷卻效果。將鋸 鋼絲浸入冷卻液内不僅有利於達到冷卻目的，而且有助潤 滑作用及鋸屑之清除。 再者，另建議使用一裝置9以清洗鑛鋼絲3，俾保留研 磨粒間之鋸屑空間。清洗鋼絲亦可避免磨掉之矽等淤渣陷 入纏繞區，因此導引滾筒及線軸之磨損程度可降至甚低。 裝置9係用以將清洗介質（例如：高壓空氣或水）進給至鋸 鋼絲。尤其該裝置9最好包括至少一個百萬超音波喷嘴以 便在所用清洗介質中激發高頻振動。 為確保在切割碟片期間具有最佳研磨粒負荷，最好將 沿進給方向之切割力加以調節及監控。該切割力係取決於
第7頁 五、發明說明（4) 所選鋼絲之應力、鋼絲網之進级/ :彈能隨進給力之大小而使鑛以：動彈能。該鋼絲網 出。所測得之彎曲度最好用以=言曲，彎曲度可以測 則進給速率減低，纟m ^制進給速率，彎曲度增加 裝置1 〇，俾碟片切下時以 二’該鋼絲鋸最好亦裝— 離量=控制進給速率。 ^鋼、絲之偏離量並隨所測偏 藉助於一置換器單元以 導引滾筒槽排列成直線，雜鋼： = : =叉且與每個 動鋼絲應自一遞送線轴上打開，i因頻，往i運 顯示該置換哭單元"之雨個二鋼絲位置斷裂。圖2a、b …口早兀11之兩個不同之視圖（圖2a、正# m 圖2b、侧視圖）。其中包括兩個導引滾筒13及14，=莫
2滾同沿軸向移置接收線軸上之㈣絲或自_遞送線V 付鋸鋼絲。該雙箭頭係用以表示此軸向運動。該ς ，之特徵是：可圍繞軸丨5及16傾斜。視該移置之位置而κ 定，該傾斜機構使該等導引滾筒之軸作適當之低彎，俾鋸 鋼絲沿垂直於導引滾筒轉動軸之方向移動。 、 為作比較計，圖2c、d之上部所示係一無此特徵之對 應置換器單元，結果視移置位置而定，該鋸鋼絲成"某種角 度離開或移至該等導引滚筒。若將導引滾筒與線轴成9〇。 排列，亦可使用如此設計之置換器單元，在此案例中，運 動方向（如雙箭頭所示）則與轉動轴成9 〇 °角。 依照本發明製得之矽晶圓亦可藉研磨（單面、雙面或 同時雙面）、圓邊、蝕刻及雙面拋光（依序或同時）g施進
第8頁 515734 五、發明說明（5) 一步加工。使用覆以細粒（2 0微米或更小）金剛石之鋸鋼絲 時，可製得幾無瑕疵之特別平滑表面，因此可省去上述程 序中之研磨及/或蝕刻操作。 圖式簡單說明： 圖1 :適於實施本發明方法之鋼絲錯 圖2 a、b :適於實施本發明方法之鋼絲鋸合意特徵之正視 圖及側視圖 圖2 c、d :無圖2 a、b鋼絲鋸對應特徵之鋼絲鋸 分件編號說明： 1 鋼絲網 2 工件 3 鋸鋼絲 4 鋼絲導引滾筒 5 儲槽 6 冷卻液 7 進給口 8 排放口 9 鋸鋼絲清洗裝置 10 鋸鋼絲偏離量量測器 11 置換器單元 13 導引滾筒 14 導引滾筒
第9頁 515734
第ίο頁

Claims (1)

  1. 515734 丨六、申請專利範圍 |片係依照下列順序實施進一步加工：圓邊、蝕刻及雙面拋 I光。 I 7. 如申請專利範圍第1或2項之方法，其中經切割後之碟 !片係依照下列順序實施進一步加工：圓邊及雙面拋光。 丨8. —種自硬脆工件切割眾多碟片之鋼絲鑛，包括一覆以 |黏結研磨粒往復運動之鋸鋼絲，該鋸鋼絲形成一鋼絲網， 工件以進給速率通過鋼絲網·， 鋸鋼絲圍繞鋼絲導引滾筒；
    鋼絲網下方置一充滿冷卻液之儲槽，該儲槽係經適當配置 ，在該等碟片切下時，鋼絲網之鋸鋼絲係浸入冷卻液内。 9. 如申請專利範圍第8項之鋼絲鋸，其中該鋼絲鋸具有 一裝置用以量測碟片切下時鋸鋼絲之偏離量並隨所量偏離 量之變化以控制進給速率。 I 10. 如申請專利範圍第8或9項之鋼絲鋸，其中該鋼絲鋸之 置換器單元可將鋸鋼絲纏繞在一線軸上，其所附一導引滾 筒可沿軸向移置線軸上之鋸鋼絲，其另一導引滾筒可遞送 鋸鋼絲給該導引滾筒，該兩個導引滾筒係經適當設計，俾 二者可圍繞一個垂直於該等導引滚筒轉動軸之轴傾斜。 | 1 1 如申請專利範圍第8或9項之鋼絲鋸，其中該鋼絲鋸之
    |置換器單元可將鋸鋼絲自一線軸上解開，其所附一導引滾 筒可自該線軸上解開，其所附一導引滾筒可自該線軸上取 得鋸鋼絲，其另一導引滾筒可自該導引滾筒接收鋸鋼絲， !導引滾筒轉動軸之軸傾斜。
    第12頁 !該兩個滾筒係經適當設計，俾二者可圍繞一個垂直於該等 515734
    第13頁
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