專利名稱：用于將錠線鋸切片成晶片中的碳納米管加強(qiáng)線鋸梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的領(lǐng)域涉及提高線鋸梁的熱性能和結(jié)構(gòu)性能，該線鋸梁是單晶或多晶錠與 錠保持架之間的中間膠結(jié)材料，該錠保持架用于錠或可切成晶片的其它材料的線鋸切割 中。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體級(jí)晶片一般由單晶錠——例如單晶硅錠——制備而成。將錠切成單獨(dú)的晶 片，然后對(duì)該晶片進(jìn)行大量的加工操作(例如研磨、蝕刻和拋光)，從而去除由切片操作引 起的損壞，并產(chǎn)生相對(duì)光滑的具有均勻厚度和成品前表面的成品晶片?？墒褂脙?nèi)圓(“ID”)鋸或線型鋸(“線鋸”)從錠切硅晶片。與一次只能產(chǎn)生單 個(gè)晶片的ID鋸相比，線鋸一般效率更高，因?yàn)榫€鋸可一次將整個(gè)錠切片。圖1示出了用于將單晶硅錠切成單獨(dú)的晶片的示例性的線鋸切片設(shè)備，該設(shè)備整 體上由參考標(biāo)號(hào)21指示。在美國公開NO. 2003/0170948中示出和描述了另一示例性的線 鋸切片設(shè)備，該公開的內(nèi)容結(jié)合在本文中作為參考。市場(chǎng)上可獲得的線鋸切片設(shè)備包括例 如瑞士 HCT ShapingSystems of Cheseaux制造的Model 300E12-H。在不脫離本發(fā)明的范 圍的情況下，可以利用其它型號(hào)和類型的線鋸切片設(shè)備。該設(shè)備總體上包括一框架23，該框架安裝有四個(gè)用于支承線網(wǎng)(wireweb)27的線 引導(dǎo)件25 (部分示出了 2個(gè))。該框架還安裝有活動(dòng)的滑動(dòng)件或頭部29，該滑動(dòng)件或頭部 安裝有錠30，該滑動(dòng)件或頭部相對(duì)于框架移動(dòng)，從而將錠30推入網(wǎng)中。線引導(dǎo)件25總體上是圓柱形的并具有多個(gè)外周槽(未示出)，所述外周槽用于接 納形成線網(wǎng)27的相應(yīng)線部段，并以精確的間隔間隔開。槽之間的間隔決定了線部段之間的 間隔，并從而決定了切成的晶片的厚度。線引導(dǎo)件25在支承件上轉(zhuǎn)動(dòng)，以沿縱向或軸向移 動(dòng)線部段。切割漿通過導(dǎo)管32導(dǎo)入到線網(wǎng)27上。在用于生產(chǎn)硅晶片的晶片切片操作中，單晶硅錠安裝在錠保持架53上，該保持架 通過工作臺(tái)51保持在線鋸設(shè)備上。錠30粘附在線鋸梁上。錠保持架53和錠30的表面通 過合適的粘合劑粘附在線鋸梁上。在將錠和錠保持架保持在線鋸梁上的粘合劑固化后，將組件倒置并安裝在線鋸 上。錠逐漸下落到快速移動(dòng)的超薄的線“網(wǎng)”中。切割動(dòng)作通過將研磨漿注入到線網(wǎng)上產(chǎn) 生，該線網(wǎng)實(shí)際上是從一個(gè)線軸繞到另一線軸的單線。在切片后立即在一系列化學(xué)浴中對(duì) 切割的晶片進(jìn)行清洗，以去除殘留的漿液。然后，對(duì)晶片進(jìn)行拋光和清洗。線鋸切片在代表切割位置的向前移動(dòng)的前部產(chǎn)生摩擦熱。雖然熱量部分通過漿液 對(duì)流，但是剩余的熱量通過錠、線鋸梁和錠保持架組件傳導(dǎo)。在這三個(gè)中，傳統(tǒng)上用于制造 線鋸梁的環(huán)氧樹脂具有這樣的材料性能效率較低的減振性能、大的熱膨脹系數(shù)(CTE)和 最低的熱導(dǎo)率。尤其在切片操作結(jié)束、當(dāng)錠的剛度因?yàn)榍衅脑蝻@著降低時(shí)，線鋸梁的環(huán) 氧樹脂的這些特征被認(rèn)為對(duì)于影響切成的晶片的表面質(zhì)量起到重要作用。

發(fā)明內(nèi)容
因此，簡(jiǎn)要地說，本發(fā)明涉及一種用于線鋸切片中的線鋸梁，尤其是涉及一種由包 括聚合物樹脂和碳納米管的聚合物復(fù)合材料構(gòu)成的線鋸梁。本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種用于從單晶錠或多晶錠切半導(dǎo)體晶片的設(shè)備。該設(shè)備 包含用于將錠切成晶片的線網(wǎng)。該設(shè)備還包含框架。該框架包含用于在切片過程中支承錠 的頭部。該頭部包含錠保持架和線鋸梁。該線鋸梁由包括熱固性聚合物樹脂和碳納米管的 聚合物復(fù)合材料構(gòu)成。本發(fā)明的另一方面涉及一種用于從單晶錠或多晶錠切半導(dǎo)體晶片的設(shè)備中的組 件。該組件包含錠保持架和線鋸梁。該線鋸梁由包括熱固性聚合物樹脂和碳納米管的聚合 物復(fù)合材料構(gòu)成。本發(fā)明的又一方面涉及一種與用于從單晶錠或多晶錠切半導(dǎo)體晶片的線鋸一起 使用的線鋸梁。該線鋸梁由包括熱固性聚合物樹脂和碳納米管的聚合物復(fù)合材料構(gòu)成。存在對(duì)本發(fā)明的上述方面中提到的特征的各種改進(jìn)。其它特征也可結(jié)合在本發(fā)明 的上述方面中。這些改進(jìn)和附加特征可單獨(dú)存在或以任何組合存在。例如，下列結(jié)合本發(fā) 明的任何一個(gè)示出的實(shí)施例所討論的各種特征可單獨(dú)或以任何組合結(jié)合在本發(fā)明的上述 方面中的任何一個(gè)中。


圖1示出了線鋸切片設(shè)備；和圖2示出了通過線鋸梁固定在錠保持架上的錠。相應(yīng)的參考標(biāo)號(hào)在全部附圖中表示相應(yīng)的部件。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明涉及用于線鋸梁構(gòu)成中的聚合物復(fù)合材料。該線鋸梁與錠保持架共同用于 單晶硅錠和由其它材料制備的錠的線鋸切割中?，F(xiàn)參考圖2，線鋸梁101用作錠保持架53 和單晶錠30之間的中間連接件(interface)。該線鋸梁101使用合適的粘合劑在錠保持架 53和錠30之間保持就位。圖2示出了在線鋸切片操作發(fā)生后的錠30。晶錠典型地是一單晶硅錠或一多晶硅錠，更典型地是一單晶硅錠。雖然單晶硅是 用于半導(dǎo)體級(jí)晶片的優(yōu)選材料，但是其它半導(dǎo)體材料也可使用。圖2中示出的錠保持架可由鋼或其它材料——例如殷鋼(INVAR)(由鐵(64% )和 鎳(36% )以及一些碳和鉻制成的合金)——構(gòu)成。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，用于構(gòu)成線鋸梁101的聚合物復(fù)合材料的特征是，與傳統(tǒng)的線 鋸梁材料相比，其具有提高的減振(能量耗散)性能、提高的剛度、提高的熱導(dǎo)率和降低的 熱膨脹系數(shù)。該聚合物復(fù)合材料可通過在線鋸梁的制造過程中加入碳納米管(CNTs)制備 而成。在一個(gè)實(shí)施例中，包括碳納米管的聚合物復(fù)合材料用作在錠保持架和硅錠之間的中 間連接材料，其中，錠保持架用于硅錠的線鋸切割中。具有在本文中描述的優(yōu)良的物理性能 的聚合物復(fù)合材料使得切成的晶片具有較好的表面質(zhì)量。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，線鋸梁101由包括聚合物樹脂和碳納米管的聚合物復(fù)合材 料構(gòu)成。用于構(gòu)成聚合物復(fù)合材料的合適的聚合物樹脂包含熱固性聚合物樹脂。尤其合適的熱固性聚合物樹脂是環(huán)氧樹脂。在一個(gè)實(shí)施例中，環(huán)氧樹脂選自由雙酚A 二 縮水甘油醚、雙酚F 二縮水甘油醚、三苯酚甲烷三縮水甘油醚(triglycidyl ether of triphenomethane)、線性酚醛清漆多縮水甘油醚(polyglycidyl ether of novolac)、甲酚 線性酚醛清漆多縮水甘油醚(polyglycidyl ether cresol novolac)、萘酚苯酚多縮水甘 油醚(polyglycidylether of napthalenic phenol)及其甲基、乙基、丙基、丁基替代物和 其混合物組成的群組。示例性的環(huán)氧樹脂包含從液態(tài)環(huán)氧樹脂得到的雙官能雙酚A/環(huán)氧 氯丙燒(例如從 Hexion Specialty Chemicals, Houston, TX 獲得的 EPON Resin 828)、從 環(huán)氧氯丙烷和雙酚F得到的低粘度液態(tài)雙酚F 二縮水甘油醚環(huán)氧樹脂(例如從Resolution Performance Products, Houston, TX 獲得的 EPON Resin 862)禾口 System 2000Epoxy LaminatingSystem(從Fibre Glast Development Corporation,Brookville, OH獲得的)。典型地，錠保持架和晶錠在剛度和強(qiáng)度方面是相當(dāng)?shù)?。用于線鋸梁的傳統(tǒng)的環(huán)氧 樹脂典型的特征是，與錠保持架和晶錠相比，其剛度和強(qiáng)度較小。下表1示出了硅錠、鋼制 的錠保持架和傳統(tǒng)的環(huán)氧樹脂梁的一些性能。
權(quán)利要求
一種用于從單晶錠或多晶錠切半導(dǎo)體晶片的設(shè)備，該設(shè)備包括用于將所述錠切成晶片的線網(wǎng)；和框架，該框架包含用于在切片過程中支承所述錠的頭部，該頭部包括錠保持架和線鋸梁，該線鋸梁由包括熱固性聚合物樹脂和碳納米管的聚合物復(fù)合材料構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述熱固性聚合物樹脂是環(huán)氧樹脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂選自由雙酚A二縮水甘油 醚、雙酚F 二縮水甘油醚、三苯酚甲烷三縮水甘油醚、線性酚醛清漆多縮水甘油醚、甲酚線 性酚醛清漆多縮水甘油醚、萘酚苯酚多縮水甘油醚及其甲基、乙基、丙基、丁基替代物和其 混合物組成的群組。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述線鋸梁中的碳納米管的量按重量計(jì) 從約0. 01%到約50%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述線鋸梁中的碳納米管的量按重量計(jì) 從約0.01%到約3%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述線鋸梁中的碳納米管的量按重量計(jì) 從約0. 到約50%。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其特征在于，所述線鋸梁中的碳納米管的量按重量計(jì) 從約到約50%。
8.一種用于從單晶錠或多晶錠切半導(dǎo)體晶片的設(shè)備中的組件，該組件包括錠保持架，和由包括熱固性聚合物樹脂和碳納米管的聚合物復(fù)合材料構(gòu)成的線鋸梁。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組件，其特征在于，所述熱固性聚合物樹脂是環(huán)氧樹脂。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的組件，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂選自由雙酚A二縮水甘油 醚、雙酚F 二縮水甘油醚、三苯酚甲烷三縮水甘油醚、線性酚醛清漆多縮水甘油醚、甲酚線 性酚醛清漆多縮水甘油醚、萘酚苯酚多縮水甘油醚及其甲基、乙基、丙基、丁基替代物和其 混合物組成的群組。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組件，其特征在于，所述線鋸梁中的碳納米管的量按重量計(jì) 從約0. 01%到約50%。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組件，其特征在于，所述線鋸梁中的碳納米管的量按重量計(jì) 從約0.01%到約3%。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組件，其特征在于，所述線鋸梁中的碳納米管的量按重量計(jì) 從約0. 到約50%。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組件，其特征在于，所述線鋸梁中的碳納米管的量按重量計(jì) 從約到約50%。
15.一種與用于從單晶錠或多晶錠切半導(dǎo)體晶片的線鋸一起使用的線鋸梁，其中，所述 線鋸梁由包括熱固性聚合物樹脂和碳納米管的聚合物復(fù)合材料構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的線鋸梁，其特征在于，所述熱固性聚合物樹脂是環(huán)氧樹脂。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的線鋸梁，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂選自由雙酚A二縮水甘 油醚、雙酚F 二縮水甘油醚、三苯酚甲烷三縮水甘油醚、線性酚醛清漆多縮水甘油醚、甲酚 線性酚醛清漆多縮水甘油醚、萘酚苯酚多縮水甘油醚及其甲基、乙基、丙基、丁基替代物和其混合物組成的群組。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的線鋸梁，其特征在于，所述線鋸梁中的碳納米管的量按重 量計(jì)從約0.01%到約50%。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的線鋸梁，其特征在于，所述線鋸梁中的碳納米管的量按重 量計(jì)從約0.01%到約3%。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的線鋸梁，其特征在于，所述線鋸梁中的碳納米管的量按重 量計(jì)從約0. 到約50%。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的線鋸梁，其特征在于，所述線鋸梁中的碳納米管的量按重 量計(jì)從約到約50%。
全文摘要
一種用于從錠切晶片——例如從單晶錠或多晶硅錠切半導(dǎo)體晶片——的設(shè)備中的線鋸梁。該線鋸梁可由包括熱固性聚合物樹脂和碳納米管的聚合物復(fù)合材料制成。
文檔編號(hào)B28D5/00GK101970193SQ200980108392
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2009年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月11日
發(fā)明者P·古普塔 申請(qǐng)人:Memc電子材料有限公司