專利名稱：由工件切分晶圓的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種由エ件切分晶圓的方法，其中，在鋸切操作過程中，鋸切線的以平行方式布置的線段被相對于エ件弓I導(dǎo)，因此形成晶圓。
現(xiàn)有技術(shù)這種類型的方法使用線狀鋸進(jìn)行。例如，在US 2002/0174861 Al或US2010/0089377 Al中描述了線狀鋸的基本結(jié)構(gòu)和功能。因此，適當(dāng)?shù)木€狀鋸包括至少兩個導(dǎo)線輥，鋸切線圍繞其多重纏繞。這產(chǎn)生了張緊在兩個導(dǎo)線輥之間并且以平行的形式設(shè)置的線段，并且這些線段形成線網(wǎng)，在鋸切操作過程中エ件被移動穿過線網(wǎng)。還已知了其中線網(wǎng)被移動穿過エ件的線鋸切方法。合適的エ件包括必須被分離成晶圓的材料，尤其是由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的塊，半導(dǎo)體晶圓被從其切割而成。導(dǎo)線輥具有涂層，涂層具有特定的厚度并且具有引導(dǎo)線段的溝槽。隨著鋸切操作施加負(fù)載的持續(xù)時間的增長，涂層的表面區(qū)域會磨損。只要涂層仍具有足夠的厚度，涂層的被磨損的表面區(qū)域就可以通過磨掉而去除，并且如此再生成的更薄的涂層可以繼續(xù)被使用。在鋸切操作中，鋸切線被從供給線軸纏繞到相應(yīng)線軸上。在這種情況下，鋸切線的行進(jìn)方向通常被圓柱形改變，從而實現(xiàn)了鋸切線的更綜合的利用。切分晶圓需要在切割操作模式中從エ件上去除材料的研磨顆粒。研磨顆?？梢员还潭ǖ卣澈系戒徢芯€上。更通常地，使用散布有研磨顆粒并且被供給至線網(wǎng)的鋸切懸浮液。以這種方式制造的半導(dǎo)體晶圓應(yīng)該具有扁平且盡可能平行的側(cè)表面。為了可以生成具有這種幾何特征的晶圓，在鋸切操作過程中，應(yīng)該避免エ件和線段之間的軸向相對運動，也就是平行于エ件中央軸線的相對運動。如果發(fā)生了這種相對運動，就會生成具有彎曲橫截面的晶圓。晶圓的彎曲度通常用被稱作翹曲的特征值表示。作為發(fā)生上述相對運動的原因，在US 2010/0089377 Al中提及了エ件和導(dǎo)線輥的長度變化，所述變化被歸因于溫度變化和相關(guān)的熱膨脹或熱收縮。實際上，在鋸切線圍繞導(dǎo)線輥運動的過程中并且在鋸切線接合エ件時尤其會產(chǎn)生磨擦熱，具體地，由于熱傳遞的原因，エ件以及導(dǎo)線輥和導(dǎo)線輥的軸承的溫度被改變。US 2010/0089377 Al建議了ー種方法，其中，エ件在軸向方向上的位移被測量并且導(dǎo)線輥的軸向位移被調(diào)節(jié)以使其對應(yīng)于所測量的值。JP 10 166 354 A2描述了ー種包括測量導(dǎo)線輥的軸向位移的方法。為此目的，傳感器和測量板之間的距離被測量，其中，測量板被固定在導(dǎo)線輥上。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種由エ件切分晶圓的方法，包括，在鋸切操作過程中，相對于エ件移 動鋸切線的以平行方式布置的線段，從而生產(chǎn)晶圓，其中，線段被張緊在兩個導(dǎo)線輥之間，每個導(dǎo)線輥具有帶溝槽的涂層，所述涂層具有特定的厚度；以及，借助于在涂層的端部專用地固定在涂層上的環(huán)，通過測量傳感器和環(huán)之間的距離，測量其中一個導(dǎo)線輥的涂層的長度變化，所述變化由溫度變化導(dǎo)致；以及根據(jù)所測量的距離冷卻導(dǎo)線輥。本發(fā)明的發(fā)明人深知測量傳感器和固定到導(dǎo)線輥上的測量板之間的距離是不利的，因為這忽略了導(dǎo)線輥的涂層的長度的熱影響的變化。涂層的長度變化應(yīng)當(dāng)考慮，因為它對線段從被提供的預(yù)期位置的位移的貢獻(xiàn)大于導(dǎo)線輥的長度變化所做的貢獻(xiàn)。本發(fā)明通過在鋸切操作過程中測量涂層的長度如何變化并且通過與所測量的涂層的長度變化成比例地冷卻導(dǎo)線輥而考慮了此因素。特別地，借助于在涂層的端部專用地固定到涂層上的環(huán)，通過測量傳感器和環(huán)之間的距離，來測量涂層的長度變化，所述變化由溫度變化導(dǎo)致。根據(jù)所測量的距離冷卻導(dǎo)線輥。由于環(huán)被設(shè)置在涂層端部并且被專用地固定在涂層上，環(huán)的軸向位置與導(dǎo)線輥的涂層的長度變化成比例地變化。利用導(dǎo)線輥的涂層及其長度變化，本方法考慮了對エ件和線段之間的可能的軸向相對運動的大部分負(fù)責(zé)的干擾因素。 優(yōu)選地，環(huán)由導(dǎo)電材料例如金屬或石墨構(gòu)成。優(yōu)選地，所述距離在線網(wǎng)的兩個導(dǎo)線輥之ー上進(jìn)行測量，以代表兩個導(dǎo)線輥。但是，可能地，在線網(wǎng)的兩個導(dǎo)線輥上都進(jìn)行相應(yīng)測量并且根據(jù)相應(yīng)測量的距離冷卻導(dǎo)線輥。根據(jù)本發(fā)明的第一實施例，冷卻導(dǎo)線輥的過程以使其關(guān)于在鋸切操作前存在于傳感器和環(huán)之間的距離的差異變得更小或變成零的方式實現(xiàn)。換句話說，在鋸切操作過程中導(dǎo)線輥被以導(dǎo)線輥的涂層的長度的熱影響的變化被可能地相反的方式冷卻。根據(jù)本發(fā)明的第二實施例，冷卻導(dǎo)線輥的過程以對エ件長度的熱影響的變化的反應(yīng)包括在各方向上相等(equidirectional)的導(dǎo)線棍的涂層的長度的熱影響的變化實現(xiàn)。換句話說，導(dǎo)線輥被以エ件長度的熱影響的變化通過導(dǎo)線輥的涂層的長度的熱影響的變化盡可能補償?shù)姆绞嚼鋮s。根據(jù)該方法的ー個優(yōu)選變異，其可以與第一或第二實施例相結(jié)合，導(dǎo)線輥以及它們的固定軸承被獨立于彼此地冷卻。此變異另外考慮了在鋸切操作過程中固定軸承的熱影響的線性膨脹的作用。在鋸切操作過程中エ件的長度變化取決于鋸切操作之前エ件的長度，并且取決于鋸切操作過程中產(chǎn)生的熱量。后者取決于所選擇的過程條件，所述過程條件由不同過程參數(shù)的整體描述。具體地，這些過程參數(shù)包括鋸切線的速度，供給到線網(wǎng)的鋸切懸浮液的溫度，エ件被移動穿過線網(wǎng)的前進(jìn)速度，研磨顆粒的類型以及保持エ件的載體材料的類型。如果所選擇的過程條件在多個鋸切操作過程中保持不變，那么在一個鋸切操作過程中的エ件的長度變化只取決于鋸切操作前エ件的長度。因此，對于在相同過程條件下進(jìn)行的鋸切操作，在所選擇的過程條件下將エ件分離成晶圓并且在鋸切操作過程中測量エ件的溫度，進(jìn)行一次足以。之后，對于此鋸切操作以及對于意于在所選擇的過程條件下進(jìn)行并且意于切割相同類型的材料的所有其它鋸切操作，可以建立預(yù)測エ件長度變化的曲線，作為切割深度或鋸切操作持續(xù)時間的函數(shù)。此長度變化可以借助于エ件材料的線性膨脹系數(shù)，所測量的溫度分布以及相應(yīng)鋸切操作前エ件的長度而進(jìn)行計算。優(yōu)選地，冷卻相應(yīng)導(dǎo)線輥及相應(yīng)固定軸承的過程被實現(xiàn)為使得，在鋸切操作過程中的姆個時間點上，差Δ Lw(X) - ( Δ Lf+Δ Lb (X))小于20μηι,其中，ALw(X)是由于エ件溫度變化引起的エ件的長度變化導(dǎo)致的エ件上的軸向位置X所經(jīng)歷的軸向位移，ALf是由于固定軸承的溫度變化而引起的相應(yīng)固定軸承所經(jīng)歷的長度變化，以及ALb(X)是由于涂層的溫度變化所引起的涂層的長度變化導(dǎo)致的導(dǎo)線輥的涂層上的軸向位置X所經(jīng)歷的軸向位移。軸向位置X是エ件中央軸線上的位置或等效位置。差越大，線段距離保證直線切穿エ件的預(yù)期位置越遠(yuǎn)。但是，如果沒有抵抗措施，差會一直變大，軸向位置X和導(dǎo)線輥中心之間的距離越大。當(dāng)多個エ件并排布置以同時進(jìn)行鋸切時這尤其應(yīng)該考慮。エ件被進(jìn)行這樣的布置以使得有效線網(wǎng)可以盡可能完整地利用。優(yōu)選地，通過冷卻相應(yīng)的導(dǎo)線輥和相應(yīng)固定軸承對軸向位移ALw(X)進(jìn)行反應(yīng)，使差 Δ Lw (X) - ( Δ Lf+ Δ Lb (X))小于 20 U m。 通過在鋸切操作過程中測量導(dǎo)線輥的涂層的長度的軸向變化以及固定軸承的長度的可能的軸向變化，以及以獨立于彼此的方式根據(jù)所測量的長度變化調(diào)節(jié)導(dǎo)線輥及其固定軸承的冷卻，可以實現(xiàn)上述目的。可選地，也可以通過在鋸切操作過程中冷卻エ件使ALw(X)小于5μπι，并且以獨立于彼此的方式冷卻導(dǎo)線輥及其固定軸承，使得鋸切操作過程中的和(ALf+ALb(X))小于25 μ m,優(yōu)選地小于10 μ m,而實現(xiàn)上述目的。對于在鋸切操作過程中完全抑制エ件和固定軸承以及相應(yīng)導(dǎo)線輥的涂層的溫度變化及相關(guān)的長度變化是特別具有優(yōu)勢的。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法用于制造具有盡可能平行的側(cè)表面的晶圓。但是，這不排除修改本方法的目的并且制造具有特別的彎曲的晶圓。典型地，在鋸切操作過程中エ件被保持以使其在溫度變化時在兩端可以軸向膨脹或收縮。例如，其由多晶體或單晶體半導(dǎo)體材料構(gòu)成，具體地，由硅構(gòu)成。典型地，其具有圓柱形的桿的部分的形式，直徑足以能夠制造直徑在200至450mm范圍內(nèi)的晶圓。被分離用于形成直徑300_的半導(dǎo)體晶圓的由硅制成的單一晶體在鋸切操作過程中經(jīng)歷的最大溫度變化典型地約為30°C，所述最大溫度變化對應(yīng)于典型地約25 μ m的最大長度變化。此特殊量值是其中所述單一晶體沒有被冷卻的方法所特有的。在鋸切操作過程中，考慮涂層的溫度變化的導(dǎo)線輥的涂層的長度變化，具體地，取決于涂層材料的線性膨脹系數(shù)，取決于涂層的厚度并且取決于在鋸切操作過程中產(chǎn)生的熱量。在鋸切操作過程中產(chǎn)生的熱量由過程條件和鋸切操作前的エ件長度決定性地影響。對于在相同過程條件下以及用相同類型的涂層材料進(jìn)行的鋸切操作來說，涂層的長度變化只取決于エ件的長度和涂層的厚度。典型地，涂層被固定在導(dǎo)線輥的芯上，以使其在不受阻礙的情況下在溫度變化時在兩端可以軸向膨脹或收縮。但是，通過將涂層夾緊到下面的導(dǎo)線輥的芯上，例如，通過設(shè)置在涂層兩端的夾緊環(huán)，涂層的長度變化可以被限制在某一限度內(nèi)。夾緊環(huán)將涂層固定在導(dǎo)線輥的芯上并且限制由于溫度變化引起的涂層的長度變化。當(dāng)允許導(dǎo)線輥的涂層的長度的熱影響的變化可能地最小或沒有時，將涂層夾緊到導(dǎo)線輥的芯上是特別合適的。假設(shè)涂層的典型厚度是6_，在從上述的由硅構(gòu)成的單一晶體切分晶圓的過程期間，不考慮冷卻措施并且不考慮將涂層夾緊在導(dǎo)線輥的芯上，由聚亞安酯構(gòu)成的涂層經(jīng)歷的最大溫度變化典型地約為20°C并且最大線性膨脹典型地約為80μπι。因此，涂層承受了比單一晶體大得多的長度變化。在每種情況下，夾緊線網(wǎng)的導(dǎo)線輥典型地借助于固定軸承和活動軸承上的軸安裝。溫度變化時，固定軸承的兩端不能軸向膨脹或收縮，只有活動軸承對面的端部可以。固定軸承的長度變化使導(dǎo)線輥的涂層以及因此每個線段移動一致的幅值。。在固定軸承的典型配置中，在從上述的由硅構(gòu)成的單一晶體切分晶圓的過程期間，不考慮冷卻措施，固定軸承經(jīng)歷的最大溫度變化典型地約為I. 5°C并且最大線形膨脹典型地約為6 μ m。


下面參考附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。 圖I示意性示出了對于可能發(fā)生的エ件和線段之間的軸向相對運動起決定性作用的長度變化；圖2示出了適于在根據(jù)本發(fā)明的方法中使用的導(dǎo)線輥的橫截面，以及與所述導(dǎo)線輥相關(guān)聯(lián)的固定軸承。
具體實施例方式圖I是通過エ件12,導(dǎo)線棍I和固定軸承2的示意性剖視圖。示意圖示出了對于可能發(fā)生的エ件和線段之間的軸向相對運動起決定性作用的長度變化。這些包括エ件12的長度變化Λ Lw，導(dǎo)線輥I的涂層8的長度變化ALb以及固定軸承2的長度變化ALf。為簡單起見，長度變化ALb和ALw被示意為假定固定軸承和導(dǎo)線輥彼此不連接的情況。因此，由于エ件的熱膨脹，エ件端部的軸向位置點被移動了量值A(chǔ)Lw，并且由于涂層的熱膨脹導(dǎo)線輥的涂層端部的軸向位置點被移動了量值alb。根據(jù)圖2的示意圖示出了導(dǎo)線輥I及其相關(guān)的固定軸承2，它們分別具有通道3和4，通道3和4被獨立于彼此地連接至被供給冷卻劑的冷卻回路。導(dǎo)線輥I的冷卻回路被具體化為使諸如水的冷卻劑被通過回轉(zhuǎn)引入口傳導(dǎo)至在鋸切操作過程中轉(zhuǎn)動的導(dǎo)線輥I。分別被引入冷卻回路的有熱交換器(未示出)，控制單元5和6，以及供應(yīng)兩個控制環(huán)的傳感器7，這兩個控制環(huán)獨立于彼此操作，利用測量信號冷卻導(dǎo)線輥I和固定軸承2。由傳感器7供給的測量信號在控制單元5和6中轉(zhuǎn)換成作為操作變量的冷卻參數(shù)，用于以獨立于彼此的方式冷卻導(dǎo)線輥I和固定軸承2。傳感器7測量分別距設(shè)置于導(dǎo)線輥I的涂層8端部的指定環(huán)9的距離Λし環(huán)9自身被固定到涂層8上并且專用地與涂層8接觸。如果希望考慮導(dǎo)線輥的芯的長度變化，可以提供另ー傳感器11，測量其距導(dǎo)線輥的芯10的距離。導(dǎo)線輥I的芯10通常由因瓦合金(Invar)制成，以使其對線段軸向位置的變化的影響相應(yīng)較小。實施例借助于包括四個導(dǎo)線輥的線狀鋸，直徑為300_的由硅制成的單晶塊體被分離成晶圓。夾緊線網(wǎng)的導(dǎo)線輥以及它們相關(guān)的固定軸承具有圖2所示的結(jié)構(gòu)并且根據(jù)本發(fā)明進(jìn)行冷卻。根據(jù)本發(fā)明，在線網(wǎng)的兩個導(dǎo)線輥之一上對傳感器和環(huán)之間的距離進(jìn)行測量，以代表兩個導(dǎo)線棍。
權(quán)利要求
1.一種由エ件切分晶圓的方法，包括 在鋸切操作過程中，相對于エ件移動鋸切線的以平行方式設(shè)置的線段，從而生成晶圓，其中，線段被張緊在兩個導(dǎo)線輥之間，每個導(dǎo)線輥具有特有厚度的帶溝槽的涂層；以及，借助于在涂層的端部專用地固定到涂層上的環(huán)，通過測量傳感器和環(huán)之間的距離，測量其中ー個導(dǎo)線輥的涂層的長度變化，所述變化由溫度變化導(dǎo)致；以及根據(jù)所測量的距離冷卻導(dǎo)線輥。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括冷卻導(dǎo)線輥，以使其關(guān)于在鋸切操作之前存在于傳感器和環(huán)之間的距離的差變得更小或變成零。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，包括冷卻導(dǎo)線輥，以使其對エ件長度的熱影響的變化的反應(yīng)包括在各個方向上相等的導(dǎo)線輥涂層的長度的熱影響的變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3中任一所述的方法，包括以獨立于彼此的方式冷卻導(dǎo)線輥和導(dǎo)線輥的固定軸承。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一所述的方法，包括將涂層夾緊到下面的導(dǎo)線輥的芯上。
全文摘要
一種由工件切分晶圓的方法，包括在鋸切操作過程中，相對于工件移動鋸切線的以平行方式設(shè)置的線段，從而生成晶圓，其中，線段被張緊在兩個導(dǎo)線輥之間，每個導(dǎo)線輥具有特有厚度的帶溝槽的涂層；以及，借助于在涂層的端部專用地固定到涂層上的環(huán)，通過測量傳感器和環(huán)之間的距離，測量其中一個導(dǎo)線輥的涂層的長度變化，所述變化由溫度變化導(dǎo)致；以及根據(jù)所測量的距離冷卻導(dǎo)線輥。
文檔編號B28D5/04GK102689369SQ20121007476
公開日2012年9月26日 申請日期2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月23日
發(fā)明者A·休伯, P·威斯納, R·克魯澤德, W·格馬什 申請人:硅電子股份公司