使用锯切线来从工件切分出晶片的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种使用锯切线来从工件切分出晶片的方法，其中至少两个线导辊夹持线网。每个线导辊在其横向表面上具有许多凹槽，其中与线导槽并排地设置至少一个在线锯切期间未插入线的凹槽，在线导槽磨损之后或者在限定数量的锯切过程之后，分别将锯切线缠绕到仍没有被磨损或者使用过的先前未被占据的凹槽内。
【背景技术】
[0002]对于电子技术、微电子技术和微机电技术，需要具有极端要求的半导体晶片来作为起始材料(基板)，该极端要求由整体和局部平坦度、基准的单侧局部平坦度(纳米拓扑结构)、粗糙度和清洁度构成。半导体晶片是由半导体材料、更特别是例如砷化镓的化合物半导体和例如硅和间或有锗的主要元素半导体构成的晶片。
[0003]根据现有技术，以多个连续的加工步骤生产出半导体晶片，举例来说，其中，在第一步中，借助于丘克拉斯基法(Czochralski method)来拉拔由半导体材料构成的单晶体(杆)或者铸造由半导体材料构成的多晶体块，并且在进一步中，借助线锯将结果产生的由半导体材料(“坯料”)构成的圆柱状或者块状的工件分成单独的半导体晶片。
[0004]在该情况下，在单切线锯与下文中被称为MW锯(MW=多线)的多线锯之间产生了区别。特别是，当意图在一个工作步骤中将例如由半导体材料构成的杆的工件锯切成许多晶片时，使用丽锯。
[0005]US-5 771 876描述了适于生产半导体晶片的线锯的功能原理。这些线锯的主要部件包括机架、供给装置和由平行线区段组成的网(“线网”)构成的锯切工具。
[0006]例如，在EP 990 498 Al中公开了一种丽线锯。在该情况下，涂有粘结磨粒的长锯切线在导线辊上成螺旋形地行进并且形成了一个或多个线网。
[0007]通常，线网是由夹持在至少两个导线辊之间的多个平行的线区段形成的，其中导线辊被以可旋转方式安装并且它们中的至少一个被驱动。线导辊通常设有涂覆物，例如聚氨酯。根据DE 10 2007 019 566 B4和DE 10 2010 005 718 Al，用于引导锯切线的许多凹槽切入线导辊的涂覆物内，其中所有凹槽具有弯曲的凹槽基部和带特定张开角的凹槽侧面。
[0008]线导辊的纵轴线被大致垂直于线网中的锯切线定向。
[0009]由半导体材料构成的晶片的生产特别是对切分工艺的精度提出了特别严格的要求。为了该目的，重要的是，引导锯切线的线导辊上的许多凹槽精确地平行延伸并且凹槽和锯切线处于一条线上(对准)。
[0010]根据DE 102 37 247 Al，线导辊上的两个凹槽之间的距离可能是相同的或者从线入口侧向线出口侧减小。凹槽之间的距离的减小考虑到了在锯切过程期间线的直径减小的情况，从而虽然锯切线更细，由于凹槽之间减小的距离的结果，从工件切分出均匀厚度的晶片。
[0011]由于与锯切线持续接触的结果，线导辊的涂覆物和切入涂覆物内的凹槽易受磨损，并且必须定期地更新以便避免所谓的对准误差。例如，如果线导辊的凹槽与处于所述凹槽中的线不再位于一直线上，则对准误差能引起损害，例如在切分出的半导体晶片的表面上锯出痕迹或者凹槽。
[0012]如果线导辊的沟槽被磨损，则它们必须被更新。为了该目的，通常必须从线锯卸下线导辊，并且必须将新的涂覆物和/或新的凹槽引入线导辊的涂覆物的表面内(给线导辊开槽)。必须定期地进行的该工作导致线锯的停工时间并且因此限制了该方法的经济可行性。
[0013]因此，希望延长被磨损凹槽的更新(即，给线导辊开槽)之间的时间周期。例如，这能通过以合适材料涂覆线导辊来完成。
[0014]通常使用具有由聚氨酯(PU)构成的涂覆物的线导辊。因为锯切线具有粘结颗粒，而聚氨酯对包含松散固体(磨粒)的液态磨料(料浆)或者对磨蚀具有很大的抵抗力。
[0015]然而，线导辊的涂覆物必须是既不太软也不太硬。在材料太软的情况中，涂覆物不足以抵抗凹槽的塑性变形，从而导致了凹槽几何形状的不理想的改变。在材料太硬的情况中，不再能确保线与线导辊之间的摩擦接合，其结果是，不再能最佳地运转线网。
[0016]为了减小线导辊的涂覆物的磨损，JP 2006102917 A2提出了一种包含5到30重量百分比的碳化硅颗粒的呈氨基甲酸乙酯形式的涂覆物，从而该涂覆物比仅由氨基甲酸乙酯构成的涂覆物显著更硬。
[0017]虽然更硬的涂覆物延长了磨损凹槽的更新之间的时间周期，但是其具有上述缺点。
【发明内容】
[0018]因此，本发明的目的是提供一种借助于线锯来从工件切分出许多晶片的方法，其中在不具有用于涂覆物的材料太硬的缺点的情况下延长了线导辊的磨损凹槽的更新之间的时间周期并且因此减少了线锯的停工时间。
[0019]该目的通过一种借助于锯切线2a从工件3切分出晶片的方法来实现，其中锯切线2a形成了包括许多平行设置的线区段的线网2，该线网至少由两个线导辊I夹持，锯切线2a由至少两个线导辊通过两个横向表面中的凹槽4引导，该凹槽4相互之间具有距离A，其特征在于，与线引导凹槽4并排地设置有至少一个凹槽4a，在线锯切期间在该凹槽4a中并未插入线2a。
[0020]以下详细描述本发明和优选实施例。
【附图说明】
[0021]图1显示了根据现有技术的线锯，包括两个线导辊1，由平行延伸的线区段形成的线网2在该线导辊之间行进，所述线网锯切入固定到工件接受器(未描绘)上的工件3内。为了清晰的缘故，按非常简化的方式并且例如在没有偏转辊的情况下示出了线锯。
[0022]图2显示了具有带间距A的凹槽4的线导辊I的横截面，所述凹槽具有宽度C(锯口损失)和深度T。根据现有技术，在每个凹槽4中插入线2a(图2a)。在根据本发明的线导辊的情况中，在线导辊的第一个寿命周期中，仅每第η个凹槽(n ^ 2)被线2a占据(图2b) ο如果被线2a占据的凹槽4例如磨损了(第一个寿命周期结束，如图2c中变深的凹口所示出的)，则将线2a插入到相邻的、仍未使用的凹槽4a内(图2c)。在图2中，凹槽4和对应的4a例如具有恒定的间距A，由此A是两个凹槽4之间的内部距离B与凹槽4的宽度(弯曲损失)C的和，S卩，A = B+C (等式(I))，并且D是第一凹槽4与n+2个凹槽4之间的内部距离，由此η是第一个凹槽4的数目。在图2a中，D是第一与第三凹槽4之间的内部距离并且限定为D = 2XB+C(等式(2))。
【具体实施方式】
[0023]可以在其中锯切线2a经由带凹槽的线导辊I引导的任何线锯中实施借助于使用根据本发明的线导辊的线锯来由工件3切分出许多晶片的方法。
[0024]线导辊I是可围绕辊芯转动地轴向地安装的大致圆柱形棍子，具有外壳，该外壳具有其中切出用于线引导部的凹槽4的外部横向表面和两个侧表面。线引导部的长度优选与根据现有技术的线导辊的长度相应。
[0025]锯切线2a经由被至少两个线导辊I夹持的线网2被从供给线轴(分配辊)卷绕到接收线轴(卷线辊)上，所述线网包括相互平行地设置的许多线区段。在锯切过程期间，能仅沿一个方向或者周期性地改变方向(朝圣者步伐法(pilgrim step method))来缠绕锯切线2a。
[0026]在第一实施例中，线导辊I仅由单一材料构成，即，线导辊I的横向表面由与线导辊I的辊芯相同的材料构成。
[0027]在第一实施例中，线导辊I优选是由聚酯基或者聚醚基的聚氨酯构成的，例如DE10 2007 019 566 B4中所公开的。在该实施例中，线导辊I的外壳由横向表面与辊芯之间未限定厚度的层形成，线导辊I的横向表面沿纵轴线方向延伸。
[0028]在第二实施例中，线导辊I的辊芯由优选钢、铝或者例如玻璃纤维或碳纤维增强塑料的复合材料的第一材料构成，并且线导辊I的外壳是由第二材料构成的，该第二材料能与第一材料相同或不同。第二材料具有厚度M地至少纵向包封第一材料。外壳的厚度M优选在0.5到50mm之间，特别优选在3到25mm之间。
[0029]在第二实施例中，辊芯以第二材料被覆盖或者涂覆。例如，覆盖物或者涂覆物被固定地连接至辊芯，例如通过粘合结合，或者例如能呈可去除盖的形式地经由横向夹持环被连接至辊芯。
[0030]在第二实施例中，线导辊I的外壳(覆盖物、涂覆物)优选由如DE 10 2007 019566 B4中公开的聚酯基或者聚醚基的聚氨酯和共聚物构成并且如果合适被与混合物混合。
[0031]在下文中，与辊芯是否具有由第二材料构成的并且可限定为朝向辊芯的外部涂覆物无关地使用术语“外壳”。
[0032]在外壳内切出在每种情况中具有间距A的用于引导锯切线的凹槽4，也就是说，锯切线位于凹