[发明专利]从圆柱体工件同时切割多个晶片的方法

说明书

技术领域

本发明涉及从圆柱体工件尤其是由半导体材料组成的工件同时切割多个晶片的方法，其中借助进给装置使工件和线锯的锯线排（Drahtgatter）实施垂直于工件纵轴取向的相对运动，通过该进给装置引导工件通过锯线排。

背景技术

半导体晶片通常以如下方式制造，在一个加工过程中借助线锯将由半导体材料组成的单晶或多晶的圆柱体工件同时切割成多个半导体晶片。

该线锯的主要部件包括机器框架、进给装置和由平行的锯线段组成的线排组成的锯切工具。通常通过胶结或粘结将工件固定在所谓的锯切条带上。锯切条带又固定在安装板上，以将工件夹持在线锯中。

线锯的锯线排通常由多个在至少两个锯线引导滚筒之间拉紧的平行的锯线段形成，其中锯线引导滚筒以可转动的方式安装，并且由其中的至少一个进行驱动。锯线段通常属于单根有限长的锯线，其以螺旋状围绕滚筒系统加以引导，并由储存滚筒（Vorratsrolle）在接收滚筒（Aufnahmerolle）上卷出。

在锯切过程中，进给装置引发锯线段和工件彼此相向取向的相对运动。通过该进给运动，施加有锯切悬浮液的锯线进行工作，形成穿过工件的平行的锯切间隙。锯切悬浮液也称作“浆料”，包含悬浮在液体中的例如由碳化硅组成的硬质颗粒（磨削颗粒）。还可以使用具有牢固粘结的硬质颗粒的锯切线。在此情况下，不需要施加锯切悬浮液。仅需添加液体冷却润滑剂，其保护锯线和工件不发生过热，同时将工件切屑从锯切间隙携带出。

由圆柱体半导体材料，例如由单晶，制造半导体晶片对于锯切方法提出严格的要求。锯切方法的目的通常在于，每个锯切的半导体晶片均应当具有两个尽可能平坦并且彼此平行的面。

除了厚度变化以外，半导体晶片的两个面的平坦度也具有重要的意义。在利用线锯切割半导体单晶，例如硅单晶之后，由此制得的晶片具有波纹状的表面。在诸如粗磨或精研的后续步骤中，取决于该波纹的波长和振幅以及材料去除的深度，该波纹可以部分或完全地加以去除。在最不利的情况下，即使在抛光之后仍然可以在最终制成的半导体晶片上检测到该波纹的残余，在此其对于局部几何形状具有负面影响。在切割的晶片上的不同位置，产生这些波纹的程度不同。在此特别关键的是切割件的末端区域，其中会产生特别明显的波纹或凹槽，它们取决于后续步骤的类型仍然可以在最终产品上检测到。

DE 10 2005 007 312 A1公开了，在根据现有技术的锯切过程中产生的在切割件的末端区域中的波纹对于在圆柱体工件的末端切割的晶片是特别明显的。另一方面，在工件中心（在轴向上），切割的晶片在切割件的末端区域内则几乎不具有波纹。此外，通过锯切悬浮液产生的轴向动态压力梯度被认为是在锯切过程结束时产生波纹的原因。因此，根据DE 10 2005 007 312 A1，减少施加至锯线排的锯切悬浮液的量，由此减少在切割件的末端区域内切割的半导体晶片的波纹。但是发现，该措施不足以满足对于局部几何形状的不断提高的要求。尤其是无法可靠地避免在末端区域内形成锯切槽

DE 10 2006 032 432 B3公开了一种方法，其中若锯线不仅穿过工件，而且穿过锯切条带，则使用具有倾斜侧面的锯切条带，以减少在切割件末端的波纹。该经改变的锯切条带也无法避免在切割件末端形成锯切槽。此外，尤其是在由多种不同材料组成的锯切条带的情况下，在制造锯切条带时需要额外的加工步骤，这增加了锯切过程的辅助材料成本。

同样已知其中通过随时间改变工件进给速度改善切割的晶片的平面平行度的方法。EP 856 388 A2公开了一种方法，其中首先取决于切割深度降低工件进给速度直至切割深度达到工件直径的约70％，随后又轻微增大，最后重新降低。该方法能够制造具有均匀的厚度的晶片，但是其中晶片的对应于切割深度的第一个及最后一个10％的区域具有明显更小的厚度。但是，EP 856 388 A2没有提及用于避免特别是在切割深度的最后一个10％内产生的锯切槽的措施。

因此，本发明的目的在于，尽可能避免在切割件的末端区域内产生的锯切槽。

发明内容

该目的是通过由基本上为圆柱体的工件同时切割多个晶片的方法实现的，其中借助进给装置使与锯切条带连接的工件和线锯的锯线排以确定的进给速度实施垂直于工件纵轴取向的相对运动，通过该进给装置引导工件穿过锯线排，并由此将其切割成多个晶片，其特征在于，在实施该方法期间以如下方式改变进给速度：

-在切割深度为工件直径的50％时具有数值v₁，

-然后以数值v₂≥1.15×v₁经过局部最大值，