将由半导体材料组成的晶体切割成多个晶片的方法技术

用于将由半导体材料组成的、具有纵轴和横截面的晶体切割成多个晶片的方法，其中所述晶体固定于一桌上，通过在所述桌与线锯的线排之间在垂直于晶体纵轴的方向上的相对移动引导所述晶体通过由锯线形成的线排，其方式是使锯线在晶体的拉伸边缘附近锯入或者使锯线在晶体的拉伸边缘附近锯出。

Method for cutting a crystal consisting of a semiconductor material into a plurality of wafers

Used for cutting has a longitudinal axis and the cross section will be composed of semiconductor materials, the method of multi crystal wafers, wherein the crystal is fixed on a table between the table and the wire line perpendicular to the longitudinal axis of the crystal in the direction of the relative movement of the guide through the crystal formed by sawing wire the line, the way is to make the line in the vicinity of the edge saw tensile crystal sawing into or saw saw line in the vicinity of the crystal edge stretching.

【技术实现步骤摘要】
将由半导体材料组成的晶体切割成多个晶片的方法
本专利技术涉及用于将晶体切割成多个晶片的方法。
技术介绍
半导体晶片通常是通过在一个加工过程中借助线锯将由半导体材料组成的、具有纵轴和横截面的单晶或多晶晶体同时切割成多个半导体晶片而制造的。工件例如可以是由硅组成的圆柱体单晶。术语“圆柱体”不应理解为晶体必须一定要具有圆形的横截面。晶体甚至可以具有任何普通圆柱体的形状。普通圆柱体是由具有封闭的准线的圆柱体面和两个平行平面即圆柱体的底面所限定的物体。因此，该方法还适合于锯切包含侧面的非圆柱体晶体块，即例如具有正方形或长方形的横截面的晶体块。尤其是使用线锯以在一个加工过程中将晶体切割成多个半导体晶片、太阳能晶片及其他晶体晶片。US-5,771,876描述了适合于将晶体切割成半导体晶片的线锯的实用原则。DE102006058823A1、DE102006058819A1和DE102006044366A1公开了用于线锯切的对应的方法。线锯具有由缠绕在2个或更多个线导辊(Drahtführungsrollen)上的锯线形成的线排(Drahtgatter)。锯线可以涂覆有研磨涂层。在使用具有不含牢固粘结的研磨颗粒的锯线的线锯的情况下，在切割过程中以悬浮液(浆料)的形式加入研磨颗粒。在切割过程中，工件穿过线排，其中锯线以彼此平行地排列的线段的形式设置。利用与线排相对地引导工件或者与工件相对地引导线排的进给装置实现线排的穿过。在将晶体切割成半导体晶片时，晶体通常与在该过程结束时由锯线所切入的锯切垫板相连。锯切垫板例如是石墨板，其粘结或粘着在晶体的侧面上。然后将具有锯切垫板的工件粘着在载体上。在切割之后所产生的半导体晶片如同梳子的齿一样保持固定在锯切垫板上，因此可以从线锯取下。然后将残留的锯切垫板与半导体晶片分离。在根据现有技术的方法中，所切割的半导体晶片经常具有提高的翘曲值。目前认为，参数弓弯和翘曲作为实际的晶片形状相对于所期望的理想晶片形状(即“Sori”)的偏差的度量完全决定性地取决于切割的直线度。参数“翘曲”是在SEMI标准M1-1105中定义的。测量变量翘曲是相对于理想晶片形状的偏差的度量，其特征在于平坦且面平行的晶片侧面。翘曲还是通过锯线段相对于工件的相对移动产生的，其是在锯切过程中在轴向上相对于工件发生的。该相对移动例如可以是通过在锯切时产生的切割力、由热膨胀导致的线导辊轴向位移、通过轴承间隙或者通过工件的热膨胀而产生的。DE10122628公开了一种利用锯切割棒状或块状工件的方法，其特征在于，在切割期间测量工件的温度，并将测量信号传输至控制单元，该控制单元产生用于控制工件温度的控制信号。此外，在现有技术中努力改善锯线的引导。DE102007019566A1例如公开了一种用于在线锯中将圆柱体工件同时切割成多个晶片的线导辊，该辊具有厚度为至少2mm且最大7.5mm的、由萧氏A硬度为至少60且最大99的材料组成的涂层，该辊额外包含多个凹槽，锯线是通过这些凹槽引导的，其中这些凹槽均具有曲率半径R为锯线直径D的0.25至1.6倍且孔径角a为60至130°的弯曲的槽底。此类线锯的使用导致波纹度的改善。除了厚度改变以外，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，如此制得的晶片具有波纹状表面。在后续步骤如研磨或精研中，可以取决于该波纹的波长和振幅以及去除材料的深度而部分或完全地消除该波纹。在最不利的情况下，可具有由几毫米至最大例如50mm的周期性的此类表面不规则性(“起伏”、“波纹”)即使在抛光之后仍然可以在最终的半导体晶片上被检测到，在此其对于局部几何形状有负面影响。DE102006050330A1公开了一种利用具有特定排线长度的线排锯同时将至少2个圆柱体工件切割成多个晶片的方法，其中至少2个工件在纵向上依次固定在安装板上，其中在工件之间均保持有一定的距离，将它们夹入线排锯中，并利用线排锯进行切割。若期望低的晶片翘曲值，则选择尽可能长的工件。为了获得高的翘曲值，将比较短的工件固定在安装板上，并相应地进行锯切。然而发现，在现有技术中虽然采取了所有的措施，但总是重复地产生具有提高的翘曲值的晶片。这显然不能总是归因于锯切过程本身或者工件、线导辊等的热学性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于深入研究这些观察结果以及提供用于线锯切的新型方法。本专利技术的目的是通过根据本专利技术的方法实现的。晶体块取决于其晶体取向及取决于拉伸边缘(Ziehkante)的位置而以如下方式固定在桌或安装板上及随后在线锯中切割成半导体晶片，在一个拉伸边缘的直接附近实施锯入(锯切进入)过程，或者在一个拉伸边缘的直接附近实施锯出(锯切退出)过程。本专利技术的专利技术人认为，半导体晶片的翘曲值特别明显地取决于工件的晶面，在其上利用线锯开始切入过程。如前已述，引导工件通过线排，即在非常特殊的工件位置上切入及在工件侧面的相对位置上切出。惊人地发现，若在拉伸边缘处锯出，则产生低的翘曲值。为了实现这一情况，将工件在其侧面的拉伸边缘范围内固定在锯切垫板、载体或线锯的桌上。与此不同，若将晶体固定在载体上，从而在一个拉伸边缘处锯入，则产生高的翘曲值。拉伸边缘的数量原则上是通过晶体结构的对称性预先确定的。因此例如<111>硅晶体具有3个拉伸边缘，参见图1。待锯切的工件优选为由硅组成的单晶。硅单晶优选具有晶体取向<100>、<110>或<111>。优选在拉伸边缘处锯入，以产生提高的翘曲。若例如半导体晶片提供有外延涂层，则这对于后续的加工步骤可以是有利的。下面依照2个附图阐述本专利技术。附图说明图1所示为具有2个工件的线锯的结构示意图。图2所示为对所锯切的由硅组成的<111>晶体的翘曲测量结果。附图标记列表11，12晶体块2拉伸边缘21实施锯入的拉伸边缘22实施锯出的拉伸边缘3锯切垫板4线锯的线排5在工件与线排之间的相对移动6翘曲分布“在拉伸边缘处锯入”7翘曲分布“在拉伸边缘处锯出”具体实施方式利用带锯将晶体块切割成2个部分。2个晶体块11和12不同地粘着在安装板或锯切垫板3上。2个晶体块11和12具有晶体取向<111>。<111>晶体包含3个拉伸边缘2。4所示为线锯的线排。晶体块12以其侧面在拉伸边缘22附近固定在锯切垫板3上(在拉伸边缘处切出)。晶体块11以侧面与拉伸边缘21相对的一侧固定在锯切垫板3上(在拉伸边缘处切入)。在一个加工过程中锯切2个晶体块11和12，以确保相同的加工条件。5所示为在工件11和12与线排4之间的相对移动v的方向。对所有所切割的晶片在翘曲方面加以检测，由此获得图2中所示的分布情况。对于在拉伸边缘处切出的情况，显示出改善了一个数量级的翘曲分布7。6所示为晶体块的翘曲分布，在此在拉伸边缘处进行切入。本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．用于将由半导体材料组成的、具有纵轴和横截面的晶体切割成多个晶片的方法，其中所述晶体固定于一桌上，通过在所述桌与线锯的线排之间在垂直于晶体纵轴的方向上的相对移动引导所述晶体通过由锯线形成的线排，其方式是使锯线在晶体的拉伸边缘附近锯入或者使锯线在晶体的拉伸边缘附近锯出。

【技术特征摘要】
2010.02.10 DE 102010007459.41.用于将由半导体材料组成的、具有纵轴和横截面的晶体切割成多个晶片的方法，其中所述晶体固定于一桌上，通过在所述桌与线锯的线排之间在垂直于晶体纵轴的方向上的相对移动引导所述晶体通过由锯线形成的线排，其方式是使锯线在晶体的拉伸边缘的直接附近锯入或者使锯线在晶体的拉伸边缘的直接...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·克泽尔，A·布兰克，
申请(专利权)人：硅电子股份公司，
类型：发明
国别省市：DE