TWI869911B - 藉由線鋸從工件上同時切割多個切片的方法 - Google Patents
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Abstract
一種藉由線鋸從工件上同時切割多個切片的方法，包括：
切割磨削過程，其中，使工件以垂直於其縱向軸線的方式而朝向在兩個導線輥之間拉伸之鋸切線的線網移動，使該鋸切線沿該鋸切線的縱向移動，其中，向該線網供給冷卻潤滑劑，並且其中，在該線網的線段之間產生了緊固在樑上並且其間存在有切割間隙的切片；以及
從該線網上移除該樑與該切片；
其特徵在於，在移除該樑與該切片期間藉由噴霧裝置以流體噴灑該切割間隙，直到該線段離開了該切割間隙為止，其中，在高壓下經由緊固在噴嘴支架上的噴嘴而供給該流體，該噴嘴支架係以平行於該工件的該縱向軸線的擺動方式移動，其中，該流體與所夾帶的空氣係偶爾刺激該切片的振動。
Description
本發明的目的是一種藉由線鋸從工件（workpiece）上同時切割多個切片（slice）的方法，包括：
磨蝕切割過程（abrasive cutting process），其中，垂直於工件的縱向軸線而朝向橫跨在兩個導線輥之間的鋸切線的線網進給（feed）該工件，使該鋸切線沿該鋸切線的縱向移動，其中，向該線網提供冷卻潤滑劑，並且其中，在該線網的線段（wire section）之間產生切片，這些切片係緊固在樑（beam）上並且其間存在有切割間隙（slicing gap）；以及
從該線網上移除該樑與該切片。
對於多種應用，需要正面與背面（rear side）均具有良好的平面平行度（plane-parallelism）的均勻切片（uniform slice），這些切片具有一些晶體及結構缺陷。一個實例是用於微電子部件的結構化的單晶半導體材料切片。例如，藉由從圓柱形工件上切割來獲得這種切片。
現有技術／問題
例如，從DE 10 2016 211 883 A1中已知一種用於線鋸切（wire-sawing）的方法與裝置。採用線鋸切，按照以下方式繞著至少兩個導線輥而以螺旋方式引導鋸切線：兩個導線輥係橫跨面向工件的線網，該線網係由彼此平行延伸的線段所組成。導線輥的側面設有多個環形封閉凹槽（annularly closed groove），這些凹槽在垂直於導線輥軸線的平面上延伸並引導鋸切線。沿同一方向轉動導線輥會在線段與工件之間產生相對運動。線鋸還具有進給裝置（feed device），在該進給裝置上經由工件與其黏接的樑而緊固有該工件，並且該進給裝置係垂直於線網而進給該工件。當工件與線網之間進行接觸時，相對運動以及磨蝕切割工具（abrasive cutting means）的存在會導致從工件上去除材料。採用連續進給，線段係在工件中形成切割間隙，並且線網緩慢地穿過整個工件，直到該線網完全位於鋸樑（saw beam）內為止。然後將工件完全切成切片，這些切片像梳子的齒一樣而懸掛在樑上，僅經由黏合接頭（adhesive joint）而保持。
一旦切割過程已結束，必須藉由顛倒進給裝置的運動方向而從線網上取回已切成切片的工件（坯料取回（ingot retrieval））。
線鋸切可以區分為線切割研磨（wire slicing lapping）以及線切割磨削（wire slicing grinding）。在線切割研磨的情況下，鋸切線首先不含磨蝕劑（abrasive agent），並且切割工具係以漿液的形式作為分散在載送流體（carrier fluid）中的可自由移動的顆粒來提供。在線切割磨削的情況下，將磨蝕切割劑錨固（anchored）在鋸切線的表面上，並且提供切割流體（cutting fluid），該切割流體係充當冷卻潤滑劑並且不含任何磨蝕性物質。
鋸切線通常係由過共析珠光體鋼（hypereutectoid pearlitic steel）（鋼琴線）所組成。使用直（平）鋸切線以及結構化（捲曲）（structured (crimped)）鋸切線。
在線切割研磨的情況下，切割劑通常由碳化矽（SiC）組成，並且載送流體通常由油或乙二醇組成。在線切割磨削的情況下，切割劑通常由水組成，可能含有潤濕劑與防泡沫添加劑（anti-foaming additive），並且錨固在鋸切線中的磨削劑通常是金剛石（diamond）。
採用線鋸切，從第一備料（first stock）取出鋸切線，並且在使用後送入第二備料，該第一備料通常為鋸切線纏繞在其上的第一捲軸（first spool）的形式，該第二備料通常同樣為第二捲軸的形式。第一捲軸稱為新線捲軸（fresh wire spool），並且第二捲軸稱為已用線捲軸（used wire spool）。線鋸切可能涉及單向或雙向線運動。在單向線鋸切的情況下，使鋸切線在整個切割過程中沿縱向線方向從新線卷軸移動到已用線卷軸。在具有雙向線運動的線鋸切的情況下，使鋸切線在切割過程期間借助於至少一對的方向顛倒（reversals of direction）而移動，其中，一對方向顛倒係包括該鋸切線沿第一線縱向方向而有第一長度的第一運動以及該鋸切線沿第二方向而有第二長度的第二運動，該第二方向係與該第一方向完全相反。特別地，具有雙向線運動的線鋸切可以包括多對的這種線方向顛倒，其中，第一長度被選擇為大於第二長度，使得整個線備料在切割過程期間從新線卷軸移動到已用線卷軸。上述方法稱為皮爾格瑞姆模式切割（pilgrim mode slicing）或線往復切割（wire-reciprocating slicing）。
線鋸在本技術領域也是已知的，其中可以在切割過程期間使工件繞著平行於工件的縱向軸線的軸線而樞轉（pivot）。特別地，可以依照由多對的旋轉變化（rotational change）所組成的連續序列的形式來進行這種旋轉運動，其中，一對旋轉變化包括以第一角速度繞第一角度的順時針旋轉，以及隨後的以第二角速度繞第二角度的逆時針旋轉。在這種情況下，第一角速度與第二角速度以及第一角度與第二角度在切割過程期間也可以變化，例如取決於切割深度或者取決於鋸切線在工件中的暫態長度（instantaneous length）。工件的這種反復擺動運動也稱為工件的搖擺（rocking）。例如，US 2022/0134600 A1 描述了適用於此目的之裝置。
在切割過程期間，主要沿著接觸表面來去除材料，鋸切線係沿著該接觸表面與工件進行材料去除接觸（material-removing contact），並且該接觸表面係與工件進給方向相反地延伸。該接觸表面被稱為主切割面。鋸切線與工件垂直於該方向（換言之，沿工件軸線的方向）而發生的接觸表面被稱為二次切割面，由於工件進給這裡沒有外力作用，因此一開始不會去除任何材料。在整個切割過程中，切割間隙的所有暫態二次切割面的總和係形成相鄰切片對的正面與背面。
在沒有搖擺的線鋸切期間，主切割面係沿著從鋸切線進入切割間隙到該鋸切線從該切割間隙出來的整個弧長而延伸。在帶有搖擺的線鋸切期間，主切割面在任何時候都僅由短弧段組成，鋸切線藉由該短弧段而接觸在工件與切割間隙之間的切割線，該切割線係由於搖擺而彎曲。搖擺係改善了冷卻潤滑劑或漿液向切割間隙的供應，即使在大直徑工件的情況下也是如此。
採用切割研磨，材料去除率係與主切割面上的壓力成正比。採用切割磨削，材料去除率係隨著主切割面上的壓力而不成比例地增加。因此，在搖擺的幫助下，切割磨削（但不是切割研磨）可以比不搖擺而更快地進行。
將已切成切片的工件從線網上移除係發生在藉由顛倒工件進給的線鋸切之後。在這種情況下，使鋸切線沿線縱向緩慢移動並添加切割流體，以便將切割流體作為潤滑而吸入切割間隙中並且防止鋸切線在切割間隙中的摩擦以及在切割間隙的彼此相反的二次切割面之間的單個線段的黏著。在線切割研磨之後進行坯料取回時，在鋸切線進入切割間隙之前，由於緩慢的線運動，大多數漿液係從鋸切線上掉落，使得在切割間隙中包圍鋸切線的漿液膜的厚度係基本上小於在先前切割過程期間的漿液膜的厚度。因此，在線切割研磨之後的坯料取回期間，鋸切線在切割間隙中有遊隙（play），並且不會黏著。這有利於線網均勻地滑過切割間隙並且最終從所述間隙中滑出，而不會使鋸切線黏在該間隙的二次切割面之間或導致從二次切割面去除材料。
在線切割磨削的情況下，鋸切線周圍係沒有切割工具的漿液。因此，切割間隙的寬度係與線徑相同，包括結合在鋸切線中的金剛石。因此，在坯料取回期間，鋸切線在切割間隙內沒有遊隙，這意味著其經常黏在不同的切割深度。因此，緩慢的線縱向運動係意味著額外的材料去除會立即發生，並且在切割間隙的壁上形成有切口（kerf）。由於切割間隙的壁係形成一個切片的正面與緊鄰切片的背面，因此會在單獨獲得的晶圓中形成有切口。表面有切口的切片不適用於要求苛刻的應用。
當鋸切線在線切割磨削之後的坯料取回期間保持黏在切割深度時，進給裝置會進一步重置。因此，使鋸切線沿線橫向而偏轉，從而沿線縱向而彈性拉伸。從而，鋸切線的恢復力越來越大。當恢復力充分增長時，鋸切線從其在取回期間黏著的切割深度跳出至其再次黏著的較小的切割深度，以此類推（鋸切線的黏滑運動（stick and slip movement））。如果由於鋸切線的橫向偏轉而導致線縱向延伸，拉力超過鋸切線的材料強度，則鋸切線係在坯料取回期間斷裂。在這種情況下，必須將工件從有缺陷的線網上完全移除，用手從切割間隙中移除線殘留物，並且在下一次切割過程之前再次修復該線網。這既耗時又昂貴。
鋸切線在切割過程期間偶爾會由於鋸切線超載或材料缺陷而斷裂。然後，必須藉由重置進給裝置而將部分切割的工件從有缺陷的線網上移除，從切割間隙中移除殘餘的線，修復線網，將線段穿回現有的切割間隙中，並且再次將工件送入到發生線斷裂的切割深度，如此使得切割過程可以完成。在線切割研磨的情況下，由於鋸切線在切割間隙中係因周圍的漿液膜而具有足夠的遊隙，所以工件毫不費力地穿過與送入線網中，而不會使鋸切線在給定的切割深度處被卡住。在鋸切線沒有運動自由度的線切割磨削的情況下，鋸切線在工件進給期間黏著並且產生切口。
即使在線已斷裂之後的工件進給期間或在坯料取回期間從線網重置進給時金剛石塗層鋸切線係以不可預見的方式卡住，但在每種情況下，缺乏運動自由度仍會導致從界定間隙的側壁上額外去除材料，從而損傷相關切片的正面與背面。這種損傷會在損傷的表面上引起材料應力，當切片正面與切片背面上的應力不能相互平衡時（通常不是這種情況），其會導致切片的彈性變形。這種由表面損傷引起的彈性變形係疊加在塑性變形上，並且塑性變形不能藉由在線鋸切之後的測量來確定切片形狀而個別地確定，因此也不能藉由適當的措施而選擇性地消除。後者是必要的，因為當在隨後的材料去除加工中去除損傷層時，彈性變形會消失，而如果不藉由選擇性材料去除來消除，則塑性變形仍然存在。
US 2009/0223539 A1描述了一種用於太陽能應用的清洗晶圓的方法，例如，所述晶片在切割過程完成後浸入清洗浴（cleaning bath）中並且從線鋸上移除，仍然經由其黏合接頭而懸掛在鋸樑（犧牲樑）上。切割間隙（切口）係暴露在來自多個獨立噴霧嘴的沖洗流體（rinsing fluid）中。在噴入沖洗流體之處，水浴中的切割間隙係加寬，使得清洗作用增加。藉由相對於工件而移動噴嘴，可以一個接一個地加寬所有切割間隙，從而連續清洗。所描述的方法無助於避免在坯料取回期間的鋸切線的黏滑運動的後果。
JP 2006-66793 A描述了一種類似的方法，其中在完成切割過程並且從線鋸上移除後，用噴霧流體噴灑一塊切好的切片，目的是借助於噴霧嘴來清洗側面。
US 2011/0168212描述了一種類似的方法，用於在鋸切並且從線鋸上移除切割的工件後清洗薄的、易碎的太陽能晶圓。
JP2004-106360描述了一種方法，其中在對工件進行線鋸切研磨及坯料取回後，透過樑中存在的通道送入沖洗流體以清洗切割間隙。
本發明的目的是避免鋸切線的黏滑運動及其不利後果。
本發明的目的是透過一種藉由線鋸從工件上同時切割多個切片的方法來實現的，該方法包括：
切割磨削過程（slicing grinding process），其中，使工件以垂直於其縱向軸線的方式而朝向在兩個導線輥之間拉伸之鋸切線的線網移動，使該鋸切線沿該鋸切線的縱向移動，其中，向該線網供給冷卻潤滑劑，並且其中，在該線網的線段之間產生了緊固在樑上並且其間存在有切割間隙的切片；以及
從該線網上移除該樑與該切片；
其特徵在於，在移除該樑與該切片期間藉由噴霧裝置以流體噴灑該切割間隙，直到該線段離開了該切割間隙為止，其中，在高壓下經由緊固在噴嘴支架（nozzle bracket）上的噴嘴而供給該流體，使該噴嘴支架係以平行於該工件的縱向軸線的擺動方式移動，其中，該流體與所夾帶的空氣係偶爾刺激該切片的振動。
在移除期間，噴嘴將流體噴灑到切割間隙上。在此期間，使周圍的空氣旋轉（swirled），並且促使切片經由伯努利效應（Bernoulli effect）而振動。噴嘴支架係執行平行於工件軸線的擺動行程運動（oscillating stroke movement），這就是為什麼來自在相應切割間隙的平面上的至少一個噴嘴的流體偶爾會遇到每個切割間隙的原因。以這種方式，流體係深入切割間隙，並且擺動運動所引起的噴灑壓力的變化係逐漸導致在從切割間隙中移除墊板（strip）與切片的期間中的所有切割間隙的連續週期性扇動（continuous periodic fanning）。
以沖洗劑（rinsing agent）的出口速度對應於使線相對於工件移動的速度的方式來較佳地選擇流體透過噴嘴送入的壓力。
噴嘴較佳是噴霧裝置的組成部分，在每種情況下，該噴霧裝置包括至少一個噴嘴支架，這些噴嘴被佈置在相應導線輥與工件之間的線網的導線輥的該側。噴嘴支架可以執行平行於工件軸線的行程運動，並且較佳係平行於導線輥的旋轉軸線而佈置。
特別佳的是正好兩個噴嘴支架，關於這兩個噴嘴支架，在工件軸線的方向上看，係在工件的入口側佈置新線，並且在工件的出口側佈置已用線。噴嘴較佳係依照以下方式定向：每個噴嘴產生部分流體流，該部分流體流係與線網相切（tangentially）並且在切割間隙延伸的平面之一者上定向。使相應噴嘴支架平行於工件的縱向軸線移動的擺動運動的幅度較佳至少是兩個相鄰噴嘴之間的空間的一半。因此，對應於雙幅度的總行程至少是兩個噴嘴之間的空間。以這種方式，保證了在一段時間的擺動運動之後，每個噴嘴都覆蓋了位於該噴嘴與相鄰噴嘴之間的所有切割間隙。
每個噴嘴支架的噴嘴數量較佳為10至50個。盡可能多的噴嘴是特別佳的。數量的上限係僅由噴嘴的尺寸決定。因此，噴嘴支架的擺動運動所需的行程較小，並且切割間隙的覆蓋以較短的間隔進行。
在切割磨削過程期間，借助於進給裝置來進給工件。導線輥係沿同一方向轉動，使得線段描述了與工件的相對運動，並且在與工件接合期間，由於進給運動，會發生材料去除。
在切割磨削過程結束時，工件係被完全切成片，並且在切片之間形成有多個彼此平行的切割間隙，該切片係經由樑而保持。
從切割間隙中移除樑與切片係包括重置進給裝置，同時在冷卻潤滑劑存在的情況下，線段係沿線縱向移動。
工件較佳為由單晶半導體材料所組成的圓柱形棒。
該方法較佳還包括：在切割磨削過程期間，使工件繞著平行於該工件的縱向軸線的軸線樞轉，其中，該工件係執行多對樞轉運動，並且一對樞轉運動係包括以第一角速度繞第一角度的第一樞轉以及以第二角速度繞第二角度的第二樞轉。連續對樞轉運動中的兩對的第一角速度與第二角速度以及第一角度與第二角度較佳是不同的。
鋸切線較佳為帶有固定在其表面上的切割工具的過共析珠光體鋼線（鋼琴線）。切割工具較佳是金剛石。
在切割磨削過程期間，鋸切線沿縱向的運動可以在顛倒方向或不顛倒方向的情況下發生。在顛倒方向的情況下，在鋸切線沿縱向運動期間，藉由多個皮爾格步驟（pilger step）使鋸切線移動，其中，每個皮爾格步驟包括該鋸切線沿第一縱向繞第一長度的第一運動以及該鋸切線沿與該第一線縱向完全相反的第二縱向繞第二長度的第二運動，並且該第一長度係大於該第二長度。
冷卻潤滑劑與流體係較佳由水製成，必要時其含有液體添加劑。彼等可能都具有相同的組成或不同的組成。所述液體添加劑較佳為潤濕劑、緩蝕劑（corrosion inhibitor）、黏度改良劑（viscosity-modifying agent），例如乙二醇及／或甲基纖維素、消泡劑或這些試劑的任何混合物。
根據本發明的程序較佳還用於對在切割磨削過程中的中斷做出適當的反應，特別是由於鋸切線的斷裂而引起的中斷。其防止了在線斷裂之後的移除工件期間以及在工件反向運動回到線斷裂前的位置期間，線段黏著及凹槽或彈性變形對切片品質產生不利影響。
切割磨削過程的中斷係在鋸切線沿縱向繼續運動的同時發生並且包括從切割間隙中移除工件，將工件送回切割間隙中，以及繼續該切割磨削過程。在工件送回期間，透過噴嘴將流體噴灑到切割間隙中，並且使噴嘴支架平行於工件的縱向軸線而移動。
在切割磨削過程期間，鋸切線沿縱向的運動係較佳以某一速度發生，該速度至少比當該切割磨削過程中斷時在移除及送回工件期間的該鋸切線沿縱向運動的速度快十倍。
下面參照附圖以線鋸的較佳示例性實施態樣來介紹本發明。
如圖1所示，在線鋸切期間，依照以下方式繞著至少兩個導線輥而螺旋引導鋸切線4：兩個導線輥5與6係橫跨面向工件1的線網24，該線網24係由彼此平行的線段所組成。導線輥係呈現直圓圓柱體的形狀（straight circular cylinder）而順著彼此平行定向的旋轉軸線7與8，且該等導線輥可以沿方向11而繞旋轉軸線7與8轉動。導線輥的側面設置有多個環形封閉凹槽23，彼等在垂直於旋轉軸線7與8的平面上延伸，這些凹槽係引導鋸切線4。沿同一方向轉動導線輥會在線段與工件之間產生相對運動。在這種情況下，從第一備料（所謂的新線卷軸）中取出新的鋸切線（方向9），並且將已用鋸切線送入第二備料（所謂的已用線卷軸）（方向10）。線鋸還具有進給裝置，工件1係用樑2經由黏合接頭25而緊固在該進給裝置上，並且該進給裝置係垂直於線網而進給工件（方向3）。在工件與線網之間有接觸時，相對運動以及磨蝕切割工具的存在會造成從工件上去除材料。透過連續進給、相對運動以及切割工具的供應，線網24的每個線段都藉由連續從工件上去除材料而形成切割間隙22。切割間隙22的側壁各自界定了一對緊鄰晶圓的一個切片的背面與第二切片34的正面。
切割工具是金剛石33，其固定地結合於線1的表面中。在切割磨削過程期間，經由在工件的左邊與右邊的兩個噴嘴支架12、13而將冷卻潤滑劑15送入線網24，該等噴嘴支架分別設置有噴嘴14，冷卻潤滑劑本身係不含磨蝕切割工具（硬質物質）。當整個線網完全穿過了工件並且在樑2中靜止時，切割磨削過程結束。然後，完全切好的工件的切片34係像梳子的齒一樣懸掛在半切通的樑（half sliced-through beam）上，僅經由黏合接頭25而連接到樑2。
所示的線鋸設置有左噴嘴支架16與右噴嘴支架17。噴嘴支架16、17攜帶多個噴嘴20，這些噴嘴將流體21噴灑到工件1中的切割間隙22上。噴嘴支架的軸線18與19係彼此平行佈置，並且平行於拉伸線網24的導線輥5與6的旋轉軸線7與8並且垂直於工件1的切割間隙22或平行於工件1的縱向軸線26。噴嘴支架係沿其軸線18與19的方向執行擺動運動27與28。透過這種週期性位移，離開各個噴嘴20的流體21的流係以週期性的間隔覆蓋工件1的切割間隙22。
根據圖1的較佳佈置示出噴嘴支架16在工件1的左邊，換言之，在新線入口側，且噴嘴支架17在工件1的右邊，換言之，在已用線出口側，並且從進給裝置的方向看，二者都在線網24下方。與此相背離，噴嘴支架也可以佈置在線網24的上方。
如前所述，根據本發明的方法也可以使用線鋸進行，其中在切割磨削過程期間，可使工件繞著平行於工件的縱向軸線的軸線而樞轉。在該搖擺期間，在任何時間點，整個線段中只有在切割間隙內運行的部分段係與工件進行材料去除接觸。沿線縱向看，在鋸切線與工件之間沿工件進給之方向延伸的瞬時接觸面（momentary contact face）之前與之後都會形成間隙。如果噴嘴支架佈置在線網上方，則流體可以特別好地到達鋸切線與工件之間。如果噴嘴支架佈置在線網下方，則儘管有搖擺，但鋸切線與工件之間幾乎沒有流體可以進入。另一方面，在這種情況下，係藉由流體流的伯努利效應而導致突出到線網下方的工件的切好的部分（隨後的晶圓）特別有效地振動，從而導致切割間隙寬度的週期性擴大與減小。
圖2（A）與（B）以平面視圖（從進給裝置的方向看）示出了包括噴嘴支架16與17的噴霧裝置的細節，這些細節關於左噴嘴支架16以及具有切割間隙22與工件的縱向軸線26的工件1的一部分。
圖2（A）示出了在平行於軸線18的擺動運動27開始時，帶有平行於工件的縱向軸線26之軸線18的噴嘴支架16。有噴嘴31，在每種情況下，來自這些噴嘴31的流體21的流的一部分都精確地在切割間隙22的平面上流動，結果迫使流體21深入切割間隙22。在此過程中，沿運動方向29而將切割間隙22分割的一對相鄰切片34彈性地壓離該切割間隙，結果將該切割間隙彈性地加寬成加寬的切割間隙（widened slicing gap）30。此外，還有噴嘴32，沒有來自這些噴嘴的流體21的流在切割間隙22的平面內流動，因此，這些噴嘴不會彈性地加寬切割間隙。流體21的流係借助於動量交換（momentum exchange）而從環境中夾帶空氣35。
當左噴嘴支架16已沿軸線18的方向執行了擺動運動27時，其到達其擺動運動的另一端的圖2（B）所示的位置。噴嘴31係處於不同的位置並且將其他的切割間隙加寬到根據圖2（A）的佈置中的切割間隙，來自這些噴嘴的流的一些係將流體壓入切割間隙並由此加寬該切割間隙。擺動運動27的幅度係至少相當於兩個相鄰噴嘴之間的空間的值。
在擺動運動27期間，流體21的流（流體不可壓縮）與流所夾帶的空氣35（空氣／氣體可壓縮）係擴散到切片34與切割間隙22之外。由於彼等在擺動運動期間係在不同平面上圍繞切片與切割間隙流動，因此切片34係受到流所夾帶的空氣的動態氣壓變化的刺激，以產生振動（伯努利效應）。換言之，會導致切片的彈性偏轉以及週期性地加寬與逐漸變細的切割間隙。
本發明所依據的研究旨在避免鋸切線在坯料取回期間以及在切割磨削過程中斷後使工件重新定位期間的黏滑，表明為了減少鋸切線在狹窄的切割間隙中的摩擦力，刺激切片中的振動是必要的。藉由在變化切割間隙時強行壓入流體來加寬切割間隙，並且與此相關聯的清洗效果作為單一措施也緩慢發生。因此，在坯料取回期間或在中斷後使工件重新定位期間，不可能防止鋸切線產生凹槽或應變引起的翹曲（strain-induced warpage）。
只有透過流體流與所夾帶的空氣並藉由伯努利效應來刺激切片中的振動才被證明是實現本目的之合適手段。
1:工件
2:樑
3:進給方向
4:鋸切線
5:左導線輥
6:右導線輥
7:旋轉軸線
8:旋轉軸線
9:線供應方向
10:線移除方向
11:導線輥的旋轉方向
12:支架
13:支架
14:噴嘴
15:冷卻潤滑劑
16:左噴嘴支架
17:右噴嘴支架
18:左噴嘴支架的軸線
19:右噴嘴支架的軸線
20:噴嘴
21:流體
22:切割間隙
23:凹槽
24:線網
25:黏合接頭
26:工件的縱向軸線
27:擺動運動
28:擺動運動
29:運動方向
30:加寬的切割間隙
31:噴嘴
32:噴嘴
33:金剛石
34:切片
35:所夾帶的空氣
圖1示出了線鋸及工件的特徵，其有助於理解本發明。
圖2（A）與（B）示出了適合於執行根據本發明的方法的噴霧裝置的細節。
1:工件
2:樑
3:進給方向
4:鋸切線
5:左導線輥
6:右導線輥
7:旋轉軸線
8:旋轉軸線
9:線供應方向
10:線移除方向
11:導線輥的旋轉方向
12:支架
13:支架
14:噴嘴
15:冷卻潤滑劑
16:左噴嘴支架
17:右噴嘴支架
18:左噴嘴支架的軸線
19:右噴嘴支架的軸線
20:噴嘴
21:流體
22:切割間隙
23:凹槽
24:線網
25:黏合接頭
26:工件的縱向軸線
27:擺動運動
28:擺動運動
33:金剛石
34:切片
Claims (11)
- 一種藉由線鋸從工件(workpiece)上同時切割多個切片(slice)的方法，其包括：切割磨削過程(slicing grinding process)，其中，使工件以垂直於其縱向軸線的方式而朝向在兩個導線輥之間拉伸之鋸切線的線網移動，使該鋸切線沿該鋸切線的縱向移動，其中，向該線網供給冷卻潤滑劑，並且其中，在該線網的線段(wire section)之間產生了緊固在樑(beam)上並且其間存在有切割間隙(slicing gap)的切片；以及從該線網上移除該樑與該切片，其中，在移除該樑與該切片期間藉由噴霧裝置以流體噴灑該切割間隙，直到該線段離開了該切割間隙為止，其中，在高壓下經由緊固在噴嘴支架(nozzle bracket)上的噴嘴而供給該流體，該噴嘴支架係以平行於該工件的縱向軸線的擺動方式移動，擺動運動的幅度係等於或大於兩個相鄰噴嘴之間的總空間，其中，該流體與所夾帶的空氣係偶爾刺激該切片的振動。
- 如請求項1所述的方法，其中，在該鋸切線沿縱向繼續運動時中斷該切割磨削過程，包括：從該切割間隙中移除該工件；將該工件送回到該切割間隙中；以及繼續該切割磨削過程，其中，在該工件送回期間，經由該噴嘴將流體噴灑到該切割間隙中，並且使該噴嘴支架平行於該工件的縱向軸線移動。
- 如請求項1或2所述的方法，其中，在該切割磨削過程期間，使該工件繞著平行於該工件的縱向軸線的軸線樞轉(pivoting)，其中，該工件係執行多對樞轉運動，並且一對樞轉運動係包括以第一角速度繞第一角度的第一樞轉以及以第二角速度繞第二角度的第二樞轉。
- 如請求項3所述的方法，其中，連續對樞轉運動中的兩對的該第一角速度與該第二角速度以及該第一角度與該第二角度是不同的。
- 如請求項1或2所述的方法，其中，該冷卻潤滑劑係包括水與第一液體添加劑，並且該流體包括水與第二液體添加劑。
- 如請求項5所述的方法，其中，該第一液體添加劑與該第二液體添加劑是相同的，並且包括潤濕劑或緩蝕劑(corrosion inhibitor)或黏度影響劑(viscosity-influencing agent)、消泡劑或該等之混合物。
- 如請求項1或2所述的方法，其中，該鋸切線係由帶有金剛石的過共析珠光體鋼線(hypereutectoid pearlitic steel wire)組成，該金剛石固定在表面上作為切削工具(cutting means)。
- 如請求項1或2所述的方法，其中，該工件是單晶半導體材料的圓柱形棒。
- 如請求項2所述的方法，其中，該鋸切線在該切割磨削過程期間係以一速度沿縱向運動，該速度至少比在該工件移除與送回期間的該鋸切線沿縱向運動的速度快十倍。
- 如請求項1或2所述的方法，其中，在不顛倒方向的情況下，該鋸切線沿縱向運動。
- 如請求項1或2所述的方法，其中，在顛倒方向的情況下，該鋸切線沿縱向運動，其中藉由多個皮爾格步驟(pilger step)使該鋸切線移動，每個皮爾格步驟包括該鋸切線沿第一縱向繞第一長度的第一運動以及該鋸切線沿與該第一線縱向完全相反的第二縱向繞第二長度的第二運動，並且該第一長度係大於該第二長度。
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