Способ поперечной резки полупроводниковых материалов на пластины Советский патент 1992 года по МПК B28D1/00 H01L21/461 

Изобретение относится к разрезанию неметаллических, преимущественно полупроводниковых и диэлектрических, материалов на тонкие пластины, используемые в качестве подложек интегральных схем.

Целью изобретения является повышение точностных параметров отрезаемых пластин и уменьшение ширины пропила.

В способе поперечной резки полупроводниковых материалов на пластины абразивным отрезным кругом с внутренней режущей кромкой, включающем закрепление и натяжение отрезного круга, его вращение и радиальную подачу заготовки на инструмент с одновременной подачей СОЖ, в процессе резки между режущей кромкой круга и его периферией создают возрастающий в направлении режущей кромки перепад (Т ) температур в интервале 60-70°С.

Перепад температур между периферией и режущей кромкой можно создать путем нагрева последней. Нагрев может осуществляться, например, путем подачи в

ел

С

зону резания предварительно подогретой СОЖ, при этом температура подаваемой СОЖ должна быть 45-50°С.

Возможен также вариант подогрева режущей кромки вращающегося круга с использованием лазерного излучателя, формирующего на выходе когерентный луч в области инфракрасного излучения. Луч фиксируется в точку на корпусе круга, удаленную в окружном направлении от точки выхода режущей кромки из контакта со слитком на расстояние Д# рмакс + 5° и в радиальном направлении от внутреннего контура круга на расстояние б 5-10 мм. Здесь р - текущее половинное значение угла контакта режущей кромки круга с разрезаемым слитком, зависящее от внутреннего радиуса круга, радиуса отрезаемой пластины и глубины врезания; рмакс - максимальное значение указанного угла. При

ч

Ю Ю VI |О

этом степень нагрева контролируется по мощности излучения лазера.

Способ резки иллюстрируется схемой, показанной на чертеже. На абразивный отрезной круг 1 с внутренней режущей кром- кой 2, предварительно закрепленный, натянутый согласно техническим требованиям по натяжению и приводимый во вращение, подают в радиальном направлении разрезаемый слиток 3. В зависимости от применяемой схемы резки непрерывная подача слитка осуществляется до полного отрезания пластины или частично. Во втором случае подача возобновляется после вывода слитка в исходное положение и .последу- ющего его поворота вокруг продольной оси OL При схеме с вращающимся слитком резка, а следовательно и радиальная подача, заканчивается по достижении режущей кромкой круга продольной оси слитка. В соответствии с требованиями технологического процесса резки отрезными кругами с внутренней режущей кромкой при любой ее схеме в зону контакта инструмента с разрезаемым слитком подается СОЖ. Для реали- зации предлагаемого технического решения СОЖ следует подавать предварительно подогретой, благодаря чему будет происходить нагрев режущей кромки и создаваться тем самым требуемый перепад температур между ней и периферией круга. Подогрев СОЖ, как уже отмечалось, производится до температуры, которая на 15- 20°С ниже требуемого перепада температур.

Возможен также вариант подогрева ре- жущей кромки сфокусированным когерентным лучом лазера в области инфракрасного излучения. Луч фокусируется в точку F, на корпусе круга, удаленную в окружном направлении от точки Р выхода режущей кромки из контакта со слитком на расстояние Дуй на расстояние д 5-10 мм .в радиальном направлении - от внутреннего контура.

Обоснование выбранных температур- ных интервалов содержится в таблице.

Таблица составлена на основании экспериментальных данных, полученных при

резке кремниевых пластин : 150 мм. Резка производилась на станке Алмаз-124М, режимы резки соответствуют приведенным в описании. Прогибы и непараллельности пластин измерялись электронным микроскопом МРЭМ-200. В качестве охлаждающей жидкости использовался 2%-ный водный раствор Аквол-П. Жесткость круга измерялась экспериментально. Из таблицы видно, что наибольший эффект уменьшения ширины пропила и геометрических погрешностей отрезаемых пластин приходится на интервал значений перепада температур 60-70°С. Дальнейшее увеличение температур, начиная с 70°С и более, не приводит к существенному увеличению указанных показателей. К тому же чрезмерное увеличение температур может привести к ухудшению режущих свойств круга.

Формула изобретения

1.Способ поперечной резки полупроводниковых материалов на пластины абразивным отрезным кругом с внутренней режущей кромкой, включающий закрепление и натяжение круга, его вращение и радиальную подачу заготовки на инструмент с одновременной подачей СОЖ, отличающийся тем, что, с целью повышения точностных параметров отрезаемых пластин и уменьшения ширины пропила, в процессе резки между режущей кромкой круга и его периферией создает возрастающий в направлении режущей кромки перепад температур в интервале 60 - 70°С.

2.Способ резки по п.1, от л ича ю щи й- с я тем, что перепад температур создают нагревом режущей кромки.

3.Способ резки по пп.1 и 2, отличающий с я тем, что нагрев режущей кромки осуществляют путем предварительного нагрева подаваемой СОЖ до 45 - 50°С.

4.Способ резки по пп.1 и 2, отл и ч а ю- щ и и с я тем, что нагрев режущей кромки осуществляется сфокусированным когерентным лазерным лучем в области инфракрасного излучения.

Экспериментальные данные по ширине пропила и геометрической точности отрезных пластин в зависимости, от значения перепада температур Т

Изобретение относится к разрезанию неметаллических, преимущественно полупроводниковых и диэлектрических, материалов на тонкие пластины, используемые в качестве подложек интегральных схем. Целью изобретения является повышение точностных параметров отрезаемых пластин и уменьшение ширины пропила. Это достигается созданием в процессе резки между режущей кромкой круга и его периферией возрастающего в направлении режущей кромки перепада температур в интервале 60-70°С. 3 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.