專利名稱：線鋸切割方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及線鋸切割方法。具體地說，本發(fā)明涉及利用含水切割流體且包括在切割過程期間調(diào)節(jié)該切割流體的化學(xué)組成的線鋸切割方法。
背景技術(shù)：
線鋸切割是將錠塊切片成用于集成電路和光伏器件(PV)工業(yè)的薄晶片的主要方法。該方法還通常用于對其它材料的基材(如藍寶石、碳化硅或陶瓷基材)進行切片。線鋸典型地具有細金屬線的網(wǎng)或線網(wǎng)(wireweb)，其中單獨的線的直徑為約0. 15mm且通過一系列線軸、滑輪和線導(dǎo)向器(wire guide)以0. 1至1. Omm的距離彼此平行布置。切片或切割通過使工件(如硅錠)與其上已施加研磨切割流體的運動的線接觸而完成。常規(guī)的線鋸研磨漿料典型地包含通過以1 1的重量比混合而組合的載體及研磨劑顆粒。所述載體為提供潤滑和冷卻的流體，例如礦物油、煤油、聚乙二醇、聚丙二醇或其它聚亞烷基二醇。該液體載體還使研磨劑保持在線上，從而使該研磨劑可與工件接觸。該研磨劑典型地為硬質(zhì)材料，例如碳化硅顆粒。如上所述，該載體可為非水物質(zhì)，例如礦物油、煤油、或聚(亞烷基二醇)材料(如聚(乙二醇)或聚(丙二醇))。但是，非水載體可具有若干缺點。例如，非水載體可由于膠體不穩(wěn)定性而具有有限的保存期，并且還可呈現(xiàn)差的傳熱特性。含水載體也可用于線鋸切割過程；但是，這樣的載體也具有一些已知的缺點。 例如，在線鋸切割過程期間，正被切割的材料的一部分被除去。該材料(稱為截口材料 (kerf))在切割流體中逐漸累積。在線鋸切割硅及其它水可氧化的基材的過程中，所述截口材料可變得被氧氣或水氧化。在含水切割流體中，水可氧化的工件經(jīng)水氧化而產(chǎn)生氫氣。該切割流體組合物中所存在的氫氣可破壞切割流體在線網(wǎng)上的分布并降低線鋸的切割性能。 在制造環(huán)境中，氫氣的產(chǎn)生及潛在累積還可為危險的。含水切割流體可包含多種功能性化學(xué)組分，例如表面活性劑、消泡劑、氧化劑、pH 緩沖液、增稠劑等，它們能夠由于可在工件切割期間出現(xiàn)的情況(例如剪切、摩擦熱等)而劣化。例如，一些組分可變得吸附在切割操作期間所產(chǎn)生的截口材料上，一些聚合物材料可因在切割線與工件之間的界面處所經(jīng)歷的剪切、工件(如硅錠)與切割流體組分之間的氧化還原反應(yīng)等而分解成更低分子量的形式。在工件切割期間，切割流體隨時間發(fā)生的化學(xué)變化可導(dǎo)致切割流體的不均勻的物理性質(zhì)。這可降低切割過程的效率或?qū)е虑懈罹€的失效等。合乎期望的是，在切割過程期間，切割流體的化學(xué)組成及物理性質(zhì)(例如粘度、 pH、泡沫含量(foam level)等)保持相對恒定。當(dāng)利用含水切割流體時，由于上述分解和不穩(wěn)定性問題，這可為成問題的。因此，一直需要這樣的方法，其使含水切割流體的化學(xué)組成和/或性質(zhì)在整個切割操作期間保持完整。本發(fā)明滿足了該需要
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供線鋸切割方法，其包括用線鋸切割工件，同時將含水切割流體從切割流體再循環(huán)貯存器施加到該線鋸上；和在切割該工件的同時，調(diào)節(jié)該切割流體的化學(xué)組成。在優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明提供利用含水切割流體的線鋸切割方法。該方法包括 用線鋸切割工件，同時將含水切割流體從切割流體再循環(huán)貯存器施加到該線鋸上；在切割該工件的同時，監(jiān)測該切割流體的化學(xué)和/或物理性質(zhì)；以及調(diào)節(jié)該切割流體的化學(xué)組成， 以使所監(jiān)測的化學(xué)和/或物理性質(zhì)保持在預(yù)定的界限或規(guī)范內(nèi)。在另一優(yōu)選實施方式中，本發(fā)明提供具有適合于固持工件的安裝和支撐頭的線鋸切割裝置。該線鋸相對于安裝和支撐頭定位，以使得在操作時該工件可與該線鋸接觸。該裝置具有施加區(qū)域以用于將線鋸切割流體從再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)施加到該線鋸上。該施加區(qū)域被定位且適合于將切割流體輸送至該線鋸。該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)限定了切割流體流動路徑。該裝置具有線鋸切割流體出口區(qū)域，其適合于引導(dǎo)切割流體離開線鋸及固定的工件并回到該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)中。該再循環(huán)分配系統(tǒng)還具有取樣管線、或傳感器、或者取樣管線及傳感器，其中，所述取樣管線用于獲得切割過程期間的切割流體樣品，以監(jiān)測該切割流體的一種或多種化學(xué)和/或物理性質(zhì)，所述傳感器適合于監(jiān)測切割流體的一種或多種化學(xué)和/或物理性質(zhì)。此外，該裝置具有化學(xué)添加劑進料管線，其適合于響應(yīng)所述監(jiān)測將化學(xué)品引入到所述再循環(huán)切割流體中，從而調(diào)節(jié)所述切割流體的化學(xué)組成以使所監(jiān)測的性質(zhì)的水平保持在或恢復(fù)至預(yù)定界限內(nèi)。


圖1示意地說明了可用于實施本發(fā)明方法的線鋸切割裝置。
具體實施例方式本發(fā)明提供線鋸切割方法，其包括用線鋸切割工件，同時將含水切割流體從切割流體再循環(huán)貯存器施加到該線鋸上；和在切割該工件的同時，調(diào)節(jié)該切割流體的化學(xué)組成。 優(yōu)選地，該方法還包括在切割該工件的同時，監(jiān)測該切割流體的化學(xué)和/或物理性質(zhì)；以及調(diào)節(jié)該切割流體的化學(xué)組成，以使所監(jiān)測的化學(xué)和/或物理性質(zhì)的水平保持在或恢復(fù)至預(yù)定的界限或規(guī)范內(nèi)。在本發(fā)明的方法中，調(diào)節(jié)化學(xué)組成的步驟可包括向該再循環(huán)切割流體中加入補充量的該切割流體的至少一種化學(xué)組分(其已在工件切割期間降解或者已經(jīng)從組合物中耗盡)?；蛘撸撜{(diào)節(jié)化學(xué)組成的步驟可包括向該切割流體中加入化學(xué)品，所述化學(xué)品使該切割流體的一種或多種化學(xué)和/或物理性質(zhì)保持在預(yù)定界限內(nèi)、或使該流體的一種或多種性質(zhì)恢復(fù)回到預(yù)定界限內(nèi)?；趤碜郧懈盍黧w的監(jiān)測的指示(例如，組分的濃度或其它性質(zhì)的監(jiān)測和/或流體的整體物理或化學(xué)性質(zhì)如粘度、傳導(dǎo)性、粒度、表面張力、泡沫含量、密度或PH的監(jiān)測)，選擇將要加入的化學(xué)組分的量，以使所監(jiān)測的性質(zhì)的水平保持在預(yù)定界限內(nèi)。在本發(fā)明方法中，所選擇的將要加入到切割流體中的化學(xué)組分或材料可為其存在、濃度或完整性(integrity)可影響切割過程的效率或功效的任何化學(xué)品。這樣的化學(xué)品包括表面活性劑(如疏水性表面活性劑)，其可存在以例如改善線的潤滑、改善其它化學(xué)組分與線或工件表面的接近、或控制由水被工件的還原(例如硅與水的反應(yīng))所造成的氫氣釋放?？商砑拥钠渌瘜W(xué)組分包括氧化劑(例如，用于控制氫氣產(chǎn)生)；消泡劑，其用于防止過量泡沫妨礙切割過程；腐蝕抑制劑，其用于防止切割線和/或工件過度腐蝕，這要根據(jù)具體情況而定；增稠劑，其用于將切割流體的粘度保持在適宜水平；抗干燥劑，其用于防止切割流體在切割線上干燥；研磨劑；酸；堿；及類似物。表面活性劑可用于減少由于水與工件反應(yīng)而產(chǎn)生的氫氣。典型地，這樣的表面活性劑為具有18或更小的親水-親油平衡(HLB)值的相對疏水的非離子型表面活性劑；但是，表面活性劑可因本領(lǐng)域已知的其它任何目的而存在，且除了非離子型表面活性劑以外， 可包括陰離子型表面活性劑、兩性表面活性劑及陽離子型表面活性劑。更優(yōu)選地，表面活性劑具有小于13的HLB。表面活性劑的含量可通過光譜法或任何其它適宜的分析方法直接監(jiān)測，或可基于切割流體的化學(xué)或物理性質(zhì)(例如接觸角測量結(jié)果、氫氣產(chǎn)生速率等)間接監(jiān)測。氧化劑可通過直接化學(xué)法或光譜法監(jiān)測，或者，氧化劑可通過監(jiān)測與氧化劑含量相關(guān)的流體的物理或化學(xué)性質(zhì)(例如氫氣產(chǎn)生或電化學(xué)電位測量結(jié)果)間接監(jiān)測。消泡劑可用于本發(fā)明組合物中，所述消泡劑包括不溶性油、聚(二甲基硅氧烷)材料、有機的硅材料(organosilicon material)及其它有機硅(silicone)、脂肪醇烷氧基化物、一些醇、硬脂酸酯及二醇。在線鋸切割過程期間所產(chǎn)生的泡沫可阻止研磨劑適當(dāng)?shù)亟佑|線及工件，而且，泡沫可另外妨礙該組合物的自由流動?？杉尤胂輨┮詼p少線鋸切割過程期間所產(chǎn)生的泡沫的量。增稠劑可用于本發(fā)明組合物中，所述增稠劑包括聚羧酸酯、聚(乙二醇)材料及纖維素化合物(如羥丙基纖維素或羥乙基纖維素)?？杉尤朐龀韯┮栽黾釉摻M合物的粘度并減少氫氣的產(chǎn)生。優(yōu)選地，增稠劑為非離子型聚合物，且其重均分子量優(yōu)選大于20，000道爾頓(Da)、更優(yōu)選為至少50，OOODa(例如50，000至150，OOODa)。適宜的非離子型聚合物增稠劑包括纖維素化合物(例如羥乙基纖維素)、聚氧化烯化合物例如聚(乙二醇)化合物、環(huán)氧乙烷-環(huán)氧丙烷共聚物等。如果需要的話，本發(fā)明組合物中可包含腐蝕抑制劑。通常使用的腐蝕抑制劑的實例包括磷酸酯、羧酸酯聚合物、氨基化合物等。可添加腐蝕抑制劑以例如減少切割線鋸的線及其它部分的腐蝕。本發(fā)明組合物中可包含抗干燥劑，所述抗干燥劑包括例如丙三醇、二醇衍生物 (例如二(乙二醇))、及多元醇(例如1，6_己二醇及季戊四醇)。可添加抗干燥劑以確保切割工具上的滑輪及運動部件在切割過程期間保持適當(dāng)?shù)臐櫥?。本發(fā)明組合物中可包含研磨劑以輔助切割過程。適宜的研磨劑的實例包括碳化硅、氮化硼、碳化硼及金剛石。優(yōu)選地，將該組合物的各種功能性組分作為含水溶液或含水懸浮液加入到該組合物中?？蓪⑺崽砑又帘景l(fā)明組合物中以調(diào)節(jié)該組合物的pH。適宜的酸包括無機酸，例如鹽酸、硫酸、磷酸及硝酸。還可使用有機酸，包括羧酸(例如乙酸、檸檬酸及琥珀酸)、有機膦酸及有機磺酸?？蓪A加入到本發(fā)明組合物中以調(diào)節(jié)該組合物的pH。適宜的堿包括金屬氫氧化物化合物(例如氫氧化鈉及氫氧化鉀)、金屬氧化物(例如氧化鎂及氧化鈣)、胺、羧酸鹽(例
6如乙酸鈉)等。可監(jiān)測粘度以確保該組合物將研磨劑適當(dāng)?shù)乇３衷谇懈罹€上，同時在線鋸及工件周圍自由地流動。在長時間進行線鋸切割后，組合物的粘度可能變化，且該粘度變化可降低線切割過程的性能，除非將添加劑添加至該組合物中以增加、降低或維持粘度。優(yōu)選地，在切割過程期間，切割流體的粘度基本上得以保持。此外，可監(jiān)測pH以確保切割流體在用于正在切割的工件的合適pH范圍內(nèi)或者防止不期望的副反應(yīng)(例如氫氣的產(chǎn)生)。如果發(fā)現(xiàn)切割流體為不期望的堿性，可向再循環(huán)切割流體中加入酸以使PH恢復(fù)至所需范圍。同樣地，如果發(fā)現(xiàn)切割流體的pH為過高的酸性， 則可向流體中加入堿。可監(jiān)測流體的密度或比重以確定例如流體是否在適當(dāng)濃度范圍內(nèi)以及是否應(yīng)添加水以降低該組合物中的添加劑的濃度?？杀O(jiān)測切割流體的固體物百分率以確定研磨劑是否以適當(dāng)?shù)臐舛却嬖?。或者，可監(jiān)測流體液相的固體物含量以確定含水載體中的溶解物的含量是否在適當(dāng)規(guī)范內(nèi)。可監(jiān)測切割流體的泡沫高度以確定消泡劑組分的含量是否已經(jīng)由于線鋸切割過程期間所發(fā)生的吸收而降低。可監(jiān)測線張力以確保該張力在適當(dāng)規(guī)范內(nèi)以減少線的損耗及斷裂?？杀O(jiān)測切割流體的溫度以確保由線鋸切割過程所產(chǎn)生的摩擦熱不使該組合物的溫度升高至高于適當(dāng)規(guī)范。可監(jiān)測氫氣的產(chǎn)生以確定在切割過程期間是否正在產(chǎn)生過量的氫氣。響應(yīng)于該監(jiān)測，可將氫抑制材料(例如酸、疏水性表面活性劑或氧化劑)添加至切割流體中以抑制過量氫氣的產(chǎn)生。待添加至切割流體中以調(diào)節(jié)化學(xué)組成的化學(xué)品可響應(yīng)于該監(jiān)測而手工添加、或者可通過經(jīng)由來自監(jiān)測設(shè)備的回饋信號控制的泵或其它分配器自動添加。在一些實施方式中，化學(xué)品在切割過程期間按預(yù)定基準(zhǔn)添加而無需直接監(jiān)測該組合物中的化學(xué)品。這通常是在如下情況下進行在先的經(jīng)驗或?qū)嶒炞C明需要在切割過程期間以規(guī)定進度分批或連續(xù)添加化學(xué)品、和/或化學(xué)品濃度的監(jiān)測可為困難或不方便的。例如，當(dāng)已確定切割流體的化學(xué)和/或物理性質(zhì)(例如粘度、氫氣產(chǎn)生速率等)在切割過程期間以可預(yù)料的方式發(fā)生不期望的變化，而且所選化學(xué)品的有規(guī)律的或連續(xù)的添加抵消了所關(guān)注的切割流體性質(zhì)的不期望的變化時，可連續(xù)地或有規(guī)律地將化學(xué)品添加至切割流體中而無需監(jiān)測該化學(xué)品。本發(fā)明還提供線鋸切割裝置。該裝置包括安裝和支撐頭，其適合于固持工件；線鋸，其相對于所述安裝和支撐頭定位以使得在操作時該工件可與該線鋸接觸；施加區(qū)域，其被定位且適合用于將切割流體從再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)施加到該線鋸上；以及線鋸切割流體出口區(qū)域，其適合于引導(dǎo)切割流體離開所述線鋸及固定的工件并回到切割流體流動路徑中。該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)限定切割流體流動路徑，且包括監(jiān)測探測器或取樣器設(shè)備以監(jiān)測切割流體的性質(zhì)或者對流體進行取樣以用于監(jiān)測。該裝置還包括化學(xué)品進料管線以響應(yīng)所述監(jiān)測將化學(xué)品加入到所述再循環(huán)切割流體中。當(dāng)線鋸切割裝置處于操作狀態(tài)時，該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)包括具有圖1中箭頭所指示方向的切割流體流。該線鋸示意圖中的箭頭表示線鋸的運動。線鋸的運動方向可在線鋸操作期間反轉(zhuǎn)。切割流體的流動方向在線鋸操作期間通常不反轉(zhuǎn)。
該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)中的流速典型地在2000Kg/h至8000Kg/h (例如， 3000Kg/h至6000Kg/h)的范圍內(nèi)。根據(jù)該特定實施方式，通過磁力分離器的流速可為所述再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)的流速的0%或更高(例如，10%或更高、20%或更高、30%或更高、40%或更高、50%或更高、100%或更高、200%或更高、300%或更高、400%或更高、或 500%或更高)。根據(jù)該特定實施方式，通過磁力分離器的流速典型地為所述再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)的流速的1000%或更低(例如，900%或更低、800%或更低、700%或更低、 600 %或更低、500 %或更低、90 %或更低、80 %或更低、70 %或更低、60 %或更低、或50 %或更低)。該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)還可包括收集器。收集器典型地為將切割流體從工件輸送回該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)內(nèi)的循環(huán)中的表面。例如，該收集器可為這樣的容器其包括經(jīng)定位以收集從線鋸流出或滴下的切割流體的敞開頂部，且具有用于使切割流體流出的出口或排放口。該出口可位于底部、側(cè)面、或可包括從收集器頂部浸入到所收集的切割流體中的管子或虹吸管。該收集器可以許多不同的方式配置。例如，該收集器可為漏斗狀、圓錐狀、棱錐狀或為半球狀的殼。該收集器還可為一個或多個面，所述面成角度以將切割流體引導(dǎo)到該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)內(nèi)的切割流體罐中。該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)可包括切割流體罐以及一個或多個泵，如果需要的話。切割流體罐提供用于切割流體的貯存器且典型地位于泵的上游。該切割流體罐典型地具有攪拌器或攪動器以有助于防止在工具操作期間或在工具空轉(zhuǎn)時切割流體的固體組分的沉降。該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)可包括熱交換器。該熱交換器可位于再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)中的任何位置處。熱交換器還可位于組件(例如切割流體罐、收集器、泵等)的內(nèi)部、周圍或與其一體化。典型配置為熱交換器定位成包括單獨的泵的單獨的再循環(huán)系統(tǒng)，其中該單獨的再循環(huán)系統(tǒng)交換在切割流體罐內(nèi)的切割流體。該熱交換器可用于冷卻或加熱切割流體。例如，如果粘度對于線鋸裝置的適當(dāng)操作而言太高，則對切割流體進行加熱可用于降低該切割流體的粘度?；蛘?，例如，如果粘度對于線鋸裝置的適當(dāng)操作而言太低，則對切割流體進行冷卻可用于提高該切割流體的粘度。切割流體的溫度還可影響切割流體組分的分解速率。該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)可包括一個或多個收集器、一個或多個切割流體罐、 一個或多個泵、以及一個或多個熱交換器、或它們的任意組合。該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)可進一步包括用于在各組件之間輸送切割流體的管路。所述管路典型地包括將流動限定為一個維度的結(jié)構(gòu)，例如管子或?qū)Ч?。?dāng)重力允許切割流體流過該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)時，該管路可包括更加開闊的結(jié)構(gòu)(例如槽)。該管路甚至可包括在管子中的開口，其允許切割流體注入該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)的另一組件(如切割流體罐)中。或者，例如，在該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)的其中流動為水平方向的部分中，該管路可由槽組成。當(dāng)本發(fā)明的線鋸裝置處于操作狀態(tài)時，使固定在安裝和支撐頭上的工件壓向運動的線鋸，同時將切割流體供給至該線鋸。該線鋸具有兩個或更多個線導(dǎo)向輥，所述線導(dǎo)向輥的軸相互平行布置，而且，線經(jīng)引導(dǎo)環(huán)繞它們一次或多次。典型地，線鋸具有三個線導(dǎo)向輥且該線在線導(dǎo)向器周圍經(jīng)多次引導(dǎo)形成線網(wǎng)。本發(fā)明方法可使用具有超過3個線導(dǎo)向器的配置。該線鋸?fù)ㄟ^線導(dǎo)向輥的旋轉(zhuǎn)而運動，這導(dǎo)致線的截面沿縱向方向運動。運動的方向可在操作期間改變或處于恒定方向。例如，在切割過程期間，該方向可以從一個方向變動為另一個方向。本發(fā)明線鋸中所使用的線可由本領(lǐng)域已知的任何適宜的材料制成。典型地，該線的厚度為0.01mm或更大(例如，0. 05mm或更大、0. Imm或更大、或0. 15mm或更大)。典型地， 該線的厚度為0. 5mm或更小(例如，0. 4mm或更小、0. 3mm或更小、0. 25mm或更小、或0. 2mm 或更小)。典型地，該線由硬質(zhì)拉制鋼制成?；蛘?，該線可由一種或多種合金(例如含有狗、 Ni、Cr、Mo和/或W的合金)制成。由于線在切割操作期間發(fā)生磨損，因此，磨損的材料與該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)中的切割流體一起再循環(huán)并污染該切割流體。圖1示出了可用于本發(fā)明方法的裝置的實施方式。再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)100 限定切割流體的流動路徑。在切割由安裝和支撐頭102固持的工件104的時候，該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)100在施加區(qū)域105處將研磨切割流體施加到運動的線鋸106上。在線鋸切割流體出口區(qū)域107處，切割流體流動離開線鋸106和工件104并回到該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)。該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)100還包括收集器108，其被定位以收集來自線鋸切割流體出口區(qū)域107的用過的切割流體。切割流體在收集器出口 109處離開收集器 108并在罐入口 115處流入切割流體罐116。切割流體經(jīng)由罐出口 117流出罐116并經(jīng)由泵入口 111流入切割流體泵112中。然后，切割流體經(jīng)由泵出口 113流出切割流體泵112。全部或部分切割流體可分流到冷卻回路1 (如果需要的話)中，以將施加到線鋸的切割流體的溫度保持在所需溫度范圍內(nèi)。切割流體經(jīng)由冷卻回路泵1 分流到冷卻回路 126中并進入熱交換器130。該切割流體流出熱交換器130并回到分配系統(tǒng)100內(nèi)的循環(huán)中。如果需要的話，取樣/監(jiān)測管線132可與冷卻回路1 相交以獲得切割流體的樣品，該樣品用于對切割流體的性質(zhì)進行離位監(jiān)測和/或用于對切割流體的性質(zhì)進行原位監(jiān)測。未分流到冷卻回路126中的切割流體直接流至線鋸106和工件104上。如果需要的話，可將監(jiān)測探測器120定位于該切割流體流動路徑內(nèi)的任何位置處以監(jiān)測該切割流體在切割操作期間的化學(xué)和/或物理性質(zhì)?？蓪⑻綔y器120方便地定位于切割流體罐116(如果需要的話)內(nèi)。可將進料管線122定位于該切割流體流動路徑內(nèi)的任何位置處以響應(yīng)監(jiān)測將化學(xué)品添加至該切割流體中。例如，可將進料管線122定位于罐116(如果需要的話)內(nèi)?；瘜W(xué)品供給泵110可連接至進料管線122并可用于將化學(xué)品從化學(xué)品供給罐IM添加至根據(jù)本發(fā)明的組合物中。提供以下非限制性實施例以進一步說明本發(fā)明的一些方面。實施例1用線鋸Myer-Burger 261切割尺寸為125mmX 125mmX 45mm的多晶硅錠。使用包含以下物質(zhì)的切割流體進行該切割過程50%的碳化硅、42%的水、2%的增稠劑、6%的抗干燥劑、20ppm的殺生物劑防腐劑(可作為KATHON 從Rohm and Haas Company購得) 及 0. 25% 的SURFYNOL 420( —種購自 AirProducts and Chemicals, Inc.的消泡表面活性劑)；所有百分率皆以重量計。在切割期間，可目視監(jiān)測泡沫的水平以使該水平保持低于在漿料頂部的氣泡單層。當(dāng)已經(jīng)利用線鋸切割45mm的錠塊時，觀察到該切割溶液中的泡沫的量已增加至不能接受的程度?；谠撚^察結(jié)果，將額外量的SURFYNOL 420消泡表面活性劑添加至該切割流體中，以使標(biāo)稱濃度達到0. 5重量％。當(dāng)添加額外的表面活性劑時，泡沫消散且該線鋸的性能恢復(fù)至可接受的程度。
權(quán)利要求
1.一種線鋸切割方法，其包括用線鋸切割工件，同時將含水切割流體從切割流體再循環(huán)貯存器施加到該線鋸上；在切割該工件的同時，監(jiān)測該切割流體的化學(xué)和/或物理性質(zhì)；以及調(diào)節(jié)該切割流體的化學(xué)組成以使所監(jiān)測的性質(zhì)的水平保持在或恢復(fù)至預(yù)定界限內(nèi)。
2.權(quán)利要求1的方法，其中，調(diào)節(jié)該化學(xué)組成包括向該切割流體中加入補充量的所述切割流體的至少一種化學(xué)組分以將所監(jiān)測的性質(zhì)恢復(fù)回到所述預(yù)定界限內(nèi)。
3.權(quán)利要求1的方法，其中，調(diào)節(jié)該化學(xué)組成包括以足以使切割速率及品質(zhì)保持在預(yù)定界限內(nèi)的量加入所述切割流體的化學(xué)組分。
4.權(quán)利要求3的方法，其中，所述加入的化學(xué)品選自疏水性表面活性劑、氧化劑、消泡劑、增稠劑、腐蝕抑制劑、抗干燥劑、酸或堿。
5.權(quán)利要求4的方法，其中，所述加入的化學(xué)品為消泡劑，且所述消泡劑包括有機硅。
6.權(quán)利要求4的方法，其中，所述加入的化學(xué)品為消泡劑，且所述消泡劑包括C8 C22
7.權(quán)利要求4的方法，其中，所述加入的化學(xué)品為增稠劑，且所述增稠劑包括纖維素化合物。
8.權(quán)利要求4的方法，其中，所述加入的化學(xué)品為增稠劑，且所述增稠劑包括丙烯酸酯聚合物。
9.權(quán)利要求4的方法，其中，所述加入的化學(xué)品為腐蝕抑制劑，且所述腐蝕抑制劑包括磷酸烷基酯或氨基化合物。
10.權(quán)利要求4的方法，其中，所述加入的化學(xué)品為抗干燥劑，且所述抗干燥劑包括醇。
11.權(quán)利要求4的方法，其中，所述加入的化學(xué)品為抗干燥劑，且所述抗干燥劑包括鹽。
12.權(quán)利要求1的方法，其中，所述監(jiān)測的性質(zhì)選自粘度、PH、密度、泡沫高度、線張力、 固體物百分率、氫氣產(chǎn)生、該切割流體的溫度、該切割流體的化學(xué)組分、或含水載體的光學(xué)性質(zhì)。
13.—種線鋸切割裝置，其包含安裝和支撐頭，其適合于固持工件；線鋸，其相對于所述安裝和支撐頭定位使得在操作時該工件可與該線鋸接觸；施加區(qū)域，其用于將線鋸切割流體從再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)施加到該線鋸上，該施加區(qū)域被定位且適合于將切割流體輸送至該線鋸，該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)限定切割流體流動路徑；線鋸切割流體出口區(qū)域，其適合于引導(dǎo)切割流體離開所述線鋸及固定的工件并回到該再循環(huán)切割流體分配系統(tǒng)中；所述再循環(huán)分配系統(tǒng)，其包含取樣管線、或傳感器、或者取樣管線及傳感器，其中，所述取樣管線用于獲得在切割過程期間的所述切割流體的樣品以監(jiān)測該切割流體的一種或多種化學(xué)和/或物理性質(zhì)，所述傳感器適合于監(jiān)測所述切割流體的一種或多種化學(xué)和/或物理性質(zhì)；以及化學(xué)添加劑進料管線，其適合于響應(yīng)所述監(jiān)測將化學(xué)品引入到所述再循環(huán)切割流體中以調(diào)節(jié)所述切割流體的化學(xué)組成以使所監(jiān)測的性質(zhì)的水平保持在或恢復(fù)至預(yù)定界限內(nèi)。
14.權(quán)利要求13的裝置，其中，所述監(jiān)測的性質(zhì)選自粘度、pH、密度、泡沫高度、線張力、固體物百分率、氫氣產(chǎn)生、該切割流體的溫度、該切割流體的化學(xué)組分、或含水載體的光學(xué)性質(zhì)。
15.權(quán)利要求13的裝置，其中，所述被引入到該再循環(huán)切割流體中的化學(xué)品選自疏水性表面活性劑、氧化劑、消泡劑、增稠劑、腐蝕抑制劑、抗干燥劑、酸或堿。
全文摘要
本發(fā)明提供了線鋸切割方法，該方法包括用線鋸切割工件，同時將含水切割流體從切割流體再循環(huán)貯存器施加到該線鋸上；監(jiān)測化學(xué)性質(zhì)、物理性質(zhì)中的至少之一或這兩者；以及在切割所述工件的同時調(diào)節(jié)該切割流體的化學(xué)組成以保持所監(jiān)測的性質(zhì)。此外，本發(fā)明提供了實施本發(fā)明方法的裝置。
文檔編號H01L21/302GK102257604SQ200980151086
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月20日
發(fā)明者N.納吉布, S.格倫比尼 申請人:嘉柏微電子材料股份公司