Способ поперечной резки полупроводниковых материалов на пластины

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ. СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

» (21) 4805164/33 (22) 23.03.90 (46) 30.04.92. Бюл; N 16 (71) Институт сверхтвердых материалов АН

УССР (72) Г.А.Петасюк и В.П.Запорожский (53) 679.8.051,5(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹434519, кл. Н 01 1 7/68, 1976. (54) СПОСОБ ПОПЕРЕЧНОЙ РЕЗКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ НА

ПЛАСТИНЫ

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 60-700С.

Перепад температур между периферией и режущей кромкой можно создать путем нагрева последней, Нагрев может осуществляться, например, путем подачи в (s1)s В 28 D 1/00, Н 01 1 21/461 (57) 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. 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 иэ контакта со слитком на расстояние Лф =®« + 5 и в радиальном направлении от внутреннего контура круга на расстояние д = 5 — 10 мм.

Здесь p — текущее половинное значение угла контакта режущей кромки круга с разрезаемым слитком, зависящее от внутреннего радиуса круга, радиуса отрезаемой пластины и глубины врезания; aKc — максимальное значение указанного угла. При

1729 764

30

35 правлении от точки P выхода режущей 40

50

55 этом степень нагрева контролируется по мощности излучения лазера.

Способ резки иллюстрируется схемой, показанной на чертеже. На абразивный отрезной круг 1 с внутренней режущей кромкой 2, предварительно закрепленный, натянутый согласно техническим требованиям по натяжению и приводимый во вращение, подают в радиальном направлении разрезаемый слиток 3. B 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.последующего его поворота вокруг продольной оси

О>. 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 реализации 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 режущей кромки сфокусированным когерентным лучом лазера в области инфракрасного излучения, Луч фокусируется в точку F, на корпусе круга, удаленную в окружном накромки из контакта со слитком на расстояние Л р и на расстояние д = 5 — 10 мм в радиальном направлении — от внутреннего контура.

Обоснование выбранных температурных интервалов содержится в таблице, Таблица составлена на основании экспериментальных данных, полученных при

20 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 черезмерное 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, о т л и ч а юшийся 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, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что перепад температур создают нагревом режущей кромки.

3. Способ резки по пп,1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что нагрев режущей кромки осуществляют путем предварительного нагрева подаваемой СОЖ до 45 — 50 С.

4. Способ резки по пп.1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что нагрев режущей кромки осуществляется сфокусированным когерентным лазерным лучем в области инфракрасного излучения;

1729764

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

Ширина Прогиб . Непарал- Темпера- Осевая жес

1 пропи-, пласти- лельность тура СОИ кость круг ла,, ны, мкм пластины, град 1кг/мм мкм мкм

По а.с. N 434519 1

Заявляемый способ

Предварительный подогрев

СОЖ

Подогрев режущей кромки лазером

7

9

Составитель Г,Афиногенова

Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле

Редактор Е.Зубиетова

Заказ 1469 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Название обьекта испытания, Номер, Пеперад

I ! по пор.j темпера15

437 19

423 14

418 12

409 9

408 8

410 8

424 15

420 13

417 10

409 8

409 8

22

18

14

11

8

18

11

10 0,45

34 0,5 0,56

40 0,58

43 0,59

50 0 .61

60 0,62

10 0,56

10 0,58

10. 0,59

10 0,61

1О 0,62