由工件同時切割出許多特別是均勻厚度的切片的方法與流程

本申請是申請日為2015年04月23日、申請?zhí)枮?01510196739.9、發(fā)明名稱為“由工件同時切割出許多特別是均勻厚度的切片的方法”的發(fā)明專利申請的分案申請。

本發(fā)明涉及一種借助于線輔助切斷精磨(cut-offlapping)來由工件切割出許多切片、特別是由晶體切割出半導體切片的方法。

背景技術：

許多應用需要特定材料的薄的扁平切片，例如作為用于生產(chǎn)磁盤的基板的玻璃切片、作為用于制造光電部件的基板的藍寶石或碳化硅切片、或者用于生產(chǎn)光電電池(“太陽能電池”)或作為用于構(gòu)造微電子或微機電元件的基板的半導體切片。

例如，半導體切片是諸如元素半導體(硅、鍺)、化合物半導體(例如，鋁或鎵)或其混合物(例如，si1-xgex、0＜x＜1；algaas、algainp等)的半導體材料的切片。

起始材料通常是單晶(電子技術應用)或者多晶(太陽能電池)半導體材料桿的形式，并且通過諸如切斷精磨的切屑移除工藝從該桿切出所需的該材料的切片。從工件上移除的顆粒被稱為切屑。

特別是，為了切下半導體切片，切斷精磨和切斷研磨是特別重要的。在切斷精磨的情況中，用于移除材料的工具處于作為粘性載液中的懸浮液的堅硬物質(zhì)(例如，碳化硅)的銳緣顆粒的形式，并且工具載體處于載液和堅硬物質(zhì)粘附其上的線的形式，促使這些顆粒與工件接觸。載液例如包括水、多元醇、礦物油、乙二醇或其混合物。堅硬物質(zhì)的懸浮液被稱為料漿。由于線沿線的縱向方向移動的結(jié)果，沿線的橫向方向施加作用力并且供給料漿，堅硬物質(zhì)進入線的表面與工件的表面之間，借助于滑動或滾動運動使堅硬物質(zhì)在壓力下相對于工件移動，并且借助于材料過載或者疲勞、通過脆性磨耗從工件上除去切屑。

切斷精磨的特點是，料漿包含作用來移除材料的堅硬物質(zhì)，并且工具載體不包含作用來移除材料的任何堅硬物質(zhì)，并且材料的移除是以三個本體(第一，工件；第二，堅硬物質(zhì)；第三，工具載體)的相互作用為基礎的。

在切斷研磨的情況，移除材料的工具處于被固定地粘結(jié)到工具載體的表面上的堅硬物質(zhì)的銳緣顆粒的形式。工具載體例如是線。

切斷研磨的特點是，工具載體包含作用來移除材料的固定地粘結(jié)的堅硬物質(zhì)，并且冷卻潤滑劑未包含任何作用來移除材料的堅硬物質(zhì)，并且材料的移除是以兩個本體(第一，工件；第二，固定地粘結(jié)到工具載體上的堅硬物質(zhì))的相互作用為基礎的。

借助于線的切斷精磨和切斷研磨的工藝按組合術語稱為線鋸切。

在切斷精磨和切斷研磨的情況中，所使用的堅硬物質(zhì)例如包括，碳化硅、碳化硼、氮化硼、氮化硅、氧化鋯、二氧化硅、氧化鋁、氧化鉻、氮化鈦、碳化鎢、碳化鈦、碳化釩、金剛石、藍寶石及其混合物。碳化硅就切斷精磨來說是特別重要的，并且金剛石就切斷研磨來說是特別重要的。

作為工具載體的線可能是單線或者可能是由多個絞線或者纖維、還以及不同材料組成的絞合線，并且可能攜帶有金屬、合金或者塑料的附加涂層。

在切斷精磨和切斷研磨的情況中，該線例如是由硬化鋼(“鋼琴線(pianowire)”)、塑料、碳纖維或者金屬合金組成的。

切斷精磨和切斷研磨兩者都可以利用一個或多個線來執(zhí)行。后者的實例就是所謂的排鋸，其中許多單獨的線被固定在框架(套)上，該框架(套)則沿線的縱向方向前后移動，以便線穿過工件工作。

在從半導體材料桿上切下切片中，僅具有一個線的線鋸具有特別的重要性。

用于電子技術應用的半導體材料桿在切割操作之前通常被加工過，以使其處于具有桿軸線、圓柱形周向表面和兩個圓柱形端面(底面和頂面)的直的圓柱體形狀。通常，還在桿的周向表面上研磨出平行于圓柱軸線的識別凹槽(凹口)，其例如標記特定的晶體定向。由切割操作所獲得的半導體切片也被稱為“晶片”，并且它們自身進而處于直的圓柱體形狀，圓柱體的高度為十分之幾毫米直至例如一毫米，并且圓柱體的基底具有75到450mm的直徑。直徑達到150mm的桿或者晶片被歸為小型的，達到200mm的那些被歸為中型的，達到300mm的那些被歸為大型的，并且達到450mm的那些被歸為非常大型的。

借助于切斷精磨或者切斷研磨，沿著許多鋸口作用來分割出切片，該鋸口是盡可能平坦的并且相互盡可能平行，并且其基本上垂直于桿軸線，即，相對于垂直于桿軸線具有最多2°的偏斜。

切斷精磨和切斷研磨同樣適用于分割小型的和中型的半導體桿。對于分割大型的和非常大型的半導體桿，切斷精磨是特別重要的，因為甚至在線的較長長度與桿接觸的情況中，生產(chǎn)出其前、后面具有高度平坦度和相對于彼此的平行度的晶片。另外，然后形成切下切片的前后面的切割面僅具有由切割操作引起的較小深度的晶體損傷。

由于損傷淺，所以通過切斷精磨所獲得的晶片較不易受破損影響，并且在后續(xù)加工期間，則僅必須移除少量材料以便最終獲得具有所需的前后面的高度平面平行度和沒有缺陷的晶片。因此，切斷精磨能夠按特別成本有效的方式生產(chǎn)出特別高質(zhì)量的晶片。

在切割操作中的任一時刻沿著其延伸通過工件的線部分的長度和從而作用來移除材料的線部分的長度被稱為線部分的接合長度。

在下文中利用參照圖1更詳細地描述了“多線切斷精磨”([料漿]多線切分，mws，s-mws)。

在切斷精磨中，線1被繞至少兩個圓柱形線導輥3和4成螺旋形地纏繞，以便在該布置的至少一側(cè)上，許多線部分11達到相互平行地位于相對于圓柱軸線垂直的一個平面(25)中，并且當線導輥7和8被沿相同方向圍繞其相應的軸線轉(zhuǎn)動時，線部分11以均勻速度并且相互平行地沿線的縱向方向移動，所述線導輥3和4具有相互平行的圓柱軸5和6。術語“線柵(wiregrid)”或者“鋸切柵”被用來指線部分中相互平行延伸的該至少一側(cè)。在該情況中，線柵的位置被選擇成其朝向待切割的桿。

在該情況中，線導輥通常各設有許多閉合式凹槽2，該凹槽2相互平行并且相對于圓柱軸線垂直，并且其就相鄰導輥而言處于齊平地對準，并且在其中引導單獨的線繞圈。

通過沿線的縱向方向移動線部分、供給包含堅硬物質(zhì)的懸浮液至線柵并且將工件推進到線柵上并穿過線柵來實現(xiàn)移除材料。

在進入和離開線柵中，借助于附接到杠桿上的偏轉(zhuǎn)輥來控制沿線的行進方向的縱向線張力，杠桿相對于線的縱向方向的角度改變引起線的行進長度的變化，并且因此能夠?qū)⒕€張緊至更大或者更小程度。

由線施加在杠桿上的力矩提供了實際的線張力的測量，以便借助于力矩測量和角度調(diào)整，存在用于反饋控制縱向的線張力的閉合環(huán)路。具有偏轉(zhuǎn)輥的杠桿由于當控制偏差出現(xiàn)時其快速的往復運動而被稱為“浮輥(dancers)”。

在切割期間，線經(jīng)受由磨耗引起的磨損。線的橫截面大致與線與工件15接觸的累積長度和每個鋸口機器加工的工件體積的乘積成比例地減小。因此，鋸口13的寬度從桿的第一端面12(在該處線首先進入第一鋸口)至桿的相反的第二端面24(在該處線最終從最后的鋸口顯露出來)減小。

第一端面也被稱為桿的線供入側(cè)12，并且第二端面被稱為線離開側(cè)24。

線的粗度方面的減小通常通過相鄰的線導輥3和4之間的距離從桿的線供入側(cè)12至線離開側(cè)24的減小來補償，以便在桿的全長上求平均值時，從桿切下的晶片具有恒定的厚度。

在切割操作期間，線可以被沿一個方向從放線圈(輸送線圈)經(jīng)由線導輥和線柵至收線圈(接收線圈)連續(xù)地纏繞，以便線部分通過整個切割操作沿一個方向移動。這被稱為單向鋸切。

線可能還以改變方向地被引導穿過工件?？梢栽趶姆啪€圈經(jīng)由線柵和工件供給至收線圈，并且然后完全地從原始的收線圈(其從而變?yōu)榉啪€圈)返回到原始的放線圈(其現(xiàn)在變?yōu)槭站€圈)的線的整個行程上來實現(xiàn)這樣的雙向切割。然而，由于線上的磨損，工件將在“返回通過”時比在“出發(fā)通過”時變厚，其是不合乎需要的。

對于用于獨特需求應用的大型和非常大型晶片的生產(chǎn)，根據(jù)所謂的朝圣者步伐方法(“朝圣者步伐運動”、“線往復”)，特別的重要性與具有許多和連續(xù)的方向反轉(zhuǎn)的線行進的切斷精磨聯(lián)在一起。

在該情況中，朝圣者步伐是指一對相繼反轉(zhuǎn)的線方向。朝圣者步伐包括線沿線的第一縱向方向第一運動過第一長度，并且然后線沿與第一方向正相反的第二方向第二運動過第二長度，第二長度被選擇成小于第一長度。

因此，對于每個朝圣者步伐，相當于兩個長度的和的線長度通過工件，雖然在該情況中，進入與工件切割接合的線部分僅從放線圈向收線圈前進相當于兩個長度的差值的量。因此，在朝圣者步伐方法的情況中，通過由兩個長度的和與差的比值引起的因素，線被使用許多次。為簡單起見，兩個長度的差被稱為線在完全朝圣者步伐上的“凈運動”，具有凈線供入9和凈線離開10(圖1)。

從用于通過單向的線運動切割桿的術語類推，在以朝圣者步伐方法切割桿的情況中，桿的第一端面(在該處，線首先沿其凈運動方向進入第一鋸口)被稱為桿的線供入側(cè)，并且相反的第二端面(在該處，線沿其凈運動方向最終從最后的鋸口顯露出來)被稱為桿的線離開側(cè)。

因為向前運動和返回運動的長度是可隨意地選擇的，并且因此線的有效長度和線的磨損是可隨意地選擇的，朝圣者步伐方法非常適用于將工件切割成少量的相對更短工件的切片，其不能僅借助于單線通過(單向切割)來以線的經(jīng)濟用途地切割。朝圣者步伐方法特別適于切割線接合長度在切割過程變化的工件，即，例如圓柱形半導體桿。

為了從半導體桿切割出晶片的目的，依據(jù)其總長度，首先以其一部分周向表面位于保持、安裝或者鋸切條帶(例如，由硬碳、玻璃、塑料或者復合材料制成條帶)上地安裝桿。該鋸切條帶在其背離桿朝向的側(cè)上被成形或者連接至進一步的轉(zhuǎn)接器，從而鋸切條帶或者適配器可以被夾在相應的接收設備中，該接收設備被固定到供料臺上，在切割操作期間，供料臺垂直于線柵并且穿過線柵地進給桿。通過粘合來產(chǎn)生桿與鋸切條帶之間的結(jié)合，并且通過粘合、作用力的有效配合或者形狀有效配合(例如，夾持或者螺紋連接部)來產(chǎn)生鋸切條帶與適配器之間的結(jié)合。桿軸線基本上相對于供料方向垂直地并且相對于線在線柵中的方向垂直地對準，并且因此基本上在由線柵的線部分跨過的平面中。

供料臺通常設置在線柵上方，并且將夾緊的桿垂直地進給到由線柵的線部分跨過的平面上。

以下繼續(xù)參照圖1。桿的圓柱面中線柵的線部分沿著其縱向方向進入鋸口的那側(cè)(暫時地)被稱為線進入側(cè)17，并且線部分沿著其縱向方向從鋸口再顯露出來的那側(cè)(暫時地)被稱為線離開側(cè)18。平行于桿軸線14地設置在線進入側(cè)處的線柵25上方的是具有料漿噴嘴21的噴嘴條帶19，其在線柵的整個長度上延伸并且在線部分11進入桿之前將料漿22均勻地施加至線部分11。

在僅具有一個線進入側(cè)的單向切割的情況中，為該目的設置一個噴嘴條帶，并且在具有將來交替的線進入側(cè)和離開側(cè)的雙向切割的情況中，設置兩個噴嘴條帶19和20，桿的各側(cè)上一個。兩個噴嘴條帶19和20可以被交替地操作，以便瞬間的線進入側(cè)上的條帶在各種情況中是工作的，或者為簡單起見，兩者也可以被連續(xù)地操作。

由于桿被進給至線柵的結(jié)果，桿的整個長度沿著桿的圓柱面上平行于桿軸線的線接觸到線柵。線部分與桿的首次接觸的該瞬間被稱為切入操作，或者簡單地說，切入。當進一步進給時，線柵的線部分沿線的縱向方向運動，并且供給料漿，線部分慢慢地通過桿工作，移除材料。

一旦線柵的所有線部分已經(jīng)掃過桿的整個橫載面并且已經(jīng)全部到達鋸切條帶處，則切割終止。線部分與桿的最后接觸的瞬間被稱為切下操作，或者簡單地說，切下。在圖1所示的實例中，正在從桿的相反側(cè)對具有識別凹槽26的側(cè)面執(zhí)行切割。保持桿的安裝條帶在具有識別凹槽26的那側(cè)被粘結(jié)到桿上(未顯示)。

結(jié)束桿的進給，并且再次使桿慢慢地退出線柵。當桿正退出時，線繼續(xù)沿其縱向方向(至少慢慢地)移動，以便防止線部分被先前生產(chǎn)的切割面的任何不平整度卡住。

在桿已經(jīng)退出線柵之后，從供料臺上的夾緊設備處移除由鋸斷的桿、鋸切和安裝條帶構(gòu)成的合成物。因此，在完成切割之后，許多晶片類似梳子上的齒地懸掛在部分切入的鋸切條帶上，它們周向表面的一部分仍聯(lián)接到鋸切條帶上。通過溶解粘合劑結(jié)合部來分開晶片?？梢匀芙獾艚Y(jié)合部，例如，如果已經(jīng)使用了可以通過水或者加熱溶解的粘合劑，使由晶片、鋸切和安裝條帶構(gòu)成的合成物沉浸在熱水槽中以為了所謂的脫膠目的。

例如，在ep0798091a2中描述了用于切下半導體切片的料漿切斷精磨及其合適的裝置。

生產(chǎn)出的鋸口的寬度并且因此通過切割操作所獲得的晶片的厚度取決于線的粗度、圍繞鋸口中的線的料漿膜的厚度和引導線的線導輥中的凹槽的間距。因為線的粗度由于磨損而連續(xù)地變化，并且料漿膜的厚度由于在切割操作期間被擦去或者被消耗的結(jié)果而連續(xù)地變化，所以就由此可以精確地獲得的晶片的期望形狀的程度而言，切斷精磨易受某些限制。在下文中描述了這些限制。

當線部分進入工件時，大部分粘附料漿剝落。當線進一步穿透到桿中時，進入鋸口的料漿大部分繼續(xù)被剝落或者消耗掉。磨損促使顆?；镜乇幌牡簦驗閳杂膊牧掀屏鸦蛘咚榱?，或者因為倒圓或削蝕而使它們損失了其移除材料的銳緣切割表面。當沿線進入的方向觀察時，圍繞鋸切線的料漿膜的厚度方面的減小也被稱為“料漿漏斗”。由于該料漿漏斗，每個鋸口在線進入側(cè)的工件的外周部處是較寬的，并且在線的行進方向上沿著線的接合長度至相反的線離開側(cè)成楔形或者漏斗形地漸縮。

在單向切割和大型或者非常大型的半導體桿的情況中，特別是在最長線接合長度的部位中—因此，在圓柱形桿的情況中，當桿已經(jīng)被剪斷剛好一半時，實際上不再有料漿到達桿的線離開側(cè)。生產(chǎn)出具有從線進入側(cè)至線離開側(cè)按楔形地增大的厚度的、在線離開側(cè)上具有高粗糙度(“鋸切劃痕”、“鋸痕跡”)的切片。具有逐漸減小厚度和高粗糙度的半導體切片不適于要求的應用。因此，單向的切斷精磨不能被用于生產(chǎn)高質(zhì)量的大型或者非常大型的晶片。

在朝圣者步伐方法的情況中，線的縱向運動方向被連續(xù)地反轉(zhuǎn)。結(jié)果，在每個鋸口的左側(cè)和右則交替地生產(chǎn)“料漿漏斗”。如果很慢地實施桿的橫向進給或者很快地實施線的縱向運動方向方面的變化，則所形成的料漿漏斗按交替方式連續(xù)地每隔一個方向變化稍微重疊(＝一個完整的朝圣者步伐)—當沿桿前進方向觀察時—在兩側(cè)為鋸口有效地供給料漿，并且在所有情況下料漿則僅必須被傳送至桿的中心。該重疊還減小了在所有情況下由料漿漏斗引起的線進入側(cè)上的鋸口的變寬，并且因此減小了晶片的逐漸變薄。所獲得的晶片則不再是楔形的，但是仍然具有輕微的鞍狀形狀，在線的行進方向兩者上具有從中心至其外周部稍微減小的厚度。最小厚度出現(xiàn)在最大線接合長度的外周部位中，即，當已經(jīng)剛好切過一半的圓柱形時。在最大線接合長度的外周部位中的最小厚度的區(qū)域在圖2中由27和29標記。由于在根據(jù)朝圣者步伐方法的切斷精磨的情況中線的凈運動和線在該過程中經(jīng)歷的粗度方面的減小，晶片在線進入側(cè)上的錐形27稍微比線離開側(cè)上的錐形29厚；然而，兩者都比以單向線運動的對比切割的楔形少得多。

可以通過現(xiàn)有技術中已知的方法，例如通過調(diào)整根據(jù)實際的切割深度(在坯料進給方向上鋸口的深度)的朝圣者步伐的第一和第二線運動長度或者通過在其中鞍狀形狀非常明顯的部位中增加該線應用來較不明顯地提供該鞍狀形狀。特別是，例如，桿的進給速率可以被減小到如此程度，即兩個線反轉(zhuǎn)的料漿漏斗幾乎完全重疊。對用于減少鞍狀形狀的措施存在經(jīng)濟效率的限制，因為它們導致了非常長的總體切割時間和很高的線長度消耗率。

從桿獲得的切片的前、后平坦度的進一步限制在于所謂的“切入楔形”28的形式(圖2)，其具有在可通過切斷精磨獲得的鋸口上變化的線接合長度。該切入楔形包括沿線的橫向方向并且朝向切片的中心平面的前后斜度，其在線的縱向方向上延伸過整個切片寬度。

在圓柱形桿的情況中，例如，因為在線柵首先與桿發(fā)生接觸的瞬間，線部分的接合長度以及因而線上的磨損為零，所以產(chǎn)生了切入楔形。

因為它們開始沒有經(jīng)受任何磨損，所以首先切入的線部分比稍后進入接合的線部分具有更大直徑，所述稍后進入接合的線部分已經(jīng)穿過有限長度的鋸口并且因此已經(jīng)經(jīng)受了磨損。因此，當切入深度增大時，結(jié)果是晶片的楔形增大的厚度28。另外，在線部分首先與圓柱形桿發(fā)生接觸的瞬間，線部分與桿的圓周表面相切。在所述點處，與進一步的切割進程相比擦去較少料漿，當接合長度有限并且線部分與桿的圓周表面的接觸逐漸變陡時—甚至精確地垂直于最大接合長度的部位(半切割)—并且定期激增的剝落料漿積聚在每個線部分進入桿的點處。

wo2013/051183a1描述了依據(jù)朝圣者步伐方法的線切斷精磨，其中使用錐形的線導輥，凹槽的基底離線導輥的軸線的距離從線供入側(cè)至線離開側(cè)減小。結(jié)果，當具有桿軸線的桿被垂直地進給到線導輥軸線上時，線柵中位于線供入側(cè)的線部分首先與桿接合。由于線的凈運動，這些線部分從線導輥的線供入側(cè)前進到線離開側(cè)并且因磨耗而已經(jīng)變細，由于桿被進一步地進給到線柵上的結(jié)果，直到最后桿在線離開側(cè)上的那部分也與線柵發(fā)生材料移除接合，以便抵消了切入楔形的形成。

由于線導輥的錐形形狀，圍繞線導輥的各個纏繞的長度從凹槽至凹槽、從線供入側(cè)至離開側(cè)減小。每個線導輥的所有凹槽以相同角速度旋轉(zhuǎn)，但是不以恒定的圓周速度旋轉(zhuǎn)，因凹槽的直徑從線供入側(cè)至線離開側(cè)減小的緣故。因為線在線柵中按凹槽的圓周速度移動，然而，因此線柵中的軸向線張力從線供入側(cè)至線離開側(cè)減小。

熟悉線切割方法的所屬領域的技術人員公知的是，所生產(chǎn)出的鋸口的平坦度當縱向線張力減小而減小。因此，所述方法生產(chǎn)出其平坦度朝線離開側(cè)惡化的切片。

該基本方法的缺陷也不能例如通過使用其中上部兩個和下部兩個的四個線導輥以便剛好相互補充的明顯方式來消除，其中跨過線柵部分接觸到桿的上部兩個線導輥配有從線供入側(cè)至線離開側(cè)增大的凹槽深度，并且下部兩個線導輥配有從線供入側(cè)至線離開側(cè)減小的凹槽深度。雖然繞線的長度則在線導輥的整個長度上是恒定的，但是在凹槽中仍然存在線在上、下線導輥之間的明顯強迫滑動，由于在相同角速度處由不同直徑引起的不同圓周速度的緣故。由于其結(jié)果，線導輥的凹槽將經(jīng)受大量磨損并且因而將經(jīng)歷由線的磨耗引起的不同切入，從而該方法的預期優(yōu)點將在非常短時間內(nèi)已經(jīng)被消除掉。wo2013/051183a1未論述對于磨損問題的該假定解決方案。

此外，線柵中不均勻的線張力具有以下影響，線部分的線的縱向張力必須被選擇成以便在線柵上平均起來非常低，因為在線供入側(cè)上非常拉緊的線部分可能在線仍然肯定未斷裂(抗拉強度)處具有最大的線縱向張力，并且因此所有其他的線部分具有比這些線部分更小的張力。因而，大部分線部分經(jīng)歷了線撓曲，其朝向線離開側(cè)增加，帶有日益不良的線引導和所獲得的晶片惡化的平坦度。

雖然線柵上的線張力的不均勻度將稍微由線滑動來補償，但是根據(jù)wo2013/051183a1的方法因此仍然不適用于根據(jù)朝圣者步伐原理的實施例，因為在每個朝圣者步伐的后半時，線離開側(cè)上的短纏繞長度的線部分將回到線供入側(cè)上的長纏繞長度，促使其被過度張緊并且在該處斷裂。這可以僅通過仍然進一步減小利用其來將線按受控方式進給至線柵的線的縱向張力(定點的縱向線張力)來抵消，以便確保足夠可靠的線張力儲備(“頭上空間(headroom)”)達到線斷裂張力，以免在切割操作期間線斷裂。然而，這將涉及還更損害所獲得晶片的平坦度，由于鋸口中不精確和不可靠的線引導的緣故。

因此，wo2013/051183a1中指定的方法不適于生產(chǎn)用于所需應用的高度平面的半導體切片。

us8，146，581b2公開了一種用于線切斷精磨的方法，其中桿的軸線沿進給方向朝線導輥的軸線稍微傾斜。在該情況中，線進給棍具有圓柱形狀，其軸線被設置成以便相互平行，并且用于引導鋸切線的所有凹槽被切出均勻深度。因此當桿被進給時，由于桿的軸線相對于線導輥的軸線傾斜，所以首先切入端面桿端并且最后切入相反的桿端。

因為所有的線部分的圓周速度是相同的，所以該方法避免了由線張力在線柵上變化所產(chǎn)生的問題以及由線滑動所引起的凹槽過度磨損；然而，軸線傾斜產(chǎn)生了沿線的橫向方向并且平行于桿軸線的附加力(傾斜的下壓力)。該傾斜的下壓力僅在每個線部分的相應切入瞬間起作用，并且一旦已經(jīng)切入則消失。因此，切面隨著線行進，在切入部位中偏離由沒有橫向力的切割所生產(chǎn)出的剖面，并且因此在該部位處彎曲。因為傾斜的下壓力在相鄰線部分上是大致相同的，所獲得的切片的前后面基本上相互平行，并且對于前后面在切入部位中具有均勻的彎曲度。因此，所獲得的切片具有基本上恒定厚度并且具有彎曲或者翹曲形狀(“切入波形”)。

us8，146，581b2利用通過傾斜故意地生產(chǎn)的該切入波形來彌補可能在先前在沒有傾斜的下壓力的情況下切割出的晶片上存在的隨機的切入波形。顯然，該方法可能還用于抵消切入楔形，因為由于傾斜，單獨的線部分將來沿著桿軸線連續(xù)地實施切入并且因此經(jīng)受不同磨損。該可能的應用未被us8，146，581b2指出。

因為，在根據(jù)us8，146，581b2的方法中，由于桿傾斜，所以沿著相對于桿的軸線傾斜的平面實施切斷，所獲得的切片具有不希望有的錯誤定向。可以通過在先前桿的外圓研磨期間相應地使晶體軸線在相反方向上相對于旋轉(zhuǎn)軸線傾斜來補償該錯誤定向。然而，對此，在外圓研磨期間必須預先知道，隨后對于線鋸所必需的各個桿的什么傾斜和什么角度，以便可以在所獲得的切片沒有錯誤定向的情況下精確地補償用于形成切入波形的該線鋸的瞬時傾斜角。顯而易見，出于對因果關系的考慮，這是不可能的。

因此，根據(jù)us8，146，581b2的切斷的切片總是具有不希望有的錯誤定向，以致該方法同樣不適于生產(chǎn)用于所需應用的切片。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是明確提出一種根據(jù)朝圣者步伐方法的用于從桿切斷出切片的多線切斷精磨方法，該切片具有均勻的高前后平坦度并在所有線柵位置上具有均勻的小切入楔形。

該目的通過兩組方法來實現(xiàn)，其中第一組旨在減小切入期間鋸線的有效直徑，并且第二組旨在減小切入期間圍繞鋸線的料漿膜的厚度。在該情況中，第一組包括第一方法，并且第二組包括第二、第三和第四方法。

通過借助于存在于液體切割器具中的線鋸從具有直徑的圓柱形工件同時切割出許多切片的第一方法來實現(xiàn)該目標，該線鋸包括鋸切線，該鋸切線跨過由平行地設置在可旋轉(zhuǎn)的線導輥之間的許多線部分組成的線柵，具有縱向張力的該線部分由于線導輥的轉(zhuǎn)動在第一旋轉(zhuǎn)方向和與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向之間連續(xù)交變的結(jié)果而相對于工件作相對運動，線在沿第一方向轉(zhuǎn)動期間被移動第一長度并且在沿第二方向轉(zhuǎn)動期間被移動第二長度，并且第二長度小于第一長度，其特征在于，在線部分以第一切割深度切入工件內(nèi)瞬間，縱向的線張力部分大于具有第二切割深度的第二瞬間處的(也就是說，在切入瞬間之后并且在線部分在工件中的接合長度l＞0)。

在本發(fā)明的一些實施例中,第一線張力在第二線張力的1.2倍到1.8倍之間。

同樣通過借助于存在于液體切割器具中的線鋸從具有直徑的圓柱形工件同時切割出許多切片的第二方法來實現(xiàn)該目標，該線鋸包括鋸切線，該鋸切線跨過由平行地設置在兩個可旋轉(zhuǎn)的線導輥之間的許多線部分組成的線柵，具有縱向張力的該線部分由于線導輥的轉(zhuǎn)動在第一旋轉(zhuǎn)方向和與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向之間連續(xù)交變的結(jié)果而相對于工件作相對運動，在每對直接地連續(xù)反向之間沿第一方向轉(zhuǎn)動期間，線在各種情況中以第一速度移動、在各種情況中移動第一長度，并且在沿第二方向轉(zhuǎn)動期間，在各種情況中以第二速度移動、在各種情況中移動第二長度，并且第二長度比第一長度短，其特征在于，選擇在切割操作開始時線在兩個連續(xù)變化的方向之間由第一和第二速度形成的第一平均速度和切割操作結(jié)束時線在兩個連續(xù)變化方向之間由第一和第二速度形成的第二平均速度，其中第一平均速度小于第二平均速度。

在本發(fā)明的一些實施例中,第一或第二長度隨所述鋸口的切開深度而變化。

通過借助于存在于液體切割器具中的線鋸從具有直徑的圓柱形工件同時切割出許多切片的第三方法來進一步實現(xiàn)該目標，該線鋸包括鋸切線，該鋸切線跨過由平行地設置在兩個可旋轉(zhuǎn)的線導輥之間的許多線部分組成的線柵，具有縱向張力的該線部分由于線導輥的轉(zhuǎn)動在第一旋轉(zhuǎn)方向和與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向之間連續(xù)交變的結(jié)果而相對于工件作相對運動，線在沿第一方向轉(zhuǎn)動期間被移動第一長度并且在沿第二方向轉(zhuǎn)動期間被移動第二長度，并且第二長度小于第一長度，其特征在于，從開始切割操作直到達到第一切割深度，所供給的切割器具的堅硬物質(zhì)具有第一平均顆粒直徑，并且在達到第一切割深度之后，直到切割操作結(jié)束，所供給的切割器具的堅硬物質(zhì)具有第二平均顆粒直徑，并且第一平均顆粒直徑小于第二平均顆粒直徑。

最后，通過借助于存在于液體切割器具中的線鋸從具有直徑的圓柱形工件同時切割出許多切片的第四方法來實現(xiàn)該目標，該線鋸包括鋸切線，該鋸切線跨過由平行地設置在兩個可旋轉(zhuǎn)的線導輥之間的許多線部分組成的線柵，具有縱向張力的該線部分由于線導輥的轉(zhuǎn)動在第一旋轉(zhuǎn)方向和與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向之間連續(xù)交變的結(jié)果而相對于工件作相對運動，線在沿第一方向轉(zhuǎn)動期間被移動第一長度并且在沿第二方向轉(zhuǎn)動期間被移動第二長度，并且第二長度小于第一長度，其特征在于，從開始切割操作直到達到第一切割深度，向線柵供給具有第一粘度的懸浮液，從第一切割深度直到切割操作結(jié)束時，向線柵供給具有第二粘度的懸浮液，其中第一粘度被選擇成以便小于第二粘度。

在本發(fā)明的一些實施例中,通過將所述懸浮液的溫度調(diào)節(jié)至第一溫度來獲得第一粘度，并且通過將所述懸浮液的溫度調(diào)節(jié)至第二溫度來獲得第二粘度，并且其中第一溫度被選擇成以便大于第二溫度。

在本發(fā)明的一些實施例中,第二溫度被選擇成以便在20℃到40℃之間。

在本發(fā)明的一些實施例中,第一溫度被選擇成以便低于第二溫度在5℃到15℃之間。

在本發(fā)明的一些實施例中,通過選擇所述懸浮液中的所述堅硬物質(zhì)的第一平均顆粒尺寸直徑來獲得第一粘度，并且通過選擇所述懸浮液中的所述堅硬物質(zhì)的第二平均顆粒尺寸直徑來獲得第二粘度，并且其中第一平均直徑被選擇成以便小于第二平均直徑。

在本發(fā)明的一些實施例中,通過選擇所述堅硬物質(zhì)在所述懸浮液中的第一濃度來獲得第一粘度，并且通過選擇所述堅硬物質(zhì)在所述懸浮液中的第二濃度來獲得第二粘度，并且其中第一濃度被選擇成以便小于第二濃度。

在本發(fā)明的一些實施例中,通過選擇第一載液來獲得第一粘度，并且通過選擇第二載液來獲得第二粘度，并且其中第一載液的粘度小于第二載液的粘度。

在本發(fā)明的一些實施例中,第一平均直徑被選擇成以便在第二平均直徑的值的50％到95％之間。

還通過同時應用來自所提及的四個方法中的兩個或更多個方法的任何組合來實現(xiàn)該目的。

根據(jù)本發(fā)明的四個方法優(yōu)選被用來借助于線鋸切分半導體材料的桿。特別優(yōu)選是，半導體桿處于直圓柱體形式。

在有液態(tài)切割器具的情況下執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的四個方法，該液體切割器具包括載液和存在于載液中的松散的堅硬物質(zhì)。液態(tài)切割器具(懸浮液)也被稱為料漿。

優(yōu)選借助于結(jié)構(gòu)化的單根鋼絲來執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的四個方法。

同樣，優(yōu)選借助于扭轉(zhuǎn)線來執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的四個方法。扭轉(zhuǎn)是指作為線的彈性扭轉(zhuǎn)的結(jié)果線圍繞其縱軸線的螺旋形扭絞。

結(jié)構(gòu)化的線特別是具有第一直徑的線，由于沿線的橫向方向塑性變形的結(jié)果，線已經(jīng)按z字形的形式設有許多隆起和凹穴，其中在垂直于線的平均縱向方向的平面中的包絡曲線具有大于第一直徑的第二直徑。

因此，第一直徑包括“芯線”的直徑，通過塑性變形由所述“芯線”生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)化的線。結(jié)構(gòu)化的線的第二直徑("有效直徑")包括芯部直徑加上波形變形的峰值至峰值的波幅。

對于最初更高的切入線張力，如果使用結(jié)構(gòu)化的線，則根據(jù)本發(fā)明的第一方法是特別有利的。結(jié)構(gòu)化的線具有許多一定幅度的波形的側(cè)部線變形，所述側(cè)部線變形在線的縱向方向上按周期間隔地重復(“波狀線”、“波紋線”)。

例如，在jp2004243492a2或者ep1827745b2中描述了可以利用其來執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法的結(jié)構(gòu)化的線的實例。

jp2004243492a2描述了一種具有波形隆起或者突起的線，其波幅沿線的橫向面延伸或者沿線的縱向方向圍繞線螺旋形地纏繞。

ep1827745b2公開了一種沿線的第一橫向方向具有第一波幅和第一波長的波形突起并沿線的第二橫向方向具有第二波幅和第二波長的線，第一與第二波幅和第一與第二波長被選擇成在各種情況中不同，并且第一橫向面垂直于第二橫向面。

這些波形提供了在其平均縱向方向上求平均的視直徑，其因側(cè)向偏轉(zhuǎn)的峰值至峰值的波幅而大于線芯的直徑。為了使在線的縱向方向上求平均的有效橫截面呈現(xiàn)大致圓形和各向同性，該變形至少必須沿兩個相互垂直的橫向方向(即，兩個相互垂直的、相互重疊的波形結(jié)構(gòu))定向。

進一步的可能性在于僅沿一個橫向方向賦予了線的波形，并且然后使線圍繞其平均縱軸線扭轉(zhuǎn)(“扭絞”)，以使波形偏轉(zhuǎn)按螺旋形式圍繞線行進。

因此，如果線同時具有結(jié)構(gòu)化和扭轉(zhuǎn)特點，則根據(jù)本發(fā)明的第一方法也是特別有利的。

線的橫截面自身可能也沿相互垂直的橫向方向按周期方式變形，結(jié)果形成了橢圓形截面，該橢圓形截面變化或者再次扭絞線—按周期方式“轉(zhuǎn)動”。

結(jié)構(gòu)化線的特點是其改善了料漿至鋸口內(nèi)的輸送，因為當在線進入鋸口并且隨后穿過鋸口時料漿未被迅即剝離的情況下可以將料漿的儲備量封存在線表面的凹穴(“凹處”)中。結(jié)果，所獲得的鋸口具有改善的品質(zhì)(較少磨料劃線)，并且可以更快速地鋸切大型工件或者給定尺寸的工件(對于完整的切割操作時間更短)。

優(yōu)選利用新的線(即，在先前切割操作中未使用過的線)來執(zhí)行每個切割操作(即，對于每個鋸口，線柵的線或者線部分在工件的完整橫截面上移動)，因為當線從工件上移除材料時其經(jīng)歷了磨損。因為磨損，線逐漸喪失其圓形。因為線在切割操作期間經(jīng)歷了任意扭轉(zhuǎn)，所以非圓的線生產(chǎn)了鋸口厚度，并且因此在短切割內(nèi)變化的切片厚度增大了間隔。由切割產(chǎn)生的晶片厚度的這些變化被稱為鋸痕跡并且是不合乎需要的。

線被以可選擇的速度從放線圈(供給線圈)至收線圈(接收線圈)纏繞。在該情況中，線被圍繞至少兩個具有許多凹槽的線導輥纏繞，該凹槽垂直于線導輥的軸線。出現(xiàn)在兩個線導輥之間的線部分構(gòu)成了線柵。因此，線柵包括在一個平面中相互平行地行進的許多線部分。

利用通過反饋控制來控制的縱向線張力經(jīng)由界定線柵的線導輥向放線圈供給線。線張力的反饋控制優(yōu)選借助于所謂的浮輥來實施。

在進入和離開線柵中，借助于附接到杠桿上的偏轉(zhuǎn)輥來控制沿線的行進方向的縱向線張力，杠桿相對于線的縱向方向的角度交變引起線的行進長度的變化，并且因此能夠?qū)⒕€張緊至更大或者更小程度。

由線施加在杠桿上的力矩提供了實際的線張力的測量，以便借助于力矩測量和角度調(diào)整，存在用于縱向線張力的反饋控制的閉合環(huán)路。具有偏轉(zhuǎn)輥的杠桿由于當控制偏差出現(xiàn)時它們快速的往復運動而被稱為“浮輥”。

當在切割操作期間鋸切線然后沿線的縱向方向移動時，因為當線被從線圈上繞開和當其穿過許多鋸口(切割操作)時的波動摩擦或者由于線導輥或各種偏轉(zhuǎn)輥的支承摩擦的結(jié)果，線張力可能波動。借助于封閉的反饋控制回路來測量轉(zhuǎn)矩并沿合適方向移動杠桿臂能夠使該波動保持很低。

因為，在切割操作中，線被沿線的縱向方向快速地移動(一般大約10m/s)，相應快速連續(xù)地出現(xiàn)任何線張力波動，并且杠桿臂以首先沿圍繞其旋轉(zhuǎn)軸的一個角度方向并且然后沿另一角度方向的相應快速交變地非?？焖俚亍案印?，這給于了杠桿其名稱。

利用其來經(jīng)由界定出線柵的線導輥將線供給至線柵的線張力進而確定了線柵中的線部分的線張力。

線柵中的線張力是從工件切出的切片所獲得的平坦度的決定性因素。在切割操作期間，必須如此選擇線柵中的線張力以使線柵中的線部分必然仍不會斷裂，即，必須以處于確保足夠可靠的線張力儲備的線張力(縱向線張力的設定值)地將線供給至線導輥，直到線斷裂張力。

為了將具有直徑的圓柱形工件切成許多切片的目的，借助于安裝條帶將工件固定到線鋸中。借助于進給設備，從上方垂直地引導工件穿過線柵，將載液中堅硬物質(zhì)的懸浮液作為切割器具供給至線柵的線部分，而同時，利用在第一旋轉(zhuǎn)方向和與第一旋轉(zhuǎn)方向相反的第二旋轉(zhuǎn)方向之間的連續(xù)交變來轉(zhuǎn)動線導輥。

在沿第一方向轉(zhuǎn)動線導輥期間，使線(并且從而線柵中的線部分)在各種情況下相對于工件移動第一長度，并且在沿第二方向轉(zhuǎn)動期間，使其在各種情況下相對于工件移動第二長度，第二長度比第一長度短(朝圣者步伐方法)。

朝圣者步伐包括線的往復運動，線總共前進相當于兩個長度的差值的線長度(凈線運動)，即，被從放線圈纏繞至收線圈。例如，如果第一長度(前進運動)為500m并且第二長度(返回運動)為300m，則凈線運動為500m-300m＝200m。

在根據(jù)本發(fā)明的方法中，圓柱形工件(例如，半導體桿)的切斷總是必定沿著嚴格凸狀切割面進行的。嚴格凸面是指這樣一表面，其中連接表面的外周線上的任何兩點(除該段的端點之外)的各段總是完全在表面內(nèi)部行進的。

特別是，線部分在工件內(nèi)行進過的長度或者接合長度l在線部分首先與具有嚴格的凸狀切割面的桿的表面接觸瞬間等于零，當線柵的切割深度在進一步的切割操作過程中增大并且接著達到最大時該長度穩(wěn)定地增加直到最大值(相當于圓柱形工件的直徑的一半)，在切割操作結(jié)束時(即，在線部分最后與工件的表面接觸的瞬間)該長度再次穩(wěn)定地減小至再次變?yōu)榱恪?/p>

附圖簡要說明

圖1：適于多線切斷精磨方法的切割裝置的簡化表示，具有所有的基本元件。

圖2：通過不根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的晶片。

圖3：通過不根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的晶片的中心厚度的特征。圖3(a)：沿著剖面線a-a’；圖3(b)：沿著剖面線b-b’。

圖4：作為剪切速率的函數(shù)的新的和使用過的料漿在25℃(a)、30℃(b)和60℃(c)時的動態(tài)粘度。

圖5：新的和使用過的料漿中的固體物質(zhì)組分的顆粒尺寸分布。

附圖標記列表和縮寫

1線

2凹槽

3線供入側(cè)的線導輥

4線離開側(cè)的線導輥

5左側(cè)線導輥的軸線

6右側(cè)線導輥的軸線

7左側(cè)線導輥的旋轉(zhuǎn)方向

8右側(cè)線導輥的旋轉(zhuǎn)方向

9線供入

10線離開

11線部分

12桿的線供入側(cè)(端面)

13鋸口

14桿的軸線

15半導體桿

16切割開始側(cè)的直徑切割線a-a’和b-b’的穿透點

16’切割結(jié)束側(cè)面的直徑切割線a-a’和b-b’的穿透點

17鋸口的線進入側(cè)

18鋸口的線離開側(cè)

19線供入側(cè)的料漿噴嘴條帶

20線離開側(cè)的料漿噴嘴條帶

21料漿噴嘴

22線供入側(cè)的料漿幕

23線離開側(cè)的料漿幕

24桿的線離開側(cè)(端面)

25線柵

26識別凹槽(切斷晶片上：識別凹口)

27沿著切割線d-d’在最長接合長度的部位處靠近線進入側(cè)的邊緣的厚度方面的減小

28鋸入部位中的厚度方面的楔形減小(“切入楔形”)

29沿著切割線c-c’在最長接合長度的部位處靠近線離開側(cè)的邊緣的厚度方面的減小

30沿著切割線a-a’和b-b’的中心厚度

3125℃時的作為剪切速率的函數(shù)的新料漿的動態(tài)粘度

3225℃時的作為剪切速率的函數(shù)的使用過的料漿的動態(tài)粘度

3330℃時的作為剪切速率的函數(shù)的新料漿的動態(tài)粘度

3430℃時的作為剪切速率的函數(shù)的使用過的料漿的動態(tài)粘度

3560℃時的作為剪切速率的函數(shù)的新料漿的動態(tài)粘度

3660℃時的作為剪切速率的函數(shù)的使用過的料漿的動態(tài)粘度

37新料漿的顆粒尺寸分布

38使用過的料漿的顆粒尺寸分布

39具有小顆粒尺寸的使用過的料漿的顆粒尺寸分布的局部最大值

d以微米計的局部厚度

z以毫米計的工件到線柵的進給方向上的長度

d.v.以mpa·s計的動態(tài)粘度(毫帕斯卡-秒)

s.r.以1/s(s＝秒)計的剪切速率dv/dh(v＝速度，h＝液體膜中的高度)

η動態(tài)粘度的符號(希臘字母eta)

pre之前(新的料漿)

post之后(使用過的料漿)

c.f.以百分比計的顆粒計數(shù)頻率

p.s.以微米(μm)計的顆粒尺寸

下文參照附圖詳細描述了本發(fā)明。

具體實施方式

根據(jù)本發(fā)明的第一方法的說明

第一方法以以下觀察為基礎的，當線的縱向縱向張力在線供入中增大并且因此在線柵中增大時，鋸口的寬度減小了。鋸口寬度減小對結(jié)構(gòu)化的線的光面和堅固的影響是較小的。在光面線的情況中，當線張力增大時，沿線的橫向方向的自然運動(振動)可能轉(zhuǎn)變到更高頻率。更高的頻率進而在粘性鋸切料漿中經(jīng)歷更大的阻尼，結(jié)果是，振動的振幅以及從而所生產(chǎn)出的鋸口的寬度減小了。

當縱向線張力增大時，線被額外拉伸了，該線設有當由在橫向方向上的塑性變形所產(chǎn)生的扭結(jié)、波形或者螺旋結(jié)構(gòu)(“波形線”)以便提高鋸切料漿的粘附和輸送。減小的振動和拉伸導致了線的有效或者工作直徑的減小，并且從而導致了鋸口寬度的減小和切下切片的厚度增大。

當沿著嚴格的凸狀切割面切割圓柱形工件時，線張力在線不斷裂的情況下可選擇成比在切割操作其余時刻顯著更高，至少在切入瞬間(線與工件首次接觸)。這可能是因為由線運動穿過粘性料漿所引起的附加機械載荷，并且當接合長度變微小時由移除材料工作量所引起的摩擦也變得不明顯了。當線部分在工件中的接合長度1增大時，線部分上的機械載荷也增大了，以使足夠安全的線張力儲備(直到線斷裂張力)小于切入瞬間(其處接合長度為零)的。

根據(jù)本發(fā)明的第一方法，線供入側(cè)并從而線離開側(cè)的縱向線張力依據(jù)線柵的線部分在工件中的接合長度l而變化，即，以線柵中的線部分關于時間不同的縱向張力來執(zhí)行鋸切工藝。在線部分切入工件的瞬間，縱向的線張力部分比在切入瞬間之后的第二瞬間的高。

在根據(jù)本發(fā)明的第一方法的第一優(yōu)選實施例中，在沿著嚴格凸狀切割面切割圓柱形工件中，相對于線部分的接合長度l等于工件直徑時的線張力(即，當接合長度l為最大時)，在切割深度≤工件直徑的2％的情況中，線張力增加≤80％，并且在切割深度≤圓柱形工件直徑的5％的情況中，線緊張增加≤50％。

該線張力在最大線接合長度的情況中為在整個切割操作期間利用其來將線供給至線柵的最小張力。其被選擇為剛好具有線仍然肯定不會斷裂的大小。例如，其可以選擇成在限定部分的切割(例如在所有切割的1％)中最大限度地發(fā)生線斷裂。(線斷裂比率顯著小于1％是不可達到的，即使任何更小的線張力，因為線自身具有偶而導致斷裂的生產(chǎn)缺陷)。該最小張力的準確選擇取決于許多因素：線直徑、最大接合長度的尺寸(工件的直徑)、整個切割操作所使用的線的總長度(和從而線的橫截面由于磨損的結(jié)果而減小)、線的縱向速度、工件的前進速率、料漿的成分和許多其他因素。因此，用實驗方法來確定合適的最小張力。

因為線柵容納了線的并非不值得考慮的長度，所以當其有在已經(jīng)供給達到最大接合長度很早以前直至已經(jīng)供給了相當于存在于線柵中的線的線長度時已經(jīng)達到了將線供給至線柵的最小張力。結(jié)果，甚至在線柵的線離開端上的線部分(其是具有變化的供入張力的線最后到達的)具有足夠低的張力以在最長接合長度的瞬間并因而在線上最大載荷的瞬間不會斷裂。

因此，供給至線柵的線的張力可能當在其有直至具有所選的張力的供給的線已經(jīng)由于線的凈運動的結(jié)果而從線柵的線供入側(cè)至線離開側(cè)運行時達到最長接合長度(在該處線張力為其最小)很早以前已經(jīng)再次增大?？商鎿Q地，線張力可能也在切割操作的后半時保持恒定，例如，以便還進一步減小線斷裂的風險；這是因為在切割的后半時修復線斷裂是特別需求。此外，離開桿的切出(out-cut)總是以磨損的線來進行的；相當于切入楔形的“切出楔形”的問題因此不存在了。

例如，在具有300mm直徑的圓柱形工件的情況中，線張力在達到6mm的切割深度時能增大直到相對于在最長接合長度l的部位中該線肯定不會斷裂的線張力的80％，并且在達到15mm深度時還能增大到50％。

當線部分在工件中的接合長度l增大時，沿拉伸方向(線的縱向方向)作用在線上的力因為粘性摩擦而逐漸增大，粘性摩擦是通過線因在線和切割面(桿的軸線方向、橫向于線)和切割前部(線的前進定向的橫向方向)之間積聚的料漿膜而積聚的。沿拉伸方向(線的縱向方向)作用在線上的力僅被確定為按從外部借助于浮輥控制的縱向線張力的一直減小的程度，利用其將線傳送至線柵或者從線柵中移出，即，至線柵或者來自線柵的縱向線張力不同于線柵中的縱向線張力。

如果當切入(線與工件首次接觸)時的線接合長度l為零，則鋸口中的粘性摩擦也為零，以便可以通過浮輥來施加線的全部斷裂載荷(拉伸強度)，并且對于鋸口中的粘性摩擦不必考慮線張力儲量。

以下給出了用于第一方法的實例：在不根據(jù)本發(fā)明的與第一方法有關的對比實例中，由硬化碳鋼c90制成的、具有175μm的直徑和82n的制造商標定的拉伸強度的單線切割精磨線首先被用于切割直徑300mm的單晶硅的直圓柱形桿，平均的桿進給速率為0.4mm/min并且線使用為164m/晶片。線僅剛好肯定不斷裂所處的縱向線張力發(fā)現(xiàn)為30n。

在與第一方法有關的實例中，使用具有相同參數(shù)(平均的桿進給速率0.4mm/min、164m/晶片的線使用、300mm的桿直徑、在最長接合長度的部位中30n的線張力)的同樣的線，在線供入和離開中由浮輥控制的縱向線張力在切入時已經(jīng)增大了并且直到6mm的切割深度時達54n，并且直到15mm鋸口深度時達45n。

圖3顯示了在對比實例中獲得的300mm硅桿的兩個晶片的厚度的特征30，圖3(a)顯示了具有沿著直徑切割線a-a'測得厚度的來自圖1中的硅桿15的線供入側(cè)12的一個晶片，并且圖3(b)顯示了沿著b-b’的來自桿15的線離開側(cè)24的一個晶片。在圖3(a)和圖3(b)中，沿著靠近最長的線接合長度的部位中的外周部的弦平行地測得厚度特征，即，當桿已經(jīng)被分別平行于中線a-a’和b-b’切穿一半時，在線進入側(cè)(圖1中的17)上沿著d-d’一次(厚度輪廓27)，并且在線離開側(cè)(圖1中的18)上沿著c-c’一次(厚度輪廓29)。在該情況中，切割深度z＝0mm相應于穿透點16(鋸口)，并且z＝300mm相應于直徑切割線b-b’的穿透點16’(切出)，并且類似于直徑切割線a-a’(圖3(a))，穿透點是其中鋸切線進入或者離開工件的點。

來自線供入側(cè)的桿端部的晶片的直徑厚度輪廓總是僅在鋸口部位的厚度28方面具有一個輕微的或者完全不重要的減小(圖3(a))。然而，厚度28方面的減小則從晶片到晶片、從桿的線供入端到線離開端連續(xù)地增加，并且最后對于來自線離開側(cè)的桿端部的晶片最大(圖3(b)中的“切入楔形”28)。這是完全未預料到的觀察，其不具有明顯的解釋。試圖的解釋是以以下兩個觀察和考慮為基礎的，其也被證明是實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的另外方法的素材：

首先，線柵的在鋸口上與桿接合的線部分是由基本上未使用的粗線組成的，因為先前步驟總是結(jié)束于桿通過其被固定至供給設備的安裝條帶中。安裝條帶的材料(在所述實例和與根據(jù)本發(fā)明方法有關的對比實例中為硬碳條帶)太軟以造成在線上顯著磨損。線柵切入碳條中幾毫米的深度，以確保線柵的所有線部分已經(jīng)完全切穿所述桿。在所示實例中，在切割結(jié)束執(zhí)行切入安裝條帶內(nèi)大致7mm的深度。

線柵切入碳條帶中幾毫米深度持續(xù)足夠長以用于供完全替換線柵中的線，至少一旦因線的凈運動那時執(zhí)行朝圣者步伐。因此，在隨后的桿的情況中，線柵中的線較粗，因為其實際上沒有磨損。

其次，事實是利用線部分或者通過新線圈的線來執(zhí)行切入，在先前切割操作的情況中，所述線部分已經(jīng)結(jié)束切入碳條帶中，如果在先前切割操作之后留在線圈上的線供給不再足以用于進一步的切割操作并且已經(jīng)必須替換線圈。因為碳條帶容易被切斷并且因此幾乎沒有線的磨損，因而切入總是發(fā)生在幾乎新的(碳條帶)或者新的(線圈更換)線中。

可以看出，僅少量料漿粘附到新線上，即，線具有平滑表面。因此，圍繞新線的料漿膜較薄?？拷鼦U在線供入側(cè)的端面，由更粗的新線導致的鋸口的增大和由減小厚度的料漿膜導致的鋸口的減小大致處于平衡，從而已經(jīng)從定位在桿的線供入側(cè)的桿上切出的晶片沒有切入楔形或者僅具有輕微的切入楔形。

在相反的桿的線離開側(cè)上，線已經(jīng)穿過許多鋸口并且因此已經(jīng)經(jīng)受了磨損?？梢钥闯?，磨損的線(即，具有粗糙表面的線)提供了更好的料漿粘附并且因此被顯著更厚的料漿膜包圍。在線離開側(cè)的桿的端面處，因磨損引起的線粗度方面的減小大于因由于線變粗糙的緣故料漿膜的厚度方面的增加所補償?shù)?。這從所進行的觀察和表述的考慮闡明了以下事實。來自靠近桿的線離開側(cè)的桿位置的晶片具有顯著的鋸口楔形。

因此，總的來說,損害晶片的期望均勻厚度的切入楔形從線供入側(cè)上的桿位置切出的晶片向線離開側(cè)上的桿位置切出的晶片連續(xù)地增大。

根據(jù)本發(fā)明的第一方法能夠產(chǎn)生顯著更窄的切開鋸口，以便在切開瞬間，存在于線柵中的線部分具有比隨后在進一步的切割過程中借助于浮輥設定的更高的縱向線張力。鋸口的加寬通過線沿桿的軸向方向的橫向偏斜的極大地增加的縱向張力來抵消。

可以看出，在結(jié)構(gòu)化線的情況中，線張力在切開期間可以增大至的張力能被再次設置成比相同芯直徑的光面、非結(jié)構(gòu)化線能選的最大張力甚至更高。

達到線斷裂的一些線張力儲備被不可預見的瞬間載荷峰值用盡，該瞬間載荷峰值例如因為由浮輥的張力反饋控制的慣性或者由于在由許多活動元件構(gòu)成的線管理系統(tǒng)中的線傳送的未預見到的暫時阻塞的結(jié)果而出現(xiàn)的。

此外，優(yōu)先用于根據(jù)本發(fā)明的第一方法中的結(jié)構(gòu)化線的變形(“波形”)提供了附加的彈簧作用，其能吸收縱向線張力的自生峰值，以便在結(jié)構(gòu)化線的情況中，達到線斷裂的較少張力儲備是可以用來能在確信沒有線斷裂的情況下執(zhí)行鋸切。

關于各種結(jié)構(gòu)化線，有可能以確定仍然沒有線斷裂的最高張力地使用具有恒定橫截面和側(cè)部突起的線(“波形線”)。這種線因此是優(yōu)選的。

當縱向線張力增大時，波形線變?yōu)樯约氶L，橫向偏轉(zhuǎn)變得稍平坦，并且波形線的有效橫截面減小了。因此，在根據(jù)本發(fā)明的第一方法中通過使用波形線，由于增大的縱向線張力的結(jié)果，鋸口漸縮的預期效果在根據(jù)本發(fā)明的方法中是特別明顯的，并且使用波形線在抵消所獲得的晶片的切口楔形的發(fā)展是特別有效的。

與現(xiàn)有技術形成對比，通過使用波形線的根據(jù)本發(fā)明的第一方法的特點在于，縱向線張力方面的相當大的增大，幾乎達到線的斷裂界限。在該情況中，波形線的有效直徑實際上被減小至在波形線不斷裂的情況下形成結(jié)構(gòu)化線的光面線的。取決于波形線的種類，有效直徑通過該“瘦身”能被減小達到20μm。

由于瘦身的結(jié)果，由波形結(jié)構(gòu)形成的用于料漿的“凹處”變淺了，并且線傳送料漿的能力逐漸接近不具有“凹處”的可比的光面線的。

如為了實現(xiàn)本發(fā)明目的所期望的，圍繞線的料漿膜的減少另外促成了狹窄鋸口，并且因此產(chǎn)生了相應的更厚晶片。

用于在鋸入瞬間獲得更薄鋸口的根據(jù)本發(fā)明的第一方法的第二實施例中，如果線柵中的線部分在切開之前具有實質(zhì)上更高的縱向線張力并且隨后在進一步的切割操作期間為線提供正常的未增大的縱向線張力已經(jīng)是足夠的。

因此，在該情況中還有可能是，例如，在切割操作開始之前，為線柵配備這樣的線，該線具有的線張力增加達到相對于通常供給線時、并且甚至在最大線接合長度并從而最大線載荷的情況中在該時仍然確認不會出現(xiàn)線斷裂、這在切入工件時不會產(chǎn)生線斷裂的更大風險的情況下的線張力的80％。

如所述的，對于其原因是，花費了一些時間，直至以更低線張力供給至線柵的線已經(jīng)通過線柵工作，均衡地改變縱向線張力，并且因此改變了線柵中的所有線部分的張力。直到這已經(jīng)實現(xiàn)，即，因為桿的進給，切口已經(jīng)如此深并且線部分的接合長度l如此長，從而由于然后在適當?shù)剡x擇線方案(取決于切口深度的朝圣者步伐的第一和第二長度的選擇)中出現(xiàn)的線上的磨損，能通過現(xiàn)有技術中已知的措施來抵消進一步的切入楔形。

在與根據(jù)本發(fā)明的第一方法的第二實施例有關的各個實例中，將長度達到400mm的300mm的硅桿切成平均350個晶片，并且在此，在各個切割操作中，每一切割操作使用直徑175μm的總共40到120km之間的線，相當于每一晶片的線在115到340m之間，或者桿中的每一毫米切口深度的線在平均130到400m之間。制造商標定的線的斷裂界限至少為74n。在使用過的線鋸的情況中，用于完全裝配線柵的線長度為大致1200m(大約400個繞組，每個繞組長度大約2.5m)。在切割開始前，以54n張力地將1200m的線供給至線柵，并且開始切割操作。由于線的凈運動，因而裝配在線柵中的線在3到9mm的切口深度處已經(jīng)被完全替換，并且然后線柵中的所有線部分具有減小的基本張力(30n)，線被以該基本張力從切口的開端向前供給。隨著使用175μm的波形線，在線斷裂的風險未變顯著的情況下，甚至有可能使線柵的預裝配線的增大的基本張力增加到60n并且使切割開始后的減小的基本張力增加到36n。

在切割期間，線經(jīng)歷了線沿桿的前進方向的橫向偏斜、取決于移除材料的速率的線撓曲。這另外增大了所需的切割深度，由于足夠的可用切屑體積的結(jié)果，由其出現(xiàn)了線的實際磨損。

實際上，由該線撓曲引起的線的恢復力僅在切割操作過程中的線部分與鋸口的基部之間的料漿膜中引起了剪切速率。剪切速率，即，相對速度與膜厚度的比值確定了材料移除速率；cf.f.w.preston,j.soc.glasstechnol.11(1927)214-256。

根據(jù)本發(fā)明的第二方法的說明

根據(jù)本發(fā)明的第二方法能夠獲得減小的鋸口厚度，由于通過在朝圣者步伐的第一和第二長度上的線的縱向運動的實質(zhì)上更不平均的速度而減小了圍繞線的料漿膜的厚度和從而鋸口的厚度。

圍繞線的料漿膜的厚度受流體動力過程的影響，該膜厚度是由動態(tài)的和靜態(tài)的成分組成的。動態(tài)的膜厚度受由線相對于工件的相對速度所引起的剪切速率的影響，靜態(tài)膜厚度因為在給定粘度的抵消料漿徑流的情況中的線撓曲所產(chǎn)生的壓力而受影響。

在更小線速度的情況中，剪切速率的減小引起了流體動力壓力方面的減小，以及在給定接合長度內(nèi)的更長停留時間和由于粘性載液被由橫向線應力積聚的料漿膜中的流體動力壓力從鋸口中壓出的結(jié)果而增大的料漿徑流，該流體動力壓力進而確定了圍繞線的料漿的膜厚度。

此外，在非常高線速度的情況中，以高速經(jīng)過料漿噴嘴的線的均勻濕潤受到損害，因為濕潤還是時間的函數(shù)。這結(jié)果形成了不規(guī)則的鋸口寬度，這結(jié)果在所獲得的晶片的表面上形成了不希望有的鋸痕。

在線切斷精磨的情況中，線沿線的縱向方向的速度(線速度)優(yōu)選在5到20m/s之間。更高的線速度通常允許更高的合適桿進給速率，并且因此允許更快速的切割進程，但是它們也引起了鋸口加寬的結(jié)果，因為圍繞線的料漿膜的厚度增大了。因此，由增大的切割速度產(chǎn)生的增加的經(jīng)濟效率被由于鋸口加寬的結(jié)果而減少的產(chǎn)出率(每桿長度的晶片)所抵消，從而存在最佳的線速度。該速度為大約10m/s。

根據(jù)本發(fā)明的第二方法涉及按朝圣者步伐方法的線鋸切。在朝圣者步伐方法的情況中，以連續(xù)的方向改變地來執(zhí)行線的縱向運動。線在兩個連續(xù)的方向改變之間的一對縱向運動被稱為朝圣者步伐。朝圣者步伐包括以第一速度沿第一方向精確地使線移動第一長度，并且以第二速度沿完全與第一方向相反的第二方向隨后使線移動第二長度。在該情況中，第二長度被選擇成以便小于第一長度，以便在整個朝圣者步伐期間，所述線向前供給由兩個長度之間的差值所確定的長度(朝圣者步伐期間的“凈線運動”)。

第一和第二速度優(yōu)選是相等的。

同樣優(yōu)選是，第一和第二速度是不相等的。此外，優(yōu)選是，第一和第二速度就時間而論各是可變的。

由于所涉及的質(zhì)量慣性，線運動的方向改變不會突然地發(fā)生，而是包括加速和減速階段。

因此，一般地說，為沿一個方向的每個線運動獲得了由第一和第二速度形成的朝圣者步伐上的平均線速度。

根據(jù)本發(fā)明的第二方法包括兩個平均速度，每個平均速度是由在朝圣者步伐的兩個相反方向上的線的縱向運動的兩個速度計算出的，并且其特征在于以第一這種平均速度執(zhí)行切割操作的開始，并且以第二這種平均速度執(zhí)行切割操作的結(jié)束，其中第一平均速度被選擇成以便小于第二平均速度。

在根據(jù)本發(fā)明的第二方法中，在切割操作的開始時，選擇線在兩個連續(xù)的方向改變之間的第一平均速度，和在切割操作的結(jié)束時，選擇線在兩個連續(xù)的方向改變之間的第二平均速度，第一速度小于第二速度。

優(yōu)選是，第二平均速度在6到20m/s之間，特別優(yōu)選是在8到15m/s之間。

第一平均速度優(yōu)選在第二平均速度的10到90％之間，并且特別優(yōu)選在第二平均速度的20到80％之間。

由于在切開期間線的縱向運動的較小平均速度，線攜帶較少的料漿并且在利用料漿濕潤線與濕潤的線部分進入鋸口之間留更多時間，以及還在濕潤的線部分通過鋸口的縱向線運動期間，料漿從線上滴落。結(jié)果是在切割操作的開始期間不厚的料漿膜包圍線。因此，由線和料漿生產(chǎn)出的鋸口的寬度在切割操作開始時比切割操作結(jié)束時小，該寬度由線的直徑和圍繞線的料漿膜的厚度來確定，根據(jù)本發(fā)明，當線的縱向運動的平均速度變大時，圍繞線的料漿膜變厚，并且由線直徑和料漿膜的厚度所確定的鋸口變寬。

根據(jù)本發(fā)明的第三方法的說明

根據(jù)本發(fā)明的第三方法可能獲得減小的鋸口厚度，由于料漿中具有更小的平均顆粒的直徑，并且其他參數(shù)保持相同，料漿膜的平均厚度并且因此鋸口的寬度也減小了。

根據(jù)本發(fā)明的第三方法的特征在于，在切割操作開始時，使用其平均顆粒尺寸小于在切割操作的其余時間的料漿的平均顆粒尺寸的料漿。

優(yōu)選是，在切入瞬間，向線柵供給少量的包含更細顆粒磨料的新料漿。

同樣優(yōu)選是，在切入瞬間向線柵供給少量使用過的料漿(舊料漿)，其顆粒因為磨損而具有更小的平均顆粒尺寸。

同樣優(yōu)選是，在切入瞬間向線柵供給少量包含更細顆粒磨料的新料漿和少量使用過的料漿。

在該情況中，少量相當于相對于在從工件上移除材料期間所使用的料漿的總量的5到50％。

因為在切割深度的第一毫米期間料漿消耗低，并且僅短時間執(zhí)行細顆粒料漿的添加，因為桿的迅速供入，由于小切屑體積，存在于系統(tǒng)儲槽中的料漿的平均顆粒尺寸由于添加了少量的細顆粒料漿的結(jié)果而僅不明顯地變化。

當達到第一切割深度時，在該時線柵已經(jīng)穿透入工件中至幾毫米的深度，由其平均顆粒的直徑大于細顆粒料漿的平均顆粒的直徑的料漿來替換細顆粒料漿直到已經(jīng)完全切過工件。優(yōu)選是，細顆粒料漿的平均顆粒的直徑在第二平均顆粒的直徑的50到80％之間。

優(yōu)選是，第一切割深度為線部分在工件中的最大接合長度的2％或者5％，其中在圓柱形本體的情況中最大接合長度相應于工件的直徑。

在根據(jù)本發(fā)明的第三方法的實用實施例中，過程優(yōu)選如下：

在鋸的機器槽中存在用于切割操作所需量的料漿，并且在切割期間使其經(jīng)由料漿噴嘴和線柵連續(xù)地環(huán)流。在切割操作結(jié)束時，利用新料漿來替換存在于槽中的一些量的料漿。此過程被稱為“料漿再生”。

在切割操作結(jié)束時，因為磨損，供給到槽中的料漿是細顆粒的。跟著完成切割，如果除去再生量的料漿，但在下次切割開始前未迅即以新料漿補充除去的量，并且以留在槽中的部分量的料漿來開始下次切割，因而以使用過(即，特別細顆粒)的料漿來執(zhí)行切開。優(yōu)選僅添加再生量的新的粗顆粒的料漿，并且如有必要還逐漸地添加，當運行切割已經(jīng)達到逐漸更長的線接合長度時，為此特別需要新的強烈切割粗粒料漿。僅在切入周期之后的先前除去的再生量的該連續(xù)補充被稱為“料漿添加”。

由于在先前切割結(jié)束時從機器槽中除去了再生量的料漿的結(jié)果，并且僅在當前切割的過程中補充被除去的量(加料)，所以能按特別簡單的方式實現(xiàn)利用細顆粒的切開和因而更窄的鋸口和因此沒有切口楔形地獲得晶片。

在用于根據(jù)本發(fā)明的第三方法的該后面實施例的實際實例中，通過再生和加料，供給到線鋸的機器槽中以用于切割的料漿為150l，并且在切割結(jié)束時移除的再生量為75l。因此，在隨后的切割操作中，利用具有先前切割已經(jīng)用過的切割顆粒(即，細顆粒)的75l的開始量的料漿來執(zhí)行切開。然后，以與接合長度近似成比例的增加部分的量逐漸補充該75l(加料)，首先，在切割到6mm深度之后執(zhí)行最少的添加，并且最后，在120mm時執(zhí)行最大的部分添加，即，在達到最長線接合長度之前不久(每鋸口的150mm的切割深度、300mm的接合長度)。

圖5顯示了懸浮在料漿中的固體的顆粒尺寸分布，這是用于新料漿(37)和在切割應用中已經(jīng)被使用的料漿(38)的，在顆粒尺寸(顆粒尺寸，p.s.)上按百分比繪出了相對于樣品中計入的所有顆粒的總數(shù)的所計算的顆粒成分(計數(shù)頻率，c.f.)。

在新料漿的情況中，料漿中固體幾乎排他地僅包括作用來從工件移除材料的堅硬物質(zhì)；在使用過的料漿的情況中，固體主要包括堅硬物質(zhì)，但是另外還包括來自工件材料的磨耗碎片、來自線的磨耗碎片和(小程度的)來自安裝條帶的磨耗碎片(碳、塑料)。

在使用過的料漿的情況中，值得注意的是在小顆粒尺寸的情況中在1μm部位中的顆粒尺寸分布38的局部最大值39。該“細顆?！笔欠至验_的結(jié)果，并且主要擔負減小消耗料漿的材料移除作用。

不能直接從圖5中讀出新料漿和使用過的料漿的平均顆粒尺寸，因為圖5顯示了每顆粒尺寸分類所計數(shù)顆粒的數(shù)目，而利用稱量被相應顆粒尺寸占據(jù)的體積分數(shù)來從顆粒尺寸的總和計算出平均顆粒尺寸(測定體積的平均顆粒尺寸)。該后面的尺寸確定了鋸口的寬度并且與根據(jù)本發(fā)明的第三方法有關。

在用于第三方法的實例中，在作為載液的二丙二醇(dpg)中按用完料漿的52.4％質(zhì)量分數(shù)地懸浮作為具有類似于fepaf-500(圖5中的曲線37)的顆粒尺寸分布的移除材料的堅硬物質(zhì)的新近制備的碳化硅(sic)，并且分切被用來確定300mm的硅桿上的鋸口寬度。具有175μm直徑的線被用于分切，在線供入側(cè)的桿的端部12處并且在切割開始時沿著靠近點a的剖面a-a’確定晶片的厚度(圖1，波形的中線厚度)。對于桿中的該晶片位置，線的直徑是準確地已知的(新近供給的線，175μm)，并且對于靠近剖面a-a’上的點a的晶片厚度測量位置，料漿是未使用過的，并且移除材料的顆粒的平均尺寸是已知的(切割開始時)。

通過從在線供入側(cè)上的桿端處的凹槽2(圖1)的間隔(1118μm)中減去所測得的厚度，對于兩倍(即，鋸切線的兩側(cè)上)的料漿膜的厚度獲得了218μm的最小鋸口寬度，即，218μm-175μm＝43μm。因此，在各種情況中，料漿膜大約為平均顆粒尺寸的1.4倍寬，該平均顆粒尺寸在所使用的f-500顆粒的情況中為14.5μm并且為顆粒尺寸分布的中間值的大約1.5倍寬。同樣，在切割結(jié)束時靠近晶片的中線厚度a-a’上的點a’測量鋸口寬度。在該處，料漿被消耗，所測得的顆粒尺寸(來自圖5中的曲線38的測定體積的平均值)在平均9.73μm，并且發(fā)現(xiàn)線的兩側(cè)上的料漿膜各為大約13μm，其僅相當于平均顆粒尺寸的大約1.3倍。

對于此理由是，和新料漿形成對比，消耗過的料漿的顆粒分布相對于其最大值是非常不對稱的，因為細顆粒的比例極大地增加了(39)。因此，與新料漿比較，通過利用用過的料漿所獲得的晶片厚度為17μm以上。

通常，則目前不可能利用使用過的料漿來操作，因為用過的料漿會產(chǎn)生不均勻的、帶劃線的和帶波形的工件表面，以致根據(jù)現(xiàn)有技術，利用盡可能新鮮的料漿來執(zhí)行切割。

然而，發(fā)明人的研究已經(jīng)顯示出，這些負效果在首先幾毫米的切口深度期間不會隨損害作用而發(fā)生。對于其理由在于以下事實，料漿至鋸口中的輸送仍然不是關鍵的，顯然因為鋸切線的較小接合長度、桿供入的每單位時間的較小碎片體積和較小的剝離作用，因為幾乎切向的線進入。

對于300mm的桿，切割的臨界深度發(fā)現(xiàn)對于高度消耗的料漿或者平均顆粒尺寸減小達到60％的料漿的供給為6mm，并且對于稍少高度消耗的料漿或者平均顆粒尺寸減小達到70％的料漿供給為15mm，低于該臨界深度使用過的料漿在切割質(zhì)量上的負面效果仍不明顯，并且然而其足以實現(xiàn)切入楔形的可察覺的減小。這些切割深度分別相應于最大接合長度(300mm)的2％和5％。

根據(jù)本發(fā)明的第四方法的說明

根據(jù)本發(fā)明的第四方法用于獲得更薄的鋸口，并且因此不帶“切入楔形”的均勻厚度的晶片是以在切開期間料漿速度的臨時減小為基礎的。

如果暫時使料漿更易流動，即，如果減小粘度，則可以在切入期間減小確定圍繞線的料漿膜的厚度的流體動力背壓和因線偏轉(zhuǎn)的恢復力引起的靜壓力。

為了該目的，在根據(jù)本發(fā)明的第四方法的第一優(yōu)選實施例中，在鋸切過程開始時執(zhí)行料漿的暫時減薄(載液在由載液和堅硬物質(zhì)組成的料漿中的比例方面的暫時增大)，直到達到第一切割深度(切口)。

在根據(jù)本發(fā)明的第四方法的第二優(yōu)選實施例中，將使用過的料漿用于線柵切入到工件中，該使用過的料漿同樣具有比未使用的料漿更低的粘度。

當達到第一切口深度時，在線柵已經(jīng)穿透工件到幾毫米的深度處，使用標準(更高)粘度的料漿。

優(yōu)選是，該切口深度為線部分在工件中的最大接合長度的2％或者5％，其中在圓柱形本體的情況中最大接合長度相應于工件的直徑。

優(yōu)選是，第一粘度在第二粘度的40到95％之間。

具有更低粘度的料漿，即，更易流動的料漿產(chǎn)生了更薄的料漿膜，并且因此產(chǎn)生了更大的局部晶片厚度。該作用與用過的料漿中減小的平均顆粒尺寸的作用重疊，后種作用同樣產(chǎn)生了減小的膜厚度。

由于在短切口階段期間用于鋸的供給中存在的料漿需要相對較少量的薄料漿，所以料漿供給的成分幾乎沒有改變。

圖4顯示了在25℃時的圖4(a)、30℃時的圖4(b)和60℃時的圖4(c)中測得的、作為在料漿膜上剪切速率的函數(shù)的新料漿(在切割之前，“pre”，曲線31、33和35)和使用過的料漿(在切割之后，“post”，曲線32、34和36)的測量動態(tài)粘度(d.v.，符號η)。與新料漿相比，使用過的料漿的粘度方面的減小在25℃和30℃時是顯而易見的，由于來自線和工件的磨蝕碎片的增加比例數(shù)，使用過的料漿中的固體的比例總是稍微比新料漿的高，新料漿僅包含作用來移除材料的堅硬物質(zhì)。

減薄的效果在其中接合長度l較短的切入部位中是確切最大的，并且線在靠著工件材料的料漿中的粘性摩擦較低，并且因此鋸口中的平均溫度較低。

在較長接合長度l的情況中，由于較長鋸口中的高摩擦，借助于紅外攝像機確定出平均溫度達到剛好低于60℃。在60℃時，新料漿與使用過的料漿在粘度方面不同。

因為料漿膜的典型厚度h為幾10μm，并且對于所有實例沿線的縱向方向的線運動的速度v為若干m/s，獲得的剪切速率dv/dh仍然超過在流變計中可能測量的1000/s的最高點。

因此，作為替換，使用處于1000/s的粘度。圖4(a)到(c)還顯示了甚至料漿溫度的輕微增加促成了粘度的相當大的減小。因此，盡管有桿的強冷卻作用，但供給到切入部位中的料漿的粘度方面的5或者10℃的增大，被證明足以引起充分鋸口減小，并且因此引起了切入部位中的晶片厚度的增大，并且因此充分地減小了切入楔形，該桿在切入時處于機械加工溫度，其冷卻作用極大地降低了實際上在鋸口中存在的料漿的溫度。

在第四方法的第三優(yōu)選實施例中，當可以通過現(xiàn)有技術中已知的方法(例如，改變桿供給的速率和改變朝圣者步伐的第一和第二長度)有選擇地設定線的粗度(由于那時存在切屑體積)時，因為在切入瞬間暫時地加熱供給至線柵和鋸口的料漿并且在達到第一切開深度時再次冷卻下來，引起了料漿粘度的減小。

眾所周知，大部分液體的粘度當溫度升高時減小(arrhenius-andrade關系)?，F(xiàn)有技術(例如，de112008003339t5)僅公開了其中在切割過程中增加所供給的料漿的溫度的線切斷精磨方法。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)僅在切入瞬間暫時增加溫度就所獲得的晶片的受溫度影響的其他性能而論是無害的。

例如，在供給到切口上的料漿的平均溫度為25℃期間執(zhí)行切割。發(fā)現(xiàn)該溫度是有利的，因為其大約相當于環(huán)境溫度和機器框架的溫度，并且因此僅在各種系統(tǒng)部件上產(chǎn)生了較小的熱梯度，部件相對于彼此具有最小的相對熱膨脹。借助于流動恒溫器，存在供給切割裝置的料漿(150l)以25kg/min的流率經(jīng)由線柵和線導輥被循環(huán)通過料漿噴嘴。桿的進給速率在整個切割上求均值為0.4mm/min，在切入瞬間由于低切屑體積而達到2mm/min。在切入期間，溫度增加到30℃和到35℃用了三到八分鐘。這相當于六到15mm之間的切入深度，在該期間溫度升高是有效的。過后，再次供給平均溫度25℃的料漿。由于供給加熱過的料漿的時間短和機架、供給設備和桿的較大熱質(zhì)量，和線導輥的有效內(nèi)部冷卻，所以被證明沒有由不同熱膨脹所引起的負作用；然而，由于鋸口中的粘度減小，有可能減小了料漿膜的厚度并且增大了切開部位中的晶片的厚度，以致切入楔形不再是所獲得晶片的最小厚度的決定因素。

第四方法與第三方法緊密相關；這是因為根據(jù)第三方法使用了細顆粒(使用過的料漿)，除了因為保持線與切割面“處于一定距離”的更小顆粒所引起的漸縮鋸口，還引起了粘度方面的變化和從而距離方面的減小，如在第四方法中通過改變料漿載液的粘度(例如，通過升高溫度)來直接實現(xiàn)。