專利名稱：切割鋸的監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地適用于用于切割硬和脆的對(duì)象的半導(dǎo)體和電子工業(yè)，尤其是本發(fā)明適用于在切割操作期間監(jiān)視高速小塊切割鋸的性能和參數(shù)。
背景技術(shù)：
管芯分割或小塊切割就是用一個(gè)旋轉(zhuǎn)環(huán)形研磨鋸片把一個(gè)微電子基片切成各個(gè)電路小片的過程，該過程現(xiàn)已證明是最有效和經(jīng)濟(jì)的方法，它提供切割(切口)的深度和寬度以及表面磨光的選擇的多功能性，它也可以用于部分地或全部地鋸穿一個(gè)晶片或基片。
晶片小塊分割技術(shù)得到快速的發(fā)展，并且小塊切割目前已成為大多數(shù)前端半導(dǎo)體封裝操作中一個(gè)主要過程，它廣泛地用于在硅半導(dǎo)體集成電路晶片上分開管芯小片。
在微波、混合電路、存儲(chǔ)器、計(jì)算機(jī)、國(guó)防和醫(yī)學(xué)電子裝置中微電子技術(shù)的使用的不斷增長(zhǎng)已經(jīng)為工業(yè)提出了新的和困難的問題，而且使用更昂貴和新奇的材料，如蘭寶石、石榴石、鋁、陶瓷、玻璃、石英、鐵和其它硬、脆的基片，通常將它們組合在一起以產(chǎn)生多層相異的材料，如此進(jìn)一步增加的小塊切割問題，這些基片的高費(fèi)用以及在其上制造電路價(jià)值，使得在小塊分割階段實(shí)現(xiàn)低產(chǎn)量更困難。
小塊切割是利用研磨粒子的機(jī)械處理過程，它假定該機(jī)械處理類似于慢速研磨。這樣一來(lái)，在小塊切割與研磨之間的材料清除行為之間可以發(fā)現(xiàn)很多的相似性，易脆材料研磨理論預(yù)測(cè)到在材料清除速率和輸入給研磨輪的功率之間的線性比例，用于小塊分開的小塊切割刀片的尺寸使得該處理非常獨(dú)特。一般地，刀片的厚度在0.6-50mil(0.015-1.27mm)之間，而鉆石粒子(己知的最硬的材料)用作研磨材料成份，因?yàn)殂@石小塊切割刀片極其精確，而符合其嚴(yán)格的參數(shù)是必須的，即便是最微小的偏差都可能導(dǎo)致完全地失敗。


圖1是半導(dǎo)體裝置制造期間一個(gè)半導(dǎo)體晶片100的等大示意圖，傳統(tǒng)的半導(dǎo)體晶片可以有多個(gè)形成在其上表面上的芯片或小塊，100a,100b,…。為了將這些芯片彼此分離或與晶片分開，在晶片100上切割了一系列的正交線，該過程就是已知的小塊切割該晶片。
小塊切割鋸刀片是以賀盤形式制成的，它或者被夾在一個(gè)轂的邊緣或建在一個(gè)轂上，該轂可以精確地定位該薄的靈活鋸刀片。如上面所提到的，該鋸刀片使用非常精細(xì)的鉆石粒子粉沫，這些粉沫被保持內(nèi)該鋸刀片內(nèi)，作為切割半導(dǎo)體晶片的硬作用特。這此刀片由一個(gè)一體化的DC旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)以切進(jìn)該半導(dǎo)體材料。
優(yōu)化該切割質(zhì)量和降低過程的變化要求理解在小塊切割工具與被切割的該材料(基片)之間的相互作用，用于材料清除最可接受的模型是研磨，這在wear Mechanism in Ceramics(A.G Evans和D.BMarshal.ASME Press 1981,pp.439-452)中進(jìn)行了描述，這些模型預(yù)測(cè)了必須由研磨顆粒施加的、以引起易脆陶瓷破裂的閾值負(fù)載，這種破裂會(huì)在預(yù)測(cè)的方向上在材料內(nèi)產(chǎn)生本地化特征。當(dāng)某些破裂是沿著三個(gè)方向進(jìn)行時(shí)，材料就會(huì)以粒子形式清除。Evans和Marshall模型預(yù)測(cè)在由研磨粒子清除的材料量與由這些粒子施加的負(fù)載之間存在著線性關(guān)系，其符合下列公式公式(1)V=α*PnK*l]]>其中，V是刪除材料的體積，Pn是峰值正交負(fù)載，α是材料獨(dú)立常數(shù)，K是一個(gè)材料常數(shù)，1是剪切長(zhǎng)度，值α/K的范圍是0.1-1.0。
假定公式互反，就會(huì)看出所測(cè)量的負(fù)載與刪除的材料成線性關(guān)系。也就是說(shuō)，如果已知了被刪除的材料的體積，那么研磨剪切輪就會(huì)對(duì)該基底施加一個(gè)已知的負(fù)載。
按照Grinding Technology(研磨技術(shù))(S.Malkin,Ellis HorwoodLtd,1989,pp.129-139)，在研磨處理期間，有高百分比的輸入機(jī)械能變成了熱能，由于磨擦產(chǎn)生的過多的熱能(可以看成是偏離了刪除材料與負(fù)載間的線性關(guān)系)可能導(dǎo)致?lián)p壞工件和/或小塊切割刀片，很可能損壞其中一個(gè)或兩者。
用于監(jiān)視小塊切割操作的先有技術(shù)系統(tǒng)依賴于視覺裝置來(lái)確定在基底內(nèi)的切割的質(zhì)量。這些先有技術(shù)系統(tǒng)的缺點(diǎn)在于切割過程必須被終止以便檢查該切口。而且，只有切割的很短的一段被評(píng)估以避免對(duì)于100％的檢查占用過多時(shí)間。然后推斷該短段切割檢查的結(jié)果以便進(jìn)行充分的評(píng)估。而且，這種視覺系統(tǒng)僅允許檢查基底的頂表面，盡管有時(shí)底表面存在切屑情況，因此對(duì)半導(dǎo)體晶片的底表面的評(píng)估必須離線進(jìn)行，也就是說(shuō)，通過停止處理過程并將晶片從切割鋸上移開才能檢查晶片的底表面。
在晶片或基底的切割過程中需要監(jiān)視刀片的負(fù)載以便優(yōu)化該切割處理和維持高的切割質(zhì)量以便不會(huì)損壞該基底，通常包括價(jià)值幾千美元的電子集成電路，同時(shí)也需要對(duì)整個(gè)切割的長(zhǎng)度進(jìn)行監(jiān)視并避免在監(jiān)視期間中斷處理。
發(fā)明概述在看到先有技術(shù)的缺點(diǎn)后，本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)是幫助優(yōu)化切割過程并通過非可視裝置監(jiān)視基片上的鋸口的質(zhì)量。
本發(fā)明是用于優(yōu)化切割過程和監(jiān)視切進(jìn)一個(gè)基片的鋸口質(zhì)量的切割鋸監(jiān)視器，該監(jiān)視器具有一個(gè)旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)，電機(jī)上附著有一個(gè)刀片。一個(gè)旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器連接到該旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)以便以一個(gè)預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速率驅(qū)動(dòng)該轉(zhuǎn)軸，一個(gè)傳感器連接到該旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)以確定該轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速率。一個(gè)控制器連接到該監(jiān)視器以便響應(yīng)由該基片在刀片上引起的負(fù)載而控制該轉(zhuǎn)軸電動(dòng)機(jī)。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，該控制器響應(yīng)作用在該刀片上的負(fù)載自動(dòng)地控制該轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速、基片的遞進(jìn)速率、切割深度和冷卻速率中的至少一個(gè)。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，刀片上的負(fù)載是基于維持該刀片的一個(gè)預(yù)定旋轉(zhuǎn)速率所要求的電流來(lái)測(cè)量的。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，轉(zhuǎn)軸電動(dòng)機(jī)的電流或電壓是周期性地進(jìn)行測(cè)量的。
按照本發(fā)明的另一個(gè)方面，一個(gè)顯示裝置用于實(shí)時(shí)地顯示切割鋸的環(huán)境變化。
本發(fā)明的這些及其它方面可以參照附圖及示例性的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
附圖的簡(jiǎn)要描述本發(fā)明通過聯(lián)系附圖從下面的詳細(xì)的說(shuō)明中可以得到更好的理解。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是，按照一般的實(shí)踐，附圖的各種特征不是按比例的。相反，為了清晰起見，附圖的各種特征的尺寸可以任意地?cái)U(kuò)大或減少。在下列附圖中包括圖1是用于形成半導(dǎo)體設(shè)備的半導(dǎo)體晶片的等大的示意圖；圖2本發(fā)明的示例實(shí)施例的方框圖；圖3是表示按照?qǐng)D2的示例實(shí)施例的刀片監(jiān)視原理的框圖；圖4表示刀片負(fù)載電壓對(duì)應(yīng)切除的基片材料的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)圖；圖5是表示刀片負(fù)載電壓對(duì)應(yīng)基片遞進(jìn)速率的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)；圖6是表示在切割操作中刀片負(fù)載圖；圖7是表示在切割操作中刀片負(fù)載的另一個(gè)圖。
詳細(xì)說(shuō)明在半導(dǎo)體設(shè)備的制作過程中，使用非常高速的旋轉(zhuǎn)鋸刀片將各個(gè)芯片從一個(gè)晶片上切割下來(lái)。實(shí)質(zhì)上，鋸刀片在一個(gè)方向(該方向后跟著一個(gè)成直角方向的第二方向)沿著直線線條或切口(圖1所示的102,104)磨掉一部分晶片。
芯片的質(zhì)量與切割操作過程中切屑的最小化直接相關(guān)。本發(fā)明者已經(jīng)確定在鋸刀片驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)軸上的負(fù)載的變化可以引起電動(dòng)機(jī)電流的互相關(guān)的變化。這些變化可以實(shí)時(shí)地顯示給操作者以便不必中斷該切割過程就可以進(jìn)行所必須的調(diào)整。
參照?qǐng)D2，示出了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在圖2中，監(jiān)視器200包括通過軸203連接到鋸刀片204的主軸電動(dòng)機(jī)202，由主軸驅(qū)動(dòng)器206提供的電流以介于2000RPM至80000RPM的速率驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)202。主軸電動(dòng)機(jī)202的旋轉(zhuǎn)受到RPM傳感器208的監(jiān)視，該傳感器依次代表該主軸電動(dòng)機(jī)202的旋轉(zhuǎn)速率的輸出209并提供給加總節(jié)點(diǎn)218。依次，該加總節(jié)點(diǎn)218提供一個(gè)控制信號(hào)219給主軸驅(qū)動(dòng)器206以控制主軸電動(dòng)機(jī)202的旋轉(zhuǎn)，以便主軸電動(dòng)機(jī)以基本恒定的速度旋轉(zhuǎn)。
主軸電動(dòng)機(jī)202產(chǎn)生受負(fù)載監(jiān)視器210監(jiān)視的反饋電流211，該負(fù)載監(jiān)視器210以大約10Hz至2500Hz的速率周期性確定反饋電流。負(fù)載監(jiān)視器210的輸出213連接到控制邏輯212?？刂七壿?12同時(shí)接收過程參數(shù)214。這些過程參數(shù)214可以是從類似的切割處理搜集的歷史數(shù)據(jù)?？蛇x地，該控制邏輯212產(chǎn)生與在加總節(jié)點(diǎn)218處的RPM傳感器208的輸出209混合的控制信號(hào)215。加總節(jié)點(diǎn)218運(yùn)行在這些信號(hào)上并提供信號(hào)219以根據(jù)過程參數(shù)214、來(lái)自負(fù)載監(jiān)視器210的實(shí)時(shí)信息和由RPM傳感器208的輸出209定義的主軸電動(dòng)機(jī)202的旋轉(zhuǎn)速率控制主軸電動(dòng)機(jī)202。
控制邏輯212也可以包括一個(gè)過濾器以便為由刀片在該基片上產(chǎn)生的每個(gè)切口確定RMS值，而且控制邏輯212也可以產(chǎn)生用于在顯示監(jiān)視器216上進(jìn)行顯示的信號(hào)。所顯示的信息可以包括幾個(gè)參數(shù)，如當(dāng)前主軸電機(jī)速度、切割深度、刀片負(fù)載、基片遞進(jìn)速率、冷卻劑遞進(jìn)速率以及過程參數(shù)214。該顯示也可以提供與隨后進(jìn)行的處理相關(guān)的信息，如由其它處理站(如可通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接到該切割鋸監(jiān)視器)接收的信息。所顯示的信息和過程參數(shù)可以保留在一個(gè)儲(chǔ)存器中作為控制邏輯212的一部分，或者保留在外部存儲(chǔ)器中，如磁的或光媒介。
參照?qǐng)D3，示出了示例性的負(fù)載監(jiān)視原理。在圖3中，刀片204以速率Vs旋轉(zhuǎn)，而基片300以速率Vw遞進(jìn)。由刀片204在基片300施加一個(gè)切割力(F)302。切割力300正比于主軸203(在圖1中示出)的負(fù)載，依次，其負(fù)載又正比于用于維持旋轉(zhuǎn)速率Vs所需的主軸電動(dòng)機(jī)202的電流消耗。
利用該模型，本發(fā)明者通過仿真確定在刀片204上的負(fù)載按照下列公式與反饋控制電流211相關(guān)公式(2)
其中，Load是以克為單位進(jìn)行測(cè)量的，F(xiàn)B是以安培為單位的反饋控制電流，VS是以KRMP為單位的主軸速度，Lsim是模擬器盤的半徑，而Lblade是刀片半徑。如同本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通人員所理解的那樣，F(xiàn)B也可以以伏特為單位進(jìn)行測(cè)量，因?yàn)榘凑瞻凑諝W姆定律，電流與電壓彼此成正比。
在切割操作中從晶片中清除的材料數(shù)量M按照下列公式計(jì)算公式(3)M=D*W*FR其中，D是切割深度，W是切口寬度而FR是晶片進(jìn)入刀片的遞進(jìn)速率。
為測(cè)試材料的清除速率，本發(fā)明按照表1執(zhí)行了一系列的實(shí)驗(yàn)。
表1這些測(cè)試?yán)霉杈M(jìn)行了8次，在測(cè)試過程中，一個(gè)因子(D,W，或FR)保持恒定，而改變其它的因子。例如，保持主軸速度恒定而切割深度每次增加0.002英寸。在圖4中示了這些測(cè)試的結(jié)果。如圖4所示，對(duì)于各次測(cè)試將測(cè)試點(diǎn)402繪制成圖，所表示的不同的符號(hào)(▲■○□等)每一個(gè)表示一次獨(dú)立的測(cè)試運(yùn)行，這些測(cè)試的結(jié)果基本是一個(gè)直線圖，支持了在上面圖3中提出的假設(shè)，盡管這些測(cè)試是按照表1列出的執(zhí)行的，在正常的處理操作中，切割深度可以深達(dá)0.5英寸(12.7mm)或者根據(jù)特定的處理可以更深。
圖5是基線上方的RMS負(fù)載與晶片相對(duì)于刀片的遞進(jìn)速率的關(guān)系圖，在圖5中使用了下列參數(shù)主軸速度-30,000RPM刀片厚度-0.002英寸晶片類型-6英寸，空冷卻劑流-主噴射1.6l/min清洗-噴射0.8l/min濺射條-0.8l/min在圖5中，曲線500是在刀片上測(cè)量的材料清除負(fù)載與基片的遞進(jìn)速率的關(guān)系曲線。如圖5所示，可以看出，隨著遞進(jìn)速率超過大約3.0英寸/秒(78.6mm/秒)，就會(huì)所希望的直線偏離，如點(diǎn)502所示。因此，為了保持線性的材料清除速率(這對(duì)于在切割操作過程中在基片的底部處的切屑有直接的影響)，可控制的一個(gè)過程參數(shù)是晶片的遞進(jìn)速率，該遞進(jìn)速率可以按需要在大約0.05英寸/秒(1.27mm/秒)至大約20.0英寸/秒(508mm/秒)之間變化，這取決正在切割的材料的類型和刀片的條件。
圖6是表示切割操作過程中刀片負(fù)載的圖。在圖6中，圖600是以Volts(伏特)RMS為單位測(cè)量的負(fù)載與在晶片中進(jìn)行的切割的關(guān)系圖。如圖6所示，圖600的部分602、604、606表示與部分608、610相對(duì)比刀片負(fù)載的降低。這是由于晶片的環(huán)形本質(zhì)在于在晶片的任意給定方向上的第一和最后幾個(gè)切口102、104很短。結(jié)果切口102和104起始并終止于用于安裝晶片100的帶子(tape)處(圖中未示出)，并且從晶片100上清除的材料的數(shù)量很低，依次就可以表示為較低的刀片負(fù)載。
在圖6中，晶片的直徑是大約6英寸(152.4mm)，切口換位(index)是0.2英寸(5.08mm)。因此，在大約切口30處，晶片的末端達(dá)到第一系列的切口，會(huì)產(chǎn)生減少了刀片負(fù)載。類似地，隨著第二系列的切割是沿著晶片第二方向(通常與第一系列的切割正交)進(jìn)行，第一切割與最后的切割是作為減少的刀片上的負(fù)載604和606檢測(cè)的。因此，示例的實(shí)施例也可以根據(jù)刀片上減少的負(fù)載并且晶片的所期望的末端進(jìn)行對(duì)比來(lái)用于檢測(cè)何時(shí)到達(dá)了晶片的末端。而且，如果刀片負(fù)載在某一點(diǎn)處太小而此時(shí)晶片的末端又不是所期望的，這就提醒操作者可以出現(xiàn)了過程失敗，在這種情況下，就可用一個(gè)可視的和/或可聽的報(bào)警器揭示操作者該情況，如果需要的話，可以自動(dòng)地終止該處理過程。
圖7是表示在切割操作期間刀片上負(fù)載的另一個(gè)圖。在圖7中，縱座標(biāo)是在一個(gè)預(yù)定基線上的負(fù)載電壓的測(cè)量，該基線可以由理論、歷史或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定。如圖7所示，對(duì)于前幾個(gè)切割702和最后幾個(gè)切割704，基線上方的負(fù)載很低。該負(fù)載隨著切割過程穿過整個(gè)晶片而達(dá)到最大負(fù)載706。該示例性的實(shí)施例監(jiān)視反饋電壓(與對(duì)應(yīng)歐姆定律的電流直接相關(guān))并且在反饋電壓達(dá)到或超過一個(gè)預(yù)定閾值708時(shí)向操作者報(bào)警或改變運(yùn)行參數(shù)，如遞進(jìn)速率或切割深度。本發(fā)明者還發(fā)現(xiàn)晶片的底部切屑與超過期望值的負(fù)載直接相關(guān)。因此，通過監(jiān)視反饋電壓，本發(fā)明的示例的實(shí)施例還可以確定晶片的切屑而不必終止該過程來(lái)移開晶片以便視覺查看該晶片的底部。而且過多的負(fù)載可表明刀片的損壞或磨損，這會(huì)消極地影響該基片。
盡管本發(fā)明已參數(shù)示例性的實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但并不限于此。而是，所附加的權(quán)利要求應(yīng)被理解成包含了本發(fā)明的其它變化和實(shí)施例，而這些變化和實(shí)施例沒有脫離本發(fā)明的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種與切割鋸一起使用、用于監(jiān)視基片上切割的過程穩(wěn)定性和切割質(zhì)量的設(shè)備，該設(shè)備包括具有主軸的電動(dòng)機(jī)；連接到該主軸的刀片；連接到該主軸以驅(qū)動(dòng)該主軸的主軸驅(qū)動(dòng)器；用于確定主軸的速度的傳感器；用于確定由該基片在刀片上產(chǎn)生的負(fù)載的監(jiān)視器；以及連接到該監(jiān)視器、用于響應(yīng)該負(fù)載控制主軸驅(qū)動(dòng)器的控制器。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括一個(gè)連接到該控制器、用于顯示下列信息中至少一個(gè)的監(jiān)視器，這些信息是ⅰ)主軸速度；ⅱ)基片相對(duì)于刀片的遞進(jìn)速度；ⅲ)刀片在基片上方的高度；以及ⅳ)冷卻劑遞進(jìn)速率。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該監(jiān)視器測(cè)量從電動(dòng)機(jī)輸出的反饋控制電流和反饋控制電壓中的至少一個(gè)。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該主軸驅(qū)動(dòng)器響應(yīng)來(lái)自該控制器的信號(hào)以基本恒定的速度驅(qū)動(dòng)該主軸。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該控制器自動(dòng)地控制下列中的至少一個(gè)ⅰ)主軸速度；ⅱ)基片相對(duì)于刀片的遞進(jìn)速率，ⅲ)刀片進(jìn)入基片的切割深度，ⅳ)冷卻劑響應(yīng)該負(fù)載的遞進(jìn)速率。
6.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中切割深度介于大約.002英寸(0.050mm)至0.050英寸(1.27mm)之間。
7.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中遞進(jìn)速率介于大約0.05英寸/秒(1.27mm/秒)和20.0英寸/秒(508mm/秒)之間。
8.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中遞進(jìn)速率介于大約2.0英寸/秒(50.8mm/秒)和3.0英寸/秒(76.2mm/秒)之間。
9.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中主軸速度介于大約2000rpmt80000rpm之間。
10.如權(quán)利要求5所述的設(shè)備，其中主軸速度介于大約10000rpmt 57000rpm之間。
11.如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中該監(jiān)視器測(cè)量由主軸驅(qū)動(dòng)器提供給主軸的電流以確定該負(fù)載。
12.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中該電流是以大約10Hz至2500Hz間的頻率進(jìn)行測(cè)量的。
13.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中所測(cè)量的電流對(duì)比于基線電流以確定下列中的至少一個(gè)ⅰ)基片切屑的大小和頻率，ⅱ)切口的寬度，ⅲ)切口的筆直性。
14.如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括一個(gè)過濾器以確定由刀片在基片內(nèi)產(chǎn)生的多個(gè)切口中每個(gè)切口的RMS值。
15.一種與切割鋸一起使用、用于監(jiān)視基片上切割的過程穩(wěn)定性和切割質(zhì)量的設(shè)備，該設(shè)備包括電動(dòng)機(jī)；連接到該電動(dòng)機(jī)的刀片；連接到該電動(dòng)機(jī)以驅(qū)動(dòng)該電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)器；連接到該電動(dòng)機(jī)用于確定電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度的傳感器；連接到該電動(dòng)機(jī)用于確定由該基片在刀片上產(chǎn)生的負(fù)載的負(fù)載監(jiān)視器；控制器，接收ⅰ)負(fù)載電動(dòng)機(jī)的輸出，以及ⅱ)響應(yīng)該負(fù)載控制該驅(qū)動(dòng)器的至少一個(gè)控制參數(shù)；以及連接到該控制器和傳感器的操作電路，以根據(jù)傳感器的輸出和來(lái)自該控制器的控制信號(hào)向驅(qū)動(dòng)器提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
16.如權(quán)利要求15所述的設(shè)備，進(jìn)一步包括一個(gè)連接到該控制器、用于顯示下列信息中至少一個(gè)的監(jiān)視器，這些信息是ⅰ)電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速率；ⅱ)基片相對(duì)于刀片的遞進(jìn)速度；ⅲ)刀片切進(jìn)基片的深度；以及ⅳ)冷卻劑遞進(jìn)速率。
17.一種用于監(jiān)視基片上切割的過程穩(wěn)定性和切口質(zhì)量的設(shè)備，該設(shè)備包括用于旋轉(zhuǎn)刀片的旋轉(zhuǎn)裝置；用于確定刀片的旋轉(zhuǎn)速率的旋轉(zhuǎn)檢測(cè)裝置；用于確定由基片作用在刀片上的負(fù)載的負(fù)載檢測(cè)裝置；以及用于響應(yīng)該負(fù)載控制該刀片的旋轉(zhuǎn)速率的控制裝置。
18.如權(quán)利要求17所述的裝置，進(jìn)一步包括用于顯示下列中至少一項(xiàng)的顯示裝置，ⅰ)刀片的旋轉(zhuǎn)速率；ⅱ)基片相對(duì)于刀片的遞進(jìn)速度；ⅲ)刀片切進(jìn)基片的深度；以及ⅳ)冷卻劑遞進(jìn)速率；ⅴ)旋轉(zhuǎn)裝置的反饋電流；以及ⅵ)旋轉(zhuǎn)裝置的反饋電壓。
19.如權(quán)利要求17所述的裝置，進(jìn)一步包括用于存儲(chǔ)由該顯示裝置顯示的信息的存儲(chǔ)器裝置。
20.如權(quán)利要求17所述的裝置，進(jìn)一步包括用于預(yù)測(cè)即將發(fā)生的刀片和基片中至少一個(gè)失效的裝置。
21.一種用于監(jiān)視基片切割的過程穩(wěn)定性和切口質(zhì)量的方法，與具有主軸電動(dòng)機(jī)和連接到該主軸電動(dòng)機(jī)的刀片的切割鋸一起使用，該方法包括步驟(a)旋轉(zhuǎn)連接到該主軸電動(dòng)機(jī)的刀片；(b)確定主軸電動(dòng)機(jī)的速度；(c)確定由基片作用在刀片上的負(fù)載；(d)提供運(yùn)行參數(shù)；以及(e)根據(jù)運(yùn)行參數(shù)并響應(yīng)由基片作用在刀片上的負(fù)載控制主軸的速度。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括步驟(f)在基片上切割切口。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其中旋轉(zhuǎn)步驟以介于大約2000rpm和80000rpm的恒定速度旋轉(zhuǎn)該主軸。
24.如權(quán)利要求21所述的方法，其中旋轉(zhuǎn)步驟以介于大約10000rpm和57000rpm的恒定速度旋轉(zhuǎn)該主軸。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，還包括步驟(f)顯示下列中至少一種，ⅰ)主軸速度，ⅱ)基片相對(duì)于刀片的遞進(jìn)速度，ⅲ)刀片在基片上的高度，ⅳ)冷卻劑遞進(jìn)速率，以及ⅴ)主軸的反饋電流。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，還包括步驟(g)存儲(chǔ)在步驟(d)中提供的運(yùn)行參數(shù)和在步驟(f)中顯示的信息中的至少一個(gè)。
27.一種與半導(dǎo)體切割鋸一起使用、用于監(jiān)視在半導(dǎo)體基片中切割的過程穩(wěn)定性和切割質(zhì)量的設(shè)備，該設(shè)備包括具有主軸的電動(dòng)機(jī)；連接到該主軸以把半導(dǎo)體基片切割成多個(gè)模片的刀片；連接到該主軸以驅(qū)動(dòng)該主軸的主軸驅(qū)動(dòng)器；用于檢測(cè)該主軸的速度的傳感器；用于確定由該基片作用在該刀片上的負(fù)載的監(jiān)視器；以及連接到該監(jiān)視器、用于響應(yīng)該負(fù)載控制該主軸驅(qū)動(dòng)器的控制器，其中該半導(dǎo)體切割鋸產(chǎn)生多個(gè)具有最小的邊緣不完整性的半導(dǎo)體模片。
28.一種與切割鋸一起使用、用于監(jiān)視在硬且易脆的基片中切割的過程穩(wěn)定性和切割質(zhì)量的設(shè)備，該設(shè)備包括具有主軸的電動(dòng)機(jī)；連接到該主軸以把基片切割成多個(gè)模片的刀片；連接到該主軸以驅(qū)動(dòng)該主軸的主軸驅(qū)動(dòng)器；用于檢測(cè)該主軸的速度的傳感器；用于確定由該基片作用在該刀片上的負(fù)載的監(jiān)視器；以及連接到該監(jiān)視器、用于響應(yīng)該負(fù)載控制該主軸驅(qū)動(dòng)器的控制器，其中該切割鋸產(chǎn)生多個(gè)具有最小的邊緣不完整性的半導(dǎo)體模片。
29.一種與切割鋸一起使用、用于監(jiān)視在基片中切割的過程穩(wěn)定性和切割質(zhì)量的設(shè)備，該設(shè)備包括用于檢測(cè)該切割鋸的刀片速度的傳感器；用于檢測(cè)由該基片作用在該刀片上的負(fù)載的監(jiān)視器；以及連接到該監(jiān)視器、用于響應(yīng)該負(fù)載控制該刀片的控制器。
30.按照權(quán)利要求29的設(shè)備，其中該監(jiān)視器連接到該控制器用于顯示以下至少一個(gè)信息ⅰ)刀片速度，ⅱ)基片相對(duì)于刀片的遞進(jìn)速度，ⅲ)刀片在基片上方的高度，以及ⅳ)冷卻劑遞進(jìn)速率。
31.按照權(quán)利要求29的設(shè)備，其中該監(jiān)視器測(cè)量從該切割鋸輸出的反饋控制電流和反饋控制電壓中的至少一個(gè)。
32.按照權(quán)利要求29的設(shè)備，其中該刀片響應(yīng)控制器的控制信號(hào)以基本恒定速度旋轉(zhuǎn)。
33.按照權(quán)利要求29的設(shè)備，其中該控制器自動(dòng)地控制下列中的至少一個(gè)ⅰ)刀片速度，ⅱ)基片相對(duì)于刀片的遞進(jìn)速率，ⅲ)刀片切進(jìn)基片的深度，以及ⅳ)響應(yīng)該負(fù)載的冷卻劑遞進(jìn)速率。
34.按照權(quán)利要求33的設(shè)備，其中切割深度介于大約.002英寸(0.050mm)至0.050英寸(1.27mm)之間。
35.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其中遞進(jìn)速率介于大約0.05英寸/秒(1.27mm/秒)和20.0英寸/秒(508mm/秒)之間。
36.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其中遞進(jìn)速率介于大約2.0英寸/秒(50.8mm/秒)和3.0英寸/秒(76.2mm/秒)之間。
37.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其中刀片速度介于大約2000rpmt 80000rpm之間。
38.如權(quán)利要求33所述的設(shè)備，其中刀片速度介于大約10000rpmt 57000rpm之間。
39.如權(quán)利要求29所述的設(shè)備，其中該監(jiān)視器測(cè)量提供給切割鋸的電動(dòng)機(jī)的電流以檢測(cè)負(fù)載。
40.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中電流是以大約10Hz與2500Hz之間的頻率進(jìn)行測(cè)量的。
41.如權(quán)利要求39所述的設(shè)備，其中所檢測(cè)的電流與一個(gè)基線電流進(jìn)行對(duì)比以確定下列中的至少一個(gè)ⅰ)基片的切屑的大小和頻率，ⅱ)切口寬度，以及ⅲ)切口的直線性。
42.按照權(quán)利要求39所述的設(shè)備，還包括一個(gè)過濾器以便針對(duì)由該刀片在基片內(nèi)產(chǎn)生的多個(gè)切割中的每一個(gè)確定其電流的均方根(RMS)值。
43.一種與切割鋸一起使用、用于監(jiān)視在基片中的過程穩(wěn)定性和切口質(zhì)量的設(shè)備，該設(shè)備包括連接到該切割鋸、用于檢測(cè)該切割鋸的刀片旋轉(zhuǎn)速度的傳感器；連接到該切割鋸、用于檢測(cè)由該基片作用在該刀片上的負(fù)載的負(fù)載監(jiān)視器；控制器，接收ⅰ)負(fù)載監(jiān)視器的輸出，以及ⅱ)至少一個(gè)控制參數(shù)，用于響應(yīng)該負(fù)載控制該切割鋸；以及連接到該控制器和監(jiān)視器的操作電路，用于根據(jù)該傳感器的輸出和控制器的控制信號(hào)向驅(qū)動(dòng)器提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。
44.按照權(quán)利要求43的設(shè)備，其中還包括一個(gè)連接到該控制器用于顯示以下至少一個(gè)信息的監(jiān)視器ⅰ)刀片速度，ⅱ)基片相對(duì)于刀片的遞進(jìn)速度，ⅲ)刀片切進(jìn)基片的深度，以及ⅳ)冷卻劑遞進(jìn)速率。
45.一種用于監(jiān)視在基片內(nèi)進(jìn)行切割的過程穩(wěn)定性和切口質(zhì)量的方法，與具有主軸電動(dòng)機(jī)和連接到該主軸電動(dòng)機(jī)的刀片的鋸一起使用，該方法包括步驟(a)旋轉(zhuǎn)連接到該主軸電動(dòng)機(jī)的刀片；(b)確定主軸電動(dòng)機(jī)的速度；(c)確定由基片作用在該刀片上的負(fù)載；(d)提供運(yùn)行參數(shù)；以及(e)根據(jù)運(yùn)行參數(shù)及響應(yīng)由該基片作用在該刀片上的負(fù)載控制主軸的速度。
46.如權(quán)利要求45的方法，還包括步驟(f)在基片內(nèi)切割切口。47、如權(quán)利要求45的方法，其中該旋轉(zhuǎn)步驟以介于大約2000rpm和80000rpm的基本恒定速度旋轉(zhuǎn)該主軸。
48.如權(quán)利要求45的方法，其中該旋轉(zhuǎn)步驟以介于大約10000rpm和57000rpm的基本恒定速度旋轉(zhuǎn)該主軸。
49.如權(quán)利要求45的方法，其中還包括步驟(f)顯示以下至少一個(gè)ⅰ)主軸速度，ⅱ)基片相對(duì)于刀片的遞進(jìn)速度，ⅲ)刀片在基片上方的高度，ⅳ)冷卻劑遞進(jìn)速率，以及ⅴ)主軸的反饋電流。
50.如權(quán)利要求49的方法，還包括步驟(g)存儲(chǔ)在步驟(d)中提供的運(yùn)行參數(shù)與在步驟(f)中顯示的信息中的至少一個(gè)。
51.一種與鋸一起使用、用于監(jiān)視基片內(nèi)過程穩(wěn)定性和切割質(zhì)量的設(shè)備，該設(shè)備包括用于確定鋸的刀片速度的傳感器；用于確定由基讓作用在刀片上的負(fù)載的監(jiān)視器；以及連接到該監(jiān)視器、用于響應(yīng)該負(fù)載控制該刀片的控制器。
全文摘要
一種為了過程分析、監(jiān)視過程穩(wěn)定性和基片的切割質(zhì)量而積累切割數(shù)據(jù)的方法和裝置,該裝置具有一個(gè)與刀片連接的主軸電動(dòng)機(jī)。一個(gè)主軸驅(qū)動(dòng)器連接到該主軸以便以預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速率驅(qū)動(dòng)該主軸。一個(gè)傳感器連接到該主軸電動(dòng)機(jī)以確定該主軸的旋轉(zhuǎn)速率。一個(gè)控制器連接到監(jiān)視器以便響應(yīng)由該基片作用在該刀片上的負(fù)載控制該主軸驅(qū)動(dòng)器。
文檔編號(hào)H01L21/02GK1324285SQ99812719
公開日2001年11月28日 申請(qǐng)日期1999年10月15日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月29日
發(fā)明者伊蘭·魏斯豪斯, 奧德·耶霍舒亞·利希特 申請(qǐng)人:庫(kù)利克-索法投資公司