Brevet FR3046737A1 — publié le 20170721

Titre : Procédé et système de découpe en tranches d'une pièce en matériau semi-conducteur ou en céramique, à l'aide d'un fil de découpe et de particules abrasives Domaine technique de l'invention L'invention concerne un procédé et un système de découpe filaire d'une pièce, notamment d'une pièce en matériau semi-conducteur (par exemple en silicium, en germanium, ou en un matériau semi-conducteur III-V ou Il-VI) ou bien 10 en céramique (par exemple saphir, SiC). État de la technique 15 La découpe filaire est utilisée dans de nombreux domaines, notamment pour la découpe en tranches de matériaux fragiles et très durs tels que les matériaux semi-conducteurs (utilisés dans les domaines de la microélectronique, de l'optoélectronique ou du photovoltaïque) ou des céramiques, ou encore pour la découpe de pierres, par exemple des roches de marbre. 20 Pour la découpe filaire d'un matériau, il est connu d'utiliser un fil qui est enroulé de multiples fois (des centaines, voire des milliers de fois) autour de plusieurs guide-fils, typiquement entre deux et quatre guide-fils. On obtient ainsi, entre les guide-fils, une « nappe de fils », ou « nappe », formée par un certain 25 nombre de brins du même fil de découpe, qui permettent de découper la pièce en plusieurs tranches. Les guide-fils sont rotatifs et entraînent en rotation le fil lors de la découpe. Des gorges de guidage sont gravées dans les guide-fils afin de garantir un espacement prédéfini entre les « fils » de la nappe (c'est-à-dire entre les brins du fil de découpe), qui détermine l'épaisseur des tranches à 30 découper. 3046737 2 La découpe filaire à l'aide d'une nappe est largement utilisée dans les domaines faisant usage de matériaux semi-conducteurs, notamment dans le domaine du photovoltaïque, pour fabriquer des tranches ou plaquettes ou « wafers » de matériau semi-conducteur, par exemple en silicium. 5 La découpe filaire requiert de faire appel à un élément abrasif destiné à créer des copeaux de matière par abrasion lors de la découpe. Il existe deux techniques de découpe filaire, selon que l'élément abrasif est libre ou bien lié au fil. La première technique de découpe, dite « à abrasif libre », utilise des particules abrasives ou grains abrasifs, par exemple en carbure de silicium (SiC), qui sont intégrés dans une solution telle que du polyéthylène glycol (PEG) formant un liquide de coupe ou « slurry ». Ce mélange liquide abrasif est déversé sur un fil, par exemple un fil d'acier, et enveloppe celui-ci d'un film liquide contenant des particules abrasives. Le passage du fil entouré par ce film abrasif dans un matériau à découper entraîne la découpe du matériau. La deuxième technique de découpe, dite à « à abrasif lié », utilise un fil 20 sur la surface duquel des particules abrasives, généralement en diamant ou en carbure de silicium, sont fixées. Ce type de découpe est couramment appelé « découpe par fil diamanté ». La figure 1 représente schématiquement un système de découpe filaire, à 25 l'aide d'un fil de découpe 1, d'une pièce 2 telle qu'une brique de silicium. La pièce 2 est assemblée à une table de découpe 4 par l'intermédiaire d'un élément d'assemblage sacrificiel 3, ou « beam », ayant généralement la forme d'une poutre, la pièce 2 étant solidarisée par collage 5 à cet élément 3. Lors de la découpe, un mouvement de translation relative de la pièce à découper 2 et du fil 30 de découpe 1, selon une direction z, permet au fil 1 de traverser la pièce 2 en s'y enfonçant et de la découper dans un plan (z,x). Ce mouvement de translation relative peut être obtenu de deux façons : 3046737 3 - soit en maintenant l'assemblage de la table 4, de l'élément 3 et de la pièce 2 fixe et en entraînant le fil 1 en translation selon la direction z, dans un premier sens ; - soit en maintenant le fil 1 à une même hauteur selon z et en entraînant 5 l'assemblage de la table 4, de l'élément 3 et de la pièce 2 en translation selon la direction z, dans un deuxième sens opposé au premier. Sur la figure 1, la flèche F1 désigne le sens de la découpe. 10 Lors de la découpe, concomitamment à la translation relative du fil 1 et de la pièce 2, le fil 1 est animé d'un mouvement de translation selon la direction x à une vitesse de l'ordre de 20 m/s. En cas d'utilisation d'un fil diamanté, ce mouvement est préférentiellement oscillant : il alterne un premier déplacement 15 aller (de la gauche vers la droite sur la figure 1) et un deuxième déplacement retour (de la droite vers la gauche sur la figure 1), chaque déplacement ayant typiquement une durée de l'ordre d'une trentaine de secondes. Ce régime oscillant, comportant des aller-retour du fil, est couramment qualifié de « back and forth ». Il est représenté par la double flèche F2 sur la figure 1. De façon alternative, le fil peut être animé d'un mouvement de défilement en sens unique selon la direction x. Le défilement en sens unique est plutôt utilisé pour la découpe au slurry. La découpe au fil diamanté, plus récente que la découpe au slurry, tend à se développer car elle permet d'augmenter la vitesse de coupe et offre donc une meilleure productivité. Toutefois, elle présente l'inconvénient majeur de réduire la résistance mécanique des tranches découpées. Cela s'avère gênant en particulier pour la fabrication des plaquettes ou wafers de matériau semiconducteur, destinées à être manipulées par la suite. La résistance mécanique d'un wafer 100, ou plaquette, peut être caractérisée par un essai de flexion dite « quatre points ». En référence à la 3046737 4 figure 2, cet essai utilise par exemple quatre barres de chargement parallèles dont deux barres supérieures 7A, 7B (c'est-à-dire placées au-dessus de la plaquette 6 à tester) mobiles et deux barres inférieures 8A, 8B (c'est-à-dire placées au-dessous de la plaquette 6 à tester) fixes, l'écartement entre les 5 barres supérieures 7A, 7B étant moindre que celui entre les barres inférieures 8A, 8B. Lors de l'essai, les deux barres supérieures 7A, 7B descendent à vitesse constante de manière à provoquer une flexion de la plaquette 6, la contrainte mécanique appliquée augmentant jusqu'à aboutir à une rupture de la plaquette 6. Cette rupture se déclenche dans la zone 60 de la plaquette 6 qui subit la 10 contrainte mécanique la plus forte, constituée par la bande centrale située entre les deux barres supérieures 7A, 7B. La plaquette 6 peut être disposée selon deux configurations différentes lors de l'essai de flexion. Dans la première configuration, telle que représentée 15 sur la figure 3A, les barres de chargement sont parallèles à la direction x du fil pendant la découpe. Dans la deuxième configuration, telle que représentée sur la figure 3B, les barres de chargement sont perpendiculaires à la direction x du fil pendant la découpe. 20 Afin de caractériser la résistance des plaquettes découpées à l'aide d'un système de découpe utilisant un fil diamanté, on fait passer l'essai de flexion quatre points à un lot statistique de plaquettes, contenant au moins une vingtaine de plaquettes. Des essais ont été réalisés selon la configuration 1 avec un premier lot de plaquettes et selon la configuration 2 avec un deuxième lot de 25 plaquettes. La figure 4 montre les résultats de ces essais et représente le pourcentage de plaquettes fracturées du lot, en ordonnées, en fonction de la contrainte mécanique à rupture appliquée, en abscisses. On constate que les plaquettes testées par des essais de flexion selon la première configuration, représentées par la courbe C1, présentent une résistance mécanique plus faible 30 que celles testées par des essais de flexion selon la deuxième configuration, représentées par la courbe C2. Autrement dit, les plaquettes sollicitées lors des essais de flexion parallèlement à la direction F2 du fil de découpe sont moins 3046737 5 robustes que celles sollicitées lors des essais de flexion perpendiculairement à la direction F2 du fil de découpe. Dans l'état de l'art, cette différence de comportement des plaquettes selon 5 que la direction de sollicitation est parallèle ou perpendiculaire à la direction du fil de découpe est attribuée à des défauts de surface, tels que des microfissures, engendrés par la découpe à la surface des plaquettes, ces défauts de surface présentant a priori des structures différentes parallèlement et perpendiculairement à la direction du fil. 10 Afin d'améliorer la résistance mécanique des plaquettes, notamment leur résistance à la rupture en cas de sollicitation mécanique parallèlement à la direction du fil de découpe, une solution connue consiste à faire subir aux plaquettes une attaque chimique de gravure dans le but de réduire ou de 15 supprimer tout ou partie des défauts de surface des plaquettes. Cette solution présente l'inconvénient de consommer de la matière lors de l'attaque chimique. En outre, les plaquettes demeurent fragiles pendant les opérations de manutention réalisées entre la fin de la découpe et l'opération de gravure chimique. 20 Une autre solution connue consiste à réduire la taille des diamants du fil de découpe diamanté. Toutefois, cette solution n'améliore que faiblement la résistance mécanique des plaquettes et réduit de façon importante la vitesse de coupe. 25 La présente invention vient améliorer la situation. Objet de l'invention 30 A cet effet, l'invention concerne un procédé de découpe en tranches d'une pièce en matériau semi-conducteur ou en céramique, à l'aide d'un fil de découpe et de particules abrasives, dans lequel le fil est entraîné en translation dans au 3046737 6 moins un sens et, lors de son déplacement en translation, il pénètre dans la pièce à découper par une face de pénétration de ladite pièce, caractérisé en ce qu'on dispose une couche d'amortissement en regard de ladite face de pénétration de la pièce à découper de telle sorte que, avant de pénétrer dans la 5 pièce, le fil traverse la couche d'amortissement. Dans un mode de réalisation particulier, le fil étant entraîné en translation dans un mouvement alternatif d'aller-retour et pénétrant dans la pièce à découper alternativement par deux faces de pénétration opposées, on dispose 10 deux couches d'amortissement en regard des deux faces de pénétration respectivement. Grâce à la ou aux deux couches d'amortissement, la faiblesse mécanique des tranches découpées, notamment avec un fil diamanté, ou à abrasif lié, 15 portant des particules abrasives (ou grains abrasifs) à sa surface, est fortement réduite. Celle-ci a pour effet d'atténuer l'effet détériorant des particules abrasives lorsque le fil pénètre dans la pièce à découper, à l'intérieur du sillon de découpe, par une face de pénétration de celle-ci. En effet, contre toute attente et contrairement aux hypothèses de l'art antérieur sur la cause de cette faiblesse 20 mécanique, les inventeurs ont découvert que la diminution de la résistance mécanique des tranches découpées à l'aide d'un fil et de particules abrasives, notamment à l'aide d'un fil « diamanté » (c'est-à-dire d'un fil portant des particules abrasives fixées à sa surface), est due à un endommagement des tranches le long du ou des bords de celle-ci généré par les particules abrasives 25 lors de la pénétration du fil dans la pièce à découper par une face de pénétration. Le fil n'étant pas parfaitement aligné avec le sillon de découpe, du fait de vibrations ou de légers désalignements dans le système de découpe, des particules abrasives heurtent l'entrée de la pièce en cours de découpage, au niveau de la face de pénétration de celle-ci, que deviendra un bord de la tranche 30 découpée. Ces impacts le long du ou des bords de la tranche fragilisent cette tranche et réduisent sa tenue ou résistance mécanique. La ou les couches 3046737 7 d'amortissement permettent d'atténuer fortement ces impacts au niveau de la pièce à découper. Dans un premier mode de réalisation, la couche d'amortissement recouvre 5 la face de pénétration. Dans un deuxième mode de réalisation, la couche d'amortissement est écartée de la face de pénétration d'une distance inférieure ou égale à 2 cm, avantageusement inférieure ou égale 1 cm, et préférentiellement inférieure ou Io égale à 0,5 cm. Avantageusement, la couche d'amortissement a une épaisseur supérieure à trois fois le diamètre moyen des particules abrasives, avantageusement supérieure à cinq fois le diamètre moyen des particules abrasives. L'épaisseur 15 de la couche d'amortissement peut être également inférieure à 2 cm, avantageusement inférieure à 1 cm, et préférentiellement inférieure à 0,5 cm. La couche d'amortissement peut être réalisée en en l'un au moins des matériaux du groupe comprenant des polymères ayant une dureté supérieure à 20 90 MPa et un module d'élasticité supérieur à 2 GPa, notamment des résines époxydes durcies et du PMMA, des matériaux semi-conducteurs, avantageusement du silicium, des céramiques ayant une dureté inférieure à 8 sur l'échelle de Mohs, notamment une silice. 25 La couche d'amortissement peut être une plaque plane. Avantageusement, la couche d'amortissement est une plaque dont la forme est adaptée pour épouser celle de la face de pénétration. 30 Dans un mode de réalisation particulier, la couche d'amortissement est fixée à la face de pénétration de la pièce, par exemple par collage au moyen 3046737 8 d'une couche de colle ayant une épaisseur qui est avantageusement inférieure ou égale à 20 pm. En variante, la pièce à découper étant solidaire d'une table de découpe 5 par l'intermédiaire d'un élément d'assemblage, on fixe la couche d'amortissement soit à la table de découpe, soit à l'élément d'assemblage. On peut déposer la couche d'amortissement sur la face de pénétration de la pièce, par une technique de déposition de couche, notamment par 10 pulvérisation cathodique ou par un autre traitement de dépôt. L'invention concerne aussi un système de découpe en tranches d'une pièce en matériau semi-conducteur ou en céramique à l'aide d'un fil de découpe et de particules abrasives, comportant un dispositif d'entraînement du fil en 15 translation dans au moins un sens, le fil pénétrant dans la pièce à découper par au moins une face de pénétration de ladite pièce lors de son déplacement, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche d'amortissement disposée en regard de ladite face de pénétration de la pièce à découper de telle sorte que, avant de pénétrer dans la pièce, le fil traverse la couche zo d'amortissement. Avantageusement, le système de découpe comprend tout ou partie des caractéristiques additionnelles suivantes : - le dispositif d'entraînement du fil est agencé pour entraîner ledit fil en 25 translation dans un mouvement alternatif d'aller-retour lors duquel le fil pénètre dans la pièce à découper alternativement par deux faces de pénétration opposées, et en ce qu'il comprend deux couches d'amortissement en regard des deux faces de pénétration respectivement ; 30 - la couche d'amortissement recouvre la face de pénétration ou est écartée de la face de pénétration d'une distance inférieure ou égale à 3046737 9 2 cm, avantageusement inférieure ou égale 1 cm, et préférentiellement inférieure ou égale à 0,5 cm ; - la couche d'amortissement a une épaisseur supérieure à trois fois le diamètre moyen des particules abrasives, avantageusement 5 supérieure à cinq fois le diamètre moyen des particules abrasives, avantageusement encore une épaisseur inférieure à 2 cm, avantageusement inférieure à 1 cm, et préférentiellement inférieure à 0,5 cm ; - la couche d'amortissement est réalisée en l'un au moins des matériaux 10 du groupe comprenant des polymères ayant une dureté supérieure à 90 MPa et un module d'élasticité supérieur à 2 GPa, notamment des résines époxydes durcies et du PMMA, des matériaux semiconducteurs, des céramiques ayant une dureté inférieure à 8 sur l'échelle de Mohs, notamment une silice ; 15 - la couche d'amortissement est une plaque plane ou dont la forme est adaptée pour épouser celle de la face de pénétration ; - il comprend une table de découpe et un élément d'assemblage, la pièce à découper étant solidarisée à la table de découpe par l'intermédiaire de l'élément d'assemblage, et la couche 20 d'amortissement est fixée soit à la table de découpe, soit à l'élément d'assemblage ; - on dépose la couche d'amortissement sur la face de pénétration de la pièce, par une technique de déposition de couche, notamment par pulvérisation cathodique ou par un autre traitement de dépôt sous 25 vide ; - il comprend, en cours de découpe d'une pièce, une première entité cinématique comportant une table de découpe solidaire de la pièce à découper par l'intermédiaire d'un élément d'assemblage, et une deuxième entité cinématique comportant le fil de coupe, et un dispositif 30 d'entraînement destiné à entraîner en translation relative les deux entités cinématiques l'une par rapport à l'autre. 3046737 10 Description sommaire des dessins L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description suivante d'un mode de réalisation particulier du procédé et du système de découpe filaire de 5 l'invention, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - La figure 1 représente un schéma d'une partie du système de découpe et d'une pièce à découper, selon l'art antérieur ; - La figure 2 représente un schéma d'une plaquette de silicium lors d'un essai de flexion ; 10 - Les figures 3A et 3B représentent une vue de dessus de la plaquette de silicium de la figure 2 lors d'un essai de flexion selon une première configuration et lors d'un essai de flexion selon une deuxième configuration, respectivement ; - La figure 4 représente des résultats d'essais de flexion d'un premier lot 15 de plaquettes testées avec la première configuration de la figure 3A et d'un deuxième lot de plaquettes testées avec la deuxième configuration de la figure 3B ; - La figure 5 représente un premier exemple de réalisation du système de découpe de l'invention ; 20 - La figure 6 représente un deuxième exemple de réalisation du système de découpe de l'invention ; - Les figures 7A à 7H représentent d'autres exemples de réalisation de système de découpe de l'invention ; - La figure 8 représente un schéma d'un dispositif d'entraînement et de 25 guidage d'un fil de découpe en tranches d'une pièce. Description détaillée de modes de réalisation particuliers de l'invention 30 D'emblée, on notera que, par souci de clarté, les éléments identiques ou correspondants représentés sur les différentes figures portent les mêmes références. 3046737 11 Un repère tridimensionnel orthogonal est représenté sur les figures 5, 6 et 8, l'axe z correspondant à la verticale. 5 L'invention concerne la découpe en tranches d'une pièce 2 en matériau fragile (c'est-à-dire macroscopiquement élastique jusqu'à rupture) et dur (c'est-à-dire d'une dureté supérieure ou égale à 5 sur l'échelle de Mohs), en particulier en matériau semi-conducteur (par exemple en silicium, germanium, semiconducteur III-V, semi-conducteur II-VI ou autre) ou en céramique (par exemple 10 en saphir, SiC ou autre), à l'aide d'un fil de découpe et de particules abrasives. Elle peut notamment être utilisée pour la fabrication de plaquettes de matériau semi-conducteur, par exemple en silicium. Dans un premier exemple de réalisation particulier de l'invention, 15 représenté sur la figure 5, le système de découpe d'une pièce 2 comprend les éléments suivants : - un fil de découpe 1 ; - une table de découpe 4 ; - un élément d'assemblage, ou « beam », 3 ; 20 - un premier dispositif d'entraînement et de guidage du fil ; - un deuxième dispositif d'entraînement en translation de la table de découpe 4 ; - deux couches d'amortissement, ou éléments amortisseurs, 9A, 9B. 25 Dans un premier exemple de réalisation, représenté sur la figure 5, la pièce à découper 2 est une brique de silicium, de forme parallélépipédique, destinée à être découpée en tranches (ou plaquettes ou wafers). L'élément d'assemblage 3, ou « beam », a ici la forme d'une poutre. Il 30 s'agit d'un élément sacrificiel destiné à être au moins partiellement découpé lors de la découpe en tranches de pièce 2. Il peut être est en polymère dur, par exemple de la famille des Epoxy, ou en tout autre matériau adapté (céramique, 3046737 12 graphite). Il est fixé à la table de découpe 4 au moyen d'un dispositif d'accroche. La pièce à découper 2 est fixée à l'élément d'assemblage 3, par exemple par collage, par l'intermédiaire d'une couche de liaison ou d'interface 10 en colle. La pièce 2 peut être solidarisée à l'élément d'assemblage 3 par tout ou partie de 5 l'une de ses faces. Sur l'exemple de la figure 5, la pièce 2 est collée à l'élément d'assemblage 3 sur toute la surface de sa face 20C, parallèle au plan (x, y). En variante, l'élément d'assemblage 3 pourrait être moins large que la pièce 2 selon la direction x. lo Lors de la découpe, la pièce à découper 2 est donc solidarisée à la table de découpe 4 par l'intermédiaire de l'élément d'assemblage 3. L'assemblage comportant les trois pièces solidaires, à savoir la table 4, l'élément 3 et la pièce à découper 2, constitue une première entité, ou un premier sous-ensemble, cinématique. 15 Le fil de découpe 1 est ici un fil à abrasif lié, portant des particules abrasives fixées à sa surface. Le fil est par exemple en acier. Les particules abrasives sont ici en diamant. Le fil 1 constitue une deuxième entité cinématique (ou sous-ensemble cinématique). 20 En référence à la figure 8, le dispositif d'entraînement et de guidage du fil comprend de façon connue plusieurs guide-fil, par exemple trois guide-fils 12A-12C. Le fil 1 est ici enroulé de multiples fois (des centaines, voire des milliers de fois) autour de ces guide-fils 12A-12C et forme ainsi une « nappe de fils », ou 25 « nappe », formée par un certain nombre de brins du même fil de découpe 1. Cette nappe permet de découper la pièce 2 simultanément en un grand nombre de tranches. Les guide-fils sont rotatifs et entraînent en rotation la nappe de fils (ou de brins de fil) 1 lors de la découpe. Ils sont adaptés pour animer le fil 1 d'un mouvement oscillant comprenant des aller-retour, comme représenté par la 30 flèche F2. Des gorges de guidage sont gravées dans les guide-fils afin de garantir un espacement prédéfini entre les brins de fil de la nappe, qui détermine l'épaisseur des tranches à découper. 3046737 13 Le deuxième dispositif de déplacement, ou d'entraînement, (non représenté) est destiné à entraîner en translation relative les deux entités cinématiques l'une par rapport à l'autre. Dans une première forme de réalisation, 5 le deuxième dispositif de déplacement est agencé pour déplacer l'assemblage (ou première entité cinématique) de la table 4, de l'élément 3 et de la pièce 2 dans un mouvement de translation selon la direction z, vers le bas sur la figure 8, comme représenté par la flèche F3, le fil 1 (ou deuxième entité cinématique) étant concomitamment maintenu à une même hauteur selon z. Le sens de 10 translation F3 est opposé au sens de découpe F1. Ainsi, lors de la découpe, un mouvement de translation relative de la pièce à découper 2 et du fil de découpe 1, selon la direction z, permet au fil 1 de traverser la pièce 2 en s'y enfonçant et de la découper dans le plan (z, x). Dans une deuxième forme de réalisation, l'assemblage de la table 4, de l'élément 3 et de la pièce 2 (ou première entité 15 cinématique) est maintenu fixe (à même hauteur selon z) et le deuxième dispositif d'entraînement est agencé pour entraîner le fil 1 (ou deuxième entité cinématique) en translation selon la direction z dans le sens de la découpe F1. Les deux couches d'amortissement 9A, 9B sont destinées à atténuer 20 l'effet endommageant du fil diamanté sur les deux bords opposés des tranches découpées par lesquels le fil 1 pénètre dans la pièce 2, à l'intérieur du sillon de découpe, respectivement à chaque mouvement aller et à chaque mouvement retour. En effet, les inventeurs ont découvert que la diminution de la résistance mécanique des plaquettes découpées par un fil diamanté a pour origine un 25 endommagement au niveau de ces deux bords opposés de la plaquette ou tranchée découpée, et non des défauts de surface de celle-ci. Cet endommagement est causé par le fil diamanté, lors de sa pénétration à l'intérieur du sillon de découpe par les deux faces opposées 20A et 20B, dites « faces de pénétration », de la pièce 2, respectivement à chaque mouvement aller et à 30 chaque mouvement retour du fil 1. 3046737 14 Les couches d'amortissement 9A, 9B sont disposées, agencées, en regard de ces faces de pénétration opposées 20A, 20B de la pièce à découper 2 de telle sorte que, avant de pénétrer dans la pièce 2 par une face de pénétration 20A (ou 20B), le fil 1 traverse la couche d'amortissement correspondante 9A (ou 5 9B), à chaque déplacement aller et à chaque déplacement retour du fil 1, lors de son mouvement oscillant représenté par la flèche F2. Autrement dit, l'agencement des couches d'amortissement 9A, 9B en regard des faces de pénétration 20A, 20B permet au fil 1, animé ici d'un mouvement de va-et-vient en translation, de traverser une couche d'amortissement 9A (ou 9B) avant de Io pénétrer dans la pièce à découper 2 par la face de pénétration 20A (respectivement 20B). Ainsi, les deux couches d'amortissement 9A, 9B servent à atténuer les effets détériorant ou endommageant du fil diamanté 1 lorsqu'il pénètre dans la pièce 2 par l'une ou l'autre des deux faces de pénétration 20A, 20B. 15 Dans l'exemple de réalisation de la figure 5, chaque couche d'amortissement amortisseur 9A, 9B est constituée d'une plaque plane. Celle-ci présente une forme de parallélépipède plat dont les dimensions selon z et y sont identiques ou sensiblement identiques aux dimensions correspondantes, selon z 20 et y, de la face de pénétration 20A, 20B correspondante (c'est-à-dire disposée en regard). La couche d'amortissement 9A (9B) recouvre ainsi la totalité de la face de pénétration 20A (20B) correspondante. L'épaisseur « e » de la couche d'amortissement 9A (9B), selon la direction 25 x, doit être suffisante pour absorber l'énergie du choc entre les particules abrasives (ou grains abrasifs) solidaires du fil 1 et la pièce découpée 2, lorsque le fil 1, animé du mouvement oscillant F2 selon x, pénètre dans la pièce 2 par la face 20A (respectivement 20B). Grâce à cela, on évite de dégrader les bords selon la direction z des tranches découpées dans la pièce 2. En pratique, 30 l'épaisseur de chaque couche d'amortissement 9A, 9B est supérieure à trois fois le diamètre moyen des particules abrasives (ou grains abrasifs) du fil 1, de préférence supérieure à cinq fois le diamètre moyen des particules abrasives du 3046737 15 fil 1. Ce diamètre moyen est généralement indiqué par le fabricant du fil. Typiquement, dans le cas de la fabrication de plaquettes de silicium destinées par exemple à des applications photovoltaïques, la taille moyenne, ou diamètre moyen, des particules abrasives est de 10 pm. L'épaisseur minimale emin des 5 couches d'amortissement 9A, 9B est donc dans ce cas égale à 30 pm, de préférence 50 pm. L'épaisseur e des couches d'amortissement 9A (9B) ne doit pas non plus être trop importante afin d'éviter certains inconvénients tels qu'un encrassement, 10 un échauffement ou une usure du fil. L'épaisseur maximale emax des couches d'amortissement 9A, 9B est donc avantageusement égale à 2 cm, avantageusement encore égale à 1 cm, préférentiellement égale à 0,5 cm. Les couches d'amortissement 9A (9B) peuvent être constituées de l'un 15 des matériaux suivants : - des polymères ayant une dureté supérieure à 90 MPa et un module d'élasticité supérieur à 2 GPa, notamment des résines époxydes durcies et du PMMA, - des matériaux semi-conducteurs, par exemple le silicium, 20 - des céramiques ayant une dureté inférieure à 8 sur l'échelle de Mohs, notamment une silice ; - un composé ou en agglomérat comportant plusieurs des matériaux mentionnés ci-dessus. 25 Un tel choix de matériau pour réaliser les couches d'amortissement 9A, 9B permet de satisfaire les critères et/ou contraintes suivants : - ne pas endommager le fil diamanté (un matériau détériorant les particules abrasives, ou grains abrasifs, ou bien le revêtement du fil par contact direct ou par génération de copeaux abrasifs susceptibles 30 d'endommager le liant entre l'âme du fil et les grains abrasifs - est à bannir, ce qui exclut les matériaux très durs, d'une dureté sur l'échelle de Mohs supérieure à 8) ; 3046737 16 - être peu onéreux, du fait du caractère sacrificiel de ces couches d'amortissement 9A, 9B ; - posséder une usinabilité analogue ou meilleure que celle de la pièce à découper 2, afin de ne pas ralentir la découpe et éviter une baisse de 5 productivité de l'opération de découpe de la pièce 2 (ce qui, dans le cas de la découpe d'une pièce en silicium exclut les matériaux trop durs, ayant une dureté supérieure à 8 sur l'échelle de Mohs) ; - lors de la découpe au fil diamanté, ne pas produire de copeaux qui adhèrent au fil et limitent de ce fait la vitesse de coupe ; plus 10 précisément, les copeaux de la couche d'amortissement 9A (ou 9B) générés par la découpe au fil diamanté ne doivent adhérer ni aux grains abrasifs ou particules abrasives (car cela aurait pour effet de réduire le pouvoir abrasif du fil), ni au fil dans les interstices entre les grains abrasifs (car cela aurait pour effet de diminuer la capacité du fil 15 à extraire des copeaux du sillon creusé dans la pièce découpée 2 et d'échauffer le système), ce qui exclut notamment les métaux et polymères mous ou des verres standards. Dans l'exemple de réalisation représenté sur la figure 5, les couches 20 d'amortissement 9A, 9B recouvrent les faces de pénétration 20A et 20B à protéger de la pièce 2. Autrement dit, les couches d'amortissement 9A, 9B sont accolées, plaquées contre les faces de pénétration 20A, 20B respectivement et sont fixées à celles-ci, par exemple par collage au moyen d'une couche de colle 11A, 11 B. L'épaisseur de cette couche de colle 11A, 11 B est avantageusement 25 inférieure ou égale à 20 pm. La colle utilisée est ici analogue à celle utilisée pour coller la pièce à découper 2 à l'élément d'assemblage 3. Une première variante de réalisation, représentée sur la figure 7A, diffère de l'exemple de réalisation de la figure 5 par le fait que les couches 30 d'amortissement 9A, 9B recouvrant les faces de pénétration à protéger 20A, 20B de la pièce 2 sont fixées à l'élément d'assemblage 3, par exemple par collage. Plus précisément, un bord périphérique de l'une des faces de la couche 3046737 17 d'amortissement 9A (ou 9B) est fixé à un côté en regard de l'élément d'assemblage 3. Une deuxième variante de réalisation, représentée sur la figure 7D, diffère 5 de l'exemple de réalisation de la figure 5 par le fait que les couches d'amortissement 9A, 9B recouvrant les faces de pénétration à protéger 20A, 20B de la pièce 2 sont fixées à la table de découpe 4, par exemple par collage. Plus précisément, chaque élément amortisseur 9A (ou 9B) est fixé par sa tranche à la face de la table 4 supportant l'élément d'assemblage 3. 10 L'exemple de réalisation de la figure 6 diffère de celui de la figure 5 essentiellement par le fait que les couches d'amortissement 9A, 9B ne sont pas accolées aux faces 20A et 20B de la pièce 2, mais sont légèrement écartées de celles-ci d'une distance d. Pour que la couche d'amortissement 9A (9B) puisse 15 néanmoins jouer son rôle d'amortisseur, d'absorbeur de chocs ou d'impacts, cette distance d est inférieure ou égale à une distance maximale avantageusement égale à 2 cm, avantageusement encore égale à 1cm, de préférence égale à 0,5 cm. Sur la figure 6, les couches d'amortissement 9A, 9B sont fixées à la table de découpe 4, par leur tranche. La fixation peut être 20 réalisée par collage, au moyen de couches de colle 12A, 12B. Une variante de réalisation représentée sur la figure 7B diffère de l'exemple de la figure 6 par le fait que les couches d'amortissement 9A, 9B, écartées des faces 20A, 20B, sont fixées à l'élément d'assemblage 3. 25 Un autre exemple de réalisation, représenté sur la figure 7E, diffère de l'exemple de réalisation de la figure 5 par le fait que la pièce à découper 2 est de forme cylindrique. Les couches d'amortissement 9A, 9B sont en contact avec la surface extérieure cylindrique de la pièce 2, seulement le long d'une ligne 30 tangentielle, parallèle à l'axe du cylindre, et fixées par exemple par collage à la table de découpe 4 par leur tranche. En variante, les plaques constituant les 3046737 18 couches d'amortissement 9A, 9B pourraient avoir une forme non plane, adaptée pour épouser celle de la face de protection à protéger. Dans les exemples de réalisation qui viennent d'être décrits en référence 5 aux figures 5, 6 (analogue à 7C), 7A, 7B, 7D et 7E, les couches d'amortissement 9A, 9B sont des plaques qui sont rapportées et disposées en regard des faces de pénétration à protéger de la pièce à découper 2, soit contre celles-ci, soit à une distance d de celles-ci. Dans un autre mode de réalisation, les couches d'amortissement 9A, 9B sont des couches déposées sur les faces à protéger de 10 la pièce 2 par une technique de déposition de couche, par exemple par pulvérisation cathodique ou par un autre traitement adéquat (par exemple dépôt sous vide ou enduction). Notons que l'apposition de ces couches d'amortissement ne requiert ni précision, ni finesse, ni pureté. Sur la figure 7F, on a représenté un premier exemple de mise en oeuvre de ce mode de réalisation, 15 dans lequel la pièce à découper 2 est cylindrique. Deux couches d'amortissement 9A et 9B sont déposées respectivement sur les deux faces de pénétration, en forme de demi-cylindre, de la pièce 2. Sur la figure 7G, on a représenté un deuxième exemple de mise en oeuvre, dans lequel la pièce à découper 2 est parallélépipédique. Deux couches d'amortissement 9A et 9B sont 20 déposées respectivement sur les deux faces opposées 20A, 20B de la pièce 2. Dans la description qui précède, le système de découpe comprend deux couches d'amortissement pour protéger les deux faces de pénétration de la pièce à découper. Cela est dû au fait que, le fil étant animé d'un mouvement 25 oscillant comportant des aller-retour, il pénètre à l'intérieur de la pièce, dans le sillon de découpe, par deux faces de pénétration opposées de la pièce. En variante, on pourrait utiliser un fil de découpe animé d'un mouvement de translation dans un seul sens. Dans ce cas, une seule couche d'amortissement 9A, disposée en regard de l'unique face de pénétration de la pièce à découper, 30 est nécessaire. Un tel exemple de réalisation est représenté sur la figure 7H. 3046737 19 L'invention concerne aussi un procédé de découpe en tranches de la pièce 2 à l'aide du fil de découpe 1, dans lequel on dispose les couches d'amortissement 9A, 9B en regard des faces de pénétration à protéger de la pièce 2, c'est-à-dire celles par lesquelles le fil 1 est destiné à pénétrer lorsqu'il 5 est entraîné dans un mouvement oscillant d'aller-retour. Les couches d'amortissement 9A, 9B peuvent être des plaques rapportées ou des couches déposées par une technique de déposition de couche. 10 Dans le premier cas (plaques rapportées), on fixe les couches d'amortissement 9A, 9B soit à la pièce à découper 2, soit à l'élément d'assemblage 3, soit à la table de découpe 4. La fixation est avantageusement réalisée par collage. On dispose les couches d'amortissement 9A, 9B soit au 15 moins partiellement contre les faces de pénétration correspondantes 20A, 20B, soit à une distance strictement supérieur à zéro de ces faces de pénétration 20A, 20B. Dans le deuxième cas (couches déposées), on dépose les couches 20 d'amortissement 9A, 9B sur les faces de pénétration 20A, 20B de la pièce à découper 2 par une technique de déposition de couche. Lors de la découpe, on entraîne l'assemblage de la table 4, de l'élément d'assemblage 3 et de la pièce à découper 2 en translation selon z, ici vers le bas, 25 dans le sens indiqué par la flèche F3, relativement au fil 1 qui reste à la même hauteur selon z. Concomitamment, on entraîne le fil 1 (ou la nappe) en translation dans un mouvement oscillant selon x, représenté par la double flèche F2, comportant des aller-retour dans la direction x. Lors de ces aller-retour, le fil 1 pénètre dans la pièce 2, c'est-à-dire dans le sillon de découpe creusé dans la 30 pièce 2, alternativement par la face de pénétration 20A et par la face de pénétration 20B de la pièce 2. Avant de pénétrer dans la pièce 2 par chacune de ces faces de pénétration 20A (20B), le fil 1 traverse la couche d'amortissement 3046737 20 9A (respectivement 9B) correspondante, disposée à proximité. Grâce à cela, l'effet endommageant du fil abrasif 1 au niveau des faces de pénétration 20A, 20B de la pièce 2 est fortement atténué, amorti. 5 Dans un autre mode de réalisation, on dépose sur les faces de pénétration à protéger 20A, 20B de la pièce à découper 2 des couches constituant les couches d'amortissement 9A, 9B, par une technique de déposition de couche connue. 10 Dans le cas où le fil est animé d'un mouvement en sens unique et pénètre donc dans la pièce 2 par une seule face de pénétration, on dispose une seule couche d'amortissement en regard de cette face de pénétration, ladite couche recouvrant la face de pénétration ou étant positionnée à une distance d de celle-ci. La couche d'amortissement est soit rapportée soit déposée par une technique 15 de déposition de couche. L'invention pourrait également s'appliquer à une découpe à abrasif libre, ou au slurry, utilisant un liquide de découpe contenant des particules abrasives et un fil de découpe à surface lisse ou quasi-lisse par exemple en acier. 20 L'invention concerne aussi une tranche, notamment une plaquette, en matériau semi-conducteur ou en céramique, obtenue par la mise en oeuvre du procédé de découpe tel qu'il vient d'être décrit. REVENDICATIONS1. Procédé de découpe en tranches d'une pièce (2) en matériau semiconducteur ou en céramique, à l'aide d'un fil de découpe (1) et de particules abrasives, dans lequel le fil (1) est entraîné en translation dans au moins un sens (F2) et, lors de son déplacement en translation (F2), il pénètre dans la pièce à découper (2) par une face de pénétration (20A) de ladite pièce (2), caractérisé en ce qu'on dispose une couche d'amortissement (9A) en regard de ladite face de pénétration (20A) de la pièce à découper (2) de telle sorte que, avant de pénétrer dans la pièce (2), le fil (1) traverse la couche d'amortissement (9A). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, le fil (1) étant entraîné en translation dans un mouvement alternatif d'aller-retour et pénétrant dans la pièce à découper (2) alternativement par deux faces de pénétration opposées (20A, 20B), on dispose deux couches d'amortissement (9A 9B) en regard des deux faces de pénétration respectivement. 3. Procédé selon l'une de revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche d'amortissement (9A, 9B) recouvre la face de pénétration (20A, 20B). 4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la couche d'amortissement (9A, 9B) est écartée de la face de pénétration (20A, 20B) d'une distance (d) inférieure ou égale à 2 cm, avantageusement inférieure ou égale 1 cm, et préférentiellement inférieure ou égale à 0,5 cm. 5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'amortissement (9A, 9B) a une épaisseur (e) supérieure à trois fois le diamètre moyen des particules abrasives, avantageusement supérieure à cinq fois le diamètre moyen des particules abrasives, et avantageusement inférieure à 2 cm, avantageusement encore inférieure à 1 cm, et préférentiellement inférieure à 0,5 cm. 3046737 22 6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'amortissement (9A, 9B) est réalisée en l'un au moins des matériaux du groupe comprenant des polymères ayant une dureté supérieure à 90 MPa et un module d'élasticité supérieur à 2 GPa, notamment 5 des résines époxydes durcies et du PMMA, des matériaux semi-conducteurs, avantageusement du silicium, des céramiques ayant une dureté inférieure à 8 sur l'échelle de Mohs, notamment une silice. 7. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que 10 la couche d'amortissement (9A, 9B) est une plaque plane. 8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'amortissement (9A, 9B) est une plaque dont la forme est adaptée pour épouser celle de la face de pénétration. 15 9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la couche d'amortissement (9A, 9B) est fixée à la face de pénétration (20A, 20B) de la pièce (2), avantageusement par collage au moyen d'une couche de colle (11A, 11B) ayant une épaisseur avantageusement encore inférieure 20 ou égale à 20 pm. 10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que la pièce à découper (2) étant solidaire d'une table de découpe (4) par l'intermédiaire d'un élément d'assemblage (3), on fixe la couche d'amortissement (9A, 9B) 25 soit à la table de découpe (4), soit à l'élément d'assemblage (3). 11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on dépose la couche d'amortissement (9A, 9B) sur la face de pénétration (20A, 20B) de la pièce (2), par une technique de déposition de couche, notamment 30 par pulvérisation cathodique ou par un autre traitement de dépôt. 12. Système de découpe en tranches d'une pièce en matériau semi-conducteur ou en céramique à l'aide d'un fil de découpe (1) et de particules abrasives, comportant un dispositif (12A-12C) d'entraînement du fil en translation dans 3046737 23 au moins un sens (F2), le fil (1) pénétrant dans la pièce à découper (2) par au moins une face de pénétration (20A, 20B) de ladite pièce (2) lors de son déplacement, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une couche d'amortissement (9A, 9B) disposée en regard de ladite face de pénétration 5 (20A, 20B) de la pièce à découper (2) de telle sorte que, avant de pénétrer dans la pièce (2), le fil (1) traverse la couche d'amortissement (9A, 9B). 13. Système selon la revendication 12, caractérisé en ce que le dispositif (12A-12C) d'entraînement du fil (1) est agencé pour entraîner ledit fil en translation 10 dans un mouvement alternatif d'aller-retour lors duquel le fil (1) pénètre dans la pièce à découper alternativement par deux faces de pénétration opposées, et en ce qu'il comprend deux couches d'amortissement (9A, 9B) en regard des deux faces de pénétration (20A, 20B) respectivement. 15 14. Système selon l'une de revendications 12 ou 13, caractérisé en ce que la couche d'amortissement (9A, 9B) recouvre la face de pénétration (20A, 20B). 15. Système selon la revendication 12 ou 13, caractérisé en ce que la couche d'amortissement (9A, 9B) est écartée de la face de pénétration (20A, 20B) 20 d'une distance inférieure ou égale à 2 cm, avantageusement inférieure ou égale 1 cm, et préférentiellement inférieure ou égale à 0,5 cm. 16. Système selon l'une des revendications 12 à 15, caractérisé en ce que la couche d'amortissement (9A, 9B) a une épaisseur supérieure à trois fois le 25 diamètre moyen des particules abrasives, avantageusement supérieure à cinq fois le diamètre moyen des particules abrasives, avantageusement encore une épaisseur inférieure à 2 cm, avantageusement inférieure à 1 cm, et préférentiellement inférieure à 0,5 cm. 30 17. Système selon l'une des revendications 12 à 16, caractérisé en ce que la couche d'amortissement (9A, 9B) est réalisée en l'un au moins des matériaux du groupe comprenant des polymères ayant une dureté supérieure à 90 MPa et un module d'élasticité supérieur à 2 GPa, notamment 3046737 24 des résines époxydes durcies et du PMMA, des matériaux semi-conducteurs, des céramiques ayant une dureté inférieure à 8 sur l'échelle de Mohs, notamment une silice. 5 18. Système selon l'une des revendications 12 à 17, caractérisé en ce que la couche d'amortissement (9A, 9B) est une plaque plane ou dont la forme est adaptée pour épouser celle de la face de pénétration (20A, 20B). 19. Système selon l'une des revendications 12 à 18, caractérisé en ce que la 10 couche d'amortissement (9A, 9B) est fixée à la face de pénétration (20A, 20B) de la pièce (2), avantageusement par collage au moyen d'une couche de colle (11A, 11B) ayant avantageusement encore une épaisseur inférieure ou égale à 20 pm. 15 20. Système selon l'une des revendications 12 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend une table de découpe (4) et un élément d'assemblage (3), la pièce à découper (2) étant solidarisée à la table de découpe (4) par l'intermédiaire de l'élément d'assemblage, et en ce que la couche d'amortissement est fixée soit à la table de découpe, soit à l'élément d'assemblage. 20 21. Système selon l'une des revendications 12 à 20, caractérisé en ce qu'on dépose la couche d'amortissement sur la face de pénétration de la pièce, par une technique de déposition de couche, notamment par pulvérisation cathodique ou par un autre traitement de dépôt sous vide. 25 22. Système selon l'une des revendications 12 à 21, caractérisé en ce qu'il comprend, en cours de découpe d'une pièce, une première entité cinématique comportant une table de découpe solidaire de la pièce à découper par l'intermédiaire d'un élément d'assemblage, et une deuxième 30 entité cinématique comportant le fil de coupe, et un dispositif d'entraînement destiné à entraîner en translation relative les deux entités cinématiques l'une par rapport à l'autre.