DE102010049472A1 - Wire saw for cutting e.g. single crystal ingots of raw silicon for producing silicon wafer utilized for manufacturing computer chip in semiconductor industry, has stripping bars attached to wire field over breadth of field cutting surface - Google Patents

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Abstract

The wire saw (1) has stripping bars (5a, 5b) attached to a cutting unit engaged wire field (2) over a breadth of a cutting surface of the wire field transverse to a wire direction in a contact-conclusive manner, where the stripping bars project through the wire field. The stripping bars are made of plastic e.g. duroplastic, fiber reinforced plastic, mineral reinforced plastic and cotton fabric reinforced plastic hard tissue, and a draining surface and/or a collecting container (7) are attached to the stripping bars below the wire field.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Drahtsäge mit schneidmittelbesetztem Drahtfeld, bei der wenigstens eine Abziehleiste kontaktschlüssig am Drahtfeld wenigstens über die Breite der Schnittfläche im Wesentlichen quer zur Drahtrichtung anliegt. Zudem ist die Erfindung auf entsprechende Schneideerfahren und Verwendungen mit dieser Drahtsäge gerichtet.The present invention relates to a wire saw with cutting-wire-occupied wire field, in which at least one Abziehleiste abuts the wire array at least over the width of the cut surface substantially transversely to the wire direction in a contact-tight manner. In addition, the invention is directed to appropriate cutting techniques and uses with this wire saw.

Die Halbleiter- und Photovoltaikindustrie verwendet für die Herstellung von Computerchips und Photovoltaikanlagen kristallines Silizium. Das vom Hersteller als Einkristall(Ingot) oder Polykristallblock (Brick) mit Gewichten von bis zu mehreren hundert Kilogramm bereitgestellte Rohsilizium durchläuft eine Reihe von Schneidverfahren, die die Rohkristalle in einen Quader überführen, der dann in dünne bis hauchdünne Scheiben (Wafer) geschnitten wird, die gereinigt, nachbehandelt und dann für den jeweiligen Einsatz endverarbeitet werden.The semiconductor and photovoltaic industries use crystalline silicon for the manufacture of computer chips and photovoltaic systems. The raw silicon supplied by the manufacturer as a single crystal (ingot) or polycrystal block (brick) with weights of up to several hundred kilograms undergoes a series of cutting processes which convert the crude crystals into a cuboid, which is then cut into thin to wafer-thin slices (wafers). which are cleaned, post-treated and then finally processed for the respective application.

Nach dem Zuschneiden der Ingots oder Bricks mittels so genannter Innenloch-, Aussen-, Band-, Draht- und Trennsägen in Quader und Oberflächenbehandlung werden diese dann üblicherweise mit Drahtsägen ( DS265 , DS264 und DS271 ) in oft tausende dünne bis hauchdünne Scheiben getrennt.After cutting the ingots or bricks by means of so-called inner hole, outer, band, wire and dicing saws in cuboid and surface treatment, these are then usually cut with wire saws ( DS265 . DS264 and DS271 ) often in thousands of thin to very thin slices separated.

Eine Drahtsäge besteht typischer Weise aus zwei Drahtführungsrollen mit hochpräzisen und feinen Rillen, die einen dünnen Stahl- oder schneidmittebesetzten Stahldraht führen. Durch die Drahtspannung zwischen den Führungsrollen entsteht ein Drahtfeld, dass sich durch schnelles Drehen der Führungsrollen in eine oder alternierende Richtungen bewegt und so die Ingots und Bricks mittels gebundenem Schneidmittel oder mitgeführter Läppsuspension (auch Zerspanungssuspension genannt) in hauchdünne Scheiben schneidet. Bei Drahtsägen unterscheidet man Slurry-Drahtsägen mit Draht und Trennflüssigkeit (z. B. DS 261 , 264 , 265 und 266 der Meyer Burger AG, Thun, Schweiz), die meist aus dem Schneidmittel Siliziumcarbid oder Diamantpulver und viskosen, wässrigen oder organischen Trägerflüssigkeiten wie Glykol bestehen, sowie Drahtsägen mit schneidmittelbesetztem Draht, meist ein diamantbesetzter Draht (z. B. DS 265 und DS 264 in der Ausstattung mit Diamantdraht, CR 200 der Meyer Burger AG, Thun, Schweiz). Beim Slurry-Drahtsägen erfolgt die Trennung durch die läppende (zerspanende) Wirkung der in der Suspension von dem Draht mitgeführten Schneidmittel und beim Drahtsägen durch die fest mit dem Draht verbundenen Schneidmittel.A wire saw typically consists of two wire guide rollers with high-precision and fine grooves that guide a thin steel or center-cut steel wire. The wire tension between the guide rollers creates a wire field that moves in one or alternating directions by rapidly rotating the guide rollers and thus cuts the ingots and bricks into wafer-thin slices by means of a bonded cutting means or guided lapping suspension (also called a cutting suspension). In wire saws, a distinction is made between slurry wire saws with wire and separating liquid (eg. DS 261 . 264 . 265 and 266 Meyer Burger AG, Thun, Switzerland), which usually consist of the cutting agent silicon carbide or diamond powder and viscous, aqueous or organic carrier liquids such as glycol, as well as wire saws with wire cut with a cutting agent, usually a diamond-studded wire (eg. DS 265 and DS 264 equipped with diamond wire, CR 200 from Meyer Burger AG, Thun, Switzerland). In slurry wire sawing, separation is effected by the lapping (chipping) action of the cutting means entrained in the suspension by the wire and wire sawing by the cutting means fixedly connected to the wire.

Da Silizium ein extrem hartes und sprödes Metall ist und zudem in der Herstellung sehr teuer ist, ist der Verlust beim Sägen durch Kerbschneidgut und Ausschuss unbedingt zu minimieren. Um konstante Sägeleistungen zu erzielen und die mit dem Silizium in Kontakt stehenden Schneidmittel wie Drähte, Bänder und Scheiben nicht zu überhitzen, kommt bei allen Schneidverfahren eine Kühlflüssigkeit zum Einsatz. Diese übernimmt je nach Sägetyp neben der Kühlleistung auch noch weitere Aufgaben wie den Transport des Schneidmitteis, z. B. Diamant- oder Siliziumcarbidpulver, bei auf Slurries basierenden Drahtsägen, dient als Schmier- oder Gleitmittel und/oder Reinigungsmittel zur Aufnahme und Abtransport von Schneidgut. Die Zusammensetzungen dieser Flüssigkeiten variieren je nach Aufgabe und Bedarf von dünnflüssig bis hochviskos oder auch thixotrop, wässrig, organisch oder gemischt, und enthalten oft übliche Additive wie Schmier- oder Gleitmittel, Korrosionsschutzmittel, Stabilisatoren, Konservierungsmittel, sog. EP-Zusätze (extreme pressure additives), Viskositäts- oder Thixotropie-vermittelnde Substanzen, Emulgatoren, Lösungsvermittler, etc.Since silicon is an extremely hard and brittle metal and is also very expensive to manufacture, it is essential to minimize the loss of sawing by notching and rejects. In order to achieve consistent sawing performance and not overheat the cutting means such as wires, tapes and disks in contact with the silicon, a cooling fluid is used in all cutting processes. This takes depending on the type of saw in addition to the cooling performance and other tasks such as the transport of Schneidmitteis, z. As diamond or Siliziumcarbidpulver, in slurries based wire saws, serves as a lubricant or lubricant and / or cleaning agent for receiving and transporting cutting material. The compositions of these liquids vary depending on the task and need from thin to highly viscous or thixotropic, aqueous, organic or mixed, and often contain conventional additives such as lubricants or anti-caking agents, stabilizers, preservatives, so-called EP additives (extreme pressure additives ), Viscosity or thixotropy-promoting substances, emulsifiers, solubilizers, etc.

Die Oberflächenbeschaffenheit der mittels Drahtsägen in dünne Scheiben geschnittenen Wafer ist entscheidend für die Qualität der daraus herstellbaren Produkte für die Halbleiter- und Photovoltaikindustrie. Eine Nachbearbeitung von Oberflächenunregelmässigkeiten ist kostenintensiv und wegen der geringen Schichtdicke und Sprödigkeit der Wafer nur beschränkt möglich.The surface finish of thin-sliced wafers using wire saws is critical to the quality of the resulting products for the semiconductor and photovoltaic industries. A post-processing of surface irregularities is costly and because of the small layer thickness and brittleness of the wafer only limited possible.

Insbesondere bei Drahtsägen mit Feldern aus schneidmittelbesetztem Draht führt die aus den parallelen Schneidkerben geförderte und mittels der Kühlflüssigkeit an den Drähten haftende Schneidspäne zum zeitweiligen und unregelmässigen Versatz einzelner oder weniger Drähte und somit zu Unregelmässigkeiten der Schnittoberfläche, wenn die Schneidspäne in die Rillen der Drahtführungsrollen gelangt. Häufig kommt es auch zu Drahtrissen und die Drahtsäge muss zum Schutz der Drahtführungsrollen angehalten werden. Das teure Schnittgut ist dann häufig teilweise oder ganz unbrauchbar. Üblicherweise wird daher das Drahtband mit der Kühlflüssigkeit berieselt, um die Flüssigkeit aufzutragen und Schneidspanreste vom Draht vor dem Erreichen der Drahtführungsrollen abzuwaschen. Dennoch kommt es bei diesen Berieselungsverfahren immer noch häufig zu Drahtauslenkungen und Drahtrissen.In particular, in wire saws having fields of cutting wire-occupied wire, the cutting chips fed from the parallel cutting grooves and adhering to the wires by means of the cooling liquid cause temporary and irregular displacement of individual wires or wires and thus irregularities in the cutting surface as the cutting chips enter the grooves of the wire guide rollers. Often there are also wire breaks and the wire saw must be stopped to protect the wire guide rollers. The expensive clippings are then often partially or completely useless. Typically, therefore, the wire belt is sprayed with the cooling liquid to apply the liquid and wash away chips from the wire before reaching the wire guide rollers. However, these sprinklers still often cause wire deflections and wire breaks.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue und vorteilhafte Vorrichtungen und Verfahren für Drahtsägen mit schneidmittelbesetztem Drahtfeld zur Verfügung zu stellen, insbesondere solche Vorrichtungen und Verfahren, die durch Schneidspäne verursachte Drahtrisse und Drahtauslenkungen und damit verbundene Oberflächenunregelmässigkeiten im Produkt verringern oder sogar ganz vermeiden. Insbesondere sollen diese Verfahren zu weniger Ausschuss durch Drahtrisse und verbesserten Produkten, insbesondere Siliziumwafern führen, deren Oberflächen vorteilhaft zur Verwendung in Halbleiterprodukten wie Computerchips und Photovoltaikanlagen geeignet sind.It is therefore the object of the present invention to provide new and advantageous apparatus and methods for wire-cut wire saws, in particular those apparatus and methods which reduce or even eliminate the wire tears and wire deflections and associated surface irregularities in the product caused by cuttings. In particular, these methods are to lead to less waste by wire tears and improved products, in particular silicon wafers whose surfaces are beneficial to Use in semiconductor products such as computer chips and photovoltaic systems are suitable.

Diese Aufgabe wird in einem ersten Aspekt durch die Bereitstellung einer Drahtsäge mit schneidmittelbesetztem Drahtfeld gelöst, bei der wenigstens eine Abziehleiste kontaktschlüssig am Drahtfeld wenigstens über die Breite der Schnittfläche des Drahtfeldes anliegt.This object is achieved in a first aspect by the provision of a wire saw with cut wire-occupied wire, in which at least one Abziehleiste contact-fitted on the wire field at least over the width of the cut surface of the wire field.

Es wurde unerwartet festgestellt, dass das kontaktschlüssige Anlegen einer Abziehleiste an die Drahtfeldoberfläche zu einer deutlichen Verringerung der Häufigkeit von Drahtrissen sowie zu einer Verbesserung der Oberflächenbeschaffenheit der so hergestellten Wafer führt. Die Häufigkeit von Drahtrissen kann bei erfindungsgemässer Verwendung einer Abziehleiste in Drahtsägen mit Drahtfeld um bis zu 90% und mehr abnehmen. Dies ist wohl auf den geringen Anteil von Schneidgut in den Rillen der Führungsrollen zurückzuführen.It has unexpectedly been found that the contact closure of a wiper strip to the wire-field surface leads to a significant reduction in the frequency of wire breaks and to an improvement in the surface finish of the wafers thus produced. The frequency of wire tears may decrease by up to 90% and more when using a wiper strip in wirewound wire saws according to the invention. This is probably due to the small proportion of material to be cut in the grooves of the guide rollers.

Wenn das schneidmittelbesetzte Drahtfeld durch die wenigstens eine Abziehleiste wenigstens oberflächlich schneidet, was je nach Material, Anpressdruck und Schneidmittel schwer zu vermeiden ist, entsteht ein Kamm, der nicht nur die Rillenabstände der Drahtrollen und damit des Schneidgutes abbildet, sondern das Drahtfeld stabilisieren und Schneidgut von der zum Drahtfeld gegenüber liegenden Seite abziehen kann. Eine solche vom Drahtfeld ausgeformte kammartige Abziehleiste ist besonders vorteilhaft zur Vermeidung von Oberflächenunregelmässigkeiten an der Schnittfläche des Schneidgutes. Daher betrifft die vorliegende Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform eine erfindungsgemässe Drahtsäge, bei der die wenigstens eine Abziehleiste kammartig durch das Drahtfeld hindurchragt.If the cutting agent-occupied wire panel cuts at least superficially through the at least one peel strip, which is difficult to avoid depending on the material, contact pressure and cutting means, a comb is formed which not only images the groove pitches of the wire rolls and thus of the cut material, but stabilizes the wire field and cutting material of can deduct the opposite side to the wire field. Such a wire-shaped comb-like removal strip is particularly advantageous for avoiding surface irregularities on the cut surface of the material to be cut. Therefore, in a preferred embodiment, the present invention relates to a wire saw according to the invention, in which the at least one pull-off strip protrudes in a comb-like manner through the wire field.

In einer anderen mehr bevorzugten Ausführungsform liegt die wenigstens eine Abziehleiste lediglich am Drahtfeld an und ragt nicht hindurch.In another more preferred embodiment, the at least one peel strip only abuts the wire panel and does not protrude therethrough.

Vorzugsweise ist die wenigstens eine Abziehleiste dämpfend aufgehängt und fängt Schwingungen des Drahtfeldes auf.Preferably, the at least one scraper is suspended damping and absorbs vibrations of the wire field.

Des Weiteren ist bevorzugt, dass die wenigstens eine Abziehleiste variabel aufgehängt ist und der Lage des Drahtfeldes während des Schneidens vorzugsweise kontinuierlich nachgeführt wird, so dass die Leiste nicht den Kontakt zum Drahtfeld verliert oder davon durchschnitten wird.Furthermore, it is preferred that the at least one removal strip is variably suspended and the position of the wire field is preferably continuously tracked during the cutting, so that the strip does not lose contact with the wire field or is cut through by it.

Als Material für die Abziehleiste kommen vorzugsweise solche Materialien zum Einsatz, die trotz des Reibungskontakts mit dem Drahtfeld und der damit verbundenen Kontakt- und Wärmebelastung formstabil bleiben und wärmebeständig sind. Des Weiteren ist es bevorzugt, dass das Material leichter als das Schneidgut vom Drahtfeld durchtrennbar ist. Auch sollte vorzugsweise das Material nicht vom Drahtfeld mitgerissen werden und in die Rillen der Drahtführungsrollen gelangen. Das Material sollte das Drahtfeld nicht verstopfen bzw. zusetzen. Am meisten bevorzugt sind solche Materialien, die möglichst wenig Abrieb im Kontakt mit dem Drahtfeld haben und deren Abriebpartikel möglichst klein und gleichmässig sind. Am besten „zerstäuben” die Abriebpartikel und sind erheblich kleiner als die Schneidspäne.The materials used for the peel strip are preferably those materials used that remain dimensionally stable despite the frictional contact with the wire field and the associated contact and heat load and are heat resistant. Furthermore, it is preferred that the material is easier to cut through the wire field than the material to be cut. Also, preferably, the material should not be entrained by the wire field and get into the grooves of the wire guide rollers. The material should not clog the wire field. Most preferred are those materials which have as little as possible abrasion in contact with the wire field and whose wear particles are as small and uniform as possible. The particles are best "sputtered" and considerably smaller than the cutting chips.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform besteht die wenigstens eine Abziehleiste daher aus einem im Sägebetrieb wärme- und formstabilen und vom Drahtfeld vorzugsweise leichter als das Schneidgut durchtrennbaren Material, dessen Abrieb vorzugsweise eine Teilchengrösse aufweist, die kleiner als die der Schneidspäne des Schneidgutes ist.In a further preferred embodiment, the at least one peel strip therefore consists of a heat-resistant and dimensionally stable in the sawing and preferably lighter than the cut material from the wire field material whose abrasion preferably has a particle size which is smaller than that of the cutting chips of the material to be cut.

Besonders bevorzugt besteht das Material für die Abziehleiste aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem Duroplastkunststoff, einem faserverstärkten Kunststoff, einem mineralverstärktem Kunststoff oder einem baumwollverstärkten Kunststoffhartgewebe (Baumwollhartgewebe).Particularly preferably, the material for the Abziehleiste of a plastic, preferably a thermoset plastic, a fiber-reinforced plastic, a mineral-reinforced plastic or a cotton-reinforced plastic hard tissue (cotton hard tissue).

Die Abziehleiste(n) kann(können) auf und/oder unter dem Drahtfeld angeordnet sein. Bei der bevorzugten kammartigen Ausführungsform, die durch das Drahtfeld hindurchragt, ist die Abziehleiste zwar einer Seite zugeordnet, wirkt aber beidseitig. Vorzugsweise ist die wenigstens eine Abziehleiste unter dem Drahtfeld angeordnet, so dass an ihr die abgezogene Schneidspäne und Kühlflüssigkeit ablaufen können. In diesem Fall ist der wenigstens einen Abziehleiste vorzugsweise unter dem Drahtfeld eine Ablauffläche zugeordnet, die Schneidspäne und Kühlflüssigkeit nach unten abführt, der vorzugsweise ein Sammelbehälter zugeordnet ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist daher der wenigstens einen Abziehleiste unter dem Drahtfeld eine Ablauffläche und/oder ein Sammelbehälter zugeordnet.The peel strip (s) may be located on and / or under the wire panel. In the preferred comb-like embodiment, which protrudes through the wire field, the Abziehleiste is indeed assigned to one side, but acts on both sides. Preferably, the at least one peel strip is arranged under the wire field, so that it can run off the withdrawn cutting chips and coolant on it. In this case, the at least one removal strip is preferably associated below the wire field with a drainage surface which discharges cutting chips and cooling liquid downwards, which is preferably associated with a collection container. In a preferred embodiment, therefore, the at least one stripping bar below the wire field is associated with a drainage surface and / or a collecting container.

Vorzugsweise ist die wenigstens eine Abziehleiste wenigstens auf der vom Schneidgut abführenden Seite angeordnet, da dort die neue Schneidspäne anfällt. Jedoch kann auch eine, z. B. zusätzliche Abziehleiste auf der dem Schneidgut zugewandten Seite vorteilhaft sein, um Reste von Schneidgut zu beseitigen oder im Falle von alternierenden Laufrichtungen des Drahtfeldes.Preferably, the at least one peel strip is arranged at least on the side which leads away from the item to be cut, since there the new cutting chips are obtained. However, one, z. B. additional peel strip on the cutting material side facing be advantageous to eliminate residues of cutting material or in the case of alternating directions of the wire field.

Die Position der Längsachse der wenigstens einen Abziehleiste relativ zum Schneidgut liegt zwischen der jeweiligen Führungsrolle und dem Schneidgut, wobei eine Position bevorzugt ist, die ausserhalb des Drahtfeldes im Bereich (Durchmesser) der Führungsrollen liegt, so dass abgeführtes Schneidgut nicht auf die Führungsrollen fällt.The position of the longitudinal axis of the at least one peel strip relative to the item to be cut lies between the respective guide roller and the item to be cut, a position being outside the wire field in the area (diameter) of the guide rollers being preferred, so that removed product does not fall onto the guide rollers.

Der Anpressdruck der wenigstens einen Abziehleiste an das Drahtfeld sollte ausreichend sein, um einen dauerhaften Kontakt der Leiste zum Drahtfeld wenigstens über die Breite der Schnittfläche des Drahtfeldes zu gewährleisten. Der Anpressdruck stellt die abstreifende Wirkung sicher und sollte vermeiden, dass Schneidgut auf dem Drahtfeld die Abziehleiste versetzt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Anpressdruck der wenigstens einen Abziehleiste variabel einstellbar. So kann die optimale abstreifende Wirkung über den gesamten Schneidvorgang sichergestellt werden. Zudem kann so der Abrieb bzw. die Ausbildung und Dimensionierung eines Kamms an der Kontaktfläche von Abziehleiste und Drahtfeld gesteuert werden. The contact pressure of the at least one peel strip to the wire field should be sufficient to ensure a permanent contact of the bar to the wire field at least over the width of the cut surface of the wire field. The contact pressure ensures the stripping effect and should avoid cutting material on the wire field displacing the peel strip. In an advantageous embodiment, the contact pressure of the at least one removal strip is variably adjustable. Thus, the optimal stripping effect over the entire cutting process can be ensured. In addition, the abrasion or the formation and dimensioning of a comb can be controlled at the contact surface of the peel strip and wire field.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird im Schneidbetrieb das Drahtfeld an und vorzugsweise durch die Oberkante der Abziehleiste (zur Kammbildung) durch den Druck des Schneidgutes auf das Drahtfeld gepresst. Auf diese Weise wird der Anpressdruck durch das Schneidgut gesteuert.In a particularly preferred embodiment, in the cutting operation, the wire field is pressed against and preferably through the upper edge of the peel strip (for comb formation) by the pressure of the material to be cut onto the wire field. In this way, the contact pressure is controlled by the material to be cut.

Für die erfindungsgemässen Drahtsägen mit schneidmittelbesetztem Drahtfeld kommen als am Draht fixierte Schneidmittel vorzugsweise solche zum Einsatz, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Siliziumcarbid, Diamant und Bohrcarbid, vorzugsweise Siliziumcarbid und Diamant, am meisten bevorzugt Diamant. Für Drahtsägen mit „Slurry-Läpp”-Suspensionen sind Abziehleisten im Sinne der Erfindung weniger geeignet, das diese ansonsten das Schneidmittel von Draht entfernen würden.For the wire saws according to the invention having a wire-cut wire array, the cutting means fixed to the wire are preferably those selected from the group consisting of silicon carbide, diamond and boron carbide, preferably silicon carbide and diamond, most preferably diamond. For wire saws with "slurry-lapping" suspensions, wiper strips are less suitable in the sense of the invention, since they would otherwise remove the cutting means from wire.

Der Begriff „Abziehleiste” im Sinne der Erfindung ist rein funktionell zu verstehen und beschränkt deren Form nur insoweit, dass die Funktion gewährleistet sein muss. Die Funktion ist der Kontaktschluss zum Drahtfeld wenigstens über die Breite der Schnittfläche des Drahtfeldes am Schneidgut, um Schneidgut ggf. zusammen mit Flüssigkeit vom Drahtfeld abzustreifen. Üblicherweise liegt die Abziehleiste im Wesentlichen quer zur Drahtrichtung und parallel zur Achse der Führungsrollen. Die Leiste kann aber auch schräg im Winkel zum Schneidgut und/oder zur Achse der Führungsrollen liegen, solange der Kontaktschluss zum Drahtfeld wenigstens über die Breite der Schnittfläche des Drahtfeldes am Schneidgut gesichert ist. Durch eine Schrägstellung zum Drahtfeld oder auch Keilform der Leiste kann das Schneidgut und die Flüssigkeit zu einer Seite des Drahtfeldes abgeführt werden, d. h. das Schneidgut, das zuerst mit der Abziehleiste in Kontakt kommt, wird schräg entlang des Abziehers geführt und läuft so vermehrt an dem Teil der Leiste ab, der weiter vom Schneidgut entfernt ist. Typischerweise wird die Leiste ein längliches Rechteck sein, das entlang einer der beiden Seitenflächen kontaktschlüssig am Drahtfeld anliegt. Es ist aber auch jede andere Form als Abziehleiste geeignet, die kontaktschlüssig an das Drahtfeld angelegt werden kann.The term "peel strip" within the meaning of the invention is to be understood purely functional and limits its shape only to the extent that the function must be guaranteed. The function is the contact closure to the wire field at least over the width of the cut surface of the wire field on the material to be cut to strip material to be cut together with liquid from the wire field, if necessary. Usually, the peel strip is substantially transverse to the wire direction and parallel to the axis of the guide rollers. However, the strip can also be inclined at an angle to the material to be cut and / or to the axis of the guide rollers, as long as the contact closure to the wire field is secured to the material to be cut at least over the width of the cut surface of the wire field. By an inclination to the wire field or wedge shape of the bar, the cut material and the liquid can be discharged to one side of the wire field, d. H. the material to be cut, which first comes into contact with the peeling strip, is guided obliquely along the stripper and thus increasingly runs on the part of the strip which is further away from the material to be cut. Typically, the strip will be an elongated rectangle that fits snugly against the wire field along one of the two side surfaces. But it is also any other form suitable as a peel strip, which can be applied to the wire contact contact.

Der Begriff „Breite der Schnittfläche” bezeichnet die Breite des Drahtfeldes, die durch das Schneidgut geführt wird.The term "width of the cut surface" refers to the width of the wire field, which is guided by the cut material.

In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schneiden von harten, vorzugsweise spröden Feststoffen, vorzugsweise Metallen und Halbmetallen, vorzugsweise mono- und polykristallinen Siliziumkristallen, Keramiken, Saphir und Germanium, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Feststoff durch das Drahtfeld einer erfindungsgemässen Drahtsäge durchgeführt, d. h. bzw. geschnitten wird.In a further aspect, the invention relates to a method for cutting hard, preferably brittle solids, preferably metals and semi-metals, preferably monocrystalline and polycrystalline silicon crystals, ceramics, sapphire and germanium, which is characterized in that the solid through the wire field of a wire saw according to the invention performed, d. H. or cut.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung einer erfindungsgemässen Drahtsäge zum Schneiden von harten, vorzugsweise spröden Feststoffen, vorzugsweise Metallen und Halbmetallen, vorzugsweise mono- und polykristallinen Siliziumkristallen, Keramiken, Saphir und Germanium, insbesondere mono- oder polykristallinem Silizium zur Herstellung von Siliziumwafern.A third aspect of the invention relates to the use of a wire saw according to the invention for cutting hard, preferably brittle solids, preferably metals and semi-metals, preferably monocrystalline and polycrystalline silicon crystals, ceramics, sapphire and germanium, in particular monocrystalline or polycrystalline silicon for the production of silicon wafers.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von nicht beschränkend auszulegenden Figuren erläutert.In the following the invention will be explained with reference to non-limiting figures to be interpreted.

Figurencharacters

1 zeigt schematisch eine Drahtsäge (1) mit schneidmittelbesetztem Drahtfeld (2), das zwei Führungsrollen (3a, 3b) umläuft, bei der das quaderförmige Schneidgut (4) von oben durch das Drahtfeld (2) geführt wird. Es sind zwei Abziehleisten (5a, 5b) beidseitig vom Schneidgut (4) mit Längsachse quer zur Schneidrichtung (8) und parallel zu den Führungsrollen (3a, 3b) von unten kontaktschlüssig am Drahtfeld (2) angelegt, die kammartig vom Drahtfeld (2) an der Kontaktfläche zum Drahtfeld (2) zerschnitten sind und die Schneidflüssigkeit mit Schneidspäne vom Drahtfeld (2) abstreifen bzw. „abkämmen”. Den Abziehleisten sind Ablaufflächen (6) und ein gemeinsamer Sammelbehälter (7) zugeordnet. 1 schematically shows a wire saw ( 1 ) with cutting wire-occupied wire field ( 2 ), the two guide rollers ( 3a . 3b ) rotates, in which the cuboid cutting material ( 4 ) from above through the wire field ( 2 ) to be led. There are two peel strips ( 5a . 5b ) on both sides of the material to be cut ( 4 ) with longitudinal axis transverse to the cutting direction ( 8th ) and parallel to the guide rollers ( 3a . 3b ) from below contact-connected to the wire field ( 2 ), which are comb-like from the wire field ( 2 ) at the contact surface to the wire field ( 2 ) are cut and the cutting fluid with cutting chips from the wire field ( 2 ) or "comb off". The Abziehleisten are drainage surfaces ( 6 ) and a common collection container ( 7 ).

Die 2a & 2b zeigen Grossaufnahmen von geschnittenen Siliziumbricks, die mit einer Drahtsäge vom Typ DS 265 / DS 264 geschnitten wurden. Die restlichen Figuren beziehen sich auf dieselbe Drahtsäge.The 2a & 2 B show close-up shots of cut silicon bricks made with a wire saw type DS 265 / DS 264 were cut. The remaining figures refer to the same wire saw.

2a ist eine Photografie des Schnittergebnisses ohne Abziehleiste nach dem Abbruch des Schnittes zum Schutz der Drahtführungsrolle. Es kommt zu sichtbarem Verlaufen der Drähte durch Verschmutzung der Drahtführungsrollen und Splitter auf der Drahtführungsrolle. 2a is a photograph of the cutting result without a peel strip after breaking the cut to protect the wire guide roll. It comes to visible bleeding of the wires by contamination of the wire guide rollers and splitter on the wire guide roller.

2b ist eine Photografie des Schnittergebnisses mit einer unter dem Drahtfeld angebrachten erfindungsgemässen Abziehleiste aus mineralverstärktem Kunststoff, die quer zur Drahtrichtung verläuft. Hier führt der Schnitt zu gleichmässig dicken Wafern. 2 B is a photograph of the cutting result with an under the wire field attached inventive stripper made of mineral-reinforced plastic, which runs transversely to the wire direction. Here, the cut leads to uniformly thick wafers.

2c ist eine Photografie des Bereichs unter dem Drahtfeld (2) vor der Aufnahme durch die Drahtführungsrolle (3) mit davor gelagertem Ableitblech (6) für Kühlschmiermittel in einer Ausführungsform ohne Abziehleiste. 2c is a photograph of the area under the wire field ( 2 ) before being picked up by the wire guide roller ( 3 ) with previously mounted deflector ( 6 ) for cooling lubricant in one embodiment without peel strip.

2d ist eine Photografie des Bereichs unter dem Drahtfeld (2) vor der Aufnahme durch die Drahtführungsrolle (3) mit davor gelagertem Ableitblech (6) für Kühlschmiermittel in einer Ausführungsform mit erfindungsgemässer Abziehleiste aus mineralverstärktem Kunststoff. 2d is a photograph of the area under the wire field ( 2 ) before being picked up by the wire guide roller ( 3 ) with previously mounted deflector ( 6 ) for cooling lubricant in one embodiment with inventive extraction strip made of mineral-reinforced plastic.

2e ist eine Photografie einer erfindungsgemäss eingesetzten Abziehleiste aus mineralverstärktem Kunststoff nach dem Schneiden eines Siliziumbricks mit Siliziumsplitter (9) mittig auf der Oberfläche und durch das Drahtfeld parallel aufgerauter Oberfläche. 2e is a photograph of an inventively used Abziehleiste made of mineral-reinforced plastic after cutting a Siliziumbricks with silicon chips ( 9 ) centered on the surface and through the wire field parallel roughened surface.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • DS265 [0003] DS265 [0003]
  • DS264 [0003] DS264 [0003]
  • DS271 [0003] DS271 [0003]
  • DS 261 [0004] DS 261 [0004]
  • 264 [0004] 264 [0004]
  • 265 [0004] 265 [0004]
  • 266 [0004] 266 [0004]
  • DS 265 [0004] DS 265 [0004]
  • DS 264 [0004] DS 264 [0004]
  • DS 265 [0030] DS 265 [0030]
  • DS 264 [0030] DS 264 [0030]

Claims (10)

Drahtsäge (1) mit schneidmittelbesetztem Drahtfeld (2), dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Abziehleiste (5) kontaktschlüssig am Drahtfeld (2) wenigstens über die Breite der Schnittfläche des Drahtfeldes anliegt.Wire saw ( 1 ) with cutting wire-occupied wire field ( 2 ), characterized in that at least one peel strip ( 5 ) contact-connected on the wire field ( 2 ) abuts at least over the width of the cut surface of the wire field. Drahtsäge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abziehleiste (5) kammartig durch das Drahtfeld (2) hindurchragt.Wire saw according to claim 1, characterized in that the at least one peel strip ( 5 ) like a comb through the wire field ( 2 ) protrudes. Drahtsäge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abziehleiste (5) am Drahtfeld (2) anliegt, nicht aber hindurchragt.Wire saw according to claim 1, characterized in that the at least one peel strip ( 5 ) on the wire field ( 2 ) but not protruding. Drahtsäge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abziehleiste (5) dämpfend aufgehängt ist und Schwingungen des Drahtfeldes (2) auffängt.Wire saw according to one of claims 1 to 3, characterized in that the at least one peel strip ( 5 ) is suspended damping and vibrations of the wire field ( 2 ) fields. Drahtsäge nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abziehleiste (5) variabel aufgehängt ist und der Lage des Drahtfeldes (2) während des Schneidens vorzugsweise kontinuierlich nachgeführt wird, so dass die Leiste nicht den Kontakt zum Drahtfeld (2) verliert oder davon durchschnitten wird.Wire saw according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one peel strip ( 5 ) is variably suspended and the position of the wire field ( 2 ) is preferably continuously tracked during the cutting, so that the bar does not make contact with the wire field ( 2 ) is lost or cut through. Drahtsäge nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abziehleiste (5) aus einem im Sägebetrieb formstabilen und vom Drahtfeld (2) vorzugsweise leichter als das Schneidgut (4) durchtrennbaren Material besteht, dessen Abrieb vorzugsweise eine Teilchengrösse aufweist, die kleiner als die der Schneidspäne des Schneidgutes (4) ist.Wire saw according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one peel strip ( 5 ) from a dimensionally stable in sawing and the wire field ( 2 ) preferably lighter than the cutting material ( 4 ) has separable material whose abrasion preferably has a particle size smaller than that of the cutting chips of the material to be cut ( 4 ). Drahtsäge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abziehleiste (5) aus einem Kunststoff, vorzugsweise einem Duroplastkunststoff, einem faserverstärkten Kunststoff, einem mineralverstärktem Kunststoff oder einem baumwollverstärkten Kunststoffhartgewebe besteht.Wire saw according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one peel strip ( 5 ) consists of a plastic, preferably a thermoset plastic, a fiber-reinforced plastic, a mineral-reinforced plastic or a cotton-reinforced plastic hard tissue. Drahtsäge nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Abziehleiste (5) unter dem Drahtfeld (2) angeordnet ist.Wire saw according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least one peel strip ( 5 ) under the wire field ( 2 ) is arranged. Drahtsäge nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Abziehleiste (5) unter dem Drahtfeld (2) eine Ablauffläche (6) zugeordnet ist.Wire saw according to claim 8, characterized in that the at least one peel strip ( 5 ) under the wire field ( 2 ) a drainage surface ( 6 ) assigned. Drahtsäge nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens einen Abziehleiste unter dem Drahtfeld eine Ablauffläche (6) und/oder ein Sammelbehälter (7) zugeordnet ist.Wire saw according to claim 5 or 6, characterized in that the at least one peel strip under the wire field has a drainage surface ( 6 ) and / or a collecting container ( 7 ) assigned.
DE102010049472A 2009-10-27 2010-10-27 Wire saw for cutting e.g. single crystal ingots of raw silicon for producing silicon wafer utilized for manufacturing computer chip in semiconductor industry, has stripping bars attached to wire field over breadth of field cutting surface Withdrawn DE102010049472A1 (en)

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