DE102016212316A1 - Polykristall-sic-wafer-herstellverfahren - Google Patents

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Abstract

Ein Polykristall-SiC-Wafer-Herstellverfahren wird bereitgestellt. Bei diesem Verfahren ist in einem Modifikationsschicht-Ausbildungsschritt zum Ausbilden einer Grenzfläche zum Herstellen eines polykristallinen SiC-Wafers aus einem polykristallinen SiC-Ingot die ausgebildete Grenzfläche eine Oberfläche, die durch Verbinden von modifizierten Schichten ausgebildet wird, die in einer solchen Weise ausgebildet werden, dass eine anfängliche modifizierte Schicht durch Aufteilen von polykristallinem SiC in amorphes Silizium und amorphen Kohlenstoff an dem Lichtbrennpunkt eines Pulslaserstrahls ausgebildet wird und anschließend polykristallines SiC an einer Position, an der die Leistungsdichte aufgrund von Absorption des durchgehend emittierten Pulslaserstrahls durch zuvor ausgebildeten amorphen Kohlenstoff konstant ist, in amorphes Silizium und amorphen Kohlenstoff aufgeteilt wird.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines polykristallinen SiC-Wafers durch Bestrahlen eines polykristallinen SiC-Ingots mit einem Laserstrahl.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Leistungseinrichtungen, LEDs usw. werden an einer Oberfläche eines Wafers, der hexagonales Einkristall-SiC als ein Material beinhaltet, in einer solchen Weise ausgebildet, dass sie durch vorgesehene Trennlinien abgegrenzt sind, und werden für verschiedene Teile elektrischer und elektronischer Geräte, wie zum Beispiel Mobiltelefone und PCs, verwendet, indem sie durch eine Schneidvorrichtung und eine Laserbearbeitungsvorrichtung in einzelne Bauelementchips geteilt werden. Der hexagonale Einkristall-SiC-Wafer, aus dem Bauelemente ausgebildet werden, wird üblicherweise durch Schneiden eines Einkristall-SiC-Ingots durch eine Drahtsäge gebildet und die vordere und die hintere Oberfläche des geschnittenen Wafers werden poliert, um zu Spiegeloberflächen feinbearbeitet zu werden (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent Nr. 2000-094221 ).
  • Indes wurde für die Herstellung des hexagonalen Einkristall-SiC-Wafers, die kostenaufwendig ist, das folgende Verfahren als ein Verfahren zur Verringerung der Herstellungskosten vorgeschlagen. Zuerst wird ein polykristalliner SiC-Ingot, der kostengünstiger als das hexagonale Einkristall-SiC ist, ausgebildet und ein ebener polykristalliner SiC-Wafer mit beispielsweise einer Dicke von annähernd 300 μm aus diesem polykristallinen SiC-Ingot ausgeschnitten. Anschließend wird an die obere Oberfläche des ausgeschnittenen polykristallinen SiC-Wafers ein hexagonaler Einkristall-SiC-Wafer gehaftet, in dem eine Trennschicht durch Implantation von Wasserstoffionen bei einer vorgegebenen Dicke (zum Beispiel einer Dicke von 1 μm) usw. ausgebildet ist. Anschließend wird der hexagonale Einkristall-SiC-Wafer geteilt, wobei eine hexagonale Einkristall-SiC-Schicht mit einer Dicke von 1 μm an der oberen Oberfläche des polykristallinen SiC-Wafers verbleibt. Dadurch wird ein Wafer ausgebildet, der den polykristallinen SiC-Wafer als das Basismaterial beinhaltet und eine vordere Oberfläche aufweist, die aus dem hexagonalen Einkristall-SiC-Wafer besteht (siehe zum Beispiel das offengelegte japanische Patent Nr. 2014-216555 ).
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Jedoch besteht, obwohl das polykristalline SiC verglichen mit dem Einkristall-SiC kostengünstig ist, bei einem herkömmlich bekannten Verfahren, bei dem ein Ingot aus polykristallinem SiC an einem Kohlenstoffsubstrat gewachsen wird und anschließend das Kohlenstoffsubstrat entfernt wird und ein polykristalliner SiC-Wafer mit einer gewünschten Dicke gebildet wird, das folgende Problem. Speziell wird, wenn das Kohlenstoffsubstrat von dem polykristallinen SiC-Ingot entfernt wird, dieser polykristalline SiC-Ingot in hohem Maße verformt und dieser verformte Teil zu einem hohen Prozentsatz weggeworfen, wenn der polykristalline SiC-Wafer ausgeschnitten wird, was unwirtschaftlich ist, obwohl das kostengünstige polykristalline SiC verwendet wird.
  • Deshalb ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Polykristall-SiC-Wafer-Herstellverfahren zum effizienten Herstellen eines polykristallinen SiC-Wafers aus einem polykristallinen SiC-Ingot bereitzustellen, um den Prozentsatz des Ausschussteils zu verringern.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Polykristall-SiC-Wafer-Herstellverfahren zum Herstellen eines polykristallinen SiC-Wafers aus einem polykristallinen SiC-Ingot bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet einen Modifikationsschicht-Ausbildungsschritt zum Anordnen eines Lichtbrennpunkts eines Pulslaserstrahls, der eine solche Wellenlänge aufweist, dass er durch den polykristallinen SiC-Ingot transmittiert wird, an einer vorgegebenen Position von einer bestrahlen Oberfläche des polykristallinen SiC-Ingots und zum Bestrahlen des polykristallinen SiC-Ingots mit dem Pulslaserstrahl, um modifizierte Schichten an einer Position auszubilden, an der eine Grenzfläche zwischen dem polykristallinen SiC-Wafer und dem polykristallinen SiC-Ingot auszubilden ist, und einen Polykristall-SiC-Wafer-Trennschritt zum Ausüben einer äußeren Kraft auf die obere Seite relativ zu der durch den Modifikationsschicht-Ausbildungsschritt ausgebildeten Grenzfläche und Trennen des polykristallinen SiC-Wafers von der Grenzfläche. Die in dem Modifikationsschicht-Ausbildungsschritt ausgebildete Grenzfläche ist eine Oberfläche, die durch Verbinden von modifizierten Schichten ausgebildet wird, die in einer solchen Weise ausgebildet werden, dass eine anfängliche modifizierte Schicht durch Aufteilen von polykristallinem SiC in amorphes Silizium und amorphen Kohlenstoff an dem Lichtbrennpunkt des Pulslaserstrahls ausgebildet wird, der anschließend emittierte Pulslaserstrahl von dem amorphen Kohlenstoff, der durch den zuvor emittierten Pulslaserstrahl ausgebildet wurde, absorbiert wird, und polykristallines SiC an der Seite der bestrahlen Oberfläche relativ zu dem Lichtbrennpunkt in amorphes Silizium und amorphen Kohlenstoff aufgeteilt wird, und polykristallines SiC an einer Position, an der die Leistungsdichte aufgrund der Absorption des durchgehend emittierten Pulslaserstrahls durch den durchgehend zuvor ausgebildeten amorphen Kohlenstoff konstant ist, in amorphes Silizium und amorphen Kohlenstoff aufgeteilt wird.
  • Vorzugsweise wird ein Überlappverhältnis, das auf der Grundlage von (D – x)/D erhalten wird, auf 0,6 bis 0,8 eingestellt, wenn der Durchmesser von Flecken des Laserstrahls an der Position, an der die Grenzfläche auszubilden ist, als D definiert ist und der Abstand zwischen nebeneinander liegenden Flecken als x definiert ist.
  • Ferner wird bevorzugt, dass die Leistungsdichte pro einem Puls an der Grenzfläche 70 bis 100 J/cm2 beträgt, und wird bevorzugt, dass der polykristalline SiC-Ingot ein Kohlenstoffsubstrat aufweist.
  • Bei dem Polykristall-SiC-Wafer-Herstellverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist die in dem Modifikationsschicht-Ausbildungsschritt ausgebildete Grenzfläche eine Oberfläche, die durch Verbinden von modifizierten Schichten ausgebildet wird, die in einer solchen Weise ausgebildet werden, dass eine anfängliche modifizierte Schicht durch Aufteilen von polykristallinem SiC in amorphes Silizium und amorphen Kohlenstoff an dem Lichtbrennpunkt des Pulslaserstrahls ausgebildet wird, der anschließend emittierte Pulslaserstrahl von dem amorphen Kohlenstoff, der durch den zuvor emittierten Pulslaserstrahl ausgebildet wurde, absorbiert wird, und polykristallines SiC an der Seite der bestrahlen Oberfläche relativ zu dem Lichtbrennpunkt in amorphes Silizium und amorphen Kohlenstoff aufgeteilt wird, und polykristallines SiC an einer Position, an der die Leistungsdichte aufgrund der Absorption des durchgehend emittierten Pulslaserstrahls durch den durchgehend zuvor ausgebildeten amorphen Kohlenstoff konstant ist, in amorphes Silizium und amorphen Kohlenstoff aufgeteilt wird. Aufgrund dessen wird der polykristalline SiC-Ingot nicht verformt, wenn ein polykristalliner SiC-Wafer aus dem polykristallinen SiC-Ingot ausgeschnitten wird. Ferner besteht keine Abhängigkeit von der c-Ebene, die beispielsweise bei der Gewinnung eines Einkristall-SiC-Wafers aus einem Ingot die Grenzfläche ist.
  • Daher kann der polykristalline SiC-Wafer effizient aus dem polykristallinen SiC-Ingot gebildet werden.
  • Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise, diese zu verwirklichen, werden offenkundiger werden und die Erfindung selbst wird am besten verstanden werden, indem die folgende Beschreibung und die angefügten Ansprüche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigen, studiert werden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung zum Durchführen eines Polykristall-SiC-Wafer-Herstellverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist ein Diagramm, das den Zustand zeigt, in dem ein polykristalliner SiC-Ingot an einem in 1 gezeigten Haltetisch angebracht ist;
  • 3A bis 3C sind Diagramme, die den Zustand zeigen, in dem der polykristalline SiC-Ingot mit einem Pulslaserstrahl bestrahlt wird;
  • 4A bis 4D sind Diagramme zum Erläutern des Zustands, in dem Flecken einander an einer Höhenposition H überlappen, an der eine Grenzfläche auszubilden ist, in dem Zustand, in dem der polykristalline SiC-Ingot mit dem Pulslaserstrahl bestrahlt wird; und
  • 5 ist eine perspektivische Ansicht, die den Zustand zeigt, in dem ein polykristalliner SiC-Wafer durch einen Polykristall-SiC-Wafer-Trennschritt von dem polykristallinen SiC-Ingot getrennt wird.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Eine bevorzugte Ausführungsform eines Polykristall-SiC-Wafer-Herstellverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Laserbearbeitungsvorrichtung zum Durchführen des Polykristall-SiC-Wafer-Herstellverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung. Eine in 1 gezeigte Laserbearbeitungsvorrichtung 1 beinhaltet eine ortsfeste Basis 2, einen Haltetischmechanismus 3, der an dieser ortsfesten Basis 2 in einer durch einen Pfeil X gezeigten X-Achsen-Richtung bewegbar angeordnet ist und zum Halten eines Werkstücks dient, und eine Laserstrahlbestrahleinheit 4 als ein Laserstrahlbestrahlmittel, die an der ortsfesten Basis 2 angeordnet ist.
  • Der oben beschriebene Haltetischmechanismus 3 beinhaltet die folgenden Komponenten: ein Paar von Führungsschienen 31, die an der ortsfesten Basis 2 parallel entlang der X-Achsen-Richtung angeordnet sind; einen ersten Schiebeblock 32, der an diesen Führungsschienen 31 in der X-Achsen-Richtung bewegbar angeordnet ist; einen zweiten Schiebeblock 33, der über diesem ersten Schiebeblock 32 in einer Y-Achsen-Richtung, die senkrecht zu der X-Achsen-Richtung steht und durch einen Pfeil Y gezeigt ist, bewegbar angeordnet ist; und einen Haltetisch 34, der eine kreiszylindrische Form aufweist und an dem zweiten Schiebeblock 33 drehbar ausgebildet ist, indem im Inneren ein Pulsmotor beinhaltet ist. Bei der in 1 gezeigten Laserbearbeitungsvorrichtung 1 wird ein polykristalliner SiC-Ingot 7 als ein Werkstück an dem Haltetisch 34 angeordnet. Dieser polykristalline SiC-Ingot 7 ist das, was an einem Kohlenstoffsubstrat 9 gewachsen ist, und dieses Kohlenstoffsubstrat 9 wird fest mit der oberen Oberfläche des Haltetischs 34 verbunden, wobei ein auf diese obere Oberfläche aufgebrachtes Bindemittel dazwischen angeordnet ist.
  • An der unteren Oberfläche des ersten Schiebeblocks 32 ist ein Paar geführter Nuten 321 ausgebildet, das an dem Paar von Führungsschienen 31 angebracht ist. Zusätzlich ist ein Paar von Führungsschienen 322, die parallel entlang der Y-Achsen-Richtung ausgebildet sind, an der oberen Oberfläche des ersten Schiebeblocks 32 vorgesehen. Der in dieser Weise ausgebildete erste Schiebeblock 32 ist so eingerichtet, dass er sich aufgrund der Anbringung der geführten Nuten 321 an den Führungsschienen 31 entlang des Paars von Führungsschienen 31 in der X-Achsen-Richtung bewegen kann. Der Haltetischmechanismus 3 beinhaltet ein X-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel 35 zum Bewegen des ersten Schiebeblocks 32 in der X-Achsen-Richtung entlang des Paars von Führungsschienen 31. Das X-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel 35 beinhaltet einen Außengewindestab 351, der zwischen dem Paar von Führungsschienen 31 parallel angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie zum Beispiel einen Pulsmotor 352, zum Drehantrieb dieses Außengewindestabs 351. Ein Ende des Außengewindestabs 351 wird drehbar von einem Lagerblock 353 gehalten, der an der ortsfesten Basis 2 befestigt ist, und das andere Ende desselben ist zur Leistungsübertragung mit dem Ausgabeschaft des Pulsmotors 352 verbunden. Der Außengewindestab 351 ist in eine Innengewinde-Durchgangsöffnung geschraubt, die in einem Innengewindeblock (nicht gezeigt) ausgebildet ist, der an der unteren Oberfläche des mittleren Teils des ersten Schiebeblocks 32 in einer hervorstehenden Weise vorgesehen ist. Deshalb wird der erste Schiebeblock 32 entlang der Führungsschienen 31 in der X-Achsen-Richtung bewegt, indem der Außengewindestab 351 durch den Pulsmotor 352 zur Vorwärtsdrehung und Rückwärtsdrehung desselben angetrieben wird.
  • An der unteren Oberfläche des zweiten Schiebeblocks 33 ist ein Paar geführter Nuten 331 vorgesehen, das an dem Paar von Führungsschienen 332, das an der oberen Oberfläche des ersten Schiebeblocks 32 vorgesehen ist, angebracht ist. Der zweite Schiebeblock 33 ist so eingerichtet, dass er sich aufgrund der Anbringung dieser geführten Nuten 331 an dem Paar von Führungsschienen 322 in der Y-Achsen-Richtung bewegen kann. Der in 1 gezeigte Haltetischmechanismus 3 beinhaltet ein Y-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel 36 zum Bewegen des zweiten Schiebeblocks 33 entlang des an dem ersten Schiebeblock 32 vorgesehenen Paars von Führungsschienen 322. Das Y-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel 36 beinhaltet einen Außengewindestab 361, der zwischen dem Paar von Führungsschienen 322 parallel angeordnet ist, und eine Antriebsquelle, wie zum Beispiel einen Pulsmotor 362, zum Drehantrieb dieses Außengewindestabs 361. Ein Ende des Außengewindestabs 361 wird drehbar von einem Lagerblock 363 gehalten, der an der oberen Oberfläche des ersten Schiebeblocks 32 befestigt ist, und das andere Ende ist zur Leistungsübertragung mit dem Ausgabeschaft des Pulsmotors 362 verbunden. Der Außengewindestab 361 ist in eine Innengewinde-Durchgangsöffnung geschraubt, die in einen Innengewindeblock (nicht gezeigt) ausgebildet ist, der an der unteren Oberfläche der Mitte des zweiten Schiebeblocks 33 in einer hervorstehenden Weise vorgesehen ist. Deshalb wird der zweite Schiebeblock 33 entlang der Führungsschienen 322 in der Y-Achsen-Richtung bewegt, indem die Vorwärtsdrehung und die Rückwärtsdrehung des Außengewindestabs 361 bewirkt werden.
  • Der erste Schiebeblock und der zweite Schiebeblock, die oben beschrieben wurden, sind mit einem X-Achsen-Richtungs-Positions-Erfassungsmittel, das die X-Achsen-Richtungs-Position erfasst, bzw. einem Y-Achsen-Richtungs-Positions-Erfassungsmittel, das die Y-Achsen-Richtungs-Position erfasst, versehen, wobei keines von diesen in dem Diagramm gezeigt ist. Dies ermöglicht es, durch ein später beschriebenes Steuermittel auf Grundlage der erfassten Positionen des ersten und des zweiten Schiebeblocks ein Antriebssignal an die oben beschriebenen jeweiligen Antriebsquellen zu senden und den Haltetisch 34 auf eine gewünschte Position einzustellen.
  • Die Laserstrahlbestrahleinheit 4 beinhaltet ein an der ortsfesten Basis 2 angeordnetes Halteelement 41, ein Gehäuse 42, das durch dieses Halteelement 41 gehalten wird und sich im Wesentlichen horizontal erstreckt, ein an diesem Gehäuse 42 angeordnetes Laserstrahlbestrahlmittel 5 und ein Abbildemittel 6, das an dem vorderen Endteil des Gehäuses 42 angeordnet ist und einen Bearbeitungsbereich erfasst, in dem die Laserbearbeitung durchgeführt werden soll. Das Abbildemittel 6 beinhaltet ein Beleuchtungsmittel, das ein Werkstück beleuchtet, ein optisches System, das den durch dieses Beleuchtungsmittel beleuchteten Bereich einfängt, ein Abbildeelement (CCD), das ein durch dieses optische System eingefangenes Bild aufnimmt usw. Das Abbildemittel 6 sendet ein durch das Abbilden erhaltenes Bildsignal an das Steuermittel, das später beschrieben wird.
  • Das Laserstrahlbestrahlmittel 5 beinhaltet einen Lichtempfänger 51, der einen durch ein in dem Gehäuse 42 aufgenommenes Pulslaserstrahloszillationsmittel oszillierten Laserstrahl sammelt und den Laserstrahl auf das durch den Haltetisch 34 gehaltene Werkstück emittiert. Obwohl eine Diagrammdarstellung weggelassen ist, besteht das Pulslaserstrahloszillationsmittel in dem Gehäuse 42 aus einem Ausgabeeinstellmittel des Pulslaserstrahls, einem Pulslaserstrahloszillator, einem daran angefügten Wiederholungsfrequenzeinstellmittel usw. Das Pulslaserstrahloszillationsmittel wird so gesteuert, dass die Position des Lichtbrennpunkts des Pulslaserstrahls in der Richtung (Z-Achsen-Richtung), die senkrecht zu der Halteoberfläche als der oberen Oberfläche des Haltetischs 34 steht, eingestellt werden kann.
  • Überdies beinhaltet die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 ein Polykristall-SiC-Wafer-Trennmittel 8, das an der ortsfesten Basis 2 angeordnet und nahe zu dem Endteil der Führungsschienen 31 vorgesehen ist (an der Seite des Lagerblocks 353, der den Außengewindestab 351 hält). Dieses Polykristall-SiC-Wafer-Trennmittel 8 beinhaltet die folgenden Komponenten: ein Trenneinheitsgehäuse 81; einen Trenneinheitsarm 82, der teilweise in diesem Trenneinheitsgehäuse 81 aufgenommen ist und in der durch einen Pfeil Z gezeigten Z-Achsen-Richtung (Richtung nach oben und nach unten) bewegbar gehalten wird; einen Trennpulsmotor 83, der an dem Spitzenteil dieses Trenneinheitsarms 82 angeordnet ist; und ein Waferanbindemittel 84, das von diesem Trennpulsmotor 83 drehbar unter dem Trennpulsmotor 83 gehalten wird und in dessen unterer Oberfläche mehrere Ansaugöffnungen aufweist, durch die ein Ansaugen durch ein Ansaugmittel (nicht gezeigt) durchgeführt werden kann. In dem Trenneinheitsgehäuse 81 ist ein Z-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel vorgesehen, das die Bewegung des Trenneinheitsarms 82 in der Z-Achsen-Richtung steuert. Als das Z-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel sind ein Außengewindestab (nicht gezeigt), der den Trenneinheitsarm 82 hält, ein Lagerblock, der diesen Außengewindestab hält, und ein Pulsmotor zum Antreiben dieses Außengewindestabs zur Vorwärtsdrehung und Rückwärtsdrehung desselben aufgenommen. Das Trenneinheitsgehäuse 81 ist mit einem Z-Achsen-Richtungs-Positions-Erfassungsmittel (nicht gezeigt) versehen, das die Position des Trenneinheitsarms 82 in der Z-Achsen-Richtung erfasst, und ein Positionssignal desselben wird zu dem Steuermittel gesendet, das später beschrieben wird.
  • Die Laserbearbeitungsvorrichtung 1 beinhaltet das Steuermittel (nicht gezeigt). Dieses Steuermittel wird durch einen Computer gebildet und beinhaltet einen Prozessor, der gemäß einem Steuerprogramm eine Rechenbearbeitung durchführt, einen Festspeicher (ROM), der das Steuerprogramm speichert, einen Arbeitsspeicher (RAM), der Rechenergebnisse usw. speichert und auslesbar und beschreibbar ist, und eine Eingabe- und eine Ausgabeschnittstelle. In die Eingabeschnittstelle dieses Steuermittels werden Erfassungssignale von dem X-Achsen-Richtungs-Positions-Erfassungsmittel, dem Y-Achsen-Richtungs-Positions-Erfassungsmittel, dem Z-Achsen-Richtungs-Positions-Erfassungsmittel, dem Abbildemittel 6, die oben beschrieben wurden, usw. eingegeben. Von der Ausgabeschnittstelle werden Steuersignale an das X-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel 35, das Y-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel 36, das Z-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel in dem Trenneinheitsgehäuse 81, ein Lichtbrennpunktspositions-Steuermittel des Pulslaserstrahls, ein Ausgabesteuermittel des Pulslaserstrahls, den Trennpulsmotor 83, die oben beschrieben wurden, usw. ausgegeben.
  • Das Polykristall-SiC-Wafer-Herstellverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung, das durch Verwendung der in der oben beschriebenen Weise aufgebauten Laserbearbeitungsvorrichtung 1 durchgeführt wird, wird beschrieben.
  • 2 zeigt den polykristallinen SiC-Ingot 7 als ein durch das Polykristall-SiC-Wafer-Herstellverfahren gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu bearbeitendes Werkstück und den Haltetisch 34, der diesen polykristallinen SiC-Ingot 7 hält. Als dieser polykristalline SiC-Ingot 7 wird ein Ingot verwendet, der durch Wachsen von polykristallinem SiC an dem Kohlenstoffsubstrat 9 gebildet ist, und zum Beispiel ein Ingot verwendet, der mit einer Dicke von 10 mm ausgebildet ist.
  • Wie in 2 gezeigt ist, wird der polykristalline SiC-Ingot 7 an dem Haltetisch 34 befestigt, wobei das Kohlenstoffsubstrat 9 an der unteren Seite angeordnet wird. Diese Befestigung wird durch ein Haftmittel (zum Beispiel ein Epoxidharz) erreicht, das zwischen dem Haltetisch 34 und dem Kohlenstoffsubstrat 9 eingefügt wird, und der polykristalline SiC-Ingot 7 wird stärker als durch einen Einspanntisch unter Verwendung des Ansaugmittels, das bei einer allgemeinen Laserbearbeitungsvorrichtung verwendet wird und der Befestigung eines Werkstücks dient, befestigt (Werkstückhalteschritt). Die Oberfläche des polykristallinen SiC-Ingots 7 wird durch eine Poliervorrichtung (nicht gezeigt) zu einem solchen Grad poliert, dass der Einfall eines Laserstrahls, der später beschrieben wird und eine solche Wellenlänge aufweist, dass er durch den polykristallinen SiC-Ingot 7 transmittiert wird, nicht beeinträchtigt wird.
  • (Modifikationsschicht-Ausbildungsschritt)
  • Nachdem der oben beschriebene Werkstückhalteschritt durchgeführt wurde, wird der Haltetisch 34, der den polykristallinen SiC-Ingot 7 hält, durch das X-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel 35 und das Y-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel 36 unmittelbar unterhalb des Abbildemittels 6 angeordnet. Wenn der Haltetisch 34 unmittelbar unterhalb des Abbildemittels 6 angeordnet ist, wird durch das Abbildemittel 6 und das oben beschriebene Steuermittel ein Ausrichtungsschritt zum Erfassen des Bereichs, in dem eine Laserbearbeitung des polykristallinen SiC-Ingots 7 durchzuführen ist, und der Oberflächenhöhe des an dem Haltetisch 34 angeordneten polykristallinen SiC-Ingots 7 durchgeführt.
  • Nachdem der Ausrichtungsschritt durchgeführt wurde, werden das X-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel 35 und das Y-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel 36, die oben beschrieben wurden, betätigt, um den polykristallinen SiC-Ingot 7 an einer Stelle anzuordnen, an der die Laserbearbeitung begonnen werden soll. Zusätzlich wird auf Grundlage der durch den Ausrichtungsschritt erfassten Oberflächenhöhenposition des polykristallinen SiC-Ingots 7 durch ein Lichtbrennpunktspositions-Einstellmittel (nicht gezeigt) ein Lichtbrennpunkt P des Pulslaserstrahls im Inneren des polykristallinen SiC-Ingots 7 bei einem vorgegebenen Abstand (zum Beispiel 510 μm) von der Oberfläche des an dem Haltetisch 34 befestigten polykristallinen SiC-Ingots 7 angeordnet. Anschließend wird das Pulslaserstrahlbestrahlmittel 5 betätigt und eine Bestrahlung mit dem Pulslaserstrahl, der durch polykristallines SiC transmittiert werden kann, begonnen. Wie in 3A und 3B gezeigt ist, wird zusammen mit dem Beginn der Bestrahlung mit dem Pulslaserstrahl das X-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel 35 betätigt, um den Haltetisch 34 in der Pfeilrichtung der X-Achse zu bewegen.
  • Die Bedingung der Bearbeitung durch den oben beschriebenen Pulslaserstrahl wird zum Beispiel wie folgt festgelegt.
    Lichtquelle: YAG-Pulslaser
    Wellenlänge: 1064 nm
    Wiederholungsfrequenz: 80 kHz
    Durchschnittliche Ausgabe: 3,2 W (2,6 bis 3,8 W)
    Pulsbreite: 4 ns
    Fleckdurchmesser: Lichtbrennpunkt φ 3,0 μm (Grenzfläche φ 7,8 mm)
    Aperturverhältnis (NA): 0,43
    Einteilungsbetrag: 250 bis 400 μm
    Zuführgeschwindigkeit: 120 bis 260 mm/Sekunde
  • Überdies werden Einzelheiten des Modifikationsschicht-Ausbildungsschritts der Erfindung der vorliegenden Anmeldung beschrieben. Wenn die Bestrahlung mit dem Pulslaserstrahl entlang einer Bearbeitungslinie durch den zuvor in dem Steuermittel eingestellten Pulslaserstrahl begonnen wird, wird die Energie an dem Lichtbrennpunkt P des ersten Pulslaserstrahls und der Umgebung desselben eine Energie, welche die Bandlücke des polykristallinen SiC überschreitet, und wird eine anfängliche modifizierte Schicht ausgebildet, die durch Aufteilen des polykristallinen SiC in amorphes Silizium und amorphen Kohlenstoff erhalten wird. In diesem Zustand wird der Haltetisch 34 durch das X-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittel 35 mit einer vorgegebenen Bearbeitungszuführgeschwindigkeit bewegt. Zusätzlich wird der nächste Pulslaserstrahl mit der zuvor eingestellten, oben beschriebenen Wiederholungsfrequenz emittiert.
  • Hierbei wird dieser nächste emittierte Pulslaserstrahl so emittiert, dass er die anfänglich ausgebildete, anfängliche modifizierte Schicht in der X-Achsen-Richtung überlappt. Daher wird dieser nächste emittierte Pulslaserstrahl durch den in dieser anfänglichen modifizierten Schicht ausgebildeten amorphen Kohlenstoff absorbiert. Als Folge dessen wird an der Seite der bestrahlen Oberfläche relativ zu dem Lichtbrennpunkt P eine modifizierte Schicht an einer Höhenposition H (zum Beispiel einer Position, die nach oben um 10 μm von dem Lichtbrennpunkt P getrennt ist, das heißt einer Position bei einem Abstand von 500 μm von der oberen Oberfläche) ausgebildet, an der die Leistungsdichte konstant ist (zum Beispiel 85 J/cm2) (siehe 4A und 4B). Ferner werden, wie in 4C gezeigt ist, die erhalten wird, wenn die Fleckform des Pulslaserstrahls an der Höhenposition H in 4A von der oberen Seite aus betrachtet wird, Flecken, die an der Höhenposition H nebeneinander liegen, an der die Leistungsdichte an der Seite der Einfallsoberfläche relativ zu dem Lichtbrennpunkt P des Pulslaserstrahls konstant ist, durchgehend mit einem Abstand x abgestrahlt, der kleiner als der Durchmesser D dieser Flecken ist. Daher werden durchgehende Flecken Q1 usw. des Pulslaserstrahls so abgestrahlt, dass sie sich in dem Bereich von D – x überlappen, und wird eine Oberfläche, an der das polykristalline SiC aufgrund von Absorption durch amorphen Kohlenstoff der zuvor ausgebildeten modifizierten Schicht in amorphes Silizium und amorphen Kohlenstoff aufgeteilt wird, ausgebildet. Wie in 4D als einem Schnitt entlang der Linie A-A in 4C gezeigt ist, werden an der Höhenposition H, an der die Leistungsdichte konstant ist, die durch das Aufteilen in das amorphe Silizium und den amorphen Kohlenstoff ausgebildeten modifizierten Schichten in einer verbindenden Weise ausgebildet.
  • Ferner werden, wenn die oben beschriebene Bestrahlung mit dem Pulslaserstrahl für alle in 3B gezeigten vorgesehenen Bearbeitungslinien durchgeführt wird, modifizierte Schichten, die als eine Grenzfläche zum Trennen der Seite der oberen Oberfläche relativ zu der oben beschriebenen Höhenposition H als ein polykristalliner SiC-Wafer dienen, innerhalb des polykristallinen SiC-Ingots und über den gesamten Bereich an der Höhenposition H ausgebildet. Beim Ausbilden dieser Grenzfläche ist die Art des Ausbildens der modifizierten Schichten nicht auf den Fall beschränkt, bei dem die modifizierten Schichten wie in 3B in der Weise einer geraden Linie vorgesehen werden, und ist es auch möglich, die modifizierten Schichten in einer spiralförmigen Weise durchgehend auszubilden, wie in 3C gezeigt ist. In diesem Fall kann das Ausbilden der modifizierten Schichten verwirklicht werden, indem der Startpunkt der Bestrahlung mit dem Pulslaserstrahl an einer Position angeordnet wird, die durch die Mitte des polykristallinen SiC-Ingots in der Betrachtung von der Y-Achsen-Richtung tritt und an der äußersten Umfangsseite liegt, und der Haltetisch in der X-Achsen-Richtung bewegt wird, während der Haltetisch 34 gedreht wird.
  • (Polykristall-SiC-Wafer-Trennschritt)
  • Nach dem Ende des oben beschriebenen Modifikationsschicht-Ausbildungsschritts wird der Haltetisch 34, an dem der polykristalline SiC-Ingot angeordnet ist, zu der Seite des Endteils bewegt, an der das Polykristall-SiC-Wafer-Trennmittel 8 angeordnet ist, und durch Steuern des X-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittels 35 und des Y-Achsen-Richtungs-Bewegungsmittels 36 unmittelbar unterhalb des Waferanbindemittels 84 angeordnet. Auf Grundlage der Höhenposition der oberen Oberfläche des polykristallinen SiC-Ingots 7, die zuvor erfasst und in das Steuermittel eingegeben wurde, wird der Trenneinheitsarm 82 nach unten bewegt, um mit der oberen Oberfläche dieses polykristallinen SiC-Ingots 7 in dichten Kontakt gebracht zu werden. Zusätzlich wird das Ansaugmittel (nicht gezeigt) betätigt, um zu bewirken, dass das Waferanbindemittel 84 den polykristallinen SiC-Ingot 7 anbindet und befestigt (siehe 5). Anschließend wird in dem Zustand, in dem dieses Waferanbindemittel 84 und der polykristalline SiC-Ingot 7 befestigt sind, der Trennpulsmotor 83 betätigt, um das Waferanbindemittel 84 drehend anzutreiben und eine Drehkraft auf den polykristallinen SiC-Ingot 7 auszuüben. Dadurch wird die Seite des polykristallinen SiC-Ingots 7 des oberen Teils getrennt, wobei die Grenzfläche die Grenze ist, so dass ein polykristalliner SiC-Wafer 7' erhalten werden kann.
  • Falls ferner ein polykristalliner SiC-Wafer aus dem oben beschriebenen polykristallinen SiC-Ingot 7 erhalten wird, nachdem der polykristalline SiC-Wafer 7' aus dem polykristallinen SiC-Ingot 7 erhalten wurde, wird die obere Oberfläche des polykristallinen SiC-Ingots durch ein an der ortsfesten Basis 2 vorgesehenes Poliermittel (nicht gezeigt) poliert und werden die oben beschriebenen Schritte wiederholt von dem Anfang als einem neuen polykristallinen SiC-Ingot an durchgeführt. Dadurch können mehrere polykristalline SiC-Wafer 7' beinahe ohne Ausschuss des polykristallinen SiC erhalten werden. Die untere Oberfläche (Grenzflächenseite) des polykristallinen SiC-Wafers 7' kann je nach Erfordernis poliert werden.
  • Wenn der Fleckdurchmesser an der Höhenposition H beim Ausbilden der als die oben beschriebene Grenzfläche dienenden modifizierten Schichten als D definiert ist und der Abstand zwischen den nebeneinander liegenden Flecken als x definiert ist, wird bevorzugt, (D – x)/D, das heißt das Überlappverhältnis der nebeneinander liegenden Flecken, auf 0,6 bis 0,8 einzustellen. Das Einstellen des Überlappverhältnisses in dieser Weise ermöglicht es, die Schicht, in der das polykristalline SiC in amorphen Kohlenstoff und amorphes Silizium aufgeteilt wird und die als die Grenzfläche dient, wenn ein polykristalliner SiC-Wafer getrennt wird, durchgehend ohne Unterbrechung auszubilden.
  • Ferner wird die Leistungsdichte des Pulslaserstrahls zum Ausbilden der Flecken an der Höhenposition H, an der die oben beschriebene Grenzfläche auszubilden ist, bei der oben beschriebenen Ausführungsform auf 85 J/cm2 eingestellt. Jedoch kann die Leistungsdichte auf einen Wert von 70 bis 100 J/cm2 eingestellt werden. Die geeignete Leistungsdichte für das Ausbilden der Grenzfläche an der gewünschten Höhenposition H variiert etwas in Abhängigkeit von der Qualität des verwendeten polykristallinen SiC-Ingots usw. Jedoch wird die Leistungsdichte so eingestellt, dass sie innerhalb dieses numerischen Bereichs liegt, um den Pulslaserstrahl durchgehend so zu emittieren, dass die Flecken einander überlappen können, und die Grenzfläche zur Trennung durchgehend auszubilden. Dies kann eine vorteilhafte Grenzfläche erzielen.
  • Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Einzelheiten der oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsform beschränkt. Der Umfang der Erfindung wird durch die angefügten Ansprüche definiert und alle Änderungen und Abwandlungen, die innerhalb der Äquivalenz des Umfangs der Ansprüche liegen, werden deshalb von der Erfindung umfasst.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2000-094221 [0002]
    • JP 2014-216555 [0003]

Claims (4)

  1. Polykristall-SiC-Wafer-Herstellverfahren zum Herstellen eines polykristallinen SiC-Wafers aus einem polykristallinen SiC-Ingot, wobei das Verfahren umfasst: einen Modifikationsschicht-Ausbildungsschritt zum Anordnen eines Lichtbrennpunkts eines Pulslaserstrahls, der eine solche Wellenlänge aufweist, dass er durch den polykristallinen SiC-Ingot transmittiert wird, an einer vorgegebenen Position von einer bestrahlen Oberfläche des polykristallinen SiC-Ingots und zum Bestrahlen des polykristallinen SiC-Ingots mit dem Pulslaserstrahl, um modifizierte Schichten an einer Position auszubilden, an der eine Grenzfläche zwischen dem polykristallinen SiC-Wafer und dem polykristallinen SiC-Ingot auszubilden ist; und einen Polykristall-SiC-Wafer-Trennschritt zum Ausüben einer äußeren Kraft auf eine obere Seite relativ zu der durch den Modifikationsschicht-Ausbildungsschritt ausgebildeten Grenzfläche und Trennen des polykristallinen SiC-Wafers von der Grenzfläche, wobei die in dem Modifikationsschicht-Ausbildungsschritt ausgebildete Grenzfläche eine Oberfläche ist, die durch Verbinden von modifizierten Schichten ausgebildet wird, die in einer solchen Weise ausgebildet werden, dass eine anfängliche modifizierte Schicht durch Aufteilen von polykristallinem SiC in amorphes Silizium und amorphen Kohlenstoff an dem Lichtbrennpunkt des Pulslaserstrahls ausgebildet wird, der anschließend emittierte Pulslaserstrahl von dem amorphen Kohlenstoff, der durch den zuvor emittierten Pulslaserstrahl ausgebildet wurde, absorbiert wird, und polykristallines SiC an einer Seite der bestrahlen Oberfläche relativ zu dem Lichtbrennpunkt in amorphes Silizium und amorphen Kohlenstoff aufgeteilt wird, und polykristallines SiC an einer Position, an der die Leistungsdichte aufgrund der Absorption des durchgehend emittierten Pulslaserstrahls durch den durchgehend zuvor ausgebildeten amorphen Kohlenstoff konstant ist, in amorphes Silizium und amorphen Kohlenstoff aufgeteilt wird.
  2. Polykristall-SiC-Wafer-Herstellverfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Überlappverhältnis, das auf Grundlage von (D – x)/D erhalten wird, auf 0,6 bis 0,8 eingestellt wird, wenn der Durchmesser von Flecken des Laserstrahls an der Position, an der die Grenzfläche auszubilden ist, als D definiert wird und der Abstand zwischen nebeneinander liegenden Flecken als x definiert wird.
  3. Polykristall-SiC-Wafer-Herstellverfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Leistungsdichte pro einem Puls an der Grenzfläche 70 bis 100 J/cm2 beträgt.
  4. Polykristall-SiC-Wafer-Herstellverfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der polykristalline SiC-Ingot ein Kohlenstoffsubstrat aufweist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017009136A1 (de) * 2017-09-28 2019-03-28 Hochschule Mittweida (Fh) Verfahren zum Trennen und Ablösen von Scheiben von einem Rohling aus einem sprödharten Material

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6478821B2 (ja) * 2015-06-05 2019-03-06 株式会社ディスコ ウエーハの生成方法
JP2018093046A (ja) * 2016-12-02 2018-06-14 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6831253B2 (ja) * 2017-01-27 2021-02-17 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP6781639B2 (ja) * 2017-01-31 2020-11-04 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6858586B2 (ja) * 2017-02-16 2021-04-14 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
JP6858587B2 (ja) * 2017-02-16 2021-04-14 株式会社ディスコ ウエーハ生成方法
CN111095493B (zh) * 2017-09-04 2024-04-02 琳得科株式会社 薄型化板状部件的制造方法以及薄型化板状部件的制造装置
US10388526B1 (en) 2018-04-20 2019-08-20 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor wafer thinning systems and related methods
US10896815B2 (en) 2018-05-22 2021-01-19 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate singulation systems and related methods
US11121035B2 (en) 2018-05-22 2021-09-14 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate processing methods
US20190363018A1 (en) 2018-05-24 2019-11-28 Semiconductor Components Industries, Llc Die cleaning systems and related methods
US10468304B1 (en) 2018-05-31 2019-11-05 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate production systems and related methods
US11830771B2 (en) 2018-05-31 2023-11-28 Semiconductor Components Industries, Llc Semiconductor substrate production systems and related methods
JP7287982B2 (ja) * 2018-12-21 2023-06-06 東京エレクトロン株式会社 基板処理装置及び基板処理方法
US10576585B1 (en) * 2018-12-29 2020-03-03 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US10562130B1 (en) 2018-12-29 2020-02-18 Cree, Inc. Laser-assisted method for parting crystalline material
US11024501B2 (en) 2018-12-29 2021-06-01 Cree, Inc. Carrier-assisted method for parting crystalline material along laser damage region
JP7127208B2 (ja) * 2019-03-28 2022-08-29 東京エレクトロン株式会社 処理装置及び処理方法
WO2020213479A1 (ja) * 2019-04-19 2020-10-22 東京エレクトロン株式会社 処理装置及び処理方法
US10611052B1 (en) 2019-05-17 2020-04-07 Cree, Inc. Silicon carbide wafers with relaxed positive bow and related methods
TW202106428A (zh) * 2019-07-18 2021-02-16 日商東京威力科創股份有限公司 處理裝置及處理方法
CN111215766A (zh) * 2019-12-26 2020-06-02 松山湖材料实验室 SiC晶片制造方法
CN115609163A (zh) * 2021-09-22 2023-01-17 西湖仪器(杭州)技术有限公司 一种碳化硅晶锭切片方法、装置及应用
CN114523220A (zh) * 2022-04-19 2022-05-24 浙江大学杭州国际科创中心 一种碳化硅晶圆片剥离方法及剥离装置

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000094221A (ja) 1998-09-24 2000-04-04 Toyo Advanced Technologies Co Ltd 放電式ワイヤソー
JP2014216555A (ja) 2013-04-26 2014-11-17 株式会社豊田自動織機 半導体基板の製造方法

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0878711A (ja) * 1994-09-06 1996-03-22 Sharp Corp 薄膜太陽電池およびその製造方法
TWI261358B (en) * 2002-01-28 2006-09-01 Semiconductor Energy Lab Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP4148105B2 (ja) * 2002-11-08 2008-09-10 日立金属株式会社 ＳｉＣ基板の製造方法
JP3842769B2 (ja) * 2003-09-01 2006-11-08 株式会社東芝 レーザ加工装置、レーザ加工方法、及び半導体装置の製造方法
JP2006024782A (ja) * 2004-07-08 2006-01-26 Sharp Corp 基板製造方法、および基板製造装置
JP2010021398A (ja) * 2008-07-11 2010-01-28 Disco Abrasive Syst Ltd ウェーハの処理方法
JP2010153590A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Hamamatsu Photonics Kk 切断用加工方法
CN105023973A (zh) * 2009-04-21 2015-11-04 泰特拉桑有限公司 形成太阳能电池中的结构的方法
JP5537081B2 (ja) * 2009-07-28 2014-07-02 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP5625520B2 (ja) * 2010-06-16 2014-11-19 豊田合成株式会社 レーザ加工方法
JP5946112B2 (ja) * 2011-02-10 2016-07-05 国立大学法人埼玉大学 基板加工方法
JP5875122B2 (ja) * 2011-02-10 2016-03-02 信越ポリマー株式会社 単結晶基板製造方法および内部改質層形成単結晶部材
JP5917862B2 (ja) * 2011-08-30 2016-05-18 浜松ホトニクス株式会社 加工対象物切断方法
JP2013124206A (ja) * 2011-12-15 2013-06-24 Panasonic Corp ウエハ切断方法および装置
JP6054234B2 (ja) * 2013-04-22 2016-12-27 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
WO2014179368A1 (en) * 2013-04-29 2014-11-06 Solexel, Inc. Damage free laser patterning of transparent layers for forming doped regions on a solar cell substrate
JP6180223B2 (ja) * 2013-08-06 2017-08-16 株式会社ディスコ ウェーハの製造方法
JP5863891B2 (ja) * 2014-07-01 2016-02-17 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工装置、レーザ加工装置の制御方法、レーザ装置の制御方法、及び、レーザ装置の調整方法
JP6390898B2 (ja) * 2014-08-22 2018-09-19 アイシン精機株式会社 基板の製造方法、加工対象物の切断方法、及び、レーザ加工装置
JP6486239B2 (ja) * 2015-08-18 2019-03-20 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法
JP6486240B2 (ja) * 2015-08-18 2019-03-20 株式会社ディスコ ウエーハの加工方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000094221A (ja) 1998-09-24 2000-04-04 Toyo Advanced Technologies Co Ltd 放電式ワイヤソー
JP2014216555A (ja) 2013-04-26 2014-11-17 株式会社豊田自動織機 半導体基板の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017009136A1 (de) * 2017-09-28 2019-03-28 Hochschule Mittweida (Fh) Verfahren zum Trennen und Ablösen von Scheiben von einem Rohling aus einem sprödharten Material

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