DE10220468A1

DE10220468A1 - Process for cleaning wafers after a wire cutting process comprises guiding washing fluid between the wafers into the saw gaps via a distributor channel

Info

Publication number: DE10220468A1
Application number: DE2002120468
Authority: DE
Original assignee: SCANWAFER GmbH
Current assignee: SCANWAFER GmbH
Priority date: 2002-05-07
Filing date: 2002-05-07
Publication date: 2003-11-20

Abstract

Process for cleaning wafers after a wire cutting process comprises guiding washing fluid between the wafers into the saw gaps via a distributor channel (4a). An Independent claim is also included for a device for carrying out the process comprising a carrier plate for blocks to be sawn and having a washing fluid guide.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren Reinigung von Wafern im Anschluss an den Drahtsägeprozess, wobei die Reinigung in einer von der Wafersäge getrennten Wascheinrichtung erfolgt. The invention relates to a method of cleaning wafers following the Wire sawing process, with cleaning in a separate from the wafer saw Washing facility takes place.

Bei der Herstellung sogenannter Wafer aus Silizium in der Elektronik oder Solar Industrie werden sogenannte Drahtsägen eingesetzt. Dabei werden 160-200 µm dicke Metalldrähte mit einer Schleifmittelsuspension beaufschlagt und mit Geschwindigkeiten von 3-20 m/min über das Werkstück geführt. Das Werkstück wird dabei nach dem Trenn-Läpp-Verfahren getrennt. Dabei werden üblicherweise Schleifmittelsuspensionen aus Polyethylenglykol oder Öl als Trägerflüssigkeit und Siliziumkarbid als Schleifkorn eingesetzt. Die Korngröße des Schleifmittels liegt im bereich von 5-30 µm der Siliziumabrieb hat Korngrößen im Bereich von 0,1-6 µm. In the manufacture of so-called wafers made of silicon in the electronics or solar industry So-called wire saws are used. 160-200 µm thick metal wires are used an abrasive suspension and at speeds of 3-20 m / min above guided the workpiece. The workpiece is cut using the separation-lapping process. Abrasive suspensions made of polyethylene glycol or oil are usually used as Carrier liquid and silicon carbide used as abrasive grain. The grain size of the Abrasives are in the range of 5-30 µm. The silicon abrasion has grain sizes in the range from 0.1-6 µm.

Die 250-350 µm dicken Wafer sind nach dem Trennen mit der Schleifmittelsuspension verschmutzt. Da die Wafer aufgrund von Adhäsionskräften zusammengehalten werden ist die vollständige Entfernung der Schleifmittelsuspension (Slurry) speziell aus den 0,2 mm breiten Sägespalten sehr schwierig und langwierig. Es werden deshalb lange Waschzeiten mit hohem Wasser und Waschmittelverbrauch (Tenside) benötigt. The 250-350 µm thick wafers are after cutting with the abrasive suspension dirty. Since the wafers are held together due to adhesive forces, the Complete removal of the abrasive suspension (slurry) especially from the 0.2 mm wide Saw columns very difficult and lengthy. There are therefore long washing times with high Water and detergent consumption (surfactants) required.

Erfindungsgemäß wird deshalb ein Verfahren vorgeschlagen das es ermöglicht die Waschflüssigkeit gezielt zwischen die Sägespalte einzubringen. According to the invention, therefore, a method is proposed which makes it possible Introduce washing liquid between the saw gaps.

Description of the washing process

Die zu sägenden Sliziumblöcke werden in der Praxis auf Trägerplatten aufgeklebt die Trägerplatte wird Ihrerseits af den Werkstückhalter aufgeklebt. Als Trägerplatten werden in der Industrie sowohl Glasplatten als auch Kunststoffplatten eingesetzt. In practice, the silicon blocks to be sawn are glued to carrier plates The carrier plate is glued on your part to the workpiece holder. As carrier plates are in both glass plates and plastic plates are used in industry.

Es wird nun vorgeschlagen den Werkstückhalter mit einer Bohrung zum Anschluss an eine Waschflüssigkeitszufuhr zu versehen. Die Bohrung steht in Verbindung mit einem Längsschlitz in der Trägerplatte, wobei die Schlitzlänge der Länge des zu sägenden Blockes entspricht. Beim Sägen der Wafer werden die Trägerplatten bis in eine Tiefe von 1-2 mm angesägt. Schließt man jetzt eine Waschmittelzufuhreinrichtung an den Werkstückträger an wird die Waschflüssigkeit in die Zwischenräume zwischen den Wafern eingebracht und wascht die Schleifmittelsuspension aus den Zwischenräumen aus. It is now proposed the workpiece holder with a hole for connection to a To provide washing liquid supply. The hole is connected to a Longitudinal slot in the carrier plate, the slot length being the length of the block to be sawn equivalent. When sawing the wafers, the carrier plates are cut to a depth of 1-2 mm sawed. If you now connect a detergent supply device to the workpiece carrier the washing liquid is introduced into the spaces between the wafers and washes the abrasive suspension out of the gaps.

Gleichzeitig werden die Wafer von außen mit Waschflüssigkeit gespült so dass die aus den Spalten austretende Schleifmittelsuspension abgeführt wird. Dieses Verfahren kann mit konventionellen Waschflüssigkeiten wie Wasser in Verbindung mit Tensiden in einer zur Atmosphäre offenen Anlage durchgeführt werden. Der Wasser Verbrauch wird durch das beschriebene Waschverfahren von ca 6 Liter pro 100 Wafer auf 1 Liter pro 100 Wafer reduziert. Analog dazu reduziert sich der Verbrauch an Tensiden. At the same time, the wafers are rinsed from the outside with washing liquid so that they are washed out Cleaving abrasive suspension is discharged. This procedure can be done with conventional washing liquids such as water in combination with surfactants in one Atmosphere open facility. The water consumption is determined by the described washing process from about 6 liters per 100 wafers to 1 liter per 100 wafers reduced. Similarly, the consumption of surfactants is reduced.

Description of the car wash

Im folgenden ist eine Ausführungsbeispiel einer Waschanlage beschrieben. An exemplary embodiment of a washing system is described below.

Fig. 1 zeigt die leere Waschkammer im Querschnitt Fig. 1 shows the empty washing chamber in cross section

Die Waschkammer 12 ist mit einem Deckel 1 verschlossen. Am Deckel ist die Aufnahme- Einrichtung 3 für den Werkstückhalter 4 mit den Schrauben 2 angebracht, die Aufnahme 3 enthält eine Bohrung 10 zur zentralen Zufuhr des Waschmittels zum Verteilerkanal 4a im Werkstückhalter 4. Die auf den Werkstückhalter aufgeklebte Trägerplatte enthält ebenfalls mindestens einen Verteilerkanal 5a der, der Länge des zu sägenden Werkstückes, angepasst ist. Der Werkzeughalter Fig. 1a ist im Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Schwalbenschwanzführungen mit der Aufnahme-Einrichtung 3 verbunden. Über die rechts und links, in der Waschkammer angeordneten Verteilerkanäle tritt Waschflüssigkeit in die obere Kammerhälfte und zur Kammermitte - zum Werkstück hin - über im Verteilerkanal angebrachte Öffnungen aus. Die verschmutzte Waschflüssigkeit wird über einen im Boden der Waschkammer angeordneten Abfluss 8 abgeführt. The washing chamber 12 is closed with a lid 1 . The holder 3 for the workpiece holder 4 is attached to the cover with the screws 2 , the holder 3 contains a bore 10 for the central supply of the detergent to the distribution channel 4 a in the workpiece holder 4 . The carrier plate glued to the workpiece holder also contains at least one distribution channel 5 a which is adapted to the length of the workpiece to be sawn. The tool holder Fig. 1a is connected in the exemplary embodiment with the aid of dovetail guides to the receiving device 3 . Via the distribution channels arranged on the right and left in the washing chamber, washing liquid flows into the upper half of the chamber and to the middle of the chamber - towards the workpiece - through openings made in the distribution channel. The dirty washing liquid is discharged via a drain 8 arranged in the bottom of the washing chamber.

Fig. 2 zeigt die beladene Waschkammer im Querschnitt. Fig. 2 shows the loaded washing chamber in cross section.

Das Werkstück 7 ist über die Trägerplatte 5 mit dem Werkstückhalter 4 verklebt. Der Werkstückhalter 4 ist über Schwalbenschwanzführungen in der Aufnahme-Einrichtung 3 gehalten The workpiece 7 is glued to the workpiece holder 4 via the carrier plate 5 . The workpiece holder 4 is held in the receiving device 3 via dovetail guides

In einer besonderen Ausführung kann das Verfahren jedoch auch so gestaltet werden das der Waschvorgang in einer hermetisch dichten Kammer mit einem Lösungsmittel durchgeführt wird. Dabei können sowohl Butan, Propan oder andere Lösungsmittel auf Kohlenwasserstoffbasis eingesetzt werden. In a special embodiment, the method can also be designed so that the Washing process is carried out in a hermetically sealed chamber with a solvent becomes. Both butane, propane or other solvents can be used Hydrocarbon base can be used.

Das Verfahren kann auch im überkritischen Bereich beispielsweise unter Verwendung von CO₂ als Waschflüssigkeit durchgeführt werden. Das in Fig. 3 gezeigte Schema wird dann vereinfacht da CO₂ im Gegensatz zu Butan und Propan nicht brennbar ist und damit weniger aufwand für sicherheitstechnische Maßnahmen erfordert. The method can also be carried out in the supercritical range, for example using CO ₂ as the washing liquid. The diagram shown in FIG. 3 is then simplified since, in contrast to butane and propane, CO _{2 is} not flammable and therefore requires less effort for safety measures.

Im folgenden ist ein Ausführungsbeispiel unter Verwendung von Butan als Waschflüssigkeit beschrieben. The following is an embodiment using butane as the washing liquid described.

Butan ist bei einem Druck von 5 bar und einer Temperatur unterhalb 50 grad Celsius flüssig und hat eine Dichte von Ca. 550 kg/m³. Das Flüssige Butan wird in einem Vorratsbehälter 14 unter Überdruck bei Raumtemperatur gespeichert. Der Speicherbehälter wird über ein Regelventil 13 mit der Waschanlage Fig. 1 und Fig. 2 wie oben beschrieben druckdicht verbunden. Das Beladen der Waschanlage erfolgt in der gleichen Weise wie Eingangs beschrieben. Im Gegensatz zum offenen Waschverfahren mit Wasser muss nun die Anlage Druckfest verschlossen werden. Butane is liquid at a pressure of 5 bar and a temperature below 50 degrees Celsius and has a density of approx. 550 kg / m ³ . The liquid butane is stored in a storage container 14 under excess pressure at room temperature. The storage container is connected pressure-tight as described above, a control valve 13 to the washing system Fig. 1 and Fig. 2 above. The washing system is loaded in the same way as described at the beginning. In contrast to the open washing process with water, the system must now be closed pressure-tight.

Nach dem Beschicken wird die Anlage mit Stickstoff innertisiert. Danach wird die Waschflüssigkeitszufuhr geöffnet. Die Waschflüssigkeit durchströmt das Werkstück, und nimmt Schleifmittelsuspension auf. Die mit Schleifmittelsuspension beladene Waschflüssigkeit wird über ein Druckregelventil 17 in einen Phasentrenner 18 entspannt. Die im Phasentrenner 18 abgeschiedene Schleifmittelsuspension wird in einem Sammelbehälter 19 aufgefangen. Das entspannte Gas wird mit dem Kompressor 20 verdichtet und über einen Kondensator 21 verflüssigt. Die im Phasentrenner abgeschiedene Slurry kann dem Slurrykreislauf wieder zugeführt werden. After loading, the system is inerted with nitrogen. The washing liquid supply is then opened. The washing liquid flows through the workpiece and absorbs the abrasive suspension. The washing liquid loaded with abrasive suspension is expanded into a phase separator 18 via a pressure control valve 17 . The abrasive suspension separated in the phase separator 18 is collected in a collecting container 19 . The expanded gas is compressed with the compressor 20 and liquefied via a condenser 21 . The slurry separated in the phase separator can be returned to the slurry circuit.

Claims

1. A method for cleaning wafers after the wire sawing process , characterized in that the washing liquid is forcibly guided between the wafers into the sawing gaps via a distribution channel.

2. The method according to claim 1, characterized in that in a first wash as Washing liquid water is used with a detergent additive.

3. The method according to claim 1, characterized in that in a second wash pure water is used as the washing liquid.

4. The method according to claim 1, characterized in that as a washing liquid Hydrocarbon-based solvents such as propane or butane are used become.

5. The method according to claim 4, characterized in that the washing process under Overpressure in the range of 2 to 20 bar and at a temperature of approx. 20C is carried out.

6. The method according to claim 4, characterized in that at the end of the washing process a temperature of 80 C is set for detaching the wafers from the support plate.

7. The method according to claim 1, characterized in that the washing liquid for Separating the abrasive suspension, is converted into a gaseous state.

8. The method according to claim 1, characterized in that liquid or supercritical CO _{2 is} used as the washing liquid.

9. The method according to claim 4-8, characterized in that the washing liquid in the Cycle.

10. The method according to claim 1, characterized in that at least one additional detergent supply the outer contour of the wafer with washing liquid is rinsed.

11. Device for cleaning wafers, characterized in that the carrier plate for the blocks to be sawn has at least one washing liquid supply which connects all the sawing gaps.
Apparatus according to claim 7, characterized in that the detergent channel is connected when the workpiece holder is inserted into the receiving device of the washing system.