DE1138353B - Device for dividing crystals, in particular for cutting up semiconductor crystals - Google Patents
Device for dividing crystals, in particular for cutting up semiconductor crystalsInfo
- Publication number
- DE1138353B DE1138353B DES32239A DES0032239A DE1138353B DE 1138353 B DE1138353 B DE 1138353B DE S32239 A DES32239 A DE S32239A DE S0032239 A DES0032239 A DE S0032239A DE 1138353 B DE1138353 B DE 1138353B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- crystals
- wire
- abrasive
- saw wire
- cutting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
- B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
- B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
- B28D5/045—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools by cutting with wires or closed-loop blades
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
Description
In der Halbleitertechnik werden zur Herstellung von Halbleiterkristallen, insbesondere von Halbleitereinkristallen, Verfahren angewendet, bei denen man das Halbleitermaterial in Gestalt von größeren Kristallstäben erhält. Zur Weiterverarbeitung zu Halbleiterkristallbauelementen ist es dann erforderlich, diese Stäbe in kleinere Stücke, z. B. Scheibchen, zu zerteilen. Da Halbleitermaterialien, wie sie für Halbleitervorrichtungen verwendet werden, sehr kostspielig herzustellen sind, spielt bei der Zerteilung die Frage nach den Schnittverlusten eine große Rolle, so daß die Anwendung eines zu geringen Schnittverlusten führenden Sägewerkzeugs von großer Bedeutung ist. Die Verwendung von Kreissägen, z. B. Diamantsägen oder Laubsägen, führt im allgemeinen wegen der Steifigkeit dieser Sägen zu großen Schnittverlusten.In semiconductor technology, for the production of semiconductor crystals, in particular of semiconductor single crystals, Process used in which the semiconductor material is in the form of larger crystal rods receives. For further processing into semiconductor crystal components, it is then necessary these rods into smaller pieces, e.g. B. slices to be divided. Because semiconductor materials as used for semiconductor devices are used, are very expensive to manufacture, the question plays in the division after the cutting losses a large role, so that the application of too little cutting losses leading sawing tool is of great importance. The use of circular saws, e.g. B. Diamond saws or fretsaws, generally leads to large cutting losses because of the rigidity of these saws.
Es war nun bekannt, zum Zerteilen von Kristallen ein band- oder fadenförmiges Sägewerkzeug, das fortlaufend in Längsrichtung bewegt wird, anzuwenden, wodurch der Kristall an der Schnittfläche durch das vom Sägewerkzeug mitgeführte Lösungsmittel langsam aufgelöst wird. Ferner war es zum Zersägen von Steinen bekannt, ein Kabel oder einen Draht als Sägewerkzeug zu verwenden, auf dem ein aus einer Vorrichtung zugeführtes, angefeuchtetes Schleifmittel aufgebracht ist. Es war schließlich bekannt, zu diesem Zweck eine aus einem Draht oder Kabel bestellende Säge zu verwenden, die mit einem weicheren Mantel versehen ist, um das Anhaften eines Schleifmittels zu erleichtern.It was now known to use a band-shaped or thread-shaped sawing tool for dividing crystals is moved in the longitudinal direction, whereby the crystal at the cut surface through the solvent carried along by the sawing tool is slowly dissolved. It was also used for sawing Stones known to use a cable or a wire as a sawing tool, on which one from a device supplied, moistened abrasive is applied. It was known about this after all Purpose of using a saw made of a wire or cable, the one with a softer sheath is provided to facilitate the adhesion of an abrasive.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerteilen von Kristallen, insbesondere zum Zerschneiden von Halbleiterkristallen, mit einem nur in Längsrichtung bewegten dünnen Sägedraht hoher Zugfestigkeit, der über mindestens zwei Führungsrollen gespannt und mit einem Schleifmittel bedeckt ist.The invention relates to a device for dividing crystals, in particular for cutting of semiconductor crystals, with a thin saw wire moved only in the longitudinal direction Tensile strength stretched over at least two guide rollers and covered with an abrasive is.
Gemäß der Erfindung wird dabei vorgeschlagen, daß der Sägedraht aus einem Kern aus hartem, magnetisierbarem Material, insbesondere Stahl, mit einem Mantel aus Kupfer oder Silber besteht, daß eine den Sägedraht vor der Arbeitsstelle magnetisierende und hinter der Arbeitsstelle entmagnetisierende Vorrichtung sowie eine das aus pulverigem, magnetisierbarem Material, insbesondere Ferrit, bestehende Schleifmittel zuführende Vorrichtung vorgesehen sind.According to the invention it is proposed that the saw wire consists of a core made of hard, magnetizable Material, especially steel, with a sheath made of copper or silver, that one the Saw wire magnetizing device in front of the work place and demagnetizing device behind the work place and an abrasive made of powdery, magnetizable material, in particular ferrite feeding device are provided.
Die Verwendung eines mit einem Lösungsmittel bedeckten Fadens als Sägewerkzeug liefert bei einer Reihe von zu zersägenden Materialien zufriedenstellende Ergebnisse. Es erscheint jedoch in manchen Fällen zweckmäßig, von der Verwendung eines Lösungsmittels abzusehen und das Zersägen des Kristalls Vorrichtung zum Zerteilen von Kristallen,The use of a thread covered with a solvent as a sawing tool provides a Range of materials to be sawn gives satisfactory results. However, it appears in some In some cases it is advisable to refrain from using a solvent and sawing the crystal Device for dividing crystals,
insbesondere zum Zerschneidenespecially for cutting
von Halbleiterkristallenof semiconductor crystals
Anmelder:Applicant:
Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
ίο Berlin und München,Siemens & Halske Aktiengesellschaft,
ίο Berlin and Munich,
München 2, Wittelsbacherplatz 2Munich 2, Wittelsbacherplatz 2
Kurt Eltze, Dr.-Ing. Heinz HenkerKurt Eltze, Dr.-Ing. Heinz executioner
und Dipl.-Ing. Fritz-Adolf Mentzel, München,and Dipl.-Ing. Fritz-Adolf Mentzel, Munich,
sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors
auf rein mechanischer Grundlage vorzunehmen. Dabei hat sich bei den zur Erfindung führenden Untersuchungen ergeben, daß die Verwendung eines zugfesten, mit einem weicheren Mantel umgebenden Drahtes als Sägewerkzeug bei gleichzeitiger Anwendung eines Schleifmittels auch beim Zersägen von Halbleiterkristallen durchwegs zufriedenstellende Ergebnisse bezüglich der Schnittverluste liefert, wenn das Sägewerkzeug den gemäß der Erfindung gelehrten Aufbau besitzt. Insbesondere gestattet die Verwendung eines mit Kupfer oder Silber bedeckten, zugfesten Sägedrahtes den Ausgleich von Druckunterschieden, die durch unterschiedliche Größe und Lage der Kömer des Schleifmittels auf dem Sägewerkzeug hervorgerufen werden, so daß die durch den Schnittvorgang zwangläufig bedingten Kristallstörungen an den Schnittflächen wesentlich weniger in den Kristall eindringen als dies bei Verwendung eines homogenen, die erforderliche Zugfestigkeit aufweisenden, im allgemeinen aber sehr harten Sägewerkzeugs der Fall wäre.on a purely mechanical basis. It was found in the investigations leading to the invention show that the use of a tensile strength, surrounding with a softer jacket Wire as a sawing tool with simultaneous use of an abrasive also when sawing Semiconductor crystals consistently delivers satisfactory results with regard to cutting losses, if the sawing tool has the structure taught according to the invention. In particular, it allows use a high-tensile saw wire covered with copper or silver to compensate for pressure differences, due to the different size and position of the grains of the abrasive on the sawing tool caused, so that the inevitably caused by the cutting process crystal disturbances the cut surfaces penetrate the crystal much less than when using a homogeneous, the required tensile strength, but generally very hard sawing tool is the case were.
Andererseits erscheint es im Interesse der Gleichförmigkeit des Sägevorganges zweckmäßig, wenn das Sägewerkzeug in an sich bekannter Weise nur in seiner Längsrichtung über bzw. durch den zu zerschneidenden Kristall bewegt wird. Da dann jedoch Führungen, z. B. Rollen, für das Sägewerkzeug notwendig sind, ist durch an dem Sägewerkzeug anhaftendesOn the other hand, in the interest of the uniformity of the sawing process, it appears expedient if the Saw tool in a known manner only in its longitudinal direction over or through the to be cut Crystal is moved. Since then, however, guides such. B. roles, necessary for the sawing tool is due to adhering to the sawing tool
Schleifmittel eine Ungleichmäßigkeit der Führungen sowie gegebenenfalls eine Beschädigung dieser Führungen möglich. Es erscheint aus diesem Grund vor-Abrasives an unevenness of the guides and possibly damage to these guides possible. For this reason it appears
209 677/42209 677/42
teilhaft, wenn das Schleifmittel von dem Sägewerkzeug vor dem Eintreten in die Führungen wieder entfernt wird.beneficial if the abrasive is removed from the sawing tool before entering the guides will.
Dementsprechend besteht nach der Lehre der Erfindung das Sägewerkzeug aus einem Draht aus magnetisierbarem Material mit hoher Zugfestigkeit, z. B. aus Stahl oder Eisen, der mit einem Mantel aus Kupfer oder Silber versehen ist. Das Schleifmittel besteht ebenfalls aus einem magnetisierbaren Material, z. B. Ferritpulver. Vor dem Passieren der Schnittstelle wird das Werkzeug magnetisiert und in Kontakt mit dem Schleifmittel gebracht, das infolgedessen gut an dem Sägewerkzeug haftet. Nach dem Passieren der Schnittstelle wird das Werkzeug wieder entmagnetisiert und dadurch das Abfallen des Schleifmittels erreicht.Accordingly, according to the teaching of the invention, the sawing tool consists of a wire made of magnetizable wire High tensile strength material, e.g. B. made of steel or iron, with a sheath made of copper or silver. The abrasive also consists of a magnetizable material, e.g. B. Ferrite powder. Before passing the interface, the tool is magnetized and in contact with the Brought abrasive, which as a result adheres well to the sawing tool. After passing the interface the tool is demagnetized again, causing the abrasive to fall off.
In der Zeichnung ist eine Ausführungsform der Einrichtung gemäß der Erfindung dargestellt. 1 bedeutet einen zu zerteilenden, stabförmigen Halbleitereinkristall. Das Sägewerkzeug besteht aus einem mit einem Kupfer- oder Silbermantel versehenen, endlosen Draht 2, der über eine Rollenanordnung 9, 10, 11 geführt ist, wobei die Rolle 11 mit einem (nicht dargestellten) Antrieb versehen ist. Ferner läuft der Draht 2 vor dem Erreichen des Halbleiterstabes 1 über eine Rolle 5, die aus einem Behälter 6 magnetisierbares Schleifmaterial aus Ferritpulver schöpft und dieses in Berührung mit dem Draht 2 bringt. Durch einen Magnetisierungskopf 7 wird der Draht 2, der sich in Richtung des Pfeiles 8 bewegt, magnetisiert, so daß das Ferritpulver auf dem Draht 2 beim Verlassen der Rolle 5 haften bleibt. 12 ist ein Entmagnetisierungskopf, welcher den Draht 2 entmagnetisiert. Infolgedessen fällt das Schleifpulver zwischen dem Entmagnetisierungskopf 12 und der Rolle 9 vom Draht wieder ab, wodurch eine Zerstörung der Rollen 9, 11 und 10 vermieden wird.In the drawing is an embodiment of the Device according to the invention shown. 1 means a rod-shaped semiconductor single crystal to be divided. The sawing tool consists of an endless one with a copper or silver jacket Wire 2, which is guided over a roller arrangement 9, 10, 11, the roller 11 with a (not shown) drive is provided. Furthermore, the wire 2 runs before it reaches the semiconductor rod 1 via a roller 5, which draws magnetizable abrasive material made of ferrite powder from a container 6 and brings this into contact with the wire 2. By a magnetizing head 7, the wire 2, the moves in the direction of arrow 8, magnetized, so that the ferrite powder on the wire 2 when leaving the roller 5 sticks. 12 is a demagnetizing head which demagnetizes the wire 2. Consequently the grinding powder falls off the wire between the demagnetizing head 12 and the roller 9 again, whereby a destruction of the rollers 9, 11 and 10 is avoided.
An Stelle der aus der Figur ersichtlichen Art des Aufbringens des magnetisierbaren Schleifpulvers auf das Sägewerkzeug kann dieses z. B. auch aufgestäubt werden. Es ist auch möglich, zusätzlich zu dem Schleifmittel ein Ätzmittel, z. B. eine Ätzflüssigkeit, aufzubringen. In diesem Fall läßt sich die Schneidwirkung durch Anlegen einer elektrischen Spannung zwischen dem Sägewerkzeug und dem Halbleiterstab 1 vergrößern, wenn die Spannung so gewählt ist, daß eine elektrolytische Auflösung des Halbleitermaterials durch das Ätzmittel stattfindet; dies aber ist nicht Gegenstand der Erfindung. Auch durch Erregung des schleifenden Drahtes mittels longitudinaler Schwingungen, insbesondere Ultraschall, in Schleifrichtung wird die Schleif- und Schneidwirkung erhöht. An Stelle des endlosen Drahtes kann auch ein von einer Abwickeltrommel abgespulter Draht verwendet werden. Dabei kann es vorteilhaft sein, den Draht unter erhöhter Geschwindigkeit nach dessen Abwicklung von der Trommel ohne Schneidwirkung auf diese wieder zurückzuführen, um den Schneidevorgang jeweils nur in einer Richtung durchführen zu können.Instead of the type of application of the magnetizable abrasive powder shown in the figure the saw tool can this z. B. can also be dusted on. It is also possible, in addition to that Abrasive an etchant, e.g. B. to apply an etching liquid. In this case, the cutting effect by applying an electrical voltage between the sawing tool and the semiconductor rod 1 if the voltage is chosen so that an electrolytic dissolution of the semiconductor material takes place through the etchant; but this is not the subject of the invention. Also through excitement of the grinding wire by means of longitudinal vibrations, in particular ultrasound, in the grinding direction the grinding and cutting effect is increased. Instead of the endless wire, one of wire unwound from an unwinding drum can be used. It can be advantageous to use the wire at increased speed after it has been unwound from the drum without cutting action this back to carry out the cutting process in one direction only can.
Die Drahtstärke wird zweckmäßigerweise zu einem Betrag unterhalb 0,5 mm bemessen. Noch bessere Wirkungen lassen sich bei 0,2 mm oder noch geringeren Stärken des Sägewerkzeuges erzielen.The wire thickness is expediently dimensioned to an amount below 0.5 mm. Even better Effects can be achieved with a sawing tool thickness of 0.2 mm or less.
Claims (2)
Deutsche Patentschriften Nr. 215 162, 523 885;
französische Patentschrift Nr. 363 436;
USA.-Patentschrift Nr. 2 515 331.Considered publications:
German Patent Nos. 215 162, 523 885;
French Patent No. 363,436;
U.S. Patent No. 2,515,331.
Deutsches Patent Nr. 951 798.Earlier patent considered:
German Patent No. 951 798.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES32239A DE1138353B (en) | 1953-02-18 | 1953-02-18 | Device for dividing crystals, in particular for cutting up semiconductor crystals |
GB485554A GB756195A (en) | 1953-02-18 | 1954-02-18 | Improvements in or relating to methods and apparatus for cutting semi-conductor crystals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DES32239A DE1138353B (en) | 1953-02-18 | 1953-02-18 | Device for dividing crystals, in particular for cutting up semiconductor crystals |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1138353B true DE1138353B (en) | 1962-10-18 |
Family
ID=7480788
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DES32239A Pending DE1138353B (en) | 1953-02-18 | 1953-02-18 | Device for dividing crystals, in particular for cutting up semiconductor crystals |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1138353B (en) |
GB (1) | GB756195A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4187828A (en) * | 1977-02-11 | 1980-02-12 | Crystal Systems, Inc. | Cutting |
US4287869A (en) * | 1978-03-13 | 1981-09-08 | Crystal Systems Inc. | Charging system for cutting blade |
US6067976A (en) * | 1994-01-10 | 2000-05-30 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Wafer cut method with wire saw apparatus and apparatus thereof |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3831576A (en) * | 1971-11-22 | 1974-08-27 | Motorola Inc | Machine and method for cutting brittle materials using a reciprocating cutting wire |
CN103753716A (en) * | 2013-12-26 | 2014-04-30 | 中国有色桂林矿产地质研究院有限公司 | Diamond fretsaw device for cutting single crystal silicon rod |
CN106426589A (en) * | 2016-12-05 | 2017-02-22 | 安徽省天利能源有限公司 | Silicon rod cutting device for solar cell manufacturing |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR363436A (en) * | 1905-02-17 | 1906-07-31 | Paulin Gay | Universal endless file suitable for sawing stones of all kinds such as marble, granite, porphyry, etc. |
DE215162C (en) * | 1907-07-19 | 1909-10-23 | ||
DE523885C (en) * | 1930-05-04 | 1931-04-29 | Otto Wiedemann | Rock saw with one or more cutting truemers of endless cables |
US2515331A (en) * | 1948-07-09 | 1950-07-18 | Bell Telephone Labor Inc | Holding fixture for crystals |
DE951798C (en) * | 1952-01-05 | 1956-10-31 | Standard Elek K Ag | Sawing of crystal plates by solution |
-
1953
- 1953-02-18 DE DES32239A patent/DE1138353B/en active Pending
-
1954
- 1954-02-18 GB GB485554A patent/GB756195A/en not_active Expired
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR363436A (en) * | 1905-02-17 | 1906-07-31 | Paulin Gay | Universal endless file suitable for sawing stones of all kinds such as marble, granite, porphyry, etc. |
DE215162C (en) * | 1907-07-19 | 1909-10-23 | ||
DE523885C (en) * | 1930-05-04 | 1931-04-29 | Otto Wiedemann | Rock saw with one or more cutting truemers of endless cables |
US2515331A (en) * | 1948-07-09 | 1950-07-18 | Bell Telephone Labor Inc | Holding fixture for crystals |
DE951798C (en) * | 1952-01-05 | 1956-10-31 | Standard Elek K Ag | Sawing of crystal plates by solution |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4187828A (en) * | 1977-02-11 | 1980-02-12 | Crystal Systems, Inc. | Cutting |
US4287869A (en) * | 1978-03-13 | 1981-09-08 | Crystal Systems Inc. | Charging system for cutting blade |
US6067976A (en) * | 1994-01-10 | 2000-05-30 | Tokyo Seimitsu Co., Ltd. | Wafer cut method with wire saw apparatus and apparatus thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB756195A (en) | 1956-08-29 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19841492A1 (en) | Method and device for separating a large number of disks from a brittle hard workpiece | |
DE1216651B (en) | Process for the polishing removal of monocrystalline semiconductor bodies, in particular semiconductor wafers | |
DE1138353B (en) | Device for dividing crystals, in particular for cutting up semiconductor crystals | |
DE2121985A1 (en) | Method and device for grinding tool cutting edges | |
DE102012209974B4 (en) | A method of simultaneously separating a plurality of slices from a cylindrical workpiece | |
EP0293941B1 (en) | Method for the sharpening of parting tools for parting off slices of rod- or blockshaped works, and cutting process | |
DE102010040535A1 (en) | Method for sawing a workpiece | |
DE1155957B (en) | Process for peeling elongated workpieces of commercially available length that tend to buckle | |
EP0327841B1 (en) | Process for cutting a radioactively contaminated building element | |
DE959007C (en) | Device for peeling wire material | |
DE1053280B (en) | Peeling machine | |
DE102016104714A1 (en) | Method for producing fishhooks | |
DE68904650T2 (en) | METHOD FOR CUTTING A MATERIAL WITH A LASER DEVICE. | |
DE1207636B (en) | Process for the production of wafers from monocrystalline silicon and / or germanium for semiconductor components | |
DE2846737A1 (en) | powder jet wire insulation stripping - using powder jet impinging almost parallel onto wire insulation under pneumatic or hydraulic drive | |
DE1080433B (en) | Method and device for re-sharpening or profiling grinding bodies, in particular grinding wheels and grinding belts | |
DE811626C (en) | Magnetic tape procedures and equipment for their treatment | |
DE651199C (en) | Band saw with one or more tension rollers resting on the saw blade | |
DE102015221369A1 (en) | Cutting device for cutting at least one edge of a conveyor belt | |
DE935691C (en) | Device on folding, blanching or grinding machines | |
AT231783B (en) | Process for peeling elongated workpieces with a tendency to buckle and of commercially available length | |
DD294592A5 (en) | METHOD FOR GRINDING AND IRONING THE HEADS OF ONE CRYSTALS | |
DE102016218057A1 (en) | Apparatus and method for fluid jet cutting with abrasive particles | |
DE949977C (en) | Device for sharpening saw blades | |
DE1041678B (en) | Grinding method and device for processing the surfaces of work pieces made of wood and Like substances |