DE1652228A1 - Method and device for separating disks from a hard metal - Google Patents

Method and device for separating disks from a hard metal

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DE1652228A1
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DE
Germany
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lapping
workpiece holder
separating
emulsion
semiconductor crystal
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DE19671652228
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German (de)
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Joachim Jaehnigen
Werner Kranich
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Elektromat VEB
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Elektromat VEB
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D51/00—Sawing machines or sawing devices working with straight blades, characterised only by constructional features of particular parts; Carrying or attaching means for tools, covered by this subclass, which are connected to a carrier at both ends
    • B23D51/04—Sawing machines or sawing devices working with straight blades, characterised only by constructional features of particular parts; Carrying or attaching means for tools, covered by this subclass, which are connected to a carrier at both ends of devices for feeding, positioning, clamping, or rotating work
    • B23D51/046—Sawing machines or sawing devices working with straight blades, characterised only by constructional features of particular parts; Carrying or attaching means for tools, covered by this subclass, which are connected to a carrier at both ends of devices for feeding, positioning, clamping, or rotating work for feeding work into engagement with the saw blade, e.g. rotating work while sawing
    • 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
    • B28D5/042—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 blades or wires mounted in a reciprocating frame

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Description

Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen von Scheiben von einem harten MaterialMethod and device for cutting off panes from a hard material

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtrennen von Scheiben von einem harten Material, insbesondere eines Halbleiterkristallstabes durch Trennläppen«, The invention relates to a method and a device for separating disks from a hard material, in particular of a semiconductor crystal rod by separating lapping «,

Es ist eine Vorrichtung zum Trennen von Halbleiterkristallscheiben bekannt geworden, welche aus einem aus Stahlbändern zusammengesetzten Trennwerkzeug, einer Wanne zur Aufnahme von Läppmittelemulsion und einer hin- und herbewegbaren Werkstückaufnahme besteht. Das Trennwerkzeug ist in der mit Läppmittelemulsion gefüllten Wanne feststehend angeordnet. Die zu trennenden Halbleiterkristallscheiben werden in der Werkstückaufnahme befestigt und mit dieser in eine hin- und hergehende Bewegung versetzt. Während des Trenn Vorganges wird die Wanne und somit das darin befindliche Trennwerkzeug gegen das Werkstück gedrückt. A device for separating semiconductor crystal wafers has become known, which consists of a cutting tool composed of steel strips, a trough for holding lapping agent emulsion and a reciprocating workpiece holder. The cutting tool is fixed in the tub filled with the lapping agent emulsion. The semiconductor crystal wafers to be separated are fastened in the workpiece holder and set in a reciprocating motion with it. During the cutting process, the tub and thus the cutting tool located in it is pressed against the workpiece.

Bei Anwendung dieser Vorrichtung zum Abtrennen von Scheiben von einem Halbleiterkristallstab bilden sich an den Trennflachen der Scheiben Eiefen, When using this device for separating wafers from a semiconductor crystal rod, grooves form on the parting surfaces of the wafers,

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Diese müssen jedoch, durch, eine Oberflächenbearbeitung wieder entfernt werden. Zur Herstellung von Halbleiterbauelementen ist jedoch, unbedingt eine einwandfrei polierte Oberfläche der Halbleiterkristallscheiben erforderlich, so daß die Vorrichtung zum Abtrennen von Scheiben keine Anwendung finden kann·However, these must, through, a surface treatment be removed again. For the production of semiconductor components, however, a perfectly polished one is essential Surface of the semiconductor crystal wafers required, so that the device for separating wafers no Can be used

Weiterhin ist eine Vorrichtung bekannt geworden, bei der dem Trennwerkzeug eine kurzhübige Schwingbewegung überlagert wird· Die kurzhübigen Schwingbewegungen reichen nicht aus, um eine für Halbleiterscheiben notwendige einwandfreie Oberfläche zu erzielen, so daß auch hier eine Nacharbeit erforderlich ist.Furthermore, a device has become known in which a short-stroke oscillating movement is superimposed on the cutting tool . The short-stroke oscillating movements are not sufficient to achieve the perfect surface required for semiconductor wafers, so that reworking is necessary here as well.

Zweck der Erfindung ist es, unter Vermeidung zusätzlicher Arbeitsgänge kostspieliges Halbleitermaterial und Arbeitszeit einzusparen, um damit die Herstellungskosten für Halbleiterbauelemente zu senken*The purpose of the invention is to avoid expensive semiconductor material and labor while avoiding additional operations to save in order to reduce the manufacturing costs for semiconductor components *

Ss ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens notwendige Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, hartes Material vorzugsweise einen Halbleiterkristallstab so in Scheiben zu trennen, daß eine Nachbehandlung der Oberflächen der abgetrennten Scheiben entfällt*The object of the invention is to create a method and a device necessary for carrying out the method, with the help of which it is possible to separate hard material, preferably a semiconductor crystal rod, into wafers in such a way that post-treatment of the surfaces of the separated wafers is unnecessary *

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei dem dem harten Material eine zusätzlich· Schwenkbewegung aufgezwungen wird, so daß ein Schwall Läppmitttl- According to the invention , the object is achieved by a method in which an additional pivoting movement is imposed on the hard material so that a surge of lapping material

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emulsion unmittelbar an die Trennstelle zwischen Material und Trennwerkzeug herangeführt wird· Zur Durchführung des Verfahrens wurde eine Vorrichtung entwickelt, mit deren Hilfe von einem harten Material Scheiben mit einwandfreier Oberfläche abgetrennt werden können. Sie zeichnet sich durch eine hin- und herbewegbare, außerdem schwenkbar angeordnete Werkstückaufnahme aus, welche mit einem Drehwinkelantrieb in Verbindung steht.emulsion directly to the interface between material and cutting tool is brought up · To carry out the process, a device was developed with which Discs with a perfect surface can be cut off with the help of a hard material. She stands out by a reciprocating, also pivotably arranged workpiece holder, which is equipped with a rotary angle drive communicates.

Mit dem erfindungsgemäBen Verfahren wird ein Stau der Läppmittelemulsion an der Trennstelle des Halbleiterkristallstabes erreicht. Dadurch entsteht neben einer besseren Schneidwirkung eine höhere Oberflächengüte an den Stirnflächen der abzutrennenden Seheiben.With the inventive method, a jam is the Lapping agent emulsion at the point of separation of the semiconductor crystal rod achieved. In addition to a better cutting effect, this results in a higher surface quality on the end faces of the windows to be cut off.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an Hand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert*
Es zeigen:The device according to the invention is explained in more detail using an exemplary embodiment shown in a drawing *
Show it:

Fig. 1. einen Vollschnitt der Vorrichtung Fig. 2, einen Schnitt A-A nach Fig. 1.FIG. 1 shows a full section of the device in FIG. 2, a section A-A according to FIG. 1.

In einer mit Läppmittelemulsion 1 gefüllten Wanne 2 ist ein Trennwerkzeug 3 in Schwinglagern 4; 5 gelagert. Das Trennwerkzeug 3 setzt sich aus einzelnen, in Abständen voneinander zu einem Klingenpaket 6 befestigten Stahlbändern zusammen. Auf das Trennwerkzeug 3 werden von einem bekannten Vibrator 6 Schwingungen mit hoher Frequenz übertrageneIn a tub 2 filled with lapping agent emulsion 1, a separating tool 3 is mounted in oscillating bearings 4; 5 stored. The cutting tool 3 is made up of individual ones at intervals steel bands attached to each other to form a blade package 6 together. On the cutting tool 3 are 6 vibrations with a high frequency from a known vibrator transferred

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Ein in Scheiben zu zerlegender Halbleiterstab 7 wird in einer Werkstückaufnahme 8- befestigt, und zum Abtrennen der Seheiben mit der Werkstückaufnahme 8 gegen das Trennwerkzeug 3 gedrückte Außerdem wird die Werkstückaufnahme durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Mechanismus hin- und herbewegt, Neben der hin- und hergehenden Bewegung wird der Werkstückaufnahme 8 durch einen mit ihr verbundenen Drehwinkelantrieb 9 eine zusätzliche Schwenkbewegung erteilt. Der Drehwinke!antrieb 9 besteht aus einem Bügel 10, welcher an der Werkstückaufnahme 8 befestigt und in einer Gleitführung 11 gelagert iste Die Gleitführung 11 ist mit einem Drehlager 12 gekoppelt. Die Werkstückaufnahme 8 wird in Führungsschienen 13 durch ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Antriebsorgan hin- und herbewegt. Dabei wird der Bügel 10 mitgenommen, welcher, bedingt durch das Drehlager 12, eine begrenzte Schwenkbewegung der Werkstückaufnahme 8 durchführt. Durch die Schwenkbewegung und der dadurch verbesserten Zuführung der Läppmittelemulsion zur Trennstelle wird eine einwandfrei geläppte Oberfläche der abgetrennten Scheiben erreicht«, Eine bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen notwendigerweise nachfolgende besondere Behandlung der Oberflächen der Scheiben kann damit entfallen.A semiconductor rod 7 to be cut into wafers is fastened in a workpiece holder 8 and is pressed against the cutting tool 3 to cut the discs with the workpiece holder 8. and moving movement, the workpiece holder 8 is given an additional pivoting movement by a rotary angle drive 9 connected to it. The rotational angle! Drive 9 consists of a bracket 10, which is fixed to the workpiece holder 8, and mounted in a sliding guide 11 is e, the sliding guide 11 is coupled to a pivot bearing 12th The workpiece holder 8 is moved back and forth in guide rails 13 by a drive element not shown in the drawing. The bracket 10 is taken along, which, due to the pivot bearing 12, performs a limited pivoting movement of the workpiece holder 8. Due to the pivoting movement and the resulting improved supply of the lapping agent emulsion to the separating point, a perfectly lapped surface of the separated wafers is achieved.

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Claims (1)

16S2228 S 16S2228 p Patentansprüche :Patent claims: 1, Verfahren zum Abtrennen von Scheiben von einem harten Material, vorzugsweise von einem Halbleiterkristallstab, durch Trennläppen mittels wenigstens einer von einer Läppemulsion umgebenen Läppklinge, der gegenüber dem teilweise in die Läppemulsion eingetauchten Material eine Relativbewegung auferlegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Material zusätzlich eine Schwenkbewegung aufgezwungen wird, so daß ein Schwall Läppmittelemulsion unmittelbar an die Trennstelle zwischen Material und Läppklinge herangeführt wird«1, a method for separating wafers from a hard material, preferably from a semiconductor crystal rod, by separating lapping by means of at least one lapping blade surrounded by a lapping emulsion, which is subjected to a relative movement with respect to the material partially immersed in the lapping emulsion, characterized in that the material is additionally subjected to a Pivoting movement is forced so that a surge of lapping agent emulsion is brought directly to the point of separation between the material and the lapping blade « 2# Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer hin- und herbewegbaren Werkstückaufnahme, einer mit Läppmittelemulsion gefüllten Wanne, sowie einem wenigstens eine Läppklinge aufweisendes Trennwerkzeug, welches in der Wanne in Federgelenken gelagert ist und dem mittels eines Vibrators Längsschwingungen hoher Frequenz aufgezwungen werden können und welches mit der Wanne gegen den in der Werkstückaufnahme befestigten Halbleiterkristallstab gedrückt werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die hin- und herbewegbare Werkstückaufnahme schwenkbar angeordnet und mit einem Drehwinkelantrieb verbunden ist.2 # Device for carrying out the method according to claim 1, consisting of a reciprocating workpiece holder, a tub filled with lapping agent emulsion, as well as a separating tool with at least one lapping blade, which is mounted in the tub in spring joints and longitudinal vibrations of high frequency by means of a vibrator can be forced on and which can be pressed with the trough against the semiconductor crystal rod fastened in the workpiece holder, characterized in that the reciprocating workpiece holder is pivotably arranged and connected to a rotary drive. 109811/0381109811/0381
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DE2739257A1 (en) * 1977-08-31 1979-03-22 Wacker Chemitronic DEVICE AND METHOD FOR REMOVING WORKPIECES
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