DE1652510A1

DE1652510A1 - Process for dividing disk-shaped bodies made of monocrystalline silicon or germanium

Info

Publication number: DE1652510A1
Application number: DE19671652510
Authority: DE
Inventors: Hans-Eberhard Longo
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1967-02-10
Filing date: 1967-02-10
Publication date: 1971-03-25

Description

Verfahren zum Aufteilen von scheibenförmigen Körpern aus monokristallinem Silicium oder Germanium Ein bekanntes Verfahren zum Herstellen von scheibenförmigen-Silicium- oder Germaniumkörpern durch Zerteilen eines aus Silicium oder Germanium bestehenden Stabes besteht darin, daß der durch Erhitzen in den duktilen Zustand übergeführ:be Silicium- oder Germaniumstab zu einem Flachkörper mit der gewünschten Dicke der Halbleiterscheibe geformtg dann dieser Plachkörper an einer seiner flachen Seiten mit einem den Abmessungen der gewünschten Halbleitcrscheiben entsprechenden Netz von eingcritzten Rillen versehen und durch Zerbrechen längs dieser Rillen in die gewünschten Halbleiterscheiben Übergeführt wird.Method for dividing disk-shaped bodies made of monocrystalline Silicon or germanium A well-known method of making disk-shaped silicon or germanium bodies by dividing one made of silicon or germanium Rod consists in that the converted into the ductile state by heating: be Silicon or germanium rod to form a flat body with the desired thickness of the Semiconductor wafer then molded this Plach body on one of his flat sides with one corresponding to the dimensions of the desired semiconductor wafers Provided a network of scratched grooves and by breaking along these grooves in the desired semiconductor wafers is transferred.

Generell ist es üblich, Halbleiterscheiben, welche auf ahdere Art und Weise, z.B. durch Zerschneiden eines einkristallinen Halblviterstabes, gewonnen sind, durch Anritzen längs eines Netzes von geraden Linien anzuritzen und längs dieser Linien zu zerbrechen. Dies gilt auch für den Fall, daß vorher aus einer einzigen Halbleiterscheibe eine Vielzahl-von Halbleiterbauelenenten vor dem Auftrennen der Scheibe hergestellt wurde und als einer der letzten Schritte die Scheibe in die einzelnen Bauelemente aufgetrennt wird. Das Ziel der beschriebenen Methode ist es, kostspielige Schnittverluste weitgehend auszuschalten und außerdem ein einfaches Verfahren zur Verfügung zu haben, vielches zu glatten Trennflächen führt.In general, it is customary to use semiconductor wafers which are in different ways and manner, e.g., by cutting up a monocrystalline half-vitreous rod are to be scored by scribing along a network of straight lines and lengthways to break these lines. This also applies in the event that previously from a single Semiconductor wafer a multitude of semiconductor components before the separation Disk was made and one of the last steps was to insert the disk into the individual components is separated. The aim of the method described is to to largely eliminate costly cutting losses and also a simple one Having methods available, many of which lead to smooth parting surfaces.

Die der Erfindung zugrundeliegenden Untersuchungen haben jedoch ergeben, daß das bekannte Verfahren weiteren wesentlichen Verbesserungen zugänglich ist. Werden z.B. «10e-orientierte) Siliciumscheiben mit einem Diamant ohne irgendeine definierte Zuordnung zum Gitter der Siliciumscheibe geritzt und anschließend gebrochen, so werden die Bruchkanten mitunter wesentlich von der durch den Ritz vorgegebenen Lage abweichen. Dieses Verhalten führt z.B. beim Teilen der =!orientierten Siliciumscheibe in quadratische oder rechteckige Einzelstücke zwecks Gewinnung einzelner Bauelemente zu hohen Materialverlusten. Ähnliches gilt auch är Germanium. Es ist Aufgabe der Erfindung, lie genannten Verluste zu vermeiden.The investigations on which the invention is based have shown, however, that the known method is amenable to further substantial improvements. For example, are «10e-oriented) silicon wafers with a diamond without any defined Assignment to the lattice of the silicon wafer scored and then broken, see above the broken edges sometimes differ significantly from the position given by the score differ. This behavior leads, for example, when dividing the =! Oriented silicon wafer into square or rectangular individual pieces for the purpose of obtaining individual components too high material losses. The same applies to germanium. It's the job of Invention to avoid the losses mentioned.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verahren zum Aufteilen von scheibenförmigen Körpern aus monokristallinem Silicium oder Germanium, bei den die aufzuteilende Scheibe längs mindestens einer geraden Linie geritzt und dann längs dieser Linie zerbrochen wird. Erfindungsgemäß wird dabei die - vorzugsweise von einer Spaltflüche abweichende - Scheibenober-Wche parallel zu der Spur einer Spaltflächo an der Scheibenoberfläche angeritzt und zerbrochen.The invention relates to a method for dividing disk-shaped bodies made of monocrystalline silicon or germanium, in which the disk to be divided is scored along at least one straight line and then broken along this line. According to the invention, the surface of the pane - which preferably deviates from a gap surface - is scored and broken parallel to the trace of a gap surface on the pane surface.

Der Begriff "Scheibenoberflü W bedeutet hierbei stets eine der grißten Seiten, also die Grund- bzw. Deckfläche der Scheibe. Die Scheiben weisen im allgemeinen Stärken von weniger als 200 , gegebenenfalls wenigär als 100 auf. Es entspricht der Lehre der Erfindung, wenn bei #'100'?-oriciitierten Silicium- oder Germaniunscheiben das Anritzen 1.:.ing-, der Spuren der vier (111)-Ebenen mit der "'100/-Orlell-I% tierten Deck- bzw. Grundflüche der Scheibe vorgenommen wird. Hat r.,.an demnach eine li10(»-orientierte Siliciur.- oder Germaniumscheibe, insbesondere längs eines Netzes gerader Linien, aufzutrennen, so hat man zunächst die Aufgabe, an der nit einerk.100,'-Ebene zusamrienfallenden Scheibe die Richtung der Spuren der "lll)-Ebenen festzulegen. Hierzu gibt es bekanntlich mehrere lIethoden. Falls der Kristall Versetzungen aufweist, so können beim Ätzen auftretende charakteristische Ätzfiguren -. z. B. mit WU--#jrircr KOII- oder Chromsäurc-Flußsäurc-Lösung erhältlich, in Gestalt eines Quadrates (eigentlich in Gestalt einer vierseitigen Pyramide mit quadratischen Grundriß) herangezogen worden. Die Seiten des Quadrates fallen nämlich mit den <110> -Richtungen zusammen und liegen in 011)-Ebenen . Das zur Aufteilung der Scheibe dienende Netz gerader paralleler Linien wird dann entsprechend der Lehre der Erfindung parallel zu den Seiten des besagten Quadrates geführt. Falls dic Scheiben aus in (100> -Richtung gezogenen Siliciumstäben oder Germaniunstäben durch senkrecht zur Stabachse geführtetiSchnittenliergestellt sind, ist in Umfang dieser Scheiben eine quadratische Struktur an Umfang der Scheibe angedeutet. Die Verbindungslinien der Ecken dieser quadratischen Struktur liegen ebenfalls parallel zu den Spuren der (111)-Ebenen mit den mit je einer (100) -Fläche zusammenfallenden Grund- und Deckflüchen der aufzutrennenden Silicium- oder Germaniumscheibe.The term "Scheibenoberflü W here means always one of grißten pages, so the base or cover surface of the disc. The discs generally have thicknesses of less than 200, possibly wenigär than 100 on. It is within the teaching of the invention when at # '100'? -Oriented silicon or germanium wafers the scratching 1.:.ing-, the traces of the four (111) planes with the "100 / -Orlell-I% oriented top or base areas of the wafer are made. If the right hand side has to cut a li10 ('- oriented silicon or germanium disk, in particular along a network of straight lines, the first task is to determine the direction of the It is known that there are several methods for this purpose. If the crystal has dislocations, characteristic etching figures can be obtained during etching - for example with WU - # jrircr KOII or chromic acid-hydrofluoric acid solution been, (actually in the form of a four-sided pyramid with a square base) is used in the form of a square. the sides of the square falls namely with the <110> directions along and lie in 011) planes. the serving to divide the disc mesh of straight parallel Lines are then made parallel to the sides of said square in accordance with the teaching of the invention, in the case of wafers made of silicon rods or germanium rods drawn in the (100> -direction are made by cuts made perpendicular to the rod axis, a square structure is indicated on the circumference of these disks in the circumference of these disks. The connecting lines of the corners of this square structure are also parallel to the traces of the (111) planes with the base and top surfaces of the silicon or germanium wafer to be separated, each of which coincides with a (100) surface.

Eine weitere Methodeg um die zu den J0J-Richtungen unter einen Winkel von 45 0 liegenden vier - mit den (111)-Ebenen zusammenfallenden - Spaltebenen auf einer (100)-Fläche zu bestimmeng besteht in einer optischen odär röntgenografischon Bestimmung der Kristallstruktur und Orientierung zur Scheibenoberfläche. Da es sich hier um an sich bekannte Verfahren handelt, soll an dieser Stelle nicht weiter darauf eingegangen werden.Another Methodeg to the J0J directions at an angle of 45 0 lies four - with the (111) planes coincident - cleavage planes is on a (100) face to bestimmeng röntgenografischon in an optical odär determination of the crystal structure and orientation for Disc surface. Since this is a process known per se, it will not be discussed further at this point.

Falls die aufzutrennenden Scheiben in 11101-Richtung orientiert sind und aus Silicium oder Germanium bestehen, so erhält man durch Anätzen mit bestimmten Ätzmitteln, z.B. mit wässriger Chronsäuro-Plußsäure-lösung, Ätzfiguren, die mit der Scheibenoberfläche in Form einer Raute abschneiden. Die Seiten dieser Raute fallen mit Spuren von (111)-Ebenen mit der (110)-Deck-bzw. Grundflächc der Scheiben zusammen.If the panes to be cut are oriented in the 11101 direction and consist of silicon or germanium, one obtains by etching with certain Etching agents, e.g. with aqueous chronic acid solution, etching figures with cut off the surface of the disc in the shape of a diamond. The sides of this diamond fall with traces of (111) planes with the (110) deck or. Base area of the disks together.

Fällt die Oberfläche der zu zerteilenden Siliciumscheibe mit einer (211)-Ebüne zusammen, so erhält man als Ätzfiguren Dreiecke, deren Unten wiederum parallel zu den Spuren der ( 111 )-Ebenen verlauf en.If the surface of the silicon wafer to be divided coincides with a (211) plane, triangles are obtained as etched figures, the bottom of which again run parallel to the traces of the (111) planes.

Claims

1. A method ium dividing disk-shaped bodies made of monocrystalline semiconducting material, in which the disk to be divided is scored along at least one straight line and then broken along this line, characterized in that the disk surface - which preferably deviates from a cleavage surface - is parallel to the track a gap on the disc surface is scratched and broken.

2. The method according to claim 1, characterized in that when a semiconductor wafer crystallizes according to the diamond lattice, in particular made of silicon or germaniump, the wafer is scratched and broken along the traces of the (111) planes xSt dkw wafer surfaces. 3. The method according to claim 2, characterized in that the pane surface coincides with a (100j plane. 4. Method according to claim 2), characterized in that the pane surface coincides with a (110) plane,