DE19818484A1

DE19818484A1 - Separating semiconductor disc from crystal body

Info

Publication number: DE19818484A1
Application number: DE1998118484
Authority: DE
Inventors: Hanifi Malcok; Hermann Zwirglmaier
Original assignee: Wacker Siltronic AG
Current assignee: Siltronic AG
Priority date: 1998-04-24
Filing date: 1998-04-24
Publication date: 1999-10-28

Abstract

The disc separation is interrupted prior to the complete disc separation and restarted after the cutting tool has been removed from the split gap, set into desired state, and reinserted into the gap. Pref. the separation of the disc is interrupted when there is a hint that the separation has of the disc has taken an undesired course. The cutting tool is reinstated into cut after its cutting coating has been resharpened. Typically this can be done by replacing a cutting wire into a wire saw.

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Abtrennen einer Halbleiterscheibe von einem Kristallstück mit einem Trennwerk zeug, wobei ein Schneidspalt zwischen der Halbleiterscheibe und dem Kristallstück erzeugt wird. Die Erfindung betrifft insbe sondere ein Verfahren, bei dem eine Halbleiterscheibe mit Hilfe einer Innenlochsäge, einer Bandsäge oder einer Drahtsäge von einem Kristallstück abgetrennt wird.The invention relates to a method for separating a Semiconductor wafer from a crystal piece with a separator stuff, with a cutting gap between the wafer and the crystal piece is generated. The invention relates in particular special a method in which a semiconductor wafer with the help an internal hole saw, a band saw or a wire saw from is separated from a crystal piece.

Verfahren dieser Gattung sind beispielsweise in der EP-432 637 A1 (Abtrennen mittels Innenlochsäge), in der deutschen Pa tentanmeldung mit dem Aktenzeichen P 19711913.1 (Abtrennen mit tels Bandsäge), beziehungsweise in der US-5,616,065 (Abtrennen mittels Drahtsäge) beschrieben. Üblicherweise wird das Ziel verfolgt, eine Halbleiterscheibe mit möglichst ebenen und para lell zueinander liegenden Seiten zu erhalten. Darüber hinaus kann auch das Ziel vorgegeben sein, eine Halbleiterscheibe mit einer davon abweichenden Form, beispielsweise eine Halbleiter scheibe mit gekrümmten Seiten, bereitzustellen. Kommt es wäh rend des Abtrennens einer Halbleiterscheibe zu einer Abweichung des Trennwerkzeugs von einer vorgesehenen Schneidebene, ent spricht die Form der erhaltenen Halbleiterscheibe nicht den ge wünschten Vorstellungen. Die Form einer Halbleiterscheibe kann anhand der Ergebnisse geometrischer Messungen der Halbleiter scheibe beurteilt werden. In der Regel wird der sogenannte warp-Wert, der sogenannte TTV-Wert oder die Dicke der Halblei terscheibe gemessen.Methods of this type are described, for example, in EP 432 637 A1 (cutting off with an internal hole saw), in German Pa tent registration with the file number P 19711913.1 (separate with band saw), or in US-5,616,065 (separation using a wire saw). Usually the goal pursued, a semiconductor wafer with as flat and para as possible lell sides to get. Furthermore The target can also be specified using a semiconductor wafer a different form, for example a semiconductor disc with curved sides to provide. It comes up after the removal of a semiconductor wafer to a deviation the cutting tool from an intended cutting plane, ent the shape of the semiconductor wafer obtained does not speak the ge wanted ideas. The shape of a semiconductor wafer can based on the results of geometric measurements of the semiconductors disc to be assessed. As a rule, the so-called warp value, the so-called TTV value or the thickness of the semi-lead disc measured.

Beim sequentiellen Abtrennen einer Vielzahl von Halbleiter scheiben von einem Kristallstück mittels Innenlochsäge oder Bandsäge werden üblicherweise Halbleiterscheiben erhalten, die nicht alle die gleiche Form haben. Die Form nachfolgend abge trennter Halbleiterscheiben weicht häufig ab von der Form zuvor abgetrennter Halbleiterscheiben und von der gewünschten Form, weil das Trennwerkzeug zunehmend abgenutzt wird und der Betrag der Abweichung des Trennwerkzeugs von der vorgesehenen Schnei debene infolgedessen zunimmt. Es sind Vorrichtungen wie Wirbel stromsensoren verfügbar, die das Abtrennen einer Halbleiter scheibe überwachen und ein Signal erzeugen, wenn das Trennwerk zeug die vorgesehene Schneidebene in unzulässiger Weise ver läßt. Zur Wiederherstellung erwünschter Abtrennbedingungen ist unter anderem vorgeschlagen worden, den Schneidbelag des Ab trennwerkzeugs nachzuschärfen. In der bereits genannten EP-432 637 A1 ist ein Verfahren offenbart, das vorsieht, den Schneid belag eines Sägeblattes einer Innenlochsäge noch während des Abtrennens nachzuschärfen, wenn eine unzulässige Abweichung des Sägeblattes von einer vorgesehenen Schneidebene festgestellt wurde. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß die Seiten der abgetrennten Halbleiterscheibe mechanisch beschädigt sein kön nen, wobei die Ursache der Beschädigung das Nachschärfen des Schneidbelags ist.When sequentially cutting a variety of semiconductors slices of a crystal piece using an internal hole saw or Band saw are usually obtained semiconductor wafers that not all have the same shape. The form below separated semiconductor wafers often deviate from the shape before separated semiconductor wafers and of the desired shape, because the cutting tool is getting worn out and the amount the deviation of the cutting tool from the intended cutting The level increases as a result. They are devices like vertebrae Current sensors available that are used to disconnect a semiconductor Monitor disc and generate a signal when the separator the intended cutting plane ver in an impermissible manner leaves. To restore desired separation conditions among other things, it has been proposed the cutting surface of the Ab sharpen the cutting tool. In the already mentioned EP-432 637 A1 discloses a method that provides the cutting covering of a saw blade of an internal hole saw during the Re-sharpening if an inadmissible deviation of the Saw blade determined from an intended cutting plane has been. This method has the disadvantage that the sides of the separated semiconductor wafer can be mechanically damaged NEN, the cause of the damage is the resharpening of the Cutting surface is.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Verfügung, das im Hinblick auf bekannte Verfahren Vorteile bietet.The present invention provides a method which offers advantages over known methods.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Abtrennen einer Halbleiterscheibe von einem Kristallstück mit einem Trennwerk zeug, wobei ein Schneidspalt zwischen der Halbleiterscheibe und dem Kristallstück erzeugt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Abtrennen der Halbleiterscheibe unterbrochen wird, be vor die Halbleiterscheibe vollständig vom Kristallstück abge trennt worden ist, und wiederaufgenommen wird, nachdem das Trennwerkzeug aus dem Schneidspalt entfernt, in einen gewünsch ten Zustand versetzt und in den Trennspalt wiedereingeführt worden ist.The invention relates to a method for separating a Semiconductor wafer from a crystal piece with a separator stuff, with a cutting gap between the wafer and the crystal piece is produced, which is characterized by that the separation of the semiconductor wafer is interrupted, be in front of the semiconductor wafer completely from the crystal piece has been separated and will be resumed after that Cutting tool removed from the cutting gap in a desired th state and reintroduced into the separation gap has been.

Es wurde überraschenderweise gefunden, daß keine Beschädigungen der Halbleiterscheibe und damit Ausbeuteverluste zu befürchten sind, wenn das Abtrennen einer Halbleiterscheibe auf diese Wei se unterbrochen und später fortgesetzt wird.It was surprisingly found that no damage of the semiconductor wafer and thus loss of yield are when cutting off a semiconductor wafer in this way interrupted and continued later.

Durch Anwendung des Verfahrens lassen sich Ausbeuteverluste vermeiden, weil auf ein erstes Anzeichen einer unzulässigen Ab weichung des Schnittverlaufs des Trennwerkzeugs reagiert werden und das Abtrennen der Halbleiterscheibe unter zulässigen Bedin gungen vollendet werden kann. Darüber hinaus wurde gefunden, daß die warp-Werte einer Vielzahl nach dem Verfahren mittels Innenlochsäge erzeugt er Halbleiterscheiben im Mittel niedriger sind, als bei Halbleiterscheiben, die nach einem Verfahren ge mäß der EP-432 637 A1 hergestellt wurden.Loss of yield can be achieved by using the method avoid, because at the first sign of an illegal Ab softening the cut of the cutting tool can be reacted to and the removal of the semiconductor wafer under permissible conditions can be accomplished. It was also found that the warp values by using a variety of methods Internal hole saw produces semiconductor wafers on average lower are, as with semiconductor wafers, which ge according to EP-432 637 A1.

Auf das Verfahren wird nachfolgend weiter eingegangen, wobei die Erläuterungen zunächst das Abtrennen einer Halbleiterschei be mit einer Innenlochsäge betreffen. Dies sollte jedoch nicht als Einschränkung verstanden werden, da das Verfahren sich ohne weiteres auch eignet, eine Halbleiterscheibe mittels Bandsäge abzutrennen. Das Verfahren kann auch durchgeführt werden, wenn eine Vielzahl von Halbleiterscheiben mittels einer Drahtsäge gleichzeitig von einem Kristallstück abzutrennen sind.The method is discussed further below, wherein the explanations first of all separate a semiconductor wafer be with an internal hole saw. However, this shouldn't be are to be understood as a restriction, since the process can be carried out without a semiconductor wafer using a band saw is also suitable cut off. The procedure can also be carried out if a large number of semiconductor wafers using a wire saw must be separated from a crystal piece at the same time.

Maßnahmen, mit denen ein Trennwerkzeug in einen gewünschten Zu stand versetzt werden kann, betreffen beim Abtrennen mittels Innenlochsäge vorzugsweise das Nachschärfen des Schneidbelags des Sägeblatts und die Korrektur von Maschinenfehlern der In nenlochsäge.Measures with which a cutting tool in a desired Zu can be moved, relate to when detaching using Internal hole saw preferably re-sharpening the cutting surface of the saw blade and the correction of machine errors of the In hole saw.

Das Verfahren läuft vorzugsweise automatisch gesteuert ab, wo bei die Innenlochsäge so gesteuert wird, daß der Vorschub des Sägeblattes bei einer von einem Sensor festgestellten Abwei chung des Sägeblattes von einer vorgesehenen Schneidebene been det und das Sägeblatt aus dem bereits erzeugten Schneidspalt entfernt wird. Eine unzulässige Abweichung wird angenommen, wenn die festgestellte Abweichung außerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches liegt. Nachdem das Sägeblatt aus dem Schneid spalt zurückgenommen worden ist, wird der Schneidbelag des Sä geblattes nachgeschärft. Es können die bekannten Schärfmetho den, wie das Flankenschärfen des Schneidbelags oder das Ein schneiden mit dem Sägeblatt, in einem Abrichtblock angewendet werden. Nach dem Nachschärfen des Schneidbelags wird das Säge blatt vorzugsweise mit schnellem Vorschub zurück an die Stelle im Schneidspalt gefahren, an der das Abtrennen der Halbleiter scheibe unterbrochen wurde, und das Abtrennen der Halbleiter scheibe fortgesetzt. The process is preferably automatically controlled where the inner hole saw is controlled so that the feed of the Saw blade with a deviation detected by a sensor saw blade from a designated cutting plane det and the saw blade from the cutting gap already created Will get removed. An impermissible deviation is assumed if the discrepancy is outside a certain Tolerance range. After the saw blade from the cutting gap has been withdrawn, the cutting surface of the sow blades sharpened. It can use the well-known sharpening method the, such as flanking the cutting surface or the on cut with the saw blade, applied in a dressing block become. After resharpening the cutting surface, the saw sheet preferably back to the position with rapid feed in the cutting gap where the semiconductor is cut off disc was interrupted, and the disconnection of the semiconductor disc continued.

Es ist auch vorgesehen, daß das Abtrennen einer Halbleiter scheibe mehrmals auf die beschriebene Weise unterbrochen und wiederaufgenommen werden kann, falls dies notwendig sein soll te. Gegebenenfalls können eine oder beide Grenzen des Toleranz bereichs nach einem Schärfvorgang so verändert werden, daß der Toleranzbereich größer wird. Die Steuerung des Trennwerkzeugs kann auch so programmiert sein, daß das Abtrennen ohne Unter brechung durch Nachschärfen des Schneidbelags fortgesetzt wird, wenn ein Großteil der Halbleiterscheibe, beispielsweise 90% der Oberfläche der Halbleiterscheibe vom Kristallstück bereits abgetrennt ist.It is also contemplated that the removal of a semiconductor disc interrupted several times in the manner described and can be resumed if necessary te. If necessary, one or both limits of tolerance area after a sharpening process so that the Tolerance range becomes larger. The control of the cutting tool can also be programmed so that the separation without sub refraction is continued by resharpening the cutting surface, if a large part of the semiconductor wafer, for example 90% the surface of the semiconductor wafer from the crystal piece already is separated.

Maßnahmen, mit denen ein Trennwerkzeug in einen gewünschten Zu stand versetzt werden kann, betreffen beim Abtrennen mittels Bandsäge vorzugsweise das Nachschärfen des Schneidbelags des Sägebands und die Korrektur von Maschinenfehlern der Bandsäge.Measures with which a cutting tool in a desired Zu can be moved, relate to when detaching using Band saw preferably resharpening the cutting surface of the Saw band and the correction of machine errors of the band saw.

Maßnahmen, mit denen ein Trennwerkzeug in einen gewünschten Zu stand versetzt werden kann, betreffen beim Abtrennen mittels Drahtsäge vorzugsweise das Nachschärfen des Sägedrahts durch Schneiden in einen Abrichtblock, falls der Sägedraht mit einem diamantbesetzten Schneidbelag versehen ist, das Ersetzen eines Sägedrahts, das Auswechseln oder Reparieren von Drahtführungs rollen der Drahtsäge und das Austauschen einer sogenannten Slurry, einer beim Sägen mittels Drahtsäge als Sägehilfsmittel verwendeten Sägesuspension.Measures with which a cutting tool in a desired Zu can be moved, relate to when detaching using Wire saw preferably by re-sharpening the saw wire Cut in a dressing block, if the saw wire with a diamond-coated cutting surface is provided, the replacement of a Saw wire, changing or repairing wire guides roll the wire saw and replacing a so-called Slurry, one when sawing using a wire saw as a sawing aid saw suspension used.

Eine Unterbrechung des Abtrennens mittels Drahtsäge kann bei spielsweise angezeigt sein, wenn ein kraftmessender Sensor eine unzulässige Krafteinwirkung senkrecht zur vorgesehenen Schnei debene meldet.An interruption of the cutting with a wire saw can be be displayed, for example, when a force-measuring sensor impermissible force perpendicular to the intended cutting debene reports.

example

Eine statistische Auswertung der warp-Werte von Halbleiter scheiben, die nach dem Verfahren und nach einem Verfahren gemäß EP-432 637 A1 hergestellt wurden, brachte folgendes Ergebnis:
Die 2σ-warp-Werte waren durch Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens um 22,7% und die 3σ-warp-Werte um 38,1% niedriger als bei Anwendung des Vergleichsverfahrens. Der Ausfall von Halbleiterscheiben wegen zu hoher warp-Werte war bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens um 80% niedriger.A statistical evaluation of the warp values of semiconductor wafers which were produced by the process and by a process according to EP-432 637 A1 brought the following result:
The 2σ-warp values were 22.7% lower by using the method according to the invention and the 3σ-warp values were 38.1% lower than when using the comparison method. The failure of semiconductor wafers due to excessive warp values was 80% lower when using the method according to the invention.

Claims

1. A method for separating a semiconductor wafer from a crystal piece with a cutting tool, wherein a cutting gap is generated between the semiconductor wafer and the crystal piece, characterized in that the separation of the semiconductor wafer is interrupted before the semiconductor wafer has been completely separated from the crystal piece, and is resumed after the cutting tool has been removed from the cutting gap, placed in a desired state and reintroduced into the cutting gap.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Disconnecting the wafer is interrupted when a There is an indication that the semiconductor wafer has been cut off takes an undesirable course.

3. The method according to claim 1 or claim 2, characterized records that the cutting tool ver in the desired state is set by a cutting surface of the cutting tool is sharpened.

4. The method according to claim 1 or claim 2, characterized records that the cutting tool ver in the desired state is set by replacing a saw wire of a wire saw.

5. The method according to claim 1 or claim 2, characterized records that the cutting tool ver in the desired state is set by a wire guide roller of a wire saw ge changes or is repaired.

6. The method according to claim 1 or claim 2, characterized records that the cutting tool ver in the desired state is set by using a slurry, which is used as a sawing aid at Ab cut using a wire saw is used becomes