DE20202374U1 - Vorrichtung zum Zerteilen von Körpern - Google Patents
Vorrichtung zum Zerteilen von KörpernInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum scheibenförmigen Zerteilen von Körpern, insbesondere zum Herstellen von Wafern aus halbleitenden Einkristallblöcken, mit einer wenigstens ein Trennwerkzeug aufweisenden Trenneinrichtung und einer Ätzmittel-Zuführeinrichtung.
In der Solar- und Chipindustrie werden sehr dünne Wafer mit sehr guten elektronischen Eigenschaften benötigt. Die derzeitigen Herstellverfahren beruhen auf einem mechanischen Abrieb von einem Schneidobjekt mit dem Einkristallblock (Ingot). Es wird dazu überwiegend die sogenannte Multiwireslurry-saw (MWSS) eingesetzt. Bei diesem mechanischen Verfahren entstehen große Oberflächenschädigungen am Silicium, die nachfolgende Ätz- und Reinigungsschri.tte notwendig machen und die zu einem erhöhten Bruch führen können. Zudem sind die 5 Sägeverluste hoch und die minimal erreichbaren Waferdicken auf ca. 200 um begrenzt.
Weiterhin ist das sogenannte "Stream-Etching"-Verfahren bekannt, bei dem als Schneidwerkzeug ein gespannter Draht verwendet wird, an dem Ätzmittel entlanggeführt wird. Der Draht und der zu zerteilende Block sind an eine Stromquelle
angeschlossen, so dass der Trennvorgang berührungsfrei durch elektrochemisches Ätzen erfolgt. Mit diesem Verfahren lassen sich Wafer mit planer, praktisch ungeschädigter Oberfläche herstellen, wobei die Bruchrate und die Schnittverluste minimiert sind und sich auch sehr dünne Wafer herstellen lassen. Problematisch ist hierbei, dass diese sehr viel dünneren Wafer durch Adhäsion zusammenkleben können, was die Vereinzelung erheblich erschwert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mittels der sehr dünne Wafer oder dergleichen scheibenförmige Körper hergestellt werden können und wobei eine sichere, problemlose Vereinzelung möglich ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass eine oder mehrere, in den jeweiligen, von dem oder den Trennwerkzeugen geschaffenen Trennspalt in dem zu zerteilenden Körper zwischen benachbarte Scheiben einführbare Folien zum Separieren jeweils benachbarter Scheiben vorgesehen sind.
Dadurch wird ein Zusammenkleben der entstehenden Wafer effizient verhindert. Die Vereinzelung wird dabei schon während des Schneidvorgangs erreicht. so dass die notwendigen Prozeßschritte zur Herstellung von Siliciumwafern reduziert sind.
Zweckmäßigerweise hat die Vorrichtung eine Folien-Halterung für eine oder mehrere Separierfolien zum Separieren jeweils benachbarter Scheiben, die eine Einrichtung zum straffen Spannen der Separierfolie(n) innerhalb der Trennspalte aufweist.
Wenn die Folien-Halterung für mehrere, parallel nebeneinander angeordneten Folien vorgesehen ist, sind vorzugsweise einstellbare Abstandhalter vorgesehen.
Dadurch ist. eine präzise Parallelität der Folien gegeben
Dadurch ist. eine präzise Parallelität der Folien gegeben
beziehungsweise einstellbar, wenn mehrere Wafer gleichzeitig hergestellt werden.
Die Separierfolie(n) besteht insbesondere aus einem gegenüber dem verwendeten Ätzmittel, der bei der Bearbeitung auftretenden Temperatur sowie gegebenenfalls vorhandenen, elektrischen Potentialen resistentem Material.
Vorzugsweise besteht die Separierfolie aus Polytetrafluoräthylen(PTFE).
0 Für ein elektrochemisches Schneiden von Silicium unter Verwendung von Kalilauge eignen sich dünne PTFE-Folien besonders gut, da sie einen sehr geringen Reibungskoeffizienten aufweisen, nicht von Kalilauge benetzt werden und gegen Kalilauge resistent sind.
5 Um eine verbesserte mechanische Trennung von Elektrolyt und Folien zu gewährleisten, kann die Separierfolie wenigstens eine Außenseite mit profilierter beziehungsweise strukturierter, insbesondere mikrostrukturierter Oberfläche aufweisen und gegebenenfalls eine netzartige Struktur haben.
Zusätzliche Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen aufgeführt. Nachstehend ist die Erfindung mit ihren wesentlichen Einzelheiten anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.
Es zeigt die einzige Figur stärker schematisiert:
eine perspektivische Ansicht einer Trenneinrichtung zum
scheibenförmigen Zerteilen insbesondere von
Einkristallblöcken, mit durch Drähte gebildeten Trennwerkzeugen.
Eine in der Figur gezeigte Trenneinrichtung 1 dient zum
insbesondere scheibenförmigen Zerteilen von halbleitenden Körpern. Die Trenneinrichtung 1 weist im Ausführungsbeispiel als Trennwerkzeuge 3 mehrere, parallel nebeneinander angeordnete Drähte 2 auf. Außerdem sind von den Trennwerkzeugen 3 getrennte Separatoren 12 aus Folie vorgesehen.
Für den Trennvorgang werden die Drähte in unmittelbare Nähe der Oberfläche des zu zerteilenden Körpers 4 gebracht. Die Drähte 2 sind dabei straff gespannt und werden mit einer Ätzflüssigkeit benetzt, die an diesen Drähten 2 herunterlaufen und die Oberfläche des Körpers 4 in unmittelbarer Nähe des jeweiligen Drahtes ebenfalls benetzt.
Der zu zerteilende Körper 4 ist gegenüberliegend seiner Anschnittseite 6 mit einer großflächigen Kontaktelektrode 7 versehen, die an eine Gleichspannungsquelle 8 angeschlossen ist. An diese sind andererseits die elektrisch leitenden Drähte 2 . angeschlossen. Gegebenenfalls kann auch eine Wechselspannungsquelle vorgesehen sein.
Die Ätzwirkung wird lokal gestartet, indem .. die Gleichspannungsquelle 8 aktiviert wird. Der Trennvorgang erfolgt dann durch elektrochemisches Ätzen.
Bei dem elektrochemischen Ätzen entsteht ein Trennspalt 9, wobei der Abstand der Drähte 2 etwa rechtwinklig zu dem zu zerteilenden Körper 4 durch Nachführen des Körpers 4 gemäß dem Pfeil Pf.2 konstant gehalten wird und dadurch der Trennspalt 9 in Trennrichtung gemäß dem Pfeil Pf 1 vergrößert wird. Die Relativbewegung zur Konstanthaltung des Abstandes zwischen Draht 2 und Körper 4 erfolgt im Ausführungsbeispiel durch Bewegung des Körpers 4 in Richtung des Pfeiles Pf 2.
Wie schematisch in der Figur gezeigt, sind in diesem Ausführungsbeispiel als Trennwerkzeuge nebeneinander angeordnete Drähte 2 vorgesehen und als davon getrennte Separatoren 12 dienen Folien, die etwas beabstandet zu dem Trennwerkzeug 3 (Draht) angeordnet sind. Während des Trennvorganges werden diese Separator-Folien etwa mittig in dem
Wie schematisch in der Figur gezeigt, sind in diesem Ausführungsbeispiel als Trennwerkzeuge nebeneinander angeordnete Drähte 2 vorgesehen und als davon getrennte Separatoren 12 dienen Folien, die etwas beabstandet zu dem Trennwerkzeug 3 (Draht) angeordnet sind. Während des Trennvorganges werden diese Separator-Folien etwa mittig in dem
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jeweiligen Trennspalt geführt und sind soweit zu dem Draht 2 beabstandet, dass sie nicht mit Ätzmittel benetzt werden. Als Material für die Separator-Folien kann bevorzugt Polytetrafluräthylen verwendet werden, weil solche Folien einen sehr geringen Reibungskoeffizienten aufweisen, nicht von zum Beispiel Kalilauge als Ätzflüssigkeit benetzt werden und gegen diese Ätzflüssigkeit auch resistent sind.
Um ein Anhaften der Folien-Separatoren 12 an den Trennflächen des Körpers 4 im Bereich des Trennspaltes 9 zu verhindern, können die Folien eine oder beide Außenseiten mit profilierter' beziehungsweise strukturierter, insbesondere
mikrostrukturierter Oberfläche aufweisen, gegebenenfalls auch eine netzartige Struktur haben, um eine verbesserte mechanische Trennung von Elektrolyt und Folie zu gewährleisten.
Anstatt eines Drahtes kann als Trennwerkzeug 3 auch ein Band, insbesondere ein Folienband vorgesehen sein. Das Folienband kann dabei außer als Trennwerkzeug auch zum Separieren der beiden benachbarten Scheiben dienen. Dadurch wird ein adhäsives Zusammenkleben der dünnen Scheiben verhindert.
Zweckmäßigerweise erstreckt sich dabei diese Folie zumindest über einen Großteil der Schnittfläche in dem zu zerteilenden Körper, um das adhäsive Zusammenkleben praktisch- im gesamten Schnittbereich zu verhindern.
/Ansprüche
• ·
Claims (10)
1. Vorrichtung zum scheibenförmigen Zerteilen von Körpern (4), insbesondere zum Herstellen von Wafern aus halbleitenden Einkristallblöcken, mit einer wenigstens ein Trennwerkzeug (3) aufweisenden Trenneinrichtung (1) und einer Ätzmittel-Zuführeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere, in den jeweiligen, von dem oder den Trennwerkzeugen (3) geschaffenen Trennspalt (9) in dem zu zerteilenden Körper (4) zwischen benachbarte Scheiben einführbare Separierfolie (12) zum Separieren jeweils benachbarter Scheiben vorgesehen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Folien-Halterung für eine oder mehrere Separierfolien (12) zum Separieren jeweils benachbarter Scheiben hat, die eine Einrichtung zum straffen Spannen der Separierfolie(n) innerhalb der Trennspalte (9) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien-Halterung bei mehreren, parallel nebeneinander angeordneten Separierfolie (12) vorzugsweise einstellbare Abstandhalter aufweist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Separierfolie(n) (12) aus einem gegenüber dem verwendeten Ätzmittel, der bei der Bearbeitung auftretenden Temperatur sowie gegebenenfalls vorhandenen, elektrischen Potentialen resistentem Material besteht.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Separierfolie(n) (12) aus Polytetrafluoräthylen(PTFE) besteht (bestehen).
6. Vorrichtung nach einem dar Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Separierfolie(n) (12) wenigstens eine Außenseite mit profilierter beziehungsweise strukturierter, insbesondere mikrostrukturierter Oberfläche aufweist und dass die Separierfolie (12) gegebenenfalls eine netzartige Struktur hat.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Separierfolie(n) (12) zumindest über einen Großteil der jeweiligen Trennfläche in dem zu zerteilenden Block (4) (Ingot) erstreckt (erstrecken).
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennwerkzeug (3) ein Draht (2) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Trennwerkzeug (3) ein Band, vorzugsweise ein Folienband vorgesehen ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das als Trennwerkzeug dienende Folienband sich zumindest über einen Großteil der Schnittfläche in dem zu zerteilenden Körper (4) erstreckt.
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