EP2153960A2 - Träger, Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Wafern sowie Verwendung der hergestelllten Wafer - Google Patents

Träger, Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Wafern sowie Verwendung der hergestelllten Wafer Download PDF

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EP2153960A2
EP2153960A2 EP09010524A EP09010524A EP2153960A2 EP 2153960 A2 EP2153960 A2 EP 2153960A2 EP 09010524 A EP09010524 A EP 09010524A EP 09010524 A EP09010524 A EP 09010524A EP 2153960 A2 EP2153960 A2 EP 2153960A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wafers
carrier
cleaning
wafer
passage
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.)
Withdrawn
Application number
EP09010524A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2153960A3 (de
Inventor
Michael Peip
Till Dr. Spehr
Andreas Lesche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Original Assignee
Wacker Schott Solar GmbH
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wacker Schott Solar GmbH filed Critical Wacker Schott Solar GmbH
Publication of EP2153960A2 publication Critical patent/EP2153960A2/de
Publication of EP2153960A3 publication Critical patent/EP2153960A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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
    • B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/0076—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for removing dust, e.g. by spraying liquids; for lubricating, cooling or cleaning tool or work
    • 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
    • B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/0082—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for supporting, holding, feeding, conveying or discharging work

Definitions

  • Wafers are very thin slices, typically thinner than 1 mm, cut from a block of material called a brick or ingot. In the case of further processing of the wafers into solar cells, the wafers typically only have a thickness of about 200 ⁇ m. In order to minimize the scrap of the material block, the cutting gap between the wafers is as narrow as possible, typically smaller than 180 .mu.m. At the same time, for example, wafers have a size of 125 mm * 125 mm (5 "wafers) or even 156 mm * 156 mm (6" wafers) or larger. For solar cells, in particular square multicrystalline wafers or monocrystalline wafers made from round ingots are used.
  • Wafers in particular for use in photovoltaics, are conventionally usually cut out of the material block by means of a multi-wire saw.
  • An example of such a saw discloses the document DE 697 08 168 T2 , The saw has a clamped wire field, by means of which a cylindrical or rectangular workpiece is cut transversely to its longitudinal direction into a plurality of thin slices (wafers).
  • the block of material is conventionally first adhered to a carrier, for example to a glass plate, which is adhesively bonded to a metallic machine carrier.
  • the composite is placed with the block of material down in a multi-wire saw.
  • the wire field of the Multi Wire saw is subjected to a mixture of a carrier liquid and abrasive particles acting as sawing particles, which at the same time have a cooling effect during cutting and are called the sawing sludge or sawing slurry.
  • the block of material is cut transversely to its longitudinal direction, cutting into the carrier without cutting it, but ensuring that the block of material is completely severed.
  • the cutting or sawing is effected by means of abrasive grains of, for example, SiC or diamond, which are slurried in a carrier liquid to a slurry. After cutting, the wafers hang next to each other on the carrier.
  • This entire assembly which is formed from wafers sawn material block and carrier is also referred to as wafer comb.
  • the adhesive bond carrier / wafer has to be loosened. This is done depending on the adhesive used in the acidic or basic range. Subsequently, the wafers are separated.
  • the carrier eg the glass plate
  • the carrier is usually discarded after the Entkitten.
  • the publication DE 10 2005 028 112 A1 discloses a method in which wafers after cutting are held apart by means of gear elements to hold the wafers and allow automatic dicing.
  • the object is achieved with a support for the production of wafers, which are cut from a block of material adhered to the support, wherein the support has at least one passage for supplying a rinsing fluid or cleaning agent between the wafers hanging on the support.
  • a passage in the sense of the invention makes it possible to supply a cleaning agent or rinsing fluid between the wafers hanging on the carrier. Therefore, it makes it possible to clean the wafers hanging on the carrier, in particular from still adhering saw slurries or sludges.
  • the interspaces between the wafers of the wafer comb can be completely freed of slurry, so that sawing slurries no longer adhere to the wafers during the subsequent handling, in particular during the subsequent uncut and singulation of the wafers, and thus substantially simplify a complete cleaning of the wafers and is enabled.
  • the rinsed sawing slurries can no longer form stains by reacting with the wafer surface due to the immediate post-cut cleaning, and therefore very short time in which they adhere to the wafers.
  • Cleaning immediately after cutting means that this occurs immediately after the sawing through of the material block (brick), in particular during the withdrawal of the wire field on the brick, or in a wafer comb cleaning unit immediately downstream of the saw.
  • the cleaning in particular during the retraction of the wire field immediately after the cutting of the brick has the advantage that the wire maintains a distance between the wafers hanging on the carrier.
  • the flushing from above which leads to a flow through the wafer interstices of the wafer comb with cleaning liquid, can be additionally assisted by a liquid supply to the sides of the wafer comb.
  • This additional application of cleaning fluid can be done on both sides, one-sided or alternating.
  • the lateral application of liquid has the advantage that the wafer comb is cleaned on all outer sides and counteracts the closing of the wafer interspaces above and below the outgoing wire fields.
  • the method according to the invention can also be used advantageously for wafers ⁇ 200 ⁇ m, it develops its particular advantages with wafers ⁇ 180 ⁇ m.
  • it is applicable to ⁇ 180 ⁇ m wafers, ⁇ 150 ⁇ m wafers, ⁇ 130 ⁇ m wafers, and also ⁇ 100 ⁇ m wafers, and the thinner the wafer of the wafer comb, the thinner the application of the method according to the invention increases.
  • Cleaning in a separate wafer comb cleaning unit has the advantage that the saw does not have to be constructed in a technically complicated manner and also that no machine running time of the saw for cleaning tasks is blocked.
  • the cleaning takes place from above, directly into the kerfs formed between the wafers. At least some of the wafers stick together after cutting into so-called tufts.
  • the gap near the carrier is maintained.
  • the cleaning agent has been introduced into the gap, it will flow off in as free of resistance as possible. Therefore, in particular in the case of adhering wafers, it will at least partially have a horizontal flow component and also a vertical flow component and therefore flow at least partially towards the wafer edge and downwards. It takes shegeschlämme from above with and rinsing them gradually at least partially laterally and downwards out.
  • the feeding of the rinsing or cleaning agent is carried out under pressure to remove remaining Sgeschlämme over the entire wafer surface.
  • the carrier is formed from one or more plates.
  • inexpensive plates can be used since the carrier is usually discarded after the removal of the wafers.
  • the block of material preferably has an arbitrary and in particular octagonal, square, quasi-square or round cross-section.
  • the carrier has a bonding surface which can be adhesively bonded to the material block, and the material block has a bondable surface to the carrier corresponding surface, so that after adhering the adhesive surface is applied substantially to the corresponding surface.
  • the passage extends in a longitudinal direction of the material block.
  • the passage extends over the entire length of the carrier.
  • the cleaning agent is therefore supplied from a wafer formed by the passageway in the longitudinal direction of the block of material.
  • cleaning agent can be supplied between all suspended wafers.
  • the passage is, for example, tubular and / or slit-shaped.
  • the passage extends vertically over the entire height of the carrier.
  • a passage is, for example, a borehole in a plate of the carrier or, if the passage extends over the entire length of the carrier, a gap between the plates of a carrier formed of a plurality of plates.
  • the carrier has a plurality of passages.
  • a plurality of passages are arranged in the carrier in the longitudinal direction and / or parallel to the longitudinal direction, so that the carrier has, for example, one or more rows of holes, or so that the carrier has a plurality of gaps preferably parallel to each other in the longitudinal direction.
  • the plurality of columns may extend vertically in part or over the entire carrier.
  • At least one passage extends with respect to the width of the carrier in its center.
  • the path of the cleaning agent from the center of the carrier width along the surface of the wafer to its wafer edge is the same on both sides, so that the cleaning agent is divided evenly on both sides.
  • a supply for supplying the cleaning agent is provided in the passage.
  • the feed is arranged, for example, at the passage or runs at least partially in the passage.
  • the feed is a tube.
  • the tube preferably has one or further preferably a plurality of openings through which the cleaning agent is guided into the passage.
  • the passage and / or the feed or the openings of the feed are at least partially provided as nozzles.
  • An inventive carrier is made of glass, a ceramic, a glass ceramic or plastic.
  • the carrier has a metallic sensor that indicates whether the block of material is completely severed.
  • the sensor is, for example, a wire or strip of metal that either indicates whether it has been broken, ie severed, or is in contact with the wire field.
  • the sensor preferably runs centrally in a groove of the carrier or in the passage and particularly preferably in the longitudinal direction of the carrier and with respect to the carrier width. Particularly preferably, it does not hinder the flow of the cleaning agent.
  • the wire never cuts unnecessarily deep into the carrier and eliminates visual inspection of whether the block of material is severed. As a result, the process stability is increased and the process or process duration is shortened.
  • the carrier is made in one piece.
  • the carrier is an injection molded part, preferably from the aforementioned materials.
  • the carrier is made in one piece from an injection molded part, wherein the passage extends in the longitudinal direction over the entire length of the carrier and is tubular with a downward gap, wherein the feed passes through the passage and a plurality Having openings through which the cleaning agent is fed into the passage and then between the wafer.
  • the passage is tubular and extends in the longitudinal direction, wherein it has no gap.
  • the gap is made only by sawing the wire into the carrier at the cut end after the wire has cut the block of material into wafers hanging on the carrier.
  • the wafers Since the wafers still hanging on the carrier are already being cleaned, the wafers are no longer damaged during their later subsequent handling by the rinsed sawing sludges, in particular abrasive grains. Also, staining due to sawing slurry reacting with the wafer surface is avoided. Subsequent cleaning systems are no longer contaminated by the rinsed shelälämme and by the cleaning time is reduced. A formation of stains on the wafer surface is thereby avoided.
  • the cleaning is done outside of the material block cutting device (multi wire saw).
  • the cleaning can be carried out in a storage unit of the wafer comb.
  • Such storage units are currently used for storage of the wafer comb in a liquid bath prior to the start of the prepurification and therefore need not be additionally manufactured.
  • the cleaning can be done in a pre-cleaning system.
  • Such pre-treatment plants have also been used to clean the wafer comb of slurry residues as well as to ensure the Entkittung.
  • the cleaning according to the invention from the top enables, on the one hand, the problem-free automatic singulation of the wafers after the uncut and, on the other hand, it provides particle- and stain-free wafers.
  • the cleaning outside of the material block cutting device in particular a multi-wire saw
  • measures can be realized in the cleaning, which improve the effectiveness of cleaning with the carrier according to the invention, but could not be realized in the saw design.
  • the wafers are separated after wafer comb cleaning and de-cementing.
  • the Entkittunsvons in acidic or basic medium
  • the Entkittunsrea may consist of several sub-steps. Since, according to the invention, the wafer comb has already been cleaned by slurry and enters the removal process, the further process steps, such as uncapping and singulation, are simplified. In addition, an automatic further treatment of the wafer (separation) is easily feasible.
  • the cleaning agent flows from above substantially along the entire cross section of the wafer surfaces.
  • the cleaning agent is supplied to the wafers under pressure. This can ensure that the cleaning agent can flow from the top at least partially to the lower edge of the wafer.
  • the pressure must be selected depending on the detergent used, the size of the wafer, the width of the gap and the desired degree of cleaning or the desired cleaning time.
  • the cleaning agent is recycled after its use for cleaning the wafer in a recycling plant and reused.
  • the carrier liquid for the slurry is preferably used oil, glycol or water or mixtures thereof, for the abrasive grains preferably SiC.
  • a liquid may preferably be used, for glycol-based and water-based slurries, deionized water is preferably used.
  • a cleaning agent for oil-based slurries it is a cleaning oil without additives.
  • the object is further achieved with a device for producing wafers with the method according to the invention.
  • the device therefore makes it possible to clean the wafers suspended on the carrier from above.
  • the device comprises a carrier according to the invention, so that the cleaning agent can be passed through the passage between the wafers hanging on the carrier.
  • the device at least partially comprises the supply for the cleaning agent, so that the supply to the Entkitten not completely with the carrier must be discarded.
  • the device completely comprises the supply.
  • the device for cleaning the wafer moves the supply into the passage of the carrier, for example in the gap between two plates, or the device moves the carrier for feeding.
  • the device comprises a multi-wire saw for cutting the wafers, in which the rinsing process can take place directly.
  • the Multi Wire saw contains all the elements necessary for a rinse, such as: B. connections for the rinsing liquid, collecting container or outflows for spent rinsing liquid and optionally spray hose, etc.
  • the same device can be used for sawing and cleaning the wafer.
  • the device preferably has nozzles on the sides not glued to the carrier.
  • cleaning agent can clean the outer surfaces and at least partially also the gaps between the wafers.
  • the cleaning agent in particular in eight- or rectangular, square or quasi-square material block cross-section, fed by lateral nozzles, which can be inclined and vertically and horizontally movable.
  • the lateral nozzles may be as long as the wafer comb and be vertically movable. In the case of obliquely positioned nozzles, these are preferably shorter than the wafer comb and horizontally movable, so that the entire wafer comb side surfaces are illuminated during the rinsing or cleaning process.
  • the rinsing or cleaning of the comb takes place in a liquid bath.
  • the cleaning or rinsing liquid emerges below the liquid surface of the bath.
  • the cleaning fluid can additionally be given a vertical outflow direction component by the nozzle design (eg 45 °).
  • the device is arranged during the cleaning in a liquid bath, in particular when cleaning the wafer comb in the storage unit. As a result, the surface tension, by which the wafers at least partially adhere to one another, is reduced.
  • the device and / or the liquid bath has an element for generating ultrasound and / or megasonic oscillators. Due to the ultra- or megasonic the adherence of the wafers is reduced and the cleaning additive supported and accelerated. Such oscillators are particularly combinable with the operation of the lateral nozzles.
  • the object is further achieved by using the wafer produced with the carrier according to the invention and / or with the method according to the invention and / or with the device according to the invention as a solar cell, as a semiconductor wafer or as a quartz wafer.
  • Fig. 1 shows a carrier 2 according to the invention in a front view, which is glued to a block of material 1.
  • the carrier 2 has a passage 3 in which a feed 4 extends at least partially.
  • the carrier 2 has a width 12 and a height 13.
  • Fig. 2 shows the carrier 2 of the invention Fig. 1 in side view.
  • On the carrier 14 having a length of material block 1 is glued, which extends in a longitudinal direction 7.
  • Fig. 3 shows the carrier 2 of the invention Fig. 1 in a perspective view before sticking to the longitudinal direction 7 extending material block 1.
  • the carrier 2 has the passage 3 with the at least partially extending in the passage 3 feed 4.
  • the carrier 2 is also in one piece, and may be made of an injection molded part. Its passage 3 extends in the longitudinal direction 7 over the entire length 14 of the carrier 2 and is tubular with a downward gap.
  • the carrier 2 has a two-part adhesive surface 10 which can be bonded to the material block 1, and the material block 1 has a corresponding surface 11 which can be bonded to the carrier 2. After sticking, the adhesive surface 10 abuts substantially on the corresponding surface 11. Since the adhesive surface 10 is divided into two due to the passage 3, it is smaller than the corresponding surface 11.
  • Fig. 4 shows a further carrier 2 according to the invention in a perspective view, which is adhered to a block of material 1.
  • Die Rushplatte 2 ist mit Mate Materialblock 1 dressing.
  • the carrier 2 is made of two plates. The plates may be made of glass, for example. Between the plates, a gap then forms the passage 3, which extends in the longitudinal direction 7 over the entire length 14 of the carrier 2.
  • the feed 4, which may be tubular with a circular cross-section, for example, runs in the gap or passage 3 formed between the plates.
  • the contact surface is 10 of the carrier 2 due to the passage 3 smaller than the corresponding surface 11 of the material block. 1
  • Fig. 5 shows a further carrier 2 according to the invention in a front view, which is glued to a round block of material 1.
  • the carrier 2 is manufactured in one piece from a semicircular plate, has a plurality of passages 3 and the multi-part adhesive surface 10 of the carrier 2 is after sticking to the corresponding surface 11 of the material block 1 at.
  • Fig. 6 schematically shows a carrier 2 according to the invention in side view, to which cut from a block of material 1 wafer 5 1 - 5 x hang.
  • the wafers 5 1 - 5 x are cut transversely to the longitudinal direction 7 of the material block 1, which is indicated by a dashed line. They cling to each other in clumps.
  • Fig. 7 schematically shows the carrier 2 of Fig. 6 in a perspective view.
  • the carrier 2 is manufactured in one piece and has a passage 3, in which a feed 4 is at least partially arranged, which extends in the longitudinal direction 7 of the material block 1.
  • the figure shows that close to the support 2, the gap 15 between the wafers 5 1 - 5 x is maintained and tapers at at least partially adhering wafers 5 1 - 5 x to the lower wafer edge.
  • the figure also shows the surfaces 6 12 - 6 ix of the wafers 5 1 - 5 x , along which the cleaning agent flows.
  • Fig. 8 shows an embodiment of the carrier 2 according to the invention in a perspective view. It shows the Fig. 8 (a) the complete carrier 2 while Fig. 8 (b) the section A from the Fig. 8 (a) shows.
  • the figure shows in particular the adhesive surfaces 10 of the carrier 2, which pass through the passage 3, which extends in the longitudinal direction 7 of the in Fig. 2 shown material block 1 and over the entire length 14 (s. Fig. 2 ) of the carrier 2 extends, is divided.
  • a feed 4 extends with a plurality of openings 8, through which the cleaning agent in the passage 3 and then between the not shown here wafer 5 1 - 5 x is supplied.
  • Fig. 9 shows a further embodiment of the support 2 according to the invention in a perspective view, wherein here the Fig. 9 (a) the complete carrier 2 and Fig. 9 (b) the section A from the Fig. 9 (a) shows.
  • the adhesive surface 10 of the carrier 2 with the passage 3 extending in the longitudinal direction 7 is shown.
  • another embodiment of a feed line 4 extends.
  • the openings 8 of the feed 4 are arranged in a perforated plate 20, which can be inserted separately into the passage 3.
  • Fig. 10 shows an association of inventive carrier 2 and wafer comb in a side view.
  • the wafer comb is represented here by the wafers 5 1 -5 x .
  • the association will, as in Fig. 10a ), cleaned by a horizontal, two-sided and / or central or one-sided liquid supply 4 from above. Cleaning is assisted by horizontal nozzles 16 which are arranged on both sides of the wafer comb and support the cleaning process by additionally adding cleaning liquid to the wafer comb laterally, wherein the nozzles 16 are moved in a displacement direction 17 from top to bottom.
  • the wafer comb hangs free in this case, so that the cleaning liquid flows down.
  • Fig. 10b shows the cleaning in a water bath with optimum liquid level 18.
  • the cleaning of the wafer comb can both for the composite Fig. 10a ) as well as for the composite Fig. 10b ), as exemplified in Fig. 10b ), under water by ultra or megasonic (vibrator not shown) are supported.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

Die vorliegende Anmeldung betrifft einen Träger (2) zur Herstellung von Wafern (5,-5x), die aus einem am Träger (2) angeklebten Materialblock (1) geschnitten sind, wobei der Träger (2) zumindest einen Durchlass (3) zum Zuführen von Reinigungsmittel zwischen die am Träger (2) hängenden Wafer (5,-5x) aufweist. Die vorliegende Anmeldung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen von Wafern (5,-5x), welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst: - Ankleben eines Materialblocks (1) an einen Träger (2); - Schneiden des Materialblocks (1) in am Träger (2) hängende Wafer (5,-5x); - Reinigen der am Träger (2) hängenden Wafer (5,-5x) mit einem Reinigungsmittel; wobei das Reinigungsmittel zumindest zeitweise von oben zwischen die hängenden Wafer (5,-5x) geführt wird. Die vorliegende Anmeldung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Herstellen von Wafern (5,-5x) mit dem oben genannten Verfahren. Weiterhin betrifft die vorliegende Anmeldung eine Verwendung der mit dem Träger (2) und/oder mit dem oben genannten Verfahren und/oder mit der oben genannten Vorrichtung hergestellten Wafer (5,-5x) als Solarzelle, als Halbleiterwafer oder als Quarzwafer.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Träger zur Herstellung von Wafern, die aus einem am Träger angeklebten Materialblock geschnitten sind. Sie betrifft weiterhin ein Verfahren zum Herstellen von Wafern, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    • Ankleben eines Materialblocks an einen Träger;
    • Schneiden des Materialblocks in am Träger hängende Wafer;
    • Reinigen der am Träger hängenden Wafer mit einem Reinigungsmittel.
      Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen von Wafern. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung eine Verwendung der hergestellten Wafer.
  • Wafer sind sehr dünne Scheiben, typischerweise dünner als 1 mm, die aus einem Materialblock, der auch Brick oder Ingot genannt wird, geschnitten werden. Im Falle der Weiterverarbeitung der Wafer zu Solarzellen weisen die Scheiben typischerweise sogar nur eine Dicke von ca. 200µm auf. Um den Verschnitt des Materialblocks möglichst gering zu halten, ist der Schnittspalt zwischen den Wafern möglichst schmal, typischerweise kleiner als 180µm. Gleichzeitig haben Wafer beispielsweise eine Größe von 125 mm * 125 mm (5"-Wafer) oder sogar 156 mm * 156 mm (6"-Wafer) oder größer. Für Solarzellen werden insbesondere quadratische multikristalline Wafer oder aus runden Ingots hergestellte monokristalline Wafer verwendet.
  • Wafer, insbesondere für die Verwendung in der Photovoltaik, werden herkömmlich zumeist mittels einer Multi Wire Säge aus dem Materialblock geschnitten. Ein Beispiel einer solchen Säge offenbart die Druckschrift DE 697 08 168 T2 . Die Säge weist ein aufgespanntes Drahtfeld auf, mittels dem ein zylindrisches oder rechteckiges Werkstück quer zu seiner Längsrichtung in eine Vielzahl dünner Scheiben (Wafer) geschnitten wird.
  • Um solch dünne, große Platten schneiden und möglichst schadfrei handhaben zu können, wird der Materialblock herkömmlicherweise zunächst an einen Träger, beispielsweise an eine Glasplatte, die mit einem metallischen Maschinenträger verklebt ist, angeklebt. Der Verbund wird mit dem Materialblock nach unten in eine Multi Wire Säge eingesetzt. Das Drahtfeld der Multi Wire Säge wird mit einem Gemisch aus einer Trägerflüssigkeit und als Sägeteilchen wirkenden Abrasivkörnern, welches beim Schneiden gleichzeitig kühlend wirkt und das Sägeschlamm bzw. Sägeslurry genannt wird, beaufschlagt. Dann wird der Materialblock quer zu seiner Längsrichtung geschnitten, wobei in den Träger hinein geschnitten wird, ohne diesen zu durchtrennen, so dass aber sichergestellt ist, dass der Materialblock vollständig durchtrennt ist. Das Schneiden oder Sägen wird dabei mittels Abrasivkörnern aus beispielsweise SiC oder Diamant bewirkt, die in einer Trägerflüssigkeit zu einer Slurry aufgeschlämmt sind. Nach dem Schneiden hängen die Wafer nebeneinander angeordnet am Träger. Diese gesamte Anordnung, die aus zu Wafern zersägtem Materialblock und Träger gebildet ist, wird auch als Waferkamm bezeichnet.
  • Jedoch bleibt beim Schneiden ein Teil des Materialabtrags sowie ein Teil des Slurry an den Wafern haften, da diese aufgrund der Oberflächenspannung nur unvollständig abfließen kann. Dadurch haften die Wafer nach dem Schneiden unter Einfluss von Kohäsionskräften zumindest teilweise aneinander an, und zwar umso vollflächiger, je dünner sie sind.
  • Um die Wafer weiterverarbeiten zu können, müssen sie nach dem Schneiden entkittet werden, d. h. die Klebeverbindung Träger/Wafer muss gelöst werden. Dies erfolgt je nach verwendetem Klebstoff im sauren oder basischen Bereich. Im Anschluss daran werden die Wafer vereinzelt. Der Träger (z.B. die Glasplatte) wird üblicherweise nach dem Entkitten verworfen.
  • Da nach dem Schneiden ein Teil des Slurry an dem Wafer haftet, so dass die Wafer zumindest teilweise aneinander haften, ist ein automatisches Vereinzeln nur sehr schwer oder gar nicht möglich.
  • Die Druckschrift DE 10 2005 028 112 A1 offenbart ein Verfahren, bei dem Wafer nach dem Schneiden mittels Verzahnungselementen auf Distanz gehalten werden, um den Wafern Halt zu geben und ein automatisches Vereinzeln zu ermöglichen.
  • Es hat sich jedoch weiterhin gezeigt, dass zu lange an der Oberfläche der Wafer haftende Slurry die Wafer, insbesondere während des Entkittungsprozesses und der Exposition mit Wasser und/oder wässrigen Medien, ggf. beschädigen und/oder dass zu lange an der Oberfläche der Wafer haftende Slurry mit den Wafern reagieren und zu Fleckenbildung auf ihrer Oberfläche führen, die nicht mehr entfernt werden kann. Dies ist nicht nur für sehr dünne Wafer einer Dicke < 150 µm oder sogar < 100 µm bekannt, sondern zeigt sich gleichermaßen für Wafer einer Dicke ≥ 180 µm. Außerdem führen die Sägeschlämme, die nicht bereits vor der Entkittung der Wafer vom Träger aus dem Waferkamm entfernt werden, in den späteren Reinigungsprozessen zu starker Verunreinigung der Reinigungsanlagen, so dass Ventile korridieren, Verrohrungen verstopfen, Bäder sehr schnell verunreinigen, die Reinigungsdauer dementsprechend erhöht ist und insgesamt sehr kurze Wartungsintervalle der Reinigungsanlagen erforderlich sind.
  • Daher besteht die Notwendigkeit, die noch an den Wafern haftende Slurry auszuspülen.
  • Aufgrund der geringen Dicke der Wafer, aufgrund des geringen Spaltes zwischen den Wafern, aufgrund der Größe der Wafer sowie aufgrund der Tatsache, dass die Wafer nach dem Schneiden zumindest teilweise aneinander haften, ist es jedoch sehr schwer, die in den Zwischenräumen befindlichen Sägeschlämme vollständig auszuspülen.
  • Und je dünner die Wafer gesägt werden, umso schwieriger ist das rückstandsfreie Herausspülen der Slurry aus den Zwischenräumen der Wafer eines Waferkammes. Für Wafer der Dicke < 150 µm, < 130 µm, < 100 µm sind derzeit überhaupt noch keine produktionstauglichen Waferkammreinigungsverfahren bekannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, aus Waferkämmen mit Wafern bis hinab zu einer Dicke von ≤ 100 µm Slurry vollständig auszuspülen, eine Beschädigung der Wafer und die Fleckenbildung auf der Oberfläche der Wafer durch anhaftende Sägeschlämme sowie eine starke Verunreinigung von dem Vereinzeln der Wafer nachgeschalteten Reinigungsprozessen zu vermeiden und weiterhin die für die Reinigung der Wafer erforderliche Zeit zu verringern.
  • Die Aufgabe wird gelöst mit einem Träger zur Herstellung von Wafern, die aus einem am Träger angeklebten Materialblock geschnitten sind, wobei der Träger zumindest einen Durchlass zum Zuführen eines Spülfluids bzw. Reinigungsmittels zwischen die am Träger hängenden Wafer aufweist.
  • Ein Durchlass im Sinne der Erfindung ermöglicht das Zuführen eines Reinigungsmittels bzw. Spülfluids zwischen die am Träger hängenden Wafer. Daher ermöglicht er das Reinigen der am Träger hängenden Wafer insbesondere von noch anhaftenden Sägeslurries bzw. Schlämmen.
  • Auf diese Weise können die Zwischenräume zwischen den Wafern des Waferkammes vollständig von Slurry befreit werden, so dass Sägeschlämme bei der nachfolgenden Handhabung, insbesondere bei der nachfolgenden Entkittung und Vereinzelung der Wafer, nicht mehr an den Wafern haften und damit eine vollständige Reinigung der Wafer wesentlich vereinfacht und ermöglicht wird. Außerdem können die abgespülten Sägeschlämme aufgrund der unmittelbar nach dem Schneiden erfolgende Reinigung und daher sehr kurzen Zeit, in der sie an den Wafern haften, keine Flecken durch Reaktion mit der Waferoberfläche mehr bilden.
  • Eine Reinigung unmittelbar nach dem Schneiden bedeutet, dass diese unmittelbar nach dem Durchsägen des Materialblocks (Bricks) insbesondere während des Herausfahrens des Drahtfeldes an dem Brick erfolgt, oder in einer Waferkammreinigungseinheit, die der Säge unmittelbar nachgeschaltet ist.
  • Das Reinigen insbesondere während des Herausfahrens des Drahtfeldes unmittelbar nach dem Schneiden des Bricks hat den Vorteil, dass der Draht einen Abstand zwischen den am Träger hängenden Wafern aufrecht erhält. Das Spülen von oben, welches zu einer Durchströmung der Waferzwischenräume des Waferkammes mit Reinigungsflüssigkeit führt, kann zusätzlich durch eine Flüssigkeitsbeaufschlagung der Seiten des Waferkammes unterstützt werden.
  • Diese zusätzliche Beaufschlagung mit Reinigungsflüssigkeit kann beidseitig, einseitig oder alternierend erfolgen. Die seitliche Flüssigkeitsbeaufschlagung hat den Vorteil, dass der Waferkamm an allen Außenseiten sauber wird und dem Schließen der Waferzwischenräume oberhalb und unterhalb der herausfahrenden Drahtfelder entgegengewirkt wird.
  • Die Kombination von Spülen von oben und gegebenenfalls unterstützend von der Seite erweist sich als um so vorteilhafter, je dünner die Wafer des Waferkammes bzw. je dünner die Schnittspalte sind.
  • Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren auch für Wafer ≥ 200 µm vorteilhaft anwendbar ist, entfaltet es bei Wafern ≤ 180 µm seine besonderen Vorteile. Es ist keine Begrenzung der Brauchbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens in Richtung dünner Wafer erkennbar. Somit ist es für ≤ 180 µm-Wafer, ≤ 150 µm-Wafer, ≤ 130 µm-Wafer und auch ≤ 100 µm-Wafer anwendbar, wobei der Zwang zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens steigt, je dünner die Wafer des Waferkammes gesägt werden.
  • Das Reinigen in einer separaten Waferkammreinigungseinheit hat den Vorteil, dass die Säge nicht technisch komplizierter aufgebaut werden muss und auch keine Maschinenlaufzeit der Säge für Reinigungsaufgaben blockiert wird.
  • Außerdem werden später nachfolgende Reinigungsanlagen nicht mehr durch die bereits unmittelbar nach dem Schneiden der Wafer abgespülten Sägeschlämme verunreinigt.
  • Da der Träger zumindest einen Durchlass aufweist, erfolgt die Reinigung von oben aus, und zwar direkt in die zwischen den Wafern gebildeten Sägespalten. Zumindest ein Teil der Wafer haftet nach dem Schneiden in sogenannten Büscheln zusammen. Da die Wafer jedoch am Träger hängen, bleibt der Spalt in der Nähe des Trägers erhalten. Nachdem das Reinigungsmittel in den Spalt zugeführt wurde, wird es auf einem möglichst widerstandsfreien Weg abfließen. Es wird daher insbesondere bei zusammenhaftenden Wafern, zumindest teilweise eine horizontale Strömungskomponente und auch eine vertikale Strömungskomponente aufweisen und daher zumindest teilweise zum Waferrand sowie nach unten strömen. Dabei nimmt es Sägeschlämme von oben aus mit und spült sie nach und nach zumindest teilweise seitlich und nach unten hin aus. Vorzugsweise erfolgt das Zuführen des Spül- bzw. Reinigungsmittels unter Druck, um verbliebene Sägeschlämme über die ganze Waferfläche zu entfernen.
  • Bevorzugt ist der Träger aus einer oder mehreren Platten gebildet. Vorteilhafterweise sind kostengünstige Platten verwendbar, da der Träger nach dem Entkitten der Wafer üblicherweise verworfen wird.
  • Der Materialblock weist vorzugsweise einen beliebigen und insbesondere achteckigen, quadratischen, quasiquadratischen oder runden Querschnitt auf.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Träger eine mit dem Materialblock verklebbare Anklebefläche und der Materialblock eine mit dem Träger verklebbare korrespondierende Oberfläche auf, so dass nach dem Ankleben die Anklebefläche im wesentlichen an der korrespondierenden Oberfläche anliegt.
  • Bevorzugt erstreckt sich der Durchlass in einer Längsrichtung des Materialblocks. Besonders bevorzugt erstreckt sich der Durchlass über die gesamte Länge des Trägers. Das Reinigungsmittel wird daher von einer vom Durchlass gebildeten Linie in Längsrichtung des Materialblocks aus den Wafern zugeführt. Dadurch kann Reinigungsmittel zwischen alle hängenden Wafer zugeführt werden. Der Durchlass ist beispielsweise röhren- und/oder spaltförmig.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der Durchlass vertikal über die gesamte Höhe des Trägers. Ein solcher Durchlass ist beispielsweise ein Bohrloch in einer Platte des Trägers oder, sofern sich der Durchlass über die gesamte Länge des Trägers erstreckt, ein Spalt zwischen den Platten eines aus mehreren Platten gebildeten Trägers.
  • Ebenfalls bevorzugt weist der Träger mehrere Durchlässe auf. Beispielsweise sind in Längsrichtung und/oder parallel der Längsrichtung mehrere Durchlässe im Träger angeordnet, so dass der Träger beispielsweise eine oder mehrere Reihen Bohrlöcher aufweist, oder so dass der Träger mehrere Spalten vorzugsweise parallel zueinander in Längsrichtung aufweist. Die mehreren Spalten können sich vertikal teilweise oder über den gesamten Träger erstrecken. Auf diese Weise kann an mehreren Stellen und/oder mehr Reinigungsmittel gleichzeitig zwischen die Wafer zugeführt werden, so dass insbesondere bei breiten Wafern auch im Bereich nahe des Trägers überall Reinigungsmittel entlang der Oberfläche der Wafer fließt, so dass im wesentlichen die gesamte Oberfläche der Wafer abgespült wird.
  • Eine Ausführungsform, bei der der Träger aus zwei oder mehr Platten gebildet ist und bei der der Durchlass ein oder mehrere Spalte zwischen den Platten ist, ist besonders einfach und kostengünstig herstellbar.
  • Ganz besonders bevorzugt erstreckt sich zumindest ein Durchlass bezüglich der Breite des Trägers in seiner Mitte. Dadurch ist der Weg des Reinigungsmittels von der Mitte der Trägerbreite aus entlang der Oberfläche der Wafer zu ihrem Waferrand zu beiden Seiten hin gleich, so dass sich dass Reinigungsmittel gleichmäßig zu beiden Seiten aufteilt.
  • Vorzugsweise ist eine Zuführung zum Zuführen des Reinigungsmittels in den Durchlass vorgesehen. Die Zuführung ist beispielsweise am Durchlass angeordnet oder verläuft zumindest teilweise im Durchlass.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Zuführung ein Rohr. Das Rohr weist vorzugsweise eine oder weiterhin bevorzugt mehrere Öffnungen auf, durch die das Reinigungsmittel in den Durchlass geführt wird. Ebenfalls bevorzugt sind der Durchlass und/oder die Zuführung bzw. die Öffnungen der Zuführung zumindest teilweise als Düsen vorgesehen.
  • Ein erfindungsgemäßer Träger ist aus Glas, einer Keramik, einer Glaskeramik oder aus Kunststoff gefertigt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Träger einen metallischen Sensor auf, der anzeigt, ob der Materialblock vollständig durchtrennt ist. Der Sensor ist beispielsweise ein Draht oder ein Metallstreifen, der entweder anzeigt, ob er unterbrochen, d. h. durchtrennt wurde, oder ob er in Kontakt mit dem Drahtfeld gerät. Der Sensor verläuft bevorzugt in einer Nut des Trägers oder im Durchlass und besonders bevorzugt in Längsrichtung des Trägers sowie bezüglich der Trägerbreite mittig. Besonders bevorzugt behindert er die Strömung des Reinigungsmittels nicht. Durch den Draht wird nie unnötig tief in den Träger hinein geschnitten und eine visuelle Kontrolle, ob der Materialblock durchtrennt ist, entfällt. Dadurch ist die Prozessstabilität erhöht und die Prozess- bzw. Verfahrensdauer wird verkürzt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Träger einstückig gefertigt. Ebenfalls bevorzugt ist der Träger ein Spritzgussteil, vorzugsweise aus den zuvor genannten Materialien. Ganz besonders bevorzugt ist eine Ausführungsform, bei der der Träger einstückig aus einem Spritzgussteil gefertigt ist, wobei sich der Durchlass in Längsrichtung über die gesamte Länge des Trägers erstreckt und rohrförmig ist mit einem nach unten gerichteten Spalt, wobei die Zuführung im Durchlass verläuft und eine Vielzahl Öffnungen aufweist, durch die das Reinigungsmittel in den Durchlass und dann zwischen die Wafer geführt wird.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Durchlass rohrförmig und erstreckt sich in Längsrichtung, wobei er keinen Spalt aufweist. Der Spalt wird erst durch Einsägen des Drahtes in den Träger am Schnittende hergestellt, nachdem der Draht den Materialblock in am Träger hängende Wafer geschnitten hat.
  • Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einem Verfahren zum Herstellen von Wafern, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    • Ankleben eines Materialblocks an einen Träger;
    • Schneiden des Materialblocks in am Träger hängende Wafer;
    • Reinigen der am Träger hängenden Wafer mit einem Reinigungsmittel,
    wobei das Reinigungsmittel zumindest zeitweise in die Sägelücken bzw. Spalten von oben zwischen die hängenden Wafer geführt wird.
  • Da bereits die noch am Träger hängenden Wafer gereinigt werden, werden die Wafer nicht mehr bei ihrer später folgenden Handhabung durch die abgespülten Sägeschlämme, insbesondere Abrasivkörner, beschädigt. Auch wird die Fleckenbildung aufgrund mit der Waferoberfläche reagierende Sägeschlämme vermieden. Nachfolgende Reinigungsanlagen werden nicht mehr durch die abgespülten Sägeschlämme verunreinigt und durch die Reinigungdauer wird verringert. Auch eine Bildung von Flecken auf der Waferoberfläche wird dadurch vermieden.
  • Bevorzugt erfolgt die Reinigung außerhalb der den Materialblock schneidenden Vorrichtung (Multi Wire Säge). Insbesondere kann die Reinigung in einer Aufbewahrungseinheit des Waferkammes durchgeführt werden. Solche Aufbewahrungseinheiten werden derzeit zur Lagerung des Waferkammes in einem Flüssigkeitsbad vor Start der Vorreinigung verwendet und müssen daher nicht zusätzlich gefertigt werden. Weiterhin kann die Reinigung in einer Vorreinigungsanlage erfolgen. Solche Vorreinigungsanlagen wurden auch bisher zur Reinigung des Waferkammes von Slurryresten sowie um die Entkittung zu gewährleisten verwendet. Im Gegensatz zu dieser bisherigen Reinigung des Waferkammes ermöglicht die erfindungsgemäße Reinigung von oben aus zum Einen das problemlosere automatische Vereinzeln der Wafer nach der Entkittung und zum Anderen liefert sie partikel- und fleckenfreie Wafer.
  • Weiterhin hat die Reinigung außerhalb der den Materialblock schneidenden Vorrichtung, insbesondere eine Multi Wire Säge, die Vorteile, dass die Säge sofort wieder für den folgenden Sägeprozess zur Verfügung steht und dass der Waferkamm in einem Flüssigkeitsbad zwischengelagert werden kann, so dass die Zwischenlagerung einen Puffer im Produktionsablauf ermöglicht. Schließlich sind so bei der Reinigung Maßnahmen verwirklichbar, die die Effektivität der Reinigung mit dem erfindungsgemäßen Träger verbessern, aber konstruktiv nicht in der Säge verwirklicht werden könnten.
  • Vorzugsweise werden die Wafer nach der Waferkammreinigung und der Entkittung vereinzelt. Der Entkittunsprozess (in saurem oder basischem Medium) kann aus mehreren Teilschritten bestehen. Da der Waferkamm erfindungsgemäß bereits von Slurry gereinigt in den Entkittunsprozess gelangt, sind die weiteren Verfahrensschritte wie das Entkitten und das Vereinzeln vereinfacht. Außerdem ist eine automatische Weiterbehandlung der Wafer (Vereinzelung) problemlos durchführbar.
  • Besonders bevorzugt strömt das Reinigungsmittel beim Reinigen des Waferkammes von oben aus im Wesentlichen entlang dem gesamten Querschnitt der Waferoberflächen.
  • Vorzugsweise wird das Reinigungsmittel den Wafern unter Druck zugeführt. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Reinigungsmittel von oben aus zumindest teilweise bis zum unteren Waferrand durchströmen kann. Der Druck muss in Abhängigkeit vom verwendeten Reinigungsmittel, der Größe der Wafer, der Breite des Spaltes und des gewünschten Reinigungsgrades bzw. der gewünschten Reinigungsdauer gewählt werden.
  • Besonders bevorzugt wird das Reinigungsmittel nach seiner Verwendung zum Reinigen der Wafer in einer Recyclinganlage wiederaufbereitet und wiederverwendet.
  • Als Trägerflüssigkeit für die Slurry wird bevorzugt Öl, Glykol oder Wasser oder Mischungen davon verwendet, für die Abrasivkörner bevorzugt SiC. Als Reinigungsmittel kann vorzugsweise eine Flüssigkeit verwendet werden, für glykolbasierte und wasserbasierte Slurries wird bevorzugt deionisiertes Wasser verwendet. Als Reinigungsmittel für ölbasierte Slurries ist es ein Reinigungsöl ohne Additive.
  • Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer Vorrichtung zum Herstellen von Wafern mit dem erfindungsgemäßen Verfahren. Die Vorrichtung ermöglicht daher das Reinigen der am Träger hängenden Wafer von oben aus.
  • Bevorzugt umfasst die Vorrichtung einen erfindungsgemäßen Träger, so dass das Reinigungsmittel durch den Durchlass zwischen die am Träger hängenden Wafer geführt werden kann.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung zumindest teilweise die Zuführung für das Reinigungsmittels, so dass die Zuführung nach dem Entkitten nicht vollständig mit dem Träger verworfen werden muss. Es ist auch eine Ausführungsform bevorzugt, bei der die Vorrichtung die Zuführung vollständig umfasst. Ebenfalls bevorzugt verfährt die Vorrichtung zum Reinigen der Wafer die Zuführung in den Durchlass des Trägers, beispielsweise in den Spalt zwischen zwei Platten, oder die Vorrichtung verfährt den Träger zur Zuführung.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine Multi Wire Säge zum Schneiden der Wafer, in der der Spülvorgang direkt erfolgen kann. In diesem Fall enthält die Multi Wire Säge sämtliche Elemente, die für ein Spülen notwendig sind, wie z. B. Anschlüsse für die Spülflüssigkeit, Auffangbehälter bzw. Abflüsse für verbrauchte Spülflüssigkeit sowie gegebenenfalls Spritzschlauch etc. Damit kann für das Sägen und Reinigen der Wafer dieselbe Vorrichtung verwendet werden.
  • Bevorzugt weist die Vorrichtung an den nicht am Träger angeklebten Seiten Düsen auf. Mit den Düsen kann Reinigungsmittel die Außenflächen sowie zumindest teilweise auch die Spalte zwischen den Wafern reinigen. Besonders bevorzugt wird das Reinigungsmittel, insbesondere bei acht- bzw. rechteckigem, quadratischem oder quasiquadratischem Materialblockquerschnitt, durch seitliche Düsen zugeführt, welche schräg gestellt sowie vertikal und horizontal verfahrbar sein können. Gegebenenfalls können die seitlichen Düsen so lang sein wie der Waferkamm und vertikal verfahrbar sein. Im Falle schräg gestellter Düsen sind diese vorzugsweise kürzer als der Waferkamm und horizontal verfahrbar, so dass die gesamte Waferkammseitenflächen während des Spül- bzw. Reinigungsverfahrens angestrahlt werden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Spülen bzw. Reinigen des Kammes in einem Flüssigkeitsbad. Dabei tritt die Reinigungs- bzw. Spülflüssigkeit unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche des Bades aus. Insbesondere bei Ultra- oder Megaschallunterstützung ist diese Methode bevorzugt. Der Reinigungsflüssigkeit kann durch die Düsengestaltung zusätzlich eine vertikale Ausströmrichtungskomponente vorgegeben werden (z. B. 45°).
  • Weiterhin bevorzugt ist die Vorrichtung während der Reinigung in einem Flüssigkeitsbad angeordnet, insbesondere bei Reinigung des Waferkammes in der Aufbewahrungseinheit. Dadurch wird die Oberflächenspannung, durch die die Wafer zumindest teilweise aneinander haften, reduziert.
  • Ebenfalls bevorzugt weist die Vorrichtung und/oder das Flüssigkeitsbad ein Element zur Erzeugung von Ultraschall und/oder Megaschallschwinger auf. Durch den Ultra- bzw. Megaschall wird das aneinander Haften der Wafer verringert und die Reinigung additiv unterstützt und beschleunigt. Solche Schwinger sind besonders mit dem Betrieb der seitlichen Düsen kombinierbar.
  • Die Aufgabe wird weiterhin gelöst mit einer Verwendung der mit dem erfindungsgemäßen Träger und/oder mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellten Wafer als Solarzelle, als Halbleiterwafer oder als Quarzwafer.
  • Durch das Reinigen der Wafer mit dem erfindungsgemäßen Träger in der erfindungsgemäßen Vorrichtung und mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Qualitätsverbesserung der Wafer für die der Waferherstellung folgenden Prozesse, insbesondere der Isotexturierung im Falle der Herstellung von Solarzellen, sowie der Herstellung von Halbleiter- oder Quarzglaswafern, erzielt. Das Zusammenhaften der Wafer zu Büscheln wird aufgehoben und die Reinigungsflüssigkeit kann Slurryreste aus den Waferzwischenräumen herausspülen. Weiterhin wird ein Verschleppen der Bestandteile der Slurry, nämlich Abrasiv, Trägerflüssigkeit und ggf. Additive, vom Schritt der Waferkammreinigung in die Folgeschritte der Entkittung und Feinreinigung verhindert. Dadurch wird eine Schädigung der Waferoberfläche durch anhaftendes Abrasiv im nachfolgenden Separierungsschritt bzw. den Handlingsschritten unterbunden. Feinkorn aus der Slurry bzw. nicht entfernte Trägerflüssigkeit können nicht mehr zu Flecken führen. Und schließlich werden Wartungsintervalle der Reinigungsanlagen bzw. Austauschintervalle verschlissener Komponenten, z.B. Ventile, verlängert.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren beschrieben. Die Figuren sind lediglich beispielhaft und schränken den allgemeinen Erfindungsgedanken nicht ein.
    • Fig. 1
    zeigt einen erfindungsgemäßen Träger in Frontansicht, der an einen Materialblock angeklebt ist,
    Fig. 2
    zeigt den erfindungsgemäßen Träger der Fig. 1 in Seitenansicht,
    Fig. 3
    zeigt den erfindungsgemäßen Träger der Fig. 1 in perspektivischer Ansicht vor dem Ankleben an den Materialblock,
    Fig. 4
    zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Träger in perspektivischer Ansicht, der an einen Materialblock angeklebt ist,
    Fig. 5
    zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Träger in Frontansicht, der an einen runden Materialblock angeklebt ist,
    Fig. 6
    zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Träger in Seitenansicht, an den aus einem Materialblock geschnittene Wafer hängen,
    Fig. 7
    zeigt schematisch den Träger der Fig. 6 in einer perspektivischen Ansicht,
    Fig. 8
    zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trägers in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 9
    zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trägers in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 10
    zeigt einen Verband von erfindungsgemäßem Träger und Waferkamm in einer Seitenansicht.
  • Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Träger 2 in Frontansicht, der an einen Materialblock 1 angeklebt ist. Der Träger 2 weist einen Durchlass 3 auf, in dem eine Zuführung 4 zumindest teilweise verläuft. Der Träger 2 weist eine Breite 12 und eine Höhe 13 auf.
  • Fig. 2 zeigt den erfindungsgemäßen Träger 2 der Fig. 1 in Seitenansicht. An den eine Länge 14 aufweisenden Träger ist ein Materialblock 1 angeklebt, der sich in einer Längsrichtung 7 erstreckt.
  • Fig. 3 zeigt den erfindungsgemäßen Träger 2 der Fig. 1 in perspektivischer Ansicht vor dem Ankleben an den sich in Längsrichtung 7 erstreckenden Materialblock 1. Der Träger 2 weist den Durchlass 3 mit der zumindest teilweise im Durchlass 3 verlaufenden Zuführung 4 auf. Der Träger 2 ist außerdem einstückig, und kann aus einem Spritzgussteil gefertigt sein. Sein Durchlass 3 erstreckt sich in Längsrichtung 7 über die gesamte Länge 14 des Trägers 2 und ist rohrförmig mit einem nach unten gerichteten Spalt. Weiterhin weist der Träger 2 eine mit dem Materialblock 1 verklebbare, zweigeteilte Anklebefläche 10 und der Materialblock 1 eine mit dem Träger 2 verklebbare korrespondierende Oberfläche 11 auf. Nach dem Ankleben liegt die Anklebefläche 10 im wesentlichen an der korrespondierenden Oberfläche 11 an. Da die Anklebefläche 10 aufgrund des Durchlasses 3 zweigeteilt ist, ist sie kleiner als die korrespondierende Oberfläche 11.
  • Fig. 4 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Träger 2 in perspektivischer Ansicht, der an einen Materialblock 1 angeklebt ist. Der Träger 2 ist aus zwei Platten gefertigt. Die Platten können beispielsweise aus Glas gefertigt sein. Zwischen den Platten bildet dann ein Spalt den Durchlass 3, der sich in Längsrichtung 7 über die gesamte Länge 14 des Trägers 2 erstreckt. Die Zuführung 4, die z.B. rohrförmig mit einem kreisrundem Querschnitt sein kann, verläuft in dem zwischen den Platten gebildeten Spalt bzw. Durchlass 3. Auch hier ist die Anlagefläche 10 des Trägers 2 aufgrund des Durchlasses 3 kleiner als die korrespondierende Oberfläche 11 des Materialblocks 1.
  • Fig. 5 zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Träger 2 in Frontansicht, der an einen runden Materialblock 1 angeklebt ist. Der Träger 2 ist einstückig aus einer halbrunden Platte gefertigt, weist mehrere Durchlässe 3 auf und die mehrteilige Anklebefläche 10 des Trägers 2 liegt nach dem Ankleben an der korrespondierenden Oberfläche 11 des Materialblocks 1 an.
  • Fig. 6 zeigt schematisch einen erfindungsgemäßen Träger 2 in Seitenansicht, an den aus einem Materialblock 1 geschnittene Wafer 51 - 5x hängen. Die Wafer 51 - 5x sind quer zur Längsrichtung 7 des Materialblocks 1, der durch eine gestrichelte Linie angedeutet ist, geschnitten. Sie haften in Büscheln aneinander an.
  • Fig. 7 zeigt schematisch den Träger 2 der Fig. 6 in einer perspektivischen Ansicht. Der Träger 2 ist einstückig gefertigt und weist einen Durchlass 3 auf, in dem eine Zuführung 4 zumindest teilweise angeordnet ist, die sich in Längsrichtung 7 des Materialblocks 1 erstreckt. Die Figur zeigt, dass nahe dem Träger 2 der Spalt 15 zwischen den Wafern 51 - 5x erhalten bleibt und sich bei zumindest teilweise aneinander haftenden Wafern 51 - 5x zum unteren Waferrand hin verjüngt. Die Figur zeigt auch die Oberflächen 612 - 6ix der Wafer 51 - 5x, entlang denen das Reinigungsmittel strömt.
  • Fig. 8 zeigt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trägers 2 in perspektivischer Ansicht. Dabei zeigt die Fig. 8 (a) den vollständigen Träger 2, während Fig. 8 (b) den Ausschnitt A aus der Fig. 8 (a) zeigt. Die Figur zeigt insbesondere die Anklebeflächen 10 des Trägers 2, die durch den Durchlass 3, der sich in Längsrichtung 7 des in Fig. 2 gezeigten Materialblocks 1 und über die gesamte Länge 14 (s. Fig. 2) des Trägers 2 erstreckt, geteilt ist. Im Durchlass 3 verläuft eine Zuführung 4 mit einer Vielzahl von Öffnungen 8, durch die das Reinigungsmittel in den Durchlass 3 und dann zwischen die hier nicht gezeigten Wafer 51 - 5x zugeführt wird.
  • Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Trägers 2 in perspektivischer Ansicht, wobei auch hier die Fig. 9 (a) den vollständigen Träger 2 und Fig. 9 (b) den Ausschnitt A aus der Fig. 9 (a) zeigt. Auch hier ist insbesondere die Anklebefläche 10 des Trägers 2 mit dem sich in Längsrichtung 7 erstreckenden Durchlass 3 gezeigt. Im Durchlass 3 verläuft eine weitere Ausführungsform einer Zuführung 4. Die Öffnungen 8 der Zuführung 4 sind in einer Lochplatte 20, die separat in den Durchlass 3 eingeschoben werden kann, angeordnet.
  • Fig. 10 zeigt einen Verband von erfindungsgemäßem Träger 2 und Waferkamm in einer Seitenansicht. Der Waferkamm ist hier durch die Wafer 51-5x dargestellt. Der Verband wird, wie in Fig. 10a) gezeigt, durch eine horizontale, beidseitige und/oder mittige oder einseitige Flüssigkeitszuführung 4 von oben gereinigt. Die Reinigung wird unterstützt durch beidseitig des Waferkamms angeordnete horizontale Düsen 16, die den Reinigungsvorgang unterstützen, indem sie den Waferkamm seitlich zusätzlich mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagen, wobei die Düsen 16 in einer Verfahrrichtung 17 von oben nach unten verfahren werden. Der Waferkamm hängt in diesem Fall frei, so dass die Reinigungsflüssigkeit nach unten abfließt.
  • In Fig. 10b) wird die Reinigung von oben unterstützt durch beidseitig schräg gestellte Düsen 16, die den Waferkamm seitlich mit Reinigungsflüssigkeit beaufschlagen. Während der Beaufschlagung werden die seitlichen Düsen 16 horizontal so in Verfahrrichtung 17 am Waferkamm entlanggeführt, dass dessen Seitenfläche beidseitig jeweils komplett gereinigt wird. Fig. 10b) zeigt die Vorrichtung in einem Wasserbad mit optimalem Flüssigkeitsstand 18. Die Reinigung des Waferkamms kann sowohl für den Verbund Fig. 10a) als auch für den Verbund Fig. 10b), wie exemplarisch in Fig. 10b) dargestellt, unter Wasser durch Ultra- oder Megaschall (Schwinger nicht dargestellt) unterstützt werden.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Materialblock
    2
    Träger
    3
    Durchlass
    4
    Zuführung (beidseitig)
    51 - 5x
    Wafer
    612 - 6ix
    Waferoberfläche
    7
    Längsrichtung des Materialblocks
    8
    Öffnung der Zuführung
    10
    Anklebefläche des Trägers
    11
    Korrespondierende Oberfläche des Materialblocks
    12
    Breite des Trägers
    13
    Höhe des Trägers
    14
    Länge des Trägers
    15
    Spalt zwischen den Wafern
    16
    Düse
    17
    Verfahrrichtung
    18
    Flüssigkeit, Flüssigkeitsstand
    20
    Lochplatte

Claims (14)

  1. Träger (2) zur Herstellung von Wafern (51 - 5x), die aus einem am Träger (2) angeklebten Materialblock (1) geschnitten sind,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Träger (2) zumindest einen Durchlass (3) zum Zuführen eines Spülfluids zwischen die am Träger hängenden Wafer (51 - 5x) aufweist.
  2. Träger (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer oder mehreren Platten gebildet ist.
  3. Träger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Durchlass (3) in einer Längsrichtung (7) des Materialblocks (1) erstreckt.
  4. Träger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführung (4) zum Zuführen des Spülfluids in den Durchlass (3) vorgesehen ist.
  5. Träger (2) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass er einstückig gefertigt ist.
  6. Verfahren zum Herstellen von Wafern (51 - 5x), welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
    a) Ankleben eines Materialblocks (1) an einen Träger (2);
    b) Schneiden des Materialblocks (1) in am Träger (2) hängende Wafer (51 - 5x);
    c) Reinigen der Wafer (51 - 5x) mit einem Spülfluid;
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Reinigungsmittel zumindest zeitweise von oben zwischen die hängenden Wafer (51 - 5x) geführt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung außerhalb der den Materialblock (1) schneidenden Vorrichtung erfolgt.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass seitlichen Düsen den Reinigungsvorgang von oben unterstützen.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Wafer (51 - 5x) nach dem Reinigen von dem Träger (2) entkittet werden.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Reinigungsmittel den Wafern (51 - 5x) unter Druck zugeführt wird.
  11. Vorrichtung (9) zum Herstellen von Wafern (51 - 5x) mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 12.
  12. Vorrichtung (9) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Träger (2) nach einem der Ansprüche nach 1 - 5 umfasst.
  13. Vorrichtung (9) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie zumindest teilweise die Zuführung (4) zum Zuführen des Reinigungsmittels umfasst.
  14. Verwendung der mit dem Träger (2) nach einem der Ansprüche 1 - 5 und/oder mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 12 und/oder mit der Vorrichtung (9) nach einem der Ansprüche 12 - 15 hergestellten Wafer (51 - 5x) als Solarzelle, als Halbleiterwafer oder als Quarzwafer.
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