Способ струнной резки полупроводниковых кристаллов

 

Изобретение относится к механической обработке полупроводниковых кристаллов. в частности к резке слитков на пластины. Цель изобретения -оптимизация процесса резания и улучшение качества реза. Способ струнной резки полупроводниковых кристаллов заключается в осуществлении движения струны относительно кристалла с одновременной подачей кристалла на струну и подводом абразивной суспензии в зону резания. В способе оптимизацию процесса резания определяют по величине электрического сопротивления, измеряемого между струной и кристаллом. 1 табл., 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)л В 28 D 5/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

О1 С,, (21) 4672350/33 (22) 04,04.89 (46) 07.11.91, Бюл. M 41 (71) Черновицкое отделение Института проблем материаловедения АН УССР (72) Г.В.Данилюк, Е,И.Слынько, А.Г.Хандожко и А.И.Копыл (53) 679.02(088.8) (56) Готра 3.Ю. Справочник по технологии микроэлектронных устройств, Львов, Каменер, 1986, с, 68. (54) СПОСОБ СТРУННОЙ РЕЗКИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ КРИСТАЛЛОВ

Изобретение относится к механической обработке полупроводниковых кристаллов, в частности к резке слитков на пластины.

Целью способа является оптимизация процесса резания и улучшение качества реза.

В способе струнной резки полупроводниковых кристаллов производят приведение кристалла в соприкосновение со струной, осуществляют возвратно-поступательное движение струны относительно кристалла с одновременной подачей абразивной суспензии в зону резания и регулировкой скорости подачи кристалла на струну. Регулировку скорости подачи кристалла на струну осуществляют путем измерения среднего за период возвратнопоступательного движения струны электрического сопротивления R, которое поддерживают в интервале (1-0,1) Rom, определяемое с момента соприкосновения кристалла со струной непрерывным контро... Ы, 1689089 A 1 (57) Изобретение относится к механической обработке полупроводниковых кристаллов, в частности к резке слитков на пластины. Цель изобретения — оптимизация процесса резания и улучшение качества реза. Способ струнной резки полупроводниковых кристаллов заключается в Осуществлении движения струны относительно кристалла с одновременной подачей кристалла на струну и подводом абразивной суспензии в зону резания. В способе оптимизацию процесса резания определяют по величине электрического сопротивления, измеряемого между струной и кристаллом. 1 табл., 5 ил. лем изменения R, а после его увеличения в

10 раз установившиеся через 5 — 10 периодов значение R принимают за R»T, при этом при значении R < 0,1 Ronr скорость подачи снижают до нуля и определяют новое значение

Ro», после чего продолжают резание с новым значением Н»т.

На фиг. 1 показана схема,:;:, непрерывного измерения среднего значения сопротивления в ходе резания; фиг. 2 — схема положения струны в кристалле, когда между струной и кристаллом имеется слой абразивной суспензии, на фиг. 3 — то же, при прямом контакте струны с кристаллом, на фиг. 4 — график изменения R при определении

Rom äëÿ монокристалла Ge с р= 2,8 Ом см с использованием водно-глицериновой суспензии абразивных частиц карбида кремния со средним размером зерен 15 мкм; на фиг. 5 — графики зависимости R от скорости подачи для кристалла Ge с использованием той же абразивной суспензии на разных уча1689089 сткэх плоскости реза. При этом на чертежах обозначены: 1 — полупроводниковый кристалл; 2 — режущая нить, 3 — ролик, направляющий струну; 4 — контакт к кристаллу в произвольной точке; 5 — контакт к направляющему ролику; 6 — стабилизированный источник питания: Б5-46, 7 — микровольтмикроамперметр Н 301 2; 8 — емкость фильтра (0,1 Ф); 9- ограничительное соп ротивление, Точки замера сопротивления — 4 и5, Пример 1, Резку выполняют в станке с помОщью вольфрамовой проволоки 200 мкм, совершающей возвратно-поступательное движение со скоростью 0,6 м/с и периодом 2 с при непрерывном поступлении водно-глицериновой суспензии частиц карбида кремния со средним размером зерна

15 мкм, Подача кристалла на струну осуществляется с помощью электродвигателя с регулируемой частотой вращения, Сопротивление цепи, содержащее сопро нвление

9, сопротивление самого кристалла от зоны до контакта 4, и сопротивления между струной и кристаллом в зоне резания R(t) измеряют с помощью схемы, приведенной на фиг, 1, В начале реза измеряют Вопт. Цилиндрический слиток 8 30 мм с удельным сопротивлением р = 2,8 Ом см, закрепленный ,на подвижном столике, до подачи абразивной суспенэии приводят в соприкосновение со струной, после чего приводят в движен е нить и после подачи абразивной суспензии следят за изменением R(t). В начальный момент R(t) = 2 кОм =- Г4. Изменение R(t j cc временем изображено на фиг. 4, Участок (а) соответствует непосредственному касанию струны с кристаллом (фиг, Зб), На этом участке сопротивление плавно увеличивается от 2 до 5 кОм за 1 мин, после чего происходит резкое увеличение R (t) до t20 кОм. t. этого момента сопротивление снова пл,авно увеличивается (участок б, соответствующий положению струны, изображенному на фиг.

2), Через 20 с после увеличения R(t) до IO

Ro = 20 кОм оно составило 180 кОм, что соответствует R«T. Во время резания длина реза постоянно менялась. Экспериментально было установлено, что изменение длины реза в 10 раз приводит к снижению скорости подачи, ниже оптимальной. Если длина реза уменьшилась, то уменьшается срецняя скорость подачи, так как положение струны в канале реза становится неустойчиво. Поэтому с изменением длины реза примерно в

10 раз измерение Ron повторяли. Зэ время определения В«т, которое не превышало 20 с, струна от плоскости не отклонялась, что было видно по окончании реза.

5 На фиг. 5 приведены зависимости R(t) ат скорости подачи для разрезаемого кристалла Ge нэ разных участках плоскости, Характерно, что при равных длинах реза

Ro T одинаковы, тогда оптимальные эначе10 ния скорости подачи различны.

Пример 2. Резку выполняют в том же станке. Кристалл РЬТе (р = 0,001 Ом,см)„ диаметром 40 мм разрезали перпендикулярно оси с применением водно-глицерино15 вой суспензии частиц карбида кремния размерами зерен 15 и 28 мкм, Определение начального значения R«T и последующие его измерения проводили так же, как и в примере 2, В таблице приведены значения

20 Йо и Й«т при разных длинах реза и средние значения скорости подачи за рез.

Зкспериментально было установлено, что при положении струны в начале реза, соответствующем низкоомному состоянию, 25 плоскость реза не сохраняется и возрастает глубина нарушенного слоя. При поддержании высокоомного состояния на протяжении всего процесса резания поверхность реза в дополнительной шлифовке не нужда30 ется, Формула изобретения

Способ струнной резки полупроводниковых кристаллов, включающий приведение кристалла в соприкосновение со струной, 35 осуществление возвратно-поступательного движения струны относительно кристалла с .одновременной подачей абразивной суспензии в зону резания и регулировкой скорости подачи кристалла на струну, о т л и ч40 а ю шийся тем, что, с целью оптимизации процесса резания и улучшения качества ре. за, регулировку скорости подачи кристалла на струну осуществляют путем измерения среднего за период возвратно-поступатель45 ного движения струны электрического -сопротивления R, которое поддерживают в интервале (1-0,1) Ronz, определяемое с момента соприкосновения кристалла со струной непрерывным контролем изменения R, 50 а после его увеличения в 10 рэз установившееся через 5 — 10 периодов значение R принимэют за R«T, при этом значении R < 0,1

Я«т скорость подачи снижают до нуля и определяют новое значение Й«т, после чего

55 продолжают резание с новым значением

Вопт.

1689089

1689089

1 00

10 фиг 5

Составитель Г,Афиногенова

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т.Малец

Редактор Л.Волкова

Заказ 3772 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при fKHT СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101