DE10032963C2 - Verfahren und Anordnung zum Abtrennen dünner Oberflächenbereiche von Substraten - Google Patents
Verfahren und Anordnung zum Abtrennen dünner Oberflächenbereiche von SubstratenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren
sowie eine Anordnung zum Abtrennen dünner Oberflächen
bereiche von Substraten, insbesondere von Halbleiter-
oder Keramiksubstraten, bei denen ein elektrisch leit
fähiges Sägeelement in Ausführung einer Sägebewegung
unter der Oberfläche des Substrates geführt und der Ab
stand des Sägeelementes zur Oberfläche während der Sä
gebewegung durch Einwirkung magnetischer oder elektro
magnetischer Kräfte auf das Sägeelement gezielt beein
flusst wird. Das Hauptanwendungsgebiet liegt hierbei in
der Herstellung extrem dünner IC's und auch anderer
Halbleiterbauelemente, insbesondere Leistungshalblei
ter, aus kristallinem Silizium mit Schichtdicken im Be
reich und unterhalb von 60 µm. Ein weiteres Anwendungs
gebiet betrifft die Herstellung extrem dünner Schichten
von anderen Halbleiter- und Keramikmaterialien, ein
schließlich der Herstellung von SOI-Wafern.
Extrem dünne integrierte Schaltungen werden in ab
sehbarer Zukunft in Chipkarten, flexiblen Smart Labels,
aber auch in Hochfrequenzschaltungen und Flat Panel
Displays eine wichtige Rolle spielen.
Zurzeit werden dünne IC's für derartige Anwendun
gen im Wesentlichen durch Abschleifen von konventionell
dicken Halbleiterwafern hergestellt. Für die Fertigung
von IC's und Halbleiterbauelementen mit Restdicken von
10 bis 60 µm kann beispielsweise eine Kombination von
Schleifer, Ätzen und Polieren eingesetzt werden, um re
produzierbare und homogene Restdicken im angeführten
Dickenbereich zu erzielen. Ein Nachteil dieses wie auch
anderer Verfahren, bei denen dünne Halbleiterschichten
durch Rückdünnen eines dicken Halbleiterwafers herge
stellt werden, besteht darin, dass bei diesen Prozessen
ca. 98% des monokristallinen Siliziumwafers abgetragen
bzw. pulverisiert werden.
Der Einsatz dünnerer Ausgangswafer wird in näch
ster Zukunft nicht in Erwägung gezogen, da die eta
blierte konventionelle und mit sehr hohem Investment
verbundene Technik der heutigen Bauelementefertigung
auf diese konventionell dicken Halbleiterwafer abge
stimmt ist. Die IC-Fertigung wie auch die allgemeine
Bauelemente-Fertigung haben in den letzten Jahrzehnten
mit enormem Aufwand - von den Zellbibliotheken bis zum
Test-Equipment - Prozesse entwickelt, die an standardi
sierten Wafern ablaufen. Die Standarddicke liegt typi
scherweise bei 600 µm. Auch die derzeit eingeführten
300 mm-Wafer sind auf eine Ausgangsdicke von 775 µm
spezifiziert. Aus Gründen der Bruchsicherheit, des Get
terverhaltens, spezieller Schichtdicken-Messverfahren
und auch der thermischen Masse wird dies in der näch
sten Zukunft auch so bleiben.
Die EP 0 535 296 B1 offenbart eine Vorrichtung so
wie ein Verfahren zur Abtrennung von Wafern von einem
Halbleiterkristall mit Hilfe einer Innenlochsäge. Zur
Erhöhung der Schnittgenauigkeit wird hierbei ein Säge
blatt aus einem ferromagnetischen Material eingesetzt,
wobei der Abstand des Sägeblattes zur Oberfläche des
Halbleiterkristalls während der Sägebewegung durch Ein
wirkung magnetischer Kräfte auf das Sägeelement gezielt
beeinflusst wird. Durch Ansteuerung des an der Oberflä
che des Halbleiterkristalls eingesetzten Elektromagne
ten lässt sich das Sägeblatt somit stärker oder weniger
stark mit einer Kraft in Richtung des Elektromagneten
bzw. der Oberfläche des Halbleiterkristalls beaufschla
gen und damit die Sägebahn korrigieren. Um auch eine
Kraft in der entgegengesetzten Richtung auf das Säge
blatt ausüben zu können, ist das Sägeblatt vorzugsweise
entsprechend mechanisch vorgespannt, so dass es sich
bei Verringerung oder Abschaltung des Magnetfeldes
zwangsläufig von der Oberfläche weg bewegt.
Die JP 07024724 A betrifft ein Verfahren zur be
rührungslosen Erfassung einer Drahtposition auf dem Ge
biet der Trennschleifmaschinen. Bei dem Detektionsver
fahren wird ein Strom durch den zwischen zwei Detektor
elementen freilaufenden Draht geschickt und das hierbei
erzeugte magnetische Feld von den Detektoren erfasst.
Ein Hinweis auf die vorliegende Problematik wird in
dieser Druckschrift bzw. deren Abstract nicht gegeben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht da
her darin, ein einfaches Verfahren sowie eine Anordnung
anzugeben, mit denen dünne Oberflächenbereiche von Sub
straten abgetrennt werden können, wobei der abgetrennte
Oberflächenbereich eine Dicke von weniger als 60 µm
aufweisen kann.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren sowie der An
ordnung gemäß den Patentansprüchen 1 bzw. 15 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens und der An
ordnung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der
dünne Oberflächenbereich mit einem stromdurchflossenen
Sägedraht abgetrennt wird, dessen Abstand zur Oberflä
che des Substrates während der Sägebewegung durch Ein
wirkung magnetischer oder elektromagnetischer Kräfte
gezielt beeinflusst wird.
Das Sägen von Halbleitermaterial wird heutzutage
eingesetzt, um die Wafer aus den monokristallin
gezogenen Siliziumstäben zu schneiden. Die Präzision
von so genannten Innenloch- und Drahtsägen reicht
hierbei aus, um Wafer mit einem Durchmesser von 300 mm
mit einer Genauigkeit von 50 µm von kompakten Stäben
abzutrennen. Für die vorliegende Anwendung des Ab
trennens dünner Oberflächenbereiche mit einer Restdicke
von typisch 10 bis 60 µm von Wafersubstraten mit Durch
messern zwischen 200 und 400 mm reicht die Präzision
dieser zur Herstellung der Wafer eingesetzten Technik
jedoch nicht aus. Dies liegt zum einen daran, dass die
Flexibilität der abgeschnittenen Siliziumschicht zu
einem Auswandern des Sägedrahtes in Richtung der
Oberfläche führt, ohne dass dies durch die mechanische
Sägeführung verhindert werden kann. Auch wenn diese
Oberfläche durch einen harten Träger (Chuck) fixiert
ist, ist aufgrund der mechanischen Diskontinuität mit
einem Auswandern der Säge zu rechnen. Zum anderen ist
das als Halbleitermaterial in der Regel eingesetzte
Silizium gerade in den hier relevanten oberflächennahen
Bereichen durch die Prozessierung nicht mehr mechanisch
homogen. Durch Dotierung- und Oxidationsvorgänge sowie
allgemein die thermische Behandlung und die damit
verbundenen Kristallverspannungen unterscheiden sich
diese oberflächennahen Schichten vom so genannten Bulk-
Silizium. Diese mangelnde Homogenität führt ebenfalls
zu einem Abweichen des Sägeelementes vom Sollverlauf.
Diese ungünstigen Randbedingungen haben zur Folge, dass
bisher die bekannten Sägeverfahren nicht zur Abtrennung
dünner Oberflächenbereiche von Substraten eingesetzt
wurden.
Erfindungsgemäß wurde jedoch erkannt, dass die
dünnen Oberflächenbereiche mit Dicken vor 10 bis 60 µm
dennoch mit hoher Präzision unter Einsatz einer Säge
technik abgetrennt werden können. Hierfür wird der Ab
stand des Sägedrahtes zur Oberfläche des Substrates
während der mechanischen Sägebewegung durch zusätzliche
Einwirkung magnetischer oder elektromagnetischer Kräfte
auf das Sägeelement gezielt, beeinflusst. Diese Beein
flussung setzt voraus, dass der Sägedraht aus einem
elektrisch leitfähigen, beispielsweise ferromagneti
schen oder metallischen, Material besteht. Durch die
Einwirkung dieser magnetischen oder elektromagnetischen
Kräfte kann daher das oben beschriebene Auswandern des
Sägeelementes verhindert werden. Die Beaufschlagung des
Sägedrahtes mit den zusätzlichen Kräften, die senkrecht
zur Oberfläche des Substrates wirken, lässt sich
eine sehr präzise Schnittführung realisieren.
Durch die Erfindung wird eine dynamisch steuerbare
Säge realisiert, bei der die Führung des Sägedrahtes
im Abstand von wenigen µm unter der Oberfläche des Sub
strates, beispielsweise eines Halbleitersubstrates, im
Wesentlichen parallel zur Oberfläche geführt und durch
die genannten magnetischen Felder dynamisch so beein
flusst werden kann, dass die gewünschte Abschneidetiefe
reproduzierbar und präzise eingehalten wird. Das Ver
fahren ermöglicht somit die Herstellung extrem dünner
IC's und auch anderer Halbleiterbauelemente aus kri
stallinem Silizium. Es kann darüber hinaus auch für die
Herstellung extrem dünner Schichten von anderen Halb
leiter- und Keramikmaterialien eingesetzt werden. Ins
besondere lässt sich mit dem Verfahren und der zugehö
rigen Anordnung der oberste Bereich eines bereits fer
tig prozessierten Wafers in einer Restdicke von 10 bis
60 µm exakt parallel zur Oberfläche abschneiden.
Selbstverständlich ist dieses Verfahren hierbei nicht
auf Waferdimensionen beschränkt. So können beispiels
weise auch kleinere Einheiten, wie beispielsweise ein
zelne Chip's, mit dem vorliegenden Verfahren bearbeitet
werden.
Durch das Verfahren wird der restliche Wafer nicht
vollständig zerstört. Der abgetrennte, keine Bauelemen
te tragende Waferteil kann vielmehr weiter verwendet
werden. Er steht zwar nicht mehr für eine Bauelemente
fertigung zur Verfügung, da er nach einem Prozessdurch
lauf eine so genannte "thermal history" und auch eine
so genannte "contamination/gettering history" trägt. Er
ist jedoch beispielsweise immer noch für die Herstel
lung hocheffizienter Solarzellen einsetzbar. Bei Be
rücksichtigung dieser Weiterverwendung könnten dünne
IC's in der Zukunft sogar preiswerter fertigbar sein
als konventionell dicke Bauelemente. Gegenüber dem be
kannten Volumenschleifen zum Rückdünnen von Wafern wird
bei Einsatz des vorliegenden Verfahrens auch weniger
Schleifmittel verbraucht, so dass weniger Abfall in
Form von Slurry und insbesondere von Silizium-Schlamm
erzeugt wird. Der Bauelemente tragende Wafer erfährt
eine geringere thermische Belastung. Weiterhin ist auch
eine effektive Entwärmung zur frei zugänglichen Wafer
rückseite möglich.
Die magnetischen oder elektromagnetischen Kräfte
zur Einwirkung auf den Sägedraht können in unter
schiedlicher Weise erzeugt werden.
In jedem Fall wird hierfür der Sägedraht während
der Sägebewegung mit einem
elektrischen Strom beaufschlagt. Weiterhin werden ein
oder mehrere magnetische Felder erzeugt, in denen der
Sägedraht in Ausführung der Sägebewegung geführt
wird. Diese ein oder mehrere Magnetfelder können entwe
der nur in einem mittigen Oberflächenbereich des Sub
strates erzeugt oder auch an mehreren Stellen entlang
des Sägedrahtes vorgesehen werden. Die Magnetfelder
können mittels geeigneter Leiterschleifen oder Spulen
sowie durch Permanentmagnete bereitgestellt werden.
Diese Elemente zur Erzeugung der Magnetfelder werden
vorzugsweise direkt auf oder knapp oberhalb der abzu
trennenden Oberflächenschicht positioniert.
Die dynamische Beeinflussung des Sägedrahtes
senkrecht zur Oberfläche kann einerseits durch Änderung
der Stromstärke und Stromrichtung durch den Sägedraht
in einem konstanten externen Magnetfeld oder durch Än
derung der Größe des oder der extern erzeugten Magnet
felder erfolgen. Die physikalischen Zusammenhänge sind
dem Fachmann geläufig.
Vorzugsweise wird der momentane Abstand des Sägedrahtes
zur Oberfläche während der Sägebewegung an
ein oder mehreren Stellen entlang des Sägedrahtes er
fasst und einer Abweichung von einem Sollabstand durch
die gezielte Änderung der einwirkenden elektrischen
oder elektromagnetischen Kräfte entgegengewirkt. Dies
kann ebenfalls an einer oder lokal an mehreren Stellen
entlang des Sägedrahtes erfolgen. Die Abstandsmessung
erfolgt hierbei über bekannte induktive oder magneti
sche Messprinzipien, beispielsweise durch geeignet im
Bereich der Oberfläche angeordnete Magnetfeldsensoren.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Anord
nung bzw. des vorliegenden Verfahrens wird der momenta
ne Abstand des Sägedrahtes zur Oberfläche aus der
Rückwirkung des vom stromdurchflossenen Sägedraht in
duzierten magnetischen Feldes auf Leiterschleifen oder
Spulen ermittelt, die zur Erzeugung des die Sägerich
tung beeinflussenden Magnetfeldes vorgesehen sind. Zur
Erfüllung beider Funktionen, das heißt der Abstandsmes
sung sowie der Beeinflussung der Sägerichtung, wird die
zeitliche Abfolge von Abstandsmessung und Beeinflussung
bzw. Steuerung des Sägedrahtes im Sinne eines übli
chen und bekannten Zeitmultiplexing mit hoher zeitli
cher Rate durchgeführt.
Für die Ermittlung des Abstandes bzw. der Tiefe
des Sägedrahtes unter der Oberfläche kann dem Strom
im Sägedraht auch eine höherfrequente Komponente über
lagert werden, die sich vom eigentlichen, für die Säge
führung verwendeten Steuerstrom über bekannte elektro
technische Verfahrender Steuer- und Regelungstechnik,
beispielsweise einer einfachen Filterung mit einem Kon
densator, abtrennen lässt. Eine derartige höherfrequen
te Stromkomponente kann beispielsweise im Bereich der
Tonfrequenzen liegen. Auf diese Weise lässt sich die
Steuerung über die Größe und Richtung der Gleichstrom
komponente realisieren, während gleichzeitig der Ab
stand durch Auswertung des durch das überlagerte Wech
selfeld erzeugten magnetischen Flusses realisiert wer
den kann.
Bei Anordnung mehrerer Messaufnehmer bzw. Magnet
feldsensoren entlang des Sägedrahtes an der Oberflä
che des Substrates kann das Tiefensignal dieser mehre
ren Messpunkte einem Rechner zugeleitet werden, der aus
den Signalen ein aktuelles Tiefenprofil und darauf auf
bauend Korrektursignale für die einzelnen Steuer- bzw.
Korrekturelemente errechnet.
Das Verfahren ist nicht auf großflächige, tangen
tial abzuschneidende Substrate in den Dimensionen eines
typischen Siliziumwafers beschränkt. Beispielsweise ist
es, wie bereits erwähnt, auch möglich, kleine Struktu
ren mit wenigen mm Durchmesser oder Kantenlänge mit dem
vorliegenden Verfahren zu bearbeiten. Dies kann zum so
genannten Chip-size-slicing eingesetzt werden. Insbe
sondere für ein derartiges Chip-size-slicing ist eine
externe aktive Steuerung nicht zwingend notwendig. So
kann beispielsweise das äußere, vorzugsweise von einem
Rechner erzeugte bzw. gesteuerte Magnetfeld durch einen
Permanentmagneten ersetzt werden. Die Beeinflussung des
Sägedrahtes erfolgt dann durch Stromstärke und
-richtung des im Sägedraht fließenden Stromes.
Das Magnetfeld kann bei geeigneter Ausführung
durch ein vom Draht induziertes Wirbelstromfeld erzeugt
werden, indem dem Strom eine zeitlich veränderliche
Komponente, beispielsweise eine Wechselstromkomponente,
überlagert wird, die in einem nahe der Oberfläche ange
brachten, vorzugsweise flächigen Leiter ein Gegenfeld
induziert. Durch das nicht notwendigerweise sinusförmi
ge Tastverhältnis der Wechselspannung können zusammen
mit dem ohmschen Widerstand dieses Leiters Felder bzw.
Kräfte verschiedener Richtung und Größe erreicht wer
den, um die Sägerichtung zu beeinflussen.
Weiterhin ist es möglich, durch Überlagerung eines
Wechselfeldes eine Vibration des Sägedrahtes im exter
nen Magnetfeld hervorzurufen, die für eine Verbreite
rung des Sägeschnittes eingesetzt werden kann. Dies
kann sich vorteilhaft auf die Abnutzung des Sägedrahtes
und auch einer externen Slurry-Zufuhr auswirken. Bei
einer zusätzlichen Erfassung der Schwingungsamplitude
dieser erzwungenen Vibration kann eine Aussage über den
mechanischen Spannungszustand des Sägedrahtes getrof
fen werden.
Die Anordnung zum Abtrennen der dünnen Oberflä
chenschichten sieht insbesondere eine Halteeinrichtung
zur Halterung des Substrates, beispielsweise in Form
einer Vakuumansaugvorrichtung, und eine Führung sowie
eine Antriebseinrichtung für einen Sägedraht vor, wie
sie aus dem Stand der Technik zum Abtrennen von Wafern
aus einem Siliziumkristall eingesetzt werden. Die An
ordnung sieht eine Einrichtung zur Beaufschlagung des
Sägedrahtes mit einem elektrischen Strom sowie ein oder
mehrere Mittel zur Erzeugung eines oder mehrerer magne
tischer Felder vor, die während der Sägebewegung auf
den Sägedraht einwirken. Diese Mittel zur Erzeugung ei
nes oder mehrerer magnetischer Felder sind vorzugsweise
in direktem Kontakt mit oder knapp oberhalb der Ober
fläche des abzutrennenden Oberflächenbereichs angeord
net. Sie müssen nicht zwangsläufig mit dem Sägedraht
bzw. dessen Führung mechanisch gekoppelt sein.
Vorzugsweise ist eine Steuer- und/oder Regelein
heit vorgesehen, mit der die Stromstärke und -richtung
des Stromes durch den Draht und/oder die Größe und Po
lung der ein oder mehreren magnetischen Felder gesteu
ert werden können. In einer besonderen Ausführung er
folgt eine automatische Regelung dieser Größen, um ei
nen vorgebbaren Sollabstand des Sägedrahtes während
der Sägebewegung zur Oberfläche des Substrates einzu
halten. Dieser Sollabstand wird über geeignete Sensoren
erfasst.
Während in der bevorzugten Ausführungsform eine
parallel zur Oberfläche verlaufende Schnittfläche ange
strebt wird, kann diese, falls dies für die jeweilige
Anwendung erforderlich ist, selbstverständlich auch eine
andere, beispielsweise wellenförmige, Geometrie auf
weisen. Die gewünschte Geometrie der Schnittfläche bzw.
deren Abstandsverlauf zur Oberfläche des Substrates
kann über die Einwirkung der magnetischen oder elektro
magnetischen Kräfte auf den Sägedraht gezielt gesteu
ert werden.
Als Substrate kommen neben Halbleitersubstraten
selbstverständlich auch andere Hartstoff-Substrate, wie
beispielsweise Keramiksubstrate in Betracht. Das
Hauptanwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung liegt
jedoch auf dem Gebiet der Erzeugung dünner Halbleiter
schichten.
Das vorliegende Verfahren wird nachfolgend ohne
Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens noch
einmal kurz anhand eines Ausführungsbeispiels in Ver
bindung mit der einzigen Figur erläutert.
Im vorliegenden Beispiel wird ein dünner Oberflä
chenbereich eines Siliziumsubstrates 4 mit bereits pro
zessierten Bauelementen 7 von dem Substrat 4 abge
trennt. Es wird eine Drahtsäge mit einem umlaufenden
Sägedraht 1 eingesetzt, der parallel zur Oberfläche des
Substrates 4 in einem Abstand von ca. 10 bis 60 µm - je
nach beabsichtigter Schichtdicke - tangential an dem
Siliziumwafer 4 ansetzt. Der Siliziumwafer 4 ist hier
bei auf einem festen Chuck fixiert (in der Figur nicht
dargestellt). Der Sägedraht 1 mit einer Dicke von eini
gen 100 µm besteht aus einem Metall bzw. Hartmetall, in
dessen Gefüge Hartkörper wie beispielsweise Diamant-
Körner entsprechender Größe eingebettet sind. Weiterhin
können diese Hartkörper mittels einer Schleifflüssig
keit (Slurry) zugeführt werden. Auf die verschiedenen
Möglichkeiten dieser Sägetechnik soll hier nicht näher
eingegangen werden, da diese aus dem oben genannten
Stand der Technik bekannt sind.
Zur dynamischen Kontrolle des Säge-Weges bzw. des
Abstandes des Sägedrahtes 1 zur Oberfläche des Sub
strates 4 wird durch den Sägedraht 1 ein elektrischer
Strom 2 (I = I0 + I1(t)) definierter Stärke geleitet.
Dieser Strom verläuft aufgrund der vergleichsweise ge
ringen Leitfähigkeit des Siliziums und des mangelhaften
Kontaktes zwischen Draht 1 und Silizium 4 ganz überwie
gend im Draht 1. Im oder auch hinter dem nicht darge
stellten Haltechuck nahe oder unmittelbar an der Ober
fläche, vorzugsweise nahe der Nutzoberfläche des Wafers
4, sind ein oder mehrere Magnetfeldsensoren 3 angeord
net, die den Abstand des Drahtes 1 auch innerhalb des
zu schneidenden Festkörpersubstrates 4 auf induktive
Weise mit hoher Präzision ermitteln können. Diese Tie
fenmessung macht sich die Tatsache zunutze, dass Sili
zium sowie auch mit Bauelementen versehenes Silizium
keine ferromagnetischen oder auch kompakt leitenden
Substanzen enthält, die eine derartige Messung störend
beeinflussen könnten.
Die während der Sägebewegung - im vorliegenden
Beispiel an mehreren Positionen entlang des Sägedrahtes
- gewonnenen Tiefen-Daten werden einem Regelkreis
zugeführt, der wiederum die Steuerelemente 3, die
gleichzeitig als Magnetfeldsensoren dienen, zur Erzeu
gung geeigneter Magnetfelder ansteuert, um auf den Sä
gedraht 1 eine mechanische Korrektur auszuüben. Die
Steuerelemente bzw. Magnetfeldsensoren 3 können durch
Spulen- oder Leiterschleifen gebildet sein, mit denen
sich anziehende und abstoßende Magnetfelder erzeugen
lassen. Durch diese Magnetfelder lässt sich auf dem Sä
gedraht 1 jeweils lokal eine zur Oberfläche hin oder
von der Oberfläche weg gerichtete Kraft 6 ausüben, über
die der Abstand des Sägedrahtes 1 zur Oberfläche ge
zielt beeinflusst werden kann. Bedingt durch den gerin
gen Abstand des Sägedrahtes 1 zur Oberfläche können
diese Kräfte auch bei vergleichsweise geringen Strom
stärken durch den Sägedraht 1, beispielsweise im Be
reich von etwa 1 Ampere, Beträge erreichen, die den Sä
gedraht 1 in die gewünschte Richtung lenken.
1
Sägedraht bzw. Sägeblatt
2
eingeprägter Strom
3
Leiterschleifen/-spulen und/oder Sensoren
4
zu schneidender Wafer
5
Bewegungsrichtung des Sägedrahtes
6
resultierende Vertikalkraft auf den Sägedraht
7
Bauelemente
Claims (22)
1. Verfahren zum Abtrennen dünner Oberflächenbereiche
von Substraten, insbesondere von Halbleiter- oder
Keramiksubstraten, bei dem ein elektrisch leitfähi
ges Sägeelement (1) in Ausführung einer Sägebewe
gung unter der Oberfläche des Substrates (4) ge
führt und der Abstand des Sägeelementes (1) zur
Oberfläche während der Sägebewegung durch Einwir
kung magnetischer oder elektromagnetischer Kräfte
auf das Sägeelement (1) gezielt beeinflusst wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Sägeelement ein Sägedraht (1) ist, der
während der Sägebewegung mit einem elektrischen
Strom (2) beaufschlagt wird, um die Beeinflussung
des Abstandes des Sägedrahtes (1) zur Oberfläche
durch Einwirkung der magnetischen oder elektroma
gnetischen Kräfte zu ermöglichen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass der momentane Abstand während der Sägebewegung
erfasst und einer Abweichung von einem Sollabstand
durch die Einwirkung der magnetischen oder elektro
magnetischen Kräfte entgegengewirkt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass der momentane Abstand über Magnetfeldsensoren
(3) erfasst wird, die im Bereich der Oberfläche an
geordnet sind.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sägedraht (1) mit einem oder mehreren
extern erzeugten Magnetfeldern beaufschlagt wird,
wobei die Beeinflussung des Abstandes durch Verän
derung der Stromstärke und Stromrichtung des elek
trischen Stroms durch den Sägedraht (1) erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das bzw. die Magnetfelder durch einen oder
mehrere Permanentmagneten erzeugt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Sägedraht (1) mit einem oder mehreren
extern erzeugten Magnetfeldern beaufschlagt wird,
wobei die Beeinflussung des Abstandes durch Verän
derung der extern erzeugten Magnetfelder erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass das bzw. die Magnetfelder durch ein oder meh
rere Spulen oder Leiterschleifen (3) erzeugt wer
den, mit denen sowohl abstoßende wie auch anziehen
de lokale Magnetfelder erzeugt werden können.
8. Verfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der momentane Abstand aus der Rückwirkung des
vom stromdurchflossenen Sägedraht (1) induzierten
magnetischen Feldes auf die Leiterschleifen (3)
oder Spulen ermittelt wird, wobei die Erzeugung der
Magnetfelder zur Beeinflussung des Sägedrahtes
(1) und die Erfassung des momentane Abstandes im
Zeitmultiplexing erfolgen.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Strom (2) durch den Sägedraht (1) mit
einem höherfrequenten Anteil überlagert wird, der
zur Ermittlung des momentane Abstandes herangezogen
wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mehreren Magnetfelder unabhängig voneinan
der entlang des Sägedrahtes (1) erzeugt werden.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass der momentane Abstand an mehreren Stellen ent
lang des Sägedrahtes (1) erfasst und einer Abwei
chung von einem Sollabstand durch lokale Einwirkung
der magnetischen oder elektromagnetischen Kräfte
entgegengewirkt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Magnetfeld durch eine Wechselstromkompo
nente des durch den Sägedraht (1) fließenden
Stroms (2) erzeugt wird, die in einem nahe der
Oberfläche angeordneten Leiter ein Gegenfeld indu
ziert, wobei das Gegenfeld über das Tastverhältnis
des Wechselstroms eingestellt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass durch die Überlagerung eines elektromagnetischen
Wechselfeldes eine Vibration des Sägedrahtes
(1) während der Sägebewegung herbeigeführt
wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Substrat (4) an seiner Oberfläche mit ei
nem Vakuumsauger gehalten wird.
15. Anordnung zum Abtrennen dünner Oberflächenschichten
von Substraten, insbesondere von Halbleiter- oder
Keramiksubstraten, mit einer Halteeinrichtung zur
Halterung eines Substrates (4), einer Führung sowie
einer Antriebseinrichtung für ein Sägeelement (1),
und
ein oder mehreren Mitteln (3) zur Erzeugung eines oder mehrerer magnetischer Felder, die während ei ner Sägebewegung auf das Sägeelement (1) einwirken,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führung und die Antriebseinrichtung für die Führung und den Antrieb eines Sägedrahtes (1) als Sägeelement ausgebildet sind,
und dass eine Einrichtung zur Beaufschlagung des Sägedrahtes (1) mit einem elektrischen Strom (2) vorgesehen ist.
ein oder mehreren Mitteln (3) zur Erzeugung eines oder mehrerer magnetischer Felder, die während ei ner Sägebewegung auf das Sägeelement (1) einwirken,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Führung und die Antriebseinrichtung für die Führung und den Antrieb eines Sägedrahtes (1) als Sägeelement ausgebildet sind,
und dass eine Einrichtung zur Beaufschlagung des Sägedrahtes (1) mit einem elektrischen Strom (2) vorgesehen ist.
16. Anordnung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ein oder mehreren Mittel (3) im Bereich
der Oberfläche eines von der Halterung gehaltenen
Substrates (4) positionierbar sind.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass Magnetfeldsensoren (3) vorgesehen sind, die im
Bereich der Oberfläche eines von der Halterung ge
haltenen Substrates (4) positionierbar sind.
18. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel und/oder Magnetfeldsensoren (3) im
Bereich der Oberfläche in der Mitte der Sägelänge
angeordnet sind.
19. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Mittel und/oder Magnetfeldsensoren (3) im
Bereich der Oberfläche an mehreren Positionen ent
lang des Sägedrahtes (1) vorgesehen sind.
20. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Steuer- und/oder Regeleinheit vorgesehen
ist, die den Strom (2) durch den Sägedraht (1)
und/oder die ein oder mehreren magnetischen Felder
in Abhängigkeit von einem über die Magnetfeldsenso
ren (3) erfassten momentanen Abstand des Sägedrahtes
(1) von der Oberfläche eines Substrates (4)
derart regelt, dass ein vorgebbarer Sollabstand
eingehalten wird.
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 17 bis 20,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Magnetfeldsensoren (3) Spulen oder Leiter
schleifen sind.
22. Anordnung nach einem der Ansprüche 15 bis 21,
dadurch gekennzeichnet,
dass die ein oder mehreren Mittel (3) zur Erzeugung
eines oder mehrerer magnetischer Felder durch einen
oder mehrere Permanentmagneten, Spulen oder Leiter
schleifen gebildet werden.
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-
2000
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