Ein bekanntes Verfahren zum Trennen von Einkristallen, das insbesondere zur Erzeugung von Halbleiterwafern eingesetzt wird, ist das Innenlochtrennen. Fig. 1 ist eine schematische Darstellung zum Innenlochtrennen in einer Draufsicht gesehen in Richtung der Mittenlängsachse M eines Einkristalls 1. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist der Einkristall 1, der im we- sentlichen zylinderförmig mit einer Mittenlängsachse M ausge- bildet ist, auf einer nicht dargestellten Halterung ange- bracht und zusammen mit dieser in einer Richtung senkrecht zur Mittenlängsachse M über eine nicht dargestellte Vorschub- einrichtung verfahrbar. Zum Trennen bzw. Schneiden der Wafer ist eine Trennscheibe 2 vorgesehen, die aus einem ein konzen- trisches Innenloch aufweisenden Kernblech 2a besteht, dessen das Innenloch umgebender Rand 3 mit Diamantkörnern besetzt ist und somit einen Schneidrand bildet. Die Breite des Kern- bleches zwischen seinem äußeren Rand und seinem inneren Rand ist größer als der Durchmesser des Einkristalls, weshalb in der Figur schematisch nur der innere Rand dargestellt ist.

Die Trennscheibe 2 ist um ihre zentrale Achse R über einen Antrieb in der in Fig. 1 gezeigten Richtung A drehbar. Die Trennscheibe und der Einkristall sind so zueinander angeord- net, dass die Rotationsachse R der Trennscheibe 2 und die Mittenlängsachse M des Einkristalls 1 in einem Abstand paral- lel zueinander verlaufen. Ferner ist der Einkristall 1 mit- tels der Vorschubeinrichtung senkrecht zu seiner Mittenlängs- achse M in Richtung auf die Trennscheibe 2 hin bewegbar so daß die Trennscheibe beim Rotieren den Einkristall 1 voll- ständig in einer Ebene senkrecht zu seiner Mittenlängsachse M durchschneidet, und von der Trennscheibe 2 weg in eine Stel- lung bewegbar in der ein abgetrennter Wafer entnommen werden kann.

Innerhalb des das Innenloch umgebenden Randes 3 der Trenn- scheibe 2 ist in Drehrichtung A vor der Position P1 des Ein- tritts der Trennscheibe in den Einkristall 1, nachfolgend als eintrittsseitig bezeichnet, eine Kühl-Schmiermittel-Zuführ- vorrichtung 4 zum Zuführen von Kühl-Schmiermittel auf den Schneidrand vorgesehen. In Drehrichtung A nach der Position P2 des Austritts der Trennscheibe aus dem Einkristall 1, nachfolgend als austrittsseitig bezeichnet, ist eine zweite Zuführeinrichtung für Kühl-Schmiermittel vorgesehen. Im Be- trieb wird vor dem Eintritt der Trennscheibe 2 in den Einkri- stall 1 über die Zuführvorrichtung 4 das Kühl-Schmiermittel auf den Schneidrand bzw. die Trennscheibe 2 aufgebracht, wel- ches dann durch die Rotation der Trennscheibe 2 in den beim Trennen entstehenden Trennspalt transportiert wird. Beim Aus- tritt der Trennscheibe 2 aus dem Einkristall 1 wird durch die zweite Zuführeinrichtung 5 erneut Kühl-Schmiermittel aufge- bracht, so daß die Reinigung und der Abtransport von abgetra- genem Material durch den Trennspalt gewährleistet ist. Dem Kühl-Schmiermittel werden Zusätze zugegeben, die die Oberflä- chenspannung herabsetzen und damit die Benetzung der Trenn- scheibe verbessern. Die bekannte Vorrichtung weist ferner eine Vorrichtung zur Intervallspülung des Kernbleches und des Spannsystems auf.

Bei der bekannten Vorrichtung besteht das Problem, daß ein effektives Reinigen und der Abtransport des abgetragenen Ma- terials während des Schnittes so viel Kühl-Schmiermittel er- fordert, daß der Trennspalt mit Kühl-Schmiermittel und abge- tragenem Material angefüllt wird. Dadurch kann es bei schma- len Trennspalten zur Berührung zwischen dem Kernblech der Trennscheibe 2 und dem Waferabschnitt kommen. Der Waferab- schnitt wird durch Adhäsion an das Kernblech gezogen, und die Qualität des abgetrennten Wafers wird negativ beeinflußt. Bei großen Berührungsflächen kann es zum Wegreißen des Wafers kommen. Ist dagegen die Kühl-Schmiermittelmenge zu niedrig, reicht die Reinigungs-und Transportwirkung nicht mehr aus.

Außerdem führen oberflächenentspannende Zusätze zu einer bes- seren Benetzung des Kernblechs, was die Verdunstung und das Eintrocknen des Sägeschlammes auf dem Kernblech fördert.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung und ein Ver- fahren zum Trennen von Wafern mittels Innenlochtrennen be- reitzustellen, welche bzw. welches die oben beschriebenen Nachteile vermeidet.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung nach Patentan- spruch 1 bzw. 14 bzw. ein Verfahren nach Patentanspruch 8 bzw. 16. Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen an- gegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren weisen insbesondere den Vorteil auf, daß während des Trennvorgangs weniger Kühl-Schmiermittel benötigt wird als bei der bekannten Vorrichtung. Dadurch wird ein qualita- tiv hochwertiger Schnitt erzeugt.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren.

Von den Figuren zeigen : Fig. 1 eine schematische Darstellung gesehen in Draufsicht in Richtung einer Einkristall-Längsachse einer be- kannten Vorrichtung ; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gesehen in Drauf- sicht in Richtung der Einkristall-Mittenlängsachse ; Fig. 3 eine schematische Darstellung des Kühlungsschrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens ; Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Schrittes des Verteilens des Kühl-Schmiermittels auf dem Trennwerk- zeug vor dem Schnitt ; Fig. 5 eine schematische Darstellung des Schrittes des Tren- nens ; und Fig. 6 eine schematische Darstellung des Reinigungsschrittes bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Wie aus den Fig. 2 ersichtlich ist, weist die erfindungsgemä- ße Vorrichtung in bekannter Weise die Halterung und die Vor- schubeinrichtung für den Einkristall 1, sowie die Trennschei- be 2 mit dem Kernblech 2a und dem diamantkornbesetzten Rand 3 des Innenloches der Trennscheibe. Im Unterschied zu der be- kannten Vorrichtung weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine erste Zuführeinrichtung 10 zum Zuführen von Kühl- Schmiermittel auf den Rand 3 des Innenloches und auf die Trennscheibe 2 auf, welche in Rotationsrichtung der Trenn- scheibe 2 gesehen austrittsseitig an der Position P2 nach dem Durchtritt durch den Einkristall 1 vorgesehen ist. Die erste Zuführeinrichtung 10 für Kühl-Schmiermittel ist beispiels- weise als Düse ausgebildet. Ferner ist eine zweite Zuführein- richtung 11 für Reinigungsmittel austrittsseitig im Bereich des Innenlochs vorgesehen. Außerdem ist ebenfalls austritts- seitig eine Einrichtung 12 zum Zuführen von eines gasförmigen Mediums, insbesondere von Druckluft, auf die Trennscheibe 2 und insbesondere den Rand 3 vorgesehen.

Der Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung und das erfin- dungsgemäße Verfahren ist aus den Figuren 3 bis 6 ersicht- lich. Vor dem Schneid-bzw. Trennvorgang sind die Trennschei- be 2 und der Einkristall 1 voneinander getrennt. Dann wird der Einkristall 1 relativ zu der Trennscheibe 2 bewegt und diese tritt rotierend in das Material des Einkristalls 1 zum Trennen ein. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, wird während des Trennvorganges über die Zuführeinrichtung 10 Kühl-Schmier- mittel mit einem geringen Volumenstrom, d. h. mit geringer Ge- schwindigkeit v und geringem Druck p dem Rand 3, der den Schneidrand bildet, über die Zuführeinrichtung 10 zugeführt.

Als Kühl-Schmiermittel wird ein Kühl-Schmiermittel mit einem Zusatz verwendet, der die Oberflächenspannung o des Kühl- Schmiermittels erhöht und somit die Benetzung des Kernbleches 2a verschlechtert. Dadurch kommt es zu einer schlechten Be- netzung des Kernblechs 2a der Trennscheibe 2, und es bilden sich Tröpfchen 20 des Kühl-Schmiermittels an der Oberfläche des Kernbleches 2a. Ebenfalls während des Trennvorganges wird, wie in Fig. 4 gezeigt ist, Druckluft über die Druck- luftquelle 12 auf den Rand 3 geblasen, wodurch die schlechte Benetzung ausgeglichen wird. Die Druckluft trägt weiterhin zur Bildung von Tröpfchen 20 und zur Verteilung derselben bei. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, dringt während des Trennvor- gangs die Trennscheibe 2 mit dem Rand 3 und den auf der Ober- fläche des Kernblechs 2a entstandenen Tröpfchen 20 des Kühl- Schmiermittels in den Einkristall 1 zum Abtrennen eines Wa- ferabschnitts la ein. Es wird ständig Luft und Kühl-Schmier- mittel geringen Drucks p zugeführt. Die Tröpfchen 20 des Kühl-Schmiermittels auf dem Kernblech 2a nehmen für die Zeit des Schnittes das abgetragene Material auf und verteilen es auf dem Kernblech, ohne daß es zu einem Eintrocknen oder zu einer Berührung des Wafers kommt.

Nach dem Trennvorgang wird der Einkristall 1 und der abge- trennte Wafer über die Vorschubeinrichtung von der Trenn- scheibe 2 wegbewegt, so daß Trennscheibe und Einkristall bzw. der getrennte Wafer voneinander getrennt sind, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Jetzt wird die Reinigung und der Abtransport des auf dem Kernblech aufgestauten und in den Tröpfchen 20 einge- schlossenen Materials durchgeführt, indem Druckluft mit hohem Druck p über die Zuführeinrichtung 12 zugeführt wird und gleichzeitig Reinigungsmittel in ausreichender Menge und mit größerer Geschwindigkeit v über die Zuführeinrichtung 11 zu- geführt wird.

Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren ein zweistufiges Verfahren, bei dem während des Trennvorgangs die Kühlung des Trennwerkzeugs, das Verwirbeln des Kühlmittels, das Ein- schließen des abgetragenen Materials in die Kühl-Schmiermit- teltröpfchen und das Verteilen und Speichern der Kühl- Schmiermitteltröpfchen mit dem abgetragenen Material unter Einwirkung der Fliehkraft erfolgt. In einer zweiten Stufe wird, nachdem der Einkristall von der Trennscheibe weggefah- ren ist, die Reinigung und der Abtransport abgetragenen Mate- rials über hohen Luftdruck und ausreichend Kühl-Schmiermit- telzufuhr vorgenommen. Das in der zweiten Stufe verwendete Reinigungsmittel kann identisch mit dem Kühl-Schmiermittel sein, es kann jedoch auch eine andere Substanz, wie z. B. Was- ser sein. Somit können Kühl-Schmiermittel und Reinigungsmit- tel unterschiedliche Eigenschaften haben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zum Kühlen und Schmieren sehr viel weniger Kühl-Schmiermittel benötigt als zum Reinigen und Abtransport des abgetragenen Materials. Ein qualitativ hochwertiger Schnitt läßt sich nur mit einer solch geringen Kühl-Schmiermittelmenge durchführen. Während des ei- gentlichen Trennvorganges wird die Kühl-Schmiermittelmenge auf die minimal erforderliche Menge eingestellt, um die Küh- lung und Schmierung zu garantieren. Der Trennspalt ist frei und die Berührung zwischen Kernblech und Waferabschnitt wird vermieden. Bei der Reinigung ist jedoch ein wesentlich höhe- rer Volumenstrom optimal. Diese Erfordernisse widersprechen sich. Die Kühlung und Reinigung wird daher zeitlich voneinan- der getrennt, da für beide Schritte unterschiedliche Volumen- ströme optimal sind.

Anstelle der Zuführung von Druckluft ist es auch möglich ein anderes Gas, z. B. Stickstoff zuzuführen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist, wie in Fig. 2 ge- zeigt ist, zur Zuführung von Kühl-Schmiermittel zu der Zu- führeinrichtung 10, die die geringe Menge an Kühl-Schmier- mittel während des Trennvorgangs abgibt, ein Behälter 30 vor- gesehen der sich in Arbeitsstellung in konstantem Abstand oberhalb der Zuführeinrichtung 10 befindet und der über eine Leitung 31 mit dieser verbunden ist. In dem Behälter befindet sich Kühl-Schmiermittel, welches der Zuführeinrichtung 10 über die Leitung nur unter dem Einfluß der Gravitation bzw. dem hydrostatischen Druck zugeführt wird. Luftblasen in der Leitung werden nach oben abgeführt. Somit wird gewährleistet, dass auch bei geringen zuzuführenden Mengen an Kühl-Schmier- mittel die konstante und blasenfreie Zufuhr gewährleistet ist.

Die Erfindung ist zum Trennen verschiedenster Werkstoffe ge- eignet, z. B. für optische Gläser, Kunststoffe und andere.