Untersuchung der technologischen Grundlagen und Potenziale der Multi-Wire Trenntechnologien bei Verwendung von monokristallinem Silizium

• Applicant: Professor Dr.-Ing. Fritz Klocke
• Subject Area: Metal-Cutting and Abrasive Manufacturing Engineering
• Term: from 2005 to 2008
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5432774

Monokristallines Silizium ist für den Halbleiterbereich und für photovoltaische Solarzellen hoher Qualität zur Zeit das dominierende und am weitesten verbreitete Material. Die Basis für die Mikrochips aus dem Halbleiterbereich und der Solarzelle ist eine als Wafer bezeichnete Substratscheibe, die durch das Zertrennen eines monokristallinen Barrens oder Stabes hergestellt wird. Ein hierfür verwendetes und immer stärker an Bedeutung gewinnendes Trennverfahren ist die Multi-Wire Technologie, die sich unter anderem durch ihre hohe Produktivität und einen geringen Schnittverlust des äußerst teuren Materials charakterisiert. Die Basis dieses Verfahrens bildet ein Trenndraht, auf welchem eine Läppsuspension (Slurry) aufgesprüht wird. Durch die Relativbewegung zwischen Trenndraht, Läppsuspension und Silizium können Risse in den Werkstoff induziert und schließlich das Material abgetragen werden. Obwohl sich das Multi-Wire Verfahren aufgrund seiner Vorteile bereits im industriellen Einsatz etablieren konnte, ist das prozesstechnologische Wissen gering und überwiegend empirischer Natur. Dieses Vorhaben soll einen Beitrag dazu leisten, die nur unzureichend bzw. weitestgehend unbekannten Wechselwirkungen zwischen der Vielzahl von Prozesseinflussgrößen auf die Prozessund Waferqualität zu erforschen. Dazu sollen Modelle entwickelt werden, die die Prozesskräfte, die Wafergeometrie und die Oberflächenrauheit als Funktion der Prozesseingangsparameter prognostizieren. Hierbei wird im Besonderen auf die Visualisierung der Prozessvorgänge in der Kontaktzone, den Transport der Läppsuspension zur Kontaktstelle, das Slurryfließverhalten, den Slurryverschleiß sowie die Wechselwirkungen zwischen Prozessergebnis und Prozessparametern fokussiert.

• DFG Programme: Research Grants