KR101149508B1 - 와이어 슬라이싱 장치 - Google Patents

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    • B23D1/00—Planing or slotting machines cutting by relative movement of the tool and workpiece in a horizontal straight line only
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Abstract

본 발명은 와이어 슬라이싱 장치에 관한 것으로, 그 목적은 베이스부재의 상부 일측에 단결정 잉곳을 장,탈착시켜 상,하방향으로 이동가능하게 구성된 이동부와, 상기 이동부의 하부에 이동되는 단결정 잉곳을 이동중인 커팅용 와이어를 통하여 한 번에 다수개로 커팅시킬 수 있는 커팅부를 갖도록 함으로써, 한 번의 동작으로 다수개의 웨이퍼를 제조할 수 있어 웨이퍼 제조에 따른 제조 시간을 단축시킬 수 있으며, 아울러 웨어퍼 제작시 고가의 단결정 잉곳의 로스를 최대한 줄일 수 있도록 하는 것에 있으며, 이러한 목적은 반도체용 웨이퍼를 한 번에 균일하게 다수개 제조하기 위한 장치에 있어서, 베이스부재의 상면 일측에 입설된 인출용 벽체에 설치되어 전원이 인가되는 것에 대응되게 회전하여 인출용보빈에 권취된 커팅용 와이어가 동일한 장력으로 인출가능하도록 와이어인출용 구동모터를 포함하여 구비되는 커팅용 와이어 인출수단과, 상기 커팅용 와이어 인출수단의 인출용보빈으로부터 인출되는 커팅용 와이어가 다수의 가이드 로울러를 통하여 인출되는 중에 커팅용 와이어의 장력을 자동으로 조절가능하도록 상기 커팅용 와이어 인출수단의 일측 인출용 벽체에 인출용 장력조절 구동모터를 포함하여 구비되는 인출용 장력조절수단과, 상기 베이스부재의 상면 중앙부에 고정 설치된 고정대의 상부에 설치되어 저면에 단결정 잉곳을 장착시킨 장착부재를 전,후방향 및 승,하강시키도록 구비되는 승,하강수단과, 상기 베이스부재의 상면에 설치되는 것에 의해 상기 승,하강수단의 하부에 병렬되게 한 쌍으로 고정되되, 각각의 중앙부에는 인출용 장력조절수단에 의해 장력이 조절되어 이송되는 커팅용 와이어를 일정간격으로 권회시키면서 고속으로 이동시켜 승,하강수단을 통하여 하강하는 단결정 잉곳을 균일간격으로 한 번에 다수로 절단시키기 위해 구비되는 절단수단과, 상기 절단수단을 통하여 이동되는 커팅용 와이어를 권취시킬 수 있도록 베이스부재의 상면 일타에 입설된 권취용 벽체에 설치되어 전원이 인가되는 것에 대응되게 회전하여 권취용보빈에 커팅용 와이어를 지그재그되게 권취가능하도록 와이어권취용 구동모터를 포함하여 구비되는 커팅용 와이어 권취수단과, 상기 커팅용 와이어 인출수단과 장력조절수단, 승,하강수단 및 절단수단 그리고 커팅용 와이어 권취수단을 제어가능하도록 구비되는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 것에 의해 달성된다.

Description

와이어 슬라이싱 장치{WIRE SLICING DEVICE}
본 발명은 와이어 슬라이싱 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단결정 잉곳을 하강시키는 것에 의해 한 번에 다수개의 웨이퍼를 이동하는 커팅용 와이어를 통하여 제조가능하도록 함으로써, 웨이퍼 제조시 단결정 잉곳의 로스를 최소화시킬 수 있으며, 웨이퍼 제조에 따른 시간을 단축시킬 수 있도록 한 와이어 슬라이싱 장치에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지는 광기전력 효과를 이용하여 빛 에너지를 직접 전기 에어지로 변환시키는 반도체 소자로, 실리콘에 붕소를 첨가한 P형 반도체 위에 인을 확산시킨 N형 실리콘 반도체 층을 형성하여 만들어지며 후면은 전체에 전극이 형성되어 있고 전면은 빛이 통과할 수 있도록 총 면적의 5?15% 정도 전극이 형성되어 있다.
상기 태양전지는 실리콘 반도체의 일종이나 회로가 아니어서 포토, 식각 등의 공정이 필요없어 경제적이며, 일반 반도체보다 더욱 효율성이 높아 근래에 많이 효용되고 있다.
한편, 상기 태양전지는 재료에 따라 크게 실리콘 태양전지와 화합물 태양전지 등으로 구분되며, 기판을 실리콘 웨이퍼로 사용하느냐 유리 등의 다른 기판을 쓰느냐에 따라 벌크형과 박막형으로 나누어지게 되고, 상기 벌크형 실리콘 태양전지는 다시 실리콘 결정의 종류에 따라 다결정과 단결정으로 구분되게 된다.
상기 실리콘 태양전지의 일반적인 제조공정은 모래 등 실리콘을 포함한 원재료를 정제하여 폴리실리콘을 뽑아내는 과정으로 시작하여 실리콘 덩어리인 잉곳을 만든 후 이를 슬라이싱 컷팅하여 실리콘 웨이퍼를 만들게 되며, 웨이퍼 위에 PN 접합과 전극을 형성하면 태양전지가 만들어지게 된다.
상기 실리콘의 원재료는 모래나 자갈 등에 많이 포함되어 있지만, 철, 니켈, 코발트, 탄소 등 불순물이 많이 섞여 있어 이를 정제해 고순도 폴리실리콘을 만들기 위해 원재료를 탄소 등과 함께 전기로에 넣어서 용융해 얻은 순도 98%의 금속급 실리콘을 분쇄하여 염산으로 처리하면 삼염화실란(TCO, Trichllorosilan)이 생성되는데, 상기 삼염화실란을 증류하여 불순물을 제거하면 고순도의 다결정 실리콘이 만들어지게 되며, 이를 전기로에 용융응고하여 육면체 형태의 규소 잉곳이 양산되게 된다.
한편, 상기 다결정 실리콘은 다시 한번 물리적으로 정제하여야 단결정 실리콘으로 형성되게 되는 바, 단결정 실리콘의 대표적인 제조방법인 쵸크랄스키법(CZ)에 따르면 이산화규소함량이 99%이상인 고순도 석영 도가니에 붕소나 인 등의 저항률 조정용의 3족 혹은 5족 원소와 함께 넣어 실리콘의 녹는점인 1,420℃이상의 고온으로 용융하여 원하는 결정 방향과 동일한 단결정 종자를 실리콘 용액의 액면을 부착하고 회전시키면서 끌어올리면 종결정과 동일한 원자배열을 한 환봉 형태의 단결정 잉곳이 만들어지게 되는 것이다.
상기 육면체 형태로 양산되는 다결정 잉곳 및 환봉 형태로 양산되는 단결정 잉곳은 이를 컷팅함으로써 웨이퍼로의 제조가 이루어지게 된다.
이와 같이 단결정 잉곳을 컷팅시켜 웨이퍼로 제조하기 위한 종래의 일반적인 장치 구동부의 구동에 의해 상,하로 왕복 운동하는 하나의 절단부재에 의해 고가의 단결정 잉곳을 컷팅시켜 박판의 웨이퍼로 제조하게 된다.
그러나 이러한 종래의 일반적인 단결정 잉곳을 슬라이스 컷팅시켜 웨이퍼로 제조하기 위한 장치는 상기한 바와 같이 구동부의 구동에 의해 상,하로 왕복 운동하는 하나의 절단부재에 의해 단결정 잉곳을 커팅시켜 웨이퍼를 제조하게 되므로, 웨이퍼로 제조하는데 있어서 시간이 많이 소요되는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 일반적인 단결정 잉곳을 슬라이스 컷팅시켜 웨이퍼로 제조하기 위한 장치는 상기한 바와 같이 구동부의 구동에 의해 상,하로 왕복 운동하는 하나의 절단부재에 의해 단결정 잉곳을 커팅시켜 웨이퍼를 제조하게 되므로, 웨이퍼로 제조하는데 있어서 고가의 단결정 잉곳의 로스가 많이 발생되는 문제점이 있었다.
이에, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 베이스부재의 상부 일측에 단결정 잉곳을 장,탈착시켜 상,하방향으로 이동가능하게 구성된 이동부와, 상기 이동부의 하부에 이동되는 단결정 잉곳을 이동중인 커팅용 와이어를 통하여 한 번에 다수개로 커팅시킬 수 있는 커팅부를 갖도록 함으로써, 한 번의 동작으로 다수개의 웨이퍼를 제조할 수 있어 웨이퍼 제조에 따른 제조 시간을 단축시킬 수 있으며, 아울러 웨어퍼 제작시 고가의 단결정 잉곳의 로스를 최대한 줄일 수 있도록 한 와이어 슬라이싱 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체용 웨이퍼를 한 번에 균일하게 다수개 제조하기 위한 장치에 있어서, 베이스부재의 상면 일측에 입설된 인출용 벽체에 설치되어 전원이 인가되는 것에 대응되게 회전하여 인출용보빈에 권취된 커팅용 와이어가 동일한 장력으로 인출가능하도록 와이어인출용 구동모터를 포함하여 구비되는 커팅용 와이어 인출수단과, 상기 커팅용 와이어 인출수단의 인출용보빈으로부터 인출되는 커팅용 와이어가 다수의 가이드 로울러를 통하여 인출되는 중에 커팅용 와이어의 장력을 자동으로 조절가능하도록 상기 커팅용 와이어 인출수단의 일측 인출용 벽체에 인출용 장력조절 구동모터를 포함하여 구비되는 인출용 장력조절수단과, 상기 베이스부재의 상면 중앙부에 고정 설치된 고정대의 상부에 설치되어 저면에 단결정 잉곳을 장착시킨 장착부재를 전,후방향 및 승,하강시키도록 구비되는 승,하강수단과, 상기 베이스부재의 상면에 설치되는 것에 의해 상기 승,하강수단의 하부에 병렬되게 한 쌍으로 고정되되, 각각의 중앙부에는 인출용 장력조절수단에 의해 장력이 조절되어 이송되는 커팅용 와이어를 일정간격으로 권회시키면서 고속으로 이동시켜 승,하강수단을 통하여 하강하는 단결정 잉곳을 균일간격으로 한 번에 다수로 절단시키기 위해 구비되는 절단수단과, 상기 절단수단을 통하여 이동되는 커팅용 와이어를 권취시킬 수 있도록 베이스부재의 상면 일타에 입설된 권취용 벽체에 설치되어 전원이 인가되는 것에 대응되게 회전하여 권취용보빈에 커팅용 와이어를 지그재그되게 권취가능하도록 와이어권취용 구동모터를 포함하여 구비되는 커팅용 와이어 권취수단과, 상기 커팅용 와이어 인출수단과 장력조절수단, 승,하강수단 및 절단수단 그리고 커팅용 와이어 권취수단을 제어가능하도록 구비되는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 절단수단과 커팅용 와이어 권취수단 사이에는 커팅용 와이어 인출수단으로 인출된 커팅용 와이어에 의해 단결정 잉곳을 절단시키면서 이동하는 커팅용 와이어가 지속적으로 동일한 장력이 유지가능하도록 커팅용 와이어 권취수단의 일측 권취용 벽체에 설치된 다수의 가이드 로울러들 사이에 제어부의 제어에 의해 구동하는 권취용 장력조절 구동모터를 포함한 권취용 장력조절수단이 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치에 따르면, 베이스부재의 상부 일측에 단결정 잉곳을 장,탈착시켜 상,하방향으로 이동가능하게 구성된 이동부와, 상기 이동부의 하부에 이동되는 단결정 잉곳을 이동중인 커팅용 와이어를 통하여 한 번에 다수개로 커팅시킬 수 있는 커팅부를 갖도록 함으로써, 한 번의 동작으로 다수개의 웨이퍼를 제조할 수 있어 웨이퍼 제조에 따른 제조 시간을 단축시킬 수 있는 효과가 있으며, 아울러 웨어퍼 제작시 고가의 단결정 잉곳의 로스를 최대한 줄일 수 있어 비용을 절감시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치를 도시한 우측면 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치를 도시한 좌측면 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치를 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치를 도시한 배면도이다.
이하에서는, 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치의 일실시예를 들어 상세하게 설명한다.
우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호를 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
첨부된 도면 도 1은 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치를 도시한 우측면 사시도이이고, 도 2는 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치를 도시한 좌측면 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치를 도시한 평면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치(100)는, 베이스부재(B)의 상면 일측에 입설된 인출용 벽체(111)에 설치되어 전원이 인가되는 것에 대응되게 정회전 또는 역회전하여 인출용보빈(112)에 권취된 커팅용 와이어(W)가 동일한 장력으로인출가능하도록 와이어인출용 구동모터(113)를 포함하여 구비되는 커팅용 와이어 인출수단(110)과, 상기 커팅용 와이어 인출수단(110)의 인출용보빈(112)으로부터 인출되는 커팅용 와이어(W)가 다수의 가이드 로울러(R)를 통하여 인출되는 중에 커팅용 와이어(W)의 장력을 자동으로 조절가능하도록 상기 커팅용 와이어 인출수단의(110) 일측 인출용 벽체(111)에 인출용 장력조절 구동모터(121)를 포함하여 구비되는 인출용 장력조절수단(120)과, 상기 베이스부재(B)의 상면 중앙부에 고정 설치된 고정대(131)의 상부에 설치되어 저면에 단결정 잉곳(D)을 장착시킨 장착부재를 전,후방향 및 승,하강시키도록 구비되는 승,하강수단(130)과, 상기 베이스부재(B)의 상면에 설치되는 것에 의해 상기 승,하강수단(130)의 하부에 병렬되게 한 쌍으로 고정되되, 각각의 중앙부에는 인출용 장력조절수단(120)에 의해 장력이 조절되어 이송되는 커팅용 와이어(W)를 일정간격으로 권회시키면서 고속으로 이동시켜 승,하강수단(130)을 통하여 하강하는 단결정 잉곳(D)을 균일간격으로 한 번에 다수로 절단시키기 위해 구비되는 절단수단(140)과, 상기 절단수단(140)을 통하여 이동되는 커팅용 와이어(W)를 권취시킬 수 있도록 베이스부재(B)의 상면 일타에 입설된 권취용 벽체(151)에 설치되어 전원이 인가되는 것에 대응되게 회전하여 권취용보빈(152)에 커팅용 와이어(W)를 지그재그되게 권취가능하도록 와이어권취용 구동모터(153)를 포함하여 구비되는 커팅용 와이어 권취수단(150)과, 상기 커팅용 와이어 인출수단(110)과 장력조절수단(120), 승,하강수단(130) 및 절단수단(140) 그리고 커팅용 와이어 권취수단(150)을 제어가능하도록 구비되는 제어부(미도시함)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기한 절단수단(140)과 커팅용 와이어 권취수단(150) 사이에는 단결정 잉곳(D)을 절단시키면서 이동하는 커팅용 와이어(W)가 지속적으로 동일한 장력이 유지가능하도록 커팅용 와이어 권취수단(150)의 일측 권취용 벽체(151)에 설치된 다수의 가이드 로울러(G)들 사이에 제어부의 제어에 의해 구동하는 권취용 장력조절 구동모터(161)를 포함한 권취용 장력조절수단(160)이 더 구비된다.
이하에서, 상기한 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기한 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치의 커팅용 와이어 인출수단(110)은, 제어부의 제어에 의해 와이어인출용 구동모터(113)가 구동하여 인출용보빈(112)을 전,후방향으로 이동시키는 것에 의해 권취된 커팅용 와이어(W)가 균일한 장력으로 인출가능하도록 구성된다.
즉, 상기한 커팅용 와이어 인출수단(110)은 첨부된 도면 도 1 및 도 3 그리고 도 5에 도시된 바와 같이 인출용벽체(111)의 후면 일측에 고정브라켓(도면부호 생략)을 매개로 고정되어 인출용풀리(도면부호 생략)를 갖추어 제어부의 제어에 의해 구동가능하게 구비되는 와이어인출용 구동모터(113)와, 상기 와이어인출용 구동모터(113) 일측에 일단은 관통부(도면부호 생략)를 갖는 인출용벽체(111)의 후면에 고정 설치되는 인출용고정부(114)에 내설되어 상기 인출용풀리와 벨트를 매개로 연결되는 연결풀리에 일단이 고정되는 볼스크류를 통하여 전,후진 이동하는 것에 의해 관통부를 인입출가능하게 구비되는 인출용축(115)과, 상기 인출용축(115)의 전단에 회전가능하게 연결되어 커팅용 와이어(W)의 인출방향을 제어하여 다수의 가이드 로울러(R)측으로 인출시키도록 구비되는 한 쌍의 인출용로울러(116)와, 상기 한 쌍의 인출용로울러(116)의 일측에 위치하도록 일단은 인출용벽체(111)의 전면에 고정되어 권취된 커팅용 와이어(W)를 인출시키도록 회전가능하게 구비되는 인출용보빈(112)으로 구성된다.
상기한 인출용 장력조절수단(120)은, 도 1 및 도 3 그리고 도 4에 도시된 바와 같이 인출용벽체(111)의 측면에 설치되어 커팅용 와이어 인출수단(110)으로부터 인출되는 커팅용 와이어(W)를 균일한 장력을 유지시키기 위해 구비된다.
즉, 상기한 인출용 장력조절수단(120)은 인출용벽체(111) 배면 측면에 구동축(도면부호 생략)이 인출용벽체(111)를 관통하여 제어부의 제어에 의해 구동가능하게 구비되는 장력조절용구동모터(121)와, 상기 구동축에 일단이 고정 연결되는 것에 의해 인출용벽체(111) 전면 측면에 회동가능하게 구비되되, 타단은 회전가능한 장력조절용로울러(122)를 갖추어 인출되는 커팅용 와이어(W)가 항상 균일한 장력으로 인출가능하도록 구비되는 인출용장력조절바(123)로 구성된다.
상기한 승,하강수단(130)은, 베이스부재(B)의 상면 중앙부 후단에 설치되어 단결정 잉곳(D)을 고정시켜 제어부의 제어에 대응되게 구동하는 구동모터에 의해 전,후방 이동 및 절단수단측으로 하강가능하도록 구성된다.
즉, 상기한 승,하강수수단은(130) 베이스부재(B)의 상면 중앙부 후단에 고정 설치되되, 전단 중앙부에는 관통부(미도시함)가 형성되어 구비되는 고정대(131)와, 상기 고정대(131)의 상면에 소정 거리 이격되어 설치된 가이드부(132)에 저면이 안착되어 전,후방향으로 슬라이드 이동가능하게 구비되는 지지대(133)와, 상기 지지대(133)에 내설되어 지지대(133)가 이동함과 동시에 이동되고 상단에는 연결풀리(도면부호 생략)가 갖추어져 회전하는 것에 의해 볼스크류를 통하여 승,하강가능하게 구비되는 승,하강부재(134)와, 상기 고정대(131)의 저면에 상면이 관통부를 관통하여 상기 승,하강부재(134)의 저면에 슬라이드방식으로 장탈착가능하게 구비되되, 저면에는 단결정 잉곳(D)을 접착용부재를 매개로 고정시켜 구비되는 결착부(135)와, 상기 승,하강부재(134)의 후면 상단에 상기 연결풀리와 벨트를 매개로 연결되는 회전풀리를 갖추어 제어부의 제어에 대응되게 구동하는 구비되는 승하강용구동모터(136)와, 상기 고정대(131)의 상면 후단에 설치되어 지지대(133)를 가이드부(132)를 따라 회전하는 것에 의해 볼스크류를 통하여 전,후진시키도록 제어부의 제어에 의해 구동가능하게 상기 고정대(131)에 일단이 고정된 축을 갖추어 구비되는 이동용구동모터(137)로 구성된다.
상기한 절단수단(140)은, 베이스부재(B)의 상면에 안착 설치됨에 따른 상기 승,하강수단(130)의 하부에 위치되어 상기 승,하강수단(130)을 통하여 단결정 잉곳(D)이 하강하는 것에 의해 인출용 장력조절수단(120)을 통하여 균일한 장력으로 인출되는 커팅용 와이어(W)를 고속으로 권회시키면서 인출시켜 단결정 잉곳(D)을 균일한 두께로 한 번에 다수개가 되도록 절단시킬 수 있도록 구비된다.
즉, 상기한 절단수단(140)은, 베이스부재(B)의 상면 전방부에 소정 거리 이격되어 안착 설치되어 제어부의 제어에 의해 구동하는 절단용구동모터(141)로부터 구동력을 전달받아 고속으로 회전가능하게 각각 구비되는 한 쌍의 제1,2절단용 스핀들(142,143)과, 상기 제1,2절단용 스핀들(142,143)에 연결되어 회전가능하게 설치되되, 외주면에는 인출용 장력조절수단(120)을 통하여 균일한 장력으로 인출되는 커팅용 와이어(W)를 균일 간격으로 권회시켜 인출시키도록 인입용홈(미도시함)과 인출용홈(미도시함)이 각각 형성되어 구비되는 절단용인입로울러 및 절단용인출로울러(144,145)로 구성된다.
이때, 상기 제1,2절단용 스핀들(142,143)는 커팅용 와이어(W)를 통하여 단결정 잉곳(D) 절단시 발생되는 절단물이 유입되는 것을 방지하도록 커버부재(미도시함)로 덮어서 구비된다.
상기한 커팅용 와이어 권취수단(150)은, 절단수단((140)에 의해 단결정 잉곳(D)을 절단시켜 인출되는 커팅용 와이어(W)를 권취용 장력조절수단(160)을 통하여 장력이 유지된 상태로 권취시킬 수 있도록 구비된다.
즉, 상기한 커팅용 와이어 권취수단(150)은 첨부된 도면 도 2 내지 도 5에 도시된 바와 같이 권취용벽체(151)의 후면 일측에 브라켓(도면부호 생략)을 매개로 고정되어 권취용풀리(도면부호 생략)를 갖추어 제어부의 제어에 의해 구동가능하게 구비되는 와이어권취용 구동모터(153)와, 상기 와이어권취용 구동모터(153) 일측에 일단은 관통부를 갖는 권취용벽체(151)의 후면에 고정 설치되는 권취용고정부(154)에 내설되어 상기 권취용풀리와 벨트(도면부호 생략)를 매개로 연결되는 연결풀리(도면부호 생략)에 일단이 고정되는 볼스크류를 통하여 전,후진 이동하는 것에 의해 관통부를 인입출가능하게 구비되는 권취용축(155)과, 상기 권취용축(155)의 전단에 회전가능하게 연결되어 절단수단(140)으로부터 인출되는 커팅용 와이어(W)가 권취용벽체(151)의 전면과 측면에 회전가능하게 설치된 다수의 가이드 로울러(G)를 통하여 인출시 인출방향을 제어시켜 권취될 수 있도록 구비되는 한 쌍의 권취용로울러(156)와, 상기 한 쌍의 권취용로울러(156)의 일측에 위치하도록 일단은 권취용벽체(151)의 전면에 고정되어 상기 권취용축(155)이 인입되는 것에 의해 커팅용 와이어(W)가 지그재그되게 권취시키기 위해 구비되는 권취용용보빈(152)으로 구성된다.
상기한 권취용 장력조절수단(160)은, 절단수단(140)을 통하여 단결정 잉곳(D)을 절단시키면서 이동하는 커팅용 와이어(W)를 지속적으로 동일한 장력을 유지하면서 커팅용 와이어 권취수단(150)측으로 인출시킬 수 있도록 구비된다.
즉, 상기한 권취용 장력조절수단은(160) 권취용벽체(151) 배면 측면에 구동축이 권취용벽체(151)를 관통하여 제어부의 제어에 의해 구동가능하게 구비되는 권취용 장력조절 구동모터(161)와, 상기 구동축에 일단이 고정 연결되는 것에 의해 권취용벽체(151) 전면 측면에 회동가능하게 구비되되, 타단은 회전가능한 권취용 장력조절 로울러(162)를 갖추어 인출되는 절단수단(140)을 통하여 단결정 잉곳(D)을 절단시키면서 이동하는 커팅용 와이어(W)가 지속적인 장력이 유지될 수 있도록 구비되는 권취용장력조절바(163)로 구성된다.
이와 같이 이루어진 본 발명에 따른 와이어 슬라이싱 장치를 이용하여 단결정 잉곳을 절단시키고자 할 경우에는 먼저, 커팅용 와이어 인출수단(110)으로부터 인출되어 (150)에 권취되도록 커팅용 와이어를 연결시킨 상태에서 베이스부재의 상면 중앙부에 설치되는 승,하강수단(130)의 승,하강부재(134) 저면에 단결정 잉곳(D)이 접착용부재에 의해 고정된 결착부(135)를 슬라이드 방식으로 결합 고정시킨다.
이후, 제어부를 제어하는 하는 것에 의해 베이부재(B)의 상면 일측에 구비된 커팅용 와이어 인출수단(110)이 구동하게 되고 그로 인하여 인출용보빈(112)에 권취된 커팅용 와이어가(W) 일정한 장력으로 인출된다.
즉, 제어부의 제어에 의해 커팅용 와이어 인출수단(110)의 와이어인출용 구동모터(113)가 구동하는 것에 의해 상기 와이어인출용 구동모터(113)으로부터 구동력을 전달받아 볼 스크류에 의해 인출용축(115)이 전,후진 이동하게 되고 그로 인해 인출용보빈(112)에 지그재그로 권취된 커팅용 와이어가 동일한 장력으로 인출된다.
상기 커팅용 와이어 인출수단(110)을 통하여 인출된 커팅용 와이어(W)는 인출용 벽체(111)에 구비된 다수의 가이드로울러(R)를 통하여 가이드되면서 제어부의 제어에 의해 구동하는 인출용 장력조절수단(120)의 인출용 장력조절 구동모터(121)를 통하여 균일한 장력으로 베이스부재(B)의 상면에 제어부의 제어에 의해 구동하는 절단용구동모터(141)에 의해 고속 회전하는 제1절단용 스핀들(142) 사이와 제2절단용 스핀들(143) 사이에 설치된 절단수단(140)의 절단용인입로울러 및 절단용인출로울러(144,145)에 형성된 인입용홈과 인출용홈을 따라 고속으로 인출된다.
상기 커팅용 와이어(W)가 절단용인입로울러 및 절단용인출로울러(144,145)에 형성된 인입용홈과 인출용홈을 따라 고속으로 인출되면 제어부의 제어에 의해 승,하강수단(130)이 구동하게 되고, 그로 인하여 승,하강부재(134)가 하향 이동하는 것에 의해 단결정 잉곳(D)이 절단수단(140)측으로 하향 이동하게 된다.
그로 인해 상기 단결정 잉곳(D)은 절단용인입로울러 및 절단용인출로울러(144,145)에 형성된 인입용홈과 인출용홈을 따라 고속으로 인출되는 커팅용 와이어(W)에 의해 균일한 두께로 한 번에 다수개의 웨이퍼가 형성되도록 절단된다.
이와 같이 단결정 잉곳(D)을 절단시킨 커팅용 와이어(W)는 권취용 벽체(151)에 설치된 권취용 장력조절수단(160)을 통하여 균일한 장력으로 커팅용 와이어 권취수단(150)의 권취용용보빈(152)에 권취된다.
이와 같이 일방향으로 인출되는 커팅용 와이어에 의해 단결정 잉곳이 균일한 두께로 한 번에 다수개의 웨이퍼 제조되므로, 웨이퍼 제조에 따른 시간을 단축시킬 수 있고 아울러 단결정 잉곳의 손실을 줄일 수 있게 된다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
100 ; 와이어 슬라이싱 장치
110 ; 커팅용 와이어 인출수단
120 ; 인출용 장력조절수단
130 ; 승,하강수단
140 ; 절단수단
150 ; 커팅용 와이어 권취수단
160 ; 권취용 장력조절수단

Claims (9)

  1. 반도체용 웨이퍼를 한 번에 균일하게 다수개 제조하기 위한 장치(100)에 있어서,
    베이스부재(B)의 상면 일측에 입설된 인출용 벽체(111)에 설치되어 전원이 인가되는 것에 대응되게 정회전 또는 역회전하여 인출용보빈(112)에 권취된 커팅용 와이어(W)가 동일한 장력으로 인출가능하도록 와이어인출용 구동모터(113)를 포함하여 구비되는 커팅용 와이어 인출수단(110)과;
    상기 커팅용 와이어 인출수단(110)의 인출용보빈(112)으로부터 인출되는 커팅용 와이어(W)가 다수의 가이드 로울러(R)를 통하여 인출되는 중에 커팅용 와이어(W)의 장력을 자동으로 조절가능하도록 상기 커팅용 와이어 인출수단의(110) 일측 인출용 벽체(111)에 인출용 장력조절 구동모터(121)를 포함하여 구비되는 인출용 장력조절수단(120)과;
    상기 베이스부재(B)의 상면 중앙부에 고정 설치된 고정대(131)의 상부에 설치되어 저면에 단결정 잉곳(D)을 장착시킨 장착부재를 전,후방향 및 승,하강시키도록 구비되는 승,하강수단(130)과;
    상기 베이스부재(B)의 상면에 설치되는 것에 의해 상기 승,하강수단(130)의 하부에 병렬되게 한 쌍으로 고정되되, 각각의 중앙부에는 인출용 장력조절수단(120)에 의해 장력이 조절되어 이송되는 커팅용 와이어(W)를 일정간격으로 권회시키면서 고속으로 이동시켜 승,하강수단(130)을 통하여 하강하는 단결정 잉곳(D)을 균일간격으로 한 번에 다수로 절단시키기 위해 구비되는 절단수단(140)과;
    상기 절단수단(140)을 통하여 이동되는 커팅용 와이어(W)를 권취시킬 수 있도록 베이스부재(B)의 상면 일타에 입설된 권취용 벽체(151)에 설치되어 전원이 인가되는 것에 대응되게 회전하여 권취용보빈(152)에 커팅용 와이어(W)를 지그재그되게 권취가능하도록 와이어권취용 구동모터(153)를 포함하여 구비되는 커팅용 와이어 권취수단(150)과;
    상기 커팅용 와이어 인출수단(110)과 장력조절수단(120), 승,하강수단(130) 및 절단수단(140) 그리고 커팅용 와이어 권취수단(150)을 제어가능하도록 구비되는 제어부를;
    포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 와이어 슬라이싱 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절단수단(140)과 커팅용 와이어 권취수단(150) 사이에는 커팅용 와이어 인출수단(110)으로 인출된 커팅용 와이어에 의해 단결정 잉곳(D)을 절단시키면서 이동하는 커팅용 와이어(W)가 지속적으로 동일한 장력이 유지가능하도록 커팅용 와이어 권취수단(150)의 일측 권취용 벽체(151)에 설치된 다수의 가이드 로울러(G)들 사이에 제어부의 제어에 의해 구동하는 권취용 장력조절 구동모터(161)를 포함한 권취용 장력조절수단(160)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 와이어 슬라이싱 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 커팅용 와이어 인출수단(110)은 인출용벽체(111)의 후면 일측에 고정브라켓을 매개로 고정되어 인출용풀리를 갖추어 제어부의 제어에 의해 구동가능하게 구비되는 와이어인출용 구동모터(113)와, 상기 와이어인출용 구동모터(113) 일측에 일단은 관통부를 갖는 인출용벽체(111)의 후면에 고정 설치되는 인출용고정부(114)에 내설되어 상기 인출용풀리와 벨트를 매개로 연결되는 연결풀리에 일단이 고정되는 볼스크류를 통하여 전,후진 이동하는 것에 의해 관통부를 인입출가능하게 구비되는 인출용축(115)과, 상기 인출용축(115)의 전단에 회전가능하게 연결되어 커팅용 와이어(W)의 인출방향을 제어하여 다수의 가이드 로울러(R)측으로 인출시키도록 구비되는 한 쌍의 인출용로울러(116)와, 상기 한 쌍의 인출용로울러(116)의 일측에 위치하도록 일단은 인출용벽체(111)의 전면에 고정되어 권취된 커팅용 와이어(W)를 인출시키도록 회전가능하게 구비되는 인출용보빈(112)으로 구성된 것을 특징으로 하는 와이어 슬라이싱 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 인출용 장력조절수단(120)은 인출용벽체(111) 배면 측면에 구동축이 인출용벽체(111)를 관통하여 제어부의 제어에 의해 구동가능하게 구비되는 장력조절용구동모터(121)와, 상기 구동축에 일단이 고정 연결되는 것에 의해 인출용벽체(111) 전면 측면에 회동가능하게 구비되되, 타단은 회전가능한 장력조절용로울러(122)를 갖추어 인출되는 커팅용 와이어(W)가 항상 균일한 장력으로 인출가능하도록 구비되는 인출용장력조절바(123)로 구성된 것을 특징으로 하는 와이어 슬라이싱 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 절단수단(140)은, 베이스부재(B)의 상면 전방부에 소정 거리 이격되어 안착 설치되어 제어부의 제어에 의해 구동하는 절단용구동모터(141)로부터 구동력을 전달받아 고속으로 회전가능하게 각각 구비되는 한 쌍의 제1,2절단용 스핀들(142,143)과, 상기 제1,2절단용 스핀들(142,143)에 연결되어 회전가능하게 설치되되, 외주면에는 인출용 장력조절수단(120)을 통하여 균일한 장력으로 인출되는 커팅용 와이어(W)를 균일 간격으로 권회시켜 인출시키도록 인입용홈과 인출용홈이 각각 형성되어 구비되는 절단용인입로울러 및 절단용인출로울러(144,145)로 구성된 것을 특징으로 하는 와이어 슬라이싱 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기한 커팅용 와이어 권취수단(150)은 권취용벽체(151)의 후면 일측에 브라켓을 매개로 고정되어 권취용풀리를 갖추어 제어부의 제어에 의해 구동가능하게 구비되는 와이어권취용 구동모터(153)와, 상기 와이어권취용 구동모터(153) 일측에 일단은 관통부를 갖는 권취용벽체(151)의 후면에 고정 설치되는 권취용고정부(154)에 내설되어 상기 권취용풀리와 벨트를 매개로 연결되는 연결풀리에 일단이 고정되는 볼스크류를 통하여 전,후진 이동하는 것에 의해 관통부를 인입출가능하게 구비되는 권취용축(155)과, 상기 권취용축(155)의 전단에 회전가능하게 연결되어 절단수단(140)으로부터 인출되는 커팅용 와이어(W)가 권취용벽체(151)의 전면과 측면에 회전가능하게 설치된 다수의 가이드 로울러(G)를 통하여 인출시 인출방향을 제어시켜 권취될 수 있도록 구비되는 한 쌍의 권취용로울러(156)와, 상기 한 쌍의 권취용로울러(156)의 일측에 위치하도록 일단은 권취용벽체(151)의 전면에 고정되어 상기 권취용축(155)이 인입되는 것에 의해 커팅용 와이어(W)가 지그재그되게 권취시키기 위해 구비되는 권취용용보빈(152)으로 구성된 것을 특징으로 하는 와이어 슬라이싱 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기한 권취용 장력조절수단은(160) 권취용벽체(151) 배면 측면에 구동축이 권취용벽체(151)를 관통하여 제어부의 제어에 의해 구동가능하게 구비되는 권취용 장력조절 구동모터(161)와, 상기 구동축에 일단이 고정 연결되는 것에 의해 권취용벽체(151) 전면 측면에 회동가능하게 구비되되, 타단은 회전가능한 권취용 장력조절 로울러(162)를 갖추어 인출되는 절단수단(140)을 통하여 단결정 잉곳(D)을 절단시키면서 이동하는 커팅용 와이어(W)가 지속적인 장력이 유지될 수 있도록 구비되는 권취용장력조절바(163)로 구성된 것을 특징으로 하는 와이어 슬라이싱 장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 제1,2절단용 스핀들(142,143)는 커팅용 와이어(W)를 통하여 단결정 잉곳(D) 절단시 발생되는 절단물이 유입되는 것을 방지하도록 커버부재(미도시함)로 덮어서 구비된 것을 특징으로 하는 와이어 슬라이싱 장치.
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