KR101471849B1

KR101471849B1 - 와이어 쏘 장치

Info

Publication number: KR101471849B1
Application number: KR1020107007953A
Authority: KR
Inventors: 코지 키타가와
Original assignee: 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
Priority date: 2007-11-08
Filing date: 2008-10-15
Publication date: 2014-12-11
Also published as: DE112008002790B4; JP2009113173A; US8434468B2; TWI390620B; DE112008002790T5; TW200935507A; US20100206285A1; WO2009060562A1; JP5045378B2; KR20100085031A

Abstract

본 발명은, 복수의 홈 롤러에 권취되어 축방향으로 왕복 주행하는 와이어와, 슬러리를 공급하는 노즐과 워크를 보관 유지하면서 와이어에 보내는 워크 전송 기구를 구비하며, 노즐로부터 와이어에 슬러리를 공급하면서, 워크를 왕복 주행하는 와이어에 가압하여 보내고, 웨이퍼 형상으로 절단하는 와이어 쏘 장치에 있어서, 워크 전송 기구의 워크 보관 유지부는, 워크에 접착되어 있는 덧댐 판과 워크 플레이트를 거쳐 워크를 보관 유지하는 것이고, 워크의 와이어의 절입부로부터 비산하는 슬러리를 막기 위한 판 형상 또는 블록 형상의 슬러리 비산 방지 부재가, 워크 보관 유지부의 하부, 한편 와이어가 워크에 절입하는 측과 자르는 측의 양측에, 와이어 열과 직행 방향으로 배치된 것인 와이어 쏘 장치를 제공한다. 이에 의해, 워크의 와이어의 절입부로부터 비산하는 슬러리를 원인으로서 워크가 벨로우즈 운동하는 것을 억제하여, 절단된 웨이퍼의 와프를 개선하는 것이 가능한 와이어 쏘 장치가 제공된다.

Description

와이어 쏘 장치{WIRE SAW APPARATUS}

본 발명은, 와이어 쏘 장치를 이용하여, 워크(예를 들면, 실리콘 잉곳, 화합물 반도체의 잉곳 등)로부터 다수의 웨이퍼를 자르는 와이어 쏘 장치에 관한 것이다.

최근, 웨이퍼의 대형화가 바람직하고 있고, 이 대형화에 수반하여, 워크의 절단에는 단지 와이어 쏘 장치가 사용되고 있다.

와이어 쏘 장치는, 와이어(고장력 강철선)를 고속 주행시켜서, 여기에 슬러리를 걸면서, 워크를 가압하여 절단하고, 다수의 웨이퍼를 동시에 자르는 장치이다(특개평9-262826호 공보 참조).

여기서, 도 7에, 종래의 일반적인 와이어 쏘 장치의 일례의 개요를 나타낸다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 와이어 쏘(101)는, 주로, 워크를 절단하기 위한 와이어(102), 와이어(102)를 권취한 홈 롤러(103), 와이어(102)에 장력을 부여하기 위한 기구(104), 절단된 워크를 하부로 송출하는 기구(105), 절단시에 슬러리를 공급하는 기구(106)로 구성되어 있다.

와이어(102)는, 한편의 와이어 릴(107)로부터 계속 투입하여 트래버서(108)를 거쳐 파우더 클러치[정토크 모터(109)]나 댄서 롤러(데드 웨이트)(도시하지 않음) 등으로 이루어지는 장력 부여 기구(104)를 거쳐서, 홈 롤러(103)에 들어가 있다. 와이어(102)는 홈 롤러(103)에 300~400회 정도 감은 후, 그 위에 또 한편의 장력 부여 기구(104')를 거쳐 와이어 릴(107')에 감겨 있다.

또한, 홈 롤러(103)는 철강제 원통의 주위에 폴리우레탄 수지를 압입하고, 그 표면에 일정한 피치로 홈을 자른 롤러이며, 권취된 와이어(102)가 구동용 모터(110)에 의해 사전 결정된 주기로 왕복 방향으로 구동할 수 있게 되어 있다.

아울러, 워크의 절단시에는, 도 8에 나타낸 워크 전송 기구(105)에 의해, 워크는 보관 유지되면서 눌러 내려져, 홈 롤러(103)에 감긴 와이어(102)로 송출된다. 이러한 워크 전송 기구(105)는 워크를 보관 유지하면서 눌러 내리기 위한 워크 보관 유지부(111), LM 가이드(112)를 구비하고 있으며, 컴퓨터 제어로 LM 가이드(112)에 따라서 워크 보관 유지부(111)를 구동시키는 것으로, 사전 프로그램된 전송 속도로 보관 유지된 워크를 송출하는 것이 가능하다.

또한, 워크는 덧댐 판(114)에 접착되어 있고, 또한 이 덧댐 판(114)은 워크 플레이트(113)에 의해 보관 유지되어 있다. 그리고, 이러한 덧댐 판(114), 워크 플레이트(113)를 거쳐, 워크 보관 유지부(111)에 의해 워크는 보관 유지된다.

또한, 도 7에 나타낸 바와 같이, 홈 롤러(103), 권취된 와이어(102)의 근방에는 노즐(115)이 설치되어 있고, 절단시에 슬러리 탱크(116)로부터 와이어(102)에 슬러리를 공급할 수 있도록 되어 있다. 또한, 슬러리 탱크(116)에는 슬러리 칠러(117)가 접속되어 있고, 공급하는 슬러리의 온도를 조정할 수 있도록 되어 있다.

이러한 와이어 쏘 장치(101)를 이용하여, 와이어(102)에 와이어 장력 부여 기구(104)를 이용하여 적당한 장력을 걸쳐서, 구동용 모터(110)에 의해, 와이어(102)를 왕복 방향으로 주행시키면서 워크를 슬라이스 한다.

그렇지만, 상기와 같이 일반적인 와이어 쏘 장치를 이용하여 워크를 웨이퍼 형상으로 절단하고, 절단된 웨이퍼의 형상을 조사해 보면, 큰 와프(Warp)가 생겨 버렸다. 와프는 반도체 웨이퍼의 절단에 있어서의 중요 품질 중 하나이며, 제품의 품질 요구가 높아짐에 따라, 한층 더 저감이 요망되고 있다.

따라서, 본 발명자는 절단된 웨이퍼의 형상을 상세하게 조사했는바, 특히 워크의 양단면의 부근에서 와프가 악화되어 있고, 와프가 악화된 웨이퍼를 더욱 상세하게 조사하면, 절단 후반부에서 와프가 현저하게 악화되어 있는 것을 발견했다.

이러한 와프의 악화 원인을 조사하기 위해서, 본 발명자는 절단 중의 워크 상태를 관찰했다.

워크를 절단할 때, 워크의 측방에 위치하는 노즐에 의해, 와이어 열의 위쪽으로부터 슬러리를 걸면서 와이어를 축방향으로 고속으로 구동함으로써, 워크 절단부로의 슬러리의 공급을 수행한다. 그렇지만, 이때, 와이어에 부착하여 워크 부근까지 옮겨진 슬러리는, 그 대부분이 워크의 측면(워크의 와이어의 절입부)에 충돌하고, 워크 하부로 낙하하고 있는 것을 알았다.

특히 반도체 실리콘 잉곳에서는, 워크가 원주 형상이기 때문에, 워크의 절단 개시부로부터 워크 중앙부에 걸쳐 절단하고 있을 때, 상기의 워크 측면에 충돌한 슬러리는 와이어의 절입부로부터 신속하게 하부로 낙하한다. 도 9에 워크의 절단 개시부에서 중앙부를 절단하고 있을 때의 슬러리의 흐름을 나타낸다. 또한, 도면에서 볼 때, 좌측에서 우측으로 와이어가 주행하고 있을 때의 예를 나타내고 있다.

그렇지만, 워크의 절삭 깊이가 한층 더 진행되고, 워크의 중앙부 이후를 절단할 경우에는, 슬러리는 원주 형상의 워크의 측면에 부딪혀 워크의 위쪽으로 향해 비산하고, 그 후 워크로 낙하한다. 도 10에 워크의 중앙부 이후를 절단하고 있을 때의 슬러리의 흐름을 나타낸다. 워크의 위쪽을 향해 비산한 슬러리는, 워크 보관 유지부나 워크 플레이트까지 도달하고, 워크의 안쪽으로 낙하하는 것을 알 수 있다. 그리고, 이 워크에 낙하한 슬러리는, 이미 와이어에 의해 절입한 개소에 흘러드는 것을 알았다.

도 11에, 와이어에 의해 절입된 개소에 슬러리가 흘러들었을 때 상태를 나타낸다. 이것은, 와이어 열에 따른 방향에서 워크 측면을 본 도면이다. 와이어에 의해 절입된 개소에 흘러든 슬러리는, 절단열 등에 의해 이동 중에 수분이 빠져, 최초로 와이어에 공급되었을 때보다 점성이 높아지고 있고, 이 고점도의 슬러리가, 특히 워크 하단 부근(절단 개시부 부근)(도 11의 P 참조)에 모여서, 워크의 이미 절입된 웨이퍼 형상으로 이루어진 개소가 서로 들러붙기 쉬워진다. 한편, 워크 중앙부 부근(도 11의 Q 참조)에서는, 상기와 같이 웨이퍼 형상에 절입되어 슬러리에 의해 서로 들러붙은 워크 하단 부근과 아직 절입하지 않은 워크 상단 부근을 지점으로 하여, 절단 중에, 와이어 열과 직행할 방향으로 진동한다(벨로우즈 운동). 이 벨로우즈 운동(bellows motion: 蛇腹運動)은 워크의 단면 측에 가까운 만큼 그 진폭도 큰 것을 알았다.

그리고, 본 발명자는, 이러한 워크의 벨로우즈 운동을 원인으로서 특히는 절단 종료부 부근의 절단에 영향이 생겨 웨이퍼의 와프가 악화된다고 생각했다.

따라서, 본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 워크의 와이어의 절입부로부터 비산하는 슬러리를 원인으로서 워크가 벨로우즈 운동하는 것을 억제하여, 절단되는 웨이퍼의 와프를 개선하는 것이 가능한 와이어 쏘 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 적어도, 복수의 홈 롤러에 권취되어 축방향으로 왕복 주행하는 와이어와, 상기 와이어에 슬러리를 공급하는 노즐과, 절단되는 워크를 보관 유지하면서 눌러 내려 상기 와이어에 보내는 워크 전송 기구를 구비하며, 상기 노즐로부터 상기 와이어에 슬러리를 공급하면서, 상기 워크 전송 기구에 의해 보관 유지된 워크를, 왕복 주행하는 와이어에 가압하면서 절입하여 보내어, 워크를 웨이퍼 형상으로 절단하는 와이어 쏘 장치에 있어서,

상기 워크 전송 기구의 워크 보관 유지부는, 상기 절단되는 워크에 접착되어 있는 덧댐 판과 상기 덧댐 판을 보관 유지하는 워크 플레이트를 거쳐 워크를 보관 유지하는 것이고,

상기 워크의 와이어의 절입부로부터 비산하는 슬러리를 막기 위한 판 형상 또는 블록 형상의 슬러리 비산 방지 부재가, 상기 워크 보관 유지부의 하부, 또한 상기 와이어가 워크에 절입하는 측과 자르는 측의 양측으로, 상기 홈 롤러에 권취된 와이어의 와이어 열과 직행 방향으로 배치된 것을 특징으로 하는 와이어 쏘 장치를 제공한다.

이와 같이, 본 발명의 와이어 쏘 장치는, 워크의 와이어의 절입부로부터 비산하는 슬러리를 막기 위한 판 형상 또는 블록 형상의 슬러리 비산 방지 부재가, 워크 전송 기구의 워크 보관 유지부의 하부, 또한 와이어가 워크에 절입하는 측과 자르는 측의 양측으로, 홈 롤러에 권취된 와이어의 와이어 열과 직행 방향으로 배치된 것이므로, 워크 절단 후반에서, 와이어가 워크를 절입할 때, 와이어에 부착한 슬러리가 절입부에 부딪혀 워크 위쪽으로 비산하는 것을, 슬러리 비산 방지 부재에 의해 방지가능한 것이 된다.

따라서, 워크 위쪽에 비산하여 워크의 안쪽에 흘러 떨어져서, 와이어에 의해서 절입된 개소에 흘러드는 슬러리의 양을 억제할 수 있다. 이에 의해, 웨이퍼 형상으로 절입된 워크의 하단이, 흘러든 점성이 높은 슬러리에 의해 들러붙는 것을 방지하고, 그에 의해 워크 중앙부 부근에서의 벨로우즈 운동도 억제된다. 이와 같이 절단 중의 워크의 진동(와이어 열과 직교하는 방향으로 진동)이 억제되고, 특히 절단 종료부 부근의 웨이퍼의 와프 형상을 개선하는 것이 가능하다.

이때, 상기 슬러리 비산 방지 부재는, 하단이, 상기 워크 플레이트보다 하부에 위치하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 슬러리 비산 방지 부재의 하단이, 워크 플레이트보다 하부에 위치하는 것이면, 슬러리 비산 방지 부재가 워크보다 근방에 배치된 것이 되고, 워크의 와이어의 절입부로부터, 워크의 위쪽에 슬러리가 비산하여 워크 플레이트까지 도달하는 것을 한층 더 효과적으로 억제하는 것이 가능한 것이 된다. 그 결과, 절단된 워크부에 슬러리가 흘러드는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다.

또한, 상기 슬러리 비산 방지 부재는, 아래쪽 면이 외측을 향하여 테이퍼를 가지는 것이 바람직하다.

이와 같이, 슬러리 비산 방지 부재의 아래쪽 면이 외측을 향하여 테이퍼를 가지는 것이면, 워크의 와이어의 절입부로부터 워크 위쪽을 향해 비산하는 슬러리를, 워크의 외측에 효율 좋게 뒤집는 것이 가능한 것이 된다.

또한, 상기 슬러리 비산 방지 부재는 이동가능한 것으로 할 수 있다.

이와 같이, 슬러리 비산 방지 부재가 이동가능한 것이면, 절단 중에 항상 워크의 와이어의 절입부 부근에 용이하게 배치하는 것이 가능해지므로, 절단의 진척 에 관계없이 절입부로부터의 슬러리의 비산을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

이 경우, 상기 슬러리 비산 방지 부재는, 수평 운동 또는 원 궤도를 따라서 평행 운동되는 것으로 할 수 있다.

이와 같이, 슬러리 비산 방지 부재가 수평 운동 또는 원 궤도를 따라서 평행 운동되는 것이면, 절단 중에 워크 전송 기구에 의해 눌러 내릴 수 있는 워크의 와이어의 절입부의 위치 변화에 대응할 수 있다. 슬러리 비산 방지 부재와 워크(와이어의 절입부)와의 거리를 일정하게 제어하는 것도 가능하게 된다.

혹은, 상기 슬러리 비산 방지 부재는, 상기 워크 보관 유지부에 고정된 것으로 할 수 있다.

이와 같이, 슬러리 비산 방지 부재가 워크 보관 유지부에 고정된 것이면, 비교적 간단한 구조로, 워크의 와이어의 절입부로부터 워크의 안쪽을 향해 슬러리가 비산하는 것을 방지할 수 있는 것이 된다.

본 발명의 와이어 쏘 장치에 따르면, 워크의 와이어의 절입부로부터, 워크의 위쪽에 슬러리가 비산하고, 그 후 절단된 워크에 흘러드는 것을 억제하는 것이 가능하고, 이에 의해 워크의 벨로우즈 운동을 억제하여 절단되는 웨이퍼의 와프를 개선할 수 있다.

도 1은 본 발명의 와이어 쏘 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 가동식의 슬러리 비산 방지 부재의 일례를 나타내는 설명도로서, 도 2(A)는 절단 개시 전, (B)는 절단 개시부에서 중앙부를 절단하고 있을 때, (C)는 중앙부로부터 절단 종료부를 절단하고 있을 때의 일례를 나타낸다.
도 3은 고정식의 슬러리 비산 방지 부재의 일례를 나타내는 설명도이다.
도 4는 실시예로 이용한 고정식의 슬러리 비산 방지 부재의 사시도이다.
도 5는 슬라이스 웨이퍼 전수의 와프의 측정 결과를 나타내는 그래프로서, (A)는 실시예, (B)는 비교예이다.
도 6은 실시예, 비교예의 슬라이스 웨이퍼에 대하여, 절단 방향에 있어서의 슬라이스 웨이퍼의 와프 단면 형상의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은 종래의 와이어 쏘 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 8은 워크 전송 기구의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 9는 종래의 와이어 쏘 장치를 이용하여, 워크의 절단 개시부에서 중앙부를 절단하고 있을 때의 슬러리의 흐름의 모습을 나타내는 설명도이다.
도 10은 종래의 와이어 쏘 장치를 이용하여, 워크의 중앙부 이후를 절단하고 있을 때의 슬러리의 흐름의 모습을 나타내는 설명도이다.
도 11은 와이어에 의해 절입된 개소에 슬러리가 흘러든 상태를 나타내는 설명도이다.

이하에서는, 본 발명의 실시예에 대해 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명의 와이어 쏘 장치의 일례를 나타내는 개략도이다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 와이어 쏘 장치(1)는 슬러리 비산 방지 부재(20)를 구비하고 있고, 다른 기구, 예를 들면 워크를 절단하기 위한 와이어(2), 와이어(2)를 감아 돌린 홈 롤러(3), 와이어(2)에 장력을 부여하기 위한 기구(4), 절단되는 워크를 하부로 송출하는 기구(5), 절단시에 슬러리를 공급하는 기구(6) 등은 특히 한정되지 않고, 종래와 같은 것으로 할 수 있다.

다음에, 도 2에, 가동식의 슬러리 비산 방지 부재(20)의 일례를 나타낸다. 덧붙여 도 2(A)는 절단 개시 전, (B)는 절단 개시부에서 중앙부를 절단하고 있을 때, (C)는 중앙부로부터 절단 종료부를 절단하고 있을 때의 일례를 각각 든 것이다.

우선, 절단되는 워크는 덧댐 판(14)에 접착되고 있고, 상기 덧댐 판(14)은 워크 플레이트(13)에 의해 보관 유지되어 있다. 덧댐 판(14)은, 예를 들면 에폭시계 수지판으로 할 수 있고, 워크와 에폭시 접착제에 의해 접착되어 있다. 또한, 워크 플레이트(13)는 인바재나 스테인리스로 되어 있고, 덧댐 판(14)과 에폭시 접착제에 의해 접착되어 있다.

그리고, 워크 전송 기구(5)의 워크 보관 유지부(11)는, 클램프에 의해 상기 워크 플레이트(13)를 보관 유지하고 있다. 즉, 이 워크 보관 유지부(11)는, 덧댐 판(14), 워크 플레이트(13)를 거쳐 워크를 보관 유지하고 있다.

그리고, 이와 같이 워크 전송 기구(5)의 워크 보관 유지부(11)에 의해 보관 유지된 워크는, 절단을 실시할 때, 워크 전송 기구(5)에 의해, 하부에 위치하는 와이어(2)로 보내진다.

한편, 홈 롤러(3)에 권취되어, 절단시에, 축방향으로 왕복 주행하는 와이어(2)의 위쪽에는 노즐(15)이 배치되어 있고, 워크의 절단을 실시할 때는, 와이어(2)에 슬러리를 공급할 수 있게 되어 있다.

또한, 슬러리 비산 방지 부재(20)는 워크 보관 유지부(11)의 하부에 위치하고, 또한 특히, 도 1, 2(B)(C)에 나타낸 바와 같이, 와이어(2)가 워크에 절입하는 측과 자르는 측의 양측으로, 와이어(2)의 와이어 열과 직행하는 방향으로 배치되어 있다. 이것은, 와이어를 왕복 주행시키므로, 절입측과 절출측은 주기적으로 역전하므로, 워크의 양측에 필요하기 때문이다.

슬러리 비산 방지 부재(20)의 형상은, 도 2에 나타내는 예에서는 블록 형상이 되어 있지만, 이 외에, 판 형상의 것으로 하는 것도 가능하다. 그리고, 그 아래쪽 면은, 도 2에 나타낸 바와 같이, 외측을 향하여 테이퍼를 가지고 있다. 당연, 아래쪽 면이 평탄한 형상의 것을 이용할 수도 있지만, 이와 같이 외측을 향하여 테이퍼를 갖는 형상이면, 워크 절입부로부터 비산하는 슬러리를, 외측을 향해 뒤집는 것이 가능해지고, 즉 워크의 안쪽에 슬러리가 비산하는 것을 한층 효과적으로 방지할 수 있으므로 바람직하다. 예를 들면, 수평면에 대해서 5도 이상의 각도로 경사하고 있는 것으로 할 수 있다.

또한, 크기나 두께 등은 특히 한정되지 않고, 워크를 절단 종료하는 시점에 두어, 워크 보관 유지부(11)와 워크 사이에 비집고 들어갈 수 있도록 설정할 수 있다. 다만, 그 워크 절단 종료시에 있고, 슬러리 비산 방지 부재(20)의 하단이, 워크 플레이트(13)보다 하부에 위치하는 정도의 크기, 두께를 갖는 것으로 하는 것이 바람직하다. 그러한 것이면, 슬러리 비산 방지 부재(20)의 하단이 워크로부터 너무 멀어질 것도 없고, 워크의 위쪽에 슬러리가 크게 비산하여, 워크 안쪽에 슬러리가 흘러드는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.

더욱이, 슬러리 비산 방지 부재(20)는 컴퓨터 등에 연결할 수 있고, 이 컴퓨터에 의해, 배치 위치를 적절히 결정하는 것이 가능하다. 또한, 슬러리 비산 방지 부재(20)가 연결된 컴퓨터는 워크 전송 기구(5)와도 연결할 수 있고, 예를 들면 워크 전송 기구(5)에 의해 하부에 눌러 내릴 수 있는 워크의 이동량에 따라서, 슬러리 비산 방지 부재(20)의 위치를 제어할 수 있다. 이 컴퓨터 제어에 의해, 워크[와이어(2)의 절입부]와 슬러리 비산 방지 부재(20)의 거리를 항상 일정하게 제어하는 것도 가능하다.

슬러리 비산 방지 부재(20)의 움직이는 방법은 특히 한정되지 않지만, 예를 들면 수평 운동의 것으로 할 수 있다. 워크의 절단시, 워크는 워크 전송 기구(5)에 의해 눌러 내릴 수 있으므로, 원주 형상의 워크의 중앙부 이후를 절단할 때 등은, 워크의 와이어의 절입부는 워크의 안쪽 방향으로 이동하게 된다. 슬러리 비산 방지 부재(20)가 수평 방향으로 이동가능한 것이면, 그 워크의 안쪽 방향으로 이동하는 절입부를 용이하게 쫓는 것이 가능하고, 절입부로부터의 슬러리의 비산을 막을 수 있다.

혹은, 원 궤도를 따라서 평행 이동시킬 수 있는 것으로, 원주 형상의 워크의 측면을 따라서, 더욱 세밀하게 슬러리 비산 방지 부재(20)를 이동시키는 것으로 할 수 있다.

워크의 형상 등에 따라 적절하게 설정하는 것이 가능하다.

여기서, 도 2에 의해, 본 발명의 와이어 쏘 장치(1)를 이용하여 워크를 절단할 경우에, 워크의 와이어(2)의 절입부로부터, 슬러리가 워크의 위쪽에 비산하는 것을 방지하는 순서에 대해 설명한다.

우선, 도 2(A)에 나타낸 바와 같이, 축방향으로 왕복 주행하는 와이어(2)의 와이어 열을 향하여, 슬러리를 노즐(15)로부터 공급하는 것과 동시에, 워크 보관 유지부(11)에 의해 보관 유지된 워크를 눌러 내린다. 또한, 여기에서는, 좌측에서 우측으로 와이어가 주행하고 있는 경우에 대해 말한다.

다음에, 도 2(B)에 나타낸 바와 같이, 워크의 절단 개시부에서 중앙부를 절단하고 있을 때, 와이어(2)에 부착한 슬러리는 워크의 측면으로 충돌하고, 워크의 와이어(2)의 절입부로부터, 워크의 하부로 신속하게 낙하한다.

한층 더 절단이 진행되어, 워크의 중앙부 이후를 절단하고 있을 때, 와이어(2)에 부착한 슬러리는 워크의 측면으로 충돌하고, 워크의 와이어의 절입부로부터, 와이어의 위쪽으로 향해 비산하려고 한다.

이때, 본 발명의 와이어 쏘 장치(1)에서는, 가동식의 슬러리 비산 방지 부재(20)를 구비하고 있으므로, 워크의 와이어(2)의 절입부의 근방에 이동시켜, 슬러리가 절입부로부터 워크의 위쪽으로 비산하는 것을, 슬러리 비산 방지 부재(20)에 의해 차단하여 방지할 수 있다.

그리고, 절단 종료부 부근에 가까워짐에 따라, 와이어(2)의 절입부는 워크의 안쪽 방향으로 이동하므로, 슬러리 비산 방지 부재(20)도 한층 더 안쪽으로 이동시키는 것으로, 슬러리가 워크의 위쪽, 워크보다 안쪽으로 향해 비산하는 것을, 절단이 종료할 때까지 계속 방지할 수 있다.

이상부터, 워크의 와이어(2)의 절입부로부터, 슬러리가 워크의 위쪽을 향해 비산하는 것을 슬러리 비산 방지 부재(20)에 의해 방지할 수 있고, 이에 따라 비산한 슬러리가 워크로 낙하하여, 사전에 웨이퍼 형상으로 절단된 워크 하단에 고점도의 슬러리가 흘러들 것도 없고, 워크의 벨로우즈 운동을 억제할 수 있어, 절단 후반 이후의 웨이퍼의 와프가 악화되는 것을 방지하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명의 와이어 쏘 장치(1)는, 도 2에 나타낸 가동식의 슬러리 비산 방지 부재(20) 이외에, 고정식의 슬러리 비산 방지 부재를 채용할 수도 있다.

도 3에, 워크 보관 유지부(11)에 대해 고정된 슬러리 비산 방지 부재(21)의 일례를 나타낸다.

도 3에 나타낸 바와 같이, 슬러리 비산 방지 부재(21)는 워크 보관 유지부(11)의 아래쪽 면에 장착되어 고정되어 있다. 고정 방법은 특히 한정되지 않고, 접착제나 나사를 이용하거나 클램프에 의해 실시할 수 있다. 또한, 슬러리 비산 방지 부재(21)의 형상이나 크기, 두께 등은 특히 한정되지 않고, 가동식의 슬러리 비산 방지 부재(20)와 유사한 것으로 할 수 있다. 절단 공정에 대하여, 왕복 주행하는 와이어(2)에 의해 절단되어 버리지 않는 정도로 크기 등을 조정한 것이 바람직하다.

다만, 고정식의 경우, 도 3과 같이 아래쪽 면이 외측을 향하여 테이퍼를 가지는 것이 특히 바람직하다. 이것은, 가동식의 것에 비하면, 슬러리 비산 방지 부재(21)와 워크[워크의 와이어(2)의 절입부]와의 거리를 절단 중에 항상 근접하게 하는 것은 어렵기 때문이다. 따라서, 아래쪽 면을 테이퍼 형상의 것으로 하는 것으로, 절입부로부터 비산하는 슬러리를 항상 외측으로 향해 뒤집어, 워크의 안쪽으로 향해 비산하여 체에 걸리는 것을 막는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명을 실시예에 의해 한층 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.

(실시예)

도 3에 나타낸 고정식의 슬러리 비산 방지 부재(21)를 갖춘 본 발명의 와이어 쏘 장치를 이용하여 직경 300 mm, 축방향 길이 300 mm의 실리콘 잉곳을 웨이퍼 형상으로 절단하여, 275매의 슬라이스 웨이퍼를 얻는다.

또한, 이 고정식의 슬러리 비산 방지 부재(21)로서, 염화 비닐 수지제의 것으로, 단면이 사다리꼴의 블록 형상의 것을 준비했다. 이 슬러리 비산 방지 부재의 전체 형상의 사시도를 도 4에 나타내 둔다.

그리고, 준비한 슬러리 비산 방지 부재를, 도 3에 나타낸 바와 같이 워크 보관 유지부에 나사를 이용하여 달아 고정했다. 이때, 슬러리 비산 방지 부재의 하단은 워크 플레이트보다 하부에 돌출하여 위치하고, 슬러리 비산 방지 부재의 아래쪽 면은 외측을 향하여 테이퍼를 가지는 방향으로 슬러리 비산 방지 부재를 워크 보관 유지부에 고정했다. 이와 같이 하여 본 발명의 와이어 쏘 장치를 준비했다.

그리고, 직경 160㎛의 와이어를 사용하여, 2.5 kgf의 장력을 걸쳐서, 500 m/min의 평균 속도로 60 s/c의 사이클로 와이어를 왕복 방향으로 주행시키는 것과 동시에, 노즐로부터 와이어를 향해 슬러리를 공급하고, 워크 전송 기구에 의해 실리콘 잉곳을 와이어 열에 가압하여 절단을 실시하여, 슬라이스 웨이퍼를 얻었다.

본 발명자가 이 워크의 절단 중에 워크의 관찰을 실시했는 바, 워크의 중앙부 이후를 절단하고 있을 때, 노즐로부터 와이어에 공급되어 와이어에 부착한 슬러리는, 워크의 측면으로 충돌했을 때, 위쪽을 향해 일단 비산하지만, 하단이 워크 플레이트보다 하부에 돌출한 슬러리 비산 방지 부재의 테이퍼를 가지는 아래쪽 면에 의해, 워크의 외측에 뒤집어져 있었다. 즉, 종래의 와이어 쏘 장치를 이용하여 워크의 절단을 실시한 후술의 비교예와 같이, 슬러리가 워크의 위쪽으로 크게 비산하고, 그대로 워크의 안쪽에 낙하해 버리는 것을 막을 수 있었다. 이와 같이, 슬러리 비산 방지 부재에 의해 워크의 안쪽으로 비산하는 슬러리의 양을 큰 폭으로 억제할 수 있었다.

그리고, 워크의 벨로우즈 운동은 억제되어, 워크의 진동(와이어 열에 직교 하는 방향)은 거의 없었다.

본 실시예로 자른 슬라이스 웨이퍼의 전수에 대해서, 실제로 형상 측정을 실시하여 와프를 측정했다. 도 5(A)에 실시예로의 와프의 측정 결과를 나타낸다.

도 5(A)에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 와이어 쏘 장치를 이용하여 워크의 절단을 실시한 실시예에서는, 와프를 10 ㎛ 이하로 억제되어 있는 것을 안다. 후술하는 비교예에서는, 와프가 20 ㎛에도 미치고 있다. 본 발명의 와이어 쏘 장치를 이용함으로써, 와프를 현격히 개선할 수 있던 것을 안다.

(비교예)

종래의 와이어 쏘 장치를 이용하여 슬러리 비산 방지 부재를 갖추지 않은 것 이외는 실시예와 같은 조건으로, 유사한 실리콘 잉곳의 절단을 실시했다.

본 발명자가 워크의 절단 중에 워크의 관찰을 실시했는 바, 워크의 중앙부 이후를 절단하고 있을 때, 워크의 측면으로 충돌한 슬러리는, 워크의 안쪽을 향해 크게 비산하여 워크 플레이트까지 도달하고, 그 후, 워크의 안쪽에 대량으로 쏟아지고 있었다.

그리고, 워크의 벨로우즈 운동이 현저하게 보이고, 진폭이 큰 워크의 진동이 관찰되었다. 특히, 워크의 양쪽 모두의 단면 부근에서 진동이 격렬했다.

도 5(B)에, 비교예에 있어서의 슬라이스 웨이퍼의 전수에 대한 와프의 측정 결과를 나타낸다.

이와 같이, 종래의 와이어 쏘 장치를 이용하여 워크의 절단을 실시한 비교예에서는, 특히 워크의 단면측(도 5(B)의 1-30매째, 246-275매째 근방)에 대하여, ㅇ와프가 커지고 있는 것을 안다. 이것은, 절단 중에, 격렬한 진동이 관찰된 워크의 개소와 일치하고 있다.

또한, 실시예, 비교예에서 얻은 신선공급측(新線供給側)으로부터 1매째의 슬라이스 웨이퍼에 대하여, 절단 방향에 있어서의 슬라이스 웨이퍼의 와프 형상을 측정한 결과를 도 6에 나타낸다.

실선이 본 발명, 즉 실시예의 경우이며, 점선이 종래법, 즉 비교예의 경우이다. 워크 절입 위치가 중앙부(150mm) 이후, 특히는 250 mm 이후부터 알 수 있는 바와 같이, 비교예에 비해, 실시예는, 중앙부로부터 절단 종료부에 있어서의 와프 형상의 변화를 현저하게 억제되어 있는 것을 안다. 이것은, 상술한 바와 같이, 워크의 중앙부 이후를 절단하고 있을 때, 워크의 벨로우즈 운동을 억제할 수 있었기 때문이라고 생각할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 와이어 쏘 장치이면, 워크의 와이어의 절입부로부터 슬러리가 비산하여 워크의 위쪽에 쏟아지는 것을 효과적으로 방지할 수 있고, 이에 따라 워크의 중앙부 이후를 절단하고 있을 때 발생하는 워크의 벨로우즈 운동을 억제하는 것이 가능하게 되어, 절단 후반에 있어서의 와프 형상을 개선할 수 있다.그 결과, 종래보다 와프가 현격히 양호한 슬라이스 웨이퍼를 제공하는 것이 가능하다.

또한, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시예는 예시이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가져서, 동일한 작용 효과를 도출하는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

상기 예에서는 고정식의 슬러리 비산 방지 부재를 갖춘 와이어 쏘 장치를 이용했을 경우의 예를 들어 설명했지만, 이에 한정되지 않고, 가동식의 슬러리 비산 방지 부재를 갖춘 와이어 쏘 장치로 할 수도 있다. 이 경우, 워크의 와이어의 절입부에 대해, 슬러리 비산 방지 부재를 더욱 근접하게 배치하는 것도 가능하고, 슬러리의 비산을 한층 효과적으로 방지하여, 와프가 한층 더 양호한 슬라이스 웨이퍼를 제공할 수도 있다.

또한, 상기 예에서, 고정식의 슬러리 비산 방지 부재를 염화 비닐 수지제의 것으로 했지만, 이 경우, 그 하단이 워크 절단 종료 위치보다 하부까지 성장하고 있는 사이즈의 것으로 하여, 워크와 함께 절단하는 것이 가능한 것으로 할 수 있다. 한편, 하단이 워크 절단 종료 위치보다 위쪽에 있어, 워크를 절단을 마쳤을 때에도 와이어와 접촉하지 않는 사이즈의 것인 경우, 스테인리스 등의 금속재료로 이루어진 것으로 하는 것도 가능하다.

Claims

복수의 홈 롤러에 권취되어, 축방향으로 왕복 주행하는 와이어와, 상기 와이어에 슬러리를 공급하는 노즐과, 절단되는 워크를 보관 유지하면서 눌러 내려 상기 와이어에 보내는 워크 전송 기구를 구비하며, 상기 노즐로부터 상기 와이어에 슬러리를 공급하면서, 상기 워크 전송 기구에 의해 보관 유지된 워크를, 왕복 주행하는 와이어에 가압하여 절입하여 보내어, 워크를 웨이퍼 형상으로 절단하는 와이어 쏘 장치에 있어서,
상기 워크 전송 기구의 워크 보관 유지부는, 상기 절단되는 워크에 접착되어 있는 덧댐 판과 상기 덧댐 판을 보관 유지하는 워크 플레이트를 거쳐 워크를 보관 유지하는 것이고,
상기 워크의 와이어의 절입부로부터 비산하는 슬러리를 막기 위한 판 형상 또는 블록 형상의 슬러리 비산 방지 부재가, 상기 워크 보관 유지부의 하부, 또 상기 와이어가 워크에 절입하는 측과 자르는 측의 양측에, 상기 홈 롤러에 권취된 와이어의 와이어 열과 직행 방향으로 배치되어 있고,
상기 슬러리 비산 방지 부재는, 하단이 상기 워크 플레이트보다 하부에 위치하는 것이고, 또한 아래쪽 면이 외측을 향하여 테이퍼를 가지는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘 장치.
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제1항에 있어서,
상기 슬러리 비산 방지 부재는 이동가능한 것을 특징으로 하는 와이어 쏘 장치.
제5항에 있어서,
상기 슬러리 비산 방지 부재는, 수평 운동 또는 원 궤도를 따라서 평행 운동되는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘 장치.
제1항에 있어서,
상기 슬러리 비산 방지 부재는 상기 워크 보관 유지부에 고정된 것을 특징으로 하는 와이어 쏘 장치.