KR102100839B1 - 워크의 절단방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복수의 와이어가이드 간에 나선상으로 권회된 축방향으로 주행하는 와이어로 와이어열을 형성하고, 와이어열에 워크를 대는 워크절단에 있어서, 전회의 워크의 절단에 사용한 후의 와이어를 재차 사용하여 다음 워크를 절단하는 절단방법으로서, 다음 워크를 절단할 때의 와이어장력을 전회의 워크의 절단에 있어서의 와이어장력에 대하여, 87~95%의 범위의 값으로 하고, 다음 워크를 절단할 때의 신선공급량을, 전회의 워크를 절단할 때의 신선공급량에 대하여, 125% 이상의 범위의 값으로 하고, 와이어를 재차 사용하여 다음 워크를 절단하는 워크의 절단방법이다. 이에 따라, 전회의 워크의 절단에 사용한 사용완료된 와이어를 재차, 전회의 워크를 절단한 조건과 상이한 조건으로 워크를 절단함으로써, 동일한 와이어로 절단할 수 있는 워크의 개수를 늘리면서, 와이어의 파단의 발생을 저감하고, 웨이퍼의 휨의 악화를 억제할 수 있는 워크의 절단방법이 제공된다.

Description

워크의 절단방법{WORKPIECE CUTTING METHOD}

본 발명은, 와이어소를 사용한 워크의 절단방법에 관한 것이다.

최근, 반도체웨이퍼의 대형화가 요구되고 있으며, 이 대형화에 수반하여, 워크의 절단에는 오로지 와이어소가 사용되고 있다.

와이어소는, 와이어(고장력강선)를 고속주행시켜, 여기에 슬러리를 가하면서, 워크(예를 들어 실리콘잉곳을 들 수 있음)를 꽉 눌러 절단하고, 다수의 웨이퍼를 동시에 잘라내는 장치이다(특허문헌 1 참조).

여기서, 도 6에, 종래의 일반적인 와이어소의 일례의 개요를 나타낸다.

도 6에 나타낸 바와 같이, 와이어소(101)는, 주로, 워크를 절단하기 위한 와이어(102), 와이어(102)를 권회한 와이어가이드(103), 와이어(102)에 장력을 부여하기 위한 장력부여기구(104), 절단되는 워크를 송출하는 워크이송수단(105), 절단시에 SiC미분 등의 지립을 쿨런트에 분산하여 혼합한 슬러리를 공급하기 위한 노즐(106) 등으로 구성되어 있다.

와이어(102)는, 한쪽의 와이어릴보빈(107)으로부터 풀어내고, 트래버서(108)를 개재하여 파우더클러치(정토크모터(109))나 댄서롤러(데드웨이트)(도시하지 않음) 등으로 이루어진 장력부여기구(104)를 거쳐, 와이어가이드(103)에 들어가 있다. 와이어(102)는 이 와이어가이드(103)에 300~400회 정도 권회된 후, 다른 한쪽의 장력부여기구(104')를 거쳐 와이어릴보빈(107')에 권취되어 있다.

또한, 와이어가이드(103)는 철강제 원통의 주위에 폴리우레탄수지를 압입하고, 그 표면에 일정한 피치로 홈을 낸 롤러이며, 권회된 와이어(102)가, 구동용 모터(110)에 의해 미리 정해진 주기로 왕복방향으로 구동할 수 있도록 되어 있다.

그리고, 와이어가이드(103), 권회된 와이어(102)의 근방에는, 노즐(106)이 마련되어 있으며, 절단시에는 이 노즐(106)로부터, 와이어가이드(103), 와이어(102)에 슬러리를 공급할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 절단 후에는 폐슬러리로서 배출된다.

이러한 와이어소(101)를 이용하고, 와이어(102)에 장력부여기구(104)를 이용하여 적당한 와이어장력을 가해서, 구동용 모터(110)에 의해, 와이어(102)를 왕복방향으로 주행시키고, 슬러리를 공급하면서 워크를 슬라이스함으로써, 원하는 슬라이스 웨이퍼를 얻고 있다.

또한, 상기의 와이어소에서 사용되는 와이어(102)에 대하여, 1개의 워크를 절단하는 것에 공급되는 만큼의 와이어(102)의 길이를, 신선공급량이라 부른다.

와이어(102)는 와이어릴보빈(107)에 수백km만큼의 길이가 감겨 있고, 이 와이어릴보빈(107)에 감겨 있는 와이어(102)로 복수개의 워크를 절단한다.

웨이퍼의 제조원가에 포함되는 와이어에 드는 비용의 저감을 진행하는 경우, 워크 1개당 필요한 신선공급량을 줄임으로써, 와이어릴보빈 1개당 절단할 수 있는 워크의 개수를 늘린다는 방법이 있다.

예를 들어, 와이어 510km가 감긴 와이어릴보빈에서, 워크 1개당 절단에 사용하는 신선공급량을 170km로 하여, 워크 3개의 절단을 행했다고 가정한다. 이것을, 1절단당 신선공급량을 절반인 85km로 함으로써, 동일한 와이어의 길이, 즉 1개의 와이어릴보빈으로 절단할 수 있는 워크의 개수를 6개로 늘릴 수 있다.

이와 같이, 워크 1개당 절단에 이용하는 신선공급량을 줄임으로써, 워크 1개당 절단에 이용하는 와이어의 양이 줄기 때문에, 1개의 와이어릴보빈으로 절단할 수 있는 워크의 개수를 늘릴 수 있고, 와이어에 드는 비용을 저감할 수 있다.

일본특허공개 H10-86140호 공보

그러나, 상기한 방법의 문제점으로서, 신선공급량을 줄이는 만큼, 워크의 절단시에 와이어 자신이 마모되는 양이, 신선공급량을 줄이기 전에 비해 커지고, 와이어의 직경이 좁아진다는 문제점이 있다. 와이어의 직경이 좁아지면, 절단 후의 웨이퍼 품질을 악화시킨다.

웨이퍼 품질로서, 대표적인 것으로 웨이퍼의 휨을 들 수 있다. 절단 후의 웨이퍼는 평탄하고, 휨이 보다 작은 것이 바람직하다. 그러나, 와이어의 직경이 가늘어지면, 와이어에 실리는 슬러리의 반입량이 적어지고, 절단효율이 떨어지므로, 절단 후의 웨이퍼의 휨이 커진다.

또한, 와이어의 직경이 좁아짐으로써, 와이어의 파단강도가 저하되므로, 워크의 절단 중에 와이어의 파단이 일어나기 쉬워진다.

워크의 절단 중에 와이어파단이 발생하면, 절단이 중단되고, 복구작업에 많은 수고와 시간을 필요로 하므로, 웨이퍼의 생산효율을 현저히 저하시킨다. 나아가, 와이어파단이 일어나면, 절단 후의 웨이퍼 품질이 크게 악화된다. 이에 따라, 워크의 절단 중의 와이어파단은, 가능한 한 발생시키지 않는 것이 바람직하다.

상기와 같이, 워크 1개당 절단에 이용하는 신선공급량을 줄이는 방법을 대신하는 수단으로서, 사용완료된 와이어를 재차 사용하는 방법이 있다. 1번 워크의 절단에 사용한 사용완료된 와이어를 동일한 조건으로 재차 사용함으로써, 1개의 와이어릴보빈으로 절단할 수 있는 워크의 개수를 늘릴 수 있다.

단, 이 방법으로 와이어를 재차 사용하면, 상기 서술한 이유에 의해, 사용완료된 와이어에서는, 워크의 절단시에 와이어의 파단이 일어나기 쉬워진다. 또한, 절단 후의 웨이퍼의 휨이 커진다.

본 발명은 상기 서술한 바와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 전회의 워크의 절단에 사용한 사용완료된 와이어를 재차, 전회의 워크를 절단한 조건과 상이한 조건으로 워크를 절단함으로써, 동일한 와이어로 절단할 수 있는 워크의 개수를 늘리면서, 와이어의 파단의 발생을 저감하고, 웨이퍼의 휨의 악화를 억제할 수 있는 워크의 절단방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하면, 복수의 와이어가이드 간에 나선상으로 권회된 축방향으로 주행하는 와이어로 와이어열을 형성하고, 상기 와이어열에 워크를 대어, 상기 워크의 절단을 행하는 워크의 절단에 있어서, 전회의 워크의 절단에 사용한 후의 와이어를 재차 사용하여, 다음 워크를 절단하는 워크의 절단방법으로서, 상기 다음 워크를 절단할 때의 와이어장력을 상기 전회의 워크의 절단에 있어서의 와이어장력에 대하여, 87~95%의 범위의 값으로 하고, 상기 다음 워크를 절단할 때의 신선공급량을, 상기 전회의 워크를 절단했을 때의 신선공급량에 대하여, 125% 이상의 범위의 값으로 하고, 상기 와이어를 재차 사용하여 상기 다음 워크를 절단하는 워크의 절단방법을 제공한다.

워크의 절단에 사용완료된 와이어를 재차 사용하는 경우에도, 전회 사용시의 와이어장력 및 신선공급량에 대한 와이어장력 및 신선공급량이, 상기 범위의 값이 되도록 제어하면서 다음 워크의 절단을 실시함으로써, 와이어의 파단이 일어나기 어렵고, 웨이퍼의 휨의 악화를 억제할 수 있어, 웨이퍼 품질을 전회의 절단시와 동등한 수준으로 유지할 수 있다.

이때, 상기 다음 워크를 절단할 때, 워크의 이송속도를 상기 전회의 워크의 절단에 있어서의 워크의 이송속도에 대하여 83~91%의 범위의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하면, 사용완료된 와이어를 재차 사용하여 워크의 절단을 행하는 경우에도, 절단 후의 웨이퍼의 휨의 악화를 더욱 확실하게 억제할 수 있다.

본 발명의 워크의 절단방법이면, 사용완료된 와이어를 재차 사용함으로써, 동일한 와이어로 절단할 수 있는 워크의 개수를 대폭 늘릴 수 있고, 와이어에 드는 비용을 크게 삭감할 수 있다. 나아가, 와이어를 재차 사용할 때, 와이어장력 및 신선공급량을 본 발명과 같이, 적절한 범위로 제어하여 절단을 행함으로써, 와이어의 파단의 발생률과 절단 후의 웨이퍼의 품질의 악화를 억제할 수 있어, 전회의 절단과 동등한 품질의 웨이퍼를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명의 워크의 절단방법의 일례를 나타낸 플로우도이다.
도 2는 본 발명의 워크의 절단방법에 이용하는 와이어소의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 워크의 절단방법에 이용하는 와이어소에 있어서의 워크이송수단의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 4는 와이어를 재차 사용할 때의, 웨이퍼의 휨과 와이어장력의 관계를 나타낸 도면이다.
도 5는 와이어를 재차 사용할 때의, 와이어파단강도와 신선공급량의 관계를 나타낸 도면이다.
도 6은 일반적인 와이어소의 일례를 나타낸 개략도이다.

이하, 본 발명에 대하여 실시의 형태를 설명하는데, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.

상기에서 설명한 바와 같이, 한번 워크의 절단에 사용한 와이어를 재차 사용한 경우에는, 와이어의 직경이 좁아졌기 때문에, 와이어가 파단되거나, 웨이퍼 품질이 악화되는 문제가 있었다.

따라서, 본 발명자는 이러한 문제를 해결하기 위하여 예의 검토를 거듭하였다. 그 결과, 한번 워크의 절단에 사용한 와이어를 재차 사용한 경우, 와이어장력 및 신선공급량을, 전회의 워크의 절단시의 와이어장력 및 신선공급량에 대하여, 각각 87~95%의 범위의 값 및 125% 이상의 범위의 값으로 하고, 워크의 절단을 행하면 와이어의 파단, 웨이퍼 품질의 악화를 억제할 수 있는 것에 상도하여, 본 발명을 완성시켰다.

이하, 본 발명의 워크의 절단방법에 대하여 도 1-3을 참조하여 설명한다. 하기에서는, 이미 한번 워크의 절단에 사용한 와이어를 재차 사용하여, 2번째 워크의 절단을 실시할 때 본 발명의 워크의 절단방법을 적용하는 경우에 대하여 설명한다.

우선, 본 발명의 워크의 절단방법에 사용하는 와이어소(1)에 대하여 도 2를 참조하면서 설명한다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 와이어소(1)는, 주로, 워크(W)를 절단하기 위한 와이어(2), 와이어가이드(3), 와이어(2)에 장력을 부여하기 위한 와이어장력부여기구(4, 4'), 워크(W)를 유지하면서 상대적으로 압하하는 워크이송수단(5), 절단시에 와이어(2)에 가공액을 공급하기 위한 노즐(6) 등으로 구성되어 있다.

와이어(2)는, 한쪽의 와이어릴보빈(7)으로부터 풀어내고, 트래버서(13)를 개재하여 파우더클러치(정토크모터(14))나 댄서롤러(데드웨이트)(도시하지 않음) 등으로 이루어진 와이어장력부여기구(4)를 거쳐, 와이어가이드(3)에 들어가 있다. 와이어(2)가 복수의 와이어가이드(3)에 300~400회 정도 권회됨으로써 와이어열(16)이 형성된다. 와이어(2)는 다른 한쪽의 와이어장력부여기구(4')를 거쳐 와이어릴보빈(7')에 권취되어 있다. 이 와이어로는, 예를 들어 고장력강선 등을 이용할 수 있다. 와이어릴보빈(7, 7')은 와이어릴보빈용 구동모터(15, 15')에 의해 회전구동된다. 나아가, 장력부여기구(4, 4')에 의해, 와이어(2)에 가해지는 와이어장력은 정밀하게 조정된다.

노즐(6)은 워크(W)와 와이어(2)의 접촉부에 가공액을 공급한다. 이 노즐(6)은, 특별히 한정되지 않으나 와이어가이드(3)에 권회된 와이어(2)의 상방에 배치할 수 있다. 노즐(6)은 슬러리탱크(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 공급되는 슬러리는 슬러리칠러(도시하지 않음)에 의해 공급온도가 제어되어 노즐(6)로부터 와이어(2)로 공급할 수 있도록 되어 있는 것으로 할 수 있다.

여기서, 워크(W)의 절단 중에 사용하는 가공액의 종류는 특별히 한정되지 않고, 종래와 동일한 것을 이용할 수 있으며, 예를 들어 탄화규소지립이나 다이아몬드지립을 쿨런트에 분산시킨 것으로 할 수 있다. 쿨런트로는, 예를 들어 수용성 또는 유성의 쿨런트를 이용할 수 있다.

워크(W)의 절단시에는, 도 3에 나타낸 바와 같은 워크이송수단(5)에 의해, 워크(W)는 와이어가이드(3)에 권회된 와이어(2)로 송출된다. 이 워크이송수단(5)은, 워크를 송출하기 위한 워크이송테이블(9), LM가이드(10), 워크를 파지하는 워크클램프(11), 슬라이스맞댐판(12) 등으로 이루어져 있고, 컴퓨터제어로 LM가이드(10)를 따라 워크이송테이블(9)을 구동시킴으로써, 미리 프로그래밍된 이송속도로 선단에 고정된 워크(W)를 송출하는 것이 가능하다.

와이어가이드(3)는, 철강제 원통의 주위에 폴리우레탄수지를 압입하고, 그 표면에 소정의 피치로 홈을 낸 롤러이며, 와이어(2)의 손상을 방지하여 와이어단선 등을 억제할 수 있도록 되어 있다. 나아가, 와이어가이드(3)는 구동용 모터(8)에 의해, 권회된 와이어(2)가 축방향으로 왕복주행할 수 있도록 되어 있다. 와이어(2)를 왕복주행시킬 때, 와이어(2)의 양방향으로의 주행거리를 동일하게 하는 것이 아니라, 편방향으로의 주행거리가 길어지도록 한다. 이와 같이 하여, 와이어(2)의 왕복주행을 행함으로써 긴 주행거리의 방향으로 와이어(2)의 신선이 공급된다. 또한, 구동용 모터(8)에 의해, 1개의 워크를 절단하는 것에 공급되는 만큼의 와이어(2)의 길이인 신선공급량도 조절할 수 있다.

이어서, 이 와이어소(1)를 이용한 경우의 본 발명의 워크(W)의 절단방법에 대하여 설명한다.

우선, 와이어소(1)에 있어서, 와이어(2)를 상기한 바와 같이 왕복주행시키면서, 와이어열(16)에 복수개의 워크(W)를 차례로 대어 절단한다. 소정 개수의 워크를 다 절단하고 나면 와이어(2)를 정지한다. 이와 같이 하여, 1회째의 워크의 절단을 행한다(도 1의 S101).

이 1회째의 워크의 절단은, 종래와 동일한 절단방법으로 행할 수 있다. 1회째의 절단에 있어서는, 절단에 사용하는 와이어는 마모되지 않으므로, 직경이 충분히 두꺼워 와이어의 파단의 발생률은 낮고, 절단 후의 웨이퍼 품질이 양호한 웨이퍼를 얻을 수 있다.

이와 같이 1회째의 절단이 종료된 후, 1회째의 절단시에 와이어릴보빈(7')에 권취된 와이어(2)를 와이어릴보빈(7)에 다시 감고, 한번 사용한 와이어(2)를 다음 워크(W)의 절단에 사용할 준비를 한다. 이 때, 이 사용완료된 와이어(2)는, 세정 등의 처리를 행하지 않고, 그대로 다음 2회째의 워크의 절단에 재사용할 수 있다.

이어서, 워크이송수단(5)에 의해 워크(W)를 유지한다. 그리고, 와이어(2)에 와이어장력부여기구(4, 4')에 의해 장력을 부여하면서, 와이어(2)를 구동용 모터(8)에 의해 축방향으로 왕복주행시킨다.

이때, 본 발명에서는, 와이어장력을 전회의 워크의 절단(이 경우, 1회째의 절단)에 있어서의 와이어장력에 대하여, 87~95%의 범위의 값으로 한다.

와이어의 직경은, 전회의 워크의 절단시에 비해 마모에 의해 얇아져 있으므로, 와이어의 파단강도는 저하된다. 이에 따라, 와이어를 재차 사용할 때는, 와이어장력을 전회의 워크의 절단시에 대하여 95% 이하의 값으로 한다. 또한, 와이어장력을 지나치게 작게 하지 않고, 87% 이상으로 하면, 절단 후의 웨이퍼의 품질이 쉽게 악화되지 않는다.

여기서, 와이어(2)를 재차 사용할 때의 와이어장력을 통상의 설정(전회의 워크의 절단시와 동일한 와이어장력)의 와이어장력에 대하여, 작게 한 경우의 웨이퍼 품질에 대한 영향을 도 4에 나타낸다. 도 4의 그래프는, 횡축이 와이어장력이고, 종축이 웨이퍼의 휨을 나타내고 있다. 와이어장력 및 웨이퍼의 휨은, 통상의 설정의 와이어장력 및 그때의 절단 후의 웨이퍼의 휨을 각각 100%로 하고, 상대값으로 표기하고 있다. 도 4로부터 알 수 있는 바와 같이, 와이어장력을 지나치게 작게 하면, 웨이퍼의 휨이 커지는 경향이 되었다.

또한, 도 4에 나타낸 바와 같이, 와이어장력이 87%인 경우에, 절단 후의 웨이퍼의 휨이 통상의 설정에서의 워크의 절단시에 대하여 10% 증가한 110%가 되었다. 이 이상의 증가는 허용되지 않으므로, 와이어장력의 하한값은 87%로 하였다. 또한, 와이어장력을 96% 이상으로 하여 절단을 행하면, 와이어파단이 빈발하였으므로, 와이어장력의 상한값은 95%로 하였다.

더욱이 본 발명에서는, 또한, 1개의 워크를 절단하는 것에 공급되는 와이어(2)의 길이인 신선공급량을, 전회의 워크를 절단할 때(이 경우, 1회째의 절단시)의 신선공급량에 대하여, 125% 이상의 범위의 값으로 한다.

워크(W)를 절단할 때의 신선공급량은, 와이어마모량과 관계된다. 와이어마모량이란, 워크(W)의 절단에 사용하기 전의 와이어(2)의 직경과 워크(W)의 절단에 사용한 후의 와이어(2)의 직경의 차이다. 와이어(2)는 워크(W)의 절단을 행하는 과정에서, 마모되어 가늘어지는데, 신선공급량을 늘리면 와이어마모량은 작아지고, 반대로 신선공급량을 줄이면 와이어마모량은 커진다. 본 발명에서는 신선공급량을, 전회의 워크를 절단할 때의 신선공급량에 대하여, 125% 이상의 범위의 값으로 늘림으로써, 와이어마모량이 전회의 절단시의 와이어마모량에 대하여 80% 이하가 되도록 조정할 수 있다.

여기서, 와이어를 재차 사용할 때의 신선공급량을, 통상의 설정(전회의 워크의 절단시와 동일한 신선공급량)의 신선공급량에 대하여, 크게 한 경우의 와이어마모량 및 와이어의 파단강도에 대한 영향을 도 5에 나타낸다. 도 5에 와이어의 파단강도와 와이어마모량의 관계를 나타낸다. 도 5의 그래프는, 횡축이 와이어마모량이고, 종축이 와이어의 파단강도를 나타내고 있다. 와이어마모량 및 와이어의 파단강도는, 통상의 설정(전회의 절단과 동일한 신선공급량)의 와이어마모량 및 파단강도를 각각 100%로 한 상대값으로 표기하고 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 신선공급량을, 전회의 워크의 절단시의 신선공급량에 대하여 125% 이상의 범위의 값으로 함으로써, 와이어마모량을 80% 이하로 하면, 그만큼 와이어의 직경이 굵은 상태로 유지할 수 있고, 와이어의 파단강도는 전회의 절단과 동일한 신선공급량으로 했을 때의 파단강도보다 5% 정도 커진다. 이는 와이어장력을 10% 정도 낮추는 것에 상당하고, 와이어파단이 쉽게 발생하지 않게 된다.

상기와 같이 신선공급량을 늘리면, 사용완료된 와이어(2)를 재차 사용한 경우에도, 와이어의 파단의 발생을 억제할 수 있고, 웨이퍼의 휨 등의 웨이퍼 품질을 대폭 악화시키지 않고 절단을 행할 수 있다. 또한, 신선공급량을 지나치게 크게 하면, 워크 1개당 절단에 필요한 와이어의 소비량이 많아지므로, 바람직하게는, 신선공급량은 지나치게 크게 하지 않는 것이 바람직하고, 예를 들어 200% 이하로 한다.

이어서, 워크이송수단(5)에 의해 워크(W)를 상대적으로 압하해서, 워크(W)를 와이어열(16)에 대어, 재사용에 있어서의 1개째의 워크(W)의 절단을 개시한다. 워크(W)를 절단할 때는, 가공액을 노즐(6)로부터 워크(W)와 와이어(2)의 접촉부로 공급하면서 절단을 진행한다.

이때, 워크의 이송속도를 전회의 워크의 절단(이 경우, 1회째의 절단)에 있어서의 워크의 이송속도에 대하여 83~91%의 범위의 값으로 하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 워크의 이송속도를, 전회의 워크의 절단에 있어서의 워크의 이송속도에 대하여 91% 이하로 늦춤으로써, 와이어의 직경이 좁은 것이 원인인 슬러리의 반입량의 감소에 의한 절단효율의 저하를 커버할 수 있다. 또한, 워크의 이송속도를, 전회의 워크의 절단에 있어서의 워크의 이송속도에 대하여 83% 이상으로 함으로써, 워크의 절단속도가 지나치게 늦어지지 않아, 웨이퍼의 생산효율의 악화를 억제할 수 있다.

상기와 같이 와이어장력, 신선공급량을 제어하면서, 다시 워크(W)를 하방으로 압하하여 절단을 진행하고, 절단을 완료시킨 후, 워크(W)를 송출하는 방향을 역전시킴으로써, 와이어열(16)로부터 절단완료된 워크(W)를 뽑아내어, 잘라낸 웨이퍼를 회수한다. 상기와 같이 한번 사용완료된 와이어(2)로 복수의 워크를 차례로, 반복하여 웨이퍼상으로 절단해간다. 이상과 같이 하여, 한번 사용완료된 와이어(2)를 이용한 2회째의 절단을 행한다(도 1의 S102).

이러한, 워크의 절단방법이면, 사용완료된 와이어를 재차 사용함으로써, 동일한 와이어로 절단할 수 있는 워크의 개수를 대폭 늘릴 수 있고, 와이어에 드는 비용을 크게 삭감할 수 있다. 나아가, 와이어를 재차 사용할 때에, 와이어장력 및 신선공급량을 본 발명과 같이, 적절한 범위로 제어하여 절단을 행함으로써, 와이어의 파단의 발생률과 절단 후의 웨이퍼의 품질의 악화를 억제할 수 있고, 전회의 절단과 동등한 품질의 웨이퍼를 얻을 수 있다.

또한, 2회째의 절단 후, 3회째의 절단시에 와이어장력을 전회의 워크의 절단(이 경우, 2회째의 절단)에 있어서의 와이어장력에 대하여, 87~95%의 범위의 값으로 하고, 나아가, 신선공급량을, 전회의 워크를 절단했을 때(이 경우, 2회째의 절단시)의 신선공급량에 대하여, 125% 이상의 범위의 값으로 하여 반복해서 워크의 절단을 실시할 수 있다(도 1의 S103). 또한, 와이어의 직경이 감소하여, 수명이 다할 때까지는 4회째나 5회째 이후의 절단에, 본 발명의 워크의 절단방법을 이용하여, 동일한 와이어를 사용하여 워크의 절단을 행할 수 있다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하는데, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

도 2, 3에 나타낸 바와 같은 와이어소를 이용하여, 이미 워크의 절단에 1회 사용한 와이어를 재차 사용하여, 2회째의 워크의 절단을 실시하였다.

워크는 단결정 실리콘잉곳을, 와이어는 고탄소강 브래스도금 강선을 이용하였다. 직경 300mm, 길이 100~450mm의 단결정 실리콘잉곳을, 직경 0.13mm의 와이어를 이용하여 절단을 행한 후, 사용완료된 와이어로 2회째의 워크의 절단을 실시하였다. 1회째의 와이어 사용시에, 와이어릴보빈 1개당 실리콘잉곳 4개를 절단하고, 다시 동일한 와이어릴보빈으로, 와이어 2회째의 사용시에, 실리콘잉곳 4개를 절단하였다.

표 1 내의 조건 2에 나타낸 바와 같이, 와이어의 2회째의 사용시의 조건은, 1회째의 와이어 사용시의 와이어장력, 신선공급량 및 워크이송속도에 대하여 각각, 와이어장력을 91%, 신선공급량을 125%, 워크이송속도는 변함없이 100%로 하여 절단을 행하였다. 표 1 내의 와이어파단 발생률 및 웨이퍼의 휨은, 1회째의 와이어 사용시의 값을 1로 한 상대값을 기재하고 있다. 와이어파단 발생률 및 웨이퍼의 휨이 작아질수록, 이들의 상대값은 작아진다. 와이어파단 발생률 및 웨이퍼의 휨은 값이 작은 편이 바람직하다.

그 결과, 와이어파단의 발생률은 와이어 1회째 사용시의 1.6배가 되어 문제없는 수준이 되었다. 또한, 웨이퍼의 휨에 대해서는, 1회째 사용시의 웨이퍼의 휨의 1.07배가 되어 문제없는 수준이 되었다.

이와 같이, 본 발명의 워크의 절단방법이면, 사용완료된 와이어를 재차 사용해도 와이어파단의 발생률과 웨이퍼의 휨을 문제없는 수준으로 저감할 수 있고, 와이어에 드는 비용을 삭감하면서, 전회의 절단과 동일한 정도의 품질의 웨이퍼가 얻어지는 것이 확인되었다.

(실시예 2)

실시예 1과 마찬가지로, 이미 워크의 절단에 1회 사용한 와이어를 재차 사용하여, 2회째의 워크의 절단을 실시하였다.

표 1 내의 조건 3에 나타낸 바와 같이, 와이어의 2회째의 사용시의 조건은, 1회째의 와이어 사용시의 와이어장력, 신선공급량 및 워크이송속도에 대하여 각각, 와이어장력을 91%, 신선공급량을 125%, 워크이송속도를 90%로 하여 절단을 행하였다. 그 결과, 와이어파단의 발생률은 와이어 1회째 사용시와 동일한 정도의 1.6배가 되어 문제없는 수준이 되었다. 또한, 웨이퍼의 휨에 대해서는, 1회째 사용시의 웨이퍼의 휨의 0.99배가 되어 실시예 1보다 웨이퍼 품질이 향상되었다.

이와 같이, 본 발명의 워크의 절단방법에 있어서, 또한, 워크이송속도를 83~91%로 제어하면, 웨이퍼의 휨을 더욱 개선할 수 있는 것이 확인되었다.

(실시예 3)

실시예 1과 마찬가지로, 이미 워크의 절단에 1회 사용한 와이어를 재차 사용하여, 2번째의 워크의 절단을 실시하였다.

표 1 내의 조건 4에 나타낸 바와 같이, 와이어의 2회째의 사용시의 조건은, 1회째의 와이어 사용시의 와이어장력, 신선공급량 및 워크이송속도에 대하여 각각, 와이어장력을 87%, 신선공급량을 125%, 워크이송속도는 변함없이 100%로 하여 절단을 행하였다.

그 결과, 와이어파단의 발생률은 와이어 1회째 사용시의 1.4배가 되어 문제없는 수준이 되었다. 또한, 웨이퍼의 휨에 대해서는, 1회째 사용시의 웨이퍼의 휨의 1.07배가 되어 문제없는 수준이 되었다.

(실시예 4)

실시예 1과 마찬가지로, 이미 워크의 절단에 1회 사용한 와이어를 재차 사용하여, 2회째의 워크의 절단을 실시하였다.

표 1 내의 조건 5에 나타낸 바와 같이, 와이어의 2회째의 사용시의 조건은, 1회째의 와이어 사용시의 와이어장력, 신선공급량 및 워크이송속도에 대하여 각각, 와이어장력을 95%, 신선공급량을 125%, 워크이송속도는 변함없이 100%로 하여 절단을 행하였다.

그 결과, 와이어파단의 발생률은 와이어 1회째 사용시의 1.7배가 되어 문제없는 수준이 되었다. 또한, 웨이퍼의 휨에 대해서는, 1회째 사용시의 웨이퍼의 휨의 1.02배가 되어 문제없는 수준이 되었다.

(비교예 1)

실시예 1과 마찬가지로, 이미 워크의 절단에 1회 사용한 와이어를 재차 사용하여, 2회째의 워크의 절단을 실시하였다.

표 1 내의 조건 1'에 나타낸 바와 같이, 와이어의 2회째의 사용시의 조건은, 와이어의 1회째 사용시에서의 워크의 절단시와 동일한 와이어장력(와이어의 1회째 사용시에 대하여 100%의 값), 동일한 신선공급량(와이어의 1회째 사용시에 대하여 100%의 값), 동일한 워크의 이송속도(와이어의 1회째 사용시에 대하여 100%의 값)로 하여 절단을 행하였다. 그 결과, 웨이퍼의 휨은 와이어 1회째 사용시와 동등해졌으나, 와이어파단의 발생률이, 와이어 1회째 사용시의 12.6배로 대폭 악화되었다.

비교예 1과 같은 조건으로 와이어를 워크의 절단에 재차 사용한 경우, 와이어파단의 발생률이 지나치게 높으므로 안정적으로 고품질의 웨이퍼를 얻지 못하여, 실질상 와이어의 재사용을 할 수 없는 것이 확인되었다.

(비교예 2)

실시예 1과 마찬가지로, 이미 워크의 절단에 1회 사용한 와이어를 재차 사용하여, 2회째의 워크의 절단을 실시하였다.

표 1 내의 조건 6에 나타낸 바와 같이, 와이어의 2회째의 사용시의 조건은, 1회째의 와이어 사용시의 와이어장력, 신선공급량 및 워크이송속도에 대하여 각각, 와이어장력을 86%, 신선공급량을 125%, 워크이송속도는 변함없이 100%로 하여 절단을 행하였다. 그 결과, 와이어파단의 발생률이, 와이어 1회째 사용시의 1.4배가 되었다. 또한, 웨이퍼의 휨이 와이어 1회째 사용시의 1.2배가 되었다.

비교예 2와 같은 조건으로 와이어를 워크의 절단에 재차 사용한 경우, 실시예 1-4와 같이 안정적으로, 전회의 절단과 동일한 정도의 품질의 웨이퍼를 얻지 못하여, 실질상 와이어의 재사용을 할 수 없는 것이 확인되었다.

(비교예 3)

실시예 1과 마찬가지로, 이미 워크의 절단에 1회 사용한 와이어를 재차 사용하여, 2회째의 워크의 절단을 실시하였다.

표 1 내의 조건 7에 나타낸 바와 같이, 와이어의 2회째의 사용시의 조건은, 1회째의 와이어 사용시의 와이어장력, 신선공급량 및 워크이송속도에 대하여 각각, 와이어장력을 96%, 신선공급량을 125%, 워크이송속도는 변함없이 100%로 하여 절단을 행하였다. 그 결과, 와이어파단의 발생률이, 와이어 1회째 사용시의 3.6배가 되었다. 또한, 웨이퍼의 휨이 와이어 1회째 사용시의 1.02배가 되었다.

비교예 3과 같은 조건으로 와이어를 워크의 절단에 재차 사용한 경우, 와이어장력을 96%로 하였으므로 와이어파단이 빈발하였다. 이와 같이, 와이어파단의 발생률이 지나치게 높으므로 실시예 1-4와 같이 가정하여 고품질의 웨이퍼를 얻지 못하여, 실질상 와이어의 재사용을 할 수 없는 것이 확인되었다.

(비교예 4)

실시예 1과 마찬가지로, 이미 워크의 절단에 1회 사용한 와이어를 재차 사용하여, 2회째의 워크의 절단을 실시하였다.

표 1 내의 조건 8에 나타낸 바와 같이, 와이어의 2회째의 사용시의 조건은, 1회째의 와이어 사용시의 와이어장력, 신선공급량 및 워크이송속도에 대하여 각각, 와이어장력을 91%, 신선공급량을 124%, 워크이송속도는 변함없이 100%로 하여 절단을 행하였다. 그 결과, 와이어파단의 발생률이, 와이어 1회째 사용시의 4.0배가 되었다. 또한, 웨이퍼의 휨이 와이어 1회째 사용시의 1.07배가 되었다.

비교예 4와 같은 조건으로 와이어를 워크의 절단에 재차 사용한 경우, 실시예 1-4와 같이 안정적으로, 전회의 절단과 동일 정도의 품질의 웨이퍼를 얻지 못하여, 실질상 와이어의 재사용을 할 수 없는 것이 확인되었다.

표 1에, 실시예 1-4, 비교예 1-4에 있어서의 실시결과를 정리한 것을 나타낸다.

[표 1]

또한, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (2)

1. 복수의 와이어가이드 간에 나선상으로 권회된 축방향으로 주행하는 와이어로 와이어열을 형성하고, 상기 와이어열에 워크를 대어, 상기 워크의 절단을 행하는 워크의 절단에 있어서, 전회의 워크의 절단에 사용한 후의 와이어를 재차 사용하여, 다음 워크를 절단하는 워크의 절단방법으로서,
   상기 다음 워크를 절단할 때의 와이어장력을 상기 전회의 워크의 절단에 있어서의 와이어장력에 대하여, 87~95%의 범위의 값으로 하고, 상기 다음 워크를 절단할 때의 신선공급량을, 상기 전회의 워크를 절단했을 때의 신선공급량에 대하여, 125% 이상의 범위의 값으로 하고, 상기 와이어를 재차 사용하여 상기 다음 워크를 절단하는,
   워크의 절단방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 다음 워크를 절단할 때, 워크의 이송속도를 상기 전회의 워크의 절단에 있어서의 워크의 이송속도에 대하여 83~91%의 범위의 값으로 하는 것을 특징으로 하는,
   워크의 절단방법.
   

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