KR20150034658A - 가공물로부터 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법 - Google Patents

가공물로부터 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법 Download PDF

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Abstract

축과 그 축에 평행하게 가공물의 측방면에 마련되는 노치를 갖는 원통형 가공물로부터 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법은, 상기 노치 내의 헤드 단부와의 폼 피팅으로 전방측으로부터 후방측까지 피팅되고 말단 단부가 노치로부터 돌출된느 컷-인 빔을 부착하는 단계; 와이어 소우의 이송 장치에 의해 상기 와이어 소우의 원통형 와이어 가이드 롤러의 축에 평행하는 축을 갖는 가공물을 유지하는 단계; 상기 이송 장치에 의해 상기 컷-인 빔과 상기 가공물을 이송 방향으로 이동시키는 단계로서, 상기 이송 방향은 평면형 와이어 웹을 통해 수직인 방향이며, 상기 와이어 웹은, 상기 와이어 가이드 롤러의 내의 홈에 의해 상기 와이어 가이드 롤러 주변에 나선으로 복수 회 가이드되는 와이드의, 상기 와이어 가이드 롤러의 축에 수직하고 서로 평행하게 배열된 섹션들로 이루어지며, 상기 와이어 웹에 대하여 상기 컷-인 빔은 먼저 말단 단부에 의해 이동되고 상기 가공물은 먼저 상기 노치에 의해 이동되는 것인, 상기 컷-인 빔과 상기 가공물의 이동 단계; 및 연마 작용제로서 작용하는 연마재의 존재시의 동일한 원주 속도로 동일한 사상에서 와이어 가이드 롤러의 회전에 의해 상기 와이어 섹션을 길이 방향 와이어 방향으로 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가공물로부터 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법{METHOD FOR SIMULTANEOUSLY CUTTING A MULTIPLICITY OF WAFERS FROM A WORKPIECE}
본 발명은 와이어에 의해 지원되는 래핑(lapping)에 의해 가공물로부터 동일 종류의 복수 개의 웨이퍼들, 보다 상세하게는 원통형의 결정으로부터 반도체 웨이퍼들을 동시에 절단하기 위한 방법에 관한 것이다.
많은 용례에서, 원료 물품으로부터 절단에 의해 얻어지는 동일한 종류 및 슬라이스 형상의 동일한 형태를 갖는 복수 개의 가공물을 필요로 한다. 슬라이스는 기저면의 치수에 비해 높이가 작은 원통체이다. 원통체는 2개의 평행한 평면형의 합동(congruent) 기저면과 측방면에 의해 경계가 지워진 몸체이며, 측방면은 2개의 기저면의 엣지와 교차하는 모든 평행한 직선에 의해 횡단된다.
슬라이스는 직각 원통형인 것이 중요하다. 직각 원통체에서, 측방면의 직선은 기저면에 수직으로 연장된다. 다각형 기저면을 갖는 직각 원통형, 즉 직각 기둥체, 또는 원형 기저면을 갖는 직각 원통형, 즉 직각 원통체인 슬라이스는 특별히 중요하다.
다각형 기저면을 갖는 직각 원통형 슬라이스의 예는 그 기저면이 통상적으로 정사각형 또는 대략적으로 8각형인 광전지("태양 전지")이다. 원형 기저면을 갖는 직각 원통형 슬라이스의 예는 전자 성분, 마이크로 전자 성분 또는 마이크로 전자기 성분의 패터닝을 위한 기판으로서 사용되거나 다양한 코팅의 증착을 위한 서포트로서 사용되는 반도체 재료의 슬라이스이다.
반도체 재료는 실리콘 또는 게르마늄 등의 원소 반도체(elemental semiconductor), 갈륨 비소 또는 실리콘 카바이드 등의 화합물 반도체 또는 이들의 복합체 또는 층상 구조체를 포함한다. 다양한 코팅의 증착을 위한 서포트의 예는 반도체 레이저 또는 LED(발광 소자)의 형성을 위해 예컨대 갈륨 비소가 마련되는 실리콘, 갈륨, 비소 또는 실리콘 카바이드의 슬라이스, 또는 하드 디스크 메모리 또는 소위 광학 평판 소자(optical flats)인 광학 코팅(미러, 필터)을 마련하기 위한 유리 소재의 서포트를 제조하기 위해 자화 가능층이 마련되는 알루미늄, 유리 또는 세라믹의 슬라이스이다. 슬라이스의 다른 예는 비선형 광학(예, 레이저 주파수 증배)에 사용되는 인산이수소칼륨(KDP), 리튬 니오베이트 등의 광학적 복굴절 결정의 슬라이스, 사파이어(Al2O3), 세라믹 및 기타 여러 재료의 슬라이스이다.
이들 슬라이스는 구체적으로 실리콘(광전지, 마이크로 전자 소자) 또는 갈륨 비소 및 실리콘 카바이드(마이크로 전자 소자)로 제조된 웨이퍼로도 지칭된다. 통상, 원통형 웨이퍼의 2개의 기저면 중 하나는 그 반대측에 놓여진 기저면에 대해 성분- 또는 기능-보유 측면으로서 지정된다. 이 방식으로 지정된 측면은 전방측으로 지칭되며, 전방측에 반대인 측면은 웨이퍼의 후면 측면으로서 지칭된다.
웨이퍼가 절단되는 원료 물품은 잉곳(ingot)으로도 지칭된다. 이들 잉곳은 통상 직각 원통형인 원통형 형상을 가지며, 그 기저면은 해당 잉곳으로부터 얻어진 웨이퍼의 크기 및 형상과 서로 동일하다. 최소 관성 모멘트를 갖는 잉곳의 관성의 주축은 잉곳 축으로 지칭된다. 정 다각형 기저면을 갖는 직각 기둥체 잉곳 또는 직각 원통형의 잉곳의 경우, 잉곳 축은 잉곳의 대칭 축과 동일하다.
마이크로 전자 소자용 기판으로서의 반도체 웨이퍼는 통상 노치 또는 평판을 갖는 엣지 영역에 제공된다. 노치 또는 평판은 웨이퍼로 절단하기 전에 축방향 홈을 연마하거나 축방향 평판, 평면을 연삭하는 것에 의해 지정된 결정 방향을 표시하고 잉곳 상에 마련된다. 절단 후에, 반도체 웨이퍼는 통상 방향 마크의 인접 부분에서의 레이저 스크라이빙에 의해 전방측 또는 후방측 상에 식별 코드를 구비한다.
"와이어 소잉"으로 지칭되는 절단 방법은 잉곳을 웨이퍼로 절단하는데 있어 특히 중요하다. 와이어 소잉에서, 전체 잉곳은 와이어 소우(wire saw)로 지칭되는 기구에서 동일한 종류의 복수의 와이어로 동시에 절단된다. 따라서, 와이어 소잉은 불연속적인 일괄 처리이다. 와이어 소잉을 실시하기에 적합한 기구는 와이어 소우로 지칭된다.
와이어 소우는 와이어와, 적어도 2개의 원통형 와이어 가이드 롤러와, 잉곳의 거치 및 이동을 위한 기구와, 연마재를 포함한다. 잉곳의 축과 와이어 가이드 롤러의 축은 서로 평행하게 배열된다. 와이어 가이드 롤러의 측방면은 기본적으로 서로 등간격이면서 각각 연속적으로 와이어 가이드 롤러 축에 수직으로 연장되는 복수의 평행한 홈을 구비한다. 와이어는 각각의 와이어 가이드 롤로의 각각의 홈에 정확하게 한 번 각각 놓여지도록 와이어 가이드 롤러의 외주의 나선 내로 안내되며, 서로 평행하게 와이어 가이드 롤러 축에 수직으로 연장되는 와이어 와이어 섹션으로 이루어진 와이어 웹은 2개의 와이어 가이드 롤러 사이에서 팽팽하게 당겨진다.
절단 처리는 동일한 원주 속도로 동일한 사상에서(in the same sense) 모든 와이어 가이드 롤러의 회전에 의해 와이어를 와이어 길이 방향을 따라 이동시키는 것과, 잉곳을 와이어 웹에 수직으로 이송시키는 것과, 연마재를 공급하는 것을 포함한다. 잉곳에 대한 와이어의 상대 이동에 의해 연마재의 도움으로 와이어는 잉곳과 접촉함과 함께 잉곳이 계속적으로 이송되는 동안 잉곳으로부터 소재의 연마를 야기한다. 계속적인 이송에 의해, 와이어 웹은 잉곳을 통해 천천히 작용하여 동일한 종류의 다수의 웨이퍼를 동시에 형성한다.
대부분의 용례에서, 정확히 동일한 두께의 웨이퍼들이 요구된다. 와이어는 절단 중의 마모에 의해 두께 감소가 이루어지므로, 와이어 가이드 롤러의 홈은 새로운 와이어 측으로부터 사용된 와이어 측으로 다소 감소되는 서로 간의 간격을 갖는다.
잉곳은 절단 시작시 와이어 웹으로부터 멀리 향하는 측면이 잉곳 장착 빔에 접착 결합된다. 절단 처리는 와이어 웹의 모든 와이어 섹션이 잉곳을 완전히 절단하여 잉곳 장착 빔에 완전히 도달하는 순간 종료된다. 절단 웨이퍼들은 빗살과 같이 절반-절단된 장착 빔에 매달린 상태로 유지되고 그 측방면의 일부를 따라 접착 조인트에 의해 절단된 잉곳 장착 빔에 여전히 연결된다. 잉곳 장착 빔은 예컨대 경질 탄소, 플라스틱, 이들 또는 다른 재료의 무기물 또는 복합체와 같이 절단이 용이한 재료로 이루어진다.
이송 방향을 반대로 하는 것에 의해, 웨이퍼로 절단된 잉곳은 와이어 웹으로부터 벗어나게 이동되고, 접착 본드를 해제하는 것에 의해 웨이퍼들이 분리된다. 접착 본드의 해제는 언시멘팅(uncementing)으로 지칭된다. 사용되는 접착제는 예컨대 수용성이고 pH 조절을 통해 용매에 용해 가능하거나 열적으로 용해 가능하므로, 절단된 잉곳을 적절한 액체에 담그거나 가열하는 것에 의해 모든 웨이퍼가 동시에 접합 해제되거나 접착 조인트가 파괴, 절단, 레이저 또는 워터-젯 분리에 의해 연속적으로 분리됨으로써 잉곳은 웨이퍼 대 웨이퍼로 분리된다.
각각의 와이어 섹션이 임의의 절단시 잉곳의 내부로 연장되는 길이는 각각의 와이어 섹션의 맞물림 길이(engagement length)로 지칭된다. 절단 처리 중 생기는 최대 맞물림 길이는 잉곳의 직경으로 지칭된다. 와이어가 최초로 가공물과 접촉하는 절단 처리의 순간은 컷-인(cut-in)으로 지칭된다. 비-회전 대칭 잉곳의 경우, 상기 정의된 직경은 잉곳이 잉곳 장착 빔에 접착되는 방향(각도 위치)에 의존한다.
다양한 와이어 소잉 방법은 맞물림 길이에 따라 구별될 수 있는데: 측방면이 와이어 웹에 평행하게 배향된 입방체 잉곳의 경우, 맞물림 길이는 절단 처리 중 모든 와이어 섹션에 대해 일정하다. 측방면이 와이어 웹에 평행하게 배향된 전체적으로 각 기둥 형태이지만 입방체가 아닌 잉곳의 경우, 컷-인시의 맞물림 길이는 유한하고 추가의 절단 처리 중에 대체로 변동 가능하다. 와이어 웹에 평행한 측방면을 갖지 않는 잉곳의 경우, 컷-인시의 맞물림 길이는 제로이고 이후 추가의 절단 처리 중에 초기에 증가하며 절단 처리 내내 대체로 가변적이면서 유한하다. 원통형 잉곳의 경우, 맞물림 길이는 컷-인시에 제로이고, 이후 최대로 증가한 후 감소되고 최후에 다시 제로로 감소된다.
다양한 와이어 소잉 처리는 소재 연마의 메커니즘에 따라 래핑(lapping)과 연마(grinding)로 세분될 수 있다.
래핑의 경우, 경질의 연마 작용 물질의 현탁액을 와이어로 공급한다. 소재의 침식은 래핑에 의한 3-개체(1. 잉곳, 2. 연마재, 3. 와이어)의 상호 작용에 의해 일어난다. 래핑은 자유로이 유동되는 연마재와 가공물 표면 사이에 미소 균열의 형성을 수반하는 헤르츠 프레싱이 국부적으로 소재 강도보다 커지는 것으로 소재의 결합을 깨는 것을 말한다(취성 침식 연마). 담체액 내의 연마재의 현탁액은 슬러리로도 지칭된다.
연마의 경우, 경질의 연마 작용 물질은 와이어의 표면 내로 고착된다. 와이어는 툴 캐리어(tool carrier)로서 작용하고, 고착된 연마재는 툴로서 작용하며, 소재의 침식은 연마에 의한 2-개체(1. 잉곳, 2. 연마재)의 상호 작용에 의해 일어난다. 연마는 공간적으로 불변적으로 배향된 절단 엣지의 컷-인에 의한 소재의 결합의 파괴와 가공물 표면에 평행하게 가공물 표면을 깍아내는 것으로 얻어진 절단물의 제거를 말한다.
칩은 절단 동작에 의해 가공물로부터 떨어지는 가공물의 조각을 의미하는 것으로 의도된다. 연마재는 불규칙한 다면체(다수의 면을 갖는 물체)의 형태를 가진다. 연마재는 입자로도 지칭된다. 절단 엣지는 연마재의 이동 방향으로 배향되고 가공물과 접촉되는 다면체의 면의 엣지를 지칭하는데, 해당 엣지에서는 가공물의 소재가 절단되어 칩이 떨어진다. 절단 각도는 절단 엣지가 가공물과 접하는 입자의 면이 가공물의 표면에 대해 놓이는 각도를 의미하는 것으로 의도된다.
래핑의 경우, 각각의 입자는 슬러리 내에서 자유로이 이동 가능하므로 시간에 따라 절단 엣지와 절단 각도가 변한다. 연마의 경우, 각각의 개별 입자가, 예컨대 연마 처리 중의 쪼개짐에 기인한 입자의 마모를 무시하고, 툴 캐리어(와이어)에 고정 연결된 것에 기인하여 시간-불변의 절단 각도와 함께 시간-불변의 절단 엣지를 가짐으로써 새로운 절단 엣지가 형성될 수 있지만, 연마 중의 접하는 모든 절단 엣지와 모든 입자의 절단 각도는 임의의 절단면과 절단 각도이다. 따라서, 래핑과 연마는 형상학적으로 결정되지 않은 절단 엣지에 의한 절단 방법으로서 여겨진다.
마지막으로, 다양한 와이어 소잉 방법은 와이어 이동이 일방향인 소우 또는 와이어 이동의 반복적인 역전 이동의 소우에서의 와이어 이동의 특성에 따라 구별될 수 있다.
일방향 소잉의 경우, 와이어는 절단 처리 내내 이송 스풀로부터 사용(take-up) 스풀로 정확히 하나의 길이 방향 와이어 방향으로 감겨진다. 와이어 이동의 반복 역전 이동의 소잉의 경우, 길이 방향 와이어 이동의 방향은 연속적으로 역전된다. 와이어 이동의 반복적인 역전 이동의 소잉 방법의 그룹 중에서 왕복 스텝 방법이 특히 중요하다.
왕복 스텝 방법에 따르면, 절단은 일련의 소위 왕복 스텝 또는 "순례자 스텝"으로 이루어진다. 왕복 스텝은 제1 길이 방향 와이어 방향으로 제1 길이에 걸친 와이어의 이동과 제2 방향으로 제2 길이에 걸친 와이어의 후속 이동을 포함하는데, 구체적으로 제 방향은 제1 방향과 반대이고, 제2 길이는 제1 길이보다 짧게 선택된다. 따라서, 왕복 스텝 중에, 전체가 2개의 길이의 합계에 대응하는 와이어 길이는 가공물을 통과하는 반면, 가공물과 절단 맞물림되는 와이어 섹션은 전체가 상기 2개의 길이 간의 차이에 대응하는 양만큼만 이송 스풀로부터 사용 스풀로 전방으로 이동된다. 왕복 스텝 방법에서, 와이어는 상기 2개의 길이의 차에 대한 상기 합계의 비율에 의해 주어진 양만큼 반복적으로 사용된다. 2개의 길이의 차이는 전체 왕복 스텝에 걸친 와이어의 "순 이동"으로서 간주된다.
와이어는 하나 이상의 스트랜드(케이블)로 이루어진 예컨대 플라스틱, 탄소 섬유, 또는 금속 합금을 포함한다. 단일 필라멘트의 경화 강선(피아노 선)가 특히 중요하다. 래핑 중 사용되는 강선은 통산 1 마이크로비터 미만의 층 두께를 갖는 비철 금속 합금으로 코팅되는데, 이는 와이어 드로잉 처리로부터 윤활층으로서 얻어지고 부식에 저항한다. 연마 중 사용되는 강선은 고착된 연마재를 위한 결합제로서 작용하는 합성수지 또는 니켈의 층으로 코팅된다. 연마 와이어의 경우, 연마재는 예컨대 연마재를 강선의 표면 내로 굴리는 것(압착하는 것)에 의한 형상 부착(form fit)에 의해 고착될 수도 있다.
래핑의 경우에 사용되는 연마재는 예컨대, 실리콘 탄화물, 보론 탄화물,보론 질화물, 실리콘 질화물, 지르코늄 산화물, 실리콘 이산화물, 알루미늄 산화물, 크롬 산화물, 티타늄 질화물, 텅스텐 탄화물, 티타늄 탄화물, 바나듐 탄화물, 다이아몬드, 사파이어, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 실리콘 탄화물은 래핑에 특히 중요하고 다이아몬드는 연마에 특히 중요하다.
슬러리의 담체액은 예컨대 오일 또는 글리콜을 포함한다.
반도체 웨이퍼의 절단을 위한 슬러리 래핑 및 이에 적합한 장치는 예컨대 EP 0 789 091 A2에 기술된다. 반도체 웨이퍼의 절단을 위한 다이아몬드 와이어 연마 및 이에 적합한 장치는 예컨대 WO 2013/041140 A1에 기술된다.
잉곳은 시작부, 말단부 및 중간부를 갖는다. 잉곳 시작부는 일방향 길이 방향 와이어 이동의 와이어 소잉 중에 잉곳의 말단 표면에 가까운 잉곳의 축방향 영역을 말하는데, 상기 말단 표면 근처에서 와이어는 그 길이 방향 와이어 방향으로의 이동 중에 잉곳과 처음으로 맞물림하며, 길이 방향 와이어 방향의 반복적 역전의 와이어 소잉(왕복 방법)의 경우, 잉곳의 시작부는 말단 표면 근처의 잉곳의 축방향 영역을 말하며, 말단 표면의 근처에서 와이어는 전체 왕복 스텝에 걸쳐 순수 이동 중에 잉곳과 처음으로 맞물림된다. 잉곳 말단부는 잉곳의 시작부와 반대 측의 잉곳의 말단 표면 근처의 축방향 영역을 말하며, 잉곳의 중간부는 잉곳 시작부와 잉곳 말단부 사이의 영역을 말한다.
이에 대응하여, 와이어 웹도 시작부, 중간부 및 말단부를 갖는다. 와이어 웹 시작부는 그 와이어 섹션이 잉곳 시작부에서 잉곳 섹션을 절단하고 있는 부분을 말하며, 와이어 웹 말단부는 그 와이어 섹션이 잉곳 말단부를 절단하고 있는 부분을 말하며, 와이어 웹 중간부는 그 와이어 섹션이 잉곳 중간부를 절단하고 있는 부분을 말한다. 일방향 소잉의 경우에서의 길이 방향 와이어 이동 중에 또는 왕복 스텝 방법의 소잉시 순수 이동 중에, 와이어는 와이어 웹 시작부에서 와이어 웹으로 진입하여 와이어 웹 말단부에서 와이어 웹에서 나온다.
칩 형성에 의해 잉곳에 형성된 각각의 절단 자국은 와이어 진입 측과 와이어 진출 측을 가진다. 와이어 진입 측은 와이어가 길이 방향 와이어 이동(일방향 절단) 중에 또는 순수 와이어 이동(왕복 스텝 방법에 의한 절단) 중에 절단 자국으로 진입하는 길이 방향 와이어 방향의 잉곳의 측면을 말하며; 와이어 진출 측은 와이어가 절단 자국으로부터 나오는 측면을 말한다.
절단 처리 중에, 와이어 섹션은 이송 방향으로 횡방향으로 편향된다. 이것은 와이어 휨으로 지칭된다. 와이어 휨은 이송 방향에서 횡방향의 와이어 방향으로 작용하는 횡방향 와이어 작용력에 응답하여 생기는 길이 방향 와이어 방향의 와이어의 초기 응력(prestress)과 와이어의 탄성력에 기인한다. 이송 방향의 횡방향 와이어 작용력은 절단 처리 중 핵심적인 요소이다. 이러한 횡방향의 와이어 작용력이 없으면, 입자는 가공물 내로 침투될 수 없어서 소재 침식이 일어나지 않는다. 이송 방향의 횡방향 와이어 작용력은 소재 제거 속도와 길이 방향 와이어 이동 속도의 비율에 의해 결정된다.
소재 제거 속도는 절단 처리에 의해 가공물로부터 떨어져 나가는 단위 시간 당 발생되는 칩의 부피를 말한다. 와이어 웹을 당기는 2개의 와이어 가이드 롤러 상의 지지점 사이의 개별 와이어 섹션의 자유 길이에 비해 작은 와이어 휨의 경우, 와이어 휨은 소재 제거 속도와 길이 방향 와이어 속도의 비율에 비례한다(선형 범위, 후크의 법칙). 이 점에서, 와이어 소잉 중에는 단지 작은 와이어 휨만이 일어난다.
와이어는 컷-인 이전에는 와이어 휨을 나타내지 않고 가공물의 절단 중에 유한한 와이어 휨을 보이므로, 적어도 컷-인 영역에는 와이어 휨이 변동되는 영역이 항상 존재한다.
예를 들면, 와이어 휨은 맞물림 길이의 증가, 와이어 웹으로의 가공물의 이송 속도의 증가(소재 제거 속도의 증가), 길이 방향 와이어 이동의 감소에 따라 증가하며, 맞물림 길이의 감소, 소재 제거 속도의 감소 및 길이 방향 와이어 이동 속도의 증가에 따라 감소된다.
컷-인 빔은 잉곳 상의 컷-인 위치에 체결되는 몸체를 말하므로, 절단 처리 중 와이어 웹은 초기에 컷-인 빔과 맞물림되고 컷-인 빔을 적어도 부분적으로 절단한 후에는 오직 잉곳과 맞물림된다. 컷-인 빔의 목적은, 절단 깊이에 따라 변하는 맞물림 길이로 가공물을 절단하는 경우, 적어도 컷-인 영역에서 맞물림 길이의 변동을 최소화하는 것이다.
알려진 컷-인 빔은 컷-인 빔의 잉곳 전진 방향의 크기가 잉곳 직경에 비해 작다는 점에서 구별된다.
JP2007-301688 A2는 컷-인 빔이 사용되는 와이어 소잉 방법을 기술한다.
와이어 소잉에 의해 잉곳으로부터 절단되는 웨이퍼 중 다수는 웨이퍼의 전방 및 후방측의 평면성 및 평행성의 정도를 특히 높은 수준으로 요구하는 특정 용례를 위해 의도된 것이다.
와이어 소잉 분야의 당업자들은 잉곳에서 와이어 웹의 와이어 섹션에 의해 형성된 절단부의 측벽들이 통상은 정확하게 편평한 것은 아니라는 것을 알고 있다.특히, 와이어 섹션은 와이어 웹으로 잉곳을 추가로 이송시키는 중에 추가 절단을 계속하는 위치와 다소 다른 축방향 잉곳 위치에서 잉곳의 측면 표면과 처음 접촉시 초기에 잉곳 내로 절단되는 것을 알고 있다(컷-인 처리). 이것은 웨이퍼가 특히 컷-인 영역에서 그 전방 및 후방측의 바람직한 완전한 평면-평행도로부터 상대적으로 크게 벗어나게 되는 결과를 가져온다. 컷-인 영역의 평면성에 대한 전방 및 후방측의 동일 방향의 이러한 편이는 "컷-인 웨이브"로서 지칭된다.
알려진 컷-인 빔은 특히 중요한 컷-인 영역에서 서로에 대한 바람직한 평면-평행도로부터 잉곳을 절단하는 것으로 얻어지는 웨이퍼의 전방 및 후방측의 장파장 편이의 문제점을 해결하는데 부적절하다.
불규칙한 컷-인은 절단 웨이퍼의 각각의 전방 및 후방측의 동일하지 않은 방향의 평면도 편이를 야기할 수 있다. 특히, 소정의 경우, 웨이퍼는 다른 위치보다는 컷-인 영역이 더 얇다. 웨이퍼의 컷-인 영역에서의 이러한 비평면성의 형태는 "컷-인 웨지(wedge)"로 지칭된다.
본 발명의 목적은 컷-인 영역에서 웨이퍼의 각각의 전방 및 후방측의 평면도 및 평행도를 높이면서 원통형 가공물로부터 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 방법은 축과 그 축에 평행하게 가공물의 측방면에 마련되는 노치를 갖는 원통형 가공물로부터 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법으로서, 상기 노치 내의 헤드 단부와의 폼 피팅(form fit)으로 전방측으로부터 후방측까지 피팅되고 말단 단부(foot end)가 노치로부터 돌출되는 컷-인 빔(cut-in beam)을 상기 가공물 상에 마련하는 단계, 와이어 소우(wire saw) 이송 장치에 의해 상기 와이어 소우의 원통형 와이어 가이드 롤러의 축에 평행한 축을 갖는 가공물을 유지하는 단계, 상기 이송 장치에 의해 상기 컷-인 빔과 상기 가공물을 이송 방향으로 이동시키는 단계로서, 상기 이송 방향은 평면형 와이어 웹을 통해 수직인 방향이며, 상기 와이어 웹은, 상기 와이어 가이드 롤러의 내의 홈에 의해 상기 와이어 가이드 롤러 주변에 나선으로 복수 회 가이드되는 와이드의, 상기 와이어 가이드 롤러의 축에 수직하고 서로 평행하게 배열된 섹션들로 이루어지며, 상기 와이어 웹에 대하여 상기 컷-인 빔은 먼저 말단 단부에 의해 이동되고 상기 가공물은 먼저 상기 노치에 의해 이동되는 것인, 상기 컷-인 빔과 상기 가공물의 이동 단계, 연마 작용제로서 작용하는 연마재의 존재시의 동일한 원주 속도로 동일한 사상에서 와이어 가이드 롤러의 회전에 의해 상기 와이어 섹션을 길이 방향 와이어 방향으로 이동시키는 단계를 포함한다.
상기 컷-인 빔은 원통형 형상, 또는 길이가 높이보다 길고 높이는 폭 이상의 길이, 높이 및 폭을 갖는 몸체의 형상을 가지는 것이 바람직하다.
상기 컷-인 빔의 길이는 전방측으로부터 후방측까지 연장되며, 상기 컷-인 빔의 높이는 상기 헤드 단부와 상기 말단 단부 사이의 최대 수직 거리에 대응하며, 상기 컷-인 빔의 폭은 상기 와이어 섹션의 방향으로 상기 컷-인 빔의 최대 크기에 대응한다. 상기 컷-인 빔의 폭은 가공물의 외주 상의 노치의 폭과 같은 것이 바람직하다. 상기 컷-인 빔은 상기 와이어 섹션에 걸쳐 수직으로 배열된 홈을 가지는 것이 바람직하다.
상기 컷-인 빔의 높이는 상기 전방측과 후방측 사이에서 일정하거나, 상기 노치로부터 돌출되는 컷-인 빔의 말단 단부가 상기 후방측 측으로 점점 더 짧아지도록 상기 전방측으로부터 후방측까지 감소한다. 이에 대응하여, 상기 와이어 섹션은 상기 와이어 섹션과 상기 와이어 웹의 시작부 사이의 와이어 경로가 길어질수록 상기 컷-인 빔 내로 추후에 상응하여 침투된다.
상기 이송 방향으로 상기 말단 단부의 단면의 형태는 상기 컷-인 빔의 길이에 걸쳐 변할 수 있다. 바람직하게, 해당 형상은 상기 말단 단부의 하단에서 점증적으로 웨지 형상가 된다. 본 발명은 일반적인 형식으로 아래에 기술된다.
컷-인 빔은 그 단면적이 서로 거울 대칭적으로 반대로 놓인 가공물 축에 수직한 제1 길이의 2개의 상호 평행한 라인과 제2 및 제3 길이의 2개의 곡선에 의해 각기 둘러싸인 몸체로 형성되는데, 여기서 제1 길이는 제2 및 제3 길이보다 길고, 제1 곡선은 모든 단면적에 대해 동일하다. 제1 곡선은 원호형으로, 그 반경은 노치의 반경과 동일하고, 그 기울기는 상기 2개의 라인의 기울기로 계속적으로 합쳐지며, 컷-인 빔은 해당 컷-인 빔의 모든 단면적의 제1 곡선을 포함하는 표면의 일부가 가공물의 노치 내로 삽입된다.
2개의 상호 평행한 라인의 제1 길이는 컷-인 빔의 시작부로부터 말단부까지 일정할 수 있다. 따라서, 컷-인 빔은 원통형이며, 가공물과 컷-인 빔이 와이어 소우의 와이어 웹으로 이송될 때, 와이어 웹의 모든 와이어 섹션은 이송 방향으로 와이어 웹에 가장 가까이 놓인 컷-인 빔의 측방 라인 내로 동시에 그리고 해당 측방 라인을 따라 절단을 행한다.
2개의 상호 평행한 라인의 제1 길이는 잉곳 시작부로부터 잉곳 말단부로 감소될 수 있다. 그에 따라, 컷-인 빔은 대략적으로 웨지형 몸체를 가지며, 가공물이 와이어 웹으로 이송될 때, 컷-인 빔은 잉곳 시작부에 가장 근접되게 놓여진 와이어 섹션에 의해 먼저 절단된 후, 이송 방향으로 와이어 웹이 가장 가까이 놓인 측방 라인을 따라 추가의 와이어 섹션들에 의해 이후 연속적으로 차례로 절단되며, 최종적으로 잉곳 말단부에 가장 가까이 있는 와이어 섹션에 의해 절단된다.
바람직하게, 제1 길이는 잉곳 시작부로부터 잉곳 말단부로 점진적으로 감소된다. 특히 바람직하게, 제1 길이는 잉곳 시작부로부터 잉곳 말단부로 큰 폭으로 점증하며; 와이어 웹의 와이어 섹션이 컷-인 빔 내로 절단을 행하는 엣지는 구체적으로 소정의 라인일 수 있다.
본 발명의 방법은 바람직하게는, 컷-인 빔의 돌출부, 즉 노치로부터 돌출되는 말단 단부의 절단 중에, 와이어 웹의 이송 방향으로의 휨이 시작된 후 가공물을 통한 절단 중에 일정하게 유지되도록, 실시된다.
컷-인 빔은 가공물의 노치에 접착 결합될 수 있다.
바람직하게, 제1 길이는 이 경우 컷-인 빔을 사용하지 않는 가공물의 이전의 절단으로부터 얻어진 웨이퍼들이 그 전방 및 후방측이 동일한 방향으로 평면 편이되는 것에 의해, 즉 컷-인 웨이브 또는 컷-인 웨지를 겪는 것에 의해 절단 깊이와 동일하게 선택된다.
컷-인 빔의 길이 방향에 수직한 컷-인 빔의 단면의 엣지 라인의 일부인 제2 곡선은 적어도 2개의 섹션으로 분할될 수 있는데, 해당 2개의 섹션은 공통의 정점에 의해 연결된다. 와이어 웹의 와이어 섹션이 컷-인 빔 내로 절단을 행하는 모든 지점을 포함하여 컷-인 빔의 길이 방향을 따르는 컷-인 빔의 표면의 라인은 가공물 축에 수직한 컷-인 빔의 모든 단면의 정점에 의해 형성된 엣지와 동일하다.
컷-인 빔의 제2 곡선은 와이어 웹에 평행한 라인을 포함할 수 있다.
컷-인 빔의 제2 곡선은 해당 기울기가 2개의 평행한 라인 내로 일정하게 합쳐지는 원호인 것이 바람직하다.
컷-인 빔의 재료는 가공물의 재료와 유사한 침식 거동을 가진다.
컷-인 빔의 재료는 예컨대, 등록 상표 DURAN으로 판매되는 유리, 특히 바람직하게는 보로실리케이트 유리 등의 유리인 것이 바람직하다.
컷-인 빔은 와이어 웹을 향하는 측면에 와이어 웹의 와이어 섹션에 평행한 홈, 정확하게는 이송 방향으로 소정 거리로 정확히 하나의 와이어 섹션을 커버하는 하나의 홈을 구비할 수 있다. 상기 홈들은 컷-인이 일어나는 컷-인 빔의 표면의 일부에 형성된다. 이 경우의 홈은 절단 장치의 와이어 웹을 형성하는 와이어 섹션에 평행하게 연장된다. 바람직하게, 상기 홈들은 각각의 홈이 정확히 하나의 와이어 섹션을 커버하고 각각의 와이어 섹션은 절단 방법을 행할 때 가공물이 와이어 웹으로 이동되는 방향으로 소정 거리를 두고 정확히 하나의 홈을 커버하도록 서로 분리된다. 와이어 웹의 와이어 섹션이 컷-인 빔 내로 절단을 행할 때, 정확히 하나의 와이어 섹션이 각각의 홈 내에 정확하게 놓여지게 된다.
또한, 홈들은 이전의 절단에서 얻어진 웨이퍼의 컷-인 웨이브 또는 컷-인 웨지의 크기보다 큰 절단 깊이에 대한 이전의 절단 처리의 절단 자국이 각기 연장된 각각의 평면이 정확히 하나의 홈을 포함하도록 위치될 수 있다. 따라서, 홈들은 계속되는 가공물의 절단 중에 가공물의 축방향으로 무-부하의 평형 위치에 자리하는 와이어 웹의 와이어 섹션의 위치에 대응하는 위치에 배열된다. 이들 위치는 와이어 섹션이 컷-인 빔이 없는 상태로 가공물을 절단하게 되는 위치와 다를 수 있으므로, 홈이 형성된 컷-인 빔을 사용시, 와이어 섹션은 와이어 섹션의 추후의 무-부하 평형 위치에 대응하는 위치로 컷-인 빔을 절단시 이미 가압된 상태이다. 따라서, 컷-인 웨이브의 형성을 피할 수 있다.
본 발명의 방법은 일방향의 길이 방향 와이어 이동 방식 또는 길이 방향 와이어 이동 방향의 반복적인 연속 역전 이동 방식(왕복 스텝 방법)으로 수행될 수 있다.
본 발명의 방법은 연마재가 현탁액 형태로 와이어에 공급되는 래핑일 수 있다.
본 발명의 방법은 연마재가 와이어의 표면에 고착된 연마일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일례에 따라 컷-인 웨지와 컷-인 웨이브가 없는 잉곳의 시작부에서의 웨이퍼 두께와 웨이퍼 형태의 프로파일을 보여준다.
도 2는 비교예에 따라 컷-인 웨지가 있는 잉곳의 시작부에서의 웨이퍼 두께와 웨이퍼 형태의 프로파일을 보여준다.
도 3은 비교예에 따라 컷-인 웨지가 있는 잉곳의 웨이퍼 두께와 웨이퍼 형태의 프로파일을 보여준다.
도 4는 비교예에 따라 연장된 컷-인 웨이브가 있는 잉곳의 웨이퍼 형태의 프로파일을 보여준다.
도 5는 비교예에 따라 안장-형태의 두께, 컷-인 웨지 또는 컷-인 웨이브를 갖는 웨이퍼를 보여준다.
도 6은 비교예에 따라 가변적인 와이어 휨을 보이는 절단 프로파일을 보여준다.
도 7은 본 발명의 일례에 따라 컷-인 빔이 노치에 피팅되고 잉곳 내의 와이어 휨이 일정한 상태의 잉곳의 절단 프로파일을 보여준다.
도 8은 본 발명의 일례에 따라 컷-인 빔이 노치 내에 피팅된 잉곳을 보여준다.
도 9는 본 발명의 일례에 따라 컷-인 홈을 가지고 노치에 피팅된 컷-인 빔을 갖는 잉곳을 보여준다.
도 10은 본 발명의 일례에 따라 절단 깊이의 함수로서의 이송 속도의 프로파일을 보여준다.
도 11은 잉곳의 웨이퍼의 위치의 함수로서 2 부분(컷-인 웨지) 간의 차이와 컷-인 영역과 나머지 영역에서의 웨이퍼 두께의 프로파일을 보여준다.
도 12는 잉곳의 웨이퍼의 위치의 함수로서 컷-인 웨이브의 프로파일을 보여준다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 잉곳 이송 방향으로 큰 크기를 갖는 컷-인 빔을 보여준다.
도 14는 이송 방향으로 웨이퍼 대각선을 따라 컷-인 영역 및 나머지 영역에서의 웨이퍼 두께, 와이어 진입 영역과 최대 구속 딜이의 와이어 진출 영역에서의 최소 웨이퍼 두께의 프로파일을 보여준다.
도 15는 그 크기가 잉곳 시작부로부터 잉곳 말단부로 잉곳 이송 방향으로 크게 단조 증가하는 컷-인 빔을 갖는 잉곳의 단면 프로파일을 보여준다.
참조 부호의 리스트
1: 웨이퍼;
2a: 최대 와이어 맞물림 길이의 영역에서의 와이어-진입 측의 안장형으로 감소된 웨이퍼 두께;
2b: 최대 와이어 맞물림 길이의 영역에서의 와이어-진출 측의 안장형으로 감소된 웨이퍼 두께;
3: 대각선 두께 및 형상 프로파일의 측정 길이;
4a: 와이어-진입 측 두께와 형상 프로파일의 현(chord) 측정치;
4b: 와이어-진출 측 두께와 형상 프로파일의 현(chord) 측정치;
5: 노치;
6: 컷-인 웨지;
7: 컷-인 웨이브;
8: 웨이퍼의 전방측과 후방측 사이이 중간 표면;
9: 웨이퍼 대각선을 따른 웨이퍼 두께의 프로파일;
10a: 최대 와이어 맞물림 길이의 영역에서 와이어-진입 측 현 측정치를 따른 웨이퍼 두께의 프로파일;
10b: 최대 와이어 맞물림 길이의 영역에서 와이어-진출 측 현 측정치를 따른 웨이퍼 두께의 프로파일;
11: 웨이퍼 대각선을 따른 웨이퍼 형태의 프로파일;
12: 웨이퍼가 컷-인 웨지를 가질 수 있는 절단 깊이;
13: 잉곳;
14: 원통형 컷-인 빔;
15: 와이어;
16: 가변적인 와이어 휨;
17: 잉곳 부분의 관통부;
18: 일정한 와이어 휨;
19: 컷-인 빔 부분의 관통부;
20: 이송 방향으로 크기가 큰 원통형 컷-인 빔;
21: 웨이퍼가 컷-인 웨지 또는 컷-인 웨이브를 가질 수 있는 절단 깊이;
22: 이송 방향으로 크기가 큰 컷-인 빔의 최대 크기(노치로부터 돌출된 컷-인 빔의 말단부의 높이);
23: 접착 조인트;
24: 홈;
26: 이송 속도의 프로파일;
27: 컷-인 빔의 영역에서의 최고 이송 속도;
28: 잉곳의 영역에서의 낮은 맞물림 길이-의존 이송 속도;
29: 잉곳 장착 빔의 영역에서의 이송 속도;
30: 잉곳에서의 웨이퍼의 위치의 함수로서 컷-인 영역에서의 최소 웨이퍼 두께의 프로파일;
31: 잉곳에서의 웨이퍼의 위치의 함수로서 컷-인 영역 외부의 중심 웨이퍼 두께의 프로파일;
32: 잉곳에서의 웨이퍼의 위치의 함수로서 컷-인 영역에서의 최소 두께와 컷-인 영역 외부의 중심 웨이퍼 두께 간의 차이의 프로파일("컷-인 웨지");
33: 잉곳에서의 웨이퍼의 위치의 함수로서 컷-인 웨이브의 프로파일;
34: 웨이퍼의 노치에 폼 피팅으로 연결된 제1 컷-인 빔 곡선;
35: 서로 거울 대칭적으로 반대로 놓여진 컷-인 빔의 각각의 제1 길이의 동일 길이의 라인 쌍;
36: 컷-인 빔의 제2 곡선;
38: 잉곳에서의 웨이퍼의 위치의 함수로서 최대 와이어 맞물림 길이의 영역에서의 와이어 진출 측의 최소 웨이퍼 두께의 프로파일;
39: 잉곳에서의 웨이퍼의 위치의 함수로서 최대 와이어 맞물림 길이의 영역에서의 와이어 진입 측의 최소 웨이퍼 두께의 프로파일;
40a: 웨이퍼가 컷-인 웨이브를 가질 수 있는 최소 절단 깊이;
40b: 웨이퍼가 컷-인 웨이브를 가질 수 있는 최대 절단 깊이;
41: 잉곳 시작부로부터 잉곳 말단부까지 잉곳 이송 방향으로 크기가 감소되는 컷-인 빔;
42a: 잉곳 시작부;
42b: 잉곳 말단부
43a: 웹 시작부(소잉 웹에서 제1 와이어 섹션);
43b: 웹 말단부(소잉 웹에서 최종 와이어 섹션);
44a: 잉곳 시작부로부터 잉곳 말단부까지 잉곳 이송 방향으로 크기가 감소되는 컷-인 빔의 시작부(전방측);
44b: 잉곳 시작부로부터 잉곳 말단부까지 잉곳 이송 방향으로 크기가 감소되는 컷-인 빔의 말단부(후방측);
45a: 잉곳 시작부로부터 잉곳 말단부까지 잉곳 이송 방향으로 크기가 감소되는 컷-인 빔의 절단시 와이어 웹 시작부에서의 가변적인 와이어 휨;
45b: 잉곳 시작부로부터 잉곳 말단부까지 잉곳 이송 방향으로 크기가 감소되는 컷-인 빔의 절단시 와이어 웹 말단부에서의 가변적인 와이어 휨;
46: 와이어 웹이 절단을 행하는 컷-인 빔의 측방면;
47: 종료 지점;
48: 가공물을 와이어 웹으로 이동시키는 방향의 컷-인 빔의 일정한 크기;
49: 컷-인 빔의 길이 방향에 수직한 컷-인 빔의 단면;
CD: 절단 깊이(잉곳의 이송 방향으로의 절단 깊이: CD);
T: 두께(T);
TE: 최대 맞물림 길이의 영역에서의 와이어-진입 측 최소 두께(진입 두께: TE);
TS: 이송 속도(테이블 속도: TS);
TX: 최대 맞물림 길이의 영역에서의 와이어-진출 측 최소 두께(진출 두께: TX);
W: 형상(파형: W);
WP: 잉곳에서의 웨이퍼의 위치(웨이퍼 위치: WP).
본 발명은 도면 및 설명을 참조로 하기에 상세히 설명된다.
와이어 소잉(wire sawing)에 의한 원통형 잉곳(ingot)의 절단시, 통상적으로 전방측과 후방측이 서로 무관하게 임의로 만곡되는 원통형의 웨이퍼들이 얻어진다. 다시 말하면, 전방측과 후방측들은 원통체의 베이스와 상부면과 같이 서로에 대해 완전히 평면-평행하게 연장되지 않는다. 그러나, 이러한 웨이퍼의 경우, 공통의 투영 평면으로 투영시 전방 및 후방측의 투영면들은 여전히 크기와 모양이 일치하므로, 전방 및 후방측의 엣지 라인의 상호 대응하는 지점들 통과하는 직선 라인은 원통체의 경우와 같이 서로 평행하게 연장된다. 따라서, 일정한 거리를 제외하고, 원통형 웨이퍼는 전방 및 후방측에 의해 전적으로 그려진다.
측방면의 직선에 평행하게 연장되는 직선에 의해 원통형 웨이퍼의 전방 및 후방측이 교차되는 지점들은 전방 및 후방측의 상호 할당된 지점으로서 간주될 수 있다. 전방 및 후방측의 할당된 지점의 상대적인 공간 배열은 언제나 정확히 하나의 두께-형성 성분과 정확히 하나의 형상-형성 성분의 합으로서 기술될 수 있다. 이것은 전반적으로 그리고 모든 원통형 웨이퍼에 대한 제한이 없이 적용된다.
두께-형성 성분은 정확하게는 웨이퍼 내에서 선택된 기준 평면에 각각 수직한 법선과 웨이퍼의 전방 및 후방측 간의 교차 지점으로부터 해당 기준 평면까지의 거리들의 합의 세트를 포함한다. 형상-형성 성분은 정확하게는 상기 기준 평면의 각각의 법선과 웨이퍼의 전방 및 후방측 간의 교차 지점으로부터 해당 기준 평면까지의 거리들의 차이의 세트를 포함한다.
따라서, 일정한 두께를 갖지만 임의의 형상을 갖는 웨이퍼는 기준 평면의 각 법선과 전방 및 후방측 간의 교차 지점으로부터 기준 평면까지의 거리들의 합이 일정하지만, 대응하는 차이들의 세트는 임의적이다. 반대로, 임의의 두께를 갖지만 일정한 형상을 갖는 웨이퍼는 기준 평면의 각각의 법선과 전방 및 후방측 간의 교차 지점으로부터 기준 평면까지의 거리들의 차이가 일정하지만, 대응하는 합의 세트는 임의적이다.
전방 및 후방측 상의 모든 쌍의 상호 할당된 지점들의 개별 연결 라인의 절반부 상의 모든 지점의 세트를 포함하는 표면은 전방 및 후방측의 중간 표면으로서 지칭될 수 있다. 임의의 두께 및 평면형의 웨이퍼의 중간 표면은 언제나 평면이다. 일정한 두께 및 임의의 형상의 웨이퍼의 중간 표면은 전체적으로 곡면형이고 정확하게는 전방 및 후방측의 형상-형성 성분을 반영한다.
이러한 맥락에서, 본 발명은 불규칙한 컷-인의 전반적인 문제점이 두께-형성 성분과 형상-형성 성분으로 세분되고 그리고 이들 두께-형성 성분과 형상-형성 성분은 다른 원인을 가지고 있어서 결국 서로 독립적이며 따라서 다른 방법으로 서로 따로 해결할 필요가 있다는 관찰을 기초로 한다. 컷-인의 영역에서 이상적으로 평면-평행한 전방 및 후방측에서 벗어난 두께-형성 성분은 "컷-인 웨지(cut-in wedge)"로 지칭될 수 있고, 이상적인 형상에서 벗어난 형상-형성 성분은 "컷-인 웨이브(cut-in wave)"로 지칭될 수 있다.
와이어 소잉 절단된 웨이퍼의 다른 전형적인 형상적 결함은 물론, "컷-인 웨지"와 "컷-인 웨이브"란 용어는 도 5에 예시된다. 도 5a는 왕복 스텝 방법에 따른 와이어 래핑에 의해 절단된 웨이퍼(1)를 개략적으로 나타내는데, 해당 웨이퍼는 노치(5)를 가지고 전방 및 후방측 모두가 거의 완전한 평면도 및 평행도를 가진다. 결국, 전방 및 후방측 사이의 중간 표면(8)은 평면형이다.
전체적인 웨이퍼의 형상을 평가하기 위해서는 적절히 선택된 측정 라인을 따라 두께와 형상을 측정하는 것으로 충분하다. 웨이퍼의 전체 표면적에 대한 측정은 특히 웨이퍼가 왕복 스텝 방법에 의해 절단된 경우가 아니면 필요치 않은데, 이는 와이어 이동의 반복적인 방향 역전에 기인하여 두께 및 형상 프로파일이 길이 방향 와이어 방향이 수직으로 연장되는 이송 방향의 웨이퍼 대각선에 대해 대략적으로 거울 대칭을 이루기 때문이다. 참조번호 3은 이송 방향의 웨이퍼 대각선을 따른 측정 라인을 지시하고; 4a 및 4b는 잉곳에 대한 와이어의 맞물림 길이가 절단 과정 중 가장 긴 웨이퍼의 영역에 걸쳐 이송 방향의 대각선에 평행하게 연장되는 현을 따른 측정 라인을 지시한다.
최대 맞물림 길이의 영역에서, 와이어 래핑 중 소재의 제거를 야기하는 슬러리의 고갈에 기인하여 잉곳의 중심에 특히 얇은 절단 자국이 생기므로, 웨이퍼는 그곳이 가장 두껍다. 가능한 한 전체가 일정한 웨이퍼 두께로 만들기 위해, 이것은 잉곳의 저속 이송에 의해 또는 최대 맞물림 길이의 영역에서 이송 거리의 함수로서 와이어 길이를 길게 사용하는 것에 의해 보상된다. 양자의 수단은 절단 자국을 넓혀서 웨이퍼 두께를 작게 한다. 이 때문에 그리고 절단 자국에서 맞물림 길이의 길이 방향 와이어 이동의 방향의 슬러리 고갈에 기인하여, 웨이퍼는 나머지 중간부보다 와이어 진입 측이 더 얇다.
왕복 스텝 방법에서 와이어 동작 방향의 반복적 역전에 기인하여, 왕복 방법에 의해 가공물로부터 절단된 웨이퍼는 최대 맞물림 길이의 영역에서 감소된 두께를 갖는 2개의 영역, 즉 순수 와이어 이동의 방향에서 볼 때 와이어 진입 측의 두께가 더 크게 감소된 영역(2a)과 순수 와이어 이동의 방향에서 볼 때 와이어 진출 측의 두께가 덜 크게 감소된 영역(2b)을 갖는다.
영역(2a)은 다른 영역(2b)보다 두께가 다소 더 크게 감소되는데, 이는 와이어가 와이어 래핑 중 와이어의 순수 이동 방향으로의 마모에 기인하여 일정 정도 두께 감소되기 때문이다. 일방향의 길이 방향 와이어 이동을 수반하는 와이어 래핑은 최대 맞물림 길이의 영역에서 와이어 진입 측에만 두께 감소를 야기할 수 있다. 그러나, 마모에 따른 와이어 두께의 감소에 기인하여, 이는 길이 방향 와이어 이동 방향으로 웨이퍼 두께가 전체적으로 크게 증가되게 할 수 있다. 일방향 와이어 이동에 따른 와이어 래핑에 의해 절단된 웨이퍼의 두께는 와이어 이동 방향으로 강한 웨지형의 프로파일을 갖는다. 따라서, 일방향 절단은 가능한 한 일정한 두께를 갖는 웨이퍼의 제조에 부적합하다.
와이어 연마에 의해 절단된 웨이퍼는 최대 맞물림 길이의 영역에 감소된 두께를 갖는 영역(2a, 2b)을 갖지 않는데, 이는 소재 침식을 가져오는 연마재가 와이어에 고착되어 있어서 길이 방향 와이어 이동의 방향으로 고갈되지 않기 때문이다.
도 5b는 왕복 스텝 방법에 의한 와이어 래핑에 의해 절단된 웨이퍼를 개략적으로 보여주고 있는데, 해당 웨이퍼는 래핑에 고유한 안장형 두께 감소부(4a, 4b) 이외에, 컷-인 영역에 두께 감소부, 즉 컷-인 웨지(6)를 가진다. 두께가 불균일한 뿐 형태는 불균일하지 않으므로, 이러한 웨이퍼의 중간 표면(8)은 평면형이다.
도 5c는 왕복 스텝 방법에 의한 와이어 래핑에 의해 절단된 웨이퍼를 개략적으로 보여주고 있는데, 해당 웨이퍼는 그 전방 및 후방측에 동일 방향으로 곡면부, 즉 컷-인 웨이브(7)를 갖는다. 컷-인 웨이브는 형상-형성에 대한 기하학적 결함이고, 그리고 안장부(2a, 2b)를 제외하고 웨이퍼 두께가 일정하므로, 중간 표면(8)은 컷-인 영역에서 전방 및 후방측에 평행하게 만곡된다. 중간 표면의 프로파일은 전방 및 후방측의 전체 프로파일 중 형상-형성 성분을 정확하게 반영한다.
도 5d는 마지막으로 왕복 스텝 방법에 따른 와이어 래핑에 의해 절단된 웨이퍼를 개략적으로 보여주고 있는데, 해당 웨이퍼는 서로 중첩되는 컷-인 웨지(6)와 컷-인 웨이브(7)를 모두 포함한다. 그러면 중간 표면(8)은 두께-형성 성분과 형상-형성 성분 모두를 포함한다.
이러한 맥락에서, 본 발명은 특히, 와이어 소잉에 의해 잉곳으로부터 절단된 와이퍼의 경우, 컷-인 웨지를 가지지만 컷-인 웨이브를 가지지 않거나, 컷-인 웨지는 없지만 컷-인 웨이브를 가진다는 관찰을 기초로 한다. 이들 모두를 갖는 다른 웨이퍼도 존재한다.
도 1a는 비교예로서 본 발명에 따르지 않는 왕복 스텝 래핑 방법에 의해 300 mm 실리콘 단결정으로부터 절단된 잉곳 시작부로부터의 웨이퍼에 대해 잉곳 이송 방향의 웨이퍼 대각선[도 5a의 측정 라인(3)]을 따른 마이크로미터의 웨이퍼 두께(T)의 프로파일(9)을 보여준다. x-축은 밀리미터 단위의 절단 깊이(CD)를 지시한다.
잉곳 내의 컷-인은 0 mm에 있고, 300 mm에 진출부가 있다. 곡선(10a)은 짧은 측정 라인(4a)(도 5a)을 따른 와이어의 순수 이동의 방향을 따른 와이어 진입 측의 두께 프로파일이고; 곡선(10b)은 측정 라인(4b)(도 5a)을 따른 순수 이동의 방향을 따른 와이어 진출 층의 두께 프로파일이다. 마모에 따른 와이어 두께 감소에 기인하여, 순수 와이어 이동 방향으로 와이어 진입부에서 절단 자국이 넓혀짐으로써 웨이퍼는 와이어 진출부(10b)에서보다 10a의 위치가 더 얇다.
도 1b는 도 1a에 두께 프로파일을 나타낸 동일한 웨이퍼에 대해 잉곳 이송 방향으로 대각선을 따른 마이크로미터 단위의 웨이퍼 형상(W)(파형)의 프로파일(11)을 보여준다. 웨이퍼는 컷-인 웨이브를 가지지 않는다.
두께 프로파일(9, 10a, 10b)과 형상 프로파일(11)("파형")은 정전 용량 측정 방법에 의해 결정되었다. 측정 프로브는 2개의 전극을 포함하는데, 해당 2개의 전극은 서로 반대로 놓이고 웨이퍼가 통과 이동되는 사이에 배치되어 프로브 쌍은 웨이퍼의 전방 및 후방측상의 소정 거리의 원하는 측정 라인을 따라 이동된다. 하나의 전극은 웨이퍼의 전방측 위로 짧은 거리에 배열되고, 나머지 전극은 웨이퍼의 후방측 위로 짧은 거리에 배열된다. 전극은 각각 웨이퍼의 전방 및 후방측에 캐패시터를 형성한다. 이들 2개의 캐패시터의 캐피시턴스는 교류 전기장에 의해 결정된다. 캐패시턴스는 각각의 전극과 이와 마주하는 웨이퍼 측면 사이에 있는 공기 갭의 두께에 정확히 반비례한다. 이 방식으로 결정된 전방 측 및 후방 측의 공기 갭 두께의 합은 측정 전극의 서로로부터의 거리에 의해 결정되는 상수 내에서 웨이퍼 두께로 주어지며; 상기 공기 갭 두께의 차이는 웨이퍼 형상(파형)을 제공한다.
도 2a는 동일한 잉곳으로부터 잉곳의 말단측 웨이퍼의 두께 프로파일(9)이 도 1에 그 두께 및 형상 프로파일을 나타내고 있는 잉곳 시작측 웨이퍼가 취해지는 시점으로부터의 두께 프로파일임을 보여준다. 웨이퍼 두께가 크게 감소된 영역(6), 즉 컷-인 웨지를 확실히 볼 수 있다. 컷-인 웨지는 약 15 mm의 최대 절단 깊이(12)까지 이른다. 컷-인 웨지가 도달하는 한계인 최대 절단 깊이는 300 mm의 전체 절단 길이에 비해 항상 작음(15 mm << 300 mm)을 알 수 있다. 도 2b는 이러한 웨이퍼의 형상(파형)의 프로파일(11)을 보여준다. 왕복 스텝 와이어 래핑 방법에 의해 절단된 잉곳은 그 웨이퍼 두께 및 형상이 도 1a 및 도 2a에 그리고 도 1b 및 도 2b에 각각 예시되고 있으며, 따라서 해당 잉곳은 잉곳 시작부에 컷-인 웨지도 컷-인 웨이브도 갖지 않지만 잉곳 말단부에는 두드러진 컷-인 웨지만 존재하고 여전히 컷-인 웨이브는 존재하지 않는다.
도 3a는 추가의 비교예로서 도 1 및 도 2에 웨이퍼 두께 및 형상을 보여주고 있는 웨이퍼와 달리 다른 잉곳의 시작부로부터의 웨이퍼의 두께 프로파일(9)을 보여준다. 도 3b는 두께 프로파일이 도 3a에 예시된 웨이퍼와 동일한 웨이퍼의 형상 프로파일(11)을 보여준다. 해당 웨이퍼는 컷-인 웨지를 갖지 않지만, 약 15 mm의 절단 깊이(40a)까지 연장되는 컷-인 웨이브(7)를 가진다. 도 2a 및 도 2b에 두께 및 형상을 나타내고 또는 컷-인 웨지를 가지지만 컷-인 웨이브가 없는 웨이퍼에 비해, 도 3a 및 도 3b에 두께 및 형상을 나타낸 웨이퍼는 컷-인 웨지를 가지지 않지만 두드러진 컷-인 웨이브가 존재한다.
마지막으로, 도 4는 왕복 스텝 방법에 따른 와이어 래핑에 의해 절단되는 다른 잉곳으로부터 얻어지는 다른 웨이퍼의 형상(W)(파형)의 프로파일(11)의 마지막 비교예를 보여준다. 해당 웨이퍼는 약 75 mm의 매우 깊은 절단 깊이까지 연장되는 두드러진 컷-인 웨이브(7)를 가진다. 컷-인 웨지에 비해, 컷-인 웨이브는 더 이상 전체 절단 깊이(여기서는 300 mm)에 비해 크게 작은 것으로 여겨질 수 없는 절단 깊이까지 생길 수 있음을 알 수 있었다(75 mm < 300 mm).
요약하면, 다음과 같은 관찰 사항이 얻어졌다: 각각의 잉곳에서 컷-인 웨지를 갖는 웨이퍼가 존재한다. 컷-인 웨지는 잉곳 시작부에서 매우 작거나 심지어 전적으로 제로이지만; 잉곳 말단부에서는 언제나 크게 두드러진다. 잉곳 말단부로부터 컷-인 웨지를 갖는 웨이퍼의 컷-인 영역에서의 최소 두께는 최대 와이어 맞물림 길이의 영역의 와이어 진출부에서의 최소 두께보다 크게 작은 경우가 있으며, 통상적으로 최대 와이어 맞물림 길이의 영역의 와이어 진입부에서의 최소 두께보다 매우 작다.
따라서, 잉곳 말단부에서, 컷-인 웨지는 통상적으로 웨이퍼의 최소 두께와 관련하여 중요하다. 여기서, 컷-인 웨지는 특히 해로운데, 이는 소정의 상황하에서는 완전히 처리된 웨이퍼의 미리 정해진 목표 두께 아래로 가지않고 소잉 후의 웨이퍼의 형상적 결함을 교정하기 위해 와이어 소잉에 후속하는 처리 스텝에서 추가로 제거될 수 있는 소재의 양이 너무 적게 남아 있기 때문이다.
이것은 비교예로서 대각선 측정 라인(3)(도 5a)을 따라 컷-인 웨지 영역 외부로 측정된 중심 두께(TC)의 프로파일(31)과, 컷-인 웨지 두께(TI)의 프로파일(30) 및 상기 2개의 곡선(TC-TI) 간의 차이(32)를 보여주는 도 11에 의해 확인된다. x-축은 밀리미터 단위의 잉곳의 위치(가공물 위치: WP)를 나타낸다. 잉곳 시작부는 x=0 mm에 있으며, 잉곳 말단부는 x= 약 310 mm에 있다. 잉곳 말단부에서, 컷-인 웨지는 15 마이크로미터까지 웨이퍼의 전체 두께에 형성된다.
본 발명의 일부는 다음의 고려 사항을 기초로 한다: 컷-인 웨지는 잉곳 말단부에서 특히 두드러지는데, 이는 절단 시작부에서 와이어 웹이 실제적으로 새로운(거의 마모되지 않은) 두꺼운 와이어를 가지고 있고, 해당 와이어는 마모되지 않은 초기 상태의 와이어의 표면이 평탄하므로 많은 슬러리를 보유할 수 없기 때문에 컷-인 영역에서 층 두께를 얇게 한다. 구체적으로, 컷-인 영역에서 와이어 웹상의 와이어는 이전의 절단에서 장착 빔의 절단을 행한다. 전체 절단 시간을 짧게 하기 위해, 장착 빔은 어떤 마모도 잘 이루어지지 않아서 거의 그대로인 전체 직경을 갖는 와이어를 통한 절단시 예컨대, 탄소 또는 광물 함유된 플라스틱과 같이 가공이 용이한 재료로 이루어진다.
와이어 웹 시작부에서, 즉 초기 상태의 와이어가 이송 스풀로부터 직접 공급되는 영역에서, 와이어 래핑의 경우, 와이어는 직경-감소 인발 다이를 통해 와이어를 당길 수 있도록 하기 위해 고체 상태의 "윤활제'로서 와이어 인발 공정 중에 마련된 비철 금속 코팅을 여전히 보유한다. 이것은 노출형 강선보다 슬러리에 의한 것이 접착 정도가 덜하다. 이것은 강선의 여러 섹션을 여전히 비철 금속으로 커버하고 노출형 강선의 여러 섹션을 슬러리에 담근 다음, 제거 후 부착된 슬러리의 양을 판정한 접착 테스트에서 확인되었다. 여전히 비철 금속층으로 커버된 와이어 둘레의 슬러리 필름은 결과적으로 얇고 절단 자국은 좁다. 이것은 마모되지 않은 와이어에 의해 확장되는 절단 자국의 효과와 같아서, 잉곳 시작부 측에는 거의 컷-인 웨지가 형성되지 않는 것이 보통이다. 와이어의 비철 금속 코팅은 몇 개의 절단 자국을 통과 후 마모되어 없어지는데, 이는 비철 금속 코팅이 매우 얇아서 내마모성이 작기 때문이다. 잉곳의 중간부에서는 슬러리와 잘 접착되는 노출형 강선만이 가공물과 맞물림된다. 따라서, 보다 넓은 소잉 자국이 형성되므로 잉곳의 중간부 너머로 두드러진 컷-인 웨지가 전개된다. 노출형 강선의 표면를 더 거칠게 하는 것에 의해 슬러리 접착은 잉곳 말단부 측으로 더욱 향상되므로 사용된 와이어가 결국 잉곳을 떠나는 잉곳 말단부에서 컷-인 웨지가 가장 확실하게 두드러진다.
마모에 따른 와이어의 동시발생적인 두께 감소는 컷-인 웨지를 보상할 수 없는데, 이는 두께 감소가 컷-인 영역뿐만 아니라 전체 웨이퍼에 영향을 미치기 때문이다. 소잉 와이어의 두께 감소에 기인한 잉곳 시작부로부터 잉곳 말단부까지의 웨이퍼의 두께 증가는 전체 잉곳 위치에 걸쳐 동일한 중심 두께를 갖는 웨이퍼를 얻기 위해 와이어 웹 말단 측으로 연속적으로 감소하는 와이어 가이드 롤러의 와이어 가이드 홈의 간격에 의해 보상된다.
도 14는 측정되는 웨이퍼가 취한 축방향 가공물 위치(WP)의 함수로서 원통형 실리콘 잉곳으로부터 본 발명에 따른 와이어 래핑에 의해 절단된 웨이퍼의 컷-인 웨지의 프로파일의 예를 보여준다. 구체적으로, 컷-인 웨지(TI)의 최소 웨이퍼 두께의 프로파일(30), 컷-인 웨지 외측의 웨이퍼-대각선 측정 라인(3)(도 5a)을 따른 중심 웨이퍼 두께(TC)의 프로파일(31), 측정 라인(4b)(도 5a)을 따라 측정된 최대 맞물림 길이의 영역 내의 와이어 진출 측의 최소 웨이퍼 두께(TX)의 프로파일(38) 및 측정 라인(4a)(도 5a)을 따라 측정된 최대 맞물림 길이의 영역 내의 와이어 진입 측의 최소 웨이퍼 두께(TE)의 프로파일(39)이 표현된다. 모든 잉곳 위치에 대해 그리고 특히 잉곳 말단부에서, 컷-인 웨지와 관련된 최소 웨이퍼 두께는 최대 맞물림 길이의 영역 내의 와이어 진입 영역과 관련된 해당 두께보다 크고, 최대 맞물림 길이의 영역 내의 와이어 진출 영역과 관련된 해당 두께보다도 크다.
본 발명이 기초로 하는 시험과 고찰은 구체적으로 가공물을 와이어 웹 측으로 기울이거나 원추형의 와이어 가이드 롤러를 사용하지 않고, 먼저 웹 시작부 측의 와이어 섹션에 대해 그리고 나중에 웹 말단부 측의 와이어 섹션에 대해 컷-인 빔 내로의 절단에 의해, 웹 말단부 측의 와이어 섹션에 비해 웹 시작부 측의 와이어 섹션을 더 크게 "예비 마모시키는 것"에 의해 잉곳 시작부로부터 잉곳 말단부까지 증가하는 컷-인 웨지를 제거하기 위한 제안을 제시하였다.
상기 해법은 웨지형 컷-인 빔의 형태에서 찾아낸 것이다. 이것은 도 15에 예시된다. 도 15a-15c는 그 크기가 잉곳 이송 방향, 즉 잉곳의 시작부로부터 말단부까지의 높이, 즉 컷-인 빔의 전방 측과 후방 측 사이 또는 그 길이를 따라 연속 감소하는 컷-인 빔이 장착된 잉곳을 통한 절단 프로파일을 보여준다. 도 15a는 잉곳 말단 표면의 측면도(좌측 도면) 및 도면(우측 도면)으로 와이어 웹 시작부(43a)와 와이어 웹 말단부(43b)를 갖는 와이어 웹의 와이어(15)에 의한 컷-인 이전의 구성, 잉곳 시작부(42a)와 잉곳 말단부(42b), 및 잉곳 시작부(42a)에 할당된 컷-인 빔 시작부(44a)에서 이송 방향으로 그 크기가 잉곳 말단부(42b)에 할당된 말단부(44b)에서 이송 방향으로의 크기보다 큰 웨지형 컷-인 빔(41)을 보여준다. 컷-인 빔(41)은 잉곳(13)의 노치(5) 내로 형상 합치되도록 삽입되거나 거기에 접착 결합된다.
잉곳과 컷-인 빔이 와이어 웹으로 이송되면, 와이어 웹 시작부(43a)에 놓여진 와이어 섹션이 이송 방향으로 노치로부터 해당 위치(44a)로 가장 멀리 연장되는 웨지형 컷-인 빔 내로 먼저 절단이 행해진다. 이것은 도 5b에 예시된다. 수행된 절단 동작과 와이어 웹으로 잉곳의 추가적인 이송에 기인하여, 잉곳 시작부 측 soo로 절단을 행하는 와이어 섹션은 이송 방향으로 와이어 휨(45a)을 경험한다. 이러한 와이어 휨은 처음에는 필연적으로 가변적인데, 이는 와이어 휨이 제로(컷-인 이전)로부터 무한 값(절단 처리)까지 변하기 때문이다. 추가의 이송에 따라, 모든 추가의 와이어 섹션이 연속적으로 웨지형 컷-인 빔(41)으로의 절단이 이루어진다.
바람직하게, 컷-인 빔의 절단 중의 이송 속도는 모든 와이어 섹션이 잉곳(13) 내로 절단이 이루어지기 전에 컷-인 빔의 절단 말미에 최종적으로 모두가 일정한 와이어 휨(18)이 이루어지는 방식으로 선택된다. 이것은 잉곳의 절단 과정 내내 본 발명에 따라 일정하게 유지될 수 있다. 이것은 도 15c에 예시된다.
대략적으로 웨지형인 이러한 컷-인 빔에 의해, 컷-인 웨지는 완전히 그리고 모든 웨이퍼에 대해 잉곳의 전체 길이에 걸쳐 제거될 수 있다. 와이어의 마모와 그에 따른 두께 감소는 일정하게 일어나지만, 반드시 와이어가 통과되는 모든 맞물림 길이의 합에 비례하는 것은 아니라는 것을 알 수 있었다. 따라서, 컷-인 웨지가 각각의 가공물 위치에 대해 실제로 제거되는 방식으로, 축방향 가공물 위치의 함수로서 가공물의 와이어 웹으로의 이동 방향으로 컷-인 빔의 크기를 선택하는 것이 특히 바람직하다.
이에 필요한 정확한 컷-인 빔의 형상은 얻어진 웨이퍼의 나머지 커팅 웨지의 시간 절단 및 측정에 의해 신속하게 결정될 수 있다: 가공물의 축방향 위치에서 웨이퍼가 여전히 시험-컷으로부터의 컷-인 웨지를 가지고 있으면, 컷-인 빔의 크기는 후속의 절단에서 가공물이 와이어 웹으로 이동하는 방향으로 컷-인 빔의 대응하는 길이 방향 위치에서 증가되고; 컷-인 웨지가 제거 완료됨은 물론, 웨이퍼가 컷-인 영역에서 두께가 증가하면, 대응하는 위치에서 컷-인 빔의 크기는 후속의 절단에서 감소된다.
유사하게, 컷-인 빔의 전체 길이에 걸쳐 가공물이 와이어 웹으로 이동하는 방향으로 컷-인 빔의 크기를 일정하게 하고, 또한 그 대신에 가공물 시작부로부터 가공물 말단부까지 컷-인 빔의 단면적의 크기를 감소시킬 수 있다. 이를 위해, 통상은 와이어 웹이 가장 근접한 컷-인 빔의 부분이 시작부로부터 말단부까지 테이퍼지는 것으로 충분하다. 예를 들면, 컷-인 빔은 쉽게 구할 수 있는 입방체, 예컨대, 일측의 좁은 길이 방향 측면이 가공물의 노치의 윤곽에 따라 라운드 형태로 형성되고, 타측의 좁은 길이 방향 측면이 잉곳 시작부 측에서 처리되지 않고 잉곳 말단부 측으로 웨지형으로 점진적으로 연마된 평유리 빔으로 제조됨으로써, 와이어 웹의 와이어는 길이 방향의 와이어 방법에 평행한 라인을 따라 잉곳 시작부 측 내로 절단을 행하고 잉곳 말단부 측을 선단이 와이어 웹 측을 향하는 웨지 형상으로 절단을 행할 수 있다.
도 16은 가공물이 와이어 웹으로 이동되는 방향으로 일정한 크기(48)를 갖는 본 발명에 따른 컷-인 빔(20)의 예를 보여준다. 제1 곡선(34), 제2 및 제3 라인(35) 및 제2 곡선(36)은 컷-인 빔의 길이 방향에 수직으로 각각의 단면적(49)을 형성한다. 도 16의 개략적인 표현에서, 말단점(47)은 곡선(34, 36)과 라인(35)의 전이점을 각각 나타낸다. 컷-인 빔은 컷-인 빔의 길이 방향에 수직한 모든 단면적(49)의 제1 곡선(34)을 포함하는 빔의 표면의 일부를 따라 가공물의 노치 내로 폼 피팅으로 삽입되거나 접착 결합된다. 본 발명에 따르면, 모든 단면적(49)의 제1 곡선(34)은 동일하다. 도 16에 도시된 예에서, 라인(35)의 길이는 모든 단면적(49)에 대해 같고; 오직 제2 곡선(36)만 컷-인 빔(20)의 시작부(44a)로부터 말단부(44b)까지 그 길이와 형상이 변한다.
가공물이 와이어 웹으로 이동하는 방향으로 컷-인 빔의 일정한 크기(48)에 기인하여, 와이어 웹의 모든 섹션은 측방 표면(46)(도 16에서 빗금으로 표시됨) 내로 동시에 절단이 이루어진다. 그러나, 컷-인 빔의 시작부(44a)로부터 말단부(44b)까지 제2 곡선(36)의 길이가 감소하는데 기인하여, 컷-인 빔에 대한 와이어 웹의 와이어 섹션의 맞물림 길이는 컷-인 빔의 시작부(44a)로부터 말단부(44b)까지 감소된다. 컷-인 과정과 제2 곡선(36)에 의해 구획된 적어도 컷-인 빔을 통한 추가의 절단 중에, 와이어 웹의 개별 와이어 섹션은 컷-인 빔의 시작부(44a)로부터 말단부(44b)까지 마모가 감소됨으로써, 결국 두께 감소가 줄어들게 된다. 따라서, 절단 웨이퍼의 컷-인 영역은 잉곳 시작부로부터 잉곳 말단부까지 상대적으로 두꺼워진다. 컷-인 빔을 부착하지 않은 가공물 또는 일정한 단면적의 컷-인 빔을 부착한 가공물의 절단에 비해, 컷-인 두께는 증가하며, 잉곳 시작부로부터 잉곳 말단부까지 증가하는 컷-인 웨지는 잉곳의 전체 길이를 따라 보상된다.
컷-인 웨지는 적어도 잉곳 말단부 측에서 항상 생기지만, 컷-인 웨이브는 임의의 잉곳 위치에 생길 수 있거나 컷-인 웨이브가 생기지 않을 수 있다. 컷-인 웨이브의 원인은 컷-인시 갑작스런 기계적 또는 열적 부하의 변화인 것으로 추정된다. 기계적 원인은 예컨대, 잉곳 현수부와 이송 장치에서 잉곳의 장착 동작 또는 인장 상태의 와이어가 와이어 가이드 롤러 사이에서 나타내는 장력의 크기 및 방향의 변화일 수 있는데, 장력의 변화는 와이어 가이드 롤러의 베어링의 이동을 야기할 수 있다. 열적 원인은 예컨대, 낮은 열전도성 때문에 냉각에 의해서는 그다지 보상될 수 없는 개별 성분(잉곳, 와이어 가이드 롤러, 이송 장치, 기계 프레임)의 불균일한 열팽창(예, 홈이 밀링 가공되는 와이어 가이드 롤러의 플라스틱 코팅의 팽창)에 기인한 잉곳과 와이어 웹 사이의 상대 이동이다.
컷-인 웨이브의 발생은 와이어 가이드 롤러 세트의 코팅에서 홈의 수명에 따라 증가됨을 알 수 있었다. 컷-인 웨이브가 너무 많이 또는 두드러지게 생기는 경우, 와이어 가이드 롤러를 제거하고, 마모된 홈을 연마하여 제거하고, 새로운 홈을 마련하며, 소잉 장치 내에 와이어 가이드 롤러를 재설치하는 것이 필요하다. 때로, 이 경우, 사용된 홈을 측정시, 형상 변형을 찾을 수 없는데, 즉 연마와 추가의 마모에 따른 마모가 덜 한데, 이는 예컨대 탄성을 변화시키고 와이어 가이드 롤러의 길이에 걸쳐 탄성을 불균일하게 하거나 또는 와이어의 열전도성 및 열팽창을 변화시키는 슬러리 담지액의 글리콜 또는 오일을 흡수하는 코팅에 의해 홈과 코팅의 특성이 변형되기 때문이다.
상기 효과는 와이어 웹의 와이어 섹션이 추가의 절단 과정에서 기계적 열적 평형이 이루어진 후 설정되는 위치와 다른 잉곳의 축방향 위치에서 초기에 잉곳 내로 절단이 이루어지도록 한다. 이것은 임의의 단면적을 갖는 잉곳, 특히 절단 내내 일정한 맞물림 길이를 갖는 잉곳(입방체)에 대해 마련된다. 사각형이 아닌 다각형 또는 원형의 단면적의 경우, 맞물림 길이는 연속적으로 변하며, 절단 내내 평형이 이루어지지 않는데, 그럼에도 변화는 언제나 일정하고 예컨대, 잉곳, 시스템 성분-특히 와이어 가이드 롤러 등의 냉각과 같이 종래 기술에 알려진 수단에 의해 양호하게 보상될 수 있다.
잉곳이 컷-인 웨이브를 갖는 웨이퍼를 제공하면, 최강의 컷-인 웨이브를 갖는 웨이퍼는 잉곳 시작부, 잉곳 말단부 또는 잉곳 중간부에 놓일 수 있다. 컷-인 웨이브는 전체 절단 길이에 비해 작은 최대 절단 깊이까지 도달할 수 있으며; 300 mm의 원형 잉곳의 경우, 약 15 mm일 수 있다. 그러나, 전체 절단 길이에 비해 더 이상 작지 않은 최대 절단 깊이까지 도달할 수도 있는데; 300 mm의 원통형 잉곳의 경우, 75 mm 이상일 수 있다.
구체적으로, 웨이퍼가 절단되는 잉곳의 인접하는 축방향 위치로부터의 웨이퍼의 컷-인 웨지 및 컷-인 웨이브 모두는 컷-인 웨지 또는 컷-인 웨이브의 형상 및 크기에 관련하여 매우 작은 차이만 있으며, 그러한 차이는 절단이 이루어지는 잉곳의 축방향 위치가 서로 더 멀리 놓여질 때 비례하여 커진다.
도 12는 비교예로서 잉곳 길이(WP)의 함수로서 컷-인 웨이브(W)의 프로파일(33)을 보여준다. 선택된 비교예에서, 컷-인 웨이브는 잉곳 시작부에 제공되며, 잉곳의 중간부에서 최소이고, 잉곳의 말단부에서 최대이다. 유사하게, 컷-인 웨이브가 잉곳의 시작부 또는 중간부에서 가장 두드러지는 여러 비교예가 존재한다. 그러나, 모든 고찰 사항에 공통인 특징은 하나만 존재하는 경우의 컷-인 웨이브 또는 언제나 적어도 잉곳 망단부 측에 생기는 컷-인 웨지 모두는 인접하는 웨이퍼 사이에서 약간만 변한다는 것이다. 컷-인 웨이브 및 웨지는 언제나 길이 방향 잉곳 위치에 걸쳐 장-범위 연관성을 가지며; 컷-인 웨이브 또는 컷-인 웨지는 하나의 웨이퍼에 그리고 인접하는 웨이퍼에 생기지 않는다.
본 발명에 따른 방법에서, 잉곳은 그 노치가 와이어 웹을 향하고 컷-인 빔이 가공물의 노치 내로 폼 피팅으로 삽입되도록 장착 빔 상에 장착된다. 컷-인 빔은 가공물의 재료와 유사한 재료 제거의 거동을 갖는 재료로 이루어져야 한다. 실리콘 잉곳을 절단하려 하는 용례에서, 유리로 된 컷-인 빔이 유리한 것으로 확인되었다. 유리는 실리콘과 유사한 재료 제거 거동을 갖는다. 유사한 재료 제거 거동은 유사한 재료 제거 상태가 생기는 거동임이 확인되었다.
본 발명에 따른 방법은 다수의 장점을 가진다: 컷-인 빔과 노치 간의 폼 피팅은 다수의 와이어 섹션이 컷-인 빔 내로 절단시 가공물에 작용하는 전단응력이 양호하게 소실되게 한다. 따라서, 컷-인 빔과 가공물 간의 결합은 가공물과 컷-인 빔 표면에 대해 매우 적은 접착(표면 결합)과 낮은 점착(접착 물질 유지력)을 갖는 것이 필요하거나 또는 가공물과 컷-인 빔 사이의 계면를 완전히 커버할 필요가 없는(점 결합) 접착제에 의해 이루어질 수 있다. 따라서, 접착제는 구매 가능한 접착제의 광범위한 선택으로부터 얻어질 수 있으며, 접착 결합은 구체적으로 표면의 일부에만 행해질 수 있다.
무산소 경화 접착제의 사용이 특히 유리한데, 노치는 가용 시간을 확인할 필요없이 무산소 경화 접착제로 코팅될 수 있으며, 무산소 경화 접착제는 컷-인 빔의 진입시 양호한 모세관 거동에 기인하여 특히 얇게 접착 조인트의 전체 표면에 걸쳐 도포된 후 공기의 부재시 매우 신속하게 경화된다. 컷-인 빔이 UV-투과 재료, 예컨대 UV-투과 유리로 만들어지도록 선택된 경우 UV-경화 접착제도 특히 적합하다.
본 발명에 따른 방법에서 결합면은 작고, 컷-인 빔과 노치 간의 폼 피팅은 양호하므로, 다량의 접착제가 더 절감되며, 따라서 제조 비용이 감소된다.
접착제는 약간의 가용성을 갖도록 조제되는 것이 바람직하다. 글리콜 슬러리에 의한 와이어 래핑의 경우, 글리콜-용해 가능할 수도 있는데, 이는 컷-인 빔의 절단 중 작은 절단 자국 폭에 기인하여 접착성 본드가 현저하게 릴리스되는 경우가 생기지 않기 때문이다. 컷-인 빔이 절단된 후, 얻어지는 절단 자국을 통해 양자의 전방측 상에, 가공물에 연결된 컷-인 빔 재료의 종국적인 박막 라멜라층을 여전히 유지하고 있는 접착 조인트에 글리콜도 역시 도달한다. 컷-인 빔은 이 시점에 이미 절단되어 있으므로, 나머지는 예컨대, 와이어 웹의 손상이 불가하게 접착 본드의 릴리스에 의해 떨어질 수 있다. 컷-인 빔이 측방 표면 외부에 접착 결합되는 것에 의해, 이것은 가능하지 않다.
접착제의 낮은 가용성도 절단에 후속하는 언시멘팅(uncementing)을 단순화시킨다(시간 절감, 단순 용매, 짧은 작용 시간, 낮은 온도). 컷-인 빔과 가공물 간의 양호한 폼 피팅에 기인하여, 접착 필름은 추가로 너무 얇아서 언시멘팅 후에 여전히 고착될 수 있는 접착 잔류물은 얻어진 웨이퍼의 이후의 엣지 라운딩과 상호 작용하지 않는다. 양호한 언시멘팅 특성을 얻기 위해, 접착제는 통상의 분리 보조제를 함유할 수 있다.
본 발명에 따른 방법은 추가로 다음의 장점을 갖는다: 특히 반도체 웨이퍼의 경우, 예컨대 레이저 스크라이빙과 같은 가공물 식별자가 절단부 노치 근처에서 절단 일후에 마련된다. 가공물은 먼저 와이어 웹에 대항하여 노치와 함께 이동되므로, 어떤 경우든 가공물 식별자에 대해 제공되는 영역에 컷-인 웨지와 컷-인 웨이브가 생긴다. 이 식별자 영역은 웨이퍼 평면성의 평가에서 배제된다.
하나만 있는 경우의 컷-인 웨이브는 유의미하게 큰 절단 깊이로 얻어진 웨이퍼의 형상에 대해 효과적인 경우가 있다. 이것은 컷-인부에서 와이어 섹션의 편향에 기인하여 축방향 잉곳 방향의 회복력이 추가의 절단 과정에서 축방향이 아닌 평형 위치에 비해 매우 작기 때문이다. 또한, 사각형이 아닌 다각형 또는 원형 단면적의 잉곳의 경우, 절단부 아래에서 일정하게 변하는 맞물림 길이는 와이어가 큰 절단 깊이보다 "뒤처지는" 연속적으로 변하는 축방향이 아닌 평형 위치를 유도한다.
본 발명에 따른 방법은 매우 긴 파장의 컷-인 웨이브도 역시 보상할 수 있도록 하기 위해 이송 방향으로 크기(높이)가 매우 큰 컷-인 빔을 사용하는 것을 가능케 한다. 양호한 형상-합체성에 기인하여, 길이 방향의 와이어 방향의 컷-인 빔의 크기(폭)가 작기 때문에, 이송 방향으로 크기가 큼에도 불구하고, 와이어가 적게 소모되면서도 매우 신속하게 그리고 전체적으로 매우 경제적으로 절단이 행해진다.
맞물림 중에, 맞물림 길이는 제로 값으로부터 무한 값까지 변한다. 원형 단면적을 가지거나 또는 엣지 부분에 적어도 하나의 꼭지점을 가지고 해당 꼭지점이 이송 방향으로 와이어 웹을 향하고 있는 단면적을 갖는 가공물의 경우, 맞물림 길이의 변화는 일정하게 일어난다. 변하는 맞물림 길이에 의해 와이어 휨도 항상 변한다.
도 6은 비교예로서, 노치 내에 컷-인 빔을 두지 않는 본 발명이 아닌 방법의 경우의 원통형 잉곳의 절단 처리를 개략적으로 보여준다. 컷-인 이전과 컷-인시, 와이어(15)의 휨은 제로(도 5a)이다. 컷-인 단계 도중, 와이어 휨은 가변 크기(16)를 갖는다. 참조 번호 17은 도 6에서 이미 절단된 잉곳의 일부를 나타낸다. 오직 절단 깊이를 유한하게 하는 것으로써, 공지의 조처, 예컨대 이송 속도 또는 길이 방향 와이어 속도를 변경하는 것에 의해 일정한 와이어 휨(18)이 얻어질 수 있다(도 6c).
절단 방법은 이송 방향으로 와이어 휨이 일정하게 유지될 때 특히 평면형이면서 서로 평행한 전방 및 후방측을 갖는 웨이퍼를 제공함을 확인하였다. 이것은 절단 깊이의 함수로서 맞물림 길이가 일정하게 변하는 가공물에 특히 유리하다는 것이 확인되었다. 본 발명에 따른 방법에 의해, 컷-인부에서 언제나 제로인 와이어 휨으로부터 컷-인 빔 내로의 계속적인 절단 과정 동안 필연적으로 유한하고 이후 가공물에서 일어나는 전체 절단 과정 중 일부에 걸쳐 일정하게 유지하는 와이어 휨으로의 천이를 대체하는 것이 가능하다.
도 7은 본 발명에 따른 절단 방법의 예를 개략적으로 보여준다. 잉곳(13)은 노치(5) 부분이 와이어(15)에 면하고, 도시된 예에서 원통형인 컷-인 빔(14)은 노치 내에 삽입되거나 접착 결합된다(도 7a). 컷-인 빔(14)은 도시된 예에서 원통형인 가공물의 측방면의 외곽선 너머로 노치로부터 돌출됨으로써, 와이어(15)는 먼저 컷-인 빔(14) 내로 절단을 행한다(도 7b). 잉곳은 와이어가 컷-인 빔의 돌출부를 전달하는 동안 항시 불가피한 가변 와이어 휨이 생기는 방식으로 와이어 웹으로 이송된다. 참조 번호 19는 이미 절단된 컷-인 빔의 부분을 나타낸다(도 7b). 와이어가 가공물(13) 내로 절단되기 시작하는 순간, 그때 도달되는 와이어 휨(18)은 공지의 조처로 일정하게 유지되고 추가의 절단 과정 전체에 걸쳐 일정하게 유지된다(도 7d의 18).
도 10은 도 7에서와 같은 원통형 가공물의 절단의 예를 참조하여 와이어 웹을 향하고 해당 와이어 웹을 관통하는 가공물의 이송 속도의 프로파일(26)의 본 발명에 따른 선택의 예를 보여주는 것으로, 해당 실시예에 따라 와이어 휨은 가공물을 통한 절단 과정 내내 일정하게 유지될 수 있다. x-축은 밀리미터 단위의 절단 깊이(CD)를 나타낸다. CD < 0의 값과 CD=0에서 본 발명에 따라 컷-인 빔 내로 절단을 행하는 와이어는 가공물과 일차로 접촉한다. 가공물은 300 mm의 직경을 가진다. 따라서 가공물의 절단은 CD=300 mm에서 완료되며, CD > 300 mm에서 와이어는 와이어 웹으로부터 멀리 향하는 잉곳 측에 장착된 장착 빔 내로 절단을 행한다. y-축은 예컨대 분당 밀리미터인 속도 단위의 이송 속도를 나타낸다.
컷-인 빔이 절단되는 동안, 초고속의 이송속도가 선택되는데, 해당 속도는 수 밀리미터 이내의 잉곳 이송에서 와이어를 원하는 목표 휨으로 편향시킨다. 추가의 절단을 위해, 이송 속도는 맞물림 길이에 반비례로 변화된다. 원통형 가공물, 예컨대 실리콘 잉곳의 경우, 이송 속도는 잉곳이 정확히 절반으로 절단시(CD=150 mm) 최대 맞물림 길이에서 최소 28에 도달한다. CD>150 mm의 경우, 맞물림 길이는 다시 감소하고 선택된 이송 속도는 이에 대응하여 다시 증가한다. 장착 빔이 선택되면(CD=300 mm), 이송은 예컨대 절단부의 말단(29)까지 일정하게 행해질 수 있다. 이것은 가공물에 생기는 와이어 휨에 영향을 미치지 않는다. 유사한 방식이지만 도 10의 역수를 취한 예에서, 예컨대 수행되는 이송에 따라 가공물을 통해 주행하는 와이어의 길이는 왕복 스텝(왕복 스텝 방법)의 2개의 길이 방향 와이어 길이의 차이가 크거나 또는 길이 방향 와이어 속도(일방향 절단)가 클 때, 즉 와이어의 순수 이동이 크거나, 맞물림 길이가 큰 경우 길이 방향 와이어 이동이 고속일 때 선택될 수 있다.
도 8은 본 발명에 따른 일례로서, 깊은 절단 깊이까지 얻어진 웨이퍼의 형상을 결정하는 특히 두드러진 컷-인 웨이브를 방지하는데 적합한 컷-인 빔을 사용한 예를 보여준다. 컷-인 빔(20)은 이송 방향(22)으로 최대 크기를 가지며, 해당 크기는 컷-인 웨이브(또는 컷-인 웨지)가 시험 잉곳의 이전 절단에서 관찰된 절단 깊이(21)보다 크거나 그 절단 깊이와 같다. 이송 속도 또는 와이어 길이 또는 길이 방향 와이어 이동의 속도는 컷-인 빔의 절단 중에 가변적인 와이어 휨(16)이 초기에 바람직하게 일어나는 방식으로 선택된다.
컷-인 빔(20)은 해당 컷-인 빔이 도시된 예에서 원통형인 가공물(13)의 노치(3)에 폼 피팅으로 연결되는 만큼의 원호(34)의 엣지 곡선의 길이보다 큰 이송 방향의 크기(22)를 가지므로, 양호한 폼 피팅에도 불구하고 높은 횡방향의 힘이 생겨서 컷-인 빔은 접착 조인트(23)를 따라 노치에 접착 결합된다.
도 13은 추가의 실시예의 컷-인 빔(20)을 보여주는데, 해당 컷-인 빔의 사용은 깊은 절단 깊이까지 연장되는 컷-인 웨이브(또는 컷-인 웨지)의 제거에 특히 적합하다. 이들 실시예는 거울 대칭적으로 서로 반대로 평행하게 놓여진 제1 길이의 2개의 동일 라인(35)과, 제2 길이의 제1 곡선(34) 및 제3 길이의 제2 곡선(36)에 의해 둘러싸인 단면을 가지는데, 이때 제1 길이는 제2 길이 또는 제3 길이보다 크다. 제1 곡선(34)은 원호형인데, 이를 따라 컷-인 빔이 폼 피팅으로 그리고 접착 조인트에 의해 가공물의 노치에 연결되며, 그 반경은 노치의 반경과 동일하며, 그 기울기는 서로 대향되게 놓여진 라인(35)의 기울기로 각각 일정하게 합쳐진다. 제2 곡선(36)은 이를 통해 와이어가 컷-인 빔 내로 절단을 행하며, 마찬가지로 원호형이거나(도 13a), 이송 방향을 가리키는 꼿지점을 형성하도록 추가로의 곡선으로 소 분할되거나(도 13b), 와이어 웹에 평행하게 배향된 라인일 수 있다.
도 13a 및 도 13b의 예시적인 실시예의 경우, 컷-인시 맞물림 길이가 일정하게 변하며, 도 13c의 경우, 변화는 일정하지 않다. 도 13의 예로 나타낸 형상을 갖는 컷-인 빔은 와이어 웹의 와이어 섹션의 길이 방향의 크기, 즉 폭이 매우 작다는 장점을 가진다. 이 방식으로, 맞물림 길이는 매우 짧고, 그에 따라 재료 제거율은 와이어 웹으로의 빠른 이송시에도 작게 유지된다. 이송 방향으로 컷-인 빔의 길이가 긴 것에 무관하게, 컷-인 빔과 가공물에 대한 절단 처리의 전체 시간이 가공물 자체를 절단하는 경우보다 그다지 많지 않도록 초고속의 절단을 행하는 것이 가능하다.
도 13의 예로 나타낸 컷-인 빔은 매우 적은 양의 재료를 필요로 하여 경제적으로 형성될 수 있다. 컷-인 빔은 기본적으로, 용이하게 구매가능한 경제적인 평면 재료(평면 유리)로부터 예컨대 깨짐으로 절단되는 유리 빔의 형태를 가지며, 약간은 가공물의 노치와 폼 피팅으로 진입되는 측방면의 일부를 따라 예컨대 연마를 통해 성형을 행하는 처리만을 필요로 한다.
도 7, 도 8 또는 도 13에 도시된 바와 같은 단면을 갖는 컷-인 빔은 바람직하게는 추가로 와이어 웹을 향하면서 컷-인이 일어나는 엣지의 곡면에 홈을 구비한다. 홈은 이송 장치에서 가공물이 적절하게 축방향으로 배향된 상태에서 정확하게 하나의 홈이 이송 방향으로 소정 거리에 정확히 하나의 와이어 섹션을 각각 커버하도록 와이어 웹의 와이어 섹션에 평행하게 연장된다.
가공물이 와이어 웹으로 이송되고 있을 때, 정확하게 하나의 개별 와이어 섹션이 우선 정확히 하나의 홈 내에 놓여지며, 홈들은 와이어 섹션들이 축방향의 잉곳 방향으로 편향됨이 없이 컷-인 빔 내로 절단을 행하는 방식으로 와이어 섹션들을 안내한다. 이전의 시험 절단에서 예컨대, 와이어를 안내하는 홈이 밀링 가공되는 와이어 가이드 롤러의 코팅이 와이어 가이드 롤러가 회전 가능하게 장착된 베어링의 위치에 대해 와이어 가이드 롤러의 축방향으로 열팽창에 의해 이동됨이 확인되었으면, 컷-인 빔(20)의 홈(24)들의 간격을, 와이어 가이드 롤러에서 열에 의한 홈의 위치 변위가 일어난 후, 컷-인 빔의 홈(24)이 이송 방향으로 소정 거리에 와이어 웹의 와이어 섹션을 커버하는 방식으로, 제공할 수도 있다.

Claims (13)

  1. 축과 그 축에 평행하게 가공물의 측방면에 마련되는 노치를 갖는 원통형 가공물로부터 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법에 있어서,
    상기 노치 내의 헤드 단부와 폼 피팅(form fit)으로 전방측으로부터 후방측까지 피팅되어 말단 단부(foot end)가 노치로부터 돌출되는 컷-인 빔(cut-in beam)을 상기 가공물 상에 마련하는 단계;
    와이어 소우(wire saw)의 이송 장치에 의해 상기 와이어 소우의 원통형 와이어 가이드 롤러의 축에 평행하는 축을 갖는 가공물을 유지하는 단계;
    상기 이송 장치에 의해 상기 컷-인 빔과 상기 가공물을 이송 방향으로 이동시키는 단계로서, 상기 이송 방향은 평면형 와이어 웹을 통해 수직인 방향이며, 상기 와이어 웹은, 상기 와이어 가이드 롤러의 내의 홈에 의해 상기 와이어 가이드 롤러 주변에 나선으로 복수 회 가이드되는 와이드의, 상기 와이어 가이드 롤러의 축에 수직하고 서로 평행하게 배열된 섹션들로 이루어지며, 상기 와이어 웹에 대하여 상기 컷-인 빔은 먼저 말단 단부에 의해 이동되고 상기 가공물은 먼저 상기 노치에 의해 이동되는 것인, 상기 컷-인 빔과 상기 가공물의 이동 단계; 및
    연마 작용제로서 작용하는 연마재의 존재시의 동일한 원주 속도로 동일한 사상에서(in the same sense) 와이어 가이드 롤러의 회전에 의해 상기 와이어 섹션을 길이 방향 와이어 방향으로 이동시키는 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 이동하는 동안에 상기 와이어 섹션이 이송 방향으로 일정한 휨을 나타내는 방식으로, 상기 가공물을 상기 와이어 웹을 통해 이동시키는 단계를 포함하는 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 이동하는 동안에 상기 와이어 섹션이 이송 방향으로 가변적인 휨을 나타내는 방식으로, 상기 노치로부터 돌출된 컷-인 빔의 말단 단부를 상기 와이어 웹을 통해 이동시키는 단계를 포함하는 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 이동하는 동안에 상기 와이어 섹션의 상기 휨이 절단 공정의 추가의 과정에서 더이상 달성되지 않는 최대치를 상정하는 방식으로, 상기 노치로부터 돌출된 컷-인 빔의 말단 단부를 상기 와이어 웹을 통해 이동시키는 단계를 포함하는 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 컷-인 빔을 상기 가공물 상에 마련하는 단계에서, 상기 컷-인 빔의 헤드 단부를 접착제로 상기 노치에 접착 결합시키는 단계를 포함하는 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 헤드 단부와 상기 말단 단부 사이에, 상기 전방측과 상기 후방측 사이에서 일정한 높이를 갖는 컷-인 빔을 제공하는 단계를 포함하는 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 원형 원통체 형상의 컷-인 빔을 제공하는 단계를 포함하는 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 와이어 섹션이 맞물림 길이가 감소하게 상기 컷-인 빔 내로 절단을 행하는 방식으로, 상기 말단 단부의 단면의 형상이 이송 방향으로 상기 전방측과 상기 후방측 사이에서 변하는 컷-인 빔을 제공하는 단계를 포함하는 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 말단 단부의 단면 형상이 이송 방향으로 상기 전방측과 상기 후방측 사이에서 점점 더 웨지(wedge) 형상이 되는 컷-인 빔을 제공하는 단계를 포함하는 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 와이어 섹션과 상기 와이어 웹의 시작부 사이의 와이어 경로가 길수록 상기 와이어 섹션이 비례하여 늦게 컷-인 빔 내로 절단되도록, 상기 헤드 단부와 상기 말단 단부 사이에, 상기 전방측과 상기 후방측 사이에서 감소하는 높이를 갖는 상기 컷-인 빔을 제공하는 단계를 포함하는 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 컷-인 빔이 제거된 시험 절단을 행하고 상기 시험 절단의 웨이퍼 내의 컷-인 웨이브의 최대 깊이를 결정하는 단계; 및 상기 노치로부터 돌출된 컷-인 빔의 말단 단부의 높이가 상기 결정된 최대 깊이 이상인 컷-인 빔을 제공하는 단계를 포함하는 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법.
  12. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 와이어 웹에 대향되게 놓여진 컷-인 빔 측에, 상기 와이어 섹션에 걸쳐 수직으로 배열된 홈을 제공하는 단계를 포함하는 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 작동 온도에서의 열팽창에 의해 발생되는 상기 와이어 가이드 롤러의 축의 방향으로의 상기 와이어 섹션의 위치 변위가 일어난 후, 상기 홈이 상기 와이어 섹션에 걸쳐 수직으로 배열되는 것인 복수 개의 웨이퍼를 동시에 절단하는 방법.
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