KR100207810B1 - 와이어 톱의 웨이퍼 절단방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

원주상의 반도체 잉곳(18)을 절단하는 절단부(44)에서 와이어 열(15A)의 주행방향을 수직하향 방향으로 형성한다. 그리고, 절단이송수단(20)에 지지된 반도체 잉곳(18)을 상기 와이어 열(15A)에 대하여 직교하도록 횡방향으로 이송하여 압접시킴과 동시에, 절단부(44)의 상방위치에 배설된 지액공급노즐(40)로부터 와이어 열(15A)에 대하여 가공액(42)을 공급한다.

따라서, 와이어 열(15A)에 공급된 가공액(42)은 와이어 열(15A)을 따라 흘러 내리기 때문에, 가공액(42)이 절단부(44)에 확실하게 공급될 수 있다.

Description

와이어 톱의 웨이퍼 절단방법 및 그 장치

제1도는 본 발명에 따른 와이어 톱 장치의 제1실시예를 설명하는 설명도.

제2도는 본 발명에 따른 와이어 톱 장치의 와이어 열(Wire line)을 설명하는 사시도.

제3도는 본 발명에 따른 와이어 톱 장치의 제2실시예를 설명하는 설명도.

제4도는 본 발명에 따른 와이어 톱 장치의 제3실시예를 설명하는 설명도.

본 발명은 와이어 톱의 웨어퍼(Wafer) 절단방법 및 그 장치에 관한 것으로서, 특히 원주상의 반도체 잉곳(Ingot)을 고속주행하는 와이어 열(Wire line)로 다수의 박판상의 웨이퍼로 절단하는 와이어 톱의 웨이퍼 절단방법 및 그 장치에 관한 것이다.

종래의 와이어 톱의 웨이퍼 절단방법은, 다수의 홈이 형성된 로울러 사이에 권취되어 수평방향으로 고속주행하는 와이어 열에 대하여, 절단 이송수단에 지지된 원주상의 반도체 잉곳을 와이어 열의 상방 또는 하방으로부터 와이어 열에 직교하도록 압접시킴과 동시에, 와이어 열의 상방에 설치된 지액 공급 노즐(Grind liquid supply nozzle)로부터 지립(Grind grain)을 포함하는 가공액을 수평방향으로 주행하는 와이어 열에 공급한다.

이와 같이 함으로써, 와이어 열에 공급되는 가공액에 포함된 지립의 래핑(Lapping)작용에 의하여 반도체 잉곳을 다수의 박판상의 웨이퍼로 절단된다.

그러나, 종래의 와이어 톱의 웨이퍼 절단방법은, 와이어 여르이 주행방향이 수평방향이기 때문에, 와이어 열에 공급되는 가공액이 반도체 잉곳의 절단부에 공급되기가 어렵다는 결점이 있다.

즉, 수평방향으로 주행하는 와이어 열의 상방으로부터 와이어 열에 가공액을 공급하면, 와이어 열에 부착된 가공액의 대부분은 절단부에 도달하기 전에 중력에 의하여 낙하한다.

그 결과, 절단부에 가공액이 충분히 공급되지 않기 때문에, 절단성능 및 절단 정확도가 저하된다. 따라서, 절단능률이 저하되므로 절단시간이 길어지게 됨과 동시에 절단된 웨이퍼의 절단면의 평탄도, 소위 절단면의 정확도가 나빠진다고 하는 문제가 발생한다.

본 발명은 이와같은 문제점을 제거하기 위하여, 절단부에 가공액이 용이하게 공급되게하여 절단성능 및 절단 정확도를 향상시킬 수 있는 와이어 톱의 웨이퍼 절단방법 및 그 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상술한 목적을 달성하기 위하여, 작업편(피가공물)의 종방향을 주행하는 와이어 열에 직교하도록 압접시킴과 동시에 상술한 와이어 열에 지립을 포함하는 가공액을 공급하면서 상술한 작업편을 다수의 박판상의 웨이퍼로 절단하는 와이어 톱의 웨이퍼 절단방법에 있어서, 상기 작업편의 절단부에서 와이어 열의 주행방향을 수직하향 방향으로 설정함과 동시에 상기 절단부의 상방위치로부터 가공액을 와이어 열에 공급하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 작업편의 절단부에서 와이어 열의 주행방향을 수직하향 방향으로 설정하여, 이 와이어 열에 대하여 직교하도록 잉곳이송수단으로 작업편을 압접시킴과 동시에, 상기 절단부의 상방위치에 설치된 지액공급수단으로부터 상기 와이어 열에 지립을 포함하는 가공액을 공급한다.

이와같이, 작업편의 절단부에서 와이어 열의 주행방향을 수직하향 방향으로 설정하여 중력방향과 일치시킴과 동시에 절단부의 상방위치로부터 가공액을 와이어 열에 공급되도록 하기 때문에, 와이어 열에 공급된 가공액은 와이어 열을 따라 낙하하여 절단부에 확실히 공급된다.

이하, 본 발명에 따른 와이어 톱의 웨이퍼 절단방법 및 그 장치의 바람직한 실시예를 첨부도면과 관련하여 설명하면 다음과 같다.

제1도는 본 발명의 와이어 톱 장치(10)의 제1실시예를 설명하는 설명도이고, 제2도는 와이어 톱의 와이어 열(15)을 설명하는 사시도이다.

제1도 및 제2도에 도시한 바와같이, 주면에 소정 피치로 다수의 홈(11, 11....)을 갖는 세 개의 로울러(12A, 12B, 12C)가 삼각형을 형성하도록 배치되고, 상기 세 개의 로울러(12A, 12B, 12C)의 홈(11)에 하나의 와이어(14)가 소정의 장력으로 순차적으로 둘레에 감겨져서 와이어 열(15)을 형성한다.

와이어(14)의 일측단부(14A)는 도시되지 않은 공급리일에 접속되고, 타측단부(14B)는 권취리일에 접속된다. 그리고, 공급리일로부터 공급되는 와이어(14)는 제1도 및 제2도에 도시된 바와같이 와이어 열(15)을 따라 화살표(17)방향으로 고속주행(600m/분 이상)하면서 도시되지 않은 권취리일에 권취된다.

이와같은 배치에 의하여, 와이어 열(15)은 홈이 형성된 로울러(12A)와 홈이 형성된 로울러(12B)의 사이를 수직하향 방향으로 주행된다. 그리고, 홈이 형성된 로울러(12A)와 홈이 형성된 로울러(12B) 사이의 와이어 열(15)을 이후 와이어 열(15A)라고 칭한다.

제1도에 도시된 바와 같이, 홈이 형성된 로울러(12A, 12B)의 좌측 위치에는, 작업편인 원주상의 반도체 잉곳(18)을 와이어 열(15A)에 이송하는 절단이송수단(20)이 설치되어 있다.

절단이송수단(20)은 주로 작업편 블록(22)과 슬라이스 베이스(24)를 통하여 반도체 잉곳(18)을 지지하는 작업편 이송 테이블(26), 상기 작업편 이송테이블(26)을 제1도의 X-X 방향으로 이동시키는 보올스크류(28) 및 상기 보올스크류(28)를 시계방향 및 반시계 방향으로 회전시키는 모우터(30)로 구성된다.

또한 보올스크류(28) 및 모우터(30)는 각각의 지지부재(32, 34)를 통하여 기대(base)(36)상에 설치되고, 작업편 이송테이블(26)은 보올스크류(28)가 회전되는 경우에도 회전되지 않는 구조로 되어 있다.

그리고, 슬라이스 베이스(24)와 반도체 잉곳(18), 및 슬라이스 베이스(24)와 작업편 블록(22)은 각각 접착제(38)로 접착되고, 작업편 이송 테이블(26)에 형성된 도브테일 홈(26A)은 이 도브테일 홈(26A)과 결합되도록 형성된 작업편 블록(22)의 돌기부(22A)와 결합되므로, 작업편 블록(22)은 작업편 이송테이블(26)에 고정된다.

따라서, 모우터(30)가 시계방향으로 회전되면, 보올스크류(28)에 의하여 작업편 이송테이블(26)이 와이어 열(15A)측으로 이동되므로 반도체 잉곳(18)은 와이어 열(15A)에 대하여 압접(壓接)된다.

그리고, 모우터(30)가 반시계 방향으로 회전되면, 작업편 이송테이블(26)은 보올스크류(28)에 의하여 와이어 열(15A)의 반대방향으로 이동되므로 작업편 이송테이블(26)은 원래의 위치로 복귀된다.

와이어 열(15A)에 압접되어 절단되는 반도체 잉곳(18)의 상방위치에는 지액공급노즐(40)이 위치되고, 지액공급노즐(40)로부터 수작하향 방향으로 주행하는 와이어 열(15A)에 대하여 지립(통상, 약#600~#1000정도의 것이 사용된다)을 함유하는 가공액(42)이 공급된다.

따라서, 와이어 열(15A)에 압접된 반도체 잉곳(18)은 가공액(42)의 지립에 의한 래핑작용에 의하여 다수의 박판상의 웨이퍼로 절단된다.

그 다음, 상기와 같이 구성된 와이어 톱 장치(10)를 사용하여 본 발명의 와이어 톱의 웨이퍼 절단방법을 설명한다.

절단이송수단(20)의 모우터(30)를 시계방향으로 회전시켜 작업편 이송테이블(26)을 와이어 열(15A)의 방향으로 이송시키고, 반도체 잉곳(18)의 종방향을 수직하향 방향으로 주행하는 와이어 열(15A)에 직교하도록 압접한다.

더욱이 반도체 잉곳(18)의 절단부(44)의 상방위치에 배치된 지액공급노즐(40)로부터 와이어 열(15A)에 가공액(42)을 공급한다.

따라서 와이어 열(15A)에 공급된 가공액(42)은 와이어 열(15A)을 따라 흘러내리기 때문에, 반도체 잉곳(18)의 절단부(44)에 가공액(42)을 확실히 공급할 수 있다.

상술한 바와같이, 본 발명의 와이어 톱의 웨이퍼 절단방법 및 그 장치에 의하면, 반도체 잉곳(18)의 절단부(44)에서 와이어 열(15A)의 주행방향을 수직하향 방향으로 설정하여 중력방향과 일치시킴과 동시에 , 절단부(44)의 상방위치로부터 가공액(42)를 와이어 열(15A)에 공급하도록 하였기 때문에, 와이어 열(15A)에 공급된 가공액(42)은 와이어 열(15A)을 따라 흘러내리므로 절단부(44)에 원활하게 그리고 확실하게 공급될 수 있다.

이에 의하여, 기공액(42)의 지립에 의한 래핑작용이 효과적으로 수행되므로 절단성능이 향상 될 수 있다.

따라서, 반도체 잉곳(18)의 절단이송 속도가 증가될 수 있으므로 절단시간이 단축될 수 있다. 더욱이, 반도체 잉곳(18)의 절단부(44) 전체에 가공액이 균일하게 공급되므로 절단 정확도가 향상될 수 있다. 따라서, 절단된 반도체 잉곳(18)의 절단면의 평탄도가 양호하게 되므로 웨이퍼의 품질이 향상될 수 있다.

그 다음, 본 발명의 와이어 톱 장치의 제2실시예를 설명한다. 제3도는 본 발명의 와이어 톱의 웨이퍼 절단장치(10)의 제2실시예를 설명하는 설명도이다. 상기 제2실시예에서, 제1실시예와 동일한 부재 및 장치는 동일한 부호를 부여하여 설명한다.

제1실시예와의 차이점은 홈이 형성된 네 개의 로울러(46A, 46B, 46C 및 46D)를 사각형을 형성하도록 배치하여 이것에 와이어(14)을 권취하여 와이어(14)의 왕복주행에 의하여 수직하향 방향으로 주행하는 와이어 열(15)이 좌우에 형성될 수 있도록 한 점이다.

즉, 도시하지 않은 공급 리일로부터 공급된 와이어(14)의 와이어 열(15)은 제3도에서 실선의 화살표(48) 방향으로 주행하면서 도시하지 않은 권취리일에 권취된다.

따라서, 제3도의 좌측의 와이어 열(15A)을 수직하향 방향으로 주행시킬 수 있다.

또한, 권취리일에 권취된 와이어(14)를 재권취하여 공급리일에 권취함으로서 와이어 열(15)의 와이어는 파선의 화살표(50)방향으로 주행된다.

따라서, 제3도의 우측의 와이어 열(15B)을 수직하향 방향으로 주행시킬 수 있다. 그리고, 제1실시예와 동일한 위치에서, 와이어 열(15A, 15B)에 각각 대응하도록 두 개의 절단이송수단(20, 20)과 두 개의 지액공급노즐(40, 40)를 설치하고, 각각의 절단이송수단(20)에 지지된 반도체 잉곳(18)을 와이어(14)의 왕복주행에 따라 순차적으로 절단되도록 하였다.

즉, 와이어 열(15)을 실선의 화살표(48) 방향으로 주행시키는 경우, 제3도에서 좌측의 절단이송수단(20) 및 지액공급노즐(40)에 의하여 반도체 잉곳(18)을 절단하고, 와이어 열(15)을 파선의 화살표(50)방향으로 주행시키는 경우, 제3도에서 우측의 절단이송수단(20) 및 지액공급노즐(40)에 의하여 반도체 잉곳(18)을 절단한다.

이에 의하여, 제1실시예와 동일한 효과를 달성할 수 있음과 동시에, 와이어(14)의 왕복주행의 각각의 있어서 반도체 잉곳(18)을 절단할 수가 있기 때문에, 효율적으로 반도체 잉곳(18)을 절단할 수가 있다.

그 다음, 본 발명의 와이어 톱 장치(10)의 제3실시예를 설명한다. 제4도는 홈이 형성된 두 개의 로울러(52A, 52B)를 상하에 설치하고, 여기에 와이어(14)의 왕복주행에 의하여 수직하향 방향으로 주행하는 와이어 열(15A, 15B)이 좌우에 형성될 수 있도록 한점이다.

그리고 제3실시예에 있어서, 홈이 형성된 로울러(52A, 52B)의 외경은 반도체 잉곳(18)의 외경보다도 크게 형성되어 있다.

이 경우에도, 제2실시예와 동일한 효과를 얻을 수가 있다.

또한, 본 실시예에서는 설명을 위하여 작업편으로서 반도체 잉곳을 사용하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것이 아니고, 다른 경질 취성재료, 예컨대 자성재료 또는 세리막 등의 절단에도 적용할 수가 있다.

또한 홈이 형성된 로울러의 수를 두 개, 세 개 또는 네 개인 것을 에시하여 설명하였지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니며, 요컨대, 와이어 역에 수직하향 방향으로 주행하는 주행부분을 형성할 수 있으면 좋다.

이상 설명한 바와같이, 본 발명의 와이어 톱의 웨이퍼 절단방법 및 그 장치에 의하면, 작업편의 절단부에서 와이어 열의 주행방향을 수직하향 방향으로 설정하여 중력방향과 일치시킴과 동시에, 절단부의 상방위치로부터 가공액을 와이어 열에 공급하도록 하였기 때문에, 와이어 열에 공급되는 가공액은 와이어 열을 따라 흘러내려 절단부에 확실히 공급된다.

이에 의하여, 가공액의 지립에 의한 래핑작용이 효과적으로 행하여 지기 때문에 절단성능이 향상된다. 따라서, 잉곳의 이송속도를 증가시킬 수 있기 때문에, 절단시간을 단축시킬 수 있다.

또한, 작업편의 절단부 전체에 가공액이 균일하게 공급되기 때문에, 절단 정확도가 향상될 수 있다. 따라서, 절단된 작업편의 절단면의 평탄도가 양호하게 되기 때문에 웨이퍼의 품질이 향상될 수 있다.

본 발명을 특정 실시에에 의하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명은 본 발명의 정신 및 범위를 일탈함에 없이 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.

Claims (5)

1. 작업편(18)의 종방향을 주행하는 와이어 열(15)에 직교하도록 압접시킴과 동시에 지립을 포함하는 가공액이 상기 와이어 열(15)에 공급되므로 상기 작업편(18)이 다수의 박판상의 웨이퍼로 절단되는 와이어 톱의 웨이퍼 절단방법에 있어서, 상기 작업편(18)을 절단하기 위하여 상기 와이어 열(15)의 수직부(15A, 15B)를 향하여 작업편(18)을 가압하고, 상기 작업편(18)의 절단부(44)의 상방향위치로부터 상기 가공액(42)을 와이어 열(15)에 공급하는 단계로 구성하는 것을 특징으로하는 와이어 톱의 웨이퍼 절단방법.
2. 다수의 홈(11)이 형성된 로울러(12A, 12B, 12C, 46A, 46B, 46C, 46D, 52A, 52B) 사이에 와이어(14)가 권취되어 형성되며, 작업편(18)이 와이어 열(15)의 수직부(15A, 15B)를 향하여 가압되어 다수의 웨이퍼로 절단하는 와이어 열(15); 상기 작업편(18)의 종방향을 주행하는 상기 와이어 열(15)의 수직부(15A, 15B)에 직교하도록 압접시키는 잉곳 절단이송수단(20); 및 상기 작업편(18)의 절단부(44)에 대하여 상방향위치에 설치되어 상기 와이어 열(15)에 지립을 포함하는 가공액(42)을 공급하는 가공액 공급수단(40)으로 구성되는 것을 특징으로하는 와이어 톱 장치.
3. 제2항에 있어서, 사각형을 형성하도록 배치되는 홈(11)이 형성된 네 개의 로울러(46A, 46B, 46C, 46D) 사이에 권취된 상기 와이어(14)를 왕복주행시킴으로써 수직하향 방향으로 주행하는 와이어 열(15)의 수직부(15A, 15B)를 좌우 두 개소에 형성함과 동시에, 상기 잉곳절단이송수단(20)과 상기 가공액공급수단(40)을 각각 상기 좌우 두 개소예 설치한 것을 특징으로 하는 와이어 톱 장치.
4. 제2항에 있어서, 홈(11)이 형성된 두 개의 상부 및 하부 로울러(52A, 52B) 사이에 권취된 상기 와이어(14)를 왕복주행시킴으로써, 수직하향 방향으로 주행하는 와이어 열(15)의 수직부(15A, 15B)를 좌우 두 개소에 형성함과 동시에, 상기 잉곳절단이송수단(200과 상기 가공액공급수단(40)을 각각 상기 좌우 두 개소에 설치한 것을 특징으로 하는 와이어 톱 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 홈(11)이 형성된 로울러(52A, 52B)의 외경은 상기 작업편(18)의 외경보다도 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 와이어 톱 장치.