KR100885006B1 - 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에절단하는 방법 - Google Patents

적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에절단하는 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 적어도 두 개의 원통형 공작물을 한 벌의 길이 LG를 갖는 멀티 와이어 톱에 의해서 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법으로서,
a) 부등식
Figure 112007076447324-pat00001
(1)
을 만족하는 동시에 부등식의 우측이 가능한 한 크고, i = 1...n을 갖는 Li는 선택된 공작물의 길이를 의미하고 Amin은 예정된 최소 간격을 의미하도록,
상이한 길이를 갖는 공작물의 재고로부터 n개(n ≥ 2)인 공작물을 선택하는 단계,
b) 장착 플레이트 상에서 종방향으로 n개의 공작물을 연속하여 고정하는 동시에, 이하의 관계식
Figure 112007076447324-pat00002
(2)
를 만족하도록 선택된 공작물 사이의 간격 A ≥ Amin을 각각 유지하는 단계,
c) 고정된 공작물을 구비한 장착 플레이트를 멀티 와이어 톱에 클램핑하는 단계,
d) 멀티 와이어 톱에 의해서 종축에 수직으로 n개의 공작물을 절단하는 단계
를 포함하는 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은 절단 이후에 분리 요소에 의해서 웨이퍼 스택이 서로 분리되는 동시에 측면에서 지지되는 방법에 관한 것이다.

Description

적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법{METHOD FOR SIMULTANEOUSLY SLICING AT LEAST TWO CYLINDRICAL WORKPIECES INTO A MULTIPLICITY OF WAFERS}
본 발명은 적어도 두 개의 원통형 공작물을 멀티 와이어 톱에 의해서 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법에 관한 것이다.
멀티 와이어 톱은, 예를 들면 반도체 재료(예를 들면, 실리콘)의 원통형 단결정 또는 다결정 공작물을 다수의 웨이퍼로 한 번의 공정으로 동시에 절단하기 위해 이용된다. 원통형 반도체 재료, 예를 들면 단결정 로드로부터 반도체 웨이퍼를 생산하기 위해서는 쏘잉 방법(sawing method)이 매우 필요하다. 쏘잉 방법의 목적은 일반적으로 각 쏘잉된 반도체 웨이퍼가 가능하면 평면이고 서로 평행하게 위치한 두 개의 표면을 구비해야 하는 것이다. 또한 멀티 와이어 톱의 작업량은 상기 방법의 경제적인 실행 가능성을 위해서 매우 중요하다.
작업량을 증가시키기 위해서, 복수의 공작물이 동시에 멀티 와이어 톱에 클램프되어 한 번의 공정으로 절단되는 것이 제안되었다. US 6119673은 서로의 뒤에서 동축으로 배치된 복수의 원통형 공작물의 동시 절단을 개시하고 있다. 이 때문 에, 쏘잉 바에 각각 접착 결합된 복수의 공작물이 공통의 장착 플레이트 상에 동축 배치로 임의의 간격으로 고정되고, 장착 플레이트와 함께 멀티 와이어 톱에 클램핑되어 동시에 절단되는 방식으로 종래의 멀티 와이어 톱이 사용된다. 이는 공작물의 수에 상응하여 여전히 장착 플레이트에 고정되어 있는 많은 웨이퍼 스택을 만들어 낸다. 절단 후에, 다양한 웨이퍼 스택이 뒤섞이지 않도록, 분리 플레이트가 웨이퍼 스택 사이의 공간에 느슨하게 배치된다. 이는 다른 공작물로부터 생산된 웨이퍼는 일반적으로 다른 방식으로 더 처리될 것이라는 점 및/또는 공작물은 웨이퍼를 공급받게 될 고객에 의해 특성화된 다른 특성을 갖는다는 점 때문에 매우 중요하다. 따라서, 임의의 고객 또는 임의의 주문을 위해 의도된 공작물로부터 생산된 모든 웨이퍼는 함께 처리되어야 하지만, 다른 공작물부터 생산된 웨이퍼와 구별하여 처리되어야 하는 점을 보장하는 것이 필요하다.
다양한 웨이퍼 스택이 분리 플레이트에 의해 구별된 후에, 쏘잉 바를 통해 장착 플레이트에 연결된 웨이퍼가 장착 플레이트 아래에 걸려 있도록 장착 플레이트가 온수 용기 내에 담긴다. 온수는 웨이퍼와 쏘잉 바 사이의 시멘트 접착을 녹이고, 따라서 분리된 웨이퍼는 용기의 바닥에 위치한 웨이퍼 캐리어 내로 떨어진다. 그 후 웨이퍼 캐리어 내에 수용된 다양한 웨이퍼 스택은 앞서 삽입된 분리 플레이트에 의해 서로 분리된다.
다양한 스택의 웨이퍼를 구별하기 위한 US 6119673에 개시된 방법은 (US 6119673의 도 8(C)에 도시된 바와 같이) 웨이퍼 스택이 측면 기울어짐에 대하여 보호되지 않고 절단 후의 매우 날카로운 에지가 필연적으로 파손된다. 또한 이 명세 서에 기술된 방법에 따른 분류 디스크의 배치가 매우 어려운데, 이는 분류 디스크가 불안정한 분리된 웨이퍼 스택 사이에 삽입되어야 하고 웨이퍼 스택이 위에서부터 웨이퍼 캐리어 내로 강하되는 동안 분류 디스크의 위치가 유지되어야 하기 때문이다. 이 공정 중에 분리 플레이트가 웨이퍼 스택과 접촉한다면, 그 후 웨이퍼는 쏘잉 바로부터 분리되고, 비교적 높은 높이에서 웨이퍼 캐리어 내로 떨어지며, 따라서 손상되거나 파괴될 수도 있다.
US 6802928 B2는 동일한 단면을 갖는 더미 요소가 절단될 공작물의 말단 표면 상에 접착하여 결합되고, 공작물과 함께 절단되며, 그 후 버려지는 방법이 기술되어 있다. 이는 절단의 최종 단계 중에 공작물의 양단에서 최종 웨이퍼가 흩어지지 않도록 하고, 따라서 웨이퍼의 형상을 증진시킨다. 이 방법은 멀티 와이어 톱의 치수에 의해서 제한되는 몇몇 한 벌 길이가 "사용되지 않은" 더미 요소를 절단하기 위해 이용되므로 소망의 웨이퍼의 실제 생산을 위해서는 이용될 수 없다는 결정적인 단점을 갖는다. 또한, 더미 요소를 준비하고, 취급하며 접착 결합하기 위해 공을 많이 들여야 한다. 이들 모두 상기 방법의 경제적인 실행 가능성의 현저한 감소를 야기한다.
또한 멀티 와이어 톱으로 복수의 공작물을 동시에 절단하기 위한 US 6119673에 기술된 방법에서, 멀티 와이어 톱의 한 벌의 길이는 흔히 최적으로 이용될 수 없는데, 이는 절단될 공작물이 생산된 방법에 기인하여 매우 다른 길이를 갖고 있기 때문이다. 상세하게는 이 문제는 공작물이 단결정 반도체 재료로 이루어져 있을 때 일어나는데, 이는 공지된 결정 인상 공정이 결정의 임의의 이용 가능한 길이만 허여하거나 결정 인상 공정을 제어하기 위해서 결정을 절단하고 결정의 다양한 위치에서 시험 견본을 생산하는 것이 필요하기 때문이다. 또한, (대부분이 웨이퍼를 생산하게 하는 결정에 의해서 이미 정해진) 상이한 특성을 갖는 다양한 유형의 반도체 웨이퍼가 통상 다수의 고객을 위해 동일한 공장에서 제작되고, 이 경우에 상이한 납기일이 승인될 필요가 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 멀티 와이어 톱의 유효한 한 벌 길이의 이용을 증가시키는 것에 있다. 또한, 분리 플레이트를 삽입하는 중에 웨이퍼가 손상되는 것 또는 장착 플레이트에서 분리하여 개별화하는 중에 웨이퍼 에지가 손상되는 것을 막는 것에 있다.
본 발명은, 적어도 두 개의 원통형 공작물을 한 벌의 길이 LG를 갖는 멀티 와이어 톱에 의해서 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법으로서,
a) 부등식
Figure 112007076447324-pat00003
(1)
을 만족하는 동시에 부등식의 우측이 가능한 한 크고, i = 1...n을 갖는 Li는 선택된 공작물의 길이를 의미하고 Amin은 예정된 최소 간격을 의미하도록,
상이한 길이를 갖는 공작물의 재고로부터 n개(n ≥ 2)의 공작물을 선택하는 단계,
b) 장착 플레이트 상에서 종방향으로 n개의 공작물을 연속하여 고정하는 동시에, 이하의 관계식
Figure 112007076447324-pat00004
(2)
를 만족하도록 선택된 공작물 사이의 간격 A(A ≥ Amin)을 각각 유지하는 단계,
c) 고정된 공작물을 구비한 장착 플레이트를 멀티 와이어 톱에 클램핑하는 단계,
d) 멀티 와이어 톱에 의해서 그 종축에 수직으로 n개의 공작물을 절단하는 단계
를 포함하는 제1 방법에 관한 것이다.
또한 본 발명은, 적어도 두 개의 원통형 공작물을 멀티 와이어 톱에 의해서 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법으로서,
a) 상이한 길이를 갖는 공작물의 재고로부터 n개(n ≥ 2)의 공작물을 선택하는 단계,
b) 장착 플레이트(11) 상에서 종축 방향으로 n개의 공작물을 연속하여 고정하는 동시에, 공작물 사이의 간격을 각각 유지하는 단계,
c) 고정된 공작물을 구비한 장착 플레이트(11)를 멀티 와이어 톱에 클램핑하는 단계,
d) 장착 플레이트(11) 상에 고정된 웨이퍼(12)의 n개의 스택(121, 122, 123)을 형성하도록 멀티 와이어 톱에 의해서 종축에 수직으로 n개의 공작물을 절단하는 단계,
e) 장착 플레이트(11) 상에 고정된 웨이퍼(12)를 장착 플레이트(11)로부터 떨어져서 위치한 웨이퍼 둘레의 적어도 두 점에서 각 웨이퍼(12)를 지지하는 웨이퍼 캐리어(13)로 투입하는 단계,
f) 웨이퍼(12)의 두 개의 인접한 스택(121, 122, 123) 사이의 각각에 적어도 하나의 분리 요소(15)를 삽입하고 웨이퍼 캐리어(13) 상에 분리 요소(15)를 고정시키는 단계,
g) 웨이퍼(12)와 장착 플레이트(11) 사이의 결합을 해제하는 단계,
i) 이어서 웨이퍼 캐리어(13)로부터 각 개별 웨이퍼(12)를 제거하는 단계
를 포함하는 제2 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 멀티 와이어 톱의 유효한 한 벌 길이의 이용을 증가시킬 수 있고, 분리 플레이트를 삽입하는 중에 웨이퍼가 손상되는 것을 막을 수 있으며, 웨이퍼를 장착 플레이트에서 분리하여 개별화하는 중에 웨이퍼 에지가 손상되는 것을 막을 수 있는 효과가 있다.
본 발명에 따른 제1 방법의 바람직한 실시예의 기술
이 방법에서, 멀티 와이어 톱의 한 벌의 길이 LG가 최적으로 이용되도록, 상이한 길이를 갖는 공작물의 재고로부터 공작물이 선택된다. 따라서, 멀티 와이어 톱의 능력을 더 양호하게 활용하기 때문에, 생산성이 현저하게 증가한다.
종래의 멀티 와이어 톱이 본 발명에 따른 방법에 사용된다. 이러한 멀티 와 이어 톱의 필수적인 구성 요소는 기계 장치 프레임, 전방 공급 장치 및 평행한 와이어 단면을 포함하는 한 벌로 구성된 쏘잉 툴을 포함한다. 공작물은 일반적으로 장착 플레이트에 고정되고 멀티 와이어 톱에 장착 플레이트와 함께 클램핑된다.
일반적으로, 멀티 와이어 톱의 와이어 한 벌은, 적어도 두 개의 (선택적으로 세 개, 네 개 또는 그 이상의) 와이어 안내 롤 사이에 클램핑된 복수의 평행 와이어 단면에 의해 형성되고, 이때 와이어 안내 롤리 회전할 수 있도록 장착되고 적어도 하나의 와이어 안내 롤이 구동된다. 일반적으로 와이어 단면은 롤 시스템 주위에서 나선형으로 안내되고 재고측 롤로부터 수신 롤 쪽으로 풀리는 하나의 유한 와이어에 속해 있다. 한 벌 길이라는 용어는 와이어 안내 롤의 축에 평행하고 제1 와이어 단면으로부터 마지막 와이어 단면까지의 와이어 단면에 수직인 방향에서 측정된 와이어 한 벌의 길이를 의미한다.
쏘잉 공정 중에, 전방 공급 장치는 와이어 단면 및 공작물의 반대 방향의 상대 운동을 야기한다. 이러한 전방 공급 운동의 결과로서, 쏘잉 부유물이 적용되는 와이어는 공작물을 통하여 평행한 쏘잉 홈을 형성하도록 작동한다. 또한 "슬러리"라고 불리는 쏘잉 부유물은 예를 들면 액체 내에 부유하는 탄화규소의 단단한 재료 입자를 함유한다. 단단하게 결합된 단단한 재료 입자를 갖는 쏘잉 와이어가 또한 사용될 수 있다. 이 경우, 쏘잉 부유물이 적용될 필요가 없다. 와이어 및 공작물을 과열에 대해 보호하는 동시에 절단 홈으로부터 멀리 공작물의 부스러기를 운반시키는 액체 냉각 윤활제를 추가하는 것만이 필요하다.
원통형 공작물은 멀티 와이어 톱에 의해 처리될 수 있는 임의의 재료, 예를 들면 실리콘과 같은 다결정 또는 단결정 반도체 재료로 구성될 수 있다. 단결정 실리콘의 경우, 일반적으로 공작물은 실질적으로 원통형인 하나의 실리콘 결정을 수 센티미터 내지 수십 센티미터의 길이를 갖는 결정 부품으로 쏘잉함으로써 생산된다. 결정 부품의 최소 길이는 일반적으로 5cm이다. 예를 들면 실리콘으로 구성된 결정 부품인, 공작물은 일반적으로 매우 상이한 길이를 갖지만 동일한 단면을 갖는다. "원통형의"라는 용어는 공작물이 원형 단면을 가져야 한다는 의미로서 해석되지는 않는다. 오히려, 원형 단면을 갖는 공작물로 본 발명에 적용하는 것이 바람직할지라도, 공작물은 임의의 일반적인 원통의 형상을 가질 수 있다. 일반적인 원통은 밀폐된 준선 곡면을 갖는 원통 표면 및 두 개의 평행면, 즉 원통의 바닥 표면에 의해 결합된 몸체이다.
단계 a)
본 발명에 따른 제1 방법의 단계 a)에서, 공작물의 수 n개(n ≥ 2)가 바람직하게는 동일한 단면을 갖는 이용 가능한 공작물의 재고로부터 선택된다. 공작물의 재고는, 동일한 길이를 갖는 복수의 공작물의 존재를 배제하지는 않지만, 상이한 길이를 갖는 다수의 공작물을 포함한다. 부등식 (1)을 만족하도록 공작물이 선택된다. 장착 플레이트 상에 공작물을 고정할 때 유지되는, 공작물의 각 쌍 사이의 도달된 최소 간격 Amin과 선택된 공작물(i)의 길이 Li의 합을 더한 값이 한 벌의 길이 LG를 초과하지 않는다는 것을 의미한다. 최소 간격이 자유롭게 정해질 수 있고, 0도 될 수 있다. 더 큰 최소 간격은 자동적으로 멀티 와이어 톱의 한 벌 길이를 열악하 게 이용하게 하므로, 바람직하게는 최소 간격이 0에 가깝다. 이러한 조건을 참작하여, 공작물을 절단할 때 가능한 한 양호하게 한 벌 길이를 이용하기 위해서, 부등식 (1)의 오른편이 가능한 한 크도록 공작물이 재고로부터 선택된다.
바람직하게는 부등식
Figure 112007076447324-pat00005
(3)
을 만족하도록 공작물이 선택되고, Lmin은 한 벌의 길이 LG보다 짧은 예정된 최소 길이를 의미한다. 이 실시예에 따라, 상기 길이는 공작물을 선택할 때 이 최소 길이 미만이 아니어야 한다. 바람직하게는 최소 길이 Lmin은, Lmin ≥ 0.7 × LG, 바람직하게는 Lmin ≥ 0.75 × LG, 특히 바람직하게는 Lmin ≥ 0.8 × LG, Lmin ≥ 0.85 × LG, Lmin ≥ 0.9 × LG 또는 Lmin ≥ 0.95 × LG 이도록 한 벌의 길이 LG에 대하여 확립된다.
매우 큰 재고의 공작물이 통상적으로 이용될 수 있기 때문에, 재고 내의 모든 공작물의 길이에 접근하는 컴퓨터에 의해서 공작물의 선택이 이루어지는 것이 유리하고 따라서 바람직하다. 예를 들면, 공작물의 특성(길이 및 유형)과 함께 모든 재고 입력 및 출력 절차가 기록되는 EDP 기반의 재고 관리 시스템에 컴퓨터가 연결될 수 있고, 따라서 컴퓨터는 언제라도 현재의 재고 상태를 알려준다. 공작물의 선택을 위한 모든 해법이 수행되는 프로그램은 컴퓨터를 작동시킨다.
단계 b)
단계 b)에서, n 선택된 공작물은, 부등식 (2)를 만족하도록 선택된 공작물 간의 간격 A ≥ Amin을 각각 유지하는 동안 장착 플레이트 상에 종방향에 대해 연속하여 고정된다. 따라서 간격 A는 한편으로는 적어도 두 공작물 사이의 예정된 최소 간격 Amin에 대응하여야 하지만, 다른 한편으로는 간격 A가 너무 커서 공작물의 길이 Li의 합과 공작물 사이의 간격 A를 더한 값이 한 벌의 길이 LG를 초과하도록 선택되어서는 안된다. "종방향에 대해 연속하여"라는 표현은 공작물의 동축 배치가 바람직하지만, 반드시 이를 의미하지는 않는다. 그럼에도 불구하고 종축이 동일한 직선 상에 놓이지 않도록 공작물이 배치될 수 있다. "연속하여"는 두 개의 인접 원통형 공작물의 측 표면보다는 오히려 바닥 표면이 서로 직면한다는 사실을 표현할 뿐이다.
바람직하게는 공작물은 장착 플레이트 상에 직접적으로 고정되지 않지만, 대신에 소위 쏘잉 바 또는 쏘잉 베이스 상에 먼저 고정된다. 일반적으로 공작물은 접착 결합에 의해서 쏘잉 바에 고정된다. 바람직하게는, 각 공작물은 각자의 쏘잉 바를 향하여 개별적으로 접착 결합된다. 상부에 고정된 공작물을 구비한 쏘잉 바는 예를 들면 접착 결합 또는 나사에 의해 잇따라 장착 플레이트 상에 고정된다.
단계 c), d)
이어서, 상부에 고정된 공작물을 구비한 장착 플레이트는 단계 c)에서 멀티 와이어 톱에 클램프되고 공작물은 단계 d)에서 동시에 그리고 종축에 실질적으로 수직하게 웨이퍼로 절단된다. 멀티 와이어 톱의 한 벌 길이는 단계 a)에서 이루어 진 공작물의 선택에 기인하여 이 경우에 최적으로 이용되고, 이는 작업량을 증가시키고 따라서 경제적인 실행 가능성을 증가시킨다.
본 발명에 따른 제1 방법의 바람직한 실시예에서, 단계 a)에서 공작물을 선택할 때 다양한 고객들로 계획된 납기일이 참작된다. 바람직하게는 더 이른 납기일이 계획된 웨이퍼의 생산을 위해 사용되는 공작물이 단계 a)에서 선택된다.
또한 납기일까지의 시간이 예정된 최소 시간 미만일 때, 단계 a)에서의 부등식 (1)을 더 이상 무조건으로 만족할 필요가 없다는 점을 생각할 수 있다. 이 경우, 납기일을 따르는 것은 한 벌 길이의 최적의 이용보다 우선권이 있다.
또 다른 바람직한 선택은, 가장 이른 납기일을 갖는 아직 처리되지 않은 주문을 만족하기 위해서 요구되는 공작물을 언제나 우선 선택하는 것으로 이루어진다. 한 벌의 길이가 가장 최상으로 가능한 방식으로 사용되도록 다른 공작물이 잇따라 선택된다.
상기한 바와 같이, 공작물의 재고는 예를 들면 결정을 재고에 추가된 길이 Li를 갖는 적어도 두 개의 공작물로 종축에 수직하게 절단함으로써 생산된다.
공작물의 길이는 단계 d)에서 사용된 멀티 와이어 톱의 한 벌 길이 LG를 초과하지 않아야 한다. 본 발명에 따른 제1 방법의 다른 바람직한 실시예에서, 원통형 결정의 재고로부터 공작물의 재고를 생산할 때 웨이퍼의 뒤틀림에 대한 개별적인 주문에서 확립된 명세서가 이미 참작된다. 파라미터 "뒤틀림"은 SEMI 표준 M1-1105에서 정의된다. 일반적으로 초과되지 않아야 하는 웨이퍼의 뒤틀림에 대한 최 대값은 고객으로부터의 각 주문에 대해 특정된다. 이 최대값은 고객마다 상이하고 주문마다 상이하다. 따라서 만족하기 쉬운 뒤틀림 명세서를 갖는 주문 및 요구사항이 많은 뒤틀림 명세서를 갖는 주문이 항상 존재한다. 명세서를 따르면서 특히 후자의 주문을 만족하기 위해서, 바람직한 실시예에 따르면, 뒤틀림에 대한 낮은 최대값을 갖는 주문에 배정된 결정은 가능한 한 긴 공작물로 절단된다. 단계 d)에서 사용되는 멀티 와이어 톱의 한 벌 길이 LG에 대한 공작물의 길이 Li는 바람직하게는 이 경우에 LG/2 ＜ Li ≤ LG의 관계를 만족한다.
300mm의 직경을 갖는 실리콘 웨이퍼의 예를 참조하여, 도 1은 뒤틀림의 분포 및 평균값이 절단된 결정 부품의 길이에 의존하는 방법을 나타낸다. 도면의 좌측은 250mm 이하의 길이를 갖는 결정 부품으로부터 생산된 13,297개의 웨이퍼의 일군(1)의 통계적인 평가를 나타낸다. 평균 뒤틀림은 25.5㎛이고, 표준 편차는 7.2㎛이다. 도면의 우측은 345mm 이상의 길이를 갖는 결정 부품으로부터 생산된 33,128개의 웨이퍼의 일군(2)에 대한 통계를 묘사한다. 이 경우, 뒤틀림의 평균값은 단지 23.3㎛이고, 표준 편차는 7.3㎛이다. 더 긴 공작물로부터 생산된 웨이퍼는 공작물의 단부면으로 접착 결합되는 더미 요소가 없이도 일반적으로 더 작은 뒤틀림에 의해 구별된다. 이러한 이유로, 특히 요구사항이 많은 뒤틀림 명세서를 갖는 주문의 경우 결정을 절단함으로써 공작물을 생산할 때 공작물의 최대로 긴 길이를 보장하는 것이 유리하다.
이러한 규칙이 모든 주문에 적용된다면, 긴 길이를 갖는 너무 많은 공작물이 재고에 추가되고, 단계 a)에서의 선택을 위해, 통상적인 장착 플레이트 상에 단계 b)의 긴 공작물과 함께 고정될 수 있고 단계 d)의 웨이퍼로 한 번의 공정으로 절단될 수 있는 극소수의 공작물이 이용될 수 있는 효과가 존재할 것이다. 이러한 측정은 평균적으로 얻어진 뒤틀림을 증가시킬 것이지만, 동시에 멀티 와이어 톱의 능력을 더 이상 최적으로 이용할 수 없을 것이다. 따라서, 이 실시예에 따르면, (비교적 얻기 쉬운) 뒤틀림에 대한 높은 최대값을 갖는 주문에 할당된 결정은 비교적 짧은 공작물로 절단된다. 단계 d)에서 사용된 멀티 와이어 톱의 한 벌 길이 LG에 대한 이러한 공작물의 길이 Li는 바람직하게는 Li ＜ LG/2의 관계를 만족한다. 요구사항이 매우 많지 않은 뒤틀림 명세서를 갖는 상기의 주문을 위해, 가능한 한 긴 공작물을 생산하는 것이 불필요하다. 동시에, 이 수단은, 요구사항이 많은 뒤틀림 명세서를 갖는 주문에 대한 긴 공작물과 단계 a)에서 결합될 수 있고, 멀티 와이어 톱의 한 벌 길이를 최적으로 이용하기 위해 다음 단계에서 긴 공작물과 함께 처리될 수 있는 충분한 수의 짧은 부품이 항상 이용될 수 있다는 점을 확실하게 한다.
따라서 이 실시예는, 요구사항이 많은 뒤틀림 명세서를 갖는 주문을 위해서, 비교적 낮은 레벨에서 기하학적 파라미터 "뒤틀림"의 제한된 분포를 갖는 다수의 웨이퍼를 생산하는 것을 가능하게 한다. 동시에, 멀티 와이어 톱의 한 벌 길이를 최적으로 이용하기 위해서 뒤틀림의 증가는 다른 주문을 위해 의도적으로 방지된다.
본 발명에 따른 제2 방법의 바람직한 실시예의 기술
본 발명에 따른 제2 방법은 방법의 바람직한 실시예만을 나타내는 도 2 내지 도 12의 도움으로 이하에서 상세하게 기술될 것이다. US 6119673에 기술된 방법과 대비하여, 본 발명은, 단계 f)에서 웨이퍼 스택(121, 122, 123) 사이에 바람직하게는 측면으로 삽입되고 웨이퍼 캐리어(13) 상에 고정되는, 웨이퍼 캐리어(13) 상에 확실하게 고정할 수 있는 분리 요소(15)에 의해서 뒤섞임을 막는다. 이 방식으로 고정된 웨이퍼 스택(121, 122, 123)은 선택적으로 세척된다. 웨이퍼(12)와 장착 플레이트(11) 사이의 결합이 이어서 분리되고, 동시에 분리 요소(15)는 측면 기울어짐에 대해 웨이퍼 스택(121, 122, 123)을 지지한다.
이 방법은 상이한 공작물로부터 제조되었고 상이한 주문으로 예정된 웨이퍼(12)의 혼합 또는 뒤섞임을 막는다. 또한, 웨이퍼(12)의 스택(121, 122, 123)은 측면 기울어짐 및 그에 따른 민감한 웨이퍼 에지의 손상에 대항하여 단계 g) 및 i)에서 확실하게 보호된다.
단계 a) 내지 단계 d)
단계 a)에서, 적어도 두 개의 공작물이 공작물의 재고로부터 선택된다. 바람직하게는 선택은, 본 발명에 따른 제1 방법의 단계 a)를 위해 기술된 바와 같이 실시된다. 이 경우, 단계 a)에서 간격 Amin은, 적어도 분리 요소(15)의 두께에, 선택적으로 (분리 플레이트가 사용된다면) 공간으로 도입될 수 있도록 분리 플레이트(17)의 두께를 더한 값에 대응하도록 선택된다.
바람직하게는 단계 b) 내지 단계 d)는 본 발명에 따른 제1 방법에서와 같이 또한 실시된다.
단계 e)
단계 e)에서, 장착 플레이트(11) 상에 고정된 웨이퍼(12)는 장착 플레이트로부터 떨어져서 위치한 웨이퍼 둘레의 적어도 두 점에서 각 웨이퍼를 지지하는 웨이퍼 캐리어(13)로 투입된다(도 2). 웨이퍼 캐리어(13)는 예를 들면 웨이퍼의 둘레 상의 아래에서부터 웨이퍼(12)를 지지하는 (4개의 로드가 배치되지만 도 2에서 2개만 볼 수 있는) 복수의 원통형 로드(131)의 배치로서 설계된다. 로드(131)는, 두 개의 플레이트형 단부 부품(132)에 의해서 단부에서 결합된다. 예를 들면, 장착 플레이트(11)가 단부 부품(132)의 상단 쪽에 위치할 수 있도록 웨이퍼 캐리어(13)가 설계될 수 있다. 바람직하게는 로드(131)는 특정 간격에서 측 표면 주위에 뻗어 있는 DE 10210021 A1에 따른 V홈을 포함한다. 도 3은 스택(121, 122, 123)에 존재하는 절단된 웨이퍼(12)를 구비한 장착 플레이트(11)를 삽입한 이후의 상태를 도시한다. 묘사된 실시예에서, 웨이퍼(12)는 장착 플레이트(11)에 직접적으로 연결되는 것이 아니라 웨이퍼 스택(121, 122, 123)에 대응하는 쏘잉 바(141, 142, 143)에 연결된다.
단계 f)
단계 f) (도 3)에서, 분리 요소(15)가 두 개의 웨이퍼 스택(121, 122, 123) 사이의 각 공간에 도입된다. 분리 요소(도 12)는, 웨이퍼 스택(121, 122, 123)이 측면에서 지지되는 방식으로 웨이퍼 캐리어(13)에 고정될 수 있도록 설계된다. 예를 들면, 묘사한 바와 같이 웨이퍼 캐리어(13)를 사용할 때, 적어도 하나의 연결 장치(151)에 의해서 웨이퍼 캐리어(13)의 로드(131)에 일단에서 연결될 수 있도록 분리 요소(15)가 설계된다. 연결 장치(151)는, 예를 들면 도면에서 묘사한 바와 같이 로드(131) 위에 고정될 수 있는 집게 모양의 탄력 있는 클립 연결로서 구성될 수 있다. 그럼에도 불구하고 완전히 다른 연결 장치가 예상될 수 있는데, 예를 들면 나사식 클램프에 의해 고정시키는 장치이다. 어찌되었든, 특별한 제한을 전혀 받지 않는 분리 요소(15)의 형상은 웨이퍼 캐리어(13)의 형상에 적합하게 되어야 한다. 바람직하게는, 그러나, 웨이퍼 스택(121, 122, 123)을 측면에서 효과적으로 지지할 수 있도록, 분리 요소(15)가 수직 방향으로 비교적 긴 길이를 갖고 있다("수직"은 분리 요소(15)가 웨이퍼 캐리어(13)에 연결된 상태를 의미한다). 바람직하게는 분리 요소는 기하학적으로 안정적이고, (예를 들면 단계 g)에서) 우세한 온도 및 (예를 들면 단계 g)에서) 접촉하는 화학 제품에 저항할 수 있는 재료로 제조된다.
단계 g)
단계 g)에서, 웨이퍼(12)와 장착 플레이트(11) 사이의 결합이 해제된다. 도면에 도시한 바람직한 실시예에서, 쏘잉 바(141, 142, 143)를 통해 장착 플레이트(11)에 고정된 웨이퍼(12)를 갖는 웨이퍼 캐리어(13)는 도 4에서 도시한 바와 같이 액체로 가득 채워진 용기(16)에 투입된다. 액체는 웨이퍼(12)와 쏘잉 바(141, 142, 143) 사이의 접착 결합을 용해시킨다. 수용성 접착제의 경우, 액체는 물이고, 바람직하게는 온수이다. 쏘잉 바(141, 142, 143)를 갖는 장착 플레이트(11)가 잇따라 제거되고 (도 5) 웨이퍼 캐리어(13)를 용기(16)로부터 꺼낸다. 스택(121, 122, 123)으로 존재하는 웨이퍼(12)는 로드(131)에 의해 아래에서부터 지지되고 분리 요소(15)에 의해 측면에서 보호된다. 이는 웨이퍼(12)의 측면 기울어짐 및 웨이퍼 에지의 파손을 막는다. 동시에, 분리 요소(15)는 상이한 공작물로부터 유래한 웨이퍼 스택(121, 122, 123) 사이의 경계를 구분한다. 따라서 상이한 공작물로부터 유래한 웨이퍼의 혼합 또는 뒤섞임은 본 방법의 추후 공정에서 회피된다.
선택 단계 h)
단계 g)와 단계 i) 사이에, 바람직하게는 고정된 분리 요소(15)에 더하여 웨이퍼(12)의 두 개의 인접한 스택(121, 122, 123) 사이의 각 공간 내로 적어도 하나의 분리 플레이트(17)가 도입되는 부가 단계 h)가 실시된다. 분리 플레이트(17)는 웨이퍼(12)와 상이하다. 분리 플레이트는 웨이퍼 캐리어(13)의 로드(131) 상에 자유롭게 세워져 있고 고정되어 있지 않다. 바람직하게는 센서(183)에 의해서 웨이퍼(12)와 자동으로 구별될 수 있도록 분리 플레이트(17)가 구성된다. 원형의 곡면부(171) 외에도, 도 6에 도시한 바와 같이 분리 플레이트(17)의 실시예는 원형 표면을 넘어 돌출되어 있고 센서(183)에 의해 인지될 수 있는 부분(172)을 포함한다. 그럼에도 불구하고, 재료의 특성에 의해 분리 플레이트를 인지하는 것을 생각할 수 있다.
바람직하게는 분리 플레이트(17)는 기하학적으로 안정적이고, 우세한 온도 및 접촉하는 화학 제품에 저항할 수 있는 재료로 제조된다.
단계 i)
단계 i)에서, 웨이퍼는 예를 들면 진공 흡입 장치(181)에 의해서 웨이퍼 캐 리어(13)로부터 개별적으로 제거된다. 웨이퍼의 제거를 위해 요구되는 웨이퍼(12)로의 측면 접근을 이루기 위해서, 웨이퍼 캐리어(13)의 적어도 하나의 단부 부품(132)은 진공 흡입 장치가 웨이퍼(12) 쪽으로 측면에서 통과하여 이동할 수 있는 적절한 개구(예를 들면 수직 슬롯)를 포함한다. 대신에, 적어도 하나의 단부 부품(132)이 두 개의 부분으로 설계될 수 있고, 이 경우 상부가 제거될 수 있다. 이것은 도 6, 도 7 및 도 10에 나타난다. 웨이퍼(12)의 개별적인 제거(도 7)는 수동으로 또는 바람직하게는 도 7에 표시한 것과 같이 로봇(182)에 의해 실행될 수 있다. 웨이퍼 캐리어(13)에서 제거된 후에, 웨이퍼(12)는 다른 절차, 예를 들면 세척을 위해 직접 보내지거나 우선 카세트로 투입된다. 웨이퍼의 제거 중에, 웨이퍼 스택(121, 122, 123) 간의 경계는 분리 요소(15)의 도움으로 [또는 선택 단계 h)에서 설치될 수 있었던 분리 플레이트(17)의 도움으로] 쉽게 인지될 수 있고 상이한 공작물로부터 유래한 웨이퍼(12)의 보관 또는 별도의 다른 절차에 의해 보존될 수 있다.
로봇(182)에 의한 자동 개별 제거의 경우(도 7, 도 8, 도 9, 도 11), 도면에 나타난 분리 플레이트(17)는 원형 표면(171)을 넘어 돌출되어 있는 부분(172)의 도움으로 센서(183)에 의해 쉽게 인지될 수 있다(도 11). 바람직하게는 분리 플레이트(17)는 마찬가지로 진공 흡입 장치(181)에 의한 로봇(182)에 의해 제거되고 웨이퍼(12)로부터 따로따로 보관된다. 다음 스택(122, 123)의 웨이퍼(12)는 제1 스택(121)의 웨이퍼와 유사하게 제거되는데, 예를 들면 다른 카세트에 각각 투입된다(도 8, 도 9). 도 10은 로드(131) 상에 고정된 분리 요소(15)를 갖는 완전하게 빈 웨이퍼 캐리어(13)를 도시한다.
도 1은 상이한 길이의 공작물로부터 생산된 웨이퍼에 대한 기하학적 파라미터 "뒤틀림"의 통계적 평가를 도시한다.
도 2는 (웨이퍼에 관한 측면도로) 본 발명에 따른 제2 방법의 단계 e)에서, 위에서부터 웨이퍼 캐리어로 투입되는 복수의 웨이퍼 스택을 구비한 장착 플레이트를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 제2 방법의 단계 f)에서, 웨이퍼 캐리어로 투입되는 복수의 웨이퍼 스택을 구비한 장착 플레이트 및 분리 요소의 적용을 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 제2 방법의 단계 g)에서, 웨이퍼와 장착 플레이트 사이의 결합을 해제하기 위해 액체로 채워진 용기 내에 담긴 도 3의 배치를 도시한다.
도 5는 웨이퍼 캐리어에 의해 지지된 웨이퍼 스택으로부터 장착 플레이트의 제거를 도시한다.
도 6은 분리 플레이트의 도입을 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 제2 방법의 단계 i)에서, 웨이퍼 캐리어로부터 웨이퍼의 개별적인 제거를 도시한다.
도 8 및 도 9는 웨이퍼 캐리어로부터 분리 플레이트의 제거를 도시한다.
도 10은 상부에 고정된 분리 요소를 구비한 빈 웨이퍼 캐리어를 도시한다.
도 11은 도 7에 따르지만 웨이퍼에 관한 정면도로, 웨이퍼 캐리어로부터 분리 플레이트의 제거를 도시한다.
도 12는 분리 요소가 위에 고정되는, 웨이퍼 캐리어의 두 로드를 구비한 본 발명에 따른 분리 요소의 실시예를 도시한다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11: 장착 플레이트 12: 웨이퍼
13: 웨이퍼 캐리어 15: 분리 요소
17: 분리 플레이트 121,122,123: 웨이퍼 스택
131: 로드 132: 단부 부품
141,142,143: 쏘잉 바 151: 연결 장치
171: 원형 표면 181: 진공 흡입 장치
182: 로봇 183: 센서

Claims (14)

  1. 적어도 두 개의 원통형 공작물을 한 벌의 길이 LG를 갖는 멀티 와이어 톱에 의해서 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법으로서,
    a) 부등식
    Figure 112007076447324-pat00006
    (1)
    을 만족하는 동시에 부등식의 우측이 가능한 한 크고, i = 1...n을 갖는 Li는 선택된 공작물의 길이를 의미하고 Amin은 예정된 최소 간격을 의미하도록,
    상이한 길이를 갖는 공작물의 재고로부터 n개(n ≥ 2)인 공작물을 선택하는 단계;
    b) 장착 플레이트 상에서 종방향으로 n개의 공작물을 연속하여 고정하는 동시에, 이하의 관계식
    Figure 112007076447324-pat00007
    (2)
    를 만족하도록 선택된 공작물 사이의 간격 A ≥ Amin을 각각 유지하는 단계;
    c) 상기 고정된 공작물을 구비한 상기 장착 플레이트를 멀티 와이어 톱에 클램핑하는 단계; 및
    d) 상기 멀티 와이어 톱에 의해서 그 종축에 수직으로 상기 n개의 공작물을 절단하는 단계
    를 포함하는 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계 a)는 부등식
    Figure 112007076447324-pat00008
    (3)
    을 만족하도록 실시되고, Lmin은 한 벌의 길이 LG보다 짧은 예정된 최소 길이를 의미하는 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, Lmin ≥ 0.7 × LG인 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 더 이른 납기일이 계획된 웨이퍼의 생산을 위해 사용될 수 있는 공작물이 단계 a)에서 선택되는 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 납기일까지의 시간이 예정된 최소 시간 미만일 때, 상기 단계 a)에서의 부등식 (1)을 더 이상 무조건으로 만족할 필요가 없는 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 가장 이른 납기일을 갖는 아직 처리되지 않은 주문을 만족하기 위해서 요구되는 공작물이 각 경우에 제1 공작물로서 선택되고, 다른 공작물이 잇따라 선택되어 부등식 (1)의 오른편이 가능한 한 큰 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 재고 내의 모든 공작물의 길이에 접근하는 컴퓨터에 의해서 단계 a)에서의 공작물의 선택이 이루어지는 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 각 결정을 단계 d)에서 사용된 멀티 와이어 톱의 한 벌의 길이 LG 이하인 길이 Li를 갖는 적어도 두 개의 공작물로 종축에 수직하게 절단함으로써 상기 공작물의 재고가 원통형 결정의 재고로부터 생산되고, 각 결정은 하나 이상의 주문에 할당되며, 초과하지 않아야 하는 최대값은 각 주문에 대한 웨이퍼의 뒤틀림에 대한 특성이 부여되고,
    - 경우 1)에서, 뒤틀림에 대한 낮은 최대값을 갖는 주문에 할당된 결정은 가능한 한 긴 공작물로 절단되고,
    - 경우 2)에서, 뒤틀림에 대한 높은 최대값을 갖는 주문에 할당된 결정은 배 교적 짧은 공작물로 절단되는 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 관계 LG/2 ＜ Li ≤ LG 가 경우 1)에서 공작물의 길이 Li에 대해 적용되는 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 관계 Li ＜ LG/2 가 경우 2)에서 공작물의 길이 Li에 대해 적용되는 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법.
  11. 적어도 두 개의 원통형 공작물을 멀티 와이어 톱에 의해서 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법으로서,
    a) 상이한 길이를 갖는 공작물의 재고로부터 n개(n ≥ 2)인 공작물을 선택하는 단계;
    b) 장착 플레이트(11) 상에서 종축 방향으로 상기 n개의 공작물을 연속하여 고정하는 동시에, 상기 공작물 사이의 간격을 각각 유지하는 단계;
    c) 상기 고정된 공작물을 구비한 상기 장착 플레이트(11)를 상기 멀티 와이어 톱에 클램핑하는 단계;
    d) 상기 장착 플레이트(11) 상에 고정된 웨이퍼(12)의 n개의 스택(121, 122, 123)을 형성하도록 상기 멀티 와이어 톱에 의해서 종축에 수직으로 n개의 공작물을 절단하는 단계;
    e) 상기 장착 플레이트(11) 상에 고정된 상기 웨이퍼(12)를 상기 장착 플레이트(11)로부터 떨어져서 위치한 상기 웨이퍼 둘레의 적어도 두 점에서 각 웨이퍼(12)를 지지하는 웨이퍼 캐리어(13)로 투입하는 단계;
    f) 웨이퍼(12)의 두 개의 인접한 스택(121, 122, 123) 사이의 각각에 적어도 하나의 분리 요소(15)를 삽입하고 상기 웨이퍼 캐리어(13) 상에 상기 분리 요소(15)를 고정시키는 단계;
    g) 상기 웨이퍼(12)와 상기 장착 플레이트(11) 사이의 결합을 해제하는 단계; 및
    i) 이어서 상기 웨이퍼 캐리어(13)로부터 각 개별 웨이퍼(12)를 제거하는 단계
    를 포함하는 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법.
  12. 제11항에 있어서, 웨이퍼(12)의 스택(121, 122, 123) 사이의 경계는 단계 i)에서의 상기 분리 요소(15)의 위치의 도움으로 확인되고, 하나의 스택(121, 122, 123)의 웨이퍼(12)는 다른 스택(121, 122, 123)의 웨이퍼(12)와 독립하여 더 처리되는 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방 법.
  13. 제11항에 있어서, 단계 g) 및 단계 i)사이에서, 웨이퍼(12)의 두 개의 인접 스택(121, 122, 123) 사이의 공간에 고정된 분리 요소(15)에 더하여 적어도 하나의 분리 플레이트(17)가 상기 각 공간으로 도입되는 추가 단계 h)가 실시되고, 상기 분리 플레이트(17)는 상기 웨이퍼(12)와 다르며, 상기 웨이퍼 캐리어(13) 상에 고정되지 않는 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, 웨이퍼(12)의 스택(121, 122, 123) 사이의 경계는 단계 i)에서의 상기 분리 플레이트(17)의 위치의 도움으로 확인되고, 하나의 스택(121, 122, 123)의 웨이퍼(12)는 다른 스택(121, 122, 123)의 웨이퍼(12)와 독립하여 더 처리되는 것인 적어도 두 개의 원통형 공작물을 다수의 웨이퍼로 동시에 절단하는 방법.
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