KR101038182B1 - 와이어쏘 장치 - Google Patents

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KR101038182B1
KR101038182B1 KR1020110006206A KR20110006206A KR101038182B1 KR 101038182 B1 KR101038182 B1 KR 101038182B1 KR 1020110006206 A KR1020110006206 A KR 1020110006206A KR 20110006206 A KR20110006206 A KR 20110006206A KR 101038182 B1 KR101038182 B1 KR 101038182B1
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wire
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장석준
박태인
조창석
조상식
김해연
곽범석
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오성엘에스티(주)
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Abstract

본 발명은 잉곳을 절단하는 와이어쏘 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 와이어쏘 장치는 하향으로 이동하는 잉곳을 절단하는 와이어쏘 장치에 있어서, 상호 이격배치되어 회전하는 복수의 보빈; 상기 복수의 보빈에 복수 회 왕복 권선되어 잉곳을 절단하는 와이어; 상기 잉곳의 하부이면서 상기 복수의 보빈의 이격공간에 배치되는 절연바스켓; 상기 절연바스켓의 양측에 상기 보빈과 대향되도록 결합되는 안내플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 잉곳 절단시 부분적으로 파손되어 추락하는 웨이퍼에 의해 와이어의 단선으로 인식되는 것을 방지할 수 있고, 웨이퍼가 부분적으로 파손되어 절연바스켓에 추락해 있는 것을 외부에서 식별이 용이한 와이어쏘 장치가 제공된다.

Description

와이어쏘 장치{APPARATUS OF WIRE SAW}
본 발명은 와이어쏘 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 와이어쏘에 의해 잉곳 절단시 발생하는 파편 등을 받칠 수 있는 바스켓이 구비된 와이어쏘 장치에 관한 것이다.
일반적으로 잉곳의 성장(growth) 공정이 완료된 후 웨이퍼로 제조하기 위해 잉곳을 낱장 단위로 절단하는 슬라이싱 공정이 진행된다.
이러한 슬라이싱 공정은 여러 가지 방식이 있는데, 그 대표적인 것은 챔버 내에서 피아노 와이어 또는 고장력 와이어를 빠른 속도로 왕복 주행시키면서 그 위에 슬러리(slurry) 용액을 분사시켜 와이어에 묻은 슬러리와 단결정 잉곳의 마찰에 의해 절단하는 와이어 쏘(Wire Saw) 방식이다.
와이어 쏘 방식은 잉곳을 동시에 여러 개의 웨이퍼로 절단할 수 있어 단위 시간당 생산수율을 향상시킬 수 있기 때문에 현재 널리 쓰이고 있다.
한국등록특허 제887494호에는 와이어 쏘에 의한 잉곳의 절단장치가 개시되어 있다. 여기서, 챔버의 내측 두 롤러에 300~400회 권취된 와이어의 상향에 설치된 잉곳을 고정하는 유닛으로서 하부면에 잉곳이 부착되는 빔과, 상기 빔이 하부면에 부착되고 측면에 끼워맞춤 형상을 갖는 워크플레이트와, 워크플레이트의 끼워맞춤 형상과 정합되는 요홈이 구비되어 워크플레이트의 끼워맞춤 형상이 장착되는 잉곳 피드 테이블이 개시되어 있다.
상기와 같은 잉곳 절단장치를 이용하여 잉곳을 매우 얇은 두께의 웨이퍼로 절단하게 된다. 그런데, 잉곳을 웨이퍼로 절단하는 중에 절단기구인 와이어의 장력 등의 불균일에 의해 웨이퍼가 부분적으로 파손이 발생하게 된다.
이때, 파손된 웨이퍼는 하향으로 추락하게 되는데, 추락하는 웨이퍼는 잉곳으로부터 완전히 분리되어 추락하지 않고 절단된 다른 웨이퍼들 사이에 끼워져 있는 상태 즉, 상호 접촉된 상태에서 추락하게 된다.
따라서, 추락하는 웨이퍼를 받아내기 위해 종래에는 두 롤러의 사이에 받침부재 등을 구비하고, 상기 받침부재는 통상적으로 금속 등의 도전체로 구비된 경우가 일반적이었다.
그런데, 받침부재 등에 추락하는 웨이퍼가 닿게 되는 경우 와이어에 흐르는 단선감지용 전류가 받침부재에 흐르게 되고, 받침부재가 통전됨에 따라 받침부재가 결합되는 챔버 전체에 전류가 흐르게 된다.
결과적으로, 이와 같은 상태는 전체 시스템을 제어하는 제어부에서 와이어가 단선되어 챔버와 접촉되는 경우와 동일한 상태로 인식하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 과제는 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 잉곳 절단시 부분적으로 파손되어 추락하는 웨이퍼에 의해 와이어의 단선으로 인식되는 것을 방지할 수 있는 와이어쏘 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 웨이퍼가 부분적으로 파손되어 절연바스켓에 추락해 있는 것을 외부에서 식별이 용이한 와이어쏘 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제는, 본 발명에 따라, 하향으로 이동하는 잉곳을 절단하는 와이어쏘 장치에 있어서, 상호 이격배치되어 회전하는 복수의 보빈; 상기 복수의 보빈에 복수 회 왕복 권선되어 잉곳을 절단하는 와이어; 상기 잉곳의 하부이면서 상기 복수의 보빈의 이격공간에 배치되는 절연바스켓; 상기 절연바스켓의 양측에 상기 보빈과 대향되도록 결합되는 안내플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어쏘 장치에 의해 달성될 수 있다.
여기서, 상기 보빈의 전단과 후단이 결합되는 한 쌍의 지지패널을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 절연바스켓과 결합되며 상기 한 쌍의 지지패널에 각각 착탈가능하도록 결합되는 결합부재를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 결합부재는 절연재질일 수 있다.
또한, 상기 절연바스켓은 바닥패널과 상기 바닥패널의 가장자리에 결합되는 다수의 측면패널을 포함하여 내부공간을 형성할 수 있다.
또한, 상기 바닥패널은 중앙부의 양측으로부터 하향으로 경사지도록 형성된 경사부와, 상기 경사부의 말단에 연장형성되며 관통홀이 형성된 관통부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 측면패널에는 슬러리 유출용 관통홀이 형성될 수 있다. 상기 측면패널은 상기 바닥패널의 전방단부에 결합되는 전단부와, 상기 바닥패널의 길이방향 양측 단부를 따라 결합되는 측단부를 포함하며, 상기 전단부에는 파지가능한 파지부가 형성될 수 있다.
또한, 상기 안내플레이트는 잉곳 절단시 낙하하는 잉곳 파편을 가이드하도록 상기 절연바스켓을 중심으로 상향 외측으로 경사지도록 형성될 수 있다. 이때, 상기 안내플레이트는 절연재질일 수 있다.
본 발명에 따르면, 잉곳 절단시 부분적으로 파손되어 추락하는 웨이퍼에 의해 와이어의 단선으로 인식되는 것을 방지할 수 있는 와이어쏘 장치가 제공된다.
또한, 웨이퍼가 부분적으로 파손되어 절연바스켓에 추락해 있는 것을 외부에서 식별이 용이한 와이어쏘 장치가 제공된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 와이어쏘 장치 중 절단부의 사시도,
도 2는 도 1의 분해사시도,
도 3은 도 2의 절연바스켓과 안내플레이트의 확대도,
도 4와 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 와이어쏘 장치의 작동상태도이다.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 와이어쏘 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 제1실시예에 따른 와이어쏘 장치는 통상의 와이어쏘 장치에서와 같이 일정 크기의 챔버 내측에 잉곳이 설치되고, 상기 잉곳을 하향으로 이동시키면서 와이어에 의해 웨이퍼로 절단하는 절단부와, 상기 챔버의 일 측에 다수의 롤러 및 상기 롤러를 경유하는 와이어를 포함하는 송출부로 구성되어 상기 송출부를 통해 절단부에 와이어를 공급 및 회수하도록 설치된다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 와이어쏘 장치 중 절단부의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 절단부(1)는 챔버(100)의 내측에 설치되며, 한 쌍의 지지패널(10), 한 쌍의 보빈(20), 와이어(30), 절연바스켓(40) 및 안내플레이트(60)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 한 쌍의 지지패널(10)은 제1지지패널(11)과 제2지지패널(12)로 구성되며, 후술할 한 쌍의 보빈(20)이 소정의 베어링 등이 개재되어 아이들(idle)회전하도록 설치되는 부재로서, 일정 간격으로 이격되어 챔버(100)의 내측에 설치된다.
이때, 전방에 위치하는 제1지지패널(11)은 챔버(100)의 전방내벽에, 제2지지패널(12)은 챔버(100)의 후방내벽에 나사 또는 볼트 등을 통해 결합되어 고정될 수 있다.
또한, 제1지지패널(11)에는 후술할 절연바스켓(40)을 외부에서 관찰할 수 있도록 홈 또는 홀 형상의 관찰부(11a)가 형성될 수 있다.
그리고, 각 지지패널에는 후술할 한 쌍의 보빈(20)이 결합되는 소정의 홈 또는 홀 등이 형성될 수 있으며, 본 실시예에서는 홀이 형성된 것을 도시하고 있다.
상기 한 쌍의 보빈(20)은 제1보빈(21)과 제2보빈(22)으로 구성되어 상호 이격되도록 배치되며, 양단이 상술한 한 쌍의 지지패널(10)에 자유롭게 회전하도록 결합되어 있다.
여기서, 각 보빈의 외측면에는 후술할 와이어(30)가 일정간격으로 권선되도록 홈(미도시)이 형성될 수 있다.
그리고, 각 보빈은 후방에 위치한 제2지지패널(12)을 통해 소정의 구동모터 등의 구동력을 인가하는 구동수단이 결합되어 구동될 수 있다.
상기 와이어(30)는 송출부의 다수의 롤러를 경유하도록 설치되며, 송출부로부터 상술한 한 쌍의 보빈(20)의 외측에 적어도 300~400회 권선될 수 있고, 이때, 와이어(30)는 각 보빈의 외측에 일정간격으로 형성된 홈에 끼워맞춤 등의 방법으로 권선되어 있을 수 있다.
상기와 같이 보빈에 권선된 와이어(30)는 송출부의 공급 및 회수에 따라 일 측에서는 각 보빈의 외측면을 따라 권선되고, 타 측에서는 권선해제될 수 있다.
도 3은 도 2의 절연바스켓과 안내플레이트의 확대도이다. 도 3을 참조하면, 상기 절연바스켓(40)은 통전되지 않는 절연재질로 마련되며, 내부공간을 형성하는 바닥패널(41)과 바닥패널(41)의 각 가장자리에 결합되는 다수의 측면패널(42)로 구성될 수 있다.
여기서, 바닥패널(41)은 일정 두께를 가지는 패널로서, 경사부(41a)와 관통부(41b)로 이뤄질 수 있다. 상기 경사부(41a)는 바닥패널(41)의 중앙부의 양측으로부터 하향으로 경사지도록 형성될 수 있다.
상기 관통부(41b)는 경사부(41a)로부터 연장형성된 부분으로서 슬러리(slurry)가 하향으로 관통하여 낙하할 수 있는 관통홀(41b')이 형성될 수 있다.
이 같은 절연바스켓(40)은 하향으로 이동하는 잉곳의 하부이면서 상술한 제1보빈(21)과 제2보빈(22)의 이격공간에 설치될 수 있다.
즉, 절연바스켓(40)의 경사부(41a)를 통해 절연바스켓(40)의 길이방향 양측으로 슬러리 또는 잉곳의 파편 등이 하향으로 흘러내리거나 이동될 수 있으며, 경사부(41a)를 통해 흘러내리는 슬러리는 관통부(41b)를 통해 하향으로 낙하될 수 있다. 결과적으로, 절연바스켓(40)의 내부공간에서는 슬러리가 고여서 응고되는 현상이 발생하지 않을 수 있다.
상기 측면패널(42)은 바닥패널(41)의 전방단부에 일정 높이를 형성하도록 결합되는 전단부(42a)와, 길이방향 양측 단부에 일정높이로 결합되는 측단부(42b)로 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 절연바스켓(40)의 후방단부가 제2지지패널(12)과 맞닿도록 결합되므로 후방면을 제외한 나머지 3면에 결합된 것을 도시하고 있으며, 필요에 따라 가장자리 전체 즉, 4면 모두에 결합될 수도 있다.
여기서, 전단부(42a)와 측단부(42b)에는 상술한 관통부(41b)에서와 같이 슬러리 유출용 관통홀(42a', 42b')이 형성될 수 있다.
또한, 전단부(42a)에는 착탈시 파지가능한 파지부(42a'')가 형성되어 착탈시 관리자가 직접 절연바스켓(40)을 파지한 상태에서 착탈이 가능하여 와이어 및 보빈 등의 다른 구성들에 훼손 또는 파손을 방지할 수 있다.
한편, 절연바스켓(40)은 결합부재(50)에 의해 제1지지패널(11)과 제2지지패널(12)에 각각 착탈가능하도록 결합될 수 있다.
여기서, 결합부재(50)는 대락 "L"자형 단면을 가지며 절연바스켓(40)의 길이방향 단부와 결합되는 결합부(51)와, 상기 결합부(51)의 길이방향 단부의 하부에 결합된 고정부(52)를 포함할 수 있다.
여기서, 고정부(52)는 상술한 지지패널(10)의 내측면에 각각 소정의 볼트(미도시) 등에 의해 착탈가능하도록 체결될 수 있다.
종래는 받침대 등이 구비되더라도, 챔버에 일체로 형성되거나 착탈가능하더라도 보빈 등의 간섭을 회피하면서 분리해내야해서 불편함이 있었으나, 상술한 바와 같이 지지패널에 결합됨으로써 단지 볼트의 조임과 풀림만으로도 착탈이 가능하여 절연바스켓(40)의 분리가 용이할 수 있다.
안내플레이트(60)는 절연재질의 한 쌍으로 마련되어 상술한 측면패널(42)의 측단부(42b)에 각각 결합수단(53)을 통해 결합되며, 측단부(42b)와 결합되는 수직판(61)과 수직판(61)으로부터 상향 외측 즉, 절연바스켓(40)을 중심으로 상향 외측으로 경사지도록 절곡된 절곡판(62)으로 구성될 수 있다.
이때, 안내플레이트는 필요에 따라 다수 회 절곡형성될 수도 있으며, 본 실시예에서는 수직판에 대해 절곡판이 1회 절곡되어 형성된 것을 도시하고 있다.
또한, 수직판(61)에는 서로 마주보면서 결합되는 측단부(42b)에 형성된 슬러리 유출용 관통홀(42b')과 연통되는 연통홀(60a)이 형성될 수 있다.
즉, 수직판(61)의 내벽을 따라 흘러내리는 슬러리는 슬러리 유출용 관통홀(42b') 및 연통홀(60a)을 통해 외측으로 유출될 수 있다.
상기와 같이 형성됨으로써 잉곳 절단시 발생하는 파편 등을 안정적으로 하향으로 가이드할 수 있다.
지금부터는 상술한 와이어쏘 장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.
도 4와 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 와이어쏘 장치의 작동상태도이다. 도 4를 참조하면, 제1보빈(21) 및 제2보빈(22)의 외측에 와이어(30)를 권선하고, 잉곳(200)을 사전에 설정된 속도로 하향으로 이동시킨다. 이때, 와이어(30)에는 단선감지용 전류가 흐르도록 사전에 설정되어 있다.
그리고, 도 5에서와 같이, 와이어(30)에 의해 잉곳(200)이 얇은 두께의 웨이퍼로 절단되는데, 이때 와이어(30)의 장력 불균일 또는 전체 장치의 진동 등에 부분적으로 절단되는 웨이퍼(200A)가 파손되면서 다른 웨이퍼들 사이에 끼워진 상태로 하향으로 미끄러지듯이 이동되게 된다.
이때, 파손되는 웨이퍼(200A)는 안내플레이트(50)에 의해 절연바스켓(40) 방향으로 가이드되면서 절연바스켓(40)과 맞닿게 되는데, 절연바스켓(40)과 안내플레이트(50)가 절연재질이므로 챔버 전체에 전류가 통전되지 않아 단선으로 감지되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 장치 관리자는 제1지지패널(11)에 형성된 관찰부(11a)를 통해 외부에서 절연바스켓(40)에 파손된 웨이퍼(200A)를 용이하게 발견할 수 있어 장치 전체를 일시적으로 중단시킨 후, 파손된 웨이퍼를 제거하고 장치를 재가동할 수 있다.
아울러, 절연바스켓(40)으로 낙하하여 안착된 미세한 파편들은 잉곳을 웨이퍼로 절단완료한 후 절연바스켓(40)을 분리하여 제거할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따라 절연재질의 절연바스켓 및 안내플레이트를 구비하면, 잉곳이 부분적으로 파손시 외부에서 관찰이 용이하며, 부분적으로 파손되어 절연바스켓과 맞닿게 되는 웨이퍼에 의해 챔버 전체가 통전되어 단선으로 오인식하는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.
※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※
10 : 한 쌍의 지지패널 11 : 제1지지패널
12 : 제2지지패널 20 : 한 쌍의 보빈
21 : 제1보빈 22 : 제2보빈
30 : 와이어 40 : 절연바스켓
41 : 바닥패널 41a : 경사부
41b : 관통부 41b' : 관통홀
42 : 측면패널 42a : 전단부
42a' : 슬러리 유출용 관통홀 42a'' : 파지부
42b : 측단부 42b' : 슬러리 유출용 관통홀
50 : 결합부재 51 : 결합부
52 : 고정부 60 : 안내플레이트
60a : 연통홀 61 : 수직판
62 : 절곡판

Claims (10)

  1. 하향으로 이동하는 잉곳을 절단하는 와이어쏘 장치에 있어서,
    상호 이격배치되어 회전하는 복수의 보빈;
    상기 복수의 보빈에 복수 회 왕복 권선되어 잉곳을 절단하는 와이어;
    상기 잉곳의 하부이면서 상기 복수의 보빈의 이격공간에 배치되는 절연바스켓;
    상기 보빈의 전단과 후단이 결합되는 한 쌍의 지지패널;
    상기 절연바스켓과 결합되며 상기 한 쌍의 지지패널에 각각 착탈가능하도록 결합되는 절연재질의 결합부재; 및,
    상기 절연바스켓의 양측에 상기 보빈과 대향되도록 결합되는 절연재질의 안내플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어쏘 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 절연바스켓은 바닥패널과 상기 바닥패널의 가장자리에 결합되는 다수의 측면패널을 포함하여 내부공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 와이어쏘 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 바닥패널은 중앙부의 양측으로부터 하향으로 경사지도록 형성된 경사부와, 상기 경사부의 말단에 연장형성되며 관통홀이 형성된 관통부를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어쏘 장치.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 측면패널에는 슬러리 유출용 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 와이어쏘 장치.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 측면패널은 상기 바닥패널의 전방단부에 결합되는 전단부와, 상기 바닥패널의 길이방향 양측 단부를 따라 결합되는 측단부를 포함하며, 상기 전단부에는 파지가능한 파지부가 형성된 것을 특징으로 하는 와이어쏘 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 안내플레이트는 잉곳 절단시 낙하하는 잉곳 파편을 가이드하도록 상기 절연바스켓을 중심으로 상향 외측으로 경사지도록 형성된 것을 특징으로 하는 와이어쏘 장치.
  10. 삭제
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