KR101263132B1 - 고니오미터 및 고니오미터의 사용방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 고니오미터에는, 잉곳 오리엔테이션 측정장치; 상기 잉곳 오리엔테이션 측정장치와 인접되는 위치에 마련되고, 실리콘 잉곳이 안착되는 한 쌍의 롤러; 및 상기 한 쌍의 롤러의 사이 간격부에 마련되어, 상기 실리콘 잉곳에 고정되는 부가물이 놓이는 부가물 안착부가 포함된다. 본 발명에 따르면 실리콘 잉곳의 절단방향을 정교하게 맞출 수 있고, 이로써, 원하는 성능의 웨이퍼 및 반도체 칩을 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 나아가서, 종래 다수개의 장비가 필요한 실리콘 잉곳의 절단의 준비과정에서 고니오미터만을 이용하여 절단의 준비과정을 수행할 수 있으므로, 공정의 경제성이 개선되는 장점을 기대할 수 있다.

Description

고니오미터 및 고니오미터의 사용방법{GONIOMETER AND USING METHOD THEREFOR}

본 발명은 고니오미터 및 고니오미터의 사용방법에 관한 것이다. 더 상세하게는 잉곳의 면각(결정의 방향)이 놓이는 방향을 측정하는 고니오미터 및 그 고니오미터의 사용방법에 관한 것이다.

고니오미터는 결정의 면각을 측정하는 장비이다. 상기 고니오미터는 실리콘 잉곳의 면각을 측정하여 절단을 시행하는 잉곳의 방향각을 결정하는 경우에 사용될 수 있다.

실리콘 잉곳의 경우에는 실리콘 잉곳을 인상한 후에 각 웨이퍼의 두께에 맞추어서 절단을 진행하는데, 이때 절단을 진행하는 방향이 어느 방향인지가 웨이퍼의 성능에 영향을 미치게 된다. 그러므로 웨이퍼의 공급자는 고니오미터를 이용하여 이를 측정하여 고객에게 제공하게 된다.

한편, 실리콘의 절단공정이 진행될 때에는 고니오미터를 이용하여 측정된 실리콘 잉곳의 X, Y-축의 면각을 측정하여 절단을 진행하게 될 방향을 필기구로 표시한다. 그리고 절단진행방향에 대한 표식이 되어 있는 실리콘 잉곳을 이동하여 와이어쏘 등의 절단기계에 안착시키도록 하기 위한 빔과 플레이트를 부착한다. 상기 빔과 플레이트가 실리콘 잉곳에 고정된 다음에는, 이를 와이어쏘 등의 절단기계에 걸어서 실리콘 잉곳에 대한 절단을 진행하게 된다.

상기되는 방법에 따르면, 고니오미터를 이용하여 측정되는 면각에 따라서 절단진행방향의 표식을 할 때 표식이 틀어질 염려가 있다. 이는 실리콘 잉곳이 이동되어야만 하는 것에 의해서 필연적으로 발생하는 문제 중의 하나라고 할 수 있다. 또한, 상기 표식에 따라서, 실리콘 잉곳에 빔과 플레이트를 고정시킬 때 그 고정방향이 틀어질 우려가 있다. 이는 작업자가 아무리 정교하게 실리콘 잉곳과 빔과 플레이트를 고정한다고 하더라도, 육안으로 판단한다는 한계로 인하여 어느 정도의 오차범위를 가질 수밖에 없는 것에 기인한다고 할 수 있다.

이와 같이 고니오미터로 측정되는 면각의 방향과 실제 절단되는 방향이 틀어지게 되면, 추후에 웨이퍼 및 반도체 칩의 상태에서 원하는 성능을 얻을 수 없는 문제점이 있다. 물론, 고객의 니즈를 정확히 맞출 수 없는 것도 당연하게 짐작될 것이다.

본 발명은 상기되는 문제점을 개선하기 위하여 제안되는 것으로서, 고니오미터에서 정교하게 파악된 절단방향을 따라서, 실리콘 잉곳의 절단이 수행될 수 있도록 하는 고니오미터 및 고니오미터의 사용방법을 제안하는 것을 목적으로 한다. 물론, 웨이퍼 및 반도체 칩의 성능을 향상시킬 수 있는 것도 당연하게 짐작이 가능할 것이다.

본 발명에 따른 고니오미터에는, 잉곳 오리엔테이션 측정장치; 상기 잉곳 오리엔테이션 측정장치와 인접되는 위치에 마련되고, 실리콘 잉곳이 안착되는 한 쌍의 롤러; 및 상기 한 쌍의 롤러의 사이 간격부에 마련되어, 상기 실리콘 잉곳에 고정되는 부가물이 놓이는 부가물 안착부가 포함된다.

본 발명의 다른 측면에 따른 고니오미터의 사용방법에는, 잉곳을 고니오미터의 롤러에 안착하고서 잉곳의 오리엔테이션을 정렬하는 단계; 및 정렬된 잉곳이, 상기 고니오미터에 장착된 상태에서 회전이 불가능하게 멈추어 있도록 하고, 와이어쏘의 장착에 필요한 부가물과 상기 잉곳이 부착되도록 하는 단계가 포함된다.

본 발명에 따르면 실리콘 잉곳의 절단방향을 정교하게 맞출 수 있고, 이로써, 원하는 성능의 웨이퍼 및 반도체 칩을 얻을 수 있는 효과를 얻을 수 있다. 나아가서, 종래 다수개의 장비가 필요한 실리콘 잉곳의 절단의 준비과정에서 고니오미터만을 이용하여 절단의 준비과정을 수행할 수 있으므로, 공정의 경제성이 개선되는 장점을 기대할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 고니오미터의 정면도.
도 2는 롤러고정장치의 사시도.
도 3은 실시예에 따른 고니오미터의 사용방법을 설명하는 흐름도.
도 4는 실리콘 잉곳과 빔과 플레이트가 서로 붙어있는 모습을 보이는 도면.

이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 첨부되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 및 추가 등에 의해서 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한, 본 발명의 사상 범위에 포함된다고 할 것이다.

도 1은 실시예에 따른 고니오미터의 정면도이다.

도 1을 참조하면, 고니오미터(1)에는, 실리콘 잉곳의 면각을 측정하여 실리콘 잉곳의 절단방향을 알아낼 수 있도록 하는 잉곳 오리엔테이션 측정장치(2)와, 상기 잉곳 오리엔테이션 측정장치(2)에 의해서 실리콘 잉곳의 면각이 측정되도록 하는데 있어서, 방향을 변경시킬 수 있도록 실리콘 잉곳이 회전가능하게 하는 제 1 롤러(3) 및 제 2 롤러(4)가 제공된다. 상기 제 1 롤러 및 제 2 롤러는 실리콘 잉곳을 지지하면서 실리콘 잉곳을 회전시키는 작용을 수행하는 것도 용이하게 짐작가능할 것이다. 상기 제 1 롤러(3) 및 제 2 롤러(4)에 대한 안정적인 지지동작이 수행될 수 있도록 하기 위하여, 상기 롤러(3)(4)는 각각의 지지프레임(5)에 의해서 고니오미터의 베이스부에 대하여 일정거리 이격되어 있을 수 있다.

상기되는 구성에 의해서, 실리콘 잉곳을 회전시키며 면각을 측정하고 측정된 면각을 참조하여 실리콘 잉곳의 절단방향을 원하는 방향으로 결정할 수 있는 구성 및 그와 관련되는 작용은 충분히 이해될 수 있다. 여기서, 상기 잉곳 오리엔테이션 측정장치(2)는 공지된 바가 있는 고니오미터에서 사용되는 결정방향을 측정하는 장치가 사용될 수 있을 것이다.

실시예에 따른 고니오미터에는, 롤러(3)(4)를 이용하여 실리콘 잉곳을 회전하는 중에 절단방향이 결정된 다음에는, 그 결정된 방향이 실리콘 잉곳의 절단장치에 그대로 적용될 수 있도록 하는 구성이 더 제공되어 있다. 간단하게 설명하면, 실리콘 잉곳의 절단방향이 원하는 방향으로 결정된 다음에는, 실리콘 잉곳이 롤러(3)(4)에 지지된 상태에서 원거리로 이를 이동시키지 않고, 바로 상기 빔과 플레이트가 부착되도록 하는 것을 일 특징으로 한다. 그와 같이 하면, 실리콘 잉곳을 이동시키는 등의 부가적인 동작이 필요 없고, 나아가서, 절단방향 및 기타표시를 실리콘 잉곳에 해야 하는 작업과 그로 인한 절단방향의 오차발생의 우려도 전혀 없어지는 장점을 기대할 수 있다.

상기되는 바와 같이 실리콘 잉곳이 롤러(3)(4)에 고정된 상태에서, 상기 빔과 플레이트가 부착되도록 하기 위한 구성으로서, 실시예에는 롤러(3)(4)를 승강시키는 롤러승강장치(6)와, 실리콘 잉곳의 절단방향이 결정된 상태에서 롤러가 추가적으로 더 회전되지 않도록 함으로써 결정된 절단방향이 틀어지지 않도록 하는 롤러고정장치(도 2참조)가 더 마련된다. 또한, 상기 롤러승강장치(6)에 의해서 롤러가 승강되는 동작 중에 빔과 플레이트가 실리콘 잉곳에 고정되도록 하기 위하여 상기 롤러(3)(4)의 사이 간격부에는 이들이 놓이는 위치로서 부가물 안착부(7)가 마련된다. 상기 빔과 상기 플레이트는 와이어쏘에 지지되는 부품으로서, 상기 빔과 상기 플레이트는 정하여진 위치 및 방향으로 상기 와이어쏘에 고정된다. 따라서, 상기 빔과 상기 플레이트가 와이어쏘에 고정되면 실리콘 잉곳의 절단방향은 상기 빔과 상기 플레이트가 실리콘 잉곳에 지지된 방향을 따라서, 정하여지는 것이라고 할 수 있다.

그러므로, 절단방향이 수직방향으로 결정된 실리콘 잉곳의 수직아래쪽에, 상기 빔과 상기 플레이트가 마련되는 것이 바람직하게 제안될 수 있다. 상기 부가물 안착부(7)는 그와 같은 조건을 만족할 수 있도록, 상기 롤러(3)(4) 중앙의 사이 간격부에 마련되도록 할 수 있다. 상기 부가물 안착부(7)의 좌우간격은 상기 빔 및 상기 플레이트가 요동하지 않도록 하기 위하여 폭이 엄격하게 관리되는 것이 바람직하다.

상기 지지프레임(5)과 베이스의 사이 간격에는 승강장치(6)가 각 롤러(3)(4)의 전후 두 곳에 마련될 수 있다. 상기 승강장치(6)로는 에어 실린더가 사용될 수 있다. 상기 승강장치(6)는 상기 실리콘 잉곳의 절단방향이 수직방향으로 결정된 상태의 실리콘 잉곳을 하방으로 이동시키는 작용을 수행한다. 상기 승강장치(6)의 이송작용에 의해서, 상기 부가물 안착부(7)에 놓여있는 빔과 플레이트가 실리콘 잉곳에 바로 부착될 수 있다. 상기 빔과 상기 플레이트와 상기 실리콘 잉곳의 사이 간격부에는 접착제가 개입되어 부착의 방법으로 양자가 부착되도록 할 수 있다.

도 2는 롤러고정장치의 사시도이다. 상기 롤러고정장치는 상기 지지프레임의 내부에 들어 있을 수도 있고, 롤러의 회전축과 연계되어 회전운동이 가능한 어떠한 구조물에도 연결되어 설치될 수 있다. 도면에는 지지프레임에 들어 있어서, 롤러의 회전축 상에 설치되는 것으로 설명한다.

도 2를 참조하면, 상기 롤러고정장치에는, 상기 롤러(3)(4)의 축(10)의 바깥에 마련되는 스토퍼(11)와, 상기 스토퍼(11)에 치합되는 랙(12)과, 상기 랙(12)을 회전시키는 피니언(13)과, 상기 피니언(13)을 회전시키는 모터(14)가 마련된다. 도면에는 상기 스토퍼(11)가 한 쌍으로 제공되어 있으나, 그에 제한되지 않아서, 축(10)을 기준으로 일 방향에만 마련되어 있을 수 있다. 또한, 한 쌍의 롤러(3)(4) 중에서 어느 한쪽의 롤러에만 롤러고정장치가 마련될 수도 있고, 양쪽에 다 마련될 수도 있다.

상기 롤러고정장치의 동작을 설명한다.

실리콘 잉곳의 면각을 측정하면서 실리콘 잉곳의 절단방향이 정하여지면, 상기 승강장치(6)를 이용하여 롤러(3)(4)를 내리기 전에, 롤러(3)(4)의 원하지 않는 회전에 의한 실리콘 잉곳의 방향 틀어짐을 막기 위하여 상기 롤러고정장치를 동작시킨다. 상기 롤러고정장치의 동작은, 먼저, 모터(14)를 이용하여 피니언(13)을 회전시키면, 랙(12)이 운동하고, 랙(12)과 치합되어 있는 스토퍼(11)가 축(10) 방향으로 밀려서 스토퍼(11)와 축(10)이 서로 접하게 되고, 상호 간에 접촉하는 마찰력에 의해서 축(10)은 회전하지 않고 고정되어 있게 된다. 상기 축(10)은 롤러(3)(4)와 동축으로 제공되어 있으므로, 상기 축(10)이 고정되면, 롤러(3)(4)도 고정되어 움직이지 않을 것임은 용이하게 짐작 가능한 일이다.

도 4는 실리콘 잉곳과 빔과 플레이트가 서로 붙어있는 모습을 보이는 도면이다.

도 4를 참조하면, 실리콘 잉곳과 롤러는 잉곳의 절단방향을 측정하는 중에는 상방으로 떨어져 있었으나, 실리콘 잉곳의 절단방향이 정해지고 난 다음에는 상기 롤러고정장치에 의해서 더 이상이 운동이 불가능하게 고정되고, 상기 승강장치에 의해서 하방으로 이동하여 실리콘 잉곳과 빔이 서로 접촉하여 본드 등으로 예시되는 접합수단에 의해서 서로 간에 고정되도록 한다. 도면에서는 그와 같은 부재의 이동을 설명하고 있다.

도 3은 실시예에 따른 고니오미터의 사용방법을 설명하는 흐름도이다.

도 3을 참조하면, 절단방향을 결정해야 하는 실리콘 잉곳을 고니오미터의 한 쌍의 롤러(3)(4) 사이에 안착한다(S1). 안착된 실리콘 잉곳은 롤러 또는 실리콘 잉곳을 회전시키며 잉곳의 오리엔테이션을 측정하여, 측정된 면각을 기준으로 하여 실리콘 잉곳을 미리 정하여진 절단방향을 맞춘다(S2). 여기서 절단방향은 상기 빔과 상기 플레이트가 놓여져 있는 쪽을 향하게 될 것임은 짐작될 수 있다. 실시예에는 상기 롤러(3)(4)의 사이 간격부에 빔과 플레이트가 놓여있으므로, 상기 절단방향은 수직 하방을 향하게 될 것이다.

실리콘 잉곳의 절단방향이 결정되고 난 다음에는, 롤러를 고정시켜서 실리콘 잉곳이 추가적으로 회전하지 않도록 한다(S3). 실리콘 잉곳이 추가적으로 회전하지않는 작용은 실리콘 잉곳과 롤러가 서로 일정 수준 이상의 마찰접촉을 하는 것에 의해서 달성될 수 있을 것이다. 즉, 롤러(3)(4)의 회전이 불가능하게 롤러고정장치에 의해서 롤러가 고정되면, 롤러와 마찰력으로 접촉되는 실리콘 잉곳도 잉곳의 자중에 의해서 회전이 가능하지 않게 될 수 있는 것이다. 이렇게 되면 외부로부터의 충격 또는 접촉 등이 있더라도 실리콘 잉곳이 움직이지 않게 되어, 잉곳 오리엔테이션 정렬과정(S2)에서 결정된 절단방향이 틀어질 우려는 없게 된다.

이후에는 승강장치를 동작시켜서, 실리콘 잉곳을 빔과 플레이트 등의 부가물 쪽으로 이동시킨다(S4). 이 동작 중에는, 실리콘 잉곳과 상기 부가물이 접촉될 수 있도록 상기 부가물에서 상기 실리콘 잉곳을 향하는 면에는 접착제가 미리 도포되어 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기되는 방법에 따르면, 실리콘 잉곳에 부가물이 올바른 위치에 부착되어 있는 상태가 되고, 이 상태에서는 상기 부가물이 직접 와이어쏘에 장착이 가능한 상태로 된다. 상기 부가물이 와이어쏘에 고정된 상태에서 상기 실리콘 잉곳은, 와이어쏘의 와이어를 향하게 되고, 실리콘 잉곳의 절단방향을 따라서 실리콘 잉곳이 올바르게 절단될 수 있게 된다.

본 발명에는 위에서 설명되는 실시예 외에 다른 실시예를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 승강장치는 에어 실린더가 아닌 유압방식의 실린더나 에어퍼지방식의 승강수단이 적용될 수도 있다. 상기 롤러고정장치는 랙피니언 방식이 아니라, 띠고정방식, 측면 마찰판 방식 등과 같은 다양한 방식의 적용이 가능하다. 다만, 그 장치의 명칭에서 볼 수 있는 바와 같이, 다양한 구조 및 형식의 부품이 사용될 수 있을 것이나, 승강의 작용 및 롤러고정의 작용은 수행되는 것으로 이해될 수 있다.

또 다른 실시예로서, 상기되는 상세한 설명에서는, 상기 부가물 안착부는 각 롤러(3)(4)의 사이 간격부에서 하측으로 이격되어 있는 위치에 마련되는 것으로 설명이 되어 있다. 그러나 고니오미터에서 잉곳의 절단방향이 결정되고 난 다음에, 실리콘 이동이 없이 빔과 플레이트를 부착시킬 수 있다면, 다른 구성을 채용하는 것도 가능한 일이다. 예를 들어, 빔과 플레이트가 고니오미터의 어느 위치에 안정되게 설치되어 있도록 한 다음에, 실리콘 잉곳의 절단방향이 결정되고 난 다음에는, 빔과 플레이트와 실리콘 잉곳이 서로 부착되는 방향으로 접근시킬 수 있는 어떠한 다른 구성도 본 발명의 사상에 포함된다고 할 것이다.

본 발명에 따르면, 실리콘 잉곳의 절단방향을 올바르게 설정하여 실리콘 잉곳을 절단시킬 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 또한, 고니오미터에 의해서 판단될 수 있는 올바른 실리콘 잉곳의 절단방향에 빔과 플레이트 등의 부가물이 정확한 위치에 부착될 수 있도록 한다. 그러므로, 고니오미터의 자체적인 기능상의 개선을 달성할 수 있다.

2: 잉곳
3,4:롤러
5:지지프레임
6:승강장치
7:부가물 안착부

Claims (9)

1. 잉곳 오리엔테이션 측정장치;
   상기 잉곳 오리엔테이션 측정장치와 인접되는 위치에 마련되고, 실리콘 잉곳이 안착되는 한 쌍의 롤러; 및
   상기 한 쌍의 롤러의 사이 간격부에 마련되어, 상기 실리콘 잉곳에 고정되는 부가물이 놓이는 부가물 안착부가 포함되는 고니오미터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 롤러를 승강시키는 승강장치가 포함되는 고니오미터.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 승강장치는 에어실린더 방식으로 동작되는 고니오미터.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 한 쌍의 롤러 중 적어도 하나에는 롤러의 회전을 멈추게 하는 롤러고정장치가 마련되는 고니오미터.
5. 제 4 항에 있어서,
   상기 롤러고정장치는 랙과 피니언 방식으로 구동되고, 상기 롤러의 축에 접촉하여 상기 축의 회전을 정지시키는 스토퍼가 포함되는 고니오미터.
6. 잉곳을 고니오미터의 롤러에 안착하고서 잉곳의 오리엔테이션을 정렬하는 단계; 및
   정렬된 잉곳이, 상기 고니오미터에 장착된 상태에서 회전이 불가능하게 멈추어 있도록 하고, 와이어쏘 장치의 장착에 필요한 부가물과 상기 잉곳이 부착되도록 하는 단계가 포함되는 고니오미터의 사용방법.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 부가물은 상기 고니오미터에 놓여있고, 상기 잉곳이 이동하여 상기 부가물에 부착되는 고니오미터의 사용방법.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 롤러는 한 쌍으로 마련되고, 상기 부가물은 상기 한 쌍의 롤러의 사이 간격부에 놓이는 고니오미터의 사용방법.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 잉곳이 회전되지 않도록 하기 위하여, 상기 롤러가 회전되지 않도록 하는 고니오미터의 사용방법.

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