KR101476670B1 - 절단 방법 및 와이어 쏘 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 와이어를 복수의 홈 부착 롤러에 권취하고, 상기 홈 부착 롤러에 절단용 슬러리를 공급하면서, 상기 와이어를 왕복 주행시키면서 잉곳에 압압하여, 잉곳을 웨이퍼 형상으로 절단하는 방법으로서, 상기 잉곳에, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 상기 절단용 슬러리와는 독립하여 공급 온도를 제어하여 공급함으로써, 잉곳의 온도를 제어하여 절단하도록 하고, 이때에, 상기 잉곳에 대해, 상기 왕복 주행시키는 와이어의 출측으로만, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하는 것을 특징으로 하는 절단 방법 및 와이어 쏘 장치이다. 이에 의해, 와이어 쏘를 이용하여 잉곳을 절단할 때, 특히 잉곳의 절단 종료시에 있어서 잉곳의 급격한 냉각을 경감하고, 그 결과 나노토포그라피의 악화를 억제하는 동시에, 또한 두께도 균일한 고품질의 웨이퍼로 절단하는 방법 및 와이어 쏘 장치가 제공된다.

Description

절단 방법 및 와이어 쏘 장치{CUTTING METHOD AND WIRE SAW DEVICE}
본 발명은, 와이어 쏘 장치(단순하게, 와이어 쏘라고도 함)를 이용하여, 실리콘 잉곳, 화합물 반도체의 잉곳 등으로부터 다수의 웨이퍼를 자르는 절단 방법, 및 와이어 쏘 장치에 관한 것이다.
최근, 웨이퍼의 대형화가 요망되고 있고, 이 대형화에 수반하여, 잉곳의 절단에는 오로지 와이어 쏘가 사용되고 있다.
와이어 쏘는, 와이어(고장력 강철선)를 고속 주행시켜서, 여기에 슬러리를 걸면서, 잉곳(워크)을 압압하여 절단하고, 다수의 웨이퍼를 동시에 자르는 장치이다(특개평9-262826호 공보 참조).
여기서, 도 6에 일반적인 와이어 쏘의 일례의 개요를 나타낸다.
도 6에 나타내는 바와 같이, 와이어 쏘(101)는, 주로, 잉곳을 절단하기 위한 와이어(102), 와이어(102)를 감아 돌린 홈 롤러(103)(와이어 가이드), 와이어(102)에 장력을 부여하기 위한 수단(104), 절단되는 잉곳을 송출하는 수단(105), 절단 시에 슬러리를 공급하는 수단(106)으로 구성되어 있다.
와이어(102)는, 한쪽의 와이어 릴(107)로부터 계속 내 보내지고, 트래버서(108)를 개입시켜 파우더클러치[정 토크 모터(109)]나 댄서 롤러(데드웨이트)(도시하지 않음) 등으로 이루어지는 장력 부여 수단(104)을 거쳐, 홈 롤러(103)에 들어가 있다. 와이어(102)는 홈 롤러(103)에 300~400회 정도 권취된 후, 이제 한쪽의 장력 부여 수단(104')을 거쳐 와이어 릴(107')에 감겨 있다.
또한, 홈 롤러(103)는 철강제 원통의 주위에 폴리우레탄 수지를 압입하고, 그 표면에 일정한 피치로 홈을 자른 롤러이며, 권취된 와이어(102)가 구동용 모터(110)에 의해서 사전결정된 주기로 왕복방향으로 구동할 수 있게 되어 있다.
또한, 잉곳의 절단 시에는, 도 7에 나타낸 잉곳 이송 수단(105)에 의해, 잉곳은 홈 부착 롤러(103)에 감긴 와이어(102)로 내 보내진다. 이 잉곳 이송 수단(105)은 잉곳을 보내기 위한 잉곳 이송 테이블(111), LM 가이드(112), 잉곳을 파지하는 잉곳 클램프(113), 슬라이스 백킹 판(114) 등으로 이루어지고, 컴퓨터 제어로 LM 가이드(112)에 따라 잉곳 이송 테이블(111)을 구동시킴으로써, 사전 프로그램된 전송 속도로 선단에 고정된 잉곳을 송출하는 것이 가능하다.
그리고, 홈 롤러(103), 권취된 와이어(102)의 근방에는 노즐(115)이 설치되 어 있고, 절단시에 슬러리 탱크(116)로부터, 홈 부착 롤러(103), 와이어(102)에 슬러리를 공급할 수 있게 되어 있다. 또한, 슬러리 탱크(116)에는 슬러리 칠러(117)가 접속되어 있고, 공급하는 슬러리의 온도를 조정할 수 있게 되어 있다.
이러한 와이어 쏘(101)를 이용하여, 와이어(102)에 와이어 장력 부여 수단(104)을 이용하여 적당한 장력을 걸쳐, 구동용 모터(110)에 의해, 와이어(102)를 왕복 방향으로 주행시키면서 잉곳을 슬라이스 한다.
한편, 웨이퍼에 있어서, 최근, 「나노토포그라피」로 불리는 표면 물결 성분의 대소가 문제가 되고 있다. 이 나노토포그라피는, 웨이퍼의 표면 형상 중에서 「휨」이나 「Warp」보다 파장이 짧고, 「표면 거칠기」보다는 파장이 길고, λ=0.2~20 mm의 파장 성분을 취출한 것이고, PV값은 0.1~0.2㎛ 이하의 극히 얕은 물결이다. 이 나노토포그라피는 디바이스 제조에 있어서의 STI(Shallow Trench Isolation) 공정의 제품 비율에 영향을 준다고 한다.
나노토포그라피는 웨이퍼의 가공 공정(슬라이스~연마) 중에 만들어지는 것이지만, 그 중에서 와이어 쏘·슬라이스 기인한 나노토포그라피(즉, 슬라이스 물결)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 「돌발적으로 발생하는 것」, 「절단 개시 또는 종료 부분에 발생하는 것」 및 「주기성이 있는 것」의 3 종류로 분류되는 것을 알았다.
그 중 「웨이퍼의 절단 개시·종료 부분」에 발생하는 것은, 나노토포그라피의 수치 판정으로 불합격이 되는 비율이 높다. 특히, 「절단 종료 부분」의 나노토포그라피는 「절단 개시 부분」의 나노토포그라피에 비해 크고, 웨이퍼면 내에서 나노토포그라피의 수치를 가장 악화시키는 개소가 되거나 수치 판정으로 불량이 되는 빈도가 높아, 개선이 매우 요망되고 있다.
따라서, 본 발명자 등은, 도 6에 나타내는 종래의 와이어 쏘를 이용하여 절단된 슬라이스 웨이퍼에서의 나노토포그라피에 대해 조사를 실시했다.
도 9에 정전 용량형 측정기로 측정한 슬라이스 웨이퍼의 Warp 단면 형상과 「의사 나노토포그라피」를 예시한다. 의사 나노토포그라피란, 슬라이스 웨이퍼의 Warp 단면 파형에 랩이나 연삭 및 연마의 가공 특성을 본뜬 밴드패스·필터를 걸치는 것으로, 연마 후 웨이퍼의 나노토포그라피와 상관이 있는 수치를 의사적으로 얻는 것이다.
일반적으로, 나노토포그라피는 폴리싱 후에 측정하는 것이지만, 상기와 같은 슬라이스 웨이퍼로부터 의사 나노토포그라피를 요구하여, 이를 이용함으로써, 비용이나 시간을 들이지 않고 끝나고, 또한 슬라이스 후의 연마 등의 공정에 있어서의 요인의 영향을 받지 않고, 슬라이스만의 영향에 의한 나노토포그라피를 조사하기 쉽다.
이러한 조사를 실시함으로써, 종래에 있어서 가장 개선이 요망되는 절단 종료부 부근의 나노토포그라피는, 이 개소에서 웨이퍼의 Warp 형상이 험난하게 변화하고 있는 것이 원인인 것을 알았다.
도 9(A)는, 형상 맵에도 있는 대로, 절단 종료부 부근의 개소에 있어서의 형상의 변화가 작은 것을 나타낸 것이지만, 의사 나노토포그라피를 보고 알 수 있는 바와 같이, 절단 종료부 부근의 개소에 있어서, 그 변화의 크기는 ±0.1㎛의 범위에서 억제되고 있어 비교적 작은 것이다. 한편, 도 9(B), (C)에 나타내는 바와 같이, 절단 종료부 부근의 개소에 있어서의 형상이 험난하게 크게 변화하고 있는 경우, 그 개소에 있어서, 의사 나노토포그라피의 크기는 -0.3~0.4의 범위가 되고 있어, 도 9(A)의 경우에 비해 큰 것이 되고 있는 것을 안다.
아울러, 전체의 형상 변화가 다소 크더라도 완만한 변화이면, 나노토포그라피는 거의 악화하지 않는다. 급격하게 형상이 변화하고 있는 것이 크게 나노토포그라피에 영향을 주고 있다.
따라서, 다음에, 도 9에 나타내는 절단 종료부 부근의 개소에 있어서의 험난한 변화가 슬라이스 웨이퍼에 발생하고 있는 원인을 조사했다.
우선, 슬라이스 웨이퍼의 형상의 변화, 즉 잉곳 절단시에 있어서의 와이어의 절단 궤적의 일례를 도 10에 나타낸다. 도 10에 나타내는 바와 같이, 특히 잉곳의 양단 부근의 절단 종료 부분에서 와이어의 궤적이 크게 외측에 퍼지고 있고, 그 때문에, 슬라이스 웨이퍼의 Warp 단면 형상이 험난하게 변화해 버린다.
이러한 단면 형상(절단 궤적)이 생길 가능성에 대해 이하와 같은 조사를 실시하였는바, 도 11에 나타내는 바와 같이, 절단 종료시 부근에 있어 잉곳이 그 축방향으로 수축함으로써, 와이어에 의한 절단 궤적이 잉곳의 단부로 향해 구부러져 버리는 것이 주된 원인인 것을 알 수 있었다.
조사 방법으로서는, 도 6과 같은 종래의 와이어 쏘를 이용하여, 시험용으로 준비한 직경 300 mm, 길이 250 mm의 실리콘 잉곳을 절단했다. 와이어에는 2.5 kgf의 장력을 주어, 500 m/min의 평균 속도로 60 s/c의 사이클로 와이어를 왕복 방향으로 주행시켜 절단했다. 또한, 절단용 슬러리의 공급 온도는, 도 12(A)에 나타내는 온도 프로파일로 했다. 아울러, 온도는 열전대를 사용하여 잉곳 양단(절입 깊이 285 mm 위치)에서 계측했다(도 12(B) 참조).
절단 중의 잉곳의 온도 변화를 실측한 결과를 도 12(A)에 나타낸다.
절단 중에 잉곳의 온도는 최대로 13℃ 상승하여 약 36℃이 되고, 또한 절단 종료부 부근(이 경우, 절입 깊이 275mm~300mm)에 있고, 급격하게 약 10℃ 저하했다. 이것은, 절단 종료 부근에서의 Warp 형상이 급변하는 위치와 일치하고 있다. 또한, 상기 절단 종료부 부근에 있어서는, 열팽창 계수로부터 계산하여, 잉곳의 축방향으로 약 10㎛ 정도 급격하게 수축하고 있는 것을 안다.
이것은, 우선 도 13에 나타내는 바와 같이, 절단 개시시부터 절단 중반기까지는 잉곳은 절단용 슬러리가 직접 걸릴 것은 없어 너무 냉각되기 어렵고, 가공 열은 잉곳 중에 축적되지만, 도 14에 나타내는 바와 같이, 절단 종료부 부근에서는, 절단이 나아가 잉곳이 강하하고, 22~24℃로 냉각된 절단용 슬러리가 잉곳에 직접 걸리게 되는 것과 동시에, 절단 종료부 부근에서는 절단 부하가 최대치의 1/2 이하로 감소하기 때문에, 잉곳의 온도가 절단용 슬러리와 같은 온도까지 급랭되기 위해서라고 고려된다.
또한, 도 12(A)에서, 절입 깊이 200 mm 이후로, 일단 저하한 잉곳의 온도가 다시 상승하고 있는 것은, 여기서 슬러리의 유량을 한정하고 있기 때문이다.
이상과 같은 조사로부터, 절단 종료부 부근의 개소에 있어서의 Warp 형상의 험난한 변화에 기인하는 나노토포그라피를 개선하기 위해서는, 절단 종료부 부근에서의 험난한 잉곳의 온도의 저하가 일어나지 않도록, 절단 중의 잉곳의 온도를 제어하는 것이 중요하다는 것이 판명되었다.
여기서, 절단시의 잉곳의 온도를 제어하기 위해, WO 00/43162호 공보에, 잉곳 절단시에, 홈 롤러에 절단용 슬러리를 공급하는 동시에[절단용 슬러리 노즐(115)], 잉곳의 온도를 조정하기 위한 잉곳 온도 조절용 슬러리를 잉곳에 공급[잉곳 온도 조절용 슬러리 노즐(115')]하는 수법이 개시되어 있다. 도 15에, 절단용 슬러리와 잉곳 온도 조절용 슬러리를 설명하는 설명도를 나타낸다.
그러나, 본 발명자 등이 이러한 종래의 수법에 의해 절단된 슬라이스 웨이퍼에 대해 조사를 실시한 바, 웨이퍼의 중심 영역에 있어서, 웨이퍼 두께의 정도가 표준 조건의 3~20배가 되어 두께 균일성이 현저하게 악화되어 있는 것을 알았다. 도 16에, 종래법에 의해 얻을 수 있던 슬라이스 웨이퍼의 두께 형상을 나타낸다. 이러한 웨이퍼는 실제로는 제품으로서 이용하는 것은 어렵다.
따라서, 본 발명자 등이, 상기 잉곳의 온도를 제어하여 급랭을 경감할 수 있는 방법, 및 상기 문헌 WO 00/43162호 공보에 있어서의 웨이퍼 두께의 변화에 대해 열심히 연구를 거듭했는데, 도 15에 나타내는 상기의 종래의 방법이라면, 절단이 진행하여 잉곳의 중심 영역을 절단할 경우에, 절단용 슬러리와 잉곳 온도 조절용 슬러리가 크게 간섭하여 흐름이 흐트러져, 잉곳의 중심 영역에 있어서의 절단 형상에 강한 영향을 주어 버리는 것을 알았다. 도 17에, 이러한 슬러리 간에 의한 간섭의 설명도를 나타낸다. 이에 의해, 도 16과 같은, 중심 영역에 있어서 두께의 정도가 표준 조건으로부터 현저하게 일탈한 슬라이스 웨이퍼가 되어 버린다.
따라서, 본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 와이어 쏘를 이용하여 잉곳을 절단할 때, 특히 잉곳의 절단 종료시 부근에 있어서의 잉곳의 급격한 냉각을 경감하고, 그 결과 나노토포그라피의 악화를 억제하는 동시에, 한층 더 두께도 균일한 고품질인 웨이퍼에 절단하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기와 같은 나노토포그라피의 악화가 억제되고, 두께의 균일한 고품질인 웨이퍼에 절단하는 것이 가능한 와이어 쏘 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 와이어를 복수의 홈 부착 롤러에 권취하고, 상기 홈 부착 롤러에 절단용 슬러리를 공급하면서, 상기 와이어를 왕복 주행시키면서 잉곳에 압압하여 잉곳을 웨이퍼 형상으로 절단하는 방법에 있어서,
상기 잉곳에, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 상기 절단용 슬러리와는 독립하여 공급 온도를 제어하여 공급함으로써, 잉곳의 온도를 제어하여 절단하도록 하고, 이때에,
상기 잉곳에 대해, 상기 왕복 주행시키는 와이어의 출측으로만, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하는 것을 특징으로 하는 절단 방법을 제공한다.
이와 같이, 우선, 절단되는 잉곳에, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 절단용 슬러리와는 독립하여 공급 온도를 제어하여 공급함으로써, 잉곳의 온도를 제어하여 절단하므로, 잉곳의 절단 종료시 부근에 있어서의 잉곳의 급격한 냉각을 경감하고, 절단 궤적, Warp 형상의 험난한 변화가 발생하는 것을 억제하고, 슬라이스 웨이퍼에서의 나노토포그라피를 개선하는 것이 가능하다.
또한, 이때에, 잉곳에 대해, 왕복 주행시키는 와이어의 출측으로만, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하므로, 잉곳을 두께가 균일한 웨이퍼로 절단할 수 있다. 이것은, 공급한 잉곳 온도 조절용 슬러리와 절단용 슬러리가 간섭하여, 이러한 슬러리의 흐름이 크게 흐트러졌다고 해도, 원래, 왕복 주행시키는 와이어의 출측으로만 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하고 있지 않기 때문에, 상기 혼란이 생기는 것은 와이어의 출측 뿐이고, 와이어의 출측 때문에, 이 위치에서 생기는 슬러리의 혼란이 잉곳의 절단 자체에 강한 영향을 줄 수 없기 때문이다. 따라서, 잉곳의 절단 형상이 크게 흐트러질 것은 없고, 종래법과 같이 웨이퍼의 중심 영역에서 두께의 정도가 악화되는 것을 억제할 수 있다.
이상에 의해, 웨이퍼 두께의 균일성이 높고, 게다가 나노토포그라피의 악화가 억제된 고품질의 슬라이스 웨이퍼를 얻을 수 있다.
이때, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리를, 공급 온도를 절단 개시시부터 상승시켜서, 상기 잉곳의 절입 깊이가 적어도 직경의 2/3에 이르렀을 때에 상기 잉곳의 온도와 같게 하여 공급하고, 그 후 공급 온도를 서서히 하강시키면서 공급하는 것이 바람직하다.
이러한 온도 제어로 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하면, 절단 중에 잉곳의 온도를 급격하게 변화시킬 것도 없고, 특히 절단 종료부 부근에 있어서의 잉곳의 급랭을 지극히 효율 좋게 경감하는 것이 가능하다.
또한, 이때, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급 온도를, 잉곳의 절입 깊이가 적어도 직경의 2/3에 이른 후에 서서히 하강시켜서, 절단 종료시에 상기 절단용 슬러리의 공급 온도와 같게 하는 것이 바람직하다.
이와 같이, 잉곳 온도 조절용 슬러리의 온도를 절단 종료시에 절단용 슬러리의 공급 온도와 같게 하면, 잉곳의 절단 종료시 부근에 있어서 과잉으로 냉각해 버릴 것도 없고, 절단용 슬러리의 온도까지 잉곳의 온도를 더욱 매끈하게 하강시킬 수 있으므로, 잉곳에 급랭이 발생하는 것을 보다 효과적으로 경감할 수 있다.
또한, 본 발명은, 적어도, 와이어가 권취된 복수의 홈 부착 롤러와, 상기 홈 롤러에 절단용 슬러리를 공급하는 수단과, 상기 절단용 슬러리와는 독립하여 온도 제어된 잉곳 온도 조절용 슬러리를 절단되는 잉곳에 공급하는 수단을 구비하고,
상기 절단용 슬러리 공급 수단으로부터 상기 홈 부착 롤러에 절단용 슬러리를 공급하면서, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 수단으로부터 잉곳에 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하고, 상기 와이어를 왕복 주행시키면서 잉곳에 압압하여, 잉곳을 웨이퍼 형상으로 절단하는 와이어 쏘 장치에 있어서,
상기 와이어 쏘 장치는, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급 위치를 제어하는 수단을 더 구비하며, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어 수단은, 상기 절단되는 잉곳에 대해, 상기 왕복 주행시키는 와이어의 출측으로만 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하는 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 와이어 쏘 장치를 제공한다.
이와 같이, 본 발명의 와이어 쏘 장치는, 우선, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 절단되는 잉곳에 공급하는 수단을 구비함으로써, 잉곳의 온도를 제어하여 절단할 수 있고, 잉곳의 절단 궤적, Warp 형상의 험난한 변화가 발생하는 것을 억제하고, 나노토포그라피의 악화를 억제할 수 있다.
또한, 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급 위치를 제어하는 수단을 더 구비하고, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어 수단은, 절단되는 잉곳에 대해, 왕복 주행시키는 와이어의 출측으로만 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하는 제어가 가능한 것이기 때문에, 잉곳 온도 조절용 슬러리와 절단용 슬러리가 간섭하고, 이러한 슬러리의 흐름이 크게 흐트러지는 것을 와이어의 출측에서만 할 수 있고, 잉곳의 절단 형상이 크게 흐트러지는 일 없이, 두께의 균일성이 높은 고품질인 슬라이스 웨이퍼를 자르는 것이 가능하게 된다.
이때, 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어 수단은 변환 밸브를 구비하고 있고, 상기 변환 밸브의 변환에 의해, 절단되는 잉곳에 대해, 와이어의 출측으로만, 잉곳 온도 조절용 슬러리가 공급되는 것으로 할 수 있다.
이러한 변환 밸브를 구비한 것이면, 이 밸브의 주기적인 변환에 의해, 간편하게, 절단되는 잉곳에 대해, 와이어의 출측으로만, 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급을 제어할 수 있게 된다.
본 발명의 절단 방법 및 와이어 쏘 장치이면, 특히, 절단 종료시 부근의 잉곳의 급랭을 경감하는 것이 가능하고, 나노토포그라피의 악화가 효과적으로 억제되고, 더욱이 중심 영역에 있어서 웨이퍼 두께의 정도가 악화되는 일 없이, 균일한 두께를 갖는 고품질의 슬라이스 웨이퍼를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 절단 방법에 사용할 수 있는 와이어 쏘의 일례를 나타내는 개략도,
도 2는 본 발명의 절단 방법에 있어서의 슬러리의 공급 온도 프로파일의 일례를 나타내는 그래프로서, (A)는 절단용 슬러리, (B)는 잉곳 온도 조절용 슬러리,
도 3은 실시예, 비교예 1에 있어서의 잉곳의 온도 변화를 나타내는 그래프,
도 4는 실시예에 있어서의 슬라이스 웨이퍼의 두께 분포를 나타내는 그래프,
도 5는 의사 나노토포그라피의 레벨을 나타내는 그래프로서, (A)는 실시예의 결과, (B)는 비교예 1의 결과,
도 6은 종래의 와이어 쏘의 일례를 나타내는 개략도,
도 7은 잉곳 이송 수단의 일례를 나타내는 개략도,
도 8은 와이어 쏘·슬라이스 기인한 나노토포그라피의 분류를 나타내는 설명도,
도 9는 슬라이스 웨이퍼의 Warp 단면 형상 및 의사 나노토포그라피 파형의 측정도,
도 10은 잉곳 절단시에 있어서의 와이어의 절단 궤적의 일례를 나타내는 개략도,
도 11은 잉곳 절단시에 있어서의 잉곳의 수축과 절단 궤적의 일례를 나타내는 설명도,
도 12는 잉곳이 축방향으로 수축할 가능성에 대한 시험 결과로서, (A)는 절단 중의 잉곳의 온도 변화 및 절단용 슬러리의 공급 온도 프로파일을 나타내는 그래프, (B)는 잉곳의 온도의 측정 방법을 설명하는 설명도,
도 13은 절단 개시시의 잉곳과 절단용 슬러리의 관계를 나타내는 설명도,
도 14는 절단 종료부 근방의 잉곳과 절단용 슬러리의 관계를 나타내는 설명도,
도 15는 절단용 슬러리 노즐과 잉곳 온도 조절용 슬러리 노즐을 설명하는 설명도,
도 16은 종래법에 의해 얻을 수 있던 슬라이스 웨이퍼의 두께 형상을 나타내는 그래프,
도 17은 절단용 슬러리와 잉곳 온도 조절용 슬러리와의 간섭을 설명하는 설명도로서, (A)는 절단 개시시, (B)는 잉곳 중심 영역을 절단하고 있을 때.
이하에서는, 본 발명의 실시의 형태에 대해 설명하지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
상술한 바와 같이, 잉곳의 절단 종료부 부근에서의 급격한 잉곳의 온도의 저하를 방지하기 위해, 예를 들면 WO 00/43162호 공보에, 잉곳 절단시에, 홈 부착 롤러에 절단용 슬러리를 공급하는 동시에, 잉곳의 온도를 조정하기 위한 잉곳 온도 조절용 슬러리를 잉곳에 공급하는 수법이 개시되어 있다(도 15 참조). 그러나, 이 수법에서는 웨이퍼의 중심 영역에 있고, 두께 균일성이 현저하게 악화되어 버린다.
본 발명자는, 이 웨이퍼 두께의 균일성이 악화되는 것은, 절단용 슬러리와 잉곳 온도 조절용 슬러리가 크게 간섭하여 흐름이 흐트러져 잉곳을 절단할 경우에, 그 절단 형상에 영향을 주어 버리는 원인인 것을 찾아냈다.
그리고, 종래와 같이, 잉곳에 대해서, 왕복 주행하여 잉곳을 절단하는 와이어의 입측 및 출측의 양쪽 모두 측에 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하는 것이 아니라, 와이어의 출측으로만 공급하면, 비록 절단용 슬러리와 잉곳 온도 조절용 슬러리가 간섭하여 흐트러져도, 그 혼란이 발생하는 것은 와이어의 출측이며, 와이어의 입측에서 발생하는 것을 막아, 상기 슬러리의 혼란이 잉곳의 절단에 큰 영향을 줄 것은 없고, 그 결과 잉곳의 중심 영역의 두께의 정도가 악화되는 것을 방지할 수 있는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성시켰다.
이하, 우선, 본 발명의 와이어 쏘 장치에 대해서, 도면을 참조하면서 상세하 게 설명하지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.
도 1에, 본 발명의 와이어 쏘 장치의 일례의 개략을 나타낸다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명의 와이어 쏘 장치(1)는, 주로, 잉곳을 절단하기 위한 와이어(2), 홈 부착 롤러(3), 와이어 장력 부여 수단(4), 잉곳 이송 수딘(5), 절단용 슬러리 공급 수단(6), 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 수단(6'), 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어 수단(7)으로 구성되어 있다.
여기서, 우선, 절단용 슬러리 공급 수단(6), 즉 홈 부착 롤러(3)[와이어(2)]에 절단용 슬러리를 공급하는 수단에 대해 기술한다. 이 절단용 슬러리 공급 수단(6)에서는, 슬러리 탱크(16)로부터, 컴퓨터(18)의 온도 제어부(절단용 슬러리)에 의해 제어된 열교환기(절단용 슬러리용)(19)를 거쳐, 노즐(절단용 슬러리 노즐)(15)에 접속되어 있고, 절단용 슬러리는 열교환기(19)에 의해 공급 온도가 제어되어, 노즐(15)로부터 홈 부착 롤러(3)에 공급할 수 있게 되어 있다.
또한, 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 수단(6'), 즉 절단되는 잉곳에, 그 온도를 조절하기 위한 슬러리(잉곳 온도 조절용 슬러리)를 직접 공급하는 수단에서는, 슬러리 탱크(16)로부터, 컴퓨터(18)의 온도 제어부(잉곳 온도 조절용 슬러리)에 의해 제어된 열교환기(잉곳 온도 조절용 슬러리용)(19')를 거쳐 노즐(잉곳 온도 조절용 슬러리 노즐)(15')에 접속되어 있다. 잉곳 온도 조절용 슬러리는 열교환기(19')에 의해 공급 온도가 제어되어, 노즐(15')로부터 잉곳에 공급할 수 있게 되 어 있다.
이와 같이, 본 발명의 와이어 쏘 장치(1)에서는, 절단용 슬러리와 잉곳 온도 조절용 슬러리는, 각각 다른 열교환기(19, 19')를 거쳐 공급되는 것으로 할 수 있어서, 절단용 슬러리와 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급 온도를 별개로 제어할 수 있는 구성이 된다.
이 때문에, 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 수단(6')에 의해, 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급 온도를 독자적으로 조정하여 잉곳에 공급할 수 있어서, 절단 중의 잉곳의 온도를 제어하는 것이 가능하고, 잉곳의 온도의 급격한 변화에 의해, 절단 궤적이나 Warp 형상의 험난한 변화가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 이들에 기인하는 나노토포그라피의 악화를 억제하는 것이 가능하다.
아울러, 당연, 도 1에 나타내는 상기와 같은 구성으로 한정되지 않고, 예를 들면 별개의 슬러리 탱크를 배설하고, 슬러리 탱크마다 슬러리 칠러를 접속한 구성으로 함으로써, 각각의 슬러리 탱크 내의 슬러리의 온도, 결국은 슬러리의 공급 온도를 따로따로 제어하는 구성으로 할 수도 있다. 절단용 슬러리 및 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급 온도를, 각각 독립하여 제어할 수 있는 기구이면 좋다.
이러한 슬러리의 종류는 특히 한정되지 않고, 종래와 같은 것을 이용할 수 있다. 예를 들면 GC(탄화규소) 연마용 입자를 액체에 분산시킨 것으로 할 수 있다.
다음에, 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어 수단(7)에 대해 기술한다. 이 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어 수단(7)은, 예를 들면 주로 변환 밸브(20), 컴퓨터(18)의 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어부(18a)로 구성되는 것으로 할 수 있다.
여기서, 변환 밸브(20)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 열교환기(19')와 노즐(15') 사이에 배치되어 있고, 열교환기(19')를 거쳐 슬러리 탱크(16)로부터 보내져 오는 잉곳 온도 조절용 슬러리를, 노즐(15'L) 또는 노즐(15'R), 혹은 이러한 쌍방에, 보낼 방향을 바꾸어 제어하기 위한 밸브이다. 또한, 노즐(15')에 있어서, 와이어 쏘 장치(1)의 정면측(즉, 도 1의 전측)에서 보아, 좌측의 노즐을 15'L, 우측의 노즐을 15'R로 한다.
이와 같이, 변환 밸브(20)가 있으면, 간편하고 확실하게, 변환에 의해서 잉곳 온도 조절용 슬러리의 보내는 방향을 제어할 수 있다. 또한, 밸브 자체는 종래부터 이용되고 있는 것을 사용할 수 있다.
그리고, 변환 밸브(20)와 와이어(2)를 주행시키기 위한 구동용 모터(10)는, 컴퓨터(18)와 접속되어 있고, 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어부(18a)에 의해서, 자동으로, 구동용 모터(10)의 구동에 따라 변환 밸브(20)가 바뀌도록 제어되고 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 예를 들면, 구동용 모터(10)에 의해서, 와이어 쏘 장치(1)의 정면측에서 보아, 와이어(2)가 우측에서 좌측으로 주행하여 잉곳을 절단하는 경우, 이 와이어(2)의 주행 방향에 대응하여, 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어부(18a)로부터 변환 밸브(20)에 대해서, 밸브를 바꾸어 좌측의 노즐(15'L)로만 개방하도록 신호를 보낼 수 있다. 이에 의해, 잉곳 온도 조절용 슬러리는 좌측의 노즐(15'L)로 보내져, 잉곳의 좌측, 즉 이 경우 잉곳을 절단하는 와이어(2)가 잉곳으로부터 나오는 측[와이어(2)의 출측)]으로만 공급된다.
또한, 와이어(2)가 좌측에서 우측으로 주행하여 잉곳을 절단하는 경우, 이 와이어(2)의 주행 방향에 대응하여, 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어부(18a)로부터 변환 밸브(20)에 대해서, 밸브를 바꾸어 우측의 노즐(15'R)로만 개방하도록 신호를 보낼 수 있다. 이에 의해, 잉곳 온도 조절용 슬러리는 우측의 노즐(15'R)로 보내져 잉곳의 우측, 즉 이 경우도 와이어(2)의 출측으로만 공급된다.
이와 같이, 본 발명의 와이어 쏘 장치(1)에 있어서는, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어 수단(7)을 구비하고 있고, 적어도, 절단되는 잉곳에 대해, 왕복 주행시키는 와이어(2)의 출측으로만 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하는 제어를 할 수 있게 된다. 이 때문에, 본 발명의 와이어 쏘 장치(1)이면, 잉곳의 절단에 있어서, 절단용 슬러리에 가하여 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급해도, 와이어(2)가 잉곳에 들어가는 측[와이어(2)의 입측]에는 잉곳 온도 조절용 슬러리가 공급되지 않게 하고, 와이어(2)의 출측으로만 잉곳 온도 조절용 슬러리가 공급되도 록 하는 것이 가능하다. 그 때문에, 종래에 발생하던 와이어(2)의 입측에서의 잉곳 온도 조절용 슬러리와 절단용 슬러리와의 큰 간섭은 발생하지 않고, 슬러리 간의 간섭에 의한 혼란도 일어나지 않고, 잉곳의 절단 형상이 크게 흐트러지는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 한편, 와이어(2)의 출측에서, 잉곳 온도 조절용 슬러리와 절단용 슬러리의 큰 간섭이 발생하고 혼란이 생겼다고 해도, 와이어(2)가 잉곳을 절단하여 나오는 측이기 때문에, 잉곳의 절단 형상에 큰 영향을 줄 것은 없다. 따라서, 본 발명의 와이어 쏘 장치(1)이면, 웨이퍼 중심 영역의 두께 정도가 악화되는 일 없이, 두께가 균일한 웨이퍼로 자를 수 있다.
다만, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어 수단(7)의 기능으로서는, 상기의 변환 밸브(20)의 한쪽만이 개방되는 제어에만 한정되지 않고, 또한, 예를 들면, 밸브를 바꾸어 좌우 양측의 노즐(15'L), 노즐(15'R)로 개방하도록 신호를 보낼 수도 있어서, 필요에 따라 노즐(15'L), 노즐(15'R)의 양쪽 모두로부터 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하는 것도 가능하다. 예를 들면, 절단 개시 전에 잉곳의 초기 온도를 조정하는 경우에, 양쪽 모두의 노즐(15'L, 15'R)로부터 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하고, 잉곳의 온도를 재빠르게 설정 온도로 할 수 있다.
또한, 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어 수단(7)은, 상기 변환 밸브(20)를 이용한 것에 한정되지 않고, 예를 들면, 노즐(15'L), 노즐(15'R)은 다른 라인에서 슬러리 탱크(16)로부터 잉곳 온도 조절용 슬러리가 보내지게 되어 있어 서, 각 라인에는 별개로 밸브가 설치되고 각각의 밸브의 개폐의 제어에 의해, 잉곳 온도 조절용 노즐의 공급 위치를 제어하는 것도 가능하다.
또한, 컴퓨터(18)의 노즐·잉곳 이송 제어부는, 절단용 슬러리를 공급하는 노즐(15), 잉곳 이송 수단(5)과 접속되어 있고, 사전 설정된 프로그램에 의해, 소정의 잉곳의 이송량, 즉 소정의 잉곳의 절단량에 대해서, 자동으로 노즐(15)로부터 소정량, 소정의 타이밍에 절단용 슬러리를 홈 부착 롤러(3)에 공급할 수 있게 되어 있다.
게다가, 컴퓨터(18)의 노·잉곳 이송 제어부는, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하는 노즐(15')에도 또한 접속되어 있지만, 이 잉곳 온도 조절용 슬러리의 잉곳으로의 공급에 관해서는, 상기와 같이, 와이어(2)의 주행 방향에 대응한 타이밍, 공급 위치[노즐(15'L), 노즐(15'R)]가 고려되어 프로그램되어 있다.
또한, 와이어(2), 홈 부착 롤러(3), 와이어 장력 부여 수단(4), 잉곳 이송 수단(5)은, 도 6의 종래의 와이어 쏘(101)와 같은 것으로 할 수 있다.
와이어(2)의 종류나 굵기, 홈 부착 롤러(3)의 홈 피치, 또 다른 수단에 있어서의 구성 등은 특히 한정되는 것이 아니고, 종래의 것에 따라, 소망한 절단 조건이 되도록 그때마다 결정할 수 있다.
예를 들면, 와이어(2)는, 폭 0.13mm~0.18 mm 정도의 특수 피아노선으로 이루어지는 것으로 하고, (소망한 웨이퍼 두께+절단값)의 홈 피치를 갖는 홈 부착 롤러(3)로 할 수 있다.
이하, 이러한 본 발명의 와이어 쏘 장치(1)를 이용하여 본 발명의 절단 방법을 실시하는 순서에 대해 설명한다.
우선, 잉곳 이송 수단(5)에 의해, 파지된 잉곳을 소정 속도로 하부로 내보내는 동시에, 홈 부착 롤러(3)를 구동시켜서, 와이어 장력 부여 수단(4)에 의해 장력이 부여된 와이어(2)를 왕복 방향으로 주행시킨다. 또한, 이때의 와이어(2)에 부여하는 장력의 크기나, 와이어(2)의 주행 속도 등은 적당 설정할 수 있다. 예를 들면, 2.5~3.0kgf의 장력을 걸쳐서, 400~600m/min의 평균 속도로 1~2c/min (30~60s/c)의 사이클로 왕복 방향으로 주행시킬 수 있다. 절단하는 잉곳 등에 맞추어 결정하면 좋다.
또한, 노즐(15)보다, 절단용 슬러리를 홈 부착 롤러(3) 및 와이어(2)를 향해서 공급을 개시하지만, 이 공급 온도 등도 자유롭게 설정할 수 있다. 예를 들면, 실온(25℃) 정도로 할 수 있다.
도 2(A)에, 본 발명의 절단 방법에 있어서의 절단용 슬러리의 공급 온도 프로파일의 일례를 나타낸다. 또한, 이러한 온도 프로파일에서 절단용 슬러리를 공급할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 노즐(15'L) 또는 노즐(15'R)로부터, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 잉곳을 향해서 직접 공급한다. 이때, 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어 수 단(7)에 의해, 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급 위치를 제어하면서 공급을 실시한다. 즉, 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어부(18a)에 의해서, 왕복 주행하는 와이어(2)의 주행 방향에 대응시켜서, 와이어(2)의 출측에 위치하는 노즐로만 잉곳 온도 조절용 슬러리가 보내지도록, 변환 밸브(20)를 자동으로 바꾼다. 이에 의해, 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급 위치를 제어하여, 잉곳에 대해서, 와이어(2)의 출측으로만 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급한다.
이와 같이 하여, 본 발명의 절단 방법에서는, 와이어(2)의 출측으로만 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급할 수 있으므로, 절단 중에, 와이어(2)의 입측에 잉곳 온도 조절용 슬러리가 공급되는 것을 방지하고, 와이어(2)의 입측에서 잉곳 온도 조절용 슬러리와 절단용 슬러리가 크게 간섭하여 슬러리의 흐름에 혼란이 발생하는 것을 억제하여, 잉곳의 절단 형상에 큰 영향을 주는 것을 막을 수 있다. 따라서, 상기 슬러리 간의 큰 간섭에 기인하는, 중심 영역에 있어서의 웨이퍼 두께의 균일성의 악화를 효과적으로 방지할 수 있다.
또한, 와이어(2)의 출측에서 슬러리 간의 간섭이 생겨도, 그 간섭 위치는 와이어(2)가 잉곳을 잘라낸 후의 개소이기 때문에, 당연, 그때의 와이어(2)의 주행 방향에 대해서는, 이 간섭이 잉곳의 절단에 관계할 것은 없고, 절단 형상 나아가서는 웨이퍼 두께에 큰 영향을 줄 것은 없다.
아울러, 절단 중에 있어서의 잉곳 온도 조절용 슬러리의 온도 프로파일은, 예를 들면 도 2(B)와 같이 설정할 수 있다. 여기서, 이 잉곳 온도 조절용 슬러리의 온도 프로파일에 대해 기술한다.
본 발명의 절단 방법에 있어서는, 도 2(B)에 나타내는 바와 같이, 우선, 예를 들면 실온 정도로 공급하기 시작하고, 그 후 서서히 상승시켜 가면 좋다. 이것은, 절단에 의해서 서서히 상승해 나가는 잉곳의 온도에 대응시킨 것이고, 잉곳 온도 조절용 슬러리에 의해서 잉곳이 과도하게 냉각 등이 되어 험난하게 변화하는 것을 억제할 수 있다.
그리고, 잉곳의 절입 깊이가 적어도 직경의 2/3에 이르렀을 때에 잉곳의 온도와 같게 하여 공급하고, 그 후 공급 온도를 서서히 하강시키면서 공급하는 것이 바람직하다. 또한, 절단 종료시에 전기 절단용 슬러리의 공급 온도와 같게 하면 좋다.
절입 깊이가 적어도 직경의 2/3에 이르면, 절단 부하의 감소나 22~24℃ 정도의 절단용 슬러리가 직접 잉곳에 걸리게 되지만, 이때, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 잉곳과 같은 온도에서 잉곳에 직접 공급하고 있지만, 그 후, 공급 온도를 서서히 하강시키면서 공급함으로써, 절단 중의 잉곳의 온도를 급변시키는 일 없이, 완만하게 냉각시킬 수 있다.
또한, 절단 종료시에 절단용 슬러리의 공급 온도와 같게 하는 것으로, 잉곳 온도 조절용 슬러리에 의해 잉곳이 과도하게 냉각되는 것을 막을 수 있다.
잉곳 온도 조절용 슬러리를 이상과 같은 온도 프로파일로 공급함으로써, 특히, 종래 문제가 되던 절단 종료부 부근에 있어서의 절단 궤적의 급격한 변화를 막아서, 절단된 웨이퍼에 있어서, Warp 형상이 험난하게 변화하는 개소를 없애므로, 나노토포그라피를 현저하게 개선하는 것이 가능하다.
또한, 잉곳 온도 조절용 슬러리의 온도 프로파일은, 도 2(B)의 패턴에 한정될 것은 없고, 절단하는 잉곳의 종류나 절단용 슬러리의 공급 온도 등에 따라, 그때마다 결정할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 절단 방법으로 잉곳을 절단함으로써, 절단 종료부 부근에서 발생하던 나노토포그라피의 악화가 억제되고, 게다가 웨이퍼 중심 영역에서의 절단 형상이 크게 악화되는 것을 막아, 웨이퍼 두께의 정도가 통상 레벨까지 회복한 고품질의 슬라이스 웨이퍼를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 한층 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다.
(실시예)
도 1에 나타내는 본 발명의 와이어 쏘를 이용하여 직경 300 mm, 축방향 길이 200 mm의 실리콘 잉곳을 본 발명의 절단 방법에 의해 웨이퍼 형상으로 절단하여, 190매의 슬라이스 웨이퍼를 얻었다.
직경 160㎛의 와이어를 사용하고, 2.5 kgf의 장력을 걸쳐서, 500 m/min의 평균 속도로 60 s/c의 사이클로 와이어를 왕복 방향으로 주행시켜 절단했다.
이때, 절단용 슬러리는 절단 개시시부터 공급하고, 도 2(A)에 나타내는 온도 프로파일로 홈 부착 롤러에 공급했다.
또한, 잉곳 온도 조절용 슬러리는, 잉곳에 대해, 와이어의 출측으로만 공급했다. 즉, 장치 정면측(도 1 전측)에서 보아 와이어가 좌측에서 우측으로 주행할 때에는, 우측의 노즐(15'R)에서만 분사하고, 반대로 와이어가 우측에서 좌측으로 주행할 때에는, 좌측의 노즐(15'L)에서만 분사하도록, 도 2(B)에 나타내는 온도 프로파일로 절단 개시시부터 공급했다.
또한, 도 12(B)와 같이 열전대를 배치하여, 절단 중의 잉곳의 온도 변화를 측정했다.
이때의 잉곳 온도 변화를 도 3에 나타낸다. 도 3에는, 비교를 위해서 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하지 않는 경우의 잉곳의 온도 변화(후술하는 비교예 1)도 함께 나타내 보이고 있다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 도 2(B)의 온도 프로파일에 따라서 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급함으로써, 절단 중의 잉곳 온도의 변화는 완만하게 되고, 특히 종래의 절단 방법을 이용한 비교예 1과 비교하여, 절단 종료부 부근에 있어서의 급 랭이 충분히 경감되고 있는 것을 알았다.
또한, 실시예에서 얻을 수 있던 슬라이스 웨이퍼의 두께 분포를 측정했다. 대표로써, 잉곳의 두(頭)측으로부터 20, 40, 60, 80, 100, 120, 140, 160매째에 있어서의 측정 결과를 도 4에 나타낸다. 이와 같이 어느 샘플에서도, 특히 중심 영역에 있어 균일한 두께 분포를 얻어지고 있는 것을 알았다. 후술하는 비교예 2와 같이, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 좌우의 노즐 양쪽 모두로부터 연속적으로 공급하는 경우에서는, 이러한 균일한 두께 분포는 얻을 수 없다.
또한, 상기 실시예와 같은 방법으로 복수의 잉곳을 절단하고, 얻을 수 있던 슬라이스 웨이퍼에 있어서, 의사 나노토포그라피에 대해서도 조사를 실시한 바, 도 5(A)에 나타내는 결과를 각각 얻을 수 있었다. 도 5는 잉곳의 축방향의 위치를 횡축으로서 절단 종료시 부근에 있어서의 의사 나노토포그라피의 레벨을 나타낸 것이다. 이와 같이, 잉곳의 어느 영역에 있어도, 상한값(상대값으로 0.6)을 상회하는 것은 없고, 또한 잉곳의 각 영역에서의 평균값은, 전단부에서 0.16, 중앙부에서 0.12, 후단부에서 0.13이며, 지극히 작은 값으로 제어되고 있는 것을 알았다.
이와 같이, 본 발명의 절단 방법에 의해서, 나노토포그라피를 지극히 잘 제어할 수 있고, 또한 두께 분포도 균일한 고품질의 웨이퍼를 얻을 수 있었다. 이러한 웨이퍼이면, 디바이스 공정으로의 제품 비율이 높은 것으로 할 수 있다.
(비교예 1)
잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하지 않는 것 이외는 실시예와 같게 하고, 실시예에서 이용한 것과 같은 실리콘 잉곳을 절단하여, 190매의 웨이퍼를 얻었다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 비교예 1에서의 절단 중의 잉곳 온도에 관해서는, 절단 종료부 부근(275~300mm)에 있고, 잉곳이 급랭되고 있는 것을 알았다.
그리고, 도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 얻을 수 있던 슬라이스 웨이퍼에 대하여, 의사 나노토포그라피의 레벨이 높아져 버리고 있다. 잉곳 전단부에서는 평균 0.59, 중앙부는 0.29, 후단부는 0.45이며, 각 영역에 있어서 도 5(A)에 나타내는 실시예의 데이터의 2.4~3.7배가 되어 있다. 특히, 잉곳 전단부, 후단부로부터 잘라진 웨이퍼의 절단 종료부 부근에서는, 0.6의 상한값을 넘어 버리는 경우도 있었다.
이러한 레벨의 나노토포그라피를 가지는 웨이퍼에서는, 디바이스 제조 공정의 제품 비율에 큰 영향을 미쳐 버린다.
(비교예 2)
잉곳 온도 조절용 슬러리를 와이어의 주행 방향에 관계없이, 좌우의 노즐(15'L 및 15'R)로부터 연속적으로 공급하고, 그 이외는 실시예와 같게 하고, 실시예와 같은 실리콘 잉곳을 절단하여, 190매의 웨이퍼를 얻었다. 덧붙여, 잉곳 온 도 조절용 슬러리의 공급 온도 프로파일도 실시예와 같게 했다.
비교예 2의 결과, 잉곳에 대하여, 절단 종료부 부근의 급랭을 막을 수 있었다.
그러나, 잘라진 슬라이스 웨이퍼의 두께 분포를 측정했는데, 도 16에 나타내는 예와 같이 중심 영역에 있어서의 두께가 현저하게 변동해 버렸다. 이것은, 본 발명을 실시한 실시예와는 달리, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 좌우의 노즐(15'L 및 15'R)로부터 연속적으로 공급했기 때문에, 와이어의 입측에도 당연히 잉곳 온도 조절용 슬러리가 공급되고, 특히 잉곳의 중심 영역을 절단하고 있을 때, 와이어의 입측에 두어 잉곳 온도 조절용 슬러리와 절단 슬러리가 크게 간섭하여, 절단 형상에 큰 영향을 주어 버렸기 때문이라고 생각할 수 있다.
아울러, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시예는 예시이며, 본 발명의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지므로, 동일한 작용 효과를 갖는 것은 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (6)

  1. 와이어를 복수의 홈 부착 롤러에 권취하고, 상기 홈 부착 롤러에 절단용 슬러리를 공급하면서, 상기 와이어를 왕복 주행시키면서 잉곳에 압압하여, 잉곳을 웨이퍼 형상으로 절단하는 방법에 있어서,
    상기 잉곳에, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 상기 절단용 슬러리와는 독립하여 공급 온도를 제어하여 공급함으로써, 잉곳의 온도를 제어하여 절단하도록 하고, 이때에,
    상기 잉곳에 대해, 상기 왕복 주행시키는 와이어의 출측으로만, 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하고,
    상기 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급 온도를 절단 개시시부터 상승시켜서, 상기 잉곳의 절입 깊이가 적어도 직경의 2/3에 이르렀을 때에 상기 잉곳의 온도와 같게 하여 공급하고, 그 후 공급 온도를 서서히 하강시키면서 공급하는 것을 특징으로 하는 절단 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급 온도를, 잉곳의 절입 깊이가 적어도 직경의 2/3에 이른 후에 서서히 하강시켜서, 절단 종료시에 상기 절단용 슬러리의 공급 온도와 같게 하는 것을 특징으로 하는 절단 방법.
  4. 와이어가 권취된 복수의 홈 부착 롤러와, 상기 홈 부착 롤러에 절단용 슬러리를 공급하는 수단과, 상기 절단용 슬러리와는 독립하여 온도 제어된 잉곳 온도 조절용 슬러리를 절단되는 잉곳에 공급하는 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 수단을 구비하며,
    상기 절단용 슬러리 공급 수단으로부터 상기 홈 부착 롤러에 절단용 슬러리를 공급하면서, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 수단으로부터 잉곳에 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하고, 상기 와이어를 왕복 주행시키면서 잉곳에 압압하여, 잉곳을 웨이퍼 형상으로 절단하는 와이어 쏘 장치에 있어서,
    상기 와이어 쏘 장치는, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급 위치를 제어하는 수단을 더 구비하며, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어 수단은, 상기 절단되는 잉곳에 대해, 상기 왕복 주행시키는 와이어의 출측으로만 잉곳 온도 조절용 슬러리를 공급하는 제어가 가능한 것이고,
    상기 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 수단은, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급 온도를 절단 개시시부터 상승시켜서, 상기 잉곳의 절입 깊이가 적어도 직경의 2/3에 이르렀을 때에 상기 잉곳의 온도와 같게 하여 공급하고, 그 후 공급 온도를 서서히 하강시키면서 공급하는 것임을 특징으로 하는 와이어 쏘 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 위치 제어 수단은 변환 밸브를 구비하고 있고, 상기 변환 밸브의 변환에 의해, 상기 절단되는 잉곳에 대해, 상기 와이어의 출측으로만, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리가 공급되는 것인 것을 특징으로 하는 와이어 쏘 장치.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 잉곳 온도 조절용 슬러리 공급 수단은, 상기 잉곳 온도 조절용 슬러리의 공급 온도를, 잉곳의 절입 깊이가 적어도 직경의 2/3에 이른 후에 서서히 하강시켜서, 절단 종료시에 상기 절단용 슬러리의 공급 온도와 같게 하는 것임을 특징으로 하는 와이어 쏘 장치.
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