KR101581812B1 - 와이어 쏘 장치용 보조 롤러 및 이를 이용한 와이어 쏘 장치 - Google Patents

Abstract

와이어 쏘 장치가 제공된다. 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 와이어 쏘 장치는 절단 와이어가 한 쌍의 가이드 롤러에 의해 왕복이동되는 와이어 쏘 장치에 있어서, 일정간격 이격 배치되고 양 단부가 본체에 회전가능하게 연결되어 상기 절단 와이어를 왕복 이동시키는 한 쌍의 가이드 롤러; 상부측이 상기 절단 와이어에 접하도록 상기 본체에 회전가능하게 연결되고, 상기 한 쌍의 가이드 롤러의 주위에 각각 배치되어 상기 한 쌍의 가이드 롤러에 걸쳐진 절단 와이어의 길이 중간을 지지함으로써 상기 절단 와이어의 쳐짐 및 떨림을 예방하는 한 쌍의 보조 롤러; 및 상기 본체에 고정부재를 매개로 고정결합되는 제1브라켓과, 상기 제1브라켓에 결합되고 상기 보조롤러의 단부가 회전가능하게 결합되는 제2브라켓으로 구비되는 브라켓;을 포함하고, 상기 제2브라켓은 상기 고정부재가 삽입될 수 있도록 상,하 방향으로 일정길이 관통형성되는 장공의 조절공이 구비되고, 상기 제1브라켓 및 제2브라켓은 상기 제2브라켓은 상기 제1브라켓에 대하여 상,하 방향으로 이동가능하도록 수직한 방향으로 배치되는 조절볼트를 매개로 상기 제1브라켓에 의해 결합되며, 상기 조절볼트의 회전시 나사이동을 통해 상기 제1브라켓에 대한 제2브라켓의 위치가 조정된다.

Description

와이어 쏘 장치용 보조 롤러 및 이를 이용한 와이어 쏘 장치{A auxiliary roller for wire saw apparatus and wire saw apparatus using thereof}

본 발명은 와이어 쏘 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 한 쌍의 가이드 롤러 사이에 보조 롤러를 배치하여 왕복 이동되는 절단 와이어의 처짐 및 떨림을 방지할 수 있는 와이어 쏘 장치용 보조 롤러 및 이를 이용한 와이어 쏘 장치에 관한 것이다.

통상 웨이퍼를 제조하기 위하여는 잉곳성장장치에서 성장된 단결정 잉곳을 와이어 쏘 장치를 이용하여 얇게 절단하여 실리콘 웨이퍼를 제작한 후, 실리콘 웨이퍼에 대하여 모따기, 래핑, 산 에칭, 폴리싱의 각 공정이 순차적으로 실행되게 된다.

이러한 종래의 와이어 쏘 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 간격을 두고 배치된 두 개의 메인 롤러(11,12)와 구동 롤러 (13)을 구비하고 있으며, 절단 와이어(30)가 한 쌍의 릴(40)에 각각 감겨져 있다.

그리고, 상기 절단 와이어(30)는 한 쌍의 메인 롤러(11,12) 사이에서 왕복 이동되며, 상기 메인 롤러 상에 형성된 환형 홈을 따라 감겨진다.

이에 따라, 상기 절단 와이어의 상부측에서 슬라이싱하고자 하는 잉곳(50)을 하강시키면서 절단 와이어에 냉매를 공급하면 절단 와이어에 의해 잉곳이 서서히 절단되게 된다.

절단 와이어는 통상 약 100~120 ㎛ 정도의 직경을 가지는 스프링 강 표면에 다이아몬드 입자를 전기도금하여 제조된다.

절단 와이어의 직경 및 전착도금된 다이아몬드의 입경 등을 고려하여 약 120 ㎛ 직경의 와이어를 사용하는 경우, 상기 메인 롤러에 가공된 환형 홈의 피치는 약 330~345㎛ 정도로 가공되며, 이때 웨이퍼는 약 190 ㎛ 정도의 두께로 절단되게 된다.

이때, 직경이 큰 잉곳을 슬라이싱하는 경우 메인 롤러 간의 축간 거리가 길어지기 때문에 메인 롤러 간에 걸쳐진 절단 와이어의 처짐 및 떨림현상이 발생하였다.

이러한 절단 와이어의 처짐 및 떨림 현상은 웨이퍼 절단면의 불균일 현상을 초래하여 웨이퍼의 품질을 저하시키는 문제점이 있었다.

KR 10-1112743 B1

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 한 쌍의 가이드 롤러 사이에 보조 롤러를 배치하여 왕복 이동되는 절단 와이어의 처짐 및 떨림을 방지할 수 있는 와이어 쏘 장치용 보조 롤러 및 이를 이용한 와이어 쏘 장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 절단 와이어가 한 쌍의 가이드 롤러에 의해 왕복이동되는 와이어 쏘 장치에 있어서, 일정간격 이격 배치되고 양 단부가 본체에 회전가능하게 연결되어 상기 절단 와이어를 왕복 이동시키는 한 쌍의 가이드 롤러; 상부측이 상기 절단 와이어에 접하도록 상기 본체에 회전가능하게 연결되고, 상기 한 쌍의 가이드 롤러의 주위에 각각 배치되어 상기 한 쌍의 가이드 롤러에 걸쳐진 절단 와이어의 길이 중간을 지지함으로써 상기 절단 와이어의 쳐짐 및 떨림을 예방하는 한 쌍의 보조 롤러; 및 상기 본체에 고정부재를 매개로 고정결합되는 제1브라켓과, 상기 제1브라켓에 결합되고 상기 보조롤러의 단부가 회전가능하게 결합되는 제2브라켓으로 구비되는 브라켓;을 포함하고, 상기 제2브라켓은 상기 고정부재가 삽입될 수 있도록 상,하 방향으로 일정길이 관통형성되는 장공의 조절공이 구비되고, 상기 제1브라켓 및 제2브라켓은 상기 제2브라켓은 상기 제1브라켓에 대하여 상,하 방향으로 이동가능하도록 수직한 방향으로 배치되는 조절볼트를 매개로 상기 제1브라켓에 의해 결합되며, 상기 조절볼트의 회전시 나사이동을 통해 상기 제1브라켓에 대한 제2브라켓의 위치가 조정되는 와이어 쏘 장치를 제공한다.

바람직하게는, 상기 한 쌍의 보조롤러는 상부측에 접하는 상기 절단 와이어와의 마찰력에 의해 회전될 수 있다.

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또한, 본 발명은 상부측이 한 쌍의 가이드 롤러에 의해 왕복이동되는 절단 와이어에 접하도록 와이어 쏘 장치의 본체에 회전가능하게 연결되고 상기 한 쌍의 가이드 롤러의 주위에 각각 배치되어 상기 한 쌍의 가이드 롤러에 걸쳐진 절단 와이어의 길이 중간을 지지함으로써 상기 절단 와이어의 쳐짐 및 떨림을 예방하는 와이어 쏘 장치용 보조 롤러에 있어서, 상기 한 쌍의 보조 롤러는 브라켓을 매개로 상기 본체에 각각 회전가능하게 결합되고, 상기 브라켓은 상기 본체에 고정부재를 매개로 고정결합되는 제1브라켓과, 상기 제1브라켓에 결합되고 상기 보조롤러의 단부가 회전가능하게 결합되는 제2브라켓을 포함하며, 상기 제2브라켓은 상기 고정부재가 삽입될 수 있도록 상,하 방향으로 일정길이 관통형성되는 장공의 조절공이 구비되고, 상기 제1브라켓 및 제2브라켓은 상기 제2브라켓은 상기 제1브라켓에 대하여 상,하 방향으로 이동가능하도록 수직한 방향으로 배치되는 조절볼트를 매개로 상기 제1브라켓에 의해 결합되며, 상기 조절볼트의 회전시 나사이동을 통해 상기 제1브라켓에 대한 제2브라켓의 위치가 조정되는 와이어 쏘 장치용 보조 롤러를 제공한다.

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바람직하게는, 상기 한 쌍의 보조롤러는 상부측에 접하는 상기 절단 와이어와의 마찰력에 의해 회전될 수 있다.

본 발명에 의하면, 한 쌍의 가이드 롤러 사이에 보조 롤러를 각각 배치하여 왕복 이동되는 절단 와이어의 처짐 및 떨림을 방지함으로써 웨이퍼의 표면 품질을 향상시키고 박막의 웨이퍼를 생산할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 와이어 쏘 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 와이어 쏘 장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 도 2에서 보조 롤러 및 가이드 롤러가 장착된 본체를 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3에서 보조 롤러 및 브라켓의 확대사시도이다.
도 5는 도 4의 분리사시도이다.
도 6은 도 4의 단면도이다.
도 7은 도 3에서 제2브라켓을 통하여 보조롤러를 상,하방향으로 위치조정하는 작동상태도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 더욱 상세히 설명하기로 한다.

이하에서, 발명의 이해를 돕기 위해 도면부호를 부가함에 있어 동일한 구성요소에 대해서는 비록 다른 도면에 표시되었다 하더라도 동일한 도면부호를 사용하기로 한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따른 와이어 쏘 장치(100)는 한 쌍의 가이드 롤러(120) 사이에 보조 롤러(130)를 배치하여 가이드 롤러(120) 사이에서 왕복 이동되는 절단 와이어(105)의 처짐 및 떨림을 제거함으로써 고품질의 웨이퍼 및 박막의 웨이퍼를 생산할 수 있는 데 기술적 특징이 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 와이어 쏘 장치(100)는 도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이 가이드 롤러(120) 및 보조 롤러(130)를 포함한다.

상기 와이어 쏘 장치(100)는 본체(110)에 적어도 두 개의 가이드 롤러(120)가 일정 간격 이격배치되고, 가이드 롤러(120)의 양 단부측에 아이들러(미도시) 및 스핀들(미도시)이 각각 결합되어 상기 본체(110)에 회전가능하게 장착된다.

이러한, 가이드 롤러(120)는 둘레에 복수 개의 홈(미도시)이 각각 형성되어 복수 개의 절단 와이어(105)가 한 쌍의 가이드 롤러(120)에 동시에 감기도록 구비된다.

여기서, 상기 절단 와이어(105)는 양 단부가 한 쌍의 릴(40)에 각각 감겨지며(도 1 참고), 상기 한 쌍의 가이드 롤러(120) 하부측에는 상기 절단 와이어(105)가 감겨져 상기 가이드 롤러(120)를 회전시키기 위한 구동력을 절단 와이어(105)를 통해 전달하는 별도의 구동 롤러가 구비될 수 있으며, 상기 한 쌍의 가이드 롤러(120) 중 어느 하나에 모터가 직접 연결되어 구동 롤러의 역할을 수행할 수도 있음을 밝혀둔다.

이에 따라, 상기 한 쌍의 가이드 롤러(120)의 회전시 절단 와이어(105)가 잉곳의 길이방향과 교차하는 방향으로 가이드 롤러(120) 사이에서 왕복이동되어 잉곳을 슬라이싱 함으로써 실리콘 웨이퍼를 생산하게 된다.

이러한 와이어 쏘 장치 및 가이드 롤러(120)는 통상적인 구성이므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 보조 롤러(130)는 서로 일정간격 이격배치되는 한 쌍의 가이드 롤러(120) 사이에 배치되어 가이드 롤러(120)의 축간 거리를 보완하는 역할을 수행한다.

이러한 보조 롤러(130)는 상기 가이드 롤러(120)와 마찬가지로 상기 본체(110)에 회전가능하게 결합되며 상기 가이드 롤러(120)의 주위에 배치된다.

이때, 상기 보조 롤러(130)는 상부측이 상기 절단 와이어(105)와 접하도록 배치되어 가이드 롤러(120)에 의한 절단 와이어(105)의 왕복이동시 상기 보조 롤러(130)가 절단 와이어(105)와의 마찰력에 의해 회전될 수 있도록 한다.

이에 따라, 상기 한 쌍의 가이드 롤러(120)에 감겨지는 절단 와이어(105)는 길이 중간이 상기 한 쌍의 보조 롤러(130)에 의해 지지됨으로써 축간 거리가 상대적으로 짧아지게 된다.

이로 인해, 절단 와이어(105)가 하부 측으로 처지는 것을 방지함과 더불어 축간 거리가 길 경우 발생될 수 있는 절단 와이어(105)의 떨림 현상을 방지할 수 있음으로써 상기 절단 와이어(105)에 의해 생성되는 웨이퍼의 절단면이 균일하게 형성될 수 있도록 하여 웨이퍼의 품질을 향상시킬 수 있게 된다.

더불어, 상기 절단 와이어(105)의 떨림을 방지할 수 있음으로써 종래에 비하여 더욱 얇은 두께를 갖는 웨이퍼를 생산할 수 있게 된다.

이때, 상기 한 쌍의 보조 롤러(130)는 상기 한 쌍의 보조 롤러(130)의 상부단을 연결하는 가상의 제1수평선이 상기 한 쌍의 가이드 롤러(120)의 상부단을 연결하는 가상의 제2수평선보다 상부측에 위치될 수 있다. 이에 따라, 상기 절단 와이어(105)는 상기 한 쌍의 보조 롤러(130)에 의하여 장력을 부여받음으로써 절단 와이어(105)의 처짐 및 떨림 현상을 보다 효과적으로 예방할 수 있게 된다.

한편, 본 발명에 따른 와이어 쏘 장치용 보조 롤러(130)는 상기 본체(110)에 대하여 높이방향을 따라 위치가 조정될 수 있도록 구비된다.

이를 위해, 상기 보조 롤러(130)는 브라켓(140)을 매개로 상기 본체(110)에 회전가능하게 결합되며, 상기 브라켓(140)은 상기 본체(110)에 고정결합되는 제1브라켓(141)과, 상기 제1브라켓(141)에 결합되고 상기 보조 롤러(130)의 단부가 회전가능하게 결합되는 제2브라켓(142)을 포함한다.

여기서, 상기 제2브라켓(142)은 상기 본체(110)에 고정결합된 제1브라켓(141)에 대하여 수직한 상,하 방향으로 이동가능하게 결합된다.

즉, 상기 제2브라켓(142)은 수직한 상,하 방향으로 일정길이 관통형성되는 장공의 조절공(144)이 구비되며, 상기 조절공(144)에 삽입되는 고정부재(145)를 통해 상기 제1브라켓(141)에 고정결합된다.

그리고, 상기 제2브라켓(142)의 상부측에는 결합공(143)이 구비되어 조절볼트(146)를 통해 상기 제1브라켓(141)과 결합된다.

여기서, 상기 결합공(143)의 내주면에는 나사부가 구비되어 상기 조절볼트(146)와 나사결합되고, 상기 제1브라켓(141)의 상부측에는 일방향으로 돌출되는 연장부(147)가 구비되며 상기 연장부(147)에 상기 조절볼트(146)가 관통설치된다. 그리고, 상기 연장부(147)의 상부면에는 상기 조절볼트(146)의 머리부(146a)가 접하도록 배치되고 상기 연장부(147)의 하부면에는 상기 조절볼트(146)와 결합되는 너트부재(148)가 접하도록 배치된다.

이에 따라, 상기 조절볼트(146)를 일방향으로 회전시키게 되면 상기 제2브라켓(142)은 상기 조절볼트(146)에 의해 나사이동되어 상기 조절공(144)을 통해 상부 또는 하부방향으로 이동됨으로써 상기 제2브라켓(142)에 회전가능하게 결합된 보조 롤러(130)의 위치가 조정되게 된다.

이와 같이 상기 보조 롤러(130)의 위치이동을 통해 상기 한 쌍의 보조 롤러(130)에 동시에 감겨지는 절단 와이어(105) 측에 가해지는 가압력을 조절함으로써 한 쌍의 보조 롤러(130) 사이에 배치되는 절단 와이어(105)의 장력을 조절할 수 있게 된다.

이를 통해, 사용 과정 중에서 발생되는 절단 와이어(105)의 변화에 대응되도록 장력을 조절함으로써 절단 와이어(105)의 처짐이나 떨림을 미연에 방지할 수 있음으로써 웨이퍼의 표면 품질을 향상시키고 박막의 웨이퍼를 생산할 수 있는 장점이 있다.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만 상기 보조 롤러(130)는 상기 가이드 롤러(120)와 마찬가지로 외주면을 따라 간격을 두고 일정깊이 절개형성되는 삽입홈(미도시)이 구비되어 상기 절단 와이어(105)가 삽입될 수도 있음을 밝혀둔다.

상기에서 본 발명의 특정 실시예와 관련하여 도면을 참조하여 상세히 설명하였지만, 본 발명을 이와 같은 특정 구조에 한정하는 것은 아니다. 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 기술적 사상을 벗어나지 않고서도 용이하게 수정 또는 변경할 수 있을 것이다. 그러나, 이러한 단순한 설계변형 또는 수정을 통한 등가물, 변형물 및 교체물은 모두 명백하게 본 발명의 권리범위 내에 속함을 미리 밝혀둔다.

100 : 와이어 쏘 장치
105 : 절단 와이어 110 : 본체
120 : 가이드 롤러 130 : 보조 롤러
140 : 브라켓 141 : 제1브라켓
142 : 제2브라켓 143 : 결합공
144 : 조절공 145 : 고정부재
146 : 조절볼트 146a :머리부
147 : 연장부 148 : 너트부재

Claims (14)

1. 절단 와이어가 한 쌍의 가이드 롤러에 의해 왕복이동되는 와이어 쏘 장치에 있어서,
   일정간격 이격 배치되고 양 단부가 본체에 회전가능하게 연결되어 상기 절단 와이어를 왕복 이동시키는 한 쌍의 가이드 롤러;
   상부측이 상기 절단 와이어에 접하도록 상기 본체에 회전가능하게 연결되고, 상기 한 쌍의 가이드 롤러의 주위에 각각 배치되어 상기 한 쌍의 가이드 롤러에 걸쳐진 절단 와이어의 길이 중간을 지지함으로써 상기 절단 와이어의 쳐짐 및 떨림을 예방하는 한 쌍의 보조 롤러; 및
   상기 본체에 고정부재를 매개로 고정결합되는 제1브라켓과, 상기 제1브라켓에 결합되고 상기 보조롤러의 단부가 회전가능하게 결합되는 제2브라켓으로 구비되는 브라켓;을 포함하고,
   상기 제2브라켓은 상기 고정부재가 삽입될 수 있도록 상,하 방향으로 일정길이 관통형성되는 장공의 조절공이 구비되고, 상기 제1브라켓 및 제2브라켓은 상기 제2브라켓은 상기 제1브라켓에 대하여 상,하 방향으로 이동가능하도록 수직한 방향으로 배치되는 조절볼트를 매개로 상기 제1브라켓에 의해 결합되며,
   상기 조절볼트의 회전시 나사이동을 통해 상기 제1브라켓에 대한 제2브라켓의 위치가 조정되는 와이어 쏘 장치.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 보조롤러는 상부측에 접하는 상기 절단 와이어와의 마찰력에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘 장치.
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7. 제 1항에 있어서,
   상기 한 쌍의 보조 롤러는 상기 한 쌍의 보조 롤러의 상부단을 연결하는 가상의 제1수평선이 상기 한 쌍의 가이드 롤러의 상부단을 연결하는 가상의 제2수평선보다 상부측에 위치되도록 상기 본체에 배치되는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘 장치.
8. 상부측이 한 쌍의 가이드 롤러에 의해 왕복이동되는 절단 와이어에 접하도록 와이어 쏘 장치의 본체에 회전가능하게 연결되고 상기 한 쌍의 가이드 롤러의 주위에 각각 배치되어 상기 한 쌍의 가이드 롤러에 걸쳐진 절단 와이어의 길이 중간을 지지함으로써 상기 절단 와이어의 쳐짐 및 떨림을 예방하는 와이어 쏘 장치용 보조 롤러에 있어서,
   상기 한 쌍의 보조 롤러는 브라켓을 매개로 상기 본체에 각각 회전가능하게 결합되고,
   상기 브라켓은 상기 본체에 고정부재를 매개로 고정결합되는 제1브라켓과, 상기 제1브라켓에 결합되고 상기 보조롤러의 단부가 회전가능하게 결합되는 제2브라켓을 포함하며,
   상기 제2브라켓은 상기 고정부재가 삽입될 수 있도록 상,하 방향으로 일정길이 관통형성되는 장공의 조절공이 구비되고, 상기 제1브라켓 및 제2브라켓은 상기 제2브라켓은 상기 제1브라켓에 대하여 상,하 방향으로 이동가능하도록 수직한 방향으로 배치되는 조절볼트를 매개로 상기 제1브라켓에 의해 결합되며,
   상기 조절볼트의 회전시 나사이동을 통해 상기 제1브라켓에 대한 제2브라켓의 위치가 조정되는 와이어 쏘 장치용 보조 롤러.
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13. 제 8항에 있어서,
    상기 한 쌍의 보조롤러는 상부측에 접하는 상기 절단 와이어와의 마찰력에 의해 회전되는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘 장치용 보조 롤러.
14. 제 8항에 있어서,
    상기 한 쌍의 보조 롤러는 상기 한 쌍의 보조 롤러의 상부단을 연결하는 가상의 제1수평선이 상기 한 쌍의 가이드 롤러의 상부단을 연결하는 가상의 제2수평선보다 상부측에 위치되도록 상기 본체에 배치되는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘 장치용 보조 롤러.

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