KR101612755B1 - Multi-wire Cutting Saw Machine - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 다중와이어 절단장치에 관한 것으로, 구체적으로 슬러리의 반복적 재사용에도 불구하고 웨이퍼 파손, 와이어 단선과 같은 공정결함이 거의 발생하지 않는, 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a multi-wire cutting apparatus, and more particularly, to a multi-wire cutting apparatus capable of real-time control of slurry viscosity, in which process defects such as wafer breakage and wire breakage hardly occur despite repetitive reuse of slurry.
현재 웨이퍼 가공 기술로서 슬러리 분사 방식의 다중와이어 절단공정이 주로 사용되고 있다. 슬러리 분사 방식의 다중와이어 절단공정은 실리콘 잉곳에 연마제가 포함된 슬러리를 주입하면서 부드러운 금속의 와이어를 이용하여 실리콘 잉곳을 박형으로 절단하는 방법이다.Currently, a multi-wire cutting process using a slurry spraying method is mainly used as a wafer processing technique. The slurry spraying multiple wire cutting process is a method of thinning a silicon ingot using a wire of soft metal while injecting a slurry containing an abrasive into a silicon ingot.
여기에서 상기 슬러리는 연마제와 절삭유가 혼합된 것으로서, 슬러리는 슬러리 기반의 다중와이어 절단공정에서 생산비용의 약 50%를 차지한다. 따라서 동 업계에서는 원가감소를 위하여 슬러리를 2~5회 정도 재사용하는 것이 일반적이다.Wherein the slurry is a mixture of abrasive and cutting oil, and the slurry accounts for about 50% of the production cost in a slurry-based multi-wire cutting process. Therefore, in the industry, it is common to reuse
한편, 절단대상이 되는 실리콘 잉곳은 다중와이어 절단공정 중 미분(debris)을 발생시킨다. 상기 미분은 슬러리로 연속적으로 유입된다. 또한 다중와이어 절단공정의 시간이 증가함에 따라, 슬러리 내 연마제 자체의 분쇄가 발생하게 된다.On the other hand, the silicon ingot to be cut generates debris in the multi-wire cutting process. The fine powder continuously flows into the slurry. Further, as the time of the multi-wire cutting process is increased, the abrasive itself in the slurry is pulverized.
상기한 실리콘 잉곳 미분의 슬러리 유입, 연마제 분쇄로 인하여 슬러리 내 고형분 입자수와 입자 표면적이 증가되고, 이로 인하여 슬러리의 점도가 기하급수적으로 증가하게 된다. The number of solid particles and the surface area of the particles in the slurry are increased due to the inflow of the slurry of the silicon ingot fine powder and the pulverization of the abrasive powder, thereby increasing the viscosity of the slurry exponentially.
유체 내에서 입자수와 표면적의 증가는 점도와 밀접한 관계를 갖는데, 동일용적 내에서 입자간 상호작용이 증가되므로 점도가 지수적으로 증가하게 된다.The increase in the number of particles and surface area in the fluid is closely related to the viscosity, which increases exponentially as the interaction between particles increases in the same volume.
슬러리의 점도가 높은 경우 실리콘 잉곳에 가해지는 하중이 필요이상으로 커지게 되어 절단공정 중 혹은 공정 후에 웨이퍼의 파손과 와이어의 단선이 발생되는 문제가 있다.When the viscosity of the slurry is high, the load applied to the silicon ingot becomes larger than necessary, which may cause breakage of the wafer and disconnection of the wire during or after the cutting process.
경제성을 위하여 슬러리를 반복 사용할 경우 슬러리의 점도 증가가 심화되는바, 상기한 문제를 해결하는 기술이 필요한 실정이다.
When the slurry is repeatedly used for economical reasons, the viscosity of the slurry increases, and a technique for solving the above problems is needed.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제를 해결하고, 슬러리의 반복적 재사용에도 불구하고 웨이퍼 파손, 와이어 단선과 같은 공정결함이 거의 발생하지 않는, 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치를 제공하는데 있다.
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems and to provide a multi-wire cutting apparatus capable of real-time control of slurry viscosity, in which process defects such as wafer breakage and wire breakage hardly occur despite repeated reuse of slurry.
본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부에 저장된 슬러리의 점도 측정값을 외부로 출력하는 실시간 점도 측정부; 상기 실시간 점도 측정부에서 측정된 슬러리의 점도 측정값으로부터 점도변화를 감지하여 다중와이어 절단 장치 내 슬러리 보관부로의 절삭유 공급량을 결정하는 중앙제어부; 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부로 공급되는 절삭유를 보관하는 절삭유 보관부; 상기 중앙제어부에 의해 결정된 절삭유 공급량의 정보를 전달받아 상기 절삭유 보관부로부터 상기 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부로 절삭유를 공급하는 절삭유 정량공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치를 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention provides a multi-wire cutting apparatus comprising: a real-time viscosity measuring unit for outputting a viscosity measurement value of a slurry stored in a slurry storage unit in a multi-wire cutting apparatus to outside; A central control unit for sensing a change in viscosity from a viscosity measurement value of the slurry measured by the real-time viscosity measuring unit and determining a supply amount of the cutting oil to the slurry storage unit in the multi-wire cutting apparatus; A coolant storage unit for storing coolant supplied to the slurry storage unit in the multi-wire cutting apparatus; And a cut-off quantity supply unit for supplying the cut-off oil from the cut-off oil storage unit to the slurry storage unit in the multi-wire cutting apparatus, receiving the information on the cut-off oil supply amount determined by the central control unit. Device.
본 발명의 장치에 의하면, 슬러리의 반복적 재사용에도 불구하고 웨이퍼 파손, 와이어 단선과 같은 공정결함이 거의 발생하지 않는 효과가 있다.According to the apparatus of the present invention, there is an effect that almost no process defects such as wafer breakage and wire disconnection are caused, despite the repeated reuse of the slurry.
또한 슬러리의 재사용율을 증가시킴으로써 생산비용이 감소되어 경제적이며, 웨이퍼 파손, 와이어 단선과 같은 공정결함이 거의 발생하지 않기 때문에 140㎛ 이하의 박형 실리콘 웨이퍼를 제조하는 것이 가능하다.
In addition, by increasing the reuse ratio of the slurry, the production cost is reduced and it is economical and it is possible to manufacture a thin silicon wafer having a thickness of 140 탆 or less since almost no process defects such as wafer breakage and wire breakage occur.
도 1은 본 발명에 의한 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명에 의한 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치의 공정흐름도이다.
도 3은 실시예 1 및 비교예 1의 각 경우에 해당하는 다중와이어 절단공정 진행시간에 따라 점도를 모니터링한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 4는 실시예 1 및 비교예 1의 각 경우에 해당하는 다중와이어 절단공정을 진행한 후, 공정 초기-중기-후기에 제조된 웨이퍼의 표면을 관찰하고, 그 결과를 나타낸 사진이다.
도 5는 실시예 1 및 비교예 1의 각 경우에 해당하는 다중와이어 절단공정을 진행한 후, 제조된 웨이퍼의 표면 오염도를 관찰하고, 그 결과를 나타낸 사진이다.1 is a conceptual diagram of a multi-wire cutting apparatus capable of real-time slurry viscosity control according to the present invention.
2 is a process flow diagram of a multi-wire cutting apparatus capable of controlling real-time slurry viscosity according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing the results of monitoring the viscosity according to the progress times of the multi-wire cutting process corresponding to each of the cases of Example 1 and Comparative Example 1. FIG.
FIG. 4 is a photograph showing the result of observing the surface of the wafer manufactured in the initial stage, middle stage, and late stage after the multi-wire cutting process corresponding to each of the cases of Example 1 and Comparative Example 1.
FIG. 5 is a photograph showing the result of observing the surface contamination degree of the manufactured wafer after the multi-wire cutting process corresponding to each of the cases of Example 1 and Comparative Example 1. FIG.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 상세하게 후술되어 있는 도면 및 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하는 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것인바, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the drawings and embodiments described below in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments but is to be accorded the widest scope of the invention.
이하, 도면을 참고하여 본 발명에 따른 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치에 대하여 상세히 설명한다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a multi-wire cutting apparatus capable of real time slurry viscosity control according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치의 개념도이다.
1 is a conceptual diagram of a multi-wire cutting apparatus capable of controlling real-time slurry viscosity according to the present invention.
도 1을 참고하면, 본 발명의 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치는, 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부(30)에 저장된 슬러리의 점도 측정값을 외부로 출력하는 실시간 점도 측정부(100); 상기 실시간 점도 측정부(100)에서 측정된 슬러리의 점도 측정값으로부터 점도변화를 감지하여 다중와이어 절단 장치 내 슬러리 보관부(30)로의 절삭유 공급량을 결정하는 중앙제어부(200); 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부(30)로 공급되는 절삭유를 보관하는 절삭유 보관부(300); 상기 중앙제어부(200)에 의해 결정된 절삭유 공급량의 정보를 전달받아 상기 절삭유 보관부(300)로부터 상기 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부(30)로 절삭유를 공급하는 절삭유 정량공급부(400);를 포함하는 것을 특징으로 한다.Referring to FIG. 1, a multi-wire cutting apparatus capable of real-time slurry viscosity control according to the present invention includes a real-time
먼저, 다중와이어 절단장치에 대하여 설명한다.First, a multi-wire cutting apparatus will be described.
다중와이어 절단장치는 도 1에 나타낸 바와 같이, 다중와이어 절단부(10), 공급펌프부(20), 슬러리 보관부(30), 교반부(40)를 포함한다.
The multi-wire cutting apparatus includes a multiple
다중와이어 절단부(10)에서는 실리콘 잉곳의 절단이 이루어진다. 본 발명에서 실리콘 잉곳의 절단은 일반적인 슬러리 기반의 다중와이어 절단공정에 의한다. In the
공급펌프부(20)는 실리콘 잉곳의 절단공정 중 필요한 슬러리를 공급라인(21, 22)을 통해 슬러리 보관부(30)로부터 다중와이어 절단부(10)로 공급하는 역할을 한다. The
슬러리 보관부(30)는 공급펌프부(20)에 의하여 다중와이어 절단부(10)로 공급되는 슬러리를 보관한다. The
교반부(40)는 슬러리 보관부(30)에 보관되는 슬러리, 즉 연마제와 절삭유를 교반하여 주며, 교반모터(41)와 프로펠러(42)를 포함할 수 있다.The
다음으로 실시간 점도 측정부(100)에 대하여 설명한다.Next, the real-time
실시간 점도 측정부(100)는 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부(30)에 저장된 슬러리의 점도를 측정하고, 해당 측정값을 외부로 출력한다.The real-time
실리콘 잉곳의 다중와이어 절단공정 중 유입되는 실리콘 잉곳 미분으로 인하여 슬러리의 점도가 상승하게 되므로, 점도가 상승된 채로 회수된 슬러리의 점도를 실시간으로 계측함으로써, 슬러리 보관부(30)로의 절삭유 공급량을 결정하게 된다. 이 때, 절삭유 공급량은 다음으로 설명할 중앙제어부(200)에 의해 결정된다.
The viscosity of the slurry is raised due to the silicon ingot fine powder introduced during the multi-wire cutting process of the silicon ingot, so that the viscosity of the slurry recovered while the viscosity is raised is measured in real time to determine the supply amount of the cutting oil to the
다음으로 중앙제어부(200)에 대하여 설명한다.Next, the
중앙제어부(200)는 상기 실시간 점도 측정부(100)에서 측정된 슬러리의 점도 측정값으로부터 점도변화를 감지하여 다중와이어 절단 장치 내 슬러리 보관부(30)로의 절삭유 공급량을 결정한다.
The
슬러리 보관부(30)로의 절삭유 공급량은 표준 절삭유 공급량을 기준으로 슬러리의 점도 증가기울기에 따라 결정되는바, 상기 중앙제어부에서 다중와이어 절단 장치 내 슬러리 보관부로의 표준 절삭유 공급량도 결정하게 된다.
The supply amount of the cutting oil to the
본 발명에서 상기 표준 절삭유 공급량(M)은, 슬러리 온도 및 반복사용 가중치를 a, 잉곳의 밀도를 d, 절단면의 길이를 lc, 총 잉곳의 길이를 lt, 잉곳의 절단손실률 k, 잉곳의 절단속도를 r이라 할 때, 하기 식 1에 의해 결정될 수 있다.In the present invention, the standard cutting oil supply amount M is set such that the slurry temperature and the repeated use weight are a, the ingot density is d, the length of the cut surface is lc, the length of the total ingot is lt, the cutting loss rate k of the ingot, Can be determined by the following equation (1).
[식 1][Formula 1]
M= a × (d × lc × lt × k × r)
M = a x (dxlcxltxkxr)
본 발명에서, 상기 실시간 점도 측정부(100)에서 측정된 슬러리의 점도 측정값이 150cp를 초과하는 경우, 상기 중앙제어부(200)에 의해 결정된 절삭유 공급량은 표준 절삭유 공급량의 1.05~6배가 되는 것이 바람직하다.
In the present invention, when the viscosity measurement value of the slurry measured by the real-time
절삭유 공급량이 표준 절삭유 공급량의 1.05배 미만인 경우에는 슬러리의 점도 하락 효과가 미비하기 때문에 고점도 슬러리로 인하여 잉곳에 가해지는 하중이 커져 공정 중 또는 공정 후 웨이퍼 파손 및 와이어 단선의 문제가 발생된다. 한편, 절삭유 공급량이 표준 절삭유 공급량의 6배를 초과하는 경우에는 슬러리의 점도가 필요 이상으로 낮아지기 때문에, 다중와이어 절단 공정 중 공급되는 슬러리가 와이어를 보호하지 못하고 잉곳과 직접 부딪히게 되어 공정초기에 와이어 단선의 문제가 발생된다.
When the amount of the cutting oil supplied is less than 1.05 times the amount of the standard cutting oil, the viscosity of the slurry is not sufficiently reduced, so that the load applied to the ingot becomes high due to the high viscosity slurry, resulting in wafer breakage and wire breakage during or after the process. On the other hand, when the supply amount of the cutting oil exceeds 6 times the standard cutting oil supply amount, since the viscosity of the slurry becomes lower than necessary, the slurry supplied during the multi-wire cutting process can not protect the wire and directly hit the ingot, A problem of disconnection occurs.
본 발명에서, 상기 실시간 점도 측정부(100)에서 측정된 슬러리의 점도 측정값이 50cp 미만인 경우, 상기 중앙제어부(200)에 의해 결정된 절삭유 공급량은 0이 되는 것이 바람직하다.
In the present invention, when the viscosity measurement value of the slurry measured by the real-time
상기 실시간 점도 측정부에서 측정된 슬러리의 점도 측정값이 50cp 미만인 경우에는 다중와이어 절단 공정 중 공급되는 슬러리가 와이어를 보호하지 못하고 잉곳과 직접 부딪히게 되어 공정초기에 와이어 단선의 문제가 발생할 수 있으므로, 절삭유 공급량을 0으로 설정하게 됨으로써 슬러리의 점도 하강을 방지한다.
If the viscosity measured by the real-time viscosity measuring unit is less than 50 cp, the slurry supplied during the multi-wire cutting process can not protect the wire and directly hits the ingot, By setting the cutting oil supply amount to 0, the viscosity of the slurry is prevented from dropping.
즉, 본 발명에서 상기 슬러리 보관부(30) 내 슬러리의 점도는 50~150cp범위로 유지되는 것이 바람직한바, 그에 따라 슬러리 보관부(30) 내 온도는 15~60℃로 유지되는 것이 바람직하다. That is, in the present invention, the viscosity of the slurry in the
슬러리 보관부(30) 내 슬러리의 점도는 온도에 따라 변하므로, 슬러리 보관부(30) 내 온도가 15℃미만인 경우 점도상승으로 인한 표준점도를 초과하는 의 문제가 있고, 60℃를 초과하는 경우에 점도하락으로 인한 표준점도를 초과하는 의 문제가 있다. 이는 슬러리와 같은 현탁액과 대부분의 유체는 온도와 점도가 반비례하기 때문이다.
Since the viscosity of the slurry in the
또한, 본 발명에서 상기 슬러리 보관부(30) 내 슬러리의 점도는 50~150cp범위로 유지되는 것이 바람직한바, 그에 따라 본 발명에서 상기 슬러리 보관부 내 절삭유의 함량은 슬러리 고형분 100중량부 대비 50~200중량부로 유지되는 것이 바람직하다.In the present invention, it is preferable that the viscosity of the slurry in the
다음으로 절삭유 보관부(300)에 대하여 설명한다. Next, the
절삭유 보관부(300)는 다중와이어 절단공정 중에도 실시간으로 슬러리의 점도를 유지하기 위하여 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부(30)로 공급되는 절삭유를 보관한다.The
절삭유 보관부(300)에 저장된 절삭유는 상기 중앙제어부(200)에 의해 결정된 절삭유 공급량의 정보를 전달받아 상기 절삭유 보관부(300)로부터 상기 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부(30)로 절삭유를 공급하는 절삭유 정량공급부(400)에 의하여 절삭유 공급라인(301, 302, 303)을 통해 슬러리 보관부(30)로 공급된다.
The coolant stored in the
다음으로, 절삭유 정량공급부(400)에 대하여 설명한다.Next, the cutting oil
절삭유 정량공급부(400)는 절삭유 보관부(300)와 연결되어 상기 중앙제어부(200)에 의해 결정된 절삭유 공급량의 정보를 전달받아 상기 절삭유 보관부(300)로부터 상기 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부(30)로 절삭유를 공급하는 역할을 한다. The cutter oil
신호선(201)을 통해 실시간으로 계측된 슬러리의 점도 값을 전달받은 중앙제어부(200)는 상기한 바와 같이 표준 절삭유 공급량을 기준으로 절삭유 공급량을 결정하고, 결정된 절삭유 공급량의 값이 신호선(202)을 통해 절삭유 정량공급부(400)에 전달되면, 절삭유 정량공급부(400)는 중앙제어부(200)에서 결정된 절삭유 공급량에 맞추어 절삭유 보관부(300)에 보관된 절삭유를 상기 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부(30)로 공급하는 역할을 한다.
The
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의할 경우 열교환부(500)를 추가로 더 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1, the
열교환부(500)는 상기 절삭유 정량공급부(400)에 의하여 절삭유 보관부(300)로부터 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부(30)로 공급되는 절삭유의 온도를 조절하는 역할을 함으로써, 슬러리의 점도를 보다 안정적으로 유지하도록 한다.The
도 2는 본 발명에 의한 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치의 공정흐름도를 나타낸 것이다.Fig. 2 shows a process flow chart of a multi-wire cutting apparatus capable of controlling the real time slurry viscosity according to the present invention.
즉, 본 발명의 다중와이어 절단장치에 의할 경우, 슬러리 교반단계(S10), 교반된 슬러리의 다중와이어 절단 장치 내 공급단계(S20), 공정 후 회수된 슬러리의 재사용을 위한 항온처리 단계(S30), 항온처리된 슬러리의 슬러리 보관부 복귀단계(S40)를 포함하는 다중와이어 절단공정의 슬러리 이동 경로에 있어서,That is, in the case of the multi-wire cutting apparatus of the present invention, the slurry agitating step (S10), the feeding step (S20) of the agitated slurry in the multiple wire cutting apparatus, And a step (S40) of returning a slurry storage portion of the thermally treated slurry to a slurry movement path of a multiple wire cutting process,
슬러리 보관부에서 교반되고 있는 슬러리에 대하여 실시간으로 점도를 모니터링 하는 단계(S50), 산출된 점도값으로부터 절삭유 공급량을 산출하는 단계(S60), 산출된 절삭유 공급량에 따라 절삭유를 정량 공급하는 단계(S70)을 더 포함하게 됨으로써 실시간으로 슬러리 점도제어가 가능하게 된다.A step S60 of monitoring the viscosity of the slurry being stirred in the slurry storage part in real time (S50), a step S60 of calculating the supply amount of the cutting oil from the calculated viscosity value, and a step of supplying the cutting oil in a constant amount according to the calculated amount of the cutting oil ), The slurry viscosity can be controlled in real time.
실시예Example
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. Hereinafter, the configuration and operation of the present invention will be described in more detail with reference to preferred embodiments of the present invention. It is to be understood, however, that the same is by way of illustration and example only and is not to be construed in a limiting sense.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.The contents not described here are sufficiently technically inferior to those skilled in the art, and a description thereof will be omitted.
실시예Example 1 One
슬러리 혼합조에 슬러리 최대장입량의 75%에 해당하는 슬러리를 장입한 후, 혼합조의 교반기 내 프로펠러를 회전시켜 50~150cp의 점도가 유지되도록 교반하였다. The slurry corresponding to 75% of the maximum amount of the slurry was charged into the slurry mixing tank, and the propeller in the mixing vessel of the mixing tank was rotated to maintain the viscosity of 50 to 150 cp.
한편, 절삭유 보관조에는 혼합조의 슬러리 최대장입량의 25%에 해당하는 절삭유를 장입하였다.On the other hand, the coolant storage tank was charged with 25% of the maximum amount of slurry in the mixing tank.
슬러리를 다중와이어 절단장치로 공급하고 열교환기를 거쳐서 15~60℃의 온도로 유지되도록 슬러리를 가열 및 냉각하였다. 해당 온도에서 슬러리의 점도가 50~150cp의 범위에서 유지되도록 슬러리를 교반하되, 슬러리의 점도가 50cp 보다 낮을 경우, 슬러리 혼합조에 연마제를 추가 장입하고, 점도가 150cp보다 높을 경우 슬러리 혼합조에 절삭유를 추가 장입하여 슬러리의 점도가 50~150cp범위에서 유지되도록 하였다.The slurry was fed to a multi-wire cutting device and heated and cooled through a heat exchanger to maintain the temperature at 15-60 < 0 > C. The slurry is stirred so that the viscosity of the slurry is maintained in the range of 50 to 150 cp at the temperature. When the viscosity of the slurry is lower than 50 cp, an abrasive is added to the slurry mixing tank. When the viscosity is higher than 150 cp, And the viscosity of the slurry was maintained in the range of 50 to 150 cp.
잉곳의 밀도, 길이, 절단손실, 절단속도를 통해 표준 절삭유 유입량을 산출한 후, 다중와이어 절단공정을 진행하면서 실시간으로 슬러리의 점도에 대하여 모니터링을 실시하였다.After calculating the standard cutting oil inflow volume through the ingot density, length, cutting loss and cutting speed, the viscosity of the slurry was monitored in real time while the multi-wire cutting process was performed.
슬러리의 점도가 150cp를 초과하여 증가하는 경우, 점도 증가기울기에 따라 상기 산출된 표준 절삭유 공급량의 1.05~6배로 절삭유를 추가 공급하되, 점도가 50cp 미만으로 하락하는 경우에는 절삭유의 추가 공급을 중단하였다.When the viscosity of the slurry is increased by more than 150 cp, the cutting oil is additionally supplied at 1.05 to 6 times the calculated standard cutting oil supply amount according to the viscosity increase slope, but when the viscosity is lowered to less than 50 cp, the additional supply of cutting oil is stopped .
비교예Comparative Example 1 One
슬러리 혼합조에 슬러리 최대장입량의 75%에 해당하는 슬러리를 장입한 후, 혼합조의 교반기 내 프로펠러를 회전시켜 50~150cp의 점도가 유지되도록 교반하였다. The slurry corresponding to 75% of the maximum amount of the slurry was charged into the slurry mixing tank, and the propeller in the mixing vessel of the mixing tank was rotated to maintain the viscosity of 50 to 150 cp.
한편, 절삭유 보관조에는 혼합조의 슬러리 최대장입량의 25%에 해당하는 절삭유를 장입하였다.On the other hand, the coolant storage tank was charged with 25% of the maximum amount of slurry in the mixing tank.
슬러리를 다중와이어 절단장치로 공급하고 열교환기를 거쳐서 15~60℃의 온도로 유지되도록 슬러리를 가열 및 냉각하였다. 해당 온도에서 슬러리의 점도가 50~150cp의 범위에서 유지되도록 슬러리를 교반하되, 슬러리의 점도가 50cp 보다 낮을 경우, 슬러리 혼합조에 연마제를 추가 장입하고, 점도가 150cp보다 높을 경우 슬러리 혼합조에 절삭유를 추가 장입하여 슬러리의 점도가 50~150cp범위에서 유지되도록 하였다.The slurry was fed to a multi-wire cutting device and heated and cooled through a heat exchanger to maintain the temperature at 15-60 < 0 > C. The slurry is stirred so that the viscosity of the slurry is maintained in the range of 50 to 150 cp at the temperature. When the viscosity of the slurry is lower than 50 cp, an abrasive is added to the slurry mixing tank. When the viscosity is higher than 150 cp, And the viscosity of the slurry was maintained in the range of 50 to 150 cp.
잉곳의 밀도, 길이, 절단손실, 절단속도를 통해 표준 절삭유 유입량을 산출한 후, 다중와이어 절단공정을 진행하면서 실시간으로 슬러리의 점도에 대하여 모니터링을 실시하였다.
After calculating the standard cutting oil inflow volume through the ingot density, length, cutting loss and cutting speed, the viscosity of the slurry was monitored in real time while the multi-wire cutting process was performed.
평가evaluation
1.One. 다중와이어Multi-wire 절단공정 진행시간에 따른 점도 Viscosity according to cutting time 모니터링monitoring 결과 result
상기 실시예 1 및 비교예 1의 각 경우에 해당하는 다중와이어 절단공정 진행시간에 따라 점도를 모니터링한 결과를 도 3에 나타내었다. FIG. 3 shows the result of monitoring the viscosity according to the progress times of the multi-wire cutting process corresponding to each of the cases of Example 1 and Comparative Example 1. FIG.
본 발명의 실시예 1의 경우, 점도가 일정하게 유지됨에 반하여, 비교예 1의 경우 시간에 따라 지속적으로 증가하는 추세를 보였다.
In the case of Example 1 of the present invention, the viscosity was kept constant, while in Comparative Example 1, the viscosity gradually increased with time.
2.2. 웨이퍼의 표면 거칠기Surface roughness of wafer
상기 실시예 1 및 비교예 1의 각 경우에 해당하는 다중와이어 절단공정을 진행한 후, 공정 초기-중기-후기에 제조된 웨이퍼의 표면을 관찰하고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.After the multi-wire cutting process corresponding to each of Example 1 and Comparative Example 1 was carried out, the surface of the wafer manufactured at the beginning, middle, and end of the process was observed and the results are shown in FIG.
본 발명의 실시예 1(added coolant)의 경우, 공정 초기-중기-후기와 무관하게 거칠기가 상대적으로 균일하였다. 반면 비교예 1(normal condition)의 경우, 공정 초기-중기-후기간 웨이퍼 표면의 거칠기의 차이가 육안으로 확인 가능할 정도로 확연하였다. 이로써 본 발명의 실시예에 의할 경우, 예를 들어 웨이퍼를 활용한 표면-구조화(텍스쳐링)와 같은 공정을 진행할 때, 제품의 신뢰성이 높아질 수 있다는 사실을 유추할 수 있다.
In the case of Example 1 (added coolant) of the present invention, the roughness was relatively uniform regardless of the initial, middle, and late stages of the process. On the other hand, in the case of Comparative Example 1 (normal condition), the difference in the roughness of the surface of the wafer in the initial stage, the middle stage and the after stage of the process was evident to the naked eye. Thus, according to the embodiment of the present invention, it can be inferred that the reliability of the product can be enhanced when a process such as surface-structuring (texturing) utilizing a wafer is performed.
3.3. 웨이퍼의 표면 오염Surface contamination of wafers
상기 실시예 1 및 비교예 1의 각 경우에 해당하는 다중와이어 절단공정을 진행한 후, 제조된 웨이퍼의 표면 오염도를 관찰하고, 그 결과를 도 5에 나타내었다.After the multi-wire cutting process corresponding to each of Example 1 and Comparative Example 1 was performed, the surface contamination degree of the manufactured wafer was observed, and the results are shown in FIG.
본 발명의 실시예 1(added coolant)의 경우, 표면 오염이 거의 일어나지 않았음에 반하여, 비교예 1(normal condition)의 경우, 표면 오염이 발생하였다. 오염물은 와이어와 동일한 성분으로서, 공정 진행에 따라 슬러리의 점도가 상승하게 되면서 와이어와 실리콘 잉곳의 직접 마찰이 발생되었음을 반증한다. 따라서 이러한 오염을 방지하기 위하여 본 발명과 같이 실시간으로 점도가 제어되어야 함을 알 수 있었다.
In the case of the added coolant of the present invention, surface contamination hardly occurred, whereas in the case of the normal condition, surface contamination occurred. The contaminants are the same components as the wires, demonstrating that as the process progresses, the viscosity of the slurry rises and direct friction of the wire and the silicon ingot occurs. Therefore, in order to prevent such contamination, it has been found that the viscosity should be controlled in real time as in the present invention.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형은 본 발명이 제공하는 기술 사상의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. These changes and modifications may be made without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.
Claims (7)
상기 실시간 점도 측정부에서 측정된 슬러리의 점도 측정값으로부터 점도변화를 감지하여 다중와이어 절단 장치 내 슬러리 보관부로의 절삭유 공급량을 결정하는 중앙제어부;
다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부로 공급되는 절삭유를 보관하는 절삭유 보관부;
상기 중앙제어부에 의해 결정된 절삭유 공급량의 정보를 전달받아 상기 절삭유 보관부로부터 상기 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부로 절삭유를 공급하는 절삭유 정량공급부;를 포함하고,
상기 중앙제어부는 잉곳의 밀도, 잉곳의 길이, 잉곳의 절단손실 및 잉곳의 절단속도 각각에 비례하여 다중와이어 절단 장치 내 슬러리 보관부로의 표준 절삭유 공급량을 결정하며,
상기 실시간 점도 측정부에서 측정된 슬러리의 점도 측정값이 150cp를 초과하는 경우, 상기 중앙제어부에 의해 결정된 절삭유 공급량은 표준 절삭유 공급량의 1.05~6배가 되는 것을 특징으로 하는 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치.
A real-time viscosity measuring unit for outputting a viscosity measurement value of the slurry stored in the slurry storage unit in the multi-wire cutting apparatus to outside;
A central control unit for sensing a change in viscosity from a viscosity measurement value of the slurry measured by the real-time viscosity measuring unit and determining a supply amount of the cutting oil to the slurry storage unit in the multi-wire cutting apparatus;
A coolant storage unit for storing coolant supplied to the slurry storage unit in the multi-wire cutting apparatus;
And a coolant supply unit for supplying coolant from the coolant storage unit to the slurry storage unit in the multi-wire cutting apparatus, the coolant supply unit receiving information on the coolant supply amount determined by the central control unit,
The central control unit determines the standard amount of supply of the cutting oil to the slurry storage unit in the multi-wire cutting apparatus in proportion to the density of the ingot, the ingot length, the ingot cutting loss, and the ingot cutting speed,
Wherein when the viscosity measurement value of the slurry measured by the real-time viscosity measuring unit exceeds 150 cp, the supply amount of the cutting oil determined by the central control unit is 1.05 to 6 times the supply amount of the standard cutting oil. Cutting device.
상기 표준 절삭유 공급량(M)은, 잉곳의 밀도를 d, 잉곳의 길이를 l, 잉곳의 절단손실을 k, 잉곳의 절단속도를 r이라 할 때, 하기 식 1에 의해 결정되는 것을 특징으로 하는 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치.
[식 1]
M= a × (d × lc × lt × k × r)
The method according to claim 1,
Wherein the standard cutting oil supply amount M is determined by the following equation 1 when the density of the ingot is d, the length of the ingot is 1, the cutting loss of the ingot is k, and the cutting speed of the ingot is r: Multi-wire cutting device capable of slurry viscosity control.
[Formula 1]
M = a x (dxlcxltxkxr)
상기 실시간 점도 측정부에서 측정된 슬러리의 점도 측정값이 50cp 미만인 경우, 상기 중앙제어부에 의해 결정된 절삭유 공급량은 0이 되는 것을 특징으로 하는, 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치.
The method according to claim 1,
Wherein when the viscosity measurement value of the slurry measured by the real-time viscosity measuring unit is less than 50 cp, the supply amount of the cutting oil determined by the central control unit becomes zero.
상기 슬러리 보관부 내 슬러리의 온도는 15~60℃로 유지되는 것을 특징으로 하는, 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치.
The method according to claim 1,
Characterized in that the temperature of the slurry in the slurry storage is maintained at 15 to 60 占 폚.
상기 절삭유 정량공급부에 의하여 절삭유 보관부로부터 다중와이어 절단장치 내 슬러리 보관부로 공급되는 절삭유의 온도를 조절하는 열교환부를 추가로 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a heat exchange unit for controlling the temperature of the cutting oil supplied from the cutting oil storage unit to the slurry storage unit in the multi-wire cutting apparatus by the cutting oil quantity supply unit.
상기 슬러리 보관부 내 절삭유의 함량은 슬러리 고형분 100중량부 대비 50~200중량부로 유지되는 것을 특징으로 하는, 실시간 슬러리 점도제어가 가능한 다중와이어 절단장치.
The method according to claim 1,
Wherein the content of the cutting oil in the slurry storage part is maintained at 50 to 200 parts by weight based on 100 parts by weight of the slurry solid content.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140170345A KR101612755B1 (en) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | Multi-wire Cutting Saw Machine |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020140170345A KR101612755B1 (en) | 2014-12-02 | 2014-12-02 | Multi-wire Cutting Saw Machine |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR101612755B1 true KR101612755B1 (en) | 2016-04-18 |
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Family Applications (1)
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| KR (1) | KR101612755B1 (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5056859B2 (en) * | 2007-12-19 | 2012-10-24 | 信越半導体株式会社 | Method of cutting workpiece by wire saw and wire saw |
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2014
- 2014-12-02 KR KR1020140170345A patent/KR101612755B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5056859B2 (en) * | 2007-12-19 | 2012-10-24 | 信越半導体株式会社 | Method of cutting workpiece by wire saw and wire saw |
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