KR102431583B1 - 잉곳의 절단방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 복수의 와이어가이드간에 나선상으로 권회된 축방향으로 주행하는 와이어로 와이어열을 형성하고, 워크이송기구에 의해 유지한 잉곳을 와이어열에 절입이송하고, 잉곳과 와이어와의 접촉부에 슬러리를 공급하면서, 잉곳을 복수의 웨이퍼로 절단하는 와이어소에 의한 잉곳의 절단방법으로서, 미리, 전의 잉곳의 절단으로 얻어진 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨의 방향을 확인해 두고, 다음에, 확인된 와이어주행방향의 휨의 방향에, 워크이송방향의 휨의 방향이 합치하는 조건으로 잉곳의 절단을 행함으로써, 와이어주행방향의 휨과 워크이송방향의 휨의 방향이 동일한 웨이퍼를 얻는 것을 특징으로 하는 잉곳의 절단방법이다. 이에 따라, 에피처리를 행한 후의 면내에 있어서, 굴곡이 발생하기 어려운 웨이퍼를 얻을 수 있는 잉곳의 절단방법이 제공된다.

Description

잉곳의 절단방법

본 발명은, 잉곳의 절단방법에 관한 것이다.

최근, 웨이퍼의 대형화가 요구되고 있으며, 이 대형화에 수반하여, 잉곳의 절단에는 오로지 와이어소가 사용되고 있다. 와이어소는, 와이어(고장력강선)를 고속주행시켜, 여기에 슬러리를 가하면서, 워크(예를 들어, 실리콘, 유리, 세라믹스 등의 취성재료의 잉곳을 들 수 있다.)를 맞대어 절단하고, 다수의 웨이퍼를 동시에 잘라내는 장치이다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

일본특허공개 2004-114280호 공보 일본특허공표 2016-505214호 공보

상기와 같은 와이어소로 잉곳을 절단함으로써 얻어진 웨이퍼는, 보통, 연삭 및 연마프로세스를 거치는데, 에피프로세스를 거치면 웨이퍼의 휨형상은, 볼록형상화한다. 에피처리 후의 휨의 제어에 대해서는, 예를 들어, 특허문헌 2와 같은 기술이 있다. 그러나, 에피처리를 행한 후의 웨이퍼의 면내에 있어서, 굴곡이 발생하여 에피택셜웨이퍼가 불균일한 형상이 된다는 문제가 있었다.

본 발명은 전술한 바와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 에피처리를 행한 후의 면내에 있어서, 굴곡이 발생하기 어려운 웨이퍼를 얻을 수 있는 잉곳의 절단방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 복수의 와이어가이드간에 나선상으로 권회된 축방향으로 주행하는 와이어로 와이어열을 형성하고, 워크이송기구에 의해 유지한 잉곳을 상기 와이어열에 절입이송하고, 상기 잉곳과 상기 와이어와의 접촉부에 슬러리를 공급하면서, 상기 잉곳을 복수의 웨이퍼로 절단하는 와이어소에 의한 잉곳의 절단방법으로서, 미리, 전의 잉곳의 절단에서 얻어진 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨의 방향을 확인해두고, 다음에, 상기 확인된 와이어주행방향의 휨의 방향에, 워크이송방향의 휨의 방향이 합치하는 조건으로 상기 잉곳의 절단을 행함으로써, 와이어주행방향의 휨과 워크이송방향의 휨의 방향이 동일한 웨이퍼를 얻는 것을 특징으로 하는 잉곳의 절단방법을 제공한다.

이와 같이, 미리, 와이어소 고유의 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨의 방향을 확인해두고, 이것과 합치하도록 워크이송방향의 휨의 방향을 제어하여, 워크이송방향과 와이어주행방향의 휨의 방향을 동일하게 함으로써, 에피처리를 행한 후에 굴곡이 발생하기 어려운 웨이퍼를 얻을 수 있다.

이때, 상기 워크이송방향의 휨의 방향을 상기 와이어주행방향의 휨의 방향에 합치시키기 위해, 상기 와이어소가 구비하는 온조기능에 의해, 상기 워크이송기구를 유지하는 와이어소 광체(筐體)부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 상기 복수의 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도, 및 상기 슬러리의 온도 중 어느 1개 이상을 제어함으로써, 상기 잉곳으로부터 잘라내는 복수의 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 방향 및 절대량을 제어하는 것이 바람직하다.

이와 같이 하여, 잘라내는 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 방향 및 절대량을 제어함으로써, 워크이송방향의 휨의 방향이 와이어주행방향의 휨의 방향에 합치하는 조건을 만족시킴과 함께, 휨의 양도 제어하여 잉곳을 절단할 수 있다.

또한 이때, 상기 잉곳으로부터 잘라내는 복수의 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 방향 및 절대량을 제어함으로써, 상기 잉곳으로부터 잘라내는 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨을, 상기 잉곳 내의 위치에 상관없이 동일한 방향으로 하는 것이 바람직하다.

와이어주행방향의 휨의 방향은, 잉곳의 위치에 상관없이 고른 경우가 많으므로, 워크이송방향의 휨도 잉곳 내의 위치에 상관없이 동일한 방향으로 함으로써, 잘라내는 모든 웨이퍼에서 워크이송방향과 와이어주행방향의 휨의 방향을 동일하게 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 잉곳으로부터 잘라내는 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨을, 상기 잉곳 내의 위치에 상관없이 동일한 방향으로 하기 위해, 상기 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 상기 복수의 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도, 및 상기 슬러리의 온도의 각 온도를, 상기 잉곳의 절단개시시(切始め時) 및 절단종료시(切終り時)의 온도와 상기 잉곳의 중앙부의 절단시의 온도와의 사이의 온도차가, 상기 잉곳의 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 4%분보다 커지도록 제어하는 것이 바람직하다.

상기 각 온도의 잉곳의 절단개시시와 중앙부의 절단시의 온도차를 절단개시시의 온도의 4%분보다 크게 하고, 또한, 잉곳의 절단종료시와 중앙부의 절단시의 온도차를 절단종료시의 온도의 4%분보다 크게 함으로써, 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 방향을 잉곳 내의 위치에 상관없이 동일한 방향으로 할 수 있다.

이때, 상기 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도를, 상기 잉곳의 중앙부의 절단시의 온도가, 상기 잉곳의 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 4%분보다 고온이 되도록 제어하고, 상기 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도와 상기 슬러리의 온도를, 상기 잉곳의 중앙부의 절단시의 온도가, 상기 잉곳의 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 4%분보다 저온이 되도록 제어함으로써, 상기 잉곳으로부터 잘라내는 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨을 볼록형상으로 할 수 있다.

한편, 상기 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도를, 상기 잉곳의 중앙부의 절단시의 온도가, 상기 잉곳의 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 4%분보다 저온이 되도록 제어하고, 상기 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도와 상기 슬러리의 온도를, 상기 잉곳의 중앙부의 절단시의 온도가, 상기 잉곳의 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 4%분보다 고온이 되도록 제어함으로써, 상기 잉곳으로부터 잘라내는 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨을 오목형상으로 할 수 있다.

상기와 같이 하면, 잉곳으로부터 잘라내는 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨을 원하는 한방향으로 고르게 할 수 있다.

본 발명의 잉곳의 절단방법이면, 와이어주행방향의 휨과 워크이송방향의 휨의 방향이 동일한 웨이퍼를 얻을 수 있고, 그 결과, 에피처리를 행한 후에 굴곡이 발생하기 어려운 웨이퍼를 얻을 수 있다.

도 1은 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 와이어소의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 와이어소에 있어서의 워크이송기구를 유지하는 와이어소 광체부의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3은 잉곳으로부터 잘라내지는 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨형상을 볼록형상으로 하는 경우의 온도조건의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 4는 잉곳으로부터 잘라내지는 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨형상을 오목형상으로 하는 경우의 온도조건의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 5는 비교예 1의 온도조건을 나타내는 그래프이다.
도 6은 비교예 1의 절단 후의 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 형상을 나타내는 그래프이다.
도 7은 실시예 1에서 절단을 행하기 전에, 미리 확인한 와이어소(호기A)에 있어서의 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨의 형상을 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시예 1의 절단 후의 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 형상을 나타내는 그래프이다.
도 9는 실시예 1의 절단 후의 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨의 형상을 나타내는 그래프이다.
도 10은 실시예 2의 온도조건을 나타내는 그래프이다.
도 11은 실시예 2의 절단 후의 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 형상을 나타내는 그래프이다.
도 12는 비교예 2의 온도조건을 나타내는 그래프이다.
도 13은 비교예 2의 절단 후의 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 형상을 나타내는 그래프이다.
도 14는 비교예 3의 절단 후의 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 형상을 나타내는 그래프이다.
도 15는 실시예 3에서 절단을 행하기 전에, 미리 확인한 와이어소(호기B)에 있어서의 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨의 형상을 나타내는 그래프이다.
도 16은 실시예 3의 온도조건을 나타내는 그래프이다.
도 17은 실시예 3의 절단 후의 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 형상을 나타내는 그래프이다.
도 18은 실시예 3의 절단 후의 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨의 형상을 나타내는 그래프이다.

이하, 본 발명에 대하여 실시의 형태를 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.

상기와 같이, 와이어소로 잉곳으로부터 잘라낸 웨이퍼에 후공정에서 에피처리를 실시하면, 웨이퍼의 면내에 있어서, 굴곡이 발생하여 에피택셜웨이퍼가 불균일한 형상이 된다는 문제가 있었다. 이에 대하여 본 발명자는, 예의 검토하여, 이하와 같은 지견을 얻어 본 발명을 완성시켰다.

와이어소로 잉곳을 절단함으로써 얻어진 웨이퍼의 워크이송방향의 휨형상을 확인하면, 잉곳 내의 위치에 따라, 볼록형상으로 되어 있는 웨이퍼나 오목형상으로 되어 있는 웨이퍼가 혼재한다.

또한, 잉곳을 와이어소로 절단함으로써 얻어진 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨형상을 확인하면, 워크이송방향과 휨의 형상이 일치하고 있는 웨이퍼와 일치하지 않는 웨이퍼가 혼재한다. 이와 같이, 워크이송방향과, 와이어주행방향의 휨의 방향에 차이가 있으면, 에피처리를 행한 후의 웨이퍼의 면내에 있어서, 굴곡이 발생하여 에피택셜웨이퍼가 불균일한 형상이 되는 것을 본 발명자는 지견하였다.

또한, 기본적으로, 와이어주행방향의 휨형상의 방향에 대해서는, 와이어소 각 장치에서 고유이며, 잉곳 내의 위치에 상관없이 고르다. 나아가, 와이어주행방향의 휨형상의 제어에 대해서는 조정에 의해 바꾸는 것이 어렵다. 이에 본 발명자는, 와이어주행방향의 휨형상의 제어에 비해 제어가 비교적 용이한 워크이송방향의 휨형상을 제어함으로써, 워크이송방향과, 와이어주행방향의 휨의 방향을 일치시키는 것에 상도하여 본 발명을 완성시켰다. 이하, 본 발명의 잉곳의 절단방법에 대하여 설명한다.

우선, 본 발명에 있어서 사용할 수 있는 와이어소의 일례의 개요를, 도 1, 2를 참조하여 설명한다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 와이어소(1)는, 주로, 잉곳(W)을 절단하기 위한 와이어(2), 와이어(2)가 나선상으로 권회된 복수의 와이어가이드(3), 와이어(2)에 장력을 부여하기 위한 장력부여기구(4), 절단되는 잉곳(W)을 송출하는 워크이송기구(5), 절단시에, 지립을 쿨런트에 분산하여 혼합한 슬러리를 공급하기 위한 노즐(6) 등으로 구성되어 있다. 와이어(2)는 복수의 와이어가이드(3)에 권회되어 있음으로써, 와이어열(12)을 형성하고 있으며, 잉곳을 절단할 때에는 와이어(2)는 와이어(2)의 축방향으로 주행하고 있다. 워크이송기구(5)에 의해 유지한 잉곳(W)을 와이어열(12)에 절입이송하고, 동시에, 잉곳(W)과 와이어(2)와의 접촉부에 슬러리를 공급하면서, 잉곳(W)을 복수의 웨이퍼로 절단한다.

와이어(2)는, 일방의 와이어릴(7)로부터 조출되고, 트래버서(8)를 개재하여 파우더클러치(정토크모터(9))나 댄서롤러(데드웨이트)(도시하지 않음) 등으로 이루어진 장력부여기구(4)를 거쳐, 복수의 와이어가이드(3)에 들어가 있다. 와이어(2)는 이들 복수의 와이어가이드(3)에 300~400회 정도 권회된 후, 다른 일방의 장력부여기구(4’)를 거쳐 와이어릴(7’)에 권취되어 있다.

또한, 복수의 와이어가이드(3)는 철강제 원통의 주위에 폴리우레탄 수지를 압입하고, 그 표면에 일정한 피치로 홈을 낸 롤러로 할 수 있으며, 권회된 와이어(2)가, 구동용 모터(10)에 의해 미리 정해진 주기로 왕복방향으로 구동할 수 있게 되어 있다.

그리고, 복수의 와이어가이드(3), 이것들에 권회된 와이어(2)의 근방에는, 노즐(6)이 마련되어 있고, 절단시에는 이 노즐(6)로부터, 와이어가이드(3), 와이어(2)에 슬러리를 분사하고, 잉곳(W)과 와이어(2)와의 접촉부에 슬러리를 공급할 수 있도록 되어 있다. 한편, 절단에 이용된 슬러리는 폐슬러리로서 배출된다.

공급되는 슬러리는, 미리 설정한 잉곳절단위치(절입위치)에 따른 목표온도가 되도록, 와이어소 내에 구비되어 있는 열교환기 등의 온조기능(13)에 의해 온조되고, 온도 제어된 상태로 공급하는 것이 가능하다.

또한, 각 와이어가이드(3)의 축 내에는, 냉각수가 흐르고 있으며, 공급슬러리와 마찬가지로, 와이어소 내에 구비되어 있는 열교환기 등의 온조기능(14)에 의해 온조되고, 미리 설정한 잉곳절단위치에 따른 온도가 되도록 제어된다.

나아가, 도 2와 같이, VM가이드를 갖는 워크이송기구(5)를 유지하는 와이어소 광체부(11)의 내부에도 냉각수가 흐르고 있으며, 와이어가이드의 축 내 냉각수 등과 마찬가지로, 와이어소 내에 구비되어 있는 열교환기 등의 온조기능(15)에 의해 온조되고, 미리 설정한 잉곳절단위치에 따른 온도가 되도록 제어된다.

이러한 와이어소(1)를 이용하고, 와이어(2)에 와이어장력부여기구(4)를 이용하여 적당한 장력을 가하여, 구동용 모터(10)에 의해, 와이어(2)를 왕복방향으로 주행시키고, 슬러리를 공급하면서 잉곳(W)을 슬라이스함으로써 복수의 웨이퍼가 얻어진다.

이러한 와이어소를 이용하는 경우를 예로, 본 발명의 잉곳의 절단방법을 이하에 설명한다.

본 발명에서는, 잉곳의 절단을 개시하기 전에, 미리, 전의 잉곳의 절단(전 로트)으로 얻어진 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨의 방향을 확인해둔다. 한편, 와이어주행방향의 휨형상의 방향에 대해서는, 기본적으로, 각 와이어소에서 고유로 되어 있으며, 절단배치(batch)마다 바뀌는 것은 아니므로, 이 확인은 매회 행할 필요는 없다.

한편, 웨이퍼의 휨의 방향에 대해서는, BOW의 값으로 판정할 수 있고, 웨이퍼의 BOW의 값이 양인 경우는 볼록형상, BOW의 값이 음인 경우는 오목형상으로 판정할 수 있다.

계속해서, 다음의 잉곳의 절단을 할 때(다음 로트)에, 워크이송방향의 휨의 방향이, 전 로트의 와이어주행방향의 휨의 방향과 일치하도록, 절단조건을 제어하여 잉곳(W)의 절단을 행한다.

와이어소로의 잉곳절단에 있어서의, 워크이송방향의 휨형상의 제어에 대해서는, 특별히 한정되는 것은 아니나, 와이어소가 구비하는 온조기능(13, 14, 15)에 의해, 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도, 잉곳절단할 때에 공급되는 슬러리의 온도 중 어느 1개 이상을 제어함으로써 행할 수 있다.

이들 온도 중 어느 1개 이상을 제어함으로써, 잉곳으로부터 잘라내는 복수의 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 방향 및 절대량을 제어할 수 있다. 따라서, 전 로트에서 제조한 웨이퍼로부터 확인된 와이어주행방향의 휨에 맞추어, 다음 로트의 워크이송방향의 휨의 방향 및 절대량을 조정하는 것이 가능하다.

나아가, 본 발명에서는, 잉곳으로부터 잘라내는 복수의 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 방향 및 절대량을 제어함으로써, 잉곳으로부터 잘라내는 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨을, 잉곳 내의 위치에 상관없이 동일한 방향으로 하는 것이 바람직하다. 상기 서술한 바와 같이, 기본적으로, 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨의 방향에 대해서는, 잉곳 내의 위치에 상관없이 고른 경우가 많다. 따라서, 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨을 동일한 방향으로 하면, 모든 웨이퍼에서 와이어주행방향의 휨과 워크이송방향의 휨을 동일 방향으로 할 수 있다.

또한, 잉곳 내의 각 위치에서 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 방향이 상이한 경우, 절단 후의 웨이퍼형상을 확인한 후, 특정의 위치에서 웨이퍼를 반전시킴으로써, 잉곳 내의 위치에 상관없이, 워크이송방향의 휨형상의 방향을 고르게 할 수 있다. 또한, 와이어소로 절단한 후의 웨이퍼에 대하여, 양두연삭공정을 실시함으로써, 휨의 방향 등의 조정을 행하는 것도 가능하다. 그러나, 상기와 같이, 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨을 동일한 방향으로 하면, 반전을 행하는 공정이나, 랩공정에 대하여 생산성의 면에서 뒤떨어진 양두연삭공정을 추가할 필요가 없다. 따라서, 와이어소로의 절단을 행한 후의 시점에서 워크이송방향의 휨의 방향이 잉곳 내의 위치에 상관없이 고른 점에서, 반전을 행하는 공정이나 양두연삭공정을 생략할 수 있으므로, 웨이퍼의 제조에 있어서의 생산성을 보다 향상시킬 수 있다.

잉곳(W)으로부터 잘라내는 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨을, 잉곳 내의 위치에 상관없이 동일한 방향으로 하기 위해서는, 와이어소 광체부(11)의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 복수의 와이어가이드(3) 내를 흐르는 냉각수의 온도, 및 슬러리의 온도의 각 온도를, 잉곳(W)의 절단개시시 및 절단종료시의 온도와 잉곳(W)의 중앙부의 절단시의 온도와의 사이의 온도차가, 잉곳(W)의 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 4%분보다 커지도록 제어하면 된다. 이 경우, 와이어소 광체부(11)의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 복수의 와이어가이드(3) 내를 흐르는 냉각수의 온도, 및 슬러리의 온도의 각 온도를, 잉곳(W)의 절단개시시 및 절단종료시의 온도와 잉곳(W)의 중앙부의 절단시의 온도와의 사이의 온도차가, 잉곳(W)의 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 10%분 정도 커지도록 제어하면 충분하다.

보다 구체적으로는, 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨형상을 볼록형상(BOW의 값이 양)으로 하고자 하는 경우는, 앞서 서술한 와이어소 광체부(11)의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 와이어가이드(3) 내를 흐르는 냉각수의 온도, 잉곳절단할 때에 공급되는 슬러리의 온도를, 도 3의 그래프와 같이 온도 제어하면 된다. 도 3은, (a)가 절단위치(%)에 따른 와이어소 광체부(11)의 내부를 흐르는 냉각수의 온도(℃)를 나타내는 그래프, (b)가 절단위치(%)에 따른 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도(℃)를 나타내는 그래프, (c)가 절단위치(%)에 따른 슬러리의 온도(℃)를 나타내는 그래프이다. 도 3의 그래프에서는, 절단위치의 값이 0% 부근이면 절단개시시, 50% 부근이면 중앙부의 절단시, 100% 부근이면 절단종료시를 의미한다. 이후의 온도에 관한 그래프에 있어서도 동일하다.

와이어소 광체부(11)의 내부를 흐르는 냉각수의 온도에 대해서는, 도 3의 (a)와 같이, 잉곳중앙부의 절단시에 대하여, 절단개시시와 절단종료시의 온도를 낮춘다. 또한, 와이어가이드(3) 내를 흐르는 냉각수의 온도와, 잉곳절단할 때에 공급되는 슬러리의 온도에 대해서는, 도 3의 (b), (c)와 같이, 잉곳중앙부의 절단시에 대하여, 절단개시시와 절단종료시의 온도를 높인다. 이러한 온도차가 발생하도록 온조기능(13, 14, 15)을 이용하여 제어하면, 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨형상을 볼록형상으로 할 수 있다. 이때, 온도차를 절단개시시와 절단종료시의 온도의 4%분보다 크게 함으로써, 보다 확실히 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨형상을 볼록형상으로 할 수 있다.

한편, 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨형상을 오목형상(BOW의 값이 음)으로 하고자 하는 경우는, 앞서 서술한 각 온도를, 도 4의 그래프와 같이 온도 제어하면 된다. 와이어소 광체부(11)의 내부를 흐르는 냉각수의 온도에 대해서는, 도 4의 (a)와 같이, 잉곳중앙부의 절단시에 대하여, 절단개시시와 절단종료시의 온도를 높인다. 또한, 와이어가이드(3) 내를 흐르는 냉각수의 온도와, 잉곳절단할 때에 공급되는 슬러리의 온도에 대해서는, 도 4의 (b), (c)와 같이, 잉곳중앙부의 절단시에 대하여, 절단개시시와 절단종료시의 온도를 낮춘다. 이러한 온도차가 발생하도록 온조기능(13, 14, 15)을 이용하여 제어하면, 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨형상을 오목형상으로 할 수 있다. 이때도, 온도차를 절단개시시와 절단종료시의 온도의 4%분보다 크게 함으로써, 보다 확실히 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨형상을 오목형상으로 할 수 있다.

이와 같이, 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 절대량에 대해서는, 앞서 서술한 3개의 온도의, 잉곳중앙부를 절단하고 있을 때와 절단개시시 및 절단종료시와의 온도차에 의해 조절을 행할 수 있다. 휨의 절대량을 크게 하고자 하는 경우는, 중앙부절단시와 절단개시시 및 절단종료시의 온도차를 크게, 휨의 절대량을 작게 하고자 하는 경우는, 중앙부절단시와 절단개시시 및 절단종료시의 각 온도의 온도차를 작게 한다. 단, 온도차를 지나치게 작게 하면, 잉곳 내에서의 워크이송방향의 휨형상의 방향을 고르게 하는 것이 어려워지므로, 일정이상의 온도차를 내는 것은 바람직하다.

이상과 같은 본 발명의 잉곳의 절단방법이면, 와이어주행방향의 휨과 워크이송방향의 휨의 방향이 동일한 웨이퍼를 얻을 수 있고, 그 결과, 에피처리를 행한 후에 굴곡이 발생하기 어려운 웨이퍼를 얻을 수 있다.

실시예

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예, 비교예에서는, 잉곳으로서 실리콘잉곳을 절단하였으나, 이하에서는 간단히 잉곳이라 호칭한다.

(비교예 1)

비교예 1에서는, 와이어소(호기A)를 이용하여 잉곳의 절단을 행하였으나, 전의 잉곳의 절단으로 얻어진 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨의 방향을 확인하지 않고, 또한, 와이어주행방향의 휨의 방향에 맞춘 워크이송방향의 휨의 방향의 제어를 행하지 않고 잉곳의 절단을 행하였다. 이 비교예 1에서는, 도 5와 같이, 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도, 잉곳절단할 때에 공급되는 슬러리의 온도에 대하여, 잉곳절단위치에 상관없이 일정온도로 하여 잉곳의 절단을 행하였다.

다음에, 절단 후의 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 형상을 확인하였다. 그 결과를 도 6에 나타낸다. 한편, 도 6에서는 그래프를 복수 나타내고 있으나, 좌측이 잉곳의 P측(탑측)에 보다 가까운 위치, 우측이 잉곳의 K측(테일측)에 보다 가까운 위치로부터 잘라낸 웨이퍼의 휨을 나타내는 그래프로 되어 있다. 이후의 휨에 관한 그래프에 있어서도 동일하다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 워크이송방향의 휨은, 잉곳절단위치에 따라 BOW의 값이 0을 넘고 있으며, 일방(P측에 보다 가까운 위치)은 볼록형상, 다른 일방(K측에 보다 가까운 위치)은 오목형상의 웨이퍼로 되어 있었다. 한편, 후술하는 실시예 1에 있어서 확인한 결과, 이 와이어소(호기A)에서는 와이어주행방향의 휨은 잉곳 내의 어느 위치에서나 볼록형상이 되므로, 일부의 웨이퍼에서 와이어주행방향의 휨과 워크이송방향의 휨의 방향이 반대가 되었다.

(실시예 1)

비교예 1과 동일한 와이어소(호기A)를 이용하여 잉곳의 절단을 행하였으나, 우선, 절단을 행하기 전에, 미리, 전의 잉곳의 절단으로 얻어진 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨의 방향을 확인하였다. 이 와이어소(호기A)에서는, 도 7과 같이, 잉곳 내의 어느 위치에서나 볼록형상이 되어 있었다.

계속해서, 다음의 잉곳으로부터 잘라내는 웨이퍼의 워크이송방향의 휨형상이 와이어주행방향의 휨형상의 방향과 동일한 볼록형상이 되도록 절단을 행하였다. 구체적으로는, 도 3과 같이, 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도, 잉곳절단할 때에 공급되는 슬러리의 온도를 제어하여, 잉곳의 절단을 행하였다.

절단 후의 웨이퍼의 형상을 확인하면, 워크이송방향의 휨형상은, 도 8과 같이 되어 있고, 잉곳절단위치에 상관없이, 모든 웨이퍼에서 BOW는 양의 값이며, 모두 볼록형상으로 되어 있었다. 또한, 와이어주행방향의 휨의 형상은, 도 9와 같이 되어 있으며, 미리 확인한 와이어주행방향의 휨과 마찬가지로, 잉곳절단위치에 상관없이, 모든 웨이퍼에서 BOW는 양의 값이며, 모두 볼록형상으로 되어 있었다. 이와 같이, 잉곳 내의 위치에 상관없이, 워크이송방향의 휨형상이 와이어주행방향의 휨형상의 방향과 동일한 웨이퍼가 얻어졌다.

(실시예 2)

실시예 1과 동일한 와이어소(호기A)를 이용하여, 잉곳으로부터 잘라내는 웨이퍼의 워크이송방향의 휨형상이 와이어주행방향의 휨형상의 방향과 동일한 볼록형상이 되도록 절단을 행하였다. 실시예 2에서는, 도 10과 같이, 실시예 1에 비해 중앙부절단시와 절단개시시 및 절단종료시의 각 온도의 온도차가 작아지도록, 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도, 잉곳절단할 때에 공급되는 슬러리의 온도를 제어하였다. 한편, 도 10 내의 표기는 비교를 위해 파선이 실시예 1의 온도조건, 실선이 실시예 2의 온도조건으로 되어 있다.

절단 후의 웨이퍼의 형상을 확인하면, 워크이송방향의 휨형상은, 도 11과 같이 되어 있고, 잉곳절단위치에 상관없이, 모든 웨이퍼에서 BOW는 양의 값이며, 모두 볼록형상을 유지하면서, 휨의 절대값은 실시예 1에 대하여 작아져 있었다. 이와 같이, 잉곳 내의 위치에 상관없이, 워크이송방향의 휨형상이 와이어주행방향의 휨형상의 방향과 동일한 웨이퍼가 얻어졌다.

(비교예 2)

실시예 1과 동일한 와이어소(호기A)를 이용하였으나, 비교예 2에서는, 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도, 잉곳절단할 때에 공급되는 슬러리의 온도의 각 온도에 대하여, 절단개시시와 중앙부의 온도차를, 실시예 2보다 더욱 작게 한 도 12와 같은 온도조건으로 절단을 행하였다. 한편, 도 12 내의 표기는 비교를 위해, 파선이 실시예 2의 온도조건, 실선이 비교예 2의 온도조건을 나타내고 있다. 비교예 2의 온도조건은, 워크이송방향의 휨형상을 볼록형상으로 하는 것을 목표로 한 것이었으나, 후술한 바와 같이, 실제로는 이 경우, 모든 웨이퍼를 볼록형상으로 할 수는 없었다.

절단 후의 웨이퍼형상을 확인하면, 워크이송방향의 휨형상은, 도 13과 같이 되어 있고, P측으로부터 센터부분까지의 웨이퍼는 볼록형상인 것에 반해, K측의 웨이퍼는 거의 평탄~미소하나마 오목형상으로 되어 있고, 잉곳 내 전체가 한 방향으로 되지는 않는 결과였다. 이것은, 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도의 절단개시시 및 절단종료시와 중앙부절단시의 온도차가, 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 4%분 이하이며, 나아가, 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도도 상기 온도차가 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 4%분 이하라고 생각된다. 이 결과로부터, 각 온도에 대하여, 절단개시시와 중앙부의 온도차를 절단개시시온도의 4%분보다 크게 하는 것이 바람직한 것을 알 수 있었다.

이와 같이, 와이어소(호기A)에서는, 일부의 웨이퍼에서 와이어주행방향의 휨과 워크이송방향의 휨의 방향이 합치하지 않았다.

(비교예 3)

실시예 1과 동일한 와이어소(호기A)를 이용하였으나, 비교예 3에서는, 워크이송방향의 휨형상이 오목형상이 되도록 절단을 행하였다. 즉, 워크이송방향의 휨의 방향이 와이어주행방향의 휨과는 반대가 되는 조건으로 잉곳의 절단을 행하였다. 비교예 3에서는, 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도, 잉곳절단할 때에 공급되는 슬러리의 온도의 각 온도에 대하여, 절단개시시와 중앙부의 온도차는 도 4와 같은 온도조건으로 하였다.

절단 후의 웨이퍼의 형상을 확인하면, 워크이송방향의 휨형상은, 도 14와 같이 되고, 잉곳절단위치에 상관없이, 모든 웨이퍼에서 BOW는 음의 값이며, 모두 오목형상으로 되어 있었다. 한편, 와이어주행방향의 휨형상은, 잉곳절단위치에 상관없이, 모든 웨이퍼에서 볼록형상으로 되어 있었다. 이와 같이, 모든 웨이퍼에서 와이어주행방향의 휨과 워크이송방향의 휨의 방향이 반대가 되었다.

(실시예 3)

실시예 1, 2, 비교예 1~3과 상이한 와이어소(호기B)를 이용하여 잉곳의 절단을 행하였다. 우선, 절단을 행하기 전에, 미리, 전의 잉곳의 절단으로 얻어진 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨의 방향을 확인하였다. 실시예 3에서 사용한 와이어소(호기B)에서는, 도 15와 같이, 잉곳 내의 모든 위치에서 와이어주행방향의 휨형상이 오목형상으로 되어 있었다.

이에, 다음의 잉곳으로부터 잘라내는 웨이퍼의 워크이송방향의 휨형상도 와이어주행방향의 휨형상의 방향과 동일한 오목형상이 되도록 절단을 행하였다. 여기서는, 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도, 잉곳절단할 때에 공급되는 슬러리의 온도를, 오목형상을 목표로 한 비교예 3의 도 4의 조건보다 각 온도의 온도차를 작게 한 도 16의 조건으로 절단을 행하였다. 한편, 도 16 내의 표기는 비교를 위해, 파선이 비교예 3의 온도조건, 실선이 실시예 3의 온도조건으로 되어 있다.

절단 후의 웨이퍼의 형상을 확인하면, 워크이송방향의 휨형상은, 도 17과 같이 되어 있고, 잉곳절단위치에 상관없이, 모든 웨이퍼에서 BOW는 음의 값이며, 모두 오목형상으로 되어 있었다. 한편, 휨의 절대값은, 비교예 3보다 작아져 있었다. 또한, 와이어주행방향의 휨의 형상은, 도 18과 같이 되어 있고, 미리 확인한 와이어주행방향의 휨과 마찬가지로, 잉곳절단위치에 상관없이, 모든 웨이퍼에서 BOW는 음의 값이며, 모두 오목형상으로 되어 있었다. 이와 같이, 잉곳 내의 위치에 상관없이, 워크이송방향의 휨이 와이어주행방향의 휨의 방향과 동일한 웨이퍼가 얻어졌다.

표 1에, 실시예 1~3, 비교예 1~3에 있어서의 절단조건과 절단결과를 정리한 것을 나타낸다.

(에피택셜웨이퍼의 제작)

상기의 실시예 1~3, 비교예 1~3에서 얻어진 실리콘웨이퍼에, 연마, 연삭을 실시한 후에 주표면에 에피택셜층을 성장시켰다. 그 결과, 워크이송방향의 휨의 방향을 와이어주행방향의 휨과 동일한 방향에 맞춘 실시예 1~3에서는, 모든 에피택셜웨이퍼에서 굴곡은 발생하지 않았다. 한편, 비교예 1~3에서는, 에피택셜웨이퍼에 굴곡이 발생하였다.

한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims (6)

1. 복수의 와이어가이드간에 나선상으로 권회된 축방향으로 주행하는 와이어로 와이어열을 형성하고, 워크이송기구에 의해 유지한 잉곳을 상기 와이어열에 절입이송하고, 상기 잉곳과 상기 와이어와의 접촉부에 슬러리를 공급하면서, 상기 잉곳을 복수의 웨이퍼로 절단하는 와이어소에 의한 잉곳의 절단방법으로서,
   미리, 전의 잉곳의 절단으로 얻어진 웨이퍼의 와이어주행방향의 휨의 방향을 확인해두고,
   다음에, 상기 확인된 와이어주행방향의 휨의 방향에, 워크이송방향의 휨의 방향을 합치시키기 위해, 상기 와이어소가 구비하는 온조기능에 의해, 상기 워크이송기구를 유지하는 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 상기 복수의 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도, 및 상기 슬러리의 온도 중 어느 1개 이상을 제어함으로써, 상기 잉곳으로부터 잘라내는 복수의 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 방향 및 절대량을 제어하여, 상기 잉곳의 절단을 행함으로써, 와이어주행방향의 휨과 워크이송방향의 휨의 방향이 동일한 웨이퍼를 얻는 것을 특징으로 하는 잉곳의 절단방법.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,
   상기 잉곳으로부터 잘라내는 복수의 웨이퍼의 워크이송방향의 휨의 방향 및 절대량을 제어함으로써, 상기 잉곳으로부터 잘라내는 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨을, 상기 잉곳 내의 위치에 상관없이 동일한 방향으로 하는 것을 특징으로 하는 잉곳의 절단방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 잉곳으로부터 잘라내는 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨을, 상기 잉곳 내의 위치에 상관없이 동일한 방향으로 하기 위해, 상기 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도, 상기 복수의 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도, 및 상기 슬러리의 온도의 각 온도를, 상기 잉곳의 절단개시시 및 절단종료시의 온도와 상기 잉곳의 중앙부의 절단시의 온도와의 사이의 온도차가, 상기 잉곳의 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 4%분보다 커지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 잉곳의 절단방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도를, 상기 잉곳의 중앙부의 절단시의 온도가, 상기 잉곳의 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 4%분보다 고온이 되도록 제어하고,
   상기 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도와 상기 슬러리의 온도를, 상기 잉곳의 중앙부의 절단시의 온도가, 상기 잉곳의 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 4%분보다 저온이 되도록 제어함으로써, 상기 잉곳으로부터 잘라내는 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨을 볼록형상으로 하는 것을 특징으로 하는 잉곳의 절단방법.
6. 제4항에 있어서,
   상기 와이어소 광체부의 내부를 흐르는 냉각수의 온도를, 상기 잉곳의 중앙부의 절단시의 온도가, 상기 잉곳의 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 4%분보다 저온이 되도록 제어하고,
   상기 와이어가이드 내를 흐르는 냉각수의 온도와 상기 슬러리의 온도를, 상기 잉곳의 중앙부의 절단시의 온도가, 상기 잉곳의 절단개시시 및 절단종료시의 온도의 4%분보다 고온이 되도록 제어함으로써, 상기 잉곳으로부터 잘라내는 모든 웨이퍼의 워크이송방향의 휨을 오목형상으로 하는 것을 특징으로 하는 잉곳의 절단방법.

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