KR102631727B1 - 와이어 쏘를 사용하여 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

와이어 쏘를 사용하여 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102631727B1
KR102631727B1 KR1020217022424A KR20217022424A KR102631727B1 KR 102631727 B1 KR102631727 B1 KR 102631727B1 KR 1020217022424 A KR1020217022424 A KR 1020217022424A KR 20217022424 A KR20217022424 A KR 20217022424A KR 102631727 B1 KR102631727 B1 KR 102631727B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
workpiece
wire
cutting gap
wire saw
wires
Prior art date
Application number
KR1020217022424A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210101314A (ko
Inventor
악셀 바이에르
칼 프린테르트
피터 위즈너
울프강 마하
로버트 크레우제더
Original Assignee
실트로닉 아게
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 실트로닉 아게 filed Critical 실트로닉 아게
Publication of KR20210101314A publication Critical patent/KR20210101314A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102631727B1 publication Critical patent/KR102631727B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
    • B28D5/045—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools by cutting with wires or closed-loop blades
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D59/00—Accessories specially designed for sawing machines or sawing devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/0064—Devices for the automatic drive or the program control of the machines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/0082—Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for supporting, holding, feeding, conveying or discharging work
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/04—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by tools other than rotary type, e.g. reciprocating tools
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67011—Apparatus for manufacture or treatment
    • H01L21/67092—Apparatus for mechanical treatment
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67005—Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/67242—Apparatus for monitoring, sorting or marking
    • H01L21/67253—Process monitoring, e.g. flow or thickness monitoring

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

본 발명은 와이어 쏘를 사용하여 공작물을 가공함으로써 공작물로부터 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 와이어 가이드 롤러 사이에서 인장되고 진행 방향으로 이동되는 와이어의 배열을 통해 공작물을 공급하는 단계; 와이어가 공작물에 맞물릴 때 절단 갭을 생성하는 단계; 절단 갭의 위치 오류를 확인하는 단계; 및 와이어의 배열을 통해 공작물이 공급되는 동안, 확인된 위치 오류에 기초하여 공작물의 종방향 축을 따라 공작물의 보상 이동을 수행하는 단계를 포함한다.

Description

와이어 쏘를 사용하여 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법
본 발명은 와이어 쏘(wire saw)를 사용하여 공작물을 가공함으로써 공작물로부터 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
JP 11 165 251 A호로부터 와이어 쏘를 사용하여 공작물(잉곳)로부터 웨이퍼(wafer)를 제조하기 위한 방법이 공지되어 있으며, 이러한 방법은 다음 단계들: 공작물의 축방향을 따라 와이어 쏘의 와이어 필드의 와이어 편향의 크기 및 방향을 검출하는 단계, 및 검출 결과에 따라, 와이어 편향을 보정하기 위해 공작물의 보상 이동을 수행하는 단계를 포함한다.
JP 2000 15 552 A호로부터 유사한 방법이 공지되어 있으며, 이러한 방법은 다음 단계: 와이어의 진행 방향이 반전되는 시점에, 사전 결정된 크기의 범위에서 공작물의 축방향을 따라 공작물의 보상 이동을 수행하는 단계를 포함하고, 여기서 크기는 와이어의 진행 방향이 반전되는 시점에 와이어의 편향이 보정되는 방식으로 사전 결정된다.
US 5 875 770호로부터 유사한 방법이 공지되어 있으며, 이러한 방법은 다음 단계들: 공작물을 가공하기 전에 웨이퍼의 휨 곡선(warp curve)을 검출하는 단계 및 휨이 감소된 웨이퍼가 형성되는 범위에서 공작물의 축방향을 따라 공작물의 보상 이동을 수행하는 단계를 포함한다.
제공된 이러한 해결 방안에도 불구하고, 와이어 쏘를 사용하여 공작물로부터 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법을 개선할 필요성이 여전히 존재한다. 특히, 공작물과 와이어가 예를 들어 공작물 및/또는 와이어 가이드 롤러의 열 팽창으로 인해, 반도체 웨이퍼의 국부적인 평탄도에 불리한 영향을 주는 상대적인 이동이 실행된다는 것이 고려되어야 한다.
특히 휨 및 나노토포그래피와 관련하여, 공지된 방식으로 제조된 웨이퍼보다 평탄도가 더 우수한 반도체 웨이퍼를 이용할 수 있도록, 방법을 개선할 필요가 있다.
본 발명의 과제는 설명된 문제들에 기인한다.
본 발명의 과제는 와이어 쏘를 사용하여 공작물을 가공함으로써 공작물로부터 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법에 의해 달성되며,
와이어 가이드 롤러 사이에서 인장되고 진행 방향으로 이동되는 와이어의 배열을 통해 공작물을 공급하는 단계;
와이어가 공작물에 맞물릴 때 절단 갭을 생성하는 단계;
절단 갭의 위치 오류를 확인하는 단계; 및
와이어의 배열을 통해 공작물이 공급되는 동안, 확인된 위치 오류에 기초하여 공작물의 종방향 축을 따라 공작물의 보상 이동을 수행하는 단계
를 포함한다.
공작물에서 절단된 반도체 웨이퍼는 상부 및 하부 측면과, 둘 사이에서 연장되는 에지를 갖는다. 일반적으로, 상부 및 하부 측면이 공작물에서 절단된 후, 가능한 한 편평하고, 서로에 대해 가능한 한 균일한 간격을 갖는 것을 목표로 한다. 반도체 웨이퍼의 측면의 평탄도 및 두께의 균일성이 양호할수록, 래핑 및/또는 그라인딩, 에칭, 폴리싱 및 경우에 따라서는 코팅과 같은 후속 단계를 통해, 반도체 웨이퍼를 전자 부품을 형성하도록 처리하는 업계의 엄격한 요구 사항을 충족하는 목표 제품으로 반도체 웨이퍼를 정제하는 것이 보다 신속하게 달성되고, 더 적은 비용이 든다. 상부 측면은 또한 반도체 웨이퍼의 전방 측으로도 또한 지칭되고, 일반적으로 반도체 웨이퍼의 추가 처리 과정에서 전자 부품의 구조체 상에 또는 이러한 구조체 내에 장착되도록 의도된 표면이다.
본 발명의 목적은, 와이어 쏘를 사용하여 공작물을 가공할 때, 공작물에 절단 갭이 형성되고, 그 위치는 이상적인 것으로 간주되는 위치에서 가능한 한 약간만 벗어나는 것을 보장하는 것이다. 균일한 두께 및 가능한 한 편평한 측면을 갖는 반도체 웨이퍼가 요구되는 경우, 이상적인 절단 갭은 공작물의 종방향 축에 대해 직선으로 및 직각으로 연장된다. 다르게 표현하면, 이러한 절단 갭의 중앙을 통한 궤적은 공작물의 종방향 축에 대해 수직으로 배향되는 직선을 따라 진행된다. 이러한 궤적은 이하에서 목표 궤적으로 지칭된다. 따라서, 실제의 궤적이 목표 궤적에서 벗어날 때, 절단 갭의 위치 오류가 존재한다. 이 경우는, 절단 갭의 중앙을 가리키는 위치 벡터가 더 이상 목표 궤적에서 끝나지 않는 경우이다.
예를 들어 와이어가 공작물에 맞물리는 동안 진행 방향에 대해 수직으로, 즉 와이어 가이드 롤러의 회전 축의 방향으로 이동되거나, 이러한 와이어 가이드 롤러 사이에서 인장되거나, 또는 공작물이 와이어의 배열을 통해 공급되는 동안 열 발생으로 인해 축방향으로 팽창될 때, 절단 갭의 위치 오류가 형성된다. 후자의 경우, 공작물의 중앙에 대한 절단 갭의 간격이 더 클수록, 절단 갭의 위치 오류는 이에 비례하여 더 커진다. 공작물의 중앙은 공작물의 두 단부 사이의 위치이다.
본 발명의 일 양태는, 공작물과 와이어 사이의 상대적인 이동을 초래하는 원인에 관계 없이, 절단 갭의 위치 오류를 확인하는 것이다. 이러한 원인의 예시는, 와이어의 이동, 공작물의 이동 또는 공작물의 열 팽창이 있다. 본 발명의 다른 양태는, 특정 와이어 쏘가 사용될 때 시스템 측면에서 발생하는 절단 갭의 위치 오류와, 특정 와이어 쏘의 사용과는 독립적으로 무작위로 발생하는 절단 갭의 위치 오류를 구별하는 것이다.
바람직하게는 조절 변수의 변경에 의해, 즉 공작물의 보상 이동의 수행에 의해 제어 편차, 즉 절단 갭의 확인된 위치 오류에 대해 반응되는, 적어도 하나의 폐쇄된 제어 회로가 구성된다.
본 발명의 제1 실시예에 따르면, 와이어의 배열을 통해 공작물이 공급되는 동안 절단 갭의 위치 오류를 확인하는 단계가 수행된다. 바람직하게는, 각각의 절단 갭의 위치가 고정된 기준점에 대해 측정되고, 목표 위치와 비교된다. 절단 갭의 목표 위치는, 이상적인 절단 갭이 형성될 수 있는 전제 조건인 고정 기준점에 대한 상대적인 위치이다. 절단 갭의 측정된 위치와 목표 위치의 편차는, 절단 갭의 위치 오류에 대응한다. 각 절단 갭에 대한 편차는 기본적으로 상이하기 때문에, 절단 갭의 위치 오류에 대한 편차는 평균화된다. 즉, 각 절단 갭에는 동일한 위치 오류가 할당된다. 평균화는 가중치 없이 수행될 수 있거나, 또는 특정 절단 갭의 위치 오류에 특히 가중치가 부여된다. 절단 갭의 위치 오류로부터, 공작물이 공급되는 동안 절단 갭의 위치 오류가 제거될 수 있도록 공작물이 이동되어야 하는 범위 및 방향을 사전 설정하는 보정 프로파일이 도출될 수 있다. 와이어가 공작물 내로 침투하는 깊이를 고려하는 보정 프로파일은, 절단 갭의 확인된 위치 오류의 프로파일을 보완하는 프로파일을 갖는다.
고정된 기준점에 대한 절단 갭의 위치를 측정하는 단계는, 바람직하게는 광학 방사선, 적외선(IR radiation), X-선 또는 γ-선을 절단 갭에 조사함으로써 수행된다. 또한, 절단 갭의 기계적인 스캔 또는 절단 갭의 유도성 또는 용량성 측정도 또한 고려될 수 있다. 절단 갭의 이러한 직접적인 관찰은, 공작물과 와이어 사이의 각 상대적인 이동을 명료하게 할 수 있다.
절단 갭의 확인된 위치 오류에 기초하여, 공작물이 공급되는 동안 종방향 축을 따라 공작물의 보상 이동이 수행되며, 이러한 보상 이동은 확인된 위치 오류와는 반대 방향으로 지향된다. 즉, 절단 갭의 위치 오류는 공작물이 공급되는 동안 지속적으로 감소되고, 최선의 경우에는 상쇄된다.
본 발명의 제2 실시예에 따르면, 와이어의 배열을 통해 공작물이 공급되기 전에 절단 갭의 위치 오류를 확인하는 단계가 수행된다. 이러한 절차를 기반으로, 특정 와이어 쏘가 사용될 때 시스템 측면에서 발생하는 절단 갭의 위치 오류가 확인된다. 절단 갭의 위치 오류를 확인하는 단계를 위해, 이전에 특정 와이어 쏘를 사용하여 제조된 반도체 웨이퍼의 국부적인 기하학적 형상이 측정된다. 이러한 반도체 웨이퍼는 이러한 와이어 쏘를 사용하여 제조된 하나 이상의 공작물로부터 유래한다. 반도체 웨이퍼의 국부적인 기하학적 형상은 대략 반도체 웨이퍼에 인접한 절단 갭의 궤적을 형성한다. 바람직하게는, SEMI MF 1390-0218에 따른 휨 측정의 중앙 표면의 국부적인 기하학적 형상이 도출되고, 특히 다음과 같이: 높이 라인(라인 스캔)(LS)은 반도체 웨이퍼의 중심을 통과하여 연장되는 라인에 위치된 중앙 표면의 측정값의 선택을 통해 생성된다. 측정값은 바람직하게는 반도체 웨이퍼가 절단될 때 공작물의 공급 방향으로 반도체 웨이퍼의 직경을 따르거나, 또는 적어도 이러한 방향으로부터 ± 20°이상 벗어나지 않는 라인에 존재한다.
특정 와이어 쏘가 사용될 때 시스템 측면에서 발생하는 절단 갭의 위치 오류를 식별하기 위해, 이러한 와이어 쏘를 사용하여 하나 이상의 공작물로부터 제조된, 반도체 웨이퍼의 국부적인 기하학적 형상이 단일 국부적인 기하학적 형상을 제공하기 위해 평균화된다. 평균화는 가중치 없이 수행될 수 있거나, 또는 특정 반도체 웨이퍼의 국부적인 기하학적 형상이 공작물에서의 상대적인 위치에 기반하여 특별히 가중치가 부여된다. 예를 들어 평균화 시 국부적인 기하학적 형상은 중앙 영역 또는 하나 이상의 이전에 가공된 공작물의 단부 중 하나의 영역으로부터 발생된 반도체 웨이퍼만이 고려될 수 있다. 평균화된 국부적인 기하학적 형상을 기반으로, 특정 와이어 쏘가 사용되고 궤적에 영향을 미치는 다른 영향을 고려하지 않는 경우에, 절단 갭의 궤적이 어떻게 될 지가 추론된다. 이러한 궤적은 이하에서 예상 궤적으로 언급된다. 공작물의 공급 동안 예상되는 절단 갭의 위치 오류는 예상 궤적과 목표 궤적의 비교로부터 생성된다. 이러한 비교는 와이어의 배열을 통해 공작물이 공급되는 동안 공작물 내로의 와이어 침투 깊이에 따라 공작물의 보상 이동의 방향과 범위를 사전 설정하는 와이어 쏘 특정 보정 프로파일을 제공한다. 와이어 쏘 특정 보정 프로파일의 프로파일은, 원칙적으로 평균화된 국부적인 기하학적 형상의 프로파일을 보완한다.
바람직하게는, 와이어 쏘 특정 보정 프로파일은 추가적으로 와이어 쏘의 성능 거동의 변화를 조기에 인식하고 이에 대응할 수 있도록 사용된다. 공작물 가공의 과정에서 발생하는 와이어 쏘 특정 보정 프로파일의 변화는, 와이어 및/또는 와이어 가이드 롤러 또는 와이어 쏘의 마모될 수 있는 다른 부품의 코팅의 마모를 가리킨다. 따라서, 와이어 쏘 특정 보정 프로파일의 변화에 대한 임계값이 정의될 수 있으며, 이러한 임계값에 도달되면 예방적 유지 보수 조치(예측 유지 보수)가 개시된다. 이러한 임계값의 도달 전에도 또한, 와이어 쏘 특정 보정 프로파일의 변화는 마모로 인한 작업 결과의 저하에 대응하는 적응 조치를 수행할 기회로 사용될 수 있다. 이러한 적응 조치는 예를 들어 절삭제 현탁액의 조성 및/또는 온도의 변경 또는 냉각수의 온도의 변경뿐만 아니라, 와이어 속도 또는 다른 공정 특정 매개 변수의 변경도 또한 포함할 수 있다.
본 발명의 제3 실시예는 제1 및 제2 실시예를 조합하는 것을 제공한다. 공작물의 보상 이동의 제1 부분은 본 발명의 제1 실시예에 따라 공작물의 공급 동안 와이어의 침투 깊이에 따라 실시간으로 확인되는 보정 프로파일에 기초하여 수행된다. 공작물의 보상 이동의 추가의 부분은 본 발명의 제2 실시예에 따라 와이어의 배열을 통한 공작물의 공급 전에 확인된 와이어 쏘 특정 보정 프로파일에 기초하여 수행된다. 이에 따라, 무작위로 발생하여 예측할 수 없는 절단 갭의 위치 오류에 대한 영향 및 특정 와이어 쏘의 사용으로 인해 시스템 측면에서 발생하는 이러한 영향이 서로 별도로 고려된다.
물론, 와이어 쏘 특정 보정 프로파일은 본 발명에 따른 방법의 제1 실시예에 따라 도출된 보정 프로파일을 기록함으로써 또한 획득될 수도 있다.
본 발명은 와이어에 결합된 절삭 입자를 포함하는 와이어와 함께 사용될 수 있거나, 또는 와이어가 없고, 절삭제 현탁액과 조합하여 그 효과를 발휘하는 와이어와 함께 사용될 수 있다. 결합된 절삭 입자로서는 특히 다이아몬드가 적합하다. 여기서 언급되는 와이어는 와이어 쏘의 와이어 가이드 롤러 주위에 권취된 와이어의 섹션이다. 와이어 쏘의 와이어 가이드 롤러의 개수는, 본 발명의 사용에 필수적인 것은 아니다. 예를 들어 와이어 쏘는 2개, 3개, 4개 또는 더 많은 개수의 와이어 가이드 롤러를 포함할 수 있다.
공작물은 바람직하게는, 실리콘과 같은 반도체 재료로 이루어지며, 이는 다결정 또는 단결정 상태로 존재할 수 있다. 공작물의 원주는 정사각형, 직사각형 또는 원형이다. 본 발명에 따른 방법은 적어도 200 mm, 특히 적어도 300 mm의 직경을 갖는 단결정 실리콘으로 이루어진 원형 반도체 웨이퍼를 제조하는데 특히 적합하다.
본 발명은 도면을 참조하여 이하에서 더 설명된다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합한 와이어 쏘의 특징을 도시한다.
도 2는 절단 갭의 중앙을 통한 실제 궤적이 목표 궤적과 어떻게 상이할 수 있는지를 도시한다.
도 3은 보정 프로파일을 도시한다.
도 4 내지 도 6 및 도 7 내지 도 9는 휨 측정의 중앙 표면으로부터 도출된 각각 3개의 반도체 웨이퍼의 높이 라인을 도시한다.
도 10 내지 도 12는 도 4 내지 도 6에 대응하며, 세로 좌표의 더 세분화된 스케일링의 차이가 있다.
도 13, 도 14 및 도 15는 복수의 공작물을 가공하는 과정에서 와이어 쏘 특정 보정 프로파일이 어떻게 변화될 수 있는지를 도시한다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 수행하기에 적합한 와이어 쏘의 특징을 도시한다. 와이어 쏘는 쏘잉 와이어(1)를 포함하고, 이러한 쏘잉 와이어(1)는 좌측 와이어 가이드 롤러(3)와 우측 와이어 가이드 롤러(4) 주위에 나선형으로 여러 번 권취되고, 본 발명의 설명을 위해 와이어로서 지칭되는, 와이어 가이드 롤러의 상부 측 상에 연장되는 와이어 섹션이 평행하게 연장되고 와이어 웹(11)을 형성하도록, 홈(2)에 의해 가이드된다. 공작물(15)은 쏘잉 스트립(16) 상에 고정되는데, 예를 들어 접착제(17)에 의해 접착된다. 쏘잉 스트립(16)은 도면에 개략적으로 도시된 공급 장치(12)에 의해 화살표 방향(18)으로 와이어 웹(11)에 대해 수직으로 공작물(15)과 함께 공급되고 웹의 와이어(11)와 맞물리게 된다. 경우에 따라서는, 와이어 쏘는 좌측 와이어 가이드 롤러(3) 및 우측 와이어 가이드 롤러(4) 상에 좌측 종방향 분사(22) 및 우측 종방향 분사(23)의 형태로 절삭제 현탁액을 공급하기 위한 노즐(21)을 갖는 좌측 노즐 열(19) 및 우측 노즐 열(20)을 포함한다.
와이어 가이드 롤러는 축(5 및 6)을 중심으로 회전 가능하게 장착된다. 이들의 축 및 공작물(15)의 축(14) - 도시된 예시에서 원통형 로드 - 은 서로 평행하게 정렬된다. 절단 공정을 개시하기 위해, 와이어 가이드 롤러, 예를 들어 좌측 와이어 가이드 롤러(3)는 회전(7)되도록 구동된다("Master"). 다른 와이어 가이드 롤러("Slave"), 예시에서는 우측 와이어 가이드 롤러(4)는 와이어(1)에 의해 당겨짐으로써, 회전 방향(8)에 동일한 방향으로 회전된다. 와이어가 공작물(15)에 맞물릴 때, 절단 갭(13)이 형성된다.
일반적으로, 와이어 종방향 이동(9, 10)의 방향은 공작물(15)을 통한 완전한 절단 동안에 여러 번 반전되며(점선 화살표), 여기서 "순례자 단계"로 언급되는 이러한 와이어의 방향이 반전되는 쌍 중 각각에서, 와이어는 일 방향으로 더 긴 길이만큼, 반대 방향으로 더 짧은 길이만큼 이동된다.
본 발명에 따르면, 절단 갭의 위치 오류가 확인된 후, 확인된 위치 오류에 기초하여 공작물(15)의 축(14)을 따라 공작물(15)의 보상 이동이 수행되고, 특히 절단 갭의 확인된 위치 오류에서 파생된 보정 프로파일 및/또는 와이어 쏘 특정 보정 프로파일을 기반으로 하는 것이 제공된다. 이중 화살표는 공급 장치(12)에 의해 야기되는 공작물(15)의 보상 이동을 나타낸다.
도 2는 와이어가 공작물에 맞물리는 동안 절단 갭을 관찰하여 획득될 수 있는 이미지를 단면으로 도시한다. 이는 공작물(15)의 일부 및 공작물을 통해 연장되는 절단 갭(13)을 도시한다. 절단 갭(13)의 중앙을 통해 연장되는 실제 궤적은, 절단 갭이 형성되는 동안 목표 궤적(24)에서 다소 분명하게 벗어난다. 이러한 차이는 절단 갭(13)의 확인된 위치 오류를 나타낸다. 언급된 바와 같이, 본 발명은 절단 갭의 확인된 위치 오류에 기초하여 공작물의 종방향 축을 따라 공작물의 보상 이동을 수행하는 것을 제공한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 실제 궤적과 목표 궤적의 비교 또는 본 발명의 제2 실시예에 따른 예상 궤적과 목표 궤적의 비교는, 절단 갭의 위치 오류의 프로파일을 공작물에서 와이어의 침투 깊이에 따라 설명할 수 있게 하고, 보정 프로파일(본 발명의 제1 실시예) 또는 와이어 쏘 특정 보정 프로파일(본 발명의 제2 실시예)을 도출하며, 이는 각각 절단 갭의 위치 오류의 프로파일을 보완한다.
도 3은 목표 궤적과 실제 궤적의 편차(Δ)가 와이어의 침투 깊이(P)에 따라 표시되는 보정 프로파일을 도시한다. 편차(Δ)에 대응하는 방향 및 범위로의 공작물의 보상 이동이 공급 장치에 의해 수행된다. 도시된 예시에서 초기에 침투 깊이가 대략 -90 mm인 경우, 절단 갭의 위치 오류가 존재하지 않는 경우에만(Δ = 0), 공작물의 보상 이동의 수행이 중단된다.
도 4 내지 도 9는 와이어 웹의 와이어에 의해 공작물로부터 절단된 3개의 반도체 웨이퍼 각각의 높이 라인(LS)을 도시하고, 여기서 반도체 웨이퍼가 절단되는 동안, 보정 프로파일에 의해 사전 설정된 공작물의 보상 이동이 수행되거나(도 4 내지 도 6), 또는 이러한 보상 이동의 수행이 생략되었다(도 7 내지 도 9). 높이 라인은 각각 휨 측정의 중앙 표면으로부터 파생되며, 여기서 반도체 웨이퍼가 절단되는 동안 공작물의 방향으로 각각의 반도페 웨이퍼의 직경을 따르는 라인 상에 놓이는 중앙 표면의 측정값이 선택되었다. 공작물에서 반도체 웨이퍼는, 반도체 웨이퍼가 절단될 때 3개의 반도체 웨이퍼(50)의 각각 사이에 추가의 반도체 웨이퍼가 형성되도록 위치된다. 높이 라인의 비교에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 적용을 통해, 공작물에서의 위치에 대한 특별한 영향 없이, 반도체 웨이퍼가 명백히 더 편평해진다. 이는 또한 도 10 내지 도 12에서 확인되는데, 이는 단지 세로 좌표의 스케일링이 더 세분화되어 있다는 점에서만 도 4 내지 도 6과 구별된다.
도 13, 도 14 및 도 15는 복수의 공작물을 가공하는 과정에서 와이어 쏘 특정 보정 프로파일이 어떻게 지속적으로 변경될 수 있는지를 도시한다. 따라서, 편차(Δ)에 대한 임계값을 정의하는 것이 유리하며, 이러한 임계값이 초과되는 경우, 예방적 유지 보수 조치가 개시된다. 임계값은, 예를 들어 도 15에 도시된 바와 같이 최대 편차(Δmax)를 갖는 와이어 쏘 특정 보정 프로파일만이 예방적 유지 보수 조치가 개시되도록 정의될 수 있다.
예시적인 실시예의 전술한 설명은 예시적인 것으로 이해되어야 한다. 이에 의해, 본 개시 내용은 당업자가 한편으로는 본 발명 및 이와 관련된 이점을 이해할 수 있게 하고, 다른 한편으로는 당업자의 이해 범위 내에는 설명된 구조 및 방법의 명백한 변경 및 수정을 포함한다. 따라서, 이러한 변경과 수정 및 등가물은 모두 청구 범위의 보호 범위에 의해 포괄되는 것으로 의도된다.
1 쏘잉 와이어
2 홈
3 좌측 와이어 가이드 롤러
4 우측 와이어 가이드 롤러
5 축
6 축
7 회전
8 회전 방향
9 와이어 종방향 이동
10 와이어 종방향 이동
11 와이어 웹
12 공급 장치
13 절단 갭
14 축
15 공작물
16 쏘잉 스트립
17 접착제
18 화살표 방향
19 노즐 열
20 노즐 열
21 노즐
22 분사
23 분사
24 타겟 궤적

Claims (5)

  1. 와이어 쏘(wire saw)를 사용하여 공작물(workpiece)을 가공함으로써 상기 공작물로부터 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법에 있어서,
    와이어 가이드 롤러 사이에서 인장되고 진행 방향으로 이동되는 와이어의 배열을 통해 상기 공작물을 공급하는 단계;
    상기 와이어가 상기 공작물에 맞물릴 때 절단 갭(kerf)을 생성하는 단계;
    고정된 기준점에 대해 상기 절단 갭 각각의 위치를 측정하고 목표 위치와 비교함으로써, 상기 와이어의 배열을 통해 상기 공작물이 공급되는 동안 상기 절단 갭의 위치 오류를 확인하는 단계; 및
    상기 와이어의 배열을 통해 상기 공작물이 공급되는 동안, 상기 확인된 위치 오류에 기초하여 상기 공작물의 종방향 축을 따라 상기 공작물의 보상 이동을 수행하는 단계를 포함하는, 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 와이어 쏘에 의해 이전에 제조된 반도체 웨이퍼의 국부적인 기하학적 형상을 측정함으로써, 상기 와이어의 배열을 통해 상기 공작물이 공급되기 전에 상기 절단 갭의 위치 오류를 추가적으로 확인하는 단계를 포함하는, 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절단 갭에 광학 방사선, 적외선(IR radiation), X-선 또는 γ-선을 조사하여 상기 절단 갭의 위치를 측정하는 것에 의해, 상기 절단 갭의 기계적인 스캔에 의해 또는 상기 절단 갭의 유도성 또는 용량성 측정에 의해 상기 절단 갭의 위치 오류를 확인하는 단계, 및 상기 측정된 위치를 상기 절단 갭의 목표 위치와 비교하는 단계를 포함하는, 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 공작물을 가공하는 과정에서 와이어 쏘 특정 보정 프로파일의 변화를 추적하는 단계, 및 상기 변화가 정의된 임계값에 도달하는 경우, 예방적 유지 보수 조치를 개시하는 단계를 포함하는, 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법.
  5. 삭제
KR1020217022424A 2018-12-17 2019-12-12 와이어 쏘를 사용하여 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법 KR102631727B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018221921.4 2018-12-17
DE102018221921.4A DE102018221921A1 (de) 2018-12-17 2018-12-17 Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben mittels einer Drahtsäge
PCT/EP2019/084799 WO2020126784A1 (de) 2018-12-17 2019-12-12 Verfahren zur herstellung von halbleiterscheiben mittels einer drahtsäge

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210101314A KR20210101314A (ko) 2021-08-18
KR102631727B1 true KR102631727B1 (ko) 2024-01-30

Family

ID=69055982

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020217022424A KR102631727B1 (ko) 2018-12-17 2019-12-12 와이어 쏘를 사용하여 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20220040883A1 (ko)
EP (1) EP3898151B1 (ko)
JP (1) JP7362740B2 (ko)
KR (1) KR102631727B1 (ko)
CN (1) CN113226679B (ko)
DE (1) DE102018221921A1 (ko)
SG (1) SG11202106437RA (ko)
TW (1) TWI737069B (ko)
WO (1) WO2020126784A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018221922A1 (de) * 2018-12-17 2020-06-18 Siltronic Ag Verfahren zur Herstellung von Halbleiterscheiben mittels einer Drahtsäge, Drahtsäge und Halbleiterscheibe aus einkristallinem Silizium
EP4029670A1 (en) 2021-01-15 2022-07-20 Lapmaster Wolters GmbH Device and method for cutting a solid substrate

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4912464B2 (ja) * 2007-06-27 2012-04-11 三菱電機株式会社 マルチワイヤソーおよびインゴットの切断方法
JP2015047673A (ja) * 2013-09-03 2015-03-16 新日鐵住金株式会社 反りの低減が可能なマルチワイヤー加工方法及びマルチワイヤー加工装置

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4912464B1 (ko) * 1969-09-25 1974-03-25
CH690845A5 (de) * 1994-05-19 2001-02-15 Tokyo Seimitsu Co Ltd Verfahren zum Positionieren eines Werkstücks und Vorrichtung hierfür.
DE19510625A1 (de) * 1995-03-23 1996-09-26 Wacker Siltronic Halbleitermat Drahtsäge und Verfahren zum Abtrennen von Scheiben von einem Werkstück
JPH09286021A (ja) 1996-04-22 1997-11-04 Komatsu Electron Metals Co Ltd 半導体インゴットの切断方法
JPH11165251A (ja) 1997-12-04 1999-06-22 Tokyo Seimitsu Co Ltd 固定砥粒ワイヤソーのワイヤ列変位制御方法及び装置
JP2000015552A (ja) 1998-06-30 2000-01-18 Tokyo Seimitsu Co Ltd ワイヤソーの切断方法及び装置
US6165051A (en) * 1998-10-29 2000-12-26 Kulicke & Soffa Investments, Inc. Monitoring system for dicing saws
JP4308463B2 (ja) * 2001-11-08 2009-08-05 株式会社Ｓｕｍｃｏ ワイヤソー
JP2003145407A (ja) 2001-11-09 2003-05-20 Sharp Corp スライス装置およびスライス方法
JP4411062B2 (ja) * 2003-12-25 2010-02-10 株式会社アライドマテリアル 超砥粒ワイヤソー巻き付け構造、超砥粒ワイヤソー切断装置および超砥粒ワイヤソーの巻き付け方法
FR3010922B1 (fr) * 2013-09-24 2016-07-01 Commissariat Energie Atomique Procede et dispositif de decoupe filaire d'un materiau
DE102013219468B4 (de) * 2013-09-26 2015-04-23 Siltronic Ag Verfahren zum gleichzeitigen Trennen einer Vielzahl von Scheiben von einem Werkstück
DE102014208187B4 (de) * 2014-04-30 2023-07-06 Siltronic Ag Verfahren zum gleichzeitigen Trennen einer Vielzahl von Scheiben mit besonders gleichmäßiger Dicke von einem Werkstück
EP3233342A1 (en) * 2014-12-16 2017-10-25 Applied Materials Switzerland Sàrl Method for wire refurbishment, wire and wire saw
WO2017056877A1 (ja) * 2015-09-30 2017-04-06 古河電気工業株式会社 ワイヤ工具用ダイヤモンド砥粒およびワイヤ工具
JP6858202B2 (ja) * 2016-04-01 2021-04-14 シュロニガー アーゲー コンビネーションセンサ
CN106239368B (zh) * 2016-07-28 2019-02-22 上海交通大学 一种复杂轮廓曲线磨削误差原位检测装置和方法
TWI632041B (zh) * 2017-09-11 2018-08-11 環球晶圓股份有限公司 晶棒切割方法及切削磨料套組

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4912464B2 (ja) * 2007-06-27 2012-04-11 三菱電機株式会社 マルチワイヤソーおよびインゴットの切断方法
JP2015047673A (ja) * 2013-09-03 2015-03-16 新日鐵住金株式会社 反りの低減が可能なマルチワイヤー加工方法及びマルチワイヤー加工装置

Also Published As

Publication number Publication date
TW202025277A (zh) 2020-07-01
TWI737069B (zh) 2021-08-21
DE102018221921A1 (de) 2020-06-18
JP2022513289A (ja) 2022-02-07
SG11202106437RA (en) 2021-07-29
EP3898151B1 (de) 2023-09-20
EP3898151A1 (de) 2021-10-27
CN113226679B (zh) 2023-07-14
CN113226679A (zh) 2021-08-06
US20220040883A1 (en) 2022-02-10
KR20210101314A (ko) 2021-08-18
WO2020126784A1 (de) 2020-06-25
JP7362740B2 (ja) 2023-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN212218918U (zh) 单晶硅半导体晶片
KR102631727B1 (ko) 와이어 쏘를 사용하여 반도체 웨이퍼를 제조하기 위한 방법
KR101402721B1 (ko) 절단방법
EP2508317B1 (en) Method for cutting workpiece with wire saw
KR20100020463A (ko) 절단 방법 및 와이어 쏘 장치
KR20090055003A (ko) 절단방법
CN111954586B (zh) 锭的切断方法及线锯
TWI471209B (zh) 從由半導體材料構成的晶體中切割複數個晶圓的方法
US20230226629A1 (en) Method for separating a plurality of slices from workpieces by means of a wire saw during a sequence of separation processes
US11584037B2 (en) Wire saw apparatus and method for manufacturing wafer
US20230278118A1 (en) Method for separating a plurality of slices from workpieces by means of a wire saw during a sequence of separation processes
TWI781648B (zh) 用於在系列切斷操作期間藉助於線鋸從工件上切割多個切片的方法
EP2933049A1 (en) Wire guide monitoring device and method for monitoring a wire guide

Legal Events

Date Code Title Description
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
X091 Application refused [patent]
AMND Amendment
E902 Notification of reason for refusal
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant