KR19980018576A - Method and apparatus for cutting ingots - Google Patents

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KR19980018576A
KR19980018576A KR1019970038216A KR19970038216A KR19980018576A KR 19980018576 A KR19980018576 A KR 19980018576A KR 1019970038216 A KR1019970038216 A KR 1019970038216A KR 19970038216 A KR19970038216 A KR 19970038216A KR 19980018576 A KR19980018576 A KR 19980018576A
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KR
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wire
ingot
slurry
abrasive
cutting oil
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Application number
KR1019970038216A
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Korean (ko)
Inventor
구니오 이또오
노부따까 다아까
Original Assignee
헨넬리 헬렌 에프
엠이엠씨 일렉트로닉 머티리얼즈 인코포레이티드
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Abstract

본 발명은 와이어로 잉곳을 절단하는 방법에 관한것으로서, 길이방향으로 와이어를 이동시키는 단계와 상기 이동하는 와이어와 잉곳을 접촉시키는 단계로 이루어져 있다. 상기 방법은 또한 상기 잉곳과 와이어가 접촉할 때 상기 잉곳으로 절삭유와 약 13㎛ 내지 약 15㎛ 의 평균직경을 갖는 연마재를 함유하는 연마용 슬러리를 공급하는 단계를 더 포함한다. 이에 따라 상기 잉곳은 상기 와이어와 연마재로 절단되어 진다.The present invention relates to a method for cutting an ingot with a wire, comprising moving the wire in the longitudinal direction and contacting the moving wire with the ingot. The method further includes feeding a polishing slurry containing cutting oil and an abrasive having an average diameter of about 13 μm to about 15 μm when the wire is in contact with the ingot. Accordingly, the ingot is cut into the wire and the abrasive.

Description

잉곳을 절단하는 방법 및 장치Method and apparatus for cutting ingots

본 발명은 일반적으로 와이어를 사용하여 복수의 웨이퍼안에서 단결정 잉곳을 절단하는 방법 및 장치에 관한것이다.The present invention generally relates to methods and apparatus for cutting single crystal ingots in a plurality of wafers using wires.

도 5 에서 예시된 바와 같이, 복수의 웨이퍼안에서 세라믹, 유리, 실리콘 등 으로 제조된 잉곳 (I) 을 절단하는 종래의 장치는 전반적으로 도면번호 10 으로 표시된다. 상기 장치 (10) 는 3 개의 홈붙이 롤러 (12a-12c) 를 포함하고, 각각의 롤러는 복수의 원주안내홈 (도시안됨) 을 가지고 있다. 상기 롤러 (12a-12c) 는 서로 평행하도록 소정의 간격으로 조정가능한 프레임 (도시안됨) 에 장착되어 있다. 와이어 (14) 는 도 5 에서 도시된 바와 같이 그룹을 이룬 롤러 (12a-12c) 에 수회 감겨져 있다. 상기 와이어 (14) 는 상기 롤러의 안내홈안에 배열되어 있어서 상기 롤러 (12a-12c) 간에 뻗어있는 와이어의 각각의 길이는 인접한 와이어의 길이와 평행하고 상기 길이들은 상기 롤러를 따라서 균일하게 이격되어 있다. 상기 프레임은 상기 롤러 (12a-12c) 간의 간격을 변화시켜서 상기 와이어 (14) 의 인장력을 변화시킬 수 있도록 조정가능하다. 상기 장치 (10) 는 또한 와이어가 상기 롤러 (12a-12c) 앞뒤로 이동하면서 와이어 (14) 를 풀고 감기위한 스풀 (16a,16b) 을 포함한다. 따라서, 상기 스풀 (16a,16b) 은 일반적으로 18 로 표시된 구동기구의 일부분을 형성하고, 상기 구동기구는 길이방향으로 상기 와이어 (14) 를 앞뒤로 이동시킨다.As illustrated in FIG. 5, a conventional apparatus for cutting ingot I made of ceramic, glass, silicon, etc. in a plurality of wafers is generally indicated by reference numeral 10. The apparatus 10 comprises three grooved rollers 12a-12c, each roller having a plurality of circumferential guide grooves (not shown). The rollers 12a-12c are mounted on a frame (not shown) that is adjustable at predetermined intervals so as to be parallel to each other. The wire 14 is wound several times on the grouped rollers 12a-12c as shown in FIG. 5. The wires 14 are arranged in the guide grooves of the rollers so that each length of the wires extending between the rollers 12a-12c are parallel to the lengths of the adjacent wires and the lengths are evenly spaced along the rollers. . The frame is adjustable to vary the tension of the wire 14 by varying the spacing between the rollers 12a-12c. The apparatus 10 also includes spools 16a, 16b for unwinding and winding the wire 14 as the wire moves back and forth the rollers 12a-12c. Thus, the spools 16a, 16b form part of the drive mechanism, generally designated 18, which drives the wire 14 back and forth in the longitudinal direction.

상기 장치 (10) 는 또한 잉곳 (I) 을 고정하여 상기 와이어 (14) 를 향하여 상기 잉곳을 전진시키는 일반적으로 20 으로 표시된 고정장치를 포함한다. 상기 고정장치 (20) 는 상기 잉곳 (I) 이 슬라이스될 때 상기 잉곳을 지지하기 위하여 결합된 부착대 (22) 를 포함한다. 상기 부착대 (22) 는 카본과 같은 비교적 부드러운 재료로 제조되어서 와이어가 상기 잉곳 (I) 을 슬라이스할 때 상기 와이어 (14) 를 간섭하지 않는다. 상기 부착대 (22) 는 부착대 및 잉곳이 절단될 때 상기 부착대와 잉곳 (I) 을 지지하는 지지헤드 (24) 에 부착되어 있다. 상기 지지헤드 (24) 는 강철과 같은 고강도의 재료로 제조될 수도 있다. 래크 (26) 는 상기 지지헤드 (24) 로부터 위로 뻗어 있고, 그리고 모터로 구동되는 피니언 (28) 은 상기 와이어 (14) 를 향하여 전진시키고, 그리고 상기 와이어로부터 후퇴시키는 래크와 맞물린다. 상기 고정장치 (20) 는 또한 상기 고정장치와 잉곳 (I) 을 안내하는 선형안내부 (32) 를 포함하며 상기 고정장치와 잉곳 (I) 은 이들이 전진 및 후퇴될 때 상기 와이어 (14) 에 수직인채로 있다.The apparatus 10 also includes a fixture, generally designated 20, which holds the ingot I and advances the ingot towards the wire 14. The fixing device 20 includes a mounting table 22 coupled to support the ingot when the ingot I is sliced. The mount 22 is made of a relatively soft material such as carbon so that it does not interfere with the wire 14 when the wire slices the ingot I. The mount 22 is attached to the support head 24 supporting the mount and the ingot I when the mount and the ingot are cut. The support head 24 may be made of a high strength material such as steel. The rack 26 extends up from the support head 24, and the motorized pinion 28 is engaged with the rack advancing towards the wire 14 and retracting from the wire. The holding device 20 also includes a linear guide 32 for guiding the holding device and the ingot I, the holding device and the ingot I being perpendicular to the wire 14 as they are advanced and retracted. Stay.

도 4 에서 예시된 바와 같이, 종래의 절단장치 (10) 는 잉곳이 절단될 때 상기 잉곳 (I) 으로 연마재 및 절삭유를 함유하는 연마용 슬러리를 공급하는 일반적으로 40 으로 표시된 유체분배시스템을 포함한다. 상기 와이어 (14) 위에 위치된 스프레이노즐 (42a,42b) 은 상기 슬러리를 상기 잉곳 (I) 과 와이어에 공급한다. 상기 슬러리는 상기 와이어 (14) 에 부착하여서 이 와이어가 상기 잉곳 (I) 위에서 끌려 움직이게 되므로 상기 잉곳의 절단을 보강하게 된다.As illustrated in FIG. 4, a conventional cutting device 10 includes a fluid distribution system, generally designated 40, which supplies abrasive slurry containing abrasive and cutting oil to the ingot I when the ingot is cut. . Spray nozzles 42a and 42b located above the wire 14 feed the slurry to the ingot I and the wire. The slurry attaches to the wire 14 so that the wire is dragged over the ingot I to reinforce the cutting of the ingot.

상기 슬러리에서 사용되는 연마재는 우수한 절삭능을 가져야 하고 상기 오일에서 높은 분산성을 가져야 한다. 종래의 연마재는 상술된 상태를 만족시키지만 상기 웨이퍼의 절단표면상에 큰 커프로스 (kerf loss) 와 깊은 와이어마크 (wire marks) 를 발생시킨다. 게다가, 종래의 연마재는 상기 잉곳 (I) 의 표면을 손상시킨다. 이들 문제점은 상기 웨이퍼 절단공정의 정밀도를 감소시키므로 이에 따라 웨이퍼의 품질과 수득율을 감소시키게 된다.The abrasive used in the slurry should have good cutting capacity and high dispersibility in the oil. Conventional abrasives satisfy the above mentioned conditions but generate large kerf loss and deep wire marks on the cut surface of the wafer. In addition, conventional abrasives damage the surface of the ingot (I). These problems reduce the precision of the wafer cutting process and thus reduce the quality and yield of the wafer.

본 발명은 상술된 문제점을 해결하고 있다. 본 발명의 목적은 커프로스, 와이어마크 및 표면손상을 회피함으로써 획득된 웨이퍼의 절단정밀도, 품질 및 수득율을 향상시킨 잉곳을 절단하는 방법이 제공하는데 있다.The present invention solves the problems described above. It is an object of the present invention to provide a method for cutting ingots which improves cutting precision, quality and yield of a wafer obtained by avoiding cuffs, wire marks and surface damage.

간략하게 언급하면, 이 발명의 방법은 와이어로 잉곳을 절단하는 것이다.In brief, the method of the present invention is to cut an ingot with a wire.

상기 방법은 길이방향으로 와이어를 이동시키는 단계와 상기 이동하는 와이어와 잉곳을 접촉시키는 단계로 이루어져 있다. 상기 방법은 또한 상기 잉곳과 와이어가 접촉할 때 상기 잉곳으로 절삭유와 약 13㎛ 내지 약 15㎛ 의 평균직경을 갖는 연마재를 함유하는 연마용 슬러리를 공급하는 단계를 포함한다. 이에 따라 상기 잉곳은 상기 와이어와 연마재로 절단되어 진다.The method consists of moving the wire in the longitudinal direction and contacting the moving wire with an ingot. The method also includes feeding a polishing slurry containing cutting oil and abrasive having an average diameter of about 13 μm to about 15 μm when the wire is in contact with the ingot. Accordingly, the ingot is cut into the wire and the abrasive.

다른 양태에 있어서, 본 발명은 잉곳을 절단하는 장치에 대하여 언급하고 있다. 상기 장치는 와이어와 길이방향으로 상기 와이어를 이동시키기 위하여 상기 와이어에 연결된 구동기구로 이루어져 있다. 상기 장치는 또한 상기 구동기구가 상기 와이어를 이동시키면서 상기 와이어와 상기 잉곳을 접촉시키는 수단과, 절삭유중에 연마재를 함유하는 연마용 슬러리를 수용하는 탱크로 이루어져 있다. 게다가, 상기 장치는 상기 잉곳과 와이어가 접촉할 때 상기 탱크로부터 상기 잉곳으로 상기 슬러리를 분배하기 위하여 상기 탱크에 연결된 유체분배시스템으로 이루어져 있다. 또한, 상기 장치는 상기 유체분배시스템탱크로의 도입에 앞서 상기 절삭유내에서 상기 연마재를 균일하게 분산시키기 위하여 상기 슬러리를 혼합하는 프리믹스장치로 이루어져 있다.In another aspect, the present invention refers to an apparatus for cutting ingots. The device consists of a wire and a drive mechanism connected to the wire for moving the wire in the longitudinal direction. The apparatus also consists of means for contacting the wire and the ingot while the drive mechanism moves the wire, and a tank containing a polishing slurry containing abrasive material in cutting oil. In addition, the apparatus consists of a fluid distribution system connected to the tank for dispensing the slurry from the tank to the ingot when a wire contacts the ingot. The apparatus further comprises a premixing device for mixing the slurry to uniformly disperse the abrasive in the cutting oil prior to introduction into the fluid distribution system tank.

본 발명의 다른 목적 및 특징은 하기에서 부분적으로 명확하게 나타내어질 것이다.Other objects and features of the invention will be set forth in part in the following.

동일한 도면부호는 몇몇 도면에서 동일한 부재를 가리킨다.Like reference numerals refer to like elements in some drawings.

도 1 은 본 발명의 방법을 실시하는데 사용되는 와이어로 잉곳을 절단하는 장치의 개략도;1 is a schematic diagram of an apparatus for cutting an ingot with a wire used to practice the method of the present invention;

도 2 는 본 발명의 프리믹스장치를 도시하는 개략도;2 is a schematic diagram showing a premix device of the present invention;

도 3 은 본 발명의 방법을 사용하여 절단된 웨이퍼를 평가하는데 사용되는 측정점의 위치를 도시하는 웨이퍼의 평면도;3 is a plan view of a wafer showing the location of a measurement point used to evaluate a wafer cut using the method of the present invention;

도 4 는 와이어로 잉곳을 절단하는 종래의 장치를 도시하는 개략도; 및4 is a schematic diagram showing a conventional apparatus for cutting an ingot with a wire; And

도 5 는 와이어로 잉곳을 절단하는 종래의 장치를 도시하는 개략도.5 is a schematic diagram showing a conventional apparatus for cutting an ingot with a wire.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ※※ Explanation of code about main part of drawing ※

10 : 절단장치 12a-12c : 홈붙이 롤러10: cutting device 12a-12c: grooved roller

14 : 와이어 20 : 고정장치14 wire 20 fixing device

22 : 부착대 40 : 유체분배시스템22: mounting table 40: fluid distribution system

42a,42b : 스프레이노즐 50 : 탱크42a, 42b: spray nozzle 50: tank

52 : 교반기 54 : 펌프52: stirrer 54: pump

56 : 가열회로 58 : 열교환기56 heating circuit 58 heat exchanger

70 : 프리믹서 80 : 제어밸브70: premixer 80: control valve

도 1 에서 예시된 바와 같이, 복수의 웨이퍼안에서 세라믹, 유리, 실리콘 등 으로 제조된 잉곳 (I) 을 절단하는 장치는 전반적으로 도면번호 10 으로 표시된다. 상기 장치 (10) 는 3 개의 홈붙이 롤러 (12a-12c) 를 포함하고, 각각의 롤러는 복수의 원주안내홈 (도시안됨) 을 가지고 있다. 상기 롤러 (12a-12c) 는 서로 평행하도록 소정의 간격으로 조정가능한 프레임 (도시안됨) 에 장착되어 있다. 와이어 (14) 는 도 1 에서 도시된 바와 같이 일반적으로 삼각패턴으로 그룹을 이룬 롤러 (12a-12c) 에 수회 감겨져 있다. 상기 와이어 (14) 는 상기 롤러의 안내홈안에 배열되어 있어서 상기 롤러 (12a-12c) 간에 뻗어있는 와이어의 각각의 길이는 인접한 와이어의 길이와 평행하고 상기 길이들은 상기 롤러를 따라서 균일하게 이격되어 있다. 상기 프레임은 상기 롤러 (12a-12c) 간의 간격을 변화시켜서 상기 와이어 (14) 의 인장력을 변화시킬 수 있도록 조정가능하다. 구동기구 (18) (도 5) 는 400-600 m/분의 평균속도와 분당 1-3 회 순환속도로 상기 롤러 (12a-12c) 주위로 길이방향으로 앞뒤로 상기 와이어 (14) 를 이동시킨다. 그러나, 다른 순환속도 및 평균속도도 역시 본 발명의 범위내에서 가능하다.As illustrated in FIG. 1, an apparatus for cutting an ingot I made of ceramic, glass, silicon or the like in a plurality of wafers is generally indicated by reference numeral 10. The apparatus 10 comprises three grooved rollers 12a-12c, each roller having a plurality of circumferential guide grooves (not shown). The rollers 12a-12c are mounted on a frame (not shown) that is adjustable at predetermined intervals so as to be parallel to each other. The wire 14 is wound several times on rollers 12a-12c, which are generally grouped in a triangular pattern as shown in FIG. The wires 14 are arranged in the guide grooves of the rollers so that each length of the wires extending between the rollers 12a-12c are parallel to the lengths of the adjacent wires and the lengths are evenly spaced along the rollers. . The frame is adjustable to vary the tension of the wire 14 by varying the spacing between the rollers 12a-12c. Drive mechanism 18 (FIG. 5) moves the wire 14 back and forth longitudinally around the roller 12a-12c at an average speed of 400-600 m / min and a circulation speed of 1-3 times per minute. However, other circulation speeds and average speeds are also possible within the scope of the present invention.

게다가, 상기 장치 (10) 는 상기 잉곳 (I) 이 슬라이스될 때 상기 잉곳을 지지하기 위하여 상기 잉곳 (I) 이 결합된 부착대 (22) 를 포함한다. 상기 부착대 (22) 는 카본과 같은 비교적 부드러운 재료로 제조되어서 와이어가 상기 잉곳 (I) 을 슬라이스할 때 상기 와이어 (14) 를 간섭하지 않는다. 상기 부착대 (22) 는 도 5 에서 도시된 바와 같이 고정장치 (20) 에 의해서 조작되고 와이어로 잉곳을 절단하는 종래의 장치에 대하여 앞서 설명되어 있다. 상기 고정장치 (20) 는 상기 구동기구 (18) 가 상기 와이어를 이동시키면서 상기 와이어 (14) 와 상기 잉곳 (I) 을 접촉시키는 수단으로 구성되어 있다.In addition, the apparatus 10 includes a mounting table 22 to which the ingot I is coupled to support the ingot when the ingot I is sliced. The mount 22 is made of a relatively soft material such as carbon so that it does not interfere with the wire 14 when the wire slices the ingot I. The mounting table 22 is described above with respect to a conventional device which is operated by the fixing device 20 as shown in FIG. 5 and cuts the ingot with a wire. The fixing device 20 is constituted by means for contacting the wire 14 and the ingot I while the drive mechanism 18 moves the wire.

도 1 에서 한층 더 예시된 바와 같이, 상기 절단장치 (10) 는 잉곳이 절단될 때 상기 잉곳 (I) 으로 연마용 슬러리를 공급하는 일반적으로 40 으로 표시된 유체분배시스템을 포함한다. 상기 와이어 (14) 위에 위치된 스프레이노즐 (42a,42b) 은 상기 슬러리를 상기 잉곳 (I) 과 와이어에 공급한다. 상기 슬러리는 상기 와이어 (14) 에 부착하여서 상기 슬러리안에 함유된 연마재는 이 와이어에 의해서 상기 잉곳 (I) 과 맞물림상태로 행해지므로 상기 잉곳의 절단을 보강하게 된다.As further illustrated in FIG. 1, the cutting device 10 comprises a fluid distribution system, generally designated 40, which supplies the polishing slurry to the ingot I when the ingot is cut. Spray nozzles 42a and 42b located above the wire 14 feed the slurry to the ingot I and the wire. The slurry adheres to the wire 14 so that the abrasive contained in the slurry is engaged with the ingot I by the wire to reinforce the cutting of the ingot.

상기 분배시스템 (40) 은 상기 슬러리를 수용하는 탱크 (50) 를 포함한다. 상기 탱크 (50) 안에 수용된 슬러리안에 잠겨져있는 교반기 (52) 는 상기 슬러리를 교반하여서 상기 연마재가 상기 절삭유에서 균일하게 혼합되게 한다. 펌프 (54) 는 상기 탱크 (50) 로부터 상기 슬러리를 빨아들여 이것을 상기 잉곳 (I) 으로 노즐 (42a,42b) 을 통하여 소정의 유량 (예를들어, 50-100 리터/분) 으로 분배한다. 일반적으로 56 으로 표시된 가열회로는 열교환기 (58) 와 소정의 온도 (예를들어, 20-30℃, 더욱 바람직하게는 25℃) 로 상기 슬러리를 유지하도록 상기 열교환기를 통하여 상기 슬러리를 순환시키는 보조펌프 (60) 로 이루어져 있다. 상기 롤러 (12a-12c) 와 와이어 (14) 아래에 위치된 수집팬 (62) 은 사용된 유체를 수집하고 드레인라인 (64) 은 상기 수집된 유체를 상기 탱크 (50) 로 운송한다. 상기 탱크 (50) 에서 사용된 슬러리의 약 15 내지 20% 는 새로운 잉곳이 절단될 때 마다 교환된다.The distribution system 40 includes a tank 50 containing the slurry. The stirrer 52 immersed in the slurry contained in the tank 50 stirs the slurry so that the abrasive is mixed uniformly in the cutting oil. Pump 54 draws the slurry from the tank 50 and distributes it to the ingot I through a nozzle 42a, 42b at a predetermined flow rate (e.g., 50-100 liters / minute). A heating circuit, generally designated 56, is used to circulate the slurry through the heat exchanger to maintain the slurry at a heat exchanger 58 and a predetermined temperature (eg, 20-30 ° C., more preferably 25 ° C.). It consists of a pump 60. The collecting fan 62 located below the roller 12a-12c and the wire 14 collects the used fluid and the drain line 64 transports the collected fluid to the tank 50. About 15-20% of the slurry used in the tank 50 is exchanged each time a new ingot is cut.

일반적으로 70 으로 표시된 프리믹스장치 또는 프리믹서는 프리믹스된 슬러리를 상기 탱크 (50) 에 공급한다. 도 2 에서 예시된 바와 같이, 상기 프리믹서 (70) 는 연마재와 절삭유가 상기 탱크로 도입되는 인렛 (74) 을 가지고 있는 용기 (72) 로 이루어져 있다. 교반기 (76) 는 상기 탱크 (72) 에서 상기 연마재와 절삭유를 교반하여서 이들이 균일하게 분산되도록 한다. 제어밸브 (80) 를 가지고 있는 아웃렛라인 (78) 은 중력하에서 상기 슬러리를 상기 프리믹서 (70) 로부터 상기 탱크 (50) 로 운송한다. 상기 용기 (72) 는 슬러리가 교반될 때 상기 슬러리가 정체하지 않도록 원통형인 것이 바람직하다.A premixer or premixer, generally designated 70, feeds the premixed slurry to the tank 50. As illustrated in FIG. 2, the premixer 70 consists of a container 72 having an inlet 74 through which abrasive and cutting oil are introduced into the tank. Stirrer 76 agitates the abrasive and cutting oil in the tank 72 so that they are uniformly dispersed. Outlet line 78 with control valve 80 transfers the slurry from the premixer 70 to the tank 50 under gravity. The vessel 72 is preferably cylindrical so that the slurry does not stagnate when the slurry is stirred.

상기 교반기 (76) 는 전기모터 (82) 와 블레이드 (84) 로 이루어져 있다. 바람직하게는, 상기 모터 (82) 는 200 내지 500rpm 의 속도를 갖는 100V 단상모터이다. 상기 블레이드 (84) 의 회전축선 (A) 은 상기 연마재를 분산시키도록 상기 탱크에서 수평 및 수직방향으로 상기 유체를 순환시키기 위하여 수직방향에 대하여 약 5 - 15°의 각도로 기울어져 있다. 다른 실시예에서는 초음파발생기 (도시안됨) 가 상기 연마재의 분산을 향상시키기 위하여 사용될 수도 있다. 상기 연마재를 분산시킬 수 있는 어떠한 교반기라도 본 발명의 범위로부터 일탈함이 없이 사용될 수 있다.The stirrer 76 consists of an electric motor 82 and a blade 84. Preferably, the motor 82 is a 100V single phase motor having a speed of 200 to 500 rpm. The axis of rotation A of the blade 84 is inclined at an angle of about 5-15 ° with respect to the vertical direction to circulate the fluid in the tank in the horizontal and vertical directions to disperse the abrasive. In another embodiment, an ultrasonic generator (not shown) may be used to improve the dispersion of the abrasive. Any stirrer capable of dispersing the abrasive may be used without departing from the scope of the present invention.

상기 슬러리는 연마재와 절삭유로 제조된다. 본 발명에 있어서, 연마재는 상기 슬러리가 상기 와이어 (14) 와 잉곳 (I) 에 분배되기전에 상기 연마재를 균일하게 분산시키도록 상기 슬러리에서 교반되는 것이 바람직하다. 상기 슬러리에서 사용되는 연마재는 일반적으로 약 20㎛ 의 평균직경을 갖는 종래의 연마재와는 반대로 13-15㎛ 의 평균직경을 갖는다. 보다 작은 크기의 연마재는 응집하는 경향이 있다. 이에 따라, 상기 연마재간의 응집력이 상기 절삭유안에 함유된 계면활성제와 분산제의 영향하에서 상기 오일안에서 균일하게 분산시키려는 경향보다 더 커질 수 있다. 상기 연마재는 커프로스, 와이어마크 및 상기 잉곳의 표면에 대한 손상을 회피하도록 상기 절삭유에서 균일하게 분산되는 것이 바람직하다. 상술된 프리믹서 (70) 는 상기 슬러리전반에 걸쳐 상기 연마재를 균일하게 분산시키는데 도움을 주고, 그리고 보다 작은 연마재가 응집하려는 경향을 극복할 수 있다.The slurry is made of abrasive and cutting oil. In the present invention, the abrasive is preferably stirred in the slurry so as to uniformly disperse the abrasive before the slurry is distributed to the wire 14 and the ingot I. The abrasive used in the slurry generally has an average diameter of 13-15 μm as opposed to a conventional abrasive having an average diameter of about 20 μm. Smaller abrasives tend to agglomerate. Accordingly, the cohesive force between the abrasives may be greater than the tendency to uniformly disperse in the oil under the influence of the surfactant and the dispersant contained in the cutting oil. The abrasive is preferably uniformly dispersed in the cutting oil to avoid damage to the surface of the cuff, the wire mark and the ingot. The premixer 70 described above helps to evenly distribute the abrasive throughout the slurry, and can overcome the tendency for smaller abrasives to aggregate.

본 발명의 슬러리에서 사용된 연마재는 염산에서 용해가능한 실리콘카바이드 (SiC) 가 96.0% 이상이고, 원소카본이 0.5% 이하이고, 그리고 철이 0.3% 이하인 조성을 갖는 실리콘카바이드로 제조되는 것이 일반적이다. 바람직하게는, 상기 연마재의 40% 이상은 13-15㎛ 의 직경을 가지고, 연마재의 최대직경은 38.0㎛ 이하이고, 그리고 상기 연마재의 평균직경은 13 내지 15㎛ 이다.The abrasive used in the slurry of the present invention is generally made of silicon carbide having a composition in which silicon carbide (SiC) soluble in hydrochloric acid is 96.0% or more, elemental carbon is 0.5% or less, and iron is 0.3% or less. Preferably, at least 40% of the abrasive has a diameter of 13-15 μm, the maximum diameter of the abrasive is 38.0 μm or less, and the average diameter of the abrasive is 13-15 μm.

바람직한 실시예의 슬러리에서 사용된 절삭유는 실리콘, 유리, 세라믹 등 으로 제조된 반도체구성요소를 절단하는데 사용되는 핸드소 (hand saws) 및 와이어소 (wire saws) 에 사용되는 타입으로 되어 있다. 상기 바람직한 실시예의 절삭유는 정제된 광물성 오일이 82.0% 이고, 증점제가 3.0% 이고, 2 종류의 비이온성 계면활성제가 각각 4.0% 이고, 억제제가 2.0% 이고, 그리고 분산제가 5.0% 인 조성을 갖는다. 본 발명의 상기 절삭유는 15℃ 에서 0.894 의 비중과 25℃ 에서 90센티푸아즈 의 점도를 갖는다.The cutting oil used in the slurry of the preferred embodiment is of the type used for hand saws and wire saws used for cutting semiconductor components made of silicon, glass, ceramics and the like. The cutting oil of this preferred embodiment has a composition of 82.0% refined mineral oil, 3.0% thickener, 4.0% of two nonionic surfactants, 2.0% inhibitor, and 5.0% dispersant. The cutting oil of the present invention has a specific gravity of 0.894 at 15 ° C. and a viscosity of 90 centipoise at 25 ° C.

상기 바람직한 실시예의 상기 슬러리에서의 연마재는 상기 절삭유 1리터당 1.0-1.5㎏ 의 비율로 상기 절삭유와 혼합된다. 결과로 얻어진 슬러리는 25℃에서 약 1.40-1.60 의 비중과 25℃ 에서 약 150 내지 약 300센티푸아즈 의 점도를 갖는다.The abrasive in the slurry of the preferred embodiment is mixed with the cutting oil at a rate of 1.0-1.5 kg per liter of cutting oil. The resulting slurry has a specific gravity of about 1.40-1.60 at 25 ° C. and a viscosity of about 150 to about 300 centipoise at 25 ° C.

본 발명은 실시예를 기초로 하여 하기에서 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 상기 실시예로 한정되지 않는다.The invention is explained in more detail below on the basis of examples. However, the present invention is not limited to the above embodiment.

실시예Example

잉곳 (I) 은 도 1 에서 도시된 장치 (10) 와, 절삭유와 14㎛ 의 평균입경 (예를들어, GC#800 의 그릿사이즈) 을 가지는 연마재로 이루어진 슬러리를 사용하여 절단되었다. 상기 연마재와 절삭유는 절삭유 1리터당 연마재 1.25㎏ 의 비율로 프리믹서 (70) 내로 도입되었다. 이들은 에칭후 광택흠집이 보이는 상기 웨이퍼표면에서 상기 연마재를 균일하게 분포하도록 약 30분 동안 약 300rpm 의 회전진동수로 교반 및 혼합되었다. 변화시킨 재료의 제거량에 대한 와이어마크의 수는 표 4 에 기록되어 있다. 상기 제거량은 소정의 웨이퍼두께를 달성하도록 래핑단계동안 웨이퍼로부터 제거된 재료의 양을 말한다. 이것은 일반적으로 래핑전후 웨이퍼의 중심부분의 두께의 차이에 상응한다. 불량율도 역시 표 4 에 나타나 있다. 웨이퍼가 결점의 수에 관계없이 불합격판정을 받게되면 이것은 상기 불량율에 대하여 하나의 불량품으로서 계수되었다.The ingot I was cut using the apparatus 10 shown in FIG. 1 and a slurry made of cutting oil and an abrasive having an average particle diameter of 14 탆 (for example, a grit size of GC # 800). The abrasive and cutting oil were introduced into the premixer 70 at a rate of 1.25 kg of abrasive per liter of cutting oil. They were stirred and mixed at a rotational frequency of about 300 rpm for about 30 minutes to uniformly distribute the abrasive on the wafer surface where the gloss scratches were visible after etching. The number of wire marks for the removal amount of the changed material is recorded in Table 4. The removal amount refers to the amount of material removed from the wafer during the lapping step to achieve the desired wafer thickness. This generally corresponds to the difference in thickness of the central portion of the wafer before and after lapping. Defective rates are also shown in Table 4. If the wafer was rejected regardless of the number of defects, it was counted as one defective for the failure rate.

비교예Comparative example

또한, 실리콘잉곳은 도 4 에서 도시된 바와 같은 종래의 방법 및 장치를 사용하여 웨이퍼안에서 절단되었다. GC#600 의 그릿사이즈를 갖는 연마재와 절삭유는 절삭유 1리터당 연마재 1.25㎏ 의 비율로 프리믹스장치 (34) 에서 혼합되었다. 이들은 슬러리를 획득하도록 30분 동안 300rpm 으로 교반되었다. 상기 슬러리는 탱크 (50) 내로 부어졌고, 그리고 실리콘잉곳은 0.18㎜ 의 직경을 갖는 와이어 (14) 로 절단되었다.In addition, the silicon ingot was cut into the wafer using conventional methods and apparatus as shown in FIG. The abrasive having a grit size of GC # 600 and the cutting oil were mixed in the premix device 34 at a ratio of 1.25 kg of abrasive per liter of cutting oil. These were stirred at 300 rpm for 30 minutes to obtain a slurry. The slurry was poured into tank 50 and the silicon ingot was cut into wire 14 having a diameter of 0.18 mm.

유사한 측정은 상술된 측정으로 취해졌다. 측정된 표면조도는 표 1 에 나타나 있다. 측정된 웨이퍼두께 (상기 웨이퍼의 중심에서 측정됨), 전체두께편차, 뒤틀림 (warp)(에칭전), 뒤틀림 (에칭후) 및 커프로스는 표 2 에 나타나 있다. 손상된 층의 측정된 두께는 표 3 에 나타나 있다. 와이어마크의 수와 불량율은 표 4 에 나타나 있다.Similar measurements were taken with the measurements described above. The measured surface roughness is shown in Table 1. The measured wafer thickness (measured at the center of the wafer), the total thickness deviation, the warp (before etching), the warp (after etching) and the cuff are shown in Table 2. The measured thicknesses of the damaged layer are shown in Table 3. The number of wire marks and the defective rate are shown in Table 4.

측정점Measuring point 1One 22 33 44 55 본 발명The present invention 표면조도(㎛)Surface Roughness (㎛) 7.1267.126 17.26017.260 6.9446.944 16.03216.032 5.8325.832 종래 기술Prior art 표면조도(㎛)Surface Roughness (㎛) 8.9008.900 28.80028.800 9.1009.100 28.20028.200 6.2006.200

본 발명The present invention 종래 기술Prior art 웨이퍼중심에서의 두께 (㎛)Thickness at Wafer Center (μm) 879.10879.10 885.66885.66 전체두께편차 (㎛)Overall thickness deviation (㎛) 15.2515.25 22.5222.52 뒤틀림 (㎛)Warping (μm) 16.4416.44 10.6910.69 에칭후 뒤틀림 (㎛)Distortion after etching (㎛) 12.1812.18 14.1914.19 커프로스 (㎛)Cyprus (㎛) 230.90230.90 244.34244.34 와이어피치 (㎛)Wire pitch (㎛) 11101110 11301130

손상된 층의 깊이 (㎛)Depth of damaged layer (μm) 본 발명The present invention 약 8.28.2 종래 기술Prior art 약 20.0About 20.0

제거량 (㎛)Removal amount (㎛) 와이어마크의 수Number of wire marks 단편의 수Number of fragments 불량율Defective rate 본 발명The present invention 81.564.757.181.564.757.1 000000 646040646040 000000 종래 기술Prior art 100.0100.0 -- -- 33

시험결과의 평가:Evaluation of test results:

GC#800 의 그릿사이즈를 갖는 연마재를 사용하여 절단된 웨이퍼는 GC#600 의 그릿사이즈를 갖는 연마재 (예를들어, 종래의 기술에서 사용된 연마재) 로 절단된 웨이퍼에 대해서 여러 가지 이점을 가지고 있다.Wafers cut using an abrasive having a grit size of GC # 800 have several advantages over wafers cut with an abrasive having a grit size of GC # 600 (eg, abrasives used in the prior art). .

커프로스의 향상:Improvement of Cyprus:

커프로스는 본 발명의 방법 및 장치를 사용하여 감소되었다. GC#600 의 그릿사이즈를 갖는 연마재 (예를들어, 종래의 기술) 를 사용하는 비교예에서의 상기 커프로스는 250㎛ 였다. 그러나, GC#800 의 그릿사이즈를 갖는 연마재를 사용하는 실시예에서의 상기 커프로스는 230㎛ 였으므로 20㎛ 가 향상되었다.Cyprus was reduced using the method and apparatus of the present invention. In the comparative example using an abrasive having a grit size of GC # 600 (for example, a conventional technique), the cuff was 250 µm. However, since the cuff in the example using the abrasive having a grit size of GC # 800 was 230 mu m, 20 mu m was improved.

와이어마크깊이의 감소:Reduced wire mark depth:

종래기술 방법 및 장치를 사용함으로써 발생된 와이어마크의 깊이 (상기 표에 표시되어 있지 않음) 는 28㎛ 였으나, GC#800 의 그릿사이즈를 갖는 연마재를 사용하면 와이어마크깊이가 단지 20㎛ 였으므로 8㎛ 가 향상되었다.The depth of the wire mark (not shown in the above table) generated by using the prior art method and apparatus was 28 μm, but when the abrasive having a grit size of GC # 800 was used, the wire mark depth was only 20 μm, which is 8 μm. Was improved.

게다가, 웨이퍼당 제거량 및 와이어마크의 수는 종래의 기술 (예를들어, GC#600 의 그릿사이즈를 갖는 연마재를 사용함) 과 비교하여 GC#800 의 그릿사이즈를 갖는 연마재를 사용할 때 감소되었다.In addition, the amount of removal and the number of wire marks per wafer were reduced when using an abrasive having a grit size of GC # 800 compared to the prior art (eg, using an abrasive having a grit size of GC # 600).

표면상의 손상된 층의 향상:Improvement of damaged layers on the surface:

손상된 층의 깊이가 GC#600 의 그릿사이즈를 갖는 연마재를 사용하는 비교예에서는 약 20㎛ 였으나, 손상된 층의 깊이가 GC#800 의 그릿사이즈를 갖는 연마재를 사용하는 실시예에서는 약 8㎛ 였다.The depth of the damaged layer was about 20 μm in the comparative example using an abrasive having a grit size of GC × 600, while the depth of the damaged layer was about 8 μm in the example using an abrasive having a grit size of GC × 800.

게다가, GC#800 연마재는 보다 작은 평균입경을 가지기 때문에 GC#800 의 그릿사이즈를 갖는 연마재가 GC#600 의 그릿사이즈를 갖는 연마재보다 오일에서 보다 낮은 분산성을 갖는다는 것을 알았다. 그러나, GC#800 연마재는 본 발명의 장치를 사용함으로써 독립한 연마재수준까지 오일에서 분산될 수 있다.In addition, it was found that abrasives having a grit size of GC # 800 have lower dispersibility in oil than abrasives having a grit size of GC # 600 because GC # 800 abrasives have a smaller average particle diameter. However, GC # 800 abrasives can be dispersed in oil up to the independent abrasive level by using the apparatus of the present invention.

상기 언급된 결과로부터 본 발명의 잉곳을 절단하는 방법 및 장치는 커프로스, 와이어마크의 수 및 사이즈, 그리고 웨이퍼의 표면에 대한 손상을 감소시키는데 기여한다는 것을 알았다.From the above-mentioned results, it has been found that the method and apparatus for cutting the ingot of the present invention contributes to reducing cuffs, the number and size of wire marks, and damage to the surface of the wafer.

따라서, 본 발명의 와이어로 잉곳을 절단하는 방법 및 장치는 커프로스, 와이어마크의 수 및 깊이, 그리고 웨이퍼의 표면에 대한 손상을 감소시켜 웨이퍼성형제품의 절단정밀도, 품질 및 수득율의 향상에 기여한다.Thus, the method and apparatus for cutting ingots with the wire of the present invention reduces the cuffs, the number and depth of wire marks, and damage to the surface of the wafer, thereby contributing to the improvement of cutting precision, quality and yield of wafer molded products. .

상술된 내용으로부터 본 발명의 여러 가지 목적이 달성되고 다른 이로운 결과에 이르게 된다는 것을 알 수 있을 것이다.It will be appreciated from the foregoing that the various objects of the present invention are achieved and lead to other beneficial results.

본 발명의 범위로부터 일탈함이 없이 상기 구성에서 다양하게 변형될 수 있기 때문에 상기 설명에 포함되거나 첨부도면에 도시된 모든 내용이 예시적으로 해석되어지지 제한적으로 해석되어지지 않음을 알 수 있을 것이다.Since various modifications may be made in the above configuration without departing from the scope of the present invention, it will be understood that all contents included in the above description or shown in the accompanying drawings are interpreted as illustrative and not restrictive.

이에따라, 본 발명은 커프로스, 와이어마크의 수 및 깊이, 그리고 웨이퍼의 표면에 대한 손상을 감소시켜 웨이퍼성형제품의 절단정밀도, 품질 및 수득율의 향상에 기여한다.Accordingly, the present invention contributes to the improvement of cutting accuracy, quality and yield of wafer-formed products by reducing cuffs, the number and depth of wire marks, and damage to the surface of the wafer.

Claims (13)

길이방향으로 와이어를 이동시키는 단계;Moving the wire in the longitudinal direction; 상기 이동하는 와이어와 잉곳을 접촉시키는 단계; 및Contacting the moving wire with an ingot; And 상기 잉곳과 와이어가 접촉하여 상기 와이어와 연마재로 상기 잉곳을 절단 할 때 상기 잉곳으로 절삭유와 약 13㎛ 내지 약 15㎛ 의 평균직경을 갖는 연마재를 함유하는 연마용 슬러리를 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어로 잉곳을 절단하는 방법.Supplying a polishing slurry containing cutting oil and an abrasive having an average diameter of about 13 μm to about 15 μm when the ingot is in contact with a wire to cut the ingot with the wire and the abrasive. A method of cutting an ingot with a wire, characterized in that. 제 1 항에 있어서, 상기 잉곳에 상기 슬러리를 공급하기전에 상기 절삭유내에서 상기 연마재를 균일하게 분산시키도록 상기 슬러리를 교반하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어로 잉곳을 절단하는 방법.The method of claim 1, further comprising agitating the slurry to uniformly disperse the abrasive in the cutting oil prior to feeding the slurry to the ingot. 제 1 항에 있어서, 상기 연마재 및 절삭유는 약 1리터의 절삭유에 대하여 약 1.0㎏ 내지 1.5㎏ 의 연마재의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 와이어로 잉곳을 절단하는 방법.The method of claim 1, wherein the abrasive and the cutting oil are mixed at a ratio of about 1.0 kg to 1.5 kg of abrasive relative to about 1 liter of cutting oil. 제 3 항에 있어서, 상기 연마재 및 절삭유는 약 1리터의 절삭유에 대하여 약 1.25㎏ 의 연마재의 비율로 혼합되는 것을 특징으로 하는 와이어로 잉곳을 절단하는 방법.4. The method of claim 3, wherein the abrasive and cutting oil are mixed at a ratio of about 1.25 kg of abrasive to about 1 liter of cutting oil. 제 1 항에 있어서, 상기 슬러리는 25℃ 에서 약 1.40 내지 약 1.60 의 비중을 갖는 것을 특징으로 하는 와이어로 잉곳을 절단하는 방법.The method of claim 1, wherein the slurry has a specific gravity of about 1.40 to about 1.60 at 25 ° C. 제 1 항에 있어서, 상기 슬러리는 25℃ 에서 약 150센티푸아즈 내지 약 300센티푸아즈의 점도를 가지는 것을 특징으로 하는 와이어로 잉곳을 절단하는 방법.The method of claim 1, wherein the slurry has a viscosity of about 150 centipoise to about 300 centipoise at 25 ° C. 제 1 항에 있어서, 상기 슬러리는 분당 약 50리터 내지 분당 약 100리터 의 유량으로 상기 잉곳에 공급되는 것을 특징으로 하는 와이어로 잉곳을 절단하는 방법.The method of claim 1, wherein the slurry is fed to the ingot at a flow rate of about 50 liters per minute to about 100 liters per minute. 제 1 항에 있어서, 상기 슬러리는 약 20℃ 내지 약 30℃ 의 온도로 상기 잉곳에 공급되는 것을 특징으로 하는 와이어로 잉곳을 절단하는 방법.The method of claim 1, wherein the slurry is fed to the ingot at a temperature of about 20 ° C to about 30 ° C. 제 8 항에 있어서, 상기 슬러리는 약 25℃ 의 온도로 상기 잉곳에 공급되는 것을 특징으로 하는 와이어로 잉곳을 절단하는 방법.9. The method of claim 8, wherein the slurry is fed to the ingot at a temperature of about 25 ° C. 와이어;wire; 길이방향으로 상기 와이어를 이동시키기 위하여 상기 와이어에 연결된 구동기구;A drive mechanism coupled to the wire for moving the wire in the longitudinal direction; 상기 구동기구가 상기 와이어를 이동시킬 때 상기 와이어와 상기 잉곳을 접촉시키는 수단;Means for contacting the wire with the ingot when the drive mechanism moves the wire; 절삭유중에 연마재를 함유하는 연마용 슬러리를 수용하는 탱크;A tank containing a polishing slurry containing abrasives in cutting oil; 상기 잉곳과 와이어가 접촉할 때 상기 탱크로부터 상기 잉곳으로 상기 슬러리를 분배하기 위하여 상기 탱크에 연결된 유체분배시스템;A fluid distribution system connected to said tank for dispensing said slurry from said tank to said ingot when a wire contacts said ingot; 상기 유체분배시스템탱크로의 도입에 앞서 상기 절삭유내에서 상기 연마재를 균일하게 분산시키기 위하여 상기 슬러리를 혼합하는 프리믹스장치로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉곳을 절단하는 장치.And a premix device for mixing the slurry to uniformly disperse the abrasive in the cutting oil prior to introduction into the fluid distribution system tank. 제 10 항에 있어서, 상기 프리믹스장치는The method of claim 10, wherein the premix device 소정량의 절삭유와 연마재를 수용하는 용기; 및A container containing a predetermined amount of cutting oil and abrasive; And 상기 절삭유내에서 상기 연마재를 균일하게 분산시키도록 상기 슬러리를 교반하는 교반기로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉곳을 절단하는 장치.And an stirrer for stirring the slurry to uniformly disperse the abrasive in the cutting oil. 제 11 항에 있어서, 상기 교반기는 상기 용기내에 수용된 슬러리안에 위치가능한 블레이드와 축선을 중심으로 상기 블레이드를 구동하는 모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 잉곳을 절단하는 장치.12. The apparatus of claim 11, wherein the stirrer comprises a blade that is positionable in a slurry contained in the vessel and a motor that drives the blade about an axis. 제 12 항에 있어서, 상기 블레이드축선은 수직방향에 대하여 약 5°내지 15°의 각도로 기울어져 있는 것을 특징으로 하는 잉곳을 절단하는 장치.13. The apparatus of claim 12, wherein the blade axis is inclined at an angle of about 5 degrees to 15 degrees with respect to the vertical direction.
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