KR20030015129A - 경질취성가공물에서 슬라이스를 분리하는 방법 및 그방법을 실시하는 와이어톱 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 전진운동을 하게 되며, 와이어톱의 와이어웹의 와이어에 프레스되는 경질취성가공물에서 슬라이스를 분리시키는 방법에 관한 것이며, 이때 와이어는 소정의 와이어인장력하에 절삭윤과를 따라 절삭깊이에서 가공물과 접촉된다.
최소 1개의 롤(roll)이 와이어웹에 이동되고, 원상태로 되돌아감으로 롤시스템의 롤에 의해 와이어인장력이 대체로 변화않고 있을때 와이어는 여러번 절삭윤곽을 상승시킨다.
여기서, 롤시스템은 가공물과 양측을 접하고 있는 최소 2개의 운동롤을 구비하고 있다. 또한, 본 발명은 그 방법을 적합하게 실시하는 와이어톱에 관한 것이다.
Description
본 발명은 경질취성가공물에서 슬라이스를 분리하는 방법 및 그 방법에 적합한 와이어톱에 관한 것이다.
그 방법은 결정에서, 예로서 실리콘 단결정에서 반도체 웨이퍼를 분리하기에 특히 접합하다.
이와같은 형의 웨이퍼는 전자부품의 제조의 기초물질로서 사용가능한 경우에는 특히 평탄하고, 서로 평행인 측면을 구비하여야 한다. 그러므로, 요구조건을 달성하기 위하여는 엄청난 노력이 소요된다. 기하학적 구조를 개량하는데 필요한 래핑 또는 연마등의 그후의 작업공정이 보다 용이하게 되며, 또는 전부를 생략할 수도 있음으로, 슬라이스의 분리작업시에도 가능한한 목적에 접근하기에 상당한 이점이 있다.
정밀한 실험하에 표준 와이어톱의 도움으로 제조된 반도체 웨이퍼의 표면은 고랑과 파동을 가진 표면구조를 구비한다.
제거될 비교적 다량의 물질, 그러므로 상당한 시간을 필요로 하는 그와같은 얼룩은 그후의 가공공정에서 제거되어야 한다.
특허문헌(EP 885679 A1)에서는 와이어의 진행방향에 대해 수평면에서 와이어웹를 선회시켜 절삭프로파일의 정확도를 증가시키는 복잡한 방법에 대하여 기재하였다.
본 발명은 간단하게 실행하여 그후의 가공공정에서 소량의 물질제거가 필요한 슬라이스를 형성하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또, 본 발명은 전진운동을 하게 되어 와이톱의 와이어웹의 와이어에 가압되는 경질취성가공물에서 슬라스를 분리시키는 방법에 관한 것이며, 이때 와이어는 소정의 와이어인장력하에 절삭윤곽을 따라 절삭깊이에서 가공물과 접촉된다. 여기서, 최소한 1개의 롤이 와이어웹에 되돌아감으로 롤시스템의 롤의 도움으로 와이어인장력이 대체로 변화않고 있을때, 와이어는 여러번 절삭윤관을 상승시킨다. 그 롤시스템은 가공물의 양측을 둘러싸고 있는 최소한 2개의 운동롤을 구비하고 있다.
와이어윤곽은 와이어가 가공물에 맞물릴때 형성되며, 와이어의 맞물림 길이(접촉길이)와 동일길이를 가진다. 와이어는 약간 가공물의 압력하에 굽혀짐으로, 절삭윤곽은 아크형상으로 된다. 절삭깊이는 와이어가 가공물내에 침투할때 형성되는 절삭갭의 최대깊이이다. 와이어가 최대의 맞물림 길이를 통하여 접촉윤관과 접촉을 계속유지하는 전통적인 와이어 톱질방법과는 다르게, 와이어는 여러번을 반복적으로 바람직하게는 주기적으로 롤시스템의 도움으로 각 α만큼 절삭윤곽을 상승시킨다. 그에 따라, 와이어는 절삭갭을 통하여 운동하며, 톱질현탁액 또는 와이어에 결합된 연삭입자와 상호작용하여 절삭갭의 양면에 있는 파동 및 고랑을 감소시킨다.
도 1a는 와이어웹 상부에 있는 롤시스템의 배치를 나타낸 도이다.
도 1b 및 1c는 바람직한 절차에 따른 롤의 운동을 나타낸 도이다.
도 1d는 청구된 와이어톱의 바람직한 특징을 나타낸 도이다.
도 2는 절삭시간의 함수로서 가공물 및 롤의 운동을 표시한 도이며, 진동운동의 진폭은 축척에 꼭 맞게 표시되지 않았다.
도 3은 본 방법을 실시하기에 적합한 와이어톱의 또다른 실시예를 나타낸다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 와이어웹, 2 : 가공물,
3 : 롤, 4 : 가이드홈,
5,6 : 조정, 7 : 진동여기장치,
8 : 액추에이터.
본 발명에 따라, 롤시스템의 최소 1개의 롤(3)이 와이어웹(1)에 수직으로 또는 비스듬이 압축되어 개시위치(도 1a)에 되돌아간다. 이 운동은 가공물(2) 또는 제 2의 롤의 동시운동에 결합됨으로써, 와이어인장력이 대체적으로 변화않되게 유지된다. 롤운동에 결합된 가공물의 운동은 가공물의 전진운동(도 2, 상부도, 연속선)에 중첩된다. 와이어가 각 α만큼 절삭운동을 상승시키는 방법은 롤의 운동시 롤의 이동량에 좌우된다. 그 이동량에 대응한 롤운동의 진폭은 항상 일정하게 유지될 필요가 없다. 오히려, 그 진폭이 성취된 절삭깊이의 함수로써 변화하는 것이 바람직하며, 얕은 절삭깊이에 대해 작은 진폭을 선택한 다음, 중간절삭깊이가 성취될때까지 그 진폭을 증가시키고, 끝으로 진폭을 재감소시킨다. 또는 결합운동은 슬라스가 완전히 분리될때 발생하는 최대의 절삭깊이를 성취하기 전에 종료되는 것이 특히 바람직하다. 마찬가지로, 전진운동의 속도는 절삭깊이의 함수로써 변화한다(도 2, 상부도, 점선). 또한, 전진운동의 함수로 롤의 운동속도를 변화시키는 것이 가능하다.
모든 운동이 사전에 결정된 파라미터를 이용하는 컴퓨터프로그램에 의해 제어되는 것이 편리하다.
도 1b 및 1c에 나타난 방법에 따라, 양롤은 동시에 와이어웹에 이동되고, 원상태에 되돌아간다. 또, 이 운동은 와이어웹에서 멀어지고, 다시 와이어웹로 향하는 가공물의 운동에 결합된다. 그 롤은 와이어웹에 관하여 수직으로 또는 경사되게 운동한다. 롤이 와이어웹에 가하는 압력에 의해 가공물이 물러갈때 감소되는 와이어인장력을 유지하게 된다. 그 다음, 역회전운동이 시행되어, 롤 및 가공물은동시에 그의 개시위치에 되돌아간다.
또 다른 방법에 따라, 1개의 롤만이 와이어웹에 이동되고, 다시 되돌아간다. 이와같은 운동은 와이어웹에서 멀어지며, 또다시 와이어웹로 향하는 가공물의 운동과 결합된다. 롤에 의해 와이어웹에 가해지는 압력으로 가공물이 운동할때 와이어인장력의 감소가 유지되는 것이다. 그 다음, 역회전운동이 시행되어, 롤 및 가공물은 그의 개시위치에 되돌아간다. 다음 주기에서, 이 롤 또는 다른 롤은 다시 와이어웹에 되돌아가며, 이와같은 운동은 와이어웹에서 멀리 떨어져 있는 가공물의 운동과 결합된다.
제 3의 방법에 따라, 양롤은 와이어웹에 이동되고, 다시 되돌아간다. 이때, 운동은 동시에 일어난다. 그러나, 와이어웹에 관하여 반대방향으로 있게 된다. 이와같은 운동전에 시초에 양롤은 와이어웹를 누름으로 와이어를 인장시킨다. 1개의 롤이 운동시 와이어웹에 가한 추가압력에 의해 다른 롤이 와이어웹에서 멀리 떨어져 운동할때 와이어인장력의 감소가 유지된다. 그 다음, 운동이 역회전되어, 1개의 롤은 다른 롤이 와이어웹에 향하여 이동되는 거리만큼 와이어웹에서 멀어지게 이동된다.
롤(3)은 와이어에 대해 가이드홈(4)을 구비하는 것이 바람직하며(도 1d), 와이어를 가이드함으로 와이어웹를 인장시켜 축방향으로 와이어를 구동하는 와이어가이딩롤의 통상적인 역할을 시행한다. 상기의 결합운동, 통상적인 전진운동 및 달성된 절삭깊이의 함수로서 축방향에의 진행방향의 반전을 보통 주기적으로 실시하는 것이 가능하다. 와이어가이드를 개선하기 위하여, 롤의 축방향 위치 및 그의온도를 감시하는 것이 유리하다.
가공물 위치의 함수로써, 롤의 축방향 위치의 조정(5) 및 가공물 온도의 함수로서 롤의 온도의 조정(6)이 특히 바람직하다.
또, 제조슬라이스의 기하학적 구조를 개선하기 위하여, 롤시스템의 각 롤에 와이어의 가로진동을 여기시키는 진동여기장치(7)를 제공하는 것이 제안되었다.
진동여기장치는 도 1d의 도해에 따라 롤에 통합되었다.
그러나, 그 진동여기장치는 롤에서 공간적으로 분리되게 배치되고, 그 축을 통하여 롤을 진동시킨다. 진동주파수 및 진폭은 전진운동의 함수로 변화되며, 와이어의 진동에 의해 절삭갭에서 재료운반을 지원함으로 전삭표면의 평활화 및 전삭손실의 감소에 기여한다.
예를들면, 롤은 액추에이터(8)의 도움으로 운동하게 되어(도 3), 그 롤은 와이어웹위에 배치되며, 또는 도 3의 대안 1 및 2에 따라, 와이어웹 아래에 또는 롤쌍으로 배치된다. 이 경우, 롤쌍중의 1개의 롤은 와이어위에 배치되고, 롤쌍의 다른 1개의 롤은 와이어웹 아래에 배치된다.
전자부품을 제조하기 위해 실리콘 단결정에서 반도체 웨이퍼를 분리하는 가공방법에 있어서, 본 발명은 롤시스템(roll system)을 도입함으로써, 절삭슬라이스 (cutting slice)의 양면에 생기는 고랑과 파동을 종래방법에 비하여 크게 감소시킬수 있는 효과를 가진다.
Claims (19)
- 전진운동을 하게 되며, 와이어톱의 와이어웹의 와이어(소정의 와이어인장력하에 있으며, 절삭윤곽을 따라 절삭깊이에서 가공물과 접촉하는 와이어)에 프레스되는 경질취성가공물에서 슬라이스를 분리하는 방법에 있어서, 최소 1개롤이 와이어웹에 이동하고, 원상태로 되돌아감으로, 가공물과 양측을 접하고 있는 최소 2개의 운동롤을 구비한 롤시스템의 롤에 의해 와이어인장력이 대체로 변화않고 있을때, 와이어는 여러번 절삭윤곽을 상승시키는 것을 특징으로 하는 경질취성가공물에서 슬라이스를 분리하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 롤은 와이어웹에 이동되고, 원상태로 동시에 되돌아가며, 이 운동은 와이어웹에서 멀어지며 와이어웹으로 향하는 가공물의 운동에 결합되어 전진운동에 중첩되는 것을 특징으로 하는 경질취성가공물에서 슬라이스를 분리하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 롤은 와이어웹에 이동되고, 원상태로 다시 되돌아가며, 이때 이 운동은 동시에 일어나며, 또 반대방향으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 경질취상가공물에서 슬라이스를 분리하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 롤중의 1개의 롤이 와이어웹에 이동되고, 원상태로 다시 되돌아가며, 이 운동은 와이어웹에서 멀어지고, 다시 와이어웹로 향하는 가공물의 운동에 결합되며, 또 전진운동에 중첩되는 것을 특징으로 하는 경질취성가공물에서 슬라이드를 분리하는 방법.
- 제 1항에 있어서, 최소 1개의 롤이 하나의 진폭으로 운동하며, 그 운동의 진폭은 절삭깊이의 함수로서 변화되는 것을 특징으로 하는 경질취성가공물에서 슬라이드를 분리하는 방법.
- 제 5항에 있어서, 최소 1개의 롤이 하나의 빈도로 운동하며, 그 운동의 빈도는 절삭깊이의 함수로서 변화되는 것을 특징으로 하는 경질취성가공물에서 슬라이드를 분리하는 방법.
- 제 6항에 있어서, 교체진행방향을 가진 와이어는 축방향으로 운동되며, 진행방향의 교체는 가공물의 운동의 함수로서, 최소 1개롤의 운동의 함수로서, 또 절삭깊이의 함수로서 일어나는 것을 특징으로 하는 경질취성가공물에서 슬라이드를 분리하는 방법.
- 제 7항에 있어서, 최소 1개의 롤 및 가공물의 운동은 컴퓨터 프로그램에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 경질취성가공물에서 슬라이드를 분리하는 방법.
- 제 8항에 있어서, 와이어는 최소 1개의 롤의 도움으로 진동되게 여기되는 것을 특징으로 하는 경질취성가공물에서 슬라이드를 분리하는 방법.
- 제 9항에 있어서, 최소 1개의 롤의 온도는 가공물 온도의 함수로써 조정됨을 특징으로 하는 경질취성가공물에서 슬라이드를 분리하는 방법.
- 제 10항에 있어서, 최소 1개의 롤의 축방향 위치는 가공물의 위치의 함수로서 조정됨을 특징으로 하는 경질취성가공물에서 슬라이드를 분리하는 방법.
- 가공물과 측면을 접하고 있는 최소 2개의 롤로 구성한 롤시스템을 구비하며,와이어웹에 이동하고, 원상태로 다시 되돌아가는 경질취성물질에서 슬라이스를 분리하는 와이어웹를 가짐을 특징으로 하는 와이어톱.
- 제 12항에 있어서, 롤은 와이어웹 상부에 배치된 것을 특징으로 하는 와이어톱.
- 제 12항에 있어서, 롤은 와이어웹 하부에 배치됨을 특징으로 하는 와이어톱.
- 제 12항에 있어서, 롤은 와이어웹의 양측에 롤쌍으로 배치됨을 특징으로 하는 와이어톱.
- 제 12항에 있어서, 롤에 수용된 진동여기장치를 구비함을 특징으로 하는 와이어톱.
- 제 16항에 있어서, 롤에서 공간적으로 분리되게 위치하며, 그의 축을 통하여롤을 진동시키는 진동여기장치를 구비함을 특징으로 하는 와이어톱.
- 제 11항에 있어서, 롤의 온도 및 축방향 위치를 가공물의 온도 및 위치로서 조정하는 조정장치를 구비함을 특징으로 하는 와이어톱.
- 제 18항에 있어서, 와이어를 가이드하기 위해, 롤의 표면에 홈(groove)이 제공된 것을 특징으로 하는 와이어톱.
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