KR20140039503A

KR20140039503A - 잉곳 절단용 고정 지그

Info

Publication number: KR20140039503A
Application number: KR1020120105685A
Authority: KR
Inventors: 정은준; 이성진
Original assignee: 일진디스플레이(주)
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2014-04-02

Abstract

본 발명은 잉곳을 별도의 접착 수단 없이 고정시키되 결정 방위각 조정이 가능하도록 고정시킬 수 있는 잉곳 절단용 고정 지그를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 잉곳 절단용 고정 지그는, 잉곳의 하중을 지지하는 지지면을 형성하는 지지 몸체; 상기 잉곳의 제1 측을 지지할 수 있도록 상기 지지 몸체의 상기 한 면의 일측에 일체로 구비되는 제1 지지 블록; 및 상기 잉곳의 제2 측을 지지할 수 있도록 상기 제1 지지 블록과 이격되어 상기 지지 몸체의 상기 한면의 타측에 일체로 구비되는 제2 지지 블록을 포함한다.

Description

잉곳 절단용 고정 지그{Fixing jig for cutting ingot}

본 발명은 잉곳을 절단하기 위해 잉곳을 올려놓을 수 있도록 한 고정 지그에 관한 것이다.

일반적으로, 잉곳(ingot)은 용탕을 주형에 넣어 굳힌 것으로, 용탕의 종류에 따라 실리콘 잉곳(silicon ingot), 사파이어 잉곳(sapphire ingot) 등이 있다. 실리콘 잉곳은 실리콘을 정제해 단결정으로 만든 것으로, 이것을 얇게 잘라 거울처럼 연마한 것이 실리콘 웨이퍼이다. 사파이어 잉곳은 발광 다이오드(LED) 등을 제조하는 데 사용하는 기초 웨이퍼의 소재로, 결정 방위의 정도가 높고 정밀한 폴리싱으로 홈이나 자국이 없으므로 발광 다이오드용 질화물이나 화합물 반도체의 증착 기판의 소재로 사용된다.

또한, 잉곳 제조사는 이러한 잉곳을 원통형으로 만들어 가공 업체에 제공하며 가공 업체에서는 이 원통형의 잉곳을 웨이퍼 단위로 얇게 절단하여 사용하게 된다. 특히, 원통형 잉곳이 평평한 작업대에 정확하게 고정되도록, 잉곳 제조사에서는 원통형 잉곳의 외주면의 일부에 평평한 면을 가공한 후 가공 업체에 제공하게 된다. 이렇게, 평평한 면이 가공된 원통형 잉곳이 제공되면 가공 업체에서는 평평한 작업대에 그 평평한 면을 본딩한 후, 커터로 원통형 잉곳을 웨이퍼 단위로 절단하게 된다.

그러나, 잘려져 나온 기판(또는 웨이퍼)은 위 평평한 면으로 인해 완전한 원통형 기판에 비해 1.8%의 유효 면적이 감소된다. 따라서, 가공 업체에서는 평평한 면이 가공되지 않은 원통 그대로의 원통형 잉곳을 선호하고 있으며, 이에 따라 이 평평한 면이 가공되지 않은 원통형 잉곳을 정확하게 고정하기 위한 기술에 대한 개발을 지속하고 있다.

이 중, 원통형 잉곳(100)을 고정하는 기술로, 한국공개특허공보 제10-2005-0012938호에는, 도 1a에 도시된 바와 같이, 잉곳 이송부(140)의 저면에 잉곳(100)의 외주면을 접착시켜 고정하는 제1 기술과, 도 1b에 도시된 바와 같이, 잉곳 이송부(240)의 평면에 잉곳 회전부(250)를 설치하고 잉곳 회전부(250)에 잉곳(100)을 회전 가능하게 설치하는 제2 기술이 개시되어 있다.

또한, 원통형 잉곳(1)을 고정하는 기술로, 미국공개특허공보 제2001/0017130호에는, 도 2에 도시된 바와 같이, 작업대(19a)에 카본 블록(6)을 고정하고 카본 블록(6)의 오목면에 잉곳(1)의 외주면을 접착시켜 고정하는 제3 기술이 개시되어 있다.

하지만, 상술한 한국공개특허공보에 개시된 제1 기술과, 상술한 미국공개특허공보에 개시된 제3 기술은 모두가 접착 방식으로 원통형 잉곳(100)(1)을 고정하고 있어, 결정 방위를 보정할 수 없는 문제가 있다. 특히, 사파이어 잉곳은 그 결정 방위가 상시 바뀌므로 고정된 후에도 임의 조정(좌우 틸트 등)이 가능하여야 하지만 위 접착 방식의 경우 임의 조정이 불가능한 문제가 있다.

또한, 위 접착 방식의 경우, 절단 후 접착 부분이 제거될 때 기판(또는 웨이퍼)이 손상될 우려가 있다.

또한, 위 접착 방식의 경우, 잉곳(100)(1)의 전체가 접착되지 않을 경우, 특히 잉곳 절단 후 접착되지 않은 면에 해당하는 기판(또는 웨이퍼)는 드랍(drop)되는 문제가 있다.

또한, 상술한 미국공개특허공부에 개시된 제3 기술은 작업대(19a)와 잉곳(1) 사이에 카본 블록(6)이 별도로 추가되므로 그 구성이 번잡하다.

또한, 상술한 한국공개특허공보에 개시된 제2 기술은 와이어 커터(220)가 회전될 경우 잉곳 회전부(250)에 의해 잉곳(100)도 같이 회전되어 버리는 문제가 있다. 즉, 잉곳 회전부(250)에 의해 잉곳(100)에 마찰 저항이 없게 되므로 와이어 커터(220)가 접촉될 경우 절단은 일어나지 않고 같이 회전되어 버리는 문제가 있다.

본 발명의 기술적 과제는, 잉곳을 별도의 접착 수단 없이 고정시키되 결정 방위각 조정이 가능하도록 고정시킬 수 있는 잉곳 절단용 고정 지그를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 기술적 과제는, 잉곳이 절단된 후에도 드랍되는 것을 미연에 막을 수 있는 잉곳 절단용 고정 지그를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 잉곳 절단용 고정 지그는, 잉곳의 하중을 지지하는 지지면을 형성하는 지지 몸체; 상기 잉곳의 제1 측을 지지할 수 있도록 상기 지지 몸체의 상기 한 면의 일측에 일체로 구비되는 제1 지지 블록; 및 상기 잉곳의 제2 측을 지지할 수 있도록 상기 제1 지지 블록과 이격되어 상기 지지 몸체의 상기 한 면의 타측에 일체로 구비되는 제2 지지 블록을 포함한다.

또한, 상기 지지 몸체, 상기 제1 지지 블록, 및 상기 제2 지지 블록은 유리 재질로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 지지 블록은 동일한 높이를 가질 수 있다.

또한, 상기 지지 몸체, 상기 제1 지지 블록, 및 상기 제2 지지 블록에 의해 사각 형상의 고정 홈이 형성될 수 있다.

또한, 상기 잉곳의 상기 제1 측은 상기 제1 지지 블록의 상단 내측 모서리에 그 길이 방향으로 길게 선 접촉될 수 있고, 상기 잉곳의 상기 제2 측은 상기 제2 지지 블록의 상단 내측 모서리에 그 길이 방향으로 길게 선 접촉될 수 있으며, 그리고 상기 지지 몸체의 상기 지지면 중 상기 제1 및 제2 지지 블록 사이의 중심에는 상기 잉곳의 제3 측이 그 길이 방향으로 길게 접촉될 수 있다.

또한, 상기 고정 홈의 깊이는 상기 잉곳의 반지름을 10으로 나눈 값으로 설정될 수 있다.

또한, 상기 제1 지지 블록의 상단 내측 모서리와 상기 제2 지지 블록의 상단 내측 모서리 사이의 거리는 상기 잉곳 중 상기 모서리의 높이에 위치되는 부분의 너비와 5%의 공차를 두어 설정될 수 있다.

또한, 상기 잉곳이 상기 지지 몸체의 지지면 내에 위치되도록, 상기 지지 몸체의 길이는 상기 잉곳의 길이보다 길게 설정될 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 지지 블록의 길이는 상기 지지 몸체의 길이와 동일하게 설정될 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 잉곳 절단용 고정 지그는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 의하면, 3 군데서의 접촉을 유도하는 고정 지그가 제공되므로, 잉곳을 별도의 접착 수단 없이 고정시킬 수 있으며, 접착 수단이 없으므로 결정 방위각을 조정할 수 있다. 나아가, 별도의 접착 수단이 없으므로 접착 부분으로 인한 웨이퍼에 손상을 미연에 막을 수 있다.

또한, 고정 지그가 일체로 형성되므로 그 구성을 단순화하여 그 사용이 용이할 수 있다.

또한, 잉곳이 지지 몸체의 지지면 내에 위치되므로 잉곳이 절단된 후에도 드랍되는 것을 미연에 막을 수 있다.

도 1a는 기존의 잉곳을 고정 기술의 제1 형태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 1b는 기존의 잉곳 고정 기술의 제2 형태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 기존의 잉곳 고정 기술의 제3 형태를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 잉곳 절단용 고정 지그를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 4는 도 3의 잉곳 절단용 고정 지그에 잉곳이 올려져 고정된 상태를 나타낸 개략적 사시도이다.
도 5는 도 4의 개략적 정면도이다.
도 6은 도 4의 개략적 측면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 다른 잉곳 절단용 고정 지그를 나타낸 사시도이다.

도 4는 도 3의 잉곳 절단용 고정 지그에 잉곳이 올려져 고정된 상태를 나타낸 사시도이고, 도 5는 도 4의 정면도이며, 그리고 도 6은 도 4의 측면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳 절단용 고정 지그(300)는, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 지지 몸체(310)와, 제1 지지 블록(320)과, 제2 지지 블록(330)을 포함한다.

지지 몸체(310)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 기다란 형상을 가지며 잉곳(A)의 하중을 직접 지지한다. 잉곳(A)이 실리콘 잉곳 또는 사파이어 잉곳 등 웨이퍼를 만들기 위한 잉곳일 경우, 지지 몸체(310)는 비용이 저렴하면서 잉곳과의 재질 간 차이를 줄일 수 있는 유리 재질로 이루어질 수 있다. 특히, 잉곳(A)이 지지 몸체(310)의 지지면 내에 위치되도록, 도 6에 도시된 바와 같이, 지지 몸체(310)의 길이(L1)는 잉곳(A)의 길이(L2)보다 길게 설정될 수 있다. 여기서, 잉곳(A)을 지지 몸체(310)의 지지면 내에 위치시키는 이유는 잉곳(A)이 웨이퍼 단위로 절단되더라도 지지 몸체(310)에 그대로 있도록 하여 절단된 기판(또는 웨이퍼)(미도시)가 지지 몸체(310)로부터 드랍(drop)되는 것을 미연에 막기 위함이다.

제1 지지 블록(320)은 지지 몸체(310)의 한 면의 일측에 구비되어 잉곳(A)의 제1 측(도 5의 A1)[잉곳(A)의 외주면 중 도 5를 기준으로 좌측의 일 부위]을 직접 지지한다. 특히, 제1 지지 블록(320)은 지지 몸체(310)와 일체로 구비되며, 그리고 지지 몸체(310)의 재질이 유리일 경우 이와 동일하게 유리 재질로 이루어진다. 나아가, 잉곳(A)의 제1 측(A1)을 전체적으로 지지하기 위해, 제1 지지 블록(320)의 길이는 지지 몸체(310)의 길이와 동일하게 설정될 수 있다.

제2 지지 블록(330)은 제1 지지 블록(320)과 이격되어 지지 몸체(310)의 한 면의 타측에 구비되어 잉곳(A)의 제2 측(A2)[잉곳(A)의 외주면 중 도 5를 기준으로 우측의 일 부위]을 직접 지지한다. 특히, 제2 지지 블록(330)은 지지 몸체(310)와 일체로 구비되며, 그리고 지지 몸체(310)의 재질이 유리일 경우 이와 동일하게 유리 재질로 이루어진다. 나아가, 잉곳(A)의 제2 측(A2)을 전체적으로 지지하기 위해, 제2 지지 블록(330)의 길이는 지지 몸체(310)의 길이와 동일하게 설정될 수 있다.

이와 더불어, 잉곳(A)의 제1 및 제2 측(A1)(A2)을 동일한 높이에서 지지하기 위해, 제1 및 제2 지지 블록(320)(230)은 동일한 높이(H)를 가질 수 있다. 따라서, 잉곳(A)의 제1 및 제2 측(A1)(A2)에 미치는 커터(미도시)의 힘을 균형 있게 지지할 수 있다.

이와 더불어, 서로 일체로 이루어진 지지 몸체(310), 제1 지지 블록(320), 및 제2 지지 블록(330)에 의해 사각 형상의 고정 홈(300a)이 형성될 수 있으며, 잉곳(A)은 고정 홈(300a)에 위치되며 제1 및 제2 지지 블록(320)(330)에 의해 그 위치가 고정될 수 있다.

구체적으로, 고정 홈(300a)이 잉곳(A)의 길이 방향으로 길게 형성될 경우, 잉곳(A)의 제1 측(A1)은 제1 지지 블록(320)의 상단 내측 모서리(321)에 그 길이 방향으로 길게 선 접촉될 수 있고, 잉곳(A)의 상기 제2 측(A2)은 제2 지지 블록(330)의 상단 내측 모서리(331)에 그 길이 방향으로 길게 선 접촉될 수 있으며, 그리고 고정 홈(300a)의 바닥 중심(311)에는 잉곳(A)의 제3 측(A3)[잉곳(A)의 외주면 중 지지 몸체(310)에 접촉되는 부위]이 그 길이 방향으로 길게 접촉될 수 있다. 따라서, 잉곳(A)은 지지 몸체(310)에 제3 측(A3)이 접촉되어 그 하중이 지지된 상태에서, 제1 지지 블록(320)의 상단 좌측 모서리(321)와 제2 지지 블록(330)의 상단 우측 모서리(331)에 의해 제1 및 제2 측(A1)(A2)의 좌우 이동이 차단되는 방식으로, 고정된다. 또한, 그 길이 방향으로 길게 접촉되므로, 도 4를 기준으로 위에서 지지 몸체(310)의 평면을 보았을 때 잉곳(A)이 시계 방향 및 반시계 방향으로 틸트(tilt)되는 현상을 미연에 막을 수 있다.

이와 더불어, 커터(미도시)에 의해 잉곳(A)이 절단 될 경우 제1 및 제2 지지 블록(320)(330)과의 간섭이 최소화되도록 하기 위해, 고정 홈(300a)의 깊이는 잉곳(A)의 반지름을 "10"으로 나눈 값으로 설정될 수 있다. 또한, 잉곳(A)이 고정 홈(300a)에 위치되거나 빠지는 과정에서 잉곳(A)의 외주면에 스크래치 등을 막기 위해, 제1 지지 블록(320)의 상단 좌측 모서리(321)와 제2 지지 블록(330)의 상단 우측 모서리(331) 사이의 거리(W1)는 잉곳(A) 중 상기 상단 좌측 및 우측 모서리(321)(331)의 높이에 위치되는 부분의 너비(W2)와 대략 5%의 공차를 두어 설정될 수 있다.

이상에서와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 잉곳 절단용 고정 지그(300)는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의하면, 3 군데서[제1 지지 블록(320)의 상단 내측 모서리(321), 제2 지지 블록(330)의 상단 내측 모서리(331), 및 지지 몸체(310)의 지지면 중심]의 접촉을 유도하는 고정 지그(300)가 제공되므로, 잉곳(A)을 별도의 접착 수단 없이 고정시킬 수 있으며, 접착 수단이 없으므로 결정 방위각을 조정할 수 있다. 나아가, 별도의 접착 수단이 없으므로 접착 부분으로 인한 웨이퍼(또는 기판)에 손상을 미연에 막을 수 있다.

또한, 고정 지그(300)가 일체로 형성되므로 그 구성을 단순화하여 그 사용이 용이할 수 있다.

또한, 잉곳(A)이 지지 몸체(310)의 지지면 내에 위치되므로 잉곳(A)이 절단된 후에도 드랍(drop)되는 것을 미연에 막을 수 있다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

A: 잉곳 A1: 제1 측
A2: 제2 측 A3: 제3 측
300: 고정 지그 330a: 고정 홈
310: 지지 몸체 311: 바닥 중심
320: 제1 지지 블록 321: 상단 좌측 모서리
330: 제2 지지 블록 331: 상단 우측 모서리

Claims

잉곳을 지지하는 지지면을 형성하는 지지 몸체;
상기 잉곳의 제1 측을 지지할 수 있도록 상기 지지 몸체의 상기 한 면의 일측에 일체로 구비되는 제1 지지 블록; 및
상기 잉곳의 제2 측을 지지할 수 있도록 상기 제1 지지 블록과 이격되어 상기 지지 몸체의 상기 한 면의 타측에 일체로 구비되는 제2 지지 블록
을 포함하는 잉곳 절단용 고정 지그.
제1항에서,
상기 지지 몸체, 상기 제1 지지 블록, 및 상기 제2 지지 블록은 유리 재질로 이루어지는 잉곳 절단용 고정 지그.
제1항에서,
상기 제1 및 제2 지지 블록은 동일한 높이를 갖는 잉곳 절단용 고정 지그.
제3항에서,
상기 지지 몸체, 상기 제1 지지 블록, 및 상기 제2 지지 블록에 의해 사각 형상의 고정 홈이 형성되는 잉곳 절단용 고정 지그.
제4항에서,
상기 잉곳의 상기 제1 측은 상기 제1 지지 블록의 상단 내측 모서리에 그 길이 방향으로 길게 선 접촉되고,
상기 잉곳의 상기 제2 측은 상기 제2 지지 블록의 상단 내측 모서리에 그 길이 방향으로 길게 선 접촉되며, 그리고
상기 지지 몸체의 상기 지지면 중 상기 제1 및 제2 지지 블록 사이의 중심에는 상기 잉곳의 제3 측이 그 길이 방향으로 길게 접촉되는 잉곳 절단용 고정 지그.
제5항에서,
상기 고정 홈의 깊이는 상기 잉곳의 반지름을 "10"으로 나눈 값으로 설정되는 잉곳 절단용 고정 지그.
제6항에서,
상기 제1 지지 블록의 상기 상단 내측 모서리와 상기 제2 지지 블록의 상기 상단 내측 모서리 사이의 거리는, 상기 잉곳 중 상기 모서리의 높이에 위치되는 부분의 너비와 5%의 공차를 두어 설정되는 잉곳 절단용 고정 지그.
제1항에서,
상기 잉곳이 상기 지지 몸체의 상기 지지면 내에 위치되도록, 상기 지지 몸체의 길이는 상기 잉곳의 길이보다 길게 설정되는 잉곳 절단용 고정 지그.
제8항에서,
상기 제1 및 제2 지지 블록의 길이는 상기 지지 몸체의 길이와 동일하게 설정되는 잉곳 절단용 고정 지그.