KR20150091941A - 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어 - Google Patents

Abstract

본 발명은 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어에 관한 것이다. 이러한 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어는, 연속적인 크림프가 형성된 소우용 와이어에 있어서, 제1 영역과 상기 제1 영역으로부터 굽어져 연장되는 제2 영역을 포함하는 단위크림프가 연속적으로 형성되어 지그재그 형태를 이루며, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 만나서 이루는 모서리에 접하는 가상원을 고려할 때, 상기 가상원의 반지름인 곡률반지름이 상기 와이어의 직경의 5배 내지 20배가 되도록, 상기 제2 영역이 상기 제1 영역으로부터 굽어진 것을 특징으로 한다.

Description

슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어{A structure saw wire maintaining crimp property under high slicing tension}

본 발명은 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어에 관한 것으로, 소우 와이어에 피절삭체를 절단하기 위한 슬라이싱 텐션(slicing tension)이 가해져도 크림프의 변형이 적어 크림프의 특성이 유지되어 절삭 능력을 향상시키고, 소우 와이어의 양단부에서의 피절삭체의 절단면의 질적 저하를 방지하여, 웨이퍼와 같은 최종 생산물의 생산성을 향상시키고 불량률을 감소시킬 수 있도록 한 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어에 관한 것이다.

소우 머신에 이용되는 소우 와이어는, 일반적으로는 탄화규소가루, 다이아몬드 가루등의 연마용 입자와 오일 등이 혼합된 절삭재와 함께 피절단체에 적절한 압력으로 접촉하면서 주행하여 상기 피절단체를 절단한다.

소우 와이어를 이용해 경질 재료, 예를 들면 실리콘 블록을 절단하는 방법은 다음과 같다. 복수의 홈을 갖는 복수의 롤러에 와이어를 감고, 상기 와이어의 열을 주행시키면서 피절단체인 실리콘 블록을 일정한 힘으로 누른다. 이때 와이어의 열과 피절단체 사이에 절삭재를 흘려서 연마용 입자의 절삭 작용에 의해 실리콘 블록을 웨이퍼로 절단하게 된다. 절단 공정의 효율과 절단된 웨이퍼의 두께 품질은 절단되는 경질재 블록의 특성 및 소우 와이어의 속도와 같은 많은 인자에 따라 좌우된다. 그 중에서 소우 와이어가 절삭제를 얼마나 많이 동반할 수 있는가 하는 것이 중요한 인자이다.

실리콘 블록을 절단하는데 사용되는 와이어의 각 열은 롤러에 통상 1000~3000회 정도 감겨있다. 이러한 와이어는 경질 재료를 절단하기 위해 설치된 롤러의 홈을 따라 이동하게 되는데, 경질 재료를 절단하는 동안 연마재는 경질 재료뿐만 아니라, 소우 와이어도 함께 마모시켜 와이어의 굵기가 가늘어지는 문제가 있다. 또한 절단 초기에는 표면에 존재하는 연질의 도금층에 의해 연마재를 많이 동반할 수 있었으나, 경질재료의 절단과 함께 도금층이 제거되어 소지층이 노출되면서 연마재를 동반하는 능력이 저하된다.

따라서, 소우 와이어의 사용 중 절삭재를 동반 능력을 향상시킬 필요가 있다. 국제출원 WO 90/12670호에는 절삭재가 소우 와이어에 잘 동반되도록 한 소우 와이어가 개시되어 있다. 이것은 소우 와이어의 외면을 변경함으로써 달성될 수 있다. 그 하나의 실시예에 따르면, 마이크로 캐비티(micro-cavity)가 소우 와이어의 표면에 배치된다. 또 다른 실시예에 따르면, 소우 와이어는 원주방향으로 다수 개의 홈을 갖도록 한다. 비록 이러한 해결책은 절삭재의 동반성을 향상시킬 수 있지만, 와이어의 외면을 변경하는 것은 일반적으로 많은 시간과 비용이 소요되는 단점이 있다.

국제출원 WO 90/12670호

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 특히 소우 와이어에 피절삭체를 절단하기 위한 슬라이싱 텐션(slicing tension)이 가해져도 크림프의 변형이 적어 크림프의 특성이 유지되어 절삭재의 동반성 및 절삭 능력을 향상시키고, 소우 와이어의 양단부에서의 피절삭체의 절단면의 질적 저하를 방지하여, 웨이퍼와 같은 최종 생산물의 생산성을 향상시키고 불량률을 감소시킬 수 있도록 한 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어는, 연속적인 크림프가 형성된 소우용 와이어에 있어서, 제1 영역과 상기 제1 영역으로부터 굽어져 연장되는 제2 영역을 포함하는 단위크림프가 연속적으로 형성되어 지그재그 형태를 이루며, 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 만나서 이루는 모서리에 접하는 가상원을 고려할 때, 상기 가상원의 반지름인 곡률반지름이 상기 와이어의 직경의 5배 내지 20배가 되도록, 상기 제2 영역이 상기 제1 영역으로부터 굽어진 것을 특징으로 한다.

또한, 연속적으로 배치되는 상기 단위크림프는 상기 와이어의 길이방향으로 진행시 일방향으로 회전하도록 형성된 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어는, 소우 와이어에 피절삭체를 절단하기 위한 슬라이싱 텐션(slicing tension)이 가해져도 크림프의 변형이 적어 크림프의 특성이 유지된다. 따라서 크림프에 의한 절삭재의 공급양이 증대되어 피절삭체를 절삭하는 절삭 능력을 향상된다.

또한, 소우 와이어에 슬라이싱 텐션이 가해지더라도, 크림프의 특성이 유지되므로 특히 소우 와이어의 양단부에서의 피절삭체의 절단면의 질적 저하가 방지된다. 따라서, 웨이퍼와 같은 최종 생산물의 생산성을 향상시키고 불량률을 감소시킬 수 있도록 한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어의 측면도,
도2는 도1의 요부를 발췌한 단면도,
도3은 소우 와이어의 양단에 슬라이싱 텐션이 가해진 상태에서의 측면도,
도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어의 사시도를 개념적으로 도시한 도면이다.

본 발명은 와이어 소우 머신에 사용되는 소우 와이어에 관한 것으로, 반도체, 세라믹, 초경합금 등의 경질 재료의 절단 및 슬라이스용으로 이용된다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어의 측면도이고, 도2는 도1의 요부를 발췌한 단면도이며, 도3은 소우 와이어의 양단에 슬라이싱 텐션이 가해진 상태에서의 측면도이다.

먼저 도1 및 도2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어(100)는, 단위크림프(10)가 연속적으로 형성되는 소우 와이어에 있어서, 소우 와이어(100)의 양단부에 피절삭체를 절단하기 위한 슬라이싱 텐션((slicing tension)이 가해지는 경우, 상기 단위크림프(10)가 크림프로서의 특성이 유지되도록 한 것을 특징으로 한다.

구체적으로, 제1 영역(11)과 상기 제1 영역(11)으로부터 굽어져 연장되는 제2 영역(12)을 포함하는 단위크림프(10)가 연속적으로 형성되어 지그재그 형태를 이루도록 형성되고, 상기 제1 영역(11)과 상기 제2 영역(12)이 만나서 이루는 모서리에 접하는 가상원(C)을 고려할 때, 상기 가상원(C)의 반지름인 곡률반지름(R)이 상기 와이어의 직경(d)의 5배 내지 20배가 되도록, 상기 제2 영역(12)이 상기 제1 영역(11)으로부터 굽어진다.

구체적으로, 상기 단위크림프(10)는 제1 영역(11)과 제2 영역(12)을 포함한다. 상기 제1 영역(11)과 제2 영역(12)이 만나는 모서리의 형태는 날카롭게 형성된다. 물론, 상기 모서리 부분은 실질적으로 다소 라운드진 형태가 되나, 전체적으로 날카롭게 형성된다.

본 실시예에서 소우 와이어(100)에 연속적인 단위크림프(10)가 형성된다고 함은, 상기 소우 와이어(100) 자체가 지그재그 형태를 취하도록 가공된 것을 의미한다.

도2에 도시된 바와 같이, 상기 제1 영역(11)과 상기 제2 영역(12)이 만나서 이루는 모서리에 접하는 가상원(C)의 곡률반지름(R)은 상기 소우 와이어(100)의 직경(d)의 5배 내지 20배가 되도록 형성된다. 상기 곡률반지름(R)은 상기 가상원(C)의 반지름을 의미한다.

도1은 단위크림프(10)가 연속적으로 형성된 소우 와이어(100)에 슬라이싱 텐션이 가해기지 전의 상태(Free tnesion)를 도시한 것이고, 도3은 도1의 소우 와이어(100)에 슬라이싱 텐션이 가해진 상태를 도시한 것이다.

도3에 도시된 바와 같이, 소우 와이어(100)의 양단부를 잡아당기는 슬라이싱 텐션이 가해지면 상기 소우 와이어(100)는 단위크림프(10)가 펴지는 방향으로 장력을 받는다.

따라서, 모서리의 높이는 낮아져 전체적으로 소우 와이어(100)가 펴지게 된다. 본 발명은 상기 곡률반지름(R)이 상기 와이어의 직경(d)의 5배 내지 20배가 되도록형성되므로, 슬라이싱 텐션이 가해진 상태에서도 단위크림프(10)의 형태가 유지된다.

상기 곡률반지름(R)이 와이어의 직경(d)의 5배 미만으로 형성되는 경우, 상기 제2 영역(12)이 상기 제1 영역(11)으로부터 굽어져 연장될 때 과도하게 꺾여서 제조되는 것을 의미하는 것으로, 소우 와이어(100)의 제조시 단선이 발생되거나 슬라이싱 텐션이 가해질 때 과도하게 꺾여진 상태가 펴지면서 단선이 발생되는 문제가 있다.

한편, 곡률반지름(R)이 와이어의 직경(d)의 20배를 초과하여 형성되는 경우, 상기 제2 영역(12)이 상기 제1 영역(11)으로부터 굽어져 연장될 때 완만하게 꺾여서 제조되는 것을 의미하는 것으로, 슬라이싱 텐션이 가해지지 않는 상태에서는 단위크림프(10)의 형상이 유지되지만 슬라이싱 텐션이 가해지는 경우 소우 와이어(100)가 펴지면서 단위크림프(10)가 전체적으로 완만하게 펴져서 크림프로서의 효과가 감소된다. 이러한 경우, 소우 와이어(100)의 마모율이 현저히 증가하여 소우 와이어(100)에 의한 절단 효율이 떨어지고, 소우 와이어(100)의 수명이 단축되는 단점이 있다. 뿐만 아니라, 슬라이싱 텐션이 가해질 때, 소우 와이어(100)의 양단부는 특히 더 큰 장력을 받게 되어 소우 와이어(100)가 양단부 측에서 더 평탄하게 펴지는 결과를 초래하여 소우 와이어(100)의 양단부에서 절단되는 피절단체 부분은 표면 특성이 현저히 저하되게 된다.

이처럼, 본 발명 실시예에 따르면, 슬라이싱 텐션이 가해진 상태에서도 단위크림프(10)의 형상 변형을 최소화하여 단위크림프(10)의 특성을 유지한다. 일반적으로 소우 와이어(100)는 피절단체에 대하여 상대적으로 이동하면서 피절단체를 가압하여 절단한다. 이때, 와이어와 피절단체 사이에 절삭재를 흘려서 피절단체, 예컨대 실리콘 블록을 웨이퍼로 절단하게 된다. 상기 절삭재는 일반적으로 탄화규소가루, 다이아몬드 가루 등의 연마용 입자와 오일 등이 혼합되어 사용된다.

상기 단위크림프(10)는 제1 영역(11)과 제2 영역(12)이 굽어져 형성하는 그루브 부위에 절삭재가 수용되는 효과를 제공하여 소우 와이어(100)가 피절단체를 가압할 때 절삭재가 피절단체에 효과적으로 접촉하도록 하여 절삭 능력을 향상시킨다. 본 발명 실시예에 따르면, 슬라이싱 텐션이 가해지는 상태에서도 상기 단위크림프(10)의 형상이 유지되어 위와 같은 단위크림프(10)의 작용을 온전히 수행할 수 있다.

또한, 슬라이싱 텐션이 가해지더라도 소우 와이어(100)의 양단부에서 단위크림프(10)의 변형을 최소화하므로, 소우 와이어(100)의 양단부에 의해 절단되는 피절단체의 표면질적 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 슬라이싱 텐션이 가해진 상태에서 단위크림프(10)의 변형이 최소화되어 소우 와이어(100)가 펴지는 것을 방지하므로, 소우 와이어(100)의 마모를 줄여 절삭 능력을 향상시키고, 소우 와이어(100)의 수명을 연장하는 효과를 제공한다.

이와 같은 작용 및 효과에 의해, 피절단체를 절단한 후 최종적으로 생산되는 최종 생산물, 예컨대 웨이퍼의 생산성을 증가시키고, 소우 마크(saw mark) 등과 같은 웨이퍼의 불량을 감소시키는 효과를 제공한다.

한편, 도4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어(100)의 사시도를 개념적으로 도시한다. 도4에 있어서, 도1과 동일한 구성에 대하여는 동일한 참조번호를 부여한다.

도4에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 소우 와이어(100)는, 연속적으로 배치되는 상기 단위크림프(10)가 상기 소우 와이어(100)의 길이 방향으로 진행시 일방향으로 회전하도록 형성된다.

도4의 Z축의 끝에서 원점을 향하여 상기 소우 와이어(100)를 바라보았을 때, 상기 단위크림프(10)는 원점에서 상기 Z축의 끝을 향하는 길이 방향으로 진행시 반시계 방향으로 회전한다. 구체적으로, 최초 원점에 존재하는 단위크림프(10)는 X-Z 평면 상에 형성되고, 상기 단위크림프(10)에 이어서 두 번째로 연속하여 형성된 단위크림프(10)는 Y-Z 평면 상에 형성된다. 두 번째 형성된 단위크림프(10)는 최초 단위크림프(10)보다 90도 만큼 반시계 방향으로 회전된 상태이다.

이어서, 세 번째 단위크림프(10)는 다시 X-Z 평면 상에 형성된다. 세 번째 형성된 단위크림프(10)는 두 번째의 단위크림프(10)보다 90도 만큼 반시계 방향으로 더 회전된 상태이다. 그리고, 네 번째 단위크림프(10)는 Y-Z 평면 상에 형성된다. 네 번째 형성된 단위크림프(10)는 세 번째 단위크림프(10)보다 90도 만큼 반시계 방향으로 더 회전된 상태이다.

본 실시예에 있어서, 상기 단위크림프(10)가 회전되는 형태로 형성하기 위해서, 도1과 같은 상태의 소우 와이어(100)를 형성하고, 도1에 따른 소우 와이어(100)를 일방향으로 비틀어 회전시켜서 결과적으로 상기 단위크림프(10)가 회전되는 형태로 구현될 수 있다.

물론, 도4는 단위크림프(10)가 일방향으로 회전하는 것을 파악하기 쉽게 하기 위해서, 도면을 간략히 하여 도시한 것이다. 즉, 도4에 따르면, 단위크림프(10)는 X-Z 평면과, Y-Z 평면에 교대로 배치하도록 도시하고 있으나, 단위크림프(10)가 형성되는 평면은 이에 한정되지 않는다.

도1의 소우 와이어(100)를 일방향으로 비틀어서 회전시킴으로써, 상기 단위크림프(10)가 함께 회전되어 구현되는 경우, 실질적으로 상기 단위크림프(10)는 소우 와이어(100)의 길이방향으로 진행시 나선형으로 형성된다. 즉, 제1 영역(11)과 제2 영역(12)이 만나는 꼭지점의 궤적은 나선형을 이룬다.

이와 같이, 본 실시예에 따르면, 도1의 실시예에서 제공하는 효과를 그대로 제공하는 것과 더불어, 도1의 실시예에 비하여 절삭재의 공급 능력과 배출 능력이 향상되고, 소우 와이어(100) 자체의 편마모 현상을 줄이는 효과를 제공한다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예들을 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위를 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10... 단위크림프 11.. 제1 영역
12... 제2 영역 100... 소우 와이어
R... 곡률반지름 C... 가상원
d... 직경

Claims (2)

1. 연속적인 크림프가 형성된 소우용 와이어에 있어서,
   제1 영역(11)과 상기 제1 영역(11)으로부터 굽어져 연장되는 제2 영역(12)을 포함하는 단위크림프(10)가 연속적으로 형성되어 지그재그 형태를 이루며,
   상기 제1 영역(11)과 상기 제2 영역(12)이 만나서 이루는 모서리에 접하는 가상원(C)을 고려할 때, 상기 가상원(C)의 반지름인 곡률반지름(R)이 상기 와이어의 직경(d)의 5배 내지 20배가 되도록, 상기 제2 영역(12)이 상기 제1 영역(11)으로부터 굽어진 것을 특징으로 하는 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어.
2. 제1항에 있어서,
   연속적으로 배치되는 상기 단위크림프(10)는 상기 와이어의 길이방향으로 진행시 일방향으로 회전하도록 형성된 것을 특징으로 하는 슬라이싱 텐션 하에서 크림프의 특성이 유지되는 구조화된 소우 와이어.

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