KR20160086592A

KR20160086592A - 웨이퍼 슬라이싱 장치

Info

Publication number: KR20160086592A
Application number: KR1020150004113A
Authority: KR
Inventors: 서인석
Original assignee: 주식회사 엘지실트론
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2015-01-12
Publication date: 2016-07-20

Abstract

실시예는 서로 마주보는 면에 대응하는 크기로 관통되는 복수 개의 홀이 형성되는 프레임; 상기 홀에 대응하여 구비되고, 상기 홀에 삽입되며, 내부에 수용공간이 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 내부에 삽입되는 샤프트와, 상기 샤프트의 외주연에 억지끼움되며, 상기 샤프트를 회전시키는 복수 개의 베어링이 구비되는 스핀들; 상기 스핀들 내부에 원형으로 형성되는 관통공; 및 상기 관통공에 삽입되는 가이드부를 포함하는 웨이퍼 슬라이싱 장치를 제공한다.

Description

웨이퍼 슬라이싱 장치 {Wafer Slicing Apparatus}

실시예는 웨이퍼 슬라이싱 장치에 관한 것으로서, 스핀들의 샤프트 또는 베어링 교체 작업 후 가이드부를 이용하여 스핀들을 결합시키는 웨이퍼 슬라이싱 장치에 관한 것이다.

일반적으로 실리콘 웨이퍼를 제조하는 일련의 공정들 중에서, 성장 공정에 의해 소정 길이로 성장된 잉곳은 슬라이싱 공정에 의해 다수의 단결정 웨이퍼로 절단된다.

이러한 슬라이싱 공정은 다양한 형태가 있는데, 그 중 대표적인 것을 박판의 외주 부분에 다이아몬드 입자를 고착시켜 단결정 잉곳을 절단하는 ODS(Out Diameter Saw) 방식, 도넛형의 박판의 내주에 다이아몬드 입자를 고착시켜 단결정 잉곳을 절단하는 IDS(Inner Diameter Saw) 방식, 및 피아노 선 또는 고장력 와이어를 빠른 속도로 주행시키면서 그 와이어에 슬러리 용액을 분사하면서 와이어에 묻은 슬러리와 단결정 잉곳의 마찰에 의해 잉곳을 절단하는 와이어 쏘(Wire Saw : WS) 방식 등이 있다. 이 중에서, 여러 개의 단결정 웨이퍼를 동시에 제조할 수 있으므로 단위 시간당 생산 수율이 높은 와이어 쏘(Wire Saw : WS) 방식이 널리 이용되고 있다.

이에 따라, 와이어를 수용하는 롤러가 구비되는데, 롤러는 스핀들에 의해 회전하여 와이어를 선택된 속도로 주행시킬 수 있다.

따라서, 스핀들 내부에 베어링의 마모 또는 구동 불량에 따라 고장이 발생하며, 고장이 발생한 스핀들을 유압 작키를 이용하여 잉곳 절단 장치와 분리하고, 새로운 스핀들을 장착할 시, 해머 등으로 외부로부터 충격을 주어 스핀들을 장착하게 되는데, 이때, 편심에 따라 작업 부하가 발생하고, 스핀들의 충격을 주기 때문에 스핀들의 마모가 빠르게 진행된다는 문제점이 끊임없이 제기되고 있다.

등록특허 제10-1014299호 (2011. 02. 07.)

실시예는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로, 스핀들의 마모 또는 구동 불량으로부터 발생되는 고장에 따라 스핀들을 분리한 후 가이드부를 이용하여 스핀들의 중심 축에 압력을 주어 스핀들을 결합할 수 있는 웨이퍼 슬라이싱 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 실시예는 서로 마주보는 면에 대응하는 크기로 관통되는 복수 개의 홀이 형성되는 프레임; 상기 홀에 대응하여 구비되고, 상기 홀에 삽입되며, 내부에 수용공간이 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 내부에 삽입되는 샤프트와, 상기 샤프트의 외주연에 억지끼움되며, 상기 샤프트를 회전시키는 복수 개의 베어링이 구비되는 스핀들; 상기 스핀들 내부에 원형으로 형성되는 관통공; 및 상기 관통공에 삽입되는 가이드부를 포함하는 웨이퍼 슬라이싱 장치를 제공한다.

실시예에서, 상기 스핀들은 상기 홀에 삽입되며, 상기 홀과 마주보는 면에 형성되는 복수 개의 상기 홀에 제2 스핀들을 포함할 수 있다.

그리고, 상기 가이드부는 일측과 타측에는 나사선이 형성되고, 상기 일측에 구비되는 제1 너트와 상기 타측에 구비되는 제2 너트를 더 포함하며, 상기 나사선에 상기 제1 너트와 제2 너트가 스크류 체결될 수 있다.

또한, 상기 가이드부는 상기 스핀들과 상기 제2 스핀들에 형성되는 상기 관통공에 삽입되며, 상기 스핀들과 상기 제2 스핀들을 수평으로 정렬시킬 수 있다.

아울러, 상기 가이드부는 상기 제1 너트와 제2 너트의 스크류에 의해 상기 스핀들의 중심 축에 압력을 가하여 상기 홀에 삽입될 수 있다.

상술한 바와 같은 실시예에 의하면, 웨이퍼 슬라이싱 장치에 스핀들을 장착할 시, 가이드부를 이용하여 스핀들을 조립할 수 있으므로 편심에 따른 작업 부하가 발생하지 않고, 스핀들의 안정성을 보장할 수 있으며 스핀들의 결합 시간을 단축시키는 효과가있다.

도 1은 실시예에 따른 웨이퍼 슬라이싱 장치를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 슬라이싱 장치의 단면을 나타낸 단면도이다.

이하, 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 실시예에 따른 웨이퍼 슬라이싱 장치를 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 웨이퍼 슬라이싱 장치의 단면을 나타낸 단면도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 웨이퍼 슬라이싱 장치(100)는 프레임(110), 홀(120), 스핀들(200), 몸체(210), 베어링(220), 샤트프(230), 가이드부(300), 제1 너트(310), 제2 너트(320)를 포함한다.

실시예에서, 프레임(110)은 한쌍의 판 형상으로 형성되어 상호 일정 거리 이격되어 마주보고 배치된다. 그리고, 지지 프레임(110)은 상부의 양측 및 하부의 중앙에 각각 상기 홀(120)이 형성된다.

여기서, 홀(120)은 몸체(210)가 삽입하여 체결되며, 몸체(210)는 너트 등에 의해 지지프레임(110)에 고정 결합된다. 그리고, 몸체(210)는 원통 형상으로 구비되며, 중공형으로 형성되고, 몸체(210) 내 측에는 베어링(220)이 삽입된다. 또한, 베어링(220)의 내측으로 샤프트(230)가 회전이 가능하도록 억지끼움되어 결합된다.

한편, 샤프트(230)를 회전시키기 위한 모터(미도시)가 마련될 수 있으며 모터(미도시)는 지지프레임(110)의 일측에 설치될 수 있고, 벨트 등에 의하여 회전력을 샤프트(230)에 전달하게 된다.

이에 따라, 샤프트(230)는 롤러(미도시)가 결합되어, 샤프트(230)가 회전함에 따라 함께 회전된다. 또한, 샤프트(230)는 상부의 양측에 2개가 설치되고, 하부 중앙에 1개가 설치되어 3축구조로 구비되는데, 샤프트(230)는 이에 국한되지 않으며, 4축 구조 등 다양한 형태로 샤프트(230)가 설치될 수 있다.

아울러, 롤러(미도시)에는 홈이 형성되어 있으며, 이 홈에 와이어(미도시)가 감기어 롤러(미도시)가 회전할 때 와이어(미도시)가 이송 및 순환하게 된다. 여기서, 와이어(미도시)가 상호 이격된 거리, 즉 피치에 따라 잉곳에서 슬라이싱된 웨이퍼 낱장의 두께가 결정될 수 있다.

또한, 와이어(미도시)의 상부에는 슬러리(미도시)를 공급하는 슬러리 공급 노즐(미도시)이 위치할 수 있다. 그리고, 슬러리(미도시)에는 연마 그레인이 포함되어 있어, 마운팅 블록(미도시)에 장착된 잉곳이 와이어(미도시)를 향해 이동하여 가압될 때, 와이어(미도시)에 묻어 있던 연마 그레인에 의해 잉곳이 절단되어, 낱장의 웨이퍼로 가공될 수 있게 된다.

따라서, 샤프트(230)는 모터(미도시)에 의해 회전하여, 잉곳을 절단하게 되는데, 이때, 와이어(미도시)의 회전력에 의해 발생하는 롤러(미도시)의 마모 또는 모터(미도시)에 의해 발생하는 샤프트(230)와, 베어링(220)의 마모가 발생한다.

이에 따라, 롤러(미도시) 또는 샤프트(230)는 상기와 같은 마모에 의해 롤러(미도시) 또는 샤프트(230)를 교체해야 한다. 이때, 유압 작키 등을 이용하여 프레임(110)과 롤러(미도시) 또는 샤프트(230)를 분리하는 작업을 실시하게 된다. 분리 후에 롤러(미도시) 또는 샤프트(230)를 재 결합하는 과정에서, 예컨대, 샤프트(230)의 일측면을 해머 등과 같은 기구를 사용하여 외부로부터 강한 힘을 주어 결합하게 된다. 이때, 외부의 충격으로 인해 샤프트(230)를 감싸고 있는 몸체(210) 또는 베어링(220)에 결함이 발생하여, 샤프트(230)의 회전으로부터 절단된 웨이퍼의 불량이 발생할 수 있다.

따라서, 샤프트(230)는 홀(120)에 충격을 주지 않고 삽입될 수 있도록 샤프트(230)의 내부에는 가이드부(300)와 대응하는 크기의 관통공(231)이 형성되고, 관통공(231)에 가이드부(300)가 삽입될 수 있다. 그리고, 샤프트(230)의 위치에 대응되어, 대면하는 면에 복수 개의 제2 샤프트(230a)가 구비되며, 샤프트(230)와 제2 샤프트(230a)가 수직 방향으로 평행하게 가이드부(300)가 삽입될 수 있다.

이어서, 가이드부(300)의 양측에는 나사선이 구비되어 제1 너트(310) 및 제2 너트(320)가 스크류 체결될 수 있으며, 제1 너트(310) 또는 제2 너트(320) 중 선택된 어느 하나로부터 조여지게 되면, 제1 너트(310)와 제2 너트(320)의 간격이 좁아지게 되고, 이에 따라, 샤프트(230)가 수직 방향으로 평행하게 홀(120)에 삽입되어 체결될 수 있다.

또한, 샤프트(230)의 관통공(231)에 인접하여 제1 너트(310), 제2 너트(320)의 크기와 대응하는 가이드라인(미도시)이 형성될 수 있다. 이는 가이드부(300)가 관통공(231)에 삽입되어, 제1 너트(310), 제2 너트(320)가 스크류 체결되어 조여짐에 따라 가이드라인(미도시)으로부터 제1 너트(310), 제2 너트(320)가 바르게 조여질 수 있도록 하기 위함이다.

상술한 바와 같이, 웨이퍼 슬라이싱 장치(100)는 롤러(미도시) 또는 베어링(220)이 마모됨에 따라, 샤프트(230)에 삽입되는 가이드부(300)로부터 보다 편리하게 유지보수가 가능하게 해 줄 수 있다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 웨이퍼 슬라이싱 장치 110 : 프레임
120 : 홀 200 : 스핀들
210 : 몸체 220 : 베어링
230 : 샤프트 231 : 관통공
300 : 가이드부 310 : 제1 너트
320 : 제2 너트

Claims

서로 마주보는 면에 대응하는 크기로 관통되는 복수 개의 홀이 형성되는 프레임;
상기 홀에 대응하여 구비되고, 상기 홀에 삽입되며, 내부에 수용공간이 형성되는 몸체와, 상기 몸체의 내부에 삽입되는 샤프트와, 상기 샤프트의 외주연에 억지끼움되며, 상기 샤프트를 회전시키는 복수 개의 베어링이 구비되는 스핀들;
상기 스핀들 내부에 원형으로 형성되는 관통공; 및
상기 관통공에 삽입되는 가이드부를 포함하는 웨이퍼 슬라이싱 장치.
제1 항에 있어서,
상기 스핀들은,
상기 홀에 삽입되며, 상기 홀과 마주보는 면에 형성되는 복수 개의 상기 홀에 제2 스핀들을 포함하는 웨이퍼 슬라이싱 장치.
제1 항에 있어서,
상기 가이드부는,
일측과 타측에는 나사선이 형성되고, 상기 일측에 구비되는 제1 너트와 상기 타측에 구비되는 제2 너트를 더 포함하며, 상기 나사선에 상기 제1 너트와 제2 너트가 스크류 체결되는 웨이퍼 슬라이싱 장치.
제1 항에 있어서,
상기 가이드부는,
상기 스핀들과 상기 제2 스핀들에 형성되는 상기 관통공에 삽입되며, 상기 스핀들과 상기 제2 스핀들을 수평으로 정렬시키는 웨이퍼 슬라이싱 장치.
제1 항에 있어서,
상기 가이드부는,
상기 제1 너트와 제2 너트의 스크류에 의해 상기 스핀들의 중심 축에 압력을 가하여 상기 홀에 삽입되는 웨이퍼 슬라이싱 장치.