KR20180035453A - 와이어 쏘잉 장치 - Google Patents

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KR20180035453A KR1020160125548A KR20160125548A KR20180035453A KR 20180035453 A KR20180035453 A KR 20180035453A KR 1020160125548 A KR1020160125548 A KR 1020160125548A KR 20160125548 A KR20160125548 A KR 20160125548A KR 20180035453 A KR20180035453 A KR 20180035453A
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Abstract

와이어 쏘잉 장치는 메인 롤러, 와이어를 메인 롤러로 공급하는 제1 보빈, 잉곳의 쏘잉에 사용된 와이어를 되감는 제2 보빈 및 에어(Air)를 이용하여 와이어들에 흡착된 슬러리(Slurry)를 제거하는 와이어 클리닝 모듈을 포함한다. 이에 따라 웨이퍼 생산 효율이 향상될 수 있다.

Description

와이어 쏘잉 장치{Wire Sawing Apparatus}
실시예는 와이어 쏘잉(Sawing) 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 와이어를 에어(Air)로 클리닝(Cleaning)하는 와이어 쏘잉 장치에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼 제조 공정은, 잉곳(Ingot)을 만들기 위한 잉곳 성장 공정과, 잉곳을 절삭(Sawing)하여 얇은 원판 모양의 웨이퍼를 얻는 절삭 공정과, 상기 절삭으로 인하여 웨이퍼에 잔존하는 기계적 가공에 의한 손상(Damage)을 제거하는 연삭(Lapping) 공정과, 웨이퍼를 경면화하는 연마(Polishing) 공정과, 연마된 웨이퍼를 경면화하고 웨이퍼에 부착된 연마제나 이물질을 제거하는 세정 공정을 포함하여 이루어진다.
그 중의, 절삭 공정은 슬러리(Slurry)가 도포된 와이어를 이용하여 잉곳을 쏘잉(Sawing)한다. 이때, 고착물이 상기 와이어에 있는 경우, 상기 웨이퍼의 모양에 손실이 발생될 수 있다.
이에 따라, 상기 웨이퍼의 모양 손실을 방지하기 위한 연구가 진행되고 있다.
실시 예는 상술한 종래 기술의 한계점을 해결하기 위해 고안된 것으로, 실시 예의 일 목적은 와이어 클리닝 모듈이 탑재된 와이어 쏘잉 장치를 제공하는데 있다.
실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 실시 예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 와이어 쏘잉 장치는 메인 롤러; 와이어를 상기 메인 롤러로 공급하는 제1 보빈(Bobbin); 상기 잉곳의 쏘잉에 사용된 와이어를 되감는 제2 보빈; 및 에어(Air)를 이용하여 상기 와이어들에 흡착된 슬러리(Slurry)를 제거하는 와이어 클리닝 모듈;을 포함할 수 있다.
상기 실시 예의 양태들은 본 발명의 바람직한 실시예들 중 일부에 불과하며, 본원 발명의 기술적 특징들이 반영된 다양한 실시예들이 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 이하 상술할 본 발명의 상세한 설명을 기반으로 도출되고 이해될 수 있다.
실시 예에 따르면 상술한 와이어 쏘잉 장치가 제공됨으로써, 웨이퍼 생산성이 향상될 수 있다.
또한, 와이어 클리닝 모듈이 제공됨으로써, 와이어 쏘잉 장치의 유지보수 시간이 획기적으로 단축될 수 있다.
또한, 에어 분사를 통해 와이어에 흡착된 슬러리 고화물이 제거되어 제품 안정성이 향상될 수 있다.
실시 예에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 실시 예에 따른 와이어 쏘잉(Sawing) 장치를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 와이어 클리닝 모듈을 확대하여 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 에어 분사부의 구동을 나타낸다.
도 4는 도 2에 도시된 제1 에어 흡수부를 나타낸다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 와이어 쏘잉 장치(1)를 나타낸다. 와이어 쏘잉 장치(1)는 와이어를 이용하여 잉곳(Ingot)을 쏘잉(Sawing)하는 장치로, 보빈(Bobbin) 영역(100) 및 쏘잉 영역(200)을 포함할 수 있다. 보빈 영역(100)은 쏘잉 영역(200)과 분리된 공간에 배치될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
보빈 영역(100)은 쏘잉 영역(200)으로 와이어(300A)를 공급하고, 쏘잉에 사용된 와이어(400A)를 회수하는 영역이다. 보빈 영역(100)에는 적어도 하나의 보빈(110A, 110B), 이동 롤러(120A1, 120A2, 120B1, 120B2), 고정 롤러(130A~130D, 140A~140C) 및 와이어 클리닝 모듈(A)이 배치될 수 있다.
쏘잉 영역(200)은 공급된 와이어(300A)로 잉곳(500)을 쏘잉하는 영역으로, 메인 롤러(210), 슬러리 저장소(250) 및 슬러리 공급관(240)를 포함할 수 있다. 여기서, 슬러리(230)는 와이어(300A)로 잉곳(500)을 컷팅할 때 사용되는 재료이다.
잉곳(500)이 수직 아래 방향으로 움직여서 메인 롤러(210)에 도달하면, 공급된 와이어(300A)가 수평 왕복 방향으로 움직여 잉곳(500)이 쏘잉될 수 있다.
이때, 적어도 하나의 보빈(110A, 110B)은 회전운동을 수행하여 쏘잉 영역(200)에 사용될 와이어(300A)를 공급하고, 쏘잉 영역(200)으로부터 사용된 와이어(400A)를 되감는다. 회전운동의 방향은 시계 또는 반시계 방향일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
제1 보빈(110A)은 쏘잉 영역(200)에서 사용된 와이어(400A)를 되감는다. 제2 보빈(110B)은 쏘잉시 사용할 와이어(300A)를 쏘잉 영역(200)으로 공급한다.
제1 고정 롤러(130A 내지 130D)는 쏘잉에 사용한 와이어(400A)를 되감는데 사용되는 고정 롤러이고, 제2 고정 롤러(140A 내지 140C)는 쏘잉에 사용할 와이어(400A)를 쏘잉 영역(200)에 공급할 때 사용되는 고정 롤러이다. 여기서, 제1 고정 롤러는 제1-1 고정 롤러 내지 제1-4 고정 롤러(130A~130D)로 이루어지고, 제2 고정 롤러 제2-1 고정 롤러 내지 제2-3 고정 롤러(140A 내지 140C)로 이루어질 수 있다.
제1-2 고정롤러(130B) 및 제1-3 고정롤러(130C) 사이에 제1 이동 롤러(120A1, A2)가 배치될 수 있고, 제2-2 고정롤러(140B) 및 제2-3 고정롤러(140C) 사이에 제2 이동 롤러(120B1, B2)가 배치될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
제1 이동 롤러(120A1, A2) 및 제2 이동 롤러(120B1, B2)는 수평 운동을 수행할 수 있다. 제1 이동 롤러(120A1, A2) 및 제2 이동 롤러(120B1, B2)는 와이어(300A, 400A)의 표면에 잔존하는 이물질(가령, 슬러리 고착물)의 량에 의한 와이어(300A, 400A)의 텐션(Tension) 변화에 따라 수평으로 움직일 수 있으며, 제1 이동 롤러(120A1, A2) 및 제2 이동 롤러(120B1, B2)는 수평 운동에 따라 와이어(300A, 400A)의 텐션(Tension)이 조절될 수 있다. 예를 들면, 제1 이동 롤러(120A1, A2)가 좌로 이동하는 경우, 사용한 와이어(400A)의 텐션이 작아질 수 있고, 우로 이동하는 경우, 사용한 와이어(400A)의 텐션이 커질 수 있다.
보빈 영역(100) 내부의 와이어(300A, 300B)에 슬러리 잔존물이 불규칙적인 량으로 존재하는 경우, 제1 이동 롤러(120A1, A2) 및 제2 이동 롤러(120B1, B2)가 불규칙적으로 움직여 와이어 쏘잉 장치(1)의 불량이 유발될 수도 있다. 따라서, 와이어(300A, 400A)에 고착된 이물질을 제거하는 것은 중요하다.
또한, 와이어 쏘잉 공정에서 와이어(300A, 400A)의 표면에 잔존하는 이물질(가령, 슬러리)이 제1,2 보빈(110A, 110B)으로 전사된 후 고화되어 잔존할 수 있다. 제1,2 보빈(110A, 110B) 내부의 슬러리 잔존물은 와이어(300A, 400A)의 표면에 흡착될 수 있고, 상기 와이어(300A)를 이용하여 잉곳(500)을 컷팅할 경우 고화된 슬러리 잔존물에 의하여 잉곳(500)의 컷팅 형상에 불량이 발생될 수 있다.
한편, 보빈 영역(100)에는 와이어 클리닝 모듈(A)이 배치되어 에어(Air)로 와이어(300A, 400A)의 표면에 흡착된 이물질(가령, 슬러리 고착물)이 제거될 수 있다. 도 2를 참고하여 자세하게 설명하기로 한다.
도 2는 도 1에 도시된 와이어 클리닝 모듈(A)을 확대하여 나타낸다.
에어 클리닝 모듈(A)은 도 1의 보빈 영역(100)에 배치될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 에어 클리닝 모듈(A)은 제1 내측면(700), 제2 내측면(800) 및 하부면(900)의 외벽을 포함할 수 있고, 룸 형태로 구성된 보빈 영역(100)의 내부에 배치될 수 있다.
에어 클리닝 모듈(A)은 제1 내측면(700)에 고정된 제1 플레이트(160A) 및 제2 플레이트(160B)를 포함할 수 있다. 제1 플레이트(160A) 상에 제1 에어 분사부(153A) 및 제1 에어 흡수부(157A)가 포함될 수 있다. 또한, 제1 플레이트(160A) 상에 고정 지지대(미도시)도 포함될 수 있다. 마찬가지로, 제2 플레이트(160B) 상에 제2 에어 분사부(153B) 및 제2 에어 흡수부(157B)가 포함될 수 있다.
또한, 제1 및 2 플레이트(160A, 160B) 상에 배치되며, 에어를 공급받아 제1 및 제2 에어 분사부(153A, 153B) 및 제1 및 제2 에어 흡수부(157A, 157B)로 제공하는 제1 및 제2 매니폴드(Manifold, 155A, 155B)가 배치될 수 있다. 매니폴드(155A, 155B)는 일 방향으로 입력되는 에어를 복수 개의 방향으로 출력하는 배관을 구비할 수 있다. 매니폴드(155A, 155B)는 에어 분사부(153A, 153B) 및 에어 흡수부(157A, 157B)의 구동을 위해 에어를 공급할 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
에어 클리닝 모듈(A)은 적어도 하나의 에어 분사부(153A, 153B) 및 에어 흡수부(157A, 157B)를 포함할 수 있다.
에어 클리닝 모듈(A)은 제3-1 고정 롤러(150A) 및 제3-2 고정 롤러(150B)를 포함할 수 있다. 제3-1 고정 롤러(150A)는 쏘잉 영역(200)에서 사용될 와이어를 감는 롤러이고, 제3-2 고정 롤러(150B)는 쏘잉 영역(200)에서 사용된 와이어를 감는 롤러이다. 상기의 고정 롤러(150A, 150B)의 개수는 필요에 따라 더 적게 또는 더 많게 구성될 수 있다.
에어 클리닝 모듈(A)은 바닥면(900)에 이물질을 보빈 영역(100)에서 배출하는 배출부(170)를 포함할 수 있다. 배출부(170)가 반드시 바닥면(900)에 배치되어야하는 것은 아니다. 추가 배출부(251)가 더 포함될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
에어 분사부(153A, 153B)는 상기 배출부(170) 방향으로 에어를 분사할 수 있고, 에어 분사에 의하여 와이어(300A, 400A)에 흡착된 슬러리 고착물이 비산하게 된다.
이때, 에어 흡수부(157A, 157B)는 비산되는 고착물 및 에어를 흡수할 수 있고, 비산되는 이물질은 보빈 영역(100)에 일정 부분 흡수될 수 있다.
또한, 에어 분사부(153A, 153B)는 와이어(300A, 400B) 방향으로 에어를 분사할 수 있다. 그리고, 와이어(300A, 400A)에 흡착된 슬러리 고착물이 비산되고, 에어 흡수부(157A, 157B)는 비산된 이물질 및 에어를 흡수할 수 있다.
에어 분사부(153A, 153B) 및 에어 흡수부(157A, 157B)는 자동으로 구동될 수 있으며, 소정 주기로 와이어(300A, 400A)에 흡착된 슬러리 고착물을 제거할 수 있다.
종래에는 1런(하나의 잉곳을 복수 개의 웨이퍼로 쏘잉하는 공정이 완료되는 주기)마다 사람(Staff)이 수작업으로 와이어를 클리닝하는 문제가 있었는데 실시예에서는 상술한 와이어 쏘잉 장치에서 자동으로 와이어에 흡착된 슬러리 고착물 등의 이물질을 제거할 수 있다. 가령, 20 내지 50 런마다 자동으로 와이어들(300A, 400A)이 클리닝될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 이에 따라, 획기적인 유지 보수가 제공될 수 있으며, 제품 생상이 획기적으로 향상될 수 있다.
한편, 제1 및 제2 플레이트(160A, 160B)에는 복수의 홈들이 형성될 수 있고, 복수 개의 홈들은 서로 동일한 거리 또는 임의의 중심에 대하여 동일한 각도로 배치될 수 있으며, 예를 들면 동일한 거리는 15 밀리미터이고, 동일한 각도는 15도이나 반드시 이에 한정하지는 않는다.
도 3은 실시 예에 따른 제1 에어 분사부(153A)의 구동을 나타낸다.
에어 분사부(153A)는 후면 방향(1번)에서 에어를 공급받는다. 또한, 에어 분사부(153A)는 바디 홈 방향(2번)으로 압축 에어를 공급받는다. 2번 방향으로 공급되는 에어 양은 1번 방향으로 공급되는 에어의 양의 3% 내지 5%일 수 있다. 2번 방향으로 공급되는 에어 양이 1번 방향으로 공급되는 에어의 양의 3% 내지 5%일 때, 에어 분사부(153A)에 고분사 제트 공기 흐름이 유도됨으로써 에어가 고압으로 분사될 수 있다.
또한, 제2 에어 분사부(153B) 역시 제1 에어 흡수부(153A)와 동일하게 구성될 수 있다.
도 4는 실시 예에 따른 제1 에어 흡수부(157A)를 나타낸다.
에어 흡수부(157A)는 에어 필터(158A) 및 에어 흡수모듈(158B)를 포함할 수 있다. 에어는 화살표로 도시된 4번 방향으로 흡수될 수 있다. 4 번 방향은 에어 분사부(153A)가 에어를 분사하는 방향과 일정 부분 중복될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 만약 중복되는 경우 에어 흡수부(157A)의 에어 흡수율이 향상될 수 있다. 또한, 제2 에어 흡수부(157B) 역시 제1 에어 흡수부(157A)와 동일하게 구성될 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 여러 가지의 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.
1: 와이어 쏘잉 장치 100: 보빈 영역
200: 쏘잉 영역 A: 와이어 클리닝 모듈

Claims (8)

  1. 메인 롤러;
    와이어를 상기 메인 롤러로 공급하는 제1 보빈(Bobbin);
    상기 잉곳의 쏘잉에 사용된 와이어를 되감는 제2 보빈; 및
    에어(Air)를 이용하여 상기 와이어들에 흡착된 슬러리(Slurry)를 제거하는 와이어 클리닝 모듈;을 포함하는, 와이어 쏘잉 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 보빈, 제2 보빈 및 상기 와이어 클리닝 모듈은 상기 메인 롤러가 배치된 영역과 분리된 보빈 영역에 배치되고,
    상기 와이어 클리닝 모듈은,
    잉곳의 쏘잉에 사용할 와이어가 감긴 제1 고정 롤러, 상기 사용된 와이어가 감긴 제2 고정 롤러를 포함하는, 와이어 쏘잉 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 와이어 클리닝 모듈은,
    상기 보빈 영역의 일 면에 고정되고 상기 와이어들 방향으로 에어를 분사하는 적어도 하나의 에어 분사부, 및 상기 에어 분사부를 통해 분사된 에어 및 상기 분사된 에어에 의해 상기 와이어들로부터 제거된 슬러리를 흡수하는 적어도 하나의 에어 흡수부를 포함하는, 와이어 쏘잉 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 와이어 클리닝 모듈은,
    상기 보빈 영역의 하부면에 위치하고, 이물질을 상기 보빈 영역 밖으로 배출하는 배출부를 더 포함하는, 와이어 쏘잉 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 와이어 클리닝 모듈은,
    상기 에어 분사부 및 상기 에어 흡수부 각각이 구동될 수 있도록 배관을 통해 공기를 공급하는 적어도 하나의 매니폴드(Manifold)을 더 포함하는, 와이어 쏘잉 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 보빈 영역에 복수의 제2-1 고정 롤러 및 제2-2 고정 롤러가 배치되고,
    상기 제2-1 고정 롤러는 상기 제1 보빈에 연결된 와이어를 감으며,
    상기 제2-2 고정 롤러는 상기 제2 보빈에 연결되고 와이어 쏘잉에 사용한 와이어를 감고,
    상기 제2-1 고정 롤러 사이에 상기 와이어를 감는 제1 이동 롤러가 배치되며,
    상기 제2-2 고정 롤러 사이에 상기 와이어 쏘잉에 사용한 와이어를 감는 제2 이동 롤러가 배치되고,
    상기 제1 이동 롤러 및 상기 제2 이동 롤러는 상기 와이어들의 텐션(Tension)에 따라 수평 운동을 수행하는, 와이어 쏘잉 장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 에어 분사부의 바디 홈으로 공급되는 압축 에어의 양은 상기 에어 분사부 후면으로 공급되는 에어의 양의 3% 내지 5%인, 와이어 쏘잉 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 에어 흡수부는,
    상기 에어 내에 포함된 이물질을 걸러내는 에어 필터 또는 에어 흡수모듈을 더 포함하는 와이어 쏘잉 장치.
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KR102562699B1 (ko) * 2023-03-15 2023-08-02 주식회사 디엠 슬러지 가용화를 위한 수중구조물용 와이어쏘 절단시스템

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