KR20180036702A

KR20180036702A - 워크홀더 및 워크의 절단방법

Info

Publication number: KR20180036702A
Application number: KR1020187002347A
Authority: KR
Inventors: 시로야스 와타나베
Original assignee: 신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
Priority date: 2015-07-27
Filing date: 2016-07-12
Publication date: 2018-04-09
Also published as: JP2017024145A; US20180215075A1; CN107848092A; TWI684489B; CN107848092B; TW201703907A; KR102545512B1; DE112016002951T5; WO2017017919A1; SG11201800299PA; JP6272801B2; US10596724B2

Abstract

본 발명은, 와이어소로 워크를 절단할 때에 이용되는 워크홀더로서, 워크에 당판을 개재하여 접착고정되는 워크플레이트와, 워크플레이트를 지지하는 홀더 본체를 구비하고, 워크의 직경방향 중, 워크플레이트의 워크접착면에 평행한 방향을 x축방향, 수직인 방향을 y축방향으로 한 경우, 워크플레이트는, x축방향의 워크의 결정방위축의 어긋남을 수정하여 워크에 접착고정되고, 워크홀더는, 워크플레이트를 y축방향으로 비스듬히 함으로써, 워크플레이트에 유지되는 워크의 y축방향의 기울기를 조정하고, 조정된 기울기로 워크플레이트 및 워크를 상기 홀더 본체에 고정할 수 있는 워크홀더이다. 이에 따라, 단결정잉곳의 방위조정기구를 구비하는 와이어소를 사용하지 않아도, 외단부착방식으로 방위규격이 엄격한 사양의 잉곳의 절단을 실현가능한 워크홀더 및 이것을 이용한 워크의 절단방법이 제공된다.

Description

워크홀더 및 워크의 절단방법

본 발명은, 워크홀더 및 워크의 절단방법에 관한 것이다.

최근, 실리콘 단결정 잉곳 등의 워크는, 와이어소를 이용하여 웨이퍼상(狀)으로 절단되는 경우가 많다. 와이어소에 의한 절단에서는, 우선, 도 7에 나타낸 바와 같은, 워크(W)를 당판(103)을 개재하여 유지하는 워크플레이트(102), 및 워크플레이트(102)를 지지하는 홀더 본체(104)를 구비하는 워크홀더(100)로, 절단하는 워크(W)를 유지한다. 계속해서, 워크(W)를 유지한 워크홀더(100)를 와이어소에 장착하여 복수의 홈부착롤러에 축방향으로 왕복주행하는 와이어를 감아서 형성된 와이어열에 워크(W)를 맞댐으로써, 워크(W)를 웨이퍼상으로 절단한다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 와이어소는, 도 8 중의 측면도에 나타낸 바와 같이, 워크홀더(100)의 수선방향으로 워크(W)를 절단한다. 또한, 도 8 중의 상면도에 나타낸 바와 같이, 와이어열을 형성하는 각각의 와이어는 워크홀더(100)에 대략 직교하고 있다.

단결정잉곳 등의 워크의 절단은, 단결정잉곳의 결정면을 기준으로서 실시한다. 그러나, 일반적으로, 원기둥상(狀)의 잉곳의 형상상(上)의 중심축과 결정면에 대한 법선(결정방위축)에는 어긋남이 있다. 이 어긋남에 대하여, 도 9를 참조하여 간단히 설명한다. 한편, 본 명세서에서는, 워크의 직경방향 중, 워크플레이트의 워크가 접착고정되는 면에 평행한 방향을 x축방향, 수직인 방향을 y축방향이라 정의한다. 도 9에 나타낸 예에서는, 결정방위축은, 단결정잉곳의 형상상의 중심축에 대하여, x축방향으로 Δx, y축방향으로 Δy의 어긋남을 갖고 있다.

와이어소에 의한 워크의 절단방법으로는, 단결정잉곳의 결정면과 와이어의 주행방향을 일치시켜 절단하는 방법(저스트 앵글)과, 결정면과 와이어의 주행방향의 사이에 소정의 각도를 설정하여 절단하는 방법(오프 앵글)이 있다. 어떤 절단방법이어도, 상기와 같은 결정방위축의 어긋남이 존재하는 경우, 단결정잉곳의 와이어열에 대한 방향을 수정하고 나서, 단결정잉곳의 절단을 시작할 필요가 있다. 단결정잉곳의 방위의 어긋남의 수정·각도의 설정(이하, 방위조정이라고도 호칭함)에는, 예를 들어, 이하의 방법이 알려져 있다.

예를 들어, 워크홀더의 워크플레이트에 당판을 개재하여 잉곳을 접착고정할 때, 당판상에서 잉곳을, 잉곳의 중심축주위로 회전시켜 y축방향의 결정방위를 조정하고, 이어서, 잉곳의 워크홀더에 대한 첩부각도(x축방향의 워크플레이트에 대한 기울기)를 바꿈으로써 x축방향의 결정방위를 조정하는 방법이 있다. 이와 같이 방위조정은, 워크홀더에 대한 잉곳의 회전위치와 접착방향을 조정함으로써 가능해진다. 또한, 이러한, 와이어소에 대한 단결정잉곳의 장착전에, 결정방위를 조정하는 방법은, 일반적으로, 외단부착(外段取り)방식이라 불리고 있다.

그 외에도, 와이어소가 장치내에 방위조정기구를 구비하고 있으며, 단결정잉곳이 첩부된 워크홀더를 세트한 후, 와이어소 내부에서 방위조정하는 방법도 있다. 이러한, 단결정잉곳을 와이어소에 부착한 후에, 와이어소내에서 결정방위를 조정하는 방법은, 일반적으로, 내단부착(內段取り)방식이라 불리고 있다.

일본특허공개 2014-195025호 공보

반도체 실리콘 단결정 잉곳의 방위<111>축품 등은, 잉곳을 슬라이스할 때의 절단방향(와이어의 절입방향)에 의해, 잘라낸 웨이퍼의 표리면의 데미지차가 변화하고, 슬라이스품질(WARP, TTV(Total Thickness Variation), 굴곡 등)이 크게 변동한다. 예를 들어, 도 10에 나타낸 바와 같이, 절단방향이 실선 화살표방향으로 나타내는 방위가 된 경우, 웨이퍼의 표리면의 데미지차는 작아진다. 그러나, 절단방향이 도 10의 파선 화살표방향으로 나타내는 방위가 된 경우, 웨이퍼의 표리면의 데미지차는 커지고, 슬라이스품질이 크게 악화된다. 슬라이스품질이 크게 악화되는 방향을 절단방향으로 한 슬라이스는 현실적인 문제로 실시할 수 없다.

이에, 상기와 같이, 당판상에서 잉곳을 회전시켜 잉곳의 y축방향의 결정방위의 조정을 행할 때에, 슬라이스품질이 크게 악화되는 방향이 절단방향이 된 경우에는, 방위의 목표를 바꾸어 절단을 행하고 있었다. 예를 들어, 종래에서는, 사양의 허용범위에서 비켜놓고 나서 절단을 행하고 있었다. 그러나, 방위규격이 엄격한 경우에는, 이 방위의 목표를 바꾸는 조정을 할 수 없으므로, 통상의 와이어소에서는 양품을 절단할 수 없고, 내주날 등의 장치로 절단할 수밖에 없다는 문제가 있었다. 이에 따라, 와이어소에 의한 절단에 있어서, 외단부착방식으로, 잉곳의 회전에 상관없는 y축보정이 필요해졌다.

한편, 단결정잉곳의 방위조정기구를 구비하는 와이어소는, 대체로 고가이며, 장치가 한정된다. 또한, 이와 같이, 와이어소의 내부에서 단결정잉곳의 방위조정을 행하는 내단부착방식의 절단방법의 경우, 방위조정 중은 잉곳의 절단을 행할 수 없으므로, 외단부착방식에 비해 생산성의 저하를 초래한다는 문제도 있다.

본 발명은 상기 서술한 바와 같은 문제를 감안하여 이루어진 것으로, 단결정잉곳의 방위조정기구를 구비하는 와이어소를 사용하지 않아도, 외단부착방식으로 방위규격이 엄격한 사양의 잉곳의 절단을 실현가능한 워크홀더 및 이것을 이용한 워크의 절단방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 와이어소에 의해 원기둥상의 단결정으로 이루어진 워크를 절단할 때에 상기 워크를 유지하기 위해 이용되는 워크홀더로서,

상기 워크에 당판을 개재하여 접착고정되는 워크플레이트와, 이 워크플레이트를, 상기 워크플레이트의 상기 워크가 접착고정되는 면과는 반대측의 면으로부터 지지하는 홀더 본체를 구비하고, 상기 워크의 직경방향 중, 상기 워크플레이트의 상기 워크가 접착고정되는 면에 평행한 방향을 x축방향, 수직인 방향을 y축방향으로 한 경우, 상기 워크플레이트는, 상기 x축방향의 상기 워크의 결정방위축의 어긋남을 수정하여 상기 워크에 접착고정되는 것이며, 상기 워크홀더는, 상기 워크플레이트를 상기 y축방향으로 비스듬히 함으로써, 상기 워크플레이트에 유지되는 상기 워크의 상기 y축방향의 기울기를 조정하고, 이 조정된 기울기로 상기 워크플레이트 및 상기 워크를 상기 홀더 본체에 고정할 수 있는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 워크홀더를 제공한다.

본 발명의 워크홀더는, 워크플레이트의 워크에 대한 접착고정시에 x축방향의 결정방위축의 어긋남을 수정할 수 있다. 또한, 워크플레이트를 y축방향으로 비스듬히 함으로써, 워크플레이트가 접착고정되는 워크의 y축방향의 결정방위축의 어긋남도 수정할 수 있다. 이러한 워크홀더에 의해, 워크를 회전시키는 일 없고 y축방향의 방위조정을 행하면, 워크의 회전에 의해, 워크의 원주에 대한 와이어의 절입방향이, 슬라이스품질이 크게 악화되는 방향이 될 우려가 없다. 따라서, 본 발명의 워크홀더를 사용하여 단결정잉곳 등의 워크를 절단하면, 비록 잉곳이 반도체 실리콘 단결정 잉곳의 방위<111>축품이라고 하더라도, WARP나 굴곡이 적은 웨이퍼를 잘라낼 수 있다. 또한, 본 발명의 워크홀더를 사용하면, 외단부착방식으로 워크의 결정방위를 조정할 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 방위조정기구를 구비하는 고가의 와이어소도 불필요하므로, 저비용으로 웨이퍼를 절단할 수 있다.

이때, 본 발명의 워크홀더는, 상기 워크플레이트가, 상기 워크를 유지하는 측의 면과는 반대측의 면에, 상기 워크플레이트의 길이방향의 외측을 향하여 돌출한, 선단부가 곡면상의 돌기부를 갖고, 상기 홀더 본체가, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부를 상하로부터 끼워넣는 받이부를 갖고, 이 받이부는, 2개의 진퇴이동가능한 가동피스(可動コマ)에 의해 상기 돌기부의 곡면상의 선단부를 상하로부터 끼워넣은 것이며, 상기 2개의 가동피스는, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부와 접하는 면에 기울기를 갖는 테이퍼상인 것이며, 상기 워크홀더는, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부를 끼워넣는 상기 2개의 가동피스의 위치관계를 각각의 진퇴이동에 의해 조정함으로써, 상기 워크플레이트를 y축방향으로 비스듬히 하고, 상기 워크의 상기 y축방향의 기울기를 조정함과 함께 그 위치에서 고정하는 것이 가능한 것이 바람직하다.

본 발명의 워크홀더는, 보다 구체적으로는, 이러한 구조를 갖는 것으로 할 수 있다.

또한 이때, 상기 2개의 가동피스는, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부와 접하는 테이퍼면의 기울기가 30°~60°인 것이 바람직하다.

본 발명에 있어서의 가동피스는, 이러한 테이퍼면의 기울기를 갖는 것으로 할 수 있고, 이러한 기울기이면 워크플레이트의 y축방향의 기울기를 조정하기 쉬움과 함께, 확실히 고정할 수 있다. 테이퍼면의 기울기를 30° 이상으로 하면, 가동피스의 이동량에 대한, 워크플레이트의 기울기의 각도조정량이 충분히 커져 조정에 드는 시간을 저감할 수 있다. 또한, 테이퍼면의 기울기를 60° 이하로 하면, 가동피스의 이동량에 대한, 워크플레이트의 기울기의 각도조정량이 지나치게 커지지 않으므로, 미묘한 각도조정이 용이해진다.

이때, 상기 워크플레이트가 상기 돌기부를 길이방향의 양단에 2개 가짐과 함께, 상기 홀더 본체가 상기 받이부를 2개 갖고, 각각의 받이부가, 상기 2개의 돌기부의 곡면상의 선단부를 각각 상하로부터 끼워넣은 것이 바람직하다.

이와 같이, 워크플레이트의 길이방향의 양단에서, 워크플레이트의 기울기를 조정할 수 있는 것이면, 보다 정밀도좋게 또한 간단히 워크의 y축방향의 기울기를 조정하여, 워크를 고정할 수 있다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 복수의 홈부착롤러에 축방향으로 왕복주행하는 와이어를 감아서 형성된 와이어열을 구비하는 와이어소를 이용하고, 워크홀더로 유지한 원기둥상의 단결정으로 이루어진 워크를 상기 와이어소의 상기 와이어열에 맞댐으로써, 워크를 절단하는 워크의 절단방법으로서, 상기 워크홀더로서, 상기 워크에 당판을 개재하여 접착고정되는 워크플레이트와, 이 워크플레이트를, 상기 워크플레이트의 상기 워크가 접착고정되는 면과는 반대측의 면으로부터 지지하는 홀더 본체를 구비하고, 상기 워크의 직경방향 중, 상기 워크플레이트의 상기 워크가 접착고정되는 면에 평행한 방향을 x축방향, 수직인 방향을 y축방향으로 한 경우, 상기 워크플레이트는, 상기 x축방향의 상기 워크의 결정방위축의 어긋남을 수정하여 상기 워크에 접착고정되는 것이며, 상기 워크홀더는, 상기 워크플레이트를 상기 y축방향으로 비스듬히 함으로써, 상기 워크플레이트에 유지되는 상기 워크의 상기 y축방향의 기울기를 조정하고, 이 조정된 기울기로 상기 워크플레이트 및 상기 워크를 상기 홀더 본체에 고정할 수 있는 기능을 갖는 것을 이용하고, 상기 워크홀더로 상기 워크를 유지할 때에, 상기 워크플레이트를 상기 x축방향의 상기 워크의 결정방위축의 어긋남을 수정하여 상기 워크에 접착고정하고, 상기 워크에 접착고정된 상기 워크플레이트를 상기 y축방향으로 비스듬히 함으로써, 상기 워크플레이트에 유지된 상기 워크의 상기 y축방향의 기울기를 조정하고, 이 조정된 기울기로 상기 워크플레이트 및 상기 워크를 상기 홀더 본체에 고정함으로써, 상기 워크홀더로 상기 워크를 유지하고, 상기 기울기를 조정하여 고정한 워크를 상기 워크홀더를 개재하여 상기 와이어소에 부착하고, 상기 워크를 상기 와이어열에 맞댐으로써, 상기 워크를 절단하는 것을 특징으로 하는 워크의 절단방법을 제공한다.

본 발명의 워크의 절단방법은, x축방향의 워크의 결정방위축의 어긋남을 수정하여 워크에 접착고정한 워크플레이트를, 다시, y축방향으로 비스듬히 함으로써, 워크의 y축방향의 결정방위축의 어긋남도 수정할 수 있다. 이러한 방법에 의해, 워크를 회전시키지 않고 y축방향의 방위조정을 행하면, 워크의 회전에 의해, 워크의 원주에 대한 와이어의 절입방향이, 슬라이스품질이 크게 악화되는 방향으로 될 우려가 없다. 따라서, 본 발명의 절단방법으로 단결정잉곳 등의 워크를 절단하면, 비록 잉곳이 반도체 실리콘 단결정 잉곳의 방위<111>축품이라고 하더라도, WARP나 굴곡이 적은 웨이퍼를 잘라낼 수 있다. 또한, 본 발명의 절단방법에서는, 외단부착방식으로 워크의 결정방위를 조정할 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 방위조정기구를 구비하는 고가의 와이어소도 불필요하므로, 저비용으로 웨이퍼를 절단할 수 있다.

이때, 본 발명의 워크의 절단방법에 있어서, 상기 워크홀더로서, 상기 워크플레이트가, 상기 워크를 유지하는 측의 면과는 반대측의 면에, 상기 워크플레이트의 길이방향의 외측을 향하여 돌출한, 선단부가 곡면상인 돌기부를 갖고, 상기 홀더 본체가, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부를 상하로부터 끼워넣는 받이부를 구비하고, 이 받이부는, 2개의 진퇴이동가능한 가동피스에 의해 상기 돌기부의 곡면상의 선단부를 상하로부터 끼워넣은 것이며, 상기 2개의 가동피스는, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부와 접하는 면에 기울기를 갖는 테이퍼상인 것이며, 상기 워크홀더는, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부를 끼워넣는 상기 2개의 가동피스의 위치관계를 각각의 진퇴이동에 의해 조정함으로써, 상기 워크플레이트를 y축방향으로 비스듬히 하고, 상기 워크의 상기 y축방향의 기울기를 조정함과 함께 그 위치에서 고정하는 것이 가능한 것을 이용할 수 있다.

보다 구체적으로는, 이러한 구조의 워크홀더를 이용하여 본 발명의 워크의 절단방법을 실시할 수 있다.

또한 이때, 본 발명의 워크의 절단방법에 있어서, 상기 2개의 가동피스는, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부와 접하는 테이퍼면의 기울기가 30°~60°인 것을 이용할 수 있다.

본 발명에 있어서 사용할 수 있는 가동피스는, 이러한 테이퍼면의 기울기를 갖는 것을 이용할 수 있고, 이러한 기울기이면 워크플레이트의 y축방향의 기울기를 조정하기 쉬움과 함께, 확실히 고정할 수 있다. 테이퍼면의 기울기를 30° 이상으로 하면, 가동피스의 이동량에 대한, 워크플레이트의 기울기의 각도조정량이 충분히 커져 조정에 드는 시간을 저감할 수 있다. 또한, 테이퍼면의 기울기를 60° 이하로 하면, 가동피스의 이동량에 대한, 워크플레이트의 기울기의 각도조정량이 지나치게 커지지 않으므로, 미묘한 각도조정이 용이해진다.

이때, 본 발명의 워크의 절단방법에 있어서, 상기 워크홀더로서, 상기 워크플레이트가 상기 돌기부를 길이방향의 양단에 2개 가짐과 함께, 상기 홀더 본체가 상기 받이부를 2개 갖고, 각각의 받이부가, 상기 2개의 돌기부의 곡면상의 선단부를 각각 상하로부터 끼워넣은 것을 이용하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 워크플레이트의 길이방향의 양단에서, 워크플레이트의 기울기를 조정할 수 있는 워크홀더를 이용함으로써, 보다 정밀도좋게 간단히 워크의 y축방향의 기울기를 조정하여, 워크를 고정할 수 있다.

본 발명의 워크홀더 및 워크의 절단방법이면, 단결정잉곳의 방위조정기구를 구비하는 와이어소를 사용하지 않아도, 외단부착방식으로 방위규격이 엄격한 사양의 단결정잉곳의 절단을 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 워크홀더의 개략을 나타낸 종단면도이다.
도 2는 x축방향 및 y축방향의 정의를 설명하는 도면이다(횡단면도).
도 3은 x축방향의 워크의 결정방위축의 어긋남을 수정하여 워크에 접착고정되는 워크플레이트의 설명도이다.
도 4는 본 발명의 워크홀더의, 워크플레이트 및 워크를 비스듬히 하여 고정한 태양의 개략도이다.
도 5는 본 발명의 워크의 절단방법으로 사용할 수 있는 와이어소의 일례를 나타낸 개략도이다.
도 6은 본 발명의 워크의 절단방법의 일례를 나타낸 플로우도이다.
도 7은 종래의 워크홀더의 개략도이다.
도 8은 와이어소의 절단방향을 설명하는 측면도 및 상면도이다.
도 9는 단결정잉곳의 결정방위축의 어긋남의 설명도이다.
도 10은 와이어소에 의한 잉곳의 절단방향에 의한 슬라이스품질의 변화를 설명하는 도면이다.
도 11은 비교예 1~3에 있어서 잘라낸 웨이퍼의 WARP의 평균값을 나타낸 그래프이다.

이하, 본 발명에 대하여 실시의 형태를 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.

상기와 같이, 외단부착방식에서는, 종래, 워크플레이트에 워크를 접착고정하기 전에, 워크홀더의 당판상에서 잉곳을 그 중심축주위로 회전시킴으로써, y축방향의 결정방위의 어긋남을 보정하고 있었다. 그러나, 반도체 실리콘 단결정 잉곳의 방위<111>축품 등은, 와이어의 절입방향에 의해, WARP, TTV, 굴곡이 크게 악화되는 경우가 있으므로, 잉곳을 회전시킨 결과, 와이어의 절입방향이 슬라이스품질을 크게 악화시키는 방향이 되는 경우가 있었다. 이 경우, 와이어의 절입방향을 이동시키기 위해, 잉곳을 회전시켜 방위의 목표를 바꿀 필요가 있는데, 방위규격이 엄격한 경우에는, 이 방위의 목표를 바꾸는 조정을 할 수 없으므로, 통상의 와이어소에서는 양품을 절단할 수 없다는 문제가 있었다. 또한, 내단부착방식에서는, 와이어소가 고가가 되고, 또한, 절단에 있어서의 효율도 저하되므로, 생산성이 악화된다는 문제가 있었다.

이에 반해, 본 발명자는 이러한 문제를 해결하기 위해 예의 검토를 거듭하여, 워크를 y축방향으로 비스듬히 하는 것이 가능한 워크홀더에 의해, 워크의 회전에 상관없이 y축방향의 결정방위의 어긋남을 조정하면, 상기 서술한 문제를 해결할 수 있는 것을 알아내고, 본 발명을 완성시켰다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 워크홀더(1)는 워크(W)에 당판(3)을 개재하여 접착고정되는 워크플레이트(2)와, 워크플레이트(2)를, 워크플레이트(2)의 워크(W)가 접착고정되는 면과는 반대측의 면으로부터 지지하는 홀더 본체(4)를 구비한다.

또한, 상기한 바와 같이, 본 명세서내에서는, 도 2에 나타낸 바와 같이, 원기둥상의 워크(W)의 직경방향 중 워크플레이트(2)의 워크(W)가 접착고정되는 면에 평행한 방향을 x축방향, 수직인 방향을 y축방향이라 정의한다. 이 경우에, 본 발명의 워크홀더(1)에 있어서의 워크플레이트(2)는, 도 3에 나타낸 바와 같이, x축방향의 워크(W)의 결정방위축의 어긋남을 수정하여 워크(W)에 접착고정되는 것이다. 도 3에 나타낸 예에서는, 워크플레이트(2)는, x축방향의 결정방위축의 어긋남(Δx)을 수정하여 워크(W)에 접착고정되어 있다.

또한, 본 발명의 워크홀더(1)는, 워크(W)에 접착고정되는 워크플레이트(2)를 y축방향으로 비스듬히 함으로써, 워크플레이트(2)의 y축방향의 기울기를 조정하고, 이 조정된 기울기로 워크플레이트(2) 및 워크(W)를 홀더 본체(4)에 고정할 수 있는 기능을 갖는다. 또한, 워크홀더(1)는, 워크플레이트(2)가 워크(W)에 접착고정된 상태, 및 워크(W)에 접착고정되지 않는 상태 중 어느 상태에서도 워크플레이트(2)를 비스듬히 하고, 고정할 수 있다.

이러한 기능은, 예를 들어, 이하에 설명한 바와 같은 워크홀더의 구성으로 얻을 수 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 워크플레이트(2)가, 워크(W)를 유지하는 측의 면과는 반대측의 면에, 선단부가 곡면상인 돌기부(5)를 갖는다. 이 돌기부(5)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 워크플레이트(2)의 길이방향의 외측을 향하여 돌출한 것으로 할 수 있다. 한편, 여기서 말하는 곡면상이란, 예를 들어, 반원기둥상, 반구상 등의 형상을 말한다. 예를 들어, 도 1에는, 돌기부(5)의 선단을 반원기둥상으로 한 예를 나타내고 있으나, 이것으로 한정되는 것은 아니다.

나아가, 홀더 본체(4)가, 돌기부(5)의 곡면상의 선단부를 상하로부터 끼워넣는 받이부(6)를 갖는다. 이 받이부(6)는, 2개의 진퇴이동가능한 가동피스(6a, 6b), 혹은 2개의 가동피스(6c, 6d)에 의해 돌기부(5)의 곡면상의 선단부를 상하로부터 끼워넣는다.

또한, 2개의 가동피스(6a, 6b(6c, 6d))는, 돌기부(5)의 곡면상의 선단부와 접하는 면에 기울기를 갖는 테이퍼상인 것이다. 한편, 가동피스(6a, 6b(6c, 6d))는, 각각의 가동피스(6a, 6b(6c, 6d))에 접속된 조정나사(7a, 7b(7c, 7d))를 이용하여 진퇴이동시킬 수 있다.

또한, 2개의 가동피스(6a, 6b)는, 돌기부(5)의 곡면상의 선단부와 접하는 테이퍼면의 기울기가 30°~60°인 것이 바람직하다. 이러한 범위의 기울기의 테이퍼면을 갖는 가동피스이면, 적당한 기울기가 되어 워크플레이트(2)의 y축방향의 기울기를 조정하기 쉬움과 함께, 강도도 충분해져, 확실히 중량물인 워크를 고정하여 유지할 수 있다. 또한, 테이퍼면의 기울기를 30° 이상으로 하면, 가동피스의 이동량에 대한, 워크플레이트의 기울기의 각도조정량이 충분히 커져 조정에 드는 시간을 저감할 수 있다. 또한, 테이퍼면의 기울기를 60° 이하로 하면, 가동피스의 이동량에 대한, 워크플레이트의 기울기의 각도조정량이 지나치게 커지지 않으므로, 미묘한 각도조정이 용이해진다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 워크플레이트(2)가 돌기부(5)를 길이방향의 양단에 2개 가짐과 함께, 홀더 본체(4)가 받이부(6)를 2개 갖고, 각각의 받이부(6)가, 2개의 돌기부(5)의 곡면상의 선단부를 각각 상하로부터 끼워넣은 것이 바람직하다. 이와 같이, 워크플레이트(2)의 길이방향의 양단으로부터, 워크플레이트(2)의 기울기를 조정할 수 있는 것이면, 보다 정밀도좋게, 워크플레이트(2)에 접착되는 워크의 y축방향의 기울기를 간단히 조정하여, 워크를 고정할 수 있다.

이러한 도 1에 나타낸 구성에 의해, 워크홀더(1)는, 돌기부(5)의 곡면상의 선단부를 끼워넣는 2개의 가동피스의 위치관계를 각각의 진퇴이동에 의해 조정함으로써, 워크플레이트(2)를 y축방향으로 비스듬히 하고, 워크플레이트(2)가 접착고정되는 워크(W)의 y축방향의 기울기를 조정함과 함께 그 위치에서 고정하는 것이 가능한 것으로 할 수 있다.

여기서, 구체예로서, 본 발명의 워크홀더(1)에 의해, 워크플레이트(2)에 접착고정되는 워크의 y축방향의 결정방위축의 어긋남(Δy)을 수정하기 위하여, 도 1에 있어서의 워크플레이트(2)의 좌단이 상방, 우단이 하방이 되도록 워크플레이트(2)를 비스듬히 하는 경우를 설명한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 좌단측의 받이부(6)에 있어서, 가동피스(6a)를, 워크플레이트(2)의 길이방향의 외측방향으로 후퇴시키고, 가동피스(6b)를 워크플레이트(2)의 길이방향의 내측방향으로 전진시킨다. 또한, 우단측의 받이부(6)에 있어서, 가동피스(6c)를, 워크플레이트(2)의 길이방향의 내측방향으로 전진시키고, 가동피스(6d)를 워크플레이트(2)의 길이방향의 외측방향으로 후퇴시킨다. 이와 같이, 각각의 가동피스(6a, 6b, 6c, 6d)의 위치관계를 조정하면, 워크플레이트(2)를 비스듬히 하고, 이 위치에서 홀더 본체(4)에 워크플레이트(2) 및 워크(W)를 고정함으로써, y축방향의 어긋남Δy을 수정할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명의 워크홀더는, 워크플레이트의 워크에 대한 접착고정시에 x축방향의 결정방위축의 어긋남을 수정할 수 있다. 또한, 워크플레이트를 y축방향으로 비스듬히 함으로써, 워크의 회전을 행하지 않고 y축방향의 방위조정을 할 수 있다.

이에 따라, 종래의 당판상에서 워크를 회전시키는 방법을 사용하는 경우와 같이, 워크의 회전에 의해 워크의 원주에 대한 와이어의 절입방향이, 슬라이스품질이 크게 악화되는 방향으로 될 우려가 없다. 즉, 본 발명의 워크홀더를 사용하여, 단결정잉곳을 절단하면, 결정방위의 규격이 엄격한 경우에도, 외단부착방식으로 WARP나 굴곡이 적은 웨이퍼를 잘라낼 수 있다. 또한, 본 발명의 워크홀더를 사용하면, 외단부착방식으로 워크의 결정방위를 조정할 수 있으므로, 슬라이스에 있어서의 생산성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 방위조정기구를 구비하는 고가의 와이어소도 불필요하므로, 저비용으로 웨이퍼를 절단할 수 있다.

한편, 도 1 및 도 4에서는, 워크플레이트(2)를 워크(W)에 접착고정한 상태에서, 워크플레이트를 비스듬히 하는 태양을 예로 설명하였으나, 작업순서가 이 순으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 미리, 유지하는 워크(W)의 결정방위축의 y축방향의 어긋남에 따라, 워크플레이트(2)를 비스듬히 하여 고정해두고, 그 후에, 워크플레이트(2)를, x축방향의 워크(W)의 결정방위축의 어긋남을 수정하면서 워크(W)에 접착고정해도 된다.

계속해서, 본 발명의 워크의 절단방법에 대하여 설명한다. 여기서는, 상기한 본 발명의 워크홀더(1)를 사용하는 경우에 대하여 설명한다.

본 발명의 워크의 절단방법은, 와이어소를 이용하고, 워크홀더로 유지한 원기둥상의 단결정으로 이루어진 워크를 와이어소의 와이어열에 맞댐으로써, 워크를 절단한다. 보다 구체적으로는, 도 5에 나타낸 바와 같은 와이어소를 사용할 수 있다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 와이어소(10)는, 복수의 홈부착롤러(11)에 축방향으로 왕복주행하는 와이어(12)가 감겨짐으로써 형성된 와이어열(13)을 구비한다. 이러한 와이어소(10)는, 워크홀더(1)로 유지한 원기둥상의 단결정으로 이루어진 워크(W)를 와이어소(10)의 와이어열(13)에 맞댐으로써, 워크(W)를 웨이퍼상으로 절단할 수 있다.

본 발명의 워크의 절단방법은, 이러한 와이어소(10)에, 워크홀더(1)를 개재하여 워크(W)를 장착하기 전에, 워크의 방위조정을 행하는 외단부착방식의 절단방법이다. 보다 구체적으로는, 우선, 도 3에 나타낸 바와 같이, 워크홀더(1)로 워크(W)를 유지할 때에, 워크플레이트(2)를 x축방향의 워크(W)의 결정방위축의 어긋남을 수정하여 워크(W)에 접착고정한다(도 6의 S1).

계속해서, 도 4에 나타낸 바와 같이, 워크(W)에 접착고정된 워크플레이트(2)를 y축방향으로 비스듬히 함으로써, 워크플레이트(2)에 유지된 워크의 y축방향의 기울기를 조정한다(도 6의 S2). 그리고, 이 조정된 기울기로 워크플레이트(2) 및 워크(W)를 홀더 본체(4)에 고정함으로써, 워크홀더(1)로 워크(W)를 유지한다(도 6의 S3). 이에 따라, 워크(W)의 방위조정이 완료된다.

계속해서, 도 5에 나타낸 바와 같이, 기울기를 고정한 워크(W)를 워크홀더(1)를 개재하여 와이어소(10)에 부착한다(도 6의 S4). 이어서, 워크(W)를, 도 5의 와이어열(13)에 맞댐으로써, 워크(W)를 절단한다(도 6의 S5).

이러한 본 발명의 워크의 절단방법은, 워크플레이트의 워크에 대한 접착고정시에 x축방향의 결정방위축의 어긋남을 수정한 다음에, 워크를 워크플레이트에 고정한 상태에서 비스듬히 함으로써, 워크의 회전에 상관없이 y축방향의 방위조정을 행한다. 이에 따라, 상기 서술한, 당판상에서 워크를 회전시키는 방법을 사용하는 경우와 같이, 워크의 원주에 대한 와이어의 절입방향이, 슬라이스품질이 크게 악화되는 방향으로 될 우려가 없다. 따라서, 본 발명의 워크의 절단방법으로 단결정잉곳을 절단하면, 결정방위의 규격이 엄격한 경우에도, WARP나 굴곡이 적은 웨이퍼를 잘라낼 수 있다. 또한, 본 발명의 워크의 절단방법은, 외단부착방식으로 워크의 결정방위를 조정할 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있다. 나아가, 방위조정기구를 구비하는 고가의 와이어소도 불필요하므로, 저비용으로 웨이퍼를 절단할 수 있다.

또한, 본 발명의 워크의 절단방법에서는, 워크홀더로서, 도 1에 나타낸 바와 같은, 워크플레이트(2)가, 돌기부(5)를 갖고, 또한, 홀더 본체(4)가, 돌기부(5)의 곡면상의 선단부를 상하로부터 끼워넣는 2개의 가동피스로 이루어진 받이부(6)를 갖는 워크홀더(1)를 사용할 수 있다. 이러한 워크홀더(1)를 이용함으로써, 정밀도좋게 y축방향의 방위조정을 할 수 있다.

또한, 2개의 가동피스(6a, 6b(가동피스(6c, 6d)))는, 돌기부(5)의 곡면상의 선단부와 접하는 테이퍼면의 기울기가 30°~60°인 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이러한 기울기의 테이퍼면을 갖는 가동피스이면, 워크플레이트(2)의 y축방향의 기울기를 조정하기 쉽다. 또한, 테이퍼면의 기울기를 30° 이상으로 하면, 가동피스의 이동량에 대한, 워크플레이트의 기울기의 각도조정량이 충분히 커져 조정에 드는 시간을 저감할 수 있다. 또한, 테이퍼면의 기울기를 60° 이하로 하면, 가동피스의 이동량에 대한, 워크플레이트의 기울기의 각도조정량이 지나치게 커지지 않으므로, 미묘한 각도조정이 용이해진다.

또한, 도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 절단방법에서는, 워크플레이트(2)가 돌기부(5)를 길이방향의 양단에 2개 가짐과 함께, 홀더 본체(4)가 받이부(6)를 2개 갖고, 각각의 받이부(6)가, 2개의 돌기부(5)의 곡면상의 선단부를 각각 상하로부터 끼워넣은 것을 이용하는 것이 바람직하다. 이와 같이, 워크플레이트의 길이방향의 양단으로부터, 워크플레이트의 기울기를 조정할 수 있는 것이면, 보다 정밀도좋게 워크의 y축방향의 기울기를 조정하여, 워크를 고정할 수 있다.

[실시예]

이하, 본 발명의 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 보다 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이들 실시예로 한정되는 것은 아니다.

(실시예 1)

도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 워크홀더(1)를 사용하여, 도 6에 나타낸 본 발명의 워크의 절단방법의 플로우에 따라서, 직경 200mm의 결정축<100>의 실리콘 단결정 잉곳을 이용하여, 워크의 절단을 행하였다.

실시예 1에서는, 결정축<100>의 잉곳의, x축방향의 어긋남이 0분이 되도록 잉곳에 워크플레이트(2)를 접착고정하고, 또한, y축방향의 어긋남이 20분이 되도록 워크플레이트(2)의 각도를 조정하고, 잉곳을 홀더 본체(4)에 고정하였다. 이와 같이 본 발명의 워크홀더(1)로 유지한 잉곳을, 도 5에 나타낸 바와 같은 와이어소(10)에 부착하여 절단하였다.

(실시예 2)

절단하는 잉곳을 결정축<111>인 것으로 변경한 것 이외에, 실시예 1와 동일한 조건으로 잉곳을 절단하였다.

실시예 1~2에 있어서의, 잘라낸 웨이퍼의 면방위, TTV, WARP를 표 1에 나타낸다.

표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1~2에서는, 목표방위와 실측값의 차이는 x축방향으로 2분 이하, y축방향으로 1분 이하였다. 통상, 이 차이는 ±10분 정도가 되므로, 정밀도좋게 목표대로의 면방위의 웨이퍼를 잘라낼 수 있었다고 할 수 있다.

또한, 웨이퍼의 TTV나 WARP에 대해서는, 종래의 당판상에서 잉곳을 회전시키는 순서를 포함하는 외단부착방식의 절단방법으로, 결정축<100>품이나 적절한 잉곳절단위치에서 고정된 결정축<111>의 단결정잉곳을 절단한 경우, TTV는 10μm 정도, WARP는 15μm 정도이다. 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1~2에서 잘라낸 웨이퍼의 TTV, WARP도 종래와 동일 정도로 억제할 수 있었다. 본 발명의 절단방법은, 당판상에서 잉곳을 회전시키는 순서를 포함하지 않으므로, 실리콘 단결정 잉곳의 방위<111>축품의 절단에 있어서도 WARP, TTV의 악화를 억제할 수 있다.

(비교예 1)

워크홀더의 당판상에서 실리콘 단결정 잉곳을 회전시키고, y축방향의 결정방위를 조정하고, 잉곳의 워크홀더에 대한 첩부각도(x축방향의 워크플레이트에 대한 기울기)를 바꿈으로써 x축방향의 결정방위를 조정하는 것에 의해, 방위조정을 행하였다. 그 후, 워크홀더를 와이어소에 장착하고, 잉곳의 절단을 행하였다. 여기서 사용한 실리콘 단결정 잉곳은, 직경 200mm의 방위<111>축품이다. 또한, 절단방향은, 도 10의 (-110)방향이었다.

(비교예 2)

비교예 1보다 워크홀더의 당판상에서 실리콘 단결정 잉곳을 15° 많이 회전시키고, y축방향의 결정방위를 조정한 것 이외에, 비교예 1과 동일한 방법으로 잉곳을 절단하였다.

(비교예 3)

비교예 1보다 워크홀더의 당판상에서 실리콘 단결정 잉곳을 30° 많이 회전시키고, y축방향의 결정방위를 조정한 것 이외에, 비교예 1과 동일한 방법으로 잉곳을 절단하였다. 이 경우의 절단방향은, 도 10의 (-12-1)방향이었다.

비교예 1~3에 있어서의, 잘라낸 웨이퍼의 WARP값을 도 11에 나타낸다. 회전량에 따라, 웨이퍼의 WARP가 변화되고, 특히 절단방향이 (-12-1)이 된 경우의 비교예 3에서는 WARP값이 극단적으로 증대하였다. 이와 같이, 종래의 방법에서는, 방위<111>축품의 절단을 행한 경우에, 웨이퍼의 평탄성을 손상시키는 경우가 있는 것이 확인되었다.

한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.

Claims

와이어소에 의해 원기둥상의 단결정으로 이루어진 워크를 절단할 때에 상기 워크를 유지하기 위해 이용되는 워크홀더로서,
상기 워크에 당판을 개재하여 접착고정되는 워크플레이트와,
이 워크플레이트를, 상기 워크플레이트의 상기 워크가 접착고정되는 면과는 반대측의 면으로부터 지지하는 홀더 본체를 구비하고,
상기 워크의 직경방향 중, 상기 워크플레이트의 상기 워크가 접착고정되는 면에 평행한 방향을 x축방향, 수직인 방향을 y축방향으로 한 경우, 상기 워크플레이트는, 상기 x축방향의 상기 워크의 결정방위축의 어긋남을 수정하여 상기 워크에 접착고정되는 것이며,
상기 워크홀더는, 상기 워크플레이트를 상기 y축방향으로 비스듬히 함으로써, 상기 워크플레이트에 유지되는 상기 워크의 상기 y축방향의 기울기를 조정하고, 이 조정된 기울기로 상기 워크플레이트 및 상기 워크를 상기 홀더 본체에 고정할 수 있는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는,
워크홀더.
제1항에 있어서,
상기 워크플레이트가, 상기 워크를 유지하는 측의 면과는 반대측의 면에, 상기 워크플레이트의 길이방향의 외측을 향하여 돌출한, 선단부가 곡면상인 돌기부를 갖고,
상기 홀더 본체가, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부를 상하로부터 끼워넣는 받이부를 갖고, 이 받이부는, 2개의 진퇴이동가능한 가동피스에 의해 상기 돌기부의 곡면상의 선단부를 상하로부터 끼워넣은 것이며, 상기 2개의 가동피스는, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부와 접하는 면에 기울기를 갖는 테이퍼상인 것이며,
상기 워크홀더는, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부를 끼워넣은 상기 2개의 가동피스의 위치관계를 각각의 진퇴이동에 의해 조정함으로써, 상기 워크플레이트를 y축방향으로 비스듬히 하고, 상기 워크의 상기 y축방향의 기울기를 조정함과 함께 그 위치에서 고정하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는,
워크홀더.
제2항에 있어서,
상기 2개의 가동피스는, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부와 접하는 테이퍼면의 기울기가 30°~60°인 것을 특징으로 하는,
워크홀더.
제2항 또는 제3항에 있어서,
상기 워크플레이트가 상기 돌기부를 길이방향의 양단에 2개 가짐과 함께, 상기 홀더 본체가 상기 받이부를 2개 갖고, 각각의 받이부가, 상기 2개의 돌기부의 곡면상의 선단부를 각각 상하로부터 끼워넣은 것을 특징으로 하는,
워크홀더.
복수의 홈부착롤러에 축방향으로 왕복주행하는 와이어를 감아서 형성된 와이어열을 구비하는 와이어소를 이용하고, 워크홀더로 유지한 원기둥상의 단결정으로 이루어진 워크를 상기 와이어소의 상기 와이어열에 맞댐으로써, 워크를 절단하는 워크의 절단방법으로서,
상기 워크홀더로서,
상기 워크에 당판을 개재하여 접착고정되는 워크플레이트와,
이 워크플레이트를, 상기 워크플레이트의 상기 워크가 접착고정되는 면과는 반대측의 면으로부터 지지하는 홀더 본체를 구비하고,
상기 워크의 직경방향 중, 상기 워크플레이트의 상기 워크가 접착고정되는 면에 평행한 방향을 x축방향, 수직인 방향을 y축방향으로 한 경우, 상기 워크플레이트는, 상기 x축방향의 상기 워크의 결정방위축의 어긋남을 수정하여 상기 워크에 접착고정되는 것이며,
상기 워크홀더는, 상기 워크플레이트를 상기 y축방향으로 비스듬히 함으로써, 상기 워크플레이트에 유지되는 상기 워크의 상기 y축방향의 기울기를 조정하고, 이 조정된 기울기로 상기 워크플레이트 및 상기 워크를 상기 홀더 본체에 고정할 수 있는 기능을 갖는 것을 이용하고,
상기 워크홀더로 상기 워크를 유지할 때에, 상기 워크플레이트를 상기 x축방향의 상기 워크의 결정방위축의 어긋남을 수정하여 상기 워크에 접착고정하고,
상기 워크에 접착고정된 상기 워크플레이트를 상기 y축방향으로 비스듬히 함으로써, 상기 워크플레이트에 유지된 상기 워크의 상기 y축방향의 기울기를 조정하고, 이 조정된 기울기로 상기 워크플레이트 및 상기 워크를 상기 홀더 본체에 고정함으로써, 상기 워크홀더로 상기 워크를 유지하고,
상기 기울기를 조정하여 고정한 워크를 상기 워크홀더를 개재하여 상기 와이어소에 부착하고, 상기 워크를 상기 와이어열에 맞댐으로써, 상기 워크를 절단하는 것을 특징으로 하는,
워크의 절단방법.
제5항에 있어서,
상기 워크홀더로서, 상기 워크플레이트가, 상기 워크를 유지하는 측의 면과는 반대측의 면에, 상기 워크플레이트의 길이방향의 외측을 향하여 돌출한, 선단부가 곡면상인 돌기부를 갖고,
상기 홀더 본체가, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부를 상하로부터 끼워넣는 받이부를 구비하고, 이 받이부는, 2개의 진퇴이동가능한 가동피스에 의해 상기 돌기부의 곡면상의 선단부를 상하로부터 끼워넣은 것이며, 상기 2개의 가동피스는, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부와 접하는 면에 기울기를 갖는 테이퍼상인 것이며,
상기 워크홀더는, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부를 끼워넣는 상기 2개의 가동피스의 위치관계를 각각의 진퇴이동에 의해 조정함으로써, 상기 워크플레이트를 y축방향으로 비스듬히 하고, 상기 워크의 상기 y축방향의 기울기를 조정함과 함께 그 위치에서 고정하는 것이 가능한 것을 이용하는 것을 특징으로 하는,
워크의 절단방법.
제6항에 있어서,
상기 2개의 가동피스는, 상기 돌기부의 곡면상의 선단부와 접하는 테이퍼면의 기울기가 30°~60°인 것을 이용하는 것을 특징으로 하는,
워크의 절단방법.
제6항 또는 제7항에 있어서,
상기 워크홀더로서, 상기 워크플레이트가 상기 돌기부를 길이방향의 양단에 2개 가짐과 함께, 상기 홀더 본체가 상기 받이부를 2개 갖고, 각각의 받이부가, 상기 2개의 돌기부의 곡면상의 선단부를 각각 상하로부터 끼워넣은 것을 이용하는 것을 특징으로 하는
워크의 절단방법.