KR20200100085A - 와이어소 장치 및 웨이퍼의 제조방법 - Google Patents

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타츠오 에노모토
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신에쯔 한도타이 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 복수의 와이어가이드와, 상기 복수의 와이어가이드에 권회되고 축방향으로 왕복주행하는 와이어에 의해 형성된 와이어열과, 상기 와이어에 쿨런트 또는 슬러리를 공급하는 노즐과, 빔을 개재하여 워크가 접착된 워크플레이트를 매달아 유지하는 워크유지부와, 상기 워크를 상기 와이어열에 압압하는 워크이송기구를 구비하는 와이어소 장치로서, 상기 와이어열을 형성하는 상기 복수의 와이어가이드의 축의 평행도를 조정하는 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어소 장치이다. 이에 따라, 절단 후의 워크의 와이어주행방향 워프를 제어하고, 임의의 워프형상을 가지는 웨이퍼의 제조가 가능한 와이어소 장치 및 웨이퍼의 제조방법이 제공된다.

Description

와이어소 장치 및 웨이퍼의 제조방법
본 발명은, 와이어소 장치 및 웨이퍼의 제조방법에 관한 것이다.
실리콘 웨이퍼 등의 반도체 웨이퍼는, 도 8에 나타낸 바와 같은 와이어소 장치(101) 등의 절단장치에 의해, 실리콘 잉곳 등의 워크로부터 잘려진다. 일반적으로, 와이어소 장치(101)는 복수의 와이어가이드(103)에 권회되고, 축방향으로 왕복주행하는 와이어(102)에 의해 형성된 와이어열(104)을 구비하고 있다. 나아가, 와이어소 장치(101)는, 와이어(102)에 슬러리(109)를 공급하는 노즐(108)과, 빔(105)을 개재하여 워크(W)가 접착된 워크플레이트(106)를 매달아 유지하는 워크유지부(107)와, 워크(W)를 상대적으로 압하하여 와이어열(104)에 압압(
Figure pct00001
)하는 워크이송기구(110)를 구비한다. 이러한 와이어소 장치(101)에 의해, 와이어열(104)에 워크(W)를 압압하여, 워크(W)를 웨이퍼상으로 슬라이스할 수 있다.
또한, 절단 후의 워크에는, 와이어소에 의한 슬라이스 기인으로 워프가 발생한다. 이 와이어소 슬라이스 기인으로 발생하는 워프는, 절단 중인 워크(잉곳)와 와이어의 상대위치의 경시변화에 의해 결정된다. 일반적으로 절단개시부터, 절단종료까지의 절단 중인 잉곳 및, 와이어가 감겨져 있는 메인롤러의 열팽창, 장치광체의 열변형의 영향으로 인해, 절단방향의 워프가 형성된다고 생각되고 있다. 이 때문에, 메인롤러 스핀들 냉각수, 슬러리온도를 제어함으로써, 절단방향의 워프를 개선할 수 있는 것이 개시되어 있다(특허문헌 1~3).
일본특허공개 H7-1442호 공보 일본특허공개 2009-29078호 공보 일본특허공개 2016-135529호 공보
최첨단품 디바이스에서는, 저저항 베이스웨이퍼에 에피택셜 성장을 실시한 에피택셜 웨이퍼가 사용되고 있는데, 베이스웨이퍼와 에피택셜층의 저항률의 차이로부터, 에피택셜 성장 후에 웨이퍼가 볼록형상으로 변화하여, 워프가 악화된다. 도 9에 나타낸 바와 같이 베이스웨이퍼의 Bow의 값과 에피택셜 후의 워프에는 상관이 있어, Bow가 마이너스인 웨이퍼일수록, 에피택셜 후의 워프가 좋아지는 경향이 보인다. 이 때문에, 와이어소 절단시의 절단방향, 주행방향 워프를 오목방향으로 제어할 수 있으면, 에피택셜 후의 워프가 개선되는데, 특허문헌 1~3은, 절단개시부터 종료까지의 절단방향워프의 제어에 관한 것으로, 와이어주행방향 워프에 관해서는, 제어하는 방법이 확립되어 있지 않다.
본 발명은 상기의 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 와이어소 장치에 의한 절단 후의 워크의 와이어주행방향 워프를 제어하고, 임의의 워프형상을 가지는 웨이퍼의 제조가 가능한 와이어소 장치 및 웨이퍼의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 달성하기 위해, 본 발명에서는, 복수의 와이어가이드와, 상기 복수의 와이어가이드에 권회되고 축방향으로 왕복주행하는 와이어에 의해 형성된 와이어열과, 상기 와이어에 쿨런트 또는 슬러리를 공급하는 노즐과, 빔을 개재하여 워크가 접착된 워크플레이트를 매달아 유지하는 워크유지부와, 상기 워크를 상기 와이어열에 압압하는 워크이송기구를 구비하는 와이어소 장치로서, 상기 와이어열을 형성하는 상기 복수의 와이어가이드의 축의 평행도를 조정하는 기구를 구비하는 와이어소 장치를 제공한다.
이러한 와이어소 장치이면, 절단 후의 워크의 와이어주행방향 워프를 제어하고, 임의의 워프형상을 가지는 웨이퍼의 제조가 가능한 것이 된다.
또한, 본 발명은, 상기 와이어소 장치를 이용하여, 상기 와이어열을 형성하는 상기 복수의 와이어가이드의 축의 평행도를 조정하여, 워크를 절단함으로써, 절단 후의 워크의 와이어주행방향의 워프를 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 제조방법을 제공한다.
이와 같이, 본 발명의 와이어소 장치는, 절단 후의 워크의 와이어주행방향 워프의 요철을 제어하는 웨이퍼의 제조방법에 호적하게 이용할 수 있다.
또한, 본 발명은, 복수의 와이어가이드에 권회된 축방향으로 왕복주행하는 와이어에 의해 와이어열을 형성하고, 상기 와이어에 쿨런트 또는 슬러리를 노즐로부터 공급하면서, 워크이송기구에 의해 워크유지부에 유지된 워크를 상기 와이어열에 압압함으로써, 상기 워크를 절단하여 웨이퍼를 제조하는 방법으로서, 상기 와이어열을 형성하는 상기 복수의 와이어가이드의 축의 평행도를 조정하여, 상기 워크를 절단함으로써, 절단 후의 워크의 와이어주행방향의 워프를 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 제조방법을 제공한다.
이러한 웨이퍼의 제조방법이면, 절단 후의 워크의 와이어의 주행방향 워프를 제어할 수 있고, 임의의 워프형상을 가지는 웨이퍼를 제조할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 와이어소 장치 및 웨이퍼의 제조방법에 따르면, 와이어의 주행방향 워프를 제어할 수 있고, 임의의 워프형상을 가지는 웨이퍼를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 와이어소 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명의 와이어소 장치에 있어서의, 와이어가이드의 표면에 형성된 홈의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 와이어소 장치에 있어서의, 복수의 와이어가이드의 축이 평행할 때의, 와이어가이드 표면의 홈과 와이어를 상부에서 본 개략도이다.
도 4는 본 발명의 와이어소 장치에 있어서의, 복수의 와이어가이드의 축을 조정하는 기구의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 와이어소 장치에 있어서의, 복수의 와이어가이드의 축의 평행도를 조정했을 때의, 와이어가이드 표면의 홈과 와이어를 상부에서 본 개략도이다.
도 6은 실시예에 있어서의, 복수의 와이어가이드의 축의 평행도를 조정했을 때의, 절단 후의 워크의 와이어의 주행방향 워프형상를 나타내는 그래프이다.
도 7은 복수의 와이어가이드의 축의 평행도 조정량과 와이어의 주행방향 워프의 PV값의 상관을 나타내는 그래프이다.
도 8은 종래의 와이어소 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 9는 베이스웨이퍼의 Bow의 값과 에피택셜 후의 워프의 상관을 나타내는 그래프이다.
상술한 바와 같이, 종래는, 와이어소 장치에 있어서의 절단 후의 워크의 와이어주행방향 워프를 제어하는 방법이 확립되지 않았다.
본 발명자들은, 상기 과제에 대하여 예의 검토를 거듭한 결과, 와이어가이드의 축의 평행도를 조정함으로써, 워크절단 중인 와이어를 와이어소 장치의 전후방향으로 휘게 할 수 있는 것을 발견하였다. 또한, 이에 따라, 절단 후의 워크의 와이어주행방향 워프를 제어할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시켰다.
이하, 본 발명의 와이어소 장치 및 웨이퍼의 제조방법에 대하여, 도면을 참조하면서 상세히 설명하나, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 한편, 본원에 있어서, 「평행도(평행도 조정량)」란 수평방향의 축의 경사량을 의미한다. 여기서, 경사량에 대하여 도 3 및 5를 이용하여 보다 상세히 설명한다. 경사량은, 도 3의 좌측에 나타낸 바와 같은 복수의 와이어가이드(3)의 축이 평행해야 하는 위치로부터, 도 5의 좌측과 같이 복수의 와이어가이드(3)의 축을 수평방향으로 기울인 경우의, 축끼리의 열림량을 말한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 와이어소 장치(1)는, 복수의 와이어가이드(3)와, 복수의 와이어가이드(3)에 권회되고 와이어축방향으로 왕복주행하는 와이어(2)에 의해 형성된 와이어열(4)과, 와이어(2)에 쿨런트 또는 슬러리(9)를 공급하는 노즐(8)을 구비한다. 슬러리(9)로는, 탄화규소 등의 유리지립을 포함하는 슬러리를 이용할 수 있다.
또한, 본 발명의 와이어소 장치(1)는, 빔(5)을 개재하여 워크(W)가 접착된 워크플레이트(6)를 매달아 유지하는 워크유지부(7)와, 워크(W)를 상대적으로 압하하여 와이어열(4)에 압압하는 워크이송기구(10)를 구비한다. 즉, 워크(W)는 빔(5)을 개재하여 워크플레이트(6)에 에폭시접착재 등에 의해 접착되어 있고, 워크플레이트(6)는 워크유지부(7)에 유지되고, 이로 인해 워크(W)가 워크유지부(7)에 유지되어 있다. 절단개시 후, 워크(W)는 와이어열(4)에 대하여 절입이송되어 절단된다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 와이어소 장치(1)의 와이어가이드(3)의 표면에는, 와이어(2)를 감기 위한 홈이 다수 있다. 좌우의 와이어가이드(3)에 평행하게 와이어(2)를 감음으로써, 평행한 와이어열(4)을 형성하고 있다. 본 발명에 있어서, 홈의 피치나 깊이 등은 특별히 한정되지 않고, 적당히 설정할 수 있다.
도 3의 와이어가이드의 상면시(視)에 나타낸 바와 같이, 통상 와이어(2)는, 좌우의 와이어가이드(3) 표면의 홈 중에서 평행하게 걸쳐져 있다. 절단 후의 워크의 와이어주행방향 워프는, 워크(W)에 대한 와이어가이드(3)에 의해 형성된 와이어열(4)의 상대위치에서 결정되므로, 와이어열(4)이 와이어의 주행방향에 대하여 평행한 경우, 절단 후의 워크의 와이어주행방향 워프는, 직선이 된다. 주행방향 워프를 제어하기 위해서는, 와이어열(4)의 워크(W)에 대한 상대위치를 변화시킴으로써, 즉, 와이어가이드의 축의 평행도를 조정함으로써, 와이어를 와이어소 장치의 전후방향으로 휘게 할 필요가 있다.
본 발명의 와이어소 장치(1)는, 추가로, 후술하는 와이어열을 형성하는 복수의 와이어가이드(3)의 축의 평행도를 조정하는 기구(이하, 평행도 조정기구라고 한다)를 구비하고 있다.
도 4는, 본 발명의 와이어소 장치에 있어서의 평행도 조정기구(11)의 일례를 나타내는 개략도이다. 와이어가이드(3)는, 와이어소 장치(1)의 전면부의 전면블록(12)에 의해 유지되어 있다. 외륜링(13)은 전면블록(12)에, 내륜링(14)은, 와이어가이드(3)에 각각 고정되어 있다. 본 발명의 와이어소 장치에서는, 좌우의 스핀들축(와이어가이드의 축)을 조정볼트(15)를 이용하여, 임의로 와이어가이드의 축의 평행도를 조정할 수 있다. 이에 따라, 절단 후의 워크의 와이어의 주행방향 워프를 제어할 수 있고, 임의의 워프형상을 가지는 웨이퍼를 제조할 수 있다.
한편, 축의 조정범위로는, 좌우의 스핀들축을 각각 ±2mm까지의 범위에서 조정하는 것이 바람직하다. 이 범위이면, 와이어소 장치의 구조 상의 제한을 받지 않고, 스핀들축의 평행도를 조정할 수 있다.
도 5는, 와이어소 장치의 앞쪽의 와이어가이드(3)를 넓혔을 때(즉, 와이어가이드(3)의 축의 평행도를 크게 했을 때)의 와이어가이드(3)의 홈과 와이어(2)를 상부에서 본 개략도이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 와이어가이드(3)의 홈의 중심부까지는, 와이어(2)는 홈에 대하여 평행하나, 홈의 내측에서는, 와이어소 장치 안쪽까지 압상(押上)되도록 변형된다. 와이어소 장치 안쪽으로 변형한 와이어(2)에 의해, 절단 후의 워크의 와이어주행방향 워프가 볼록방향으로 만들어진다.
한편, 와이어소 장치 앞쪽의 와이어가이드(3)를 좁혔을 때(즉, 와이어가이드(3)의 축의 평행도를 반대측으로 크게 했을 때)는, 와이어(2)는 장치 앞쪽으로 압하되도록 변형되므로, 절단 후의 워크의 와이어주행방향 워프가 오목방향으로 만들어진다.
또한, 본 발명은, 웨이퍼의 제조방법을 제공한다. 이 방법은, 상기와 같은 와이어소 장치(1)를 이용하여 행할 수 있다. 즉, 복수의 와이어가이드(3)에 권회된 축방향으로 왕복주행하는 와이어(2)에 의해 와이어열(4)을 형성하고, 상기 와이어(2)에 쿨런트 또는 슬러리를 노즐(8)로부터 공급하면서, 워크이송기구(10)에 의해 워크유지부(7)에 유지된 워크(W)를 상기 와이어열에 압압함으로써, 상기 워크를 절단하여 웨이퍼를 제조하는 방법으로서, 상기 와이어열(4)을 형성하는 상기 복수의 와이어가이드(3)의 축의 평행도를 조정하여, 상기 워크(W)를 절단함으로써, 절단 후의 워크의 와이어주행방향의 워프를 제어하는 웨이퍼의 제조방법이다.
상기와 같이, 본 발명에서는, 와이어가이드(3)의 축의 평행도를 조정한다. 이에 따라, 와이어의 주행방향 워프를 제어할 수 있고, 임의의 워프형상을 가지는 웨이퍼를 제조할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 이용하여 본 발명을 구체적으로 설명하나, 본 발명은 이들로 한정되는 것은 아니다.
도 1 및 도 4에 나타낸 바와 같은, 평행도 조정기구(11)를 구비하는 와이어소 장치(1)를 이용하여, 직경 300mm의 실리콘 잉곳(워크)을, 와이어가이드의 축의 평행도를 -400μm로부터 200μm까지 조정하여 절단하였다. 절단 후의 워크의 와이어주행방향 워프의 형상비교를 행하였다. 결과를 도 6에 나타낸다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 와이어가이드의 축을, 와이어소 장치의 앞쪽에 대하여 200μm, 400μm로 좁게 하면, 절단 후의 워크의 와이어주행방향 워프는, 오목형상으로 변화되어가는 것이 확인되었다. 또한, 200μm 넓게 하면 절단 후의 워크의 주행방향 워프는, 볼록형상으로 변화하였다.
도 7에 와이어가이드의 축의 평행도 조정량과 도 6에 나타낸 주행방향 워프의 PV값(Peak to Valley)과의 상관을 나타냈다. 워프의 데이터는, 잉곳의 장치 안쪽, 블록 중심, 장치 앞쪽 3매의 웨이퍼의 데이터를 이용하였다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 와이어가이드(3)의 축의 평행도 조정량과 와이어주행방향 워프의 요철량에는 상관이 보이고, 장치 앞쪽의 와이어가이드(3)를 좁게 하면 와이어주행방향 워프는, 오목방향으로 변화하고, 넓게 하면 볼록방향으로 변화하였다. 이상으로부터, 와이어가이드(3)의 축의 평행도를 조정함으로써, 와이어주행방향의 워프의 요철량을 제어할 수 있는 것이 명백해졌다.
한편, 본 발명은, 상기 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는 예시이며, 본 발명의 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지고, 동일한 작용효과를 나타내는 것은, 어떠한 것이어도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
1: 와이어소 장치, 2: 와이어, 3: 와이어가이드, 4: 와이어열, 5: 빔, 6: 워크플레이트, 7: 워크유지부, 8: 노즐, 9: 슬러리, 10: 워크이송기구, 11: 평행도 조정기구, 12: 전면블록, 13: 외륜링, 14: 내륜링, 15: 조정볼트, W: 워크, 101: 와이어소 장치, 102: 와이어, 103: 와이어가이드, 104: 와이어열, 105: 빔, 106: 워크플레이트, 107: 워크유지부, 108: 노즐, 109: 슬러리, 110: 워크이송기구

Claims (3)

  1. 복수의 와이어가이드와, 상기 복수의 와이어가이드에 권회되고 축방향으로 왕복주행하는 와이어에 의해 형성된 와이어열과, 상기 와이어에 쿨런트 또는 슬러리를 공급하는 노즐과, 빔을 개재하여 워크가 접착된 워크플레이트를 매달아 유지하는 워크유지부와, 상기 워크를 상기 와이어열에 압압하는 워크이송기구를 구비하는 와이어소 장치로서,
    상기 와이어열을 형성하는 상기 복수의 와이어가이드의 축의 평행도를 조정하는 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 와이어소 장치.
  2. 제1항에 기재된 와이어소 장치를 이용하여, 상기 와이어열을 형성하는 상기 복수의 와이어가이드의 축의 평행도를 조정하여, 워크를 절단함으로써, 절단 후의 워크의 와이어 주행방향의 워프를 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 제조방법.
  3. 복수의 와이어가이드에 권회된 축방향으로 왕복주행하는 와이어에 의해 와이어열을 형성하고, 상기 와이어에 쿨런트 또는 슬러리를 노즐로부터 공급하면서, 워크이송기구에 의해 워크유지부에 유지된 워크를 상기 와이어열에 압압함으로써, 상기 워크를 절단하여 웨이퍼를 제조하는 방법으로서,
    상기 와이어열을 형성하는 상기 복수의 와이어가이드의 축의 평행도를 조정하여, 상기 워크를 절단함으로써, 절단 후의 워크의 와이어 주행방향의 워프를 제어하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼의 제조방법.
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