(57)【要約】  本発明は、単結晶インゴット切断装置及び単結晶インゴットの切断方法に関するものである。本発明による単結晶インゴット切断装置は、インゴットを切断するワイヤソーと、前記ワイヤソーを駆動させるローラと、前記インゴットが切断される前に前記インゴットを冷却させる流体を備えるバスと、を含む。【選択図】図１
2013539923.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インゴットを切断するワイヤソーと、
前記ワイヤソーを駆動させるローラと、
前記インゴットが切断される前に前記インゴットを冷却させる流体を備えるバス(bath)と、
を含む単結晶インゴット切断装置。
【請求項２】
前記インゴットを上方に移動させる移動装置をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項３】
前記インゴットは切断される前に前記流体と接触されることを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項４】
前記流体はスラリーを含むことを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項５】
前記バス内の流体の温度を維持する熱交換器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項６】
前記ワイヤソーにスラリーを供給するスラリーノズルをさらに含み、
前記流体は、前記バスから前記熱交換器を経て前記スラリーノズルを介して前記ワイヤソーに供給されることを特徴とする請求項５に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項７】
前記インゴット切断によるウェハを支持する可変ガイドをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項８】
インゴットを切断する前に所定の流体を備えるバスに浸漬するステップと、
前記インゴットを前記バスからワイヤソーにダウンアップ(down-up)供給するステップと、
前記インゴットを切断するステップと、
を含む単結晶インゴットの切断方法。
【請求項９】
前記インゴットは切断される前に前記流体と接触されることを特徴とする請求項８に記載の単結晶インゴットの切断方法。
【請求項１０】
前記流体は、前記バスから熱交換器を経てスラリーノズルを介して前記ワイヤソーに供給されることを特徴とする請求項８に記載の単結晶インゴットの切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単結晶インゴット切断装置及び単結晶インゴットの切断方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、半導体素子を製造するためのウェハを製造する工程は、シリコンインゴット(Ingot)をスライスする切断工程、スライスされたウェハのエッジをラウンディング処理するエッジ研削工程、切断工程によるウェハの粗い表面を平坦化するラッピング工程、エッジ研削またはラッピング工程中にウェハ表面に付着したパーティクルなどの各種汚染物質を除去する洗浄工程、後工程に適合する形状及び表面を確保するための表面研削工程、ウェハエッジに対するエッジ研磨工程を含む。
【０００３】
例えば、シリコンインゴットのスライス工程は、単結晶インゴットを所定の切断装置、例えば、ワイヤーソー(Wire Saw)を利用して、テーブルに装着されたインゴットをトップダウン(top-down)方向に移動しながらスラリーを供給してウェハの形態に切断する。
【０００４】
ところで、従来技術によれば、被加工物である単結晶インゴットの切削中に発生する切断熱、そして発生する総熱量の差によって、被加工物とメインローラが膨張または収縮することになる。これによって、被加工物とメインローラの膨張・収縮によって切削された被加工物の切断形が決定されることになり、膨張・収縮によって形成された切断形によって、ワープ(Warp)の発生またはナノトポグラフィー(Nano topography)の品質が悪化するなどの問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、被加工物の切断中に発生する切断熱の影響を最小化できる単結晶インゴット切断装置及び単結晶インゴットの切断方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の単結晶インゴット切断装置は、インゴットを切断するワイヤソーと、前記ワイヤソーを駆動させるローラと、前記インゴットが切断される前に前記インゴットを冷却させる流体を備えるバスと、を含む。
【０００７】
また、本発明の単結晶インゴットの切断方法は、インゴットを切断する前に所定の流体を備えるバスに浸漬するステップと、前記インゴットを前記バスからワイヤソーにダウンアップ供給するステップと、前記インゴットを切断するステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の単結晶インゴット切断装置及び単結晶インゴットの切断方法によれば、被加工物が切断前まで温度が維持されるスラリーバス内部に存在することで、切断熱による被加工物の膨張または収縮を最小化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例に係る単結晶インゴット切断装置の正面例示図である。
【図２】実施例に係る単結晶インゴット切断装置の側面例示図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施例の説明において、各ウェハ、装置、チャック、部材、部、領域または面などが、各ウェハ、装置、チャック、部材、部、領域または面などの「上」にまたは「下」に形成されると記載される場合、その「上」と「下」は「直接」または「他の構成要素を介在して」形成されるものを全部含む。また、各構成要素の「上」または「下」に対する基準は、図面を基準として説明する。図面における各構成要素の大きさは、説明の便宜を図り誇張して図示される場合があるが、実際適用される大きさを意味するものではない。
【００１１】
（実施例）
図１は実施例に係る単結晶インゴット切断装置の正面例示図であり、図２は実施例に係る単結晶インゴット切断装置の側面例示図である。
【００１２】
実施例で、単結晶インゴットは、多結晶シリコンをＣＺ法(Czochralski)またはＦＺ法(Floating Zone)等で棒状の単結晶ボディを形成した後、この単結晶ボディの外部表面を加工して一定の直径を有するようにし、一定の長さに切断することで製造される。
【００１３】
例えば、ＣＺ法は、多結晶シリコンを溶融した溶融液にシードを浸漬した後、シード結晶をはやい引き上げ速度で成長させてネッキング(necking)工程を行う。そして、単結晶をシードと直径方向に徐々に成長させて所定大きさの直径になるとショルダーリング(shouldering)工程を行う。ショルダーリング工程以後にボディを成長させ、ボディが所定の長さまで成長すると、ボディの直径を減少させて融液から分離するテーリング(tailing)工程を経ることで、単結晶インゴットの成長が完了する。
【００１４】
以後、成長した前記単結晶インゴットのボディ部分を一定大きさに切断するクロッピング工程を行った後、棒状に残留する部分が所定直径を有するように、外部表面を加工(grinding)する。
【００１５】
以後、前記単結晶ボディインゴットを所定の切断装置、例えば、ワイヤーソを利用して、テーブルに装着されたインゴットを移動しながらスラリーを供給してウェハ形態に切断する。
【００１６】
一般的に、過度スラリーの供給、インゴット切断にともなうインゴットの熱膨張、インゴット切断装置のワイヤーガイド(wire guide)の軸の伸長などにより、ウェハ切断面形状のプロファイル(profile)が不均一となる問題がある。
【００１７】
これによって、従来技術によれば、ウェハ切断面形状は不均一に形成され、このようなウェハ切断面の不均一な形状は、ナノトポグラフィー(Nano topography)にウェビネス(Waviness)パターンなどの不良を招来する。
【００１８】
実施例は、被加工物の切断中に発生する切断熱の影響を最小化できる単結晶インゴット切断装置及び単結晶インゴットの切断方法を提供しようとする。
【００１９】
以下、図１及び図２を参照して、実施例に係る単結晶インゴット切断装置及び単結晶インゴットの切断方法を説明する。
【００２０】
前記課題を解決するために、実施例に係るインゴット切断装置１００は、インゴットＩＧを切断するワイヤソー１６０と、前記ワイヤソー１６０を駆動させるローラＲ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５と、前記インゴットＩＧが切断される前に前記インゴットＩＧを冷却させる流体Ｌを備えるバス１１０とを含むことができる。実施例で、ローラは５個と例示しているが、これに限定されるものではない。
【００２１】
実施例は、被加工物の切断中に発生する切削熱が被加工物全体に伝導され、被加工物が膨張・収縮する現象を防止するために、バスタイプのインゴット切断装置を提供することができる。
【００２２】
実施例によれば、インゴットＩＧは切断される前に前記流体Ｌと接触されるので、インゴットＩＧは切断直前まで温度が維持されるバス１１０内部に存在し、切削時に大気雰囲気に露出することになる。
【００２３】
このために、実施例は、前記インゴットＩＧを前記バス１１０から上方に移動させる移動装置１２０をさらに含むことができる。
【００２４】
例えば、前記インゴットＩＧを、前記バス１１０から前記ワイヤソー１６０にダウンアップ供給する移動装置１２０をさらに含むことができるが、これに限定されるものではない。前記移動装置１２０は、油圧シリンダ１２０からなることができるが、これに限定されるものではない。
【００２５】
また、実施例は、油圧シリンダ１２０とバス１１０との間にリーク防止用のＯリング１２２をさらに含むことができる。
【００２６】
これによって、実施例によれば、前記インゴットＩＧは切断される前に前記流体Ｌと接触され、切断熱による被加工物の膨張・収縮を最小化することができる。
【００２７】
実施例に係る単結晶インゴット切断装置によれば、被加工物が切断前まで温度が維持されるスラリーバス内部に存在することで、切断熱による被加工物の膨張・収縮を最小化することができる。前記流体Ｌはスラリーを含むことができるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
実施例は、前記バス１１０内の流体の温度を維持する熱交換器１３０をさらに含み、これによりバス内の流体の温度が設定された温度に維持される。
【００２９】
また、実施例は、前記ワイヤソー１６０にスラリーを供給するスラリーノズル１４０をさらに含むことができる。
【００３０】
これによって、前記流体Ｌは、前記バス１１０から前記熱交換器１３０を経て前記スラリーノズル１４０を介して前記ワイヤソー１６０に供給された後、前記バス１１０に循環するが、これに限定されるものではない。
【００３１】
また、実施例は、前記インゴットＩＧ切断によるウェハＷを支持する可変ガイド１５０をさらに有することができる。
【００３２】
前記可変ガイド１５０は、左右の移動を制御可能な可変式からなり、これによって、被加工物上昇切削方式により切削中に発生し得る被加工物が左右に広がる現象は、長さ可変ガイド設置によって補完することができる。
【００３３】
実施例に係る単結晶インゴット切断装置及び単結晶インゴットの切断方法によれば、被加工物が切断前まで温度が維持されるスラリーバス内部に存在することで、切断熱による被加工物の膨張・収縮を最小化することができる。
【００３４】
以上、本発明を実施例に基づいて説明したが、これは単なる例示であり、本発明は以上の実施例に限定されるものではなく、本発明の本質的な特性の範囲内で多様な変形と応用が可能であることは、当業者にとって自明である。また、このような変形と応用に係る差異点も、本発明の請求の範囲で規定する実施例の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【図１】
2013539923.tif 000003
【図２】
2013539923.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成25年4月10日(2013.4.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
単結晶インゴットを切断するワイヤソーと、
前記ワイヤソーを駆動させるローラと、
前記インゴットが切断される前に前記インゴットを冷却させる流体を備えるバス(bath)と、
を含む単結晶インゴット切断装置。
【請求項２】
前記インゴットを上方に移動させる油圧シリンダと、前記油圧シリンダとバスとの間にリーク防止用のＯリングをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項３】
前記インゴットは切断される前に前記流体と接触され、
前記インゴットは、前記インゴットの温度が維持されるスラリーバス内部に位置することを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項４】
前記流体はスラリーを含むことを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項５】
前記バス内の流体の温度を維持する熱交換器をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項６】
前記ワイヤソーにスラリーを供給するスラリーノズルをさらに含み、
前記流体は、前記バスから前記熱交換器を経て前記スラリーノズルを介して前記ワイヤソーに供給されることを特徴とする請求項５に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項７】
前記インゴット切断によるウェハを支持する可変ガイドをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項８】
インゴットを切断する前に所定の流体を備えるバスに浸漬するステップと、
前記インゴットを前記バスからワイヤソーにダウンアップ(down-up)供給するステップと、
前記インゴットを切断するステップと、
を含む単結晶インゴットの切断方法。
【請求項９】
前記インゴットは切断される前に前記流体と接触されることを特徴とする請求項８に記載の単結晶インゴットの切断方法。
【請求項１０】
前記流体は、前記バスから熱交換器を経てスラリーノズルを介して前記ワイヤソーに供給されることを特徴とする請求項８に記載の単結晶インゴットの切断方法。
【請求項１１】
前記インゴットを切断するステップでは、前記インゴットの一部が前記流体内に浸漬されており、前記浸漬された部分は、前記インゴットの切断面の下に位置する領域であることを特徴とする請求項８に記載の単結晶インゴットの切断方法。
【国際調査報告】
2013539923.tif 000005
2013539923.tif 000006