(57)【要約】  本発明は、単結晶インゴット切断装置に関するものである。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するローラと、前記ワイヤソーに供給されるスラリーを収容するスラリーバスと、を含む。【選択図】図３
2013539231.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するローラと、
前記ワイヤソーに供給されるスラリーを収容するスラリーバス(bath)と、
を含む単結晶インゴット切断装置。
【請求項２】
前記スラリーバスは、前記インゴットの両側にそれぞれ設けら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３】
前記スラリーバスには、ワイヤソーが通過するグルーブ(groove)が形成された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】
前記グルーブは、スラリーバスの側面または上部に形成されたことを特徴とする請求項３に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項５】
前記スラリーバスの内部には、ワイヤソーをガイドするガイドローラがさらに設けられることを特徴とする請求項３に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項６】
前記ガイドローラは、スラリーバスに収容されたスラリーに浸漬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】
前記ガイドローラは、ワイヤソーの移動方向に沿って多数個設けられることを特徴とする請求項６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ワイヤソーと、
前記ワイヤソーを駆動するローラと、
前記ワイヤソーに供給されるスラリーの飛散を防止するスラリー飛散防止カバーと、
を含む単結晶インゴット切断装置。
【請求項９】
前記スラリー飛散防止カバーは、前記ワイヤソーが通過できるグルーブを含む請求項８に記載の単結晶インゴット切断装置。
【請求項１０】
前記グルーブは、上下間の幅が水平方向の幅より広いことを特徴とする請求項９に記載の単結晶インゴット切断装置。
【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に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリコンなどのウェハ(wafer)は、単結晶シリコンインゴット(ingot)を薄い厚さで切断(slice)することで作られる。
【０００３】
例えば、単結晶インゴットを、所定の切断装置、例えば、ワイヤソー(Wire Saw)を利用して、テーブルに装着されたインゴットを移動及びスラリーを供給しながらウェハ形態に切断する。
【０００４】
ところで、インゴット切断の後半部に行くほどワイヤーとテーブルの間の間隔が狭くなり、これよってインゴット切断に利用されなかったスラリーがインゴット切断部に供給されて、スラリー過供給されることになる。このようなスラリーの過供給によりインゴットが過冷却され、ウェハ切断面の形状が不均一になり、品質が低下する問題がある。
【０００５】
また、ワイヤソー装置で切断及び潤滑作用をするスラリー(研磨剤(Abrasive)及び油(oil))は、切断されたウェハの品質に大きい影響を与える。これはワイヤーに付着したスラリーがインゴットを切断する役割をするが、それ以外の飛散するスラリーや高速往復運動するワイヤーによって飛散するスラリーが、インゴットが切断されて生成するウェハとウェハの間に浸透しながら滞積することになり、形を変形させてしまうことがある。
【０００６】
図１は、従来技術において、スラリー供給不良による切断面形状の例示図であり、図２は不均一な切断面形状によるナノウェビネス(Nano Waviness)の例示写真(Nano Map)である。
【０００７】
従来技術によれば、ワイヤソー装置内でシリコンインゴットの終端部(切断後半部)の切断時飛散するスラリーの流れによるウェハの流動やワイヤーの直進度に悪影響を及ぼし、ウェハ終端部の形が変形することがある。従って、切断後半部のスラリー流量を減らすことが普通であるが、流量を減らす場合スラリーカーテン現象(スラリーが一定に広がって現れること)が不均一となることがある。
【０００８】
これによって、図１のようにインゴットの特定区間のスラリー供給不良を発生させるので、ウェハ切断面形状が不均一になり、このようなウェハ切断面の不均一な形状は、図２のようにポリッシング(Polishing)工程の後、ナノトポグラフィー(Nano topography)にウェビネスパターンなどの不良を起こす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、インゴット切断に使われるワイヤーに付着したスラリー以外の、飛散またはインゴットが切断されてできるウェハとウェハの間に浸透して滞積するスラリーを制御して、ワイヤソー工程に起因する切断形の変形を制御できる単結晶インゴット切断装置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】
【００１０】
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するローラと、前記ワイヤソーに供給されるスラリーを収容するスラリーバス(bath)とを含む。
【００１１】
前記スラリーバスは、前記インゴットの両側にそれぞれ設けることができる。
【００１２】
前記スラリーバスには、ワイヤソーが通過するようにグルーブを形成することができる。
【００１３】
前記グルーブは、スラリーバスの側面または上部に形成することができる。
【００１４】
前記スラリーバスの内部には、ワイヤソーをガイドするガイドローラをさらに設けることができる。
【００１５】
前記ガイドローラは、スラリーバスに収容されたスラリーに浸漬される。
【００１６】
前記ガイドローラは、ワイヤソーの移動方向に沿って多数個設けることができる。
【００１７】
また、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するローラと、前記ワイヤソーに供給されるスラリーの飛散を防止するスラリー飛散防止カバーを含むことができる。
【００１８】
前記スラリー飛散防止カバーは、前記ワイヤソーが通過できるグルーブを含むことができる。
【００１９】
前記グルーブは、上下間の幅を水平方向の幅より広くすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の単結晶インゴット切断装置によれば、飛散スラリー及びスラリーカーテン現象の不良によって発生する切断終端部ウェハの切断形の変形を改善することができる。
【００２１】
また、本発明によれば、ウェハのワープ(Warp)品質を改善することができる。本発明で、ワープはウェハの変形程度を現わし、基準面から中間表面(Mediam Surface)までの最大偏差と最小偏差の差をいう。
【００２２】
また、本発明によれば、ウェハのウェビネス発生を制御してナノトポグラフィーを改善することができる。
【００２３】
また、本発明によれば、スラリーバス内にガイドローラを設けることで、スラリーバス内に引入されるワイヤソーの表面に安定的にスラリーを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】従来技術において、スラリー供給不良による切断面形状の例示図。
【図２】不均一な切断面形状によるナノウェビネスの例示写真(Nano Map)。
【図３】実施例に係る単結晶インゴット切断装置の例示図。
【図４】実施例に係る単結晶インゴット切断装置のスラリー飛散防止カバーの第１例示図。
【図５】実施例に係る単結晶インゴット切断装置のスラリー飛散防止カバーの第２例示図。
【図６】実施例に係る単結晶インゴット切断装置のスラリーバスの例示図。
【図７】実施例に係る単結晶インゴット切断装置のスラリーバスの側面図。
【図８】実施例に係る単結晶インゴット切断装置のスラリーバスの断面図。
【図９】他の実施例に係る単結晶インゴット切断装置のスラリーバスの断面図。
【図１０】他の実施例に係る単結晶インゴット切断装置のスラリーバスの断面図。
【図１１】実施例に係る単結晶インゴット切断装置を適用した場合の切断面形状の例示図。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
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。
【００２６】
（実施例）
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。
【００２７】
以後、上記のように製造された単結晶インゴットを所定の切断装置、例えば、ワイヤソーを利用して、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ことができる。
【００２８】
図３は、実施例に係る単結晶インゴット切断装置１００の例示図である。
実施例は、インゴット切断に使われるワイヤソーに付着したスラリー以外の、飛散またはインゴットが切断されてできるウェハとウェハの間に浸透してするスラリーを制御して、ワイヤソー工程に起因する切断形の変形を制御できる単結晶インゴット切断装置を提供しようとする。
【００２９】
このために、実施例に係る単結晶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Ｗと、前記ワイヤソーＷを駆動するローラＲ１、Ｒ２と、前記ワイヤソーＷに供給されるスラリーＳの飛散を防止するスラリー飛散防止カバー１３０とを含む。
【００３０】
実施例で、インゴットＩＧは、ワークプレート１１０にビーム１１２等によりマウンティングされた後、単結晶インゴット切断装置１００にローディングされて切断される。
【００３１】
図４は、実施例に係る単結晶インゴット切断装置のスラリー飛散防止カバーの第１例示図で、図５は、実施例に係る単結晶インゴット切断装置のスラリー飛散防止カバーの第２例示図である。
【００３２】
実施例に係る単結晶インゴット切断装置１００は、ワイヤソーに付着したスラリーＳ以外の不必要なスラリーＳがインゴットＩＧに接近できないように、スラリー飛散防止カバー１３０を設置して、切断された形の品質に悪影響を与える流れを制御することができる。
【００３３】
実施例で、前記スラリー飛散防止カバー１３０は、前記ワイヤソーＷが通過できるグルーブを含むことができる。
【００３４】
例えば、前記グルーブは、楕円形グルーブＧ１または四角形グルーブＧ２からなることができるが、これに限定されるものではなく、前記グルーブは円形にすることもできる。前記グルーブは、上下間の幅を水平方向の幅より広くすることができる。
【００３５】
実施例に係る単結晶インゴット切断装置１００によれば、高速往復運動するワイヤソーの上にスラリーＳを噴射させるので、望まない方向にスラリーが飛散する現象を制御することができる。
【００３６】
また、実施例は、スラリー浸透防止カバー１３０は、ワイヤソーＷが通過できるブルーブを有することができ、このグルーブの間隔はワイヤーガイド(図示されない)のピッチ間隔と同一にすることができる。
【００３７】
また、実施例で、グルーブはワイヤソーが通過する通路となるので、ワイヤソーに干渉しないように、切断時のインゴットの重さ及びテーブル(ワークプレート)が下降する荷重にともなうワイヤソーの垂れなどを十分に想定して設計することができる。
【００３８】
また、実施例で、スラリー浸透防止カバー１３０は、ワイヤソーが往復運動するのでインゴットの両側に設置されるが、これに限定されるものではない。
【００３９】
図６は、実施例に係る単結晶インゴット切断装置のスラリーバスの例示図で、図７は実施例に係る単結晶インゴット切断装置のスラリーバスの側面図で、図８は実施例に係る単結晶インゴット切断装置のスラリーバスの断面図である。
【００４０】
実施例に係る単結晶インゴット切断装置１００は、インゴット切断中にスラリーカーテン現象が不均一になることを防止すると共に、スラリーノズルから噴射されるスラリーＳの飛散を防止するために、スラリーを収容するスラリーバス１４０を採用することができる。
【００４１】
前記スラリーバス１４０は前記インゴットの両側にそれぞれ設けることができるが、これに限定されるものではない。
【００４２】
また、前記ワイヤソーＷは、前記スラリーバス１４０を通過することでワイヤソーＷにスラリーＳが供給される。
【００４３】
実施例で、スラリーバス１４０は、既存のノズル方式でインゴット切断中に発生する不均一なスラリーカーテン現象を制御して均一なスラリーカーテン現象となるように制御することができる。
【００４４】
また、ワイヤソーＷがスラリーバス１４０を通過しながら往復運動をするので、ノズルによってスラリーをワイヤーに噴射する既存の方式に比べて、不必要なスラリーの飛散を制御することができる。即ち、ワイヤソーＷに付着するスラリーＳ以外のスラリーの流れを制御することができる。
【００４５】
実施例で、前記スラリーバス１４０の底は溝Ｈとなっており、インゴット切断時に発生するＳｉ、Ｆｅ微細粉がスラリーバス１４０に積もることを防止することができる。
【００４６】
この時、前記溝Ｈの間隔が大き過ぎると、スラリーバス１４０にスラリーが切断に必要な量だけワイヤソーＷに付着せず循環してソーマーク(Saw Mark)等が発生する虞があるので、前記溝Ｈの間隔を適切に設計する必要がある。
【００４７】
また、実施例に係る単結晶インゴット切断装置１００は、メインローラの上側にスラリーノズル１２０を採用して、インゴット切断時に発生するワイヤーガイドの膨張を制御するための冷却(Cooling)効果を奏することができるが、これに限定されるものではない。この時、前記スラリーバス１４０からスラリー配管１４２を介してスラリーノズル１２０にスラリーが供給されるが、これに限定されるものではない。
【００４８】
一方、実施例に係る単結晶インゴット切断装置１００は、図３と同じ構造において、下段にスラリー収集バス(図示されない)を設けて上側から落下するスラリーを収集し、収集されたスラリーを所定のフィルタリング処理をした後、スラリーバス１４０に再循環させることができるが、これに限定されるものではない。
【００４９】
また、前記スラリーバス１４０の対向する両側面には、所定の第２グルーブＧ３が形成され、ワイヤソーＷが該グルーブを通過することができる。例えば、前記第２グルーブＧ３は楕円形で形成されるが、この他にも四角形または円形に形成することができ、第２グルーブＧ３の形状はこれに限定されるものではない。
【００５０】
前記スラリーバス１４０の内部には、ワイヤソーＷがスラリーに浸漬されるようにするガイドローラ１５０をさらに形成することができる。このようなガイドローラ１５０は、第１〜第３ガイドローラ１５２、１５４、１５６を含む。
【００５１】
第１ガイドローラ１５２及び第２ガイドローラ１５４は、ワイヤソーＷが引入及び引出される第２グルーブＧ３の一側に設置される。第１ガイドローラ１５２と第２ガイドローラ１５４の間には第３ガイドローラ１５６が設けられる。
【００５２】
第３ガイドローラ１５６は、スラリーバス１４０に収容されたスラリーに浸漬されるように、第１ガイドローラ１５２及び第２ガイドローラ１５４と上下に離隔配置することができる。
【００５３】
これにより、スラリーバス１４０に引入されたワイヤソーＷは、第１ガイドローラ１５２を経て第３ガイドローラ１５６に移動し、第３ガイドローラ１５６を移動する間ワイヤソーＷの表面にはスラリーが均一に供給される。
【００５４】
上記のように、均一なスラリーが供給されたワイヤソーＷは、第２ガイドローラ１５４を経てスラリーバス１４０の外部に引出される。
【００５５】
前記のようなスラリーバス１４０及びガイドローラ１５０は、次のように形成することができる。図９及び図１０は、他の実施例に係る単結晶インゴット切断装置のスラリーバスの断面図である。
【００５６】
図９に示すように、スラリーバス１４０の底には溝Ｈが形成され、スラリーバス１４０の対向する両側面にはワイヤソーＷが引入及び引出される第２グルーブＧ３が形成される。
【００５７】
スラリーバス１４０の内部にはガイドローラ１５０が設けられ、このようなガイドローラ１５０は、スラリーバス１４０に引入されるワイヤソーＷに均一なスラリーが供給されるようにワイヤソーＷを移動させる。
【００５８】
このためにガイドローラ１５０は、第１〜第４ガイドローラ１５２、１５４、１５６、１５８を含む。第１ガイドローラ１５２と第２ガイドローラ１５４は、ワイヤソーＷが引入及び引出される第２グルーブＧ３の一側に設置される。
【００５９】
第３ガイドローラ１５６及び第４ガイドローラ１５８は、第１ガイドローラ１５２及び第２ガイドローラ１５４と上下に離隔設置され、第３ガイドローラ１５６と第４ガイドローラ１５８は、スラリーバス１４０内に収容されたスラリーに浸漬される。
【００６０】
これによって、スラリーバス１４０に引入されたワイヤソーＷは、第３ガイドローラ１５６及び第４ガイドローラ１５８を通過する間スラリーバス１４０内に浸漬され、ワイヤソーＷの表面にスラリーがより均一に供給される効果がある。
【００６１】
図１０に示すように、スラリーバス１４０の底には溝Ｈが形成され、スラリーバス１４０の上部にはワイヤソーＷが引入及び引出されるように第２グルーブＧ３が形成される。スラリーバス１４０の内部には、ワイヤソーＷをスラリーに浸漬させるためのガイドローラ１５０が設けられる。
【００６２】
ガイドローラ１５０は、スラリーバス１４０の内部に収容されたスラリーに浸漬されるように配置され、左右に離隔配置されるように多数個形成することができる。これによって、スラリーバス１４０に引入されたワイヤソーＷは、ガイドローラ１５６、１５８を通過しながらワイヤソーＷ表面に均一なスラリーを供給できる効果がある。ここで、スラリーバス１４０の外側には、ワイヤソーＷをスラリーバス１４０の内部に案内するように補助ローラ１６２、１６４をさらに設けることができる。
【００６３】
図１１は、実施例に係る単結晶インゴット切断装置を適用した場合の切断面形状の例示図である。
【００６４】
実施例に係る単結晶インゴット切断装置によれば、飛散スラリー及びスラリーカーテン現象の不良に発生する切断終端部ウェハの切断形の変形を、図１１のように改善することができる。
【００６５】
また、実施例によれば、ウェハのワープ品質を改善することができる。実施例で、ワープはウェハの変形程度を現わし、基準面から中間表面までの最大偏差と最小偏差の差をいう。実施例によれば、従来ワープ平均(Warp Average)が約１５μｍ以上だったものを、実施例の適用によりワープ平均を約１５μｍ未満に改善できる。
【００６６】
また、実施例によれば、ＭＣ(Machine)側のウェハのウェビネス発生を制御して、ナノトポグラフィーを改善することができる。例えば、実施例でナノは、約０.５〜２５mmの幅を有するウェハ表面における約２０〜１００nm程度の段差を数値で表示したものであり、従来ではＰＶ(Peak to Valley)が約３０nmであったが、本実施例の適用によりＰＶが約２６nmに改善された。
【００６７】
以上、図面と特定の実施例を参照して本発明を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の思想と特許請求項の範囲を逸脱しない範囲内で、多様な修正と変更が可能であることは、当業者にとって自明である。
【符号の説明】
【００６８】
１００  インゴット切断装置
１１０  ワークプレート
１３０  スラリー飛散防止カバー
１４０  スラリーバス
１５０  ガイドローラ
Ｇ２  第２グルーブ
【図１】
2013539231.tif 000003
【図２】
2013539231.tif 000004
【図３】
2013539231.tif 000005
【図４】
2013539231.tif 000006
【図５】
2013539231.tif 000007
【図６】
2013539231.tif 000008
【図７】
2013539231.tif 000009
【図８】
2013539231.tif 000010
【図９】
2013539231.tif 000011
【図１０】
2013539231.tif 000012
【図１１】
2013539231.tif 000013
【国際調査報告】
2013539231.tif 000014
2013539231.tif 000015