JP6340486B2 - ワイヤーソーイング装置 - Google Patents

Description

実施例はワイヤーソーイング装置に関するものである。

単結晶シリコンインゴットからウエハーを獲得するため、ワイヤー（ｗｉｒｅ）でインゴットをソーイング（ｓａｗｉｎｇ）するワイヤーソーイング装置がある。既存のワイヤーソーイング装置は、スラリー（ｓｌｕｒｒｙ）をワイヤーに供給しながらワイヤーを高速で走行させてインゴットをソーイングして所望形状のウエハーを獲得する。

しかし、インゴットがソーイングされ始める初期にインゴットとワイヤーが接する部位から飛散するスラリーは自由落下するが、初期以後の中盤からはインゴットとワイヤーが接する部位から飛散するスラリーは自由落下せずにインゴットのソーイングに悪影響を及ぼして大きな反り（ｗａｒｐａｇｅ）を引き起こす問題点を有する。歪みは半導体ウエハーの切断において重要な品質の一つであり、製品の品質要求が高くなるにつれてもっと低減することが要求されている。

実施例は歪みが改善されたワイヤーソーイング装置を提供する。

実施例によるワイヤーソーイング装置は、インゴットを切断するワイヤー；前記インゴットを前記ワイヤーに運送するインゴット運送部；前記ワイヤーにスラリーを供給するノズル；及び前記ワイヤーによってソーイングされる前記インゴットの上側部に配置され、前記ワイヤーによって切断される前記インゴットの側面から飛散するスラリーの少なくとも一部を吸収する飛散スラリー遮断部を含むことができる。

前記飛散スラリー遮断部は、前記飛散したスラリーを収集するメッシュ（ｍｅｓｈ）構造を有することができる。

前記飛散スラリー遮断部は、前記インゴット運送部を支持する支持面に付着された上部；前記飛散したスラリーを収集する少なくとも一つのメッシュプレートを含む下部；及び前記上部と前記下部の間にある側部を含むことができる。

前記上部と前記側部はネジで結合されることができ、前記下部と前記側部は一体型であってもよい。

前記飛散スラリー遮断部は、前記上部、前記側部及び前記下部によって規定されて、前記飛散したスラリーを貯蔵するスラリー収容空間を含み、前記飛散したスラリーが前記スラリー収容空間に流入することを許す開口を挟んで前記飛散スラリー遮断部の下部が前記インゴットから離隔することができる。

前記下部のボトムと前記インゴットのトップの間の離隔距離は１ｃｍ〜２ｃｍであってもよい。

前記飛散スラリー遮断部は、前記スラリー収容空間に貯蔵されたスラリーを前記ワイヤーが運動する方向と直交する方向に排出する排出口をさらに含むことができる。

前記少なくとも一つのメッシュプレートは互いに積層した複数のメッシュプレートを含み、前記複数のメッシュプレートのオープニングの大きさは前記ワイヤーから遠くなるほど小さくなることができる。

前記飛散スラリー遮断部は着脱可能である。前記飛散スラリー遮断部の上部は前記支持面に固定され、前記飛散スラリー遮断部の側部又は下部の少なくとも一つは前記上部に着脱可能な形状を有することができる。

前記飛散スラリー遮断部の前記下部は前記インゴットに向かって内側に行くほど傾くことができる。前記下部の傾斜角は７°〜１０°であってもよい。

前記飛散スラリー遮断部のボトムは前記ワイヤーより高く位置しても良い。

前記飛散スラリー遮断部は前記ワイヤーが進入する部分と進出する部分の両側にそれぞれ配置されることができる。

前記飛散スラリー遮断部は前記インゴットの長手方向に前記インゴットと平行に配置されてもよい。

前記インゴット運送部は、前記インゴットを前記ワイヤーに向けて下ろすフィードテーブル；前記インゴットを前記フィードテーブルに固定させるホルダー；及び前記ホルダーと前記インゴットを連結するビーム部を含むことができる。

前記ワイヤーソーイング装置は、前記ワイヤーを巻き取って前記ワイヤーを案内する溝を有するワイヤーローラー；前記ノズルに供給されるスラリーを収容するスラリータンク；前記ノズルから出射されて前記インゴットのソーイングに使用されたスラリーを収容するスラリー槽；前記インゴットをソーイングすべきワイヤーを巻き取る第１ボビン；前記インゴットをソーイングしたワイヤーを巻き取る第２ボビン；及び前記ワイヤーの進行経路を変更する少なくとも一つのプーリーをさらに含むことができる。

実施例によるワイヤーソーイング装置は飛散するスラリーの再流入によるインゴット過冷却を最小化してウエハーの歪みを改善することができる。

一実施例によるワイヤーソーイング装置の斜視図を示す。

図１に示したインゴット運送部及び飛散スラリー遮断部のそれぞれの一実施例を説明するための断面図である。

図２に示したインゴットと飛散スラリー遮断部の下部のみの底面図を示す。

図２に示した飛散スラリー遮断部の下部の例示的な分解斜視図を示す。

スラリーの粘度による複数のメッシュプレートのそれぞれにおいて単位インチ当たり含まれるオープニングの数を説明するためのグラフである。

図１に示した飛散スラリー遮断部の他の実施例を説明するための断面図を示す。

図６に示した飛散スラリー遮断部の分解斜視図を示す。

図１に示した飛散スラリー遮断部のさらに他の実施例の写真を示す。

図１に示した飛散スラリー遮断部の斜視図を示す。

ワイヤーによってソーイングされるインゴットとインゴット運搬部の断面図を示す。

インゴットがソーイングされる部分が増加するにつれてスラリーが飛散する形態を示す。

傾斜角別スラリーの捕集能力を示すグラフである。

図１３ａは飛散スラリー遮断部を有しない第１比較例によるワイヤーソーイング装置の断面図を示し、図１３ｂはメッシュ構造を有しない飛散スラリー遮断部を有する第２比較例によるワイヤーソーイング装置の断面図を示し、図１３ｃはメッシュ構造を有する飛散スラリー遮断部を有する実施例によるワイヤーソーイング装置の断面図を示す。

第１比較例によるワイヤーソーイング装置における歪みを示すグラフである。

第２比較例によるワイヤーソーイング装置における歪みを示すグラフである。 第２比較例によるワイヤーソーイング装置における歪みを示すグラフである。

実施例によるワイヤーソーイング装置における歪みを示すグラフである。

以下、本発明を具体的に説明するために実施例に基づいて説明し、発明の理解を助けるために添付図面に基づいて詳細に説明する。しかし、本発明による実施例は様々な他の多様な形態に変形可能であり、本発明の範囲が以下で詳述する実施例に限定されるものとして解釈されてはいけない。本発明の実施例は当該業界で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供するものである。

本発明による実施例の説明において、各要素の“上又は下（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）”に形成されるものとして記載される場合、上又は下（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）は二つの要素が互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触するか一つ以上の他の要素が前記二つの要素の間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されるものを全て含む。また、“上又は下（ｏｎ ｏｒ ｕｎｄｅｒ）”として表現される場合、一つの要素を基準として上方だけではなく下方の意味も含むことができる。

また、以下で使う “第１”及び“第２”、“上部”及び“下部”などの関係的用語はそのような実体又は要素間のある物理的又は論理的関係又は手順を必ずしも要求するか内包するものではなく、ある一つの実体又は要素を他の実体又は要素と区別するためにだけ用いることができる。

図１は一実施例によるワイヤー（ｗｉｒｅ）ソーイング（ｓａｗｉｎｇ）装置１００の斜視図を示す。

図１を参照すると、実施例によるワイヤーソーイング装置１００は、ワイヤー１１２、１１４（Ｗ）（図１では１１２及び１１４がＷに相当する）、インゴット運送部１２０、ノズル１３２、１３４、配管１３６、１７２、飛散スラリー（ｓｌｕｒｒｙ、Ｓ）遮断部１４０、ワイヤーローラー（ｒｏｌｌｅｒ）１５２、１５４、スラリータンク１６０、撹拌器（ａｇｉｔａｔｏｒ）１６２、スラリー槽（ｂａｔｈ）１７０、第１及び第２ボビン（ｂｏｂｂｉｎ）１８２、１８４及びプーリー（ｐｕｌｌｅｙ）１９１、１９２、１９３、１９４、１９５を含むことができる。

インゴットＩはワイヤーＷによってウエハー状に切断されることができる。ワイヤー（Ｗ）１１２、１１４は炭素鋼であってもよい。

インゴット運送部１２０はインゴットＩをワイヤーＷに向けて運送する役目をする。

図２は図１に示したインゴット運送部１２０及び飛散スラリー遮断部１４０のそれぞれの一実施例を説明するための断面図である。

図２を参照すると、インゴット運送部１２０は、フィードテーブル（ｆｅｅｄ ｔａｂｌｅ）１２２、ホルダー（ｈｏｌｄｅｒ）１２４及びビーム（ｂｅａｍ）部１２６を含むことができる。

フィードテーブル１２２はインゴットＩをワイヤーＷに向けて下降させることができる。フィードテーブル１２２はホルダー１２４を加圧してインゴットＩをワイヤーＷに向けて運ぶ役目をする。すなわち、フィードテーブル１２２はインゴットＩの総直径（Ｒ）が全てソーイングできるようにインゴットＩをワイヤーＷに向けて下ろすことができる。

ホルダー１２４はインゴットＩをフィードテーブル１２２に固定させる役目をする。例えば、やっとこ方式によれば、フィードテーブル１２２はやっとこの役目をし、ホルダー１２４はやっとこによって掴まれる部分であってもよい。例えば、ホルダー１２４の素材はＣａＣＯ₃であってもよいが、実施例はホルダー１２４の素材に限られない。

ビーム部１２６はホルダー１２４とインゴットＩを連結する役目をする。

再び図１を参照すると、ノズル１３２、１３４はワイヤーＷにスラリーＳを供給する役目をする。このために、ノズル１３２、１３４はワイヤーローラー１５２、１５４及びワイヤーＷの近くに取り付けられることができる。

例えば、スラリータンク１６０に貯蔵されるスラリーＳは配管１３６を通じてノズル１３２、１３４にそれぞれ供給され、ノズル１３２、１３４は供給されたスラリーＳをワイヤーＷに向けて噴射する役目をする。

ワイヤーローラー１５２、１５４はワイヤーＷを巻き取ってワイヤーＷを案内する溝を有し、ワイヤーＷを回転させる役目をする。ワイヤーローラー１５２、１５４は、鉄鋼製円筒の外周にポリウレタン樹脂を塗布し、その表面に一定のピッチで溝を形成することで具現することができる。

スラリータンク１６０はノズル１３２、１３４に供給されるスラリーＳを収容する役目をする。撹拌器１６２はスラリータンク１６０に収容されたスラリーＳが固相化しないように掻き回す役目をする。

スラリー槽１７０は、ノズル１３２、１３４から出射されてインゴットＩをソーイングするときに使用されたスラリーＳを収容する役目をする。スラリー槽１７０に収容されたスラリーＳは配管１７２を通じてスラリータンク１６０に収容されることによって再活用できるが、実施例はこれに限られない

第１ボビン１８２はインゴットＩをソーイングすべき新しいワイヤー１１２を巻き取る役目をし、第２ボビン１８４はインゴットＩをソーイングした古いワイヤー１１４を巻き取る役目をする。

プーリー１９１〜１９５はワイヤー１１２、１１４の進行経路を変更する役目をする。

一方、飛散スラリー遮断部１４０はワイヤーＷによってソーイングされるインゴットＩの側部に配置され、ワイヤーＷによって切断されるインゴットＩの側面から飛散するスラリーの少なくとも一部を収集することができる。このために、飛散スラリー遮断部１４０は飛散したスラリーＳを収集するためにメッシュ（ｍｅｓｈ）構造を有することができる。

このような飛散スラリー遮断部１４０は図１に示したワイヤーソーイング装置１００とは違う構造を有するワイヤーソーイング装置にも適用されることができる。すなわち、スラリーＳをワイヤーＷに供給し、ワイヤーＷによってインゴットＩがソーイングされる構造を有するどの構成を有するワイヤーソーイング装置にも、実施例による飛散スラリー遮断部１４０が適用可能である。

図３は図２に示したインゴットＩと飛散スラリー遮断部１４０Ａの下部１４６Ａのみの底面図を示す。

図３を参照すると、図１及び図２に示した飛散スラリー遮断部１４０、１４０Ａの第１及び第２下部１４６Ａ−１、１４６Ａ−２はメッシュ状を有することが分かる。ここで、第１下部１４６Ａ−１は図１及び図２に示したインゴットＩの左側に配置された飛散スラリー遮断部１４０、１４０Ａの下部に相当し、第２下部１４６Ａ−２は図１及び図２に示したインゴットＩの右側に配置された飛散スラリー遮断部１４０、１４０Ａの下部に相当する。

また、図１及び図２に示した飛散スラリー遮断部１４０、１４０ＡはインゴットＩの長手方向（例えば、ｙ軸方向）に配置されることができる。なぜなら、ワイヤーＷがインゴットＩをソーイングするうちに、スラリーＳはインゴットＩの長手方向に飛散するからである。

また図２を参照すると、飛散スラリー遮断部１４０Ａは上部１４２Ａ、側部１４４Ａ及び下部１４６Ａを含むことができる。

飛散スラリー遮断部１４０Ａの上部１４２Ａはインゴット運送部１２０を支持する支持面１２２Ａに付着されることができる。図２の場合、上部１４２Ａが付着された支持面はフィードテーブル１２２の底面１２２Ａであるものとして例示されているが、実施例はこれに限られない。すなわち、上部１４２Ａはフィードテーブル１２２ではない他の構造物に付着されることもできる。

飛散スラリー遮断部１４０Ａの側部１４４Ａは上部１４２Ａと下部１４６Ａの間に位置する。この際、図２に例示したように、上部１４２Ａと側部１４４Ａが別個に区分されている場合、上部１４２Ａと側部１４４Ａはネジのような結合部材１４８によって結合されることができる。また、上部１４２Ａと側部１４４Ａが別個に具現されたように、下部１４６Ａと側部１４４Ａは別個に具現されることもでき、図２に例示したように、一体型に具現されることもできる。

また、飛散スラリー遮断部１４０Ａは飛散したスラリーＳを貯蔵するスラリー収容空間１４３を含むことができる。スラリー収容空間１４３は上部１４２Ａ、側部１４４Ａ及び下部１４６Ａによって規定されることができる。

また、飛散したスラリーＳがスラリー収容空間１４３に流入するように許す開口ＯＰが存在するように、飛散スラリー遮断部１４０Ａの下部１４６ＡはインゴットＩから離隔して配置されることができる。すなわち、飛散したスラリーがスラリー収容空間１４３に流入するためには開口ＯＰが確保されなければならない。

また、飛散スラリー遮断部１４０Ａの下部１４６Ａは飛散したスラリーＳを収集する少なくとも一つのメッシュ（ｍｅｓｈ）プレート（ｐｌａｔｅ）を含むことができる。すなわち、飛散したスラリーＳを収集するメッシュ構造はプレート状に具現されることができる。

図４は図２に示した飛散スラリー遮断部１４０Ａの下部１４６Ａの例示的な分解斜視図を示す。

図２に示してはいないが、飛散スラリー遮断部１４０Ａの下部１４６Ａは、図４に例示したように、第１〜第３メッシュプレート１４６ＡＡ、１４６ＡＢ、１４６ＡＣを含むことができる。ここで、図４の場合、第１〜第３メッシュプレート１４６ＡＡ、１４６ＡＢ、１４６ＡＣのみが示されているが、実施例はこれに限られない。すなわち、他の実施例によると、飛散スラリー遮断部１４０Ａの下部１４６Ａは２枚又は４枚以上のメッシュプレートを含むこともできる。

第１〜第３メッシュプレート１４６ＡＡ、１４６ＡＢ、１４６ＡＣは垂直方向、つまりインゴット運送部１２０がインゴットＩをワイヤーＷに運ぶ方向であるｚ軸方向に互いに積層して配置されることができる。

図４の場合、第１〜第３メッシュプレート１４６ＡＡ、１４６ＡＢ、１４６ＡＣのそれぞれはメッシュ構造を有するものとして例示されているが、実施例はこれに限られない。すなわち、他の実施例によると、第１〜第３メッシュプレート１４６ＡＡ、１４６ＡＢ、１４６ＡＣの一部のみがメッシュ構造を有することもできる。

また、第１〜第３メッシュプレート１４６ＡＡ、１４６ＡＢ、１４６ＡＣのそれぞれにおいて、メッシュのオープニング（ｏｐｅｎｉｎｇ）の大きさはワイヤーＷから遠くなるほど小さくなることができる。例えば、メッシュのオープニングのｙ軸方向の長さが‘ａ’、メッシュのオープニングのｘ軸方向の長さが‘ｂ’の場合、メッシュのオープニングの大きさａｂはメッシュプレート１４６ＡＡ、１４６ＡＢ、１４６ＡＣがワイヤーＷから遠くなるほど小さくなることができる。

デカルト座標系を基準に図２と図４を比較すると、第１メッシュプレート１４６ＡＡが第２メッシュプレート１４６ＡＢよりワイヤーＷにもっと近く位置し、第２メッシュプレート１４６ＡＢは第３メッシュプレート１４６ＡＣよりワイヤーＷにもっと近く位置する。よって、ワイヤーＷから一番遠く位置する第３メッシュプレート１４６ＡＣのオープニングの大きさが第１及び第２メッシュプレート１４６ＡＡ、１４６ＡＢのそれぞれのオープニングの大きさより小さくてもよい。また、第２メッシュプレート１４６ＡＢのオープニングの大きさが第１メッシュプレート１４６ＡＡのオープニングの大きさより小さくてもよい。

図５はスラリーの粘度による複数のメッシュプレートのそれぞれで単位インチ当たり含まれるオープニングの数を説明するためのグラフであり、横軸はスラリーの粘度を示し、縦軸はオープニングの数を示す。

オープニングの大きさが小さいほど一定の面積に含まれるオープニングの数は増加する。すなわち、図５を参照すると、スラリー粘度が３００ＣＰ（Ｃｅｎｔｉ Ｐｏｉｓｅ）の場合、単位平方インチ当たり含まれるオープニングの数は第１メッシュプレート１４６ＡＡがＹ個、第２メッシュプレート１４６ＡＢが２Ｙ個、第３メッシュプレート１４６ＡＣが４Ｙ個であってもよい。ここで、Ｙは３５であってもよい。

前述したように、ワイヤーＷから遠くなるほどメッシュプレートのオープニングの大きさが小さくなる理由は、ワイヤーＷに近いほどスラリーが飛散する力が強く、ワイヤーＷから遠くなるほどスラリーが飛散する力が弱いから、第１〜第３メッシュプレート１４６ＡＡ、１４６ＡＢ、１４６ＡＣでもっと効率的にスラリーを収集するためである。

また、また図２を参照すると、飛散スラリー遮断部１４０Ａの下部１４６ＡはインゴットＩに向かって内側に行くほど傾いた形状を有することができる。このように、飛散スラリー遮断部１４０Ａの下部１４６Ａが内側に傾いている。すなわち、＋ｘ軸方向に行くほど下部１４６Ａはテーパーをなす。このように、飛散スラリー遮断部１４０Ａの下部１４６Ａが傾いた形状を有する場合、飛散するスラリーが飛散スラリー遮断部１４０Ａによって効率的に遮断されることができる。

また、飛散スラリー遮断部１４０Ａのボトム、つまり最下位部分はワイヤーＷの位置より高く位置してもよい。なぜなら、ワイヤーＷがインゴットＩのトップＩＴをソーイングするとき、飛散スラリー遮断部１４０ＡがワイヤーＷに接触して切断されることを防ぐためである。

また、図１に示した飛散スラリー遮断部１４０は着脱可能な形状を有することができる。これにより、飛散スラリー遮断部１４０のメッシュ構造に残留するスラリーを容易に除去することができる。

図６は図１に示した飛散スラリー遮断部１４０の他の実施例１４０Ｂを説明するための断面図を示す。

図６に示した飛散スラリー遮断部１４０Ｂの上部１４２Ｂは支持面１２２Ａに固定されることができる。この際、飛散スラリー遮断部１４０Ｂの側部と下部は一体１４７（以下、一体部）に形成され、上部１４２Ｂから着脱可能な形状を有することができるが、実施例はこれに限られない。

他の実施例によると、図６に例示したものとは違い、飛散スラリー遮断部１４０Ｂの側部と下部は互いに分離され、図２に示したような形態に連結部材１４８によって連結されることもできる。

図７は図６に示した飛散スラリー遮断部１４０Ｂの分解斜視図を示す。

図７を参照すると、上部１４２Ｂのトップ面１４２Ｂ−１は支持面１２２Ａに付着され、一体部１４７は上部１４２Ｂに着脱可能である。このために、上部１４２Ｂは一体部１４７が挿入されるとか引き出されるのに適した形状の溝部Ｈ１を有することができる。一体部１４７が溝部Ｈ１に挿入されて上部１４２Ｂに付着されることもでき、溝部Ｈ１から引き出されて上部１４２Ｂから脱着されることもできる。

このように、飛散スラリー遮断部１４０Ｂは、図２に示した飛散スラリー遮断部１４０Ａとは違って着脱可能な形状を有することを除けば、飛散スラリー遮断部１４０Ａと同様な特性を有する。すなわち、飛散スラリー遮断部１４０Ｂの下部はメッシュ構造を有することができる。また、飛散スラリー遮断部１４０Ｂは図４に例示したように複数のメッシュプレートを含むこともでき、内側に傾いた形状を有することができる。よって、飛散スラリー遮断部１４０Ｂについての重複説明は省略する。

したがって、図６及び図７に示した飛散スラリー遮断部１４０Ｂの特徴は図２に示した飛散スラリー遮断部１４０Ａの特徴と同一である。

図８は図１に示した飛散スラリー遮断部１４０のさらに他の実施例１４０Ｃの写真を示す。

図８を参照すると、飛散スラリー遮断部１４０Ｃは、図２に示したような上部１４２Ａ（図８では見えない）、上部１４２Ａと図２に示したように結合可能な側部１４４Ｂ及び側部１４４Ｂと一体型に具現可能な下部１４６Ｂを含むことができる。この際、図４に例示した複数のメッシュプレート１４６ＡＡ、１４６ＡＢ、１４６ＡＣが下部１４６Ｂに付着されていることが分かる。図７に示したように上部１４２Ｂに着脱可能な形状を有する一体部１４７と同様に、図８に示した複数のプレート１４６ＡＡ、１４６ＡＢ、１４６ＡＣは下部１４６Ｂから着脱可能な形状を有することができる。

前述したように、着脱可能な部分が違うことを除けば、図８に示した飛散スラリー遮断部１４０Ｃは図２に示した飛散スラリー遮断部１４０Ａと同一である。したがって、図８に示した飛散スラリー遮断部１４０Ｃの特徴は図２に示した飛散スラリー遮断部１４０Ａの特徴と同一である。

一方、図１〜図３、図６及び図８を参照すると、飛散スラリー遮断部１４０、１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０ＣはワイヤーＷが進入する部分と進出する部分の両側にそれぞれ配置されることができる。仮に、ワイヤーＷが＋ｘ軸方向に進行する場合、インゴットＩの左側はワイヤーＷが進入する部分に相当し、インゴットＩの右側はワイヤーＷが進出する部分に相当する。

これと反対に、ワイヤーＷが−ｘ軸方向に進行する場合、インゴットＩの右側はワイヤーＷが進入する部分に相当し、インゴットＩの左側はワイヤーＷが進出する部分に相当する。

ワイヤーＷは、インゴットＩをソーイングするために、＋ｘ軸方向と−ｘ軸方向にモーター（図示せず）によって往復走行運動することができる。このように、飛散スラリー遮断部１４０、１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０ＣはインゴットＩの左側と右側にそれぞれ配置されることができる。しかし、実施例はこれに限られない。すなわち、他の実施例によると、飛散スラリー遮断部１４０、１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃは、図１〜図３、図６及び図８に例示したものとは違い、インゴットＩの左側又は右側にのみ配置されることもできる。

図９は図１に示した飛散スラリー遮断部１４０の斜視図を示す。

図９を参照すると、飛散スラリー遮断部１４０は排出口ＯＬ１、ＯＬ２を含むこともできる。ここで、排出口ＯＬ１、ＯＬ２のそれぞれはスラリー収容空間１４３に貯蔵されたスラリーＳをワイヤーＷが運動する方向（例えば、ｘ軸方向）と直交する方向（例えば、ｙ軸方向）に排出することができる。すなわち、飛散してスラリー収容空間１４３に流入したスラリーは排出口ＯＬ１、ＯＬ２を通じてスラリー槽１７０に落下することができる。

以下、前述した構成を有する実施例によるワイヤーソーイング装置１００の特徴を添付図面に基づいて次のように説明する。

図１０はワイヤーＷによってソーイングされるインゴットＩとインゴット運搬部１２０の断面図を示す。ここで、Ｒはソーイングによって切断されるインゴットＩの切断面の直径を示す。

図１１ａ〜図１１ｃはインゴットＩがソーイングされる部分が増加するにつれてスラリーＳが飛散する形態を示す。すなわち、ワイヤーＷがインゴットＩを＋ｚ軸方向にソーイングするに従ってスラリーＳが噴射される形態を示す。

図１０及び図１１ａ〜図１１ｃに示したインゴットＩ、ホルダー１２４、ビーム部１２６、ノズル１３２、１３４及びワイヤーローラー１５２、１５４は図１、図２及び図６に示したインゴットＩ、ホルダー１２４、ビーム部１２６、ノズル１３２、１３４及びワイヤーローラー１５２、１５４にそれぞれ対応するので、これらについての重複説明を省略する。また、図１０及び図１１ａ〜図１１ｃに示した飛散スラリー遮断部１４０は図１〜図３、図６及び図８に示した飛散スラリー遮断部１４０、１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃに対応するので、これについての重複説明を省略する。

図１０を参照すると、ワイヤーＷによってインゴットＩが＋ｚ軸方向にに３Ｒ／５の地点より少なくソーイングされるまで、図１１ａに例示したように、ワイヤーＷとインゴットＩの間のスラリーＳは自由落下し、飛散スラリー遮断部１４０に向かわず、矢印で表示したようにスラリー槽１７０に向かう。

ついで、ワイヤーＷによってインゴットＩが＋ｚ軸方向に３Ｒ／５の地点から４Ｒ／５の地点までソーイングされるまで、図１１ｂに例示したように、ワイヤーＷとインゴットＩの間のスラリーＳはインゴットＩの円形によって矢印方向に飛散する現象が発生する。この時、実施例による飛散スラリー遮断部１４０は上方に飛散するスラリーＳをメッシュ構造によって収集することができ、残りのスラリーは自由落下してスラリー槽１７０に向かう。

ついで、ワイヤーＷによってインゴットＩの総直径Ｒの４Ｒ／５の地点を超えてインゴットＩのトップＩＴまでソーイングされるまで、図１１ｃに例示したように、ワイヤーＷとインゴットＩの間のスラリーＳは矢印方向に飛散する。この時、上方に飛散するスラリーＳはインゴット運搬部１２０にぶつかった後、開口ＯＰを通じてスラリー収容空間１４３に流入して貯蔵されることができる。特に、インゴットＩの総直径Ｒの４Ｒ／５の地点を超えてインゴットＩの後半部をソーイングするとき、図１１ｃに例示したように、スラリーＳの渦流現象が最も深刻になる。この時、飛散スラリー遮断部１４０、１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃの下部を内側に傾くように形成する場合、開口ＯＰを通じて飛散したスラリーＳが流入してスラリー収容空間１４３に貯蔵されることができる。これにより、飛散したスラリーがワイヤーＷとインゴットＩに再流入することを防止することができる。この時、開口ＯＰを確保するため、図２を参照すると、下部１４６ＡのボトムとインゴットＩのトップＩＴの間の離隔距離は１ｃｍ〜２ｃｍであってもよい。すなわち、フィードテーブル１２２の底面１２２ＡからインゴットＩのトップＩＴまでの第１高さｈ１はフィードテーブル１２２の底面１２２Ａから飛散スラリー遮断部１４０Ａの下部１４６Ａのボトムまでの第２高さｈ２より１ｃｍ〜２ｃｍだけ大きくなることができる。また、下部１４６Ａの傾斜角（θ）は７°〜１０°、例えば７°〜８°であってもよい。これは図６及び図７に示した飛散スラリー遮断部１４０Ｂ、１４０Ｃの場合にも適用されることは言うまでもない。

図１２は傾斜角（θ）別にスラリーの捕集能力を示すグラフであり、横軸は傾斜角（θ）を示し、縦軸はスラリー捕集能力を示す。

図２及び図１２を参照すると、スラリー収容空間１４２のスラリー貯蔵能力２１０は傾斜角（θ）が増加するほど減少する反面、飛散スラリー遮断部１４０Ａの下部１４６Ａのメッシュでのスラリー収集能力２２０は傾斜角（θ）が増加するほど増加することが分かる。仮に、傾斜角（θ）が７°より小さければ、飛散スラリー遮断部１４０Ａのメッシュ構造に収集されるスラリーの量が少なく、傾斜角（θ）が１０°より大きければ、スラリー収容空間１４３に貯蔵されるスラリーの量が減少することができる。

これを考慮すると、スラリー貯蔵能力２１０とスラリー収集能力２２０が同一になる７°〜１０°が傾斜角（θ）として決定されることができる。

図１３ａは飛散スラリー遮断部１４０を有しない第１比較例によるワイヤーソーイング装置の断面図を示し、図１３ｂはメッシュ構造を有しない飛散スラリー遮断部４０を有する第２比較例によるワイヤーソーイング装置の断面図を示し、図１３ｃはメッシュ構造を有する飛散スラリー遮断部１４０を有する実施例によるワイヤーソーイング装置１００の断面図を示す。

図１３ａ〜図１３ｃにおいて、ホルダー１２４及びビーム部１２６、フィードローラー１５２、１５４は図２に示したようである。特に、図１３ｃに示した飛散スラリー遮断部１４０は図２、図６又は図８に示した飛散スラリー遮断部１４０Ａ、１４０Ｂ、１４０Ｃであってもよい。

図１３ａに示したｈはワイヤーＷからホルダー１２４のトップまでの高さを示し、図１３ｂに示したｈ’はワイヤーＷから飛散スラリー遮断部４０の下部までの高さを示し、ｈ”はワイヤーＷから飛散スラリー遮断部１４０の下部までの高さを示す。

図１３ａに示した第１比較例によるワイヤーソーイング装置の場合、飛散したスラリーがワイヤーＷとインゴットＩに落下してワイヤーＷの振動や張力（ｔｅｎｓｉｏｎ）に変形を引き起こしてウエハーの反り（Ｗａｒｐａｇｅ）、ＴＴＬ（Ｔｏｔａｌ Ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ Ｖａｒｉａｔｉｏｎ）品質の劣化を引き起こすことができる。

また、図１３ｂに例示した第２比較例によるワイヤーソーイング装置が飛散スラリー遮断部４０を有するが、飛散スラリー遮断部４０がメッシュ構造を有しない場合、高さｈ’の減少による飛散スラリーの衝撃量減少効果を期待することができるが、その改善効果は低い。

しかし、図１３ｃに例示した実施例によるワイヤーソーイング装置１００のように飛散スラリー遮断部１４０がメッシュ構造を有する場合、メッシュ構造によって、飛散したスラリーＳの運動量が相当量減少する。

これは、飛散したスラリーＳが飛散スラリー遮断部１４０に接触する面積の増加に比例して飛散スラリーＳの運動量が減少するからである。これは、防波堤が平面ではないブロック状の構造に設計される原理と同じ原理に起因する。また、スラリーＳの比重は、例えば１．３〜１．８と高く、スラリーＳの粘性は２００ｃＰ〜５００ｃＰと高いから、飛散スラリー遮断部１４０のメッシュ構造に飛散するスラリーとの接触面積が増加する場合、その効果はもっと向上することができる。このように、飛散スラリー遮断部１４０の下部がメッシュ構造を有することにより、飛散したスラリーが反射されずに収集されることができ、飛散スラリー遮断部１４０にぶつかるスラリーの衝撃量が効果的に減少することができる。

図１４〜図１７は第１及び第２比較例及び実施例によるワイヤーソーイング装置における歪みを比較して示すグラフである。各グラフにおいて、横軸はｚ軸方向にソーイングされるインゴットＩの位置を示し、縦軸は 反り（Ｗａｒｐage）をそれぞれ示し、ＲはインゴットＩの総直径を示す。

図１４〜図１７を参照すると、インゴットＩの総直径Ｒの３Ｒ／５の地点以上にソーイングする後半部２３２で図１４に示した第１比較例によるワイヤーソーイング装置の場合に歪みが一番大きいことが分かる。また、傾斜角（θ）が７°〜１０°であるが、メッシュ構造を有しない図１５又は図１６に示した第２比較例の場合、後半部２３４、２３６で歪みは図１４の場合より改善するが依然として変動が発生することが分かる。

一方、傾斜角（θ）が７°〜１０°であるとともにメッシュ構造を有する図１７に示した実施例によるワイヤーソーイング装置の場合、後半部２３８で歪みは非常に安定化したことが分かる。結局、実施例によるワイヤーソーイング装置は飛散するスラリーの再流入によるインゴット過冷却を最小化してウエハーの歪みを改善することができる。

以上で実施例を中心に説明したが、これはただ例示であるだけ、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば本実施例の本質的な特性逸脱しない範疇内で以上で例示しなかったさまざまの変形及び応用が可能であることが分かるであろう。例えば、実施例に具体的に示したそれぞれの構成要素は変形して実施することができるものである。そして、このような変形及び応用に係る相違点は添付の請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
発明の実施のための形態

発明の実施のための形態は前述した“発明を実施するための形態”で充分に説明された。

［産業上の利用可能性］
実施例によるワイヤーソーイング装置はワイヤーでインゴットをソーイングしてウエハーを製造する装置に利用可能である。

Claims (20)

1. インゴットを切断するワイヤー；
   前記インゴットを前記ワイヤーに運送するインゴット運送部；
   前記ワイヤーにスラリーを供給するノズル；及び
   前記ワイヤーによってソーイングされる前記インゴットの上側部に配置され、前記ワイヤーによって切断される前記インゴットの側面から飛散するスラリーの少なくとも一部を収集し、前記飛散したスラリーを収集するメッシュ（ｍｅｓｈ）構造を有する飛散スラリー遮断部を含む、ワイヤーソーイング装置。
2. 前記飛散スラリー遮断部は、
   前記インゴット運送部を支持する支持面に付着された上部；及び
   前記飛散したスラリーを収集する少なくとも一つのメッシュプレートを含み、前記上部に着脱可能な形状を有する一体部を含む、請求項１に記載のワイヤーソーイング装置。
3. 前記飛散スラリー遮断部は、
   前記インゴット運送部を支持する支持面に付着された上部；
   前記飛散したスラリーを収集する少なくとも一つのメッシュプレートを含む下部；及び
   前記上部と前記下部の間にある側部を含む、請求項１に記載のワイヤーソーイング装置。
4. 前記上部と前記側部はネジで結合され、前記下部と前記側部は一体型である、請求項３に記載のワイヤーソーイング装置。
5. 前記飛散スラリー遮断部は、前記上部、前記側部及び前記下部によって規定されて、前記飛散したスラリーを貯蔵するスラリー収容空間を含み、
   前記飛散したスラリーが前記スラリー収容空間に流入することを許す開口を挟んで前記飛散スラリー遮断部の前記下部が前記インゴットから離隔する、請求項３又は４に記載のワイヤーソーイング装置。
6. 前記下部のボトムと前記インゴットのトップの間の離隔距離は１ｃｍ〜２ｃｍである、請求項３〜５のいずれか一項に記載のワイヤーソーイング装置。
7. 前記飛散スラリー遮断部は、前記スラリー収容空間に貯蔵されたスラリーを前記ワイヤー運動する方向と直交する方向に排出する排出口をさらに含む、請求項５に記載のワイヤーソーイング装置。
8. 前記少なくとも一つのメッシュプレートは互いに積層した複数のメッシュプレートを含み、
   前記複数のメッシュプレートのオープニングの大きさは前記ワイヤーから遠くなるほど小さくなる、請求項３〜７のいずれか一項に記載のワイヤーソーイング装置。
9. 前記飛散スラリー遮断部は着脱可能である、請求項３〜８のいずれか一項に記載のワイヤーソーイング装置。
10. 前記飛散スラリー遮断部の上部は前記支持面に固定され、
    前記飛散スラリー遮断部の側部又は下部の少なくとも一つは前記上部に着脱可能な形状を有する、請求項９に記載のワイヤーソーイング装置。
11. 前記飛散スラリー遮断部の前記下部は前記インゴットに向かって内側に行くほど傾く、請求項３〜１０のいずれか一項に記載のワイヤーソーイング装置。
12. 前記下部の傾斜角は７°〜１０°である、請求項１１に記載のワイヤーソーイング装置。
13. 前記飛散スラリー遮断部のボトムは前記ワイヤーより高く位置する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のワイヤーソーイング装置。
14. 前記飛散スラリー遮断部は前記ワイヤーが進入する部分と進出する部分の両側にそれぞれ配置される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載のワイヤーソーイング装置。
15. 前記飛散スラリー遮断部は前記インゴットの長手方向に前記インゴットと平行に配置される、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のワイヤーソーイング装置。
16. 前記インゴット運送部は、
    前記インゴットを前記ワイヤーに向けて下ろすフィードテーブル；
    前記インゴットを前記フィードテーブルに固定させるホルダー；及び
    前記ホルダーと前記インゴットを連結するビーム部を含む、請求項１〜１５のいずれか一項に記載のワイヤーソーイング装置。
17. 前記ワイヤーソーイング装置は、
    前記ワイヤーを巻き取って前記ワイヤーを案内する溝を有するワイヤーローラー；
    前記ノズルに供給されるスラリーを収容するスラリータンク；
    前記ノズルから出射されて前記インゴットのソーイングに使用されたスラリーを収容するスラリー槽；
    前記インゴットをソーイングすべきワイヤーを巻き取る第１ボビン；
    前記インゴットをソーイングしたワイヤーを巻き取る第２ボビン；及び
    前記ワイヤーの進行経路を変更する少なくとも一つのプーリーをさらに含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載のワイヤーソーイング装置。
18. 前記上部と側部はネジで結合され、前記下部と前記側部は互いに分離されており、連結部材によって互いに連結される、請求項３に記載のワイヤーソーイング装置。
19. 前記複数のメッシュプレートは前記インゴット運送部が前記インゴットを前記ワイヤーに運送する方向に積層される、請求項８に記載のワイヤーソーイング装置。
20. 前記複数のメッシュプレートに含まれたオープニングの数は前記ワイヤーから遠くなるほど増加する、請求項８に記載のワイヤーソーイング装置。

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