웨이퍼 절삭유체

무기소재(실리콘, 석영, 사파이어, 갈륨/비소)절삭유체는 금속가공 절삭유와는 달리 Wire Sawing 방식의 경우 SiC 슬러리의 적정한 점도유지, 상분리 및 압축침강 방지효과가 우수하며 소재의 종류 및 특성에 따라 여러 가지 종류가 있다.

Cutting Fluid for Wafer

웨이퍼 가공용 절삭유체는 유성 및 수용성이 있으며 금속가공 절삭유와 마찬가지로 냉각기능 및 윤활성, 극압성, 그리고 방청성이 요구되며 잉곳(Ingot) 소재의 종류 및 특성에 따라 반도체용, 태양전지용, 발광다이오드(LED: Light Emitting Diode)용 등이 있다.

국내의 경우 반도체용 6inch, 8inch 실리콘 잉곳은 유성을 사용하고 있으며, 12inch는 수용성으로 사용하고 있는데 125×125㎜, 156×156㎜ 태양전지 웨이퍼 제조용 잉곳은 수용성을 사용한다.

반도체용 웨이퍼의 경우 Wire Sawing 후 웨이퍼 표면이 불량하거나 오염물질이 있어도 후 공정으로 Lapping 및 Polishing 과정이 있어서 보완이 가능하기 때문에 유성도 사용할 수 있으나 태양전지용 웨이퍼의 경우 Wire Sawing 후 세정공정으로 웨이퍼 생산과정이 완료되기 때문에 세정이 잘 되는 수용성만 사용한다.

현재 태양전지용 웨이퍼 Wire Sawing은 수용성 절삭유체에 Silicon Carbide(SiC)분말을 첨가하여 Slurry를 제조한 후 Wire에 분사하여 잉곳을 절삭하는 방식을 사용하고 있으나 최근에는 SiC 분말을 사용하지 않고 Wire에 다이아몬드 분말을 니켈(Ni)도금으로 고착화한 Diamond Wire로 절삭하는 방식이 시도되고 있다. 이 방식은 Wire Sawing방식에 비하여 웨이퍼의 표면상태는 거칠지만 태양전지의 전기적인 특성에는 큰 영향이 없기 때문에 원액을 사용하는 절삭유체, SiC 분말 가격 및 폐슬러리 처리 비용 등을 고려하면 Diamond Wire 가격은 비싸지만 절삭유체를 5% 정도로 희석하여 사용하고 Sawing중에 발생하는 실리콘 미세분말을 제거하여 절삭유체로 일부 재사용할 수 있기 때문에 제조원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

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