JP2010267941A - インゴット切断装置及びインゴット切断方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】少なくとも、切断テーブルの上面に設置され、該切断テーブル上に載置される前記インゴットとの間に介在するVプロセスパッドを有し、該Vプロセスパッドは、パッド本体内に粉粒体を封入し、前記パッド本体の供給部から供給されたエアーを吸引部から吸引して減圧し、前記粉粒体を硬化させることによって表面形状を造形可能なものであり、前記Vプロセスパッドを減圧して前記Vプロセスパッドの載置面の表面形状を該載置されたインゴットの表面形状に沿うように造形して前記インゴットと前記Vプロセスパッドとを密着させて前記インゴットを切断するものであることを特徴とするインゴット切断装置。
【選択図】 図1
Description
このようなコーン状の端部の切断加工や胴体部を複数のブロックに切断加工する場合には、内周刃スライサー、外周刃スライサーなどが多く用いられてきた。近年のウェーハの大口径化に伴ってバンドソーやワイヤソーも多く使用されるようになってきた。
図6に示すように、インゴット切断装置101には切断時にインゴット104を支持するための上面がV字形状に形成された切断テーブル105が設置されている。この切断テーブル105のV字形状の上面はその材質として、主にSUS系の金属が用いられている。
そして、切断前において、インゴット104を切断テーブル105上に水平に配置する。この切断テーブル105にはインゴット104を切断するためのブレード102が切断テーブル105に接触しないようにするための隙間108が設けられている。そして、インゴット104の切断位置をこの隙間108に合わせるようにインゴット104の載置位置を調整する。
従来では、インゴット104のブロック切断前にインゴット104の外周面を研磨し、切断テーブル105のインゴット104を載置する載置面の面精度がある程度確保された状態で行われていた。このようにすることでインゴット104の切断時に載置面上のインゴットのズレが抑えられてカケ、チップの発生をある程度抑制でき、製品ロスが多少軽減される。
このように、前記切断テーブルの上面のV字底部に設置され、前記インゴットを下方から支持する支持体をさらに具備するものであれば、Vプロセスパッドを造形する際に、支持体によりインゴットを下方から支持して安定して水平に保つことができ、支持体の上面を基準面としてVプロセスパッドの造形を容易に、より精度良く行うことができるものとなる。
このように、前記粉粒体が、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれかであれば、低コストなものを容易に入手することができるし、粒度の細かいものとして微細な凸凹形状に形成できるものとなる。
このように、前記インゴットを下方から支持する支持体を前記切断テーブルの上面のV字底部に設置し、一旦、前記支持体の上面を基準面として前記インゴットを下方から支持し、その後、Vプロセスパッドにエアーを供給後、Vプロセスパッド内のエアーを吸引することによって前記インゴットと前記Vプロセスパッドとを密着させれば、Vプロセスパッドを造形後に、Vプロセスパッドによりインゴットを下方から支持して安定して水平に保つことができ、支持体の上面を基準面としてVプロセスパッドの造形を容易に、より精度良く行うことができる。
このように、前記粉粒体として、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれかを用いれば、低コストで実施することができるし、粒度の細かいものを用いて微細な凸凹形状に形成することができる。
近年、例えば工程時間を短縮してコストを削減するためなどの理由により、引上げ直後のインゴットの外周面を研磨せず、未加工の状態でブロックに切断する要求が増加する傾向にある。このような引上げ直後の外周面が未加工のインゴットの外周面の形状は凹凸及び突起している形状であり、たとえ切断テーブルの載置面の面精度を精度出ししても、切断テーブル上に安定して載置することができず、インゴットの切断端面、特に切り終わり部分にカケ、チップ等が発生することがあった。
図1に示すように、本発明のインゴット切断装置1のブレードを例えばバンドソーとすることができる。
このインゴット切断装置1には切断時にインゴット4を載置するための切断テーブル5が設置されている。そして、この切断テーブル5にインゴット4が水平に載置される。
また、インゴット切断装置1は、薄いブレード台金の端部にダイヤモンドの砥粒を糊着してなるブレード砥粒部で構成されるエンドレスベルト状のブレード(バンドソー)2がプーリー3、3’間に張設されている。ここで、切断テーブル5の材質として、例えばSUS系の金属を用いることができる。
図3はVプロセスパッド6を側面から見た概略図である。図3に示すように、Vプロセスパッド6はパッド本体9、パッド本体9内へ供給部11からエアーを供給する供給手段12、パッド本体9内のエアーを吸引部13から吸引する吸引手段14を有している。また、パッド本体9内に粉粒体10が封入されている。また、このパッド本体9内の粉粒体10が外部に漏れないように吸引部13にはフィルターが設けられている。
そして、Vプロセスパッド6は、供給部11から供給されたエアーを吸引部13から吸引してパッド本体9の内部を減圧し、粉粒体10を硬化させることによって表面形状を造形可能なものとなっている。
また、本発明のVプロセスパッド6を用いた表面形状の造形は、その造形速度が速く、吸引を開始してからおよそ10秒程度以内で造形を行うことができ、製造工程の工程時間が長くなるのを抑えることができる。
このように、切断テーブル5の上面のV字底部に設置され、インゴット4を下方から支持する支持体7をさらに具備するものであれば、インゴット4を載置してVプロセスパッド6の表面形状を造形する際に、一旦、インゴット4を支持体7に載置し、その後、Vプロセスパッド6にエアーを供給後、Vプロセスパッド6内のエアーを吸引することによりインゴット4とVプロセスパッド6とを密着させれば、Vプロセスパッド造形後にVプロセスパッド6によりインゴット4を下方から支持して安定して水平に保つことができ、支持体7の上面を基準面としてVプロセスパッド6の造形を容易に、またより精度良く行うことができるものとなる。
この場合、図5(A)に示すような、インゴット4の切り終わり部分を下方から支持する支え治具15を隙間8に配置するものとすることができる。そして、支え治具15のインゴット4を支持する部分の形状を図5(B)に示すように、曲線状に凹んだ形状とすることができる。
さらに、この支え治具15をバネやエアー圧によって上面の高さを微調整できるものとしても良い。
このとき、支え治具15の材質を合成樹脂とすることにより、インゴット4の切断時にブレード2が支え治具15と接触してもブレード2の摩耗や変形に影響を与えることがなく、切断することができる。
ここでは、図1に示すようなインゴット切断装置1を用いた場合について説明する。
まず、図3に示すような、パッド本体9内に粉粒体10を封入し、パッド本体9内の供給部11から供給されたエアーを吸引部13から吸引して減圧し、粉粒体10を硬化させることによって表面形状を造形可能なVプロセスパッド6を、切断テーブル5の上面に設置する。
次に、図4(C)に示すように、例えばローダ16を用いる等してインゴット4を切断テーブル5上にVプロセスパッド6を介して載置する。
ここで、パッド本体9へのエアーの供給は、例えば、図4(C)に示すように、インゴット4をローダ16等によって載置する途中のインゴット4が切断テーブル5の所定の距離、例えば5cm程度上方の位置になった時点から開始するようにすることができるが、特にこれに限定されることはない。
この場合、まず、例えばローダ16を用いる等してインゴット4を支持体7上に仮置きし、インゴット4の長手方向の切断テーブル5との平行を取るようにする。そして、支持体7によってインゴット4を下方から支持し、その後、上記のようにしてVプロセスパッド6の載置面の表面形状をインゴット4の表面形状に沿うように造形する。
こうすることで、Vプロセスパッド6の造形をする際に、支持体7によりインゴット4を下方から支持して安定して水平に保ちながら造形を行うことができるし、支持体7の上面を基準面としてVプロセスパッド6の造形を行うことで、造形を容易に、より精度良く行うことができる。
さらに、この支え治具15の上面の高さをバネやエアー圧によって微調整しても良い。
このとき、支え治具15の材質を合成樹脂とすることにより、インゴット4の切断時にブレード2が支え治具15と接触してもブレード2の摩耗や変形に影響を与えることがなく、切断することができる。
このように、粉粒体10として、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれかを用いれば、低コストで実施することができるし、粒度の細かいものを用いて微細な凸凹形状に形成することができる。
図3に示すようなVプロセスパッドを切断テーブル上に載置した図1に示すような本発明のインゴット切断装置を用い、本発明のインゴット切断方法に従って、引上げ直後の外周面が未加工の直径300mmのシリコン単結晶インゴットをブロックに切断し、インゴットを載置した際のインゴットと切断テーブル間の最大隙間、切断によるインゴットのカケの長さ及びカケの発生率を評価した。切断回数は100回とした。ここで、インゴットと切断テーブル間の最大隙間はシグネスゲージを用いて測定し、インゴットのカケの長さは、インゴットの長手方向のカケの長さを直尺定規を用いて測定しその平均値を求めた。
結果を表1に示す。表1に示すように、最大隙間は0.01mmであった。また、カケの長さの平均値は0.2mm、カケの発生率は6%であり、後述する比較例の結果と比較すると大幅に改善されていることが分かった。また、これにより製品歩留りロスが後述する比較例の結果の約15%から約0.5%に改善することができることが分かった。
このことにより、本発明のインゴット切断装置及びインゴットの切断方法は、インゴットの切断時の座りを安定化して維持し、凸凹のあるインゴットの切断の際のカケやチップの発生を抑制でき、製品歩留りを向上させることができることが確認できた。
図6に示すような、本発明のVプロセスパッドを具備していないインゴット切断装置を用い、実施例と同様の条件でシリコン単結晶インゴットをブロックに切断し、実施例1と同様に評価した。
結果を表1に示す。表1に示すように、最大隙間は2.1mm、カケの長さの平均値は8.2mm、カケの発生率は76%であり、実施例と比べ大幅に悪化していることが分かった。また、比較例1でのカケの発生による製品歩留りロスは約15%という結果であることが分かった。また、熟練者によって、インゴットと切断テーブルとの隙間にシムを入れ、インゴットの座りを調整しようと試みたが、困難であるため調整できなかった。
4…インゴット、5…切断テーブル、6…Vプロセスパッド、7…支持体、
8…切断テーブルの隙間、9…パッド本体、10…粉粒体、11…供給部、
12…供給手段、13…吸引部、14…吸引手段、15…支え治具、
16…ローダ、17…逆止弁付きフィルター。
Claims (10)
- 上面がV字形状に形成され、インゴットが水平に載置される切断テーブルと、前記インゴットを切断するためのブレードとを有し、前記ブレードを相対的に上方から下方に送り出すことによって前記インゴットを切断するインゴット切断装置であって、少なくとも、
前記切断テーブルの上面に設置され、該切断テーブル上に載置される前記インゴットとの間に介在するVプロセスパッドを有し、該Vプロセスパッドは、パッド本体と、該パッド本体内に封入される粉粒体と、前記パッド本体内へ供給部からエアーを供給する供給手段と、前記パッド本体内のエアーを吸引部から吸引する吸引手段とを有し、前記吸引手段により前記パッド本体内のエアーを吸引して減圧し、前記粉粒体を硬化させることによって表面形状を造形可能なものであり、
前記Vプロセスパッドのパッド本体内を前記吸引手段により減圧して前記Vプロセスパッドの前記インゴットを載置する載置面の表面形状を該載置面上に載置された前記インゴットの表面形状に沿うように造形して前記インゴットと前記Vプロセスパッドとを密着させて前記インゴットを切断するものであることを特徴とするインゴット切断装置。 - 前記Vプロセスパッドは前記供給部及び吸引部が前記切断テーブルの上面のV字底部側に位置するように設置され、前記供給部からエアーを供給することによって前記粉粒体をパッド本体内の上方に移動させ、前記吸引部からエアーを吸引することによって前記上方に移動した粉粒体をパッド本体内の下方に移動させて硬化させ、前記インゴットと前記Vプロセスパッドとを密着させるものであることを特徴とする請求項1に記載のインゴット切断装置。
- 前記切断テーブルの上面のV字底部に設置され、前記インゴットを下方から支持する支持体をさらに具備するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインゴット切断装置。
- 前記切断テーブルはインゴットを切断するためのブレードが前記切断テーブルに接触しないようにするための隙間を有し、該隙間に配置され、前記インゴットの切り終わり部分を下方から支持する支え治具を具備することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載のインゴット切断装置。
- 前記粉粒体は、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれかであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載のインゴット切断装置。
- 上面がV字形状に形成された切断テーブルにインゴットを水平に載置し、前記インゴットを切断するためのブレードを相対的に上方から下方に送り出すことによって前記インゴットを切断するインゴット切断方法であって、少なくとも、
パッド本体内に粉粒体を封入し、前記パッド本体内の供給部から供給されたエアーを吸引部から吸引して減圧し、前記粉粒体を硬化させることによって表面形状を造形可能なVプロセスパッドを前記切断テーブルの上面に設置し、
前記インゴットを前記切断テーブル上に前記Vプロセスパッドを介して載置し、前記Vプロセスパッドのパッド本体内を減圧して前記Vプロセスパッドの前記インゴットを載置した載置面の表面形状を前記載置したインゴットの表面形状に沿うように造形して前記インゴットと前記Vプロセスパッドとを密着させた後、前記インゴットを切断することを特徴とするインゴット切断方法。 - 前記Vプロセスパッドを前記供給部及び吸引部が前記切断テーブルの上面のV字底部側に位置するように設置し、前記インゴットを前記Vプロセスパッド上に載置する前に、前記供給部からエアーを供給することによって前記粉粒体をパッド本体内の上方に移動させ、前記インゴットを載置した後の前記Vプロセスパッドの前記吸引部からエアーを吸引することによって前記上方に移動した粉粒体をパッド本体内の下方に移動させて硬化させ、前記インゴットと前記Vプロセスパッドとを密着させることを特徴とする請求項6に記載のインゴット切断方法。
- 前記インゴットを下方から支持する支持体を前記切断テーブルの上面のV字底部に設置し、前記支持体の上面を基準面として前記インゴットを下方から支持しつつ、前記インゴットと前記Vプロセスパッドとを密着させることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載のインゴット切断方法。
- 前記切断テーブルにインゴットを切断するためのブレードが前記切断テーブルに接触しないようにするための隙間を設け、該隙間に設けた支え治具により前記インゴットの切り終わり部分を下方から支持することを特徴とする請求項6乃至請求項8のいずれか1項に記載のインゴット切断方法。
- 前記粉粒体として、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれかを用いることを特徴とする請求項6乃至請求項9のいずれか1項に記載のインゴット切断方法。
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