JP5045765B2 - Ingot cutting method and wire saw - Google Patents

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Description

本発明は、ワイヤにスラリを供給しながら半導体等のインゴットを押しつけて切断するインゴットの切断方法及びワイヤソーに関する。   The present invention relates to an ingot cutting method and a wire saw for pressing and cutting an ingot such as a semiconductor while supplying slurry to a wire.

従来、例えばシリコンインゴットや化合物半導体インゴットなどのインゴットからウェーハを切り出す手段として、ワイヤソーが知られている。このワイヤソーでは、複数の溝付きローラの周囲に切断用ワイヤが多数巻き掛けられることによりワイヤ列が形成されており、その切断用ワイヤが軸方向に高速駆動され、かつ、スラリが適宜供給されながら前記ワイヤ列に対してインゴットが切り込み送りされることにより、このインゴットが各ワイヤの位置で同時に切断されるようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, a wire saw is known as means for cutting a wafer from an ingot such as a silicon ingot or a compound semiconductor ingot. In this wire saw, a plurality of cutting wires are wound around a plurality of grooved rollers to form a wire row, the cutting wires are driven at high speed in the axial direction, and slurry is appropriately supplied. The ingot is cut and fed to the wire row so that the ingot is cut at the position of each wire at the same time (see, for example, Patent Document 1).

ここで、図４に、従来の一般的なワイヤソーの一例の概要を示す。
図４に示すように、このワイヤソー１０１は、主に、インゴットＷを切断するためのワイヤ１０２、ワイヤ１０２を巻き掛けた溝付きローラ１０３、ワイヤ１０２の張力を調整する機構１０４、切断されるインゴットＷを下方へ送り出す機構１０５、切断時にスラリを供給する機構１０６などで構成されている。 Here, FIG. 4 shows an outline of an example of a conventional general wire saw.
As shown in FIG. 4, the wire saw 101 mainly includes a wire 102 for cutting the ingot W, a grooved roller 103 around which the wire 102 is wound, a mechanism 104 for adjusting the tension of the wire 102, and an ingot to be cut. A mechanism 105 for sending W downward, a mechanism 106 for supplying slurry at the time of cutting, and the like are included.

ワイヤ１０２は、一組のワイヤリール１０７、１０７’のうちの一方のワイヤリール１０７から巻き出され、トラバーサ１０８、プーリー１０９、張力調整機構１０４を経て、溝付きローラ１０３に３００〜５００回程度巻き掛けられた後、もう一方の張力調整機構１０４’、プーリー１０９’、トラバーサ１０８’を経て、他方のワイヤリール１０７’に巻き取られている。   The wire 102 is unwound from one wire reel 107 of the pair of wire reels 107 and 107 ′, and is wound around the grooved roller 103 about 300 to 500 times through the traverser 108, the pulley 109, and the tension adjusting mechanism 104. After being hooked, it is wound around the other wire reel 107 'through the other tension adjusting mechanism 104', pulley 109 'and traverser 108'.

また、溝付きローラ１０３は鉄鋼製円筒の周囲にポリウレタン樹脂を圧入し、その表面に略一定のピッチで溝を切ったローラであり、ワイヤ１０２の損傷を防いでワイヤ断線などを抑制できるようになっている。また、巻き掛けられたワイヤ１０２が溝付きローラ用駆動モーター１１０によって、一方向あるいは、予め定められた周期で往復方向に駆動できるようになっている。   Further, the grooved roller 103 is a roller in which polyurethane resin is press-fitted around a steel cylinder and grooves are cut at a substantially constant pitch on the surface thereof, so that the wire 102 can be prevented from being damaged and wire breakage can be suppressed. It has become. Further, the wound wire 102 can be driven in one direction or in a reciprocating direction at a predetermined cycle by a grooved roller driving motor 110.

ワイヤリール１０７、１０７’はワイヤリール用駆動モーター１１１、１１１’によってそれぞれ回転駆動され、溝付きローラ用駆動モーター１１０とワイヤリール用駆動モーター１１１、１１１’の速度をそれぞれ制御することにより、ワイヤ１０２にかかる張力を調整することが出来る。
なお、張力調整機構１０４、１０４’は、ワイヤ１０２にかかる張力を更に精度よく調整するための機構で、例えば特許文献２にワイヤの断線の防止等を図るための機構として開示されている。 The wire reels 107 and 107 ′ are driven to rotate by wire reel drive motors 111 and 111 ′, respectively, and by controlling the speeds of the grooved roller drive motor 110 and the wire reel drive motors 111 and 111 ′, the wire 102 Tension can be adjusted.
The tension adjusting mechanisms 104 and 104 ′ are mechanisms for adjusting the tension applied to the wire 102 with higher accuracy. For example, Patent Document 2 discloses a mechanism for preventing wire breakage.

特開平９−２６２８２６号公報JP-A-9-262826 特開平９−９４７５５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-94755

しかし、このようなワイヤソー１０１を用いて、ワイヤ１０２に一定或いはインゴット送り位置によって予めプログラムされた張力が掛るようにしてインゴットＷを切断した場合にも、切断中にワイヤ断線が発生することがあった。
このワイヤ断線が発生すると、切断されたウェーハの表面に段差が生じたり、ナノトポグラフィーが悪化して、製品が不良となる問題があり、ワイヤ断線の発生率の低減が求められている。 However, even when the ingot W is cut using such a wire saw 101 so that the wire 102 is applied with a constant tension or a preprogrammed tension depending on the ingot feeding position, a wire breakage may occur during the cutting. It was.
When this wire breakage occurs, there is a problem that a step is generated on the surface of the cut wafer, nanotopography is deteriorated, and the product becomes defective, and a reduction in the occurrence rate of wire breakage is required.

そこで、本発明者らはこのような問題を解決すべく、ワイヤ断線が発生する原因について調査を行った。この結果、ワイヤ断線の発生はワイヤ張力の設定が高すぎることや、ワイヤ１０２の品質不良、ワイヤリール用駆動モーター１１１、１１１’又は溝付きローラ用駆動モーター１１０の制御不良によるもののほかに、ワイヤ１０２の駆動に伴って回転するプーリー１０９、１０９’の回転負荷が増加して、ワイヤ１０２に過大な張力が掛ることにより発生していることが分かった。   Therefore, the present inventors have investigated the cause of wire breakage in order to solve such problems. As a result, the occurrence of wire breakage is due to the fact that the wire tension is set too high, the quality of the wire 102 is poor, the wire reel drive motor 111, 111 'or the grooved roller drive motor 110 is poorly controlled. It has been found that the rotation load of the pulleys 109 and 109 ′ rotating with the driving of the 102 increases and the wire 102 is excessively tensioned.

更に、プーリーの回転負荷の増加について原因を詳細に調査した結果、固定軸にベアリングを介して回転自在に支持されているプーリーにおいて、ワイヤに付着して運ばれてきたスラリが、固定軸と回転自在部との間に固着して発生することが主な原因であることが分かった。
このスラリの固着は、切断開始から時間の経過とともに進行するため、切断時間が長時間におよぶような条件で特に問題となる。例えば、直径３００ｍｍのシリコンインゴットの切断は２０時間以上と長時間にわたるため、より大直径インゴットの切断においてスラリが固着してプーリーの回転負荷が増加してしまう問題が発生しやすい。また、運転開始前に問題がなくても、加工中にプーリー溝の異常摩耗が発生して、プーリーの回転負荷増加の原因となることもある。 Furthermore, as a result of investigating the cause of the increase in the rotational load of the pulley in detail, in the pulley that is rotatably supported by the fixed shaft via the bearing, the slurry that is carried on the wire is rotated with the fixed shaft. It has been found that the main cause is the occurrence of sticking to the free part.
This sticking of the slurry proceeds with the passage of time from the start of cutting, and thus becomes a problem particularly under conditions where the cutting time takes a long time. For example, since the cutting of a silicon ingot having a diameter of 300 mm takes a long time of 20 hours or more, there is a tendency that the slurry is fixed and the rotational load of the pulley is increased in the cutting of a larger diameter ingot. Even if there is no problem before the operation is started, abnormal wear of the pulley groove may occur during machining, which may increase the rotational load of the pulley.

このため、今後インゴットの大直径化により、更に加工時間の長時間化が予想される半導体インゴットの切断において、対策が必須である。
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、その目的は、ワイヤソーによるインゴットの切断において、固定軸に対して回転自在に支持されたプーリーの回転抵抗によってワイヤに過大な張力が掛り、ワイヤが断線に至ることを抑制しながらインゴットを切断でき、その結果、切断するインゴットに段差が発生したり、ナノトポグラフィーが悪化するのを抑制することができるインゴットの切断方法及びワイヤソーを提供することを目的とする。 For this reason, countermeasures are indispensable in the cutting of a semiconductor ingot, which is expected to further increase the processing time due to the increase in diameter of the ingot in the future.
The present invention has been made in view of the above-described problems. The purpose of the present invention is to cut an ingot with a wire saw so that an excessive tension is applied to the wire by the rotational resistance of a pulley that is rotatably supported with respect to a fixed shaft. An ingot cutting method and a wire saw that can cut an ingot while preventing the wire from being broken, and as a result, can suppress a step in the ingot to be cut and deterioration of nanotopography. The purpose is to do.

上記目的を達成するために、本発明によれば、一組のワイヤリールの一方から巻き出され、他方のワイヤリールに巻き取られるワイヤを複数の溝付きローラに巻き掛けし、ベアリングを介して固定軸によって支持される回転自在な少なくとも１つ以上のプーリーを前記ワイヤリールと溝付きローラ間に配置して、前記ワイヤの経路をガイドし、前記溝付きローラにスラリを供給しつつ、前記ワイヤを走行させながらインゴットを前記ワイヤに押し当てることによって、前記インゴットがウェーハ状に切断されるワイヤソーによるインゴットの切断方法において、前記プーリーの固定軸にトルク検出機構を設けて前記プーリーの回転抵抗値を検出しながら前記インゴットを切断し、前記トルク検出機構によって検出された前記プーリーの回転抵抗値の異常を検知した際に前記インゴットの切断を停止することを特徴とするインゴットの切断方法が提供される。

In order to achieve the above object, according to the present invention, a wire wound out from one of a pair of wire reels and wound around the other wire reel is wound around a plurality of grooved rollers, At least one or more freely rotatable pulleys supported by a fixed shaft are disposed between the wire reel and the grooved roller to guide the wire path and supply slurry to the grooved roller. by that is similar to travel pressed against leprosy ingots into the wire, in the cutting method of the ingot by a wire saw in which the ingot is cut into wafers, rotation of said pulley provided with a torque detection mechanism on the fixed shaft of the pulley While the resistance value is detected, the ingot is cut, and the pulley rotation resistance detected by the torque detection mechanism is detected. The method for cutting the ingot, characterized by stopping the cutting of the ingot when an abnormality is detected values are provided.

このように、前記プーリーの固定軸にトルク検出機構を設けて前記プーリーの回転抵抗値を検出しながら前記インゴットを切断し、前記トルク検出機構によって検出された前記プーリーの回転抵抗値の異常を検知した際に前記インゴットの切断を停止すれば、インゴットの切断中に、たとえプーリーの回転抵抗によってワイヤに過大な張力が掛ったとしても、速やかに切断を停止してワイヤが断線に至ることを抑制できる。その結果、切断するインゴットに段差が発生したり、ナノトポグラフィーが悪化するのを抑制できる。   As described above, a torque detection mechanism is provided on the fixed shaft of the pulley, and the ingot is cut while detecting the rotation resistance value of the pulley, and an abnormality in the rotation resistance value of the pulley detected by the torque detection mechanism is detected. If the cutting of the ingot is stopped at this time, even if an excessive tension is applied to the wire due to the rotational resistance of the pulley during the cutting of the ingot, the cutting is quickly stopped and the wire is prevented from being broken. it can. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a step in the ingot to be cut or the deterioration of nanotopography.

このとき、前記プーリーの回転抵抗値の異常判定を、前記複数のプーリーの回転抵抗を比較することにより行うことが好ましい。
このように、前記プーリーの回転抵抗値の異常判定を、前記複数のプーリーの回転抵抗を比較することにより行えば、例えばワイヤの張力やワイヤの走行速度などのようなプーリーの回転抵抗値を変える加工条件を変化させる場合であっても、複数のプーリーの回転抵抗の比較によって特定のプーリーの回転抵抗値の異常判定を容易に行うことができる。 At this time, it is preferable that the abnormality determination of the rotational resistance value of the pulley is performed by comparing the rotational resistances of the plurality of pulleys.
As described above, if the abnormality determination of the rotation resistance value of the pulley is performed by comparing the rotation resistances of the plurality of pulleys, the rotation resistance value of the pulley such as the tension of the wire or the traveling speed of the wire is changed. Even when the machining conditions are changed, it is possible to easily determine the abnormality of the rotational resistance value of a specific pulley by comparing the rotational resistances of a plurality of pulleys.

またこのとき、前記プーリーの回転抵抗値の異常判定を、前記インゴットの切断開始前に該インゴットの切断条件と同条件で前記ワイヤを走行させて、予め前記プーリーの回転抵抗値を測定しておき、該測定した回転抵抗値に対する増加量によって行うことが好ましい。   Also, at this time, in order to determine abnormality of the rotational resistance value of the pulley, the rotational resistance value of the pulley is measured in advance by running the wire under the same condition as the cutting condition of the ingot before starting the cutting of the ingot. It is preferable to carry out according to the increase amount with respect to the measured rotational resistance value.

このように、前記プーリーの回転抵抗値の異常判定を、前記インゴットの切断開始前に該インゴットの切断条件と同条件で前記ワイヤを走行させて、予め前記プーリーの回転抵抗値を測定しておき、該測定した回転抵抗値に対する増加量によって行えば、常に正常時の回転抵抗値との比較によって異常判定でき、より確実にプーリーの回転抵抗値の異常判定を行うことができる。   As described above, the abnormality of the rotational resistance value of the pulley is determined by measuring the rotational resistance value of the pulley in advance by running the wire under the same condition as the ingot cutting condition before starting the cutting of the ingot. If the amount of increase with respect to the measured rotational resistance value is used, an abnormality can always be determined by comparison with a normal rotational resistance value, and an abnormality determination of the rotational resistance value of the pulley can be performed more reliably.

また、本発明によれば、少なくとも、一組のワイヤリールの一方から巻き出され、他方のワイヤリールに巻き取られるワイヤが巻き掛けされた複数の溝付きローラと、該溝付きローラに切断用スラリを供給する機構と、前記ワイヤリールと溝付きローラ間に配置されて前記ワイヤの経路をガイドする、ベアリングを介して固定軸によって支持される回転自在な少なくとも１つ以上のプーリーとを具備し、前記ワイヤを走行させながらインゴットを前記ワイヤに押し当てることによって、前記インゴットをウェーハ状に切断するワイヤソーであって、前記プーリーの固定軸に設けられ、前記プーリーの回転抵抗値を検出するトルク検出機構と、前記トルク検出機構によって検出された前記プーリーの回転抵抗値の異常を検知した際に前記インゴットの切断を停止する制御機構を具備するものであることを特徴とするワイヤソーが提供される。   Further, according to the present invention, at least a plurality of grooved rollers wound around one wire of a set of wire reels and wound around the other wire reel, and the grooved rollers for cutting. A mechanism for supplying slurry; and at least one or more pulleys that are disposed between the wire reel and the grooved roller and that are supported by a fixed shaft via a bearing and that guide the path of the wire. A wire saw that cuts the ingot into a wafer shape by pressing the ingot against the wire while running the wire, and is provided on the fixed shaft of the pulley, and detects the rotational resistance value of the pulley And the ingot when an abnormality in the rotational resistance value of the pulley detected by the torque detection mechanism is detected. Wire saw is provided which is characterized in that those comprising a control mechanism for stopping the cutting of the bets.

このように、前記プーリーの固定軸に設けられ、前記プーリーの回転抵抗値を検出するトルク検出機構と、前記トルク検出機構によって検出された前記プーリーの回転抵抗値の異常を検知した際に前記インゴットの切断を停止する制御機構を具備するものであれば、インゴットの切断中に、たとえプーリーの回転抵抗によってワイヤに過大な張力が掛ったとしても、速やかに切断を停止してワイヤが断線に至ることを抑制できるものとなる。その結果、切断するインゴットに段差が発生したり、ナノトポグラフィーが悪化するのを抑制できるものとなる。   As described above, the torque detection mechanism that is provided on the fixed shaft of the pulley and detects the rotation resistance value of the pulley, and the ingot when the abnormality of the rotation resistance value of the pulley detected by the torque detection mechanism is detected. If a control mechanism for stopping the cutting of the wire is provided, even if an excessive tension is applied to the wire due to the rotational resistance of the pulley during the cutting of the ingot, the wire is broken immediately and the wire is broken. This can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a step in the ingot to be cut or the deterioration of the nanotopography.

このとき、前記制御機構は、前記プーリーの回転抵抗値の異常判定を、前記複数のプーリーの回転抵抗を比較することにより行うものであることが好ましい。
このように、前記制御機構が、前記プーリーの回転抵抗値の異常判定を、前記複数のプーリーの回転抵抗を比較することにより行うものであれば、例えばワイヤの張力やワイヤの走行速度などのようなプーリーの回転抵抗値を変える加工条件を変化させる場合であっても、複数のプーリーの回転抵抗の比較によって特定のプーリーの回転抵抗値の異常判定を容易に行うことができるものとなる。 At this time, it is preferable that the control mechanism performs an abnormality determination of the rotation resistance value of the pulley by comparing the rotation resistances of the plurality of pulleys.
As described above, if the control mechanism performs the abnormality determination of the rotation resistance value of the pulley by comparing the rotation resistances of the plurality of pulleys, for example, the tension of the wire, the traveling speed of the wire, etc. Even when the processing conditions for changing the rotational resistance value of the pulley are changed, it is possible to easily determine the abnormality of the rotational resistance value of the specific pulley by comparing the rotational resistances of the plurality of pulleys.

またこのとき、前記制御機構は、前記プーリーの回転抵抗値の異常判定を、前記インゴットの切断開始前に該インゴットの切断条件と同条件で前記ワイヤを走行させて、予め測定しておいた前記プーリーの回転抵抗値に対する増加量によって行うものであることが好ましい。
このように、前記制御機構が、前記プーリーの回転抵抗値の異常判定を、前記インゴットの切断開始前に該インゴットの切断条件と同条件で前記ワイヤを走行させて、予め測定しておいた前記プーリーの回転抵抗値に対する増加量によって行うものであれば、常に正常時の回転抵抗値との比較によって異常判定でき、より確実にプーリーの回転抵抗値の異常判定を行うことができるものとなる。 Further, at this time, the control mechanism has previously measured the abnormality determination of the rotational resistance value of the pulley by running the wire under the same condition as the cutting condition of the ingot before starting the cutting of the ingot. It is preferable to carry out by an increase amount with respect to the rotational resistance value of the pulley.
As described above, the control mechanism has previously measured the abnormality determination of the rotational resistance value of the pulley by running the wire under the same condition as the cutting condition of the ingot before starting the cutting of the ingot. If the determination is made based on the increase amount with respect to the rotational resistance value of the pulley, the abnormality can always be determined by comparing with the normal rotational resistance value, and the abnormality determination of the rotational resistance value of the pulley can be performed more reliably.

本発明では、ワイヤソーにおいて、プーリーの固定軸にトルク検出機構を設けてプーリーの回転抵抗値を検出しながらインゴットを切断し、トルク検出機構によって検出されたプーリーの回転抵抗値の異常を検知した際にインゴットの切断を停止するので、インゴットの切断中に、たとえプーリーの回転抵抗によってワイヤに過大な張力が掛ったとしても、速やかに切断を停止してワイヤが断線に至ることを抑制できる。その結果、切断するインゴットに段差が発生したり、ナノトポグラフィーが悪化するのを抑制できる。また、一旦ワイヤが断線すると、その復旧のため過大な時間とワイヤ、その他のコストがかかるが、本発明ではこれらを抑制して生産性の向上及びコスト低減を図ることができる。   In the present invention, in the wire saw, when a torque detection mechanism is provided on the fixed shaft of the pulley and the ingot is cut while detecting the rotation resistance value of the pulley, an abnormality in the rotation resistance value of the pulley detected by the torque detection mechanism is detected. Since the cutting of the ingot is stopped, even if an excessive tension is applied to the wire due to the rotational resistance of the pulley during the cutting of the ingot, the cutting can be stopped quickly and the wire can be prevented from being broken. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a step in the ingot to be cut or the deterioration of nanotopography. In addition, once the wire is disconnected, it takes an excessive amount of time, wire, and other costs for recovery. In the present invention, these can be suppressed to improve productivity and reduce cost.

本発明のワイヤソーの一例を示した概略図である。It is the schematic which showed an example of the wire saw of this invention. 本発明のワイヤソーのプーリーの一例を示した概略図である。It is the schematic which showed an example of the pulley of the wire saw of this invention. 本発明のワイヤソーによってインゴットを保持して切断する様子を説明する概略図である。It is the schematic explaining a mode that an ingot is hold | maintained and cut | disconnected by the wire saw of this invention. 従来のワイヤソーの一例を示した概略図である。It is the schematic which showed an example of the conventional wire saw.

以下、本発明について実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
従来のワイヤソーにおいて、ワイヤに一定或いはインゴット送り位置によって予めプログラムされた張力が掛るようにしてインゴットを切断した場合にも、切断中にワイヤ断線が発生することがあった。ワイヤ断線が発生すると、ウェーハの表面に段差が生じたり、ナノトポグラフィーが悪化して、製品が不良となる問題があり、更には装置の稼動率の低下による生産性の低下、コストアップとなるため、ワイヤ断線の発生率低減が求められている。 Hereinafter, although an embodiment is described about the present invention, the present invention is not limited to this.
In the conventional wire saw, even when the ingot is cut so that a constant tension or a preprogrammed tension is applied to the wire according to the ingot feeding position, the wire breakage may occur during the cutting. When wire breakage occurs, there is a step on the wafer surface, nanotopography deteriorates, and there is a problem that the product becomes defective, and further, productivity decreases and costs increase due to a decrease in the operation rate of the apparatus. Therefore, a reduction in the occurrence rate of wire disconnection is required.

そこで、本発明者らはこのような問題を解決すべく、ワイヤ断線が発生する原因について調査を行った。
その結果、固定軸にベアリングを介して回転自在に支持されているプーリーにおいて、ワイヤに付着して運ばれてきたスラリが、固定軸と回転自在部との間に固着し、ワイヤの駆動に伴って回転するプーリーの回転負荷が増加して、ワイヤに過大な張力が掛ることによって、ワイヤ断線が発生していることが分かった。 Therefore, the present inventors have investigated the cause of wire breakage in order to solve such problems.
As a result, in the pulley that is rotatably supported by the fixed shaft via the bearing, the slurry that has been adhered to the wire and carried is fixed between the fixed shaft and the rotatable portion, and the wire is driven. It was found that wire breakage occurred due to an increase in rotational load on the rotating pulley and excessive tension on the wire.

そこで、本発明者はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、プーリーの固定軸にプーリーの回転抵抗値を検出するトルク検出装置を設け、その検出した回転抵抗値を監視しながらインゴットを切断すれば、ワイヤに掛る張力の異常を速やかに検知してワイヤ断線を防止できることに想到した。そして、これらを実施するための最良の形態について精査し、本発明を完成させた。   Therefore, the present inventor has intensively studied to solve such problems. As a result, a torque detection device that detects the rotation resistance value of the pulley is provided on the fixed shaft of the pulley, and if the ingot is cut while monitoring the detected rotation resistance value, an abnormality in the tension applied to the wire can be detected quickly. I came up with the idea of preventing wire breakage. And the best form for implementing these was scrutinized and the present invention was completed.

図１は本発明のワイヤソーの一例を示す概略図である。
図１に示すように、本発明のワイヤソー１は、主に、インゴットＷを切断するためのワイヤ２、ワイヤ２を巻掛けた溝付きローラ３、ワイヤ２の張力を調整する張力調整機構４、切断されるインゴットＷを相対的に下方へ送り出すワーク送り機構５、切断時にスラリ供給するスラリ供給機構６等で構成されている。 FIG. 1 is a schematic view showing an example of the wire saw of the present invention.
As shown in FIG. 1, a wire saw 1 of the present invention mainly includes a wire 2 for cutting an ingot W, a grooved roller 3 around which the wire 2 is wound, a tension adjusting mechanism 4 for adjusting the tension of the wire 2, The workpiece feeding mechanism 5 feeds the ingot W to be cut relatively downward, the slurry supply mechanism 6 for supplying the slurry at the time of cutting, and the like.

ワイヤ２は、一組のワイヤリール７、７’の一方のワイヤリール７から巻き出され、トラバーサ８、プーリー９、張力調整機構４を経て、溝付きローラ３に３００〜５００回程度巻掛けられた後、もう一方の張力調整機構４’、プーリー９’、トラバーサ８’を経て他方のワイヤリール７’に巻き取られている。   The wire 2 is unwound from one wire reel 7 of the pair of wire reels 7 and 7 ', and is wound about 300 to 500 times on the grooved roller 3 through the traverser 8, the pulley 9, and the tension adjusting mechanism 4. After that, it is wound around the other wire reel 7 'through the other tension adjusting mechanism 4', pulley 9 ', and traverser 8'.

ここで、プーリー９、９’は、図２に示すように、ベアリング２１を介して固定軸２２に回転自在に支持されている。そして、上記したように、プーリー９、９’はワイヤリール７、７’と溝付きローラ３間に配置され、プーリー溝上にワイヤ２を走行させて、その経路をガイドするようになっている。
また、図１に示すように、張力調整機構４、４’及びトラバーサ８、８’にも同様の構造のプーリー９、９’が設けられており、プーリー溝上にワイヤ２を走行させるようになっている。 Here, as shown in FIG. 2, the pulleys 9 and 9 ′ are rotatably supported on the fixed shaft 22 via a bearing 21. As described above, the pulleys 9 and 9 'are arranged between the wire reels 7 and 7' and the grooved roller 3, and the wire 2 runs on the pulley groove to guide the path.
Further, as shown in FIG. 1, the tension adjusting mechanisms 4 and 4 ′ and the traversers 8 and 8 ′ are also provided with pulleys 9 and 9 ′ having the same structure, and the wire 2 runs on the pulley groove. ing.

これらプーリー９、９’の固定軸２２にトルク検出機構２０が設置され、このトルク検出機構２０によりプーリー９、９’の回転抵抗値が検出できるようになっている。
また、図１、２に示すように、制御機構２３がトルク検出機構２０と接続されている。この制御機構２３は、トルク検出機構２０によって検出された回転抵抗値の異常判定を行い、異常を検知した際にインゴットの切断を停止するように制御を行うものである。ここで、切断の停止は、例えば図１に示すように、制御機構２３と溝付きローラ用駆動モーター１０、ワイヤリール用駆動モーター１１、１１’とを接続し、これらモーターの回転を停止するように制御することによって行うことができる。 A torque detection mechanism 20 is installed on the fixed shaft 22 of the pulleys 9 and 9 ′, and the torque detection mechanism 20 can detect the rotational resistance value of the pulleys 9 and 9 ′.
As shown in FIGS. 1 and 2, the control mechanism 23 is connected to the torque detection mechanism 20. The control mechanism 23 determines whether or not the rotation resistance value detected by the torque detection mechanism 20 is abnormal, and performs control to stop the cutting of the ingot when the abnormality is detected. Here, for example, as shown in FIG. 1, the cutting is stopped by connecting the control mechanism 23 to the grooved roller drive motor 10 and the wire reel drive motors 11 and 11 ′ and stopping the rotation of these motors. It can be done by controlling.

このように、プーリーの回転抵抗値を検出するトルク検出機構２０と、トルク検出機構２０によって検出されたプーリーの回転抵抗値の異常判定を行い、異常を検知した際にインゴットの切断を停止する制御を行う制御機構２３を具備するものであれば、インゴットＷの切断中に、プーリーの回転抵抗値を監視することができ、たとえプーリーの回転抵抗によってワイヤ２に過大な張力が掛ったとしても、速やかに切断を停止してワイヤ２の断線を抑制できる。その結果、切断するインゴットＷに段差が発生したり、ナノトポグラフィーが悪化するのを抑制できる。また、復旧のための過大な時間とコストをかける必要もない。   As described above, the torque detection mechanism 20 that detects the rotation resistance value of the pulley, and the abnormality determination of the rotation resistance value of the pulley detected by the torque detection mechanism 20, and the control that stops the cutting of the ingot when the abnormality is detected. If the control mechanism 23 for performing the above is provided, the rotational resistance value of the pulley can be monitored during the cutting of the ingot W. Even if an excessive tension is applied to the wire 2 due to the rotational resistance of the pulley, It is possible to quickly stop the cutting and suppress the disconnection of the wire 2. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a step in the ingot W to be cut or the deterioration of nanotopography. Moreover, it is not necessary to spend excessive time and cost for recovery.

ここで、トルク検出機構２０を全てのプーリーに設ければ、より確実にワイヤの断線を抑制できるので好ましいが、本発明はこれに限定されず、１つ以上のトルク検出機構２０を設けていれば良い。
また、インゴットＷの切断位置より遠い位置にあるプーリーほど、ワイヤ２に付着して運ばれてきたスラリが乾きやすいため、上記したようなスラリの固着が起こりやすい。そのため、このようなインゴットＷの切断位置より遠い位置にあるプーリーにトルク検出機構２０を設けることが望ましい。 Here, it is preferable to provide the torque detection mechanism 20 in all the pulleys because it is possible to more reliably suppress the disconnection of the wire. However, the present invention is not limited to this, and one or more torque detection mechanisms 20 may be provided. It ’s fine.
Moreover, since the slurry which has adhered to the wire 2 and dries more easily as the pulley is farther from the cutting position of the ingot W, the above-described slurry is more likely to be fixed. Therefore, it is desirable to provide the torque detection mechanism 20 on the pulley located far from the cutting position of the ingot W.

このとき、制御機構２３は、プーリーの回転抵抗値の異常判定を、複数のプーリーの回転抵抗を比較することにより行うものであることが好ましい。
プーリーの固定軸で検出する回転負荷は、ワイヤ２の張力や走行速度によって変化するため、回転抵抗値の絶対値をしきい値として異常の判定を行うと誤判定をする恐れがある。しかしながら、複数のプーリーで検出した回転抵抗値を比較することによって、特定のプーリーの回転抵抗値の異常判定を容易に行うことができる。例えば、回転抵抗値が最大となったプーリーのトルク値と、それ以外のプーリーのトルク値の平均値を比較して、その倍率によって異常の判定をより確実に行うことができる。 At this time, it is preferable that the control mechanism 23 performs the abnormality determination of the rotational resistance value of the pulley by comparing the rotational resistances of the plurality of pulleys.
Since the rotational load detected by the fixed shaft of the pulley changes depending on the tension of the wire 2 and the traveling speed, there is a risk of erroneous determination if an abnormality is determined using the absolute value of the rotational resistance value as a threshold value. However, by comparing the rotational resistance values detected by a plurality of pulleys, it is possible to easily determine whether the rotational resistance value of a specific pulley is abnormal. For example, the torque value of the pulley having the maximum rotation resistance value can be compared with the average value of the torque values of the other pulleys, and the abnormality can be determined more reliably by the magnification.

またこのとき、制御機構２３は、プーリーの回転抵抗値の異常判定を、インゴットＷの切断開始前に該インゴットＷの切断条件と同条件でワイヤ２を走行させて、予め測定しておいたプーリーの回転抵抗値に対する増加量によって行うものであることが好ましい。   At this time, the control mechanism 23 determines whether the pulley rotation resistance value is abnormal by running the wire 2 under the same conditions as the cutting conditions of the ingot W before starting the cutting of the ingot W, It is preferable to carry out according to the increase amount with respect to the rotational resistance value.

このように、制御機構２３は、プーリーの回転抵抗値の異常判定を、インゴットＷの切断開始前に該インゴットＷの切断条件と同条件でワイヤ２を走行させて、予め測定しておいたプーリーの回転抵抗値に対する増加量によって行うものであれば、常に正常時の回転抵抗値との比較によって、より確実にプーリーの回転抵抗値の異常判定を効果的に行うことができ、例えば、インゴット切断中にスラリの固着が進行することによるプーリーの回転抵抗値の増加を検出することができる。この場合、制御機構２３が回転異常の判定を上記予め測定しておいた回転抵抗値に対する増加量を基準とすると共に、前記複数のプーリーの回転抵抗値の比較も行うようにすれば、更に正確な判定を行うことができる。   In this way, the control mechanism 23 determines whether the pulley rotational resistance value is abnormal by causing the wire 2 to travel under the same conditions as the cutting conditions of the ingot W before starting the cutting of the ingot W, and measuring the pulley in advance. If the rotation resistance value is increased with respect to the rotation resistance value, the abnormality determination of the rotation resistance value of the pulley can be effectively performed more reliably by comparing with the rotation resistance value at the normal time. For example, ingot cutting An increase in the rotational resistance value of the pulley due to the progress of the sticking of the slurry can be detected. In this case, if the control mechanism 23 uses the increase amount with respect to the rotation resistance value measured in advance as a reference for the determination of the rotation abnormality, the rotation resistance values of the plurality of pulleys are also compared. Determination can be made.

また、溝付きローラ３は鉄鋼製円筒の周囲にポリウレタン樹脂を圧入し、その表面に略一定のピッチで溝を切ったローラであり、ワイヤ２の損傷を防いでワイヤ断線などを抑制できるようになっている。また、巻掛けられたワイヤ２が溝付きローラ用駆動モーター１０によって、一方向あるいは、予め定められた周期で往復方向に駆動できるようになっている。   The grooved roller 3 is a roller in which polyurethane resin is press-fitted around a steel cylinder and grooves are cut at a substantially constant pitch on the surface thereof, so that the wire 2 can be prevented from being damaged and wire breakage can be suppressed. It has become. Further, the wound wire 2 can be driven in one direction or in a reciprocating direction at a predetermined cycle by a grooved roller driving motor 10.

ワイヤリール７、７’はワイヤリール用駆動モーター１１、１１’によって回転駆動され、溝付きローラ用駆動モーター１０とワイヤリール用駆動モーター１１、１１’の速度をそれぞれ制御し、さらに張力調整機構４及び４’によって、ワイヤ２にかかる張力は精密に調整される。   The wire reels 7 and 7 ′ are rotationally driven by the wire reel drive motors 11 and 11 ′ to control the speeds of the grooved roller drive motor 10 and the wire reel drive motors 11 and 11 ′, respectively. And 4 ', the tension applied to the wire 2 is adjusted precisely.

ワーク送り機構５は、例えば図３に示すような構成とすることができる。すなわち、インゴットＷは当て板１７に接着されており、また、この当て板１７はワークプレート１８により保持されている。そして、これらの当て板１７、ワークプレート１８を介して、ワーク保持部１５によりインゴットＷが保持される。
このワーク送り機構５は、インゴットＷを保持しつつ押し下げるためのワーク保持部１５、ＬＭガイド１６、ワーク送り本体部１９を備えており、コンピュータ制御でＬＭガイド１６に沿ってワーク保持部１５を駆動させることにより、予めプログラムされた送り速度で保持されたインゴットＷを送り出すことが可能である。 The workpiece feeding mechanism 5 can be configured as shown in FIG. 3, for example. That is, the ingot W is bonded to the contact plate 17, and the contact plate 17 is held by the work plate 18. The ingot W is held by the work holding unit 15 through the contact plate 17 and the work plate 18.
The work feeding mechanism 5 includes a work holding part 15 for holding down the ingot W and pushing it down, an LM guide 16 and a work feeding main body part 19, and drives the work holding part 15 along the LM guide 16 by computer control. By doing so, it is possible to feed out the ingot W held at a feeding speed programmed in advance.

また、図１に示すように、溝付きローラ３に巻き掛けされ、切断時に軸方向に走行するワイヤ２の上方にはノズル１３が配置されており、インゴットＷの切断を行うときには、ワイヤ２にスラリを供給できるようになっている。 Further, as shown in FIG. 1, a nozzle 13 is disposed above the wire 2 wound around the grooved roller 3 and traveling in the axial direction at the time of cutting, and when cutting the ingot W, the wire 2 Slurry can be supplied.

ここで、スラリ供給機構６、すなわち、ワイヤ２（及び溝付きローラ３）にスラリを供給する機構について述べる。このスラリ供給機構６では、スラリタンク１４から、スラリチラー１２を介してノズル１３に接続されており、供給されるスラリはスラリチラー１２により供給温度が制御されてノズル１３からワイヤ２（及び溝付きローラ３）に供給できるようになっている。しかし、このような構成はこれに限定されず、例えば別の熱交換器を構成することによってスラリの供給温度の調整を行っても良い。   Here, the slurry supply mechanism 6, that is, the mechanism for supplying the slurry to the wire 2 (and the grooved roller 3) will be described. In this slurry supply mechanism 6, a slurry tank 14 is connected to a nozzle 13 via a slurry chiller 12. The supply temperature of the slurry to be supplied is controlled by the slurry chiller 12, and the wire 2 (and the grooved roller 3 is supplied from the nozzle 13. ) Can be supplied. However, such a configuration is not limited to this, and the supply temperature of the slurry may be adjusted by configuring another heat exchanger, for example.

またここで、使用するスラリの種類は特に限定されず、従来と同様のものを用いることができ、例えばＧＣ（炭化珪素）砥粒を液体に分散させたものとすることができる。   Here, the type of slurry to be used is not particularly limited, and the same type of conventional slurry can be used. For example, GC (silicon carbide) abrasive grains can be dispersed in a liquid.

そして、このようにワーク送り機構５のワーク保持部１５によって保持されたインゴットＷは、切断を行う際、ワーク送り機構５により下方に位置するワイヤ２へと送られる。また、このワーク送り機構５は、ワイヤ２が当て板１７に到達するまでインゴットＷを下方へと押し下げることによって、インゴットＷをワイヤ２に押し当てて切り込み送りする。そして、インゴットＷの切断を完了させた後、インゴットＷの送り出し方向を逆転させることにより、ワイヤ列から切断済みインゴットＷを引き抜くようにする。   And the ingot W hold | maintained by the workpiece holding part 15 of the workpiece | work feed mechanism 5 in this way is sent to the wire 2 located below by the workpiece | work feed mechanism 5 when cut | disconnecting. Further, the work feeding mechanism 5 pushes the ingot W downward until the wire 2 reaches the abutting plate 17, thereby pushing the ingot W against the wire 2 and feeding it. Then, after the cutting of the ingot W is completed, the cut ingot W is pulled out from the wire row by reversing the feeding direction of the ingot W.

ここで、図３に示すようなワーク送り機構５の例では、インゴットＷを下方へと押し下げて切り込み送りを行っているが、本発明において、インゴットの送り出しは相対的に押し下げることにより行われれば良い。すなわち、インゴットＷを下方に送るのではなく、ワイヤ列を上方へと押し上げることによって、インゴットＷの送り出しを行うような構成となっていても良い。或いは、インゴットＷがワイヤの下方に位置し、インゴットＷを押し上げて切断する構成となっていても良い。   Here, in the example of the workpiece feeding mechanism 5 as shown in FIG. 3, the ingot W is pushed down and cut and fed. However, in the present invention, if the ingot is fed by being relatively pushed down, good. That is, the ingot W may be sent out by pushing the wire row upward rather than sending the ingot W downward. Alternatively, the ingot W may be positioned below the wire, and the ingot W may be pushed up and cut.

次に、本発明のインゴットの切断方法について説明する。ここでは、図１に示すようなワイヤソー１を用いた場合の切断方法について述べる。
まず、図２に示すように、プーリー９、９’の固定軸２２に回転抵抗値を検出するためのトルクセンサ２０を設置する。
ここで、トルク検出機構２０を全てのプーリーに設ければ、より確実にワイヤの断線を抑制できるので好ましいが、本発明はこれに限定されず、１つ以上のトルク検出機構２０を設けていれば良い。 Next, the ingot cutting method of the present invention will be described. Here, a cutting method using the wire saw 1 as shown in FIG. 1 will be described.
First, as shown in FIG. 2, a torque sensor 20 for detecting a rotational resistance value is installed on the fixed shaft 22 of the pulleys 9 and 9 ′.
Here, it is preferable to provide the torque detection mechanism 20 in all the pulleys because it is possible to more reliably suppress the disconnection of the wire. However, the present invention is not limited to this, and one or more torque detection mechanisms 20 may be provided. It ’s fine.

そして、ワイヤ２に張力を付与して軸方向の一方向或いは、予め定められた周期で往復走行させ、スラリ供給機構６によりワイヤ２へのスラリ供給を行った状態で、ワーク送り機構５のＬＭガイド１６に沿ってワーク保持部１５を駆動させ、プーリーの固定軸に設けたトルク検出機構２０によってプーリーの回転抵抗値を検出しながら、インゴットＷを下降させて該インゴットＷをワイヤ列に対して切り込み送りさせてインゴットＷを切断していく。   Then, a tension is applied to the wire 2 so that the wire 2 reciprocates in one axial direction or at a predetermined cycle, and the slurry is supplied to the wire 2 by the slurry supply mechanism 6. The work holding unit 15 is driven along the guide 16 and the ingot W is lowered while detecting the rotational resistance value of the pulley by the torque detection mechanism 20 provided on the fixed shaft of the pulley, and the ingot W is moved to the wire row. The ingot W is cut by cutting and feeding.

また、トルク検出機構２０によって検出されたプーリーの回転抵抗値の異常を検知した際にインゴットＷの切断を停止するようにする。
このように、プーリーの固定軸にトルク検出機構を設けてプーリーの回転抵抗値を検出しながらインゴットを切断し、トルク検出機構によって検出されたプーリーの回転抵抗値の異常を検知した際にインゴットの切断を停止すれば、インゴットの切断中に、たとえプーリーの回転抵抗によってワイヤに過大な張力が掛ったとしても、速やかに切断を停止してワイヤが断線に至ることを抑制できる。その結果、切断するインゴットに段差が発生したり、ナノトポグラフィーが悪化するのを抑制できる。更に装置の稼動率を向上し、生産性の向上、コストダウンを図ることができる。 Further, the cutting of the ingot W is stopped when an abnormality in the rotational resistance value of the pulley detected by the torque detection mechanism 20 is detected.
In this way, the torque detection mechanism is provided on the fixed shaft of the pulley and the ingot is cut while detecting the rotation resistance value of the pulley, and when the abnormality of the rotation resistance value of the pulley detected by the torque detection mechanism is detected, the ingot of the ingot is detected. If the cutting is stopped, even if an excessive tension is applied to the wire due to the rotational resistance of the pulley during the cutting of the ingot, it is possible to quickly stop the cutting and prevent the wire from being broken. As a result, it is possible to suppress the occurrence of a step in the ingot to be cut or the deterioration of nanotopography. Furthermore, the operating rate of the apparatus can be improved, productivity can be improved, and costs can be reduced.

このとき、プーリーの回転抵抗値の異常判定を、複数のプーリーの回転抵抗を比較することにより行うことが好ましい。
このように、プーリーの回転抵抗値の異常判定を、複数のプーリーの回転抵抗を比較することにより行えば、例えばワイヤの張力やワイヤの走行速度などのプーリーの回転抵抗値を変える加工条件を変化させる場合であっても、複数のプーリーの回転抵抗の比較によって特定のプーリーの回転抵抗値の異常判定を容易に行うことができる。 At this time, it is preferable that the abnormality determination of the rotational resistance value of the pulley is performed by comparing the rotational resistances of a plurality of pulleys.
In this way, when the abnormality determination of the pulley rotation resistance value is made by comparing the rotation resistances of a plurality of pulleys, the processing conditions for changing the rotation resistance value of the pulley such as the tension of the wire and the traveling speed of the wire are changed. Even in this case, it is possible to easily determine abnormality of the rotational resistance value of a specific pulley by comparing the rotational resistances of a plurality of pulleys.

またこのとき、プーリーの回転抵抗値の異常判定を、インゴットの切断開始前に該インゴットの切断条件と同条件でワイヤを走行させて、予めプーリーの回転抵抗値を測定しておき、該測定した回転抵抗値に対する増加量によって行うが好ましい。   Also, at this time, the abnormality of the rotational resistance value of the pulley was determined by measuring the rotational resistance value of the pulley in advance by running the wire under the same conditions as the ingot cutting conditions before starting the ingot cutting. It is preferable to carry out according to the increase amount with respect to the rotational resistance value.

このように、プーリーの回転抵抗値の異常判定を、インゴットの切断開始前に該インゴットの切断条件と同条件でワイヤを走行させて、予めプーリーの回転抵抗値を測定しておき、該測定した回転抵抗値に対する増加量によって行えば、常に正常時の回転抵抗値との比較によって、より確実にプーリーの回転抵抗値の異常判定を効果的に行うことができ、例えば、インゴット切断中にスラリの固着が進行することによるプーリーの回転抵抗値の増加をより確実に検出することができる。この場合、プーリーの回転異常の判定を上記予め測定しておいた回転抵抗値に対する増加量を基準とすると共に、前記複数のプーリーの回転抵抗値の比較も行うようにすれば、更に正確な判定を行うことができる。   Thus, the abnormality determination of the rotation resistance value of the pulley was performed by measuring the rotation resistance value of the pulley in advance by running the wire under the same conditions as the cutting condition of the ingot before starting the cutting of the ingot. If the amount of increase with respect to the rotational resistance value is used, it is possible to effectively determine the abnormality of the rotational resistance value of the pulley more reliably by always comparing with the rotational resistance value at the normal time. An increase in the rotational resistance value of the pulley due to the progress of the fixing can be detected more reliably. In this case, the determination of the abnormality of the rotation of the pulley is based on the increase amount with respect to the rotation resistance value measured in advance, and the rotation resistance values of the plurality of pulleys are compared. It can be performed.

ここでは、図３に示すようなワイヤソーのワーク送り機構５を用い、インゴットＷを下方に送るようにして切り込み送りしているが、本発明に係るインゴットの切断方法では、これに限定されず、インゴットＷの送り出しは相対的に押し下げることにより行われれば良い。すなわち、インゴットＷを下方に送るのではなく、ワイヤ列を上方へと押し上げることによって、インゴットＷの送り出しを行うようにしても良い。或いは、インゴットＷがワイヤの下方に位置し、インゴットＷを押し上げて切断するようにしても良い。   Here, the wire saw work feed mechanism 5 as shown in FIG. 3 is used to cut and feed the ingot W so as to feed downward, but the ingot cutting method according to the present invention is not limited to this, The ingot W may be sent out by being pushed down relatively. That is, instead of sending the ingot W downward, the ingot W may be sent out by pushing the wire row upward. Alternatively, the ingot W may be positioned below the wire, and the ingot W may be pushed up and cut.

ここで、ワイヤ２に付与する張力の大きさや、ワイヤ２の走行速度等は適宜設定することができる。例えば、ワイヤの走行速度を、４００〜８００ｍ／ｍｉｎとすることができる。また、ワイヤ列に対して切り込み送りさせる時の切り込み送り速度を、例えば０．２〜０．４ｍｍ／ｍｉｎとすることができる。これらの条件は、これに限定されるわけではない。   Here, the magnitude | size of the tension | tensile_strength provided to the wire 2, the traveling speed of the wire 2, etc. can be set suitably. For example, the traveling speed of the wire can be set to 400 to 800 m / min. Moreover, the cutting feed speed at the time of carrying out cutting feed with respect to a wire row | line can be 0.2-0.4 mm / min, for example. These conditions are not limited to this.

またここで、特に限定されるわけではないが、インゴット切断時のワイヤ２を往復走行させる場合のワイヤ反転サイクルを、例えば６０ｓとすることができる。また、切断時にワイヤ２に供給されるスラリとして、例えばＧＣ＃１０００とクーラントとを混ぜたものを用いることができ、その重量比を、例えば５０：５０の割合とすることができる。また、スラリの温度は、例えば、１５℃〜３０℃とすることができる。   Here, although not particularly limited, the wire reversal cycle in the case of reciprocating the wire 2 at the time of cutting the ingot can be set to 60 s, for example. Further, as the slurry supplied to the wire 2 at the time of cutting, for example, a mixture of GC # 1000 and coolant can be used, and the weight ratio can be set to a ratio of, for example, 50:50. Moreover, the temperature of slurry can be 15 degreeC-30 degreeC, for example.

以下、本発明の実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples of the present invention, but the present invention is not limited to these.

（実施例１、２）
図１に示すような本発明のワイヤソーを用い、本発明のインゴットの切断方法に従って、直径３００ｍｍのシリコンインゴットの切断を行った。ここで、用いたワイヤソーは、全てのプーリーにトルク検出機構を設けたものとした。そして、トルク検出機構によってプーリーの回転抵抗値を検出しながらシリコンインゴットを切断し、検出した回転抵抗値の異常を検知した際に切断を停止するようにした。 (Examples 1 and 2)
Using a wire saw of the present invention as shown in FIG. 1, a silicon ingot having a diameter of 300 mm was cut according to the method for cutting an ingot of the present invention. Here, the used wire saw was provided with a torque detection mechanism on all pulleys. Then, the silicon ingot was cut while detecting the rotation resistance value of the pulley by the torque detection mechanism, and the cutting was stopped when the abnormality of the detected rotation resistance value was detected.

この際、回転抵抗値が最大となったプーリーの回転抵抗値と、それ以外のプーリーの回転抵抗値の平均値との比率が２倍以上となった場合（実施例１）、インゴット切断前にインゴット切断と同条件でワイヤを走行させて、あらかじめ測定しておいた、それぞれのプーリーの回転抵抗値に対して、インゴット切断中の回転抵抗値が１．５倍以上となった場合（実施例２）に、プーリーの回転抵抗値が異常であると判定してワイヤソーの運転を停止し、異常であると判定したプーリーの清掃を行ってから運転を再開するようにした。   At this time, when the ratio of the rotation resistance value of the pulley having the maximum rotation resistance value to the average value of the rotation resistance values of the other pulleys is more than twice (Example 1), before cutting the ingot When the rotational resistance value during ingot cutting is 1.5 times or more of the rotational resistance value of each pulley measured in advance by running the wire under the same conditions as ingot cutting (Example) In 2), it was determined that the rotational resistance value of the pulley was abnormal, and the operation of the wire saw was stopped. After the pulley determined to be abnormal was cleaned, the operation was resumed.

その結果、同一の切断条件で、１００本のインゴットの切断を行った結果、実施例１の条件で異常判定となった回数が３回、実施例２の条件で異常判定となった回数が１回であった。何れの場合も異常判定直後にワイヤソーの運転を一旦停止し、プーリーの清掃を行ってから運転再開した後は、再度異常判定やワイヤ断線が発生することなくインゴットの切断が完了した。一方、後述する比較例ではワイヤ切断が６件発生し、５件がスラリ固着によるものであった。   As a result, as a result of cutting 100 ingots under the same cutting conditions, the number of times that abnormality was determined under the conditions of Example 1 was 3, and the number of times that abnormality was determined under the conditions of Example 2 was 1. It was times. In any case, after the operation of the wire saw was temporarily stopped immediately after the abnormality determination, and the pulley was cleaned, the operation was resumed, and then the ingot cutting was completed without any abnormality determination or wire breakage again. On the other hand, in the comparative example which will be described later, 6 cases of wire cutting occurred, and 5 cases were due to slurry sticking.

また、プーリー回転抵抗値が異常判定とならない状態でワイヤ断線が発生するケースが１件あった。この断線の発生原因について詳細に調査したところ、全てのプーリーにスラリの固着はなく、またプーリー溝の異常摩耗もなく、プーリーの回転負荷の増加によるものではないことが確認できた。原因として、例えばワイヤの品質不良などが考えられる。   In addition, there was one case where a wire breakage occurred in a state where the pulley rotation resistance value was not abnormal. A detailed investigation of the cause of this disconnection confirmed that all the pulleys did not adhere to the slurry, there was no abnormal wear of the pulley grooves, and it was not due to an increase in the rotational load of the pulleys. As the cause, for example, defective wire quality is considered.

このように、本発明のワイヤソー及びインゴットの切断方法は、プーリーの回転抵抗によってワイヤに過大な張力が掛り、ワイヤが断線に至ることを抑制しながらインゴットを切断できることが確認できた。
（比較例）
図４に示すような、トルク検出機構を具備していない従来のワイヤソーで、実施例１、２と同一の切断条件で、直径３００ｍｍのシリコンインゴットを１００本切断した。その結果、ワーク切断中のワイヤ断線が６件発生した。断線にて運転停止した後ワイヤソーのプーリーの回転抵抗を確認した結果、５件の断線がスラリ固着による回転抵抗の増加によるものであることが確認できた。このように、実施例１、２と比較してワイヤ切断の発生率が悪化していることが分かる。 As described above, it was confirmed that the wire saw and ingot cutting method of the present invention can cut the ingot while suppressing excessive tension on the wire due to the rotational resistance of the pulley and the wire being broken.
(Comparative example)
100 silicon ingots having a diameter of 300 mm were cut with a conventional wire saw not equipped with a torque detection mechanism as shown in FIG. 4 under the same cutting conditions as in Examples 1 and 2. As a result, 6 wire breaks occurred during workpiece cutting. As a result of confirming the rotational resistance of the pulley of the wire saw after the operation was stopped due to the disconnection, it was confirmed that the five disconnections were caused by the increase of the rotational resistance due to the slurry sticking. Thus, it turns out that the incidence rate of wire cutting is getting worse compared with Examples 1 and 2.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.

１…ワイヤソー、 ２…ワイヤ、 ３…溝付きローラ、 ４、４’…張力調整機構、
５…ワーク送り機構、 ６…スラリ供給機構、 ７、７’…ワイヤリール、
８、８’…トラバーサ、 ９、９’…プーリー、 １０…溝付きローラ用駆動モーター、
１１、１１’…ワイヤリール用駆動モーター、 １２…スラリチラー、
１３…ノズル、 １４…スラリタンク、 １５…ワーク保持部、 １６…ＬＭガイド、
１７…当て板、 １８…ワークプレート、 １９…ワーク送り本体部、
２０…トルク検出機構、 ２１…ベアリング、 ２２…固定軸、 ２３…制御機構。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Wire saw, 2 ... Wire, 3 ... Grooved roller, 4, 4 '... Tension adjustment mechanism,
5 ... Work feed mechanism, 6 ... Slurry supply mechanism, 7, 7 '... Wire reel,
8, 8 '... traverser, 9, 9' ... pulley, 10 ... grooved roller drive motor,
11, 11 '... drive motor for wire reel, 12 ... slurry chiller,
13 ... Nozzle, 14 ... Slurry tank, 15 ... Work holding part, 16 ... LM guide,
17 ... Watt plate, 18 ... Work plate, 19 ... Work feed main body,
20 ... Torque detection mechanism, 21 ... Bearing, 22 ... Fixed shaft, 23 ... Control mechanism.

Claims (6)

一組のワイヤリールの一方から巻き出され、他方のワイヤリールに巻き取られるワイヤを複数の溝付きローラに巻き掛けし、ベアリングを介して固定軸によって支持される回転自在な少なくとも１つ以上のプーリーを前記ワイヤリールと溝付きローラ間に配置して、前記ワイヤの経路をガイドし、前記溝付きローラにスラリを供給しつつ、前記ワイヤを走行させながらインゴットを前記ワイヤに押し当てることによって、前記インゴットがウェーハ状に切断されるワイヤソーによるインゴットの切断方法において、
前記プーリーの固定軸にトルク検出機構を設けて前記プーリーの回転抵抗値を検出しながら前記インゴットを切断し、前記トルク検出機構によって検出された前記プーリーの回転抵抗値の異常を検知した際に前記インゴットの切断を停止することを特徴とするインゴットの切断方法。 A wire that is unwound from one of a set of wire reels and wound around the other wire reel is wound around a plurality of grooved rollers, and is supported by a fixed shaft via a bearing. the pulley arranged between the wire reel and the grooved roller, to guide the path of the wire, while supplying slurry to the grooved rollers, but such is run the wire pressed against leprosy ingots into the wire In the method for cutting an ingot by a wire saw in which the ingot is cut into a wafer shape,
A torque detection mechanism is provided on the fixed shaft of the pulley to cut the ingot while detecting the rotation resistance value of the pulley, and when the abnormality of the rotation resistance value of the pulley detected by the torque detection mechanism is detected, A method for cutting an ingot, characterized by stopping the cutting of the ingot. 前記プーリーの回転抵抗値の異常判定を、前記複数のプーリーの回転抵抗を比較することにより行うことを特徴とする請求項１に記載のインゴットの切断方法。   The ingot cutting method according to claim 1, wherein the abnormality determination of the rotation resistance value of the pulley is performed by comparing the rotation resistances of the plurality of pulleys. 前記プーリーの回転抵抗値の異常判定を、前記インゴットの切断開始前に該インゴットの切断条件と同条件で前記ワイヤを走行させて、予め前記プーリーの回転抵抗値を測定しておき、該測定した回転抵抗値に対する増加量によって行う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の切断方法。   The determination of abnormality of the rotation resistance value of the pulley is performed by running the wire under the same conditions as the cutting condition of the ingot before starting the cutting of the ingot, measuring the rotation resistance value of the pulley in advance, and measuring The ingot cutting method according to claim 1, wherein the ingot cutting method is performed according to an increase amount with respect to the rotation resistance value. 少なくとも、一組のワイヤリールの一方から巻き出され、他方のワイヤリールに巻き取られるワイヤが巻き掛けされた複数の溝付きローラと、該溝付きローラに切断用スラリを供給する機構と、前記ワイヤリールと溝付きローラ間に配置されて前記ワイヤの経路をガイドする、ベアリングを介して固定軸によって支持される回転自在な少なくとも１つ以上のプーリーとを具備し、前記ワイヤを走行させながらインゴットを前記ワイヤに押し当てることによって、前記インゴットをウェーハ状に切断するワイヤソーであって、
前記プーリーの固定軸に設けられ、前記プーリーの回転抵抗値を検出するトルク検出機構と、前記トルク検出機構によって検出された前記プーリーの回転抵抗値の異常を検知した際に前記インゴットの切断を停止する制御機構を具備するものであることを特徴とするワイヤソー。 A plurality of grooved rollers wound around at least one wire reel and wound around the other wire reel; a mechanism for supplying a cutting slurry to the grooved roller; and An ingot having at least one or more pulleys arranged between a wire reel and a grooved roller and supported by a fixed shaft via a bearing for guiding the path of the wire, and running the wire A wire saw that cuts the ingot into a wafer by pressing the wire against the wire,
A torque detection mechanism that is provided on the fixed shaft of the pulley and detects the rotation resistance value of the pulley, and stops cutting the ingot when an abnormality in the rotation resistance value of the pulley detected by the torque detection mechanism is detected. A wire saw characterized by comprising a control mechanism. 前記制御機構は、前記プーリーの回転抵抗値の異常判定を、前記複数のプーリーの回転抵抗を比較することにより行うものであることを特徴とする請求項４に記載のワイヤソー。   The wire saw according to claim 4, wherein the control mechanism performs an abnormality determination of the rotational resistance value of the pulley by comparing rotational resistances of the plurality of pulleys. 前記制御機構は、前記プーリーの回転抵抗値の異常判定を、前記インゴットの切断開始前に該インゴットの切断条件と同条件で前記ワイヤを走行させて、予め測定しておいた前記プーリーの回転抵抗値に対する増加量によって行うものであることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載のワイヤソー。   The control mechanism determines whether or not the pulley has a rotational resistance value that has been measured in advance by running the wire under the same conditions as the ingot cutting condition before starting the cutting of the ingot. The wire saw according to claim 4 or 5, wherein the wire saw is performed according to an increase amount with respect to the value.
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9156187B2 (en) * 2011-12-29 2015-10-13 Sunedison Semiconductor Ltd. Methods for mounting an ingot on a wire saw
DE102012221904B4 (en) 2012-11-29 2018-05-30 Siltronic Ag A method of resuming the wire sawing process of a workpiece after an unscheduled interruption
DE102016211883B4 (en) 2016-06-30 2018-02-08 Siltronic Ag Method and apparatus for resuming the wire sawing process of a workpiece after an unscheduled interruption
JP6969579B2 (en) * 2019-01-15 2021-11-24 信越半導体株式会社 Work cutting method and wire saw
CN111098419B (en) * 2019-12-30 2021-07-13 郑州合晶硅材料有限公司 Slicing device for silicon wafer production
CN112847861B (en) * 2020-12-31 2022-07-08 深圳晶至新材料科技有限公司 Shaft roller fixing device for sapphire diamond wire cutting machine
JP2023022450A (en) * 2021-08-03 2023-02-15 コマツＮｔｃ株式会社 Abnormality diagnosis device and method for wire saw
CN113910475B (en) * 2021-10-13 2024-06-21 晶澳太阳能有限公司 Flow guiding device

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3841297A (en) * 1971-12-01 1974-10-15 Motorola Inc Machine for cutting brittle materials
JP3292360B2 (en) * 1995-05-01 2002-06-17 三菱マテリアルシリコン株式会社 Semiconductor single crystal rod slicing method and apparatus
JP3105431B2 (en) 1995-10-02 2000-10-30 トーヨーエイテック株式会社 Wire tension control device for wire saw
JP3242317B2 (en) * 1996-03-27 2001-12-25 アルプス電気株式会社 Wire saw equipment
JP3656317B2 (en) 1996-03-27 2005-06-08 信越半導体株式会社 Work cutting method and apparatus using wire saw
JP3106294B2 (en) * 1996-07-23 2000-11-06 株式会社東京精密 Wire saw wire disconnection detector
JPH10193331A (en) * 1997-01-16 1998-07-28 Dia Raito Kk Pulley for wire saw
JP4049900B2 (en) * 1998-08-20 2008-02-20 株式会社スーパーシリコン研究所 Wire saw cutting device
JP4456714B2 (en) * 2000-02-21 2010-04-28 トーヨーエイテック株式会社 Cutting method using wire saw
JP2007276054A (en) * 2006-04-06 2007-10-25 Toyo Advanced Technologies Co Ltd Work cutting method by wire saw, and wire saw

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