JP2015123654A - Cutting method of workpiece - Google Patents

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健太郎 奥嶋
Kentaro Okushima
健太郎 奥嶋
真一 尾▲崎▼
Shinichi Ozaki
真一 尾▲崎▼
文城 上野
Bunjo Ueno
文城 上野
洋平 坂井
Yohei Sakai
洋平 坂井
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cutting method of a workpiece which can reduce occurrence of cracks and chipping of a cutting end part.SOLUTION: A cutting method of a workpiece 1 includes a processing step of putting a cutting blade travelling to the workpiece 1 in an upper surface of the workpiece 1 at a start of cutting, and letting the cutting blade 2 out from a lower surface 1d of the workpiece 1 at an end of cutting. The processing step includes a step of placing a part except for a cut part 5 of the lower surface 1d of the workpiece 1 on a plurality of pedestals 6 arranged separately from each other, and positioning the cut part 5 between the two adjacent pedestals 6, and cutting a contact member 4 by the cutting blade 2 in a state that the contact member 4 is arranged in a region including the cut part 5 of the lower surface 1d of the workpiece 1.

Description

本発明は、半導体インゴットなどの被加工物の切断方法に関する。   The present invention relates to a method for cutting a workpiece such as a semiconductor ingot.

従来から太陽電池素子を構成する半導体基板の1つとして多結晶シリコン基板が用いられている。一般に、多結晶シリコン基板は、鋳造方法によって作製されたシリコンのインゴットをバンドソーを用いた切断方法によってブロックを作製して、このブロックをワイヤソーを用いてスライスして製造される。   Conventionally, a polycrystalline silicon substrate has been used as one of semiconductor substrates constituting a solar cell element. In general, a polycrystalline silicon substrate is manufactured by making a block of a silicon ingot produced by a casting method by a cutting method using a band saw and slicing the block using a wire saw.

バンドソーを用いた切断方法では、まずインゴットの端部を除去して、さらにインゴットから所望の大きさのブロックに切り出してブロックを得る(例えば、下記の特許文献1を参照)。   In the cutting method using a band saw, first, the end portion of the ingot is removed, and the block is further cut out from the ingot into blocks of a desired size (see, for example, Patent Document 1 below).

バンドソーによるインゴットの切断前には、インゴットは台座の上に配置される。この台座には、バンドソーが台座に接触しないように、溝部が形成されている。   Prior to cutting the ingot by the band saw, the ingot is placed on the pedestal. A groove is formed on the pedestal so that the band saw does not contact the pedestal.

特開2011−46043号公報JP 2011-46043 A

バンドソーを用いてインゴットを所望の大きさのブロックに切り出す場合は、インゴットの形状によって、その端部における切断位置が変わる。このため、台座に設けられた溝部の幅を大きくする必要がある。しかし、溝部の幅を大きくすると、インゴットの切り終わりの直前において、切断刃の切断荷重によって、インゴットの下面における切断部位に応力が集中する。このため、切断部位の周囲にクラック,欠けが発生する可能性がある。   When the ingot is cut into a block having a desired size using a band saw, the cutting position at the end changes depending on the shape of the ingot. For this reason, it is necessary to increase the width of the groove provided in the pedestal. However, when the width of the groove portion is increased, stress concentrates on the cutting portion on the lower surface of the ingot due to the cutting load of the cutting blade immediately before the end of the ingot cutting. For this reason, cracks and chipping may occur around the cut site.

そこで、本発明は、切り終わり箇所のクラック,欠けの発生を低減できる被加工物の切断方法を提供することを目的の1つとする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a workpiece cutting method that can reduce the occurrence of cracks and chips at the end of cutting.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る被加工物の切断方法は、被加工物に対して走行する切断刃を切り始め時に前記被加工物の上面に入れて、切り終り時に前記被加工物の下面から前記切断刃を出す加工工程を有する被加工物の切断方法であって、
前記加工工程は、前記被加工物の前記下面における切断部位を除く一部を、互いに離れて配設された複数の台座の上に置き、前記切断部位を隣接する2つの前記台座の間に位置させるとともに、当て部材を前記被加工物の前記下面の前記切断部位を含む領域に配設した状態で、前記切断刃によって前記当て部材を切る工程を含む。
In order to solve the above problems, a cutting method for a workpiece according to one aspect of the present invention is such that a cutting blade that travels with respect to a workpiece is placed on the upper surface of the workpiece at the start of cutting, and the cutting ends A workpiece cutting method having a processing step of sometimes taking out the cutting blade from the lower surface of the workpiece,
In the processing step, a part of the workpiece excluding the cutting site on the lower surface is placed on a plurality of pedestals arranged apart from each other, and the cutting site is positioned between two adjacent pedestals. And a step of cutting the contact member by the cutting blade in a state where the contact member is disposed in a region including the cutting site on the lower surface of the workpiece.

上記の被加工物の切断方法によれば、被加工物における切り終わり箇所のクラック,欠けの発生を低減することができる。   According to the above-described method for cutting a workpiece, it is possible to reduce the occurrence of cracks and chips at the end of cutting in the workpiece.

本発明の一実施形態に係る被加工物の切断方法を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cutting method of the to-be-processed object which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る被加工物の切断方法に用いる当て部材の配置態様を示す平面図である。It is a top view which shows the arrangement | positioning aspect of the contact member used for the cutting method of the workpiece which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る被加工物の切断箇所を説明する図であり、(a)は切断前の被加工物の斜視図であり、(b)は切断後の被加工物の分解斜視図である。It is a figure explaining the cutting location of the workpiece which concerns on one Embodiment of this invention, (a) is a perspective view of the workpiece before a cutting | disconnection, (b) is a disassembled perspective view of the workpiece after a cutting | disconnection. FIG. (a)〜(c)は、それぞれ本発明の一実施形態に係る被加工物の切断工程における当て部材の配置態様を示す断面図であり、図1のXZ平面における断面図である。(A)-(c) is sectional drawing which shows the arrangement | positioning aspect of the contact member in the cutting process of the workpiece which concerns on one Embodiment of this invention, respectively, and is sectional drawing in the XZ plane of FIG. (a)〜(c)は、それぞれ本発明の一実施形態に係る被加工物の切断工程における当て部材の配置態様を示す断面図であり、図1のXZ平面における断面図である。(A)-(c) is sectional drawing which shows the arrangement | positioning aspect of the contact member in the cutting process of the workpiece which concerns on one Embodiment of this invention, respectively, and is sectional drawing in the XZ plane of FIG. (a)、(b)は、それぞれ本発明の一実施形態に係る被加工物の切断状態を示す断面図であり、図1のXZ平面における断面図である。(A), (b) is sectional drawing which shows the cutting state of the to-be-processed object which concerns on one Embodiment of this invention, respectively, and is sectional drawing in the XZ plane of FIG. (a)、(b)は、それぞれ実施例に係る被加工物の切断状態を示す断面図であり、図1のXZ平面における断面図である。(A), (b) is sectional drawing which shows the cutting state of the to-be-processed object which concerns on an Example, respectively, and is sectional drawing in the XZ plane of FIG. (a)、(b)は、それぞれ比較例に係る被加工物の切断状態を示す断面図であり、図1のXZ平面における断面図である。(A), (b) is sectional drawing which shows the cut state of the to-be-processed object which concerns on a comparative example, respectively, and is sectional drawing in the XZ plane of FIG. 実施例および比較例に係る被加工物の切断箇所を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the cut location of the to-be-processed object which concerns on an Example and a comparative example.

以下、本発明に係る被加工物の切断方法の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図面は模式的に示したものであるので、図示されている各構成要素のサイズおよび位置関係等は適宜変更できる。また、図1には図面視上方向を+Z方向とする右手系のXYZ座標系が付されている。   Hereinafter, an embodiment of a method for cutting a workpiece according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, since drawing is shown typically, the size of each component shown, positional relationship, etc. can be changed suitably. In FIG. 1, a right-handed XYZ coordinate system with the + Z direction as viewed in the drawing is attached.

半導体インゴットの一例として、太陽電池用半導体基板を作製するのに適したシリコンのインゴットを使用する例について説明する。   As an example of the semiconductor ingot, an example in which a silicon ingot suitable for manufacturing a semiconductor substrate for a solar cell is used will be described.

<半導体インゴットの作製方法>
インゴットは鋳造方法によって作製される。鋳造方法は、シリコンの融液を準備する工程と、鋳型内にシリコンの融液が入っている状態にする工程と、この融液を凝固させる工程とを備えている。
<Method for producing semiconductor ingot>
The ingot is produced by a casting method. The casting method includes a step of preparing a silicon melt, a step of placing a silicon melt in a mold, and a step of solidifying the melt.

まず、シリコン融液を準備する工程について説明する。坩堝の内部に所定量のシリコン材料とドーパント源とを保持する。なお、ドーパント源はp型シリコンを作製する場合にはホウ素を使用し、n型シリコンを作製する場合にはリンを使用する。そして、坩堝加熱手段によって、シリコン材料とドーパント源とを溶融して、溶融混合物つまりドーパント源を含有したシリコン融液を作製する。   First, the process for preparing the silicon melt will be described. A predetermined amount of silicon material and a dopant source are held inside the crucible. Note that boron is used as the dopant source when p-type silicon is produced, and phosphorus is used when n-type silicon is produced. Then, the silicon material and the dopant source are melted by the crucible heating means to produce a silicon melt containing the molten mixture, that is, the dopant source.

次に、複数の内壁面を有し、これら複数の内壁面で囲まれた上部に開口を有する鋳型内にシリコンの融液が入っている状態にする工程について説明する。所定の温度に調整したシリコンの融液が入れられた坩堝から、融液を予め加熱されていた鋳型に注湯する。なお、鋳型は9kPa以上12kPa以下に減圧したアルゴン(Ar)雰囲気中に置かれる。また、鋳型はシリコンの融点と同程度か若干低い温度、例えば、融点を数十℃から数百℃程度下回る温度となるまで加熱されていればよい。   Next, a process of bringing the silicon melt into a mold having a plurality of inner wall surfaces and having an opening in the upper part surrounded by the plurality of inner wall surfaces will be described. The melt is poured from a crucible containing a silicon melt adjusted to a predetermined temperature into a mold that has been heated in advance. The mold is placed in an argon (Ar) atmosphere whose pressure is reduced to 9 kPa or more and 12 kPa or less. The mold may be heated to a temperature that is the same as or slightly lower than the melting point of silicon, for example, a temperature that is several tens to several hundreds of degrees below the melting point.

次に、鋳型内の融液を凝固させる工程について説明する。この凝固工程は、融液を鋳型加熱手段によって上部から加熱しつつ、冷却手段によって下方から冷却する。これにより、鋳型の底部から上部にかけて正の温度勾配を付けて、底部から上部への一方向に向かって、順次、融液を凝固させることができる。   Next, the process of solidifying the melt in the mold will be described. In this solidification step, the melt is cooled from below by the cooling means while being heated from above by the mold heating means. Thereby, a positive temperature gradient is provided from the bottom to the top of the mold, and the melt can be sequentially solidified in one direction from the bottom to the top.

このような凝固工程を経て、融液が完全に凝固し冷却することでシリコンのインゴット
が作製できる。このとき、鋳型から取り出したインゴットの側面部および底部の表面は、離型材および鋳型形状の影響によって、凹凸形状を有している。
Through such a solidification step, the melt is completely solidified and cooled, whereby a silicon ingot can be produced. At this time, the surface of the side part and the bottom part of the ingot taken out from the mold has an uneven shape due to the influence of the mold release material and the mold shape.

<バンドソーによる半導体インゴットの切断方法>
次に、バンドソーを用いたインゴットの切断方法について説明する。図1に示すように、上記鋳造方法によって作製したインゴット1に対してバンドソーSを用いて切断する。バンドソーSは切断刃2およびプーリー3を備えている。切断刃2は、切断部側に刃部2aを有するブレード2bから構成される。刃部2aは、例えば、超硬工具または砥粒(ダイヤモンドまたはCBN(立方晶窒化ホウ素))などが用いられる。また、ブレード2bは、例えば、ステンレス鋼または高張力鋼などの合金からなるエンドレスベルトが用いられる。ブレード2bを、2つのプーリー3の間に張設して、ブレード固定具で固定させる。その状態で、プーリー3の回転運動によって、ブレード2bを周回運動させながら下方へ移動させる。このようにして、バンドソーSの下方に位置するインゴット1の上面1cにブレード2bの刃部2aを押し当てて、インゴット1を切断していく。
<Semiconductor ingot cutting method with band saw>
Next, an ingot cutting method using a band saw will be described. As shown in FIG. 1, a band saw S is used to cut the ingot 1 produced by the casting method. The band saw S includes a cutting blade 2 and a pulley 3. The cutting blade 2 is composed of a blade 2b having a blade portion 2a on the cutting portion side. For example, a cemented carbide tool or abrasive grains (diamond or CBN (cubic boron nitride)) or the like is used for the blade portion 2a. For the blade 2b, for example, an endless belt made of an alloy such as stainless steel or high-tensile steel is used. The blade 2b is stretched between two pulleys 3 and fixed with a blade fixing tool. In this state, the blade 2b is moved downward by rotating the pulley 3 while rotating the blade 2b. In this way, the blade portion 2a of the blade 2b is pressed against the upper surface 1c of the ingot 1 located below the band saw S, and the ingot 1 is cut.

なお、切断時のブレード2bの回転速度は100m/分以上1000m/分以下、ブレード2bの下降速度は1mm/分以上15mm/分以下であることが好ましい。   In addition, it is preferable that the rotational speed of the blade 2b at the time of cutting is 100 m / min to 1000 m / min, and the descending speed of the blade 2b is 1 mm / min to 15 mm / min.

本実施形態では、図6(a)に示すように、走行する切断刃2を切り始め時にインゴット1の上面1cに入れて、図6(b)に示すように、切り終り時にインゴット1の下面1dから切断刃2を出す加工工程を有する。この加工工程は、インゴット1の下面1dにおける切断部位5を除く一部を、互いに離れて配設された複数の台座6の上に置く。なお、インゴット1の下面1dは、例えば、インゴット1の凝固開始面(底部)である。また、切断部位5を隣接する2つの台座6の間に位置させるとともに、当て部材4をインゴット1の下面1dの切断部位5を含む領域に配設した状態で、切断刃2によって当て部材4を切る工程を含む。なお、切断刃2はインゴット1に対して相対的に移動すればよい。また、当て部材4が切断される高さは、台座6の高さ以下に制御される。   In this embodiment, as shown in FIG. 6 (a), the traveling cutting blade 2 is put into the upper surface 1c of the ingot 1 at the start of cutting, and as shown in FIG. 6 (b), the lower surface of the ingot 1 at the end of cutting. It has the processing process which takes out the cutting blade 2 from 1d. In this processing step, a part of the lower surface 1d of the ingot 1 except for the cutting site 5 is placed on a plurality of pedestals 6 that are arranged apart from each other. In addition, the lower surface 1d of the ingot 1 is a solidification start surface (bottom part) of the ingot 1, for example. Further, the cutting member 5 is positioned between two adjacent pedestals 6, and the abutting member 4 is disposed by the cutting blade 2 in a state where the abutting member 4 is disposed in a region including the cutting portion 5 on the lower surface 1 d of the ingot 1. Including a cutting step. The cutting blade 2 may be moved relative to the ingot 1. The height at which the abutting member 4 is cut is controlled to be equal to or lower than the height of the base 6.

インゴット1は、図2および図4(a)に示すように、切断部位5が台座6の間隙に位置するように台座6の上に配置される。インゴット1の下面1dと台座6との間には、例えば接着剤からなる接着層8を配置することによって、インゴット1が台座6に固定される。接着剤は、例えば硬化型接着剤が用いられる。硬化型接着剤は、例えば、硬化剤の質量1に対して主剤の質量を1〜2.5の比で混ぜて使用される2液性の接着剤が用いられる。ここで、主剤にはエポキシ樹脂またはアクリル樹脂等が用いられる。また、硬化剤にはポリアミド樹脂またはポリチオール樹脂等が用いられる。なお、接着層8を用いずに、クランプまたは真空吸着等を用いて、インゴット1を台座6に固定しても構わない。   As shown in FIGS. 2 and 4A, the ingot 1 is disposed on the pedestal 6 so that the cutting site 5 is located in the gap of the pedestal 6. Between the lower surface 1d of the ingot 1 and the pedestal 6, the ingot 1 is fixed to the pedestal 6 by disposing an adhesive layer 8 made of, for example, an adhesive. As the adhesive, for example, a curable adhesive is used. As the curable adhesive, for example, a two-component adhesive that is used by mixing the mass of the main agent at a ratio of 1 to 2.5 with respect to the mass 1 of the curing agent is used. Here, an epoxy resin or an acrylic resin is used as the main agent. As the curing agent, polyamide resin or polythiol resin is used. Note that the ingot 1 may be fixed to the pedestal 6 by using a clamp, vacuum suction or the like without using the adhesive layer 8.

また、図2に示すように、インゴット1の下面1dの切断部位5とその周辺、すなわち隣接する台座6の間には、当て部材4が配置される。なお、台座6および当て部材4の詳細については後述する。   In addition, as shown in FIG. 2, the abutting member 4 is disposed between the cutting portion 5 on the lower surface 1 d of the ingot 1 and the periphery thereof, that is, between the adjacent pedestals 6. Details of the base 6 and the abutting member 4 will be described later.

次に、図3(a),(b)を用いて、インゴット1の切断箇所について説明する。なお、図3(a)で図示されている一点鎖線は最初の切断箇所であり、この切断箇所は切断が進行するにつれて図示下方に下りていく。インゴット1の側面部1bは、不純物等を多く含み品質が比較的悪いため、端材として切断し除去される。そして、このような端材を除いたインゴット1を切断して、例えば10cm角または15cm角のブロック1aが複数個形成される。例えば、1つのインゴット1から9本のブロック1aを取り出す場合、まず、図3(a)に示すように、A1,A2,A3,A4の順番にインゴット1が切断される。次に、B1,B2,B3,B4の順番にインゴット1が切断される。これにより、図3(b)に示すように、側面部1bが分離された形状の揃った複数のブロック1aが切り
出される。
Next, the cutting part of the ingot 1 is demonstrated using FIG. 3 (a), (b). In addition, the dashed-dotted line shown by Fig.3 (a) is the first cutting location, and this cutting location goes down in the figure as cutting progresses. The side surface portion 1b of the ingot 1 contains a large amount of impurities and the like and is relatively poor in quality. Then, the ingot 1 excluding such end material is cut to form, for example, a plurality of 10 cm square or 15 cm square blocks 1a. For example, when nine blocks 1a are taken out from one ingot 1, first, the ingot 1 is cut in the order of A1, A2, A3, and A4 as shown in FIG. Next, the ingot 1 is cut in the order of B1, B2, B3, and B4. Thereby, as shown in FIG.3 (b), the several block 1a with which the shape where the side part 1b was isolate | separated was cut out.

次に、台座6について詳細に説明する。複数の台座6は、例えば、一定の間隙を有してプレート7に固定される。台座6間の間隙には、インゴット1の切断部位5が位置していて、台座6の上面にインゴット1が固定された状態で配置される。ただし、台座6の態様は上記構造に限定されない。例えば、四角柱からなる部材に溝部を格子状に設けることによって、溝部で区切られた複数の台座6を配置してもよい。台座6およびプレート7は、例えば、ステンレス鋼、ガラスまたはアルミニウム合金等が用いられる。   Next, the pedestal 6 will be described in detail. The plurality of bases 6 are fixed to the plate 7 with a certain gap, for example. The cutting part 5 of the ingot 1 is located in the gap between the pedestals 6, and the ingot 1 is arranged on the upper surface of the pedestal 6. However, the aspect of the base 6 is not limited to the said structure. For example, a plurality of pedestals 6 separated by the groove portions may be arranged by providing the groove portions in a lattice shape in a member made of a square pole. For the base 6 and the plate 7, for example, stainless steel, glass, aluminum alloy, or the like is used.

図2に示す複数の台座6間の間隙の幅Wは、インゴット1から切り出すブロック1aの大きさによって決まる。例えば、15cm角のブロック1aを切り出す場合には、20mm以上60mm以下が好ましい。複数の台座6間の間隙の幅Wは、例えば、20mm以上70mm以下が好ましい。上記範囲とすることによって、インゴット1の切断位置がずれることが低減される。また、インゴット1が少し移動した場合でも、切断刃2が台座6に接触して損傷することを低減できる。また、インゴット1と台座6との接触面積を十分に確保することができて、切断時に発生する応力等によってインゴット1がずれることを低減することができ、安定した信頼性の高い切断が実現される。   The width W of the gap between the plurality of bases 6 shown in FIG. 2 is determined by the size of the block 1 a cut out from the ingot 1. For example, when cutting out a 15 cm square block 1a, it is preferably 20 mm or more and 60 mm or less. The width W of the gap between the plurality of bases 6 is preferably 20 mm or greater and 70 mm or less, for example. By setting it as the said range, it is reduced that the cutting position of the ingot 1 shifts | deviates. Moreover, even when the ingot 1 moves a little, it can reduce that the cutting blade 2 contacts the base 6 and is damaged. In addition, a sufficient contact area between the ingot 1 and the pedestal 6 can be secured, and the ingot 1 can be prevented from shifting due to stress generated during cutting, and stable and reliable cutting is realized. The

また、図4(a)に図示されている、接着層8を含めた複数の台座6の高さDは、5mm以上50mm以下が好ましい。なお、台座6の高さDとは、台座6の上面とプレート7の上面との距離であり、複数の台座6間の間隙のベース面から台座6の上面までの高さDである。上記範囲とすることによって、切断刃2が当て部材4をすべて切断して、切断刃2がプレート7に接触して損傷することを低減することができる。また、インゴット1と台座6との接触面積を十分に確保することができて、切断時に発生する応力等によってインゴット1がずれることを低減でき、安定した切断が実現される。   Further, the height D of the plurality of bases 6 including the adhesive layer 8 illustrated in FIG. 4A is preferably 5 mm or more and 50 mm or less. The height D of the pedestal 6 is the distance between the upper surface of the pedestal 6 and the upper surface of the plate 7, and is the height D from the base surface of the gap between the plurality of pedestals 6 to the upper surface of the pedestal 6. By setting it as the said range, it can reduce that the cutting blade 2 cut | disconnects all the contact members 4, and the cutting blade 2 contacts the plate 7, and is damaged. In addition, a sufficient contact area between the ingot 1 and the pedestal 6 can be ensured, and the shift of the ingot 1 due to stress generated during cutting can be reduced, thereby realizing stable cutting.

次に、当て部材4について詳細に説明する。当て部材4は、図1を上方から平面視して複数の台座6の間隙に位置するインゴット1の切断部位5を含む周囲部位に配置される。当て部材4は、被加工物と同等以下の硬度を有することが好ましい。例えば、半導体シリコンのインゴット1のモース硬度が7であるため、当て部材4がブレード2bを損傷させないように、インゴット1よりも低いモース硬度を有する材料が好ましい。当て部材4は、例えば、接着剤からなる接着層8のみで構成されてもよい。当て部材4として接着剤のみとすることによって、切断終了後の当て部材4の除去は接着剤を剥がせばよいため、作業性を向上させることができる。また、当て部材4は、例えば、モース硬度が4以下のゴム等の樹脂、またはモース硬度が7のシリコン、またはモース硬度が6のガラス等の部材から構成されてもよい。また、図4(b)に示すように、これらの当て部材4を接着層8を介してインゴット1に固定してもよい。当て部材4として上述した部材を用いることによって、切断刃2の使用回数を減少させずにインゴット1の切断を行うことができる。このとき、使用される接着剤は、インゴット1を台座1に固定するために使用される接着剤と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。   Next, the contact member 4 will be described in detail. The abutting member 4 is disposed in a peripheral portion including the cutting portion 5 of the ingot 1 located in the gap between the plurality of pedestals 6 when FIG. 1 is viewed from above. The contact member 4 preferably has a hardness equal to or lower than that of the workpiece. For example, since the Mohs hardness of the semiconductor silicon ingot 1 is 7, a material having a Mohs hardness lower than that of the ingot 1 is preferable so that the contact member 4 does not damage the blade 2b. The abutting member 4 may be composed of only an adhesive layer 8 made of an adhesive, for example. By using only the adhesive as the contact member 4, the removal of the contact member 4 after the end of the cutting may be performed by removing the adhesive, thereby improving workability. The abutting member 4 may be made of, for example, a resin such as rubber having a Mohs hardness of 4 or less, a silicon having a Mohs hardness of 7, or a glass having a Mohs hardness of 6. Further, as shown in FIG. 4B, these abutting members 4 may be fixed to the ingot 1 via the adhesive layer 8. By using the member described above as the abutting member 4, the ingot 1 can be cut without reducing the number of times the cutting blade 2 is used. At this time, the adhesive used may be the same material as the adhesive used for fixing the ingot 1 to the base 1 or may be a different material.

切断刃2の長手方向に対して鉛直方向における当て部材4の幅Tは、5mm以上で台座6の間隙の幅W以下の大きさが好ましい。当て部材4の幅Tを5mm以上にすることによって、インゴット1の下面1dの切断部位5が補強され、インゴット1の切断終了時にクラック,欠けの発生が低減される。   The width T of the contact member 4 in the vertical direction with respect to the longitudinal direction of the cutting blade 2 is preferably 5 mm or more and not more than the width W of the gap of the pedestal 6. By setting the width T of the abutting member 4 to 5 mm or more, the cut portion 5 on the lower surface 1d of the ingot 1 is reinforced, and the occurrence of cracks and chips at the end of cutting of the ingot 1 is reduced.

当て部材4の厚みは、台座6の高さDの40%以上で台座6の高さD以下が好ましい。上記範囲とすることによって、インゴット1の切断部位5に集中しやすい応力を十分に低減することができ、切断部位5におけるクラック,欠けの発生を低減することができる。   The thickness of the abutting member 4 is preferably 40% or more of the height D of the pedestal 6 and not more than the height D of the pedestal 6. By setting it as the said range, the stress which tends to concentrate on the cutting | disconnection site | part 5 of the ingot 1 can fully be reduced, and generation | occurrence | production of the crack in the cutting | disconnection site | part 5 and a chip | tip can be reduced.

以上、本実施形態によれば、インゴット1からブロック1aを切り出す場合に、台座6を切断することなく再利用することができて、切り終わり箇所のクラック,欠けの発生を低減することができる。切断刃2の切断荷重によって、切断中のインゴット1は内側に倒れこむ方向に応力がかかり、特にインゴット1の下面1dにおける切断部位5に集中して応力がかかる。しかしながら、本実施形態では、当て部材4を設けることによって、切断部位5に集中しやすい応力が低減される。これにより、切断部位5の周囲部位におけるクラック,欠けの発生を低減できる。   As described above, according to the present embodiment, when the block 1a is cut out from the ingot 1, the base 6 can be reused without cutting, and the occurrence of cracks and chips at the end of cutting can be reduced. Due to the cutting load of the cutting blade 2, the ingot 1 being cut is stressed in the direction of falling inward, and particularly stress is concentrated on the cutting site 5 on the lower surface 1d of the ingot 1. However, in this embodiment, by providing the abutting member 4, stress that tends to concentrate on the cutting site 5 is reduced. Thereby, generation | occurrence | production of the crack in the surrounding part of the cutting | disconnection site | part 5 and a chip | tip can be reduced.

<変形例>
なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良等が可能である。
<Modification>
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A various change, improvement, etc. are possible in the range which does not deviate from the summary of this invention.

例えば、台座6は切断部位5の周囲部位を除く全ての領域に設けてもよい。また、インゴット1のブロック1aとなる領域のみに設け、端材となるインゴット1の側面部1bの下面1dには設けないようにしてもよい。インゴット1の側面部1bの下面1dに台座6を設けた場合には、台座6間の間隙の幅Wが小さくなりやすく、切断刃2が台座6に接触して損傷する可能性があるが、インゴット1の側面部1bの下面1dに台座6を設けないことによって、上記問題を低減することができる。その際、インゴット1の側面部1bに隣接する切断部位5の周囲部位に当て部材4を設けてもよく、切断部位5の周囲部位におけるクラック,欠けの発生をより低減することができる。   For example, the pedestal 6 may be provided in all regions except the peripheral portion of the cutting portion 5. Alternatively, it may be provided only in the region that becomes the block 1a of the ingot 1 and may not be provided on the lower surface 1d of the side surface portion 1b of the ingot 1 that becomes the end material. When the pedestal 6 is provided on the lower surface 1d of the side surface portion 1b of the ingot 1, the width W of the gap between the pedestals 6 tends to be small, and the cutting blade 2 may come into contact with the pedestal 6 and be damaged. By not providing the base 6 on the lower surface 1d of the side surface portion 1b of the ingot 1, the above problem can be reduced. In that case, you may provide the contact member 4 in the surrounding part of the cutting | disconnection site | part 5 adjacent to the side part 1b of the ingot 1, and generation | occurrence | production of the crack in the surrounding part of the cutting | disconnection part 5 can be reduced more.

また、当て部材4をインゴット1の全面に設けてもよい。また、その際に使用される当て部材4は、クランプや真空吸着等を用いて固定してもよく、接着剤をインゴット1側および台座6との接触面に設けて接着層8を形成して固定してもよい。   The abutting member 4 may be provided on the entire surface of the ingot 1. Further, the contact member 4 used at that time may be fixed by using a clamp, vacuum suction or the like, and an adhesive is provided on the contact surface with the ingot 1 side and the base 6 to form the adhesive layer 8. It may be fixed.

また、当て部材4は、例えば図4(c)に示すように、当て部材4はインゴット1の下面1dおよびプレート7の上面に接着剤8を用いて固定されてもよい。この態様によっても上述した内容と同様の効果が得られる。   Further, for example, as shown in FIG. 4C, the contact member 4 may be fixed to the lower surface 1 d of the ingot 1 and the upper surface of the plate 7 using an adhesive 8. The effect similar to the content mentioned above is acquired also by this aspect.

また、図5(a)に示すように、当て部材4の厚みを台座の高さD未満となるようにし、当て部材4はインゴット1の下面1dに接着剤を用いた接着層8にて固定し、さらに当て部材4とプレート7との間に間隙を設けていてもよい。この態様によっても上述した内容と同様の効果が得られる。   Further, as shown in FIG. 5A, the thickness of the abutting member 4 is set to be less than the height D of the pedestal, and the abutting member 4 is fixed to the lower surface 1d of the ingot 1 with an adhesive layer 8 using an adhesive. Further, a gap may be provided between the abutting member 4 and the plate 7. The effect similar to the content mentioned above is acquired also by this aspect.

また、図5(b)に示すように、当て部材4は接着剤を用いた接着層8のみで形成し、当て部材4とプレート7との間に間隙を設けていてもよい。この態様によっても上述した内容と同様の効果が得られる。   Further, as shown in FIG. 5B, the contact member 4 may be formed only of the adhesive layer 8 using an adhesive, and a gap may be provided between the contact member 4 and the plate 7. The effect similar to the content mentioned above is acquired also by this aspect.

また、図5(c)に示すように、当て部材4は接着剤を用いた接着層8のみで形成し、互いに離れて配設された台座6間において、インゴット1の下面1dからプレート7までの間隙を接着層で埋めてもよい。この態様によっても上述した内容と同様の効果が得られる。   Further, as shown in FIG. 5 (c), the contact member 4 is formed only by the adhesive layer 8 using an adhesive, and between the pedestals 6 disposed apart from each other, from the lower surface 1 d of the ingot 1 to the plate 7. The gap may be filled with an adhesive layer. The effect similar to the content mentioned above is acquired also by this aspect.

また、本実施形態では、インゴット1の凝固開始面を下面1dとして台座6上に設けたが、インゴット1の側面部1bを台座6上に設けて、インゴット1の切断を行ってもよい。   Moreover, in this embodiment, although the solidification start surface of the ingot 1 was provided on the base 6 as the lower surface 1d, the side part 1b of the ingot 1 may be provided on the base 6 to cut the ingot 1.

さらに、当て部材4は、固定治具によってインゴット1の下面1dの切断部位5に配置されるように固定されてもよい。   Further, the abutting member 4 may be fixed by a fixing jig so as to be disposed at the cutting site 5 on the lower surface 1d of the ingot 1.

上述した実施形態を具体化した実施例およびその比較例について説明する。参照図面は主に図1を基本とし実施例では図7(a),(b)、比較例では図8(a),(b)とする。バンドソーは、ブレード2bにステンレス鋼を採用し、刃部2aにダイヤモンドを採用した切断刃を用いた。   An example embodying the above-described embodiment and a comparative example thereof will be described. The reference drawings are mainly based on FIG. 1 and are shown in FIGS. 7A and 7B in the embodiment, and FIGS. 8A and 8B in the comparative example. For the band saw, a cutting blade using stainless steel for the blade 2b and diamond for the blade portion 2a was used.

被加工物であるシリコンのインゴットの切断条件は、切断時のブレードの回転数を600m/分、ブレードの下降速度を5mm/分とした。   The cutting conditions of the silicon ingot as the workpiece were such that the blade rotation speed during cutting was 600 m / min, and the blade descending speed was 5 mm / min.

また、台座6にはステンレス鋼を採用し、台座間の距離を40mm、台座の高さを30mmとした。   Moreover, stainless steel was adopted for the pedestal 6, the distance between the pedestals was 40 mm, and the height of the pedestal was 30 mm.

<実施例>
当て部材4はシリコンを採用した。また、当て部材4の幅を20mm、当て部材4の高さを30mmとした。そして、当て部材4および台座6は、インゴット1の下面に同一条件で同時に接着した。つまり、当て部材4と台座6との上に主剤としてエポキシ樹脂、硬化剤としてポリアミド樹脂を用いて、主剤:硬化剤の質量比を1.5:1で配合した硬化型接着剤を塗布し、当て部材4および台座6の上にインゴット1を配置した。インゴット1を配置した状態で台座6の下方から加熱して、インゴット1の上部から圧力を加えて接着した。
<Example>
The contact member 4 is made of silicon. The width of the abutting member 4 was 20 mm, and the height of the abutting member 4 was 30 mm. The abutting member 4 and the base 6 were simultaneously bonded to the lower surface of the ingot 1 under the same conditions. That is, an epoxy resin as a main agent and a polyamide resin as a hardener are applied on the abutting member 4 and the pedestal 6, and a curable adhesive containing a main agent: curing agent in a mass ratio of 1.5: 1 is applied. The ingot 1 was disposed on the abutting member 4 and the base 6. The ingot 1 was placed and heated from below the pedestal 6, and pressure was applied from the top of the ingot 1 to bond them.

図7(a),(b)に示すように、インゴット1の下面1dにおける切断部位を含む領域に当て部材4を設けた。そして、図9に示すように、インゴット1をまず一点鎖線で示す切断箇所A1,A2,A3,A4,A5の順番で切断した後に、一点鎖線で示す切断箇所B1,B2,B3,B4,B5の順番で切断した。これにより、16本のブロックを切り出した。図7(a),(b)は、切断箇所A1で切断した後の切断箇所A2を切断している様子を示している。   As shown in FIGS. 7A and 7B, the abutting member 4 is provided in a region including the cut portion on the lower surface 1 d of the ingot 1. Then, as shown in FIG. 9, the ingot 1 is first cut in the order of cutting points A1, A2, A3, A4, and A5 indicated by alternate long and short dashed lines, and then cut portions B1, B2, B3, B4, and B5 indicated by alternate long and short dashed lines. Cut in order. This cut out 16 blocks. FIGS. 7A and 7B show a state where the cut portion A2 is cut after being cut at the cut portion A1.

<比較例>
図8(a),(b)に示すように、インゴット1の切断部位の周囲部位に当て部材を設けずに、図9の手順と同様に、切断箇所A1,A2,A3,A4,A5の順番に切断して、次に、切断箇所B1,B2,B3,B4,B5の順番でインゴット1を切断し、16本のブロックを切り出した。
<Comparative example>
As shown in FIGS. 8A and 8B, without providing a contact member around the cutting portion of the ingot 1, the cutting points A1, A2, A3, A4, and A5 are similar to the procedure shown in FIG. After cutting in order, the ingot 1 was then cut in the order of cut points B1, B2, B3, B4, and B5, and 16 blocks were cut out.

<切断不良率>
次に、実施例および比較例の条件でインゴット1を切断し、インゴット1を、下面1dが凝固開始面になるように台座6に配設した。そして、100個のインゴット1切断した時のインゴット1の下面1dの切断部位におけるクラック,欠けの発生率を求めた。発生率は、1600本のブロックのうちクラック,欠けが発生したブロックの本数を比率で示したものである。
<Cutting defect rate>
Next, the ingot 1 was cut under the conditions of the example and the comparative example, and the ingot 1 was arranged on the pedestal 6 so that the lower surface 1d became a solidification start surface. Then, the occurrence rate of cracks and chips at the cut portion of the lower surface 1d of the ingot 1 when 100 ingots 1 were cut was obtained. The occurrence rate is the ratio of the number of blocks in which cracks and chips occur in 1600 blocks.

その結果、実施例におけるインゴット1の切断終了時に、インゴット1の下面1dの切断部位に発生したインゴット1のクラック,欠けの不良率が、比較例に対して約60%低減した。   As a result, the defect rate of cracks and chips of the ingot 1 generated at the cutting portion of the lower surface 1d of the ingot 1 at the end of cutting of the ingot 1 in the example was reduced by about 60% compared to the comparative example.

これは、インゴット1の切断終了時にインゴット1の下面1dの切断部位の周囲部位に当て部材4を設けたことによって、応力の集中が低減しため、インゴット1のクラック,欠けの発生率が低減したと推察される。   This is because the concentration of stress is reduced by providing the contact member 4 around the cutting portion of the lower surface 1d of the ingot 1 at the end of cutting of the ingot 1, so that the occurrence rate of cracks and chips of the ingot 1 is reduced. It is guessed.

1 :インゴット
1a :ブロック
1b :側面部
1c :上面
1d :下面
2 :切断刃
2a :刃部
2b :ブレード
3 :プーリー
4 :当て部材
5 :切断部位
6 :台座
7 :プレート
8 :接着層(接着剤)
S :バンドソー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Ingot 1a: Block 1b: Side part 1c: Upper surface 1d: Lower surface 2: Cutting blade 2a: Blade part 2b: Blade 3: Pulley 4: Contact member 5: Cutting part 6: Base 7: Plate 8: Adhesive layer (adhesion) Agent)
S: Band saw

Claims (5)

被加工物に対して走行する切断刃を切り始め時に前記被加工物の上面に入れて、切り終り時に前記被加工物の下面から前記切断刃を出す加工工程を有する被加工物の切断方法であって、
前記加工工程は、前記被加工物の前記下面における切断部位を除く一部を、互いに離れて配設された複数の台座の上に置き、前記切断部位を隣接する2つの前記台座の間に位置させるとともに、当て部材を前記被加工物の前記下面の前記切断部位を含む領域に配設した状態で、前記切断刃によって前記当て部材を切る工程を含む、被加工物の切断方法。
A cutting method for a workpiece, which has a machining step of putting a cutting blade traveling on the workpiece on the upper surface of the workpiece at the start of cutting and extracting the cutting blade from the lower surface of the workpiece at the end of cutting. There,
In the processing step, a part of the workpiece excluding the cutting site on the lower surface is placed on a plurality of pedestals arranged apart from each other, and the cutting site is positioned between two adjacent pedestals. And cutting the workpiece with the cutting blade in a state where the patch is disposed in a region including the cutting site on the lower surface of the workpiece.
複数の前記台座の高さは前記当て部材の高さ以上である請求項1に記載の被加工物の切断方法。   The workpiece cutting method according to claim 1, wherein the height of the plurality of pedestals is equal to or higher than the height of the abutting member. 前記当て部材の硬度は被加工物の硬度と同等以下である請求項1または2に記載の被加工物の切断方法。   The workpiece cutting method according to claim 1, wherein the hardness of the contact member is equal to or less than the hardness of the workpiece. 前記当て部材と前記被加工物の前記下面との間に接着剤層が介在している請求項1乃至3のいずれかに記載の被加工物の切断方法。   The method for cutting a workpiece according to any one of claims 1 to 3, wherein an adhesive layer is interposed between the contact member and the lower surface of the workpiece. 前記当て部材が接着剤である請求項1乃至3のいずれかに記載の被加工物の切断方法。   The method for cutting a workpiece according to claim 1, wherein the contact member is an adhesive.
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