JP5187287B2 - Ingot cutting device and ingot cutting method - Google Patents
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Description
本発明は、インゴット、特にはチョクラルスキー法(CZ法)等により引き上げられたシリコンインゴットを切断するインゴット切断装置及びインゴット切断方法に関する。 The present invention relates to an ingot cutting apparatus and an ingot cutting method for cutting an ingot, in particular, a silicon ingot pulled up by the Czochralski method (CZ method) or the like.
CZ法等によって製造されたシリコンインゴット等のインゴットは円柱状の胴体部にコーン状の端部(トップ部およびテイル部)を有している。このインゴットの加工において、これらコーン状の端部を切り離し円柱状の胴体部のみとし、胴体部を必要に応じて複数のブロックに切断する。次いでそのブロックをウェーハとするための加工を行うことになる。
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。
An ingot such as a silicon ingot manufactured by the CZ method or the like has a cone-shaped end portion (top portion and tail portion) in a cylindrical body portion. In the processing of the ingot, these cone-shaped end portions are cut off to form only a cylindrical body portion, and the body portion is cut into a plurality of blocks as necessary. Next, processing for making the block into a wafer is performed.
When cutting such a cone-shaped end portion or cutting the body portion into a plurality of blocks, an inner peripheral blade slicer, an outer peripheral blade slicer, and the like have been often used. Band saws and wire saws have come to be used in many cases with the recent increase in wafer diameter.
ここで、図4にインゴット切断装置のブレードをバンドソーとした場合のブロックの切断方法についての概要を示す。
図4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を載置するための上面が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。
Here, FIG. 4 shows an outline of a block cutting method when the blade of the ingot cutting device is a band saw.
As shown in FIG. 4, the ingot cutting device 101 is provided with a cutting table 105 having a V-shaped upper surface for placing the ingot 104 during cutting. As the material of the V-shaped upper surface of the cutting table 105, SUS metal is mainly used.
また、インゴット切断装置101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)102がプーリー103、103’間に張設されている。
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。
Further, the ingot cutting device 101 includes an endless belt-like blade (band saw) 102 formed of a blade abrasive portion formed by adhering diamond abrasive grains to an end portion of a thin blade base metal between pulleys 103 and 103 ′. Is stretched.
Then, the ingot 104 is horizontally arranged on the cutting table 105 before cutting. The cutting table 105 is provided with a gap 108 for preventing the blade 102 for cutting the ingot 104 from coming into contact with the cutting table 105. Then, the placement position of the ingot 104 is adjusted so that the cutting position of the ingot 104 matches the gap 108.
このブレード102がプーリー103、103’の回転により周回駆動され、該ブレード102を切断テーブル105の隙間108の位置で相対的に上方から下方に送り出すことによってインゴット104をブロック(切り出しブロック部)に切断する。
この際、インゴット104の切り出しブロック部以外の部分はクランプ107によって押え付けられて保持されている。
The blade 102 is driven to rotate by the rotation of the pulleys 103 and 103 ′, and the blade 102 is fed from the upper side to the lower side at the position of the gap 108 of the cutting table 105, thereby cutting the ingot 104 into blocks (cutout block portions). To do.
At this time, portions other than the cut-out block portion of the ingot 104 are pressed and held by the clamp 107.
ところで、切断テーブル105の載置面上に載置するインゴット104の座り精度が悪化していると、上記のようなインゴット104の切断時において、インゴット104の切断端面又は側面、特に切り終わり部分にカケ、チップ或いはクラックが発生することがあった。
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の外周面を円筒研削し、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が、このようにしてもインゴット104と切断テーブル105との間の隙間を完全になくすことはできず、カケ及びクラック等の発生を防ぐことができなかった。
By the way, when the sitting accuracy of the ingot 104 placed on the placing surface of the cutting table 105 is deteriorated, the cutting end face or side face of the ingot 104, particularly the cutting end portion, is cut when the ingot 104 is cut as described above. Chips, chips or cracks may occur.
Conventionally, the outer peripheral surface of the ingot 104 is cylindrically ground before the block cutting of the ingot 104, and the surface accuracy of the mounting surface on which the ingot 104 of the cutting table 105 is placed is ensured to some extent. Even if it did in this way, the clearance gap between the ingot 104 and the cutting table 105 was not able to be eliminated completely, but generation | occurrence | production of a crack, a crack, etc. was not able to be prevented.
また、近年、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、インゴット104の外周面を円筒研削せず、未加工の状態でブロックに切断する要求がある。この要求は特に直径300mm以下のインゴットの切断において増加する傾向にある。このような引き上げ後の外周面が未加工のいわゆるアズグロンインゴットの形状は、図5に示すように、外周面が凹凸及び突起している形状であり、切断テーブル105の載置面の面精度を精度出ししても、切断テーブル105上にインゴット104を安定して載置することができない。また、切断時には、図5に示すように、クランプ107によってインゴットの保持部109を押え付けて保持して切り出しブロック部110を切り出すが、このようなアズグロンインゴット104はたとえクランプ107により保持されても安定しないのが現状である。
In recent years, there is a demand for cutting the outer peripheral surface of the ingot 104 into blocks in an unprocessed state without cylindrical grinding for reasons such as shortening the process time and reducing costs. This requirement tends to increase particularly when cutting an ingot having a diameter of 300 mm or less. As shown in FIG. 5, the shape of the so-called as-grown ingot having an unprocessed outer peripheral surface after such pulling is a shape in which the outer peripheral surface is uneven and protruding, and the surface accuracy of the mounting surface of the cutting table 105 Even if the accuracy is improved, the ingot 104 cannot be stably placed on the cutting table 105. Further, at the time of cutting, as shown in FIG. 5, the
例えば、被加工物の片端部の形状が複雑である場合の切断方法に関する従来技術として、硬脆性材料からなる被加工物の片端部をセメント硬化体で被覆した後、そのセメント硬化体を保持して被加工物を切断することで、割れが発生することなく被加工物を切断することができるとされる方法が開示されている(特許文献1参照)。 For example, as a conventional technique related to a cutting method in the case where the shape of one end of a workpiece is complex, one end of a workpiece made of a hard and brittle material is coated with a hardened cement, and then the hardened cement is held. A method is disclosed in which a workpiece can be cut without causing cracks by cutting the workpiece (see Patent Document 1).
従来、上記したような外周面が凹凸の形状のインゴットを切断する際に、エアーシリンダー等で切断テーブル上のインゴットを浮上させて、エアーシリンダーとインゴットが接触する部分にパッドを接触させた状態で、エアーシリンダーをロックさせてインゴットを保持するという方法が用いられることがあったが、このような方法では未加工のインゴットの凹凸形状に追従出来ずに、カケ、チップ或いはクラック等の発生が多大であった。 Conventionally, when an ingot having an uneven outer peripheral surface as described above is cut, the ingot on the cutting table is lifted by an air cylinder or the like, and the pad is in contact with the portion where the air cylinder and the ingot are in contact. In some cases, the method of holding the ingot by locking the air cylinder has been used. However, such a method cannot follow the uneven shape of the raw ingot, and the occurrence of cracks, chips or cracks is significant. Met.
また、インゴット104の長さが例えば60cm程度以下の場合には、作業者の手作業により、インゴット104と切断テーブル105との隙間にシム(くさび)を入れてインゴット104の切断テーブル105との座りを調整して切断する方法もある。このような方法によってインゴット104の切断時のカケやクラックの発生をある程度抑制することができるものの、このような調整は作業上困難で熟練者が行う必要があり、作業者によってばらつきがあるため安定してカケやクラック等の発生を抑制することができず、発生率も十分に抑えることができなかった。また、インゴット104の長さが例えば60cm程度以上の場合には、調整が難しい上にインゴットが高重量になり、熟練者によってでも行うことが困難であった。 In addition, when the length of the ingot 104 is about 60 cm or less, for example, a shim (wedge) is inserted into the gap between the ingot 104 and the cutting table 105 by an operator's manual work, and the ingot 104 is seated on the cutting table 105. There is also a method of cutting by adjusting. Although it is possible to suppress the occurrence of cracks and cracks during cutting of the ingot 104 to some extent by such a method, such adjustment is difficult in terms of work and needs to be performed by a skilled worker. Thus, the occurrence of cracks and cracks could not be suppressed, and the rate of occurrence could not be sufficiently suppressed. Further, when the length of the ingot 104 is, for example, about 60 cm or more, adjustment is difficult and the ingot becomes heavy, and it is difficult for even an expert to perform it.
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、特にアズグロンインゴットのような座り精度の悪いインゴットの切断においても、カケ、チップ及びクラックの発生を抑制でき、製品歩留りを向上させることができるインゴット切断装置及び切断方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems. In particular, even when cutting an ingot having a low sitting accuracy such as an azgron ingot, it is possible to suppress the occurrence of cracks, chips and cracks, and to improve the product yield. It is an object of the present invention to provide an ingot cutting device and a cutting method capable of performing the above.
上記目的を達成するために、本発明によれば、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り出しブロック部と保持部に切断するためのブレードとを有し、前記インゴットの保持部をクランプによって保持しながら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、切断時の前記インゴットへの衝撃を緩和する緩衝材が前記切断テーブルの上面に設けられ、該緩衝材は、前記インゴットの切り出しブロック部が載置される部分の硬度が前記インゴットの保持部が載置される部分の硬度より小さいものであることを特徴とするインゴット切断装置が提供される。 In order to achieve the above object, according to the present invention, a cutting table having a V-shaped upper surface and an ingot placed horizontally, and a blade for cutting the ingot into a cutting block portion and a holding portion. An ingot cutting device that cuts the ingot by feeding the blade relatively downward from above while holding the holding portion of the ingot by a clamp, and an impact on the ingot at the time of cutting A cushioning material to be relaxed is provided on the upper surface of the cutting table, and the cushioning material has a hardness of a portion where the cutting block portion of the ingot is placed smaller than a hardness of a portion where the holding portion of the ingot is placed. An ingot cutting device is provided.
このように、切断時の前記インゴットへの衝撃を緩和する緩衝材が前記切断テーブルの上面に設けられ、該緩衝材が、前記インゴットの切り出しブロック部が載置される部分の硬度が前記インゴットの保持部が載置される部分の硬度より小さいものであれば、インゴットと切断テーブルの隙間を小さくすることができ、また、インゴットの切り出しブロック部への衝撃を緩和することで切り出しブロック部が切断テーブル上で移動してしまうのを抑制することができ、カケ及びクラック等が発生するのを抑制することができるものとなる。 As described above, the cushioning material for reducing the impact on the ingot at the time of cutting is provided on the upper surface of the cutting table, and the cushioning material has a hardness of a portion on which the cutting block portion of the ingot is placed. If it is smaller than the hardness of the part where the holding part is placed, the gap between the ingot and the cutting table can be reduced, and the cutting block part is cut by reducing the impact of the ingot on the cutting block part It can suppress that it moves on a table, and can suppress that a crack, a crack, etc. generate | occur | produce.
このとき、前記インゴットがアズグロンインゴットであっても良い。
このように、前記インゴットが凹凸が大きいアズグロンインゴットであっても、本発明により、インゴットの切り出しブロック部への衝撃を緩和してカケ及びクラック等が発生するのを抑制することができる。
At this time, the ingot may be an as-grown ingot.
Thus, even if the ingot is an as-grown ingot having large irregularities, the present invention can reduce the impact of the ingot on the cut-out block portion and suppress the occurrence of cracks, cracks, and the like.
またこのとき、前記緩衝材のショアー硬度が70以下であることが好ましい。
このように、前記緩衝材のショアー硬度が70以下であれば、切断時のインゴットへの衝撃緩和作用が大きく、特にインゴットの切り出しブロック部への衝撃をより確実に緩和することができるものとなる。
At this time, it is preferable that the Shore hardness of the buffer material is 70 or less.
Thus, when the Shore hardness of the cushioning material is 70 or less, the impact mitigating action on the ingot at the time of cutting is large, and in particular, the impact on the cut block portion of the ingot can be more reliably mitigated. .
またこのとき、前記緩衝材の材質をウレタン樹脂とすることができる。
このように、前記緩衝材の材質がウレタン樹脂であれば、インゴットの切り出しブロック部への衝撃を確実に緩和することができるものとなる。また、様々なショアー硬度のものを選択することができ、用いる緩衝材の硬度を容易に調整できる。
At this time, the material of the cushioning material can be urethane resin.
Thus, if the material of the cushioning material is a urethane resin, the impact on the cut block portion of the ingot can be reliably mitigated. Moreover, the thing of various Shore hardness can be selected and the hardness of the buffer material to be used can be adjusted easily.
また、本発明によれば、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り出しブロック部と保持部に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し、前記インゴットの保持部をクランプによって保持しながら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、切断時の前記インゴットへの衝撃を緩和する緩衝材を前記切断テーブルの上面に設け、該緩衝材として、前記インゴットの切り出しブロック部が載置される部分の硬度が前記インゴットの保持部が載置される部分の硬度より小さいものを用いて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が提供される。 Further, according to the present invention, the ingot is horizontally placed on a cutting table whose upper surface is formed in a V shape, and a blade for cutting the ingot into a block part and a holding part is relatively lowered from above. The ingot cutting method is to cut the ingot while holding the holding portion of the ingot by a clamp, and provided with a cushioning material on the upper surface of the cutting table for reducing the impact on the ingot at the time of cutting. The ingot cutting method characterized in that the ingot is cut using a material having a hardness of a portion on which the cut block portion of the ingot is placed being smaller than a hardness of a portion on which the holding portion of the ingot is placed. Is provided.
このように、切断時の前記インゴットへの衝撃を緩和する緩衝材を前記切断テーブルの上面に設け、該緩衝材として、前記インゴットの切り出しブロック部が載置される部分の硬度が前記インゴットの保持部が載置される部分の硬度より小さいものを用いて前記インゴットを切断すれば、インゴットと切断テーブルの隙間を小さくすることができ、また、インゴットの切り出しブロック部への衝撃を緩和することで切り出しブロック部が切断テーブル上で移動してしまうのを抑制することができ、カケ及びクラック等が発生するのを抑制することができる。 As described above, the cushioning material for reducing the impact on the ingot at the time of cutting is provided on the upper surface of the cutting table, and the hardness of the portion on which the cutting block portion of the ingot is placed is held as the cushioning material. If the ingot is cut using a piece having a hardness smaller than that of the portion on which the portion is placed, the gap between the ingot and the cutting table can be reduced, and the impact on the cutting block portion of the ingot can be reduced. It can suppress that a cutting block part moves on a cutting table, and can suppress that a crack, a crack, etc. generate | occur | produce.
このとき、前記インゴットをアズグロンインゴットとすることができる。
このように、前記インゴットを大きな凹凸を有するアズグロンインゴットとしても、本発明により、インゴットの切り出しブロック部への衝撃を緩和してカケ及びクラック等が発生するのを抑制することができる。
At this time, the ingot can be an as-grown ingot.
Thus, even if the ingot is an as-grown ingot having large irregularities, the present invention can alleviate the impact of the ingot on the cut-out block portion and suppress the occurrence of cracks, cracks, and the like.
またこのとき、前記緩衝材として、ショアー硬度が70以下のものを用いることが好ましい。
このように、前記緩衝材として、ショアー硬度が70以下のものを用いれば、切断時のインゴットへの衝撃緩和作用が大きく、特にインゴットの切り出しブロック部への衝撃をより確実に緩和することができる。
At this time, it is preferable to use a cushioning material having a Shore hardness of 70 or less.
As described above, when the cushioning material having a Shore hardness of 70 or less is used, the impact mitigating action on the ingot at the time of cutting is large, and in particular, the impact on the cutting block portion of the ingot can be more reliably mitigated. .
またこのとき、前記緩衝材として、材質がウレタン樹脂のものを用いることができる。
このように、前記緩衝材として、材質がウレタン樹脂のものを用いれば、インゴットの切り出しブロック部への衝撃を確実に緩和することができる。また、様々なショアー硬度のものを選択することができ、用いる緩衝材の硬度を容易に調整できる。
At this time, the cushioning material may be made of urethane resin.
As described above, when the cushioning material is made of urethane resin, the impact on the cut-out block portion of the ingot can be reliably mitigated. Moreover, the thing of various Shore hardness can be selected and the hardness of the buffer material to be used can be adjusted easily.
本発明では、インゴット切断装置において、切断時のインゴットへの衝撃を緩和する緩衝材を切断テーブルの上面に設け、該緩衝材として、インゴットの切り出しブロック部が載置される部分の硬度がインゴットの保持部が載置される部分の硬度より小さいものを用いてインゴットを切断するので、インゴットと切断テーブルの隙間を小さくすることができ、また、インゴットの切り出しブロック部への衝撃を緩和することで切り出しブロック部が切断テーブル上で移動してしまうのを抑制することができ、カケ、チップ及びクラック等が発生するのを抑制することができる。 In the present invention, in the ingot cutting device, a cushioning material for reducing the impact on the ingot at the time of cutting is provided on the upper surface of the cutting table, and the hardness of the portion on which the cutting block portion of the ingot is placed is used as the cushioning material. Since the ingot is cut using a material whose hardness is smaller than that of the portion on which the holding portion is placed, the gap between the ingot and the cutting table can be reduced, and the impact on the cutting block portion of the ingot can be reduced. It can suppress that a cutting block part moves on a cutting table, and can suppress that a crack, a chip | tip, a crack, etc. generate | occur | produce.
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、インゴットの切断において、切断テーブルの載置面上に載置するインゴットの座り精度が悪化していると、インゴットの切断端面や側面、特に切り終わり部分にカケ、チップ或いはクラック等が発生することがあった。また、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、大きな凹凸を有するアズグロンインゴットのままでブロックに切断する要求が増加する傾向にある。
Hereinafter, although an embodiment is described about the present invention, the present invention is not limited to this.
Conventionally, when cutting the ingot, if the sitting accuracy of the ingot placed on the placing surface of the cutting table is deteriorated, chips, chips, cracks, etc. are generated on the cut end face and side face of the ingot, particularly the cut end portion. There was a thing. In recent years, there has been a tendency to increase demands for cutting into blocks while maintaining an as-grown ingot having large irregularities, for example, for the purpose of shortening process time and reducing costs.
このアズグロンインゴットの外周面の形状は直径の変動や晶癖線の存在により凹凸及び突起を有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の精度出しを行い、さらに、インゴットの保持部をクランプにより保持しても、切断テーブル上に安定して載置することができず、インゴットの座り精度が悪化してしまう。 The shape of the outer peripheral surface of this asgron ingot is a shape having irregularities and protrusions due to the variation in diameter and the presence of crystal habit lines, and even if the surface accuracy of the mounting surface of the cutting table is determined, Even if the holding portion of the ingot is held by the clamp, it cannot be stably placed on the cutting table, and the sitting accuracy of the ingot will deteriorate.
従来、このような座り精度の悪いインゴットを切断する際、インゴットがある程度短いものであれば、作業者の手作業によりインゴットと切断テーブルの隙間にシムを入れてインゴットの切断テーブルとの座りを調整して切断することによって、カケ及びクラック等の発生をある程度抑制することができたが、このような調整は作業上困難で熟練を必要とし、作業者によってばらつきがあるため安定してカケやクラック等の発生を抑制することができず、また、カケやクラック等の発生率も十分に抑えることができなかった。また、インゴットの長さによってはこのような調整作業は熟練者によってでも行うことが困難であった。 Conventionally, when cutting such an ingot with poor sitting accuracy, if the ingot is short enough, the operator manually adjusts the sitting of the ingot with the cutting table by inserting a shim in the gap between the ingot and the cutting table. Although cutting and cracking could be suppressed to a certain extent by cutting, the adjustment is difficult in work and requires skill. The generation rate of cracks, cracks, etc. could not be sufficiently suppressed. In addition, depending on the length of the ingot, it is difficult for such an expert to perform such adjustment work.
そこで、本発明者等はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。そして、インゴットの切断におけるカケやクラック等が発生する状況について詳細に調査及び検討を行った。その結果、インゴットの切断の際、インゴットの座り精度の悪化や外周面の凹凸形状等に起因するインゴットへの衝撃、又はブレードとの摩擦やその反動によってインゴットの切り出しブロック部が切断テーブル上で僅かながら移動してしまい、この移動がカケ、チップ及びクラック等の発生の要因となっていることを見出した。 Therefore, the present inventors have made extensive studies to solve such problems. And we investigated and examined in detail the situation where burrs, cracks, etc. occur when cutting ingots. As a result, when the ingot is cut, the ingot cut-out block portion is slightly on the cutting table due to the impact on the ingot due to the deterioration of the sitting accuracy of the ingot or the uneven shape of the outer peripheral surface, or the friction with the blade or its reaction. It has been found that this movement is a cause of occurrence of cracks, chips, cracks and the like.
そして、インゴットの切り出しブロック部が載置される部分の硬度がインゴットの保持部が載置される部分の硬度より小さいというような緩衝材を切断テーブルの上面に設けることにより、特にインゴットの切り出しブロック部への衝撃を緩和することができ、例えインゴットと切断テーブルとの間に隙間が多少あったとしても、カケ、チップ及びクラック等の発生を抑制できることに想到し、本発明を完成させた。 And, by providing a cushioning material on the upper surface of the cutting table such that the hardness of the portion on which the ingot cutout block portion is placed is smaller than the hardness of the portion on which the ingot holding portion is placed, in particular, the ingot cutout block The present invention has been completed by conceiving that the occurrence of cracks, chips, cracks and the like can be suppressed even if there are some gaps between the ingot and the cutting table.
図1は、本発明のインゴット切断装置の一例を示す概略図である。
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。
FIG. 1 is a schematic view showing an example of the ingot cutting device of the present invention.
As shown in FIG. 1, the blade of the
The
Further, the
図2はインゴット4が載置された状態の切断テーブル5を長手方向の正面から見た概略図である。図2に示すように、切断テーブル5の上面はV字形状に形成され、このV字形状の角度θは本発明において特に限定されることはないが、例えば25〜30°の角度を設けるようにすることができる。また、この切断テーブル5の上面に緩衝材6が配置される。そして、インゴット4はこの切断テーブル5の上面に設けられた緩衝材6を介して切断テーブル5上に載置される。ここで、緩衝材6の材質を、例えば、ゴム材やウレタン樹脂等の樹脂とすることができる。
FIG. 2 is a schematic view of the cutting table 5 on which the
このように、インゴット4を切断テーブル5の上面に設けられた緩衝材6を介して載置すれば、インゴット4と切断テーブル5間の隙間を小さくすることができる。例えば、緩衝材6をウレタン樹脂とした場合、インゴット4と切断テーブル5との間の1mm程度の隙間を0.5mmと半分程度に小さくすることができる。また、緩衝材6の材質がウレタン樹脂であれば、様々なショアー硬度のものを選択することができ、用いる緩衝材6の硬度を容易に調整できるので好ましい。
Thus, if the
また、インゴット4は、インゴット引き上げ後の外周面が未加工のいわゆるアズグロンインゴットであっても良い。
図3はインゴット4が載置された状態の切断テーブル5を側面から見た概略図である。図3に示すように、インゴット4はブレード2によって切り出しブロック部10と保持部9に切断される。この保持部9はクランプ7によって押え付けられて保持される。ここでクランプ7によるクランプ力を、例えば500〜1000kgfとすることができる。
Further, the
FIG. 3 is a schematic view of the cutting table 5 with the
そして、本発明においては、緩衝材6はインゴット4の切り出しブロック部10が載置される部分6Aの硬度がインゴット4の保持部9が載置される部分6Bの硬度より小さいものとなっている。
上記したように、インゴット4の保持部9がクランプ7によって保持されるが、その一方、インゴット4の切り出しブロック部10は保持されない。そのため、インゴット4の切り出しブロック部10には、特にインゴット4の切り終わり時においてインゴット4の保持部9への下向きのクランプ力の反動による衝撃が生じるが、上記したような本発明の緩衝材6Aによってその衝撃を緩和することができ、インゴット4の切り出しブロック部10が上下方向(図2のA参照)に移動してしまうのを抑制できる。
In the present invention, the
As described above, the holding portion 9 of the
そして、このように構成されたインゴット切断装置1でインゴット4を切断する際には、図1に示すように、インゴット4が切断テーブル5の上面に設けられた緩衝材6を介して載置され、インゴット4の保持部9がクランプ7によって保持された状態で、ブレード2がプーリー3、3’の回転により周回駆動され、そのブレード2を相対的に上方から下方に送り出すことによってインゴット4を切断するようになっている。
Then, when the
このように本発明のインゴット切断装置1を用いてインゴット4を切断すれば、特にアズグロンインゴットのような外周面が凸凹している形状のものを切断する場合であっても、インゴット4と切断テーブル5の隙間を小さくして座り精度を向上でき、また、インゴット4の切り出しブロック部10への、特に切り終わり時における急激な衝撃を保持部9の緩衝材6Bより柔らかい緩衝材6Aで緩和することができるので、切り出しブロック部10が切断テーブル5上で上下方向或いはブレード2の走行方向(図2のB参照)又はその逆方向(図2のC参照)へ移動してしまうのを抑制することができる。その結果、カケ、チップ及びクラック等が発生するのを抑制することができる。
In this way, if the
このとき、図1、図3に示すように、切断テーブル5はインゴット4を切断するためのブレード2が切断テーブル5に接触しないようにするための隙間8を有するものであっても良い。そして、この隙間8の位置でブレード2を相対的に上方から下方に送り出すことによってインゴット4を切断するものとすることができる。
またこのとき、緩衝材6のショアー硬度が70以下であることが好ましい。
このように、緩衝材6のショアー硬度が70以下であれば、切断時のインゴットへの衝撃緩和作用が大きく、特にインゴット4の切り出しブロック部10への衝撃をより確実に緩和することができるものとなる。
At this time, as shown in FIGS. 1 and 3, the cutting table 5 may have a gap 8 for preventing the
At this time, it is preferable that the Shore hardness of the
As described above, if the Shore hardness of the
次に本発明のインゴット切断方法について説明する。
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1、図2に示すように、切断時のインゴット4への衝撃を緩和する緩衝材6を切断テーブル5の上面に設ける。ここで、図3に示すように、この緩衝材6として、インゴット4の切り出しブロック部10が載置される部分6Aの硬度がインゴット4の保持部9が載置される部分6Bの硬度より小さいものを用いる。
Next, the ingot cutting method of the present invention will be described.
Here, the case where the
First, as shown in FIGS. 1 and 2, a
そして、図1に示すように、インゴット4を切断テーブル5の上面に設けられた緩衝材6を介して載置し、インゴット4の保持部9をクランプ7によって保持した状態で、ブレード2をプーリー3、3’の回転により周回駆動し、そのブレード2を相対的に上方から下方に送り出すことによってインゴット4を切断する。
ここで、インゴット4を、インゴット引き上げ後の外周面が未加工のいわゆるアズグロンインゴットとすることができる。
Then, as shown in FIG. 1, the
Here, the
このようにしてインゴット4の切断を行えば、特にアズグロンインゴットのような外周面が凸凹している形状のものを切断する場合であっても、インゴット4と切断テーブル5の隙間を小さくして座り精度を向上でき、また、インゴット4の切り出しブロック部10への、特に切り終わり時における急激な衝撃を緩和することができるので、切り出しブロック部10が切断テーブル5上で上下方向(図2のA参照)或いはブレード2の走行方向(図2のB参照)又はその逆方向(図2のC参照)へ移動してしまうのを抑制することができる。その結果、カケ、チップ及びクラック等が発生するのを抑制することができる。
If the
このとき、緩衝材6として、ショアー硬度が70以下のものを用いることが好ましい。
このように、緩衝材6として、ショアー硬度が70以下のものを用いれば、切断時のインゴットへの衝撃緩和作用を大きくして、特にインゴット4の切り出しブロック部10への衝撃をより確実に緩和することができる。
At this time, it is preferable to use a buffer material having a Shore hardness of 70 or less.
In this way, if the
またこのとき、緩衝材6として、材質がウレタン樹脂のものを用いることができる。
このように、緩衝材6として、材質がウレタン樹脂のものを用いれば、インゴット4の切り出しブロック部10への衝撃を確実に緩和することができる。また、様々なショアー硬度のものを選択することができ、用いる緩衝材6の硬度を容易に調整できる。
或いは、緩衝材6として、ゴム材を用いても良く、インゴット4への衝撃を緩和できる材質のものであればどのような材質のものを用いても良い。例えば、インゴット4の切り出しブロック部10が載置される部分6Aの硬度がインゴット4の保持部9が載置される部分6Bの硬度より小さいものであれば、6Aと6Bの部分を異なる材質にしても良い。
At this time, the
Thus, if the material used is a urethane resin as the
Alternatively, a rubber material may be used as the
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)
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インゴットの保持部のクランプ力を1000kgfで押え付けて単結晶シリコンインゴットの切断を行い、その際のインゴットの切り出しブロック部の移動量を測定した。ここで、切断した単結晶シリコンインゴットは直径250mm、重量250kgのアズグロンインゴットとした。また、切断した切り出しブロック部の長さを600mmとした。また、切り出しブロック部の移動量はダイヤルゲージを用いて測定し、上下方向(図2のA参照)、ブレードの走行方向(図2のB参照)及びその逆方向(図2のC参照)をそれぞれ測定した。
Example 1
The ingot cutting device of the present invention as shown in FIG. 1 is used to cut the single crystal silicon ingot by pressing the clamping force of the holding portion of the ingot with 1000 kgf in accordance with the ingot cutting method of the present invention. The amount of movement of the block part was measured. Here, the cut single crystal silicon ingot was an asgron ingot having a diameter of 250 mm and a weight of 250 kg. Moreover, the length of the cut-out block part was 600 mm. Further, the moving amount of the cut-out block portion is measured using a dial gauge, and the vertical direction (see A in FIG. 2), the blade traveling direction (see B in FIG. 2), and the opposite direction (see C in FIG. 2). Each was measured.
また、この切り出しブロック部の切断を200回行い、クラックの発生率について評価した。ここで、使用した緩衝材は、材質がウレタン樹脂であり、インゴットの切り出しブロック部が載置される部分のショアー硬度が30、インゴットの保持部が載置される部分のショアー硬度が70のものを用いた。 Moreover, this cut block part was cut 200 times, and the occurrence rate of cracks was evaluated. Here, the used cushioning material is made of urethane resin, the Shore hardness of the portion where the ingot cutout block portion is placed is 30, and the Shore hardness of the portion where the ingot holding portion is placed is 70 Was used.
切り出しブロック部の移動量の結果を表1に示す。表1に示すように、後述する比較例の結果と比べ、いずれの方向への移動量も小さくなっていることが分かる。また。上下方向の移動量は殆どなく、大幅に抑制されていることが分かる。
また、クラックの発生率の結果を表2に示す。表2に示すように、クラックの発生は完全に抑制されていることが分かる。このように、切断時の切り出しブロック部の移動が多少発生しているものの、本発明により切り出しブロック部への衝撃を緩和することでクラックの発生を抑制できる。一方、後述する比較例では約半数の切断でクラックが発生している。
Table 1 shows the result of the movement amount of the cutout block portion. As shown in Table 1, it can be seen that the amount of movement in either direction is smaller than the result of the comparative example described later. Also. It can be seen that there is almost no amount of movement in the vertical direction, and that the amount is greatly suppressed.
Table 2 shows the results of the crack occurrence rate. As shown in Table 2, it can be seen that the occurrence of cracks is completely suppressed. Thus, although the movement of the cutout block part at the time of the cutting | disconnection has generate | occur | produced somewhat, generation | occurrence | production of a crack can be suppressed by relieving the impact to a cutout block part by this invention. On the other hand, in the comparative example which will be described later, cracks occur after about half of the cuts.
このように、本発明のインゴット切断装置及びインゴット切断方法は、インゴットの切断の際のカケ、クラック等の発生を抑制でき、製品歩留りを向上できることが確認できた。 Thus, it was confirmed that the ingot cutting device and the ingot cutting method of the present invention can suppress the occurrence of cracks, cracks and the like during the cutting of the ingot and can improve the product yield.
(実施例2)
使用した緩衝材の材質をゴム材として、インゴットの切り出しブロック部が載置される部分のショアー硬度が30、インゴットの保持部が載置される部分のショアー硬度が50のものを用いた以外は、実施例1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と同様にしてクラックの発生率について評価した。
その結果を表2に示す。表2に示すように、クラックの発生率は20%であり、実施例1と比べクラックの発生率は高いものの、後述する比較例と比べてクラックの発生率が改善されていることが分かる。
(Example 2)
The material used for the cushioning material is a rubber material, except that a portion having a Shore hardness of 30 in which the cutout block portion of the ingot is placed and a portion having a Shore hardness of 50 in which the holding portion of the ingot is placed are used. The silicon single crystal ingot was cut into blocks under the same conditions as in Example 1, and the crack generation rate was evaluated in the same manner as in Example 1.
The results are shown in Table 2. As shown in Table 2, it can be seen that the crack generation rate is 20% and the crack generation rate is higher than that of Example 1, but the crack generation rate is improved as compared with the comparative example described later.
(比較例)
図4に示すような、本発明の緩衝材を具備していないインゴット切断装置を用い(緩衝材全体がショアー硬度70のものを用いた)、実施例1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。
切り出しブロック部の移動量の結果を表1に示す。表1に示すように、ブレードの走行方向への移動量は0.3mmであり、その逆方向への移動量は0.8mmであり実施例1の結果と比べ悪化している。これは、インゴットの切り出しブロック部は、まずブレードの走行方向へ移動し、その反動による衝撃を緩和できずにブレードの走行方向の逆方向に大きく移動していると考えられる。このようなインゴットの切り出しブロック部の移動は、特にアズグロンインゴットのような外周面が凹凸形状であるものの場合、インゴットと切断テーブルとの接触が面接点ではなく点接点であることが多いことから、発生し易いと考えられる。
(Comparative example)
Using an ingot cutting device that does not have the buffer material of the present invention as shown in FIG. 4 (the buffer material as a whole has a Shore hardness of 70), a silicon single crystal ingot is formed under the same conditions as in Example 1. The block was cut and evaluated in the same manner as in Example 1.
Table 1 shows the result of the movement amount of the cutout block portion. As shown in Table 1, the amount of movement of the blade in the traveling direction is 0.3 mm, and the amount of movement in the opposite direction is 0.8 mm, which is worse than the result of Example 1. It is considered that this is because the cutout block portion of the ingot first moves in the traveling direction of the blade and greatly moves in the direction opposite to the traveling direction of the blade without relieving the impact caused by the reaction. The movement of the ingot cut-out block part is because the contact between the ingot and the cutting table is not a surface contact but a point contact, particularly when the outer peripheral surface is an uneven shape such as an Azgron ingot. It is thought that it is easy to generate.
また、上下方向の移動は、インゴット切断途中は、インゴット全体にクランプ圧が掛かるため、インゴットの切り出しブロック部とインゴットの保持部の移動量は同じ移動量となるが、インゴットの切断が終了した瞬間に、インゴットのクランプ圧はインゴットの保持部のみに掛かり、切り出しブロック部はクランプ圧から開放される。その結果、インゴットの切り出しブロック部とインゴットの保持部の緩衝材のショアー硬度を同じ70とした比較例の場合は、インゴットの切断が終了した瞬間にクランプ圧の影響により、インゴットの切り出しブロック部とインゴットの保持部が上下方向に0.6mmのずれが生じ、これにより表2に示すように48%のクラックが発生した。 In addition, when the ingot is being cut, clamping pressure is applied to the entire ingot during the up and down movement, so the moving amount of the ingot cutting block and the holding portion of the ingot becomes the same moving amount, but the moment the ingot is cut In addition, the clamping pressure of the ingot is applied only to the holding portion of the ingot, and the cutting block portion is released from the clamping pressure. As a result, in the case of the comparative example in which the Shore hardness of the cushioning material of the ingot cut-out block portion and the ingot holding portion is the same 70, the ingot cut-out block portion and The ingot holding part was displaced by 0.6 mm in the vertical direction. As a result, 48% of cracks occurred as shown in Table 2.
一方、インゴットの切り出しブロック部の緩衝材のショアー硬度を30、インゴットの保持部の緩衝材のショアー硬度を70とした実施例1の場合は、切り出しブロック部の緩衝材のショアー硬度がインゴットの保持部の緩衝材のショアー硬度より小さいため、インゴットの切断が終了した瞬間の切り出しブロック部のインゴットの沈み込み量を比較例より大きくすることができ、その結果、インゴットの切断が終了した瞬間のインゴットの切り出しブロック部とインゴットの保持部の上下方向のずれを小さくすることができ、クラックの発生を防止することができる。 On the other hand, in the case of Example 1 in which the Shore hardness of the cushioning material of the ingot cutting block portion is 30 and the Shore hardness of the cushioning material of the holding portion of the ingot is 70, the Shore hardness of the cushioning material of the cutting block portion is the holding strength of the ingot. Because it is smaller than the Shore hardness of the cushioning material of the part, the sinking amount of the ingot of the cutting block at the moment when the ingot is cut can be made larger than that of the comparative example. As a result, the ingot at the moment when the cutting of the ingot is finished The vertical displacement between the cut-out block portion and the ingot holding portion can be reduced, and the occurrence of cracks can be prevented.
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。
例えば、上記ではインゴット切断装置のブレードとしてバンドソーを具体的に挙げて示したが、本発明はこれに限定されない。インゴットをテーブル上に水平に置きブレードを相対的に上方から下方に送り出して切断する切断装置におけるブレードは同様に適用することができる。すなわち、いわゆる外周刃、内周刃、あるいはワイヤソーであっても、本発明を適用でき、上記と同様の作用効果を奏することができる。
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.
For example, in the above description, a band saw is specifically shown as the blade of the ingot cutting device, but the present invention is not limited to this. A blade in a cutting apparatus that places an ingot horizontally on a table and sends the blade relatively downward from above and cuts the blade can be similarly applied. That is, the present invention can be applied to a so-called outer peripheral blade, inner peripheral blade, or wire saw, and the same effects as described above can be achieved.
1…インゴット切断装置、 2…ブレード、 3、3’…プーリー、
4…インゴット、 5…切断テーブル、 6…緩衝材、 7…クランプ、
8…切断テーブルの隙間、 9…インゴットの保持部、
10…インゴットの切り出しブロック部。
DESCRIPTION OF
4 ... Ingot, 5 ... Cutting table, 6 ... Buffer material, 7 ... Clamp,
8: Clearance between cutting tables, 9 ... Holding part of ingot,
10: Ingot cutout block.
Claims (8)
切断時の前記インゴットへの衝撃を緩和する緩衝材が前記切断テーブルの上面に設けられ、該緩衝材は、前記インゴットの切り出しブロック部が載置される部分の硬度が前記インゴットの保持部が載置される部分の硬度より小さいものであることを特徴とするインゴット切断装置。 The upper surface is formed in a V-shape, and has a cutting table on which the ingot is placed horizontally, a blade for cutting the ingot into a block portion and a holding portion, and holding the holding portion of the ingot by a clamp An ingot cutting device that cuts the ingot by relatively sending the blade downward from above,
A cushioning material is provided on the upper surface of the cutting table to mitigate the impact on the ingot during cutting, and the cushioning material has a hardness of a portion on which the cutting block portion of the ingot is placed on the holding portion of the ingot. An ingot cutting device characterized in that it is smaller than the hardness of the portion to be placed.
切断時の前記インゴットへの衝撃を緩和する緩衝材を前記切断テーブルの上面に設け、該緩衝材として、前記インゴットの切り出しブロック部が載置される部分の硬度が前記インゴットの保持部が載置される部分の硬度より小さいものを用いて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。 An ingot is horizontally placed on a cutting table having an upper surface formed in a V-shape, and a blade for cutting the ingot into a block part and a holding part is relatively sent out from above to below, and the holding part for the ingot An ingot cutting method for cutting the ingot while holding it by a clamp,
A cushioning material that reduces the impact on the ingot during cutting is provided on the upper surface of the cutting table, and the holding portion of the ingot is placed as the cushioning material with a hardness of a portion on which the cutting block portion of the ingot is placed. An ingot cutting method comprising cutting the ingot using a material having a hardness lower than that of the portion to be formed.
The ingot cutting method according to any one of claims 5 to 7, wherein a material made of urethane resin is used as the buffer material.
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