KR101484356B1 - Cutting machine for cylinderical ingot block and method for processing into square columnar block using the same - Google Patents

Cutting machine for cylinderical ingot block and method for processing into square columnar block using the same Download PDF

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KR101484356B1
KR101484356B1 KR20110043472A KR20110043472A KR101484356B1 KR 101484356 B1 KR101484356 B1 KR 101484356B1 KR 20110043472 A KR20110043472 A KR 20110043472A KR 20110043472 A KR20110043472 A KR 20110043472A KR 101484356 B1 KR101484356 B1 KR 101484356B1
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유타카 요시다
가즈오 고바야시
사토루 이데
도미오 구보
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가부시키가이샤 오카모도 코사쿠 기카이 세이사쿠쇼
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28D—WORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/02—Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor by rotary tools, e.g. drills

Abstract

(과제) 원통 형상 잉곳을 4 측면 박리 절단 가공하여 사각 기둥 형상 잉곳으로 가공할 때의 절삭 부스러기를 대폭 줄이고자 한다.
(해결 수단) 다이아몬드날 끝 폭이 1.2 ∼ 2.5 ㎜ 로 좁은 회전 절단날 (91a, 91b) 을 사용하여 맨 처음에 원통 형상 잉곳 (w) 의 절단 깊이의 약 1/2 높이의 홈을 가공하고, 이어서, 원통 형상 잉곳을 180 도 회전시킨 후, 상기 회전 절단날로 원통 형상 잉곳의 절단 깊이의 약 1/2 높이의 홈을 가공함으로써 홈 끼리를 연결시켜 원통 형상 잉곳의 측면으로부터 원호 기둥 형상물을 잘라낸다.(Problem to be Solved) It is intended to greatly reduce cutting debris when a cylindrical ingot is processed into a quadrilateral ingot by cutting and cutting four sides.
(Solution) A groove having a diameter of about 1/2 of the cut depth of the cylindrical ingot (w) was first formed by using rotary cutting blades 91a and 91b having a diamond blade end width of 1.2 to 2.5 mm, Subsequently, after the cylindrical ingot is rotated by 180 degrees, grooves of about 1/2 height of the cut depth of the cylindrical ingot are processed by the rotary cutting edge to connect the grooves to cut the arcuate pillar from the side of the cylindrical ingot .

Figure R1020110043472
Figure R1020110043472

Description

원통 형상 잉곳 블록의 절단 장치 및 그것을 사용하여 사각 기둥 형상 블록으로 가공하는 방법{CUTTING MACHINE FOR CYLINDERICAL INGOT BLOCK AND METHOD FOR PROCESSING INTO SQUARE COLUMNAR BLOCK USING THE SAME}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cutter for cutting a cylindrical ingot block and a method for machining it into a square columnar block using the cutter. 2. Description of the Related Art [0002] CUTTING MACHINE FOR CYLINDERICAL INGOT BLOCK AND METHOD FOR PROCESSING INTO SQUARE COLUMNAR BLOCK USING THE SAME [

본 발명은 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록을 그 회전 C 축 주위로 회전시키는 기능을 갖는 인코더가 부착된 주축대와 심압대로 이루어지는 클램프 장치에 협지하고, 회전 절단날에 의해 그 4 측면을 얇게 벗겨내는 절단을 실시하여 사각 기둥 형상 블록으로 가공하는 절단 장치 및 그 절단 장치를 사용하여 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록을 사각 기둥 형상 블록으로 가공하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a clamping device for clamping a cylindrical single crystal silicon ingot block having a function of rotating a cylindrical single crystal ingot block around its rotation axis and a clamping device composed of a head pressure clamp equipped with an encoder, And a method of processing a cylindrical single crystal silicon ingot block into a square columnar block by using the cutting apparatus.

반도체 기판에 사용되는 원판 형상 단결정 실리콘 기판이나 태양 발전 전지의 기판에 사용되는 4 각 형상 단결정 실리콘 기판의 원재료의 원통 형상 잉곳 블록은, 쵸크랄스키법 (CZ 법) 에 의해 육성된 단결정 실리콘 잉곳의 C 축 양단면을 잘라내고, 이어서, 회전시키는 기능을 갖는 주축대와 심압대로 이루어지는 클램프 장치에 협지하고, 원통 연삭하여 외주면의 주름 형상의 요철을 없애고, 그리고 길이 200 ㎜, 250 ㎜, 400 ㎜ , 500 ㎜, 800 ㎜ 등의 길이로 회전 절단날 (외주날) 또는 다이 소우로 절단, 혹은 와이어 커트되어 외주면이 평활한 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록으로서 시판된다.The cylindrical ingot block of the raw material of the tetragonal single crystal silicon substrate used for the disk-shaped single crystal silicon substrate used for the semiconductor substrate or the substrate of the solar battery is formed of the single crystal silicon ingot grown by the Czochralski method (CZ method) C-axis both end faces were cut out and then clamped by a clamping device made of a main shaft and a pressure pad having a function of rotating and cylindrical grinding was carried out to remove the irregularities of the wrinkle shape of the outer circumferential surface, And is commercially available as a cylindrical single-crystal silicon ingot block having a length of 500 mm, 800 mm or the like, a rotary cutting edge (an outer peripheral edge) or a die cut, or a wire cut to have a smooth outer peripheral surface.

이 외주면이 평활한 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록은, 다음 공정의 멀티 와이어 소우에 의한 두께가 얇은 기판으로의 슬라이스 가공에 제공된다. 혹은, 잉곳 블록 제조 메이커에서 태양 전지 기판 제조 메이커에 공급되어 외주날로 4 측면을 얇게 벗겨내어 가공된 사각 기둥 형상 블록의 4 측면 및 4 모서리 코너부를 모따기 가공하여 (일본 공개특허공보 2010-263025호 참조 : 특허문헌 1), 다음 공정의 멀티 와이어 소우에 의한 두께가 얇은 기판으로의 슬라이스 가공 스테이지에 공급된다.A cylindrical single crystal silicon ingot block having a smooth outer peripheral surface is provided for slicing into a thin substrate by multi-wire sawing in the next step. Alternatively, the ingot block maker is supplied to a solar cell substrate maker to peel off four sides of the outer blade to chamfer the four side surfaces and four corner corners of the processed square pillar block (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-263025 : Patent Document 1), and is supplied to a slicing step to a thin-walled substrate by multi-wire sawing in the next step.

본원 특허 출원인은, 상기 원통 형상 잉곳 블록을 사각 기둥 형상 블록으로 절단 가공하는 방법으로서 일본 특허출원 2010-25l483호 명세서 (특허문헌 2) 에서 다음 공정을 거쳐 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록을 사각 기둥 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 형상으로 모따기 가공하는 방법을 제안하였다.As a method for cutting the cylindrical ingot block into a square columnar block, Japanese Patent Application No. 2010-251483 (Patent Document 2) discloses a method for manufacturing a square cylindrical single crystal ingot block, A method of chamfering a silicon ingot block is proposed.

(1) 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록을 그 회전 C 축 주위로 회전시키는 기능을 갖는 인코더가 부착된 주축대와 심압대로 이루어지는 클램프 장치에 협지한다.(1) The clamping device is sandwiched between a main shaft having an encoder having a function of rotating a cylindrical single-crystal silicon ingot block around its rotation C axis and a clamping device made of a pressure pad.

(2) 상기 협지된 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 전측으로 떨어져 설치한 변위 센서로부터 레이저 광을 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 C 축을 향하여 조사하고, 클램프 장치의 주축대의 모터에 의한 C 축 회전 각도를 인코더로 판독하면서 C 축을 1 회전시켜, 회전 각도와 펄스 피크의 상관도를 표시시킨다.(2) The laser light is irradiated from the displacement sensor provided on the front side of the sandwiched cylindrical single crystal silicon ingot block toward the C axis of the cylindrical single crystal silicon ingot block, and the C axis rotation angle by the motor of the main shaft of the clamp device is The C axis is rotated once while reading with the encoder, and the correlation between the rotation angle and the pulse peak is displayed.

(3) 표시된 4 개의 높은 펄스 피크를 나타내는 인코더 회전 각도 중 어느 1 개의 각도 (θ) 를 선택하고, 이 각도 (θ) 가 회전 절단날의 직경 방향면에 대한 인코더 회전 각도 45 도의 위치에 위치하도록 C 축을 회전시켜 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 절단 개시 위치가 되는 결정 방위의 위치를 고정시킨다.(3) Select any one of the encoder rotation angles representing the four high pulse peaks to be displayed so that the angle &thetas; is located at a position of 45 degrees of the encoder rotation angle with respect to the radial plane of the rotary cutting blade The C axis is rotated to fix the position of the crystal orientation to be the cutting start position of the cylindrical single crystal silicon ingot block.

(4) 회전하는 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 클램프 장치를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 전후면의 절단 가공을 실시한다.(4) The work table on which the clamping device is mounted is moved in the direction of a pair of rotating cutting blades to be cut, and the front and rear faces of the cylindrical single crystal silicon ingot block by the pair of rotary cutting blades are cut.

(5) 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 C 축을 90 도 회전시킨다.(5) The C axis of the cylindrical single crystal silicon ingot block is rotated 90 degrees.

(6) 회전하는 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 클램프 장치를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 전후면의 절단 가공을 실시하여 사각 기둥 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록을 얻는다.(6) The work table on which the clamping device is mounted is moved in the direction of a pair of rotating cutting blades to be cut, so that the front and rear faces of the cylindrical single crystal silicon ingot block by the pair of rotary cutting blades are cut, To obtain a shape monocrystalline silicon ingot block.

상기 특허문헌 2 에 기재된 사각 기둥 형상 블록으로 가공하는 방법은, 동시에 회전 절단날 (외주날) 1 쌍을 사용하여 원통 형상 잉곳 블록의 전후 양측의 원호 형상 측면을 절단하므로, 직경 200 ㎜, 길이 500 ㎜ 의 원통 형상 잉곳 블록이면 25 ∼ 28 분에서 얇게 벗겨내어 제조할 수 있고, 시판되는 절단 장치와 비교하여, 1 개의 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록을 사각 기둥 형상 블록으로 가공할 시간이 약 1/2 약인 이점을 갖는다.In the method of machining into the square pillar block described in Patent Document 2, since the circular arc side surfaces on both front and rear sides of the cylindrical ingot block are cut using a pair of rotary cutting edges (outer peripheral blades) at the same time, Mm cylindrical ingot block can be produced by thinly peeling at 25 to 28 minutes, and compared with a commercially available cutting device, it takes about 1/2 time to process one cylindrical single crystal silicon ingot block into a square columnar block It has advantages.

일본 공개특허공보 2010-263025호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2010-263025 일본 특허출원 2010-251483호 명세서 (미공개)Japanese Patent Application No. 2010-251483 (Unpublished)

상기 특허문헌 2 에 기재된 절단 방법에서는, 회전 절단날로서 폭 4.0 ㎜, 폭 5.0 ㎜ 의 다이아몬드 외주날 끝을 갖는 직경 550 ㎜ 의 외주날를 사용했으므로, 절단 실리콘 부스러기가 대량으로 발생한다. 본 발명자들은, 외주날에 의한 절삭 부스러기의 발생량을 줄이려면 , 500 ∼ 600 ㎜ 직경의 원판 형상 기대 (基台) 의 외주 가장자리에 5 ∼ 8 ㎜ 폭으로 형성된 다이아몬드 전착날의 두께 4 ∼ 5 ㎜ 를 다이 소우 블레이드의 1.3 ∼ 2.5 ㎜ 의 두께까지 줄임으로써 해결할 수 있다고 착상하여, 회전 절단날로서 폭 2.0 ㎜, 폭 5.0 ㎜ 의 다이아몬드 외주날 끝을 갖는 직경 550 ㎜ 의 외주날을 사용하면, 절단 실리콘 부스러기의 발생량은 절반이 될 것으로 추측하고, 폭 2.0 ㎜, 폭 5.0 ㎜ 의 다이아몬드 외주날을 시험 제작하여 원통 형상 잉곳 블록을 절단한 결과, 절단 실리콘 부스러기의 발생량은 반감되었는데, 절단시의 전동 모터의 부하가 큰 것이 발견되었다.In the cutting method described in Patent Document 2, since the outer cutting edge having a diameter of 550 mm with a peripheral edge of a diamond having a width of 4.0 mm and a width of 5.0 mm is used as the rotary cutting edge, a large amount of cut silicon scum occurs. The inventors of the present invention have found that when the diameter of a diamond electrodeposition blade formed to have a width of 5 to 8 mm on the outer peripheral edge of a disk-shaped base having a diameter of 500 to 600 mm is 4 to 5 mm It is possible to solve the problem by reducing the diameter of the die saw blade to 1.3 to 2.5 mm and by using the outer cutting edge having a diameter of 550 mm with the outer edge of the diamond having a width of 2.0 mm and a width of 5.0 mm as the rotary cutting edge, It was estimated that the generation amount of the silicon ingot was half, and the outer circumferential edge of the diamond having the width of 2.0 mm and the width of 5.0 mm was tested and cut to cut the cylindrical ingot block. As a result, Was found.

대형 전동 모터를 사용하면, 소비 전력은 높아지고 절단 장치의 풋프린트 (설치 면적) 도 증대되게 된다.When a large electric motor is used, the power consumption is increased and the footprint (installation area) of the cutting device is also increased.

본 발명은 전동 모터의 부하를 증대시키지 않고, 절단 부스러기의 발생량을 저감할 수 있는 원통 형상 잉곳 블록의 절단 장치를 제공하는 것을 제 1 목적으로 한다. 본 발명의 제 2 목적은 이 절단 장치를 사용하여 원통 형상 잉곳 블록을 사각 기둥 형상 블록으로 가공하는 방법을 제공하는 것에 있다.A first object of the present invention is to provide a cutting device for a cylindrical ingot block capable of reducing the amount of cutting chips generated without increasing the load of the electric motor. A second object of the present invention is to provide a method for machining a cylindrical ingot block into a square columnar block by using this cutting apparatus.

본 발명의 청구항 1 은,According to claim 1 of the present invention,

a) 머신 케이싱 상에 좌우 방향으로 형성된 안내 레일 상을 좌우 방향으로 왕복 이동할 수 있도록 형성된 워크 테이블,a) a work table formed on the machine casing so as to be capable of reciprocating in the left-right direction on the guide rail image formed in the left-

b) 상기 워크 테이블 상에 좌우로 분리되어 탑재된 주축대와 심압대의 1 쌍으로 이루어지는 클램프 기구,b) a clamping mechanism comprising a pair of a main shaft and a tailstock mounted separately on the work table,

c) 상기 클램프 기구에 지지 현가된 워크를 탑재한 상기 워크 테이블을 좌우 방향으로 왕복 이동시키는 구동 기구,c) a driving mechanism for reciprocating the work table mounted with the work suspended in the clamping mechanism in the lateral direction,

d) 상기 워크 테이블을 복합 모따기 가공 장치의 정면측에서 보는 방향이며, 또한, 우측 방향에서 좌측 방향을 향하여,d) a direction in which the work table is viewed from the front side of the composite chamfering machine, and from the right side toward the left side,

e) 원통 형상 잉곳 블록의 로딩/언로딩 스테이지,e) a loading / unloading stage of the cylindrical ingot block,

f) 상기 로딩/언로딩 스테이지의 배후에 형성한 상기 클램프 기구의 대기 위치 스테이지,f) a standby position stage of the clamping mechanism formed behind the loading / unloading stage,

g) 상기 클램프 기구의 워크 지지축 (C 축) 을 사이에 두고 1 쌍의 외주날 (회전 절단날) 을 그 회전 절단날 직경면이 서로 대향하도록, 또한, 상기 워크 지지축의 높이 위치보다 상방에 있는 위치에 회전 절단날 (툴) 축심이 위치하도록 회전 절단날 (툴) 축을 상기 안내 레일에 대해 전후에 형성한 원통 형상 잉곳 블록의 측면 박리 슬라이싱 스테이지, 및g) a pair of outer circumferential blades (rotary cutting blades) with the work support shaft (C axis) of the clamp mechanism interposed therebetween so that their rotary cutting blade diameter surfaces are opposed to each other and above the height position of the work support shaft Side slicing stage of a cylindrical ingot block in which a rotary cutting blade (tool) axis is formed before and after the guide rail so that the rotary cutting blade (tool) axial center is located at a position where the rotary cutting blade

h) 상기 로딩/언로딩 스테이지의 로드 포트 위치에, 잉곳 블록의 결정 방향 검출 기기를 형성한 결정 방향 검출 스테이지,h) a crystal direction detecting stage having a crystal direction detecting device of an ingot block formed at a load port position of the loading / unloading stage,

를 형성한 원통 형상 잉곳 블록의 4 측면 박리 절단 장치를 제공하는 것이다.Shaped ingot block having a plurality of grooves formed thereon.

청구항 2 발명은, 청구항 1 에 기재된 4 측면 박리 절단 장치를 사용하여 하기 공정을 거쳐, 원통 형상 잉곳 블록을 각기둥 형상 잉곳 블록으로 모따기 가공하는 방법을 제공하는 것이다.According to the present invention, there is provided a method of chamfering a cylindrical ingot block with a prismatic ingot block through the following steps using the four-side peeling cutter according to claim 1.

(1) 로딩/언로딩 스테이지에 있는 반입 기구를 사용하여 로드 포트를 통과시켜 피가공물 (워크) 인 원통 형상 잉곳 블록을 클램프 기구의 회전 C 축 주위로 회전시키는 기능을 갖는 인코더가 부착된 주축대와 심압대 사이로 반입하고, 이어서, 상기 심압대를 전진시켜서 원통 형상 잉곳 블록을 클램프 기구에 협지한다.(1) A spindle equipped with an encoder having a function of rotating a cylindrical ingot block, which is a work (work), through a load port by using a loading mechanism in a loading / unloading stage and around a rotation C axis of a clamping mechanism And then the corrugated belt is advanced to sandwich the cylindrical ingot block with the clamping mechanism.

(2) 상기 협지된 원통 형상 잉곳 블록의 전측으로 떨어져 설치한 결정 방향 검출 기기의 센서에 의해 클램프 장치의 주축대의 모터에 의해 회전되는 원통 형상 잉곳 블록의 결정 방위를 측정하고, 이 C 축 회전 각도를 인코더로 판독하면서 C 축 1 회전 (360 도) 회전시키고, 원통 형상 잉곳 블록의 C 축 회전 각도와 원통 형상 잉곳 블록 결정 방위의 상관도를 표시시킨다.(2) The crystal orientation of the cylindrical ingot block rotated by the motor of the main shaft of the clamping device is measured by the sensor of the crystal direction detecting device installed apart from the front side of the held cylindrical ingot block, and the C- Is rotated by one rotation (360 degrees) on the C axis while reading with the encoder, and the correlation between the C axis rotation angle of the cylindrical ingot block and the cylindrical ingot block crystal orientation is displayed.

(3) 표시된 4 개의 결정 방위를 나타내는 인코더 회전 각도 중 어느 1 개의 각도 (θ) 를 선택하고, 이 각도가 회전 절단날 직경 방향면에 대한 인코더 회전 각도 45 도의 위치 (절단 개시 C 축 위치) 에 위치하도록 C 축을 회전시켜 원통 형상 잉곳 블록의 결정 방위 위치를 심 형성한다.(3) Any one of the encoder rotation angles indicating the four crystal orientations indicated is selected, and this angle is set at a position (cutting start C axis position) of the encoder rotation angle with respect to the radial direction of the rotary cutting edge The C-axis is rotated so that the crystal orientation position of the cylindrical ingot block is formed.

(4) 회전하는 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 상기 클램프 기구를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시한다. 이 홈 가공시, 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.(4) A work table on which the clamping mechanism is mounted is moved in the direction of a pair of rotating cutting blades rotating so that the height of the front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotating cutting blades exceeds 1/2 And a groove process of a length is performed. In this grooving, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.

(5) 이어서, 원통 형상 잉곳 블록의 C 축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 180 도 회전시킨다.(5) Then, the C axis of the cylindrical ingot block is rotated by 180 degrees using the servomotor of the main shaft.

(6) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 상기 클램프 기구를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시하고, 원통 형상 잉곳 블록의 전후의 원호 형상 측면을 절단한다. 이 절단 가공시, 상기 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.(6) moving the work table on which the clamping mechanism is mounted in the direction of the pair of rotating cutting blades rotating, so that the height of the front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotary cutting blades is more than 1/2 And the arc-shaped side surfaces before and after the cylindrical ingot block are cut. In this cutting process, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.

(7) 이어서, 2 측면이 절단된 원통 형상 잉곳 블록의 C 축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 90 도 회전시킨다.(7) Then, the C axis of the cylindrical ingot block having the two sides cut is rotated 90 degrees by using the servomotor of the main shaft.

(8) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 클램프 기구를 탑재하는 상기 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 남은 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시한다. 이 홈 가공시, 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.(8) The work table on which the clamping mechanism is mounted is moved in the direction of the pair of rotating cutting blades rotating so that the height of the remaining front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotary cutting blades is halved Grooves with an excess length are machined. In this grooving, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.

(9) 이어서, 원통 형상 잉곳 블록의 C 축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 180 도 회전시킨다.(9) Then, the C axis of the cylindrical ingot block is rotated by 180 degrees using the servomotor of the main shaft.

(10) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 상기 클램프 기구를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시하고, 원통 형상 잉곳 블록의 전후의 원호 형상 측면을 절단하여 사각 기둥 형상 잉곳 블록으로 가공한다. 이 절단 가공시, 상기 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.(10) moving the work table on which the clamping mechanism is mounted in the direction of the pair of rotating cutting blades to be rotated, so that the height of the front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotating cutting blades exceeds 1/2 , And the front and rear arc-shaped side surfaces of the cylindrical ingot block are cut to form a rectangular columnar ingot block. In this cutting process, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.

청구항 3 발명은, 청구항 1 에 기재된 4 측면 박리 절단 장치를 사용하여 하기 공정을 거쳐, 원통 형상 잉곳 블록을 각기둥 형상 잉곳 블록으로 모따기 가공하는 방법을 제공하는 것이다.According to the present invention, there is provided a method of chamfering a cylindrical ingot block with a prismatic ingot block through the following steps using the four-side peeling cutter according to claim 1.

(1) 로딩/언로딩 스테이지에 있는 반입 기구를 사용하여 로드 포트를 통과시켜 피가공물 (워크) 인 원통 형상 잉곳 블록을 클램프 기구의 회전 C 축 주위로 회전시키는 기능을 갖는 인코더가 부착된 주축대와 심압대 사이로 반입하고, 이어서, 상기 심압대를 전진시켜 원통 형상 잉곳 블록을 클램프 기구에 협지한다.(1) A spindle equipped with an encoder having a function of rotating a cylindrical ingot block, which is a work (work), through a load port by using a loading mechanism in a loading / unloading stage and around a rotation C axis of a clamping mechanism And then the stockade is advanced to sandwich the cylindrical ingot block with the clamping mechanism.

(2) 상기 협지된 원통 형상 잉곳 블록의 전측으로 떨어져 설치한 결정 방향 검출 기기의 센서에 의해 클램프 장치의 주축대의 모터에 의해 회전되는 원통 형상 잉곳 블록의 결정 방위를 측정하고, 이 C 축 회전 각도를 인코더로 판독하면서 C 축 1 회전 (360 도) 회전시키고, 원통 형상 잉곳 블록의 C 축 회전 각도와 원통 형상 잉곳 블록 결정 방위의 상관도를 표시시킨다.(2) The crystal orientation of the cylindrical ingot block rotated by the motor of the main shaft of the clamping device is measured by the sensor of the crystal direction detecting device installed apart from the front side of the held cylindrical ingot block, and the C- Is rotated by one rotation (360 degrees) on the C axis while reading with the encoder, and the correlation between the C axis rotation angle of the cylindrical ingot block and the cylindrical ingot block crystal orientation is displayed.

(3) 표시된 4 개의 결정 방위를 나타내는 인코더 회전 각도 중 어느 1 개의 각도 (θ) 를 선택하고, 이 각도가 회전 절단날 직경 방향면에 대한 인코더 회전 각도 45 도의 위치 (절단 개시 C 축 위치) 에 위치하도록 C 축을 회전시켜 원통 형상 잉곳 블록의 결정 방위 위치를 심 형성한다.(3) Any one of the encoder rotation angles indicating the four crystal orientations indicated is selected, and this angle is set at a position (cutting start C axis position) of the encoder rotation angle with respect to the radial direction of the rotary cutting edge The C-axis is rotated so that the crystal orientation position of the cylindrical ingot block is formed.

(4) 회전하는 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 상기 클램프 기구를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시한다. 이 홈 가공시, 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.(4) A work table on which the clamping mechanism is mounted is moved in the direction of a pair of rotating cutting blades rotating so that the height of the front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotating cutting blades exceeds 1/2 And a groove process of a length is performed. In this grooving, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.

(5) 이어서, 원통 형상 잉곳 블록의 C 축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 90 도 회전시킨다.(5) Then, the C axis of the cylindrical ingot block is rotated by 90 degrees using the servomotor of the main shaft.

(6) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 상기 클램프 기구를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시한다. 이 홈 가공시, 상기 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.(6) moving the work table on which the clamping mechanism is mounted in the direction of the pair of rotating cutting blades rotating, so that the height of the front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotary cutting blades is more than 1/2 Of the length of the groove. In this grooving, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.

(7) 이어서, 4 개의 홈이 형성된 원통 형상 잉곳 블록의 C 축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 90 도 회전시킨다.(7) Then, the C axis of the four grooved cylindrical ingot blocks is rotated 90 degrees by using the servomotor of the main shaft.

(8) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 클램프 기구를 탑재하는 상기 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시하고, 원통 형상 잉곳 블록의 전후의 원호 형상 측면을 절단한다. 이 절단 가공시, 상기 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.(8) The work table on which the clamping mechanism is mounted is moved in the direction of the pair of rotating cutting blades rotating so that the height of the front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotary cutting blades is more than 1/2 And the arc-shaped side surfaces before and after the cylindrical ingot block are cut. In this cutting process, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.

(9) 이어서, 상기 잉곳 블록의 C 축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 90 도 또는 -270 도 회전시킨다.(9) Then, the C axis of the ingot block is rotated 90 degrees or -270 degrees using a servomotor of the main shaft.

(10) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 상기 클램프 기구를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시하고, 잉곳 블록의 전후의 원호 형상 측면을 절단하여 사각 기둥 형상 잉곳 블록으로 가공한다. 이 절단 가공시, 상기 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.(10) moving the work table on which the clamping mechanism is mounted in the direction of the pair of rotating cutting blades to be rotated so that the height of the front and rear faces of the ingot block by the pair of rotary cutting blades is greater than 1/2 And the arc-shaped side surfaces before and after the ingot block are cut to form a rectangular columnar ingot block. In this cutting process, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.

회전 절단날의 다이아몬드날 끝의 폭이 1.2 ∼ 2.5 ㎜ 로 좁아도, 다이아몬드날 끝의 원통 형상 잉곳 블록의 절입 깊이가 목적하는 홈 절단 깊이 (h) 의 1/2 을 초과하여 1 ∼ 5 ㎜ 초과하는 깊이 (h/2 ＋ 1 ∼ 5 ㎜) 까지로 제한했으므로 회전 절단날의 다이아몬드날 끝이 원통 형상 잉곳 블록의 홈 절단 부분과 접촉되어 있는 면적이 회전 절단날의 다이아몬드날 끝에서 잉곳 측면을 절단할 때의 약 1/2 이 된다. 따라서, 전동 모터에 걸리는 부하도 그다지 증가하지 않는다. 또, 회전 절단날의 다이아몬드날 끝의 폭을 1.2 ∼ 2.5 ㎜ 로 함으로써 잉곳 절단 부스러기의 발생량도 저감된다. 또한, 회전 절단날의 직경을 450 ∼ 550 ㎜ 로 작게 할 수 있다.Even if the width of the diamond blade edge of the rotary cutting edge is narrowed to 1.2 to 2.5 mm, the depth of cut of the cylindrical ingot block of the diamond blade edge exceeds 1 to 5 mm (H / 2 + 1 to 5 mm), the area where the diamond blade edge of the rotary cutting edge is in contact with the groove cut portion of the cylindrical ingot block is cut off from the diamond blade edge of the rotary cutting edge It becomes about half of that in the case of. Therefore, the load on the electric motor does not increase so much. In addition, by making the width of the diamond blade edge of the rotary cutting edge 1.2 to 2.5 mm, the amount of the ingot cutting debris generated is also reduced. Further, the diameter of the rotary cutting edge can be reduced to 450 to 550 mm.

클램프 장치에 협지된 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 결정 방위는 결정 방향 검출 기기에 의해 정확하게 검지할 수 있으므로, 각각의 배치 생산된 사각 기둥 형상 단결정 잉곳 블록의 후공정에서 이것을 마무리 모따기 가공한 사각 기둥 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 단결정 실리콘의 결정 방위도 일정한 것이 얻어진다. 따라서, 이들 마무리 모따기 가공 사각 기둥 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록을 멀티 와이어 소우로 슬라이스 가공되어 얻어지는 각각의 배치로부터 얻어진 기판 (웨이퍼) 의 결정 방위도 일정한 것이 얻어진다.Since the crystal orientation of the cylindrical single crystal ingot block sandwiched by the clamping device can be accurately detected by the crystal orientation detecting device, it is possible to accurately detect the crystal orientation of the cylindrical single crystal ingot block in the quadrangular prism The crystal orientation of the single crystal silicon of the single crystal silicon ingot block is also constant. Therefore, the crystal orientation of the substrate (wafer) obtained from each arrangement obtained by slicing the finishing chamfered rectangular columnar monocrystalline silicon ingot block into the multi-wire saw can be obtained.

도 1 은 4 측면 박리 절단 장치의 평면도이다.
도 2 는 4 측면 박리 절단 장치의 상면도이다.
도 3 은 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 결정 방향 위치의 검출, 위치 결정의 플로우를 4 측면 박리 절단 장치의 우측면측에서 본 도면이다.
도 4 는 회전 절단날로 원통 형상 실리콘 잉곳 블록에 절입을 가하여 사각 기둥 형상 단결정 잉곳 블록 형상으로 제작하는 공정을 나타내는 플로우도로, 클램프 장치의 측면에서 잉곳 블록을 본 도면이다.
도 5 는 회전 절단날로 원통 형상 실리콘 잉곳 블록에 절입을 가하여 사각 기둥 형상 단결정 잉곳 블록 형상으로 제작하는 공정을 나타내는 다른 양태의 플로우도로, 클램프 장치의 측면에서 잉곳 블록을 본 도면이다.1 is a plan view of a four side peel cutting apparatus.
Fig. 2 is a top view of a four-sided peeling and cutting apparatus. Fig.
Fig. 3 is a diagram showing the flow of detecting and positioning the crystal direction position of the cylindrical single crystal silicon ingot block from the right side of the four-side peeling and cutting apparatus.
FIG. 4 is a flow chart showing a process of manufacturing a square columnar single crystal ingot block shape by cutting into a cylindrical silicon ingot block with a rotary cutting edge, and FIG. 4 is a view showing the ingot block on the side of the clamp device.
Fig. 5 is a flow chart of another aspect showing a process of manufacturing a square columnar single crystal ingot block shape by cutting into a cylindrical silicon ingot block with a rotary cutting edge, and Fig. 6 is a view showing the ingot block on the side of the clamp device.

도 1 및 도 2 에 나타내는 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 측면 벗겨 내기 절단 장치 (1) 는, 다음 a) 내지 h) 의 구성 부재를 구비한다.The side peeling and cutting device 1 of the cylindrical single crystal silicon ingot block shown in Figs. 1 and 2 comprises the following constitutional members a) to h).

a) 머신 케이싱 (2) 상에 좌우 방향으로 형성된 안내 레일 (3, 3) 상을 좌우 방향으로 왕복 이동할 수 있도록 형성된 워크 테이블 (4),a) a work table (4) formed on the machine casing (2) so as to be capable of reciprocating in the left and right direction on the guide rails (3, 3)

b) 상기 워크 테이블 (4) 상에 좌우로 분리하여 탑재된 주축대 (7a) 와 심압대 (7b) 의 1 쌍으로 이루어지는 클램프 기구 (7),b) a clamping mechanism 7 composed of a pair of a main shaft 7a and a tailstock 7b which are separately mounted on the work table 4,

c) 상기 클램프 기구에 지지 현가된 워크 (w) 를 탑재한 상기 워크 테이블 (4) 을 좌우 방향으로 왕복 이동시키는 구동 기구 (7am),(c) a drive mechanism (7am) for reciprocating the work table (4) on which the workpiece (w) supported by the clamp mechanism is mounted,

d) 상기 워크 테이블 (4) 을 절단 장치 (1) 의 정면측에서 보는 방향이며, 또한, 우측 방향에서 좌측 방향을 향하여,d) the direction in which the work table 4 is viewed from the front side of the cutting apparatus 1, and from the right side toward the left side,

e) 원통 형상 실리콘 잉곳 블록의 로딩/언로딩 스테이지 (8R),e) Loading / unloading stages 8R, 8R of the cylindrical silicon ingot block,

f) 상기 로딩/언로딩 스테이지 (8R) 의 배후에 형성한 상기 클램프 기구 (7) 의 대기 위치 스테이지 (70),f) a waiting position stage 70 of the clamp mechanism 7 formed behind the loading / unloading stage 8R,

g) 상기 클램프 기구의 워크 지지축 (7a1 , 7b1) 을 사이에 두고 1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 을 그 회전 절단날 직경면이 서로 대향하도록, 또한, 상기 워크 지지축 (C 축) 의 높이 위치보다 상방에 있는 위치에 회전 절단날 축심 (92a, 92b) 이 위치하도록 회전 절단날 (툴) 축을 상기 안내 레일 (3, 3) 에 대해 전후에 형성한 원통 형상 잉곳 블록의 측면 박리 슬라이싱 스테이지 (90),g) a pair of rotary cutting blades 91a and 91b with the work support shafts 7a 1 and 7b 1 of the clamp mechanism sandwiched therebetween such that their rotary cutting blade diameter surfaces face each other, A cylindrical cutting edge (tool) axis is formed in front of and behind the guide rails 3, 3 so that the rotary cutting blade axial centers 92a, 92b are positioned above the height position of the guide rails 3, The side peeling slicing stage 90,

h) 상기 로딩/언로딩 스테이지 (8R) 의 로드 포트 (8) 위치에, 잉곳 블록의 결정 방향 검출 기기 (S) 를 형성한 결정 방향 검출 스테이지 (도 3 참조).h) a crystal direction detecting stage (see FIG. 3) in which a crystal direction detecting device S of the ingot block is formed at the position of the load port 8 of the loading / unloading stage 8R.

또한, 회전 절단날에 공급되는 냉각수의 압력은, 20 ∼ 35 Kgf/㎠, 냉각액량은 2 ∼ 20 ℓ/분이 잉곳 절단 부스러기를 워크로부터 날려버리기에는 좋다.The pressure of the cooling water supplied to the rotary cutting blade is 20 to 35 Kgf / cm 2, and the amount of the cooling liquid is 2 to 20 L / min to blow off the ingot cutting debris from the work.

원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록 (워크) 의 결정 방위 검출 기기 (S) 로는, 공지된 X 선 해석 기기 (현재 가격은 약 1500 만엔) 여도 되고, 레이저 광 반사형 변위 센서 (현재 가격은 약 35 ∼ 60 만엔) 여도 된다. 사파이어 잉곳 블록의 결정 방위 검출 기기 (S) 로는, X 선 해석 기기가 이용된다. 상기 레이저 광 반사형 변위 센서는, 도 1 에 도시되어 있지 않지만, 도 3 의 (I) 공정에 도시된 바와 같이, 클램프 장치 (7) 에 협지된 워크의 C 축에 대해, 동일 수평면 상에 있고, 측정되는 워크의 앞 45 ∼ 55 ㎜ 떨어진 위치에 형성된다. 이 레이저 광 반사형 변위 센서 (S) 는, 워크가 로드 포트 (8) 에 반입될 때 장애가 발생하지 않도록, 선회식 아암을 사용하여 회전 이동할 수 있도록 부착된다. 레이저 광 반사형 변위 센서는, 결정 방위 측정시에는 상기 위치에 오도록 하방에 회전 이동되고, 비측정시에는 워크가 로드 포트 (8) 에 반입될 때 장애가 발생하지 않도록 상방으로 회전 이동하여 측정 대기 위치에 피난하도록 절단 장치 (1) 에 부착된다.The crystal orientation detector (S) of the cylindrical single crystal silicon ingot block (work) may be a known X-ray analyzer (current price is about 15 million yen), a laser light reflection type displacement sensor ). As the crystal orientation detection device S of the sapphire ingot block, an X-ray analysis device is used. Although not shown in Fig. 1, the laser light reflective displacement sensor is on the same horizontal plane with respect to the C axis of the work held by the clamping device 7, as shown in the step (I) of Fig. 3 , And 45 to 55 mm in front of the work to be measured. The laser light reflection type displacement sensor S is attached so as to be rotatable using a swing arm so that a trouble does not occur when the workpiece is carried into the load port 8. [ The laser light reflection type displacement sensor is rotated downward to come to the above position during the measurement of the crystal orientation and rotates upward to prevent a trouble when the workpiece is brought into the load port 8 at the time of non- To the cutting device 1, as shown in Fig.

원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 결정 방위의 측정은, 도 3 의 I 에 나타내는 바와 같이, 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록 (w) 을 주축대 (7a) 와 심압대 (7b) 로 이루어지는 클램프 장치 (7) 에 협지한 후, 상기 협지된 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록 (w) 의 전측 수평 방향으로 떨어져 설치한 레이저 광 반사형 변위 센서 (S) 로부터 레이저 광을 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 C 축을 향하여 조사하고, 도 3 의 Ⅱ 에 나타내는 바와 같이, 클램프 장치의 주축대의 모터에 의한 C 축 회전 각도를 인코더로 판독하면서 C 축 1 회전 (360 도) 시키는 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 회전을 실시하여 회전 각도와 펄스 피크의 상관도를 표시시킨다 (도 3 Ⅱ 의 a 및 b 참조). 상관도는 가로 방향에 인코더의 회전 각도를, 세로 방향에 펄스의 피크 높이를 나타내는 상관도 (도 3 Ⅱ 의 a), 혹은, 인코더의 C 축 주위의 회전 각도 (0 도 에서 360 도) 를 원 형상으로 나타내고, 그 원의 외주에 펄스 높이를 나타내는 원 그래프 상관도 (도 3 Ⅱ b) 로 표시할 수 있다.The measurement of the crystal orientation of the cylindrical single crystal silicon ingot block is carried out in such a manner that the cylindrical single crystal silicon ingot block w is clamped by the clamp device 7 comprising the main shaft 7a and the tail pad 7b, The laser beam is irradiated from the laser light reflective displacement sensor S provided apart from the horizontal direction of the cylindrical single crystal silicon ingot block w sandwiched therebetween toward the C axis of the cylindrical single crystal silicon ingot block , The cylindrical single crystal silicon ingot block rotating by one rotation (360 degrees) on the C axis is rotated while reading the C axis rotation angle by the motor of the main shaft of the clamp device by the encoder, And the correlation of the pulse peaks is displayed (see a and b in Fig. 3). The degree of correlation is calculated from the angle of rotation of the encoder in the horizontal direction and the degree of correlation (a in Fig. 3) of the pulse representing the peak height of the pulse in the vertical direction or the rotation angle (0 to 360 degrees) And a circle graph correlation diagram (Fig. 3 (b)) showing the pulse height on the outer circumference of the circle can be displayed.

레이저 광 반사형 변위 센서를 사용하는 결정 방위 검지 기기 (S) 로는, 파나소닉 전공 SUNX 주식회사 제조 "레이저 마커 마이크로스코프 HL-C108F-BK" (상품명), 주식회사 키엔스 제조 "레이저형 변위 센서 LK-H085" (상품명) 와 앰프 (LK-G500 (상품명) 의 조합, 레니쇼우 (Renishaw) 사의 Signum 인코더와 펄스 발생기를 이용하는 TONIC 시스템 (상품명) 등, 회전되고 있는 잉곳 블록의 결정 방향으로 레이저 광이 쏘이면 펄스 돌기 (피크) 를 표시하는 검지 기기를 이용할 수 있다.Laser Marker Microscope HL-C108F-BK "(trade name) manufactured by Panasonic Electric Works SUNX Co., Ltd.," Laser type displacement sensor LK-H085 "manufactured by Keyens Co., Ltd. was used as the crystal orientation detection device S using the laser light reflection type displacement sensor, When a laser beam is projected in the crystal direction of a rotating ingot block such as a combination of a commercial product name (trade name) and an amplifier (LK-G500 (trade name), a Signum encoder manufactured by Renishaw, and a TONIC system (trade name) (Peak) can be used.

펄스 주파수는, 50 ∼ 300 ㎐, 바람직하게는 100 ㎐ 로, 파장 248 ㎚ 의 KrF 엑시머·레이저 광, 파장 308 ㎚ 의 XeCl 엑시머·레이저 광이 바람직하다. 결정 방위로 반사된 레이저 광은 높은 반사 강도로서 전자 신호에 의해 표시 화면에 표시된다. 또한, 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록 (w) 을 0 에서 360 도 1 회전시키는 것은, 높은 피크가 4 개, 약 90 도 간격으로 표시되는 데이터 결과에 따라 결정 방위 검지 기기가 정상적으로 작동하고 있는 것을 작업자가 확인하는 것으로 연결되기 때문이다.KrF excimer laser light having a wavelength of 248 nm and XeCl excimer laser light having a wavelength of 308 nm are preferable as the pulse frequency at 50 to 300 Hz, preferably 100 Hz. The laser light reflected by the crystal orientation is displayed on the display screen by an electronic signal with a high reflection intensity. The rotation of the cylindrical single crystal silicon ingot block w from 0 to 360 degrees one rotation means that the crystal orientation detecting apparatus normally operates according to the data results in which four high peaks are displayed at intervals of about 90 degrees It is connected to confirm.

원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 심 형성은, 상기 표시된 4 개의 펄스 피크를 나타내는 인코더 표시 회전 각도 중 어느 1 개의 각도를 선택하고, 이 각도가 외주날의 회전 절단날 직경 방향면에 대한 인코더 회전 각도 45 도의 위치 (절단 개시 C 축 위치) 에 위치하도록 C 축을 주축대 (7a) 의 서보 모터 (7am) 에 의해 회전시켜 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 결정 방위 위치를 고정시킨다 (도 3 의 Ⅲ). 선택하는 각도는, 통상적으로 제 1 피크를 나타내는 각도 (θ) 또는 제 2 피크를 나타내는 각도 (θ) 를 선택하는 것이 C 축을 회전시켜 45 도의 위치에 고정시키는 회전 각도가 작아도 되므로 바람직하다.The shim of the cylindrical single crystal silicon ingot block is formed by selecting any one of the encoder display rotation angles indicating the above-mentioned four pulse peaks and determining whether this angle is an encoder rotation angle 45 The C-axis is rotated by the servomotor 7am of the main shaft 7a so as to position the crystal orientation position of the cylindrical single-crystal silicon ingot block (III in FIG. 3) so as to be located at the position (cutting start C-axis position). It is preferable that the angle to be selected is usually such that selecting the angle (?) Indicating the first peak or the angle (?) Indicating the second peak may be small because the rotation angle at which the C axis is rotated and fixed at the position of 45 degrees may be small.

도 1 과 도 2 로 돌아와서, 상기 로딩/언로딩 스테이지 (8R) 를 구성하는 잉곳 블록 반송 기구 (13) 와 잉곳 스토커 (14) 는, 상기 워크 테이블 (4) 의 전측에 병설되어 있다. 잉곳 블록 반송 기구 (13) 와 잉곳 스토커 (14) 의 구조는, 본원 특허 출원인이 먼저 출원한 일본 특허출원 2010-61844호 명세서의 도 5 및 도 7 에 상세하게 개시되어 있다. 이 잉곳 블록 반송 기구 (13) 와 잉곳 스토커 (14) 는 시장에서 입수할 수 있다.Returning to Fig. 1 and Fig. 2, the ingot block transport mechanism 13 and the ingot stocker 14 constituting the loading / unloading stage 8R are juxtaposed on the front side of the work table 4. The structures of the ingot block transport mechanism 13 and the ingot stocker 14 are disclosed in detail in FIGS. 5 and 7 of Japanese Patent Application No. 2010-61844 filed by the present applicant. The ingot block transport mechanism 13 and the ingot stocker 14 are available on the market.

워크 스토커 (14, 14, 14) 는, 잉곳 블록 3 개를 수납할 수 있는 단면이 역이등변 삼각 형상인 V 자 선반단을 구비하고, 머신 케이싱으로부터 돌출된 위치 결정 핀 상에 탑재되어 있다.The work stockers 14, 14, and 14 are mounted on positioning pins projected from the machine casing, each of which has a V-shaped stage having an inverted isosceles triangle in cross section and capable of accommodating three ingot blocks.

상기 잉곳 블록 반송 기구 (13) 는, 워크 스토커 (14) V 자 선반단에 보관되어 있는 잉곳 블록 1 개를 1 쌍의 클릭으로 협지하고, 양 클릭을 상승시킴으로써 워크를 매달아 올리고, 이어서 후퇴, 오른쪽 방향으로의 이동, 하강하여 로드 포트 (8) 앞에 위치시키고, 다시 후퇴시킴으로써 이 로드 포트 (8) 로부터 워크를 클램프 장치 (7) 의 주축대 (7a) 와 심압대 (7b) 사이로 반입한다. 워크의 일단을 주축대 (7a) 의 센터 지지축 (7a1) 에 맞닿게 한 후, 심압대 (7b) 를 공기 실린더 (7e) 로 오른쪽 방향으로 이동시켜 센터 지지축 (7b1) 에 타단을 맞닿게 하여 워크를 공중 매달림 상태로 지지 현가한다. 이어서, 상기 양 클릭을 이간시켜 워크의 파지를 개방하고, 이어서, 양 클릭을 지지하는 고정대를 상승시켜, 왼쪽 방향으로 이동시키고, 다시 전방향으로 후퇴시켜 양 클릭을 잉곳 블록 반송 기구 (13) 의 대기 위치로 되돌린다.The ingot block transport mechanism 13 suspends the work by hanging up one ingot block stored in the V-shaped shelf of the work stocker 14 by one pair of clicks, raising both clicks, The load port 8 is brought into the space between the main shaft 7a and the tailstock 7b of the clamp device 7 by moving the load port 8 in the direction of the arrow A and moving the load port 8 downward. One end of the work is brought into contact with the center support shaft 7a 1 of the main shaft 7a and then the tail spring 7b is moved in the right direction to the air cylinder 7e to move the other end to the center support shaft 7b 1 So that the suspension of the work is suspended in the suspended state. Then, the grips for supporting the two clicks are raised, the leftward direction is moved, and the backward movement is again made in the forward direction, so that both the clicks are moved to the left side of the ingot block transport mechanism 13 Return to standby position.

측면 박리 슬라이싱 스테이지 (90) 는, 클램프 장치 (7) 와 이 클램프 장치 (7) 를 탑재하는 워크 테이블 (4) 용의 좌우 이동 안내 레일 (3, 3) 과 이 클램프 기구의 주축대 (7a) 와 심압대 (7b) 의 워크 지지축 (7a1, 7b1) 을 사이에 두고 전후 이동할 수 있는 스핀들축 (92a, 92b) 의 1 쌍에 축지지된 회전 절단날의 1 쌍 (91a, 91b) 을 그 직경면이 서로 대향하도록 워크 테이블을 사이에 두고 워크 테이블 전후에 형성된 슬라이싱 헤드 (9) 로 구성된다.The side peeling slicing stage 90 includes a clamping device 7 and left and right moving guide rails 3 and 3 for mounting the clamping device 7 on the work table 4 and a main shaft 7a of the clamping device 7, A pair of rotary cutting blades 91a and 91b pivotally supported on a pair of spindle shafts 92a and 92b which can move back and forth with the work support shafts 7a 1 and 7b 1 of the tailstock 7b interposed therebetween, And a slicing head (9) formed on the front and rear of the work table with a work table interposed therebetween such that their diametrical faces are opposed to each other.

회전 절단날 (91a, 91b) 의 전후 이동은, 회전 절단날 (91a, 91b) 을 축지지하는 스핀들축 (92a, 92b) 을 회전시키는 서보 모터 (93m, 93m) 를 탑재한 툴 테이블 (94t, 94t) 을 도시되어 있지 않은 모터 구동 볼 나사를 모터 (94m, 94m) 로 회전 구동시킴으로써 실시된다. 이 툴 테이블 (94t) 의 전진 또는 후퇴의 이동 방향은, 서보 모터 (94m) 의 회전축이 시계 회전 방향인지, 반시계 회전 방향인지에 따라 다르다.The back and forth movement of the rotary cutting edges 91a and 91b is performed by the tool tables 94t and 94b mounted with the servo motors 93m and 93m for rotating the spindle shafts 92a and 92b for axially supporting the rotary cutting edges 91a and 91b, 94t are rotationally driven by motors 94m, 94m, motor driven ball screws not shown. The direction in which the tool table 94t advances or retreats is different depending on whether the rotation axis of the servo motor 94m is the clockwise or counterclockwise direction.

1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 은, 1 쌍의 스핀들축 (92a, 92b) 에 축지지되어 이들 스핀들축은 서보 모터 (93m, 93m) 에 의해 구동 회전됨으로써, 회전 절단날 (91a, 91b) 은 워크에 대해 동일한 시계 회전 방향으로 50 ∼ 7,500 min- 1 의 회전 속도로 회전된다 (양 스핀들축의 회전 방향은 서로 반대 방향이 된다). 상기 스핀들축 (92a, 92b) 은 툴 테이블 (94t, 94t) 을 전후 이동함으로써 잉곳 블록의 면 박리 가공 개시 위치로 이동할 수 있다. 상기 스핀들축 (92a, 92b) 은, 상기 클램프 기구의 워크 지지축 (7a1, 7b1) 을 사이에 두고 1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 을 그 회전 절단날 직경면이 서로 대향 하도록, 또한, 상기 워크 지지축 (C 축) 의 높이 위치보다 상방에 있는 위치에 회전 절단날 축심 (92a, 92b) 이 위치하도록 회전 절단날 축심 (92a, 92b) 을 상기 안내 레일 (3, 3) 에 대해 전후로 형성하여, 원통 형상 잉곳 블록의 측면 박리 슬라이싱 스테이지 (90) 를 구성한다.The pair of rotary cutting edges 91a and 91b are pivotally supported by a pair of spindle shafts 92a and 92b and these spindle shafts are driven and rotated by servo motors 93m and 93m to rotate the rotary cutting edges 91a and 91b ) Is rotated at a rotation speed of 50 to 7,500 min < -1 > in the same clockwise direction with respect to the work (the direction of rotation of both spindle shafts is opposite to each other). The spindle shafts 92a and 92b can move to the surface peeling processing start position of the ingot block by moving the tool tables 94t and 94t back and forth. The spindle shafts 92a and 92b are rotated by a pair of rotary cutting blades 91a and 91b with the diameter of the rotary cutting edges facing each other with the work support shafts 7a 1 and 7b 1 of the clamp mechanism interposed therebetween And the rotary cutting blade axis centers 92a and 92b are disposed on the guide rails 3 and 3 so that the rotary cutting blade axial centers 92a and 92b are positioned at a position higher than the height position of the work support shaft (C axis) So as to constitute the side peeling slicing stage 90 of the cylindrical ingot block.

워크 테이블 (4) 은, 5 ∼ 200 ㎜/분의 속도로 이동할 수 있고, 회전축 (92a, 92b) 의 승강은 100 ㎜ 까지 상하 이동할 수 있다.The work table 4 can be moved at a speed of 5 to 200 mm / minute, and the vertical movement of the rotary shafts 92a and 92b can be moved up and down to 100 mm.

상기 회전 절단날 (91a, 91b) 로는, 직경이 450 ∼ 600 ㎜, 두께 1 ∼ 2 ㎜ 의 강판 시트의 외주 가장자리 (두께 1.0 ∼ 2.0 ㎜) 에 다이아몬드 미립자를 폭 5 ∼ l0 ㎜, 두께 1.2 ∼ 2.5 ㎜ 전착한 다이아몬드 커터가 사용된다.As the rotary cutting edges 91a and 91b, diamond fine particles having a width of 5 to 10 mm and a thickness of 1.2 to 2.5 mm were formed on the outer peripheral edge (thickness 1.0 to 2.0 mm) of a steel sheet having a diameter of 450 to 600 mm and a thickness of 1 to 2 mm Mm Electrodeposited diamond cutter is used.

워크 (원기둥 형상 잉곳 블록) 의 C 축을 수평 방향으로 협지하는 클램프 기구 (7) 를 탑재하는 워크 테이블 (4) 을 왼쪽 방향으로 이동시킴으로써 워크 단면의 전후가 1 쌍의 외주날 (91a, 91b) 에 맞닿고, 이들 외주날에 의해 원기둥 형상 워크 전면 및 후면이 원호 형상으로 얇게 벗겨내지는 면 박리 절단 가공이 실시된다. 워크 전후면의 면 박리 절단 가공이 종료되면, 클램프 기구 (7) 의 주축대 (7a) 의 지지축을 90 도 회전시켜, 면 박리 가공이 이루어져 있지 않은 워크의 원호면을 전후 위치로 심 형성 (위치 결정) 하고, 이어서, 워크 테이블 (4) 을 이동시켜 상기 1 쌍의 외주날 (91a, 91b) 을 서보 모터 (93m, 93m) 로 회전 구동시켜 나머지의 면 박리 절단 가공을 실시한다. 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 4 측면의 면 박리 절단 가공시간은, 직경이 200 ㎜, 높이가 250 ㎜ 인 원기둥 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록으로 10 ∼ 20 분, 직경이 200 ㎜, 높이 500 ㎜ 의 원기둥 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록으로 22 ∼ 27 분 동안 실시할 수 있다.The work table 4 on which the clamp mechanism 7 for clamping the C axis of the work (columnar ingot block) in the horizontal direction is moved in the leftward direction allows the front and rear portions of the work cross section to be moved to the pair of outer circumferential blades 91a and 91b And the surface of the cylindrical workpiece and the rear surface are thinly peeled off in an arc shape by these outer peripheral blades. After the front and back face peeling and cutting processes of the work are finished, the support shaft of the main shaft 7a of the clamp mechanism 7 is rotated 90 degrees so that the arc face of the work where the face peeling processing is not performed is formed Then, the work table 4 is moved, and the pair of outer peripheral blades 91a and 91b are rotationally driven by the servomotors 93m and 93m to perform the other surface delamination cutting process. The cutting time of the four side faces of the cylindrical single crystal silicon ingot block was a cylindrical single crystal ingot block having a diameter of 200 mm and a height of 250 mm for 10 to 20 minutes and having a cylindrical shape with a diameter of 200 mm and a height of 500 mm It can be carried out with a single crystal silicon ingot block for 22 to 27 minutes.

상기 절단 장치 (1) 를 사용하여 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 4 측면 박리 절단 가공을 실시하여 사각 기둥 형상 잉곳 블록으로 가공하는 방법은, 다음 공정을 거쳐 실시된다.A method of machining a cylindrical single-crystal silicon ingot block into four sides by using the above-described cutting apparatus 1 to form a rectangular columnar ingot block is carried out through the following steps.

(1) 로딩 스테이지 (8R) 에 있는 원통 형상 잉곳 블록의 반송 기구 (13) 를 사용하여 스토커 (14) 상에 탑재되어 있는 원통 형상 실리콘 잉곳 블록 (워크) 1 개를 양 클릭으로 파지하고, 이어서 양 클릭을 지지하는 고정대 (13f) 를 상승시켜, 왼쪽 방향으로 이동시키고, 다시 서보 모터에 의해 회전 구동된 볼 나사에 이면을 나사 결합시킨 상기 고정대 (13f) 의 활주면 (13s) 을 칼럼 측면에 형성된 안내 레일 (13g) 상을 활주시켜 로드 포트 (8) 측으로 진입시키고, 이어서, 에어 실린더 (13p) 의 구동에 의해 원통 형상 잉곳 블록을 하강시켜 제 1 클램프 기구 (7) 의 회전 C 축 주위로 회전시키는 기능을 갖는 인코더가 부착된 주축대 (7a) 와 심압대 (7b) 사이로 반입한 후, 상기 심압대를 전진시켜 원통 형상 실리콘 잉곳 블록 (w) 을 제 1 클램프 기구 (7) 에 협지한다.(1) One cylindrical silicon ingot block (work) mounted on the stocker 14 is held by both clicks using the transport mechanism 13 of the cylindrical ingot block in the loading stage 8R, And the slide surface 13s of the fixing table 13f, in which the back surface is screwed to the ball screw rotationally driven by the servomotor, is moved to the side of the column The cylindrical ingot block is lowered by driving of the air cylinder 13p so as to be moved around the rotation C axis of the first clamping mechanism 7 by moving the guide rail 13g formed on the guide rail 13g to the side of the rod port 8, And the cylindrical abutment block w is held between the main clamp 7a and the reamer 7b with an encoder having a function of rotating and then the core abutment is advanced to sandwich the cylindrical silicon ingot block w with the first clamp mechanism 7 .

(2) 상기 협지된 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 전측으로 떨어져 설치한 변위 센서 (S) 로부터 레이저 광을 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 C 축을 향하여 조사하고, 클램프 장치의 주축대의 모터에 의한 C 축 회전 각도를 인코더로 판독하면서 C 축 1 회전 (360 도) 회전시켜, 회전 각도와 펄스 피크의 상관도를 표시시킨다 (도 3 의 Ⅱ 참조).(2) The laser light is irradiated from the displacement sensor (S) installed on the front side of the sandwiched cylindrical single crystal silicon ingot block toward the C axis of the cylindrical single crystal silicon ingot block, and the C axis The rotation angle is rotated by one rotation (360 degrees) on the C axis while reading with the encoder, and the correlation between the rotation angle and the pulse peak is displayed (see II in FIG. 3).

(3) 표시된 4 개의 펄스 피크를 나타내는 인코더 회전 각도 중 어느 1 개의 각도 (θ) 를 선택하고, 이 각도가 회전 절단날 직경 방향면에 대한 인코더 회전 각도 45 도의 위치 (절단 개시 C 축 위치) 에 위치하도록 C 축을 회전시켜 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 결정 방위 위치를 심 형성한다 (도 3 의 Ⅲ 참조).(3) Any one of the encoder rotation angles indicating the four pulse peaks to be displayed is selected, and this angle is set at a position (cutting start C-axis position) of the encoder rotation angle with respect to the radial direction of the rotating cutting edge The C-axis is rotated so that the crystal orientation position of the cylindrical single-crystal silicon ingot block is deeply formed (see III in FIG. 3).

(4) 회전하는 1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 이 위치하는 방향으로 상기 클램프 기구 (7) 를 탑재하는 워크 테이블 (4) 을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 외주날에 의한 원통 형상 실리콘 잉곳 블록 (w) 의 전후면의 높이 h 를 h/2 를 1 ∼ 3 ㎜ 초과하는 길이의 홈 가공을 실시한다. 이 홈 가공시, 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다 (도 4 의 I 참조).(4) The work table 4 on which the clamping mechanism 7 is mounted is moved in the direction in which the pair of rotating cutting blades 91a and 91b are positioned so that the pair of rotary cutting blades 91a and 91b are moved, A groove having a length h in which the height h of the front and back surfaces of the cylindrical ingot block w of the cylindrical shape due to the outer peripheral edge exceeds h / 2 by 1 to 3 mm is performed. In this grooving, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge (see I in Fig. 4).

(5) 이어서, 원통 형상 잉곳 블록의 C 축을 주축대 (7a) 의 서보 모터를 사용하여 180 도 회전시킨다 (도 4 의 Ⅱ 참조).(5) Then, the C axis of the cylindrical ingot block is rotated 180 degrees by using the servo motor of the main shaft 7a (see II in Fig. 4).

(6) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 의 방향으로 상기 클램프 기구 (7) 를 탑재하는 워크 테이블 (4) 을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 초과하는 길이의 홈 가공을 실시하고, 원통 형상 잉곳 블록의 전후의 원호 형상 측면을 절단한다. 이 절단 가공시, 상기 회전 절단날 (91a, 91b) 의 전후면에는 냉각액이 공급된다 (도 4 의 Ⅲ 참조).The work table 4 on which the clamping mechanism 7 is mounted is moved in the direction of the pair of rotating cutting blades 91a and 91b rotating on the pair of rotary cutting edges 91a and 91b The grooves having a length exceeding 1/2 of the height of the front and rear surfaces of the cylindrical ingot block by the grooves are cut and the front and rear arc-shaped side surfaces of the cylindrical ingot block are cut. In this cutting process, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edges 91a and 91b (see III in Fig. 4).

(7) 이어서, 2 측면이 절단된 원통 형상 잉곳 블록의 C 축을 주축대 (7a) 의 서보 모터를 사용하여 90 도 회전시킨다 (도 4 의 Ⅳ 참조).(7) Then, the C axis of the cylinder-shaped ingot block having the two sides cut is rotated 90 degrees by using the servo motor of the main shaft 7a (see IV of Fig. 4).

(8) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 의 방향으로 클램프 기구를 탑재하는 상기 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 남은 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시한다. 이 홈 가공시, 회전 절단날 (91a, 91b) 의 전후면에는 냉각액이 공급된다 (도 4 의 V 참조).(8) The work table on which the clamp mechanism is mounted is moved in the direction of the pair of rotating cutting blades (91a, 91b) to be rotated so that the cylindrical ingot block by the pair of rotary cutting blades (91a, 91b) And the remaining front and rear surfaces are subjected to groove machining with a length exceeding 1/2. In this grooving, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edges 91a and 91b (see V in Fig. 4).

(9) 이어서, 원통 형상 잉곳 블록의 C 축을 주축대 (7a) 의 서보 모터를 사용하여 180 도 회전시킨다 (도 4 의 Ⅵ 참조).(9) Then, the C axis of the cylindrical ingot block is rotated 180 degrees by using the servomotor of the main shaft 7a (see VI of FIG. 4).

(10) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 의 방향으로 상기 클램프 기구 (7) 를 탑재하는 워크 테이블 (4) 을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시하고, 원통 형상 잉곳 블록의 전후의 원호 형상 측면을 절단하여 사각 기둥 형상 잉곳 블록으로 가공한다. 이 절단 가공시, 상기 회전 절단날 (91a, 91b) 의 전후면에는 냉각액이 공급된다 (도 4 의 Ⅶ 참조).The work table 4 on which the clamp mechanism 7 is mounted is moved in the direction of the pair of rotating cutting blades 91a and 91b to be rotated so that the pair of rotary cutting blades 91a and 91b A groove having a length of more than 1/2 of the height of the front and rear surfaces of the cylindrical ingot block by the groove is cut and the front and rear arc side surfaces of the cylindrical ingot block are cut to form a square columnar ingot block. In this cutting process, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edges 91a and 91b (see VII in Fig. 4).

(11) 워크 테이블 (4) 을 클램프 기구 대기 스테이지 (70) 에 이동시켜, 로딩/언로딩 스테이지 (8R) 에 있는 잉곳 블록 (w) 의 반송 기구 (13) 의 클릭으로 사각 기둥 형상 블록을 파지하고, 심압대 (7b) 를 후퇴시켜 클램프 기구 (7) 에 의한 사각 기둥 형상 블록의 구속을 풀어준다.(11) The work table 4 is moved to the clamp mechanism waiting stage 70 and the rectangular columnar block is gripped by the click of the transport mechanism 13 of the ingot block w in the loading / unloading stage 8R , And the tail stock 7b is retracted to release the constraint of the square pillar block by the clamp mechanism 7.

(12) 잉곳 블록의 반송 기구 (13) 의 양 클릭을 스토커 (14) 상에 이행시키고, 이어서 양 클릭을 개방하여 사각 기둥 형상 블록을 스토커 (14) 상의 선반 상에 재치한다.(12) Both clicks of the transport mechanism 13 of the ingot block are transferred onto the stocker 14, and then both the clicks are opened to place the square pillar block on the shelf on the stocker 14. [

상기 절단 장치 (1) 를 사용하여 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 4 측면 박리 절단 가공을 실시하여 사각 기둥 형상 잉곳 블록으로 가공하는 다른 양태의 가공 방법으로서, 전술한 (5) 공정 내지 (9) 공정을 다음 (5) 공정 내지 (9) 공정으로 바꾸어도 된다.(4) The method for machining a cylinder-shaped single-crystal silicon ingot block as a quadrangular prismatic ingot block by performing four-side peeling and cutting processing using the above-described cutting apparatus (1) May be changed to the following steps (5) to (9).

(5) 이어서, 원통 형상 잉곳 블록의 C 축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 90 도 회전시킨다 (도 5 의 Ⅱ 참조).(5) Then, the C axis of the cylindrical ingot block is rotated 90 degrees by using the servo motor of the main shaft (refer to II in FIG. 5).

(6) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 의 방향으로 상기 클램프 기구 (7) 를 탑재하는 워크 테이블 (4) 을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시한다. 이 홈 가공시, 상기 회전 절단날 (91a, 91b) 의 전후면에는 냉각액이 공급된다 (도 5 의 Ⅲ 참조).The work table 4 on which the clamping mechanism 7 is mounted is moved in the direction of the pair of rotating cutting blades 91a and 91b rotating on the pair of rotary cutting edges 91a and 91b The grooves having a length of more than 1/2 of the height of the front and rear surfaces of the cylindrical ingot block by the grooves are formed. In this grooving, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edges 91a and 91b (see III in FIG. 5).

(7) 이어서, 4 개의 홈이 형성된 원통 형상 잉곳 블록의 C 축을 주축대 (7a) 의 서보 모터를 사용하여 90 도 회전시킨다 (도 5 의 Ⅳ 참조).(7) Then, the C axis of the four grooved cylindrical ingot blocks is rotated 90 degrees by using the servo motor of the main shaft 7a (see IV of Fig. 5).

(8) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날 (91a, 91b) 의 방향으로 클램프 기구 (7) 를 탑재하는 상기 워크 테이블 (4) 을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시하고, 원통 형상 잉곳 블록의 전후의 원호 형상 측면을 절단한다. 이 절단 가공시, 상기 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다 (도 5 의 V 참조).(8) The work table (4) on which the clamp mechanism (7) is mounted is moved in the direction of the pair of rotating cutting blades (91a, 91b) Of the front and rear surfaces of the cylindrical ingot block is cut to cut the front and rear arc-shaped side surfaces of the cylindrical ingot block. In this cutting process, cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge (see V in Fig. 5).

(9) 이어서, 상기 잉곳 블록의 C 축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 90 도 또는 -270 도 회전시킨다 (도 5 의 Ⅵ 참조).(9) Then, the C axis of the ingot block is rotated by 90 degrees or -270 degrees using the servomotor of the main shaft (refer to VI of FIG. 5).

본 발명의 원통 형상 잉곳 블록의 측면 박리 절단 장치 (1) 및 그것을 사용하여 사각 기둥 형상 블록으로 가공하는 방법은, 다이아몬드날 끝 폭이 1.2 ∼ 2.5 ㎜ 의 회전 절단날를 사용할 수 있게 하였으므로, 잉곳 블록의 절삭 부스러기의 발생량을 적게 할 수 있다.Since the side separation and cutting apparatus 1 of the cylindrical ingot block of the present invention and the method of processing it into a square columnar block can use a rotary cutting blade having a diamond blade end width of 1.2 to 2.5 mm, It is possible to reduce the generation amount of cutting debris.

잉곳 소재가 단결정 실리콘 잉곳일 때는, 고가의 X 선 회석 장치가 아니라, 염가의 변위 센서를 사용하여 클램프 장치에 협지된 원통 형상 단결정 실리콘 잉곳 블록의 결정 방위를 정확하게 검지할 수 있다.When the ingot material is a single crystal silicon ingot, the crystal orientation of the cylindrical single crystal silicon ingot block sandwiched by the clamp device can be accurately detected by using an inexpensive displacement sensor instead of an expensive X-ray crystallizing device.

1 절단 장치
C C 축 (클램프 장치의 워크 회전축)
w 잉곳 블록 (워크)
S 레이저 광 반사형 변위 센서
3 안내 레일
4 워크 테이블
7 클램프 기구
7a 주축대
7b 심압대
8 로드 포트
8R 로딩/언로딩 스테이지
l3 잉곳 블록 반송 기구
14 스토커
70 클램프 기구 대기 위치 스테이지
90 슬라이싱 스테이지
91a, 91b 회전 절단날 (외주날)
92a, 92b 툴 (회전 절단날) 축1 Cutting device
C C axis (work rotating shaft of clamp device)
w Ingot Block (Work)
S Laser light reflection type displacement sensor
3 guide rails
4 Work table
7 Clamp mechanism
7a spindle
7b tailstock
8 load ports
8R loading / unloading stage
l3 Ingot block conveying mechanism
14 Stocker
70 clamp mechanism standby position stage
90 slicing stage
91a, 91b rotary cutting blade (outer peripheral blade)
92a, 92b Tool (rotary cutting blade) shaft

Claims (3)

a) 머신 케이싱 상에 좌우 방향으로 형성된 안내 레일 상을 좌우 방향으로 왕복 이동할 수 있도록 형성된 워크 테이블,
b) 상기 워크 테이블 상에 좌우로 분리되어 탑재된 주축대와 심압대의 1 쌍 으로 이루어지는 클램프 기구,
c) 상기 클램프 기구에 지지 현가된 워크를 탑재한 상기 워크 테이블을 좌우 방향으로 왕복 이동시키는 구동 기구를 포함하며,
d) 4 측면 박리 절단 장치의 정면측에서 보는 방향에서, 상기 워크 테이블이 우측 방향에서 좌측 방향을 향하고,
e) 원통 형상 잉곳 블록의 로딩/언로딩 스테이지,
f) 상기 로딩/언로딩 스테이지의 배후에 형성한 상기 클램프 기구의 대기 위치 스테이지,
g) 상기 클램프 기구의 워크 지지축을 사이에 두고 1 쌍의 회전 절단날을 그 회전 절단날 직경면이 서로 대향하도록, 또한, 상기 워크 지지축의 높이 위치보다 상방에 있는 위치에 회전 절단날 축심이 위치하도록 회전 절단날축을 상기 안내 레일에 대해 전후에 형성한 원통 형상 잉곳 블록의 측면 박리 슬라이싱 스테이지, 및
h) 상기 로딩/언로딩 스테이지의 로드 포트 위치에, 잉곳 블록의 결정 방향 검출 기기를 형성한 결정 방향 검출 스테이지,
를 형성한 원통 형상 잉곳 블록의 4 측면 박리 절단 장치.a) a work table formed on the machine casing so as to be capable of reciprocating in the left-right direction on the guide rail image formed in the left-
b) a clamping mechanism comprising a pair of a main shaft and a tailstock mounted separately on the work table,
and c) a driving mechanism for reciprocating the work table mounted with the work suspended by the clamp mechanism in the lateral direction,
d) in the direction viewed from the front side of the four side peeling and cutting apparatus, the work table is directed from the right side to the left side,
e) a loading / unloading stage of the cylindrical ingot block,
f) a standby position stage of the clamping mechanism formed behind the loading / unloading stage,
g) a pair of rotary cutting edges of the clamping mechanism sandwiching the work support shaft therebetween such that the rotary cutting edge diameter surfaces thereof face each other, and a rotary cutting blade axis is located at a position above the height position of the work support axis A side cutting-off slicing stage of a cylindrical ingot block formed on the front and rear sides with respect to the guide rail, and
h) a crystal direction detecting stage having a crystal direction detecting device of an ingot block formed at a load port position of the loading / unloading stage,
Shaped ingot block. 제 1 항에 기재된 4 측면 박리 절단 장치를 사용하여 하기 공정을 거쳐, 원통 형상 잉곳 블록을 각기둥 형상 잉곳 블록으로 모따기 가공하는 방법.
(1) 로딩/언로딩 스테이지에 있는 반입 기구를 사용하여 로드 포트를 통과시켜 원통 형상 잉곳 블록을 클램프 기구의 워크 지지축 주위로 회전시키는 기능을 갖는 인코더가 부착된 주축대와 심압대 사이로 반입하고, 이어서, 상기 심압대를 전진시켜서 원통 형상 잉곳 블록을 클램프 기구에 협지한다.
(2) 상기 협지된 원통 형상 잉곳 블록의 전측으로 떨어져 설치한 결정 방향 검출 기기에 의해 클램프 장치의 주축대의 모터에 의해 회전되는 원통 형상 잉곳 블록의 결정 방위를 측정하고, 이 워크 지지축 회전 각도를 인코더로 판독하면서 워크 지지축을 1 회전시키고, 원통 형상 잉곳 블록의 워크 지지축 회전 각도와 원통 형상 잉곳 블록 결정 방위의 상관도를 표시시킨다.
(3) 표시된 4 개의 결정 방위를 나타내는 인코더 회전 각도 중 어느 1 개의 각도 (θ) 를 선택하고, 이 각도가 회전 절단날 직경 방향면에 대한 인코더 회전 각도 45 도의 위치에 위치하도록 워크 지지축을 회전시켜 원통 형상 잉곳 블록의 결정 방위 위치를 결정한다.
(4) 회전하는 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 상기 클램프 기구를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시한다. 이 홈 가공시, 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.
(5) 이어서, 원통 형상 잉곳 블록의 워크 지지축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 180 도 회전시킨다.
(6) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 상기 클램프 기구를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시하고, 원통 형상 잉곳 블록의 전후의 원호 형상 측면을 절단한다. 이 절단 가공시, 상기 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.
(7) 이어서, 2 측면이 절단된 원통 형상 잉곳 블록의 워크 지지축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 90 도 회전시킨다.
(8) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 클램프 기구를 탑재하는 상기 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 남은 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시한다. 이 홈 가공시, 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.
(9) 이어서, 원통 형상 잉곳 블록의 워크 지지축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 180 도 회전시킨다.
(10) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 상기 클램프 기구를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시하고, 원통 형상 잉곳 블록의 전후의 원호 형상 측면을 절단하여 사각 기둥 형상 잉곳 블록으로 가공한다. 이 절단 가공시, 상기 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.A method for chamfering a cylindrical ingot block with a prismatic ingot block through the following steps using the four side peeling and cutting apparatus according to claim 1.
(1) Using a carry-in mechanism in the loading / unloading stage, carry it between the main shaft and the tailstock with an encoder that has the function of passing the rod-shaped ingot block around the work support shaft of the clamping mechanism by passing through the load port , And then the tailstock is advanced to sandwich the cylindrical ingot block with the clamping mechanism.
(2) The crystal orientation of the cylindrical ingot block rotated by the motor of the main shaft of the clamping device is measured by the crystal direction detecting device installed apart from the front side of the held cylindrical ingot block, The work support shaft is rotated once while reading with the encoder, and the correlation between the work support shaft rotation angle of the cylindrical ingot block and the cylindrical ingot block crystal orientation is displayed.
(3) Any one of the encoder rotation angles indicating the four crystal orientations indicated is selected, and the work support shaft is rotated so that the angle is located at an angle of 45 degrees of the encoder rotation angle with respect to the radial direction of the rotary cutting edge The crystal orientation position of the cylindrical ingot block is determined.
(4) A work table on which the clamping mechanism is mounted is moved in the direction of a pair of rotating cutting blades rotating so that the height of the front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotating cutting blades exceeds 1/2 And a groove process of a length is performed. In this grooving, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.
(5) Then, the work support shaft of the cylindrical ingot block is rotated 180 degrees by using the servomotor of the main shaft.
(6) moving the work table on which the clamping mechanism is mounted in the direction of the pair of rotating cutting blades rotating, so that the height of the front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotary cutting blades is more than 1/2 And the arc-shaped side surfaces before and after the cylindrical ingot block are cut. In this cutting process, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.
(7) Then, the work support shaft of the cylindrical ingot block having the two sides cut is rotated 90 degrees by using the servomotor of the main shaft.
(8) The work table on which the clamping mechanism is mounted is moved in the direction of the pair of rotating cutting blades rotating so that the height of the remaining front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotary cutting blades is halved Grooves with an excess length are machined. In this grooving, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.
(9) Then, the work support shaft of the cylindrical ingot block is rotated 180 degrees by using the servomotor of the main shaft.
(10) moving the work table on which the clamping mechanism is mounted in the direction of the pair of rotating cutting blades to be rotated, so that the height of the front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotating cutting blades exceeds 1/2 , And the front and rear arc-shaped side surfaces of the cylindrical ingot block are cut to form a rectangular columnar ingot block. In this cutting process, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge. 제 1 항에 기재된 4 측면 박리 절단 장치를 사용하여 하기의 공정을 거쳐, 원통 형상 잉곳 블록을 각기둥 형상 잉곳 블록으로 모따기 가공하는 방법.
(1) 로딩/언로딩 스테이지에 있는 반입 기구를 사용하여 로드 포트를 통과시켜, 원통 형상 잉곳 블록을 클램프 기구의 워크 지지축 주위로 회전시키는 기능을 갖는 인코더가 부착된 주축대와 심압대 사이로 반입하고, 이어서, 상기 심압대를 전진시켜 원통 형상 잉곳 블록을 클램프 기구에 협지한다.
(2) 상기 협지된 원통 형상 잉곳 블록의 전측으로 떨어져 설치한 결정 방향 검출 기기의 센서에 의해 클램프 장치의 주축대의 모터에 의해 회전되는 원통 형상 잉곳 블록의 결정 방위를 측정하고, 이 워크 지지축 회전 각도를 인코더로 판독하면서 워크 지지축을 1 회전시키고, 원통 형상 잉곳 블록의 워크 지지축 회전 각도와 원통 형상 잉곳 블록 결정 방위의 상관도를 표시시킨다.
(3) 표시된 4 개의 결정 방위를 나타내는 인코더 회전 각도 중 어느 1 개의 각도 (θ) 를 선택하고, 이 각도가 회전 절단날 직경 방향면에 대한 인코더 회전 각도 45 도의 위치에 위치하도록 워크 지지축을 회전시켜 원통 형상 잉곳 블록의 결정 방위 위치를 결정한다.
(4) 회전하는 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 상기 클램프 기구를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시한다. 이 홈 가공시, 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.
(5) 이어서, 원통 형상 잉곳 블록의 워크 지지축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 90 도 회전시킨다.
(6) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 상기 클램프 기구를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시한다. 이 홈 가공시, 상기 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.
(7) 이어서, 4 개의 홈이 형성된 원통 형상 잉곳 블록의 워크 지지축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 90 도 회전시킨다.
(8) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 클램프 기구를 탑재하는 상기 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 원통 형상 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시하고, 원통 형상 잉곳 블록의 전후의 원호 형상 측면을 절단한다. 이 절단 가공시, 상기 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.
(9) 이어서, 상기 잉곳 블록의 워크 지지축을 주축대의 서보 모터를 사용하여 90 도 또는 -270 도 회전시킨다.
(10) 회전하는 상기 1 쌍의 회전 절단날의 방향으로 상기 클램프 기구를 탑재하는 워크 테이블을 이동시켜 상기 1 쌍의 회전 절단날에 의한 잉곳 블록의 전후면의 높이를 1/2 을 초과하는 길이의 홈 가공을 실시하고, 잉곳 블록의 전후의 원호 형상 측면을 절단하여 사각 기둥 형상 잉곳 블록으로 가공한다. 이 절단 가공시, 상기 회전 절단날의 전후면에는 냉각액이 공급된다.A method for chamfering a cylindrical ingot block with a prismatic ingot block through the following steps using the four side peeling and cutting apparatus according to claim 1.
(1) Transferring between a spindle with an encoder and a tailstock with an encoder, which has a function to rotate the cylindrical ingot block about the work support axis of the clamping mechanism by passing through the load port using the loading mechanism on the loading / unloading stage Then, the above-mentioned tailstock is advanced to sandwich the cylindrical ingot block with the clamping mechanism.
(2) The crystal orientation of the cylindrical ingot block rotated by the motor of the main shaft of the clamping device is measured by the sensor of the crystal orientation detecting device installed apart from the front side of the held cylindrical ingot block, The work support shaft is rotated once while reading the angle with the encoder, and the correlation between the work support axis rotation angle of the cylindrical ingot block and the cylindrical ingot block crystal orientation is displayed.
(3) Any one of the encoder rotation angles indicating the four crystal orientations indicated is selected, and the work support shaft is rotated so that the angle is located at an angle of 45 degrees of the encoder rotation angle with respect to the radial direction of the rotary cutting edge The crystal orientation position of the cylindrical ingot block is determined.
(4) A work table on which the clamping mechanism is mounted is moved in the direction of a pair of rotating cutting blades rotating so that the height of the front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotating cutting blades exceeds 1/2 And a groove process of a length is performed. In this grooving, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.
(5) Then, the work support shaft of the cylindrical ingot block is rotated 90 degrees by using the servomotor of the main shaft.
(6) moving the work table on which the clamping mechanism is mounted in the direction of the pair of rotating cutting blades rotating, so that the height of the front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotary cutting blades is more than 1/2 Of the length of the groove. In this grooving, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.
(7) Then, the work support shaft of the four grooved cylindrical ingot blocks is rotated 90 degrees by using the servomotor of the main shaft.
(8) The work table on which the clamping mechanism is mounted is moved in the direction of the pair of rotating cutting blades rotating so that the height of the front and rear faces of the cylindrical ingot block by the pair of rotary cutting blades is more than 1/2 And the arc-shaped side surfaces before and after the cylindrical ingot block are cut. In this cutting process, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.
(9) Then, the work support shaft of the ingot block is rotated 90 degrees or -270 degrees using the servomotor of the main shaft.
(10) moving the work table on which the clamping mechanism is mounted in the direction of the pair of rotating cutting blades to be rotated so that the height of the front and rear faces of the ingot block by the pair of rotary cutting blades is greater than 1/2 And the arc-shaped side surfaces before and after the ingot block are cut to form a rectangular columnar ingot block. In this cutting process, the cooling liquid is supplied to the front and rear surfaces of the rotary cutting edge.
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