(57)【要約】【課題】クーラントをブレード砥粒部に効率的に供給し、特に大直径のインゴットの切断においても、クーラントを十分に供給して切断部の冷却効果及びブレード砥粒部の洗浄効果を向上す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。【解決手段】ブレードに対して供給するクーラントが貯溜された少なくとも１つのクーラントポケットを具備し、ブレードのブレード砥粒部を周回駆動時にクーラントポケットの上部に設けられた溝部を通して走行させることによって、ブレード砥粒部にクーラントポケットに貯溜したクーラントが接触することで、ブレードにクーラントが供給されるものであることを特徴とするインゴット切断装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
切断テーブルにインゴットが水平に載置され、ブレード砥粒部とブレード台金で構成されるエンドレスベルト状のブレードをプーリー間に張設し、前記プーリーを回転させて前記ブレードを周回駆動し、前記ブレードに対しクーラントを供給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、前記ブレードに対して供給する前記クーラントが貯溜された少なくとも１つのクーラントポケットを具備し、前記ブレードのブレード砥粒部を周回駆動時に前記クーラントポケットの上部に設けられた溝部を通して走行させることによって、前記ブレード砥粒部に前記クーラントポケットに貯溜した前記クーラントが接触することで、前記ブレードに前記クーラントが供給されるものであることを特徴とするインゴット切断装置。
【請求項２】
前記プーリーはその軸周りに両方向に回転可能に構成され、前記ブレードの周回駆動する方向を変更して前記インゴットを切断することができるものであることを特徴とする請求項１に記載のインゴット切断装置。
【請求項３】
前記クーラントポケットを少なくとも２つ具備し、前記ブレードの周回駆動方向に対して前記インゴットの前後にそれぞれ１つ以上配設されたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のインゴット切断装置。
【請求項４】
前記クーラントは、比抵抗が１７ＭΩ・ｃｍ以上の純水であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のインゴット切断装置。
【請求項５】
前記クーラントポケットに貯溜した前記クーラントに超音波を重畳する超音波伝搬手段を有するものであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のインゴット切断装置。
【請求項６】
前記インゴットは、直径が３００ｍｍ以上のシリコンインゴットであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のインゴット切断装置。
【請求項７】
切断テーブルにインゴットを水平に載置し、ブレード砥粒部とブレード台金で構成されるエンドレスベルト状のブレードをプーリー間に張設し、前記プーリーを回転させて前記ブレードを周回駆動し、前記ブレードに対しクーラントを供給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の切断方法であって、前記ブレードに対して前記クーラントを供給する少なくとも１つのクーラントポケットを配設し、前記クーラントポケットに前記クーラントを貯溜し、前記ブレードのブレード砥粒部を周回駆動時に前記クーラントポケットの上部に設けられた溝部を通して走行させることによって、前記ブレード砥粒部に前記クーラントポケットに貯溜した前記クーラントを接触させることで、前記ブレードに前記クーラントを供給することを特徴とするインゴットの切断方法。
【請求項８】
前記ブレードを一方向に周回駆動させて前記インゴットを切断し、前記ブレードを周回駆動する方向を前記方向とは逆方向に変更して前記インゴットを切断することを特徴とする請求項７に記載のインゴットの切断方法。
【請求項９】
前記クーラントポケットを前記ブレードの周回駆動方向に対して前記インゴットの前後にそれぞれ１つ以上配設し、前記配設した少なくとも２つのクーラントポケットから前記クーラントを供給することを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のインゴットの切断方法。
【請求項１０】
前記クーラントとして、比抵抗が１７ＭΩ・ｃｍ以上の純水を用いることを特徴とする請求項７乃至請求項９のいずれか１項に記載のインゴットの切断方法。
【請求項１１】
前記クーラントポケットに貯溜した前記クーラントに超音波を重畳し、該超音波を重畳したクーラントによって前記ブレード砥粒部を周回駆動時に洗浄することを特徴とする請求項７乃至請求項１０のいずれか１項に記載のインゴットの切断方法。
【請求項１２】
前記インゴットを、直径が３００ｍｍ以上のシリコンインゴットとすることを特徴とする請求項７乃至請求項１１のいずれか１項に記載のインゴットの切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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単結晶シリコンインゴットを切断するインゴット切断装置およびこれを用いた切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＺ法等によって製造されたシリコン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。シリコンインゴットの加工においては、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。次いで前記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。
前記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も多く使用されるようになってきた。
【０００３】
ここで、図６にインゴット切断装置をバンドソーとした場合の前記ブロックの切断方法についての概要を示す。
図６に示すように、このインゴット切断装置１０１には切断時にインゴットを支持するための切断テーブル１０５が設置されている。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。
【０００４】
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。また、インゴット１０４を切断する位置をブレード１０２に合わせるようにインゴット１０４の載置位置を調整する。
【０００５】
そして、ブレード１０２はプーリー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を切断する。この際、切断部の加工熱及び切削屑の除去等を目的としてブレード１０２にクーラントが供給される。このようなクーラントの供給は、主にクーラントを噴射するノズル１０８を用いて行われている。
また、このようにして切断を重ねていくと、ブレード砥粒部に切断粉末が堆積するなどして砥粒が埋もれてその切断能力が低下してしまうため、ブレードは定期的にドレッシングが行われている。
【０００６】
しかし、従来のインゴット切断装置及び切断方法では、最も切断に作用しているブレード１０２の砥粒部にクーラントが十分に供給されず加工熱及び切削屑の除去が十分に行われれないという問題があった。
この問題に対し、ブレードの切断方向側からブレードの刃先部に向けて噴射ノズルからクーラントを噴射することでクーラントを十分に供給できるとされたバンドソー切断装置及び切断方法が開示されている（特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３３４６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、このような従来のノズルを用いたクーラントの供給ではクーラントが十分に供給されない場合があった。特に、直径３００ｍｍ以上といった大直径のインゴットの切断において、十分な量のクーラントがインゴットの中心付近まで届かず、切断部の冷却効果や切断屑の除去効果を十分に発揮することができないことがあった。その結果、切断部の温度が上昇して、例えば切断面にソリが発生するといった切断精度が低下してしまうという問題があった。また、切断部の温度が７００℃以上になりブレードのダイヤモンド砥粒が酸化して劣化してしまったり、ブレード砥粒部に微細な切断粉末が堆積することにより発生するブレードの微細な振動の影響等によってブレードの寿命が低下してしまうという問題もあった。
【０００９】
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、クーラントをブレード砥粒部に効率的に供給し、特に大直径のインゴットの切断においても、クーラントを十分に供給して切断部の冷却効果及びブレード砥粒部の洗浄効果を向上す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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明によれば、切断テーブルにインゴットが水平に載置され、ブレード砥粒部とブレード台金で構成されるエンドレスベルト状のブレードをプーリー間に張設し、前記プーリーを回転させて前記ブレードを周回駆動し、前記ブレードに対しクーラントを供給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、前記ブレードに対して供給する前記クーラントが貯溜された少なくとも１つのクーラントポケットを具備し、前記ブレードのブレード砥粒部を周回駆動時に前記クーラントポケットの上部に設けられた溝部を通して走行させることによって、前記ブレード砥粒部に前記クーラントポケットに貯溜した前記クーラントが接触することで、前記ブレードに前記クーラントが供給されるものであることを特徴とするインゴット切断装置を提供する（請求項１）。
【００１１】
このように、前記ブレードに対して供給する前記クーラントが貯溜された少なくとも１つのクーラントポケットを具備し、前記ブレードのブレード砥粒部を周回駆動時に前記クーラントポケットの上部に設けられた溝部を通して走行させることによって、前記ブレード砥粒部に前記クーラントポケットに貯溜した前記クーラントが接触することで、前記ブレードに前記クーラントが供給されるものであれば、クーラントをブレード砥粒部に載せて効率的に十分に供給することができ、切断部の冷却効果及びブレード砥粒部の洗浄効果を向上することができる。その結果、切断面のソリなどを抑制して切断精度を向上でき、またブレードの寿命を向上して製造コストを低減することができる。さらに、ブレード砥粒部の洗浄効果を向上することでブレードのドレッシング頻度を低減することができ生産性を向上することもできる。
【００１２】
このとき、前記プーリーはその軸周りに両方向に回転可能に構成され、前記ブレードの周回駆動する方向を変更して前記インゴットを切断することができるものとすることができる（請求項２）。
このように、前記プーリーがその軸周りに両方向に回転可能に構成され、前記ブレードの周回駆動する方向を変更して前記インゴットを切断することができるものであれば、ブレードの周回駆動の方向の変更前後でブレードの刃先振れの向きを変えてブレードの刃先振れの変位量を低く抑えることができる。その結果、インゴットの切断精度をより効果的に向上することができ、ブレードの寿命をより確実に向上することができる。
【００１３】
またこのとき、前記クーラントポケットを少なくとも２つ具備し、前記ブレードの周回駆動方向に対して前記インゴットの前後にそれぞれ１つ以上配設されたものとすることができる（請求項３）。
このように、前記クーラントポケットを少なくとも２つ具備し、前記ブレードの周回駆動方向に対して前記インゴットの前後にそれぞれ１つ以上配設されたものであれば、ブレードの周回駆動の方向に関わらず、切断部に対してクーラントを十分に供給することができる。また、クーラントを供給するクーラントポケットが増えることで、クーラントによるブレードの洗浄効果をより確実に向上することができる。
【００１４】
またこのとき、前記クーラントは、比抵抗が１７ＭΩ・ｃｍ以上の純水であることが好ましい（請求項４）。
このように、前記クーラントが、比抵抗が１７ＭΩ・ｃｍ以上の純水のような浸透性の優れたものあれば、切断時にブレードとインゴットの間にクーラントが浸透しやすくなり、より効果的にクーラントを供給することができる。
【００１５】
またこのとき、前記クーラントポケットに貯溜した前記クーラントに超音波を重畳する超音波伝搬手段を有するものとすることができる（請求項５）。
このように、前記クーラントポケットに貯溜した前記クーラントに超音波を重畳する超音波伝搬手段を有するものであれば、クーラントに超音波を重畳してブレードの洗浄効果をより確実に向上することができる。
【００１６】
またこのとき、前記インゴットは、直径が３００ｍｍ以上のシリコンインゴットであることができる（請求項６）。
このように、前記インゴットが、直径が３００ｍｍ以上のような大直径のシリコンインゴットであっても、本発明によりクーラントをブレード砥粒部に載せて効率的に十分に供給することができ、切断部の冷却効果及びブレード砥粒部の洗浄効果を向上することができる。
【００１７】
また、本発明は、切断テーブルにインゴットを水平に載置し、ブレード砥粒部とブレード台金で構成されるエンドレスベルト状のブレードをプーリー間に張設し、前記プーリーを回転させて前記ブレードを周回駆動し、前記ブレードに対しクーラントを供給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の切断方法であって、前記ブレードに対して前記クーラントを供給する少なくとも１つのクーラントポケットを配設し、前記クーラントポケットに前記クーラントを貯溜し、前記ブレードのブレード砥粒部を周回駆動時に前記クーラントポケットの上部に設けられた溝部を通して走行させることによって、前記ブレード砥粒部に前記クーラントポケットに貯溜した前記クーラントを接触させることで、前記ブレードに前記クーラントを供給することを特徴とするインゴットの切断方法を提供する（請求項７）。
【００１８】
このように、前記ブレードに対して前記クーラントを供給する少なくとも１つのクーラントポケットを配設し、前記クーラントポケットに前記クーラントを貯溜し、前記ブレードのブレード砥粒部を周回駆動時に前記クーラントポケットの上部に設けられた溝部を通して走行させることによって、前記ブレード砥粒部に前記クーラントポケットに貯溜した前記クーラントを接触させることで、前記ブレードに前記クーラントを供給すれば、クーラントをブレード砥粒部に載せて効率的に十分に供給することができ、切断部の冷却効果及びブレード砥粒部の洗浄効果を向上することができる。その結果、切断面のソリなどを抑制して切断精度を向上でき、またブレードの寿命を向上して製造コストを低減することができる。さらに、ブレード砥粒部の洗浄効果を向上することでブレードのドレッシング頻度を低減することができ生産性を向上することができる。
【００１９】
このとき、前記ブレードを一方向に周回駆動させて前記インゴットを切断し、前記ブレードを周回駆動する方向を前記方向とは逆方向に変更して前記インゴットを切断することができる（請求項８）。
このように、前記ブレードを一方向に周回駆動させて前記インゴットを切断し、前記ブレードを周回駆動する方向を前記方向とは逆方向に変更して前記インゴットを切断すれば、ブレードの周回駆動の方向の変更前後でブレードの刃先振れの向きを変えてブレードの刃先振れの変位量を低く抑えることができる。その結果、インゴットの切断精度をより効果的に向上することができ、ブレードの寿命をより確実に向上することができる。
【００２０】
またこのとき、前記クーラントポケットを前記ブレードの周回駆動方向に対して前記インゴットの前後にそれぞれ１つ以上配設し、前記配設した少なくとも２つのクーラントポケットから前記クーラントを供給することができる（請求項９）。
このように、前記クーラントポケットを前記ブレードの周回駆動方向に対して前記インゴットの前後にそれぞれ１つ以上配設し、前記配設した少なくとも２つのクーラントポケットから前記クーラントを供給すれば、ブレードの周回駆動の方向に関わらず、切断部に対してクーラントを十分に供給することができる。また、クーラントを供給するクーラントポケットが増えることで、クーラントによるブレードの洗浄効果をより確実に向上することができる。
【００２１】
またこのとき、前記クーラントとして、比抵抗が１７ＭΩ・ｃｍ以上の純水を用いることが好ましい（請求項１０）。
このように、前記クーラントとして、比抵抗が１７ＭΩ・ｃｍ以上の純水を用いれば、切断時にブレードとインゴットの間にクーラントが浸透しやすくなり、より効果的にクーラントを供給することができる。
【００２２】
またこのとき、前記クーラントポケットに貯溜した前記クーラントに超音波を重畳し、該超音波を重畳したクーラントによって前記ブレード砥粒部を周回駆動時に洗浄することができる（請求項１１）。
このように、前記クーラントポケットに貯溜した前記クーラントに超音波を重畳し、該超音波を重畳したクーラントによって前記ブレード砥粒部を周回駆動時に洗浄すれば、ブレードの洗浄効果をより確実に向上することができる。
【００２３】
またこのとき、前記インゴットを、直径が３００ｍｍ以上のシリコンインゴットとすることができる（請求項１２）。
このように、前記インゴットが、直径が３００ｍｍ以上のような大直径のシリコンインゴットであっても、本発明によりクーラントをブレード砥粒部に載せて効率的に十分に供給することができ、切断部の冷却効果及びブレード砥粒部の洗浄効果を向上することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明では、インゴット切断装置において、ブレードに対して供給するクーラントが貯溜された少なくとも１つのクーラントポケットを具備し、前記ブレードのブレード砥粒部を周回駆動時に前記クーラントポケットの上部に設けられた溝部を通して走行させることによって、前記ブレード砥粒部に前記クーラントポケットに貯溜した前記クーラントが接触することで、前記ブレードに前記クーラントが供給されるので、クーラントをブレード砥粒部に載せて効率的に供給することができ、特に大直径のインゴットの切断においてもクーラントを十分に供給して切断部の冷却効果及びブレード砥粒部の洗浄効果を向上することができる。その結果、切断面のソリなどを抑制して切断精度を向上でき、またブレードの寿命を向上して製造コストを低減することができ、さらに、ブレード砥粒部の洗浄効果を向上することでブレードのドレッシング頻度を低減することができ生産性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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。
インゴット切断装置によるインゴットの切断において、従来のノズル噴射によるクーラントの供給では、クーラントが切断部に十分に供給されない場合があった。特に、直径３００ｍｍ以上のような大直径のインゴットの切断において、クーラントがインゴットの中心付近まで十分に届かず、冷却効果及び切断屑の除去効果を発揮することができないことがあった。その結果、切断精度の低下、ブレードのダイヤモンド砥粒の酸化による劣化又はブレード砥粒部に微細な切断粉末が堆積してブレードに微細な振動が発生することによるブレードの寿命の低下等の問題が生じていた。
【００２６】
そこで、本発明者はこのような問題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、従来のノズルを用いたクーラントの供給において十分にクーラントが供給されないのは、ノズルからの噴射時にクーラントがブレード砥粒部に水圧で当たり、その反動で弾けてしまうのでクーラントがブレード砥粒部に付着しにくいことに起因しており、すなわち、ブレード砥粒部に載せるクーラント量を適切に管理することが困難であるためと考えた。
【００２７】
そして、ノズルからクーラントを噴射して供給するのではなく、ブレード砥粒部をクーラントを貯溜したクーラントポケットの上部に設けられた溝部を通して走行させれば、十分な量のクーラントをブレード砥粒部に載せて効率的に供給することができることに想到した。そして、これらを実施するための最良の形態について精査し、本発明を完成させた。
【００２８】
図１は、本発明に係るインゴット切断装置の一例を示す上面概略図である。
図１に示すように、インゴット切断装置のブレードはバンドソーとすることができる。
本発明に係るインゴット切断装置１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、インゴット４を切断するためのブレード２、ブレード２を張設して周回駆動させるためのプーリー３、３’等を具備している。
【００２９】
また、ブレード２はエンドレスベルト状となっており、図２に示すように、薄いブレード台金７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６で構成されている。
ここで、ブレード砥粒部６の粒度は、特に限定されることはないが、例えば１２０番〜２２０番とすることができる。また、砥粒の形状は、半円状か長方形とすることができる。砥粒がこのような左右対称形状であれば、ブレード２の周回駆動方向がインゴット４の切断面に影響を与えないものとすることができる。また、特に限定されることはないが、ブレード砥粒部の厚さは例えば０．４〜０．９ｍｍ（ブレード台金の厚さは０．１〜０．５ｍｍ）とすることができる。
【００３０】
プーリー３、３’はその軸周りに回転可能に構成され、ブレード２がプーリー３、３’間に張設されており、プーリー３、３’が回転することでブレード２を周回駆動させることができるようになっている。ここで、特に限定されることはないが、ブレード２が周回駆動するときの走行速度を例えば６００〜１４００ｍ／ｍｉｎとすることができる。
【００３１】
また、本発明ではブレード２に対してクーラントを供給する少なくとも１つのクーラントポケット８を具備している。図３に示すように、クーラントポケット８の上部には溝部９が設けられており、ブレード２のブレード砥粒部６を溝部９を通して走行させることができるようになっている。そして、この溝部９に対してクーラントを供給することで、クーラントポケット８にクーラントを貯溜することができるようになっている。
また、切断中のブレード２の振動を抑制するために、一対の静圧パッド１０をブレード２を通過させるように所定の間隔を開けて対向して配置するものとすることもできる。
【００３２】
このように構成された本発明に係るインゴット切断装置１は、ブレード２のブレード砥粒部６を周回駆動時にクーラントポケット８の上部に設けられた溝部９を通して走行させることによって、ブレード砥粒部６にクーラントポケット８に貯溜したクーラントが接触することで、ブレード２にクーラントが供給され、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ブレード砥粒部６とインゴット４とを当接させてインゴット４を切断していくものとなっている。
【００３３】
このような構成とした本発明のインゴット切断装置１により、十分な量のクーラントをブレード砥粒部６に載せて効率的に供給することができ、特に大直径のインゴットの切断においても、クーラントを十分に供給して切断部の冷却効果及びブレード砥粒部６の洗浄効果を向上することができる。その結果、切断面のソリなどを抑制して切断精度を向上できる。また、ブレード２の微細な振動の原因となるブレード砥粒部６への切断粉末の堆積を抑制してブレード２の寿命を向上することができ、それにより製造コストを低減することができる。さらに、ブレード砥粒部６の洗浄効果を向上することでブレード２のドレッシング頻度を低減して工程時間を短縮することができ生産性を向上することもできる。
【００３４】
本発明により、例えば直径が３００ｍｍ以上といった大直径のシリコンインゴット切断時において切断部の温度を１００℃程度に抑えることができ、従来のこのような大直径のシリコンインゴット切断時における、クーラントが十分に供給されないために切断部の温度が７００℃以上となりダイヤモンド砥粒が酸化して劣化してしまうといったことを防ぐことができる。
【００３５】
このとき、特に限定されることはないが、図３に示すように、配設する少なくとも１つのクーラントポケット８が、ブレード２の周回駆動方向に対してインゴット４の直前付近に配設されていれば、ブレード砥粒部６に載ったクーラントをインゴット４の切断部により効率的に供給することができ好ましい。
またこのとき、クーラントポケット８は静圧パッド１０の下方に配設することができる。このようにブレード２の振動がより抑えられる静圧パッドの位置にクーラントポケット８を配設すれば、ブレード砥粒部６にクーラントをより安定して載せることができる。
【００３６】
さらに、クーラントポケット８を静圧パッド１０の下方に配設し、静圧パッド１０のブレード２側の面にクーラント噴出口（不図示）を設けて、このクーラント噴出口からクーラントをブレード２（ブレード台金部）に向けて噴出してブレード２の振動を抑制しつつ、噴出したクーラントをクーラントポケット８に貯溜するように構成することもできる。
【００３７】
またこのとき、プーリー３、３’はその軸周りに両方向に回転可能に構成されることができる。そして、ブレード２を周回駆動させる方向を変更してインゴット４を切断することができるものとすることができる。ここで、プーリー３、３’には回転方向を変更した際に緩みが発生しないような固定ボルトを設けることが望ましい。
【００３８】
このように、プーリー３、３’がその軸周りに両方向に回転可能に構成され、ブレード２の周回駆動する方向を変更してインゴット４を切断することができるものであれば、ブレード２の周回駆動の方向の変更前後でブレード砥粒部６とインゴット４の当たる方向が変わることによってブレード２の刃先振れの方向が逆方向となり、すなわちブレード２の刃先振れの変位量を低く抑えることができる。その結果、インゴット４の切断精度をより効果的に向上することができ、ブレード２の寿命をより確実に向上することができる。
【００３９】
ここで、２つのプーリー３、３’のうち回転駆動可能であるプーリーをどちらか１つにして１軸駆動としても良いし、両方にして２軸駆動としても良い。
またここで、特に限定されることはないが、ブレード２をプーリー３、３’間で張り上げる張力を１ｔ以上とすることができる。このようにプーリー３、３’間での張り上げ張力を１ｔ以上とすれば、１軸駆動の場合であっても、ブレード２の周回駆動の方向に関わらず回転中にブレード２にブレが発生するのを防ぐことができる。
【００４０】
またこのとき、図４に示すように、クーラントポケットを少なくとも２つ具備し、ブレード２の周回駆動方向に対してインゴット４の前後にそれぞれ１つ以上配設されたものとすることができる。
このように、クーラントポケット８、８’を少なくとも２つ具備し、ブレード２の周回駆動方向に対してインゴット４の前後にそれぞれ１つ以上配設されたものであれば、ブレード２の周回駆動の方向に関わらず、切断部に対してクーラントを十分に供給することができる。そのため、ブレード２の周回駆動の方向によって、クーラントポケット８、８’の設置位置を変更する必要のない構成とすることができる。このクーラントポケットの数はもちろん、３つ以上設けることも可能である。
【００４１】
また、クーラントを供給するクーラントポケット８、８’を増やすことで、特にブレード２の周回駆動方向に対してインゴット４の後ろ側にクーラントポケット８’を配設することで、クーラントによるブレード２の洗浄効果をより確実に向上することができる。
【００４２】
またこのとき、供給するクーラントは、比抵抗が１７ＭΩ・ｃｍ以上の純水であることが好ましい。
このように、クーラントが、比抵抗が１７ＭΩ・ｃｍ以上の純水のような浸透性の優れたものあれば、切断時にブレード２とインゴット４の間にクーラントが浸透しやすくなり、より効果的にクーラントを供給することができる。
【００４３】
またこのとき、図４に示すように、クーラントポケット８、８’に貯溜したクーラントに超音波を重畳する超音波伝搬手段１１を有するものとすることができる。
このように、クーラントポケット８、８’に貯溜したクーラントに超音波を重畳する超音波伝搬手段１１を有するものであれば、超音波を重畳したクーラントでブレード２の洗浄効果をより確実に向上することができる。ここで、超音波伝搬手段１１により、配設されている全てのクーラントポケット８、８’に貯溜したクーラントに超音波を重畳する構成としても良いし、その１部のみに超音波を重畳する構成としても良い。
ここで、特に限定されることはないが、超音波の周波数を例えば４００〜４６０ＫＨｚ、出力を１３〜１７Ｗとすることができる。
【００４４】
またこのとき、インゴット４は、直径が３００ｍｍ以上のシリコンインゴットであることができる。
このように、インゴット４が、直径が３００ｍｍ以上のような大直径のシリコンインゴットであっても、本発明によりクーラントをブレード砥粒部６に載せて効率的に十分に供給することができ、切断部の冷却効果及びブレード砥粒部６の洗浄効果を向上することができる。
【００４５】
次に本発明に係るインゴットの切断方法について説明する。
ここでは、図１に示すような本発明に係るインゴット切断装置を用いた場合について説明する。
まず、ブレード２に対してクーラントを供給する少なくとも１つのクーラントポケット８を配設し、このクーラントポケット８にクーラントを貯溜する。
また、切断するインゴット４を切断テーブル５に水平に載置する。そして、インゴット４の切断する位置をブレード２の位置に合わせるようにインゴット４の載置位置を調整する。
【００４６】
その後、プーリー３、３’を回転させてブレード２を周回駆動させ、図３に示すように、ブレード２のブレード砥粒部６をクーラントポケット８の上部に設けられた溝部９を通して走行させることによって、ブレード砥粒部６にクーラントポケット８に貯溜したクーラントを接触させることで、ブレード２にクーラントを供給する。そして、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を切断していく。この場合、ブレード２を上から下に送り出しても良いし、インゴット４を下から上に送り出すようにしても良い。
【００４７】
このとき、図３に示すように、クーラントポケット８に貯溜されたクーラントの一部はブレード砥粒部６に載って供給され、他の一部は溝部９から外へ流れ出る。そのため、クーラントが常にクーラントポケット８に貯溜されているように、クーラントポケット８の溝部９に対してクーラントを供給する。ここで、前述したように、クーラントポケット８を静圧パッド１０の下方に配設し、静圧パッド１０のクーラント噴出口からクーラントを噴出してブレード２の振動を抑制しつつ、噴出したクーラントをクーラントポケット８に貯溜するようにしても良い。
ここで、特に限定されることはないが、ブレード２が周回駆動するときの走行速度を例えば６００〜１４００ｍ／ｍｉｎとすることができる。
【００４８】
このようにしてインゴット４を切断することで、クーラントをブレード砥粒部６に載せて効率的に切断部に供給することができ、特に大直径のインゴット４の切断においても、クーラントを十分に供給して切断部の冷却効果及びブレード砥粒部６の洗浄効果を向上することができる。その結果、切断面のソリなどを抑制して切断精度を向上できる。また、ブレード２の微細な振動の原因となるブレード砥粒部６への切断粉末の堆積を抑制してブレード２の寿命を向上することができ、それにより製造コストを低減することができる。さらに、ブレード砥粒部６の洗浄効果を向上することでブレード２のドレッシング頻度を低減して工程時間を短縮することができ生産性を向上することもできる。
【００４９】
このとき、ブレード２を一方向に周回駆動させてインゴット４を切断し、ブレード２を周回駆動する方向を前記方向とは逆方向に変更してインゴット４を切断することができる。
このように、ブレード２を一方向に周回駆動させてインゴット４を切断し、ブレード２を周回駆動する方向を前記方向とは逆方向に変更してインゴット４を切断すれば、ブレード２の周回駆動の方向の変更前後でブレード砥粒部６とインゴット４の当たる方向が変わることによってブレード２の刃先振れの方向が逆方向となり、すなわちブレード２の刃先振れの変位量を低く抑えることができる。その結果、インゴット４の切断精度をより効果的に向上することができ、ブレード２の寿命をより確実に向上することができる。
【００５０】
またこのとき、図４に示すように、クーラントポケットをブレード２の周回駆動方向に対してインゴット４の前後にそれぞれ１つ以上配設し、該配設した少なくとも２つのクーラントポケット８、８’からクーラントを供給することができる。
このように、クーラントポケット８、８’をブレード２の周回駆動方向に対してインゴット４の前後にそれぞれ１つ以上配設し、該配設した少なくとも２つのクーラントポケット８、８’からクーラントを供給すれば、ブレード２の周回駆動の方向に関わらず、切断部に対してクーラントを十分に供給することができる。そのため、ブレード２の周回駆動の方向によって、クーラントポケット８、８’の設置位置を変更する必要のない方法とすることができる。
【００５１】
また、クーラントを供給するクーラントポケット８、８’を増やすことで、特にブレード２の周回駆動方向に対してインゴット４の後ろ側にクーラントポケット８’を配設することで、クーラントによるブレード２の洗浄効果をより確実に向上することができる。
【００５２】
またこのとき、クーラントとして、比抵抗が１７ＭΩ・ｃｍ以上の純水を用いることが好ましい。
このように、クーラントとして、比抵抗が１７ＭΩ・ｃｍ以上の純水を用いれば、切断時にブレード２とインゴット４の間にクーラントが浸透しやすくなり、より効果的にクーラントを供給することができる。
【００５３】
またこのとき、図４に示すように、クーラントポケット８、８’に貯溜したクーラントに超音波を重畳し、該超音波を重畳したクーラントによってブレード砥粒部６を周回駆動時に洗浄することができる。
このように、クーラントポケット８、８’に貯溜したクーラントに超音波を重畳し、該超音波を重畳したクーラントによってブレード砥粒部６を周回駆動時に洗浄すれば、クーラントに重畳した超音波でブレード２の洗浄効果をより確実に向上することができる。ここで、配設されている全てのクーラントポケット８、８’に貯溜したクーラントに超音波を重畳しても良いし、その１部のみに超音波を重畳しても良い。
ここで、特に限定されることはないが、超音波の周波数を例えば４００〜４６０ＫＨｚ、出力を１３〜１７Ｗとすることができる。
【００５４】
またこのとき、インゴット４を、直径が３００ｍｍ以上のシリコンインゴットとすることができる。
このように、インゴット４が、直径が３００ｍｍ以上のような大直径のシリコンインゴットであっても、本発明によりクーラントをブレード砥粒部６に載せて効率的に十分に供給することができ、切断部の冷却効果及びブレード砥粒部６の洗浄効果を向上することができる。
【実施例】
【００５５】
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。
【００５６】
（実施例１）
図１、図３に示すような、本発明の１つのクーラントポケットを具備したインゴット切断装置を用い、直径３０１ｍｍの単結晶シリコンインゴットをブロック切断し、切断後のブロック切断面のソリを測定し、またブレードの寿命を評価した。このとき、ブレードは砥粒部の厚さが０．６５ｍｍ（台金の厚さは０．３ｍｍ）のものを使用し、ブレードの走行速度を１１００ｍ／ｍｉｎとした。また、クーラントとして、比抵抗が１７．５ＭΩ・ｃｍの純水を使用した。
【００５７】
そして、ブロック切断を繰り返し行い、ブレードの刃先振れの変位量が２００μｍ以上になったときをブレードの寿命としてそれまでの切断回数を測定した。ブレードが寿命になった時点でブレードを新しいものに交換し、これを１０回繰り返し行いブレード寿命を評価した。
【００５８】
その結果、切断面のソリの最大値は２５０μｍであり、後述する比較例の結果の５００μｍと比べ小さくなっていることが分かった。そして、このことにより切断面不良が０．１％から０．００５％に半減することが確認できた。
また、ブレードの寿命の結果を図５に示す。図５はブレード番号と比較例のブレードの寿命の平均値を１とした場合のブレードの寿命との関係を示したグラフである。ブレードの寿命はブレードの刃先振れの変位量が２００μｍ以上になるまでの切断回数とした。図５に示すように、後述する比較例の結果と比べブレードの寿命が向上していることが確認できた。
【００５９】
また、１回のブロック切断後のブレード砥粒部における切断屑の付着状況を調査するために、２００倍の光学顕微鏡でブレード砥粒部を観察した。その結果、後述する比較例でブロック切断後にドレッシングを実施した後と同程度の切断屑の付着状況となっており、クーラントによる洗浄効果が向上していることが確認できた。
このように、本発明のインゴット切断装置及び切断方法は、クーラントを十分に供給して冷却効果及びブレード砥粒部の洗浄効果を向上し、その結果、切断精度及びブレードの寿命を向上できることが確認できた。
【００６０】
（実施例２）
実施例１と同様な条件に加え、超音波伝搬手段を設けてクーラントポケットに貯溜したクーラントに超音波を重畳しながらインゴットをブロック切断し、ブレードの寿命を実施例１と同様にして評価した。このときの超音波の周波数を４３０ＫＨｚとし、出力を１５Ｗとした。
その結果を図５に示す。図５に示すように、後述する比較例の結果と比べブレードの寿命が向上し、さらに実施例１よりも向上していることが確認できた。
【００６１】
（実施例３）
実施例２と同様な条件に加え、図４に示すように、クーラントポケットと超音波伝搬手段のそれぞれ２つづつを、クーラントポケットがブレードの周回駆動方向に対してインゴットの前後にそれそれ１つづつ配設されるように構成した。そして、クーラントポケットに貯溜したクーラントに超音波を重畳しながらインゴットをブロック切断した。また、切断中にブレードの刃先振れの変位量を測定し、その変位量が１００μｍ以上になったとき、次のブロック切断開始前にブレードの周回駆動する方向を変更するようにした。そして、ブレードの寿命を実施例２と同様にして評価した。
その結果を図５に示す。図５に示すように、後述する比較例の結果と比べブレードの寿命が向上し、さらに実施例２よりも向上していることが確認できた。
【００６２】
（比較例）
図６に示すような、ノズルによりクーラントを供給する従来のインゴット切断装置を用いた以外、実施例１と同様な条件でインゴットをブロック切断し、切断後のブロックの切断面のソリ及びブレードの寿命を実施例１と同様にして評価した。
その結果、切断面のソリの最大値は５００μｍであり、実施例１より悪化していた。
また、ブレードの寿命の結果を図５に示す。図５に示すように、実施例１に比べブレードの寿命が悪化していることが確認できた。
【００６３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係るインゴット切断装置の一例を示す上面概略図である。
【図２】本発明に係るインゴット切断装置で用いることができるブレードを示した概略図である。
【図３】本発明に係るインゴット切断装置のクーラントポケットに貯溜されたクーラントをブレードに供給する様子を示した概略説明図である。
【図４】本発明に係るインゴット切断装置の別の一例の一部を拡大した概略図である。
【図５】実施例１−３、比較例のブレードの寿命の結果を示すグラフである。
【図６】従来のインゴット切断装置の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００６５】
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…ブレード砥粒部、
７…ブレード台金、８、８’…クーラントポケット、９…溝部、
１０、１０’…静圧パッド、１１…超音波伝搬手段。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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