(57)【要約】【課題】インゴットの切り終わり時の座り状態を安定化して維持し、インゴットの切断の際のカケやチップの発生を抑制することで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インゴットの切断方法を提供することを目的とする。【解決手段】少なくとも、切断テーブルの上面に設置され、該切断テーブル上に載置される前記インゴットとの間に介在するＶプロセスパッドを有し、該Ｖプロセスパッドは、パッド本体内に粉粒体を封入し、前記パッド本体の供給部から供給されたエアーを吸引部から吸引して減圧し、前記粉粒体を硬化させることによって表面形状を造形可能なものであり、前記Ｖプロセスパッドを減圧して前記Ｖプロセスパッドの載置面の表面形状を該載置されたインゴットの表面形状に沿うように造形して前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させて前記インゴットを切断す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
2010267941.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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断するためのブレードとを有し、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、少なくとも、
前記切断テーブルの上面に設置され、該切断テーブル上に載置される前記インゴットとの間に介在するＶプロセスパッドを有し、該Ｖプロセスパッドは、パッド本体と、該パッド本体内に封入される粉粒体と、前記パッド本体内へ供給部からエアーを供給する供給手段と、前記パッド本体内のエアーを吸引部から吸引する吸引手段とを有し、前記吸引手段により前記パッド本体内のエアーを吸引して減圧し、前記粉粒体を硬化させることによって表面形状を造形可能なものであり、
前記Ｖプロセスパッドのパッド本体内を前記吸引手段により減圧して前記Ｖプロセスパッドの前記インゴットを載置する載置面の表面形状を該載置面上に載置された前記インゴットの表面形状に沿うように造形して前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させて前記インゴットを切断す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Ｖプロセスパッドは前記供給部及び吸引部が前記切断テーブルの上面のＶ字底部側に位置するように設置され、前記供給部からエアーを供給することによって前記粉粒体をパッド本体内の上方に移動させ、前記吸引部からエアーを吸引することによって前記上方に移動した粉粒体をパッド本体内の下方に移動させて硬化させ、前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させ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】
前記切断テーブルの上面のＶ字底部に設置され、前記インゴットを下方から支持する支持体をさらに具備する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】
前記切断テーブルはインゴットを切断するためのブレードが前記切断テーブルに接触しないようにするための隙間を有し、該隙間に配置され、前記インゴットの切り終わり部分を下方から支持する支え治具を具備す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】
前記粉粒体は、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれか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】
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方法であって、少なくとも、
パッド本体内に粉粒体を封入し、前記パッド本体内の供給部から供給されたエアーを吸引部から吸引して減圧し、前記粉粒体を硬化させることによって表面形状を造形可能なＶプロセスパッドを前記切断テーブルの上面に設置し、
前記インゴットを前記切断テーブル上に前記Ｖプロセスパッドを介して載置し、前記Ｖプロセスパッドのパッド本体内を減圧して前記Ｖプロセスパッドの前記インゴットを載置した載置面の表面形状を前記載置したインゴットの表面形状に沿うように造形して前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させた後、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。
【請求項７】
前記Ｖプロセスパッドを前記供給部及び吸引部が前記切断テーブルの上面のＶ字底部側に位置するように設置し、前記インゴットを前記Ｖプロセスパッド上に載置する前に、前記供給部からエアーを供給することによって前記粉粒体をパッド本体内の上方に移動させ、前記インゴットを載置した後の前記Ｖプロセスパッドの前記吸引部からエアーを吸引することによって前記上方に移動した粉粒体をパッド本体内の下方に移動させて硬化させ、前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させることを特徴とする請求項６に記載のインゴット切断方法。
【請求項８】
前記インゴットを下方から支持する支持体を前記切断テーブルの上面のＶ字底部に設置し、前記支持体の上面を基準面として前記インゴットを下方から支持しつつ、前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のインゴット切断方法。
【請求項９】
前記切断テーブルにインゴットを切断するためのブレードが前記切断テーブルに接触しないようにするための隙間を設け、該隙間に設けた支え治具により前記インゴットの切り終わり部分を下方から支持することを特徴とする請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載のインゴット切断方法。
【請求項１０】
前記粉粒体として、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれかを用いることを特徴とする請求項６乃至請求項９のいずれか１項に記載のインゴット切断方法。
【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の切断方法に関する。
【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。
【０００３】
ここで、図６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６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を支持するための上面が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。
【０００４】
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。
【０００５】
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を切断する。
【０００６】
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、特に切り終わり部分にカケ、チップ等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の外周面を研磨し、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。このようにすることでインゴット１０４の切断時に載置面上のインゴットのズレが抑えられてカケ、チップの発生をある程度抑制でき、製品ロスが多少軽減される。
【０００７】
しかし、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の外周面を研磨せず、未加工の状態でブロックに切断する要求が増加する傾向にある。このような引上げ後の外周面が未加工のインゴットの形状は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ず、このようなインゴット１０４はたとえクランプされても安定しないのが現状である。
【０００８】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２３８５７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
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を追従出来ずに、カケ、チップの発生が多大であった。
【００１１】
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、チップ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、チップ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、熟練者によってでも行うことが困難であった。
【００１２】
本発明は前述のような問題に鑑みてなされたもので、切断テーブル上に載置するインゴットの座りを改善し、特に引上げ直後の外周面が凹凸の形状のインゴットの切断においても、インゴットの座り状態を安定化して維持し、インゴットの切断の際のカケやチップの発生を抑制することで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インゴットの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】
【００１３】
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断するためのブレードとを有し、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、少なくとも、前記切断テーブルの上面に設置され、該切断テーブル上に載置される前記インゴットとの間に介在するＶプロセスパッドを有し、該Ｖプロセスパッドは、パッド本体と、該パッド本体内に封入される粉粒体と、前記パッド本体内へ供給部からエアーを供給する供給手段と、前記パッド本体内のエアーを吸引部から吸引する吸引手段とを有し、前記吸引手段により前記パッド本体内のエアーを吸引して減圧し、前記粉粒体を硬化させることによって表面形状を造形可能なものであり、前記Ｖプロセスパッドのパッド本体内を前記吸引手段により減圧して前記Ｖプロセスパッドの前記インゴットを載置する載置面の表面形状を該載置面上に載置された前記インゴットの表面形状に沿うように造形して前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させて前記インゴットを切断する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。
【００１４】
このように、少なくとも、前記切断テーブルの上面に設置され、該切断テーブル上に載置される前記インゴットとの間に介在するＶプロセスパッドを有し、該Ｖプロセスパッドは、パッド本体と、該パッド本体内に封入される粉粒体と、前記パッド本体内へ供給部からエアーを供給する供給手段と、前記パッド本体内のエアーを吸引部から吸引する吸引手段とを有し、前記吸引手段により前記パッド本体内のエアーを吸引して減圧し、前記粉粒体を硬化させることによって表面形状を造形可能なものであり、前記Ｖプロセスパッドのパッド本体内を前記吸引手段により減圧して前記Ｖプロセスパッドの前記インゴットを載置する載置面の表面形状を該載置面上に載置された前記インゴットの表面形状に沿うように造形して前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させて前記インゴットを切断するものであれば、切断テーブルとインゴットとの間に介在するＶプロセスパッドによってインゴットの外周面の凸凹の形状が吸収され、インゴットの座りが安定化した状態でインゴットとＶプロセスパッドとを密着させてインゴットを切断することができ、インゴットの切断時のカケやチップの発生を抑制することができるものとなる。
【００１５】
このとき、前記Ｖプロセスパッドは前記供給部及び吸引部が前記切断テーブルの上面のＶ字底部側に位置するように設置され、前記供給部からエアーを供給することによって前記粉粒体をパッド本体内の上方に移動させ、前記吸引部からエアーを吸引することによって前記上方に移動した粉粒体をパッド本体内の下方に移動させて硬化させ、前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させるものであることが好ましい。
【００１６】
このように、前記Ｖプロセスパッドが前記供給部及び吸引部が前記切断テーブルの上面のＶ字底部側に位置するように設置され、前記供給部からエアーを供給することによって前記粉粒体をパッド本体内の上方に移動させ、前記吸引部からエアーを吸引することによって前記上方に移動した粉粒体をパッド本体内の下方に移動させて硬化させ、前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させるものであれば、インゴットを載置するＶプロセスパッドの載置面全体に粉粒体を行き渡らせて、より効果的にインゴットの表面形状に沿うように造形することができ、インゴットの座りを安定させて切断時のカケやチップの発生をより確実に抑制することができるものとなる。
【００１７】
またこのとき、前記切断テーブルの上面のＶ字底部に設置され、前記インゴットを下方から支持する支持体をさらに具備するものとすることができる。
このように、前記切断テーブルの上面のＶ字底部に設置され、前記インゴットを下方から支持する支持体をさらに具備するものであれば、Ｖプロセスパッドを造形する際に、支持体によりインゴットを下方から支持して安定して水平に保つことができ、支持体の上面を基準面としてＶプロセスパッドの造形を容易に、より精度良く行うことができるものとなる。
【００１８】
またこのとき、前記切断テーブルはインゴットを切断するためのブレードが前記切断テーブルに接触しないようにするための隙間を有し、該隙間に配置され、前記インゴットの切り終わり部分を下方から支持する支え治具を具備するものとすることができる。
【００１９】
このように、前記切断テーブルがインゴットを切断するためのブレードが前記切断テーブルに接触しないようにするための隙間を有し、該隙間に配置され、前記インゴットの切り終わり部分を下方から支持する支え治具を具備するものであれば、ブレードが切断テーブルに接触するのを防止しつつ、支え治具を切断時の支点として切断テーブルの隙間部分の段差による影響を抑えることができ、カケやチップの発生をより確実に抑制することができるものとなる。また、支え治具が、Ｖプロセスパッドが切断テーブルの隙間にはみ出さないようにするための仕切りとなるので、Ｖプロセスパッドがブレードにより破損するのを抑制することができるものとなる。
【００２０】
またこのとき、前記粉粒体は、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれかであることが好ましい。
このように、前記粉粒体が、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれかであれば、低コストなものを容易に入手することができるし、粒度の細かいものとして微細な凸凹形状に形成できるものとなる。
【００２１】
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方法であって、少なくとも、パッド本体内に粉粒体を封入し、前記パッド本体の供給部から供給されたエアーを吸引部から吸引して減圧し、前記粉粒体を硬化させることによって表面形状を造形可能なＶプロセスパッドを前記切断テーブルの上面に設置し、前記インゴットを前記切断テーブル上に前記Ｖプロセスパッドを介して載置し、前記Ｖプロセスパッドのパッド本体内を減圧して前記Ｖプロセスパッドの前記インゴットを載置した載置面の表面形状を前記載置したインゴットの表面形状に沿うように造形して前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させた後、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。
【００２２】
このように、少なくとも、パッド本体内に粉粒体を封入し、前記パッド本体の供給部から供給されたエアーを吸引部から吸引して減圧し、前記粉粒体を硬化させることによって表面形状を造形可能なＶプロセスパッドを前記切断テーブルの上面に設置し、前記インゴットを前記切断テーブル上に前記Ｖプロセスパッドを介して載置し、前記Ｖプロセスパッドのパッド本体内を減圧して前記Ｖプロセスパッドの前記インゴットを載置した載置面の表面形状を前記載置したインゴットの表面形状に沿うように造形して前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させた後、前記インゴットを切断すれば、切断テーブルとインゴットとの間のＶプロセスパッドによってインゴットの外周面の凸凹の形状を吸収し、インゴットの座りが安定化した状態でインゴットとＶプロセスパッドとを密着させてインゴットを切断することができ、インゴットの切断時のカケやチップの発生を抑制することができる。
【００２３】
このとき、前記Ｖプロセスパッドを前記供給部及び吸引部が前記切断テーブルの上面のＶ字底部側に位置するように設置し、前記インゴットを前記Ｖプロセスパッド上に載置する前に、前記供給部からエアーを供給することによって前記粉粒体をパッド本体内の上方に移動させ、前記インゴットを載置した後の前記Ｖプロセスパッドの前記吸引部からエアーを吸引することによって前記上方に移動した粉粒体をパッド本体内の下方に移動させて硬化させ、前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させることが好ましい。
【００２４】
このように、前記Ｖプロセスパッドを前記供給部及び吸引部が前記切断テーブルの上面のＶ字底部側に位置するように設置し、前記インゴットを前記Ｖプロセスパッド上に載置する前に、前記供給部からエアーを供給することによって前記粉粒体をパッド本体内の上方に移動させ、前記インゴットを載置した後の前記Ｖプロセスパッドの前記吸引部からエアーを吸引することによって前記上方に移動した粉粒体をパッド本体内の下方に移動させて硬化させ、前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させれば、インゴットを載置するＶプロセスパッドの載置面全体に粉粒体を行き渡らせて、より効果的にインゴットの表面形状に沿うように造形することができ、インゴットの切断時のカケやチップの発生をより確実に抑制することができる。
【００２５】
またこのとき、前記インゴットを下方から支持する支持体を前記切断テーブルの上面のＶ字底部に設置し、前記支持体の上面を基準面として前記インゴットを下方から支持しつつ、前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させることができる。
このように、前記インゴットを下方から支持する支持体を前記切断テーブルの上面のＶ字底部に設置し、一旦、前記支持体の上面を基準面として前記インゴットを下方から支持し、その後、Ｖプロセスパッドにエアーを供給後、Ｖプロセスパッド内のエアーを吸引することによって前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させれば、Ｖプロセスパッドを造形後に、Ｖプロセスパッドによりインゴットを下方から支持して安定して水平に保つことができ、支持体の上面を基準面としてＶプロセスパッドの造形を容易に、より精度良く行うことができる。
【００２６】
またこのとき、前記切断テーブルにインゴットを切断するためのブレードが前記切断テーブルに接触しないようにするための隙間を設け、該隙間に設けた支え治具により前記インゴットの切り終わり部分を下方から支持することができる。
【００２７】
このように、前記切断テーブルにインゴットを切断するためのブレードが前記切断テーブルに接触しないようにするための隙間を設け、該隙間に設けた支え治具により前記インゴットの切り終わり部分を下方から支持すれば、ブレードが切断テーブルに接触するのを防止しつつ、支え治具を切断時の支点として切断テーブルの隙間部分の段差による影響を抑えることができ、カケやチップの発生を抑制することができる。また、支え治具をＶプロセスパッドが切断テーブルの隙間にはみ出さないようにするための仕切りとすることができるので、Ｖプロセスパッドがブレードにより破損するのを抑制することができる。
【００２８】
またこのとき、前記粉粒体として、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれかを用いることができる。
このように、前記粉粒体として、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれかを用いれば、低コストで実施することができるし、粒度の細かいものを用いて微細な凸凹形状に形成することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明では、インゴット切断装置において、切断テーブルの上面に設置され、該切断テーブル上に載置されるインゴットとの間に介在するＶプロセスパッドを有し、該Ｖプロセスパッドは、パッド本体と、該パッド本体内に封入される粉粒体と、前記パッド本体内へ供給部からエアーを供給する供給手段と、前記パッド本体内のエアーを吸引部から吸引する吸引手段とを有し、前記吸引手段により前記パッド本体内のエアーを吸引して減圧し、前記粉粒体を硬化させることによって表面形状を造形可能なものであり、前記Ｖプロセスパッドのパッド本体内を前記吸引手段により減圧して前記Ｖプロセスパッドの前記インゴットを載置する載置面の表面形状を該載置面上に載置された前記インゴットの表面形状に沿うように造形して前記インゴットと前記Ｖプロセスパッドとを密着させて前記インゴットを切断するので、切断テーブルとインゴットとの間に介在するＶプロセスパッドによってインゴットの外周面の凸凹の形状が吸収され、インゴットの座りが安定化した状態でインゴットとＶプロセスパッドとを密着させてインゴットを切断することができ、インゴットの切断時のカケやチップの発生を抑制し、製品歩留りを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】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２】インゴットが載置された状態の切断テーブルを長手方向の正面から見た概略図である。
【図３】本発明のインゴット切断装置で使用することができるＶプロセスパッドの一例を示す概略図である。
【図４】Ｖプロセスパッドを造形する前後の様子を説明する説明図である。（Ａ）インゴットを載置する前にＶプロセスパッドにエアーを供給する様子を示す概略図。（Ｂ）インゴットを載置した状態でＶプロセスパッドからエアーを吸引する様子を示す概略図。（Ｃ）支持体にインゴットを仮置きする様子を示めす概略図。
【図５】本発明のインゴット切断装置の別の一例を示す概略図である。（Ａ）インゴット切断装置の側面概略図。（Ｂ）支え治具の正面概略図。
【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。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
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。
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、引上げ直後のインゴットの外周面を研磨せず、未加工の状態でブロックに切断する要求が増加する傾向にある。このような引上げ直後の外周面が未加工のインゴットの外周面の形状は凹凸及び突起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を精度出ししても、切断テーブル上に安定して載置することができず、インゴットの切断端面、特に切り終わり部分にカケ、チップ等が発生することがあった。
【００３２】
このような外周面が凹凸の形状のインゴットを切断する際、従来、例えば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、チップ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、チップの発生を抑制することができず、また、カケ、チップ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。
【００３３】
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。その結果、流動性のあるものでインゴットと切断テーブルとの隙間を埋め、その状態を維持してインゴットを切断すれば良いことを発想した。そして、本発明者等はさらに検討、実験等を重ね、インゴットを内部に粉粒体が封入されたＶプロセスパッドを介して切断テーブル上に載置するようにし、そのＶプロセスパッド内を減圧してインゴットの表面形状に沿うようにＶプロセスパッドの表面形状をならした状態とすれば、インゴットの外周面の凸凹の形状をＶプロセスパッドにより吸収し、インゴットの座りを安定化した状態とすることができ、インゴットの切断においてカケやチップの発生を抑制できることに想到し、本発明を完成させた。
【００３４】
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。
【００３５】
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Ｖプロセスパッド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Ｖプロセスパッド６を介して切断テーブル５上に載置される。
【００３６】
ここで、本発明のインゴット切断装置１で用いることができるＶプロセスパッド６の一例を図３を用いて説明する。
図３はＶプロセスパッド６を側面から見た概略図である。図３に示すように、Ｖプロセスパッド６はパッド本体９、パッド本体９内へ供給部１１からエアーを供給する供給手段１２、パッド本体９内のエアーを吸引部１３から吸引する吸引手段１４を有している。また、パッド本体９内に粉粒体１０が封入されている。また、このパッド本体９内の粉粒体１０が外部に漏れないように吸引部１３にはフィルターが設けられている。
【００３７】
ここで、供給手段１２を、例えばエアーポンプを供給配管に接続し、その供給配管にノズル形状の供給部１１を接続するような構成とすることができる。また、吸引手段１４を、例えばバキュームポンプを吸引配管に接続し、その吸引配管にノズル形状の吸引部１３を接続する構成とすることができる。しかし、本発明においては特にこれらに限定されることはない。また、供給部１１と吸引部１３は、例えば同一の形状のノズルとすることもできるし、供給部１１と吸引部１３を同一のノズルとして構成し、供給と吸引を切り替えて行うものとすることもできる。
【００３８】
また、図３に示すように、Ｖプロセスパッド６には、供給部１１から供給されたエアーを外部に排出しつつ、粉粒体１０が外部に漏れないようにするための逆止弁付きのフィルター１７が設けられている。この逆止弁によってフィルター１７からエアーが内部に流入するのを防止している。
そして、Ｖプロセスパッド６は、供給部１１から供給されたエアーを吸引部１３から吸引してパッド本体９の内部を減圧し、粉粒体１０を硬化させることによって表面形状を造形可能なものとなっている。
【００３９】
ここで、パッド本体９の材質は、例えば塩化ビニルとすることができる。また、パッド本体９内に封入する粉粒体１０は、粒度の細かいものを使用すれば微細な凸凹形状に形成できるので好ましく、例えば３６〜５６μｍのものを用いることができるが、特にこれに限定されることはない。また、粉粒体１０が、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれかであれば、低コストなものを容易に入手することができるので好ましい。
【００４０】
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、上記したようにＶプロセスパッド６のパッド本体９内に供給手段１２により供給されたエアーを吸引手段１４により吸引して減圧し、Ｖプロセスパッド６のインゴット４を載置する載置面の表面形状を、その載置面上に載置されたインゴット４の表面形状に沿うように粉粒体１０を硬化させて造形する。このようにしてインゴット４とＶプロセスパッド６とを密着させた状態で、図１に示すように、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。
【００４１】
ここで、Ｖプロセスパッド６のパッド本体９内に供給するエアーの流量などは、特に限定されることはなく、例えば圧力０．５ＭＰａ程度の圧縮空気を、１０Ｌ／ｍｉｎ程度の流量で供給するようにすることができる。
【００４２】
このように本発明のインゴット切断装置１を用いて上記のようにしてインゴット４を切断すれば、切断テーブル５とインゴット４との間に介在するＶプロセスパッド６によってインゴット４の外周面の凸凹の形状が吸収され、インゴット４の座りを安定化した状態でインゴット４とＶプロセスパッド６とを密着させてインゴット４を切断することができる。その結果、たとえインゴット４に凸凹があったとしても、インゴット４の切断時のカケやチップの発生を抑制し、製品歩留りを向上することができる。
また、本発明のＶプロセスパッド６を用いた表面形状の造形は、その造形速度が速く、吸引を開始してからおよそ１０秒程度以内で造形を行うことができ、製造工程の工程時間が長くなるのを抑えることができる。
【００４３】
また、図２に示すように、Ｖプロセスパッド６は供給部１１及び吸引部１３がパッド本体９の下方の部分、すなわち切断テーブル５の上面のＶ字底部側に位置するように設置することができる。このようにすれば、図４（Ａ）に示すように、Ｖプロセスパッド６のパッド本体９の下方の部分に設置された供給部１１からエアーをパッド本体９の上方へ向けて供給することができ、これによって粉粒体１０をパッド本体９内の上方に移動させることができる。そして、その状態でエアーの供給を止め、図４（Ｂ）に示すように、パッド本体９の下方の部分に設置された吸引部１３からエアーを吸引すれば、上方に移動した粉粒体１０をパッド本体９内の下方に移動させて硬化させることができる。
【００４４】
すなわち、インゴット４を載置するＶプロセスパッド６の載置面全体に粉粒体１０を行き渡らせて、より効果的にインゴット４の表面形状に沿うように造形してインゴット４とＶプロセスパッド６とを密着させることができるものとなる。その結果、インゴット４の切り終わり時のカケやチップの発生をより確実に抑制することができるものとなる。
【００４５】
またこのとき、図４（Ｃ）に示すように、切断テーブル５の上面のＶ字底部に設置され、インゴット４を下方から支持する支持体７をさらに具備するものとすることができる。
このように、切断テーブル５の上面のＶ字底部に設置され、インゴット４を下方から支持する支持体７をさらに具備するものであれば、インゴット４を載置してＶプロセスパッド６の表面形状を造形する際に、一旦、インゴット４を支持体７に載置し、その後、Ｖプロセスパッド６にエアーを供給後、Ｖプロセスパッド６内のエアーを吸引することによりインゴット４とＶプロセスパッド６とを密着させれば、Ｖプロセスパッド造形後にＶプロセスパッド６によりインゴット４を下方から支持して安定して水平に保つことができ、支持体７の上面を基準面としてＶプロセスパッド６の造形を容易に、またより精度良く行うことができるものとなる。
【００４６】
またこのとき、図５（Ａ）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。
この場合、図５（Ａ）に示すような、インゴット４の切り終わり部分を下方から支持する支え治具１５を隙間８に配置するものとすることができる。そして、支え治具１５のインゴット４を支持する部分の形状を図５（Ｂ）に示すように、曲線状に凹んだ形状とすることができる。
【００４７】
このように、切断テーブル５がインゴット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を有し、該隙間８に配置され、インゴット４の切り終わり部分を下方から支持する支え治具１５を具備するものであれば、ブレード２が切断テーブル５に接触するのを防止しつつ、支え治具１５を切断時の支点として切断テーブル５の隙間８の部分の段差による影響を抑えることができ、カケやチップの発生をより確実に抑制することができるものとなる。また、支え治具１５が、Ｖプロセスパッド６が切断テーブル５の隙間８にはみ出さないようにするための仕切りとなり、Ｖプロセスパッド６がブレード２により破損するのを抑制することができるものとなる。この場合、支え治具１５の幅を隙間８の幅と略同一か若干小さくなるようにすれば良い。
さらに、この支え治具１５をバネやエアー圧によって上面の高さを微調整できるものとしても良い。
このとき、支え治具１５の材質を合成樹脂とすることにより、インゴット４の切断時にブレード２が支え治具１５と接触してもブレード２の摩耗や変形に影響を与えることがなく、切断することができる。
【００４８】
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３に示すような、パッド本体９内に粉粒体１０を封入し、パッド本体９内の供給部１１から供給されたエアーを吸引部１３から吸引して減圧し、粉粒体１０を硬化させることによって表面形状を造形可能なＶプロセスパッド６を、切断テーブル５の上面に設置する。
次に、図４（Ｃ）に示すように、例えばローダ１６を用いる等してインゴット４を切断テーブル５上にＶプロセスパッド６を介して載置する。
【００４９】
そして、Ｖプロセスパッド６のパッド本体９内のエアーを吸引部１３から吸引して減圧し、Ｖプロセスパッド６のインゴット４を載置した載置面の表面形状を、その載置したインゴット４の表面形状に沿うように造形してインゴット４とＶプロセスパッド６とを密着させる。その後、インゴット４とＶプロセスパッド６とを密着させた状態で、図１に示すように、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。
【００５０】
このようにしてインゴット４の切断を行えば、切断テーブル５とインゴット４の間のＶプロセスパッド６によってインゴット４の外周面の凸凹の形状を吸収し、インゴット４の座りを安定化した状態でインゴット４とＶプロセスパッド６とを密着させてインゴット４を切断することができる。その結果、インゴット４の切断時のカケやチップの発生を抑制でき、製品歩留りを向上することができる。
【００５１】
このとき、図２に示すように、Ｖプロセスパッド６を供給部１１及び吸引部１３がパッド本体９の下方の部分、すなわち切断テーブル５の上面のＶ字底部側に位置するように設置し、インゴット４をＶプロセスパッド６上に載置する前に、図４（Ａ）に示すように、パッド本体９の下方の部分に設置した供給部１１からエアーをパッド本体９の上方へ向けて供給することによって粉粒体１０をパッド本体９内の上方に移動させ、インゴット４を載置した後、図４（Ｂ）に示すように、Ｖプロセスパッド６のパッド本体９の下方の部分に設置された吸引部１３からエアーを吸引することによって、その上方に移動した粉粒体１０をパッド本体９内の下方に移動させて硬化させ、インゴット４とＶプロセスパッド６とを密着させることが好ましい。
【００５２】
こうすることで、インゴット４を載置するＶプロセスパッド６の載置面全体に粉粒体１０を行き渡らせて、より効果的にインゴット４の表面形状に沿うように造形することができ、より確実にインゴット４の切断時のカケやチップの発生を抑制することができる。
ここで、パッド本体９へのエアーの供給は、例えば、図４（Ｃ）に示すように、インゴット４をローダ１６等によって載置する途中のインゴット４が切断テーブル５の所定の距離、例えば５ｃｍ程度上方の位置になった時点から開始するようにすることができるが、特にこれに限定されることはない。
【００５３】
またこのとき、図２及び図４（Ｃ）に示すように、インゴット４を下方から支持する支持体７を切断テーブル５の上面のＶ字底部に設置し、一旦、支持体７の上面を基準面としてインゴット４を下方から支持し、その後、Ｖプロセスパッド６にエアーを供給後、Ｖプロセスパッド６内のエアーを吸引することによって、インゴット４とＶプロセスパッド６とを密着させることができる。
この場合、まず、例えばローダ１６を用いる等してインゴット４を支持体７上に仮置きし、インゴット４の長手方向の切断テーブル５との平行を取るようにする。そして、支持体７によってインゴット４を下方から支持し、その後、上記のようにしてＶプロセスパッド６の載置面の表面形状をインゴット４の表面形状に沿うように造形する。
こうすることで、Ｖプロセスパッド６の造形をする際に、支持体７によりインゴット４を下方から支持して安定して水平に保ちながら造形を行うことができるし、支持体７の上面を基準面としてＶプロセスパッド６の造形を行うことで、造形を容易に、より精度良く行うことができる。
【００５４】
またこのとき、図５（Ａ）に示すように、切断テーブル５にインゴット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を設け、該隙間８に設けた支え治具１５によりインゴット４の切り終わり部分を下方から支持するようにしても良い。
【００５５】
このように、切断テーブル５にインゴット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を設け、該隙間８に設けた支え治具１５によりインゴット４の切り終わり部分を下方から支持すれば、ブレード２が切断テーブル５に接触するのを防止しつつ、支え治具１５を切断時の支点として切断テーブル５の隙間８の部分の段差による影響を抑えることができ、カケやチップの発生をより確実に抑制することができる。また、支え治具１５をＶプロセスパッド６が切断テーブル５の隙間８にはみ出さないようにするための仕切りとすることができるので、Ｖプロセスパッド６がブレード２により破損するのを抑制することができる。この場合、支え治具１５の幅を隙間８の幅と略同一か若干小さくなるようにすれば良い。
さらに、この支え治具１５の上面の高さをバネやエアー圧によって微調整しても良い。
このとき、支え治具１５の材質を合成樹脂とすることにより、インゴット４の切断時にブレード２が支え治具１５と接触してもブレード２の摩耗や変形に影響を与えることがなく、切断することができる。
【００５６】
またこのとき、粉粒体１０としては特に限定されないが、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれかを用いることができる。
このように、粉粒体１０として、砂、セラミックビーズ、アルミナビーズのいずれかを用いれば、低コストで実施することができるし、粒度の細かいものを用いて微細な凸凹形状に形成することができる。
【実施例】
【００５７】
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。
【００５８】
（実施例）
図３に示すようなＶプロセスパッドを切断テーブル上に載置した図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、引上げ直後の外周面が未加工の直径３００ｍｍのシリコン単結晶インゴットをブロックに切断し、インゴットを載置した際のインゴットと切断テーブル間の最大隙間、切断によるインゴットのカケの長さ及びカケの発生率を評価した。切断回数は１００回とした。ここで、インゴットと切断テーブル間の最大隙間はシグネスゲージを用いて測定し、インゴットのカケの長さは、インゴットの長手方向のカケの長さを直尺定規を用いて測定しその平均値を求めた。
【００５９】
また、図２に示すように、Ｖプロセスパッドを、供給部及び吸引部がパッド本体の下方の部分に位置するように配設したものを用いた。
結果を表１に示す。表１に示すように、最大隙間は０．０１ｍｍであった。また、カケの長さの平均値は０．２ｍｍ、カケの発生率は６％であり、後述する比較例の結果と比較すると大幅に改善されていることが分かった。また、これにより製品歩留りロスが後述する比較例の結果の約１５％から約０．５％に改善することができることが分かった。
このことにより、本発明のインゴット切断装置及びインゴットの切断方法は、インゴットの切断時の座りを安定化して維持し、凸凹のあるインゴットの切断の際のカケやチップの発生を抑制でき、製品歩留りを向上させることができることが確認できた。
【００６０】
（比較例）
図６に示すような、本発明のＶプロセスパッドを具備していないインゴット切断装置を用い、実施例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。
結果を表１に示す。表１に示すように、最大隙間は２．１ｍｍ、カケの長さの平均値は８．２ｍｍ、カケの発生率は７６％であり、実施例と比べ大幅に悪化していることが分かった。また、比較例１でのカケの発生による製品歩留りロスは約１５％という結果であることが分かった。また、熟練者によって、インゴットと切断テーブルとの隙間にシムを入れ、インゴットの座りを調整しようと試みたが、困難であるため調整できなかった。
【００６１】
【表１】
2010267941.tif 000003
【００６２】
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。
【００６３】
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、凸凹のあるインゴットを水平に安定させて保持して切断することができ、上記と同様の作用効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００６４】
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…Ｖプロセスパッド、７…支持体、
８…切断テーブルの隙間、９…パッド本体、１０…粉粒体、１１…供給部、
１２…供給手段、１３…吸引部、１４…吸引手段、１５…支え治具、
１６…ローダ、１７…逆止弁付きフィルター。
【図１】
2010267941.tif 000004
【図２】
2010267941.tif 000005
【図３】
2010267941.tif 000006
【図４】
2010267941.tif 000007
【図５】
2010267941.tif 000008
【図６】
2010267941.tif 000009