(57)【要約】【課題】シリコンインゴットの切断時に生じる縁欠けや割れをより確実に防止することができるシリコンインゴット切断装置を提供する。【解決手段】シリコンインゴット切断装置１００は、円柱状のシリコンインゴット１を、スライス台２上に載置し、切断ブレード３によって板状のブロック１１に切断する装置であって、切断ブレード３がシリコンインゴット１の切り終わり部分を切断する際に、そのシリコンインゴット１及び切断される板状のブロック１１をスライス台２の反対側から押さえる押さえ手段５を有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状のシリコンインゴットを、スライス台上に載置し、切断ブレードによって板状のブロックに切断するシリコンインゴット切断装置であって、前記切断ブレードが前記シリコンインゴットの切り終わり部分を切断する際に、該シリコンインゴット及び切断される板状のブロックを前記スライス台の反対側から押さえる押さえ手段を有することを特徴とするシリコンインゴット切断装置。
【請求項２】
前記押さえ手段は、弾性材により構成されていることを特徴とする請求項１記載のシリコンインゴット切断装置。
【請求項３】
前記押さえ手段は、前記切断ブレードの上方で上下方向に移動する構成とされていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリコンインゴット切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンインゴットを板状に切断するシリコンインゴット切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
円柱状のシリコンインゴットの切断は、特許文献１及び特許文献２に開示されるように、そのシリコンインゴットをカーボン製のスライス台に貼り付けた状態で、シリコンインゴットを複数の板状のブロックに切断して行われる。そして、特許文献１及び特許文献２には、シリコンインゴットをスライス台の反対側からワイヤソー又はバンドソー等の切断ブレードによって、そのスライス台の途中まで切り込むことで、ブロックの切り終わり部分に縁欠けや割れを生じさせることなく、シリコンインゴットを完全に切断することが開示されている。また、このような切断方法においては、切断された複数のブロックはスライス台に接着されており、スライス台から落下して破損することが防止されている。
【０００３】
さらに、特許文献２には、シリコンインゴットとカーボン製のスライス台との間に大きな硬度差があり、シリコンインゴットのブロックが切り離される寸前において切断抵抗に大きな差が生じることから、ブレードの刃先に振動が発生して、ブロックの切り終わり部分に縁欠けや割れを生じることが開示されている。
そこで、特許文献２では、シリコンインゴットとスライス台との間で切断抵抗を低減するために、スライス台の両側面にシリコン板を貼り付け、シリコン板の先端をシリコンインゴットの外周面に密着させることで、切断抵抗の変化を生じさせないようにしている。すなわち、ブロックを切り終えるときのブレードの刃先の振動やたわみを防止し、ブロックの切り終わり部分に縁欠けや割れが発生するのを防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−７０４５７号公報
【特許文献２】特開平７−６８５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シリコンインゴットの大型化に伴い、従来の方法ではシリコンインゴットの切り終わり部分に縁欠けや割れ等の発生を完全に防止することが難しくなっている。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、シリコンインゴットの切断時に生じる縁欠けや割れをより確実に防止することができるシリコンインゴット切断装置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】
【０００７】
本発明は、円柱状のシリコンインゴットを、スライス台上に載置し、切断ブレードによって板状のブロックに切断するシリコンインゴット切断装置であって、前記切断ブレードが前記シリコンインゴットの切り終わり部分を切断する際に、該シリコンインゴット及び切断される板状のブロックを前記スライス台の反対側から押さえる押さえ手段を有することを特徴とする。
【０００８】
切断される板状のブロックの振動が大きくなるシリコンインゴットの切り終わり部分の切断時に、シリコンインゴット及び切断される板状のブロックを、押さえ手段によって押さえることにより、切断ブレードの刃先の振動やたわみを、シリコンインゴットを支持するスライス台だけではなく押さえ手段からも分散して抑えることができる。このため、シリコンインゴットの切り終わり部分に板状ブロックの振動による負荷が集中することを回避することができる。
また、押さえ手段によりシリコンインゴットと、そのシリコンインゴットから切断されるブロックとが、別々に振動することが抑えられ、シリコンインゴットの切り終わり部分に負荷がかかるのを防止することができる。したがって、シリコンインゴットの切り終わり部分に縁欠けや割れ等が発生するのを防止することができる。
【０００９】
本発明のシリコンインゴット切断装置において、前記押さえ手段は、弾性材により構成されているとよい。
押さえ手段を弾性材で構成することで、振動等を吸収して、押さえ手段の緩衝性能を高めることができる。したがって、切断ブレードの振動やたわみの影響をより確実に抑えることができる。
【００１０】
本発明のシリコンインゴット切断装置において、前記押さえ手段は、前記切断ブレードの上方で上下方向に移動する構成とされているとよい。
この場合、簡単な構成でシリコンインゴットの切断面の側面部分を直接押さえることができる。したがって、シリコンインゴットの本体部分と、切り出されてブロックとなる部分とが倒れることが防止され、シリコンインゴットの切り終わり部分に負荷がかかるのをより確実に防止することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シリコンインゴットの切り終わり部分の切断時に、シリコンインゴット及び切断される板状のブロックを、押さえ手段によって載置台との間に挟み込んで押さえることで、シリコンインゴットの切断時に生じる縁欠けや割れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態のシリコンインゴット切断装置の正面図である。
【図２】図１のシリコンインゴット切断装置の上面図である。
【図３】シリコンインゴット切断装置の要部斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態について説明する。この実施形態は、スパッタリング装置の電極板として用いられるシリコン製の円板を円柱状のシリコンインゴットから切り出す際に適用される。
図１及び図３に示すように、本発明のシリコンインゴット切断装置１００は、シリコンインゴット１を、その外周面に沿って形成されたカーボン製のスライス台２に貼り付けられた状態で載置台４上に載置し、スライス台２の反対側から切断ブレード３で切り込むことにより、そのシリコンインゴット１を板状のブロック１１に切断する構成とされる。
【００１４】
シリコンインゴット１は、チョクラルスキー法等によって製造されたシリコンインゴットを、そのコーン状の端部を切り離して形成したものであり、例えば直径４００ｍｍ、長さ４００ｍｍの円柱状に形成されている。
スライス台２は、図３に示すように、シリコンインゴット１の軸芯方向（長手方向）に沿って略左右対称形状に形成されており、上面部に支持部２１が形成されている。支持部２１は、シリコンインゴット１との対向面２２がシリコンインゴット１の外周径と略同一の円弧径で形成されており、支持部２１の対向面２２をシリコンインゴット１の外周面に接着することにより、シリコンインゴット１を支持する構成とされている。
【００１５】
そして、シリコンインゴット１とスライス台２との接着には、アクリル系樹脂やエポキシ系樹脂等の接着剤を用いることができ、例えば、電気化学工業株式会社製のＳＯＬＡＲＬＯＣを使用することができる。
また、スライス台２が貼り付けられたシリコンインゴット１は、図１及び図３に示すように、スライス台２の下面２５を載置台４上に配置された状態で切断される。
【００１６】
シリコンインゴット切断装置１００には、図１及び図２に示すように、シリコンインゴット１の切断に用いる切断ブレード３と、シリコンインゴット１を載置するための載置台４とが設置されている。
切断ブレード３は、用途に応じて種々の切断ブレードを選択することができる。本実施形態では、切断ブレード３をバンドソーで構成している。この切断ブレード３は、図１及び図２に示すように、ループベルト状に形成され、一対のプーリー３３間に張設されている。そして、両プーリー３３は、スライド部３４によって支柱３５に取り付けられ、支柱３５に沿って昇降移動可能に支持されている。これにより、切断ブレード３は、プーリー３３ごと上下移動され、シリコンインゴット１のスライス台２が貼り付けられた反対側からシリコンインゴット１を切り込むようになっている。なお、この切断ブレード３は、例えば刃幅１．４ｍｍに設定されている。
載置台４は、スライド機構を有するステージ４０から構成され、シリコンインゴット１を載置した状態で軸芯方向に移動させることができるようになっている。
【００１７】
また、シリコンインゴット切断装置１００には、切断ブレード３の上方に設置され、シリコンインゴット１の切り終わり部分を切断する際に、スライス台２の反対側からそのシリコンインゴット１及び切断される板状のブロック１１となる部分とを載置台４との間に挟み込んで押さえる押さえ手段５が備えられている。
押さえ手段５は、シリコンインゴット１の外周面に押し当てられるパッド５１と、パッド５１を上下方向移動可能に支持する軸部５２と、軸部５２に取り付けられパッド５１を下方に付勢するばね等の弾性部材５３とを備える。そして、パッド５１は、ゴム等の弾性材により構成され、アーム部５４を介してスライド部３４に接続されている。したがって、スライド部３４に取り付けられたプーリー３３と押さえ手段５とは、一体となって上下移動する構成とされている。そのため、プーリー３３の下降移動に伴って切断ブレード３が載置台４の近くまで下降移動した際に、押さえ手段５も下降移動してパッド５１がシリコンインゴット１の外周面に当接した状態となる。そして、切断ブレード３がシリコンインゴット１をさらに切り進む過程においては、軸部５２が徐々に上方に押し込まれ、パッド５１が弾性部材５３によって付勢されることにより、シリコンインゴット１を載置台４との間で挟み込む押圧力が負荷されるようになっている。
【００１８】
このように構成されたシリコンインゴット切断装置１００により、シリコンインゴットを切断する方法について、説明する。
シリコンインゴット１の切断は、例えば１０ｍｍ／ｍｉｎの送り速度で走行する切断ブレード３を、載置台４上に載置されたシリコンインゴット１に向かって下降移動させることにより行う。
切断ブレード３の下降移動により、走行する切断ブレード３の刃先３１がシリコンインゴット１の外周面に押し当てられる。そして、切断ブレード３の刃先３１が図３の矢印で示すように下降することに伴って、シリコンインゴット１からブロック１１となる部分が切り離される。
【００１９】
シリコンインゴット１の切断が進み、シリコンインゴット１からブロック１１を切り終える段階になると、スライス台２の反対側から近づいてきた押さえ手段５のパッド５１が、シリコンインゴット１及び切断される板状のブロック１１の外周面に接触し、シリコンインゴット１及びブロック１１は、パッド５１と載置台４との間に挟み込まれ、押さえられた状態となる。
そして、切断ブレード３の刃先３１は、シリコンインゴット１及びブロック１１がパッド５１により押さえられた状態で、スライス台２を切断し始める。ブロック１１がシリコンインゴット１から完全に切り離され、切断ブレード３の刃先３１が、スライス台２の途中まで切り込まれたところで、切断ブレード３の下降移動を停止して切断を止める。次いで、切断ブレード３を、シリコンインゴット１から離れる方向に上昇移動させる。このとき、切断ブレード３の上方に配置された押さえ手段５も、スライド部３４の上昇移動に伴って移動し、切断ブレード３と押さえ手段５は、シリコンインゴット１の切断前の位置まで復帰する。
この際、切断されたブロック１１はスライス台２に接着された状態であり、個々のブロック１１はスライス台２に整列された状態で保持される。
【００２０】
次のブロック１１をシリコンインゴット１から切り出す際には、載置台４をシリコンインゴット１の軸芯方向に移動させることにより、シリコンインゴット１を切り出すブロック１１の板厚分だけ切断ブレード３に対して移動させる。そして、その移動させた位置で切断ブレード３の昇降移動を行うことにより、シリコンインゴット１からブロック１１を切断することができる。
また、これらの一連の操作を繰り返すことにより、切断後のブロック１１をスライス台２に保持したまま、複数のブロック１１を切り出すことができる。
【００２１】
シリコンインゴット１からブロック１１を取り外すには、スライス台２に保持されたブロック１１を、スライス台２ごと６０℃〜８０℃の水温のお湯が貯留された水槽（図示略）に浸漬させる。ブロック１１とスライス台２とを接着している接着剤は、水槽に浸漬させることによって軟化し、その接着強度が低下する。したがって、個々のブロック１１を、スライス台２から１枚ずつ容易に取り外すことができる。
【００２２】
なお、シリコンインゴット１の切断は、本実施形態のように、シリコンインゴット１に対して切断ブレード３を進退移動（図１では、昇降移動で説明した。）させることにより切断する構成の他、切断ブレード３に対してシリコンインゴット１自体を進退移動させることにより切断する構成を採用することもできる。
【００２３】
このように、本実施形態においては、板状のブロック１１の振動が大きくなるシリコンインゴット１の切り終わり部分の切断時に、シリコンインゴット１及び切断されるブロック１１を、押さえ手段５によって載置台４との間に挟み込んで押さえることにより、切断ブレード３の刃先３１の振動やたわみを、シリコンインゴット１を支持するスライス台２だけではなく押さえ手段５からも分散して抑えることができる。このため、シリコンインゴット１の切り終わり部分にブロック１１の振動による負荷が集中することを回避することができる。
【００２４】
また、押さえ手段５によりシリコンインゴット１と、そのシリコンインゴット１から切断されるブロック１１とが、別々に振動することが抑えられ、シリコンインゴット１の切り終わり部分に負荷がかかるのを防止することができる。したがって、シリコンインゴット１の切り終わり部分に縁欠けや割れ等が発生するのを防止することができる。
【００２５】
また、押さえ手段５を弾性部材５３で構成することで、切断ブレード３からの振動等を弾性部材５３で吸収して、押さえ手段５の緩衝性能を高めることができる。したがって、切断ブレード３の振動やたわみの影響をより確実に抑えることができる。
さらに、押さえ手段５を切断ブレード３の上方で上下方向に移動する構成としたことで、簡単な構成でシリコンインゴット１の切断面の側面部分を直接押さえることができる。したがって、シリコンインゴット１の本体部分と、切り出されてブロック１１となる部分とが倒れることが防止され、シリコンインゴット１の切り終わり部分に負荷がかかるのをより確実に防止することができる。
【００２６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００２７】
１  シリコンインゴット
２  スライス台
３  切断ブレード
４  載置台
５  押さえ手段
１１  ブロック
２１  支持部
２２  対向面
２５  下面
３１  刃先
３３  プーリー
３４  スライド部
３５  支柱
４０  ステージ
５１  パッド
５２  軸部
５３  弾性部材
５４  アーム部
１００  シリコンインゴット切断装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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