(57)【要約】【課題】シリコンインゴットの切断時に生じる振動やたわみを抑制し、ブロックの反りを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、シリコンインゴット１を切断する切断ブレード３の厚み方向の振れを規制する一対のブレード規制具５が、シリコンインゴット１の両側に配置されるように切断ブレード３の直線走行部３２の長さ方向に間隔をあけて設けられており、ブレード規制具５は、シリコンインゴット１の外周面に対して所定の間隔を保つように、シリコンインゴット１の切断に伴うそのシリコンインゴット１との相対位置の変化に応じて切断ブレード３の直線走行部３２に沿って移動する間隔調整手段６が備えられる。【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載置台上に載置した状態で、切断ブレードにより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、前記シリコンインゴットを切断する前記切断ブレードの厚み方向の振れを規制する一対のブレード規制具が、前記シリコンインゴットの両側に配置されるように前記切断ブレードの直線走行部の長さ方向に間隔をあけて設けられており、前記ブレード規制具は、前記シリコンインゴットの外周面に対して所定の間隔を保つように、前記シリコンインゴットの切断に伴う該シリコンインゴットとの相対位置の変化に応じて前記切断ブレードの直線走行部に沿って移動する間隔調整手段が備えられてい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】
前記間隔調整手段には、前記シリコンインゴットの外周面に当接する接触子と、前記ブレード規制具を前記切断ブレードの直線走行部に沿って相互に近接する方向に付勢する付勢手段とが備えられていることを特徴とする請求項１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又は特許文献２に開示されるように、ワイヤソー又はバンドソー等の切断ブレードによってシリコンインゴットの一方側から切り込むことにより行われる。
この切断ブレードによりシリコンインゴットを切断する装置においては、例えば特許文献１又は特許文献２に記載されているように、ループベルト状の切断ブレードを一対のプーリー間に張設し、その切断ブレードをプーリーごと下降移動することにより、シリコンインゴットを切り込むことができるようになっている。
また、プーリーの両側部（プーリーの間）には、切断ブレードの振れ止めとして作用するブレード固定具（静圧パッド）が設けられ、切断時に生じる切断ブレードの振動やたわみを防止して、切断ブレードがプーリーから外れること等を防止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００‐１２７１４９号公報
【特許文献２】特開２００９‐１５４３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、シリコンインゴットの大型化に伴い、その切断時に生じる振動やたわみの影響も大きくなっており、シリコンインゴットから切り出されたブロックに発生する反りが問題となっている。
【０００５】
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振動やたわみを抑制し、ブロックの反りを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】
【０００６】
本発明は、円柱状のシリコンインゴットを載置台上に載置した状態で、切断ブレードにより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、前記シリコンインゴットを切断する前記切断ブレードの厚み方向の振れを規制する一対のブレード規制具が、前記シリコンインゴットの両側に配置されるように前記切断ブレードの直線走行部の長さ方向に間隔をあけて設けられており、前記ブレード規制具は、前記シリコンインゴットの外周面に対して所定の間隔を保つように、前記シリコンインゴットの切断に伴う該シリコンインゴットとの相対位置の変化に応じて前記切断ブレードの直線走行部に沿って移動する間隔調整手段が備えられていることを特徴とする。
【０００７】
切断ブレードの振れを抑える両脇のブレード規制具を、シリコンインゴットとの相対位置の変化に応じて切断ブレードの直線走行部に沿って移動する構成としているので、シリコンインゴットを切断するときに、切断初期から最後までシリコンインゴットの外周面近傍をブレード規制具で押さえることができる。これにより、切断ブレードに生じる振動やたわみを確実に抑制することができ、シリコンインゴットから切り出される円板状のブロックに反りが生じることを防止することができる。
【０００８】
本発明のシリコンインゴット切断装置において、前記間隔調整手段には、前記シリコンインゴットの外周面に当接する接触子と、前記ブレード規制具を前記切断ブレードの直線走行部に沿って相互に近接する方向に付勢する付勢手段とが備えられているとよい。
付勢手段によって、ブレード規制具に取り付けられた接触子をシリコンインゴットの外周面と当接させた状態で保持することで、ブレード規制具をシリコンインゴットの外周面と一定距離を保ちながら、シリコンインゴットの切断を行うことができる。したがって、シリコンインゴットを切り進む過程において、常にシリコンインゴットの外周面近傍をブレード規制具で押さえることができ、切断ブレードに生じる振動やたわみを抑制することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、切断ブレードのシリコンインゴット外周面近傍を一対のブレード規制具によって押さえることにより、シリコンインゴットの切断時に大きくなる切断ブレードの振動やたわみを確実に抑制することができ、シリコンインゴットから切り出されるブロックに反りが生じることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】
【００１１】
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。
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。
【００１２】
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をカーボン製のスライス台２に貼り付けた状態で載置台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。
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の外周面と略同一曲率の円弧面で形成されており、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。
【００１３】
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。
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とが設置されており、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。
【００１４】
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、回転中心を垂直方向に向けた一対のプーリー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、その幅方向を垂直方向に向けた状態でプーリー３３ごと上下移動され、シリコンインゴット１の上面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。
載置台４は、スライド機構を有するステージ４０に支持され、シリコンインゴット１を載置した状態でその軸芯方向に移動させることができるようになっている。
【００１５】
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の厚み方向の振れを規制する一対のブレード規制具５が、シリコンインゴット１の両側に配置されるように、直線走行部３２の長さ方向に間隔をあけて設けられている。各ブレード規制具５は、フッ素樹脂（例えばポリテトラフルオチレン）からなり、図３に示すように、スリット５１が形成され、そのスリット５１に切断ブレード３を挿通状態とすることにより、切断ブレード３の両面を支持して、その切断ブレード３の厚み方向の振れを規制することとしており、これによって切断時に生じる切断ブレード３の振れやたわみを抑制することができるようになっている。
そして、各ブレード規制具５は、それぞれ間隔調整手段６を備えており、プーリー３３のカバー３３ａに、間隔調整手段６により切断ブレード３の走行方向（図２では左右方向）に沿って進退移動可能に取り付けられるとともに、切断ブレード３（プーリー３３）の昇降移動に伴い上下移動されるようになっている。
【００１６】
間隔調整手段６は、ブレード規制具５を固定する取付部６１と、取付部６１を切断ブレード３の走行方向に沿って進退移動可能に支持する軸部６２と、軸部６２に取り付けられ取付部６１を切断ブレード３に沿って相互に近接する方向に付勢するばね等の付勢部材６３と、ブレード規制具５の下端部からそれぞれ対向するように水平方向に突出する接触子７とを備える。
【００１７】
軸部６２は、プーリー３３のカバー３３ａに、切断ブレード３の直線走行部３２に沿って固定されている。そして、取付部６１に固定されたブレード規制具５は、取付部６１と一体となってその進退方向に移動する構成とされており、プーリー３３及び切断ブレード３の上下移動に伴って同時に上下移動されるようになっている。
また、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に向けて下降移動すると、ブレード規制具５も移動して、接触子７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を切り進む過程においては、取付部６１が付勢部材６３により付勢されていることから、接触子７がシリコンインゴット１の外周面に当接した状態で外周面に沿って移動する。また、接触子７の移動に伴ってブレード規制具５もシリコンインゴット１の外周面と一定距離を保ちながら、図１に白抜き矢印で示すように、シリコンインゴット１の外周面に沿って円弧状の軌跡を描きながら移動する。
【００１８】
なお、接触子７の先端部は、回転ころや球状の形状で形成されており、シリコンインゴット１及びスライス台２の外周形状に沿って円滑に移動させられるようになっている。
このように、接触子７が、プーリー３３及び切断ブレード３の下降移動に伴ってシリコンインゴット１の外周面に押し当てられることにより、シリコンインゴット１の切断中に各ブレード規制具５をシリコンインゴット１の外周面から所定距離、離れた位置で保持でき、シリコンインゴット１の外周面に対して所定の間隔を保ちながら、その外周面に沿って移動することができるようになっている。
【００１９】
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５ｍｍ／ｍｉｎの送り速度で走行する切断ブレード３を、載置台４上に設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を下降移動させると、切断ブレード３によるシリコンインゴット１の切断に先立ち、まず接触子７が、シリコンインゴット１の外周面と当接する。次いで、接触子７がシリコンインゴット１の外周面に当接した状態で、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、切断し始める。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とともに、シリコンインゴット１の外周面と当接した接触子７が、その外周面に沿って移動させられる。これにより、接触子７と一体に設けられるブレード規制具５も、シリコンインゴット１の外周面と一定距離を保ちながら、シリコンインゴット１の外周面に沿って円弧状の軌跡を描きながら移動する。
【００２０】
そして、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、接触子７及びブレード規制具５も、切断ブレード３の上昇移動に伴って移動し、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はスライス台に整列された状態で保持される。
【００２１】
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の軸心方向に移動させることにより、シリコンインゴット１を切りだすブロック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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
このように、本実施形態においては、切断ブレード３の振れを抑える両脇のブレード規制具５を、シリコンインゴット１との相対位置の変化に応じて切断ブレード３の直線走行部３２に沿って移動する構成としているので、シリコンインゴット１の切断初期から最後まで、その外周面の近傍をブレード規制具５で押さえることができる。これにより、切断時に切断ブレード３に生じる振動やたわみを確実に抑制することができ、シリコンインゴット１から切り出される円板状のブロック１１に反りが生じることを防止することができる。
また、接触子７をシリコンインゴット１の外周面と当接させた状態に保持するという簡易な方法により、シリコンインゴット１を切り進む過程において、常にシリコンインゴット１の外周面近傍をブレード規制具５で押さえることができ、切断ブレードに生じる振動やたわみを抑制することができる。
【００２５】
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。
上記実施形態では、ブレード規制具に備えられた間隔調整手段として、シリコンインゴットの外周面に当接する接触子を用いたが、それに限られるものではなく、シリコンインゴットの外周面にマグネットリングを嵌め合わせるとともに、ブレード規制具にもマグネットを取り付けることによって、磁力の反発力を用いて間隔調整することもできる。
【符号の説明】
【００２６】
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  ブレード規制具
６  間隔調整手段
７  接触子
１１  ブロック
２１  支持部
２２  対向面
２５  下面
３１  刃先
３２  直線走行部
３３  プーリー
３３ａ  カバー
３４  スライド部
３５  支柱
４０  ステージ
５１  スリット
６１  取付部
６２  軸部
６３  付勢部材
１００  シリコンインゴット切断装置
【図１】
2015046512.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015046512.tif 000005