(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成ＣＶＤダイヤモンドのプレートを作製する方法であって、前記方法は、
少なくとも４０ｍｍの横方向寸法を有する基体を用意するステップと、
化学気相成長法を用いて合成ＣＶＤダイヤモンドの層を前記基体上で成長させるステップと、
平行化切断ビームを用いて１枚又は２枚以上の合成ＣＶＤダイヤモンドのプレートを前記基体から切り取るステップとを含み、前記合成ＣＶＤダイヤモンドのプレートは、少なくとも４０ｍｍの横方向寸法を有し、前記平行化切断ビームは、５°以下の半拡散角度を持つよう平行化される、方法。
【請求項２】
前記合成ＣＶＤダイヤモンドは、単結晶ＣＶＤダイヤモンドである、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記基体は、単結晶ダイヤモンド基体のタイル状アレイから成り、
前記成長ステップは、単結晶ＣＶＤダイヤモンドを前記単結晶ダイヤモンド基体のタイル状アレイ上で成長させるステップを含み、
前記切り取りステップは、前記単結晶ダイヤモンド基体のタイル状アレイから前記単結晶ＣＶＤダイヤモンドのプレートを切り取るステップを含む、請求項２記載の方法。
【請求項４】
前記合成ＣＶＤダイヤモンドの層は、少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも５００μｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも３ｍｍ、または少なくとも５ｍｍの厚さまで成長させる、請求項１〜３のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項５】
複数のプレートを前記合成ＣＶＤダイヤモンドの層から切り取る、請求項１〜４のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項６】
前記合成ＣＶＤダイヤモンドの層から切り取られた前記合成ＣＶＤダイヤモンドのプレートは、１００μｍ以下、８０μｍ以下、６０μｍ以下、または５０μｍ以下の厚さを有する、請求項１〜５のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項７】
前記合成ＣＶＤダイヤモンドのプレートは、少なくとも５０ｍｍ、少なくとも６０ｍｍ、少なくとも８０ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２０ｍｍ、または少なくとも１４０ｍｍの横方向寸法を有する、請求項１〜６のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項８】
前記平行化切断ビームは３°以下、１°以下、または０．５°以下の半拡散角度を持つよう平行化される、請求項１〜７のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項９】
前記切り取りステップは、前記合成ＣＶＤダイヤモンドの層を少なくとも２つの互いに異なる方向に切断して前記合成ＣＶＤダイヤモンドのプレートを前記基体から取り出すステップを含む、請求項１〜８のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１０】
前記平行化切断ビームは、電子ビームの形態をしている、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１１】
前記平行化切断ビームは、水ジェットレーザの形態をしており、
前記水ジェットレーザおよび前記合成ＣＶＤダイヤモンドの層は、切り取り中、水を前記合成ＣＶＤダイヤモンドに形成された切れ目から噴出させ、それにより前記切れ目の底のところに水のたまりを減少させるよう構成されている、請求項１〜９のうちいずれか一に記載の方法。
【請求項１２】
前記合成ＣＶＤダイヤモンドの層を前記平行化切断ビームに対して回転させて水を前記切れ目から追い出すことによって水を前記合成ＣＶＤダイヤモンドに形成された前記切れ目から噴出させ、それにより前記切れ目の前記底のところの水のたまりを減少させる、請求項１１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、超硬度材料のプレートを作製する方法およびかかる方法で用いるのに適した切断技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明との関連において、超硬度材料は、ビッカース硬度が２０００ｋｇ／ｍｍ2以上の材料として定義される。これら材料としては、ダイヤモンド材料類、立方晶窒化ほう素材料（ｃＢＮ）類、サファイア、および上述の材料を含む複合材が挙げられる。例えば、ダイヤモンド材料は、様々な等級の化学気相成長（ＣＶＤ）単結晶合成ダイヤモンド材料および多結晶合成ダイヤモンド材料、様々な等級の高圧高温（ＨＰＨＴ）合成ダイヤモンド材料、天然ダイヤモンド材料、およびダイヤモンド複合材、例えば金属結合相を含む多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）またはけい素／炭化けい素結合相を含むシリコンセメンテッドダイヤモンド（silicon cemented diamond：ＳｃＤ）を含む。
【０００３】
上述したことと関連して注目されるべきこととして、超硬度材料は、極めて硬いが、かかる超硬度材料は、一般的に非常に脆く、しかも靱性が低い。したがって、これら材料は、切断するのが困難であることは、周知である。切れ目を形成するのにこの材料の極めて高い硬度に打ち勝つのに十分にアグレッシブでなければならず、それと同時に、この材料の脆い性状および低い靱性に起因してこの材料の巨視的破断を生じさせる程度として大きな応力または熱的衝撃をこの材料に及ぼしてはならない。したがって、超硬度材料を首尾良く切断するのに狭い動作窓が存在し、多くの利用可能な切断方法は、この動作窓の範囲から外れる。例えば、大抵の切断方法は、超硬度材料をほどほどの時間フレームにおいて任意の相当大きな程度まで切断するのに十分アグレッシブではない。これとは逆に、よりアグレッシブな切断技術は、大きすぎる応力および／または熱的衝撃を超硬度材料に及ぼす傾向があり、かくして、割れおよび材料の破損が生じる。さらに、ある特定の切断方法は、超硬度材料のそれほど著しくはない切断を達成する状況から切断が達成されるがこれと関連して超硬度材料の割れおよび破損が生じる状況に移るよう可変である動作パラメータを有する。この場合、超硬度材料の割れおよび破損を生じさせないで切断を達成することができる伝統的なパラメータ窓空間が存在する場合がありまたはそうではない場合がある。超硬度材料の割れおよび破損を生じさせないで切断を達成することができる適当なパラメータ窓空間内で動作することができるかどうかは、切断技術、かかる技術に関する伝統的な動作窓のサイズ、および超硬度材料の割れおよび破損を生じさせないで切断を達成することができるパラメータ窓空間内での切断を維持することができる動作パラメータ制御のレベルで決まることになる。
【０００４】
上述したことに照らして理解されるように、超硬度材料の切断は、単純なプロセスではなく、多大な研究がこの問題の解決に向けられたが、現行の切断方法は、依然として比較的時間がかかりかつ高価であり、切断費用は、超硬度材料を製品の生産費の相当大きな比率を占めている。
【０００５】
超硬度材料は、現在、次の方式の１つまたは２つ以上を用いて切断されている。
（ｉ）導電性材料、例えばドープＣＶＤ合成ダイヤモンド、ドープＨＰＨＴ合成ダイヤモンド、およびドープｃＢＮ製品についてはワイヤＥＤＭ（放電加工）機械、
（ｉｉ）絶縁性材料、例えば非ドープＣＶＤ合成ダイヤモンド、非ドープＨＰＨＴ合成ダイヤモンド、非ドープｃＢＮ製品に関して高出力レーザ、または
（ｉｉｉ）典型的には、他の超硬度材料、例えばダイヤモンドを含浸させた切断ソーまたはのこぎり。
【０００６】
ＥＤＭ切断は、導電性材料にとっては効率的であるが、絶縁材料についてはどれについても使用することができない。伝統的なソーは、小さな切れ目を入れるために使用できるが、大量加工および良好な切れ目を深い深さで入れるための労力に用いられる場合には時間およびコストの面で非効率的になる。レーザによる効率的な切断を可能にするためには、ビームは、小さくて極めて強烈なスポットの状態に集束される必要がある。集束ビームは、比較的薄い製品については非常に適切であるが、ビームが比較的大径の開始ビームから集束された状態で拡散状態にあることに起因して切り溝損失の結果として、多量の材料の無駄およびレーザ切断時間の増加が生じる。これは、超硬度材料の厚い層を垂直に切断する場合または超硬度材料の大面積層を横方向に切断する場合、例えばＣＶＤ合成ダイヤモンドの大きなウェーハまたはｃＢＮのスラグが比較的薄いウェーハにスライスされる必要がある場合に特に問題である。
【０００７】
大きな超硬度材料片を加工することができる方法の必要性が近年高まっており、その理由は、合成技術が進歩して大きな超硬度材料片の製作を可能にしているからである。例えば、近年、化学気相成長技術を用いて単結晶ＣＶＤダイヤモンドの層を広い領域上に成長させる技術が開発された。かかる技術では、複数の小さな単結晶基体をタイル状にして合わせてアレイの状態にすることができ、そして一貫性のある単一の単結晶ＣＶＤダイヤモンド材料層を基体のタイル状アレイ上に成長させることができる。かかる作製技術に関する一問題は、単結晶ＣＶＤダイヤモンド材料層を成長させた基体のタイル状アレイから大面積の単結晶ＣＶＤダイヤモンド材料層を次に取り出すことが困難であるということにある。上述の切断技術、例えば集束高出力レーザを用いると、ダイヤモンド材料の小さな結晶をその関連の成長用基体から切り取る又はスライスすることができるが、かかる技術は、基体のタイル状アレイからの大面積の単結晶材料層の取り出しに適していない。と言うのは、このプロセスでは、大面積の材料層をその関連の成長用基体から水平に切り取るには非常に深い切れ目が必要だからである。したがって、今日まで、かかる大面積超硬度材料層は、化学的エッチおよび剥離技術を用いてこれらを成長させた基体から取り出している。かかる技術は、英国特許第２４８８４９８号明細書に記載されており、かかる技術は、イオンを複数の単結晶ダイヤモンド基体中に打ち込んで単結晶ダイヤモンド基体の表面の近くに非ダイヤモンド層を形成するステップと、単結晶ダイヤモンド基体をこれらが扁平な支持体上にモザイクパターンをなすよう配置するステップと、単結晶ＣＶＤダイヤモンド層を単結晶ダイヤモンド基体の非打ち込み表面上で成長させるステップと、非ダイヤモンド層をエッチングして単結晶ＣＶＤダイヤモンド層を複数の単結晶ダイヤモンド基体から分離するステップとを含む。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】英国特許第２４８８４９８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
かかる打ち込み、成長、化学的エッチング、および剥離技術には幾つかの関連した問題がある。例えば、打ち込み技術は、基体の成長面を損傷させる場合があり、その結果、かかる成長面上で成長したＣＶＤ材料の品質が低品質のものになる。さらに、エッチングステップは、制御するのが困難な場合があり、しかも時間がかかりかつ高価な場合がある。
【００１０】
上述の問題のうちの１つまたは２つ以上を解決することが本発明の実施形態の目的である。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の観点によれば、超硬度材料のプレートを作製する方法であって、この方法は、
少なくとも４０ｍｍの横方向寸法を有する基体を用意するステップと、
化学気相成長法を用いて超硬度材料の層を基体上で成長させるステップと、
平行化切断ビーム（collimated cutting beam）を用いて１枚又は２枚以上の超硬度材料プレートを基体から切り取るステップとを含み、超硬度材料プレートは、少なくとも４０ｍｍの横方向寸法を有し、平行化切断ビームは、５°以下の半拡散角度を持つよう平行化（collimated）されることを特徴とする方法が提供される。
【００１２】
この方法で用いるのに適した平行化切断ビームの例としては、水ジェットレーザおよび平行化電子ビームが挙げられる。この手法は、特に、超硬度材料の大面積ウェーハからの薄いプレートの切り取りに特に適している。従来型集束レーザおよび切断ソーとは異なり、平行化切断ビームは、超硬度材料を比較的高い速度でかつ低い切り溝損失で深切り（ディープカッティング）することができ、それにより薄くて大面積の材料プレートを平行化切断ビームに真横向きに差し向けられた成長したばかりの材料ウェーハ（オプションとして、耳切（エッジトリミング）される）から取り出すことができる。
【００１３】
超硬度材料の割れをもたらす過度の熱負荷なしで効率的な切断を可能にするよう電子ビームの切断パラメータを加減することができるということが判明した。さらに、最近の水ジェットレーザ切断技術は、切断ビームの平行化性状に起因してかつ薄い平行化切断ビームを達成するようレーザの導波をもたらすことに加えて、水ジェットがまた、超硬度材料の冷却および切断場所からのデブリの除去を助けるということにより、この種の切断用途にとって最適である。水ジェットシステムを用いた深切りに関する重要な課題のうちの１つは、切れ目自体内の過剰の水の蓄積である。水は、レーザの導波をもたらすので、切れ目の底での水のたまりにより、ビーム平行度が低下し、しかも切断作用が低下する。したがって、この技術を用いる際、水ジェットレーザおよび超硬度材料の層は、切り取り中、水を積極的に超硬度材料に形成されている切れ目から噴出させ、それにより切れ目の底のところの水のたまりを減少させるよう構成されるのが良い。例えば、水を超硬度材料に形成された切れ目から噴出させ、超硬度材料の層を平行化切断ビームに対して回転させて水を切れ目から追い出すことによって切れ目の底のところの水のたまりを減少させることができる。回転は、切断プロセス中連続的に実施されるのが良くまたは超硬度材料のサンプルを定期的に回転させて切断手順中、水を除去するのが良い。水を切れ目の底から追い出すための回転の利用に対する代替技術を利用することができる。切断中、かかる技術を用いることによって、水およびデブリを切れ目から外方に追い出して切断性能および切れ目の品質を向上させることができる。さらに、超硬度材料サンプルを切断中、回転させる場合、４０ｍｍ径プレートを切り出すのに必要な実際の切断深さは、２０ｍｍに過ぎず、互いに異なる方向からの２０ｍｍ切れ目は、４０ｍｍプレートを完全に取り出すためにサンプルの中心で交わる。さらにまた、理解されるように、本明細書において説明するような平行化切断ビームを用いて４０ｍｍプレートをその関連の基体から取り出す場合、切り取りおよび取り出しプロセス全体を平行化切断ビームによって行う必要はない。例えば、本明細書において説明したように平行化切断ビームを用いてプレートをその関連の基体から部分的に切り取ることができ、次に、別の切断技術を用いて部分的に切り取られたプレートをその関連の基体に連結している材料の残部を除去することができる。
【００１４】
加うるにまたは変形例として、切れ目の底からの水の排出を助けて切れ目の底のところの水のたまりの問題を軽減するために切れ目を広幅に作るのが良い。これは、切断ビームを切れ目に対して横方向に動かして切れ目の入口箇所を切れ目の底に対して広幅に作る適当な段切りまたはいわゆるベンチング（benching）ルーチンを用いることによって実施できる。さらに、超硬度材料の層を平行化切断ビームに対して回転させて水を切れ目から追い出す場合、超硬度材料の層は、必ずしも、それ自体の中心回転軸線回りに回転する必要がないということに注目できる。
【００１５】
上述したような水ジェットレーザ切断手法を比較的深い切れ目が必要な他の材料および切れ目の底のところの水のたまりが問題になるような場合にも適用できる。したがって、本発明の別の観点によれば、水ジェットレーザを用いて材料を切断する方法および関連の切断装置であって、この方法は、
水ジェットレーザを用いて材料を切断するステップと、
水を材料に形成された切れ目の底から追い出し、それにより切断手順中、切れ目の底の水のたまりを減少させるステップとを含むことを特徴とする方法が提供される。
【００１６】
次に、本発明の良好な理解を得ると共に本発明をどのようにすれば実施することができるかを示すために、添付の図面を参照して本発明の実施形態について説明するが、これは例示に過ぎない。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１Ａ】本発明の基本的な切断構成および手法を示す図である。
【図１Ｂ】本発明の基本的な切断構成および手法を示す図である。
【図１Ｃ】本発明の基本的な切断構成および手法を示す図である。
【図２】単結晶基体のタイル状アレイ上で成長させた単結晶ＣＶＤダイヤモンド材料の大面積ウェーハに利用されている特定の実施形態を示す図である。
【図３】本発明の切断手法で用いられる高度に平行化された切断ビームを発生させるために利用される基本的コンポーネントを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
理想的には、超硬度材料を切断する方法であればどれでも、以下の特徴の組み合わせを提供する。
（ｉ）例えば高度に平行化された切断ビームを用いた低切り溝損失、
（ｉｉ）高い切断速度および切断時間の減少、
（ｉｉｉ）切断技術を超硬度材料類に利用することができるような融通性の高い度合い、
（ｉｖ）切断場所、切断速度、切断深さ、および切断幅の正確な制御を達成するための高度の制御性、および
（ｖ）例えば材料の割れのような損傷を生じさせないで超硬度材料の切断を達成するための低い材料損傷度。
【００１９】
上述の有利な技術的特徴はまた、商用プロセスで用いられるべきどのような切断技術の経済的有用性に対してバランスがとられなければならない。経済的有用性は、
（ｉ）当初のハードウェアコスト、および
（ｉｉ）操業コストで決まり、かかる操業コストとしては、
ａ．消費財、例えば電力およびガスの供給費、
ｂ．ある程度までは切断装置の複雑さおよび信頼性で決まる切断装置の保守費および寿命、
ｃ．切断作業相互間で切断装置をセットアップするのに必要な時間で決まる作業切断時間と静止時間の関係、および
ｄ．例えば熟練オペレータがこれまたある程度は切断装置の複雑さおよび信頼性で決まる装置を動かすのに必要な場合の人件費が挙げられる。
【００２０】
超硬度材料の商用切断プロセスに関する上述の要件が与えられている場合、ＥＤＭ切断が導電性の超硬度材料については業界標準となっており、これに対し、高出力レーザが絶縁性の超硬度材料を切断するための業界標準となっている。また、導電性超硬度材料を切断するために高出力レーザもまた使用できるが、ＥＤＭ切断は、レーザ切断と比較して資本費および経常費が少ないので、好ましい場合が多い。
【００２１】
本発明者は、広く受け入れられている業界標準と比較して向上した性能をもたらすことができる代替手段が存在しているかどうかを評価するために超硬度材料を切断する問題を再考した。例えば、上述したように、高出力レーザには拡散ビームの利用に起因して、切り溝損失や特に厚手の超硬度材料を切断する際の切断速度が比較的遅いという問題がある。これとは対照的に、電子ビームを極めて小さなスポットサイズで高度に平行化状態にすることができ（すなわち、高輝度ビーム）、かくして、かかる電子ビームは、切り溝損失を減少させるとともに潜在的に高い切断速度で切断を行う可能性を提供する。この点に関し、超硬度材料の新電子ビーム切断技術が開発され、かかる技術は、従来の電子ビーム切断技術および現行の高出力レーザと比較した場合に１桁を超える（それどころかある特定の超硬度材料については２桁または３桁までの）切断時間の向上をもたらす。新電子ビーム切断技術は、国際公開第２０１４／０２９６７１号パンフレットに記載されている。この技術は、超硬度材料の表面を高速で横切って動く電子ビームを用いる。典型的には、１００ｍｍ／ｓ未満の電子ビーム走査速度の結果として、切断場所での過度の熱応力に起因した割れおよび結晶破断および／または切断場所を越えて延びる過度の局所破断が生じることになる。これとは対照的に、５０００ｍｍ／ｓを超える電子ビーム速度は、典型的には、切れ目の相当に深い深さを達成するのに十分な熱応力および／または局所破断を切断場所のところにもたらさない。国際公開第２０１４／０２９６７１号パンフレットは、電子ビームに操向性のある装置形態を提供することによって電子ビームと超硬度材料の相対運動を達成することができるということを記載している。かかる形態を用いると、切断されるべき超硬度材料を固定電子ビームに対して動かすのではなく、電子ビームを制御するとともに操向することによって切断が達成される。
【００２２】
別の最近開発された高度平行化切断技術は、水の細いジェットが水ジェットに沿って投射されたレーザビームの導波路として用いられる水ジェットレーザ切断技術である。かかる切断技術は、例えば、多くのシノバ（Synova）名義の特許文献に記載されており、かかるシノバ特許文献としては、欧州特許第２１８９２３６（Ｂ１）号明細書、同第１８３３６３６（Ｂ１）号明細書、欧州特許出願公開第２２０８５６８（Ａ１）号明細書、米国特許第７７２８２５８（Ｂ２）号明細書、同第７１６３８７５（Ｂ２）号明細書、欧州特許第７６２９４７（Ｂ１）号明細書、および国際公開第１９９９／０５６９０７（Ａ１）号パンフレット（以下これらを、単に「シノバ」という場合がある）が挙げられる。またシノバは、ダイヤモンド材料を切断する際に用いられるかかるレーザシステムを販売している。ダイヤモンド切断用途に関し、シノバ小冊子は、最大３０ｍｍまでの作業距離が可能であることを示している。
【００２３】
本発明の実施形態は、高度平行化切断技術、例えば超硬度材料の大面積ウェーハの効率的な切り取りまたはスライシングのための上述の電子ビームおよび水ジェットレーザ技術の適合を含む。本明細書において説明する特定の方法は、かかるウェーハをこれらの成長基体から取り出すための単結晶ＣＶＤダイヤモンド材料の大面積ウェーハのスライシングに関する。本明細書において説明する高度平行化切断技術はまた、超硬度材料の極めて薄いプレートの効果的なスライシングに適合可能である。
【００２４】
本発明の概要の項に記載されているように、本発明の一観点によれば、超硬度材料のプレートを作製する方法であって、この方法は、
少なくとも４０ｍｍの横方向寸法を有する基体を用意するステップと、
化学気相成長法を用いて超硬度材料の層を基体上で成長させるステップと、
平行化切断ビームを用いて１枚又は２枚以上の超硬度材料プレートを基体から切り取るステップとを含み、超硬度材料プレートは、少なくとも４０ｍｍの横方向寸法を有し、平行化切断ビームは、５°以下の半拡散角度を持つよう平行化されることを特徴とする方法が提供される。
【００２５】
超硬度材料は、合成ＣＶＤダイヤモンド、例えば多結晶または単結晶ＣＶＤダイヤモンド材料で作られるのが良い。例えば、上述したように、単結晶ＣＶＤダイヤモンドを単結晶ダイヤモンド基体のタイル状アレイ上に成長させるのが良く、次に、本明細書において説明する平行化切断ビーム技術を用いて単結晶ＣＶＤダイヤモンドの１枚または２枚以上のプレートを単結晶ダイヤモンド基体のタイル状アレイから切り取るのが良い。有利には、超硬度材料の層を少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも５００μｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも３ｍｍ、または少なくとも５ｍｍの厚さまで成長させるのが良い。超硬度材料の薄い層を成長させることによって、次に、複数のプレートを超硬度材料の層から切り取ることができる。超硬度材料の層から切り取られた超硬度材料のプレートは、超硬度材料の極めて薄いプレートが所望される場合、１００μｍ以下、８０μｍ以下、６０μｍ以下、または５０μｍ以下の厚さを有するのが良い。超硬度材料のかかるプレートは、少なくとも５０ｍｍ、少なくとも６０ｍｍ、少なくとも８０ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２０ｍｍ、または少なくとも１４０ｍｍの横方向寸法を有するのが良い。平行化切断ビームは、有利には、かかる用途について３°以下、１°以下、または０．５°以下の半拡散角度を持つよう平行化される。さらに、平行化スライシング技術は、超硬度材料層を少なくとも２つの互いに異なる方向に切断して超硬度材料プレートを基体から取り出すステップを含むのが良い。例えば、超硬度材料を一方の側から部分的に切り取り、次に反対側から部分的に切り取り、それによりプレートの取り出しを達成するのが良い。変形例として、超硬度材料をスライシング手順の間、回転させてプレートの取り出しを達成しても良い。
【００２６】
上述したように、平行化切断ビームは、電子ビームまたは水ジェットレーザの形態をしているのが良い。水ジェットレーザが用いられる場合、切り取り中の超硬度材料の層および水ジェットレーザは、スライシング中、水を超硬度材料に形成された切れ目から噴出させ、それにより切れ目の底のところの水のたまりを減少させるよう構成されている。上述したように、これは、例えば、超硬度材料の層を平行化切断ビームに対して回転させて、切断プロセス中、水を切れ目から追い出すことによって達成されるのが良い。
【００２７】
追加的にまたは代替手段として、切れ目は、切れ目の底からの水の排出を助けるとともに切れ目の底のところの水のたまりの問題を軽減するために広幅に作られるのが良い。これは、切断ビームを切れ目に対して横方向に動かして切れ目の入口箇所を切れ目の底に対して広幅に作る適当な段切りまたはいわゆるベンチングルーチンを用いて切れ目の入口箇所を広幅に作るようにすることによって実施できる。直感的に分かるように、平行化切断ビームの使用は、一般的に集束ビーム切断技術で利用されるベンチングルーチンの要件を無効にする。しかしながら、この場合、平行化水ジェットとともにベンチングルーチンを用いることは、水の除去を助ける上で有利であるといえ、切れ目の幅は、この基準を満たすのに十分大きく作られているが、過剰の超硬度材料の損失が起こるほど大きくはない。すなわち、切れ目からの効率的な水の除去を可能にすることと過度の量の超硬度材料が切断手順中に失われるほど大きな切れ目を提供しないこととのバランスをとるのが良い。この点に関し、注目されるべきこととして、従来型ベンチングルーチンは、集束ビームのＶ字形切断プロフィールに起因してＶ字形切断プロフィールを形成するが、これは、本明細書において説明する平行化切断ビームを用いる場合には必要ではないことに注目されるべきである。例えば、切れ目のプロフィールは、段付きであっても良く、傾斜壁を備えたＶ字形であっても良く、あるいは切断ビームが切れ目を幅広くするよう横方向に並進する平行な壁付きであっても良い。理解されるように、かかる技術を用いると、切れ目は、水ジェットよりも広幅であることが可能である。これは、水ジェットが切れ目に入っているときに水ジェットの層流を助け、さらに切れ目の底からの水の流れを可能にして水のたまりの問題を軽減するのに有用な場合がある。
【００２８】
さらに、注目できることとして、超硬度材料の層を平行化切断ビームに対して回転させて水を切れ目から追い出す場合、超硬度材料の層は、必ずしも、それ自体の中心回転軸線回りに回転する必要がない。例えば、複数の超硬度材料サンプルを回転可能なステージに取り付けても良く、そして切断中、回転可能なステージを回転させる。このように、複数の超硬度材料のサンプルを同一の切断手技中に切断することができ、その間、水を共通の回転軸線回りの回転によって各超硬度材料サンプルの切れ目の底から追い出す。
【００２９】
上述したような水ジェットレーザ切断手法を比較的深い切れ目が必要とされる他の材料および切れ目の底のところの水のたまりが問題になる場合にも適用できる。したがって、本発明の別の観点によれば、水ジェットレーザを用いて材料を切断する方法および関連の切断装置であって、この方法は、
（ｉ）水ジェットレーザを用いて材料を切断するステップと、
（ｉｉ）水を材料に形成された切れ目の底から追い出し、それにより切断手順中、切れ目の底の水のたまりを減少させるステップとを含むことを特徴とする方法が提供される。
【００３０】
かかる切断手法により、水のたまりの問題ならびに水ジェット健全性の低下およびレーザの導波具合の低下を軽減することによって深くかつ良好な品質の切断を実施することができる。この手法は、少なくとも２０ｍｍ、少なくとも４０ｍｍ、少なくとも６０ｍｍ、少なくとも８０ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２０ｍｍ、または少なくとも１４０ｍｍの切断深さを達成するために利用できる。かかる切断手法を任意の材料に利用することができるが、加工するのが困難な超硬度材料に特に有用であることが判明した。かかる材料の例としては、ダイヤモンド材料、立方晶窒化ほう素材料、サファイア、または超硬度材料のうちの１つまたは２つ以上およびバインダを含む複合材料のうちの１つまたは２つ以上が挙げられる。
【００３１】
図１Ａ〜図１Ｃは、基本的な切断形態および手法を示している。超硬度材料のウェーハ２が支持体４に取り付けられ、この支持体は、回転軸線６回りに回転可能である。超硬度材料のウェーハ２は、固定平行化切断ビーム８に対して相対的に支持体４上に配置され、固定平行化切断ビーム８は、回転軸線６に垂直に差し向けられるとともに固定平行化切断ビーム８が支持体４に取り付けられたときの超硬度材料のウェーハ２の外縁１０に差し向けられるよう位置決めされている。平行化切断ビーム８は、適切に構成された切断装置１２によって生成される。超硬度材料のウェーハ２は、支持体４によって回され、超硬度材料のウェーハ２の外縁１０は、超硬度材料のウェーハ２を回転させながら固定平行化切断ビーム８により切断される。切断は、超硬度材料のプレート１４が超硬度材料のウェーハ２からスライスされ、すなわち薄く切り取られるまで図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示されているように維持される。
【００３２】
レーザ水ジェットに関する先行技術に記載された固定サンプルシングルサイド切断技術とは対照的に、上述の構成は、ダイヤモンド材料の大径のディスクを切り取るための回転ダイヤモンドサンプルの提供を提案している。これは、この種の切断技術について公開された技術で教示されている内容とは対照的であるが、ダイヤモンド材料の大面積プレートをスライスする上で有利であると考えられる。この技術はまた、切れ目が固定サンプルの一方の側から入れられ、次に切れ目が固定サンプルの反対側から入れられ、すなわち、サンプルが切断中回されない従来型のダブルサイドレーザ切断とは異なっている。
【００３３】
大面積の単結晶ダイヤモンドプレートを成長させた基体、例えばタイル状基体アレイから大面積単結晶ダイヤモンドプレートを分離する一手法は、このプレートに対して側部または横から差し向けられた水ジェットレーザを用いると同時にプレートを回転させることによってである。提案された技術は、大面積プレートを下に位置する基体から完全に取り出すのに深い切れ目が必要な大面積プレートにとって特に有用であると考えられ、しかも、場合によっては、他の切断技術のためだけでなくラッピング（研磨）プロセスの代替手段と考えられる。水ジェットレーザ技術は、これが平行化切断ビームをもたらしているときに切り溝損失を低くした状態で深切りすることができる。
【００３４】
切断を一方の側部からのみ実施される場合がありまたは第１の側部が切断され、次にサンプルの１８０°フリップにより第２の側部が切断されるダブルサイド切断を実施することができるが、連続回転に対して利点が存在する。例えば、回転は、デブリおよび水をトレンチから取り出すのを助け、切断は、前後に動くのに必要とされるオフサンプル（off-sample）時間を全く必要としないで連続であり、大径の丸いウェーハを切断するための切断ルーチンは、単純化される。
【００３５】
他の平行化切断技術、例えばｅ‐ビーム切断を利用することができる。しかしながら、水ジェットレーザ法の一利点は、水が切断中、ダイヤモンドを冷却して微小割れを軽減する一方でさらに切断中、デブリをトレンチから除去するのを助けることにある。
【００３６】
上述したように、本明細書において説明する切断手法は、理想的には、単結晶基体のタイル状アレイからの単結晶ダイヤモンドプレートのスライシングに使用できる。しかしながら、この技術は、大面積多結晶プレートならびに大面積単結晶プレートにも利用できる。例えば、電子用の多結晶ダイヤモンド材料の薄いプレートが必要とされる場合、このスライシング技術を利用することができる。
【００３７】
この技術は、丸形ウェーハの側部からのスライシングに理想的であるが、この技術は、辺の数ｎ＝３、４、５、６、７、８、または９以上の多角形ウェーハにも利用できる。この場合、確かに、スライシングのための理想的な形状（円形）と成長に適した形状、例えば立方体の単結晶ダイヤモンド材料の作製により適しているといえる正方形、六角形または八角形との間にプレーオフ（play-off）が存在する場合がある。
【００３８】
超硬度材料のウェーハを切断中、連続的に回転させるのが良い。さらに、超硬度材料のウェーハは、少なくとも４０ｍｍ、少なくとも５０ｍｍ、少なくとも６０ｍｍ、少なくとも８０ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２０ｍｍ、または少なくとも１４０ｍｍの最も長い直線寸法を有するのが良い。超硬度材料のウェーハが円形ディスクの形態をしている場合、これは、超硬度材料の円形ディスクの直径と同等であろう。
【００３９】
固定平行化切断ビームは、切り溝損失を低くかつ結晶損傷を少なくし、しかも切断速度を許容可能にした状態で超硬度材料を適当な深さまで切断することができる水ジェットレーザ、電子ビーム、または任意他の適当な切断技術の形態をしているのが良い。固定平行化切断ビームは、３°以下、１°以下、または０．５°以下の半拡散角度を持つよう平行化されるのが良い。一層平行化させたビームは、超硬度材料の薄いプレートを深切りするとともに／あるいは切断するのに有用である。必要とされる場合、固定平行化切断ビームをパルス化することができる。幾つかの用途では、切断ビームのパルス化を用いると、超硬度材料の熱負荷を制御することができ、そして切断速度と材料損傷とのバランスをとることができる。
【００４０】
超硬度材料のウェーハは、ダイヤモンド材料、立方晶窒化ほう素材料、サファイア、または前記超硬度材料のうちの１つまたは２つ以上およびバインダを含む複合材料のうちの１つまたは２つ以上から成るのが良い。例えば、超硬度材料のウェーハは、ダイヤモンド材料または立方晶窒化ほう素材料の重量を基準として少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０％、少なくとも９０％、少なくとも９５％、または少なくとも９９％を占めるのが良い。ある特定の実施形態によれば、超硬度材料のウェーハは、大面積ウェーハとして作製され、次に現在説明している切断技術を用いて薄いプレートの状態にスライスされるのが良い合成ＣＶＤダイヤモンドで作られる。
【００４１】
図２は、単結晶基体のタイル状アレイ上で成長させた単結晶ＣＶＤダイヤモンド材料の大面積ウェーハに利用される特定の実施形態を示している。この実施例では、単結晶ＣＶＤダイヤモンドウェーハを単結晶基体のタイル状アレイ上で成長させた後、単結晶基体のタイル状アレイ上の単結晶ＣＶＤダイヤモンドウェーハを含む層状複合構造体を図２に示されているように切断装置に移送する。切断構成は、上述するとともに図１に示したものと同一である。単結晶基体２２のタイル状アレイ上の単結晶ＣＶＤダイヤモンドウェーハ２０を含む層状複合構造体は、固定平行化切断ビーム８に対して相対的に回転可能な支持体４上に配置され、固定平行化切断ビーム８は、回転軸線６に垂直に差し向けられるとともに固定平行化切断ビーム８が支持体４に取り付けられたときの単結晶ＣＶＤダイヤモンドウェーハ２０の外縁２４に差し向けられるよう位置決めされている。平行化切断ビーム８を適当に構成された切断装置１２によって生成する。単結晶ＣＶＤダイヤモンドウェーハ２０は、支持体４によって回され、単結晶ＣＶＤダイヤモンドウェーハ２０の外縁２４は、単結晶ＣＶＤダイヤモンドウェーハ２０を回転させながら固定平行化切断ビーム８により切断される。切断は、単結晶ＣＶＤダイヤモンドのプレートが単結晶ＣＶＤダイヤモンドウェーハ２０から切り取られるまで維持される。
【００４２】
図１および図２は、支持体および切断装置を水平の向きで示しているが、注目されるべきこととして、これは本発明を限定するものではない。例えば、支持体および切断装置を切断ビームが垂直方向上方または下方に差し向けられかつ支持体の回転軸線が水平面内に配置されるように、垂直の向きに差し向けても良い。
【００４３】
本明細書において説明する切断技術は、高度に平行化される性状に起因して、超硬度材料の極めて薄いプレートを取り出すのにも有用である。例えば、超硬度材料のウェーハからスライスされる超硬度材料のプレートは、１００μｍ以下、８０μｍ以下、６０μｍ以下、または５０μｍ以下の厚さを有することができる。平行化切断技術が大面積ダイヤモンドウェーハをスライスするのに最適であることが想定されるが、これら平行化切断技術は、小面積の薄いプレートを切り取るのにも有用である。この点に関し、エッジが切れ目入口のところで丸くなることが問題となる場合がある。例えば、水ジェットレーザを用いる場合、水ジェットは、初期切断段階の間、十分には封じ込められない。この問題は、ダイヤモンドの表面を切断しまたは違ったやり方で切断の実施対象であるダイヤモンドの表面上に別の材料を被着させる初期段階に関して標準レーザを用いることによって解決でき、その結果、ダイヤモンド材料中ではなく被膜中に初期エッジ丸みが設けられるようになる。したがって、ある特定の形態では、被膜を切断ステップの開始前に超硬度材料のウェーハのエッジに被着させるのが良くまたは集束レーザを利用して固定平行化切断ビームへの切り換えに先立って切断を開始するのが良い。
【００４４】
切断装置は、上述したような切断手法を実施するよう構成されているのが良い。切断装置は、超硬度材料のウェーハを載せることができる回転可能な支持ステージおよび超硬度材料のウェーハが回転可能な支持ステージ上に取り付けられて回されたときにスライスすることができるよう回転可能な支持ステージに対して差し向けられた平行化切断ビーム発生器を有するのが良い。
【００４５】
図３は、本明細書において説明する切断手法で用いられる高度平行化切断ビームを発生させるために利用される基本的コンポーネントを示している。源ビーム３０を集束または合焦コンポーネント３２によって集束させ、次にコリメータ３４を用いて平行化して幅の狭い平行化切断ビーム３６を生じさせる。レーザ水ジェット実施例では、コリメータは、ノズル付き水チャンバの形態をしており、かかるノズルは、集束レーザビームの導波路として働く水の細いジェットを生じさせる。電子ビーム実施例では、集束および平行化コンポーネントは、当該技術分野において知られている適当に構成された電界または磁界発生コンポーネントによって提供される。
【００４６】
超硬度材料を切断するためのレーザ周波数および出力の精度は、当該技術分野において知られている。同様な制御上の検討事項がレーザビームを使用する水ジェットを用いる場合に利用できる。しかしながら、水ジェットはまた、切断中の超硬度材料の領域を冷却することができるので、超硬度材料の過度の割れおよび破損を生じさせないでレーザ出力を増大させることが可能である。
【００４７】
電子ビーム切断の使用を考慮すると、電子ビームのパラメータは、超硬度材料の過度の割れおよび破損を回避するよう注意深く制御されなければならないことが判明した。超硬度材料を回転させて電子ビームが切断中の材料の表面に対して高い速度でかかる材料上を動くようにすることによって、割れおよび結晶損傷の問題を軽減することができる。さらに、高速電子ビーム切断法は、大電子ビーム電流の使用を可能にし、かくして切断場所のところの過度の熱応力および／または局所破断に起因した割れおよび結晶損傷を生じさせないで高い切断速度を達成することができる。この場合、切断速度と、切断深さと、切断幅（電子侵入深さ、散乱長さ、材料密度および電子エネルギーの関数によって定められる）との間にはトレードオフの関係があり、かかるトレードオフの関係を互いに異なる超硬度材料について最適化することができる。
【００４８】
有利には、電子ビームは、以下の特性のうちの１つまたは２つ以上を有するのが良い。
（ｉ）切断表面上の電子ビームの速度が１００ｍｍｓ-1から５０００ｍｍｓ-1までの範囲にあり、オプションとして２００ｍｍｓ-1以上、４００ｍｍｓ-1以上、６００ｍｍｓ-1以上、８００ｍｍｓ-1以上、１０００ｍｍｓ-1以上、１２００ｍｍｓ-1以上、または１４００ｍｍｓ-1以上、かつ／あるいは、４５００ｍｍｓ-1以下、４０００ｍｍｓ-1以下、３５００ｍｍｓ-1以下、３０００ｍｍｓ-1以下、２５００ｍｍｓ-1以下、２０００ｍｍｓ-1以下、１８００ｍｍｓ-1以下、または１６００ｍｍｓ-1以下であるようなウェーハ回転速度、
（ｉｉ）５ｍＡから１２０ｍＡまでの範囲にあり、オプションとして１０ｍＡ以上、１５ｍＡ以上、２０ｍＡ以上、３０ｍＡ以上、４０ｍＡ以上、５０ｍＡ以上、６０ｍＡ以上、または７０ｍＡ以上、オプションとして１１０ｍＡ以下、１００ｍＡ以下、９０ｍＡ以下、８５ｍＡ以下、または８０ｍＡ以下、オプションとして上述の上限と下限の任意の組み合わせによって定められる範囲内にあるビーム電流、
（ｉｉｉ）１０ｋＶから２００ｋＶまでの範囲にあり、オプションとして１５ｋＶ以上、２０ｋＶ以上、２５ｋＶ以上、３０ｋＶ以上、または３５ｋＶ以上、オプションとして１５０ｋＶ以下、１２５ｋＶ以下、１００ｋＶ以下、９０ｋＶ以下、８０ｋＶ以下、７０ｋＶ以下、または６５ｋＶ以下、オプションとして上述の上限と下限の任意の組み合わせによって定められる範囲内にある加速電圧、
（ｉｖ）５μｍから５００μｍまでの範囲にあり、オプションとして５００μｍ以下、３００μｍ以下、１００μｍ以下、５０μｍ以下、または３０μｍ以下、オプションとして１０μｍ以上、１５μｍ以上、または２０μｍ以上、オプションとして上述の上限と下限の任意の組み合わせによって定められる範囲内にある超硬度材料上の接触点のところでの電子ビームスポットサイズ、
（ｖ）５００Ｊｍ-1から３００００Ｊｍ-1までの範囲にあり、オプションとして２５０００Ｊｍ-1以下、２００００Ｊｍ-1以下、１５０００Ｊｍ-1以下、１００００Ｊｍ-1以下、５０００Ｊｍ-1以下、または１６００Ｊｍ-1以下、オプションとして８００Ｊｍ-1以上、１１００Ｊｍ-1以上、１５００Ｊｍ-1以上、２０００Ｊｍ-1以上、５０００Ｊｍ-1以上、または１００００Ｊｍ-1以上、オプションとして上述の上限と下限の任意の組み合わせによって定められる範囲内にある（加速電圧×ビーム電流）／（電子ビーム走査速度）によって定められる入力ラインエネルギー、
（ｖｉ）１０ＭＪｍ-2から６００ＭＪｍ-2までの範囲にあり、オプションとして５００ＭＪｍ-2以下、４００ＭＪｍ-2以下、３００ＭＪｍ-2以下、２００ＭＪｍ-2以下、１００ＭＪｍ-2以下、または３２ＭＪｍ-2以下、オプションとして１６ＭＪｍ-2以上、２２ＭＪｍ-2以上、３０ＭＪｍ-2以上、４０ＭＪｍ-2以上、１００ＭＪｍ-2以上、または２００ＭＪｍ-2以上、オプションとして上述の上限と下限の任意の組み合わせによって定められる範囲内にある（加速電圧×ビーム電流）／（電子ビーム走査速度×ビーム幅）によって定められる表面エネルギー密度、
（ｖｉｉ）１００ＧＪｍ-3から２５００ＧＪｍ-3までの範囲にあり、オプションとして２３００ＧＪｍ-3以下、２０００ＧＪｍ-3以下、１７００ＧＪｍ-3以下、１４００ＧＪｍ-3以下、１１００ＧＪｍ-3以下、８００ＧＪｍ-3以下、または６００ＧＪｍ-3以下、オプションとして１５０ＧＪｍ-3以上、２００ＧＪｍ-3以上、２５０ＧＪｍ-3以上、３００ＧＪｍ-3以上、３５０ＧＪｍ-3以上、４００ＧＪｍ-3以上、４５０ＧＪｍ-3以上、または５００ＧＪｍ-3以上、オプションとして上述の上限と下限の任意の組み合わせによって定められる範囲内にある（加速電圧×ビーム電流）／（電子ビーム走査速度×１／２×切れ目幅×切断深さ）および／または（入力ラインエネルギー）／（切れ目の断面積）によって定められる材料の単位揮発体積当たりのエネルギー。
【００４９】
各ビームパラメータの最適値は、ある程度までは、選択される他のビームパラメータの値および切断中の超硬度材料の正確な性状で決まる。しかしながら、一般的に言えば、上述の電子ビームパラメータは、相当な割れおよび結晶損傷なしで高い切断速度での超硬度材料の良好な品質の切断を達成することが判明した。
【００５０】
好ましい実施形態を参照して本発明を具体的に図示すると共に説明したが、特許請求の範囲の記載に基づいて定められる本発明の範囲から逸脱することなく形態及び細部の種々の変更を行うことができることが当業者には理解されよう。
なお、好ましい構成態様として、本発明を次のように構成することもできる。
１．  超硬度材料のプレートを作製する方法であって、前記方法は、
少なくとも４０ｍｍの横方向寸法を有する基体を用意するステップと、
化学気相成長法を用いて超硬度材料の層を前記基体上で成長させるステップと、
視準切断ビームを用いて１枚又は２枚以上の超硬度材料プレートを前記基体から切り取るステップとを含み、前記超硬度材料プレートは、少なくとも４０ｍｍの横方向寸法を有し、前記視準切断ビームは、５°以下の半拡散角度を持つよう視準される、方法。
２．  前記超硬度材料は、合成ＣＶＤダイヤモンドで作られている、上記１記載の方法。
３．  前記合成ＣＶＤダイヤモンドは、単結晶ＣＶＤダイヤモンドである、上記２記載の方法。
４．  前記基体は、単結晶ダイヤモンド基体のタイル状アレイから成り、
前記成長ステップは、単結晶ＣＶＤダイヤモンドを前記単結晶ダイヤモンド基体のタイル状アレイ上で成長させるステップを含み、
前記切り取りステップは、前記単結晶ダイヤモンド基体のタイル状アレイから前記単結晶ＣＶＤダイヤモンドのプレートを切り取るステップを含む、上記３記載の方法。
５．  前記超硬度材料層は、少なくとも１００μｍ、少なくとも２００μｍ、少なくとも３００μｍ、少なくとも５００μｍ、少なくとも１ｍｍ、少なくとも３ｍｍ、または少なくとも５ｍｍの厚さまで成長させる、上記１〜４のうちいずれか一に記載の方法。
６．  複数のプレートを前記超硬度材料層から切り取る、上記１〜５のうちいずれか一に記載の方法。
７．  前記超硬度材料層から切り取られた前記超硬度材料のプレートは、１００μｍ以下、８０μｍ以下、６０μｍ以下、または５０μｍ以下の厚さを有する、上記１〜６のうちいずれか一に記載の方法。
８．  前記超硬度材料プレートは、少なくとも５０ｍｍ、少なくとも６０ｍｍ、少なくとも８０ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２０ｍｍ、または少なくとも１４０ｍｍの横方向寸法を有する、上記１〜７のうちいずれか一に記載の方法。
９．  前記視準切断ビームは３°以下、１°以下、または０．５°以下の半拡散角度を持つよう視準される、上記１〜８のうちいずれか一に記載の方法。
１０．  前記切り取りステップは、前記超硬度材料層を少なくとも２つの互いに異なる方向に切断して前記超硬度材料プレートを前記基体から取り出すステップを含む、上記１〜９のうちいずれか一に記載の方法。
１１．  前記視準切断ビームは、電子ビームの形態をしている、上記１〜１０のうちいずれか一に記載の方法。
１２．  前記視準切断ビームは、水ジェットレーザの形態をしており、
前記水ジェットレーザおよび前記超硬度材料層は、切り取り中、水を前記超硬度材料に形成された切れ目から噴出させ、それにより前記切れ目の底のところに水のたまりを減少させるよう構成されている、上記１〜１０のうちいずれか一に記載の方法。
１３．  前記超硬度材料層を前記視準切断ビームに対して回転させて水を前記切れ目から追い出すことによって水を前記超硬度材料に形成された前記切れ目から噴出させ、それにより前記切れ目の前記底のところの水のたまりを減少させる、上記１２記載の方法。
１４．  水ジェットレーザを用いて材料を切断する方法であって、前記方法は、
前記水ジェットレーザを用いて前記材料を切断するステップと、
水を前記材料に形成された切れ目の底から追い出し、それにより前記切断手順中、前記切れ目の前記底の水のたまりを減少させるステップとを含む、方法。
１５．  前記材料を回転させて水を前記切れ目から追い出すことによって切断手順中、水を前記材料に形成された前記切れ目の前記底から追い出す、上記１４記載の方法。
１６．  前記切断ステップの開始に先立って、被膜を前記材料に被着させる、上記１４または１５記載の方法。
１７．  集束レーザを利用して前記水ジェットレーザへの切り換えに先立って前記切断を開始させる、上記１４または１５記載の方法。
１８．  前記切断ステップは、前記材料を少なくとも２つの互いに異なる方向に切断して材料のプレートを取り出すステップを含む、上記１４〜１７のうちいずれか一に記載の方法。
１９．  前記切断ステップは、前記材料を少なくとも２０ｍｍ、少なくとも４０ｍｍ、少なくとも６０ｍｍ、少なくとも８０ｍｍ、少なくとも１００ｍｍ、少なくとも１２０ｍｍ、または少なくとも１４０ｍｍの深さまで切断するステップを含む、上記１４〜１８のうちいずれか一に記載の方法。
２０．  前記材料は、超硬度材料から成る、上記１４〜１９のうちいずれか一に記載の方法。
２１．  前記超硬度材料は、ダイヤモンド材料、立方晶窒化ほう素材料、サファイア、または前記超硬度材料のうちの１つまたは２つ以上およびバインダを含む複合材料のうちの１つまたは２つ以上である、上記２０記載の方法。
２２．  前記材料の複数のサンプルを回転可能なステージに取り付け、前記回転可能なステージを切断中、回転させる、上記１４〜２１のうちいずれか一に記載の方法。
２３．  前記水ジェットレーザを前記切れ目に対して横方向に動かして前記切れ目の入口箇所を広幅に作る切断ルーチンを用いて前記切れ目を作る、上記１４〜２２のうちいずれか一に記載の方法。
２４．  水ジェットレーザ切断装置であって、上記１４〜２３のうちいずれか一に記載の前記方法を実施するよう構成されている、水ジェットレーザ切断装置。
【図１（Ａ）】
0006325175.tif 000002
【図１（Ｂ）】
0006325175.tif 000003
【図１（Ｃ）】
0006325175.tif 000004
【図２】
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【図３】
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