(57)【要約】【課題】硬脆性材料からなる被加工物、特に熱応力により破損しやすい単結晶体等を切断するに際し、該被加工物を安定して固定、保持し、保持した部分において該被加工物の割れを防止し、更に、切断時に該被加工物の割れの発生を低減する。【解決手段】  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により被覆した後、該セメント硬化体を保持して、硬脆性材料からなる被加工物を切断することにより、該被加工物の割れの発生を低減させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、該セメント硬化体を保持して、該被加工物を切断することを特徴とする硬脆性材料からなる被加工物の切断方法。
【請求項２】
前記セメント硬化体の外周を円筒状とし、該セメント硬化体の外周を複数のローラで挟持することによって、該セメント硬化体を回転自在に保持し、回転駆動手段によって該セメント硬化体を周方向に連続または断続して回転させながら、硬脆性材料からなる被加工物を切断することを特徴とする請求項１記載の硬脆性材料からなる被加工物の切断方法。
【請求項３】
前記回転駆動手段が、少なくとも１つの前記ローラを回転駆動させることによるものである請求項２記載の硬脆性材料からなる被加工物の切断方法。
【請求項４】
前記硬脆性材料からなる被加工物が、引き上げ法により製造されたフッ化物金属の単結晶体であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の硬脆性材料からなる被加工物の切断方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐衝撃性に乏しい硬脆性材料からなる被加工物、例えば、ガラス、セラミックス、単結晶体等の切断方法に関する。詳しくは、硬脆性材料からなる被加工物を切断するに際し、該被加工物を安定して固定、保持し、切断時の割れの発生を低減でき、更に、短時間で切断することが可能な該被加工物の切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、硬脆性材料からなる被加工物、例えば、耐衝撃性に乏しいガラス、セラミックス、単結晶体等を所望の形状とするために、バンドソー、ワイヤソー等を用いて切断加工が行なわれている。中でも、単結晶体は、引き上げ法等により製造されるため、種結晶の下に上端が突出した略円錐状のトップ部と、略円筒状のボディ部と、下端が突出した略円錐状のテール部よりなり、製品として使用される部分はボディ部であるため、まず、トップ部とテール部を切断した後、ボディ部を必要とする厚みに切り出すか、または、トップ部またはテール部の一方を切断した後、ボディ部を必要な厚みに切り出し、最終的にトップ部またはテール部を切り落として使用されている。
【０００３】
例えば、単結晶シリコンインゴットでは、トップ部、テール部を切り落とす方法として、刃の欠けを防止するため、円錐状のくぼみを有する治具に、粘着剤を介してトップ部またはテール部を保持した後、バンドソー等により切断する方法（例えば、特許文献１）が提案されている。
【０００４】
また、大口径、高重量化したインゴットの割れや欠けを防止する切断方法として、トップ部またはテール部の外周部をワイヤー、リング等の治具で保持して、トップ部またはテール部を切断する方法（例えば、特許文献２）が提案されている。
【０００５】
更に、インゴットのボディ部からウェーハを得る方法として、インゴットを回転させながらワイヤソーで切断する方法（例えば、特許文献３）が提案されている。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載されている方法では、治具が円錐状のため、円錐形状以外の複雑な形状の端部である単結晶体の保持ができない点で改善の余地があった。また、粘着剤に熱可塑性樹脂を使用する場合には、熱を加えて軟化させた熱可塑性樹脂を粘着剤として使用するため、熱応力により破損しやすい単結晶体においては、上記のような加熱手段をとることなく、単結晶体を保持する方法が望まれていた。
【０００７】
一方、特許文献２に記載されている方法においても、トップ部、テール部等の端部の形状が複雑なものについては、固定を十分に行なうことができない点で改善の余地があった。また、ワイヤー、リング状の治具を締め付けることにより単結晶体を保持するため、非常に脆い被加工物においては、保持部において割れが発生しやすく改善の余地があった。
【０００８】
更に、特許文献１、２のいずれに記載された方法とも、トップ部、テール部を切断する際に、ボディ部を保持手段により固定しているため、非常に脆く、破損しやすい単結晶体の切断においては、割れが生じやすく改善の余地があった。
【０００９】
また、特許文献３に記載されている方法は、インゴットの片端部のみを保持し、かつ、回転させながらインゴットを切断するものではあるが、上記方法は、ボディ部からウェーハを得るための手段であり、トップ部、テール部が切断されている端部の保持を行ないやすいものの切断方法であって、端部の形状が複雑なものを保持し、切断することについては記載されていない。
【００１０】
つまり、端部の形状が複雑な単結晶体において、その保持が容易にでき、保持部においても割れの発生を防ぎ、かつ、切断時に割れの発生が少ない単結晶体の切断方法が望まれていた。
【００１１】
特に、上記単結晶体が、Ｆ２レーザを用いた光リソグラフィー装置、カメラ、光ＣＶＤ装置等のレンズ、紫外波長または真空紫外波長のレーザを用いた各種機器、窓材等の光学材料としてその有用性が高まっているフッ化物金属である場合には、上記点の改善が望まれていた。
【００１２】
即ち、フッ化物金属の単結晶体は、その用途において必要とされる口径が異なるため形状が絶えず一定ではないこと、また、トップ部、テール部、ボディ部等の表面は凹凸があること、また、非常に脆く、熱応力で破損しやすいこと等から、切断時において、単結晶体を十分に保持することができ、かつ、割れの発生を少なくできる単結晶体の切断方法が望まれていた。しかも、製品の生産性を高めるため、短時間で単結晶体を切断できる切断方法が望まれていた。
【００１３】
【特許文献１】特開平８−２９０３５３号
【特許文献２】特開２０００−２６４８００号
【特許文献３】特開平１１−１９８０１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
従って、本発明が解決しようとする課題は、硬脆性材料からなる被加工物を切断するに際し、該硬脆性材料の片端部の形状が複雑であっても十分に保持することができ、割れが発生することなく硬脆性材料からなる被加工物を切断し、且つ、短時間で安定して切断することが可能な硬脆性材料の切断方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を続けてきた。その結果、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によって被覆することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１６】
即ち、本発明は、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、該セメント硬化体を保持して、該被加工物を切断することを特徴とする硬脆性材料からなる被加工物の切断方法である。
【００１７】
また、本発明は、前記セメント硬化体の外周を円筒状とし、該セメント硬化体の外周を複数のローラで挟持することによって、該セメント硬化体を回転自在に保持し、回転駆動手段によって該セメント硬化体を周方向に連続または断続して回転させながら、硬脆性材料からなる被加工物を切断することを特徴とする硬脆性材料からなる被加工物の切断方法である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の硬脆性材料からなる被加工物の切断方法においては、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することにより、片端部の形状が複雑なものでも、該セメント硬化体の外周を保持しやすい形状に調整することによって、硬脆性材料からなる被加工物の保持が容易となる。また、セメント硬化体で被覆することにより、硬脆性材料からなる被加工物と該セメント硬化体とを強固に接合できるため、該被加工物の片端部のみの固定で十分となり、切断時に該加工物内の歪による応力が緩和されやすく、脆くて割れやすいものでも切断することができる。
【００１９】
その他、セメントを用いることの効果としては、粘着剤と比較して、硬脆性材料との分離が容易であり、セメント硬化体により被覆された部分の硬脆性材料の再利用を簡便化できることが挙げられる。また、セメントは常温で硬化させることができ、その収縮も少ないため、熱応力により破損しやすい硬脆性材料からなる被加工物を固定するのに有効に用いることができる。
【００２０】
更に、本発明は、セメント硬化体を回転させることにより、硬脆性材料からなる被加工物を回転させながら切断することができるため、切断刃と切断部が接する長さを短くすることができ、切断抵抗の変化を小さくすることができる。このことから、硬脆性材料からなる被加工物を安定して短時間で切断することが可能となる。
【００２１】
以上のような効果があるために、本発明は、非常に脆く、熱応力で破損しやすいフッ化物金属の単結晶体の切断に好適に使用することができる。中でも、単結晶体が引き上げ法により製造されたフッ化物金属の単結晶体においては、切断時に歪による応力が緩和されやすいため、アニール処理等を短縮、または行わないものにおいても、割れなく切断することができる。そのため、上記フッ化物金属の単結晶体においては、該単結晶体の品質管理等にかかる時間を大幅に短縮することが可能となり、しかも、短時間で単結晶体を切断できるため、製品の生産性を向上させることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明は、硬脆性材料からなる被加工物を切断するに際し、形状が複雑な被加工物の片端部であっても、該片端部をセメント硬化体で被覆して、該セメント硬化体の外周を保持しやすい形状とすることにより、該被加工物を安定して保持して切断するものである。
【００２３】
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物は、特に制限されるものではなく、耐衝撃性の乏しいガラス、セラミックス、単結晶体等が挙げられる。中でも、本発明の切断方法は、硬脆性材料からなる被加工物の形状が複雑であって、該被加工物内に歪が残るもの、熱応力で破損しやすいもの等の切断に好適に採用することができるため、引き上げ法等により製造される単結晶体を切断する方法として有効に採用することができる。そのため、本発明の切断方法は、単結晶体の中でも熱応力で破損しやすいフッ化物金属の単結晶体等の切断に対して有効であり、特に、大口径φ２００ｍｍ以上のものの切断にも有効である。しかも、本発明の切断方法は、歪が残るもの、熱応力で破損しやすいもの等の切断に有効であるため、引き上げ法により製造されたフッ化物金属の単結晶体においては、長時間の高温でのアニール処理を行わないものでも切断が可能となる。
【００２４】
また、硬脆性材料からなる被加工物が単結晶体である場合には、その大部分が単結晶であればよく、製造上、その一部がやむなく多結晶となっているものが存在する単結晶体であってもよい。
【００２５】
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物の形状は、特に制限されるものではなく、円柱状、板状、棒状等の形状のものであってもよく、上記の通り、引き上げ法等により製造した単結晶体のようにトップ部、ボディ部、テール部を有する略円柱状のものであってもよい。
【００２６】
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物を被覆するために使用するセメントは、特に制限されるものではなく、一般的なものが使用される。例えば、消石灰、マグネシアセメント、石膏等の気硬性セメント、およびポルトランドセメント、混合セメント、特殊セメント等の水硬性セメント等が使用できる。また、上記水硬性セメントは、細骨材、骨材等と混合して、モルタル、コンクリート等のものを使用することができる。
【００２７】
本発明において、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する方法は、上記セメントに水を加えてスラリー状とし、そのセメントスラリーを用いて該被加工物の片端部を被覆した後、該セメントスラリーを硬化させる方法が好ましい。セメントスラリーを使用することにより、硬脆性材料からなる被加工物の片端部の形状が複雑であっても、容易にセメント硬化体で被覆することが可能となる。セメントスラリーを使用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する場合おいて、セメントスラリーを早く硬化させ、かつ該片端部とセメント硬化体とを十分強固に接合させるためには、上記水硬性セメントを使用することが好ましい。更に、硬脆性材料からなる被加工物を切断した後に、セメント硬化体と硬脆性材料との分離を容易にするためには、ポルトランドセメントに石膏、混砂を加えた系を使用することが好ましい。
【００２８】
以下、本発明をその代表的な実施形態を示す添付図面に従って説明するが、本発明はこれらの添付図面に一概に限定されるものではない。
【００２９】
図１は、硬脆性材料からなる被加工物の片端部がセメント硬化体で被覆されている状態を示す概略断面図であり、図２は図１におけるＡ−Ａ’切断面の図面である。図３は、硬脆性材料からなる被加工物を切断する際の一例を示す概略断面図であり、図４は図３におけるＢ−Ｂ’切断面の図面である。また、図５は、硬脆性材料からなる被加工物を回転させながら切断する際の一例を示す概略断面図であり、図６は図５におけるＣ−Ｃ’切断面の図面である。
【００３０】
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物１の切断方法は、該被加工物１の片端部をセメント硬化体２で被覆した後、該セメント硬化体２を保持して、該被加工物１を切断するものである。尚、当然のことながら、硬脆性材料からなる被加工物１とセメント硬化体２とは、接合して一体化しているものである。
【００３１】
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物１の片端部をセメント硬化体２で被覆する方法は、上記の通り、セメントに水を加えてスラリー状とし、そのセメントスラリーを用いて該片端部を被覆した後、該セメントスラリーを硬化させることが好ましい。また、セメント硬化体２を保持しやすい形状とするためには、図１に示す通り、中空状の固定枠３を利用することが好ましい。具体的な方法としては、中空状の固定枠３にセメントスラリーを充填させた後、硬脆性材料からなる被加工物１の片端部を固定枠３中に挿入し、該セメントスラリーを硬化させ、該片端部をセメント硬化体２で被覆する方法、または、中空状の固定枠３に硬脆性材料からなる被加工物１の片端部を挿入した後、その固定枠３中の空間部にセメントスラリーを充填し、硬化させることにより、該片端部をセメント硬化体２で被覆する方法が挙げられる。尚、この時、硬脆性材料からなる被加工物１の切断面を水平に保つことが好ましい。
【００３２】
本発明において、中空状の固定枠３を使用する場合には、該固定枠３の形状は、セメント硬化体２を保持しやすい形状とするものであれば特に制限されるものではなく、正多角形の筒状、円筒状等であってもよい。中でも、硬脆性材料からなる被加工物１を切断するに際し、割れを効率良く防ぐためには、図２に示す通り、中空状の固定枠３は、円筒状であることが好ましい。つまり、該固定枠３を円筒状とすることにより、セメント硬化体２の外周を円筒状とすることができ、該セメント硬化体２の外周部を保持する際に、回転自在に保持しやすくなるため、該被加工物１を回転させながら切断することが容易となる。該被加工物１を回転させながら切断することにより、切断刃等の切断手段と切断部が接する長さを短くすることができ、切断中に切断抵抗の変化を小さくすることができる。
【００３３】
本発明において、中空状の固定枠３を使用した場合には、セメント硬化体２から固定枠３を取り外した形態でセメント硬化体２を保持することもできるし、図３に示す通り、上記セメント硬化体２と固定枠３とが一体化した形態のものを保持することもできる。硬脆性材料からなる被加工物１の切断操作を容易にするためには、セメント硬化物２と固定枠３は、一体化したものが好ましい。
【００３４】
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物１をセメント硬化体２で被覆する部分は、該被加工物１の片端部のみである。
【００３５】
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物１の片端部とは、硬脆性材料からなる被加工物１の一方の端面を含む部分を示すものであって、例えば、単結晶体においては、トップ部、テール部に限定されるものではなく、トップ部、およびテール部が切断されて得られたボディ部においては、該ボディ部の一方の端面を含む部分を示すものである。また、必要とする結晶の方位を切断するために、単結晶体はセメントにより斜めに傾いた状態でセメント硬化体２により被覆することも可能である。
【００３６】
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物１をセメント硬化体２で被覆する部分は、該被加工物１の片端部のみであるため、該セメント硬化体２を保持して該被加工物１を切断する際に、該被加工物の他方の部分は開放されており、切断時に該被加工物内の歪による応力が緩和されやすく、脆くて割れやすいものでも切断時の割れが防止できる。
【００３７】
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物１の片端部をセメント硬化体２で被覆する際には、該片端部とセメント硬化体２とは、直接、接合させてよいし、粘着テープ、例えば、パラフィンテープ等を介して接合させてもよい。中でも、切断後に、セメント硬化体２と該被加工物１の片端部との分離を容易にするためには、該片端部に粘着テープを巻きつけ、その粘着テープの上からセメント硬化体２を被覆させることが好ましい。また、上記の通り、粘着テープを介して、セメント硬化体２と該片端部を接合させた場合においても、セメント硬化体２と該片端部とを分離した後、該片端部に巻きつけた粘着テープは容易に剥離させることができ、粘着テープの粘着剤は、通常の有機溶媒で簡単に取り除くことができる。また、硬脆性材料からなる被加工物１の片端部の形状がかなり複雑な形状の場合には、粘土等によりセメント硬化体２で被覆する部分の片端部の形状を整え、その上から粘着テープを介し、セメント硬化体２を被覆することもできる。
【００３８】
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物１の片端部をセメント硬化体２で被覆する部分は、該被加工物１が自重、または切断時にセメント硬化体２から脱離しない程度に接しておけばよい。
【００３９】
本発明において、セメント硬化体２を保持する向きは、特に制限されるものではないが、硬脆性材料からなる被加工物１が横向きとなるように保持することが好ましい。該被加工物１を上下方向にして切断することも可能であるが、操作性を考慮すると図３、図５に示すように、該被加工物１が横向きとなるようにセメント硬化体２を保持することが好ましい。
【００４０】
この時、硬脆性材料からなる被加工物１を横向きに切断する場合を考慮して、切断前の該被加工物１とセメント硬化体２とが接合されたものにおいて、重心を保持するセメント硬化体２側におくように調整することが好ましい。セメント硬化体２は、有機系の接着剤などと比較して重量物であるため、上記調整を容易に行なうことができる。尚、硬脆性材料からなる被加工物１の全長が長く、大口径の場合においては、セメント硬化体２により該被加工物１の片端部を被覆させる際に、つまり、セメントスラリーを使用して該片端部を被覆する際に、重量物の治具を同時にセメントスラリー中に入れ、重心をセメント硬化体２側におくように調整することもできる。該被加工物１を横向きに切断する場合には、重心を保持するセメント硬化物２側におくことにより、切断刃が切断中に被加工物によって圧迫されにくくなり、切断刃のぶれが少なくなるため、切断刃の破損、被加工物の割れを防止することができる。また、被加工物１の切断面の位置を調整するために、該被加工物１の片端部と底上げ用の治具とを粘土、および／または粘着テープ等により一体化した後、セメントスラリーにより被覆することもできる。
【００４１】
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物１の片端部をセメント硬化体２により被覆することのその他の利点としては、セメントスラリーは常温で硬化することができ、かつ、その収縮も少ないため、熱応力で破損しやすい硬脆性材料からなる被加工物、特に、単結晶体に割れが生じることなく被覆することができ、更に、該セメント硬化体２を保持して該被加工物１を切断する際に、保持する部分の該被加工物１の割れを防止できることが挙げられる。
【００４２】
本発明において、セメント硬化体２を保持する方法は、特に制限されるものではなく、セメント硬化体２を固定して保持する方法、セメント硬化体２を回転自在に保持する方法等が挙げられる。中でも、硬脆性材料からなる被加工物を切断する際に、割れを少なくし、短時間で切断するためには、セメント硬化体２を回転自在に保持する方法が好ましい。セメント硬化体２を回転自在に保持することにより、硬脆性材料からなる被加工物１を回転させながら切断することが可能となり、切断刃等の切断手段と該被加工物１とが接する部分の長さを短くし、切断抵抗の変化を少なくすることができる。そのため、硬脆性材料１からなる被加工物の切断を安定して、短時間で行なうことができる。
【００４３】
本発明において、セメント硬化体２を回転自在に保持する方法は、特に制限されるものではないが、外周が円筒状のセメント硬化体２を複数のローラ（例えば、図５に示すような支持ローラ４、押えローラ４’）で挟持して保持することにより、切断装置を小型化でき、安定してセメント硬化体２を回転させることができるため好ましい。特に、図５に示す通り、硬脆性材料からなる被加工物１を横向きにして切断する場合には、セメント硬化体２を挟持するローラの数は、特に制限されるものではないが、セメント硬化体２の上部に押えローラ４’を少なくとも２個以上、下部に支持ローラ４を少なくとも２個以上有することが好ましい。
【００４４】
本発明において、セメント硬化体２を回転自在に保持した場合には、回転駆動手段によって、セメント硬化体２を周方向に連続または断続して回転させ、硬脆性材料からなる被加工物１を切断することができる。セメント硬化体２を連続して回転させながら硬脆性材料からなる被加工物１を切断するとは、硬脆性材料からなる被加工物１を最初から最後まで連続して回転させながら切断することを示す。一方、セメント硬化体２を断続して回転させながら硬脆性材料からなる被加工物１を切断するとは、該被加工物１を回転させながら切断する方法と、該被加工物１を回転させずに切断する方法の両方の切断方法を含むことを示す。尚、セメント硬化体２を断続して回転させながら硬脆性材料からなる被加工物１を切断する際に、切断抵抗の変化を小さくし、かつ、切断時間を短くするためには、切断面の１／２、好ましくは３／４以上の切断面の面積部分において、該被加工物１を回転させながら切断することが好ましい。
【００４５】
本発明において、セメント硬化体２を回転自在に保持した場合には、回転駆動手段は、セメント硬化体２を周方向に回転できるものであれば、特に制限されるものではなく、セメント硬化体２を硬脆性材料からなる被加工物１の反対側から回転させる手段であってもよいし、複数のローラ（例えば、図５に示すような支持ローラ４、押えローラ４’）の少なくとも１つを周方向に回転させることにより、セメント硬化体２を周方向に回転させる手段であってもよい。中でも、切断装置の小型化を考慮すると、図５、図６に示す通り、回転駆動手段８は、複数のローラの少なくとも１つを周方向に回転させる手段であることが好ましい。
【００４６】
本発明において、セメント硬化体２を回転自在に保持し、図５、図６に示す通り、回転駆動手段８が複数のローラの少なくとも１つを周方向に回転させ、硬脆性材料からなる被加工物１を横向きで切断する場合には、後記の切削液によりセメント硬化体２が滑らないように、滑り止め防止手段を設けることが好ましい。具体的な滑り止め防止手段としては、複数のローラとセメント硬化体２との外周をギヤ方式にすることもできるし、少なくとも１つのローラおよび／または該固化物の外周部の表面粗さ（Ｒａ）を調整する方法を挙げることができる。中でも、様々な大きさの被加工物に対応でき、切断装置を簡便化するためには、少なくとも１つのローラおよび／または該セメント硬化体２の外周部の表面粗さ（Ｒａ）を調整することが好ましい。また、滑り止め防止手段が少なくとも１つのローラおよび／または該セメント硬化体２の外周部の表面粗さ（Ｒａ）を調整する場合には、該表面粗さ（Ｒａ）を１００μｍ〜１０００μｍに調整することが好ましい。該表面粗さを上記範囲に調整することにより、ブレ、滑りを生じることなく安定して硬脆性材料からなる被加工物１を切断することができる。
【００４７】
本発明において、上記の場合、少なくとも１つのローラおよび／または該セメント硬化体２の外周部の表面粗さを調整する方法は、特に制限されるものではないが、少なくとも１つのローラおよび／またはセメント硬化体２の外周部に滑り止めを巻く方法、硬脆性材料からなる被加工物１を、セメントスラリーを使用してセメント硬化体２により被覆する際に、固定枠３とセメント硬化体２が接する部分を調整し、固定枠３を取り外した際に、セメント硬化体２の外周部の表面粗さを調整する方法等を採用することができる。尚、セメント硬化体２が固定枠３と一体化したものである場合には、固定枠３の外周部の表面粗さを調整したものを使用することもできるし、固定枠３の外周部に滑り止めを巻くこともできる。
【００４８】
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物１を切断する手段は、特に制限されるものではなく、切断刃、高圧水、レーザ等による切断手段を例示することができる。中でも、本発明の切断方法においては、切断手段が切断刃であるものに好適に採用することができる。
【００４９】
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物１を切断刃７により切断する場合には、切断刃７は、特に制限されるものではなく、外周刃による切断、無端状の切断刃、いわゆるバンドソー、ワイヤソー等を例示することができる。中でも、切断時の被加工物のロスを考慮するとバンドソー、ワイヤソー等の無端状の切断刃を使用することが好ましい。また、切断刃の形状、材質も特に制限されるものではなく、一般的なものを使用することができる。
【００５０】
尚、硬脆性材料からなる被加工物１を切断する場合には、切断刃７を回転させながら移動させ、該被加工物１に該切断刃７を押し当てて切断することもできるし、切断刃７を一定の位置で回転させ、該切断刃７に該被加工物１を押し当てて切断することもできる。切断装置の小型化を考慮すると、切断刃７を一定の位置で回転させ、該切断刃７に該被加工物１を押し当てて切断する方法が好ましい。尚、上記のいずれの場合も、セメント硬化体２を回転させずに該被加工物１を切断することもできるし、セメント硬化体２を連続または断続して回転させて、該被加工物１を切断することができる、
本発明において、硬脆性材料からなる被加工物１を切断する際には、該被加工物１の切断部に切削液を供給することが好ましい。該切削液は、特に制限されるものではなく、一般に市販されているものが使用できる。中でも、フッ化物金属の単結晶体等は、熱応力による破損が激しいため、切断する際の室温、切削液の液温を２０〜３０℃に設定しておくことが好ましい。
【００５１】
以下、硬脆性材料からなる被加工物１を切断装置にて切断する際の実施対応の一例を、更に詳しく図３、図４、図５、図６を用いて説明するが、本発明は、下記例に限定されるものではない。
【００５２】
まず、硬脆性材料からなる被加工物１を切断中は固定して切断する方法を図３、図４を用いて説明する。硬脆性材料からなる被加工物１と接合しているセメント硬化体２を、図４に示す通り、移動台５に保持治具６により保持する。その後、切断刃７（例えばバンドソー）に向け移動台５を移動させることにより、該被加工物１を切断する。該被加工物１の切断は、保持したセメント硬化体２を固定して移動させることにより、一方向から連続して切断することもできるし、一方向から該被加工物１を切断した後、該被加工物１の切断部を変え、他方向から該被加工物１を順次切断することもできる。
【００５３】
次に、硬脆性材料からなる被加工物１を連続または断続して回転させながら切断する方法を図５、図６を用いて説明する。セメント硬化体２を狭持するローラは複数存在し、図５に示すように、上部に押えロール４’と支持ロール４等により、セメント硬化物２を挟持する。尚、支持ローラ４は、固定手段１０によって移動台５と一体化されており、かつ、上部の押えローラ４’は、固定手段１０’によって移動台５と一体化されている。また、押えローラ４’は、口径の異なる硬脆性材料からなる被加工物１の切断に対応するため、高さを調節できるものとする。その後、切断刃７（例えばバンドソー）に向け移動台５を移動させることにより、硬脆性材料からなる被加工物１を切断する。この時、回転駆動手段８により、下部の支持ローラ４の少なくとも１つを周方向に連続または断続して回転させることにより、該被加工物１を連続または断続して回転させながら切断することができる。セメント硬化体２の回転方向は、切断刃７と同一方向であってもよいし、反対方向であってもよい。また、硬脆性材料からなる被加工物１を切断する際には、切削液供給手段９により切削液を硬脆性材料１の切断部に供給する。
【００５４】
尚、上記の硬脆性材料からなる被加工物１を切断中は固定して切断する方法（図３、図４）、および該被加工物１を連続または断続して回転させながら切断する方法（図５、図６）において、切断刃７（例えばバンドソー７）の回転速度、移動台５の送り速度、セメント硬化体２の外周の周速は、特に制限されるものではなく、硬脆性材料からなる被加工物１の形状、性状に応じて適宜決定すればよい。中でも、引き上げ法により製造されたフッ化物金属の単結晶体を切断する際には、バンドソー７の回転速度１００〜３００ｍ／分、移動台５の送り速度０．５〜５ｍｍ／分、セメント硬化体２の外周の周速０．１〜１０ｃｍ／秒の範囲で調整することが好ましい。また、移動台５の送り速度、セメント硬化体２の外周の周速等は、単結晶体の切断終了時まで一定の速度としてもよいし、切断開始から終了時の間で変化させることもできる。
【実施例】
【００５５】
実施例１  
硬脆性材料として、切断する部分の口径がφ２００ｍｍであって、全長（テール部の端からトップ部の端の長さ）約２５０ｍｍの引き上げ法で作成したアニール処理を施していないフッ化カルシウムの単結晶体を用いた。また、切断装置は、図５、図６に示すような装置を使用した。上記単結晶体の片端部（テール部またはトップ部の端）から１００ｍｍまでを中空円筒状の固定枠３に挿入した後、早強セメントのスラリーを該固定枠の空間部に充填し、該スラリーを硬化させた。このようにして得られたセメント硬化体２は、固定枠３と一体化しており、固定枠３の外周の表面粗さ（Ｒａ）を５００μｍとなるように滑り止めを巻いた。上記セメント硬化体２を、支持ローラ４、押えローラ４’により挟持し、移動台５に設置した。次いで、バンドソー７の走行速度を２００ｍ／分、移動台５の送り速度２ｍｍ／分として、切断部に切削液を供給しながら、セメント硬化体２の外周の周速１．７ｃｍ／秒として単結晶体の切断を行った。切断に要した時間は約１．５時間で、割れを発生することなく切断することができた。
【００５６】
比較例１  
実施例１と同様の方法により、フッ化カルシウム単結晶の両端部をセメント硬化体により被覆した。セメント硬化体で被覆した両端部をそれぞれ支持ローラ、押えローラにより挟持し、実施例１と同条件により単結晶体の切断を行ったが、切断中に単結晶体に割れが生じた。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】硬脆性材料からなる被加工物をセメント硬化体により被覆した状態を示す概略断面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ’切断面の図面である。
【図３】硬脆性材料からなる被加工物を切断する方法の一例を示す概略断面図である。
【図４】図３におけるＢ−Ｂ’切断面の図面である。
【図５】硬脆性材料からなる被加工物を切断する方法の他の例を示す概略断面図である。
【図６】図５におけるＣ−Ｃ’切断面の図面である。
【符号の説明】
【００５８】
１  硬脆性材料からなる被加工物
２  セメント硬化体
３  固定枠
４  支持ローラ
４’  押えローラ
５  移動台
６  保持治具
７  切断刃
８  回転駆動手段
９  切削液供給手段
１０  固定手段（支持ローラと移動台を一体化する手段）
１０’固定手段（押えローラと移動台を一体化する手段）
【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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