JP2006198788A - 切断装置及びその制御方法並びにシリコン単結晶の切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 対象物の切断時におけるブレードの振れを抑えることにより、装置の停止時間を短縮させ、またオペレータによる調整作業の頻度を低下させることができる切断装置及びその制御方法、並びにシリコン単結晶の切断方法を提供する。
【解決手段】 制圧プレート２１ａ，２２ａ及び制圧プレート２１ｂ，２２ｂは、プーリー１４ａ，１４ｂに巻回されたブレード１５を挟んでいる。これら制圧プレート２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂには、ブレード１５に対して高圧水流を吹き付ける水吐出口２３と、エアーを吹き付けるエアー吐出口２４とが形成されている。また、制圧ブレード２２ｂにはブレード１５の振れを検出する変位センサ２５が設けられている。制御装置２６は、変位センサ２５の検出結果に応じてブレード１５に吹き付けるエアーを制御する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、シリコン単結晶等の対象物を切断する切断装置及びその制御方法、並びにシリコン単結晶の切断方法に関する。

ＣＺ法（チョクラルスキー法）による単結晶引き上げによって製造されたシリコン単結晶等（対象物）は、数十センチメートル〜数メートル程度の長さがあるため、取り扱いを容易にする等の理由で所定長さのブロック状に切断され、このブロック状のシリコン単結晶がその後の工程でウェハ状に切断される。対象物をブロック状に切断するために、例えば一対のプーリーの外周面に、表面にダイヤモンドの微粉末が電着された無端帯状のブレードを巻回した切断装置が用いられている。この切断装置は、モータで上記のプーリーを回転駆動してブレードを回転させ、この回転するブレードを対象物に押し当てることによって対象物を切断する。従来の切断装置の詳細については、例えば以下の特許文献１を参照されたい。
特開２００２−２７３７２４号公報

ところで、上述した従来の切断装置において対象物を切断する場合に、対象物の結晶配列に起因して容易に切断される特定の方向が存在する。ブレードが新品の場合には、この方向に拘わらずほぼ直線的に対象物を切断することができるため、対象物の切断面はほぼ平面になる。しかしながら、対象物の切断を繰り返すうちにブレードが摩耗してくると、対象物との間の抵抗が大きくなって、対象物の特定の方向に沿って切断が進む傾向が生じ、ブレードの振れが生じてくる。尚、ブレードの振れ方向は、対象物に当接する箇所におけるブレードの回転方向に交差する方向である。

ブレードの振れが大きくなり過ぎると、切断されたブロックの切断端面精度が悪化し、ブレードの破損等が生ずることもあるため、ブレードの振れが所定の管理値（例えば、１００μｍ）を超えた場合には、その切断が終了した時点で切断装置を停止させる制御が行われる。停止した切断装置の運転を再開させるためには、オペレータによる振れを抑えるための調整作業（ブレード等の交換作業を含む）とともにオペレータによる運転再開の指示が必要になるが、深夜の無人運転時間帯に切断装置が停止した場合には、翌日オペレータが出勤してくるまで切断装置は停止したままになり、作業効率が極端に低下するという問題があった。また、調整作業としてブレード等の交換頻度が増加すると、その分だけコスト上昇につながってしまう。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、対象物の切断時におけるブレードの振れを抑えることにより、装置の停止時間を短縮させ、またオペレータによる調整作業の頻度を低下させることができる切断装置及びその制御方法、並びにシリコン単結晶の切断方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の切断装置は、互いに離間して配置された一対のプーリー（１４ａ，１４ｂ）に巻回された無端帯状のブレード（１５）を備え、回転する前記ブレードによって対象物（ＩＮ）を切断する切断装置（１０）において、前記ブレードの振れを検出する検出装置（２５）と、前記ブレードに対して所定の流体を吹き付ける吹き付け部（２４）と、前記検出装置の検出結果に基づいて、吹き付け部から前記ブレードに吹き付けられる前記所定の流体の制御を行う制御装置（２６）とを備えることを特徴としている。
また、本発明の切断装置は、前記検出装置が、前記ブレードの前記対象物に当接する第１端部側に配置されており、記吹き付け部が、前記第１端部とは反対側の第２端部側に配置されていることを特徴としている。
また、本発明の切断装置は、前記吹き付け部は、前記ブレードが前記対象物に当接する当接箇所と前記プーリーとの間に、前記ブレードを挟んで少なくとも一対設けられていることを特徴としている。
また、本発明の切断装置は、前記制御装置が、前記少なくとも一対設けられた前記吹き付け部のうち、前記検出装置で検出された前記ブレードの振れ方向と反対方向に配置された吹き付け部から前記ブレードに対して前記所定の流体を吹き付ける制御を行うことを特徴としている。
また、本発明の切断装置は、前記ブレードの前記第１端部側と前記第２端部側とのほぼ中間位置に配置され、前記ブレードに対して一定水圧の水を吹き付けて前記ブレードの刃先の向きを安定化させる水吹き付け部（２３）を備えることを特徴としている。
また、本発明の切断装置は、前記検出装置が、前記ブレードに非接触で前記ブレードの振れを検出する非接触変位センサーであることを特徴としている。
更に、本発明の切断装置は、前記所定の流体が、エアー及び水の何れか一方であることを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明の切断装置の制御方法は、互いに離間して配置された一対のプーリー（１４ａ，１４ｂ）に巻回された無端帯状のブレード（１５）を備え、回転する前記ブレードによって対象物（ＩＮ）を切断する切断装置（１０）の制御方法において、前記ブレードの振れを検出する検出ステップ（Ｓ１２）と、前記振れ検出ステップの検出結果に基づいて、前記ブレードに吹き付けられる前記所定の流体の制御を行う制御ステップ（Ｓ１３〜Ｓ２４）とを有することを特徴としている。
また、本発明の切断装置の制御方法は、前記制御ステップが、前記検出ステップで検出された前記ブレードの振れ方向と反対方向から前記ブレードに対して前記所定の流体を吹き付ける制御を行うことを特徴としている。
上記課題を解決するために、本発明のシリコン単結晶の切断方法は、 無端帯状のブレード（１５）によりシリコン単結晶（ＩＮ）を切断するシリコン単結晶の切断方法において、前記ブレードの振れの検出結果に応じて前記ブレードに吹き付ける所定の流体の制御を行いつつ前記シリコン単結晶を切断することを特徴としている。

本発明は、対象物の切断時におけるブレードの振れを抑えることにより、装置の停止時間を短縮させ、またオペレータによる調整作業の頻度を低下させることを目的としてなされたものであり、この目的達成のために、本発明は、互いに離間して配置された一対のプーリーに巻回された無端帯状のブレードを備え、回転する前記ブレードによって対象物を切断する切断装置において、前記ブレードの振れを検出する検出装置と、前記ブレードに対して所定の流体を吹き付ける吹き付け部と、前記検出装置の検出結果に基づいて、吹き付け部から前記ブレードに吹き付けられる前記所定の流体の制御を行う制御装置とを備えている。
この発明によると、ブレードの振れが検出装置で検出され、この検出結果に基づいて吹き付け部からブレードに吹き付けられる所定の流体の制御が行われる。これにより、ブレードの振れに応じてブレードに吹き付けられる流体の吹き付け量が変化するため、ブレードの振れを抑えることができる。ブレードの振れが抑えられると管理値を超えることが少なくなり、切断装置が停止する機会が減少して装置の停止時間を短縮させることができる。また、ブレードの振れが小さくなると、ブレードの摩耗が減少してブレード等の交換等の調整作業の頻度も減少し、その結果としてコストの上昇を抑えることができる。
ここで、切断時においては、ブレードの刃先は対象物と噛み合っているため、その噛み合い部分に流体を吹き付けても振れを解消することは難しい。このため、本発明は、前記検出装置が、前記ブレードの前記対象物に当接する第１端部側に配置されており、前記吹き付け部は、前記第１端部とは反対側の第２端部側に配置されていることを特徴としている。
この発明によると、ブレードの対象物に当接する第１端部側に配置された検出装置によりブレードの振れが検出され、第１端部とは反対側の第２端部側に配置された吹き付け部によってブレードの第２端部側に所定の流体が吹き付けられる。対象物に当接する第１端部側に検出装置を配置することによりブレードの刃先の振れを正確に検出することができ、ブレードの第２端部側に所定の流体を吹き付ける吹き付け部を配置することにより、対象物に噛み合っているブレードの刃先側（第１端部側）に流体を吹き付ける場合に比べてブレードの振れを容易に抑えることができる。
ブレードの振れは、対象物をより多く切断する方向及び対象物をより少なく切断する方向の何れにも生ずる。このため、本発明は、前記吹き付け部が、前記ブレードが前記対象物に当接する当接箇所と前記プーリーとの間に、前記ブレードを挟んで少なくとも一対設けられていることを特徴としている。これにより、ブレードが何れの方向に振れた場合であっても、その振れを抑制することができる。
ここで、本発明は、前記制御装置が、前記少なくとも一対設けられた前記吹き付け部のうち、前記検出装置で検出された前記ブレードの振れ方向と反対方向に配置された吹き付け部から前記ブレードに対して前記所定の流体を吹き付ける制御を行う。
この発明によると、ブレードの振れ方向と反対方向に配置された吹き付け部から所定の流体が吹き付けられる。つまり、所定の流体はブレードの第２端部側においてブレードの振れ方向と同じ方向に吹き付けられる。これにより、ブレードの第２端部側には振れ方向に向かう力が作用してブレードは傾ぎ、ブレードの刃先は振れを小さくする方向に向いてその方向に切断が進む。この結果としてブレードを本来の位置に配置することができ、ブレードの振れを小さくすることができる。
また、本発明は、前記ブレードの前記第１端部側と前記第２端部側とのほぼ中間位置に配置され、前記ブレードに対して一定水圧の水を吹き付けて前記ブレードの刃先の向きを安定化させる水吹き付け部を備えることが望ましい。ブレードに吹き付けられる水によってブレードが支えられるため、ブレードの刃先の向きを安定化させることができる。
ここで、前記検出装置は、前記ブレードに非接触で前記ブレードの振れを検出する非接触変位センサーであることが望ましい。
また、前記所定の流体は、エアー及び水の何れか一方であることが望ましい。
本発明の切断装置の制御方法は、互いに離間して配置された一対のプーリーに巻回された無端帯状のブレードを備え、回転する前記ブレードによって対象物を切断する切断装置の制御方法において、前記ブレードの振れを検出する検出ステップと、前記振れ検出ステップの検出結果に基づいて、前記ブレードに吹き付けられる前記所定の流体の制御を行う制御ステップとを有することを特徴としている。
この発明によると、ブレードの振れが検出され、この検出結果に基づいてブレードに吹き付けられる所定の流体の制御が行われる。これにより、ブレードの振れに応じてブレードに吹き付けられる流体の吹き付け量が変化するため、ブレードの振れを抑えることができる。ブレードの振れが抑えられると管理値を超えることが少なくなり、切断装置が停止する機会が減少して装置の停止時間を短縮させることができる。また、ブレードの振れが小さくなると、ブレードの摩耗が減少してブレード等の交換等の調整作業の頻度も減少し、その結果としてコストの上昇を抑えることができる。
ここで、前記制御ステップは、前記検出ステップで検出された前記ブレードの振れ方向と反対方向から前記ブレードに対して前記所定の流体を吹き付ける制御を行うことが望ましい。
本発明のシリコン単結晶の切断方法は、無端帯状のブレードによりシリコン単結晶を切断するシリコン単結晶の切断方法において、前記ブレードの振れの検出結果に応じて前記ブレードに吹き付ける所定の流体の制御を行いつつ前記シリコン単結晶を切断することを特徴としている。
この発明によると、ブレードの刃先の向きが十分に安定化した状態で対象物が切断される。

本発明によれば、対象物の切断時におけるブレードの振れを抑えることができるという効果がある。これにより、装置の停止時間を短縮させ、またオペレータによる調整作業の頻度を低下させることができるという効果がある。
また、本発明によれば、ブレードの刃先の向きが十分に安定化した状態で対象物が切断されるため、対象物の切断端面精度を向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態による切断装置及びその制御方法並びにシリコン単結晶の切断方法について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による切断装置の概略構成を示す斜視図である。尚、以下の説明においては、必要であれば図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図１に示すＸＹＺ直交座標系は、ＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。

図１に示す通り、本実施形態の切断装置１０は、対象物としての略円柱形状のシリコン単結晶からなるインゴットＩＮを、その軸線をＹ軸に平行で水平にした状態で載置する台座１１と、台座１１の上方側（＋Ｚ方向）で上下に昇降可能に構成された昇降台１２とを含んで構成されている。昇降台１２は、台座１１上のインゴットＩＮの軸線を挟んで両側（±Ｘ方向）に位置するように互いに離間させて配置されるとともに、インゴットＩＮの軸線に交差する上下方向（Ｚ方向）の軸の周りに回転可能に構成された一対の主軸部１３ａ，１３ｂを備えている。

主軸部１３ａの下端には、主軸部１３ａと同軸にされ、且つ主軸部１３ａと一体的に回転可能に構成されたプーリー１４ａが設けられている。また、主軸部１３ｂの下端には、主軸部１３ｂと同軸にされ、且つ主軸部１３ｂと一体的に回転可能に構成されたプーリー１４ｂが設けられている。尚、図示は省略しているが、これらプーリー１４ａ，１４ｂの外周面には、全周にわたってゴム等からなる滑り止め部材が設けられており、この滑り止め部材の外周面にはプーリー１４ａ，１４ｂの周方向に延びる複数の溝が形成されている。

これら一対のプーリー１４ａ，１４ｂの外周面には、下縁に切刃が形成された無端帯状のブレード１５が巻回されており、プーリー１４ａ，１４ｂの回転に伴って回転可能とされている。このブレード１５は、無端帯状の台金の表面にダイヤモンドの微粉末が電着された構成である。ここで、一対のプーリー１４ａ，１４ｂは、それぞれ他方のプーリー１４ｂ，１４ａを向く側で外周面が露出した状態にされている。

また、昇降台１２は、駆動軸部を略垂直にした状態の駆動モータ１６を備える。この駆動モータ１６の駆動軸部と上述した主軸部１３ａとには、無端のＶベルト１７が巻回されており、これによって駆動軸部の回転がＶベルト１７を介して主軸部１３ａに伝達され、この主軸部１３ａに取り付けられているプーリー１４ａが回転駆動される。尚、図１に示す構成では、駆動モータ１６によって回転駆動される主軸部１３ａが駆動側になっており、他方の主軸部１３ｂが従動側となっている。これら駆動モータ１６、Ｖベルト１７、主軸部１３ａは、プーリー１４ａを回転駆動する駆動機構を構成している。尚、プーリー１４ａの回転駆動によって、ブレード１５は図１中符号ｄを付した矢印の向きに回転するものとする。

また、昇降台１２は、一対のプーリー１４ａ，１４ｂの間に位置する範囲の両端でブレード１５を案内してこの範囲内でのブレード１５のぶれを抑える一対の制圧ユニット１８ａ，１８ｂを備えている。切断装置１０は、一対の制圧ユニット１８ａ，１８ｂの間に位置する範囲でインゴットＩＮの切断を行う。更に、昇降台１２は、制圧ユニット１８ａ，１８ｂ間でブレード１５に切削水を供給する切削水供給機構１９ａ，１９ｂを備えている。また、昇降台１２は、台座１１上のインゴットＩＮに対向する位置に、この台座１１上のインゴットＩＮと平行にして、インゴットＩＮの切断時におけるインゴットＩＮとの干渉を避けるための断面Ｕ字形状の溝２０が形成されている。

尚、切断装置１０には、プーリー１４ａ，１４ｂの外周面を洗浄するプーリー洗浄機構を設けることが望ましい。このプーリー洗浄機構としては、例えばプーリー１４ａ，１４ｂの露出している外周面に洗浄液を吹き付けるスプレー機構を用いることができる。このスプレー機構は、例えば不図示の洗浄液供給源（図示省略）と、一端が洗浄液供給源に接続されるとともに他端側がプーリー１４ａ，１４ｂの露出している外周面に対向させた状態にして昇降台１２に取り付けられた洗浄液供給管（図示省略）と、洗浄液供給管のプーリー１４側の端部に先端をプーリー１４ａ，１４ｂに向けた状態で設けられた洗浄液噴射ノズル（図示省略）とから構成されている。

図２は、切断装置１０の要部構成を示す図である。尚、図２においては、切断装置１０のプーリー１４ａ，１４ｂ、ブレード１５、及び制圧ユニット１８ａ，１８ｂ等を平面的に図示しており、図１に示した部材に対応する部材には同一の符号を付してある。また、図２においては、切断装置１０の制御系をブロック図として図示している。図２に示す通り、制圧ユニット１８ａはブレード１５がインゴットＩＮに当接する当接箇所とプーリー１４ａとの間に配置されており、制圧ユニット１８ｂは上記の当接箇所とプーリー１４ｂとの間に配置されている。また、制圧ユニット１８ａはブレード１５を挟む一対の制圧プレート２１ａ，２２ａを備えており、制圧ユニット１８ｂはブレード１５を挟む一対の制圧プレート２１ｂ，２２ｂを備えている。これらの制圧プレート２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂは、例えばカーボンにより形成されており、幅が１００ｍｍ程度であり、高さが７５ｍｍ程度であり、厚みが１５ｍｍ程度である。尚、制圧プレート２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂとブレード１５との間の間隔は数十μｍ程度である。

制圧プレート２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの各々には、ブレード１５に対して高圧水流を吹き付けるための水吐出口２３、及びブレード１５に対して所定の流体としてのエアーを吹き付けるためのエアー吐出口２４がそれぞれ形成されている。エアー吐出口２４は、水吐出口２３よりもインゴットＩＮに近接する位置に形成されている。ここで、水吐出口２３の各々から高圧水流をブレード１５に吹き付けるのは、ブレード１５の下縁に形成された切刃１５ａ（図３参照）の向きを安定化させるためである。また、エアー吐出口２４の各々からエアーをブレード１５に吹き付けるのは、インゴットＩＮの切断時におけるブレード１５の振れを抑えるためである。

尚、詳細は後述するが、インゴットＩＮの切断中において、高圧水流は制圧プレート２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂの各々に形成された水吐出口２３の全てからブレード１５に常時吹き付けられており、エアーはブレード１５の振れが生じた場合のみブレード１５の振れに応じて制圧プレート２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに形成されたエアー吐出口２４の１つ又は複数からブレード１５に吹き付けられる。

また、制圧プレート２２ｂには、ブレード１５の振れ（ブレード１５の回転方向に交差するＹ方向の振れ）を検出する変位センサ２５が取り付けられている。この変位センサー２５としては、非接触でブレード１５の振れを検出する非接触変位センサーを用いることが望ましい。図３は、制圧プレート２２ｂにおける水吐出口２３、エアー吐出口２４、及び変位センサ２５の位置関係を示す図である。尚、水吐出口２３の数は１以上であればよく、図３においては３つの水吐出口２３が形成されている構成を例に挙げて図示している。

図３に示す通り、水吐出口２３は、ブレード１５の幅方向（Ｚ方向）における中央部に配置される位置に形成されている。尚、ブレード１５の幅は、６０ｍｍ程度である。エアー吐出口２４は、水吐出口２３よりもインゴットＩＮに近接する位置であって、ブレード１５の上端（第２端部）側に配置される位置に形成されている。また、変位センサ２５は、エアー吐出口２４の下方（−Ｚ方向）であって、ブレード１５の切刃１５ａが形成されている端部（第１端部）側に配置される位置に形成されている。

以上の構成により、水吐出口２３からの水はブレード１５の幅方向における中央部に吹き付けられ、エアー吐出部２４からのエアーはブレード１５の上端に吹き付けられることになる。ここで、変位センサ２５を切刃１５ａが形成されている端部側に配置するのは、実際にインゴットＩＮを切断する切刃１５ａの変位量をより正確に検出するためである。また、エアー吐出口２４をブレード１５の上端側に配置するのは、インゴットＩＮの切断時には切刃１５ａがインゴットＩＮと噛み合っているため、切刃１５ａ形成された端部側にエアーを吹き付けてもブレード１５の振れが抑えられないためである。

図３に示す水吐出口２３からの高圧水流がブレード１５の幅方向における中央部に吹き付けられているため、エアー吐出口２４からエアーを吹き付けることにより、ブレード１５の幅方向における中央部を支点、エアーの吹き付け位置を力点とすることができる。これにより、テコの原理により切刃１５ａが形成されている端部側を作用点とすることができ、この結果としてブレード１５の振れが抑えられることになる。

制圧プレート２１ｂは、変位センサ２５が取り付けられていない以外は図３に示す制圧プレート２２ｂと同様の構成である。制圧プレート２１ｂ，２２ｂは、各々に形成される水吐出口２３同士、及び各々に形成されるエアー吐出口２４同士がブレード１５を挟んで対向するよう配置される。制圧プレート２１ａ，２２ｂは、ＹＺ平面に関して制圧プレート２１ｂと対称な構成である。制圧プレート２１ａ，２２ａも、各々に形成される水吐出口２３同士、及び各々に形成されるエアー吐出口２４同士がブレード１５を挟んで対向するよう配置される。

図２に戻り、切断装置１０の制御系は、制御装置２６、高圧水流供給装置２７、及びエアー供給装置２８を含んで構成される。制御装置２６は、変位センサ２５の検出結果に基づいて、制圧プレート２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに形成されたエアー吐出口２４の各々からブレード１５に吹き付けるエアーの圧力、量、及びタイミングを制御する制御信号をエアー供給装置２８に出力する。また、制圧プレート２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに形成された水吐出口２３からブレード１５に吹き付ける高圧水流の圧力、量を制御する制御信号を高圧水流供給装置２７に出力する。

エアー供給装置２８は、制御装置２６からの制御信号に基づいて、制圧プレート２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに形成されたエアー吐出口２４にそれぞれ接続されたエアー流路２９ａ〜２９ｄの各々にエアーを供給する。また、高圧水流供給装置２７は、制御装置２６からの制御信号で示される圧力、量の高圧水流を、制圧プレート２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに形成された水吐出口２３にそれぞれ接続された流路３０ａ〜３０ｄの各々に供給する。

次に、インゴットＩＮの切断時の動作について説明する。図４は、本発明の一実施形態による切断装置の制御方法を示すフローチャートである。オペレータにより切断開始指示がなされると、図４に示す処理が開始される。処理が開始されると、プーリー１４ａ，１４ｂが駆動されてブレード１５が回転するとともに、制圧プレート２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに形成された水吐出口２３からブレード１５に高圧水流が吹き付けられる。しかしながら、処理開始後には初期無制御時間が設けられており、処理開始後の一定時間の間は変位センサ２５の検出結果に拘わらずエアー吹き付けの制御が行われない（ステップＳ１）。

初期無制御時間が経過すると、変位センサ２５の検出結果が制御装置２６に取り込まれる。ここで、ブレード１５の振れ幅には４種類の閾値が設けられている。＋Ｙ方向の振れに対する２種類の閾値ＴＰ１，ＴＰ２と、−Ｙ方向の振れに対するＴＮ１，ＴＮ２である。これらの閾値の大小関係は、ＴＮ２＜ＴＮ１＜ＴＰ１＜ＴＰ２なる関係がある。変位センサ２５の検出結果が取り込まれると、その検出結果と各閾値とが比較される（ステップＳ１３〜ステップＳ１７）。ここで、仮にステップＳ１３の比較式が成立したとすると、制御装置２６はエアー供給装置２８に制御信号を出力して制圧プレート２２ａ，２２ｂに設けられたエアー吐出口２４からのエアーの吐出を行わせる（ステップＳ１８）。

また、仮にステップＳ１４の比較式が成立したとすると、制御装置２６はエアーを吐出させる時間を規定するエアー吐出タイマーを所定の時間（例えば、数十秒）に設定し（ステップＳ１９）、エアー供給装置２８に制御信号を出力してエアー吐出タイマーで設定された時間の間だけ制圧プレート２２ａ，２２ｂに設けられたエアー吐出口２４からエアーの吐出を行わせる（ステップＳ２３）。また、仮にステップＳ１５の比較式が成立したとすると、制圧プレート２１ａ，２１ｂ，２２ａ，２２ｂに形成されたエアー吐出口２４の何れかからのエアー吐出が行われている場合には、その吐出を停止させる（ステップＳ２０）。

また、仮にステップＳ１６の比較式が成立したとすると、制御装置２６はエアーを吐出させる時間を規定するエアー吐出タイマーを所定の時間（例えば、数十秒）に設定し（ステップＳ２１）、エアー供給装置２８に制御信号を出力してエアー吐出タイマーで設定された時間の間だけ制圧プレート２１ａ，２１ｂに設けられたエアー吐出口２４からエアーの吐出を行わせる（ステップＳ２４）。また、仮にステップＳ１７の比較式が成立したとすると、制御装置２６はエアー供給装置２８に制御信号を出力して制圧プレート２１ａ，２１ｂに設けられたエアー吐出口２４からのエアーの吐出を行わせる（ステップＳ２２）。

以上説明したステップＳ１８，Ｓ２３，Ｓ２０，Ｓ２４，Ｓ２２の何れかの処理が囚虜すると、オペレータによる停止指示の有無が制御装置２６で判断され（ステップＳ２５）、この判断結果が「ＮＯ」の場合には、予め設定された所定時間（例えば、１５秒）経過したか否かが制御装置２６で判断され（ステップＳ２６）、この判断結果が「ＮＯ」である場合には、ステップＳ２６の判断が繰り返される。一方、ステップＳ２６の判断結果が「ＹＥＳ」になると、処理はステップＳ１２に戻り、変位センサ１２の検出結果が制御装置２６に取り込まれ、上述したステップＳ１３〜ステップＳ２４の処理が繰り返される。以上説明した処理は、オペレータからの停止指示がなされて、ステップＳ２５の判断結果が「ＹＥＳ」になると終了する。

このように、本実施形態においては、ブレード１５が−Ｙ方向に振れた場合には制圧ブレード２２ａ，２２ｂに設けられたエアー吐出口２４からエアーを吐出し、逆にブレード１５が＋Ｙ方向に振れた場合には、制圧ブレード２１ａ，２１ｂに設けられたエアー吐出口２４からエアーを吐出している。以上の制御を行いつつ、ブレード１５の切刃１５ａをインゴットＩＮに押し当てることにより、インゴットＩＮの切断が行われる。以上の制御でブレード１５の振れが小さくなるため切断端面精度の悪化を防止することができ、また、ブレード１５等の長寿命化を図ることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の内容に限られず、本発明の範囲内で自由に変更可能である。例えば、上記実施形態ではシリコン単結晶を切断する場合を例に挙げて説明したが、他の単結晶（例えば、サファイア、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、そのたの単結晶）を切断する場合にも本発明を適用することができる。

尚、上記実施形態では、ブレードに吹き付ける所定の流体としてエアーを用いる場合を例に挙げて説明したが、エアーに変えて水を吹き付けるようにしても良い。また、図４に示すフローでは変位センサ２５の検出結果に応じてエアーを吹き付ける時間を制御していたが、変位センサ２５の検出結果に応じてエアーを吹き付ける量、又は吹き付け圧を制御するようにしてもよい。

本発明の一実施形態による切断装置の概略構成を示す斜視図である。 切断装置１０の要部構成を示す図である。 制圧プレート２２ｂにおける水吐出口２３、エアー吐出口２４、及び変位センサ２５の位置関係を示す図である。 本発明の一実施形態による切断装置の制御方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 切断装置
１４ａ，１４ｂ プーリー
１５ ブレード
２３ 水吐出口（水吹き付け部）
２４ エアー吐出口（吹き付け部）
２５ 変位センサ（検出装置）
２６ 制御装置
ＩＮ インゴット（対象物）

Claims (10)

1. 互いに離間して配置された一対のプーリーに巻回された無端帯状のブレードを備え、回転する前記ブレードによって対象物を切断する切断装置において、
   前記ブレードの振れを検出する検出装置と、
   前記ブレードに対して所定の流体を吹き付ける吹き付け部と、
   前記検出装置の検出結果に基づいて、吹き付け部から前記ブレードに吹き付けられる前記所定の流体の制御を行う制御装置と
   を備えることを特徴とする切断装置。
2. 前記検出装置は、前記ブレードの前記対象物に当接する第１端部側に配置されており、
   前記吹き付け部は、前記第１端部とは反対側の第２端部側に配置されている
   ことを特徴とする請求項１記載の切断装置。
3. 前記吹き付け部は、前記ブレードが前記対象物に当接する当接箇所と前記プーリーとの間に、前記ブレードを挟んで少なくとも一対設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の切断装置。
4. 前記制御装置は、前記少なくとも一対設けられた前記吹き付け部のうち、前記検出装置で検出された前記ブレードの振れ方向と反対方向に配置された吹き付け部から前記ブレードに対して前記所定の流体を吹き付ける制御を行うことを特徴とする請求項３記載の切断装置。
5. 前記ブレードの前記第１端部側と前記第２端部側とのほぼ中間位置に配置され、前記ブレードに対して一定水圧の水を吹き付けて前記ブレードの刃先の向きを安定化させる水吹き付け部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の切断装置。
6. 前記検出装置は、前記ブレードに非接触で前記ブレードの振れを検出する非接触変位センサーであることを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載の切断装置。
7. 前記所定の流体は、エアー及び水の何れか一方であることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載の切断装置。
8. 互いに離間して配置された一対のプーリーに巻回された無端帯状のブレードを備え、回転する前記ブレードによって対象物を切断する切断装置の制御方法において、
   前記ブレードの振れを検出する検出ステップと、
   前記振れ検出ステップの検出結果に基づいて、前記ブレードに吹き付けられる前記所定の流体の制御を行う制御ステップと
   を有することを特徴とする切断装置の制御方法。
9. 前記制御ステップは、前記検出ステップで検出された前記ブレードの振れ方向と反対方向から前記ブレードに対して前記所定の流体を吹き付ける制御を行うことを特徴とする請求項８記載の切断装置の制御方法。
10. 無端帯状のブレードによりシリコン単結晶を切断するシリコン単結晶の切断方法において、
    前記ブレードの振れの検出結果に応じて前記ブレードに吹き付ける所定の流体の制御を行いつつ前記シリコン単結晶を切断することを特徴とするシリコン単結晶の切断方法。
    

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