JP6926864B2 - 単結晶の切断方法、固定冶具、及び、単結晶基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、単結晶の切断方法、固定冶具、及び、単結晶基板の製造方法に関する。

近年、タンタル酸リチウムＬｉＴａＯ_３（以下ＬＴ）、あるいはニオブ酸リチウムＬｉＮｂＯ_３（以下ＬＮ）などの酸化物単結晶基板を用いて、携帯電話等に使用される各種の表面波デバイスが製造されている。デバイスに供される単結晶基板は、一般的に単結晶インゴットを円筒状へ研削した後、円形板状に切断し、次いで円形板状の基板をラッピングなどで平行平坦な形状へ加工し、最終的にポリッシングなどで鏡面研磨することで製造されている。この製造過程において、円筒状へ研削された単結晶インゴットを板状に切断する技術としては、等間隔に配置された複数のワイヤ（ワイヤ線）に単結晶インゴットを押し当てて切断することで、同時一括に複数の基板を得る方式（以下、「マルチワイヤ切断」と称す）が多く採用されている（例えば、下記の特許文献１）。マルチワイヤ切断では、切断前のワイヤが単結晶インゴットの上方に位置する機構（アップカット方式）、あるいは切断前のワイヤが単結晶インゴットの下方に位置する機構（ダウンカット方式）のいずれかが適宜選択される。

特開２００３−１１７７９７号公報

近年、ＬＴやＬＮなどの単結晶基板メーカーならびにデバイスメーカーにおいては、製造原価を低減することを目的とし、基板の大口径化が進められている。ここで、単結晶基板メーカーの製造過程における単結晶インゴットの切断工程では、基板の大口径化による重心の高位置化、また大口径化に伴う基板重量の増加により、小口径基板と比べて切断中の機械振動や、切断後の取り外し振動に対し基板が撓み易くなり、この撓みによる応力が増大することで、基板が割れ易くなるという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、切断中の機械振動による基板の撓みを低減し、基板の割れを防止することを目的とする。

上記した課題を解決するため、本発明者が鋭意研究を重ねたところ、上記の単結晶の切断の途中で、単結晶が切断されて形成された板状の部分を固定することにより、上記した撓みに起因する基板の割れを防止できることを見出すに至った。本発明はこのような技術的発見に基づき完成されている。

すなわち、本発明の第１の態様によれば、単結晶を、ワイヤソー装置を用いて切断することにより、複数の板状の基板に加工する単結晶の切断方法であって、単結晶の一部を台座に固定することと、台座に固定された単結晶を、ワイヤソー装置により切断することと、切断の途中で、切断により形成された複数の板状の部分を、切断中において台座に固定された単結晶に対して相対位置が移動しない部位に、接着剤を用いて固定することと、を含む、単結晶の切断方法が提供される。

本発明の第２の態様によれば、第１の態様において、板状の部分を固定することは、切断を一時的に停止して行い、板状の部分を固定した後、切断を再開すること、を含む、単結晶の切断方法が提供される。

本発明の第３の態様によれば、第１または第２の態様において、板状の部分の切断方向における最大長を切断長Ｌとし、かつ、単結晶を完全に切断したときの切断方向における最大長を切断全長Ｌ_ｍａｘとしたとき、板状の部分を固定することは、切断長Ｌが、切断全長Ｌ_ｍａｘの９０％以下を満たすときに行う、単結晶の切断方法が提供される。

本発明の第４の態様によれば、第１から第３のいずれかの態様において、板状の部分を固定することは、切断後において、切断により形成される複数の板状の基板を、複数の板状の基板が固定された状態で、ワイヤソー装置から取り外し可能に行う、単結晶の切断方法が提供される。

本発明の第５の態様によれば、第１から第４のいずれかの態様において、移動しない部位は、台座の一部である、単結晶の切断方法が提供される。

本発明の第６の態様によれば、第１から第５のいずれかの態様において、単結晶の一部の台座への固定は、接着剤と同じ成分の接着剤を用いて行う、単結晶の切断方法が提供される。

本発明の第７の態様によれば、第１から第６のいずれかの態様において、板状の部分を固定することは、複数の板状の部分のそれぞれの一部に接触して保持する保持部と、保持部を移動しない部位に連結する連結部とを備え、保持部及び連結部は、それぞれ、接着剤であり、保持部を移動しない部位に連結することにより、複数の板状の部分を移動しない部位に固定する固定冶具を用いて行う、単結晶の切断方法が提供される。

本発明の第８の態様によれば、第１から第７のいずれかの態様において、単結晶は、タンタル酸リチウム、または、ニオブ酸リチウムである、単結晶の切断方法が提供される。

本発明の第９の態様によれば、第１から第８のいずれかの態様の単結晶の切断方法に用いる固定冶具であって、複数の板状の部分のそれぞれの一部に接触して保持する保持部と、保持部を移動しない部位に連結する連結部とを備え、保持部及び連結部は、それぞれ、接着剤であり、切断の途中で、保持部を移動しない部位に連結することにより、複数の板状の部分を移動しない部位に固定する、固定冶具が提供される。

本発明の第１０の態様によれば、単結晶を切断して単結晶基板の製造方法を製造する方法であって、第１から第８のいずれかの態様の切断方法により、単結晶を複数の板状の基板に加工すること、を含む単結晶基板の製造方法が提供される。

本発明の単結晶の切断方法、及び単結晶基板の製造方法は、切断中の機械振動による基板の撓みを低減し、基板割れを防止することができる。また、本発明の固定冶具は、本発明の単結晶の切断方法、及び単結晶基板の製造方法に好適に用いることができる。

第１実施形態に係る単結晶の切断方法のフローチャートである。 （Ａ）及び（Ｂ）は、一般的なアップカット方式のマルチワイヤ切断方法における、単結晶インゴットの切断前の構成を説明する図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、一般的なアップカット方式のマルチワイヤ切断方法における、単結晶インゴットの切断中の構成を説明する図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、一般的なアップカット方式のマルチワイヤ切断方法における、単結晶インゴットの切断後の構成を説明する図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る単結晶の切断方法における、単結晶インゴットの切断中の構成を説明する図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１実施形態に係る単結晶の切断方法における、単結晶インゴットの切断後の構成を説明する図である。 第１実施形態に係る単結晶基板の製造方法のフローチャートである。 第１実施形態に係る単結晶基板を台座から剥離する処理の説明図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施形態に係る単結晶の切断方法における、単結晶インゴットの切断中の構成を説明する図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施形態に係る単結晶の切断方法における、単結晶インゴットの切断後の構成を説明する図である。 第２実施形態に係る単結晶基板を台座から剥離する処理の説明図である。 第３実施形態に係る固定冶具を示す斜視図である。 第３実施形態に係る固定冶具を示す側面図である。

以下、本発明について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。また、図面においては実施形態を説明するため、一部分を大きくまたは強調して記載するなど適宜縮尺を変更して表現している。また、以下の各図において、ＸＹＺ座標系を用いて図中の方向を説明する。このＸＹＺ座標系においては、鉛直方向をＺ方向とし、水平方向をＸ方向、Ｙ方向とする。また、Ｘ方向、Ｙ方向、及びＺ方向のそれぞれについて、適宜、矢印の先の側を＋側（例、＋Ｘ側）と称し、その反対側を−側（例、−Ｘ側）と称す。

[第１実施形態]
第１実施形態に係る単結晶の切断方法について説明する。図１は、本実施形態に係る単結晶の切断方法を示すフローチャートである。本実施形態の単結晶の切断方法は、図１に示すように、単結晶を、ワイヤソー装置を用いて切断することにより、複数の板状の基板に加工する方法である。

まず、一般的なマルチワイヤ切断方法の一実施形態について、図２から図４を用いて概要を説明する。図２から図４は、一般的なアップカット方式のマルチワイヤ切断方法を説明する図である。図２は、単結晶インゴット切断前の構成を説明する図である。図３は、単結晶インゴット切断中の構成を説明する図である。図４は、単結晶インゴット切断後の構成を説明する図である。図２から図４の各図において、（Ａ）は−Ｙ方向から見た概略断面図であり、（Ｂ）は＋Ｘ方向から見た概略側面図である。

一般的なアップカット方式のマルチワイヤ切断方法では、まず、円柱状の単結晶インゴット１（単結晶）を、台座２の下面台座２ａおよび側面台座２ｂにインゴット固定剤４を用いて接着して固定する。次いで、単結晶インゴット１を固定した台座２を、マルチワイヤソー装置ＭＡの内部へ設置する。マルチワイヤソー装置ＭＡの内部には、等間隔に配置された複数のワイヤ５（ワイヤ線）が単結晶インゴット１の上部に配置される（図２参照）。なお、台座２（下面台座２ａ、側面台座２ｂ）は、切断加工中において、単結晶インゴット１に対しての相対位置が移動しない。

次いで、図３に示すように、砥粒を水と分散剤に配合したスラリー６を連続的に供給する複数のワイヤ５を走行方向（Ｙ方向）に駆動させ、走行方向に駆動している複数のワイヤ５に対して単結晶インゴット１を移動させ徐々に押し当てていく（押し当て）ことで、図３に示すように板状の部分７（以下、「板状部」と称す）が形成される。

次いで、図３に示す押し当てを継続していくことで、最終的に単結晶インゴット１は切断分離され、図４に示すとおり同時一括的に複数の板状の単結晶基板８が形成される。

しかしながら、このような一般的なマルチワイヤ切断方法では、図３の板状部７は、単結晶インゴット１の未切断の部分から厚みが薄い板状の形状で自立した状態となっているため、装置振動などにより板状部７が撓んでしまい、単結晶インゴット１と板状部７の接合部付近に応力が集中し、切断途中においても基板が割れてしまうことがあった。また、図４の単結晶基板８は、インゴット固定剤４により下面台座２ａと固定されているだけの状態であり、装置振動あるいは取り出し時の作業振動などにより基板が撓んでしまい、単結晶基板８とインゴット固定剤４の接合部付近には、図２よりも強い応力が集中することにより、高確率で基板が割れてしまうことがあった。

そこで、本発明者は、上記問題を解決するために、鋭意研究を重ねたところ、単結晶の切断の途中で、板状部７を固定することにより、上記した撓みに起因する基板の割れを防止できることを見出した。本実施形態の単結晶の切断方法は、上記知見に基づいて、上記した撓みに起因する基板の割れを防止している。

以下、図１に示す本実施形態の単結晶の切断方法について説明する。なお、以下に説明する本実施形態の単結晶の切断方法は、一例であり、本実施形態の単結晶の切断方法を限定しない。また、図１に示す本実施形態の単結晶の製造方法を説明する際、適宜、図２から図６を参照して説明する。図５及び図６は、本実施形態に係る単結晶の切断方法を説明する図である。図５は、単結晶インゴット切断中の構成を説明する図である。図６は、単結晶インゴット切断後の構成を説明する図である。図５及び図６において、（Ａ）は−Ｙ方向から見た概略断面図であり、（Ｂ）は＋Ｘ方向から見た概略側面図である。

本実施形態の単結晶の切断方法は、図１に示すように、単結晶を、ワイヤソー装置を用いて切断することにより、複数の板状の基板に加工する単結晶の切断方法であって、単結晶の一部を台座に固定することと、台座に固定された単結晶を、ワイヤソー装置により切断することと、切断の途中で、切断により形成された複数の板状の部分を、切断中において台座に固定された単結晶に対して相対位置が移動しない部位に固定することと、を含む。

本実施形態の単結晶の切断方法が適用可能な単結晶インゴット１は、特に限定されない。本実施形態の単結晶の切断方法は、任意の組成、大きさ、形状の単結晶インゴット１に適用できる。

本実施形態の単結晶の切断方法では、まず、図１のステップＳ１において、単結晶インゴット１を台座２に固定する。ステップＳ１は、上記した図２の一般的なアップカット方式の場合と同様に実施することができる。以下、本実施形態では、ステップＳ１の実施形態を、図２に示した台座２を用いる例を説明する。

図２の台座２について、さらに説明する。図２の台座２は、下面台座２ａと、側面台座２ｂと、を備えている。下面台座２ａは板状の形状である。下面台座２ａは、一方の面において、インゴット固定剤４を介して、円柱状の単結晶インゴット１の円周面の一部を固定（支持）する。下面台座２ａにおける円柱状の単結晶インゴット１を固定する側（＋Ｚ側）の面には、一対の側面台座２ｂが設けられている。この一対の側面台座２ｂは、台座２に固定される単結晶インゴット１の両端面（＋Ｘ側及び−Ｘ側の端面）の近傍に配置されるように設けられている。各側面台座２ｂ（＋Ｘ側及び−Ｘ側の側面台座２ｂ）は、板状の形状である。各側面台座２ｂは、インゴット固定剤４を介して、円柱状の単結晶インゴット１の両端面の一部を固定することにより支持する。これにより、単結晶インゴット１を確実に台座２に固定することができる。各側面台座２ｂの上端部（＋Ｚ側端部、台座２と反対側の端部）は、台座２に固定される単結晶インゴット１とほぼ同様の高さに設定され、これらは、後に説明するステップＳ４において不動部位１０として用いられる。

本実施形態のステップＳ１では、図２の台座２を用いて、円柱状の単結晶インゴット１の円周面の一部、及び両端面（＋Ｘ側及び−Ｘ側の端面）を、それぞれ、下面台座２ａ、側面台座２ｂに、インゴット固定剤４を用いて固定する。インゴット固定剤４は、単結晶インゴット１の切断中に溶解しない接着剤である。インゴット固定剤４は、例えば、エポキシ系の接着剤である。

なお、ステップＳ１で用いることが可能な台座２は、上記の例に限定されず、任意である。例えば、ステップＳ１において、側面台座２ｂを備えず、下面台座２ａのみを備える構成の台座２を用いてもよい。なお、この構成の台座２の場合、単結晶インゴット１は、両端面（＋Ｘ側及び−Ｘ側の端面）を、台座２に固定しなくてもよい。

次に、図１のステップＳ２において、単結晶インゴット１を固定した台座２を、ワイヤソー装置Ｍに設置する。本実施形態では、ワイヤソー装置Ｍが、図２に示したアップカット方式のマルチワイヤソー装置ＭＡである例を説明するが、本実施形態の単結晶の切断方法に用いることができるワイヤソー装置Ｍは、特に限定されず、任意の構成（方式）のワイヤソー装置を用いることができる。例えば、ワイヤソー装置Ｍは、上記したアップカット方式の装置でもよいし、ダウンカット方式の装置でもよい。また、ワイヤソー装置Ｍは、単結晶インゴット１（単結晶）に対してワイヤ５を移動させる方式の装置でもよいし、ワイヤソー装置Ｍは、ワイヤ５に対して単結晶インゴット１を移動させる方式の装置でもよい。また、ワイヤソー装置Ｍは、図２のような単結晶インゴット１とワイヤ５との間に砥粒を含む加工液（スラリー６）を供給することによって研磨切断する方式の装置でもよいし、ダイヤモンド等を電着もしくは接着剤等によって固定したワイヤ５により単結晶インゴット１を研磨切断する方式の装置でもよい。

次に、図１のステップＳ３において、台座２に固定された単結晶インゴット１をマルチワイヤソー装置ＭＡにより切断する。ステップＳ３は、上記した図３の一般的なアップカット方式の場合と同様に実施することができる。ステップＳ３では、砥粒を水と分散剤に配合したスラリー６が連続的に供給されるワイヤ５を走行方向（Ｙ方向）に駆動させ、これに単結晶インゴット１における下面台座２に固定した側（−Ｚ側）と反対側（＋Ｚ側）の部分を徐々に押し当てることにより、単結晶インゴット１を下面台座２の反対側（＋Ｚ側）から鉛直方向（−Ｚ方向）に向けて切断する。ステップＳ３では、上記のように単結晶インゴット１を切断することにより、複数の板状の部分（板状部７）が形成されていき、最終的に、図６に示すように、単結晶インゴット１は切断分離されて、同時一括的に複数の板状の単結晶基板８が形成される。

次に、図１のステップＳ４において、図５に示すように、上記ステップＳ３の切断の途中で、切断により形成された複数の板状の部分（板状部７）を、切断中において台座２に固定された単結晶インゴット１に対して相対位置が移動しない部位１０（以下、「不動部位」と称す）に、固定する。なお、ステップＳ４における「切断の途中」とは、ワイヤソー装置Ｍによる単結晶インゴット１の切断開始から切断完了までの間を意味し、また、「切断中」とは、ステップＳ４の完了以降における、ワイヤソー装置Ｍによる単結晶インゴット１の切断が進行している状態を意味する。

ステップＳ４の固定は、複数の板状部７を、不動部位１０に固定することが可能であれば、特に限定されず、任意の方法（手段）により実施することができる。本実施形態では、ステップＳ４の固定を、接着剤１２を用いて実施する例を説明する。なお、接着剤１２を用いる以外のステップＳ４の例については、後の実施形態で説明する。

接着剤１２は、図５に示すように、複数の板状部７のそれぞれの一部同士を接着して固定し、固定した複数の板状部７を不動部位１０に連結している。接着剤１２は、複数の板状部７のそれぞれの一部に接触して保持する保持部１４ａ（保持部１４）と、保持部１４ａを不動部位１０に連結する連結部１５ａ（連結部１５）と、を有する。保持部１４ａは、複数の板状部７のそれぞれの一部同士を、接着により固定する。接着剤１２の場合、保持部１４ａと連結部１５ａとが一体である。

保持部１４ａは、接着剤１２であるので、図５に示すように、板状部７と板状部７との間に浸透し、板状部７と板状部７とを接着して固定することができる。これにより、複数の板状部７同士を強固に固定することができる。したがって、接着剤１２を用いてステップＳ４を実施する場合、複数の板状部７同士を強固に固定することができる。

保持部１４ａの位置（接着剤１２で複数の板状部７を固定する位置）は、例えば、複数の板状部７のそれぞれの上端部（複数の板状部７における下面台座２ａ側（−Ｚ側）と反対側（＋Ｚ側）の端部）である。複数の板状部７を上記位置で固定する場合、最終的に形成される複数の単結晶基板８を、保持部１４ａと下面台座２ａとにより、単結晶インゴット１の中心軸ＡＸ（図５（Ａ）参照）に対して対称な位置から挟み込むので、複数の単結晶基板８を効果的に固定することができる。

なお、接着剤１２（保持部１４ａ）で複数の板状部７を固定する位置は、上記の例に限定されず、任意である。例えば、接着剤１２（保持部１４ａ）で複数の板状部７を固定する位置は、複数の板状部７におけるワイヤ５の上方（切断の進行方向（−Ｚ方向）と反対側（＋Ｚ側））の任意の位置とすることができる。例えば、接着剤１２（保持部１４ａ）で複数の板状部７を固定する位置は、ワイヤ５の上方（切断の進行方向と反対の方向）であって、単結晶インゴット１（複数の板状部７）の円周面（側面）を、切断方向（Ｚ方向）及び単結晶インゴット１の中心軸ＡＸ（Ｘ方向と平行な方向）に対して直交する方向（Ｙ方向）から挟む位置（例、図５（Ｂ）における位置Ｐ１及び位置Ｐ２）でもよい。このように、複数の板状部７のそれぞれを固定する位置（保持部１４ａ（保持部１４））は、複数（２以上）であってもよい。

不動部位１０は、切断中において台座２に固定された単結晶インゴット１に対して相対位置が移動しない部位である。本実施形態では、不動部位１０が、台座２の一部（＋Ｘ側及び−Ｘ側の各側面台座２ｂの上端）である例を説明する。なお、不動部位１０は、台座２の一部に限定されず、任意の部位に設定可能である。不動部位１０の他の例については、後に説明する。

本実施形態のように、不動部位１０を台座２の一部に設定する場合、ステップＳ４の固定は、ステップＳ３の切断後において、切断により形成される複数の単結晶基板８（図６参照）を、複数の単結晶基板８が固定された状態で、マルチワイヤソー装置ＭＡから取り外し可能な構成とすることができる。このように、複数の単結晶基板８を固定した状態でマルチワイヤソー装置ＭＡから取り外し可能となるようにステップＳ４の固定を実施する場合、切断後に形成される複数の単結晶基板８をマルチワイヤソー装置ＭＡから取り外す際に生じる振動による単結晶基板８の割れを抑制することができる。また、上記構成の場合、後に本実施形態の切断後に形成される複数の単結晶基板８を固定した状態で、次の加工工程等の場所への移動あるいは次の加工工程等の実施等を行うことも可能である。すなわち、上記構成の場合、切断後の作業振動等による基板の割れを抑制することができる。

なお、上記したステップＳ３の切断後において、切断により形成される複数の単結晶基板８（図６参照）を、複数の単結晶基板８が固定された状態で、マルチワイヤソー装置ＭＡから取り外し可能とすることが可能な構成は、本実施形態の例以外の構成でも実施可能である。

本実施形態では、接着剤１２で（連結部１５ａにより）保持部１４ａを不動部位１０に連結する位置（部位）は、図５に示すように、不動部位１０である＋Ｘ側及び−Ｘ側の各側面台座２ｂの上端部としている。本実施形態では、上記したように、各側面台座２ｂの上端部が、複数の板状部７の上端と同様の高さに設定されるので、接着剤１２の概形を平板状とすることができる。この場合、複数の板状部７の不動部位１０への固定を、簡単かつ効果的に実施することができる。なお、接着剤１２で（連結部１５ａにより）保持部１４ａを不動部位１０に連結する位置は、任意である。

接着剤１２は、切断中に溶解しない接着剤を用いることができる。中でも、接着剤１２は、インゴット固定剤４と同じ成分の接着剤であるのが好ましい。このような接着剤１２としては、エポキシ系の接着剤が挙げられる。ステップＳ１で単結晶インゴット１を台座２に固定する際に用いる接着剤（インゴット固定剤４）と板状部７を固定する接着剤１２とが同じ成分である場合、切断後に実施される複数の単結晶基板８（図６（Ａ）参照）からインゴット固定剤４及び接着剤１２を除去する処理（図８参照）を、同じ条件で行うことができるので、この除去処理を簡単に実施することができる。なお、接着剤１２は、上記の例は、一例であって、その構成（例、形状、大きさ、成分）は任意である。

本実施形態のステップＳ４は、接着剤１２を所定部分に塗布し、硬化するまでに必要な時間だけ放置することで実施する。このように、ステップＳ４を接着剤１２を用いて実施する場合、複数の板状部７の不動部位１０への固定を簡単に実施することができる。

なお、ステップＳ４の固定は、ステップＳ３の切断進行中に実施してもよいし、ステップＳ３の切断を一時的に停止して実施してもよい。本実施形態では、ステップＳ４は、ステップＳ５に示すように、ステップＳ３の切断を一時的に停止して行い、複数の板状部７を固定した後、ステップＳ３の切断を再開する。ステップＳ４の作業をステップＳ３の切断進行中に実施する場合、ステップＳ４の作業は、冷却液や砥粒スラリー（スラリー６）を流動させながらの作業となり、作業性が悪い。このため、ステップＳ４の作業は、基板の品質に悪影響を与えない範囲においては、本実施形態のステップＳ５のように、ステップＳ３の切断を一時停止した上で実施することが好ましい。

ステップＳ５においてステップＳ３の切断を一時的に停止する際、ワイヤ５及び単結晶インゴット１を相対的に移動させ、図５（Ａ）に点線で示すように、ワイヤ５を単結晶インゴット１に対して離間させる。本実施形態では、単結晶インゴット１を切断方向（−Ｚ方向）に移動させて、ワイヤ５を単結晶インゴット１に対して離間させる。そして、ステップＳ５において、ステップＳ３の切断を再開する際、ワイヤ５が単結晶インゴット１と離間した状態で、ワイヤ５を走行方向（Ｙ方向）に駆動させ且つスラリー６の供給を行ってから、単結晶インゴット１をワイヤ５に押し当てる。これにより、ステップＳ５における切断の再開を効果的に行うことができる。なお、ステップＳ５における切断の再開を、上記のように実施するか否かは任意である。

ステップＳ４の固定は、所定のタイミングで行うのが好ましい。ここで、単結晶インゴット１を切断した部分（板状部７）の切断方向（Ｚ方向）における最大長を切断長Ｌ（図３（Ａ）参照）とし、単結晶インゴット１を完全に切断したときの切断方向（Ｚ方向）における最大長を切断全長Ｌ_ｍａｘ（図４（Ａ）参照）と定義する。ステップＳ４は、切断長Ｌが、切断全長Ｌ_ｍａｘの９０％以下を満たすタイミングで行うことが好ましい。ステップＳ４を実施する際、切断長Ｌが切断全長Ｌ_ｍａｘの９０％を超えた段階では、複数の板状部７は、面積が大きいため撓み易い状態となり、割れが発生してしまう場合がある。ステップＳ４を、上記の条件を満たすタイミングで実施することにより、複数の板状部７の割れを抑制することができる。

なお、本実施形態のステップＳ４（ステップＳ５）は、接着剤１２がワイヤ５と干渉しないように行う。接着剤１２が、板状部７と板状部７との間を流れてワイヤ５と干渉した場合、切断再開時にワイヤ５が切れたり、板状部７が割れたりしてしまうおそれがある。

例えば、上記切断長Ｌが所定量を超えたタイミングで、ステップＳ４を実施することにより、接着剤１２とワイヤ５との干渉を防止することができる。例えば、ステップＳ４を切断長Ｌが、切断全長Ｌ_ｍａｘの１０％以上を満たすタイミングで実施する場合、接着剤１２とワイヤ５との間隔（マージン）を広くとることができるので、接着剤１２とワイヤ５の干渉を確実に防止することができ、また、ステップＳ４をより簡単に実施することができる。

ステップＳ４（ステップＳ５）の後、図６に示すように、ステップＳ３の切断が引き続き実施され、ステップＳ３の切断が完了する。これにより、単結晶インゴット１は、切断分離され、単結晶基板８が得られる。この切断では、複数の板状部７がステップＳ４の固定により固定されているので、切断中の機械振動による基板の撓みが低減され、単結晶基板８の割れが防止される。

本実施形態の単結晶の切断方法では、板状部７は未切断の単結晶インゴット１から自立し且つ上記のように固定されるので、装置振動などによる基板の撓みはほとんど発生せず、上記切断中において基板（板状部７）が割れてしまうことはない。また、単結晶インゴット１を切断分離して得られる単結晶基板８は、インゴット固定剤４により下面台座２ａに固定されていることに加え、接着剤１２により不動部位１０である側面台座２ｂに連結された状態となっていることから、装置振動あるいは取り出し時の作業振動などによる基板の撓みはほとんど発生せず、単結晶基板８が割れてしまうことはない。

以上のように、本実施形態の単結晶の切断方法は、切断中の機械振動による基板（板状部７）の撓みを低減し、単結晶基板８（板状部７）の割れを防止することができる。

また、本実施形態の単結晶の切断方法は、単結晶インゴット１が、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３（ＬＴ））、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３（ＬＮ））等の脆性材料である場合、単結晶基板８の割れを抑制する効果が、従来技術に対して、より顕著である。したがって、本実施形態の単結晶の切断方法は、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ_３（ＬＴ））、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ_３（ＬＮ））等の脆性材料の単結晶インゴット１の切断に、好適に用いることができる。

次に、第１実施形態の単結晶基板の製造方法について説明する。図７は、本実施形態の単結晶基板の製造方法のフローチャートである。図８は、単結晶基板を台座から剥離する処理を説明する図である。

本実施形態の単結晶基板の製造方法は、図７に示すように、本実施形態の単結晶の切断方法を行うことを含む。本実施形態の単結晶基板の製造方法は、本実施形態の単結晶の切断方法を行うことを含むので、切断中の機械振動による基板（板状部７）の撓みを低減し、単結晶基板８の割れを防止することができる。以下、本実施形態の単結晶基板の製造方法の一例を説明する。

本実施形態の単結晶基板の製造方法は、上記した本実施形態の単結晶の切断方法（例、ステップＳ１からステップＳ５等）を行った後に、ステップＳ６において、複数の単結晶基板８を不動部位１０に固定した状態で、マルチワイヤソー装置ＭＡ（ワイヤソー装置Ｍ）から取り外す。例えば、ステップＳ６では、まず、図６に示す単結晶インゴット１の切断後に形成された複数の単結晶基板８からワイヤ５を引き抜いて外した後、台座２及びステップＳ４において固定された複数の単結晶基板８を、マルチワイヤソー装置ＭＡから取り外す。この際、単結晶基板８は、台座２及びステップＳ４において固定されている状態なので、マルチワイヤソー装置ＭＡから取り外す際に生じる振動等による単結晶基板８の割れを抑制することができる。

続いて、図７のステップＳ７において、複数の単結晶基板８を、台座２及びステップＳ４において固定した状態で、移動する。この際、単結晶基板８は、台座２及びステップＳ４において固定されている状態なので、移動の際に生じる振動等による単結晶基板８の割れを抑制することができる。なお、移動先は、任意である。移動先は、例えば、次工程（例、処理、保管）を実施する場所である。本実施形態では、移動先が、次工程である剥離処理を実施する場所であるとして説明する。

続いて、図７のステップＳ８において、複数の単結晶基板８を、台座２から剥離する（以下、「剥離処理」と称すことがある。）。本実施形態の剥離処理では、複数の単結晶基板８をステップＳ４で用いた接着剤１２から剥離する処理も行う。

例えば、インゴット固定剤４及び接着剤１２の剥離は、その種類（成分）にもよるが、例えば、エポキシ系接着剤の場合は、６０℃〜１００℃の温度にすることで、上記の剥離を実施できる。エポキシ系接着剤の場合は、図８に示すように、剥離槽Ｔ中の高温の剥離液ＬＱの中に、複数の単結晶基板８を、台座２及びステップＳ４において固定した状態で、浸漬することで行われる。上記複数の単結晶基板８を、所定時間上記浸漬することで、インゴット固定剤４及び接着剤１２の接着力を低下させて、単結晶基板８を個々に回収することにより、単結晶基板８を得ることができる。この際、単結晶基板８は、台座２及びステップＳ４において固定されている状態なので、剥離処理の際に生じる振動等による単結晶基板８の割れを抑制することができる。本実施形態では、インゴット固定剤４及び接着剤１２の成分が同じであるので、同じ条件で行うことができ、剥離処理を簡単に実施することができる。

以上のように、本実施形態の単結晶基板の製造方法は、切断中の機械振動による単結晶基板８の割れを防止する。また、本実施形態の単結晶基板の製造方法は、切断後のワイヤソー装置Ｍからの取り外し、切断後の移動あるいは処理等により生じる振動等による単結晶基板８の割れを防止することができる。

なお、ステップＳ８で得られた単結晶基板８は、例えば、引き続き、その表面のエッチング加工、鏡面加工が施されてもよい。これにより、鏡面加工が施された単結晶基板８を得ることができる。エッチング加工は、例えば、公知の酸などによる化学的エッチング、あるいはシリカなどによる物理的エッチングにより実施される。また、鏡面加工は、例えば、公知のコロイダルシリカなどを用いた機械的研磨法、化学的研磨法、化学物理的研磨法により行われる。

［第２実施形態］
第２実施形態の単結晶の切断方法、単結晶基板の製造方法、及び固定冶具について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。第２実施形態を説明する際、適宜、図１から図１０を参照する。図９は、第２実施形態に係る単結晶の切断方法における単結晶インゴット切断中の構成を説明する図である。図１０は、第２実施形態に係る単結晶の切断方法における単結晶インゴット切断後の構成を説明する図である。図９及び図１０において、（Ａ）は−Ｙ方向から見た概略断面図であり、（Ｂ）は＋Ｘ方向から見た概略側面図である。

本実施形態の単結晶の切断方法は、上記した第１実施形態の単結晶の切断方法におけるステップＳ４の固定（図１参照）を、接着剤１２に代えて、本実施形態の固定冶具Ｚ（図９参照）を用いて行う点が異なっている。

本実施形態の単結晶の切断方法は、図１のステップＳ１からステップＳ３を第１実施形態と同様に行う。

本実施形態の単結晶の切断方法では、図１のステップＳ４は、図９に示すように、複数の板状部７のそれぞれの一部に接触して保持する保持部１４ｂ（保持部１４）と、保持部１４を不動部位１０に連結する連結部１５ｂ（連結部１５）とを備え、保持部１４ｂを不動部位１０に連結することにより、複数の板状部７を不動部位１０に固定する固定冶具Ｚを用いて行う。なお、本実施形態では、不動部位１０は、第１実施形態と同様に、＋Ｘ側及び−Ｘ側の側面台座２ｂの上端部に設定されている。

本実施形態の保持部１４ｂは、複数の板状部７のそれぞれの上端部（複数の板状部７における下面台座２ａ側（−Ｚ側）と反対側（＋Ｚ側）の端部）に接触して、複数の板状部７を保持する。保持部１４ｂは、保持部１４ｂが不動部位１０に連結されたときに、複数の板状部７のそれぞれの一部を押すことにより、複数の板状部７を保持する。保持部１４ｂが、複数の板状部７を上記位置で保持（固定）する場合、第１実施形態の保持部１４ａと同様に、複数の板状部７を効果的に固定することができる。保持部１４ｂは、本体部１７及び接触部１８を備える。本体部１７は、Ｘ方向（単結晶インゴット１の中心軸ＡＸ方向）に延びる板状に形成される。本体部１７は、その＋Ｘ側及び−Ｘ側の両端部が、それぞれ、不動部位１０である＋Ｘ側及び−Ｘ側の側面台座２ｂの上端部に連結される。本体部１７と不動部位１０の連結については、後に連結部１５ｂの部分において説明する。

本体部１７における単結晶インゴット１側（図９では−Ｚ側）には、接触部１８が設けられる。接触部１８は、複数の板状部７と接触する部分である。接触部１８は、本体部１７と同様の板状に形成される。接触部１８は、例えば、樹脂材料で形成される。この樹脂材料は、例えば、弾力性を有するウレタンゴム等の弾性材料である。上記のように、接触部１８が樹脂材料（弾性材料）で形成される場合、複数の板状部７を固定する際に生じるおそれがある破損を抑制し、複数の板状部７を固定することができる。

本実施形態の連結部１５ｂ（連結部１５）は、保持部１４ｂ（保持部１４）の＋Ｘ側及び−Ｘ側の両端部を、不動部位１０である＋Ｘ側及び−Ｘ側の側面台座２ｂの上端部に連結して固定する。本実施形態の連結部１５ｂは、保持部１４ｂの両端部、締結部材２０、貫通孔２１、＋Ｘ側及び−Ｘ側の側面台座２ｂの上端部、及び、ねじ孔２２により構成されている。保持部１４ｂの＋Ｘ側及び−Ｘ側の両端部には、それぞれ、締結部材２０を挿入可能な貫通孔２１が設けられる。また、＋Ｘ側及び−Ｘ側の側面台座２ｂの上端部には、締結部材２０が嵌め合わされて固定されるねじ孔２２が設けられる。連結部１５ｂは、貫通孔２１に締結部材２０を挿入し、締結部材２０をねじ孔２２に固定することにより、保持部１４ｂを不動部位１０に固定する。また、連結部１５は、締結部材２０をねじ孔２２から外すことにより、保持部１４ｂと不動部位１０の固定を解除することができる。なお、連結部１５ｂの構成は、上記の例に限定されず、保持部１４ｂを不動部位１０に固定することが可能な構成であれば、任意の構成とすることができる。

また、本実施形態のステップＳ４の固定（固定冶具Ｚ）は、第１実施形態と同様に、ステップＳ３の切断後において、切断により形成される複数の単結晶基板８（図６参照）を、複数の単結晶基板８が固定された状態で、マルチワイヤソー装置ＭＡから取り外し可能な構成となっている。これにより、本実施形態の単結晶の切断方法は、第１実施形態と同様に、マルチワイヤソー装置ＭＡから取り外す際に生じる振動による単結晶基板８の割れを抑制することができ、また、後に本実施形態の切断後に形成される複数の単結晶基板８を固定した状態で、次の加工工程の場所への移動あるいは次の加工工程の実施等を行うことができ、切断後の作業振動による基板の割れを抑制することができる。

本実施形態のステップＳ４の固定は、上記した固定冶具Ｚを設置するだけで実施できるので、簡単且つ迅速に実施することができる。また、ステップＳ４の固定を上記した固定冶具Ｚを用いて行う場合、複数の単結晶基板８から固定冶具Ｚを簡単に外すことができる。また、ステップＳ４の固定を上記した固定冶具Ｚを用いて行う場合、後に図１１で説明する台座２から複数の単結晶基板８を剥離する処理を、複数の単結晶基板８を固定冶具Ｚにより固定した状態で実施することができる。

なお、固定冶具Ｚは、複数の板状部７のそれぞれの一部に接触して保持する保持部１４ｂと、保持部１４ｂを不動部位１０に連結する連結部１５ｂとを備え、保持部１４ｂを不動部位１０に連結することにより、複数の板状部７を不動部位１０に固定することが可能な構成であれば、任意の構成とすることができる。例えば、保持部１４ｂは、複数の板状部７のそれぞれの一部に接触して保持する構成であれば、任意の構成とすることができる。例えば、保持部１４ｂで複数の板状部７を保持（固定）する位置等は、第１実施形態の保持部１４ａと同様に、複数の板状部７におけるワイヤ５の上方（切断の進行方向（−Ｚ方向）と反対側（＋Ｚ側））の任意の位置とすることができる。例えば、連結部１５ｂは、保持部１４ｂを不動部位１０に連結する構成であれば、任意の構成とすることができる。なお、固定冶具Ｚの他の例については、後述する。また、本実施形態における不動部位１０は、第１実施形態で説明したように、任意に設定可能である。

なお、本実施形態のステップＳ４の固定は、第１実施形態と同様に、ステップＳ３の切断進行中に実施してもよいし、ステップＳ３の切断を一時的に停止して実施してもよいが、ステップＳ５に示すように、ステップＳ３の切断を一時的に停止して実施するのが好ましい。また、本実施形態のステップＳ４の固定を行うタイミングも、第１実施形態と同様に、切断長Ｌが切断全長Ｌ_ｍａｘの９０％以下を満たすタイミングで行うことが好ましい。

上記ステップＳ４（ステップＳ５）の後、図１０に示すように、ステップＳ３の切断が引き続き実施され、ステップＳ３の切断が完了する。これにより、単結晶インゴット１は、切断分離され、単結晶基板８が得られる。この切断では、複数の板状部７がステップＳ４の固定（固定冶具Ｚ）により固定されているので、切断中の機械振動による基板の撓みが低減され、単結晶基板８の割れが防止される。

本実施形態の単結晶の切断方法では、板状部７は未切断の単結晶インゴット１から自立し且つ上記のように固定冶具Ｚにより固定されるので、装置振動などによる基板の撓みはほとんど発生せず、上記切断中において基板（板状部７）が割れてしまうことはない。また、単結晶インゴット１を切断分離して得られる単結晶基板８は、インゴット固定剤４により下面台座２ａに固定されていることに加え、固定冶具Ｚにより保持され不動部位１０である側面台座２ｂに連結された状態となっていることから、装置振動あるいは取り出し時の作業振動などによる基板の撓みはほとんど発生せず、単結晶基板８が割れてしまうことはない。このように、本実施形態の固定冶具Ｚは、本実施形態の単結晶の切断方法に好適に用いることができる。

以上のように、本実施形態の単結晶の切断方法は、切断中の機械振動による基板（板状部７）の撓みを低減し、単結晶基板８の割れを防止することができる。また、本実施形態の固定冶具Ｚは、本実施形態の単結晶の切断方法に好適に用いることができる。

次に、第２実施形態の単結晶基板の製造方法について説明する。図１１は、第２実施形態の単結晶基板の製造方法における単結晶基板を台座から剥離する処理を説明する図である。

本実施形態の単結晶基板の製造方法は、上記した第２実施形態の単結晶の切断方法を行うことを含む。本実施形態の単結晶基板の製造方法は、第２実施形態の単結晶の切断方法を行うことを含むので、切断中の機械振動による基板（板状部７）の撓みを低減し、単結晶基板８の割れを防止することができる。以下、本実施形態の単結晶基板の製造方法の一例を説明する。

本実施形態の単結晶基板の製造方法は、まず、上記した第２実施形態の単結晶の切断方法（例、図１のステップＳ１からステップＳ５等）を行う。続いて、図７のステップＳ６において、第１実施形態と同様に、複数の単結晶基板８を固定冶具Ｚにより不動部位１０に固定した状態で、マルチワイヤソー装置ＭＡ（ワイヤソー装置Ｍ）から取り外す。この際、単結晶基板８は、ステップＳ４において固定されている状態なので、マルチワイヤソー装置ＭＡから取り外す際に生じる振動等による複数の単結晶基板８の割れを抑制することができる。

続いて、図７のステップＳ７において、第１実施形態と同様に、複数の単結晶基板８を、ステップＳ４により固定した状態で移動する。この際、複数の単結晶基板８は、ステップＳ４により固定されている状態なので、移動の際に生じる振動等による複数の単結晶基板８の割れを抑制することができる。本実施形態では、移動先が、第１実施形態と同様に、剥離処理を実施する場所であるとして説明する。

続いて、図７のステップＳ８において、複数の単結晶基板８を、台座２から剥離する（剥離処理）。本実施形態の剥離処理は、第１実施形態と同様に、図１１に示すように、剥離槽Ｔ中の高温の剥離液ＬＱの中に、複数の単結晶基板８を、台座２及びステップＳ４において固定冶具Ｚにより固定した状態で、浸漬することで行われる。上記複数の単結晶基板８を、所定時間上記浸漬することで、ステップＳ４において固定冶具Ｚにより固定した状態で、インゴット固定剤４の接着力を低下させて、単結晶基板８を個々に回収することにより、単結晶基板８を得ることができる。この際、ステップＳ４において固定冶具Ｚにより固定した状態で、単結晶基板８を個々に回収するので、剥離処理に際に生じる単結晶基板８の割れを抑制することができる。このように、本実施形態の固定冶具Ｚは、本実施形態の単結晶基板の製造方法に好適に用いることができる。

以上のように、本実施形態の単結晶基板の製造方法は、切断中の機械振動による単結晶基板８の割れを防止することができる。また、本実施形態の単結晶基板の製造方法は、切断後のワイヤソー装置Ｍからの取り外し、切断後の移動あるいは処理等により生じる振動等による単結晶基板８の割れを防止することができる。また、本実施形態の固定冶具Ｚは、本実施形態の単結晶基板の製造方法に好適に用いることができる。

［第３実施形態］
第３実施形態について説明する。本実施形態において、上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を省略あるいは簡略化する。図１２及び図１３は、第３実施形態に係る固定冶具を示す図である。図１２は斜視図である。図１３は、＋Ｘ方向から見た概略側面図である。

上記したように、ステップＳ４の固定に用いる固定冶具Ｚは、任意の構成とすることができる。例えば、ステップＳ４の固定には、図１２に示す第３実施形態に係る固定冶具ＺＡを用いてもよい。この固定冶具ＺＡは、特願２０１７−１００２５４号に記載される「押さえ冶具」の複数の例のうちの一例である。なお、上記したステップＳ４の固定には、上記特願２０１７−１００２５４号に記載されるすべての「押さえ冶具」の例を用いることができる。

なお、図１２及び図１３に示す固定冶具ＺＡは、上記したダウンカット方式のマルチワイヤソー装置ＭＡに用いる例を示すが、この固定冶具ＺＡはアップカット方式のマルチワイヤソー装置ＭＡにも用いることができる。

以下、本実施形態の固定冶具ＺＡについて簡単に説明する。固定冶具ＺＡは、図１２に示すように、取り付け部３０、端面保持部３１、保持部１４ｃ（保持部１４）、及び保持部１５ｃ（連結部１５）を備える。

取り付け部３０は、単結晶インゴット１を切断するマルチワイヤソー装置ＭＡのスライス台３２に取り付け可能に形成されている。本実施形態においては、台座２はスライス台３２を介して、マルチワイヤソー装置ＭＡに取り付けられる。

本実施形態において、スライス台３２は、不動部位１０である。また、本実施形態において、台座２は、上記した下面台座２ａに相当し、側面台座２ｂは備えない。

取り付け部３０は、単結晶インゴット１の外側（＋Ｘ側及び−Ｘ側）に配置されるように設けられる。各取り付け部３０は、図１２に示すように、スライス台３２を挟み込むクランプ部３０ａを備える。クランプ部３０ａは、ネジ等の締結部材により、スライス台３２をＹ方向から挟み込んで固定することができる。固定冶具ＺＡは、各取り付け部３０のクランプ部３０ａでスライス台３２の下部をＹ方向から挟みこむことで、マルチワイヤソー装置ＭＡのスライス台３２に取り付けられ固定される。これにより、端面保持部３１、及び保持部１４ｃがマルチワイヤソー装置ＭＡに対して固定される。

端面保持部３１は、単結晶インゴット１の＋Ｘ側及び−Ｘ側（両端側）に設けられ、単結晶インゴット１の両端の端面に接触して支持する。端面保持部３１には、単結晶インゴット１に接触する部分（接触部１８）に樹脂材料（弾性部材）が設けられる。

各端面保持部３１は、接続部３４ａ及び接続部３４ｂにより取り付け部３０に接続される。接続部３４ａは、台座２の対向方向（Ｚ方向）に延びる形状であり、一方の端部（＋Ｚ側の端部）が取り付け部３０に固定される。接続部３４ｂは、単結晶インゴット１の中心軸ＡＸ方向（Ｘ方向）に延びる形状であり、一方の端部が接続部３４ａに接続され、他方の端部が取り付け部３０に固定される。接続部３４ｂは、接続部３４ａに対して、台座２に近接する方向及び台座２から離間する方向（Ｚ方向）に移動可能であり、所定位置に固定可能である。また、接続部３４ｂは、端面保持部３１を、接続部３４ａ（取り付け部３０）に対して、単結晶インゴット１に対して近接する方向及び単結晶インゴット１に対して離間する方向（Ｘ方向）に移動可能に接続し、所定位置に固定する。上記の構成により、各端面保持部３１は、単結晶インゴット１に接触する部分の位置、接触させる強さを調整することができる。

本実施形態では、上記した端面保持部３１、接続部３４ａ、接続部３４ｂ、及び取り付け部３０（クランプ部３０ａ）は、次に説明する保持部１４ｃ（保持部１４）を、不動部位１０に連結する連結部１５ｃ（連結部１５）である。

保持部１４ｃ（保持部１４）は、第１保持部１４ｃ１、及び第２保持部１４ｃ２を備える。第１保持部１４ｃ１は、自身（第１保持部１４ｃ１）と台座２とで複数の板状部７の円周面の一部を挟み込んで押すことにより、複数の板状部７を保持する。第１保持部１４ｃ１は、Ｌ字状の部材である。第１保持部１４ｃ１は、板状部７の円周面と接触する部分が、台座２と対向する側に配置され、単結晶インゴット１の中心軸ＡＸ方向（Ｘ方向）に延びる形状であり、円周面を台座２と対向する側（−Ｚ側）から挟み込んで、複数の板状部７の円周面の一部を単結晶インゴット１の中心軸方向に押す。

第２保持部１４ｃ２は、単結晶インゴット１（板状部７）の中心軸方向（Ｘ方向）及び台座２の対向方向（以下「第１方向」と称す。Ｚ方向）に直交する方向（以下「第２方向」と称す。＋Ｙ方向、−Ｙ方向）から複数の板状部７の円周面を挟みこんで円周面の一部を押す。第２保持部１４ｃ２は、一対で構成されるＬ字状の部材である。一対の第２保持部１４ｃ２は、それぞれ、円周面と接触する部分が、単結晶インゴット１の中心軸方向（Ｘ方向）に延びる形状であり、単結晶インゴット１の＋Ｙ側及び−Ｙ側に配置される。一対の第２保持部１４ｃ２は、単結晶インゴット１（板状部７）の円周面をＹ方向から挟み込んで、複数の板状部７の円周面の一部を単結晶インゴット１の中心軸方向に押すことにより、複数の板状部７を保持する。

固定冶具ＺＡの各部は、ネジなどの締結部材により固定することにより組み立てられる。また、固定冶具ＺＡの各部は、締結部材の固定を解除することにより、各部を個々に分解することが可能である。

本実施形態の固定冶具ＺＡは、第２実施形態の固定冶具Ｚに代えて、上記した単結晶の切断方法及び単結晶基板の製造方法に好適に用いることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において各部材の改良、構造の変更を行なってもよい。

以下、本発明の具体的な実施方法を示すため、実施例１〜４、および比較例１を示すが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。

［実施例１］
直径１５０ｍｍ、長さ８０ｍｍのＬＴ単結晶インゴット１を、図２に示すように、ＳＵＳ製の下面台座２ａおよび側面台座２ｂに、インゴット固定剤４としてエポキシ系接着剤を用いて接着し、これらをマルチワイヤソー装置ＭＡの内部へ設置した。

マルチワイヤソー装置ＭＡ内部には、線径０．１８ｍｍφの複数のワイヤ５を０．５ｍｍ間隔で等しく配置し、これらのワイヤ５を、図２に示すように、ＬＴ単結晶インゴット１の上部に配置した。また、所望の切断面に対しワイヤ５が平行となるよう、ＬＴ単結晶インゴット１を配置した。

次に、ワイヤ５にＳｉＣ砥粒を分散液へ配合したスラリー６を連続的に供給しながらワイヤ５を走行方向へ駆動させ、これにＬＴ単結晶インゴット１を徐々に押し当てることで切断を開始した。

切断が進行し、板状部７の長さ（切断長Ｌ）が、切断全長Ｌ_ｍａｘ（切断長さ）である直径１５０ｍｍの１５ｍｍ（１０％）まで現出した段階で、マルチワイヤソー装置ＭＡのワイヤ５の駆動、スラリー６の供給およびＬＴ単結晶インゴット１の押し当てを一時的に停止した。このとき板状部７の基板に撓みによる割れは発生していなかった。

次に、図５に示すように、全ての板状部７の端部と両端の側面台座２ｂの上面とが連結するように、幅１０ｍｍで新たにエポキシ系の接着剤１２を塗布した。このままの状態で、接着剤１２が硬化するまで約７時間放置した。

その後、マルチワイヤソー装置ＭＡのワイヤ５の駆動、スラリー６の供給およびＬＴ単結晶インゴット１の押し当てを再開し、最終的にＬＴ単結晶インゴット１が切断分離されるまで加工を行うことで、厚み０．３ｍｍのＬＴ単結晶基板８を得た。

ＬＴ単結晶基板８を下面台座２ａおよび側面台座２ｂとともにマルチワイヤソー装置ＭＡより取り外したところ、ＬＴ単結晶基板８には撓みによる割れは発生していなかった。

なお、ワイヤ５による切断を一時停止した箇所の基板面形状を観察したところ、段差は１μｍ未満であり、ＬＴ単結晶基板８の形状品質への影響はなかった。実施例１の条件及び結果を表１に示す。

［実施例２］
ＬＴ単結晶インゴット１の押し当てを一時的に停止するタイミングを、板状部７の長さ（切断長Ｌ）が、切断全長Ｌ_ｍａｘ（切断長さ）である直径１５０ｍｍの７５ｍｍ（５０％）まで現出した段階とした以外は、実施例１と同様にして、ＬＴ単結晶インゴット１の切断を行い、ＬＴ単結晶基板８を得た。

得られたＬＴ単結晶基板８を下面台座２ａおよび側面台座２ｂとともにマルチワイヤソー装置ＭＡより取り外したところ、ＬＴ単結晶基板８には撓みによる割れは発生していなかった。また、ワイヤ５による切断を一時停止した箇所の基板面形状を観察したところ、段差は１μｍ未満であり、ＬＴ単結晶基板８の形状品質への影響はなかった。実施例２の条件及び結果を表１に示す。

［実施例３］
ＬＴ単結晶インゴット１の押し当てを一時的に停止するタイミングを、板状部７の長さ（切断長Ｌ）が、切断全長Ｌ_ｍａｘ（切断長さ）である直径１５０ｍｍの１３５ｍｍ（９０％）まで現出した段階とした以外は、実施例１と同様にして、ＬＴ単結晶インゴット１の切断を行い、ＬＴ単結晶基板８を得た。

得られたＬＴ単結晶基板８を下面台座２ａおよび側面台座２ｂとともにマルチワイヤソー装置ＭＡより取り外したところ、ＬＴ単結晶基板８には撓みによる割れは発生していなかった。また、ワイヤ５による切断を一時停止した箇所の基板面形状を観察したところ、段差は１μｍ未満であり、ＬＴ単結晶基板８の形状品質への影響はなかった。実施例３の条件及び結果を表１に示す。

［実施例４］
ＬＴ単結晶インゴット１の押し当てを一時的に停止するタイミングを、板状部７の長さ（切断長Ｌ）が、切断全長Ｌ_ｍａｘ（切断長さ）である直径１５０ｍｍの１４２．５ｍｍ（９５％）まで現出した段階とし、また、接着状態が異なる点以外は、実施例１と同様にして、ＬＴ単結晶インゴット１の切断を行い、ＬＴ単結晶基板８を得た。

切断を一時停止したとき板状部７には撓みによる割れが５％発生しており、特にインゴット中央付近に当たる箇所で割れ率が高かった。また、複数の板状部７は、ほぼ全てが傾倒しており、複数の板状部７は、切断初期に板状となった部分（端部）同士が接触する状態となっていた。このため、板状部７の端部同士が接触したまま、全ての板状部７の端部と両端の側面台座２ｂの上面が連結するように、幅１０ｍｍで新たにエポキシ系の接着剤を塗布した。このままの状態で、接着剤が硬化するまで約７時間放置した。その後、装置のワイヤ線の駆動、スラリーの供給およびＬＴ単結晶インゴットの押し当てを再開した。

得られたＬＴ単結晶基板８を下面台座２ａおよび側面台座２ｂとともにマルチワイヤソー装置ＭＡより取り外したところ、ＬＴ単結晶基板８には、切断を一時停止した際に確認された割れ以外は発生していなかった。また、ワイヤ５による切断を一時停止した箇所の基板面形状を観察したところ、段差は１μｍ未満であり、ＬＴ単結晶基板８の形状品質への影響はなかった。実施例４の条件及び結果を表１に示す。

［比較例１］
ＬＴ単結晶インゴットを徐々に押し当てることで切断を開始するまでは、実施例１と同様に実施した。切断が進行しても、ワイヤ線による加工を停止することなく、最終的にＬＴ単結晶インゴットが切断分離されるまで加工を継続することで、厚み０．３ｍｍのＬＴ単結晶基板を得た。このときＬＴ単結晶基板は下面台座とインゴット固定剤であるエポキシ系接着剤で固定されているだけで自立しており、特にインゴット中央付近に当たる箇所の単結晶基板は側面台座方向へ大きく傾倒していた。ＬＴ単結晶基板を下面台座および側面台座とともに装置より取り外したところ、ＬＴ単結晶基板には撓みによる割れが約３０％発生しており、特に基板傾倒の大きかったインゴット中央付近で割れ率が高かった。一方、ＬＴ単結晶基板の形状品質への影響はなかった。比較例１の条件及び結果を表１に示す。

以上の実施例及び比較例の結果から、本実施形態の単結晶の切断方法は、切断中の機械振動による基板（板状部７）の撓みを低減し、単結晶基板８の割れを防止できることが確認された。

なお、本発明の技術範囲は、上述の実施形態などで説明した態様に限定されるものではない。上述の実施形態などで説明した要件の１つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態などで説明した要件は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態などで引用した全ての文献の開示を援用して本文の記載の一部とする。

例えば、上記した不動部位１０は、台座２（例、下面台座２ａ、側面台座２ｂ）の部位（一部）でもよいし、マルチワイヤソー装置ＭＡ（例、台座２を設置（装着）する部分（部位）等）でもよい。また、不動部位１０は、上記以外に、台座２、単結晶インゴット１、あるいはワイヤソー装置Ｍに接続される任意の部材（例、スライス台３２）の部位でもよい。

また、例えば、側面台座２ｂを備えない台座２の場合、側面台座２ｂと同様の構造を下面台座２ａに取り付け可能な構成とすることで、この構成を、（保持部１４（１４ａ〜１４ｃ）を不動部位１０に連結する）連結部１５（１５ａ、１５ｂ）として機能させることができ、これにより、上記実施形態の単結晶の切断方法等を実施することができる。また、上記構成の場合、側面台座２ｂと同様の構造を備える連結部１５（１５ａ、１５ｂ）を有する固定冶具Ｚとすることができ、また、第１実施形態の接着剤１２によるステップＳ４の固定を実施することもできる。言い換えれば、本実施形態の単結晶の切断方法は、接着剤１２を用いてステップＳ４の固定を実施する際、上記した側面台座２ｂと同様の構造等の接着剤１２以外の部材を用いてもよい。

Ｍ・・・ワイヤソー装置
ＭＡ・・・マルチワイヤソー装置（ワイヤソー装置）
１・・・単結晶インゴット（単結晶）
２・・・台座
２ａ・・・下面台座（台座）
２ｂ・・・側面台座（台座、不動部位）
４・・・インゴット固定剤
５・・・ワイヤ
６・・・スラリー
７・・・板状部（板状の部分）
８・・・単結晶基板
１０・・・不動部位
１２・・・接着剤
１４、１４ａ〜１４ｃ・・・保持部
１４ｃ１・・・第１保持部（保持部）
１４ｃ２・・・第２保持部（保持部）
１５、１５ａ〜１５ｃ・・・連結部
１７・・・本体部
１８・・・接触部
２０・・・締結部材
２１・・・貫通孔
２２・・・ねじ孔
３０・・・取り付け部
３０ａ・・・クランプ部（取り付け部）
３１・・・端面保持部
３２・・・スライス台（不動部位）
３４ａ、３４ｂ・・・接続部
ＡＸ・・・単結晶インゴットの中心軸（中心軸）
Ｌ・・・切断長
Ｌ_ｍａｘ・・・切断全長
Ｚ、ＺＡ・・・固定冶具
Ｔ・・・剥離槽
ＬＱ・・・剥離液

Claims (10)

1. 単結晶を、ワイヤソー装置を用いて切断することにより、複数の板状の基板に加工する単結晶の切断方法であって、
   前記単結晶の一部を台座に固定することと、
   前記台座に固定された前記単結晶を、前記ワイヤソー装置により切断することと、
   前記切断の途中で、前記切断により形成された複数の板状の部分を、前記切断中において前記台座に固定された単結晶に対して相対位置が移動しない部位に、接着剤を用いて固定することと、を含む単結晶の切断方法。
2. 前記板状の部分を固定することは、前記切断を一時的に停止して行い、前記板状の部分を固定した後、前記切断を再開することを含む、請求項１に記載の単結晶の切断方法。
3. 前記板状の部分の切断方向における最大長を切断長Ｌとし、かつ、前記単結晶を完全に切断したときの切断方向における最大長を切断全長Ｌ_ｍａｘとしたとき、
   前記板状の部分を固定することは、前記切断長Ｌが、前記切断全長Ｌ_ｍａｘの９０％以下を満たすときに行う、請求項１または請求項２に記載の単結晶の切断方法。
4. 前記板状の部分を固定することは、前記切断後において、前記切断により形成される前記複数の板状の基板を、前記複数の板状の基板が固定された状態で、前記ワイヤソー装置から取り外し可能に行う、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の単結晶の切断方法。
5. 前記移動しない部位は、前記台座の一部である、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の単結晶の切断方法。
6. 前記単結晶の一部の前記台座への固定は、前記接着剤と同じ成分の接着剤を用いて行う、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の単結晶の切断方法。
7. 前記板状の部分を固定することは、
   前記複数の板状の部分のそれぞれの一部に接触して保持する保持部と、前記保持部を前記移動しない部位に連結する連結部とを備え、
   前記保持部及び前記連結部は、それぞれ、接着剤であり、
   前記保持部を前記移動しない部位に連結することにより、前記複数の板状の部分を前記移動しない部位に固定する固定冶具を用いて行う、
   請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の単結晶の切断方法。
8. 前記単結晶は、タンタル酸リチウム、または、ニオブ酸リチウムである、請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の単結晶の切断方法。
9. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の単結晶の切断方法に用いる固定冶具であって、
   前記複数の板状の部分のそれぞれの一部に接触して保持する保持部と、前記保持部を前記移動しない部位に連結する連結部とを備え、
   前記保持部及び前記連結部は、それぞれ、接着剤であり、
   前記切断の途中で、前記保持部を前記移動しない部位に連結することにより、前記複数の板状の部分を前記移動しない部位に固定する固定冶具。
10. 単結晶を切断して板状の基板を製造する方法であって、
    請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の単結晶の切断方法により、単結晶を複数の板状の基板に加工すること、を含む単結晶基板の製造方法。

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