JPH11291152A - インゴットの切断方法及び切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 インゴットの切断を迅速にかつ円滑に行うこ
とができ、しかも、切断によって得られた製品（定寸
品）において、高い切断精度、平坦な切断面などを容易
に得ることができると共に、切断対象のインゴットへの
ダメージが少なく抑制できて、製品の健全性を確実に確
保することができるインゴットの切断方法及び切断装置
の提供。 【解決手段】 軸線まわりに回転しているインゴット１
に対して、インゴット１の軸線に直交する方向から、表
面に固定砥粒を固着したワイヤソー２０６を接近させ
て、インゴット１を切断することにより、切断中にワイ
ヤソー２０６に加わる負荷が大きく変化することがな
く、ワイヤソー２０６にかかる負担が軽減されると共
に、切り込み量が低減される（インゴットの約半径分の
切り込み量でよい）上に、切断面の仕上がりがきれい
で、切断精度の向上が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリコン（半導
体）単結晶などのインゴットを所定寸法に切断するイン
ゴットの切断方法及び切断装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、単結晶引上装置において引上げ
成長することにより得られたシリコンなどの単結晶のイ
ンゴットは、端部を切断によって取り除いた後、所定寸
法のブロック状にして切り出す工程と、インゴットの外
周をグラインダによって外周研削する工程とを施すよう
にしている。そして、従来、この種のインゴットを切断
する場合には、内周刃切断装置やバンドソー切断装置な
どを用いている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の内周刃切断装置においては、内周刃を交換する際の
セッティングが難しく、均等に内周刃に張力がかかるよ
うに調整するのに時間（約１０時間）を要するという問
題がある。また、バンドソー切断装置にあっては、切断
速度は早いが、インゴットの端部を切り落とす際に、必
要以上の力が加わってインゴットの一部が欠ける場合が
あるという問題がある。さらに、遊離砥粒を用いたいわ
ゆる湿式のワイヤソー切断装置の使用も考えられるが、
この場合には、バンドソー切断装置に比べて切断速度が
遅いという不満があった。さらにまた、断面形状円形の
インゴットに対して、インゴットの軸線に直交する方向
からワイヤソーを送って切断していくために、切断当初
とインゴットの直径部を切断する時とを比べると、切断
中にワイヤソーにかかる力が大きく変化して、ワイヤソ
ーにかかる負担が大きいという問題がある。本発明は、
上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、インゴットの切断を迅速にかつ円滑に行うことが
でき、しかも、切断によって得られた製品（定寸品）に
おいて、高い切断精度、平坦な切断面などを容易に得る
ことができると共に、切断対象のインゴットへのダメー
ジが少なく抑制できて、製品の健全性を確実に確保する
ことができるインゴットの切断方法及び切断装置を提供
することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１のインゴットの切断方法は、半導
体単結晶などのインゴットを所定寸法に切断するインゴ
ットの切断方法において、上記インゴットをその軸線ま
わりに一方向にあるいは両方向に回転させながら、表面
に固定砥粒を固着させたワイヤソーを上記インゴットに
このインゴットの軸線に直交する方向から接近させるこ
とにより、上記インゴットを切断するものである。この
インゴットの切断方法にあっては、軸線まわりに一方向
にあるいは両方向に回転しているインゴットに対して、
インゴットの軸線に直交する方向から、表面に固定砥粒
を固着したワイヤソーを接近させて、インゴットを切断
することにより、切断中にワイヤソーに加わる負荷が大
きく変化することがなく、ワイヤソーにかかる負担が軽
減されると共に、切り込み量が低減される（インゴット
の約半径分の切り込み量でよい）上に、切断面の仕上が
りがきれいで、切断精度の向上が図れる。

【０００５】本発明の請求項２は、上記請求項１の構成
に加えて、切断するインゴットが外周研削を施したイン
ゴットであるものである。この請求項２にあっては、外
周研削を施したインゴットを回転切断することにより、
インゴットの外周を基準にして切断を円滑に行え、良好
な切断精度が得られる。

【０００６】本発明の請求項３は、上記請求項１の構成
に加えて、切断するインゴットの外周に芯出し用治具を
装着し、この芯出し用治具の外周を基準として上記イン
ゴットを切断するものである。この請求項３にあって
は、芯出し用治具によって、回転切断されるインゴット
の切断精度を良好に保持する。

【０００７】本発明の請求項４は、インゴットの切断最
終段階で、このインゴットの回転を停止し、ワイヤソー
の、上記インゴットの軸線に直交する方向への送りだけ
で上記インゴットを切断するものである。この請求項４
にあっては、インゴットの切断最終段階において、この
インゴットの中心部に残った未切断部を、ワイヤソーの
送りだけで切断することにより、上記未切断部に過大の
力を加えることなく、確実に切断する。

【０００８】本発明の請求項５のインゴットの切断装置
は、半導体単結晶などのインゴットを所定寸法に切断す
るインゴットの切断装置において、上記インゴットを支
持するインゴット支持手段と、このインゴット支持手段
が支持するインゴットをその軸線まわりに一方向にある
いは両方向に回転させるインゴット回転手段と、上記イ
ンゴット支持手段が支持するインゴットに対してこのイ
ンゴットの軸線に直交する方向に沿って相対的に接近、
離間可能でかつ上記インゴットの軸線に沿って相対的に
移動可能なワイヤソーを有する切断手段とを具備したも
のである。この請求項５にあっては、インゴット支持手
段によってインゴットを支持し、インゴット回転手段に
よって、このインゴットをその軸線まわりに一方向にあ
るいは両方向に回転させると共に、切断手段をこのイン
ゴットに対してその軸線に直交する方向に沿って相対的
に接近させることにより、上記インゴットを所定寸法の
ブロックあるいはテストピースとして切断する。

【０００９】本発明の請求項６は、請求項５記載のイン
ゴット支持手段が、インゴットの外周あるいはインゴッ
トの外周に装着された芯出し用治具を支持する外周支持
機構と、インゴット端を支持するインゴット端支持機構
とから構成されたものである。この請求項６にあって
は、外周支持機構によって、インゴットの外周あるいは
インゴットの外周に装着された芯出し用治具を支持する
と共に、インゴット端支持機構によって、上記インゴッ
トの端部あるいは端面を支持することにより、切断時に
インゴットをしっかりと確実に支持すると共に、インゴ
ットの外周を基準として（インゴットに外周研削を施し
た場合）、あるいは芯出し治具の外周を基準として（イ
ンゴットに外周研削を施していない場合）、インゴット
を精度良く切断する。

【００１０】本発明の請求項７は、上記インゴット回転
手段が、外周支持機構に設けられたものである。この請
求項７にあっては、外周支持機構に設けられたインゴッ
ト回転手段によって、インゴットの外周をその軸線まわ
りに回転させることにより、インゴットにねじれの力な
どの無理な力が加わることがなく、円滑にインゴットを
回転させる。

【００１１】本発明の請求項８に記載の切断手段は、ワ
イヤソーがボビンの外周面に形成したネジ溝に巻き掛け
られ、このボビンの中心に送りネジ軸がねじ込まれ、か
つ上記ボビンにこのボビンを回転させる駆動機構が連結
されてなり、上記ボビンの回転にともない、上記ネジ溝
に巻き掛けられたワイヤソーの、上記ボビンの軸線に沿
う方向の移動量が、上記送りネジ軸がねじ込まれたボビ
ンの移動量と相殺するように設定されたものである。こ
の請求項８にあっては、駆動機構によってボビンを回転
させると、送りネジ軸をねじ込んだボビンがその軸線方
向に沿って回転しながら移動すると共に、ボビンのネジ
溝に巻き掛けられたワイヤソーがボビンの回転にともな
ってボビンから繰り出され、他方で当該ボビンに巻き取
られる。この際、ボビンに巻き掛けられたワイヤソー
は、ボビンの回転にともなってボビンの軸線に沿って移
動するが、その移動量と、上記ボビンの移動量とが相殺
するように設定されているから、ボビンから繰り出され
るワイヤソーは絶えず一定の位置に保持される。従っ
て、このワイヤソーによってインゴットの安定した切断
が確保される。

【００１２】本発明の請求項９は、切断手段のワイヤソ
ーに、このワイヤソーに張力を付与する張力調整機構が
設けられたものである。この請求項９にあっては、張力
調整機構によって、切断時にワイヤソーに張力を付与し
て、ワイヤソーがたるむのを防止する。

【００１３】本発明の請求項１０は、切断手段のワイヤ
ソーの、インゴット切断部位の前後に張力調整機構がそ
れぞれ設けられ、上記ワイヤソーが、その軸線に沿った
方向に走行する際に、ボビンからの繰り出し側に位置す
る張力調整機構によって、上記ワイヤソーに張力を付与
するものである。この請求項１０にあっては、ボビンか
らの繰り出し側に位置する張力調整機構によって、切断
時にワイヤソーに張力を付与して、ワイヤソーがたるむ
のを防いで、ワイヤソーに繰り返し急激な張力変化が加
わることを防止する。

【００１４】この請求項１１は、インゴット支持手段に
対してインゴットを搬入する搬入手段が設けられたもの
である。この請求項１１にあっては、搬入手段によって
インゴットをインゴット支持手段に円滑に搬入する。

【００１５】本発明の請求項１２は、インゴット支持手
段が支持するインゴットを切断後に搬出する搬出手段が
上記インゴット支持手段に付設されたものである。この
請求項１２にあっては、インゴット支持手段が支持する
インゴットを切断後に、搬出手段によって確実に搬出す
る。

【００１６】本発明の請求項１３は、搬出手段が、所定
寸法に切断されたインゴットの外周またはこのインゴッ
トの外周に装着された芯出し用治具を支持して搬出する
定寸品搬出機構と、切断により得られたテストピースの
端面を吸着して搬出するテストピース搬出機構とから構
成されたものである。この請求項１３にあっては、定寸
品搬出機構によって、所定寸法に切断されたインゴット
の外周またはこのインゴットの外周に装着された芯出し
用治具を支持して搬出すると共に、インゴットから切り
出されたテストピースについては、テストピース搬出機
構によってテストピースの端面を吸着して搬出する。

【００１７】本発明の請求項１４は、テストピース搬出
機構が、インゴット切断時にインゴットの端面を支持す
るように構成されたものである。この請求項１４にあっ
ては、インゴット切断時にテストピース搬出機構によっ
てインゴットの端面を確実に支持して、インゴットを円
滑に切断すると共に、テストピースの切り出しの場合
は、インゴットから切り離されたテストピースの端面を
吸着したまま搬出操作に移行する。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明のインゴットの切断
方法及び切断装置の好適な実施の形態を図面を参照して
説明する。図１は本発明の第１の実施の形態を示すイン
ゴットの切断装置の右半分の正面図、図２は図１の切断
装置の左半分の正面図、図３は図１の平面図、図４は図
２の平面図、図５は側面図、図６は切断機構部の説明図
である。

【００１９】この切断装置は、シリコン単結晶のインゴ
ット１を載置し、インゴット１の長手方向に搬送する搬
入コンベア（搬入手段）１０と、この搬入コンベア１０
の側方に配置され、かつ上記インゴット１を載置すると
共に、このインゴット１をその軸線に沿って移送する外
周支持機構（インゴット支持手段）１２と、上記搬入コ
ンベア１０及び外周支持機構１２の上方に設けられ、か
つ搬入コンベア１０上のインゴット１を外周支持機構１
２上に移し替える搬入機構（搬入手段）１４と、上記外
周支持機構１２に設けられ、かつ外周支持機構１２が支
持しているインゴット１をその軸線まわりに回転させる
回転機構（インゴット回転手段）１６と、上記外周支持
機構１２の前後に設けられ、かつ外周支持機構１２が支
持しているインゴット１の先端（トップ）あるいは切断
面及び後端（ボトム）をそれぞれ支持するインゴット端
支持機構（インゴット支持手段）１８と、上記外周支持
機構１２に対して、外周支持機構１２が支持しているイ
ンゴット１の軸線に直交する方向（鉛直方向）に沿って
接近、離間可能に設けられ、かつ該インゴット１を切断
する切断機構（切断手段）２０と、上記外周支持機構１
２の側方に配置され、かつ上記切断機構２０が切断した
定寸品２及びテストピース３をそれぞれ載置する搬出コ
ンベア（搬出手段）２２及びテストピース収納部２４
と、上記外周支持機構１２と搬出コンベア２２及びテス
トピース収納部２４との間に設けられ、かつ上記定寸品
２あるいはテストピース３を搬出コンベア２２あるいは
テストピース収納部２４に移し替える搬出機構（搬出手
段）２６とから概略構成されている。

【００２０】上記搬入コンベア１０は、コンベア本体１
００の上面に形成された鈍角をなすＶ字状の搬送面１０
１に、多数の回転ローラ１０２が、二列状に並んだ状態
で回転自在に設けられ、かつこれらの回転ローラ１０２
が駆動機構（不図示）によって回転させられるように構
成されている。

【００２１】上記外周支持機構１２は、基台１２０上に
一対のガイドレール１２１が互いに平行に設置され、こ
れらのガイドレール１２１上に載置台１２２が移動自在
に設けられ、かつこの載置台１２２の下部に、上記各ガ
イドレール１２１に平行な送りネジ（ボールネジ）軸１
２３がねじ込まれると共に、この送りネジ軸１２３に連
結されたモータ１２４によって上記載置台１２２が上記
各ガイドレール１２１に沿って移動するように構成され
ている。そして、上記載置台１２２上には、４本の支持
ローラ１２５が、側面視、下に凸の円弧状に配置されて
回転自在に設けられていると共に、これらの支持ローラ
１２５にプーリ及びベルトからなる伝動機構１６０を介
してモータ１６１が連結されており、上記回転機構１６
は、このモータ１６１により上記支持ローラ１２５が回
転させられてなるものである。

【００２２】上記搬入機構１４は、上記搬入コンベア１
０と外周支持機構１２とを跨いで配置された、側面視、
門型の支持フレーム１４０と、この支持フレーム１４０
の上面に平行に配置された２本の案内レール１４１と、
これらの案内レール１４１に沿って移動自在に設けられ
た移動体１４２と、この移動体１４２にねじ込まれた送
りネジ（ボールネジ）軸１４３と、この送りネジ軸１４
３に連結されたモータ１４４と、上記移動体１４２の垂
下部に設けられた昇降機構１４５と、この昇降機構１４
５に取り付けられた取付部材１４６と、この取付部材１
４６の左右に張り出した両腕部にそれぞれ取り付けられ
た２組ずつ計４本の開閉シリンダ１４７と、これらの開
閉シリンダ１４７のピストンロッドの先端にそれぞれ設
けられた把持具１４８とから構成されている。

【００２３】そして、上記モータ１４４によって、送り
ネジ軸１４３を介して上記移動体１４２が上記各案内レ
ール１４１に沿って水平移動するようになっている。ま
た、上記昇降機構１４５は、上記移動体１４２の垂下部
に下方を向けて取り付けられた昇降シリンダ１４９のピ
ストンロッドの先端（下端）が上記取付部材１４６に回
転自在に連結され、かつ上記移動体１４２の垂下部に昇
降自在に取り付けられた一対のガイド軸１５０の先端
（下端）が上記取付部材１４６に連結されてなり、上記
昇降シリンダ１４９によって上記取付部材１４６が昇降
するようになっている。さらに、上記各開閉シリンダ１
４７によって、上記各把持具１４８を互いに接近させる
ことにより、把持具１４８間にインゴット１を把持する
ようになっている。

【００２４】上記インゴット端支持機構１８は、インゴ
ット１の先端（トップ）あるいは切断面を支持するトッ
プ支持機構とインゴット１の後端（ボトム）を支持する
ボトム支持機構１８０とから構成されている。このう
ち、トップ支持機構は、後述する上記搬出機構２６のテ
ストピース搬出機構３０がその機能を兼ねるものであ
る。また、上記ボトム支持機構１８０は、上記載置台１
２２上にインゴット１の長手方向に移動自在に設けら
れ、かつインゴット１のボトムを内部に挿し込んで回転
自在に支持する支持具１８１と、この支持具１８１をイ
ンゴット１の長手方向に移動させる移動機構（不図示）
とからなり、この移動機構は、上記支持具１８１にねじ
込まれたボールネジ軸とこのボールネジ軸に連結された
モータとから概略構成されている。

【００２５】上記切断機構２０は、昇降体２００が、載
置台１２２の両側方に立設された一対のガイドレール２
０１に沿って昇降自在に設けられ、この昇降体２００を
昇降させるモータ２０２がボールネジ軸を介して昇降体
２００に連結され、かつこの昇降体２００にボビン２０
３、テンションローラ２０４、ガイドローラ２０５がそ
れぞれ回転自在に設けられると共に、これらのボビン２
０３、テンションローラ２０４及びガイドローラ２０５
に、ダイヤモンド電着ワイヤからなるワイヤソー２０６
が巻き掛けられる一方、上記ワイヤソー２０６の両端が
ボビン２０３に取り付けられ、このワイヤソー２０６が
ボビン２０３の外周面に形成したネジ溝２０７に巻き掛
けられ、このボビン２０３の中心に送りネジ（ボールネ
ジ）軸２０８がねじ込まれ、かつ上記ボビン２０３にこ
のボビン２０３を回転させる駆動機構２０９が連結され
てなり、上記ボビン２０３の回転にともない、上記ネジ
溝２０７に巻き掛けられたワイヤソー２０６の、上記ボ
ビン２０３の軸線に沿う方向の移動量が、上記送りネジ
軸２０８がねじ込まれたボビン２０３の移動量と相殺す
るように設定されたものである。そして、上記ワイヤソ
ー２０６は、ワイヤ表面にダイヤモンド砥粒を固着した
もので、乾式で使用しても良いが、ワイヤを若干水洗し
ながら使用するほうがより良い。また、上記ワイヤソー
２０６は、上記駆動機構２０９の回転を切り替えて両方
向に回転させることにより、往復走行するように構成さ
れている。

【００２６】上記搬出機構２６は、上記定寸品２を搬出
コンベア２２に移し替える定寸品搬出機構２８と、上記
テストピース３をテストピース収納部２４に移し替える
テストピース搬出機構３０とから構成されている。この
うち、定寸品搬出機構２８は、上記搬入機構１４とほぼ
同様の構成を有しているもので、上記支持フレーム１４
０に並設された支持フレーム２８０と、この支持フレー
ム２８０の上面に平行に配置された２本の案内レール２
８１と、これらの案内レール２８１に沿って移動自在に
設けられた第１移動体２８２と、この第１移動体２８２
にねじ込まれた送りネジ（ボールネジ）軸２８３と、こ
の送りネジ軸２８３に連結され、かつ上記第１移動体２
８２を移動させるモータ２８４と、上記第１移動体２８
２の下部に水平面内において上記第１移動体２８２の移
動方向に直交する方向（インゴット１の長手方向）に移
動自在に設けられた第２移動体２９１と、上記第１移動
体２８２に設けられ、かつ上記第２移動体２９１を第１
移動体２８２に対して移動させる移動シリンダ２９２
と、上記第２移動体２９１の垂下部に設けられた昇降機
構２８５と、この昇降機構２８５に取り付けられた取付
部材２８６と、この取付部材２８６の左右に張り出した
両腕部にそれぞれ取り付けられた一対の開閉シリンダ２
８７と、これらの開閉シリンダ２８７のピストンロッド
の先端にそれぞれ設けられた把持具２８８とから概略構
成されている。

【００２７】また、上記昇降機構２８５は、上記昇降機
構１４５と同様の構成を有しており、上記第２移動体２
９１の垂下部に下方を向けて取り付けられた昇降シリン
ダ２８９のピストンロッドの先端（下端）が上記取付部
材２８６に回転自在に連結され、かつ上記第２移動体２
９１の垂下部に昇降自在に取り付けられた一対のガイド
軸２９０の先端（下端）が上記取付部材２８６に連結さ
れている。さらに、定寸品２を搬出する搬出コンベア２
２は、上記搬入コンベア１４とほぼ同様の構成を有する
もので、コンベア本体２２０の上面に形成された鈍角を
なすＶ字状の搬送面２２１に、多数の回転ローラ２２２
が、二列状に並んだ状態で回転自在に設けられ、かつこ
れらの回転ローラ２２２が駆動機構（不図示）によって
回転させられるように構成されている。

【００２８】上記テストピース搬出機構３０は、上述し
たように、インゴット１のトップ及び切断面を吸着支持
するトップ支持機構の機能を兼ねるもので、基台１２０
の先端部の、上記ガイドレール１２１の側方に設けられ
た一対の互いに平行な案内レール３００と、これらの案
内レール３００に沿って移動自在に設けられた移動台３
０１と、この移動台３０１にねじ込まれた送りネジ（ボ
ールネジ）軸３０２と、この送りネジ軸３０２に連結さ
れ、かつ上記移動台３０１を移動させるモータ３０３
と、上記移動台３０１にその移動方向に直交する面内に
おいて回転自在に設けられた回転アーム３０４と、この
回転アーム３０４の先端に回転自在に設けられ、かつイ
ンゴット１のトップあるいは切断面を吸着（バキュー
ム）する吸着具３０５と、上記回転アーム３０４に連結
され、かつこの回転アーム３０４を回転させる駆動機構
３０６とから構成されている。

【００２９】上記テストピース収納部２４は、収納部本
体２４０上に設けられた一対の互いに平行なガイドレー
ル２４１と、これらのガイドレール２４１に沿って移動
自在に設けられた可動台２４２と、この可動台２４２に
ねじ込まれた送りネジ（ボールネジ）軸２４３と、この
送りネジ軸２４３に連結され、かつ上記可動台２４２を
移動させるモータ２４４と、上記可動台２４２上に載置
されたテストピース収納容器２４５とから構成されてい
る。

【００３０】次に、上記のように構成されたインゴット
の切断装置を用いてシリコン単結晶などのインゴット１
を所定寸法に切断する場合について説明する。ここで、
この切断装置において切断するインゴット１は通常予め
その外周面を研削したもの（外周研削品）である。ま
ず、外周研削されたインゴット１を搬入コンベア１０の
回転ローラ１０２上に載置し、回転ローラ１０２を回転
させて、上記インゴット１をその軸線方向に沿って移送
し、搬入機構１４の支持フレーム１４０の下方に位置さ
せる。次いで、搬入機構１４の移動体１４２をモータ１
４４によって水平移動させて、上記搬入コンベア１０上
のインゴット１の真上に位置させると共に、対向する把
持具１４８間を開いた状態で、昇降機構１４５の昇降シ
リンダ１４９によって、取付部材１４６とともに各把持
具１４８を下降させて上記インゴット１の両側方に位置
させる。続いて、開閉シリンダ１４７によって対向する
把持具１４８間を閉じて把持具１４８間にインゴット１
を挟み込む。この状態において、昇降機構１４５の昇降
シリンダ１４９及びモータ１４４を操作して、上記把持
具１４８間に把持されたインゴット１を搬入コンベア１
０上から持ち上げ、該インゴット１の軸線に直交する方
向に水平移動させ、さらに、下降させることにより、上
記インゴット１を外周支持機構１２の載置台１２２の支
持ローラ１２５上に載置する。

【００３１】次いで、上記搬入機構１４を載置台１２２
に載置されたインゴット１の上方位置から退避させ、か
つモータ１２４を駆動して送りネジ軸１２３を介して上
記載置台１２２を上記インゴット１の長手方向に移送
し、インゴット１の先端（トップ）を切断機構２０のワ
イヤソー２０６の下方に位置させると共に、ボトム支持
機構１８０の移動機構（不図示）を操作して、支持具１
８１をインゴット１の後端（ボトム）に接近させ、支持
具１８１の内部に上記インゴット１の後端を挿し込む一
方、テストピース搬出機構３０のモータ３０３を駆動し
て、送りネジ軸３０２を介して移動台３０１をインゴッ
ト１の先端に接近させ、吸着具３０５によってインゴッ
ト１の先端を吸着支持する。また、回転機構１６のモー
タ１６１を駆動して、伝動機構１６０を介して、載置台
１２２の支持ローラ１２５を回転させることにより、こ
の支持ローラ１２５上に載置されているインゴット１
が、両端をテストピース搬出機構３０の吸着具３０５及
びボトム支持機構１８０の支持具１８１に支持された状
態で、その軸線まわりに回転する。

【００３２】この状態において、切断機構２０の昇降体
２００を、モータ２０２を駆動することによって、ボー
ルネジ軸を介して下降させると共に、駆動機構２０９を
作動させることによって、ボビン２０３を回転させ、こ
のボビン２０３の外周面に形成したネジ溝２０７に卷き
掛けられたダイヤモンド電着ワイヤソー２０６を繰り出
して、このワイヤソー２０６を上記ボビン２０３、テン
ションローラ２０４及びガイドローラ２０５間で往復走
行させる。これにより、ガイドローラ２０５間を走行し
ているワイヤソー２０６が下降し、上記支持ローラ１２
５上で回転しているインゴット１に接触して、このイン
ゴット１の先端（トップ）の切断が開始される。

【００３３】この場合、ボビン２０３に巻き掛けられた
ワイヤソー２０６は、ボビン２０３の回転にともない、
ボビン２０３の軸線に沿って移動するが、このワイヤソ
ー２０６の移動量と、上記ボビン２０３の、軸線に沿っ
た方向の移動量が相殺するように設定されているから、
ボビン２０３から繰り出されるワイヤソー２０６は絶え
ず一定の位置に保持されることになる。従って、このワ
イヤソー２０６は、テンションローラ２０４及びガイド
ローラ２０５に正規の位置関係を維持した状態で確実に
卷き掛けられるから、ワイヤソー２０６に無理な負担が
加わることがない上に、インゴット１を精度良くかつ円
滑に切断することができる。

【００３４】また、上記インゴット１は、ワイヤソー２
０６によって回転切断されることにより、ワイヤソー２
０６にかかる負荷荷重が小さく抑制され、かつ負荷変動
が低減されるので、結果として、円滑にかつ確実にイン
ゴット１を切断することができ、切断精度を向上させる
ことができると共に、ソーマークもつきにくく、インゴ
ット１の切断面の仕上がりを良好に保持することができ
る。さらに、ワイヤソー２０６をインゴット１のほぼ半
径分切り込めば、インゴット１の切断が完了するから、
切り込み量を少なく抑えることができ、インゴット支持
手段の各構成部材との無用な接触干渉を防止できると共
に、インゴット１の切り落としの際には、インゴット１
の中心部が最後に切り離されることと、インゴット１の
先端がテストピース搬出機構３０の吸着具３０５によっ
て吸着支持されていることが相俟って、インゴット１の
先端が円滑に切り離され、インゴット１の切断面の仕上
がりが良好で、かつインゴット１へのダメージが極力抑
制される。従って、従来の切断装置において生じてい
た、切断時にインゴットの一部が欠けるという問題が完
全に防止される。

【００３５】このようにして、インゴット１の先端（ト
ップ）を切り落とすと、この切り落とした先端部を不図
示の手段によって排出した後、順次、定寸品（ブロッ
ク）２あるいはテストピース（シリコンウェーハ）３の
切り出しを行う。すなわち、切断機構２０のワイヤソー
２０６を上昇させた状態で、外周支持機構１２の載置台
１２２を、モータ１２４によって所定距離前進させた
後、上述したインゴット１の先端（トップ）の切断時と
同様の操作を行って、ワイヤソー２０６を下降させイン
ゴット１を切断する。

【００３６】続いて、切断して得られたものがテストピ
ース３の場合には、このテストピース３を吸着具３０５
に吸着させた状態で、テストピース搬出機構３０のモー
タ３０３を操作することにより、送りネジ軸３０２を介
して移動台３０１を、回転アーム３０４及び吸着具３０
５とともに、インゴット１の本体部から引き離す方向
（図１と図３においては右方）に移動させる一方、必要
に応じて、テストピース収容部２４のモータ２４４を駆
動し、送りネジ軸２４３を介して、可動台２４２をテス
トピース収納容器（ウェーハカセット）２４５とともに
インゴット１の長手方向に移動させる。そして、駆動機
構３０６を作動することにより、上記回転アーム３０４
をその基部を中心として回転させて、回転アーム３０４
の先端に設けられた吸着具３０５をテストピース収納部
２４側に移送し、かつこの吸着具３０５の吸着を解除す
ることにより、吸着具３０５に吸着支持されているテス
トピース３をテストピース収納容器２４５内に収納す
る。

【００３７】また、定寸品２を搬出する場合には、一
旦、載置台１２２の支持ローラ１２５の回転を停止した
後、定寸品搬出機構２８のモータ２８４、昇降シリンダ
２８９及び移動シリンダ２９２を適宜操作することによ
り、開閉シリンダ２８７によって互いの間隔を開いた状
態の両把持具２８８を、上記切断して得られた定寸品２
の両側方に位置させ、次いで、上記開閉シリンダ２８７
によって両把持具２８８間を閉じることにより、両把持
具２８８間に上記定寸品２を挟み込む。そして、上記テ
ストピース搬出機構３０の吸着具３０５による上記定寸
品２の切断面の吸着支持を解除した後、モータ３０３に
よって、上記吸着具３０５を、回転アーム３０４及び移
動台３０１とともに、インゴット１の前方側（図１と図
３において右側）に退避させる。

【００３８】続いて、移動シリンダ２９２を操作して、
第２移動体２９１を、昇降機構２８５、取付部材２８
６、開閉シリンダ２８７及び把持具２８８とともに、イ
ンゴット１の本体部から引き離す方向（図１と図３にお
いては右方）に移動させ、次いで、昇降機構２８５の昇
降シリンダ２８９によって、取付部材２８６を、開閉シ
リンダ２８７及び把持具２８８とともに上昇させ、さら
に、モータ２８４によって、第１移動体２８２を、第２
移動体２９１、昇降機構２８５、取付部材２８６、開閉
シリンダ２８７及び把持具２８８とともに、インゴット
１（定寸品２）の軸線に直交する方向に水平移動し、搬
出コンベア２２の上方に位置させた後、昇降機構２８５
によって、取付部材２８６を、開閉シリンダ２８７及び
把持具２８８とともに下降させる一連の操作を行う。こ
れにより、把持具２８８に把持されている定寸品２は、
円滑に搬出コンベア２２の回転ローラ２２２の上に載置
され、次いで、開閉シリンダ２８７によって把持具２８
８間を開くことにより、把持具２８８による定寸品２の
把持状態を解除して、定寸品２の搬出コンベア２２への
受け渡しが完了する。

【００３９】このようにして、インゴット１の外周研削
面を基準として所定寸法に切断された定寸品（ブロッ
ク）２は、順次搬出コンベア２２上に移し替えられて、
回転ローラ２２２を回転させることにより、搬出されて
いくと共に、サンプリング用のテストピース３は、テス
トピース収納容器２４５内に順に収納されていく。な
お、上記実施の形態においては、インゴット１の回転
は、インゴット１の外周を支持している支持ローラ１２
５を介して行うように説明したが、インゴット１に無理
なねじれの力が加わらなければ、インゴット１の端部を
支持するボトム支持機構１８０の支持具１８１及びまた
はテストピース搬出機構３０の吸着具３０５を介してイ
ンゴット１を回転するようにしても良い。また、本実施
の形態では、切断機構２０のワイヤソー２０６を、外周
支持機構１２の載置台１２２上の支持ローラ１２５に支
持されているインゴット１に対して、上方から接近させ
て切断すると共に、外周支持機構１２に支持されている
インゴット１を、その長手方向に送って切断位置を決定
している構成で説明したが、これに限らず、上記インゴ
ット１側をその長手方向に直交する方向に移動させてワ
イヤソー２０６に接近させて切断するように構成した
り、あるいは切断機構２０をインゴット１の長手方向に
送って切断位置に停止させる構成でも良い。

【００４０】次に、本発明のインゴットの切断装置の第
２の実施の形態を図７〜図１１を参照して説明する。図
７は本発明の第２の実施の形態を示すインゴットの切断
装置の右半分の正面図、図８は図７の切断装置の左半分
の正面図、図９は図７の平面図、図１０は図８の平面
図、図１１は側面図である。

【００４１】この切断装置は、外周面に所定間隔で複数
の芯出し用治具４が装着されたインゴット１を載置する
と共に、このインゴット１をその軸線に沿って移送する
外周支持機構（インゴット支持手段）５０と、上記外周
支持機構５０に設けられ、かつ外周支持機構５０が支持
している芯出し用治具４付きのインゴット１をその軸線
まわりに回転させる回転機構（インゴット回転手段）５
２と、上記外周支持機構５０の前後に設けられ、かつ外
周支持機構５０が支持しているインゴット１の先端（ト
ップ）あるいは切断面及び後端（ボトム）を支持するイ
ンゴット端支持機構（インゴット支持手段）５４と、上
記外周支持機構５０に対して、外周支持機構５０が支持
しているインゴット１の軸線に直交する方向（鉛直方
向）に沿って接近、離間可能に設けられ、かつ該インゴ
ット１を切断する切断機構（切断手段）５６と、上記外
周支持機構５０の側方に配置され、かつ上記切断機構５
６が切断した定寸品２及びテストピース３をそれぞれ載
置する搬出部５８及びテストピース収納部６０と、上記
外周支持機構５０と搬出部５８及びテストピース収納部
６０との間に設けられ、かつ上記定寸品２あるいはテス
トピース３を搬出部５８あるいはテストピース収納部６
０に移し替える搬出機構（搬出手段）６２とから概略構
成されている。

【００４２】上記外周支持機構５０は、上記外周支持機
構１２とほぼ同様の構成を有するもので、基台５００上
に一対のガイドレール５０１が互いに平行に設置され、
これらのガイドレール５０１上に載置台５０２が移動自
在に設けられ、かつこの載置台５０２の下部に、上記各
ガイドレール５０１に平行な送りネジ（ボールネジ）軸
５０３がねじ込まれると共に、この送りネジ軸５０３に
連結されたモータ５０４によって上記載置台５０２が上
記各ガイドレール５０１に沿って移動するように構成さ
れている。

【００４３】そして、上記載置台５０２上には、一対の
支持ローラ５０５が回転自在に設けられていると共に、
一方の支持ローラ５０５にモータ５２０が連結されてお
り、上記回転機構５２は、このモータ５２０により上記
支持ローラ５０５が回転させられてなるものである。ま
た、上記各支持ローラ５０５の後端側には、上記芯出し
用治具４を係止してインゴット１の長手方向の移動を規
制する２本のリング状の係止突起５０６がそれぞれ形成
されている。

【００４４】上記インゴット端支持機構５４は、インゴ
ット１の先端（トップ）あるいは切断面を支持するトッ
プ支持機構とインゴット１の後端（ボトム）を支持する
ボトム支持機構５４０とから構成されている。このう
ち、トップ支持機構は、後述する上記搬出機構６２のテ
ストピース搬出機構６６がその機能を兼ねるものであ
る。また、上記ボトム支持機構５４０は、上記載置台５
０２上にインゴット１の長手方向に移動自在に設けら
れ、かつインゴット１のボトムを内部に挿し込んで回転
自在に支持する支持具５４１と、この支持具５４１をイ
ンゴット１の長手方向に移動させる移動機構（不図示）
とからなり、この移動機構は、上記支持具５４１にねじ
込まれたボールネジ軸とこのボールネジ軸に連結された
モータとから概略構成されている。

【００４５】上記切断機構５６は、上記切断機構２０と
ほぼ同様の構成を有しており、昇降体５６０が、載置台
５０２の両側方に立設された一対のガイドレール５６１
に沿って昇降自在に設けられ、この昇降体５６０を昇降
させるモータ５６２が送りネジ（ボールネジ）軸５７０
を介して昇降体５６０に連結され、かつこの昇降体５６
０にボビン５６３、テンションローラ５６４、ガイドロ
ーラ５６５がそれぞれ回転自在に設けられると共に、こ
れらのボビン５６３、テンションローラ５６４及びガイ
ドローラ５６５に、ダイヤモンド電着ワイヤからなるワ
イヤソー５６６が巻き掛けられる一方、上記ワイヤソー
５６６の両端がボビン５６３に取り付けられ、このワイ
ヤソー５６６がボビン５６３の外周面に形成したネジ溝
５６７に巻き掛けられ、このボビン５６３の中心に送り
ネジ（ボールネジ）軸５６８がねじ込まれ、かつ上記ボ
ビン５６３にこのボビン５６３を回転させる駆動機構５
６９が連結されてなり、上記ボビン５６３の回転にとも
ない、上記ネジ溝５６７に巻き掛けられたワイヤソー５
６６の、上記ボビン５６３の軸線に沿う方向の移動量
が、上記送りネジ軸５６８がねじ込まれたボビン５６３
の移動量と相殺するように設定されたものである。

【００４６】上記搬出機構６２は、上記定寸品２を搬出
部５８に移し替える定寸品搬出機構６４と、上記テスト
ピース３をテストピース収納部６０に移し替えるテスト
ピース搬出機構６６とから構成されている。このうち、
定寸品搬出機構６４は、支持フレーム６４０に上下方向
に回転自在に設けられた第１移動シリンダ６４１と、こ
の移動シリンダ６４１のピストンロッドの先端に連結さ
れ、かつインゴット１の長手方向に直交する方向に水平
移動自在な第１移動体６４２と、この第１移動体６４２
にインゴット１の長手方向に移動自在に設けられた第２
移動体６４３と、上記両移動体６４２、６４３間に連結
され、かつ第１移動体６４２に対して第２移動体６４３
をインゴット１の長手方向に移動させる第２移動シリン
ダ６４４と、第２移動体６４３に昇降自在に設けられた
把持機構６４５と、この把持機構６４５を第２移動体６
４３に対して昇降させる昇降シリンダ６４６とを主体と
して構成されている。そして、上記把持機構６４５は、
左右一対の円弧状の把持爪６４７が互いに開閉自在に設
けられ、これらの把持爪６４７を開閉するパンタグラフ
状のリンク機構６４８と把持シリンダ（不図示）が上記
各把持爪６４７に連結されたものであり、把持シリンダ
を操作することによりリンク機構６４８を介して各把持
爪６４７間が開閉するようになっている。

【００４７】上記テストピース搬出機構６６は、上述し
たように、インゴット１のトップ及び切断面を吸着支持
するトップ支持機構の機能を兼ねるもので、上記テスト
ピース搬出機構３０とほぼ同様の構成を有しているもの
である。すなわち、テストピース搬出機構６６は、基台
５００の先端部の、上記ガイドレール５０１の側方に設
けられた一対の互いに平行な案内レール６６０と、これ
らの案内レール６６０に沿って移動自在に設けられた移
動台６６１と、この移動台６６１に連結され、かつ上記
移動台６６１を移動させる駆動シリンダ６６２と、上記
移動台６６１にその移動方向に直交する面内において回
転自在に設けられた回転アーム６６４と、この回転アー
ム６６４の先端に回転自在に設けられ、かつインゴット
１のトップあるいは切断面を吸着（バキューム）する吸
着具６６５と、上記回転アーム６６４に連結され、かつ
この回転アーム６６４を回転させる駆動機構６６６とか
ら構成されている。

【００４８】上記テストピース収納部６０は、収納部本
体６００上に設けられた一対の互いに平行なガイドレー
ル６０１と、これらのガイドレール６０１に沿って移動
自在に設けられた可動台６０２と、この可動台６０２に
連結され、かつ上記可動台６０２を移動させる可動シリ
ンダ６０４と、上記可動台６０２上に載置されたテスト
ピース収納容器６０５とから構成されている。

【００４９】次に、上記のように構成されたインゴット
の切断装置を用いてインゴット１を所定寸法に切断する
場合について説明する。ここで、この切断装置において
切断するインゴット１は予めその外周面に所定間隔で複
数の芯出し用治具４を装着したものである。すなわち、
図８と図１０に示すように、インゴット１の切断箇所の
前後に一対ずつの芯出し用治具４が装着されている。た
だし、インゴット１の先端（トップ）とインゴット１の
後端（ボトム）の切断箇所については、インゴット１の
先端の切断箇所の後側及びインゴット１の後端の切断箇
所の前側にそれぞれ芯出し用治具４が装着されている。

【００５０】まず、図示していない手段により、インゴ
ット１を芯出し用治具４とともに外周支持機構５０の載
置台５０２の支持ローラ５０５上に載置する。この場
合、インゴット１の後端に装着された芯出し用治具４を
支持ローラ５０５に形成された係止突起５０６間に係合
する。これにより、支持ローラ５０５に載置されたイン
ゴット１の長手方向への移動が規制されて、インゴット
１がむやみに移動することがない。

【００５１】次いで、モータ５０４を駆動して送りネジ
軸５０３を介して上記載置台５０２を上記インゴット１
の長手方向に移送し、インゴット１の先端（トップ）を
切断機構５６のワイヤソー５６６の下方に位置させると
共に、ボトム支持機構５４０の移動機構（不図示）を操
作して、支持具５４１をインゴット１の後端（ボトム）
に接近させ、支持具５４１の内部に上記インゴット１の
後端を挿し込む一方、テストピース搬出機構６６の駆動
シリンダ６６２を駆動して、移動台６６１をインゴット
１の先端に接近させ、吸着具６６５によってインゴット
１の先端を吸着支持する。また、回転機構５２のモータ
５２０を駆動して、載置台５０２の支持ローラ５０５を
回転させることにより、この支持ローラ５０５上に載置
されている芯出し用治具４付きのインゴット１が、両端
をテストピース搬出機構６６の吸着具６６５及びボトム
支持機構５４０の支持具５４１に支持された状態で、そ
の軸線まわりに回転する。

【００５２】この状態において、切断機構５６の昇降体
５６０を、モータ５６２を駆動することによって、ボー
ルネジ軸を介して下降させると共に、駆動機構５６９を
作動させることによって、ボビン５６３を回転させ、こ
のボビン５６３の外周面に形成したネジ溝５６７に卷き
掛けられたダイヤモンド電着ワイヤソー５６６を繰り出
して、このワイヤソー５６６を上記ボビン５６３、テン
ションローラ５６４及びガイドローラ５６５間で往復走
行させる。これにより、ガイドローラ５６５間を走行し
ているワイヤソー５６６が下降し、上記支持ローラ５０
５上で回転しているインゴット１に接触して、このイン
ゴット１の先端（トップ）の切断が開始される。

【００５３】この場合、上記インゴット１は、上述した
第１の実施の形態の場合と同様の作用効果を奏する。す
なわち、上記インゴット１は、ワイヤソー５６６によっ
て回転切断されることにより、ワイヤソー５６６にかか
る負荷荷重が小さく抑制され、かつ負荷変動が低減され
るので、結果として、円滑にかつ確実にインゴット１を
切断することができ、切断精度を向上させることができ
ると共に、ソーマークもつきにくく、インゴット１の切
断面の仕上がりを良好に保持することができる。また、
ワイヤソー５６６をインゴット１のほぼ半径分切り込め
ば、インゴット１の切断が完了するから、切り込み量を
少なく抑えることができ、インゴット支持手段の各構成
部材との無用な接触干渉を防止できると共に、インゴッ
ト１の切り落としの際には、インゴット１の中心部が最
後に切り離されることと、インゴット１の先端がテスト
ピース搬出機構６６の吸着具６６５によって吸着支持さ
れていることが相俟って、インゴット１の先端が円滑に
切り離され、インゴット１の切断面の仕上がりが良好
で、かつインゴット１へのダメージが極力抑制される。
従って、従来の切断装置において生じていた、切断時に
インゴットの一部が欠けるという問題が完全に防止され
る。

【００５４】このようにして、インゴット１の先端（ト
ップ）を切り落とすと、この切り落とした先端部を不図
示の手段によって排出した後、順次、定寸品（ブロッ
ク）２あるいはテストピース（シリコンウェーハ）３の
切り出しを行う。すなわち、切断機構５６のワイヤソー
５６６を上昇させた状態で、外周支持機構５０の載置台
５０２を、モータ５０４によって所定距離前進させた
後、上述したインゴット１の先端（トップ）の切断時と
同様の操作を行って、ワイヤソー５６６を下降させイン
ゴット１を切断する。

【００５５】続いて、切断して得られたものがテストピ
ース３の場合には、このテストピース３を吸着具６６５
に吸着させた状態で、テストピース搬出機構６６の駆動
シリンダ６６２を操作することにより、移動台６６１
を、回転アーム６６４及び吸着具６６５とともに、イン
ゴット１の本体部から引き離す方向（図７と図９におい
ては右方）に移動させる一方、必要に応じて、テストピ
ース収容部６０の可動シリンダ６０４を駆動し、可動台
６０２をテストピース収納容器（ウェーハカセット）６
０５とともにインゴット１の長手方向に移動させる。そ
して、駆動機構６６６を作動することにより、上記回転
アーム６６４をその基部を中心として回転させて、回転
アーム６６４の先端に設けられた吸着具６６５をテスト
ピース収納部６０側に移送し、かつこの吸着具６６５の
吸着を解除することにより、吸着具６６５に吸着支持さ
れているテストピース３をテストピース収納容器６０５
内に収納する。

【００５６】また、定寸品２を搬出する場合には、一
旦、載置台５０２の支持ローラ５０５の回転を停止した
後、把持シリンダ（不図示）によって互いの間隔を開い
た状態の両把持爪６４７を、定寸品搬出機構６４の第
１、第２移動シリンダ６４１、６４４及び昇降シリンダ
６４６を適宜操作することにより、上記切断して得られ
た定寸品２の両側方に位置させ、次いで、上記把持シリ
ンダによって両把持爪６４７間を閉じることにより、両
把持爪６４７によって上記定寸品２の外周を挟み込む。
この場合、上記定寸品２は、その両端を芯出し用治具４
によって支持されているから、定寸品２の外周は支持ロ
ーラ５０５から浮いた状態になっており、従って、定寸
品２の外周を容易に両把持爪６４７によって把持するこ
とができる。そして、上記テストピース搬出機構６６の
吸着具６６５による上記定寸品２の切断面の吸着支持を
解除した後、駆動シリンダ６６２によって、上記吸着具
６６５を、回転アーム６６４及び移動台６６１ととも
に、インゴット１の前方側（図７と図９において右側）
に退避させる。

【００５７】続いて、第２移動シリンダ６４４を操作し
て、第２移動体６４３を、把持爪６４７とともに、イン
ゴット１の本体部から引き離す方向（図７と図９におい
ては右方）に移動させ、次いで、昇降シリンダ６４６に
よって、把持機構６４５の把持爪６４７を上昇させ、さ
らに、第１移動シリンダ６４１によって、第１移動体６
４２を、インゴット１（定寸品２）の軸線に直交する方
向に水平移動し、搬出部５８の上方に位置させた後、昇
降シリンダ６４６によって、把持爪６４７を下降させる
一連の操作を行う。これにより、把持爪６４７に把持さ
れている定寸品２は、その両端に芯出し用治具４を装着
した状態で、円滑に搬出部５８上に載置され、次いで、
把持シリンダによって把持爪６４７間を開くことによ
り、把持爪６４７による定寸品２の把持状態を解除し
て、定寸品２の搬出部５８への受け渡しが完了する。

【００５８】このようにして、インゴット１の外周に装
着された芯出し用治具４の外周を基準として所定寸法に
切断された定寸品（ブロック）２は、順次搬出部５８上
に搬出されていくと共に、サンプリング用のテストピー
ス３は、テストピース収納容器６０５内に順に収納され
ていく。この結果、外周研削を施していないインゴット
１であっても、切断精度良く切断することができる。な
お、外周研削はこの切断工程の後工程として行われる。

【００５９】なおまた、上記各実施形態においては、切
断機構２０、５６のワイヤソー２０６、５６６には、そ
れぞれ、張力調整機構として、テンションローラ２０
４、５６４を設けた形態で説明したが、これに限らず、
図１２と図１３に示すように、２組の張力調整機構７
０、７１をボビン２０３、５６３と両ガイドローラ２０
５、５６５との間に設けても良い。これらの張力調整機
構７０、７１は、昇降体２００、５６０にブラケット７
０１、７１１を介して回転自在に設けられた操作シリン
ダ（エアシリンダ）７００、７１０と、上記昇降体２０
０、５６０に回転自在に設けられた操作アーム７０２、
７１２と、この操作アーム７０２、７１２の先端に回転
自在に設けられたテンションローラ７０３、７１３とを
有し、かつ上記各操作シリンダ７００、７１０のピスト
ンロッドの先端が上記各操作アーム７０２、７１２の中
間部に回転自在に連結されたものである。そして、この
ように構成された張力調整機構７０、７１を有するイン
ゴット１の切断装置にあっては、インゴット１の切断時
に、ワイヤソー２０６、５６６が、その軸線に沿った方
向に走行する際に、インゴット１の切断部位の下流側、
すなわち、ボビン２０３、５６３からの繰り出し側のワ
イヤソー２０６、５６６がたるむ。したがって、この部
分に設置した張力調整機構７０、７１の操作シリンダ７
００、７１０を操作して、操作アーム７０２、７１２を
回転させることにより、テンションローラ７０３、７１
３を当該ワイヤソー２０６、５６６に押し付けて張力を
付与し、ワイヤソー２０６、５６６のたるみを防ぐ。こ
の結果、ワイヤソー２０６、５６６が、その軸線に沿っ
た方向に往復走行する際に、これらのワイヤソー２０
６、５６６に急激な張力の変化が繰り返しかかることが
防止されるから、ワイヤソー２０６、５６６の切断を抑
制することができ、長期にわたって安定したインゴット
切断作業を継続することができる。さらに、上記各実施
形態においては、インゴット１は、その軸線まわりに一
方向に回転するように説明したが、これに限らず、両方
向に回転するようにしても良い。すなわち、たとえば、
インゴット１を、その軸線まわりに±４５度揺動回転さ
せながら切断するようにしても良い。さらにまた、イン
ゴット１の切断最終段階において、インゴット１の中心
部に残った未切断部は、このインゴット１の回転を停止
して、ワイヤソー２０６、５６６の送りだけで切断する
ことが望ましい。その理由は、インゴット１を回転した
状態で、ワイヤソー２０６、５６６をインゴット１の軸
線に直交する方向へ送ることによって、上記未切断部を
切断しようとすると、インゴット１の回転の分だけ上記
未切断部に余計な力がかかり、該未切断部が折れるおそ
れがあるためである。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
の切断方法によれば、軸線まわりに一方向にあるいは両
方向に回転しているインゴットに対して、インゴットの
軸線に直交する方向から、表面に固定砥粒を固着したワ
イヤソーを接近させて、インゴットを切断することによ
り、切断中にワイヤソーに加わる負荷が大きく変化する
ことがなく、ワイヤソーにかかる負担を大幅に軽減する
ことができると共に、切り込み量を半減することができ
る（インゴットの約半径分の切り込み量でよい）上に、
切断面の仕上がりを良好にすることができて、切断精度
の向上を図ることができる。従って、インゴットの切断
を迅速にかつ円滑に行うことができ、しかも、切断によ
って得られた製品（定寸品）において、高い切断精度、
平坦な切断面などを容易に得ることができると共に、切
断対象のインゴットへのダメージが少なく抑制できて、
製品の健全性を確実に確保することができる。また、固
定砥粒を固着したワイヤソーを使用しているから、バン
ドソー並みの切断速度が得られ、切断処理を速やかに行
うことができ、しかも切断に使用する動力が少なくて済
む等の優れた効果を奏する。

【００６１】本発明の請求項２によれば、外周研削を施
したインゴットを回転切断することにより、インゴット
の外周を基準にして切断を円滑に行うことができ、良好
な切断精度を得ることができる。

【００６２】本発明の請求項３によれば、インゴットの
外周に芯出し用治具を装着することにより、この芯出し
用治具を基準として容易に切断することができて、イン
ゴットに外周研削を施していない場合であっても、円滑
にかつ確実にインゴットを所定寸法に切断することがで
き、回転切断されるインゴットの切断精度を良好に保持
することができる。

【００６３】本発明の請求項４によれば、インゴットの
切断最終段階において、このインゴットの中心部に残っ
た未切断部を、ワイヤソーの送りだけで切断することに
より、上記未切断部に過大の力を加えることなく、確実
に切断することができ、良好な切断面を得ることができ
る。

【００６４】本発明の請求項５によれば、インゴット支
持手段によってインゴットを支持し、インゴット回転手
段によって、このインゴットをその軸線まわりに一方向
にあるいは両方向に回転させると共に、切断手段をこの
インゴットに対してその軸線に直交する方向に沿って相
対的に接近させることにより、上記インゴットを所定寸
法のブロックあるいはテストピースとして容易に回転切
断することができる。

【００６５】本発明の請求項６によれば、外周支持機構
によって、インゴットの外周あるいはインゴットの外周
に装着された芯出し用治具を支持すると共に、インゴッ
ト端支持機構によって、上記インゴットの端部あるいは
端面を支持することにより、切断時にインゴットをしっ
かりと確実に支持することができると共に、インゴット
の外周を基準として（インゴットに外周研削を施した場
合）、あるいは芯出し治具の外周を基準として（インゴ
ットに外周研削を施していない場合）、インゴットを精
度良く切断することができ、良好な切断面を得ることが
できる。

【００６６】本発明の請求項７によれば、外周支持機構
に設けられたインゴット回転手段によって、インゴット
の外周をその軸線まわりに回転させることにより、イン
ゴットにねじれの力などの無理な力が加わることがな
く、円滑にインゴットを回転させることができる。

【００６７】本発明の請求項８によれば、駆動機構によ
ってボビンを回転させると、送りネジ軸をねじ込んだボ
ビンがその軸線方向に沿って回転しながら移動すると共
に、ボビンのネジ溝に巻き掛けられたワイヤソーがボビ
ンの回転にともなってボビンから繰り出され、他方で当
該ボビンに巻き取られる。この際、ボビンに巻き掛けら
れたワイヤソーは、ボビンの回転にともなってボビンの
軸線に沿って移動するが、その移動量と、上記ボビンの
移動量とが相殺するように設定されているから、ボビン
から繰り出されるワイヤソーは絶えず一定の位置に保持
される。従って、このワイヤソーによって、インゴット
の安定した切断を確実に確保することができる。

【００６８】本発明の請求項９によれば、張力調整機構
によって、切断時にワイヤソーに張力を付与して、ワイ
ヤソーがたるむのを防止することにより、ワイヤソーに
急激な張力変化が加わるのを抑制することができ、ワイ
ヤソーが切断することを防止することができる。

【００６９】この請求項１０によれば、ボビンからの繰
り出し側に位置する張力調整機構によって、切断時にワ
イヤソーに張力を付与して、ワイヤソーがたるむのを防
ぐことにより、ワイヤソーに繰り返し急激な張力変化が
加わることを防止することができ、長期間にわたってワ
イヤソーが切断することがなく安定したインゴット切断
作業を行うことができる。

【００７０】本発明の請求項１１によれば、搬入手段に
よってインゴットをインゴット支持手段に円滑にかつ健
全性を損なうことなく搬入することができる。

【００７１】本発明の請求項１２によれば、インゴット
支持手段が支持するインゴットを切断後に、搬出手段に
よって確実に搬出することができる。

【００７２】本発明の請求項１３によれば、定寸品搬出
機構によって、所定寸法に切断されたインゴットの外周
またはこのインゴットの外周に装着された芯出し用治具
を支持して搬出することができると共に、インゴットか
ら切り出されたテストピースについては、テストピース
搬出機構によってテストピースの端面を吸着して搬出す
ることができる。従って、切断された定寸品及びテスト
ピースを容易にかつ健全な状態で搬出することができ
る。

【００７３】本発明の請求項１４によれば、インゴット
切断時にテストピース搬出機構によってインゴットの端
面を確実に支持して、インゴットを円滑に切断すること
ができると共に、テストピースの切り出しの場合は、イ
ンゴットから切り離されたテストピースの端面を吸着し
たまま搬出操作に移行することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施の形態を示すインゴット
の切断装置の右半分の正面図である。

【図２】 図１の切断装置の左半分の正面図である。

【図３】 図１の平面図である。

【図４】 図２の平面図である。

【図５】 側面図である。

【図６】 切断機構部の説明図である。

【図７】 本発明の第２の実施の形態を示すインゴット
の切断装置の右半分の正面図である。

【図８】 図７の切断装置の左半分の正面図である。

【図９】 図７の平面図である。

【図１０】 図８の平面図である。

【図１１】 側面図である。

【図１２】 切断機構部の他の一例を示す正面図であ
る。

【図１３】 図１２の平面図である。

【符号の説明】

１ インゴット ２ 定寸品（ブロック） ３ テストピース（シリコンウェーハ） ４ 芯出し用治具 １０ 搬入コンベア（搬入手段） １２、５０ 外周支持機構（インゴット支持手段） １４ 搬入機構（搬入手段） １６、５２ 回転機構（インゴット回転手段） １８、５４ インゴット端支持機構（インゴット支持手
段） ２０、５６ 切断機構（切断手段） ２２ 搬出コンベア（搬出手段） ２４、６０ テストピース収納部 ２６、６２ 搬出機構（搬出手段） ２８、６４ 定寸品搬出機構 ３０、６６ テストピース搬出機構 ５８ 搬出部 ２０３、５６３ ボビン ２０４、５６４ テンションローラ（張力調整機構） ２０６、５６６ ワイヤソー ２０７、５６７ ネジ溝 ２０８、５６８ 送りネジ（ボールネジ）軸 ２０９、５６９ 駆動機構 ７０、７１ 張力調整機構

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内田 高広 埼玉県大宮市北袋町１ー111ー１ 三菱マ テリアル株式会社生野製作所大宮事務所内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体単結晶などのインゴットを所定寸
   法に切断するインゴットの切断方法において、上記イン
   ゴットをその軸線まわりに一方向にあるいは両方向に回
   転させながら、表面に固定砥粒を固着させたワイヤソー
   を上記インゴットにこのインゴットの軸線に直交する方
   向から接近させることにより、上記インゴットを切断す
   ることを特徴とするインゴットの切断方法。
2. 【請求項２】 切断するインゴットが外周研削を施した
   インゴットであることを特徴とする請求項１記載のイン
   ゴットの切断方法。
3. 【請求項３】 切断するインゴットの外周に芯出し用治
   具を装着し、この芯出し用治具の外周を基準として上記
   インゴットを切断することを特徴とする請求項１記載の
   インゴットの切断方法。
4. 【請求項４】 インゴットの切断最終段階で、このイン
   ゴットの回転を停止し、ワイヤソーの、上記インゴット
   の軸線に直交する方向への送りだけで上記インゴットを
   切断することを特徴とする請求項１、２または３記載の
   インゴットの切断方法。
5. 【請求項５】 半導体単結晶などのインゴットを所定寸
   法に切断するインゴットの切断装置において、上記イン
   ゴットを支持するインゴット支持手段と、このインゴッ
   ト支持手段が支持するインゴットをその軸線まわりに一
   方向にあるいは両方向に回転させるインゴット回転手段
   と、上記インゴット支持手段が支持するインゴットに対
   してこのインゴットの軸線に直交する方向に沿って相対
   的に接近、離間可能でかつ上記インゴットの軸線に沿っ
   て相対的に移動可能なワイヤソーを有する切断手段とを
   具備したことを特徴とするインゴットの切断装置。
6. 【請求項６】 インゴット支持手段が、インゴットの外
   周あるいはインゴットの外周に装着された芯出し用治具
   を支持する外周支持機構と、インゴット端を支持するイ
   ンゴット端支持機構とから構成されたことを特徴とする
   請求項５記載のインゴットの切断装置。
7. 【請求項７】 インゴット回転手段が、外周支持機構に
   設けられたことを特徴とする請求項６記載のインゴット
   の切断装置。
8. 【請求項８】 切断手段は、ワイヤソーがボビンの外周
   面に形成したネジ溝に巻き掛けられ、このボビンの中心
   に送りネジ軸がねじ込まれ、かつ上記ボビンにこのボビ
   ンを回転させる駆動機構が連結されてなり、上記ボビン
   の回転にともない、上記ネジ溝に巻き掛けられたワイヤ
   ソーの、上記ボビンの軸線に沿う方向の移動量が、上記
   送りネジ軸がねじ込まれたボビンの移動量と相殺するよ
   うに設定されたことを特徴とする請求項５、６または７
   記載のインゴットの切断装置。
9. 【請求項９】 切断手段のワイヤソーに、このワイヤソ
   ーに張力を付与する張力調整機構が設けられたことを特
   徴とする請求項８記載のインゴットの切断装置。
10. 【請求項１０】 切断手段のワイヤソーの、インゴット
    切断部位の前後に張力調整機構がそれぞれ設けられ、上
    記ワイヤソーが、その軸線に沿った方向に走行する際
    に、ボビンからの繰り出し側に位置する張力調整機構に
    よって、上記ワイヤソーに張力を付与することを特徴と
    する請求項８記載のインゴットの切断装置。
11. 【請求項１１】 インゴット支持手段に対してインゴッ
    トを搬入する搬入手段が設けられたことを特徴とする請
    求項５、６、７、８、９または１０記載のインゴットの
    切断装置。
12. 【請求項１２】 インゴット支持手段が支持するインゴ
    ットを切断後に搬出する搬出手段が上記インゴット支持
    手段に付設されたことを特徴とする請求項５、６、７、
    ８、９、１０または１１記載のインゴットの切断装置。
13. 【請求項１３】 搬出手段が、所定寸法に切断されたイ
    ンゴットの外周またはこのインゴットの外周に装着され
    た芯出し用治具を支持して搬出する定寸品搬出機構と、
    切断により得られたテストピースの端面を吸着して搬出
    するテストピース搬出機構とから構成されたことを特徴
    とする請求項１２記載のインゴットの切断装置。
14. 【請求項１４】 テストピース搬出機構が、インゴット
    切断時にインゴットの端面を支持するように構成された
    ことを特徴とする請求項１３記載のインゴットの切断装
    置。