专利名称：玻璃坩埚的切割方法及切割装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可平滑地切割玻璃坩埚的边缘部(开口缘部)的切割方法及装 置。更详细而言，本发明涉及一种切割方法及装置，其不会在切割部位的缘部等处产生破损 而可平滑地切割硅单晶的提拉中所用的石英玻璃坩埚等的边缘部等。
背景技术：
在硅单晶的提拉中，使用装入硅熔液的石英玻璃坩埚。该玻璃坩埚主要通过旋转 模塑法制造，其是通过使石英粉均勻地堆积在旋转的塑模的内表面并将其加热熔融而使之 玻璃化所制造。在该制造方法中，坩埚的开口缘部(边缘部)易于变得不整齐，因此在制造 后对边缘部进行切割而形成制品。先前，通过手工作业进行边缘部的切割，但随着坩埚的大 型化，边缘部的切割作业的负担增加，为了减轻该负担而谋求切割作业的机械化。作为玻璃坩埚的切割装置而已知一种边缘切割装置，其特征在于，其具有坩埚的 保持单元及边缘的切割单元；上述保持单元具有握持坩埚的自由开闭的臂及其旋转上下移 动单元；上述切割单元具备切割刃及其移动单元；较好的是进而具有坩埚的定心机构及所 切割的边缘的排出机构，连续进行自坩埚的定心起至边缘的切割、及边缘的排出的一连串 步骤(参考专利文献1)。上述边缘切割装置可以高精度机械地切割玻璃坩埚的边缘，对于大型玻璃坩埚亦 可在短时间内完成边缘的切割。此外，可使自定心起至所切割的边缘的排出的一连串动作 自动化，因此具有可大幅提高作业效率的优点。另一方面，当切割玻璃坩埚的边缘部时，如图6所示执行如下方法将旋转的切割 刃10推压于坩埚20的侧壁外表面21，一面旋转坩埚20，一面使切割刃10朝向坩埚的内侧 推进而切割壁部。根据上述切割方法，在坩埚的外表面21上形成有沿坩埚全周延伸的切割槽28，该 切割槽28朝向壁的厚度方向行进，切割结束部分成为坩埚内表面22，因此所切割的边缘部 26的重量集中在坩埚内表面22的较薄的切割面上，从而易于产生龟裂，该内表面的切割缘 部破损，如图7所示，易于在坩埚内表面上产生切割毛刺23及缺损部分24。将切割刃10推 压于坩埚内表面，使切割刃10朝向外表面推进而切割的情形亦相同。[专利文献1]日本专利特开2001-226134号
发明内容
[发明所欲解决的问题]本发明解决先前的切割方法中的上述问题，其提供一种不会在切割部位的缘部等 处产生破损而可平滑地切割边缘部等的切割方法及切割装置。[解决问题的技术手段]本发明涉及一种通过以下的构成而解决上述问题的切割方法及切割装置。[1] 一种玻璃坩埚的切割方法，其特征在于通过切割刃而形成贯穿坩埚的壁部
3的切口，维持切割刃贯穿该壁部的状态，使该切割刃在坩埚的周向上相对移动而使上述切 口延长至坩埚全周，由此切割坩埚的边缘部。[2]如上述[1]中记载的玻璃坩埚的切割方法，其中，不使坩埚旋转而使旋转的切 割刃接触坩埚壁面并向壁厚方向推进而形成贯穿坩埚壁部的切口，维持切割刃贯穿该壁部 的状态，使坩埚旋转，并使该切割刃在坩埚的周向上相对移动，或者通过切割刃的移动单元 而使该切割刃在坩埚的周向上移动而切割坩埚的边缘部。[3] 一种玻璃坩埚的切割方法，其特征在于在坩埚的外表面或内表面的任一面 上形成延伸至坩埚全周的槽，自设置有该槽的相反侧的表面起以上述[1]或上述[2]的方 法切割坩埚的边缘部。[4] 一种玻璃坩埚的切割方法，其特征在于在坩埚的外表面或内表面的任一面 上形成延伸至坩埚全周的槽，使切割刃自设置有该槽的相反侧的表面起朝向该槽前进而切 割坩埚的边缘部。[5] 一种玻璃坩埚的切割装置，其特征在于，其具备相对于坩埚而朝横向设置的圆 板状的切割刃、该切割刃的旋转单元、使该切割刃在坩埚的周向上移动的切割刃移动单元、 及坩埚的旋转单元；且不使坩埚旋转而使旋转的切割刃接触坩埚壁面并向壁厚方向推进而 形成贯穿坩埚壁部的切口，维持切割刃贯穿该壁部的状态，使坩埚旋转，并使该切割刃在坩 埚的周向上相对移动而切割坩埚的边缘部。[6]如上述[5]的玻璃坩埚的切割装置，其包括朝上设置坩埚的支撑台；及设定 在坩埚上方的自由升降的保持单元；且通过保持单元而将所切割的边缘部吊起保持。[7]如上述[5]的玻璃坩埚的切割装置，其包括朝下设置坩埚的支撑台；设定在 坩埚上方的自由升降的保持单元；及自支撑台向上方延伸的臂；且通过保持单元而朝下保 持坩埚，此外，在通过上述臂保持边缘部的状态下切割边缘部，在切割后将坩埚在保持为朝 下的状态下搬出，其后搬出所切割的边缘部。[发明的效果]本发明的切割方法通过切割刃形成贯穿坩埚的壁部的切口，维持切割刃贯穿该壁 部的状态，使该切割刃在坩埚的周向上相对移动而使上述切口延长至坩埚全周，因此切割 部分在壁部的整个厚度已被切割的状态下在坩埚的周向上延伸，从而，所切割的边缘部的 重量不会集中在即将切割的内表面上，而可确实地防止切割缘部的毛刺或缺损。本发明的切割方法中，具体而言，例如不使坩埚旋转而使旋转的切割刃接触坩埚 壁面并向壁厚方向推进而形成贯穿坩埚的壁部的切口，维持切割刃贯穿该壁部的状态，使 坩埚旋转，并使该切割刃在坩埚的周向上相对移动即可，或者通过切割刃的移动单元而使 该切割刃在坩埚的周向上移动即可，并不需要特别的切割单元，因此可容易地实施切割。此外，本发明的切割方法包括如下方法，即在坩埚的外表面或内表面的任一面上 形成延伸至坩埚全周的槽，使切割刃自设置有该槽的相反侧的表面朝向该槽前进而切割坩 埚的边缘部。根据该切割方法，使切割刃自设置有该槽的相反侧的表面朝向该槽前进，因此 切割结束部分成为槽的内侧，由此在坩埚表面上不会产生毛刺或缺损。在坩埚的外表面或内表面的任一面上形成延伸至坩埚全周的槽，设置自设置有该 槽的相反侧的表面起贯穿的切口，使该切口延长至坩埚全周而切割坩埚壁部，根据此方法， 则在形成贯穿的切口时及将贯穿的切口延长至坩埚全周时，均不会在坩埚表面产生毛刺或
4缺损从而可平滑地切割边缘部。本发明的切割装置具备相对于坩埚而朝横向设置的圆板状的切割刃、该切割刃的 旋转单元、使该切割刃在坩埚的周向上移动的切割刃移动单元、及坩埚的旋转单元；不使坩 埚旋转而将旋转的切割刃接触坩埚壁面并向壁厚方向推进来形成贯穿坩埚的壁部的切口， 维持切割刃贯穿该壁部的状态，以使坩埚旋转、并使该切割刃在坩埚的周向上相对移动的 方式来控制切割刃及坩埚，由此，不会在切割缘部产生毛刺或缺损从而可平滑地切割边缘 部。此外，上述切割装置具有设定在坩埚上方的自由升降的保持单元，由此，可通过保 持单元而机械地进行坩埚的设置及切割后的取出。此外，可在切割中保持边缘部，因此可防 止在切割结束时边缘部碰撞切割面，可机械地进行所切割的边缘部的取出。
图1是表示本发明的切割方法的说明图。
图2是表示本发明的切割方法的说明图。
图3是表示本发明的切割方法的说明图。
图4是表示本发明的切割装置的构成例的示意图。
图5是表示本发明的切割装置的其他构成例的示意图。
图6是表示先前的切割方法的说明图。
图7是表示先前的切割方法的说明图。
[符号的说明]
10切割刃
11支撑单元
12支撑台
13保持单元
14臂
15缓冲材
16旋转轴
17臂
18缓冲材
20坩埚
21外表面
22内表面
23毛刺
24缺损部分
25边缘部
27槽
28切割槽
30切口
具体实施例方式以下，基于实施形态而具体说明本发明。图1 图3是表示本发明的玻璃坩埚的切割方法的概略的说明图。本发明的切割方法是如图1所示不使坩埚20旋转而使旋转的切割刃10接触坩 埚20的壁面(图示的例中为外表面21)，并使切割刃10向壁厚方向(朝向坩埚的内侧)推 进而形成贯穿坩埚的壁部的切口 30。因此，如图所示，切割刃10穿透坩埚20的壁部而出现 在内表面侧。继而，如图2所示，维持切割刃10贯穿坩埚壁部的状态，使坩埚20旋转并使切割 刃10在坩埚的周向上相对移动。切割部分(切口)30在壁部的厚度整体已被切割的状态 下在坩埚的周向上延长，若坩埚旋转一圈，则上述切割部分(切口)30将会延长至坩埚全周 而对边缘部25进行切割。根据上述切割方法，切割部分在壁部的厚度整体已被切割的状态下在坩埚的周向 上延伸，因此所切割的边缘部25的重量不会集中在即将切割的内表面上，因此可确实地防 止切割缘部的毛刺或缺损。此外，本发明的切割方法中，亦可将切割刃10推压于坩埚内表 面并朝向外表面推进而形成贯穿的切口 30。本发明的其他切割方法是如图3所示，在坩埚20的外表面或内表面的任一面上形 成延伸至坩埚全周的浅槽27，使切割刃10自设置有该槽27的相反侧的表面起朝向该槽27 前进而切割坩埚的边缘部。槽27的深度较好的是1 3mm左右。此外，槽27的宽度只要 为切割刃10的宽度的0. 5 2倍即可，较好的是1 2倍。在槽27的形成中，亦可使用在 贯穿的切口 30的形成中所用的切割刃10，此情形时，槽27的宽度变得与切口 30的宽度大 致相同。根据此切割方法，使切割刃10自设置有该槽27的相反侧的表面起朝向该槽27前 进，因此切割结束部分成为槽的内侧，因此，不会在坩埚表面产生毛刺或缺损。图4中表示本发明的切割装置的概略。图示的切割装置具备相对于坩埚20而朝 横向设置的圆板状的切割刃10及该切割刃10的支撑单元11。在该支撑单元11中设置有 使切割刃10在坩埚20的周向上移动的切割刃移动单元(省略图示)。上述切割装置中进而设置有对坩埚20进行设置的自由旋转的支撑台12，该支撑 台12经由旋转轴16而连接于旋转单元(省略图示)。在该支撑台12的侧方设置有上述支 撑单元11。在图4所示的例中，在支撑台12上设置有开口部朝上的坩埚20。在坩埚20的上方设置有自由升降的保持单元13。在保持单元13上设置有向下方 延伸的一对臂14，该臂14是向图的左右自由开闭地形成。在该臂14的下端设置有缓冲材 15。通过保持单元13而机械性地进行坩埚的设置及取出。保持单元13的臂14移动 至朝上设置的坩埚20的上方后，下降至坩埚开口部的内侧，打开两侧的臂14并将缓冲材15 推压于坩埚内表面而保持坩埚20。在此状态下移动至支撑台12的上方，使臂14下降而将 坩埚20设置在支撑台12上。在图4的切割装置中，在朝上设置的坩埚20的边缘部切割后，保持单元13以保持 有边缘部25的状态上升，之后向侧方移动而将边缘部25搬出至外部。其后，保持单元13 返回至坩埚20的上方，臂14在下降至坩埚20的内侧后向左右打开，将缓冲材15推压于坩 埚20的内侧而保持坩埚20。在此状态下，保持单元13上升，继而向侧方移动而将坩埚20
6搬出至外部。另一方面，图5中表示朝下设置坩埚20并切割边缘部的装置的示例。在图5的切 割装置中，设置有使坩埚20自由旋转的支撑台12。该支撑台12经由旋转轴16而连接于 旋转单元(省略图示)。在支撑台12的上表面设置有延伸至坩埚20的内侧的一对臂17， 在臂17的上端设置有缓冲材18。该臂17是向图的左右自由开闭地形成，在插入至坩埚20 的边缘部内侧后向左右打开，并将缓冲材18推压于边缘部25而自边缘部25的内侧支撑边 缘部25。在坩埚20的上方设置有自由升降的保持单元13。在该保持单元13上设置有在 坩埚20的外侧向下方延伸的一对臂14，该臂14是向图的左右自由开闭地形成。在该臂14 的下端设置有缓冲材15。在保持单元13的侧方设置有圆板状的旋转刃10。该旋转刃10相对于坩埚20而 水平地设置在侧方，由支撑单元11自由旋转地支撑。在该支撑单元11上设置有使切割刃 10相对于坩埚20往复移动的单元(省略图示)。在图5的切割装置中，在边缘部的切割中，坩埚20在朝下的状态下由保持单元13 保持，此外，边缘部25由臂17保持。在缘部切割后，保持单元13维持着保持坩埚20的状 态而上升，继而向侧方移动而将坩埚20搬出至外部。在搬出坩埚20的期间，所切割的边缘 部25是由臂17保持。然后，保持单元13返回至所切割的边缘部25的上方，臂14下降后 向左右打开，并将缓冲材15推压于边缘部25的内侧而保持边缘部25。在该状态下，保持单 元13上升，继而向侧方移动而将所切割的边缘部25搬出至外部。图4的切割装置及图5的切割装置的任一者中均为首先不使坩埚20旋转而形成 贯穿壁部的切口，之后维持切割刃贯穿该壁部的状态使该切割刃在坩埚的周向上相对移动 来切割边缘部25。具体而言，首先使旋转的切割刃10接触于坩埚壁面(外表面)并向壁厚方向推进 而形成贯穿坩埚20的壁部的切口。继而，维持切割刃10贯穿壁部的状态，以使坩埚20旋 转、并使切割刃10在坩埚的周向上相对移动的方式控制旋转刃10及支撑台12的动作。若 坩埚旋转一圈，则切割刃10将会在维持贯穿壁部的状态下移动过坩埚全周而切割边缘部 25。图4的切割装置是朝上设置坩埚，因此无需在下侧设置保持单元，装置构成简单， 此外可将悬吊在保持单元上的切割后的边缘部在维持此状态下取出至外部。另一方面，图 5的切割装置是朝下设置坩埚，因此在切割作业中供给润滑用的水时，该水不会积存于坩埚 内部，从而不会污染坩埚。
权利要求
一种玻璃坩埚的切割方法，其征在于通过切割刃而形成贯穿坩埚的壁部的切口，维持所述切割刃贯穿所述壁部的状态，使所述切割刃在坩埚的周向上相对移动而使所述贯穿的切口延长至坩埚全周，由此切割坩埚的边缘部。
2.根据权利要求1所述的玻璃坩埚的切割方法，其特征在于不使坩埚旋转而使旋转的所述切割刃接触于坩埚壁面并向壁厚方向推进而形成所述 贯穿的切口，维持所述切割刃贯穿所述壁部的状态使所述坩埚旋转，并使所述切割刃在坩 埚的周向上相对移动而切割坩埚的边缘部。
3.根据权利要求1所述的玻璃坩埚的切割方法，其特征在于不使坩埚旋转而使旋转的所述切割刃接触于坩埚壁面并向壁厚方向推进而形成所述 切口，维持所述切割刃贯穿所述壁部的状态，通过切割刃的移动单元使所述切割刃在坩埚 的周向上移动而切割坩埚的边缘部。
4.根据权利要求1所述的玻璃坩埚的切割方法，其特征在于在坩埚的外表面或内表面的任一面上形成延伸至坩埚全周的槽，使切割刃自设置有所 述槽的相反侧的表面朝向所述槽前进而切割坩埚的边缘部。
5.一种玻璃坩埚的切割方法，其特征在于在坩埚的外表面或内表面的任一面上形成延伸至坩埚全周的槽，使切割刃自设置有所 述槽的相反侧的表面朝向所述槽前进而切割坩埚的边缘部。
6.一种玻璃坩埚的切割装置，其特征在于，包括相对于坩埚而朝横向设置的圆板状的切割刃；所述切割刃的旋转单元；使所述切割刃 在坩埚的周向上移动的切割刃移动单元；及坩埚的旋转单元；且不使坩埚旋转而使旋转的 切割刃接触于坩埚壁面并向壁厚方向推进而形成贯穿坩埚的壁部的切口，维持所述切割刃 贯穿所述壁部的状态，使坩埚旋转并使所述切割刃在坩埚的周向上相对移动而切割坩埚的 边缘部。
7.根据权利要求6所述的玻璃坩埚的切割装置，其特征在于，包括朝上设置所述坩埚 的支撑台；及设定在所述坩埚上方的自由升降的保持单元；且通过所述保持单元而将所切 割的边缘部吊起保持。
8.根据权利要求6所述的玻璃坩埚的切割装置，其特征在于，包括朝下设置所述坩埚 的支撑台；设定在坩埚上方的自由升降的保持单元；及自支撑台向上方延伸的臂；且通过 所述保持单元而朝下保持坩埚，在通过所述臂而保持边缘部的状态下切割所述边缘部，将 所述边缘部已被切割的所述坩埚在保持为朝下的状态下搬出之后，搬出所切割的边缘部。全文摘要
本发明提供一种切割方法及装置，其不会于切割部位的缘部等处产生破损而可平滑地切割玻璃坩埚的边缘部等。玻璃坩埚的切割装置具备相对于坩埚而朝横向设置的圆板状的切割刃(10)；旋转切割刃(10)的旋转单元；使切割刃(10)于坩埚的周向上移动的切割刃移动单元；及坩埚(20)的旋转单元。不使坩埚(20)旋转而使旋转的切割刃(10)接触于坩埚壁面并向壁厚方向推进而形成贯穿坩埚的壁部的切口，维持切割刃贯穿该壁部的状态，使切割刃(10)于坩埚(20)的周向上相对移动而切割坩埚(20)的边缘部(25)。
文档编号C30B15/10GK101977858SQ200980109329
公开日2011年2月16日 申请日期2009年3月16日 优先权日2008年3月19日
发明者佐藤贤 申请人:日本超精石英株式会社