DE112009000187T5

DE112009000187T5 - Rundschleifvorrichtung und Verfahren zum Schleifen

Info

Publication number: DE112009000187T5
Application number: DE112009000187T
Authority: DE
Inventors: Hidehiko Nishino; Yoshihiro Hirano
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2008-02-15
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2011-04-14
Anticipated expiration: 2029-01-22
Also published as: JP5007682B2; CN101945732A; CN101945732B; JP2009190142A; US20100282036A1; KR20100127749A; DE112009000187B4; US8074544B2; WO2009101761A1; KR101546658B1

Abstract

Rundschleifvorrichtung, die mindestens einen Tisch, auf welchen ein zylindrischer Ingot in einer Längsrichtung platziert wird, ein Paar von Klemmen zum Halten beider Stirnflächen des Ingots in einer vertikalen Richtung, ein Drehmittel, um das Drehen des Ingots um eine Mittelachse anzutreiben, und ein Schleifrad, das in der Richtung einer Drehachse des Drehmittels bewegbar ist, aufweist und eine Seitenfläche des zylindrischen Ingots schleift,
die Vorrichtung umfassend ein aus mindestens drei Walzen und einem Arm zum Halten der Walzen bestehendes Zentrierungsmittel, das rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung bewegbar ist, um die Walzen in den Druckkontakt mit dem Ingot zu bringen, wobei
der zylindrische Ingot auf den Tisch in einer Längsrichtung platziert wird, beide Stirnflächen des Ingots vertikal mit dem Paar von Klemmen gehalten werden, nach dem Bewegen des in einer Längsrichtung gegen eine der Klemmen platzierten Ingots von dem Tisch, wobei sich das Zentrierungsmittel rückwärts und...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rundschleifvorrichtung, die in einem Schritt des Rundschleifens eines Einkristall-Ingots bei der Halbleiterherstellung verwendet wird, und ein Verfahren zum Schleifen mittels der Vorrichtung.
HINTERGRUND
Ein Einkristall-Ingot, hergestellt mittels des CZ-Verfahrens und dergleichen hat einen zylindrischen Körperabschnitt und kegelförmige Endabschnitte (einen oberen Abschnitt und einen Schwanzabschnitt). Diese kegelförmigen Endabschnitte sind mittels eines Innendurchmesserschleifers, eines Außendurchmesserschleifers, einer Bandsäge und dergleichen in einem Schritt des Schneidens in einen Block derart abgeschnitten, dass der zylindrische Körperabschnitt von denen abgetrennt wird. Der Körperabschnitt wird weiter bedarfsgerecht in eine Mehrzahl von Blöcken geschnitten. Danach wird jeder der Ingot-Blöcke in mehrere Silizium-Wafer mittels einer Drahtsäge und dergleichen geschnitten, nachdem ihre äußere Umfangsfläche einer Schleifbearbeitung so unterworfen wird, dass sie einen vorgegebenen Durchmesser aufweist.
Eine Rundschleifvorrichtung liegt am allgemeinsten als eine Schleifvorrichtung zum Schleifen der äußeren peripheren Fläche eines zylindrischen Ingots vor.
4 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels einer konventionellen allgemeinen Rundschleifvorrichtung.
Diese Rundschleifvorrichtung 101 hat Klemmen 102, 102' zum Halten eines Ingots 105, ein Mittel 104 zum Antreiben, um den Ingot 105 zu drehen, einen Schleifstein 103 zum Schleifen des Ingots 105 und dergleichen. Die Vorrichtung ist so aufgebaut, dass während die Drehantriebskraft von den Klemmen 102, 102' zu dem Ingot 105 übertragen wird, um den Ingot um eine Mittelachse zu drehen, die sogenannte Verfahrbewegung in einer solchen Weise durchgeführt wird, dass ein sich drehender scheibenförmiger Schleifstein 103 zu dem Ingot 105 in der Richtung einer Drehachse des Schleifsteins und gleichzeitig in Richtung einer Drehachse der Klemmen 102, 102' so zugeführt wird, dass eine äußere Umfangsfläche des Ingots 105 geschliffen wird.
In der Rundschleifvorrichtung 101 werden Stirnflächen des Ingots 105 in einer horizontalen Richtung gehalten. Das heißt, dass der Ingot in einer solchen Weise gehalten wird, dass eine Drehachse des Ingots 105 an der horizontalen Richtung ausgerichtet ist. Wie oben beschrieben, wird der Schleifstein 103 zu einer Seite des Ingots 105 in der Richtung einer Drehachse des Schleifsteins 103 und gleichzeitig in der Richtung der Drehachse der Klemmen 102, 102' zugeführt. Im Fall, dass die Drehachse des Ingots 105 nicht an der Drehachse der Klemmen 102, 102' ausgerichtet ist, kann somit der Ingot nicht zu einer zylindrischen Form geschliffen werden, was ferner zu einem übermäßigen Schleifabtrag führt. Eine Zentrierung des Ingots ist somit vor dem Schleifen erforderlich.
Im Hinblick auf diese Zentrierung ist eine Rundschleifvorrichtung offenbart, in welcher Schnittformen an mehreren Stellen in der Richtung einer Werkstückachse gemessen werden, eine Poliermitte durch Rechenoperation basierend auf dem Messergebnis berechnet wird, Positionsdifferenz zwischen der berechneten Poliermitte und einer Drehmitte des Werkstücks mit einem Antriebsabschnitt zum Einstellen einer Werkstückposition eingestellt wird (vgl. offengelegtes Japanisches Patent (Kokai) Nr. H2-131849 ).
Es ist auch ein Außenumfangschleifer zum Schleifen eines Werkstücks durch das Halten beider Stirnflächen des Werkstücks offenbart, wobei der Schleifer so aufgebaut ist, um einen Radius des Werkstücks an eine vertikale Entfernung von einer extensionalen Mittellinie der Fixierstange bis zu einem Werkstückkontaktabschnitt eines Werkstückanlegeabschnitts in einem Zustand anzugleichen, in dem das Werkstück auf den Werkstückanlegeabschnitt platziert wird (vgl. offengelegtes Japanisches Gebrauchsmuster (Kokai) Nr. H6-63266 ).
Wenn auch die vorangehende Schleifvorrichtung verwendet wird, eine Methode zum abschließenden Aufschlag auf den Werkstück mit einem Kunststoffhammer und dergleichen durch einen Facharbeiter und zum Durchführen eines abschließenden visuellen Zentrierungsschrittes wird jedoch unter der vorliegenden Bedingung angewendet, um die Zentrierung präzise auszuführen. Dadurch kann die Zentrierung präzise ausgeführt werden, wobei viel Zeit für die Schritte vor dem Beginn des Schleifens des Ingots benötigt wird. Dies bewirkt eine niedrigere Effizienz der Schleifbearbeitung.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Im Hinblick auf die oben erläuterten Probleme, ist ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung, eine Rundschleifvorrichtung und ein Verfahren zum Schleifen bereitzustellen, die die Effizienz der Schleifbearbeitung des Ingots durch Verringerung der Zeit verbessern können, die für die Schritte von dem Platzieren des Ingots auf einem Tisch der Rundschleifvorrichtung bis zur präzisen Zentrierung in der Schleifbearbeitung der Stirnfläche des zylindrischen Ingots benötigt wird.
Zu diesem Zweck stellt die vorliegende Erfindung bereit eine Rundschleifvorrichtung, die mindestens einen Tisch, auf welchen ein zylindrischer Ingot in einer Längsrichtung platziert wird, ein Paar von Klemmen zum Halten beider Stirnflächen des Ingots in vertikaler Richtung, ein Drehmittel, um das Drehen des Ingots um eine Mittelachse anzutreiben, und ein Schleifrad, das in der Richtung einer Drehachse des Drehmittels bewegbar ist, aufweist, und eine Seitenfläche des zylindrischen Ingots schleift, die Vorrichtung umfassend ein aus mindestens drei Walzen und einem Arm zum Halten der Walzen bestehendes Zentrierungsmittel, das rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung bewegbar ist, um die Walzen in den Druckkontakt mit dem Ingot zu bringen, wobei der zylindrische Ingot auf den Tisch in einer Längsrichtung platziert wird, beide Stirnflächen des Ingots vertikal mit dem Paar von Klemmen gehalten werden, nach dem Bewegen des in einer Längsrichtung auf einer der Klemmen platzierten Ingots von dem Tisch, wobei sich das Zentrierungsmittel rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung bewegt, um die Walzen in den Druckkontakt mit der Seitenfläche des Ingots zu bringen, während der Ingot um die Mittelachse mit dem Drehmittel gedreht wird, so dass die Drehachse des Drehmittels an der Mittelachse des Ingots ausgerichtet wird, und danach der Ingot mit dem Schleifrad geschliffen wird.
Auf diese Weise umfasst die Rundschleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung das aus mindestens drei Walzen und dem Arm zum Halten der Walzen bestehende Zentrierungsmittel, das rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung bewegbar ist, um die Walzen in den Druckkontakt mit dem Ingot zu bringen, wobei der zylindrische Ingot auf den Tisch in einer Längsrichtung platziert wird, beide Stirnflächen des Ingots vertikal mit dem Paar von Klemmen gehalten werden, nach dem Bewegen des in einer Längsrichtung platzierten Ingots auf einer der Klemmen von dem Tisch, wobei sich das Zentrierungsmittel rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung bewegt, um die Walzen in den Druckkontakt mit der Seitenfläche des Ingots zu bringen, während der Ingot um die Mittelachse mit dem Drehmittel gedreht wird, so dass die Drehachse des Drehmittels an der Mittelachse des Ingots ausgerichtet wird, und danach der Ingot mit dem Schleifrad geschliffen wird. Die Vorrichtung kann dadurch die Zentrierung ohne den Facharbeiter mechanisch ausführen, die für die Schritte vor dem Platzieren des Ingots auf den Tisch der Rundschleifvorrichtung bis zur präzisen Zentrierung benötigte Zeit verringern, und dadurch die Effizienz der Schleifbearbeitung des Ingots verbessern.
Vorzugsweise sollte hierbei der Tisch eine U-förmige Kerbe haben.
Wenn der Tisch eine U-förmige Kerbe hat, kann der Ingot auf diese Weise auf oder von der Klemme bewegt werden, während eine Wechselwirkung der Klemme mit dem Tisch mit einfacher Struktur vermieden wird, es kann kostengünstig zusammengesetzt werden, und die Prozesszeit kann verringert werden. Dadurch kann die für die Schritte vor dem Platzieren des Ingots auf den Tisch der Rundschleifvorrichtung bis zum Ende der präzisen Zentrierung benötigte Zeit stärker verringert werden, und die Effizienz der Schleifbearbeitung des Ingots kann weiter verbessert werden.
In diesem Fall kann das Zentrierungsmittel ein Paar von aus einem Y-förmigen mit zwei Walzen ausgestatteten Arm bestehenden Zentrierungselementen enthalten, die jeweils symmetrisch angeordnet sind.
Wenn das Zentrierungsmittel das Paar von aus einem Y-förmigen mit zwei Walzen ausgestatteten Arm bestehenden Zentrierungselementen enthält, die jeweils symmetrisch angeordnet sind, kann die Vorrichtung auf diese Weise die Zentrierung präzise mit einer einfachen Struktur ausführen.
Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Schleifen eines Ingots unter Verwendung einer Rundschleifvorrichtung bereit, die eine Seitenfläche eines zylindrischen Ingots schleift, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Platzieren des zylindrischen Ingots auf einen Tisch in einer Längsrichtung; Halten beider Stirnflächen des Ingots vertikal mit um eine Drehachse bewegbaren Klemmen nach dem Bewegen des in einer Längsrichtung auf einer der Klemmen platzierten Ingots von dem Tisch; Bewegen eines Zentrierungsmittels rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung, wobei das Zentrierungsmittel aus mindestens drei Walzen und einem Arm zum Halten der Walzen besteht, und Bringen der Walzen in den Druckkontakt mit der Seitenfläche des Ingots, während der mit den Klemmen gehaltene Ingot um die Mittelachse derart gedreht wird, dass die Drehachse der Klemmen an der Mittelachse des Ingots ausgerichtet wird; und danach Schleifen der Seitenfläche des Ingots durch Bringen eines Schleifrads in Kontakt mit der Seitenfläche des Ingots und Zuführen des Schleifrads in eine vertikale Richtung.
Durch das Verfahren zum Platzieren des zylindrischen Ingots auf einen Tisch in einer Längsrichtung; Halten beider Stirnflächen des Ingots vertikal mit um eine Drehachse bewegbaren Klemmen nach dem Bewegen des in einer Längsrichtung auf einer der Klemmen platzierten Ingots von dem Tisch; Bewegen eines Zentrierungsmittels rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung, wobei das Zentrierungsmittel aus mindestens drei Walzen und einem Arm zum Halten der Walzen besteht, und Bringen der Walzen in den Druckkontakt mit der Seitenfläche des Ingots, während der mit den Klemmen gehaltene Ingot um die Mittelachse derart gedreht wird, dass die Drehachse der Klemmen an der Mittelachse des Ingots ausgerichtet wird; und danach Schleifen der Seitenfläche des Ingots durch Bringen eines Schleifrads in Kontakt mit der Seitenfläche des Ingots und Zuführen des Schleifrads in eine vertikale Richtung, kann auf diese Weise die Zentrierung ohne den Facharbeiter mechanisch ausgeführt werden, die für die Schritte vor dem Platzieren des Ingots auf den Tisch der Rundschleifvorrichtung bis zum Ende der präzisen Zentrierung benötigte Zeit verringert werden, und dadurch die Effizienz der Schleifbearbeitung des Ingots verbessert werden.
Vorzugsweise sollte hierbei der Tisch mit einer U-förmigen Kerbe ausgestattet sein.
Wenn der Tisch mit einer U-förmigen Kerbe ausgestattet ist, kann der Ingot auf diese Weise auf oder von der Klemme bewegt werden, während eine Wechselwirkung der Klemme mit dem Tisch mit einfacher Struktur vermieden wird, es kann kostengünstig zusammengesetzt werden, und die Prozesszeit kann verringert werden. Dadurch kann die für die Schritte vor dem Platzieren des Ingots auf den Tisch der Rundschleifvorrichtung bis zum Ende der präzisen Zentrierung benötigte Zeit stärker verringert werden, und die Effizienz der Schleifbearbeitung des Ingots kann weiter verbessert werden.
In diesem Fall kann das Zentrierungsmittel verwendet werden, das ein Paar von aus einem Y-förmigen mit zwei Walzen ausgestatteten Arm bestehenden Zentrierungselementen enthalten, die jeweils symmetrisch angeordnet sind.
Wenn das Zentrierungsmittel verwendet wird, das ein Paar von aus einem Y-förmigen mit zwei Walzen ausgestatteten Arm bestehenden Zentrierungselementen enthält, die jeweils symmetrisch angeordnet sind, kann die Zentrierung auf diese Weise präzise mit einer einfachen Struktur ausgeführt werden.
In der Rundschleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird der zylindrische Ingot auf den Tisch in einer Längsrichtung platziert, beide Stirnflächen des Ingots werden vertikal mit dem Paar von Klemmen gehalten, nach dem Bewegen des in einer Längsrichtung auf einer der Klemmen platzierten Ingots von dem Tisch, wobei sich das Zentrierungsmittel rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung bewegt, um die Walzen in den Druckkontakt mit der Seitenfläche des Ingots zu bringen, während der Ingot um die Mittelachse mit dem Drehmittel gedreht wird, so dass die Drehachse des Drehmittels an der Mittelachse des Ingots ausgerichtet wird, und danach wird der Ingot mit dem Schleifrad geschliffen. Die Zentrierung kann dadurch ohne einen Facharbeiter mechanisch ausgeführt werden, die für die Schritte vor dem Platzieren des Ingots auf den Tisch der Rundschleifvorrichtung bis zum Ende der präzisen Zentrierung benötigte Zeit kann verringert werden, und dadurch die Effizienz der Schleifbearbeitung des Ingots kann verbessert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Rundschleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 sind schematische Ansichten, die ein Beispiel des Tisches zeigen, der in der Rundschleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, wobei (A) eine Unteransicht des Tisches zeigt, (B) eine schematische Ansicht eines Zustands zeigt, in dem der Tisch herunter kommt, nachdem der Ingot gegen die Klemmen durch den Tisch bewegt wird.
3 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel des Zentrierungsmittels zeigt, das in der Rundschleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
4 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel einer konventionellen Rundschleifvorrichtung zeigt.
BESTE ART UND WEISE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Nachstehend wird eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung erklärt, ohne die Erfindung dabei zu beschränken.
In der konventionellen Schleifbearbeitung der Seitenfläche des zylindrischen Ingots ist bei den Schritten vor dem Beginn des Schleifens des Ingots manuelle Bedingung durch einen Arbeiter notwendig. Insbesondere wird als eine Zentrierung des Ingots eine Methode zum abschließenden Aufschlag auf den Ingot mit einem Kunststoffhammer durch einen Facharbeiter und zum Durchführen eines abschließenden visuellen Zentrierungsschrittes unter der vorliegenden Bedingung angewendet. Da der Ingot darüber hinaus in einer konventionellen allgemeinen Rundschleifvorrichtung derart gehalten wird, dass seine Drehachse horizontal wird, benötigt die Zentrierung viel Körpereinsatz. Bei Einsatz des Ingots größeren Durchmessers in letzter Zeit ist der Körpereinsatz beachtlich. Obwohl die Zentrierung somit durch einen Facharbeiter präzise ausgeführt werden kann, wird es für die Schritte vor dem Beginn des Schleifens des Ingots viel Zeit benötigt, wie oben beschrieben. Dies bewirkt eine niedrigere Effizienz der Schleifbearbeitung.
In Anbetracht dessen führte der Erfinder wiederholt sehr genaue Studien durch, um die Zentrierung ohne den Facharbeiter mechanisch auszuführen und um die für die Schritte vor dem Beginn des Schleifens des Ingots benötigte Zeit zu verringern. Im Ergebnis wurde vom Erfinder herausgefunden, dass die Zentrierung ohne den Facharbeiter durch das vertikale Halten des Ingots effizient ausgeführt werden kann und außerdem durch das Bringen des Zentrierungsmittels mit einer Mehrzahl der Walzen in den Druckkontakt mit dem Ingot, während der Ingot um die Mittelachse gedreht wird, präzise und mechanisch in einer kurzen Zeit ausgeführt werden kann.
Das ist die Rundschleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die das aus mindestens drei Walzen und dem Arm zum Halten der Walzen bestehende Zentrierungsmittel umfasst, wobei das Zentrierungsmittel rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung bewegbar ist, um die Walzen in den Druckkontakt mit dem Ingot zu bringen, wobei der zylindrische Ingot auf den Tisch in einer Längsrichtung platziert wird, beide Stirnflächen des Ingots vertikal mit dem Paar von Klemmen gehalten werden, nach dem Bewegen des in einer Längsrichtung auf einer der Klemmen platzierten Ingots von dem Tisch, wobei sich das Zentrierungsmittel rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung bewegt, um die Walzen in den Druckkontakt mit der Seitenfläche des Ingots zu bringen, während der Ingot um die Mittelachse mit dem Drehmittel gedreht wird, so dass die Drehachse des Drehmittels an der Mittelachse des Ingots ausgerichtet wird, und danach der Ingot mit dem Schleifrad geschliffen wird. Die Vorrichtung kann dadurch die Zentrierung ohne einen Facharbeiter mechanisch ausführen, die für die Schritte vor dem Platzieren des Ingots auf den Tisch der Rundschleifvorrichtung bis zum Ende der präzisen Zentrierung benötigte Zeit verringern, und dadurch die Effizienz der Schleifbearbeitung des Ingots verbessern.
1 ist eine schematische Ansicht, die ein Beispiel der Rundschleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.
Wie in 1 gezeigt, ist die Rundschleifvorrichtung 1 ausgestattet mit dem Paar von Klemmen 2, 2' zum Halten beider Stirnflächen 6 des zu schleifenden zylindrischen Ingots 5, dem Drehmittel 4, um das Drehen des Ingots 5 um eine Mittelachse anzutreiben, und dem Schleifrad 3, welches ein Schleifstein zum Schleifen der Seitenfläche 7 des Ingots 5 ist und um die Drehachse drehbar ist. Die Vorrichtung bringt das Schleifrad 3 in Kontakt mit der Seitenfläche 7 des Ingots und bewegt das Schleifrad 3 aufwärts und abwärts entlang der Seitenfläche 7 des Ingots, um die Seitenfläche des Ingots 5 zu schleifen.
Die Rundschleifvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung hat den Tisch 8, auf welchen der Ingot 5 in einer Längsrichtung platziert wird. Der auf dem Tisch 8 in einer Längsrichtung platzierte Ingot 5 wird auf der Klemme 2' durch Bewegen des Tisches 8 transportiert. Mindestens eine von dem Paar der Klemme 2, 2' kann aufwärts und abwärts in einer vertikalen Richtung bewegt werden, und beide Stirnfläche des Ingots 5 können mit den Klemmen 2, 2' vertikal gehalten werden.
Das Halten des Ingots, wie oben beschrieben, kann mit Presskraft zwischen den Klemmen beispielsweise mit einem Hydraulikzylinder ausgeführt werden, und Intensität der Presskraft kann auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.
Außerdem sind die Klemmen 2, 2' um die Drehachse drehbar, die Drehantriebskraft wird von den Klemmen 102, 102' zu dem Ingot 105 übertragen, und der mit den Klemmen 2, 2' gehaltene Ingot 5 kann um die Mittelachse gedreht werden.
Darüber hinaus ist das Schleifrad 3 um seine Achse mit hoher Drehzahl drehbar. Das Schleifrad 3 ist rückwärts und vorwärts in der Richtung der Achse bewegbar und wird in den Druckkontakt mit der Seitenfläche 7 des Ingots gebracht, um ihn durch Bewegen vorwärts zu schleifen. Das Schleifrad 3 ist auch entlang der Seitenfläche 7 des Ingots bewegbar, das heißt in einer vertikalen Richtung, und Längsschleifen kann dadurch durchgeführt werden. Die Vorrichtung macht die Verfahrbewegung des Schleifrades 3, wie oben beschrieben, um die Seitenfläche des Ingots 5 zu schleifen, während der Ingot 5 um die Mittelachse mit dem Drehmittel 4 gedreht wird.
Die Presskraft zwischen den den Ingot 5 haltenden Klemmen 2, 2' kann hierbei zum Zeitpunkt des Schleifens beispielsweise 10000 bis 20000 N betragen, so dass keine Positionsdifferenz und dergleichen des Ingots 5 während des Schleifens erzeugt werden. Diese Bedingungen sind jedoch darauf nicht beschränkt, solange die Presskraft keine Positionsdifferenz und dergleichen aufgrund der Bewegung des Ingots 5 zwischen den Klemmen 2, 2' während des Schleifens bewirkt.
Darüber hinaus kann die Drehgeschwindigkeit des Ingots 5 um die Mittelachse zum Zeitpunkt des Schleifens beispielsweise 5 bis 20 rpm betragen. Diese Bedingungen sind jedoch ebenso darauf nicht beschränkt und können entsprechend gemäß den Parametern wie Außendurchmesser des Ingots und dergleichen bestimmt werden.
Die Rundschleifvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung hat das Zentrierungsmittel 9 zum Durchführen der Zentrierung des Ingots 5, der auf den Klemmen 2, 2' platziert wird. Das Zentrierungsmittel 9 besteht aus mindestens drei Walzen 11 und dem Arm 10 zum Halten der Walzen 11. Das Zentrierungsmittel 9 ist rückwärts und vorwärts gegen den Ingot 5 in einer horizontalen Richtung bewegbar, um die Walzen 11 in den Druckkontakt mit dem Ingot zu bringen.
Im Übrigen, da die Rundschleifvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung den Ingot 5 vertikal, wie oben beschrieben, hält, kann die Presskraft zwischen den Klemmen 2, 2', während der Zentrierung niedriger im Vergleich zu der konventionellen Rundschleifvorrichtung sein, in welcher Stirnflächen des Ingots in einer horizontalen Richtung gehalten werden, und dadurch kann die Zentrierung effizient durchgeführt werden. Mit dem Zentrierungsmittel 9 bewegt die Vorrichtung das Zentrierungsmittel 9 rückwärts und vorwärts gegen den Ingot 5 in einer horizontalen Richtung, um die Walzen 11 in den Druckkontakt mit dem Ingot 5 zu bringen, während der Ingot 5 um die Mittelachse mit dem Drehmittel 4 gedreht wird, und kann dadurch den Schritt der Zentrierung so durchführen, dass die Drehachse des Drehmittels 4 (die Drehachse der Klemmen) an der Mittelachse des Ingots 5 ohne den Facharbeiter mechanisch und präzise in einer kurzen Zeit ausgerichtet wird.
Die Rundschleifvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung kann somit die Effizienz der Schleifbearbeitung verbessern.
Die Anzahl der Walzen 11 ist hierbei nicht beschränkt, solange die 3 oder mehr beträgt, kann allerdings 4 bis 6 sein.
Darüber hinaus kann die Presskraft zwischen den Klemmen zum Zeitpunkt des Schleifens beispielsweise 2000 bis 8000 N betragen. Auf diese Weise kann sich der Ingot 5, der in den Druckkontakt mit den Walzen 11 des Zentrierungsmittels 9 gebracht wurde, zu einer Zentrierposition zwischen den Klemmen 2, 2' bewegen. Diese Bedingungen sind jedoch darauf nicht beschränkt, solange sich der Ingot 5 zu der Zentrierposition zwischen den Klemmen 2, 2' unter der Presskraft bewegen kann, und können entsprechend gemäß dem Außendurchmesser des Ingots und dergleichen bestimmt werden.
Darüber hinaus kann die Drehgeschwindigkeit des Ingots 5 um die Mittelachse zum Zeitpunkt des Schleifens beispielsweise 1 bis 5 rpm betragen. Diese Bedingungen sind jedoch ebenso darauf nicht beschränkt und können entsprechend so bestimmt werden, dass die Zentrierung gemäß den Parametern wie Außendurchmesser des Ingots und dergleichen effizient ausgeführt wird.
In diesem Fall, wie in 2(A) gezeigt, hat der Tisch vorzugsweise die U-förmige Kerbe.
Wenn der Tisch, wie oben beschrieben, die U-förmige Kerbe hat, wie in 2(B) gezeigt, kann der Ingot 5 gegen die Klemmen 2' einfacher in einer solchen Weise bewegt werden, dass sich der Tisch 8, auf welchem der Ingot 5 platziert ist, abwärts von oberhalb der Klemmen 2' bewegt und danach rückwärts bewegt, und dadurch kann die Prozesszeit verringert werden. Dadurch kann die für die Schritte vor dem Platzieren des Ingots 5 auf den Tisch 8 der Rundschleifvorrichtung 1 bis zum Ende der präzisen Zentrierung benötigte Zeit stärker verringert werden, die Effizienz der Schleifbearbeitung des Ingots kann weiter verbessert werden, und die Vorrichtung kann kostengünstig zusammengesetzt werden.
Ein Harz, das einen Hinweis auf einen Durchmesser des Ingots gibt, kann hierbei an eine Oberfläche des Tisches 8 (ein Abschnitt von schrägen Kanten in 2(A)) angebracht werden. Auf diese Weise kann das Harz eine Angabe der Position darstellen, in welcher der Ingot 5 auf dem Tisch 8 in einer Längsrichtung platziert wird, und somit kann verhindert werden, dass der Ingot 5 auf den Tisch 8 mit einer großen Positionsdifferenz von einer Achse platziert wird, das bedeutet, dass es der Bequemlichkeit in dem folgenden Zentrierungsschritt dient.
In diesem Fall kann das Zentrierungsmittel 9 das Paar von aus einem Y-förmigen mit zwei Walzen ausgestatteten Arm bestehenden Zentrierungselementen enthalten, die jeweils symmetrisch angeordnet sind.
3 zeigt ein Beispiel des Zentrierungsmittels, das in der Rundschleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Wie in 3 gezeigt, werden die zwei Walzen 11, 11' an den Enden des Y-förmigen Armen 10, 10' bereitgestellt. Die Zentrierungselementen 12 sind jeweils symmetrisch angeordnet. Jeder der Elementen kann eine Vorwärtsbewegung und eine Rückwärtsbewegung machen, beispielsweise mit einem Druckluftzylinder und dergleichen. Der Ingot 5 kann in den Druckkontakt mit den Walzen 11, 11' durch Bewegen der Zentrierungselementen 12 vorwärts zu dem Ingot 5 gebracht werden.
Wenn das Zentrierungsmittel 9 das Paar von aus einem Y-förmigen mit zwei Walzen ausgestatteten Arm bestehenden Zentrierungselementen 12 enthält, die jeweils symmetrisch angeordnet sind, wie oben beschrieben, kann die Vorrichtung die Zentrierung präzise mit einer einfachen Struktur ausführen.
Folgend wird das Verfahren zum Schleifen eines Ingots gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
In dem Verfahren zum Schleifen eines Ingots gemäß der vorliegenden Erfindung wird zunächst der zylindrische Ingot 5 auf den Tisch 8 in einer Längsrichtung mit der Rundschleifvorrichtung 1, wie in 1 gezeigt, platziert. Danach wird der Ingot 5 gegen die Klemme 2' durch Bewegen des Tisches 8 über die Klemme 2' bewegt und somit durch Herbeiführen, dass sich der Tisch 8 abwärts bewegt, und beide Stirnflächen 6 des Ingots 5 werden vertikal mit den Klemmen 2, 2' gehalten.
Der Ingot 5 wird hierbei gegen die Klemme 2' durch Bewegen des Tisches in einem Beispiel der Rundschleifvorrichtung 1, die in 1 gezeigt ist, bewegt, es kann jedoch so zusammengesetzt werden, dass die Klemme 2' bewegt wird.
Folgend wird das Zentrierungsmittel 9, das aus mindestens der drei Walzen 11 und dem Arm 10 zum Halten der Walzen 11 besteht, rückwärts und vorwärts gegen den Ingot 5 in einer horizontalen Richtung bewegt, und die Walzen 11 in den Druckkontakt mit der Seitenfläche 7 des Ingots 5 gebracht, während der mit den Klemmen 2, 2' gehaltene Ingot 5 um die Mittelachse gedreht wird, so dass die Zentrierung derart ausgeführt wird, dass die Drehachse der Klemmen 2, 2' an der Mittelachse des Ingots 5 ausgerichtet wird.
Die Anzahl der Walzen 11 ist hierbei nicht beschränkt, solange die 3 oder mehr beträgt, jedoch kann beispielsweise das Zentrierungsmittel mit 4 bis 6 Walzen verwendet werden.
Darüber hinaus kann die Presskraft zwischen den Klemmen 2, 2' zum Zeitpunkt des Schleifens beispielsweise 2000 bis 8000 N betragen. Auf diese Weise kann sich der Ingot 5, der in den Druckkontakt mit den Walzen 11 des Zentrierungsmittels 9 gebracht wurde, zu einer Zentrierposition zwischen den Klemmen 2, 2' bewegen. Diese Bedingungen sind jedoch darauf nicht beschränkt, solange sich der Ingot 5 zu der Zentrierposition zwischen den Klemmen 2, 2' unter der Presskraft bewegen kann, und können entsprechend gemäß dem Außendurchmesser des Ingots und dergleichen bestimmt werden.
Darüber hinaus kann die Drehgeschwindigkeit des Ingots 5 um die Mittelachse zum Zeitpunkt des Schleifens beispielsweise 1 bis 5 rpm betragen. Diese Bedingungen sind jedoch ebenso darauf nicht beschränkt und können entsprechend so bestimmt werden, dass die Zentrierung gemäß den Parametern wie Außendurchmesser des Ingots und dergleichen effizient ausgeführt wird.
Darüber hinaus kann die Zentrierung zum Zeitpunkt abgeschlossen werden, wenn eine vorbestimmte Zeit von dem Beginn der Zentrierung verstreicht. Die vorbestimmte Zeit ist hierbei nicht beschränkt, solange die Zentrierung präzise während der Zeit ausgeführt werden kann, und beispielsweise 30 Sekunden bis 2 Minuten betragen kann.
Das Zentrierungsmittel 9, das in den Druckkontakt mit dem Ingot gebracht wurde, wird somit rückwärts bewegt. Die Presskraft zwischen den Klemmen 2, 2', die den Ingot 5 halten, wird so erhöht, dass keine Positionsdifferenz und dergleichen des Ingots 5 während des Schleifens erzeugt wird, und der Ingot 5 wird fixiert. Die Seitenfläche des Ingots 5 wird durch Bringen des Schleifrads 3 in Kontakt mit der Seitenfläche 7 des Ingots und Zuführen des Schleifrads 3 in einer vertikalen Richtung geschliffen, während der Ingot 5 um die Mittelachse gedreht wird.
Die Presskraft zwischen den Klemmen 2, 2' zum Zeitpunkt des Schleifens kann hierbei beispielsweise 10000 bis 20000 N betragen. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Positionsdifferenz und dergleichen des Ingots 5 aufgrund der Bewegung des Ingots 5 zwischen den Klemmen 2, 2' während des Schleifens erzeugt werden. Diese Bedingungen sind jedoch darauf nicht beschränkt, solange die Presskraft keine Positionsdifferenz und dergleichen aufgrund der Bewegung des Ingots 5 zwischen den Klemmen 2, 2' während des Schleifens bewirkt.
Darüber hinaus kann die Drehgeschwindigkeit des Ingots 5 um die Mittelachse zum Zeitpunkt des Schleifens beispielsweise 5 bis 20 rpm betragen. Diese Bedingungen sind jedoch darauf nicht beschränkt und können entsprechend gemäß den Parametern wie ein Außendurchmesser des Ingots und dergleichen bestimmt werden.
In diesem Fall, wie in 2(A) gezeigt, wird der Tisch 8 vorzugsweise mit der U-förmigen Kerbe ausgestattet.
Wenn der Tisch 8, wie oben beschrieben, mit der U-förmigen Kerbe ausgestattet wird, wie in 2(B) gezeigt, kann der Ingot 5 gegen die Klemmen 2' einfacher ohne eine Wechselwirkung der Klemme 2' und des Tisches 8 zwischeneinander in einer solchen Weise bewegt werden, dass sich der Tisch 8, auf welchem der Ingot 5 platziert ist, abwärts von oberhalb der Klemmen 2' bewegt, und dadurch kann die Prozesszeit verringert werden. Dadurch kann die für die Schritte vor dem Platzieren des Ingots 5 auf den Tisch 8 der Rundschleifvorrichtung 1 bis zum Ende der präzisen Zentrierung benötigte Zeit stärker verringert werden, die Effizienz der Schleifbearbeitung des Ingots kann weiter verbessert werden, und die Vorrichtung kann kostengünstig zusammengesetzt werden.
In diesem Fall kann das Zentrierungsmittel 9 verwendet werden, das das Paar von aus dem Y-förmigen mit den zwei Walzen ausgestatteten Arm bestehenden Zentrierungselementen 12, wie in 3 gezeigt, enthält, die jeweils symmetrisch angeordnet sind.
Wenn das Zentrierungsmittel 9 verwendet wird, das das Paar von aus dem Y-förmigen mit den zwei Walzen ausgestatteten Arm bestehenden Zentrierungselementen enthält, die jeweils symmetrisch angeordnet sind, wie oben beschrieben, kann die Zentrierung präzise mit einer einfachen Struktur ausgeführt werden.
Das Zentrierungsmittel 9 kann eine Vorwärtsbewegung und eine Rückwärtsbewegung machen, beispielsweise mit einem Druckluftzylinder und dergleichen, und in diesem Fall kann Zufuhrdruck 0,3 bis 0,6 MPa betragen. Diese Bedingungen sind jedoch darauf nicht beschränkt und können entsprechend gemäß einem Außendurchmesser des zu schleifenden Ingots, einer Größe des zu verwendenden Zentrierungsmittels und dergleichen bestimmt werden.
In dem Verfahren zum Schleifen eines Ingots gemäß der vorliegenden Erfindung, wie oben ausgeführt, wird der zylindrische Ingot auf den Tisch in einer Längsrichtung platziert, beide Stirnflächen des Ingots werden vertikal mit den Klemmen gehalten, die um die Drehachse nach dem Bewegen des in einer Längsrichtung gegen eine der Klemmen platzierten Ingots von dem Tisch bewegbar sind, wobei das Zentrierungsmittel, welches aus mindestens der drei Walzen 11 und dem Arm 10 zum Halten der Walzen 11 besteht, rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung bewegt wird, um die Walzen in den Druckkontakt mit der Seitenfläche des Ingots zu bringen, während der mit den Klemmen gehaltene Ingot um die Mittelachse so gedreht wird, dass die Drehachse des Drehmittels an der Mittelachse des Ingots ausgerichtet wird, und danach die Seitenfläche des Ingots durch Bringen des Schleifrads in Kontakt mit der Seitenfläche des Ingots und Zuführen des Schleifrads in einer vertikalen Richtung geschliffen wird. Somit kann die Zentrierung ohne einen Facharbeiter mechanisch nach dem Platzieren des Ingots auf den Tisch der Rundschleifvorrichtung ausgeführt werden, die für die Schritte bis zur präzisen Zentrierung benötigte Zeit kann verringert werden, und dadurch die Effizienz der Schleifbearbeitung des Ingots kann verbessert werden.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung insbesondere mit dem Beispiel erläutert, die Erfindung beschränkt sich jedoch darauf nicht.
(Beispiel)
Ein Block eines Silizium-Ingots mit einem Durchmesser von 300 mm wurde mit der Rundschleifvorrichtung, wie in 1 gezeigt, geschliffen, und die Zentrierungsgenauigkeit und die Schleifzeit wurden gemessen. Der Tisch mit U-förmiger Kerbe, wie in 2(A) gezeigt, wurde verwendet. Das Zentrierungsmittel wurde verwendet, welches das Paar von aus dem Y-förmigen mit den zwei Walzen ausgestatteten Arm bestehenden Zentrierungselementen enthält, die jeweils symmetrisch angeordnet sind. Das Zentrierungsmittel hat eine Vorwärts- und Rückwärtsbewegung mit dem Druckluftzylinder gemacht und wurde in den Druckkontakt mit dem Ingot unter dem Zufuhrdruck von 0,5 MPa gebracht. In dem Zentrierungsschritt betrug die Presskraft zwischen den Klemmen 5000 N und der Ingot wurde um die Mittelachse bei einer Drehgeschwindigkeit von 3 rpm gedreht. Die vorbestimmte Zeit bis zum Ende der Zentrierung wurde auf 1 Minute eingestellt.
Darüber hinaus wurde die Presskraft zwischen den Klemmen nach dem Ende der Zentrierung auf 15000 N geändert, so dass der Ingot zwischen den Klemmen fixiert wurde, und der Ingot wurde geschliffen, während der Ingot um die Mittelachse bei einer Drehgeschwindigkeit von 10 rpm gedreht wurde.
Im Ergebnis konnte die Zentrierung mit einer Genauigkeit von ±1 mm ausgeführt werden, und das Ergebnis konnte hohe Präzision erreichen, die der in dem nachstehen erläuterten Vergleichsbeispiel gleicht. Die für die Schritte bis zum Ende des Schleifens benötigte Zeit betrug ungefähr 51 Minuten. Es wurde festgestellt, dass die Effizienz der Schleifbearbeitung um 1,6-faches verbessert werden konnte, verglichen mit ungefähr 80 Minuten, welche das Ergebnis von Vergleichsbeispiel darstellten.
Dementsprechend konnte bestätigt werden, dass das Verfahren zum Schleifen eines Ingots unter Verwendung der Rundschleifvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung es ermöglicht, die für die Schritte von dem Platzieren des Ingots auf den Tisch der Rundschleifvorrichtung bis zum Ende der präzisen Zentrierung benötigte Zeit zu verringern und die Effizienz der Schleifbearbeitung des Ingots zu verbessern.
(Vergleichsbeispiel)
Die Zentrierung des einen Blocks eines Silizium-Ingots unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel wurde durch einen Facharbeiter mittels der konventionellen Schleifvorrichtung, wie in 4 gezeigt, ausgeführt, danach wurde der Block geschliffen, und die gleiche Auswertung wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt.
Im Ergebnis konnte die Zentrierung präzise mit einer Genauigkeit von ±1 mm ausgeführt werden, während die für die Schritte von dem Platzieren des Ingots auf die Vorrichtung bis zum Ende der Zentrierung benötigte Zeit ungefähr 30 Minuten betrug, und die für die Schritte bis zum Ende des Schleifens benötigte Zeit ungefähr 80 Minuten betrug.
Es sei darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die vorangehende Ausführungsform beschränkt wird. Die Ausführungsform stellt eine Erläuterung dar, und alle Beispiele, die im Wesentlichen die gleichen Merkmale und die gleichen Funktionen und Wirkungen aufweisen, wie der in den Patentansprüchen der vorliegenden Erfindung beschriebene technische Grundgedanke, fallen unter den technischen Bereich der vorliegenden Erfindung.
ZUSAMMENFASSUNG
Die vorliegende Erfindung ist eine Rundschleifvorrichtung, die eine Seitenfläche des zylindrischen Ingots schleift, umfassend ein aus mindestens drei Walzen und einem Arm zum Halten der Walzen bestehendes Zentrierungsmittel, das rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung bewegbar ist, um die Walzen in den Druckkontakt mit dem Ingot zu bringen, wobei der zylindrische Ingot auf den Tisch in einer Längsrichtung platziert wird, beide Stirnflächen des Ingots vertikal mit dem Paar von Klemmen gehalten werden, nach dem Bewegen des in einer Längsrichtung gegen eine der Klemmen platzierten Ingots von dem Tisch, wobei sich das Zentrierungsmittel rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung bewegt, um die Walzen in den Druckkontakt mit der Seitenfläche des Ingots zu bringen, während der Ingot um eine Mittelachse mit dem Drehmittel gedreht wird, so dass die Drehachse des Drehmittels an der Mittelachse des Ingots ausgerichtet wird, und danach der Ingot mit dem Schleifrad geschliffen wird. Im Ergebnis wird eine Rundschleifvorrichtung und ein Verfahren zum Schleifen bereitgestellt, die Verbesserung der Effizienz der Schleifbearbeitung des Ingots ermöglichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2-131849 [0007]
JP 6-63266 [0008]

Claims

Rundschleifvorrichtung, die mindestens einen Tisch, auf welchen ein zylindrischer Ingot in einer Längsrichtung platziert wird, ein Paar von Klemmen zum Halten beider Stirnflächen des Ingots in einer vertikalen Richtung, ein Drehmittel, um das Drehen des Ingots um eine Mittelachse anzutreiben, und ein Schleifrad, das in der Richtung einer Drehachse des Drehmittels bewegbar ist, aufweist und eine Seitenfläche des zylindrischen Ingots schleift, die Vorrichtung umfassend ein aus mindestens drei Walzen und einem Arm zum Halten der Walzen bestehendes Zentrierungsmittel, das rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung bewegbar ist, um die Walzen in den Druckkontakt mit dem Ingot zu bringen, wobei der zylindrische Ingot auf den Tisch in einer Längsrichtung platziert wird, beide Stirnflächen des Ingots vertikal mit dem Paar von Klemmen gehalten werden, nach dem Bewegen des in einer Längsrichtung gegen eine der Klemmen platzierten Ingots von dem Tisch, wobei sich das Zentrierungsmittel rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung bewegt, um die Walzen in den Druckkontakt mit der Seitenfläche des Ingots zu bringen, während der Ingot um die Mittelachse mit dem Drehmittel gedreht wird, so dass die Drehachse des Drehmittels an der Mittelachse des Ingots ausgerichtet wird, und danach der Ingot mit dem Schleifrad geschliffen wird.
Rundschleifvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Tisch eine U-förmige Kerbe hat.
Rundschleifvorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Zentrierungsmittel ein Paar von aus einem Y-förmigen mit zwei Walzen ausgestatteten Arm bestehenden Zentrierungselementen enthält, die jeweils symmetrisch angeordnet sind.
Verfahren zum Schleifen eines Ingots unter Verwendung einer Rundschleifvorrichtung, die eine Seitenfläche eines zylindrischen Ingots schleift, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Platzieren des zylindrischen Ingots auf einen Tisch in einer Längsrichtung; Halten beider Stirnflächen des Ingots vertikal mit um eine Drehachse bewegbaren Klemmen nach dem Bewegen des in einer Längsrichtung gegen eine der Klemmen platzierten Ingots von dem Tisch; Bewegen eines Zentrierungsmittels rückwärts und vorwärts gegen den Ingot in einer horizontalen Richtung, wobei das Zentrierungsmittel aus mindestens drei Walzen und einem Arm zum Halten der Walzen besteht, und Bringen der Walzen in den Druckkontakt mit der Seitenfläche des Ingots, während der mit den Klemmen gehaltene Ingot um eine Mittelachse derart gedreht wird, dass die Drehachse der Klemmen an der Mittelachse des Ingots ausgerichtet wird; und danach Schleifen der Seitenfläche des Ingots durch Bringen eines Schleifrads in Kontakt mit der Seitenfläche des Ingots und Zuführen des Schleifrads in eine vertikale Richtung.
Verfahren zum Schleifen eines Ingots nach Anspruch 4, wobei der Tisch mit einer U-förmigen Kerbe ausgestattet wird.
Verfahren zum Schleifen eines Ingots nach Anspruch 4 oder Anspruch 5, wobei das Zentrierungsmittel verwendet wird, das ein Paar von aus einem Y-förmigen mit zwei Walzen ausgestatteten Arm bestehenden Zentrierungselementen enthält, die jeweils symmetrisch angeordnet sind.