JP2004058185A

JP2004058185A - 円筒研削方法及び装置

Info

Publication number: JP2004058185A
Application number: JP2002217700A
Authority: JP
Inventors: Hidetoshi Seki; 関　秀俊; Hidehiko Nishino; 西野　英彦; Yoshihiro Hirano; 平野　好宏
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 2002-07-26
Filing date: 2002-07-26
Publication date: 2004-02-26

Abstract

【課題】直胴部を有するワーク、例えば、インゴットの軸方向に不規則に形成される凸部の研削を行うにあたり、特に大きな研削負荷も無く自動的に円筒研削を実施できるようにした円筒研削方法及び装置を提供する。
【解決手段】研削可能な最大直径値を示す上限設定値と、円筒研削の目標とする最終直径値を示す下限設定値と、上限設定値と下限設定値の間に設定され部分研削の研削条件を決める直径値を示す１又は複数の中間設定値とを設定し、これらの設定値に基づいて直胴部を有するワークに対して部分研削及び直胴部研削を組み合わせて円筒研削を行う方法であって、上記ワークの直径を軸方向に沿って測定し、この測定された直径値と上記設定値とを比較し、この比較した結果に基づいて上記ワークに対する部分研削実施の必要性の有無並びに研削手順を決定し、この決定された研削手順に従って上記ワークを上記下限設定値となるように円筒研削するようにした。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、直胴部を有するワーク、例えば育成された単結晶棒（インゴット）の軸方向に不規則に形成される凸部の研削を自動的に行うことができるようにした円筒研削方法及び装置に関する。
【０００２】
【関連技術】
従来、メモリーデバイス等に用いられる半導体基板材料として用いられるシリコン等のウエーハの製造方法は、一般にチョクラルスキー（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ；ＣＺ）法や浮遊帯域溶融（Ｆｌｏａｔｉｎｇ　Ｚｏｎｅ；ＦＺ）法等を使用して単結晶インゴットを製造する単結晶成長工程と、この単結晶インゴットをスライスし、少なくとも一主面が鏡面状に加工されるウエーハ加工工程を有する。
【０００３】
また、ＣＺ法等により引き上げられた単結晶棒（インゴット）からウエーハを得るには、まず円筒研削装置によって単結晶棒の外周を研削して円柱状に成形し、次いで該円筒研削した単結晶棒を軸直角方向に薄くスライスする。
【０００４】
ところで、引き上げたままの単結晶棒の外表面にはそれぞれの軸方位に特有のコブ（凸部）があり外表面よりも突出していることがある。これは晶癖線とよばれる部分で通常１ｍｍ〜３ｍｍ程度の凸状態となっており、インゴットの引上げ方位（結晶方位）により発生する位置や本数が決まっている。
【０００５】
このような晶癖線や５ｍｍ以下のコブは、軸方向に何度か往復して研削を実施し、徐々に研削することで除去するか、又はグラインダにより作業者の熟練と勘で選択的に研削している。前者の場合には、軸方向になんども研削するため、円筒研削装置の処理能力が低下することとなり、後者の場合には作業者の熟練の程度によってコブの研削が正確に除去されるか否かが左右され非常に不安定であり、また自動化も困難であった。
【０００６】
特に従来の円筒研削装置による研削では、１回の研削で通常１．５〜２ｍｍ程度しか研削できないため、この単結晶棒をこのまま直ちに所定の直径となるように円筒研削することは難しく、上記のように複数回往復して研削したり、また晶癖線毎に凸部を除去すること等が行われていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、円筒研削装置の剛性等が改善され、１回の研削で５ｍｍ程度の取り代で研削ができるようになり、上記のような５ｍｍ程度の凹凸や、晶癖線は気にせずに円筒研削が可能となっている。従って砥石を回転させるモータの負荷を制御しつつ、砥石の切れ味等を管理する等して、インゴット軸方向に１回、または数回の研削を繰り返すことで所要の直径としている。
【０００８】
一方で、インゴットの直径も大口径化が進み、その引上げ条件の管理等も難しくなり、直径制御の故障やずれ、制御温度パターンの適正の問題等で、例えば、図７（Ｂ）に示すようにインゴットの肩（コーンから直胴に移行する部分）や図７（Ｃ）に示すように直胴部の一部が目的とする直径から大きくはずれてしまい突起状凸部Ｅ_１，Ｅ_２になってしまうことがある。これは従来の晶癖線等で現れた凸部よりはるかに大きく、例えば、直径３００ｍｍのウエーハを得るために、直径３０６ｍｍ程度のインゴットを引き上げた場合、直径３１６ｍｍから３２２ｍｍ程度になってしまうことがある。インゴットの直径が３００ｍｍまたは４００ｍｍ、更にはそれ以上の直径になるほど晶癖線よりもこのような軸方向の突起状凸部が問題となる。
【０００９】
円筒研削装置の剛性も高まり研削代を５ｍｍ程度で実施できる装置もあるものの、このような不規則に現れる大きな突起状凸部を研削すると、その突起部分の研削負荷が大きすぎて、ホイール破損や装置故障の原因となってしまう。また、従来ワークの端面（コーンやテールと言われる部分）を切断してから、または１本のインゴットを複数のブロックに切り分けてから円筒研削することも行われている。従ってインゴットの肩部分に現れた突起状凸部などはあらかじめワークの端部（コーン部分）とともに切断除去してしまうことなども可能である。しかし、これでは製品のロスとなってしまうし、ワークを切断する為の作業も増えてしまう。
【００１０】
本発明は、上記した事情を鑑みなされたものであって、直胴部を有するワーク、例えば、インゴットの軸方向に不規則に形成される凸部の研削を行うにあたり、特に大きな研削負荷も無く自動的に円筒研削を実施できるようにした円筒研削方法及び装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の円筒研削方法は、研削可能な最大直径値を示す上限設定値と、円筒研削の目標とする最終直径値を示す下限設定値と、上限設定値と下限設定値の間に設定され部分研削の研削条件を決める直径値を示す１又は複数の中間設定値とを設定し、これらの設定値に基づいて直胴部を有するワークに対して部分研削及び直胴部研削を組み合わせて円筒研削を行う方法であって、上記ワークの直径を軸方向に沿って測定し、この測定された直径値と上記設定値とを比較し、この比較した結果に基づいて上記ワークに対する部分研削実施の必要性の有無並びに研削手順を決定し、この決定された研削手順に従って上記ワークを上記下限設定値となるように円筒研削することを特徴とする。上記部分研削の研削条件とは部分研削実施の必要性の有無や研削手順等を含むものである。このようにすることで、機械トラブルの発生を防止でき、安定した自動操業が行える。
【００１２】
特に、上記測定した直径値において、上記上限設定値以下でかつ前記中間設定値以上の直径値部分が存在する場合、その部分を部分研削範囲と判断し、その部分研削範囲に対して部分研削を行い、その後上記ワークに対して所定の直径（下限設定値）になるように直胴部研削を行うようにするのが好適である。
【００１３】
このように、円筒研削対象のワーク、例えば、インゴットをクランプした後、光学式又は接触式の変位センサでインゴットの概略寸法（軸方向の外表面の凹凸）を検出し、これをコンピュータに記憶し、このデータを基に一定規格（任意に設定可能）により凸部（コブ）のみを選択的かつ高速で研削し、最後にインゴット全体を円筒研削することで、作業効率もよく、また機械トラブルの発生も少なく円筒研削が実施できる。
【００１４】
本発明の円筒研削方法において、上記した設定値を４つ以上（換言すれば、中間設定値を２つ以上）設定し研削手順を制御すると好ましい。この設定値としては、機械性能によって決定される研削可能な最大直径値を示す上限設定値、部分研削実施の必要性の有無を決める直径値（突起状凸部を除去した後の直径）を示す第１中間設定値、部分研削範囲での研削手順を決める（１パスで部分研削するか２パス以上で部分研削するかを決める）直径値を示す第２中間設定値、及び円筒研削の目標とする最終直径値を示す下限設定値の４つを設定すると好ましい。つまり、中間設定値としては、上記第１及び第２中間設定値の２つを設定するのが好ましい。また突起状凸部の大きさ、及び円筒研削装置の研削能力（１回で研削できる研削代）によって、さらに多くの設定値を決めても良い。
【００１５】
特に前記下限設定値が直径３００ｍｍ以上である大口径のワークにおいて実施することが好ましい。つまり、直径３００ｍｍ以上のインゴットを円筒研削する場合に好ましい。これは特に直径が大口径であるとその引上げ条件の制御も難しくなり突起状凸部が形成されやすく、またその突起自体も大きいものが形成されやすいため大口径のワークで特に顕著な問題であるからである。
【００１６】
この際、ワークの端部を切り離すことなく実施するとよい。インゴットの肩部分に現れた突起状凸部をあらかじめワーク端部（コーン）とともに切断除去してから、また複数のブロックに切り分けてから円筒研削することも可能であるが、これでは製品のロスも多く、また切断する為の作業が増えてしまう。円筒研削時にワーク端部を切断することなく実施し、さらにワークの直径を軸方向に沿って測定し各設定値と比較することにより、直胴部部分のロスを少なくすることができ、更には作業の自動化が容易になる。ワークが高重量化するほど一本の長いインゴットのまま自動円筒研削処理できる方が好ましく、このようなワークの端部の切断を実施することなく円筒研削することが好ましい。
【００１７】
本発明の円筒研削装置は、直胴部を有するワークに対して部分研削及び直胴部研削を組み合わせて円筒研削を行う装置であって、上記ワークの直径を検出するための直径検出ユニットと、該ワークを研削するための研削ユニットと、上記ワークを支持及び回転させるための支持駆動ユニットと、上記ワークに対する研削範囲（部分研削範囲、直胴部研削範囲等）、研削態様（部分研削、直胴部研削等）及び研削手順（部分研削を１パスで行うか２パス以上で行うか等）を自動的に制御するための制御ユニットと、を有することを特徴とする。
【００１８】
このような装置であれば、作業時間も短縮でき、また機械トラブルの発生も無く安定した自動化が行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、図示例は例示的に示されるもので、本発明の技術思想から逸脱しない限り種々の変形が可能なことはいうまでもない。
【００２０】
図１は本発明装置の主要部分の構成の一例を示す概略説明図である。図１において、１０は本発明に係る円筒研削装置である。この円筒研削装置１０は、被加工対象である直胴部を有するワーク、例えばインゴットＷの直径を検出するための直径検出ユニット１２を有している。１４はこの直径検出ユニット１２を構成する変位センサである。この変位センサ１４としては、光学式又は接触式のものを用いることができ、例えば三角測量を応用した測定方式でレーザ光を用いた変位センサが好適に用いられる。１６は長尺のガイドレールで、インゴットＷの軸方向の全長に亘って位置するようにインゴットＷに相対向して設けられている。上記変位センサ１４は、このガイドレール１６に摺動自在に取りつけられている。この変位センサ１４は、上記ガイドレール１６に沿ってインゴットＷの軸方向へ移動しながら、インゴットＷの直径、その軸方向表面の凹凸、特に一定値以上の凸部が存在する位置及びその直径を読み取る。
【００２１】
１８はインゴットＷを支持及び回転させるための支持駆動ユニットである。この支持駆動ユニット１８は基台２０を具備しており、該基台２０の上面にはシリンダ部材２２，２２を介してインゴットＷを載置するＶブロック２４，２４が上下動可能に設けられている。さらに、この支持駆動ユニット１８はインゴットＷを回転可能に支持するクランプ回転軸２６，２６を有している。このクランプ回転軸２６，２６はモータ２８，２８によって回転駆動せしめられる。
【００２２】
３０はインゴットＷを研削するための研削ユニットである。この研削ユニット３０は、研削砥石３２、例えばダイヤモンドホイールを備えている。この研削砥石３２は、回転可能とされており、例えば、図１に示したように、研削砥石３２の軸３４とモータ３６の駆動軸３８とをベルト４０によって連結し、モータ３６の回転によって研削砥石３２が回転駆動されるようになっている。該モータ３６にはインバータを介して速度コントローラ（図示せず）が接続されており、モータ３６の電流値の変動に応じて電流値が一定になるようにモータ３６の回転速度を制御し、研削砥石３２によって常に一定の力でインゴットＷの研削ができるようになっている。４２は長尺のガイドレールで、インゴットＷの軸方向の全長に亘って位置するようにインゴットＷに相対向して設けられている。上記モータ３６は、このガイドレール４２に摺動自在に取りつけられている。また、このガイドレール４２は前後方向に移動可能とされている。したがって、上記研削ユニット３０はインゴットＷに対して軸方向及び前後方向に移動可能となっている。
【００２３】
４４はコンピュータで、研削範囲（部分研削範囲、直胴部研削範囲等）、研削態様（部分研削、直胴部研削等）及び研削手順（１パス部分研削、２パス以上の部分研削等）を自動的に制御するための制御ユニットとして作動する。このコンピュータ４４は、図１に示すごとく、変位センサ１４、モータ２８，２８及びモータ３６と電気的に接続され、変位センサ１４で得られた直径情報を記憶するとともに、研削範囲（部分研削範囲、直胴部研削範囲等）、研削態様（部分研削、直胴部研削等）及び研削手順（１パス部分研削、２パス以上の部分研削等）を自動的に制御するためのプログラムを内蔵しており、研削ユニット３０の位置や送り速度を制御する。
【００２４】
次に、上述した構成を有する円筒研削装置を用いて、本発明の研削方法を実施する手順について説明する（図２及び図３）。
【００２５】
被加工対象であるワークは、例えば単結晶引上装置によって引き上げられたシリコンインゴットである。ここで、直径３００ｍｍウエーハを得るためには、例えば、単結晶引上げ工程でそれより大きな直径、例えば約３０６ｍｍの直径のインゴットを引上げ、これを３０１ｍｍまで円筒研削し、その後スライス工程等のウエーハ加工工程を経て製造される。
【００２６】
インゴットＷを引き上げた場合、インゴットＷの形状は、通常図７（Ａ）に示すように多少の凹凸（一般的には５ｍｍ以下）があるものの、全体的に均一な直径を有すものである。しかし、引上げ時に急激な温度変動等があると軸方向の一部に突起状凸部が形成されてしまうことがある。例えば、図７（Ｂ）に示すように、インゴットＷのコーン部Ｎから直胴部Ｄに移る肩の部分Ｓに凸部Ｅ_１が形成される。この部分ではインゴットＷ引き上げ中、コーン部Ｎから直胴部Ｄに移る際、急激にメルト温度を上げたり、引上げ速度を上げたり調整する為に発生しやすい。この凸部Ｅ_１は急激な凸形状（軸方向に短い）になりやすい。一方、図７（Ｃ）に示すように直胴部Ｄに凸部Ｅ_２が形成される場合もある。これらも温度制御の影響であるが肩部分Ｓに発生する凸部Ｅ_１よりは緩やかな凸形状（軸方向に幅広い）となっている。なお、図７において、Ｔはテール部である。
【００２７】
これらのインゴットＷを円筒研削する場合、まず、インゴットＷをＶブロック２４，２４上に載置し、シリンダ部材２２，２２によってその上下高さを調整し、クランプ回転軸２６，２６によってインゴットＷの両端を支持し、該インゴットＷを水平かつ回転可能にセットする（図２のステップ１００）。
【００２８】
次に、変位センサ１４によってインゴットＷの軸方向全体の直径を検出し、インゴット全体若しくは少なくとも所定の設定値以上の直径を有する範囲をコンピュータ４４が記憶する（図２のステップ１０１）。これにより、インゴットＷの軸方向Ｘと高さｒとの関係が得られる（図４〜図６）。
【００２９】
上記した設定値は、４つ以上設定しておくことが好ましい。すなわち、機械性能によって決定される研削可能な最大直径値を示す上限設定値と、部分研削実施の必要性の有無を決める直径値（突起状凸部を除去した後の直径）を示す第１中間設定値、部分研削範囲での研削手順を決める（１パスで部分研削するか２パス以上で部分研削するかを決める）直径値を示す第２中間設定値、及び円筒研削の目標とする最終直径値を示す下限設定値の４つの設定値を少なくとも設定する。
【００３０】
機械性能によって決定される研削可能な最大直径値を示す上限設定値は、突起状凸部の直径が大きすぎて、円筒研削装置１０の研削可能範囲を超えてしまう場合、装置保護のために設定する直径値で、この上限設定値を越える値であれば研削を除外するために設定された直径値である。インゴット全体の直径を検出した後、上限設定値を越える部分があるかないかを判断する（図２のステップ１０２）。上限設定値を越える部分がある場合は、自動研削を中止し、アラーム等が吹鳴するように設定されている（図２のステップ１０３）。
【００３１】
部分研削実施の必要性の有無を決める直径値（突起状凸部を除去した後の直径）を示す第１中間設定値は、部分研削を行うかどうかを判断するための直径値である。通常、引上げ予定直径値＋α（αは１ｍｍ〜３ｍｍ程度）である。上限設定値を越える部分がない場合には、第１中間設定値以上の部分があるかないかを判断する（図２のステップ１０４）。第１中間設定値以上の部分がある場合は、図３に示したフローに従って部分研削及び直胴部研削が行われる。第１中間設定値以上の部分がない場合は、部分研削を行うことなく直胴部研削のみが行われる（図２のステップ１０５）。
【００３２】
部分研削範囲での研削手順を決める（１パスで部分研削するか２パス以上で部分研削するかを決める）直径値を示す第２中間設定値は、機械的に研削可能な範囲ではあるが砥石の負荷大となってしまう程度に大きな直径に対して、２回以上の研削に別けて部分研削するかどうかを判断するための設定直径値である。これはあらかじめ研削ユニットの研削能力（研削代）等を考慮に入れ、細かく設定する。例えば、研削能力が５ｍｍの研削装置と、研削能力が２ｍｍの研削装置を比較する場合、研削能力が２ｍｍの研削装置の方が繰り返し研削回数が多くなる。この繰返し研削範囲も突起状凸部の部分研削範囲だけ行えば良い。
【００３３】
第１中間設定値以上の部分がある場合には、第２中間設定値以上の部分があるかないかが判断される（図３のステップ１０６）。第２中間設定値以上の部分がない場合には、第１中間設定値以上第２中間設定値未満の研削範囲を確認し（図３のステップ１０７）、第１中間設定値未満になるように部分研削を行い（図３のステップ１０８）、続いて直胴部研削を行う（図２のステップ１０５）。この場合、１パス部分研削＋直胴部研削が行われる。
【００３４】
第２中間設定値以上の部分がある場合には、第２中間設定値＋β（研削能力値）以上の部分があるかないかが判断される（図３のステップ１０９）。第２中間設定値＋β以上の部分がない場合には、第２中間設定値以上第２中間設定値＋β（研削能力値）未満の研削範囲を確認し（図３のステップ１１０）、第２中間設定値未満になるように部分研削を行い（図３のステップ１１１）、その後第１中間設定値以上第２中間設定値未満の研削範囲を確認し（図３のステップ１０７）、部分研削を行い（図３のステップ１０８）、続いて直胴部研削を行う（図２のステップ１０５）。この場合、２パス部分研削＋直胴部研削が行われる。
【００３５】
第２中間設定値＋β（研削能力値）以上の部分がある場合には、第２中間設定値＋２×β（研削能力値）以上の部分があるかないかが判断される（図３のステップ１１２）。第２中間設定値＋２×β（研削能力値）以上の部分がない場合には第２中間設定値＋β以上第２中間設定値＋２×β（研削能力値）未満の研削範囲を確認し（図３のステップ１１３）、部分研削を行い（図３のステップ１１４）、第２中間設定値以上第２中間設定値＋β（研削能力値）未満の研削範囲を確認し（図３のステップ１１０）、部分研削を行い（図３のステップ１１１）、その後第１中間設定値以上第２中間設定値未満の研削範囲を確認し（図３のステップ１０７）、部分研削を行い（図３のステップ１０８）、続いて直胴部研削を行う（図２のステップ１０５）。この場合、３パス部分研削＋直胴部研削が行われる。
【００３６】
図示は省略するが、同様にして第２中間設定値＋２×β（研削能力値）以上の部分がある場合には、さらに第２中間設定値＋３×β（研削能力値）以上の部分があるかないかを判断し、ない場合には第２中間設定値＋３×β（研削能力値）未満の研削範囲を確認し、部分研削を行い、続いて、上述したように３回の部分研削を行い、最後に直胴部研削を行うように構成することもできる。この場合は４パス部分研削＋直胴部研削が行われる。同様のフローで、５パス以上の部分研削＋直胴部研削を行うことも可能である。
【００３７】
このように短い範囲を部分的に研削するので作業効率が良く、円筒研削装置１０の能力を考慮した研削手順であるため、研削砥石３２の破損等の心配も低減され、自動化が容易になる。
【００３８】
円筒研削の目標とする最終直径値を示す下限設定値は、最終製品の直径であって仕様により決定される値である。
【００３９】
次に図４〜図６に示したインゴットＷの形状に基づいて、部分研削実施の必要性の有無、研削態様（部分研削、直胴部研削等）及び研削手順（１パス部分研削、２パス以上の部分研削等）をどのように決定するかについて具体的に説明する。
【００４０】
例えば、図４では、インゴットＷの直径の検出を行う（図２のステップ１０１）と、インゴットＷの軸方向Ｘの直径がどの位置でも第１中間設定値未満であるため、部分研削をする必要なしとコンピュータ４４が判断し（図２のステップ１０４）、直胴部Ｄの研削（直胴部研削）に入る（図２のステップ１０５）。つまり、図４のように凸部が検出されない場合、１パスで直胴部Ｄ全体、即ち直胴部研削部分Ｑの円筒研削を行い作業が終了する。円筒研削の能力によっては直胴部Ｄを２パスで処理する場合もある。
【００４１】
一方、図５や図６のように凸部Ｅ_１，Ｅ_２が存在する場合、先ず初めにこの凸部Ｅ_１，Ｅ_２がある部分のみを研削する。
【００４２】
図５においては、インゴットＷの軸方向Ｘの直径を検出する（図２のステップ１０１）と、インゴットＷの中央部で第１中間設定値以上の部分Ｅ_２が検出され、この位置（Ｐ_２：部分研削範囲）及びその直径値がコンピュータ４４に記憶される。この直径値が第１中間設定値以上である場合、さらに第２中間設定値以上であるかどうか判断される（図３のステップ１０６）。図５では第２中間設定値未満であるため、部分研削の回数は１回（１パス）と判断され（図３のステップ１０７）、部分研削が行われる（図３のステップ１０８）。続いて、直胴部研削範囲Ｑの直胴部研削が行われる（図２のステップ１０５）。
【００４３】
図６においては、インゴットＷの軸方向Ｘの直径を検出する（図２のステップ１０１）と、インゴットＷの片（コーン）部Ｎで第１中間設定値以上の部分Ｅ_１が検出され、この位置（Ｐ_１：部分研削範囲）及びその直径値がコンピュータ４４に記憶される。第１中間設定値以上である場合、さらに第２中間設定値以上であるかどうか判断される（図３のステップ１０６）。図６では第２中間設定値以上の部分Ｅ_１が存在した。従って、部分研削を１回（１パス）で行うと、砥石に負荷が大きすぎると判断し、さらに第２中間設定値＋β（研削能力値）と比較される（図３のステップ１０９）。第２中間設定値＋β（研削能力値）は第２中間設定値にβ（研削能力値）を加えた設定値で、その装置の研削能力（研削代）を考慮に入れ、β（研削能力値）の部分を追加設定したものである。最大直径がこの第２中間設定値＋β（研削能力値）未満であるため、この場合は第２中間設定値＋β（研削能力値）未満の研削範囲を確認し（図３のステップ１１０）、部分研削を行い（図３のステップ１１１）、次いで第２中間設定値未満の研削範囲を確認し（図３のステップ１０７）、さらに部分研削を行い（図３のステップ１０８）、続いて直胴部研削範囲Ｑの直胴部研削を行う（図２のステップ１０５）。この場合は、部分研削の回数を２回（２パス）で行う（図３のステップ１１１及び１０８）。
【００４４】
上述したように研削手順が決定され、この情報を基に研削ユニット３０が部分研削範囲に移動し研削を行う。この移動はコンピュータ４４から自動的に制御される。
【００４５】
このように凸部の研削を実施するか否かを判断し、凸部の研削が完了すると、次にインゴット全体（直胴部）を研削し作業が終了する。終了したらインゴットＷを円筒研削装置１０から取り外す。
【００４６】
【実施例】
以下に実施例をあげて本発明をさらに具体的に説明するが、これらの実施例は例示的に示されるもので限定的に解釈されるべきでないことはいうまでもない。
【００４７】
（実施例１）
ＣＺ法により引き上げられた直径約３００ｍｍのインゴットを被加工物として円筒研削を行った。円筒研削には図１に示すような構成の装置を用いた。この装置の機械性能によって決定される研削可能な最大直径値（上限設定値）は４００ｍｍである。また研削能力値（研削代）βは片面で４ｍｍ程度（つまり一回の研削で直径８ｍｍの減径が可能）である。
【００４８】
実際の加工は、３００ｍｍのウエーハを得るために、単結晶引上げ工程でそれより大きな直径、例えば３０６ｍｍの直径のインゴットを引き上げるように制御され、これを円筒研削により３０１ｍｍに加工した。
【００４９】
そこで、部分研削実施の必要性の有無を決める直径値（第１中間設定値）は、引上げ予定直径より２ｍｍ太い３０８ｍｍに設定した。また、部分研削範囲での研削手順を決める（１パスで部分研削するか２パス以上で部分研削するかを決める）直径値（第２中間設定値）は、研削能力を考慮に入れ３１６ｍｍとした。その後、２パス目の直径値は３１６ｍｍ＋β（８ｍｍ）と設定される。なお、直胴部研削後の所望とする最終直径値（下限設定値）は円筒研削の目標値である３０１ｍｍである。
【００５０】
初めに、被加工物のインゴットをセットし、インゴットの直径を軸方向に検出する。これによりコンピュータに位置情報とその直径値が記録される。次に、上記設定値により部分研削の有無及び部分研削範囲、及びその研削回数が決定される。
【００５１】
この被加工物のインゴットでは、肩部分に第１中間設定値以上の値が検出された。その位置はコーン（片部）からテール部に向かい６３ｍｍの範囲であった。最大直径は３２２ｍｍである。なお、２０ｍｍ〜４２ｍｍの範囲が第２中間設定値以上（３１６ｍｍ以上）であり、０ｍｍ〜２０ｍｍまで、及び４２ｍｍ〜６３ｍｍは第２中間設定値未満第１中間設定値以上であった。従って、部分研削も２パスで行うように判断され、先ず初めに軸方向に２０ｍｍ〜４２ｍｍ範囲（実際には若干広く（±５ｍｍ程度）１５ｍｍ〜４７ｍｍの範囲を研削するようにプログラミングされており、この指示により自動的に研削ユニットを移動させた）を研削し、次に０ｍｍ〜６３ｍｍの範囲を部分研削した。
【００５２】
このような部分研削が終了した後、インゴット全体の研削（直胴部の研削）を行った。これは１パスで実施した。以上により研削時間の短縮、及び突起部分による機械トラブルの発生を防止し、安定した自動化を実施できた。
【００５３】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、特許請求の範囲に記載された本発明の技術思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術範囲に包含される。
【００５４】
例えば、直径３００ｍｍを例にしたが、直径４００ｍｍ、更にはこれ以上の直径のインゴットでも同様である。直径が大きくなるほど、このような不規則の凸部形状が問題となる。
【００５５】
また上述した実施の形態に示した装置では研削ユニット３０をインゴットＷの軸方向に移動させ目的とする部分を研削しているが、これに限らず、支持駆動ユニット１８を移動させても良い。つまり、直径検出ユニット１２との位置情報が研削ユニット３０及び支持駆動ユニット１８にリンクされ、その結果に基づき正確に任意の研削位置を決定できれば良いものである。
【００５６】
更には、砥石研削中のモータの負荷を管理し、砥石の切れ味等を管理し、砥石のドレッシング等を行うと共に研削能力の低下を管理し、それに合わせ任意の設定値（特にα及びβ）をさらに細かく設定しても良い。
【００５７】
【発明の効果】
以上述べたごとく、本発明によれば、研削時間の短縮が可能となり、突起状凸部による機械トラブルの発生を防止し、安定した円筒研削の自動化を実現できる等の効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明装置の主要部分の構成の一例を示す概略説明図である。
【図２】本発明方法の研削手順中の直胴部研削の手順部分を示すフローチャートである。
【図３】本発明方法の研削手順中の部分研削の手順部分を示すフローチャートである。
【図４】インゴット形状と各設定値との関係の第１の例を示す側面的説明図である。
【図５】インゴット形状と各設定値との関係の第２の例を示す側面的明図である。
【図６】インゴット形状と各設定値との関係の第３の例を示す側面的説明図である。
【図７】種々のインゴット形状を示す側面的説明図で、（Ａ）は凸部が存在しない場合、（Ｂ）は凸部Ｅ_１が存在する場合、及び（Ｃ）は凸部Ｅ_２が存在する場合をそれぞれ示す。
【符号の説明】
１０：円筒研削装置、１２：直径検出ユニット、１４：変位センサ、１６：ガイドレール、１８：支持駆動ユニット、２０：基台、２２：シリンダ部材、２４：Ｖブロック、２６：クランプ回転軸、２８：モータ、３０：研削ユニット、３２：研削砥石、３４：軸、３６：モータ、３８：駆動軸、４０：ベルト、４２：ガイドレール、４４：コンピュータ、Ｄ：直胴部、Ｅ_１：凸部、Ｅ_２：凸部、Ｗ：インゴット、Ｎ：コーン部、Ｓ：肩部分、Ｘ：軸方向、Ｔ：テール部。

Claims

研削可能な最大直径値を示す上限設定値と、円筒研削の目標とする最終直径値を示す下限設定値と、上限設定値と下限設定値の間に設定され部分研削の研削条件を決める直径値を示す１又は複数の中間設定値とを設定し、これらの設定値に基づいて直胴部を有するワークに対して部分研削及び直胴部研削を組み合わせて円筒研削を行う方法であって、上記ワークの直径を軸方向に沿って測定し、この測定された直径値と上記設定値とを比較し、この比較した結果に基づいて上記ワークに対する部分研削実施の必要性の有無並びに研削手順を決定し、この決定された研削手順に従って上記ワークを上記下限設定値となるように円筒研削することを特徴とする円筒研削方法。
前記測定した直径値において、前記上限設定値以下でかつ前記中間設定値以上の直径値部分が存在する場合、その部分を部分研削範囲と判断し、その部分研削範囲に対して部分研削を行い、その後上記ワークに対して直胴部研削を行うようにすることを特徴とする請求項１記載の円筒研削方法。
前記中間設定値を２つ以上設定し研削手順を制御することを特徴とする請求項１又は２記載の円筒研削方法。
前記中間設定値として、部分研削実施の必要性の有無を決める直径値を示す第１中間設定値及び部分研削範囲での研削手順を決める直径値を示す第２中間設定値の２つを設定することを特徴とする請求項３記載の円筒研削方法。
前記円筒研削の目標とする最終直径値を示す下限設定値が３００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の円筒研削方法。
前記ワークの端部を切り離すことなく円筒研削することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の円筒研削方法。
直胴部を有するワークに対して部分研削及び直胴部研削を組み合わせて円筒研削を行う装置であって、上記ワークの直径を検出するための直径検出ユニットと、上記ワークを研削するための研削ユニットと、上記ワークを支持及び回転させるための支持駆動ユニットと、上記ワークに対する研削範囲、研削態様及び研削手順を自動的に制御するための制御ユニットと、を有することを特徴とする円筒研削装置。