JP2010245324A - シリコンインゴットの切断装置及びシリコンインゴットの切断装置におけるサンプル切断方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】シリコンインゴットを切断するときに、切断に伴う欠けを防止できるようにする。
【解決手段】シリコンインゴット５から製品として用いない部分を切り落とし部２４として切断し、製品として用いる製品ブロック２３を得る切断装置において、製品ブロック２３を保持する第１の保持手段１６と、切り落とし部２４を保持する第２の保持手段１７を備え、第１の保持手段１６で製品ブロック２３を保持すると共に第２の保持手段１７で切り落とし部２４を保持した状態でシリコンインゴット５を切断するバンドソー１２を備える。シリコンインゴット５を製品ブロック２３と切り落とし部２４に切断加工する際、第１，第２の保持手段１６，１７により製品ブロック２３と切り落とし部２４の両者を保持した状態で切断を行なうことができるから、製品ブロック２３から切り落とされる切り落とし部２４の自重により切断面近傍に欠けが発生することを防止できる。
【選択図】図３
【解決手段】シリコンインゴット５から製品として用いない部分を切り落とし部２４として切断し、製品として用いる製品ブロック２３を得る切断装置において、製品ブロック２３を保持する第１の保持手段１６と、切り落とし部２４を保持する第２の保持手段１７を備え、第１の保持手段１６で製品ブロック２３を保持すると共に第２の保持手段１７で切り落とし部２４を保持した状態でシリコンインゴット５を切断するバンドソー１２を備える。シリコンインゴット５を製品ブロック２３と切り落とし部２４に切断加工する際、第１，第２の保持手段１６，１７により製品ブロック２３と切り落とし部２４の両者を保持した状態で切断を行なうことができるから、製品ブロック２３から切り落とされる切り落とし部２４の自重により切断面近傍に欠けが発生することを防止できる。
【選択図】図３
Description
本発明は、切断時に欠けの生じやすいシリコンインゴットを切断する切断装置、及びシリコンインゴットから検査等に用いるサンプルウェハを切断して取り出す方法に関する。
近年、太陽電池等に用いられるシリコンウェハの需要に伴い、その高品質化も要請されている。シリコンウェハを製造するに際しては、単結晶や多結晶からなる比較的脆い材料である角柱や円柱状等のシリコンインゴットを所定のサイズにスライス加工したものをシリコンウェハとして採用している。
上記背景技術に関連するものとして特許文献１には、単結晶からなるシリコンインゴットから薄板状のシリコンウェハを切断する切断装置が開示されている。
特許文献１においては、バンドソーを用いてシリコンインゴットから薄板状のシリコンウェハを切断することは可能なものの、シリコンウェハを切断するに際して、シリコンインゴットはパッドにより保持した状態で切断されるのだが、その一方でシリコンインゴットから切断される部分についてはなんら保持されていないことから、切断される部分を保持しない状態で切断するとなると、この切断される部分の自重により、欠けが生じてしまうことがある。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、シリコンインゴットを切断するときに、切断に伴う欠損を防止することができるシリコンインゴットの切断装置及びそのサンプル切断方法を提供することを目的とする。
請求項１に係るシリコンインゴットの切断装置は、
シリコンインゴットから製品として用いない部分を切り落とし部として切断し、製品として用いる製品ブロックを得るシリコンインゴットの切断装置において、
前記製品ブロックを保持する第１の保持手段と、前記切り落とし部を保持する第２の保持手段を備え、
前記第１の保持手段で前記製品ブロックを保持すると共に前記第２の保持手段で前記切り落とし部を保持した状態で前記シリコンインゴットを切断するバンドソーを備えたことを特徴とする。
シリコンインゴットから製品として用いない部分を切り落とし部として切断し、製品として用いる製品ブロックを得るシリコンインゴットの切断装置において、
前記製品ブロックを保持する第１の保持手段と、前記切り落とし部を保持する第２の保持手段を備え、
前記第１の保持手段で前記製品ブロックを保持すると共に前記第２の保持手段で前記切り落とし部を保持した状態で前記シリコンインゴットを切断するバンドソーを備えたことを特徴とする。
請求項２に係るシリコンインゴットの切断装置は、請求項１において、
前記シリコンインゴットは多結晶からなる４角柱型であることを特徴とする。
前記シリコンインゴットは多結晶からなる４角柱型であることを特徴とする。
請求項３に係るシリコンインゴットの切断装置は、請求項２において、
前記第１の保持手段と前記第２の保持手段との各々には、前記多結晶のシリコンインゴットの下面を支持する載置部と、前記多結晶のシリコンインゴットの横方向の動きを規制する相対向する一対の挟持部を備えることを特徴とする。
前記第１の保持手段と前記第２の保持手段との各々には、前記多結晶のシリコンインゴットの下面を支持する載置部と、前記多結晶のシリコンインゴットの横方向の動きを規制する相対向する一対の挟持部を備えることを特徴とする。
請求項４に係るシリコンインゴットの切断装置は、請求項３において、
前記挟持部に突き出しピンを進退自在に設け、該挟持部に設けた突き出しピンを突出させ、前記多結晶のシリコンインゴットを保持することを特徴とする。
前記挟持部に突き出しピンを進退自在に設け、該挟持部に設けた突き出しピンを突出させ、前記多結晶のシリコンインゴットを保持することを特徴とする。
請求項５に係るシリコンインゴットの切断装置は、請求項３又は４において、
前記バンドソーは一定方向にスライド移動されることで前記シリコンインゴッドを切断するものであり、前記バンドソーがスライド移動される向きに前記相対向する挟持部を設けたことを特徴とする。
前記バンドソーは一定方向にスライド移動されることで前記シリコンインゴッドを切断するものであり、前記バンドソーがスライド移動される向きに前記相対向する挟持部を設けたことを特徴とする。
請求項６に係るシリコンインゴットの切断装置は、請求項２〜５の何れか１項において、
切り落とし部としての円錐型のコーン部と製品ブロックとしての円柱部が一体に形成された単結晶からなるシリコンインゴットから、前記バンドソーによって製品として用いない切り落とし部としての前記コーン部を切断するときに前記円柱部を保持する第３の保持手段と前記コーン部を保持する第４の保持手段を備え、
前記バンドソーで前記コーン部を切断した後、前記円柱部の切り落とし面を負圧により吸着する吸着手段を備えたことを特徴とする。
切り落とし部としての円錐型のコーン部と製品ブロックとしての円柱部が一体に形成された単結晶からなるシリコンインゴットから、前記バンドソーによって製品として用いない切り落とし部としての前記コーン部を切断するときに前記円柱部を保持する第３の保持手段と前記コーン部を保持する第４の保持手段を備え、
前記バンドソーで前記コーン部を切断した後、前記円柱部の切り落とし面を負圧により吸着する吸着手段を備えたことを特徴とする。
請求項７に係るシリコンインゴットの切断装置におけるサンプル切断方法は、請求項６において、
前記第３の保持手段で前記円柱部を保持すると共に前記第４の保持手段で前記コーン部を保持した状態で前記バンドソーにより前記コーン部を切断した後、前記吸着手段で前記円柱部の切り落とし面を吸着し、該切り落とし面から１ｍｍ〜３ｍｍの部分を前記バンドソーで切断して、該切断した部分をサンプルウェハとして取り出すことを特徴とする。
前記第３の保持手段で前記円柱部を保持すると共に前記第４の保持手段で前記コーン部を保持した状態で前記バンドソーにより前記コーン部を切断した後、前記吸着手段で前記円柱部の切り落とし面を吸着し、該切り落とし面から１ｍｍ〜３ｍｍの部分を前記バンドソーで切断して、該切断した部分をサンプルウェハとして取り出すことを特徴とする。
本発明のシリコンインゴットの切断装置によれば、バンドソーにより多結晶や単結晶で角柱型等の所定形状からなるシリコンインゴットを切断加工するに際し、第１，第２の保持手段や第３，第４の保持手段により製品ブロックと切り落とし部の両者を保持した状態で切断を行なうことができるから、製品ブロックや切り落とし部の自重によりその切断部近傍に欠けが発生することを防止でき、歩留まりを向上することができる。
さらに、多結晶からなる４角柱型のシリコンインゴットの場合、その何れかの面を載置部に載置させ、且つ載置部に載置されたシリコンインゴットを横側から突き出しピンを介して強固に挟持することができるから、バンドソーでシリコンインゴットを切断する際に、製品ブロックと切り落とし部との各々が位置ずれしないよう確実に保持することができる。よって、バンドソーによるシリコンインゴットの切断精度を向上することができる。
さらに、コーン部と円柱部とからなる単結晶のシリコンインゴットの場合、吸着手段によりコーン部を切断した円柱部の切り落とし面（端部）を吸着させ保持することができるので、切り落とし面から１ｍｍ〜３ｍｍの部分を保持した状態で簡単に切断することができる。よって、１ｍｍ〜３ｍｍで薄板状に切断した部分をシリコンインゴットの性質等を検査するサンプルウェハとして容易に取り出すことが可能になる。
本発明を実施するための最良の形態としての実施例を以下に説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反しない範囲で、実施例において説明した以外の構成のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。
図１〜図３に示すように切断装置１には、単結晶からなるシリコンインゴット２の円柱部３を支持するＶ字型の第１の支持台４とこの第１の支持台４上に支持された単結晶のシリコンインゴット２を第１の支持台４に向かって上方から押圧して保持するする昇降自在な第１の保持片７とからなる第３の保持手段３０、円柱部３に一体に形成された円錐型のコーン部９を横方向から挟持する第４の保持手段たる一対の固定用チャック部１０、４角柱型で多結晶からなるシリコンインゴット５の下面を支持する第２の支持台６、第２の支持台６と後述する載置部２１の上で支持された多結晶のシリコンインゴット５を第２の支持台６に向かって上方から押圧して保持する昇降自在な第２の保持片８、単結晶及び多結晶のシリコンインゴット２，５を切断するバンドソー１２、バンドソー１２により単結晶のシリコンインゴット２からコーン部９を切断した円柱部３の切り落とし面３Ａを吸着する吸着手段たる吸着パッド１３、この吸着パッド１３を切り落とし面３Ａに当接させる前進後退用シリンダー１８及びロックシリンダー１９、前記載置部２１等を構成する後述する第１，第２の保持手段１６，１７等を備えている。
図１に示すように、単結晶のシリコンインゴット２には、円柱部３の端部に円錐状のコーン部９が延出して一体に形成されており、略Ｖ字型の第１の支持台４に製品として用いられる円柱部３を載置した状態で第１の保持片７を下降させ円柱部３を保持すると共に第４の保持手段たる固定用チャック部１０でコーン部９を左右から挟持し保持した状態で、バンドソー１２をスライド移動させ円柱部３からコーン部９を切断する。
また、図２に示すように、コーン部９を切断した切り落とし面３Ａに対しては、前進後退用シリンダー１８及びロックシリンダー１９の作動により吸着パッド１３を負圧で吸着できるようになっており、単結晶のシリコンインゴット２からコーン部９を切断した円柱部３から、検査に用いるためのサンプルウェハ２０を１〜３ｍｍの薄板状で取り出す際には、吸着パッド１３で切断されるサンプルウェハ２０を吸着し保持した状態でバンドソー１２をスライド移動させその切断を行う。なお、前述した前進後退用シリンダー１８とロックシリンダー１９はエアーの供給によって作動されることで吸着パッド１３を切り落とし面３Ａに押圧して当接させることができ、その押圧する圧力が規定値に達すると前進後退用シリンダー１８及びロックシリンダー１９の作動がロックされ、バンドソー１２でサンプルウェハ２０を切断するときには、切り落とし面３Ａに当接された吸着パッド１３が振れることがないよう押さえることができる。
また、切断装置１には、図３に示すように、外観が略コ字型の前述した第１，第２の保持手段１６，１７を備えており、これらの各々には、４角柱型で多結晶からなるシリコンインゴット５の下面を支持する載置部２１と、このシリコンインゴット５の横方向の動きを規制する挟持部２２が設けられており、挟持部２２には進退自在な突き出しピン１５が構成されている。
そして、多結晶のシリコンインゴット５のうち、製品として用いられる製品ブロック２３から、製品として用いない切り落とし部２４を切断する際には、第２の支持台６と第１の保持手段１６の載置部２１に製品ブロック２３の下面を載置し、載置された製品ブロック２３を第２の保持片８により上方から押圧して保持した状態で第１の保持手段１６の突き出しピン１５を前進させ製品ブロック２３を強固に保持すると共に、なお且つ、第２の保持手段１７の載置部２１に切断される切り落とし部２４の下面を載置し、この載置された切り落とし部２４を第２の保持手段１７に構成された突き出しピン１５を前進させ切り落とし部２４を強固に保持した状態で、バンドソー１２を用いて製品ブロック２３から切り落とし部２４を切断する。なお、バンドソー１２はシリコンインゴット５，２を切断するに際し、図３等に示すように、一定方向にスライド移動されるが、そのような移動に伴い、切り落とし部２４が前記バンドソー１２のスライド移動方向へ押圧され位置ずれすることがないよう、このスライド移動方向に相対向して設けた挟持部１５（の突き出しピン１５）で切り落とし部２４の横方向の動きを抑えることができる。
以上のように本実施例によれば、バンドソー１２により多結晶や単結晶で所定形状からなるシリコンインゴット２，５を切断加工するに際し、製品ブロック２３と切り落とし部２４や、製品ブロックたる円柱部３と切り落とし部たるコーン部９の両者を保持した状態で行なうことができるから、製品ブロックや切り落とし部の自重によりその切断面近傍に欠けが発生することを防止でき、歩留まりを向上することができる。
さらに、多結晶からなる４角柱型のシリコンインゴット５の切断の場合においては、その何れかの面を載置部２１に載置して支持し、この載置部２１に載置されたシリコンインゴットを横側から突き出しピン１５を介して挟持部２２で強固に挟持することができるから、バンドソー１２でシリコンインゴット５を切断する際に、製品ブロック２３と切り落とし部２４との各々が位置ずれしないよう確実に保持することができる。よって、バンドソー１２によるシリコンインゴット５の切断精度を向上することができる。
さらに、コーン部９と円柱部３とからなる単結晶のシリコンインゴット２の切断の場合においては、円柱部３の一方側を第３の保持手段３０である第１の支持台４と第１の保持片７により保持した状態で、吸着パッド１３により円柱部３の切り落とし面３Ａも吸着させ保持することができるので、製品ブロックとしての円柱部３から切り落とし部としてのコーン部９を切断した後に、円柱部３の切り落とし面３Ａ側を保持した状態で、切り落とし面３Ａから１ｍｍ〜３ｍｍの部分を薄板状に簡単に切断することができる。よって、１ｍｍ〜３ｍｍ等で薄板状に切断した部分を、単結晶のシリコンインゴット２の性質等を検査するサンプルウェハ２０として利用することが可能になる。従って、サンプルウェハ２０を切り取るときであっても、円柱部３とこれから切断されるサンプルウェハ２０の両者を保持した状態で切断を行なうことができるから、円柱部３やこれから切り取られるサンプルウェハ２０に欠けが発生することを防止することができる。
１ 切断装置
２ 単結晶のシリコンインゴット（シリコンインゴット）
３ 円柱部（製品ブロック）
３Ａ 切り落とし面
５ 多結晶のシリコンインゴット（シリコンインゴット）
９ コーン部（切り落とし部）
１０ 固定用チャック部（第４の保持手段）
１２ バンドソー
１３ 吸着パッド（吸着手段）
１５ 突き出しピン
１６ 第１の保持手段
１７ 第２の保持手段
２０ サンプルウェハ
２１ 載置部
２２ 挟持部
２３ 製品ブロック
２４ 切り落とし部
３０ 第３の保持手段
２ 単結晶のシリコンインゴット（シリコンインゴット）
３ 円柱部（製品ブロック）
３Ａ 切り落とし面
５ 多結晶のシリコンインゴット（シリコンインゴット）
９ コーン部（切り落とし部）
１０ 固定用チャック部（第４の保持手段）
１２ バンドソー
１３ 吸着パッド（吸着手段）
１５ 突き出しピン
１６ 第１の保持手段
１７ 第２の保持手段
２０ サンプルウェハ
２１ 載置部
２２ 挟持部
２３ 製品ブロック
２４ 切り落とし部
３０ 第３の保持手段
Claims (7)
- シリコンインゴットから製品として用いない部分を切り落とし部として切断し、製品として用いる製品ブロックを得るシリコンインゴットの切断装置において、
前記製品ブロックを保持する第１の保持手段と、前記切り落とし部を保持する第２の保持手段を備え、
前記第１の保持手段で前記製品ブロックを保持すると共に前記第２の保持手段で前記切り落とし部を保持した状態で前記シリコンインゴットを切断するバンドソーを備えたことを特徴とするシリコンインゴットの切断装置。 - 前記シリコンインゴットは多結晶からなる４角柱型であることを特徴とする請求項１記載のシリコンインゴットの切断装置。
- 前記第１の保持手段と前記第２の保持手段との各々には、前記多結晶のシリコンインゴットの下面を支持する載置部と、前記多結晶のシリコンインゴットの横方向の動きを規制する相対向する一対の挟持部を備えることを特徴とする請求項２記載のシリコンインゴットの切断装置。
- 前記挟持部に突き出しピンを進退自在に設け、該挟持部に設けた突き出しピンを突出させ、前記多結晶のシリコンインゴットを保持することを特徴とする請求項３記載のシリコンインゴットの切断装置。
- 前記バンドソーは一定方向にスライド移動されることで前記シリコンインゴッドを切断するものであり、前記バンドソーがスライド移動される向きに前記相対向する挟持部を設けたことを特徴とする請求項３又は４記載のシリコンインゴットの切断装置。
- 切り落とし部としての円錐型のコーン部と製品ブロックとしての円柱部が一体に形成された単結晶からなるシリコンインゴットから、前記バンドソーによって製品として用いない切り落とし部としての前記コーン部を切断するときに前記円柱部を保持する第３の保持手段と前記コーン部を保持する第４の保持手段を備え、
前記バンドソーで前記コーン部を切断した後、前記円柱部の切り落とし面を負圧により吸着する吸着手段を備えたことを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載のシリコンインゴットの切断装置。 - 前記第３の保持手段で前記円柱部を保持すると共に前記第４の保持手段で前記コーン部を保持した状態で前記バンドソーにより前記コーン部を切断した後、前記吸着手段で前記円柱部の切り落とし面を吸着し、該切り落とし面から１ｍｍ〜３ｍｍの部分を前記バンドソーで切断して、該切断した部分をサンプルウェハとして取り出すことを特徴とする請求項６に記載のシリコンインゴットの切断装置におけるサンプル切断方法。
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2009
- 2009-04-07 JP JP2009092927A patent/JP2010245324A/ja not_active Ceased
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