JP2012116049A - インゴットの切断方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】円筒研削された円柱状の直胴部と、該直胴部の少なくとも一端に形成された円筒研削されていない鏡面状態のコーン状の端部とを有する単結晶インゴットを切断するインゴットの切断方法であって、前記円筒研削された直胴部表面と前記円筒研削されていない鏡面状態のコーン状の端部表面の光の反射の違いを利用して、前記円筒研削面と前記円筒研削されていない境界の位置を検出する工程と、該検出した境界の位置を基点として切断位置の位置決めを行った後、前記インゴットを切断する工程とを有することを特徴とするインゴットの切断方法。
【選択図】 図2
Description
このようなコーン状の端部の切断加工や直胴部を複数のブロックに切断加工する場合には、内周刃スライサー、外周刃スライサーなどが多く用いられてきた。近年のウェーハの大口径化に伴ってバンドソーも多く使用されるようになってきた(例えば、特許文献1参照)。
図4(A)(B)に示すように、切断装置110には切断時に単結晶インゴット101を支持するためのトレー111がテーブル112上に設置されている。そして、切断前にインゴット101をトレー111上に水平に載置する。
また、図5に示すように、切断装置110は、薄いブレード台金の端部にダイヤモンドの砥粒を糊着してなるブレード砥粒部で構成されるエンドレスベルト状のブレード114がプーリー115間に張設されている。
そして、ブレード114はプーリー115の回転により周回駆動され、該ブレード114を相対的に上方から下方に送り出すことによってインゴット101を切断する。
すなわち、上記の単結晶インゴットの切断には、まず基点を特定し、更には基点とブレードとの位置関係を特定することで切断位置とブレードの位置を一致させることが必要である。これらを行うために、例えば上記したような切断装置110に具備された単結晶インゴット101を載置するトレー111と、そのトレー111を単結晶インゴットの長手方向に移動させるトレー移動機構113などに加えて、基点106を検出するセンサが用いられている。
図4(A)(B)に示すように、透過型センサ105は単結晶インゴット101の直胴部102の上端よりやや下方の高さ位置に配置される。この高さ位置は、透過型センサの投光部から単結晶インゴットの直胴部に向けて光を照射したときその光がそのインゴットによって遮られるような位置である。
具体的な例として、円筒研削で所定の直径に外周面が研削された直胴部の直径Deが異なる2種類(200mmと201mm)のシリコン単結晶インゴットであり、そのコーン状の端部形状は同じである場合、両者の差Aの間に約2mmの差が生じる。
また、多様化する単結晶インゴットの品種などにより所定の直径Deも複数種類存在し、またコーン状の端部の形状も変化するので、切断する単結晶インゴットに応じて差Aを使い分けする必要がある。
このような切断方法であれば、インゴットの直胴部の直径とコーン状の端部の形状に依存することなく、円筒研削されたインゴットの表面と円筒研削されていない鏡面状態のインゴットの表面をそれぞれ検出することによってそれらの境界を正確に検出して基点を特定することができる。そのため、切断位置のずれを確実に抑制することができる。
このようにすることにより、円筒研削された直胴部表面における拡散反射と円筒研削されていない鏡面状態のコーン状の端部表面における鏡面反射の違いを利用して、具体的に直胴部表面とコーン状の端部表面の境界の位置を高精度に検出して基点を容易に高精度に特定することができる。そのため、切断位置のずれを容易に確実に抑制することができる。また、インゴットの直胴部の直径とコーン状の端部の形状に依存することなく基点を特定できるので、センサを複数設ける必要もなく、コストの増加を抑制できる。
このように拡散反射型センサを用いれば、安価であるためコストをより低減することができ、汎用性にも優れているので取り扱いも容易である。
CZ法等により引き上げられた単結晶インゴットの切断において、インゴットの直胴部とコーン状の端部との境界を基点として特定し、その基点を元に切断位置を調整している。従来、この切断位置の基点を特定するために、透過型センサ等を用いてインゴットの直胴部とコーン状の端部の形状の変化を検出することによってその境界の位置を特定していた。
しかし、この方法では上記したように検出後の境界の位置のずれを補正する必要があるが、多様化する単結晶インゴットの直径及びコーン状の端部の形状に依存する補正を現実的に正確に行うのは困難であった。また、同一の切断装置で所定の直径が大きく異なるインゴットを切断する場合、透過型センサを複数設置する必要がありコストが増加してしまう。
図1(A)に示すように、単結晶インゴット1は円柱状の直胴部2とその直胴部の端部に形成されたコーン状の端部3(テイル部)、3’(トップ部)を有している。
この単結晶インゴットの直胴部2の表面は円筒研削が施されており所定の直径となっている。また、コーン状の端部3、3’の表面は円筒研削されておらず単結晶成長したままの鏡面状態となっている。
図2は、本発明のインゴットの切断方法で用いることができる切断装置の一例の概略を示したものである。図2に示すように、切断装置10は単結晶インゴット1を載置するトレー11と、トレー11を単結晶インゴットの長手方向に移動させるトレー移動機構13を具備するテーブル12と、単結晶インゴット1を切断するブレード14を具備している。
従来のような単結晶インゴットの直胴部とコーン状の端部の形状の変化を検出する方法ではなく、このようにして境界の位置を検出することによって、単結晶インゴットの直胴部の直径とコーン状の端部の形状に依存することなく、円筒研削されたインゴットの表面と円筒研削されていない鏡面状態のインゴットの表面をそれぞれ検出することによってそれらの境界を正確に検出して基点6を特定することができる。
例えば、図1の単結晶インゴットの例において、コーン状の端部3を切断する場合には、基点6の位置と切断装置10のブレード14の位置とを一致するように単結晶インゴット1を長手方向に相対的に移動させる。そして、ブレード14を相対的に上方から下方に送り出すことによって単結晶インゴット1を切断する。
上記したように本発明のインゴットの切断方法では単結晶インゴットの形状に関わらず、基点の位置を高精度に特定できるので、切断位置のずれを確実に抑制することができる。
また、コーン状の端部3’を切断するときは、上記のようにして基点6’を特定し、この基点6’とブレード14の位置を一致するようにして切断する。
図2に示すような拡散反射型センサを1つ具備した切断装置を用いて、本発明のインゴットの切断方法に従って、図1に示すような直胴部のみが円筒研削された直径200mm、201mm及び300mmのシリコン単結晶インゴットのコーン状の端部(テイル部)を切断し、その後、直胴部をブロックに切断した。ここで、切断するブロックの幅は200mmとした。また、直径200mmの単結晶インゴットと直径201mmの単結晶インゴットのコーン状の端部の形状は同じものとした。
このように、本発明のインゴットの切断方法は、単結晶インゴットの直径及びコーン状の端部形状に関わらず、切断位置の基点を高精度に特定し、切断位置のずれを抑制することができることが確認できた。
図4に示すような従来の透過型センサを用いた方法によって単結晶インゴットの基点を特定し、その基点を用いた以外実施例と同様の方法で単結晶インゴットを切断した。
このとき、透過型センサからの照射光を当てる単結晶インゴット上の位置を直胴部の上端から下方に2mmの所とした。そして透過型センサから光を単結晶インゴットの直胴部及びコーン状の端部に照射し、照射光がインゴットによって遮られなくなる箇所を検出し基点とした。しかし、検出した基点は実際の基点の位置とずれが発生してしまっていた。
5…光電センサ、6、6’…基点、
10…切断装置、11…トレー、12…テーブル、13…トレー移動機構、
14…ブレード。
Claims (3)
- 円筒研削された円柱状の直胴部と、該直胴部の少なくとも一端に形成された円筒研削されていない鏡面状態のコーン状の端部とを有する単結晶インゴットを切断するインゴットの切断方法であって、
前記円筒研削された直胴部表面と前記円筒研削されていない鏡面状態のコーン状の端部表面の光の反射の違いを利用して、前記円筒研削面と前記円筒研削されていない境界の位置を検出する工程と、
該検出した境界の位置を基点として切断位置の位置決めを行った後、前記インゴットを切断する工程とを有することを特徴とするインゴットの切断方法。 - 前記境界の位置の検出は、光電センサによって前記直胴部表面と前記コーン状の端部表面に向けて光を照射し、前記直胴部表面からの拡散反射のみを受光することによって行うことを特徴とする請求項1に記載のインゴットの切断方法。
- 前記光電センサとして拡散反射型センサを用いることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のインゴットの切断方法。
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