JP2792246B2

JP2792246B2 - 単結晶棒クランプ位置決め治具及びこれを用いた単結晶棒クランプ位置決め方法

Info

Publication number: JP2792246B2
Application number: JP3031531A
Authority: JP
Inventors: 宏幸伊部; 利久中田
Original assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Handotai Co Ltd
Priority date: 1991-01-31
Filing date: 1991-01-31
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2013-09-03
Also published as: JPH04244346A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、単結晶棒周面研削装置
のクランプ回転軸に対する単結晶棒クランプ位置決め治
具及びこれを用いた単結晶棒クランプ位置決め方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】ＣＺ法又はＦＺ法により育成された単結
晶棒は、次のような工程を経て円柱形にされる。

【０００３】（１）単結晶棒の両端部を軸に垂直な方向
に切断して、単結晶棒を略円柱形にする。

【０００４】（２）図８示す如く、単結晶棒２０の切断
面２１Ｌ、２１Ｒにクランプ回転軸３１Ｌ、３１Ｒを押
し当てて単結晶棒２０を弱くクランプする。単結晶棒２
０の両端部上方にはゲージ７０、７１が固定配置されて
おり、これらの形状検出用可動ピンを単結晶棒２０の周
面に弾接させる。この状態で単結晶棒２０を回転させ
て、ゲージ７０、７１により単結晶棒２０の周面形状を
測定し、切断面２１Ｌとクランプ回転軸３１Ｌとの間及
び切断面２１Ｒとクランプ回転軸３１Ｒとの間の位置ず
れを求める。

【０００５】（３）単結晶棒２０の回転を停止させ、単
結晶棒２０の端部をハンマーで叩いてこの位置ずれを補
正する。

【０００６】（４）位置づれがなくなるまで上記（２）
及び（３）を繰返す。

【０００７】（５）クランプ回転軸３１Ｌ、３１Ｒで単
結晶棒２０を強くクランプし、単結晶棒２０を回転さ
せ、単結晶棒２０の周面に砥石を押接移動させて単結晶
棒２０を円柱形に研削する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記（１）に
おいて単結晶棒２０をクランプするときには、作業者の
目視により単結晶棒２０を位置決めしていたので、位置
ずれが比較的大きくなり、これを補正するために単結晶
棒２０をハンマーで多数回叩かなければならず、単結晶
棒２０の品質上好ましくなかった。

【０００９】また、正確に位置決めするために上記
（２）の繰返し処理を行う必要があったので、作業が煩
雑であり、かつ、作業時間が長くなる原因となってい
た。

【００１０】本発明の目的はこのような問題点に鑑み、
クランプ回転軸に対する単結晶棒の位置決めを正確かつ
容易にするための単結晶棒クランプ位置決め治具、及
び、これを用いた単結晶棒クランプ位置決め方法を提供
することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この目的を達成する為
に、本発明に係る第１の単結晶棒クランプ位置決め治具
では、単結晶棒周面研削装置のクランプ回転軸に対しそ
の半径方向へ着脱自在な円弧状の内周面を有し、該内周
面の径は該クランプ回転軸の先端部外径に略等しく、か
つ、平坦な底面に溝が形成された吸着位置決め部と、流
路開閉部の両側にジョイントが接続され、該ジョイント
の一方の流路が該溝に通じた手動バルブと、を備えてい
る。本発明に係る第２の単結晶棒クランプ位置決め治具
では、単結晶棒周面研削装置のクランプ回転軸（３０
Ｌ、３０Ｒ）の先端部外径に略等しい内径の半円状内周
面（１６）が形成され、該内周面の一端側に該一端側へ
向けて拡径したクランプ回転軸案内用斜面（１７）が形
成され、該内周面の他端側の該内周面と直角な平坦面に
該半円状内周面に沿って真空吸着用溝（１２）が形成さ
れた吸着位置決め部（１１）と、流路開閉部（１８ａ）
の両側にジョイント（１８ｂ、１８ｃ）が接続され、該
ジョイントの一方が該吸着位置決め部の外周面に固着さ
れ且つその流路が該溝に通じた手動バルブ（１８）と、
を備えている。

【００１２】本発明に係る第３の単結晶棒クランプ位置
決め治具では、単結晶棒周面研削装置のクランプ回転軸
に対しその半径方向へ着脱自在な円弧状の内周面を有
し、該内周面の径は該クランプ回転軸の先端部外径に略
等しい位置決め部と、該位置決め部に、互いに反対側に
取付けられた一対の締付けねじと、該締付けねじを回す
ことにより単結晶棒端部周面に互いに反対方向から押し
付けられる一対の押付け部材と、を備えている。本発明
に係る第４の単結晶棒クランプ位置決め治具では、単結
晶棒周面研削装置のクランプ回転軸（３０Ｌ、３０Ｒ）
の先端部外径に略等しい内径の半円状内周面（５３）が
形成され、該内周面の一端側に該一端側へ向けて拡径し
たクランプ回転軸案内用斜面（５４）が形成され、該内
周面の他端側に該内周面と直角な平坦面が形成された位
置決め部（５１）と、該位置決め部の周方向両端部から
内周面直径外側方向へ突出したアーム部（５２Ａ、５２
Ｂ）と、該アーム部から、該内周面の軸方向に平行かつ
該内周面の他端側に突出した突片（５５Ａ）と、該突片
に、該内周面の軸方向と直角な方向へ螺入された締付け
ねじ（５６Ａ）と、該締付ねじで押されて該締付ねじの
軸方向へ移動自在な押付け片（５８Ａ）と、を備えてい
る。

【００１３】上記第１乃至第４の単結晶棒クランプ位置
決め治具は、次のように使用される。

【００１４】（１）両端が軸方向に垂直な方向に切断さ
れた単結晶棒の両端面部に、該単結晶棒クランプ位置決
め治具の内周面の曲率半径中心が該単結晶棒の端面中心
に略一致するように該単結晶棒クランプ位置決め治具を
取付ける。

【００１５】（２）単結晶棒周面研削装置のクランプ回
転軸先端部を該単結晶棒クランプ位置決め治具の内周面
内側の空き部分に嵌め入れて該端結晶棒を該クランプ回
転軸でクランプする。

【００１６】（３）該単結晶棒クランプ位置決め治具を
該単結晶棒から取外す。

【００１７】この（１）は、例えば、単結晶棒周面研削
装置のクランプ回転軸先端部と略同一径のマーキング用
穴が透明板に形成され、該穴と同心で単結晶棒と略同一
径の穴位置決め用円が該透明板に描かれた円マーキング
プレートを用いて行う。すなわち、単結晶棒切断面に該
円マーキングプレートを当て、該円マーキングプレート
の穴位置決め用円と単結晶棒外周との位置関係から該マ
ーキング用穴を位置決めし、該円マーキングプレートの
マーキング用穴周面に沿って該単結晶棒切断面に円マー
クを描き、該円マークの中心と上記単結晶棒クランプ位
置決め治具の内周面の曲率半径中心が一致するように該
単結晶棒クランプ位置決め治具を該単結晶棒両端部に取
付ける。

【００１８】

【作用】本発明の作用は、上記使用方法の発明から明か
であり、本発明によれば、クランプ回転軸に対する単結
晶棒の位置決めが正確かつ容易になる。

【００１９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明に係る単結晶棒
クランプ位置決め治具及びこれを用いた単結晶棒クラン
プ位置決め方法の実施例を説明する。

【００２０】１）．第１実施例図１に示す如く、単結晶棒クランプ位置決め治具１０Ｌ
及び１０Ｒは、単結晶棒２０の切断面２１Ｌ及び２１Ｒ
に吸着され、これにより、クランプ回転軸３０Ｌと切断
面２１Ｌとの間及びクランプ回転軸３０Ｒと切断面２１
Ｒとの間が位置決めされて、単結晶棒２０がクランプ回
転軸３０及びＬ３０Ｒでクランプされる。クランプ回転
軸３０Ｌは回転駆動軸であり、クランプ回転軸３０Ｒは
回転従動軸である。

【００２１】単結晶棒クランプ位置決め治具１０Ｌと１
０Ｒとは同一構成であり、単結晶棒クランプ位置決め治
具１０Ｌの構成を図２及び図３に示す。図２は、紙面上
方かつ軸心を紙面垂直にして配置された単結晶棒２０と
の関係で、単結晶棒クランプ位置決め治具１０Ｌを示
す。

【００２２】吸着位置決め部１１は、半ドーナッツ状
で、両端部が平行に少し延びており、吸着位置決め部１
１の底面には、この形状に沿って溝１２が形成されてい
る。溝１２内の周部には、図３に示す如く、溝１２の開
口面を切断面２１Ｌで密閉するために、シールリング１
３が嵌め入れられている。また、溝１２内には、円錐台
状のストッパー１４１〜１４４が、小径側を溝１２の底
面に接して、ねじ１５で螺着されており、シールリング
１３が溝１２内から外れないようにし、かつ、シールリ
ング１３を取替え可能にしている。吸着位置決め部１１
の内周面１６には、溝１２と反対側の角部に、内周面１
６に沿って案内斜面１７が形成されており、クランプ回
転軸３０Ｌの先端部が吸着位置決め部１１の内周面１６
に入るのを容易にしている。

【００２３】一方、手動バルブ１８は、流路開閉部１８
ａの出口及び入口にそれぞれジョイント１８ｂ及びジョ
イント１８ｃが接続され、ジョイント１８ｂの先端部が
吸着位置決め部１１の中央側部に螺入されて溝１２内に
入り込んでいる。流路開閉部１８ａには、流路開閉操作
用ノブ１８ｄが設けられている。

【００２４】次に、上記の如く構成された単結晶棒クラ
ンプ位置決め治具１０Ｌの使用方法を説明する。

【００２５】単結晶棒２０の切断面２１Ｌには、位置決
め用の円マーク２２Ｌが、後述の如くしてフェルトマー
カー等で描かれている。円マーク２２Ｌの半径は、内周
面１６の曲率半径と略同一になっている。図２に示す如
く、単結晶棒クランプ位置決め治具１０Ｌの吸着位置決
め部１１の底面を切断面２１Ｌに押し当て、内周面１６
の円弧を円マーク１６に合わせることにより、内周面１
６の曲率半径中心と円マーク２２Ｌの中心とを同心にす
る。

【００２６】この状態で、真空ポンプの配管先端部に取
り付けられた不図示のジョイントをジョイント１８ｃに
嵌め込み接続する。これにより、溝１２内の空気が手動
バルブ１８を通って抜き出され、溝１２内が低圧となっ
て、単結晶棒クランプ位置決め治具１０Ｌが単結晶棒２
０の切断面２１Ｌに吸着する。

【００２７】ノブ１８ｄを操作してジョイント１８ｂと
１８ｃとの間の流路を閉じた後、ジョイント１８ｃに接
続された前記真空ポンプ側のジョイントを取り外す。

【００２８】図１において、上記同様にして単結晶棒ク
ランプ位置決め治具１０Ｒを単結晶棒２０の切断面２１
Ｒに吸着させる。

【００２９】次に、単結晶棒２０を周面研削装置のクラ
ンプ回転軸３０Ｌとクランプ回転軸３０Ｒとの間に配置
し、単結晶棒２０を図１左側へ移動させて単結晶棒クラ
ンプ位置決め治具１０Ｌの内周面１６内にクランプ回転
軸３０Ｌを嵌合させる。この状態で、クランプ回転軸３
０Ｒを切断面２１Ｒに対し高速接近させた後、低速接近
させながらクランプ回転軸３０Ｒの先端部を内周面１６
内に導き、嵌合させて、単結晶棒２０をクランプする。

【００３０】ノブ１８ｄを操作して溝１２内に外気を導
き、単結晶棒クランプ位置決め治具１０Ｌ及び１０Ｒを
それぞれ単結晶棒２０の切断面２１Ｌ及び２１Ｒから取
り外す。

【００３１】このようにして、クランプ回転軸３０Ｌ、
３０Ｒに対する単結晶棒２０の位置決めを正確かつ容易
に行うことができる。

【００３２】この状態で、クランプ回転軸３０Ｌを回転
駆動して単結晶棒２０を回転させ、単結晶棒２０の周面
に不図示の砥石を押し当てて単結晶棒２０の周面を研削
し、単結晶棒２０を円柱形状にする。

【００３３】次に、図２に示す円マーク２２Ｌの描き方
の一例を説明する。

【００３４】この円マーク２２Ｌは、図４に示す円マー
キングプレート４０を用いて描かれる。円マーキングプ
レート４０は、矩形の透明板４１、例えばアクリル板の
中央部に、マーキング用穴４２が形成されている。この
マーキング用穴４２の内径は、図１に示す、互いに同一
外径のクランプ回転軸３０Ｌ及び３０Ｒの該外径よりも
数ｍｍ大きい。円マーキングプレート４０はまた、透明
板４１の表面に、マーキング用穴４２と同心の穴位置決
め用円４３が描かれている。この穴位置決め用円４３
は、例えば、旋盤により正確かつ容易にけがくことがで
きる。穴位置決め用円４３の直径は、例えば、単結晶棒
２０の周面を研削して単結晶棒２０を円柱形にするその
目標外径に等しく、単結晶棒２０の切断面２１Ｌ、２１
Ｒにおける平均直径よりも数ｍｍ小さい。

【００３５】次に、上記の如く構成された円マーキング
プレート４０の使用方法を説明する。

【００３６】（１）図４において、単結晶棒２０の切断
面２１Ｌに円マーキングプレート４０を当てる。

【００３７】（２）図５に示す如く、単結晶棒２０の切
断面２１Ｌと穴位置決め用円４３との関係から、マーキ
ング用穴４２を位置決めする。例えば、穴位置決め用円
４３と切断面２１Ｌの想定内接円とが同心になるよう
に、マーキング用穴４２を位置決めする。

【００３８】（３）円マーキングプレート４０を切断面
２１Ｌに押し当てた状態で、例えばフェルトマーカーで
マーキング用穴４２の周面に沿って円マークを描く。

【００３９】（４）上記（１）〜（３）を、単結晶棒２
０の他方の切断面２１Ｒについて行う。

【００４０】２）．第２実施例図６及び図７は、第２実施例の単結晶棒クランプ位置決
め治具５０Ｌを示す。

【００４１】位置決め部５１は半ドーナッツ状であり、
位置決め部５１の両端部には、互いに反対方向かつ位置
決め部５１の直径方向に、互いに同一形状のアーム部５
２Ａ及び５２Ｂが延設されている。位置決め部５１の内
周面５３の角部には、内周面５３に沿って案内斜面５４
が形成されており、クランプ回転軸３０Ｌが内周面５３
内に入るのを容易にしている。

【００４２】アーム部５２Ａの先端部には、アーム部５
２Ａに直角な方向に突片５５Ａが固着され、この突片５
５Ａに締付けねじ５６Ａのねじ部が螺入されている。締
付けねじ５６Ａの軸芯方向は、内周面５３の曲率半径中
心を通る方向になっている。また、アーム部５２Ａの突
片５５Ａ側の面には、リニアガイド５７Ａが固着されて
いる。このリニアガイド５７ＡにＬ字型の押付け片５８
Ａが係合され、押付け片５８Ａは、リニアガイド５７Ａ
に案内されて、締付けねじ５６Ａの軸芯方向に平行に移
動自在となっている。押付け片５８Ａの突片５５Ａ側へ
の移動は、締付けねじ５６Ａの先端で規制されている。

【００４３】アーム部５２Ｂ側は、アーム部５２Ａ側と
同様の構成になっており、図中にアーム部５２Ａ側の構
成要素の番号と同一番号を付しかつＡの代わりにＢを付
して、その説明を省略する。

【００４４】次に、上記の如く構成された単結晶棒クラ
ンプ位置決め治具５０Ｌの使用方法を説明する。

【００４５】締付けねじ５６Ａ及び５６Ｂを回して互い
に遠ざかる方向へ移動させておき、位置決め部５１の底
面を単結晶棒２０の切断面２１Ｌに押し当て、内周面５
３の曲率半径中心と円マーク２２Ｌの中心とを同心にす
る。この状態で、締付けねじ５６Ａ及び５６Ｂを回して
互いに接近する方向へ移動させ、押付け片５８Ａ及び５
８Ｂを単結晶棒２０の周面に押し付ける。

【００４６】単結晶棒２０の切断面２１Ｒ側についても
上記同様にする。その後は、上記第１実施例と同一であ
り、説明を省略する。

【００４７】なお、本発明には外にも種々の変形例が含
まれる。

【００４８】例えば、円マーキングプレート４０の代り
に、単結晶棒２０の外径を測定して円マーク２２Ｌを描
く自動装置を用いてもよい。また、位置決め吸着部１１
又は位置決め部５１の外周で、円マーキングプレート４
０の穴位置決め用円４３の役割を果せば、円マーク２２
Ｌを描く必要がない。この場合、クランプ回転軸３０Ｌ
から単結晶棒クランプ位置決め治具１０Ｌ又は５０Ｌを
取外すのを妨げない程度に、位置決め吸着部１１又は位
置決め部５１の外周を延設した方がよい。

【００４９】また、吸着位置決め部１１をゴム又は粘弾
性樹脂等で形成すれば、シールリング１３は不要にな
る。

【００５０】

【発明の効果】以上説明した如く、本発明に係る単結晶
棒クランプ位置決め治具及びこれを用いた単結晶棒クラ
ンプ位置決め方法によれば、クランプ回転軸に対する単
結晶棒の位置決めを正確かつ容易に行うことができると
いう優れた効果を奏し、作業時間の短縮及び単結晶製造
コスト低減に寄与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】単結晶棒をクランプ回転軸にクランプさせる動
作を説明するための側面図である。

【図２】第１実施例の単結晶棒クランプ位置決め治具の
構成を示す正面図である。

【図３】単結晶棒切断面に単結晶棒クランプ位置決め治
具を吸着させ、単結晶棒クランプ位置決め治具にクラン
プ回転軸を嵌め入れた状態を示す要部断面図である。

【図４】単結晶棒との関係で円マーキングプレートを示
す斜視図である。

【図５】単結晶棒の切断面上でマーキング用穴の位置決
めを行った状態を示す平面図である。

【図６】第２実施例の単結晶棒クランプ位置決め治具を
単結晶棒の一端部に取付け、単結晶棒クランプ位置決め
治具にクランプ回転軸を嵌め入れた状態を示す一部破断
要部側面図である。

【図７】図６の一部破断正面図である。

【図８】従来法の問題点説明図である。

【符号の説明】

１０Ｌ、１０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｒ単結晶棒クランプ位
置決め治具１１吸着位置決め部１２溝１３シールリング１４１〜１４４ストッパー１５ねじ１７、５４案内斜面１６、５３内周面１８手動バルブ１８ａ流路開閉部１８ｂ、１８ｃジョイント１８ｄノブ２０単結晶棒２１Ｌ、２１Ｒ切断面２２Ｌ円マーク３０Ｌ、３０Ｒクランプ回転軸４０円マーキングプレート４１透明板４２マーキング用穴４３穴位置決め用円５１位置決め部５２Ａ、５２Ｂアーム部５６Ａ、５６Ｂ締付けねじ５８Ａ、５８Ｂ押付け片

【外１】

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】単結晶棒周面研削装置のクランプ回転軸
（３０Ｌ、３０Ｒ）に対しその半径方向へ着脱自在な円
弧状の内周面（１６）を有し、該内周面の径は該クラン
プ回転軸の先端部外径に略等しく、かつ、平坦な底面に
溝（１２）が形成された吸着位置決め部（１１）と、流路開閉部（１８ａ）の両側にジョイント（１８ｂ、１
８ｃ）が接続され、該ジョイントの一方の流路が該溝に
通じた手動バルブ（１８）と、を有することを特徴とする単結晶棒クランプ位置決め治
具。
【請求項２】単結晶棒周面研削装置のクランプ回転軸
（３０Ｌ、３０Ｒ）の先端部外径に略等しい内径の半円
状内周面（１６）が形成され、該内周面の一端側に該一
端側へ向けて拡径したクランプ回転軸案内用斜面（１
７）が形成され、該内周面の他端側の該内周面と直角な
平坦面に該半円状内周面に沿って真空吸着用溝（１２）
が形成された吸着位置決め部（１１）と、流路開閉部（１８ａ）の両側にジョイント（１８ｂ、１
８ｃ）が接続され、該ジョイントの一方が該吸着位置決
め部の外周面に固着され且つその流路が該溝に通じた手
動バルブ（１８）と、を有することを特徴とする単結晶棒クランプ位置決め治
具。
【請求項３】単結晶棒周面研削装置のクランプ回転軸
（３０Ｌ、３０Ｒ）に対しその半径方向へ着脱自在な円
弧状の内周面（５３）を有し、該内周面の径は該クラン
プ回転軸の先端部外径に略等しい位置決め部（５１）
と、該位置決め部に、互いに反対側に取付けられた一対の締
付けねじ（５６Ａ、５６Ｂ）と、該締付けねじを回すことにより単結晶棒端部周面に互い
に反対方向から押し付けられる一対の押付け部材（５８
Ａ、５８Ｂ）と、を有することを特徴とする単結晶棒クランプ位置決め治
具。
【請求項４】単結晶棒周面研削装置のクランプ回転軸
（３０Ｌ、３０Ｒ）の先端部外径に略等しい内径の半円
状内周面（５３）が形成され、該内周面の一端側に該一
端側へ向けて拡径したクランプ回転軸案内用斜面（５
４）が形成され、該内周面の他端側に該内周面と直角な
平坦面が形成された位置決め部（５１）と、該位置決め部の周方向両端部から内周面直径外側方向へ
突出したアーム部（５２Ａ、５２Ｂ）と、該アーム部から、該内周面の軸方向に平行かつ該内周面
の他端側に突出した突片（５５Ａ）と、該突片に、該内周面の軸方向と直角な方向へ螺入された
締付けねじ（５６Ａ）と、該締付ねじで押されて該締付ねじの軸方向へ移動自在な
押付け片（５８Ａ）と、を有することを特徴とする単結晶棒クランプ位置決め治
具。
【請求項５】両端が軸方向に垂直な方向に切断された
単結晶棒（２０）の両端部に、請求項１乃至４のいずれ
か１つに記載の単結晶棒クランプ位置決め治具を、前記
内周面（１６、５３）の曲率半径中心が該単結晶棒の端
面中心に略一致するように取付け、単結晶棒周面研削装置のクランプ回転軸先端部（３０
Ｌ、３０Ｒ）を該単結晶棒クランプ位置決め治具の内周
面内側の空き部分に嵌め入れて該端結晶棒を該クランプ
回転軸でクランプした後、該単結晶棒クランプ位置決め治具を該単結晶棒から取外
すことを特徴とする単結晶棒クランプ位置決め方法。
【請求項６】単結晶棒周面研削装置のクランプ回転軸
先端部（３０Ｌ、３０Ｒ）と略同一径のマーキング用穴
（４２）が透明板（４１）に形成され、該穴と同心で単
結晶棒（２０）と略同一径の穴位置決め用円（４３）が
該透明板に描かれた円マーキングプレートを、単結晶棒
切断面（２１Ｌ、２１Ｒ）に当て、該円マーキングプレート（４０）の穴位置決め用円と単
結晶棒外周との位置関係から該マーキング用穴を位置決
めし、該円マーキングプレートのマーキング用穴周面に沿って
該単結晶棒切断面に円マーク（２２Ｌ）を描き、該円マークの中心と前記単結晶棒クランプ位置決め治具
の内周面（１６、５３）の曲率半径中心が一致するよう
に該単結晶棒クランプ位置決め治具を該単結晶棒両端部
に取付けることを特徴とする請求項５記載の単結晶棒ク
ランプ位置決め方法。