JP5238317B2 - シリコンブロックの研削研磨機及びシリコンウエハの加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、角柱状に切断加工されたシリコンブロックの表面を研削／研磨する研削研磨機等に関し、特に、シリコンブロックの表面を研削／研磨して平滑化することができるシリコンブロックの研削研磨機に関する。なお、「研削／研磨」とは、研削及び研磨と、研削又は研磨を指すものとして定義する。

近年、太陽電池等に用いられるシリコンウエハの需要に伴い、その高品質化も要請されている。こうしたシリコンウエハの製造工程においては、単結晶や多結晶からなる角柱状に切断加工されたシリコンブロックをスライスし薄板状のシリコンウエハを形成する前に、シリコンブロックの表面を研削／研磨する加工工程が行なわれる。

特許文献１には、シリコンウエハ製造用の角柱状シリコンブロックを、シリコンウエハにスライス加工して形成する前に、その側面に存在する微小な凹凸を研磨して平坦化する加工方法が開示されている。

特許第３６４９３９３号公報

しかし、特許文献１においては、直方体のシリコンインゴットを角柱状に切り出したシリコンブロックの側面のみを研磨する方法であり、多結晶からなるシリコンブロックをシリコンウエハにスライス加工する前に、その側面のみを研磨することを対象としたものである。また、図４の多結晶のシリコンブロックを示す説明図と図５の単結晶のシリコンブロックを示す説明図に基づき説明すれば、図４に示すように、多結晶のシリコンインゴット１００から切り出されるシリコンブロック１０１は、通常、直方体型のシリコンインゴット１００を切り出して製造されることから、切り出されたシリコンブロック１０１の角部１０２を研削／研磨せずにスライス加工する際には、角部１０２が面取りされていないことで欠けてしまう懸念がある。また、図５に示す単結晶のシリコンブロック２００の角部２０１と側面２０２とを平滑化する際には、単結晶からなるシリコンブロック２００は、円柱状のシリコンインゴット２０３の円周面の一部を残すようにして角柱状に切断加工することから、切断加工されたシリコンブロック２００の４隅の角部２０１はシリコンブロック２００の長手方向の前後に亘って円弧状の曲面部が形成されることになり、この角部２０１に形成される曲面部を研磨せずにスライス加工する際には、その表面が平滑化していないことが原因で角部等が欠けてしまうといった不具合が生じることがある。そのため、シリコンブロック２００をスライス加工してシリコンウエハを形成する加工工程で、シリコンブロック２００の表面に傷を付けることなく平滑化させることが生産性や歩留まりを向上する上での重要な課題となっていた。

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から切り出されたシリコンブロックの表面を研削／研磨し、シリコンブロックを複数のシリコンウエハにスライス加工する際に発生懸念のある破損を防止することが可能なシリコンブロックの研削研磨機及びシリコンウエハの加工方法を提供することを目的とする。

請求項１に係るシリコンブロックの研削研磨機は、シリコンインゴットを所定形状に切断加工することにより製造されるシリコンブロックを、スライス加工することでシリコンウエハが形成される加工工程前にその表面を研削／研磨するシリコンブロックの研削研磨機であって、前記シリコンブロックの表面を研削／研磨する際、前記シリコンブロックの長手方向の前後を機械的にチャッキングする保持機構と、該保持機構によりチャッキングされたシリコンブロックを回転させる回転装置と、前記シリコンブロックの側部に該シリコンブロックの表面を研削／研磨しながら水平方向に移動する研削／研磨装置と、を備え、該研削／研磨装置は、回転しながら前記シリコンブロックの表面を粗研する粗研手段と、前記粗研手段より研削／研磨されたシリコンブロックの表面を、回転しながら精研してさらに平滑化する精研手段であり、前記シリコンブロックは四角柱状であり、当該四角柱状のシリコンブロックは、円柱状のシリコンインゴットを切り出し、該円柱状のシリコンインゴットの円周面の一部位が、前記四角柱状のシリコンブロックの４箇所の角部に該当するように形成したものであって、該角部に円弧状の曲面部が形成された単結晶からなるシリコンブロックであることを特徴とする。

請求項１のシリコンブロックの研削研磨機の発明によれば、機械的に開閉することができる保持機構によりシリコンブロックの長手方向の前後のみをチャッキングさせ宙に浮かせた状態でシリコンインブロックを保持することができるので、シリコンウエハとして用いられるシリコンブロックの表面（シリコンブロックの前後のチャッキングされる端部表面を除く）に傷が付いてしまうことを防止できる。さらに、単結晶からなるシリコンブロックをスライス加工してシリコンウエハを形成する加工工程を行なう前に、シリコンブロックの角部を含む表面が平滑化するよう研削／研磨することが可能となる。さらに、チャッキングされたシリコンブロックを回転装置により、回転させることができるので、シリコンブロックを研削／研磨を行う所定位置に回転（自転）させ配置させ、シリコンブロックの側部に備えた研削／研磨装置により、シリコンブロックをその側方側から研削／研磨することができる。さらに、粗研手段によりシリコンブロックの表面を粗研した後、粗研されたシリコンブロックの表面をさらに精研手段により精研し、シリコンブロックの表面をより平滑にすることができる。よって、単結晶からなるシリコンブロックの４箇所の側面とこれら側面を結ぶ４箇所の円弧状の曲面部を有する角部を研削／研磨して微細な凹凸がなくなるようその表面を滑らかに平滑化することができる。

請求項２のシリコンブロックの研削研磨機の発明によれば、請求項１のシリコンブロックの研削研磨機において、前記回転しながら粗研を行う粗研手段は砥石であり、前記回転しながら精研を行う精研手段は前記粗研手段の砥石より肌理の細かい砥石若しくはブラシとしたことを特徴とする。

請求項２のシリコンブロックの研削研磨機の発明によれば、請求項１において、粗研手段としての砥石によりシリコンブロックの表面を精研した後、これら粗研されたシリコンブロックの表面をさらに精研手段たる砥石若しくはブラシにより精研し、シリコンブロックの表面をより平滑にすることができる。

請求項３のシリコンブロックの研削研磨機の発明によれば、シリコンインゴットを所定形状に切断加工することにより製造されるシリコンブロックを、スライス加工することでシリコンウエハが形成される加工工程前にその表面を研削／研磨するシリコンブロックの研削研磨機であって、前記シリコンブロックの表面を研削／研磨する際、前記シリコンブロックの長手方向の前後を機械的にチャッキングする保持機構と、該保持機構によりチャッキングされたシリコンブロックを回転させる回転装置と、前記シリコンブロックの側部に該シリコンブロックの表面を研削／研磨しながら水平方向に移動する研削／研磨装置と、を備え、該研削／研磨装置は、回転しながら前記シリコンブロックの表面を粗研する粗研手段と、前記粗研手段より研削／研磨されたシリコンブロックの表面を、回転しながら精研してさらに平滑化する精研手段であり、前記シリコンブロックは、直方体のシリコンインゴットを四角柱状に複数切り出した多結晶からなるシリコンブロックであることを特徴とする。

請求項３のシリコンブロックの研削研磨機の発明によれば、機械的に開閉することができる保持機構によりシリコンブロックの長手方向の前後のみをチャッキングさせ宙に浮かせた状態でシリコンインブロックを保持することができるので、シリコンウエハとして用いられるシリコンブロックの表面（シリコンブロックの前後のチャッキングされる端部表面を除く）に傷が付いてしまうことを防止できる。さらに、多結晶からなるシリコンブロックをスライス加工してシリコンウエハを形成する加工工程を行なう前に、シリコンブロックの角部を含む表面が平滑化するよう研削／研磨することが可能となる。さらに、チャッキングされたシリコンブロックを回転装置により、回転させることができるので、シリコンブロックを研削／研磨を行う所定位置に回転（自転）させ配置させ、シリコンブロックの側部に備えた研削／研磨装置により、シリコンブロックをその側方側から研削／研磨することができる。さらに、粗研手段によりシリコンブロックの表面を粗研した後、粗研されたシリコンブロックの表面をさらに精研手段により精研し、シリコンブロックの表面をより平滑にすることができる。よって、多結晶からなるシリコンブロックの４箇所の側面を研削／研磨し、これら側面を結ぶ４箇所の角部を研削／研磨して面取りを行い、これらの表面に微細な凹凸がなくなるよう滑らかに平滑化することができる。

請求項４のシリコンブロックの研削研磨機の発明によれば、請求項３のシリコンブロックの研削研磨機において、前記回転しながら粗研を行う粗研手段は砥石であり、前記回転しながら精研を行う精研手段は前記粗研手段の砥石より肌理の細かい砥石若しくはブラシとしたことを特徴とする。

請求項４のシリコンブロックの研削研磨機の発明によれば、請求項３において、粗研手段としての砥石によりシリコンブロックの表面を精研した後、これら粗研されたシリコンブロックの表面をさらに精研手段たる砥石若しくはブラシにより精研し、シリコンブロックの表面をより平滑にすることができる。

請求項５のシリコンウエハの加工方法によれば、請求項１〜４の何れか１項のシリコンブロックの研削研磨機において、前記シリコンブロックの表面を研削／研磨して該シリコンブロックの表面を平滑化した後、該シリコンブロックをスライス加工して、シリコンウエハを製造することを特徴とする。

請求項５のシリコンウエハの加工方法の発明によれば、請求項１〜４の何れか１項において、側面及び角部を研削／研磨し表面が平滑化したシリコンブロックをスライス加工して、シリコンウエハの製造を行うことが可能になるので、スライス加工時にシリコンウエハの周縁部が破損してしまうことを回避することができる。

請求項６のシリコンウエハの加工方法によれば、請求項１又は２のシリコンブロックの研削研磨機において、前記角部に円弧状の曲面部が形成された単結晶からなるシリコンブロックのその曲面部の表面を研削／研磨する際、前記シリコンブロックは、前記回転装置で連続的に多回転されながら、且つ前記粗研手段及び前記精研手段が前記シリコンブロックに沿ってスライド移動されることにより前記角部の平滑化及び面取りを行うことを特徴とする。

請求項６のシリコンウエハの加工方法の発明によれば、請求項１又は２において、単結晶からなるシリコンブロックの角部に形成された曲面部の平滑化及び面取りを行うことが可能となるので、当該シリコンブロックのスライス加工時にシリコンウエハの周縁部が破損してしまうことを回避することができる。

本発明のシリコンブロックの研削研磨機によれば、シリコンブロックの長手方向の前後を機械的にチャッキングする保持機構を備えたものである。これにより、シリコンブロックの表面を研削・研磨する際、このシリコンブロックを宙に浮かせた状態で保持できることから、チャッキングをしているシリコンブロックの前後を除く表面が非接触状態となり傷つくことを防止できると共に、これらの表面を研削／研磨加工する際、その加工作業を効率的に行うことが可能となる。

本発明のシリコンブロックの研削研磨機によれば、チャッキングされたシリコンブロックは四角柱状であり、該四角柱状のシリコンブロックの長手方向を軸線方向として４５度単位で回転させることができる回転装置を備えたので、４５度単位でチャッキングされたシリコンブロックを回転させるだけで、シリコンブロックの４つの側面及び角部の研削／研磨を行う所定位置に簡単に配置することができる。

本発明のシリコンブロックの研削研磨機によれば、シリコンブロックの４つの側面の内の何れか側部に該シリコンブロックの表面を研削／研磨しながら水平方向に移動する研削／研磨装置を備えたので、４５度単位で回転されてきたシリコンブロックの４つの側面及びこれら側面を結ぶ角部を研削／研磨することができる。よって、４つの側面の他、これらを結ぶ角部の面取りを行うことができ、シリコンブロックをスライス加工する際、この角部が特に欠けたりすることを防止することができ、歩留まりの向上を図ることができる。

本発明のシリコンブロックの研削研磨機によれば、前記研削／研磨装置は、回転しながら前記シリコンブロックの表面を粗研する粗研手段と、前記粗研手段より研削／研磨されたシリコンブロックの表面を、回転しながら精研してさらに平滑化する精研手段であり、粗研されたシリコンブロックの側面及び角部をさらに精研し、粗研、精研の段階的な研削／研磨によって、シリコンブロックを一層平滑化することが可能となる。さらに、粗研を行うシリコンブロックが歪んでいる場合などには、先に所定形状になるよう粗研した後、精研を行うことが可能なので、所定形状外の歪なシリコンブロックであったとしても、所定形状の肌理の細かい表面を有するシリコンブロックへと加工することができ、シリコンブロックのスライス加工を行う際、角部が欠けることがないよう確実に防止でき、歩留まりを向上することができる。

本発明のシリコンブロックの研削研磨機によれば、前記回転しながら粗研を行う粗研手段は砥石であり、前記回転しながら精研を行う精研手段は前記粗研手段の砥石より肌理の細かい砥石若しくはブラシとしたものであり、砥石で粗研されたシリコンブロックの側面及び角部を前記砥石より肌理の細かい砥石若しくはブラシでさらに研磨する。よって、粗研、精研の段階的な研削／研磨によって、研削／研磨した部位を一層平滑化することが可能となる。さらに、粗研を行うシリコンブロックが歪んでいる場合などには、先に所定形状になるよう砥石で粗研し、その後に、この砥石より肌理の細かい砥石やブラシで精研を行うことで、所定形状外の歪なシリコンブロックであったとしても、所定形状であって肌理の細かい表面を有するシリコンブロックへと加工することができる。従って、シリコンブロックのスライス加工を行う際、角部が欠けたりすることを防止することができるので、歩留まりを向上することができる。

本発明のシリコンブロックの研削研磨機によれば、シリコンブロックは、円柱状のシリコンインゴットを切り出し、該円柱状のシリコンインゴットの円周面の一部位が、四角柱状のシリコンブロックの４箇所の角部に該当するように形成したものであって、該角部に円弧状の曲面部が形成された単結晶からなるシリコンブロックであり、このような角部に円弧状の曲面部を有したシリコンブロックであっても、その角部及び側面を研削／研磨することができるので、単結晶からなるシリコンブロックをスライス加工しシリコンウエハを製造する際、その周縁部等が欠けたりすることのない歩留まり性を向上した単結晶のシリコンブロックを得ることができる。

本発明のシリコンブロックの研削研磨機によれば、シリコンブロックは、直方体のシリコンインゴットを四角柱状に複数切り出した多結晶からなるシリコンブロックであり、多結晶のシリコンブロックからシリコンウエハをスライス加工して製造するに際し、従来のように、単にその側面だけを研磨するのではなく、角部の面取りまで行うことから、スライス加工時に角部が欠けてしまうことを回避することができる歩留まり性を向上した多結晶のシリコンブロックを得ることができる。

本発明のシリコンウエハの加工方法によれば、前記シリコンブロックの表面を研削／研磨して該シリコンブロックの表面を平滑化した後、該シリコンウエハをスライス加工して、シリコンブロックを製造するので、シリコンウエハの周縁部が破損してしまうことを回避でき、シリコンウエハの生産性を向上できる。よって、そのコストを安価に抑えることが可能となる。

本発明のシリコンウエハの加工方法によれば、角部に円弧状の曲面部が形成された単結晶からなるシリコンブロックのその曲面部の表面を研削／研磨する際、シリコンブロックは、回転装置で連続的に多回転されながら、且つ粗研手段及び精研手段が回転されながらシリコンブロックに沿ってスライド移動されることにより、単結晶からなるシリコンブロックの角部の平滑化及び面取りを行うことができることから、単結晶からなるシリコンブロックをスライス加工しシリコンウエハを製造する際、その周縁部等が欠けたりすることのない歩留まり性を向上した単結晶のシリコンブロックを得ることができる。

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はシリコンインゴットから切り出されたシリコンブロックの表面を研削／研磨する研削研磨機の構成を示す側面図、図２は研削研磨機を示す平面図、図３は研削研磨機を示す概略構成図である。

図１等に示す研削研磨機１は、図４や図５に示した単結晶や多結晶からなるシリコンインゴットが四角柱状に切り出されたシリコンブロック２を、スライス加工してシリコンウエハが製造される前に、そのシリコンブロック２の表面を研削／研磨するものであり、研削研磨機１を大別すると、シリコンブロックの長手方向の前後をチャッキングして保持するワーク保持装置３、このワーク保持装置３にシリコンブロック２を供給するワーク供給装置４、ワーク保持装置３でチャッキングされているシリコンブロック２の４箇所の側面５、及びこれら側面５を結ぶ４箇所の角部６を研削／研磨する研削／研磨装置７、及び、チャッキングされたシリコンブロック２が所定形状であるか否かを測定するシリコンブロック用測定機８等により構成される。

ワーク保持装置３には、シリコンブロック２の前後を機械的にチャッキングする保持機構１０と、この保持機構１０でチャッキングされたシリコンブロック２を回転させる回転装置たる旋回用モータ１１と、シリコンブロック２をチャッキングするに際し開閉動作を行わせる芯押出しモータ１３とを備え、前記旋回用モータ１１は、後述するチャッキング部を回転させることでシリコンブロックを４５度の単位や連続的に回転駆動できるようになっている。

また、ワーク保持装置３に構成された保持機構には、相対向する一対のチャッキング部１２ａ，１２ｂを備え、その一方のチャッキング部１２ａが回動自在に保持されている一方で、他方のチャッキング１２ｂは回動自在に保持されると共に芯押出しモータ１３により前後に進退されるようになっており、ワーク供給装置４により一対のチャッキング部１２ａ，１２ｂの間たる所定位置へと搬送されてきたシリコンブロック２は、芯押出しモータ１３により他方のチャッキング１２ｂが前進されることで、ワーク保持装置３のチャッキング部１２ａ，１２ｂにその前後が挟持され、シリコンブロック２の前後を除いた部分は非接触でチャッキングされる。なお、本実施例においては、チャッキング部１２ａ，１２ｂ間の開閉を芯押出しモータ１３で行なっているが、それに代えてエアー圧や油圧シリンダを利用してチャッキング１２ｂを進退させ開閉を行なうようにしてもよく機械的にチャッキングする構造であれば適宜選定すればよい。また、「チャッキング」とは、機械的に物を挟持することとして定義するものである。

また、ワーク供給装置４は、前述したようにシリコンブロック２をワーク保持装置３に供給し、若しくはワーク保持装置３でチャッキングされ表面（４側面及び４角部）が研削／研磨されたシリコンブロック２を取り出し位置に回転移動させ元の位置に戻すものであり、図示しないモータの駆動により、軸部１５を中心として、ワーク供給装置４に構成される挟持装置１６が正逆回転されることでこの挟持装置１６で挟持されたシリコンブロック２が円を描くようにして１８０度の角度で移動されるようになっている。

次に、研削／研磨装置７について説明する。この研削／研磨装置７には、粗研手段たる粗研砥石２０と、この粗研手段の粗研砥石２０より肌理の細かい（粒子の細かい）精研手段たる精研砥石２１とが並設して備えられ、粗研砥石２０でシリコンブロック２の側面５や角部６の表面を研削／研磨した後、精研砥石２１でさらにその表面を研磨し、シリコンブロック２の４箇所の側面５及び角部６を極めて平滑化する。なお、本実施例においては、シリコンブロックの側面５や角部６を粗研砥石２０で研削及び研磨した後に精研砥石２１で研磨してより平滑化することが可能となっているが、精研砥２１石に代えてブラシ等の精研手段を採用してもよく、また、粗研砥石２０及び精研砥石２１（ブラシも含む）は、図示しないモータ等の回転駆動手段により駆動される。

次に、シリコンブロック用測定機８について説明する。このシリコンブロック用測定機８は、図１及び図３に示すように、その下端に配置された測定機本体２５、測定機本体２５を前後方向に移動させるＸ軸移動用モータ２６、測定機本体２５を左右方向に移動させるＹ軸移動用モータ２７、及び測定機本体２５を上下方向に移動させるＺ軸移動用モータ２８等を備え、研削／研磨されたシリコンブロック２の近傍をその外形に沿って移動することにより、チャッキングされているシリコンブロック２が所定形状に研削／研磨されたか否かを計測するものである。

次に、円柱状のシリコンインゴットからシリコンブロック２を切り出したその４箇所の角部６に円弧状の曲面部が形成された単結晶からなるシリコンブロック２の表面を研削研磨する動作の一例を以下に説明する。

先ず、ワーク供給位置ｂに配置された挟持装置１６に断面四角形状のシリコンブロック２を挟持させると、軸部１５を中心として挟持装置１６が円を描くように１８０度回転される。

次に、挟持装置１６に挟持されたシリコンブロック２は、ワーク供給装置４の前進動作により加工位置ａにシリコンブロック２を配設させた後、一方のチャッキング部１２ｂが前進し、シリコンブロック２の長手方向の前後をワーク保持装置３のチャッキング部１２ａ，１２ｂがチャッキングすることでシリコンブロック２が宙に浮いたような状態で保持する。

次に、粗研砥石２０と精研砥石２１に対向する位置に配置されたシリコンブロック２の角部６の１つ目は、シリコンブロック２の長手方向を軸線方向としてこのシリコンブロック２が旋回用モータ１１で連続的に多回転されながら、且つ粗研砥石２０及び精研砥石２１がシリコンブロックの長手方向に沿ってスライド移動されることで研削及び研磨が粗研砥石２０と精研砥石２１により行われ、１つ目の角部６の平滑化及び面取りが行われる。

続いて、旋回用モータ１１によりシリコンブロック２が９０度回転され、１つ目の角部６と同様に２つ目の角部６の研削及び研磨が行われる。そして、こうした一連の動作を繰り返し、３つ目、４つ目の角部６の研削及び研磨が行われる。４つ目の角部６の研削及び研磨が終了した後には、旋回用モータ１１の駆動によりシリコンブロック２が４５度回転され、シリコンブロック２の４箇所の内の１つの側面５が粗研砥石２０と精研砥石２１に対向する側に配置され、粗研砥石２０と精研砥石２１が回転（自転）駆動されながらシリコンブロック２の長手方向に沿って移動することで１つ目の側面５の研削及び研磨が行われ、１つ目の側面５の研削及び研磨が終わると、さらに、シリコンブロック２が９０度回転され、１つ目の側面と同様に２つ目の側面５の研削及び研磨が行われる。そして、こうした一連の動作を繰り返し、３つ目、４つ目の側面５の研削及び研磨が行われ、これにより、単結晶からなるシリコンブロック２の４箇所の側面５及び角部６の研削及び研磨が終了され、研削及び研磨を行ったその表面は平滑化されるとともに、円弧状の曲面部を有する４箇所の角部の平滑化及び面取りも行われることになる。

次に、研削及び研磨を終えたシリコンブロック２は挟持装置１６により挟持され、続いて、一方のチャッキング部１２ａが後退された後、シリコンブロック２が軸部１５を中心として１８０度回転され、１８０度旋回移動されたシリコンブロック２が図示しないロボットなどにより取り出された後、シリコンブロック２をスライス加工するシリコンウエハの製造が行なわれることになる。

次に、直方体のシリコンインゴットから角柱状のシリコンブロック２を切り出した多結晶からなるシリコンブロック２の表面を研削研磨する動作の一例を以下に説明する。

先ず、前記単結晶のシリコンブロック２を研削／研磨するときと同様に、ワーク供給位置ｂに配置された挟持装置１６に断面四角形状のシリコンブロック２を挟持させると、軸部１５を中心として挟持装置１６が円を描くように１８０度回転され、挟持装置１６に挟持されたシリコンブロック２は、ワーク供給装置４の前進動作により加工位置ａに配設された後、一方のチャッキング部１２ａが前進し、シリコンブロック２の長手方向の前後をワーク保持装置のチャッキング部１２ａ，１２ｂがチャッキングすることでシリコンブロック２が宙に浮いたような状態で保持される。

次に、粗研砥石２０と精研砥石２１に対向するようにして配置されたシリコンブロック２の角部６の１つ目は、粗研砥石２０と精研砥石２１が回転（自転）駆動されながらシリコンブロック２の長手方向に沿って移動することで研削及び研磨が行われ、１つ目の角部６の研削及び研磨が終わると、旋回用モータ１１によりシリコンブロック２が９０度回転され、１つ目の角部６と同様に２つ目の角部６の研削及び研磨が行われる。そして、こうした一連の動作を繰り返し、３つ目、４つ目の角部６の研削及び研磨が行われる。４つ目の角部６の研削及び研磨が終了した後には、旋回用モータ１１の駆動によりシリコンブロック２が４５度回転されることで、シリコンブロック２の４箇所の内の１つの側面５が粗研砥石２０と精研砥石２１に対向する側に配置され、４つの角部６と同様の工程順で９０度毎に回転されてきたシリコンブロック２の側面５は、粗研砥石２０と精研砥石２１が回転（自転）駆動されながらシリコンブロック２の長手方向に沿って移動することで研削及び研磨がなされ、研削及び研磨を行ったその表面は平滑化されるとともに、９０度の角度を有していた直方体型のシリコンブロック２の角部は角ばらないよう面取りが行われることになる。

そして、前記単結晶のシリコンブロック２を研削／研磨するときと同様、研削及び研磨を終えたシリコンブロック２は挟持装置１６により挟持され、続いて、一方のチャッキング部１２ａが後退された後、シリコンブロック２が軸部１５を中心として１８０度回転され、１８０度旋回移動されたシリコンブロック２が図示しないロボットなどにより取り出された後、シリコンブロック２をスライス加工するシリコンウエハの製造が行なわれる。

以上のように、本発明の一例の角切断バンドソー装置１は、シリコンブロック２の表面を研削／研磨する際、シリコンブロック２の長手方向の前後を機械的にチャッキングする保持機構としてのチャッキング部１２ａ，１２ｂを備えたものである。これにより、シリコンブロック２の長手方向の前後のみをチャッキングさせ宙に浮かせた状態でこのシリコンインブロック２を保持することができるので、シリコンウエハとして用いられるシリコンブロック２の前後のチャッキングされる端部を除くその表面に傷が付いてしまわないよう防止することができる。

さらに、四角柱状のシリコンブロック２の長手方向を軸線方向とするチャッキング部１２ａ，１２ｂの軸心を中心として、回転装置たる旋回用モータ１１が４５度単位でシリコンブロックを回転させることができるので、チャッキングされたシリコンブロック２を４５度単位で回転（自転）させるだけで、研削／研磨を行う所定位置に、シリコンブロック２の４つの側面５及び角部６を簡単に配置することができる。

さらに、シリコンブロック２の４つの側面５の内の何れか１つや、４つの角部６の内のいずれか１つの側部に対向するようにして、シリコンブロック２の表面を研削／研磨しながら水平方向に移動する研削／研磨装置を備えているので、４５度単位で回転されるシリコンブロック２の４つの側面５及びこれら側面５を結ぶ角部６を、シリコンブロック２の側方側から研削／研磨することができる。よって、４つの側面５の他、これらを結ぶ角部６の面取りを行うことができ、シリコンブロック２をスライス加工する際、この角部６が欠けたりすることを防止することができ、歩留まりの向上を図ることができる。

さらに、粗研手段たる粗研砥石２０によりシリコンブロック２の側面５や角部６を粗研した後、これら粗研されたシリコンブロック２の側面５や角部６を、さらに精研手段たる精研砥石により精研することができるので、つまり、粗研、精研の段階的な研削研磨によって、シリコンブロック２を一層平滑化することができる。しかも、粗研を行うシリコンブロック２が歪んでいる場合などには、先に所定形状になるよう粗研砥石２０で所定形状に粗研した後、さらに粗研されたシリコンブロック２の表面が極めて平滑化されるよう精研砥石２１で精研することが可能なので、所定形状外の歪なシリコンブロックであったとしても、所定形状の肌理の細かい表面を有するシリコンブロック２へと加工することができ、シリコンブロック２のスライス加工を行う際、角部６が欠けることがないよう確実に防止できシリコンウエハを製造する際の歩留まりを向上することができる。

さらに、本発明の研削研磨機１は、シリコンブロック２の長手方向の前後に亘る角部６に円弧状の曲面部を有する単結晶からなるシリコンブロック２の角部を研削／研磨することが可能で、しかも、直方体の多結晶からなるシリコンブロック２の角部を角ばらないよう面取りを行うこともできる。よって、単結晶や多結晶に対応する特有のシリコンブロックの形状にとらわれることなく、これらの側面だけではなくて曲面部等を有する角部までも研削／研磨することができるので、汎用性が高い研削研磨機１を提供することができる。

さらに、シリコンブロック２の表面（角部及び側面）を研削／研磨して、シリコンブロック２の表面に凹凸がなくなるよう平坦化した後に、シリコンブロック２をスライス加工してシリコンウエハを製造するので、円盤カッタやバンドソー等の切断手段を用いてシリコンブロック２をスライス加工するとき、その周縁部等がシリコンブロックの表面が平滑化していないことで破損してしまうことを防止できる。よって、シリコンウエハの生産性の歩留まりを向上でき、ひいては、そのコストを安価に抑えることが可能となる。

以上、本発明の一例を詳述したが、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば本実施例では、粗研手段と粗研手段とを同時に回転駆動して研削及び研磨を行っているが、研削／研磨を要するシリコンブロックの表面の粗度等に応じて、精研手段又は粗研手段の何れか一方のみだけを駆動するようにして研削／研磨を行うこともできる。

本発明の一例のシリコンインゴットから切り出されたシリコンブロックの表面を研削／研磨する研削研磨機の構成を示す側面図である。 同上、研削研磨機を示す平面図である。 同上、研削研磨機を示す概略構成図である。 多結晶のシリコンブロックを示す説明図である。 単結晶のシリコンブロックを示す説明図である。

１ 研削研磨機
２ シリコンインゴット
２ シリコンブロック
５ 側面
６ 角部
７ 研削／研磨装置
１１ 旋回用モータ（回転装置）
１２ａ，１２ｂ チャッキング部（保持機構）
２０ 粗研砥石（粗研手段）
２１ 精研砥石（精研手段）

Claims (6)

1. シリコンインゴットを所定形状に切断加工することにより製造されるシリコンブロックを、スライス加工することでシリコンウエハが形成される加工工程前にその表面を研削／研磨するシリコンブロックの研削研磨機であって、
   前記シリコンブロックの表面を研削／研磨する際、前記シリコンブロックの長手方向の前後を機械的にチャッキングする保持機構と、
   該保持機構によりチャッキングされたシリコンブロックを回転させる回転装置と、
   前記シリコンブロックの側部に該シリコンブロックの表面を研削／研磨しながら水平方向に移動する研削／研磨装置と、を備え、
   該研削／研磨装置は、回転しながら前記シリコンブロックの表面を粗研する粗研手段と、前記粗研手段より研削／研磨されたシリコンブロックの表面を、回転しながら精研してさらに平滑化する精研手段であり、
   前記シリコンブロックは四角柱状であり、当該四角柱状のシリコンブロックは、円柱状のシリコンインゴットを切り出し、該円柱状のシリコンインゴットの円周面の一部位が、前記四角柱状のシリコンブロックの４箇所の角部に該当するように形成したものであって、該角部に円弧状の曲面部が形成された単結晶からなるシリコンブロックであることを特徴とするシリコンブロックの研削研磨機。
2. 前記回転しながら粗研を行う粗研手段は砥石であり、前記回転しながら精研を行う精研手段は前記粗研手段の砥石より肌理の細かい砥石若しくはブラシとしたことを特徴とする請求項１記載のシリコンブロックの研削研磨機。
3. シリコンインゴットを所定形状に切断加工することにより製造されるシリコンブロックを、スライス加工することでシリコンウエハが形成される加工工程前にその表面を研削／研磨するシリコンブロックの研削研磨機であって、
   前記シリコンブロックの表面を研削／研磨する際、前記シリコンブロックの長手方向の前後を機械的にチャッキングする保持機構と、
   該保持機構によりチャッキングされたシリコンブロックを回転させる回転装置と、
   前記シリコンブロックの側部に該シリコンブロックの表面を研削／研磨しながら水平方向に移動する研削／研磨装置と、を備え、
   該研削／研磨装置は、回転しながら前記シリコンブロックの表面を粗研する粗研手段と、前記粗研手段より研削／研磨されたシリコンブロックの表面を、回転しながら精研してさらに平滑化する精研手段であり、
   前記シリコンブロックは、直方体のシリコンインゴットを四角柱状に複数切り出した多結晶からなるシリコンブロックであることを特徴とするシリコンブロックの研削研磨機。
4. 前記回転しながら粗研を行う粗研手段は砥石であり、前記回転しながら精研を行う精研手段は前記粗研手段の砥石より肌理の細かい砥石若しくはブラシとしたことを特徴とする請求項３記載のシリコンブロックの研削研磨機。
5. 前記請求項１〜４の何れか１項において、前記シリコンブロックの表面を研削／研磨して該シリコンブロックの表面を平滑化した後、該シリコンブロックをスライス加工して、シリコンウエハを製造することを特徴とするシリコンウエハの加工方法。
6. 前記請求項１又は２において、前記角部に円弧状の曲面部が形成された単結晶からなるシリコンブロックのその曲面部の表面を研削／研磨する際、
   前記シリコンブロックは、前記回転装置で連続的に多回転されながら、且つ前記粗研手段及び前記精研手段が前記シリコンブロックに沿ってスライド移動されることにより前記角部の平滑化及び面取りを行うことを特徴とするシリコンウエハの加工方法。

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