JP5271581B2

JP5271581B2 - Measuring device for silicon ingot

Info

Publication number: JP5271581B2
Application number: JP2008083606A
Authority: JP
Inventors: 克哉八幡; 悟渡邉
Original assignee: 株式会社ジェイシーエム
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2028-03-27
Also published as: JP2009233795A

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring device for a silicon ingot capable of accurately measuring whether the silicon ingot has predetermined dimensions or not. <P>SOLUTION: This measuring device for the silicon ingot comprises: chucking parts 10a, 10b for chucking the front and rear of a quadratic prism-like silicone ingot 2, respectively; a rotating shaft part 14 for rotating the silicone ingot 2 chucked to the chucking parts 10a, 10b; and a measurer 8 for measuring the length dimensions of the silicone ingot 2 in four directions up to the side surfaces 5 thereof with reference to the axis of the rotating shaft part 14. When the outside dimensions of the silicone ingot 2 are measured by measuring the dimensions of the silicone ingot 2 up to the side surfaces 5 in four directions with reference to the axis of the rotating shaft part 14 for rotating the silicone ingot 2, the reference position used as a measurement reference point is so positioned as not to be changed when the silicone ingot 2 is chucked. Consequently, the outside dimensions of the silicone ingot 2 can be accurately measured. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、角柱状に切断加工されるシリコンインゴットの寸法を高精度で測定することができるシリコンインゴット用測定装置に関する。 The present invention relates to a silicon ingot measuring apparatus capable of measuring the dimensions of a silicon ingot cut into a prismatic shape with high accuracy.

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インゴットをスライスし薄板状のシリコンウエハを形成する前に、シリコンインゴットの表面を研削／研磨する加工工程が行なわれることから、この加工工程前にシリコンインゴットが仕上り寸法よりも小さくはないかなど、所定の寸法の範囲（公差の範囲）におさまっているか否かを判別するためにシリコンインゴットの外観寸法を測定することが行われている。 In recent years, with the demand for silicon wafers used for solar cells and the like, higher quality has been demanded. In such a silicon wafer manufacturing process, a silicon ingot that has been cut into a prismatic shape made of single crystal or polycrystal is sliced to form a thin silicon wafer, and then the surface of the silicon ingot is ground / polished. In order to determine whether or not the silicon ingot is within a predetermined size range (tolerance range), such as whether the silicon ingot is smaller than the finished size before this processing step, the external dimensions of the silicon ingot Is being measured.

上記背景技術に関連するものとして特許文献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。 As related to the above-mentioned background art, Patent Document 1 discloses that a rectangular columnar silicon block for manufacturing a silicon wafer is flattened by polishing minute unevenness on its side surface before slicing the silicon wafer. A processing method is disclosed.

特許第３６４９３９３号公報Japanese Patent No. 3649393

特許文献１などにおいては、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を研磨する方法が提案されているが、研磨の前後などにシリコンインゴットが所定の仕上り寸法になっているかどうかを測定する点ついては示唆も開示もされてはない。しかしながら、研削や研磨を行う前後にシリコンインゴットが所定の外形であるか否かを測定することは必須の工程であることから、この測定を短時間で高精度に行えるようにすることが望まれていた。 In Patent Document 1 and the like, a method of polishing a side surface of a silicon block obtained by cutting a rectangular silicon ingot into a prismatic shape is proposed, but it is determined whether or not the silicon ingot has a predetermined finished size before and after polishing. There is no suggestion or disclosure about the points to be measured. However, since it is an indispensable process to measure whether or not the silicon ingot has a predetermined outer shape before and after grinding or polishing, it is desired that this measurement can be performed with high accuracy in a short time. It was.

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が研削／研磨される工程の前後などにおいて、シリコンインゴットが所定寸法を有しているか否かを高精度で測定することができるシリコンインゴット用測定装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and can measure with high accuracy whether or not the silicon ingot has a predetermined dimension before and after the step of grinding / polishing the silicon ingot. It aims at providing the measuring apparatus for silicon ingots.

請求項１に係るシリコンインゴット用測定装置は、四角柱状のシリコンインゴット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前記シリコンインゴットの寸法を測定することができるシリコンインゴット用測定装置であって、該シリコンインゴット用測定装置に、前記シリコンインゴットの前後をチャッキングするチャッキング部と、該チャッキング部を回転させる回転軸部と、該回転軸部を介して前記チャッキング部にチャッキングされたシリコンインゴットを回転する旋回用モータとを備え、該旋回用モータの回転駆動により、前記回転軸部の軸心を中心として、前記チャッキング部にチャッキングされた前記シリコンインゴットを連続回転、１８０度、９０度、４５度単位で回転駆動できるように構成し、前記軸心を基準位置として、前記シリコンインゴットの側面までの４方向の長さ寸法を測定する測定装置を備えたことを特徴とする。 The silicon ingot measuring apparatus according to claim 1 is a silicon ingot measuring apparatus capable of measuring the dimensions of the silicon ingot before a processing step in which a silicon wafer is formed by slicing a square columnar silicon ingot. The silicon ingot measuring device has a chucking portion for chucking the front and rear of the silicon ingot, a rotating shaft portion for rotating the chucking portion, and a chucking portion for chucking the chucking portion via the rotating shaft portion. and a rotation motor for rotating the King silicon ingot, by the rotation of the motor for revolving, around the axis of the rotary shaft portion, continuously rotating the silicon ingot which is chucked to the chucking part , 180 degrees, 90 degrees, and configured to be rotated at 45 degree increments, the A measuring device for measuring lengths in four directions to the side surface of the silicon ingot with the axis as a reference position is provided.

請求項１のシリコンインゴット用測定装置の発明によれば、機械的に開閉することができるチャッキング部により四角柱状のシリコンインゴットの前後をチャッキングして保持するので、シリコンインゴットの側面を非接触にした状態でシリコンインゴットの寸法を測定することが可能となるからシリコンインゴットの側面に傷や汚れなどが付かないようした状態でその寸法を計測することが可能であり、回転軸部の軸心の中心を基準位置として、例えば相対向する左右２箇所の側面までの寸法を測定した後に、シリコンインゴットをさらに９０度回転させて、回転されてきた相対向する２箇所の側面までの寸法を同様に測定することにより、回転軸部の軸心を基準位置として、シリコンインゴットの４方向の側面までの寸法を測定することでシリコンインゴットの外形寸法を測定する際、測定の基準点となる基準位置はシリコンインゴットをチャッキングすることで変化することがないよう位置決めされるので、シリコンインゴットの外形の寸法を高精度に測定することができる。 According to the silicon ingot measuring device of the first aspect, the front and back of the quadrangular pillar-shaped silicon ingot are chucked and held by the chucking portion that can be mechanically opened and closed, so that the side surface of the silicon ingot is not contacted. Since it is possible to measure the dimensions of the silicon ingot in a state where it is in the state of being, it is possible to measure the dimensions of the silicon ingot with no scratches or dirt on the side surface, and the axis of the rotating shaft part For example, after measuring the dimensions of the two opposite side surfaces with the center of the center as the reference position, the silicon ingot is further rotated by 90 degrees, and the same dimension to the two opposite side surfaces that have been rotated is the same. Measure the dimensions up to the four sides of the silicon ingot with the axis of the rotating shaft as the reference position. When measuring the outer dimensions of the silicon ingot, the reference position that is the reference point for the measurement is positioned so that it does not change by chucking the silicon ingot, so the dimensions of the outer shape of the silicon ingot are measured with high accuracy. be able to.

請求項２に係るシリコンインゴット用測定装置は、請求項１のシリコンインゴット用測定装置において、前記測定装置にはタッチセンサーを備え、該タッチセンサーが前記シリコンインゴットの４箇所の側面に接触されることにより、前記軸心を基準位置として、前記シリコンインゴットの側面までの４方向の長さ寸法を測定することを特徴とする。 The silicon ingot measuring device according to claim 2 is the silicon ingot measuring device according to claim 1, wherein the measuring device includes a touch sensor, and the touch sensor is in contact with four side surfaces of the silicon ingot. Thus, the length dimension in four directions to the side surface of the silicon ingot is measured using the axis as a reference position.

請求項２のシリコンインゴット用測定装置の発明によれば、請求項１において、機械的に開閉するチャッキング部により四角柱状のシリコンインゴットの前後をチャッキングして保持した状態でシリコンインゴットの寸法を測定する際、シリコンインゴットの側面を非接触にした状態で９０度単位で回転等されてきたシリコンインゴット対し、その４箇所の側面にタッチセンサーを接触させることで、軸心を基準位置として各側面までの４方向の寸法を測定することができる。 According to the invention for a measuring apparatus for a silicon ingot according to a second aspect, in the first aspect, the size of the silicon ingot is adjusted in a state where the front and rear of the quadrangular pillar-shaped silicon ingot are chucked and held by the chucking portion that is mechanically opened and closed. When measuring the silicon ingot that has been rotated by 90 degrees with the side surface of the silicon ingot being in non-contact, the touch sensor is brought into contact with the four side surfaces so that each side surface has the axis as the reference position. Up to four dimensions can be measured.

請求項３に係るシリコンインゴット用測定装置は、請求項２のシリコンインゴット用測定装置において、前記角柱状のシリコンインゴットを前記チャッキング部でチャッキングした際、シリコンインゴットの２箇所の側面を垂直になるように配置し、該垂直に配置された前記シリコンインゴットの側面に対向する位置に前記タッチセンサーを備えた測定装置を配設したことを特徴とする。 The silicon ingot measuring device according to claim 3 is the silicon ingot measuring device according to claim 2, wherein when the prismatic silicon ingot is chucked by the chucking portion, two side surfaces of the silicon ingot are vertically arranged. The measuring device including the touch sensor is disposed at a position facing the side surface of the vertically disposed silicon ingot.

請求項３のシリコンインゴット用測定装置の発明によれば、請求項２において、垂直に配置されたシリコンインゴットの側面に対向して測定装置を配設することで、シリコンインゴットの上下側面に対向する位置にシリコンインゴットの側面を研削／研磨等するための砥石やブラシ等の加工装置を配置することが可能となる。 According to the invention for a measuring device for a silicon ingot according to a third aspect, in the second aspect, the measuring device is arranged to face the side surface of the vertically arranged silicon ingot, thereby facing the upper and lower side surfaces of the silicon ingot. A processing device such as a grindstone or a brush for grinding / polishing the side surface of the silicon ingot can be disposed at the position.

請求項４に係るシリコンインゴット用測定装置は、請求項２のシリコンインゴット用測定装置において、前記角柱状のシリコンインゴットを前記チャッキング部でチャッキングした際、シリコンインゴットの２箇所の側面を水平になるように配置し、該水平に配置された前記シリコンインゴットの側面に対向する位置に前記タッチセンサーを備えた測定装置を配設したことを特徴とする。 The silicon ingot measuring device according to claim 4 is the silicon ingot measuring device according to claim 2, wherein when the prismatic silicon ingot is chucked by the chucking portion, two side surfaces of the silicon ingot are horizontally arranged. The measuring device including the touch sensor is disposed at a position facing the side surface of the horizontally disposed silicon ingot.

請求項４のシリコンインゴット用測定装置の発明によれば、請求項２において、水平に配置されたシリコンインゴットの側面に対向して測定装置を配設することで、シリコンインゴットの左右の側面に対向する位置にシリコンインゴットの側面を研削／研磨等するための砥石やブラシ等を配置することが可能となる。 According to the invention for a silicon ingot measuring device of claim 4, in claim 2, the measuring device is disposed so as to face the side surface of the horizontally disposed silicon ingot, thereby facing the left and right side surfaces of the silicon ingot. It is possible to arrange a grindstone, a brush, or the like for grinding / polishing the side surface of the silicon ingot at a position to be performed.

請求項５に係るシリコンインゴット用測定装置は、請求項２のシリコンインゴット用測定装置において、前記シリコンインゴットの垂直又は水平に配置された側面に対向する位置に前記タッチセンサーを備えた測定装置を備える一方で、該測定装置の配置していない側面に対向する位置に前記シリコンインゴットの側面を研削／研磨する研削研磨装置を配設したことを特徴とする。 The silicon ingot measuring device according to claim 5 is the silicon ingot measuring device according to claim 2, further comprising a measuring device provided with the touch sensor at a position facing a side surface of the silicon ingot arranged vertically or horizontally. On the other hand, a grinding / polishing device for grinding / polishing the side surface of the silicon ingot is disposed at a position facing the side surface where the measuring device is not arranged.

請求項５のシリコンインゴット用測定装置の発明によれば、請求項２において、垂直又は水平に配置されたシリコンインゴットの側面に対向して測定装置を配設した際、このタッチセンサーの配置されていないシリコンインゴットの上下側や左右側等の空間部にシリコンインゴットの側面を研削／研磨する研削研磨装置を配設することができる。 According to the invention for a measuring device for a silicon ingot according to claim 5, when the measuring device is disposed facing the side surface of the silicon ingot arranged vertically or horizontally in claim 2, the touch sensor is disposed. A grinding / polishing apparatus for grinding / polishing the side surface of the silicon ingot can be disposed in a space such as the upper and lower sides or the left and right sides of the silicon ingot.

請求項１の本発明のシリコンインゴット用測定装置によれば四角柱状のシリコンインゴット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前記シリコンインゴットの寸法を測定することができるシリコンインゴット用測定装置であって、該シリコンインゴット用測定装置に、前記シリコンインゴットの前後をチャッキングするチャッキング部と、該チャッキング部を回転させる回転軸部と、該回転軸部を介して前記チャッキング部にチャッキングされたシリコンインゴットを回転する旋回用モータとを備え、該旋回用モータの回転駆動により、前記回転軸部の軸心を中心として、前記チャッキング部にチャッキングされた前記シリコンインゴットを連続回転、１８０度、９０度、４５度単位で回転駆動できるように構成し、前記軸心を基準位置として、前記シリコンインゴットの側面までの４方向の長さ寸法を測定する測定装置を備えたものであり、シリコンインゴットをチャッキングした軸心位置を基準として、各側面までの４方向の距離を測定することで、測定したシリコンインゴットが所定の仕上がり寸法に研削／研磨できるか否か等の条件を満たしているか正確に把握することができる。 According to the silicon ingot measuring apparatus of the present invention of claim 1, the silicon ingot can be measured before the processing step of forming a silicon wafer by slicing the square pillar-shaped silicon ingot. A measuring device, comprising: a chucking portion that chucks the front and rear of the silicon ingot, a rotating shaft portion that rotates the chucking portion, and the chucking via the rotating shaft portion. A turning motor that rotates a silicon ingot chucked on the part, and the silicon ingot chucked on the chucking part around the axis of the rotating shaft part by rotational driving of the turning motor continuous rotation, 180 degrees, 90 degrees, configured to be rotated by 45 degree increments And a measuring device for measuring length dimensions in four directions to the side surface of the silicon ingot with the axial center as a reference position, and each side surface with respect to the axial center position where the silicon ingot is chucked. By measuring the distances in the four directions, it is possible to accurately grasp whether the measured silicon ingot satisfies conditions such as whether or not it can be ground / polished to a predetermined finished size.

請求項２の本発明のシリコンインゴット用測定装置によれば、請求項１において、前記測定装置にはタッチセンサーを備え、該タッチセンサーが前記シリコンインゴットの４箇所の側面に接触されることにより、前記軸心を基準位置として、前記シリコンインゴットの側面までの４方向の長さ寸法を測定するものであり、測定したシリコンインゴットが所定の仕上がり寸法に研削／研磨できるか否か等の条件を満たしているかを正確に把握することができる。 According to the silicon ingot measuring device of the present invention of claim 2, in claim 1, the measuring device includes a touch sensor, and the touch sensor is in contact with four side surfaces of the silicon ingot, Measuring the length in four directions to the side surface of the silicon ingot with the axis as a reference position, and satisfying conditions such as whether the measured silicon ingot can be ground / polished to a predetermined finished size It is possible to accurately grasp whether it is.

請求項３の本発明のシリコンインゴット用測定装置によれば、請求項２において、前記角柱状のシリコンインゴットを前記チャッキング部でチャッキングした際、シリコンインゴットの２箇所の側面を垂直になるように配置し、該垂直に配置された前記シリコンインゴットの側面に対向する位置に前記タッチセンサーを備えた測定装置を配設したものである。これにより、垂直に配置されたシリコンインゴットの側面に対向する位置に測定装置を配設することで、シリコンインゴットの上又は下側面に対向した位置にシリコンインゴットの側面を加工することができる砥石やブラシ等の加工装置を配設することができる。よって、測定を行う測定装置と測定を終えたシリコンインゴットの加工を行う加工装置の両者を、常にシリコンインゴットの側面に臨むようにして配設することができるので、測定の前後に行われるシリコンインゴットの加工工程を測定の後に速やかに行うことが可能になり、生産効率をも向上することができる。 According to the silicon ingot measuring apparatus of the present invention of claim 3, when the prismatic silicon ingot is chucked by the chucking portion in claim 2, two side surfaces of the silicon ingot are made vertical. The measuring device including the touch sensor is disposed at a position facing the side surface of the silicon ingot arranged vertically. Thereby, by arranging the measuring device at a position facing the side surface of the silicon ingot arranged vertically, a grindstone capable of processing the side surface of the silicon ingot at a position facing the upper side or the lower side surface of the silicon ingot, A processing device such as a brush can be provided. Therefore, both the measuring device that performs the measurement and the processing device that processes the silicon ingot after the measurement can be arranged so as to always face the side surface of the silicon ingot, so that the silicon ingot is processed before and after the measurement. It becomes possible to perform the process promptly after the measurement, and the production efficiency can be improved.

請求項４の本発明のシリコンインゴット用測定装置によれば、請求項２において、前記角柱状のシリコンインゴットを前記チャッキング部でチャッキングした際、シリコンインゴットの２箇所の側面を水平になるように配置し、該水平に配置された前記シリコンインゴットの側面に対向する位置に前記タッチセンサーを備えた測定装置を配設したものである。これにより、水平に配置されたシリコンインゴットの側面に対向する位置に測定装置を配設することで、シリコンインゴットの左又は右側面に対向した位置にシリコンインゴットの側面を加工することができる砥石やブラシ等の加工装置を配設することができる。よって、測定を行う測定装置と測定を終えたシリコンインゴットの加工を行う加工装置の両者を、常にシリコンインゴットの側面に臨むようにして配設することができるので、測定の前後に行われるシリコンインゴットの加工工程を測定の後に速やかに行うことが可能になり、生産効率をも向上することができる。 According to the silicon ingot measuring apparatus of the present invention of claim 4, when the prismatic silicon ingot is chucked by the chucking portion in claim 2, the two side surfaces of the silicon ingot are made horizontal. The measuring device including the touch sensor is disposed at a position facing the side surface of the horizontally disposed silicon ingot. Thereby, by arranging the measuring device at a position facing the side surface of the silicon ingot arranged horizontally, a grindstone capable of processing the side surface of the silicon ingot at a position facing the left or right side surface of the silicon ingot, A processing device such as a brush can be provided. Therefore, both the measuring device that performs the measurement and the processing device that processes the silicon ingot after the measurement can be arranged so as to always face the side surface of the silicon ingot, so that the silicon ingot is processed before and after the measurement. It becomes possible to perform the process promptly after the measurement, and the production efficiency can be improved.

請求項５の本発明のシリコンインゴット用測定装置によれば、請求項２において、前記シリコンインゴットの垂直又は水平に配置された側面に対向する位置に前記タッチセンサーを備えた測定装置を備える一方で、該測定装置の配置していない他方の側面に対向する位置に前記シリコンインゴットの側面を研削／研磨する研削研磨装置を配設したので、測定を行う測定装置と測定を終えたシリコンインゴットの加工を行う研削研磨装置の両者を、常にシリコンインゴットの側面に臨むようにして配設することができるので、測定の前後に行われるシリコンインゴットの加工工程を測定後に速やかに行うことが可能になり、生産性を向上することができる。 According to the measurement apparatus for a silicon ingot of the present invention of claim 5, in claim 2, the measurement apparatus having the touch sensor at a position facing a side surface of the silicon ingot arranged vertically or horizontally is provided. Since the grinding / polishing device for grinding / polishing the side surface of the silicon ingot is disposed at a position facing the other side surface where the measuring device is not arranged, the measuring device for measuring and the processing of the silicon ingot after the measurement are finished Since both the grinding and polishing equipment that performs the process can be arranged so as to always face the side surface of the silicon ingot, the processing process of the silicon ingot performed before and after the measurement can be performed quickly after the measurement, and the productivity Can be improved.

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。 An embodiment as the best mode for carrying out the present invention will be described below. Needless to say, the present invention can be easily applied to configurations other than those described in the embodiments without departing from the spirit of the invention.

図１は研削／研磨されるシリコンインゴットの外形を測定することが可能なシリコンインゴット用測定装置の構成を示す側面図、図２はシリコンインゴット用測定装置を示す平面図、図３はシリコンインゴット用測定装置を示す概略構成図、図４はチャッキングされたシリコンインゴットを示す斜視図である。 FIG. 1 is a side view showing the configuration of a silicon ingot measuring device capable of measuring the outer shape of a silicon ingot to be ground / polished, FIG. 2 is a plan view showing the silicon ingot measuring device, and FIG. 3 is for a silicon ingot. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing a measuring apparatus, and FIG. 4 is a perspective view showing a chucked silicon ingot.

図１等に示すシリコンインゴット用測定装置１は、四角柱状に切り出されたシリコンインゴット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、そのシリコンインゴット２の表面を研削／研磨できると共に、研削／研磨を行うその前後等の工程において、シリコンインゴット２が所定の寸法を有して意いるか否かを測定する機器であり、シリコンインゴット用測定装置１を大別すると、シリコンインゴット２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にシリコンインゴット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インゴット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、及びワーク保持装置３でチャッキングされたシリコンインゴット２が所定形状であるか否かを測定する測定装置８により構成されている。なお、前記「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ものである。 The silicon ingot measuring apparatus 1 shown in FIG. 1 and the like can grind / polish the surface of the silicon ingot 2 before the silicon wafer is manufactured by slicing the silicon ingot 2 cut into a square pillar shape. / A device for measuring whether or not the silicon ingot 2 is intended to have a predetermined dimension before and after the polishing, etc. When the silicon ingot measuring device 1 is roughly classified, the longitudinal direction of the silicon ingot 2 The workpiece holding device 3 for chucking and holding the front and rear, the workpiece supply device 4 for supplying the silicon ingot 2 to the workpiece holding device 3, and the four side surfaces 5 of the silicon ingot 2 chucked by the workpiece holding device 3 And a grinding / polishing device 7 for grinding / polishing four corners 6 connecting these side surfaces 5 and a workpiece holding device In chucked silicon ingot 2 is constituted by a measuring device 8 for measuring whether a predetermined shape. The “grinding / polishing” is defined as indicating grinding and polishing and grinding or polishing.

ワーク保持装置３には、シリコンインゴット２の前後を機械的にチャッキング部１０ａ，１０ｂと、このチャッキング部１０ａ，１０ｂでチャッキングされたシリコンインゴット２を回転させる回転装置たる旋回用モータ１２と、シリコンインゴット２をチャッキングするに際しチャッキング部１０ａ，１０ｂを開閉動作させる芯押出し用モータ１３とを備え、前記旋回用モータ１２は、回転軸部１４を介してチャッキング部１０ａ，１０ｂを回転させることでシリコンインゴット２を、１８０度、９０度、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。 The work holding device 3 includes mechanical chucking portions 10a and 10b before and after the silicon ingot 2, and a turning motor 12 as a rotating device that rotates the silicon ingot 2 chucked by the chucking portions 10a and 10b. And a core pushing motor 13 for opening and closing the chucking portions 10a and 10b when chucking the silicon ingot 2, and the turning motor 12 rotates the chucking portions 10a and 10b via the rotating shaft portion 14. By doing so, the silicon ingot 2 can be rotationally driven in units of 180 degrees, 90 degrees, and 45 degrees or continuously.

相対向する一対のチャッキング部１０ａ，１０ｂは、その一方のチャッキング部１０ａが回転軸部１４により回動自在に保持されている一方で、他方のチャッキング１０ｂは回転軸部１４により回動自在に保持されると共に芯押出し用モータ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から一対のチャッキング部１０ａ，１０ｂの間である所定位置へと搬送されてきたシリコンインゴット２は、芯押出し用モータ１３により他方のチャッキング１０ｂ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１０ａ，１０ｂにその前後が挟持され、図３に示すように、シリコンインゴット２の前後を除いた４箇所の側面５は非接触状態で保持される。なお、本実施例においては、チャッキング部１０ａ，１０ｂ間の開閉を芯押出し用モータ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１０ｂ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してもよい。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。 In the pair of opposing chucking portions 10a and 10b, one chucking portion 10a is rotatably held by the rotating shaft portion 14, while the other chucking portion 10b is rotated by the rotating shaft portion 14. The silicon ingot which is held freely and is moved forward and backward by the core pushing motor 13 and is transported from the workpiece supply device 4 to a predetermined position between the pair of chucking portions 10a and 10b. 2, when the other chucking 10 b is advanced by the core pushing motor 13, the front and rear of the chucking portions 10 a and 10 b of the work holding device 3 are sandwiched, and as shown in FIG. The four side surfaces 5 except for the front and rear are held in a non-contact state. In the present embodiment, the chucking portions 10a and 10b are opened and closed by the core pushing motor 13, but instead the chucking 10b is advanced and retracted using air pressure or a hydraulic cylinder to open and close. As long as the structure is mechanically chucked, it may be selected as appropriate. “Chucking” is defined as mechanically holding an object.

また、ワーク供給装置４は、前述したようにシリコンインゴット２をワーク保持装置３に供給したり、ワーク保持装置３でチャッキングされ、表面（側面５及び角部６）が研削／研磨されたシリコンインゴット２をワーク供給位置（ｂ）に回転移動させるものであり、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に構成された挟持装置１６が正逆回転されることでこの挟持装置１６に挟持されたシリコンインゴット２を、円を描くようにして移動できるようになっている。 Further, as described above, the workpiece supply device 4 supplies the silicon ingot 2 to the workpiece holding device 3 or is chucked by the workpiece holding device 3 so that the surface (side surface 5 and corner portion 6) is ground / polished. The ingot 2 is rotated and moved to the workpiece supply position (b). By driving a motor (not shown), the clamping device 16 formed in the workpiece supply device 4 is rotated forward and backward around the shaft portion 15. The silicon ingot 2 sandwiched between the sandwiching devices 16 can be moved in a circle.

次に、加工装置たる研削研磨装置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でシリコンインゴット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、シリコンインゴット２の４箇所の側面５及び角部６を極めて平滑化することができる。なお、本実施例においては、シリコンインゴット２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、精研砥石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ようになっている。 Next, the grinding / polishing apparatus 7 as a processing apparatus will be described. In this grinding and polishing apparatus 7, a rough grinding wheel 20 as a rough grinding means and a fine grinding wheel 21 as a fine grinding means (fine particles) than the rough grinding stone 20 of this rough grinding means are arranged side by side. The surface 5 of the silicon ingot 2 and the surface of the corner 6 are ground / polished with the rough grinding stone 20, and then the surface is further polished with the fine grinding stone 21, and the four side surfaces 5 and corners of the silicon ingot 2 are polished. The part 6 can be extremely smoothed. In the present embodiment, the side surface 5 and the corner 6 of the silicon ingot 2 can be ground and polished with the rough grinding stone 20 and then polished with the fine grinding stone 21 for further smoothing. A fine grinding means such as a brush may be employed instead of the fine grinding stone 21 stone, and the rough grinding stone 20 and the fine grinding stone 21 (including the brush) are driven by a rotation driving means such as a motor (not shown). It has become so.

次に、シリコンインゴット２の外形を計測する測定装置８について説明する。この測定装置８には、図１及び図３に示すように、その下端にタッチセンサー２５が設けられた測定機本体２６、測定機本体２６を前後方向に移動させるＸ軸移動用モータ２７、測定機本体２６を左右方向に移動させるＹ軸移動用モータ２８、及び測定機本体２６を上下方向に移動させるＺ軸移動用モータ２９等を備え、研削研磨装置７で研削／研磨を行う前後等において、チャッキングされたシリコンインゴット２の側面５にタッチセンサー２５が接触されることにより、シリコンインゴット２が所定の寸法を有しているか否かを計測する。 Next, the measuring device 8 that measures the outer shape of the silicon ingot 2 will be described. As shown in FIGS. 1 and 3, the measuring device 8 includes a measuring machine main body 26 having a touch sensor 25 provided at the lower end thereof, an X-axis moving motor 27 for moving the measuring machine main body 26 in the front-rear direction, a measurement Before and after performing grinding / polishing with the grinding / polishing apparatus 7, including a Y-axis moving motor 28 for moving the machine body 26 in the left-right direction and a Z-axis moving motor 29 for moving the measuring machine body 26 in the up-down direction. The touch sensor 25 is brought into contact with the side surface 5 of the chucked silicon ingot 2 to measure whether or not the silicon ingot 2 has a predetermined dimension.

次に、シリコンインゴットの寸法を計測する際の動作について説明する。先ず、ワーク供給位置（ｂ）に配置された挟持装置１６に断面が四角形状のシリコンインゴット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（図１に示した状態）。 Next, the operation when measuring the dimensions of the silicon ingot will be described. First, when the silicon ingot 2 having a quadrangular cross section is clamped by the clamping device 16 arranged at the workpiece supply position (b), the clamping device 16 is rotated 180 degrees around the shaft portion 15 so as to draw a circle ( The state shown in FIG.

次に、挟持装置１６に挟持されたシリコンインゴット２は、ワーク供給装置４の前進動作により測定位置（ａ）に配設された後、芯押出し用モータ１３により一方のチャッキング部１０ｂが前進され、シリコンインゴット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１０ａ，１０ｂがチャッキングすることでシリコンインゴット２が宙に浮いたような状態で保持される。 Next, the silicon ingot 2 clamped by the clamping device 16 is disposed at the measurement position (a) by the advance operation of the workpiece supply device 4, and then one chucking portion 10 b is advanced by the core pushing motor 13. The chucking portions 10a and 10b of the work holding device 3 chuck the front and rear of the silicon ingot 2 in the longitudinal direction, so that the silicon ingot 2 is held in a state of floating in the air.

続いて、チャッキング部１０ａ，１０ｂが４５度回転されることで、図４に示すように、シリコンインゴット２の左右の側面５が垂直に配置されると共に上下の側面５が水平に配置されると、測定機本体２６が下方に移動され、この測定機本体２６の下端に設けられた一対の相対向するタッチセンサー２５がシリコンインゴット２の左右の側面５に接触され、チャッキング部１０ａ，１０ｂを回転させる回転軸部１４の軸心の中心を基準位置Ｘとしてシリコンインゴット２の左右各々の側面までの寸法を、図５に示すように、各２箇所（Ａ１，Ａ２、Ｂ１，Ｂ２）ずつ測定する。次に、チャッキング部１０ａ，１０ｂが９０度回転されることに伴い、上下側に配置されていたシリコンインゴット２の側面５が左右側に配置されると、この配置された側面５までの寸法が軸心を基準位置Ｘとして、各２箇所（ａ１，ａ２、ｂ１，ｂ２）ずつさらに測定される。そして、これらにより、基準位置Ｘを基点として、各側面までの４方向の寸法が２箇所ずつ測定されることでシリコンインゴット２の外観形状が研削／研磨することが可能な所定形状を有しているか否かが測定される。そして、シリコンインゴット２の外観形状が研削／研磨可能な所定寸法を有している場合には、続いて、シリコンインゴット２の４箇所の側面５及びこれら各側面５を結ぶ角部６が、粗研砥石２０、及び精研砥石２１の回転駆動により研削／研磨されることになる。 Subsequently, the chucking portions 10a and 10b are rotated 45 degrees, so that the left and right side surfaces 5 of the silicon ingot 2 are arranged vertically and the upper and lower side surfaces 5 are arranged horizontally as shown in FIG. Then, the measuring machine main body 26 is moved downward, and a pair of opposing touch sensors 25 provided at the lower end of the measuring machine main body 26 are brought into contact with the left and right side surfaces 5 of the silicon ingot 2, and chucking portions 10a, 10b. As shown in FIG. 5, the dimensions to the left and right side surfaces of the silicon ingot 2 with the center of the axis of the rotating shaft 14 rotating the reference position X as shown in FIG. 5 are two each (A1, A2, B1, B2). taking measurement. Next, when the side surfaces 5 of the silicon ingot 2 arranged on the upper and lower sides are arranged on the left and right sides as the chucking portions 10a and 10b are rotated by 90 degrees, the dimensions up to the arranged side surfaces 5 are measured. Are further measured at two locations (a1, a2, b1, b2) with the axis as the reference position X. And by these, it has the predetermined shape which the external shape of the silicon ingot 2 can grind / polish by measuring the dimension of 4 directions to each side surface at two places from the reference position X as a base point. Whether or not it is measured. If the external shape of the silicon ingot 2 has a predetermined size that can be ground / polished, then the four side surfaces 5 of the silicon ingot 2 and the corners 6 that connect these side surfaces 5 are rough. The grinding / polishing is performed by the rotational driving of the grinding wheel 20 and the fine grinding wheel 21.

以上のように、本発明の一例のシリコンインゴット用測定装置１によれば、チャッキング部１０ａ，１０ｂでチャッキングしたシリコンインゴット２を、回転軸部１４を介して９０度単位で回転させ、この回転軸部１４の軸心の中心を基準位置Ｘとして、測定装置８のタッチセンサー２５によってシリコンインゴット２の各側面５までの４方向の長さ寸法を測定し、シリコンウエハへとスライス加工する前のシリコンインゴット２の外形寸法を測定することができ、チャッキング部１０ａ，１０ｂでシリコンインゴット２の前後をチャッキングした際、このシリコンインゴット２の側面５及び角部６を非接触にした状態で寸法測定を行うことが可能となる。そして、基準位置Ｘを基準とする左右側面までの寸法を、タッチセンサー２５をシリコンインゴット２の前記左右側面に接触させて測定した後、シリコンインゴット２をさらに９０度回転させて、回転されてきた左右側面までの寸法を、基準位置Ｘを基準として同様に測定し、チャッキングされたシリコンインゴット２が回転軸部１４の軸心の中心（基準位置Ｘ）に対して変化しないよう保持されて位置決めされた状態でシリコンインゴット２の外形を測定することができる。すなわち、回転軸部１４の軸心の中心を基準位置Ｘとして、各側面までの４方向の寸法を位置ずれすることなく一定に保持した状態で測定することができることから、シリコンインゴット等の加工物の寸法を計測するに際し、その計測の基準となる位置が変化してしまうような不具合を回避でき、シリコンインゴット２の外形寸法を高精度に測定することが可能となる。 As described above, according to the silicon ingot measuring apparatus 1 as an example of the present invention, the silicon ingot 2 chucked by the chucking portions 10a and 10b is rotated in units of 90 degrees via the rotating shaft portion 14, Before measuring the length in four directions to each side surface 5 of the silicon ingot 2 by the touch sensor 25 of the measuring device 8 with the center of the axis of the rotating shaft portion 14 as the reference position X, before slicing into a silicon wafer The outer dimensions of the silicon ingot 2 can be measured. When the front and rear sides of the silicon ingot 2 are chucked by the chucking portions 10a and 10b, the side surface 5 and the corner portion 6 of the silicon ingot 2 are in a non-contact state. Dimensional measurements can be performed. Then, the dimensions up to the left and right side surfaces with respect to the reference position X are measured by bringing the touch sensor 25 into contact with the left and right side surfaces of the silicon ingot 2, and then the silicon ingot 2 is further rotated 90 degrees to be rotated. The dimensions to the left and right side surfaces are measured in the same manner with reference to the reference position X, and the chucked silicon ingot 2 is positioned so as not to change with respect to the center (reference position X) of the axis of the rotating shaft 14. In this state, the outer shape of the silicon ingot 2 can be measured. That is, since the center of the axis of the rotating shaft portion 14 is set as the reference position X, the dimensions in the four directions up to each side surface can be measured without being displaced, so that a workpiece such as a silicon ingot can be measured. When measuring the dimensions, it is possible to avoid a problem that the position serving as a reference for the measurement changes, and to measure the outer dimensions of the silicon ingot 2 with high accuracy.

さらに、図４に示すように、４角柱状のシリコンインゴット２をチャッキング部１０ａ，１０ｂでチャッキングした際に、シリコンインゴット２の２箇所の側面５が垂直になるように配置し、この配置されたシリコンインゴット２の側面５に対向する側方位置にタッチセンサー２５を備えた測定装置８を配設し、その一方で、シリコンインゴット２の上側の空間部に、測定後にシリコンインゴット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／研磨することが可能な研削研磨装置７を配置したことから、シリコンインゴット２の測定を終えた後、シリコンインゴット２に対向して配置した研削研磨装置７によりシリコンインゴットの加工（研削／研磨）を速やかに行うことが可能となる。つまり、シリコンインゴット２の測定を行うタッチセンサー２５を備えた測定装置８と測定を終えたシリコンインゴット２の加工を行う研削研磨装置７の両者は、シリコンインゴット２の前後をチャッキングするチャッキング部１０ａ，１０ｂによって宙に浮かしたような状態で保持することにより、シリコンインゴット２の側面５に臨むようにして配置することが可能となることから、測定装置８及びこの測定装置８で測定されたシリコンインゴット２の加工を行う研削研磨装置７のレイアウトの自由度を増すことができ、さらには、シリコンインゴット２の測定後、シリコンインゴット２の研削／研磨を速やかに行うことが可能になることから、生産効率を向上することができる。 Further, as shown in FIG. 4, when the quadrangular columnar silicon ingot 2 is chucked by the chucking portions 10a and 10b, the two side surfaces 5 of the silicon ingot 2 are arranged so as to be vertical. A measuring device 8 having a touch sensor 25 is disposed at a side position opposite to the side surface 5 of the silicon ingot 2. On the other hand, in the space above the silicon ingot 2, Since the grinding / polishing apparatus 7 capable of grinding / polishing the four side surfaces 5 and the four corners 6 connecting the side surfaces 5 is disposed, the measurement of the silicon ingot 2 is finished, and then the silicon ingot 2 is opposed. Thus, the silicon ingot can be quickly processed (grinded / polished) by the grinding / polishing apparatus 7 arranged in this manner. That is, both the measuring device 8 provided with the touch sensor 25 that measures the silicon ingot 2 and the grinding and polishing device 7 that processes the silicon ingot 2 that has finished the measurement have a chucking portion that chucks the front and rear of the silicon ingot 2. Since it can be arranged so as to face the side surface 5 of the silicon ingot 2 by being held in a state of being suspended in the air by 10a and 10b, the measuring device 8 and the silicon ingot measured by this measuring device 8 The degree of freedom of the layout of the grinding and polishing apparatus 7 that performs the processing of 2 can be increased, and further, after the silicon ingot 2 is measured, the silicon ingot 2 can be quickly ground / polished. Efficiency can be improved.

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、シリコンインゴット２の上部側の側面に対向する位置に測定装置８を配設しているが、上部側でなく下部側に配設するようにしてもよい。また、シリコンインゴット２の上部側に測定装置８を配設すると共にシリコンインゴット２の左右側の側部側に研削研磨装置７を配設しているが、これに代えて、測定装置８をシリコンインゴット２の左右側の側部側に配設し、シリコンインゴット２の上部側に研削研磨装置７を配設するようにしてもよい。 As mentioned above, although an example of this invention was explained in full detail, this invention is not limited to the said Example, Various deformation | transformation implementation is possible. For example, in this embodiment, the measuring device 8 is disposed at a position facing the side surface on the upper side of the silicon ingot 2, but it may be disposed on the lower side instead of the upper side. Further, the measuring device 8 is disposed on the upper side of the silicon ingot 2 and the grinding and polishing device 7 is disposed on the left and right side portions of the silicon ingot 2. Instead, the measuring device 8 is replaced with silicon. The grinding / polishing apparatus 7 may be disposed on the left and right side portions of the ingot 2 and on the upper side of the silicon ingot 2.

本発明の一例のシリコンインゴットの外形を測定するシリコンインゴット用測定装置の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the measuring apparatus for silicon ingots which measures the external shape of the silicon ingot of an example of this invention. 同上、シリコンインゴット用測定装置を示す平面図である。It is a top view which shows a measurement apparatus for silicon ingots same as the above. 同上、シリコンインゴット用測定装置を示す概略構成図である。It is a schematic block diagram which shows the measuring apparatus for silicon ingots same as the above. 同上、チャッキングされたシリコンインゴットを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the silicon ingot chucked same as the above. 同上、シリコンインゴットの寸法の測定方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the measuring method of the dimension of a silicon ingot same as the above.

Explanation of symbols

１シリコンインゴット用測定装置
２シリコンインゴット
５側面
７研削研磨装置
８測定装置
１０ａ，１０ｂチャッキング部
１２旋回用モータ
１４回転軸部
２５タッチセンサー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measuring device for silicon ingots 2 Silicon ingot 5 Side surface 7 Grinding polishing device 8 Measuring devices 10a and 10b Chucking part
12 Rotating motor 14 Rotating shaft 25 Touch sensor

Claims

A silicon ingot measuring device capable of measuring dimensions of the silicon ingot before a processing step in which a silicon wafer is formed by slicing a square pillar-shaped silicon ingot, and the silicon ingot measuring device includes: A chucking portion that chucks the front and rear of the silicon ingot, a rotating shaft portion that rotates the chucking portion, and a turning motor that rotates the silicon ingot chucked on the chucking portion via the rotating shaft portion; And rotating the silicon ingot chucked by the chucking portion about the axis of the rotation shaft portion by rotating the rotation motor by 180 °, 90 ° , and 45 ° units. It is configured so that it can be driven , and the axis of the silicon ingot is used as a reference position. A measuring device for a silicon ingot, comprising a measuring device for measuring a length dimension in four directions to a side surface.

The measuring device includes a touch sensor, and the touch sensor is in contact with four side surfaces of the silicon ingot, whereby the length in four directions to the side surface of the silicon ingot with the axial center as a reference position. The silicon ingot measuring apparatus according to claim 1, wherein:

When the prismatic silicon ingot is chucked by the chucking portion, the two side surfaces of the silicon ingot are arranged so as to be vertical, and the silicon ingot arranged vertically is opposed to the side surface of the silicon ingot. The measurement apparatus for a silicon ingot according to claim 2, wherein a measurement apparatus having a touch sensor is provided.

When the prismatic silicon ingot is chucked by the chucking portion, two side surfaces of the silicon ingot are horizontally arranged, and the side surfaces of the horizontally disposed silicon ingot are opposed to the side surfaces. The measurement apparatus for a silicon ingot according to claim 2, wherein a measurement apparatus having a touch sensor is provided.

While the measurement device having the touch sensor is provided at a position facing the vertical or horizontal side surface of the silicon ingot, the side surface of the silicon ingot is positioned at a position facing the side surface where the measurement device is not arranged. 3. The silicon ingot measuring apparatus according to claim 2, further comprising a grinding / polishing apparatus for grinding / polishing.