JP5533012B2 - 円筒研削機及びインゴットの円筒研削方法 - Google Patents

Description

本発明は、シリコン単結晶のインゴットの外周をトラバース研削する円筒研削機及びインゴットの円筒研削方法に関する。

従来、半導体デバイスに使用されるウェーハは、チョクラルスキー法（ＣＺ法）等でシリコン単結晶のインゴット（結晶棒）を製造し、このインゴットの外周を円筒研削機でトラバース研削して所定寸法（直径）に仕上げた後に、インゴットを軸線直交方向にスライス加工して製造される。

例えば図１８は、インゴット１の外周をトラバース研削する従来の円筒研削機Ａの一例を示す。この円筒研削機Ａは、軸線Ｏ１方向を水平方向（横方向Ｔ１）に配したインゴット１を軸線Ｏ１方向両側から挟んで軸線Ｏ１回りに回転可能にクランプ保持する支持ユニット２と、インゴット１の軸線Ｏ１方向（水平方向、横方向Ｔ１）に移動可能に設けられ、軸線Ｏ１方向に移動しつつインゴット１の外周を研削する研削ユニット３とを備える。上記のような先行技術は、例えば、特許文献１〜３などに記載されている。

支持ユニット２は、インゴット１の軸線Ｏ１方向両端部１ａ、１ｂ側をそれぞれ保持する左右一対の支持装置４、５を備え、支持装置４は、例えばモータの駆動とともに中心軸線Ｏ２回りに回転する主軸（駆動軸）４ａと、この主軸４ａの先端に固設されてインゴット１の一端部１ａ側を保持するホルダ４ｂとを備える。他方の支持装置５は、中心軸線Ｏ３回りに回転自在に設けられ、例えば油圧シリンダなどで中心軸線Ｏ３方向に進退可能に設けられた副軸（従動軸）５ａと、この副軸５ａの先端に固設されてインゴット１の他端部１ｂ側を保持するホルダ５ｂとを備えている。

この円筒研削機Ａを用いてシリコン単結晶のインゴット１をトラバース研削する際には、はじめに、軸線Ｏ１方向を水平方向Ｔ１に配してインゴット１を左右一対の支持装置４、５の間に配設し、インゴット１の一端部１ａ側を一方の支持装置４のホルダ４ｂに装着して保持する。さらに、他方の支持装置５の副軸５ａとともにホルダ５ｂを進出させながらインゴット１の他端部１ｂ側に装着し、これら左右一対の支持装置４、５でインゴット１をクランプして保持する。

一方の支持装置４の主軸４ａ及びホルダ４ｂを回転させると、インゴット１が軸線Ｏ１回りに回転する。他方の支持装置５の副軸５ａ及びホルダ５ｂが従動して中心軸線Ｏ３回りに回転することにより、インゴット１は、左右一対の支持装置４、５でクランプ保持された状態で軸線Ｏ１回りに回転する。

このように軸線Ｏ１回りに回転するインゴット１の外周に、研削ユニット３の砥石３ａを回転させながら押圧させ、さらに研削ユニット３をインゴット１の軸線Ｏ１方向に沿って横方向Ｔ１に移動させることにより、インゴット１の外周が順次研削され、インゴット１が所定寸法（直径）に仕上げ加工される。

特開２００８−２００８１６号公報 特開２００１−２５９９７５号公報 特開平１１−２９１１４５号公報 特開２００９−１９０１４２号公報

１本のインゴット１からより多くのウェーハを製造するため、また、直径４５０mmウェーハのような大径のウェーハを製造するため、近年、円筒研削するインゴット１が大型化（長尺化、大径化）、高重量化している。

上記従来の円筒研削機Ａにおいては、軸線Ｏ１方向を水平方向Ｔ１に配してインゴット１を支持ユニット２（左右一対の支持装置４、５）でクランプ保持するように構成されているため、図１９に示すように、特に大型化、高重量化したインゴット１を円筒研削する際にインゴット１に撓みが生じてしまい、加工精度が低下するという問題があった。

一方、例えばチョクラルスキー法等でシリコン単結晶のインゴット１を製造する際には、一般に、軸線Ｏ１方向中央部分に円柱棒状の直胴部６が形成され、インゴット１の軸線Ｏ１方向両端部１ａ、１ｂ側に円錐状のトップ部７とテール部８が形成される。例えばサンプルを切出す必要がある場合や、インゴット１の製造時に、テール部８に単結晶のスリップ転位が生じる場合がある。このテール部８が有転位化した場合には、円筒研削の前にトップ部７やテール部８をバンドソーなどで切り落とすことがある。

このようにトップ部７やテール部８を切り落としたインゴット１を円筒研削する際には、図２０や図２１に示すように、左右一対の支持装置４、５のホルダ４ｂ、５ｂでインゴット１の端面１ｃ（１ａ）、１ｄ（１ｂ）をクランプ保持する。従来の円筒研削機Ａにおいては、左右一対の支持装置４、５から負荷されるクランプ力Ｆ１の作用方向と、インゴット１の自重Ｗ１や研削ユニット３からの加工負荷Ｗ２の作用方向とが直交するため、インゴット１が大型化、高重量化するほど、インゴット１と支持ユニット２のホルダ４ｂ、５ｂの間ですべりなどが生じやすくなり、インゴット１に位置ずれが生じて加工精度が低下する場合があった。

インゴット１に大きなクランプ力Ｆ１を負荷してインゴット１の位置ずれを防止することも考えられるが、この場合には、大型の支持ユニット２（支持装置４、５）が必要になる。さらに、テール部８の結晶が有転位化したインゴット１（有転位品）を円筒研削する場合には、有転位結晶が無転位結晶よりも圧縮応力に弱く、そのままインゴット１を大きなクランプ力Ｆ１で保持するとインゴット１に破損が生じることがある。このため、従来の円筒研削機Ａで有転位品のインゴット１を研削する際には、円筒研削に先立ってテール部８の有転位化部分を切断することが必要になる。

さらに、軸線Ｏ１方向を水平方向Ｔ１に配してインゴット１をクランプ保持する場合には、図１８に示すように、軸線Ｏ１方向を水平方向Ｔ１に配した状態でインゴット１を上下方向Ｔ２や前後方向Ｔ３（水平方向）に移動させながら、このインゴット１の軸線Ｏ１と支持装置４、５の主軸４ａ及び副軸５ａの中心軸線Ｏ２、Ｏ３とを一致させて（略同軸上に配置して）芯だしを行う必要がある。また、左右一対の支持装置４、５でクランプ保持した際にインゴット１の軸線Ｏ１がずれる場合もあり、このような場合には、一旦クランプ保持状態を解除して、再度インゴット１を上下方向Ｔ２や前後方向Ｔ３に移動して芯だしの手直しを行う必要がある。このため、軸線Ｏ１方向を水平方向Ｔ１に配した状態でインゴット１をクランプ保持する従来の円筒研削機Ａにおいては、芯だし（芯だしの手直し）に多大な労力を要するという問題があった。

例えば、特許文献４に記載されているように、インゴットを短く切断した円柱状のブロックを縦置きして外周部を研削する円筒研削方法も知られている。しかし、この方法では、トップ部、テール部を切断除去し、さらにインゴットをいくつかの円柱状のブロックに切断する工程を必要とし、さらに、トップ部およびテール部を除去したインゴットを位置決めする際に非常に時間がかかるため、生産性が低かった。

本発明は、上記事情に鑑み、容易に位置決めができ、芯だしを容易に行うことができるとともに、確実にインゴットの位置ずれを防止して加工精度を向上させることが可能な円筒研削機及びインゴットの円筒研削方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。
本発明の円筒研削機は、シリコン単結晶のインゴットを軸線方向に挟んで、軸線回りに回転可能にクランプ保持する上方支持装置および下方支持装置を備えた支持ユニットと、
前記インゴットの軸線方向に沿って相対移動しつつ前記インゴットの外周をトラバース研削する研削ユニットとを有する円筒研削機であって、
前記支持ユニットは、上方支持装置が上方に、下方支持装置が下方に配設されて、前記インゴットの軸線方向を鉛直方向に向けた状態で前記インゴットをクランプして保持するとともに、
前記上方支持装置と前記下方支持装置はそれぞれ、前記インゴットの軸線方向の端部側を保持するためのホルダを備え、
前記ホルダには、該ホルダの中心軸を中心として前記インゴット側を向く一面から他面側に向かうに従い漸次縮径する円錐状の係合孔が形成されている。
本発明のインゴットの円筒研削方法は、支持ユニットの上方支持装置および下方支持装置でシリコン単結晶のインゴットの両端部を軸線方向に挟んで保持する工程と、
前記上方支持装置および前記下方支持装置とともに前記インゴットを軸線回りに回転させつつ、研削ユニットを前記インゴットの軸線方向に沿って移動させて前記インゴットの外周をトラバース研削する工程とを有するとともに、
シリコン単結晶を成長させて前記インゴットを製造する際に、先に形成される前記インゴットのトップ部側を下方に配して、前記インゴットを前記支持ユニットでクランプして保持する。
本発明のインゴットの円筒研削方法は、支持ユニットの上方支持装置および下方支持装置でシリコン単結晶のインゴットの両端部を軸線方向に挟んで保持する工程と、
前記上方支持装置および前記下方支持装置とともに前記インゴットを軸線回りに回転させつつ、研削ユニットを前記インゴットの軸線方向に沿って移動させて前記インゴットの外周をトラバース研削する工程とを有するとともに、
前記インゴットのトップ部およびテール部分のうち、少なくとも１つ以上をインゴット軸線に対して垂直に切断する工程と、
前記インゴットの両端部を前記上方支持装置および前記下方支持装置で挟んで支持する工程とを有する。

本発明の第一態様に係る円筒研削機は、シリコン単結晶のインゴットを軸線方向に挟んで、軸線回りに回転可能にクランプ保持する上方支持装置および下方支持装置を備えた支持ユニットと、前記インゴットの軸線方向に沿って相対移動しつつ前記インゴットの外周をトラバース研削する研削ユニットとを有する円筒研削機であって、前記支持ユニットは、上方支持装置が上方に、下方支持装置が下方に配設されて、前記インゴットの軸線方向を鉛直方向に向けた状態で前記インゴットをクランプ保持する。

本発明の第二態様に係るインゴットの円筒研削方法は、支持ユニットでシリコン単結晶のインゴットを軸線方向に挟んでクランプ保持するとともに軸線回りに回転させ、研削ユニットを前記インゴットの軸線方向に沿って相対移動させて前記インゴットの外周をトラバース研削するインゴットの円筒研削方法であって、前記支持ユニットによって前記インゴットを前記インゴットの軸線方向を鉛直方向に向けた状態でクランプ保持し、前記研削ユニットを鉛直方向の前記インゴットの軸線方向に沿って相対移動させてトラバース研削する。

上記の第一態様および第二態様においては、支持ユニットが、軸線方向を鉛直方向に向けた状態でインゴットをクランプ保持するように構成されているため、インゴットの自重が軸線方向に作用し、このインゴットの自重の作用方向と支持ユニットの上下一対の支持装置でインゴットをクランプ保持するクランプ力の作用方向とを同方向にすることができる。このため、上下一対の支持装置でクランプ保持した状態で、自重によってインゴットに撓みが生じることがなく、従来の円筒研削機（従来の円筒研削方法）と比較し、加工精度を向上させることが可能になる。

インゴットをクランプ保持した状態で、下方支持装置でインゴットの自重を支持することになり、上方支持装置からインゴットに負荷するクランプ力を小さくしても、確実に安定した状態でインゴットをクランプ保持することが可能になる。

すなわち、軸線方向を鉛直方向に向けてインゴットをクランプ保持する場合には、下方支持装置にインゴットを載置することで、このインゴットの自重によってインゴットの下方の端部側が下方支持装置に強固に保持され、このインゴットの下方の端部（一端部）側が位置ずれすることがない。研削ユニットから横方向の加工負荷が作用した場合であっても、インゴットの自重によって下方支持装置とインゴットの下方の端部側との間に大きな抵抗力が生じるため、同様にインゴットの下方の端部側が位置ずれすることがない。

一方、インゴットの上方の端部（他端部）側は、研削ユニットでインゴットの上方の端部側の外周をトラバース研削する際に生じる横方向の加工負荷に抵抗できる程度の小さなクランプ力を、上方支持装置でインゴットに負荷することで位置ずれを防止できる。このため、クランプ力を小さくしても上下一対の支持装置とインゴットとの間に位置ずれが生じることを防止でき、確実に加工精度を向上させることが可能になる。

さらに、上下一対の支持装置の間にインゴットを配してクランプ保持する際に、下方支持装置の上にインゴットを載置し、インゴットを横方向に移動して芯だしを行うことが可能になる。これにより、軸線方向を水平方向に配してインゴットをクランプ保持する従来の円筒研削機のように、インゴットを上下方向や前後方向に移動させて芯だし（芯だしの手直し）を行う必要がなく、容易に芯だしを行うことが可能になる。

本発明の第一態様に係る円筒研削機において、前記上方支持装置と前記下方支持装置はそれぞれ、前記インゴットの軸線方向の端部側を保持するためのホルダを備え、前記ホルダには、該ホルダの中心軸を中心として前記インゴット側を向く一面から他面側に向かうに従い漸次縮径する円錐状の係合孔が形成されていてもよい。

この場合、インゴットが軸線方向両端部側に円錐状のトップ部やテール部を備えている場合に、上方支持装置のホルダや下方支持装置のホルダに形成された円錐状の係合孔にトップ部やテール部を係合させることで、インゴットの端部側を位置ずれが生じないように容易に且つ確実に保持させることが可能になる。円錐状の係合孔に円錐状のトップ部やテール部を係合させることで、自ずとインゴットの軸線と支持装置の中心軸線とが同軸上に配されるため、芯だしを容易にすることが可能になる。 トップ部やテール部を切り落としたインゴットの場合においても、インゴットの切断面（端面）を係合孔が開口するホルダの一面に当接させて、インゴットの端部側を保持することが可能である。

前記円筒研削機において、前記係合孔は、前記一面から前記他面に貫通して形成されていてもよい。

この場合、下方支持装置のホルダの係合孔が一面から他面（上面から下面）に貫通形成されていることで、インゴットの外周を研削して発生した研削屑が下方支持装置のホルダの係合孔に入り込んだ場合であっても、この研削屑を他面（下面）の開口部から外部に排出することが可能になる。上方支持装置のホルダの係合孔が一面から他面（下面から上面）に貫通形成されていることで、他面（上面）側からこの他面の開口部を通じて係合孔内にインゴット検知棒を挿入し、インゴット検知棒を装着することが可能になる。このため、上方支持装置のホルダを進出させ、このホルダでインゴットの上方の端部側をクランプ保持する際に、インゴット検知棒でインゴットを検知することが可能になり、位置ずれが生じることのない所定のクランプ力を確実に負荷して、好適にインゴットをクランプ保持することが可能になる。下方のホルダの係合孔内にインゴット検知棒を挿入して装着し、下方支持装置のホルダにインゴットの下方の端部側を保持させる際に、このインゴットの下方の端部側を検知するようにしてもよい。

本発明の円筒研削機において、前記下方支持装置は、前記インゴットの円錐状をなすトップ部を保持し、前記上方支持装置は、前記インゴットの円錐状をなすテール部を保持するホルダを備えることができる。
この円筒研削機では、前記ホルダの係合孔を通してインゴットの端面に当接可能なインゴット検知棒を備えることができる。
この円筒研削機において、前記ホルダは、トップ部およびテール部分のうち少なくとも１つ以上を切断した前記インゴットを支持できる円環状の平坦面を有することができる。
また、前記円筒研削機においては、前記上方および下方支持装置の間に配した前記インゴットを横方向に押圧して該インゴットを所定位置に配設するための位置決め手段を備えていてもよい。

この場合、下方支持装置にインゴットを載置し、上下一対の支持装置の間に配設されたインゴットを位置決め手段で横方向から押圧して、インゴットの軸線と支持装置の中心軸線が略同軸上に配される所定位置にインゴットを移動させることが可能になる。さらに、インゴットのトップ部を、下方支持装置のホルダに形成された円錐状の係合孔に係合させることで、インゴットの水平方向への移動が規制されるので、水平方向へのすべりを抑制し、より容易にインゴットの位置決めをすることができる。これにより、位置決め手段によって容易に芯だしを行うことが可能になる。

本発明の第二態様に係るインゴットの円筒研削方法においては、シリコン単結晶を成長させて前記インゴットを製造する際に先に形成される前記インゴットのトップ部側を下方に配して、前記インゴットを前記支持ユニットでクランプ保持してもよい。

この場合、インゴットのトップ部側を下方に配し、テール部側を上方に配してインゴットがクランプ保持される。トップ部側にインゴットの自重による大きな圧縮力を作用させ、テール部側に小さなクランプ力を作用させてインゴットをクランプ保持することが可能になる。これにより、インゴットのテール部が有転位化している場合に、圧縮応力に弱いテール部側にインゴットの自重による大きな圧縮力が作用することがなく、このテール部側に破損が生じることを確実に防止して好適にインゴットをクランプ保持することが可能になる。よって、円筒研削に先立ってテール部の有転位化部分を切断することなく、円筒研削を行うことも可能になる。
また、本発明のインゴットの円筒研削方法では、前記インゴットのトップ部およびテール部分のうち、少なくとも１つ以上をインゴット軸線に対して垂直に切断する工程と、前記インゴットの両端部を前記上方支持装置および前記下方支持装置で挟んで支持する工程とを有する手段か、または、前記インゴットの切断面の中心に嵌合孔を形成する工程と、前記嵌合孔に、前記上方支持装置および／または前記下方支持装置の軸線に沿って配置された検知棒の先端を嵌合させてインゴットの位置決めを行う工程とを有する手段を採用することもできる。

本発明の第一態様に係る円筒研削機及び第二態様に係るインゴットの円筒研削方法によれば、軸線方向を鉛直方向に向けてインゴットをクランプ保持することにより、大型化、高重量化したインゴットを円筒研削する場合であっても、インゴットに撓みが発生することがなく、クランプ力を小さくしても位置ずれが生じることを防止でき、確実に加工精度を向上させることが可能になる。

特にトップ部やテール部を切り落としたインゴットを、支持ユニットに設置する際に（インゴットをクランプ保持する際に）、下方支持装置の上にインゴットを載置し、このインゴットを横方向に移動して容易に芯だし（芯だしの手直し）を行うことが可能になる。

図１は本発明の一実施形態に係る円筒研削機を示す正面図であり、トップ部とテール部を備えたインゴット（無転位品）をクランプ保持した状態を示す図である。 図２は本発明の一実施形態に係る円筒研削機のホルダを示す斜視図であり、図１のインゴットの端部にホルダを装着する状態を示す。 図３は本発明の一実施形態に係る円筒研削機を示す正面図であり、テール部を切断したインゴット（テール部切断品）をクランプ保持した状態を示す。 図４は図３のインゴットの端部にホルダを装着する状態を示す斜視図である。 図５は本発明の一実施形態に係る円筒研削機を示す正面図であり、テール部の有転位化部分を切断したインゴット（有転位品）をクランプ保持した状態を示す。 図６は図５のインゴットの端部にホルダを装着する状態を示す斜視図である。 図７は本発明の一実施形態に係る円筒研削機を示す正面図であり、トップ部とテール部を切断したインゴット（トップ部、テール部切断品）をクランプ保持した状態を示す。 図８は図７のインゴットの端部にホルダを装着する状態を示す斜視図である。 図９はホルダによるインゴット端部の支持構造を示す縦断面図である。 図１０はホルダによるインゴット端部の支持構造を示す縦断面図である。 図１１はホルダによるインゴット端部の支持構造を示す縦断面図である。 図１２はホルダによるインゴット端部の支持構造を示す縦断面図である。 図１３はホルダによるインゴット端部の支持構造を示す縦断面図である。 図１４はホルダによるインゴット端部の支持構造を示す縦断面図である。 図１５は検知棒と嵌合孔との嵌合構造を示す縦断面図である。 図１６は検知棒と嵌合孔との嵌合構造を示す縦断面図である。 図１７は本発明の実施形態における係合孔内面に溝を有するホルダの形状を示す斜視図である。 図１８は従来の円筒研削機を示す正面図であり、トップ部とテール部を備えたインゴット（無転位品）をクランプ保持した状態を示す。 図１９は従来の円筒研削機を示す正面図であり、クランプ保持したインゴットに撓みが発生した状態を示す。 図２０は従来の円筒研削機を示す正面図であり、テール部を切断したインゴット（テール部切断品）をクランプ保持した状態を示す。 図２１は従来の円筒研削機を示す正面図であり、トップ部とテール部を切断したインゴット（トップ部、テール部切断品）をクランプ保持した状態を示す。

以下、図１から図８を参照し、本発明の一実施形態に係る円筒研削機及びインゴットの円筒研削方法について説明する。本実施形態は、チョクラルスキー法等で製造したシリコン単結晶のインゴットの外周をトラバース研削する際に用いる円筒研削機及びインゴットの円筒研削方法に関するものである。

本実施形態の円筒研削機Ｂは、図１に示すように、インゴット１を軸線Ｏ１方向に挟んで、軸線Ｏ１回りに回転可能にクランプ保持する支持ユニット１０と、インゴット１の軸線Ｏ１方向に沿って移動しつつインゴット１の外周をトラバース研削する研削ユニット１１とを備えている。

支持ユニット１０は、インゴット１の軸線Ｏ１方向両端部１ａ、１ｂ側をそれぞれクランプ保持する上下一対の下方支持装置１２および上方支持装置１３を備え、下方支持装置１２は、例えばモータなどの駆動によって中心軸線Ｏ２回りに回転する主軸（駆動軸）１２ａと、この主軸１２ａの先端に固設されてインゴット１の一端部（下端部１ａ）側を保持するホルダ１２ｂとを備えている。上方支持装置１３は、中心軸線Ｏ３回りに回転自在に設けられ、且つ例えば油圧シリンダなどで中心軸線Ｏ３方向に進退可能に設けられた副軸（従動軸）１３ａと、この副軸１３ａの先端に固設されてインゴット１の他端部（上端部１ｂ）側を保持するホルダ１３ｂとを備えている。

支持ユニット１０は、上下一対の支持装置１２、１３の互いの中心軸線Ｏ２、Ｏ３同士を同軸上に配し、互いのホルダ１２ｂ、１３ｂの一面１２ｃ、１３ｃ同士を対向させ、上下方向（鉛直方向）Ｔ２に所定の間隔をあけて配設されている。このとき、下方支持装置１２は、例えば床面上に固設され、上方支持装置１３は、適宜手段で支持されて上方の所定位置に配設されている。

さらに、図２に示すように、下方支持装置１２のホルダ１２ｂは、円盤状に形成され、その中心軸線Ｏ２を中心として上面１２ｃから下面１２ｄ側（インゴット側を向く一面から他面側）に向かうに従い漸次縮径する円錐状の係合孔１５が形成されている。上方支持装置１３のホルダ１３ｂは、下方支持装置１２のホルダ１２ｂと同様に、円盤状に形成され、その中心軸線Ｏ３を中心として下面１３ｃから上面１３ｄ側（インゴット側を向く一面から他面側）に向かうに従い漸次縮径する円錐状の係合孔１６が形成されている。

係合孔１５のテーパ角度は、特に限定されないが、図９に示すように、係合孔１５が、係合孔内面とインゴットの接触面積が大きくなるように、同一のテーパ角度を有することが好ましく、この場合、インゴットの支持が安定するメリットがある。ただし、図１０に示すように、開口部１５ａの内縁部でインゴット端部と接してもよく、図１１に示すように、小径の開口部１５ｂの内縁部でインゴットと接してもよい。図１０のように、インゴットの端部よりもインゴット直胴部により近い側で支持する方が、ホルダがインゴットと接触する面積が大きくなり、単位接触面積あたりのインゴット重量が少なくなり好ましい。

円錐状の係合孔１５は、図２に示した形状に限られず、図１２に示すように円柱形状であってもよく、この場合、開口部１５ａの内縁部でインゴット端部と接する。また、図１３に示すように開口部１５ａの接合段部が丸みを帯びていてもよいし、図１４に示すように半球状凸面または凸状曲面を有していてもよい。丸みを帯びた形状を採用する方が、インゴットとの接触面積が増えるため、単位接触面積あたりのインゴット重量が少なくなり好ましい。

ホルダ１２ｂの材質は特に限定されないが、高い強度と、適度な表面粗面性を有するものが好ましい。ホルダ１２ｂの上面１２ｃが平滑すぎると、図７および図８に示すように、インゴットの平坦面をホルダ１２ｂに載せて研削する際に、円筒研削機によりインゴット側面を押圧した場合に、インゴットが水平方向にずれて位置ずれをおこすおそれがあるため、少なくとも上面１２ｃは適度な表面粗面性を有することにより位置ずれを防ぐことができる。具体的には、少なくとも上面１２ｃはＲｍａｘ：２〜１０μｍ位であるとよい。

該ホルダ１２ｂは図１７に示すように、係合孔内面に放射線状に複数の溝１５ｃを形成していてもよい。溝１５ｃは、開口部１５ａから小径の開口部１５ｂまで連続して形成されていることが好ましい。溝１５ｃの断面形状は特に限定されないが、Ｕ字型形状であってもよく、Ｖ字型形状であってもよい。溝１５ｃの数、深さは特に限定されない。溝１５ｃの形状は特に限定されないが、直線であってもよく、らせん状であってもよい。溝１５ｃを有することにより、より効率的に研削屑を外部に排出することができる。また、小径の開口部１５ｂの外側に吸引装置を設置し、研削屑を吸引することにより外部に排出しやすくしてもよい。

本実施形態において、下方支持装置１２のホルダ１２ｂは、係合孔１５が上面１２ｃから下面１２ｄに貫通して形成されており、この係合孔１５によって上面１２ｃに大径の開口部１５ａが、下面１２ｄに小径の開口部１５ｂがそれぞれ形成されている。上方支持装置１３のホルダ１３ｂにおいても、係合孔１６が下面１３ｃから上面１３ｄに貫通して形成されており、この係合孔１６によって下面１３ｃに大径の開口部１６ａが、上面１３ｄに小径の開口部１６ｂがそれぞれ形成されている。上下一対の支持装置１２、１３の各ホルダ１２ｂ、１３ｂの係合孔１５、１６は、小径の開口部１５ｂ、１６ｂの直径が例えば４０ｍｍ程度となるように形成されている。

一方、研削ユニット１１は、図１に示すように、円板状の砥石１１ａを例えばモータなどによって軸線まわりに回転する回転軸１１ｂの先端に同軸に取り付けて構成されており、上下一対の支持装置１２、１３の間を鉛直方向（上下方向）Ｔ２に移動可能に、且つ回転軸１１ｂ（砥石１１ａ）がその回転軸線Ｏ４方向に沿って前進および後退可能に設けられている。研削ユニット１１は、回転軸１１ｂの回転軸線Ｏ４が上下一対の支持装置１２、１３の中心軸線Ｏ２、Ｏ３に直交するように、且つ砥石１１ａを上下一対の支持装置１２、１３の中心軸線Ｏ２、Ｏ３側に向けて配設されている。

次に、上記構成からなる本実施形態の円筒研削機Ｂを用いてインゴット１をトラバース研削する方法について説明するとともに、本実施形態の円筒研削機Ｂ及びインゴット１の円筒研削方法の作用及び効果について説明する。なお、研削ユニット１１の移動は、片道、往復のいずれでもよく、往復回数は限定しない。

本実施形態の円筒研削機Ｂを用いてインゴット１の外周を研削する際には、はじめに、インゴット１の軸線Ｏ１方向を鉛直方向Ｔ２に向けた状態で（すなわちインゴット１を上下方向に立てた状態で）、このインゴット１を上下一対の支持装置１２、１３の間に搬送して配設する。これとともに、インゴット１を下方支持装置１２のホルダ１２ｂ上に載置する。

このとき、本実施形態では、図１及び図２に示すように、チョクラルスキー法等でシリコン単結晶を成長させてインゴット１を製造する際に最初に形成されるインゴット１のトップ部７側（一端部１ａ側）を下方に配して、インゴット１を鉛直方向Ｔ２に立て、このトップ部７側を下方支持装置１２のホルダ１２ｂに保持させるように載置する。インゴット１の軸線Ｏ１方向両端部１ａ、１ｂ側（円柱棒状の直胴部６の両端側）に円錐状のトップ部７とテール部８があるインゴット１は、下方支持装置１２のホルダ１２ｂ上に載置するとともに、円錐状のトップ部７がホルダ１２ｂの円錐状の係合孔１５に係合してトップ部７側の一端部（下方の端部）１ａ側がホルダ１２ｂに保持される。インゴットの自重によってトップ部７側の一端部１ａ側が下方支持装置１２に強固に保持される。さらに、このように円錐状のトップ部７を円錐状の係合孔１５に係合させることで、自ずとインゴット１の軸線Ｏ１と下方支持装置１２の中心軸線Ｏ２とが同軸上に配される。

次に、下方支持装置１２のホルダ１２ｂ上に載置してインゴット１のトップ部７側の一端部１ａ側を保持させた段階で、上方支持装置１３のホルダ１３ｂを下方に進出させ、このホルダ１３ｂの円錐状の係合孔１６に円錐状のテール部８を係合させる。係合孔１６に係合したインゴット１のテール部８側の他端部（上方の端部）１ｂ側に所定のクランプ力（押圧力）Ｆ１が負荷されるように、上方支持装置１３のホルダ１３ｂを下方に進出させることにより、インゴット１が上下一対の支持装置１２、１３でクランプ保持される。このようにホルダ１３ｂの円錐状の係合孔１６に円錐状のテール部８を係合させることで、ホルダ１３ｂにテール部８側の他端部１ｂ側が保持され、さらに、自ずとインゴット１の軸線Ｏ１と上下一対の支持装置１２、１３の中心軸線Ｏ２、Ｏ３とが同軸上に配され、容易に且つ確実に芯だしが行える。これにより、支持ユニット１０によって確実に軸線Ｏ１方向を鉛直方向Ｔ２に向けた状態でインゴット１がクランプ保持される。

インゴット１が軸線Ｏ１方向を鉛直方向Ｔ２に向けた状態でクランプ保持されるため、インゴット１の自重Ｗ１が軸線Ｏ１方向に作用し、このインゴット１の自重Ｗ１の作用方向と支持ユニット１０の上下一対の支持装置１２、１３でインゴット１をクランプ保持するクランプ力Ｆ１の作用方向とが同方向（同じ鉛直方向Ｔ２）になる。このため、例えば大型化（長尺化、大径化）、高重量化したインゴット１をクランプ保持する場合であっても、インゴット１に自重Ｗ１によって撓みが生じることはない。

さらに、インゴット１をクランプ保持した状態で、下方支持装置１２でインゴット１の自重（圧縮力）Ｗ１を支持することになる。このため、上方支持装置１３からインゴット１に負荷するクランプ力Ｆ１を小さくしても、確実に安定した状態でインゴット１がクランプ保持される。本実施形態では、トップ部７側を下方に配し、テール部８側を上方に配し、トップ部７側にインゴット１の自重Ｗ１による大きな圧縮力を作用させ、テール部８側に小さなクランプ力Ｆ１を作用させてインゴット１がクランプ保持される。これにより、インゴット１のテール部８が有転位化している場合であっても、圧縮応力に弱いテール部８側にインゴット１の自重Ｗ１による大きな圧縮力が作用することがなく、テール部８側に作用するクランプ力Ｆ１が小さくて済むため、インゴット１（テール部８側）に破損が生じることがない。よって、テール部８の有転位化部分を切断しなくても、研削作業が行えるメリットがある。

本実施形態では、上方支持装置１３のホルダ１３ｂの係合孔１６が下面１３ｃから上面１３ｄに貫通して形成されているため、このホルダ１３ｂの上面１３ｄ側から小径の開口部１６ｂを通じて係合孔１６内にインゴット検知棒１７を挿入し、インゴット検知棒１７をホルダ１３ｂに装着することが可能になる。このため、上方支持装置１３のホルダ１３ｂを下方に進出させ、このホルダ１３ｂでインゴット１のテール部８側の他端部１ｂ側をクランプ保持する際に、インゴット検知棒１７の先端が他端部１ｂ側に当接することでインゴット１を検知でき、所定のクランプ力Ｆ１が負荷された段階でホルダ１３ｂの進出を停止させることが可能になる。これにより、所定のクランプ力Ｆ１を負荷して好適にインゴット１がクランプ保持される。

上記のように支持ユニット１０でインゴット１をクランプ保持した段階で、下方支持装置１２の例えばモータなどを駆動し、主軸１２ａ及びホルダ１２ｂを中心軸線Ｏ２回りに回転させる。これにより、上方支持装置１３の副軸１３ａ及びホルダ１３ｂが中心軸線Ｏ３回りに従動して回転しつつ、上下一対の支持装置１２、１３でクランプ保持したインゴット１が軸線Ｏ１回りに回転する。インゴット１を回転させる手段は特に限定されないが、下方支持装置１２のモータに加え、さらに上方支持装置１３にもモータを設置し、上下のモータを連動駆動させることによりインゴットを回転させてもよい。

このようにインゴット１を回転させた段階で、研削ユニット１１の砥石１１ａを回転させるとともに、この砥石１１ａを回転軸線Ｏ４方向前方に向けて進出させてインゴット１の外周に押圧させる。これとともに、研削ユニット１１をインゴット１の直胴部６の上方側から下方側に向け、インゴット１の軸線Ｏ１方向に沿う鉛直方向Ｔ２に移動させることにより、インゴット１の外周が順次トラバース研削されてゆく。

このとき、インゴット１の自重Ｗ１の作用方向と上下一対の支持装置１２、１３によるクランプ力Ｆ１の作用方向とが同方向となり、インゴット１が自重によって撓むことがないため、研削ユニット１１によって所望の寸法（直径）となるように精度よくインゴット１の外周が研削される。これにより、従来の円筒研削機Ａ（従来の円筒研削方法）と比較して、インゴット１の加工精度が向上する。

インゴット１の自重Ｗ１によってインゴット１のトップ部７側の一端部１ａ側が下方支持装置１２に強固に保持され、インゴット１の自重によって下方支持装置１２とインゴット１の一端部１ａ側との間に大きな抵抗力が生じるため、インゴット１に研削ユニット１１から横方向Ｔ１の加工負荷（押圧力）Ｗ２が作用しても、インゴットの一端部１ａ側が位置ずれすることがない。

インゴット１のテール部８側の他端部１ｂ側は、上方支持装置１３から小さなクランプ力Ｆ１を負荷して保持されているが、このクランプ力Ｆ１を、研削ユニット１１でインゴット１の他端部１ｂ側の外周を研削する際に生じる加工負荷Ｗ２に抵抗できる程度のクランプ力Ｆ１としておくことで、インゴット１の他端部１ｂ側が位置ずれすることがない。よって、クランプ力Ｆ１を小さくしても上下一対の支持装置１２、１３でクランプ保持したインゴット１が位置ずれすることがなく、確実にインゴット１の加工精度が向上する。

さらに、研削ユニット１１でインゴット１を研削すると研削屑が下方に落下する。この研削屑が下方支持装置１２のホルダ１２ｂに形成した係合孔１５内に上面１２ｃの大径の開口部１５ａを通じて入り込み、溜まってしまうおそれがある。これに対し、本実施形態では、下方支持装置１２のホルダ１２ｂの係合孔１５が上面１２ｃから下面１２ｄに貫通して形成されているため、この係合孔１５内に入り込んだ研削屑がホルダ１２ｂの下面１２ｄの小径の開口部１５ｂを通じて排出される。よって、研削屑が係合孔１５内に溜まることがなく、次のインゴット１を円筒研削する際に係合孔１５から研削屑を除去するなどの作業は不要になる（あるいは多くの労力を要することがない）。

ここで、図３及び図４に示すように、テール部８を切断したインゴット１や、図５及び図６に示すように、テール部８の有転位化部分を切断したインゴット１を円筒研削する際には、下方支持装置１２の係合孔１５にトップ部７を係合させることで、インゴット１の軸線Ｏ１と支持装置１２、１３の中心軸線Ｏ２、Ｏ３とが同軸上に配され、インゴット１のトップ部７側の一端部１ａ側が強固に保持される。上方支持装置１３のホルダ１３ｂを下方に進出させると、このホルダ１３ｂの下面１３ｃがインゴット１の他端部１ｂ側の切断面（上端面）に当接する。ホルダ１３ｂからインゴット１に小さなクランプ力Ｆ１を負荷することで、インゴット１の他端部１ｂ側が位置ずれすることがないように保持される。これにより、上記のトップ部７とテール部８を備えたインゴット１と同様に、精度よく円筒研削が行える。

インゴット１の他端部１ｂ側の切断面（上端面）が軸線Ｏ１に直交する平面状で形成されるように、精度よくテール部８側を切断することで、上方支持装置１３のホルダ１３ｂを下方に進出させてインゴット１をクランプ保持するとともに確実にインゴット１の軸線Ｏ１と支持装置１２、１３の中心軸線Ｏ２、Ｏ３とが同軸上に配され、同様に容易に芯だしが行える。さらに、図６に示すように、上端面（他端部１ｂ）のインゴット１の軸線Ｏ１上に嵌合孔２０を形成しておき、この嵌合孔２０にインゴット検知棒１７の先端を嵌合させてインゴット１をクランプ保持することで、より容易に且つ精度よく芯だしが行える。
検知棒１７の形状は限定されないが、例えば、直胴部１７ａがホルダ１３ｂの開口部１６ｂを貫通できるような太さを有し、先端は図１５に示すように先の尖った円錐型の先端部１７ｂとされていてもよい。この場合、インゴット端面１ｂには先端部１７ｂと相補形状をなす円錐状の嵌合孔２０ａが形成されていることが好ましい。
または、検知棒１７は、図１６に示すような凸曲面の端部１７ｃを有していてもよく、この場合、インゴット端面１ｂには端部１７ｃと相補的な凹曲面状の嵌合孔２０ｂが形成されていることが好ましい。

一方、図７及び図８に示すように、トップ部７とテール部８を切断したインゴット１を円筒研削する際には、軸線Ｏ１方向を鉛直方向Ｔ２に向けた状態で上下一対の支持装置１２、１３の間にインゴット１を配設し、下方支持装置１２のホルダ１２ｂ上にインゴット１を載置する。このとき、トップ部７が切断されてインゴット１の一端部１ａ側がホルダ１２ｂの係合孔１５に係合しないため、すなわちトップ部７を切断した下端面（一端部１ａ）がホルダ１２ｂの上面１２ｃに当接してインゴット１が載置されるため、このインゴット１の軸線Ｏ１と下方支持装置１２の中心軸線Ｏ２とがずれた状態でインゴット１が載置される場合がある。これに対し、本実施形態の円筒研削機Ｂ（円筒研削方法）では、軸線Ｏ１方向を鉛直方向Ｔ２に向けてインゴット１が配設されているため、下方支持装置１２上に載置するとともにこのインゴット１を横方向Ｔ１に移動して、容易にインゴット１の軸線Ｏ１を下方支持装置１２の中心軸線Ｏ２と同軸上に配し、芯だしが行える。すなわち、従来の円筒研削機Ａのようにインゴット１を上下方向Ｔ２や前後方向Ｔ３に移動させて芯だしを行う必要がない。

上方支持装置１３のホルダ１３ｂを下方に進出させて、芯だしを行ったインゴット１をクランプ保持する。このとき、トップ部７とテール部８を切断してインゴット１の両端部１ａ、１ｂ側が係合孔１５、１６に係合しない場合であっても、インゴット１の自重によって下方支持装置１２のホルダ１２ｂの上面１２ｃとインゴット１の一端部１ａ（切断面、下端面）とが密着して、このホルダ１２ｂでインゴット１の一端部１ａ側が強固に保持される。上方支持装置１３のホルダ１３ｂの下面１３ｃとインゴット１の他端部１ｂ（切断面、上端面）とが密着して、このホルダ１３ｂから小さなクランプ力Ｆ１を負荷してインゴット１の他端部１ｂ側が確実に保持される。これにより、トップ部７とテール部８を備えたインゴット１と同様に、インゴット１に位置ずれが生じることはなく、精度よく円筒研削が行える。

上下一対の支持装置１２、１３でクランプ保持した際にインゴット１の軸線Ｏ１がずれる場合もあるが、このような場合には、一旦クランプ保持状態を解除して、インゴット１を横方向Ｔ１に移動することで、容易に芯だしの手直しが行える。

さらに、図７に示すように、例えば油圧シリンダなどを用いて横方向Ｔ１に進退可能に構成した位置決め手段２１を設けるようにしてもよい。この場合には、上下一対の支持装置１２、１３の間にインゴット１を配して下方支持装置１２のホルダ１２ｂ上に載置した段階で、位置決め手段２１を進出させ、この位置決め手段２１でインゴット１を横方向Ｔ１に押圧して、インゴット１の軸線Ｏ１と支持装置１２、１３の中心軸線Ｏ２、Ｏ３が略同軸上に配される所定位置にインゴット１を移動させる。これにより、位置決め手段２１によって、より簡便に芯だしが行えることになる。

このようにトップ部７とテール部８を切断したインゴット１を円筒研削する際には、上方支持装置１３のホルダ１３ｂとともに、下方支持装置１２のホルダ１２ｂにも下面１２ｄ側から小径の開口部１５ｂを通じてインゴット検知棒１７を挿入し、このインゴット検知棒１７を下方支持装置１２のホルダ１２ｂに装着してもよい。例えば図６と同様に、インゴット１のトップ部７とテール部８を切断した上端面と下端面（一端部１ａと他端部１ｂ）にそれぞれ嵌合孔２０を設け、これら嵌合孔２０にインゴット検知棒１７の先端を嵌合させて、より容易に且つ精度よく芯だしを行えるようにしてもよい。

したがって、本実施形態の円筒研削機Ｂ及びインゴット１の円筒研削方法によれば、支持ユニット１０が、軸線Ｏ１方向を鉛直方向Ｔ２に向けた状態でインゴット１をクランプ保持するように構成されているため、インゴット１の自重Ｗ１の作用方向と支持ユニット１０によるクランプ力Ｆ１の作用方向とを同方向にすることができる。このため、大型化、高重量化したインゴット１を円筒研削する場合であっても、自重によってインゴット１に撓みが生じることがなく、従来の円筒研削機Ａ（従来の円筒研削方法）と比較し、加工精度を向上させることが可能になる。

インゴット１の自重Ｗ１によってインゴット１の下方の端部１ａ側が下方支持装置１２に強固に保持され、この下方の端部１ａ側が位置ずれすることを防止できる。さらに、研削ユニット１１からの横方向Ｔ１の加工負荷Ｗ２に抵抗できる程度の小さなクランプ力Ｆ１を上方支持装置１３でインゴット１に負荷することで、上方の端部１ｂ側が位置ずれすることを防止できる。これにより、クランプ力Ｆ１を小さくしても上下一対の支持装置１２、１３とインゴット１との間に位置ずれが生じることを防止でき、確実に加工精度を向上させることが可能になる。

さらに、上下一対の支持装置１２、１３の間にインゴット１を配してクランプ保持する際に、下方支持装置１２の上に載置したインゴット１を横方向Ｔ１に移動して芯だしを行うことが可能になる。これにより、軸線Ｏ１方向を水平方向Ｔ１に配してインゴット１をクランプ保持する従来の円筒研削機Ａのように、インゴット１を上下方向Ｔ２や前後方向Ｔ３に移動させて芯だし（芯だしの手直し）を行う必要がなく、容易に芯だしを行うことが可能になる。

インゴット１を位置決め手段２１で横方向Ｔ１から押圧して、インゴット１の軸線Ｏ１と支持装置１２、１３の中心軸線Ｏ２、Ｏ３が略同軸上に配される所定位置にインゴット１を移動させることが可能になる。これにより、位置決め手段２１によってさらに容易に芯だしを行うことが可能になる。

本実施形態の円筒研削機Ｂ及びインゴット１の円筒研削方法においては、ホルダ１２ｂ、１３ｂに円錐状の係合孔１５、１６が形成されていることにより、これら係合孔１５、１６にトップ部７やテール部８を係合させることで、インゴット１の端部１ａ、１ｂ側を位置ずれが生じないように容易に且つ確実に保持させることが可能になる。係合孔１５、１６にトップ部７やテール部８を係合させることで、自ずとインゴット１の軸線Ｏ１と支持装置１２、１３の中心軸線Ｏ２、Ｏ３とが同軸上に配されるため、芯だしを容易にすることも可能になる。

さらに、下方支持装置１２のホルダ１２ｂの係合孔１５が上面１２ｃから下面１２ｄに貫通形成されていることで、インゴット１の外周を研削して発生した研削屑がこのホルダ１２ｂの係合孔１５に入り込んだ場合であっても、研削屑を下面１２ｄの開口部１５ｂから外部に排出することが可能になる。上方支持装置１３のホルダ１３ｂの係合孔１６が下面１３ｃから上面１３ｄに貫通形成されていることで、係合孔１６内にインゴット検知棒１７を挿入して装着することが可能になる。このため、ホルダ１３ｂを進出させ、インゴット１の上方の端部１ｂ側をクランプ保持する際に、インゴット検知棒１７でインゴット１を検知することが可能になり、位置ずれが生じることのない所定のクランプ力Ｆ１を確実に負荷して好適にインゴット１をクランプ保持することが可能になる。

インゴット１のトップ部７側を下方に配して、インゴット１を支持ユニット１０でクランプ保持することにより、トップ部７側にインゴット１の自重Ｗ１による大きな圧縮力を作用させ、テール部８側に小さなクランプ力Ｆ１を作用させてインゴット１をクランプ保持することが可能になる。これにより、テール部８側に破損が生じることを確実に防止して好適にインゴット１をクランプ保持することが可能になる。よって、円筒研削に先立ってテール部８の有転位化部分を切断することなく、円筒研削を行うことも可能になる。

本実施形態のように、軸線Ｏ１方向を鉛直方向Ｔ２に向けてインゴット１をクランプ保持した場合には、従来の円筒研削機Ａと比較し、上下一対の支持装置１２、１３の主軸１２ａや副軸１３ａに大きな曲げモーメントが作用することがない。このため、主軸１２ａや副軸１３ａに変形が生じるおそれがない。

さらに、軸線Ｏ１方向を鉛直方向Ｔ２に向けてインゴット１をクランプ保持する場合には、軸線Ｏ１方向を水平方向Ｔ１に向けてインゴット１をクランプ保持する従来の円筒研削機Ａと比較し、円筒研削機Ｂの設置に要する例えば床面などの占有面積を小さくすることができる。よって、省スペース化を図ることも可能になる。

以上、本発明に係る円筒研削機及びインゴットの円筒研削方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、前記の実施形態では、研削ユニット１１が、支持ユニット１０でクランプ保持したインゴット１の軸線Ｏ１方向に沿って鉛直方向Ｔ２に移動することにより、インゴット１の外周をトラバース研削するものとしたが、研削ユニット１１とインゴット１は軸線Ｏ１方向に沿って相対移動すればよく、インゴット１が研削ユニット１１に対して鉛直方向Ｔ２に移動することにより、インゴット１をトラバース研削するように構成してもよい。

本実施形態では、ホルダ１２ｂ、１３ｂをそれぞれ駆動軸の主軸１２ａや従動軸の副軸１３ａの先端に固設して、上下一対の支持装置１２、１３ひいては支持ユニット１０が構成されているものとしたが、例えばホルダ１２ｂの外周にベルトやチェーンなどの伝動部材を巻き掛け、この伝動部材を回転させることで中心軸線Ｏ２回りにホルダ１２ｂを回転させるように構成してもよく、特にホルダ１２ｂ（ホルダ１３ｂ）ひいてはインゴット１を回転させる機構を限定する必要はない。
以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれら実施例に限定されることはない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。本発明は前述した説明によって限定されることはないものである。

１ インゴット
１ａ 一端部（端部）
１ｂ 他端部（端部）
６ 直胴部
７ トップ部
８ テール部
１０ 支持ユニット
１１ 研削ユニット
１１ａ 砥石
１１ｂ 回転軸
１２ 下方の支持装置（他方の支持装置）
１２ａ 主軸
１２ｂ ホルダ
１２ｃ 上面（一面）
１２ｄ 下面（他面）
１３ 上方の支持装置（一方の支持装置）
１３ａ 副軸
１３ｂ ホルダ
１３ｃ 下面（一面）
１３ｄ 上面（他面）
１５ 係合孔
１５ａ 開口部
１５ｂ 開口部
１６ 係合孔
１６ａ 開口部
１６ｂ 開口部
１７ インゴット検知棒
２０ 嵌合孔
２１ 位置決め手段
Ａ 従来の円筒研削機
Ｂ 円筒研削機
Ｆ１ クランプ力
Ｏ１ インゴットの軸線
Ｏ２ 下方の支持装置の中心軸
Ｏ３ 上方の支持装置の中心軸
Ｏ４ 研削ユニットの回転軸線
Ｔ１ 横方向（水平方向）
Ｔ２ 鉛直方向（上下方向）
Ｔ３ 前後方向（水平方向）
Ｗ１ インゴットの自重
Ｗ２ 研削ユニットの加工負荷

Claims (9)

1. シリコン単結晶のインゴットを軸線方向に挟んで、軸線回りに回転可能にクランプ保持する上方支持装置および下方支持装置を備えた支持ユニットと、
   前記インゴットの軸線方向に沿って相対移動しつつ前記インゴットの外周をトラバース研削する研削ユニットとを有する円筒研削機であって、
   前記支持ユニットは、上方支持装置が上方に、下方支持装置が下方に配設されて、前記インゴットの軸線方向を鉛直方向に向けた状態で前記インゴットをクランプして保持するとともに、
   前記上方支持装置と前記下方支持装置はそれぞれ、前記インゴットの軸線方向の端部側を保持するためのホルダを備え、
   前記ホルダには、該ホルダの中心軸を中心として前記インゴット側を向く一面から他面側に向かうに従い漸次縮径する円錐状の係合孔が形成されている円筒研削機。
2. 請求項１記載の円筒研削機であって、前記係合孔は、前記一面から前記他面に貫通して形成されている円筒研削機。
3. 請求項２記載の円筒研削機であって、前記下方支持装置は、前記インゴットの円錐状をなすトップ部を保持し、前記上方支持装置は、前記インゴットの円錐状をなすテール部を保持するホルダを備える円筒研削機。
4. 請求項２記載の円筒研削機であって、前記ホルダの係合孔を通してインゴットの端面に当接可能なインゴット検知棒を備えた円筒研削機。
5. 請求項２記載の円筒研削機において、前記ホルダは、トップ部およびテール部分のうち少なくとも１つ以上を切断した前記インゴットを支持できる円環状の平坦面を有する円筒研削機。
6. 請求項１に記載の円筒研削機において、
   前記上方支持装置および前記下方支持装置の間に配した前記インゴットを水平方向に押圧して該インゴットを所定位置に位置決めするための位置決め手段を備えている円筒研削機。
7. 支持ユニットの上方支持装置および下方支持装置でシリコン単結晶のインゴットの両端部を軸線方向に挟んで保持する工程と、
   前記上方支持装置および前記下方支持装置とともに前記インゴットを軸線回りに回転させつつ、研削ユニットを前記インゴットの軸線方向に沿って移動させて前記インゴットの外周をトラバース研削する工程とを有するとともに、
   シリコン単結晶を成長させて前記インゴットを製造する際に、先に形成される前記インゴットのトップ部側を下方に配して、前記インゴットを前記支持ユニットでクランプして保持するインゴットの円筒研削方法。
8. 支持ユニットの上方支持装置および下方支持装置でシリコン単結晶のインゴットの両端部を軸線方向に挟んで保持する工程と、
   前記上方支持装置および前記下方支持装置とともに前記インゴットを軸線回りに回転させつつ、研削ユニットを前記インゴットの軸線方向に沿って移動させて前記インゴットの外周をトラバース研削する工程とを有するとともに、
   前記インゴットのトップ部およびテール部分のうち、少なくとも１つ以上をインゴット軸線に対して垂直に切断する工程と、
   前記インゴットの両端部を前記上方支持装置および前記下方支持装置で挟んで支持する工程とを有するインゴットの円筒研削方法。
9. 請求項８記載のインゴットの円筒研削方法であって、
   前記インゴットの切断面の中心に嵌合孔を形成する工程と、
   前記嵌合孔に、前記上方支持装置および／または前記下方支持装置の軸線に沿って配置された検知棒の先端を嵌合させてインゴットの位置決めを行う工程とを有するインゴットの円筒研削方法。

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