JPH11170248A - インゴット回転装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】インゴットをインゴット軸回りに所定量正確に
回転させることができるインゴット回転装置の提供。 【解決手段】インゴットＩｎは、回転自在に支持された
一対の支持ローラ２２Ａ、２２Ｂ上に載置される。そし
て、一方の支持ローラ２２Ａに連結された支持ローラ回
転用モータ２６を駆動して、一方の支持ローラ２２Ａを
所定量回転させることにより、インゴット軸回りに所定
量回転する。このインゴットＩｎの回転量は、他方側の
支持ローラ２２に連結されたエンコーダ２８で、その他
方側の支持ローラ２２の回転量を検出することにより検
出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はインゴット回転装置
に係り、特にインゴットをインゴット軸回りに所定量回
転させるインゴット回転装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコン等の単結晶材料のインゴットを
ワイヤソーでスライスする場合、そのスライスされたウ
ェーハが所定の結晶方位となるように、切断開始前にイ
ンゴットの結晶方位合わせを行うのが一般的である。そ
して、従来のワイヤソーでは、このインゴットの結晶方
位合わせをインゴット保持部に備えられたチルチング装
置によって行うようにしていた。

【０００３】しかしながら、この方法で結晶方位合わせ
を行うこととすると、新たなインゴットを切断するたび
にインゴットの結晶方位合わせをしなければならないた
め、切断効率が悪いという問題があった。そこで、この
ような問題点を解消するために、あらかじめワイヤソー
の装置外でインゴットの結晶方位合わせを行っておき、
インゴットをワイヤソーに装着するだけで切断を開始す
ることができるという方法が提案された。この方法を簡
単に説明すると、以下の通りである。

【０００４】まず、図６に示すように、Ｘ線方位測定器
によって、結晶軸Ｏ_Crのオリフラに平行な方向の傾き角
度αと、オリフラに垂直な方向の傾き角度βを測定す
る。そして、その測定したα、βからインゴット軸Ｏ_In
に対する結晶軸Ｏ_Crの最大傾き角度λと傾き方向θを算
出する。次に、算出した傾き方向θ分だけ、インゴット
Ｉｎをインゴット軸回りに回転させる。これにより、結
晶軸Ｏ_Crは水平面上（Ｘ−Ｚ平面上）に位置する。そし
て、この状態でインゴットＩｎにスライスベースを接着
する。

【０００５】次に、算出した最大傾き角度λ分だけ、イ
ンゴットＩｎを水平回転させる。これにより、結晶軸Ｏ
_CrがＺ軸と一致するので、この状態でスライスベースに
マウンティングプレートを接着する。以上により、結晶
方位合わせは終了し、この状態でインゴットをワイヤソ
ーのインゴット保持部に装着する。図７（ａ）、（ｂ）
は、上記のようにして結晶方位合わせを行ったインゴッ
トＩｎをワイヤソーに装着した状態を示している。同図
に示すように、インゴットＩｎは、そのインゴット軸Ｏ
_Inがワイヤ列面に対して平行に保持されるとともに、ワ
イヤ列１の走行方向に対して直交するように保持され
る。

【０００６】このように、あらかじめインゴットの結晶
方位合わせをしておくことにより、装着時の結晶方位合
わせ作業が省け、効率的にインゴットを切断してゆくこ
とができる。ところで、上記の方法でインゴットの結晶
方位合わせを行った場合、作業工程において、インゴッ
トＩｎをインゴット軸回りに傾き方向θ分だけ回転させ
るという工程がある。従来は、このインゴットＩｎをイ
ンゴット軸回りに所定量回転させるには、所定間隔をも
って水平に配置された一対の支持ローラ上にインゴット
Ｉｎを載置し、一方の支持ローラを所定量回転させるこ
とにより、インゴットＩｎをインゴット軸回りに所定量
回転させるようにしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
方法でインゴットＩｎを回転させると、支持ローラとイ
ンゴットＩｎとの間に滑りが生じた場合に、インゴット
Ｉｎが正確に回転しないという問題があった。そして、
誤った結晶方位のままスライスベースが接着され、切断
されてしまうという問題があった。

【０００８】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たもので、インゴットをインゴット軸回りに所定量正確
に回転させることができるインゴット回転装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するために、インゴットをインゴット軸回りに所定量
回転させるインゴット回転装置において、所定の間隔を
もって水平に配置され、インゴットが載置される一対の
支持ローラと、前記一対の支持ローラのうち一方側の支
持ローラに連結され、該支持ローラを回転させることに
より、前記インゴットをインゴット軸回りに回転させる
回転駆動手段と、前記一対の支持ローラのうち他方側の
支持ローラに連結され、該支持ローラの回転量を検出す
ることにより、前記インゴットの回転量を検出する回転
量検出手段と、からなることを特徴とする。

【００１０】本発明によれば、インゴットは一対の支持
ローラ上に載置され、その一対の支持ローラのうち一方
の支持ローラを回転駆動手段で所定量回転させることに
より回転する。そして、そのインゴットの回転量は、他
方側の支持ローラの回転量を回転量検出手段で検出する
ことにより検出される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るインゴット回転装置の好ましい実施の形態について詳
説する。なお、以下の実施の形態では、本発明に係るイ
ンゴット回転装置をスライスベース接着装置に組み込ん
だ例で説明する。

【００１２】図１、図２は、それぞれ本発明に係るイン
ゴット回転装置が組み込まれたスライスベース接着装置
１０の側面図と平面図である。同図に示すように、スラ
イスベース接着装置１０、インゴット支持部１２、イン
ゴットクランプ部１４及びスライスベース接着部１６を
主要部として構成されている。まず、インゴット支持部
１２の構成について説明する。インゴット支持部１２
は、スライスベースＳを接着するインゴットＩｎを支持
するとともに、その支持したインゴットＩｎをＸ線方位
測定の測定結果に基づいてインゴット軸回りに結晶軸の
傾き方向θ分だけ回転させる。このインゴット支持部１
２の具体的な構成は、以下の通りである。

【００１３】図１及び図２に示すように、架台１８上に
は門型に形成されたインゴット支持台２０が設置されて
いる。このインゴット支持台２０、その上面中央に開口
部２０ａが形成されており、この開口部２０ａの両側に
は、それぞれ支持ローラ２２Ａ、２２Ｂが３本づつ直列
して配置されている。各支持ローラ２２Ａ、２２Ｂは、
それぞれ一本の回転軸２２ａ、２２ｂに固着されてお
り、該回転軸２２ａ、２２ｂは、前記インゴット支持台
２０上に設置された軸受部材２４Ａ、２４Ｂに回動自在
に支持されている。インゴットＩｎは、この支持ローラ
２２Ａ、２２Ｂ上に載置される。

【００１４】また、前記支持ローラ２２Ａ、２２Ｂのう
ち一方側の支持ローラ２２Ａの回転軸２２ａには、支持
ローラ回転用モータ２６の出力軸が連結されており、こ
の支持ローラ回転用モータ２６を駆動することにより、
支持ローラ２２Ａが回転する。そして、この支持ローラ
２２Ａが回転することにより、支持ローラ２２Ａ、２２
Ｂ上に載置されたインゴットＩｎが、そのインゴット軸
Ｏ_Inを中心に回転する。

【００１５】一方、他方側の支持ローラ２２Ｂの回転軸
２２ｂには、エンコーダ２８が連結されており、このエ
ンコーダ２８によって支持ローラ２２Ｂの回転量が検出
される。このエンコーダ２８の検出値は、制御装置３０
に出力され、制御装置３０は、この支持ローラ２２Ｂの
回転量からインゴットＩｎの回転量を検出する。インゴ
ット支持部１２は、以上のように構成される。

【００１６】次に、インゴットクランプ部１４の構成に
ついて説明する。インゴットクランプ部１４は、前記支
持ローラ２２Ａ、２２Ｂ上に載置されたインゴットＩｎ
をクランプする。このインゴットクランプ部１４の具体
的な構成は、以下の通りである。前記インゴット支持台
２６上には、支持ブロック３２を介してベースプレート
３４が水平に設置されている。このベースプレート３４
上には、一対のガイドレール３６、３６が前記支持ロー
ラ２２Ａ、２２Ｂと直交するように敷設されている。

【００１７】前記ガイドレール３６上には、スライドブ
ロック３８がスライド自在に支持されており、該スライ
ドブロック３８は、図示しないシリンダに駆動されるこ
とにより、ガイドレール３６上をスライド移動する。前
記スライドブロック３８の正面部には、軸受部材４０を
介して一対の回転軸４２、４２が回動自在に支持されて
いる。この回転軸４２、４２には、互いに直交するよう
に、水平アーム４４、４４と垂直アーム４６、４６が固
着されている。

【００１８】前記水平アーム４４の先端部には軸受部材
４８が設けられており、該軸受部材４８には、クランプ
ローラ５０が前記支持ローラ２２Ａ、２２Ｂと平行に軸
支されている。一方、前記垂直アーム４６の先端部に
は、クランプシリンダ５２のロッドがピンによって連結
されている。このクランプシリンダ５２は、前記スライ
ドブロック３２上に立設された支持部材５４の先端部に
ピンによって支持されている。そして、このクランプシ
リンダ５２を駆動することにより、前記クランプローラ
５０が上下動する。

【００１９】すなわち、前記クランプシリンダ５２のロ
ッドを伸張させることにより、垂直アーム４６が前方に
傾斜し、これに連動して水平アーム４４が下方に傾斜す
る。そして、この結果、クランプローラ５０が下方に移
動して支持ローラ２２Ａ、２２Ｂ上に載置されたインゴ
ットＩｎをクランプする。また、前記クランプシリンダ
５２のロッドを収縮させることにより、垂直アーム４６
が後方に傾斜し、これに連動して水平アーム４４が上方
に傾斜する。そして、この結果、クランプローラ５０が
上方に移動して、クランプを解除する。

【００２０】インゴットクランプ部１４は、以上のよう
に構成される。次に、スライスベース接着部１６の構成
について説明する。スライスベース接着部１６は、前記
インゴット支持部置１６によって支持されたインゴット
Ｉｎの下面にスライスベースＳを接着する。このスライ
スベース接着部１６の具体的な構成は、以下の通りであ
る。

【００２１】図１及び図３に示すように、架台１８のフ
レームには、ベースプレート６０が垂直に固定されてい
る。このベースプレート６０には、一対のガイドレール
６２、６２が敷設されており、該ガイドレール６２、６
２上を第１スライドブロック６４と第２スライドブロッ
ク６６が摺動自在に支持されている。また、前記ベース
プレート６０の略中央部には、ガイドレール６２、６２
に沿ってネジ棒６８が配設されており、その両端部を前
記ベースプレート６０上に設置された軸受部材６９、６
９に回動自在に支持されている。このネジ棒６８の下端
部には、前記ベースプレート６０の下部に設置された送
りモータ７２の出力軸が連結されており、この送りモー
タ７２を駆動することによりネジ棒６８が回転する。前
記第１スライドブロック６４の背面部には、前記ネジ棒
６８に螺合する図示しないナット部材が設けられてお
り、このネジ棒６８を回転させることにより、前記第１
スライドブロック６４が上下動する。

【００２２】前記第１スライドブロック６４の正面部に
は、一対の押圧用シリンダ７０、７０が設置されてい
る。この押圧用シリンダ７０、７０のロッド先端部は、
前記第２スライドブロック６６の下端面に当接されてお
り、このロッドによって前記第２スライドブロック６６
が支持されている。したがって、前記第１スライドブロ
ック６４が上下動すると、これに伴って第２スライドブ
ロック６６も上下動する。また、前記第２スライドブロ
ック６６は、前記押圧用シリンダ７０、７０を駆動する
ことにより、そのロッドに押圧されて上昇する。

【００２３】前記第２スライドブロック６６の上端部に
は、ベースブロック７４が水平に設置されている。この
ベースブロック７４の上面には、一対のガイドレール７
６、７６が敷設されており、該ガイドレール７６、７６
上をスライドテーブル７８が移動自在に支持されてい
る。前記スライドテーブル７８上には、図４及び図５に
示すように、スライスベース支持台８０が設けられてお
り、インゴットＩｎに接着するスライスベースＳは、こ
のスライスベース支持台８０上に載置される。

【００２４】また、前記スライドテーブル７８上には、
前記スライスベース支持台８０上に載置されたスライス
ベースＳを固定するためのクランプ機構８４が設けられ
ている。このクランプ機構８４は、開閉自在な一対のク
ランパー８６Ａ、８６Ｂを有しており、この一対のクラ
ンパー８６Ａ、８６Ｂで前記スライスベースＳの両端部
を挟持することにより、スライスベースＳをクランプす
る。このクランプ機構８４の具体的な構成は、以下の通
りである。

【００２５】図４及び図５に示すように、前記スライス
ベース支持台８０の内部には、該スライスベース支持台
８０に沿ってガイドレール８８が敷設されている。この
ガイドレール８８上には、一対のスライドブロック９０
Ａ、９０Ｂがスライド自在に支持されている。一方側の
スライドブロック９０Ａには、前記スライスベース支持
台８０の側部近傍に設置されたロッドレスシリンダ９２
が連結されている。一方側のスライドブロック９０Ａ
は、このロッドレスシリンダ９２を駆動することにより
ガイドレール８８上を移動する。

【００２６】また、他方側のスライドブロック９０Ｂに
は、クランプ確認用ロッド９４が水平に固着されてお
り、該クランプ確認用ロッド９４は前記スライスベース
支持台８０に形成された貫通穴８０ａに挿通されてい
る。このクランプ確認用ロッド９４には、スプリング９
６が挿通されており、該スプリング９６によって前記ス
ライドブロック９０Ｂは、一方側のスライドブロック９
０Ａに向けて付勢されている。

【００２７】前記スライスベースＳを挟持するクランパ
ー８６Ａ、８６Ｂは、それぞれ前記スライドブロック９
０Ａ、９０Ｂ上に固定されている。そして、次のように
してスライスベースＳを挟持する。スライスベースＳ
が、スライスベース支持台８０上に載置されると、ロッ
ドレスシリンダ９２が駆動されて、一方側のクランパー
８６Ａが他方側のクランパー８６Ｂに向かって移動す
る。そして、この一方側のクランパー８６Ａに押されて
スライスベースＳが他方側のクランパー８６Ｂに向かっ
て移動し、更に、この移動したスライスベースＳに押さ
れて他方側のクランパー８６Ｂが移動する。

【００２８】ここで、前記ガイドレール８８の端部に
は、図示しないストッパーが設置されており、前記他方
側のクランパー８６Ｂは所定量移動すると、このストッ
パーに当接して停止する。そして、これによりスライス
ベースＳが一対のクランパー８６Ａ、８６Ｂの間に挟持
される。また、前記他方側のクランパー８６Ｂがストッ
パーに当接すると、該他方側のクランパー８６Ｂに設け
られたクランプ確認用ロッド９４の先端部が、前記スラ
イスベース支持台８０に設けられたセンサ９８によって
検出される。そして、このセンサ９８が前記クランプ確
認用ロッド９４の先端部を検出することにより、スライ
スベースＳがクランプされたことが確認される。

【００２９】前記スライスベース支持台８０上に載置さ
れたスライスベースＳは、以上のようにしてクランプさ
れる。ところで、前記スライスベース支持台８０が設置
されたスライドテーブル７８は、前述したように水平方
向にスライド自在に設けられている。これはインゴット
ＩｎにスライスベースＳを接着する際、スライスベース
ＳをインゴットＩｎの軸線方向に沿って摺動させること
により、接着を確実に行うようにしたものであり、以下
のすり合わせ機構１００によってスライドテーブル７８
をスライドさせてスライスベースＳを摺動させる。

【００３０】図４及び図５に示すように、前記ベースブ
ロック７４には、支持部材１０２を介してスライスベー
ス摺動用モータ１０４が設けられている。このスライス
ベース摺動用モータ１０４の出力軸には、円盤状の回転
駒１０６が固着されており、その回転駒１０６の上面部
には、回転中心から偏芯した位置に偏芯ピン１０８が植
設されている。前記スライドテーブル７８の下面にも同
様のピン１１０が植設されており、当該ピン１１０と偏
芯ピン１０８とは、互いにリンク１１２によって連結さ
れている。

【００３１】前記スライスベース摺動用モータ１０４を
駆動すると、偏芯ピン１０８は偏芯回転し、この結果、
この偏芯ピン１０８に連結されたリンク１１２が往復動
する。そして、このリンク１１２が往復動することによ
り、スライドテーブル７８がガイドレール７６に沿って
往復動する。スライスベース接着部１６は、以上のよう
に構成される。

【００３２】次に、前記のごとく構成されたスライスベ
ース接着装置１０の作用について説明する。まず、接着
剤を塗布したスライスベースＳをスライスベース支持台
８０上に載置する。そして、クランプ機構８４によっ
て、そのスライスベースＳをクランプする。

【００３３】次に、スライスベースＳを接着するインゴ
ットＩｎを支持ローラ２２Ａ、２２Ｂ上に載置する。こ
の際、インゴットＩｎに形成されているオリフラが所定
位置に位置するように位置決めして載置する。次に、イ
ンゴットクランプ部１４によって支持ローラ２２Ａ、２
２Ｂ上に載置されたインゴットＩｎをクランプする。す
なわち、図示しないシリンダを駆動してインゴットクラ
ンプ部１４のスライドブロック３８を所定量前進させ、
クランプローラ５０、５０をインゴットＩｎの真上に位
置させる。そして、クランプシリンダ５２、５２を駆動
して、クランプローラ５０、５０を下降させる。この結
果、インゴットＩｎの上端部がクランプローラ５０、５
０に押圧されて、インゴットＩｎがクランプされる。

【００３４】次に、あらかじめ行っておいたインゴット
Ｉｎの結晶方位の測定結果に基づいて、インゴットＩｎ
の結晶軸の傾き方向θ分だけインゴットＩｎをインゴッ
ト軸回りに回転させる。ここで、インゴットＩｎのイン
ゴット軸回りの回転は、支持ローラ２２Ａを支持ローラ
回転用モータ２６で所定量回転させることによって与え
る。制御装置３０は、このインゴットＩｎをθ度回転さ
せるのに必要な支持ローラ２２Ａの回転量Ｔ_A を算出
し、その算出結果に基づいて支持ローラ回転用モータ２
６を駆動する。

【００３５】また、制御装置３０は、支持ローラ回転用
モータ２６から支持ローラ２２Ａに与えた回転が正確に
インゴットＩｎに伝達されたか否かを判断するため、支
持ローラ２２Ｂの回転量Ｔ_B をエンコーダ２８によって
検出する。すなわち、支持ローラ２２Ａに与えた回転が
正確にインゴットＩｎに伝達されていれば、その支持ロ
ーラ２２Ａに与えた回転量Ｔと同じ回転量で支持ローラ
２２Ｂが回転する。したがって、エンコーダ２８によっ
て検出される支持ローラ２２Ｂの回転量Ｔ_B が、支持ロ
ーラ２２Ａに与えた回転量Ｔ_A と一致していれば、イン
ゴットＩｎは正確にθ度回転したと判断できる。

【００３６】一方、エンコーダ２８によって検出される
支持ローラ２２Ｂの回転量Ｔ_B が、支持ローラ２２Ｂに
与えた回転量Ｔ_A と一致していない場合は、インゴット
Ｉｎと支持ローラ２２Ａとの間にスリップ等が発生して
いることが予想されるので、回転をやり直すか、又は、
支持ローラ３６Ｂの回転量Ｔ_B がＴ_A と一致するまでモ
ータ４０によって支持ローラ３６Ａを回転させる。

【００３７】これにより、インゴットＩｎをインゴット
軸回りに正確にθ度回転させることができる。そして、
この結果、インゴットＩｎは、その結晶軸が水平面上に
位置する。次に、スライスベース接着部１６の送りモー
タ７２を駆動して、第１スライドブロック６４を上方に
移動させる。この結果、第１スライドブロック６６に設
けられた押圧用シリンダ７０、７０のロッドに押されて
第２スライドブロック６６が上方に移動する。そして、
この第２スライドブロック６６が上方に移動することに
より、スライスベースＳがインゴットＩｎの下面に当接
する。

【００３８】スライスベースＳがインゴットＩｎの下面
に当接したところで、送りモータ７２の駆動を停止し、
次いで、第１スライドブロック６４に設けられた押圧用
シリンダ７０、７０を駆動する。この結果、スライスベ
ースＳが一定圧でインゴットＩｎに押圧される。そし
て、インゴットＩｎにスライスベースＳを一定圧で押圧
した状態ですり合わせ機構１００を駆動し、スライスベ
ースＳをインゴットＩｎの軸線方向に沿っを所定回数往
復動させる。これにより、接着剤に含まれる気泡が除去
され、接着が確実に行われる。

【００３９】スライスベースＳは、インゴットＩｎに押
圧した状態で所定時間保持される。そして、所定時間経
過後、クランプ機構８４によるスライスベースＳのクラ
ンプ、及び、押圧シリンダ７０、７０によるスライスベ
ースＳの押圧を解除して、スライスベース支持台８０を
所定位置まで下降させる。一方、インゴットＩｎは、ク
ランプローラ５０によるクランプを解除し、これによ
り、スライスベースＳの接着が終了する。インゴットＩ
ｎは、このまま図示しない搬送手段によってマウンティ
ングプレート接着装置に搬送され、そこでマウンティン
グプレートを接着する。

【００４０】このように、本発明に係るインゴット回転
装置を組み込んだスライスベース接着装置１０では、イ
ンゴット軸回りの回転を正確に与えることができるの
で、誤った結晶方位のままスライスベースが接着され、
切断されてしまうという問題がなくなる。なお、上記の
実施の形態では、本発明に係るインゴット回転装置をス
ライスベース接着装置１０に直接組み込んだ例で説明し
たが、インゴット回転装置単体で使用してもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インゴットをインゴット軸回りに所定量正確に回転させ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るインゴット回転装置を組み込んだ
スライスベース接着装置の側面図

【図２】本発明に係るインゴット回転装置を組み込んだ
スライスベース接着装置の平面図

【図３】スライスベース接着部の構成を示す正面図

【図４】スライスベース接着装置の要部を拡大した正面
図

【図５】スライスベース接着装置の要部を拡大した側面
図

【図６】インゴットの結晶方位の測定方法の説明図

【図７】インゴットにマウンティングプレートを接着す
る方法の説明図

【符号の説明】

１０…スライスベース接着装置 １２…インゴット支持部 １４…インゴットクランプ部 １６…スライスベース接着部 ２０…インゴット支持台 ２２Ａ、２２Ｂ…支持ローラ ２６…モータ ２８…エンコーダ ３０…制御装置 Ｉｎ…インゴット Ｓ…スライスベース

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 インゴットをインゴット軸回りに所定量
   回転させるインゴット回転装置において、 所定の間隔をもって水平に配置され、インゴットが載置
   される一対の支持ローラと、 前記一対の支持ローラのうち一方側の支持ローラに連結
   され、該支持ローラを回転させることにより、前記イン
   ゴットをインゴット軸回りに回転させる回転駆動手段
   と、 前記一対の支持ローラのうち他方側の支持ローラに連結
   され、該支持ローラの回転量を検出することにより、前
   記インゴットの回転量を検出する回転量検出手段と、か
   らなることを特徴とするインゴット回転装置。