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公開番号2025159859
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-22
出願番号2024062683
出願日2024-04-09
発明の名称円筒研削方法及び円筒研削機
出願人信越半導体株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類B24B 41/06 20120101AFI20251015BHJP(研削;研磨)
要約【課題】
シリコン単結晶インゴットを円筒研削した後の搬出工程に於いて、支持装置内に円錐状のテール部の先端が残存していた場合に、それを確実に発見することができる円筒研削方法及び円筒研削機を提供することを目的とする。
【解決手段】
結晶棒を円筒研削する円筒研削方法であって、支持装置として、結晶棒の円錐状の端部を支持可能な凹形状の支持部を有する支持装置を用い、円筒研削機として、支持部内に結晶棒の円錐状の端部の一部が残存しているかどうかを判定する残存状態判定手段を具備する円筒研削機を用い、円筒研削の連続処理において、残存状態判定手段により、支持部内に端部の一部が残存していないと判定された場合は連続処理を継続し、端部の一部が残存していると判定された場合は連続処理を停止する円筒研削方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
結晶棒の端部を支持する支持装置が各々の先端に取り付けられている主軸と副軸を介して前記結晶棒を軸方向に挟んで軸周りに回転可能にする一対の支持ユニットと、該一対の支持ユニットに支持された前記結晶棒の軸方向に沿って移動しつつ前記結晶棒の外周を円筒研削する研削ユニットとを具備する円筒研削機を用い、前記結晶棒を円筒研削する円筒研削方法であって、
前記支持装置として、前記結晶棒の円錐状の端部を支持可能な凹形状の支持部を有する支持装置を用い、
前記円筒研削機として、前記支持部内に前記結晶棒の円錐状の端部の一部が残存しているかどうかを判定する残存状態判定手段を具備する円筒研削機を用い、
前記円筒研削の連続処理において、前記残存状態判定手段により、前記支持部内に前記端部の一部が残存していないと判定された場合は前記連続処理を継続し、前記端部の一部が残存していると判定された場合は前記連続処理を停止することを特徴とする円筒研削方法。
続きを表示（約 1,300 文字）【請求項２】
前記残存状態判定手段による判定を、前記円筒研削の前後における前記結晶棒の円錐状の端部の画像を取得して、該画像を比較して、前記円筒研削後の前記結晶棒の円錐状の端部が欠損していると判定された場合に、前記支持部内に前記結晶棒の円錐状の端部の一部が残存していると判定することにより行うことを特徴とする請求項１に記載の円筒研削方法。
【請求項３】
前記残存状態判定手段による判定を、前記結晶棒の円錐状の端部の一部と前記支持部によって囲まれた空間に圧縮空気を供給し、該空間の圧力が上昇することを圧力センサーが検知した場合に、前記支持部内に前記結晶棒の円錐状の端部の一部が残存していると判定することにより行うことを特徴とする請求項１に記載の円筒研削方法。
【請求項４】
前記連続処理の停止を自動で行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の円筒研削方法。
【請求項５】
結晶棒の端部を支持する支持装置が各々の先端に取り付けられている主軸と副軸を介して前記結晶棒を軸方向に挟んで軸周りに回転可能にする一対の支持ユニットと、該一対の支持ユニットに支持された前記結晶棒の軸方向に沿って移動しつつ前記結晶棒の外周を円筒研削する研削ユニットとを具備する円筒研削機であって、
前記支持装置は前記結晶棒の円錐状の端部を支持可能な凹形状の支持部を有し、
前記円筒研削機は、前記支持部内に前記結晶棒の円錐状の端部の一部が残存しているかどうかを判定する残存状態判定手段を具備し、
前記残存状態判定手段は、前記円筒研削の連続処理において、前記支持部内に前記結晶棒の円錐状の端部の一部が残存しているかどうかを判定し、残存していると判定した場合に判定信号を発する機能を有するものであることを特徴とする円筒研削機。
【請求項６】
前記残存状態判定手段は、画像撮像部と欠損判定部を有し、前記画像撮像部は前記円筒研削前後における前記結晶棒の円錐状の端部の画像を取得する機能を有し、前記欠損判定部が前記画像を比較して前記円筒研削後の前記結晶棒の円錐状の端部が欠損していると判定したときに、前記支持部内に前記結晶棒の円錐状の端部の一部が残存していると判定する機能を有するものであることを特徴とする請求項５に記載の円筒研削機。
【請求項７】
前記残存状態判定手段は、圧縮空気供給部と圧力センサーを有し、前記圧縮空気供給部は、前記支持部内に圧縮空気を供給する機能を有し、前記圧力センサーは、前記支持部内の圧力の上昇を検知する機能、及び圧力の上昇を検知した場合に前記支持部内に前記結晶棒の円錐状の端部の一部が残存していると判定する機能を有するものであることを特徴とする請求項５に記載の円筒研削機。
【請求項８】
前記円筒研削機は、前記残存状態判定手段が前記支持部内に前記結晶棒の円錐状の端部の一部が残存していると判定した場合、前記連続処理を自動で停止する機能を有する自動停止手段を具備するものであることを特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の円筒研削機。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒研削方法及び円筒研削装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年の半導体デバイスはその性能向上と製造コストの低減のため、半導体デバイス製造に使用されるウェーハの大直径化が進んでいる。この半導体デバイス製造に使用されているウェーハは、チョクラルスキー法等により円筒状の直胴部の軸方向の端部に円錐状のコーン部とテール部を有する結晶棒を作製し、円筒研削機にて結晶棒の外周を円筒研削後、軸方向に対して垂直にスライスして板状に切り出し、研磨工程を経て製造されている。近年、１本の結晶棒から得るウェーハの枚数の増加やウェーハの大直径化に伴い、作製される結晶棒も長尺化・大直径化し、高重量化している。
【０００３】
このような結晶棒を円筒研削する際、一般的な円筒研削機は、結晶棒を機内外に搬送するための搬送ユニット、保持するための支持ユニット、結晶棒の外周を円筒研削するための研削ユニットから構成されている。図３に一般的な円筒研削機に結晶棒が保持された状態の模式図（搬送段階）、図４に一般的な円筒研削機に結晶棒が保持された状態の模式図（研削段階）を示す。
【０００４】
結晶棒５１は直胴部５２及び直胴部の両端のコーン部５３、テール部５４により構成される。結晶棒５１は搬送ユニット１３により円筒研削機内に搬送される。円筒研削機１０１は一般的に、支持ユニット（第１支持ユニット）４ａ、支持ユニット（第２支持ユニット）４ｂに、結晶棒５１を回転させるための主軸３ａ、副軸３ｂを介して支持装置２ａ、２ｂが設置されている。主軸側の第１支持ユニット４ａは固定されているが、副軸側の第２支持ユニット４ｂがサーボモーターなどの駆動機構（図示せず）により可動することにより、結晶棒５１は第１支持ユニット４ａと第２支持ユニット４ｂにより、結晶軸方向に挟まれる。結晶棒５１の円筒面は研削ユニット５の砥石６を用いて研削される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０２３－１７３３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
結晶棒に関して、図５に無転位の結晶棒５１ａを示す。結晶棒両端のコーン部、及びテール部の形状は円錐状となっている（円錐状コーン部５３ａ、円錐状テール部５４ａ）。
【０００７】
図６は育成途中に有転位化した結晶棒５１ｂを示している。この場合、支持装置２ａ、２ｂによって結晶棒５１ｂを軸方向に挟んで固定すると、有転位部ＳＬが崩壊し、正常に固定できないという問題がある。そのため、前処理として有転位部ＳＬをバンドソー切断機などによって結晶軸方向に対して垂直に切断し、図７のように有転位部ＳＬを平坦面５４ｂにしてから円筒研削を行う。さらにコーン部５３ａを切断して平坦面５３ｂにした場合は、図８のような状態になる。
【０００８】
支持装置２ａ、２ｂは、図２に示すように、円錐孔を有する支持部（第１支持部）１１、垂直に切断された平坦面５３ｂ、５４ｂを支持する支持部（第２支持部）１２を含む。
【０００９】
円錐状コーン部５３ａ、及び円錐状テール部５４ａは、図９に示すように円錐孔が設けられた第１支持部１１にて支持される。コーン部が切断された平坦面５３ｂ、及び有転位部又はテール部が切断された平坦面５４ｂは、図１０に示すように第２支持部１２にて支持される。なお、第２支持部１２は、前処理として結晶棒を軸方向に対してちょうど垂直に切断できなかった場合でも水平に挟持できるように、上下左右に若干の可動範囲がある構造となっている。
【００１０】
次に、結晶棒５１を搬送ユニット１３により円筒研削機１０１内に搬送し、第１支持ユニット４ａ、第２支持ユニット４ｂにより結晶棒５１を結晶軸方向に挟む、円筒研削の準備工程（ローディング工程）について、図１１～１４を用いて説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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