JP2002036112A - 円柱状剛体インゴットの研削装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成が簡易でメンテナンスが容易な円柱状剛
体インゴットの研削装置を提供する。 【解決手段】 研削対象となる円柱状剛体インゴット２
１の一部を覆い、研削箇所に応じてこの円柱状剛体イン
ゴット２１の上を適宜移動する砥石ボックス体２３を主
要な構成部材として研削装置２０を構成し、この砥石ボ
ックス体２３内で円柱状剛体インゴット２１の表面研削
を行うようにすると共に、吸引管３１が砥石ボックス体
２３に接続されており、当該砥石ボックス体２３の内側
の吸引を行う。これによって、砥石ボックス体２３が、
研削屑３３の吸引をしながら、研削対象となる円柱状剛
体インゴット２１の上を移動して、当該円柱状剛体イン
ゴット２１の表面研削を行うことになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円柱状剛体インゴ
ット（特に、単結晶シリコンインゴット）の表面研削を
行う装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、チョクラルスキー法によってシ
リコン融液から引上げられた単結晶シリコンインゴット
をシリコンウエハに加工する過程において、円柱状のイ
ンゴットの直径を均一にするために、その表面の研削を
行う。このような研削を行うにあたっては、縦長であれ
ばあるほど、直径にばらつきがあればあるほど、或い
は、直径が大きければ大きいほど、外径を研削する量が
増える。そして、研削量の増大に伴って必要な冷却水の
量も発生する研削屑の量も増大し、高速回転する砥石に
よってこれらが広範囲に飛び散る。

【０００３】ここで、このような冷却水と研削屑の飛散
によって高精度の作動機構が損傷されることのないよう
に、従来装置では、砥石支持部材に砥石カバーを被せ、
砥石と素材を蛇腹で覆うことによって、作動機構を冷却
水と研削屑とから保護するようにしている（実開平４−
１０２７７３号公報）。

【０００４】より具体的には、実開平４−１０２７７３
号公報に記載されている金属研削機では、図５に示され
るように、研削対象となる素材２を支持台４で回動可能
に水平に支持し、素材２の研削を行う高速回転砥石７を
砥石カバー１１内に格納する共に、その両側の素材２を
蛇腹１７Ａ及び１７Ｂで覆うことによって、冷却水と研
削屑の飛散を防止するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、蛇腹は布等の
基材にゴム等の柔軟性・防水性を兼ねた素材をコーティ
ングして成形したものであり、寿命が短いという問題が
ある。また、多量の研削屑が飛び散った場合には、これ
らが蛇腹のひだに入り込み、蛇腹の自由な伸縮を妨害し
て、更に寿命を短くしてしまう。この一方で、寿命を長
くしようとすれば、時間をかけた掃除が必要になって生
産性が低下してしまうことになる。更には、蛇腹の伸縮
のために独立した駆動装置やガイドが必要になり、装置
コストが増加するという問題もある。

【０００６】本発明は以上のような課題に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、構成が簡易でメンテナンス
が容易な円柱状剛体インゴットの研削装置を提供するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するために、本発明に係る円柱状剛体インゴットの研削
装置においては、円柱状剛体インゴットの表面研削を行
う回転砥石体をボックス体内に収容したもの（砥石ボッ
クス体）を、研削箇所に応じて円柱状剛体インゴット上
を移動するようにすると共に、砥石ボックス体に吸引管
を接続してその内側の吸引を行うようにしたことによっ
て、飛散研削屑及び飛散水を除去しながら円柱状剛体イ
ンゴットの表面研削作業を行うようにしたことを特徴と
する。より具体的には、本発明においては、以下のよう
なものを提供する。

【０００８】（１） 円柱状剛体インゴットの表面研削
を行う装置であって、研削対象となる円柱状剛体インゴ
ットの表面の研削を行う表面研削用回転砥石体と、この
表面研削用回転砥石体が収容され、研削対象となる円柱
状剛体インゴットの一部を覆い、研削箇所に応じてこの
円柱状剛体インゴット上を移動する砥石ボックス体と、
この砥石ボックス体に吸引管を介して接続され、当該砥
石ボックス体の内側の吸引を行う吸引装置と、を備え、
研削屑の吸引をしながら研削対象となる円柱状剛体イン
ゴット上を移動して当該円柱状剛体インゴットの表面研
削を行うことを特徴とする研削装置。

【０００９】（２） 前記吸引装置は、２本の吸引管を
介して、２箇所から前記砥石ボックス体の内側の吸引を
行うものであることを特徴とする（１）記載の研削装
置。

【００１０】（３） 前記砥石ボックス体の内側には、
前記砥石ボックス体における前記吸引装置の接続箇所を
含む吸引室と、前記表面研削用回転砥石体を含む研削室
とに、それぞれが連通した状態で当該砥石ボックス体の
内側を仕切る仕切り板が配置されていることを特徴とす
る（１）または（２）記載の研削装置及びその同等物。

【００１１】なお、上記「連通」は、基本的には、少な
くとも円柱状剛体インゴットの表面の近傍において行わ
れる。また、上記「仕切り板」は、基本的には、前記砥
石ボックス体における前記吸引装置の接続箇所と前記表
面研削用回転砥石体の間に配置され、それによって前記
砥石ボックス体の内側を吸引室と研削室とに、それぞれ
が連通した状態で仕切ることになる。

【００１２】（４） 前記研削対象となる円柱状剛体イ
ンゴットの一部を前記砥石ボックス体が覆う部分におい
て、当該砥石ボックス体の外壁部材と前記研削対象とな
る円柱状剛体インゴットの間にあいた隙間の部分を覆う
ブラシを備えることを特徴とする（１）から（３）いず
れか記載の研削装置。

【００１３】なお、上記の「ブラシ」は、エアーカーテ
ンやゴム板等の他の部材に置換することも可能である。

【００１４】（５） 研削対象となる円柱状剛体インゴ
ットの表面の研削を行う表面研削用回転砥石体が収容さ
れ、研削対象となる円柱状剛体インゴットの一部を覆
い、研削箇所に応じてこの円柱状剛体インゴット上を移
動する既存の砥石カバーの側面に取り付けられ、当該砥
石カバーの内側の吸引を行う吸引ユニットであって、前
記既存の砥石カバーの側面に取り付けられる吸引ジャケ
ットと、この吸引ジャケットに吸引管を介して接続さ
れ、当該吸引ジャケットの内側の吸引を行う吸引装置
と、からなる吸引ユニット。

【００１５】（６） （５）記載の吸引ユニットが既存
の砥石カバーの両側面に取り付けられて構成された研削
装置及びその同等物。

【００１６】このように、上記（５）記載の吸引ユニッ
トが既存の砥石カバーの両側面に取り付けられることに
よって、（１）〜（４）に係る砥石ボックス体とほぼ同
等のものが、容易に構成されることになる。これは例え
ば、実開平４−１０２７７３号公報に記載されている金
属研削機から蛇腹部材を取り去り、その砥石カバーを残
してその両側面に上記（５）記載の吸引ユニットを取り
付けることによって達成される。

【００１７】

【発明を実施するための形態】図１及び図２は本発明に
係る円柱状剛体インゴットの研削装置の実施形態を示し
たものであり、この実施形態に係る研削装置は、蛇腹部
材が取り付けられておらず、吸引装置が取り付けられて
いるという点を除けば、基本的には実開平４−１０２７
７３号公報に記載されている金属研削機と同等の構成要
素を備えている。

【００１８】図１に示されるように、本実施形態に係る
研削装置２０は、研削対象となる円柱状剛体インゴット
２１の一部を覆い、研削箇所に応じてこの円柱状剛体イ
ンゴット２１の上を適宜移動する砥石ボックス体２３を
主要な構成部材とし、この砥石ボックス体２３内で円柱
状剛体インゴット２１の表面研削を行うようにしてい
る。即ち、図２に示されるように、砥石ボックス体２３
内には、回転砥石体２４が格納されており、この回転砥
石体２４は砥石ボックス体２３の外部に設けられた駆動
系２６の動力によって回転駆動し、砥石ボックス体２３
内の円柱状剛体インゴット２１の表面の研削を行う。な
お、回転砥石体２４による研削を行うに際には、砥石ボ
ックス体２３内のノズル２７から冷却水２８が適宜供給
される。また、この実施の形態において、砥石ボックス
体２３には窓３０が設けられており、この窓２７を覗く
ことによって砥石ボックス体２３内での研削の様子を観
察することができる。

【００１９】このような構成を有する本実施形態に係る
研削装置２０によれば、高速回転して研削を行う回転砥
石体２４、冷却水を供給するノズル２７、及び研削が行
われている箇所に係る円柱状剛体インゴット２１の一部
分が砥石ボックス体２３で覆われているため、これによ
って一次的に、回転砥石体２４の高速回転によって生ず
る研削屑と冷却水の飛散が防止されることとなる。

【００２０】ここで、本発明に係る研削装置において特
徴的なことは、図１及び図２に示されるように、吸引装
置３２から伸びる吸引管３１が砥石ボックス体２３に接
続されており、吸引管３１によって当該砥石ボックス体
２３の内側の吸引を行うようにしていることである（研
削屑及び冷却水についての二次的な飛散防止）。これに
よって、本発明に係る研削装置では、砥石ボックス体２
３が、研削屑３３の吸引をしながら、研削対象となる円
柱状剛体インゴット２１の上を移動して、当該円柱状剛
体インゴット２１の表面研削を行うことになる。

【００２１】より詳しく説明をすれば、図２に示される
ように、砥石ボックス体２３内では、回転砥石体２４
は、駆動系２６から伸びるシャフト２９の端部に取り付
けられており、研削対象となる円柱状剛体インゴット２
１の中心軸線との水平直交方向に往復動する。そして、
冷却水２８が供給された状態で高速回転し、円柱状剛体
インゴット２１の表面を研削する。

【００２２】この研削により生じた研削屑３３及び砥石
ボックス体２３内に供給された冷却水２８は、吸引管３
１から吸引される。その際に、砥石ボックス体２３の外
壁部材２３ｂと円柱状剛体インゴット２１の間にあいた
隙間３７の部分から外気３８が砥石ボックス体２３内に
吸引されてくることとなるが、この隙間３７から研削屑
３３や冷却水２８が漏出することはない。

【００２３】また、この砥石ボックス体２３において
は、回転砥石体２４の周囲に仕切り板３９が取り付けら
れており、これによって、当該砥石ボックス体２３にお
ける吸引管３１の接続箇所を含む吸引室４１と、回転砥
石体２４を含む研削室４２と、が砥石ボックス体２３内
に形成されている。円柱状剛体インゴット２１は仕切り
板３９と非接触状態で回転するために、仕切り板３９の
末端と円柱状剛体インゴット２１の表面との間には所定
の隙間があくこととなっている。従って、吸引室４１と
研削室４２とは、少なくとも円柱状剛体インゴット２１
の表面の近傍にて連通していることとなる。

【００２４】ここで、本発明に係る研削装置において
は、上記した仕切り板３９が取り付けられていることに
より、回転砥石体２４の高速回転によって生じた研削屑
３３及びそ冷却水２８が隙間３７から外部に漏出すると
いう事態が、より確実に防止されることとなる。

【００２５】なお、吸引管３１で吸引し切れなかった研
削屑３３及び冷却水２８は、先細り形状の砥石ボックス
体２３の下端の開口部２３ａを経て、基盤３４の上に固
定された樋体３５の上に落下し、当該樋体３５の排出口
３６から排出される。

【００２６】ところで、砥石ボックス体２３の外壁部材
２３ｂと円柱状剛体インゴット２１の間にあいた隙間３
７の部分には、研削屑３３及び冷却水２８の漏出防止の
万全を期すために、図３に示されるように、分割された
ゴム板４４で漏出を防ぐ形態（図３（ａ））、ブラシ４
５で漏出を防ぐ形態（図３（ｂ））、或いはエアーカー
テンノズル４６でエアーカーテンを形成することによっ
て漏出を防ぐ形態（図３（ｃ））のいずれかを採用する
ようにするのが好ましい。

【００２７】因みに、この実施の形態では、吸引管３１
も仕切り板３９も、それぞれ２つづつ設けられている
が、これらは２つに限られるものではなく、１つであっ
ても、或いはまた３つ以上であってもよい。仕切り板３
９に至っては、それが全く無い状態というのも想定する
ことができる。

【００２８】図４は、例えば実開平４−１０２７７３号
公報に記載されている金属研削機のような既存の研削装
置を改造して、本発明に係る研削装置を構成する場合の
実施形態を説明するための図である。

【００２９】この図４に示されるように、この実施の形
態では、実開平４−１０２７７３号公報に記載されてい
る金属研削機の砥石カバー１１（図５）の部分５１を抜
き出し、その両側面に、図２の吸引室４１と同等の構成
物である吸引ユニット５２Ａ及び５２Ｂが取り付けられ
て、砥石ボックス体２３が構成されている。このように
することにより、図１及び図２に示される砥石ボックス
体２３と同等のもの（砥石ボックス体２３の同等物）が
形成される。

【００３０】

【発明の効果】以上のような本発明に係る研削装置によ
れば、砥石カバーの左右に円柱状剛体インゴット（例え
ば、シリコン単結晶インゴット）が貫通する箱状体（吸
引ユニット）を付加し、これを独立に排気させるように
したことにより、この箱状体と円柱状剛体インゴット
（単結晶棒）の隙間から、流水と冷却水と研削屑が混じ
った飛沫が飛散するのを効果的に防止することができる
ようになる。

【００３１】当然のことながら、実開平４−１０２７７
３号公報に記載されている金属研削機に備えられている
蛇腹のようなものを取り付ける必要性が無くなり、かか
る従来技術と比較して、オベレーターの危険性が低減さ
れ、装置ランニングコストの低減と生産性の向上も図れ
ることとなる。

【００３２】従って、本発明によれば、半導体結晶等の
縦長大直径で、直径のばらつきが大きく、研削量の多い
ものについても、その外周径を均一化するような研削を
行う研削装置を提供できることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る円柱状剛体インゴットの研削装
置の実施形態を示したものであり、実施形態に係る研削
装置の外観を示した図である。

【図２】 本発明に係る円柱状剛体インゴットの研削装
置の実施形態を示したものであり、実施形態に係る研削
装置の縦断面図（図２（Ａ））及び横断面図（図２
（Ｂ））を示した図である。

【図３】 砥石ボックス体２３の外壁部材２３ｂと円柱
状剛体インゴット２１の間にあいた隙間３７からの漏出
防止の万全を期すために施される手段を図示した図であ
る。

【図４】 既存の研削装置に吸引ユニット５２Ａ及び５
２Ｂを付設することによって本発明に係る砥石ボックス
体２３を構成する場合の実施形態を示す図である。

【図５】 実開平４−１０２７７３号公報に記載されて
いる従来の研削装置の構成を示す外観図である。

【符号の説明】

２０ 研削装置 ２１ 研削対象となる円柱状剛体インゴット ２３ 砥石ボックス体 ２３ａ 砥石ボックス体２３の下端の開口部 ２４ 回転砥石体 ２６ 駆動系 ２７ ノズル ２８ 冷却水 ２９ シャフト ３０ 窓 ３１ 吸引管 ３２ 吸引装置 ３３ 研削屑 ３７ 砥石ボックス体２３の外壁部材２３ｂと円柱状剛
体インゴット２１の間にあいた隙間 ３８ 外気 ３９ 仕切り板 ４１ 吸引室 ４２ 研削室 ３４ 基盤 ３５ 樋体 ３６ 樋体３５の排出口 ４４ 分割されたゴム板 ４５ ブラシ ４６ エアーカーテンノズル ５１ 実開平４−１０２７７３号公報に記載されている
金属研削機の砥石カバー１１（図５）の部分 ５２Ａ及び５２Ｂ 吸引ユニット

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状剛体インゴットの表面研削を行う
   装置であって、 研削対象となる円柱状剛体インゴットの表面の研削を行
   う表面研削用回転砥石体と、 この表面研削用回転砥石体が収容され、研削対象となる
   円柱状剛体インゴットの一部を覆い、研削箇所に応じて
   この円柱状剛体インゴット上を移動する砥石ボックス体
   と、 この砥石ボックス体に吸引管を介して接続され、当該砥
   石ボックス体の内側の吸引を行う吸引装置と、 を備え、 研削屑の吸引をしながら研削対象となる円柱状剛体イン
   ゴット上を移動して当該円柱状剛体インゴットの表面研
   削を行うことを特徴とする研削装置。
2. 【請求項２】 前記吸引装置は、２本の吸引管を介し
   て、２箇所から前記砥石ボックス体の内側の吸引を行う
   ものであることを特徴とする請求項１記載の研削装置。
3. 【請求項３】 前記砥石ボックス体の内側には、前記砥
   石ボックス体における前記吸引装置の接続箇所を含む吸
   引室と、前記表面研削用回転砥石体を含む研削室とに、
   それぞれが連通した状態で当該砥石ボックス体の内側を
   仕切る仕切り板が配置されていることを特徴とする請求
   項１または２記載の研削装置及びその同等物。
4. 【請求項４】 前記研削対象となる円柱状剛体インゴッ
   トの一部を前記砥石ボックス体が覆う部分において、当
   該砥石ボックス体の外壁部材と前記研削対象となる円柱
   状剛体インゴットの間にあいた隙間の部分を覆うブラシ
   を備えることを特徴とする請求項１から３いずれか記載
   の研削装置。
5. 【請求項５】 研削対象となる円柱状剛体インゴットの
   表面の研削を行う表面研削用回転砥石体が収容され、研
   削対象となる円柱状剛体インゴットの一部を覆い、研削
   箇所に応じてこの円柱状剛体インゴット上を移動する既
   存の砥石カバーの側面に取り付けられ、当該砥石カバー
   の内側の吸引を行う吸引ユニットであって、 前記既存の砥石カバーの側面に取り付けられる吸引ジャ
   ケットと、この吸引ジャケットに吸引管を介して接続さ
   れ、当該吸引ジャケットの内側の吸引を行う吸引装置
   と、からなる吸引ユニット。
6. 【請求項６】 請求項５記載の吸引ユニットが既存の砥
   石カバーの両側面に取り付けられて構成された研削装置
   及びその同等物。