[發明專利]硅鑄錠塊的復合倒角加工裝置及將圓筒狀硅鑄錠塊倒角加工成棱柱狀硅鑄錠塊的方法

有效

• 申請號: 201110399528.7
• 申請日: 2011-11-24
• 公開（公告）號: CN102554730A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 小林一雄;井出悟;齋藤浩嗣;吉田裕
• 申請（專利權）人: 株式會社岡本工作機械制作所
• 主分類號: B24B9/04
• 分類號: B24B9/04;B24B37/04;B24B37/27
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 沈錦華

技術領域

本發明涉及一種將圓筒狀硅鑄錠塊加工成四棱柱狀鑄錠塊的方法及其中所使用的復合倒角加工裝置，該方法是將圓筒狀硅鑄錠塊夾持于夾緊裝置，利用旋轉切斷刀進行削掉其四側面的切斷處理而加工成四棱柱狀塊，接著對該四棱柱狀塊的四側面及四角R角隅部進行表面研磨而加工成四棱柱狀塊，所述夾緊機構包含具有使圓筒狀硅鑄錠塊圍繞其旋轉C軸旋轉的功能的附編碼器的主軸臺和尾座(tailstock)。?

背景技術

用于半導體基板的圓板狀單晶硅基板、或者用于太陽電池的基板的四角形狀單晶硅基板的原材料的圓筒狀鑄錠塊是切掉利用提拉法(CZ法，Czochralski?method)所生成的單晶硅鑄錠的C軸兩端面，接著將其夾持于包含具有使其旋轉的功能的主軸臺及尾座的夾緊裝置上，經圓筒研磨去除外周面的皴狀凹凸，然后利用內周刀切斷成長度250mm、500mm的長度，或者加以線切割(wire?cut)制成外周面平滑圓筒狀單晶硅鑄錠塊而上市銷售。?

所述外周面平滑圓筒狀單晶硅鑄錠塊被提供到下一步驟的利用多線切割機對厚度較薄的基板進行的切片加工。或者，由鑄錠塊制造商提供給太陽電池基板制造商，對削掉四側面加工而成的四棱柱狀塊的四側面及四角隅部進行倒角加工，提供到下一步驟的利用多線切割機對厚度較薄的基板進行切片加工的切片加工臺。?

為了提高單晶硅鑄錠的有效利用率，必須在由所述單晶硅鑄錠切斷成硅塊之前或者利用多線切割機進行切片加工之前，檢測圓筒狀單晶硅鑄錠的結晶方位。?

日本專利再公表2005/076333號公報(專利文獻1)揭示了如下方法：切掉利用提拉法(CZ法)所生成的單晶硅鑄錠的C軸兩端面，接著將所述單晶硅鑄錠夾持于包含具有使其旋轉的功能的主軸臺及尾座的夾緊裝置，經圓筒研磨去除外周面的皴狀凹凸，利用紅外線檢測器讀取所獲得的外周面平滑圓板狀單晶硅鑄錠的C軸垂直方向的結晶方位，根據分析峰值利用紅色記號筆劃線特定出結晶方位，沿著所述紅色特定記號利用?芯片切割機(die?saw)切斷成多個塊。?

此外，日本專利特開2009-233819號公報揭示了如下技術：切掉利用提拉法(CZ法)所生成的單晶硅鑄錠的C軸兩端面，接著將所述單晶硅鑄錠夾持于包含具有使其旋轉的功能的主軸臺及尾座的夾緊裝置，經圓筒研磨去除外周面的皴狀凹凸，利用X射線分析機器讀取所獲得的外周面平滑圓板狀單晶硅鑄錠的C軸垂直方向的結晶方位，以所述結晶方位線為基準標附紅色記號，隨后利用磨石沿著所述紅色記號線進行定向平面(orientation?flat)及/或凹口加工，然后提供到利用多線切割機對厚度較薄的基板進行的切片加工。?

本申請的專利申請人在日本專利特愿2010-131606號說明書(專利文獻3，未公開)中提出了一種硅鑄錠塊的復合倒角加工裝置，其是將圓筒狀硅鑄錠塊夾持于包含主軸臺及尾座的夾緊裝置上，夾著硅鑄錠塊的旋轉軸心(C軸)從左側方向朝右側方向配置著一對旋轉切斷刀、一對杯形磨輪(cup?wheel)型粗研磨磨石、一對杯形磨輪型精研磨磨石。?

而且，本申請的專利申請人在日本專利特愿2010-232039號說明書(專利文獻4，未公開)中提出了一種單晶硅鑄錠塊的復合倒角加工裝置，其是將圓筒狀硅鑄錠塊夾持于包含主軸臺及尾座的夾緊裝置上，夾著硅鑄錠塊的旋轉軸心(C軸)從左側方向朝右側方向配置著一對旋轉切斷刀、一對杯形磨輪型粗研磨磨石、一對杯形磨輪型精研磨磨石及檢測圓筒狀硅鑄錠塊的結晶方向的傳感器。?

所述復合倒角加工裝置如圖8所示，朝向復合倒角加工裝置1的正面從右側向左側在底座(機架)2上，配置著包含鑄錠塊的儲料器14、鑄錠塊的搬入搬出機構13和加載端口((load?port))8的加載/卸載臺、鑄錠塊的四角R角隅部精研磨倒角與四側面精研磨倒角臺10、鑄錠塊的四角R角隅部粗研磨倒角與四側面粗研磨倒角臺11及利用旋轉切斷刀的圓筒狀鑄錠塊的四側面剝離臺90。?

利用上述專利文獻4記載的復合倒角加工裝置1將圓筒狀單晶硅鑄錠塊加工成四棱柱狀塊的步驟是以如下方式進行。?

(1)將圓筒狀單晶硅鑄錠塊夾持于夾緊裝置，所述夾緊裝置包含具有使圓筒狀單晶硅鑄錠塊圍繞其旋轉C軸旋轉的功能的附編碼器的主軸臺及尾座。?

(2)從與所述夾持的圓筒狀單晶硅鑄錠塊的前側相隔離而設置的位移傳感器向圓筒狀單晶硅鑄錠塊的C軸照射激光，一邊利用編碼器讀取夾緊裝置的主軸臺的馬達所產生的C軸旋轉角度一邊使C軸旋轉一周(360度)，顯示出旋轉角度與脈沖峰值的相關圖。?