シリコンブロックの外形測定方法及びこれを用いたシリコンブロックの製造方法
【課題】異形ブロックであっても適正な製品加工が可能なシリコンブロックの外形測定方法を提供する。
【解決手段】本発明によるシリコンブロックの外形測定方法は、シリコンインゴットから切り出された略四角柱のシリコンブロックの長手方向と平行な４つの側面を被測定面とし、各被測定面において複数の測定点の座標を求め、複数の測定点の中からシリコンブロックの内側寄りの２点を選択した後、当該２点を通過する直線を各被測定面ごとに求めることにより４本の直線を定義し、４本の直線の交点同士を結ぶことによって得られる２本の対角線のうち短いほうの対角線を基準対角線ＤＳとして定めると共に、当該基準対角線の中点Ｏ２を求め、前記基準対角線ＤＳの角度θＤＳと前記基準対角線の中点Ｏ２に基づいて製品ブロックＳＱの有効範囲の座標及び研削代を求める。
【解決手段】本発明によるシリコンブロックの外形測定方法は、シリコンインゴットから切り出された略四角柱のシリコンブロックの長手方向と平行な４つの側面を被測定面とし、各被測定面において複数の測定点の座標を求め、複数の測定点の中からシリコンブロックの内側寄りの２点を選択した後、当該２点を通過する直線を各被測定面ごとに求めることにより４本の直線を定義し、４本の直線の交点同士を結ぶことによって得られる２本の対角線のうち短いほうの対角線を基準対角線ＤＳとして定めると共に、当該基準対角線の中点Ｏ２を求め、前記基準対角線ＤＳの角度θＤＳと前記基準対角線の中点Ｏ２に基づいて製品ブロックＳＱの有効範囲の座標及び研削代を求める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンブロックの外形測定方法に関し、特に、多結晶シリコンインゴットから切り出されたシリコンブロックの外形測定方法に関する。また、本発明は、そのような外形測定方法を用いたシリコンブロックの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽電池用多結晶シリコンは、溶融シリコンを鋳型で凝固させる鋳造法（「キャスト法」ともいう）、または電磁誘導による連続鋳造法（「電磁鋳造法」ともいう）で製造される（特許文献１、２参照）。太陽電池用多結晶シリコンの鋳造では、角形の石英るつぼ、或いは角形のグラファイト製の鋳型が用いられ、得られたシリコンインゴットも角柱状となる。このシリコンインゴットを加工しやすい所定のサイズのシリコンブロックに分割した後、シリコンブロックをスライスすることにより、例えば約１５×１５ｃｍの正方形の太陽電池用多結晶シリコン基板が完成する。
【０００３】
シリコンインゴットを分割することによって得られるシリコンブロックはバンドソーで切り出された加工精度の低いブロックであり、切断面は湾曲していたり対向面が平行でなかったりすることから、ブロックの外形を測定し、外周面を研削してブロックの寸法精度を高める必要がある。
【０００４】
図１２は、従来のシリコンブロックの外周面研削工程を説明するための模式図である。図１２に示すように、従来の外周面研削工程では、まずシリコンブロック２０の外周面から任意に選んだ一つの側面を基準面２０ａとして、この基準面２０ａ上の任意の２点Ｐａ，Ｐｂを結ぶ直線が研削装置の基準座標軸に対して垂直となるようにシリコンブロック２０の角度を補正する。次に、この基準面２０ａの幅方向中央を基準としてブロックの有効辺を定めた後、さらに有効辺から一義的に定まる正方形の領域を製品ブロックの有効範囲として定め、研削代を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５６１６６号公報
【特許文献２】特開２００９−９９７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の外形研削方法では、例えばブロックの断面形状が図１２（ａ）に示す菱形の場合や図１２（ｂ）に示す台形の場合には、それらの傾斜面を基準面として角度を補正しようとすると、研削できない部分２０ｂが生じることがあり、正方形に正しく加工することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、異形ブロックであっても適正な製品加工が可能なシリコンブロックの外形測定方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、寸法精度の高いシリコンブロックを製造することが可能なシリコンブロックの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明によるシリコンブロックの外形測定方法は、シリコンインゴットから切り出されたシリコンブロックの長手方向と平行な４つの側面を被測定面とし、各被測定面において複数の測定点の座標を求める第１の工程と、前記複数の測定点の中から選択された２点を通過する直線を各被測定面ごとに求めることにより４本の直線を定義する第２の工程と、前記４本の直線の各交点同士を結ぶことによって得られる２本の対角線のうち短いほうの対角線を基準対角線として定めると共に、当該基準対角線の中点を求める第３の工程と、前記基準対角線の角度と前記基準対角線の前記中点の座標に基づいて製品ブロックの外形の座標及び研削代を求める第４の工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明によるシリコンブロックの製造方法は、シリコンインゴットを鋳造する工程と、前記シリコンインゴットから複数のシリコンブロックを切り出す工程と、本発明による上記外形測定方法によって前記シリコンブロックの外形を測定する工程と、前記外形に基づいて前記シリコンブロックの長手方向と平行な４つの側面からなる外周面を研削する工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、シリコンブロックの外形を基準とせず、対角線から求めたブロックの中心点を基準にして製品加工できる範囲を決定するので、異形ブロックにおいても適正な加工が可能となる。
【００１１】
本発明において、前記第２の工程は、前記複数の測定点の中から前記シリコンブロックの最も内側寄りの１点を選択し、当該１点とその他の複数の点から選ばれた１点とを結んだときに前記被測定面と実質的に平行な基準座標軸と最も平行となる直線を各被測定面ごとに求める工程を含むことが好ましい。この方法によれば、シリコンブロックの最小サイズを基準にして対角線を求めるので、製品加工できる範囲をさらに正確に求めることができる。
【００１２】
本発明において、前記第４の工程は、前記複数の測定点の基準座標に対して前記基準対角線の角度が４５度となるように前記シリコンブロックの角度を調整する工程と、前記基準対角線の前記中点を中心点とする正方形を前記製品ブロックの外形として定める工程を含むことが好ましい。シリコンブロックの傾きを補正することで製品ブロックの外形の座標を容易に定めることが可能となる。
【００１３】
本発明において、各被測定面における前記複数の測定点の測定箇所は、前記シリコンブロックの前記側面の前記長手方向の一端側に位置する第１の測定箇所と、前記長手方向の他端側に位置する第２の測定箇所と、前記第１の領域と前記第２の領域との間に位置する第３の測定箇所を含み、前記第１乃至第３の測定箇所において同数の測定点を取得することが好ましい。被測定面内において均等に分散した測定点の座標を定めることにより、被測定面の正確な平面特性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、異形ブロックであっても適正な製品加工が可能なシリコンブロックの外形測定方法を提供することができる。また、本発明によれば、寸法精度の高いシリコンブロックの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】太陽電池用多結晶シリコン基板の製造工程を概略的に示すフローチャートである。
【図２】多結晶シリコンインゴットからシリコンブロックを切り出す切断工程を説明するための模式図である。
【図３】シリコンブロックの研削装置の構成の一例を示す模式図である。
【図４】Ｚ軸方向から見た研削装置の略平面図である。
【図５】シリコンブロックの外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【図６】シリコンブロックの外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【図７】シリコンブロックの外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【図８】シリコンブロックの外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【図９】シリコンブロックの外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【図１０】シリコンブロックの外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【図１１】座標変換について説明するための模式図である。
【図１２】従来のシリコンブロックの外周面研削工程を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、太陽電池用多結晶シリコン基板の製造工程を概略的に示すフローチャートである。
【００１８】
図１に示すように、太陽電池用多結晶シリコン基板の製造では、まずキャスト法や電磁鋳造法によって角柱状の多結晶シリコンインゴットを製造する（ステップＳ１０１）。次に、多結晶シリコンインゴットから複数のシリコンブロックを切り出した後（ステップＳ１０２）、各シリコンブロックの外形を測定し、ブロックの有効範囲及び研削代を算出する（ステップＳ１０３）。次いで、シリコンブロックの外周面を研削することにより製品サイズのシリコンブロックが完成する（ステップＳ１０４）。その後、このシリコンブロックを所定の厚さにスライスし（ステップＳ１０５）、さらに表裏面を研磨してその厚さと平坦度を調整することにより（ステップＳ１０６）、多結晶シリコン基板が完成する。
【００１９】
図２は、多結晶シリコンインゴットからシリコンブロックを切り出す切断工程を説明するための模式図である。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、まず全長Ｌ０の多結晶シリコンインゴット１を分割して複数個の中インゴット２を得る。ラインＣ１１は等分割の切断位置を示している。インゴットの分割数は特に限定されず、最終目標とするシリコンブロックの長さに応じて適宜決定すればよい。
【００２１】
次に、中インゴット２を所定数に分割して断面が略正方形のシリコンブロック３を得る。インゴット１の断面サイズが例えば５０５×３４５ｍｍの矩形である場合、中インゴット２を６分割して約１５８×１５８ｍｍのシリコンブロック３を得ることができる。すなわち、図２（ｂ）に示すように、中インゴット２をラインＣ２１、Ｃ２２の位置で切断して鋳肌面を除去し、さらにラインＣ２３の位置で切断してＸ軸方向に２分割する。さらに、図２（ｃ）に示すように、２分割された中インゴット２ａの各々をラインＣ３１、Ｃ３２の位置で切断して鋳肌面を除去し、さらにラインＣ３３、Ｃ３４の位置で切断してＹ軸方向に３分割する。以上により、図２（ｄ）に示すように、中インゴット２が最終的に６分割されたシリコンブロック３を得ることができる。
【００２２】
シリコンブロック３はバンドソーで切り出された加工精度の低いものであることから、その外形形状を正確に測定し、外周面を研削して高精度なブロック形状にする必要がある。以下、シリコンブロックの外形研削方法について詳細に説明する。
【００２３】
図３は、シリコンブロックの研削装置の構成の一例を示す模式図である。また、図４は、Ｚ軸方向から見た研削装置の略平面図である。
【００２４】
図３及び図４に示すように、シリコンブロックの研削装置１００は、四角柱に切り出されたシリコンブロック３を保持する保持機構１０１と、シリコンブロック３の外周面の座標を測定する測定機１０２と、シリコンブロック３の外周面を研削する研削機１０３を備えており、これらの構成要素はコントローラ（不図示）によって制御される。
【００２５】
保持機構１０１は、移送機構（不図示）によって加工位置まで運ばれてきたシリコンブロック３の長手方向（Ｚ軸方向）の両端面３ａ，３ｂをクランプして保持する。保持機構１０１はシリコンブロック３をＺ軸方向に移動させることが可能であり、この移動によって研削機１０３の当接面の相対的な移動が行なわれる。また、保持機構１０１はそのＺ軸（設備原点）を中心に回転可能な構成を有している。シリコンブロック３の被測定面及び被研削面の切り替えは、シリコンブロック３を９０度回転させることによって行うことができる。
【００２６】
測定機１０２は任意の位置に移動可能に構成されており、横方向（Ｘ軸方向）に延びるフレーム１０２ａの両端から下方（Ｙ軸方向）に延びるアーム１０２ｂの先端に接触センサ１０２ｃをそれぞれ備えている。そのため、測定機１０２はシリコンブロック３の対向する２つの側面３ｄ，３ｆ（又は２つの側面３ｃ，３ｅ）を同時に測定することができる。なお、ここにいう「同時」とは、「シリコンブロック３の向きを変更することなく」という意味である。すなわち、一方の側面３ｄ側の接触センサ１０２ｃを側面３ｄに近づけて側面３ｄ上の一点の座標を測定した後、シリコンブロック３の向きを回転させることなく、他方の側面３ｆ側の接触センサ１０２ｃを側面３ｆ側に近づけて側面３ｆ上の一点の座標を測定することができる。
【００２７】
研削機１０３はＸ軸方向に移動可能に構成されており、シリコンブロック３の研削量は研削機１０３のＸ軸方向の位置を調整することによって行うことができる。シリコンブロック３をＺ軸方向に移動させながら回転する研削機１０３に接触させることにより、シリコンブロック３の側面全体の研削を行うことができる。なお、研磨機１０３をＸ方向及びＺ方向に移動可能な構成とし、シリコンブロック３は固定した状態で研磨機１０３のみを移動させて当接面を研磨することも可能である。
【００２８】
シリコンブロック３の外形測定では、まずシリコンブロック３の外周面のうち互いに平行な２つの側面（例えば側面３ｄ，３ｆ）を被測定面として測定機１０２による測定を行い、この測定が完了すると、Ｚ軸を中心にしてシリコンブロック３を９０度回転させて、被測定面を他の２つの側面（例えば側面３ｃ，３ｅ）に切り替え、測定機１０２による測定を行う。なお、シリコンブロック３の外周面とはシリコンブロックの長手方向と平行な４つの側面３ｃ〜３ｆを意味する。測定時においてシリコンブロック３の被測定面は常にＹＺ平面と平行である。
【００２９】
測定機１０２は複数の測定点Ｐの３次元座標又はＸＹ平面座標を求める。各側面において正確な平面特性が得られるよう、複数の測定点Ｐは被測定面内において均等に分散していることが好ましい。特に限定されるものではないが、本実施形態においては、シリコンブロック３のＺ軸方向の両端部及び中央部の３箇所を対象とし、これら３箇所において幅方向の４点を測定する。つまり図３に示すように、一面につき１２点の測定を行う。
【００３０】
図５〜図１０は、シリコンブロック３の外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【００３１】
図５に示すように、シリコンブロック３のＡ面〜Ｄ面（図４の側面３ｃ〜３ｆに対応）において１２点の測定点をそれぞれ求めることにより、ＸＹ平面座標上に合計４８個のドットを得る。図５では各々のドットが重なっていないが、実際には重なるドットが存在する場合があることは容易に推測できる。
【００３２】
次に、図６に示すように、ＸＹ平面座標がほぼ同じである（Ｚ軸方向の位置のみが異なる）測定点各３点の中から、当該被測定面と実質的に平行な基準座標軸（Ｘ軸又はＹ軸）までの距離が最も近い内側寄りの１点をそれぞれ選択する。これにより、４×４＝１６点の測定点が抽出される。次に、各被測定面において得られた測定点４点の中から同様に最も近い内側寄りの１点を選択し、その１点を基点としその他の３点のいずれかとを結ぶとき基準座標軸に最も平行となる直線を各被測定面毎にそれぞれ求め、最終的に４本の直線を得る。図６において各直線の通過点となる内側寄りの２点のドットは白抜きで示されている。各被測定面で得られる直線の式は以下の通りである。
Ａ面：Ｙａ＝ｍａＸａ＋ｎａ
Ｂ面：Ｙｂ＝ｍｂＸｂ＋ｎｂ
Ｃ面：Ｙｃ＝ｍｃＸｃ＋ｎｃ
Ｄ面：Ｙｄ＝ｍｄＸｄ＋ｎｄ
【００３３】
さらに、４本の直線に囲まれた範囲をシリコンブロック３の適正化された外形とし、直線同士の交点（つまりブロックの角）のＸＹ平面座標を求める。例えば、シリコンブロック３の角ＡＢの座標（Ｘａｂ、Ｙａｂ）、角ＢＣの座標（Ｘｂｃ、Ｙｂｃ）、角ＣＤの座標（Ｘｃｄ、Ｙｃｄ）、角ＤＡの座標（Ｘｄａ、Ｙｄａ）はそれぞれ以下のようになる。
Ｘａｂ＝（ｎｂ−ｎａ）／（ｍａ−ｍｂ）
Ｙａｂ＝（ｎｂ−ｎａ）／（ｍａ−ｍｂ）
Ｘｂｃ＝（ｎｃ−ｎｂ）／（ｍｂ−ｍｃ）
Ｙｂｃ＝（ｎｃ−ｎｂ）／（ｍｂ−ｍｃ）
Ｘｃｄ＝（ｎｄ−ｎｃ）／（ｍｃ−ｍｄ）
Ｙｃｄ＝（ｎｄ−ｎｃ）／（ｍｃ−ｍｄ）
Ｘｄａ＝（ｎａ−ｎｄ）／（ｍｄ−ｍａ）
Ｙｄａ＝（ｎａ−ｎｄ）／（ｍｄ−ｍａ）
【００３４】
次に、図７に示すように、４つの交点から互いに交差する２本の対角線Ｄ１，Ｄ２を求め、各対角線Ｄ１，Ｄ２の長さＬＤ１，ＬＤ２と傾きθＤ１，θＤ２をそれぞれ求める。対角線Ｄ１の長さＬＤ１及び傾きθＤ１、対角線Ｄ２の長さＬＤ２及び傾きθＤ２はそれぞれ次のようになる。
ＬＤ１＝｛（Ｘａｂ−Ｘｃｄ）２＋（Ｙａｂ−Ｙｃｄ）２｝１／２
θＤ１＝（Ｘａｂ−Ｘｃｄ）／（Ｙａｂ−Ｙｃｄ）
ＬＤ２＝｛（Ｘｂｃ−Ｘｄａ）２＋（Ｙｂｃ−Ｙｄａ）２｝１／２
θＤ２＝（Ｘｂｃ−Ｘｄａ）／（Ｙｂｃ−Ｙｄａ）
【００３５】
次に、図８に示すように、２本の対角線Ｄ１，Ｄ２の長さＬＤ１，ＬＤ２のうち、その長さが短いほうを基準対角線ＤＳとして定め、さらに基準対角線ＤＳの中点をシリコンブロック３の中心点Ｏ２として定める。本実施形態ではＤＳ＝Ｄ１である。中心点Ｏ２は、外周面を研削して得られる最終的な製品ブロックの中心点である。中心点Ｏ２の座標はシリコンブロックの外形から算出されるものであるため、設備原点（保持機構の中心点）Ｏ１とは必ずしも一致しない。基準対角線ＤＳの両端の座標を（Ｘａｂ，Ｙａｂ）、（Ｘｃｄ，Ｙｃｄ）とするとき、中心点Ｏ２の座標（Ｘ０，Ｙ０）は次のようになる。
Ｘ０＝（Ｘａｂ−Ｘｃｄ）／２
Ｙ０＝（Ｙａｂ−Ｙｃｄ）／２
【００３６】
次に、図９に示すように、基準対角線ＤＳの角度θＤＳ（＝θＤ１）が設備基準のＸＹ平面座標に対して４５度となるようにシリコンブロック３を回転させる。このときの回転の中心軸は設備原点Ｏ１である。この回転によってシリコンブロック３の外周面の座標位置はすべてシフトすることから、すべての測定点の座標を回転補正された座標に変換する必要がある。
【００３７】
図１１は、座標変換について説明するための模式図である。
【００３８】
図１１に示すように、設備原点Ｏ１を中心として任意の座標（Ｘ１，Ｙ１）を角度θ１回転させたとき、回転後の座標（Ｘ２，Ｙ２）は次のようになる。
Ｘ２＝ＣＯＳ（θ０＋θ１）・Ｌ
Ｙ２＝ＳＩＮ（θ０＋θ１）・Ｌ
なお、角度θ０は座標（Ｘ１，Ｙ１）の角度θ０である。また、Ｌは設備原点Ｏ１から座標（Ｘ１，Ｙ１）までの距離であり、次のように表される。
Ｌ＝（Ｘ１２＋Ｙ１２）１／２
【００３９】
その後、図１０に示すように、基準対角線ＤＳ及び中心点Ｏ２を基準としてＸＹ平面方向の一辺の長さＷが所定長（例えば１５６ｍｍ）となる正方形ＳＱを定め、シリコンブロック３の有効範囲（最終的な仕上がり形状）の座標位置と研削代を算出する。このとき、正方形ＳＱの一方の対角線は基準対角線ＤＳと重なり、正方形ＳＱの中心点はＯ２である。
【００４０】
次に、シリコンブロック３の外形測定結果に基づいてシリコンブロック３の外周面を研削する。シリコンブロック３の研削では、測定機１０２を待避位置に移動させた後、研削機１０３をシリコンブロック３に接触させて外周面を研削する（図３参照）。研削は一面ずつ行い、一つの側面を研削した後は保持機構を９０度回転させてシリコンブロック３の未研削面を研削機１０３に対向させ、新たな研削を行う。各面に対する研削工程を４つの側面すべてに対して実施することによりシリコンブロック３の研削が完了する。
【００４１】
シリコンブロック３の外周面の研削が完了した後は、シリコンブロック３の４つの角を研削する面取り工程を実施してもよい。面取り工程では、いずれかの側面が研削機１０３と平行となっているシリコンブロックを４５度回転させて、シリコンブロック３の角を研削機１０３側に向ける。その後、研削機１０３をシリコンブロック３の角部に接触させて研削を実施する。面取りを行った場合には、シリコンブロック又はシリコン基板の角部の欠けを防止することができ、信頼性の高い多結晶シリコン基板を提供することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態においては、シリコンブロック３の各側面３ｃ〜３ｆを理想的な平面に見立てた後、それぞれの交点から対角線を引き、短いほうの対角線ＤＳの中点をシリコンブロック３の中心点Ｏ２とすることで、異形ブロックであっても確実に加工することができ、シリコンブロック３の加工精度を高めることができる。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４４】
例えば、上記実施形態においては、シリコンブロック３のＺ軸方向の両端部及び中央部の３箇所を対象とし、一つの被測定面につき３×４＝１２点を測定しているが、測定箇所は３箇所より多くてもよく、少なくてもよい。同様に、測定点の数は特に限定されず、１２点より多くてもよく、少なくてもよい。すなわち、測定点の数は一面につき２点以上であれば何点でも構わない。ただし、測定点の数が少なすぎると測定精度が低下し、多すぎると測定時間及び演算処理時間が増加することから、９〜２５点程度が好適である。なお、測定点の数が一面につき２点である場合には、直線を求めるための２点が一義的に選択されることになる。
【００４５】
また、上記実施形態においては、鋳造によって得られた多結晶シリコンインゴットの断面形状が矩形であり、中インゴットを６分割して規定サイズのシリコンブロックを得ているが、本発明において多結晶シリコンインゴットの寸法やシリコンブロックの形状は特に限定されない。例えば、シリコンインゴットの断面サイズを５０５×５０５ｍｍの正方形としてもよく、このシリコンインゴットを切断して得られる中インゴットを９分割して１５８×１５８ｍｍのシリコンブロックを得てもよい。
【００４６】
また、上記実施形態においては、太陽電池用多結晶シリコンインゴットから切り出されたシリコンブロックの外形測定方法及び製造方法について説明したが、本発明は太陽電池用以外の種々の多結晶シリコンインゴットに対して適用可能である。また本発明は、多結晶シリコンインゴット以外の種々のシリコンインゴットに対して適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 多結晶シリコンインゴット
２ 中インゴット
２ａ 分割された中インゴット
３ シリコンブロック
３ａ，３ｂ シリコンブロックの端面
３ｃ〜３ｆ シリコンブロックの側面
１００ 研削装置
１０１ 保持機構
１０２ 測定機
１０２ａ フレーム
１０２ｂ アーム
１０２ｃ センサ
１０３ 研削機
ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ，ＤＡ シリコンブロックの角
Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ３１，Ｃ３２，Ｃ３３，Ｃ３４ 切断ライン
Ｄ１，Ｄ２ 対角線
ＤＳ 基準対角線
Ｌ０ シリコンインゴットの全長
Ｏ１ 設備原点
Ｏ２ シリコンブロックの中心点
ＳＱ 正方形
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンブロックの外形測定方法に関し、特に、多結晶シリコンインゴットから切り出されたシリコンブロックの外形測定方法に関する。また、本発明は、そのような外形測定方法を用いたシリコンブロックの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、太陽電池用多結晶シリコンは、溶融シリコンを鋳型で凝固させる鋳造法（「キャスト法」ともいう）、または電磁誘導による連続鋳造法（「電磁鋳造法」ともいう）で製造される（特許文献１、２参照）。太陽電池用多結晶シリコンの鋳造では、角形の石英るつぼ、或いは角形のグラファイト製の鋳型が用いられ、得られたシリコンインゴットも角柱状となる。このシリコンインゴットを加工しやすい所定のサイズのシリコンブロックに分割した後、シリコンブロックをスライスすることにより、例えば約１５×１５ｃｍの正方形の太陽電池用多結晶シリコン基板が完成する。
【０００３】
シリコンインゴットを分割することによって得られるシリコンブロックはバンドソーで切り出された加工精度の低いブロックであり、切断面は湾曲していたり対向面が平行でなかったりすることから、ブロックの外形を測定し、外周面を研削してブロックの寸法精度を高める必要がある。
【０００４】
図１２は、従来のシリコンブロックの外周面研削工程を説明するための模式図である。図１２に示すように、従来の外周面研削工程では、まずシリコンブロック２０の外周面から任意に選んだ一つの側面を基準面２０ａとして、この基準面２０ａ上の任意の２点Ｐａ，Ｐｂを結ぶ直線が研削装置の基準座標軸に対して垂直となるようにシリコンブロック２０の角度を補正する。次に、この基準面２０ａの幅方向中央を基準としてブロックの有効辺を定めた後、さらに有効辺から一義的に定まる正方形の領域を製品ブロックの有効範囲として定め、研削代を算出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１５６１６６号公報
【特許文献２】特開２００９−９９７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の外形研削方法では、例えばブロックの断面形状が図１２（ａ）に示す菱形の場合や図１２（ｂ）に示す台形の場合には、それらの傾斜面を基準面として角度を補正しようとすると、研削できない部分２０ｂが生じることがあり、正方形に正しく加工することができないという問題がある。
【０００７】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、異形ブロックであっても適正な製品加工が可能なシリコンブロックの外形測定方法を提供することにある。また、本発明の他の目的は、寸法精度の高いシリコンブロックを製造することが可能なシリコンブロックの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明によるシリコンブロックの外形測定方法は、シリコンインゴットから切り出されたシリコンブロックの長手方向と平行な４つの側面を被測定面とし、各被測定面において複数の測定点の座標を求める第１の工程と、前記複数の測定点の中から選択された２点を通過する直線を各被測定面ごとに求めることにより４本の直線を定義する第２の工程と、前記４本の直線の各交点同士を結ぶことによって得られる２本の対角線のうち短いほうの対角線を基準対角線として定めると共に、当該基準対角線の中点を求める第３の工程と、前記基準対角線の角度と前記基準対角線の前記中点の座標に基づいて製品ブロックの外形の座標及び研削代を求める第４の工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
また、本発明によるシリコンブロックの製造方法は、シリコンインゴットを鋳造する工程と、前記シリコンインゴットから複数のシリコンブロックを切り出す工程と、本発明による上記外形測定方法によって前記シリコンブロックの外形を測定する工程と、前記外形に基づいて前記シリコンブロックの長手方向と平行な４つの側面からなる外周面を研削する工程とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、シリコンブロックの外形を基準とせず、対角線から求めたブロックの中心点を基準にして製品加工できる範囲を決定するので、異形ブロックにおいても適正な加工が可能となる。
【００１１】
本発明において、前記第２の工程は、前記複数の測定点の中から前記シリコンブロックの最も内側寄りの１点を選択し、当該１点とその他の複数の点から選ばれた１点とを結んだときに前記被測定面と実質的に平行な基準座標軸と最も平行となる直線を各被測定面ごとに求める工程を含むことが好ましい。この方法によれば、シリコンブロックの最小サイズを基準にして対角線を求めるので、製品加工できる範囲をさらに正確に求めることができる。
【００１２】
本発明において、前記第４の工程は、前記複数の測定点の基準座標に対して前記基準対角線の角度が４５度となるように前記シリコンブロックの角度を調整する工程と、前記基準対角線の前記中点を中心点とする正方形を前記製品ブロックの外形として定める工程を含むことが好ましい。シリコンブロックの傾きを補正することで製品ブロックの外形の座標を容易に定めることが可能となる。
【００１３】
本発明において、各被測定面における前記複数の測定点の測定箇所は、前記シリコンブロックの前記側面の前記長手方向の一端側に位置する第１の測定箇所と、前記長手方向の他端側に位置する第２の測定箇所と、前記第１の領域と前記第２の領域との間に位置する第３の測定箇所を含み、前記第１乃至第３の測定箇所において同数の測定点を取得することが好ましい。被測定面内において均等に分散した測定点の座標を定めることにより、被測定面の正確な平面特性を得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、異形ブロックであっても適正な製品加工が可能なシリコンブロックの外形測定方法を提供することができる。また、本発明によれば、寸法精度の高いシリコンブロックの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】太陽電池用多結晶シリコン基板の製造工程を概略的に示すフローチャートである。
【図２】多結晶シリコンインゴットからシリコンブロックを切り出す切断工程を説明するための模式図である。
【図３】シリコンブロックの研削装置の構成の一例を示す模式図である。
【図４】Ｚ軸方向から見た研削装置の略平面図である。
【図５】シリコンブロックの外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【図６】シリコンブロックの外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【図７】シリコンブロックの外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【図８】シリコンブロックの外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【図９】シリコンブロックの外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【図１０】シリコンブロックの外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【図１１】座標変換について説明するための模式図である。
【図１２】従来のシリコンブロックの外周面研削工程を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。
【００１７】
図１は、太陽電池用多結晶シリコン基板の製造工程を概略的に示すフローチャートである。
【００１８】
図１に示すように、太陽電池用多結晶シリコン基板の製造では、まずキャスト法や電磁鋳造法によって角柱状の多結晶シリコンインゴットを製造する（ステップＳ１０１）。次に、多結晶シリコンインゴットから複数のシリコンブロックを切り出した後（ステップＳ１０２）、各シリコンブロックの外形を測定し、ブロックの有効範囲及び研削代を算出する（ステップＳ１０３）。次いで、シリコンブロックの外周面を研削することにより製品サイズのシリコンブロックが完成する（ステップＳ１０４）。その後、このシリコンブロックを所定の厚さにスライスし（ステップＳ１０５）、さらに表裏面を研磨してその厚さと平坦度を調整することにより（ステップＳ１０６）、多結晶シリコン基板が完成する。
【００１９】
図２は、多結晶シリコンインゴットからシリコンブロックを切り出す切断工程を説明するための模式図である。
【００２０】
図２（ａ）に示すように、まず全長Ｌ０の多結晶シリコンインゴット１を分割して複数個の中インゴット２を得る。ラインＣ１１は等分割の切断位置を示している。インゴットの分割数は特に限定されず、最終目標とするシリコンブロックの長さに応じて適宜決定すればよい。
【００２１】
次に、中インゴット２を所定数に分割して断面が略正方形のシリコンブロック３を得る。インゴット１の断面サイズが例えば５０５×３４５ｍｍの矩形である場合、中インゴット２を６分割して約１５８×１５８ｍｍのシリコンブロック３を得ることができる。すなわち、図２（ｂ）に示すように、中インゴット２をラインＣ２１、Ｃ２２の位置で切断して鋳肌面を除去し、さらにラインＣ２３の位置で切断してＸ軸方向に２分割する。さらに、図２（ｃ）に示すように、２分割された中インゴット２ａの各々をラインＣ３１、Ｃ３２の位置で切断して鋳肌面を除去し、さらにラインＣ３３、Ｃ３４の位置で切断してＹ軸方向に３分割する。以上により、図２（ｄ）に示すように、中インゴット２が最終的に６分割されたシリコンブロック３を得ることができる。
【００２２】
シリコンブロック３はバンドソーで切り出された加工精度の低いものであることから、その外形形状を正確に測定し、外周面を研削して高精度なブロック形状にする必要がある。以下、シリコンブロックの外形研削方法について詳細に説明する。
【００２３】
図３は、シリコンブロックの研削装置の構成の一例を示す模式図である。また、図４は、Ｚ軸方向から見た研削装置の略平面図である。
【００２４】
図３及び図４に示すように、シリコンブロックの研削装置１００は、四角柱に切り出されたシリコンブロック３を保持する保持機構１０１と、シリコンブロック３の外周面の座標を測定する測定機１０２と、シリコンブロック３の外周面を研削する研削機１０３を備えており、これらの構成要素はコントローラ（不図示）によって制御される。
【００２５】
保持機構１０１は、移送機構（不図示）によって加工位置まで運ばれてきたシリコンブロック３の長手方向（Ｚ軸方向）の両端面３ａ，３ｂをクランプして保持する。保持機構１０１はシリコンブロック３をＺ軸方向に移動させることが可能であり、この移動によって研削機１０３の当接面の相対的な移動が行なわれる。また、保持機構１０１はそのＺ軸（設備原点）を中心に回転可能な構成を有している。シリコンブロック３の被測定面及び被研削面の切り替えは、シリコンブロック３を９０度回転させることによって行うことができる。
【００２６】
測定機１０２は任意の位置に移動可能に構成されており、横方向（Ｘ軸方向）に延びるフレーム１０２ａの両端から下方（Ｙ軸方向）に延びるアーム１０２ｂの先端に接触センサ１０２ｃをそれぞれ備えている。そのため、測定機１０２はシリコンブロック３の対向する２つの側面３ｄ，３ｆ（又は２つの側面３ｃ，３ｅ）を同時に測定することができる。なお、ここにいう「同時」とは、「シリコンブロック３の向きを変更することなく」という意味である。すなわち、一方の側面３ｄ側の接触センサ１０２ｃを側面３ｄに近づけて側面３ｄ上の一点の座標を測定した後、シリコンブロック３の向きを回転させることなく、他方の側面３ｆ側の接触センサ１０２ｃを側面３ｆ側に近づけて側面３ｆ上の一点の座標を測定することができる。
【００２７】
研削機１０３はＸ軸方向に移動可能に構成されており、シリコンブロック３の研削量は研削機１０３のＸ軸方向の位置を調整することによって行うことができる。シリコンブロック３をＺ軸方向に移動させながら回転する研削機１０３に接触させることにより、シリコンブロック３の側面全体の研削を行うことができる。なお、研磨機１０３をＸ方向及びＺ方向に移動可能な構成とし、シリコンブロック３は固定した状態で研磨機１０３のみを移動させて当接面を研磨することも可能である。
【００２８】
シリコンブロック３の外形測定では、まずシリコンブロック３の外周面のうち互いに平行な２つの側面（例えば側面３ｄ，３ｆ）を被測定面として測定機１０２による測定を行い、この測定が完了すると、Ｚ軸を中心にしてシリコンブロック３を９０度回転させて、被測定面を他の２つの側面（例えば側面３ｃ，３ｅ）に切り替え、測定機１０２による測定を行う。なお、シリコンブロック３の外周面とはシリコンブロックの長手方向と平行な４つの側面３ｃ〜３ｆを意味する。測定時においてシリコンブロック３の被測定面は常にＹＺ平面と平行である。
【００２９】
測定機１０２は複数の測定点Ｐの３次元座標又はＸＹ平面座標を求める。各側面において正確な平面特性が得られるよう、複数の測定点Ｐは被測定面内において均等に分散していることが好ましい。特に限定されるものではないが、本実施形態においては、シリコンブロック３のＺ軸方向の両端部及び中央部の３箇所を対象とし、これら３箇所において幅方向の４点を測定する。つまり図３に示すように、一面につき１２点の測定を行う。
【００３０】
図５〜図１０は、シリコンブロック３の外形測定方法を説明するための模式図であって、複数の測定点のＸＹ平面座標を示すプロット図である。
【００３１】
図５に示すように、シリコンブロック３のＡ面〜Ｄ面（図４の側面３ｃ〜３ｆに対応）において１２点の測定点をそれぞれ求めることにより、ＸＹ平面座標上に合計４８個のドットを得る。図５では各々のドットが重なっていないが、実際には重なるドットが存在する場合があることは容易に推測できる。
【００３２】
次に、図６に示すように、ＸＹ平面座標がほぼ同じである（Ｚ軸方向の位置のみが異なる）測定点各３点の中から、当該被測定面と実質的に平行な基準座標軸（Ｘ軸又はＹ軸）までの距離が最も近い内側寄りの１点をそれぞれ選択する。これにより、４×４＝１６点の測定点が抽出される。次に、各被測定面において得られた測定点４点の中から同様に最も近い内側寄りの１点を選択し、その１点を基点としその他の３点のいずれかとを結ぶとき基準座標軸に最も平行となる直線を各被測定面毎にそれぞれ求め、最終的に４本の直線を得る。図６において各直線の通過点となる内側寄りの２点のドットは白抜きで示されている。各被測定面で得られる直線の式は以下の通りである。
Ａ面：Ｙａ＝ｍａＸａ＋ｎａ
Ｂ面：Ｙｂ＝ｍｂＸｂ＋ｎｂ
Ｃ面：Ｙｃ＝ｍｃＸｃ＋ｎｃ
Ｄ面：Ｙｄ＝ｍｄＸｄ＋ｎｄ
【００３３】
さらに、４本の直線に囲まれた範囲をシリコンブロック３の適正化された外形とし、直線同士の交点（つまりブロックの角）のＸＹ平面座標を求める。例えば、シリコンブロック３の角ＡＢの座標（Ｘａｂ、Ｙａｂ）、角ＢＣの座標（Ｘｂｃ、Ｙｂｃ）、角ＣＤの座標（Ｘｃｄ、Ｙｃｄ）、角ＤＡの座標（Ｘｄａ、Ｙｄａ）はそれぞれ以下のようになる。
Ｘａｂ＝（ｎｂ−ｎａ）／（ｍａ−ｍｂ）
Ｙａｂ＝（ｎｂ−ｎａ）／（ｍａ−ｍｂ）
Ｘｂｃ＝（ｎｃ−ｎｂ）／（ｍｂ−ｍｃ）
Ｙｂｃ＝（ｎｃ−ｎｂ）／（ｍｂ−ｍｃ）
Ｘｃｄ＝（ｎｄ−ｎｃ）／（ｍｃ−ｍｄ）
Ｙｃｄ＝（ｎｄ−ｎｃ）／（ｍｃ−ｍｄ）
Ｘｄａ＝（ｎａ−ｎｄ）／（ｍｄ−ｍａ）
Ｙｄａ＝（ｎａ−ｎｄ）／（ｍｄ−ｍａ）
【００３４】
次に、図７に示すように、４つの交点から互いに交差する２本の対角線Ｄ１，Ｄ２を求め、各対角線Ｄ１，Ｄ２の長さＬＤ１，ＬＤ２と傾きθＤ１，θＤ２をそれぞれ求める。対角線Ｄ１の長さＬＤ１及び傾きθＤ１、対角線Ｄ２の長さＬＤ２及び傾きθＤ２はそれぞれ次のようになる。
ＬＤ１＝｛（Ｘａｂ−Ｘｃｄ）２＋（Ｙａｂ−Ｙｃｄ）２｝１／２
θＤ１＝（Ｘａｂ−Ｘｃｄ）／（Ｙａｂ−Ｙｃｄ）
ＬＤ２＝｛（Ｘｂｃ−Ｘｄａ）２＋（Ｙｂｃ−Ｙｄａ）２｝１／２
θＤ２＝（Ｘｂｃ−Ｘｄａ）／（Ｙｂｃ−Ｙｄａ）
【００３５】
次に、図８に示すように、２本の対角線Ｄ１，Ｄ２の長さＬＤ１，ＬＤ２のうち、その長さが短いほうを基準対角線ＤＳとして定め、さらに基準対角線ＤＳの中点をシリコンブロック３の中心点Ｏ２として定める。本実施形態ではＤＳ＝Ｄ１である。中心点Ｏ２は、外周面を研削して得られる最終的な製品ブロックの中心点である。中心点Ｏ２の座標はシリコンブロックの外形から算出されるものであるため、設備原点（保持機構の中心点）Ｏ１とは必ずしも一致しない。基準対角線ＤＳの両端の座標を（Ｘａｂ，Ｙａｂ）、（Ｘｃｄ，Ｙｃｄ）とするとき、中心点Ｏ２の座標（Ｘ０，Ｙ０）は次のようになる。
Ｘ０＝（Ｘａｂ−Ｘｃｄ）／２
Ｙ０＝（Ｙａｂ−Ｙｃｄ）／２
【００３６】
次に、図９に示すように、基準対角線ＤＳの角度θＤＳ（＝θＤ１）が設備基準のＸＹ平面座標に対して４５度となるようにシリコンブロック３を回転させる。このときの回転の中心軸は設備原点Ｏ１である。この回転によってシリコンブロック３の外周面の座標位置はすべてシフトすることから、すべての測定点の座標を回転補正された座標に変換する必要がある。
【００３７】
図１１は、座標変換について説明するための模式図である。
【００３８】
図１１に示すように、設備原点Ｏ１を中心として任意の座標（Ｘ１，Ｙ１）を角度θ１回転させたとき、回転後の座標（Ｘ２，Ｙ２）は次のようになる。
Ｘ２＝ＣＯＳ（θ０＋θ１）・Ｌ
Ｙ２＝ＳＩＮ（θ０＋θ１）・Ｌ
なお、角度θ０は座標（Ｘ１，Ｙ１）の角度θ０である。また、Ｌは設備原点Ｏ１から座標（Ｘ１，Ｙ１）までの距離であり、次のように表される。
Ｌ＝（Ｘ１２＋Ｙ１２）１／２
【００３９】
その後、図１０に示すように、基準対角線ＤＳ及び中心点Ｏ２を基準としてＸＹ平面方向の一辺の長さＷが所定長（例えば１５６ｍｍ）となる正方形ＳＱを定め、シリコンブロック３の有効範囲（最終的な仕上がり形状）の座標位置と研削代を算出する。このとき、正方形ＳＱの一方の対角線は基準対角線ＤＳと重なり、正方形ＳＱの中心点はＯ２である。
【００４０】
次に、シリコンブロック３の外形測定結果に基づいてシリコンブロック３の外周面を研削する。シリコンブロック３の研削では、測定機１０２を待避位置に移動させた後、研削機１０３をシリコンブロック３に接触させて外周面を研削する（図３参照）。研削は一面ずつ行い、一つの側面を研削した後は保持機構を９０度回転させてシリコンブロック３の未研削面を研削機１０３に対向させ、新たな研削を行う。各面に対する研削工程を４つの側面すべてに対して実施することによりシリコンブロック３の研削が完了する。
【００４１】
シリコンブロック３の外周面の研削が完了した後は、シリコンブロック３の４つの角を研削する面取り工程を実施してもよい。面取り工程では、いずれかの側面が研削機１０３と平行となっているシリコンブロックを４５度回転させて、シリコンブロック３の角を研削機１０３側に向ける。その後、研削機１０３をシリコンブロック３の角部に接触させて研削を実施する。面取りを行った場合には、シリコンブロック又はシリコン基板の角部の欠けを防止することができ、信頼性の高い多結晶シリコン基板を提供することができる。
【００４２】
以上説明したように、本実施形態においては、シリコンブロック３の各側面３ｃ〜３ｆを理想的な平面に見立てた後、それぞれの交点から対角線を引き、短いほうの対角線ＤＳの中点をシリコンブロック３の中心点Ｏ２とすることで、異形ブロックであっても確実に加工することができ、シリコンブロック３の加工精度を高めることができる。
【００４３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。
【００４４】
例えば、上記実施形態においては、シリコンブロック３のＺ軸方向の両端部及び中央部の３箇所を対象とし、一つの被測定面につき３×４＝１２点を測定しているが、測定箇所は３箇所より多くてもよく、少なくてもよい。同様に、測定点の数は特に限定されず、１２点より多くてもよく、少なくてもよい。すなわち、測定点の数は一面につき２点以上であれば何点でも構わない。ただし、測定点の数が少なすぎると測定精度が低下し、多すぎると測定時間及び演算処理時間が増加することから、９〜２５点程度が好適である。なお、測定点の数が一面につき２点である場合には、直線を求めるための２点が一義的に選択されることになる。
【００４５】
また、上記実施形態においては、鋳造によって得られた多結晶シリコンインゴットの断面形状が矩形であり、中インゴットを６分割して規定サイズのシリコンブロックを得ているが、本発明において多結晶シリコンインゴットの寸法やシリコンブロックの形状は特に限定されない。例えば、シリコンインゴットの断面サイズを５０５×５０５ｍｍの正方形としてもよく、このシリコンインゴットを切断して得られる中インゴットを９分割して１５８×１５８ｍｍのシリコンブロックを得てもよい。
【００４６】
また、上記実施形態においては、太陽電池用多結晶シリコンインゴットから切り出されたシリコンブロックの外形測定方法及び製造方法について説明したが、本発明は太陽電池用以外の種々の多結晶シリコンインゴットに対して適用可能である。また本発明は、多結晶シリコンインゴット以外の種々のシリコンインゴットに対して適用可能である。
【符号の説明】
【００４７】
１ 多結晶シリコンインゴット
２ 中インゴット
２ａ 分割された中インゴット
３ シリコンブロック
３ａ，３ｂ シリコンブロックの端面
３ｃ〜３ｆ シリコンブロックの側面
１００ 研削装置
１０１ 保持機構
１０２ 測定機
１０２ａ フレーム
１０２ｂ アーム
１０２ｃ センサ
１０３ 研削機
ＡＢ，ＢＣ，ＣＤ，ＤＡ シリコンブロックの角
Ｃ１１，Ｃ２１，Ｃ２２，Ｃ２３，Ｃ３１，Ｃ３２，Ｃ３３，Ｃ３４ 切断ライン
Ｄ１，Ｄ２ 対角線
ＤＳ 基準対角線
Ｌ０ シリコンインゴットの全長
Ｏ１ 設備原点
Ｏ２ シリコンブロックの中心点
ＳＱ 正方形
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコンインゴットから切り出されたシリコンブロックの長手方向と平行な４つの側面を被測定面とし、各被測定面において複数の測定点の座標を求める第１の工程と、
前記複数の測定点の中から選択された２点を通過する直線を各被測定面ごとに求めることにより４本の直線を定義する第２の工程と、
前記４本の直線の各交点同士を結ぶことによって得られる２本の対角線のうち短いほうの対角線を基準対角線として定めると共に、当該基準対角線の中点を求める第３の工程と、
前記基準対角線の角度と前記基準対角線の前記中点の座標に基づいて製品ブロックの外形の座標及び研削代を求める第４の工程とを備えることを特徴とするシリコンブロックの外形測定方法。
【請求項２】
前記第２の工程は、前記複数の測定点の中から前記シリコンブロックの最も内側寄りの１点を選択し、当該１点とその他の複数の点から選ばれた１点とを結んだときに前記被測定面と実質的に平行な基準座標軸と最も平行となる直線を各被測定面ごとに求める工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のシリコンブロックの外形測定方法。
【請求項３】
前記第４の工程は、
前記複数の測定点の基準座標に対して前記基準対角線の角度が４５度となるように前記シリコンブロックの角度を調整する工程と、
前記基準対角線の前記中点を中心点とする正方形を前記製品ブロックの外形として定める工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のシリコンブロックの外形測定方法。
【請求項４】
各被測定面における前記複数の測定点の測定箇所は、前記シリコンブロックの前記側面の前記長手方向の一端側に位置する第１の測定箇所と、前記長手方向の他端側に位置する第２の測定箇所と、前記第１の領域と前記第２の領域との間に位置する第３の測定箇所を含み、前記第１乃至第３の測定箇所において同数の測定点を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシリコンブロックの外形測定方法。
【請求項５】
シリコンインゴットを鋳造する工程と、
前記シリコンインゴットから複数のシリコンブロックを切り出す工程と、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の外形測定方法によって前記シリコンブロックの外形を測定する工程と、
前記外形に基づいて前記シリコンブロックの長手方向と平行な４つの側面からなる外周面を研削する工程とを備えることを特徴とするシリコンブロックの製造方法。
【請求項１】
シリコンインゴットから切り出されたシリコンブロックの長手方向と平行な４つの側面を被測定面とし、各被測定面において複数の測定点の座標を求める第１の工程と、
前記複数の測定点の中から選択された２点を通過する直線を各被測定面ごとに求めることにより４本の直線を定義する第２の工程と、
前記４本の直線の各交点同士を結ぶことによって得られる２本の対角線のうち短いほうの対角線を基準対角線として定めると共に、当該基準対角線の中点を求める第３の工程と、
前記基準対角線の角度と前記基準対角線の前記中点の座標に基づいて製品ブロックの外形の座標及び研削代を求める第４の工程とを備えることを特徴とするシリコンブロックの外形測定方法。
【請求項２】
前記第２の工程は、前記複数の測定点の中から前記シリコンブロックの最も内側寄りの１点を選択し、当該１点とその他の複数の点から選ばれた１点とを結んだときに前記被測定面と実質的に平行な基準座標軸と最も平行となる直線を各被測定面ごとに求める工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のシリコンブロックの外形測定方法。
【請求項３】
前記第４の工程は、
前記複数の測定点の基準座標に対して前記基準対角線の角度が４５度となるように前記シリコンブロックの角度を調整する工程と、
前記基準対角線の前記中点を中心点とする正方形を前記製品ブロックの外形として定める工程を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のシリコンブロックの外形測定方法。
【請求項４】
各被測定面における前記複数の測定点の測定箇所は、前記シリコンブロックの前記側面の前記長手方向の一端側に位置する第１の測定箇所と、前記長手方向の他端側に位置する第２の測定箇所と、前記第１の領域と前記第２の領域との間に位置する第３の測定箇所を含み、前記第１乃至第３の測定箇所において同数の測定点を取得することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシリコンブロックの外形測定方法。
【請求項５】
シリコンインゴットを鋳造する工程と、
前記シリコンインゴットから複数のシリコンブロックを切り出す工程と、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の外形測定方法によって前記シリコンブロックの外形を測定する工程と、
前記外形に基づいて前記シリコンブロックの長手方向と平行な４つの側面からなる外周面を研削する工程とを備えることを特徴とするシリコンブロックの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−５６８２５（Ｐ２０１２−５６８２５Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０４４２７（Ｐ２０１０−２０４４２７）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（３０２００６８５４）株式会社ＳＵＭＣＯ (1,197)
【Ｆターム（参考）】
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