專利名稱：多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置以及磨削/研磨加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及硬脆材料的磨削/研磨加工裝置以及磨削/研磨加工方法，更詳細(xì)來(lái)說(shuō)，涉及具備對(duì)上述被加工物的平面部和角部進(jìn)行磨削和研磨的功能的磨削/研磨加工裝置以及磨削/研磨加工方法。另外，在使用本發(fā)明所涉及的裝置的磨削工序中，將該被加工物精加工成具有規(guī)定的規(guī)格尺寸的截面形狀，在研磨工序中，除去存在于該被加工物表層的微裂紋(microcrack)。
背景技術(shù)：
作為本發(fā)明所涉及的被加工物亦即硬脆材料，例如存在制造太陽(yáng)能電池板的基體亦即娃晶片的工序中從娃錠(silicon ingot)切片而得到的娃塊(silicon block)。娃塊存在晶體結(jié)構(gòu)不同的多結(jié)晶和單晶兩個(gè)種類。以下，以截面形狀為四邊形的多晶和單晶的硅塊的磨削/研磨為例進(jìn)行說(shuō)明，但本發(fā)明中的被加工物的截面形狀并不限定于四邊形，即便是由四角以上的偶數(shù)角構(gòu)成的多棱柱狀，也能夠適當(dāng)?shù)丶右詰?yīng)用。對(duì)于多晶娃塊,利用帶鋸(band saw)或線鋸(wire saw)將通過(guò)使熔融原料流入成形模具而成形為立方體形狀的硅錠的表層部(6個(gè)面)切斷除去，然后，進(jìn)一步，切斷成截面呈四邊形的棱柱狀而形成4個(gè)平面部，并且，上述2個(gè)平面部相互直角交叉而形成角部，在該角部形成有微小的平面(倒角加工部)。對(duì)于單晶硅塊，使用帶鋸或線鋸將通過(guò)拉晶法制造的圓柱形狀的硅錠的兩端表層部以與該硅錠的柱軸成直角、且相互平行的方式切斷而作成平端面，然后，進(jìn)一步，使用帶鋸或線鋸以使4個(gè)面分別成直角的方式將圓柱表層部切斷除去。此時(shí)，以在4個(gè)面所成的4個(gè)角部、圓柱表層部的一部分作為微小的圓弧面殘留的方式進(jìn)行加工，上述被切斷除去的面形成為4個(gè)平面部。接著，將與硅塊的加工相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)的根據(jù)要素分開表示。關(guān)于硅塊的保持機(jī)構(gòu)及其旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，在專利文獻(xiàn)I的第0021段和圖6中公開了如下的保持機(jī)構(gòu)和旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，保持機(jī)構(gòu)用于保持硅塊的兩端(長(zhǎng)度方向的兩端部)，旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)對(duì)上述保持機(jī)構(gòu)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制，以使硅塊的加工部(各平面部和各角部)位于與加工構(gòu)件對(duì)置的位置。在專利文獻(xiàn)I的第0020段和圖6中公開了一邊進(jìn)行研磨加工一邊使硅塊沿水平方向(硅塊的長(zhǎng)度方向)移送，相反地，對(duì)于一邊進(jìn)行研磨加工一邊使磨削/研磨加工裝置沿水平方向(硅塊的長(zhǎng)度方向)移送，也是公知的。關(guān)于研磨工序，公知研磨工序由磨粒的粗糙度粗的粗研磨工序和磨粒的粗糙度細(xì)的精研磨工序的2個(gè)工序構(gòu)成，其研磨工具由在樹脂制刷中混合有金剛石磨粒且形成為環(huán)狀的旋轉(zhuǎn)刷構(gòu)成。關(guān)于所加工的硅塊的種類，公知有對(duì)多晶硅塊或者單晶硅塊中的任一個(gè)進(jìn)行加工，使用含有磨粒的圓形狀的磨石或金剛石砂輪(研磨砂輪)對(duì)其研磨工具進(jìn)行磨削而能夠得到高的尺寸精度。進(jìn)一步，如下的硅塊的加工方法也已經(jīng)公知將從硅錠切斷成形時(shí)在硅塊的表層所產(chǎn)生的微裂紋、微小凹凸除去，以降低對(duì)該硅塊進(jìn)行切片加工而形成硅晶片時(shí)的由裂紋或缺口導(dǎo)致的次品的產(chǎn)生率。 此外，對(duì)硅塊進(jìn)行切片加工而形成硅晶片也已經(jīng)公知。專利文獻(xiàn)I :日本特許第4133935號(hào)公報(bào)如上所述，由多晶或者單晶構(gòu)成的硅塊是通過(guò)以形成截面形狀呈四邊形的四棱柱狀的方式將硅錠切斷而形成的，該硅塊的大小存在具有截面形狀為邊長(zhǎng)125mm(稱為5英寸)、邊長(zhǎng)156mm(稱為6英寸)、邊長(zhǎng)210mm(稱為8英寸)的正方形截面的3個(gè)種類,柱軸方向的長(zhǎng)度被切斷形成為150 600mm之間的任意長(zhǎng)度。在將上述硅錠切斷的方法中，存在使用帶鋸或線鋸的方法，但是，利用多根鋼絲同 時(shí)進(jìn)行切斷的線鋸的切斷效率比帶鋸的切斷效率高，作為該線鋸的切割方法，一般采用一邊利用壓力水的噴射壓將磨粒噴射到切斷部一邊使鋼絲與該切斷部接觸旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行切斷的游離磨粒方式，但近年來(lái)，為了進(jìn)一步提高切斷效率的目的，研發(fā)出了將磨粒熔融固定于鋼絲的固定磨粒方式的新型的鋼絲，采用使用該新型的線鋸的切斷方法。為了確認(rèn)新型的線鋸的切斷效率的提高，發(fā)明人使用以往的線鋸和新型的線鋸如圖9和圖11所示利用縱5列X橫5列=總計(jì)25個(gè)截面將多晶硅錠和單晶硅錠切斷，以形成具有稱作6英寸(具有邊長(zhǎng)156mm的正方形截面)、長(zhǎng)度300mm的外形尺寸的娃塊,結(jié)果可確認(rèn)，對(duì)于該切斷所需的時(shí)間，使用以往的線鋸需要8小時(shí)以上，而使用新型的線鋸則大約3小時(shí)就能夠完成，能夠大幅度縮短該切斷時(shí)間。之所以能夠縮短上述切斷時(shí)間考慮是因?yàn)槿缦碌睦碛稍谝酝挠坞x磨粒方式的線鋸中，在進(jìn)行切斷加工時(shí)如果使鋼絲高速旋轉(zhuǎn)則磨粒飛散而導(dǎo)致切斷效率下降，但是，在新型的線鋸中，由于磨粒被熔融固定于鋼絲，所以不會(huì)出現(xiàn)伴隨著鋼絲的旋轉(zhuǎn)而磨粒飛散的情況。但是，在利用上述新型線鋸將多晶硅錠切斷的情況下，對(duì)于位于圖9的四角的4塊硅塊(A)、和位于硅塊(A)之間的3塊X4處=12塊硅塊(B)，成為面對(duì)硅錠的外周面?zhèn)鹊那袛嗝?在硅塊(A)中具有2個(gè)面，在硅塊(B)中具有I個(gè)面)的中央朝外側(cè)鼓出的狀態(tài)(參照?qǐng)D10)。并且，在利用上述新型線鋸將單晶硅錠切斷的情況下，如圖11所示，硅塊分別單獨(dú)地被獨(dú)立切斷，因此，如圖12所示，被切斷成單晶硅的4個(gè)切割面的中央朝外側(cè)鼓出的狀態(tài)，會(huì)產(chǎn)生其截面尺寸未進(jìn)入規(guī)定外形尺寸公差內(nèi)的新的問(wèn)題。為了解決這種問(wèn)題，謀求一種用于將上述硅塊的外形尺寸收納在規(guī)定外形尺寸公差內(nèi)的磨削加工裝置。此外，如上所述，對(duì)于由硅錠切斷形成的硅塊，在制造工序中在其平面部和角部的表層部產(chǎn)生并存在表面粗糙度為Ι^10μπι 20μπι Ι5Β0601 :1994)的凹凸，進(jìn)而會(huì)產(chǎn)生并存在從表層面起深度達(dá)80μπι IOOym的微裂紋。因此，在之后的工序中，當(dāng)利用線鋸進(jìn)行切片加工而加工成硅晶片時(shí)，有可能因?yàn)樯鲜龅陌纪埂⑽⒘鸭y而產(chǎn)生裂紋/缺口進(jìn)而產(chǎn)生次品。因而，謀求一種如下的加工裝置，該加工裝置具備粗研磨能力和微細(xì)研磨能力，粗研磨能力用于在進(jìn)行切片加工前將上述硅塊的從表層部到100 μ m左右的深度的部分研磨除去，由此將從上述表層面起深度為80 μ m 100 μ m的微裂紋除去，微細(xì)研磨能力用于將具有RylO μ m 20 μ m左右的表面粗糙度的表面的表面粗糙度形成為幾μ m以下的表面粗糙度。并且，在上述現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)中，并沒有公開具備上述磨削加工和研磨加工雙方的功能的加工裝置的公知技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述問(wèn)題點(diǎn)而研發(fā)的，其目的在于提供一種能夠利用一臺(tái)加工裝置實(shí)現(xiàn)磨削加工功能和研磨加工功能、且能夠提高生產(chǎn)效率的硅塊的磨削/研磨加工裝置及其磨削/研磨加工方法，在磨削加工功能中，將切斷硅錠而形成的四棱柱狀的多晶硅塊、或者單晶硅塊磨削成邊長(zhǎng)125_(稱作5英寸)、邊長(zhǎng)156_(稱作6英寸)、邊長(zhǎng)210mm (稱作8英寸)的任一個(gè)截面尺寸,在研磨加工功能中，使硅塊的平面部和角部的表面粗糙度微細(xì)化、并除去形成于表層內(nèi)部的微裂紋。本發(fā)明的多棱柱狀部件的加工裝置具備把持構(gòu)件(I)，該把持構(gòu)件(I)用于把持 作為被加工物的多棱柱狀的硬脆材料；測(cè)量構(gòu)件(2)，該測(cè)量構(gòu)件(2)用于進(jìn)行上述被加工物的截面尺寸的測(cè)量、用于對(duì)上述把持構(gòu)件(I)把持被加工物的位置進(jìn)行定心的中心位置的測(cè)量、以及磨削構(gòu)件⑶和研磨構(gòu)件⑷的切入量為“零”的位置即基點(diǎn)的位置的測(cè)量；磨削構(gòu)件(3)，該磨削構(gòu)件(3)將上述加工物的平面部(F)和角部(C)磨削加工成使其截面尺寸和截面形狀在公差內(nèi)；研磨構(gòu)件(4)，該研磨構(gòu)件對(duì)結(jié)束了上述磨削加工的被加工物的平面部(F)和角部(C)進(jìn)行研磨加工以除去存在于其表層的微裂紋；移送構(gòu)件(5)，該移送構(gòu)件(5)將把持上述被加工物的把持構(gòu)件(I)移送至上述測(cè)量構(gòu)件(2)、上述磨削構(gòu)件
(3)、上述研磨構(gòu)件(4)所配置的位置，以對(duì)由上述把持構(gòu)件(I)把持的被加工物的平面部(F)和角部(C)進(jìn)行測(cè)量、磨削、研磨；以及控制構(gòu)件(6)，該控制構(gòu)件(6)基于加工開始前被輸入的初始設(shè)定項(xiàng)目以及上述測(cè)量構(gòu)件(2)的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，并向上述各個(gè)構(gòu)件輸出動(dòng)作信號(hào)(第一發(fā)明)。根據(jù)上述第一發(fā)明，本發(fā)明的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置具備如下功能磨削加工功能，相對(duì)于被加工物對(duì)上述磨削構(gòu)件(3)施加一定的切入量，一邊對(duì)上述被加工物的變形等形狀進(jìn)行修整一邊將外形尺寸切削到公差內(nèi)；以及研磨加工功能，相對(duì)于被加工物對(duì)上述研磨構(gòu)件(4)施加一定的壓力，沿著上述被加工物的表面進(jìn)行仿形加工而將其表層研磨掉幾ym 幾十μ m、以除去凹凸、龜裂，并將表面粗糙度研磨至微細(xì)的表面粗糙度，因此，在硅塊(W)等的多棱柱狀部件的制造生產(chǎn)線中，即便是在搬入了截面尺寸和直角度從公差范圍偏離的多棱柱狀部件的情況下，也能夠在將其截面尺寸和截面形狀加工到公差內(nèi)之后可靠地除去表層部的微裂紋。并且，上述磨削構(gòu)件(3)為磨石，上述磨石由轉(zhuǎn)盤A (31)和旋轉(zhuǎn)軸A (33)構(gòu)成，上述轉(zhuǎn)盤A(31)構(gòu)成為，使熔融固定有磨粒而形成的磨粒部(32)的表面與上述被加工物的加工面接觸并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，上述旋轉(zhuǎn)軸A (33)用于向該轉(zhuǎn)盤A(31)傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的旋轉(zhuǎn)，上述研磨構(gòu)件(4)為研磨刷，上述研磨刷由轉(zhuǎn)盤B (41)和旋轉(zhuǎn)軸B (43)構(gòu)成，在上述轉(zhuǎn)盤B (41)植設(shè)有熔融固定有磨粒的刷毛部件(42)，且上述轉(zhuǎn)盤B (41)構(gòu)成為，使刷毛部件的毛尖部與被加工物的加工面接觸并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，上述旋轉(zhuǎn)軸B(43)用于向該轉(zhuǎn)盤B(41)傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的旋轉(zhuǎn)(第二發(fā)明)。根據(jù)第二發(fā)明，磨削構(gòu)件(3)為具有剛性的磨石，因而具備將被加工物的變形等削掉而對(duì)形狀進(jìn)行修整的切削能力、和將外形尺寸切削到公差內(nèi)的磨削加工能力，因此能夠可靠地進(jìn)行磨削加工。并且，研磨構(gòu)件(4)為以熔融固定有磨粒的原材料作為刷毛部件(42)的研磨刷，由此，在研磨加工時(shí)，上述刷毛部件(42)被按壓于被加工物的加工面，該刷毛部件(42)的毛尖部一邊仿效被加工物的加工面一邊與被加工物的加工面接觸并旋轉(zhuǎn)，能夠?qū)⒃摫患庸の锏谋韺友心サ魩譖m 幾十μ m而除去微裂紋，并且能夠可靠地進(jìn)行對(duì)表面進(jìn)行微細(xì)地精加工的研磨加工。另外，上述研磨構(gòu)件⑷的研磨刷可以采用下述兩種類型中的任一種將混合有磨粒的刷毛部件(42)捆束并能夠裝卸地安裝于轉(zhuǎn)盤B(41)，當(dāng)刷毛部件(42)磨損時(shí)能夠僅更換該刷毛部件(42)的類型(參照?qǐng)D7和實(shí)施例)；以及將未圖示的刷毛部件固定安裝于轉(zhuǎn)盤，當(dāng)刷毛部件磨損時(shí)將該刷毛部件連同轉(zhuǎn)盤一起進(jìn)行更換的類型(未圖示)。并且，也可以構(gòu)成為，對(duì)于上述磨削構(gòu)件(3)的磨石，熔融固定于其磨粒部(32)的磨粒的粒度為I種或者2種以上，對(duì)于上述研磨構(gòu)件(4)的研磨刷，熔融固定于其刷毛部件(42)的磨粒的粒度為2種以上(第三發(fā)明)。
并且，也可以構(gòu)成為，對(duì)于上述研磨構(gòu)件(4)的研磨刷，熔融固定于其刷毛部件
(42)的磨粒的粒度為2種以上，將該磨粒的粒度粗的刷毛部件(42)植設(shè)于距離轉(zhuǎn)盤B (41)的旋轉(zhuǎn)中心近的內(nèi)圈部，并且，將上述磨粒的粒度細(xì)的刷毛部件(42)植設(shè)于距離轉(zhuǎn)盤B(41)的旋轉(zhuǎn)中心遠(yuǎn)的外圈部(第四發(fā)明)。關(guān)于研磨構(gòu)件(4)所采用的研磨刷的結(jié)構(gòu)，在熔融固定的磨粒的粒度為例如2種的情況下，以往需要根據(jù)各種磨粒的粒度設(shè)置2臺(tái)研磨刷，但根據(jù)上述第四發(fā)明，能夠?qū)⒛チ５牧６却值乃⒚考?42)植設(shè)于距離轉(zhuǎn)盤B(41)的旋轉(zhuǎn)中心近的內(nèi)圈部，并且，將磨粒的粒度細(xì)的刷毛部件(42)植設(shè)于距離轉(zhuǎn)盤B(41)的旋轉(zhuǎn)中心遠(yuǎn)的外圈部，只要設(shè)置具備磨粒的粒度不同的2種刷毛部件(42)的I臺(tái)研磨刷即可，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)成本的降低和裝置的緊湊化。并且，也可以是，上述磨削構(gòu)件(3)為磨石，上述磨石的磨粒的粒度包括F90 F220(JISR6001 :1998)和 #240 #500 (JISR6001 :1998)，上述研磨構(gòu)件(4)具備磨粒的粒度為#240 #500(JISR6001 :1998)的粗研磨用的研磨刷和磨粒的粒度為#800 #1200 (JISR6001 :1998)的精研磨用的研磨刷(第五發(fā)明)。對(duì)在上述第三發(fā)明和第五發(fā)明中將上述磨削構(gòu)件(3)的磨粒的粒度分成由JISR6001 1998規(guī)定的F90 F220的粗粒分區(qū)、以及#240 #500的精密研磨分區(qū)的兩組的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)在前工序中切斷成四棱柱狀的硅塊的情況下，將其截面尺寸精加工成如下的任一個(gè)尺寸，在稱作5英寸的情況下精加工成邊長(zhǎng)125mm±0. 5mm，在稱作6英寸的情況下精加工成邊長(zhǎng)156mm±0. 5mm,在稱作8英寸的情況下精加工成邊長(zhǎng)210mm±0. 5mm,但根據(jù)情況不同，存在位于該公差外的情況、該四棱柱狀的硅塊(W)的截面形狀不一樣且各個(gè)角部(C)的直角度位于90±0. I度的角度所容許的公差外的情況。在這種情況下，根據(jù)第三發(fā)明和第五發(fā)明，存在如下的優(yōu)點(diǎn)為了使其截面尺寸和截面形狀在上述公差內(nèi)、能夠選擇能夠提高切削效率地進(jìn)行磨削加工的F90 F220的粗粒分區(qū)而加以使用，在對(duì)容易產(chǎn)生被稱作破片(chipping)的裂紋、缺口的部位(多晶硅塊(W)的角部(C)等)進(jìn)行磨削加工的情況下、能夠選擇能夠防止上述破片的發(fā)生而進(jìn)行磨削加工的#240 #500的精密研磨分區(qū)而加以使用。并且，當(dāng)在磨削構(gòu)件⑶的磨粒部(32)應(yīng)用熔融固化了具有2種粒度的磨粒的情況下，例如能夠在磨粒部(32)的磨削加工面設(shè)置圓形或者環(huán)狀的內(nèi)圈區(qū)域和設(shè)置于該內(nèi)圈區(qū)域的外側(cè)的環(huán)狀的外圈區(qū)域，在該內(nèi)圈區(qū)域熔融固化粒度細(xì)的磨粒，在外圈區(qū)域熔融固化粒度粗的磨粒，并且使內(nèi)圈區(qū)域比外圈區(qū)域突出而將該突出量形成為細(xì)磨粒的切入量。并且,作為上述研磨構(gòu)件(4)的磨粒,粗研磨用的研磨刷應(yīng)用力度為由JISR6001 1998規(guī)定的#240 #500的磨粒，精研磨用的研磨刷應(yīng)用#800 #1200的磨粒，通過(guò)具備2種研磨刷，能夠在通過(guò)上述粗研磨用的研磨刷的高研磨能力高效且可靠地除去存在于硅塊(被加工物)的表層部的微裂紋之后，通過(guò)上述精研磨用的研磨刷的微細(xì)研磨能力將通過(guò)上述粗研磨加工而粗糙的表層部的表面粗糙度研磨至微細(xì)的表面粗糙度，能夠消除后工序中的裂紋、缺口的產(chǎn)生。并且，也可以形成為如下的結(jié)構(gòu)上述測(cè)量構(gòu)件(2)由基準(zhǔn)塊(15)、測(cè)量器具A(21) (21)和測(cè)量器具B (22)構(gòu)成，
該基準(zhǔn)塊(15)具備形成于兩側(cè)、且具有已知的間隔的基準(zhǔn)面，該基準(zhǔn)塊(15)以基準(zhǔn)塊(15)的柱軸方向與要加工的被加工物的柱軸方向平行的方式一體地設(shè)置于把持構(gòu)件
(I)的夾緊軸(13)的一方，測(cè)量器具A(21) (21)通過(guò)從與該被加工物的柱軸方向正交的兩側(cè)方向沿水平方向測(cè)量該基準(zhǔn)塊(15)的對(duì)置的基準(zhǔn)面的位置、以及被加工物的對(duì)置的平面部(F)的位置或者對(duì)置的角部(C)的位置，來(lái)測(cè)量被加工物的外形尺寸，測(cè)量器具B (22)測(cè)量上述被加工物的上面?zhèn)绕矫娌?F)或者上面?zhèn)冉遣?C)的垂直方向的高度位置(第六發(fā)明)。根據(jù)第六發(fā)明，例如當(dāng)以上述被加工物為四棱柱狀的硅塊(W)的情況為例進(jìn)行說(shuō)明時(shí)，利用測(cè)量器具A(21) (21)從與柱軸方向正交的兩側(cè)方向(圖I和圖4的Y方向)測(cè)量把持構(gòu)件(I)所具備的基準(zhǔn)塊(15)的基準(zhǔn)面的位置和硅塊(W)的平面部(F)或者角部(C)的位置，由此，能夠測(cè)量該硅塊(W)的對(duì)置的平面部(F)或者角部(C)的間隔的實(shí)際尺寸(圖I和圖4的Y方向的尺寸)、并且能夠測(cè)量對(duì)置的平面部(F)的中心位置。并且，利用測(cè)量器具B(22)測(cè)量該硅塊(W)的上面?zhèn)绕矫娌?F)或者上面?zhèn)冉遣?C)的垂直方向(圖2和圖4的Z方向)的高度位置，由此，能夠測(cè)量垂直方向(圖2和圖4的Z方向)的該硅塊(W)的中心位置。關(guān)于上述第一發(fā)明所記載的測(cè)量構(gòu)件(2)的作用，如果使用上述第六發(fā)明的測(cè)量器具(2)所記載的構(gòu)成要素加以補(bǔ)充說(shuō)明的話，<1>的截面尺寸的測(cè)量是指，利用上述測(cè)量器具A(21) (21)測(cè)量上述硅塊(W)的2個(gè)平面部(F)或者2個(gè)角部(C)之間的實(shí)際尺寸并將該結(jié)果存儲(chǔ)于控制構(gòu)件(6)，<2>當(dāng)把持構(gòu)件(I)把持該硅塊(W)時(shí)，用于進(jìn)行把持的位置的定心的中心位置是指，載置在把持構(gòu)件(I)的基臺(tái)(11)上的該硅塊(W)的圖I和圖4所示的Y方向的中心位置。該中心位置基于測(cè)量構(gòu)件(2)的測(cè)量器具A(21)的測(cè)量值算出。進(jìn)而，為了使所算出的該硅塊(W)的中心位置與把持構(gòu)件(I)的中心一致，圖I和圖3所示的按壓器具(12)
(12)前后移動(dòng)來(lái)進(jìn)行該娃塊(W)的定位。并且，圖2和圖4所示的Z方向的中心位置基于測(cè)量構(gòu)件⑵的測(cè)量器具B(22)的測(cè)量值算出。進(jìn)而，為了使所算出的該硅塊(W)的高度方向中心位置與把持構(gòu)件(I)的高度方向中心一致，基臺(tái)(11)上下移動(dòng)來(lái)進(jìn)行定位。這樣，能夠以使該硅塊(W)的柱軸方向的兩端面的中心位置與夾緊軸(13)(13)的中心位置一致的方式進(jìn)行把持。<3>為了存儲(chǔ)相當(dāng)于磨削構(gòu)件⑶和研磨構(gòu)件⑷的切入量為“零”的位置的基點(diǎn)的位置而進(jìn)行以下的處理。首先，利用圖I和圖4所示的測(cè)量構(gòu)件⑵的測(cè)量器具A(21) (21)測(cè)量上述基準(zhǔn)塊(15)的對(duì)置的基準(zhǔn)面的間隔尺寸(該間隔尺寸為已知，且預(yù)先輸入到控制構(gòu)件(6))，并存儲(chǔ)于控制構(gòu)件(6)，接著，使上述磨削構(gòu)件(3)和研磨構(gòu)件⑷的前端部分別與基準(zhǔn)塊(15)的基準(zhǔn)面接觸，基于該接觸位置和通過(guò)上述〈1>測(cè)量并存儲(chǔ)于控制構(gòu)件(6)的磨削/研磨加工前的該硅塊(W)的2個(gè)平面部(F)或者2個(gè)角部(C)之間的實(shí)際尺寸，通過(guò)運(yùn)算處理求出相當(dāng)于磨削構(gòu)件(3)和研磨構(gòu)件(4)的切入量為“零”的位置的基點(diǎn)的位置，并將結(jié)果存儲(chǔ)于控
制構(gòu)件(6) ο另外，作為上述測(cè)量構(gòu)件(2)，可以使用與要測(cè)量的部位直接接觸來(lái)進(jìn)行測(cè)量的接觸式、和通過(guò)放射激光來(lái)進(jìn)行測(cè)量的非接觸式的任一個(gè)方式。并且，基于上述第一發(fā)明所記載的輸入控制構(gòu)件(6)的初始設(shè)定項(xiàng)目以及測(cè)量構(gòu)件(2)的測(cè)量信號(hào)，利用該控制構(gòu)件(6)進(jìn)行運(yùn)算處理，并根據(jù)基于該運(yùn)算結(jié)果的動(dòng)作信號(hào)，對(duì)把持構(gòu)件(I)、測(cè)量構(gòu)件(2)、磨削構(gòu)件(3)、研磨構(gòu)件(4)、移送構(gòu)件(5)的各個(gè)構(gòu)件進(jìn)行控制。S卩，在與上述測(cè)量構(gòu)件(2)的作用相關(guān)的補(bǔ)充說(shuō)明中敘述的〈1X2X3〉的各個(gè)步驟中，控制構(gòu)件(6)進(jìn)行運(yùn)算處理并且存儲(chǔ)結(jié)果，基于該存儲(chǔ)的結(jié)果和輸入控制構(gòu)件(6)的磨削/研磨加工后的截面尺寸，自動(dòng)設(shè)定磨削構(gòu)件(3)、研磨構(gòu)件⑷的切入量。在要加工的硅塊(W)的種類(多晶或者單晶)為多晶的情況下，按照后述的第十五發(fā)明所記載的加工工序使用于移送把持有該硅塊(W)的把持構(gòu)件(I)的移送構(gòu)件(5)動(dòng)作，并且，在要加工的硅塊(W)為單晶的情況下，按照后述的第十六發(fā)明所記載的加工工序使用于移送把持有該硅塊(W)的把持構(gòu)件(I)的移送構(gòu)件(5)動(dòng)作。進(jìn)一步，在單晶的硅塊(W)的情況下，在角部(C)的加工中，如在上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)的“連續(xù)旋轉(zhuǎn)”的說(shuō)明中所敘述的那樣，以另外輸入設(shè)定于控制構(gòu)件出)的旋轉(zhuǎn)速度使把持該單晶硅塊(W)的夾緊軸(13)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。并且，也可以構(gòu)成為，上述控制構(gòu)件(6)具備如下功能使磨削構(gòu)件(3)的前端和研磨構(gòu)件(4)的前端分別與上述基準(zhǔn)塊(15)的兩側(cè)的基準(zhǔn)面接觸，從而對(duì)該磨削構(gòu)件(3)的前端和研磨構(gòu)件(4)的前端的基點(diǎn)(切入量為“零”的位置)進(jìn)行運(yùn)算處理的功能；利用上述測(cè)量器具A(21)測(cè)量上述基準(zhǔn)塊(15)的兩側(cè)的基準(zhǔn)面和被加工物的兩側(cè)的2個(gè)平面部(F)或者2個(gè)角部(C)的位置，從而對(duì)被加工物的截面尺寸進(jìn)行運(yùn)算處理的功能；在將上述被加工物載置于把持構(gòu)件(I)的基臺(tái)(11)并利用按壓器具(12)對(duì)上述被加工物的兩側(cè)進(jìn)行定位的狀態(tài)下，利用上述測(cè)量器具A(21)和測(cè)量器具B(22)同時(shí)測(cè)量上述被加工物的側(cè)面位置，從而進(jìn)行使把持被加工物的兩端面的上述夾緊軸(13)的軸心位置與上述被加工物的柱軸一致的定心的運(yùn)算處理的功能；以及根據(jù)加工開始前輸入的上述初始設(shè)定項(xiàng)目以及上述測(cè)量構(gòu)件(2)所輸出的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，并向上述磨削/研磨加工裝置的各構(gòu)件輸出動(dòng)作信號(hào)的功能(第七發(fā)明)。說(shuō)明對(duì)上述第七發(fā)明所記載的磨削構(gòu)件和研磨構(gòu)件的前端的基點(diǎn)(切入量為“零”的位置)進(jìn)行運(yùn)算處理的頻度。磨削構(gòu)件每當(dāng)進(jìn)行磨削加工時(shí)都在使磨削構(gòu)件的前端與基準(zhǔn)塊的兩側(cè)的基準(zhǔn)面接觸而進(jìn)行切入量為“零”的位置的運(yùn)算處理之后設(shè)定切入量而進(jìn)行磨削加工，但研磨構(gòu)件僅在更換了新的研磨刷時(shí)使研磨構(gòu)件的前端與基準(zhǔn)塊的兩側(cè)的基準(zhǔn)面接觸而進(jìn)行切入量為“零”的位置的運(yùn)算處理。因而，對(duì)于研磨加工中的研磨刷的切入量的設(shè)定，通過(guò)對(duì)在研磨加工中使用研磨刷的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來(lái)調(diào)整刷毛部件的前端的切入量而進(jìn)行研磨加工。根據(jù)第七發(fā)明，由于在控制構(gòu)件(6)設(shè)置有用于使本發(fā)明的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置自動(dòng)化的各功能，所以能夠可靠地對(duì)被加工物的平面部(F)和角部(C)進(jìn)行磨削加工和研磨加工，并且能夠節(jié)省勞力?！げ⑶遥部梢詷?gòu)成為，上述被加工物的截面為四邊形，將要進(jìn)行上述磨削/研磨加工的四棱柱狀的被加工物的截面尺寸及其公差形成為邊長(zhǎng)125_±0. 5_(稱作5英寸)、邊長(zhǎng)156mm±0. 5mm(稱作6英寸)、邊長(zhǎng)210mm±0. 5mm(稱作8英寸)的任一個(gè),將該四棱柱狀的被加工物的2個(gè)平面部(F)相交而成的角部(C)的直角度作為截面形狀的公差而設(shè)定為90度±0. I度(第八發(fā)明)。根據(jù)第八發(fā)明，能夠基于加工開始前輸入控制構(gòu)件(6)的初始設(shè)定項(xiàng)目中的被加工物的磨削/研磨加工后的截面尺寸及其公差進(jìn)行磨削/研磨加工。并且，上述把持構(gòu)件(I)具備基臺(tái)(11)，該基臺(tái)(11)將被加工物載置成上述被加工物的柱軸呈水平，且該基臺(tái)能夠在垂直方向上下移動(dòng)；按壓器具(12)，該按壓器具(12)在隔著該基臺(tái)(11)的兩側(cè)沿與上述被加工物的柱軸正交的方向進(jìn)退移動(dòng)而按壓被加工物的兩側(cè)，從而將被加工物的柱軸定位在上述基臺(tái)
(11)的中心；夾緊軸(13) (13)，該夾緊軸(13) (13)的軸心配置在與上述被加工物的柱軸相同的方向、且配置在該被加工物的柱軸方向兩端側(cè)，通過(guò)使該夾緊軸(13)(13)的一方前進(jìn)來(lái)把持被定位在上述基臺(tái)(11)的中心的被加工物的兩端面；以及旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)使該夾緊軸(13) (13)以其軸心為中心進(jìn)行間歇旋轉(zhuǎn)或者連續(xù)旋轉(zhuǎn)(第九發(fā)明)。上述夾緊軸(13) (13)具備把持被加工物的柱軸方向兩端面并且測(cè)量該被加工物的柱軸方向的尺寸而后存儲(chǔ)于控制構(gòu)件(6)的功能。因而，能夠基于該被加工物的柱軸方向的尺寸測(cè)量結(jié)果對(duì)移送構(gòu)件(5)的移送距離進(jìn)行控制，該移送構(gòu)件(5)將被加工物移送到測(cè)量構(gòu)件(2)、磨削構(gòu)件(3)、研磨構(gòu)件(4)的各個(gè)構(gòu)件所配置的位置，以對(duì)被加工物進(jìn)行測(cè)量、磨削加工、研磨加工。并且，夾緊軸(13) (13)的一方與旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)連結(jié)，能夠驅(qū)動(dòng)該被加工物旋轉(zhuǎn)。進(jìn)而，另一方成為從動(dòng)側(cè)夾緊軸。上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)的“間歇旋轉(zhuǎn)”是指，以使被加工物的應(yīng)當(dāng)加工的面位于與磨削構(gòu)件(3)或者研磨構(gòu)件(4)對(duì)置的位置的方式進(jìn)行旋轉(zhuǎn)并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)方向?qū)ξ?。即，基于加工開始前輸入控制構(gòu)件(6)的硅塊(W)的種類來(lái)決定加工順序，并按照該加工順序向旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)輸出動(dòng)作信號(hào)。旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)基于該動(dòng)作信號(hào)使夾緊軸(13)旋轉(zhuǎn)，因此，能夠以使由夾緊軸(13)所把持的硅塊(W)的應(yīng)當(dāng)實(shí)施磨削加工或者研磨加工的2個(gè)平面部(F)或者角部(C)位于與磨削構(gòu)件(3)或者研磨構(gòu)件⑷對(duì)置的位置的方式旋轉(zhuǎn)。以下以加工多晶硅塊(W)的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。當(dāng)對(duì)置的I對(duì)平面部(F)加工結(jié)束，進(jìn)行余下的I對(duì)平面部(F)的加工時(shí)，將硅塊(W)旋轉(zhuǎn)90度，對(duì)余下的I對(duì)平面部(F)進(jìn)行加工。進(jìn)而，在2對(duì)平面部(F)、即4個(gè)平面部(F)的加工結(jié)束后，將硅塊(W)旋轉(zhuǎn)45度，進(jìn)行對(duì)置的I對(duì)角部(C)的加工。進(jìn)而，將硅塊(W)進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)90度，進(jìn)行余下的I對(duì)角部(C)的加工，結(jié)束全部的平面部(F)和角部(C)的加工。上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)的“連續(xù)旋轉(zhuǎn)”是指，在對(duì)加工面的形狀為圓弧狀的被加工物(例如單晶硅塊(W))的角部(C)進(jìn)行磨削加工或者研磨加工的情況下，一邊使該被加工物連續(xù)旋轉(zhuǎn)一邊對(duì)該被加工物進(jìn)行加工。把持該被加工物的夾緊軸(13)根據(jù)另外輸入設(shè)定的旋轉(zhuǎn)速度連續(xù)旋轉(zhuǎn)。 根據(jù)上述第九發(fā)明，通過(guò)并用上述第六發(fā)明的測(cè)量構(gòu)件(2)的各功能，在進(jìn)行載置于基臺(tái)(11)的被加工物的與柱軸方向正交的水平方向(圖I和圖4的Y方向)和垂直方向(圖2和圖4的Z方向)的定心后，夾緊軸(13)(13)能夠可靠地把持于被加工物的柱軸兩端面的中心位置，進(jìn)一步，在對(duì)被加工物進(jìn)行磨削加工或者研磨加工時(shí)，能夠按照上述方式使被加工物可靠地進(jìn)行“間歇旋轉(zhuǎn)”和“連續(xù)旋轉(zhuǎn)”。并且，在第一發(fā)明中，上述被加工物也可以是四棱柱狀的硅塊(第十發(fā)明)。并且，對(duì)于基于多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工方法，其中，上述多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置具備把持構(gòu)件(I)，該把持構(gòu)件(I)用于把持作為被加工物的多棱柱狀的硬脆材料；測(cè)量構(gòu)件(2)，該測(cè)量構(gòu)件(2)在進(jìn)行上述被加工物的截面尺寸的測(cè)量、用于對(duì)上述把持構(gòu)件(I)把持被加工物的位置進(jìn)行定心的測(cè)量、以及使磨削構(gòu)件(3)和研磨構(gòu)件(4)的切入量為“零”的基點(diǎn)的位置的測(cè)量時(shí)使用；磨削構(gòu)件(3)，該磨削構(gòu)件(3)用于對(duì)上述被加工物的平面部(F)和角部(C)進(jìn)行磨削加工；研磨構(gòu)件(4)，該研磨構(gòu)件⑷用于對(duì)上述被加工物的平面部(F)和角部(C)進(jìn)行研磨加工；移送構(gòu)件(5)，該移送構(gòu)件(5)將由上述把持構(gòu)件(I)把持的被加工物移送至上述測(cè)量構(gòu)件⑵、磨削構(gòu)件⑶、研磨構(gòu)件⑷所配置的位置；以及控制構(gòu)件(6)，該控制構(gòu)件(6)基于加工開始前被輸入的初始設(shè)定項(xiàng)目以及利用上述測(cè)量構(gòu)件(2)測(cè)量到的測(cè)量值進(jìn)行運(yùn)算處理，并向上述各個(gè)構(gòu)件輸出動(dòng)作信號(hào)，在多棱柱狀部件的磨削/研磨加工方法中，在利用上述磨削構(gòu)件(3)對(duì)上述被加工物進(jìn)行磨削加工后，利用上述研磨構(gòu)件(4)對(duì)上述被加工物進(jìn)行研磨加工(第十一發(fā)明)。并且，在上述第十一發(fā)明中，上述被加工物的截面為四邊形，上述磨削構(gòu)件(3)所使用的磨石的磨粒的粒度包括F90 F220(JISR6001 :1998)和#240 #500 (JISR6001 1998)，上述研磨構(gòu)件的粗研磨用的研磨刷所使用的磨粒的粒度為#240 #500(JISR6001 1998)，上述研磨構(gòu)件(4)的精研磨用的研磨刷所使用的磨粒的粒度為#800 #1200(JISR6001 :1998)，將要進(jìn)行上述磨削/研磨加工的四棱柱狀的被加工物的截面尺寸及其公差形成為邊長(zhǎng)125mm±0. 5mm(稱作5英寸)、邊長(zhǎng)156mm±0. 5mm(稱作6英寸)、邊長(zhǎng)210mm±0. 5mm(稱作8英寸)的任一個(gè)，將該四棱柱狀的被加工物的2個(gè)平面部(F)相交而成的角部(C)的直角度作為截面形狀的公差而設(shè)定為90度±0. I度(第十二發(fā)明)。并且，在上述第i^一發(fā)明或者第十二發(fā)明中，也可以形成為如下的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工方法，將上述磨削構(gòu)件⑶的切削余量設(shè)定為20 μ m 700 μ m，利用磨削構(gòu)件(3)以使被加工物的表面粗糙度為Ry 2.0 10.0μπι Ι5Β0601 :1994)的方式進(jìn)行磨削加工，之后，將研磨構(gòu)件⑷的切削余量設(shè)定為75μπι以上，利用研磨構(gòu)件(4)以使被加工物的表面粗糙度為Ryl. I μ m(JISB0601 :1994)的方式進(jìn)行研磨加工(第十三發(fā)明)。并且，在第i^一發(fā)明中，也可以形成為如下的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工方法，上述被加工物為四棱柱狀硅塊(第十四發(fā)明)。并且，在第十三發(fā)明中，也可以形成為如下的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工方 法，上述被加工物為多晶硅塊(W)，按照平面部(F)的磨削加工、角部(C)的磨削加工、平面部(F)的研磨加工的順序進(jìn)行該多晶硅塊(W)的加工工序(第十五發(fā)明)。在上述第十五發(fā)明中，之所以僅對(duì)4個(gè)平面部(F)進(jìn)行研磨加工、而不對(duì)角部(C)進(jìn)行研磨加工，是因?yàn)槲⒘鸭y的產(chǎn)生部位幾乎都位于平面部(F)，在角部(C)的與平面部(F)的接合部位附近存在微裂紋，因此，如果將4個(gè)平面部(F)研磨加工掉75 μ m以上的話，則也能夠同時(shí)除去存在于角部(C)與平面部(F)之間的接合部位附近的微裂紋。并且，在上述第十三發(fā)明中，上述被加工物為單晶硅塊(W)，按照平面部(F)的磨削加工、角部(C)的磨削加工、角部(C)的研磨加工、平面部(F)的研磨加工的順序進(jìn)行該單晶硅塊(W)的加工工序(第十六發(fā)明)。
在上述第十六發(fā)明中，之所以在平面部(F)的研磨加工前進(jìn)行角部(C)的研磨加工，是因?yàn)槿缦略蚺c上述多晶硅塊(W)同樣，即便是在單晶硅塊(W)的情況下，微裂紋也多存在于角部(C)與平面部(F)之間的接合部位附近，如果對(duì)平面部(F)進(jìn)行研磨加工的話，則能夠除去上述微裂紋。發(fā)明的效果例如在被加工物為利用線鋸將硅錠切斷而形成的四棱柱狀硅塊(W)的情況下，本發(fā)明具備如下兩個(gè)功能(I)將該硅塊(W)精加工成例如邊長(zhǎng)125mm(稱作5英寸)、邊長(zhǎng)156mm(稱作6英寸)、邊長(zhǎng)210mm(稱作8英寸)、且其尺寸公差為±0. 5mm的截面尺寸，并且，將該硅塊(W)精加工成其平面部(F)相交而形成的角部(C)的直角度的公差為±0. I度的截面形狀的磨削功能；以及(2)除去該硅塊(W)的表層的微裂紋并使表面粗糙度微細(xì)化的研磨功能，(3)能夠自動(dòng)化地進(jìn)行從將要加工的硅塊(W)搬入本發(fā)明的磨削/研磨加工裝置到結(jié)束磨削/研磨加工并將硅塊(W)搬出為止的各工序，因此，能夠可靠地進(jìn)行磨削/研磨加工并且節(jié)省勞力。并且，即便是在將在硅塊(W)的制造生產(chǎn)線上的硅錠的切斷工序中截面尺寸和直角度偏離規(guī)格的硅塊(W)搬入本發(fā)明的磨削/研磨加工裝置的情況下，通過(guò)使用磨石作為磨削構(gòu)件(3)，能夠?qū)⒔孛娉叽绾徒孛嫘螤罴庸こ墒占{在公差內(nèi)。另外，通過(guò)使用研磨刷作為研磨構(gòu)件(4)，能夠進(jìn)行微裂紋的除去。結(jié)果，當(dāng)在下一工序中使用線鋸將該硅塊(W)切片加工成幾百μ m的厚度而形成硅晶片的情況下，能夠?qū)⒐杈耐庑纬叽缂庸さ焦顑?nèi)，并且，能夠抑制硅晶片的切片加工時(shí)產(chǎn)生的裂紋、缺口，能夠降低次品的產(chǎn)生率。并且，由于在把持硅塊(W)的把持構(gòu)件⑴的夾緊軸(13) (13)設(shè)置有使該夾緊軸
(13)(13)進(jìn)行“間隙旋轉(zhuǎn)”或者“連續(xù)旋轉(zhuǎn)”的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)，所以能夠?qū)鑹K(W)的角部(C)的形狀為C面 (平坦的倒角面)的多晶硅塊(W)和角部(C)的形狀為圓弧形狀的單晶硅塊(W)的雙方進(jìn)行磨削/研磨加工。因而，能夠使相對(duì)于多晶硅塊(W)和單晶硅塊(W)這兩者的加工程序自動(dòng)化。


圖I是本發(fā)明的磨削/研磨裝置的俯視圖。圖2是示出將硅塊載置在本發(fā)明的把持構(gòu)件的基臺(tái)上后的狀態(tài)的主視圖。圖3是示出將硅塊載置在本發(fā)明的把持構(gòu)件的基臺(tái)上后的狀態(tài)的圖，是示出解除按壓器具后的狀態(tài)的側(cè)視圖。圖4是示出本發(fā)明的測(cè)量構(gòu)件的測(cè)量器具的配置的側(cè)視圖。圖5是作為本發(fā)明的磨削構(gòu)件使用的磨石的主視圖。圖6是圖5的磨石的仰視圖。圖7是作為本發(fā)明的研磨構(gòu)件使用的研磨刷的主視圖。圖8是圖7的研磨刷的仰視圖。圖9是利用線鋸將多晶硅錠切斷而形成硅塊(A) (B) (C)時(shí)的立體圖。圖10是多晶硅塊(A)⑶(C)的主視圖。圖11是從平面觀察利用線鋸將單晶硅錠切斷的狀態(tài)的說(shuō)明圖。圖12是單晶硅塊的立體圖。圖13是用于說(shuō)明多晶硅塊和單晶硅塊的加工工序的流程圖。
具體實(shí)施例方式關(guān)于本發(fā)明涉及的多棱柱狀部件的磨削/研磨裝置的結(jié)構(gòu)及其操作順序，以四棱柱狀的硅塊的加工為例參照附圖進(jìn)行說(shuō)明。如圖I所示，本發(fā)明的硅塊的磨削/研磨裝置具備把持構(gòu)件(I)，該把持構(gòu)件⑴用于把持四棱柱狀的娃塊(W)；測(cè)量構(gòu)件(2)，該測(cè)量構(gòu)件(2)用于進(jìn)行上述硅塊(W)的截面尺寸的測(cè)量、上述把持構(gòu)件(I)把持硅塊(W)的位置的定心、并計(jì)算將磨削構(gòu)件(3)和研磨構(gòu)件(4)的切入量設(shè)為“零”的基點(diǎn)的位置；磨削構(gòu)件(3)，該磨削構(gòu)件(3)對(duì)上述硅塊(W)的平面部(F)和角部(C)進(jìn)行磨削加工，并磨削成邊長(zhǎng)125mm(稱作5英寸)、邊長(zhǎng)156mm(稱作6英寸)、邊長(zhǎng)210mm(稱作8英寸)的任一個(gè)截面尺寸；研磨構(gòu)件(4)，該研磨構(gòu)件⑷對(duì)結(jié)束了上述磨削加工的硅塊(W)的平面部(F)和角部(C)進(jìn)行研磨加工、除去存在于其表層的微裂紋；
移送構(gòu)件(5)，該移送構(gòu)件(5)將把持有上述硅塊(W)的把持構(gòu)件(I)移送到上述測(cè)量構(gòu)件⑵、磨削構(gòu)件⑶、研磨構(gòu)件⑷所配置的位置，以對(duì)由上述把持構(gòu)件⑴把持的硅塊(W)的平面部(F)和角部(C)進(jìn)行測(cè)量、磨削、研磨；以及控制構(gòu)件(6)，該控制構(gòu)件(6)基于加工開始前輸入的初始設(shè)定項(xiàng)目和上述測(cè)量構(gòu)件(2)的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，從而對(duì)上述各構(gòu)件輸出動(dòng)作信號(hào)。在加工開始前，向控制構(gòu)件(6)輸入上述初始設(shè)定項(xiàng)目，上述初始設(shè)定項(xiàng)目包括在基準(zhǔn)塊(15)的兩側(cè)形成的基準(zhǔn)面的間隔尺寸(已知)；要加工的硅塊(W)的種類(多晶或者單晶)；該硅塊(W)的磨削/研磨加工后的截面尺寸及其公差；對(duì)單晶硅塊(W)的角部(C)進(jìn)行加工時(shí)的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)的旋轉(zhuǎn)速度；磨削構(gòu)件(3)和研磨構(gòu)件⑷的外形尺寸、磨粒的粒度、旋轉(zhuǎn)速度；以及在磨削/研磨加工中利用移送構(gòu)件(5)移送硅塊(W)的移送速度。
對(duì)于對(duì)上述控制構(gòu)件(6)輸入的磨削/研磨加工中的硅塊(W)的移送速度，需要設(shè)定于不殘留磨削加工或者研磨加工痕跡的范圍，當(dāng)對(duì)多晶硅塊(W)的平面部(F)和角部(C)以及單晶硅塊(W)的平面部(F)進(jìn)行加工時(shí)設(shè)定為10 40mm/秒，當(dāng)對(duì)單晶硅塊(W)的角部(C)進(jìn)行加工時(shí)設(shè)定為IOmm/秒以下。為了設(shè)定適當(dāng)?shù)囊扑退俣?，需要考慮磨削/研磨加工的磨粒的粒度、切入量、旋轉(zhuǎn)速度的設(shè)定條件，例如，如果磨粒的粒度粗則需要將移送速度設(shè)定在上述范圍的慢速區(qū)域，如果磨粒的粒度細(xì)則需要將移送速度設(shè)定在上述范圍的快速區(qū)域。通過(guò)將設(shè)置于上述控制構(gòu)件(6)的加工開始開關(guān)置于0N，利用搬入用輸送機(jī)(M)將要加工的硅塊(W)經(jīng)由未圖示的移載裝置設(shè)置在圖2所示的把持構(gòu)件(I)的基臺(tái)(11)上。然后，從該硅塊(W)的兩側(cè)起，圖I和圖3所示的按壓器具(12)分別前進(jìn)，并定位在連結(jié)夾緊軸線(13)和在該夾緊軸線(13)的兩側(cè)配置的磨削構(gòu)件(3)和研磨構(gòu)件(4)的中央(圖I所示的Y方向的中央)的線上。在該狀態(tài)下，夾緊軸(13)的一方朝X方向、即硅塊(W)側(cè)前進(jìn)，利用該夾緊軸(13)把持硅塊(W)。上述把持機(jī)構(gòu)⑴由移送機(jī)構(gòu)(5)移送到磨削構(gòu)件(3)和研磨構(gòu)件⑷所配置的位置，使磨削構(gòu)件(3)的磨粒部(32)的前端與載置于該把持構(gòu)件(I)的基準(zhǔn)塊(15)的兩側(cè)的基準(zhǔn)面接觸，并且使研磨構(gòu)件(4)的粗研磨用和精研磨用的刷毛部件(42)的前端分別與載置于該把持構(gòu)件(I)的基準(zhǔn)塊(15)的兩側(cè)的基準(zhǔn)面接觸。由此，在控制構(gòu)件(6)中存儲(chǔ)將該磨削構(gòu)件(3)的磨粒部(32)、以及研磨構(gòu)件(4)的粗研磨用和精研磨用的刷毛部件
(42)的切入量設(shè)為“零”的基點(diǎn)的位置。切入量是指，當(dāng)將硅塊(W)的表面(被加工面)設(shè)為“零(基點(diǎn))”時(shí)，表示磨削構(gòu)件(3)的磨粒部(32)以及刷毛部件(42)的前端從該基點(diǎn)向柱軸方向移送的移送量。即，根據(jù)基于磨削構(gòu)件⑶和研磨構(gòu)件⑷的切入量來(lái)決定硅塊(W)的切削余量。以上說(shuō)明了硅塊的種類為多晶、單晶所通用的操作順序、以下說(shuō)明對(duì)多晶硅塊(W)進(jìn)行磨削/研磨加工時(shí)的操作順序。接著，上述把持構(gòu)件(I)被移送到測(cè)量構(gòu)件(2)所配置的位置，如圖4所示，利用測(cè)量器具A(21)對(duì)多晶硅塊(W)的兩側(cè)的相互對(duì)置的一對(duì)平面部(F)進(jìn)行測(cè)量，將一對(duì)平面部(F)的Y方向的位置存儲(chǔ)于控制構(gòu)件(6)，并對(duì)該多晶硅塊(W)的Y方向的厚度尺寸進(jìn)行運(yùn)算。基于該厚度實(shí)際尺寸和先前輸入設(shè)定的“磨削/研磨加工后的截面尺寸”，自動(dòng)設(shè)定圖5和圖6所示的由在轉(zhuǎn)盤A(31)上形成有磨粒部(32)的磨石構(gòu)成的磨削構(gòu)件(3)的切入量。上述把持構(gòu)件(I)由移送構(gòu)件(5)移送到研磨構(gòu)件(3)所配置的位置，利用研磨構(gòu)件(3)對(duì)一對(duì)平面部(F)進(jìn)行磨削加工。在磨削加工后，在利用測(cè)量器具A(21)確認(rèn)了截面尺寸在上述加工尺寸的公差內(nèi)之后，利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)使把持構(gòu)件(I)的夾緊軸(13)作90度間歇旋轉(zhuǎn)，與上述一對(duì)平面部(F)的磨削加工同樣地對(duì)余下的一對(duì)平面部(F)進(jìn)行磨削加工，結(jié)束4個(gè)平面部(F)的磨削加工。接著，上述把持機(jī)構(gòu)(I)再次被移送到測(cè)量構(gòu)件⑵所配置的位置，利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)使夾緊軸(13)作45度間歇旋轉(zhuǎn)，由此，由該夾緊軸(13)把持的多晶硅塊(W)的相互對(duì)置的一對(duì)角部(C)面向水平方向。在該狀態(tài)下，利用測(cè)量器具A(21)對(duì)一對(duì)角部(C)的兩面位置進(jìn)行測(cè)量，對(duì)一對(duì)角部(C)的間隔實(shí)際尺寸運(yùn)算，并且自動(dòng)設(shè)定磨削構(gòu)件(3)的切 入量。上述把持構(gòu)件⑴再次由移送構(gòu)件移送到磨削構(gòu)件(3)所配置的位置，利用磨削構(gòu)件(3)對(duì)一對(duì)角部(C)進(jìn)行磨削加工，利用測(cè)量器具A(21)確認(rèn)截面尺寸在上述加工尺寸的公差內(nèi)。然后，利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)使把持構(gòu)件(10)的夾緊軸(13)作90度間歇旋轉(zhuǎn)，與上述一對(duì)角部(C)的磨削加工同樣地對(duì)余下的一對(duì)角部(C)進(jìn)行磨削加工，從而將該多晶硅塊(W)的截面尺寸磨削加工到上述加工尺寸的公差內(nèi)。結(jié)束了磨削加工后的多晶硅塊(W)，按照如下所示的操作順序，進(jìn)行基于研磨構(gòu)件
(4)的研磨加工。通過(guò)該研磨加工，除去4個(gè)平面部(F)的表層的微裂紋，并且將多晶硅塊(W)加工成截面尺寸在上述加工尺寸的公差內(nèi)。作為該研磨構(gòu)件(4)，使用由磨粒的粒度不同的粗研磨加工用刷毛部件(42)和精研磨加工用刷毛部件(42)構(gòu)成的研磨刷。在圖7和圖8中示出該刷毛部件(42)。此處，要研磨加工的平面部(F)的截面尺寸的測(cè)量方法、粗研磨加工用和精研磨加工用的研磨刷的切入量的設(shè)定方法、以及粗研磨加工和精研磨加工的研磨加工的操作順序，與上述磨削加工的操作順序同樣。另外，在多晶硅塊(W)的研磨加工中，如上所述，僅進(jìn)行4個(gè)平面部(F)的研磨加工就結(jié)束，而不進(jìn)行角部(C)的研磨加工。結(jié)束了磨削加工和研磨加工后的多晶硅塊(W)與把持構(gòu)件⑴一起借助移送構(gòu)件
(5)返回到原來(lái)的位置，且基于夾緊軸(13)和按壓器具(12)的把持狀態(tài)被解除。然后，力口工完畢的多晶硅塊(W)由未圖示的移載裝置移載到圖I所示的搬出用輸送機(jī)(N)并被搬出。以上，對(duì)多晶硅塊(W)的磨削/研磨加工的操作順序進(jìn)行了說(shuō)明。接著，對(duì)單晶硅塊(W)的情況下的磨削/研磨加工的操作順序進(jìn)行說(shuō)明。如果將上述段落0058所記載的控制機(jī)構(gòu)(6)的加工開始開關(guān)置于ON的話，則要磨削/研磨加工的單晶硅塊(W)被設(shè)置在把持構(gòu)件⑴的基臺(tái)(11)上，利用按壓器具(12)把持單晶硅塊(W)的兩側(cè)，并且利用夾緊軸(13)把持兩個(gè)端面。對(duì)于該單晶硅塊(W)，由于角部(C)的形狀為將硅錠的一部分留下而形成的圓弧狀，所以當(dāng)進(jìn)行角部(C)的磨削/研磨加工時(shí)，必須使該單晶硅塊(W)連續(xù)旋轉(zhuǎn)。因而，需要以使把持單晶硅塊(W)的夾緊軸
(13)的軸心與硅塊(W)的柱軸一致的方式進(jìn)行定位(定心)。如圖4所示，測(cè)量構(gòu)件(2)能夠利用Y方向的測(cè)量器具A(21)和Z方向的測(cè)量器具B(22)雙方測(cè)量單晶硅塊(W)的各側(cè)面的位置。進(jìn)而，能夠根據(jù)該測(cè)量結(jié)果進(jìn)行單晶硅塊(W)的定心，上述夾緊軸(13)以?shī)A緊軸(13)的軸心和硅塊(W)的柱軸一致的方式把持硅塊(W)。接著，上述把持構(gòu)件⑴被移送到測(cè)量構(gòu)件⑵所配置的位置，如圖4所示，利用測(cè)量器具A(21)對(duì)單晶硅塊(W)的兩側(cè)的相互對(duì)置的一對(duì)平面部(F)的Y方向的厚度尺寸進(jìn)行運(yùn)算。在自動(dòng)設(shè)定磨削構(gòu)件(3)的切入量后，對(duì)一對(duì)平面部(F)進(jìn)行磨削加工。然后，把持要加工的單晶硅塊(W)的上述把持構(gòu)件(I)，對(duì)余下的一對(duì)平面部(F)進(jìn)行測(cè)量，并且使單晶硅塊(W)在測(cè)量構(gòu)件(2)和磨削構(gòu)件(3)所配置的位置之間往復(fù)移動(dòng)，從而與上述一對(duì)平面部(F)同樣地對(duì)余下的一對(duì)的平面部 (F)進(jìn)行磨削加工，結(jié)束4個(gè)平面部(F)的磨削加工。其間的加工順序與上述多晶硅塊(W)同樣。接著，上述把持構(gòu)件(I)再次被移送到測(cè)量構(gòu)件(2)所配置的位置，利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
(14)使夾緊軸(13)作45度間歇旋轉(zhuǎn)，從而將單晶硅塊(W)配置成相互對(duì)置的一對(duì)角部(C)面向水平方向。進(jìn)而，利用測(cè)量器具A(21)測(cè)量該角部(C)的兩側(cè)，并對(duì)一對(duì)角部(C)之間的間隔尺寸進(jìn)行運(yùn)算，由此自動(dòng)設(shè)定磨削構(gòu)件(3)的切入量。上述把持構(gòu)件(I)由移送構(gòu)件(5)再次移送到磨削構(gòu)件(3)所配置的位置，然后，根據(jù)先前輸入設(shè)定的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)的旋轉(zhuǎn)速度使夾緊軸(13)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，開始單晶硅塊(W)的角部(C)的磨削加工。在角部(C)的磨削加工結(jié)束后，同樣地，根據(jù)先前輸入設(shè)定的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)的旋轉(zhuǎn)速度使把持構(gòu)件(I)的夾緊軸(13)連續(xù)旋轉(zhuǎn)，依次進(jìn)行4個(gè)角部(C)的粗研磨加工和精研磨加工。在該角部(C)的研磨加工結(jié)束后，利用上述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)使夾緊軸(13)旋轉(zhuǎn)，將要研磨加工的單晶硅塊(W)配置成相互對(duì)置的一對(duì)平面部(F)在水平方向?qū)χ?，進(jìn)行研磨加工。然后，利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)使夾緊軸(13)作90度旋轉(zhuǎn)，由此，對(duì)余下的一對(duì)平面部(F)同樣地進(jìn)行研磨加工，結(jié)束全部的研磨工序。載置有全部的磨削/研磨工序結(jié)束后的上述單晶硅塊(W)的把持構(gòu)件(I)返回到原來(lái)的位置，解除夾緊軸(13)和按壓器具(12)的把持狀態(tài)，然后，單晶硅塊(W)經(jīng)由未圖示的移載裝置被從把持構(gòu)件(I)的基臺(tái)(11)上移載到圖I所示的搬出用輸送機(jī)(N)并被搬出。接著，對(duì)當(dāng)使用線鋸將利用本發(fā)明所涉及的裝置和方法進(jìn)行了磨削/研磨加工后的娃塊(W)進(jìn)行切片加工而形成娃晶片時(shí)，能夠減少因該娃晶片的裂紋、缺口等引起的次品的廣生率的實(shí)施例進(jìn)行敘述。另外，此處所使用的硅塊(W)是被切斷成四棱柱狀的多晶硅塊(W)和單晶硅塊(W)，利用本發(fā)明的磨削構(gòu)件(3)對(duì)這些硅塊(W)的4個(gè)平面部(F)和4個(gè)角部(C)進(jìn)行磨肖IJ，由此將該硅塊(W)磨削加工成截面尺寸收納在公差內(nèi)，然后，通過(guò)利用研磨構(gòu)件(4)對(duì)單晶硅塊(W)的表層進(jìn)行研磨而除去微裂紋。實(shí)施例I如圖9所示，在本實(shí)施例I中要加工的硅塊(W)是從一個(gè)硅錠切出而得到的。當(dāng)從硅錠切出硅塊時(shí)，使用固定磨粒方式的新型線鋸，將由4個(gè)平面部(F)和直角形狀的4個(gè)角部(C)構(gòu)成的四棱柱狀的多晶硅塊(W)切斷成5列X 5列=總計(jì)25塊。實(shí)施例I中使用的硅塊(W)是圖9和圖10所示的從硅錠的4個(gè)角部切出的硅塊A，在該硅塊A中，在兩個(gè)平面部形成有凸起。表I和表2中示出加工開始前輸入到控制構(gòu)件(6)的初始設(shè)定項(xiàng)目的內(nèi)容。[表I]
--------設(shè)定條件
基準(zhǔn)塊的基準(zhǔn)面間的實(shí)際尺寸__IOOmm_
~(實(shí)施例I)多晶
硅塊____(實(shí)施例2)單晶_
(被加工物) 磨削/研磨結(jié)束后的尺寸(實(shí)施例2) DisfiiO-SmmxSOOil-Omm
(截面X長(zhǎng)度)(實(shí)施例 2) DlisiO-SmmxJOOil-Omm
加工單晶硅塊的棱角部時(shí)的旋轉(zhuǎn)速度(基準(zhǔn)ITTTTTTTT^
_ _ , v105min ( 0.5 1.1m/秒)
_圓周速度)__[表2]
______I
、 ~TTTTrTTTT 研磨構(gòu)件粗研磨~研磨構(gòu)件精研磨~
細(xì)件(磨石)(研磨刷)(研磨刷)
外形尺寸 (|> 250mmc|> 210mm <1> 270mm ★ , , , ^ (實(shí)施例 I) FlOO
■的粒度 (實(shí)施例_0#24°__#80°
旋轉(zhuǎn)速度 2700 min'11300 min1 1300 min1
(基準(zhǔn)圓周速度)__(30~40m/秒)(10~20m/秒) (10~20m/秒)在上述表I所示出的初始設(shè)定項(xiàng)目?jī)?nèi)，利用基于激光法的測(cè)量器具A(21)預(yù)先測(cè)量基準(zhǔn)塊(15)的基準(zhǔn)面的間隔尺寸(100mm)，并將該測(cè)量結(jié)果存儲(chǔ)于控制構(gòu)件(6)。接著，上述多晶娃塊A,是稱作6英寸娃塊的截面的邊長(zhǎng)為156mm(長(zhǎng)度為500mm)的硅塊，如圖4所示，使用上述測(cè)量器具A(21)，對(duì)于多晶硅塊(W)的截面的相互對(duì)置的一對(duì)平面部測(cè)量高度方向3個(gè)部位X長(zhǎng)度方向3個(gè)部位(總計(jì)9個(gè)部位)，對(duì)于余下的一對(duì)平面部測(cè)量9個(gè)部位，合計(jì)測(cè)量18個(gè)部位。結(jié)果，多晶硅塊A的截面的邊長(zhǎng)尺寸為156. 9 157. 6mm(平均157. 1mm)，表面粗糙度為Ry 21 y m 27 y m(平均24 y m)。另外，長(zhǎng)度為499. 6mm。在磨削構(gòu)件(3)中，采用圖5和圖6所示的杯(cup)型的磨石，要磨削/研磨加工的多晶硅塊A(W)的測(cè)定到的平均截面尺寸為稱作6英寸的邊長(zhǎng)156_加上I. 1_。因而，需要利用磨削構(gòu)件(3)磨削的量為單側(cè)=0.55mm。對(duì)于用于形成磨削構(gòu)件(3)的磨粒部
(32)的磨粒的粒度，從表3選擇粗的磨粒、選擇相當(dāng)于FlOO (JISR6001 :1998)的粒度的金剛石磨粒。并且，將該磨粒部(32)的寬度設(shè)為8mm、將外形尺寸設(shè)為<j5250mm、將切入量設(shè)為0. 7mm,將旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為270011^11-1 (相當(dāng)于磨削加工的基準(zhǔn)圓周速度為30 40m/秒)。使上述多晶硅塊A(W)以20mm/秒的速度通過(guò)該磨削構(gòu)件(3)所配置的位置而對(duì)一對(duì)平面部(F)進(jìn)行磨削，然后，利用旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(14)使夾緊軸(13)旋轉(zhuǎn)90度、并與上述磨削同樣地對(duì)余下的一對(duì)平面部進(jìn)行磨削，結(jié)束4個(gè)平面部(F)的磨削加工。[表3]
權(quán)利要求
1.一種多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置，其特征在于，具備 把持構(gòu)件，該把持構(gòu)件用于把持作為被加工物的多棱柱狀部件； 測(cè)量構(gòu)件，該測(cè)量構(gòu)件用于進(jìn)行所述被加工物的截面尺寸的測(cè)量、用于對(duì)所述把持構(gòu)件把持被加工物的位置進(jìn)行定心的中心位置的測(cè)量、以及磨削構(gòu)件和研磨構(gòu)件的切入量為“零”的位置即基點(diǎn)的位置的測(cè)量； 磨削構(gòu)件，該磨削構(gòu)件將所述加工物的平面部和角部磨削加工成使其截面尺寸和截面形狀在公差內(nèi)； 研磨構(gòu)件，該研磨構(gòu)件對(duì)結(jié)束了所述磨削加工后的被加工物的平面部和角部進(jìn)行研磨加工以除去存在于其表層的微裂紋； 移送構(gòu)件，該移送構(gòu)件將把持所述被加工物的把持構(gòu)件移送至所述測(cè)量構(gòu)件、磨削構(gòu)件、研磨構(gòu)件，以對(duì)由所述把持構(gòu)件把持的被加工物的平面部和角部進(jìn)行測(cè)量、磨削、研磨；以及 控制構(gòu)件，該控制構(gòu)件基于加工開始前被輸入的初始設(shè)定項(xiàng)目以及所述測(cè)量構(gòu)件的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，并向所述各個(gè)構(gòu)件輸出動(dòng)作信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置，其特征在于， 所述磨削構(gòu)件為磨石，所述磨石由轉(zhuǎn)盤A和旋轉(zhuǎn)軸A構(gòu)成，所述轉(zhuǎn)盤A構(gòu)成為，使熔融固定有磨粒而形成的磨粒部的表面與所述被加工物的加工面接觸并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)軸A用于向該轉(zhuǎn)盤A傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的旋轉(zhuǎn)， 所述研磨構(gòu)件為研磨刷，所述研磨刷由轉(zhuǎn)盤B和旋轉(zhuǎn)軸B構(gòu)成，在所述轉(zhuǎn)盤B植設(shè)有熔融固定有磨粒的刷毛部件，且所述轉(zhuǎn)盤B構(gòu)成為，使刷毛部件的毛尖部與被加工物的加工面接觸并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，所述旋轉(zhuǎn)軸B用于向該轉(zhuǎn)盤B傳遞旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)源的旋轉(zhuǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置，其特征在于， 對(duì)于所述磨削構(gòu)件的磨石，熔融固定于其磨粒部的磨粒的粒度為I種或者2種以上， 對(duì)于所述研磨構(gòu)件的研磨刷，熔融固定于其刷毛部件的磨粒的粒度為2種以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置，其特征在于， 對(duì)于所述研磨構(gòu)件的研磨刷，熔融固定于其刷毛部件的磨粒的粒度為2種以上， 將該磨粒的粒度粗的刷毛部件植設(shè)于距離轉(zhuǎn)盤B的旋轉(zhuǎn)中心近的內(nèi)圈部，并且， 將所述磨粒的粒度細(xì)的刷毛部件植設(shè)于距離轉(zhuǎn)盤B的旋轉(zhuǎn)中心遠(yuǎn)的外圈部。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置，其特征在于， 所述磨削構(gòu)件為磨石，所述磨石的磨粒的粒度包括F90 F220(JISR6001 :1998)和#240 #500(JISR6001 :1998)， 所述研磨構(gòu)件具備磨粒的粒度為#240 #500(JISR6001 :1998)的粗研磨用的研磨刷和磨粒的粒度為#800 #1200(JISR6001 :1998)的精研磨用的研磨刷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置，其特征在于， 所述測(cè)量構(gòu)件由基準(zhǔn)塊、測(cè)量器具A和測(cè)量器具B構(gòu)成， 該基準(zhǔn)塊具備形成于兩側(cè)、且具有已知的間隔的基準(zhǔn)面，該基準(zhǔn)塊以基準(zhǔn)塊的柱軸方向與要加工的被加工物的柱軸方向平行的方式一體地設(shè)置于把持構(gòu)件的夾緊軸的一方， 測(cè)量器具A通過(guò)從與該被加工物的柱軸方向正交的兩側(cè)方向沿水平方向測(cè)量該基準(zhǔn)塊的對(duì)置的基準(zhǔn)面的位置、以及被加工物的平面部的位置或者對(duì)置的角部的位置，來(lái)測(cè)量被加工物的外形尺寸， 測(cè)量器具B測(cè)量所述被加工物的上面?zhèn)绕矫娌炕蛘呱厦鎮(zhèn)冉遣康拇怪狈较虻母叨任恢谩?br> 7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置，其特征在于， 所述控制構(gòu)件具備如下功能 使磨削構(gòu)件的前端和研磨構(gòu)件的前端分別與所述基準(zhǔn)塊的兩側(cè)的基準(zhǔn)面接觸，從而對(duì)該磨削構(gòu)件的前端的基點(diǎn)和研磨構(gòu)件的前端的基點(diǎn)(切入量為“零”的位置)進(jìn)行運(yùn)算處理的功能； 利用所述測(cè)量器具A測(cè)量所述基準(zhǔn)塊的兩側(cè)的基準(zhǔn)面和被加工物的兩側(cè)的2個(gè)平面部或者2個(gè)角部的位置，從而對(duì)被加工物的截面尺寸進(jìn)行運(yùn)算處理的功能； 在將所述被加工物載置于把持構(gòu)件的基臺(tái)并利用按壓器具對(duì)所述被加工物的兩側(cè)進(jìn)行定位的狀態(tài)下，利用所述測(cè)量器具A和測(cè)量器具B同時(shí)測(cè)量所述被加工物的側(cè)面位置，從而進(jìn)行使把持被加工物的兩端面的所述夾緊軸的軸心位置與所述被加工物的柱軸一致的定心的運(yùn)算處理的功能；以及 根據(jù)加工開始前輸入的所述初始設(shè)定項(xiàng)目以及所述測(cè)量構(gòu)件所輸出的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理，并向所述磨削/研磨加工裝置的各構(gòu)件輸出動(dòng)作信號(hào)的功能。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置，其特征在于， 所述被加工物的截面為四邊形， 將要進(jìn)行所述磨削/研磨加工的四棱柱狀的被加工物的截面尺寸及其公差形成為邊長(zhǎng)125mm±0. 5mm(稱作5英寸)、邊長(zhǎng)156mm±0. 5mm(稱作6英寸)、邊長(zhǎng)210mm±0. 5mm(稱作8英寸)的任一個(gè)， 將該四棱柱狀的被加工物的2個(gè)平面部相交而成的角部的直角度作為截面形狀的公差而設(shè)定為90度±0. I度。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置，其特征在于， 所述把持構(gòu)件具備 基臺(tái)，該基臺(tái)將被加工物載置成所述被加工物的柱軸呈水平，且該基臺(tái)能夠在垂直方向上下移動(dòng)； 按壓器具，該按壓器具在隔著該基臺(tái)的兩側(cè)沿與所述被加工物的柱軸正交的方向進(jìn)退移動(dòng)而按壓被加工物的兩側(cè)，從而將被加工物的柱軸定位在所述基臺(tái)的中心； 夾緊軸，該夾緊軸的軸心配置在與所述被加工物的柱軸相同的方向、且配置在該被加工物的柱軸方向兩端側(cè)，通過(guò)使該夾緊軸的一方前進(jìn)來(lái)把持被定位在所述基臺(tái)的中心的被加工物的兩端面；以及 旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使該夾緊軸以其軸心為中心進(jìn)行間歇旋轉(zhuǎn)或者連續(xù)旋轉(zhuǎn)。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置，其特征在于， 所述被加工物為四棱柱狀的硅塊。
11.一種多棱柱狀部件的磨削/研磨加工方法，其特征在于， 所述多棱柱狀部件的磨削/研磨加工裝置具備 把持構(gòu)件，該把持構(gòu)件用于把持作為被加工物的多棱柱狀部件； 測(cè)量構(gòu)件，該測(cè)量構(gòu)件在進(jìn)行所述被加工物的截面尺寸的測(cè)量、用于對(duì)所述把持構(gòu)件把持被加工物的位置進(jìn)行定心的測(cè)量、以及使磨削構(gòu)件和研磨構(gòu)件的切入量為“零”的基點(diǎn)的位置的測(cè)量時(shí)使用； 磨削構(gòu)件，該磨削構(gòu)件用于對(duì)所述被加工物的平面部和角部進(jìn)行磨削加工； 研磨構(gòu)件，該研磨構(gòu)件用于對(duì)所述被加工物的平面部和角部進(jìn)行研磨加工； 移送構(gòu)件，該移送構(gòu)件將由所述把持構(gòu)件把持的被加工物移送至所述測(cè)量構(gòu)件、磨削構(gòu)件、研磨構(gòu)件所配置的位置；以及 控制構(gòu)件，該控制構(gòu)件基于加工開始前被輸入的初始設(shè)定項(xiàng)目以及利用所述測(cè)量構(gòu)件測(cè)量到的測(cè)量值進(jìn)行運(yùn)算處理，并向所述各個(gè)構(gòu)件輸出動(dòng)作信號(hào)， 在多棱柱狀部件的磨削/研磨加工方法中，在利用所述磨削構(gòu)件對(duì)所述被加工物進(jìn)行磨削加工后，利用所述研磨構(gòu)件進(jìn)行所述被加工物的研磨加工。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工方法，其特征在于， 所述被加工物的截面為四邊形， 所述磨削構(gòu)件所使用的磨石的磨粒的粒度包括F90 F220 (JISR6001 1998)和#240 #500(JISR6001 1998)， 所述研磨構(gòu)件的粗研磨用的研磨刷所使用的磨粒的粒度為#240 #500(JISR6001 1998),所述研磨構(gòu)件的精研磨用的研磨刷所使用的磨粒的粒度為#800 #1200(JISR6001 :1998)，將要進(jìn)行磨削/研磨加工的四棱柱狀的被加工物的截面尺寸及其公差形成為邊長(zhǎng)l25mm±0. 5mm(稱作5英寸)、邊長(zhǎng)l56mm±0. 5mm(稱作6英寸)、邊長(zhǎng)210mm±0. 5mm(稱作8英寸)的任一個(gè)，將該四棱柱狀的被加工物的2個(gè)平面部相交而成的角部的直角度作為截面形狀的公差而設(shè)定為90度±0. I度。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工方法，其特征在于， 將所述磨削構(gòu)件的切削余量設(shè)定為20 μ m 700 μ m，利用磨削構(gòu)件以使被加工物的表面粗糙度為Ry 2. O 10.0ym(JISB0601 :1994)的方式進(jìn)行磨削加工，之后， 將研磨構(gòu)件的切削余量設(shè)定為75 μ m以上，利用研磨構(gòu)件以使被加工物的表面粗糙度為Ryl. lum(JISB0601 :1994)以下的方式進(jìn)行研磨加工。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工方法，其特征在于， 所述被加工物為四棱柱狀的硅塊。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工方法，其特征在于， 所述被加工物為多晶硅塊， 按照平面部的磨削加工、角部的磨削加工、平面部的研磨加工的順序進(jìn)行該多晶硅塊的加工工序。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的多棱柱狀部件的磨削/研磨加工方法，其特征在于， 所述被加工物為單晶硅塊， 按照平面部的磨削加工、角部的磨削加工、角部的研磨加工、平面部的研磨加工的順序進(jìn)行該單晶娃塊的加工工序。
全文摘要
提供硅塊的磨削/研磨加工裝置及其加工方法，具有能將利用線鋸將硅錠切斷形成的四棱柱狀硅塊的截面尺寸加工到±0.5mm、將其角部的直角度加工到±0.1度的公差范圍內(nèi)的磨削功能，具備能除去切斷形成的硅塊(W)表層的微裂紋的研磨功能。該磨削/研磨加工裝置具備把持硅塊(W)的把持構(gòu)件(1)；測(cè)量上述硅塊(W)的截面尺寸的測(cè)量構(gòu)件(2)；磨削上述硅塊(W)的平面部(F)和角部(C)的磨削構(gòu)件(3)；研磨結(jié)束上述磨削加工后的硅塊(W)的平面部(F)和角部(C)而除去微裂紋的研磨構(gòu)件(4)；在測(cè)量構(gòu)件(2)、磨削構(gòu)件(3)、研磨構(gòu)件(4)所配置的位置間移送把持硅塊(W)的上述把持構(gòu)件(1)的移送構(gòu)件(5)；以及使上述各構(gòu)件動(dòng)作的控制構(gòu)件(6)。
文檔編號(hào)B24D13/14GK102791425SQ20118000018
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2011年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月28日
發(fā)明者平野雅雄, 棚橋茂, 澤井將太 申請(qǐng)人:新東工業(yè)株式會(huì)社