硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)以及磨削、研磨方法
【專利摘要】本發(fā)明提供硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)以及磨削、研磨方法，具有將由硬脆性材料構成的被加工物的截面尺寸形成為公差范圍內的磨削功能和除去磨削加工后的被加工物的表層的微裂紋并細化表面粗糙度的研磨功能。磨削、研磨加工系統(tǒng)具有：對由硬脆性材料構成的被加工物(W)的表層部進行磨削而除去該被加工物的表層部的雜質與柱軸方向的變形并將截面尺寸形成為所希望的尺寸磨削裝置(1)、對結束磨削加工后的被加工物的表層部的凹凸進行研磨，除去該被加工物的表層部的微裂紋并細化表面粗糙度的研磨裝置(2)、以及以初始設定項目和磨削裝置以及研磨裝置的測量信號為基礎進行運算處理并向磨削裝置以及研磨裝置輸出工作信號的控制單元。
【專利說明】硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)以及磨削、研磨方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及以用于通過切片加工制造晶片的硬脆性材料作為被加工物的磨削加工與研磨加工。特別是，涉及除去被加工物的表層部的變形、微裂紋的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)以及磨削、研磨方法。
【背景技術】
[0002]在制造晶片的原材料的錠(ingot)的表層部附著有因熔融加熱而產生的雜質或者產生變形，在切斷該錠而形成的塊的表層部產生因該切斷而引起的變形與微裂紋。因此，在隨后的工序中，當對最終廣品的晶片進行切片加工時，有時會廣生因裂紋或豁口等而廣生的產品缺陷。因此，需要進行用于除去上述塊的表層部的變形而將晶片的外形尺寸調制到規(guī)格內的磨削加工、以及除去上述錠或者塊的表層部的微裂紋和細化表面粗糙度由此減少在對該錠或者塊進行切片加工時的裂紋或豁口的研磨加工。
[0003]半導體基板等所使用的晶片經由如下的A、B、C的工序獲得。
[0004]工序A:對作為原料的物質進行成型，并通過拉晶法(CZ法)、伯努利法、水熱合成法等形成錠的工序。
[0005]工序B:根據(jù)需要通過帶鋸、鋼絲鋸等將上述錠切斷成適度的大小，并且根據(jù)需要調整形狀，由此形成塊的工序。
[0006]工序C:對上述塊進行切片而獲得晶片的工序。
[0007]以制造硅片的情況為例，對棱柱狀硅塊的制造方法進行說明。在硅塊的制造中存在如下兩種硅塊，即:
[0008]向成型模內流入熔融原料，通過帶鋸或鋼絲鋸切斷除去成形為立方體形狀的硅錠的表層部出面)，之后形成將截面切為四方形且相互以直角相交的4個側側面部和其4個側角部為微小的平面(倒角加工部)的結晶構造由多晶構成的硅塊；
[0009]切斷通過拉晶法(CZ法)、伯努利法等被制成為圓柱形狀的硅錠的頂部與尾部，隨后在主體表層部形成與柱軸平行相互呈直角的4個側側面部、在該4個側側面部相交的位置(棱)上殘留上述圓柱表層部的一部分亦即微小的圓弧面而形成4個側角部的結晶構造由單晶構成的棱柱狀的硅塊。
[0010]在上述硅塊的表層部，上述雙方都會在切斷加工時產生變形、微裂紋，因此在隨后的工序中為了形成晶片而進行切片加工時會產生因裂紋或豁口等而產生的缺陷產品。因此，需要在切片加工前實施研磨加工來除去上述微裂紋并細化表面粗糙度。
[0011]上述棱柱狀的硅塊的大小，存在截面為125mmX125mm的正方形(名稱:5英寸)、156mmX 156mm的正方形(名稱:6英寸)、210mmX210mm的正方形(名稱:8英寸)這三個種類，柱軸方向的長度在150?600mm之間被任意設定。
[0012]另外，作為塊以外的其它形狀，還存在圓柱狀。作為從圓柱狀的塊制造晶片的一個例子，對由藍寶石錠(鑄塊)制造藍寶石晶片的方法進行說明。藍寶石錠以藍寶石等為原料、通過拉晶法(CZ法)、伯努利法等形成為圓柱狀而獲得。藍寶石晶片通過對該錠進行切片加工而獲得。藍寶石錠在其表層部附著在加熱熔融時產生的熔融氣體等雜質并存在凹凸、變形。在對此進行除去并將外徑尺寸磨削為所希望的尺寸時，在該表層部產生微裂紋。因此，與上述的硅塊相同，為了降低隨后的工序中的因晶片的裂紋、豁口而產生的缺陷產品的發(fā)生率，需要在切片加工前進行研磨加工而除去微裂紋并細化表面粗糙度。
[0013]上述的由單晶構成的藍寶石錠的大小通常為直徑是2?6英寸(51?154mm)，長度是50?300mm。
[0014]另外，作為由不規(guī)則形狀的塊制造晶片的一個例子，對由水晶晶體制造水晶晶片的方法進行說明。水晶晶體(lumbered)可通過在由水熱合成法等使結晶成長而得到人造水晶后，對表面進行磨削(晶體加工)以明確上述人造水晶的軸向來獲得。隨后，經由將進行過晶體加工的人造水晶按照頻率特性以規(guī)定的角度較薄地進行切片的工序、通過上蠟等粘合被切片的人造水晶彼此(例如50?70塊)而形成塊狀體的工序、將上述塊狀體的外形調制為作為晶片的外形的尺寸的工序、除去上述蠟等的工序而能夠得到水晶晶片。上述水晶晶體如圖20所示存在兩端面不水平的情況。
[0015]在水晶晶體的表層部存在在由人造水晶磨削時產生的微裂紋。與對上述的硅塊、藍寶石錠進行切片加工情況相同，為了降低在切片加工時因晶片的裂紋、豁口而產生的缺陷產品的發(fā)生率，需要在切片加工前進行研磨加工而除去微裂紋并細化表面粗糙度。
[0016]對于除去這些表層部的變形、微裂紋而降低在因用于形成晶片的切片加工而產生的裂紋或豁口所導致的缺陷產品的發(fā)生率的現(xiàn)有技術進行說明。
[0017]在專利第3649393號公報中，對于從立方體形狀的多晶硅錠切出棱柱狀而形成的多晶硅塊的表面加工進行了公開。記載有如下技術:在對硅塊切片加工而形成為硅片前，使用機械地混入磨粒的樹脂刷等研磨硅塊的側面部，由此以表面粗糙度Ry達到8 μ m以下的方式使微小的凹凸平坦化。
[0018]然而，其中并未記載在切斷硅錠時產生的表層面的變形、微裂紋及其除去。
[0019]在日本專利第4133935號公報中記載有如下的技術:對于用帶鋸切斷為規(guī)定的長度尺寸的硅錠，使用圓筒磨削裝置將主體表層部磨削成圓柱狀而除去起伏，隨后使用帶鋸切斷除去該主體表層部的4方而形成具有4個側面部的四棱柱狀的硅塊，當使該硅塊的4個側面部平坦化前的表面粗糙度Ry為Χμ m(在實施例中為RylO?20 μ m)時，將平坦化的研磨量形成為5ΧΧμ m以上(在實施例中研磨量為100 μ m)并以此進行研磨，由此能夠細化表面粗糙度(在實施例中形成為Ry3?4 μ m)，并且除去微裂紋，由此在對該硅塊進行切片加工而形成硅片時的裂紋缺陷減少比被改進6倍以上。
[0020]在日本特開2005-255463號公報中記載了如下技術:為了對單晶藍寶石錠進行切片加工而得到所希望的外徑的晶片，使用圓筒磨削裝置將該單晶藍寶石錠的外周部磨削加工為圓柱狀并進行外徑尺寸的調制。根據(jù)該磨削加工，在上述單晶藍寶石錠的外周部產生加工變形、微裂紋，因此在對上述單晶藍寶石錠進行切片加工前，對該單晶藍寶石錠的外周部進行化學研磨，由此除去上述加工變形、微裂紋。
[0021]在晶片用的硬脆性材料的切斷方法中，如上所述最好使用由帶鋸或者鋼絲鋸進行的方法，即通過多根鋼絲進行切斷的鋼絲鋸。
[0022]在以往的鋼絲鋸的切斷方法中，通常進行利用壓力水的噴射壓將磨粒吹到切斷部并使鋼絲接觸旋轉而進行切斷的游離磨粒方式，但近年來，開發(fā)出使磨粒固定于鋼絲的新鋼絲鋸，能夠大幅縮短切斷時間。
[0023]發(fā)明人們?yōu)榱藢⑸鲜鲂落摻z鋸的切斷能力與以往的鋼絲鋸進行比較確認，將多晶娃錠如圖15所示切斷為縱5列X橫5列=計25本、截面為(名稱)6英寸角(一邊的尺寸:156.0mm)、長度為300mm的塊。對于切斷所花費的時間，發(fā)現(xiàn)使用以往的鋼絲鋸需要花費SHr以上，而使用新鋼絲鋸則大約用時3Hr便可結束，能夠大幅縮短該切斷時間。
[0024]作為能夠縮短上述切斷時間的理由，推斷如下。即，在以往的游離磨粒方式的鋼絲鋸中，當進行切斷加工時，如果使鋼絲高速旋轉則磨粒飛散、切斷效率降低。而在新鋼絲鋸中，由于磨粒被固定于鋼絲，因此伴隨著鋼絲的旋轉，能夠進行無磨粒飛散的高效的切斷。
[0025]然而，當用上述新鋼絲鋸切斷多晶硅錠的情況下，位于圖15所示的四角的A的4個塊和位于A間的B的3個X4=12個塊，切斷前的硅錠的面向外側的側面部(A的塊中的2面，B的塊中的I面)的中央以如圖16所示朝外側鼓出的狀態(tài)被切斷。在單晶硅錠中，如圖17所示彼此被獨立切斷，因此如圖18所示單晶硅塊的4個側面部的中央以向外側鼓出的方式被切斷，存在其截面尺寸落不到規(guī)定尺寸公差內的新問題。因此，希望開發(fā)出除去硅塊的側面的變形并落入規(guī)定尺寸公差內的磨削裝置。
[0026]另外，在由硅錠切斷形成的硅塊中，在切斷過程中，在其側面部與角部的表層部產生表面粗糙度為RylO~20μπι?Ι5Β0601:1994)左右的凹凸、以及深度較之表層面為80~100 μ m的微裂紋。在將這樣的塊切片加工成幾10 μ m~100 μ m左右的厚度而形成晶片時，有時會因塊的表面粗糙度與微裂紋而在晶片上產生裂紋、豁口。因此，希望開發(fā)出在切片加工前除去微裂紋并將表面粗糙度形成為幾μm以下的研磨裝置。
[0027]另外，希望開發(fā)出高效地實施上述磨削裝置與研磨裝置的各工序的磨削、研磨加工系統(tǒng)以及磨削、研磨加工方法。

【發(fā)明內容】

[0028]本發(fā)明正是為了解決上述要求事項而而完成的，其目的在于提供設置有對將錠切斷為四棱柱狀而形成的塊(例如硅塊)的側面部與角部進行磨削從而將截面尺寸加工成所希望的尺寸的磨削裝置、或除去切斷截面形狀為大致圓形的錠的頂部與尾部而形成為圓柱狀的錠(例如，單晶藍寶石錠)的外周部的因熔融加熱而產生的變形、雜質從而將截面尺寸磨削成所希望的尺寸的磨削裝置、或同時設置有磨削不規(guī)則形狀的塊(例如水晶晶體)的側面部與角部的磨削裝置和除去結束上述磨削加工后的被加工物的表層部的微裂紋并細化表面粗糙度的研磨裝置的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)以及磨削、研磨加工方法，并且提供具有控制上述磨削裝置與研磨裝置的控制單元從而提高加工效率的柱形狀的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)以及磨削、研磨加工方法。
[0029]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的第I方式的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，例如如圖1、圖2以及圖5所示，對用于通過切片加工制造晶片的由硬脆性材料構成的柱狀的被加工物(W)進行磨削以及研磨，其中，上述磨削、研磨加工系統(tǒng)具備:磨削裝置(1)，該磨削裝置(I)以一定的切入量磨削被加工物(W)的表層部，除去被加工物(W)的表層部的雜質與柱軸方向的變形，并且將截面尺寸形成為所希望的尺寸，該磨削裝置(I)具有測量被加工物(W)的尺寸的測量單元(18);研磨裝置(2)，該研磨裝置⑵以一定的按壓力研磨結束磨削后的被加工物(W)的表層部，除去被加工物(W)的表層部的微裂紋并且細化表面粗糙度，該研磨裝置(2)具有測量被加工物(W)的尺寸的測量單元(18);以及控制單元，該控制單元對由測量單元(18)測量出的被加工物(W)的尺寸進行運算，并根據(jù)上述運算的結果輸出磨削裝置(I)的工作信號以及研磨裝置(2)的工作信號。
[0030]根據(jù)第I方式，由于具有相對于被加工物設定一定的切入量(學術用語:屬于“尺寸控制切入”)切削被加工物的變形來平整形狀、并將截面尺寸磨削至所希望的公差內的磨削裝置和相對于被加工物設定一定的按壓力所產生的切入量(學術用語:屬于“壓力控制切入為)而對被加工物的表層部進行研磨的研磨裝置，因此提供能夠將截面尺寸與截面形狀加工至所希望的公差內并且能夠確切地除去表層部的微裂紋、細化表面粗糙度的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)。另外，由于用在磨削裝置或研磨裝置設置的測量單元測量被加工物的尺寸，由控制單元對該測量結果進行運算并輸出磨削裝置或研磨裝置的工作信號，因此能夠進行基于測量出的尺寸的正確的磨削、研磨加工。
[0031]在本發(fā)明的第2方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，例如如圖21所示，具有至少一個以上的磨削、研磨裝置，該磨削、研磨裝置具有:磨削單元(14)，該磨削單元(14)以一定的切入量磨削被加工物(W)的表層部，除去該被加工物的表層部的雜質與柱軸方向的變形，并且將截面尺寸形成為所希望的尺寸；研磨單元與(20)，該研磨單元與(20)以一定的按壓力研磨結束上述磨削后的被加工物的表層部，除去該被加工物的表層部的微裂紋并且細化表面粗糙度；以及控制單元，該控制單元對由上述測量單元測量出的被加工物的尺寸進行運算，并根據(jù)上述運算的結果輸出上述磨削單元的工作信號以及上述研磨單元的工作信號。
[0032]在本發(fā)明的第3方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，在第2方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，例如如圖1以及圖2所示，具有下述的磨削裝置(I)和研磨裝置(2)的至少一個，磨削裝置(I)以一定的切入量磨削被加工物(W)的表層部，除去該被加工物(W)的表層部的雜質與柱軸方向的變形，并且將截面尺寸形成為所希望的尺寸，磨削裝置(I)具有測量被加工物(W)的尺寸的測量單元(18)，研磨裝置⑵以一定的按壓力研磨結束上述磨削后的被加工物(W)的表層部，除去該被加工物(W)的表層部的微裂紋，并且細化表面粗糙度，研磨裝置(2)具有測量被加工物(W)的尺寸的測量單元(18)。
[0033]根據(jù)第2以及第3方式，由于具有相對于被加工物設定一定的切入量(學術用語:屬于“尺寸控制切入”)削去被加工物的變形來平整形狀、并將截面尺寸磨削至所希望的公差內的磨削單元和相對于被加工物設定一定的按壓力所產生的切入量(學術用語:屬于“壓力控制切入”)而對被加工物的表層部進行研磨的研磨單元，因此提供能夠將截面尺寸與截面形狀加工至所希望的公差內并且能夠確切地除去表層部的微裂紋、細化表面粗糙度的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)。另外，由于用在磨削裝置或研磨裝置設置的測量單元測量被加工物的尺寸，由控制單元對該測量結果進行運算并輸出磨削單元或研磨單元的工作信號，因此能夠進行基于測量出的尺寸的正確的磨削、研磨加工。
[0034]根據(jù)第3方式，能夠按照被加工物的形狀、加工目的組合磨削、研磨裝置與磨削裝置或者研磨裝置。
[0035]在本發(fā)明的第4方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，在第I或者第3方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，例如如圖1、圖6、圖7以及圖9所示，磨削裝置(I)具有:基臺(11)，該基臺(11)以被加工物(W)的柱軸處于水平的方式對該被加工物(W)進行載置，且能夠沿垂直方向移動；把持單元(12)，該把持單元(12)具有:使載置于基臺(11)的被加工物(W)沿與被加工物(W)的柱軸正交的方向進退移動并將被加工物(W)定位于基臺(11)的中心的按壓器具(34);以及以軸心成為被加工物(W)的柱軸的方向的方式把持被加工物(W)的兩端的夾緊軸(13)，夾緊軸(13)使被加工物(W)能夠以上述軸心為中心進行旋轉；磨削單元(14)，該磨削單元(14)是使將磨粒彼此結合而成的磨粒層(15a)固定于圓盤狀或圓環(huán)狀的底板(15b)的磨削體(15)固定于轉盤(16)的磨石，上述磨石以裝卸自如的方式連結于旋轉驅動源，使上述磨粒層(15a)按壓于上述被加工物(W)而進行旋轉；以及移動單元(19)，該移動單元(19)使把持單元(12)以及磨削單元(14)的任何一方沿被加工物(W)的柱軸方向移動至少與被加工物(W)的長度相當?shù)木揠x。
[0036]在本發(fā)明的第5方式的磨削、研磨系統(tǒng)中，在第I或者第3方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，例如如圖1、圖6、圖7、圖9以及圖10所示，磨削裝置⑴具有:基臺(11)，該基臺(11)以被加工物(W)的柱軸處于水平的方式對該被加工物(W)進行載置，且能夠沿垂直方向移動；把持單元(12)，該把持單元(12)具有:使載置于基臺(11)的被加工物(W)沿與被加工物(W)的柱軸正交的方向進退移動并將被加工物(W)定位于基臺(11)的中心的按壓器具(34);以及以軸心成為被加工物(W)的柱軸的方向的方式把持被加工物(W)的兩端的夾緊軸(13)，夾緊軸(13)使被加工物(W)能夠以上述軸心為中心進行旋轉；磨削單元(14)，該磨削單元(14)是使將磨粒彼此結合而成的磨粒層(15a)形成為圓盤狀或者圓環(huán)狀的磨削體(15)固定于轉盤(16)的磨石，上述磨石以裝卸自如的方式連結于旋轉驅動源，使上述磨粒層(15a)按壓于上述被加工物(W)而進行旋轉；移動單元(19)，該移動單元
(19)使把持單元(12)以及磨削單元(14)的任何一方沿被加工物(W)的柱軸方向移動至少與被加工物(W)的長度相當?shù)木揠x。
[0037]根據(jù)第4以及第5方式，由于能夠利用把持單元把持被加工物，利用移動單元使被加工物移動，利用磨削單元磨削被加工物，并且利用把持單元的夾緊軸使被加工物旋轉而進行磨削，因此能夠確切地除去被加工物的表層部的雜質與柱軸方向的變形。另外，由于利用移動單元使被把持單元把持的被加工物或旋轉的磨削單元亦即磨石移動與被加工物的長度相當?shù)木嚯x，因此能夠對被加工物進行遍及全長的磨削。
[0038]在本發(fā)明的第6方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，在第I或者第3方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，例如如圖2、圖6、圖7以及圖11所示，研磨裝置(2)具有:基臺(11)，該基臺(11)以被加工物(W)的柱軸處于水平的方式對該被加工物(W)進行載置，且能夠沿垂直方向移動；把持單元(12)，該把持單元(12)具有:使載置于基臺(11)的被加工物(W)沿與被加工物(W)的柱軸正交的方向進退移動并將被加工物(W)定位于基臺(11)的中心的按壓器具(34);以及以軸心成為被加工物(W)的柱軸的方向的方式把持被加工物(W)的兩端的夾緊軸(13)，夾緊軸(13)使被加工物(W)能夠以上述軸心為中心旋轉；研磨單元
(20)，該研磨單元(20)是具有轉盤(22)且在圓盤狀的表面捆扎配置含有磨粒的刷毛材料
(21)的研磨刷，上述研磨刷以裝卸自如的方式連結于旋轉機構，使上述刷毛材料(21)按壓于被加工物(W)而進行旋轉；以及移動單元(19)，該移動單元(19)使把持單元(12)以及研磨單元(20)的任何一方沿被加工物(W)的柱軸方向移動至少與被加工物(W)的長度相當?shù)木嚯x。
[0039]根據(jù)第6方式，由于能夠利用把持單元把持被加工物，利用移動單元使被加工物移動，利用研磨單元研磨被加工物，并且利用把持單元的夾緊軸使被加工物旋轉而進行研磨，因此能夠確切地進行除去被加工物的微裂紋并細化表面粗糙度的研磨加工。另外，由于利用移動單元使被把持單元把持的被加工物或旋轉的研磨單元亦即研磨刷移動與被加工物的長度相當?shù)木嚯x，因此能夠對被加工物進行遍及全長的研磨。
[0040]在本發(fā)明的第7方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，在第2發(fā)明的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，例如圖21所示，磨削、研磨裝置(6)具有:基臺(11)，該基臺(11)以使上述被加工物(W)的柱軸處于水平的方式對該被加工物(W)進行載置，且能夠沿垂直方向移動；把持單元(12)，該把持單元(12)具有:使載置于該基臺的被加工物沿與該被加工物的柱軸正交的方向進退移動并將該被加工物定位于上述基臺的中心的按壓器具(34);以及以軸心成為被加工物的柱軸的方向的方式把持該被加工物的兩端的夾緊軸(13)，上述夾緊軸使被加工物能夠以其軸心為中心旋轉；以及移動單元(19),該移動單元(19)使把持單元(12)或者磨削單元(14)或研磨單元(20)的任何一方沿上述被加工物的柱軸方向移動至少與該被加工物的長度相當?shù)木嚯x，磨削單元(14)是使將磨粒彼此結合而形成為圓盤狀的磨粒層(15a)固定于圓盤狀或圓環(huán)狀的底板(15b)的磨削體(15)固定于轉盤(16)的磨石,上述磨石以裝卸自如的方式連結于旋轉驅動源，使上述磨粒層(15a)按壓于上述被加工物(W)而進行旋轉，研磨單元(20)具備研磨刷，并使該研磨刷進行旋轉，該研磨刷被裝卸自如地保持，且具有在圓盤狀的表面捆扎配置含有磨粒的刷毛材料并使該刷毛材料按壓于上述被加工物而進行旋轉的轉盤。
[0041]在本發(fā)明的第8方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，在第2發(fā)明的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，例如如圖21所示，磨削、研磨裝置(6)具有:基臺(11)，該基臺(11)以上述被加工物(W)的柱軸處于水平的方式對該被加工物(W)進行載置，且能夠沿垂直方向移動；把持單元(12)，該把持單元(12)具有:使載置于該基臺的被加工物沿與該被加工物的柱軸正交的方向進退移動并將該被加工物定位于上述基臺的中心的按壓器具(34);以及以軸心成為被加工物的柱軸的方向的方式把持該被加工物的兩端的夾緊軸(13)，上述夾緊軸使被加工物能夠以其軸心為中心旋轉；以及移動單元(19),該移動單元(19)使上述把持單元(12)或者磨削單元(14)或研磨單元(20)的任何一方沿上述被加工物的柱軸方向移動至少與該被加工物的長度相當?shù)木嚯x，磨削單元(14)是使將磨粒彼此結合而成的磨粒層(15a)形成為圓盤狀或者圓環(huán)狀的磨削體(15)固定于轉盤(16)的磨石，上述磨石以裝卸自如的方式連結于旋轉驅動源，使上述磨粒層(15a)按壓于上述被加工物(W)而進行旋轉，研磨單元
(20)具備研磨刷，并使該研磨刷進行旋轉，該研磨刷被裝卸自如地保持，且具有在圓盤狀的表面捆扎配置含有磨粒的刷毛材料，并使該刷毛材料按壓于上述被加工物而進行旋轉的轉盤。
[0042]根據(jù)第7以及第8方式，能夠利用把持單元把持被加工物，利用移動單元使被加工物移動，利用磨削單元磨削加工物，利用研磨單元研磨被磨削后的被加工物，并且利用把持單元的夾緊軸使被加工物旋轉而進行研磨，因此能夠確切地除去被加工物的表層部的雜質與柱軸方向的變形，并且能夠確切地進行除去被加工物的微裂紋并細化表面粗糙度的研磨加工。另外，由于利用移動單元使被把持單元把持的被加工物或旋轉的磨削單元亦即磨石以及旋轉的研磨單元亦即研磨刷移動與被加工物的長度相當?shù)木嚯x，因此能夠對被加工物進行遍及全長的研磨。
[0043]在本發(fā)明的第9方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，其特征在于，在第4、第5、第7、第8中的任一方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，磨削單元的磨粒的粒度在粗磨削用中為F90 ?F220QISR6001:1998)，或者在精磨削用中為 #240 ?#500 (JISR6001:1998)。
[0044]根據(jù)第9方式，由于將磨削單元的磨粒的粒度在粗磨削用中形成為F90?F220 (JISR6001: 1998)，或者在精磨削用中形成為#240?#500 (JISR6001: 1998)，因此能夠高效地進行粗磨削或者精磨削。
[0045]在本發(fā)明的第10方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，其特征在于，在第6?第8方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，例如如圖12所示，將研磨單元的刷毛材料(35、36)所含的磨粒的粒度形成為兩種以上。
[0046]在本發(fā)明的第11方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，其特征在于，在第10方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，磨粒的粒度在粗研磨用中為#240?#500(JISR6001:1998)，或者在精研磨用中為 #800 ?#1200(JISR6001:1998)。
[0047]在本發(fā)明的第12方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，其特征在于，在第10方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，例如如圖12所示，在研磨單元中，將含有粒度粗的磨粒的刷毛材料(36)配置在接近轉盤的旋轉中心的部分，將含有粒度細的磨粒的刷毛材料(35)配置在含有粒度粗的磨粒的刷毛材料(36)所配置的位置的周圍。
[0048]根據(jù)第10?第12方式，由于將研磨單元的刷毛材料所含的磨粒的粒度形成為兩種以上，因此能夠用I臺研磨裝置對被加工物進行粗研磨與精研磨加工，能夠實現(xiàn)設備費用的減少。特別是，優(yōu)選為將含有粒度粗的磨粒的刷毛材料配置在接近轉盤的旋轉中心的部分，將含有粒度細的磨粒的刷毛材料配置在含有粒度粗的磨粒的刷毛材料所配置的位置的周圍。進而，優(yōu)選為作為粗研磨用將刷毛材料所含的磨粒的粒度形成為在JISR6001:1998中規(guī)定的微屑分類的#240?#500，作為精研磨用將刷毛材料所含的粒度細的磨粒的粒度形成為微屑分類的#800?#1200。利用粗研磨用的研磨刷的高研磨能力確切地除去存在于被加工物的表層部的微裂紋，利用精研磨用的研磨刷細化在粗研磨加工中變得粗糙的表層部的表面粗糙度，從而能夠防止在后工序中進行切片加工而形成晶片時產生的裂紋或豁口。
[0049]在本發(fā)明的第13方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，其特征在于，在第I或者第3中的任意的方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，磨削裝置的磨削單元與研磨裝置的研磨單元能夠替換，通過替換磨削單元與研磨單元，能夠將磨削裝置形成為研磨裝置，或者將研磨裝置形成為磨削裝置。
[0050]根據(jù)第13方式，磨削裝置的磨削單元與研磨裝置的研磨單元能夠替換，通過替換磨削單元與研磨單元，能夠將磨削裝置形成為研磨裝置，或者將研磨裝置形成為磨削裝置，因此通過使磨削單元與研磨單元的安裝部的規(guī)格共通，能夠將磨削裝置與研磨裝置的主體(除磨削單元、研磨單元以外的部分)形成為相同規(guī)格，因此能夠減少裝置主體的制造成本。
[0051]在本發(fā)明的第14方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，其特征在于，在第2方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，上述磨削、研磨裝置的上述磨削單元與上述研磨單元能夠替換。
[0052]根據(jù)第14方式，通過使磨削單元與研磨單元的安裝部的使用共通，能夠替換磨削單元與研磨單元。例如在圖21所示的情況下,通過將研磨單元與磨削單元更換,能夠形成研磨裝置。另外，通過將磨削單元與研磨單元更換，能夠形成磨削裝置。進而例如如圖23所示，當為連接I對磨削單元與2對研磨單元的磨削、研磨裝置的情況下，通過將該圖左右方向的中央的研磨單元更換為磨削單元、能夠在進行2個階段的磨削加工后進行研磨加工。
[0053]在本發(fā)明的第15方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，在第I方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，例如如圖5所示，具備:搬入裝置(3)，該搬入裝置(3)將磨削、研磨加工前的被加工物向磨削、研磨加工系統(tǒng)搬入；搬出裝置(4)，該搬出裝置(4)將結束磨削、研磨加工后的被加工物從磨削、研磨加工系統(tǒng)搬出；以及移載裝置(5)，該移載裝置(5)具有在搬入裝置(3)、磨削裝置(I)、研磨裝置(2)、搬出裝置(4)之間移動被加工物的工作臂(51)以及安裝于工作臂(51)的前端且將被加工物旋轉至規(guī)定的角度的把持部(52)。
[0054]在本發(fā)明的第16的方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，在第2或者第3方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，例如如圖22所示，具備:搬入裝置(3)，該搬入裝置(3)將磨削、研磨加工前的被加工物(W)向上述磨削、研磨加工系統(tǒng)搬入；搬出裝置(4)，該搬出裝置(4)將結束磨削、研磨加工后的被加工物從上述磨削、研磨加工系統(tǒng)搬出；以及移載裝置(5)，該移載裝置(5)具有在上述搬入裝置(3)、磨削、研磨裝置(6)或者磨削裝置(I)或研磨裝置(2)、搬出裝置(4)之間移動上述被加工物的工作臂(51)以及安裝于該工作臂(51)的前端且將上述被加工物旋轉至規(guī)定的角度的把持部(52)。
[0055]根據(jù)第15以及第16方式，由于利用移載裝置向搬入裝置、磨削、研磨裝置、磨削裝置、研磨裝置、搬出裝置移送被加工物，因此在搬入裝置上待機的未進行磨削、研磨加工的被加工物能夠在由磨削裝置與研磨裝置結束磨削加工與研磨加工后容易地向搬出裝置搬出。另外，由于能夠利用移載裝置的把持部使被加工物旋轉，因此能夠改變由磨削裝置或研磨裝置加工的側面進而進行加工。
[0056]在本發(fā)明的第17方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，其特征在于，在第I或者第2方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，設置于上述磨削裝置或研磨裝置的測量單元包括:基準塊，該基準塊具有在與被加工物的柱軸垂直的水平方向上隔開已知的基準間隔尺寸而形成的一對基準面、以及在與上述柱軸垂直的鉛垂方向上隔開已知的基準間隔尺寸而形成的一對基準面；將測量方向設為水平方向，并測量基準塊的兩側的基準面以及被加工物的兩側的磨削、研磨加工部的間隔尺寸的測量器具；以及將測量方向設為鉛垂方向，并測量基準塊的上表面的基準面以及被加工物的上表面的磨削、研磨加工部的高度位置的測量器具。
[0057]根據(jù)第17方式，由于測量單元具有:基準塊、測量基準塊與被加工物的水平方向的尺寸的測量器具、以及測量基準塊與被加工物的上表面的高度位置的測量器具，因此能使被加工物的柱軸與夾緊軸的軸心一致地由把持單元把持被加工物。
[0058]在本發(fā)明的第18方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，其特征在于，在第17方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，控制單元具有如下功能:使磨削單元以及研磨單元的各前端與在磨削裝置和研磨裝置的把持單元設置的基準塊的一對基準面接觸，對磨削裝置和研磨裝置的各單元的切入量為零的基點位置進行運算處理的功能；利用在磨削裝置和研磨裝置的測量單元設置的測量器具測量基準塊的兩側的基準面與被加工物的兩側的加工部的差，對被加工物的加工部的加工前以及加工后的截面尺寸進行運算處理的功能；進行用于使磨削裝置和研磨裝置定心地把持被加工物的運算處理的功能；以及對在加工開始前輸入的初始設定項目、以及在磨削裝置和研磨裝置分別設置的測量單元的測量器具輸出的測量信號進行運算處理，并向磨削裝置和研磨裝置的各單元輸出工作信號的功能。[0059]在本發(fā)明的第19方式的磨削、研磨系統(tǒng)中，其特征在于，在第2方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，上述控制單元具有如下功能:使上述磨削單元或上述研磨單元的各前端與在上述磨削、研磨裝置的把持單元設置的基準塊的一對基準面接觸，對上述磨削單元或上述研磨單元的切入量為零的基點位置進行運算處理的功能；利用在上述磨削、研磨裝置的測量單元設置的測量器具測量上述基準塊的兩側的基準面與被加工物的兩側的加工部的差，對被加工物的加工部的加工前以及加工后的截面尺寸進行運算處理的功能；進行用于使上述磨削、研磨裝置定心地把持上述被加工物的運算處理的功能；以及對在加工開始前輸入的初始設定項目、以及上述測量單元的測量器具輸出的測量信號進行運算處理，并向上述磨削單元和上述研磨單元輸出工作信號的功能。
[0060]根據(jù)第18以及第19方式，在控制單元中設置用于使磨削、研磨加工系統(tǒng)自動化的各功能，因此能夠確切地進行被加工物的加工部的磨削加工與研磨加工，并且實現(xiàn)省力化。
[0061]在本發(fā)明的第20方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，其特征在于，在第18或者第19方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)的基礎上，被加工物的形狀為棱柱狀，將進行磨削、研磨加工的被加工物的截面尺寸的公差設定為±0.5_，將該被加工物的2個側面部彼此相交的角部的截面形狀的公差設定為±0.1度。
[0062]根據(jù)第20方式,例如在四棱柱狀的娃塊中，娃塊的截面尺寸有125mmX 125mm(名稱:5英寸)、156mm X 156mm (名稱:6英寸)、2 IOmm X 2 IOmm (名稱:8英寸)這3種,各自所要求的公差為±0.5mm，進一步要求的硅塊的2個側面部彼此相交的角部的截面形狀的公差為90度±0.1度，因此能夠進行基于截面尺寸的公差以及截面形狀的公差的磨削、研磨加工。
[0063]在本發(fā)明的第21方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，其特征在于，在第18或者第19方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)中，被加工物的形狀為圓柱狀，將進行磨削、研磨加工的被加工物的截面尺寸的公差設定為±0.5mm。
[0064]根據(jù)第21方式，例如在圓柱狀的單晶藍寶石錠中，截面尺寸為2?6英寸(51?154mm)，要求的公差為±0.5mm,因此能夠進行基于截面尺寸的公差的磨削、研磨加工。
[0065]在本發(fā)明的第22的方式的磨削、研磨加工方法中，其特征在于，使用第I?第3方式的磨削、研磨加工系統(tǒng)，在利用磨削裝置對被加工物進行磨削加工后，利用研磨裝置進行研磨加工。
[0066]根據(jù)第22的方式，由于使用相對于被加工物設定一定的切入量削去被加工物的變形而平整形狀并將截面尺寸磨削至所希望的公差內的磨削裝置和相對于被加工物設定一定的按壓力所產生的切入量而對被加工物的表層部進行研磨的研磨裝置進行磨削、研磨加工，因此提供能夠將截面尺寸與截面形狀加工至所希望的公差內并且能夠確切地除去表層部的微裂紋，細化表面粗糙度的硬脆性材料的磨削、研磨加工方法。另外，由于利用在磨削裝置或研磨裝置設置的測量單元測量被加工物的尺寸，并由控制單元對測量結果進行運算并輸出磨削裝置或研磨裝置的工作信號，因此能夠進行基于測量出的尺寸的正確的磨肖IJ、研磨加工。
[0067]根據(jù)本發(fā)明，由于使用相對于硬脆性材料的被加工物設定一定的切入量來削去被加工物的變形而平整形狀并且將截面尺寸磨削至所希望的公差內的磨削裝置(當在磨削、研磨裝置的情況下為磨削單元)、相對于被加工物設定一定的按壓力所產生的切入量而對被加工物的表層部進行研磨的研磨裝置(當在磨削、研磨裝置的情況下為研磨單元)進行磨削、研磨加工，因此能夠將截面尺寸與截面形狀加工至所希望的公差內，并且確切地除去表層部的微裂紋，細化表面粗糙度。由此，在隨后的工序中，能夠減少在對晶片切片加工時產生的裂紋、豁口所導致的缺陷產品的發(fā)生率。
[0068]該申請基于在2011年9月15日于日本國提出申請的日本特愿2011-201809號，其內容作為本申請的內容而形成本申請的一部分。
[0069]此外，通過以下的詳細說明，應當能夠更完全地理解本發(fā)明。然而，詳細的說明以及特定的實施例只是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，僅僅是為了進行說明的目的而記載的。這是因為，根據(jù)該詳細說明，本領域技術人員能夠知曉各種變更、改變。
[0070] 申請人:并不意圖將所記載的實施方式中的任一個奉獻于公眾，所公開的改變、替代方案中的在字面上未包含于權利要求的范圍的方案在等同論的觀點下也隸屬于本發(fā)明的一部分。
[0071]在本說明書或者權利要求書的記載中，對于名詞以及同樣的指示語的使用，只要并未特意說明、或者根據(jù)上下文關系被明確否定，則應當解釋為包括單數(shù)以及復數(shù)雙方。在本說明書中的提供的任意例子、或示例性的用語(例如“等”)的使用也只不過是意圖便于對本發(fā)明進行說明，只要并未特意記載于權利要求書中，則不對本發(fā)明的范圍施加限制。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0072]圖1是本發(fā)明所涉及的對棱柱狀的被加工物進行加工的磨削裝置的俯視圖。
[0073]圖2是本發(fā)明所涉及的對棱柱狀的被加工物進行加工的研磨裝置的俯視圖。
[0074]圖3是本發(fā)明所涉及的對圓柱狀的被加工物進行加工的磨削裝置的俯視圖。
[0075]圖4是本發(fā)明所涉及的對圓柱狀的被加工物進行加工的研磨裝置的俯視圖。
[0076]圖5是表示本發(fā)明所涉及的配置有對棱柱狀以及圓柱狀的被加工物進行加工的磨削裝置以及研磨裝置、在上述各裝置設定被加工物的移載裝置、被加工物的搬入裝置以及搬出裝置的第I實施方式的實施例的俯視圖。
[0077]圖6是在位于本發(fā)明的磨削裝置以及研磨裝置的工作開始位置的基臺載置被加工物、表示把持單元與移動單元的配置的主視圖。
[0078]圖7是在本發(fā)明的磨削裝置以及研磨裝置的基臺載置被加工物，表示該被加工物的按壓器具被解除的狀態(tài)的側視圖。
[0079]圖8是在本發(fā)明的磨削裝置以及研磨裝置的基臺載置被加工物，表示測量單元的測量器具的配置的側視圖。
[0080]圖9是本發(fā)明的磨削單元的杯形的磨石的主視圖。圖9(A)為從正面觀察的局部剖視圖，圖9 (B)為A-A向視圖(仰視圖)。
[0081]圖10是本發(fā)明的磨削單元的杯形的磨石的主視圖。圖10(A)為從正面觀察的局部剖視圖，圖10⑶為A-A向視圖(仰視圖)。
[0082]圖11是在本發(fā)明的研磨單元的一個轉盤設置磨粒的粒度粗的刷毛材料與細的刷毛材料的扇形的研磨刷的主視圖。
[0083]圖12是圖11的仰視圖。
[0084]圖13是表示本發(fā)明所涉及的對圓柱狀的被加工物進行磨削的磨削單元的輥形的磨石的立體圖。
[0085]圖14是表示本發(fā)明的對圓柱狀的被加工物進行研磨的研磨單元的輥形的研磨刷的立體圖。
[0086]圖15是用鋼絲鋸切斷多晶硅錠并形成硅塊㈧⑶(C)時的立體圖。
[0087]圖16是在圖15中形成的多晶硅塊⑷⑶(C)的立體圖。
[0088]圖17是從平面觀察用鋼絲鋸切斷單晶硅錠的狀態(tài)的說明圖。
[0089]圖18是在圖17中形成的單晶硅塊的立體圖。
[0090]圖19是表示切斷頂部與尾部而形成為圓柱狀的單晶藍寶石錠的立體圖。
[0091]圖20是用于對水晶晶體的形狀進行說明的說明圖。
[0092]圖21是本發(fā)明的所涉及對棱柱狀的被加工物進行加工的磨削、研磨裝置的俯視圖。
[0093]圖22是本發(fā)明所涉及的對圓柱狀的被加工物進行加工的磨削、研磨裝置的俯視圖。
[0094]圖23是本發(fā)明所涉及的對棱柱狀的被加工物進行加工的磨削、研磨裝置的變更例的俯視圖。
[0095]圖24是表示本發(fā)明所涉及的配置有對棱柱狀以及圓柱狀的被加工物進行加工的磨削裝置以及研磨裝置、在上述各裝置設定被加工物的移載裝置、被加工物的搬入裝置以及搬出裝置的第2實施方式的實施例的俯視圖。
【具體實施方式】
[0096]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施的方式進行說明。此外，在各圖中，對彼此相同或者相當?shù)囊貥俗⑾嗤綀D標記，并省略重復的說明。
[0097]對磨削、研磨加工系統(tǒng)的第I實施方式進行說明。磨削、研磨加工系統(tǒng)具備:磨削裝置(I)，其對由硬脆性材料構成的被加工物(W)的表層部進行磨削，除去該被加工物(W)的表層部的雜質與柱軸方向的變形并且將截面尺寸形成為所希望的尺寸；研磨裝置(2)，其對結束上述磨削加工后的被加工物(W)的表層部的凹凸進行研磨，除去該被加工物(W)的表層部的微裂紋并且細化表面粗糙度；以及控制單元，其基于在加工開始前輸入的初始設定項目以及上述磨削裝置(I)的測量信號以及上述研磨裝置(2)的測量信號進行運算處理，并基于該運算處理的結果輸出上述磨削裝置(I)的工作信號以及研磨裝置(2)的工作信號。
[0098]在此，硬脆性材料是指如玻璃、陶瓷、水晶、石英等那樣的具有硬度極硬但不耐受沖擊的較脆性質的材料。
[0099][磨削裝置]
[0100]圖1示出本發(fā)明所涉及的對棱柱狀的被加工物(W)進行磨削的磨削裝置⑴。磨削裝置(I)具有:把持被加工物(W)的把持單元(12);對被加工物(W)的側面部(F)以及角部(C)進行磨削加工的磨削單元A (14);形成基準面的基準塊(K);測量被加工物(W)的截面尺寸的測量單元(18);移動把持被加工物(W)的上述把持單元(12)并將上述被加工物(W)在測量單元(18)與磨削單元A(14)之間移動的移動單元(19)。
[0101]上述移動單元(19)使把持被加工物(W)的把持單元(12)在測量單元(18)與磨削單元A(14)之間移動從而測量被加工物(W)或者對被加工物(W)進行磨削加工。但是，也可以固定把持被加工物(W)的把持單元(12)，使測量單元(18)與磨削單元A(14)移動至被加工物(W)的位置進而進行對該被加工物(W)的測量與磨削加工。
[0102]載置于磨削裝置(I)的被加工物(W)在磨削加工開始前由測量單元(18)測量截面尺寸。在該被加工物(W)的截面尺寸小于作為初始設定項目預先向控制單元輸入的被加工物(W)的磨削加工余量、研磨加工余量和磨削、研磨加工后的截面尺寸相加而得到的尺寸的情況下，則通過上述控制單元的運算處理中止磨削裝置(I)的磨削加工。該被加工物(W)能夠在把持單元(12)的把持狀態(tài)被解除后返回再熔融工序。在再熔融工序中熔解的該被加工物(W)，在其原料例如為單晶硅或藍寶石等情況下再次成形為圓柱形狀，在其原料為多晶硅等情況下再次成形為立方體形狀。
[0103]當上述被加工物(W)的形狀為棱柱狀的情況下，上述磨削裝置(I)具有:以被加工物(W)的柱軸處于水平的方式對該被加工物(W)進行載置且能夠沿垂直方向上下移動的基臺(11);使載置于該基臺(11)的被加工物(W)沿與該被加工物(W)的柱軸正交的方向進退移動并將該被加工物(W)定位于上述基臺(11)的中心的按壓器具(34)(參照圖7);以及以軸心成為被加工物(W)的柱軸的方向的方式把持該被加工物(W)的兩端的夾緊軸(13)。該夾緊軸(13)把持被加工物(W)。當上述基臺(11)下降時上述夾緊軸(13)將被加工物(W)以其軸心為中心進行把持。把持單元(12)如圖6所示能夠使被加工物(W) “間歇旋轉”或者”連續(xù)旋轉”。
[0104]把持單元(12)將被加工物(W)以能夠“間歇旋轉”的方式進行把持是指:在被加工物(W)的磨削、研磨的部位的形狀為平面的情況下，為了將該加工面在圖1、圖2所示的Y方向的兩側進行定位而使把持該被加工物(W)的把持單元(12)的夾緊軸(13)以其軸心為中心進行“間歇旋轉”。
[0105]以加工面都為平面的四棱柱狀的多晶硅塊的磨削、研磨加工為例對“間歇旋轉”的工作與加工順序進行說明，使對置的第I組的側面部(F)(參照圖16)位于圖1、圖2所示的Y方向的兩側而進行加工，隨后旋轉90度對第2組的側面部(F)進行加工由此結束4個側面部(F)的加工，再旋轉45度使對置的第I組的角部(C)(參照圖16)位于圖1、圖2所示的Y方向的兩側而進行加工，隨后旋轉90度對第2組的角部(C)進行加工，從而結束磨削、研磨加工。
[0106]把持單元(12)將被加工物(W)以能夠“連續(xù)旋轉”的方式把持是指:當被加工物(W)的磨削、研磨的部位的截面形狀為圓弧狀、例如對圓柱狀的單晶藍寶石錠的主體部(B)進行磨削、研磨加工的情況下，或者對四棱柱狀的單晶硅塊的4個角部(C)進行磨削、研磨加工的情況下，如圖3、圖4所示，在一側配置磨削單元(20)或研磨單元(30)，使把持該被加工物(W)的夾緊軸(13)以另外輸入設定的旋轉速度“連續(xù)旋轉”，從而進行磨削、研磨加工。
[0107]另外，在上述磨削裝置(I)或研磨裝置(2)設置的把持單元(12)的夾緊軸(13)還具有把持被加工物(W)的兩端面并測量該被加工物(W)的長度方向的尺寸進而存儲于控制單元的功能，其測量結果被運算處理后成為控制后述的移動單元(19)的移動距離的工作信號。利用基于該工作信號的上述移動單元(19)的工作，使把持上述被加工物(W)的把持單元(12)的夾緊軸(13)在測量單元(18)與磨削單元(I)或測量單元(18)與研磨單元(2)之間移動，對該被加工物(W)實施截面尺寸的測量與磨削加工或研磨加工。此外，也可以構成為測量單元(18)與磨削單元(I)或者測量單元(18)與研磨單元(2)在夾緊軸(13)之間移動。
[0108]如圖9所示，磨削單元A(14)為將磨粒彼此結合而成的磨粒層A(15a)被固定于圓盤狀或圓環(huán)狀的底板(15b)的磨削體(15)固定于轉盤(16)的杯形的磨石。上述磨削單元A(14)經由旋轉軸(17)以裝卸自如的方式與旋轉驅動源連結，使上述磨粒層A(15a)以面接觸的方式按壓于上述被加工物(W)的加工部并進行旋轉。此外，底板(15b)也可以不是平面，例如可以是將固定上述磨粒層A(15a)的位置形成為凸形狀。另外，如圖10所示，磨削單元A(14)也可以將磨粒層A(15a)固定于轉盤(16)。此時，使磨粒層A(15a)固定于轉盤
(16)的方法可以用螺栓等進行固定，也可以與轉盤(16) —體成型。
[0109]磨削裝置(I)優(yōu)選為配置有一對磨削單元A(14)(磨石)，該一對磨削單元A(14)以磨粒層A(15a)與被加工物(W)的兩側面接觸的方式對置。磨削單元A(14)被裝卸自如地設置于磨削裝置(I)。
[0110]磨削裝置(I)具有測量沿與柱軸垂直的水平方向以及垂直方向分別形成一對基準面的基準塊的截面尺寸以及被加工物(W)的截面尺寸的測量單元(18)。磨削裝置(I)具有使上述把持單元(12)與磨削單元A(14)的任何一方沿被加工物(W)的柱軸方向移動至少與被加工物(W)的長度相當?shù)木嚯x的移動單元(19)。
[0111]磨削裝置(I)，作為磨削單元A (14)具有磨石，該磨石在圓盤狀的表面使磨粒彼此結合而一體形成磨粒層A (15a)，并使該磨粒層A (15a)以面接觸的方式按壓于上述被加工物(W)的加工部而進行旋轉，因此能夠以一定的切入量進行磨削。
[0112]圖3示出本發(fā)明所涉及的對圓柱狀的被加工物(W)進行磨削的磨削裝置(I)。磨削裝置(I)具有:把持被加工物(W)的把持單元(12);對被加工物(W)的主體部(B)進行磨削加工的磨削單元B (24);形成基準面的基準塊(K);對被加工物(W)的截面尺寸進行測量的測量單元(18);以及移動把持被加工物(W)的上述把持單元(12)從而使上述被加工物(W)在測量單元(18)與磨削單元B(24)之間移動的移動單元(19)。
[0113]上述移送單元(19)與上述相同，可以將把持被加工物(W)的把持單元(12)固定，使測量單元(18)與磨削單元B (24)在被加工物(W)的位置移動，從而對該被加工物(W)進行測量與磨削加工。
[0114]當被加工物(W)為圓柱狀的情況下，磨削裝置(I)的把持單元(12)將被加工物(W)以能夠以其軸心為中心“連續(xù)旋轉”的方式進行把持。
[0115]另外，如圖13所示，磨削單元B (24)使用將磨粒彼此與圓筒狀的主體表面結合而成的磨粒層B (25)固定于具有旋轉軸(27)的旋轉筒(26)的表面的輥形的磨石。在上述磨削單元B(24)中，處于上述旋轉筒(26)的軸心的上述旋轉軸(27)被裝卸自如地與旋轉驅動源連結，使上述磨粒層B (25)以與該被加工物(W)的軸心平行且線接觸的方式按壓于上述被加工物(W)的加工部并進行旋轉。此外，還可以使用價格比輥形的磨石低廉的杯形的磨石。
[0116]另外，磨削裝置(I)優(yōu)選為具有使上述磨粒層B(25)在被加工物(W)的兩側與其軸心平行并且對置的一對磨削單元B (24)(磨石)。磨削單元B (24)被裝卸自如地設置于磨削裝置⑴。[0117]通過將上述磨削裝置⑴的磨削單元A (14)以及磨削單元B (24)形成為具有剛性的磨石，使得其削去被加工物(W)的變形等而平整形狀并將外形尺寸磨削至所希望的公差內的能力變得優(yōu)異。因此，可確切地進行棱柱狀以及圓柱狀的被加工物(W)的表層部的雜質與外形變形的除去。
[0118]另外，對于上述磨削裝置⑴的磨削單元A(14)以及磨削單元B(24)的磨石，可以將構成其磨粒層A(15a)以及磨粒層B(25)的磨粒的粒度形成為I種或者兩種以上，并將在上述研磨裝置(2)的研磨單元A (20)以及研磨單元B (30)的刷毛材料A (21)以及刷毛材料B(31)固定的磨粒的粒度形成為兩種以上。
[0119]還可以將磨削裝置(I)的由磨石構成的上述磨削單元A(14)或者磨削單元B(24)的磨粒的粒度在粗磨削用中形成為F90?F220 (JISR6001: 1998)，在精磨削用中形成為#240?#500(JISR6001:1998)，并將研磨裝置(2)的由研磨刷構成的上述研磨單元A (20)或者研磨單元B(30)的磨粒的粒度在粗研磨用中形成為#240?#500(JISR6001:1998)，在精研磨用中形成為#800?#1200(JISR6001:1998)。
[0120]之所以將磨削單元A(14)或者磨削單元B(24)的磨粒的粒度設定為JISR6001:1998所規(guī)定的粗屑分類的F90?F220以及微屑分類的#240?#500這2組緣于以下理由。當在前工序中切斷的被加工物(W)的截面尺寸或被加工物(W)的角部(C)的垂直度處于公差外的情況下，為使其截面尺寸或截面形狀落入公差內，進行F90?F220的粗粒分類，以便提高切削效率進而進行磨削加工。對于容易產生被稱為崩裂(tipping)的裂紋、豁口的部位(多晶娃塊的角部等)的磨削加工，最好選擇使用#240?#500的微屑分類，以便能夠防止上述崩裂的發(fā)生而進行磨削加工。
[0121][研磨裝置]
[0122]圖2示出本發(fā)明所涉及的對棱柱狀的被加工物(W)進行研磨的研磨裝置(2)。研磨裝置(2)具有:把持結束上述磨削加工的被加工物(W)的把持單元(12);對上述被加工物(W)的側面部(F)以及角部(C)進行研磨加工而除去微裂紋并細化表面粗糙度的研磨單元A(20);形成基準面的基準塊⑷；對被加工物(W)的截面尺寸進行測量的測量單元(18)；移動把持被加工物(W)的上述把持單元(12)從而使上述被加工物(W)在測量單元(18)與研磨單元A(20)之間移動的移動單元(19)。
[0123]上述移動單元(19)與上述磨削裝置(I)的移動單元(19)相同，可以固定把持被加工物(W)的把持單元(12)，使測量單元(18)與研磨單元A (20)移動至被加工物(W)的位置進而對該被加工物(W)進行測量與磨削加工。
[0124]上述研磨裝置(2)具有:以被加工物(W)的柱軸處于水平的方式對該被加工物(W)進行載置且能夠沿垂直方向上下移動的基臺(11);使載置于該基臺(11)的被加工物(W)沿與該被加工物(W)的柱軸正交的方向進退移動并將該被加工物(W)定位于上述基臺
(11)的中心的按壓器具(34);以及以軸心成為被加工物(W)的柱軸的方向的方式把持該被加工物(W)的兩端的夾緊軸(13)。該夾緊軸(13)把持被加工物(W)。當上述基臺(11)下降時，上述夾緊軸(13)將被加工物(W)以其軸心為中心把持。把持單元(12)將被加工物(W)以能夠“間歇旋轉”或者“連續(xù)旋轉”的方式進行把持。
[0125]把持單元(12)將被加工物(W)以能夠“間歇旋轉”的方式把持是指:當被加工物(W)的磨削、研磨的部位的形狀為平面的情況下，為了將其加工面在圖1、圖2所示的Y方向的兩側定位，使把持該被加工物(W)的把持單元(12)的夾緊軸(13)以其軸心為中心進行“間歇旋轉”。
[0126]以加工面都為平面的四棱柱狀的多晶硅塊的磨削、研磨加工為例對“間歇旋轉”的工作與加工順序進行說明，使對置的第I組的側面部(F)(參照圖16)位于圖1、圖2所示的Y方向的兩側而進行加工，隨后旋轉90度對第2組的側面部(F)進行加工，由此結束4個側面部(F)的加工，再旋轉45度使對置的第I組的角部(C)(參照圖16)位于圖1、圖2所示的Y方向的兩側并進行加工，隨后旋轉90度旋轉對第2組的角部(C)進行加工，從而結束磨削、研磨加工。
[0127]把持單元(12)將被加工物(W)以能夠“連續(xù)旋轉”的方式把持是指:當被加工物(W)的磨削、研磨的部位的截面形狀為圓弧狀、例如對圓柱狀的單晶藍寶石錠的主體部(B)進行磨削、研磨加工的情況下，或者對四棱柱狀的單晶硅塊的4個角部(C)進行磨削、研磨加工的情況下，如圖3、圖4所示，在一側配置磨削單元(20)或研磨單元(30)，使把持該被加工物(W)的夾緊軸(13)以另外輸入設定的旋轉速度“連續(xù)旋轉”，從而進行磨削、研磨加工。
[0128]另外，在上述磨削裝置⑴或研磨裝置(2)設置的把持單元(12)的夾緊軸(13)還具有把持被加工物(W)的兩端面并測量該被加工物(W)的長度方向的尺寸進而存儲于控制單元的功能，其測量結果被運算處理后成為控制后述的移動單元(19)的移動距離的工作信號。利用基于該工作信號的上述移動單元(19)的工作，使把持上述被加工物(W)的把持單元(12)的夾緊軸(13)在測量單元(18)與磨削單元(I)或者測量單元(18)與研磨單元
(2)之間移動，對該被加工物(W)實施截面尺寸的測量與磨削加工或研磨加工。此外，也可以構成為測量單元(18)與磨削單元(I)或者測量單元(18)與研磨單元(2)在夾緊軸(13)之間移動。
[0129]如圖11以及圖12所示，研磨單元A(20)為研磨刷，該研磨刷具有轉盤(22)以及連結于旋轉驅動源且用于使該轉盤(22)旋轉的旋轉軸(23)，并且在圓盤狀的表面捆扎配置含有磨粒的刷毛材料A(21)。上述研磨單元A(20)以裝卸自如的方式與旋轉驅動源連結，并使上述刷毛材料A (21)的毛尖部以面接觸的方式按壓于上述被加工物(W)的加工部并進行旋轉。
[0130]作為在研磨單元A(14)中采用的研磨刷，存在如下的扇形研磨刷，其捆扎混合有磨粒的刷毛材料A(21)并相對于轉盤(22)能夠裝卸，當該刷毛材料A(21)耗盡時只需更換刷毛材料A(21)便可。另外，也可以使用將刷毛材料固定安裝于轉盤而在刷毛材料耗盡時與轉盤一體更換的杯形研磨刷。在本實施方式中使用扇形。
[0131]研磨裝置(2)優(yōu)選為具有一對研磨單元A(20)(研磨刷)，該一對研磨單元A(20)以上述刷毛材料A(21)的毛尖部與被加工物(W)的兩側面接觸的方式對置。研磨單元A(20)被裝卸自如地設置于研磨裝置(2)。
[0132]另外，可以將固定于上述研磨裝置(2)的研磨單元A(20)的刷毛材料A(21)的磨粒的粒度形成為兩種以上，將該磨粒的粒度粗的刷毛材料A(35)配置于接近轉盤(22)的旋轉中心的內圈部，并且將上述磨粒的粒度細的刷毛材料A(36)配置在遠離轉盤(22)的旋轉中心的外圈部。
[0133]在研磨裝置(2)的研磨單元A(20)中，將固定的磨粒的粒度形成為例如以除去微裂紋為目的粗研磨用和以細化其表面粗糙度為目的精研磨用這兩種，與此相對，在以往的研磨裝置中，需要分為粗研磨用裝置以及精研磨用的裝置而設置2臺裝置。作為對棱柱狀的被加工物(W)進行研磨的研磨刷，提供憑借一個研磨刷而具有粗研磨用以及精研磨用的兩個功能的研磨單元A (20)，因此能夠用I臺研磨裝置(2)對棱柱狀的被加工物(W)進行粗研磨加工以及精研磨加工，能夠實現(xiàn)設備費用的減少。
[0134]研磨裝置(2)具有測量在與柱軸垂直的水平方向以及垂直方向上分別形成一對基準面的基準塊的截面尺寸以及被加工物(W)的截面尺寸的測量單元(18)。研磨裝置(2)具有使上述把持單元(12)與研磨單元A (20)的任何一方沿被加工物(W)的柱軸方向移動至少與被加工物(W)的長度相當?shù)木嚯x的移動單元(19)。
[0135]研磨裝置(2)捆扎配置含有磨粒的刷毛材料A(21)并使該刷毛材料A(21)的毛尖部以面接觸的方式按壓于被加工物(W)的加工部而進行旋轉，因此能夠以一定的按壓力所產生的切入量進行研磨。
[0136]圖4示出本發(fā)明所涉及的對圓柱狀的被加工物(W)進行研磨的研磨裝置(2)。研磨裝置(2)具有:把持結束了上述磨削加工的被加工物(W)的把持單元(12);對該被加工物(W)的主體部(B)進行研磨加工而除去微裂紋并細化表面粗糙度的研磨單元B (30);形成基準面的基準塊(K);對被加工物(W)的截面尺寸進行測量的測量單元(18);移動把持被加工物(W)的上述把持單元(12)并使上述被加工物(W)在測量單元(18)與研磨單元B(30)之間移動的移動單元(19)。
[0137]上述移送單元(19)與上述相同還可以固定把持被加工物(W)的把持單元(12)，使測量單元(18)與研磨單元B (30)移動至被加工物(W)的位置，從而對該被加工物(W)進行測量與磨削加工。
[0138]另外，當被加工物(W)為圓柱狀的情況下，研磨裝置⑵的把持單元(12)將被加工物(W)把持為能夠以其軸心為中心“連續(xù)旋轉”。
[0139]另外，上述研磨裝置(2)的把持單元(12)與磨削裝置⑴的把持單元(12)相同，將被加工物(W)把持為能夠以其軸心為中心“連續(xù)旋轉”。
[0140]另外，如圖14所示，研磨單元B(30)使用在具有旋轉軸(33)的旋轉筒(32)的圓筒狀的主體的表面配置含有磨粒的刷毛材料B(31)的輥形的研磨刷。通過將研磨單元B(30)形成為輥形的研磨刷，能夠提高研磨效率(縮短研磨時間)。在上述研磨單元B(30)中，處于上述旋轉筒(32)的軸心的上述旋轉軸(33)被裝卸自如地與旋轉驅動源連結，使上述刷毛材料B(31)的毛尖部以與該被加工物(W)的軸心平行且線接觸的方式按壓于上述被加工物(W)的加工部并進行旋轉。此外，還可以使用價格比輥形的研磨刷低廉的扇形或者杯形的研磨刷。
[0141]研磨裝置(2)在圓筒狀的主體表面配置含有磨粒的刷毛材料B(31)，該刷毛材料B(31)的毛尖部相對于上述被加工物(W)的加工部與其軸心平行地按壓接觸并進行旋轉，因此能夠以一定的按壓力所產生的切入量進行研磨。
[0142]通過將上述研磨裝置(2)的研磨單元A(20)以及研磨單元B(30)形成為研磨刷，從而具有如下能力:在研磨加工時，上述刷毛材料A(21)或刷毛材料B(31)的毛尖部周邊以被按壓于被加工物(W)的加工面的狀態(tài)接觸旋轉，將被加工物(W)的表層部研磨幾IOym?IOOym左右。因此，能夠確切地進行除去棱柱狀以及圓柱狀的被加工物(W)的微裂紋并細化表面粗糙度的研磨加工。
[0143]另外，還可以將固定于上述研磨裝置(2)的研磨單元B(30)的刷毛材料B(31)的磨粒的粒度形成為兩種以上，將該磨粒的粒度粗的刷毛材料B(37)配置在旋轉筒(32)的開始與被加工物(W)按壓接觸的一側，并且將上述磨粒的粒度細的刷毛材料B(38)配置在旋轉筒(32)的結束與被加工物(W)按壓接觸而分離的一側。
[0144]在對圓柱狀的被加工物(W)進行研磨的輥形的研磨刷中，可以提供憑借一個研磨刷具有粗研磨用以及精研磨用這兩個功能的研磨單元B (30)，因此能夠用I臺研磨裝置(2)對圓柱狀的被加工物(W)進行粗研磨加工以及精研磨加工，能夠實現(xiàn)設備費用的減少。
[0145]另外，之所以將上述研磨單元A(20)或者研磨單元B(30)的磨粒的粒度作為粗研磨用的研磨刷設定為JISR6001:1998所規(guī)定的粗屑分類的#240~#500以及作為精研磨用的研磨刷設定為微屑分類的#800~#1200這兩種緣于以下理由。利用上述粗研磨用的研磨刷的高研磨能力確切地除去存在于被加工物(W)的表層部的微裂紋。通過上述精研磨用的研磨刷對因粗研磨加工而變得粗糙的表層部的表面粗糙度進行細化，為了消除在后工序中進行切片加工而形成晶片時產生的裂紋或豁口，最好利用精研磨用的研磨刷進行研磨加工。
[0146]另外，通過使相對于磨削裝置(I)以及研磨裝置(2)裝卸自如的磨削單元A(14)以及研磨單元A (20)或磨削單元B (24)以及研磨單元B (30)、的安裝部的規(guī)格共通，能夠將上述磨削裝置(I)主體以及研磨裝置(2)主體形成為相同的規(guī)格，因此能夠削減裝置主體的制造成本。
[0147][基于磨削、研磨加工系統(tǒng)的加工]
[0148]圖5是表示圖1所示的3臺磨削裝置(I)、圖2所示的I臺研磨裝置(2)、圖3所示的I臺磨削裝置(I)、圖4所示`的I臺研磨裝置(2)、未加工的被加工物(W)的搬入裝置
(3)、加工后的被加工物(W)的搬出裝置(4)、具有在上述搬入裝置(3)、磨削裝置(I)、研磨裝置(2)、搬出裝置(4)的各裝置間旋轉工作的工作臂(51)以及安裝于該工作臂(51)的前端且把持被加工物(W)的把持部(52)的移載裝置(5)的配置的配置圖。未圖示的控制單元具有:以加工開始前輸入完畢的初始設定項目以及從在磨削裝置(I)、研磨裝置(2)設置的測量單元(18)發(fā)送的測量信號為基礎進行運算處理并向該磨削裝置(I)、研磨裝置(2)的各單元輸出工作信號的功能、控制上述移載裝置(5)的旋轉工作以及把持被加工物(W)的把持工作的功能。另外，上述控制單元也可以具有控制該移載裝置(5)在上述搬入裝置
(3)、磨削裝置(I)、研磨裝置(2)、搬出裝置(4)間旋轉工作的順序的功能。
[0149]如此構成，則基于向控制單元預先輸入的朝搬入裝置(3)、磨削裝置(I)、研磨裝置(2)、搬出裝置(4)的旋轉工作順序，移載裝置(5)的把持部(62)會把持被加工物(W)并使工作臂(51)進行旋轉工作。因此，在搬入裝置(3)上待機的尚未磨削、研磨加工的被加工物(W)能夠結束由磨削裝置(I)與研磨裝置(2)進行的磨削加工與研磨加工而全自動地向搬出裝置⑷搬出。
[0150]另外，移載裝置(5)的把持部(52)能夠旋轉至規(guī)定的角度，因此無需在對棱柱狀的被加工物(W)進行加工的磨削裝置⑴與研磨裝置⑵的把持單元(12)的夾緊軸(13)設置的“間歇旋轉”的旋轉機構，也能夠由把持部(52)使被加工物(W)進行“間歇旋轉”。
[0151][磨削、研磨加工][0152]在上述第I方式所記載的控制單元中，作為加工開始前輸入的初始設定項目的例子含有以下的項目。
[0153]1.由后述的基準塊(K)的一對2個基準面形成的已知的基準間隔尺寸
[0154]2.被加工物(W)的種類及其形狀信息(棱柱的棱數(shù)或者圓柱)
[0155]3.被加工物(W)的表層部的磨削加工余量以及研磨加工余量
[0156]4.被加工物(W)的磨削、研磨加工后的最終截面尺寸及其公差
[0157]5.在對棱柱狀的被加工物(W)進行加工的情況下的、磨削裝置(I)的(后述的)磨削單元A(14)和研磨裝置(2)的(后述的)研磨單元A(20)的外形尺寸、磨粒的粒度、旋轉速度以及使磨削裝置(I)的把持單元(12)與磨削單元A(14)和研磨裝置(2)的把持單元(12)與研磨單元A(20)的任何一方通過(后述的)移動單元(19)移動的移動速度
[0158]6.在對圓柱狀的被加工物(W)進行加工的情況下的、磨削裝置(I)的(后述的)磨削單元B (24)和研磨裝置(2)的(后述的)研磨單元B (30)的外形尺寸、磨粒的粒度、旋轉速度以及使磨削裝置(I)的把持單元(12)與磨削單元B(24)和研磨裝置(2)的把持單元(12)與研磨單元B (30)的任何一方通過移動單元(19)移動的移動速度
[0159]7.當對被加工物(W)的加工部的形狀為單晶硅塊的角部或單晶藍寶石錠的主體部之類的、圓弧狀或圓柱狀的被加工物(W)進行加工的情況下所需的磨削裝置(I)和研磨裝置(2)的把持單元(12)的旋轉速度
[0160]上述磨削加工以及研磨加工中的被加工物(W)的移動速度需要設定在不殘留磨削加工痕跡或者研磨加工痕跡的范圍，當對被加工物(W)為棱柱狀的、例如多晶硅塊的側面部(F)與角部(C)和單晶硅塊的側面部(F)進行加工時，設定為10?40mm /秒，當對被加工物(W)為圓柱狀的、例如單晶藍寶石錠的主體部(B)和上述單晶硅塊(W)的角部(C)進行加工時，設定為IOmm /秒以下。
[0161]上述移動速度的設定與磨削、研磨加工的磨粒的粒度、切入量、旋轉速度的設定條件有關聯(lián)，例如如果磨粒的粒度粗大，則需要設定成上述范圍的慢的區(qū)域，如果磨粒的粒度細小，則需要設定成上述范圍的快的區(qū)域。
[0162]由于具有相對于被加工物(W)在上述磨削裝置(I)的磨削單元A(14)或者磨削單元B(24)設定一定的切入量來削去被加工物(W)的變形而平整形狀并將截面尺寸磨削至所希望的公差內的功能，和相對于被加工物(W)在上述研磨裝置(2)的研磨單元A(20)或者研磨單元B(30)設定由一定的按壓力產生的切入量來將上述被加工物(W)的表層部研磨至幾10 μ m?100 μ m左右的功能，因此能夠將截面尺寸與截面形狀加工至所希望的公差內，能夠確切地除去表層部的微裂紋，并細化表面粗糙度。
[0163]另外，在磨削開始前，由磨削裝置(I)的測量單元(18)測量出的截面尺寸由控制單元進行運算處理，當小于作為初始設定項目被預先向控制單元輸入的被加工物(W)的磨削加工余量和研磨加工余量與磨削、研磨加工后的最終截面尺寸的合計尺寸的情況下，無法進行磨削加工以及/或者研磨加工，因此會中止磨削裝置(I)的磨削加工而將該被加工物(W)通過把持單元(12)載置在基臺(11)上。
[0164]中止了磨削、研磨加工的被加工物(W)通過上述移載裝置(5)的工作臂(51)的旋轉、工作而由把持部(52)把持，返回至未圖示的再熔融工序。
[0165]在上述磨削裝置(I)或研磨裝置(2)設置的測量單元(18)在把持單元(12)的夾緊軸(13)的一方具有基準塊(K)，該基準快(K)隔開已知的基準間隔尺寸形成與被加工物(W)的柱軸平行的水平的一對基準面和與被加工物(W)的柱軸垂直的一對基準面。測量單元(18)還具有:將測量方向設為與被加工物(W)的柱軸方向正交的方向，測量上述基準塊(K)的垂直的基準面以及被加工物(W)的垂直的磨削、研磨加工部的間隔尺寸(截面尺寸)的測量器具A(ISA);將測量方向設為與上述測量器具A(ISA)正交的垂直方向，測量上述基準塊(K)的上表面的基準面以及被加工物(W)的上表面的磨削、研磨加工部的高度位置的測量器具B (18B)。
[0166]使用上述結構，由測量單元(18)按照如下方式進行測量。
[0167]<1>對于與柱軸垂直的水平方向的(使用垂直的基準面)基準塊(K)的截面尺寸的測量，在加工開始前作為初始設定項目將基準間隔尺寸預先輸入至控制單元。由上述測量器具A(ISA)對該基準塊(K)的基準面間進行實際測量并向控制單元發(fā)送。測量信號被運算處理，設定測量器具A(ISA)對于上述基準塊(K)的基準尺寸(截面尺寸)的測量信號。
[0168]<2>對于被加工物(W)的截面尺寸的測量，由測量器具A(ISA)實際測量上述被加工物(W)的截面尺寸亦即與柱軸垂直的水平方向的加工部間的實際尺寸并將該測量信號發(fā)送給控制單元。該被加工物(W)的測量信號以在上述〈1>中設定的測量器具A(ISA)的基準尺寸的測量信號為基礎被運算處理，從而能夠測量被加工物(W)的截面的實際尺寸。
[0169]〈3>對于磨削單元A (14)或者磨削單元B (24)以及研磨單元A (20)或者研磨單元B (30)的切入量為“零”的基點位置的設定，使上述磨削單元A (14)或者磨削單元B (24)以及研磨單元A(20)或者研磨單元B(30)的前端部與基準塊(K)的基準面接觸,將該接觸位置的信號發(fā)送至控制單元。上述磨削單元A(14)或者磨削單元B(24)以及研磨單元A(20)或者研磨單元B (30)的切入量為“零”的基點位置被運算處理后存儲于控制單元。
[0170]〈4>對于磨削單元A (14)或者磨削單元B (24)以及研磨單元A (20)或者研磨單元B (30)的切入量的設定，上述〈1X2X3〉被自動測量以及自動設定，該〈1X2X3〉的運算處理結果以在加工開始前作為初始設定項目被預先向控制單元輸入的磨削、研磨加工后的截面尺寸為基礎，被進一步運算處理，從而磨削單元A (14)或者磨削單元B (24)以及研磨單元A (20)或者研磨單元B (30)的切入量被自動設定。
[0171]其中，“切入量”是指:忽略尤其如研磨刷那樣在加工中變形的單元的變形的進給量，其與實際進行磨削或研磨的“切削余量”區(qū)分使用。
[0172]另外，對于向控制單元輸入的初始設定項目、從測量單元(18)發(fā)送的測量信號的運算處理以及利用該運算處理從上述控制單元向磨削裝置(I)或研磨裝置(2)發(fā)送的工作信號進行補充說明。
[0173]在上述初始設定項目中的由被加工物(W)的種類及其形狀信息(棱柱的棱數(shù)或者圓柱)決定的工作信號中例如存在決定把持單元(12)的把持被加工物(W)的夾緊軸(13)的“間歇旋轉”或者”連續(xù)旋轉”的工作信號。存在從控制單元向下述各單元發(fā)送而使各單元工作的信號，即:
[0174]構成磨削裝置⑴的基臺(11)、把持單元(12)、磨削單元A(14)或者磨削單元B (24)、測量單元(18)、移動單元(19)或者
[0175]構成研磨裝置⑵的基臺(11)、把持單元(12)、研磨單元A(20)或研磨單元B (30)、測量單元(18)、移動單元(19)。[0176]進而，存在基于與測量單元(18)的測量相關的上述〈1X2X3X4〉的運算處理，進行被加工物(W)的磨削、研磨加工后的外形尺寸的調制與微裂紋除去以及表面粗糙度的調整的工作信號。
[0177]另外，基于由測量器具A(ISA)測量出的基準塊(K)的與柱軸垂直的水平方向的基準面和與被加工物(W)的柱軸方向正交的方向(圖1?圖4、圖7、圖8所示的Y方向)的兩側的加工部的間隔尺寸(截面尺寸)，上述按壓器具(34)沿上述被加工物(W)的兩側(圖1?圖4、圖7、圖8所示的Y方向)進退移動，從而能夠將上述被加工物(W)定位于基臺(11)的圖1?圖4、圖7、圖8所示的Y方向的中心位置?；谟蓽y量器具B(ISB)測量出的基準塊(K)的上表面的基準面以及被加工物(W)的加工部的垂直方向(圖6以及圖8所示的Z方向)的高度位置，上述基臺(11)上下移動，從而能夠將上述被加工物(W)的柱軸心設定在磨削單元A (14)或者研磨單元A (20)、磨削單元B (24)或者研磨單元B (30)的Z方向(參照圖6以及圖8)的中心位置。
[0178]進行載置于基臺(11)的被加工物(W)的與柱軸方向正交的水平方向(圖1?圖
4、圖7、圖8所示的Y方向)和垂直方向(圖6以及圖8所示的Z方向)的定心，從而把持單元(12)的夾緊軸(13)能夠確切地把持被加工物(W)的兩端面的中心位置。因此，當要磨削、研磨加工的被加工物(W)的形狀為圓柱狀(單晶藍寶石錠的情況)或圓弧狀(單晶硅塊的角部)的情況下，能使把持單元(12)的夾緊軸(13)以其軸心為中心進行“間歇旋轉”或者”連續(xù)旋轉”，從而確切地進行加工。
[0179]在上述測量單元(18)的測量器具A(ISA)以及測量器具B(ISB)的測定方式中，可以使用與測量的部位直接接觸來進行測量的接觸式和放射激光來進行測量的非接觸式中的任何一種方式。
[0180]另外，上述控制單元最好具有下述的功能。gp，
[0181]1.使磨削單元A(14)和研磨單元A(20)或者磨削單元B(14)和研磨單元B(30)的各前端接觸在磨削裝置和研磨裝置的把持單元設置的基準塊(K)的垂直的兩側的基準面，對上述磨削裝置和研磨裝置的各單元的切入量為“零”的基點位置進行運算處理的功能
[0182]2.利用在磨削裝置和研磨裝置的測量單元設置的測量器具A(ISA)測量上述基準塊(K)的垂直的兩側的基準面與被加工物(W)的兩側的加工部的差，進而對被加工物(W)的加工部的加工前以及加工后的截面尺寸進行運算處理的功能
[0183]3.利用按壓器具(34)將載置于在磨削裝置⑴和研磨裝置(2)設置的基臺(11)的被加工物(W)從其水平兩方向進行按壓而定位于與該被加工物(W)的柱軸正交的水平方向的中心位置，隨后利用在上述磨削裝置(I)和研磨裝置(2)分別設置的測量單元(18)的測量器具B(ISB)所進行的測量，調整上述基臺(11)的上下位置，進行使在上述磨削裝置(I)和研磨裝置(2)分別設置的把持單元(12)的夾緊軸(13)所把持的被加工物(W)的兩端面的夾緊位置與上述被加工物(W)的軸心一致的定心的運算處理的功能
[0184]4.利用在加工開始前輸入的上述初始設定項目和在磨削裝置(I)與研磨裝置(2)分別設置的測量單元(18)的測量器具A(ISA)以及測量器具B(ISB)輸出的測量信號進行運算處理，向上述磨削裝置(I)和研磨裝置(2)的各單元輸出工作信號的功能
[0185]由于在控制單元設置有用于使硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)自動化的各功能，因此能夠確切地對被加工物(W)的加工部進行磨削加工與研磨加工，并且能夠實現(xiàn)省力化。
[0186]另外，最好將進行磨削、研磨加工的棱柱狀的被加工物(W)的截面尺寸的公差形成為±0.5_，將該被加工物(W)的2個側面部(F)彼此相交的角部(C)的截面形狀的公差形成為±0.1度。
[0187]例如，加工開始前的四棱柱狀的硅塊的截面尺寸存在125mmX 125mm(名稱:5英寸)、156mmX 156mm(名稱:6英寸)、210mmX210mm(名稱:8英寸)這三個種類。要求的公差為±0.5mm，進而要求的硅塊(W)的2個側面部(F)彼此相交的角部(C)的截面形狀的公差為90度±0.1度。因此，能夠基于截面尺寸的公差以及截面形狀的公差確切地進行磨肖IJ、研磨加工。
[0188]另外，最好將進行磨削、研磨加工的圓柱狀的被加工物(W)的截面尺寸的公差形成為±0.5_。
[0189]例如，加工開始前的圓柱狀的單晶藍寶石錠的截面尺寸直徑為2?6英寸(51?154mm)。要求的公差為±0.5mm。因此，能夠基于截面尺寸的公差確切地進行磨削、研磨加工。
[0190]使用到此為止說明的磨削、研磨加工系統(tǒng)，在由磨削單元A(14)進行磨削加工后，利用上述研磨單元A(20)進行研磨加工，從而進行硬脆性材料的磨削、研磨加工。
[0191]或者，在由磨削單元B(24)進行磨削加工后，由上述研磨單元B(30)進行研磨加工。
[0192]磨削裝置的磨削單元A(14)或者磨削單元B(24)，使用由磨粒的粒度為F90?F220(JISR6001:1998)構成的粗磨削用的磨石和由磨粒的粒度為#240?#500 (JISR6001:1998)構成的精磨削用的磨石,研磨裝置的研磨單元A(20)或者研磨單元B(30)具有由磨粒的粒度為#240?#500(JISR6001:1998)構成的粗研磨用的研磨刷和由磨粒的粒度為#800?#1200 (JISR6001: 1998)構成的精研磨用的研磨刷，可以利用磨削單元A (14)或者磨削單元B(24)將切削余量形成為20μπι?700μπι，表面粗糙度形成為Ry2.0?10.0ym(JISB0601:1994)，隨后利用研磨單元A(20)或者研磨單元B (30)將切削余量形成為75μπι以上，表面粗糙度形成為Ryl.lym(JISB0601:1994)以下，由此來進行磨削、研磨加工。
[0193]另外，形成作為磨削、研磨加工部的側面部(F)與角部(C)的棱柱狀的被加工物(W)的加工工序可以按照下述的任意順序進行。
[0194]1.偵愐部(F)的磨削加工、角部(C)的磨削加工、側面部(F)的粗研磨加工、側面部(F)的精研磨加工，
[0195]2.偵愐部(F)的磨削加工、側面部(F)的粗研磨加工、側面部(F)的精研磨加工、角部(C)的磨削加工，
[0196]3.偵愐部(F)的粗磨削加工、側面部(F)的精磨削加工、角部(C)的磨削加工、側面部(F)的粗研磨加工、側面部(F)的精研磨加工
[0197]另外，由磨削、研磨加工部的形狀為圓柱狀的主體部⑶形成的被加工物(W)的加工工序可以按照下述的任意順序進行。
[0198]1.磨削加工、粗研磨加工、精研磨加工，
[0199]2.粗磨削加工、精磨削加工、粗研磨加工、精研磨加工[0200]在未圖示的控制單元中如上所述設定初始設定項目后，接通加工開始開關，開始進行切削、研磨加工。被輸送至搬入裝置(3)上的被加工物(W)由旋轉的移載裝置(5)的把持部(52)把持。如圖6所示，被加工物(W)被設置在最初進行加工的磨削裝置(I)的基臺(11)上。由測量單元(18)測量被加工物(W)的上表面，以使被加工物(W)的柱軸的垂直位置與把持單元(12)的夾緊軸(13)的軸心的垂直位置一致的方式由基臺(11)進行垂直移動。如圖7所示，按壓器具(14)從水平方向的兩側(Y方向)分別前進并在其中央定位被加工物(W)。接下來，把持單元(12)的夾緊軸(13)的一方沿圖1所示的X方向前進，從而由該夾緊軸(13) (13)進行把持?；_(11)向下方退讓。
[0201]圖6所示的把持單元(12)通過移動單元(19)的工作而移動至磨削單元A(14)
(14)間。磨削單元A (14) (14)的磨粒層A (15a)的前端與設置于該把持單元(12)的基準塊(K)的垂直方向的基準面接觸，該磨削單元A(14)的磨粒層A(15a)的切入量為“零”的基點位置被存儲于控制單元。
[0202]以上，在被加工物(W)的種類為棱柱狀的被加工物(W)(例如多晶或者單晶硅塊)或者為圓柱狀的被加工物(W)(例如單晶藍寶石錠)情況下均進行相同的動作，以下以多晶硅塊作為被加工物(W)時的、在安裝有棱柱狀用的磨削單元A (14)的磨削裝置(I)與安裝有棱柱狀用的研磨單元A (20)的研磨裝置(2)配置搬入裝置(3)、搬出裝置(4)、移載裝置
(5)的設備為例，對其工作的詳細情況進行說明。
[0203]上述把持單元(12)通過移動單元(19)的工作而移動至測量單元(18),如圖8 (Y方向)所示，利用測量器具A(ISA)測量在多晶硅塊(W)的兩側對置的第I組的側面部(F)的截面尺寸。其測定結果被發(fā)送至控制單元。
[0204]發(fā)送至上述控制單元的測定結果在控制單元內被運算處理成實際尺寸，以該實際尺寸和預先輸入設定的“磨削加工后的截面尺寸”為基礎自動設定磨削單元A(14)的切入量。
[0205]測量截面尺寸并設定了磨削單元A(14)的切入量的上述多晶硅塊(W)的第I組的兩側面部(F) (F)通過移動單元(19)的工作而移動至磨削單元A(14) (14)之間，進而被磨削加工。該兩側面部(F) (F)間的截面尺寸由測量器具A(18A) (18A)確認是否在公差內。在第I組的兩側面部(F) (F)的磨削加工結束后，把持單元(12)的夾緊軸(13) (13)通過旋轉機構而旋轉90度，進而第2組的兩側面部(F) (F)與上述第I組的兩側面部(F) (F)相同，被磨削加工。當確認截面尺寸在公差內后，結束4個側面部(F)的磨削加工。
[0206]結束了 4個側面部(F)的磨削加工的多晶硅塊(W)在被把持單元(12)的夾緊軸(13)(13)把持的狀態(tài)下返回至圖6所示的工作開始位置，進而解除夾緊軸(13)(13)的把持狀態(tài)將多晶硅塊(W)載置于基臺(11)上。該多晶硅塊(W)通過上述移載裝置(5)的工作臂(51)的旋轉并由把持部(52)把持而載置于作為下一個加工工序的角部(C)的磨削加工用的磨削裝置(I)的基臺(11)上。利用與對上述側面部(F)進行磨削加工的磨削裝置(I)相同的工作順序，對4個角部(C)進行磨削加工。
[0207]結束了 4個角部(C)的磨削加工的多晶硅塊(W)與上述相同，在由把持單元(12)的夾緊軸(13)(13)把持的狀態(tài)下返回至圖6所示的工作開始位置，進而解除夾緊軸(13)
(13)的把持狀態(tài)將多晶硅塊(W)載置于基臺(11)上。上述移載裝置(5)的工作臂(51)旋轉，將該多晶硅塊(W)把持于把持部(52)，并載置于作為下一個加工工序的研磨裝置(2)的基臺(11)上。利用與上述的磨削裝置(I)相同的工作順序，對4個側面部(F)進行研磨加工。由此，全部的磨削、研磨加工結束。
[0208]全部的磨削、研磨加工結束，載置于研磨裝置(2)的基臺(11)上的上述多晶硅塊(W)通過上述移載裝置(5)的工作臂(51)的旋轉以及該把持部(52)的把持，被移載于搬出裝置⑷而搬出。
[0209]接下來，對于將利用本發(fā)明的磨削單元A(14)或者磨削單元B(24)進行磨削而將截面尺寸磨削加工至上述加工尺寸的公差內，并利用研磨單元A(20)或者研磨單元B(30)除去其表層部的微裂紋且細化表面粗糙度的上述多晶硅塊(W)、單晶硅塊(W)或者單晶藍寶石錠(W)通過鋼絲鋸進行切片加工而形成晶片的實施例進行描述。在實施例中，能夠減少因該晶片的裂紋、豁口等而廣生的缺陷廣品的發(fā)生率。
[0210]實施例1
[0211]在本實施例1中加工的被加工物(W)如圖15所示，為使用作為固定磨粒方式的新鋼絲鋸由一個硅錠切割出的4個側面部(F)與直角形狀的4個角部(C)所構成的四棱柱狀的多晶硅塊(W)。如圖15所示，該多晶硅塊(W)被切割形成為5列X 5列=計25塊。留取位于4角的多晶硅塊A(W)作為預備。如圖16所示，在結晶硅塊A(W)的2個側面部(F)形成鼓起。
[0212]磨削裝置(I)的磨削單元A(14)采用圖9以及圖10所示的杯形的磨石。由表3可見，作為形成磨粒層A(15a)的磨粒的粒度，選擇與磨削能力高的F100(JISR6001:1998)相當?shù)慕饎偸チ?。將磨粒層A(15a)的外形尺寸形成為直徑250mm、寬度為8mm。
[0213][表1]
【權利要求】
1.一種磨削、研磨加工系統(tǒng)，對用于通過切片加工制造晶片的由硬脆性材料構成的柱狀的被加工物進行磨削以及研磨， 所述磨削、研磨加工系統(tǒng)的特征在于， 所述磨削、研磨加工系統(tǒng)具備: 磨削裝置，該磨削裝置以一定的切入量磨削被加工物的表層部，除去該被加工物的表層部的雜質與柱軸方向的變形，并且將截面尺寸形成為所希望的尺寸，該磨削裝置具有測量被加工物的尺寸的測量單元； 研磨裝置，該研磨裝置以一定的按壓力研磨結束所述磨削后的被加工物的表層部，除去該被加工物的表層部的微裂紋并且細化表面粗糙度，該研磨裝置具有測量被加工物的尺寸的測量單元；以及 控制單元，該控制單元對由所述測量單元測量出的被加工物的尺寸進行運算，并根據(jù)所述運算的結果輸出所述磨削裝置的工作信號以及所述研磨裝置的工作信號。
2.一種磨削、研磨加工系統(tǒng)，對用于通過切片加工制造晶片的由硬脆性材料構成的柱狀的被加工物進行磨削以及研磨， 所述磨削、研磨加工系統(tǒng)的特征在于， 所述磨削、研磨加工系統(tǒng)具有至少一個以上的磨削、研磨裝置， 該磨削、研磨裝置具備: 測量單元，該測量單元測量被加工物的尺寸； 磨削單元，該磨削單元以一定的切入量磨削被加工物的表層部，除去該被加工物的表層部的雜質與柱軸方向的變形，并且將截面尺寸形成為所希望的尺寸； 研磨單元，該研磨單元以一定的按壓力研磨結束所述磨削后的被加工物的表層部，除去該被加工物的表層部的微裂紋并且細化表面粗糙度；以及 控制單元，該控制單元對由所述測量單元測量出的被加工物的尺寸進行運算，并根據(jù)所述運算的結果輸出所述磨削單元的工作信號以及所述研磨單元的工作信號。
3.根據(jù)權利要求2所述的磨削、研磨加工系統(tǒng)，對用于通過切片加工制造晶片的由硬脆性材料構成的柱狀的被加工物進行磨削以及研磨，其中， 所述磨削、研磨加工系統(tǒng)具有下述的磨削裝置和研磨裝置的至少一個， 該磨削裝置以一定的切入量磨削被加工物的表層部，除去該被加工物的表層部的雜質與柱軸方向的變形，并將截面尺寸形成為所希望的尺寸，該磨削裝置具有測量被加工物的尺寸的測量單元， 該研磨裝置以一定的按壓力研磨結束所述磨削后的被加工物的表層部，除去該被加工物的表層部的微裂紋并且細化表面粗糙度，該研磨裝置具有測量被加工物的尺寸的測量單J Li ο
4.根據(jù)權利要求1或3所述的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述磨削裝置具有: 基臺，該基臺以所述被加工物的柱軸處于水平的方式對所述被加工物進行載置，且能夠沿垂直方向移動； 把持單元，該把持單元具有:使載置于該基臺的被加工物沿與該被加工物的柱軸正交的方向進退移動并將該被加工物定位于所述基臺的中心的按壓器具；以及以軸心成為被加工物的柱軸的方向的方式把持該被加工物的兩端的夾緊軸，所述夾緊軸使被加工物能夠以所述軸心為中心進行旋轉；
磨削單元，該磨削單元是使將磨粒彼此結合而成的磨粒層固定于圓盤狀或圓環(huán)狀的底板的磨削體固定于轉盤的磨石，所述磨石以裝卸自如的方式連結于旋轉驅動源，使所述磨粒層按壓于所述被加工物而進行旋轉；以及 移動單元，該移動單元使所述把持單元以及所述磨削單元的任何一方沿所述被加工物的柱軸方向移動至少與該被加工物的長度相當?shù)木嚯x。
5.根據(jù)權利要求1或3所述的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述磨削裝置具有: 基臺，該基臺以所述被加工物的柱軸處于水平的方式對所述被加工物進行載置，且能夠沿垂直方向移動； 把持單元，該把持單元具有:使載置于該基臺的被加工物沿與該被加工物的柱軸正交的方向進退移動并將該被加工物定位于所述基臺的中心的按壓器具；以及以軸心成為被加工物的柱軸的方向的方式把持該被加工物的兩端的夾緊軸，所述夾緊軸使被加工物能夠以所述軸心為中心進行旋轉； 磨削單元，該磨削單元是使將磨粒彼此結合而成的磨粒層形成為圓盤狀或圓環(huán)狀的磨削體固定于轉盤的磨石，所述磨石以裝卸自如的方式連結于旋轉驅動源，使所述磨粒層按壓于所述被加工物而進行旋轉；以及 移動單元，該移動單元使所述把持單元以及所述磨削單元的任何一方沿所述被加工物的柱軸方向移動至少與該被加工物的長度相當?shù)木嚯x。
6.根據(jù)權利要求1或3所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述研磨裝置具有: 基臺，該基臺以所述被加工物的柱軸處于水平的方式對所述被加工物進行載置，且能夠沿垂直方向移動； 把持單元，該把持單元具有:使載置于該基臺的被加工物沿與該被加工物的柱軸正交的方向進退移動并將該被加工物定位于所述基臺的中心的按壓器具；以及以軸心成為被加工物的柱軸的方向的方式把持該被加工物的兩端的夾緊軸，所述夾緊軸使被加工物能夠以所述軸心為中心進行旋轉； 研磨單元，該研磨單元是具有轉盤且在圓盤狀的表面捆扎配置含有磨粒的刷毛材料的研磨刷，所述研磨刷以裝卸自如的方式連結于旋轉機構，使所述刷毛材料按壓于所述被加工物而進行旋轉；以及 移動單元，該移動單元使所述把持單元以及所述研磨單元的任何一方沿所述被加工物的柱軸方向移動至少與該被加工物的長度相當?shù)木嚯x。
7.根據(jù)權利要求2所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述磨削、研磨裝置具備: 基臺，該基臺以所述被加工物的柱軸處于水平的方式對所述被加工物進行載置，且能夠沿垂直方向移動； 把持單元，該把持單元具有:使載置于該基臺的被加工物沿與該被加工物的柱軸正交的方向進退移動并將該被加工物定位于所述基臺的中心的按壓器具；以及以軸心成為被加工物的柱軸的方向的方式把持該被加工物的兩端的夾緊軸，所述夾緊軸使被加工物能夠以所述軸心為中心進行旋轉；以及 移動單元，該移動單元使所述把持單元或者所述磨削單元或所述研磨單元的任何一方沿所述被加工物的柱軸方向移動至少與該被加工物的長度相當?shù)木揠x， 所述磨削單元是使將磨粒彼此結合而成的磨粒層固定于圓盤狀或圓環(huán)狀的底板的磨削體固定于轉盤的磨石，所述磨石以裝卸自如的方式連結于旋轉驅動源，使所述磨粒層按壓于所述被加工物而進行旋轉， 所述研磨單元具備研磨刷，并使該研磨刷進行旋轉，該研磨刷被裝卸自如地保持，且具有在圓盤狀的表面捆扎配置含有磨粒的刷毛材料并使該刷毛材料按壓于所述被加工物而進行旋轉的轉盤。
8.根據(jù)權利要求2所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述磨削、研磨裝置具備:` 基臺，該基臺以所述被加工物的柱軸處于水平的方式對所述被加工物進行載置，且能夠沿垂直方向移動； 把持單元，該把持單元具有:使載置于該基臺的被加工物沿與該被加工物的柱軸正交的方向進退移動并將該被加工物定位于所述基臺的中心的按壓器具；以及以軸心成為被加工物的柱軸的方向的方式把持該被加工物的兩端的夾緊軸，所述夾緊軸使被加工物能夠以所述軸心為中心進行旋轉；以及 移動單元，該移動單元使所述把持單元或者所述磨削單元或所述研磨單元的任何一方沿所述被加工物的柱軸方向移動至少與該被加工物的長度相當?shù)木揠x， 所述磨削單元是使將磨粒彼此結合而成的磨粒層形成為圓盤狀或圓環(huán)狀的磨削體固定于轉盤的磨石，所述磨石以裝卸自如的方式連結于旋轉驅動源，使所述磨粒層按壓于所述被加工物而進行旋轉； 所述研磨單元具備研磨刷，并使該研磨刷進行旋轉，該研磨刷被裝卸自如地保持，且具有在圓盤狀的表面捆扎配置含有磨粒的刷毛材料并使該刷毛材料按壓于所述被加工物而進行旋轉的轉盤。
9.根據(jù)權利要求4、5、7、8中任一項所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述磨削單元的磨粒的粒度在粗磨削用中為F90~F220(JISR6001:1998)，或者在精磨削用中為 #240 ~#500(JISR6001:1998)。
10.根據(jù)權利要求6~8中任一項所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述研磨單元的刷毛材料所含的磨粒的粒度為兩種以上。
11.根據(jù)權利要求10所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述研磨單元的磨粒的粒度在粗研磨用中為#240~#500(JISR6001:1998)，或者在精研磨用中為 #800 ~#1200(JISR6001:1998)。
12.根據(jù)權利要求10所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 在所述研磨單元中，將含有粒度粗的磨粒的刷毛材料配置在接近轉盤的旋轉中心的部分，將含有粒度細的磨粒的刷毛材料配置在所述含有粒度粗的磨粒的刷毛材料所配置的位置的周圍。
13.根據(jù)權利要求1或3所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述磨削裝置的所述磨削單元與所述研磨裝置的所述研磨單元能夠替換，通過替換磨削單元與研磨單元，能夠將磨削裝置形成為研磨裝置，或者將研磨裝置形成為磨削裝置。
14.根據(jù)權利要求2所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述磨削、研磨裝置的所述磨削單元與所述研磨單元能夠替換。
15.根據(jù)權利要求1所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)具備: 搬入裝置，該搬入裝置將磨削、研磨加工前的被加工物向所述磨削、研磨加工系統(tǒng)搬A ； 搬出裝置，該搬出裝置將結束磨削、研磨加工后的被加工物從所述磨削、研磨加工系統(tǒng)搬出；以及 移載裝置，該移載裝置具有在所述搬入裝置、所述磨削裝置、所述研磨裝置、所述搬出裝置之間移動所述被加工物的工作臂以及安裝于該工作臂的前端且將所述被加工物旋轉至規(guī)定的角度的把持部。
16.根據(jù)權利要求2或3所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)具備: 搬入裝置，該搬入裝置將磨削、研磨加工前的被加工物向所述磨削、研磨加工系統(tǒng)搬A ； 搬出裝置，該搬出裝置將結束磨削、研磨加工后的被加工物從所述磨削、研磨加工系統(tǒng)搬出；以及 移載裝置，該移載裝置具有在所述搬入裝置、所述磨削、研磨裝置或者所述磨削裝置或所述研磨裝置、所述搬出裝置之間移動所述被加工物的工作臂以及安裝于該工作臂的前端且將所述被加工物旋轉至規(guī)定的角度的把持部。
17.根據(jù)權利要求1或2所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 設置于所述磨削裝置或所述研磨裝置的測量單元包括: 基準塊，該基準塊具有在與所述被加工物的柱軸垂直的水平方向上隔開已知的基準間隔尺寸而形成的一對基準面、以及在與所述柱軸垂直的鉛垂方向上隔開已知的基準間隔尺寸而形成的一對基準面； 將測量方向設為所述水平方向，并測量所述基準塊的兩側的基準面以及被加工物的兩偵_磨削、研磨加工部的間隔尺寸的測量器具；以及 將測量方向設為所述鉛垂方向，并測量所述基準塊的上表面的基準面以及被加工物的上表面的磨削、研磨加工部的高度位置的測量器具。
18.根據(jù)權利要求17所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制單元具有如下功能: 使所述磨削單元以及所述研磨單元的各前端與在所述磨削裝置和所述研磨裝置的把持單元設置的基準塊的一對基準面接觸，對所述磨削裝置和所述研磨裝置的各單元的切入量為零的基點位置進行運算處理的功能； 利用在所述磨削裝置和所述研磨裝置的測量單元設置的測量器具測量所述基準塊的兩側的基準面與被加工物的兩側的加工部的差，對被加工物的加工部的加工前以及加工后的截面尺寸進行運算處理的功能； 進行用于使所述磨削裝置和所述研磨裝置定心地把持所述被加工物的運算處理的功能；以及 對在加工開始前輸入的初始設定項目、以及在所述磨削裝置和所述研磨裝置分別設置的測量單元的測量器具輸出的測量信號進行運算處理，并向所述磨削裝置和所述研磨裝置的各單元輸出工作信號的功能。
19.根據(jù)權利要求2所 述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制單元具有如下功能: 使所述磨削單元或所述研磨單元的各前端與在所述磨削、研磨裝置的把持單元設置的基準塊的一對基準面接觸，對所述磨削單元或所述研磨單元的切入量為零的基點位置進行運算處理的功能； 利用在所述磨削、研磨裝置的測量單元設置的測量器具測量所述基準塊的兩側的基準面與被加工物的兩側的加工部的差，對被加工物的加工部的加工前以及加工后的截面尺寸進行運算處理的功能； 進行用于使所述磨削、研磨裝置定心地把持所述被加工物的運算處理的功能；以及 對在加工開始前輸入的初始設定項目、以及所述測量單元的測量器具輸出的測量信號進行運算處理，并向所述磨削單元和所述研磨單元輸出工作信號的功能。
20.根據(jù)權利要求18或19所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述被加工物的形狀為棱柱狀， 將進行磨削、研磨加工的被加工物的截面尺寸的公差設定為±0.5mm，將該被加工物的2個側面部彼此相交的角部的截面形狀的公差設定為±0.1度。
21.根據(jù)權利要求18或19所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，其特征在于， 所述被加工物的形狀為圓柱狀， 將進行磨削、研磨加工的被加工物的截面尺寸的公差設定為±0.5mm。
22.—種硬脆性材料的磨削、研磨方法，其特征在于， 使用所述權利要求1~3中任一項所述的硬脆性材料的磨削、研磨加工系統(tǒng)，在利用所述磨削裝置進行磨削加工后，利用所述研磨裝置進行研蘑加工。
【文檔編號】B24B29/00GK103561908SQ201180071168
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2011年11月10日 優(yōu)先權日:2011年9月15日
【發(fā)明者】棚橋茂, 松本尚, 澤井將太 申請人:新東工業(yè)株式會社