JP7198881B2 - Hard material processing system - Google Patents
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Description
本発明は、装置およびシステムに関し、特に、硬質材料加工装置とそのシステムに関するものである。 The present invention relates to apparatus and systems, and more particularly to hard material processing apparatus and systems.
近年、半導体技術の継続的かつ活発な発展により、技術製品は大きな進歩を遂げることができた。半導体の製造工程では、加工機器により、ウエハーなどの材料に対して、切断、研削、研磨などの機械加工工程を行う。半導体材料である例えば炭化ケイ素(SiC)は、エネルギーバンドギャップが広く、硬度が高く、熱伝導率が高く、化学的不活性であるという利点があるため、高温電子部品や高周波・高出力部品の製造に最適な材料である。しかし、炭化ケイ素の硬さは高いため、スライス、研削または研磨などの加工工程を行うことが容易ではなく、加工部材であるカッターが摩耗しやすい。このため、高硬度半導体材料の加工効率と品質を向上させる方法が、現在最も重要な研究開発のトピックの一つである。 In recent years, with the continuous and vigorous development of semiconductor technology, technological products have been able to make great progress. In the manufacturing process of semiconductors, machining processes such as cutting, grinding, and polishing are performed on materials such as wafers using processing equipment. Semiconductor materials such as silicon carbide (SiC) have the advantages of wide energy bandgap, high hardness, high thermal conductivity, and chemical inertness. The best material for manufacturing. However, since the hardness of silicon carbide is high, it is not easy to perform processing steps such as slicing, grinding, or polishing, and cutters, which are processing members, tend to wear out. Therefore, how to improve the processing efficiency and quality of high-hardness semiconductor materials is one of the most important research and development topics at present.
本発明の主な目的は、加工速度を上げることができ、生産能力を上げることができ、加工部材の摩耗を減少することが可能な硬質材料加工装置とそのシステムを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION A main object of the present invention is to provide a hard material processing apparatus and system capable of increasing the processing speed, increasing the production capacity, and reducing the wear of the processing members.
本発明に係る硬質材料加工装置は、硬質材料を含有する処理予定加工物を加工する硬質材料加工装置であって、接触方式または非接触方式により、前記処理予定加工物に対して第1の加熱工程を行うことにより、前記処理予定加工物の前記硬質材料の硬さを降下することが可能な第1の温度まで前記処理予定加工物を加熱する加熱部材、前記加熱部材が前記処理予定加工物に対して前記第1の加熱工程を行うときに、前記硬質材料の前記硬さが一時的に降下した前記処理予定加工物に対して同時に第1の加工工程を行う少なくとも一つの第1の加工部材と、を少なくとも備え、前記処理予定加工物の前記硬質材料は炭化ケイ素であり、且つ前記加熱部材は、前記第1の加熱工程を行うときに、シリコンの硬さに近接するように、前記処理予定加工物の前記硬質材料の前記硬さを降下し前記第1の加工工程は切断、研削及び/又は研磨工程であることを特徴とする。 A hard material processing apparatus according to the present invention is a hard material processing apparatus for processing a work to be processed containing a hard material, wherein a first heating is applied to the work to be processed by a contact method or a non-contact method. A heating member for heating the workpiece to be processed to a first temperature capable of reducing the hardness of the hard material of the workpiece to be processed by performing a step, the heating member being the workpiece to be processed. At least one first processing of simultaneously performing the first processing step on the to-be-processed workpiece in which the hardness of the hard material temporarily drops when performing the first heating step on the and a member, wherein the hard material of the workpiece to be processed is silicon carbide, and the heating member is adapted to approach the hardness of silicon when performing the first heating step. It is characterized in that the hardness of the hard material of the workpiece to be processed is lowered and the first processing step is a cutting, grinding and/or polishing step.
本発明に係る硬質材料加工装置は、前記第1の加工部材は、オイル含有環境において、前記処理予定加工物に対して前記第1の加工工程を行い、前記オイル含有環境は、前記第1の温度を耐えることが可能な耐高温オイルを含むことを特徴とする。 In the hard material processing apparatus according to the present invention, the first processing member performs the first processing step on the workpiece to be processed in an oil-containing environment, and the oil-containing environment is the first processing step. It is characterized by containing high temperature resistant oil capable of withstanding temperature.
本発明に係る硬質材料加工装置は、前記第1の温度は摂氏100度より高いことを特徴とする。 The hard material processing apparatus according to the present invention is characterized in that the first temperature is higher than 100 degrees Celsius.
本発明に係る硬質材料加工装置は、前記加熱部材は、高周波加熱部材またはマイクロ波加熱部材であることを特徴とする。 The hard material processing apparatus according to the present invention is characterized in that the heating member is a high-frequency heating member or a microwave heating member.
本発明に係る硬質材料加工システムは、硬質材料を含有する処理予定加工物を加工する硬質材料加工装置であって、前記加熱部材は、接触方式または非接触方式により、前記処理予定加工物に対して第1の加熱工程および第2の加熱工程を行うことにより、前記処理予定加工物の前記硬質材料の硬さを降下することが可能な第1の温度までする加熱部材と、前記加熱部材が前記処理予定加工物に対して前記第1の加熱工程を行うときに、前記硬質材料の前記硬さが一時的に降下した前記処理予定加工物に対して同時に第1の加工工程を行う少なくとも一つの第1の加工部材と、前記加熱部材が前記処理予定加工物に対して前記第2の加熱工程を行うときに、前記第2の加工部材は、前記第1の加工工程が行われ、前記硬質材料の前記硬さが一時的に降下した前記処理予定加工物に対して同時に第2の加工工程を行う少なくとも一つの第2の加工部材と、を少なくとも備え前記処理予定加工物の前記硬質材料は炭化ケイ素であり、且つ前記第1の加熱工程および前記第2の加熱工程を行うときに、前記処理予定加工物の前記硬質材料の前記硬さは、シリコンの硬さに近接ように降下し、前記第1の加工工程は切断工程であり、前記第2の加工工程は研削及び/又は研磨工程であることを特徴とする。 A hard material processing system according to the present invention is a hard material processing apparatus for processing a work to be processed containing a hard material, wherein the heating member is applied to the work to be processed by a contact method or a non-contact method. a heating member for performing a first heating step and a second heating step with a heating member to a first temperature capable of lowering the hardness of the hard material of the workpiece to be processed; At least one of simultaneously performing the first processing step on the workpiece to be processed in which the hardness of the hard material has temporarily decreased when performing the first heating step on the workpiece to be processed. When the two first processing members and the heating member perform the second heating step on the workpiece to be processed, the second processing member is subjected to the first processing step and and at least one second processing member that simultaneously performs a second processing step on the work to be processed in which the hardness of the hard material has temporarily decreased. is silicon carbide, and when performing the first heating step and the second heating step, the hardness of the hard material of the workpiece to be processed drops to approach the hardness of silicon; , wherein the first processing step is a cutting step, and the second processing step is a grinding and/or polishing step.
本発明に係る硬質材料加工システムは、更に、少なくとも一つの洗浄部材を備え、前記洗浄部材は、前記処理予定加工物に対して、前記第1の加工工程及び/又は前記第2の加工工程を行った後、前記処理予定加工物に対して洗浄工程を行うことを特徴とする。 The hard material processing system according to the present invention further includes at least one cleaning member, and the cleaning member performs the first processing step and/or the second processing step on the workpiece to be processed. After washing, the workpiece to be processed is subjected to a cleaning step.
本発明に係る硬質材料加工システムは、前記第1の加工部材及び/又は前記第2の加工部材は、オイル含有環境において、前記処理予定加工物に対して、前記第1の加工工程及び/又は前記第2の加工工程を行い、前記オイル含有環境は、前記第1の温度を耐えることが可能な耐高温オイルを含むことを特徴とする。 In the hard material processing system according to the present invention, the first processing member and/or the second processing member are subjected to the first processing step and/or The second processing step is performed, and the oil-containing environment contains high temperature resistant oil capable of withstanding the first temperature.
本発明に係る硬質材料加工システムは、前記第1の温度は摂氏100度より高いことを特徴とする。 The hard material processing system according to the present invention is characterized in that the first temperature is higher than 100 degrees Celsius.
本発明に係る硬質材料加工システムは、前記加熱部材は、高周波加熱部材またはマイクロ波加熱部材であることを特徴とする。 The hard material processing system according to the present invention is characterized in that the heating member is a high-frequency heating member or a microwave heating member.
本発明に係る硬質材料加工装置とそのシステムには、次のような効果がある。
(1)処理予定加工物に対して加熱を行うことにより、処理予定加工物における硬質材料の硬さが降下するため、加工部材が切断、研削及び/又は研磨などの工程を行うことが容易となり、加工速度を上げることができる。これによって、生産能力を上げることができ、加工部材の磨耗を低減することもできる。
(2)従来の切断方式では、完了後、応力(Stress)を減少するために、テンパー処理(加熱)を行うことが必要であるのに対し、本発明によれば、テンパー処理を行うことが必要ないため、操作工数を減少することができる。
(3)同じカッターを例にして挙げると、本発明によれば、単位時間当たりの生産量が、従来の技術による生産量より多い。
The hard material processing apparatus and system according to the present invention have the following effects.
(1) By heating the workpiece to be processed, the hardness of the hard material in the workpiece to be processed is lowered, so that the workpiece can be easily subjected to processes such as cutting, grinding and/or polishing. , can increase the processing speed. This can increase production capacity and also reduce wear on the work piece.
(2) In the conventional cutting method, after completion, it is necessary to perform tempering (heating) in order to reduce stress, whereas according to the present invention, tempering can be performed. Since it is not necessary, the number of man-hours for operation can be reduced.
(3) Taking the same cutter as an example, according to the present invention, the output per unit time is higher than that of the prior art.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本発明の実施の形態の図面における各部材の比率は、説明を容易に理解するために示され、実際の比率ではない。また、図に示すアセンブリの寸法の比率は、各部品とその構造を説明するためのものであり、もちろん、本発明はこれに限定されない。一方、理解を便利にするために、下記の実施の形態における同じ部品については、同じ符号を付して説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The proportions of each member in the drawings of the embodiments of the present invention are shown for easy understanding of the description, and are not actual proportions. Also, the dimensional ratios of the assemblies shown in the figures are for the purpose of explaining each component and its structure, and of course the present invention is not limited thereto. On the other hand, for convenience of understanding, the same parts in the following embodiments will be described with the same reference numerals.
さらに、明細書全体および特許請求の範囲で使用される用語は、特に明記しない限り、通常、この分野、本明細書に開示される内容、および特別な内容で使用される各用語の通常の意味を有する。本発明を説明するために使用されるいくつかの用語は、当業者に本発明の説明に関する追加のガイダンスを提供するために、本明細書の以下または他の場所で説明される。 Moreover, terms used throughout the specification and claims generally have the ordinary meaning of each term used in the field, the subject matter disclosed herein, and the special subject matter, unless otherwise indicated. have Certain terms used to describe the invention are explained below or elsewhere in the specification to provide those skilled in the art with additional guidance regarding the description of the invention.
明細書全体および特許請求の範囲で使用される「第1」、「第2」、「第3」などの用語については、順序や順番を具体的に示すものではなく、本発明を制限するためにも使用されていない。これは、同じ専門用語で説明するコンポーネントまたは操作を区別するだけために使用される。 The terms "first", "second", "third", etc. used throughout the specification and in the claims are not intended to imply a particular order or sequence, but rather to limit the invention. not used in It is only used to distinguish between components or operations that are described with the same terminology.
明細書全体および特許請求の範囲で「含む」、「備える」、「有する」、「含有する」などの用語が使用されている場合、それらはすべてオープンな用語である。つまり、これらは、含むがこれに限定されないことを意味する。 Wherever used throughout the specification and claims, the terms "include", "comprise", "have", "contain" and the like are all open terms. That is to say, these are meant to include, but not be limited to.
本発明に係る硬質材料加工装置は、硬質材料を含む処理予定加工物を加工する硬質材料加工装置であって、処理予定加工物に対して第1の加熱工程を行うことにより、処理予定加工物の硬質材料の硬さを降下することが可能な第1の温度まで処理予定加工物を加熱することにより、第1の加熱工程を行うときに、処理予定加工物の硬質材料の硬さを一時的に降下する加熱部材と、加熱部材が処理予定加工物に対して、第1の加熱工程を行うときに、第1の加工部材は、硬質材料の硬さが一時的に降下した処理予定加工物に対して、同時に、第1の加工工程を行う少なくとも一つの第1の加工部材と、を少なくとも備える。
本発明に係る硬質材料は、例えば炭化ケイ素であり、本発明における処理予定加工物は、例えば炭化ケイ素インゴット(SiC Ingot)100であるが、これに限定されない。
A hard material processing apparatus according to the present invention is a hard material processing apparatus for processing a workpiece to be processed containing a hard material, wherein the workpiece to be processed is heated by performing a first heating step on the workpiece to be processed. Temporarily reduces the hardness of the hard material of the to-be-processed workpiece when performing the first heating step by heating the to-be-processed workpiece to a first temperature capable of lowering the hardness of the hard material of a heating member that is gradually lowered; and when the heating member performs a first heating step on the workpiece to be processed, the first workpiece is subjected to the processing to be processed in which the hardness of the hard material temporarily drops. and at least one first processing member that simultaneously performs a first processing step on the object.
A hard material according to the present invention is, for example, silicon carbide, and a workpiece to be processed in the present invention is, for example, a silicon carbide ingot (SiC Ingot) 100, but is not limited thereto.
第1の加工部材は、例えば、ワイヤーソー切断機(Wire-Saw Slicing Machine)、研削機(Grinding Machine)、又は研磨機(Polishing Machine)である。第1の加工工程は、例えば、切断、研削及び/又は研磨工程である。
加熱部材は、例えば、高周波(Radio Frequency,RF)加熱部材またはマイクロ波加熱部材であり、周波数は例えば1 KHz~10 GHzである。本発明に係る加熱部材は、処理予定加工物に対して加熱を行うためのものであるため、本発明では、高周波加熱部材またはマイクロ波加熱部材を例にして説明したが、これに限定されない。換言すると、加熱部材は、処理予定加工物に対して加熱を行うことができれば、何れかを採用してもよい。
図1に示すように、高周波加熱部材30を例にして挙げると、本発明では、高周波加熱部材30により、炭化ケイ素インゴット100を加熱して、炭化ケイ素インゴット100の硬さを降下することができる。このため、炭化ケイ素インゴット100に対して加工処理を容易に行うことができ、例えば、ワイヤーソー切断機10により、炭化ケイ素インゴット100を炭化ケイ素スライス102(第1の加工工程)に切断し、切断工程が更に容易となる。また、炭化ケイ素インゴット100は、例えば円柱状を呈するが、これに限定されない。また、本発明では、シリコン(Si)の硬さに近接するように、炭化ケイ素インゴット100の硬さを降下することが好ましいが、炭化ケイ素インゴット100の硬さを降下することができれば、次の加工工程が容易となる。
例えば、炭化ケイ素インゴット100を摂氏200度に加熱すると、その硬さは約25GPaであるが、炭化ケイ素インゴット100を摂氏350度に加熱すると、その硬さは約21.5GPaに降下し、且つ炭化ケイ素インゴット100を摂氏500度に加熱すると、その硬さは僅か約15GPaである。同様に、炭化ケイ素インゴット100を摂氏600度に加熱すると、炭化ケイ素インゴット100の硬さ(14GPa)は降下して、シリコンの硬さ(14GPa)に近接し、又は同じであるため、第1の加工部材は、シリコンインゴットに対して加工工程を行う加工部材と同じものを採用して、炭化ケイ素インゴット100に対して第1の加工工程を行うことができる。
The first processing member is, for example, a Wire-Saw Slicing Machine, a Grinding Machine, or a Polishing Machine. A first processing step is, for example, a cutting, grinding and/or polishing step.
The heating element is, for example, a Radio Frequency (RF) heating element or a microwave heating element, with a frequency of, for example, 1 KHz to 10 GHz. Since the heating member according to the present invention is for heating a workpiece to be processed, the high-frequency heating member or microwave heating member has been described as an example in the present invention, but the heating member is not limited to this. In other words, any heating member may be employed as long as it can heat the workpiece to be processed.
As shown in FIG. 1, taking the high-
For example, when the
また、第1の加工部材は、オイル含有環境200において、処理予定加工物(すなわち、炭化ケイ素インゴット100)に対して第1の加工工程を行ってもよい。オイル含有環境200は、第1の温度を耐えることが可能な耐高温オイルを含む。オイル含有環境200は、例えば上記の耐高温オイルが充填されているタンクである。第1の温度は、摂氏100度より高く、摂氏200度と900度の間であることが好ましいが、これに限定されない。
図2に示すように、炭化ケイ素インゴット100の一部または全部をオイル含有環境200に置いてもよい。炭化ケイ素インゴット100の全部をオイル含有環境200に浸漬して、高周波加熱部材30により、炭化ケイ素インゴット100を加熱することが好ましい。これにより、炭化ケイ素インゴット100の硬さを降下することができる。このうち、高周波加熱部材30は、市販されている高周波加熱部材を採用してもよい。処理予定加工物に対して加熱を行うことができるものを採用すればよいため、本発明では、特定のブランドや型番の高周波加熱部材に限定されない。次に、ワイヤーソー切断機10により、硬さが降下した炭化ケイ素インゴット100を炭化ケイ素スライス102(第1の加工工程)に切断することにより、切断工程が更に容易となる。このうち、ワイヤーソー切断機10は、同様に、市販されているワイヤーソー切断機を採用してもよい。処理予定加工物に対して切断を行うことができるものであればよい。このため、本発明では、特定のブランドや型番のワイヤーソー切断機に限定されない。ここで、炭化ケイ素インゴット100を切断する切断機器は、良く知られた技術であり、且つ本発明の技術の重点ではないため、説明を省略する。
上記のオイル含有環境200は、例えば、フッ素系のオイルを含有してもよい。これは、上記の加熱部材の処理予定加工物に対して行う第1の加熱工程を耐えることができ、且つ広い作動温度範囲、優れた極高温耐性、耐薬品性、広い材料適合性、並外れた電気絶縁性能、優れた皮膜形成、耐荷重性、潤滑性能などの特性を備え、潤滑性と加熱均一性を提供する。上記のフッ素系を含むオイルは、例えばフッ素オイル(Per-Fluorina Ted Poly Ethers,PFPE)であり、その分子構造は、例えば三種類の成分から構成され、これらは、炭素(Carbon)21.6%、酸素(Oxygen)9.4%、フッ素(Fluorine)69.0%である。ここで、上記のフッ素系を含むオイルとして、フッ素オイルを例にして挙げたが、上記の組成の比例は例示にすぎず、本発明はこれに限定されない。オイル含有環境200において、高温に耐えることが可能なオイルであれば良い。
The first work piece may also perform the first work step in the oil-containing
Part or all of the
The oil-containing
第1の加工工程は、上記の切断工程でもいいし、研削及び/又は研磨工程でもよい。換言すると、本発明は、切断工程を行った後、研削及び/又は研磨工程を行うことに限定されない。実際の製造プロセスのニーズによって、処理予定加工物に対して切断工程を行わず、研削及び/又は研磨工程だけを行ってもよい。同じ理由で、本発明に係る研削及び/又は研磨工程は、市販されている研削機及び/又は研磨機を採用してもよい。これは、例えば化学機械研削機(CMP)を採用してもよい。処理予定加工物に対して研削及び/又は研磨を行うことができれば良い。このため、本発明では、特定のブランドや型番の研削機及び/又は研磨機に限定されない。なお、炭化ケイ素インゴット100を研削及び/又は研磨する研削及び/又は研磨機器は、従来の技術であり、且つ本発明の技術の重点ではないため、説明を省略した。
例えば、図3に示すように、図1の切断工程を行って得られる炭化ケイ素スライス102を、受け部材40に置いてもよい。受け部材40は、例えば、穴を有するセラミックプレートであるため、空気抽出装置50(例えば空気抽出ポンプ)により、炭化ケイ素スライス102を受け部材40に固定して、次の研削及び/又は研磨工程を行うことができる。そして、高周波加熱部材30により、炭化ケイ素スライス102を加熱することにより、炭化ケイ素スライス102の硬さを降下することが可能なため、研削研磨機20により、炭化ケイ素スライス102に対して研削及び/又は研磨工程を行うことが容易となる。
図3において、高周波加熱部材30は受け部材40の下方に置かれるが、これに限定されない。高周波加熱部材30は、他の適当な位置に置いてもよい。これにより、炭化ケイ素スライス102に対して加熱を行って、その硬さを降下することができる。また、研削及び/又は研磨工程を行うときには、潤滑剤60を使用してもよい。潤滑剤60は、例えば、何れかのフッ素系を含むオイルであり、潤滑および加熱均一性の効果を提供することができる。
The first processing step may be the cutting step described above, or may be a grinding and/or polishing step. In other words, the invention is not limited to performing a cutting step followed by a grinding and/or polishing step. Depending on the needs of the actual manufacturing process, the workpiece to be processed may not be subjected to the cutting process, but may be subjected to only the grinding and/or polishing process. For the same reason, the grinding and/or polishing process according to the invention may employ commercially available grinding and/or polishing machines. This may employ, for example, a chemical mechanical grinder (CMP). It suffices if the workpiece to be processed can be ground and/or polished. As such, the present invention is not limited to any particular brand or model of grinder and/or polisher. The grinding and/or polishing equipment for grinding and/or polishing the
For example, as shown in FIG. 3, a
In FIG. 3, the high-
また、図4に示すように、本発明では、オイル含有環境200において、炭化ケイ素スライス102に対して研削及び/又は研磨工程を行ってもよい。オイル含有環境200は、第1の温度に耐えることが可能な耐高温オイルを含む。第1の温度は、摂氏100度より高く、摂氏200度と900度の間であることが好ましいが、これに限定されない。例えば、本発明では、炭化ケイ素スライス102の一部または全部を、オイル含有環境200に置いてもよい。炭化ケイ素スライス102の全部をオイル含有環境200に浸漬して、高周波加熱部材30により、炭化ケイ素スライス102を加熱することにより、炭化ケイ素スライス102の硬さを降下することが好ましい。
次に、研削研磨機20により、硬さが降下した炭化ケイ素スライス102に対して、研削及び/又は研磨工程を行う。同様に、炭化ケイ素スライス102の硬さの降下の程度は限定されない。しかし、炭化ケイ素スライス102の硬さがシリコンの硬さに近接し、又はシリコンの硬さと同じであるように降下すると、本発明に係る研削研磨機20は、シリコンスライスに対して、研削及び/又は研磨工程を行う、研削及び/又は研磨機と同じものを採用してもよい。図4における高周波加熱部材30は、オイル含有環境200の外部に置かれるが、本発明はこれに限定されない。高周波加熱部材30は他の適当な位置に置かれてもよく、これにより、炭化ケイ素スライス102に対して加熱を行って、その硬さを降下することもできる。
Also, as shown in FIG. 4, the present invention may perform a grinding and/or polishing process on the
The
本発明では、加熱部材は、第1の加熱工程において、接触方式または非接触方式により、処理予定加工物を加熱する。例えば、高周波加熱部材30により、炭化ケイ素インゴット100又は炭化ケイ素スライス102に対して加熱を行うときに、炭化ケイ素インゴット100又は炭化ケイ素スライス102に直接接触して加熱を行ってもいいし、間接的な方式を採用し、例えば、オイル含有環境200により、炭化ケイ素インゴット100又は炭化ケイ素スライス102に対して加熱を行ってもよい。本発明が属する技術分野の一般的な知識を持っている者は、本発明で開示された内容に基づいて、高周波加熱部材30を、どのようにオイル含有環境200の外部または内部に置き、且つどのように直接的な接触方式または間接的な接触方式により、炭化ケイ素インゴット100又は炭化ケイ素スライス102に対して加熱を行うかを明確に知ることができるはずであるため、説明を省略する。
In the present invention, the heating member heats the workpiece to be processed by contact or non-contact in the first heating step. For example, when the
本発明は、別途硬質材料加工システムを提案する。これは、例えば、複数の上記の硬質材料加工装置から構成され、複数の上記の加工工程をそれぞれ行い、又は一つの上記の硬質材料加工装置から構成され、複数の上記の加工工程を行う。
本発明に係る硬質材料加工システムは、硬質材料を含む処理予定加工物を加工する硬質材料加工システムであって、処理予定加工物に対して、第1の加熱工程と第2の加熱工程とを行って、処理予定加工物の硬質材料の硬さを降下することが可能な第1の温度まで処理予定加工物を加熱することにより、第1の加熱工程と第2の加熱工程とを行うときに、処理予定加工物の硬質材料の硬さを一時的に降下する加熱部材と、加熱部材が処理予定加工物に対して第1の加熱工程を行うときに、第1の加工部材は、硬質材料の硬さが一時的に降下した処理予定加工物に対して、同時に、第1の加工工程を行う少なくとも一つの第1の加工部材と、加熱部材が処理予定加工物に対して第2の加熱工程を行うときに、第2の加工部材は、第1の加工工程を行って、硬質材料の硬さが一時的に降下した処理予定加工物に対して、第2の加工工程を行う少なくとも一つの第2の加工部材と、少なくとも備える。そのうち、第1の加工工程は、例えば切断工程であり、且つ上記のようなワイヤーソー切断機10により切断工程を行うことができる。なお、第2の加工工程は、例えば研削及び/又は研磨工程であり、且つ上記のような研削研磨機20により、研削及び/又は研磨工程を行うことができる。
The present invention proposes another hard material processing system. For example, it is composed of a plurality of hard material processing apparatuses and performs a plurality of the above processing steps, or is composed of one hard material processing apparatus and performs a plurality of the above processing steps.
A hard material processing system according to the present invention is a hard material processing system for processing a workpiece to be processed containing a hard material, wherein the workpiece to be processed is subjected to a first heating step and a second heating step. when performing the first heating step and the second heating step by heating the workpiece to be treated to a first temperature capable of reducing the hardness of the hard material of the workpiece to be treated by a heating member for temporarily lowering the hardness of the hard material of the workpiece to be processed; and when the heating member performs the first heating step on the workpiece to be processed, the first processing member At the same time, at least one first processing member that performs a first processing step on the workpiece to be processed whose material hardness has temporarily decreased, and a heating member are provided to the workpiece to be processed in a second step. When performing the heating step, the second processing member is subjected to the first processing step, and the second processing step is performed on the workpiece to be processed in which the hardness of the hard material is temporarily lowered. and at least one second work member. Among them, the first processing step is, for example, a cutting step, and the cutting step can be performed by the wire saw cutting
第1の加熱工程と第2の加熱工程とは、同じ加熱部材によって行ってもよいし、異なる加熱部材によって行ってもよい。例えば、高周波加熱部材30により、第1の加熱工程と第2の加熱工程とを行ってもよい。また、高周波加熱部材30を固定的な空間(例えば上記のオイル含有環境200)の内部または外部に置いて、オイル含有環境200において、まず、切断工程を行って、研削及び/又は研磨工程を行ってもよい。或いは、二つの高周波加熱部材30をそれぞれ異なる位置に置いて、切断工程を行うときに、まず、そのうちの一つの高周波加熱部材30により加熱を行って、切断工程を行った後、別の位置に搬送して(搬送の過程中に、洗浄工程を選択的に行ってもよい。)、別の高周波加熱部材30により加熱を行ってもよい。必要によって、上記の高周波加熱部材30の代わりに、マイクロ波加熱部材を採用してもよい。
The first heating step and the second heating step may be performed using the same heating member, or may be performed using different heating members. For example, the high-
また、本発明に係る硬質材料加工システムは、更に、少なくとも一つの洗浄部材(図示せず)を備えてもよい。処理予定加工物は、第1の加工工程及び/又は第2の加工工程を受けた後、洗浄部材により、洗浄工程を受けてもよい。
図5に示すように、切断工程S10を行った後、洗浄部材は、処理予定加工物に対して洗浄工程S21を行って、次いで、研削工程S30及び洗浄工程S22を行って、続いて、研磨工程S40及び洗浄工程S23を行ってもよい。切断工程S10は、図1又は図2の方式によって行ってもよいが、これに限定されない。なお、研削工程S30及び研磨工程S40は、図3又は図4の方式によって行ってもよいが、これに限定されない。洗浄工程を行って、前の工程で処理予定加工物に残った物質を洗浄することにより、次の工程を便利に行うことができる。そのうち、洗浄工程において、プラズマにより清潔してもいいし、油脂を除去する有機溶剤(例えばアセトン)により、洗浄工程を行ってもよい。本発明に係る洗浄工程は、処理予定加工物に対して洗浄を行う場合に、プラズマ又は有機溶剤を例にして説明したが、本発明はこれに限定されない。換言すると、洗浄工程は、処理予定加工物に対して洗浄を行うことができれば良い。そして、本発明が属する技術分野の一般的な知識を持っている者は、本発明の内容に基づいて、どのように処理予定加工物に対して洗浄を行うかがよく分かるため、説明を省略する。
Also, the hard material processing system according to the present invention may further comprise at least one cleaning member (not shown). The to-be-processed workpiece may undergo a cleaning step with a cleaning member after undergoing the first processing step and/or the second processing step.
As shown in FIG. 5, after performing the cutting step S10, the cleaning member performs a cleaning step S21 on the workpiece to be processed, then performs a grinding step S30 and a cleaning step S22, and then performs polishing. Step S40 and cleaning step S23 may be performed. The cutting step S10 may be performed by the method shown in FIG. 1 or 2, but is not limited thereto. The grinding step S30 and the polishing step S40 may be performed by the method shown in FIG. 3 or 4, but the method is not limited to this. The next step can be conveniently performed by performing a washing step to clean the material left on the workpiece to be processed from the previous step. Among them, in the cleaning process, the cleaning process may be performed by plasma cleaning, or by using an organic solvent (eg, acetone) to remove grease. The cleaning process according to the present invention has been described using plasma or an organic solvent as an example when cleaning a workpiece to be processed, but the present invention is not limited to this. In other words, the cleaning process should be able to clean the workpiece to be processed. A person who has general knowledge in the technical field to which the present invention belongs will understand well how to clean the workpiece to be processed based on the content of the present invention, so the explanation is omitted. do.
本発明に係る硬質材料加工装置とそのシステムは、次のような効果がある。
(1)処理予定加工物に対して加熱を行うことにより、処理予定加工物における硬質材料の硬さが降下するため、加工部材が切断、研削及び/又は研磨などの工程を行うことが容易となり、加工速度を上げることができる。これによって、生産能力を上げることができ、加工部材の磨耗を減少することもできる。
(2)従来の切断方式によれば、完了後、応力(Stress)を減少するために、テンパー処理(加熱)を行うことが必要である。一方、本発明によれば、テンパー処理を行うことが必要ないため、操作工数を減少することができる。
(3)同じカッターを例にして挙げると、本発明による、単位時間当たりの生産量は、従来技術による生産量より多い。
The hard material processing apparatus and system according to the present invention have the following effects.
(1) By heating the workpiece to be processed, the hardness of the hard material in the workpiece to be processed is lowered, so that the workpiece can be easily subjected to processes such as cutting, grinding and/or polishing. , can increase the processing speed. This can increase production capacity and also reduce wear on the work piece.
(2) According to conventional cutting methods, it is necessary to perform tempering (heating) after completion in order to reduce stress. On the other hand, according to the present invention, it is possible to reduce the number of man-hours for operation because it is not necessary to perform the tempering process.
(3) Taking the same cutter as an example, the output per unit time according to the present invention is higher than that of the prior art.
以上の記述は例を挙げたものにすぎず、限定するものではない。本発明の精神及び範疇から逸脱しない、それに対して行ういかなる同等効果の修正又は変更も、添付の請求の範囲に含まれる。 The above description is by way of example only, and not by way of limitation. Any equivalent modifications or changes made thereto that do not depart from the spirit and scope of the invention are included in the appended claims.
10 ワイヤーソー切断機
20 研削研磨機
30 高周波加熱部材
40 受け部材
50 空気抽出装置
60 潤滑剤
100 炭化ケイ素インゴット
102 炭化ケイ素スライス
200 オイル含有環境
S10 切断工程
S21,S22,S23 洗浄工程
S30 研削工程
S40 研磨工程
10 Wire saw cutting
Claims (5)
接触方式または非接触方式により、前記処理予定加工物に対して第1の加熱工程および第2の加熱工程を行うことにより、前記処理予定加工物の前記硬質材料の硬さを降下することが可能な第1の温度まで前記処理予定加工物を加熱する加熱部材と、
前記加熱部材が前記処理予定加工物に対して前記第1の加熱工程を行うときに、前記硬質材料の前記硬さが一時的に降下した前記処理予定加工物に対して同時に第1の加工工程を行う少なくとも一つの第1の加工部材と、
前記加熱部材が前記処理予定加工物に対して前記第2の加熱工程を行うときに、前記硬質材料の前記硬さが一時的に降下した前記処理予定加工物に対して同時に第2の加工工程を行う少なくとも一つの第2の加工部材と、を少なくとも備え、
前記処理予定加工物の前記硬質材料は炭化ケイ素であり、
前記第1の加熱工程および前記第2の加熱工程を行うときに、前記処理予定加工物の前記硬質材料の前記硬さは、シリコンの硬さに近接するように降下し、
前記第1の加工工程は切断工程であり、
前記第2の加工工程は研削及び/又は研磨工程であることを特徴とする、
硬質材料加工システム。 A hard material processing system for processing a workpiece to be processed containing a hard material,
By performing a first heating step and a second heating step on the workpiece to be processed by a contact method or a non-contact method, the hardness of the hard material of the workpiece to be processed can be lowered. a heating member for heating the workpiece to be processed to a first temperature;
When the heating member performs the first heating step on the workpiece to be processed, the first heating step is simultaneously performed on the workpiece to be processed in which the hardness of the hard material is temporarily lowered. at least one first workpiece for
When the heating member performs the second heating process on the workpiece to be processed, the second heating process is simultaneously performed on the workpiece to be processed in which the hardness of the hard material is temporarily lowered. at least one second processing member for performing
the hard material of the workpiece to be processed is silicon carbide;
the hardness of the hard material of the to-be-processed workpiece decreases to approach the hardness of silicon when performing the first heating step and the second heating step;
The first processing step is a cutting step,
The second processing step is a grinding and / or polishing step,
Hard material processing system.
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