TWI566887B - Cylindrical components of the grinding device - Google Patents

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TWI566887B
TWI566887B TW099134690A TW99134690A TWI566887B TW I566887 B TWI566887 B TW I566887B TW 099134690 A TW099134690 A TW 099134690A TW 99134690 A TW99134690 A TW 99134690A TW I566887 B TWI566887 B TW I566887B
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Shigeru Tanahashi
Yasuo Noda
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Sintokogio Ltd
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Description

圓柱狀構件之研磨裝置
本發明係關於一種對由硬脆材料構成之圓柱狀被加工物之外周面的表層部(以下，只要無特別說明，僅記作「表層部」)進行研磨之研磨裝置。
於作為本發明之研磨對象之硬脆材料之圓柱狀構件中，有例如藉由線鋸進行切片加工而成為用以獲得矽晶圓之材料之矽塊，該矽塊係藉由帶鋸或線鋸將素材由單晶或多晶所構成之矽晶錠切斷而形成為圓柱形狀者，但在關於上述切斷後之外形尺寸之要求精度較高的情形時，要對其表層面進行研削處理。
藉由直拉單晶製造法(Czochralski method：CZ法)等所獲得之單晶矽塊、或者藉由鑄造法等所獲得之多晶矽塊係於後續步驟中利用線鋸進行切片加工而製造矽晶圓者，但若表層部存在微裂痕或微小凹凸，則於切片加工時所製造之矽晶圓容易產生裂痕、碎片，因此於專利文獻1及專利文獻2中，揭示出藉由對矽塊之表層部進行研磨去除而去除存在於上述表層部之微小凹凸(及微裂痕)，從而謀求提高矽晶圓之產品良率。尤其，於專利文獻1中，揭示出藉由對自表面起50～100 μm以上、200 μm以下之矽塊之表層部進行研磨去除，而將研磨前之10～20 μm之表面粗糙度Ry平坦化成3～4 μm。又，作為矽塊之研磨裝置，於專利文獻3中有揭示。
專利文獻1：日本特開2005-347712號公報
專利文獻2：日本特開2002-252188號公報
專利文獻3：日本特開2009-233794號公報
專利文獻1至專利文獻3之任一者皆係對於四角柱狀構件之矽塊之表層部的研磨方法及研磨裝置之揭示，關於進行本案發明欲實施之圓柱構件之表層部的研磨加工之裝置並未揭示。
本發明之目的在於提供一種滿足上述要求事項，並且可利用1台裝置對作為被加工物之圓柱狀矽塊等硬脆材料之表層部進行研磨加工的研磨裝置及其研磨方法。
第1發明之研磨裝置，係對圓柱狀被加工物之外周面之表層部進行研磨，其特徵在於，具備：夾鉗手段，連結於被加工物之旋轉手段，並夾持該被加工物之兩端面；研磨手段，其前端接觸被加工物之外周面並旋轉同時進行研磨加工；移動手段，使該研磨手段相對該被加工物在與該被加工物之大致圓形之剖面方向正交之長邊方向移動；高度位置檢測手段，檢測研磨加工完成品及研磨加工前之被加工物之高度位置；以及控制手段，供輸入該高度位置及加工條件，並對此進行運算來進行研磨加工；該運算係該研磨加工完成品之高度位置與該研磨前之被加工物之高度位置之差之運算、或藉由輸入之加工條件設定其他加工條件之運算、或該等之組合中之任一者。
第2發明使用如下之技術手段，該技術手段如第1發明之圓柱狀構件之研磨裝置，其中，該研磨手段係研磨刷，該研磨刷係將含有研磨粒之毛材於該研磨刷之底部以環狀植設複數根之構造。
第3發明使用如下之技術手段，該技術手段如第1發明之圓柱狀構件之研磨裝置，其中，該研磨手段係研磨刷，該研磨刷具有將捆束有複數根含有研磨粒之毛材之研磨具之基部於研磨具安裝板植設複數根之構造。
第4發明使用如下之技術手段，該技術手段如第1發明之圓柱狀構件之研磨裝置，其中，該研磨手段係研磨刷，該研磨刷具有將含有研磨粒之彈性體於該研磨刷之底部以環狀配置之構造。
第5發明使用如下之技術手段，該技術手段如第2至第4發明中之任一者之圓柱狀構件之研磨裝置，其中，該研磨手段係沿圓柱狀被加工物之軸芯連設配置有複數個。
第6發明使用如下之技術手段，該技術手段如第2至第4發明中之任一者之圓柱狀構件之研磨裝置，其中，該研磨手段係由配置在被加工物之圓形剖面之相同面內之第1研磨手段與第2研磨手段構成，第1研磨手段與第2研磨手段之軸芯係配置成與被加工物之半徑方向一致，第1研磨手段之軸芯與第2研磨手段之軸芯係配置成在被加工物之剖面中心交叉以構成既定角度θ。
第7發明使用如下之技術手段，該技術手段如第6發明之圓柱狀構件之研磨裝置，其中，該第1研磨手段與第2研磨手段係分別沿圓柱狀被加工物之軸芯連設配置有複數個。
第8、第9發明使用如下之技術手段，該技術手段如第5或第7發明之圓柱狀構件之研磨裝置，其中，該研磨手段所使用之毛材或彈性體中所混合之研磨粒之粒度為F180～＃2000，選擇兩種以上具有該粒度不同之毛材或彈性體之研磨手段，且以研磨粒之粒度由「粗」到「細」之順序進行研磨加工之方式，將研磨粒之粒度不同之研磨手段沿圓柱狀被加工物之軸芯連設。
第10、第11發明使用如下之技術手段，該技術手段如第5或第7發明之圓柱狀構件之研磨裝置，其中，該研磨手段所使用之毛材或彈性體中所混合之研磨粒之粒度為F180～＃2000，且將具有該粒度大致相同之毛材或彈性體之研磨手段沿圓柱狀被加工物之軸芯連設。
第12發明之圓柱狀構件，係被第1發明之圓柱狀構件之研磨裝置研磨加工，其特徵在於：存在於自被加工物之表層起100 μm以下之微裂痕被去除，且研磨加工面之表面粗糙度Ry為3 μm以下。
第13發明使用如下之技術手段，該技術手段如第12發明之圓柱狀構件，其中，該圓柱狀構件係矽塊或陶瓷。
第14發明之圓柱狀構件之研磨方法，係藉由第1發明之圓柱狀構件之研磨裝置對圓柱狀構件進行研磨加工，其特徵在於：藉由該旋轉手段使該夾鉗手段所夾持之被加工物旋轉，且使該研磨手段之前端接觸該被加工物之外周面並旋轉，且使該研磨手段相對該被加工物移動。
第15、第16發明使用如下之技術手段，該技術手段係一種藉由第5或第7發明之圓柱狀構件之研磨裝置對圓柱狀構件進行研磨加工之方法，該研磨手段所使用之毛材或彈性體中所混合之研磨粒之粒度為F180～＃2000，選擇兩種以上具有該粒度不同之毛材或彈性體之研磨手段，且以研磨粒之粒度由「粗」到「細」之順序進行研磨加工之方式，將研磨粒之粒度不同之研磨手段沿圓柱狀被加工物之軸芯連設來進行研磨。
第17、第18發明使用如下之技術手段，該技術手段係一種藉由第5或第7發明之圓柱狀構件之研磨裝置對圓柱狀構件進行研磨加工之方法，該研磨手段所使用之毛材或彈性體中所混合之研磨粒之粒度為F180～＃2000，將具有該粒度大致相同之毛材或彈性體之研磨手段沿圓柱狀被加工物之軸芯連設來進行研磨。
該研磨手段與圓柱狀被加工物之外周面接觸，並且利用旋轉手段使被加工物進行旋轉，藉此可對該被加工物之表層部進行研磨加工。又，由夾鉗手段所夾持之該被加工物係藉由上述旋轉手段(以下，記作旋轉手段(被加工物用))而於圓周方向進行旋轉，故可均勻地對該被加工物之表層部進行研磨加工。進而，於該研磨加工時，使該研磨手段相對該被加工物在被加工物之長邊方向、即與大致圓形之剖面正交之方向上移動，藉此可均勻地對整個該被加工物進行研磨加工。所謂大致圓形，不僅包含圓形，亦包含橢圓等因該被加工物(圓柱狀構件)之製程中之變形等所產生之稍許非圓形之狀態。
又，藉由高度位置檢測手段於研磨開始前檢測利用研磨手段對研磨加工完成品之標準片(以下，記作「母工件(master work)」)開始進行研磨加工之高度位置並儲存後，檢測被加工物之高度位置，並藉由控制手段運算對上述母工件檢測出之高度位置與對被加工物檢測出之高度位置的差分，根據運算結果修正上述研磨手段之前端與被加工物之距離，藉此可對複數個被加工物連續進行研磨加工。再者，第1發明中記載之「輸入」，亦包含手動(作業者)輸入(儲存)至控制手段之資訊、自動輸入(儲存)至控制手段之資訊、以及根據手動或/及自動輸入(儲存)之資訊進行運算後所輸入(儲存)之資訊中的任一者。
又，使用以含有研磨粒之毛材構成上述研磨手段之研磨刷，藉此可確保充分之研磨力，且可抑制因研磨而對被加工物造成之損傷。此方法與例如以研磨石等進行研磨等其他研磨方法相比，由於毛材具有柔軟性，因此可抑制因研磨而對被加工物造成之損傷，又，由於毛材中含有研磨粒，因此可充分確保研磨力。
又，藉由任意地設定植設有將複數根上述毛材捆束而成之研磨具之研磨具安裝板的位置(上下方向)，可調整自研磨手段之底部露出之毛材之長度。即，配合毛材之磨耗而使研磨具安裝板之位置向下方移動，藉此可使露出之毛材之長度始終保持一定。
又，由於研磨加工時與被加工物接觸者為彈性體，因此可減少由被加工物與該研磨刷接觸所造成之損傷。
又，上述毛材中所混合之研磨粒之粒度為F180～＃2000(JIS R6001：1998)，1個研磨手段係混合有大致相同之粒徑之研磨刷。即，越是具備該粒度較大之毛材或彈性體之研磨手段，其研磨能力越高，可確實地去除存在於被加工物之表層部之微裂痕；越是具備該粒度較小之毛材或彈性體之研磨手段，越可對該表層部進行微細研磨而去除凹凸。
又，將研磨手段沿圓柱狀被加工物之軸芯連設配置複數個，藉此可對應於被加工物之種類或目的而適當選擇研磨手段進行加工。即，選擇兩種以上具有該粒度不同之毛材或彈性體之研磨手段，並以該研磨手段所具備之毛材或彈性體中所含有之上述粒度由「粗」到「細」之順序通過上述被加工物而進行加工之方式連設，藉此能夠以一次研磨加工去除被加工物表層部之微裂痕及凹凸。又，在無需如上所述由「粗」到「細」之多階段加工，可藉由1個階段之加工獲得所要求之表面的情形時(例如，被加工物W之表面之微裂痕微小，表面粗糙度相對於要求值無較大差別之情形時僅進行「細」加工)，使連設之兩個以上研磨手段所具備之毛材或彈性體中所含有之上述研磨粒之粒度於任一研磨手段中皆大致相同，藉此可縮短加工時間。
又，於由被加工物之圓形剖面之同一面內所配置之第1研磨手段與第2研磨手段構成的研磨手段中，第1研磨手段與第2研磨手段之軸芯係以於被加工物之半徑方向上一致之方式而配置，第1研磨手段之軸芯與第2研磨手段之軸芯以構成既定角度θ之方式配置成於被加工物之剖面中心交叉，藉此可縮短加工時間。
又，將上述第1研磨手段與第2研磨手段分別沿圓柱狀被加工物之軸芯連設而配置複數個，藉此可對應於被加工物之種類或目的而縮短上述加工時間。
又，藉由使用上述研磨裝置，可獲得自表層起100 μm之微裂痕得以去除、且表面粗糙度Ry為3 μm以下之圓柱狀構件。作為上述圓柱狀構件，可較佳地使用矽塊或陶瓷之類的硬脆材料。
使用圖式對本發明之第1實施形態之研磨裝置之構成內容及作動的詳細情況進行說明。第1實施形態之研磨裝置係具備2個以上(3個)研磨粗糙度不同之研磨手段的圓柱狀構件用之研磨裝置。
圖1係表示研磨裝置之前視圖，該研磨裝置具備：停止於圖中右端之研磨開始前位置之研磨單元1；以及配置於以一點鏈線表示之被加工物W之圖中左右之夾鉗手段5；該夾鉗手段5具備：握持部6A，其配置於被加工物W之左側，且安裝於藉由夾鉗手段5之氣缸驅動而滑動之基準側之夾鉗軸12A之前端；以及握持部6B，其配置於被加工物W之右側，且安裝於從動側之夾鉗軸12B之前端。圖1係表示將握持部6A、6B分別配置於後退之位置，且未夾持被加工物W之開放狀態。上述研磨單元1係由分別連結於旋轉手段(研磨手段用)2a之3個研磨手段2、及用以於研磨開始前檢測被加工物W之加工面(外周面)P之高度位置的高度位置檢測手段3所構成。再者，藉由將該研磨手段2相對被加工物W進行移送之移送手段(未圖示)，於進行研磨時將研磨單元自圖1中之左側向右側移送，故上述研磨手段2自右側起依序作為粗研磨用研磨手段、中研磨用研磨手段、精研磨用研磨手段而連設。即，研磨手段所具備之毛材中所含有之研磨粒之粒度自右側起依序為由「粗」到「細」。又，上述高度位置檢測手段3係設置於上述粗研磨用之研磨手段2之右側。
上述3個研磨手段2中之粗研磨用研磨手段2係研磨能力較大，並以削除存在於表層部之大部分微裂痕為目的而設置者，中研磨用研磨手段2係以去除藉由帶鋸或線鋸切斷時所產生之表面之凹凸、以及使因上述粗研磨而粗糙之表面微細化為目的而設置者，精研磨用研磨手段2係以表面粗糙度之最終調整為目的而設置者。再者，若於上述中研磨之階段已完成表面之凹凸去除及表面粗糙度之微細化調整，則亦可連設2個研磨手段2而不使用精研磨用研磨手段2。
為了於被加工物W之加工前，藉由高度位置檢測手段3設定研磨手段2開始進行研磨加工之高度位置，而使用母工件。
為了設定上述高度位置，首先以夾鉗手段5夾持母工件之兩端。於藉由夾鉗手段5夾持母工件時，較佳為例如將母工件載置於具有V字狀之槽之基台(未圖示)上來進行夾持。藉由將母工件設置於該槽上，可使該母工件之圖中左右方向之中心始終為大致相同位置。進而，更佳為該基台具有用以對上述圖中上下方向之設置位置進行微調整之調整手段(未圖示)。將母工件載置於該基台上，並使上述夾鉗手段5之夾鉗軸12A及12B分別前進來使握持部6A及6B夾持母工件之兩端部。其後，卸除該基台。於本實施形態中，具有V字狀之槽之基台之設置及卸除係藉由使基台於圖中上下移動而進行。(參照圖4)
夾鉗手段5係藉由旋轉手段(被加工物用)(未圖示)而旋轉，即以夾鉗軸12A及12B之軸芯為中心而旋轉，因此必需以使自母工件之端面側所觀察之夾鉗軸12A及12B之前端的握持部6A及6B之軸芯與母工件之軸芯一致之方式，進行定中心調整。一面藉由上述調整手段進行該調整一面夾持母工件。使用以上述方式設置於加工位置之母工件，藉由上述高度位置檢測手段3測定該母工件之外周面之高度位置後，將該母工件自夾鉗手段5上卸除。於本實施形態中，以夾鉗手段5夾持母工件後，藉由研磨單元1所具備之高度位置檢測手段3測定母工件之外周面高度位置H1，其後使該母工件旋轉(例如180度)，並測定旋轉之狀態下之高度位置H2。計算H1與H2之差，在H1與H2並非大致相同之情形時，使上述基台上升後使夾鉗軸12A及12B分別後退以解除對母工件之夾持。根據上述運算結果而調整(升高、或降低)上述基台之高度位置(用於使母工件藉由夾鉗手段5來夾持之上下方向停止位置)後，再次利用夾鉗手段5夾持母工件，並測定被夾持之母工件之H1及H2。若H1與H2成為大致相同，則母工件之定中心步驟完成。(參照圖5)
母工件之定中心步驟完成後，研磨單元1向圖1中之右方向移動。然後，使上述基台上升，使上述夾鉗軸12A及12B分別後退以解除對母工件之夾持，並且將母工件載置於基台之V字狀之槽上。其後，將母工件與被加工物W進行交換，與母工件之情形同樣地執行定中心步驟。於上述定中心步驟完成後，使該研磨單元向圖1中之左側移動。再者，藉由上述母工件之定中心步驟而將母工件之外周面高度位置H儲存於控制手段中，藉由上述被加工物W之定中心步驟而將被加工物W之外周面高度位置h儲存於控制手段中。
根據預先輸入至控制手段之加工條件(研磨手段2之旋轉速度、被加工物W之旋轉速度、研磨單元1之移送速度、(相對於被加工物W之加工面P之)切入量、以及上述外周面高度位置H、h)進行運算處理，使研磨單元1於上下方向，即研磨單元與加工面P之距離方向上移動。
根據上述加工條件，使研磨手段2、被加工物W藉由上述控制手段13而以規定之旋轉速度進行旋轉。其後，同樣地使研磨單元1藉由上述控制手段13而以規定之移動速度向圖1中之右側移動。藉由該移動，使被加工物W之被加工面P與正在旋轉之研磨手段2之前端部接觸來進行研磨加工。如上所述，研磨手段2係自圖1之右向左依序按由「粗」到「細」之順序排列，故藉由該移動而進行「粗研磨」→「中研磨」→「精研磨」。於研磨單元移動至規定之位置(最右端)後，上述基台上升，其後，夾鉗手段12A及12B後退，解除對該被加工物W之夾持，取出該被加工物W，藉此完成研磨加工。
在對複數個被加工物W進行加工之情形時，於上述基台上重新設置被加工物W之後，同樣地經過被加工物之夾持步驟、被加工物之定中心步驟來進行研磨加工。即，藉由最初測定母工件之高度位置，可於其後進行複數個被加工物W之研磨加工。(參照圖6、圖7)
於本實施形態中，將研磨單元1向圖中橫方向移送，但亦可移送被加工物W，且亦可移送研磨單元1與被加工物W兩者。
於本實施形態中，將加工條件手動輸入至控制手段中，但亦根據手動輸入之加工條件與自動輸入(儲存)之外周面高度位置，而利用控制手段對未輸入之加工條件進行運算後實施研磨加工。例如，可藉由輸入研磨手段之前端相對於被加工物之加工面P之切入量(以下，僅記作「切入量」)及研磨手段2之旋轉速度，而利用控制手段13計算被加工物W之移動速度，亦可根據其他加工條件或高度位置而利用控制手段13計算切入量。而且，可根據該等運算結果而進行研磨加工。
所輸入之加工條件並不限於本實施形態之項目。例如，亦可輸入研磨手段2之種類、被加工物之狀態，且亦可根據該等而將控制手段13之運算加以組合。
圖2(A)及(B)表示作為上述研磨手段2之研磨刷之一例，該例係將混合有研磨粒之由尼龍等合成樹脂所構成之毛材10a捆束而製成研磨具10，並將該研磨具10裝卸自如地安裝於使該研磨具10之基部連結於旋轉手段(研磨具用)2a以進行水平旋轉之研磨具安裝板11上，研磨具10之下端針對被加工物W之加工面P而接觸旋轉並進行研磨，於研磨具10磨耗後，可將該研磨具10自研磨具安裝板11上卸除並更換成新的研磨具10。再者，作為研磨手段2之研磨刷並不限於圖2所示者，亦可為將由混合有研磨粒之毛材10a所構成之研磨具10直接安裝於研磨具安裝板11上並固定，於該研磨具10磨耗後，與研磨具安裝板11一併進行更換者，亦可不使用研磨具10，而是將含有研磨粒之由尼龍等合成樹脂所構成之毛材10a以環狀植設於研磨手段2之底部(參照圖3(A))。又，例如，於陶瓷等之研磨加工、或者於加工時研磨手段2接觸到呈大致90°角度之柱狀體之角部之情形等因研磨手段2與被加工物W之接觸而產生碎片(碎屑)已成為問題之情形時，亦可將含有研磨粒之由合成樹脂所構成之彈性體10b以環狀配置於研磨手段之底部(參照圖3(B))。該情形之彈性體10b可為例如硬度較為柔軟之樹脂之塊體、或內部具有許多氣泡之以聚氨酯或氨酯為首之樹脂之塊體、或者使纖維狀之彈性體相互纏繞而成者。於硬度較為柔軟之樹脂之塊體中，樹脂自身係作為緩衝材而發揮作用。於具有氣泡之樹脂之整體中，內部之氣泡係作為緩衝材而發揮作用。於含有研磨粒並相互纏繞而成之彈性體中，由於該彈性體相互纏繞，因此於該等之集合體之內部包含空氣，該空氣層係作為緩衝材而發揮作用。在任一情形時，為了使該彈性體10b於接觸到被加工物時保持適度之彈力，皆要適當選擇合成樹脂之種類及研磨粒之含有率等。(參照圖3。圖3(A)及圖3(B)皆為上圖表示正面，下圖表示底面。)
再者，上述毛材或彈性體中所混合之研磨粒之粒度較理想的是選自F180～＃2000(研磨粒之粒度之定義係基於JIS規格R6001：1998)之範圍。
評價試驗
以下，對如下之評價試驗之結果進行描述，即，將被加工物W設為圓柱狀之單晶矽塊(Φ175 mm×500 mm)，使用本發明之研磨裝置，對上述被加工物W之表層部進行加工來去除存在於其表層部之微裂痕及其表面之凹凸並使表面粗糙度微細化後，評價研磨效果，於藉由線鋸對該矽塊進行切片加工而形成矽晶圓時，可降低由該矽晶圓之裂痕、碎片等所導致之不良品之發生率。
於研磨加工前之上述被加工物W之表層部中，存在深度為80～100 μm之微裂痕，且其表面粗糙度(Ry)為9～11 μm(Ry之定義係基於JIS規格B0601：1994)，於藉由線鋸對該矽塊進行切斷(切片加工)而形成矽晶圓時，由裂痕、碎片等所導致之不良品之發生率為5～6%。
對使用第1實施形態中記載之研磨裝置對作為上述被加工物(W)之矽塊進行研磨加工來去除微裂痕及凹凸，且使表面粗糙度微小化之後，可降低於藉由線鋸對該矽塊進行切片加工而形成矽晶圓時由裂痕、碎片等所導致之不良品之發生率的結果進行描述。
如表1所示設定本評價試驗之加工條件，將其輸入至控制手段13後，對3條單晶矽塊進行加工。將其結果示於表2。如此，藉由使用第1實施形態之研磨裝置進行加工，可大幅縮小存在於單晶矽塊表層部之微裂痕之深度及外周面之凹凸，其結果如表2所示，微裂痕之最大深度為0.7～0.9 μm，表面粗糙度係平面部Ry為0.7～1.0(平均：Ry為0.9)，從而實現了微裂痕及凹凸之去除以及表面粗糙度之微小化。而且，可使於將3個上述矽塊一併藉由線鋸進行切片加工而形成矽晶圓時由裂痕、碎片等所導致之不良品之發生率降低2%。微裂痕之最大深度為3.0 μm以下，較理想的是2.3 μm以下。當上述最大深度為3.0 μm以上時，上述不良品之發生率會增大。又，若上述最大深度為2.3 μm以下，則對在切片加工成數十μm之厚度而形成矽晶圓時由裂痕、碎片等所導致之不良品之發生率造成的影響較少。本評價試驗中，上述最大深度為0.9 μm，其大幅低於對上述不良品之發生率造成影響之2.3 μm。
其次，對第2實施形態之研磨裝置進行說明。第2實施形態之研磨裝置成為在如下之情形時所使用之裝置構成，即無需如由「粗」到「細」之多階段加工，可藉由1個階段之加工獲得所要求之表面。再者，此處僅對與第1實施形態不同之點進行說明。
例如，於被加工物W之表面之研磨處理前的微裂痕微小，且研磨處理前之表面粗糙度相對於要求值無較大差別之情形時，研磨手段10(研磨刷)可僅利用上述「中研磨用研磨手段」或者「精研磨用研磨手段」進行加工。於此情形時，可僅設置1個具備含有與研磨目的相符之粒度之研磨粒的毛材或彈性體之研磨手段10來進行加工。
又，使第1實施形態中之3個研磨手段2所具備之毛材或彈性體中所含有之粒度大致相同，藉此可縮短加工時間。
其次，一面參照圖8及圖9，一面對第3實施形態之研磨裝置進行說明。第3實施形態之研磨裝置成為以縮短加工時間為目的而配置有研磨手段2之裝置構成。再者，此處僅對與第1實施形態不同之點進行說明。
於第3實施形態之研磨裝置中，於被加工物W之同一剖面(圓形)之面內，配置有第1研磨手段21a與第2研磨手段22a。第1研磨手段21a與第2研磨手段22a之軸芯係以於被加工物W之半徑方向上一致之方式而配置，為使第1研磨手段21a與第2研磨手段22a不相互干擾，將第1研磨手段21a之軸芯與第2研磨手段22a之軸芯以構成規定之角度θ之方式配置成於被加工物W之剖面中心處交叉(參照圖8)。該角度θ只要使第1研磨手段21a與第2研磨手段22a不會相互干擾，則可任意設定，亦可將角度θ設定為180°，以將第1研磨手段21a之軸芯與第2研磨手段22a之軸芯配置成完全一致並對向。
藉由形成此種構成，被加工物W一面於圓周方向上旋轉一面受到研磨加工，故被加工物之加工面於第1研磨手段21a與第2研磨手段22a之2個部位同時受到研磨，因此可縮短加工時間。
又，於第3實施形態之研磨裝置中，亦與第1實施形態之研磨裝置同樣地，如圖9(圖9之右側圖係自正面觀察被加工物W之圖，左側圖係自左側面觀察被加工物W之圖)所示，可將第1研磨手段21a與第2研磨手段22a於被加工物W之長度方向上配置2個或3個(圖9表示配置3個之狀態)。
於該情形時，沿被加工物W之長度方向自左側起依序配置有第1行之第1研磨手段21a與第2研磨手段22a、第2行之第1研磨手段21b與第2研磨手段22b、以及第3行之第1研磨手段21c與第2研磨手段22c。
此時，使研磨手段21a與22a、研磨手段21b與22b、研磨手段21c與22c所具備之毛材或彈性體中所含有之研磨粒之粒度分別大致相同，即，具有大致相同之研磨力。
又，與第2實施形態同樣地，於可藉由1個具有研磨力之研磨手段進行加工時，可使所有研磨手段所具備之毛材或彈性體中所含有之研磨粒之粒度大致相同。
又，已對上述第3實施形態之研磨裝置中，於被加工物W之圓周方向上設置第1研磨手段21a與第2研磨手段22a該2個研磨手段之構成進行了說明，但並不限定於此，在各研磨手段不會相互干擾之限度內，亦可根據設置空間或作為目標之加工時間等而配置任意個數之研磨手段。
如上述般，於本實施形態及評價試驗中列舉研削矽塊之情形為例進行了說明，但本發明並不限定於矽塊，例如對於陶瓷等所有硬脆材料亦可較佳地使用。
再者，於本說明書中，所謂研磨粒之「粒度大致相同」，其概念係指除「粒度相同」之研磨粒外，亦包含「可獲得同等研磨效果之粒度」之研磨粒。
1．．．研磨單元
2．．．研磨手段
2a．．．旋轉手段(研磨具用)
3．．．高度位置檢測手段
5．．．夾鉗手段
6A．．．握持部(基準位置側)
6B．．．握持部(從動側)
10．．．研磨具
10a．．．毛材
10b．．．彈性體
11．．．研磨具安裝板
12A．．．夾鉗軸(基準位置側)
12B．．．夾鉗軸(從動側)
13．．．控制手段
14A．．．旋轉手段(被加工物用)(基準位置側)
14B．．．旋轉手段(被加工物用)(從動側)
W．．．被加工物
P．．．加工面
圖1係表示本發明之研磨裝置之整體之說明圖。
圖2係表示本發明之研磨手段之一例之說明圖。圖2(A)係自正面觀察之部分切開剖面圖，圖2(B)係仰視圖。
圖3係表示本發明之研磨手段之另一例之說明圖。圖3(A)係將毛材植設於底部之示意圖，圖3(B)係將彈性體設置於底部之示意圖。
圖4係用以說明本發明之第1實施形態之流程圖。
圖5係用以說明本發明之第1實施形態之流程圖。
圖6係用以說明本發明之第1實施形態之流程圖。
圖7係用以說明本發明之第1實施形態之流程圖。
圖8係表示本發明之第3實施形態之說明圖。
圖9係表示本發明之第3實施形態之說明圖。
1‧‧‧研磨單元
2‧‧‧研磨手段
2a‧‧‧旋轉手段(研磨具用)
3‧‧‧高度位置檢測手段
5‧‧‧夾鉗手段
6A‧‧‧握持部(基準位置側)
6B‧‧‧握持部(從動側)
12A‧‧‧夾鉗軸(基準位置側)
12B‧‧‧夾鉗軸(從動側)
13‧‧‧控制手段
14A‧‧‧旋轉手段(被加工物用)(基準位置側)
14B‧‧‧旋轉手段(被加工物用)(從動側)
W‧‧‧被加工物

Claims (3)

  1. 一種研磨裝置，係對由硬脆材料構成之圓柱狀，去除其存在於自被加工物之表層起100μm以下之微裂痕，且研磨加工面之表面粗糙度Ry為3μm以下，其特徵在於，具備：夾鉗手段，連結於被加工物之旋轉手段，並夾持該被加工物之兩端面；研磨手段，其前端接觸該被加工物之外周面並旋轉同時進行研磨加工，(a)含有研磨粒之毛材於該研磨刷之底部以環狀植設複數根之研磨刷，(b)具有將捆束有複數根含有研磨粒之毛材之研磨具之基部於研磨具安裝板植設複數根之研磨刷，將任一該研磨刷(a)及(b)水平旋轉；移動手段，使該研磨手段相對該被加工物在與該被加工物之大致圓形之剖面方向正交之長邊方向移動；高度位置檢測手段，檢測研磨加工完成品及研磨加工前之被加工物之高度位置；以及控制手段，供輸入該高度位置及加工條件，並對此進行運算來進行研磨加工；該運算包含該研磨加工完成品之高度位置與該研磨前之被加工物之高度位置之差之運算、或藉由輸入之加工條件設定其他加工條件之運算、或該等之組合中之任一者；該研磨手段所使用之毛材中所混合之研磨粒之粒度為F180~# 2000，選擇兩種以上具有該粒度不同之毛材之研磨手段，且以研磨粒之粒度由「粗」到「細」之順序進行 研磨加工之方式，將研磨粒之粒度不同之研磨手段沿圓柱狀被加工物之軸芯連設的方式配置；藉由基台以及該旋轉手段以及該高度位置檢測手段，進行被加工物之定中心調整，該基台係具有為微調整該夾鉗手段與被加工物之設定位置之調整手段。
  2. 一種研磨裝置，係對由硬脆材料構成之圓柱狀，去除其存在於自被加工物之表層起100μm以下之微裂痕，且研磨加工面之表面粗糙度Ry為3μm以下，其特徵在於，具備：夾鉗手段，連結於被加工物之旋轉手段，並夾持該被加工物之兩端面；研磨手段，其前端接觸該被加工物之外周面並旋轉同時進行研磨加工，(a)含有研磨粒之毛材於該研磨刷之底部以環狀植設複數根之研磨刷，(b)具有將捆束有複數根含有研磨粒之毛材之研磨具之基部於研磨具安裝板植設複數根之研磨刷，將任一該研磨刷(a)及(b)水平旋轉；移動手段，使該研磨手段相對該被加工物在與該被加工物之大致圓形之剖面方向正交之長邊方向移動；高度位置檢測手段，檢測研磨加工完成品及研磨加工前之被加工物之高度位置；以及控制手段，供輸入該高度位置及加工條件，並對此進行運算來進行研磨加工；該運算包含該研磨加工完成品之高度位置與該研磨前之被加工物之高度位置之差之運算、或藉由輸入之加工條 件設定其他加工條件之運算、或該等之組合中之任一者；該研磨手段係由配置在被加工物之圓形剖面之相同面內之第1研磨手段與第2研磨手段構成，第1研磨手段與第2研磨手段之軸芯係配置成與被加工物之半徑方向一致，第1研磨手段之軸芯與第2研磨手段之軸芯係配置成在被加工物之剖面中心交叉以構成既定角度θ；該研磨手段所使用之毛材中所混合之研磨粒之粒度為F180~# 2000，選擇兩種以上具有該粒度不同之毛材之研磨手段，且以研磨粒之粒度由「粗」到「細」之順序進行研磨加工之方式，將研磨粒之粒度不同之研磨手段沿圓柱狀被加工物之軸芯連設的方式配置；藉由基台以及該旋轉手段以及該高度位置檢測手段，進行被加工物之定中心調整，該基台係具有為微調整該夾鉗手段與被加工物之設定位置之調整手段。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之研磨裝置，其中，該被加工物係矽塊或陶瓷。
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