[发明专利]多棱柱状部件的研磨装置及其研磨方法

说明书

技术领域

本发明涉及研磨装置，用于对由硬脆材料形成的多棱柱状被研磨加工物的各个平面(以下称为“平面部”)以及由该两个平面相交形成的棱角(以下称为“棱角部”)的表层进行磨削。

背景技术

在成为本发明的研磨对象的由硬脆材料形成的多棱柱状部件中，有一种是作为原材料而用于被钢丝锯切片加工成硅片的四棱柱状硅块，该硅块是通过用带锯或钢丝锯对由单晶材料或多晶材料形成的硅锭切割而形成四棱柱状，当对于上述切割后的外形尺寸精度要求高时，要对硅块的表层面进行磨削处理。

对于由单晶材料构成的硅块，是用带锯或钢丝锯对通过拉晶法制造成形为圆柱形状的硅锭的圆柱表层部沿圆柱的轴向切除，从而形成各个面大致相互垂直的4个平面部，并且在2个平面部之间残留上述圆柱表层部的一部分，形成4个带圆弧面(R面)的棱角部后，根据需要对上述4个平面部实施平面磨削或对上述4个棱角部实施外圆磨削。

而对于由多晶材料构成的硅块，是用带锯或钢丝锯对通过使熔融原料流入成型模而成形为立方体的硅锭的6个面的表层部实施切除，然后再切割成四棱柱形状，从而形成由4个面构成的平面部，并且对由2个平面相交形成的4个棱角部进行微小的倒角加工(C面)。而当对于上述切割面的外形尺寸的精度要求高时，要实施与上述相同的磨削处理。

用上述方法切割成形的单晶硅块以及多晶硅块是在以下工序中利用钢丝锯进行切片加工而作成硅片，但如果在前者的单晶硅块的4个平面部以及成为圆弧面(R面)的4个棱角部的表层部存在微裂纹或微小凹凸，则切片加工时作成的硅片上容易发生裂纹或豁口，为此，专利文献1公开了一种研磨方法，采用混有金刚石磨粒(#800)的尼龙树脂刷作为研磨机构进行研磨，从表面研磨除去50～100μm以上、200μm以下的表层部，从而除去存在于上述4个平面部及4个棱角部的微小凹凸(以及微裂纹)，且使研磨前的表面粗糙度Ry10～20μm平坦化为3～4μm，并提高硅片的产品合格率。

而后者的棱角部为直角形状且实施了微小C面倒角加工的多晶硅块也同样，如果在其表层部存在微裂纹或微小凹凸，则通过切片加工而作成的硅片上容易发生裂纹或豁口，为此，专利文献2公开了一种研磨方法，设置粗研磨用和精研磨用的旋转刷作为研磨机构，该旋转刷能够从斜上方对支承在使硅片的2个平面部向上的V字形支承部而输送来的上述硅块的2个平面部同时进行研磨，能够研磨除去存在于4个平面部的微小凹凸而使之平坦化，并提高硅片的产品合格率。

专利文献1：日本发明专利第4133935号公报

专利文献2：日本发明专利第3405411号公报

用上述方法制造的硅块有时在制造过程中会在其平面部和棱角部的表层部发生表面粗糙度为Ry10～20μm(JISB0601：1994)的凹凸和从表层面起深度达80～100μm的微裂纹。而如果将这样的硅块用钢丝锯进行切片加工，则如上所述，会制造出有裂纹或豁口的不合格硅片，因此要求开发一种研磨装置，该研磨装置能在切片加工前缩短研磨加工时间，具有：(1)能够从上述硅块的表层部研磨除去100μm左右的深度、从而能够除去微裂纹的高度研磨能力，(2)能够将Ry10～20μm的表面粗糙度研磨成几μm以下的精细研磨能力，且能够降低制造成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种研磨装置及其研磨方法，既能够满足上述要求，又能用1台装置对作为被研磨加工物的多棱柱状硅块(硬脆材料)的平面部及棱角部进行研磨加工。