(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
芯出し機能を備えた主軸台（７ａ）と心押台（７ｂ）よりなるクランプ装置（７）を載置する移動テーブル（４）を左右方向に延びた第一案内レール（１００）上を滑走させるテーブル送り機構（２００）、
上記クランプ装置（７）を載置する移動テーブル（４）と上記クランプ装置に吊架された円柱状結晶性インゴット（ワーク）とで加工ステージ（ｓｗ）を形成し、
前記第一案内レール（１００）に正面より向かって左側より右側に向かって、ワークの搬出入機構（３００）を前記第一案内レール（１００）の前側に設け、上記加工ステージ（ｓｗ）とワークの搬出入機構（３００）とでワークのローディング／アンローディングステージ（ｓ１）を形成、
上記加工ステージ（ｓｗ）の右側に、前記クランプ装置の支持軸（７ａ１，７ｂ１）に吊架されるワークのＣ軸に対し直角方向に、かつ、このＣ軸を挟んで一対の円筒研削用カップホイール型粗研削砥石（１０ｇ，１０ｇ）を軸承する砥石軸（１０ｏ，１０ｏ）を前進後退可能に、かつ、昇降可能に設け、前記加工ステージ（ｓｗ）と前記砥石軸（１０ｏ，１０ｏ）とで粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）を形成、
上記粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）の右側であって前記第一案内レール（１００）の前側にワーク寸法測定機構（２０）を前記ワークのＣ軸に対して直交するように設け、このワーク寸法測定機構（２０）と前記加工ステージ（ｓｗ）とでワーク径の測定ステージ（ｓｍ）を形成し、
上記ワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の右側であって前記第一案内レール（１００）の後ろ側に、前記クランプ装置の支持軸（７ａ１，７ｂ１）に吊架されるワークのＣ軸に対し直角方向に円筒研削用カップホイール型仕上げ研削砥石（１１ｇ）を軸承する砥石軸（１１ｏ）を前進後退可能に設け、前記加工ステージ（ｓｗ）と前記砥石軸（１１ｏ）とで仕上げ研削加工ステージ（ｓｇｆ）を形成、
上記ワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の右側であって前記第一案内レール（１００）の前側に、前記クランプ装置の支持軸（７ａ１，７ｂ１）に吊架されるワークのＣ軸に対し直角方向上に位置し、逆Ｖ字状砥石車（１２ｇ）を軸承する砥石軸（１２ｏ）を前進後退可能におよび昇降可能に設け、前記加工ステージ（ｓｗ）と前記砥石軸（１２ｏ）とでノッチ研削加工ステージ（ｓｇｎ）を形成、
上記ノッチ研削加工ステージ（ｓｇｎ）の右側であって前記第一案内レール（１００）の前側に、前記クランプ装置の支持軸（７ａ１，７ｂ１）に吊架されるワークの結晶方位をＸ線方位位置測定機器（ＸＤＲ）で測定し、前記クランプ装置の主軸台（７ａ）の支持軸（７ａ１）を回転させてノッチ加工またはオリフラ加工させる結晶方位位置にワークを回転させて停止させる結晶方位測定ステージ（ｓＸＤＲ）を形成、
させたことを特徴とする、円柱状ワークの複合面取り加工装置（１）。
【請求項２】
請求項１記載の円柱状ワークの複合面取り加工装置（１）を用い、次の工程を経て円筒研削加工およびノッチ加工を行うことを特徴とする、円柱状ワーク（ｗ）の複合面取り加工方法。
１）．ワークの搬出入機構（３００）を用い、円柱状ワーク（ｗ）をローディング／アンローディングステージ（ｓ１）位置にあるクランプ機構（７）の主軸台（７ａ）と心押台（７ｂ）間に吊架させる。
２）．ローディング／アンローディングステージ（ｓ１）位置にあるクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）の在る右方向に移動させるとともに、一対の円筒研削用カップホイール型粗研削砥石（１０ｇ，１０ｇ）を軸承する砥石軸（１０ｏ，１０ｏ）を円柱状ワークに対して前進させるとともに回転させて円柱状ワーク（ｗ）に当接させつつ、摺擦して粗面取り加工を行う。
３）．粗面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載す
るワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の在る右方向に移動させるとともに、ワーク寸法測定機構（２０）で円柱状ワーク（ｗ）の径（Ｒｒ）を測定する。
４）．所望の径となった粗面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で仕上げ研削加工ステージ（ｓｇｆ）の在る右方向に移動させるとともに、円筒研削用カップホイール型仕上げ研削砥石（１１ｇ）を軸承する砥石軸（１１ｏ）を円柱状ワークに対して前進させるとともに回転させて円柱状ワークに当接させつつ、摺擦して仕上げ面取り加工を行う。
５）．仕上げ面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の在る左方向に移動させるとともに、ワーク寸法測定機構（２０）で円柱状ワークの径（Ｒｆ）を測定する。
６）．所望の径となった仕上げ面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で結晶方位測定ステージ（ｓＸＤＲ）の在る右方向に移動させるとともに、前記クランプ装置（７）に吊架されている円柱状ワークの結晶方位をＸ線方位位置測定機器（ＸＤＲ）で測定し、前記クランプ装置の主軸台（７ａ）の支持軸（７ａ１）を回転させてノッチ加工させる結晶方位位置に円柱状ワーク（ｗ）を回転させて停止させる。
７）．結晶方位位置に円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でノッチ研削加工ステージ（ｓｇｎ）の在る左方向に移動させるとともに、前記クランプ装置（７）に吊架されている円柱状ワーク（ｗ）の結晶方位位置上方に逆Ｖ字状砥石車（１２ｇ）を軸承する砥石軸（１２ｏ）を前進させた後、下降させて円柱状ワーク（ｗ）の結晶方位位置に逆Ｖ字状砥石車（１２ｇ）で切り込みを掛けてノッチ加工を行う。
８）．ノッチ加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でワークのローディング／アンローディングステージ（ｓ１）の在る左方向に移動させ、ついで、ワークの搬出入機構（３００）を用いてクランプ機構（7）から円柱状ワーク（ｗ）を複合面取り加工装置（１）外
へと搬出する。
【請求項３】
請求項１記載の円柱状ワークの複合面取り加工装置（１）を用い、次の工程を経て円筒研削加工およびオリフラ研削加工を行うことを特徴とする、円柱状ワーク（ｗ）の複合面取り加工方法。
１）．ワークの搬出入機構（３００）を用い、円柱状ワーク（ｗ）をローディング／アンローディングステージ（ｓ１）位置にあるクランプ機構（７）の主軸台（７ａ）と心押台（７ｂ）間に吊架させる。
２）．ローディング／アンローディングステージ（ｓ１）位置にあるクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）の在る右方向に移動させるとともに、一対の円筒研削用カップホイール型粗研削砥石（１０ｇ，１０ｇ）を軸承する砥石軸（１０ｏ，１０ｏ）を円柱状ワークに対して前進させるとともに回転させて円柱状ワーク（ｗ）に当接させつつ、摺擦して粗面取り加工を行う。
３）．粗面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の在る右方向に移動させるとともに、ワーク寸法測定機構（２０）で円柱状ワーク（ｗ）の径（Ｒｒ）を測定する。
４）．所望の径となった粗面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で仕上げ研削加工ステージ（ｓｇｆ）の在る右方向に移動させるとともに、円筒研削用カップホイール型仕上げ研削砥石（１１ｇ）を軸承する砥石軸（１１ｏ）を円柱状ワークに対して前進させ
るとともに回転させて円柱状ワークに当接させつつ、摺擦して仕上げ面取り加工を行う。
５）．仕上げ面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の在る左方向に移動させるとともに、ワーク寸法測定機構（２０）で円柱状ワークの径（Ｒｆ）を測定する。
６）．所望の径となった仕上げ面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で結晶方位測定ステージ（ｓＸＤＲ）の在る右方向に移動させるとともに、前記クランプ装置（７）に吊架されている円柱状ワークの結晶方位をＸ線方位位置測定機器（ＸＤＲ）で測定し、前記クランプ装置の主軸台（７ａ）の支持軸（７ａ１）を回転させてオリフラ研削加工させる結晶方位位置に円柱状ワーク（ｗ）を回転させて停止させる。
７）．結晶方位位置に円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）の在る左方向に移動させるとともに、前記クランプ装置（７）に吊架されている円柱状ワーク（ｗ）の結晶方位位置に一方の円筒研削用カップホイール型粗研削砥石（１０ｇ）を軸承する砥石軸（１０ｏ）を円柱状ワークに対して前進させるとともに回転させて円柱状ワーク（ｗ）に当接させつつ、摺擦してオリフラ研削加工を行う。
８）．オリフラ研削加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でワークのローディング／アンローディングステージ（ｓ１）の在る左方向に移動させ、ついで、ワークの搬出入機構（３００）を用いてクランプ機構（7）から円柱状ワーク（ｗ）を複合面取り加工装置（
１）外へと搬出する。
【請求項４】
請求項１記載のクランプ機構（７）を構成する心押台（７ｂ）が、押圧シャフト（７Ｓ）のワーク支持軸（７ｂ１）を内蔵するハウジングの前方に設けられたリング状カラー上にタッチセンサー（７ｔ）３本を砥石軸（１０ｏ，１０ｏ）芯を含む平面に対し平行となるように左右に２本（７ｔｒ，７ｔｌ）、上部に１本（７ｔｕ）設けたことを特徴とする、請求項１記載の円柱状ワークの複合面取り加工装置（１）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サファイア、単結晶シリコン等の結晶性化合物の円柱状インゴット（ワーク）を円筒研削加工およびＶノッチ研削加工をする複合面取り加工装置および、それを用いてワークの円筒外周面を円筒研削加工した後、ワークの結晶方位をＸ線回析結晶方位測定装置（ＸＲＤ機）で検出し、ついで、ワークの結晶方位を芯出しした後にノッチ研削加工をするワークの面取り加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＥＤ基板用のサファイア基板の原材料の円柱状サファイア・インゴットブロック（ワーク）は、チョクラルスキー法（ＣＺ法）あるいはベルニューイ法で育成したインゴットを適当な長さ（例えば、２５０ｍｍ、５００ｍｍ、１，０００ｍｍ）に結晶方向に切断してインゴットブロックとなしている。サファイア・インゴットの結晶方位は、ａ面、ｒ面、ｍ面およびｃ面配向を有する。円柱状サファイア・インゴットブロックの直径は、２インチ、４インチ、および６インチのものが、単結晶シリコンインゴットブロックの直径は、８インチ、１０インチ、１２インチ、２０インチのものが市場より入手できる。
【０００３】
半導体デバイス用シリコン基板やＬＥＤ基板は、円柱状インゴット（ワーク）の外面を円筒研削装置により面取り加工した後、面取り加工されたワークを主軸台と心押台の一対よりなるクランプ機構に吊架させ、ＸＤＲ装置よりＸ線をワークに照射してワークの結晶方位を測定し、ノッチ加工やオリフラ研削加工されるワークの結晶方位にマーキングを施し、次いで、このマーキングされた結晶方位に沿って逆Ｖ字状砥石車によるノッチ加工、あるいは、砥石車によるオリフラ加工がなされる。さらに、結晶方位がマーキングされたワークは、ワイヤーソウにより結晶方位に沿って切断され数多くの厚み７５０〜９５０μｍの基板（ウエハ）とされる。
【０００４】
特開２００９−２９８６７６号公報（特許文献１）の０００８段落は、「円柱状インゴットブロックは、その外周面をカップホイール型砥石により円筒研削され、さらに、オリエンテーションフラット（通称「オリフラ」と言う）またはインデックスフラット（通称「インフラ」と言う）が研削または切削された後、インゴットブロックのワイヤーカットソウによる厚み２００〜９００μｍの厚みにスライス加工されウエハを製造している。」と記載する。さらに、段落００２０−００２３は、「オリフラとは、円形の半導体基板の外周の一部を結晶方位と平行な方向にきり欠いて結晶方位を特定されるものであり、インフラとはオリフラと共に円形の半導体基板の外周に形成され、表裏を判別するためのものである。ただし、半導体基板の表裏を判別するためには、オリフラとインフラが半導体基板の中心に対して非対称となる位置に形成される必要がある。サファイア基板のオリフラは、結晶方位（１１−２０方向）を特定する。」と記載する。
【０００５】
また、特開２００８−２０７９９２号公報（特許文献２）は、段落０００２から０００４において、「サファイアは、六方晶の結晶構造を有する酸化アルミニウムの単結晶（融点：約２０５０℃）である。サファイア単結晶は、例えば、青色ＬＥＤ用のＧａＮ成膜基板などの基板材料として使用される。サファイア単結晶は異方性を有する材料であり、サファイア単結晶のインゴットからＧａＮ成膜用のウエハを切り出す場合、ウエハの主面がサファイア単結晶のｃ軸＜０００１＞に垂直な面（ｃ面）となるように切り出すことが一般的である。また、サファイアは光学的に一軸性の透明材料であることから液晶プロジェクタ用フィルムなどの光学材料としても使用される。光学材料として使用する場合、着色がなく透明であることが要求される。また、サファイア単結晶の偏光特性から、上記の基
板材料の場合と同様、ｃ軸に垂直な面を主面とするｃ面基板が主に使用される。
【０００６】
特開平７−３０８８４９号公報（特許文献３）は、主軸台と心押台の一対よりなるクランプ機構に吊架させた円柱状インゴット（ワーク）の外面を円筒研削装置により面取り加工した後、ＸＤＲ装置よりＸ線をワークに照射してワークのオリフラ加工される結晶方位を測定し、ワークの回転をオリフラ位置で停め、この位置に砥石を当ててオリフラ加工する方法を開示する。
【０００７】
さらに、特開２００９−１８６１８１号公報（特許文献４）は、図２に円柱状インゴットの結晶方位を測定するＸ線回析結晶方位測定装置を、および、図６においてＸ線回析結晶方位測定装置を備えた円柱状インゴットの円筒研削装置を示し、段落００７０から００７７および段落００８５から００８９記載で円柱状インゴットの結晶方位ｈを測定した後に、第一搬送ロボットでインゴットを図３に示すカット面取り機に移動させ、そこで、軸方向結晶方位ｈに対し垂直に第一カット面Ｗａ１を研削して新たな第一カット面Ｗａ３とし、反対方向の第二カット面Ｗａ２を研削して新たな第二カット面Ｗａ４とし、ついで、第一搬送ロボットで垂直カット面Ｗ３，Ｗ４を有するインゴットを円筒研削装置のクランプ装置に移送し、円柱状砥石を用いて円柱状インゴットの外周面を円筒研削する方法が記載されている。さらに、特許文献５の図１０および段落００９０記載において、前記円筒研削加工されたインゴットの半径方向結晶方位ｋを前記Ｘ線回析結晶方位測定装置で測定し、前記円筒研削装置でインゴットの半径方向結晶方位ｋを基準としてオリフラ面を加工形成させることを開示する。
【０００８】
特開２００９−２３３８１９号公報（特許文献５）は、単結晶インゴットを保持して軸周りに回転させるクランプ機構と、前記単結晶インゴットの回転軸方向に移動可能な円筒研削ホイールと、前記単結晶インゴットにオリエンテーションフラットおよび／またはノッチ加工を行う砥石とを具備した単結晶インゴットの円筒研削装置であって、少なくとも、予め結晶線を基準にしてマークを付された前記単結晶インゴットの側面の画像を取り込むカメラと、前記取り込んだ画像を処理するコントローラーから成り、前記マークの位置を認識して記憶する画像処理手段と、前記単結晶インゴットの結晶方位をＸ線回折測定するためのＸ線回折装置とを具備し、前記画像処理手段により前記予め付されたマークの位置を記憶し、前記クランプにより前記インゴットを軸周りに回転させながら前記円筒研削ホイールを前記インゴットの回転軸方向に移動させて前記インゴットの側面を円筒研削した後、前記Ｘ線回折装置により前記インゴットの結晶方位をＸ線回折測定し、前記マークの位置を基準として前記測定した回折ピークから所定の結晶方位の位置を特定し、前記特定した位置を基準として任意の位置に前記砥石によりオリエンテーションフラットおよび／またはノッチ加工を行うものであることを特徴とする単結晶インゴットの円筒研削装置を開示する。
【０００９】
さらに、特開２００５−２１９５０６号公報（特許文献６）は、単結晶インゴットを主軸中心に回転自在に支持するとともに、該単結晶インゴットの外周面にオリフラまたはノッチ等の結晶面指標を形成するための研削基準位置と、該単結晶インゴットの結晶格子面をＸ線回折測定により測定するための測定点と、該単結晶インゴットに形成した結晶面指標を検出するための指標確認点とを、該単結晶インゴットの外周面軌道上にあらかじめ設定してある単結晶インゴットの位置決め加工方法であって、
前記研削基準位置と前記指標確認点との間の前記主軸を中心とする相対角度を検出する指標確認位置検出工程と、
前記指標確認点と前記測定点の間の前記主軸を中心とする相対角度を検出する測定位置検出工程と、
前記測定点にＸ線を照射するとともに、該測定点から反射してきたＸ線の強度を検出することにより、前記単結晶インゴットの結晶格子面を検出する結晶格子面検出工程と、
この結晶格子面検出工程の後、前記指標確認位置検出工程において検出した相対角度、および前記測定位置検出工程において検出した相対角度に基づき算出した、前記研削基準位置と前記測定点との間の前記主軸を中心とする相対角度だけ前記単結晶インゴットを回転することにより、該単結晶インゴットの結晶格子面を前記研削基準位置に位置決めする位置決め工程と、
前記研削基準位置を中心に前記単結晶インゴットの外周面を研削することにより、同インゴットの外周面に結晶面指標を形成する研削工程と、を含み、
前記測定位置検出工程は、単結晶インゴットの位置決め用治具を主軸中心に回転自在に支持し、該位置決め用治具の結晶面指標を前記指標確認点で検出したときの回転角度位置と、該位置決め用治具上の結晶板の結晶格子面を前記測定点で検出したときの回転角度位置とに基づき、前記指標確認点と前記測定点の間の前記主軸を中心とする相対角度を検出する工程であることを特徴とする単結晶インゴットの位置決め加工方法を提案する。
【００１０】
特開２００２−１６４３１１号公報（特許文献７）は、円柱状に研削加工された半導体単結晶のインゴットを砥石で研削してオリエンテーションフラットを加工する方法であって、
前記インゴットを主軸部に固定する工程と、
Ｘ線方位測定機構を用いてＸ線により前記インゴットのオリフラ加工位置と反対側となる１１０面のピークサーチを行う工程と、
前記インゴットの直径を測定する工程と、
前記主軸部を基準とした位置座標の検出が可能な測定子を主軸部に固定された前記インゴットに当接させる工程と、
検出した前記位置座標に基づいて前記インゴットの中心軸と前記主軸部の中心軸との位置ずれ量を測定する工程と、
測定された前記直径及び前記位置ずれ量に基づいて前記主軸部を基準に前記砥石による研削位置を調整する工程とを有し、
前記直径を測定する工程は、前記主軸部の中心軸を中心に前記インゴットを９０度回転させて、前記オリフラ加工位置と前記ピークサーチ位置から９０度回転した位置において前記インゴットを一対の前記測定子で挟んだ状態で検出された位置座標に基づいて行うとともに、
前記測定子をインゴットに当接させる工程と前記位置ずれ量を測定する工程は、前記主軸部の中心軸を中心に前記インゴットを２７０度回転させた位置において、前記オリフラ加工位置と反対側のインゴットの側面に測定子の一方の当接面を当接させて、前記測定子の位置における座標を検出し、この位置座標に基づいて前記インゴットの中心軸と前記主軸部の中心軸との位置ずれ量を測定することを特徴とするインゴットのオリエンテーションフラット加工方法を開示する。
【００１１】
一方、特開２００５−２５５４６３号公報（特許文献８）は、図１において、インゴットの円筒研削加工（１０１）後にインゴットのオリフラ加工（１０２）を行い、次いで、インゴットをワイヤーソウでウエハースライス加工（１０３）し、その後にウエハー外周研削加工（１０４）を行う工程図を開示する。
【００１２】
また、特開２０１１−１３６３８２号公報（特許文献９）は、図３で示す、角柱状インゴットの４隅Ｒコーナ部の円筒研削加工を１個の研削車９ｇで、角柱状インゴットの４側平面の面取りを一対の粗研削砥石１０ｇ，１０ｇで同期制御研削加工行ったのち、その面取り面４面を一対の精密仕上げ研削砥石１１ｇ，１１ｇで同期制御研削加工して面取りを完成させるインゴットの面取り加工装置５００を開示する。
【００１３】
また、特開２０００−１５８１２３号公報（特許文献１０）は、インゴット搬送用ロボットおよびインゴットの搬送方法を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００９−２９８６７６号公報
【特許文献２】特開２００８−２０７９９２号公報
【特許文献３】特開平７−３０８８４９号公報
【特許文献４】特開２００９−１８６１８１号公報
【特許文献５】特開２００９−２３３８１９号公報
【特許文献６】特開２００５−２１９５０６号公報
【特許文献７】特開２００２−１６４３１１号公報
【特許文献８】特開２００５−２５５４６３号公報の図１
【特許文献９】特開２０１１−１３６３８２号公報の図３
【特許文献１０】特開２０００−１５８１２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記特許文献５に記載の円筒研削装置は、上記特許文献４記載の円筒研削装置と結晶方位加工装置を結び付けたオリフラ研削加工機と比較すると装置全体がコンパクトであり、さらに、インゴットの加工時間も短くて済む利点がある。
【００１６】
本願発明者らは、特許文献９に開示されるインゴットの複合面取り加工装置に開示される一対のカップホイール型研削砥石を用いると円筒研削時間が短縮される技術を上記特許文献５に記載の円筒研削装置に付加すれば、上記特許文献４記載のオリフラ研削加工機よりも更に円筒研削加工時間を短くできること、および、砥石として逆Ｖ字状砥石車をノッチ加工用砥石として用いれば、逆Ｖ字状砥石車でノッチ加工を、前記カップホイール型研削砥石でオリフラ加工することも可能であることを見出し、本発明に到った。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の請求項１は、
芯出し機能を備えた主軸台（７ａ）と心押台（７ｂ）よりなるクランプ装置（７）を載置する移動テーブル（４）を左右方向に延びた第一案内レール（１００）上を滑走させるテーブル送り機構（２００）、
上記クランプ装置（７）を載置する移動テーブル（４）と上記クランプ装置に吊架された円柱状結晶性インゴット（ワーク）とで加工ステージ（ｓｗ）を形成し、
前記第一案内レール（１００）に正面より向かって左側より右側に向かって、ワークの搬出入機構（３００）を前記第一案内レール（１００）の前側に設け、上記加工ステージ（ｓｗ）とワークの搬出入機構（３００）とでワークのローディング／アンローディングステージ（ｓ１）を形成、
上記加工ステージ（ｓｗ）の右側に、前記クランプ装置の支持軸（７ａ１，７ｂ１）に吊架されるワークのＣ軸に対し直角方向に、かつ、このＣ軸を挟んで一対の円筒研削用カップホイール型粗研削砥石（１０ｇ，１０ｇ）を軸承する砥石軸（１０ｏ，１０ｏ）を前進後退可能に、かつ、昇降可能に設け、前記加工ステージ（ｓｗ）と前記砥石軸（１０ｏ，１０ｏ）とで粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）を形成、
上記粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）の右側であって前記第一案内レール（１００）の前側にワーク寸法測定機構（２０）を前記ワークのＣ軸に対して直交するように設け、このワーク寸法測定機構（２０）と前記加工ステージ（ｓｗ）とでワーク径の測定ステージ（ｓｍ）を形成し、
上記ワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の右側であって前記第一案内レール（１００）の後ろ側に、前記クランプ装置の支持軸（７ａ１，７ｂ１）に吊架されるワークのＣ軸に対し直角方向に円筒研削用カップホイール型仕上げ研削砥石（１１ｇ）を軸承する砥石軸（
１１ｏ）を前進後退可能に設け、前記加工ステージ（ｓｗ）と前記砥石軸（１１ｏ）とで仕上げ研削加工ステージ（ｓｇｆ）を形成、
上記ワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の右側であって前記第一案内レール（１００）の前側に、前記クランプ装置の支持軸（７ａ１，７ｂ１）に吊架されるワークのＣ軸に対し直角方向上に位置し、逆Ｖ字状砥石車（１２ｇ）を軸承する砥石軸（１２ｏ）を前進後退可能におよび昇降可能に設け、前記加工ステージ（ｓｗ）と前記砥石軸（１２ｏ）とでノッチ研削加工ステージ（ｓｇｎ）を形成、
上記ノッチ研削加工ステージ（ｓｇｎ）の右側であって前記第一案内レール（１００）の前側に、前記クランプ装置の支持軸（７ａ１，７ｂ１）に吊架されるワークの結晶方位をＸ線方位位置測定機器（ＸＤＲ）で測定し、前記クランプ装置の主軸台（７ａ）の支持軸（７ａ１）を回転させてノッチ加工またはオリフラ加工させる結晶方位位置にワークを回転させて停止させる結晶方位測定ステージ（ｓＸＤＲ）を形成、
させたことを特徴とする、円柱状ワークの複合面取り加工装置（１）を提供するものである。
【００１８】
本発明の請求項２は、請求項１記載の円柱状ワークの複合面取り加工装置（１）を用い、次の工程を経て円筒研削加工およびノッチ加工を行うことを特徴とする、円柱状ワーク（ｗ）の複合面取り加工方法を提供するものである。
１）．ワークの搬出入機構（３００）を用い、円柱状ワーク（ｗ）をローディング／アンローディングステージ（ｓ１）位置にあるクランプ機構（７）の主軸台（７ａ）と心押台（７ｂ）間に吊架させる。
２）．ローディング／アンローディングステージ（ｓ１）位置にあるクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）の在る右方向に移動させるとともに、一対の円筒研削用カップホイール型粗研削砥石（１０ｇ，１０ｇ）を軸承する砥石軸（１０ｏ，１０ｏ）を円柱状ワークに対して前進させるとともに回転させて円柱状ワーク（ｗ）に当接させつつ、摺擦して粗面取り加工を行う。
３）．粗面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の在る右方向に移動させるとともに、ワーク寸法測定機構（２０）で円柱状ワーク（ｗ）の径（Ｒｒ）を測定する。
４）．所望の径となった粗面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で仕上げ研削加工ステージ（ｓｇｆ）の在る右方向に移動させるとともに、円筒研削用カップホイール型仕上げ研削砥石（１１ｇ）を軸承する砥石軸（１１ｏ）を円柱状ワークに対して前進させるとともに回転させて円柱状ワークに当接させつつ、摺擦して仕上げ面取り加工を行う。
５）．仕上げ面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の在る左方向に移動させるとともに、ワーク寸法測定機構（２０）で円柱状ワークの径（Ｒｆ）を測定する。
６）．所望の径となった仕上げ面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で結晶方位測定ステージ（ｓＸＤＲ）の在る右方向に移動させるとともに、前記クランプ装置（７）に吊架されている円柱状ワークの結晶方位をＸ線方位位置測定機器（ＸＤＲ）で測定し、前記クランプ装置の主軸台（７ａ）の支持軸（７ａ１）を回転させてノッチ加工させる結晶方位位置に円柱状ワーク（ｗ）を回転させて停止させる。
７）．結晶方位位置に円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でノッチ研削加工ステージ（ｓｇｎ）の在る左方向に移動させるとともに、前記クランプ装置（７）に吊架されている円柱状ワーク（ｗ）の結晶方位位置上方に逆Ｖ字状砥石車（１２ｇ）を軸承する砥石軸（１２ｏ）
を前進させた後、下降させて円柱状ワーク（ｗ）の結晶方位位置に逆Ｖ字状砥石車（１２ｇ）で切り込みを掛けてノッチ加工を行う。
８）．ノッチ加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でワークのローディング／アンローディングステージ（ｓ１）の在る左方向に移動させ、ついで、ワークの搬出入機構（３００）を用いてクランプ機構（7）から円柱状ワーク（ｗ）を複合面取り加工装置（１）外
へと搬出する。
【００１９】
本発明の請求項３は、請求項１記載の円柱状ワークの複合面取り加工装置（１）を用い、次の工程を経て円筒研削加工およびオリフラ研削加工を行うことを特徴とする、円柱状ワーク（ｗ）の複合面取り加工方法を提供するものである。
１）．ワークの搬出入機構（３００）を用い、円柱状ワーク（ｗ）をローディング／アンローディングステージ（ｓ１）位置にあるクランプ機構（７）の主軸台（７ａ）と心押台（７ｂ）間に吊架させる。
２）．ローディング／アンローディングステージ（ｓ１）位置にあるクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）の在る右方向に移動させるとともに、一対の円筒研削用カップホイール型粗研削砥石（１０ｇ，１０ｇ）を軸承する砥石軸（１０ｏ，１０ｏ）を円柱状ワークに対して前進させるとともに回転させて円柱状ワーク（ｗ）に当接させつつ、摺擦して粗面取り加工を行う。
３）．粗面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の在る右方向に移動させるとともに、ワーク寸法測定機構（２０）で円柱状ワーク（ｗ）の径（Ｒｒ）を測定する。
４）．所望の径となった粗面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で仕上げ研削加工ステージ（ｓｇｆ）の在る右方向に移動させるとともに、円筒研削用カップホイール型仕上げ研削砥石（１１ｇ）を軸承する砥石軸（１１ｏ）を円柱状ワークに対して前進させるとともに回転させて円柱状ワークに当接させつつ、摺擦して仕上げ面取り加工を行う。
５）．仕上げ面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の在る左方向に移動させるとともに、ワーク寸法測定機構（２０）で円柱状ワークの径（Ｒｆ）を測定する。
６）．所望の径となった仕上げ面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で結晶方位測定ステージ（ｓＸＤＲ）の在る右方向に移動させるとともに、前記クランプ装置（７）に吊架されている円柱状ワークの結晶方位をＸ線方位位置測定機器（ＸＤＲ）で測定し、前記クランプ装置の主軸台（７ａ）の支持軸（７ａ１）を回転させてオリフラ研削加工させる結晶方位位置に円柱状ワーク（ｗ）を回転させて停止させる。
７）．結晶方位位置に円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上で粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）の在る左方向に移動させるとともに、前記クランプ装置（７）に吊架されている円柱状ワーク（ｗ）の結晶方位位置に一方の円筒研削用カップホイール型粗研削砥石（１０ｇ）を軸承する砥石軸（１０ｏ）を円柱状ワークに対して前進させるとともに回転させて円柱状ワーク（ｗ）に当接させつつ、摺擦してオリフラ研削加工を行う。
８）．オリフラ研削加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構（７）を搭載するワークテーブル（４）を第一案内レール（１００）上でワークのローディング／アンローディングステージ（ｓ１）の在る左方向に移動させ、ついで、ワークの搬出入機構（３００）を用いてクランプ機構（7）から円柱状ワーク（ｗ）を複合面取り加工装置（
１）外へと搬出する。
【００２０】
本発明の請求項４は、請求項１記載のクランプ機構（７）を構成する心押台（７ｂ）が、押圧シャフト（７Ｓ）のワーク支持軸（７ｂ１）を内蔵するハウジングの前方に設けられたリング状カラー上にタッチセンサー（７ｔ）３本を砥石軸（１０ｏ，１０ｏ）芯を含む平面に対し平行となるように左右に２本（７ｔｒ，７ｔｌ）、上部に１本（７ｔｕ）設けたことを特徴とする、請求項１記載の円柱状ワークの複合面取り加工装置（１）を提供するものである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の複合面取り加工装置１は、カップホイール型粗研削砥石の一対１０ｇ，１０ｇを同時に用いて円柱状ワーク（ｗ）の研削取り代０．８〜２ｍｍを円筒粗研削加工できるので、特許文献５記載の複合面取り加工装置の円筒研削装置と比較して円筒研削加工時間を１／２に短縮できる。仕上げ研削砥石１１ｇによる研削取り代は、２〜２０μｍと少ないので１個のカップホイール型仕上げ研削砥石１１ｇで充分である。１台のカップホイール型仕上げ研削砥石１１ｇとしたことで、ワーク寸法測定機構２０および逆Ｖ字状砥石車１２ｇを軸承する砥石軸１２ｏの配置が容易となり、複合面取り加工装置１のフットプリントをコンパクトに設計できた。
【００２２】
また、本発明の複合面取り加工装置１は、カップホイール型粗研削砥石１０ｇまたはカップホイール型仕上げ研削砥石１１ｇ１個でオリフラ研削加工も可能である。
【００２３】
また、３本のタッチセンサー７ｔの内、２本のタッチセンサー７ｔｒ，７ｔｌにより円筒研削用カップホイール型粗研削砥石１０ｇ，１０ｇの位置座標、カップホイール型仕上げ研削砥石１１ｇの位置座標を確認でき、残りの１本のタッチセンサー７ｔｕにより逆Ｖ字状砥石車１２ｇの位置座標を確認でき、これら砥石１０ｇ，１０ｇ、１１ｇ、１２ｇの磨耗量を計算することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は複合面取り加工装置の平面図である。
【図２】図２は粗研削加工ステージの側面面である。
【図３】図３はワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の側面図である。
【図４】図４はノッチ研削加工ステージ（ｓｇｎ）の側面図である。
【図５】図５は心押台の平面図である。
【図６】図６はワーク外周面を面取り加工している作業図であり、ワークの端面方向から見た図である。図６ａは円筒粗研削加工作業を、図６ｂは円筒仕上げ研削加工作業を、図６ｃはオリフラ研削加工作業を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１に示される本発明の複合面取り加工装置（１）は、加工ステージ（ｓｗ）、ワークのローディング／アンローディングステージ（ｓ１）、粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）、ワーク径の測定ステージ（ｓｍ）、仕上げ研削加工ステージ（ｓｇｆ）、ノッチ研削加工ステージ（ｓｇｎ）および結晶方位測定ステージ（ｓＸＤＲ）を有する。前記粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）はワークのオリフラ研削加工ステージとして利用することも可能である。
【００２６】
上記加工ステージ（ｓｗ）は、芯出し機能を備えた主軸台７ａと心押台７ｂよりなるクランプ装置７を載置する移動テーブル４を左右方向に延びた第一案内レール１００上を滑走させる、前記移動テーブル４の底面に設けられたボールネジ固定具４ｆ（図２参照）、ボールネジ４ｂ、ボールネジの駆動用アクチュエータ４ｍよりなるテーブル送り機構２００を備え、上記クランプ装置７を載置する前記移動テーブル４と上記クランプ装置７に吊
架された円柱状結晶性インゴット（ｗ）とで加工ステージ（ｓｗ）が形成される。加工ステージ（ｓｗ）は、本体カバー装置４００、引き出し扉４００ａで覆われている。
【００２７】
図５に示すように、前記心押台７ｂは、押圧シャフト７Ｓのワーク支持軸７ｂ１を内蔵するハウジングの前方に設けられたリング状カラー７ｒ上にタッチセンサー７ｔを３本、砥石軸１０ｏ，１０ｏ芯を含む平面に対し平行となるように左右に２本７ｔｒ，７ｔｌ、上部に１本７ｔｕ設けてある。前記２本のタッチセンサー７ｔｒ，７ｔｌにより円筒研削用カップホイール型粗研削砥石１０ｇ，１０ｇの位置座標、カップホイール型仕上げ研削砥石１１ｇの位置座標を確認でき、残りの１本のタッチセンサー７ｔｕにより逆Ｖ字状砥石車１２ｇの位置座標を確認でき、これら位置座標のデジタル数値を数値制御装置の記録部が受信し、これら砥石１０ｇ，１０ｇ、１１ｇ、１２ｇの磨耗量を演算部で計算することができる。また、これらの位置座標のデジタル数値から研削開始時の砥石の位置座標を補正することができる。
【００２８】
前記ワークのローディング／アンローディングステージ（ｓ１）は、前記第一案内レール１００の正面に向かって左側であって、第一案内レール１００の前側に設けられたワークの搬出入機構３００と前記加工ステージ（ｓｗ）とでワークのローディング／アンローディングステージ（ｓ１）が形成される。ワークの搬出入機構３００は、ワークストッカー１４，１４，１４の丸字棚段に保管されているワーク（ｗ）１本の中央部を１対の爪で挟持し、両爪を上昇させることによりワークを吊り上げ、ついで、後退、右方向への移動、下降してロードポート８前に位置させ、さらに後退させることによりこのロードポート８からワークをクランプ装置７の主軸台７ａと心押台７ｂ間へと搬送する。ワークの一端を主軸台７ａのセンター支持軸７ａ１に当接させた後、心押台７ｂを空気シリンダーで右方向に移動させてセンター支持軸７ｂ１に他端を当接させワークを宙吊り状態に支架する。ついで、前記一対の爪を離間させてワークの把持を開放し、ついで、前記一対の両爪を支持する固定台１３ｆを上昇させ、左方向に移動させ、さらに、前方向に後退させ両爪を待機位置へと戻す。
【００２９】
粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）は、上記ワークのローディング／アンローディングステージ（ｓ１）の右側に、前記クランプ装置７の支持軸７ａ１，７ｂ１に吊架されるワークのＣ軸に対し直角方向に、かつ、このＣ軸を挟んで一対の円筒研削用カップホイール型粗研削砥石１０ｇ，１０ｇを軸承する砥石軸１０ｏ，１０ｏを前進後退可能に、かつ昇降可能に設け、前記加工ステージ（ｓｗ）と前記砥石軸１０ｏ，１０ｏとで粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）が形成される。
【００３０】
図２に示すように、粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）の砥石軸１０ｏは、第一サーボモータ１０ｍ１，１０ｍ１により回転され、第二サーボモータ１０ｍ２，１０ｍ２駆動により昇降可能となっている。また、砥石台テーブル１０ｔ，１０ｔ上の前記砥石軸１０ｏ，１０ｏは、第三サーボモータ１０ｍ３，１０ｍ３駆動によりボールネジ１０ｓ，１０ｓを回転駆動させ、ワークｗに対し前進後退可能となっている。
【００３１】
ワーク径の測定ステージ（ｓｍ）は、上記粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）の右側であって前記第一案内レール１００の前側にワーク寸法測定機構２０を前記ワークのＣ軸に対して直交するように設け、このワーク寸法測定機構２０と前記加工ステージ（ｓｗ）とでワーク径の測定ステージ（ｓｍ）は形成される。ワーク寸法測定機構２０としては、レーザー光変位センサーを利用したワーク寸法測定機構、ＣＣＤカメラを備えた撮像装置を利用することができ、ワークのＣ軸からワークの外周までの半径距離（ｒ）を演算し、表示板にその数値ｒを表示できるものが使用される。
【００３２】
仕上げ研削加工ステージ（ｓｇｆ）は、図１に示すように、上記ワーク径の測定ステー
ジ（ｓｍ）の右側であって前記第一案内レール１００の後ろ側に、前記クランプ装置の支持軸７ａ１，７ｂ１に吊架されるワークのＣ軸に対し直角方向に円筒研削用カップホイール型仕上げ研削砥石１１ｇを軸承する砥石軸１１ｏを前進後退可能に設け、前記加工ステージ（ｓｗ）と前記砥石軸１１ｏとで仕上げ研削加工ステージ（ｓｇｆ）が形成される。
【００３３】
カップホイール型円筒粗研削砥石１０ｇ，１０ｇおよびカップホイール型円筒仕上げ研削砥石１１ｇのカップホイール型砥石直径は、ワークが２〜６インチのサファイア基板用円柱状インゴットブロックであるときは、１００〜２４０ｍｍである。また、ワークが８〜１２インチ径の単結晶シリコンインゴットの場合は、ワーク径の１．１５〜１．４５倍の径である。カップ砥石片の幅は３〜１０ｍｍ、リング状砥石幅は５〜１５ｍｍであるのがワークの研削焼け防止の観点から好ましい。
【００３４】
カップホイール型円筒研削砥石１０ｇ，１１ｇの砥粒は、ダイヤモンド砥粒、ＣＢＮ砥粒が好ましく、結合剤（ボンド）はメタルボンド、ビトリファイドボンド、エポキシレジンボンドがよい。例えば、カップホイール型円筒研削砥石は特開平９−３８８６６号公報、特開２０００―９４３４２号公報や特開２００４−１６７６１７号公報等に開示される有底筒状砥石台金の下部環状輪に砥石刃の多数を研削液が散逸する隙間間隔で環状に配置したカップホイール型砥石で、台金の内側に供給された研削液が前記隙間から散逸する構造のものが好ましい。このカップホイール型円筒研削砥石の環状砥石刃の直径は、ワーク直径の１．２〜１．５倍の直径であることが好ましい。前記カップホイール型粗研削砥石１０ｇの環状砥石刃は、砥番１００〜２８０番のダイヤモンドレジンボンド砥石、またはダイヤモンドビトリファイドボンド砥石が好ましい。また、カップホイール型仕上げ研削砥石１１ｇの環状砥石刃は、砥番３００〜１，２００番のダイヤモンドレジンボンド砥石、ダイヤモンドビトリファイドボンド砥石、またはダイヤモンドメタルボンド砥石が好ましい。
【００３５】
研削液としては、純水、コロイダルシリカ水分散液、セリア水分散液、ＳＣ−１液、ＳＣ−２液、あるいは、これら水分散液に有機リン化合物を配合した水分散液を利用するのが好ましい。
【００３６】
一対のカップホイール型砥石１０ｇ，１０ｇによるワークの円筒粗研削加工は、ワークを宙吊りに支架したクランプ機構７を搭載するワークテーブル４を左右方向に１〜１５ｍｍ／分速度で移動させながら、かつ、主軸台のセンター支持軸７ａ１を１０〜３００ｒｐｍの回転速度で回転させながら８００〜３，０００ｒｐｍの回転速度で回転しているカップホイール型砥石の一対１０ｇ，１０ｇの砥石軸をクランプ装置７のＣ軸心側へ前進させてカップホイール型砥石１０ｇ，１０ｇの刃先位置がクランプ装置７のＣ軸心から（Ｒ／２−ｔｇ）の距離（研削開始点位置）までインフィードして研削加工を開始し、研削液を５〜１００ｃｃ／分の量研削作業点に供給させながら前記カップホイール型砥石の一対１０ｇ，１０ｇにより移動するインゴットブロック外周面厚みをｔｇｍｍの取り代量除去するインフィード円筒研削加工である。
【００３７】
前述のノッチ研削加工ステージ（ｓｇｎ）は、上記ワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の右側であって、前記第一案内レール１００の前側に、前記クランプ装置の支持軸７ａ１，７ｂ１に吊架されるワークのＣ軸に対し直角方向上に位置し、逆Ｖ字状砥石車１２ｇを軸承する砥石軸１２ｏを前進後退可能に、かつ、昇降可能に設け、前記加工ステージ（ｓｗ）と前記砥石軸１２ｏとでノッチ研削加工ステージ（ｓｇｎ）は形成される。
【００３８】
図４に示すように、ノッチ研削加工ステージ（ｓｇｎ）の砥石軸１２ｏは、砥石台１２ｔ上に搭載され、サーボモータ１２ｍ１の駆動により回転可能となっており、また、サーボモータ１２ｍ１の駆動により昇降可能となっている。更に、サーボモータ１２ｍ１の駆
動により砥石台１２ｔをワークｗに対し前進後退させることにより逆Ｖ字状砥石車１２ｇを軸承する砥石軸１２ｏをワークｗに対し前進後退可能としている。図４において、前記逆Ｖ字状砥石車１２ｇは実線で砥石待機位置で示され、仮想線でワークノッチ研削加工開始位置に示されている。
【００３９】
結晶方位測定ステージ（ｓＸＤＲ）は、図１で仮想線により示される前記加工ステージ（ｓｗ）と、上記ノッチ研削加工ステージ（ｓｇｎ）の右側であって前記第一案内レール１００の前側に、前記クランプ装置の支持軸７ａ１，７ｂ１に吊架されるワークにＸ線を照射し、その反射光を受け入れてワークの結晶方位を測定し、結晶方位を記憶させるＸ線方位位置測定機器（ＸＤＲ）とで形成され、測定したワークの結晶方位位置に前記クランプ装置の主軸台７ａの支持軸７ａ１を回転させてノッチ加工またはオリフラ加工させる結晶方位位置にワークを回転させて停止させる機能を有する。
【００４０】
ワークｗが単結晶シリコンインゴットの場合、結晶方位が＜１１１＞、＜５１１＞、＜１００＞４°ＯＦＦをオリフラ研削結晶方位と定める。オリフラ研削加工、もしくは、Ｖノッチ加工するワークの結晶方位は、この３つの結晶方位のうち、どれか１つで良い。（特許文献５参照）。また、クランプ機構７に吊架されたワークの結晶方位の位置決め方法は、特許文献６、特許文献３に記載されている。
【００４１】
図３に示すように、前記結晶方位測定ステージ（ｓＸＤＲ）を構成するＸ線回析結晶方位測定器付きレーザー装置（X-ray diffraction）ＸＤＲは、Ｘ線照射器９ａ、Ｘ線回析
器９ｂ、ＣＣＤカメラ９ｄ、ワーク台、時間回路を有するコントローラ等を備える。ワークの撮像、ワークの結晶方位測定、ワークへのレーザーマーキング、ワークのＣ軸からワークの外周までの半径の算出などが可能である。前記クランプ装置の支持軸７ａ１，７ｂ１に吊架されるワークｗにＸ線をＸ線照射器９ａより照射し、その反射光をＸ線回析器９ｂが受け入れてワークの結晶方位を測定する。図１で示す９ｃは、角度調製つまみである。
【００４２】
図１に示す複合面取り加工装置１を用い、円柱状ワーク（ｗ）の円筒研削加工、ノッチ研削加工またはオリフラ研削加工を実施する工程は次の順序で行われる。
【００４３】
１）．ワークの搬出入機構３００を用い、円柱状ワーク（ｗ）をローディング／アンローディングステージ（ｓ１）位置にあるクランプ機構７の主軸台７ａの支持軸７ａ１と心押台７ｂの支持軸７ｂ１間に吊架させる。
【００４４】
２）．ローディング／アンローディングステージ（ｓ１）位置にあるクランプ機構７を搭載するワークテーブル４を第一案内レール１００上で粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）の在る右方向に移動させるとともに、一対の円筒研削用カップホイール型粗研削砥石１０ｇ，１０ｇを軸承する砥石軸１０ｏ，１０ｏを円柱状ワークに対して前進させるとともに回転させて円柱状ワーク（ｗ）に当接させつつ、摺擦して粗面取り加工を行う。一対の砥石軸１０ｏ，１０ｏの軸芯高さは図１および図６ａに示すように５〜７５ｍｍ離れるようにして研削するのが好ましい。
【００４５】
３）．粗面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構７を搭載するワークテーブル４を第一案内レール１００上でワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の在る右方向に移動させるとともに、ワーク寸法測定機構２０で円柱状ワーク（ｗ）の径（Ｒｒ）を測定する。
【００４６】
４）．所望の径となった粗面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構７を搭載するワークテーブル４を第一案内レール１００上で仕上げ研削加工ステージ（
ｓｇｆ）の在る右方向に移動させるとともに、円筒研削用カップホイール型仕上げ研削砥石１１ｇを軸承する砥石軸１１ｏを円柱状ワークに対して前進させるとともに回転させて円柱状ワークに当接させつつ、摺擦して仕上げ面取り加工を行う。(図６ｂ参照)
【００４７】
５）．仕上げ面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構７を搭載するワークテーブル４を第一案内レール１００上でワーク径の測定ステージ（ｓｍ）の在る左方向に移動させるとともに、ワーク寸法測定機構２０で円柱状ワークの径（Ｒｆ）を測定する。
【００４８】
６）．所望の径となった仕上げ面取り加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構７を搭載するワークテーブル４を第一案内レール１００上で結晶方位測定ステージ（ｓＸＤＲ）の在る右方向に移動させるとともに、前記クランプ装置７に吊架されている円柱状ワークの結晶方位をＸ線方位位置測定機器（ＸＤＲ）で測定し、前記クランプ装置の主軸台７ａの支持軸７ａ１を回転させてノッチ加工させる結晶方位位置に円柱状ワーク（ｗ）を回転させて停止させる。
【００４９】
７）．結晶方位位置に円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構７を搭載するワークテーブル４を第一案内レール１００上でノッチ研削加工ステージ（ｓｇｎ）の在る左方向に移動させるとともに、前記クランプ装置７に吊架されている円柱状ワーク（ｗ）の結晶方位位置上方に逆Ｖ字状砥石車１２ｇを軸承する砥石軸１２ｏを前進させた後、下降させて円柱状ワーク（ｗ）の結晶方位位置に逆Ｖ字状砥石車１２ｇで切り込みを掛けて円筒状ワークにノッチ加工を行う。
【００５０】
上述のノッチ加工ではなく、オリフラ研削加工する(図６ｃ参照)ときは、上記７）工程に代えて次の７’）オリフラ研削加工を採る。
７’）．結晶方位位置に円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構７を搭載するワークテーブル４を第一案内レール１００上で粗研削加工ステージ（ｓｇｒ）の在る左方向に移動させるとともに、前記クランプ装置７に吊架されている円柱状ワーク（ｗ）の結晶方位位置に一方の円筒研削用カップホイール型粗研削砥石１０ｇを軸承する砥石軸１０ｏを円柱状ワークに対して前進させるとともに回転させて円柱状ワーク（ｗ）に当接させつつ、摺擦してオリフラ研削加工を行う。
【００５１】
８）．ノッチ研削加工またはオリフラ研削加工された円柱状ワーク（ｗ）を吊架するクランプ機構７を搭載するワークテーブル４を第一案内レール１００上でワークのローディング／アンローディングステージ（ｓ１）の在る左方向に移動させ、ついで、ワークの搬出入機構３００を用いてクランプ機構７から円柱状ワーク（ｗ）を複合面取り加工装置１外へと搬出し、ワークストッカー１４の丸字棚段に保管する。
【００５２】
ワークの研削加工時には、砥石の磨耗量が研削加工時間（砥石寿命）に大きな影響を及ぼすので、上記の研削加工中、研削加工前あるいは研削加工後に砥石をタッチセンサー７ｔに接触させて砥石の位置座標を測定し、砥石の磨耗量を算出する。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明の複合面取り加工装置１は、結晶性化合物インゴットの円筒研削加工時間を従来の円筒研削装置およびノッチ研削装置の複合面取り加工装置と比較し、円筒研削加工時間を約１／２に短縮できる。また、心押台７ｂにタッチセンサー７ｔを付属させたので、砥石の交換時期を判断するのに役立つ。
【符号の説明】
【００５４】
１    複合面取り加工装置
ｗ    円柱状ワーク
ｓｗ  加工ステージ
ｓ１  ワークのローディング／アンローディングステージ
ｓｇｒ  粗研削加工ステージ
ｓｍ  ワーク径の測定ステージ
ｓｇｆ  仕上げ研削加工ステージ
ｓｇｎ  ノッチ研削加工ステージ
ｓＸＤＲ  結晶方位測定ステージ
ＸＤＲ  Ｘ線方位位置測定機器
４    ワークテーブル
６    第二案内レール
７    クランプ機構
７ａ  主軸台
７ｂ  心押台
７ｔ  タッチセンサー
８    ロードポート
１０ｇ  カップホイール型粗研削砥石
１１ｇ  カップホイール型仕上げ研削砥石
１２ｇ  逆Ｖ字状砥石車
１３    オートローダー機器
１４    ワークストッカー
２０    ワーク寸法測定機構
１００  第一案内レール
２００  テーブル送り機構
３００  ワークの搬出入機構
【図１】
0005785070.tif 000002
【図２】
0005785070.tif 000003
【図３】
0005785070.tif 000004
【図４】
0005785070.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005785070.tif 000007