(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）機枠上に左右方向に設けられた案内レール上を左右方向に往復移動できるように設けられた一対のワークテーブル、
ｂ）前記一対のワークテーブル上に左右に分離して搭載された主軸台と心押台の一対よりなる第一クランプ機構と第二クランプ機構、
ｃ）前記第一および第二クランプ機構に支架されたワークを載せた前記ワークテーブルを左右方向に往復移動させる駆動機構、
ｄ）前記ワークテーブルを複合面取り加工装置の正面側から見る方向であって、かつ、右側方向より左側方向へ向かって、
ｅ）円筒状シリコンインゴットブロックのローディングステージ、
ｆ）前記ローディングステージの背後に設けた前記第一クランプ機構の待機位置ステージ、
ｇ）前記第一クランプ機構のワーク支持軸を挟んで一対の回転切断刃をその回転切断刃直径面が相対向するように前記案内レールに対し前後に設けられた円筒状シリコンインゴットブロックの側面剥ぎスライシングステージ、
ｈ）前記スライシングステージの左横側に設けたインゴットブロックの受け渡しステージ、
ｉ）前後移動可能および上下昇降可能な砥石軸の一対に軸承されたカップホイール型砥石の一対をその砥石面が相対向するようにワークテーブルを挟んでワークテーブル前後に設けられた粗研削ステージ、
ｊ）前記粗研削ステージの左横側に平行に設けた、前後移動可能および上下昇降可能な砥石軸の一対に軸承されたカップホイール型砥石の一対をその砥石面が相対向するようにワークテーブルを挟んでワークテーブル前後に設けられた仕上げ研削ステージ、
ｋ）前記仕上げ研削ステージの左横側位置であって、主軸台と心押台の一対よりなる前記第二クランプ機構の待機位置ステージ、
および、
ｌ）前記第二クランプ機構の待機位置ステージの前面側に設けた角柱状シリコンインゴットブロックのアンローディングステージ、
を設けたことを特徴とするシリコンインゴットブロックの複合面取り加工装置。
【請求項２】
請求項１記載の複合面取り加工装置を用い、下記の工程を経て、円筒状シリコンインゴットブロックを角柱状シリコンインゴットブロックに面取り加工する方法。
（１）ローディングステージに在る搬入機構を用い、被加工物である円筒状シリコンインゴットブロックを第一クランプ機構の回転Ｃ軸廻りに回転させる機能を有するエンコーダ付き主軸台と心押台間に搬入し、ついで、前記心押台を前進させて円筒状シリコンインゴットブロックを第一クランプ機構に挟持する。
（２）前記第一クランプ機構の主軸台のＣ軸駆動モータを作動させ、一対の回転切断刃に対する前記円筒状シリコンインゴットブロックの切断開始位置の芯出しを行う。
（３）回転する前記一対の回転切断刃の方向に前記第一クランプ機構を搭載するワークテーブルを移動させて前記一対の回転切断刃による円筒状シリコンインゴットブロックの前後面の切断加工を行う。
（４）ついで、円筒状シリコンインゴットブロックのＣ軸を９０度回転させる。
（５）回転する前記一対の回転切断刃の方向に第一クランプ機構を搭載するワークテーブルを移動させて前記一対の回転切断刃による円筒状シリコンインゴットブロックの前後面の切断加工を行い、四角柱状シリコンインゴットブロックを得る。
（６）前記第一クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルをインゴットブロックの受け渡しステージ方向に移動させ、受け渡しステージにロボットハンドを前進させロボットハンドの把持爪を閉じて前記四角柱状シリコンインゴットブロックを把持させ、ついで、前記第一クランプ機構の心押台を後退させて前記四角柱状シリコンインゴットブロックの挟持を開放した後、前記ロボットハンドを待機位置へ後退させる。その後、前記第一クランプ機構を搭載するワークテーブルを前記第一クランプ機構の待機位置ステージ位置へと戻した後、前記ロボットハンドを前記受け渡しステージに前進させる。
（７）第二クランプ機構の待機位置ステージ位置にある第二クランプ機構を搭載するワークテーブルを右方向に移動して前記受け渡しステージのロボットハンド位置へと移動する。次いで、前記第二クランプ機構の心押台を前進させて前記四角柱状シリコンインゴットブロックを前記第二クランプ機構の主軸台と心押台とで挟持した後、前記ロボットハンドの把持爪を開いて前記四角柱状シリコンインゴットブロックを解放し、前記ロボットハンドを待機位置へ後退させる。
（８）前記四角柱状シリコンインゴットブロックを挟持する第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルを左方向に移動させ、粗研削ステージへ四角柱状シリコンインゴットブロックを搬入する。
（９）一対のカップホイール型粗研削砥石間に前記第二クランプ機構を搭載するワークテーブルを移動させ、回転している前記四角柱状シリコンインゴットブロックの四隅Ｒコーナー部を回転している前記一対のカップホイール型粗研削砥石で円筒研削する。
（１０）上記円筒研削された四角柱状シリコンインゴットブロックのＣ軸を回転させて一対のカップホイール型粗研削砥石の刃径方向の面に対する四角柱状シリコンインゴットブロックの面取り加工開始時のＣ軸芯出しを行う。
（１１）回転している前記一対のカップホイール型粗研削砥石間に前記第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルを移動させ、前記一対のカップホイール型粗研削砥石を前進させて前記四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつ前記ワークテーブルの移動により四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の面取り加工を行う。
（１２）前記四角柱状シリコンインゴットブロックのＣ軸を９０度回転させて前記一対のカップホイール型粗研削砥石の刃径方向面に対する四角柱状シリコンインゴットブロックの加工側面位置を固定する芯出しを行う。
（１３）回転している前記一対のカップホイール型粗研削砥石間に前記第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルを移動させ、前記一対のカップホイール型粗研削砥石をＣ軸方向に前進させて四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつ前記ワークテーブルの移動により四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の面取り加工を行なう粗面取り加工を行う。
（１４）粗面取り加工が終了した四角柱状シリコンインゴットブロックを挟持する前記第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルを左方向に移動させ、仕上げ研削ステージへ前記四角柱状シリコンインゴットブロックを搬入する。
（１５）一対のカップホイール型仕上げ研削砥石間に第二クランプ機構を搭載するワークテーブルを移動させ、回転している前記四角柱状シリコンインゴットブロックの四隅Ｒコーナー部を回転している前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石で円筒研削する。
（１６）上記円筒研削された四角柱状シリコンインゴットブロックのＣ軸を回転させて前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石の刃径方向の面に対する研削開始位置決めの芯出しを行う。
（１７）回転している前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石間に前記第二クランプ機構を搭載するワークテーブルを移動させ、前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石を前進させて前記四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつ前記ワークテーブルの移動により四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の面取り加工を行う。
（１８）ついで、前記四角柱状シリコンインゴットブロックのＣ軸を９０度回転させて前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石の刃径方向面に対する四角柱状シリコンインゴットブロックの加工側面位置に芯出しする。
（１９）回転している前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石間に前記第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルを移動させ、前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石をＣ軸方向に前進させて四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつ前記ワークテーブルの移動により四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の仕上げ面取り加工を行なう。
（２０）上記四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の仕上げ面取り加工が終了した後、仕上げ面取り加工された四角柱状シリコンインゴットブロックを挟持する第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルを左方向に移動させて第二クランプ機構の待機位置ステージ位置に戻す。
（２１）前記第二クランプ機構の待機位置ステージ位置にある四側面および四隅Ｒコーナー部仕上げ研削加工された四角柱状シリコンインゴットブロックの下面をアンローディングステージに在る搬送機構の把持爪で抱かえ把持し、前記第二クランプ機構の心押台を後退させて四角柱状シリコンインゴットブロックの第二クランプ機構による挟持を開放する。
（２２）搬送機構の把持爪を複合面取り装置のハウジング外に移送し、アンローディングステージに在るブロックストッカー棚上に前述の四側面および四隅Ｒコーナー部が仕上げ研削加工された四角柱状シリコンインゴットブロックを載置する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒状シリコンインゴットブロックをその回転Ｃ軸廻りに回転させる機能を有するエンコーダ付き主軸台と心押台とよりなるクランプ装置に挟持し、回転切断刃によりその四側面を削ぎ落とす切断を行って四角柱状ブロックに加工し、ついで、その四角柱状ブロックの四側面および四隅Ｒコーナー部を表面研削して四角柱状ブロックに加工する方法およびそれに用いる複合面取り加工装置に関わる。
【背景技術】
【０００２】
半導体基板に用いられる円板状単結晶シリコン基板や太陽電池の基板に用いられる四角形状単結晶シリコン基板の原材料の円筒状インゴットブロックは、チョクラルスキー法（ＣＺ法）により育成した単結晶シリコンインゴットのＣ軸両端面を切り落とし、ついで、回転させる機能を有する主軸台と芯押台とよりなるクランプ装置に挟持し、円筒研削して外周面の皴状の凹凸を取り除き、さらに、長さ２５０ｍｍ、５００ｍｍの長さに内周刃で切断、あるいはワイヤーカットされて外周面平滑円筒状単結晶シリコンインゴットブロックとして市販される。
【０００３】
この外周面平滑円筒状単結晶シリコンインゴットブロックは、次の工程のマルチ・ワイヤーソウによる薄厚の基板へのスライス加工に供せられる。あるいは、インゴットブロック製造メーカから太陽電池基板製造メーカに供給され、四側面を削ぎ落として加工された四角柱状ブロックの四側面および四隅コーナー部を面取り加工し、次工程のマルチ・ワイヤーソウによる薄厚の基板へのスライス加工ステージへ供給される。
【０００４】
単結晶シリコンインゴットの有効使用率を高くするため、前記単結晶シリコンインゴットからシリコンブロックに切断されるに先立って、あるいは、マルチ・ワイヤーソウでスライス加工するに先立って円筒状単結晶シリコンインゴットの結晶方位を検知することが必要となる。
【０００５】
再公表２００５／０７６３３３号公報（特許文献１）は、チョクラルスキー法（ＣＺ法）により育成した単結晶シリコンインゴットのＣ軸両端面を切り落とし、ついで、回転させる機能を有する主軸台と芯押台とよりなるクランプ装置に挟持し、円筒研削して外周面の皴状の凹凸を取り除き、得られた外周面平滑円板状単結晶シリコンインゴットのＣ軸垂直方向の結晶方位を赤外線検出器で読み取り、解析ピークを基に結晶方位を赤いマーカーペンで線を引いて特定し、この赤い特定マークに沿ってダイソーで複数のブロックに切断する方法を開示する。
【０００６】
また、特開２００９−２３３８１９号公報は、チョクラルスキー法（ＣＺ法）により育成した単結晶シリコンインゴットのＣ軸両端面を切り落とし、ついで、回転させる機能を有する主軸台と心押台とよりなるクランプ装置に挟持し、円筒研削して外周面の皴状の凹凸を取り除き、得られた外周面平滑円板状単結晶シリコンインゴットのＣ軸垂直方向の結晶方位をＸ線解析機器で読み取り、この結晶方位線を基準に赤いマークを付し、ついで、砥石によりこの赤いマーク線に沿ってオリエンテーションフラットおよび／またはノッチ加工し、ついで、マルチ・ワイヤーソウによる薄厚の基板へのスライス加工に供することを開示する。
【０００７】
本願特許出願人は、特願２０１０−１３１６０６号明細書（特許文献３、未公開）で、円筒状シリコンインゴットブロックを主軸台と芯押台とからなるクランプ装置に挟持し、シリコンインゴットブロックの回転軸心（Ｃ軸）を挟んで左側方向から右側方向に向かって一対の回転切断刃、一対のカップホイール型粗研削砥石、一対のカップホイール型仕上げ研削砥石を配置したシリコンインゴットブロックの複合面取り加工装置を提案した。
【０００８】
また、本願特許出願人は、特願２０１０−２３２０３９号明細書（特許文献４、未公開）で、円筒状シリコンインゴットブロックを主軸台と心押台とからなるクランプ装置に挟持し、シリコンインゴットブロックの回転軸心（Ｃ軸）を挟んで左側方向から右側方向に向かって一対の回転切断刃、一対のカップホイール型粗研削砥石、一対のカップホイール型仕上げ研削砥石および円筒状シリコンインゴットブロックの結晶方向を検出するセンサーを配置した単結晶シリコンインゴットブロックの複合面取り加工装置を提案した。
【０００９】
この複合面取り加工装置は、図８に示すように複合面取り加工装置１の正面に向かって右側から左側に向けてベース（機枠）２上にインゴットブロックのストッカー１４とインゴットブロックの搬入・搬出機構１３とロードポート８とから構成されるローディング／アンローディングステージ、インゴットブロックの四隅Ｒコーナー部仕上げ研削面取り・四側面仕上げ研削面取りステージ１０、インゴットブロックの四隅Ｒコーナー部粗研削面取り・四側面粗研削面取りステージ１１および回転切断刃による円筒状インゴットブロックの四側面剥ぎステージ９０を配置した複合面取り加工装置である。
【００１０】
上記特許文献４記載の複合面取り加工装置１を用いて円筒状単結晶シリコンインゴットブロックを四角柱状ブロックに加工する工程は次のように行われる。
【００１１】
（１）円筒状単結晶シリコンインゴットブロックをその回転Ｃ軸廻りに回転させる機能を有するエンコーダ付き主軸台と心押台とよりなるクランプ装置に挟持する。
（２）前記挟持された円筒状単結晶シリコンインゴットブロックの前側に離れて設置した変位センサーよりレーザー光を円筒状単結晶シリコンインゴットブロックのＣ軸に向けて照射し、クランプ装置の主軸台のモータによるＣ軸回転角度をエンコーダで読み取りながらＣ軸１回転（３６０度）回転させ、回転角度とパルスピークの相関図を表示させる。
（３）表示された４つのパルスピークを示すエンコーダ回転角度のどれか１つの角度（θ）を選択し、この角度が回転切断刃径方向面に対するエンコーダ回転角度４５度の位置（切断開始Ｃ軸位置）に位置するようＣ軸を回転させて円筒状単結晶シリコンインゴットブロックの結晶方位位置を固定する。
（４）回転する一対の回転切断刃の方向にクランプ装置を搭載するワークテーブルを移動させて前記一対の回転切断刃による円筒状単結晶シリコンインゴットブロックの前後面の切断加工を行う。
（５）円筒状単結晶シリコンインゴットブロックのＣ軸を９０度回転させる。
（６）回転する一対の回転切断刃の方向にクランプ装置を搭載するワークテーブルを移動させて前記一対の回転切断刃による円筒状単結晶シリコンインゴットブロックの前後面の切断加工を行い、四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックを得る。
（７）一対のカップホイール型粗研削砥石間にクランプ装置を搭載するワークテーブルを移動させ、回転している上記四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの四隅Ｒコーナー部を回転している前記一対のカップホイール型粗研削砥石で円筒研削する。
（８）上記円筒研削された四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックのＣ軸を回転させて一対のカップホイール型粗研削砥石の刃径方向の面に対する切断開始Ｃ軸位置４５度位置に固定する。
（９）回転している前記一対のカップホイール型粗研削砥石間にクランプ装置を搭載するワークテーブルを移動させ、一対のカップホイール型粗研削砥石を前進させて四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつワークテーブルの移動により四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの前後面の面取り加工を行う。
（１０）四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックのＣ軸を９０度回転させて一対のカップホイール型粗研削砥石の刃径方向面に対する四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの加工側面位置を固定する。
（１１）回転している前記一対のカップホイール型粗研削砥石間にクランプ装置を搭載するワークテーブルを移動させ、一対のカップホイール型粗研削砥石をＣ軸方向に前進させて四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつワークテーブルの移動により四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの前後面の面取り加工を行なう粗面取り加工を行う。
（１２）粗面取り加工された四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックのＣ軸を回転させて一対のカップホイール型仕上げ研削砥石の刃径方向の面に対する切断開始Ｃ軸位置４５度位置に固定する。
（１３）回転している前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石間にクランプ装置を搭載するワークテーブルを移動させ、一対のカップホイール型仕上げ研削砥石をＣ軸方向に前進させて四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつワークテーブルの移動により四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの前後面の面取り加工を行う。
（１４）四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックのＣ軸を９０度回転させて一対のカップホイール型仕上げ研削砥石の刃径方向の面に対する四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの加工側面位置を固定する。
（１５）回転している前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石間にクランプ装置を搭載するワークテーブルを移動させ、一対のカップホイール型仕上げ研削砥石をＣ軸方向に前進させて四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつワークテーブルの移動により四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの前後面の面取り加工を行なう仕上げ面取り加工を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】再公表２００５／０７６３３３号公報
【特許文献２】特開２００９−２３３８１９号公報
【特許文献３】特願２０１０−１３１６０６号明細書（未公開）
【特許文献４】特願２０１０−２３２０３９号明細書（未公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前述の複合面取り加工装置１は、既存の四側面削ぎ落としスライシング装置と四側平面研削（研磨）機と四側平面および四隅Ｒコーナー部エッチング装置を並列に据え付けて用いる組み合わせプラントを用いる四角柱状シリコンインゴットブロックの製造時間が１／３〜１／２の短時間で済む利点を有する。しかし、スライシング装置と面取り加工装置を並列に据え付けて用いていたブロック製造メーカまたは太陽電池基板製造メーカに上記複合面取り加工装置の売込みを行ったところ、一部のメーカから、スライシング装置と四側平面研削・四隅Ｒコーナー研削装置に二部して納品することを希望する意見が出された。
【００１４】
その理由は、上記複合面取り加工装置は作業者のインゴットの受け渡し作業が省略される点は魅力であるが、円筒状シリコンインゴットブロックのスライシング装置による四側面削ぎ落とし工程が行われているときは、四側平面研削・四隅Ｒコーナー研削装置が稼動していなく、角柱状シリコンインゴットブロックの四側平面研削・四隅Ｒコーナー研削工程が行われているときは、スライシング装置が稼動できないことにある。
【００１５】
本願発明者らは、クランプ機構を一対用い、円筒状シリコンインゴットブロックの四側面削ぎ落としのスライシングステージと角柱状シリコンインゴットブロックの四側平面研削・四隅Ｒコーナー研削ステージ間にインゴットブロックの受け渡しステージを新たに設け、更に、円筒状シリコンインゴットブロックのローディングステージと角柱状シリコンインゴットブロックのアンローディングステージに分離することにより、スライシング装置の稼動および四側平面研削・四隅Ｒコーナー部研削装置の稼動を同時に行うことが可能であると着想し、発明に到った。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の請求項１は、
ａ）機枠上に左右方向に設けられた案内レール上を左右方向に往復移動できるように設けられた一対のワークテーブル、
ｂ）前記一対のワークテーブル上に左右に分離して搭載された主軸台と心押台の一対よりなる第一クランプ機構と第二クランプ機構、
ｃ）前記第一および第二クランプ機構に支架されたワークを載せた前記ワークテーブルを左右方向に往復移動させる駆動機構、
ｄ）前記ワークテーブルを複合面取り加工装置の正面側から見る方向であって、かつ、右側方向より左側方向へ向かって、
ｅ）円筒状シリコンインゴットブロックのローディングステージ、
ｆ）前記ローディングステージの背後に設けた前記第一クランプ機構の待機位置ステージ、
ｇ）前記第一クランプ機構のワーク支持軸を挟んで一対の回転切断刃をその回転切断刃直径面が相対向するように前記案内レールに対し前後に設けられた円筒状シリコンインゴットブロックの側面剥ぎスライシングステージ、
ｈ）前記スライシングステージの左横側に設けたインゴットブロックの受け渡しステージ、
ｉ）前後移動可能および上下昇降可能な砥石軸の一対に軸承されたカップホイール型砥石の一対をその砥石面が相対向するようにワークテーブルを挟んでワークテーブル前後に設けられた粗研削ステージ、
ｊ）前記粗研削ステージの左横側に平行に設けた、前後移動可能および上下昇降可能な砥石軸の一対に軸承されたカップホイール型砥石の一対をその砥石面が相対向するようにワークテーブルを挟んでワークテーブル前後に設けられた仕上げ研削ステージ、
ｋ）前記仕上げ研削ステージの左横側位置であって、主軸台と心押台の一対よりなる前記第二クランプ機構の待機位置ステージ、
および、
ｌ）前記第二クランプ機構の待機位置ステージの前面側に設けた角柱状シリコンインゴットブロックのアンローディングステージ、
を設けたことを特徴とするシリコンインゴットブロックの複合面取り加工装置を提供するものである。
【００１７】
請求項２の発明は、請求項１記載の複合面取り加工装置を用い、下記の工程を経て、円筒状シリコンインゴットブロックを角柱状シリコンインゴットブロックに面取り加工する方法を提供するものである。
（１）ローディングステージに在る搬入機構を用い、被加工物（ワーク）である円筒状シリコンインゴットブロックを第一クランプ機構の回転Ｃ軸廻りに回転させる機能を有するエンコーダ付き主軸台と心押台間に搬入し、ついで、前記心押台を前進させて円筒状シリコンインゴットブロックを第一クランプ機構に挟持する。
（２）前記第一クランプ機構の主軸台のＣ軸駆動モータを作動させ、一対の回転切断刃に対する前記円筒状シリコンインゴットブロックの切断開始位置の芯出しを行う。
（３）回転する前記一対の回転切断刃の方向に前記第一クランプ機構を搭載するワークテーブルを移動させて前記一対の回転切断刃による円筒状シリコンインゴットブロックの前後面の切断加工を行う。
（４）ついで、円筒状シリコンインゴットブロックのＣ軸を９０度回転させる。
（５）回転する前記一対の回転切断刃の方向に第一クランプ機構を搭載するワークテーブルを移動させて前記一対の回転切断刃による円筒状シリコンインゴットブロックの前後面の切断加工を行い、四角柱状シリコンインゴットブロックを得る。
（６）前記第一クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルをインゴットブロックの受け渡しステージ方向に移動させ、受け渡しステージにロボットハンドを前進させロボットハンドの把持爪を閉じて前記四角柱状シリコンインゴットブロックを把持させ、ついで、前記第一クランプ機構の心押台を後退させて前記四角柱状シリコンインゴットブロックの挟持を開放した後、前記ロボットハンドを待機位置へ後退させる。その後、前記第一クランプ機構を搭載するワークテーブルを前記第一クランプ機構の待機位置ステージ位置へと戻した後、前記ロボットハンドを前記受け渡しステージに前進させる。
（７）第二クランプ機構の待機位置ステージ位置にある第二クランプ機構を搭載するワークテーブルを右方向に移動して前記受け渡しステージのロボットハンド位置へと移動する。次いで、前記第二クランプ機構の心押台を前進させて前記四角柱状シリコンインゴットブロックを前記第二クランプ機構の主軸台と心押台とで挟持した後、前記ロボットハンドの把持爪を開いて前記四角柱状シリコンインゴットブロックを解放し、前記ロボットハンドを待機位置へ後退させる。
（８）前記四角柱状シリコンインゴットブロックを挟持する第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルを左方向に移動させ、粗研削ステージへ四角柱状シリコンインゴットブロックを搬入する。
（９）一対のカップホイール型粗研削砥石間に前記第二クランプ機構を搭載するワークテーブルを移動させ、回転している前記四角柱状シリコンインゴットブロックの四隅Ｒコーナー部を回転している前記一対のカップホイール型粗研削砥石で円筒研削する。
（１０）上記円筒研削された四角柱状シリコンインゴットブロックのＣ軸を回転させて一対のカップホイール型粗研削砥石の刃径方向の面に対する四角柱状シリコンインゴットブロックの面取り加工開始時のＣ軸芯出しを行う。
（１１）回転している前記一対のカップホイール型粗研削砥石間に前記第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルを移動させ、前記一対のカップホイール型粗研削砥石を前進させて前記四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつ前記ワークテーブルの移動により四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の面取り加工を行う。
（１２）前記四角柱状シリコンインゴットブロックのＣ軸を９０度回転させて前記一対のカップホイール型粗研削砥石の刃径方向面に対する四角柱状シリコンインゴットブロックの加工側面位置を固定する芯出しを行う。
（１３）回転している前記一対のカップホイール型粗研削砥石間に前記第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルを移動させ、前記一対のカップホイール型粗研削砥石をＣ軸方向に前進させて四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつ前記ワークテーブルの移動により四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の面取り加工を行なう粗面取り加工を行う。
（１４）粗面取り加工が終了した四角柱状シリコンインゴットブロックを挟持する前記第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルを左方向に移動させ、仕上げ研削ステージへ前記四角柱状シリコンインゴットブロックを搬入する。
（１５）一対のカップホイール型仕上げ研削砥石間に第二クランプ機構を搭載するワークテーブルを移動させ、回転している前記四角柱状シリコンインゴットブロックの四隅Ｒコーナー部を回転している前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石で円筒研削する。
（１６）上記円筒研削された四角柱状シリコンインゴットブロックのＣ軸を回転させて前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石の刃径方向の面に対する研削開始位置決めの芯出しを行う。
（１７）回転している前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石間に前記第二クランプ機構を搭載するワークテーブルを移動させ、前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石を前進させて前記四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつ前記ワークテーブルの移動により四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の面取り加工を行う。
（１８）ついで、前記四角柱状シリコンインゴットブロックのＣ軸を９０度回転させて前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石の刃径方向面に対する四角柱状シリコンインゴットブロックの加工側面位置に芯出しする。
（１９）回転している前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石間に前記第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルを移動させ、前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石をＣ軸方向に前進させて四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつ前記ワークテーブルの移動により四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の仕上げ面取り加工を行なう。
（２０）上記四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の仕上げ面取り加工が終了した後、仕上げ面取り加工された四角柱状シリコンインゴットブロックを挟持する第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルを左方向に移動させて第二クランプ機構の待機位置ステージ位置に戻す。
（２１）前記第二クランプ機構の待機位置ステージ位置にある四側面および四隅Ｒコーナー部仕上げ研削加工された四角柱状シリコンインゴットブロックの下面をアンローディングステージに在る搬送機構の把持爪で抱かえ把持し、前記第二クランプ機構の心押台を後退させて四角柱状シリコンインゴットブロックの第二クランプ機構による挟持を開放する。
（２２）搬送機構の把持爪を複合面取り装置のハウジング外に移送し、アンローディングステージに在るブロックストッカー棚上に前述の四側面および四隅Ｒコーナー部仕上げ研削加工された四角柱状シリコンインゴットブロックを載置する。
【発明の効果】
【００１８】
円筒状インゴットブロックの四側面剥ぎスライシング装置と四角柱状インゴットブロックの四隅Ｒコーナー部と四側面の研削面取り加工装置間を結ぶライン上にインゴットブロックの受け渡し機構のプッシャ機構を新たに設け、かつ、インゴットのローディング機構とアンローディング機構をそれぞれの装置のクランプ機構待機位置の正面前側に備えさせてインライン化して複合面取り加工装置に設計したので、一方の装置でインゴットブロックの面取り加工をしているときに他方の装置でもインゴット面取り加工が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【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は複合面取り加工装置の密閉カバーの前面を取り去った正面図である。
【図３】図３は複合面取り加工装置の仕上げ研削ステージの右側面側を見た一部を切り欠いた右側面図である。
【図４】図４は仕上げ研削ステージの一部を切り欠いた平面図である。
【図５】図５はインゴットブロックの受け渡し機構の背面図である。
【図６】図６はインゴットブロックの受け渡し機構を左側面から見た図を示す。
【図７】図７は複合面取り加工装置を用いて円筒状インゴットブロックを面取り加工して四角柱状インゴットブロックと為すフローを複合面取り加工装置の右側面側から示した図である。
【図８】図８は特願２０１０−２３２０３９号明細書に記載された複合面取り加工装置の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
図１および図２に示すインゴットブロックの複合面取り加工装置１は、直径２００ｍｍ、長さ５００ｍｍの円筒状単結晶シリコンインゴットブロックをワークとし、そのローデヂィング工程および四側面剥ぎ取り工程を２５分前後で行い、得られた四角柱状インゴットブロックの受け渡しおよび四隅Ｒコーナー部円筒研削および四側面平面研削工程およびインゴットブロックのアンローディング工程を２６〜３０分で行うことができる複合面取り加工装置１であって、
ａ）機枠２上に左右方向に設けられた案内レール３，３上を左右方向に往復移動できるように設けられた一対のワークテーブル４，４’、
ｂ）前記一対のワークテーブル４，４’上に左右に分離して搭載された主軸台７ａと心押台７ｂの一対よりなる第一クランプ機構７と第二クランプ機構７’、
ｃ）前記第一クランプ機構７および第二クランプ機構７’に支架（挟持）されたワークを載せた前記ワークテーブル４，４’を左右方向に往復移動させる駆動機構７ａｍ、
ｄ）前記ワークテーブルを複合面取り加工装置の正面側から見る方向であって、かつ、複合面取り加工装置１の右側方向より左側方向へ向かって、
ｅ）円筒状シリコンインゴットブロックのローディングステージ８Ｒの構成部材のローディング機構１３、
ｆ）前記ローディングステージ８Ｒの背後に設けた前記第一クランプ機構７の待機位置ステージ７０、
ｇ）前記第一クランプ機構７のワーク支持軸を挟んで一対の回転切断刃９１ａ，９１ｂをその回転切断刃直径面が相対向するように前記案内レールに対し前後に設けられた円筒状シリコンインゴットブロックの側面剥ぎスライシングステージ９０、
ｈ）前記側面剥ぎスライシングステージ９０の左横側に設けたロボットハンド８１をエアーシリンダ機構により案内ガイド８３上を前後に滑走できるテーブル８２上に固定したインゴットブロックの受け渡しステージ８０、
ｉ）前後移動可能および上下昇降可能な砥石軸の一対１１ａ，１１ｂに軸承されたカップホイール型砥石の一対１１ｇ，１１ｇをその砥石面が相対向するようにワークテーブル４を挟んでワークテーブル前後に設けられた粗研削ステージ１１、
ｊ）前記粗研削ステージ１１の左横側に平行に設けた、前後移動可能および上下昇降可能な砥石軸の一対１０ａ，１０ｂに軸承されたカップホイール型砥石１０ｇ，１０ｇの一対をその砥石面が相対向するようにワークテーブル４を挟んでワークテーブル前後に設けられた仕上げ研削ステージ１０、
ｋ）前記仕上げ研削ステージ１０の左横側位置であって、主軸台７ａと心押台７ｂの一対よりなる前記第二クランプ機構７’の待機位置ステージ６０、
ｌ）前記第二クランプ機構７’の待機位置ステージ６０の前面側に設けた角柱状シリコンインゴットブロックのアンローディングステージ８Ｌを構成するワークのアンローディング機構１３’、
を設けたシリコンインゴットブロックの複合面取り加工装置１である。
【００２１】
なお、円筒状単結晶シリコンインゴットブロック（ワーク）の結晶方位検出機器のレーザー光反射型変位センサーは、図に示されていないが、第一クランプ機構に挟持されたワークのＣ軸に対し、同一水平面上にあって、測定されるワークの手前４５〜５５ｍｍ離れた位置に設けられる。このレーザー光反射型変位センサーは、ワークがローディングステージ８Ｒのロードポート８に搬入されるときに障害が生じないよう、旋回式アームを用いて回動可能に取り付けられる。レーザー光反射型変位センサーは、結晶方位測定時は、前記位置に来るよう下方に回動され、非測定時は、ワークがロードポート８に搬入されるときの障害が生じないよう上方に回動して測定待機位置に避難するよう複合面取り加工装置１に取り付けられる。
【００２２】
図１および図３に示されるように、前記第一ワークテーブル４は、機枠２に左右方向に延びて敷設された一対の案内レール３，３上を左右方向に往復移動できるように設けてある。このワークテーブル４の左右往復移動は、サーボモータ５による回転駆動をボールネジ６が受けて回転し、このボールネジ６に螺合された固定台６ａが左方向または右方向に移動することにより、この固定台表面にワークテーブル４の裏面が固定されているワークテーブル４が左方向または右方向に前進する。ワークテーブル４の左方向または右方向の前進は、サーボモータ５の回転軸が時計廻り方向か、逆時計廻り方向かに依存する。
【００２３】
この第一ワークテーブル４上に左右に分離して搭載された主軸台７ａと心押台７ｂの一対よりなる第一クランプ機構７が搭載されている。よって、第一ワークテーブル４の左方向または右方向の移動に付随してこの第一クランプ機構７も左方向または右方向に移動し、クランプ機構７の主軸台センター支持軸（ワークスピンドル軸）７ａ１と心押台センター支持軸７ｂ１により支架されて宙吊り状態となったワーク(シリコンインゴットブロック)ｗが側面剥ぎスライシングステージ９０、またはロードポート８前面位置へと移動することを可能としている。
【００２４】
クランプ機構７は公知のチャック機構であり、円筒研削盤で広く一般に使用されている。主軸台７ａは主軸台センター支持軸７ａ１をサーボモータ７ａｍで回転させることによりワークｗを３６０度連続回転させてワークの四隅Ｒコーナー部を面取り加工させる、あるいは、４５度または９０度回転させて芯出しする機能を有する。心押台７ｂは空気シリンダー７ｅ駆動でガイドレール上を左右に移動できる移動台７ｂｔ上に設けられ、ワークをクランプ機構７で支架したのち、レバー７ｌを押し下げることにより固定し、ワークテーブル４の移動により心押台７ｂを搭載する移動台７ｂｔが移動するのを防ぐ。
【００２５】
前記側面剥ぎスライシングステージ９０、インゴットブロック受け渡しステージ８０、粗研削ステージ１１および仕上げ研削ステージ１０は密閉カバー（ハウジング材）１２で覆われている。また、ロードポート８は片手横スライド扉により閉じられる。密閉カバー１２で覆われた各研削ステージ１０，１１および側面剥ぎ加工ステージ９０の空間には排気ダクト１８が接続され、この空間内に浮遊するミストや研削屑を外部へ排出する。
【００２６】
ローディングステージ８Ｒを構成するインゴットブロック搬入機構１３とインゴットストッカー１４は、図１および図２に示すように、前記第一ワークテーブル４の前側であって前記ロードポート８と前記第二研削ステージ１０との空間部にワークローディング装置１３およびインゴットブロック３本を貯えるワークストッカー１４，１４，１４を機枠２上に並設している。インゴットブロック搬入機構１３とインゴットストッカー１４の構造は、本願特許出願人が先に出願した特願２０１０−６１８４４号明細書の図５および図７に詳細に開示されている。
【００２７】
ワークストッカー１４，１４，１４は、インゴットブロック（ワーク）３本を収納できる断面が逆２等辺三角形状のＶ字棚段を備え、機枠から突き出した位置決めピン上に載置されている。
【００２８】
前記ワークローディング装置１３は、ワークストッカー１４Ｖ字棚段に保管されているインゴットブロック１本を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間へと搬入する。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７ｅ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、前記両爪を離間させてワークの把持を開放し、ついで、両爪を支持する固定台を上昇させ、左方向に移動させ、さらに、前方向に後退させ両爪をインゴットブロック搬入機構１３の待機位置へと戻す。
【００２９】
側面剥ぎスライシングステージ９０は、第一クランプ装置７と、この第一クランプ装置７を搭載する第一ワークテーブル４の左右移動案内レール３，３と、この第一クランプ機構の主軸台７ａと心押台７ｂのワーク支持軸７ａ１，７ｂ１を挟んで前後移動可能なスピンドル軸９２ａ，９２ｂの一対に軸承された回転切断刃（スライサー刃）の一対９１ａ，９１ｂをその直径面が相対向するようにワークテーブルを挟んでワークテーブル前後に設けられたスライシングヘッド９とから構成される。
【００３０】
回転切断刃（外周刃）９１ａ，９１ｂの前後移動は、回転切断刃９１ａ，９１ｂを軸承するスピンドル軸９２ａ，９２ｂを回転させるサーボモータ９３ｍ，９３ｍを搭載したツールテーブル９４，９４を図示されていないモータ駆動ボールネジを回転駆動することにより行われる。このツールテーブル９４の前進または後退の移動方向は、モータの回転軸が時計廻り方向か、逆時計廻り方向かに依存する。
【００３１】
一対の回転切断刃９１ａ，９１ｂは、一対のスピンドル軸９２ａ，９２ｂに軸承され、これらスピンドル軸は駆動モータ９３ｍ，９３ｍにより回転されることにより、回転切断刃９１ａ，９１ｂはワークに対し同一時計廻り方向に５０〜７，５００ｍｉｎ−１の回転速度で回転される（両スピンドル軸の回転方向は互いに逆方向となる）。前記スピンドル軸９２ａ，９２ｂはツールテーブル９４，９４を前後移動することによりインゴットブロックの面剥ぎ加工開始位置へと移動可能である。ワークテーブル４は、５〜２００ｍｍ／分の速度で移動可能であり、回転軸９２ａ，９２ｂの昇降は１００ｍｍまで上下移動可能である。前記回転切断刃としては、直径が４５０〜５００ｍｍ、厚み１〜２ｍｍの鋼板シートの外周縁（厚み１．３〜４．５ｍｍ）にダイヤモンド微粒子を電着したダイヤモンドカッターが使用される。
【００３２】
ワーク（円柱状インゴットブロック）のＣ軸を水平方向に挟持する第一クランプ機構７を搭載する第一ワークテーブル４を左方向に移動させることによりワーク端面の前後が一対の回転切断刃９１ａ，９１ｂに当接し、これら回転切断刃により円柱状ワーク前面および後面が円弧状に削ぎ落とされる面剥ぎ加工が行われる。ワーク前後面の面剥ぎ加工が終了したら、第一クランプ機構７の主軸台７ａの支持軸を９０度回転させ、面剥ぎ加工が為されていないワークの円弧面を前後位置に芯出し（位置決め）し、ついで、第一ワークテーブル４を移動させて前記一対の回転切断刃９１ａ，９１ｂを駆動モータ９３ｍ，９３ｍで回転させて残りの面剥ぎ加工を行う。四側面の面剥ぎ加工時間は、直径が２００ｍｍ、高さが２５０ｍｍの円柱状単結晶シリコンインゴットブロックで１０〜２０分、直径が２００ｍｍ、高さ５００ｍｍの円柱状単結晶シリコンインゴットブロックで２２〜２７分で行うことが可能である。
【００３３】
前記インゴットブロック受け渡しステージ８０は、第一クランプ装置７と、この第一クランプ装置７を搭載する第一ワークテーブル４の左右移動案内レール３，３と、ロボットハンド８１の上下一対の爪８５ａ，８５ｂが同期制御で開閉移動できるロボットハンド８１と、第二クランプ機構７’と、この第二クランプ機構７’を搭載する第二ワークテーブル４’の左右移動案内レール３，３とから構成される。
【００３４】
前記図１、図５および図６に示すように、上記ロボットハンド８１は、株式会社近藤製作所製薄型ロングストローク平行ハンド“ＨＬＣシリーズ”（商品名）をエアーシリンダ機構により案内ガイド８３上を前後に滑走できるテーブル８２上に縦に固定し、前記ロングストローク平行ハンドの上下一対のハンド爪固定フランジ８４，８４にそれぞれ上下に一対の把持用ハンド爪８５ａ，８５ｂを２組設けた構造を採用した。
【００３５】
図１および図６に示す待機位置にあるロボットハンド８１は、エアーシリンダ駆動によりテーブル８２が案内ガイド８３上を前進滑走してインゴットブロック受け渡し位置まで前進移動し、そこで、エアーシリンダを駆動させて上下一対のハンド爪固定フランジ８４，８４をお互いに接近するように移動させることにより上下のハンド爪８５ａ，８５ｂでインゴットブロックを把持することが可能である。
【００３６】
前記ロボットハンド８１のハンド爪８５ａ，８５ｂが、第一クランプ機構７に挟持された四側面スライシング加工された四角柱状シリコンインゴットブロックを把持した後、第一クランプ機構７の心押台７ｂを後退させて第一クランプ機構によるインゴットブロックの固定を開放する。ついで、ロボットハンド８１を前記待機位置へ後退させた後、前記第一クランプ機構７を搭載するワークテーブル４を右側方向に移動させ、第一クランプ機構待機位置７０で停止させる。
【００３７】
ついで、第二クランプ機構待機位置６０で待機していた第二クランプ機構７’を搭載するワークテーブル４’を右方向に移動させ、前記インゴットブロック受け渡しステージ８０で停止させる。ついで、前記ロボットハンド８１を前記第二クランプ機構７’の主軸台７ａと心押台７ｂ間に前進させた後、ロボットハンドの一対のハンド爪８５ａ，８５ｂで把持されている前記四角柱状シリコンインゴットブロックを心押台７ｂの前進により第二クランプ機構７’の主軸台７ａと心押台７ｂ間に挟持させる。その後、ロボットハンド８１のハンド爪８５ａ，８５ｂを離間して前記四角柱状シリコンインゴットブロックの把持から解放し、ロボットハンド８１を待機位置へ後退させる。
【００３８】
粗研削ステージ１１は、サーボモータ１１ｍ１，１１ｍ１の回転駆動により前後移動可能なツールテーブル１１ｔ，１１ｔ上に設けられた砥石軸の一対１１ａ，１１ｂに軸承されたカップホイール型粗研削砥石の一対１１ｇ，１１ｇをその研削砥石面１１ｇｓ，１１ｇｓが相対向するようにワークテーブル４を挟んでワークテーブル４前後に対称にかつ砥石軸芯１１ｏ，１１ｏが同一線上となる位置に設け、これら砥石軸１１ａ，１１ｂはサーボモータ１１Ｍ，１１Ｍの回転駆動により回転される構造となっている。これら砥石軸１１ａ，１１ｂは固定板に固定され、この固定板はサーボモータ１１ｍ２，１１ｍ２の回転駆動により回転され、コラムの前面に設けられた案内レール上を上下昇降移動可能となっている。これに、前記第二クランプ機構７’と案内レール３，３が加わって粗研削ステージ１１を構成する。
【００３９】
上記サーボモータ１１ｍ１，１１ｍ１による回転駆動をボールネジが受けて回転し、このボールネジに螺合された固定台が前方向または後方向に前進移動または後退移動することにより、この固定台表面にツールテーブル１１ｔ，１１ｔの裏面が固定されているツールテーブル１１ｔ，１１ｔが前進または後退する。このツールテーブルの前進または後退の移動方向は、サーボモータ１１ｍ１，１１ｍ１の回転軸が時計廻り方向か、逆時計廻り方向かに依存する。
【００４０】
粗研削ステージ１１は、後で記述する仕上げ研削ステージ１０の右横側に各砥石軸１０ａ，１１ａ、１０ｂ，１１ｂが平行となるように設けられる。言い換えれば、両研削ステージ１０，１１の砥石軸芯１０ｏ，１１ｏは平行となるよう設けられる。
【００４１】
仕上げ研削ステージ１０は、サーボモータ１０ｍ１，１０ｍ１の回転駆動により前後移動可能なツールテーブル１０ｔ，１０ｔ上に設けられた砥石軸の一対１０ａ，１０ｂに軸承されたカップホイール型仕上げ研削砥石の一対１０ｇ，１０ｇをその研削砥石面１０ｇｓ，１０ｇｓが相対向するようにワークテーブル４を挟んでワークテーブル４前後に対称にかつ砥石軸芯１０ｏ，１０ｏが同一線上となる位置に設け、これら砥石軸１０ａ，１０ｂはサーボモータ１０Ｍ，１０Ｍの回転駆動により回転される構造となっている。これら砥石軸１０ａ，１０ａは固定板１６ａに固定され、この固定板１６ａはサーボモータ１０ｍ２，１０ｍ２の回転駆動によりボールネジ１６ｃが回転されることにより、コラム１６の前面に設けられた案内レール１６ｂ，１６ｂ上を固定板１６ａが上下移動可能となっている。砥石軸１０ａ，１０ｂを昇降可能としたことによりインゴットブロックの研削加工時に一対のカップホイール型仕上げ研削砥石１０ｇ，１０ｇの砥石軸芯高さを双方同じ高さとすることも、異なった高さに位置させることもできる。
【００４２】
また、前記サーボモータ１０ｍ１，１０ｍ１による回転駆動をボールネジが受けて回転し、このボールネジに螺合された固定台が前方向または後方向に前進または後退することにより、この固定台表面にツールテーブル１０ｔ，１０ｔの裏面が固定されているツールテーブル１０ｔ，１０ｔが前進移動または後退移動する。このツールテーブルの前進または後退の移動方向は、サーボモータ１０ｍ１，１０ｍ１の回転軸が時計廻り方向か、逆時計廻り方向かに依存する。
【００４３】
これらに、前記第二クランプ機構７’と案内レール３，３が加わって仕上げ研削ステージ１０が構成される。
【００４４】
前記粗研削ステージ１１で使用するカップホイール型砥石１１ｇ，１１ｇの砥番は１３０〜２００で、仕上げ研削ステージ１０で使用するカップホイール型砥石１０ｇ，１０ｇの砥番は３８０〜７００が好ましい。
【００４５】
カップホイール型研削砥石１０ｇ，１０ｇ，１１ｇ，１１ｇのカップ砥石直径またはリング砥石直径は、一辺が１５０ｍｍの正方形状の太陽電池用シリコン基板を目的とするときは、２３０〜２６０ｍｍであり、カップ砥石片１０ｇｓ，１１ｇｓの幅は３〜１０ｍｍ、リング状砥石幅は５〜１５ｍｍがシリコンインゴットブロックの研削焼け防止の観点から好ましい。砥石の中心点から砥石片幅外周の距離（半径）は、カップホイール型粗研削砥石１１ｇの１個とカップホイール型仕上げ研削砥石１０ｇ，１０ｇの２個は同一半径であるが、一対のカップホイール型粗研削砥石１１ｇ，１１ｇのカップ砥石直径は一方の直径が他方の直径よりも５〜２０ｍｍ短い方が四隅Ｒコーナー部粗研削加工時のインゴットブロックのヨーイング（前後側面の振動揺れ）を防ぐ効果の点で好ましい。
【００４６】
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、カップホイール型研削砥石１０ｇ，１１ｇは、例えば特開平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砥石１０ｇ，１１ｇの環状砥石刃の直径は、角柱状シリコンインゴットの一辺の長さの１．２〜１．５倍の直径であることが好ましい。
【００４７】
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、純水とこれら前記の水分散液または研削液を併用する。なお、研削液としては、環境を考慮した水処理の面から純水のみを利用するのが好ましい。
【００４８】
アンロードポート８’は、仕上げ研削ステージ１０の左横側であってワークテーブル４’の前側に位置するハウジング材１２に開口部を設けることにより形成され、第二クランプ機構待機位置６０に在る第二クランプ機構７’に挟持された四角柱状シリコンインゴッロブロクの移出を可能とする。
【００４９】
図１に示されるように、前記アンロードポート８’の手前にインゴットブロック搬送機構１３’およびインゴットブロック３本を貯えるワークストッカー１４’，１４’，１４’を機枠２上に並設し、アンローディングステージ８Ｌを構成する。
【００５０】
前記インゴットブロック搬送機構１３’は、待機位置６０に在る第二クランプ機構７’に挟持された四角柱状シリコンインゴッロブロックを１対の爪で把持する。ついで、第二クランプ機構７’の心押台７ｂを後退させることにより第二クランプ機構７’の四角柱状シリコンインゴットブロック固定を開放した後、インゴットブロック搬送機構１３’の両爪を上昇させることにより四角柱状シリコンインゴットブロックを吊り上げ状態とする。
【００５１】
ついで、両爪を支持する固定台を上昇させ、両爪を左方向に移動させ、さらに、前方向に後退させ両爪をワークストッカー１４’，１４’，１４’の空棚上方へ移動したのち、下降させて四角柱状シリコンインゴットブロックを前記空棚に載置下後、両爪を離間して四角柱状シリコンインゴットブロックを開放したのち、両爪をインゴットブロック搬送機構１３’の待機位置へと戻される。
【００５２】
ワークストッカー１４’上の面取り加工された四角柱状シリコンインゴットブロックは、台車のテーブル上に載せ替えられ、梱包して基板加工メーカに出荷されるか、次の薄厚基板加工ステージ（マルチワイヤーソウ・カッティング工程）へ移送される。
【実施例】
【００５３】
図１および図２で示される複合面取り加工装置１を用い、円筒状シリコンインゴットブロックを四角柱状シリコンインゴットブロックに面取り加工する工程は、次のように実施される。
【００５４】
（１）ローディングステージ８Ｒに在る円筒状インゴットブロックの搬入機構１３を用い、ストッカー１４上に載置されている被加工物（ワーク）である円筒状シリコンインゴットブロック１本を両爪で把持し、次いで両爪を支持する固定台１３ｆを上昇させ、左方向に移動させ、さらにサーボモータにより回転駆動されたボールネジに裏面を螺合させた前記固定台１３ｆの滑走面１３ｓをコラム側面に設けられた案内レール１３ｇ上を滑走させてロードポート８側へ進入させ、ついで、エアーシリンダ１３ｐの駆動により円筒状インゴットブロックを下降させて第一クランプ機構７の回転Ｃ軸廻りに回転させる機能を有するエンコーダ付き主軸台７ａと心押台７ｂ間に搬入した後、前記心押台を前進させて円筒状シリコンインゴットブロックｗを第一クランプ機構７に挟持する。
【００５５】
（２）前記挟持された円筒状単結晶シリコンインゴットブロックの前側水平方向に離れて設置したレーザー光反射型変位センサーよりレーザー光を円筒状単結晶シリコンインゴットブロックのＣ軸に向けて照射し、クランプ装置の主軸台７ａのモータによるＣ軸回転角度をエンコーダで読み取りながらＣ軸１回転（３６０度）させる円筒状単結晶シリコンインゴットブロックの回転を行い、回転角度とパルスピークの相関を測定し、高いパルスピークが現れたＣ軸回転角度を回転切断刃による切断開始角度４５度とする前記Ｃ軸駆動モータを作動させ、一対の回転切断刃９１ａ，９１ｂに対する前記円筒状シリコンインゴットブロックの切断開始位置の芯出しを行う。
【００５６】
（３）前記一対の回転切断刃９１ａ，９１ｂの回転を開始し、これら回転切断刃の方向に前記第一クランプ機構７を搭載するワークテーブル４を移動させて前記一対の回転切断刃による円筒状シリコンインゴットブロックの前後面の切断加工を行う。（図７のａ）
【００５７】
（４）ついで、円筒状シリコンインゴットブロックのＣ軸を主軸台７ａのモータ駆動により９０度回転させる。
【００５８】
（５）回転する前記一対の回転切断刃９１ａ，９１ｂの方向に第一クランプ機構を搭載するワークテーブル４を移動させて前記一対の回転切断刃による円筒状シリコンインゴットブロックの前後面の切断加工を行い、四角柱状シリコンインゴットブロックを得る。(図７のｂ)
【００５９】
（６）前記第一クランプ機構を搭載する前記ワークテーブル４をインゴットブロックの受け渡しステージ方向に移動させ、ロボットハンド８１を受け渡しステージ８０に前進させ、そこでロボットハンド８１のハンド爪８５ａ，８５ｂに前記四角柱状シリコンインゴットブロックを把持させる。ついで、前記第一クランプ機構の心押台７ｂを後退させて前記四角柱状シリコンインゴットブロックの挟持を開放した後、ロボットハンド８１を待機位置へ後退させたのち、前記第一クランプ機構を搭載するワークテーブル４を前記第一クランプ機構の待機位置ステージ７０の位置へと戻す。
【００６０】
（７）第二クランプ機構の待機位置ステージ位置にある第二クランプ機構７’を搭載するワークテーブル４’を右方向に移動して前記受け渡しステージ８０のロボットハンド８１位置へと移動する。次いで、前記第二クランプ機構の心押台７ｂを前進させて前記四角柱状シリコンインゴットブロックを前記第二クランプ機構の主軸台７ａと心押台７ｂとで挟持した後、ロボットハンド８１のハンド爪８５ａ，８５ｂを開いて前記四角柱状シリコンインゴットブロックの把持を解放した後、前記ロボットハンド８１を待機位置へ後退させる。
【００６１】
（８）前記四角柱状シリコンインゴットブロックを挟持する第二クランプ機構７’を搭載する前記ワークテーブル４’を左方向に移動させ、粗研削ステージ１１へ四角柱状シリコンインゴットブロックを搬入する。
【００６２】
（９）粗研削加工ステージ１１の一対の砥石軸１１ａ，１１ｂの一方を上昇、他方を下降させて双方の砥石軸芯間高さを５０〜２２０ｍｍとする。ついで、一対のカップホイール型粗研削砥石１１ｇ，１１ｇ間に前記第二クランプ機構を搭載するワークテーブル４’を移動させ、主軸台７ａのＣ軸駆動モータ駆動で回転している前記四角柱状シリコンインゴットブロックに対して回転している前記砥石軸１１ａ，１１ｂをインゴットブロックの四隅Ｒコーナー部に摺擦させつつ第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブル４’を左方向に移動させて前記一対のカップホイール型粗研削砥石１１ｇ，１１ｇによる前四角柱状シリコンインゴットブロックの四隅Ｒコーナー部円筒研削加工を実施する。取り代量は０．０１〜１．０ｍｍである。（図７のｃ）
【００６３】
（１０）上記四隅Ｒコーナー部円筒研削された四角柱状シリコンインゴットブロックのＣ軸を回転させて一対のカップホイール型粗研削砥石１１ｇ，１１ｇの刃径方向の面に対する四角柱状シリコンインゴットブロックの面取り加工開始時のＣ軸芯出しを行う。
【００６４】
（１１）回転している前記一対のカップホイール型粗研削砥石１１ｇ，１１ｇ間に前記第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブル４’を移動させ、前記一対のカップホイール型粗研削砥石１１ｇ，１１ｇを前進させて前記四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつ前記ワークテーブルの移動により四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の面取り加工を行う。取り代量は０．５〜１．５ｍｍである。(図７のｄ)
【００６５】
（１２）前記四角柱状シリコンインゴットブロックのＣ軸を９０度回転させて前記一対のカップホイール型粗研削砥石１１ｇ，１１ｇの刃１１ｇｓ径方向面に対する四角柱状シリコンインゴットブロックの加工側面位置を固定する芯出しを行う。
【００６６】
（１３）回転している前記一対のカップホイール型粗研削砥石１１ｇ，１１ｇ間に前記第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブル４’を移動させ、前記一対のカップホイール型粗研削砥石１１ｇ，１１ｇをＣ軸方向に前進させて四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつ前記ワークテーブル４’の移動により四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の面取り加工を行なう粗面取り加工を行う。取り代量は０．５〜１．５ｍｍである。（図７のｅ）
【００６７】
（１４）粗面取り加工が終了した四角柱状シリコンインゴットブロックを挟持する前記第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブル４’を左方向に移動させ、仕上げ研削ステージ１０へ前記四角柱状シリコンインゴットブロックを搬入する。
【００６８】
（１５）仕上げ研削加工ステージ１１の一対の砥石軸１０ａ，１０ｂの一方を上昇、他方を下降させて双方の砥石軸芯間高さを５０〜２２０ｍｍとする。ついで、一対のカップホイール型仕上げ研削砥石１０ｇ，１０ｇ間に第二クランプ機構を搭載するワークテーブル４’を移動させつつ、一対のカップホイール型仕上げ研削砥石１０ｇ，１０ｇをＣ軸方向に前進させて四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けて前記回転している前記四角柱状シリコンインゴットブロックの四隅Ｒコーナー部を回転している前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石１０ｇ，１０ｇで四隅Ｒコーナー部円筒研削加工する。取り代量は０．５〜２μｍである。（図７のｆ）
【００６９】
（１６）上記円筒研削された四角柱状シリコンインゴットブロックのＣ軸を回転させて前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石の刃１０ｇｓ径方向の面に対する研削開始位置決め（芯出し）を行う。
【００７０】
（１７）回転している前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石１０ｇ，１０ｇ間に前記第二クランプ機構を搭載するワークテーブル４’を移動させ、前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石を前進させて前記四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつ前記ワークテーブルの移動により四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の面取り加工を行う。取り代量は１〜３μｍである。(図７のｇ)
【００７１】
（１８）ついで、前記四角柱状シリコンインゴットブロックのＣ軸を９０度回転させて前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石１０ｇ，１０ｇの刃径方向面に対する四角柱状シリコンインゴットブロックの加工側面位置に芯出しする。
【００７２】
（１９）回転している前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石間に前記第二クランプ機構を搭載する前記ワークテーブルを移動させ、前記一対のカップホイール型仕上げ研削砥石をＣ軸方向に前進させて四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面に切り込みを掛けつつ前記ワークテーブルの移動により四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の仕上げ面取り加工を行なう。取り代量は１〜３μｍである。(図７のｈ)
【００７３】
（２０）上記四角柱状シリコンインゴットブロックの前後面の仕上げ面取り加工が終了した後、仕上げ面取り加工された四角柱状シリコンインゴットブロックを挟持する第二クランプ機構７’を搭載する前記ワークテーブル４’を左方向に移動させて第二クランプ機構の待機位置ステージ６０位置に戻す。
【００７４】
（２１）前記第二クランプ機構の待機位置ステージ６０位置にある四側面および四隅Ｒコーナー部仕上げ研削加工された四角柱状シリコンインゴットブロックｗ’の下面をアンローディングステージ８Ｌに在るインゴットブロック搬送機構１３’の把持爪で抱かえ把持し、前記第二クランプ機構の心押台７ｂを後退させて四角柱状シリコンインゴットブロックの第二クランプ機構７’による挟持を開放する。
【００７５】
（２２）インゴットブロック搬送機構１３’の把持爪を前記複合面取り装置１のハウジング１２外に移動させ、アンローディングステージ８Ｌに在るブロックストッカー１４棚上に前述の四側面および四隅Ｒコーナー部仕上げ研削加工された四角柱状シリコンインゴットブロックを載置する。
【００７６】
なお、上述の（１）乃至（２２）工程の加工方法の実施例は、粗研削ステージ１１および仕上げ研削ステージ１０において、四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの四隅Ｒコーナー部の円筒研削加工を行った後に、四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの四側面取り研削加工を行う例を示したが、四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの四側面取り研削加工を行った後に、四角柱状単結晶シリコンインゴットブロックの四隅Ｒコーナー部の円筒研削加工を行ってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７７】
本発明の複合面取り加工装置１は、インゴットブロックのクランプ機構を一対７，７’用い、かつ、スライシングステージ９０と研削面取り加工ステージ１１間を結ぶライン上にインゴットブロック受け渡しステージ８０を新たに設け、インゴットブロックのローディングステージ８Ｌとアンローディングステージ８Ｌをそれぞれ前記クランプ機構待機位置７０，６０の正面前側に備えさせた構造を採用することにより、インゴットブロックの回転切断刃による面剥ぎ加工および、インゴットブロックの研削砥石による四隅Ｒコーナー部円筒研削加工、側面研削加工を同時に行うことが可能である。よって、直径２００ｍｍ、長さ５００ｍｍの円筒状単結晶シリコンインゴットブロック１本を四角柱状インゴットブロックに成形するスループット時間は２６〜３０分と計算され、生産性の高い複合面取り加工装置１である。また、直径２００ｍｍ、長さ５００ｍｍの円筒状多結晶シリコンインゴットブロック１本を四角柱状インゴットブロックに成形する四側面剥ぎ工程は約１０分、研削加工工程は１０〜１２分であり、スループット時間は１０〜１２分と計算される。
【符号の説明】
【００７８】
１  複合面取り加工装置
Ｃ  Ｃ軸（クランプ装置のワーク回転軸）
ｗ  円筒状シリコンインゴットブロック（ワーク）
３  案内レール
４，４’  ワークテーブル
７，７’  クランプ機構
７ａ  主軸台
７ｂ  心押台
８  ロードポート
８’アンロードポート
１０  仕上げ研削ステージ
１１  粗研削ステージ
１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ  砥石軸
１０ｇ  仕上げ研削砥石
１１ｇ  粗研削砥石
１３  インゴットブロック搬入機構
１３’インゴットブロック搬送機構
１４  ワークストッカー
６０  第二クランプ機構待機位置ステージ
７０  第一クランプ機構待機位置ステージ
８０  インゴットブロック受け渡しステージ
８１  ロボットハンド
９０  側面剥ぎスライシングステージ
９１ａ，９１ｂ  回転切断刃（外周刃）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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