JPH0335975A - 遊離砥粒加工用マスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

に産業上の利用分野ヌ 本発明は遊離砥粒加工用マスクに係り、とくに遊離砥粒
と気体の固気２相流を被加工物にＩＩ　Ｉｎしてその加
工を？１なうようにした装置に用いられる加り用マスク
に関する。

【発明の概要Ｉ 遊離砥粒が噴射されて表面の微細加工が行なわれる被加
工物の表面に形成される噴ｑ４加工用感光レジスト？ス
クにＪ５いて、レジスｌ−マスクの開口の・端面形状を
入口側でＲ形状または球１く形状とするとともに、この
ような曲面と連続するストレー］へな面をエツジに備え
るようにしたもので・あつ（、研磨ブレを生ずることが
なく、分解力がよい微細加工用レジスｌ−マスクに関づ
−るものである。 匡従来の技術Ｘ 遊離砥粒を？ｌ！！加ｆ物に噴）１してその表面の）Ｉ
Ｉ定の領域を選択的に胡削する場合には、例えば特開昭
６０−３６１９９号公報あるイ［、ｔ　ｔｏｙ間Ｉｌ＆
　６０７６９６１Ｍ公報に開示されているように、被加
工物の表面に予めレジストンスフを施すようにしている
。マスクには開口部が選択的に形成されているために、
噴射された砥粒は上記マスクの聞［」部を通して被加工
物に接触づることになり、これによって開口部と対応す
る部分が選択的に仙削されることになる。 第３図はこのような被加工物１を示すものであって、そ
の表面にマスク２が形成されているために、開口３を通
して砥粒が噴射されることになり、これによって開口３
と対応する形状の溝４が形成されることになる。 従来のサンドブラスト用感光レジストマスク２はその開
口３のエツジの部分がストレートな而から構成されてい
た。なおマスク２と被加工物１とは両面接着剤処理によ
って接着されている。そしてレジストマスク２の厚さは
１００〜２５０ｕｌのｊ９さであり、その開口３のエツ
ジの形状はテーパ状をなすス１ヘレートなエツジとなっ
ている。このようなマスク２を施した被加工物１に矢印
で示すように粒径が１〜５μｍのＳｉＣの砥粒を使用し
、２〜６ｋｇ　／　ｃ／のノズル圧で上方から下方に向
けて噴！ＩＦＩ流を当てると、被加工物１の表面はざら
ざらした勾配と粗面の凹凸を形成し、溝４の底部は表面
性としてうねりが目立つことになる。またそのエツジの
部分に研磨ダレ５が目立つようになる。 Ｋ発明が解決しようとする問題点） このように従来のサンドブラスト用マスク２の開口３は
そのエツジの部分が傾斜するストレートな面から構成さ
れており、溝４のエツジの部分に研磨ダレ５を生ずる欠
点があった。また従来のこのようなレジストマスク２は
解像力が悪く、これによって被加工物１の表面の微細加
工を行なうことができないという欠点があった。これは
レジストマスク２の林料にもよるが、開口３の端面形状
が矩形あるいは台形の形状を有し、断面形状が微細加工
技術に適さないからである。 なおレジストマスクとしては半導体の露光に用いられる
感光レジストマスクがあるが、半導体用のレジストマス
クは選択比が悪く、接着力が弱い欠点をもっている。ま
たこのような半導体用のレジストマスクはその厚さが薄
いために、砥粒によって破壊される可能性がある。さら
にこのようなレジストマスクは、薄いために寿命が短い
という問題がある。 本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、分解力が高く、微細加工が可能で、しかもレジスト
寿命が長寿命化されるようにした砥粒加工用マスクを提
供することを目的とするものである。 Ｋ問題点を解決するための手段】 本発明は、Ｔｉ１ｌＩｉ砥粒と気体の固気２相流を被加
工物に噴射してその加工を行なうようにしたｉ置におい
て、マスクの開口の入口側のエツジが西面であって、し
かも前記曲面と連続するストレートな而を備えるように
したものである。

【作用】

従ってマスクの開口のエツジの部分の形状によって研磨
ダレを発生しない分解力のよい微細加工を可能にするこ
とができる。

【実施例】

第２図は本発明の一実施例に係るマスクで覆われた被加
工物を加工する′ｉ１離砥粒噴射式加工装置の要部を示
すものであって、この装置はその中央部に噴射ノズル１
０を備えている。噴射ノズル１０はステンレス鋼製の２
相流管路１１の先端部に接続されている。またこの管路
１１の側部には砥粒供給管１２が接続されている。そし
て供給管１２の接続部において管路１１には吸収ノズル
１３が設けられている。また２相流管路１１の先端部は
取付は台４の燗ねじ孔１５にねじ込まれて固定されてい
る。取付は台１４にはリング１ｌｌ１６が形成されると
ともに、このリング溝１６にＯリング１７がｖＲ肴され
ており、このＯリング１７によってノズル１０の外周面
と取付は台１４の貨通孔の内周面との間のシールを行な
うようにしている。 取付は台１４はその外周側の部分が円筒型のインシュレ
ータ２０を介して下側取付は板２１に結合されている。 取付は台１４と下側取付は板２１のインシュレータ２０
に対する結合は、上下の部材１４．２１の外周面におい
て軸線方向に貫通するボルト２２によって達成されるよ
うになっておリ、インシーツレータ２０にｊ！［設され
たナツト２３にこれらのボルト２２をねじ込んで締結さ
れるようにな・）でいる。また下側取付は板２１にｌｅ
ｔパイブジｊインド２４が接続されるとともに、これら
のジ１イン］・２４にバイブ２５が接続されるようにな
・）−Ｃいる。また下側取付は板２１の下面にはスタッ
ク式Ｉｆ電体２６が接着されている。仕電体２６はドー
Ｊ−ツツ状の形状をｊ＝ｉ　Ｌ　ＣＪ’５す、バイブジ
−１インド２４の部分ぐ１まこのバイプジ」インＩへ２
４を一穴によつＣ逃げるようにしＣいる。 ド側取イ・１け板２１の中央部には円形、の開口２９が
形成されるとともに、この間口２９と嵌合する上うに噴
流制御用リング３０が下側取付は板２１に取（１１ｊら
れでいる。そしてこのリング３０の下部開口を覆うよう
に被加工物３１が配されている。 なおここで被加工物３１とし、では、硬い材料であるア
ルチックが用いられ（いる。そして被加工物３１Ｇよ取
ｆ４０台３３に保持されるようになっている。取（＝ｊ
　ｉ〕台３３は真空吸引口３４を備え、これによって被
加工物；３１を吸引保持するようにしくいる。 つぎに以上のような構成に係る装置の加工動作について
説明づる。噴射ノズル１０と）ｇ続されている２相流管
路１１に下方へ向（）てドライ窒素の３・−・７　ｋｇ
、ｙ’　ｃｊの圧縮気体を軸対称流として下方に流すと
、吸引ノズル１３によって７Ｊ１１速された気体は砥粒
供給管１２の接続部を通して遊Ｉ！ｌｌｌ砥粒を吸引す
る。、なおここでは粒径が２へ一１０Ｌｌｆｆｌ程唄の
ＳｉＣの微ｍ砥粒が用いられている。吸引ノズル１３に
よって加速された気体により遊離砥粒が吸引され、固気
２相流として噴射ノズル１０　［＋ＩＩ　ｌ＼、すなわ
ら下方へ流動される。そして遊離砥粒をＪ、り円滑に供
給するために、砥粒供給管１２にも０．１へ−１，３ｋ
ｇ／ｃｊの１王力を加えるＪ：うにしている。ここで固
気２相流におｉする遊離砥粒の供給船は１０ｏ　／ｌｉ
ｎ　Ｐｊ度のものを選び、噴射ノズル１０から噴射する
噴流の方向が乱れく本いように＾己慮されている。 このような固気２相流が噴射される噴射ノズル１０はそ
の噴口の直径が０．８〜２　ｎ程度の値を右し、微細加
工を行なうようにしている。砥粒は高１１噴躬されて硬
いセラミックから成る被加工物３１を１１１削する。こ
れによって加工物３１上に例え１．１２〜３μｍ　、、
、−’　ｓｅｃの高速Ｔ：溝加工を行なってｉＭ　３２
を形成することがて゛きる。砥粒回収パイプ２５を介し
て真空ポンプで砥粒を吸引し、回収装置に１１ＪＩＩ１
１１！づるようにしている。 加工雰囲気を形成づるための噴流制御用１１ング３０は
その直径がノズル１０の噴［］の直径の３倍〜１０　（
、）倍の値を有する面体であって、その内部はｆＪＮ　
Ｉ’ｆにむ・）−（おり、人気床より低い状態に維持さ
れている。従ってノズル１０から噴射され、被加工物３
１に当った噴流は被加工物３１の表面に沿・）で半径方
向外周側に流動し、さらにこのリング３０の内表面に沿
ってＬ方へ移動し、下側取付１ｊ板２１の」二面に至る
とともに、吸引バイブ２５によって吸引１１出されるこ
とになり、固気２相流として円ｉｆｌな流れが得られる
ことになる。１ｍ１＆［！粒はバイブ２５によって回収
装置に回収され、この回収装置から図外の供給装置に搬
送され、再び砥粒供給箆１２によＶて供給される。 ここて・用いられるＴ１離砥粒はその粒径がμｍのオー
ダであつ（微細粒子であるために、液加−Ｙ物３１の加
工後に遊離砥粒の流速が減少し、Ｌｌｌ　１１１１用リ
ング３０の内表面や下側取付ｉｔ板２１の表面に付着し
、加工性能や砥粒同数に悪影響を及ぼ一９’　−１ｉＪ
能也がある。そこで下側取付ＩＪ板２１のドＩＩｆｌに
スタック式圧電体２６を取付け、この圧電体２６に３０
〜ｂ　ＯＨｚの超音波領域の周波数の交吊電ＩＥを印加
して加振することにより、リング３０　Ｊ′３よび下側
取付は板２１の表面に砥粒がｆＪ者ずろことがなく、円
滑に砥粒をバイブ２５を通してＬｌｌ収でさるようにな
る。 以上のような装置によって加工される被加工物３１の表
面には第１図に拡大して示す−ようにマスク３７が施さ
れるようになってａ３す、そのｆｉｉ　［Ｊ　３８と対
応する部分に噴流４１を噴射づることによって、１Ａ３
２を形成するようにしている。ここで被加工物３１の材
料はセラミック材でもとくに硬いアルデックを使用して
いる。またレジストマスり３７は、その開口３８のエツ
ジの部分の形状を入口側の開面状の部分３９と、曲面３
９に連続する内側のストレートな面４０とから構成する
ようにしており、入口側の部分３９を曲面加工するとと
もにストレートな部分４０を残すようにしている。 レジストマスク３７はその厚さを例えば２５０μｍとす
ると、スｌ〜レートな面４０の噴例方向の長さは２５〜
５０μｍとし、曲面状の部分３９の噴例方向の高さを２
００〜２２５μｍとしている。 マスク３７の被加工物３１に対する接合は接着接合でも
、ダイレクト焼付けでもよい。このような状態で第２図
に示ず袋間で噴流４１を矢印で示すように噴射し、開口
３８と対応する部分に溝３２を形成するようにしている
。 砥粒の噴流によって形成される溝３２はその底部の表面
粗度が０．１μ膳以下の粗度であって、シャープな断面
形状の溝３２が形成されている。 またこの溝３２の開口縁部のエツジ４２の部分に研磨ダ
レが生じないことが判明した。このような溝３２を第３
図に示す従来のマスク２による加工１萬４と比較すれば
、分解力が高い溝３２が形成されることが容易に理解で
きる。 このように本実施例に係る遊離砥粒加工用マスク３７は
、その開口のエツジの部分の端面形状をＲ形状または球
Ｒ形状とすることにより、研磨ダレの発生しない分解力
のよい微細加工を可能にするよ゛うにしたものであって
、分解力が５〜１０μ−の値になり、微細加工が可能に
なっている。また研磨ダレを生ずることがなく、レジス
ト・厚さの影響も生じないようになっている。さらにこ
のようなレジストマスク３７は従来よりも長寿命になっ
ている。また噴流を安定化させるために、研磨の表面が
ばらつかない利点がある。またこのようなマスクはコス
ト的に有利で生産性に優れたものになる。

【発明の効果】

以上のように本発明は、開口の入口側のエツジが曲面で
あって、しかも曲面と連続するストレートな面を備える
ようにした遊離砥粒加工用マスクに関するものである。 従って分解力が向上し、微細加工が可能になるとともに
、研磨ダレを生じない砥粒加工用マスクを提供すること
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るマスクを施した被加工
物の＠Ｉ＃Ｉ面図、第２図はこのような被加工物を加工
する加工装置の縦断面図、第３図は従来の被加工物とマ
スクとを示す要部拡大断面図である。 また図面中の主要な部分の名称はつぎの通りである。 １０・・・１ＩｉｒＪＪノズル １１・・・２相流管路 １２・・・砥粒供給管 ３１・・・被加工物 ３２・・・溝 ３７・・・マスク ３８・・・開口 ３９・・・曲面状の部分 ４０・・・ストレートな面 ４１・・・噴流 ４２・・・エツジ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、遊離砥粒と気体の固気２相流を被加工物に噴射して
   その加工を行なうようにした装置において、開口の入口
   側のエッジが曲面であつて、しかも前記曲面と連続する
   ストレートな面を備えることを特徴とする遊離砥粒加工
   用マスク。