JPH05156239A - 超精密加工用スラリー及び超精密加工用ペースト - Google Patents
超精密加工用スラリー及び超精密加工用ペーストInfo
- Publication number
- JPH05156239A JPH05156239A JP3360417A JP36041791A JPH05156239A JP H05156239 A JPH05156239 A JP H05156239A JP 3360417 A JP3360417 A JP 3360417A JP 36041791 A JP36041791 A JP 36041791A JP H05156239 A JPH05156239 A JP H05156239A
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- Japan
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- paste
- ultra
- slurry
- precision machining
- diamond particle
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- Pending
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 粒子の分離及び沈降が非常に少なく、溶液中
またはペースト状基剤中に長時間粒子を浮遊または分散
させることができ、数ナノメータまたはそれ以下の超精
密ラッピング加工の可能な超精密加工用スラリー及び超
精密加工用ペーストを提供する。 【構成】 粒径が１００オングストローム以下の丸味を
帯びた形状のダイヤモンド粒子クラスターを純水等の水
性溶液またはオリーブオイル等の油性溶液に分散させた
超精密加工用スラリーまたはエチレングリコール等のペ
ースト状基剤に分散させた超精密加工用ペーストにあ
る。
またはペースト状基剤中に長時間粒子を浮遊または分散
させることができ、数ナノメータまたはそれ以下の超精
密ラッピング加工の可能な超精密加工用スラリー及び超
精密加工用ペーストを提供する。 【構成】 粒径が１００オングストローム以下の丸味を
帯びた形状のダイヤモンド粒子クラスターを純水等の水
性溶液またはオリーブオイル等の油性溶液に分散させた
超精密加工用スラリーまたはエチレングリコール等のペ
ースト状基剤に分散させた超精密加工用ペーストにあ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば半導体素子お
よびガラス、セラミックス、各種金属からなる機械要素
部品等の遊離砥粒加工分野に使用される超精密加工用ス
ラリー及び超精密加工用ペーストに関する。
よびガラス、セラミックス、各種金属からなる機械要素
部品等の遊離砥粒加工分野に使用される超精密加工用ス
ラリー及び超精密加工用ペーストに関する。
【０００２】
【従来の技術】ラッピング加工で使用するスラリーやペ
ーストは硬質微粒子を水性または油性溶液もしくはペー
スト基剤に分散させ、さらに微粒子の沈積を防止するた
めに高粘度の極圧添加剤や高分子化合物を高濃度に添加
して製造されている。
ーストは硬質微粒子を水性または油性溶液もしくはペー
スト基剤に分散させ、さらに微粒子の沈積を防止するた
めに高粘度の極圧添加剤や高分子化合物を高濃度に添加
して製造されている。
【０００３】既存のスラリー及びペーストに使用されて
いる上記硬質微粒子としては、酸化アルミニウム、酸化
ケイ素、酸化鉄、酸化セリウム、炭化タングステン、炭
化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化クロム、ダイ
ヤモンド微粒子、金属性微粒子、酸化ジルコニウム、窒
化ケイ素、窒化ホウ素等がある。
いる上記硬質微粒子としては、酸化アルミニウム、酸化
ケイ素、酸化鉄、酸化セリウム、炭化タングステン、炭
化ケイ素、炭化チタン、炭化ホウ素、炭化クロム、ダイ
ヤモンド微粒子、金属性微粒子、酸化ジルコニウム、窒
化ケイ素、窒化ホウ素等がある。
【０００４】また、前記微粒子を混入する水性及び油性
溶液またはペースト状基剤としては、従来例えばつぎの
ようなものが用いられている。 ・水性溶液の場合は、市水に適量のアルコール、粘度調
整剤としてのポリエチレングリコール、表面活性剤や香
料等を添加したもの。 ・油性溶液の場合は、石油オイルをベースに極圧添加剤
としてステアリン酸や香料等を適量添加したもの。 ・ペースト状基剤の場合は、グリセリンやポリエチレン
グリコール等。
溶液またはペースト状基剤としては、従来例えばつぎの
ようなものが用いられている。 ・水性溶液の場合は、市水に適量のアルコール、粘度調
整剤としてのポリエチレングリコール、表面活性剤や香
料等を添加したもの。 ・油性溶液の場合は、石油オイルをベースに極圧添加剤
としてステアリン酸や香料等を適量添加したもの。 ・ペースト状基剤の場合は、グリセリンやポリエチレン
グリコール等。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スラリ
ー及びペーストの加工性能は微粒子の種類、大きさ（粒
度）等によって大きく左右されるが、従来用いられてい
る微粒子は粒子が大きく、また硬度の低いものなどがあ
り、そのため被加工物の材質、使用目的等により、種々
の硬質微粒子を使い分けしなければならないという問題
がある。
ー及びペーストの加工性能は微粒子の種類、大きさ（粒
度）等によって大きく左右されるが、従来用いられてい
る微粒子は粒子が大きく、また硬度の低いものなどがあ
り、そのため被加工物の材質、使用目的等により、種々
の硬質微粒子を使い分けしなければならないという問題
がある。
【０００６】例えば、従来用いられている硬質微粒子の
うち最も細かい酸化ケイ素粒子でも、粒径が５００オン
グストローム程度と粗いため超精密加工には限度があ
る。特に最近、半導体素子を初め一部の機能セラミック
スにおいては、オングストロームから数ナノメータの加
工面粗さが要求されているが、酸化ケイ素微粒子は硬度
が低いため加工性に不十分である。
うち最も細かい酸化ケイ素粒子でも、粒径が５００オン
グストローム程度と粗いため超精密加工には限度があ
る。特に最近、半導体素子を初め一部の機能セラミック
スにおいては、オングストロームから数ナノメータの加
工面粗さが要求されているが、酸化ケイ素微粒子は硬度
が低いため加工性に不十分である。
【０００７】これに対し、ダイヤモンド微粒子は最も硬
いが、従来用いられているダイヤモンド微粒子は最も細
かいものでも０．１μｍ程度であるので、この微粒子を
用いて製作されたスラリーを使って、半導体素子のシリ
コンやガラスをラッピング加工した場合、粒子が粗いた
め被加工物の表面に微小スクラッチが発生し、数ナノメ
ータの超精密加工は出来ない。
いが、従来用いられているダイヤモンド微粒子は最も細
かいものでも０．１μｍ程度であるので、この微粒子を
用いて製作されたスラリーを使って、半導体素子のシリ
コンやガラスをラッピング加工した場合、粒子が粗いた
め被加工物の表面に微小スクラッチが発生し、数ナノメ
ータの超精密加工は出来ない。
【０００８】そのうえ、従来のスラリー及びペーストで
は、水性または油性溶液またはペースト基剤中に硬質微
粒子を分散または浮遊させても時間が経過すると、微粒
子の分離及び沈降が起こる。特に粘度の低いスラリーで
は短時間に沈降・分離が発生し、これを抑えるために、
絶えずスラリーを機械的に撹拌しなければならないとい
う問題がある。
は、水性または油性溶液またはペースト基剤中に硬質微
粒子を分散または浮遊させても時間が経過すると、微粒
子の分離及び沈降が起こる。特に粘度の低いスラリーで
は短時間に沈降・分離が発生し、これを抑えるために、
絶えずスラリーを機械的に撹拌しなければならないとい
う問題がある。
【０００９】この発明は前記事情に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、粒子の分離及び沈降が
非常に少なく、溶液中またはペースト状基剤中に長時間
微粒子を浮遊または分散させることができ、さらに数ナ
ノメータまたはそれ以下の超精密ラッピング加工の可能
な超精密加工用スラリー及び超精密加工用ペーストを提
供することにある。
ので、その目的とするところは、粒子の分離及び沈降が
非常に少なく、溶液中またはペースト状基剤中に長時間
微粒子を浮遊または分散させることができ、さらに数ナ
ノメータまたはそれ以下の超精密ラッピング加工の可能
な超精密加工用スラリー及び超精密加工用ペーストを提
供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、前述した課
題を解決するために、粒径が１００オングストローム以
下の丸味を帯びた形状に整粒化したダイヤモンド粒子ク
ラスター（以下「ダイヤモンド粒子クラスター」とい
う）を、水性または油性溶液に分散させてなるスラリー
及び前記ダイヤモンド粒子クラスターをペースト状基剤
に分散させてなるペーストにある。また、整粒化した前
記ダイヤモンド粒子の少くとも一部の表面にグラファイ
トを化学的にコーティングしたダイヤモンド粒子クラス
ターを、水性または油性溶液に分散させたことを特徴と
するスラリー及びペースト状基剤に分散させたことを特
徴とするペーストである。
題を解決するために、粒径が１００オングストローム以
下の丸味を帯びた形状に整粒化したダイヤモンド粒子ク
ラスター（以下「ダイヤモンド粒子クラスター」とい
う）を、水性または油性溶液に分散させてなるスラリー
及び前記ダイヤモンド粒子クラスターをペースト状基剤
に分散させてなるペーストにある。また、整粒化した前
記ダイヤモンド粒子の少くとも一部の表面にグラファイ
トを化学的にコーティングしたダイヤモンド粒子クラス
ターを、水性または油性溶液に分散させたことを特徴と
するスラリー及びペースト状基剤に分散させたことを特
徴とするペーストである。
【００１１】粒径が１００オングストローム以下の丸味
を帯びた形状のダイヤモンド粒子クラスターは、従来の
ダイヤモンド微粒子と異なり、多結晶の極めて微細な超
々微粒子クラスターであるため、水性または油性溶液中
に分散させると、非常に沈降速度が遅く長時間液中に浮
遊しており、また凝集が極度に少ない。その際、微量の
表面活性剤を添加すると、沈降速度は一層低下する。従
って、ラップ加工時にスラリーの撹拌の必要性がなく、
供給方法も大幅に改善される。
を帯びた形状のダイヤモンド粒子クラスターは、従来の
ダイヤモンド微粒子と異なり、多結晶の極めて微細な超
々微粒子クラスターであるため、水性または油性溶液中
に分散させると、非常に沈降速度が遅く長時間液中に浮
遊しており、また凝集が極度に少ない。その際、微量の
表面活性剤を添加すると、沈降速度は一層低下する。従
って、ラップ加工時にスラリーの撹拌の必要性がなく、
供給方法も大幅に改善される。
【００１２】この場合、前記ダイヤモンド粒子クラスタ
ーを分散させるスラリーの水性または油性溶液の成分、
及びペースト状基剤の成分は特に限定されず、公知の水
性または油性溶液あるいはペースト状基剤を用いること
ができる。
ーを分散させるスラリーの水性または油性溶液の成分、
及びペースト状基剤の成分は特に限定されず、公知の水
性または油性溶液あるいはペースト状基剤を用いること
ができる。
【００１３】例えば、水性溶液としては純水に限らず、
市水、アルコール類、油性溶液としてはオリーブオイ
ル、灯油、軽油、脂肪油、テレピン油、スピンドル油、
石油オイル、動物油等を使用でき、またペースト状基剤
としては、エチレングリコール、グリス、グリセリン、
ワセリン、カリ石けん、油脂類等を使用できる。また、
前記ダイヤモンド粒子クラスターの含有量は所期の目的
を達成する程度のものであれば足りるが、０．１〜２重
量％が好ましい。
市水、アルコール類、油性溶液としてはオリーブオイ
ル、灯油、軽油、脂肪油、テレピン油、スピンドル油、
石油オイル、動物油等を使用でき、またペースト状基剤
としては、エチレングリコール、グリス、グリセリン、
ワセリン、カリ石けん、油脂類等を使用できる。また、
前記ダイヤモンド粒子クラスターの含有量は所期の目的
を達成する程度のものであれば足りるが、０．１〜２重
量％が好ましい。
【００１４】また、この発明のスラリー及びペーストは
ダイヤモンド粒子クラスターの分離・沈降が少ないた
め、液組成やペースト状基剤を単純化することにより、
加工後の洗浄が容易となり、加工物と溶液または基剤と
が化学的な反応を起こすのを押さえることができる。さ
らに、この発明で用いるダイヤモンド粒子は１００オン
グストローム以下で形状が丸味を帯びているため、ラッ
プ加工面粗さはナノメータからオングストロームオーダ
の高精度を得ることができる。
ダイヤモンド粒子クラスターの分離・沈降が少ないた
め、液組成やペースト状基剤を単純化することにより、
加工後の洗浄が容易となり、加工物と溶液または基剤と
が化学的な反応を起こすのを押さえることができる。さ
らに、この発明で用いるダイヤモンド粒子は１００オン
グストローム以下で形状が丸味を帯びているため、ラッ
プ加工面粗さはナノメータからオングストロームオーダ
の高精度を得ることができる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の実施例について説明する。 「実施例１」（ペーストの例） エチレングリコール ９９．５重量％ ダイヤモンド粒子クラスター ０．５重量％ 上記各成分を上記割合で混合して撹拌し、超精密加工用
ペーストを製造した。
ペーストを製造した。
【００１６】「実施例２」（スラリーの例） 純水 ９９．５重量％ 表面活性剤 １〜２滴／１ ダイヤモンド粒子クラスター ０．５重量％
【００１７】「実施例３」（スラリーの例） オリーブオイル ９９．５重量％ ダイヤモンド粒子クラスター ０．５重量％
【００１８】「実施例４」（スラリーの例） 純水 ９９．８重量％ ダイヤモンド粒子クラスター ０．２重量％ （上記ダイヤモンド粒子クラスターは、１００オングス
トローム以下の粒径で丸味を帯びた形状のダイヤモンド
粒子の表面に重量比で５０％のグラファイトを化学的に
コーティングしたダイヤモンド粒子クラスター０．１重
量％とグラファイトをコーテングしないダイヤモンド粒
子クラスター０．１重量％との混合物）
トローム以下の粒径で丸味を帯びた形状のダイヤモンド
粒子の表面に重量比で５０％のグラファイトを化学的に
コーティングしたダイヤモンド粒子クラスター０．１重
量％とグラファイトをコーテングしないダイヤモンド粒
子クラスター０．１重量％との混合物）
【００１９】前記実施例１のペースト及び実施例２〜４
のスラリーを用いて溶融石英の表面のラッピング加工を
したところ、いずれも３オングストロームという超々ラ
ッピング加工面が得られた。また、実施例４のスラリー
を使用してフッ化カルシウムの加工をしたところ、加工
面粗さは０．１ナノメータ以下の面精度が得られた。
のスラリーを用いて溶融石英の表面のラッピング加工を
したところ、いずれも３オングストロームという超々ラ
ッピング加工面が得られた。また、実施例４のスラリー
を使用してフッ化カルシウムの加工をしたところ、加工
面粗さは０．１ナノメータ以下の面精度が得られた。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のスラリ
ーにおいては、長時間超微粒子は浮遊する。したがっ
て、沈降速度が早く、数十秒から数十分間で沈降及び凝
集する従来のスラリーに比べて加工作業が大幅に改善さ
れる。この発明のペーストでは６ケ月以上分離を生じな
い。また、使用する溶液または基剤と被加工物とが化学
反応を起すことが少なく、被加工物が化学的変化を生じ
るのを大幅に軽減でき、さらに液組成が単純なため、ラ
ッピング加工後の洗浄が容易になる。実験によれば洗浄
液は２倍以上の延命効果が得られる。したがって、従来
のスラリー及びペーストのもつ問題点を大幅に改善でき
るだけでなく、ダイヤモンド粒子クラスターを水性また
は油性溶液あるいはペースト状基剤に分散させるだけで
あるので、スラリー及びペーストを安価に提供できると
いう効果がある。
ーにおいては、長時間超微粒子は浮遊する。したがっ
て、沈降速度が早く、数十秒から数十分間で沈降及び凝
集する従来のスラリーに比べて加工作業が大幅に改善さ
れる。この発明のペーストでは６ケ月以上分離を生じな
い。また、使用する溶液または基剤と被加工物とが化学
反応を起すことが少なく、被加工物が化学的変化を生じ
るのを大幅に軽減でき、さらに液組成が単純なため、ラ
ッピング加工後の洗浄が容易になる。実験によれば洗浄
液は２倍以上の延命効果が得られる。したがって、従来
のスラリー及びペーストのもつ問題点を大幅に改善でき
るだけでなく、ダイヤモンド粒子クラスターを水性また
は油性溶液あるいはペースト状基剤に分散させるだけで
あるので、スラリー及びペーストを安価に提供できると
いう効果がある。
Claims (4)
- 【請求項１】 粒径が１００オングストローム以下の丸
味を帯びた形状のダイヤモンド粒子クラスターを水性ま
たは油性溶液に分散させてなる超精密加工用スラリー。 - 【請求項２】 前記ダイヤモンド粒子クラスターは、そ
の少くとも一部の粒子の表面にグラファイトがコーティ
ングされているダイヤモンド粒子クラスターである請求
項１記載の超精密加工用スラリー。 - 【請求項３】 粒径が１００オングストローム以下の丸
味を帯びた形状のダイヤモンド粒子クラスターをペース
ト状基剤に分散させてなる超精密加工用ペースト。 - 【請求項４】 前記ダイヤモンド粒子クラスターは、そ
の少くとも一部の粒子の表面にグラファイトがコーティ
ングされているダイヤモンド粒子クラスターである請求
項３記載の超精密加工用ペースト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3360417A JPH05156239A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 超精密加工用スラリー及び超精密加工用ペースト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3360417A JPH05156239A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 超精密加工用スラリー及び超精密加工用ペースト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05156239A true JPH05156239A (ja) | 1993-06-22 |
Family
ID=18469320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3360417A Pending JPH05156239A (ja) | 1991-12-06 | 1991-12-06 | 超精密加工用スラリー及び超精密加工用ペースト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05156239A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004259417A (ja) * | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Nihon Micro Coating Co Ltd | 磁気ハードディスク基板及びその製造方法 |
| JP2006297538A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Olympus Medical Systems Corp | 金属メッキ光学部材、並びに、金属メッキ光学部材の粗面加工方法及び装置 |
| US7255809B2 (en) * | 2002-11-26 | 2007-08-14 | Nihon Micro Coating Co., Ltd. | Polishing slurry for texturing |
| JP2008138097A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Nihon Micro Coating Co Ltd | 硬質結晶基板研磨方法及び油性研磨スラリー |
| CN103447938A (zh) * | 2013-08-23 | 2013-12-18 | 浙江瑞莱士机械有限公司 | 球阀密封面研磨工艺 |
| JPWO2013065491A1 (ja) * | 2011-11-01 | 2015-04-02 | 旭硝子株式会社 | ガラス基板の製造方法 |
| CN112980391A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-18 | 河北思瑞恩新材料科技有限公司 | 一种用于碳化硅晶片加工的粗磨液及其制备方法 |
-
1991
- 1991-12-06 JP JP3360417A patent/JPH05156239A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7255809B2 (en) * | 2002-11-26 | 2007-08-14 | Nihon Micro Coating Co., Ltd. | Polishing slurry for texturing |
| US7790046B2 (en) | 2002-11-26 | 2010-09-07 | Nihon Micro Coating Co., Ltd. | Method of texturing |
| JP2004259417A (ja) * | 2003-02-24 | 2004-09-16 | Nihon Micro Coating Co Ltd | 磁気ハードディスク基板及びその製造方法 |
| JP2006297538A (ja) * | 2005-04-20 | 2006-11-02 | Olympus Medical Systems Corp | 金属メッキ光学部材、並びに、金属メッキ光学部材の粗面加工方法及び装置 |
| JP2008138097A (ja) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Nihon Micro Coating Co Ltd | 硬質結晶基板研磨方法及び油性研磨スラリー |
| JPWO2013065491A1 (ja) * | 2011-11-01 | 2015-04-02 | 旭硝子株式会社 | ガラス基板の製造方法 |
| CN103447938A (zh) * | 2013-08-23 | 2013-12-18 | 浙江瑞莱士机械有限公司 | 球阀密封面研磨工艺 |
| CN112980391A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-06-18 | 河北思瑞恩新材料科技有限公司 | 一种用于碳化硅晶片加工的粗磨液及其制备方法 |
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