JPH0596468A - 超精密鏡面加工方法 - Google Patents
超精密鏡面加工方法Info
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- JPH0596468A JPH0596468A JP3074029A JP7402991A JPH0596468A JP H0596468 A JPH0596468 A JP H0596468A JP 3074029 A JP3074029 A JP 3074029A JP 7402991 A JP7402991 A JP 7402991A JP H0596468 A JPH0596468 A JP H0596468A
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- Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)
- Mechanical Treatment Of Semiconductor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被加工物の加工面に超微粉体を流動接触させ
て、歪み、クラック及び熱変質等を全く生じさせずに鏡
面加工を進行させる超精密鏡面加工方法である。 【構成】 超微粉体を分散させた懸濁液中に配した被加
工物の近傍に、該加工面と平行となして長尺円柱状の加
工体を配し、該加工体を加工面に一定荷重にて押圧しな
がら回転させるとともに、加工体の軸方向を基準として
０〜９０度の範囲内で所定角度傾斜した方向へ被加工物
を相対的に平行移動させて超微粉体と加工面界面での相
互作用により面加工を進行させるのである。
て、歪み、クラック及び熱変質等を全く生じさせずに鏡
面加工を進行させる超精密鏡面加工方法である。 【構成】 超微粉体を分散させた懸濁液中に配した被加
工物の近傍に、該加工面と平行となして長尺円柱状の加
工体を配し、該加工体を加工面に一定荷重にて押圧しな
がら回転させるとともに、加工体の軸方向を基準として
０〜９０度の範囲内で所定角度傾斜した方向へ被加工物
を相対的に平行移動させて超微粉体と加工面界面での相
互作用により面加工を進行させるのである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコンウエハ及び薄
膜用基板等の被加工物の加工面に超微粉体を流動接触さ
せて歪み、クラック及び熱変質等を全く生じさせずに鏡
面加工を進行させる超精密鏡面加工方法に関する。
膜用基板等の被加工物の加工面に超微粉体を流動接触さ
せて歪み、クラック及び熱変質等を全く生じさせずに鏡
面加工を進行させる超精密鏡面加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、超微粉体を分散した懸濁液を被加
工物の加工面に沿って流動させて、該超微粉体を加工面
上に略無荷重の状態で接触させ、その際の超微粉体と加
工面界面での相互作用（一種の化学結合）により、加工
面原子を原子単位に近いオーダで除去して加工する、い
わゆるＥＥＭ（Elastic Emission Machining) による超
精密鏡面加工は既に知られている。
工物の加工面に沿って流動させて、該超微粉体を加工面
上に略無荷重の状態で接触させ、その際の超微粉体と加
工面界面での相互作用（一種の化学結合）により、加工
面原子を原子単位に近いオーダで除去して加工する、い
わゆるＥＥＭ（Elastic Emission Machining) による超
精密鏡面加工は既に知られている。
【０００３】従来のＥＥＭを使った加工では、図６に示
すように加工用球体ａを被加工物ｂの加工面ｃに圧接し
ながら回転駆動手段ｄにより回転させて加工面近傍に懸
濁液流を発生させ、そして球体ａを加工面全面に走査し
て、加工面上の微小領域に形成されるスポット加工痕を
連続させて、全面を精密に加工するのである。
すように加工用球体ａを被加工物ｂの加工面ｃに圧接し
ながら回転駆動手段ｄにより回転させて加工面近傍に懸
濁液流を発生させ、そして球体ａを加工面全面に走査し
て、加工面上の微小領域に形成されるスポット加工痕を
連続させて、全面を精密に加工するのである。
【０００４】しかし、前記加工用球体を用いた場合に
は、加工面の各点での走査速度を変化させることにより
加工量を変化させて凹凸のある形状加工が可能である反
面、それによるスポット加工痕は非常に小さいため、面
積の広い被加工物の場合は加工時間が多くかかるととも
に、走査方向と直交する方向の隣接するスポット加工痕
の平滑性にやや劣るといった問題があった。
は、加工面の各点での走査速度を変化させることにより
加工量を変化させて凹凸のある形状加工が可能である反
面、それによるスポット加工痕は非常に小さいため、面
積の広い被加工物の場合は加工時間が多くかかるととも
に、走査方向と直交する方向の隣接するスポット加工痕
の平滑性にやや劣るといった問題があった。
【０００５】そこで、前記球体を円状回転体に代えれ
ば、広い面積も短時間で加工できることは容易に考慮さ
れ得る。しかし、この回転体を製造する過程において、
その表面円周方向には加工に悪影響を及ぼす無数の条痕
が不可避的に形成されている。即ち、前記条痕は、該回
転体を成形する金型製造時に金型内面を切削した際に形
成される微小な凹凸が転写されて現れ、又は回転体の表
面仕上げの際に、回転体を回転させながら表面研磨又は
切削する工程において形成されるのである。それにより
回転体の回転軸とその走査方向を直交させた場合には、
この条痕の存在により加工面の鏡面精度が低下するので
ある。
ば、広い面積も短時間で加工できることは容易に考慮さ
れ得る。しかし、この回転体を製造する過程において、
その表面円周方向には加工に悪影響を及ぼす無数の条痕
が不可避的に形成されている。即ち、前記条痕は、該回
転体を成形する金型製造時に金型内面を切削した際に形
成される微小な凹凸が転写されて現れ、又は回転体の表
面仕上げの際に、回転体を回転させながら表面研磨又は
切削する工程において形成されるのである。それにより
回転体の回転軸とその走査方向を直交させた場合には、
この条痕の存在により加工面の鏡面精度が低下するので
ある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明が前述の状況に
鑑み、解決しようとするところは、被加工物の平面状加
工面を鏡面加工するに際し、単位時間当たりの加工面積
を大幅に増加することができ、しかも0.1 μｍ以下の高
精度で鏡面加工することができる超精密鏡面加工方法を
提供する点にある。
鑑み、解決しようとするところは、被加工物の平面状加
工面を鏡面加工するに際し、単位時間当たりの加工面積
を大幅に増加することができ、しかも0.1 μｍ以下の高
精度で鏡面加工することができる超精密鏡面加工方法を
提供する点にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題解
決の為に、超微粉体を一様に分散した懸濁液中に配した
平面状の加工面を有する被加工物の近傍に、該加工面と
平行となして長尺円柱状の加工体を配するとともに、該
加工体を前記加工面に一定荷重にて押圧しながら回転さ
せて、該加工面の微小領域に面に沿った方向の懸濁液流
を発生させ、更に前記加工体の軸方向を基準として０〜
90度の範囲内の所定角度傾斜した方向へ前記被加工物を
相対的に平行移動させて超微粉体と加工面界面での相互
作用により面加工を進行してなる超精密鏡面加工方法を
構成した。
決の為に、超微粉体を一様に分散した懸濁液中に配した
平面状の加工面を有する被加工物の近傍に、該加工面と
平行となして長尺円柱状の加工体を配するとともに、該
加工体を前記加工面に一定荷重にて押圧しながら回転さ
せて、該加工面の微小領域に面に沿った方向の懸濁液流
を発生させ、更に前記加工体の軸方向を基準として０〜
90度の範囲内の所定角度傾斜した方向へ前記被加工物を
相対的に平行移動させて超微粉体と加工面界面での相互
作用により面加工を進行してなる超精密鏡面加工方法を
構成した。
【０００８】また、超微粉体を一様に分散した懸濁液中
に配した平面状の加工面を有する被加工物の近傍に、該
加工面と平行となして長尺円柱状の加工体を配するとと
もに、該加工体を前記加工面に一定荷重にて押圧しなが
ら回転させて、該加工面の微小領域に面に沿った方向の
懸濁液流を発生させ、更に前記加工体を相対的に軸方向
へ往復移動させ且つ被加工物を該回転体の軸方向と略直
交する方向へ相対的に平行移動させて超微粉体と加工面
界面での相互作用により面加工を進行してなる超精密鏡
面加工方法を構成した。
に配した平面状の加工面を有する被加工物の近傍に、該
加工面と平行となして長尺円柱状の加工体を配するとと
もに、該加工体を前記加工面に一定荷重にて押圧しなが
ら回転させて、該加工面の微小領域に面に沿った方向の
懸濁液流を発生させ、更に前記加工体を相対的に軸方向
へ往復移動させ且つ被加工物を該回転体の軸方向と略直
交する方向へ相対的に平行移動させて超微粉体と加工面
界面での相互作用により面加工を進行してなる超精密鏡
面加工方法を構成した。
【０００９】そして、前記加工体として、軸の周囲にポ
リウレタン製の円柱状回転体を配した加工体を用いた。
リウレタン製の円柱状回転体を配した加工体を用いた。
【００１０】更に、前記超微粉体として、粒径10-9〜10
-6ｍの粉体を用いた。
-6ｍの粉体を用いた。
【００１１】
【作用】以上の如き内容からなる本発明の超精密鏡面加
工方法は、長尺円柱状の加工体を被加工物の平面状加工
面に一定荷重にて押圧しながら回転させることにより、
該加工体と加工面間に超微粉体を一様に分散した懸濁液
を巻き込んで、超微粉体を該加工面に沿った方向に次々
と通過させ、該超微粉体と加工面界面での一種の化学結
合による相互作用により、該加工面の構成原子を原子単
位に近いオーダで除去して変質層を全く伴わずに面加工
するのであるが、更に加工体の軸方向を基準として０〜
90度の範囲内の所定角度傾斜した方向へ前記被加工物を
相対的に平行移動させて、加工体の製造時に加工精度の
限界によりその円周に沿って無数に形成される凹凸条に
よる影響を除いて超精密な鏡面加工を行うのである。
工方法は、長尺円柱状の加工体を被加工物の平面状加工
面に一定荷重にて押圧しながら回転させることにより、
該加工体と加工面間に超微粉体を一様に分散した懸濁液
を巻き込んで、超微粉体を該加工面に沿った方向に次々
と通過させ、該超微粉体と加工面界面での一種の化学結
合による相互作用により、該加工面の構成原子を原子単
位に近いオーダで除去して変質層を全く伴わずに面加工
するのであるが、更に加工体の軸方向を基準として０〜
90度の範囲内の所定角度傾斜した方向へ前記被加工物を
相対的に平行移動させて、加工体の製造時に加工精度の
限界によりその円周に沿って無数に形成される凹凸条に
よる影響を除いて超精密な鏡面加工を行うのである。
【００１２】また、加工体を相対的に軸方向へ往復移動
させ且つ被加工物を該加工体の軸方向と略直交する方向
へ相対的に平行移動させることにより、前述の加工体円
周に有する凹凸条による影響を同様に除いて鏡面加工す
るのである。
させ且つ被加工物を該加工体の軸方向と略直交する方向
へ相対的に平行移動させることにより、前述の加工体円
周に有する凹凸条による影響を同様に除いて鏡面加工す
るのである。
【００１３】そして、加工体の周囲にポリウレタンを用
いた場合、加工面を傷つけることなく該加工体と加工面
の微小間隙間に超微粉体を有効的に巻き込み、加工面に
沿った方向に超微粉体を次々に供給するのである。
いた場合、加工面を傷つけることなく該加工体と加工面
の微小間隙間に超微粉体を有効的に巻き込み、加工面に
沿った方向に超微粉体を次々に供給するのである。
【００１４】更に、超微粉体として粒径10-9〜10-6ｍの
粉体を用いて、精度０.1μｍ以内の鏡面加工が行えるの
である。
粉体を用いて、精度０.1μｍ以内の鏡面加工が行えるの
である。
【００１５】
【実施例】次に添付図面に示した実施例に基づき更に本
発明の詳細を説明する。
発明の詳細を説明する。
【００１６】図１は、本発明の加工方法の原理を示した
もので、図中１は加工体、２は被加工物、３は超微粉体
をそれぞれ示している。
もので、図中１は加工体、２は被加工物、３は超微粉体
をそれぞれ示している。
【００１７】ポリウレタン等の可撓性合成樹脂で円柱状
に成形された加工体１と、平面状の加工面４を有する被
加工物２を超微粉体３，…を一様に分散した懸濁液５中
に配し、前記被加工物２を平行移動可能となすととも
に、前記加工体１を回転可能且つ前記加工面４に一定荷
重Ｗにて押圧可能となし、該加工体１の回転により該加
工体１と加工面４間に懸濁液５を巻き込み、該加工面４
に沿った方向に流れる局所的な懸濁液流が発生し、それ
に伴い懸濁液５中の超微粉体３は前記被加工物２に接触
しながら次々に該加工面４と加工体１間を通過し、該加
工面４と超微粉体３との界面での化学的な相互作用（一
種の化学結合）により該加工面４の微小な凹凸を原子レ
ベルに近い大きさで除去して鏡面加工を進行させるので
ある。尚、図１において加工体１の被加工物２と面する
側は、荷重Ｗと流体動圧によりやや変形させて示してあ
り、また該加工体１の回転により生じる懸濁液５の流れ
の流線に沿って超微粉体３，…が移動する様子を示して
いる。
に成形された加工体１と、平面状の加工面４を有する被
加工物２を超微粉体３，…を一様に分散した懸濁液５中
に配し、前記被加工物２を平行移動可能となすととも
に、前記加工体１を回転可能且つ前記加工面４に一定荷
重Ｗにて押圧可能となし、該加工体１の回転により該加
工体１と加工面４間に懸濁液５を巻き込み、該加工面４
に沿った方向に流れる局所的な懸濁液流が発生し、それ
に伴い懸濁液５中の超微粉体３は前記被加工物２に接触
しながら次々に該加工面４と加工体１間を通過し、該加
工面４と超微粉体３との界面での化学的な相互作用（一
種の化学結合）により該加工面４の微小な凹凸を原子レ
ベルに近い大きさで除去して鏡面加工を進行させるので
ある。尚、図１において加工体１の被加工物２と面する
側は、荷重Ｗと流体動圧によりやや変形させて示してあ
り、また該加工体１の回転により生じる懸濁液５の流れ
の流線に沿って超微粉体３，…が移動する様子を示して
いる。
【００１８】ここで、ポリウレタン製の加工体１と被加
工物２の加工面４の間隙は、該加工体１にかかる荷重Ｗ
と懸濁液５の流体動圧との釣り合いによって自動的に安
定に保たれ、流れの状態と超微粉体３の分散状態が安定
であれば、単位時間当たりの作用粉末数も安定となり、
単位時間当たりの加工量も安定となる。それゆえ、任意
の位置での加工量は、前記加工体１と被加工物２の相対
的な平行移動における移動速度又は停止時間によって正
確に制御でき、高精度の鏡面加工が行えるのである。
工物２の加工面４の間隙は、該加工体１にかかる荷重Ｗ
と懸濁液５の流体動圧との釣り合いによって自動的に安
定に保たれ、流れの状態と超微粉体３の分散状態が安定
であれば、単位時間当たりの作用粉末数も安定となり、
単位時間当たりの加工量も安定となる。それゆえ、任意
の位置での加工量は、前記加工体１と被加工物２の相対
的な平行移動における移動速度又は停止時間によって正
確に制御でき、高精度の鏡面加工が行えるのである。
【００１９】また、本発明の加工方法において、前記被
加工物２と使用する超微粉体３との組合わせでその加工
速度が1000倍を遥かに越える範囲で大きく変化するた
め、被加工物２の加工に最適な物性を有する超微粉体３
を選択することが望まれる。例えば、被加工物２として
シリコンウエハ（Ｓｉ）を選択した場合、その加工に最
も適した超微粉体３は、天然産の原石を粉砕したＺｒＯ
2 の粉体であり、また人工的にＺｒ（ＯＨ）4 を 850℃
で焼成し、35％のＳｉＯ2 を加えた後 900℃で焼成し
て、全体として結晶性の不完全なジルコン結晶として合
成した粉末を用いることも若干加工速度は落ちるが可能
である。そして、超微粉体３の粒径も、被加工物２の加
工面４の状態及び加工精度に応じて選択し、通常は粒径
10-9〜10-6ｍの粉体を用いるが、粒径が10-9ｍ以下のも
のは粉体製造に限界があり殆ど不可能で、また10-6ｍ以
上のものは加工精度が悪くなり、それゆえ本発明の加工
方法の原理及び目的から前記粒径範囲の超微粉体３を用
いるのである。
加工物２と使用する超微粉体３との組合わせでその加工
速度が1000倍を遥かに越える範囲で大きく変化するた
め、被加工物２の加工に最適な物性を有する超微粉体３
を選択することが望まれる。例えば、被加工物２として
シリコンウエハ（Ｓｉ）を選択した場合、その加工に最
も適した超微粉体３は、天然産の原石を粉砕したＺｒＯ
2 の粉体であり、また人工的にＺｒ（ＯＨ）4 を 850℃
で焼成し、35％のＳｉＯ2 を加えた後 900℃で焼成し
て、全体として結晶性の不完全なジルコン結晶として合
成した粉末を用いることも若干加工速度は落ちるが可能
である。そして、超微粉体３の粒径も、被加工物２の加
工面４の状態及び加工精度に応じて選択し、通常は粒径
10-9〜10-6ｍの粉体を用いるが、粒径が10-9ｍ以下のも
のは粉体製造に限界があり殆ど不可能で、また10-6ｍ以
上のものは加工精度が悪くなり、それゆえ本発明の加工
方法の原理及び目的から前記粒径範囲の超微粉体３を用
いるのである。
【００２０】次に、更に本発明を具体的に述べれば、前
記加工体１は、図２に示す如く軸６の周囲にポリウレタ
ン製の回転体７を配した構造のものであり、該回転体７
の表面円周方向には加工に悪影響を及ぼす無数の条痕８
が不可避的に形成されている。即ち、前記条痕８は、該
回転体７を成形する金型製造時に金型内面を切削した際
に形成される微小な凹凸が転写されて現れたものであ
る。又は、前記条痕８は、該回転体７の表面仕上げの際
に、該回転体７を回転させながら表面研磨又は切削する
工程において形成される。この条痕８の存在により、加
工体１を回転させ、該加工体１の軸６と直交する方向に
被加工物２を相対的に平行移動させて、加工面４の全面
を加工した場合に、該加工面４に無数の直線状の条痕９
が転写され、高精度の平滑性を有する鏡面が得られない
ことになる。
記加工体１は、図２に示す如く軸６の周囲にポリウレタ
ン製の回転体７を配した構造のものであり、該回転体７
の表面円周方向には加工に悪影響を及ぼす無数の条痕８
が不可避的に形成されている。即ち、前記条痕８は、該
回転体７を成形する金型製造時に金型内面を切削した際
に形成される微小な凹凸が転写されて現れたものであ
る。又は、前記条痕８は、該回転体７の表面仕上げの際
に、該回転体７を回転させながら表面研磨又は切削する
工程において形成される。この条痕８の存在により、加
工体１を回転させ、該加工体１の軸６と直交する方向に
被加工物２を相対的に平行移動させて、加工面４の全面
を加工した場合に、該加工面４に無数の直線状の条痕９
が転写され、高精度の平滑性を有する鏡面が得られない
ことになる。
【００２１】しかして、本発明の超精密鏡面加工方法を
実施する加工装置は、図３に示す如く前記加工体１の軸
６を軸受10, 10にて支持するとともに、該軸６の一端に
固定した従動プーリ11とモータ12の駆動プーリ13とに巻
架したベルト14にて回転可能となし、そして前記被加工
物２を取付けるテーブル15を、前記加工体１に近接配す
るとともに、該加工体１の軸方向を基準として０〜90度
の範囲内の所定角度、好ましくは約45度傾斜した方向へ
相対的に平行移動可能となし、更に前記加工体１又はテ
ーブル15を互いに接近する方向に一定荷重で押圧する図
示しない押圧手段を有し、前記加工体１とテーブル15を
超微粉体３，…を一様に分散した懸濁液５中に配して構
成した。尚、本実施例では前記加工体１を定位置回転可
能となし、テーブル15を平行移動させているが、該テー
ブル15は固定し、加工体１を回転させながら平行移動す
るように構成することも勿論可能である。また、前記モ
ータ12の回転力を前記加工体１の軸６に伝達する手段は
他のチェーン又はギア等を用いてもよい。そして、前記
加工体１を回転させながら被加工物２の加工面４に一定
荷重で押圧し、更に前記テーブル15を傾斜方向へ平行移
動させ、もって加工体１表面の条痕８の影響を全く受け
ずに高精度で鏡面加工を行うのである。
実施する加工装置は、図３に示す如く前記加工体１の軸
６を軸受10, 10にて支持するとともに、該軸６の一端に
固定した従動プーリ11とモータ12の駆動プーリ13とに巻
架したベルト14にて回転可能となし、そして前記被加工
物２を取付けるテーブル15を、前記加工体１に近接配す
るとともに、該加工体１の軸方向を基準として０〜90度
の範囲内の所定角度、好ましくは約45度傾斜した方向へ
相対的に平行移動可能となし、更に前記加工体１又はテ
ーブル15を互いに接近する方向に一定荷重で押圧する図
示しない押圧手段を有し、前記加工体１とテーブル15を
超微粉体３，…を一様に分散した懸濁液５中に配して構
成した。尚、本実施例では前記加工体１を定位置回転可
能となし、テーブル15を平行移動させているが、該テー
ブル15は固定し、加工体１を回転させながら平行移動す
るように構成することも勿論可能である。また、前記モ
ータ12の回転力を前記加工体１の軸６に伝達する手段は
他のチェーン又はギア等を用いてもよい。そして、前記
加工体１を回転させながら被加工物２の加工面４に一定
荷重で押圧し、更に前記テーブル15を傾斜方向へ平行移
動させ、もって加工体１表面の条痕８の影響を全く受け
ずに高精度で鏡面加工を行うのである。
【００２２】また、図４に示した実施例は、前記加工体
１を被加工物２を取付けたテーブル15に対して相対的に
軸方向へ往復移動させ且つ該テーブル15を加工体１の軸
方向と略直交する方向へ相対的に平行移動させて、該加
工体１表面の条痕８の影響を受けないようになした加工
方法である。更に、具体的に前記加工体１の軸６を軸受
10，…にて回転可能且つスライド可能に支持し、該軸６
の一端に該軸６を往復移動させる移動手段16を連係する
とともに、該軸６の一部に形成したスプライン軸17に従
動プーリ11をスライド可能に装着して前記同様にモータ
12により回転駆動し、更に前記テーブル15は軸６に対し
て略直交する方向に適宜手段にて平行移動するようにな
し、結果として前記加工体１の軸方向移動と前記テーブ
ル15の略直交方向移動が合わさって軸方向に対して傾斜
方向に相対的に移動して加工するのである。
１を被加工物２を取付けたテーブル15に対して相対的に
軸方向へ往復移動させ且つ該テーブル15を加工体１の軸
方向と略直交する方向へ相対的に平行移動させて、該加
工体１表面の条痕８の影響を受けないようになした加工
方法である。更に、具体的に前記加工体１の軸６を軸受
10，…にて回転可能且つスライド可能に支持し、該軸６
の一端に該軸６を往復移動させる移動手段16を連係する
とともに、該軸６の一部に形成したスプライン軸17に従
動プーリ11をスライド可能に装着して前記同様にモータ
12により回転駆動し、更に前記テーブル15は軸６に対し
て略直交する方向に適宜手段にて平行移動するようにな
し、結果として前記加工体１の軸方向移動と前記テーブ
ル15の略直交方向移動が合わさって軸方向に対して傾斜
方向に相対的に移動して加工するのである。
【００２３】また、図５に示した実施例は、被加工物２
をテーブル15に装着して該被加工物２を回転体７に一定
荷重にて押圧する荷重機構18と、回転体７に対して被加
工物２を相対的に移動させる走査機構19の一例を示して
いる。
をテーブル15に装着して該被加工物２を回転体７に一定
荷重にて押圧する荷重機構18と、回転体７に対して被加
工物２を相対的に移動させる走査機構19の一例を示して
いる。
【００２４】前記荷重機構18は、テーブル15に貫通形成
した開口20内にスライドベアリング等の案内具21を内装
するとともに、該案内具21にて真空チャック22を下方へ
出没自在に取付け、該真空チャック22の自重及び真空チ
ャック22の上方から重鎮若しくはバネにて又はそれらを
組合せて一定荷重Ｆをかけたものである。該真空チャッ
ク22は内部に空間部23を設け、下面の取付面24に多数の
吸込孔25，…を設け、前記空間部23に接続したフレキシ
ブルホース26で吸気して取付面24に被加工物２を吸着固
定するのである。こうして、一定荷重Ｆがかけられた真
空チャック22に固定された被加工物２はテーブル15の下
方に近接配置した回転体７に一定荷重にて押圧されるの
である。
した開口20内にスライドベアリング等の案内具21を内装
するとともに、該案内具21にて真空チャック22を下方へ
出没自在に取付け、該真空チャック22の自重及び真空チ
ャック22の上方から重鎮若しくはバネにて又はそれらを
組合せて一定荷重Ｆをかけたものである。該真空チャッ
ク22は内部に空間部23を設け、下面の取付面24に多数の
吸込孔25，…を設け、前記空間部23に接続したフレキシ
ブルホース26で吸気して取付面24に被加工物２を吸着固
定するのである。こうして、一定荷重Ｆがかけられた真
空チャック22に固定された被加工物２はテーブル15の下
方に近接配置した回転体７に一定荷重にて押圧されるの
である。
【００２５】前記走査機構19は、テーブル15又はそれに
面接する固定部27の何れか一方に一又は複数のアリ溝2
8，28を形成し、他方に該アリ溝28にスライド係合する
アリ29を突設したものである。そして、テーブル15を固
定部27に対して適宜な手段にて移動させるのである。
面接する固定部27の何れか一方に一又は複数のアリ溝2
8，28を形成し、他方に該アリ溝28にスライド係合する
アリ29を突設したものである。そして、テーブル15を固
定部27に対して適宜な手段にて移動させるのである。
【００２６】更に、長時間の加工において、回転体７の
表面が擦り減ったり、微小なダメージを受けたりする場
合があるが、その加工後に回転体７の表面を修復する必
要がある。また、加工前に回転体７の表面を所定の精度
に調整したい場合がある。そのため、本実施例では回転
体７の近傍にその軸６と平行な案内軸30を配し、その案
内軸30に沿って移動可能且つ回転体７に直交する方向に
移動可能なチャック31を有し、そのチャック31に高精度
な切削が可能なバイト32を装着してなる超精密切削装置
も設けている。
表面が擦り減ったり、微小なダメージを受けたりする場
合があるが、その加工後に回転体７の表面を修復する必
要がある。また、加工前に回転体７の表面を所定の精度
に調整したい場合がある。そのため、本実施例では回転
体７の近傍にその軸６と平行な案内軸30を配し、その案
内軸30に沿って移動可能且つ回転体７に直交する方向に
移動可能なチャック31を有し、そのチャック31に高精度
な切削が可能なバイト32を装着してなる超精密切削装置
も設けている。
【００２７】このようにして、本発明の加工方法によれ
ば、材料の物性を極限まで利用する機能材料等の最終表
面を加工することができ、例えば高性能な表面を必要と
するレーザージャイロ用ミラー等の鏡面加工を加工変質
層を全く伴わずしかも0.1 ｎｍオーダの精度で行うこと
が可能である。
ば、材料の物性を極限まで利用する機能材料等の最終表
面を加工することができ、例えば高性能な表面を必要と
するレーザージャイロ用ミラー等の鏡面加工を加工変質
層を全く伴わずしかも0.1 ｎｍオーダの精度で行うこと
が可能である。
【００２８】
【発明の効果】以上にしてなる本発明の超精密鏡面加工
方法によれば、超微粉体を一様に分散した懸濁液中に被
加工物を配するとともに、該被加工物の加工面に長尺円
柱状の加工体を一定荷重にて押圧しながら回転させ、更
に該加工体と被加工物を相対的に平行移動させることに
より、懸濁液中の超微粉体を加工面に作用させて、加工
面と超微粉体の界面間の一種の化学結合による相互作用
により加工面を原子単位に近いオーダで除去して、該加
工面に転位やクラック及び熱変質層を全く発生させるこ
となく最小単位である原子オーダでの超精密な鏡面加工
を行うことができ、しかも加工体の軸方向を基準として
０〜90度の範囲内の所定角度傾斜した方向へ被加工物を
相対的に平行移動させたので、該加工体の製造仮定にお
いて該加工体の表面円周方向に不可避的に形成された条
痕の影響を全く受けることなく加工することができ、従
って広い面積の加工面も短時間で加工することができ
る。
方法によれば、超微粉体を一様に分散した懸濁液中に被
加工物を配するとともに、該被加工物の加工面に長尺円
柱状の加工体を一定荷重にて押圧しながら回転させ、更
に該加工体と被加工物を相対的に平行移動させることに
より、懸濁液中の超微粉体を加工面に作用させて、加工
面と超微粉体の界面間の一種の化学結合による相互作用
により加工面を原子単位に近いオーダで除去して、該加
工面に転位やクラック及び熱変質層を全く発生させるこ
となく最小単位である原子オーダでの超精密な鏡面加工
を行うことができ、しかも加工体の軸方向を基準として
０〜90度の範囲内の所定角度傾斜した方向へ被加工物を
相対的に平行移動させたので、該加工体の製造仮定にお
いて該加工体の表面円周方向に不可避的に形成された条
痕の影響を全く受けることなく加工することができ、従
って広い面積の加工面も短時間で加工することができ
る。
【００２９】また、加工体を相対的に軸方向へ往復移動
させ且つ被加工物を該加工体の軸方向と略直交する方向
へ相対的に平行移動させた場合も、前記同様の効果を有
するとともに、加工体の往復移動速度及び被加工物の平
行移動速度を変えることにより、加工体の軸方向に対す
る被加工物の移動方向を実質的に変更することができ、
微妙な加工条件の設定を容易に行うことができる。
させ且つ被加工物を該加工体の軸方向と略直交する方向
へ相対的に平行移動させた場合も、前記同様の効果を有
するとともに、加工体の往復移動速度及び被加工物の平
行移動速度を変えることにより、加工体の軸方向に対す
る被加工物の移動方向を実質的に変更することができ、
微妙な加工条件の設定を容易に行うことができる。
【００３０】更に、軸の周囲にポリウレタン製の円柱状
回転体を配した加工体を用いることにより、加工面を傷
つけることなく、しかも該加工体と被加工物間に懸濁液
を効率よく供給し、もって超微粉体による加工効率の向
上を図ることができる。
回転体を配した加工体を用いることにより、加工面を傷
つけることなく、しかも該加工体と被加工物間に懸濁液
を効率よく供給し、もって超微粉体による加工効率の向
上を図ることができる。
【００３１】また、粒径が10-9〜10-6ｍの超微粉体を用
いれば、シリコンウエハ等に要求される0.1 μｍ以上の
高精度な鏡面加工が行える。
いれば、シリコンウエハ等に要求される0.1 μｍ以上の
高精度な鏡面加工が行える。
【図１】本発明の超精密鏡面加工方法の加工原理を示し
た簡略断面図である。
た簡略断面図である。
【図２】加工体の表面円周方向に有する条痕により被加
工物の加工面に条痕が生じる状態を示した簡略斜視図で
ある。
工物の加工面に条痕が生じる状態を示した簡略斜視図で
ある。
【図３】本発明の超精密鏡面加工方法の代表的実施例を
示す簡略平面図である。
示す簡略平面図である。
【図４】同じく他の実施例を示す簡略平面図である。
【図５】荷重及び走査機構の一例を示す簡略断面図であ
る。
る。
【図６】従来例を示す簡略斜視図である。
１ 加工体 ２ 被加工物 ３ 超微粉体 ４ 加工面 ５ 懸濁液 ６ 軸 ７ 回転体 ８ 条痕 ９ 条痕 10 軸受 11 従動プーリ 12 モータ 13 駆動プーリ 14 ベルト 15 テーブル 16 移動手段 17 スプライン軸 18 荷重機構 19 走査機構 20 開口 21 案内具 22 真空チャック 23 空間部 24 取付面 25 吸込孔 26 フレキシブル
ホース 27 固定部 28 アリ溝 29 アリ 30 案内軸 31 チャック 32 バイト
ホース 27 固定部 28 アリ溝 29 アリ 30 案内軸 31 チャック 32 バイト
Claims (4)
- 【請求項１】 超微粉体を一様に分散した懸濁液中に配
した平面状の加工面を有する被加工物の近傍に、該加工
面と平行となして長尺円柱状の加工体を配するととも
に、該加工体を前記加工面に一定荷重にて押圧しながら
回転させて、該加工面の微小領域に面に沿った方向の懸
濁液流を発生させ、更に前記加工体の軸方向を基準とし
て０〜90度の範囲内の所定角度傾斜した方向へ前記被加
工物を相対的に平行移動させて超微粉体と加工面界面で
の相互作用により面加工を進行してなることを特徴とす
る超精密鏡面加工方法。 - 【請求項２】 超微粉体を一様に分散した懸濁液中に配
した平面状の加工面を有する被加工物の近傍に、該加工
面と平行となして長尺円柱状の加工体を配するととも
に、該加工体を前記加工面に一定荷重にて押圧しながら
回転させて、該加工面の微小領域に面に沿った方向の懸
濁液流を発生させ、更に前記加工体を相対的に軸方向へ
往復移動させ且つ被加工物を該加工体の軸方向と略直交
する方向へ相対的に平行移動させて超微粉体と加工面界
面での相互作用により面加工を進行してなることを特徴
とする超精密鏡面加工方法。 - 【請求項３】 前記加工体として、軸の周囲にポリウレ
タン製の円柱状回転体を配した加工体を用いてなる請求
項１又は２記載の超精密鏡面加工方法。 - 【請求項４】 前記超微粉体として、粒径10-9〜10-6ｍ
の粉体を用いてなる請求項１又は２記載の超精密鏡面加
工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3074029A JPH0596468A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 超精密鏡面加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3074029A JPH0596468A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 超精密鏡面加工方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0596468A true JPH0596468A (ja) | 1993-04-20 |
Family
ID=13535306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3074029A Pending JPH0596468A (ja) | 1991-03-12 | 1991-03-12 | 超精密鏡面加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0596468A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0950975A (ja) * | 1995-08-07 | 1997-02-18 | Samsung Electron Co Ltd | ウェーハ研磨装置 |
| WO1999053528A3 (en) * | 1998-04-10 | 2002-01-10 | Silicon Genesis Corp | Surface treatment process and system |
| US6705922B1 (en) * | 1999-12-06 | 2004-03-16 | Renesas Technology Corp. | Method and apparatus for polishing a semiconductor substrate wafer |
| US7150253B2 (en) | 2003-12-22 | 2006-12-19 | Nissan Motor Co., Ltd. | Engine start control system and engine start control method |
-
1991
- 1991-03-12 JP JP3074029A patent/JPH0596468A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0950975A (ja) * | 1995-08-07 | 1997-02-18 | Samsung Electron Co Ltd | ウェーハ研磨装置 |
| WO1999053528A3 (en) * | 1998-04-10 | 2002-01-10 | Silicon Genesis Corp | Surface treatment process and system |
| US6705922B1 (en) * | 1999-12-06 | 2004-03-16 | Renesas Technology Corp. | Method and apparatus for polishing a semiconductor substrate wafer |
| US7150253B2 (en) | 2003-12-22 | 2006-12-19 | Nissan Motor Co., Ltd. | Engine start control system and engine start control method |
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