DE19733097A1 - Schleifkörper, Schleifblatt und Schleifverfahren - Google Patents
Schleifkörper, Schleifblatt und SchleifverfahrenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Schleifkörper, der zum
Schleifen eines Substrats wie z. B. eines Silikonwafers und eines
Oxidsubstrats und ein optisches Material verwendet wird. Ferner
bezieht sich die Erfindung auf ein Schleifblatt, das den
Schleifkörper aufweist und auf ein Schleifverfahren.
Insbesondere bezieht sie sich auf einen Schleifkörper, der durch
Formen von ultrafeinem Silikapulver zu einem geformten Körper
und durch Sintern des geformten Körpers hergestellt wird und sie
bezieht sich auf ein Schleifblatt, das den als Schleifkörper
geformten Silikakörper und einen Hilfsträger aufweist und auf
ein Schleifverfahren, das den Silikaschleifkörper verwendet.
Bisher wurde bei einem Verfahren zum Schleifen eines
Substrats wie z. B. eines Silikonwafers oder eines Oxidsubstrats
ein Schleifverfahren mit losen Schleifpartikeln verwendet, wobei
das Substratmaterial mit einem aus Vliesstoff oder Velourstoff
hergestellten Schleifkissen geschliffen, während eine
Schleifflüssigkeit, die ein loses Schleifkorn wie z. B.
Kolloidsilika oder Zeroxide und eine Chemikalie wie
beispielsweise Kaliumhydroxid aufweist, kontinuierlich auf das
Substrat geliefert wird. Es ist z. B. in der Japanischen
ungeprüften Patentveröffentlichung (abgekürzt als "JP-A")
5-154760 und der JP-A 7-326597 beschrieben, daß ein Silikonwafer
mit einem Schleifstoff und einem losen Schleifkorn geschliffen
wird. Bei den herkömmlichen Schleifprozeduren mit losem Korn
unter Verwendung einer Schleifflüssigkeit, die loses Korn
enthält, wird während dem Schleifen eine herausragende Menge an
verbrauchter Schleifflüssigkeit, die ein loses Korn enthält,
erzeugt. Deshalb muß über die Effizienz der Schleifprozedur und
eine Ausrüstung für den verbrauchten Abfall und die
Umweltverschmutzung mit der verbrauchten Schleifflüssigkeit
nachgedacht werden. Das Schleifkissen wie beispielsweise ein
Schleifstoff neigt dazu, zugesetzt zu werden und die
Schleiffunktion wird verschlechtert. Somit muß das Schleifkissen
oft erneuert werden und die Schleifeffizienz ist vermindert.
Desweiteren besteht bei dem herkömmlichen
Schleifverfahren unter Verwendung eines Schleifkissens das
Problem, daß die Oberfläche des Schleifkissens biegsam ist und
deshalb die gesamte Oberfläche eines zu schleifenden Materials
nicht gleichmäßig abgeschliffen wird, d. h., daß die
Eckenabschnitte der Materialoberfläche infolge des Schleifens
übermäßig abgeschliffen werden.
Zusammenfassend läßt sich sagen, daß das herkömmliche
Schleifverfahren unter Verwendung eines Schleifkissens und eines
losen Schleifkorns Probleme in Bezug auf die Entsorgung von
verbrauchter Schleifflüssigkeit, der Arbeitseffizienz beim
Schleifen und der Gleichförmigkeit bei der Abschleifung der
gesamten Materialoberfläche, die geschliffen werden soll,
auftreten.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen
Schleifkörper zu schaffen, der zum Schleifen eines Materials wie
beispielsweise eines Substrats verwendet wird, z. B. eines
Substrats für eine Halbleitervorrichtung wie beispielsweise
eines Silikonwafers und eines Oxidsubstrats und für ein
optisches Material, für das eine Präzisionsbearbeitung
erforderlich ist, und das derartige Vorteile hat, wie daß das
Problem der Müllentsorgung gelindert oder vermieden werden kann,
und eine geschliffene Oberfläche mit einer Präzision vom selben
Grad oder einem höheren Grad als jener, die durch das
herkömmliche Schleifverfahren unter Verwendung eines
Schleifkissens und eines losen Schleifkorns erzielt wird, so daß
das Material mit einer verbesserten Wirksamkeit geschliffen
werden kann, der Schleifkörper eine verbesserte Haltbarkeit hat
und eine Einsparung der Schleifarbeit erreicht werden kann.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein
Schleifblatt und ein Schleifverfahren zu schaffen, die die
vorstehend erwähnten Vorteile haben.
Als Ergebnisse der Nachforschung zum Erreichen der
vorstehenden Aufgaben und Ziele haben die Erfinder
herausgefunden, daß, wenn ein schleiffähig geformter Körper aus
ultrafeinen Silikapartikeln zusammengesetzt wird, die als ein
Schleifmittel verwendet werden, die folgenden Vorteile erhalten
werden können.
- (1) Die harten und feinen Schleifoberflächen von Silikapartikeln werden in direkten Kontakt mit einem zu schleifenden Material gebracht und deshalb kann eine Schleifflüssigkeit verwendet werden, die keine losen Schleifkörner wie beispielsweise Kolloidsilika oder Zeroxide enthält. Die Silikapartikel fallen nur in einer sehr geringen Menge von dem Schleifkörper herab und deshalb kann das Problem hinsichtlich der Entsorgung verbrauchter Flüssigkeit gelindert oder vermieden werden.
- (2) Der Schleifkörper, der aus ultrafeinen Silikapartikeln zusammengesetzt ist, hat eine hohe Festigkeit und eine verbesserte Haltbarkeit. Deshalb kann der Schleifbetrieb für einen langen Zeitraum ohne Erneuerung des Schleifkörpers fortgeführt werden.
- (3) Das gleichmäßige Finish und der Schleifdurchsatz, die mit dem Schleifkörper erreicht werden, sind von demselben Niveau oder einem höheren als jenes des herkömmlichen Schleifverfahrens unter Verwendung eines Schleifkissens und eines losen Schleifkorns. Das gleichmäßige Finish und der Schleifdurchsatz werden im Schleifzeitraum nicht herabgesetzt.
- (4) Wenn ein loses Schleifkorn in Kombination mit dem Schleifkörper der Erfindung verwendet wird, kann eine noch weiter verbesserte Schleifrate erzielt werden, mit einer Schleifflüssigkeit, die das lose Schleifkorn in einer niedrigeren Konzentration enthält.
Die vorliegende Erfindung wurde anhand der vorstehend
aufgelisteten Erkenntnisse vollendet.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein
schleiffähig geformter Körper vorgesehen, der mindestens 90
Gewichtsprozent Silika (nämlich Silikondioxid) aufweist und eine
Fülldichte von 0,2 g/cm³ bis 1,5 g/cm³, einen BET spezifischen
Oberflächenbereich von 10 m²/g bis 400 m²/g und einen
durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,001 µm bis 0,56 µm.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung
ist ein Schleifblatt vorgesehen, das einen oder mehrere der
vorstehend beschriebenen Schleifkörper und einen Hilfsträger
aufweist, wobei der Schleifkörper oder die Körper an dem
Trägerhilfsmittel befestigt sind.
Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
ist ein Verfahren zum Schleifen eines Materials mit dem
vorstehend beschriebenen Schleifblatt vorgesehen.
Fig. 1 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel des
Schleifblatts der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 2 ist eine Draufsicht, die ein anderes Beispiel
des Schleifblatts der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 3 ist ein Draufsicht, die ein modifiziertes
Beispiel des Schleifblatts zeigt, das in Fig. 1 gezeigt ist.
Fig. 4 ist eine Draufsicht, die ein modifiziertes
Beispiel des Schleifblatts zeigt, das in Fig. 2 gezeigt ist.
Fig. 5A ist eine perspektivische Mikrofotografie einer
Oberfläche, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unter
Verwendung des Schleifkörpers geschliffen wurde.
Fig. 5B ist eine Skizze der Mikrofotografie, die in
Fig. 5A gezeigt ist.
Fig. 6A ist eine perspektivische Mikrofotografie einer
Oberfläche, die mittels einem herkömmlichen Schleifverfahren
unter Verwendung eines Schleifstoffes geschliffen wurde.
Fig. 6B ist eine Skizze der Mikrofotografie, die in
Fig. 6A gezeigt ist.
Fig. 7 ist eine Mikrofotografie, die einen
Eckenabschnitt eines Substrats vor dem Schleifen zeigt.
Fig. 8 ist eine Mikrofotografie, die einen
Eckenabschnitt eines Substrats zeigt, der mittels dem
erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung des Schleifkörpers
geschliffen wurde.
Fig. 9 ist eine Fotografie, die einen Eckenabschnitt
eines Substrats zeigt, der mittels einem herkömmlichen
Schleifverfahren unter Verwendung eines Schleifstoffes
geschliffen wurde.
Im nachfolgenden soll die Erfindung anhand der
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme
auf die dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.
Der Schleifkörper der vorliegenden Erfindung ist im
wesentlichen aus Silika, nämlich Silikondioxid zusammengesetzt.
Mit dem Ausdruck "im wesentlichen", der hierin verwendet wurde,
soll gemeint sein, daß der Schleifkörper mindestens 90
Gewichtsprozent eines Silikondioxids aufweist, basierend auf dem
absoluten Trockengewicht des Schleifkörpers. Als spezielle
Beispiele von den Silika, die in der vorliegenden Erfindung
verwendet werden, können Trockenverarbeitungssilika und
Naßverarbeitungssilika erwähnt werden. Ein herkömmlicherweise
verwendetes Silika enthält eine kleinere Materialmenge, die in
der Lage ist unter Glühen entfernt zu werden, und Spurenelemente
von Metalloxiden wie beispielsweise Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, CaO,
MgO, Na₂O.
Um die Gestalt des Schleifkörpers und seine
Schleifwirkung während dem Schleifen aufrechtzuerhalten und um
eine gleichmäßig geschliffene Oberfläche mit einer hohen
Effektivität zu erreichen, liegt die Fülldichte des
Schleifkörpers in einem Bereich von 0,2 bis 1,5 g/cm³ und
vorzugsweise in dem Bereich von 0,4 bis 0,9 g/cm³. Wenn die
Fülldichte geringer als 0,2 g/cm³ ist, kann der Schleifkörper
während dem Schleifen seine Gestalt nicht aufrechterhalten und
neigt somit dazu, übermäßig abgeschliffen zu werden. Wenn die
Fülldichte 1,5 g/cm³ überschreitet, ist die Festigkeit des
Schleifkörpers zu hoch und das zu schleifende Material wird
gelegentlich beschädigt und desweiteren neigt der Schleifkörper
dazu, abgeschliffen und glatt zu werden und die Schleifrate wird
vermindert.
Um die Gestalt des Schleifkörpers und seine Schleifwirkung
während dem Schleifen aufrecht zu erhalten, und um eine
gleichmäßig geschliffene Oberfläche mit einer hohen Effizienz zu
erreichen, liegt der BET spezifische Oberflächenbereich des
Schleifkörpers in dem Bereich von 10 bis 400 m²/g und
vorzugsweise in dem Bereich von 10 bis 200 m²/g und noch
vorzugsweise in dem Bereich von 10 bis 100 m²/g. Wenn der BET
spezifische Oberflächenbereich 400 m² /g übersteigt, kann der
Schleifkörper seine Gestalt während dem Schleifen nicht
aufrechterhalten und neigt somit dazu, übermäßig abgeschliffen
zu werden. Wenn der BET spezifische Oberflächenbereich geringer
als 10 m²/g ist, ist die Festigkeit des Schleifkörpers zu groß
und das zu schleifende Material wird gelegentlich beschädigt.
Desweiteren neigt der Schleifkörper dazu, abgeschliffen und
unerwünscht glatt zu werden und die Schleifrate wird
verschlechtert.
Um leicht einen porösen Schleifkörper aus den superfeinen
Silikatpartikeln zu erhalten, und um eine gleichmäßig
geschliffene Oberfläche mit einer hohen Effizienz zu erreichen
liegt der durchschnittliche Partikeldurchmesser der
Silikapartikel bei den Schleifkörper in dem Bereich von 0,001
bis 0,5 µm, vorzugsweise in dem Bereich von 0,01 bis 0,3 µm und
noch vorzugsweise in dem Bereich von 0,03 bis 0,2 µm. Wenn der
durchschnittliche Partikeldurchmesser in dem Schleifkörper
kleiner als 0,001 µm ist, ist der hauptsächliche
Partikeldurchmesser der superfeinen Silikapartikel, die
verwendet werden, kleiner als 0,001 µm und somit ist es
schwierig, die superfeinen Silikapartikel zu einem porös
geformten Körper zu gestalten. Wenn der durchschnittliche
Partikeldurchmesser des Schleifkörpers größer als 0,5 µm ist,
hat das geschliffene Material gelegentlich Schleifmarken. Mit
dem Begriff "durchschnittlicher Partikeldurchmesser", der hierin
verwendet wird, ist der durchschnittliche Partikeldurchmesser
der Silikapartikel gemeint, die sich auf der Oberfläche des
Schleifkörpers befinden, die unter Verwendung von beispielsweise
einem Scannerelektronenmikroskop (SEM) gemessen werden kann, wie
im nachfolgenden bei den Arbeitsbeispielen erläutert wird.
Um die Gestalt des Schleifkörpers und seine
Schleifwirkung während dem Schleifen zu erhalten, und um eine
gleichmäßig geschliffene Oberfläche mit einer hohen Effizienz zu
erzielen, ist es vorzuziehen, daß der Schleifkörper die
vorstehend beschriebenen Merkmale hat und ein integriertes
gesamtes Porenvolumen im Bereich von 0,3 bis 4 cm³/g hat.
Desweiteren hat der Schleifkörper vorzugsweise eine derartige
Porengrößenverteilung, daß das integrierte Porenvolumen von
Poren, die einen Durchmesser haben, der nicht größer als 1 µm
ist, mindestens 80% des integrierten Gesamtporenvolumens der
gesamten Poren in dem Schleifkörper beträgt. Das integrierte
Porenvolumen an Poren, die einen Durchmesser von nicht größer
als 0,1 µm haben, beträgt mindestens 10% des integrierten
Gesamtporenvolumens der gesamten Poren in dem Schleifkörper. Der
häufigste Porendurchmesser liegt im Bereich von 0,01 bis 0,3 µm.
Der mittlere Porendurchmesser liegt im Bereich von 0,01 bis 0,3
µm.
Mit dem Ausdruck "häufigster Porendurchmesser", der hierin
verwendet wird, ist der Porendurchmesser gemeint, bei dem der
Differentialwert der größte in der differentialen
Porendurchmesserverteilung ist. Mit dem Ausdruck "mittlerer
Porendurchmesser", der hierin verwendet wird, ist der
Porendurchmesser gemeint, der dem mittleren Wert zwischen dem
größten Wert des integrierten Porenvolumens und dem kleinsten
Wert davon in der integrierten Porendurchmesserverteilung
entspricht. Es soll betont werden, daß sowohl der
Hauptporendurchmesser als auch der mittlere Porendurchmesser auf
demselben Volumen basieren.
Das Verfahren zum Erzeugen des Schleifkörpers ist im
einzelnen nicht beschränkt, vorausgesetzt, daß das Erzeugnis die
vorstehend beschriebenen Merkmale hat. Üblicherweise wird ein
superfeines Pulversilika-Rohmaterial zu einem geformten Körper
gestaltet und der geformte Körper wird anschließend gesintert.
Das Formgeben des Rohmaterials wird beispielsweise durch
Preßformen des superfeinen Silikapulvers durchgeführt. Der
verwendete Formdruck beträgt vorzugsweise mindestens 5 kg/cm²
und noch besser 10 kg/cm².
Um die Formbarkeit des superfeinen Silikapulvers zu
verbessern kann das Silikapulver vorbehandelt werden.
Beispielsweise ist das Silikapulver zu einem Granulatmaterial
vorgeformt, beispielsweise durch Preßgranulieren des
Silikapulvers, gefolgt durch Klassifikation des
Granulatmaterials beispielsweise unter Verwendung eines Siebes.
Der für das Vorformen verwendete Druck variiert in Abhängigkeit
von der jeweiligen Beschaffenheit des Silikapulvers und ist im
einzelnen nicht beschränkt, liegt jedoch für gewöhnlicherweise
im Bereich von 5 bis 1000 kg/cm². Als andere Verfahren zum
Verbessern der Formbarkeit des Silikapulvers kann ein Verfahren
zum Granulieren des Silikapulvers in Körnchen durch
Sprühtrocknung oder Walzen, oder ein Verfahren durch Hinzufügens
eines Bindemittels oder Wachses in das Silikapulver und ein
Verfahren unter Hinzufügen von Wasser in das Silikapulver,
gefolgt von Trocknen vor dem Sintern des geformten
Silikapulvers, erwähnt werden.
Wenn ein organisches Material wie beispielsweise ein
Bindemittel oder Wachs zu dem Silikonpulver hinzugefügt wird, um
die Formbarkeit zu verbessern, wird das geformte Erzeugnis aus
dem Silikapulver mit dem hinzugefügten organischen Material
vorzugsweise einer Behandlung zur Entfernung des organischen
Materials nach dem Formgeben aber vor dem Sintern des geformten
Erzeugnisses unterzogen. Das Behandlungsverfahren ist im
einzelnen nicht beschränkt. Zum Beispiel wird das geformte
Erzeugnis aus dem Silikapulver mit dem hinzugefügten organischen
Material in einer Luftatmosphäre oder einer Schutzgasatmosphäre
wie Stickstoff, Argon oder Helium erhitzt, wodurch das
organische Material wie ein Bindemittel oder Wachs entfernt
wird. Die Erwärmung kann unter atmosphärischen,
überatmosphärischen oder unteratmosphärischem Druck ausgeführt
werden.
Das geformte Erzeugnis aus dem Silikapulver, von dem
das organisches Material entfernt wurde, wird unter Erwärmen
gesintert, um einen Schleifkörper zu schaffen, der eine hohe
Festigkeit und eine gute Haltbarkeit hat. Es kann auch ein
Verfahren wie beispielsweise ein maschinelles Bearbeiten zum
Finishen des Schleifkörpers, der eine hohe Festigkeit hat,
verwendet werden.
Ein Schleifblatt, das den vorstehend erwähnten
Schleifkörper aufweist und ein Schleifverfahren unter Verwendung
des Schleifblattes wird im folgenden beschrieben.
Das Schleifblatt ist durch Befestigen von einem oder
mehreren Schleifkörpern auf ein Trägerhilfsmittel bzw. einen
Hilfsträger hergestellt. Das verwendete Trägerhilfsmittel umfaßt
Konstruktionen, die verschiedene Formen haben und ist aus
verschiedenen Materialien hergestellt. Die Art und Weise, in der
der Schleifkörper auf dem Trägerhilfsmittel befestigt ist, ist
im einzelnen nicht beschränkt. Zum Beispiel werden der
Schleifkörper und das Trägerhilfsmittel mittels einem
Bindemittel miteinander verbunden, oder der Schleifkörper wird
in eine Vertiefung oder in Vertiefungen des Trägerhilfsmittels
eingebaut oder eingebettet.
Üblicherweise sind einer oder mehrere Schleifkörper an
einem Trägerhilfsmittel befestigt. Es sind aus folgenden Gründen
vorzugsweise mindestens zwei Schleifkörper an einem
Trägerhilfsmittel befestigt. Erstens, wenn mindestens zwei
Schleifkörper auf ein Trägerhilfsmittel befestigt werden, kann
eine Schleifflüssigkeit während dem Schleifen mit einer
verbesserten Effizienz ausgestoßen werden und somit kann die
Schleifrate verbessert werden. Genauer gesagt, wenn mindestens
zwei Schleifkörper auf einem Trägerhilfsmittel befestigt sind,
wird die Schleifflüssigkeit durch Drainageleitungen, die
zwischen den benachbarten Schleifkörpern ausgebildet sind,
ausgestoßen. Wenn ein schleiffähig geformter Körper auf einem
Trägerhilfsmittel befestigt ist, ist eine Leitung zum Drainieren
einer Schleifflüssigkeit vorzugsweise auf der Schleifoberfläche
vorgesehen. Zweitens, wenn mindestens zwei Schleifkörper auf dem
Trägerhilfsmittel befestigt sind, kann die Schleifrate im
wesentlichen konstant bleiben und das Schleifen kann im
wesentlichen gleichmäßig über der gesamten Oberfläche des
Materials bewirkt werden und die Schleifeffizienz wird
verbessert.
Die Gestalt und Größe des Schleifkörpers sind nicht im
einzelnen beschränkt, vorausgesetzt, daß eine gewünschte Anzahl
an Schleifkörpern in der Lage sind, auf einem Trägerhilfsmittel
befestigt zu werden. Als Beispiele für ihre Gestalt kann ein
säulenförmiges Pellet und ein rechteckig pfeilerförmiges Pellet
erwähnt werden, mit einem dreieckigen oder viereckigen
Querschnitt.
Wenn ein schleiffähig geformter Körper z. B. auf ein
scheibenförmiges Trägerhilfsmittel befestigt wird, ist die Größe
des Schleifkörpers für gewöhnlich etwas kleiner als der
Durchmesser der verwendbaren Fläche des Trägerhilfsmittels, das
für gewöhnlich im Bereich von 200 bis 800 mm liegt. Wenn
mindestens zwei Schleifkörper auf dem Trägerhilfsmittel
befestigt werden, ist die Größe eines jeden geformten Körpers
vorzugsweise so, daß jeder Körper in eine rechtwinklige Fläche
fällt, von der jede Seite eine Länge von 5 bis 100 mm hat. Somit
hat ein schleiffähig geformter Körper mit einer säulenförmigen
Pelletgestalt vorzugsweise einen Durchmesser von 5 bis 100 mm
und jener mit einer rechteckigen Pfeilergestalt hat vorzugsweise
eine Seitenlänge von 5 bis 100 mm. Sogar wenn die Größe des
Schleifkörpers kleiner als 5 mm ist, hat das Schleifblatt gute
Schleifeigenschaften, aber eine geringe Brauchbarkeit, weil
zuviele geformte Körper auf der Blattoberfläche befestigt sind.
Wenn die Größe des Schleifkörpers größer als 100 mm ist, hat das
Schleifblatt eine gute Schleifeigenschaft, aber sie ist dem
Schleifblatt mit dem Schleifkörpern mit einer Größe von 5 bis
100 mm unterlegen. Wenn die Größe des Schleifkörpers größer als
100 mm ist, sind vorzugsweise eine oder mehrere Leitungen auf
der Schleifoberfläche vorgesehen.
Die Dicke (d. h. die Länge senkrecht zur
Schleifoberfläche) des Schleifkörpers ist im einzelnen nicht
beschränkt, liegt jedoch vorzugsweise in dem Bereich von 3 bis
20 mm. Bei einer Dicke, die geringer als 3 mm ist, ist die
Festigkeit des Schleifkörpers, der auf dem Trägerhilfsmittel
befestigt ist, manchmal nicht ausreichend. Im Gegensatz dazu
wird die Größe des Schleifblattes bei einer Dicke, die 20 mm
übersteigt, unerwünscht groß.
Die Anzahl der Schleifkörper, die auf dem
Trägerhilfsmittel befestigt sind, ist im einzelnen nicht
beschränkt und variiert in Abhängigkeit von der Größe der
Schleifkörper und der verwendbaren Fläche des
Trägerhilfsmittels, an dem die geformten Körper befestigt
werden. Die Anzahl der Schleifkörper ist vorzugsweise so, daß
das Verhältnis der Gesamtfläche der Schleifoberflächen des
Schleifkörpers zur gesamten verwendbaren Fläche auf der
Oberfläche des Trägerhilfsmittels nicht größer als 95% ist. Wenn
dieses Verhältnis größer als 95% ist, wird die Schleifrate auf
ein Niveau reduziert, ähnlich zu dem Fall, wo ein schleiffähig
geformter Körper auf einem Trägerhilfsmittel befestigt ist, und
somit ist das Schleifblatt jenem Schleifblatt, an dem zwei oder
mehr Schleifkörper befestigt sind, unterlegen. Der kleinste
zulässige Wert des vorstehend beschriebenen Verhältnisses ist im
einzelnen nicht beschränkt, aber liegt für gewöhnlich bei
ungefähr 30%. Bei einem Verhältnis von weniger als 30% wird
die verwendbare Fläche der Schleifoberfläche des Schleifkörpers
reduziert.
Die Art und Weise, mit der die Schleifkörper auf dem
Trägerhilfsmittel befestigt werden, ist im einzelnen nicht
beschränkt, vorausgesetzt, daß die Schleifkörper über die
gesamte verwendbare Fläche der Oberfläche des Trägerhilfsmittels
im wesentlichen gleichmäßig verteilt sind. Die Verteilung der
Schleifkörper auf der Oberfläche des Trägerhilfsmittels kann
zufällig sein. Um jedoch eine gute Schleifwirkung unabhängig von
dem Abschnitt des Materials, das geschliffen werden soll, zu
erhalten, ist es vorzuziehen, daß die Verteilung der
Schleifkörper enantiomorph relativ zur Mittellinie ist, die auf
der verwendbaren Fläche der Oberfläche des Trägerhilfsmittels
gezogen wird.
Die Größe und Gestalt des Trägerhilfsmittels ist im
einzelnen nicht beschränkt. Zum Beispiel ist die Gestalt flach-
und rechteckig, scheibenförmig, ringförmig oder zylindrisch. Die
Größe ist so, daß der Durchmesser oder die Seite für gewöhnlich
im Bereich von 200 bis 800 mm liegen.
Die Verteilung der Schleifkörper wird unter Bezugnahme auf die
beigefügten Zeichnungen veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf
Fig. 1, in der eine Draufsicht eines Beispiels des
Schleifblattes der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, sind fünf
Arten säulenförmiger Pellets als Schleifkörper auf einem
Hilfsträger 1, der aus Metall hergestellt ist, befestigt, die
unterschiedliche Durchmesser 2, 3, 4, 5 und 6 haben. Die fünf
Arten säulenförmiger Pellets 2, 3, 4, 5 und 6 sind auf fünf
konzentrischen Kreisen (nicht gezeigt) in einem Muster
angeordnet, so daß die säulenförmigen Pellets mit dem größten
Durchmesser 2 auf dem äußersten konzentrischen Kreis angeordnet
sind und die übrigen vier Arten säulenförmiger Pellets nach
innen gerichtet in der Reihenfolge der Durchmessergröße auf den
vier konzentrischen Kreisen so angeordnet sind, daß die
säulenförmigen Pellets mit dem kleinsten Durchmesser 6 auf dem
ganz innen liegenden konzentrischen Kreis angeordnet sind. Diese
Reihenfolge der Anordnung kann genauso umgedreht sein oder die
Pellets können in einem freigewählten Muster angeordnet werden,
anders als auf den konzentrischen Kreisen, oder durch Zufall.
Unter dem vorstehend beschriebenen Muster der Anordnung
der Schleifkörper ist es vorzuziehen, daß die Schleifkörper mit
unterschiedlichen Durchmessern auf konzentrischen Kreisen
angeordnet sind, und es ist noch weiter vorzuziehen, daß sie in
einem derartigen Muster angeordnet sind, daß die geformten
Körper mit demselben Durchmesser auf demselben konzentrischen
Kreis angeordnet sind. Die Anzahl an Arten der Schleifkörper ist
im einzelnen nicht beschränkt und kann optional sein. Die Anzahl
an konzentrischen Kreisen ist auch im einzelnen nicht
beschränkt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2, in der eine Draufsicht
eines anderen Beispieles des Schleifblatts der vorliegenden
Erfindung gezeigt ist, sind eine Vielzahl an rechteckig
säulenförmigen Pellets 8 als Schleifkörper auf einem
Trägerhilfsmittel 7, das aus Metall hergestellt ist, befestigt.
Die Pellets 8 sind auf parallelen Linien angeordnet. Es gibt
keinen großen Unterschied zwischen der Pelletanordnung in Fig. 2
und jener in Fig. 1 bei den Schleifvorgängen des Schleifblatts.
Wenn eine Vielzahl an Schleifkörpern verwendet wird,
haben die schleiffähig geformten Körper vorzugsweise zwei oder
mehr unterschiedliche Fülldichten. Genauer gesagt ist es
vorzuziehen, eine Vielzahl an Schleifkörpern zu verwenden, von
denen ein Teil eine Fülldichte hat, die als Gruppe I wie
nachstehend klassifiziert wird, und von denen der andere Teil
eine Fülldichte hat, die als Gruppe II wie nachstehend
klassifiziert ist.
Gruppe I: 0,7 g/cm³ Fülldichte 1,5 g/cm³
Gruppe II: 0,2 g/cm³ Fülldichte 0,7 g/cm³.
Gruppe II: 0,2 g/cm³ Fülldichte 0,7 g/cm³.
Die kombinierte Verwendung von mindestens zwei Arten
von Schleifkörpern mit Fülldichten, die als Gruppen I und II
klassifiziert sind, ist nützlich, weil dadurch das daraus
hergestellte Schleifblatt eine erhöhte Haltbarkeit hat, obwohl
das Schleifblatt einen Schleifkörper enthält, der eine niedrige
Fülldichte hat, die in die Gruppe II fällt.
Wenn mindestens zwei Arten an Schleifkörpern mit
Fülldichten, die als Gruppen I und II klassifiziert sind, in
Kombination verwendet werden, ist es vorteilhaft, daß die
gesamte Schleifoberfläche der Schleifkörper, die ein Fülldichte
hat, die als Gruppe I klassifiziert ist und die gesamte
Schleifoberfläche der Schleifkörper, die eine Fülldichte haben,
die als Gruppe II klassifiziert ist, jeweils 30 bis 90% und 70
bis 10% besetzen, basierend auf der Summe der
Schleifoberflächen der gesamten Schleifkörper, die als Gruppen I
und II klassifiziert sind. Wenn das relative Flächenverhältnis
der Schleifoberfläche der Gruppe I zu jener der Gruppe II
kleiner als 30% ist, neigt die Haltbarkeit des Schleifblatts
dazu, schlecht zu sein. Wenn das relative Flächenverhältnis der
Schleifoberfläche der Gruppe I zu jener der Gruppe II größer als
90% ist, ist es möglich, daß die Schleifrate nicht auf den
gewünschten Umfang erhöht werden kann.
Wenn mindestens zwei Arten an Schleifkörpern mit
Fülldichten, die als Gruppen I und II klassifiziert sind, in
Kombination verwendet werden, ist die Gestalt der geformten
Körper und die Art ihrer Anordnung auf einem Trägehilfsmittel im
einzelnen nicht beschränkt. Jedoch werden kleine säulenförmige
oder rechteckigsäulenförmige Pellets, die im wesentlichen
dieselbe Gestalt haben, vorzugsweise verwendet.
Hinsichtlich der Art, in der die geformten Körper auf
einem Trägerhilfsmittel angeordnet werden, ist es vorzuziehen,
daß die Schleifkörper, die eine geringe Fülldichte der Gruppe II
haben, so angeordnet sind, daß die Schleifkörper, die die
Schleifkörper der Gruppe II umgeben, zumindest teilweise
Schleifkörper der Gruppe I enthalten. In dieser bevorzugten
Anordnung wird davon ausgegangen, daß Schleifkörper der Gruppe
I, die eine hohe Festigkeit haben, diejenigen der Gruppe II
hinsichtlich des Mangels an Festigkeit kompensieren. Es wird
nämlich angenommen, daß Schleifkörper der Gruppe II während dem
Verlauf des Schleifens relativ leicht abgeschliffen werden
können, um fein aufgeteilte Partikel zu erzeugen, die eine
Verbesserung der Schleifrate mit sich bringen, eine Abschleifung
der Schleifkörper der Gruppe II wird aber durch die benachbart
angeordneten Schleifkörper der Gruppe I minimiert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3, die ein abgewandeltes
Ausführungsbeispiel des Schleifblatts zeigt, das in Fig. 1
gezeigt ist, sind fünf Arten Schleifkörper 10, 11, 12, 13 und 14
(als schwarze Kreise dargestellt), von denen jeder eine
Fülldichte hat, die in die Gruppe I fällt, jedoch eine
unterschiedliche Größen hat, und fünf Arten Schleifkörper 15,
16, 17, 18 und 19 (als weiße Kreise gezeigt), von denen jeder
eine Fülldichte, die in die Gruppe II fällt, jedoch eine
unterschiedliche Größen hat, auf einem Trägerhilfsmittel 9
angeordnet, das aus Metall hergestellt ist. In diesem
abgewandelten Ausführungsbeispiel sind die fünf Arten an
säulenförmigen Pellets von unterschiedlicher Größe auf fünf
konzentrischen Kreisen (nicht gezeigt) in einem Muster
angeordnet, so daß die säulenförmigen Pellets 10 und 15, die den
größten Durchmesser haben, auf dem äußerst gelegenen
konzentrischen Kreis angeordnet sind, und die übrigen vier Arten
an säulenförmigen Pellets von unterschiedlichen Größen nach
innen gerichtet in der Reihenfolge der Durchmessergröße auf den
vier konzentrischen Kreisen angeordnet sind, so daß die
säulenförmigen Pellets 14 und 19, die den kleinsten Durchmesser
haben, auf dem ganz innen liegenden konzentrischen Kreis
angeordnet sind. Diese Reihenfolge der Anordnung kann genauso
gut umgekehrt sein, oder die Pellets können in einer frei
gewählten Reihenfolge auf den konzentrischen Kreisen angeordnet
werden. Alternativ können die Pellets in einem frei gewählten
Muster angeordnet werden, das anders als die konzentrischen
Kreise ist, oder durch Zufall. Es ist vorzuziehen, daß die
Pellets mit unterschiedlichen Durchmessern auf konzentrischen
Kreisen angeordnet sind, und noch besser in einem derartigen
Muster, daß die Pellets mit demselben Durchmesser auf demselben
konzentrischen Kreis angeordnet sind. Die Anzahl an Größen der
Pellets ist im einzelnen nicht beschränkt sondern ist optional.
Die Anzahl der konzentrischen Kreise ist im einzelnen auch nicht
beschränkt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4, die eine Draufsicht eines
abgewandelten Ausführungsbeispieles des Schleifblattes ist, das
in Fig. 2 gezeigt ist, sind eine Vielzahl an rechteckigen
säulenförmigen Pellets mit derselben Größe als Schleifkörper auf
einem Trägerhilfsmittel 20 befestigt, das aus Metall hergestellt
ist. Die Pellets sind in zwei Klassen klassifiziert: Jene 21,
die eine Fülldichte der Gruppe I (als schwarze Rechtecke
gezeigt) haben und jene 22, die eine Fülldichte der Gruppe II
haben (die als weiße Rechtecke gezeigt sind). Die Pellets 21 und
22 sind auf parallelen Linien angeordnet, so daß die zwei Arten
an Pellets 21 und 22 abwechselnd auf jeder Linie angeordnet
sind. Es gibt keinen großen Unterschied zwischen der
Pelletanordnung in Fig. 4 und jener in Fig. 3 hinsichtlich des
Schleifvorgangs des Schleifblatts.
Es ist vorzuziehen, daß, wenn mindestens zwei
Schleifkörper auf einem Trägerhilfsmittel befestigt sind, die
Schleifoberfläche der darauf befestigten Schleifkörper eine
Oberflächenkonfiguration haben, die der Oberfläche eines zu
schleifenden Materials angepaßt ist, wodurch ein maximaler
Kontakt zwischen der Schleifoberfläche der Schleifkörper und der
Oberfläche des zu schleifenden Materials erzielt werden kann,
und das Schleifen kann gleichmäßig über die gesamte zu
schleifende Oberfläche bewirkt werden. Wenn die Oberfläche des
Materials, das geschliffen werden soll, z. B. flach ist, ist die
Schleifoberfläche der Schleifkörper vorzugsweise flach, die
Schleifkörper sind nämlich vorzugsweise so befestigt, daß die
Höhen der geformten Körpern von der Oberfläche des
Trägerhilfsmittels über die gesamte Schleifoberfläche konstant
sind. Wenn die Oberfläche des zu schleifenden Materials gekrümmt
ist, ist die Schleifoberfläche der Schleifkörper vorzugsweise
ähnlich gekrümmt.
In einem Schleifschritt wird die Schleifoberfläche der
Schleifkörper, die auf einem Trägerhilfsmittel befestigt sind,
dazu gezwungen, gegen die Oberfläche des zu schleifenden
Materials gepreßt zu werden, während mindestens eine der
Schleifoberflächen und die Oberfläche des zu schleifenden
Materials gedreht wird. Deshalb sind die Schleifkörper auf dem
Trägerhilfsmittel vorzugsweise in einer Art und Weise befestigt,
so daß jeder der Schleifkörper, die eine Fülldichte der Gruppe
II haben, zu mindestens einem der Schleifkörper benachbart ist,
die eine Fülldichte der Gruppe I haben.
Der Vorgang, durch den die Schleifkörper auf dem
Trägerhilfsmittel befestigt werden, umfaßt z. B. einen Vorgang,
bei dem das Befestigen unter Verwendung eines Klebers bewirkt
wird und einen Vorgang, bei dem die Schleifkörper in auf der
Oberfläche des Trägerhilfsmittels ausgebildeten Vertiefungen
befestigt werden. Der Klebstoff, der verwendet wird, ist im
einzelnen nicht beschränkt, aber es ist vorzuziehen, einen
elastomeren Klebstoff zu verwenden, der im angeklebten Teil
nicht reißt.
Das Schleifverfahren der vorliegenden Erfindung ist
gekennzeichnet durch die Verwendung des vorstehend beschriebenen
Schleifblatts, das mindestens einen Schleifkörper aufweist. Die
Schleifbedingungen unter der das Schleifblatt verwendet wird und
die Schleifflüssigkeiten sind im einzelnen nicht beschränkt. Zum
Beispiel ist die Verwendung einer Schleifflüssigkeit optional
und, wenn sie verwendet wird, wird eine herkömmliche
Schleifflüssigkeit verwendet, die z. B. eine wäßrige alkalische
Lösung wie beispielsweise eine wäßrige Kaliumhydroxidlösung ist.
Das verwendete Schleifblatt ist im einzelnen auch nicht
beschränkt, vorausgesetzt, daß die vorstehend beschriebenen
Schleifkörper in einer solchen Art befestigt sind, daß die
gesamte Schleifoberfläche der Schleifkörper in direkten Kontakt
mit dem zu schleifenden Material gebracht wird und die
Schleifkörper eine hohe Festigkeit haben und in der Lage sind,
das Material zu schleifen.
Beim Schleifverfahren der vorliegenden Erfindung kann
das Schleifen ohne Verwendung eines (textilen) Schleifstoffs
durchgeführt werden. Das in der vorliegenden Erfindung
verwendete Schleifblatt ist haltbarer, d. h. es hat eine längere
Lebensdauer als ein Schleifstoff. Desweiteren wird eine
Schleifflüssigkeit verwendet, die eine geringere Menge an losen
Schleifkörnern oder keine losen Schleifkörner enthält und
deshalb kann das Problem der Abfallentsorgung gelindert oder
vermieden werden. Die Schleifflüssigkeit ist für gewöhnlich so,
daß die Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 600 nm
bei einer Abfallschleifflüssigkeit mindestens 10%, vorzugsweise
mindestens 40% der Lichtdurchlässigkeit von Wasser ist.
Als Beispiele an zu schleifendem Material können
Substrate für Halbleiter erwähnt werden, wie beispielsweise ein
Silikonwafer, ein Gallium-Phosphorsubstrat und ein
Galliumarsensubstrat, Oxidsubstrate wie beispielsweise Substrate
aus Lithiumniobat, Lithiumtantalat und Lithiumborat und
Silikaglassubstrate, metallische Materialien, Silikaglasplatten
und Bausteine. Das unter Verwendung des Schleifblatts der
vorliegenden Erfindung geschliffene Material ist dadurch
nützlich, daß übermäßiges Abschleifen der Eckenabschnitte
vermieden oder minimiert werden kann und somit kann das
Schleifblatt vorteilhafterweise für Schleifsubstrate,
insbesondere Halbleitersubstrate und Oxidsubstrate verwendet
werden. Noch besser eignet sich das Schleifmittel zum Schleifen
eines Substrats, das in der Lage ist, einem Ätzverfahren
unterzogen zu werden, beispielsweise einem Halbleitersubstrat
wie einem Silikonwafer, weil die Schleifrate weiter erhöht
werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden durch die folgenden
Beispiele genau beschrieben.
Eigenschaften der Schleifkörper und der Schleifblätter
wurden wir folgt festgelegt.
Der Feuchtigkeitsgehalt in einem Silikapulver, sein Glühverlust
und die Gehalte an Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, CaO, MgO, Na₂O werden
darin wie folgt bestimmt, und der Gehalt an Silika (A: in
Gewichtsprozent) wird durch Abziehen der Summe des
Feuchtigkeitsgehaltes (a), des Glühverlustes (b) und der Gehalte
(c) von Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂₁ CaO, MgO, Na₂O vom Gesamtgewicht (B)
des Silikapulvers bestimmt. Der Silikagehalt (A) wird nämlich
anhand der folgenden Gleichung berechnet.
A = [B - (a + b + c )]/[B - a].
Der Feuchtigkeitsgehalt wird aus den Gewichten
berechnet, die vor und nach dem das Silikapulver für zwei
Stunden auf 105°C erhitzt worden ist, um die Feuchtigkeit zu
entfernen, gemessen.
Der Glühverlust wird durch Erhitzen des Silikapulvers
für zwei Stunden auf 105°C zur Entfernung der Feuchtigkeit
bestimmt und durch weiteres Erhitzen des Silikapulvers, bei dem
die Feuchtigkeit entfernt wurde, auf 1000°C, und durch Berechnen
des Wärmeverlustes von den Gewichten, wie sie vor und nach dem
Erhitzen auf 1000°C gemessen wurden.
Die Gehalte an Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, CaO, MgO, Na₂O
werden durch Erhitzen des Silikapulvers für zwei Stunden auf
105°C zur Entfernung der Feuchtigkeit bestimmt, durch Auflösen
des Silikapulvers mit entfernter Feuchtigkeit und durch Messen
der jeweiligen Elemente durch eine ICP spektrochemische
Atomemissionsanalyse.
In dieser Beschreibung wird die sichtbare Dichte an
Silikapulver (g/cm³) gemessen und die gemessene sichtbare Dichte
wird als Fülldichte des Silikapulvers angenommen. Die Messung
der sichtbaren Dichte wird durch ein Testverfahren der
sichtbaren Dichte gemäß dem JIS (Japanischer Industriestandard)
K5101 durchgeführt, wenn es unter stationären Bedingungen
gemessen wird. Ein Silikapulver wird durch einen Sieb mit einer
Maschengröße von 0,05 mm geleitet und fällt in einen Zylinder
mit einem Volumen von 30,0 cm³. Wenn sich das gefallene Pulver
aufhäuft wird der Pulverhaufen, der an der ganz oben liegenden
Kante des Zylinders überläuft, entfernt und das Gewicht des
abgefüllten Pulvers wird gemessen. Die Fülldichte des
Silikapulvers wird durch die Formel (1) ausgedrückt:
E = W/30 (1)
wobei E eine Fülldichte eines Pulvers (g/cm³) ist, W ein
Gewicht (g) des in den Zylinder (cm³) gefüllten Pulvers ist und
"30" ist das innere Volumen des Zylinders (cm³). In den
Beispielen wurde die Fülldichte in einer Einheit "g/l"
ausgedrückt.
Eine Pulverprobe wird getestet wie sie ist. Eine
Probe des geformten Körpers wird pulverisiert und anschließend
getestet. Es wird ein spezifischer Oberflächenbereich durch ein
BET-monadisches Verfahren gemessen, unter Verwendung einer
Testapparatur "MONOSORB", die von der Firma Quantachrome Co., US
geliefert wird.
Ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser eines
ultrafeinen Silikapulvers wird unter Verwendung eines Coulter
LS130 gemessen, der von der Firma Coulter Electronics Co.
geliefert wird, an einem flüssigen Pulverbaustein. Die Messung
erfolgt auf der Basis des Volumens.
Es wird eine Probe eines Schleifkörpers mit einer
Plattengestalt mit einer Größe von 100 mm × 100 mm × 15 mm
(Dicke) vorbereitet. Das Probengewicht wird durch einen
elektronischen Kraftausgleich gemessen und die Dimensionen davon
werden mit einem Mikrometer gemessen. Die Fülldichte wird anhand
des Gewichts und der Dimensionen der Probe berechnet.
Ein Teil einer Probe von einem Schleifkörper wird flach
gemacht und die Oberfläche des abgeflachten Abschnittes wird mit
einem elektronischen Scannermikroskop "ISI DS-130" untersucht,
das von der Firma Akashi Seisakusho K.K. geliefert wird. Der
durchschnittliche Partikeldurchmesser wird mittels einem
Interceptverfahren berechnet.
Es wird eine Probe eines Schleifkörpers mit einer
plattenförmigen Gestalt mit einer Größe von 10 mm × 10 mm × 5 mm
(Dicke) vorbereitet. Die Druckfestigkeit wird gemäß dem JIS R-1608
unter Verwendung eines SHIMADZU Autograph IS-10T gemessen,
der von der Firma SHIMADZU Corp. geliefert wird, während eine
Last mit einer Druckaufnahme- bzw. Kreuzkopfgeschwindigkeit von
0,5 mm/Min. aufgebracht wird.
Die Porösität eines Schleifkörpers wird durch ein Verfahren
unter Verwendung eines Quecksilberporosimeters ("Poresizer
9320", geliefert von der Firma SHIMADZU Corp.) gemessen, während
Quecksilber bei einem Druck, der von 0 bis 270 Mpa variiert,
darin eindringt. Quecksilber wird nämlich gezwungen, in die
Poren des Schleifkörpers einzudringen und die Porösität wird
durch Berechnung des kleinsten Porendurchmessers bestimmt, in
den Quecksilber eindringt und des gesamten Porenvolumens mit
einem Durchmesser, der zumindest gleich dem minimalen
Porendurchmesser ist, von dem Volumen an eingedrungenen
Quecksilber und dem aufgebrachten Druck gemäß der
Washburnformel. Für gewöhnlich werden der berechnete
Porendurchmesser und das gesamte Porenvolumen kalibriert und der
Hauptporendurchmesser und der mittlere Porendurchmesser werden
anhand des kalibrierten Porendurchmessers und des gesamten
Porenvolumens bestimmt.
Haupt- bzw. häufigster Porendurchmesser bedeutet
Porendurchmesser, bei dem der differenzierte Wert in der
integralen Porengrößenverteilung maximal wird. Mittlerer
Porendurchmesser bedeutet Porendurchmesser entsprechend dem
zentralen Wert zwischen dem Maximalwerten und den Minimalwerten
des integrierten Gesamtporenvolumens in der integralen
Porengrößenverteilung. Diese Werte des häufigsten
Porendurchmessers und des mittleren Porendurchmessers existieren
auf der Basis des Volumens.
Die Oberfläche des geschliffenen Materials wird durch ein
optisches Mikroskop BH-2 untersucht, das von der Firma Olympus
Optical Co. geliefert wird. Die Auswertungsergebnisse werden
durch die zwei folgenden Klassen ausgedrückt.
Klasse A: Die Oberfläche ist sehr glatt und es gibt keinen Kratzer.
Klasse B: Die Oberfläche ist nicht glatt und kann nicht gleichmäßig abgeschliffen werden.
Klasse A: Die Oberfläche ist sehr glatt und es gibt keinen Kratzer.
Klasse B: Die Oberfläche ist nicht glatt und kann nicht gleichmäßig abgeschliffen werden.
Die Oberflächenpräzision des geschliffenen Materials
wird unter Verwendung eines universellen Oberflächentesters
SE-3C beurteilt, der von der Firma Kosaka Kenkyusho K.K. geliefert
wird. Insbesondere werden die durchschnittliche
Oberflächenrauhheit (Ra) und die maximale Höhe (Rmax; µm) der
Mittellinie bei einem Abschneidwert von mindestens 0,8 mm und
einer Meßlänge von 2,5 mm gemäß dem JIS (Japanischer Industrie
Standard) B-0601 gemessen. Eine Meßlänge (L) der Mittellinie
einer Rauhheitskurve wird genommen und in der Annahme, daß die
Mittellinie die "x"-Achse ist, und eine Linie senkrecht zur
"x"-Achse die "Y"-Achse ist, wird die Rauhheitskurve (y) durch die
Formel (2) ausgedrückt:
Y = f(x) (2)
und die Mittelliniendurchschnittsrauhheit (Ra) wird
durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt:
Die maximale Höhe (Rmax) wird wie folgt bestimmt. Es wird eine
Standardlänge von der Oberflächenquerschnittslinie genommen und
die genommene Querschnittslinie wird zwischen zwei parallele
gerade Linien eingelegt. Der Abstand zwischen den zwei
parallelen geraden Linien ist die maximale Höhe (Rmax, µm).
Im Beispiel 10 und im Vergleichsbeispiel 5 wird ein Verfahren
zur genaueren und präziseren Prüfung der Oberflächenrauheit (Ra)
eines geschliffenen Lithiumtantalat-Substrats verwendet, bei dem
die Abstoßungskraft im Kontaktmodus gemessen wird, wobei ein
Atomkraftmikroskop (AFM) SPI 3600 verwendet wird, das von der
Firma SII Co. geliefert wird. Die Messung wird an drei Bereichen
durchgeführt, von denen jeder eine Größe von 2 µm × 2 µm hat und
Ra wird als Mittelliniendurchschnittsoberflächenrauheit
ausdrückt.
Ein Block aus monokristalinem Lithiumtantalat wird mit einer
Drahtsäge geschnitten und anschließend werden seine beiden
Oberflächen einem Läppvorgang unterzogen, um ein
Lithiumtantalatsubstrat zu erhalten. Nach dem das
Lithiumtantalatsubstrat einem Schleiftest unterzogen wurde, wird
die geschnittene Oberfläche des geschliffenen
Lithiumtantalatsubstrats durch ein elektronisches
Scannermikroskop "ISI DS-130" untersucht, das von der Firma
Akashi Seisakusho K.K. geliefert wird, um ein übermäßiges
Abschleifen in den Eckenabschnitten des geschliffenen Substrats
festzustellen.
Es wird eine Probe eines Silikaschleifblatts mit einem
Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm vorbereitet.
Ein Schleiftest wird durchgeführt und die Silikablattprobe wird
stündlich mit dem bloßen Auge auf das Vorhandensein von Rissen,
Sprüngen und andere Oberflächendefekte auf der Schleifoberfläche
untersucht. Die Haltbarkeit der Silikablattprobe wird durch die
Zeit (Stunden) ausgedrückt, die sich vom Schleifbeginn bis zu
der Zeit erstreckt, zu der der Oberflächendefekt festgestellt
wurde.
Die Schleifrate von zu schleifendem Material wird durch
die Reduzierung der Dicke des Materials pro Zeiteinheit
ausgedrückt, die von der Dicke aus berechnet wird, die vor und
nach dem Schleifen gemessen wird. In den Beispielen 10 bis 18
und den Vergleichsbeispielen 4 und 5 wird die Schleifrate durch
die Dickenreduzierung (µm) pro acht Stunden ausgedrückt.
Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das
durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Merkmale, die in
Tabelle 1 gezeigt sind, hat, wurde bei einem Druck von 50 kg/cm²
mittels einer hydraulischen Presse preßgeformt, um ein Blatt mit
einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu
erhalten. Das Silikablatt wurde bei 900°C zwei Stunden lang in
einem Sinterofen (vom Typ 51668, der von der Firma Koyo Lindberg
Co. geliefert wird) gesintert, um ein Silikaschleifblatt zu
erhalten. Die Fülldichte, der BET-spezifische
Oberflächenbereich, der durchschnittliche Partikeldurchmesser,
die Druckfestigkeit, das integrierte Porenvolumen, der häufigste
Porendurchmesser und der mittlere Porendurchmesser des
Silikaschleifblattes wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 2 dargestellt.
Das Silikaschleifblatt erhielt ein Oberflächenfinishing
und wurde auf eine Metallscheibe eines Schleifapparates mit
einer kleinbemaßten flachen Oberfläche FPM-30 befestigt, der von
der Firma Copal Electronic Co. geliefert wird. Ein quadratischer
Silikonwafer mit einer Größe von 20 mm × 20 mm wurde mit dem auf
der Metallscheibe befestigten Silikablatt geschliffen, bei einer
Umdrehung der Metallscheibe von 50 Umdrehungen pro Minute und
einem Druck von 580 g/cm². Während dem Schleifen wurde eine
wäßrige Kaliumhydroxidlösung (pH = 12) als Schleifflüssigkeit
bei 30°C auf die Schleifoberfläche mit einem Durchsatz von 150
ml/Stunde aufgetropft. Der Zustand der geschliffenen Oberfläche,
seine Oberflächenpräzision und die Haltbarkeit des
Silikaschleifblattes wurde ausgewertet. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 2 dargestellt.
Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das
durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Merkmale hat,
die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde mit Paraffinwachs
("SP-0145", geliefert von der Firma Nippon Seiro K.K.) mit einem
Mischverhältnis von Silikapulver/Paraffinwachs = 4/1 pro Volumen
kombiniert. Die Silika/Paraffinwachsmischung wurde bei 150°C 30
Minuten lang vermischt, um eine pulvrige Mischung zu erhalten.
Die pulvrige Mischung wurde bei einem Druck von 100 Kg//cm² mit
einer hydraulischen Presse preßgeformt, um eine Scheibe mit
einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu
ergeben, und die Scheibe wurde bei 400°C unter einem Druck von
1,5 Kg/cm² in einer Stickstoffatmosphäre in einem unter Druck
stehenden Ofen (von der Firma Nemus Co. geliefert) erhitzt und
anschließend bei 900°C zwei Stunden lang in einem Sinterofen
gesintert, um ein Silikaschleifblatt zu erhalten.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden ausgewertet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde in derselben Prozedur wie in
Beispiel 1 erwähnt durchgeführt. Die Testergebnisse sind in
Tabelle dargestellt.
Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das
durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften
hat, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde mit Paraffinwachs
("SP-0145", geliefert von der Firma Nippon Seiro K.K.)
kombiniert, bei einem Mischungsverhältnis von
Silikapulver/Paraffinwachs = 4/1 pro Volumen. Die
Silika/Paraffinwachsmischung wurde bei 150°C dreißig Minuten
lang vermischt, um eine pulvrige Mischung zu erhalten. Die
pulvrige Mischung wurde mit einem Druck von 100 Kg/cm2 mittels
einer hydraulischen Presse preßgeformt, um eine Scheibe mit
einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu
erhalten. Aus dieser Scheibe wurde ein Silikaschleifblatt
mittels derselben Prozedur vorbereitet, wie sie in Beispiel 2
beschrieben wurde.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden
ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Ein Schleiftest wurde mit derselben Prozedur
durchgeführt, die in Beispiel 1 beschrieben ist. Die
Testergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das
durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Merkmale hat,
die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde mit einem Acrylbindemittel
("Rika-bond SA-200", geliefert von der Firma Chuou Rika Kogyo
K.K.) und einer Stearinsäureemulsion ("Cellozol 920", geliefert
von der Firma Chukyo Yushi K.K.) kombiniert, bei einem
Mischungsverhältnis von Silikapulver/Acrylbindemittel (basierend
auf dem Festgehalt)/Sterarinsäureemulsion (basierend auf dem
Festgehalt)/Wasser = 100/17/1/251 pro Gewicht. Die Mischung
wurde vermischt, um einen wäßrigen Brei zu erhalten. Der Brei
wurde unter Verwendung eines Sprühtrockners (vom Typ "LT-8",
geliefert von der Firma Okawara Kakoki K.K.) sprühgetrocknet, um
ein körniges Material zu erhalten. Das körnige Material wurde
bei einem Druck von 100 kg/cm² mittels einer hydraulischen
Presse preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von
280 mm und einer Dicke von 15 mm zu erhalten. Die Scheibe wurde
bei 400°C unter einem Druck von 1,5 kg/cm² in einer
Stickstoffatmosphäre in einem unter Druck stehenden Ofen erhitzt
und anschließend zwei Stunden lang bei 950°C in einem Sinterofen
gesintert, um ein Silikaschleifblatt zu erhalten.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden
ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit derselben Prozedur
durchgeführt, die in Beispiel 1 beschrieben ist. Die
Testergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das
durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Merkmale hat,
die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde durch eine hydraulische
Presse bei einem Druck von 50 kg/cm² in Körner vorgeformt und
die Körner wurden durch einen rostfreien Stahlsieb mit einer
32-er Maschengröße gemäß Tyler Standard-Sieb (Öffnungsabmessung =
500 µm) klassifiziert, um ein körniges Rohmaterial zu erhalten.
Das körnige Rohmaterial wurde bei einem Druck von 100 kg/cm² mit
einer hydraulischen Presse preßgeformt, um eine Scheibe mit
einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu
erhalten, und anschließend wurde die Scheibe zwei Stunden lang
bei 900°C in einem Sinterofen gesintert, um ein
Silikaschleifblatt zu erhalten.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden
ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit derselben Prozedur durchgeführt, wie
in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Testergebnisse sind in
Tabelle 2 dargestellt.
Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das
durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften
hat, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde mit einer
hydraulischen Presse bei einem Druck von 30 kg/cm² in Körnchen
vorgeformt und die Körnchen wurden mittels eines rostfreien
Stahlsiebs mit einer 32-er Maschengröße gemäß Tyler Standard-Sieb
(Öffnungsabmessung = 500 µm) klassifiziert, um ein körniges
Rohmaterial zu erhalten. Das körnige Rohmaterial wurde mit einer
hydraulischen Presse bei einem Druck von 100 kg/cm² preßgeformt,
um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke
von 15 mm zu erhalten, und anschließend wurde die Scheibe zwei
Stunden lang bei 975°C in einem Sinterofen gesintert, um ein
Silikaschleifblatt zu erhalten.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden
ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit derselben Prozedur
durchgeführt, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die
Testergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das
durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften
hat, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde mit einer
hydraulischen Presse bei einem Druck von 50 kg/cm²in Körnchen
vorgeformt und die Körnchen wurden mittels eines rostfreien
Stahlsiebs mit einer 32-er Maschengröße gemäß Tyler Standard-Sieb
(Öffnungsabmessung = 500 µm) klassifiziert, um ein körniges
Rohmaterial zu erhalten. Das körnige Rohmaterial wurde mit einer
hydraulischen Presse bei einem Druck von 100 kg/cm² preßgeformt,
um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke
von 15 mm zu erhalten, und anschließend wurde die Scheibe zwei
Stunden lang bei 975°C in einem Sinterofen gesintert, um ein
Silikaschleifblatt zu erhalten.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden
ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit derselben Prozedur
durchgeführt, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die
Testergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetzten Silika, das
durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften
hat, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde vorgeformt,
klassifiziert und anschließend preßgeformt, mittels denselben
Prozeduren, wie diejenigen, die in Beispiel 6 beschrieben
wurden, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm und
einer Dicke von 15 mm zu erhalten. Die Scheibe wurde zwei
Stunden lang bei 1000°C in einem Sinterofen gesintert, um ein
Silikaschleifblatt zu erhalten.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden
ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Ein Schleiftest wurde mit derselben Prozedur
durchgeführt, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die
Testergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das
durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften
hat, die in Tabelle 1 dargestellt sind, wurde mittels einer
hydraulischen Presse bei einem Druck von 30 kg/cm² in Körnchen
vorgeformt und die Körnchen wurden mittels eines rostfreien
Stahlsiebs mit einer 32-er Maschengröße gemäß Tyler Standard
sieb (Öffnungsabmessung = 500 µm) klassifiziert, um ein körniges
Rohmaterial zu erhalten. Das körnige Rohmaterial wurde mit einer
hydraulischen Presse bei einem Druck von 100 kg/cm²
preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm
und einer Dicke von 15 mm zu erhalten, und anschließend wurde
die Scheibe acht Stunden lang bei 1000°C in einem Sinterofen
gesintert, um ein Silikaschleifblatt zu erhalten.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden ausgewertet.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit derselben Prozedur
durchgeführt wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die
Testergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das
durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften
hat, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde mit einer
hydraulischen Presse bei einem Druck von 100 kg/cm³
preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm
und einer Dicke von 15 mm zu erhalten, und anschließend wurde
die Scheibe zwei Stunden lang bei 1300°C in einem Sinterofen
gesintert (vom Typ "SUPER-C", geliefert von der Firma Motoyama
K.K.), um ein Silikaschleifblatt zu erhalten.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden
ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit derselben Prozedur durchgeführt, wie
in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Testergebnisse sind in der
Tabelle 2 dargestellt.
Ein Schleifvelourkissen ("SURFIN 018-3" geliefert von
der Firma Fujimi Inc.) wurde auf einer Metallscheibe eines
kleinbemaßten flachen Oberflächenschleifapparates "FPM-30",
geliefert von der Firma Copal Electronic Co. befestigt. Ein
quadratischer Silikonwafer mit einer Größe von 20 mm × 20 mm
wurde mittels dem Schleifvelourkissen geschliffen, bei einer
Umdrehung der Metallscheibe von 50 Umdrehungen pro Minute und
einem Druck von 580 g/cm². Während dem Schleifen wurde eine
flüssige Dispersion (pH = 12), die zehn Gewichtsprozent Silika
(im Handel als Kolloidsilika erhältlich [Silikondioxidgehalt: 20
Gewichtsprozent; "COMPOL 80", geliefert von der Firma Fujimi
Inc.]) enthält, als Schleifflüssigkeit bei 30°C mit einem
Durchsatz von 150 ml/Stunde auf die Schleifoberfläche
aufgetropft. Die Oberflächenpräzision des geschliffenen
Silikonwafers wurde ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle
2 dargestellt.
Wie aus dem Vergleich der Beispiele 1 bis 9 mit den
Vergleichsbeispielen 1 und 2 in Tabelle 1 und Tabelle 2
ersichtlich ist, ergibt der Schleifkörper der vorliegenden
Erfindung ein Schleifblatt, das vorteilhaft zum Schleifen
verwendet werden kann und mit dem eine geschliffene Oberfläche
mit einer Oberflächenpräzision desselben Grades wie jener, die
mit dem herkömmlichen Schleifverfahren unter Verwendung eines
Schleifkissens erreicht wird.
Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das
durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften
hat, die in Tabelle 3 gezeigt sind, wurde als Scheibe
preßgeformt und anschließend wurde die Scheibe gesintert, um
eine Silikaschleifscheibe zu erhalten, mit denselben Prozeduren,
wie sie in Beispiel 2 beschrieben sind.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts wurden mit
denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben
ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Eine Probe eines säulenförmigen Silikaschleifblatts mit
einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm wurde aus
dem vorstehend erwähnten abgesetzten Silikapulver mit denselben
Prozeduren vorbereitet, die vorstehend beschrieben wurden. 96
der Proben der säulenförmigen Silikaschleifblätter wurden auf
eine Drehscheibe (mit einem Durchmesser von 360 mm) eines
Hochgeschwindigkeitsglasschleifapparates befestigt, in einem
Muster, das ähnlich zu jenem ist, das in Fig. 1 dargestellt ist,
und die 96 befestigten Silikaschleifblätter erhielten ein
Oberflächenfinishing, um die Blattoberflächen flach zu bekommen.
Sechs Lithiumtantalatsubstrate, von denen jedes einen
Durchmesser von 3 inches hat, wurden mit der Drehscheibe, auf
der die säulenförmigen Silikaschleifblätter befestigt sind, bei
einer Scheibenumdrehung von 100 Umdrehungen pro Minute unter den
Schleifbedingungen geschliffen, die in Tabelle 4 gezeigt sind.
Die Schleifrate, die in Tabelle 4 gezeigt ist, wurde aus den
Dicken der Lithiumtantalatsubstrate berechnet, die vor und nach
dem Schleifen gemessen wurden. Während dem Schleifvorgang wurde
eine wäßrige Kaliumhydroxidlösung (pH = 12) als
Schleifflüssigkeit bei 25°C auf die Schleifoberfläche
aufgetropft und mit einem Durchsatz von 100 ml/Minute in Umlauf
gesetzt.
Der Zustand der geschliffenen Oberfläche, ihre
Oberflächenpräzision und die Haltbarkeit des
Silikaschleifblattes wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 4 dargestellt.
Um den Zustand der geschliffenen Oberflächen der
Lithiumtantalatsubstrate genauer und präziser zu überprüfen,
wurde die Mittelliniendurchschnittsoberflächenrauheit (Ra)
mittels eines Atomkraftmikroskops (AFM) gemessen. Ra betrug
0,151 nm. Eine elektronische mikrofotografische Aufnahme mit dem
AFM ist in Fig. 5A gezeigt und eine Skizze davon ist in Fig. 5B
gezeigt.
Die Schnittoberfläche des geschliffenen
Lithiumtantalatsubstrats wurde mittels einem
Scannerelektronenmikroskop (SEM) betrachtet, um eine übermäßige
Abschleifung an Eckenabschnitten des geschliffenen Substrats zu
überprüfen. Eine elektronische mikrofotografische Aufnahme eines
Endabschnittes der geschnittenen Oberfläche des geschliffenen
Substrates mittels dem SEM ist in Fig. 8 gezeigt, worin die
Bezugszeichen 26, 27 und 28 jeweils die Schnittoberfläche, eine
Kantenseite des Substrats und die geschliffene Oberfläche
darstellen. Zum Vergleich ist in Fig. 7 eine elektronische
mikrofotografische Aufnahme eines Endabschnittes der
geschnittenen Oberfläche des ungeschliffenen
Lithiumtantalatsubstrates mittels dem SEM gezeigt, worin die
Bezugszeichen 23, 24 und 25 jeweils die geschnittene Oberfläche,
eine Kantenseite des Substrats und die zu schleifende Oberfläche
darstellen.
Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren
hergestellt, wie in Beispiel 1 beschrieben ist, aus einem
pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen
Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in
Tabelle 3 gezeigt sind.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden mit denselben
Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren
durchgeführt, wie in Beispiel 10 beschrieben wurde, mit der
Ausnahme, daß die Schleifrate variiert wurde, wie in Tabelle 4
gezeigt ist. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren
hergestellt, wie in Beispiel 4 beschrieben wurde, aus einem
pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen
Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in
Tabelle 3 gezeigt sind.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts wurden mit denselben
Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde unter denselben Prozeduren, die
in Beispiel 10 beschrieben wurden, und unter denselben
Schleifbedingungen, die in Tabelle 4 gezeigt sind, durchgeführt.
Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren
hergestellt, wie in Beispiel 5 beschrieben wurde, aus einem
pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen
Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in
Tabelle 3 gezeigt sind.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden mit
denselben Prozeduren ausgewertet, die in Beispiel 1 beschrieben
sind. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren, die in
Beispiel 10 beschrieben sind, und unter den Schleifbedingungen,
die in Tabelle 4 gezeigt sind, durchgeführt. Die Testergebnisse
sind in Tabelle 4 dargestellt.
Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren
hergestellt, wie in Beispiel 8 beschrieben ist, aus einem
pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen
Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in
Tabelle 3 gezeigt sind.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden mit
denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben
ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt. Ein
Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren, die in Beispiel 10
beschrieben sind, und unter den Schleifbedingungen, die in
Tabelle 4 gezeigt sind, durchgeführt. Die Testergebnisse sind in
Tabelle 4 gezeigt.
Ein aus Silika geformter Körper wurde mit denselben
Prozeduren vorbereitet, wie sie in Beispiel 6 beschrieben sind,
aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das
durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften
hat, die in Tabelle 3 gezeigt sind. Ein Silikaschleifblatt wurde
aus dem aus Silika geformten Körper mit denselben Prozeduren
hergestellt, wie in Beispiel 9 beschrieben ist.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden mit
denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben
ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren
durchgeführt, wie in Beispiel 10 beschrieben ist, mit der
Ausnahme, daß die Schleifrate variiert wurde, wie in Tabelle 4
gezeigt ist. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren
hergestellt, wie in Beispiel 10 beschrieben ist, aus einem
pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen
Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in
Tabelle 3 gezeigt sind.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden mit
denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben
ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren
durchgeführt, die in Beispiel 10 beschrieben sind, mit der
Ausnahme, daß die Schleifrate variiert wurde, wie in Tabelle 4
gezeigt ist. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren
hergestellt, wie in dem Vergleichsbeispiel 1 beschrieben ist,
aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das
durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften
hat, die in Tabelle 3 gezeigt sind. Die Eigenschaften des
Silikaschleifblattes wurden mit denselben Prozeduren
ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 4 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren, die in Beispiel
10 beschrieben sind, und unter den Schleifbedingungen, die in
Tabelle 4 gezeigt sind, durchgeführt. Die Testergebnisse sind in
Tabelle 4 dargestellt.
Ein Schleifvelourkissen ("SURFIN 018-3", geliefert von
der Firma Fujimi Inc.) wurde auf eine Drehscheibe (mit einem
Durchmesser von 360 mm) eines Hochgeschwindigkeits-Glas
schleifapparates befestigt. Ein Lithiumtantalatsubstrat
wurde mittels dem auf die Drehscheibe befestigten Velourkissen
geschliffen, bei einer Scheibenumdrehung von 100/Min und unter
den Schleifbedingungen, die in Tabelle 4 gezeigt sind. Während
dem Schleifen wurde eine wäßrige Kaliumhydroxidlösung (pH = 12)
als Schleifflüssigkeit auf die Schleifoberfläche aufgetropft und
mit einem Durchsatz von 100 ml/Min in Umlauf gesetzt.
Der Zustand der geschliffenen Oberfläche, ihre
Oberflächenpräzision und die Haltbarkeit des
Silikaschleifblattes wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 4 gezeigt. In diesem Vergleichsbespiel hat sich die
Schleifrate als sehr gering erwiesen.
Wie aus den Vergleichen der Beispiele 10 bis 16 mit den
Vergleichsbeispielen 3 und 4 ersichtlich ist, ergibt der
Schleifkörper der vorliegenden Erfindung ein Schleifblatt, das
in vorteilhafter Weise zum Schleifen verwendet werden kann, und
durch das eine geschliffene Oberfläche mit einer
Oberflächenpräzision derselben Güte wie jener, die mittels des
herkömmlichen Schleifblattes erhalten werden kann, erreicht
wird, sogar wenn keine losen Schleifkörner verwendet werden.
Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren
hergestellt, wie in Beispiel 12 beschrieben ist, aus einem
pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen
Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in
Tabelle 3 gezeigt sind.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden mit
denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben
ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren
durchgeführt, die in Beispiel 10 beschrieben sind, mit der
Ausnahme, daß die Schleifbedingungen variiert wurden, wie in
Tabelle 4 gezeigt ist, und daß eine wäßrige Dispersion (pH =
12), Temperatur = 25°C), die vier Gewichtsprozent (als
Silikondioxid eines im Handel erhältlichen Kolloidsilikas
("Compol 80", geliefert von der Firma Fujimi Inc.;
Silikondioxidgehalt: 20 Gewichtsprozent) enthält, als
Schleifflüssigkeit verwendet wurde, anstelle der wäßrigen
Kaliumhydroxidlösung. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4
dargestellt.
Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren
hergestellt, wie in Beispiel 12 beschrieben ist, aus einem
pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen
Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in
Tabelle 3 gezeigt sind.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden mit
denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben
ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren
durchgeführt, wie in Beispiel 10 beschrieben ist, mit der
Ausnahme, daß die Schleifbedingungen variiert wurden, wie in
Tabelle 4 gezeigt ist, und eine wäßrige Dispersion (pH = 12),
Temperatur = 25°C), die 8 Gewichtsprozent (als Siliondioxid) von
im Handel erhältliche Kolloidsilikas ("Compol 80", geliefert von
der Firma Fujimi Inc.; Silikondioxidgehalt: 20 Gewichtsprozent)
enthält, als Schleifflüssigkeit verwendet wurde, anstelle der
wäßrigen Kaliumhydroxidlösung. Die Testergebnisse sind in
Tabelle 4 dargestellt.
Ein Schleifvelourkissen ("SURFIN 018-3", geliefert von
der Firma Fujimi Inc.) wurde auf eine Drehscheibe (mit einem
Durchmesser von 360 mm) eines Hochgeschwindigkeits-Glas
schleifapparats befestigt. Ein Lithiumtantalatsubstrat wurde
mittels dem auf der Drehscheibe befestigten Velourkissen bei
einer Scheibengeschwindigkeit von 100 Umdrehungen pro Minute
unter den Schleifbedingungen, die in Tabelle 4 gezeigt sind,
geschliffen. Während dem Schleifvorgang wurde eine wäßrige
Dispersion (pH = 12), die 20 Gewichtsprozent (als Silikondioxid)
eines im Handel erhältlichen Kolloidsilikas ("Compol 80",
geliefert von der Firma Fujimi Inc., Silikondioxidgehalt: 20
Gewichtsprozent) enthält, als Schleifflüssigkeit bei 25°C auf
die Schleifoberfläche getropft und zirkuliert.
Der Zustand der geschliffenen Oberfläche, ihre
Oberflächenpräzision und die Haltbarkeit des
Silikaschleifblattes wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 4 dargestellt.
Um den Zustand der geschliffenen Oberflächen der
Lithiumtantalatsubstrate genauer und präziser zu untersuchen
wurde die Mittelliniendurchschnittsoberflächenrauheit (Ra)
mittels einem Atomkraftmikroskop (AFM) gemessen. Ra betrugt
0,397 nm. Eine elektronische mikrofotografische Aufnahme mittels
dem AFM ist in Fig. 6A gezeigt und ihre Skizze ist in Fig. 6B
gezeigt.
Um eine übermäßige Abschleifung in den Eckenabschnitten
des geschliffenen Substrats zu untersuchen, wurde ein
Endabschnitt der geschnittenen Oberfläche des geschliffenen
Lithiumtantalatsubstrats mittels eines
Scannerelektronenmikroskops (SEM) betrachtet. Eine elektronische
mikrofotografische Aufnahme eines Endabschnittes der
geschnittenen Oberfläche des geschliffenen Substrats durch das
SEM ist in Fig. 9 gezeigt, worin die Bezugszeichen 29, 30 und 31
jeweils die geschnittene Oberfläche, die geschliffene Oberfläche
und den übermäßig abgeschliffenen Eckenabschnitt darstellen.
Wie aus dem Vergleich der Beispiele 17 und 18 mit dem
Vergleichsbeispiel 3 ersichtlich ist, ergibt der Schleifkörper
der vorliegenden Erfindung ein Schleifblatt, das in
vorteilhafter Weise zum Schleifen verwendet werden kann, und
durch das eine geschliffene Oberfläche mit einer
Oberflächenpräzision derselben Güte wie jener, die mit dem
herkömmlichen Schleifblatt erhalten wird, erhalten werden kann,
sogar wenn lose Schleifkörner in einer geringeren Menge
verwendet werden.
Wie aus dem Vergleich der genauen und präzisen Prüfung
der Zustände der geschliffenen Oberfläche zwischen dem Beispiel
10 (Fig. 5A und Fig. 5B) und dem Vergleichsbeispiel 5 (Fig. 6A
und Fig. 6B) ersichtlich ist, ergibt ein Schleifblatt, das
den Schleifkörper der vorliegenden Erfindung aufweist, eine
gleichmäßige und glatte geschliffene Oberfläche im Vergleich zu
der Verwendung des herkömmlichen Schleifstoffs.
Wie desweiteren aus dem Vergleich der übermäßigen
Abschleifung in den Eckenabschnitten der Substrate zwischen
Beispiel 10 (Fig. 8) und dem Vergleichsbeispiel 5 (Fig. 9) und
aus dem Vergleich aus Fig. 8 und Fig. 9 mit den Eckenabschnitten
des ungeschliffenen Substrat (Fig. 7) ersichtlich ist, ist die
übermäßige Abschleifung in den Eckenabschnitten des Substrats
bei der Verwendung des Schleifkörpers der vorliegenden Erfindung
(Fig. 8) vernachlässigbar und das Erscheinungsbild der
Eckenabschnitte ist annähernd dasselbe wie jenes des
ungeschliffenen Substrat (Fig. 7). Im Gegensatz dazu ist die
übermäßige Abschleifung in den Eckenabschnitten eines Substrats
bei der Verwendung des herkömmlichen Schleifstoffs groß (Fig.
9).
Es wurden zwei Arten Silikaschleifblätter vorbereitet,
die jeweils eine Fülldichte haben, die in die Gruppe I und die
Gruppe II fällt und ihre Eigenschaften wurden wie folgt
ausgewertet.
Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe I mit
einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm wurde mit
denselben Prozeduren vorbereitet, wie in Beispiel 4 beschrieben
ist, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das
durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die Eigenschaften
hat, die in Tabelle 5, Spalte I gezeigt sind. Die Eigenschaften
des Silikaschleifblatts der Gruppe I wurden mit denselben
Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe
II mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm
wurde mit denselben Prozeduren vorbereitet, wie in Beispiel 1
beschrieben ist, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem
Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die
Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte II gezeigt sind. Die
Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe II wurden mit
denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben
ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde wie folgt durchgeführt. Das
Silikaschleifblatt der Gruppe I und das Silikaschleifblatt der
Gruppe II erhielten ein Oberflächenfinishing, so daß die
Schleifoberflächen flach gemacht wurden. Anschließend wurden 74
der Silikaschleifblätter der Gruppe I und 39 der
Silikaschleifblätter der Gruppe II auf einer Metallscheibe eines
kleinbemaßten Flach-Oberflächenschleifapparates FPM-30,
geliefert von der Firma Copal Electronic Co., in einem Muster
befestigt, das ähnlich zu jenem ist, das in Fig. 1 gezeigt ist,
wobei jedes Silikaschleifblatt der Gruppe II angrenzend zu
mindestes einem Silikaschleifblatts der Gruppe I angeordnet ist,
um ein Schleifblatt vorzubereiten. Es wurde eine quadratische
Lithiumniobatplatte mit einer Größe von 20 mm × 20 mm mit dem
Schleifblatt geschliffen, auf dem die Silikaschleifblätter der
Gruppe I und der Gruppe II befestigt sind, mit einer
Schleifscheibenumdrehung von 50 Umdrehungen pro Minute und einem
Druck von 150 g/cm². Während dem Schleifen wurde eine wäßrige
Kaliumhydroxidlösung (pH = 12) als Schleifflüssigkeit bei 30°C
mit einem Durchsatz von 150 ml/Stunde auf die Schleifoberfläche
aufgetropft. Der Zustand der geschliffenen Oberfläche, ihre
Oberflächenpräzision und die Haltbarkeit der
Silikaschleifblätter wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 6 dargestellt.
Es wurden zwei Arten Silikaschleifblätter vorbereitet,
die jeweils eine Fülldichte haben, die in die Gruppe I und die
Gruppe II fallen und ihre Eigenschaften wurden wie folgt
ausgewertet.
Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe
I mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm wurde
mit denselben Prozeduren vorbereitet, wie in Beispiel 8
beschrieben ist, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem
Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die
Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte 1 dargestellt sind.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe I wurden
mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1
beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe
II wurde aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika,
das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die
Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte 2 dargestellt sind,
vorbereitet. Das pulvrige Rohmaterial wurde nämlich mit einer
hydraulischen Presse mit einem Druck von 30 kg/cm² in Körnchen
vorgeformt und die Körnchen wurden mittels einem rostfreien
Stahlsieb mit einer 32er-Maschengröße klassifiziert, um ein
körniges Rohmaterial zu erhalten. Das körnige Rohmaterial wurde
mit einem Druck von 33 kg/cm² mittels einer hydraulischen
Presse preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 25
mm und einer Dicke von 5 mm zu erhalten. Die Scheibe wurde zwei
Stunden lang bei 700°C in einem Sinterofen gesintert, um ein
Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe II zu
erhalten. Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe
II wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel
1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.
Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren
durchgeführt, die in Beispiel 19 verwendet wurden. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Es wurden zwei Arten Silikaschleifblätter vorbereitet,
die jeweils eine Fülldichte hatten, die in die Gruppe I und die
Gruppe II fallen und ihre Eigenschaften wurden wie folgt
ausgewertet.
Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe
I mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm wurde
mit denselben Prozeduren vorbereitet, wie in Beispiel 9
beschrieben ist, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem
Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die
Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte I dargestellt sind.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe I wurden
mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1
beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Eine Silikaschleifscheibe mit einer Fülldichte der
Gruppe II wurde aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem
Silika vorbereitet, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde
und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte II
dargestellt sind. Das pulvrige Rohmaterial wurde nämlich bei
einem Druck von 100 kg/cm² mittels einer hydraulischen Presse
preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 25 mm und
einer Dicke von 5 mm zu erhalten. Die Scheibe wurde zwei Stunden
lang bei 700°C in einem Sinterofen gesintert, um ein
Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe II zu
erhalten. Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe
II wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel
1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren
durchgeführt, wie sie in Beispiel 19 verwendet wurden. Die
Ergebnisse sind Tabelle 6 dargestellt.
Es wurden zwei Arten Silikaschleifblätter vorbereitet,
die jeweils eine Fülldichte haben, die in die Gruppe I und die
Gruppe II fallen und ihre Eigenschaften wurden wie folgt
ausgewertet.
Es wurde ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte
der Gruppe I mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von
5 mm mit denselben Prozeduren vorbereitet, die in Beispiel 9
beschrieben werden, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus
abgesetztem Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde
und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte I
dargestellt sind. Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der
Gruppe I wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie sie in
Beispiel 1 verwendet werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6
dargestellt.
Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe
II mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm
wurde mit denselben Prozeduren vorbereitet, wie sie in Beispiel
10 beschrieben sind, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus
abgesetztem Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde
und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte II
dargestellt sind.
Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe II wurden
durch dieselben Prozeduren ausgewertet, wie sie im Beispiel 1
verwendet werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren durchgeführt, die
im Beispiel 19 verwendet werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle
6 dargestellt.
Es wurden zwei Arten Silikaschleifblätter vorbereitet,
die jeweils eine Fülldichte haben, die in die Gruppe I und die
Gruppe II fallen und ihre Eigenschaften wurden wie folgt
ausgewertet.
Es wurde ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte
der Gruppe I vorbereitet, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus
abgesetztem Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde
und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte I
dargestellt sind. Das pulvrige Rohmaterial wurde nämlich mit
einer Presse bei einem Druck von 50 kg/cm² in Körnchen
vorgeformt und die Körnchen wurden mittels eines rostfreien
Stahlsiebs mit einer 32-er Maschengröße gemäß Tyler Standard-Sieb
(Öffnungsabmessung = 500 µm) klassifiziert, um ein körniges
Rohmaterial zu erhalten. Das körnige Rohmaterial wurde mit einer
hydraulischen Presse bei einem Druck von 100 kg/cm² preßgeformt,
um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke
von 5 mm zu erhalten. Die Scheibe wurde 2 Stunden lang bei 975°C
in einem Sinterofen gesintert, um ein Silikaschleifblatt mit
einer Fülldichte der Gruppe I zu erhalten. Die Eigenschaften des
Silikaschleifblatts der Gruppe I wurden mit denselben Prozeduren
ausgewertet, wie sie in Beispiel 1 verwendet werden. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe
II wurde aus einem Rohmaterial aus abgesetztem Silika
vorbereitet, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und
die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte II dargestellt
sind. Das pulvrige Rohmaterial wurde nämlich mit Paraffinwachs
("SP-0145", geliefert von der Firma Nippon Seiro K.K.) bei einem
Mischungsverhältnis von Silikapulver/Paraffinwachs = 4/1 pro
Volumen kombiniert. Die Silikapulver/Paraffinwachsmischung wurde
30 Minuten lang bei 150°C gleichmäßig vermischt, um eine
pulvrige Mischung zu erhalten. Die pulvrige Mischung wurde mit
einer hydraulischen Presse bei einem Druck von 100 kg/cm²
preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 25 mm und
einer Dicke von 5 mm zu erhalten. Die Scheibe wurde bei 400°C
unter einem Druck von 1,5 kg/cm² in einer Stickstoffatmosphäre
in einem unter Druck stehenden Ofen erhitzt und anschließend 2
Stunden bei 950°C in einem Sinterofen gesintert, um ein
Silikaschleifblatt zu erhalten. Die Eigenschaften des
Silikaschleifblatt der Gruppe II wurde mit denselben Prozeduren
ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse
sind in Tabelle 6 dargestellt.
Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren
durchgeführt, wie sie im Beispiel 19 verwendet werden. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Es wurde ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem
Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die
Eigenschaften hat, die in Tabelle 5 gezeigt sind, mit einer
hydraulischen Presse bei einem Druck von 10 kg/cm² preßgeformt,
um ein Silikablatt zu erhalten. Das Silikablatt wurde für 2
Stunden bei 1300°C in einem Sinterofen gesintert (vom Typ "SUPER
C", geliefert von der Firma Motoyama K.K.) gesintert, um eine
Silikaschleifblatt zu erhalten. Die Eigenschaften des
Silikaschleifblatts wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in
Tabelle 6 dargestellt. Ein Schleiftest wurde mit denselben
Prozeduren durchgeführt, die in Beispiel 19 beschrieben werden.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Ein Schleifvelourkissen ("SURFIN 018-3", geliefert von
der Firma Fujimi Inc.) wurde auf eine Drehscheibe aus Metall
eines kleinbemaßten flachen Oberflächenschleifapparates ("FPM-30",
geliefert von der Firma Copal Electronic Co.) befestigt.
Ein Lithiumniobatsubstrat wurde mittels dem auf der Drehscheibe
befestigten Velourkissen mit einer Scheibenumdrehung von 50
Umdrehungen pro Minute unter einem Druck von 150 kg/cm²
geschliffen. Während dem Schleifvorgang wurde eine wäßrige
Dispersion (pH = 12), die 20 Gewichtsprozent (als Silikondioxid)
eines im Handel erhältlichen Kolloidsilikas ("Compol 80",
geliefert von der Firma Fujimi Inc.) enthält, als
Schleifflüssigkeit bei 30°C auf die Schleifoberfläche mit einem
Durchsatz von 150 ml/Stunde aufgetropft.
Die Oberflächenpräzision der geschliffenen Oberfläche wurde
ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.
Wie aus dem Vergleich der Beispiele 19 bis 23 mit den
Vergleichsbeispielen 6 und 7 ersichtlich ist, kann der
Schleifkörper der vorliegenden Erfindung ein Schleifblatt
ergeben, das in vorteilhafter Weise zum Schleifen verwendet
werden kann und durch das eine geschliffene Oberfläche mit einer
Oberflächenpräzision derselben Güte wie jener, die mit dem
herkömmlichen Schleifblatt erhalten werden kann, erreicht wird.
Die verbrauchte Schleifflüssigkeit, die beim
Schleiftest erzeugt wurde, der in Beispiel 1 beschrieben wird,
wurde ausgewertet. Ihre Trübheit wurde mit einem
Spektrofotometer (vom Typ "Ubest-55", geliefert von der Firma
Nippon Bunko K.K.) untersucht und mit einer
Spektraldurchlässigkeit (%) bei einer Wellenlänge von 600 nm
unter Bezug auf jene von gereinigtem Wasser als Referenzstandard
ausgedrückt. Das Ergebnis ist in Tabelle 7 dargestellt. Eine
große Trübheit bedeutet, daß der Gehalt an losen Schleifkörnchen
in der verbrauchten Schleifflüssigkeit groß ist. Eine geringe
Trübheit bedeutet, daß der Gehalt an losen Schleifkörnern gering
ist.
Die verbrauchten Schleifflüssigkeiten, die bei den
Schleiftests, die in den Beispielen 2 bis 23 beschrieben wurden,
erzeugt wurden, wurden auf ihre Trübheit hin durch dieselbe
Spektrofotometrie ausgewertet, wie in Beispiel 24 beschrieben
ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 dargestellt.
Die verbrauchten Schleifflüssigkeiten, die bei den
Schleiftests, die bei den Vergleichsbeispielen 2, 4, 5 und 7
durchgeführt wurden, wurden auf ihre Trübheiten mit derselben
Spektrofotometrie ausgewertet, wie im Beispiel 24 beschrieben
ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 dargestellt.
Wie aus dem Vergleich der Beispiele 24 bis 46 mit den
Vergleichsbeispielen 8 bis 11 in Tabelle 7 ersichtlich ist,
zeigt die erzeugte verbrauchte Schleifflüssigkeit eine größere
Spektraldurchlässigkeit als jene der verbrauchten
Schleifflüssigkeit, die in dem herkömmlichen Schleifverfahren
unter Verwendung eines Schleifkissens erzeugt wurde. Somit ist
der Gehalt an losen Körnchen in der verbrauchten
Schleifflüssigkeit sehr gering. Dies offenbart, daß dann, wenn
lose Körnchen nicht verwendet werden oder wenn lose Körnchen in
einer geringen Menge verwendet werden, eine Schleifrate
annähernd gleich zu jener des herkömmlichen Verfahrens unter
Verwendung eines Schleifkissens erhalten werden kann, und
deshalb kann das Problem der Entsorgung von verbrauchter
Schleifflüssigkeit vermieden oder gelindert werden.
Bei dem Schleifverfahren der vorliegenden Erfindung
wird eine Schleifflüssigkeit verwendet, die keine loses Körnchen
oder eine geringere Menge an losen Körnchen enthält, und deshalb
kann das Problem der Entsorgung von verbrauchter
Schleifflüssigkeit gelindert oder vermieden werden. Dies steht
im Gegensatz zu dem herkömmlichen Schleifverfahren unter
Verwendung eines Schleifkissens, wo eine verbrauchte
Schleifflüssigkeit erzeugt wird, die einen hervorstechenden
Anteil an losen Körnchen enthält. Substrate wie beispielsweise
ein Silikonwafer und ein Oxidsubstrat oder andere Materialien,
die mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren geschliffen werden,
haben eine glatte Oberfläche, die ähnlich zu jener ist, die
durch das herkömmliche Schleifverfahren erhalten werden. Der
Schleifkörper, der an ein Schleifblatt befestigt ist, das in der
vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat eine gute Haltbarkeit
und somit ist das Schleifverfahren in vorteilhafter Weise
ökonomisch und kann mit einer erhöhten Effizienz durchgeführt
werden.
Ein schleiffähig geformter Körper ist aus mindestens 90
Gewichtsprozent, basierend auf dem Gewicht des Schleifkörpers,
Silika mit einer Fülldichte von 0,2 g/cm³ bis 1,5 g/cm³, einem
BET-spezifischen Oberflächenbereich von 10 m²/g bis 400 m²/g und
einem durchschnittlichem Partikeldurchmesser von 0,001 µm bis
0,5 µm zusammengesetzt. Ein Schleifblatt, an dem mindestens ein
schleiffähig geformter Körper befestigt ist, wird in
vorteilhafter Weise zum Schleifen eines Materials wie
beispielsweise eines Substrats verwendet. Es sind vorzugsweise
mindestens zwei Arten an Schleifkörpern an dem Trägerhilfsmittel
befestigt, wobei mindestens eine Art davon eine Fülldichte von
0,7 g/cm³ bis 1,5 g/cm³ und mindestens eine Art davon eine
Fülldichte von mindestens 0,2 g/cm³ aber weniger als 0,7 g/cm³
hat.
Claims (13)
1. Schleifkörper, der mindestens 90 Gewichtsprozent Silika
aufweist, basierend auf dem Gewicht des Schleifkörpers, und eine
Fülldichte von 0,2 g/cm³ bis 1,5 g/cm³, einen BET-spezifischen
Oberflächenbereich von 10 m²/g bis 400 m²/g und einen
durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,001 µm bis 0,5 µm
hat.
2. Schleifkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
er ein integriertes Gesamtporenvolumen von 0,3 cm³/g bis 4 cm³/g
hat.
3. Schleifkörper gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
er eine derartige Porengrößenverteilung hat, so daß das
integrierte Porenvolumen an Poren mit einem Durchmesser, der
nicht größer als 1 µm ist, zumindest 80% des integrierten
Gesamtporenvolumens der gesamten Poren enthält, daß das
integrierte Porenvolumen an Poren, die einen Durchmesser haben,
der nicht größer als 0,1 µm, zumindest 10% des integrierten
Gesamtporenvolumens der gesamten Poren beträgt, und daß der
häufigste Porendurchmesser im Bereich von 0,01 µm bis 0,3 µm
liegt und der durchschnittliche Porendurchmesser im Bereich von
0,01 bis 0,3 µm liegt.
4. Schleifblatt, das mindestens einen Schleifkörper und ein
Trägerhilfsmittel (1, 7, 9, 20) aufweist, wobei der
Schleifkörper auf dem Trägerhilfsmittel befestigt ist und der
Schleifkörper so ist, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 3
beansprucht wird.
5. Schleifblatt gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens zwei Schleifkörper auf dem Trägerhilfsmittel (1, 7,
9, 20) befestigt sind.
6. Schleifblatt gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schleifkörper auf mindestens 2 konzentrischen Kreisen auf
einer Oberfläche des Trägerhilfsmittels (1, 7, 9, 20) angeordnet
sind.
7. Schleifblatt gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die zwei oder mehr Schleifkörper aus mindestens zwei Arten
an Schleifkörpern zusammengesetzt sind, die unterschiedliche
Fülldichten haben.
8. Schleifblatt gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine Art von Schleifkörper eine Fülldichte von
mindestens 0,7 g/cm³, aber nicht mehr als 1,5 g/cm³ hat, und daß
mindestens eine Art von Schleifkörper eine Fülldichte von
mindestens 0,2 g/cm³, aber weniger als 0,7 g/cm³ hat.
9. Schleifblatt gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schleifkörper mindestens eine Form hat,
die aus einer Säulengestalt und einer rechteckigen
Pfeilergestalt ausgewählt ist.
10. Verfahren zum Schleifen eines Materials, das den
Verfahrensschritt Schleifen des Materials mit einem Schleifblatt
gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9 aufweist.
11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das
Material, das geschliffen werden soll, ein Substrat ist.
12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das
Substrat aus Halbleitersubstraten und Oxidsubstraten ausgewählt
ist.
13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß das Schleifen ausgeführt wird, ohne lose
Schleifkörner zu verwenden, und eine verbrauchte
Schleifflüssigkeit eine Lichtdurchlässigkeit bei einer
Wellenlänge von 600 nm von mindestens 10% der Durchlässigkeit
von Wasser aufweist.
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