JP4406531B2 - 不均質な材料の加工方法、特にはみがく方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも二つの要素又は成分からなる材料の表面を加工する方法、特にはみがく方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
二成分からなる材料の典型例は、ガラスセラミック材料のゼロデュール（登録商標）であり、これは負の熱膨張率の結晶相と、正の熱膨張率のガラス相からなっている。両相は異なった浸食特性を有している。
公知の加工方法においては、以下に述べるような作用が表面の加工の際、及び／又は加工後に起きる。第１に、みがきの際、最小のみがき粗さに達するまで表面は一定の加工温度に維持される。このみがき粗さというものは両成分の異なった浸食特性に大きく関係している。
材料の使用温度は通常加工温度とは異なっているので表面粗さは両成分の異なる熱膨張率のためにみがき粗さに比例して増加し、そのため材料の表面の品質はもはや所望の値とはならない。
【０００３】
例えば、ウェハーを製作するための材料は、２オングストロームより小さな表面粗さを持たねばならない。現在のところ、これは可能ではない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の課題は、少なくとも二つの成分からなる材料の表面の加工方法、特にはみがき方法においてその適用又は使用温度における表面の質を改善することにある。
本発明の他の目的は、ガラスセラミック材料の表面粗さを２オングストロームにより小さくできる加工方法、特にはみがき方法、を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、少なくとも二つの異なった成分がみがかれる表面に存在するような少なくとも二つの異なった成分からなる材料の表面のみがき方法は、この材料の表面を予め規定された温度で、少なくとも一つの回転研摩装置と一つの懸濁液、即ち溶媒中に研摩材粒子が分散しているものでみがくに際し、この予め規定された温度を、少なくとも二つの異なった成分の浸食が、少なくとも二つの異なった成分の異なった熱膨張率特性で補償され、それによって表面の粗度が材料の使用温度において最小化されるように、選択される。
【０００６】
この方法においては、加工温度は使用温度より上又はより下に調整され、それによって高い方の浸食性を持つところの相対的に凹んだ領域はその熱膨張率に基づいて隆起し、同時により低い浸食性を持つ他の成分からなる相対的に高くなった領域は、縮むか又はわずかに隆起する。
このような行動は、製作プロセス後の使用温度の認識と、各成分の各浸食特性に基づいている。
使用温度における材料の改良された平坦性又は平面性が、材料の特性、即ち浸食特性及び熱膨張特性を考慮した後時的使用温度の認識を用いた方法によって達成される。
他の材料において、二つの異なった成分が同じ浸食特性を持つが、異なった熱膨張率を持つことがありえる。予め規定されたプロセス温度と公知の使用温度を持つ本発明の方法は、プロセス温度又は加工温度が使用温度となるように選定された時、発明の目的が達成される。
加工の際、各成分の浸食特性が同一である時、最適表面粗さがもたらされる。これが、使用温度が加工温度と異なると、異なった熱膨張率及びそれと関係する異なった熱膨張の故に、表面粗さの破壊へと導く。
特別の実施態様においては、回転研摩装置の温度並びに懸濁液の温度が測定される。
この手法を用いて、好ましい実施態様において懸濁液及び／又は回転研摩装置によって調整されることのできる加工温度は必要なだけ制御及び平衡又は補償される。
本発明の目的、特徴及び利点は好ましい実施態様を示す図面に基づいて、より詳細に説明される。
図１は、加工温度において表面の加工の際、加工、即ちみがかれるガラスセラミックの表面３を示しているが、同時に、以前に知られた使用温度においての加工の後の表面も示している。この図１に示された実施態様においては、加工温度は使用温度より低い。更にガラス相２はセラミック相１に比して、大きな浸食性と正の熱膨張率を有する。セラミック相は負の熱膨張率である。
加工、即ち、みがきの際、相対的に凹んだ領域４がガラス相に形成されるが、それはみがきプロセスの際、セラミック材料よりガラスの浸食性が大きいからである。同時に高い領域５がセラミック相内に生じる。
加工又はみがきの後、温度が最終使用温度に上昇すると、正の熱膨張率のガラス相２はある膨張間隔８で膨張し、最終的なガラス表面レベル９に達する。一方、負の熱膨張率を有するセラミック相１は、ある縮み間隔６で縮むか又は引っ込み、最終的セラミック表面レベル７に至る。
加工又はみがきは、使用温度で結果としての表面レベル７，９、つまり使用温度でのセラミック相の表面レベル７及び使用温度でのガラス相の表面レベル９、を生ずる。この結果の材料表面は改良された滑らかさを持つ。
本発明を加工方法、特にみがき方法として図示かつ説明したが、それはそれらに限定されるべきでなく、本発明の精神を逸脱することなく種々の修正や変更が可能である。
以上は本発明の内容を完全に開示しているから、当業者は、本発明の特徴を損なうことなく容易に種々の応用ができ、又、従来技術に対し本発明の本質的特徴、又は特定の観点を明確に画成できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 加工されるべき、二種からなる材料表面の模式的断面図である。

Claims (8)

1. 少なくとも二つの異なった成分がみがかれる表面に存在するような少なくとも二つの異なった成分からなる材料をみがく方法であって、次のステップを含むもの：
   ａ）該材料の表面を予め決められた加工温度において、少なくとも一つの回転研摩装置及び一つの懸濁液でみがくこと；
   ｂ）該予め決められた温度は、該表面内の該少なくとも二つの異なった成分の浸食が、該少なくとも二つの異なった成分の異なった熱膨張特性によって補償され、それによって該材料の表面の粗さは該材料の使用温度において最小化されるように選定されること。
2. 懸濁液の温度を制御できるようにして、前記加工温度の維持に関与させる請求項１記載の方法。
3. 予め決めた加工温度は懸濁液の温度の制御によって制御される請求項１記載の方法。
4. 材料はガラスセラミックであり、該少なくとも二つの異なった成分は第一成分と第二成分からなり、第一の成分はガラスであり、第二の成分はセラミックである請求項１記載の方法。
5. 少なくとも二つの異なった成分がみがかれる表面に存在するような少なくとも二つの異なった成分からなる材料の表面のみがき方法であって、該方法は、該材料の表面をある予め決められた加工温度において、少なくとも一つの回転研摩装置と一つの懸濁液でみがくにあたって、該少なくとも二つの異なった成分が異なった熱膨張率と、及び、同一の浸食特性を有する場合、該加工温度は該材料の使用温度とされるみがき方法。
6. 懸濁液の温度を制御できるようにして、前記加工温度の維持に関与させる請求項５記載の方法。
7. 該予め決められた加工温度は懸濁液の温度の制御によって制御される請求項５記載の方法。
8. 該材料はガラスセラミックであり、該少なくとも二つの異なった成分は第一成分と第二成分からなり、第一成分はガラス及び第二成分はセラミックである請求項５記載の方法。

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