JP6435656B2 - 表面加工装置、表面加工設備および表面加工方法 - Google Patents
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Description
この表面加工装置は、液体中に砥粒を分散させたスラリーを高圧ガスと混合させて加工対象物の表面に対して噴射するノズル部と、前記ノズル部を主走査方向に移動させるノズル移動部と、前記加工対象物を前記主走査方向と直交する副走査方向にステップ搬送する加工対象物搬送部と、前記ノズル部から噴射されたスラリーを回収して前記ノズル部に循環供給するスラリー循環供給部と、前記ノズル部から前記加工対象物に向けて噴射されたスラリーの流出方向を規制して前記スラリー循環供給部に排出させるノズルカバー部と、を有する。前記ノズルカバー部は、前記ノズル部を主走査方向に移動可能に収容し、前記主走査方向に沿って延び、前記加工対象物との間に隙間を有する枠体と、前記枠体側に設けられ、前記隙間に配置されて前記枠体内のスラリーの漏出を防止するシール部材と、を有する。
この表面加工方法は、前記ノズル部から前記加工対象物に向けて噴射されたスラリーの流出方向を規制して所定方向に排出し、排出されたスラリーを回収して前記ノズル部に供給する。また、予め測定した前記加工対象物の表面形状の測定データを基にして、目的とする表面形状と一致するように、前記ノズル部と前記加工対象物の主走査方向における相対移動速度を決めて平坦化加工を行う。
図1〜図4は本発明の第1実施形態を示し、図1は表面加工装置を示し、(a)は装置全体の概略構成を示す斜視図、(b)はノズルとカバー間の距離を示す図、図2は図1に示す表面加工装置の概略正面図である。図3はスラリー濃度と加工速度との関係を示す図、図4はスラリー濃度の経時変化を示す図である。
図5は、本発明の第2実施形態による表面加工設備の全体構成の概略を示す上面図である。
2 ワーク
3 移動テーブル
4 ワーク搬送部
5 ノズル部
6 ワークカバー部
61、62 仕切り板 63、64 短手方向側板
65 枠体 66シール部材
8 スラリー循環供給部
9 高圧エアー供給部
Claims (26)
- ウエットブラストにより加工対象物の表面を加工する表面加工装置であって、
液体中に砥粒を分散させたスラリーを高圧ガスと混合させて加工対象物の表面に対して噴射するノズル部と、
前記ノズル部を主走査方向に移動させるノズル移動部と、
前記加工対象物を前記主走査方向と直交する副走査方向にステップ搬送する加工対象物搬送部と、
前記ノズル部から噴射されたスラリーを回収して前記ノズル部に循環供給するスラリー循環供給部と、
前記ノズル部から前記加工対象物に向けて噴射されたスラリーの流出方向を規制して前記スラリー循環供給部に排出させるノズルカバー部と、
を有し、
前記ノズルカバー部は、前記ノズル部を主走査方向に移動可能に収容し、前記主走査方向に沿って延び、前記加工対象物との間に隙間を有する枠体と、前記枠体側に設けられ、前記隙間に配置されて前記枠体内のスラリーの漏出を防止するシール部材と、を有する表面加工装置。 - 前記ノズルカバー部は、前記ノズル部の主走査方向への移動を許容しつつ前記枠体の天面開口を塞ぐ天井部を有することを特徴とする請求項1に記載の表面加工装置。
- 前記ノズルカバー部は、前記枠体を構成する副走査方向に沿って対向する一対の仕切り板の下端側に前記シール部材を取り付けたことを特徴とする請求項1または2に記載の表面加工装置。
- 前記ノズルカバー部は、前記ノズル部と前記副走査方向における前記スラリーの流出を規制する位置との距離を5mm〜20mmの範囲としたことを特徴とする請求項1から3のいずれか1つに記載の表面加工装置。
- 前記ノズル部のノズル端と前記加工対象物の表面とのギャップを5mm〜50mmの範囲としたことを特徴とする請求項1から4のいずれか1つに記載の表面加工装置。
- 前記スラリーは、砥粒の濃度が15〜30wt%であることを特徴とする請求項1から5のいずれか1つに記載の表面加工装置。
- ノズル部を主走査方向に移動させながら、前記ノズル部で高圧ガスと混合したスラリーを副走査方向にステップ搬送する加工対象物の表面に噴射して加工するウエットブラストによる表面加工方法であって、
前記ノズル部から前記加工対象物に向けて噴射されたスラリーの流出方向を規制して所定方向に排出し、排出されたスラリーを回収して前記ノズル部に供給し、
予め測定した前記加工対象物の表面形状の測定データを基にして、目的とする表面形状と一致するように、前記ノズル部と前記加工対象物の主走査方向における相対移動速度を決めて平坦化加工を行う表面加工方法。 - 前記スラリーの流出方向の規制は、前記ノズル部に対し、前記副走査方向の前後方向であることを特徴とする請求項7に記載の表面加工方法。
- 前記ノズル部と前記副走査方向における前記スラリーの流出を規制する位置との距離を5mm〜20mmの範囲としたことを特徴とする請求項7または8に記載の表面加工方法。
- 前記ノズル部から噴射されて舞い上がったスラリーの飛散を防止しつつ前記ノズル部を主走査方向へ移動させることを特徴とする請求項7から9のいずれか1つに記載の表面加工方法。
- 前記ノズル部のノズル端と前記加工対象物の表面とのギャップを5mm〜50mmの範囲としたことを特徴とする請求項7から10のいずれか1つに記載の表面加工方法。
- 前記スラリーは、砥粒の濃度が15〜30wt%であることを特徴とする請求項7から11のいずれか1つに記載の表面加工方法。
- 前記加工対象物は、平板形状の合成石英ガラスであることを特徴とする請求項7から12のいずれか1つに記載の表面加工方法。
- 前記合成石英ガラスは、フォトマスク用のガラス基板であることを特徴とする請求項13に記載の表面加工方法。
- 前記フォトマスク用のガラス基板は、1辺が300mm角以上であることを特徴とする請求項14に記載の表面加工方法。
- 前記ノズル部は、噴射ノズルがスリット状の開口に形成されていることを特徴とする請求項7から15のいずれか1つに記載の表面加工方法。
- 加工対象物の表面に対してノズル部を主走査方向に移動させながら前記ノズル部からスラリーを噴射して加工するウエットブラストによる表面加工装置を前記加工対象物の副走査方向に沿って複数配置した表面加工設備であって、
前記加工対象物を副走査方向にステップ搬送する加工対象物搬送部と、
前記加工対象物の搬送方向に沿って複数配置され、請求項1から7のいずれか1つに記載され、請求項1の記載から前記加工対象物搬送部を除いた構成の表面加工装置と、
を有し、
前記複数の表面加工装置は、前記加工対象物の搬送方向の上流側から下流側に向けて第1表面加工装置と第2表面加工装置が順に配置されていて、前記第1表面加工装置の前記スラリー循環供給部のスラリー中の第1砥粒の粒径を粗くし、前記第2表面加工装置の前記スラリー循環供給部のスラリー中の第2砥粒の粒径を前記第1砥粒の粒径よりも細かくしたことを特徴とする表面加工設備。 - 前記第2表面加工装置よりも前記加工対象物の搬送方向下流側に、液体を噴射して前記加工対象物の加工面を洗浄する洗浄装置を配置したことを特徴とする請求項17に記載の表面加工設備。
- 前記洗浄装置は、ノズル部から前記加工面に噴射された液体を回収して前記ノズル部に循環供給することを特徴とする請求項18に記載の表面加工設備。
- 前記第1砥粒の粒径は、#600〜#1500とし、前記第2砥粒の粒径は#2000〜6000であることを特徴とする請求項17から19のいずれか1つに記載の表面加工設備。
- 主走査方向に移動する第1ノズル部からステップ搬送される加工対象物に向けて噴射された第1スラリーの流出方向を規制して所定方向に排出し、排出された第1スラリーを回収して前記第1ノズル部に供給する第1工程と、
前記第1工程で表面処理された前記加工対象物の処理領域に対し、主走査方向に移動する第2ノズル部から前記加工対象物に向けて噴射された第2スラリーの流出方向を規制して所定方向に排出し、排出された第2スラリーを回収して前記第2ノズル部に供給する第2工程と、
を有し、
前記第1スラリー中の第1砥粒を粗い粒径とし、前記第2スラリー中の第2砥粒を前記第1砥粒よりも細かい粒径としたことを特徴とする表面加工方法。 - 前記第2工程の終了した前記加工対象物の処理領域に対し、液体を噴射して洗浄を行う洗浄工程をさらに設けたことを特徴とする請求項21に記載の表面加工方法。
- 前記洗浄工程は、主走査方向に移動する第3ノズル部から前記加工対象物に向けて噴射された液体の流出方向を規制して所定方向に排出し、排出された液体を回収して前記第3ノズル部に供給することを特徴とする請求項22に記載の表面加工方法。
- 前記第1工程は、予め測定した前記加工対象物の表面形状の測定データを基にして、目的とする表面形状と一致するように、前記第1ノズル部と前記加工対象物の主走査方向における相対移動速度を決めて平坦化加工を行うことを特徴とする請求項21から23のいずれか1つに記載の表面加工方法。
- 前記第1ノズル部および前記第2ノズル部は、噴射ノズルがスリット状の開口に形成されていることを特徴とする請求項21から24のいずれか1つに記載の表面加工方法。
- 前記第3ノズル部は、噴射ノズルがスリット状の開口に形成されていることを特徴とする請求項23に記載の表面加工方法。
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