JP6928328B2 - Processing method and processing equipment - Google Patents
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Description
本発明は加工方法及び加工装置に関する。詳しくは、ダイヤモンド等を加工するドライ研磨にて、簡易な構成でありながら高能率かつ高精度な加工を実現可能な加工方法及び加工装置に係るものである。 The present invention relates to a processing method and a processing apparatus. More specifically, the present invention relates to a processing method and a processing apparatus capable of realizing highly efficient and highly accurate processing with a simple structure by dry polishing for processing diamond or the like.
ダイヤモンドは、5.4eVという広いバンドギャップを持ち、熱伝導率が大きく、絶縁破壊電界や電荷移動度などに優れていることから、次世代パワー半導体デバイス用材料として有力視されている。 Diamond has a wide bandgap of 5.4 eV, has a large thermal conductivity, and is excellent in dielectric breakdown electric field and charge mobility, and is therefore regarded as a promising material for next-generation power semiconductor devices.
ダイヤモンドを用いて半導体デバイスを製作するためには、デバイスの下地となるダイヤモンド基板表面を原子レベルで平滑、かつ無擾乱に仕上げる加工技術が必要不可欠であるといわれている。しかしながら、ダイヤモンドは、高硬度かつ化学的に安定であるために、加工することは極めて難しく、加工技術の開発が技術的課題となっている。 In order to manufacture a semiconductor device using diamond, it is said that a processing technique for finishing the surface of the diamond substrate, which is the base of the device, at the atomic level and without disturbance is indispensable. However, since diamond has high hardness and is chemically stable, it is extremely difficult to process it, and the development of processing technology has become a technical issue.
例えば、従来の加工方法として、化学機械研磨などの砥粒を用いた研磨により化学的除去を行う加工が知られている。しかしながら、研磨剤中での化学反応を利用するため除去速度が遅く、加工能率が不充分である問題があった。 For example, as a conventional processing method, processing in which chemical removal is performed by polishing using abrasive grains such as chemical mechanical polishing is known. However, there is a problem that the removal speed is slow and the processing efficiency is insufficient because the chemical reaction in the abrasive is used.
ここで、上述した溶液環境下での研磨に対して、砥粒を使用せずに加工能率の向上を試みた大気環境下での加工方法が存在する。 Here, there is a processing method in an atmospheric environment in which an attempt is made to improve the processing efficiency without using abrasive grains for polishing in the solution environment described above.
例えば、ダイヤモンドからなる基板の被研磨面に研磨定盤を高圧で接触させると共に、研磨定盤の裏面から基板の研磨面に紫外線を照射しつつ、基板を研磨定盤に対して相対的に擦動させることにより研磨する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 For example, the polishing surface plate is brought into contact with the surface to be polished of a substrate made of diamond at high pressure, and the substrate is rubbed relative to the polishing surface plate while irradiating the polishing surface of the substrate with ultraviolet rays from the back surface of the polishing surface plate. A technique for polishing by moving has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
また、本願の発明者によって、金属酸化物で構成された研磨定盤に紫外光やプラズマを照射して、定盤表面上のケミカルコンタミネーション(有機汚染物物)を除去するとともに、定盤表面を親水化させる(最表面部にOH基を表出させる)加工方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。 In addition, the inventor of the present application irradiates a polishing surface plate made of a metal oxide with ultraviolet light or plasma to remove chemical contamination (organic contaminants) on the surface plate surface and the surface plate surface. Has been proposed as a processing method for hydrophilizing (exposing an OH group on the outermost surface portion) (see, for example, Patent Document 2).
特許文献2に記載の方法では、定盤表面を親水化させることで、被加工物表面原子との反応サイトを増加させ、被加工物表面の原子と化学的に作用させて加工を行うものである。
In the method described in
しかしながら、特許文献1及び特許文献2に記載の加工方法では、紫外線の照射にて加工を行うが、紫外光は大気中で不安定であり、瞬間的に保有するエネルギーを消失してしまうため、加工部材に均一に照射することが難しかった。そのため、安定的に高い加工精度を実現することが困難であった。
However, in the processing methods described in
また、特許文献1及び特許文献2に記載の加工では、定盤と被加工物の保持部分を相対的に変位させる加工装置の構成上、紫外光光源の設置場所に制約があった。即ち、既存の加工装置をそのまま利用することができず、紫外光光源を設けるための特別仕様の加工装置を製作する必要があった。
Further, in the processing described in
また、ドライ研磨では、加工部材と被加工物を接触させて相対的に変位させた際に摩擦帯電が生じるものとなる。摩擦帯電により加工部材及び被加工物の表面の帯電状態が不安定となり、加工後の表面粗さや加工能率が高精度に制御できない問題があった。 Further, in dry polishing, triboelectric charging occurs when the processed member and the workpiece are brought into contact with each other and relatively displaced. Due to triboelectric charging, the charged state of the surfaces of the processed member and the workpiece becomes unstable, and there is a problem that the surface roughness and processing efficiency after processing cannot be controlled with high accuracy.
本発明は以上の点に鑑みて創案されたものであって、ダイヤモンド等を加工するドライ研磨にて、簡易な構成でありながら高能率かつ高精度な加工を実現可能な加工方法及び加工装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been devised in view of the above points, and provides a processing method and a processing apparatus capable of realizing highly efficient and highly accurate processing with a simple structure by dry polishing for processing diamond or the like. It is intended to be provided.
[加工方法について]
上記の目的を達成するために、本発明の加工方法は、金属酸化物で構成された加工部材を被加工物と接触させ、接触部位にオゾンガスを供給すると共に、前記加工部材を前記被加工物に接触させた状態で変位させる工程を備える。[About processing method]
In order to achieve the above object, in the processing method of the present invention, a processed member composed of a metal oxide is brought into contact with a work piece, ozone gas is supplied to the contact portion, and the processed member is brought into contact with the work piece. It is provided with a step of displacement in a state of being in contact with.
ここで、加工部材を被加工物と接触させ、接触部位にオゾンガスを供給することによって、接触部位をオゾンガス環境下におくことができる。即ち、オゾンガスは不安定な分子であるが、接触部位にオゾンガスを供給することで、同領域にオゾンガスを局在させることが可能となる。 Here, the contact portion can be placed in an ozone gas environment by bringing the processed member into contact with the workpiece and supplying ozone gas to the contact portion. That is, although ozone gas is an unstable molecule, by supplying ozone gas to the contact site, it becomes possible to localize the ozone gas in the same region.
また、加工部材を被加工物に接触させた状態で変位させる工程によって、接触部位に摩擦熱を生じさせることが可能となる。この摩擦熱は供給されるオゾンガスを熱分解し、オゾンガスから原子状酸素を生成する。生成した原子状酸素は、大気環境下で、被加工物との化学反応(加工)を担う加工部材の最表面の水酸基(OH基)へのカルボキシル基等の結合、即ち、有機物に由来するコンタミネーションを抑止する。原子状酸素が有機物由来の汚れを分解して清浄化し、かつ、加工部材表面に水酸基(OH基)を表出させる親水化を行うことで、被加工物の安定した物理・化学的な加工が可能となる。 Further, it is possible to generate frictional heat at the contact portion by the step of displace the processed member in a state of being in contact with the workpiece. This frictional heat thermally decomposes the supplied ozone gas and generates atomic oxygen from the ozone gas. The generated atomic oxygen is a bond such as a carboxyl group to a hydroxyl group (OH group) on the outermost surface of a processed member that is responsible for a chemical reaction (processing) with a work piece in an atmospheric environment, that is, contamination derived from an organic substance. Suppress the nation. Atomic oxygen decomposes and purifies organic matter-derived stains, and hydrophilizes the surface of the processed member to expose hydroxyl groups (OH groups), enabling stable physical and chemical processing of the workpiece. It will be possible.
また、上述したように、接触部位がオゾンガス環境下となるため、安定した加工に必要な原子状酸素を確保することが可能となる。 Further, as described above, since the contact portion is in an ozone gas environment, it is possible to secure atomic oxygen required for stable processing.
本発明では、加工部材と被加工物の接触部位、即ち、被加工物の加工がなされる位置で、オゾンガスの熱分解により生じる原子状酸素を利用して、加工部材の表面の清浄化かつ親水化処理を行い、被加工物の物理・化学的に安定した加工を実現するものである。 In the present invention, the surface of the processed member is cleaned and hydrophilic by utilizing atomic oxygen generated by thermal decomposition of ozone gas at the contact site between the processed member and the workpiece, that is, at the position where the workpiece is processed. The chemical treatment is performed to realize physically and chemically stable processing of the work piece.
また、加工部材が、Al2O3から構成される単結晶状態のサファイア、コランダム、サファイアガラス、サファイアクリスタル、多結晶状態のアルミナ、アルミナセラミックス、SiO2を主成分とするガラスのうちいずれか1つからなり、被加工物が、ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、CVDダイヤモンド、DLC膜のうちいずれか1つからなる場合には、被加工物に対する充分に安定した加工が可能となる。Further, the processed member is any one of sapphire, corundum, sapphire glass, sapphire crystal, polycrystalline alumina, alumina ceramics, and glass containing SiO 2 as a main component, which are composed of Al 2 O 3. When the workpiece is made of any one of diamond, polycrystalline diamond, CVD diamond, and DLC film, the workpiece can be processed in a sufficiently stable manner.
また、加工部材が、SiO2を主成分とするガラスからなり、被加工物が、SiCからなる場合には、SiCに対する充分に安定した加工が可能となる。Further, when the processed member is made of glass containing SiO 2 as a main component and the workpiece is made of SiC, sufficiently stable processing with respect to SiC is possible.
また、加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方を加湿する場合には、より一層安定した加工が可能となり、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を向上させることができる。 Further, when at least one of the processed member or the workpiece is humidified, more stable processing becomes possible, the accuracy of the surface roughness can be further improved, and the processing efficiency can be improved.
また、オゾンガスがアルカリ性溶液を含有する場合には、加工部材と被加工物の摩擦面で発生するトライボケミカル反応を促進させ、被加工物の加工面における酸化物を生成させ、優先的に除去できるものとなる。この結果、オゾンガスの熱分解により生じる原子状酸素を利用した加工に加え、トライボケミカル反応による加工が促進され、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を向上させることができる。なお、ここでいうアルカリ性溶液とは、例えば、アルカリ性電解水、NaOH、KOH等のアルカリ性を示す溶液である。 Further, when the ozone gas contains an alkaline solution, the tribochemical reaction generated on the friction surface between the processed member and the workpiece can be promoted to generate an oxide on the processed surface of the workpiece, which can be preferentially removed. It becomes a thing. As a result, in addition to the processing using atomic oxygen generated by the thermal decomposition of ozone gas, the processing by the tribochemical reaction is promoted, the accuracy of the surface roughness can be further improved, and the processing efficiency can be improved. The alkaline solution referred to here is, for example, a solution showing alkalinity such as alkaline electrolyzed water, NaOH, and KOH.
また、アルカリ性溶液がアルカリ性電解水である場合には、アルカリ性電解水を含むオゾンガスでトライボケミカル反応を促進させることが可能となる。また、アルカリ性電解水は、取扱い時の安全性が高く、比較的容易に生成可能であるため、加工方法を安全かつより簡易なものにできる。なお、ここでいうアルカリ性電解水とは、pHが9.0以上のアルカリ性の水を意味するものである。 Further, when the alkaline solution is alkaline electrolyzed water, it is possible to promote the tribochemical reaction with ozone gas containing the alkaline electrolyzed water. In addition, alkaline electrolyzed water is highly safe to handle and can be generated relatively easily, so that the processing method can be made safer and simpler. The alkaline electrolyzed water referred to here means alkaline water having a pH of 9.0 or more.
また、加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方に、陽イオン、若しくは、陰イオンの少なくとも一方を供給して帯電量を制御する場合には、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を安定化させる。
そして、表面の帯電状態が安定化した加工部材と被加工物を接触させた状態で相対的に変位させることによって、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を制御した上で被加工物の表面を物理・化学的に加工することができる。Further, when the charge amount is controlled by supplying at least one of cations or anions to at least one of the processed member or the workpiece, the charged state of the surface of the processed member and the workpiece is adjusted. Stabilize.
Then, the charged state of the surface of the processed member and the workpiece is controlled and then the workpiece is relatively displaced in contact with the workpiece whose surface is stabilized. The surface can be processed physically and chemically.
また、加工部材と、被加工物との接触部位にN2ガスを供給して帯電量を制御する場合には、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を更に制御しやすくなり、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を更に向上させることができる。 Further, when N 2 gas is supplied to the contact portion between the processed member and the workpiece to control the charge amount, it becomes easier to control the charged state of the surface of the processed member and the workpiece, and the surface roughness is roughened. It is possible to further improve the accuracy of the surface and further improve the processing efficiency.
本発明では、加工部材と被加工物の接触部位、即ち、被加工物の加工がなされる位置で、オゾンの熱分解により生じる原子状酸素を利用して、加工部材の表面の清浄化かつ親水化処理を行い、被加工物の物理・化学的に安定した加工を実現するものである。そのため、砥粒フリーの研磨を実現することができる。また、既存の加工装置の加工部材と被加工物の接触部位にオゾンを供給する装置を設置するだけでよいため、加工システムを容易に構築できるものとなっている。 In the present invention, the surface of the processed member is cleaned and hydrophilic by utilizing atomic oxygen generated by thermal decomposition of ozone at the contact site between the processed member and the workpiece, that is, at the position where the workpiece is processed. The chemical treatment is performed to realize physically and chemically stable processing of the work piece. Therefore, abrasive grain-free polishing can be realized. Further, since it is only necessary to install a device that supplies ozone to the contact portion between the processing member of the existing processing device and the workpiece, the processing system can be easily constructed.
なお、「加工部材」としては、例えば、鉄、ニッケル、Co等の金属、SiO2、ZrO2、Al2O3、TiO2、Fe2O3、MgO、CaO,Na2O、K2O、CeO2等の金属酸化物、SiC、SiN、Al2O3等のセラミックス、及びそれらからなる構成材料で構成された加工部材が挙げられる。更に、被加工物としては、ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、CVDダイヤモンド、DLC膜等のダイヤモンド関連材料、SiC、GaN、サファイア、SiCセラミックス、Si3N4セラミックス、AIN、ガラス等の硬脆材料等が挙げられる。The "processed member" includes, for example, metals such as iron, nickel, and Co, SiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2, Fe 2 O 3 , MgO, CaO, Na 2 O, and K 2 O. , Metal oxides such as CeO 2 , ceramics such as SiC, SiC, Al 2 O 3 , and processed members made of constituent materials thereof. Furthermore, as the workpiece, diamond, polycrystalline diamond, CVD diamond, diamond-related material DLC film, or the like, SiC, GaN, sapphire, SiC ceramics, Si 3 N 4 ceramics, AIN, hard and brittle materials such as glass Can be mentioned.
また、上記の目的を達成するために、本発明の加工方法は、金属酸化物で構成された加工部材を被加工物と接触させ、接触部位にオゾンガスを供給すると共に、前記加工部材を前記被加工物に接触させた状態で変位させる工程を備え、前記加工部材は、アルミナセラミックスまたはSiO2を主成分とするガラスのうちいずれか1つからなり、前記被加工物は、GaNからなるもので構成されている。Further, in order to achieve the above object, in the processing method of the present invention, a processed member made of a metal oxide is brought into contact with an object to be processed, ozone gas is supplied to the contact portion, and the processed member is brought into contact with the object. The processed member is made of either alumina ceramics or glass containing SiO 2 as a main component, and the workpiece is made of GaN. It is configured.
ここで、加工部材を被加工物と接触させ、接触部位にオゾンガスを供給することによって、接触部位をオゾンガス環境下におくことができる。即ち、オゾンガスは不安定な分子であるが、接触部位にオゾンガスを供給することで、同領域にオゾンガスを局在させることが可能となる。 Here, the contact portion can be placed in an ozone gas environment by bringing the processed member into contact with the workpiece and supplying ozone gas to the contact portion. That is, although ozone gas is an unstable molecule, by supplying ozone gas to the contact site, it becomes possible to localize the ozone gas in the same region.
また、加工部材を被加工物に接触させた状態で変位させる工程によって、接触部位に摩擦熱を生じさせることが可能となる。この摩擦熱は供給されるオゾンガスを熱分解し、オゾンガスから原子状酸素を生成する。生成した原子状酸素は、大気環境下で、被加工物との化学反応(加工)を担う加工部材の最表面の水酸基(OH基)へのカルボキシル基等の結合、即ち、有機物に由来するコンタミネーションを抑止する。原子状酸素が有機物由来の汚れを分解して清浄化し、かつ、加工部材表面に水酸基(OH基)を表出させる親水化を行うことで、被加工物の安定した物理・化学的な加工が可能となる。 Further, it is possible to generate frictional heat at the contact portion by the step of displace the processed member in a state of being in contact with the workpiece. This frictional heat thermally decomposes the supplied ozone gas and generates atomic oxygen from the ozone gas. The generated atomic oxygen is a bond such as a carboxyl group to a hydroxyl group (OH group) on the outermost surface of a processed member that is responsible for a chemical reaction (processing) with a work piece in an atmospheric environment, that is, contamination derived from an organic substance. Suppress the nation. Atomic oxygen decomposes and purifies organic matter-derived stains, and hydrophilizes the surface of the processed member to expose hydroxyl groups (OH groups), enabling stable physical and chemical processing of the workpiece. It will be possible.
また、上述したように、接触部位がオゾンガス環境下となるため、安定した加工に必要な原子状酸素を確保することが可能となる。 Further, as described above, since the contact portion is in an ozone gas environment, it is possible to secure atomic oxygen required for stable processing.
本発明では、加工部材と被加工物の接触部位、即ち、被加工物の加工がなされる位置で、オゾンガスの熱分解により生じる原子状酸素を利用して、加工部材の表面の清浄化かつ親水化処理を行い、被加工物の物理・化学的に安定した加工を実現するものである。 In the present invention, the surface of the processed member is cleaned and hydrophilic by utilizing atomic oxygen generated by thermal decomposition of ozone gas at the contact site between the processed member and the workpiece, that is, at the position where the workpiece is processed. The chemical treatment is performed to realize physically and chemically stable processing of the work piece.
また、加工部材が、アルミナセラミックスまたはSiO2を主成分とするガラスのうちいずれか1つからなり、被加工物が、GaNから構成されたことによって、GaNに対する充分に安定した加工が可能となる。Further, since the processing member is made of either alumina ceramics or glass containing SiO 2 as a main component and the workpiece is composed of GaN, sufficiently stable processing with respect to GaN becomes possible. ..
また、オゾンガスがアルカリ性電解水を含有する場合には、加工部材と被加工物の摩擦面で発生するトライボケミカル反応を促進させ、被加工物の加工面における酸化物を生成させ、優先的に除去できるものとなる。この結果、オゾンガスの熱分解により生じる原子状酸素を利用した加工に加え、トライボケミカル反応による加工が促進され、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を向上させることができる。なお、ここでいうアルカリ性溶液とは、例えば、アルカリ性電解水、NaOH、KOH等のアルカリ性を示す溶液である。 Further, when the ozone gas contains alkaline electrolyzed water, the tribochemical reaction generated on the friction surface between the processed member and the workpiece is promoted to generate an oxide on the processed surface of the workpiece, which is preferentially removed. It will be possible. As a result, in addition to the processing using atomic oxygen generated by the thermal decomposition of ozone gas, the processing by the tribochemical reaction is promoted, the accuracy of the surface roughness can be further improved, and the processing efficiency can be improved. The alkaline solution referred to here is, for example, a solution showing alkalinity such as alkaline electrolyzed water, NaOH, and KOH.
また、アルカリ性電解水を含むオゾンガスでトライボケミカル反応を促進させることが可能となる。トライボケミカル反応により、下記の反応式で示す反応が生じ、GaNに対して高精度かつ、加工能率が高い加工を行うことができる。
2GaN+3H2O⇔Ga2O3+2NH3
また、アルカリ性電解水は、取扱い時の安全性が高く、比較的容易に生成可能であるため、加工方法を安全かつより簡易なものにできる。なお、ここでいうアルカリ性電解水とは、pHが9.0以上のアルカリ性の水を意味するものである。Further, it becomes possible to promote the tribochemical reaction with ozone gas containing alkaline electrolyzed water. By the tribochemical reaction, the reaction represented by the following reaction formula occurs, and it is possible to perform processing with high accuracy and high processing efficiency with respect to GaN.
2GaN + 3H 2 O ⇔ Ga 2 O 3 + 2NH 3
In addition, alkaline electrolyzed water is highly safe to handle and can be generated relatively easily, so that the processing method can be made safer and simpler. The alkaline electrolyzed water referred to here means alkaline water having a pH of 9.0 or more.
[加工装置について]
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る加工装置は、金属酸化物で構成された加工部材と、所定の被加工物を加工部材と接触させて保持する保持機構と、加工部材及び被加工物との接触部位にオゾンガスを供給するオゾンガス供給部と、加工部材と被加工物を接触させた状態で、加工部材を変位させる駆動部とを備える。[About processing equipment]
Further, in order to achieve the above object, the processing apparatus according to the present invention includes a processing member made of a metal oxide, a holding mechanism for holding a predetermined workpiece in contact with the processing member, and the processing member. It also includes an ozone gas supply unit that supplies ozone gas to a contact portion with the work piece, and a drive unit that displaces the work piece in a state where the work member and the work piece are in contact with each other.
ここで、所定の被加工物を加工部材と接触させて保持する保持機構と、加工部材及び被加工物との接触部位にオゾンガスを供給するオゾンガス供給部によって、接触部位をオゾンガス環境下におくことができる。即ち、オゾンガスは不安定な分子であるが、接触部位にオゾンガスを供給することで、同領域にオゾンガスを局在させることが可能となる。 Here, the contact portion is placed in an ozone gas environment by a holding mechanism that holds a predetermined workpiece in contact with the workpiece and an ozone gas supply unit that supplies ozone gas to the contact portion between the workpiece and the workpiece. Can be done. That is, although ozone gas is an unstable molecule, by supplying ozone gas to the contact site, it becomes possible to localize the ozone gas in the same region.
また、加工部材と被加工物を接触させた状態で、加工部材を変位させる駆動部によって、接触部位に摩擦熱を生じさせることが可能となる。この摩擦熱は供給されるオゾンガスを熱分解し、オゾンガスから原子状酸素を生成する。生成した原子状酸素は、大気環境下で、被加工物との化学反応(加工)を担う加工部材の最表面の水酸基(OH基)へのカルボキシル基等の結合、即ち、有機物に由来するコンタミネーションを抑止する。原子状酸素が有機物由来の汚れを分解して清浄化し、かつ、加工部材表面に水酸基(OH基)を表出させる親水化を行うことで、被加工物の安定した物理・化学的な加工が可能となる。 Further, it is possible to generate frictional heat at the contact portion by the driving unit that displaces the processed member in a state where the processed member and the workpiece are in contact with each other. This frictional heat thermally decomposes the supplied ozone gas and generates atomic oxygen from the ozone gas. The generated atomic oxygen is a bond such as a carboxyl group to a hydroxyl group (OH group) on the outermost surface of a processed member that is responsible for a chemical reaction (processing) with a work piece in an atmospheric environment, that is, contamination derived from an organic substance. Suppress the nation. Atomic oxygen decomposes and purifies organic matter-derived stains, and hydrophilizes the surface of the processed member to expose hydroxyl groups (OH groups), enabling stable physical and chemical processing of the workpiece. It will be possible.
また、上述したように、接触部位がオゾンガス環境下となるため、安定した加工に必要な原子状酸素を確保することが可能となる。 Further, as described above, since the contact portion is in an ozone gas environment, it is possible to secure atomic oxygen required for stable processing.
本発明では、加工部材と被加工物の接触部位、即ち、被加工物の加工がなされる位置にてオゾンの熱分解により生じる原子状酸素を利用して、加工部材の表面の清浄化かつ親水化処理を行い、被加工物の物理・化学的に安定した加工を実現するものである。 In the present invention, the surface of the processed member is cleaned and hydrophilic by utilizing atomic oxygen generated by thermal decomposition of ozone at the contact site between the processed member and the workpiece, that is, at the position where the workpiece is processed. The chemical treatment is performed to realize physically and chemically stable processing of the work piece.
また、加工部材が、Al2O3から構成される単結晶状態のサファイア、コランダム、サファイアガラス、サファイアクリスタル、多結晶状態のアルミナ、アルミナセラミックス、SiO2を主成分とするガラスのうちいずれか1つからなり、被加工物が、ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、CVDダイヤモンド、DLC膜のうちいずれか1つからなる場合には、被加工物に対する充分に安定した加工が可能となる。Further, the processed member is any one of sapphire, corundum, sapphire glass, sapphire crystal, polycrystalline alumina, alumina ceramics, and glass containing SiO 2 as a main component, which are composed of Al 2 O 3. When the workpiece is made of any one of diamond, polycrystalline diamond, CVD diamond, and DLC film, the workpiece can be processed in a sufficiently stable manner.
また、加工部材が、SiO2を主成分とするガラスからなり、被加工物が、SiCからなる場合には、SiCに対する充分に安定した加工が可能となる。Further, when the processed member is made of glass containing SiO 2 as a main component and the workpiece is made of SiC, sufficiently stable processing with respect to SiC is possible.
また、加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方を加湿する場合には、より一層安定した加工が可能となり、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を向上させることができる。 Further, when at least one of the processed member or the workpiece is humidified, more stable processing becomes possible, the accuracy of the surface roughness can be further improved, and the processing efficiency can be improved.
また、オゾンガスがアルカリ性溶液を含有する場合には、加工部材と被加工物の摩擦面で発生するトライボケミカル反応を促進させ、被加工物の加工面における酸化物を生成させ、優先的に除去できるものとなる。この結果、オゾンガスの熱分解により生じる原子状酸素を利用した加工に加え、トライボケミカル反応による加工が促進され、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を向上させることができる。なお、ここでいうアルカリ性溶液とは、例えば、アルカリ性電解水、NaOH、KOH等のアルカリ性を示す溶液である。 Further, when the ozone gas contains an alkaline solution, the tribochemical reaction generated on the friction surface between the processed member and the workpiece can be promoted to generate an oxide on the processed surface of the workpiece, which can be preferentially removed. It becomes a thing. As a result, in addition to the processing using atomic oxygen generated by the thermal decomposition of ozone gas, the processing by the tribochemical reaction is promoted, the accuracy of the surface roughness can be further improved, and the processing efficiency can be improved. The alkaline solution referred to here is, for example, a solution showing alkalinity such as alkaline electrolyzed water, NaOH, and KOH.
また、アルカリ性溶液がアルカリ性電解水である場合には、アルカリ性電解水を含むオゾンガスでトライボケミカル反応を促進させることが可能となる。また、アルカリ性電解水は、取扱い時の安全性が高く、比較的容易に生成可能であるため、加工方法を安全かつより簡易なものにできる。なお、ここでいうアルカリ性電解水とは、pHが9.0以上のアルカリ性の水を意味するものである。 Further, when the alkaline solution is alkaline electrolyzed water, it is possible to promote the tribochemical reaction with ozone gas containing the alkaline electrolyzed water. In addition, alkaline electrolyzed water is highly safe to handle and can be generated relatively easily, so that the processing method can be made safer and simpler. The alkaline electrolyzed water referred to here means alkaline water having a pH of 9.0 or more.
また、加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方に、陽イオン、若しくは、陰イオンの少なくとも一方を供給して帯電量を制御する場合には、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を安定化させる。
そして、表面の帯電状態が安定化した加工部材と被加工物を接触させた状態で相対的に変位させることによって、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を制御した上で被加工物の表面を物理・化学的に加工することができる。Further, when the charge amount is controlled by supplying at least one of cations or anions to at least one of the processed member or the workpiece, the charged state of the surface of the processed member and the workpiece is adjusted. Stabilize.
Then, the charged state of the surface of the processed member and the workpiece is controlled and then the workpiece is relatively displaced in contact with the workpiece whose surface is stabilized. The surface can be processed physically and chemically.
また、加工部材と、被加工物との接触部位にN2ガスを供給して帯電量を制御する場合には、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を更に制御しやすくなり、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を更に向上させることができる。 Further, when N 2 gas is supplied to the contact portion between the processed member and the workpiece to control the charge amount, it becomes easier to control the charged state of the surface of the processed member and the workpiece, and the surface roughness is roughened. It is possible to further improve the accuracy of the surface and further improve the processing efficiency.
本発明では、加工部材と被加工物の接触部位、即ち、被加工物の加工がなされる位置にてオゾンの熱分解により生じる原子状酸素を利用して、加工部材の表面の清浄化かつ親水化処理を行い、被加工物を物理・化学的に安定した加工を実現するものである。そのため、砥粒フリーの研磨を実現することができる。また、既存の加工装置の加工部材と被加工物の接触部位にオゾンを供給する装置を設置するだけでよいため、加工システムを容易に構築できるものとなっている。 In the present invention, the surface of the processed member is cleaned and hydrophilic by utilizing atomic oxygen generated by thermal decomposition of ozone at the contact site between the processed member and the workpiece, that is, at the position where the workpiece is processed. This is to realize the physically and chemically stable processing of the workpiece by performing the chemical treatment. Therefore, abrasive grain-free polishing can be realized. Further, since it is only necessary to install a device that supplies ozone to the contact portion between the processing member of the existing processing device and the workpiece, the processing system can be easily constructed.
なお、「加工部材」としては、例えば、鉄、ニッケル、Co等の金属、SiO2、ZrO2、Al2O3、TiO2、Fe2O3、MgO、CaO,Na2O、K2O、CeO2等の無機酸化物、SiC、SiN、Al2O3等のセラミックス、及びそれらからなる構成材料で構成された加工部材が挙げられる。更に、被加工物としては、ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、CVDダイヤモンド、DLC膜等のダイヤモンド関連材料、SiC、GaN、サファイア、SiCセラミックス、Si3N4セラミックス、AIN、ガラス等の硬脆材料等が挙げられる。The "processed member" includes, for example, metals such as iron, nickel, and Co, SiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2, Fe 2 O 3 , MgO, CaO, Na 2 O, and K 2 O. , Inorganic oxides such as CeO 2 , ceramics such as SiC, SiC, Al 2 O 3 , and processed members made of constituent materials thereof. Furthermore, as the workpiece, diamond, polycrystalline diamond, CVD diamond, diamond-related material DLC film, or the like, SiC, GaN, sapphire, SiC ceramics, Si 3 N 4 ceramics, AIN, hard and brittle materials such as glass Can be mentioned.
また、上記の目的を達成するために、本発明の加工装置は、金属酸化物で構成された加工部材と、所定の被加工物を加工部材と接触させて保持する保持機構と、加工部材及び被加工物との接触部位にオゾンガスを供給するオゾンガス供給部と、加工部材と被加工物を接触させた状態で、加工部材を変位させる駆動部とを備え、加工部材は、アルミナセラミックスまたはSiO2を主成分とするガラスのうちいずれか1つからなり、前記被加工物は、GaNからなるもので構成されている。Further, in order to achieve the above object, the processing apparatus of the present invention includes a processing member made of metal oxide, a holding mechanism for holding a predetermined workpiece in contact with the processing member, the processing member, and the processing member. It is provided with an ozone gas supply unit that supplies ozone gas to a contact portion with the workpiece and a drive unit that displaces the workpiece while the workpiece is in contact with the workpiece. The workpiece is alumina ceramics or SiO 2 The work piece is made of GaN.
ここで、所定の被加工物を加工部材と接触させて保持する保持機構と、加工部材及び被加工物との接触部位にオゾンガスを供給するオゾンガス供給部によって、接触部位をオゾンガス環境下におくことができる。即ち、オゾンガスは不安定な分子であるが、接触部位にオゾンガスを供給することで、同領域にオゾンガスを局在させることが可能となる。 Here, the contact portion is placed in an ozone gas environment by a holding mechanism that holds a predetermined workpiece in contact with the workpiece and an ozone gas supply unit that supplies ozone gas to the contact portion between the workpiece and the workpiece. Can be done. That is, although ozone gas is an unstable molecule, by supplying ozone gas to the contact site, it becomes possible to localize the ozone gas in the same region.
また、加工部材と被加工物を接触させた状態で、加工部材を変位させる駆動部によって、接触部位に摩擦熱を生じさせることが可能となる。この摩擦熱は供給されるオゾンガスを熱分解し、オゾンガスから原子状酸素を生成する。生成した原子状酸素は、大気環境下で、被加工物との化学反応(加工)を担う加工部材の最表面の水酸基(OH基)へのカルボキシル基等の結合、即ち、有機物に由来するコンタミネーションを抑止する。原子状酸素が有機物由来の汚れを分解して清浄化し、かつ、加工部材表面に水酸基(OH基)を表出させる親水化を行うことで、被加工物の安定した物理・化学的な加工が可能となる。 Further, it is possible to generate frictional heat at the contact portion by the driving unit that displaces the processed member in a state where the processed member and the workpiece are in contact with each other. This frictional heat thermally decomposes the supplied ozone gas and generates atomic oxygen from the ozone gas. The generated atomic oxygen is a bond such as a carboxyl group to a hydroxyl group (OH group) on the outermost surface of a processed member that is responsible for a chemical reaction (processing) with a work piece in an atmospheric environment, that is, contamination derived from an organic substance. Suppress the nation. Atomic oxygen decomposes and purifies organic matter-derived stains, and hydrophilizes the surface of the processed member to expose hydroxyl groups (OH groups), enabling stable physical and chemical processing of the workpiece. It will be possible.
また、上述したように、接触部位がオゾンガス環境下となるため、安定した加工に必要な原子状酸素を確保することが可能となる。 Further, as described above, since the contact portion is in an ozone gas environment, it is possible to secure atomic oxygen required for stable processing.
本発明では、加工部材と被加工物の接触部位、即ち、被加工物の加工がなされる位置にてオゾンの熱分解により生じる原子状酸素を利用して、加工部材の表面の清浄化かつ親水化処理を行い、被加工物の物理・化学的に安定した加工を実現するものである。 In the present invention, the surface of the processed member is cleaned and hydrophilic by utilizing atomic oxygen generated by thermal decomposition of ozone at the contact site between the processed member and the workpiece, that is, at the position where the workpiece is processed. The chemical treatment is performed to realize physically and chemically stable processing of the work piece.
また、加工部材が、アルミナセラミックスまたはSiO2を主成分とするガラスのうちいずれか1つからなり、被加工物が、GaNから構成されたことによって、GaNに対する充分に安定した加工が可能となる。Further, since the processing member is made of either alumina ceramics or glass containing SiO 2 as a main component and the workpiece is composed of GaN, sufficiently stable processing with respect to GaN becomes possible. ..
また、オゾンガスがアルカリ性電解水を含有する場合には、加工部材と被加工物の摩擦面で発生するトライボケミカル反応を促進させ、被加工物の加工面における酸化物を生成させ、優先的に除去できるものとなる。この結果、オゾンガスの熱分解により生じる原子状酸素を利用した加工に加え、トライボケミカル反応による加工が促進され、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を向上させることができる。なお、ここでいうアルカリ性溶液とは、例えば、アルカリ性電解水、NaOH、KOH等のアルカリ性を示す溶液である。 Further, when the ozone gas contains alkaline electrolyzed water, the tribochemical reaction generated on the friction surface between the processed member and the workpiece is promoted to generate an oxide on the processed surface of the workpiece, which is preferentially removed. It will be possible. As a result, in addition to the processing using atomic oxygen generated by the thermal decomposition of ozone gas, the processing by the tribochemical reaction is promoted, the accuracy of the surface roughness can be further improved, and the processing efficiency can be improved. The alkaline solution referred to here is, for example, a solution showing alkalinity such as alkaline electrolyzed water, NaOH, and KOH.
また、アルカリ性電解水を含むオゾンガスでトライボケミカル反応を促進させることが可能となる。トライボケミカル反応により、下記の反応式で示す反応が生じ、GaNに対して高精度かつ、加工能率が高い加工を行うことができる。
2GaN+3H2O⇔Ga2O3+2NH3
また、アルカリ性電解水は、取扱い時の安全性が高く、比較的容易に生成可能であるため、加工方法を安全かつより簡易なものにできる。なお、ここでいうアルカリ性電解水とは、pHが9.0以上のアルカリ性の水を意味するものである。Further, it becomes possible to promote the tribochemical reaction with ozone gas containing alkaline electrolyzed water. By the tribochemical reaction, the reaction represented by the following reaction formula occurs, and it is possible to perform processing with high accuracy and high processing efficiency with respect to GaN.
2GaN + 3H 2 O ⇔ Ga 2 O 3 + 2NH 3
In addition, alkaline electrolyzed water is highly safe to handle and can be generated relatively easily, so that the processing method can be made safer and simpler. The alkaline electrolyzed water referred to here means alkaline water having a pH of 9.0 or more.
[加工方法について]
上記の目的を達成するために、本発明の加工方法は、加工部材、若しくは、同加工部材で加工される被加工物の少なくとも一方に、陽イオン、若しくは、陰イオンの少なくとも一方を供給して帯電量を制御すると共に、前記加工部材と前記被加工物を接触させた状態で相対的に変位させる工程を備える。[About processing method]
In order to achieve the above object, the processing method of the present invention supplies at least one of a cation or an anion to at least one of a processing member or a work piece processed by the processing member. It includes a step of controlling the amount of charge and relatively displace the processed member and the workpiece in contact with each other.
ここで、加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方に、陽イオン、若しくは、陰イオンの少なくとも一方を供給して帯電量を制御することによって、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を安定化させる。
そして、表面の帯電状態が安定化した加工部材と被加工物を接触させた状態で相対的に変位させることによって、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を制御した上で被加工物の表面を物理・化学的に加工することができる。Here, by supplying at least one of cations or anions to at least one of the processed member or the workpiece to control the amount of charge, the charged state of the surface of the processed member and the workpiece can be adjusted. Stabilize.
Then, the charged state of the surface of the processed member and the workpiece is controlled and then the workpiece is relatively displaced in contact with the workpiece whose surface is stabilized. The surface can be processed physically and chemically.
本発明では、加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方に、陽イオン、若しくは、陰イオンの少なくとも一方を供給して、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を制御し、表面粗さの精度が高く、かつ、加工能率が向上した加工を実現するものである。 In the present invention, at least one of a cation or an anion is supplied to at least one of the processed member or the workpiece to control the charged state of the surface of the processed member and the workpiece, and the surface roughness is controlled. This is to realize machining with high accuracy and improved machining efficiency.
また、加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方に、陰イオンを供給して加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を制御し、被加工部材の表面を加工することができる。 Further, it is possible to process the surface of the processed member by supplying anions to at least one of the processed member or the workpiece to control the charged state of the surfaces of the processed member and the workpiece.
また、加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方に、陽イオンを供給して加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を制御し、被加工部材の表面を加工することができる。 Further, it is possible to process the surface of the processed member by supplying cations to at least one of the processed member or the workpiece to control the charged state of the surfaces of the processed member and the workpiece.
また、加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方に、陰イオン及び陽イオンを供給して加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を制御し、被加工部材の表面を加工することができる。 Further, it is possible to process the surface of the processed member by supplying anions and cations to at least one of the processed member or the workpiece to control the charged state of the surface of the processed member and the workpiece. ..
また、加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方を加湿する場合には、帯電状態をより一層制御しやすくなり、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を更に向上させることができる。 Further, when at least one of the processed member or the workpiece is humidified, the charged state can be further controlled, the accuracy of the surface roughness can be further improved, and the processing efficiency can be further improved. can.
また、加工部材の表面に紫外光若しくはプラズマを照射して同加工部材の表面を清浄化かつ親水化処理する場合には、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を更に制御しやすくなり、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を更に向上させることができる。 Further, when the surface of the processed member is irradiated with ultraviolet light or plasma to purify and hydrophilize the surface of the processed member, it becomes easier to control the charged state of the surface of the processed member and the workpiece. The accuracy of the surface roughness can be further improved, and the processing efficiency can be further improved.
また、加工部材及び被加工物の接触部位にN2ガスを供給する場合には、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を更に制御しやすくなり、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を更に向上させることができる。Further, when N 2 gas is supplied to the contact portion between the processed member and the workpiece, the charged state of the surface of the processed member and the workpiece can be further controlled, and the accuracy of the surface roughness can be further improved. Moreover, the processing efficiency can be further improved.
本発明では、加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方に、陽イオン、若しくは、陰イオンの少なくとも一方を供給することによって、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を制御し、加工部材の最表面部と被加工物を接触させた状態で加工部材を変位させることによって、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を制御した上で被加工物の表面を物理・化学的に加工を実現するものである。そのため、一般的な紫外光光源に比べて、陽イオン、若しくは、陰イオンの少なくとも一方を供給するだけで安定した加工が可能となる。 In the present invention, by supplying at least one of a cation or an anion to at least one of the processed member or the workpiece, the charged state of the surface of the processed member and the workpiece is controlled, and the processed member is controlled. The surface of the work piece is physically and chemically processed while controlling the charged state of the surface of the work piece and the work piece by displacement of the work piece while the outermost surface portion of the work piece is in contact with the work piece. Is to be realized. Therefore, as compared with a general ultraviolet light source, stable processing can be performed by supplying at least one of a cation or an anion.
なお、「加工部材」としては、例えば、鉄、ニッケル、Co等の金属、SiO2、ZrO2、Al2O3、TiO2、Fe2O3、MgO、CaO,Na2O、K2O、CeO2等の無機酸化物、SiC、SiN、Al2O3等のセラミックス、及びそれらからなる構成材料で構成された加工部材が挙げられる。更に、被加工物としては、ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、CVDダイヤモンド、DLC膜等のダイヤモンド関連材料、SiC、GaN、サファイア、SiCセラミックス、Si3N4セラミックス、AIN、ガラス等の硬脆材料等が挙げられる。The "processed member" includes, for example, metals such as iron, nickel, and Co, SiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2, Fe 2 O 3 , MgO, CaO, Na 2 O, and K 2 O. , Inorganic oxides such as CeO 2 , ceramics such as SiC, SiC, Al 2 O 3 , and processed members made of constituent materials thereof. Furthermore, as the workpiece, diamond, polycrystalline diamond, CVD diamond, diamond-related material DLC film, or the like, SiC, GaN, sapphire, SiC ceramics, Si 3 N 4 ceramics, AIN, hard and brittle materials such as glass Can be mentioned.
[加工装置について]
また、上記の目的を達成するために、本発明に係る加工装置は、加工部材と、該加工部材、若しくは、同加工部材で加工される被加工物の少なくとも一方に、陽イオン、若しくは、陰イオンの少なくとも一方を供給して帯電量を制御する帯電処理部と、所定の被加工物を保持する保持機構と、前記加工部材と前記被加工物を接触させた状態で、前記加工部材と同被加工物を相対的に変位させる駆動部とを備える。[About processing equipment]
Further, in order to achieve the above object, the processing apparatus according to the present invention has a cation or an anion on at least one of the processing member and the processing member or the workpiece processed by the processing member. A charging processing unit that supplies at least one of ions to control the amount of charge, a holding mechanism that holds a predetermined workpiece, and the same as the processed member in a state where the processed member and the workpiece are in contact with each other. It is provided with a drive unit that relatively displaces the workpiece.
ここで、加工部材と、加工部材、若しくは、加工部材で加工される被加工物の少なくとも一方に、陽イオン、若しくは、陰イオンの少なくとも一方を供給して帯電量を制御する帯電処理部によって、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を安定化させるものとなる。 Here, by a charging processing unit that controls the amount of charge by supplying at least one of cations and anions to the processed member and at least one of the processed member or the workpiece to be processed by the processed member. It stabilizes the charged state of the surfaces of the processed member and the workpiece.
また、加工部材と、所定の被加工物を保持する保持機構と、加工部材と被加工物を接触させた状態で、加工部材と被加工物を相対的に変位させる駆動部によって、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を安定化させた上で、被加工物の表面を物理・化学的に加工することができる。 Further, the machined member and the work piece are held by a holding mechanism for holding the work piece and the work piece, and a drive unit that relatively displaces the work piece and the work piece in a state where the work piece and the work piece are in contact with each other. After stabilizing the charged state of the surface of the work piece, the surface of the work piece can be physically and chemically processed.
本発明では、帯電処理部で加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方に、陽イオン、若しくは、陰イオンの少なくとも一方を供給し、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を制御し、表面粗さの精度が高く、かつ、加工能率が向上した加工を実現するものである。 In the present invention, the charging processing unit supplies at least one of cations and anions to at least one of the processed member or the workpiece to control the charged state of the surface of the processed member and the workpiece. It realizes processing with high surface roughness accuracy and improved processing efficiency.
また、加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方を加湿する加湿処理部を備える場合には、帯電状態をより一層制御しやすくなり、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を更に向上させることができる。 Further, when a humidifying processing unit for humidifying at least one of the processed member or the workpiece is provided, it becomes easier to control the charged state, the accuracy of the surface roughness is further improved, and the processing efficiency is improved. It can be further improved.
また、加工部材の表面を親水化処理する清浄化かつ親水化処理部を備える場合には、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を更に制御しやすくなり、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を更に向上させることができる。 Further, when the surface of the processed member is provided with a cleansing and hydrophilizing treatment unit, it becomes easier to control the charged state of the surface of the processed member and the workpiece, and the accuracy of the surface roughness is further improved. It can be enhanced and the processing efficiency can be further improved.
また、加工部材及び被加工物の接触部位にN2ガスを供給するN2ガス供給部を備える場合には、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を更に制御しやすくなり、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を更に向上させることができる。Further, when equipped with a N 2 gas supply unit for supplying a N 2 gas to the contact portion of the workpiece and the workpiece, it becomes more easily control the charge state of the surface of the workpiece and the workpiece, the surface roughness It is possible to further improve the accuracy of the above and further improve the processing efficiency.
本発明では、加工部材、若しくは、被加工物の少なくとも一方に、陽イオン、若しくは、陰イオンの少なくとも一方を供給する帯電処理部によって、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を制御し、加工部材の最表面部と被加工物を接触させた状態で加工部材を変位させる駆動部によって、加工部材及び被加工物の表面の帯電状態を制御した上で被加工物の表面を物理・化学的に加工を実現するものである。また、既存の加工装置の紫外光光源を帯電装置等に置き換えるだけでよいため、加工システムを容易に構築できるものとなっている。 In the present invention, the charged state of the surface of the processed member and the workpiece is controlled by a charging processing unit that supplies at least one of cations or anions to at least one of the processed member or the workpiece. The surface of the work piece is physically and chemically controlled by the drive unit that displaces the work piece while the outermost surface part of the work piece is in contact with the work piece, while controlling the charged state of the surface of the work piece and the work piece. It realizes processing in a targeted manner. Further, since it is only necessary to replace the ultraviolet light source of the existing processing device with a charging device or the like, the processing system can be easily constructed.
本発明を適用した加工方法及び加工装置では、ダイヤモンド等を加工するドライ研磨にて、簡易な構成でありながら高能率かつ高精度な加工を実現することができる。 In the processing method and processing apparatus to which the present invention is applied, highly efficient and highly accurate processing can be realized with a simple structure by dry polishing for processing diamond or the like.
[発明の第1の実施の形態]
以下、本発明を実施するための形態(以下、「発明の第1の実施の形態」と称する)について説明する。
図1は本発明を適用した加工装置を説明するための模式図であり、ここで示す加工装置1は、サファイア定盤2と、単結晶ダイヤモンド3を保持する試料ホルダー4を有している。また、加工装置1は、サファイア定盤2と単結晶ダイヤモンド3との接触部位にオゾンガスを供給するオゾン供給部5を有している。なお、単結晶ダイヤモンド4は被加工物の一例である。[First Embodiment of the invention]
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as “first embodiment of the invention”) will be described.
FIG. 1 is a schematic view for explaining a processing apparatus to which the present invention is applied. The
なお、サファイア定盤2の上面(図1上の上面)に被加工物である単結晶ダイヤモンド3が接して被加工物が研磨されることとなる。また、サファイア定盤2は加工部材の一例である。
The
オゾン供給部5は、サファイア定盤2の上方に配置されている。また、オゾン供給部5の先端、即ち、オゾンガスが排出される部分は、サファイア定盤2と単結晶ダイヤモンド3との接触部位に向けられている。これにより、接触部位がオゾン環境下となる。また、接触部位におけるサファイア定盤2と単結晶ダイヤモンド3との間で生じる摩擦熱によりオゾンガスが原子状酸素に熱分解され、被加工物が安定的に加工されるものとなる。
The
ここで、本実施の形態では、加工部材がサファイア定盤2で形成されている場合を例に挙げて説明を行っているが、被加工物を加工可能な材料であれば充分であって、必ずしもサファイア定盤2で形成される必要はない。例えば、鉄、ニッケル、Co等の金属、SiO2、ZrO2、Al2O3、TiO2、Fe2O3、MgO、CaO,Na2O、K2O、CeO2等の無機酸化物、SiC、SiN、Al2O3等のセラミックス、及びそれらからなる構成材料で形成されていても構わない。Here, in the present embodiment, the case where the processed member is formed of the
また、サファイア定盤2は、回転数が制御可能な加工テーブル6上に固定され、加工テーブル6の回転によってサファイア定盤2が図1中符号Aで示す方向に回転可能に構成されている。
Further, the
また、試料ホルダー4は、サファイア定盤2の回転軸に対して偏心した回転軸7を中心として図1中符号Bで示す方向に回転可能に構成されており、単結晶ダイヤモンド3を保持した状態で上方から単結晶ダイヤモンド3とサファイア定盤2が接触する位置sまで下降する。なお、図中の符号Yは荷重をかける方向を示している。
Further, the
ここで、本実施の形態では、試料ホルダー4に保持される被加工物として単結晶ダイヤモンド3を例に挙げて説明を行っているが、被加工物は単結晶ダイヤモンド3に限定されるものではなく、ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、CVDダイヤモンド、DLC膜等のダイヤモンド関連材料、SiC、GaN、サファイア、SiCセラミックス、Si3N4セラミックス、AIN、ガラス等の硬脆材料等であっても構わない。Here, in the present embodiment, the work piece held in the
以下、上記の様に構成された加工装置1を用いた加工方法について説明を行う。即ち、本発明を適用した加工方法の一例について説明を行う。
Hereinafter, a processing method using the
本発明を適用した加工方法の一例では、サファイア定盤2を回転させながら、サファイア定盤2と単結晶ダイヤモンド3との接触部位にオゾン供給部5からオゾンガスを供給する。
In an example of the processing method to which the present invention is applied, ozone gas is supplied from the
即ち、サファイア定盤2と単結晶ダイヤモンド3との接触部位にオゾンガスを供しながら、接触部位で生じる摩擦熱によりオゾンガスを熱分解して原子状酸素を生成する。生成した原子状酸素により、サファイア定盤2の表面を清浄化かつ親水化処理する。即ち、サファイア定盤2の表面を改質する。
That is, while providing ozone gas to the contact portion between the
そして、表面が改質した状態のサファイア定盤2の上面と単結晶ダイヤモンド3が接触した状態でサファイア定盤2が回転することによって、単結晶ダイヤモンド3の表面を物理・化学的に除去することとなる。
Then, the surface of the
本実施の形態の変形例として、図1に記載の装置構成に、更に、加湿処理部を設けるものを採用しうる。加湿処理部は加工部材の上方に設置される。加湿処理部は、加工部材の表面を加湿する部材である。また、水分を付与したオゾンガスをサファイア定盤2と単結晶ダイヤモンド3の接触部位に供給する方式も採用しうる。加湿を行うことで、被加工物への加工をより一層安定化させることができる。
As a modification of the present embodiment, it is possible to adopt an apparatus configuration shown in FIG. 1 in which a humidifying treatment unit is further provided. The humidification treatment unit is installed above the processing member. The humidifying treatment unit is a member that humidifies the surface of the processed member. Further, a method of supplying the moistened ozone gas to the contact portion between the
本実施の形態の更なる変形例として、オゾン供給部から供給するオゾンガスにアルカリ性電解水(pH9.0以上)を含ませて、加工部材と被加工物との接触部位にオゾンガスを供給する方法も採用しうる。 As a further modification of the present embodiment, there is also a method of impregnating the ozone gas supplied from the ozone supply unit with alkaline electrolyzed water (pH 9.0 or higher) and supplying the ozone gas to the contact portion between the processed member and the workpiece. Can be adopted.
オゾンガスがアルカリ性電解水を含有する場合には、加工部材と被加工物の摩擦面で発生するトライボケミカル反応を促進させ、被加工物の加工面における酸化物を生成させ、優先的に除去可能となる。この結果、オゾンガスの熱分解により生じる原子状酸素を利用した加工に加え、トライボケミカル反応による加工が促進され、表面粗さの精度をより一層高め、かつ、加工能率を向上させることができる。 When ozone gas contains alkaline electrolyzed water, it promotes the tribochemical reaction that occurs on the friction surface between the processed member and the work piece, generates oxides on the work surface of the work piece, and can be removed preferentially. Become. As a result, in addition to the processing using atomic oxygen generated by the thermal decomposition of ozone gas, the processing by the tribochemical reaction is promoted, the accuracy of the surface roughness can be further improved, and the processing efficiency can be improved.
ここで、オゾンガスに含有させる溶液はアルカリ性溶液であればよく、アルカリ性電解水に限定されるものではない。例えば、NaOHやKOH等のアルカリ性溶液をオゾンガスに含有させて加工に利用することも可能である。 Here, the solution contained in ozone gas may be an alkaline solution, and is not limited to alkaline electrolyzed water. For example, it is also possible to add an alkaline solution such as NaOH or KOH to ozone gas and use it for processing.
[効果]
本発明を適用した加工方法及び加工装置は、加工部材と被加工物の接触部位、即ち、被加工物の加工がなされる位置で、オゾンの熱分解により生じる原子状酸素を利用するものであるため、紫外光を照射する装置に比べ、加工部材の表面をより均一に処理可能なものとなっている。この結果、より安定的かつ高い加工精度を実現しうるものとなっている。[effect]
The processing method and processing apparatus to which the present invention is applied utilize atomic oxygen generated by thermal decomposition of ozone at the contact site between the processing member and the workpiece, that is, at the position where the workpiece is processed. Therefore, the surface of the processed member can be treated more uniformly than the device that irradiates ultraviolet light. As a result, more stable and high processing accuracy can be realized.
また、本発明を適用した加工装置は、オゾン供給部を既存の装置に配置するのみで容易に構築することができるものとなっている。 Further, the processing apparatus to which the present invention is applied can be easily constructed only by arranging the ozone supply unit in the existing apparatus.
更に、本発明を適用した加工方法及び加工装置は、砥粒を利用していないために、加工後の砥粒処理を行う必要がないものとなる。 Further, since the processing method and processing apparatus to which the present invention is applied do not use abrasive grains, it is not necessary to perform abrasive grain processing after processing.
また、砥粒を利用した加工の場合には、砥粒をスラリーの状態で供給する必要があり、加工部材や被加工物がスラリーで湿った状態となってしまい、温度が上がりにくく加工が進み難い。
一方、本発明を適用した加工方法では、砥粒を利用していないためにスラリーが供給されることもなく、加工部材や被加工物が乾いた状態であり、摩擦熱も含めて温度が上がり易く化学反応が進みやすい。即ち、難加工材料の高精度、高能率な加工が実現することができる。Further, in the case of processing using abrasive grains, it is necessary to supply the abrasive grains in a slurry state, and the processed member and the workpiece become wet with the slurry, so that the temperature does not rise easily and the processing proceeds. hard.
On the other hand, in the processing method to which the present invention is applied, since no abrasive grains are used, no slurry is supplied, the processed member and the workpiece are in a dry state, and the temperature rises including frictional heat. Easy to proceed with chemical reaction. That is, high-precision and high-efficiency processing of difficult-to-process materials can be realized.
以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。なお、ここで示す実施例は一例であり本発明を限定するものではない。 Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described. It should be noted that the examples shown here are examples and do not limit the present invention.
[実施例1及び比較例1〜2]
本発明の実施例1の加工方法として、以下の条件で加工を行った。先ず、本発明の実施例1の加工方法として、サファイア定盤に被加工物として単結晶ダイヤモンド(3mm×3mm)を2kg(22.2kg/cm2)の荷重で押圧し、サファイア定盤を回転数250rpm、揺動距離3mm、揺動速度0.1mm/sの条件で回転させると共に、試料ホルダーを1000rpmで回転させた。また、オゾン供給部よりサファイア定盤と単結晶ダイヤモンドとの接触部位にオゾンガス(5L/min)を供給した。この様な状況で1.5時間の加工を行った。
実施例1と同様の方法で、オゾン供給部によるオゾン供給を行わないものを比較例1とした。
また、上述した実施例1の加工方法の装置構成に紫外光光源を更に設置して、サファイア定盤に上方から、紫外光(172nm)を照射強度6mW/cm2の条件で照射しながら、オゾン供給部によるオゾン供給を行わないものを比較例2とした。
上記の実施例1及び比較例1〜2について、加工後の単結晶ダイヤモンドの表面粗さを非接触形状測定機で測定し、評価を行った。[Example 1 and Comparative Examples 1 and 2]
As the processing method of Example 1 of the present invention, processing was performed under the following conditions. First, as the processing method of Example 1 of the present invention, a single crystal diamond (3 mm × 3 mm) is pressed against the sapphire surface plate as a work piece with a load of 2 kg (22.2 kg / cm 2) to rotate the sapphire surface plate. The sample holder was rotated at 1000 rpm while rotating under the conditions of several 250 rpm, a swing distance of 3 mm, and a swing speed of 0.1 mm / s. Further, ozone gas (5 L / min) was supplied from the ozone supply unit to the contact portion between the sapphire surface plate and the single crystal diamond. Processing was performed for 1.5 hours in such a situation.
Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 in which ozone was not supplied by the ozone supply unit.
Further, an ultraviolet light source is further installed in the apparatus configuration of the processing method of Example 1 described above, and ozone is irradiated to the sapphire surface plate from above under the condition of irradiation intensity of 6 mW / cm 2. Comparative Example 2 was used in which ozone was not supplied by the supply unit.
With respect to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 described above, the surface roughness of the processed single crystal diamond was measured with a non-contact shape measuring machine and evaluated.
図2に比較例1の結果、図3に比較例2の結果、及び、図4に実施例1の結果を示す。 FIG. 2 shows the result of Comparative Example 1, FIG. 3 shows the result of Comparative Example 2, and FIG. 4 shows the result of Example 1.
図2及び図4から明らかなように、比較例1の被加工物の加工面に比べ、実施例1の加工により、被加工物の加工面が精度高く加工され、被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は0.119nmであり、平滑に加工されていたことが分かった。比較例1の算術平均粗さ(Ra)の値は2.213nmであった。
また、図3及び図4から明らかなように、比較例2の被加工物の加工面に比べ、実施例1の加工により、被加工物の加工面がより精度高く加工されていることが分かった。
なお、比較例2の被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は0.177nmであった。As is clear from FIGS. 2 and 4, the machined surface of the workpiece is machined with higher accuracy by the machining of Example 1 than the machined surface of the workpiece of Comparative Example 1, and is within the measurement range of the workpiece. The value of the arithmetic mean roughness (Ra) was 0.119 nm, and it was found that the processing was smooth. The value of the arithmetic mean roughness (Ra) of Comparative Example 1 was 2.213 nm.
Further, as is clear from FIGS. 3 and 4, it is found that the processed surface of the workpiece is processed with higher accuracy by the processing of Example 1 than the processed surface of the workpiece of Comparative Example 2. rice field.
The value of the arithmetic mean roughness (Ra) in the measurement range of the work surface of Comparative Example 2 was 0.177 nm.
(1)加工能率について
上述した実施例1及び比較例1〜2の加工方法による加工能率について以下の内容で確認を行った。
被加工物となる単結晶ダイヤモンドに所定の深さの溝を形成しておき、加工前後での溝の深さの変化量から加工能率を算出した。(1) Machining efficiency The machining efficiencies by the machining methods of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 described above were confirmed with the following contents.
Grooves having a predetermined depth were formed in the single crystal diamond to be processed, and the machining efficiency was calculated from the amount of change in the groove depth before and after machining.
実施例1における加工能率は2453.5nm/hであり、充分な加工能率を示していた。
一方、比較例1における加工能率は33.3nm/hであった。また、比較例2における加工能率は238.1nm/hであった。The processing efficiency in Example 1 was 2453.5 nm / h, indicating a sufficient processing efficiency.
On the other hand, the processing efficiency in Comparative Example 1 was 33.3 nm / h. The processing efficiency in Comparative Example 2 was 238.1 nm / h.
(2)被加工物の加工面の表面粗さ
[実施例2及び比較例3]
本発明の実施例2の加工方法として、以下の条件で加工を行った。先ず、本発明の実施例2の加工方法として、ソーダ石灰ガラス(soda-lime glass)定盤に被加工物としてSiC基板(Single-crystal 4H-SiC 4°off)(2インチ)を3kgの荷重で押圧し、ソーダ石灰ガラス定盤を回転数200rpm、揺動距離6mm、揺動速度0.1mm/sの条件で回転させると共に、試料ホルダーを30rpmで回転させた。また、紫外光光源を設置し、ソーダ石灰ガラス定盤に上方から、紫外光(172nm)を照射強度6mW/cm2の条件で照射した。また、オゾン供給部よりソーダ石灰ガラス定盤とSiC基板との接触部位にオゾンガス(5L/min)を供給した。この様な状況で2時間の加工を行った。なお、ソーダ石灰ガラスは、SiO2を主成分とするガラスの一例である。
実施例2の加工方法を実施する前の同一サンプルに対して、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨したものを比較例3とした。
上記の実施例2及び比較例3について、加工後のSiC基板の表面粗さを非接触形状測定機で測定し、評価を行った。(2) Surface Roughness of Processed Surface of Worked Work [Example 2 and Comparative Example 3]
As the processing method of Example 2 of the present invention, processing was performed under the following conditions. First, as the processing method of Example 2 of the present invention, a SiC substrate (Single-crystal 4H-
Comparative Example 3 was obtained by mechanically polishing the same sample before carrying out the processing method of Example 2 with diamond abrasive grains.
With respect to the above-mentioned Example 2 and Comparative Example 3, the surface roughness of the processed SiC substrate was measured by a non-contact shape measuring machine and evaluated.
図5に比較例3の結果、及び、図6に実施例2の結果を示す。 FIG. 5 shows the result of Comparative Example 3, and FIG. 6 shows the result of Example 2.
図5及び図6から明らかなように、比較例3の被加工物の加工面に比べ、実施例2の加工により、被加工物の加工面が精度高く加工され、被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は0.311nmであり、平滑に加工されていたことが分かった。比較例3の算術平均粗さ(Ra)の値は1.601nmであった。 As is clear from FIGS. 5 and 6, the machined surface of the work piece is machined with higher accuracy by the machining of Example 2 than the machined surface of the work piece of Comparative Example 3, and is within the measurement range of the work surface. The value of the arithmetic mean roughness (Ra) was 0.311 nm, and it was found that the processing was smooth. The value of the arithmetic mean roughness (Ra) of Comparative Example 3 was 1.601 nm.
(3)加工能率について
上述した実施例2及び比較例3の加工方法による加工能率について、上記(2)と同様の内容で加工能率を算出した。(3) Machining efficiency With respect to the machining efficiency by the machining methods of Example 2 and Comparative Example 3 described above, the machining efficiency was calculated with the same contents as in (2) above.
実施例2における加工能率は201.3nm/hであり、一方、比較例3における加工能率は72.26nm/hであった。 The processing efficiency in Example 2 was 2011.3 nm / h, while the processing efficiency in Comparative Example 3 was 72.26 nm / h.
(4)被加工物の加工面の表面粗さ
[実施例3及び比較例4]
本発明の実施例3の加工方法として、以下の条件で加工を行った。先ず、本発明の実施例3の加工方法として、アルミナセラミックス定盤に被加工物としてGaN基板(10mm×10mm)を250g(250g/cm2)の荷重で押圧し、アルミナセラミックス定盤を回転数250rpm、揺動距離10mm、揺動速度0.5mm/sの条件で回転させると共に、試料ホルダーを250rpmで回転させた。また、オゾン供給部よりアルミナセラミックス定盤とGaN基板との接触部位にオゾンガス(5L/min)を供給した。この様な状況で1時間の加工を行った。
実施例3の加工方法を実施する前の同一サンプルに対して、ダイヤモンド砥粒を用いて機械研磨したものを比較例4とした。
上記の実施例3及び比較例4について、加工後のGaN基板の表面粗さを非接触形状測定機で測定し、評価を行った。(4) Surface Roughness of Processed Surface of Worked Work [Example 3 and Comparative Example 4]
As the processing method of Example 3 of the present invention, processing was performed under the following conditions. First, as the processing method of Example 3 of the present invention, a GaN substrate (10 mm × 10 mm) as a work piece is pressed against an alumina ceramic surface plate with a load of 250 g (250 g / cm 2), and the alumina ceramic surface plate is rotated. The sample holder was rotated at 250 rpm while rotating under the conditions of 250 rpm, a swing distance of 10 mm, and a swing speed of 0.5 mm / s. Further, ozone gas (5 L / min) was supplied from the ozone supply unit to the contact portion between the alumina ceramic surface plate and the GaN substrate. Processing was performed for 1 hour in such a situation.
Comparative Example 4 was prepared by mechanically polishing the same sample before carrying out the processing method of Example 3 with diamond abrasive grains.
With respect to the above-mentioned Example 3 and Comparative Example 4, the surface roughness of the processed GaN substrate was measured with a non-contact shape measuring machine and evaluated.
図7に比較例4の結果、及び、図8に実施例3の結果を示す。 FIG. 7 shows the result of Comparative Example 4, and FIG. 8 shows the result of Example 3.
図7及び図8から明らかなように、比較例4の被加工物の加工面に比べ、実施例3の加工により、被加工物の加工面が精度高く加工され、被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は0.483nmであり、平滑に加工されていたことが分かった。比較例4の算術平均粗さ(Ra)の値は2.837nmであった。 As is clear from FIGS. 7 and 8, the machined surface of the workpiece is machined with higher accuracy by the machining of Example 3 than the machined surface of the workpiece of Comparative Example 4, and is within the measurement range of the workpiece. The value of the arithmetic mean roughness (Ra) was 0.483 nm, and it was found that the processing was smooth. The value of the arithmetic mean roughness (Ra) of Comparative Example 4 was 2.837 nm.
[実施例4]
本発明の実施例4の加工方法として、以下の条件で加工を行った。先ず、本発明の実施例4の加工方法として、ガラス定盤に被加工物としてGaN(窒化ガリウム)(10mm×10mm)を0.5kgの荷重で押圧し、ガラス定盤を回転数200rpm、揺動距離3mm、揺動速度0.1mm/sの条件で回転させると共に、試料ホルダーを31.25rpmで回転させた。また、オゾン供給部よりガラス定盤とGaNとの接触部位に、pH9.4のアルカリ性電解水を含有させたオゾンガス(5L/min)を供給した。この様な状況で1時間の加工を行った。
上記の実施例4について、加工前と加工後のGaNの表面粗さを非接触形状測定機で測定し、評価を行った。[Example 4]
As the processing method of Example 4 of the present invention, processing was performed under the following conditions. First, as the processing method of Example 4 of the present invention, GaN (gallium nitride) (10 mm × 10 mm) is pressed against the glass surface plate as a work piece with a load of 0.5 kg, and the glass surface plate is shaken at a rotation speed of 200 rpm. The sample holder was rotated at 31.25 rpm while being rotated under the conditions of a moving distance of 3 mm and a swing speed of 0.1 mm / s. Further, ozone gas (5 L / min) containing alkaline electrolyzed water having a pH of 9.4 was supplied from the ozone supply unit to the contact portion between the glass surface plate and GaN. Processing was performed for 1 hour in such a situation.
With respect to Example 4 above, the surface roughness of GaN before and after processing was measured with a non-contact shape measuring machine and evaluated.
図9に加工前の結果、図10に加工後の結果を示す。 FIG. 9 shows the result before processing, and FIG. 10 shows the result after processing.
図9及び図10から明らかなように、実施例4の加工により、加工前の被加工物の加工面が精度高く加工され、被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は0.176nmであり、平滑に加工されていたことが分かった。加工前の被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は0.922nmであった。また、実施例4における加工能率は2979nm/hであり、充分な加工能率を示していた。 As is clear from FIGS. 9 and 10, the machined surface of the workpiece before machining is machined with high accuracy by the machining of Example 4, and the value of the arithmetic mean roughness (Ra) in the measurement range of the workpiece is It was 0.176 nm, and it was found that it was processed smoothly. The value of the arithmetic mean roughness (Ra) in the measurement range of the surface to be processed before processing was 0.922 nm. Further, the processing efficiency in Example 4 was 2979 nm / h, showing a sufficient processing efficiency.
[発明の第2の実施の形態]
以下、本発明を実施するための形態(以下、「発明の第2の実施の形態」と称する)について説明する。
図11は本発明を適用した加工装置を説明するための模式図であり、ここで示す加工装置11は、絶縁性の合成石英定盤12と、合成石英定盤12の帯電量を変化させる帯電ユニット13と、絶縁性の単結晶ダイヤモンド14を保持する試料ホルダー15を有している。なお、帯電ユニット13は帯電処理部の一例であり、単結晶ダイヤモンド14は被加工物の一例である。[Second Embodiment of the Invention]
Hereinafter, modes for carrying out the present invention (hereinafter, referred to as “second embodiment of the invention”) will be described.
FIG. 11 is a schematic view for explaining a processing apparatus to which the present invention is applied. The
なお、合成石英定盤12の上面(図11上の上面)に被加工物である単結晶ダイヤモンド14が接して被加工物が研磨されることとなる。また、合成石英定盤12は加工部材の一例である。
The
帯電ユニット13は、合成石英定盤12の上方に配置され、合成石英定盤12の上面に陽イオンまたは陰イオンを供給して、合成石英定盤12の帯電量を外部から強制的に制御する。帯電量を制御することで合成石英定盤12の表面が改質され、単結晶ダイヤモンド14が接して電気化学的な作用が働くことで被加工物が研磨されることとなる。
The charging
ここで、本実施の形態では、加工部材が絶縁性の合成石英定盤12で形成されている場合を例に挙げて説明を行っているが、帯電ユニット13により帯電量を制御することが可能な材料であれば充分であって、必ずしも絶縁性の合成石英定盤12で形成される必要はない。例えば、鉄、ニッケル、Co等の金属、SiO2、ZrO2、Al2O3、TiO2、Fe2O3、MgO、CaO,Na2O、K2O、CeO2等の無機酸化物、SiC、SiN、Al2O3等のセラミックス、及びそれらからなる構成材料で形成されていても構わない。Here, in the present embodiment, the case where the processed member is formed of the insulating synthetic
また、合成石英定盤12は、回転数が制御可能な加工テーブル16上に固定され、加工テーブル16の回転によって合成石英定盤12が図11中符号Aで示す方向に回転可能に構成されている。
Further, the synthetic
また、試料ホルダー15は、合成石英定盤12の回転軸に対して偏心した回転軸17を中心として図11中符号Bで示す方向に回転可能に構成されており、単結晶ダイヤモンド14を保持した状態で上方から単結晶ダイヤモンド14と合成石英定盤12が接触する位置まで下降する。なお、図中の符号Yは荷重をかける方向を示している。
Further, the
ここで、本実施の形態では、試料ホルダー15に保持される被加工物として単結晶ダイヤモンド14を例に挙げて説明を行っているが、被加工物は単結晶ダイヤモンド14に限定されるものではなく、ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、CVDダイヤモンド、DLC膜等のダイヤモンド関連材料、SiC、GaN、サファイア、SiCセラミックス、Si3N4セラミックス、AIN、ガラス等の硬脆材料等であっても構わない。Here, in the present embodiment, the work piece held in the
以下、上記の様に構成された加工装置11を用いた加工方法について説明を行う。即ち、本発明を適用した加工方法の一例について説明を行う。
Hereinafter, a processing method using the
本発明を適用した加工方法の一例では、合成石英定盤12を回転させながら、合成石英定盤12に帯電ユニット13から陽イオンまたは陰イオンを供給する。
In an example of the processing method to which the present invention is applied, cations or anions are supplied from the charging
即ち、合成石英定盤12の上面に陽イオンまたは陰イオンを供給することで、合成石英定盤12の表面の帯電量を制御し、表面を改質させる。
That is, by supplying cations or anions to the upper surface of the synthetic
そして、表面が改質した状態の合成石英定盤12の上面と単結晶ダイヤモンド14が接触した状態で合成石英定盤12が回転することによって、単結晶ダイヤモンド14の表面を物理・化学的に除去することとなる。
Then, the surface of the
本実施の形態の変形例(1)として、図12に示す加工装置の構成も採用しうる。図12の示す加工装置18では、上述した図11に示す加工装置11の構成に、更に、紫外光光源19が設置されるものである。
As a modification (1) of the present embodiment, the configuration of the processing apparatus shown in FIG. 12 can also be adopted. In the
紫外光光源19は、合成石英定盤12の上方であり、帯電ユニット13とは異なる位置に配置され、合成石英定盤12の上面に紫外光を照射するものとなる。
The ultraviolet
本実施の形態の変形例(1)の加工方法では、合成石英定盤12を回転させながら、合成石英定盤12に帯電ユニット13から陽イオンまたは陰イオンを供給し、更に、紫外光光源19から紫外光を照射する。
In the processing method of the modified example (1) of the present embodiment, while rotating the synthetic
即ち、合成石英定盤12の上面に紫外光を照射することで、合成石英定盤12の表面の清浄化かつ親水化処理を行う。具体的には、紫外光を照射して合成石英定盤12の最表面部にOH基を表出させることで、単結晶ダイヤモンド14の表面の原子との反応サイトを増加させる。
That is, by irradiating the upper surface of the synthetic
そして、反応サイトが増加した状態の合成石英定盤12の上面と単結晶ダイヤモンド14が接触し、合成石英定盤12が回転することによって、反応サイトを単結晶ダイヤモンド14の表面の原子と化学的に作用させ、ダイヤモンド基板の表面を物理・化学的に除去することとなる。即ち、帯電量を制御することによる電気化学的な作用と、紫外光照射による効果も加わり、加工能率をより一層向上させることができる。
Then, the upper surface of the
また、本発明を適用した加工方法においては、加工部材を加湿する条件を加えて、加工能率を高める方法も採用しうる。 Further, in the processing method to which the present invention is applied, a method of increasing the processing efficiency by adding a condition for humidifying the processed member can also be adopted.
[効果]
本発明を適用した加工装置は、帯電ユニットを既存の装置に配置するのみで容易に構築することができるものとなっている。[effect]
The processing apparatus to which the present invention is applied can be easily constructed only by arranging the charging unit in the existing apparatus.
更に、本発明を適用した加工方法及び加工装置は、砥粒を利用していないために、加工後の砥粒処理を行う必要がないものとなる。 Further, since the processing method and processing apparatus to which the present invention is applied do not use abrasive grains, it is not necessary to perform abrasive grain processing after processing.
また、砥粒を利用した加工の場合には、砥粒をスラリーの状態で供給する必要があり、加工部材や被加工物がスラリーで湿った状態となってしまい、温度が上がりにくく加工が進み難い。
一方、本発明を適用した加工方法では、砥粒を利用していないためにスラリーが供給されることもなく、加工部材や被加工物が乾いた状態であり、摩擦熱も含めて温度が上がり易く化学反応が進みやすい。即ち、難加工材料の高精度、高能率な加工が実現することができる。Further, in the case of processing using abrasive grains, it is necessary to supply the abrasive grains in a slurry state, and the processed member and the workpiece become wet with the slurry, so that the temperature does not rise easily and the processing proceeds. hard.
On the other hand, in the processing method to which the present invention is applied, since no abrasive grains are used, no slurry is supplied, the processed member and the workpiece are in a dry state, and the temperature rises including frictional heat. Easy to proceed with chemical reaction. That is, high-precision and high-efficiency processing of difficult-to-process materials can be realized.
以下、本発明の実施例及び比較例について説明する。なお、ここで示す実施例は一例であり本発明を限定するものではない。 Hereinafter, examples and comparative examples of the present invention will be described. It should be noted that the examples shown here are examples and do not limit the present invention.
(5)被加工物の加工面の表面粗さ
[実施例5〜7及び比較例5〜7]
本発明の実施例5の加工方法として、以下の条件で加工を行った。先ず、本発明の実施例5の加工方法として、サファイア定盤に被加工物として単結晶ダイヤモンド(3mm×3mm)を2kg(22.2kg/cm2)の荷重で押圧し、サファイア定盤を回転数250rpm、揺動距離3mm、揺動速度0.1mm/sの条件で回転させると共に、試料ホルダーを1000rpmで回転させた。また、サファイア定盤の上方から帯電ユニットより陰イオンを供給した。また、加湿ユニットによりサファイア定盤の上方から加湿処理を施した。この様な状況で1.5時間の加工を行った。
実施例5と同様の方法で、帯電ユニットより陽イオンを供給したものを実施例6とした。
未加工の単結晶ダイヤモンドを比較例5とした。
また、実施例5と同様の方法で陰イオンまたは陽イオンの供給を行わず、加湿処理をしないものを比較例6とした。即ち、サファイア定盤の帯電量は制御せず、加工部材と被加工物の相対的な変位による物理的な加工のみを施す方法である。
更に、比較例6と同様の方法で、加湿ユニットによりサファイア定盤の上方から加湿処理を施したものを比較例7とした。
上記の実施例5〜6及び比較例5〜7について、走査型白色干渉計にて被加工面の表面粗さを評価した。なお、測定範囲は696μm×522μmである。(5) Surface Roughness of Processed Surface of Worked Work [Examples 5 to 7 and Comparative Examples 5 to 7]
As the processing method of Example 5 of the present invention, processing was performed under the following conditions. First, as the processing method of Example 5 of the present invention, a single crystal diamond (3 mm × 3 mm) is pressed against the sapphire surface plate as a work piece with a load of 2 kg (22.2 kg / cm 2) to rotate the sapphire surface plate. The sample holder was rotated at 1000 rpm while rotating under the conditions of several 250 rpm, a swing distance of 3 mm, and a swing speed of 0.1 mm / s. In addition, anions were supplied from the charging unit from above the sapphire surface plate. In addition, a humidifying unit was used to humidify the sapphire surface plate from above. Processing was performed for 1.5 hours in such a situation.
Example 6 was defined in which cations were supplied from the charging unit in the same manner as in Example 5.
An unprocessed single crystal diamond was designated as Comparative Example 5.
Further, Comparative Example 6 was obtained in which the anion or cation was not supplied and the humidification treatment was not performed in the same manner as in Example 5. That is, it is a method in which the charge amount of the sapphire surface plate is not controlled and only physical processing is performed by the relative displacement between the processed member and the workpiece.
Further, a humidifying treatment was performed from above the sapphire surface plate by the humidifying unit by the same method as in Comparative Example 6, and this was designated as Comparative Example 7.
The surface roughness of the surface to be processed was evaluated with a scanning white interferometer for Examples 5 to 6 and Comparative Examples 5 to 7 described above. The measurement range is 696 μm × 522 μm.
図13に比較例5の走査型白色干渉計像を、図14に実施例5の走査型白色干渉計像を示す。 FIG. 13 shows the scanning white interferometer image of Comparative Example 5, and FIG. 14 shows the scanning white interferometer image of Example 5.
図13及び図14から明らかなように、比較例5の未加工の被加工物の面に比べ、実施例5の加工により被加工物の加工面が精度高く加工され、被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は0.308nmであり、平滑に加工されていたことが分かった。比較例5の算術平均粗さ(Ra)の値は8.118nmであった。
また、図示しないが、実施例6の加工においても被加工物の加工面が精度高く加工され、被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は0.341nmであり、平滑に加工されていたことが分かった。
一方、陰イオンまたは陽イオンの供給を行わない比較例6の加工では、被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は2.595nmであった。As is clear from FIGS. 13 and 14, the machined surface of the workpiece is machined with higher accuracy by the machining of Example 5 than the surface of the unprocessed workpiece of Comparative Example 5, and the measurement range of the workpiece surface is measured. The value of the arithmetic mean roughness (Ra) in the above was 0.308 nm, and it was found that the processing was smooth. The value of the arithmetic mean roughness (Ra) of Comparative Example 5 was 8.118 nm.
Further, although not shown, in the machining of Example 6, the machined surface of the work piece is machined with high accuracy, and the arithmetic mean roughness (Ra) value in the measurement range of the work surface is 0.341 nm, which is smooth. It turned out that it had been processed.
On the other hand, in the processing of Comparative Example 6 in which no anion or cation was supplied, the value of the arithmetic mean roughness (Ra) in the measurement range of the surface to be processed was 2.595 nm.
(6)加工能率について
上述した実施例5〜6及び比較例6〜7の加工方法による加工能率について以下の内容で確認を行った。
被加工物となる単結晶ダイヤモンドに所定の深さの溝を形成しておき、加工前後での溝の深さの変化量から加工能率を算出した。(6) Machining efficiency The machining efficiencies according to the machining methods of Examples 5 to 6 and Comparative Examples 6 to 7 described above were confirmed with the following contents.
Grooves having a predetermined depth were formed in the single crystal diamond to be processed, and the machining efficiency was calculated from the amount of change in the groove depth before and after machining.
実施例5における加工能率は572.2nm/h、実施例6における加工能率は454.3nm/hであり、充分な加工能率を示していた。
一方、比較例6における加工能率は23.2nm/hであった。また、比較例7における加工能率は99.7nm/hであった。The processing efficiency in Example 5 was 572.2 nm / h, and the processing efficiency in Example 6 was 454.3 nm / h, showing sufficient processing efficiency.
On the other hand, the processing efficiency in Comparative Example 6 was 23.2 nm / h. The processing efficiency in Comparative Example 7 was 99.7 nm / h.
(7)被加工物の加工面の表面粗さ
[実施例7〜8及び比較例8]
本発明の実施例7の加工方法として、上述した実施例5の加工方法の装置構成に紫外光光源を更に設置して、サファイア定盤に紫外光を照射する条件で加工を行った。また、実施例7では、実施例5と同様に、サファイア定盤の上方から帯電ユニットより陰イオンを供給した。また、加湿ユニットによりサファイア定盤の上方から加湿処理を施した。その他の条件は実施例5と同一である。
実施例7と同様の方法で、帯電ユニットより陽イオンを供給したものを実施例8とした。
未加工の単結晶ダイヤモンドを比較例8とした。
上記の実施例7〜8及び比較例8について、走査型白色干渉計にて被加工面の表面粗さを評価した。なお、測定範囲は696μm×522μmである。(7) Surface Roughness of Processed Surface of Worked Work [Examples 7 to 8 and Comparative Example 8]
As the processing method of Example 7 of the present invention, an ultraviolet light source was further installed in the apparatus configuration of the processing method of Example 5 described above, and processing was performed under the condition of irradiating the sapphire surface plate with ultraviolet light. Further, in Example 7, anions were supplied from the charging unit from above the sapphire surface plate, as in Example 5. In addition, a humidifying unit was used to humidify the sapphire surface plate from above. Other conditions are the same as in Example 5.
Example 8 was defined in which cations were supplied from the charging unit in the same manner as in Example 7.
The unprocessed single crystal diamond was designated as Comparative Example 8.
The surface roughness of the surface to be processed was evaluated with a scanning white interferometer for Examples 7 to 8 and Comparative Example 8 described above. The measurement range is 696 μm × 522 μm.
図15に比較例8の走査型白色干渉計像を、図16に実施例7の走査型白色干渉計像を示す。 FIG. 15 shows the scanning white interferometer image of Comparative Example 8, and FIG. 16 shows the scanning white interferometer image of Example 7.
図15及び図16から明らかなように、比較例8の未加工の被加工物の面に比べ、実施例7の加工により被加工物の加工面が精度高く加工され、被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は0.625nmであり、平滑に加工されていたことが分かった。比較例8の算術平均粗さ(Ra)の値は4.320nmであった。
また、図示しないが、実施例8の加工においても被加工物の加工面が精度高く加工され、被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は0.924nmであり、平滑に加工されていたことが分かった。As is clear from FIGS. 15 and 16, the machined surface of the work piece is machined with higher accuracy by the processing of Example 7 than the surface of the unprocessed work piece of Comparative Example 8, and the measurement range of the work surface is measured. The value of the arithmetic mean roughness (Ra) in the above was 0.625 nm, and it was found that the processing was smooth. The value of the arithmetic mean roughness (Ra) of Comparative Example 8 was 4.320 nm.
Further, although not shown, the machined surface of the work piece is machined with high accuracy in the processing of Example 8, and the arithmetic mean roughness (Ra) value in the measurement range of the work surface is 0.924 nm, which is smooth. It turned out that it had been processed.
(8)加工能率について
上述した実施例7〜8及び比較例9〜10の加工方法による加工能率について以下の内容で確認を行った。
比較例9は、実施例7の加工方法において紫外光の照射及び加湿処理は行うが、帯電ユニットからの陰イオンの供給を行わない方法である。即ち、サファイア定盤の帯電量は制御せず、紫外光の照射のみを行う加工である。なお、その他の加工条件は実施例7の加工方法と同一である。
また、比較例9と同様の方法で、加湿ユニットによりサファイア定盤の上方から加湿処理を行わないものを比較例10とした。
被加工物となる単結晶ダイヤモンドに所定の深さの溝を形成しておき、加工前後での溝の深さの変化量から加工能率を算出した。(8) Machining efficiency The machining efficiencies according to the machining methods of Examples 7 to 8 and Comparative Examples 9 to 10 described above were confirmed with the following contents.
Comparative Example 9 is a method in which ultraviolet light irradiation and humidification treatment are performed in the processing method of Example 7, but anions are not supplied from the charging unit. That is, it is a process in which the charge amount of the sapphire surface plate is not controlled and only the irradiation with ultraviolet light is performed. The other processing conditions are the same as the processing method of Example 7.
Further, in the same manner as in Comparative Example 9, a humidifying unit that did not perform humidification treatment from above the sapphire surface plate was designated as Comparative Example 10.
Grooves having a predetermined depth were formed in the single crystal diamond to be processed, and the machining efficiency was calculated from the amount of change in the groove depth before and after machining.
実施例7における加工能率は3741.4nm/h以上、実施例8における加工能率は2858.9nm/hであり、充分な加工能率を示していた。実施例7及び実施例8の加工能率は、上述した実施例5及び実施例6の加工能率よりも、より一層高い加工能率を示す方法であることが明らかとなった。
一方、比較例9における加工能率は543.4nm/h以上であった。また、比較例10における加工能率は238.1nm/hであった。
加工能率は、上述したように、あらかじめ被加工物である単結晶ダイヤモンドに溝の加工を行っており、加工前後の溝の深さの変化量により算出しようとしたものであるが、実施例7及び比較例9の加工では単結晶ダイヤモンドの溝が消失したため、実施例7の加工能率の数値は、「3741.4nm/h以上」、比較例9の加工能率は、「543.4nm/h以上」として表記している。The processing efficiency in Example 7 was 3741.4 nm / h or more, and the processing efficiency in Example 8 was 2858.9 nm / h, showing sufficient processing efficiency. It has become clear that the processing efficiencies of Examples 7 and 8 are methods that exhibit even higher processing efficiencies than the processing efficiencies of Examples 5 and 6 described above.
On the other hand, the processing efficiency in Comparative Example 9 was 543.4 nm / h or more. The processing efficiency in Comparative Example 10 was 238.1 nm / h.
As described above, the processing efficiency is calculated by processing a single crystal diamond as a work piece in advance based on the amount of change in the depth of the groove before and after processing. Since the groove of the single crystal diamond disappeared in the processing of Comparative Example 9, the numerical value of the processing efficiency of Example 7 was "3741.4 nm / h or more", and the processing efficiency of Comparative Example 9 was "543.4 nm / h or more". It is written as.
(9)被加工物の表面電位
[実施例9〜11及び比較例11]
本発明の実施例9の加工方法として、上述した実施例5の加工方法の装置構成から帯電ユニットを除き(加湿処理も行わず)、かつ、加工部材をサファイア定盤から合成石英定盤に変更し、定盤と被加工物である単結晶ダイヤモンドとの接触部位である加工点近傍にN2ガスを供給したものを実施例9とした。この様な状況で1.5時間の加工を行った。
実施例9と同様の方法で、加湿ユニットより加湿処理を施したものを実施例10とした。
実施例10と同様の方法で、帯電ユニットより陰イオンを供給したものを実施例11とした。
また、実施例9の加工方法からN2ガスの供給を行わなかったものを比較例11とした。
上記の実施例9〜11及び比較例11について、表面電位計により合成石英定盤の表面電位を測定して、帯電量を評価した。(9) Surface potential of the workpiece [Examples 9 to 11 and Comparative Example 11]
As the processing method of Example 9 of the present invention, the charging unit is removed from the apparatus configuration of the processing method of Example 5 described above (no humidification treatment is performed), and the processing member is changed from a sapphire surface plate to a synthetic quartz surface plate. Then, Example 9 was set in which N 2 gas was supplied to the vicinity of the processing point, which is the contact site between the surface plate and the single crystal diamond to be processed. Processing was performed for 1.5 hours in such a situation.
A humidifying unit subjected to a humidifying treatment in the same manner as in Example 9 was designated as Example 10.
An anion supplied from the charging unit in the same manner as in Example 10 was designated as Example 11.
Further, the processing method of Example 9 in which N 2 gas was not supplied was designated as Comparative Example 11.
For Examples 9 to 11 and Comparative Example 11 described above, the surface potential of the synthetic quartz surface plate was measured with a surface electrometer to evaluate the amount of charge.
図17〜図20に表面電位と加工時間の関係をグラフにて示す。図17は実施例9、図18は実施例10、図19は実施例11及び図20は比較例11の結果である。なお、グラフの縦軸は表面電位、横軸は加工時間(min)である。 The relationship between the surface potential and the processing time is shown graphically in FIGS. 17 to 20. 17 is the result of Example 9, FIG. 18 is the result of Example 10, FIG. 19 is the result of Example 11 and FIG. 20 is the result of Comparative Example 11. The vertical axis of the graph is the surface potential, and the horizontal axis is the processing time (min).
図17から明らかなように、合成石英定盤にN2ガスを供給することで、定盤の表面電位が一定の値の範囲に制御されることが分かった。また、図18及び図19から明らかなように、N2ガスの供給と加湿処理、または、N2ガスの供給と加湿処理及び帯電ユニットからのイオン供給を併用することで、定盤の表面電位をより一層厳密に制御しうることが分かった。As is apparent from FIG. 17, by supplying N 2 gas to the synthetic quartz plate, it was found that the surface potential of the surface plate is controlled to a certain range of values. Further, as is clear from FIGS. 18 and 19 , the surface potential of the surface plate can be obtained by using N 2 gas supply and humidification treatment, or N 2 gas supply and humidification treatment, and ion supply from the charging unit in combination. Was found to be able to be controlled more tightly.
(10)被加工物の加工面の表面粗さ
上述した実施例9〜11及び比較例11について、上述した方法と同様の内容で、走査型白色干渉計にて被加工面の表面粗さを評価した。(10) Surface Roughness of Processed Surface of Worked Work Surface Roughness of the machined surface was measured with a scanning white interferometer in the same manner as in Examples 9 to 11 and Comparative Example 11 described above. evaluated.
図21〜図24に走査型白色干渉計像を示す。図21は実施例9、図22は実施例10、図23は実施例11及び図24は比較例11の結果である。 21 to 24 show scanning white interferometer images. 21 is the result of Example 9, FIG. 22 is the result of Example 10, FIG. 23 is the result of Example 11 and FIG. 24 is the result of Comparative Example 11.
図21及び図24から明らかなように、比較例11の未加工の被加工物の面に比べ、実施例9の加工により被加工物の加工面が精度高く加工され、被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は0.565nmであり、平滑に加工されていたことが分かった。比較例11の算術平均粗さ(Ra)の値は1.805nmであった。
また、図22及び図23に示すように、実施例10及び実施例11の加工では、被加工物の加工面がより一層精度高く加工され、実施例6の被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は0.184nmであり、また、実施例11の被加工面の測定範囲における算術平均粗さ(Ra)の値は0.149nmであり、平滑に加工されていたことが分かった。As is clear from FIGS. 21 and 24, the machined surface of the workpiece is machined with higher accuracy by the machining of Example 9 than the surface of the unprocessed workpiece of Comparative Example 11, and the measurement range of the workpiece surface is measured. The value of the arithmetic mean roughness (Ra) in the above was 0.565 nm, and it was found that the processing was smooth. The value of the arithmetic mean roughness (Ra) of Comparative Example 11 was 1.805 nm.
Further, as shown in FIGS. 22 and 23, in the machining of Examples 10 and 11, the machined surface of the work piece is machined with even higher accuracy, and the arithmetic mean in the measurement range of the work surface of Example 6 is achieved. The value of roughness (Ra) was 0.184 nm, and the value of arithmetic mean roughness (Ra) in the measurement range of the surface to be machined in Example 11 was 0.149 nm, and the work was smooth. I understood.
(11)加工能率について
上述した実施例9〜11及び比較例11について、上述した方法と同様の内容で、加工能率を評価した。(11) Machining efficiency With respect to Examples 9 to 11 and Comparative Example 11 described above, the machining efficiency was evaluated with the same contents as the above-mentioned method.
実施例9における加工能率は586.2nm/h、実施例10における加工能率は1261.8nm/h、実施例11における加工能率は1560nm/hであり、特に実施例10及び実施例11は、充分な加工能率を示していた。
一方、比較例11における加工能率は38.33nm/hであった。The processing efficiency in Example 9 is 586.2 nm / h, the processing efficiency in Example 10 is 1261.8 nm / h, and the processing efficiency in Example 11 is 1560 nm / h. In particular, Examples 10 and 11 are sufficient. It showed excellent processing efficiency.
On the other hand, the processing efficiency in Comparative Example 11 was 38.33 nm / h.
1 加工装置
2 サファイア定盤
3 単結晶ダイヤモンド
4 試料ホルダー
5 オゾン供給部
6 加工テーブル
7 回転軸
11 加工装置
12 合成石英定盤
13 帯電ユニット
14 単結晶ダイヤモンド
15 試料ホルダー
16 加工テーブル
17 回転軸
18 加工装置
19 紫外光光源1
Claims (14)
加工方法。 It is provided with a step of bringing a processed member composed of a metal oxide into contact with a work piece, supplying ozone gas containing an alkaline solution to the contact portion, and displace the processed member in a state of being in contact with the work piece. Processing method.
請求項1に記載の加工方法。 The frictional heat generated at the contact site decomposes ozone gas.
The processing method according to claim 1 .
前記被加工物は、ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、CVDダイヤモンド、DLC膜のうちいずれか1つからなる
請求項1に記載の加工方法。 The processed member is any one of sapphire in a single crystal state composed of Al 2 O 3 , corundum, sapphire glass, sapphire crystal, alumina in a polycrystalline state, alumina ceramics, and glass containing SiO 2 as a main component. Consists of
The workpiece is composed of any one of diamond, polycrystalline diamond, CVD diamond, and DLC film.
The processing method according to claim 1 .
前記被加工物は、SiCからなる
請求項1に記載の加工方法。 The processed member is made of glass containing SiO 2 as a main component.
The work piece is made of SiC.
The processing method according to claim 1 .
請求項1に記載の加工方法。 Humidify at least one of the processed member or the work piece
The processing method according to claim 1 .
請求項1に記載の加工方法。 The alkaline solution is alkaline electrolyzed water.
The processing method according to claim 1 .
請求項1に記載の加工方法。 And the processing member, wherein the controlling the amount of charge by supplying N 2 gas to the contact portion between the workpiece
The processing method according to claim 1 .
所定の被加工物を前記加工部材と接触させて保持する保持機構と、A holding mechanism that holds a predetermined workpiece in contact with the machined member,
前記加工部材及び前記被加工物との接触部位にアルカリ性溶液を含有するオゾンガスを供給するオゾンガス供給部と、An ozone gas supply unit that supplies ozone gas containing an alkaline solution to the contact portion between the processed member and the workpiece, and
前記加工部材と前記被加工物を接触させた状態で、前記加工部材を変位させる駆動部とを備えるIt is provided with a drive unit that displaces the machined member in a state where the machined member and the work piece are in contact with each other.
加工装置。Processing equipment.
請求項8に記載の加工装置。The processing apparatus according to claim 8.
前記被加工物は、ダイヤモンド、多結晶ダイヤモンド、CVDダイヤモンド、DLC膜のうちいずれか1つからなるThe workpiece is composed of any one of diamond, polycrystalline diamond, CVD diamond, and DLC film.
請求項8に記載の加工装置。The processing apparatus according to claim 8.
前記被加工物は、SiCからなるThe work piece is made of SiC.
請求項8に記載の加工装置。The processing apparatus according to claim 8.
請求項8に記載の加工装置。The processing apparatus according to claim 8.
請求項8に記載の加工装置。The processing apparatus according to claim 8.
請求項8に記載の加工装置。The processing apparatus according to claim 8.
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