JPH11349338A - 石英ガラス部材の切削溝表面仕上げ方法及び自動溝加熱装置 - Google Patents
石英ガラス部材の切削溝表面仕上げ方法及び自動溝加熱装置Info
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- JPH11349338A JPH11349338A JP10157928A JP15792898A JPH11349338A JP H11349338 A JPH11349338 A JP H11349338A JP 10157928 A JP10157928 A JP 10157928A JP 15792898 A JP15792898 A JP 15792898A JP H11349338 A JPH11349338 A JP H11349338A
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B23/00—Re-forming shaped glass
- C03B23/04—Re-forming tubes or rods
- C03B23/045—Tools or apparatus specially adapted for re-forming tubes or rods in general, e.g. glass lathes, chucks
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C03B23/043—Heating devices specially adapted for re-forming tubes or rods in general, e.g. burners
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B29/00—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
- C03B29/02—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a discontinuous way
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments
- C03C23/007—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments by thermal treatment
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ピッチの細かい石英ガラス部材の切削溝を、
溝の形状を損なうことなく均一に加熱し、かつ、加熱に
よる石英ガラス部材の反りが発生しないようにする。 【解決手段】 石英ガラス部材１の溝壁面２１にバーナ
ー３を５〜４５度の角度にし、溝２の上方より加熱処理
し、溝山２２が崩れるのを防止している。円柱状の部材
の溝２を処理する場合は、溝２のエッジ２３から一定の
距離Ｌを保ってバーナー３をエッジに沿って移動させて
加熱処理する。溝底部から溝頂部に向かって移動する時
のバーナー３の移動速度が、溝頂部から反対側の底部に
向かう時の速度よりも小さい移動速度にして、熱を効率
的に使用し、均一に仕上げる。
溝の形状を損なうことなく均一に加熱し、かつ、加熱に
よる石英ガラス部材の反りが発生しないようにする。 【解決手段】 石英ガラス部材１の溝壁面２１にバーナ
ー３を５〜４５度の角度にし、溝２の上方より加熱処理
し、溝山２２が崩れるのを防止している。円柱状の部材
の溝２を処理する場合は、溝２のエッジ２３から一定の
距離Ｌを保ってバーナー３をエッジに沿って移動させて
加熱処理する。溝底部から溝頂部に向かって移動する時
のバーナー３の移動速度が、溝頂部から反対側の底部に
向かう時の速度よりも小さい移動速度にして、熱を効率
的に使用し、均一に仕上げる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、石英ガラス部材に
設けた切削溝の表面仕上げ方法及びその装置、さらに詳
しくは、半導体ウエーハの熱処理もしくはウエーハの洗
浄や移送時にウエーハを保持する石英ガラス製治具、た
とえばウエーハボートなどの支持部材の切削溝の表面仕
上げ方法及びその装置に関する。
設けた切削溝の表面仕上げ方法及びその装置、さらに詳
しくは、半導体ウエーハの熱処理もしくはウエーハの洗
浄や移送時にウエーハを保持する石英ガラス製治具、た
とえばウエーハボートなどの支持部材の切削溝の表面仕
上げ方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造工程では、高純度の安
定した材料として石英ガラス製治具が用いられている。
半導体製造用として用いられる石英ガラス製治具のう
ち、ウエーハボートや石英ガラス製洗浄用治具は、ウエ
ーハを載置するための支持部材として用いられており、
この支持部としてウエーハ保持用の溝が設けられてい
る。
定した材料として石英ガラス製治具が用いられている。
半導体製造用として用いられる石英ガラス製治具のう
ち、ウエーハボートや石英ガラス製洗浄用治具は、ウエ
ーハを載置するための支持部材として用いられており、
この支持部としてウエーハ保持用の溝が設けられてい
る。
【０００３】これらのウエーハ保持用の溝は、通常、ダ
イヤモンドホイール等のカッターで切削形成されるた
め、溝の表面状態は不透明な砂目状に粗面化されており
塵埃などが付着し易い状態である。また、溝表面が粗面
であるため、ウエーハ出し入れの際の接触によって削ら
れ、チッピングによるパーティクルが発生し、ウエーハ
を汚染してしまう。また、溝表面にマイクロクラックや
切削によるツールマークが残っていると、化学薬品によ
る洗浄の際にそれらの部分のエッチング速度が速くな
り、表面により深い凹凸が生じ、寿命を著しく短くす
る。
イヤモンドホイール等のカッターで切削形成されるた
め、溝の表面状態は不透明な砂目状に粗面化されており
塵埃などが付着し易い状態である。また、溝表面が粗面
であるため、ウエーハ出し入れの際の接触によって削ら
れ、チッピングによるパーティクルが発生し、ウエーハ
を汚染してしまう。また、溝表面にマイクロクラックや
切削によるツールマークが残っていると、化学薬品によ
る洗浄の際にそれらの部分のエッチング速度が速くな
り、表面により深い凹凸が生じ、寿命を著しく短くす
る。
【０００４】ウエーハボートなどでは、ウエーハが溝に
直接接触するため、純度が高い石英ガラスであることは
勿論、チッピングなどによるパーティクル発生を防止
し、熱処理、移送、洗浄の際に生じる塵埃を極力抑制し
て、半導体ウエーハの汚染を防止することが必要で、石
英ガラス部材の表面からもこうした塵埃が発生しないよ
うにすることが必要である。
直接接触するため、純度が高い石英ガラスであることは
勿論、チッピングなどによるパーティクル発生を防止
し、熱処理、移送、洗浄の際に生じる塵埃を極力抑制し
て、半導体ウエーハの汚染を防止することが必要で、石
英ガラス部材の表面からもこうした塵埃が発生しないよ
うにすることが必要である。
【０００５】塵埃の発生を抑制し長期に渡って使用可能
な治具を提供することを目的として、特公昭６２−８９
３３号公報では、結晶質石英焼結体からなる切削部分を
再溶融して所定の厚さの石英ガラス層を形成して、表面
を緻密且つ平滑化することが提案されている。また、特
開平３−２０９７２２号では、バーナーで加熱し定期的
にウエーハ保持部材を焼きなまして表面を滑らかにして
塵埃の発生を低減させることが提案されている。さら
に、特開平９−１８６２２３号公報では、切削支持部の
表面の開口縁が滑らかな曲面になるように、先端部が直
径略０．５ｍｍのガスバーナーで加熱することが開示さ
れている。
な治具を提供することを目的として、特公昭６２−８９
３３号公報では、結晶質石英焼結体からなる切削部分を
再溶融して所定の厚さの石英ガラス層を形成して、表面
を緻密且つ平滑化することが提案されている。また、特
開平３−２０９７２２号では、バーナーで加熱し定期的
にウエーハ保持部材を焼きなまして表面を滑らかにして
塵埃の発生を低減させることが提案されている。さら
に、特開平９−１８６２２３号公報では、切削支持部の
表面の開口縁が滑らかな曲面になるように、先端部が直
径略０．５ｍｍのガスバーナーで加熱することが開示さ
れている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特公昭
６２−８９３３号公報の石英ガラス製治具においては、
治具中心部が結晶質石英の焼結体からなるため、結晶形
態がα相からβ相に変態する温度５７３℃を超える温度
で使用すると、急激な体積変化が生じ、治具が破損する
という問題があり、また切削部表面を所定の厚さにガラ
ス化するため、ＬＰＣＶＤ処理後、フッ酸等を含む酸溶
液による数回の洗浄により表面のガラス層は除去され、
内部の結晶質石英焼結体が露出し、平滑面が実質上無く
なり、再度、表面処理する必要が生ずる。
６２−８９３３号公報の石英ガラス製治具においては、
治具中心部が結晶質石英の焼結体からなるため、結晶形
態がα相からβ相に変態する温度５７３℃を超える温度
で使用すると、急激な体積変化が生じ、治具が破損する
という問題があり、また切削部表面を所定の厚さにガラ
ス化するため、ＬＰＣＶＤ処理後、フッ酸等を含む酸溶
液による数回の洗浄により表面のガラス層は除去され、
内部の結晶質石英焼結体が露出し、平滑面が実質上無く
なり、再度、表面処理する必要が生ずる。
【０００７】 特開平３−２０９７２２号は、溝を含め
て保持部材全体をバーナーで焼きなますため、溝山の薄
いピッチ幅の小さいものの場合、火炎が強すぎると溝山
の形状が崩れてしまい、治具として使用できなくなる。
逆に、形状維持を優先して火炎を弱くすると、溝山上部
は焼くことができても溝下部や溝底部分を十分に焼け
ず、マイクロクラックを消滅させることができない。
て保持部材全体をバーナーで焼きなますため、溝山の薄
いピッチ幅の小さいものの場合、火炎が強すぎると溝山
の形状が崩れてしまい、治具として使用できなくなる。
逆に、形状維持を優先して火炎を弱くすると、溝山上部
は焼くことができても溝下部や溝底部分を十分に焼け
ず、マイクロクラックを消滅させることができない。
【０００８】また、近年においては、半導体生産性向上
のため１台のウエーハボートに大量のウエーハを搭載さ
せる必要性が生じている。このためウエーハボートに限
らず洗浄用のキャリアボートなど、石英ガラス部材のウ
エーハを保持する溝の間隔を短くして、搭載量を増すた
めに溝山の部分がほとんどない保持治具が使用されるよ
うになってきている。
のため１台のウエーハボートに大量のウエーハを搭載さ
せる必要性が生じている。このためウエーハボートに限
らず洗浄用のキャリアボートなど、石英ガラス部材のウ
エーハを保持する溝の間隔を短くして、搭載量を増すた
めに溝山の部分がほとんどない保持治具が使用されるよ
うになってきている。
【０００９】しかしながら、特開平９−１８６２２３号
のように、部材の焼くべき箇所をそのままガスバーナー
で上方より焼く方法は、溝山の幅が３．５〜５ｍｍとい
った通常の溝ピッチでは、バーナーの火炎噴出流をシャ
ープにしてバーナー先端の口径を絞ることによりある程
度の対応は可能になるが、溝山の幅が２．５ｍｍや１ｍ
ｍ幅といった程度の山幅の狭い支持部材となると、溝の
山が潰れたり、溝形状の変形やピッチの変動が生じてウ
エーハの出し入れに支障を来たすこととなる。さらにま
た、支持部材自体も加熱により反りが生じてしまうとい
う欠点があった。
のように、部材の焼くべき箇所をそのままガスバーナー
で上方より焼く方法は、溝山の幅が３．５〜５ｍｍとい
った通常の溝ピッチでは、バーナーの火炎噴出流をシャ
ープにしてバーナー先端の口径を絞ることによりある程
度の対応は可能になるが、溝山の幅が２．５ｍｍや１ｍ
ｍ幅といった程度の山幅の狭い支持部材となると、溝の
山が潰れたり、溝形状の変形やピッチの変動が生じてウ
エーハの出し入れに支障を来たすこととなる。さらにま
た、支持部材自体も加熱により反りが生じてしまうとい
う欠点があった。
【００１０】本発明は、ピッチの密な溝山の幅の小さな
石英ガラス部材においても、溝の形状を損なうことな
く、溝を均一に加熱し、加熱による石英ガラス部材の反
りが発生しないようにする石英ガラス部材の表面処理方
法及びその装置を提供することを目的とする。
石英ガラス部材においても、溝の形状を損なうことな
く、溝を均一に加熱し、加熱による石英ガラス部材の反
りが発生しないようにする石英ガラス部材の表面処理方
法及びその装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】石英ガラス部材の溝壁面
にバーナーを５〜４５度の角度にし、溝上方より加熱処
理することにより溝壁面を充分焼くことができると共
に、溝の山部に火炎が直接当たることがないので溝の山
が崩れるのを防止している。また、円柱状もしくは角柱
状の支持部材の溝を処理する場合は、溝のエッジから一
定の距離を保ってバーナーをエッジに沿って移動させて
加熱処理する。また、溝底部から溝頂部に向かって移動
する時のバーナーの移動速度が、溝頂部から反対側の底
部に向かう時の速度よりも小さい移動速度にして、均一
に仕上げるようにする。複数の溝を連続して加熱する場
合は、溝の一壁面を加熱した後、バーナーを反転して溝
の他方の壁面を加熱し、次いで、バーナーを反転と共に
移動して隣の溝山の一壁面を加熱し、さらにバーナーを
反転して溝の他方の壁面を加熱し、順次バーナーの反転
と移動を重ねながら石英ガラス部材の複数の溝を繰り返
し加熱する。バーナーの先端口径は、溝幅の最大距離に
対して１／６〜１／２とするのが好ましい。
にバーナーを５〜４５度の角度にし、溝上方より加熱処
理することにより溝壁面を充分焼くことができると共
に、溝の山部に火炎が直接当たることがないので溝の山
が崩れるのを防止している。また、円柱状もしくは角柱
状の支持部材の溝を処理する場合は、溝のエッジから一
定の距離を保ってバーナーをエッジに沿って移動させて
加熱処理する。また、溝底部から溝頂部に向かって移動
する時のバーナーの移動速度が、溝頂部から反対側の底
部に向かう時の速度よりも小さい移動速度にして、均一
に仕上げるようにする。複数の溝を連続して加熱する場
合は、溝の一壁面を加熱した後、バーナーを反転して溝
の他方の壁面を加熱し、次いで、バーナーを反転と共に
移動して隣の溝山の一壁面を加熱し、さらにバーナーを
反転して溝の他方の壁面を加熱し、順次バーナーの反転
と移動を重ねながら石英ガラス部材の複数の溝を繰り返
し加熱する。バーナーの先端口径は、溝幅の最大距離に
対して１／６〜１／２とするのが好ましい。
【００１２】石英ガラス部材の加熱による反りを防止す
るため、石英ガラス部材の溝部とその背面にあたる部分
を加熱する。溝部と背面部は、溝部を加熱するバーナー
部を保護するため交互に加熱する。そして、石英ガラス
部材の溝部背面は均一に加熱するため、ノズルを直線状
に並べたラインバーナーで加熱する。背面部の加熱は、
１つのラインバーナーで加熱する代わりに、背面部の左
右方向より複数のバーナーで加熱しても差し支えない。
るため、石英ガラス部材の溝部とその背面にあたる部分
を加熱する。溝部と背面部は、溝部を加熱するバーナー
部を保護するため交互に加熱する。そして、石英ガラス
部材の溝部背面は均一に加熱するため、ノズルを直線状
に並べたラインバーナーで加熱する。背面部の加熱は、
１つのラインバーナーで加熱する代わりに、背面部の左
右方向より複数のバーナーで加熱しても差し支えない。
【００１３】また、石英ガラス部材を支持、反転させる
ワーク支持・回転手段と、溝加熱用バーナーと石英ガラ
ス部材の底面加熱用バーナーを有し、これらのバーナー
を支持、反転、移動制御させるバーナー支持・回転・移
動制御手段と、バーナーへのガスの供給を一定にするガ
ス流量制御手段とを備えた石英ガラス部材の溝表面仕上
装置を用いれば、精度、再現性良く支持部材を表面処理
することができる。
ワーク支持・回転手段と、溝加熱用バーナーと石英ガラ
ス部材の底面加熱用バーナーを有し、これらのバーナー
を支持、反転、移動制御させるバーナー支持・回転・移
動制御手段と、バーナーへのガスの供給を一定にするガ
ス流量制御手段とを備えた石英ガラス部材の溝表面仕上
装置を用いれば、精度、再現性良く支持部材を表面処理
することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】バーナー３は、酸素・可燃性ガス
混合バーナーで、内部混合型、外部混合型いずれの形式
のものであっても良いが、火炎に不純物が混入したりす
ると、石英ガラス部材１に影響があるので、クリーンで
制御のし易い酸水素ガスによる内部混合型のバーナーが
好ましい。また狭い溝を焼くので細径で注射針のような
ノズルが好ましく、その先端口径は０．５〜２ｍｍ程度
が実用的である。溝に対する火炎角度（θ）は、５〜４
５度とする。５度未満では単に上から加熱する従来の方
法と同じように溝壁面２１ばかりでなく溝全体に火炎が
かかり溝形状を維持しながら十分に加熱することが難し
くなる。また、４５度を超えると、溝壁面エッジ２３に
そそがれた火炎が溝壁面下方から底部へ向かう火炎流と
共に壁面上部の方へ逃げる火炎が増加し、溝の山部分が
だれて形状維持が困難になるため好ましくない。また、
図１に示したように、５〜４５度の角度で火炎を溝壁面
２１へ照射することにより、火炎が溝底部へ反射流とし
て伝わり、溝底部２４を充分焼くと共に、次に加熱する
部分である溝の他方の壁面２５まで輻射熱として伝わり
他方壁面２５の本加熱前の予熱効果も合わせ持つ。
混合バーナーで、内部混合型、外部混合型いずれの形式
のものであっても良いが、火炎に不純物が混入したりす
ると、石英ガラス部材１に影響があるので、クリーンで
制御のし易い酸水素ガスによる内部混合型のバーナーが
好ましい。また狭い溝を焼くので細径で注射針のような
ノズルが好ましく、その先端口径は０．５〜２ｍｍ程度
が実用的である。溝に対する火炎角度（θ）は、５〜４
５度とする。５度未満では単に上から加熱する従来の方
法と同じように溝壁面２１ばかりでなく溝全体に火炎が
かかり溝形状を維持しながら十分に加熱することが難し
くなる。また、４５度を超えると、溝壁面エッジ２３に
そそがれた火炎が溝壁面下方から底部へ向かう火炎流と
共に壁面上部の方へ逃げる火炎が増加し、溝の山部分が
だれて形状維持が困難になるため好ましくない。また、
図１に示したように、５〜４５度の角度で火炎を溝壁面
２１へ照射することにより、火炎が溝底部へ反射流とし
て伝わり、溝底部２４を充分焼くと共に、次に加熱する
部分である溝の他方の壁面２５まで輻射熱として伝わり
他方壁面２５の本加熱前の予熱効果も合わせ持つ。
【００１５】図３に示すように溝焼きを溝底部ａから開
始し、エッジの溝底部ａから溝頂部bに向かって移動す
る時のバーナーの移動速度は、溝頂部bから反対側の底
部cに向かう時の速度よりも小さい移動速度とすれば、
均一に仕上げることができる。
始し、エッジの溝底部ａから溝頂部bに向かって移動す
る時のバーナーの移動速度は、溝頂部bから反対側の底
部cに向かう時の速度よりも小さい移動速度とすれば、
均一に仕上げることができる。
【００１６】ガスバーナー３の先端位置は、溝のエッジ
２３より２〜２０ｍｍの範囲内で一定の距離Ｌを保ちな
がら均一な加熱をおこなう。２ｍｍ未満では輻射熱が強
すぎ、２０ｍｍを超えると照射範囲が広くなり不必要な
部分への影響が大きくなるため安定した加熱をおこなう
には２〜２０ｍｍが好ましく、４〜１２ｍｍとするのが
さらに望ましい。
２３より２〜２０ｍｍの範囲内で一定の距離Ｌを保ちな
がら均一な加熱をおこなう。２ｍｍ未満では輻射熱が強
すぎ、２０ｍｍを超えると照射範囲が広くなり不必要な
部分への影響が大きくなるため安定した加熱をおこなう
には２〜２０ｍｍが好ましく、４〜１２ｍｍとするのが
さらに望ましい。
【００１７】複数の溝が設けられた石英ガラス部材の加
熱は、ガスバーナーを溝の一壁面２１に対して所定の角
度に設定して加熱し、次にガスバーナーの支持軸を回転
して反転し、溝の他方の壁面２５を同様の角度、距離で
加熱する。次いでガスバーナーを反転と共に移動し、隣
の溝の一壁面２６を加熱し、さらにバーナーを反転して
溝の他方の壁面２７を加熱し、順次バーナーの反転と移
動を重ねながら石英ガラス部材全体の溝を加熱する。な
お、一壁面の溝底部aから溝頂部bに向かって移動する時
のバーナーの移動速度は、他方の壁面の溝底部a’から
溝頂部b’に向かう時の速度よりも小さくすると熱を効
率的に使用でき、均一に仕上げることができる。
熱は、ガスバーナーを溝の一壁面２１に対して所定の角
度に設定して加熱し、次にガスバーナーの支持軸を回転
して反転し、溝の他方の壁面２５を同様の角度、距離で
加熱する。次いでガスバーナーを反転と共に移動し、隣
の溝の一壁面２６を加熱し、さらにバーナーを反転して
溝の他方の壁面２７を加熱し、順次バーナーの反転と移
動を重ねながら石英ガラス部材全体の溝を加熱する。な
お、一壁面の溝底部aから溝頂部bに向かって移動する時
のバーナーの移動速度は、他方の壁面の溝底部a’から
溝頂部b’に向かう時の速度よりも小さくすると熱を効
率的に使用でき、均一に仕上げることができる。
【００１８】ガスバーナーの先端口径は、溝幅の最大距
離Ｄに対して１／６〜１／２とすることが好ましい。こ
れにより溝全体を焼くことなく、溝壁面を片方ずつ加熱
し、溝底面２４を火炎で直接加熱しなくても、溝壁面か
らの火炎反射により、十分に溝を焼くことができる。
離Ｄに対して１／６〜１／２とすることが好ましい。こ
れにより溝全体を焼くことなく、溝壁面を片方ずつ加熱
し、溝底面２４を火炎で直接加熱しなくても、溝壁面か
らの火炎反射により、十分に溝を焼くことができる。
【００１９】また、溝の加熱と共に、溝部の背面となる
石英ガラス部材底面４を別のバーナーで加熱することに
より反りの発生を抑制できる。これは上部となる溝部を
従来のようにそのまま上方より加熱するだけでは、溝部
の背面側となる底面４に火炎が当たらず熱膨張差等によ
り反りが生じたが、上部、下部を相互に加熱することで
反りを防止する。また、部材の上下を同時に上下双方か
ら加熱すると上部の溝焼きバーナーを損傷しかねないの
で、この場合は、上部、下部をバランス良く周期的に交
互に加熱する。また、底面側から加熱できない場合は、
底面４を左右両側より複数のバーナーで加熱しても差し
支えない。ただし左又は右方向のいずれか片面のみから
加熱すると反対側に反るためこの場合は左右両側から加
熱することにより反りのない支持部材を得ることができ
る。
石英ガラス部材底面４を別のバーナーで加熱することに
より反りの発生を抑制できる。これは上部となる溝部を
従来のようにそのまま上方より加熱するだけでは、溝部
の背面側となる底面４に火炎が当たらず熱膨張差等によ
り反りが生じたが、上部、下部を相互に加熱することで
反りを防止する。また、部材の上下を同時に上下双方か
ら加熱すると上部の溝焼きバーナーを損傷しかねないの
で、この場合は、上部、下部をバランス良く周期的に交
互に加熱する。また、底面側から加熱できない場合は、
底面４を左右両側より複数のバーナーで加熱しても差し
支えない。ただし左又は右方向のいずれか片面のみから
加熱すると反対側に反るためこの場合は左右両側から加
熱することにより反りのない支持部材を得ることができ
る。
【００２０】溝壁面２１を加熱するガスバーナーは、狭
い溝を焼くので細径で注射針のようなノズルに限定され
るが、溝以外の部位を焼くバーナー、特に、支持部材溝
部の背面となる底面４を加熱する時は、ノズルを直線状
に並べたラインバーナー９を用い、一定距離から等量の
ガス炎で全体を均一に加熱する。
い溝を焼くので細径で注射針のようなノズルに限定され
るが、溝以外の部位を焼くバーナー、特に、支持部材溝
部の背面となる底面４を加熱する時は、ノズルを直線状
に並べたラインバーナー９を用い、一定距離から等量の
ガス炎で全体を均一に加熱する。
【００２１】溝ピッチが１ｍｍ未満の場合、本発明の方
法を手作業で長時間、同一条件を維持するのには限界が
ある。このため、溝を自動的に加熱する自動溝加熱装置
を使用する。自動溝加熱装置を図６に基づいて説明す
る。図に示すように、２段に形成された基台５の上段５
１に間隔をおいて回転ヘッド５３、５４が設けてある。
回転ヘッド５３、５４は、ガイドレール５５を移動する
ことができ、それらの間隔をワーク１（石英ガラス部
材）の長さに応じて変更することができ、ワークである
石英ガラス部材を支持する保持部７１、７２が設けてあ
る。基台５の下段５２にはガイドレール５６が設けてあ
り、ガイドレール５６上を移動台５７がＹ方向に移動す
る。移動台５７にはロボット６が搭載され、このロボッ
ト６は、アーム６１がＸ方向に、及びアーム６２がＺ方
向に伸縮し、さらにアーム６１は矢印Ｂに示すように回
転することができる。
法を手作業で長時間、同一条件を維持するのには限界が
ある。このため、溝を自動的に加熱する自動溝加熱装置
を使用する。自動溝加熱装置を図６に基づいて説明す
る。図に示すように、２段に形成された基台５の上段５
１に間隔をおいて回転ヘッド５３、５４が設けてある。
回転ヘッド５３、５４は、ガイドレール５５を移動する
ことができ、それらの間隔をワーク１（石英ガラス部
材）の長さに応じて変更することができ、ワークである
石英ガラス部材を支持する保持部７１、７２が設けてあ
る。基台５の下段５２にはガイドレール５６が設けてあ
り、ガイドレール５６上を移動台５７がＹ方向に移動す
る。移動台５７にはロボット６が搭載され、このロボッ
ト６は、アーム６１がＸ方向に、及びアーム６２がＺ方
向に伸縮し、さらにアーム６１は矢印Ｂに示すように回
転することができる。
【００２２】アーム６１の先端にバーナー取付部８が設
けてあり、溝加熱用の第１バーナー３１と溝底面を加熱
する第２バーナー３２が取り付けてあり、取付部８は、
矢印Ｔで示すように回転可能である。従って、バーナー
３１、３２は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向の移動に加えてＸ
方向を軸とする回転（Ｂ方向）とＺ方向を軸とする回転
（Ｔ方向）が可能である。また、バーナー３１、３２へ
のガスの供給を一定にするガス流量制御手段が装備され
ている。
けてあり、溝加熱用の第１バーナー３１と溝底面を加熱
する第２バーナー３２が取り付けてあり、取付部８は、
矢印Ｔで示すように回転可能である。従って、バーナー
３１、３２は、Ｘ、Ｙ、Ｚの３軸方向の移動に加えてＸ
方向を軸とする回転（Ｂ方向）とＺ方向を軸とする回転
（Ｔ方向）が可能である。また、バーナー３１、３２へ
のガスの供給を一定にするガス流量制御手段が装備され
ている。
【００２３】自動溝加熱装置を使用した溝焼きを説明す
る。まず、回転ヘッド５３、５４の間隔を調整し、保持
部７１、７２でワーク１を保持する。予め、移動制御手
段に溝のピッチ及び溝幅などを入力しておく。ロボット
６が設定値に従って移動し、第１バーナー３１の溝壁に
対する角度、溝のエッジまでの距離を設定した値となる
ようにする。入力した設定速度でロボット及び第１バー
ナー３１を所定の位置に移動して、溝を加熱する。
る。まず、回転ヘッド５３、５４の間隔を調整し、保持
部７１、７２でワーク１を保持する。予め、移動制御手
段に溝のピッチ及び溝幅などを入力しておく。ロボット
６が設定値に従って移動し、第１バーナー３１の溝壁に
対する角度、溝のエッジまでの距離を設定した値となる
ようにする。入力した設定速度でロボット及び第１バー
ナー３１を所定の位置に移動して、溝を加熱する。
【００２４】１つの溝壁の加熱が終了すると、アーム６
１が回転して対向する溝壁に対してもバーナーが所定の
角度になるようにし、溝を加熱する。ロボットは次の溝
に移動して加熱動作を同様におこなう。この工程を繰り
返し全溝の加熱を終了する。ある程度の数の溝を加熱し
たら、バーナー取付部８をＴ方向に回転して第２バーナ
ー３２がワークに対向するようにし、回転ヘッド５３、
５４を回転させて溝底面を上側にして移動台５７を往復
運動させて溝底面を加熱し、ワークを上下面で均等に加
熱して反るのを防止する。
１が回転して対向する溝壁に対してもバーナーが所定の
角度になるようにし、溝を加熱する。ロボットは次の溝
に移動して加熱動作を同様におこなう。この工程を繰り
返し全溝の加熱を終了する。ある程度の数の溝を加熱し
たら、バーナー取付部８をＴ方向に回転して第２バーナ
ー３２がワークに対向するようにし、回転ヘッド５３、
５４を回転させて溝底面を上側にして移動台５７を往復
運動させて溝底面を加熱し、ワークを上下面で均等に加
熱して反るのを防止する。
【００２５】又は、ワークはそのままの状態としてロボ
ット６のアーム６２を縮めてアーム６１を１８０℃回転
（Ｂ方向）して第２バーナー３２をワークの下側に入り
込ませて同様に溝底面を加熱する。この自動溝加熱装置
を使用することで、溝山幅０．５ｍｍのものであっても
溝形状を損なったり焼きムラや反りを生じることなし
に、精度、再現性良く溝焼きをおこなうことができる。
ット６のアーム６２を縮めてアーム６１を１８０℃回転
（Ｂ方向）して第２バーナー３２をワークの下側に入り
込ませて同様に溝底面を加熱する。この自動溝加熱装置
を使用することで、溝山幅０．５ｍｍのものであっても
溝形状を損なったり焼きムラや反りを生じることなし
に、精度、再現性良く溝焼きをおこなうことができる。
【００２６】
【実施例】実施例１ ２０ｍｍφ×８００ｍｍの石英ガラス丸棒部材を用い
て、ダイヤモンドホイールで溝ピッチ５．６ｍｍ、溝幅
３．６ｍｍ、溝の山幅２ｍｍの溝を１２０個形成した。
先端の口径が１．５ｍｍである内部混合型の酸水素炎ガ
スバーナーを用いて、ガスバーナーの先端位置を第一の
溝の一壁面２１に対して１５度とし、溝壁面エッジ２３
の位置より７ｍｍの距離を保ち、酸水素炎ガスバーナー
を溝底部aから溝壁頂部bに移動させながら溝壁面を加熱
した。ガスの流量は、水素ガスが３〜６リットル／分、
酸素ガスは１〜４リットル／分が好ましく、この実施例
では、水素ガス３．５リットル／分、酸素ガス１．８リ
ットル／分で加熱した。
て、ダイヤモンドホイールで溝ピッチ５．６ｍｍ、溝幅
３．６ｍｍ、溝の山幅２ｍｍの溝を１２０個形成した。
先端の口径が１．５ｍｍである内部混合型の酸水素炎ガ
スバーナーを用いて、ガスバーナーの先端位置を第一の
溝の一壁面２１に対して１５度とし、溝壁面エッジ２３
の位置より７ｍｍの距離を保ち、酸水素炎ガスバーナー
を溝底部aから溝壁頂部bに移動させながら溝壁面を加熱
した。ガスの流量は、水素ガスが３〜６リットル／分、
酸素ガスは１〜４リットル／分が好ましく、この実施例
では、水素ガス３．５リットル／分、酸素ガス１．８リ
ットル／分で加熱した。
【００２７】次にガスバーナーを上部へ引き上げて反転
し溝の他方の壁面２５に対し１５度となるようにし、溝
の他方の壁面２５も同様の条件で溝焼きをおこなった。
なお、ガスバーナー移動速度はエッジ溝底部aから溝頂
部bまでは１．５ｍｍ／秒とした。頂部bから底部cまで
は２．０ｍｍ／秒とした。また、溝の他方の壁面２５
は、溝底部a’から溝頂部b’ ２．２ｍｍ／秒、頂部
b’から底部c’までは２．６ｍｍ／秒とした。この操作
を複数の溝に対して繰り返した。溝壁面の加熱を溝数が
２０個となったところで中断して、支持部材の第１溝か
ら第２０溝の背面部を底面４側から酸水素火炎によりラ
インバーナーで加熱した。この作業を１２０溝に至るま
で順次繰り返し溝焼きを完了した。
し溝の他方の壁面２５に対し１５度となるようにし、溝
の他方の壁面２５も同様の条件で溝焼きをおこなった。
なお、ガスバーナー移動速度はエッジ溝底部aから溝頂
部bまでは１．５ｍｍ／秒とした。頂部bから底部cまで
は２．０ｍｍ／秒とした。また、溝の他方の壁面２５
は、溝底部a’から溝頂部b’ ２．２ｍｍ／秒、頂部
b’から底部c’までは２．６ｍｍ／秒とした。この操作
を複数の溝に対して繰り返した。溝壁面の加熱を溝数が
２０個となったところで中断して、支持部材の第１溝か
ら第２０溝の背面部を底面４側から酸水素火炎によりラ
インバーナーで加熱した。この作業を１２０溝に至るま
で順次繰り返し溝焼きを完了した。
【００２８】実施例２ １２ｍｍ角×８００ｍｍの石英ガラス角棒部材を用い
て、ダイヤモンドホイールにより溝ピッチ３．６ｍｍ、
溝幅２．８ｍｍ、溝の山幅０．８ｍｍを有する溝を１８
０個形成した。先端の口径が０．９ｍｍである内部混合
型の酸水素炎ガスバーナーを用い、ガスバーナーの先端
位置を第一の溝の溝一壁面に対して１０度とし、溝壁面
のエッジから５．５ｍｍの距離を保ち、ガスバーナーを
溝壁面エッジに沿って移動させて火炎で加熱した。以
下、実施例１に準じて支持部材を加熱したが、溝底面の
加熱は、３０溝毎にラインバーナーで往復直線動作でお
こない、１８０溝に至るまで繰り返して、溝焼きを完了
した。
て、ダイヤモンドホイールにより溝ピッチ３．６ｍｍ、
溝幅２．８ｍｍ、溝の山幅０．８ｍｍを有する溝を１８
０個形成した。先端の口径が０．９ｍｍである内部混合
型の酸水素炎ガスバーナーを用い、ガスバーナーの先端
位置を第一の溝の溝一壁面に対して１０度とし、溝壁面
のエッジから５．５ｍｍの距離を保ち、ガスバーナーを
溝壁面エッジに沿って移動させて火炎で加熱した。以
下、実施例１に準じて支持部材を加熱したが、溝底面の
加熱は、３０溝毎にラインバーナーで往復直線動作でお
こない、１８０溝に至るまで繰り返して、溝焼きを完了
した。
【００２９】実施例１、２とも溝山の崩れなど溝形状に
変化はなく、溝のあらゆる場所に焼けムラは認められな
かった。また、支持部材の反りも発生しておらず、溝ピ
ッチについても加熱の前後で変化なく、累積で±０．１
ｍｍという高精度の溝ピッチにも充分耐えられる結果と
なっていた。
変化はなく、溝のあらゆる場所に焼けムラは認められな
かった。また、支持部材の反りも発生しておらず、溝ピ
ッチについても加熱の前後で変化なく、累積で±０．１
ｍｍという高精度の溝ピッチにも充分耐えられる結果と
なっていた。
【００３０】
【発明の効果】従来のように角度を設けずにそのままピ
ッチの狭い溝を加熱すると、溝山が変形したり支持部材
が反ってしまい高精度を要求される溝ピッチに狂いが生
ずる問題があったが、照射面に対して角度をつけ、バー
ナーと照射面の距離を一定にし、溝の背面部を溝部と分
割して相互に順次加熱していくことにより、反りを防止
することができる。そして、溝のピッチの小さいウエー
ハボートにおいても、溝の形状を損なうことなく、溝を
均一に加熱でき、石英ガラス製品の反りの発生もなく、
高精度の溝ピッチを保持したまま表面処理を行え、半導
体熱処理用治具としてパーティクル発生のない、また洗
浄用治具として発塵がなく洗浄薬品との表面反応を低減
して製品の長寿命化を可能にした石英ガラス部材の表面
処理方法及びその装置を提供するこができる。さらに溝
底部から溝頂部に向かって移動する時のバーナーの移動
速度が、溝頂部から反対側の底部に向かう時の速度より
も小さい移動速度にすることにより、熱を効率的に使用
し、均一に仕上げることができる。
ッチの狭い溝を加熱すると、溝山が変形したり支持部材
が反ってしまい高精度を要求される溝ピッチに狂いが生
ずる問題があったが、照射面に対して角度をつけ、バー
ナーと照射面の距離を一定にし、溝の背面部を溝部と分
割して相互に順次加熱していくことにより、反りを防止
することができる。そして、溝のピッチの小さいウエー
ハボートにおいても、溝の形状を損なうことなく、溝を
均一に加熱でき、石英ガラス製品の反りの発生もなく、
高精度の溝ピッチを保持したまま表面処理を行え、半導
体熱処理用治具としてパーティクル発生のない、また洗
浄用治具として発塵がなく洗浄薬品との表面反応を低減
して製品の長寿命化を可能にした石英ガラス部材の表面
処理方法及びその装置を提供するこができる。さらに溝
底部から溝頂部に向かって移動する時のバーナーの移動
速度が、溝頂部から反対側の底部に向かう時の速度より
も小さい移動速度にすることにより、熱を効率的に使用
し、均一に仕上げることができる。
【図１】溝を有する石英ガラス部材の加熱方法の概念図
【図２】加熱工程説明図
【図３】バーナーの軌跡説明図
【図４】ウエーハボートの斜視図
【図５】ウエーハボートの支持部材の斜視図
【図６】自動溝加熱装置の斜視図
１石英ガラス部材 ２：溝 ２１：溝壁面 ２２：溝山 ２３：エッジ ２４：溝底部 ２５：溝の他方の壁面 ２６：隣の溝の溝壁面 ２７：隣の溝の他方の壁面 ３：バーナー ４：底面 ９：ラインバーナー
Claims (14)
- 【請求項１】 石英ガラス部材の溝壁面にバーナーを５
〜４５度の角度にし、溝上方より加熱処理する石英ガラ
ス部材の切削溝表面仕上げ方法。 - 【請求項２】 請求項１において、石英ガラス部材がウ
エーハボートなどの支持部材であり、溝のエッジから一
定の距離を保ちながらバーナーをエッジに沿って移動し
て加熱処理する石英ガラス部材の切削溝表面仕上げ方
法。 - 【請求項３】 請求項２において、支持部材が円柱もし
くは角柱であり、エッジの加熱は、バーナーを溝底部か
ら溝頂部、さらに反対側エッジの溝底部に向かって移動
させる石英ガラス部材の切削溝表面仕上げ方法。 - 【請求項４】 請求項３において、溝底部から溝頂部に
向かって移動する時のバーナーの移動速度が、溝頂部か
ら反対側の底部に向かう時の速度よりも小さい移動速度
である石英ガラス部材の切削溝表面仕上げ方法。 - 【請求項５】 請求項２〜４のいずれかにおいて、溝の
一壁面を加熱した後、溝の他方の壁面を５〜４５度の火
炎角度で加熱し、順次複数の溝を繰り返し加熱する石英
ガラス部材の切削溝表面仕上げ方法。 - 【請求項６】 請求項５において、一壁面の溝底部から
溝頂部に向かって移動する時のバーナーの移動速度が、
他方の壁面の溝底部から溝頂部に向かう時の速度よりも
小さい移動速度である石英ガラス部材の切削溝表面仕上
げ方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかにおいて、バー
ナー先端位置と溝エッジとの距離が２〜２０ｍｍである
石英ガラス部材の切削溝表面仕上げ方法。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかにおいて、ガス
バーナーの先端口径が、溝幅の最大距離に対して１／６
〜１／２である石英ガラス部材の切削溝表面仕上げ方
法。 - 【請求項９】 請求項１〜８のいずれかにおいて、石英
ガラス部材の溝部とその背面にあたる部分とを加熱する
石英ガラス部材の切削溝表面仕上げ方法。 - 【請求項１０】 請求項８において、溝部の背面にあた
る部分を一定間隔でノズルを直線状に並べたラインバー
ナーで加熱する石英ガラス部材の切削溝表面仕上げ方
法。 - 【請求項１１】 請求項９〜１０のいずれかにおいて、
溝部と溝部の背面部を交互に加熱する石英ガラス部材の
切削溝表面仕上げ方法。 - 【請求項１２】 基台上に間隔をおいて設けた回転ヘッ
ド、３軸方向に移動可能で、かつ回転可能な溝加熱用バ
ーナー、及び、回転ヘッドと溝加熱用バーナーの移動制
御装置を備えた自動溝加熱装置。 - 【請求項１３】 請求項１２において、溝部背面加熱用
バーナーを備えた自動溝加熱装置。 - 【請求項１４】 請求項１２〜１３のいずれかにおい
て、バーナーへのガス供給量制御手段を備えた自動溝加
熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15792898A JP4393601B2 (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | 石英ガラス部材の切削溝表面仕上げ方法及び自動溝加熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15792898A JP4393601B2 (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | 石英ガラス部材の切削溝表面仕上げ方法及び自動溝加熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11349338A true JPH11349338A (ja) | 1999-12-21 |
| JP4393601B2 JP4393601B2 (ja) | 2010-01-06 |
Family
ID=15660545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15792898A Expired - Lifetime JP4393601B2 (ja) | 1998-06-05 | 1998-06-05 | 石英ガラス部材の切削溝表面仕上げ方法及び自動溝加熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4393601B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7997956B2 (en) | 2005-06-16 | 2011-08-16 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | Quartz glass tool for heat treatment of silicon wafer and process for producing the same |
| KR101494197B1 (ko) * | 2013-05-03 | 2015-02-17 | ㈜에이마크 | 유리 기판 챔퍼링 장치 및 방법 |
| WO2015147456A1 (ko) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | 동우화인켐 주식회사 | 강화 유리의 절단 및 면취 방법 |
| KR20150111821A (ko) * | 2014-03-26 | 2015-10-06 | 동우 화인켐 주식회사 | 강화 유리의 절단 및 면취 방법 |
| CN111331262A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-06-26 | 广州兴森快捷电路科技有限公司 | 封装载板及金属腔体内槽加工方法 |
| CN115448579A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-12-09 | 浙江富乐德石英科技有限公司 | 一种石英圆盘自动精烧设备 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102190744B1 (ko) | 2019-03-13 | 2020-12-15 | 주식회사 원익큐엔씨 | 에지링의 내주면을 열가공하는 방법 |
| KR102178536B1 (ko) | 2019-03-13 | 2020-11-13 | 주식회사 원익큐엔씨 | 에지링의 내주면을 열가공하는 장치 |
-
1998
- 1998-06-05 JP JP15792898A patent/JP4393601B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7997956B2 (en) | 2005-06-16 | 2011-08-16 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | Quartz glass tool for heat treatment of silicon wafer and process for producing the same |
| KR101494197B1 (ko) * | 2013-05-03 | 2015-02-17 | ㈜에이마크 | 유리 기판 챔퍼링 장치 및 방법 |
| WO2015147456A1 (ko) * | 2014-03-26 | 2015-10-01 | 동우화인켐 주식회사 | 강화 유리의 절단 및 면취 방법 |
| KR20150111821A (ko) * | 2014-03-26 | 2015-10-06 | 동우 화인켐 주식회사 | 강화 유리의 절단 및 면취 방법 |
| CN111331262A (zh) * | 2020-03-23 | 2020-06-26 | 广州兴森快捷电路科技有限公司 | 封装载板及金属腔体内槽加工方法 |
| CN115448579A (zh) * | 2022-09-09 | 2022-12-09 | 浙江富乐德石英科技有限公司 | 一种石英圆盘自动精烧设备 |
| CN115448579B (zh) * | 2022-09-09 | 2023-10-31 | 浙江富乐德石英科技有限公司 | 一种石英圆盘自动精烧设备 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4393601B2 (ja) | 2010-01-06 |
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