DE19733097A1

DE19733097A1 - Schleifkörper, Schleifblatt und Schleifverfahren

Info

Publication number: DE19733097A1
Application number: DE19733097A
Authority: DE
Inventors: Hideto Kuramochi; Yoshitaka Kubota
Original assignee: Tosoh Corp
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1996-07-31
Filing date: 1997-07-31
Publication date: 1998-02-05
Anticipated expiration: 2017-08-01
Also published as: GB9716107D0; US6245406B1; DE19733097B4; GB2316414A; US6077581A; GB2316414B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schleifkörper, der zum Schleifen eines Substrats wie z. B. eines Silikonwafers und eines Oxidsubstrats und ein optisches Material verwendet wird. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Schleifblatt, das den Schleifkörper aufweist und auf ein Schleifverfahren. Insbesondere bezieht sie sich auf einen Schleifkörper, der durch Formen von ultrafeinem Silikapulver zu einem geformten Körper und durch Sintern des geformten Körpers hergestellt wird und sie bezieht sich auf ein Schleifblatt, das den als Schleifkörper geformten Silikakörper und einen Hilfsträger aufweist und auf ein Schleifverfahren, das den Silikaschleifkörper verwendet.

Bisher wurde bei einem Verfahren zum Schleifen eines Substrats wie z. B. eines Silikonwafers oder eines Oxidsubstrats ein Schleifverfahren mit losen Schleifpartikeln verwendet, wobei das Substratmaterial mit einem aus Vliesstoff oder Velourstoff hergestellten Schleifkissen geschliffen, während eine Schleifflüssigkeit, die ein loses Schleifkorn wie z. B. Kolloidsilika oder Zeroxide und eine Chemikalie wie beispielsweise Kaliumhydroxid aufweist, kontinuierlich auf das Substrat geliefert wird. Es ist z. B. in der Japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (abgekürzt als "JP-A") 5-154760 und der JP-A 7-326597 beschrieben, daß ein Silikonwafer mit einem Schleifstoff und einem losen Schleifkorn geschliffen wird. Bei den herkömmlichen Schleifprozeduren mit losem Korn unter Verwendung einer Schleifflüssigkeit, die loses Korn enthält, wird während dem Schleifen eine herausragende Menge an verbrauchter Schleifflüssigkeit, die ein loses Korn enthält, erzeugt. Deshalb muß über die Effizienz der Schleifprozedur und eine Ausrüstung für den verbrauchten Abfall und die Umweltverschmutzung mit der verbrauchten Schleifflüssigkeit nachgedacht werden. Das Schleifkissen wie beispielsweise ein Schleifstoff neigt dazu, zugesetzt zu werden und die Schleiffunktion wird verschlechtert. Somit muß das Schleifkissen oft erneuert werden und die Schleifeffizienz ist vermindert.

Desweiteren besteht bei dem herkömmlichen Schleifverfahren unter Verwendung eines Schleifkissens das Problem, daß die Oberfläche des Schleifkissens biegsam ist und deshalb die gesamte Oberfläche eines zu schleifenden Materials nicht gleichmäßig abgeschliffen wird, d. h., daß die Eckenabschnitte der Materialoberfläche infolge des Schleifens übermäßig abgeschliffen werden.

Zusammenfassend läßt sich sagen, daß das herkömmliche Schleifverfahren unter Verwendung eines Schleifkissens und eines losen Schleifkorns Probleme in Bezug auf die Entsorgung von verbrauchter Schleifflüssigkeit, der Arbeitseffizienz beim Schleifen und der Gleichförmigkeit bei der Abschleifung der gesamten Materialoberfläche, die geschliffen werden soll, auftreten.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schleifkörper zu schaffen, der zum Schleifen eines Materials wie beispielsweise eines Substrats verwendet wird, z. B. eines Substrats für eine Halbleitervorrichtung wie beispielsweise eines Silikonwafers und eines Oxidsubstrats und für ein optisches Material, für das eine Präzisionsbearbeitung erforderlich ist, und das derartige Vorteile hat, wie daß das Problem der Müllentsorgung gelindert oder vermieden werden kann, und eine geschliffene Oberfläche mit einer Präzision vom selben Grad oder einem höheren Grad als jener, die durch das herkömmliche Schleifverfahren unter Verwendung eines Schleifkissens und eines losen Schleifkorns erzielt wird, so daß das Material mit einer verbesserten Wirksamkeit geschliffen werden kann, der Schleifkörper eine verbesserte Haltbarkeit hat und eine Einsparung der Schleifarbeit erreicht werden kann.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Schleifblatt und ein Schleifverfahren zu schaffen, die die vorstehend erwähnten Vorteile haben.

Als Ergebnisse der Nachforschung zum Erreichen der vorstehenden Aufgaben und Ziele haben die Erfinder herausgefunden, daß, wenn ein schleiffähig geformter Körper aus ultrafeinen Silikapartikeln zusammengesetzt wird, die als ein Schleifmittel verwendet werden, die folgenden Vorteile erhalten werden können.

(1) Die harten und feinen Schleifoberflächen von Silikapartikeln werden in direkten Kontakt mit einem zu schleifenden Material gebracht und deshalb kann eine Schleifflüssigkeit verwendet werden, die keine losen Schleifkörner wie beispielsweise Kolloidsilika oder Zeroxide enthält. Die Silikapartikel fallen nur in einer sehr geringen Menge von dem Schleifkörper herab und deshalb kann das Problem hinsichtlich der Entsorgung verbrauchter Flüssigkeit gelindert oder vermieden werden.
(2) Der Schleifkörper, der aus ultrafeinen Silikapartikeln zusammengesetzt ist, hat eine hohe Festigkeit und eine verbesserte Haltbarkeit. Deshalb kann der Schleifbetrieb für einen langen Zeitraum ohne Erneuerung des Schleifkörpers fortgeführt werden.
(3) Das gleichmäßige Finish und der Schleifdurchsatz, die mit dem Schleifkörper erreicht werden, sind von demselben Niveau oder einem höheren als jenes des herkömmlichen Schleifverfahrens unter Verwendung eines Schleifkissens und eines losen Schleifkorns. Das gleichmäßige Finish und der Schleifdurchsatz werden im Schleifzeitraum nicht herabgesetzt.
(4) Wenn ein loses Schleifkorn in Kombination mit dem Schleifkörper der Erfindung verwendet wird, kann eine noch weiter verbesserte Schleifrate erzielt werden, mit einer Schleifflüssigkeit, die das lose Schleifkorn in einer niedrigeren Konzentration enthält.

Die vorliegende Erfindung wurde anhand der vorstehend aufgelisteten Erkenntnisse vollendet.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein schleiffähig geformter Körper vorgesehen, der mindestens 90 Gewichtsprozent Silika (nämlich Silikondioxid) aufweist und eine Fülldichte von 0,2 g/cm³ bis 1,5 g/cm³, einen BET spezifischen Oberflächenbereich von 10 m²/g bis 400 m²/g und einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,001 µm bis 0,56 µm.

Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Schleifblatt vorgesehen, das einen oder mehrere der vorstehend beschriebenen Schleifkörper und einen Hilfsträger aufweist, wobei der Schleifkörper oder die Körper an dem Trägerhilfsmittel befestigt sind.

Bei einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Schleifen eines Materials mit dem vorstehend beschriebenen Schleifblatt vorgesehen.

Fig. 1 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel des Schleifblatts der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist eine Draufsicht, die ein anderes Beispiel des Schleifblatts der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 3 ist ein Draufsicht, die ein modifiziertes Beispiel des Schleifblatts zeigt, das in Fig. 1 gezeigt ist.

Fig. 4 ist eine Draufsicht, die ein modifiziertes Beispiel des Schleifblatts zeigt, das in Fig. 2 gezeigt ist.

Fig. 5A ist eine perspektivische Mikrofotografie einer Oberfläche, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung des Schleifkörpers geschliffen wurde.

Fig. 5B ist eine Skizze der Mikrofotografie, die in Fig. 5A gezeigt ist.

Fig. 6A ist eine perspektivische Mikrofotografie einer Oberfläche, die mittels einem herkömmlichen Schleifverfahren unter Verwendung eines Schleifstoffes geschliffen wurde.

Fig. 6B ist eine Skizze der Mikrofotografie, die in Fig. 6A gezeigt ist.

Fig. 7 ist eine Mikrofotografie, die einen Eckenabschnitt eines Substrats vor dem Schleifen zeigt.

Fig. 8 ist eine Mikrofotografie, die einen Eckenabschnitt eines Substrats zeigt, der mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Verwendung des Schleifkörpers geschliffen wurde.

Fig. 9 ist eine Fotografie, die einen Eckenabschnitt eines Substrats zeigt, der mittels einem herkömmlichen Schleifverfahren unter Verwendung eines Schleifstoffes geschliffen wurde.

Im nachfolgenden soll die Erfindung anhand der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die dazugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.

Merkmale eines Schleifkörpers

Der Schleifkörper der vorliegenden Erfindung ist im wesentlichen aus Silika, nämlich Silikondioxid zusammengesetzt. Mit dem Ausdruck "im wesentlichen", der hierin verwendet wurde, soll gemeint sein, daß der Schleifkörper mindestens 90 Gewichtsprozent eines Silikondioxids aufweist, basierend auf dem absoluten Trockengewicht des Schleifkörpers. Als spezielle Beispiele von den Silika, die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können Trockenverarbeitungssilika und Naßverarbeitungssilika erwähnt werden. Ein herkömmlicherweise verwendetes Silika enthält eine kleinere Materialmenge, die in der Lage ist unter Glühen entfernt zu werden, und Spurenelemente von Metalloxiden wie beispielsweise Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, CaO, MgO, Na₂O.

Um die Gestalt des Schleifkörpers und seine Schleifwirkung während dem Schleifen aufrechtzuerhalten und um eine gleichmäßig geschliffene Oberfläche mit einer hohen Effektivität zu erreichen, liegt die Fülldichte des Schleifkörpers in einem Bereich von 0,2 bis 1,5 g/cm³ und vorzugsweise in dem Bereich von 0,4 bis 0,9 g/cm³. Wenn die Fülldichte geringer als 0,2 g/cm³ ist, kann der Schleifkörper während dem Schleifen seine Gestalt nicht aufrechterhalten und neigt somit dazu, übermäßig abgeschliffen zu werden. Wenn die Fülldichte 1,5 g/cm³ überschreitet, ist die Festigkeit des Schleifkörpers zu hoch und das zu schleifende Material wird gelegentlich beschädigt und desweiteren neigt der Schleifkörper dazu, abgeschliffen und glatt zu werden und die Schleifrate wird vermindert.

Um die Gestalt des Schleifkörpers und seine Schleifwirkung während dem Schleifen aufrecht zu erhalten, und um eine gleichmäßig geschliffene Oberfläche mit einer hohen Effizienz zu erreichen, liegt der BET spezifische Oberflächenbereich des Schleifkörpers in dem Bereich von 10 bis 400 m²/g und vorzugsweise in dem Bereich von 10 bis 200 m²/g und noch vorzugsweise in dem Bereich von 10 bis 100 m²/g. Wenn der BET spezifische Oberflächenbereich 400 m² /g übersteigt, kann der Schleifkörper seine Gestalt während dem Schleifen nicht aufrechterhalten und neigt somit dazu, übermäßig abgeschliffen zu werden. Wenn der BET spezifische Oberflächenbereich geringer als 10 m²/g ist, ist die Festigkeit des Schleifkörpers zu groß und das zu schleifende Material wird gelegentlich beschädigt. Desweiteren neigt der Schleifkörper dazu, abgeschliffen und unerwünscht glatt zu werden und die Schleifrate wird verschlechtert.

Um leicht einen porösen Schleifkörper aus den superfeinen Silikatpartikeln zu erhalten, und um eine gleichmäßig geschliffene Oberfläche mit einer hohen Effizienz zu erreichen liegt der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Silikapartikel bei den Schleifkörper in dem Bereich von 0,001 bis 0,5 µm, vorzugsweise in dem Bereich von 0,01 bis 0,3 µm und noch vorzugsweise in dem Bereich von 0,03 bis 0,2 µm. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser in dem Schleifkörper kleiner als 0,001 µm ist, ist der hauptsächliche Partikeldurchmesser der superfeinen Silikapartikel, die verwendet werden, kleiner als 0,001 µm und somit ist es schwierig, die superfeinen Silikapartikel zu einem porös geformten Körper zu gestalten. Wenn der durchschnittliche Partikeldurchmesser des Schleifkörpers größer als 0,5 µm ist, hat das geschliffene Material gelegentlich Schleifmarken. Mit dem Begriff "durchschnittlicher Partikeldurchmesser", der hierin verwendet wird, ist der durchschnittliche Partikeldurchmesser der Silikapartikel gemeint, die sich auf der Oberfläche des Schleifkörpers befinden, die unter Verwendung von beispielsweise einem Scannerelektronenmikroskop (SEM) gemessen werden kann, wie im nachfolgenden bei den Arbeitsbeispielen erläutert wird.

Um die Gestalt des Schleifkörpers und seine Schleifwirkung während dem Schleifen zu erhalten, und um eine gleichmäßig geschliffene Oberfläche mit einer hohen Effizienz zu erzielen, ist es vorzuziehen, daß der Schleifkörper die vorstehend beschriebenen Merkmale hat und ein integriertes gesamtes Porenvolumen im Bereich von 0,3 bis 4 cm³/g hat.

Desweiteren hat der Schleifkörper vorzugsweise eine derartige Porengrößenverteilung, daß das integrierte Porenvolumen von Poren, die einen Durchmesser haben, der nicht größer als 1 µm ist, mindestens 80% des integrierten Gesamtporenvolumens der gesamten Poren in dem Schleifkörper beträgt. Das integrierte Porenvolumen an Poren, die einen Durchmesser von nicht größer als 0,1 µm haben, beträgt mindestens 10% des integrierten Gesamtporenvolumens der gesamten Poren in dem Schleifkörper. Der häufigste Porendurchmesser liegt im Bereich von 0,01 bis 0,3 µm.

Der mittlere Porendurchmesser liegt im Bereich von 0,01 bis 0,3 µm.

Mit dem Ausdruck "häufigster Porendurchmesser", der hierin verwendet wird, ist der Porendurchmesser gemeint, bei dem der Differentialwert der größte in der differentialen Porendurchmesserverteilung ist. Mit dem Ausdruck "mittlerer Porendurchmesser", der hierin verwendet wird, ist der Porendurchmesser gemeint, der dem mittleren Wert zwischen dem größten Wert des integrierten Porenvolumens und dem kleinsten Wert davon in der integrierten Porendurchmesserverteilung entspricht. Es soll betont werden, daß sowohl der Hauptporendurchmesser als auch der mittlere Porendurchmesser auf demselben Volumen basieren.

Verfahren zur Erzeugung des Schleifkörpers

Das Verfahren zum Erzeugen des Schleifkörpers ist im einzelnen nicht beschränkt, vorausgesetzt, daß das Erzeugnis die vorstehend beschriebenen Merkmale hat. Üblicherweise wird ein superfeines Pulversilika-Rohmaterial zu einem geformten Körper gestaltet und der geformte Körper wird anschließend gesintert. Das Formgeben des Rohmaterials wird beispielsweise durch Preßformen des superfeinen Silikapulvers durchgeführt. Der verwendete Formdruck beträgt vorzugsweise mindestens 5 kg/cm² und noch besser 10 kg/cm².

Um die Formbarkeit des superfeinen Silikapulvers zu verbessern kann das Silikapulver vorbehandelt werden. Beispielsweise ist das Silikapulver zu einem Granulatmaterial vorgeformt, beispielsweise durch Preßgranulieren des Silikapulvers, gefolgt durch Klassifikation des Granulatmaterials beispielsweise unter Verwendung eines Siebes. Der für das Vorformen verwendete Druck variiert in Abhängigkeit von der jeweiligen Beschaffenheit des Silikapulvers und ist im einzelnen nicht beschränkt, liegt jedoch für gewöhnlicherweise im Bereich von 5 bis 1000 kg/cm². Als andere Verfahren zum Verbessern der Formbarkeit des Silikapulvers kann ein Verfahren zum Granulieren des Silikapulvers in Körnchen durch Sprühtrocknung oder Walzen, oder ein Verfahren durch Hinzufügens eines Bindemittels oder Wachses in das Silikapulver und ein Verfahren unter Hinzufügen von Wasser in das Silikapulver, gefolgt von Trocknen vor dem Sintern des geformten Silikapulvers, erwähnt werden.

Wenn ein organisches Material wie beispielsweise ein Bindemittel oder Wachs zu dem Silikonpulver hinzugefügt wird, um die Formbarkeit zu verbessern, wird das geformte Erzeugnis aus dem Silikapulver mit dem hinzugefügten organischen Material vorzugsweise einer Behandlung zur Entfernung des organischen Materials nach dem Formgeben aber vor dem Sintern des geformten Erzeugnisses unterzogen. Das Behandlungsverfahren ist im einzelnen nicht beschränkt. Zum Beispiel wird das geformte Erzeugnis aus dem Silikapulver mit dem hinzugefügten organischen Material in einer Luftatmosphäre oder einer Schutzgasatmosphäre wie Stickstoff, Argon oder Helium erhitzt, wodurch das organische Material wie ein Bindemittel oder Wachs entfernt wird. Die Erwärmung kann unter atmosphärischen, überatmosphärischen oder unteratmosphärischem Druck ausgeführt werden.

Das geformte Erzeugnis aus dem Silikapulver, von dem das organisches Material entfernt wurde, wird unter Erwärmen gesintert, um einen Schleifkörper zu schaffen, der eine hohe Festigkeit und eine gute Haltbarkeit hat. Es kann auch ein Verfahren wie beispielsweise ein maschinelles Bearbeiten zum Finishen des Schleifkörpers, der eine hohe Festigkeit hat, verwendet werden.

Das Schleifblatt

Ein Schleifblatt, das den vorstehend erwähnten Schleifkörper aufweist und ein Schleifverfahren unter Verwendung des Schleifblattes wird im folgenden beschrieben.

Das Schleifblatt ist durch Befestigen von einem oder mehreren Schleifkörpern auf ein Trägerhilfsmittel bzw. einen Hilfsträger hergestellt. Das verwendete Trägerhilfsmittel umfaßt Konstruktionen, die verschiedene Formen haben und ist aus verschiedenen Materialien hergestellt. Die Art und Weise, in der der Schleifkörper auf dem Trägerhilfsmittel befestigt ist, ist im einzelnen nicht beschränkt. Zum Beispiel werden der Schleifkörper und das Trägerhilfsmittel mittels einem Bindemittel miteinander verbunden, oder der Schleifkörper wird in eine Vertiefung oder in Vertiefungen des Trägerhilfsmittels eingebaut oder eingebettet.

Üblicherweise sind einer oder mehrere Schleifkörper an einem Trägerhilfsmittel befestigt. Es sind aus folgenden Gründen vorzugsweise mindestens zwei Schleifkörper an einem Trägerhilfsmittel befestigt. Erstens, wenn mindestens zwei Schleifkörper auf ein Trägerhilfsmittel befestigt werden, kann eine Schleifflüssigkeit während dem Schleifen mit einer verbesserten Effizienz ausgestoßen werden und somit kann die Schleifrate verbessert werden. Genauer gesagt, wenn mindestens zwei Schleifkörper auf einem Trägerhilfsmittel befestigt sind, wird die Schleifflüssigkeit durch Drainageleitungen, die zwischen den benachbarten Schleifkörpern ausgebildet sind, ausgestoßen. Wenn ein schleiffähig geformter Körper auf einem Trägerhilfsmittel befestigt ist, ist eine Leitung zum Drainieren einer Schleifflüssigkeit vorzugsweise auf der Schleifoberfläche vorgesehen. Zweitens, wenn mindestens zwei Schleifkörper auf dem Trägerhilfsmittel befestigt sind, kann die Schleifrate im wesentlichen konstant bleiben und das Schleifen kann im wesentlichen gleichmäßig über der gesamten Oberfläche des Materials bewirkt werden und die Schleifeffizienz wird verbessert.

Die Gestalt und Größe des Schleifkörpers sind nicht im einzelnen beschränkt, vorausgesetzt, daß eine gewünschte Anzahl an Schleifkörpern in der Lage sind, auf einem Trägerhilfsmittel befestigt zu werden. Als Beispiele für ihre Gestalt kann ein säulenförmiges Pellet und ein rechteckig pfeilerförmiges Pellet erwähnt werden, mit einem dreieckigen oder viereckigen Querschnitt.

Wenn ein schleiffähig geformter Körper z. B. auf ein scheibenförmiges Trägerhilfsmittel befestigt wird, ist die Größe des Schleifkörpers für gewöhnlich etwas kleiner als der Durchmesser der verwendbaren Fläche des Trägerhilfsmittels, das für gewöhnlich im Bereich von 200 bis 800 mm liegt. Wenn mindestens zwei Schleifkörper auf dem Trägerhilfsmittel befestigt werden, ist die Größe eines jeden geformten Körpers vorzugsweise so, daß jeder Körper in eine rechtwinklige Fläche fällt, von der jede Seite eine Länge von 5 bis 100 mm hat. Somit hat ein schleiffähig geformter Körper mit einer säulenförmigen Pelletgestalt vorzugsweise einen Durchmesser von 5 bis 100 mm und jener mit einer rechteckigen Pfeilergestalt hat vorzugsweise eine Seitenlänge von 5 bis 100 mm. Sogar wenn die Größe des Schleifkörpers kleiner als 5 mm ist, hat das Schleifblatt gute Schleifeigenschaften, aber eine geringe Brauchbarkeit, weil zuviele geformte Körper auf der Blattoberfläche befestigt sind. Wenn die Größe des Schleifkörpers größer als 100 mm ist, hat das Schleifblatt eine gute Schleifeigenschaft, aber sie ist dem Schleifblatt mit dem Schleifkörpern mit einer Größe von 5 bis 100 mm unterlegen. Wenn die Größe des Schleifkörpers größer als 100 mm ist, sind vorzugsweise eine oder mehrere Leitungen auf der Schleifoberfläche vorgesehen.

Die Dicke (d. h. die Länge senkrecht zur Schleifoberfläche) des Schleifkörpers ist im einzelnen nicht beschränkt, liegt jedoch vorzugsweise in dem Bereich von 3 bis 20 mm. Bei einer Dicke, die geringer als 3 mm ist, ist die Festigkeit des Schleifkörpers, der auf dem Trägerhilfsmittel befestigt ist, manchmal nicht ausreichend. Im Gegensatz dazu wird die Größe des Schleifblattes bei einer Dicke, die 20 mm übersteigt, unerwünscht groß.

Die Anzahl der Schleifkörper, die auf dem Trägerhilfsmittel befestigt sind, ist im einzelnen nicht beschränkt und variiert in Abhängigkeit von der Größe der Schleifkörper und der verwendbaren Fläche des Trägerhilfsmittels, an dem die geformten Körper befestigt werden. Die Anzahl der Schleifkörper ist vorzugsweise so, daß das Verhältnis der Gesamtfläche der Schleifoberflächen des Schleifkörpers zur gesamten verwendbaren Fläche auf der Oberfläche des Trägerhilfsmittels nicht größer als 95% ist. Wenn dieses Verhältnis größer als 95% ist, wird die Schleifrate auf ein Niveau reduziert, ähnlich zu dem Fall, wo ein schleiffähig geformter Körper auf einem Trägerhilfsmittel befestigt ist, und somit ist das Schleifblatt jenem Schleifblatt, an dem zwei oder mehr Schleifkörper befestigt sind, unterlegen. Der kleinste zulässige Wert des vorstehend beschriebenen Verhältnisses ist im einzelnen nicht beschränkt, aber liegt für gewöhnlich bei ungefähr 30%. Bei einem Verhältnis von weniger als 30% wird die verwendbare Fläche der Schleifoberfläche des Schleifkörpers reduziert.

Die Art und Weise, mit der die Schleifkörper auf dem Trägerhilfsmittel befestigt werden, ist im einzelnen nicht beschränkt, vorausgesetzt, daß die Schleifkörper über die gesamte verwendbare Fläche der Oberfläche des Trägerhilfsmittels im wesentlichen gleichmäßig verteilt sind. Die Verteilung der Schleifkörper auf der Oberfläche des Trägerhilfsmittels kann zufällig sein. Um jedoch eine gute Schleifwirkung unabhängig von dem Abschnitt des Materials, das geschliffen werden soll, zu erhalten, ist es vorzuziehen, daß die Verteilung der Schleifkörper enantiomorph relativ zur Mittellinie ist, die auf der verwendbaren Fläche der Oberfläche des Trägerhilfsmittels gezogen wird.

Die Größe und Gestalt des Trägerhilfsmittels ist im einzelnen nicht beschränkt. Zum Beispiel ist die Gestalt flach- und rechteckig, scheibenförmig, ringförmig oder zylindrisch. Die Größe ist so, daß der Durchmesser oder die Seite für gewöhnlich im Bereich von 200 bis 800 mm liegen.

Die Verteilung der Schleifkörper wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen veranschaulicht. Unter Bezugnahme auf Fig. 1, in der eine Draufsicht eines Beispiels des Schleifblattes der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, sind fünf Arten säulenförmiger Pellets als Schleifkörper auf einem Hilfsträger 1, der aus Metall hergestellt ist, befestigt, die unterschiedliche Durchmesser 2, 3, 4, 5 und 6 haben. Die fünf Arten säulenförmiger Pellets 2, 3, 4, 5 und 6 sind auf fünf konzentrischen Kreisen (nicht gezeigt) in einem Muster angeordnet, so daß die säulenförmigen Pellets mit dem größten Durchmesser 2 auf dem äußersten konzentrischen Kreis angeordnet sind und die übrigen vier Arten säulenförmiger Pellets nach innen gerichtet in der Reihenfolge der Durchmessergröße auf den vier konzentrischen Kreisen so angeordnet sind, daß die säulenförmigen Pellets mit dem kleinsten Durchmesser 6 auf dem ganz innen liegenden konzentrischen Kreis angeordnet sind. Diese Reihenfolge der Anordnung kann genauso umgedreht sein oder die Pellets können in einem freigewählten Muster angeordnet werden, anders als auf den konzentrischen Kreisen, oder durch Zufall.

Unter dem vorstehend beschriebenen Muster der Anordnung der Schleifkörper ist es vorzuziehen, daß die Schleifkörper mit unterschiedlichen Durchmessern auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind, und es ist noch weiter vorzuziehen, daß sie in einem derartigen Muster angeordnet sind, daß die geformten Körper mit demselben Durchmesser auf demselben konzentrischen Kreis angeordnet sind. Die Anzahl an Arten der Schleifkörper ist im einzelnen nicht beschränkt und kann optional sein. Die Anzahl an konzentrischen Kreisen ist auch im einzelnen nicht beschränkt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2, in der eine Draufsicht eines anderen Beispieles des Schleifblatts der vorliegenden Erfindung gezeigt ist, sind eine Vielzahl an rechteckig säulenförmigen Pellets 8 als Schleifkörper auf einem Trägerhilfsmittel 7, das aus Metall hergestellt ist, befestigt. Die Pellets 8 sind auf parallelen Linien angeordnet. Es gibt keinen großen Unterschied zwischen der Pelletanordnung in Fig. 2 und jener in Fig. 1 bei den Schleifvorgängen des Schleifblatts.

Wenn eine Vielzahl an Schleifkörpern verwendet wird, haben die schleiffähig geformten Körper vorzugsweise zwei oder mehr unterschiedliche Fülldichten. Genauer gesagt ist es vorzuziehen, eine Vielzahl an Schleifkörpern zu verwenden, von denen ein Teil eine Fülldichte hat, die als Gruppe I wie nachstehend klassifiziert wird, und von denen der andere Teil eine Fülldichte hat, die als Gruppe II wie nachstehend klassifiziert ist.

Gruppe I: 0,7 g/cm³ Fülldichte 1,5 g/cm³
Gruppe II: 0,2 g/cm³ Fülldichte 0,7 g/cm³.

Die kombinierte Verwendung von mindestens zwei Arten von Schleifkörpern mit Fülldichten, die als Gruppen I und II klassifiziert sind, ist nützlich, weil dadurch das daraus hergestellte Schleifblatt eine erhöhte Haltbarkeit hat, obwohl das Schleifblatt einen Schleifkörper enthält, der eine niedrige Fülldichte hat, die in die Gruppe II fällt.

Wenn mindestens zwei Arten an Schleifkörpern mit Fülldichten, die als Gruppen I und II klassifiziert sind, in Kombination verwendet werden, ist es vorteilhaft, daß die gesamte Schleifoberfläche der Schleifkörper, die ein Fülldichte hat, die als Gruppe I klassifiziert ist und die gesamte Schleifoberfläche der Schleifkörper, die eine Fülldichte haben, die als Gruppe II klassifiziert ist, jeweils 30 bis 90% und 70 bis 10% besetzen, basierend auf der Summe der Schleifoberflächen der gesamten Schleifkörper, die als Gruppen I und II klassifiziert sind. Wenn das relative Flächenverhältnis der Schleifoberfläche der Gruppe I zu jener der Gruppe II kleiner als 30% ist, neigt die Haltbarkeit des Schleifblatts dazu, schlecht zu sein. Wenn das relative Flächenverhältnis der Schleifoberfläche der Gruppe I zu jener der Gruppe II größer als 90% ist, ist es möglich, daß die Schleifrate nicht auf den gewünschten Umfang erhöht werden kann.

Wenn mindestens zwei Arten an Schleifkörpern mit Fülldichten, die als Gruppen I und II klassifiziert sind, in Kombination verwendet werden, ist die Gestalt der geformten Körper und die Art ihrer Anordnung auf einem Trägehilfsmittel im einzelnen nicht beschränkt. Jedoch werden kleine säulenförmige oder rechteckigsäulenförmige Pellets, die im wesentlichen dieselbe Gestalt haben, vorzugsweise verwendet.

Hinsichtlich der Art, in der die geformten Körper auf einem Trägerhilfsmittel angeordnet werden, ist es vorzuziehen, daß die Schleifkörper, die eine geringe Fülldichte der Gruppe II haben, so angeordnet sind, daß die Schleifkörper, die die Schleifkörper der Gruppe II umgeben, zumindest teilweise Schleifkörper der Gruppe I enthalten. In dieser bevorzugten Anordnung wird davon ausgegangen, daß Schleifkörper der Gruppe I, die eine hohe Festigkeit haben, diejenigen der Gruppe II hinsichtlich des Mangels an Festigkeit kompensieren. Es wird nämlich angenommen, daß Schleifkörper der Gruppe II während dem Verlauf des Schleifens relativ leicht abgeschliffen werden können, um fein aufgeteilte Partikel zu erzeugen, die eine Verbesserung der Schleifrate mit sich bringen, eine Abschleifung der Schleifkörper der Gruppe II wird aber durch die benachbart angeordneten Schleifkörper der Gruppe I minimiert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3, die ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Schleifblatts zeigt, das in Fig. 1 gezeigt ist, sind fünf Arten Schleifkörper 10, 11, 12, 13 und 14 (als schwarze Kreise dargestellt), von denen jeder eine Fülldichte hat, die in die Gruppe I fällt, jedoch eine unterschiedliche Größen hat, und fünf Arten Schleifkörper 15, 16, 17, 18 und 19 (als weiße Kreise gezeigt), von denen jeder eine Fülldichte, die in die Gruppe II fällt, jedoch eine unterschiedliche Größen hat, auf einem Trägerhilfsmittel 9 angeordnet, das aus Metall hergestellt ist. In diesem abgewandelten Ausführungsbeispiel sind die fünf Arten an säulenförmigen Pellets von unterschiedlicher Größe auf fünf konzentrischen Kreisen (nicht gezeigt) in einem Muster angeordnet, so daß die säulenförmigen Pellets 10 und 15, die den größten Durchmesser haben, auf dem äußerst gelegenen konzentrischen Kreis angeordnet sind, und die übrigen vier Arten an säulenförmigen Pellets von unterschiedlichen Größen nach innen gerichtet in der Reihenfolge der Durchmessergröße auf den vier konzentrischen Kreisen angeordnet sind, so daß die säulenförmigen Pellets 14 und 19, die den kleinsten Durchmesser haben, auf dem ganz innen liegenden konzentrischen Kreis angeordnet sind. Diese Reihenfolge der Anordnung kann genauso gut umgekehrt sein, oder die Pellets können in einer frei gewählten Reihenfolge auf den konzentrischen Kreisen angeordnet werden. Alternativ können die Pellets in einem frei gewählten Muster angeordnet werden, das anders als die konzentrischen Kreise ist, oder durch Zufall. Es ist vorzuziehen, daß die Pellets mit unterschiedlichen Durchmessern auf konzentrischen Kreisen angeordnet sind, und noch besser in einem derartigen Muster, daß die Pellets mit demselben Durchmesser auf demselben konzentrischen Kreis angeordnet sind. Die Anzahl an Größen der Pellets ist im einzelnen nicht beschränkt sondern ist optional. Die Anzahl der konzentrischen Kreise ist im einzelnen auch nicht beschränkt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 4, die eine Draufsicht eines abgewandelten Ausführungsbeispieles des Schleifblattes ist, das in Fig. 2 gezeigt ist, sind eine Vielzahl an rechteckigen säulenförmigen Pellets mit derselben Größe als Schleifkörper auf einem Trägerhilfsmittel 20 befestigt, das aus Metall hergestellt ist. Die Pellets sind in zwei Klassen klassifiziert: Jene 21, die eine Fülldichte der Gruppe I (als schwarze Rechtecke gezeigt) haben und jene 22, die eine Fülldichte der Gruppe II haben (die als weiße Rechtecke gezeigt sind). Die Pellets 21 und 22 sind auf parallelen Linien angeordnet, so daß die zwei Arten an Pellets 21 und 22 abwechselnd auf jeder Linie angeordnet sind. Es gibt keinen großen Unterschied zwischen der Pelletanordnung in Fig. 4 und jener in Fig. 3 hinsichtlich des Schleifvorgangs des Schleifblatts.

Es ist vorzuziehen, daß, wenn mindestens zwei Schleifkörper auf einem Trägerhilfsmittel befestigt sind, die Schleifoberfläche der darauf befestigten Schleifkörper eine Oberflächenkonfiguration haben, die der Oberfläche eines zu schleifenden Materials angepaßt ist, wodurch ein maximaler Kontakt zwischen der Schleifoberfläche der Schleifkörper und der Oberfläche des zu schleifenden Materials erzielt werden kann, und das Schleifen kann gleichmäßig über die gesamte zu schleifende Oberfläche bewirkt werden. Wenn die Oberfläche des Materials, das geschliffen werden soll, z. B. flach ist, ist die Schleifoberfläche der Schleifkörper vorzugsweise flach, die Schleifkörper sind nämlich vorzugsweise so befestigt, daß die Höhen der geformten Körpern von der Oberfläche des Trägerhilfsmittels über die gesamte Schleifoberfläche konstant sind. Wenn die Oberfläche des zu schleifenden Materials gekrümmt ist, ist die Schleifoberfläche der Schleifkörper vorzugsweise ähnlich gekrümmt.

In einem Schleifschritt wird die Schleifoberfläche der Schleifkörper, die auf einem Trägerhilfsmittel befestigt sind, dazu gezwungen, gegen die Oberfläche des zu schleifenden Materials gepreßt zu werden, während mindestens eine der Schleifoberflächen und die Oberfläche des zu schleifenden Materials gedreht wird. Deshalb sind die Schleifkörper auf dem Trägerhilfsmittel vorzugsweise in einer Art und Weise befestigt, so daß jeder der Schleifkörper, die eine Fülldichte der Gruppe II haben, zu mindestens einem der Schleifkörper benachbart ist, die eine Fülldichte der Gruppe I haben.

Der Vorgang, durch den die Schleifkörper auf dem Trägerhilfsmittel befestigt werden, umfaßt z. B. einen Vorgang, bei dem das Befestigen unter Verwendung eines Klebers bewirkt wird und einen Vorgang, bei dem die Schleifkörper in auf der Oberfläche des Trägerhilfsmittels ausgebildeten Vertiefungen befestigt werden. Der Klebstoff, der verwendet wird, ist im einzelnen nicht beschränkt, aber es ist vorzuziehen, einen elastomeren Klebstoff zu verwenden, der im angeklebten Teil nicht reißt.

Schleifverfahren

Das Schleifverfahren der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch die Verwendung des vorstehend beschriebenen Schleifblatts, das mindestens einen Schleifkörper aufweist. Die Schleifbedingungen unter der das Schleifblatt verwendet wird und die Schleifflüssigkeiten sind im einzelnen nicht beschränkt. Zum Beispiel ist die Verwendung einer Schleifflüssigkeit optional und, wenn sie verwendet wird, wird eine herkömmliche Schleifflüssigkeit verwendet, die z. B. eine wäßrige alkalische Lösung wie beispielsweise eine wäßrige Kaliumhydroxidlösung ist. Das verwendete Schleifblatt ist im einzelnen auch nicht beschränkt, vorausgesetzt, daß die vorstehend beschriebenen Schleifkörper in einer solchen Art befestigt sind, daß die gesamte Schleifoberfläche der Schleifkörper in direkten Kontakt mit dem zu schleifenden Material gebracht wird und die Schleifkörper eine hohe Festigkeit haben und in der Lage sind, das Material zu schleifen.

Beim Schleifverfahren der vorliegenden Erfindung kann das Schleifen ohne Verwendung eines (textilen) Schleifstoffs durchgeführt werden. Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Schleifblatt ist haltbarer, d. h. es hat eine längere Lebensdauer als ein Schleifstoff. Desweiteren wird eine Schleifflüssigkeit verwendet, die eine geringere Menge an losen Schleifkörnern oder keine losen Schleifkörner enthält und deshalb kann das Problem der Abfallentsorgung gelindert oder vermieden werden. Die Schleifflüssigkeit ist für gewöhnlich so, daß die Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 600 nm bei einer Abfallschleifflüssigkeit mindestens 10%, vorzugsweise mindestens 40% der Lichtdurchlässigkeit von Wasser ist.

Als Beispiele an zu schleifendem Material können Substrate für Halbleiter erwähnt werden, wie beispielsweise ein Silikonwafer, ein Gallium-Phosphorsubstrat und ein Galliumarsensubstrat, Oxidsubstrate wie beispielsweise Substrate aus Lithiumniobat, Lithiumtantalat und Lithiumborat und Silikaglassubstrate, metallische Materialien, Silikaglasplatten und Bausteine. Das unter Verwendung des Schleifblatts der vorliegenden Erfindung geschliffene Material ist dadurch nützlich, daß übermäßiges Abschleifen der Eckenabschnitte vermieden oder minimiert werden kann und somit kann das Schleifblatt vorteilhafterweise für Schleifsubstrate, insbesondere Halbleitersubstrate und Oxidsubstrate verwendet werden. Noch besser eignet sich das Schleifmittel zum Schleifen eines Substrats, das in der Lage ist, einem Ätzverfahren unterzogen zu werden, beispielsweise einem Halbleitersubstrat wie einem Silikonwafer, weil die Schleifrate weiter erhöht werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden durch die folgenden Beispiele genau beschrieben.

Eigenschaften der Schleifkörper und der Schleifblätter wurden wir folgt festgelegt.

(1) Gehalt aus Silika (Gewichtsprozent)

Der Feuchtigkeitsgehalt in einem Silikapulver, sein Glühverlust und die Gehalte an Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, CaO, MgO, Na₂O werden darin wie folgt bestimmt, und der Gehalt an Silika (A: in Gewichtsprozent) wird durch Abziehen der Summe des Feuchtigkeitsgehaltes (a), des Glühverlustes (b) und der Gehalte (c) von Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂₁ CaO, MgO, Na₂O vom Gesamtgewicht (B) des Silikapulvers bestimmt. Der Silikagehalt (A) wird nämlich anhand der folgenden Gleichung berechnet.

A = [B - (a + b + c )]/[B - a].

Der Feuchtigkeitsgehalt wird aus den Gewichten berechnet, die vor und nach dem das Silikapulver für zwei Stunden auf 105°C erhitzt worden ist, um die Feuchtigkeit zu entfernen, gemessen.

Der Glühverlust wird durch Erhitzen des Silikapulvers für zwei Stunden auf 105°C zur Entfernung der Feuchtigkeit bestimmt und durch weiteres Erhitzen des Silikapulvers, bei dem die Feuchtigkeit entfernt wurde, auf 1000°C, und durch Berechnen des Wärmeverlustes von den Gewichten, wie sie vor und nach dem Erhitzen auf 1000°C gemessen wurden.

Die Gehalte an Al₂O₃, Fe₂O₃, TiO₂, CaO, MgO, Na₂O werden durch Erhitzen des Silikapulvers für zwei Stunden auf 105°C zur Entfernung der Feuchtigkeit bestimmt, durch Auflösen des Silikapulvers mit entfernter Feuchtigkeit und durch Messen der jeweiligen Elemente durch eine ICP spektrochemische Atomemissionsanalyse.

(2) Fülldichte vom Silikapulver (g/cm³)

In dieser Beschreibung wird die sichtbare Dichte an Silikapulver (g/cm³) gemessen und die gemessene sichtbare Dichte wird als Fülldichte des Silikapulvers angenommen. Die Messung der sichtbaren Dichte wird durch ein Testverfahren der sichtbaren Dichte gemäß dem JIS (Japanischer Industriestandard) K5101 durchgeführt, wenn es unter stationären Bedingungen gemessen wird. Ein Silikapulver wird durch einen Sieb mit einer Maschengröße von 0,05 mm geleitet und fällt in einen Zylinder mit einem Volumen von 30,0 cm³. Wenn sich das gefallene Pulver aufhäuft wird der Pulverhaufen, der an der ganz oben liegenden Kante des Zylinders überläuft, entfernt und das Gewicht des abgefüllten Pulvers wird gemessen. Die Fülldichte des Silikapulvers wird durch die Formel (1) ausgedrückt:

E = W/30 (1)

wobei E eine Fülldichte eines Pulvers (g/cm³) ist, W ein Gewicht (g) des in den Zylinder (cm³) gefüllten Pulvers ist und "30" ist das innere Volumen des Zylinders (cm³). In den Beispielen wurde die Fülldichte in einer Einheit "g/l" ausgedrückt.

(3) BET spezifischer Oberflächenbereich

Eine Pulverprobe wird getestet wie sie ist. Eine Probe des geformten Körpers wird pulverisiert und anschließend getestet. Es wird ein spezifischer Oberflächenbereich durch ein BET-monadisches Verfahren gemessen, unter Verwendung einer Testapparatur "MONOSORB", die von der Firma Quantachrome Co., US geliefert wird.

(4) Durchschnittlicher Partikeldurchmesser des Silikapulvers (µm)

Ein durchschnittlicher Partikeldurchmesser eines ultrafeinen Silikapulvers wird unter Verwendung eines Coulter LS130 gemessen, der von der Firma Coulter Electronics Co. geliefert wird, an einem flüssigen Pulverbaustein. Die Messung erfolgt auf der Basis des Volumens.

(5) Fülldichte eines Schleifkörpers (g/cm³)

Es wird eine Probe eines Schleifkörpers mit einer Plattengestalt mit einer Größe von 100 mm × 100 mm × 15 mm (Dicke) vorbereitet. Das Probengewicht wird durch einen elektronischen Kraftausgleich gemessen und die Dimensionen davon werden mit einem Mikrometer gemessen. Die Fülldichte wird anhand des Gewichts und der Dimensionen der Probe berechnet.

(6) Durchschnittlicher Durchmesser (µm) der Partikel des Schleifkörpers

Ein Teil einer Probe von einem Schleifkörper wird flach gemacht und die Oberfläche des abgeflachten Abschnittes wird mit einem elektronischen Scannermikroskop "ISI DS-130" untersucht, das von der Firma Akashi Seisakusho K.K. geliefert wird. Der durchschnittliche Partikeldurchmesser wird mittels einem Interceptverfahren berechnet.

(7) Druckfestigkeit (Kg/cm²) eines Schleifkörpers

Es wird eine Probe eines Schleifkörpers mit einer plattenförmigen Gestalt mit einer Größe von 10 mm × 10 mm × 5 mm (Dicke) vorbereitet. Die Druckfestigkeit wird gemäß dem JIS R-1608 unter Verwendung eines SHIMADZU Autograph IS-10T gemessen, der von der Firma SHIMADZU Corp. geliefert wird, während eine Last mit einer Druckaufnahme- bzw. Kreuzkopfgeschwindigkeit von 0,5 mm/Min. aufgebracht wird.

(8) Mikroporöser Aufbau eines Schleifkörpers - häufigster Porendurchmesser, mittlerer Porendurchmesser, Porengrößenverteilung und Porenvolumen

Die Porösität eines Schleifkörpers wird durch ein Verfahren unter Verwendung eines Quecksilberporosimeters ("Poresizer 9320", geliefert von der Firma SHIMADZU Corp.) gemessen, während Quecksilber bei einem Druck, der von 0 bis 270 Mpa variiert, darin eindringt. Quecksilber wird nämlich gezwungen, in die Poren des Schleifkörpers einzudringen und die Porösität wird durch Berechnung des kleinsten Porendurchmessers bestimmt, in den Quecksilber eindringt und des gesamten Porenvolumens mit einem Durchmesser, der zumindest gleich dem minimalen Porendurchmesser ist, von dem Volumen an eingedrungenen Quecksilber und dem aufgebrachten Druck gemäß der Washburnformel. Für gewöhnlich werden der berechnete Porendurchmesser und das gesamte Porenvolumen kalibriert und der Hauptporendurchmesser und der mittlere Porendurchmesser werden anhand des kalibrierten Porendurchmessers und des gesamten Porenvolumens bestimmt.

Haupt- bzw. häufigster Porendurchmesser bedeutet Porendurchmesser, bei dem der differenzierte Wert in der integralen Porengrößenverteilung maximal wird. Mittlerer Porendurchmesser bedeutet Porendurchmesser entsprechend dem zentralen Wert zwischen dem Maximalwerten und den Minimalwerten des integrierten Gesamtporenvolumens in der integralen Porengrößenverteilung. Diese Werte des häufigsten Porendurchmessers und des mittleren Porendurchmessers existieren auf der Basis des Volumens.

(9) Oberflächenzustand des geschliffenen Materials

Die Oberfläche des geschliffenen Materials wird durch ein optisches Mikroskop BH-2 untersucht, das von der Firma Olympus Optical Co. geliefert wird. Die Auswertungsergebnisse werden durch die zwei folgenden Klassen ausgedrückt.
Klasse A: Die Oberfläche ist sehr glatt und es gibt keinen Kratzer.
Klasse B: Die Oberfläche ist nicht glatt und kann nicht gleichmäßig abgeschliffen werden.

(10) Oberflächenpräzision des geschliffenen Materials

Die Oberflächenpräzision des geschliffenen Materials wird unter Verwendung eines universellen Oberflächentesters SE-3C beurteilt, der von der Firma Kosaka Kenkyusho K.K. geliefert wird. Insbesondere werden die durchschnittliche Oberflächenrauhheit (Ra) und die maximale Höhe (Rmax; µm) der Mittellinie bei einem Abschneidwert von mindestens 0,8 mm und einer Meßlänge von 2,5 mm gemäß dem JIS (Japanischer Industrie Standard) B-0601 gemessen. Eine Meßlänge (L) der Mittellinie einer Rauhheitskurve wird genommen und in der Annahme, daß die Mittellinie die "x"-Achse ist, und eine Linie senkrecht zur "x"-Achse die "Y"-Achse ist, wird die Rauhheitskurve (y) durch die Formel (2) ausgedrückt:

Y = f(x) (2)

und die Mittelliniendurchschnittsrauhheit (Ra) wird durch die folgende Gleichung (3) ausgedrückt:

Die maximale Höhe (Rmax) wird wie folgt bestimmt. Es wird eine Standardlänge von der Oberflächenquerschnittslinie genommen und die genommene Querschnittslinie wird zwischen zwei parallele gerade Linien eingelegt. Der Abstand zwischen den zwei parallelen geraden Linien ist die maximale Höhe (Rmax, µm).

Im Beispiel 10 und im Vergleichsbeispiel 5 wird ein Verfahren zur genaueren und präziseren Prüfung der Oberflächenrauheit (Ra) eines geschliffenen Lithiumtantalat-Substrats verwendet, bei dem die Abstoßungskraft im Kontaktmodus gemessen wird, wobei ein Atomkraftmikroskop (AFM) SPI 3600 verwendet wird, das von der Firma SII Co. geliefert wird. Die Messung wird an drei Bereichen durchgeführt, von denen jeder eine Größe von 2 µm × 2 µm hat und Ra wird als Mittelliniendurchschnittsoberflächenrauheit ausdrückt.

(11) Übermäßige Abschleifung in Eckenabschnitten eines geschliffenen Materials

Ein Block aus monokristalinem Lithiumtantalat wird mit einer Drahtsäge geschnitten und anschließend werden seine beiden Oberflächen einem Läppvorgang unterzogen, um ein Lithiumtantalatsubstrat zu erhalten. Nach dem das Lithiumtantalatsubstrat einem Schleiftest unterzogen wurde, wird die geschnittene Oberfläche des geschliffenen Lithiumtantalatsubstrats durch ein elektronisches Scannermikroskop "ISI DS-130" untersucht, das von der Firma Akashi Seisakusho K.K. geliefert wird, um ein übermäßiges Abschleifen in den Eckenabschnitten des geschliffenen Substrats festzustellen.

(12) Haltbarkeit des Schleifkörpers

Es wird eine Probe eines Silikaschleifblatts mit einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm vorbereitet. Ein Schleiftest wird durchgeführt und die Silikablattprobe wird stündlich mit dem bloßen Auge auf das Vorhandensein von Rissen, Sprüngen und andere Oberflächendefekte auf der Schleifoberfläche untersucht. Die Haltbarkeit der Silikablattprobe wird durch die Zeit (Stunden) ausgedrückt, die sich vom Schleifbeginn bis zu der Zeit erstreckt, zu der der Oberflächendefekt festgestellt wurde.

(13) Schleifrate

Die Schleifrate von zu schleifendem Material wird durch die Reduzierung der Dicke des Materials pro Zeiteinheit ausgedrückt, die von der Dicke aus berechnet wird, die vor und nach dem Schleifen gemessen wird. In den Beispielen 10 bis 18 und den Vergleichsbeispielen 4 und 5 wird die Schleifrate durch die Dickenreduzierung (µm) pro acht Stunden ausgedrückt.

Erzeugung eines Schleifkörpers seine Bewertung und Schleiftests Beispiel 1

Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Merkmale, die in Tabelle 1 gezeigt sind, hat, wurde bei einem Druck von 50 kg/cm² mittels einer hydraulischen Presse preßgeformt, um ein Blatt mit einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu erhalten. Das Silikablatt wurde bei 900°C zwei Stunden lang in einem Sinterofen (vom Typ 51668, der von der Firma Koyo Lindberg Co. geliefert wird) gesintert, um ein Silikaschleifblatt zu erhalten. Die Fülldichte, der BET-spezifische Oberflächenbereich, der durchschnittliche Partikeldurchmesser, die Druckfestigkeit, das integrierte Porenvolumen, der häufigste Porendurchmesser und der mittlere Porendurchmesser des Silikaschleifblattes wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Das Silikaschleifblatt erhielt ein Oberflächenfinishing und wurde auf eine Metallscheibe eines Schleifapparates mit einer kleinbemaßten flachen Oberfläche FPM-30 befestigt, der von der Firma Copal Electronic Co. geliefert wird. Ein quadratischer Silikonwafer mit einer Größe von 20 mm × 20 mm wurde mit dem auf der Metallscheibe befestigten Silikablatt geschliffen, bei einer Umdrehung der Metallscheibe von 50 Umdrehungen pro Minute und einem Druck von 580 g/cm². Während dem Schleifen wurde eine wäßrige Kaliumhydroxidlösung (pH = 12) als Schleifflüssigkeit bei 30°C auf die Schleifoberfläche mit einem Durchsatz von 150 ml/Stunde aufgetropft. Der Zustand der geschliffenen Oberfläche, seine Oberflächenpräzision und die Haltbarkeit des Silikaschleifblattes wurde ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Beispiel 2

Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Merkmale hat, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde mit Paraffinwachs ("SP-0145", geliefert von der Firma Nippon Seiro K.K.) mit einem Mischverhältnis von Silikapulver/Paraffinwachs = 4/1 pro Volumen kombiniert. Die Silika/Paraffinwachsmischung wurde bei 150°C 30 Minuten lang vermischt, um eine pulvrige Mischung zu erhalten. Die pulvrige Mischung wurde bei einem Druck von 100 Kg//cm² mit einer hydraulischen Presse preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu ergeben, und die Scheibe wurde bei 400°C unter einem Druck von 1,5 Kg/cm² in einer Stickstoffatmosphäre in einem unter Druck stehenden Ofen (von der Firma Nemus Co. geliefert) erhitzt und anschließend bei 900°C zwei Stunden lang in einem Sinterofen gesintert, um ein Silikaschleifblatt zu erhalten.

Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Ein Schleiftest wurde in derselben Prozedur wie in Beispiel 1 erwähnt durchgeführt. Die Testergebnisse sind in Tabelle dargestellt.

Beispiel 3

Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde mit Paraffinwachs ("SP-0145", geliefert von der Firma Nippon Seiro K.K.) kombiniert, bei einem Mischungsverhältnis von Silikapulver/Paraffinwachs = 4/1 pro Volumen. Die Silika/Paraffinwachsmischung wurde bei 150°C dreißig Minuten lang vermischt, um eine pulvrige Mischung zu erhalten. Die pulvrige Mischung wurde mit einem Druck von 100 Kg/cm2 mittels einer hydraulischen Presse preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu erhalten. Aus dieser Scheibe wurde ein Silikaschleifblatt mittels derselben Prozedur vorbereitet, wie sie in Beispiel 2 beschrieben wurde.

Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Ein Schleiftest wurde mit derselben Prozedur durchgeführt, die in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Beispiel 4

Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Merkmale hat, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde mit einem Acrylbindemittel ("Rika-bond SA-200", geliefert von der Firma Chuou Rika Kogyo K.K.) und einer Stearinsäureemulsion ("Cellozol 920", geliefert von der Firma Chukyo Yushi K.K.) kombiniert, bei einem Mischungsverhältnis von Silikapulver/Acrylbindemittel (basierend auf dem Festgehalt)/Sterarinsäureemulsion (basierend auf dem Festgehalt)/Wasser = 100/17/1/251 pro Gewicht. Die Mischung wurde vermischt, um einen wäßrigen Brei zu erhalten. Der Brei wurde unter Verwendung eines Sprühtrockners (vom Typ "LT-8", geliefert von der Firma Okawara Kakoki K.K.) sprühgetrocknet, um ein körniges Material zu erhalten. Das körnige Material wurde bei einem Druck von 100 kg/cm² mittels einer hydraulischen Presse preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu erhalten. Die Scheibe wurde bei 400°C unter einem Druck von 1,5 kg/cm² in einer Stickstoffatmosphäre in einem unter Druck stehenden Ofen erhitzt und anschließend zwei Stunden lang bei 950°C in einem Sinterofen gesintert, um ein Silikaschleifblatt zu erhalten.

Beispiel 5

Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Merkmale hat, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde durch eine hydraulische Presse bei einem Druck von 50 kg/cm² in Körner vorgeformt und die Körner wurden durch einen rostfreien Stahlsieb mit einer 32-er Maschengröße gemäß Tyler Standard-Sieb (Öffnungsabmessung = 500 µm) klassifiziert, um ein körniges Rohmaterial zu erhalten. Das körnige Rohmaterial wurde bei einem Druck von 100 kg/cm² mit einer hydraulischen Presse preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu erhalten, und anschließend wurde die Scheibe zwei Stunden lang bei 900°C in einem Sinterofen gesintert, um ein Silikaschleifblatt zu erhalten.

Ein Schleiftest wurde mit derselben Prozedur durchgeführt, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Beispiel 6

Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde mit einer hydraulischen Presse bei einem Druck von 30 kg/cm² in Körnchen vorgeformt und die Körnchen wurden mittels eines rostfreien Stahlsiebs mit einer 32-er Maschengröße gemäß Tyler Standard-Sieb (Öffnungsabmessung = 500 µm) klassifiziert, um ein körniges Rohmaterial zu erhalten. Das körnige Rohmaterial wurde mit einer hydraulischen Presse bei einem Druck von 100 kg/cm² preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu erhalten, und anschließend wurde die Scheibe zwei Stunden lang bei 975°C in einem Sinterofen gesintert, um ein Silikaschleifblatt zu erhalten.

Beispiel 7

Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde mit einer hydraulischen Presse bei einem Druck von 50 kg/cm²in Körnchen vorgeformt und die Körnchen wurden mittels eines rostfreien Stahlsiebs mit einer 32-er Maschengröße gemäß Tyler Standard-Sieb (Öffnungsabmessung = 500 µm) klassifiziert, um ein körniges Rohmaterial zu erhalten. Das körnige Rohmaterial wurde mit einer hydraulischen Presse bei einem Druck von 100 kg/cm² preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu erhalten, und anschließend wurde die Scheibe zwei Stunden lang bei 975°C in einem Sinterofen gesintert, um ein Silikaschleifblatt zu erhalten.

Beispiel 8

Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetzten Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde vorgeformt, klassifiziert und anschließend preßgeformt, mittels denselben Prozeduren, wie diejenigen, die in Beispiel 6 beschrieben wurden, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu erhalten. Die Scheibe wurde zwei Stunden lang bei 1000°C in einem Sinterofen gesintert, um ein Silikaschleifblatt zu erhalten.

Beispiel 9

Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 1 dargestellt sind, wurde mittels einer hydraulischen Presse bei einem Druck von 30 kg/cm² in Körnchen vorgeformt und die Körnchen wurden mittels eines rostfreien Stahlsiebs mit einer 32-er Maschengröße gemäß Tyler Standard sieb (Öffnungsabmessung = 500 µm) klassifiziert, um ein körniges Rohmaterial zu erhalten. Das körnige Rohmaterial wurde mit einer hydraulischen Presse bei einem Druck von 100 kg/cm² preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu erhalten, und anschließend wurde die Scheibe acht Stunden lang bei 1000°C in einem Sinterofen gesintert, um ein Silikaschleifblatt zu erhalten.

Ein Schleiftest wurde mit derselben Prozedur durchgeführt wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Testergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 1

Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 1 gezeigt sind, wurde mit einer hydraulischen Presse bei einem Druck von 100 kg/cm³ preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 280 mm und einer Dicke von 15 mm zu erhalten, und anschließend wurde die Scheibe zwei Stunden lang bei 1300°C in einem Sinterofen gesintert (vom Typ "SUPER-C", geliefert von der Firma Motoyama K.K.), um ein Silikaschleifblatt zu erhalten.

Ein Schleiftest wurde mit derselben Prozedur durchgeführt, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Testergebnisse sind in der Tabelle 2 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 2

Ein Schleifvelourkissen ("SURFIN 018-3" geliefert von der Firma Fujimi Inc.) wurde auf einer Metallscheibe eines kleinbemaßten flachen Oberflächenschleifapparates "FPM-30", geliefert von der Firma Copal Electronic Co. befestigt. Ein quadratischer Silikonwafer mit einer Größe von 20 mm × 20 mm wurde mittels dem Schleifvelourkissen geschliffen, bei einer Umdrehung der Metallscheibe von 50 Umdrehungen pro Minute und einem Druck von 580 g/cm². Während dem Schleifen wurde eine flüssige Dispersion (pH = 12), die zehn Gewichtsprozent Silika (im Handel als Kolloidsilika erhältlich [Silikondioxidgehalt: 20 Gewichtsprozent; "COMPOL 80", geliefert von der Firma Fujimi Inc.]) enthält, als Schleifflüssigkeit bei 30°C mit einem Durchsatz von 150 ml/Stunde auf die Schleifoberfläche aufgetropft. Die Oberflächenpräzision des geschliffenen Silikonwafers wurde ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 dargestellt.

Wie aus dem Vergleich der Beispiele 1 bis 9 mit den Vergleichsbeispielen 1 und 2 in Tabelle 1 und Tabelle 2 ersichtlich ist, ergibt der Schleifkörper der vorliegenden Erfindung ein Schleifblatt, das vorteilhaft zum Schleifen verwendet werden kann und mit dem eine geschliffene Oberfläche mit einer Oberflächenpräzision desselben Grades wie jener, die mit dem herkömmlichen Schleifverfahren unter Verwendung eines Schleifkissens erreicht wird.

Beispiel 10

Ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 3 gezeigt sind, wurde als Scheibe preßgeformt und anschließend wurde die Scheibe gesintert, um eine Silikaschleifscheibe zu erhalten, mit denselben Prozeduren, wie sie in Beispiel 2 beschrieben sind.

Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Eine Probe eines säulenförmigen Silikaschleifblatts mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm wurde aus dem vorstehend erwähnten abgesetzten Silikapulver mit denselben Prozeduren vorbereitet, die vorstehend beschrieben wurden. 96 der Proben der säulenförmigen Silikaschleifblätter wurden auf eine Drehscheibe (mit einem Durchmesser von 360 mm) eines Hochgeschwindigkeitsglasschleifapparates befestigt, in einem Muster, das ähnlich zu jenem ist, das in Fig. 1 dargestellt ist, und die 96 befestigten Silikaschleifblätter erhielten ein Oberflächenfinishing, um die Blattoberflächen flach zu bekommen. Sechs Lithiumtantalatsubstrate, von denen jedes einen Durchmesser von 3 inches hat, wurden mit der Drehscheibe, auf der die säulenförmigen Silikaschleifblätter befestigt sind, bei einer Scheibenumdrehung von 100 Umdrehungen pro Minute unter den Schleifbedingungen geschliffen, die in Tabelle 4 gezeigt sind. Die Schleifrate, die in Tabelle 4 gezeigt ist, wurde aus den Dicken der Lithiumtantalatsubstrate berechnet, die vor und nach dem Schleifen gemessen wurden. Während dem Schleifvorgang wurde eine wäßrige Kaliumhydroxidlösung (pH = 12) als Schleifflüssigkeit bei 25°C auf die Schleifoberfläche aufgetropft und mit einem Durchsatz von 100 ml/Minute in Umlauf gesetzt.

Der Zustand der geschliffenen Oberfläche, ihre Oberflächenpräzision und die Haltbarkeit des Silikaschleifblattes wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Um den Zustand der geschliffenen Oberflächen der Lithiumtantalatsubstrate genauer und präziser zu überprüfen, wurde die Mittelliniendurchschnittsoberflächenrauheit (Ra) mittels eines Atomkraftmikroskops (AFM) gemessen. Ra betrug 0,151 nm. Eine elektronische mikrofotografische Aufnahme mit dem AFM ist in Fig. 5A gezeigt und eine Skizze davon ist in Fig. 5B gezeigt.

Die Schnittoberfläche des geschliffenen Lithiumtantalatsubstrats wurde mittels einem Scannerelektronenmikroskop (SEM) betrachtet, um eine übermäßige Abschleifung an Eckenabschnitten des geschliffenen Substrats zu überprüfen. Eine elektronische mikrofotografische Aufnahme eines Endabschnittes der geschnittenen Oberfläche des geschliffenen Substrates mittels dem SEM ist in Fig. 8 gezeigt, worin die Bezugszeichen 26, 27 und 28 jeweils die Schnittoberfläche, eine Kantenseite des Substrats und die geschliffene Oberfläche darstellen. Zum Vergleich ist in Fig. 7 eine elektronische mikrofotografische Aufnahme eines Endabschnittes der geschnittenen Oberfläche des ungeschliffenen Lithiumtantalatsubstrates mittels dem SEM gezeigt, worin die Bezugszeichen 23, 24 und 25 jeweils die geschnittene Oberfläche, eine Kantenseite des Substrats und die zu schleifende Oberfläche darstellen.

Beispiel 11

Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren hergestellt, wie in Beispiel 1 beschrieben ist, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 3 gezeigt sind.

Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren durchgeführt, wie in Beispiel 10 beschrieben wurde, mit der Ausnahme, daß die Schleifrate variiert wurde, wie in Tabelle 4 gezeigt ist. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Beispiel 12

Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren hergestellt, wie in Beispiel 4 beschrieben wurde, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 3 gezeigt sind.

Ein Schleiftest wurde unter denselben Prozeduren, die in Beispiel 10 beschrieben wurden, und unter denselben Schleifbedingungen, die in Tabelle 4 gezeigt sind, durchgeführt. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Beispiel 13

Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren hergestellt, wie in Beispiel 5 beschrieben wurde, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 3 gezeigt sind.

Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, die in Beispiel 1 beschrieben sind. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren, die in Beispiel 10 beschrieben sind, und unter den Schleifbedingungen, die in Tabelle 4 gezeigt sind, durchgeführt. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Beispiel 14

Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren hergestellt, wie in Beispiel 8 beschrieben ist, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 3 gezeigt sind.

Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt. Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren, die in Beispiel 10 beschrieben sind, und unter den Schleifbedingungen, die in Tabelle 4 gezeigt sind, durchgeführt. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt.

Beispiel 15

Ein aus Silika geformter Körper wurde mit denselben Prozeduren vorbereitet, wie sie in Beispiel 6 beschrieben sind, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 3 gezeigt sind. Ein Silikaschleifblatt wurde aus dem aus Silika geformten Körper mit denselben Prozeduren hergestellt, wie in Beispiel 9 beschrieben ist.

Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren durchgeführt, wie in Beispiel 10 beschrieben ist, mit der Ausnahme, daß die Schleifrate variiert wurde, wie in Tabelle 4 gezeigt ist. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Beispiel 16

Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren hergestellt, wie in Beispiel 10 beschrieben ist, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 3 gezeigt sind.

Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren durchgeführt, die in Beispiel 10 beschrieben sind, mit der Ausnahme, daß die Schleifrate variiert wurde, wie in Tabelle 4 gezeigt ist. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 3

Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren hergestellt, wie in dem Vergleichsbeispiel 1 beschrieben ist, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 3 gezeigt sind. Die Eigenschaften des Silikaschleifblattes wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 4

Ein Schleifvelourkissen ("SURFIN 018-3", geliefert von der Firma Fujimi Inc.) wurde auf eine Drehscheibe (mit einem Durchmesser von 360 mm) eines Hochgeschwindigkeits-Glas schleifapparates befestigt. Ein Lithiumtantalatsubstrat wurde mittels dem auf die Drehscheibe befestigten Velourkissen geschliffen, bei einer Scheibenumdrehung von 100/Min und unter den Schleifbedingungen, die in Tabelle 4 gezeigt sind. Während dem Schleifen wurde eine wäßrige Kaliumhydroxidlösung (pH = 12) als Schleifflüssigkeit auf die Schleifoberfläche aufgetropft und mit einem Durchsatz von 100 ml/Min in Umlauf gesetzt.

Der Zustand der geschliffenen Oberfläche, ihre Oberflächenpräzision und die Haltbarkeit des Silikaschleifblattes wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 gezeigt. In diesem Vergleichsbespiel hat sich die Schleifrate als sehr gering erwiesen.

Wie aus den Vergleichen der Beispiele 10 bis 16 mit den Vergleichsbeispielen 3 und 4 ersichtlich ist, ergibt der Schleifkörper der vorliegenden Erfindung ein Schleifblatt, das in vorteilhafter Weise zum Schleifen verwendet werden kann, und durch das eine geschliffene Oberfläche mit einer Oberflächenpräzision derselben Güte wie jener, die mittels des herkömmlichen Schleifblattes erhalten werden kann, erreicht wird, sogar wenn keine losen Schleifkörner verwendet werden.

Beispiel 17

Ein Silikaschleifblatt wurde mit denselben Prozeduren hergestellt, wie in Beispiel 12 beschrieben ist, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch einen Naßprozeß vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 3 gezeigt sind.

Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren durchgeführt, die in Beispiel 10 beschrieben sind, mit der Ausnahme, daß die Schleifbedingungen variiert wurden, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, und daß eine wäßrige Dispersion (pH = 12), Temperatur = 25°C), die vier Gewichtsprozent (als Silikondioxid eines im Handel erhältlichen Kolloidsilikas ("Compol 80", geliefert von der Firma Fujimi Inc.; Silikondioxidgehalt: 20 Gewichtsprozent) enthält, als Schleifflüssigkeit verwendet wurde, anstelle der wäßrigen Kaliumhydroxidlösung. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Beispiel 18

Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren durchgeführt, wie in Beispiel 10 beschrieben ist, mit der Ausnahme, daß die Schleifbedingungen variiert wurden, wie in Tabelle 4 gezeigt ist, und eine wäßrige Dispersion (pH = 12), Temperatur = 25°C), die 8 Gewichtsprozent (als Siliondioxid) von im Handel erhältliche Kolloidsilikas ("Compol 80", geliefert von der Firma Fujimi Inc.; Silikondioxidgehalt: 20 Gewichtsprozent) enthält, als Schleifflüssigkeit verwendet wurde, anstelle der wäßrigen Kaliumhydroxidlösung. Die Testergebnisse sind in Tabelle 4 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 5

Ein Schleifvelourkissen ("SURFIN 018-3", geliefert von der Firma Fujimi Inc.) wurde auf eine Drehscheibe (mit einem Durchmesser von 360 mm) eines Hochgeschwindigkeits-Glas schleifapparats befestigt. Ein Lithiumtantalatsubstrat wurde mittels dem auf der Drehscheibe befestigten Velourkissen bei einer Scheibengeschwindigkeit von 100 Umdrehungen pro Minute unter den Schleifbedingungen, die in Tabelle 4 gezeigt sind, geschliffen. Während dem Schleifvorgang wurde eine wäßrige Dispersion (pH = 12), die 20 Gewichtsprozent (als Silikondioxid) eines im Handel erhältlichen Kolloidsilikas ("Compol 80", geliefert von der Firma Fujimi Inc., Silikondioxidgehalt: 20 Gewichtsprozent) enthält, als Schleifflüssigkeit bei 25°C auf die Schleifoberfläche getropft und zirkuliert.

Um den Zustand der geschliffenen Oberflächen der Lithiumtantalatsubstrate genauer und präziser zu untersuchen wurde die Mittelliniendurchschnittsoberflächenrauheit (Ra) mittels einem Atomkraftmikroskop (AFM) gemessen. Ra betrugt 0,397 nm. Eine elektronische mikrofotografische Aufnahme mittels dem AFM ist in Fig. 6A gezeigt und ihre Skizze ist in Fig. 6B gezeigt.

Um eine übermäßige Abschleifung in den Eckenabschnitten des geschliffenen Substrats zu untersuchen, wurde ein Endabschnitt der geschnittenen Oberfläche des geschliffenen Lithiumtantalatsubstrats mittels eines Scannerelektronenmikroskops (SEM) betrachtet. Eine elektronische mikrofotografische Aufnahme eines Endabschnittes der geschnittenen Oberfläche des geschliffenen Substrats durch das SEM ist in Fig. 9 gezeigt, worin die Bezugszeichen 29, 30 und 31 jeweils die geschnittene Oberfläche, die geschliffene Oberfläche und den übermäßig abgeschliffenen Eckenabschnitt darstellen.

Wie aus dem Vergleich der Beispiele 17 und 18 mit dem Vergleichsbeispiel 3 ersichtlich ist, ergibt der Schleifkörper der vorliegenden Erfindung ein Schleifblatt, das in vorteilhafter Weise zum Schleifen verwendet werden kann, und durch das eine geschliffene Oberfläche mit einer Oberflächenpräzision derselben Güte wie jener, die mit dem herkömmlichen Schleifblatt erhalten wird, erhalten werden kann, sogar wenn lose Schleifkörner in einer geringeren Menge verwendet werden.

Wie aus dem Vergleich der genauen und präzisen Prüfung der Zustände der geschliffenen Oberfläche zwischen dem Beispiel 10 (Fig. 5A und Fig. 5B) und dem Vergleichsbeispiel 5 (Fig. 6A und Fig. 6B) ersichtlich ist, ergibt ein Schleifblatt, das den Schleifkörper der vorliegenden Erfindung aufweist, eine gleichmäßige und glatte geschliffene Oberfläche im Vergleich zu der Verwendung des herkömmlichen Schleifstoffs.

Wie desweiteren aus dem Vergleich der übermäßigen Abschleifung in den Eckenabschnitten der Substrate zwischen Beispiel 10 (Fig. 8) und dem Vergleichsbeispiel 5 (Fig. 9) und aus dem Vergleich aus Fig. 8 und Fig. 9 mit den Eckenabschnitten des ungeschliffenen Substrat (Fig. 7) ersichtlich ist, ist die übermäßige Abschleifung in den Eckenabschnitten des Substrats bei der Verwendung des Schleifkörpers der vorliegenden Erfindung (Fig. 8) vernachlässigbar und das Erscheinungsbild der Eckenabschnitte ist annähernd dasselbe wie jenes des ungeschliffenen Substrat (Fig. 7). Im Gegensatz dazu ist die übermäßige Abschleifung in den Eckenabschnitten eines Substrats bei der Verwendung des herkömmlichen Schleifstoffs groß (Fig. 9).

Beispiel 19

Es wurden zwei Arten Silikaschleifblätter vorbereitet, die jeweils eine Fülldichte haben, die in die Gruppe I und die Gruppe II fällt und ihre Eigenschaften wurden wie folgt ausgewertet.

Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe I mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm wurde mit denselben Prozeduren vorbereitet, wie in Beispiel 4 beschrieben ist, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte I gezeigt sind. Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe I wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe II mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm wurde mit denselben Prozeduren vorbereitet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte II gezeigt sind. Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe II wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Ein Schleiftest wurde wie folgt durchgeführt. Das Silikaschleifblatt der Gruppe I und das Silikaschleifblatt der Gruppe II erhielten ein Oberflächenfinishing, so daß die Schleifoberflächen flach gemacht wurden. Anschließend wurden 74 der Silikaschleifblätter der Gruppe I und 39 der Silikaschleifblätter der Gruppe II auf einer Metallscheibe eines kleinbemaßten Flach-Oberflächenschleifapparates FPM-30, geliefert von der Firma Copal Electronic Co., in einem Muster befestigt, das ähnlich zu jenem ist, das in Fig. 1 gezeigt ist, wobei jedes Silikaschleifblatt der Gruppe II angrenzend zu mindestes einem Silikaschleifblatts der Gruppe I angeordnet ist, um ein Schleifblatt vorzubereiten. Es wurde eine quadratische Lithiumniobatplatte mit einer Größe von 20 mm × 20 mm mit dem Schleifblatt geschliffen, auf dem die Silikaschleifblätter der Gruppe I und der Gruppe II befestigt sind, mit einer Schleifscheibenumdrehung von 50 Umdrehungen pro Minute und einem Druck von 150 g/cm². Während dem Schleifen wurde eine wäßrige Kaliumhydroxidlösung (pH = 12) als Schleifflüssigkeit bei 30°C mit einem Durchsatz von 150 ml/Stunde auf die Schleifoberfläche aufgetropft. Der Zustand der geschliffenen Oberfläche, ihre Oberflächenpräzision und die Haltbarkeit der Silikaschleifblätter wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 20

Es wurden zwei Arten Silikaschleifblätter vorbereitet, die jeweils eine Fülldichte haben, die in die Gruppe I und die Gruppe II fallen und ihre Eigenschaften wurden wie folgt ausgewertet.

Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe I mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm wurde mit denselben Prozeduren vorbereitet, wie in Beispiel 8 beschrieben ist, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte 1 dargestellt sind. Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe I wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe II wurde aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte 2 dargestellt sind, vorbereitet. Das pulvrige Rohmaterial wurde nämlich mit einer hydraulischen Presse mit einem Druck von 30 kg/cm² in Körnchen vorgeformt und die Körnchen wurden mittels einem rostfreien Stahlsieb mit einer 32er-Maschengröße klassifiziert, um ein körniges Rohmaterial zu erhalten. Das körnige Rohmaterial wurde mit einem Druck von 33 kg/cm² mittels einer hydraulischen Presse preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm zu erhalten. Die Scheibe wurde zwei Stunden lang bei 700°C in einem Sinterofen gesintert, um ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe II zu erhalten. Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe II wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 gezeigt.

Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren durchgeführt, die in Beispiel 19 verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 21

Es wurden zwei Arten Silikaschleifblätter vorbereitet, die jeweils eine Fülldichte hatten, die in die Gruppe I und die Gruppe II fallen und ihre Eigenschaften wurden wie folgt ausgewertet.

Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe I mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm wurde mit denselben Prozeduren vorbereitet, wie in Beispiel 9 beschrieben ist, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte I dargestellt sind. Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe I wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Eine Silikaschleifscheibe mit einer Fülldichte der Gruppe II wurde aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika vorbereitet, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte II dargestellt sind. Das pulvrige Rohmaterial wurde nämlich bei einem Druck von 100 kg/cm² mittels einer hydraulischen Presse preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm zu erhalten. Die Scheibe wurde zwei Stunden lang bei 700°C in einem Sinterofen gesintert, um ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe II zu erhalten. Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe II wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren durchgeführt, wie sie in Beispiel 19 verwendet wurden. Die Ergebnisse sind Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 22

Es wurde ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe I mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm mit denselben Prozeduren vorbereitet, die in Beispiel 9 beschrieben werden, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte I dargestellt sind. Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe I wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie sie in Beispiel 1 verwendet werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe II mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm wurde mit denselben Prozeduren vorbereitet, wie sie in Beispiel 10 beschrieben sind, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte II dargestellt sind.

Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe II wurden durch dieselben Prozeduren ausgewertet, wie sie im Beispiel 1 verwendet werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren durchgeführt, die im Beispiel 19 verwendet werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Beispiel 23

Es wurde ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe I vorbereitet, aus einem pulvrigen Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte I dargestellt sind. Das pulvrige Rohmaterial wurde nämlich mit einer Presse bei einem Druck von 50 kg/cm² in Körnchen vorgeformt und die Körnchen wurden mittels eines rostfreien Stahlsiebs mit einer 32-er Maschengröße gemäß Tyler Standard-Sieb (Öffnungsabmessung = 500 µm) klassifiziert, um ein körniges Rohmaterial zu erhalten. Das körnige Rohmaterial wurde mit einer hydraulischen Presse bei einem Druck von 100 kg/cm² preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm zu erhalten. Die Scheibe wurde 2 Stunden lang bei 975°C in einem Sinterofen gesintert, um ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe I zu erhalten. Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts der Gruppe I wurden mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie sie in Beispiel 1 verwendet werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Ein Silikaschleifblatt mit einer Fülldichte der Gruppe II wurde aus einem Rohmaterial aus abgesetztem Silika vorbereitet, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5, Spalte II dargestellt sind. Das pulvrige Rohmaterial wurde nämlich mit Paraffinwachs ("SP-0145", geliefert von der Firma Nippon Seiro K.K.) bei einem Mischungsverhältnis von Silikapulver/Paraffinwachs = 4/1 pro Volumen kombiniert. Die Silikapulver/Paraffinwachsmischung wurde 30 Minuten lang bei 150°C gleichmäßig vermischt, um eine pulvrige Mischung zu erhalten. Die pulvrige Mischung wurde mit einer hydraulischen Presse bei einem Druck von 100 kg/cm² preßgeformt, um eine Scheibe mit einem Durchmesser von 25 mm und einer Dicke von 5 mm zu erhalten. Die Scheibe wurde bei 400°C unter einem Druck von 1,5 kg/cm² in einer Stickstoffatmosphäre in einem unter Druck stehenden Ofen erhitzt und anschließend 2 Stunden bei 950°C in einem Sinterofen gesintert, um ein Silikaschleifblatt zu erhalten. Die Eigenschaften des Silikaschleifblatt der Gruppe II wurde mit denselben Prozeduren ausgewertet, wie in Beispiel 1 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren durchgeführt, wie sie im Beispiel 19 verwendet werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 6

Es wurde ein pulvriges Rohmaterial aus abgesetztem Silika, das durch ein Naßverfahren vorbereitet wurde und die Eigenschaften hat, die in Tabelle 5 gezeigt sind, mit einer hydraulischen Presse bei einem Druck von 10 kg/cm² preßgeformt, um ein Silikablatt zu erhalten. Das Silikablatt wurde für 2 Stunden bei 1300°C in einem Sinterofen gesintert (vom Typ "SUPER C", geliefert von der Firma Motoyama K.K.) gesintert, um eine Silikaschleifblatt zu erhalten. Die Eigenschaften des Silikaschleifblatts wurden ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt. Ein Schleiftest wurde mit denselben Prozeduren durchgeführt, die in Beispiel 19 beschrieben werden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 7

Ein Schleifvelourkissen ("SURFIN 018-3", geliefert von der Firma Fujimi Inc.) wurde auf eine Drehscheibe aus Metall eines kleinbemaßten flachen Oberflächenschleifapparates ("FPM-30", geliefert von der Firma Copal Electronic Co.) befestigt. Ein Lithiumniobatsubstrat wurde mittels dem auf der Drehscheibe befestigten Velourkissen mit einer Scheibenumdrehung von 50 Umdrehungen pro Minute unter einem Druck von 150 kg/cm² geschliffen. Während dem Schleifvorgang wurde eine wäßrige Dispersion (pH = 12), die 20 Gewichtsprozent (als Silikondioxid) eines im Handel erhältlichen Kolloidsilikas ("Compol 80", geliefert von der Firma Fujimi Inc.) enthält, als Schleifflüssigkeit bei 30°C auf die Schleifoberfläche mit einem Durchsatz von 150 ml/Stunde aufgetropft.

Die Oberflächenpräzision der geschliffenen Oberfläche wurde ausgewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 6 dargestellt.

Wie aus dem Vergleich der Beispiele 19 bis 23 mit den Vergleichsbeispielen 6 und 7 ersichtlich ist, kann der Schleifkörper der vorliegenden Erfindung ein Schleifblatt ergeben, das in vorteilhafter Weise zum Schleifen verwendet werden kann und durch das eine geschliffene Oberfläche mit einer Oberflächenpräzision derselben Güte wie jener, die mit dem herkömmlichen Schleifblatt erhalten werden kann, erreicht wird.

Auswertung der verbrauchten Schleifflüssigkeit Beispiel 24

Die verbrauchte Schleifflüssigkeit, die beim Schleiftest erzeugt wurde, der in Beispiel 1 beschrieben wird, wurde ausgewertet. Ihre Trübheit wurde mit einem Spektrofotometer (vom Typ "Ubest-55", geliefert von der Firma Nippon Bunko K.K.) untersucht und mit einer Spektraldurchlässigkeit (%) bei einer Wellenlänge von 600 nm unter Bezug auf jene von gereinigtem Wasser als Referenzstandard ausgedrückt. Das Ergebnis ist in Tabelle 7 dargestellt. Eine große Trübheit bedeutet, daß der Gehalt an losen Schleifkörnchen in der verbrauchten Schleifflüssigkeit groß ist. Eine geringe Trübheit bedeutet, daß der Gehalt an losen Schleifkörnern gering ist.

Beispiele 25 bis 46

Die verbrauchten Schleifflüssigkeiten, die bei den Schleiftests, die in den Beispielen 2 bis 23 beschrieben wurden, erzeugt wurden, wurden auf ihre Trübheit hin durch dieselbe Spektrofotometrie ausgewertet, wie in Beispiel 24 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 8 bis 11

Die verbrauchten Schleifflüssigkeiten, die bei den Schleiftests, die bei den Vergleichsbeispielen 2, 4, 5 und 7 durchgeführt wurden, wurden auf ihre Trübheiten mit derselben Spektrofotometrie ausgewertet, wie im Beispiel 24 beschrieben ist. Die Ergebnisse sind in Tabelle 7 dargestellt.

Wie aus dem Vergleich der Beispiele 24 bis 46 mit den Vergleichsbeispielen 8 bis 11 in Tabelle 7 ersichtlich ist, zeigt die erzeugte verbrauchte Schleifflüssigkeit eine größere Spektraldurchlässigkeit als jene der verbrauchten Schleifflüssigkeit, die in dem herkömmlichen Schleifverfahren unter Verwendung eines Schleifkissens erzeugt wurde. Somit ist der Gehalt an losen Körnchen in der verbrauchten Schleifflüssigkeit sehr gering. Dies offenbart, daß dann, wenn lose Körnchen nicht verwendet werden oder wenn lose Körnchen in einer geringen Menge verwendet werden, eine Schleifrate annähernd gleich zu jener des herkömmlichen Verfahrens unter Verwendung eines Schleifkissens erhalten werden kann, und deshalb kann das Problem der Entsorgung von verbrauchter Schleifflüssigkeit vermieden oder gelindert werden.

Bei dem Schleifverfahren der vorliegenden Erfindung wird eine Schleifflüssigkeit verwendet, die keine loses Körnchen oder eine geringere Menge an losen Körnchen enthält, und deshalb kann das Problem der Entsorgung von verbrauchter Schleifflüssigkeit gelindert oder vermieden werden. Dies steht im Gegensatz zu dem herkömmlichen Schleifverfahren unter Verwendung eines Schleifkissens, wo eine verbrauchte Schleifflüssigkeit erzeugt wird, die einen hervorstechenden Anteil an losen Körnchen enthält. Substrate wie beispielsweise ein Silikonwafer und ein Oxidsubstrat oder andere Materialien, die mittels dem erfindungsgemäßen Verfahren geschliffen werden, haben eine glatte Oberfläche, die ähnlich zu jener ist, die durch das herkömmliche Schleifverfahren erhalten werden. Der Schleifkörper, der an ein Schleifblatt befestigt ist, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, hat eine gute Haltbarkeit und somit ist das Schleifverfahren in vorteilhafter Weise ökonomisch und kann mit einer erhöhten Effizienz durchgeführt werden.

Ein schleiffähig geformter Körper ist aus mindestens 90 Gewichtsprozent, basierend auf dem Gewicht des Schleifkörpers, Silika mit einer Fülldichte von 0,2 g/cm³ bis 1,5 g/cm³, einem BET-spezifischen Oberflächenbereich von 10 m²/g bis 400 m²/g und einem durchschnittlichem Partikeldurchmesser von 0,001 µm bis 0,5 µm zusammengesetzt. Ein Schleifblatt, an dem mindestens ein schleiffähig geformter Körper befestigt ist, wird in vorteilhafter Weise zum Schleifen eines Materials wie beispielsweise eines Substrats verwendet. Es sind vorzugsweise mindestens zwei Arten an Schleifkörpern an dem Trägerhilfsmittel befestigt, wobei mindestens eine Art davon eine Fülldichte von 0,7 g/cm³ bis 1,5 g/cm³ und mindestens eine Art davon eine Fülldichte von mindestens 0,2 g/cm³ aber weniger als 0,7 g/cm³ hat.

Claims

1. Schleifkörper, der mindestens 90 Gewichtsprozent Silika aufweist, basierend auf dem Gewicht des Schleifkörpers, und eine Fülldichte von 0,2 g/cm³ bis 1,5 g/cm³, einen BET-spezifischen Oberflächenbereich von 10 m²/g bis 400 m²/g und einen durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 0,001 µm bis 0,5 µm hat.

2. Schleifkörper gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er ein integriertes Gesamtporenvolumen von 0,3 cm³/g bis 4 cm³/g hat.

3. Schleifkörper gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine derartige Porengrößenverteilung hat, so daß das integrierte Porenvolumen an Poren mit einem Durchmesser, der nicht größer als 1 µm ist, zumindest 80% des integrierten Gesamtporenvolumens der gesamten Poren enthält, daß das integrierte Porenvolumen an Poren, die einen Durchmesser haben, der nicht größer als 0,1 µm, zumindest 10% des integrierten Gesamtporenvolumens der gesamten Poren beträgt, und daß der häufigste Porendurchmesser im Bereich von 0,01 µm bis 0,3 µm liegt und der durchschnittliche Porendurchmesser im Bereich von 0,01 bis 0,3 µm liegt.

4. Schleifblatt, das mindestens einen Schleifkörper und ein Trägerhilfsmittel (1, 7, 9, 20) aufweist, wobei der Schleifkörper auf dem Trägerhilfsmittel befestigt ist und der Schleifkörper so ist, wie er in einem der Ansprüche 1 bis 3 beansprucht wird.

5. Schleifblatt gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei Schleifkörper auf dem Trägerhilfsmittel (1, 7, 9, 20) befestigt sind.

6. Schleifblatt gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifkörper auf mindestens 2 konzentrischen Kreisen auf einer Oberfläche des Trägerhilfsmittels (1, 7, 9, 20) angeordnet sind.

7. Schleifblatt gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei oder mehr Schleifkörper aus mindestens zwei Arten an Schleifkörpern zusammengesetzt sind, die unterschiedliche Fülldichten haben.

8. Schleifblatt gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Art von Schleifkörper eine Fülldichte von mindestens 0,7 g/cm³, aber nicht mehr als 1,5 g/cm³ hat, und daß mindestens eine Art von Schleifkörper eine Fülldichte von mindestens 0,2 g/cm³, aber weniger als 0,7 g/cm³ hat.

9. Schleifblatt gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkörper mindestens eine Form hat, die aus einer Säulengestalt und einer rechteckigen Pfeilergestalt ausgewählt ist.

10. Verfahren zum Schleifen eines Materials, das den Verfahrensschritt Schleifen des Materials mit einem Schleifblatt gemäß einem der Ansprüche 4 bis 9 aufweist.

11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Material, das geschliffen werden soll, ein Substrat ist.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat aus Halbleitersubstraten und Oxidsubstraten ausgewählt ist.

13. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schleifen ausgeführt wird, ohne lose Schleifkörner zu verwenden, und eine verbrauchte Schleifflüssigkeit eine Lichtdurchlässigkeit bei einer Wellenlänge von 600 nm von mindestens 10% der Durchlässigkeit von Wasser aufweist.