(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ウエットブラストにより加工対象物の表面を加工する表面加工装置であって、
液体中に砥粒を分散させたスラリーを高圧ガスと混合させて加工対象物の表面に対して噴射するノズル部と、
前記ノズル部を主走査方向に移動させるノズル移動部と、
前記加工対象物を前記主走査方向と直交する副走査方向にステップ搬送する加工対象物搬送部と、
前記ノズル部から噴射されたスラリーを回収して前記ノズル部に循環供給するスラリー循環供給部と、
前記ノズル部から前記加工対象物に向けて噴射されたスラリーの流出方向を規制して前記スラリー循環供給部に排出させるノズルカバー部と、
を有し、
前記ノズルカバー部は、前記ノズル部を主走査方向に移動可能に収容し、前記主走査方向に沿って延び、前記加工対象物との間に隙間を有する枠体と、前記枠体側に設けられ、前記隙間に配置されて前記枠体内のスラリーの漏出を防止するシール部材と、を有する表面加工装置。
【請求項２】
前記ノズルカバー部は、前記ノズル部の主走査方向への移動を許容しつつ前記枠体の天面開口を塞ぐ天井部を有することを特徴とする請求項１に記載の表面加工装置。
【請求項３】
前記ノズルカバー部は、前記枠体を構成する副走査方向に沿って対向する一対の仕切り板の下端側に前記シール部材を取り付けたことを特徴とする請求項１または２に記載の表面加工装置。
【請求項４】
前記ノズルカバー部は、前記ノズル部と前記副走査方向における前記スラリーの流出を規制する位置との距離を５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲としたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の表面加工装置。
【請求項５】
前記ノズル部のノズル端と前記加工対象物の表面とのギャップを５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲としたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載の表面加工装置。
【請求項６】
前記スラリーは、砥粒の濃度が１５〜３０ｗｔ％であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載の表面加工装置。
【請求項７】
ノズル部を主走査方向に移動させながら、前記ノズル部で高圧ガスと混合したスラリーを副走査方向にステップ搬送する加工対象物の表面に噴射して加工するウエットブラストによる表面加工方法であって、
前記ノズル部から前記加工対象物に向けて噴射されたスラリーの流出方向を規制して所定方向に排出し、排出されたスラリーを回収して前記ノズル部に供給し、
予め測定した前記加工対象物の表面形状の測定データを基にして、目的とする表面形状と一致するように、前記ノズル部と前記加工対象物の主走査方向における相対移動速度を決めて平坦化加工を行う表面加工方法。
【請求項８】
前記スラリーの流出方向の規制は、前記ノズル部に対し、前記副走査方向の前後方向であることを特徴とする請求項７に記載の表面加工方法。
【請求項９】
前記ノズル部と前記副走査方向における前記スラリーの流出を規制する位置との距離を５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲としたことを特徴とする請求項７または８に記載の表面加工方法。
【請求項１０】
前記ノズル部から噴射されて舞い上がったスラリーの飛散を防止しつつ前記ノズル部を主走査方向へ移動させることを特徴とする請求項７から９のいずれか１つに記載の表面加工方法。
【請求項１１】
前記ノズル部のノズル端と前記加工対象物の表面とのギャップを５ｍｍ〜５０ｍｍの範囲としたことを特徴とする請求項７から１０のいずれか１つに記載の表面加工方法。
【請求項１２】
前記スラリーは、砥粒の濃度が１５〜３０ｗｔ％であることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１つに記載の表面加工方法。
【請求項１３】
前記加工対象物は、平板形状の合成石英ガラスであることを特徴とする請求項７から１２のいずれか１つに記載の表面加工方法。
【請求項１４】
前記合成石英ガラスは、フォトマスク用のガラス基板であることを特徴とする請求項１３に記載の表面加工方法。
【請求項１５】
前記フォトマスク用のガラス基板は、１辺が３００ｍｍ角以上であることを特徴とする請求項１４に記載の表面加工方法。
【請求項１６】
前記ノズル部は、噴射ノズルがスリット状の開口に形成されていることを特徴とする請求項７から１５のいずれか１つに記載の表面加工方法。
【請求項１７】
加工対象物の表面に対してノズル部を主走査方向に移動させながら前記ノズル部からスラリーを噴射して加工するウエットブラストによる表面加工装置を前記加工対象物の副走査方向に沿って複数配置した表面加工設備であって、
前記加工対象物を副走査方向にステップ搬送する加工対象物搬送部と、
前記加工対象物の搬送方向に沿って複数配置され、請求項１から７のいずれか１つに記載され、請求項１の記載から前記加工対象物搬送部を除いた構成の表面加工装置と、
を有し、
前記複数の表面加工装置は、前記加工対象物の搬送方向の上流側から下流側に向けて第１表面加工装置と第２表面加工装置が順に配置されていて、前記第１表面加工装置の前記スラリー循環供給部のスラリー中の第１砥粒の粒径を粗くし、前記第２表面加工装置の前記スラリー循環供給部のスラリー中の第２砥粒の粒径を前記第１砥粒の粒径よりも細かくしたことを特徴とする表面加工設備。
【請求項１８】
前記第２表面加工装置よりも前記加工対象物の搬送方向下流側に、液体を噴射して前記加工対象物の加工面を洗浄する洗浄装置を配置したことを特徴とする請求項１７に記載の表面加工設備。
【請求項１９】
前記洗浄装置は、ノズル部から前記加工面に噴射された液体を回収して前記ノズル部に循環供給することを特徴とする請求項１８に記載の表面加工設備。
【請求項２０】
前記第１砥粒の粒径は、＃６００〜＃１５００とし、前記第２砥粒の粒径は＃２０００〜６０００であることを特徴とする請求項１７から１９のいずれか１つに記載の表面加工設備。
【請求項２１】
主走査方向に移動する第１ノズル部からステップ搬送される加工対象物に向けて噴射された第１スラリーの流出方向を規制して所定方向に排出し、排出された第１スラリーを回収して前記第１ノズル部に供給する第１工程と、
前記第１工程で表面処理された前記加工対象物の処理領域に対し、主走査方向に移動する第２ノズル部から前記加工対象物に向けて噴射された第２スラリーの流出方向を規制して所定方向に排出し、排出された第２スラリーを回収して前記第２ノズル部に供給する第２工程と、
を有し、
前記第１スラリー中の第１砥粒を粗い粒径とし、前記第２スラリー中の第２砥粒を前記第１砥粒よりも細かい粒径としたことを特徴とする表面加工方法。
【請求項２２】
前記第２工程の終了した前記加工対象物の処理領域に対し、液体を噴射して洗浄を行う洗浄工程をさらに設けたことを特徴とする請求項２１に記載の表面加工方法。
【請求項２３】
前記洗浄工程は、主走査方向に移動する第３ノズル部から前記加工対象物に向けて噴射された液体の流出方向を規制して所定方向に排出し、排出された液体を回収して前記第３ノズル部に供給することを特徴とする請求項２２に記載の表面加工方法。
【請求項２４】
前記第１工程は、予め測定した前記加工対象物の表面形状の測定データを基にして、目的とする表面形状と一致するように、前記第１ノズル部と前記加工対象物の主走査方向における相対移動速度を決めて平坦化加工を行うことを特徴とする請求項２１から２３のいずれか１つに記載の表面加工方法。
【請求項２５】
前記第１ノズル部および前記第２ノズル部は、噴射ノズルがスリット状の開口に形成されていることを特徴とする請求項２１から２４のいずれか１つに記載の表面加工方法。
【請求項２６】
前記第３ノズル部は、噴射ノズルがスリット状の開口に形成されていることを特徴とする請求項２３に記載の表面加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウエットブラストにより処理対象物の表面を加工する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウエットブラストによる表面処理技術は、液体中に砥粒を分散させたスラリーと高圧ガスとをブラストノズル内で混合し、高圧ガスにより加速したスラリーを加工対象物の表面に噴射し、加工対象物の表面を砕きながら加工を行うものである（特許文献１、２）。
【０００３】
一般に、ウエットブラストによる表面加工装置は、スラリー貯溜部内のスラリーをポンプによりブラストノズルに供給されて加工対象物に噴射され、加工対象物に噴射されたスラリーが再びスラリー貯溜部に回収される。
【０００４】
ウエットブラストによる表面加工装置により、加工対象物を数値制御にて表面加工する場合、予め加工対象物の表面を測定し、目標値となる除去量を求め、ブラストノズルと加工対象物とを所定の速度で相対移動させる。その際、スラリーの濃度が変化すると、加工対象物の表面を目標値で加工できなくなる。加工対象物の表面に砥粒が沈降すると、回収されたスラリー中の砥粒の濃度が低下することになる。特に、加工対象物のサイズが大型化すると、加工対象物の表面積が広くなり、砥粒の沈降量が大きくなり、スラリー中の砥粒の濃度低下が大きくなる。
【０００５】
また、ウエットブラストによる表面処理において、角張った砥粒が加工対象物の表面に突き刺さり、突き刺さった砥粒の欠けらが残る場合がある。加工対象物の表面に残った砥粒の欠けらが残存していると、当該加工対象物に対して次に行う、表面加工処理に影響を与える場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４９６９８３９号公報
【特許文献２】特開２００５−２６２４３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、循環使用されるスラリー中の砥粒の濃度変化を抑制することができる表面加工装置および表面加工方法を提供しようとするものである。
【０００８】
本発明の他の目的は、加工対象物の表面に残った砥粒の欠けらを除去できる表面加工設備および表面加工方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の目的を実現する表面加工装置の構成は、ウエットブラストにより加工対象物の表面を加工する表面加工装置に関する。
この表面加工装置は、液体中に砥粒を分散させたスラリーを高圧ガスと混合させて加工対象物の表面に対して噴射するノズル部と、前記ノズル部を主走査方向に移動させるノズル移動部と、前記加工対象物を前記主走査方向と直交する副走査方向にステップ搬送する加工対象物搬送部と、前記ノズル部から噴射されたスラリーを回収して前記ノズル部に循環供給するスラリー循環供給部と、前記ノズル部から前記加工対象物に向けて噴射されたスラリーの流出方向を規制して前記スラリー循環供給部に排出させるノズルカバー部と、を有する。前記ノズルカバー部は、前記ノズル部を主走査方向に移動可能に収容し、前記主走査方向に沿って延び、前記加工対象物との間に隙間を有する枠体と、前記枠体側に設けられ、前記隙間に配置されて前記枠体内のスラリーの漏出を防止するシール部材と、を有する。
【００１０】
本発明の目的を実現する表面加工方法は、ノズル部を主走査方向に移動させながら、前記ノズル部で高圧ガスと混合したスラリーを副走査方向にステップ搬送する加工対象物の表面に噴射して加工するウエットブラストによる表面加工方法に関する。
この表面加工方法は、前記ノズル部から前記加工対象物に向けて噴射されたスラリーの流出方向を規制して所定方向に排出し、排出されたスラリーを回収して前記ノズル部に供給する。また、予め測定した前記加工対象物の表面形状の測定データを基にして、目的とする表面形状と一致するように、前記ノズル部と前記加工対象物の主走査方向における相対移動速度を決めて平坦化加工を行う。
【００１１】
本発明の目的を実現する表面加工設備の構成は、加工対象物の表面に対してノズル部を主走査方向に移動させながら前記ノズル部からスラリーを噴射して加工するウエットブラストによる表面加工装置を前記加工対象物の副走査方向に沿って複数配置した表面加工設備に関する。
【００１２】
この表面加工設備は、前記加工対象物を副走査方向にステップ搬送する加工対象物搬送部と、前記加工対象物の搬送方向に沿って複数配置され、上記した表面加工装置の構成から前記加工対象物搬送部を除いた表面加工装置と、を有し、前記複数の表面加工装置は、前記加工対象物の搬送方向の上流側から下流側に向けて第１表面加工装置と第２表面加工装置が順に配置されていて、前記第１表面加工装置の前記スラリー循環供給部のスラリー中の第１砥粒の粒径を粗くし、前記第２表面加工装置の前記スラリー循環供給部のスラリー中の第２砥粒の粒径を前記第１砥粒の粒径よりも細かくした。
【００１３】
本発明の目的を実現する他の表面加工方法は、主走査方向に移動する第１ノズル部からステップ搬送される加工対象物に向けて噴射された第１スラリーの流出方向を規制して所定方向に排出し、排出された第１スラリーを回収して前記第１ノズル部に供給する第１工程と、前記第１工程で表面処理された前記加工対象物の処理領域に対し、主走査方向に移動する第２ノズル部から前記加工対象物に向けて噴射された第２スラリーの流出方向を規制して所定方向に排出し、排出された第２スラリーを回収して前記第２ノズル部に供給する第２工程と、を有し、前記第１スラリー中の第１砥粒を粗い粒径とし、前記第２スラリー中の第２砥粒を前記第１砥粒よりも細かい粒径としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１〜１６に係る発明によれば、表面処理作業の開始から終了までスラリー中の砥粒の濃度変化を抑制して略一定に維持することができるので、加工対象物の実際の表面除去量を目的の除去量と一致させることができ、高精度の表面加工処理が行える。
【００１５】
請求項１７〜２６に係る発明によれば、最初の表面加工処理において加工対象物の表面に残ったスラリー中の砥粒の残渣は、次の表面加工処理において細かい砥粒により再度表面加工されるので除去される。このため、高平坦化加工と残渣除去が同時に行える。また、洗浄も同時に行うことができ、処理能力が向上し、さらに後工程への異物の持ち込みも低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の第１実施形態による表面加工装置を示し、（ａ）は装置全体の概略構成を示す斜視図、（ｂ）はノズルとカバー間の距離を示す図。
【図２】図１に示す表面加工装置の概略正面図。
【図３】スラリー濃度と加工速度との関係を示す図
【図４】スラリー濃度の経時変化を示す図。
【図５】本発明の第２実施形態による表面加工設備の全体構成の概略を示す上面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
第１実施形態
図１〜図４は本発明の第１実施形態を示し、図１は表面加工装置を示し、（ａ）は装置全体の概略構成を示す斜視図、（ｂ）はノズルとカバー間の距離を示す図、図２は図１に示す表面加工装置の概略正面図である。図３はスラリー濃度と加工速度との関係を示す図、図４はスラリー濃度の経時変化を示す図である。
【００１９】
図１および図２において、水平平面内において互いに直交する方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向とする。ウエットブラストの表面加工装置１は、加工対象物（以下ワークと称す）２が載置される移動テーブル３を有するワーク搬送部４と、ウエットブラスト用のノズル部５と、ノズル部５をＸ軸方向に沿った主走査方向に移動させる不図示のノズル移動部と、ノズルカバー部６と、スラリーをノズル部５に循環供給するスラリー循環供給部８と、不図示の高圧エアー源からノズル部５に高圧エアーを供給する高圧エアー供給部９と、を有する。
【００２０】
ワーク搬送部４は、不図示のテーブル駆動部により例えば回転駆動されるネジ軸４ａに螺合するナット部（不図示）が固定されている移動テーブル３を副走査方向であるＹ軸方向に沿ってステップ走査させる。前記テーブル駆動部は、不図示の数値制御（ＮＣ）を行うコントローラにより駆動制御される。移動テーブル３には、ワーク２として例えば石英ガラス製のガラス基板が水平に載置される。このガラス基板は、例えば合成石英ガラスの直方体形状のインゴットからワイヤーソーにより所定幅で切出された物等を例示できる。ガラス基板は、例えば液晶パネルの基板の作成などに用いられる露光装置のフォトマスクとして使用される。
【００２１】
一般にワイヤーソーにより切り出されたガラス基板は平坦度が悪く、砥石を用いた平面研削等による表面加工が行われる。この加工方法では、被加工物を平面研削盤のテーブルに固定した状態で平坦化加工するため、加工終了後、表面の平坦度は、裏面の平坦度に倣い、裏面の平坦度が出ていないと平坦度は改善されないという問題がある。
【００２２】
本実施形態は、このようなガラス基板において、大サイズのガラス基板、例えば１辺が３００ｍｍ角以上のサイズのものについて有効に表面加工を行える。
【００２３】
ノズル部５は、スラリーと高圧エアーとを混合し、ノズル端に形成されたＹ軸方向に延びるスリット状のノズル開口からスラリーをワーク２の表面に向け噴射する。高速で噴射されたスラリー中の砥粒がワーク２の表面を砕き加工が行われる。また、ノズル部５のノズル端は、Ｘ軸方向に沿った長さがＹ軸方向に沿った長さよりも短く形成された矩形状に形成される。
【００２４】
したがって、ノズル部５がＸ軸方向に沿った主走査方向に移動する際、ノズル部５は、Ｙ軸方向に沿った前記ノズル開口長でスラリーをワーク２の表面に噴射する。
【００２５】
ノズル部５は、スラリー循環供給部８のスラリー供給管８ａの管端が接続される不図示のスラリー供給口と、高圧エアー供給部９の高圧エアー管９ａの管端が接続される不図示のエアー供給口を有し、不図示の混合室で高圧エアーとスラリーが混合し前記スリット状のノズル開口からスラリーを噴射する。
【００２６】
前記ノズル移動部は、ノズル部５を吊り下げ保持し、前記コントローラにより駆動制御され、数値制御による表面加工の場合には演算された主走査速度によりノズル部５を主走査方向に移動させる。また、数値制御によらない表面加工の場合には、前記ノズル移動部は所定の主走査速度でノズル部５を主走査方向に移動させる。
【００２７】
ノズルカバー部６は、ノズル部５のＹ軸方向における両端に対し所定距離隔てて対向配置した一対の仕切り板６１、６２と、一対の仕切り板６１、６２のＸ軸方向に沿った両端に対向配置され、Ｙ軸方向に沿って延びる一対の短手方向側板６３、６４とにより形成された矩形形状の枠体６５を有する。ノズル部５は、枠体６５内に収容され、主走査方向（Ｘ軸方向）への移動を許容する。
【００２８】
枠体６５は、一対の仕切り板６１、６２が、移動テーブル３のＸ軸方向両端よりも外方まで延び、移動テーブル３よりも延出している部分が後述するスラリー受け部８１にそれぞれ接続される。スラリー受け部８１は、装置全体の不図示の基台に固定されているので、枠体６５は固定されている。
【００２９】
枠体６５の仕切り板６１、６２は、移動テーブル３に載置されるワーク２の表面との間に隙間を有し、この隙間にスラリーの漏出を防止するシール部材６６を仕切り板６１、６２の下端部に取り付けている。すなわち、枠体６５の底面開口側に取り付けたシール部材６６の先端はワーク２の表面に接触し、移動テーブル３の移動に伴って、ワーク２はシール部材６６と摺接しながら移動する。シール部材６６としては、スポンジ、ゴム板等の弾性部材が例示される。
【００３０】
すなわち、ノズル部５のノズル端からワーク２に噴射されたスラリーは、枠体６５とシール部材６６により流出方向が規制され、枠体６５内から外部には漏出せず、スラリー受け部８１に向けて排出される。枠体６５内にノズル部５から噴射されたスラリーは、枠体６５内に滞溜することなくスラリー受け部８１に排出されるため、スラリー内の砥粒がワーク２の表面に沈降することが防止される。仮に、枠体６５がないと、ノズル部５から噴射されたスラリーは、ワーク２の全面に拡がってスラリー受け部８１に導かれる。この場合、ワーク２であるガラス基板が大型化し、表面積が大きくなると、噴射されたスラリーがガラス基板の端面に達するまでの流速（流量）が低下し、途中で沈降した砥粒がスラリー受け部８１まで流し落とされずに残る場合がある。
【００３１】
このように、砥粒がガラス基板上に残ると、スラリー受け部８１から回収されたスラリーの砥粒の濃度が低下することになる。スラリー中の砥粒の濃度と加工速度の関係は、図３に示すように、濃度が高くなると、加工速度も増加する。
【００３２】
図３は、加工条件として、砥粒がＷＡ＃８００、ノズル部５のスリット状開口に形成された矩形状のノズルの長手方向の長さをノズル幅、短手方向の長さをノズル隙間とし、ノズル幅を２５ｍｍ、ノズル隙間を２ｍｍ、ギャップ２０ｍｍ、エアー圧が０．２５ＭＰａとした。
【００３３】
これに対し、ノズル部５によるスラリーの噴射は枠体６５内のみで行うようにしているので、枠体６５内でのスラリーの流速（流量）が変わらずに、スラリーが高速でスラリー受け部８１に向けて排出され、砥粒がワーク２の表面に残ることがない。
【００３４】
一方、枠体６５内においてノズル部５からワーク２に噴射され、舞い上がったスラリーが枠体６５の上部開口から外部に飛散するのを防止することが望ましい。本実施形態において、スラリーの飛散防止対策として、例えばシャッター構造あるいは蛇腹構造等の可動式の天井部６７を設け、ノズル部５が主走査方向に移動する障害となることなく枠体６５の上部開口を常時ふさぐことができるようにしている。図１，２に示す天井部６７は、複数の天井板６７ａを重ねると共に、重なり合う天井板６７ａ同士がＸ軸方向に沿って移動可能とする。
【００３５】
本実施形態において、図１（ｂ）に示すように、一対の仕切り板６１、６２と、ノズル部５のノズル端（ノズル開口の両端）との間の距離ｗを５ｍｍ〜２０ｍｍとしている。距離ｗが５ｍｍよりも短いとノズル部５によるスラリーの噴射に影響を与え、除去量の変化を招き、距離ｗが２０ｍｍよりも長いと、スラリー中の砥粒の沈降を生じる箇所ができる。
【００３６】
スラリー循環供給部８は、枠体６５の両端部で、枠体６５の下端に接続されるＸ軸方向に沿って対向配置した一対のスラリー受け部８１と、一対のスラリー受け部８１で回収したスラリーをスラリータンク８２に導く回収配管８ｂと、スラリータンク８２内のスラリーをスラリー配管８ｃに送液する送液ポンプ８３を有し、スラリー配管８ｃの先端は、ノズル部５のスラリー供給口に接続されるスラリー供給管８ａに接続される。なお、スラリー供給管８ａは、ノズル部５の主走査方向への移動に追従できるようにするため、可撓性を有するビニール管等が用いられる。同様の理由で、高圧エアー供給部９の高圧エアー管９ａも可撓性を有するビニール管等が用いられる。
【００３７】
本実施形態のスラリー循環供給部８は、ノズルカバー部６の枠体６５内に噴射されたスラリーを余すことなくスラリー受け部８１で回収するので、スラリー中の砥粒濃度変化が少ない。このため、ノズル部５に再送するスラリー濃度は常時一定に維持でき、ワーク２に対する表面加工への影響が少ない。
【００３８】
図４はスラリー濃度の経時変化（表面加工中での加工時間）を示す。ノズルカバー部６がない場合を丸印、ノズルカバー部６がある場合を菱形で示す。加工条件は、砥粒；ＷＡ＃８００，スラリー濃度；２０ｗｔ％、ノズル；２５ｍｍ幅、隙間；２ｍｍ、ノズル端とワーク表面とのギャップ：２０ｍｍ、エアー圧；０．２５ＭＰａ、スラリー流量；１．７Ｌ/ｍｉｎ、ノズル走査方法；ピッチ２ｍｍのラスタースキャン、ノズル走査速度；１０００ｍｍ/ｍｉｎ、ワーク；３５０ｍｍ×３５０ｍｍの石英ガラス。濃度の測定方法は、加工途中と終了時にスラリーをスラリータンクから抜き取り、濃度測定を行った。
【００３９】
加工開始時点を基準としてスラリーの濃度を計測すると、ノズルカバー部６がない場合には加工時間が経過するにつれてスラリー濃度に大きな変化が生じる。これに対し、ノズルカバー部６が設けられていると、スラリー濃度に変化が殆ど生じない。
【００４０】
したがって、本実施形態ではスラリー濃度の濃度変化を回避することができるので、加工速度変化がなく、高精度加工が実現できる。
【００４１】
本実施形態において、砥粒としては、アルミナ、セリア、ジルコニア系のセラミックスが例示できるが、特にこれらに限定されるものではない。
【００４２】
砥粒サイズは、＃６００〜６０００を例示でき、砥粒サイズが＃６００より小さい場合には砥粒の割れが生じやすく、加工速度の低下を招きやすい。＃６０００より大きい場合には加工速度が遅くなり、加工処理能力に影響する。
【００４３】
エアー圧力は、スラリー濃度、砥粒種によって変わるが、加工安定性を考慮すると、０．１５〜０．３ＭＰａが望ましい。
【００４４】
また、ノズル部５のノズル端とワーク２の表面との距離（ギャップ）は、５〜５０ｍｍが望ましい。５ｍｍより小さいと砥粒の跳ね返りによりノズル部５のノズル先端（ノズル端面）の摩耗が生じやすい。５０ｍｍよりも大きいと、加工速度が遅くなる。
【００４５】
スラリー濃度（スラリー中の砥粒の濃度）は、加工効率を考慮すると、１５〜３０ｗｔ％が望ましい。
【００４６】
第２実施形態
図５は、本発明の第２実施形態による表面加工設備の全体構成の概略を示す上面図である。
【００４７】
本実施形態の表面加工設備１０は、図１に示す表面加工装置を、ワーク２の搬送方向に沿って３台独立に配置した構成としている。
【００４８】
ワーク搬送部４によるワーク２の搬送方向の上流側から下流側に順に、第１表面加工装置１１、第２表面加工装置１２、第３表面加工装置１３を配置している。第１表面加工装置１１、第２表面加工装置１２、第３表面加工装置１３は、第１実施形態で説明したコントローラにより制御される。また、第１表面加工装置１１、第２表面加工装置１２、第３表面加工装置１３は、個々に独立したスラリー循環供給部８を有する。
【００４９】
第１表面加工装置１１のスラリー循環供給部８には、砥粒としてＷＡ＃６００〜１５００のサイズの大きめの砥粒を用いている。そして、前記コントローラにより数値制御（ＮＣ）加工を行い、ワーク２としての石英のガラス基板の平坦化加工である第１工程を行う。この第１工程では、ワーク２であるガラス基板の表面に刺さった砥粒の欠けらが残っていることがある。
【００５０】
第２表面加工装置１２のスラリー循環供給部８には、砥粒としてＷＡ＃２０００〜６０００のサイズの小さめの砥粒を用いている。そして、前記コントローラによりノズル部５を等速で主走査方向に移動させ、ワーク２における前記第１工程の済んだ領域を加工し、第１工程においてワーク２であるガラス基板の表面に残った砥粒の欠けらを除去する第２工程を行う。第２工程での砥粒径が小さいので、殆ど砥粒の突き刺さりが生じないばかりか、第１工程で残った砥粒の残渣を除去することができる。
【００５１】
第３表面加工装置１３のスラリー循環供給部８には砥粒を加えず、水のみを再循環し、第２工程の終了した領域を水で洗浄する洗浄走査の第３工程を行う。この第３工程で、ワーク２であるガラス基板の表面を洗浄することができる。
【００５２】
前記コントローラは、ワーク搬送部４をステップ駆動し、ワーク２が載置された移動テーブル３をＹ軸方向に所定距離移動させる。また、前記コントローラは、第１表面加工装置１１と、第２表面加工装置１２と、第３表面加工装置１３の各ノズル部５が主走査方向の移動端に揃ったタイミングで、ワーク搬送部４を駆動し、ワーク２をＹ軸方向に所定距離だけステップ走査（移動）させる。
【００５３】
先ず、ワーク２は、第１表面加工装置１１により数値制御により平坦化加工が行われ、ラスタースキャン方式で表面加工が行われる（第１工程）。次に、ワーク２が第２表面加工装置１２の配置位置に達すると、第２表面加工装置１２は第１工程において平坦化加工が終了した加工面に対し、第１工程よりも砥粒径の小さい砥粒を有するスラリーにより等速走査にて表面加工を行い（第２工程）、第１工程で生じる残渣の除去が行われる。この第２工程中において、ワーク２には上記した第１工程による平坦化加工が実行される。
【００５４】
続いて、第２工程による表面加工が終了した加工面が第３表面加工装置１３の配置位置に達すると、水の高圧噴射による洗浄工程が実行される（第３工程）。この第３工程の実行中において、ワーク２に対し、上記した第１工程と第２工程が実行される。
【００５５】
以上のように、上記した第１、第２実施形態によれば、スラリーの濃度変化なしでの表面加工を実現することができるため、再現性良く除去量を調整することができる。すなわち、計算に用いた除去量と実際の加工時の除去量とが一致し、また修正加工による高平坦化が可能となる。
【００５６】
装置が安価で、コンパクト化が可能となる。
【００５７】
特に、第２実施形態によれば、高平坦化加工と残渣除去、洗浄が同時に実施でき、処理能力が向上し、例えば砥石を用いた機械加工等の後工程への異物の持ち込みも低減できる。
【００５８】
なお、上記した各実施形態において、ワーク２は水平状態に移動テーブル３に載置されて所定方向にステップ走査させているが、移動テーブルを垂直方向に立てた状態としてワーク２を移動させるようにしても良い。
【符号の説明】
【００５９】
１  表面加工装置
２  ワーク
３  移動テーブル
４  ワーク搬送部
５  ノズル部
６  ワークカバー部
６１、６２  仕切り板      ６３、６４  短手方向側板
６５  枠体      ６６シール部材
８  スラリー循環供給部
９  高圧エアー供給部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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