CN101456668A - 高精度超薄玻璃基片制备工艺 - Google Patents
高精度超薄玻璃基片制备工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101456668A CN101456668A CNA200810208153XA CN200810208153A CN101456668A CN 101456668 A CN101456668 A CN 101456668A CN A200810208153X A CNA200810208153X A CN A200810208153XA CN 200810208153 A CN200810208153 A CN 200810208153A CN 101456668 A CN101456668 A CN 101456668A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polishing
- glass substrate
- planeness
- correct grinding
- powder
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Abstract
本发明公开了影响高精度超薄基片质量的关键工艺，其具体是精磨、抛光浆料筛选和配制；精磨、抛光设备工艺参数程序设置；玻璃基片的平面度检测和玻璃基片抛光后表面进行质量检验。本发明的有益效果是：用上述的本发明的关键工艺对激光光盘母盘玻璃基片和集成电路掩膜版基片进行加工，使基片平行度、平面度、光洁度、粗糙度技术指标达到要求。
Description
技术领域
本发明涉及高精度超薄玻璃基片的研制，其产品包含有激光光盘母盘玻璃基片、集成电路掩模板两大领域高精度超薄基片。
背景技术
国内外信息产业的快速发展推动光盘存储行业的崛起。对信息存储量高的光盘存储材料的制备，必然对激光光盘母盘基片相关性能提出更高的要求。其平面度、平行度、光洁度、粗糙度等指标都必须满足和超过高密度激光光盘制造要求。
目前DVD光盘激光波长为635/650nm，轨道间距为0.74μm，最短信息坑长度约0.4μm，物理密度比CD光盘提高了4倍以上，实现单面单层存储量4.7GB。为提高光盘存储密度，研究人员进一步缩短激光器波长，其波长缩短至蓝光段(蓝光存储技术)，最终实现120mm盘的单面单层容量在20G左右。通常被统称为高密度DVD(HD-DVD)。Philips公司推出的这一代产品取名为DVR，其波长为400nm，轨道间距为0.3μm、最短信息坑长度约0.168μm、存储容量为22GB。高存储量的光盘制造对激光光盘母盘的平面度、平行度、光洁度、粗糙度数据指标提出更高的要求。
以集成电路为核心的电子信息产业超过了以汽车、石油、钢铁为代表的传统工业成为第一大产业，成为改造和拉动传统产业迈向数字时代的强大引擎和雄厚基石。在集成电路制造技术中，最关键的是集成电路掩膜版制造技术和光刻技术。作为集成电路掩膜版制造的基础材料掩膜版玻璃基片对掩膜版的质量起决定性作用。首先，基片的面形平整度(平行度和平度)要求达到3um。其次，基片的表面质量(光洁度和粗糙度)必须达到相当高的要求。
对于玻璃基片外径与厚度比为100：1(超过10：1为超薄玻璃基片)，且基片毛坯的平面度基本在0.001~0.010mm之间，因此解决超薄玻璃基片大批加工的平行度、平面度、光洁度、粗糙度指标是该类产品的技术关键。精磨时，为提高玻璃基片的平行度和平面度，应当控制的是上下磨盘的平面度修正测量、基片厚度匹配一致性、精磨浆料温度与流速、游心轮的结构设计和制造精度，及其更为重要的精磨盘的压力、转速及其速比设置。综合上述因素，经过多年理论和实践总结，分别针对激光光盘母盘玻璃基片、集成电路掩模版基片和高像素数码相机滤光片不同特征，我们得到一系列的工艺参数。确定重要原辅材料的定质选购，使用该系列工艺参数，对不同规格玻璃基片研制和生产，都能达到平行度、平面度、光洁度和粗糙度等指标的要求。
抛光时，作为研发和生产高精度超薄玻璃基片的关键工序。考虑因素除了类似于精磨外，还需要控制抛光皮的裁剪大小和粘贴修整、抛光液PH值、水的硬度、生产环境温湿度和洁净度。同样抛光盘的压力和转速程序设计仍是该工序的工作重点。运用多年的研发和生产实践总结的工艺参数，保证基片大批量生产的平面度、平行度、光洁度、粗糙度的质量指标。
其技术指标为：
激光光盘母盘玻璃基片
单位：mm
| 外形尺寸 | 倒角厚 | 平行度 | 平面度 | 光洁度 | 粗糙度 |
| Φ160+0.05×1.6±0.05 | 0.2+0.1×45°± | ≤0.003 | ≤0.003 | 0级 | ≤10A |
| Φ180+0.05×1.6±0.05 | 0.2+0.1×45°± | ≤0.005 | ≤0.005 | 0级 | ≤10A |
集成电路掩膜版基片
单位：mm
| 外形尺寸 | 倒角宽度 | 平行度 | 平面度 | 光洁度 | 粗糙度 |
| 101.2±0.1×101.2±0.1×2.3±0.1 | 0.4+0.1×45°±5’ | ≤0.005 | ≤0.003 | 0级 | ≤10A |
| 126.6±0.1×126.6±0.1×2.3±0.1 | 0.4+0.1×45°±5’ | ≤0.005 | ≤0.003 | 0级 | ≤10A |
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供了一种高精度超薄基片的制备工艺，旨在解决上述关键问题，达到激光光盘母盘玻璃基片和集成电路掩膜版基片的技术指标。
为此，本发明是通过以下技术方案加以实现，一种高精度超薄玻璃基片制备工艺，工艺流程包括：划料→外型检验→厚度匹配→整形→平面度检验→成型→外径检验→精磨→平面度、表面质量检验→厚度匹配→粗抛→表面质量检验→精抛→超声清洗→成品终检→封装打包，其特征在于，影响高精度超薄基片质量的关键工艺为：
1.精磨、抛光浆料筛选和配制；
(一)将精磨粉和水的重量比为1/3放于储液桶，浸泡10~20分钟，用孔径为8~12μm筛网过筛，除去大颗粒精磨粉和沉在桶底杂质，再用孔径为4~6μm筛网过筛，除去细颗粒精磨粉和沉在桶底杂质；
(二)将抛光粉和水的重量比为1/33放于储液桶，添加2.5~3.5％的悬浮剂和1.5~2.5％的硝酸锌溶液，浸泡10~15小时，用孔径为1.8~2.5μm的筛网过筛，除去大颗粒抛光粉和沉在桶底杂质，再用0.8~1.2μm的过滤器过滤，除去细颗粒抛光粉和浮于液面上的杂质，将配制好的抛光粉浆料用密度计进行测量，控制浆料浓度比例在1.075~1.080之间粉投入抛光工序使用，得到良好的显微加工质量表面；
2..精磨、抛光设备工艺参数程序设置
精磨、抛光时间、压力、转速及上下磨盘转速比程序组合控制过程分三轻压阶段：采用轻压、低速短时间内磨抛一定后确保整车玻璃基片厚度一致性，同时为保证超薄玻璃基片安全生产，对轻压阶段的压力和转速合理设置，其压力设置要以不压碎超薄玻璃基片又使玻璃基片不移出游行轮内孔，其转速和时间设置要依据于不同厚度的玻璃基片承载拖动应力及其整车玻璃厚度差异，轻压阶段工艺技术参数设置如下；
| 参数设置 | 时间(秒) | 压力(公斤) | 转速(转/分) |
| 精磨 | 120～180 | 100～120 | 10～15 |
| 粗抛光 | 180～240 | 180～240 | 10～15 |
| 精抛光 | 30～60 | 80～100 | 10～12 |
重压阶段：重压阶段是精磨、抛光过程中最为重要的阶段，其对玻璃基片平行度、平面度、光洁度、精磨抛光效率以及抛光模盘的使用寿命都产生重要的作用；
经过轻压阶段后，玻璃基片的厚度基本保持一致，此时能在保证抛光质量的基础上提高抛光效率，抛光压力依据于模盘上抛光皮的承载力和耐高温程度以及游星轮和玻璃承载力，根据产品规格尺寸确定精磨厚度，抛光厚度由精磨后的玻璃基片的材质和表面粗糙度确定，精磨、抛光玻璃基片要有一定的厚度匹配以提高基片精磨、抛光后表面质量，同时注意精磨、抛光模盘的面型，实时加以修正，其精磨、抛光时间设置要根据压力和转速以及抛光厚度作为参考，采用重压、高速长时间的磨抛工艺参数，提高了精磨、抛光效率，重压阶段工艺技术参数设置如下：
| 参数设置 | 时间(秒) | 压力(公斤) | 转速(转/分) |
| 精磨 | 600～1200 | 180～220 | 40～45 |
| 粗抛光 | 1800～3000 | 240～320 | 30～40 |
| 精抛光 | 600～900 | 240～260 | 30～35 |
修研阶段：修研阶段为一很重要的阶段，对玻璃基片的面型有重要的影响，通过恢复低压低速程序的设置，使基片本身和磨抛盘恢复基片修整过游离状态，利用磨抛盘高精度的平面度和游行轮的运行轨迹、速度匹配，对基片的各项指标再次进行修整和提高，达到平行度、平面度、光洁度、粗糙度技术指标要求，修研阶段工艺技术参数设置如下；
| 参数设置 | 时间(秒) | 压力(公斤) | 转速(转/分) |
| 精磨 | 60～120 | 150～180 | 30～35 |
| 粗抛光 | 120～180 | 180～240 | 25～30 |
| 精抛光 | 60～120 | 180～200 | 20～30 |
3..玻璃基片的平面度检测控制
(一)精磨后玻璃基片的平面度检测控制
由于基片外径尺寸大、厚度薄、重量轻、精磨后两面不透光，在大批量的生产中实现平面度全检控制，用现有的测量仪器无法解决，通过运用三点成一面对中心量具结合玻璃自重旋转测量原理，设计制造了基片抛光前工序平面度检测仪(其专利号为：200510025358.0)，投入使用后精度控制准确率达到98％以上，满足了抛光前工序平面度检测控制要求；
(二)抛光后玻璃基片的平面度检测控制
对抛光后玻璃基片的平面度检测，以前使用传统光学干涉仪读取光圈数和识别干涉条纹形状来估测玻璃基片的平面度，该仪器存在对平面度数值进行高精度量化检测的缺陷，同时无法对基片表面粗糙度等指标检测，对超薄高精度玻璃基片的研制和生产，必然需求先进高精度的测试仪器，公司于2000年花巨资从美国ZYGO公司购买ZYGO干涉仪，该仪器应用激光干涉***以及解析干涉图形的微处理***，用于测量和分析高精度光学表面形状。时至今日，ZYGO干涉仪已被世界公认为光学工业和研究室中的标准光学检测仪器。，公司对出厂超薄玻璃基片使用ZYGO干涉仪定时定量的抽样检测，其光学表面形状合格率达到98％；
4..玻璃基片抛光后表面质量检验控制
玻璃基片在经过最后超声清洗后，需对表面质量缺陷(气泡、杂质、划痕、点子、条纹、水迹、污斑、灰尘等)进行检验，以前采用市场上照明灯或幻灯机来观察其表面质量(有效光通量为1000流明，光照度<5000勒克斯)，产品的表面质量无法进行检验控制。针对上述情况，公司设计制造了高亮度超光洁检测装置(专利号：03021617.8)，该产品采用了高新技术：光学双平凸(球面和非球面)聚光***加上超大口径(1/1.5)对称型物镜(垂直光学像差自动消除)。发光光线包容角达110度，最大限度提高了对灯泡的采光效率，非球面聚光镜光学球差最小，使光能均匀集中，被照工件上的光照度达到最大值(距离光学镜头20公分处光照度达到20万勒克斯)。根据不同规格产品的检验标准要求，研发人员正在设计安装变压电源通过调节电压控制产品检验光照度，投入检测使用后，保证了表面质量的检验要求，产品用户使用合格率达到100％，并大批量进入国际市场。
本发明的有益效果是：用上述的本发明的关键工艺对激光光盘母盘玻璃基片和集成电路掩膜版基片进行加工，使基片平行度、平面度、光洁度、粗糙度技术指标达到要求。并通过对高密度光盘(DVD、DVD-ROM)母盘刻录制作及集成电路掩膜版制造用玻璃基片的研发和逐渐批量化进入国内外市场。一方面，由于其生产工艺技术标准要求相当高；另一方面，用户对产品质量也无法进行检测。目前国际上仅英国皮尔金顿具备生产制造该类玻璃基片材料的技术研发能力和生产销售能力。该发明成果的成功运用，填补了国内该行业技术的空白，改变了我国该类信息产业发展用基础性玻璃基片材料长期依赖进口的局面，将有力促进我国电子信息产业的加速发展。而该类产品各项技术性能指标达到或超过英国皮尔金顿公司的同类产品，在国际市场中亦具有明显的竞争优势，可以取得可观的经济效益和社会效益。
具体实施方式
(一)将精磨粉和水的重量比为1/3放于储液桶，浸泡10~20分钟，用孔径为8~12μm筛网过筛，除去大颗粒精磨粉和沉在桶底杂质，再用孔径为4~6μm筛网过筛，除去细颗粒精磨粉和沉在桶底杂质。
(二)将抛光粉和水的重量比为1/33放于储液桶，添加2.5~3.5％的悬浮剂和1.5~2.5％的硝酸锌溶液，浸泡10~15小时，用孔径为1.8~2.5μm的筛网过筛，除去大颗粒抛光粉和沉在桶底杂质，再用0.8~1.2μm的过滤器过滤，除去细颗粒抛光粉和浮于液面上的杂质，将配制好的抛光粉浆料用密度计进行测量，控制浆料浓度比例在1.075~1.080之间粉投入抛光工序使用。
具体措施：①精磨采用的储液桶容积为30L，将10kg磨料倒入储液桶内，并注入30kg自来水混合搅拌，浸泡10分钟后先用孔径为10μm的筛网过筛，先除去大颗粒精磨粉和沉在桶底的杂质，后用孔径5μm筛网过筛，再除去细颗粒精磨粉和浮于液面的杂质，将留下的精磨粉投入精磨工序使用，得到很好的微细加工质量表面。②抛光采用的储液桶容积为30L，将0.75kg的粉料倒入储液桶内，添加3％的悬浮剂和2％的硝酸锌溶剂，并注入25kg纯水进行混合，浸泡12小时后先用孔径为2μm的筛网过筛，先除去大颗粒抛光粉和沉入桶底杂质，后用1μm的过滤器过滤，再除去细颗粒抛光粉和浮于液面上的杂质。将留下配好的抛光粉浆料用密度计进行测量，控制浆料浓度比例在。1.075~1.080之间粉投入抛光工序使用。并通过精磨、抛光设备工艺参数程序设置、玻璃基片的平面度检测控制、玻璃基片抛光后表面质量检验控制和结合精磨平面度检测仪、高亮度超光洁表面检测仪技术专利的运用，得到良好的显微加工质量表面。
Claims (1)
1.一种高精度超薄玻璃基片制备工艺，工艺流程包括：划料→外型检验→厚度匹配→整形→平面度检验→成型→外径检验→精磨→平面度、表面质量检验→厚度匹配→粗抛→表面质量检验→精抛→超声清洗→成品终检→封装打包，其特征在于，影响高精度超薄基片质量的关键工艺为：(1)精磨、抛光浆料筛选和配制；
(一)将精磨粉和水的重量比为1/3放于储液桶，浸泡10~20分钟，用孔径为8~12μm筛网过筛，除去大颗粒精磨粉和沉在桶底杂质，再用孔径为4~6μm筛网过筛，除去细颗粒精磨粉和沉在桶底杂质；
(二)将抛光粉和水的重量比为1/33放于储液桶，添加2.5~3.5％的悬浮剂和1.5~2.5％的硝酸锌溶液，浸泡10~15小时，用孔径为1.8~2.5μm的筛网过筛，除去大颗粒抛光粉和沉在桶底杂质，再用0.8~1.2μm的过滤器过滤，除去细颗粒抛光粉和浮于液面上的杂质，将配制好的抛光粉浆料用密度计进行测量，控制浆料浓度比例在1.075~1.080之间粉投入抛光工序使用；
(2)精磨、抛光设备工艺参数程序设置
精磨、抛光时间、压力、转速及上下磨盘转速比程序组合控制过程分三个阶段，即轻压阶段、重压阶段及修研阶段：
轻压阶段工艺技术参数设置如下；
重压阶段工艺技术参数设置如下：
修研阶段工艺技术参数设置如下；
(3)玻璃基片的平面度检测
(一)精磨后玻璃基片的平面度检测
用专利号为：200510025358.0基片抛光前工序平面度检测仪对精磨后玻璃基片的平面度进行检测；
(二)抛光后玻璃基片的平面度检测
用向美国ZYG0公司购买ZYGO干涉仪对抛光后玻璃基片的平面度检测；
(4)玻璃基片抛光后表面进行质量检验
用由本公司设计制造的专利号为03021617.8的高亮度超光洁检测装置对玻璃基片抛光后表面进行质量检验
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA200810208153XA CN101456668A (zh) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | 高精度超薄玻璃基片制备工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA200810208153XA CN101456668A (zh) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | 高精度超薄玻璃基片制备工艺 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101456668A true CN101456668A (zh) | 2009-06-17 |
Family
ID=40767831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA200810208153XA Pending CN101456668A (zh) | 2008-12-30 | 2008-12-30 | 高精度超薄玻璃基片制备工艺 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101456668A (zh) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102528645A (zh) * | 2012-02-15 | 2012-07-04 | 蔡桂芳 | 大尺寸超薄石英玻璃片双面抛光加工方法 |
| CN103231292A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-08-07 | 苏州奇盟晶体材料制品有限公司 | 一种高像素智能手机用蓝玻璃的制备方法 |
| CN103737467A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-04-23 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种超精密平面陶瓷件的加工方法 |
| CN103842130A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-06-04 | 旭硝子株式会社 | 板状体的研磨方法及板状体的研磨装置 |
| CN104236470A (zh) * | 2014-09-28 | 2014-12-24 | 江苏普世祥光电技术有限公司 | 一种可以加工ф60以内绝对等厚平面的加工工艺 |
| CN106098086A (zh) * | 2009-09-30 | 2016-11-09 | Hoya株式会社 | 制造用于信息记录介质的基板的玻璃毛坯的方法及设备 |
| CN107030583A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-08-11 | 天津华海清科机电科技有限公司 | 硅衬底片抛光方法和装置 |
| CN110865432A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-03-06 | Oppo广东移动通信有限公司 | 蓝玻璃及制备方法、摄像模组和电子设备 |
-
2008
- 2008-12-30 CN CNA200810208153XA patent/CN101456668A/zh active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106098086A (zh) * | 2009-09-30 | 2016-11-09 | Hoya株式会社 | 制造用于信息记录介质的基板的玻璃毛坯的方法及设备 |
| CN106098086B (zh) * | 2009-09-30 | 2020-05-12 | Hoya株式会社 | 制造用于信息记录介质的基板的玻璃毛坯的方法及设备 |
| CN102528645A (zh) * | 2012-02-15 | 2012-07-04 | 蔡桂芳 | 大尺寸超薄石英玻璃片双面抛光加工方法 |
| CN103842130A (zh) * | 2012-09-28 | 2014-06-04 | 旭硝子株式会社 | 板状体的研磨方法及板状体的研磨装置 |
| CN103231292A (zh) * | 2013-04-24 | 2013-08-07 | 苏州奇盟晶体材料制品有限公司 | 一种高像素智能手机用蓝玻璃的制备方法 |
| CN103737467A (zh) * | 2013-12-03 | 2014-04-23 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种超精密平面陶瓷件的加工方法 |
| CN103737467B (zh) * | 2013-12-03 | 2016-04-06 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种超精密平面陶瓷件的加工方法 |
| CN104236470A (zh) * | 2014-09-28 | 2014-12-24 | 江苏普世祥光电技术有限公司 | 一种可以加工ф60以内绝对等厚平面的加工工艺 |
| CN107030583A (zh) * | 2017-03-21 | 2017-08-11 | 天津华海清科机电科技有限公司 | 硅衬底片抛光方法和装置 |
| CN110865432A (zh) * | 2019-11-12 | 2020-03-06 | Oppo广东移动通信有限公司 | 蓝玻璃及制备方法、摄像模组和电子设备 |
| WO2021093544A1 (zh) * | 2019-11-12 | 2021-05-20 | Oppo广东移动通信有限公司 | 蓝玻璃及制备方法、摄像模组和电子设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101456668A (zh) | 高精度超薄玻璃基片制备工艺 | |
| CN104385064B (zh) | 一种数控小工具与环抛机相结合的大口径平面加工方法 | |
| SG173299A1 (en) | Glass substrate for magnetic recording medium, and method for manufacturing the same | |
| CN106663621B (zh) | 硅晶圆的精抛光方法以及使用该抛光方法抛光的硅晶圆 | |
| CN108318304A (zh) | 一种宇航用pcba有效剖面制备及损伤检测方法 | |
| CN107457616A (zh) | 一种基于纳米镍粉的金刚石晶体表面机械化学抛光方法 | |
| CN102914808A (zh) | 光学冷加工工艺 | |
| CN110052917A (zh) | 一种基于固结磨料技术的蓝宝石抛光加工方法 | |
| US8895165B2 (en) | Method of manufacturing a glass substrate for a magnetic disk, glass substrate for a magnetic disk, method of manufacturing a magnetic disk, and magnetic disk | |
| CN114227443B (zh) | 一种高精度异形硫化锌平面分光镜加工方法 | |
| CN111843629B (zh) | 一种非球面镜抛光工艺及其抛光盘 | |
| JP5650522B2 (ja) | 磁気記録媒体用ガラス基板の製造方法 | |
| JP6138113B2 (ja) | 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法、磁気ディスクの製造方法、および、研削用キャリア | |
| CN1740106A (zh) | 高精度超薄基片的制备方法 | |
| CN102825534B (zh) | 支撑夹具和制造磁性记录介质用玻璃基板的方法 | |
| CN112936615A (zh) | 一种硒化锌镜片的加工方法 | |
| Matoušek et al. | Optimization of the continuity of the aspherical production processes in asphericon sro based on subsurface damage and microroughness analysis | |
| JP2010073243A (ja) | 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法 | |
| JP5250360B2 (ja) | 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法 | |
| CN105127880B (zh) | 一种主动控制工件材料去除机理转变的超精密抛光方法 | |
| CN109202724A (zh) | 化学机械研磨装置及其操作方法 | |
| WO2014103283A1 (ja) | 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法 | |
| Jedamzik et al. | Results of a polishing study for SCHOTT XLD glasses | |
| CN115723005A (zh) | 一种蓝宝石曲面加工方法 | |
| WO2013146132A1 (ja) | 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法および情報記録媒体 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20090617 |