JP2018035058A - 角型ガラス基板及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献2(国際公開第2013/031548号)では、ガラスの衝撃破壊強度を高めるために、面取り面の丸みについて、主平面に対する傾きが45°の直線と接する接点での曲率半径が50μm以上であり、主平面に対する傾きが15°の直線と接する接点での曲率半径が20〜500μm以上と定義したガラス板が提案されている。
更に、特許文献3(特開2011−084453号公報)では、ガラス基板の撓みや不当な温度分布に起因する破損の発生を防止するとともに、パーティクルの問題を解決する目的で、面取り面の粗さ曲線の二乗平均平方根傾斜をRΔqの指標で0.10以下としたガラス基板が提案されている。
一方、特許文献4(特開2008−257131号公報)では、レジスト膜の面内膜厚均一性を向上させ、レジストの盛り上がりによる発塵を防止する目的で、面取り面の平坦度が50μm以下であり、表面粗さが2nm以下であり、面取り面の高さがその中心領域から周縁部に向かって漸次低くなる凸形状を有するマスクブランク用基板が提案されている。
また、特許文献2の基板の場合、特許文献1に記載された基板よりも稜線がより丸く形成されているため、一枚一枚のガラス基板に対して、常に新しい水や薬液を供給できる枚葉洗浄機を用いて洗浄し、乾燥した後のガラス板の表面は、比較的100nmサイズの汚れが少ない傾向である。一方、ガラス基板を耐薬品の専用のカセットに複数枚を縦に収納し、カセットごとに薬液が満たされた水槽に浸漬するディップ洗浄を行った後のガラス板の表面は、乾いた後に側面に残った最終洗浄槽の液体が表面に垂れてしまうことによって、100nmサイズの汚れが多くなる場合があった。
〔1〕
表面と、裏面と、4個の側面と、表面と各側面及び裏面と各側面との間にそれぞれ形成された8個の面取り面とを有する角形ガラス基板であって、
表面を上向きにして水平に載置した際、表面とこの表面側の面取り面との間の稜線部に、この表面から50μm下方の位置までの平均勾配が25%以下である第一曲面を有すると共に、4個の側面のうち少なくとも1個の側面を上向きにして水平に載置した際、この側面と前記表面側の面取り面との間の稜線部に、この側面から50μm下方の位置までの平均勾配が30%以上である第二曲面を有し、かつ
板厚が6mm以上である角型ガラス基板。
〔2〕
前記第一曲面の算術平均粗さ(Sa)が、2nm以下である〔1〕記載の角型ガラス基板。
〔3〕
前記角型ガラス基板の側面及び表面側の面取り面の粗さ曲線の算術平均粗さ(Ra)が、0.1μm以下である〔1〕又は〔2〕記載の角型ガラス基板。
〔4〕
前記角型ガラス基板の外形より2mm内側の範囲を除く表面の平坦度が、5μm以下である〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の角型ガラス基板。
〔5〕
側面及び面取り面が研削加工された複数枚の角形ガラス原料基板同士を表裏面が対向するようにして離間して配置した状態で、側面及び面取り面をブラシ研磨する工程を含み、前記ブラシが円筒状又は円柱状の基体と、この基体側面に放射状に設けられた複数本の毛体とを備えるものであって、前記毛体1本の線径が0.2mm以下であり、かつ原料基板同士の間隔が毛体線径の2〜10倍である〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の角型ガラス基板の製造方法。
〔6〕
更に研磨布を張った定盤を角型ガラス基板の側面に当接させて研磨する〔5〕記載の角型ガラス基板の製造方法。
なお、本発明の角形ガラス基板は、表面側の面取り面の近傍に上記形状が形成されたものであり、裏面側の面取り面及びその近傍の形状等は特に制限されない。
また、本発明の角型ガラス基板は、一辺が150〜300mmの角型の合成石英ガラス基板が好ましく、更に、チタニアが0.1〜20質量%含まれていても良い。
本来、汚れや液体の残存しやすさを評価するには面のパラメータであるSaを用いた方が適切であるが、側面や面取り面を測定しようとする場合、基板を縦置きしてステージから基板の縦や横の寸法だけ高いところに測定対象が位置することとなる。その場合、測定機の可動範囲の制約により2次元のSaを測定、算出できるAFM測定機等で測定することが困難である一方、1次元のRaを算出できる触診式の粗さ計のような測定機であれば、ステージから基板の縦や横の寸法だけ高い位置であっても比較的簡易に測定できるためRaを用いて規定した。
まず、一辺が150〜300mmの角型ガラス基板の原料基板を複数枚用意し、表面及び裏面をラッピングした後、側面及び面取り面を研削加工する。得られた基板を例えば10〜100枚表裏面が対向するようにして離間させて配置した状態で、側面及び面取り面についてブラシ研磨を行う。複数枚重ねた状態でブラシ研磨することにより、生産性が良く、角型ガラス基板の表面と表面側の面取り面を結ぶ第一曲面の平均勾配も制御しやすくなる。
一方、スタッキング間隔が毛体線径の10倍を超える場合、スタッキング間隔が広すぎてしまい、一度に側面及び面取り面を研磨できる枚数が減ってしまうため、生産性が悪くなる。また、スタッキング間隔が狭すぎる場合ほどではないが、広すぎる場合も表面と面取り面の間にあたるブラシが疎になる影響で、面取り面と表面の間が研磨されづらくなり、表面と面取り面を結ぶ稜線部が所定の曲面になりづらくなる。
ブラシ研磨工程において用いられる研磨剤としては、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化マンガン、酸化鉄(ベンガラ)、コロイダルシリカ等が挙げられる。
表面の研磨時に、スェード系軟質ポリウレタン等の研磨布の沈み込みを大きく、基板表面から厚さ方向に50μm以上、好ましくは100μm以上沈み込ませることによって、表面を上向きにして水平に載置した場合におけるこの表面から50μm下方の位置までの第一曲面について、表面と同等に研磨され、最終研磨後の表面に近いレベルの算術平均粗さ(Sa)を達成することができる。
また、研磨時の圧力は、好ましくは50gf/cm2以上、より好ましくは75gf/cm2以上、更に好ましくは100gf/cm2以上であり、通常500gf/cm2以下である。
外寸が152mmサイズであるスライスされた角型合成石英ガラスの原料基板100枚を用意し、表面及び裏面をラッピングした後、ダイヤモンドホイール(番手800番)による側面及び面取り面研削加工を行った。続いてブラシ線径60μm、基体の直径200mm、長さ150cm、毛体の長さ20mm、植毛密度3本/mm2であるナイロン製ブラシと酸化セリウム系研磨剤(A−10、昭和電工社製)を用いて、側面1面に対して5分間の側面鏡面化加工を計4面について行い、側面及び面取り面形状を形成した。具体的には、100枚のガラス基板をスタッキング間隔500μm(ブラシの毛体線径の8.3倍)でスタッキングし、これら基板側面に対して毛体の毛先からおよそ8mmの深さで当たるようにブラシを配置して、回転数1000rpmでブラシを回転させながら移動速度200mm/分で側面1面に沿って往復運動させた。
また、洗浄した角型合成石英ガラス基板について光学干渉式の平坦度測定機TROPEL社製UltraFlatM200によりフラット検査を行ったところ、角型合成石英ガラス基板は全数が外形より2mm内側の範囲を除く表面の平坦度が5μm以下であった。
実施例1と同様にして、外寸が152mmサイズであるスライスされた角型合成石英ガラスの原料基板100枚を用意し、ラッピング、側面及び面取り面研削加工を行った後、ブラシ線径60μmであるナイロン製ブラシと酸化セリウム系研磨剤を用いて、側面1面に対して5分間の側面鏡面化加工を計4面について行い、側面及び面取り面形状を形成した。この際、角型合成石英ガラス基板のスタッキング間隔は200μm(ブラシの毛体線径の3.3倍)であった。
更に、洗浄した角型合成石英ガラス基板について、実施例1と同様にしてフラット検査を行ったところ、角型合成石英ガラス基板は全数が外形より2mm内側の範囲を除く表面の平坦度が、5μm以下であった。
実施例1と同様にして、外寸が152mmサイズであるスライスされた角型合成石英ガラスの原料基板100枚を用意し、ラッピング、側面及び面取り面研削加工を行った後、ブラシ線径60μmであるナイロン製ブラシと酸化セリウム系研磨剤を用いて、側面1面に対して5分間の側面鏡面化加工を計4面について行い、側面及び面取り面形状を形成した。この際、角型合成石英ガラス基板のスタッキング間隔は200μm(ブラシの毛体線径の3.3倍)であった。
更に、JIS B0601−1994に基づいて、表面粗さ、輪郭形状測定機サーフコム 1900(東京精密社製)により測定した10枚の角型合成石英ガラス基板の側面及び表面側の面取り面の粗さ曲線の算術平均粗さ(Ra)は、側面が0.01μm、面取り面が0.03μmであった。
更に、洗浄した角型合成石英ガラス基板について、実施例1と同様にしてフラット検査を行ったところ、角型合成石英ガラス基板は全数が外形形より2mm内側の範囲を除く表面の平坦度が、5μm以下であった。
実施例1と同様にして、外寸が152mmサイズであるスライスされた角型合成石英ガラスの原料基板100枚を用意し、ラッピング、側面及び面取り面研削加工を行った後、ブラシ線径60μmであるナイロン製ブラシと酸化セリウム系研磨剤を用いて、側面1面に対して5分間の側面鏡面化加工を計4面について行い、側面及び面取り面形状を形成した。この際、角型合成石英ガラス基板のスタッキング間隔は1,000μm(ブラシの毛体線径の16.7倍)であった。
2 表面側の面取り面
3 側面
4 表面より50μm下方の位置
5 表面より50μm下方の位置までの第一曲面における平均勾配
6 側面より50μm下方の位置
7 側面より50μm下方の位置までの第二曲面における平均勾配
S 表面を延長した線と側面を延長した線との交点
8 角型ガラス基板の原料基板
9 ブラシ
10 基板外周を周回研磨するブラシの移動方向
11 ブラシの回転方向
12 基体
13 毛体
14 樹脂製シート又は紙
15 定盤
16 研磨布
17 基板の往復運動の方向
18 定盤の回転方向
Claims (6)
- 表面と、裏面と、4個の側面と、表面と各側面及び裏面と各側面との間にそれぞれ形成された8個の面取り面とを有する角形ガラス基板であって、
表面を上向きにして水平に載置した際、表面とこの表面側の面取り面との間の稜線部に、この表面から50μm下方の位置までの平均勾配が25%以下である第一曲面を有すると共に、4個の側面のうち少なくとも1個の側面を上向きにして水平に載置した際、この側面と前記表面側の面取り面との間の稜線部に、この側面から50μm下方の位置までの平均勾配が30%以上である第二曲面を有し、かつ
板厚が6mm以上である角型ガラス基板。 - 前記第一曲面の算術平均粗さ(Sa)が、2nm以下である請求項1記載の角型ガラス基板。
- 前記角型ガラス基板の側面及び表面側の面取り面の粗さ曲線の算術平均粗さ(Ra)が、0.1μm以下である請求項1又は2記載の角型ガラス基板。
- 前記角型ガラス基板の外形より2mm内側の範囲を除く表面の平坦度が、5μm以下である請求項1〜3のいずれか1項記載の角型ガラス基板。
- 側面及び面取り面が研削加工された複数枚の角形ガラス原料基板同士を表裏面が対向するようにして離間して配置した状態で、側面及び面取り面をブラシ研磨する工程を含み、前記ブラシが円筒状又は円柱状の基体と、この基体側面に放射状に設けられた複数本の毛体とを備えるものであって、前記毛体1本の線径が0.2mm以下であり、かつ原料基板同士の間隔が毛体線径の2〜10倍である請求項1〜4のいずれか1項記載の角型ガラス基板の製造方法。
- 更に研磨布を張った定盤を角型ガラス基板の側面に当接させて研磨する請求項5記載の角型ガラス基板の製造方法。
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