JP7342839B2 - 合成石英ガラス基板の加工方法 - Google Patents

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Description

本発明は、合成石英ガラス基板の加工方法に関する。
マイクロフルイディクス、マイクロレンズアレイ、半導体基板、光学部材等に使用される合成石英ガラス基板は、貫通又は非貫通の穴、溝、段差等を、切削加工を施して形成して実用に供される。このような切削加工をする場合には、砥石やドリル等の工具を用いることが一般的である。このとき、工具進入部や工具抜け部等の開口部には、チッピング、バリ、ワレ、カケ等の微小欠陥が生じる。これらの微小欠陥は、各用途において不具合の要因となる。例えば、マイクロフルイディクスでは、流路閉塞、分析精度低下、異物混入等の不具合が生じる場合があり、半導体基板では、製造工程において微小欠陥部分に応力集中を生じ、基板破損等の不具合が生じる場合がある。
このような不具合に対しては、例えば、基板に貫通穴を形成する場合には、工具進入部における微小欠陥の発生を防止する目的で、基板の被加工面に当て板があてがわれた状態で当て板ごと切削加工することが一般的であり、例えば、特開昭６１－２８８９４０号公報（特許文献１）には、被加工体にアルミニウム合金製の当て板を接着剤により積層固定させ、当て板ごと切削加工する方法が記載されている。
また、特開２０１１－１１１３７０号公報（特許文献２）には、ガラス板の一端面の側から切削を伴い先行ドリルを厚み方向に侵入させて非貫通穴を形成した後、先行ドリルを後退させ、ガラス板の他端面の側から切削を伴い、後行ドリルを先行ドリルと同軸に侵入させることでガラス板に貫通穴を形成する穿孔工程において、少なくとも一方のドリルに、軸方向に沿って一定の外径寸法を有する胴部と、胴部のドリル基端側に位置し胴部よりも外径寸法の小さい小径部と、胴部と小径部とをつなぐつなぎ部とを備え、一方のドリルの先端から少なくともつなぎ部の胴部側までの部分に切削能力を持たせたものを穿孔工程に使用し、かつ、一方のドリルを最も奥深くまで侵入させた状態で、つなぎ部がガラス板の厚み方向内側にまで達するガラス板の製造方法が記載され、この方法により、開口部のチッピングを防止することが記載されている。
特開昭６１－２８８９４０号公報 特開２０１１－１１１３７０号公報
しかし、特許文献１に記載の工具進入部に当て板をあてがう方法では、当て板の固定に接着剤を用いるため、接着剤層により生じる被加工体と当て板の隙間が原因で微小欠陥が発生してしまい、微小欠陥の発生を防止することは困難である。また、工具抜け部における微小欠陥の発生を完全に防止することはできない。更に、当て板や基板の固定に接着剤や凝固剤等の固定剤を用いる方法は、固定剤の塗布工程や除去工程を必要とするため、生産性の点で不利である。
一方、特許文献２に記載の貫通穴の形成方法では、先行ドリルと後行ドリルを同軸に侵入させることが可能な製造装置、及び特殊形状のドリルが必要となる上、更に細かい微小欠陥の発生を防止することは困難である。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、低欠陥性と生産性に優れた合成石英ガラス基板の加工方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、合成石英ガラス基板を切削加工する際、合成石英ガラスの表面同士をオプティカルコンタクトにより接合して切削することにより、その接合面で、切削加工時の切削加工具の進入部や抜け部で、微小欠陥の発生が抑制できること、また、オプティカルコンタクトによる接合は、固定剤を用いないので、切削加工後は、そのまま分離することができ、合成石英ガラス基板を、低欠陥性と生産性と両立して切削加工できることを見出し、本発明をなすに至った。
従って、本発明は、以下の合成石英ガラス基板の加工方法を提供する。
１．被加工物である合成石英ガラス基板を準備する工程と、
合成石英ガラスからなる保護部材を準備する工程と、
前記被加工物の表面に、前記保護部材の表面を接触させて積重し、前記被加工物及び前記保護部材をオプティカルコンタクトにより接合する工程と、
前記保護部材側からオプティカルコンタクトによる接合面を経て前記合成石英ガラス基板側へ、及び／又は前記合成石英ガラス基板側からオプティカルコンタクトによる接合面を経て前記保護部材側へ切削加工具を通過させて前記合成石英ガラス基板を切削する工程と
を含むことを特徴とする合成石英ガラス基板の加工方法。
２．前記合成石英ガラス基板の前記保護部材とのオプティカルコンタクトによる接合面、及び前記保護部材の合成石英ガラス基板とのオプティカルコンタクトによる接合面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、いずれも１ｎｍ以下であることを特徴とする１に記載の加工方法。
３．複数の合成石英ガラス基板を準備する工程と、
前記複数の合成石英ガラス基板の表面を互いに接触させて積層し、各々の合成石英ガラス基板をオプティカルコンタクトにより接合して、被加工物とする工程と、
合成石英ガラスからなる複数の保護部材を準備する工程と、
前記被加工物の表面に、前記保護部材の表面を接触させて積重し、前記被加工物及び前記保護部材をオプティカルコンタクトにより接合する工程と、
前記保護部材側からオプティカルコンタクトによる接合面を経て前記保護部材から最も離間する合成石英ガラス基板側へ、更に、前記保護部材から最も離間する合成石英ガラス基板からオプティカルコンタクトによる接合面を経て前記保護部材側へ切削加工具を通過させて前記合成石英ガラス基板を切削する工程と
を含むことを特徴とする合成石英ガラス基板の加工方法。
４．前記合成石英ガラス基板の前記合成石英ガラス基板同士のオプティカルコンタクトによる接合面、前記合成石英ガラス基板の前記保護部材とのオプティカルコンタクトによる接合面、及び前記保護部材の合成石英ガラス基板とのオプティカルコンタクトによる接合面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、いずれも１ｎｍ以下であることを特徴とする３に記載の加工方法。
本発明によれば、切削加工時の切削加工具の進入部や抜け部における微小欠陥の発生を効果的に防止することができる。また、被加工物と保護部材との接合に固定剤を用いないので、固定剤の塗布や除去がなく、生産性が高い。
実施例１で合成石英ガラス基板に形成した非貫通穴の切削加工具の進入部のレーザー顕微鏡像である。 実施例２で合成石英ガラス基板に形成した貫通穴のレーザー顕微鏡像であり、（Ａ）は、切削加工具の進入部、（Ｂ）は、切削加工具の抜け部を示す。 実施例３で合成石英ガラス基板に形成した貫通穴のレーザー顕微鏡像であり、（Ａ）、（Ｃ）、（Ｅ）及び（Ｇ）は、各々、１～４枚目の切削加工具の進入部、（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｆ）及び（Ｈ）は、各々、１～４枚目の切削加工具の抜け部を示す。 比較例１で合成石英ガラス基板に形成した非貫通穴の切削加工具の進入部のレーザー顕微鏡像である。 比較例２で合成石英ガラス基板に形成した貫通穴のレーザー顕微鏡像であり、（Ａ）は、切削加工具の進入部、（Ｂ）は、切削加工具の抜け部を示す。
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の合成石英ガラス基板の加工方法の第１の態様は、
被加工物である合成石英ガラス基板を準備する工程と、
合成石英ガラスからなる保護部材を準備する工程と、
被加工物の表面に、保護部材の表面を接触させて積重し、被加工物及び保護部材をオプティカルコンタクトにより接合する工程と、
保護部材側からオプティカルコンタクトによる接合面を経て合成石英ガラス基板側へ、及び／又は合成石英ガラス基板側からオプティカルコンタクトによる接合面を経て保護部材側へ切削加工具を通過させて合成石英ガラス基板を切削する工程と
を含む。
また、本発明の合成石英ガラス基板の加工方法の第２の態様は、
複数の合成石英ガラス基板を準備する工程と、
複数の合成石英ガラス基板の表面を互いに接触させて積層し、各々の合成石英ガラス基板をオプティカルコンタクトにより接合して、被加工物とする工程と、
合成石英ガラスからなる保護部材を準備する工程と、
被加工物の表面に、保護部材の表面を接触させて積重し、被加工物及び保護部材をオプティカルコンタクトにより接合する工程と、
保護部材側からオプティカルコンタクトによる接合面を経て保護部材から最も離間する合成石英ガラス基板側へ、更に、保護部材から最も離間する合成石英ガラス基板からオプティカルコンタクトによる接合面を経て保護部材側へ切削加工具を通過させて合成石英ガラス基板を切削する工程と
を含む。
本発明に用いられる合成石英ガラス基板は、シラン化合物やシロキサン化合物等のシリカ原料化合物を酸水素火炎によって反応させて製造した合成石英ガラスインゴットを所望の形状に成型、アニール処理を施して、所望の厚さにスライスした後、ラッピング、必要に応じて外周の研磨を行った後、粗研磨、精密研磨を経て得られたものを用いることができる。合成石英ガラス基板は、公知の方法により製造されたものを用いることができ、特に制限はない。
合成石英ガラス基板の形状は四角形状、円形状等の任意の形状とすることができる。例えば、四角形状のガラス基板では、１０ｍｍ×１０ｍｍ～３００ｍｍ×３００ｍｍのサイズのものが好適に用いられる。円形状のガラス基板では、直径１０～３００ｍｍのサイズの基板が好適に用いられる。合成石英ガラス基板の厚さは適宜選定されるが、好ましくは０．０１ｍｍ以上、特に０．０５ｍｍ以上、とりわけ０．１ｍｍ以上で、好ましくは３００ｍｍ以下、特に１００ｍｍ以下、とりわけ３０ｍｍ以下である。
合成石英ガラス基板の一方又は双方の面（オプティカルコンタクトにより接合する面）は、オプティカルコンタクトが可能な程度の平坦性を有していればよいが、その算術平均粗さ（Ｒａ）は、好ましくは１ｎｍ以下、より好ましくは０．５ｎｍ以下、更に好ましくは０．３ｎｍ以下である。算術平均粗さ（Ｒａ）がこのような範囲であれば、オプティカルコンタクトによる接合面の密着性を良好に保つことができ、オプティカルコンタクトにより積層固定できない、接合力が不十分となり加工中に剥がれる等の不具合を抑制することができる。本発明において、算術平均粗さ（Ｒａ）は、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）により測定することができる。
合成石英ガラス基板は、被加工物として１枚準備してもよいが、複数枚（２枚以上）準備して、複数枚を被加工物としてもよい。複数枚の合成石英ガラス基板を被加工物とする場合、複数の合成石英ガラス基板の表面を互いに接触させて積層し、各々の合成石英ガラス基板をオプティカルコンタクトにより接合して、被加工物とすることが有効である。このような構成にすることで、一度に多数の合成石英ガラス基板を加工することができるため、これにより、生産性に更に優れた加工を行うことができる。この場合、多数の合成石英ガラス基板を積層することによる合成石英ガラス基板の反りの増大に起因した、オプティカルコンタクトへの影響を考慮し、合成石英ガラス基板の枚数（積層数）は、好ましくは５０枚以下、より好ましくは２０枚以下である。
複数枚の合成石英ガラス基板は、合成石英ガラス基板の面同士を密着させることでオプティカルコンタクトにより接合する。これにより、合成石英ガラス基板が積層されて、合成石英ガラス基板同士が固定される。本発明において、オプティカルコンタクトとは、平滑なガラス面同士を押し付けて密着させるだけで接合する手法であり、ガラス表面間のファンデルワールス力、又は水の吸着により形成する表面シラノール基間の水素結合によるものである。
オプティカルコンタクトにより合成石英ガラス基板の面同士を密着させる前には、合成石英ガラス基板を洗浄することが好ましい。洗浄は、幅１００μｍ以上のパーティクルを除去できる方法であれば、いずれの方法でもよく、例えば、純水やアルコール系溶剤、硫酸等の酸性溶液、アンモニア水等のアルカリ性溶液、界面活性剤等を用いた方法が挙げられる。洗浄は、単独の方法で行っても、複数の方法を組み合わせて行ってもよい。また、超音波洗浄を組み合わせることもできる。
本発明に用いられる合成石英ガラスからなる保護部材は、シラン化合物やシロキサン化合物等のシリカ原料化合物を酸水素火炎によって反応させて製造した合成石英ガラスインゴットを所望の形状に成型、アニール処理を施して、所望のサイズに切り出した後（例えば、所望の厚さにスライスした後）、ラッピング、必要に応じて外周の研磨を行った後、粗研磨、精密研磨を経て得られたものを用いることができる。合成石英ガラスからなる保護部材は、公知の方法により製造されたものを用いることができ、特に制限はない。
合成石英ガラスからなる保護部材は、合成石英ガラス基板の加工の際の加工補助材であり、その形状は四角形状、円形状等の任意の形状とすることができる。例えば、四角形状の保護部材では、１０ｍｍ×１０ｍｍ～３００ｍｍ×３００ｍｍのサイズのものが好適に用いられる。円形状の保護部材では、直径１０～３００ｍｍのサイズの基板が好適に用いられる。合成石英ガラスからなる保護部材の厚さは適宜選定されるが、加工時に保護部材が切削するのに時間が生産性に影響する点や、保護部材を合成石英ガラス基板から引き剥がしやすくする点を考慮すると、好ましくは０．０１ｍｍ以上、特に０．１ｍｍ以上、とりわけ０．２ｍｍ以上で、好ましくは３００ｍｍ以下、特に１００ｍｍ以下、とりわけ１０ｍｍ以下である。合成石英ガラスからなる保護部材は、板状（いわゆる当て板）であることが好ましい。
合成石英ガラスからなる保護部材の少なくとも一方の面（オプティカルコンタクトにより接合する面）は、オプティカルコンタクトが可能な程度の平坦性を有していればよいが、その算術平均粗さ（Ｒａ）は、好ましくは１ｎｍ以下、より好ましくは０．５ｎｍ以下、更に好ましくは０．３ｎｍ以下である。算術平均粗さ（Ｒａ）がこのような範囲であれば、オプティカルコンタクトによる接合面の密着性を良好に保つことができ、オプティカルコンタクトにより積層固定できない、接合力が不十分となり加工中に剥がれる等の不具合を抑制することができる。
準備する合成石英ガラスからなる保護部材の数は、通常、１又は２である。例えば、合成石英ガラス基板に非貫通穴を形成する場合は、１つ用いれば加工が可能である。また、合成石英ガラス基板に貫通穴を形成する場合は、１つ用いて加工することは可能ではあるが、２つ用いて加工することが好ましい。なお、合成石英ガラスからなる保護部材は、必要に応じて３つ以上用いてもよい。
被加工物（合成石英ガラス基板）と、合成石英ガラスからなる保護部材とは、合成石英ガラス基板の面と、合成石英ガラスからなる保護部材の面とを密着させることでオプティカルコンタクトにより接合する。これにより、被加工物に、合成石英ガラスからなる保護部材が積重されて、被加工物と、合成石英ガラスからなる保護部材が固定される。
オプティカルコンタクトにより合成石英ガラス基板（被加工物）と、合成石英ガラスからなる保護部材とを密着させる前には、合成石英ガラス基板及び合成石英ガラスからなる保護部材の各々を洗浄することが好ましい。洗浄は、幅１００μｍ以上のパーティクルを除去できる方法であれば、いずれの方法でもよく、例えば、純水やアルコール系溶剤、硫酸等の酸性溶液、アンモニア水等のアルカリ性溶液、界面活性剤等を用いた方法が挙げられる。洗浄は、単独の方法で行っても、複数の方法を組み合わせて行ってもよい。また、超音波洗浄を組み合わせることもできる。
本発明においては、このような合成石英ガラス基板に、マイクロフルイディクス、マイクロレンズアレイ、半導体基板、光学部材等の用途に合わせて、穴、スリット、溝、段差等を切削加工により形成する。
本発明において、合成石英ガラス基板を切削加工する際、例えば、１枚の合成石英ガラス基板を被加工物として切削加工する場合は、
（ａ）保護部材側からオプティカルコンタクトによる接合面を経て合成石英ガラス基板側へ切削加工具を通過させて前記合成石英ガラス基板を切削する操作、及び
（ｂ）合成石英ガラス基板側からオプティカルコンタクトによる接合面を経て保護部材側へ切削加工具を通過させて合成石英ガラス基板を切削する操作
のいずれか一方又は双方の操作を含むようにして、合成石英ガラス基板を切削加工することができる。具体的には、非貫通穴、溝、段差等を形成する場合は、操作（ａ）を含むように実施すればよく、また、貫通穴、スリット等を形成する場合は、操作（ａ）及び（ｂ）の双方を含むように実施すればよい。なお、貫通穴、スリット等を形成する場合であって、一方の開口部のみ低欠陥であればよい場合には、操作（ａ）を含まず、操作（ｂ）を含むように実施してもよい。
また、複数枚の合成石英ガラス基板を被加工物として切削加工する場合は、複数（通常は２つ）の合成石英ガラスからなる保護部材を準備し、保護部材を被加工物の一方及び他方の面にオプティカルコンタクトにより接合し、
（ｃ）一方の保護部材側からオプティカルコンタクトによる接合面を経て保護部材から最も離間する合成石英ガラス基板側へ切削加工具を通過させて合成石英ガラス基板を切削する操作、更に、
（ｄ）一方の保護部材から最も離間する合成石英ガラス基板からオプティカルコンタクトによる接合面を経て他方の保護部材側へ切削加工具を通過させて合成石英ガラス基板を切削する操作
を含むようにして合成石英ガラス基板を切削加工することができる。この場合は、複数枚の合成石英ガラス基板に同時に、貫通穴、スリット等を形成する場合に好適である。
切削加工は、マシニングセンタ等の数値制御工作機械等の装置を用いて行うことができる。具体的には、所望の形状がプログラムされたマシニングセンタ等の数値制御工作機械の主軸に、ダイヤモンド砥粒、立方晶窒化ホウ素砥粒等を、電着、メタルボンド等で固定した砥石工具を用いて行う。砥石工具の砥粒の粒度は、特に制限されるものではないが、加工精度、生産性の観点で、好ましくは＃２０以上、特に＃１００以上で、好ましくは＃５０００以下、特に＃２０００以下である。また、砥石工具の主軸回転数も特に制限されるものではないが、加工精度、生産性の観点で、好ましくは１００ｒｐｍ以上、特に１，０００ｒｐｍ以上で、好ましくは７０，０００ｒｐｍ以下、特に６０，０００ｒｐｍ以下である。更に、切削送り速度も特に制限されるものではないが、加工精度、生産性の観点で、好ましくは１ｍｍ／ｍｉｎ以上、特に１０ｍｍ／ｍｉｎ以上で、好ましくは１０，０００ｍｍ／ｍｉｎ以下、特に１，０００ｍｍ／ｍｉｎ以下である。なお、冷却、切削屑排除等のため、エマルジョン系、水溶性、油性系等の切削液を同伴させて切削することが好ましい。
本発明の合成石英ガラス基板の加工方法により、合成石英ガラス基板に、マイクロフルイディクス、マイクロレンズアレイ、半導体基板、光学部材等の用途に合わせて、穴、スリット、溝、段差等を切削加工により形成すれば、切削加工時の切削加工具の進入部や抜け部における微小欠陥の発生を効果的に防止することができる。
以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
［実施例１］
スライスされた合成石英ガラス原料（直径１５０ｍｍ）を、遊星運動を行う両面ラップ機にてラッピングした後、遊星運動を行う両面ポリッシュ機にて硬質ウレタン研磨布と酸化セリウム系研磨剤を用いた粗研磨、次いで、遊星運動を行う両面ポリッシュ機にてスェード系研磨布とコロイダルシリカ系研磨剤を用いた精密研磨を行い、直径１５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、被研磨面両面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．３ｎｍの合成石英ガラス基板１枚を用意した。
また、合成石英ガラス基板と同様の手順で、直径１５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ、被研磨面両面の算術平均粗さ（Ｒａ）が０．３ｎｍの合成石英ガラスからなる保護部材（当て板）１枚を用意した。
次に、合成石英ガラス基板と合成石英ガラスからなる保護部材とを、水酸化カリウム水溶液、熱濃硫酸、弱アルカリ性界面活性剤、純水で洗浄した後、ＩＰＡ乾燥した。
次に、合成石英ガラス基板の被研磨面と、合成石英ガラスからなる保護部材の被研磨面とを接触させて積重し、密着させて、オプティカルコンタクトにより接合した。
その後、マシニングセンタを使用して切削加工することにより、保護部材側から、オプティカルコンタクトによる接合面を経て合成石英ガラス基板に到達する穴を形成し、合成石英ガラス基板に、直径０．５ｍｍ、深さ０．３ｍｍの非貫通穴を形成した。なお、切削加工は、水溶性切削液を用い、以下の加工条件でのヘリカル加工とした。
＜加工条件＞
切削加工具：ダイヤモンド電着砥石（（株）エフエスケー製、ＡＡＲ０７）
砥粒粒度：＃６００
主軸回転数：２０，０００ｒｐｍ
切削送り速度：４０ｍｍ／ｍｉｎ
ヘリカルのリード：０．００２ｍｍ
図１に、合成石英ガラス基板に形成した非貫通穴の切削加工具の進入部のレーザー顕微鏡像を示す。合成石英ガラス基板に形成した非貫通穴の切削加工具の進入部に、微小欠陥は観測されなかった。
［実施例２］
実施例１と同様の手順で、合成石英ガラス基板１枚と、合成石英ガラスからなる保護部材（当て板）２枚を用意した。
次に、合成石英ガラス基板と合成石英ガラスからなる保護部材とを、実施例１と同様に洗浄、乾燥した。
次に、合成石英ガラス基板の被研磨面の一方と、１枚目の合成石英ガラスからなる保護部材の被研磨面とを接触させ、また、合成石英ガラス基板の被研磨面の他方と、２枚目の合成石英ガラスからなる保護部材の被研磨面とを接触させて積重し、密着させて、オプティカルコンタクトにより接合した。
その後、実施例１と同様のマシニングセンタを使用し、実施例１と同様の加工条件で切削加工することにより、一方の保護部材側から、オプティカルコンタクトによる２つの接合面を経て他方の保護部材に到達する穴を形成し、合成石英ガラス基板に、直径０．５ｍｍの貫通穴を形成した。
図２に、合成石英ガラス基板に形成した貫通穴のレーザー顕微鏡像を示す。図２（Ａ）は、切削加工具の進入部、図２（Ｂ）は、切削加工具の抜け部を示す。合成石英ガラス基板に形成した貫通穴の切削加工具の進入部及び抜け部のいずれにも、微小欠陥は観測されなかった。
［実施例３］
実施例１と同様の手順で、合成石英ガラス基板４枚と、合成石英ガラスからなる保護部材（当て板）２枚を用意した。
次に、合成石英ガラス基板と合成石英ガラスからなる保護部材とを、実施例１と同様に洗浄、乾燥した。
次に、４枚の合成石英ガラス基板の被研磨面を互いに接触させて積層し、密着させて、オプティカルコンタクトにより接合した。この場合、オプティカルコンタクトによる接合面が３つ形成されている。
次に、合成石英ガラス基板の残りの被研磨面の一方と、１枚目の合成石英ガラスからなる保護部材の被研磨面とを接触させ、また、合成石英ガラス基板の残りの被研磨面の他方と、２枚目の合成石英ガラスからなる保護部材の被研磨面とを接触させて積重し、密着させて、オプティカルコンタクトにより接合した。
その後、実施例１と同様のマシニングセンタを使用し、実施例１と同様の加工条件で切削加工することにより、一方の保護部材側から、オプティカルコンタクトによる５つの接合面を経て他方の保護部材に到達する穴を形成し、４枚の各々の合成石英ガラス基板に、直径０．５ｍｍの貫通穴を形成した。
図３に、合成石英ガラス基板に形成した貫通穴のレーザー顕微鏡像を示す。図３（Ａ）は、工具進入側から１枚目の切削加工具の進入部、図３（Ｂ）は、工具進入側から１枚目の切削加工具の抜け部を示す。図３（Ｃ）は、工具進入側から２枚目の切削加工具の進入部、図３（Ｄ）は、工具進入側から２枚目の切削加工具の抜け部を示す。図３（Ｅ）は、工具進入側から３枚目の切削加工具の進入部、図３（Ｆ）は、工具進入側から３枚目の切削加工具の抜け部を示す。図３（Ｇ）は、工具進入側から４枚目の切削加工具の進入部、図３（Ｈ）は、工具進入側から４枚目の切削加工具の抜け部を示す。合成石英ガラス基板に形成した貫通穴の切削加工具の進入部及び抜け部のいずれにも、微小欠陥は観測されなかった。
［比較例１］
実施例１と同様の手順で、合成石英ガラス基板１枚と、合成石英ガラスからなる保護部材（当て板）１枚を用意した。
次に、合成石英ガラス基板と合成石英ガラスからなる保護部材とを、実施例１と同様に洗浄、乾燥した。
次に、合成石英ガラス基板の被研磨面と、合成石英ガラスからなる保護部材の被研磨面とを、シフトワックス（日化精工（株）、５８２Ｗ）を用いて接合した。
その後、実施例１と同様のマシニングセンタを使用し、実施例１と同様の加工条件で切削加工することにより、一方の保護部材側から、ワックスによる接合部を経て合成石英ガラス基板に到達する穴を形成し、合成石英ガラス基板に、直径０．５ｍｍ、深さ０．３ｍｍの非貫通穴を形成した。
図４に、合成石英ガラス基板に形成した非貫通穴の切削加工具の進入部のレーザー顕微鏡像を示す。切削加工具の進入部において複数のチッピングが観測され、その大きさは最大２２μｍであった。
［比較例２］
実施例１と同様の手順で、合成石英ガラス基板１枚と、合成石英ガラスからなる保護部材（当て板）２枚を用意した。
次に、合成石英ガラス基板と合成石英ガラスからなる保護部材とを、実施例１と同様に洗浄、乾燥した。
次に、合成石英ガラス基板の被研磨面の一方と、１枚目の合成石英ガラスからなる保護部材の被研磨面とを、また、合成石英ガラス基板の被研磨面の他方と、２枚目の合成石英ガラスからなる保護部材の被研磨面とを、シフトワックス（日化精工社（株）、５８２Ｗ）を用いて接合した。
その後、実施例１と同様のマシニングセンタを使用し、実施例１と同様の加工条件で切削加工することにより、一方の保護部材側から、ワックスによる接合部を経て他方の保護部材に到達する穴を形成し、合成石英ガラス基板に、直径０．５ｍｍの貫通穴を形成した。
図５に、合成石英ガラス基板に形成した貫通穴のレーザー顕微鏡像を示す。図５（Ａ）は、切削加工具の進入部、図５（Ｂ）は、切削加工具の抜け部を示す。切削加工具の進入部において複数のチッピングが観測され、その大きさは最大３１μｍであった。また、切削加工具の抜け部には、開口外周の広域にわたって、ワレが観測され、その幅は、最大４６μｍであった。
以上の結果から、本発明の加工方法により、微小欠陥の発生を効果的に防止できることがわかる。

Claims (4)

  1. 被加工物である合成石英ガラス基板を準備する工程と、
    合成石英ガラスからなる保護部材を準備する工程と、
    前記被加工物の表面に、前記保護部材の表面を接触させて積重し、前記被加工物及び前記保護部材をオプティカルコンタクトにより接合する工程と、
    前記保護部材側からオプティカルコンタクトによる接合面を経て前記合成石英ガラス基板側へ、及び／又は前記合成石英ガラス基板側からオプティカルコンタクトによる接合面を経て前記保護部材側へ切削加工具を通過させて前記合成石英ガラス基板を切削する工程と
    を含むことを特徴とする合成石英ガラス基板の加工方法。
  2. 前記合成石英ガラス基板の前記保護部材とのオプティカルコンタクトによる接合面、及び前記保護部材の合成石英ガラス基板とのオプティカルコンタクトによる接合面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、いずれも１ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
  3. 複数の合成石英ガラス基板を準備する工程と、
    前記複数の合成石英ガラス基板の表面を互いに接触させて積層し、各々の合成石英ガラス基板をオプティカルコンタクトにより接合して、被加工物とする工程と、
    合成石英ガラスからなる複数の保護部材を準備する工程と、
    前記被加工物の表面に、前記保護部材の表面を接触させて積重し、前記被加工物及び前記保護部材をオプティカルコンタクトにより接合する工程と、
    前記保護部材側からオプティカルコンタクトによる接合面を経て前記保護部材から最も離間する合成石英ガラス基板側へ、更に、前記保護部材から最も離間する合成石英ガラス基板からオプティカルコンタクトによる接合面を経て前記保護部材側へ切削加工具を通過させて前記合成石英ガラス基板を切削する工程と
    を含むことを特徴とする合成石英ガラス基板の加工方法。
  4. 前記合成石英ガラス基板の前記合成石英ガラス基板同士のオプティカルコンタクトによる接合面、前記合成石英ガラス基板の前記保護部材とのオプティカルコンタクトによる接合面、及び前記保護部材の合成石英ガラス基板とのオプティカルコンタクトによる接合面の算術平均粗さ（Ｒａ）が、いずれも１ｎｍ以下であることを特徴とする請求項３に記載の加工方法。
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