CN104934499A - 用于加工和检测合成石英玻璃衬底的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于加工和检测合成石英玻璃衬底的方法。具体地，通过研磨、蚀刻、镜面抛光、和清洁步骤来加工具有前表面和后表面的合成石英玻璃衬底，由此将该衬底的前表面抛光成镜面状表面。使用pH为4－7的氢氟酸溶液进行蚀刻步骤。

Description

用于加工和检测合成石英玻璃衬底的方法
相关申请的交叉引用
该非临时申请要求2014年3月17日在日本提交的专利申请号2014-053468在35U.S.C§119(a)下的优先权，通过引用将其全部内容并入本文。
技术领域
本发明涉及用于将合成石英玻璃衬底的前表面加工成镜面状表面的方法，以及用于检测该衬底的方法。
背景技术
由于半导体制作设备包括用于引入、处理和运送半导体衬底的一系列工作台，在该设备中设立了多个传感器。示例性的传感器包括用于探测衬底的存在或不存在的传感器、用于确认衬底的位置或姿态的传感器、以及用于探测边缘、凹口、取向平面、厚度、位移、倾斜和其它参数的传感器。在这种应用中，主要使用能够通过利用光来探测物体的存在或不存在或者表面状态的任何变化的光电传感器。
光电传感器由用于发射输入光的发射器部分和用于接收输出光的接收器部分组成。如果发射的光被待探测的物体阻挡或反射，那么到达接收器部分的光的数量改变。接收器部分探测这种改变，将其转化成电信号，并且传送该输出。用于传感器的光源主要是用于辨色能力的可见光(典型地红光、或绿光和蓝光)以及红外线光源。
许多半导体器件使用单晶硅衬底，同时还使用锗、砷化镓(GaAs)、磷砷化镓(GaAsP)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等。由于所有这些衬底都是不透明的，因而对于不透明衬底设计了半导体设备中的传感器。
对于半导体设备中的衬底探测，给予衬底的前表面和后表面合适的手段以增强探测的确定性。例如，在硅衬底的制备中，如果晶片的前表面和后表面均为镜面状表面，则两个表面是不可辨别的。那么，该处理设备中的传感器表现不好，或者随着向前运送镜面表面晶片，它们滑走。如果分别处理衬底的前表面和后表面，那么由于前表面和后表面之间的品质差异，该半导体设备中的传感器表现良好。参见专利文件1。
近来，产生了在透明衬底而非不透明衬底上制作器件的需求。尤其是合成石英玻璃基本上不含杂质并且具有优异的性质，包括光透射性、耐热性、热膨胀系数、和绝缘性。预期该玻璃在许多领域中找到用途，例如作为半导体器件，典型地高温多晶硅薄膜晶体管(TFT)和微电子机械系统(MEMS)。
引用列表
专利文件1：JP-A H09-199465
发明内容
然而，如果将透明衬底引入通常的半导体制作生产线或原本设计来处理不透明衬底的设备中，那么设备中的光电传感器不能探测该衬底。必须向该设备增加新的探测器。另外，当将合成石英玻璃衬底引入该半导体生产线或设备中时，使该生产线或设备中灰尘或颗粒的产生最小化是必要的。
本发明的一个目的是提供用于加工合成石英玻璃衬底的方法，该方法用于将前表面精加工成镜面状表面，使得当将透明合成石英玻璃衬底引入半导体设备中时，该衬底可具有阻碍光的能力，类似于不透明衬底被检测，并且使来自后表面的灰尘(或颗粒)产生最小化。另一个目的是提供用于检测这样的合成石英玻璃衬底的方法。
在一方面，本发明提供了用于加工合成石英玻璃衬底的方法，包括至少以下步骤：研磨、蚀刻、镜面抛光、和清洁具有前表面和后表面的合成石英玻璃衬底，由此将前表面抛光成镜面状表面，其特征在于：蚀刻步骤使用pH为4－7的氢氟酸或缓冲氢氟酸。
在一个优选的实施方案中，该方法还可包括在蚀刻步骤与镜面抛光步骤之间的热处理步骤。
在一个优选的实施方案中，在研磨步骤结束时该衬底的后表面或非镜面状表面具有0.1－0.2μm的表面粗糙度(Ra)。
在一个优选的实施方案中，在蚀刻步骤结束时该衬底的后表面或非镜面状表面具有0.15－0.25μm的表面粗糙度(Ra)。
在一个优选的实施方案中，在镜面抛光步骤结束时该衬底的后表面或非镜面状表面具有0.15－0.25μm的表面粗糙度(Ra)。
在一个优选的实施方案中，在镜面抛光步骤结束时该合成石英玻璃衬底的前表面具有0.1－0.8nm的表面粗糙度(Ra)，这小于后表面的表面粗糙度(Ra)。
在一个优选的实施方案中，清洁步骤包括用0.1－2重量％的氢氟酸和/或纯水清洁，同时向该衬底的前表面和后表面施加处于中频带或高频带的超声波。
在一个优选的实施方案中，在清洁步骤后，通过气相沉积在该衬底的后表面上形成薄膜。
在另一方面，本发明提供了用于在半导体设备中检测合成石英玻璃衬底的方法，该半导体设备装备有具有发射器部分和接收器部分的光电传感器，该方法包括以下步骤：将具有一个镜面状表面的合成石英玻璃衬底引入该半导体设备中，已通过上述的方法加工了该合成石英玻璃衬底，以及操作传感器使得发射器部分可向该衬底的一个表面发射输入光并且接收器部分可接收来自另一个表面的输出光，由此检测该衬底。
本发明的有益效果
通过本发明的方法，将合成石英玻璃衬底加工成具有为镜面状的前表面和为非镜面状或粗糙的后表面的衬底。即使当使用了针对不透明衬底设计的光电传感器，该衬底仍具有阻碍光的能力并且可类似不透明衬底得到检测。抑制了来自后表面的灰尘产生。
具体实施方式
根据本发明用于加工或处理具有前表面和后表面的合成石英玻璃衬底的方法包括至少研磨、蚀刻、镜面抛光、和清洁步骤，由此将该衬底的前表面抛光成镜面状表面。本发明的特征在于：在蚀刻步骤中使用pH为4－7的氢氟酸或缓冲氢氟酸。
起始衬底为合成石英玻璃衬底。从抑制该衬底破碎和开裂的角度来说，优选将合成石英玻璃衬底在边缘处倒角和镜面精加工。
在研磨步骤中，优选使用基于氧化铝粒、特别是具有#800至#1500、更特别是具有#1000至#1200的磨料粒度的氧化铝粒的研磨浆料，在双侧研磨机上研磨该衬底的前表面和后表面，直到达到用于蚀刻所必需的表面粗糙度。从能够检测如硅晶片的衬底和抑制颗粒产生的角度来说，如根据JIS D-1601测量的，在研磨步骤结束时该衬底的后表面应优选具有0.1－0.2μm、更优选0.13－0.16μm的表面粗糙度(Ra)。
在衬底的前表面和后表面上进行随后的蚀刻步骤以便于检测和颗粒移除。蚀刻步骤中使用的蚀刻剂是pH为4－7、优选pH为4.5－7.0的氢氟酸或缓冲氢氟酸。低于pH 4，颗粒和合成石英玻璃衬底表面上的动电势具有相反的符号，这表明颗粒难以移除。高于pH 7，蚀刻速率受到极度的阻碍。具体地，可在处于上述范围内的pH水平下使用5－25wt％氢氟酸水溶液或含有5－40wt％氟化铵和5－25wt％氟化氢的缓冲氢氟酸。从传感器光的阻碍和清楚检测的角度来说，如根据JIS D-1601测量的，在蚀刻步骤结束时该衬底的后(或粗糙)表面应优选具有0.15－0.25μm、更优选0.19－0.24μm的表面粗糙度(Ra)。
如果需要，在蚀刻步骤与镜面抛光步骤之间进行热处理。由于随后的沉积和退火步骤通常包括提高的温度，这种热可导致发展玻璃碎片，其将从粗糙的表面侧脱落。之前热处理对于使在随后的沉积和退火步骤期间玻璃碎片的发展最小化并且因此减少最终产品上产生的灰尘颗粒的数目是有效的。从由热处理导致的充分的玻璃碎片发展的角度来说，热处理的最终温度优选为600－1200℃，更优选900－1200℃。加热速率没有特别限制。从充分的玻璃碎片发展的角度来说，加热速率优选为100－300℃/小时，更优选为200－300℃/小时。在最终温度下的保持时间没有特别限制。从充分的玻璃碎片发展的角度来说，保持时间优选为5－30分钟，更优选为10－30分钟。
接着，保持合成石英玻璃衬底的后表面未改变，在单侧抛光机上将前表面进行镜面抛光。如果磨粒移动到粗糙表面侧附近并且锚定于粗糙表面侧，那么在随后的清洁步骤期间移除该锚定的磨粒有困难，并且该磨粒可为灰尘来源。出于这个原因，使用胶体氧化硅作为磨料。
从传感器光的阻碍和清楚检测的角度来说，如根据JIS D－1601测量的，在单侧抛光步骤结束时该衬底的后(或粗糙)表面应优选具有0.15－0.25μm、更优选0.19－0.24μm的表面粗糙度(Ra)。在单侧抛光步骤结束时该衬底的前表面应优选具有0.1－0.8nm、更优选0.1－0.4nm的表面粗糙度(Ra)，其小于后表面的表面粗糙度(Ra)。
在衬底的前表面和后表面上进行最后的清洁步骤并且其可为浸渍型清洁或单个晶片旋转清洁。从防止(从粗糙表面侧移除的)颗粒移动到镜面状表面侧附近的角度来说，优选单个晶片旋转清洁。具体地，用0.1－2重量％的氢氟酸和/或纯水清洁、特别是旋转清洁该合成石英玻璃衬底，同时向该衬底的前表面和后表面施加处于中频带(78－430kHz)或高频带即兆声波带(500kHz－5MHz)的超声波。接着旋转干燥。
如果对于增加百分比光阻碍和实现清楚的检测是所需的，那么可通过气相沉积技术例如蒸发或CVD在该衬底的后(或粗糙)表面上沉积薄膜。典型的薄膜是具有0.2－1.0μm厚度的Si膜、Al膜和Ti膜。
如此加工的合成石英玻璃衬底的平面形状没有特别限制并且可为矩形或圆形。此外，该衬底在尺寸方面也没有特别限制，但是其优选具有50－300mm的对角线长或直径。具有一个镜面状表面的合成石英玻璃衬底可具有任何合适的厚度，优选0.1－30mm，更优选0.15－10mm，并且甚至更优选0.3－1.2mm。
本发明的另一个实施方案是用于在半导体设备中检测合成石英玻璃衬底的方法，该半导体设备装备有具有发射器部分和接收器部分的光电传感器。将如上所获得的具有一个镜面状表面的合成石英玻璃衬底引入该半导体设备中。随后操作该传感器使得发射器部分可向该衬底的一个表面发射输入光并且接收器部分可接收来自另一个表面的输出光，由此检测该衬底。
实施例
下面通过说明而不是限制的方式给出本发明的实施例。
实施例1
提供具有200mm的外直径和1mm的厚度的合成石英玻璃衬底作为具有粗糙表面和倒角/镜面精加工的边缘的起始衬底。使用基于#1200的氧化铝粒的研磨浆料在双侧研磨机上研磨该衬底以将其前表面和后表面粗糙化。如根据JIS D-1601测量的，在研磨结束时该合成石英玻璃衬底的前表面和后表面具有0.10μm的表面粗糙度(Ra)。
在研磨步骤后，用pH为4.0的氢氟酸(HF)水溶液蚀刻该衬底的前表面和后表面5分钟。如根据JIS D-1601测量的，在蚀刻结束时该衬底的前表面和后表面具有0.15μm的表面粗糙度(Ra)。
接下来，使用40wt％胶体氧化硅作为抛光浆料在单侧抛光机上抛光该衬底的前表面。如根据JIS D-1601测量的，在抛光结束时该衬底的前表面具有0.15nm的表面粗糙度(Ra)。测量时，该衬底的后表面具有0.15μm的表面粗糙度(Ra)。
此后，在向该衬底的前表面和后表面施加1.5MHz的兆声波时，将该衬底用0.5wt％氢氟酸旋转清洁，用纯水清洁，并且旋转干燥。最后，通过CVD在该衬底的粗糙表面上沉积1μm厚的硅膜。
通过以下测试来检查如此获得的具有一个镜面状表面的合成石英玻璃衬底，结果显示在表1中。
灰尘评价
在用于硅晶片的清洁的塑料容器中，交替并且水平插入如上已加工的具有一个镜面状表面的合成石英玻璃衬底和已被确认清洁的具有两个镜面状表面的合成石英玻璃衬底(后一衬底邻近前一衬底的粗糙表面设置)。用总共20个衬底装填该容器，每两个衬底一组，并且用盖子紧密封闭。
根据JIS Z-0232：包装货物的振动测试方法，使该容器经受0.75G的加速度和20Hz的频率持续30分钟。灰尘颗粒从具有一个镜面状表面的上部玻璃衬底的后(或粗糙)表面落到具有两个镜面状表面的下部玻璃衬底的相对表面上。通过在暗室中投影在200000勒克斯下的光来目视计数落下的灰尘颗粒数目。平均计数为8.9个颗粒。
出于对比的原因，通过如上相同的工序用玻璃衬底装填该塑料容器，不同之处在于：插入已被确认清洁的具有两个镜面状表面的合成石英玻璃衬底而不是具有一个镜面状表面的合成石英玻璃衬底。在相同的振动测试后，从具有两个镜面状表面的上部玻璃衬底的后表面落到具有两个镜面状表面的下部玻璃衬底的相对表面上的灰尘颗粒的计数为平均8.5个颗粒。关于灰尘转移计数，具有一个镜面状表面的玻璃衬底和作为参比的具有两个镜面状表面的玻璃衬底没有显示明显的区别。
检测测试
使用来自Keyence Corp.的发射器FS-V21X(950nm)和接收器FS-V22X的组合，检查了合成石英玻璃衬底用950nm波长的光是否是可探测的。
术语“可探测的”意味着识别到该玻璃衬底，因为光完全被该玻璃衬底阻碍而没有透射到接收器侧。术语“不可探测的”意味着未识别到该玻璃衬底，因为光透射到接收器侧并且不完全被该玻璃衬底阻碍。
采用相关的波长，该实施例中的合成石英玻璃衬底的存在或不存在在可接受的灵敏度下是可探测的。
实施例2
如实施例1那样获得具有一个镜面状表面的合成石英玻璃衬底，不同之处在于：使用基于#1000的氧化铝粒的研磨浆料在双侧研磨机上研磨该起始衬底，以将其前表面和后表面粗糙化。通过相同的测试评价该玻璃衬底，结果显示在表1中。平均灰尘计数为8.9个颗粒。
实施例3
如实施例1那样获得具有一个镜面状表面的合成石英玻璃衬底，不同之处在于：蚀刻步骤使用了pH为7.0的缓冲氢氟酸水溶液(BHF；含有30wt％氟化铵和10wt％氟化氢的水溶液)代替pH为4.0的氢氟酸溶液。通过相同的测试评价该玻璃衬底，结果显示在表1中。
实施例4
如实施例1那样获得具有一个镜面状表面的合成石英玻璃衬底，不同之处在于：在蚀刻步骤与镜面抛光步骤之间插入热处理步骤。热处理在加热炉KBF663N1(Koyo Thermo Sys tems Co.,Ltd)中，其中以150℃/小时的加热速率将该衬底从室温加热至700℃的最终温度并且在该最终温度下保持10分钟。通过相同的测试评价该玻璃衬底，结果显示在表1中。
实施例5
如实施例1那样获得具有一个镜面状表面的合成石英玻璃衬底，不同之处在于：在蚀刻步骤与镜面抛光步骤之间插入热处理步骤。类似实施例4，热处理在炉中，其中以250℃/小时的加热速率将该衬底从室温加热至1100℃的最终温度并且在该最终温度下保持30分钟。通过相同的测试评价该玻璃衬底，结果显示在表1中。
对比例1
如实施例1那样获得具有一个镜面状表面的合成石英玻璃衬底，不同之处在于：蚀刻步骤使用pH为1.0的硝酸/氟化氢混合水溶液(含有10wt％硝酸和10wt％氟化氢的水溶液)代替pH为4.0的氢氟酸溶液。通过相同的测试评价该玻璃衬底，结果显示在表1中。
对比例2
如实施例1那样获得具有一个镜面状表面的合成石英玻璃衬底，不同之处在于：蚀刻步骤使用pH为7.5的氢氧化钠水溶液代替pH为4.0的氢氟酸溶液。通过相同的测试评价该玻璃衬底，结果显示在表1中。
表1
通过引用将日本专利申请号2014-053468并入本文。
尽管已经描述了一些优选实施方案，但是鉴于上述教导可以由此做出许多改变和变化。因此应当理解可以以具体描述以外的其它方式实践本发明，而不脱离所附权利要求的范围。

Claims (9)

1.用于加工合成石英玻璃衬底的方法，包括至少以下步骤：研磨、蚀刻、镜面抛光、和清洁具有前表面和后表面的合成石英玻璃衬底，由此将前表面抛光成镜面状表面，
蚀刻步骤使用pH为4－7的氢氟酸或缓冲氢氟酸。
2.权利要求1的方法，还包括在蚀刻步骤与镜面抛光步骤之间的热处理步骤。
3.权利要求1的方法，其中在研磨步骤结束时该合成石英玻璃衬底的后表面具有0.1－0.2μm的表面粗糙度(Ra)。
4.权利要求1的方法，其中在蚀刻步骤结束时该合成石英玻璃衬底的后表面具有0.15－0.25μm的表面粗糙度(Ra)。
5.权利要求1的方法，其中在镜面抛光步骤结束时该合成石英玻璃衬底的后表面具有0.15－0.25μm的表面粗糙度(Ra)。
6.权利要求1的方法，其中在镜面抛光步骤结束时该合成石英玻璃衬底的前表面具有0.1－0.8nm的表面粗糙度(Ra)，这小于后表面的表面粗糙度(Ra)。
7.权利要求1的方法，其中清洁步骤包括用0.1－2重量％的氢氟酸和/或纯水清洁，同时向该衬底的前表面和后表面施加处于中频带或高频带的超声波。
8.权利要求1的方法，还包括在清洁步骤后通过气相沉积在该合成石英玻璃衬底的后表面上形成薄膜的步骤。
9.用于在半导体设备中检测合成石英玻璃衬底的方法，该半导体设备装备有具有发射器部分和接收器部分的光电传感器，所述方法包括以下步骤：
将具有一个镜面状表面的合成石英玻璃衬底引入该半导体设备中，已通过权利要求1的方法加工了该合成石英玻璃衬底，以及
操作该传感器使得该发射器部分可向该衬底的一个表面发射输入光并且该接收器部分可接收来自另一个表面的输出光，由此检测该衬底。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107176794A (zh) * 2016-03-09 2017-09-19 信越化学工业株式会社 合成石英玻璃基板的制备方法
CN107689412A (zh) * 2016-08-03 2018-02-13 信越化学工业株式会社 用于光学装置封装体的窗构件，光学装置封装体，制造方法和光学装置可安装封装体
CN110316970A (zh) * 2019-05-31 2019-10-11 中国建筑材料科学研究总院有限公司 超薄石英玻璃片的制备方法
CN112408806A (zh) * 2020-11-16 2021-02-26 凯盛科技集团有限公司 一种k9超薄玻璃的加工方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102269921B1 (ko) * 2014-03-31 2021-06-28 삼성디스플레이 주식회사 유리 강화용 조성물 및 이를 이용한 터치 스크린 글래스의 제조 방법
CN105538047B (zh) * 2015-12-11 2017-09-22 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种航空有机透明制件的表面研抛方法
EP3599414A1 (en) 2018-07-23 2020-01-29 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Synthetic quartz glass cavity member, synthetic quartz glass cavity lid, optical device package, and making methods
KR102644537B1 (ko) * 2021-04-21 2024-03-08 비씨엔씨 주식회사 반도체 공정 장비용 쿼츠 균일 표면처리 방법

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1187407A (zh) * 1996-11-15 1998-07-15 日本电气株式会社 基片的抛光方法及其抛光装置
US20030186624A1 (en) * 2002-03-29 2003-10-02 Hoya Corporation Method of determining a flatness of an electronic device substrate, method of producing the substrate, method of producing a mask blank, method of producing a transfer mask, polishing method, electronic device substrate, mask blank, transfer mask, and polishing apparatus
CN1809513A (zh) * 2003-05-30 2006-07-26 兰姆研究公司 精加工石英玻璃表面的方法和所述方法生产的部件
CN101863624A (zh) * 2009-04-16 2010-10-20 信越化学工业株式会社 合成石英玻璃衬底的微处理
CN102179731A (zh) * 2009-12-28 2011-09-14 信越化学工业株式会社 合成石英玻璃衬底的制备方法

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3405270A (en) * 1965-08-06 1968-10-08 Western Electric Co Internal flaw detection using collimated beams
US3767304A (en) * 1972-07-03 1973-10-23 Ibm Apparatus and method for detection of internal semiconductor inclusions
JP2984958B2 (ja) * 1991-07-26 1999-11-29 東京エレクトロン株式会社 基板の枚葉検出装置
JPH0677307A (ja) * 1992-08-24 1994-03-18 Tokyo Electron Tohoku Ltd 透明基板検出装置及び基板検出装置
US5418382A (en) * 1993-09-23 1995-05-23 Fsi International, Inc. Substrate location and detection apparatus
US5606251A (en) * 1994-07-15 1997-02-25 Ontrak Systems, Inc. Method and apparatus for detecting a substrate in a substrate processing system
JP3473654B2 (ja) * 1996-01-23 2003-12-08 信越半導体株式会社 半導体鏡面ウェーハの製造方法
JPH1041236A (ja) * 1996-07-25 1998-02-13 M Ii M C Kk Ｃｖｄ膜成膜用のボートおよびｃｖｄ膜成膜方法
JP3827446B2 (ja) * 1998-05-26 2006-09-27 東芝セラミックス株式会社 光学用合成石英ガラスの製造方法
JP4051805B2 (ja) * 1999-03-25 2008-02-27 旭硝子株式会社 露光装置およびフォトマスク
JP3627907B2 (ja) * 1999-05-21 2005-03-09 信越化学工業株式会社 フォトマスク用合成石英ガラス基板の製造方法
JP2001244177A (ja) * 2000-02-28 2001-09-07 Nikon Corp ステージ装置とホルダ、および走査型露光装置並びに露光装置
JP3517388B2 (ja) * 2000-06-14 2004-04-12 新光電気工業株式会社 バンプの検査方法及びバンプの検査装置
JP2002187736A (ja) * 2000-12-19 2002-07-05 Shinetsu Quartz Prod Co Ltd プラズマ耐食性石英ガラス部材及びその製造方法
EP1219571B1 (en) * 2000-12-26 2012-04-18 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. process for producing a synthetic quartz glass article
JP2002323751A (ja) * 2001-04-24 2002-11-08 Asahi Glass Co Ltd ペリクル
JP2003054621A (ja) * 2001-08-06 2003-02-26 Hosokawa Yoko Co Ltd 包材及び包装容器
US6905392B2 (en) * 2003-06-30 2005-06-14 Freescale Semiconductor, Inc. Polishing system having a carrier head with substrate presence sensing
JP2005263569A (ja) * 2004-03-19 2005-09-29 Asahi Glass Co Ltd ポリシリコンｔｆｔ用合成石英ガラス基板の製造方法
KR101117826B1 (ko) * 2005-02-18 2012-06-05 호야 가부시키가이샤 투광성 물품의 검사 방법, 마스크 블랭크용 투광성 기판의 제조 방법, 마스크 블랭크의 제조 방법, 노광용 마스크의 제조 방법, 반도체 장치의 제조 방법 및 위상 시프트 마스크의 제조 방법
JP4547706B2 (ja) * 2005-02-25 2010-09-22 江信特殊硝子株式会社 石英ガラス製冶工具の再生方法
GB2433516B (en) * 2005-12-22 2010-11-03 Kao Corp Polishing composition for glass substrate
CN101542606B (zh) * 2007-05-30 2012-06-20 东洋钢钣株式会社 磁盘用玻璃基板的表面加工方法和磁盘用玻璃基板
US20100243950A1 (en) * 2008-06-11 2010-09-30 Harada Daijitsu Polishing agent for synthetic quartz glass substrate
JP4993046B2 (ja) * 2010-06-29 2012-08-08 コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 情報記録媒体用ガラス基板の製造方法
KR101993322B1 (ko) * 2011-09-28 2019-06-26 호야 가부시키가이샤 마스크블랭크용 유리기판, 다층 반사막 부착 기판, 마스크블랭크 및 마스크, 그리고 그것들의 제조방법
US9562187B2 (en) * 2012-01-23 2017-02-07 Preferred Technology, Llc Manufacture of polymer coated proppants
US9126858B2 (en) * 2012-04-27 2015-09-08 Avanstrate Inc. Method for making glass substrate for display, glass substrate and display panel
JP5986854B2 (ja) 2012-09-07 2016-09-06 三菱重工業株式会社 半導体素子の絶縁取付け構造

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1187407A (zh) * 1996-11-15 1998-07-15 日本电气株式会社 基片的抛光方法及其抛光装置
US20030186624A1 (en) * 2002-03-29 2003-10-02 Hoya Corporation Method of determining a flatness of an electronic device substrate, method of producing the substrate, method of producing a mask blank, method of producing a transfer mask, polishing method, electronic device substrate, mask blank, transfer mask, and polishing apparatus
CN1809513A (zh) * 2003-05-30 2006-07-26 兰姆研究公司 精加工石英玻璃表面的方法和所述方法生产的部件
CN101863624A (zh) * 2009-04-16 2010-10-20 信越化学工业株式会社 合成石英玻璃衬底的微处理
CN102179731A (zh) * 2009-12-28 2011-09-14 信越化学工业株式会社 合成石英玻璃衬底的制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107176794A (zh) * 2016-03-09 2017-09-19 信越化学工业株式会社 合成石英玻璃基板的制备方法
CN107176794B (zh) * 2016-03-09 2021-11-12 信越化学工业株式会社 合成石英玻璃基板的制备方法
CN107689412A (zh) * 2016-08-03 2018-02-13 信越化学工业株式会社 用于光学装置封装体的窗构件，光学装置封装体，制造方法和光学装置可安装封装体
CN107689412B (zh) * 2016-08-03 2022-05-17 信越化学工业株式会社 用于光学装置封装体的窗构件，光学装置封装体，制造方法和光学装置可安装封装体
CN110316970A (zh) * 2019-05-31 2019-10-11 中国建筑材料科学研究总院有限公司 超薄石英玻璃片的制备方法
CN112408806A (zh) * 2020-11-16 2021-02-26 凯盛科技集团有限公司 一种k9超薄玻璃的加工方法

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