JP2003292346A

JP2003292346A - 大型基板及びその製造方法

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Publication number: JP2003292346A
Application number: JP2003015513A
Authority: JP
Inventors: Yukio Shibano; 由紀夫柴野; Satoru Miharada; 悟三原田; Shuhei Ueda; 修平上田; Atsushi Watabe; 厚渡部; Masaki Tabata; 正樹田畑
Original assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date: 2002-01-31
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2003-10-15
Anticipated expiration: 2023-01-24
Also published as: JP4267333B2

Abstract

(57)【要約】【解決手段】平坦度／対角長が６．０×１０^-6以下で
ある対角長が５００ｍｍ以上の大型基板。【効果】本発明の大型基板を露光に使用することで、
露光精度、特に重ね合わせ精度及び解像度が向上するた
め、高精細な大型パネルの露光が可能となる。また、本
発明の加工方法により安定して高平坦度の大型フォトマ
スク用基板を取得することが可能となる。パネル露光時
のＣＤ精度（寸法精度）が向上することで微細パターン
の露光が可能となり、パネルの歩留まりの向上にもつな
がる。更に、本発明の加工方法を応用することで、任意
の形状の表面形状を創生することも可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フォトマスク用合
成石英ガラス基板、特にＴＦＴ液晶パネルに用いられる
基板などとして好適な大型基板及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的にＴＦＴ液晶パネルは、ＴＦＴ素
子が組み込まれているアレイ側基板とカラーフィルター
を装着した基板の間に液晶を封入し、電圧をＴＦＴでコ
ントロールして液晶の配向を制御するアクティブ方法が
採られている。

【０００３】アレイ側の製造の際には、大型フォトマス
クと呼ばれる回路の書かれた原版を光露光により無アル
カリ等のマザーガラスに何層も焼き付けるという方法が
採られている。一方、カラーフィルター側も同様に染料
含浸法と呼ばれるリソグラフィーを用いた方法で製造さ
れている。アレイ側、カラーフィルター側のいずれの製
造においても大型フォトマスク（非特許文献１：「フォ
トマスク技術のはなし」第１５１〜１５８頁、株式会社
工業調査会、１９９６年８月２０日）が必要であり、精
度のよい露光を実施するためこれら大型フォトマスクの
材料としては線膨張係数の小さい合成石英ガラスが主と
して使用されている。

【０００４】これまで液晶パネルはＶＧＡからＳＶＧ
Ａ、ＸＧＡ、ＳＸＧＡ、ＵＸＧＡ、ＱＸＧＡと高精細化
が進んでおり，１００ｐｐｉ（ｐｉｃｅｌｐｅｒｉ
ｎｃｈ）クラスから２００ｐｐｉクラスの精細度が必要
といわれており、これに伴いＴＦＴアレイ側の露光精
度、特に重ね合わせ精度が厳しくなってきている。

【０００５】また、低温ポリシリコンという技術でパネ
ルを製造することも行われているが、この場合、パネル
の画素とは別にガラスの外周部にドライバー回路等を焼
付けるといった検討がなされており、より高精細の露光
が要求されている。

【０００６】一方、大型フォトマスク用基板について
は、その形状が露光精度に影響を及ぼすことが判ってい
る。例えば図１のように、平坦度の異なる２つの大型フ
ォトマスク用基板を用いて露光を行った場合には、光路
の差よりパターンがはずれてしまうこととなる。即ち、
図１（Ａ）、（Ｂ）において、点線は光が直進した時に
マスクが理想平面時の路を示すが、図示した実線のよう
に光がずれてしまうものである。また、焦点を結ぶ光学
系を使用する露光機の場合、フォーカス位置が露光面か
らずれて解像度が悪くなるという現象もある。このた
め、更なる高精度露光のためには高平坦度大型フォトマ
スク用基板が望まれている。

【０００７】また、一回の露光で多面取りを行い、パネ
ルの生産性を向上させる目的から、対角長で１５００ｍ
ｍといった大サイズフォトマスク基板の要求も出てきて
おり、大サイズ、且つ高平坦度が同時に求められてい
る。

【０００８】一般的に大型フォトマスク用基板の製造
は、板状の合成石英をアルミナ等の遊離砥粒を水に懸濁
させたスラリーを用いてラップし、表面の凹凸を除去し
た後、酸化セリウム等の研磨材を水に懸濁させたスラリ
ーを用いてポリッシュするという方法がとられている。
この際使用する加工装置としては、両面加工機や片面加
工機等が使用されている。

【０００９】しかしながら、これらの加工方法では基板
自身が加工定盤に押し付けられたときに発生する弾性変
形に対する反発力を平坦度修正に利用しているため、基
板サイズが大きくなったときは反発力が著しく低下し
て、基板表面のなだらかな凹凸を除去する能力は低くな
るという欠点を有していた。図２(Ａ)は、基板１の垂直
保持時の形状、(Ｂ)は、加工中の基板１の形状で加工時
に定盤に倣っていることを示している。(Ｃ)はこのとき
の基板１の弾性変形に対する反発力を示しており、この
力の分（ΔＰ）だけ他の個所より多く加工されることと
なる。また、平面研削装置を使用して平坦度を向上させ
るということも一般的に行われている。

【００１０】一般的に平面研削装置は、被加工物設置テ
ーブルと加工ツールとの一定の間隔に被加工物を通過さ
せて加工ツールで被加工物の一定間隔以上の部分を除去
するという方法を採っている。この場合、被加工物の裏
面の平坦度が出ていないと加工ツールの研削抵抗により
被加工物は被加工物設置テーブルに押し付けられるた
め、結果的に表面の平坦度は裏面の平坦度に倣うことと
なり、平坦度改善はできないのが現状である。

【００１１】このため、大型フォトマスク用基板では基
板内の厚さバラツキを押さえることは容易であっても、
高平坦度を得ることは非常に困難な状況にあり、従来技
術で得られた基板の平坦度は基板サイズにもよるが、平
坦度／基板対角長がせいぜい１０×１０^-6程度でしかな
かった。

【００１２】このため、現在供給されているＴＦＴ露光
用大型フォトマスク用基板の平坦度は３３０×４５０ｍ
ｍサイズの基板で４μｍ、平坦度／対角長が７．３×１
０^-6が限界であり、更に大きな基板でも７．３×１０^-6
以下は存在しないのが現状である。

【００１３】また、従来行われているラップ加工では、
前述した通り、加工中の基板の弾性変形に対する反発力
が平坦度修正の原動力となっているため、平坦度の悪い
ものは比較的短時間で平坦度が改善する傾向にある。し
かしながら、平坦度がよくなるにつれ弾性変形量が小さ
く反発力も小さいため、平坦度はなかなか向上しないこ
ととなり、現実問題として加工取り代だけが多くなり、
高平坦度の基板を取得することはできなかった。これ
は、平面研削の場合でも同様である。

【００１４】

【非特許文献１】「フォトマスク技術のはなし」第１５
１〜１５８頁、株式会社工業調査会、１９９６年８月２
０日

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】

【００１６】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、これまでにない高平坦度の大型フォトマスク用基板
等の大型基板及びその製造方法を提供することを目的と
する。

【００１７】

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結
果、基板の凸部分だけを部分的に加工除去することによ
り、安定して高平行度及び高平坦度の大型フォトマスク
用基板等の大型基板を得ることができることを知見し、
本発明をなすに至ったものである。

【００１８】従って、本発明は、以下の大型基板及びそ
の製造方法を提供する。（Ｉ）平坦度／対角長が６．０×１０^-6以下である対角
長が５００ｍｍ以上の大型基板、（ＩＩ）合成石英ガラ
ス基板であることを特徴とする（Ｉ）記載の大型基板、
（ＩＩＩ）大型基板が、大型フォトマスク用基板である
ことを特徴とする（Ｉ）又は（ＩＩ）記載の大型基板、
（ＩＶ）大型基板が、ＴＦＴ液晶のアレイ側基板である
ことを特徴とする（Ｉ）乃至（ＩＩＩ）のいずれか１項
記載の大型基板、（Ｖ）予め対角長が５００ｍｍ以上の
大型基板の平坦度を測定し、そのデータを基に基板の凸
部分を加工ツールを用いて部分的に除去して、上記大型
基板の平坦度を高めることを特徴とする大型基板の製造
方法、（ＶＩ）予め対角長が５００ｍｍ以上の大型基板
の平坦度及び平行度を測定し、そのデータを基に基板の
凸部分及び厚い部分を加工ツールにより部分的に除去し
て、上記大型基板の平坦度及び平行度を高めることを特
徴とする大型基板の製造方法、（ＶＩＩ）大型基板が、
合成石英ガラス基板であることを特徴とする（Ｖ）又は
（ＶＩ）記載の大型基板の製造方法、（ＶＩＩＩ）部分
除去方法が、研削、ラップ及び研磨のいずれか１以上の
方法であることを特徴とする（Ｖ）、（ＶＩ）又は（Ｖ
ＩＩ）記載の大型基板の製造方法、（ＩＸ）前記研削、
ラップ及び研磨のいずれか１以上の方法が定圧で行われ
ることを特徴とする（ＶＩＩＩ）記載の大型基板の製造
方法、（Ｘ）部分除去方法が、サンドブラストによるこ
とを特徴とする（Ｖ）、（ＶＩ）又は（ＶＩＩ）記載の
大型基板の製造方法、（ＸＩ）基板及び／又は加工ツー
ルを移動させて、基板表面の任意の位置を除去すること
を特徴とする（Ｖ）乃至（Ｘ）のいずれか１項記載の大
型基板の製造方法。

【００１９】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の大型基板は、特に合成石英ガラス基板であるこ
とが好ましく、これはフォトマスク基板、ＴＦＴ液晶の
アレイ側基板等として用いられるもので、対角長が５０
０ｍｍ以上、好ましくは５００〜２０００ｍｍの寸法を
有するものである。なお、この大型基板の形状は、正方
形、長方形、円形等であってよく、円形の場合、対角長
とは直径を意味する。また、この大型基板の厚さは制限
されるものではないが、１〜２０ｍｍ、特に５〜１２ｍ
ｍであることが好ましい。

【００２０】本発明の大型基板は、その平坦度／基板対
角長が６．０×１０^-6以下の高平坦なものであり、特に
４．０×１０^-6以下であることが好ましい。なお、その
下限は特に制限されないが、通常２．０×１０^-6であ
る。

【００２１】また、本発明の大型基板の平行度は５０μ
ｍ以下、特に１０μｍ以下であることが好ましい。な
お、上記平坦度及び平行度の測定は、フラットネステス
ター（黒田精工社製）によるものである。

【００２２】このような大型基板を得るには、まず大型
基板の板材の平坦度測定を行う。原料となる板材は、は
じめに両面ラップ装置にて板の平行度（基板内の厚さバ
ラツキ精度）を出しておくことが好ましい。これは基板
の平行度が悪い場合には後工程の両面加工により厚い部
分は多く除去されるため、両面加工により平坦度が悪化
するため平行度を整えておく必要があるためである。従
って、基板の平行度が悪い場合には、予め平坦度及び平
行度（基板の厚さバラツキ）を測定することが好まし
く、これにより基板の厚みを整えるためのラップ工程と
平坦度を修正する工程を１つにまとめることができ、簡
便且つ経済的になる。なお、平坦度の測定は板材の自重
変形を除くため、垂直保持して測定する。

【００２３】次に、この測定データを基板内の各点での
高さデータとしてコンピューターに記憶させる。このデ
ータをもとに、凸部分に加工ツールを持っていき、基板
内で最も凹んだ点に高さが合うように、加工ツールの滞
在時間をコントロールして加工を行う。例えば加工ツー
ルがサンドブラストの場合、測定したデータをもとに凸
部分ではサンドブラストノズルの移動速度を遅くして滞
留時間を長くする一方、低い部分では逆にサンドブラス
トノズルの移動速度を速くして滞留時間を短くするとい
ったように滞在時間をコントロールして、加工を行うこ
とができる。なお、基板の平行度が悪い場合には、基板
の表面、裏面について個々に計算した後、次に加工後の
平行度を前記滞在時間より計算し、この計算値より基板
の最も薄い部分に厚みが合うよう加工ツールの滞在時間
を計算する。この３つの計算値より最終的な加工ツール
の滞在時間を求め、例えば加工ツールがサンドブラスト
の場合、サンドブラストノズルの移動速度を遅くしたり
速くしたりして滞在時間をコントロールして、加工を行
うことができる。

【００２４】また、ノズル移動速度、エアー圧力を一定
にし、基板とサンドブラストノズル間の距離をコントロ
ールすることでも加工可能である。これはサンドブラス
トノズルと基板面との距離が近い場合は加工速度が速
く、遠い場合は加工速度が遅いという加工特性を利用し
たものである。

【００２５】更には、ノズル移動速度は一定とし、サン
ドブラストノズルよりのエアー吹き付け圧力を基板の凸
部分で大きくし、凹部分で弱くするといった圧力コント
ロールでも目的は達成できる。

【００２６】なお、基板の表面、裏面のそれぞれを平坦
化する場合は、原料となる板材の表面、裏面それぞれの
平坦度を測定し、高さデータをコンピューターに記憶さ
せ、表面における最も凹んだ点に高さが合うように凸部
分を加工除去して表面の平坦加工を行う一方、裏面にお
ける最も凹んだ点に高さが合うように凸部分を加工除去
して裏面の平坦加工を行えばよい。

【００２７】平行度修正及び平坦修正加工方法として、
例えば加工ツールがサンドブラストノズルのような場
合、図３の装置を用いて加工を行うことができる。ここ
で、図中１０は基板保持台、１１はサンドブラストノズ
ルを示し、１２は砥粒の気流である。なお、１は基板で
ある。

【００２８】加工ツールは、Ｘ，Ｙ方向に任意に移動で
きる構造であり、移動についてはコンピューターで制御
できるものである。また、Ｘ−θ機構でも加工は可能で
ある。エアー圧力は、使用砥粒や加工ツール−基板間の
距離と関係しており、一義的に決められず、除去速度と
加工歪深さをみて調整することができる。

【００２９】また、この製造方法では基板の凸部分及び
厚い部分のみを選択的に除去するため、平坦度の悪い基
板を確実に改善することが可能であり、加工ツールの精
密制御により高平坦度基板を取得することができるだけ
でなく、ラフな制御により基板の平坦度改善を短時間で
実現することができる。

【００３０】使用する砥粒は特に制約はないが、＃６０
０〜＃３０００番のものが好ましい。＃６００より粒径
の大きい砥粒では加工による歪が大きく、歪を除去する
ために後工程での取り代が大きくなり、元の板厚を厚く
する必要があるため素材が多く必要となるので、経済的
に不利になる場合がある。一方、＃３０００より粒径が
小さい場合は、除去速度が遅くなることでサンドブラス
ト加工に時間がかかることになる場合が生じる。

【００３１】一方、平坦加工方法における加工ツールと
して、研削、ラップ、研磨のいずれかの方法を用いる場
合、加工ツールはモーターで回転できる構造とし、且つ
加工ツールへの圧力負荷はエアー等でかけることができ
る。

【００３２】加工ツールは面接触タイプと線あるいは点
接触タイプがあり、どちらを用いてもよいが、加工速度
のコントロールという点では面接触タイプの方が好まし
い。面接触タイプの加工ツールでは被加工物（大型基
板）と接触する面積は、最大で６０ｃｍ²以下、特に４
０ｃｍ²以下が好ましい。６０ｃｍ²を超えると、基板の
各点における除去量の微妙なコントロールができないた
め高平坦度の基板取得が困難になるおそれがある。

【００３３】更に、加工ツールの材質、サイズ、圧力負
荷及び形状により加工除去速度が異なるため、予め使用
する加工ツールを用いて加工特性を把握しておき、加工
ツールの滞在時間に反映させる必要がある。

【００３４】加工ツールの材質は、ＧＣ砥石、ＷＡ砥
石、ダイヤモンド砥石、セリウム砥石、セリウムパット
等、被加工物を加工除去できるものであれば種類は限定
されないが、例えば、研削あるいはラップ加工用ツール
で加工した後、ポリッシュ用の加工ツールで加工するこ
とが好ましい。

【００３５】また、上記加工ツールによる精度（平坦
度）修正は、精度修正直後の後工程で両面ラップ装置又
は両面ポリッシュ装置を使用する場合、基板両面につい
て行う必要がある。両面を処理しない場合、後工程の両
面ラップ又はポリッシュにおいて未処理面の凹凸が平坦
化処理面の精度を悪化させることとなる。例えば未処理
面の凸部の裏面では、加工圧力が高くなりポリッシュ速
度が早くなる。逆に、凹部の裏面では、加工圧力が低く
なりポリッシュ速度が遅くなる。この結果、平坦化処理
で平坦化され、精度修正された処理面が、その後の両面
ラップ又はポリッシュによりかえって処理面の平坦度を
悪化させることとなる。

【００３６】なお、後工程が片面加工の場合、加工ツー
ル修正面を基準面として未修正面について片面加工を行
うことで、精度修正することも可能である。また、必要
により、最後に基板表面仕上げのためのポリッシュを行
うことで、本発明に係る基板を得ることも可能である。

【００３７】

【実施例】以下、実施例と比較例を示し、本発明を具体
的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるも
のではない。

【００３８】［実施例１］大きさ３３０×４５０ｍｍ
（対角長：５５８ｍｍ）、厚さ５．３ｍｍの合成石英基
板を不二見研磨材（株）製ＧＣ＃６００を用いて、遊星
運動を行う両面ラップ装置で加工を行い、原料基板を準
備した。このときの原料基板精度は、平行度は３μｍ、
平坦度は２２μｍ（平坦度／対角長：３９×１０^-6）で
あり、中央部分が高い形状となっていた。なお、平行度
及び平坦度の測定は、黒田精工社製フラットネステスタ
ー（ＦＴＴ−１５００）を使用した。そして、この板を
図３に示す装置の基板保持台に装着した。この場合、装
置は、モーターに加工ツールを取り付け回転できる構造
と加工ツールにエアーで加圧できる構造のものを使用し
た。また、加工ツールは、Ｘ，Ｙ軸方向に基板保持台に
対してほぼ平行に移動できる構造となっている。加工ツ
ールは、３０．６ｃｍ²（外径８０ｍｍφ、内径５０ｍ
ｍφ）のドーナツ状のレジンボンドダイヤモンド砥石＃
８００を使用した。次に、加工ツールの回転数２０００
ｒｐｍ、加工圧力３ｋＰａで被加工物上を移動させ、基
板全面を加工した。このときクーラントとしてクレノー
トン社製クレカットを水に１００倍に希釈して使用し
た。加工方法は、図４において矢印のように、Ｘ軸に平
行に加工ツールを連続的に移動させ、Ｙ軸方向へは２０
ｍｍピッチで移動させる方法を採った。この条件での加
工速度は予め測定して、２０μｍ／ｍｉｎであった。加
工ツールの移動速度は、基板形状で最も低い基板外周部
で３０ｍｍ／ｓｅｃとし、基板各部分での移動速度は基
板各部分での加工ツールの必要滞在時間を求め、これか
ら移動速度を計算して加工ツールを移動させ、両面の処
理を行った。このときの加工時間は、１００分であっ
た。その後、基板を両面ポリッシュ装置で５０μｍポリ
ッシュ後、平坦度を測定したところ、３．２μｍ（平坦
度／対角長：５．７×１０^-6）であった。このときのフ
ラットネス測定装置は黒田精工社製のフラットネステス
ターを使用した。

【００３９】［実施例２］実施例１と同様の合成石英基
板を両面ポリッシュ機で５０μｍポリッシュする前に、
外径８０ｍｍ、内径５０ｍｍの加工ツールにセリウムパ
ットを貼り付けたツールを用い、酸化セリウムを水に１
０重量％懸濁させたスラリーをかけながら加工を行っ
た。この条件での加工速度は２μｍ／ｍｉｎであった。
ツール移動条件はダイヤモンド砥石のツール移動条件と
同様に決定した。このときの加工時間は、１２０分であ
った（合計２２０分）。その後、両面ポリッシュ装置で
５０μｍポリッシュ後、平坦度を測定した結果、１．９
μｍ（平坦度／対角長：３．４×１０^-6）であった。

【００４０】［実施例３］研削用加工ツールを使用せ
ず、加工ツールとしてセリウムパットだけを使用し、加
工を実施した以外は、実施例１と同じように行った。

【００４１】［実施例４］加工ツールを材質ＦＣＤ４５
０に５ｍｍピッチで１ｍｍの溝を切ったラップ定盤と
し、ラップ材としてＦＯ＃１０００を使用した以外は、
実施例１と同じように行った。

【００４２】［実施例５］加工ツールとしてＧＣ＃３２
０番砥石を用いた以外は、実施例１と同じように行っ
た。

【００４３】［実施例６］加工ツールとしてＷＡ＃１０
００砥石を用いた以外は、実施例１と同じように行っ
た。

【００４４】［実施例７］基板サイズを大きさ５２０×
８００ｍｍ（対角長：９５４ｍｍ）、厚さ１０．３ｍｍ
とした以外は、実施例１と同じように行った。

【００４５】［実施例８］基板サイズを実施例７と同様
の５２０×８００×１０．３ｍｍとした以外は、実施例
２と同じように行った。

【００４６】［実施例９］加工ツール形状を３．９ｃｍ
²（外径３０ｍｍφ、内径２０ｍｍφ）とした以外は、
実施例１と同じように行った。

【００４７】［実施例１０］加工ツール形状を５０ｃｍ
²（外径１００ｍｍφ、内径６０ｍｍφ）とした以外
は、実施例１と同じように行った。

【００４８】［実施例１１］実施例１と同様の合成石英
基板を実施例１と同様に基板保持台に装着し、サンドブ
ラストノズルはＸ，Ｙ軸方向に基板保持台に対して、ほ
ぼ平行に移動できる構造となっている。砥粒は不二見研
磨材（株）製ＦＯ＃８００を使用し、エアー圧力は０．
１ＭＰａとした。サンドブラストノズルは１ｍｍ×４０
ｍｍの長方形の形状をしたものを使用し、サンドブラス
トノズルと基板面との間隔は４０ｍｍとした。加工方法
は図４のようにＸ軸に平行にサンドブラストノズルを連
続的に移動させ、Ｙ軸方向へは２０ｍｍピッチで移動さ
せる方法を採った。この条件での加工速度は、予め測定
して、３００μｍ／ｍｉｎであった。サンドブラストノ
ズルの移動速度は、基板形状で最も低い基板外周部で５
０ｍｍ／ｓｅｃとし、基板各部分での移動速度は加工速
度から基板各部分でのサンドブラストノズルの必要滞在
時間を求め、これから移動速度を計算し、ステージの移
動により加工位置を移動させ、両面の処理を行った。そ
の後、基板を両面ポリッシュ装置で５０μｍポリッシュ
後、平坦度を測定したところ、３．２μｍ（平坦度／対
角長：５．７×１０^-6）であった。このときのフラット
ネス測定装置は、黒田精工社製のフラットネステスター
を使用した。

【００４９】［実施例１２］砥粒を不二見研磨材（株）
製ＧＣ＃８００とし、エアー圧力を０.０８ＭＰａとし
た以外は、実施例１１と同じように行った。

【００５０】［実施例１３］砥粒をＦＯ＃６００とし、
エアー圧力を０.０５ＭＰａとした以外は、実施例１１
と同じように行った。

【００５１】［実施例１４］砥粒をＧＣ＃３０００と
し、エアー圧力を０.１５ＭＰａとした以外は、実施例
１１と同じように行った。

【００５２】［実施例１５］砥粒をＦＯ＃３０００と
し、エアー圧力を０.１５ＭＰａとした以外は、実施例
１１と同じように行った。

【００５３】［実施例１６］基板サイズを大きさ５２０
×８００ｍｍ（対角長：９５４ｍｍ）、厚さ１０.４ｍ
ｍとした以外は、実施例１１と同じように行った。

【００５４】［実施例１７］サンドブラストノズルと基
板面との間隔を任意に制御可能な構造とし、Ｘ，Ｙステ
ージのそれぞれの移動速度は１０ｍｍ／ｓｅｃとした。
実施例１１と同様に予め基板表面形状をコンピューター
に記憶させておき、凸部分ではノズルと基板との距離を
近くし、凹部分では距離を離すという制御を行った。サ
ンドブラストノズルと基板面との距離は、３０〜１００
ｍｍの間で変動させた。なお、砥粒はＦＯ＃８００を使
用した。

【００５５】［実施例１８］大きさ３３０×４５０ｍｍ
（対角長：５５８ｍｍ）、厚さ５．４ｍｍの合成石英基
板を準備した。このときの原料基板精度は、平行度は７
０μｍ、平坦度は４０μｍの形状となっていた。なお、
平行度及び平坦度の測定は、黒田精工社製フラットネス
テスター（ＦＴＴ−１５００）を使用した。そして、こ
の板を図３に示す装置の基板保持台に装着した。この場
合、装置は、モーターに加工ツールを取り付け回転でき
る構造と加工ツールにエアーで加圧できる構造のものを
使用した。また、加工ツールは、Ｘ，Ｙ軸方向に基板保
持台に対してほぼ平行に移動できる構造となっている。
加工ツールは、３０．６ｃｍ²（外径８０ｍｍφ、内径
５０ｍｍφ）のドーナツ状のレジンボンドダイヤモンド
砥石＃８００を使用した。次に、加工ツールの回転数２
０００ｒｐｍ、加工圧力３ｋＰａで被加工物上を移動さ
せ、基板全面を加工した。このときクーラントとしてク
レノートン社製クレカットを水に１００倍に希釈して使
用した。加工方法は、図４において矢印のように、Ｘ軸
に平行に加工ツールを連続的に移動させ、Ｙ軸方向へは
２０ｍｍピッチで移動させる方法を採った。この条件で
の加工速度は予め測定して、２０μｍ／ｍｉｎであっ
た。加工ツールの移動速度は、基板形状で最も低い基板
外周部で３０ｍｍ／ｓｅｃとし、基板各部分での移動速
度は基板各部分での加工ツールの必要滞在時間を求め、
これから移動速度を計算して加工ツールを移動させ、両
面の処理を行ったのち平坦度と平行度の測定を行った。
このときの加工時間は、両面ラップでの平行度修正後、
平坦度修正を行った場合の合計時間に対し８０％の時間
であった。

【００５６】［実施例１９］加工ツールを材質ＦＣＤ４
５０に５ｍｍピッチで１ｍｍの溝を切ったラップ定盤と
し、ラップ材としてＦＯ＃１０００を使用した以外は、
実施例１８と同じように行った。

【００５７】［実施例２０］基板サイズを大きさ５２０
×８００ｍｍ（対角長：９５４ｍｍ）、厚さ１０．３ｍ
ｍとした以外は、実施例１８と同じように行った。

【００５８】［実施例２１］実施例１８と同様の合成石
英基板を実施例１８と同様に基板保持台に装着した。サ
ンドブラストノズルはＸ，Ｙ軸方向に基板保持台に対し
て、ほぼ平行に移動できる構造となっている。砥粒は不
二見研磨材（株）製ＦＯ＃８００を使用し、エアー圧力
は０．１ＭＰａとした。サンドブラストノズルは１ｍｍ
×４０ｍｍの長方形の形状をしたものを使用し、サンド
ブラストノズルと基板面との間隔は４０ｍｍとした。加
工方法は図４のようにＸ軸に平行にサンドブラストノズ
ルを連続的に移動させ、Ｙ軸方向へは２０ｍｍピッチで
移動させる方法を採った。この条件での加工速度は、予
め測定して、３００μｍ／ｍｉｎであった。サンドブラ
ストノズルの移動速度は、基板形状で最も速い部分（最
も凹んだ部分）で５０ｍｍ／ｓｅｃとし、基板各部分で
の移動速度は加工速度から基板各部分でのサンドブラス
トノズルの必要滞在時間を求め、これから移動速度を計
算し、ステージの移動により加工位置を移動させ、両面
の処理を行った。

【００５９】［実施例２２］砥粒を不二見研磨材（株）
製ＧＣ＃８００とし、エアー圧力を０.０８ＭＰａとし
た以外は、実施例２１と同じように行った。

【００６０】［実施例２３］砥粒をＧＣ＃３０００と
し、エアー圧力を０.１５ＭＰａとした以外は、実施例
２１と同じように行った。

【００６１】［実施例２４］基板サイズを大きさ５２０
×８００ｍｍ（対角長：９５４ｍｍ）、厚さ１０.４ｍ
ｍとした以外は、実施例２１と同じように行った。

【００６２】［実施例２５］基板サイズを大きさ７００
×１１００ｍｍ（対角長：１３０４ｍｍ）、厚さ１０.
４ｍｍとした以外は、実施例２１と同じように行った。

【００６３】［比較例１］実施例１と同様の合成基板を
部分加工による精度修正を行わず、両面ラップ装置、両
面研磨装置で加工し、ラップでは、不二見研磨材（株）
製ＦＯ＃１０００を水に１０重量％懸濁させ、ラップス
ラリーとして使用した。研磨では酸化セリウムを水に１
０重量％懸濁させ、研磨スラリーとして使用した。

【００６４】［比較例２］基板サイズが大きさ５２０×
８００ｍｍ（対角長：９５４ｍｍ）、厚さ１０.３ｍｍ
の合成石英基板を使用した以外は、比較例１と同じよう
に行った。

【００６５】［比較例３］加工ツールとして６３ｃｍ²
（外径１２０ｍｍφ、内径８０ｍｍφ）とした以外は、
実施例１と同じように行った。

【００６６】以上の結果を表１〜４に示す。

【００６７】

【表１】

【００６８】

【表２】

【００６９】

【表３】

【００７０】

【表４】

【００７１】

【発明の効果】本発明の大型基板を露光に使用すること
で、露光精度、特に重ね合わせ精度及び解像度が向上す
るため、高精細な大型パネルの露光が可能となる。ま
た、本発明の加工方法により安定して高平坦度の大型フ
ォトマスク用基板を取得することが可能となる。パネル
露光時のＣＤ精度（寸法精度）が向上することで微細パ
ターンの露光が可能となり、パネルの歩留まりの向上に
もつながる。更に、本発明の製造方法により平行度を整
える工程と平坦度を整える工程とを１つにまとめること
ができ、製造に要する合計時間も短くなることで、経済
的且つ高精度の大型基板を取得することが可能となる。
また、本発明の加工方法を応用することで、任意の形状
の表面形状を創生することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】フォトマスク用基板に露光した場合の光路を説
明する図で、（Ａ）は上面が凹状、（Ｂ）は上面が凸状
の基板の光路を示す。

【図２】基板を加工定盤でポリッシュするときの態様を
示し、（Ａ）は基板の垂直保持時の形状を示す正面図、
（Ｂ）は加工時に定盤に倣っている状態を示す正面図、
（Ｃ）はそのときの下定盤での反発力を示す説明図であ
る。

【図３】加工装置の概要を示す斜視図である。

【図４】加工ツールにおける移動態様を示す斜視図であ
る。

【符号の説明】

１基板１０基板保持台１１サンドブラストノズル

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１５年２月１７日（２００３．２．１
７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】符号の説明

【補正方法】変更

【補正内容】

【符号の説明】１基板１０基板保持台１１サンドブラストノズル１２砥粒の気流

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上田修平新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−１信越化学工業株式会社合成技術研究所内 (72)発明者渡部厚新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−１信越化学工業株式会社合成技術研究所内 (72)発明者田畑正樹新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−１信越化学工業株式会社合成技術研究所内Ｆターム(参考） 2H095 BC27 BC28 4G059 AA08 AB03 AB05 AC03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】平坦度／対角長が６．０×１０^-6以下で
ある対角長が５００ｍｍ以上の大型基板。
【請求項２】合成石英ガラス基板であることを特徴と
する請求項１記載の大型基板。
【請求項３】大型基板が、大型フォトマスク用基板で
あることを特徴とする請求項１又は２記載の大型基板。
【請求項４】大型基板が、ＴＦＴ液晶のアレイ側基板
であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項
記載の大型基板。
【請求項５】予め対角長が５００ｍｍ以上の大型基板
の平坦度を測定し、そのデータを基に基板の凸部分を加
工ツールにより部分的に除去して、上記大型基板の平坦
度を高めることを特徴とする大型基板の製造方法。
【請求項６】予め対角長が５００ｍｍ以上の大型基板
の平坦度及び平行度を測定し、そのデータを基に基板の
凸部分及び厚い部分を加工ツールにより部分的に除去し
て、上記大型基板の平坦度及び平行度を高めることを特
徴とする大型基板の製造方法。
【請求項７】大型基板が、合成石英ガラス基板である
ことを特徴とする請求項５又は６記載の大型基板の製造
方法。
【請求項８】部分除去方法が、研削、ラップ及び研磨
のいずれか１以上の方法であることを特徴とする請求項
５、６又は７記載の大型基板の製造方法。
【請求項９】前記研削、ラップ及び研磨のいずれか１
以上の方法が定圧で行われることを特徴とする請求項８
記載の大型基板の製造方法。
【請求項１０】部分除去方法が、サンドブラストによ
ることを特徴とする請求項５、６又は７記載の大型基板
の製造方法。
【請求項１１】基板及び／又は加工ツールを移動させ
て、基板表面の任意の位置を除去することを特徴とする
請求項５乃至１０のいずれか１項記載の大型基板の製造
方法。