JP2007057638A - 面取り大型基板及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】 対角長が５００ｍｍ以上の大型基板であって、基板上下面の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度がそれぞれ±０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする通常面取り加工部を有する大型基板。
【効果】 本発明によれば、大型基板の端面部（面取り）、特にＣ面取り寸法の精度が向上し、大型基板自身の歩留まりを向上できる。また、異形面取り（大面取り）の場合も同様に、面取り部の寸法精度向上により、露光装置に組み込み易くなり、露光装置セット時のトラブルを抑制することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、フォトマスク用合成ガラス基板、特にＴＦＴ液晶パネルのアレイ側のフォトマスク基板やカラーフィルター用フォトマスク基板に用いられる基板等として好適な面取り大型基板及びその製造方法に関する。

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とられている。
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とられている。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いずれの製造にも大型フォトマスクが必要であり、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。

一方、基板の端面を面取り機を用いて任意の形状に面取りすることが行われているが、面取り部、特にＣ面取り部分の寸法精度が劣り、また、基板の表面と面取り部の稜線部分が凸凹の状態の場合、その部分に付着した汚れが洗浄では落ちきれず、そこから基板面にこれらが発生してくるだけでなく、その汚れを除去するために再洗浄あるいは再研磨が必要となり、歩留まりの悪化を引き起こす。
特に、大面取り基板の場合、大面取り側を露光装置に組み込むが、その際面取り寸法が悪いと、露光装置に基板を組み込んだ時、基板が水平にセットされなかったりして装置上の不具合が生じる。

このような面取り加工部の寸法精度は、基板が大型になればなる程問題となり、特に対角長が５００ｍｍ以上の大型基板の場合、面取り加工部の寸法精度を所用範囲に維持し得なくなる。
このため、面取り加工部における寸法精度の高い大型基板及びそれを有利に製造する方法が望まれている。

なお、本発明に関連する先行文献としては、下記のものが挙げられる。
特開２００３−２９２３４６号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、基板の端面面取り部分の寸法精度がよく、かつ露光装置に組み込み易い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。

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、大型基板の平坦度をよくした後に、面取り加工することで、面取り寸法を精度よくすることができ、かつ露光装置セット時のトラブルを抑制す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。

即ち、従来、平坦度／対角長が６．０×１０^-6以下である対角長が５００ｍｍ以上の大型基板の製造方法が提案されているが（特許文献１：特開２００３−２９２３４６号公報）、このような製造方法により得られた高平坦度基板に対して面取り加工することにより、面取り寸法精度の高い面取り大型基板が得られることを見出したものである。

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。
請求項１：
対角長が５００ｍｍ以上の大型基板であって、基板表裏面の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度がそれぞれ±０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする通常面取り加工部を有する大型基板。
請求項２：
対角長が５００ｍｍ以上の大型基板であって、大面取り側の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度が面取り幅及び高さのいずれにおいても±０．１０ｍｍ以下であり、反対面側の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度が±０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする大面取り加工部を有する大型基板。
請求項３：
合成石英ガラス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、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、２又は３記載の大型基板。
請求項５：
大型基板が、ＴＦＴ液晶パネルのアレイ側基板又はカラーフィルター側基板であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の大型基板。
請求項６：
対角長が５００ｍｍ以上の基板の平坦度を予め高めて、基板表裏面における平坦度／対角長を６．０×１０^-6以下とした後、通常面取り加工を行って、基板表裏面の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度をそれぞれ±０．０５ｍｍ以下にしたことを特徴とする大型基板の製造方法。
請求項７：
対角長が５００ｍｍ以上の基板の平坦度を予め高めて、基板表裏面における平坦度／対角長を６．０×１０^-6以下とした後、大面取り加工を行って、大面取り側の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度を面取り幅、高さとも±０．１０ｍｍ以下であり、反対面側の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度を±０．０５ｍｍ以下にしたことを特徴とする大型基板の製造方法。

本発明によれば、大型基板の端面部（面取り）、特にＣ面取り寸法の精度が向上し、大型基板自身の歩留まりを向上できる。また、異形面取り（大面取り）の場合も同様に、面取り部の寸法精度向上により、露光装置に組み込み易くなり、露光装置セット時のトラブルを抑制することができる。

以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の基板は、特に大型合成石英ガラス基板に適用され、フォトマスク基板、ＴＦＴ液晶のアレイ側基板、カラーフィルター側基板等として好ましく用いられる。大きさは対角長が５００ｍｍ以上、好ましくは５００〜２，０００ｍｍの寸法を有するものである。なお、この基板の形状は、正方形、長方形等であってよい。また、この基板の厚さは制限されるものではないが、１〜２０ｍｍ、特に５〜１３ｍｍであることが好ましい。

本発明においては、上記大型基板において、その表裏面（表裏面）と側面との縁部（稜線部）を面取り加工したものであり、この場合、図１に示す通常面取りにおいては、基板表裏面の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度をそれぞれ±０．０５ｍｍとしたものであり、図２に示す大面取りの場合は、大面取り側の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度を面取り幅及び高さとも±０．１０ｍｍ以下、反対面側の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度を±０．０５ｍｍ以下としたものである。
なお、図１，２において、１は基板、２は通常面取り加工部、３は大面取り加工部である。

このような寸法精度の高い面取り加工部を得るためには、まず、面取り加工前に、大型基板の表裏面の平坦化処理を行う。この平坦化処理方法としては、例えば上記特許文献１の特開２００３−２９２３４６号公報に記載の方法を採用することができるが、これに制限されるものではない。この場合、特にはサンドブラスト処理により平坦化を行うことが好ましい。サンドブラスト処理は予め測定しておいた平坦度データに基づき、高さデータをコンピューターに記憶させ、高い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早くし、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。エアー圧力は、０．０５〜０．１５ＭＰａ、砥粒粒径は＃６００〜＃３０００が好ましい。

上記のような平坦化処理によって、大型基板の平坦度は、基板を垂直にした状態において、その表裏面の平坦度／対角長が６．０×１０^-6以下、好ましくは５．０×１０^-6以下、より好ましくは４．０×１０^-6以下である。なお、その下限は特に制限されないが、通常２×１０^-6以上である。

また、本発明の大型基板の平行度は５０μｍ以下、特に１０μｍ以下であることが好ましい。５０μｍを超えると基板を露光機に設置する場合に露光ギャップを少なくするための補正等の作業に負担が掛かる場合がある。この平行度を高める処理も、特開２００３−２９２３４６号公報に記載の方法によって行うことができる。

なお、上記表裏面の平坦度及び平行度の値は、フラットネステスター（黒田精工社製）等を用いて行うことができる。

上記のような平坦化処理後の基板平坦度は表裏面とも５〜１０μｍ程度になっている。その後、任意の形状に面取り加工を行う。この時、基板サイズは要求サイズに対し、面取り取り代として長辺、短辺とも１．０〜５．０ｍｍ大きい。面取りとしては通常面取り（表裏面：同じ面取り寸法）と、大面取り（表面側：面取り部分が大きい。裏面側：通常面取りと同じ面取り寸法）がある（図１，２）。各厚み、面取り種類毎に専用面取りホイールを使用する。面取りは通常ダイヤモンド研削で、粗研削、中研削、仕上げ研削の順で行われ、各研削工程で基板外周の周回回数が異なる。例えば通常面取りの場合、粗研削はダイヤモンド粒径＃１４０で６〜８周、中研削は＃４００で２周、仕上げ研削は＃８００〜１２００で３周し、面取りを仕上げる。また、大面取りの場合には、粗研削は＃１４０で５〜７周、中研削は＃１４０で１周、仕上げ研削は＃４００で２周、再度仕上げ研削を＃１２００で８周し、面取りを仕上げる。自動面取り機にかける際、まず専用テーブル上に基板を置き、そのテーブルを回転させながら専用面取りホイールの溝にあてがい研削する。この時基板の平坦度が悪いと、基板を回転テーブルに乗せて回転させたとき基板表面の凸凹に従い基板が水平に回転しないため面取りホイールの形状からずれて面取り寸法精度が悪くなる。面取り加工後、基板を自動洗浄機にて水洗し、自然乾燥させた後、面取り寸法自動測定機で面取り寸法を測定する。まず、基板を面取り寸法自動測定機のクランプ部に乗せ、固定させる。その後基板サイズ等を入力し、自動測定に移行する。３方向からＣＣＤカメラで基板端面をＰＣ画面にモニタリングし、画像処理で面取り寸法、コーナーＲ、直角度を算出する。
基板の平坦度がよければ、面取り部の寸法精度のよい基板を作り出すことが可能である。

ここで、本発明の面取り加工部２，３の精度は、上述したように、図１，２において、ｃは０．３０〜０．９０ｍｍ、特に０．６０〜０．８０ｍｍに設定され、その設定値に対し、±０．０５ｍｍ以下（−０．０５ｍｍ〜＋０．０５ｍｍ、以下同様）、特に±０．０４５ｍｍ以下の精度を有し、ａは６．３〜７．３ｍｍ、特に６．５〜７．１ｍｍに設定され、その設定値に対し、±０．１０ｍｍ以下、特に±０．０８ｍｍ以下、ｂは４．５〜５．５ｍｍ、特に４．７〜５．３ｍｍに設定され、その設定値に対し、±０．１０ｍｍ以下、特に±０．０８ｍｍ以下の精度を有するものである。

以下、本発明について実施例及び比較例を示して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。なお、下記例で、平坦度の測定はフラットネステスター（黒田精工社製）を用いて行い、面取り加工部の精度測定は、ガラス基板寸法測定器（東京精密・東精エンジニアリング社製）を用いて行った。

［実施例１］
大きさ５２０×８００ｍｍ、厚さ１０．０ｍｍの合成石英基板を＃８００を用いてサンドブラスト加工を行い、平坦度を高めた基板を準備した。この時の基板平坦度は表面４μｍ（平坦度／対角長＝４．２×１０^-6）、裏面５μｍ（平坦度／対角長＝５．２×１０^-6）であった。その後、端面面取り装置で通常面取り加工を行い、洗浄後、面取り寸法自動測定機にて面取り寸法を測定した。
図１において、ｃ＝０．７５ｍｍであり、面取り（Ｃ面取り）幅寸法精度は±０．０４ｍｍであった。

［実施例２］
基板の大きさが７００×８００ｍｍ、厚さ８．０ｍｍの合成石英基板を＃８００を用いてサンドブラスト加工を行い、平坦度を高めた基板を準備した。この時の基板平坦度は表裏面５μｍ（平坦度／対角長＝５．２×１０^-6）であった。その後、端面面取り装置で大面取り加工を行い、洗浄後、面取り寸法自動測定機にて面取り寸法を測定した。
図２において、ａ＝７．０ｍｍ、ｂ＝５．０ｍｍ、ｃ＝０．７５ｍｍであり、大面取り側面取り（Ｃ面取り）精度は、面取り幅、高さとも±０．０８ｍｍ、反対面側面取り（Ｃ面取り）精度は±０．０４ｍｍであった。

［比較例］
基板の大きさが８００×９２０ｍｍ、厚さ１０．０ｍｍの合成石英基板をスライス後、そのまま面取り装置で実施例２と同様にして大面取り加工を行った。この時の基板平坦度は表面１００μｍ（平坦度／対角長＝８．２×１０^-5）、裏面１３０μｍ（平坦度／対角長＝１．１×１０^-4）であった。
図２において、ａ＝８．５ｍｍ、ｂ＝４．３ｍｍ、ｃ＝０．５５ｍｍであり、面取り寸法を測定したところ、大面取り側面取り（Ｃ面取り）精度は、面取り幅、高さとも±２．０ｍｍ、反対面側面取り（Ｃ面取り）精度は、±０．１０ｍｍであった。

通常面取り加工を行った基板の概略断面図である。 大面取り加工を行った基板の概略断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ 通常面取り加工部
３ 大面取り加工部

Claims (7)

1. 対角長が５００ｍｍ以上の大型基板であって、基板表裏面の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度がそれぞれ±０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする通常面取り加工部を有する大型基板。
2. 対角長が５００ｍｍ以上の大型基板であって、大面取り側の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度が面取り幅及び高さのいずれにおいても±０．１０ｍｍ以下であり、反対面側の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度が±０．０５ｍｍ以下であることを特徴とする大面取り加工部を有する大型基板。
3. 合成石英ガラス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。
4. 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、２又は３記載の大型基板。
5. 大型基板が、ＴＦＴ液晶パネルのアレイ側基板又はカラーフィルター側基板であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の大型基板。
6. 対角長が５００ｍｍ以上の基板の平坦度を予め高めて、基板表裏面における平坦度／対角長を６．０×１０^-6以下とした後、通常面取り加工を行って、基板表裏面の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度をそれぞれ±０．０５ｍｍ以下にしたことを特徴とする大型基板の製造方法。
7. 対角長が５００ｍｍ以上の基板の平坦度を予め高めて、基板表裏面における平坦度／対角長を６．０×１０^-6以下とした後、大面取り加工を行って、大面取り側の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度を面取り幅、高さとも±０．１０ｍｍ以下であり、反対面側の面取り（Ｃ面取り）幅に対する寸法精度を±０．０５ｍｍ以下にしたことを特徴とする大型基板の製造方法。

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