JP2010502538A - 石英ガラス基板およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】石英ガラス基板の仮想温度分布が40℃以下であり、かつハロゲン濃度が400ppm未満とする。
【選択図】図2
Description
2)該ガラス基板の表面に感光性有機膜(いわゆるフォトレジスト)を形成
3)最終的な基板の凹パターンに該当する領域の感光性有機膜にのみ電子線、X線や紫外線(波長180〜400nm)などの高エネルギー線を照射し、所望の領域の有機膜を露光する。続いてアルカリ性溶液や酸素ガスなどを用いて露光された有機膜を除去することにより、ガラス上の有機膜に凹凸パターンを形成する(最終的な基板の凹パターンに該当する領域にはガラスが露出し、凸パターンに該当する領域は有機膜で覆われている)。
5)ガラス基板表面の凸部領域上の有機膜をアルカリ性溶液、オゾンガス、又は硫酸と過酸化水素水との混合液などを用いて除去する。
本発明の態様2は、仮想温度分布が40℃以下であり、ハロゲン濃度が400ppm以上であり、かつハロゲン濃度分布が400ppm以下であることを特徴とする石英ガラス基板を提供する。
本発明の態様3は、本発明の態様1または2において、ハロゲンが塩素またはフッ素である石英ガラス基板を提供する。
(a)ガラス形成原料を火炎加水分解して合成石英ガラスブロックを成形する工程
(b)該石英ガラスブロックを800〜1400℃の温度にて1時間以上保持した後、該保持温度より200℃以上低い温度まで15℃/hr以下の速度で徐冷することにより、石英ガラスブロックの仮想温度を均一化する工程
(c)該石英ガラスブロックを所定の厚さで切断する工程
本発明の態様5は、合成石英ガラスブロックを成形する工程が、以下の工程を含むことを特徴とする態様4に記載の石英ガラス基板の製造方法を提供する。
(a1)火炎加水分解して得られる石英ガラス微粒子を基材に堆積および成長させ多孔質合成石英ガラスを得る工程
(a2)該多孔質合成石英ガラスを1300〜1600℃の温度にて5時間以上保持して透明合成石英ガラスを得る工程
(a3)該透明合成石英ガラスを石英ガラスブロックに成形する工程
本発明の態様6は、工程(c)を経た後の石英ガラスブロック内の仮想温度分布を40℃以下となるようにする態様4または態様5に記載の石英ガラス基板の製造方法を提供する。
本発明の態様8は、平均エッチング速度に対するエッチング速度分布の比率が±1%以下であることを特徴とする石英ガラス基板を提供する。
かかる点から、本発明の石英ガラスでは、仮想温度分布が40℃以下かつハロゲン濃度分布が400ppm以下とした。
該石英ガラスブロックの中央からサンプル片を切り出し、39重量%フッ化水素水溶液を用いて石英ガラスをエッチングした場合のエッチング速度のハロゲン濃度依存性を調べた。
徐冷時間は、仮想温度が所定の温度に達し、かつその分布が均一になるために要する最低時間が好ましい。
四塩化珪素を原料とした火炎加水分解法(VAD法)により石英ガラス微粒子を基材に堆積及び成長させ多孔質合成石英ガラスをまず作製した。次いで、得られた多孔質合成石英ガラスを減圧雰囲気下で1450℃に加熱して透明な合成石英ガラス(OH濃度:30ppm)を得た。得られた合成石英ガラスを7.5inch型枠にセットし、窒素雰囲気下1800℃に加熱して7.5inch角×45cmの石英ガラスブロックに成型した。得られた石英ガラスブロックを同じく窒素雰囲気中にて、図4に示すそれぞれ異なる条件(例1、2及び3)で熱処理を行った。ついで、石英ガラスブロックの4側面を研削して6inch角×45cmブロックとし、中央部分、上端部分及び下端部分からそれぞれ0.25inch厚の基板を各1枚スライスして得た。
続いて同エリア内の39重量%フッ化水素酸水溶液によるエッチング速度分布を求めた。得られた結果を表1に示す。
この例の場合、石英ガラス中に含有される可能性のあるハロゲン元素は塩素のみである。しかし、蛍光X線分析により石英ガラス中の塩素濃度を測定したところ、検出限界(10ppm)以下であった。
多孔質合成石英ガラスの合成においてヘキサメチルジシロキサンを原料とする以外は、例3と全く同じ方法で石英ガラスブロックを作製する。得られるブロックの中央部分から0.25inch厚の基板を1枚スライスして、例3と同様の方法により研磨、仮想温度およびその分布を測定し、同エリア内の39重量%フッ化水素水溶液によるエッチング速度分布を求める。得られる結果を表1に示す。
本例の場合、石英ガラス中に含有される可能性のあるハロゲン元素は塩素のみである。しかし、蛍光X線分析により石英ガラス中の塩素濃度を測定したところ、検出限界(10ppm)以下である。
四塩化珪素を原料とした火炎加水分解法(VAD法)により多孔質合成石英ガラスをまず作製した。得られた多孔質合成石英ガラスを室温、四フッ化珪素/ヘリウム=5/95体積%の雰囲気下で1時間保持した後、減圧雰囲気下で1,450℃に加熱して透明なフッ素含有合成石英ガラス(OH濃度:30ppm)を得た。
得られた合成石英ガラスを7.5inch型枠にセットし、窒素雰囲気下1800℃に加熱して7.5inch角×45cm石英ガラスブロックに成型した。得られた石英ガラスブロックを同じく窒素雰囲気中にて例2と同じ条件で熱処理を行った。ついで、石英ガラスブロックの4側面を研削して6inch角×45cmブロックとし、中央部分から0.25inch厚の基板を1枚スライスして得た。
続いてフィゾー干渉計(ZygoMarkIV)により基板中央140mm角エリア内の633nm屈折率分布を測定した。得られた屈折率分布よりフッ素濃度分布を求めた(ここでフッ素濃度分布(ppm)=屈折率分布(ppm)×2.5)。
得られた結果を表1に示す。例1においては、同一ブロックから切出した3枚の基板間は勿論、各々の基板内においてもエッチング速度のバラツキは1%以上と大きい。しかるに、例2においては、同一ブロックから切出した3枚の基板間は勿論、各々の基板内においてもバラツキはいずれも1%以下と小さく良好である。また例3及び例4においても基板内エッチング速度のバラツキが1%以下と小さく例2同様良好である。
Claims (8)
- 仮想温度分布が40℃以下であり、かつハロゲン濃度が400ppm未満であることを特徴とする石英ガラス基板。
- 仮想温度分布が40℃以下であり、ハロゲン濃度が400ppm以上であり、かつハロゲン濃度分布が400ppm以下であることを特徴とする石英ガラス基板。
- ハロゲンが塩素またはフッ素である請求項1または2に記載の石英ガラス基板。
- (a)ガラス形成原料を火炎加水分解して合成石英ガラスブロックを成形する工程と、
(b)該石英ガラスブロックを800〜1400℃の温度にて1時間以上保持した後、該保持温度より200℃以上低い温度まで15℃/hr以下の速度で徐冷することにより、石英ガラスブロックの仮想温度を均一化する工程と
(c)該石英ガラスブロックを所定の厚さで切断する工程と
を含むことを特徴とする石英ガラス基板の製造方法。 - 合成石英ガラスブロックを成形する工程が、
(a1)火炎加水分解して得られる石英ガラス微粒子を基材に堆積および成長させて多孔質合成石英ガラスを得る工程と、
(a2)該多孔質合成石英ガラスを1300〜1600℃の温度にて5時間以上保持して透明合成石英ガラスを得る工程と、
(a3)該透明合成石英ガラスを石英ガラスブロックに成形する工程と
を含む請求項4に記載の石英ガラス基板の製造方法。 - 工程(c)を経た後の石英ガラスブロック内の仮想温度分布を40℃以下となるようにする請求項4または5に記載の石英ガラス基板の製造方法。
- ガラス形成原料にハロゲン原子を含まない化合物を用いる請求項4〜6のいずれかに記載の石英ガラス基板の製造方法。
- 平均エッチング速度に対するエッチング速度分布の比率が±1%以下であることを特徴とする石英ガラス基板。
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