JPH02204345A - ガラス基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、フォトマスクブランク、磁気記録媒体あるい
は光記録媒体等の情報記録媒体その他の基板材として利
用できるガラス基板に関する。

［従来の技術］ フォトマスクブランク、磁気記録媒体あるいは光記録媒
体等の情報記録媒体その他のいわゆる電子デバイス部材
は、一般に、基板の主表面上に所定の薄膜を形成して製
造される。

ところで、この薄膜形成の際に、該薄膜に異物が付着し
たり混入したりすると、ピンホールその他の表面欠陥の
原因となり、これら電子デバイス部材の品買を著しく低
下させる。

このため、周知のように、このような表面欠陥の原因と
なる異物が混入しないように、上述のような電子デバイ
ス部材の製造はクリーンな環境で行われる。

しかし、製造の際に有害となる異物は、外部から侵入す
るものだけでなく、製造材料そのもの自体から生ずるも
のもある。

すなわち、例えば、基板材として用いられるガラス基板
の表裏の面である主表面は、通常、薄膜°を形成する面
となる可能性があることから極めて平滑に形成されるの
で問題はないが、側部等に残存する突起や凹部によって
製造工程中に異物が発生する場合があることが知られて
いる。

これは、ガラス基板の側面部等に四部があると。

この凹部に、製造前あるいは製造中に異物としてのゴミ
やホコリあるいはガラスの微細破片等が捕捉される。そ
して、製造工程中において、前記ガラス基板が洗浄用キ
ャリアやケース、スパッタリング用トレイ、カセット等
の製造治具に接触したり、あるいは、これら治具の表面
上を摺動したりした際、または、前記ガラス基板を超音
波洗浄した際に、前記凹部に捕捉された異物が前記凹部
から脱離する場合がある。

また、前記ガラス基板の側面部が上述の製造治具に接触
したりあるいはこれら治具の表面上を摺動したりした際
に、側面部の剥離しかかつていたガラスの破片（ガラス
基板側面部の凹凸を中心とした部分的な割れに起因する
欠は等も含む）が脱離する場合もある。

さらには、上述の治具と凸部（突起部）を有する前記ガ
ラス基板側面部とが摺動した際に、前記突起部が治具を
削って異物を生じさせる場合もある。

このようなことから、従来より、ガラス基板側面部表面
を平滑化することにより、上述のような異物が発生する
のを防止できるようにしたガラス基板が知られている（
特公昭６１−３４６６９号公報、特公昭６０−５５８２
７号公報参照）。

特公昭８１−３４８８９号公報に記載のガラス基板は、
ガラス基板の側周縁部に鏡面研磨加工を施して、該側周
縁部を平滑化したものである。

また、特公昭６０−５５８２７号公報に記載のガラス基
板は、ガラス基板の面取り加工面のマイクロクラックを
構成する多数の微細な突起を消去する処理、すなわち、
鏡面研磨加工、エツチング処理もしくは火焔溶融処理を
施して、前記面取り加工面を平滑化したものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来のガラス基板には以下の問題点があ
った。

■　鏡面研磨加工により平滑化して得たガラス基板の場
合 この種のガラス基板は、素材ガラス板から切り出した基
板素材の側面部を粗研磨して形状出しを行い、しかる後
、鏡面研磨を行う。

この場合、粗研磨後の側面部の表面粗さ、もしくは、ク
ラックの深さは数十〜数百μｍ（例えば、１０〜３００
μｍ）にも達する。このなめ、側面部を鏡面仕上げとす
るためには、数十〜数百μｍに渡る深い鏡面研磨加工を
施さなければならない。

ところが、ガラス基板の鏡面研磨加工を上述のように深
く施す場合、寸法精度を維持しつつ一様に加工すること
は事実上極めて困難である。それゆえ、鏡面加工後の寸
法精度が大ｒｊＪに悪化する虞が大きかった。

しかも、鏡面研磨加工は、通常、１つの側面部を加工す
るにも長時間を要する。しかるに、例えば、正方形状あ
るいは長方形状のガラス基板を得ようとすると、１枚の
基板について少なくとも４つの面を加工する必要がある
。それゆえ、加工に著しく長時間を要し、生産コストそ
の他生産管理上から極めて不利である。

■　エツチングにより平滑化して得たガラス基板の場合 粗研磨までの加工工程は前記■の場合と同じである。こ
の基板は、粗研磨後にエツチング処理によって鏡面仕上
げしようとするものである。

この場合、上述のように、粗研磨後の表面粗さは数十〜
数百μｍに達する。したがって、少なくとも数十〜数百
μｍ程度の深いエツチングが必要である。

しかしながら、通常、ガラスにこのような深いエツチン
グ加工を施した場合、所望の鏡面仕上げ精度を得ること
は著しく困難である。すなわち、深いエツチングにより
、場所によっては逆に大きい凹凸浸蝕面が生ずる場合も
あるからである。また、これにとしなって寸法精度も確
保することができない場合が多い。しかも、エツチング
の際には、基板の主表面（クロム膜等の形成面）をマス
キングする必要があることから、エツチング作業も煩雑
である。

■　火焔溶融法により平滑化して得たガラス基板の場合 この場合は、■、■と同様に粗研磨した側面部をガラス
が溶ける温度（通常、６００℃以上）まで加熱して平滑
化するものである。

しかし、この方法は、加熱による熱ショックによってガ
ラス基板が破損したり、ガラス基板に反りが生じて平面
度が悪くなるという虞がある。

本発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、比
較的簡単な構成により、ガラス基板の外径寸法や平面度
を悪化させることなく、しかも、低コストで平滑化を可
能にしたガラス基板を得ることを目的としたものて゛あ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、以下の構成とすることで上述の課題を解決し
ている。

すなわち、基本的には、 ガラス基板の少なくとも側面部表面に薄膜を形成して該
側面部表面を平滑化したことを特徴とする構成とし、 また、より好ましくは、 前記構成において、前記ガラス基板の少なくとも側面部
表面に形成する薄膜は、 ケイ素のアルコキシドの加水分解物または金属のアルコ
キシドの加水分解物を含む溶液を前記ガラス基板の側面
部表面に塗布して形成したものであることを特徴とした
構成としている。

［作用］ 前記基本的構成において、側面部表面に薄膜を形成する
ことにより、該側面部表面を平滑化してい゛る。これに
より、粗研磨等によってガラス基板の形状・寸法を所定
の精度に整えた後、前記薄膜を形成する処理を施すこと
により、ガラス基板の形状・寸法を常に正確なものとす
ることができる。

ちなみに、従来においては、形状・寸法を正確に制御で
きない深い鏡面研磨もしくはエツチング、あるいは、ガ
ラス基板の反り等が生ずる火焔溶融処理を施すため、所
望の寸法精度や平面度を出すことが困難であった。

また、前記薄膜形成は、前記従来の鏡面研磨、エツチン
グあるいは火焔溶融処理を行う場合に比較してその作業
時間を短くでき、また、設備等も簡単なものとすること
が可能であるから、生産管理上からも極めて有利である
。

さらに、側面部表面に形成する薄膜を、ケイ素のアルコ
キシドの加水分解物または金属のアルコキシドの加水分
解物を含む溶液を前記ガラス基板の側面部表面に塗布し
て形成するようにすれば、平滑で強固な薄膜を極めて簡
便に形成することが可能となる。

［実施例］ （実施例１） 第１図は、本発明の実施例１にかかるガラス基板の一部
破断斜視図、第２図は第１図における■−■線断面図、
第３図は第１図における■−■線断面図、第４図は第２
図の一部拡大図である。以下、これらの図面を参照しな
がら実施例１を詳述する。なお、本実施例は、本発明を
フォトマスク用基板に適用した例である。

図において、符号１は略正方形状をなした板状のガラス
基板本体、符号２ａ及び２ｂはそれぞれ第１主表面及び
第２主表面（ガラス基板本体１の表裏の面）、符号３ａ
、３ｂ、３ｃ及び３ｄは前記ガラス基板本体１の４つの
側面部、符号４ａ１゜４ａ２．４ｂ１．４ｂ２．４ｃ１
．４ｃ２　。

４ｄ、４ｄ２は、前記側面部３ａ、３ｈ、３ｃ及び３ｄ
のそれぞれの一部をなす面取り部、符号５ａ、５ｂ、５
ｃ及び５ｄは前記側面部３ａ。

３ｂ、３ｃ及び３ｄの表面に形成された薄膜である。

前記ガラス基板本体１は、厚さ３．３ｍｍの石英ガラス
板を１５５　Ｘ１５５　ｍｒｒｉの正方形状に切り出し
、４つの側面部（３ａ、　３ｂ、３ｃ及び３ｄ＞を４０
０番のＳｉＣ粉末を用いて粗研磨して１５２Ｘ１５２ｍ
ｒｎの正方形状にするとともに、表裏の面（第１主表面
２ａ及び第２主表面２ｂ）と前記側面部（３ａ、３ｂ、
３ｃ及び３ｄ）とが交差する部分に面取り処理を施して
面取り部４ａ、４ｂ。

４ｃ及び４ｄを形成したものである。なお、この場合、
前記側面部３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄ（面取り部４ａ１
．４ａ２，４ｂ１．４ｂ２．４ｃ１　。

４ｃ２．４ｄ１．４ｄ２を含む）の表面粗さは、１０μ
ｍであった。

また、前記薄１１ｉ５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄは、以下
の手順により形成したものである。

ａ、前記粗研磨したガラス基板本体１を清浄な水でよく
洗浄する。

ｂ、前記側面部３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄに、以下のよ
うにして調合した溶液を塗布する。

すなわち、水、ケイ素のアルコキシドであるメチルトリ
エトキシシラン（Ｈ３Ｃ８ｉ（ＯＣ２Ｈ５）３）、メタ
ノール、酢酸及びホルムアミド（ＮＨ２ＣＯＨ）とをモ
ル比で次の割合で混合した溶液。

（水）：（メチルトリエトキシシラン）：（メタノール
）：（酢酸）：（ホルムアミド）＝１　：　２　：　５
　：０．１　　：０．１この場合、この混合により、メ
チルトリエトキシシランと水とにより加水分解が生じ、
これによって生じた加水分解物はメタノールに溶は込む
。

なお、この溶液塗布により、前記ガラス基板本体１の側
面部３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄには、厚さ約２０μｍの
薄膜５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが形成される。

ｃ９前記溶液を塗布後のガラス基板本体１をオーブンに
より３００℃で１５分間加熱する。

ｄ、前記ガラス基板本体１の第１主表面２ａ及び第２主
表面２ｂを１０００番の酸化アルミニウム及び粒径１μ
ｍの酸化セリウムを用いた研磨剤により精密研磨を行う
。

Ｃ３前記精密研磨後のガラス基板本体１を洗浄し、乾燥
させる。

これにより、外径寸法が１５２　Ｘ１５２　ｍｍのフォ
トマスク用ガラス基板が得られる。こうして得られたガ
ラス基板の側面部３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄの表面粗さ
を測定したところ、０．３μｍであった。

なお、以後、このフォトマスク用ガラス基板の第１主表
面２ａまたは第２主表面２ｂに、例えば、スパッタリン
グ法等により、例えば、厚さ８００人程度のクロム膜（
遮光性膜）を形成し、洗浄することにより、フォトマス
クブランクを得ることができる。こうして得られたフォ
トマスクブランクの遮光性膜表面に、Ｈｅ−Ｎｅレーザ
光を照射してその散乱光を検出する表面欠陥検査法を用
いて検査したところ、１μｍ以上の大きさの表面付着物
（異物）が８個、１μｍ以上の大きさのピンホールが２
個であった。

（実施例２） この実施例も、前記実施例１と同様に、フォトマスク用
ガラス基板を得る例であるが、この実施例では、基板素
材たるガラスとして、アルミノボロシリケートガラスを
用い、また、薄膜を形成するために塗布する溶液として
、前記実施例１における溶液と、メタノールに微細シリ
カ粒子を混入させた溶液とを混合した溶液を用いた点が
前記実施例１と異なる。なお、その他の点は前記実施例
１と同じであるので同一の点の詳細説明は省略する。

この実施例に用いる溶液の詳細は以下の通りである。

すなわち、この実施例で用いる溶液は、前記実施例１で
用いた溶液と、粒径が０．１μｍのシリカ粒子を３０重
皿％含有するメタノール溶液とを、重量比で２０：１の
割合で混合した溶液である。

この実施例のガラス基板本体１の側面部３ａ３ｂ、３ｃ
及び３ｄの表面粗さを測定したところ０．３μｍであっ
た。また、この実施例によるガラス基板を用いて作成し
たフォトマスクブランクの表面欠陥検査を行ったところ
、１μｍ以上の大きさの表面付着物が１４個、１μｍ以
上の大きさのピンホールが３個であった。

また、粒径が０．１μｍのシリカ粒子を混入させて形成
した薄膜は、実施例１の薄膜に比べて硬度の高い膜とな
り、耐摩耗性、耐衝撃性等機械的強度の強い薄膜が得ら
れる。

（比較例） 実施例１において、前記薄膜（５ａ、５ｂ、５Ｃ及び５
ｄ）形成工程のみを省いてフォトマスクブランクを作成
した。その場合の側面部（３ａ。

３ｂ、３ｃ及び３ｄ）の表面粗さは１０μｍであった。

また、このフォトマスクブランクの表面欠陥検査を行っ
たところ、１μｍ以上の大きさの表面付着物が６０個、
１μｍ以上の大きさのピンホールが１０個であった。

以上詳述した実施例１、実施例２及び比較例において作
成したフォトマスクブランクの表面欠陥（１μｍ以上の
表面付着物（異物）及びとンホール）の数をまとめて表
１に示す。

表１ 表１から明らかなように、薄膜形成を行った各実施例で
は、薄膜形成を行わなかった比較例に比べて著しく表面
欠陥の数が少ない。すなわち、上記各実施例のガラス基
板を用いることにより著しく表面欠陥の少ないフォトマ
スクブランクを得ることができるという利点が得られる
。

また、前記各実施例では、溶液塗布後に熱処理を施して
いることから、形成された薄膜が極めて硬く強度の強い
ものとなるとともに、高真空雰囲気中でのスパッタリン
グ法によってクロム膜等を形成する際に、薄膜からガス
が発生する等の虞を防止できる。

なお、以上の各実施例では、ガラス基板本体１として、
石英ガラス及びアルミノボロシリケートガラスを用いた
例を掲げたが、本発明はこれに限られるものではなく、
例えばソーダライムガラスその他のガラスを用いてもよ
い。

また、前記各実施例では、薄！＜５ａ、５ｂ。

５ｃ及び５ｄ）を形成する溶液に混入させるケイ素のア
ルコキシドとしてメチルトリエトキシシランを掲げたが
、これも例えば、テトラエトキシシラン（Ｓ　ｉ　（Ｏ
Ｃ２Ｈ５）　４　）等の他のケイ素のアルコキシドやト
リエトキシアルミニウム（１（ＯＣ２Ｈ５）３）等の金
属のアルコキシドでもよく、あるいは、一部にメチル基
やエチル基等を含むケイ素もしくは金属のアルコキシド
であってもよい。

さらに、前記実施例２では、溶液中に含有させる粒子と
してシリカ粒子を用いたが、アルミナ、ジルコニア、チ
タニアその他の粒子であってもよく、またその粒径も必
ずしも０．１μｍでなくてもよい。ただし、１μｍ以下
であることが望ましい。

これは、溶液中に混入された粒子が溶液とともにガラス
基板側面に塗布されることによって該ガラス基板側面の
凹部を埋め、あるいは、クラックに流れ込んでこれを埋
める作用をなすが、その作用が有効に働くためには１μ
ｍ程度以下の大きさであることが望ましいからである。

また、前記ガラス基板本体１の形状は、正方形に限らず
、長方形であってもよいし、円形であってもよい。

さらに、前記各実施例では、溶液塗布後に精密研磨して
いるが、これは、溶液塗布前に精密研磨してもよい。た
だし、溶液塗布後に精密研磨すれば、溶液塗布時に主表
面に付着した溶液も精密研磨によって除去でき、別個の
溶液除去の処理を省略することができるとともに、主表
面の精密研磨の際に側面部の凹部やクラックに異物が入
り込むことがなくなる。

また、溶液塗布に際しては、ガラス基板本体１を１枚づ
つ別個に塗布してもよいし、複数枚重ねて一度に塗布し
てもよい。複数枚重ねて塗布する場合には、クロム膜等
を形成する主表面どうしを相対向させて重ねることによ
り、この主表面に溶液が付着することを防止できる。

また、前記各実施例では溶液塗布後に熱処理を行ってい
るが、これも、後の工程でガスが発生する虞が生ずるよ
うな工程がなく、かつ、後の工程において、激しい摺動
等がないために、薄膜の強度がそれ程要求されないよう
な場合には省略してもよい。

さらに、前記各実施例では、側面部に面取り部が形成さ
れた場合について述べたが、面取り部がない場合であっ
てもよいことは勿論である。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明は、ガラス基板の少なくと
も側面部表面に薄膜を形成して該側面部表面を平滑化し
た構成とすることにより、比較的簡単な構成で、ガラス
基板の外径寸法や平面度を悪化させることなく、しかも
、低コストで平滑化を可能にしたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例１にかかるガラス基板の一部
破断斜視図、第２図は第１図における■−ｎ線断面図、
第３図は第１図の■−■線断面図、第４図は第２図の一
部拡大図である。 １・・・ガラス基板本体、２ａ・・・第１の主表面、２
ｂ・・・第２の主表面、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ−側面
部、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ＝ｉ膜。 出顯人ホーヤ株式会社 代理人　弁理士　阿仁屋節雄（ばか２名）第１　図 第２図 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ガラス基板の少なくとも側面部表面に薄膜を形成
   して該側面部表面を平滑化したことを特徴とするガラス
   基板。
2. （２）請求項（１）記載のガラス基板において、前記ガ
   ラス基板の少なくとも側面部表面に形成する薄膜は、 ケイ素のアルコキシドの加水分解物または金属のアルコ
   キシドの加水分解物を含む溶液を前記ガラス基板の側面
   部表面に塗布して形成したものであることを特徴とした
   ガラス基板。