KR20180023829A - 각형 유리 기판 및 그의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
표면과, 이면과, 4개의 측면과, 표면과 각 측면 및 이면과 각 측면 사이에 각각 형성된 8개의 모따기면을 갖는 각형 유리 기판이며,
표면과 이 표면측의 모따기면 사이의 능선부에, 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 평균 구배가 25％ 이하인 제1 곡면을 가짐과 함께, 측면과 상기 표면측의 모따기면 사이의 능선부에, 이 측면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 평균 구배가 30％ 이상인 제2 곡면을 갖고, 또한
판 두께가 6㎜ 이상인 각형 유리 기판.
본 발명의 각형 유리 기판에 의하면, 세정 방식에 관계없이, 세정 후의 서브미크론 사이즈의 표면 오염을 억제하여, 제조 수율의 저하를 억제할 수 있다.
표면과 이 표면측의 모따기면 사이의 능선부에, 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 평균 구배가 25％ 이하인 제1 곡면을 가짐과 함께, 측면과 상기 표면측의 모따기면 사이의 능선부에, 이 측면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 평균 구배가 30％ 이상인 제2 곡면을 갖고, 또한
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본 발명의 각형 유리 기판에 의하면, 세정 방식에 관계없이, 세정 후의 서브미크론 사이즈의 표면 오염을 억제하여, 제조 수율의 저하를 억제할 수 있다.
Description
본 발명은 주로 반도체 관련 전자 재료에 사용되는 각형 유리 기판, 특히 최첨단 용도의 포토 마스크용 합성 석영 유리 기판이나 나노 임프린트용으로 사용되는 각형 유리 기판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
유리 기판 상의 결함의 종류로서는, 피트나 스크래치와 같은 흠집으로 분류되는 것 이외에, 오염이나 강고하게 부착된 파티클과 같은 볼록 형상의 결함을 들 수 있다. 유리 기판의 연마 공정에서의 잔사나, 세정 공정에서의 오염에 의해 유리 기판 표면에 오염이나 파티클이 부착된 채 성막해 버리면, 패터닝 시에 배선의 단락이나 결손의 원인이 되는 경우가 있다. 그로 인하여, 유리 기판의 세정 공정에서 오염이나 파티클을 제거하는 것이 중요해지고 있다.
예를 들어, 특허문헌 1(일본 특허 공개 평11-109607호 공보)에서는, 유리 기판의 제조 공정 중의 균열이나 결손을 방지하고, 또한 세정 시에 이물 제거를 용이하게 하기 위하여, 표리의 면과 측면이 교차하는 능선부에 모따기를 실시하고, 모따기면과 표리의 면 및 측면이 교차하는 능선부를 둥글게 형성(곡률 반경 R이 0.01 내지 0.3㎜)한 유리 기판이 제안되고 있다.
또한, 특허문헌 2(국제 공개 제2013/031548호)는, 유리의 충격 파괴 강도를 높이기 위하여, 모따기면의 둥근 부분에 대하여, 주 평면에 대한 기울기가 45°의 직선과 접하는 접점에서의 곡률 반경이 50㎛ 이상이며, 주 평면에 대한 기울기가 15°의 직선과 접하는 접점에서의 곡률 반경이 20 내지 500㎛ 이상으로 정의된 유리판이 제안되고 있다.
또한, 특허문헌 3(일본 특허 공개 제2011-084453호 공보)에서는, 유리 기판의 휨이나 부당한 온도 분포로 인한 파손의 발생을 방지함과 함께, 파티클의 문제를 해결할 목적으로, 모따기면의 조도 곡선의 제곱 평균 제곱근 경사를 RΔq의 지표로 0.10 이하로 한 유리 기판이 제안되어 있다.
한편, 특허문헌 4(일본 특허 공개 제2008-257131호 공보)에서는, 레지스트막의 면 내 막 두께 균일성을 향상시키고, 레지스트의 융기에 의한 발진을 방지할 목적으로, 모따기면의 평탄도가 50㎛ 이하이고, 표면 조도가 2㎚ 이하이며, 모따기면의 높이가 그의 중심 영역에서 주연부를 향해 점차 낮아지는 볼록 형상을 갖는 마스크 블랭크용 기판이 제안되어 있다.
최근, 고감도의 결함 검사 장치가 개발되어, 100㎚ 사이즈의 흠집이나 파티클, 오염도 검출 가능해지고 있으며, 유리의 세정 방식으로서 일반적으로 알려져 있는 딥 방식이나 매엽(枚葉) 방식의 세정을 행해도, 때때로 파티클의 부착이나 오염이 있는 유리 기판이 발견되어, 제품 수율이 떨어진다는 문제점이 있다.
특허문헌 1의 기판의 경우, 매엽 세정기로 세정하고, 스핀 드라이어 건조를 행한 후에 표면을 검사하면, 육안으로 확인할 수 있는 사이즈인 약 1㎛ 이상의 파티클은 확인되지 않지만, 측면에 가까운 영역의 100㎚ 사이즈의 부착 오염이 검출된다.
또한, 특허문헌 2의 기판의 경우, 특허문헌 1에 기재된 기판보다도 능선이 더 둥글게 형성되어 있기 때문에, 한장 한장의 유리 기판에 대하여, 항상 새로운 물이나 약액을 공급할 수 있는 매엽 세정기를 이용하여 세정하고, 건조한 후의 유리판의 표면은, 비교적 100㎚ 사이즈의 오염이 적은 경향이 있다. 한편, 유리 기판을 내약품 전용의 카세트에 복수매를 세로로 수납하고, 카세트마다 약액이 채워진 수조에 침지하는 딥 세정을 행한 후의 유리판의 표면은, 건조된 후에 측면에 남은 최종 세정조의 액체가 표면에 늘어져 떨어져 버림으로써, 100㎚ 사이즈의 오염이 많아지는 경우가 있다.
또한, 특허문헌 3과 같은 매끄러운 표면을 갖는 측면을 갖는 유리 기판에도, 모따기면과 표면의 능선 및 모따기면과 측면의 능선의 형상에 따라서는, 매엽 세정 또는 딥 세정, 혹은 이들 양쪽 방식의 세정 후에 유리 기판의 표면은, 100㎚ 사이즈의 부착 오염이 많아지는 경우가 있다.
특허문헌 4와 같은 모따기면의 평탄도가 50㎛ 이하이며, 모따기면의 높이가 그의 중심 영역에서 주연부를 향해 점차 낮아지는 볼록 형상이어도, 특허문헌 3과 마찬가지로, 모따기면과 표면의 능선부 및 모따기면과 측면의 능선부 형상에 의해 부착 오염의 정도에 영향을 받는다. 또한, 모따기면의 표면 조도를 작게 규정함으로써, 연마제 미립자 등이 포착되기 어려워, 오염을 방지하는 것에 일정한 효과는 기대할 수 있지만, 특허문헌 4에서도 설명되어 있는 측면의 연마 방법으로서 일반적인 브러시에 의한 가공에서는, 모따기면과 표면의 능선부나 모따기면과 측면의 능선부가 일정한 면적을 갖고 존재함으로써, 모따기면의 조도만 규정하는 것으로는, 효과가 충분하지 못한 경우가 있다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 세정 방식에 관계없이, 세정 후의 서브 미크론 사이즈의 유리 기판의 표면 오염을 억제하여, 제조 수율의 저하를 억제할 수 있는, 표면측의 모따기면 근방에 소정의 형상을 갖는 곡면을 형성한, 주로 반도체 관련 전자 재료에 사용되는 유리 기판 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위하여 예의 검토한 결과, 표면과, 이면과, 4개의 측면과, 표면과 각 측면 및 이면과 각 측면 사이에 각각 형성된 8개의 모따기면을 갖는 각형 유리 기판에 있어서의 표면과 표면측의 모따기면을 연결하는 능선부나, 측면과 표면측의 모따기면을 연결하는 능선부에, 소정의 평균 구배를 갖는 곡면을 형성하는 것이, 상기 과제의 해결에 유용한 것을 알아내어, 본 발명을 이루기에 이른 것이다.
즉, 본 발명은 이하의 각형 유리 기판 및 그의 제조 방법을 제공한다.
〔1〕
표면과, 이면과, 4개의 측면과, 표면과 각 측면 및 이면과 각 측면 사이에 각각 형성된 8개의 모따기면을 갖는 각형 유리 기판이며,
표면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 표면과 이 표면측의 모따기면 사이의 능선부에, 이 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 평균 구배가 25％ 이하인 제1 곡면을 가짐과 함께, 4개의 측면 중 적어도 하나의 측면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 측면과 상기 표면측의 모따기면 사이의 능선부에, 이 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 평균 구배가 30％ 이상인 제2 곡면을 갖고, 또한
판 두께가 6㎜ 이상인 각형 유리 기판.
〔2〕
상기 제1 곡면의 산술 평균 조도(Sa)가 2㎚ 이하인 〔1〕기재의 각형 유리 기판.
〔3〕
상기 각형 유리 기판의 측면 및 표면측의 모따기면의 조도 곡선의 산술 평균 조도(Ra)가 0.1㎛ 이하인 〔1〕 또는 〔2〕기재의 각형 유리 기판.
〔4〕
상기 각형 유리 기판의 외형보다 2㎜ 내측의 범위를 제외한 표면의 평탄도가 5㎛ 이하인 〔1〕 내지 〔3〕 중 어느 것에 기재된 각형 유리 기판.
〔5〕
측면 및 모따기면이 연삭 가공된 복수매의 각형 유리 원료 기판끼리를 표리면이 대향하도록 하여 이격하여 배치한 상태에서, 측면 및 모따기면을 브러시 연마하는 공정을 포함하고, 상기 브러시가 원통상 또는 원주상의 기체와, 이 기체 측면에 방사상으로 형성된 복수개의 모체를 구비하는 것으로서, 상기 모체 하나의 선 직경이 0.2㎜ 이하이며, 또한 원료 기판끼리의 간격이 모체 선 직경의 2 내지 10배인 〔1〕 내지 〔4〕 중 어느 것에 기재된 각형 유리 기판의 제조 방법.
〔6〕
추가로 연마포를 부착한 정반을 각형 유리 기판의 측면에 접촉시켜 연마하는 〔5〕기재의 각형 유리 기판의 제조 방법.
본 발명의 각형 유리 기판에 의하면, 세정 방식에 관계없이, 세정 후의 서브미크론 사이즈의 표면 오염을 억제하여, 제조 수율의 저하를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 각형 유리 기판의 표면으로부터 모따기면을 거쳐서 측면에 걸친 형상을 측정한 프로파일이다.
도 2는 본 발명의 각형 유리 기판의 제조 방법의 일 실시 형태인 브러시에 의한 측면 및 모따기면의 연마 방법의 모식도이며, (A)는 평면도, (B)는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 각형 유리 기판의 제조 방법의 일 실시 형태인 브러시에 의한 측면 및 모따기면의 연마 방법에 있어서의 측면 및 모따기면 부근을 확대한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 각형 유리 기판의 제조 방법의 일 실시 형태인 연마포를 부착한 정반에 의한 측면의 연마 방법의 모식도이다.
도 2는 본 발명의 각형 유리 기판의 제조 방법의 일 실시 형태인 브러시에 의한 측면 및 모따기면의 연마 방법의 모식도이며, (A)는 평면도, (B)는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 각형 유리 기판의 제조 방법의 일 실시 형태인 브러시에 의한 측면 및 모따기면의 연마 방법에 있어서의 측면 및 모따기면 부근을 확대한 측면도이다.
도 4는 본 발명의 각형 유리 기판의 제조 방법의 일 실시 형태인 연마포를 부착한 정반에 의한 측면의 연마 방법의 모식도이다.
본 발명의 각형 유리 기판은, 표면과, 이면과, 4개의 측면과, 표면과 각 측면 및 이면과 각 측면 사이에 각각 형성된 8개의 모따기면을 갖고, 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 표면과 이 표면측의 모따기면 사이의 능선부에, 이 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 평균 구배가 25％ 이하인 제1 곡면을 가짐과 함께, 4개의 측면 중 적어도 하나의 측면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 측면과 상기 표면측의 모따기면 사이의 능선부에, 이 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 평균 구배가 30％ 이상인 제2 곡면을 갖고, 또한 판 두께가 6㎜ 이상인 각형 유리 기판이다.
또한, 본 발명의 각형 유리 기판은, 표면측의 모따기면의 근방에 상기 형상이 형성된 것이며, 이면측의 모따기면 및 그의 근방의 형상 등은 특별히 제한되지 않는다.
도 1에, 본 발명에 관한 각형 유리 기판의 표면 및 이면에 수직인 단면에서 표면으로부터 모따기면을 거쳐서 측면에 걸친 형상을 측정한 프로파일을 나타낸다. 또한, 도 1에 있어서, 1은 표면, 2는 표면측의 모따기면, 3은 측면, 4는 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치, 5는 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면, 6은 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치, 7은 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제2 곡면이다. 여기서, 각형 유리 기판의 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 평균 구배는, 도 1의 5의 부분의 평균 구배를 의미한다. 본 발명에 있어서는, 이 부분의 평균 구배가 25％ 이하, 바람직하게는 23％ 이하, 더욱 바람직하게는 20％ 이하이다. 또한, 평균 구배의 하한값은 특별히 제한은 없지만, 제1 곡면이 표면측으로 너무 들어가면 표면의 평탄도가 나빠지기 때문에, 15％ 이상이 바람직하다.
본 발명을 이루는 데 있어서, 본 발명자들은 각형 유리 기판의 표면과 표면측의 모따기면을 연결하는 능선부의 제1 곡면에 있어서의 평균 구배의 완급이, 표면의 오염에 미치는 영향을 검토했다. 각형 유리 기판의 표면을 수평으로 적재하여 세정하는 매엽 세정 방식의 경우, 표면의 유기물, 금속 불순물, 연마제의 잔여물 등의 여러 종류의 오염을 제거하기 위하여, 대상물에 대응한 다양한 약액을 조합하여 사용한다. 그 중에서, 표면 오염이 생기는 원인으로는, 약액을 변경할 때의 pH나 표면 전위의 영향을 생각할 수 있다. 예를 들어, 산성 약액을 공급함으로써 원래 표면에 붙어 있던 오염을 약액 중에 용출시킨다고 해도, 오염이 유리 기판 상에서 계외로 전부 배출되지 못한 경우, 다음 공정에서 알칼리성 약액을 공급해 버리면, 용출하고 있던 오염은 염이 되어 석출하여, 유리 기판에 재부착되어 버린다. 매엽 세정에 있어서는 기판을 회전시키면서 약액을 공급하고, 용출된 오염을 원심력에 의해 계외로 배출하는 기구를 취하고 있지만, 회전수를 너무 올리면 표면이 말라 버리기 때문에, 수십 내지 수백 rpm 정도의 저속 회전으로 회전한다. 이 때, 각형 유리 기판의 표면으로부터 모따기면에 걸쳐 구배가 가파르면, 약액 중에 용출된 오염 성분이 약액의 표면 장력에 의해 모따기면 부근의 표면에 머물러 버리는 경우가 있다. 또한, 매엽 세정에서 종류가 상이한 약액을 이용하는 경우, 세정기 내에서 세정조를 분리하는 구성이 일반적이지만, 세정조를 옮길 때, 일단, 유리 기판의 회전을 중지할 필요가 있다. 이 때, 회전이 멈춘 타이밍에 원심력이 없기 때문에, 표면과 모따기면 부근에 머물고 있던 오염 성분이 표면 중심측으로 흘러 온다. 그 상태에서, 다음의 세정조에서 pH나 표면 전위 영향의 다른 약액을 공급하면, 오염 성분이 염이 되어 석출하여 각형 유리 기판의 표면에 볼록 형상 부착물을 발생시켜 버린다고 생각한다. 그래서, 저속 회전에도 약액 중에 용출된 오염을 원심력으로 원활하게 계외로 배출할 수 있고, 표면의 볼록 형상 부착물의 발생을 억제할 수 있도록 하기 위하여, 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면에 있어서의 평균 구배를 25％ 이하로 한다.
또한, 본 발명의 각형 유리 기판에 있어서의 4개의 측면 중, 적어도 하나의 측면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제2 곡면에 있어서의 평균 구배는, 도 1의 7의 부분의 평균 구배를 의미한다. 본 발명에 있어서는, 이러한 곡면이, 각형 유리 기판의 4개의 측면 및 표면측의 모따기면을 연결하는 능선부에 형성되어 있는 것이 바람직하고, 이 부분의 평균 구배가 30％ 이상, 바람직하게는 35％ 이상, 더욱 바람직하게는 40％ 이상이다. 또한, 평균 구배의 상한값은 특별히 제한은 없지만, 구배가 너무 가파르면 지그 등에 접촉한 경우, 크랙이나 칩이 들어가기 쉬워지기 때문에, 48％ 이하가 바람직하다.
본 발명을 이루는 데에 있어서의, 본 발명자들은 각형 유리 기판의 측면으로부터 표면측의 모따기면에 걸쳐 제2 곡면의 평균 구배의 완급이, 표면의 오염에 미치는 영향을 검토했다. 각형 유리 기판의 측면을 수평으로 적재하여 세정하는 딥 세정 방식에 있어서, 표면 오염의 가능성이 높은 공정으로, 세정 공정이 끝난 후의 건조 공정을 들 수 있다. 딥 세정 방식의 건조 공정으로서는, 온순수 인상 건조, 마란고니 건조, 증기 가열 건조 등이 알려져 있지만, 어느 건조 방법도 유리 기판을 수직으로 조 내에서 인상하는 형태를 채용한다. 조 내에서 측면 부근에 존재했던 물 또는 약액의 대부분은, 인상의 순간에는 아직 젖어 있는 표면을 타고 흘러 내리지만, 인상 중 혹은 인상이 끝난 후에도 일부의 물 혹은 약액은 측면에 존재하는 경우가 있다. 여기서, 건조 공정에 있어서 물 혹은 약액은 고온이 되기 때문에, 측면에 남은 물 혹은 약액은 대부분이 증기가 되어 날아가지만, 세정기의 진동이나 유리 기판 및 세정 카세트의 기울기에 따라서는, 상기 측면에 잔존하는 물 혹은 약액이 증기가 되지 않고 각형 유리 기판의 표면측에 늘어져 떨어지는 경우가 있다. 이 경우, 물 혹은 약액은 고온으로, 또한 측면이나 조 내에 존재하고 있던 오염이 농축된 상태로 포함되어 있기 때문에, 이러한 상태의 물 혹은 약액이 각형 유리 기판의 표면에 늘어져 떨어지면, 표면을 타고 흘러 내리기 전에 표면 상에서 오염으로서 건조되고, 고착되어 버린다고 생각한다. 그래서, 세정기의 진동이나 유리 기판 및 세정 카세트의 기울기가 있던 경우에도, 인상 중 혹은 인상이 끝난 후에, 측면에 잔존하는 물 혹은 약액이 표면 장력에 의해 측면에 머물기 쉬워져, 각형 유리 기판의 표면에 흘러 오염으로 고착되는 것을 방지하기 위하여, 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제2 곡면에 있어서의 평균 구배를 30％ 이상으로 한다.
표면으로부터 표면측의 모따기면에 걸친 형상 및 측면으로부터 표면측의 모따기면에 걸친 형상을 나타내는 평균 구배는, 촉진식의 조도계나 촉진식 및 레이저 변이 방식 등의 비접촉의 삼차원 계측기로 측정할 수 있다. 예를 들어, 도쿄 세이미쯔사제의 표면 조도, 윤곽 형상 측정기 서프콤 1900에 의해 측정한 곡면의 프로파일을 이용하여, 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치를 결정하기 위하여 표면을 수평 방향으로 레벨링하고, 표면을 X축에 맞추고 Y축에 50㎛ 하방의 위치를 결정하고, 표면이 X축을 이격하기 시작하는 시점에서 50㎛ 하방의 점까지의 X 방향의 변위를 분모로 하고, 50㎛를 분자로 함으로써, 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면에 있어서의 평균 구배를 산출하였다.
본 발명의 각형 유리 기판의 판 두께는, 6㎜ 이상이다. 6㎜보다도 판 두께가 얇은 경우, 측면 폭도 작아지기 때문에, 측면에 남는 액체가 적어지고, 표면 오염의 우려가 적어지고, 평균 구배를 고려하지 않아도 되기 때문이다.
또한, 본 발명의 각형 유리 기판은, 한 변의 길이가 150 내지 300㎜인 각형의 합성 석영 유리 기판이 바람직하고, 또한 티타니아가 0.1 내지 20질량％ 함유되어 있을 수도 있다.
본 발명의 각형 유리 기판의 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때에 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면(도 1의 5의 부분)의 산술 평균 조도(Sa)는, 오염을 제거하기 쉬운 관점에서, 바람직하게는 2㎚ 이하, 더 바람직하게는 1㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 0.5㎚ 이하, 특히 바람직하게는 0.3㎚ 이하이다. 이 경우, 산술 평균 조도는, ISO 25178 등에 기초하여 측정할 수 있다.
본 발명의 각형 유리 기판의 측면 및 표면측의 모따기면의 조도 곡선의 산술 평균 조도(Ra)는, 오염의 잔존을 방지하는 관점에서, 바람직하게는 0.1㎛ 이하, 더 바람직하게는 0.05㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 0.025㎛ 이하이다. 이 경우, 산술 평균 조도는, JIS B0601-1994 등에 기초하여 측정할 수 있다.
원래, 오염이나 액체의 잔존 용이함을 평가하기 위해서는 면의 파라미터인 Sa를 사용한 쪽이 적절하지만, 측면이나 모따기면을 측정하려고 하는 경우, 기판을 세로로 두고 스테이지로부터 기판의 세로나 가로의 치수만큼 높은 곳에 측정 대상이 위치하게 된다. 이 경우, 측정기의 가동 범위 제약으로 인해 2차원의 Sa를 측정, 산출할 수 있는 AFM 측정기 등으로 측정하는 것이 곤란한 한편, 1차원의 Ra를 산출할 수 있는 촉진식의 조도계와 같은 측정기라면, 스테이지로부터 기판의 세로와 가로의 치수만큼 높은 위치여도 비교적 간단하고 쉽게 측정할 수 있기 때문에 Ra를 이용하여 규정했다.
또한, 본 발명의 각형 유리 기판의 표면의 산술 평균 조도(Sa)는, 오염을 제거하기 쉬운 관점에서, 0.3㎚ 이하가 바람직하고, 더 바람직하게는 0.2㎚ 이하이다.
본 발명의 각형 유리 기판의 외형보다 2㎜ 내측의 범위를 제외한 표면의 평탄도는, 액체의 배출 관점에서, 바람직하게는 5㎛ 이하, 더 바람직하게는 3㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 1㎛ 이하이다. 특히, 본 발명의 각형 유리 기판을 최첨단 용도인 포토 마스크용이나 나노 임프린트용으로서 사용하는 경우, 노광이나 전사 시에 높은 위치 정밀도나 균일성이 요구되는 경우가 있다. 여기서, 외형은 도 1에 있어서, 표면(1)을 연장한 선과 측면(3)을 연장한 선의 교점 S로부터의 거리이며, 해당 S로부터 2㎜ 내측의 범위를 제외한 표면의 평탄도를 규정한 것이다. 또한, 평탄도의 측정은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 광학 간섭식의 측정법이 바람직하다. 본 발명에 있어서, 평탄도의 측정은, 예를 들어 TROPEL사제 UltraFlatM200 등의 광학 간섭식의 평탄도 측정기를 이용하여 측정할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 각형 유리 기판의 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, 한 변이 150 내지 300㎜인 각형 유리 기판의 원료 기판을 복수매 준비하고, 표면 및 이면을 래핑한 후, 측면 및 모따기면을 연삭 가공한다. 얻어진 기판을 예를 들어 10 내지 100매 표리면이 대향하도록 하여 이격시켜 배치한 상태에서, 측면 및 모따기면에 대하여 브러시 연마를 행한다. 복수매 겹친 상태에서 브러시 연마함으로써, 생산성이 좋고, 각형 유리 기판의 표면과 표면측의 모따기면을 연결하는 제1 곡면의 평균 구배도 제어하기 쉬워진다.
사용되는 브러시로서는, 예를 들어 원통상 또는 원주상의 기체와, 이 기체 측면에 방사상으로 형성된 복수개의 모체를 구비하는 것이 바람직하다. 모체 하나의 선 직경은, 0.2㎜ 이하, 바람직하게는 0.1㎜ 이하, 더 바람직하게는 0.09㎜ 이하이다. 모체의 선 직경이 0.2㎜를 초과하면, 모의 강도가 증가하고 단단해져, 측면 및 모따기면에 연마 불균일이 발생하여, 조도 곡선의 산술 평균 조도도 거칠어지기 쉬워진다. 불균일이 생긴 부분이나 거친 부분에서는 오염이 모이기 쉬워, 각형 유리 기판의 표면 오염의 원인이 된다. 또한, 모체의 선 직경의 하한은 특별히 제한은 없지만, 0.01㎜ 이상이 바람직하다.
브러시는 어느 형상이어도 되지만, 예를 들어 도 3에 도시된 바와 같이 직경 30 내지 300㎜, 길이 50 내지 300㎜의 원통상 또는 원주상의 브러시 기체(12)의 측면에 모체(13)로서 길이 10 내지 50㎜의 단섬유를 방사상으로 기체 측면 전체의 1 내지 10개/㎟의 밀도로 식모한 브러시(9)를 사용할 수 있다. 또한, 도 3에서는, 각형 유리 기판의 원료 기판(8)의 측면에 접촉하는 모체만을 나타냈다. 모체의 재질은 수지제, 수모제 등인 것이 바람직하고, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 나일론, 아크릴, 멜라민, 양모 등이 사용된다.
또한, 브러시 연마 시에, 각형 유리 기판의 원료 기판끼리를 표리면이 대향하도록 하여 이격시킨 상태로 배치한 기판끼리의 간격(이하, 「스태킹 간격」이라고도 함)은, 모체 선 직경의 2 내지 10배, 바람직하게는 2.5 내지 7.5배이다. 스태킹 간격이 모체 선 직경의 2배 미만인 경우, 모체의 털끝이 상기 간격에 들어가기 어려워, 모따기면과 표면 사이가 연마되기 어려워져, 표면과 모따기면을 연결하는 능선부가 곡면이 되기 어렵다. 즉, 각형 유리 기판의 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면에 있어서의 평균 구배가 25％ 이하인 기판을 제작하기 어려워진다. 또한, 연마 시간을 길게 하여 곡면을 형성하려고 하면, 동시에 모따기면과 측면 사이의 연마가 진행되어, 평균 구배가 큰 곡면이 되고, 측면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제2 곡면에 있어서의 평균 구배가 30％ 미만이 되어 버린다.
한편, 스태킹 간격이 모체 선 직경의 10배를 초과할 경우, 스태킹 간격이 너무 넓어져 버려, 한번에 측면 및 모따기면을 연마할 수 있는 매수가 줄어들기 때문에, 생산성이 나빠진다. 또한, 스태킹 간격이 너무 좁은 경우 정도는 아니지만, 너무 넓은 경우에도 표면과 모따기면 사이에 닿는 브러시가 성기게 되는 영향으로, 모따기면과 표면 사이가 연마하기 어려워져, 표면과 모따기면을 연결하는 능선부가 소정의 곡면이 되기 어려워진다.
또한, 스태킹 간격은 어떻게 제어해도 되지만, 예를 들어 도 3의 부호 14로 나타낸 바와 같이, 두께가 균일한, 나일론, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 수지제의 시트 또는 종이를 각형 유리기의 원료 기판 사이에 끼움으로써 제어가 가능하다. 상기 수지제의 시트 또는 종이는, 기판끼리 접촉하여 표면의 흠집의 원인이 되는 것을 피하는 관점에서, 기판의 세로, 가로의 치수보다 각각 10㎜ 이하의 작은 사이즈의 것을 이용하여, 중심이 기판 중심과 겹치도록 배치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 브러시에 의한 측면 및 모따기면의 연마 방법에 대하여, 도 2 및 도 3을 사용하여 설명한다. 도 3에 도시된 바와 같이 모체(13)가 측면 연삭 가공 후의 각형 유리 기판의 원료 기판(8)의 측면 및 모따기면에 털끝에서 1 내지 30㎜의 깊이에서 닿도록 브러시(9)를 배치한다. 이 때의 스택한 각형 유리 기판의 원료 기판(8)과 브러시(9)(모체는 도시되지 않음)의 배치를 도 2의 (B)에 나타낸다. 브러시를 도 2의 (A) 중 11로 나타내는 방향으로 회전수 100 내지 5000rpm으로 회전시켜, 모체의 털끝이 연속적으로 각형 유리 기판의 원료 기판의 측면부 및 모따기 면부에 닿도록 하면서 연마제를 공급함으로써, 측면과 모따기면을 연마할 수 있다. 브러시에 의해 각형 유리 기판의 외측을 형성하는 측면과 모따기면을 골고루 연마하기 위하여, 도 2의 10과 같이 각형 유리 기판의 원료 기판의 외주를 10 내지 1000㎜/분의 이동 속도로 주회하도록 움직여도 되고, 브러시가 각형 유리 기판의 원료 기판의 한 변을 따라서 10 내지 1000㎜/분의 이동 속도로 왕복 운동하는 기구와 각형 유리 기판이 90°씩 회전하는 기구를 조합할 수도 있다.
브러시 연마 공정에서 사용되는 연마제로서는, 산화세륨, 산화지르코늄, 산화망간, 산화철(벵갈라), 콜로이달 실리카 등을 들 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상기 브러시 연마 공정 후에, 추가로 각형 유리 기판의 측면 및 모따기면에 대하여, 연마포를 부착한 정반을 접촉하여 연마제를 공급하면서 연마할 수 있다. 이에 의해, 각형 유리 기판의 표면과 표면측의 모따기면을 연결하는 능선부에 있어서의 제1 곡면과, 측면과 표면측의 모따기면을 연결하는 능선부에 있어서의 제2 곡면의 평균 구배를 원하는 범위로 제어할 수 있다. 구체적으로는, 도 4와 같이 연마포(16)를 부착한 정반(15)과 접촉하는 면에 대하여 평행한 방향(18)으로 5 내지 100rpm의 회전수로 회전시키면서 10 내지 300gf/㎤의 압력으로 접촉하게 하고, 정반 혹은 각형 유리 기판과 접촉하는 변의 긴 변 방향(17)으로 10 내지 1000㎜/분의 이동 속도로 왕복 운동시킴으로써, 측면 및 모따기면의 평탄도를 비교적 높은 상태로 할 수 있다. 예를 들어, 브러시 연마에 의해, 각형 유리 기판의 표면으로부터 모따기면에 걸쳐서의 평균 구배와, 측면으로부터 모따기면에 걸쳐서의 평균 구배의 양쪽이 너무 작아졌을 경우, 측면만을 연마포를 부착한 정반으로 연마함으로써 측면으로부터 모따기면에 걸쳐 구배를 크게 할 수 있다. 이 경우, 연마포의 재질로서는, 경질 폴리우레탄 패드, 폴리우레탄을 함침시킨 부직포 패드, 에폭시 패드 등을 들 수 있고, 연마제로서는, 산화세륨, 산화지르코늄, 산화알루미늄, 산화망간, 벵갈라 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 각형 유리 기판의 제조 방법은, 상기 측면과 모따기면의 연마 공정 전후에, 표면의 초벌 연마 및 최종 연마를 행함으로써, 최종 제품으로 완성할 수 있다. 초벌 연마 공정은, 경질의 발포 폴리우레탄 등의 연마포와 산화세륨계 등의 연마제를 사용할 수 있다. 최종 연마 공정은, 스웨이드계 연질 폴리우레탄 등의 연마포와 콜로이달 실리카 등의 연마제를 사용할 수 있다. 초벌 연마 공정 및 최종 연마 공정은, 편면 방식의 폴리쉬 장치를 이용할 수도 있고, 양면 방식의 폴리쉬 장치를 이용할 수도 있다. 연마 순서로서는, 측면과 모따기면의 연마를 행한 후에 표면의 초벌 연마와 최종 연마를 행해도 되고, 표면의 초벌 연마를 행한 후, 측면과 모따기면의 연마를 행하고, 그 후에 표면의 최종 연마를 행할 수도 있다.
표면의 최종 연마 공정에 있어서, 연마 시의 압력, 사용하는 스웨이드계 연질 폴리우레탄 등의 연마포의 경도 및 냅층의 길이 등을 제어함으로써, 본 발명의 각형 유리 기판의 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재한 경우에 있어서의 이 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면(도 1의 5의 부분)의 산술 평균 조도(Sa)를 제어할 수 있다.
표면 연마 시에, 스웨이드계 연질 폴리우레탄 등의 연마포의 침입을 크게, 기판 표면으로부터 두께 방향으로 50㎛ 이상, 바람직하게는 100㎛ 이상 침입하게 함으로써, 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재한 경우에 있어서의 이 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면에 대하여, 표면과 동등하게 연마되어, 최종 연마 후의 표면에 가까운 레벨의 산술 평균 조도(Sa)를 달성할 수 있다.
사용되는 최종 연마 공정의 연마포의 경도는, 아스카 C 경도로, 바람직하게는 60 이하, 더 바람직하게는 57 이하, 더욱 바람직하게는 55 이하이고, 하한값은 통상 40 이상이다. 연마포의 냅층의 길이는, 바람직하게는 350㎛ 이상, 더 바람직하게는 400㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 450㎛ 이상이며, 바람직하게는 1000㎛ 이하, 더 바람직하게는 700㎛ 이하이다.
또한, 연마 시의 압력은, 바람직하게는 50gf/㎠ 이상, 더 바람직하게는 75gf/㎠ 이상, 더욱 바람직하게는 100gf/㎠ 이상이며, 통상 500gf/㎠ 이하이다.
가공 종료 후, 통상의 방법에 의해 세정한다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예를 나타내서 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
외형 치수가 152㎜ 사이즈인 슬라이스된 각형 합성 석영 유리의 원료 기판 100매를 준비하고, 표면 및 이면을 래핑한 후, 다이아몬드 휠(번수 800번)에 의한 측면 및 모따기면 연삭 가공을 행했다. 계속해서 브러시 선 직경 60㎛, 기체의 직경 200㎜, 길이 150㎝, 모체의 길이 20㎜, 식모 밀도 3개/㎟인 나일론제 브러시와 산화세륨계 연마제(A-10, 쇼와덴코사제)를 이용하여, 측면 1면에 대하여 5분간의 측면 경면화 가공을 합계 4면에 대하여 행하여, 측면 및 모따기면 형상을 형성했다. 구체적으로는, 100매의 유리 기판을 스태킹 간격 500㎛(브러시의 모체 선 직경의 8.3배)로 스태킹하고, 이들 기판 측면에 대하여 모체의 털끝으로부터 약 8㎜의 깊이에 닿도록 브러시를 배치하고, 회전수 1000rpm으로 브러시를 회전시키면서 이동 속도 200㎜/분으로 측면 1면을 따라 왕복 운동시켰다.
측면 경면화 가공이 종료된 시점에서, 판 두께는 약 6.45㎜이었다. 표면 조도, 윤곽 측정기 서프콤 1900(도쿄 세이미쯔제)에 의해, 100매에서 임의의 10매를 발취하여, 모따기면과 그 근방의 형상을 측정한 결과, 이 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면에서의 평균 구배에 대해서는, 10매의 각형 합성 석영 유리 기판의 최댓값이 21％였다. 또한, 4개의 측면 중 적어도 하나의 측면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제2 곡면에 있어서의 평균 구배에 대하여서는, 10매의 각형 합성 석영 유리 기판의 최솟값이 40％였다.
그 후, 경질의 발포 폴리우레탄 연마포와 산화세륨계 연마제(A-10, 쇼와덴코사제)를 이용하여 양면 폴리쉬 장치에 의해 표리면의 초벌 연마를 행한 후에, 스웨이드계 연질 폴리우레탄 연마포(FILWEL사제 N0092(아스카 C 경도 55, 냅층의 길이 550㎛))와 콜로이달 실리카 연마제(콘폴 80, 후지미 인코포레이티드사제)를 이용하여, 양면 폴리쉬 장치로 연마포의 침입량 120㎛, 연마 압력 150g/㎠로 최종 정밀 연마를 실시하고, 가공을 종료했다.
가공 종료한 10매의 기판에 대하여, ISO25178에 기초하여, 원자간력 현미경 Park NX20(Park SYSTEMS사제)으로 유리 기판의 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재한 경우에 이 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면의 산술 평균 조도(Sa)를 측정한 결과, 한 변이 1㎛인 사각형의 측정 범위로 0.25㎚였다.
가공 종료 후, 100매 중 50매의 각형 합성 석영 유리 기판에 대하여, 측면이 수평이 되는 방향으로 딥 세정을 행하고, 건조시키고 나서 집광등 하에서 육안으로 결함 검사를 행한 결과, 50매 중 어느 각형 합성 석영 유리 기판에도, 표면의 외주측에 오염이나 얼룩이 없는 것을 확인했다.
나머지 50매의 각형 합성 석영 유리 기판에 대하여, 표면을 상향으로 하여 수평하게 되도록 각형 유리 기판을 적재하여 매엽식 세정을 행했다. 매엽 세정에서는, 각형 합성 석영 유리 기판을 100rpm으로 회전시키면서 SPM 세정액[황산-과산화수소 혼합물(Sulfuric acid-Hydrogen Peroxide Mixture)]을 표면에 공급한 후, 동일하게 100rpm으로 회전시키면서 초음파를 인가한 초순수를 표면에 공급하고, 초순수의 공급을 멈춘 후, 1,200rpm으로 회전 속도를 올리고, 각형 합성 석영 유리 기판 표면에 잔존하고 있던 초순수를 원심력으로 휘둘러서 건조했다.
매엽식 세정 후, 50㎚의 PSL 입자를 검출할 수 있는 감도의 레이저 공초점 광학계 고감도 결함 검사 장치(레이저텍사)를 사용하여, 각형 합성 석영 유리 기판의 표면을 한 변이 146mm인 사각형 범위로 결함 검사를 행한 결과, 50매 전수로 100㎚ 이상의 사이즈 결함은 발견되지 않았다. 또한, 각형 합성 석영 유리 기판 표면의 외주측에 파티클이나 워터 마크 등도 발견되지 않았다.
또한, 세정된 각형 합성 석영 유리 기판에 대하여 광학 간섭식의 평탄도 측정기 TROPEL사제 UltraFlatM200에 의해 플랫 검사를 행한 결과, 각형 합성 석영 유리 기판은 전수가 외형보다 2㎜ 내측의 범위를 제외한 표면의 평탄도가 5㎛ 이하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일하게 하여, 외형 치수가 152㎜ 사이즈인 슬라이스된 각형 합성 석영 유리의 원료 기판 100매를 준비하고, 랩핑, 측면 및 모따기면 연삭 가공을 행한 후, 브러시 선 직경 60㎛인 나일론제 브러시와 산화세륨계 연마제를 사용하여, 측면 1면에 대하여 5분간의 측면 경면화 가공을 합계 4면에 대하여 행하여, 측면 및 모따기면 형상을 형성했다. 이 때, 각형 합성 석영 유리 기판의 스태킹 간격은 200㎛(브러시의 모체 선 직경의 3.3배)였다.
측면 경면화 가공이 종료된 시점에서, 판 두께는 약 6.45㎜이었다. 실시예 1과 동일하게 하여, 100매에서 임의의 10매를 발취하여, 모따기면과 그 근방의 형상을 측정한 결과, 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면에서의 평균 구배에 대해서는, 10매의 각형 합성 석영 유리 기판의 최댓값이 23％였다. 또한, 4개의 측면 중 적어도 하나의 측면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제2 곡면에 있어서의 평균 구배에 대해서는, 10매의 각형 합성 석영 유리 기판의 최솟값이 39％였다.
그 후, 실시예 1과 동일하게 하여, 초벌 연마와 최종 정밀 연마를 실시하고, 가공을 종료했다.
가공 종료된 10매의 기판에 대하여, 실시예 1과 동일하게 하여, 유리 기판의 표면을 상향으로 하고 수평으로 적재한 경우에 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면의 산술 평균 조도(Sa)를 측정한 결과, 0.28㎚였다.
가공 종료 후, 100매 중 50매의 각형 합성 석영 유리 기판에 대하여, 측면이 수평해지는 방향으로 딥 세정을 행하고, 건조시키고 나서 집광등 하에서 육안으로 결함 검사를 행한 결과, 50매 중 어느 각형 합성 석영 유리 기판에도, 표면의 외주측에 오염이나 얼룩이 없는 것을 확인했다.
나머지 50매의 각형 합성 석영 유리 기판에 대하여, 표면을 상향으로 하여 수평이 되도록 각형 합성 석영 유리 기판을 적재하여 실시예 1과 동일하게 하여 매엽식 세정을 행하여, 결함 검사 장치로 결함 검사를 행한 결과, 50매 전수로 100㎚ 이상의 사이즈 결함은 발견되지 않았다. 또한, 각형 합성 석영 유리 기판 표면의 외주측에 파티클이나 워터 마크 등도 발견되지 않았다.
또한, 세정된 각형 합성 석영 유리 기판에 대하여, 실시예 1과 동일하게 하여 플랫 검사를 행한 결과, 각형 합성 석영 유리 기판은 전수가 외형보다 2㎜ 내측의 범위를 제외한 표면의 평탄도가, 5㎛ 이하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일하게 하여, 외형 치수가 152㎜ 사이즈인 슬라이스된 각형 합성 석영 유리의 원료 기판 100매를 준비하고, 랩핑, 측면 및 모따기면 연삭 가공을 행한 후, 브러시 선 직경 60㎛인 나일론제 브러시와 산화세륨계 연마제를 사용하여, 측면 1면에 대하여 5분간의 측면 경면화 가공을 합계 4면에 대하여 행하여, 측면 및 모따기면 형상을 형성했다. 이 때, 각형 합성 석영 유리 기판의 스태킹 간격은 200㎛(브러시의 모체 선 직경의 3.3배)였다.
그 후, 추가로 연마포를 부착한 직경 300㎜의 정반을 측면에 접촉하게 하여 연마를 행했다. 정반에는 경질 우레탄 패드를 부착하고, 회전수는 70rpm, 연마 압력 150gf/㎠로 하고, 연마제에 산화세륨(A-10, 쇼와덴코사제)을 사용하여 연마를 행했다.
측면 경면화 가공이 종료된 시점에서, 판 두께는 약 6.45㎜였다. 실시예 1과 동일하게 하여, 100매에서 임의의 10매를 발취하여, 모따기면과 그 근방의 형상을 측정한 결과, 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면에 있어서의 평균 구배에 대하여서는, 10매의 각형 합성 석영 유리 기판의 최댓값이 20％였다. 또한, 4개의 측면 중 적어도 하나의 측면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제2 곡면에 있어서의 평균 구배에 대하여서는, 10매의 각형 합성 석영 유리 기판의 최솟값이 43％였다.
또한, JIS B0601-1994에 기초하여, 표면 조도, 윤곽 형상 측정기 서프콤1900(도쿄 세이미쯔사제)에 의해 측정된 10매의 각형 합성 석영 유리 기판의 측면 및 표면측의 모따기면의 조도 곡선의 산술 평균 조도(Ra)는, 측면이 0.01㎛, 모따기면이 0.03㎛였다.
그 후, 실시예 1과 동일하게 하여, 초벌 연마와 최종 정밀 연마를 실시하고, 가공을 종료했다.
가공 종료된 10매의 기판에 대하여, 실시예 1과 동일하게 하여, 유리 기판의 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재한 경우에 있어서의 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면의 산술 평균 조도(Sa)를 측정한 결과, 0.26㎚였다.
가공 종료 후, 100매 중 50매의 각형 합성 석영 유리 기판에 대하여, 측면이 수평해지는 방향으로 딥 세정을 행하고, 건조시키고 나서 집광등 하에서 육안으로 결함 검사를 행한 결과, 50매의 어느 각형 합성 석영 유리 기판에도, 표면의 외주측에 오염이나 얼룩이 없는 것을 확인했다.
나머지 50매의 각형 합성 석영 유리 기판에 대하여, 표면을 상향으로 하여 수평이 되도록 각형 합성 석영 유리 기판을 적재하여 실시예 1과 동일하게 하여 매엽식 세정을 행하고, 결함 검사 장치로 결함 검사를 행한 결과, 50매 전수로 100㎚ 이상 사이즈 결함은 발견되지 않았다. 또한, 각형 합성 석영 유리 기판 표면의 외주측에 파티클이나 워터 마크 등도 발견되지 않았다.
또한, 세정된 각형 합성 석영 유리 기판에 대하여, 실시예 1과 동일하게 하여 플랫 검사를 행한 결과, 각형 합성 석영 유리 기판은 전수가 외형보다 2㎜ 내측의 범위를 제외한 표면의 평탄도가, 5㎛ 이하였다.
[비교예 1]
실시예 1과 동일하게 하여, 외형 치수가 152㎜ 사이즈로 슬라이스된 각형 합성 석영 유리의 원료 기판 100매를 준비하고, 랩핑, 측면 및 모따기면 연삭 가공을 행한 후, 브러시 선 직경 60㎛인 나일론제 브러시와 산화세륨계 연마제를 사용하여, 측면 1면에 대하여 5분간의 측면 경면화 가공을 합계 4면에 대하여 행하여, 측면 및 모따기면 형상을 형성했다. 이 때, 각형 합성 석영 유리 기판의 스태킹 간격은 1,000㎛(브러시의 모체 선 직경의 16.7배)였다.
측면 경면화 가공이 종료된 시점에서, 판 두께는 약 6.45㎜이었다. 실시예 1과 동일하게 하여, 100매에서 임의의 10매를 발취하여, 모따기면과 그 근방의 형상을 측정한 결과, 표면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면에 있어서의 평균 구배에 대해서는, 10매의 각형 합성 석영 유리 기판의 최댓값이 37％였다. 또한, 4개의 측면 중 적어도 하나의 측면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제2 곡면에 있어서의 평균 구배에 대해서는, 10매의 각형 합성 석영 유리 기판의 최솟값이 41％였다. 또한, 실시예 3과 동일하게 하여 측정된 10매의 각형 합성 석영 유리 기판의 측면 및 표면측의 모따기면의 조도 곡선의 산술 평균 조도(Ra)는, 측면이 0.03㎛, 모따기면이 0.04㎛였다.
그 후, 실시예 1과 동일하게 하여, 초벌 연마와 최종 정밀 연마를 실시하고, 가공을 종료했다.
가공 종료 후, 100매 중 50매의 각형 합성 석영 유리 기판에 대하여, 실시예 1과 동일하게 하여 매엽 세정을 행하고, 결함 검사를 행한 결과, 50매 중 5매의 기판에서 100㎚ 이상의 사이즈의 결함이 검출되어 불합격이 되었다. 검출 위치는 5매 모두 표면의 외주측에서, 파티클이나 워터 마크가 발견되었다. 표면을 수평으로 적재했을 때, 표면으로부터 모따기면의 구배가 심하기 때문에, 표면 장력이 작용하여, 세정 후의 약액이 원심력에 의해 표면으로부터 이격되기 어려워, 파티클이나 워터 마크의 원인이 된 것이라고 생각된다.
1: 표면
2: 표면측의 모따기면
3: 측면
4: 표면으로부처 50㎛ 하방의 위치
5: 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면에 있어서의 평균 구배
6: 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치
7: 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제2 곡면에 있어서의 평균 구배
S: 표면을 연장한 선과 측면을 연장한 선의 교점
8: 각형 유리 기판의 원료 기판
9: 브러시
10: 기판 외주를 주회 연마하는 브러시의 이동 방향
11: 브러시의 회전 방향
12: 기체
13: 모체
14: 수지제 시트 또는 종이
15: 정반
16: 연마포
17: 기판의 왕복 운동의 방향
18: 정반의 회전 방향
2: 표면측의 모따기면
3: 측면
4: 표면으로부처 50㎛ 하방의 위치
5: 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제1 곡면에 있어서의 평균 구배
6: 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치
7: 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 제2 곡면에 있어서의 평균 구배
S: 표면을 연장한 선과 측면을 연장한 선의 교점
8: 각형 유리 기판의 원료 기판
9: 브러시
10: 기판 외주를 주회 연마하는 브러시의 이동 방향
11: 브러시의 회전 방향
12: 기체
13: 모체
14: 수지제 시트 또는 종이
15: 정반
16: 연마포
17: 기판의 왕복 운동의 방향
18: 정반의 회전 방향
Claims (6)
- 표면과, 이면과, 4개의 측면과, 표면과 각 측면 및 이면과 각 측면 사이에 각각 형성된 8개의 모따기면을 갖는 각형 유리 기판이며,
표면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 표면과 이 표면측의 모따기면 사이의 능선부에, 이 표면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 평균 구배가 25％ 이하인 제1 곡면을 가짐과 함께, 4개의 측면 중 적어도 하나의 측면을 상향으로 하여 수평으로 적재했을 때, 이 측면과 상기 표면측의 모따기면 사이의 능선부에, 이 측면으로부터 50㎛ 하방의 위치까지의 평균 구배가 30％ 이상인 제2 곡면을 갖고, 또한
판 두께가 6㎜ 이상인, 각형 유리 기판. - 제1항에 있어서, 상기 제1 곡면의 산술 평균 조도(Sa)가 2㎚ 이하인, 각형 유리 기판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각형 유리 기판의 측면 및 표면측의 모따기면의 조도 곡선의 산술 평균 조도(Ra)가 0.1㎛ 이하인, 각형 유리 기판.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 각형 유리 기판의 외형보다 2㎜ 내측의 범위를 제외한 표면의 평탄도가 5㎛ 이하인, 각형 유리 기판.
- 측면 및 모따기면이 연삭 가공된 복수매의 각형 유리 원료 기판끼리를 표리면이 대향하도록 하여 이격하여 배치한 상태에서, 측면 및 모따기면을 브러시 연마하는 공정을 포함하고, 상기 브러시가 원통상 또는 원주상의 기체와, 이 기체 측면에 방사상으로 형성된 복수개의 모체를 구비하는 것으로서, 상기 모체 하나의 선 직경이 0.2㎜ 이하이며, 또한 원료 기판끼리의 간격이 모체 선 직경의 2 내지 10배인 제1항 또는 제2항에 기재된 각형 유리 기판의 제조 방법.
- 제5항에 있어서, 추가로 연마포를 부착한 정반을 각형 유리 기판의 측면에 접촉시켜 연마하는, 각형 유리 기판의 제조 방법.
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