KR20180123437A - 대형 합성 석영 유리 기판, 그리고 그의 평가 방법 및 제조 방법 - Google Patents

대형 합성 석영 유리 기판, 그리고 그의 평가 방법 및 제조 방법 Download PDF

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Abstract

대각 길이가 1000㎜ 이상인 대형 합성 석영 유리 기판의 표면 및 이면의 한쪽 또는 양쪽의 유효 범위에 있어서, 복수의 평가 영역을, 평가 영역끼리가 일부 중첩되도록 설정했을 때, 상기 복수의 평가 영역의 각각의 평가 영역 내의 평탄도가 3㎛ 이하인 대형 합성 석영 유리 기판이다.
고평탄이고, 또한 기판면 내의 국소 구배가 작은 대형 합성 석영 유리 기판이 얻어지고, 이와 같은 대형 합성 석영 유리 기판을 사용하여 대형 포토마스크를 제작하고, 이것을 패널 노광에 사용함으로써, CD 정밀도(치수 정밀도)의 향상이나, 미세 패턴의 노광이 가능해진다.

Description

대형 합성 석영 유리 기판, 그리고 그의 평가 방법 및 제조 방법 {LARGE-SIZE SYNTHETIC QUARTZ GLASS SUBSTRATE, EVALUATION METHOD, AND MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 대형 합성 석영 유리 기판, 그리고 그의 평가 방법 및 제조 방법에 관한 것이다.
근년, 포토리소그래피에 의한 패턴의 미세화가 진행되고 있고, 그것에 수반하여 마스크 원료가 되는 합성 석영 유리 기판에 대한 고평탄화의 요구도 높아지고 있다. 기판의 평탄도의 규격은, 종래는, 기판의 표면 또는 이면 전체의 값으로 결정되는 것이 일반적이었다. 그러나, 플랫 패널 디스플레이 등을 비롯하여, 디스플레이의 대형화에 의해 마스크의 대면적화가 진행되고 있는 분야에서는, 기판면 전체의 평탄도가 낮은 것에 더하여, 기판면 내의 평탄도의 변동의 저감도 중요해지고 있다. 기판면 내의 평탄도의 변동을 평가하는 방법으로서는, 기판 내를 복수의 영역으로 분할하고, 그 각 영역 내의 로컬 플랫니스를 비교하는 방법(일본 특허 공개 제2004-200600호 공보(특허문헌 1))이 있다.
일본 특허 공개 제2004-200600호 공보
마스크의 원료 기판은 고평탄인 것이 중요하지만, 기판 전체의 평탄도가 일정한 규격 내라도, 전체의 평탄도에 변동이 있고, 불균일하고 국소적으로 요철의 구배가 큰 개소가 있는 경우, 기판 위로의 박막의 성막 시의 불균일이나, 마스크를 사용한 노광 시의 초점 변동으로 연결된다. 일본 특허 공개 제2004-200600호 공보(특허문헌 1)에 기재된 방법의 경우는, 웨이퍼 표면을 복수 영역으로 구획하고, 각 영역의 평탄도를 목표로 하는 형상에 가깝게 하기 위한 평가에 사용하고 있지만, 각 영역끼리는 중첩되지 않고 독립되어 있고, 영역 사이에 걸치는 국소적인 요철 구배 등, 각 영역 사이의 평탄성에 대해서는 평가하고 있지 않다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 고평탄이고, 기판면 내의 국소 구배가 작고, 정밀도가 높은 노광을 가능하게 하는 마스크의 원료 기판이 되는 대형 합성 석영 유리 기판, 그리고 그의 평가 방법 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 마스크의 원료 기판이 되는 대형 합성 석영 유리 기판의 유효 범위에 대하여, 복수의 평가 영역을, 평가 영역끼리가 일부 중첩되도록 설정하고, 각각의 평가 영역 내의 평탄도의 정보, 나아가서는 하나의 평가 영역 내의 평탄도와, 하나의 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 내의 평탄도의 차의 정보에 기초하여, 평탄성을 평가하는 것이 유효하고, 그 평가 결과에 기초하여 연마량을 결정하고, 국소 연마하여 원료 기판을 제조하면, 고평탄이고, 기판면 내의 국소 구배가 작고, 정밀도가 높은 노광을 가능하게 하는 마스크의 원료 기판이 되는 대형 합성 석영 유리 기판을 제공할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명을 이루는 데 이르렀다.
따라서, 본 발명은 이하의 대형 합성 석영 유리 기판, 그리고 그의 평가 방법 및 제조 방법을 제공한다.
[1] 대각 길이가 1000㎜ 이상인 대형 합성 석영 유리 기판의 표면 및 이면의 한쪽 또는 양쪽의 유효 범위에 있어서, 복수의 평가 영역을, 평가 영역끼리가 일부 중첩되도록 설정했을 때, 상기 복수의 평가 영역의 각각의 평가 영역 내의 평탄도가 3㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 대형 합성 석영 유리 기판.
[2] 직사각형의 대형 합성 석영 유리 기판이고, 상기 유효 범위가, 상기 표면 또는 이면의 각 변으로부터 10㎜ 이내의 영역을 제외한 직사각형의 범위이고, 상기 평가 영역이, 상기 유효 범위의 어느 한쪽의 대향하는 2변과, 다른 쪽의 대향하는 2변과 평행한 2직선으로 구획되고, 상기 한쪽의 대향하는 2변을 따른 길이가 100 내지 300㎜의 영역인 것을 특징으로 하는 [1]에 기재된 대형 합성 석영 유리 기판.
[3] 각각의 평가 영역에 있어서, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 중 가장 가까운 것과의 사이에서 양자가 겹치는 면적이, 각각의 평가 영역의 면적의 50 내지 98%인 것을 특징으로 하는 [1] 또는 [2]에 기재된 대형 합성 석영 유리 기판.
[4] 각각의 평가 영역에 있어서, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 중 가장 가까운 것과의 사이에서, 양 평가 영역 내의 각각의 평탄도의 차가 0.8㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 대형 합성 석영 유리 기판.
[5] 대각 길이가 1000㎜ 이상인 대형 합성 석영 유리 기판의 표면 및 이면의 한쪽 또는 양쪽의 유효 범위에 있어서, 복수의 평가 영역을, 평가 영역끼리가 일부 중첩되도록 설정하는 공정 및
각각의 평가 영역에 있어서, 해당 평가 영역 내의 평탄도를 측정하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 합성 석영 유리 기판의 평탄성의 평가 방법.
[6] 또한, 각각의 평가 영역에 있어서, 평가 영역 내의 평탄도와, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 내의 평탄도의 차를 산출하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 [5]에 기재된 평가 방법.
[7] [5]에 기재된 평가 방법에 의해, 대형 합성 석영 유리 기판의 평탄성을 평가하는 공정,
얻어진 평탄도에 기초하여 연마량을 결정하는 공정 및
결정된 연마량에 따라 대형 합성 석영 유리 기판의 표면 또는 이면을 국소 연마하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
[8] [6]에 기재된 평가 방법에 의해, 대형 합성 석영 유리 기판의 평탄성을 평가하는 공정,
얻어진 평탄도 및 평탄도의 차에 기초하여 연마량을 결정하는 공정 및
결정된 연마량에 따라 대형 합성 석영 유리 기판의 표면 또는 이면을 국소 연마하는 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
본 발명에 따르면, 고평탄이고, 또한 기판면 내의 국소 구배가 작은 대형 합성 석영 유리 기판이 얻어지고, 이와 같은 대형 합성 석영 유리 기판을 사용하여 대형 포토마스크를 제작하고, 이것을 패널 노광에 사용함으로써, CD 정밀도(치수 정밀도)의 향상이나, 미세 패턴의 노광이 가능해진다.
도 1은 평가 영역의 구획 방법의 일례를 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.
마스크의 원료 기판이 되는 대형 합성 석영 유리 기판은 직접법 또는 간접법에 의해 제조한 합성 석영 유리 블록을, 와이어 소우 등에 의해 소정의 두께로 절단하고, 외형 가공을 행하여 소정의 사이즈로 하고, 그 후, 연삭 공정, 랩 가공 공정, 초벌 연마 공정, 정밀 연마 공정 등을 거쳐서 제조된다. 이와 같이 하여 얻어진 대형 합성 석영 유리 기판의 형상은 대각 길이가 1000㎜ 이상이고, 직사각형인 것이 바람직하고, 두께가 5 내지 30㎜인 것이 바람직하다. 대형 합성 석영 유리 기판의 대각 길이의 상한은 통상 3500㎜ 이하이다. 대형 합성 석영 유리 기판의 기판면 전체에 있어서의 평탄도는 표면 및 이면 모두, 바람직하게는 30㎛ 이하, 보다 바람직하게는 20㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎛ 이하이다. 또한, 대형 합성 석영 유리 기판의 평행도는 바람직하게는 30㎛ 이하, 보다 바람직하게는 20㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 10㎛ 이하이다.
대형 합성 석영 유리 기판의 표면 및 이면의 각각에 있어서, 그 유효 범위란, 대형 합성 석영 유리 기판의 외주연부를 제외한 범위이고, 통상, 기판면의 외주연으로부터 10㎜ 이내의 영역을 제외한 범위이다. 예를 들어, 직사각형의 대형 합성 석영 유리 기판의 경우는, 각 변으로부터 10㎜ 이내의 영역을 제외한 직사각형의 범위가 된다.
본 발명에 있어서는, 대형 합성 석영 유리 기판의 표면 및 이면의 한쪽 또는 양쪽의 유효 범위에 있어서, 복수의 평가 영역을, 평가 영역끼리가 일부 중첩되도록 설정한다. 예를 들어, 유효 범위의 전체에, 어느 평가 영역이 위치하도록 설정한다. 평가 영역의 구획 방법은, 예를 들어 직사각형의 대형 합성 석영 유리 기판의 경우, 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판면(S)의 유효 범위(E)의 어느 한쪽의 대향하는 2변과, 다른 쪽의 대향하는 2변과 평행한 2직선(이 평행한 2직선에는, 다른 쪽의 대향하는 2변 자신도 포함됨)으로 구획할 수 있다. 이 경우, 모든 평가 영역이 직사각형이고, 또한 한쪽의 대향하는 2변을 따라, 평가 영역 1, 2, 3, …n이 차례로 배열되게 되고, 각각의 평가 영역의 한쪽의 대향하는 2변을 따른 길이가 100㎜ 이상, 특히 150㎜ 이상이고, 300㎜ 이하, 특히 250㎜ 이하로 하는 것이 적합하다. 이 길이는 모든 평가 영역에서 동일한, 즉, 동일한 피치로 설정하는 것이 바람직하다. 평가 영역이 배열되는 상기 한쪽의 대향하는 2변은 기판의 긴 변측 및 짧은 변측의 어느 것이어도 되지만, 예를 들어 가공 툴의 이동 방향이나 평탄도 측정 시의 축방향 등, 가공량의 계산이나 평탄도 측정에 대하여 평가하기 쉬운 방향인 것이 바람직하다.
평가 영역 사이의 겹침 정도가 높을수록, 평가 영역의 총수가 많아져, 고평탄이고 기판면 내의 국소 구배가 작은 대형 합성 석영 유리 기판을 얻기 때문에 유리하지만, 평가 및 가공에 시간이 걸린다. 한편, 평가 영역 사이의 겹침 정도가 낮으면, 평가 영역의 총수가 적어져, 평가 및 가공에 걸리는 시간은 짧아지지만, 고평탄이고 기판면 내의 국소 구배가 작은 기판을 얻는 관점에 있어서는, 그 효과가 저하되어 버린다. 그로 인해, 목표로 하는 평탄성이나 가공 시간에 따라 적절한 겹침 정도를 선택하게 되지만, 상기 관점에서는 평가 영역 사이의 겹침 정도는 각각의 평가 영역에 있어서, 바람직하게는 모든 평가 영역에 공통되고, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 중 가장 가까운 것과의 사이에서 양자가 겹치는 면적이, 각각의 평가 영역의 면적의 50% 이상, 특히 60% 이상, 특히 70% 이상이고, 98% 이하, 특히 90% 이하, 특히 80% 이하가 되도록 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 유효 범위의 한쪽의 대향하는 2변측(이 경우는 짧은 변측)이 800㎜, 유효 범위의 다른 쪽의 대향하는 2변측(이 경우는 긴 변측)이 900㎜, 한쪽의 대향하는 2변을 따른 길이(피치)가 200㎜, 각각의 평가 영역에 있어서, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 중 가장 가까운 것과의 사이에서 양자가 겹치는 면적을 50%로 한 경우는, 각각의 평가 영역의 다른 쪽의 대향하는 2변에 평행한 중심선이, 한쪽의 대향하는 2변을 따라 100㎜ 간격으로 배열하는 평가 영역 1, 2, 3, …7의 합계 7(n=7)의 평가 영역이 설정되게 된다.
유효 영역 전체 및 각각의 평가 영역의 평탄도, 평행도의 측정은 대형 합성 석영 유리 기판의 기판면을 수직(중력 방향)으로 하여 유지한 상태에서, 대형 합성 석영 유리 기판의 표면 및/또는 이면을 측정하면 된다. 평탄도의 측정에는 시판의 플랫니스 테스터를, 평행도의 측정은 마이크로미터를 사용할 수 있다. 또한, 본 발명에 있어서, 평탄도란, 대상으로 하는 면의 최소 제곱 평면을 기준면이라고 하고, 기준면과, 실제의 면(측정된 좌표에 기초하는 면)의 볼록 부분과의 거리의 최댓값 및 기준면과, 실제의 면(측정된 좌표에 기초하는 면)의 오목 부분과의 거리의 최댓값의 합이다.
본 발명에 따르면, 각각의 평가 영역 내에서, 바람직하게는 모든 평가 영역에 있어서, 평탄도가 3㎛ 이하, 특히 2.5㎛ 이하, 특히 2㎛ 이하인 대형 합성 석영 유리 기판을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 각각의 평가 영역에 있어서, 바람직하게는 모든 평가 영역에 있어서, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 중 가장 가까운 것과의 사이에서, 양 평가 영역 내의 각각의 평탄도의 차가 0.8㎛ 이하, 특히 0.5㎛ 이하인 대형 합성 석영 유리 기판을 제공할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상술한 바와 같이 평가 영역을 설정하고, 대형 합성 석영 유리 기판의 평탄성을 평가할 수 있다. 구체적으로는, 대각 길이가 1000㎜ 이상인 대형 합성 석영 유리 기판의 표면 및 이면의 한쪽 또는 양쪽의 유효 범위, 바람직하게는 유효 범위의 전체에 있어서, 복수의 평가 영역을, 평가 영역끼리가 일부 중첩되도록 설정하고, 각각의 평가 영역에 있어서, 평가 영역 내의 평탄도를 측정하고, 또한, 필요에 따라, 각각의 평가 영역에 있어서, 평가 영역 내의 평탄도와, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 내의 평탄도의 차를 산출하면 된다.
또한, 이와 같은 평가 방법에 의해, 대형 합성 석영 유리 기판의 평탄성을 평가하고, 얻어진 평탄도에 기초하여, 나아가서는, 얻어진 평탄도의 차에 기초하여, 연마량을 결정하고, 결정된 연마량에 따라 대형 합성 석영 유리 기판의 표면 또는 이면을 국소 연마함으로써, 고평탄이고, 또한 기판면 내의 국소 구배가 작은 대형 합성 석영 유리 기판, 예를 들어 상술한 바와 같은, 평가 영역 내의 평탄도가 3㎛ 이하, 특히 2.5㎛ 이하, 특히 2㎛ 이하, 나아가서는, 상술한 평가 영역 사이의 평탄도의 차가 0.8㎛ 이하, 특히 0.5㎛ 이하인 대형 합성 석영 유리 기판을 제조할 수 있다.
평탄도의 측정 결과로부터, 각각의 평가 영역의 평탄도에 기초하여 연마량을 결정하는 방법으로서 구체적으로는, 이하와 같은 방법을 들 수 있다. 먼저, 설정한 각각의 평가 영역에 대하여, 1번째의 평가 영역의 평탄도가 목표의 평탄도를 초과하는 경우, 예를 들어 3㎛를 초과하는 경우는, 그 평가 영역 내에서의 볼록 부분을 가공 제거하여 목표의 평탄도 이하, 예를 들어 2.5㎛ 이하로 하기 위해 필요한 연마량을 결정한다. 한편, 1번째의 평가 영역의 평탄도가 목표의 평탄도 이하인 경우, 예를 들어 3㎛ 이하인 경우는, 연마량을 0(제로)으로 하고, 2번째의 평가 영역으로 이행한다. 이어서, 2번째 이후의 평가 영역에 있어서도, 순서대로, 1번째의 평가 영역과 마찬가지로 하여, 연마량을 결정한다. 그리고, 상기한 방법에 의해 각각의 평가 영역에서 연마량을 결정하는 것을 반복하고, 모든 평가 영역에 있어서 연마량을 결정하고, 평가 영역이 중첩되는 부분에 대해서는, 그 겹침 부분을 포함하는 각각의 평가 영역의 연마량의 평균값을, 그것들이 중첩되는 부분에 있어서의 연마량으로 하고, 모든 평가 영역 전체에 걸쳐서 연마량을 집계한다.
또한, 각각의 평가 영역의 평탄도의 차에 기초하여 추가의 연마량을 결정해도 된다. 이 경우, 추가의 연마량은 측정된 평탄도의 실측값에 의해 결정해도 되지만, 상술한 각각의 평가 영역의 평탄도에 기초하여 결정한 연마량으로 연마한 후의 기판면의 형상을 시뮬레이션하고, 이 시뮬레이션 결과에 의한 평가 영역 내의 평탄도와, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 내의 평탄도의 차를 산출할 수도 있다.
이 경우, 먼저, 설정한 각각의 평가 영역에 대하여, 1번째의 평가 영역 내의 평탄도와, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 내의 평탄도의 차를 산출하고, 이 차가 목표의 차를 초과하는 경우, 예를 들어 0.5㎛를 초과하는 경우는, 양 평가 영역 내에서의 볼록 부분에 대하여, 목표의 평탄도의 차로 하기 위해 필요한 추가의 연마량을 결정한다. 한편, 1번째의 평가 영역 내의 평탄도와, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 내의 평탄도의 차가 목표의 차 이하인 경우, 예를 들어 0.5㎛ 이하인 경우는, 추가의 연마량을 0(제로)으로 하고, 2번째의 평가 영역으로 이행한다. 이어서, 2번째 이후의 평가 영역에 있어서도, 순서대로, 1번째의 평가 영역과 마찬가지로 하여, 추가의 연마량을 결정한다. 그리고, 상기한 방법에 의해 각각의 평가 영역에서 추가의 연마량을 결정하는 것을 반복하고, 모든 평가 영역에 있어서 추가의 연마량을 결정하고, 모든 평가 영역 전체에 걸쳐서 추가의 연마량을 집계한다. 또한, 필요에 따라, 상술한 각각의 평가 영역의 평탄도에 기초하여 결정된 연마량과 합산한다.
결정된 연마량에 따라 국소 연마하는 방법으로서는, 예를 들어, 대형 합성 석영 유리 기판의 기판면을 수평하게 하여 유지한 상태에서, 가공 툴이 대형 합성 석영 유리 기판 위를 이동함으로써 국소적인 연마 가공을 행하는 장치에서, 필요한 연마량에 따라 기판 위의 가공 툴의 이동 속도를 변화시킴으로써, 국소적으로 연마 가공할 수 있다. 가공 툴은, 예를 들어 회전축과, 기판에 연마 부재를 압박하는 기구를 갖는 원반상의 연마 플레이트를 들 수 있고, 이 경우, 연마 플레이트에, 연마 천 등의 연마 부재를, 필요에 따라 고무 시트 등의 탄성체를 통해 부착하고, 가공액을 공급하면서 기판과 접촉시킴으로써 연마할 수 있다. 연마 플레이트의 재질로서는, 스테인리스강(SUS), 알루미늄 합금, 티타늄, 놋쇠에서 선택되는 금속이 바람직하다. 연마 플레이트의 직경은, 바람직하게는 100㎜ 이상, 특히 300㎜ 이상이고, 바람직하게는 800㎜ 이하, 특히 600㎜ 이하이다. 또한, 가공 시, 목표로 하는 연마량의 분포에 따라, 적절한 크기의 연마 플레이트로 변경하여 가공을 행해도 된다. 예를 들어, 평가 영역 내의 평탄도와, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 내의 평탄도의 차가 큰 부분에 대해서는, 비교적 좁은 범위에서, 요철의 구배가 크기 때문에, 가공 제거를 보다 정밀하게 제어하기 위해, 가공 툴의 크기를 더 작은 것으로 변경하여 가공을 행하는 것이 바람직하다.
연마 천은, 예를 들어 부직포, 스웨이드, 발포 폴리우레탄 등에서 선택되고, 접착제에 의해 가공 툴에 고정하여 사용한다. 접착제는 연마 중에 연마 천과 연마 플레이트 또는 탄성체가 분리되지 않을 정도의 접착 강도를 갖는 것이라면 특별히 제한되지 않고, 아크릴계 접착제, 에폭시계 접착제, 우레탄계 접착제 등을 들 수 있다. 가공액으로서는, 물에 탄화규소, 알루미나, 산화세륨, 콜로이달실리카 등에서 선택되는 연마 지립을 혼합한 액을 사용할 수 있다.
또한, 국소 연마 공정 후, 대형 합성 석영 유리 기판의 평탄성을 다시 평가해도 되고, 평가의 결과, 목표로 하는 평탄도, 나아가서는 목표로 하는 평탄도의 차가 얻어지고 있지 않은 경우에는, 이 평가 결과에 기초하여 재차 연마량을 결정하고, 다시 국소 연마 공정을 행하고, 최종적으로 목표로 하는 평탄도, 나아가서는 목표로 하는 평탄도의 차가 되도록, 평탄성의 평가와 국소 연마를 반복할 수 있다.
[실시예]
이하, 실시예를 나타내어 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되는 것은 아니다.
[실시예 1]
랩 가공에 의해 양면을 조연마한 후에 정밀 연마를 행하고, 기판면의 사이즈가 1600㎜×1800㎜, 두께 17.2㎜, 표면 전체의 평탄도가 20㎛, 이면 전체의 평탄도가 22㎛, 기판 전체의 평행도가 15㎛의 대형 합성 석영 유리 기판을 원료 기판으로서 준비했다. 평탄도는 플랫니스 테스터(구로다 세이코(주)), 평행도는 마이크로미터((주) 미츠토요제)로 측정했다(이하의 평탄도 측정 및 평행도 측정에 있어서 동일함).
원료 기판의 평탄도 및 평행도의 측정 결과로부터, 먼저 기판 표면 및 이면 전체의 평탄도를 10㎛ 이내, 평행도를 10㎛ 이내로 하기 위한 연마량을 결정했다. 그 후, 기판면을 수평하게 유지한 원료 기판 위를 가공 툴이 이동함으로써 국소적인 연마를 행하는 가공 장치에서, 결정한 연마량에 따라 기판 위의 툴의 이동 속도를 변화시켜 연마 가공을 행하고, 두께가 17.0㎜, 표면 전체의 평탄도가 9㎛, 이면 전체의 평탄도가 12㎛, 기판 전체의 평행도가 10㎛인 중간품 기판을 얻었다.
이어서, 중간품 기판의 기판면의 표면 및 이면의 각 변으로부터 10㎜ 이내의 영역을 제외한 유효 영역에 대하여, 길이 1780㎜의 긴 변측의 2변(한쪽의 대향하는 2변에 상당)과, 1580㎜의 짧은 변측의 2변(다른 쪽의 대향하는 2변에 상당)에 평행한 2직선으로 구획된, 긴 변측의 2변을 따른 길이가 280㎜인 평가 영역을, 각각의 평가 영역의 짧은 변측의 2변에 평행한 중심선이, 긴 변측의 2변을 따라 순서대로 10㎜ 간격으로 배열되는 합계 151/편면의 평가 영역을 설정했다. 이 경우, 각각의 평가 영역에 있어서, 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 중 가장 가까운 것과의 사이에서 양자가 겹치는 면적은 각각의 평가 영역의 96%이다.
이어서, 각각의 평가 영역 내의 평탄도를 측정하고, 또한, 각각의 평가 영역에 있어서, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 중 가장 가까운 것과의 사이에서, 양 평가 영역 내의 각각의 평탄도의 차(이하, 간단히, 「평탄도의 차」라고 함)를 산출했다. 그리고, 각각의 평가 영역 내의 평탄도가 3㎛ 이하, 평탄도의 차가 0.5㎛ 이하인 대형 합성 석영 유리 기판을 얻기 위해, 결과를 평가한바, 평가 영역 내의 평탄도가 3㎛를 초과하고 있는 평가 영역은 15영역이고, 평탄도의 차가 0.5㎛를 초과하고 있는 평가 영역은 7영역이었다.
이어서, 각각의 평가 영역 내의 평탄도를 3㎛ 이하로 하기 위해 필요한 연마량을 산출했다. 먼저, 각각의 평가 영역 내의 평탄도의 측정 결과를 기초로, 평가 영역마다, 그 평가 영역 내에서 가장 오목한 위치(최저점)를 기준으로 하여, 이 기준의 높이보다 2.5㎛ 이상 높은 부분을 연마 부분으로 하여 필요한 연마량을 결정했다. 그리고, 얻어진 각각의 평가 영역마다의 연마량을 집계함으로써, 기판 전체의 연마량을 결정했다. 이때, 평가 영역이 중첩되는 부분에 대해서는, 그 겹침 부분을 포함하는 각각의 평가 영역의 연마량의 평균값을, 그것들이 중첩되는 부분에 있어서의 연마량으로 했다.
이어서, 평탄도의 차를 0.5㎛ 이하로 하기 위해 필요한 추가의 연마량을 산출했다. 먼저, 평탄도의 차의 산출 결과를 기초로, 평탄도의 차가 0.5㎛를 초과하는 평가 영역 사이에서, 그것들의 평가 영역 내에서 가장 오목한 위치(최저점)를 기준으로 하고, 이 기준의 높이보다 0.4㎛ 이상 높은 부분을 연마 부분으로 하여 필요한 연마량을 결정했다. 그리고, 얻어진 각각의 평가 영역마다의 연마량을 집계함으로써, 기판 전체의 추가의 연마량을 결정했다.
이어서, 각각의 평가 영역 내의 평탄도로부터 결정된 연마량 및 평탄도의 차로부터 결정된 추가의 연마량에 기초하여, 원반상의 연마 플레이트를 갖는 가공 툴이 이동함으로써 국소적인 연마를 행하는 가공 장치를 사용하여, 중간품 기판의 기판면의 표면 및 이면을 국소 연마했다. 또한, 평탄도의 차로부터 결정된 추가의 연마량이 적용되는 평가 영역에 있어서는, 비교적 좁은 범위에서의 요철의 구배가 크므로, 연마량 및 범위를 보다 정밀하게 제어하기 위해, 직경 200㎜의 연마 플레이트를 사용하여 연마하고, 그 이외의 평가 영역에 있어서는, 직경 400㎜의 연마 플레이트를 사용하여 연마했다.
그 결과, 표면 전체의 평탄도가 8㎛, 이면 전체의 평탄도가 10㎛, 기판 전체의 평행도가 9㎛, 평가 영역 내의 평탄도가 최대 2.3㎛, 평탄도의 차가 최대 0.4㎛인 대형 합성 석영 유리 기판이 얻어졌다.
[실시예 2]
랩 가공에 의해 양면을 조연마한 후에 정밀 연마를 행하고, 기판면의 사이즈가 800㎜×900㎜, 두께 13.2㎜, 표면 전체의 평탄도가 15㎛, 이면 전체의 평탄도가 17㎛, 기판 전체의 평행도가 12㎛인 대형 합성 석영 유리 기판을 원료 기판으로 하여 준비했다.
원료 기판의 평탄도 및 평행도의 측정 결과로부터, 먼저 기판 표면 및 이면 전체의 평탄도를 10㎛ 이내, 평행도를 10㎛ 이내로 하기 위한 연마량을 결정했다. 그 후, 기판면을 수평하게 유지한 원료 기판 위를 가공 툴이 이동함으로써 국소적인 연마를 행하는 가공 장치에서, 결정한 연마량에 따라 기판 위의 툴의 이동 속도를 변화시켜 연마 가공을 행하고, 두께가 13.0㎜, 표면 전체의 평탄도가 9㎛, 이면 전체의 평탄도가 10㎛, 기판 전체의 평행도가 9㎛인 중간품 기판을 얻었다.
이어서, 중간품 기판의 기판면의 표면 및 이면의 각 변으로부터 10㎜ 이내의 영역을 제외한 유효 영역에 대하여, 길이 880㎜의 긴 변측의 2변(한쪽의 대향하는 2변에 상당)과, 780㎜의 짧은 변측의 2변(다른 쪽의 대향하는 2변에 상당)에 평행한 2직선으로 구획된, 긴 변측의 2변을 따른 길이가 280㎜인 평가 영역을, 각각의 평가 영역의 짧은 변측의 2변에 평행한 중심선이, 긴 변측의 2변을 따라 순서대로 50㎜ 간격으로 배열하는 합계 13/편면의 평가 영역을 설정했다. 이 경우, 각각의 평가 영역에 있어서, 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 중 가장 가까운 것과의 사이에서 양자가 겹치는 면적은 각각의 평가 영역의 82%이다.
이어서, 각각의 평가 영역 내의 평탄도를 측정하고, 또한, 각각의 평가 영역에 있어서, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 중 가장 가까운 것과의 사이에서, 양 평가 영역 내의 각각의 평탄도의 차를 산출했다. 그리고, 각각의 평가 영역 내의 평탄도가 3㎛ 이하, 평탄도의 차가 0.5㎛ 이하인 대형 합성 석영 유리 기판을 얻기 위해, 결과를 평가한바, 평가 영역 내의 평탄도가 3㎛를 초과하고 있는 평가 영역은 2영역이고, 평탄도의 차가 0.5㎛를 초과하고 있는 평가 영역은 존재하지 않았다.
이어서, 각각의 평가 영역 내의 평탄도를 3㎛ 이하로 하기 위해 필요한 연마량을 산출했다. 먼저, 각각의 평가 영역 내의 평탄도의 측정 결과를 기초로, 평가 영역마다, 그 평가 영역 내에서 가장 오목한 위치(최저점)를 기준으로 하고, 이 기준의 높이보다 2.5㎛ 이상 높은 부분을 연마 부분으로 하여 필요한 연마량을 결정했다. 그리고, 얻어진 각각의 평가 영역마다의 연마량을 집계함으로써, 기판 전체의 연마량을 결정했다. 이때, 평가 영역이 중첩되는 부분에 대해서는, 그 겹침 부분을 포함하는 각각의 평가 영역의 연마량의 평균값을, 그것들이 중첩되는 부분에 있어서의 연마량으로 했다.
이어서, 각각의 평가 영역 내의 평탄도로부터 결정된 연마량에 기초하여, 직경 300㎜의 원반상의 연마 플레이트를 갖는 가공 툴이 이동함으로써 국소적인 연마를 행하는 가공 장치를 사용하여, 중간품 기판의 기판면의 표면 및 이면을 국소 연마했다.
그 결과, 표면 전체의 평탄도가 7㎛, 이면 전체의 평탄도가 8㎛, 기판 전체의 평행도가 9㎛, 평가 영역 내의 평탄도가 최대 2.8㎛, 평탄도의 차가 최대 0.4㎛인 대형 합성 석영 유리 기판이 얻어졌다.
1, 2, 3, n : 평가 영역
E : 유효 범위
S : 기판면

Claims (8)

  1. 대각 길이가 1000㎜ 이상인 대형 합성 석영 유리 기판의 표면 및 이면의 한쪽 또는 양쪽의 유효 범위에 있어서, 복수의 평가 영역을, 평가 영역끼리가 일부 중첩되도록 설정했을 때, 상기 복수의 평가 영역의 각각의 평가 영역 내의 평탄도가 3㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 대형 합성 석영 유리 기판.
  2. 제1항에 있어서, 직사각형의 대형 합성 석영 유리 기판이고, 상기 유효 범위가, 상기 표면 또는 이면의 각 변으로부터 10㎜ 이내의 영역을 제외한 직사각형의 범위이고, 상기 평가 영역이, 상기 유효 범위의 어느 한쪽의 대향하는 2변과, 다른 쪽의 대향하는 2변과 평행한 2직선으로 구획되고, 상기 한쪽의 대향하는 2변을 따른 길이가 100 내지 300㎜의 영역인 것을 특징으로 하는 대형 합성 석영 유리 기판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 평가 영역에 있어서, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 중 가장 가까운 것과의 사이에서 양자가 겹치는 면적이, 각각의 평가 영역의 면적의 50 내지 98%인 것을 특징으로 하는 대형 합성 석영 유리 기판.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각각의 평가 영역에 있어서, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 중 가장 가까운 것과의 사이에서, 양 평가 영역 내의 각각의 평탄도의 차가 0.8㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 대형 합성 석영 유리 기판.
  5. 대각 길이가 1000㎜ 이상인 대형 합성 석영 유리 기판의 표면 및 이면의 한쪽 또는 양쪽의 유효 범위에 있어서, 복수의 평가 영역을, 평가 영역끼리가 일부 중첩되도록 설정하는 공정 및
    각각의 평가 영역에 있어서, 해당 평가 영역 내의 평탄도를 측정하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 합성 석영 유리 기판의 평탄성의 평가 방법.
  6. 제5항에 있어서, 또한, 각각의 평가 영역에 있어서, 평가 영역 내의 평탄도와, 그 평가 영역과 겹치는 다른 평가 영역 내의 평탄도의 차를 산출하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 평가 방법.
  7. 제5항에 기재된 평가 방법에 의해, 대형 합성 석영 유리 기판의 평탄성을 평가하는 공정,
    얻어진 평탄도에 기초하여 연마량을 결정하는 공정 및
    결정된 연마량에 따라 대형 합성 석영 유리 기판의 표면 또는 이면을 국소 연마하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
  8. 제6항에 기재된 평가 방법에 의해, 대형 합성 석영 유리 기판의 평탄성을 평가하는 공정,
    얻어진 평탄도 및 평탄도의 차에 기초하여 연마량을 결정하는 공정 및
    결정된 연마량에 따라 대형 합성 석영 유리 기판의 표면 또는 이면을 국소 연마하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 대형 합성 석영 유리 기판의 제조 방법.
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