WO2017187675A1 - 円形状ガラス板及びその製造方法 - Google Patents

円形状ガラス板及びその製造方法 Download PDF

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glass plate
notch
laser
circular glass
heat ray
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PCT/JP2017/002063
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French (fr)
Inventor
小谷　修
政幸 池本
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
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    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
    • B23K26/354—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment by melting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B29/00—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
    • C03B29/02—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a discontinuous way
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B29/00—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins
    • C03B29/04—Reheating glass products for softening or fusing their surfaces; Fire-polishing; Fusing of margins in a continuous way
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C23/00—Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments

Definitions

  • the present invention relates to a circular glass plate provided with a notch at the outer periphery and a method for manufacturing the same.
  • a circular glass plate having a notch or other notch on the outer peripheral edge thereof is used in accordance with the shape of the semiconductor wafer.
  • an object of the present invention is to improve the strength by reducing minute scratches and microcracks in the cutout portion of the outer peripheral edge of the circular glass plate.
  • the manufacturing method of the circular glass plate of the present invention which was created to solve the above problems, is a circular shape having a notch portion and a non-notch portion in which the notch portion is not formed on the outer periphery. It is a method for producing a circular glass plate from an original glass plate, characterized in that it has a processing step of heating the notch to a softening point or higher.
  • the notch portion of the original glass plate is heated above the softening point of the original glass plate, the notch portion is softened (melted) and has a fire-making surface. Accordingly, minute scratches and microcracks existing in the cutout portion are reduced, and the surface of the cutout portion becomes smooth. That is, according to the method for manufacturing a circular glass plate of the present invention, it is possible to improve the strength by reducing minute scratches and microcracks in the cutout portion of the outer peripheral edge of the circular glass plate. is there.
  • the cutout portion may be heated to the softening point or higher by irradiating the cutout portion with heat rays.
  • the notched portion and the non-notched portion may be heated above the softening point by scanning the heat ray along the outer peripheral edge.
  • the notch and the non-notch can be efficiently processed together with the notch, thereby reducing the fine scratches and microcracks in the non-notch together with the notch. .
  • the number of scans of the heat ray with respect to the notch may be greater than the number of scans of the heat ray with respect to the non-notch.
  • the scanning of the heat ray may start from the one end in a direction from one end to the other end of the notch, and may end at the other end via the non-notch.
  • the scanning speed of the said heat ray with respect to the said notch part may be slower than the scanning speed of the said heat ray with respect to the said notch part.
  • the output of the said heat ray with respect to the said notch part may be larger than the output of the said heat ray with respect to the said notch part.
  • the notched portion is less likely to be heated by heat rays than the non-notched portion, but according to these configurations, the notched portion can be heated equivalently to the non-notched portion.
  • the original glass plate further includes a connecting portion that connects the notched portion and the non-notched portion on the outer peripheral edge, and the scanning speed of the heat ray with respect to the connecting portion is the non- It may be faster than the scanning speed of the heat ray with respect to the notch.
  • the original glass plate further includes a connecting portion connecting the notched portion and the non-notched portion on the outer peripheral edge, and the output of the heat ray to the connecting portion is the heat ray to the non-notched portion. It may be smaller than the output of.
  • the connecting portion is more easily heated by the heat ray than the non-notched portion, but according to these configurations, the heating of the connecting portion can be suppressed to the same level as that of the non-notched portion.
  • the heat ray may be a laser.
  • the laser may be irradiated while the original glass plate is heated to a strain point or higher and lower than a softening point.
  • the temperature difference between the outer peripheral edge irradiated with the non-condensing laser and the other portion can be suppressed, and thereby the original glass plate can be prevented from being broken.
  • the laser may be irradiated in a state in which a glass cloth having a softening point higher than that of the original glass plate is disposed under the original glass plate in a horizontal posture.
  • the original glass plate When heated above the strain point, the original glass plate softens a little, so that the surface irregularities and scratches of the member on which the original glass plate is placed may be transferred to the original glass plate. According to this configuration, since the glass cloth serves as a cushion, this transfer can be suppressed.
  • the outer peripheral edge of the original glass plate may protrude outward from the glass cloth.
  • the glass cloth is irradiated with laser. In this case, the glass cloth is heated, and the part of the original glass plate that is in contact with the part of the heated glass cloth may be deformed.
  • transformation of the original glass plate resulting from the heating of a glass cloth can be suppressed.
  • the laser may be a non-focused laser.
  • the non-condensing laser may be irradiated obliquely from above toward the outer peripheral edge.
  • the laser may be a focused laser.
  • the focused laser beam may be applied to the outer peripheral edge from both sides in the thickness direction of the original glass plate.
  • the circular glass plate manufactured by the manufacturing method of the circular glass plate having the above-described configuration is a circular glass plate having a notch portion on an outer peripheral edge, and the notch portion has a fire-making surface.
  • the strength can be improved by reducing minute scratches and microcracks in the cutout portion of the outer peripheral edge of the circular glass plate.
  • the manufacturing method of the circular glass plate of this embodiment manufactures a circular glass plate from the original glass plate 1 shown to FIG. 1A and FIG. 1B.
  • the circular glass plate is used for supporting a semiconductor wafer in a semiconductor manufacturing process, for example.
  • the original glass plate 1 is an object of laser processing described later.
  • the original glass plate 1 has a circular shape in which an outer peripheral edge 4 includes a notch 2 and a non-notch 3 in which the notch 2 is not formed.
  • the outer periphery 4 has the chamfering part 4a.
  • the outer peripheral edge 4 of the original glass plate 1 is formed by cutting and then subjected to grinding.
  • the notch 2 is a V-shaped notch formed in accordance with the notch shape of the semiconductor wafer.
  • the diameter of the original glass plate 1 is, for example, 100 mm to 500 mm.
  • the original glass plate 1 has a thickness of, for example, 0.5 mm to 1.5 mm.
  • the original glass plate 1 has a glass composition As a mass%, SiO 2 : 55 to 75%, Al 2 O 3 : 15 to 30%, Li 2 O: 0.1 to 6%, Na 2 O + K 2 O (combination of Na 2 O and K 2 O Amount): 0 to 8%, MgO + CaO + SrO + BaO (total amount of MgO, CaO, SrO and BaO): preferably 0 to 10%, or SiO 2 : 55 to 75%, Al 2 O 3 : 10 to It is also preferable to contain 30%, Li 2 O + Na 2 O + K 2 O (total amount of Li 2 O, Na 2 O and K 2 O): 0 to 0.3%, MgO + CaO + Sr
  • the original glass plate 1 is As a glass composition, by mass%, SiO 2 : 55 to 75%, Al 2 O 3 : 3 to 15%, B 2 O 3 : 5 to 20%, MgO: 0 to 5%, CaO: 0 to 10%, It preferably contains SrO: 0 to 5%, BaO: 0 to 5%, ZnO: 0 to 5%, Na 2 O: 5 to 15%, K 2 O: 0 to 10%, SiO 2 : 64 to 71%, Al 2 O 3 : 5 to 10%, B 2 O 3 : 8 to 15%, MgO: 0 to 5%, CaO: 0 to 6%, SrO: 0 to 3%, BaO: 0 to 3% ZnO::
  • the average thermal expansion coefficient in the temperature range of 30 ° C. to 380 ° C. of the original glass plate 1 is to be regulated to 70 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. or more and 85 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C.
  • the original glass plate 1 is As a glass composition, by mass%, SiO 2 : 60 to 75%, Al 2 O 3 : 5 to 15%, B 2 O 3 : 5 to 20%, MgO: 0 to 5%, CaO: 0 to 10%, It preferably contains SrO: 0 to 5%, BaO: 0 to 5%, ZnO: 0 to 5%, Na 2 O: 7 to 16%, K 2 O: 0 to 8%, SiO 2 : 60 to 68%, Al 2 O 3: 5 ⁇ 15%, B 2 O 3: 5 ⁇ 20%, MgO: 0 ⁇ 5%, CaO: 0 ⁇ 10%, SrO: 0 ⁇ 3%, BaO: 0 ⁇ 3% ZnO: 0 to 3%, Na 2 O: 8 to 16%, and K 2 O: 0 to 3% are more preferable.
  • the average thermal expansion coefficient in the temperature range of 30 ° C. to 380 ° C. of the original glass plate 1 is to be restricted to more than 85 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C. and not more than 120 ⁇ 10 ⁇ 7 / ° C.
  • the original glass plate 1 As a glass composition, by mass%, SiO 2 : 55 to 70%, Al 2 O 3 : 3 to 13%, B 2 O 3 : 2 to 8%, MgO: 0 to 5%, CaO: 0 to 10% , SrO: 0 ⁇ 5%, BaO: 0 ⁇ 5%, ZnO: 0 ⁇ 5%, Na 2 O: 10 ⁇ 21%, K 2 O: it is preferable that 0 containing 1-5%.
  • the original glass plate 1 As a glass composition, by mass%, SiO 2 : 53 to 65%, Al 2 O 3 : 3 to 13%, B 2 O 3 : 0 to 5%, MgO: 0.1 to 6%, CaO: 0 to 10 %, SrO: 0-5%, BaO: 0-5%, ZnO: 0-5%, Na 2 O + K 2 O: 20-40%, Na 2 O: 12-21%, K 2 O: 7-21 % Is preferably contained.
  • a laser processing apparatus 5 for performing laser processing on the original glass plate 1 is placed on a heating furnace 6, a rotary table 7 disposed in the heating furnace 6, and the rotary table 7. And a laser irradiation device 8 for irradiating the original glass plate 1 in the horizontal posture with a laser L.
  • the heating furnace 6 is an electric furnace, and heats the entire original glass plate 1 disposed inside to a temperature above the strain point and below the softening point.
  • the rotary table 7 is rotationally driven by a drive source (not shown) via a rotary shaft 7 a that supports the rotary table 7. Between the turntable 7 and the original glass plate 1, a glass cloth 9 having a higher softening point than the original glass plate 1 is disposed.
  • the original glass plate 1 is disposed such that the outer peripheral edge 4 protrudes outside the glass cloth 9.
  • the laser L emitted from the laser irradiation device 8 is a non-focused laser that is not focused (focused) by the lens.
  • the laser L is a CO 2 laser.
  • the output of the laser L is, for example, 10 to 400W.
  • the diameter of the laser L is, for example, 1 to 5 mm.
  • the laser irradiation device 8 irradiates the laser L from the oblique upper side on the side of the original glass plate 1 toward the outer peripheral edge 4 of the original glass plate 1.
  • the laser irradiation angle ⁇ with respect to the direction along the plate surface is, for example, 0 to 30 °.
  • the irradiation direction of the laser L is a direction perpendicular to the tangent at the position where the original glass plate 1 is irradiated.
  • the laser processing apparatus 5 scans the laser L along the outer peripheral edge 4 of the original glass plate 1 by irradiating the original glass plate 1 rotating together with the rotary table 7 with the laser L. Thereby, the laser processing apparatus 5 heats the notch part 2 and the non-notch part 3 of the original glass plate 1 more than the softening point of the original glass plate 1.
  • the laser processing for the original glass plate 1 is performed as follows using the laser processing apparatus 5.
  • the glass cloth 9 is placed on the rotary table 7 in the heating furnace 6, and the original glass plate 1 is placed thereon so that the outer peripheral edge 4 protrudes outside the glass cloth 9. To do.
  • the inside of the heating furnace 6 is heated to heat the entire original glass plate 1.
  • the rotary table 7 is rotated and the laser irradiation device 8 moves from the laser irradiation device 8 to the outer peripheral edge 4 of the original glass plate 1.
  • the laser L is irradiated toward the head.
  • the outer peripheral edge 4 of the original glass plate 1 has a fired surface after laser processing.
  • the fire-making surface is formed by heating and melting the outer peripheral edge 4 to the softening point or higher, and is a smooth surface with few micro scratches and micro cracks.
  • the original glass plate 1 is completed as a product through a step of polishing the plate surface and the like.
  • the notch 2 of the original glass plate 1 is less likely to be heated by the laser L than the non-notch 3. Therefore, in the laser processing of the present embodiment, the number of scans of the laser L with respect to the notch 2 is set to the non-notch 3 in a state where the output of the laser L is constant and the scanning speed (rotation speed) is constant. More than the number of scans of the laser L. More specifically, the scanning of the laser L starts from one end of the notch 2 in the circumferential direction of the original glass plate 1 and extends from one end of the notch 2 to the other end. 3 is passed through at least once, and is finished at the other end of the notch 2. Thereby, the notch 2 can be scanned a plurality of times by the laser L.
  • the present invention is not limited to this embodiment, and may be set as follows, for example, by laser processing.
  • the non-notched portion 3, the connecting portion 10 that connects the non-notched portion 3 and the notched portion 2, and the notched portion 2 are considered as regions A, B, and C, respectively.
  • the connecting portion 10 is more easily heated by the laser L than the non-notched portion 3.
  • the output of the laser L is constant, the number of scans of the laser L is the same in the non-notched portion 3, the connecting portion 10, and the notched portion 2, and the scanning speed of the laser L is B> A> C.
  • the number of scans and the scanning speed of the laser L are the same in the non-notched portion 3, the connecting portion 10, and the notched portion 2, and the output of the laser L is B ⁇ A ⁇ C.
  • the chamfered part 4a was formed in the outer periphery 4 of the original glass plate 1, as shown in FIG. 5, the chamfered part 4a does not need to be formed.
  • the laser L irradiated to the outer periphery 4 of the original glass plate 1 was a non-condensing laser, as shown in FIG. 5, the outer periphery 4 of the original glass plate 1 is irradiated.
  • the laser L may be a condensed laser focused (focused) by the lens 8a.
  • the outer peripheral edge 4 of the original glass plate 1 may be irradiated with a focused laser from both sides in the thickness direction of the original glass plate 1. This is because many minute scratches and microcracks exist around the boundary between the plate surface 11 and the end surface 12 in the original glass plate 1.
  • the manufacturing method of the circular glass plate of the present embodiment configured as described above can enjoy the following effects.
  • the notch portion 2 of the original glass plate 1 Since the notch portion 2 of the original glass plate 1 is heated above the softening point of the original glass plate 1, the notch portion 2 is softened (melted) and has a fired surface. Accordingly, minute scratches and microcracks existing in the cutout portion 2 are reduced, and the surface of the cutout portion 2 becomes smooth. That is, according to the manufacturing method of the circular glass plate of this embodiment, the strength is improved by reducing minute scratches and microcracks in the cutout portion 2 of the outer peripheral edge 4 of the circular original glass plate 1. It is possible to make it.
  • the inventors of the present application photographed the outer peripheral edge of the original glass plate processed by laser processing in the processing step of the manufacturing method of the circular glass plate according to the embodiment of the present invention.
  • the original glass plate used was a borosilicate glass (softening point: 731 ° C., strain point: 532 ° C.) having a circular shape (notched and chamfered portion) having a diameter of 300 mm and a thickness of 1 mm.
  • a normal product an outer peripheral edge formed by cutting was ground in advance (hereinafter referred to as a normal product).
  • a CO 2 laser was used without focusing (3 mm in diameter).
  • the rotation speed of the rotary table was 0.25 rpm, and the laser output was 80 to 85 W.
  • Laser scanning started from one end of the notch in the circumferential direction of the original glass plate and from one end of the notch to the other end, and ended at the other end of the notch once through the notch. Thereby, the notch was scanned twice with a laser.
  • an outer peripheral edge of a normal product was mirror-polished (mirror surface product), and an outer peripheral edge of a normal product was treated with hydrofluoric acid (etched product), and the outer peripheral edge was also photographed.
  • FIG. 6 An enlarged photograph of the outer periphery before laser processing (normal product) is shown on the left side of FIG. 6, and an enlarged photo of the outer periphery after laser processing (laser product) is shown on the right side of FIG.
  • the upper side is a photograph of a non-notched part, and the lower side is a photograph of a notch.
  • Fig. 7 shows photographs of the outer periphery of normal products, mirror products, etching products, and laser products. It is the photograph of an edge (non-notch part) and the electron micrograph of an edge in order from the top.
  • the ground outer peripheral edge 4 is laser processed, but the outer peripheral edge 4 formed by cutting may be laser processed.
  • the polished outer peripheral edge 4 may be laser processed, or the etched outer peripheral edge 4 may be laser processed.
  • the laser L is scanned on the outer peripheral edge 4 of the original glass plate 1 by rotating the original glass plate 1.
  • the laser irradiation is performed with the original glass plate 1 stopped.
  • the laser L may be scanned on the outer peripheral edge 4 of the original glass plate 1 by moving the apparatus 8. Further, the laser L may be scanned only on the cutout portion 2 of the original glass plate 1 without scanning the entire outer peripheral edge 4 of the original glass plate 1 with the laser L.
  • the original glass plate 1 was in the horizontal posture during the laser processing of the outer peripheral edge 4 of the original glass plate 1, but it may be in the vertical posture or in the inclined posture.
  • the entire original glass plate 1 is heated by the heating furnace 6 during the laser processing of the outer peripheral edge 4 of the original glass plate 1, but the original glass is heated by a heating mechanism such as a laser irradiation device. A part of the plate 1 may be heated.
  • a CO 2 laser is used for processing the outer peripheral edge 4 of the original glass plate 1 (heating above the softening point of the original glass plate 1).
  • Other lasers or non-laser light may be used.
  • the cutout portion 2 is a V-shaped notch, but may be an orientation flat formed by cutting a part of a circular original glass plate in a straight line, for example. However, other shapes may be used.

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Abstract

本発明の円形状ガラス板の製造方法は、切り欠き部２と、切り欠き部２が形成されていない非切り欠き部３とを外周縁４に備えた円形状の元ガラス板１から円形状ガラス板を製造する。そして、本発明の円形状ガラス板の製造方法は、外周縁４に沿ってレーザを走査することにより、切り欠き部２及び非切り欠き部３を軟化点以上に加熱する加工工程を有する。

Description

円形状ガラス板及びその製造方法
　本発明は、切り欠き部を外周縁に備えた円形状ガラス板及びその製造方法に関するものである。
　一般に、ガラス板の端部には、切断や機械加工した際に微小な傷やマイクロクラックが形成されている場合がある。ガラス板に外力が加わった場合に、この微小な傷やマイクロクラックを起点としてクラックが進展してガラス板が割れる可能性がある。そのため、ガラス板の強度を向上させるために、切断や研削加工されたガラス板の端部は、研磨、エッチング等の処理によってこの微小な傷やマイクロクラックを減少させるのが通例である（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１５－９１６１０号公報
　ところで、例えば半導体の製造工程では、半導体ウエハを支持するためのガラス板として、半導体ウエハの形状に合わせて、その外周縁にノッチ等の切り欠き部を有する円形状のガラス板が使用される。
　このような円形状のガラス板の外周縁の切り欠き部は、外力が作用した際に応力集中が生じやすいため、割れの起点になる可能性が高く、強度を向上させる必要があった。そのため、切断により形成された切り欠き部に対する処理として、上述した研削、研磨、エッチング等の処理よりも、更に、微小な傷やマイクロクラックを減少させる処理の開発が望まれていた。
　本発明は、上記事情に鑑み、円形状のガラス板の外周縁の切り欠き部において、微小な傷やマイクロクラックを減少させることにより、強度を向上させることを技術的課題とする。
　前記課題を解決するために創案された本発明の円形状ガラス板の製造方法は、切り欠き部と、前記切り欠き部が形成されていない非切り欠き部とを外周縁に備えた円形状の元ガラス板から円形状ガラス板を製造する方法であって、前記切り欠き部を軟化点以上に加熱する加工工程を有することを特徴とする。
　この構成によれば、元ガラス板の軟化点以上に、元ガラス板の切り欠き部を加熱するため、切り欠き部が軟化（溶融）し、火造り面を有するようになる。従って、切り欠き部に存在する微小な傷やマイクロクラックが減少し、切り欠き部の表面が滑らかになる。すなわち、本発明の円形状ガラス板の製造方法によれば、円形状のガラス板の外周縁の切り欠き部において、微小な傷やマイクロクラックを減少させることにより、強度を向上させることが可能である。
　上記の構成において、前記切り欠き部に熱線を照射することにより、前記切り欠き部を軟化点以上に加熱してもよい。
　この構成において、前記外周縁に沿って前記熱線を走査することにより、前記切り欠き部及び前記非切り欠き部を軟化点以上に加熱してもよい。
　この構成によれば、切り欠き部と共に非切り欠き部を、効率良く処理することができ、これにより、切り欠き部と共に非切り欠き部の微小な傷やマイクロクラックを減少させることが可能である。
　上記の構成において、前記切り欠き部に対する前記熱線の走査回数が、前記非切り欠き部に対する前記熱線の走査回数より多くてもよい。また、前記熱線の走査が、前記切り欠き部の一端から他端に向かう方向に、前記一端から開始し、前記非切り欠き部を経て、前記他端で終了してもよい。また、前記切り欠き部に対する前記熱線の走査速度が、前記非切り欠き部に対する前記熱線の走査速度より遅くてもよい。また、前記切り欠き部に対する前記熱線の出力が、前記非切り欠き部に対する前記熱線の出力より大きくてもよい。
　切り欠き部は、非切り欠き部より、熱線によって加熱され難いが、これらの構成によれば、切り欠き部を非切り欠き部と同等に加熱することが可能である。
　また、上記の構成において、前記元ガラス板が、前記切り欠き部と前記非切り欠き部を連結する連結部を、前記外周縁に更に備え、前記連結部に対する前記熱線の走査速度が、前記非切り欠き部に対する前記熱線の走査速度より速くてもよい。また、前記元ガラス板が、前記切り欠き部と前記非切り欠き部を連結する連結部を、前記外周縁に更に備え、前記連結部に対する前記熱線の出力が、前記非切り欠き部に対する前記熱線の出力より小さくてもよい。
　連結部は、非切り欠き部より、熱線によって加熱され易いが、これらの構成によれば、連結部の加熱を、非切り欠き部の加熱と同等に抑えることが可能である。
　上記の構成において、前記熱線がレーザであってもよい。
　この構成において、前記元ガラス板を歪点以上且つ軟化点未満に加熱した状態で、前記レーザを照射してもよい。
　この構成によれば、元ガラス板において、非集光レーザが照射された外周縁と、それ以外の部分との温度差を抑制でき、これにより、元ガラス板が割れることを抑制できる。
　この構成において、横姿勢の前記元ガラス板の下に、前記元ガラス板より軟化点が高いガラスクロスを配設した状態で、前記レーザを照射してもよい。
　歪点以上に加熱されている場合には、元ガラス板が少し軟化するため、元ガラス板が載置されている部材の表面の凹凸や傷が元ガラス板に転写される可能性があるが、この構成によれば、ガラスクロスがクッションの役割を果たすので、この転写を抑制できる。
　この構成において、前記元ガラス板の前記外周縁が、前記ガラスクロスより外側に食み出ていてもよい。
　元ガラス板の外周縁がガラスクロスより外側に食み出ていない場合、レーザがガラスクロスに照射される可能性がある。この場合、ガラスクロスが加熱されて、この加熱されたガラスクロスの部位に接触している元ガラス板の部位が変形する可能性がある。これに対し、この構成によれば、ガラスクロスにレーザが照射されることを抑制できるので、ガラスクロスの加熱に起因した元ガラス板の変形を抑制できる。
　前記熱線がレーザの場合、前記レーザが非集光レーザであってもよい。
　この構成において、前記外周縁に向かって、斜め上方から前記非集光レーザを照射してもよい。
　横姿勢の元ガラス板の外周縁に向かって、真横から非集光レーザを照射した場合、非集光レーザの一部が元ガラス板の下に配設されたガラスクロスに照射される可能性がある。この場合、ガラスクロスが加熱されて、この加熱されたガラスクロスの部位に接触している元ガラス板の部位が変形する可能性がある。これに対し、この構成によれば、ガラスクロスに非集光レーザが照射されることを抑制できるので、ガラスクロスの加熱に起因した元ガラス板の変形を抑制できる。
　前記熱線がレーザの場合、前記レーザが集光レーザであってもよい。
　この構成において、前記外周縁に対して、前記元ガラス板の厚さ方向の両側から前記集光レーザを照射してもよい。
　微小な傷やマイクロクラックは、元ガラス板の板面と端面との境界周辺に多く存在する。これに対し、この構成によれば、元ガラス板の板面と端面との境界周辺に集光レーザを照射することができるので、より確実に、微小な傷やマイクロクラックを減少させることができる。
　上記の構成の円形状ガラス板の製造方法により製造された円形状ガラス板は、切り欠き部を外周縁に備えた円形状ガラス板であって、前記切り欠き部が火造り面を有することを特徴とする。
　以上のように、本発明によれば、円形状のガラス板の外周縁の切り欠き部において、微小な傷やマイクロクラックを減少させることにより、強度を向上させることができる。
本発明の実施形態に係る円形状ガラス板の製造方法の元ガラス板を示す平面図である。 本発明の実施形態に係る円形状ガラス板の製造方法の元ガラス板を示す拡大断面図である。 本発明の実施形態に係る円形状ガラス板の製造方法の加工工程で使用されるレーザ加工装置の概略断面図である。 図２の拡大断面図である。 レーザの走査速度及び出力を説明するための拡大平面図である。 円形状ガラス板の製造方法の変形例の加工工程を説明するための拡大断面図である。 本発明の実施例に係る円形状ガラス板の製造方法の加工工程で加工する前と後の元ガラス板の写真である。 本発明の実施例に係る円形状ガラス板の製造方法の加工工程で加工した元ガラス板とその他の円形状ガラス板の製造方法で加工した元ガラス板の写真である。
　以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。
　本実施形態の円形状ガラス板の製造方法は、図１Ａ及び図１Ｂに示す元ガラス板１から円形状ガラス板を製造する。円形状ガラス板は、例えば、半導体の製造工程で、半導体ウエハを支持するために使用されるものである。元ガラス板１は、後述するレーザ加工の対象である。図１Ａに示すように、元ガラス板１は、切り欠き部２と、切り欠き部２が形成されていない非切り欠き部３とを外周縁４に備えた円形状のものである。また、図１Ｂに示すように、外周縁４は、面取り部４ａを有している。元ガラス板１の外周縁４は、切断加工により形成された後に、研削加工が行われたものである。
　切り欠き部２は、半導体ウエハのノッチの形状に合わせて形成されたＶ字状のノッチである。
　元ガラス板１は、その直径が、例えば１００ｍｍ～５００ｍｍである。元ガラス板１は、その板厚が、例えば０．５ｍｍ～１．５ｍｍである。
　元ガラス板１の３０℃～３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を０×１０－７／℃以上、且つ５０×１０－７／℃未満に規制したい場合、元ガラス板１は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２：５５～７５％、Ａｌ２Ｏ３：１５～３０％、Ｌｉ２Ｏ：０．１～６％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ（Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合量）：０～８％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量）：０～１０％を含有することが好ましく、或いは、ＳｉＯ２：５５～７５％、Ａｌ２Ｏ３：１０～３０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ（Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合量）：０～０．３％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ：５～２０％を含有することも好ましい。
　また、元ガラス板１の３０℃～３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を５０×１０－７／℃以上、且つ７０×１０－７／℃未満に規制したい場合、元ガラス板１は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２：５５～７５％、Ａｌ２Ｏ３：３～１５％、Ｂ２Ｏ３：５～２０％、ＭｇＯ：０～５％、ＣａＯ：０～１０％、ＳｒＯ：０～５％、ＢａＯ：０～５％、ＺｎＯ：０～５％、Ｎａ２Ｏ：５～１５％、Ｋ２Ｏ：０～１０％を含有することが好ましく、ＳｉＯ２：６４～７１％、Ａｌ２Ｏ３：５～１０％、Ｂ２Ｏ３：８～１５％、ＭｇＯ：０～５％、ＣａＯ：０～６％、ＳｒＯ：０～３％、ＢａＯ：０～３％、ＺｎＯ：０～３％、Ｎａ２Ｏ：５～１５％、Ｋ２Ｏ：０～５％を含有することがより好ましい。
　さらに、元ガラス板１の３０℃～３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を７０×１０－７／℃以上、且つ８５×１０－７／℃以下に規制したい場合、元ガラス板１は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２：６０～７５％、Ａｌ２Ｏ３：５～１５％、Ｂ２Ｏ３：５～２０％、ＭｇＯ：０～５％、ＣａＯ：０～１０％、ＳｒＯ：０～５％、ＢａＯ：０～５％、ＺｎＯ：０～５％、Ｎａ２Ｏ：７～１６％、Ｋ２Ｏ：０～８％を含有することが好ましく、ＳｉＯ２：６０～６８％、Ａｌ２Ｏ３：５～１５％、Ｂ２Ｏ３：５～２０％、ＭｇＯ：０～５％、ＣａＯ：０～１０％、ＳｒＯ：０～３％、ＢａＯ：０～３％、ＺｎＯ：０～３％、Ｎａ２Ｏ：８～１６％、Ｋ２Ｏ：０～３％を含有することがより好ましい。
　加えて、元ガラス板１の３０℃～３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を８５×１０－７／℃超、且つ１２０×１０－７／℃以下に規制したい場合、元ガラス板１は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２：５５～７０％、Ａｌ２Ｏ３：３～１３％、Ｂ２Ｏ３：２～８％、ＭｇＯ：０～５％、ＣａＯ：０～１０％、ＳｒＯ：０～５％、ＢａＯ：０～５％、ＺｎＯ：０～５％、Ｎａ２Ｏ：１０～２１％、Ｋ２Ｏ：０～５％を含有することが好ましい。
　また、元ガラス板１の３０℃～３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を１２０×１０－７／℃超、且つ１６５×１０－７／℃以下に規制したい場合、元ガラス板１は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２：５３～６５％、Ａｌ２Ｏ３：３～１３％、Ｂ２Ｏ３：０～５％、ＭｇＯ：０．１～６％、ＣａＯ：０～１０％、ＳｒＯ：０～５％、ＢａＯ：０～５％、ＺｎＯ：０～５％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ：２０～４０％、Ｎａ２Ｏ：１２～２１％、Ｋ２Ｏ：７～２１％を含有することが好ましい。
　次に、本発明の実施形態に係る円形状ガラス板の製造方法の特徴である加工工程としてのレーザ加工工程で行われるレーザ加工について説明する。
　図２に示すように、元ガラス板１にレーザ加工を行うためのレーザ加工装置５は、加熱炉６と、加熱炉６内に配設された回転テーブル７と、回転テーブル７上に載置される横姿勢の元ガラス板１にレーザＬを照射するレーザ照射装置８とを具備する。
　加熱炉６は、電気炉であり、内部に配置される元ガラス板１の全体を、歪点以上且つ軟化点未満に加熱するものである。回転テーブル７は、回転テーブル７を支持する回転軸７ａを介して不図示の駆動源により回転駆動される。回転テーブル７と元ガラス板１の間には、元ガラス板１より軟化点が高いガラスクロス９が配設される。元ガラス板１は、その外周縁４が、ガラスクロス９より外側に食み出るように配設される。
　レーザ照射装置８から発射されるレーザＬは、レンズで集光（フォーカス）されていない非集光レーザである。レーザＬは、ＣＯ２レーザである。レーザＬの出力は、例えば１０～４００Ｗである。レーザＬの直径は、例えば、１～５ｍｍである。
　図３に拡大して示すように、レーザ照射装置８により、元ガラス板１の外周縁４に向かって、元ガラス板１の側方における斜め上方からレーザＬが照射される。板面に沿った方向に対するレーザの照射角度αは、例えば、０～３０°である。平面視では、レーザＬの照射方向は、元ガラス板１の照射される位置での接線に垂直な方向である。
　レーザ加工装置５は、回転テーブル７と共に回転する元ガラス板１に対してレーザＬを照射することによって、元ガラス板１の外周縁４に沿って、レーザＬを走査する。これにより、レーザ加工装置５は、元ガラス板１の軟化点以上に、元ガラス板１の切り欠き部２及び非切り欠き部３を加熱する。
　元ガラス板１に対するレーザ加工は、レーザ加工装置５を使用して次のように行われる。
　最初に、加熱炉６内の回転テーブル７の上にガラスクロス９を載置し、その上に、元ガラス板１を、その外周縁４がガラスクロス９より外側に食み出るように載置する。
　次に、加熱炉６の内部を加熱し、元ガラス板１の全体を加熱する。
　その後、加熱炉６の内部が、元ガラス板１の歪点以上且つ軟化点未満の温度になったら、回転テーブル７を回転させると共に、レーザ照射装置８から、元ガラス板１の外周縁４に向かってレーザＬを照射する。
　元ガラス板１の外周縁４に対するレーザＬの走査が完了したら、回転テーブル７の回転を停止し、加熱炉６の加熱を停止する。これで、レーザ加工は終了である。
　元ガラス板１の外周縁４は、レーザ加工の後に、火造り面を有する。火造り面は、外周縁４を、軟化点以上に加熱して溶融させることにより形成されるものであり、微小の傷やマイクロクラックが少なく、滑らかな面である。このレーザ加工工程の後、元ガラス板１は、板面を研磨する工程等を経て、製品として完成する。
　ところで、元ガラス板１の切り欠き部２は、非切り欠き部３より、レーザＬによって加熱され難い。そこで、本実施形態のレーザ加工では、レーザＬの出力を一定、且つ、走査速度（回転速度）を一定にした状態で、切り欠き部２に対するレーザＬの走査回数を、非切り欠き部３に対するレーザＬの走査回数より多くしている。より具体的には、レーザＬの走査が、元ガラス板１の周方向であって切り欠き部２の一端から他端に向かう方向に、切り欠き部２の一端から開始し、非切り欠き部３を少なくとも１回経て、切り欠き部２の他端で終了するようにしている。これにより、レーザＬで切り欠き部２を複数回走査することができる。
　しかし、本発明は、本実施形態に限定されず、レーザ加工で、例えば、次のように設定してもよい。
　図４に示すように、非切り欠き部３、非切り欠き部３と切り欠き部２を連結する連結部１０、切り欠き部２を、それぞれ、領域Ａ，Ｂ，Ｃとして考える。なお、ここでは、連結部１０が、非切り欠き部３より、レーザＬによって加熱され易いことも考慮する。
　レーザＬの出力を一定、且つ、レーザＬの走査回数を、非切り欠き部３と連結部１０と切り欠き部２とで同じにし、レーザＬの走査速度を、Ｂ＞Ａ＞Ｃとする。
　又は、レーザＬの走査回数且つ走査速度を、非切り欠き部３と連結部１０と切り欠き部２とで同じにし、レーザＬの出力を、Ｂ＜Ａ＜Ｃとする。
　なお、本実施形態では、元ガラス板１の外周縁４には面取り部４ａが形成されていたが、図５に示すように、面取り部４ａは形成されていなくてもよい。また、本実施形態では、元ガラス板１の外周縁４に照射されるレーザＬは非集光レーザであったが、図５に示すように、元ガラス板１の外周縁４に照射されるレーザＬが、レンズ８ａによって、集光（フォーカス）された集光レーザであってもよい。
　この場合、切り欠き部２と非切り欠き部３とでフォーカス位置を変更することが好ましい。また、元ガラス板１の外周縁４に対して、元ガラス板１の厚さ方向の両側から集光レーザを照射してもよい。これは、微小な傷やマイクロクラックは、元ガラス板１における板面１１と端面１２との境界周辺に多く存在するからである。
　以上のように構成された本実施形態の円形状ガラス板の製造方法では以下の効果を享受できる。
　元ガラス板１の軟化点以上に、元ガラス板１の切り欠き部２を加熱するため、切り欠き部２が軟化（溶融）し、火造り面を有するようになる。従って、切り欠き部２に存在する微小な傷やマイクロクラックが減少し、切り欠き部２の表面が滑らかになる。すなわち、本実施形態の円形状ガラス板の製造方法によれば、円形状の元ガラス板１の外周縁４の切り欠き部２において、微小な傷やマイクロクラックを減少させることにより、強度を向上させることが可能である。
　本願の発明者らは、本発明の実施例に係る円形状ガラス板の製造方法の加工工程のレーザ加工により加工された元ガラス板の外周縁を撮影した。
　元ガラス板としては、直径３００ｍｍ、厚さ１ｍｍの円形状（ノッチ付き、面取り部有り）で、材質がホウケイ酸ガラス（軟化点：７３１℃、歪点：５３２℃）のものを使用した。元ガラス板は、切断して形成された外周縁が予め研削されたもの（以下、通常品と記す）を使用した。レーザを、元ガラス板の端面（面取り部を除く）に垂直に照射した（α＝０°）以外は、上記実施形態と同様の構成のレーザ加工装置を使用した。
　レーザとしてはＣＯ２レーザを非集光（直径３ｍｍ）で使用した。回転テーブルの回転速度は、０．２５ｒｐｍ、レーザの出力は８０～８５Ｗであった。レーザの走査は、元ガラス板の周方向であってノッチの一端から他端に向かう方向に、ノッチの一端から開始し、非切り欠き部を１回経て、ノッチの他端で終了した。これにより、レーザでノッチを２回走査した。
　また、比較のために、通常品の外周縁を鏡面研磨したもの（鏡面品）、通常品の外周縁をフッ酸処理したもの（エッチング品）を作製し、その外周縁も撮影した。
　レーザ加工前（通常品）の外周縁の拡大写真を図６の左側、レーザ加工後（レーザ品）の外周縁の拡大写真を図６の右側に示す。上側が非切り欠き部の写真であり、下側がノッチの写真である。
　通常品、鏡面品、エッチング品、レーザ品の外周縁の写真を、図７に示す。上から順に、エッジ（非切り欠き部）の写真、エッジの電子顕微鏡写真である。
　図６及び図７に示した写真から、レーザ品の外周縁の表面は、通常品、鏡面品、エッチング品の外周縁の表面とは明らかに異なっており、より滑らかに見えることが確認できる。
　本発明は、上記の説明に限定されるものでは無く、その技術的思想の範囲内で、様々な変形が可能である。例えば、上記の説明では、研削された外周縁４をレーザ加工していたが、切断して形成された外周縁４をレーザ加工してもよい。また、研磨された外周縁４をレーザ加工してもよいし、エッチングされた外周縁４をレーザ加工してもよい。
　また、上記の説明では、元ガラス板１を回転させることによって、元ガラス板１の外周縁４にレーザＬを走査していたが、例えば、元ガラス板１を停止させた状態で、レーザ照射装置８を移動することにより、元ガラス板１の外周縁４にレーザＬを走査してもよい。また、元ガラス板１の外周縁４の全体にレーザＬを走査せずに、元ガラス板１の切り欠き部２のみにレーザＬを走査するようにしてもよい。
　また、上記の説明では、元ガラス板１の外周縁４のレーザ加工の際に、元ガラス板１は、横姿勢であったが、縦姿勢でもよいし、傾斜姿勢でもよい。
　また、上記の説明では、元ガラス板１の外周縁４のレーザ加工の際に、元ガラス板１の全体を加熱炉６で加熱していたが、レーザ照射装置等の加熱機構で、元ガラス板１の一部を加熱するようにしてもよい。
　また、上記の説明では、元ガラス板１の外周縁４の加工（元ガラス板１の軟化点以上の加熱）には、ＣＯ２レーザを使用していたが、熱線（赤外線）であれば、他のレーザでもよいし、レーザでない光でもよい。更には、ヒータ加熱やマイクロバーナ加熱等により、元ガラス板１の外周縁４を、元ガラス板１の軟化点以上に加熱してもよい。
　また、上記の説明では、切り欠き部２は、Ｖ字状のノッチであったが、例えば、円形状の元ガラス板の一部を直線状に切り取って形成されたオリエンテーションフラットであってもよいし、その他の形状であってもよい。
１　　　元ガラス板
２　　　切り欠き部
３　　　非切り欠き部
４　　　外周縁
５　　　レーザ加工装置
６　　　加熱炉
７　　　回転テーブル
８　　　レーザ照射装置
９　　　ガラスクロス
１０　　連結部
Ｌ　　　レーザ

Claims (18)

  1. 　切り欠き部と、前記切り欠き部が形成されていない非切り欠き部とを外周縁に備えた円形状の元ガラス板から円形状ガラス板を製造する方法であって、
    　前記切り欠き部を軟化点以上に加熱する加工工程を有することを特徴とする円形状ガラス板の製造方法。
  2. 　前記切り欠き部に熱線を照射することにより、前記切り欠き部を軟化点以上に加熱することを特徴とする請求項１に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  3. 　前記外周縁に沿って前記熱線を走査することにより、前記切り欠き部及び前記非切り欠き部を軟化点以上に加熱することを特徴とする請求項２に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  4. 　前記切り欠き部に対する前記熱線の走査回数が、前記非切り欠き部に対する前記熱線の走査回数より多いことを特徴とする請求項３に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  5. 　前記熱線の走査が、前記切り欠き部の一端から他端に向かう方向に、前記一端から開始し、前記非切り欠き部を経て、前記他端で終了することを特徴とする請求項４に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  6. 　前記切り欠き部に対する前記熱線の走査速度が、前記非切り欠き部に対する前記熱線の走査速度より遅いことを特徴とする請求項３に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  7. 　前記元ガラス板が、前記切り欠き部と前記非切り欠き部を連結する連結部を、前記外周縁に更に備え、
    　前記連結部に対する前記熱線の走査速度が、前記非切り欠き部に対する前記熱線の走査速度より速いことを特徴とする請求項６に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  8. 　前記切り欠き部に対する前記熱線の出力が、前記非切り欠き部に対する前記熱線の出力より大きいことを特徴とする請求項３に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  9. 　前記元ガラス板が、前記切り欠き部と前記非切り欠き部を連結する連結部を、前記外周縁に更に備え、
    　前記連結部に対する前記熱線の出力が、前記非切り欠き部に対する前記熱線の出力より小さいことを特徴とする請求項８に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  10. 　前記熱線がレーザであることを特徴とする請求項２～９の何れか１項に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  11. 　前記元ガラス板を歪点以上且つ軟化点未満に加熱した状態で、前記レーザを照射することを特徴とする請求項１０に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  12. 　横姿勢の前記元ガラス板の下に、前記元ガラス板より軟化点が高いガラスクロスを配設した状態で、前記レーザを照射することを特徴とする請求項１１に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  13. 　前記元ガラス板の前記外周縁が、前記ガラスクロスより外側に食み出ていることを特徴とする請求項１２に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  14. 　前記レーザが非集光レーザであることを特徴とする請求項１０～１３の何れか１項に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  15. 　前記外周縁に向かって、斜め上方から前記非集光レーザを照射することを特徴とする請求項１４に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  16. 　前記レーザが集光レーザであることを特徴とする請求項１０～１３の何れか１項に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  17. 　前記外周縁に対して、前記元ガラス板の厚さ方向の両側から前記集光レーザを照射することを特徴とする請求項１６に記載の円形状ガラス板の製造方法。
  18. 　切り欠き部を外周縁に備えた円形状ガラス板であって、
    　前記切り欠き部が火造り面を有することを特徴とする円形状ガラス板。
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