用于生產(chǎn)大尺寸合成石英玻璃基板的方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及用于生產(chǎn)大尺寸合成石英玻璃基板的方法。該方法通過測(cè)量合成石英玻璃基板原料的前表面和后表面的平面度和平行度，所述合成石英玻璃基板原料的對(duì)角線長(zhǎng)度至少為１０００ｍｍ，并基于測(cè)量的平面度和平行度的數(shù)據(jù)部分地去除基板原料的凸起部分和厚的部分，生產(chǎn)大尺寸合成石英玻璃基板。去除步驟包括使用第一加工工具的研磨加工和使用第二加工工具的研磨加工，第一加工工具的直徑對(duì)應(yīng)于基板對(duì)角線長(zhǎng)度的１５～５０％，第二加工工具具有較小的直徑。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及，所述大尺寸合成石英玻璃 基板適于用作TFT液晶面板中的陣列側(cè)和濾色器側(cè)光掩模基板。
技術(shù)介紹
通常，通過使用游離的研磨劑的漿料(例如水中的氧化鋁)研磨板狀的合成石英 原料，以磨去凸起和凹進(jìn)的部分(凸凹不平之處)并使用例如水中的氧化鈰的研磨劑漿料 拋光來制造大尺寸合成石英玻璃基板。在研磨加工中使用的雙側(cè)和單側(cè)研磨機(jī)被設(shè)計(jì)成將基板壓在研磨板上并將產(chǎn)生 的相對(duì)于彈性形變的反作用力用于平面度的修正。它們的缺點(diǎn)是當(dāng)基板尺寸變得更大時(shí)， 反作用力顯著減小，導(dǎo)致去除基板表面上的中等程度的凸凹不平之處的能力降低。如JP-A2003-292346中所公開的，這個(gè)問題可以通過測(cè)量大尺寸基板的平面度和 平行度，并基于測(cè)量數(shù)據(jù)部分去除基板的凸起部分和厚的部分來解決。如JP-A2007-001003 中所公開的，石英玻璃基板也可通過下述方法進(jìn)行拋光將所述基板浸在拋光液中，調(diào)整基 板的姿態(tài)并將氣體鼓泡注入拋光液中，氣體鼓泡的步驟基于指示基板平面度和缺陷相對(duì)于 其表面位置的關(guān)系的數(shù)據(jù)。具有高平面度的石英玻璃基板以高的加工穩(wěn)定性生產(chǎn)。但是， 當(dāng)基板尺寸變大時(shí)，加工時(shí)間延長(zhǎng)。這就需要一種能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行平面度修正的經(jīng)濟(jì) 的方法。引用清單專利文獻(xiàn)1 JP-A 2003-292346專利文獻(xiàn)2 JP-A 2007-00100
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種，所述方法 能夠在短時(shí)間內(nèi)對(duì)平面度和平行度進(jìn)行修正。本專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)當(dāng)通過測(cè)量基板原料的前表面和后表面的平面度和平行度并基于 測(cè)量的數(shù)據(jù)部分地去除基板原料的凸起部分和厚的部分生產(chǎn)大尺寸合成石英玻璃基板時(shí)， 可以通過在去除步驟中使用兩種不同尺寸的加工工具在短時(shí)間內(nèi)對(duì)所述基板的平面度和 平行度進(jìn)行修正。盡管傳統(tǒng)的加工工具直徑小，當(dāng)單獨(dú)使用時(shí)，經(jīng)常在基板表面產(chǎn)生條痕， 但是本專利技術(shù)將這些表面條痕減至最小。因此，本專利技術(shù)提供一種，該方法包含以 下步驟在使大尺寸合成石英玻璃基板原料保持豎直時(shí)，測(cè)量該基板原料的前表面和后表 面的平面度和平行度，所述基板原料的對(duì)角線長(zhǎng)度至少為IOOOmm ；基于測(cè)量的平面度和平 行度的數(shù)據(jù)部分地去除所述基板原料的凸起部分和厚的部分，以生產(chǎn)大尺寸合成石英玻璃 基板。去除步驟包括使用第一加工工具的研磨加工和使用第二加工工具的研磨加工，所述 第一加工工具的直徑對(duì)應(yīng)于基板對(duì)角線長(zhǎng)度的15到50%，第二加工工具的直徑小于第一加工工具的直徑。 優(yōu)選地，第二加工工具的直徑對(duì)應(yīng)于第一加工工具直徑的10到40%。典型地，生產(chǎn)的大尺寸合成石英玻璃基板的平面度/對(duì)角線長(zhǎng)度至多為8X 10_6。專利技術(shù)有益效果本專利技術(shù)的方法能夠有效地在短時(shí)間內(nèi)對(duì)大尺寸合成石英玻璃基板原料平面度和 平行度進(jìn)行修正，成功地生產(chǎn)了具有高平面度和平行度的大尺寸合成石英玻璃基板。附圖說明圖1是基板橫截面的示意圖，說明了平面度和平行度。圖2示意性地說明了一個(gè)最小二乘方平面。圖3示意性地說明了要被去除的部分。圖4是加工裝置的透視圖。圖5是說明加工工具的往返移動(dòng)模式的透視圖。圖6說明了實(shí)施例1中的加工剖面。具體實(shí)施例方式根據(jù)本專利技術(shù)的包含以下步驟在使大尺 寸合成石英玻璃基板原料保持豎直時(shí)，測(cè)量該基板原料的前表面和后表面的平面度和平行 度，所述基板原料的對(duì)角線長(zhǎng)度至少IOOOmm ；基于測(cè)量的平面度和平行度的數(shù)據(jù)部分地去 除所述基板原料的凸起部分和厚的部分，以生產(chǎn)大尺寸合成石英玻璃基板。去除步驟包括 使用第一加工工具的研磨加工和使用第二加工工具的研磨加工，所述第一加工工具的直徑 對(duì)應(yīng)于基板對(duì)角線長(zhǎng)度的15 50%，第二加工工具的直徑小于第一加工工具的直徑。該方法通常包括以下步驟(1)測(cè)量大尺寸合成石英玻璃基板原料的前表面和后表面的平面度和平行度，(2)計(jì)算第一加工工具的材料去除量和往返移動(dòng)速度，(3)基于(2)的計(jì)算數(shù)據(jù)使用第一加工工具進(jìn)行加工，(4)計(jì)算使用第一加工工具加工的基板的構(gòu)形，并基于所計(jì)算的構(gòu)形數(shù)據(jù)計(jì)算第 二加工工具的材料去除量和往返移動(dòng)速率，和(5)基于(4)的計(jì)算數(shù)據(jù)使用第二加工工具進(jìn)行加工。每一個(gè)步驟描述如下。(1)測(cè)量大尺寸合成石英玻璃基板原料的前表面和后表面的平面度和平行度步驟(1)是在基板原料保持豎直時(shí)，測(cè)量用于制成大尺寸合成石英玻璃基板的大 尺寸合成石英玻璃基板原料的前表面和后表面的平面度和平行度。優(yōu)選地，通過雙面研磨 機(jī)使該基板原料具有確定的平行度(基板內(nèi)的厚度變化精度)。這是因?yàn)槿绻逶系?平行度差，則需要更長(zhǎng)的修正時(shí)間。可使用例如由Kuroda Precision Industries Ltd. 商品化提供的平面度儀進(jìn)行平面度的測(cè)量，為了消除任何由于基板原料自身重量導(dǎo)致的偏 差，同時(shí)保持基板原料豎直。平行度可通過例如由Mitsutoyo Corp商品化提供的測(cè)微計(jì)測(cè) 量。圖1是基板1的橫截面的示意圖，用于說明平面度和平行度。假如將從基板表面11計(jì)算的最小二乘方平面12作為參考平面，平面度是基板表面11的凸起側(cè)和參考表面12 之間的距離的最大值“a”與基板表面11的凹入側(cè)和參考表面12之間的距離的最大值“b” 之和。平行度是前表面和后表面之間距離的最大值“C”和最小值“d”之差。圖2示意性地說明了如何計(jì)算最小二乘方平面。圖2中所示出的是基板表面11 和最小二乘方平面12。平面可以通過表示高度的ζ的方程式來表示 z= ax+by+c其中a，b和c是任意常數(shù)。假定“S”表示平面度測(cè)量數(shù)據(jù)平面上特定測(cè)量點(diǎn)(Xi， Yi)的高度測(cè)量值Zi (Xi，yi)和在相同位置(Xi，yi)從上述方程式確定的高度(aXi+yi+c)之 間的差。于是，“S”可由下面的方程式確定 在整個(gè)平面度測(cè)量表面(X(l — n，y0.n)上計(jì)算s值，并且計(jì)算在它們的和S最小時(shí) 的a，b和C。假定a — A，b — B和c — C。那么，表示高度的ζ的方程式z = Ax+By+C成 為表示最小二乘方平面的方程式。(2)計(jì)算材料的去除量和第一加工工具的往返移動(dòng)速率。圖3示出的是基板1、基板表面11、最小二乘方平面12和被加工平坦的表面13。通過將基板內(nèi)的特定點(diǎn)的平面度作為高度數(shù)據(jù)，將(1)中獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)存貯在 計(jì)算機(jī)中?；谶@些數(shù)據(jù)，對(duì)前表面和后表面各自計(jì)算為了使基板平坦，需要從基板表面研 磨去除的材料的量(在圖3中命名為A)。前表面和后表面各自加工成平坦的表面13與前 表面和后表面各自的最小二乘方平面平行，并向測(cè)量表面中最凹入的點(diǎn)延伸接近。隨后，在兩個(gè)表面都被加工平坦后，計(jì)算基板的平行度。根據(jù)計(jì)算的平行度，計(jì)算 材料的去除量(在圖3中命名為B)。確定材料的去除量，以便使基板的厚度等于經(jīng)過平坦 化的基板的最薄的部分。圖3示意性地夸大說明了材料的去除部分，因此可以容易地理解 去除部分A和B。這樣，根據(jù)測(cè)量的大尺寸合成石英玻璃基板原料的前表面和后表面的平面 度和平行度，可以確定理想表面和點(diǎn)上的材料的去除量(I)。通過第一加工工具對(duì)具有基本相同的尺寸、前表面和后表面的平面度和平行度的 大尺寸合成石英玻璃基板原料進(jìn)行加工，同時(shí)改變加工工具的往返移動(dòng)速率、轉(zhuǎn)動(dòng)和材料。 這樣，預(yù)先計(jì)算出材料的去除量，由此，基于在理想表面和點(diǎn)處的材料去除量(I)獲得加工 剖面?；诖耍?jì)算使用第一加工工具的每個(gè)表面和點(diǎn)處的材料去除量(II本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于生產(chǎn)大尺寸合成石英玻璃基板的方法，包含以下步驟：在使大尺寸合成石英玻璃基板原料保持豎直時(shí)，測(cè)量該基板原料的前表面和后表面的平面度和平行度，所述基板原料的對(duì)角線長(zhǎng)度至少為１０００ｍｍ；和基于測(cè)量的平面度和平行度的數(shù)據(jù)部分地去除基板原料的凸起部分和厚的部分，以生產(chǎn)大尺寸合成石英玻璃基板，所述去除步驟包括使用第一加工工具的研磨加工和使用第二加工工具的研磨加工，所述第一加工工具的直徑對(duì)應(yīng)于基板對(duì)角線長(zhǎng)度的１５～５０％，所述第二加工工具的直徑小于第一加工工具的直徑。

【技術(shù)特征摘要】
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：柴野由紀(jì)夫，渡部厚，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：信越化學(xué)工業(yè)株式會(huì)社，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP[日本]