JPH08174395A - 高平坦ガラス基板の製造方法 - Google Patents

高平坦ガラス基板の製造方法

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JPH08174395A
JPH08174395A JP32311294A JP32311294A JPH08174395A JP H08174395 A JPH08174395 A JP H08174395A JP 32311294 A JP32311294 A JP 32311294A JP 32311294 A JP32311294 A JP 32311294A JP H08174395 A JPH08174395 A JP H08174395A
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JP
Japan
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glass substrate
grinding
base plate
grindstone
glass base
Prior art date
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Application number
JP32311294A
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English (en)
Inventor
Masabumi Ito
正文 伊藤
Toshiharu Takakusa
俊治 高草
Toru Iseda
徹 伊勢田
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AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
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Publication date
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  • Grinding Of Cylindrical And Plane Surfaces (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】高平坦ガラス基板を製造する。 【構成】紫外線硬化樹脂2により被加工物たるガラス基
板1を基台3に固定し、ストレート砥石5によるトラバ
ース研削を行う。次いで、片面の加工が終了した後に、
加工を終了した面を基台上に真空吸着し、他方の面を固
定砥粒による研削加工を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フォトマスク基板等の
比較的薄いガラス基板を高平坦に加工する高平坦ガラス
基板の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、ガラス基板の高平坦な加工は、い
わゆるホフマン型両面同時研磨機などによってなされて
いる。すなわち、鋳鉄定盤と遊離砥粒とを用いたラップ
研磨法により行われている。この方法は、被加工物の平
坦度が機械の剛性にあまり影響されないことから、被加
工物をある程度平坦にするためには有効な方法である。
しかし、この方法では、高い平坦度を維持するには定盤
平坦度の厳しい管理が要求され、作業者の熟練が必要な
こと、および定盤の平坦度管理のための装置稼働率低下
が問題となっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一方、固定砥粒を用い
る研削加工によるガラス基板の加工は、これまでは高平
坦な加工が難しく、ラップ研磨工程の前工程として、一
部で取り入れられているにすぎない。
【0004】この研削加工においては、被加工物である
ガラス基板は、真空吸着、電磁チャック、またはワック
ス接着により基台に固定する必要がある。
【0005】真空吸着や電磁チャックによって固定する
場合は、被加工物の裏面が基台の形状にならうように変
形するため、その状態で表面側を研削加工すると、被加
工物の表裏の平行度は改善できても、そりは改善できな
い。比較的薄い被加工物の場合はこの傾向が甚だしい。
【0006】また、一方の面を研削した後、その裏面側
を加工する際に被加工物が基台から浮き上がる傾向があ
る。これは、研削加工に伴う被加工物表面の歪み層によ
って被加工物が変形するためで、トワイマン効果として
知られている。このように基台と被加工物の間に空隙が
生じた場合は、被加工物が研削中に砥石で押されて逃げ
るため、高精度の加工が難しい。
【0007】また、ワックスによって接着した場合は、
接着時に熱を加えるため、被加工物を接着する基板と被
加工物の間の熱膨張差あるいは温度差により、被加工物
が変形する。さらに、接着層に気泡が残りやすく、大き
な気泡が存在する箇所では研削中に被加工物が砥石で押
されて逃げ、局所的に研削量の少ない箇所ができやす
い。
【0008】以上の理由により、高い平坦度を必要とす
る加工を従来の方法で行うことは難しかった。本発明
は、従来技術の前記の欠点を解消し、極めて高い平坦度
のガラス基板を製造する方法を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決すべくなされたものであり、光硬化樹脂により被加
工物たるガラス板を基台に固定し、固定砥粒による研削
加工を行うことを特徴とする高平坦ガラス基板の製造方
法を提供するものである。
【0010】また、ストレート形状砥石によるトラバー
ス研削を行うことを特徴とする上記の高平坦ガラス基板
の製造方法を提供するものである。
【0011】さらに、被加工物を固定する基板と、被加
工物の熱膨張係数の差が1.0×10-6/℃以下である
ことを特徴とする上記の高平坦ガラスの製造方法を提供
する。
【0012】また、上記の方法によって片面の加工が終
了した後に、加工を終了した面を基台上に真空吸着し、
他方の面を固定砥粒による研削加工を行うことを特徴と
する高平坦ガラス基板の製造方法を提供する。
【0013】本発明の1つの特徴は、光硬化樹脂により
被加工物たるガラス板を基台に固定し、固定砥粒による
研削加工を行うことである。光硬化樹脂は、常温で硬化
することから、接着時に、被加工物が熱による変形を受
けにくい。光硬化樹脂は紫外線等の光で硬化するもので
あればよい。かかる樹脂としては、1−ビニル−2−ピ
ロリドンとN,N−ジメチルアクリルアミドとの混合物
などのアクリル系モノマーに、少量の光硬化促進剤を添
加したものが使用できる。特に、剥離時間を短縮させる
理由でジニトロソペンタメチレンテトラミンあるいはベ
ンゼンスルホニルヒドラジドなどを含む剥離促進剤を添
加した光硬化樹脂を使用することが望ましい。このよう
な樹脂は、硬化後、熱水で比較的容易に剥離可能であ
る。もちろん、有機溶剤で剥離可能な樹脂を用いてもよ
い。
【0014】また、一般的には、ストレート形状砥石に
よって研削することが好ましい。一般的に研削は、スト
レート形状砥石によって行われるか、カップ形状砥石に
よって行われている。ここでストレート形状砥石とは、
砥石の回転軸が被研削面に平行になるような形状のもの
をいい(たとえば、JIS規格B4131における1A
−1または1L−1)、カップ形状砥石とは、砥石の回
転軸が被研削面に垂直になるようなもの(たとえば、J
IS規格B4131における6A−2または11A−
2)をいう。ストレート形状砥石によって研削すれば、
外縁部を除いて砥石と被加工物との接触面積が一定とな
り、したがって、研削時の研削負荷による装置の変形を
一定に保つことができるため、高精度の加工が可能にな
る。特に、フォトマスク基板のように、矩形状のものに
おいては、大変に好ましい。ただし、基板の形状によっ
ては、カップ砥石を用いることが好ましいこともある。
【0015】また、一般的には、トラバース研削を行う
ことが好ましい。ここで、トラバース研削とは、被加工
物に対して比較的小さな接触面積を持つ砥石を用いて、
ストレート砥石の回転方向(もしくはその反対方向)に
被加工物を高速にスライドさせながら、同時に、そのス
ライドと略垂直な砥石の回転軸方向に砥石または被加工
物を徐々に移動させる研削方法をいう。これによれば、
砥石と被加工物との接触面積が比較的一定なため、高精
度の研削が可能になる。
【0016】研削用の砥石としては、通常のダイヤモン
ド砥石を用いることができるが、加工中のダイヤモンド
砥石自体の弾性変形、摩耗などによる形状の変化が少な
いということから、鉄系のメタルボンドを使用すること
が特に望ましい。
【0017】被加工物を接着する基台は、被加工物と同
じ材質またはこれに近い熱膨張係数を有する材質の基板
が望ましい。たとえば、被加工物がガラス板の場合は、
同じガラス板を用いるのがよい。特に、接着時あるいは
加工中の被加工物と接着する基板との温度差が加工精度
に影響を及ぼさないように、両者の熱膨張係数の差が
1.0×10-6/℃以内であるような材質を用いること
が望ましい。
【0018】また、以上説明したような方法を用いて、
片面の加工が終了した後に、加工を終了した面を基台上
に真空吸着し、他方の面について固定砥粒による研削加
工を行うことができる。本発明の方法によれば、少なく
とも片面は非常に平坦な基板が得られる。したがって、
この面を基準として、真空チャックで基台に固定して他
方の面の研削を行えば、他方の面も高精度の平坦性が得
られることになる。真空チャックによる固定は、加工時
間の観点で大変有利であり、かかる方式の研削を行うこ
とは非常に好ましい。
【0019】加工装置は、平面研削盤、マシニングセン
ターなどが使用できる。特に、高精度の研削を行う場合
は、砥石の回転部分の軸受けとして、回転精度に優れ、
軸保持力の強い油静圧軸受けを有することが好ましい。
また、加工テーブルの摺動部分に、経時変化が少なく、
直線運動性が優れた、四面拘束形の油静圧案内面を有す
る加工装置を使用することが望ましい。
【0020】
【作用】研削加工時に被加工物表面に微細な歪み層が形
成されるために被加工物が変形するそりが発生すること
は、前述のように、トワイマン効果として知られてい
る。本発明において、被加工物を紫外線硬化樹脂により
接着することにより、メカニズムは不明であるが研削時
の歪み、すなわち、トワイマン効果によるそりを真空吸
着等の固定方法に比べて少なく抑えることができる。
【0021】紫外線硬化樹脂は濡れ性に優れ、低粘性で
あるため、加工物が変形するような力を作用させること
はなく接着作業が行え、しかも、泡を巻き込みにくく、
また、光照射固化時に体積変化がほとんど無いために、
固定時の被加工物の変形を極めて少なくすることでき
る。
【0022】
【実施例】以下に、本発明の実施例および比較例を説明
する。
【0023】(実施例)図1は本実施例で用いた横軸平
面研削盤の様子を示す側面図(a)と上面図(b)であ
る。
【0024】加工テーブル4の上に基台3が載置固定さ
れており、これが被加工物たるガラス基板1を接着固定
するための台となる。基台3の材質は被加工物であるガ
ラス基板と同じである。実施例で用いた平面研削盤は、
ストレート砥石5の回転軸に油静圧軸受けを有し、加工
テーブル4の移動部に四面拘束の油静圧案内面を有して
いる。加工テーブル4は油圧シリンダーにより図のX方
向に往復運動可能であり、その運動と直交する方向(Y
方向)にストレート砥石5を移動することによりトラバ
ース研削で平面加工ができる。ストレート砥石5は、J
IS規格の1A−1型のダイヤモンド砥石であって、外
形200mm、幅10mm、粒度#325、集中度10
0の鉄系メタルボンドの砥石である。
【0025】ガラス基板1は、サイズ□152mm×2
mmtの透明な合成石英ガラス基板を使用し、接着する
ガラス基板1の固定前の平坦精度は、18〜20μmで
あった。ガラス板の固定前後の形状は、干渉式平坦度計
により測定している。
【0026】図に示すように、ガラス基板1を接着する
基台3上に紫外線硬化樹脂2を塗布し、その上にガラス
基板1を乗せる。ガラス基板1が安定したら、上方より
5分間紫外線を照射することにより紫外線硬化樹脂2を
固化させて、ガラス基板1を接着する。紫外線硬化樹脂
2による固定時のガラス基板1の変形は0.2μmであ
った。紫外線硬化樹脂としてはスリーボンド社製No.
3046をを用いた。溶融粘度は5cp、接着強度は4
1kgf/cm2 、剥離は熱水にて行えるものであっ
た。
【0027】加工条件は砥石回転数2400rpm、テ
ーブル送り速度(X方向)6m/min、クロス送り速
度(Y方向)200mm/minであった。
【0028】鉄系メタルボンドは、非常に擦り減りが少
なくガラス板を1枚加工することによる砥石の形状変化
は、1μm以下とほとんどみられなかった。
【0029】片面の研削加工後、ガラス基板1と基台3
とを20〜30分煮沸することによりお互いを剥離し、
固定を解放した後のガラス基板1の変形量は、平均2.
0μmとなった。
【0030】片面研削加工したガラス基板1を反転し、
裏面(研削加工してない面)を真空吸着により固定す
る。同様にストレート砥石を用い、砥石回転数2400
rpm、テーブル送り速度6m/min、クロス送り速
度200mm/minにてトラバース研削加工を行っ
た。研削加工後、真空吸着を解放し表裏の加工歪みのア
ンバランスによるそりをフッ酸水溶液によるエッチング
を行うことにより取り除いた。その結果、平坦度0.5
μmの高平坦度のガラス基板を得た。
【0031】(比較例)図2は、比較例の様子を示す側
面図(a)と上面図(b)である。加工テーブル7の上
に真空吸着板6が載置固定されており、これが被加工物
たるガラス基板1を接着固定するための台となる。砥石
としては、カップ砥石8を使用し、スルーフィード研削
加工のできる縦軸グラインドセンターを用いている。砥
石は、外径300mm、幅5mm、のカップ砥石であ
り、粒度#325、集中度100のブロンズ系メタルボ
ンド砥石を使用した。
【0032】ガラス基板1としては、サイズ□152m
m×2mmtの合成石英ガラス基板を使用し、ガラス基
板1の固定前の平坦精度は、18〜20μmであった。
被加工物の固定前後の形状は、やはり、干渉式平坦度計
により測定した。
【0033】小さな孔が多数あいた真空吸着板6上にガ
ラス基板1を乗せ、ガラス基板1が安定したら、孔より
真空吸引することによりガラス基板1と真空吸着板6と
の間の圧力を下げることにより固定した。固定時の真空
度は、−720mmHgとした。真空吸着による固定時
の変形は平均15.4μmであった。
【0034】研削加工の条件は、砥石回転数3600r
pm、切り込み量0.1mm、送り速度100mm/m
inとした。真空吸着解放前の固定した状態での加工精
度(平坦度)は、4.0μmであった。
【0035】研削加工後、真空を解放することによりガ
ラス基板1を解放したときの変形量は、25.4μmと
なった。
【0036】片面研削加工したガラス基板を反転し、裏
面(機械加工してない面)を真空吸着により固定し研削
加工し、同様に砥石回転数3600rpm、切り込み量
0.1mm、送り速度100mm/minにて加工を行
った。研削後、真空吸着による固定を解放した後、フッ
酸水溶液によるエッチングを行い表面歪み層を取り除い
た。その結果、平坦度13μmのガラス基板を得た。
【0037】
【発明の効果】本発明の効果を、以下に列挙する。
【0038】(1)比較的薄いガラス基板を高い平坦度
で加工できる。
【0039】(2)接着・剥離が容易に行えるため、生
産性の高い加工ができる。
【0040】(3)ラップ加工に比べて、加工表面歪み
層(マイクロクラック)の少ない表面が得られるため、
後工程であるポリッシュ工程の加工時間短縮ができる。
また、このことによりポリッシュ工程での平坦度の劣化
を少なくすることができる。
【0041】(4)ポリッシュ工程で変化する平坦度形
状を予め見込んで研削加工を行うことが可能であり、ポ
リッシュ後の最終製品としての平坦度を高めることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例におけるガラス基板の固定方法および研
削方法を示す側面図および上面図
【図2】比較例におけるガラス基板の固定方法および研
削方法を示す側面図および上面図
【符号の説明】
1:ガラス基板 2:紫外線硬化樹脂 3:基台 4:加工テーブル 5:ストレート砥石 6:真空吸着板 7:加工テーブル 8:カップ砥石

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光硬化樹脂により被加工物たるガラス板を
    基台に固定し、固定砥粒による研削加工を行うことを特
    徴とする高平坦ガラス基板の製造方法。
  2. 【請求項2】ストレート形状砥石によるトラバース研削
    を行うことを特徴とする請求項1記載の高平坦ガラス基
    板の製造方法。
  3. 【請求項3】被加工物を固定する基台と、被加工物の熱
    膨張係数の差が1.0×10-6/℃以下であることを特
    徴とする請求項1または請求項2記載の高平坦ガラスの
    製造方法。
  4. 【請求項4】請求項1〜3いずれか1項記載の高平坦ガ
    ラス基板の製造方法によって片面の加工が終了した後
    に、加工を終了した面を基台上に真空吸着し、他方の面
    について固定砥粒による研削加工を行うことを特徴とす
    る高平坦ガラス基板の製造方法。
JP32311294A 1994-12-26 1994-12-26 高平坦ガラス基板の製造方法 Pending JPH08174395A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7191618B2 (en) 2002-01-31 2007-03-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Large-sized substrate and method of producing the same
JP2010162658A (ja) * 2009-01-16 2010-07-29 Mitsui Seiki Kogyo Co Ltd 分離長尺テーブルを有する加工装置
CN114670347A (zh) * 2022-03-30 2022-06-28 亚新半导体科技(无锡)有限公司 用于硅盘的加工方法和硅盘加工设备

Cited By (4)

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