(57)【要約】【解決手段】回転可能に設けられた研磨プレートの下面に伸縮可能な弾性体シートを取り付け、この弾性体シートの下面に研磨布を取り付けると共に、上記弾性体シートを複数箇所でそれぞれ所用圧力で押圧する手段を設け、弾性体シートの複数箇所での押圧力変化に応じて研磨布面を所望の逆凸形状に変形させる加工ツールを用いて、前記逆凸形状に変形させた研磨布面を基板に押し当て、上記加工ツールを回転移動させて基板の所用箇所を研磨する基板の製造方法。【効果】本発明によれば、基板表面の平坦度の修正及び厚みの調整の際に、加工ツールを交換することなく一つの加工ツールにより、基板凸部分の選択的な研磨除去と基板全体の厚み調整を同時に行うことができるため、ツール交換の手間をなくして短時間での研磨を可能にし、基板の生産性を高め、経済的に基板を製造できる。【選択図】図３
2018030227.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に設けられた研磨プレートの下面に伸縮可能な弾性体シートを取り付け、この弾性体シートの下面に研磨布を取り付けると共に、上記弾性体シートを複数箇所でそれぞれ所用圧力で押圧する手段を設け、弾性体シートの複数箇所での押圧力変化に応じて研磨布面を所望の逆凸形状に変形させる加工ツールを用いて、前記逆凸形状に変形させた研磨布面を基板に押し当て、上記加工ツールを回転移動させて基板の所用箇所を研磨する基板の製造方法。
【請求項２】
加工ツールが、研磨プレートにその中心を対称に配置された複数の貫通孔を設け、該各貫通孔にシリンダ体を配設すると共に、シリンダ体内にピストン体を移動可能に配設し、ピストン体の下降距離に応じて、該ピストン体に対向する弾性体シート部位を押し下げることで研磨布の所用部位を下方に膨出させて所望の逆凸形状を形成するように構成されたものである請求項１記載の基板の製造方法。
【請求項３】
前記弾性体シートが、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム、ネオプレンゴム及びイソプレンゴムから選ばれる伸縮可能な弾性高分子化合物である請求項１又は２記載の基板の製造方法。
【請求項４】
前記研磨布が、不織布、スウェード及び発泡ポリウレタンから選ばれるものである請求項１〜３のいずれか１項記載の基板の製造方法。
【請求項５】
前記基板が、対角長１，０００ｍｍ以上の合成石英ガラス基板である請求項１〜４のいずれか１項記載の基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の製造方法、特に大型合成石英ガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に合成石英ガラス基板は、原料であるブロック状の合成石英ガラスをワイヤーソー等の切断装置によって板状に切り出した後に、得られた合成石英ガラス板体について研磨砥粒を含んだスラリーを用いてラップ加工を行い、次いで所望のサイズ、厚さ、平坦度が得られるまで研磨することにより得られる。
【０００３】
高い表面平坦性を要する高精細大型ガラス基板を製造する場合には、目標の表面精度を達成するため、基板表面の凹凸分布を測定し、その測定結果に基づいて基板表面の凸部分を部分的に研磨除去する工程が必要になることがある。
【０００４】
基板表面の研磨取り代を部分的に制御する方法としては、加工面積の異なる複数のツールを使い分け、基板上の位置に応じ加工ツールを動かす速度を制御することにより、位置毎に取り代を制御する方法（特許文献１：特開２０１０−２５４５５２号公報）が提案されている。また、基板の被研磨面より小さい研磨面を有する研磨工具を基板上で往復運動させ、研磨工具に加える押圧を圧力流体を介して制御する方法（特許文献２：特開２０１０−０６４１９６号公報）や、研磨する基板を研磨面の裏側から弾性体を介して圧力流体で部分的に加圧すると共に、基板周辺の研磨布を治具を介し押圧して研磨する方法（特許文献３：特開２００８−２２９８４６号公報）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２５４５５２号公報
【特許文献２】特開２０１０−０６４１９６号公報
【特許文献３】特開２００８−２２９８４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
基板表面の凸部の部分的な研磨除去を行う工程では、基板全体の厚み調整も同時に行うことになる。加工ツールの加工面と基板の接触面積が小さければ、部分的な凸部分の研磨除去には有効である一方、全体の厚み調整に要する加工時間が長くなる。加工ツールの加工面と基板の接触面積が大きければ、全体の厚み調整に要する加工時間は短い反面、凸部分の除去時に周辺部分まで広く研磨してしまい、精密な表面精度の制御が難しくなる。特許文献１の場合は、加工面積の異なる複数のツールを使い分けて基板上を運動させているため、加工途中でツール交換の手間が生じ、加工時間の増加につながってしまう。特許文献２の場合、ステージ上を回転する基板の上を研磨工具を往復させて研磨しており、基板上の取り代が基板直径方向の分布しか制御できず、基板上の部分的な凸部分を選択的に除去することは困難である。また、特許文献３の場合、研磨布の研磨面が基板全体と接触するため、凸部分のみを選択的に研磨除去することはできず、基板全体を研磨することになるため最終的な基板取り代は大きくなり、加工時間も大きくなる。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、精密な研磨を可能にし、加工ツール交換が不要な基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、研磨布と研磨プレートの間に弾性体シートを介在させたツールを用い、弾性体シートの複数箇所での押圧力変化に応じて研磨布貼り付け面を逆凸形状に変形させて基板を研磨することにより、加工ツール交換にかかる時間を短縮できることを見出し、本発明をなすに至った。
【０００９】
従って、本発明は以下の基板の製造方法を提供するものである。
〔１〕
回転可能に設けられた研磨プレートの下面に伸縮可能な弾性体シートを取り付け、この弾性体シートの下面に研磨布を取り付けると共に、上記弾性体シートを複数箇所でそれぞれ所用圧力で押圧する手段を設け、弾性体シートの複数箇所での押圧力変化に応じて研磨布面を所望の逆凸形状に変形させる加工ツールを用いて、前記逆凸形状に変形させた研磨布面を基板に押し当て、上記加工ツールを回転移動させて基板の所用箇所を研磨する基板の製造方法。
〔２〕
加工ツールが、研磨プレートにその中心を対称に配置された複数の貫通孔を設け、該各貫通孔にシリンダ体を配設すると共に、シリンダ体内にピストン体を移動可能に配設し、ピストン体の下降距離に応じて、該ピストン体に対向する弾性体シート部位を押し下げることで研磨布の所用部位を下方に膨出させて所望の逆凸形状を形成するように構成されたものである〔１〕記載の基板の製造方法。
〔３〕
前記弾性体シートが、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム、ネオプレンゴム及びイソプレンゴムから選ばれる伸縮可能な弾性高分子化合物である〔１〕又は〔２〕記載の基板の製造方法。
〔４〕
前記研磨布が、不織布、スウェード及び発泡ポリウレタンから選ばれるものである〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の基板の製造方法。
〔５〕
前記基板が、対角長１，０００ｍｍ以上の合成石英ガラス基板である〔１〕〜〔４〕のいずれかに記載の基板の製造方法。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、基板表面の平坦度の修正及び厚みの調整の際に、加工ツールを交換することなく一つの加工ツールにより、基板凸部分の選択的な研磨除去と基板全体の厚み調整を同時に行うことができるため、ツール交換の手間をなくして短時間での研磨を可能にし、基板の生産性を高め、経済的に基板を製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】加工ツールの一例を示した概略断面図である。
【図２】貫通孔を形成した研磨プレートの一例を示す回転軸を省略した平面図である。
【図３】図１の加工ツールにおいて、研磨布を逆凸形状に変形させた状態の断面図である。
【図４】加工装置の概要を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の基板の製造方法の実施に用いる加工ツール１の一実施例を示すもので、この加工ツール１は、短軸円柱状の基体２の下面に円板状の研磨プレート３が取り付けられ、この研磨プレート３の下面に弾性体シート４が図１において上下方向（弾性体シート４の厚さ方向）伸縮可能に固定されており、更にこの弾性体シート４の下面に研磨布５が固定されている。上記基体２の上面中央部には回転軸６の先端が固定され、この回転軸６は図示していない回転機構に連結され、この回転機構の可動により回転軸６が回転し、これと一体に基体２、研磨プレート３、弾性体シート４、研磨布５が回転するようになっている。
【００１３】
上記基体２及び研磨プレート３には、図２に示すように、それらの中心を囲むように多数の貫通孔７が所定間隔離間して形成されており、これら貫通孔７内には、それぞれ円筒状のシリンダ体８が配設されている。そして、各シリンダ体８には、ピストン体９が各シリンダ体８内を移動可能に配設されている。ピストン体９の下降は、ピストン体９にエアーを供給したときのエアー圧により行われるようになっており、この場合、エアー圧の大小によりピストン体９の下降距離が制御される。そして、このようにピストン体９が下降することにより、その下降距離に応じて研磨布５が弾性体シート４を介してピストン体９の下面から押圧され、研磨布５が下方に膨出するようになる。各ピストン体９のうち、中央付近に配設されたピストン体部位をより下方に押圧させる一方、周辺近傍に配設されたピストン体部位の下方への押圧を制御することにより、図３に示したように、研磨布５の中央部分が下方に膨出した円弧状（逆凸形状）形態になる。本発明はこのように研磨布５と研磨プレート３との間に弾性体シート４を介装し、研磨プレート３に対して弾性体シート４を介して研磨布５の研磨面を任意に変形させて、基板上を移動させることにより基板凸部分を選択的に研磨するものである。なお、供給するエアー圧の調整に応じた任意の押圧力による研磨布の変形は、ピストン体にロッドを取り付け、駆動装置によりロッドを介してピストンを移動させる方法によって行ってもよい。
【００１４】
研磨プレートの材質としては、ＳＵＳ、アルミニウム合金、チタン、真鍮等から選ばれる金属が好ましい。研磨プレートの直径は、１００〜８００ｍｍ、特に３００〜６００ｍｍが好ましい。プレートの各貫通孔は、直径２０〜５０ｍｍが好ましく、互いに好ましくは１０ｍｍ以上の間隔を空けた状態で、プレートの中心に対して対称に４〜２８箇所、より好ましくは８〜２０箇所、特に１０〜１６箇所配置させているのが好ましい。各貫通孔は、加工ツールの軸方向からエアーによる押圧を通して、それぞれ０．０１〜０．０５ＭＰａの範囲で研磨プレートに取り付けられた弾性体シートを押圧することができ、ツール内の各ピストン体に与える押圧の大きさによって、弾性体シートの変形形状を制御することができる。
【００１５】
弾性体シートの材質は、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム、ネオプレンゴム、イソプレンゴム等から選ばれる伸縮可能な弾性高分子化合物である。また、弾性体シートの直径は加工ツールの直径と等しく、その厚さは弾性体シートの変形、劣化又は摩耗を考慮して、５〜２０ｍｍ、特に１０〜１５ｍｍが好ましい。
【００１６】
研磨布は、不織布、スウェード、発泡ポリウレタンから選ばれ、接着剤により加工ツールの弾性体シートに固定して使用する。接着剤は、研磨中に研磨布と弾性体シートが分離しない程度の接着強度を有するものであれば特に制限されず、アクリル系接着剤、エポキシ系接着剤、ウレタン系接着剤等が挙げられる。
【００１７】
例えば、図２のように中心部に直径２０ｍｍの円形の貫通孔をもつ直径３００ｍｍのＳＵＳ３０４製の研磨プレートに、厚み１０ｍｍのポリウレタンゴムを弾性体として貼り付け、全ての貫通孔から均一に同等の押圧を加えた場合は、弾性体シート及び研磨布は図１のように平坦な形状をとる。また、中央付近で弾性体シートに加えた押圧に対し、円周方向に近い部位ほど加える押圧を小さくすると、弾性体シートの中央部ほど押圧に応じた変形による押し出し量が大きくなり、弾性体シート及び研磨布は図３のような逆凸形状に変形する。各シリンダ体から弾性体シートのどの部分をどのように押圧し、どの程度の凸度（押し出し程度）にするかは、基板の取り代と形状によって適宜決める。
【００１８】
本発明の基板の製造方法によれば、例えば、対角長が１，０００ｍｍ以上の合成石英ガラス基板を、研磨布と研磨プレートの間に弾性体シートを介在させた上記加工ツールを用いて、押圧により研磨布面を逆凸形状に変化させて、基板上を移動させることで基板を研磨して基板を製造することができる。
【００１９】
実際に基板を研磨する際には、以下のような工程に分けて加工を行う。
（１）原料基板の表裏面における平坦度及び平行度測定
（２）研磨布を原料基板に押圧して研磨する場合の第１の押圧条件での研磨除去量及び加工ツールの移動速度を計算
（３）上記（２）の計算値に基づく第１の押圧条件による加工
（４）第１の押圧条件による加工後の基板形状を計算し、これに基づき研磨布を基板に押圧して研磨する場合の第２の押圧条件での研磨除去量及び加工ツールの移動速度を計算
（５）上記（４）の計算値に基づく第２の押圧条件による加工
【００２０】
以下、上記工程について詳述する。
（１）原料基板の表裏面における平坦度及び平行度測定
原料基板を、垂直保持した状態で基板の表裏面における平坦度及び平行度を測定する。予め両面ラップ装置にて基板の平行度を出しておくことが望ましい。平坦度の測定には、例えば黒田精工製のフラットネステスターを用いることができる。平行度の測定には、ミツトヨ製のマイクロメーターを用いることができる。なお、本発明において、原料基板の平坦度は、原料基板表面の最小二乗平面を基準面としたときの、基準面と基板表面の凸部分との距離の最大値と、基準面と基板表面の凹部分との距離の最大値のとの和である。一方、原料基板の平行度は、原料基板の裏面から表面までの距離の最大値と最小値の差で表される。
【００２１】
（２）研磨布を原料基板に押圧して研磨する場合の第１の押圧条件での研磨除去量及び加工ツールの移動速度を計算
上記（１）で得られた測定データ（基板内の各点での平坦度）を高さデータとしてコンピューターに記憶させる。このデータをもとに表裏面の各々について平坦にするために必要な研磨除去量を計算する。表裏面の各々について、平坦化の加工面は表裏面の各々における平均面と平行であって、被測定面中で最も凹んだ点に接する面となる。
次に、両面とも平坦になった後の基板の平行度を計算で求める。得られた平行度から、研磨除去量を計算する。研磨除去量は、平坦化後の基板の最も薄い部分に厚みが合うように決定される。このようにして、原料基板材料の表裏面における平坦度及び平行度測定から得られる、理想の各面及び各点における研磨除去量（Ｉ）が決定する。
上記で得られた理想の各面及び各点における研磨除去量（Ｉ）を基礎として、大きさ、表裏面における平坦度及び平行度がほぼ同じ原料基板を第１の押圧条件により、加工ツールの移動速度、回転数、研磨布の材質等を適宜変えて研磨除去量を予め算出して、研磨プロファイルを調べておく。それに基づいて第１の押圧条件での各面及び各点における研磨除去量（ＩＩ）及び加工ツールの移動速度を計算する。
【００２２】
（３）上記（２）の計算値に基づく第１の押圧条件による加工
上記（２）の研磨除去量（ＩＩ）及び加工ツールの移動速度に基づき、第１の押圧条件による加工をする場合、各シリンダ体を通して均一に、弾性体シートの変形量が比較的小さい０．０１〜０．０１５ＭＰａの押圧をかける条件が望ましい。押圧条件を研磨面内で均一にすることにより、研磨面の接触面積をツール面積と同等にし、加工面積を大きくとることで比較的短時間で全体の大まかな精度修正と厚み調整を行うことができる。
図４は、加工装置の概要を示す斜視図である。図４中、１は加工ツール、１０は基板保持台、１１は基板、１２はバックパッドである。加工は、研磨除去量の大きい部分は加工ツール１の移動速度を遅くして滞留時間を長くし、逆に除去量の小さい部分は加工ツールの移動速度を早くして滞留時間を短くすることにより、基板の各位置における除去量を制御する。加工ツールはＸ軸方向及びＹ軸方向に任意に移動できる構造であり、加工ツールの移動についてはコンピューターにより制御できるものである。
加工ツールは回転機構を有しており、回転数は加工ツールの回転による研磨液の装置外への飛散又は加工時間を考慮して、３０〜３００ｒｐｍ、特に３０〜１２０ｒｐｍに設定することが好ましい。また、加工ツールは回転軸とユニバーサルジョイントで接合されており、基板表面の傾きに倣うようになっている。
使用する研磨剤は特に制限されないが、一般的な研磨剤である酸化セリウム研磨剤、コロイダルシリカ研磨剤又は炭化ケイ素研磨剤が好ましい。研磨剤の平均粒径は０．０２〜３μｍ、特に０．０５〜１μｍのものが好ましい。研磨剤は加工ツールの中より吐出するか、研磨液中に基板を浸漬した状態で研磨を実施する。研磨液中の研磨剤の割合は１０〜５０質量％が好ましく、１０〜４０質量％がより好ましく、１０〜２５質量％が更に好ましい。なお、研磨液の研磨面への入りをよくするため、ツールを回転しながら揺動させるという場合には、その条件で研磨プロファイルを調べておき、それに基づき移動速度を計算させればよい。
加工方法は、Ｘ軸方向に平行に加工ツールを計算された速度で連続的に移動した後、Ｙ軸方向へ一定ピッチで移動させることにより行うことができる。Ｙ軸方向への送りピッチは、平坦度修正又は第２の押圧条件での加工時間を考慮して、研磨プレートの直径の３０％以下、特に１０〜２５％が好ましい。具体的には、Ｘ軸方向へは、０．０５〜３００ｍｍ／分、特に２〜５０ｍｍ／分の速度で移動させることが好ましく、Ｙ軸方向へは、１〜２００ｍｍピッチ、特に５〜１００ｍｍピッチで移動させることが好ましい。
【００２３】
（４）第１の押圧条件による加工後の基板形状を計算し、これに基づき研磨布を基板に押圧して研磨する場合の第２の押圧条件での研磨除去量及び加工ツールの移動速度を計算
第１の押圧条件における加工のみでは、現実の研磨除去量と、上記原料基板の表裏面における平坦度及び平行度測定から得られる、理想の各面及び各点における研磨除去量（Ｉ）とに差が生じる部分がある。従って、かかる差をなくすべく、第２の押圧条件での加工ツールを用いた加工により、第１の押圧条件で加工し切れなかった部分、例えば、基板の四隅や局所的な凸形状部分を研磨することが可能になる。具体的には、上記第１の押圧条件における加工ツールを用いた研磨プロファイルの結果に基づき、予め計算で求めておいた第２の押圧条件での加工ツール加工前の平坦度及び平行度の情報から、上記研磨除去量（Ｉ）となるように第２の押圧条件での加工ツールでの必要な研磨除去量及び加工ツールの移動速度を計算する。この場合、第１の押圧条件の場合と同様に、第２の押圧条件における加工ツールを用いた研磨プロファイルを事前に調べておき、加工ツールの移動速度を調整する。このように、本発明においては第１の押圧条件による加工後に精度測定を行わないため、効率的な加工を行うことができる。
【００２４】
（５）上記（４）の計算値に基づく第２の押圧条件による加工
上記（４）で計算された必要な研磨除去量及び加工ツールの移動速度に従い、第２の押圧条件で加工ツールにより加工を行う。第２の押圧条件においては、第１の押圧条件により加工した基板の平坦度を更に細かく修正するために、加工ツールによる加工面積を第１の押圧条件より小さくして加工を行う。研磨プレートの各貫通孔を通して弾性体シートに加える押圧を、研磨プレート中心部では研磨プレート周縁部よりも大きくすることにより、弾性体シートの中央部を元の厚みの２〜１０％、例えば０．１〜２．０ｍｍの範囲で押し出すことができ、第１の押圧条件時と比べて弾性体シートをより凸状にして研磨加工を行うことができる。そして、弾性体シートの変形に合わせて研磨布の形状が変形し、基板との接触面の形状が変形する。接触面が逆凸形状に変形することにより、加工ツール中心部と周縁部での取り代が変化し、加工ツール中心部における取り代が周縁部分における取り代よりも相対的に多くなり、基板のより細かな平坦度修正が可能になる。具体的には、研磨プレート中心部では０．０２〜０．０４ＭＰａ、中心部から周縁部にかけてはなだらかに押圧を減少させて、周縁部では０．０１〜０．０２ＭＰａの押圧を加える条件で弾性体シートの中央が逆凸形状になるように変形させる。ここで、研磨プレートの中心から半径方向への距離を１００としたとき、中心から０〜３０までの範囲を研磨プレート中心部とし、中心から７０〜１００までの範囲を周縁部とする。第２の押圧条件における研磨布と基板の接触面形状が、第１の押圧条件に比較してより凸状であれば平坦度修正効果は大きくなるが、一方で基板との接触面積が小さくなる。接触面積が小さくなりすぎると必要な加工時間が長くなり経済的でなくなるため、目標とする平坦度と加工時間に応じて弾性体シートの変形量を決定する。
加工方法は、第１の押圧条件の場合と同様の方法で行う。特に、第２の押圧条件では、Ｘ軸方向へは、０．０５〜３００ｍｍ／分、特に２〜５０ｍｍ／分の速度で移動させることが好ましく、Ｙ軸方向へは、１〜５０ｍｍピッチ、特に５〜３０ｍｍピッチで移動させることが好ましい。また、第１の押圧条件による加工と第２の押圧条件による加工を組み合わせることで、基板に発生する横シマを防ぐことができる。更に、必要に応じてポリッシュ工程を導入してもよい。なお、目標とする加工精度によって、第３の押圧条件や第４の押圧条件等、３種類以上の押圧条件を使い分けてもよい。
【００２５】
本発明の製造方法によれば、加工ツールの押圧条件を制御することで加工ツールの交換作業をすることなく研磨面の取り代分布を制御できるため、基板の平坦度及び平行度を短時間で修正することができ、高平坦度及び高平行度の基板を得ることができる。
【００２６】
本発明の基板は、対角長が好ましくは１，０００ｍｍ以上、より好ましくは１，０００〜３，５００ｍｍ、更に好ましくは１，５００〜３，０００ｍｍの寸法を有するものである。なお、この基板の形状は、正方形、長方形、円形等であってもよく、円形の場合、対角長とは直径を意味する。また、この大型基板の厚さは制限されるものではないが、５〜５０ｍｍ、特に１０〜２０ｍｍであることが好ましい。
【００２７】
基板の平坦度／基板対角長は、８×１０-6以下の高平坦なものが好ましく、６×１０-6以下がより好ましく、５×１０-6以下が更に好ましい。なお、その下限は特に制限されないが、通常１×１０-6である。
【００２８】
本発明の基板の平行度は、露光ギャップバラツキを少なくするための補正等を考慮して、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下、更に好ましくは１０μｍ以下である。
【００２９】
本発明によれば、基板の平坦度及び平行度を短時間で修正することができ、高平坦度及び高平行度の基板を得ることができる。また、得られた基板を使って作製されたフォトマスクをパネル露光に使用することで、ＣＤ精度（寸法精度）の向上、微細パターンの露光が可能となる。更に、パネルの歩留まりの向上にもつながる。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００３１】
［実施例１］
ラップ加工により両面を粗研磨した大きさ１，６００ｍｍ×１，８００ｍｍ、厚さ１７．５ｍｍであり、表面の平坦度は１００μｍ、裏面の平坦度は１２０μｍ、平行度は５０μｍの基板を原料合成石英ガラス基板として準備した。平坦度は黒田精工製のフラットネステスターにより、平行度はミツトヨ製のマイクロメーターにより測定した。得られた平坦度及び平行度の測定結果から、表面及び裏面の各面で、それぞれ各点における研磨除去量を決定した。
そして、図４に示す装置の基板保持台１０上に貼り付けられた発泡ポリウレタン製のバックパッド１２上にこの原料合成石英ガラス基板を設置し、基板周囲を樹脂枠で囲み固定した。加工ツールは、直径５００ｍｍのＳＵＳ３０４製の研磨プレートに、直径５００ｍｍ、厚み１０ｍｍのポリウレタンゴムからなる弾性体シートを介在させてポリウレタン製の研磨布を貼り付けたものを使用した。研磨剤は平均粒径１μｍの酸化セリウム研磨剤を２０質量％の濃度で水に懸濁させたものを用いた。
大きさ、表裏面の平坦度及び平行度が同じ基板を原料合成石英ガラス基板として用いて押圧機構による凸度（押し出し程度）を変化させた際の研磨布面の変形と研磨プロファイルを事前に調べ、これに従いＸ軸方向に対して平行に加工ツールを連続的に移動させ、Ｙ軸方向へは１００ｍｍに相当するピッチで加工ツールを移動させた。加工ツールのＸ軸方向への送り速度は最低で３０ｍｍ／分とし、この際の加工ツールの回転数は６０ｒｐｍとした。
まず、第１の押圧条件として各貫通孔からポリウレタンゴムに均一に０．０１ＭＰａの押圧を加えて加工を行い、比較的広い範囲での大まかな平坦度修正や全体の厚み合わせを行い目的の研磨除去量分布に近づけていった。
【００３２】
次に、第２の押圧条件として、加工ツールの研磨プレート中心部の貫通孔ではポリウレタンゴムに加える押圧を０．０３ＭＰａ、研磨プレートの中心部から周縁部にかけて貫通孔からポリウレタンゴムに加える押圧をなだらかに下げていき、周縁部の貫通孔ではポリウレタンゴムに加える押圧を０．０１ＭＰａとして弾性体の中央部を２ｍｍ押し出した。この押圧条件により弾性体シート及び研磨布面を第１の押圧条件より逆凸形状に変形させ、加工面における研磨プロファイルの幅を小さくして基板上の狭い範囲における凸部分の除去や、基板四隅周辺等の細かい精度修正を行った。予め計算で求めておいた第２の加工前の平坦度及び平行度の情報を元に、第２の押圧条件における必要な研磨除去量を算出し、第２の押圧条件にて加工ツールの移動速度を決定した。第２の押圧条件での加工ツールのＸ軸方向への送り速度は最低で３０ｍｍ／分とし、Ｙ軸方向の送りピッチは３０ｍｍとし、ツールの回転数は６０ｒｐｍとした。基板各部分での加工ツールの移動速度は、予め事前に調べた第２の押圧条件時の研磨プロファイルをもとに、各部分の必要研磨量から計算した。表面を処理した後、裏面の処理を実施した。第１の押圧条件及び第２の押圧条件における研磨時間、加工後の平坦度、平行度及び加工取り代の結果を表１に示す。なお、加工所要時間は、比較例１の場合を１００とした場合の比率を示す。
【００３３】
［実施例２］
大きさ８００ｍｍ×９００ｍｍ、厚さ８．３ｍｍであり、表面の平坦度は８０μｍ、裏面の平坦度は１００μｍ、平行度は４０μｍの基板を原料合成石英ガラス基板として準備し、実施例１と同様の条件で加工を行った結果を表１に示す。最終的に加工に要した時間は、実施例１の場合のほぼ４分の１であった。
【００３４】
［比較例１］
実施例１と同様のサイズの原料合成石英ガラス基板を用意して、加工ツールの押圧条件の変更を行わず、第１の押圧条件のみで加工を行った結果を表１に示す。加工ツールと基板の接触面積が大きい分、部分的な凸部の効果的な除去研磨が難しく、加工取り代が余計に必要になり、その上最終的な平坦度が実施例１より大きくなってしまった。
【００３５】
［比較例２］
実施例１と同様のサイズの原料合成石英ガラス基板を用意して、第１の加工までは実施例１と同様に行い、その後に、研磨プレートに弾性体シートを介することなく直接研磨布を取り付けた直径１００ｍｍの小さい加工ツールに交換して、交換後の加工ツールの取り代分布に合わせて加工ツールの移動速度を計算し、凸部の除去研磨加工を行った場合の結果を表１に示す。最終的な平坦度や取り代体積は実施例１の場合とほぼ同等であったが、途中で加工ツールの交換に伴う作業時間が余分にかかってしまい、最終的な加工時間は実施例１の場合より長くなった。
【００３６】
［比較例３］
実施例２と同様のサイズの原料合成石英ガラス基板を用意して、第１の加工までは実施例２と同様に行い、その後に、研磨プレートに弾性体シートを介することなく直接研磨布を取り付けた直径１００ｍｍの小さい加工ツールに交換して、交換後の加工ツールの研磨プロファイルに合わせて加工ツールの移動速度を計算し、凸部の除去研磨加工を行った場合の結果を表１に示す。最終的な平坦度や取り代体積は実施例２の場合とほぼ同等であったが、途中で加工ツールの交換に伴う作業時間が余分にかかってしまい、最終的な加工時間は実施例２の場合より長くなった。
【００３７】
【表１】
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【符号の説明】
【００３８】
１  加工ツール
２  基体
３  研磨プレート
４  弾性体シート
５  研磨布
６  回転軸
７  貫通孔
８  シリンダ体
９  ピストン体
１０  基板保持台
１１  基板
１２  バックパッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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