(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬質脆弱基板の端面を研磨布が設けられた回転定盤に押付けて研磨する硬質脆弱基板端面の研磨方法において、
硬質脆弱基板のコーナ部と研磨布との当接点を中心とするモーメントを硬質脆弱基板にかけて硬質脆弱基板を回動させて、硬質脆弱基板の端面を研磨布に全面的に当接させながら基板端面を研磨することを特徴とする硬質脆弱基板端面の研磨方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
硬質脆弱基板端面の研磨方法に係わり、特に石英ガラス基板等の端面研磨に適する硬質脆弱基板端面の研磨方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数枚の透明体に切断される透明体インゴットに検査光を照射する半導体集積回路（ＬＳＩ）を製造するには、フォトリソグラフィ技術が用いられており、このフォトリソグラフィ技術とは平板状の石英ガラス基板に光を通さない材料で電子回路が形成されたフォトマスクあるいはレチクルを用い、フォトレジストがコーティングされた半導体ウェーハを露光し、半導体ウェーハ上に回路を形成する技術である。
【０００３】
ＬＳＩの微細化と高集積化に伴い、ステッパ用レチクルの要求仕様はＤＲＡＭの世代毎に厳しくなっており、この要求に応じるために石英ガラス基板に対しても平坦度と平滑度の要求が一段と厳しくなっている。
【０００４】
また、石英ガラス基板にマスクパターンを描画する描画装置や半導体ウェーハに回路を描画する露光装置におけるレチクルの位置決めに正確さが要求されるため、石英ガラス基板の外形寸法に対する要求も一段と厳しくなっている。
【０００５】
一般に、図６に示すように、フォトマスクあるいはレチクルに用いられ、硬質で脆弱な石英ガラス基板Ｇは正方形、平板形状をしており、この石英ガラス基板Ｇの製造方法は、一般には、前工程で製造された合成石英ガラスの直方体インゴットを切断装置により薄い石英ガラス基板に切断し、端面研磨を行った後、洗浄、検査および梱包を経て出荷される。
【０００６】
上記端面研磨工程における従来の研磨方法は、図６、図７（ａ）および図７（ｂ）に示すように、石英ガラス基板Ｇを研磨装置４１のステージ４２に固定し、このステージ４２を動かして、ステージ４２に固定された石英ガラス基板Ｇのコーナ部Ｇ１や、テーパ面Ｇ２ｔ、側面Ｇ２ｓのような端面Ｇ２を、研磨布４３が設けられた回転定盤４４に、垂直方向または４５°の方向で押圧力Ｆで押当てて、コーナ部Ｇ１、テーパ面Ｇ２ｔおよび側面Ｇ２ｓの順に研磨している。
【０００７】
しかし、この研磨方法では、石英ガラス基板Ｇは硬質で脆弱であり、またステージ４２に完全に固定されているため、その固定位置のずれ、研磨剤の濃度や吐出量の変化および研磨布４３の摩耗状態により、端面Ｇ２の磨き過ぎや研磨残し等の研磨不良を招き、また、研磨精度が悪く、要求される外形寸法精度が得られなかった。
【０００８】
また、ナイロンブラシ、ダイヤモンドブラシやバフを用いて端面Ｇ２を遊離砥粒や固定砥粒研磨する方法では、研磨が作業員の人手に頼るため、研磨精度が悪く要求される外形寸法精度が得られず、また生産性も悪かった。
【０００９】
そこで、フォトマスク用石英ガラス基板等の硬質脆弱基板の端面の研磨不良がなく、外形寸法精度が得られる硬質脆弱基板の端面研磨方法が要望されていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、フォトマスク用石英ガラス基板等の硬質脆弱基板の端面の研磨不良がなく、外形寸法精度が得られる硬質脆弱基板端面の研磨方法を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた本願請求項１の発明は、硬質脆弱基板の端面を研磨布が設けられた回転定盤に押付けて研磨する硬質脆弱基板端面の研磨方法において、
硬質脆弱基板のコーナ部と研磨布との当接点を中心とするモーメントを硬質脆弱基板にかけて硬質脆弱基板を回動させて、硬質脆弱基板の端面を研磨布に全面的に当接させながら基板端面を研磨することを特徴とする硬質脆弱基板端面の研磨方法であることを要旨としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わる硬質脆弱基板端面の研磨方法の実施形態について添付図面に基づき説明する。
【００１３】
図１に示すように、本発明に係わる硬質脆弱基板端面の研磨方法に用いる研磨装置１は、研磨布２が設けられた回転定盤３と、この回転定盤３に当接して研磨される硬質脆弱基板、例えば石英ガラス基板Ｇが取付けられる取付装置４と、この取付装置４を進退自在に移動させて、石英ガラス基板Ｇを進退自在に移動させるワーク搬送機構５と、石英ガラス基板Ｇにモーメントをかけるモーメント付与機構６とを有している。
【００１４】
回転定盤３は、装置本体７外に設けられ、さらに、定盤駆動モータ８と回転定盤３の面傾斜角度および位置を変更させる定盤移動機構部９とで構成される定盤駆動機構１０に連結されている。回転定盤３は、定盤駆動モータ８により駆動され、定盤移動機構部９により面角度および水平、垂直方向の位置が自由に変えられるようになっており、かつ、定盤駆動モータ８には、この定盤駆動モータ８に流れる電流を測定する電流計１１が設けられ、この電流計１１および定盤移動機構部９はコンピュータ１２に接続されている。
【００１５】
取付装置４は、断面が扁平Ｔ字形状を有し、正方形で平坦形状の取付板１３と、この取付板１３の中心部から延伸する軸部１４とを有している。
【００１６】
この軸部１４は、図２に示すように、装置本体７の上面部１５中央の長手方向に沿って設けられた長孔１６を貫通して、装置本体７内に達している。
【００１７】
また図１に示すように、取付板１３には多数の通気孔１７が設けられ、この通気孔１７は通気路１８によって、可撓性パイプ１９を介して装置本体７内に設けられ、コンピュータ１２に接続された真空ポンプ２０に接続され、取付板１３に載置された石英ガラス基板Ｇを真空吸着し、固定できるようになっている。
【００１８】
ワーク搬送機構５は、軸部１４が回転自在に嵌合する軸受部２１と、この軸受部２１に設けられた螺孔２２とネジ結合して取付装置４を水平方向に進退させ、ボールネジで形成されたスクリューシャフト２３と、このスクリューシャフト２３を回動させるシャフト駆動モータ２４とを有しており、このシャフト駆動モータ２４はコンピュータ１２に接続されている。
【００１９】
モーメント付与機構６は、軸受部２１に設けられたベーン収納部２５と、このベーン収納部２５に回転自在に収納され、軸部１４に取付けられたベーン２６と、このベーン２６に連通パイプ２７、サーボバルブ２８を介して接続された油圧ポンプ２９とを有しており、この油圧ポンプ２９はコンピュータ１２に接続されている。
【００２０】
なお、モーメント付与機構は、上記実施形態のように油圧ポンプとベーンで構成されたものに限らず、エアシリンダ、スプリング、モータなどを用いて、硬質脆弱基板にモーメントを付与してもよい。
【００２１】
さらに、研磨装置１には、取付装置４を回動させるワーク回動機構３０が設けられており、このワーク回動機構３０は、軸受部２１に形成されたモータ取付部３１と、このモータ取付部３１に収納されたステッピングモータからなるワーク回動モータ３２を有している。
【００２２】
次に本発明に係わる硬質脆弱基板端面の研磨方法について説明する。
【００２３】
前工程で切出し、面取研磨された石英ガラス基板Ｇを用意し、図１および図３に示すように、この石英ガラス基板Ｇの中心と取付装置４の取付板１３の中心を合わせると共に、石英ガラス基板Ｇの各辺と取付板１３の各辺を平行になるように載置する。
【００２４】
以下コンピュータ１２の記憶装置に記憶されたプログラムに基づき、図５に示すような工程に沿って順次研磨工程が処理されていくが、最初にコンピュータ１２の演算制御装置１２ｐにより真空パイプ２０を作動させて、石英ガラス基板Ｇを取付板１３に吸着し、石英ガラス基板Ｇに取付装置４を固定する。
【００２５】
次に、演算制御装置１２ｐにより、ワーク回動機構３０のワーク回動モータ３２を回動させ、図５（ａ）に示すように、ワーク回動機構３０のワーク回動モータ３２を時計周り方向に４５°回動させて、軸部１４も時計周り方向に４５°回動させる。この軸部１４の回動により、取付装置４の取付板１３も回動され、石英ガラス基板Ｇも４５°回動されて、コーナ部Ｇ１が研磨布２に対向する状態になる。
【００２６】
この研磨布２がコーナ部Ｇ１に対向した状態で、演算制御装置１２ｐにより、定盤駆動モータ８を回転させて、回転定盤３および研磨布２を回転させ、さらに、演算制御装置１２ｐによりシャフト駆動モータ２４を回転させて、研磨布２にコーナ部Ｇ１当接させ、所定量研磨する。順次、図５（ａ）に示すような同様の工程を繰返し、４個のコーナ部Ｇ１を研磨する。
【００２７】
次に、シャフト駆動モータ２４を回転させて、石英ガラス基板Ｇが研磨布２に当らない程度にわずか後退させ、回転定盤３を図５（ｂ）に示すように、演算制御装置１２ｐにより定盤移動機構部９を作動させ、研磨布２が下を向くように回転定盤３の面角度を傾斜させ、再び、シャフト駆動モータ２４を回転させて、研磨布２にコーナ部Ｇ１の上テーパ部を当接させ、この上テーパ部を所定量研磨する。
【００２８】
この上テーパ部の研磨後、演算制御装置１２ｐによりシャフト駆動モータ２４を回転させて、石英ガラス基板Ｇをわずかに後退させ、演算制御装置１２ｐにより、ワーク回動機構３０のワーク回動モータ３２を時計周り方向に回動させて、軸部１４も時計周り方向に回動させる。この軸部１４の回動により、取付板１３も回動され、研磨時、図２および図４（ａ）に示すように、石英ガラス基板Ｇと研磨布２および回転定盤３とには、所定の角度θが形成されるようにする。この角度θは１０°以下であることが好ましく、４〜６°がより好ましい。
【００２９】
図５（ｃ）に示すような本実施形態の工程においては、角度θが５°になるようにワーク回動機構３０のワーク回動モータ３２を時計周り方向に回動させて、石英ガラス基板Ｇも時計周り方向に回転させる。再度シャフト駆動モータ２４を回転させ、上側のテーパ面Ｇ２ｔが研磨布２と５°の角度を保った状態でコーナ部Ｇ１を研磨布２に当接させる。
【００３０】
コーナ部Ｇ１が研磨布２に当接すると定盤駆動モータ８に流れる電流が増加し、この増加した電流は電流計１１で検出され、テーパ面Ｇ２ｔが研磨布２と５°の角度を保った状態で電流の増加が検出された場合には、演算制御装置１２ｐによりシャフト駆動モータ２４を停止させて、図４（ａ）に示すような位置に取付装置４を停止させる。
【００３１】
さらに、コーナ部Ｇ１が研磨布２に当接すると、演算制御装置１２ｐにより、油圧ポンプ２９を作動させ、モーメント付与機構６の連通パイプ２７、サーボバルブ２８を介してベーン２６を作動させて軸部１４、取付装置４にモーメントを与え、図４（ｂ）および図５（ｃ）に示すような図中反時計周り方向でコーナ部Ｇ１と研磨布２との当接点を中心とするモーメントＭを石英ガラス基板Ｇにかけて回動させ、石英ガラス基板Ｇのテーパ面Ｇ２ｔを研磨布２に全面的に当接させる。このモーメントＭにより石英ガラス基板Ｇのテーパ面Ｇ２ｔは研磨布２に均一に押当てることが可能になり、研磨し過ぎや、研磨残しがなく、均一に研磨される。
【００３２】
上述と同様の工程を順次繰返し、上側の４個のコーナ部Ｇ１の上テーパ部と上側のテーパ面Ｇ２ｔを全部研磨する。
【００３３】
上側のテーパ面Ｇ２ｔの研磨後、石英ガラス基板Ｇをわずかに後退させ、図５（ｅ）〜図５（ｇ）に示すように、演算制御装置１２ｐにより、定盤移動機構部９を作動させて、研磨布２が上を向くように回転定盤３の面角度を傾斜させ、再び、シャフト駆動モータ２４を回転させて、コーナ部Ｇ１の下テーパ部を研磨布２に当接させ、下テーパ部を所定量研磨する。下テーパ部の後、下側のテーパ面Ｇ２ｔの研磨を行うが、上記上側のテーパ面Ｇ２ｔの研磨と同様に石英ガラス基板ＧにモーメントＭをかけながら行う。
【００３４】
下側のテーパ面Ｇ２ｔの研磨後、演算制御装置１２ｐによりシャフト駆動モータ２４を回転させて、石英ガラス基板Ｇを若干後退させる。この石英ガラス基板Ｇが後退した状態で、演算制御装置１２ｐにより、ワーク回動機構３０のワーク回動モータ３２を時計周り方向に回動させて、回転定盤３が図５（ｈ）に示すように、定盤移動機構部９により石英ガラス基板Ｇの側面Ｇ２ｓと回転定盤３とが５°の角度を持つようにする。一方、演算制御装置１２ｐにより、定盤移動機構部９を作動させ、研磨布２が垂直になるように回転定盤３の面角度を変化させる。
【００３５】
さらに、シャフト駆動モータ２４を回転させ、側面Ｇ２ｔが研磨布２と５°の角度を保った状態で、コーナ部Ｇ１を研磨布２に当接させる。
【００３６】
コーナ部Ｇ１が研磨布２に当接すると定盤駆動モータ８に流れる電流が増加し、この増加した電流は電流計１１で検出され、側面Ｇ２ｔが研磨布２と５°の角度を保った状態で電流の増加が検出された場合には、演算制御装置１２ｐによりシャフト駆動モータ２４を停止させて、図４（ａ）に示すような位置に取付装置４を停止させる。
【００３７】
さらに、コーナ部Ｇ１が研磨布２に当接すると、演算制御装置１２ｐにより、上述同様に、モーメント付与機構６が取付装置４にモーメントＭを与え、図４（ｂ）および図５（ｈ）に示すような図中反時計周り方向でコーナ部Ｇ１と研磨布２との当接点を中心とするモーメントＭを石英ガラス基板Ｇにかけて回動させ、石英ガラス基板Ｇの側面Ｇ２ｓを研磨布２に全面的に当接させる。このモーメントＭにより石英ガラス基板Ｇの側面Ｇ２ｓは研磨布２に均一に押当てることが可能になり、研磨し過ぎや、研磨残しがなく、均一に研磨される。
【００３８】
また、石英ガラス基板ＧにモーメントＭをかけながら研磨することにより、研磨剤の濃度、研磨剤の吐出量の変動、研磨布の摩耗状態等の加工条件の変動により研磨状態が大きな影響を受けることがなくなり、研磨不良を低減することができる。
【００３９】
上記のような研磨により石英ガラス基板Ｇのコーナ部Ｇ１および端面Ｇ２は所定量研磨され、所望の外形寸法が得られる。
【００４０】
上述した研磨装置においては、研磨装置に進退自在に設けられた取付装置に取付けられた硬質脆弱基板を、モーメント付与機構によりモーメントを与え、かつ、回転定盤の角度を変えることにより、硬質脆弱基板の端部およびコーナ部を研磨しているが、硬質脆弱基板にモーメントを付与できるように硬質脆弱基板をコンベアに取付け、この硬質脆弱基板が取付けられたコンベアを、上方および下方を向いて設けられ回転定盤、垂直に設けられた回転定盤に沿って流し、モーメントを与えながら、硬質脆弱基板の端部およびコーナ部を研磨するようにしてもよい。
【００４１】
【実施例】
図１に示すような本発明に係わる硬質脆弱基板端面の研磨方法に用いる研磨装置を用いて、一辺が１５０ｍｍ、厚さが７ｍｍの石英ガラス板を１００枚研磨し、不良率を調べた。
【００４２】
（結果）実施例では、不良率は１％であった。なお、従来例は不良率が１０％であった。
【００４３】
【発明の効果】
本発明に係わる硬質脆弱基板端面の研磨方法によれば、石英ガラス基板等の硬質脆弱基板の端面の研磨不良がなく、外形寸法精度が得られる硬質脆弱基板端面の研磨方法を提供することができる。
【００４４】
即ち、硬質脆弱基板にモーメントをかけながら基板端面を研磨するので、モーメントにより硬質脆弱基板の端面は研磨布に均一に押当てることが可能になり、研磨し過ぎや、研磨残しがなく、均一に研磨され、また、研磨剤の濃度、研磨剤の吐出量の変動、研磨布の摩耗状態等の加工条件の変動により研磨状態が大きな影響を受けることがなくなり、研磨不良を低減することができる。
【００４５】
また、硬質脆弱基板端面は、この端面と回転定盤が所定の角度を有して、コーナ部から回転定盤に当接され、しかる後、端面の全体が押当てられてゆくので、硬質脆弱基板の端面は研磨布に均一に押当てることが可能になり、研磨し過ぎや、研磨残しがなく、均一に研磨され、また、研磨剤の濃度、研磨剤の吐出量の変動、研磨布の摩耗状態等の加工条件の変動により研磨状態が大きな影響を受けることがなくなり、研磨不良を低減することができる。
【００４６】
また、所定の角度は、１０°以下であるので、硬質脆弱基板の端面は研磨布に均一に押当てることが可能になる。
【００４７】
また、所定の角度は、４〜６°であるので、硬質脆弱基板の端面は研磨布にさらに均一に押当てることが可能になる。
【００４８】
また、硬質脆弱基板は石英ガラス基板であるので、効果的に均一に研磨することができる。
【００４９】
また、石英ガラス基板はフォトマスク用石英ガラス基板であるので、効果的に均一に研磨することができる。
【００５０】
また、研磨布が設けられた回転定盤と、硬質脆弱基板を取付ける取付装置と、この取付装置に取付られた硬質脆弱基板を回転定盤に当接させるワーク搬送機構と、硬質脆弱基板にモーメントをかけるモーメント付加機構とを有する硬質脆弱基板端面の研磨装置であるので、硬質脆弱基板にモーメントをかけながら基板端面を研磨することができ、モーメントにより硬質脆弱基板の端面は研磨布に均一に押当てることが可能になり、研磨し過ぎや、研磨残しがなく、均一に研磨され、また、研磨剤の濃度、研磨剤の吐出量の変動、研磨布の摩耗状態等の加工条件の変動により研磨状態が大きな影響を受けることがなくなり、研磨不良を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる硬質脆弱基板端面の研磨方法に用いる研磨装置の概念図。
【図２】  本発明に係わる硬質脆弱基板端面の研磨方法に用いる研磨装置の斜視図。
【図３】  本発明に係わる硬質脆弱基板端面の研磨方法に用いる研磨装置に設けるワーク取付装置の説明図。
【図４】  （ａ）および（ｂ）は本発明に係わる硬質脆弱基板端面の研磨方法の説明図。
【図５】  （ａ）〜（ｉ）は本発明に係わる硬質脆弱基板端面の研磨方法の工程図。
【図６】  一般的な石英ガラス基板の平面図。
【図７】  （ａ）および（ｂ）は従来の石英ガラス基板の研磨方法の説明図。
【符号の説明】
１  研磨装置
２  研磨布
３  回転定盤
４  取付装置
５  ワーク搬送機構
６  モーメント付与機構
７  装置本体
８  定盤駆動モータ
９  定盤移動機構部
１０  定盤駆動機構
１１  電流計
１２  コンピュータ
１２ｐ  演算制御装置
１３  取付板
１４  軸部
１５  上面部
１６  長孔
１７  通気孔
１８  通気路
１９  可撓性パイプ
２０  真空ポンプ
２１  軸受部
２２  螺孔
２３  スクリューシャフト
２４  シャフト駆動モータ
２５  ベーン収納部
２６  ベーン
２７  連通パイプ
２８  サーボバルブ
２９  油圧ポンプ
３０  ワーク回動機構
３１  モータ取付部
３２  ワーク回動モータ
Ｇ  石英ガラス基板
Ｇ１  コーナ部
Ｇ２  端面
Ｇ２ｓ  側面
Ｇ２ｔ  テーパ面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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