JP2017160080A - 合成石英ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【解決手段】合成石英ガラスブロックを用意する工程と、合成石英ガラスブロックのうち、切断加工する際の切断面に平行面とそれに対向する面の２面について、複屈折率を測定する波長における透過率が９９．０％／ｍｍ以上である液体を塗る工程と、一方の塗布面から入射し、他方の塗布面から出射する光により合成石英ガラスブロックの複屈折率を測定する工程と、得られた複屈折率に基づき、得られる合成石英ガラス基板のサイズに応じて合成石英ガラスブロックを切断する厚さを決定する工程と、決定された切断厚さに従って切断する工程とを含む合成石英ガラス基板の製造方法。
【効果】前記製造方法によれば、製造工程の比較的早い段階のスライス工程前に後の研磨工程に要する取り代を予め予測してスライス時の厚さを決定でき、原料の合成石英ガラスブロックのロス分を低減し、合成石英ガラス基板の生産性を高め、経済的に合成石英ガラス基板を製造できる。
【選択図】なし

Description

本発明は、研磨工程における製品のロス分を低減するための合成石英ガラス基板の製造方法に関する。

一般に大型合成石英ガラス基板の製造は、原料であるブロック状の合成石英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を研磨砥粒を含んだスラリーを用いてラップ加工及びその後の研磨工程にて加工して所望のサイズ、厚さ、平坦度が得られるまで研磨する等の方法がとられている。

この切断工程の際に、切り出した板状の合成ガラス基板の反りが大きい場合、後の研磨工程において基板表面を所定の平坦度に収めることに加えて、基板の反りを除去した上で全体の厚さ分布を一定の範囲内に保つことが必要になるため、切断時の表面精度が一定の場合、反りが大きいほど、必要な研磨取り代は大きくなる。

このため、切断工程の際に切り出す基板の厚さは、最終的な目標厚さに研磨工程での必要取り代を加えたものとなるが、切り出した後に生じる基板の反りの大きさが予測できない場合、ある程度厚さに余裕をもって切断を行わねばならない。その結果、後の研磨工程において厚さ調整のために余分な研磨取り代が発生してしまい、原料及び工程時間のロスにつながる欠点があった。

反りの小さい高平坦基板を作製するには、特許文献１（特開２０１１−１５５２５８号公報）のように、切断した後の基板を研磨工程前に加熱処理することで変形させ、反りを低減してから研磨する等の方法や、特許文献２（特開２００５−２８９８０１号公報）のように、予め加熱処理によってインゴットの歪みをブロックの外周部に集中させ、その外周部を除去した後のブロックを原料として使用する等の方法が知られている。

特開２０１１−１５５２５８号公報 特開２００５−２８９８０１号公報

しかし、特許文献１における基板の加熱処理は、例えば直径２００ｍｍ程度等の比較的小型サイズの基板に対しては有効であるが、大型サイズの基板を処理するには、全体を均一に温度制御する困難さに加えて、加熱又は冷却時間もかかり、装置も大がかりなものになってしまう。また、特許文献２におけるように予めインゴット内の歪みの大きい部分を除去する手法は、除去した体積分のロスが生じる等の欠点がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、原料となる合成石英ガラスブロックの複屈折率測定値から切断後の反りの大きさを予め予測し、平坦化する際に必要な研磨取り代を決定することで、後の研磨工程に生じるロス分を低減し、採算性を向上させることができる合成石英ガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。

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、原料となる合成石英ガラスブロックの複屈折率測定値から切断後の反りの大きさを考慮した研磨取り代を決定することで、後の研磨工程に生じるロス分を低減し、合成ガラス基板の生産性を高め、経済的に製造できることを見出し、本発明をなすに至った。

従って、本発明は以下の合成石英ガラス基板の製造方法を提供するものである。
〔１〕
合成石英ガラスブロックを用意する工程と、
前記合成石英ガラスブロックのうち、切断加工する際の切断面に平行面とそれに対向する面の２面について、複屈折率を測定する波長における透過率が９９．０％／ｍｍ以上である液体を塗る工程と、
一方の塗布面から入射し、他方の塗布面から出射する光により合成石英ガラスブロックの複屈折率を測定する工程と、
得られた複屈折率に基づき、得られる合成石英ガラス基板のサイズに応じて合成石英ガラスブロックを切断する厚さを決定する工程と、
決定された切断厚さに従って切断する工程と
を含む合成石英ガラス基板の製造方法。
〔２〕
得られる合成石英ガラス基板のサイズが３００ｍｍ以上９００ｍｍ未満×３００ｍｍ以上９００ｍｍ未満であり、厚さがαｍｍである場合、
合成石英ガラスブロックの複屈折率測定値が０ｎｍ／ｃｍ以上３０ｎｍ／ｃｍ未満であれば、切断厚さを（α＋０．０２α）〜（α＋０．０４α）ｍｍとし、３０ｎｍ／ｃｍ以上５０ｎｍ／ｃｍ以下であれば、切断厚さを（α＋０．０３α）〜（α＋０．０５α）ｍｍとする〔１〕記載の合成石英ガラス基板の製造方法。
〔３〕
得られる合成石英ガラス基板のサイズが９００ｍｍ以上１，８００ｍｍ未満×９００ｍｍ以上１，８００ｍｍ未満であり、厚さがαｍｍである場合、
合成石英ガラスブロックの複屈折率測定値が０ｎｍ／ｃｍ以上２０ｎｍ／ｃｍ未満であれば、切断厚さを（α＋０．０２α）〜（α＋０．０４α）ｍｍとし、２０ｎｍ／ｃｍ以上４０ｎｍ／ｃｍ以下であれば、切断厚さを（α＋０．０３α）〜（α＋０．０５α）ｍｍとする〔１〕記載の合成石英ガラス基板の製造方法。
〔４〕
所定の切断厚さに切断して得られた板状の合成石英ガラス基板について、更に研削又はラップ加工工程、粗研磨工程、精密研磨工程を施す〔１〕〜〔３〕のいずれかに記載の合成石英ガラス基板の製造方法。

本発明によれば、合成石英ガラス基板の製造工程の比較的早い段階であるスライス工程の前に、後の研磨工程に要する取り代を予め予測してスライス時の厚さを決定することができるため、原料となる合成石英ガラスブロックのロス分を低減し、合成石英ガラス基板の生産性を高め、経済的に合成石英ガラス基板を製造できる。

本発明における合成石英ガラス基板の製造工程の一例を示すフロー図である。

以下、本発明について、図１のフロー図に従って更に詳しく説明する。
原料となる合成石英ガラスブロックは、シラン化合物やシロキサン化合物等のシリカ原料化合物を酸水素火炎によって気相加水分解又は酸化分解して生じるシリカ微粒子をターゲット上に堆積させて得られた合成石英ガラスブロックを真空溶解炉にて、例えば高純度カーボン製の型材を使用し、温度１，７００〜１，９００℃で３０〜１２０分間保持して、所望の形状の合成石英ガラスブロックに熱間成型することにより製造することができる。この場合、シリカ微粒子をターゲット上に堆積させると共に、これを溶融ガラス化する直接法や、発生したシリカ微粒子をターゲット上に堆積後、透明ガラス化する間接法のいずれの方法によっても製造することができる。

合成石英ガラスブロックの形状は、四角形、長方形、円形のいずれでもよく、大きさは、直径もしくは縦横がそれぞれ３００〜１，８００ｍｍ、厚さが１０〜２００ｍｍであることが好ましい。
次いで、得られた合成石英ガラスブロックについて、その複屈折率を測定するため、まず切断加工する際の切断面に平行な面とそれに対向する面の２面に液体を塗布する。

合成石英ガラスブロックの液体を塗布する面は、液体を塗布することで光が透過する程度の粗面が好ましい。具体的な液体を塗布する面の粗さ（Ｓａ）は、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは０．０１μｍ＜Ｓａ≦１ｍｍ、更に好ましくは０．１μｍ＜Ｓａ≦１００μｍ、特に好ましくは０．５μｍ＜Ｓａ≦５０μｍの粗面である。面粗さが０．０１μｍより小さいと鏡面に近くなり、そもそも液体を塗らなくても光を透過するため、光を透過させるために液体を塗る意味がない。一方、面粗さがＳａ＞１ｍｍの面では液体を塗っても液体が表面の凹凸を埋めきれず、表面形状の影響を受け、入射面や出射面で光の乱反射が生じて正確な複屈折率を測定できないおそれがある。

液体を塗布する面の粗さの測定方法は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）や触診式粗さ計等接触式のものや、レーザー干渉計や白色光干渉計等非接触式の測定機を用いて測定することができる。測定範囲は、２次元の面で測定する場合、好ましくは１μｍ角から１ｍｍ角の間、より好ましくは１０μｍ角から１００μｍ角の間である。１次元の長さで測定する場合、１０μｍから１０ｍｍの間、より好ましくは１００μｍから１ｍｍの間である。測定範囲が狭すぎると正確な粗さが算出されず、広すぎると測定に時間がかかったり、うねりや平坦度を測定していることになってしまい、液体を塗布して光の透過性が上がるかどうかを判断する基準として不適切になってしまう場合がある。

次に、合成石英ガラスブロックの任意の面とそれに対向する面の２面について液体を塗布する工程において用いられる液体は、複屈折率を測定する波長の透過率が、９９．０％／ｍｍ以上、好ましくは９９．５％／ｍｍ以上、より好ましくは９９．９％／ｍｍ以上である。液体の透過率が９９．０％／ｍｍ未満である場合、即ち、液体が不純物として色素や異物を含んでいたり、液体の物質自体が吸収を持つ場合、散乱によって受光部に到達する光量が下がったり、液体を透過する際に偏光状態が乱れたりして合成石英ガラスブロックの複屈折率が正確に測れない。

塗布する液体の屈折率と合成石英ガラス基板の屈折率との差は、正確な複屈折率値の取得の観点から、好ましくは±０．１（−０．１〜＋０．１）、より好ましくは±０．０５（−０．０５〜＋０．０５）の範囲である。

塗布する液体としては、水；炭素数１〜１２の１価アルコール；エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−ブチレングリコール、テトラメチレングリコール、グリセリン、ポリエチレングリコール、フェノール等の多価アルコール；ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、２，５−ジメチルフラン、ベンゾフラン、ジベンゾフラン等のエーテル；アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ベンズアルデヒド等のアルデヒド；アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン；炭素数１〜８の飽和脂肪酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等のカルボン酸；炭素数５〜１７の直鎖アルカン等の炭化水素；及びこれらの水溶液から選ばれる液体が挙げられる。これら液体は取り扱いが比較的簡便であり、純度等の保証された市販の試薬として入手しやすいことから、常に安定した品質が期待できる。そのような液体を塗布しても石英ガラスの複屈折率特性に影響しにくい、もしくは影響が常に一定であり影響を考慮しやすいと考えられる。これらの中でも、好ましくは分子量１００以上の多価アルコール、更に好ましくは分子量もしくはゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）によるポリスチレン換算重量平均分子量が２００〜２，０００の多価アルコールが、粗面のガラス表面に塗布するのに適度な粘度であり、水により容易に洗浄可能なことから除去性もよい点で好ましい。分子量の高いポリマー等の多価アルコールは粘度が高い傾向にあり、表面に塗布した際、面上に留まりやすい。例えば、光を入射又は出射する面が下方側に来た場合であっても表面を塗れた状態に維持することができ、安定して合成石英ガラスブロックや合成石英ガラススライス基板の複屈折率測定を行うことができる。

塗布する液体の蒸気圧は、複屈折率測定中に合成石英ガラスブロック等の表面が乾いて光が透過しなくなり、正確な複屈折率値が得られなくなるのを防ぐ観点から、２０℃において好ましくは２．３ｋＰａ未満、より好ましくは１．４ｋＰａ未満である。

合成石英ガラスブロック等の任意の面とそれに対向する面の２面について液体を塗布する方法は、例えば上記液体を刷毛で塗布したり、スプレーで吹き付けたり、スピンコーターで塗布する等の方法により可能である。
なお、塗布工程は、液体の乾燥による正確な複屈折率値が得られなくなるのを防ぐ観点から、次の複屈折率を測定する工程と併せて、なるべく素早く行うことが好ましい。

次に、得られた任意の面とそれに対向する面の２面について液体が塗布された合成石英ガラスブロックについて、一方の塗布面から入射し、他方の塗布面から出射する光により複屈折率を測定する。複屈折率の測定はいかなる方法でもよいが、例えば、偏光板を用いることで試料と検板の間にできる光路差を利用して測定するセナルモン式歪検査装置又はルケオ社製歪検出器（ＬＳＭ−４４１０ＬＥ）などを使用することができる。

複屈折率測定の際には、合成石英ガラスブロックの測定面内のなるべく広い範囲を測定することが望ましいが、測定する合成石英ガラスブロックのサイズが大きく、測定装置の可動範囲が足りず面内すべての領域を測定することができない場合は、測定面の四辺上を幅１０ｍｍ程度の範囲ずつ測定してその最大値を基準に切断厚さを決定してもよい。経験上、複屈折率は測定面内のうち合成石英ガラスブロックの中心から離れた位置ほど大きく、中心に近い位置では比較的値が小さくなる傾向があるため、例えば測定面の４角及び各辺中点の計８点周辺を測定し、その中の最大値を代表値として後の切断厚さの決定を行うことができる。
続いて、上記の方法により測定した複屈折率から得られた複屈折率の最大値に基づき、合成石英ガラスブロックから切り出される合成石英ガラス基板の切断厚さを決定する。

切断後に生じる合成石英ガラス基板の反りは、元の合成石英ガラスブロックの複屈折率が大きいほど大きく、また、切り出される合成石英ガラス基板のサイズが大きいほど大きくなる傾向がある。よって、後工程で平坦化加工を行うために必要な研磨取り代も元の合成石英ガラスブロックの複屈折率や切り出される合成石英ガラス基板のサイズによって変化するため、切断の際の適切な切断厚さをこの段階で予め決定する。

即ち、合成石英ガラスブロックから切り出す合成石英ガラス基板のサイズが３００ｍｍ以上９００ｍｍ未満×３００ｍｍ以上９００ｍｍ未満で、厚さがαｍｍである場合、合成石英ガラスブロックの複屈折率測定値が０ｎｍ／ｃｍ以上３０ｎｍ／ｃｍ未満であれば、切断後に生じる基板の反りは概ね０．０２α以内に収まるので、平坦化加工の際の取り代を考慮して切断厚さを（α＋０．０２α）〜（α＋０．０４α）ｍｍとし、３０ｎｍ／ｃｍ以上５０ｎｍ／ｃｍ以下であれば、切断後に生じる基板の反りは概ね０．０３α以内となるので切断厚さを（α＋０．０３α）〜（α＋０．０５α）ｍｍとする。

また、合成石英ガラスブロックから切り出す合成石英ガラス基板のサイズが９００ｍｍ以上１，８００ｍｍ未満×９００ｍｍ以上１，８００ｍｍ未満で、厚さがαｍｍである場合、合成石英ガラスブロックの複屈折率測定値が０ｎｍ／ｃｍ以上２０ｎｍ／ｃｍ未満であれば、切断後に生じる基板の反りは概ね０．０２α以内に収まるので、平坦化加工の際の取り代を考慮して切断厚さを（α＋０．０２α）〜（α＋０．０４α）ｍｍとし、２０ｎｍ／ｃｍ以上４０ｎｍ／ｃｍ以下であれば、切断後に生じる基板の反りは概ね０．０３α以内となるので切断厚さを（α＋０．０３α）〜（α＋０．０５α）ｍｍとする。

上記のように切断厚さを決定することで、後工程において、平坦化加工及び厚さ調整の際に研磨取り代不足や、逆に不要な研磨取り代の発生を抑えて原料となる合成石英ガラスブロックのロスを削減することができる。

このようにして切断厚さを決定した後は、決定された切断厚さに従って合成石英ガラスブロックから合成石英ガラス基板を切り出す。切断方法としては、例えばマルチワイヤソーにおいて炭化ケイ素砥粒を用いて切断する等の方法がある。

切断後の合成石英ガラス基板は、研削又はラップ加工工程、粗研磨工程、精密研磨工程を行って、最終的に合成石英ガラス基板となる。この場合、これらの各研磨工程は従来から採用されてきた通常の方法で行うことができ、これにより、例えば表面及び裏面のフラットネスばらつきが好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下の合成石英ガラス基板を製造することができる。

以下、実施例及び比較例を示して本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例により限定されるものではない。

［実施例１］
［（５２０ｍｍ±０．３ｍｍ）×（８００ｍｍ±０．３ｍｍ）×（１０．００ｍｍ±０．２ｍｍ）］サイズの平坦な板状合成石英ガラス基板を得るために、原材料として縦×横×厚さが５２３ｍｍ×８０３ｍｍ×７２．３ｍｍの四角柱で、表面の面粗さ（Ｓａ）が１．５μｍである合成石英ガラスブロックを用意した。

合成石英ガラスブロックの対向する５２３ｍｍ×８０３ｍｍの２面について、ポリエチレングリコール（和光純薬工業（株）製、ポリエチレングリコール４００）を刷毛によりまんべんなく塗り、光が塗布面から入射し、他方の塗布面から出射する状態とした。続いてルケオ社製歪検出器ＬＳＭ−４４１０ＬＥにて、波長５４０ｎｍにおける塗布面の複屈折率をそれぞれ四辺の中心位置４箇所において測定した。ポリエチレングリコールを塗り始めてから複屈折の測定が終了するまでおよそ５分間を要した。各測定箇所の複屈折率測定値の最大値は９．３ｎｍ／ｃｍであった。
上記の複屈折率測定結果に基づき合成石英ガラスブロックを切断して板状合成石英ガラス基板を得る際の切断厚さを１０．３０ｍｍに決定した。

この合成石英ガラスブロックを、コマツエンジニアリング社製のマルチワイヤソーにて、炭化ケイ素砥粒及びクーラントを含むスラリーを用いて、線径０．３２ｍｍの鉄ワイヤで線速８０ｍ／秒、切断速度５．０ｍｍ／時間の条件で、それぞれ厚さ１０．３０ｍｍの板状合成石英ガラス基板７枚に切り出した。
その後、得られた板状合成石英ガラス基板７枚を各々洗浄した後、黒田精工社製レーザー式平坦度測定機にて平坦度を測定したところ、各基板の平坦度は２８〜４５μｍであった。

その後、ラップ加工工程、硬質ウレタン研磨布と酸化セリウム系研磨剤を用いた両面研磨機を用いた粗研磨工程、スェード系研磨布とコロイダルシリカ系研磨剤を用いた両面研磨機を用いた最終精密研磨工程を経て、精密鏡面の合成石英ガラス基板を作製した。各基板の平坦度は３．５〜８．７μｍであり、研磨工程において要した研磨取り代は、切断直後の厚さに対して１４０〜１９５μｍの範囲内であった。
得られた７枚の合成石英ガラス基板の厚さは、１０．１０ｍｍ以上１０．１４ｍｍ未満であり、全て目標の厚さである１０．００ｍｍ±０．２ｍｍの範囲内であった。

上記結果から合成石英ガラスブロックを切り出す際に適切な厚さを決定することにより、厚く切りすぎることによる厚さ調整のための余分な研磨取り代を要することもなく、逆に薄く切りすぎることによって最終的に得られる合成石英ガラス基板が目標の厚さに満たないということもなかった。

［実施例２］
実施例１と同じサイズの合成石英ガラスブロックを用意し、実施例１と同様に、対向する５２３ｍｍ×８０３ｍｍの２面についてポリエチレングリコール（和光純薬工業（株）製、ポリエチレングリコール４００）を塗り、塗布面の複屈折率をそれぞれ四辺の中心位置４箇所において測定したところ、各測定箇所の測定値の最大値は４１．２ｎｍ／ｃｍであった。また、ポリエチレングリコールを塗り始めてから複屈折の測定が終了するまでおよそ５分間を要した。
上記の複屈折率測定結果に基づき合成石英ガラスブロックを切断して板状合成石英ガラス基板を得る際の切断厚さを１０．４０ｍｍに決定した。

この合成石英ガラスブロックを実施例１と同様の条件により、それぞれ厚さ１０．４０ｍｍの板状合成石英ガラス基板６枚に切り出して各々の基板を洗浄した後、実施例１と同様にして平坦度を測定したところ、１０４〜１８３μｍであった。

その後、実施例１と同様の研磨工程を経て得られた６枚の精密鏡面の合成石英ガラス基板の平坦度は３．４〜８．９μｍであり、研磨工程に要した各合成石英ガラス基板の研磨取り代は、スライス直後の厚さに対して２９０〜３７５μｍの範囲以内であった。
得られた６枚の合成石英ガラス基板の厚さは、１０．０２ｍｍ以上１０．１０ｍｍ未満であり、全て目標の厚さである１０．００ｍｍ±０．２ｍｍの範囲内であった。

上記結果では、合成石英ガラスブロックの複屈折率が実施例１より大きく、それに応じて切断厚さを増やしたため得られる基板の数は６枚になったが、薄く切りすぎることによって最終的に得られる合成石英ガラス基板が目標の厚さに満たないということもなかった。

［実施例３］
［（１，２２０ｍｍ±０．３ｍｍ）×（１，４００ｍｍ±０．３ｍｍ）×（１３．００ｍｍ±０．２ｍｍ）］サイズの平坦な板状合成石英ガラス基板を得るために、原材料として縦×横×高さが１，２２３ｍｍ×１，４０３ｍｍ×８０．５ｍｍの四角柱で、表面の面粗さ（Ｓａ）が１．５μｍである合成石英ガラスブロックを用意した。

合成石英ガラスブロックの対向する１，２２３ｍｍ×１，４０３ｍｍの２面について、実施例１と同様にポリエチレングリコール（和光純薬工業（株）製、ポリエチレングリコール４００）を塗り、塗布面の複屈折率をそれぞれ四辺の中心位置４箇所において測定したところ、各測定箇所の測定値の最大値は９．５ｎｍ／ｃｍであった。また、ポリエチレングリコールを塗り始めてから複屈折の測定が終了するまでおよそ５分間を要した。
上記の複屈折率測定結果に基づき合成石英ガラスブロックを切断して板状合成石英ガラス基板を得る際の切断厚さを１３．３５ｍｍに決定した。

この合成石英ガラスブロックを実施例１と同様の条件により、それぞれ厚さ１３．３５ｍｍの板状合成石英ガラス基板７枚に切り出して各々の基板を洗浄した後、実施例１と同様にして平坦度を測定したところ、５０〜１１６μｍであった。

実施例１と同様の研磨工程を経て得られた７枚の精密鏡面の合成石英ガラス基板の平坦度は４．６〜９．１μｍであり、研磨工程に要した各合成石英ガラス基板の研磨取り代は、スライス直後の厚さに対して２４１〜３１４μｍの範囲以内であった。
得られた７枚の合成石英ガラス基板の厚さは、１３．０３ｍｍ以上１３．１０ｍｍ未満であり、全て目標の厚さである１３．００ｍｍ±０．２ｍｍの範囲内であった。

上記結果では、合成石英ガラスブロックを切り出す際に適切な厚さを決定できたことにより、厚く切りすぎることによる厚さ調整のための余分な研磨取り代を要することもなく、逆に薄く切りすぎることによって最終的に得られる合成石英ガラス基板が目標の厚さに満たないということもなかった。

［実施例４］
実施例２と同じサイズの合成石英ガラスブロックを用意し、実施例１と同様に、対向する１，２２３ｍｍ×１，４０３ｍｍの２面についてポリエチレングリコール（和光純薬工業（株）製、ポリエチレングリコール４００）を塗り、塗布面の複屈折率をそれぞれ四辺の中心位置４箇所において測定したところ、各測定箇所の測定値の最大値は３４．５ｎｍ／ｃｍであった。また、ポリエチレングリコールを塗り始めてから複屈折の測定が終了するまでおよそ５分間を要した。
上記の複屈折率測定結果に基づき合成石英ガラスブロックを切断して板状合成石英ガラス基板を得る際の切断厚さを１３．５０ｍｍに決定した。

この合成石英ガラスブロックを実施例１と同様の条件により、それぞれ厚さ１３．５０ｍｍの板状合成石英ガラス基板５枚に切り出して各々の基板を洗浄した後、実施例１と同様にして平坦度を測定したところ、１６８〜２８４μｍであった。

その後、実施例１と同様の研磨工程を経て得られた５枚の精密鏡面の合成石英ガラス基板の平坦度は３．０〜８．４μｍであり、研磨工程に要した各合成石英ガラス基板の研磨取り代は、スライス直後の厚さに対して４００〜６８０μｍの範囲以内であった。
得られた５枚の合成石英ガラス基板の厚さは、１２．８２ｍｍ以上１３．１０ｍｍ未満であり、全て目標の厚さである１３．００ｍｍ±０．２ｍｍの範囲内であった。

上記結果では、合成石英ガラスブロックの複屈折率が実施例３より大きく、それに応じて切断厚さを増やしたため得られる基板の数は５枚になったが、薄く切りすぎることによって最終的に得られる合成石英ガラス基板が目標の厚さに満たないということもなかった。

［比較例１］
実施例１と同じ合成石英ガラスブロックを用意し、同サイズの板状合成石英ガラス基板における従来の研磨取り代の平均値を基準にし切断厚さを１０．３５ｍｍに決定して、実施例１と同様の条件でそれぞれ厚さ１０．３５ｍｍの板状合成石英ガラス基板６枚に切り出した。続いて、各々の基板を洗浄した後、実施例１と同様にして平坦度を測定したところ、２５〜４７μｍであった。

その後、実施例１と同様の研磨工程を経て得られた６枚の精密鏡面の合成石英ガラス基板の平坦度は３．２〜８．８μｍであり、研磨工程に要した各合成石英ガラス基板の研磨取り代は、スライス直後の厚さに対して１６３〜２００μｍの範囲以内であった。
得られた６枚の合成石英ガラス基板の厚さは、１０．１６ｍｍ以上１０．１９ｍｍ未満であり、全て目標の厚さである１０．００ｍｍ±０．２ｍｍの範囲内であった。

上記結果では、厚さ７２．３ｍｍの合成石英ガラスブロックから６枚の板状合成石英ガラス基板が得られた。基板の平坦度を１０μｍ以下に収めるための研磨取り代は結果的に２００μｍ程度で充分であり、得られた基板の厚さにも１５０μｍ以上の余裕が生じた。仮に切断厚さを１０．３０ｍｍとしていれば７枚の合成石英ガラス基板を得ることができ、目標厚さを外れることもなかったので、１枚分のロスが生じたことになる。

［比較例２］
実施例１と同じ合成石英ガラスブロックを用意し、同サイズの板状合成石英ガラス基板における従来の研磨取り代の平均値を基準にし切断厚さを１０．３５ｍｍに決定して、実施例１と同様の条件でそれぞれ厚さ１０．３５ｍｍの板状合成石英ガラス基板６枚に切り出した。続いて、各々の基板を洗浄した後、実施例１と同様にして平坦度を測定したところ、１８２〜２４２μｍであった。

その後、実施例１と同様の研磨工程を経て得られた６枚の精密鏡面の合成石英ガラス基板の平坦度は３．２〜７．９μｍであり、研磨工程に要した各合成石英ガラス基板の研磨取り代は、スライス直後の厚さに対して３２６〜５７０μｍの範囲以内であった。
得られた６枚の合成石英ガラス基板の厚さは、９．７８ｍｍ以上１０．０２ｍｍ未満であり、６枚中５枚は目標の厚さである１０．００ｍｍ±０．２ｍｍの範囲内であったが、残り１枚は厚さが目標に満たず、規格外品となってしまった。

上記結果では、最終的に厚さ７２．３ｍｍの合成石英ガラスブロックから５枚の板状合成石英ガラス基板が得られた。基板の平坦度を１０μｍ以下に収めるための研磨取り代が最大で５７０μｍ程度かかったことから、仮に切断厚さを１０．４０ｍｍとしていれば、得られる基板は全て目標厚さを満たしていたと考えられる。

［比較例３］
実施例３と同じ合成石英ガラスブロックを用意し、同サイズの板状合成石英ガラス基板における従来の研磨取り代の平均値を基準にし切断厚さを１３．４５ｍｍに決定して、実施例１と同様の条件でそれぞれ厚さ１３．４５ｍｍの板状合成石英ガラス基板５枚に切り出した。続いて、各々の基板を洗浄した後、実施例１と同様にして平坦度を測定したところ、７９〜１０８μｍであった。

その後、実施例１と同様の研磨工程を経て得られた６枚の精密鏡面の合成石英ガラス基板の平坦度は４．５〜９．６μｍであり、研磨工程に要した各合成石英ガラス基板の研磨取り代は、スライス直後の厚さに対して２７３〜３００μｍの範囲以内であった。
得られた６枚の合成石英ガラス基板の厚さは、１３．１５ｍｍ以上１３．１８ｍｍ未満であり、全て目標の厚さである１３．００ｍｍ±０．２ｍｍの範囲内であった。

上記結果では、厚さ８０．５ｍｍの合成石英ガラスブロックから５枚の板状合成石英ガラス基板が得られた。基板の平坦度を１０μｍ以下に収めるための研磨取り代は結果的に３００μｍ程度で充分であり、得られた基板の厚さにも１５０μｍ以上の余裕が生じた。仮に切断厚さを１３．３５ｍｍとしていれば６枚の合成石英ガラス基板を得ることができ、目標厚さを外れることもなかったので、１枚分のロスが生じたことになる。

［比較例４］
実施例４と同じ合成石英ガラスブロックを用意し、同サイズの板状合成石英ガラス基板における従来の研磨取り代の平均値を基準にし切断厚さを１３．４５ｍｍに決定して、実施例１と同様の条件でそれぞれ厚さ１３．４５ｍｍの板状合成石英ガラス基板５枚に切り出した。続いて、各々の基板を洗浄した後、実施例１と同様にして平坦度を測定したところ、２０６〜２７６μｍであった。

その後、実施例１と同様の研磨工程を経て得られた５枚の精密鏡面の合成石英ガラス基板の平坦度は３．９〜８．７μｍであり、研磨工程に要した各合成石英ガラス基板の研磨取り代は、スライス直後の厚さに対して４０８〜６６０μｍの範囲以内であった。
得られた５枚の合成石英ガラス基板の厚さは、１２．７９ｍｍ以上１３．０５ｍｍ未満であり、５枚中３枚は目標の厚さである１３．００ｍｍ±０．２ｍｍの範囲内であったが、残り２枚は厚さが目標に満たず、規格外品となってしまった。

上記結果では、最終的に厚さ８０．５ｍｍの合成石英ガラスブロックから３枚の板状合成石英ガラス基板が得られた。基板の平坦度を１０μｍ以下に収めるための研磨取り代が最大で６６０μｍ程度かかったことから、仮に切断厚さを１３．５０ｍｍとしていれば、得られる基板は全て目標厚さを満たしていたと考えられる。

［実施例４］
実施例３と同じサイズの合成石英ガラスブロックを用意し、実施例１と同様に、対向する１，２２３ｍｍ×１，４０３ｍｍの２面についてポリエチレングリコール（和光純薬工業（株）製、ポリエチレングリコール４００）を塗り、塗布面の複屈折率をそれぞれ四辺の中心位置４箇所において測定したところ、各測定箇所の測定値の最大値は３４．５ｎｍ／ｃｍであった。また、ポリエチレングリコールを塗り始めてから複屈折の測定が終了するまでおよそ５分間を要した。
上記の複屈折率測定結果に基づき合成石英ガラスブロックを切断して板状合成石英ガラス基板を得る際の切断厚さを１３．５０ｍｍに決定した。

その後、実施例１と同様の研磨工程を経て得られた５枚の精密鏡面の合成石英ガラス基板の平坦度は４．５〜９．６μｍであり、研磨工程に要した各合成石英ガラス基板の研磨取り代は、スライス直後の厚さに対して２７３〜３００μｍの範囲以内であった。
得られた５枚の合成石英ガラス基板の厚さは、１３．１５ｍｍ以上１３．１８ｍｍ未満であり、全て目標の厚さである１３．００ｍｍ±０．２ｍｍの範囲内であった。

Claims (4)

1. 合成石英ガラスブロックを用意する工程と、
   前記合成石英ガラスブロックのうち、切断加工する際の切断面に平行面とそれに対向する面の２面について、複屈折率を測定する波長における透過率が９９．０％／ｍｍ以上である液体を塗る工程と、
   一方の塗布面から入射し、他方の塗布面から出射する光により合成石英ガラスブロックの複屈折率を測定する工程と、
   得られた複屈折率に基づき、得られる合成石英ガラス基板のサイズに応じて合成石英ガラスブロックを切断する厚さを決定する工程と、
   決定された切断厚さに従って切断する工程と
   を含む合成石英ガラス基板の製造方法。
2. 得られる合成石英ガラス基板のサイズが３００ｍｍ以上９００ｍｍ未満×３００ｍｍ以上９００ｍｍ未満であり、厚さがαｍｍである場合、
   合成石英ガラスブロックの複屈折率測定値が０ｎｍ／ｃｍ以上３０ｎｍ／ｃｍ未満であれば、切断厚さを（α＋０．０２α）〜（α＋０．０４α）ｍｍとし、３０ｎｍ／ｃｍ以上５０ｎｍ／ｃｍ以下であれば、切断厚さを（α＋０．０３α）〜（α＋０．０５α）ｍｍとする請求項１記載の合成石英ガラス基板の製造方法。
3. 得られる合成石英ガラス基板のサイズが９００ｍｍ以上１，８００ｍｍ未満×９００ｍｍ以上１，８００ｍｍ未満であり、厚さがαｍｍである場合、
   合成石英ガラスブロックの複屈折率測定値が０ｎｍ／ｃｍ以上２０ｎｍ／ｃｍ未満であれば、切断厚さを（α＋０．０２α）〜（α＋０．０４α）ｍｍとし、２０ｎｍ／ｃｍ以上４０ｎｍ／ｃｍ以下であれば、切断厚さを（α＋０．０３α）〜（α＋０．０５α）ｍｍとする請求項１記載の合成石英ガラス基板の製造方法。
4. 所定の切断厚さに切断して得られた板状の合成石英ガラス基板について、更に研削又はラップ加工工程、粗研磨工程、精密研磨工程を施す請求項１〜３のいずれか１項に記載の合成石英ガラス基板の製造方法。

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