特許 5774562 ガラス基板の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5774562

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】ガラス基板の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C03C 15/00 20060101AFI20150820BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20150820BHJP

   B08B 7/00 20060101ALI20150820BHJP

   C03C 23/00 20060101ALI20150820BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20150820BHJP

【ＦＩ】

   C03C15/00 A

   H01L21/302 104Z

   H01L21/302 101E

   B08B7/00

   C03C23/00 A

   G02F1/1333 500

【請求項の数】6

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-189288(P2012-189288)

(22)【出願日】2012年8月29日

(65)【公開番号】特開2014-47086(P2014-47086A)

(43)【公開日】2014年3月17日

【審査請求日】2014年6月27日

(73)【特許権者】

【識別番号】598055910

【氏名又は名称】ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111187

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 秀忠

(74)【代理人】

【識別番号】100159916

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 貴之

(72)【発明者】

【氏名】猪飼 修

(72)【発明者】

【氏名】福島 達也

(72)【発明者】

【氏名】朴 永太

【審査官】 山崎 直也

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１０／１２８６７３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／１０５３３１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−２１６８５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ １５／００−２３／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体素子が形成されるフラットパネルディスプレイ用のガラス基板の製造方法であって、
半導体素子が形成されるガラス基板の表面である第１表面の反対側の表面である第２表面を洗浄する洗浄工程と、
前記洗浄工程で洗浄された前記第２表面をエッチングするエッチング工程と、
を備え、
前記エッチング工程でエッチングされる前の前記第２表面の表面抵抗より、前記エッチング工程でエッチングされた後の前記第２表面の表面抵抗が小さくなるように、前記第２表面は、前記洗浄工程で洗浄され、前記エッチング工程でエッチングされ、
前記洗浄工程において、前記第２表面は、プラズマ洗浄処理が行われ、
前記エッチング工程において、前記第２表面は、プラズマ状態のキャリアガス中に生成されるフッ素系エッチングガスを用いるドライエッチング処理が行われ、
前記エッチング工程でエッチングされた後の前記第２表面は、０．３ｎｍ以上、かつ、０．５ｎｍ未満のＲａを有する、
ガラス基板の製造方法。

【請求項2】

前記エッチング工程において、前記第２表面は、前記キャリアガスとしてアルゴンが用いられ、エッチャントとして四フッ化炭素が用いられる前記ドライエッチング処理が行われる、
請求項１に記載のガラス基板の製造方法。

【請求項3】

前記第２表面におけるケイフッ化アンモニウムの沈着が抑制されるように、前記第２表面は、前記エッチング工程でエッチングされる、
請求項１または２に記載のガラス基板の製造方法。

【請求項4】

前記洗浄工程において、前記第２表面は、アルゴンプラズマ洗浄処理が行われる、
請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。

【請求項5】

前記ガラス基板は、液晶表示装置用ガラス基板である、
請求項１から４のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。

【請求項6】

前記エッチング工程で前記第２表面がエッチングされた前記ガラス基板の端部を研磨および研削する端面加工工程と、
前記端面加工工程の後に行われる前記ガラス基板の第２の洗浄工程と、
をさらに備える、
請求項１から５のいずれか１項に記載のガラス基板の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ガラス基板の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイの製造にガラス基板が用いられている。フラットパネルディスプレイの製造工程において、ガラス基板表面にＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の半導体素子を形成するために、ガラス基板は、半導体製造装置の反応容器内のサセプタに載置されて、成膜処理される。ガラス基板に複数種類の薄膜を形成するため、成膜処理は、複数の半導体製造装置によって複数回行われる。成膜処理が行われる度に、ガラス基板はサセプタから取り外される。このとき、ガラス基板を載置するサセプタの金属表面と、ガラス基板表面との間において、摩擦による静電気、すなわち、剥離帯電が発生して、ガラス基板に静電気が蓄積される。このため、複数回の成膜処理が行われたガラス基板は、大量の静電気を蓄積する。特に、液晶表示装置に用いられる無アルカリガラスからなるガラス基板は、その表面が帯電されやすく、静電気が除去されにくい。そして、剥離帯電の発生が繰り返されると、ガラス基板は、サセプタの金属表面に対して、静電気によって貼り付きやすくなる。これにより、ガラス基板をサセプタから取り外す際に、ガラス基板に過度な力を与えることでガラス基板を破損させてしまう場合がある。また、剥離帯電によって蓄積された静電気に起因する電圧は、ガラス基板表面に形成された半導体素子を破壊してしまう場合がある。

【0003】

このような状況の下、フラットパネルディスプレイの製造工程における、表面の帯電が発生しにくいガラス基板の製造が提案されている。例えば、特許文献１（特開２００５−２５５４７８号公報）に開示されるガラス基板は、電極線や各種デバイスが形成される第１表面と、第１表面の反対側の第２表面とを有する。第２表面は、物理的研磨または化学処理された面であり、０．３ｎｍ〜１０ｎｍのＲａ（算術平均粗さ）を有する。第２表面の粗面化処理によって、ガラス基板の帯電が抑制される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、ガラス基板に静電気が蓄積されてガラス基板表面が帯電している場合においても、ガラス基板表面から静電気破壊（ＥＳＤ）を伴うことなく電荷が漏洩して静電気が放出されれば、ガラス基板表面の帯電が抑制された状態になる。

【0005】

ここで、ガラス基板表面をエッチング処理により粗面化する場合、エッチング処理が行われる雰囲気およびエッチャントに起因して、エッチングされるガラス基板表面に、ケイフッ化アンモニウムの結晶が沈着する場合がある。ケイフッ化アンモニウムの結晶が沈着付着すると、ガラス基板表面から除去することが非常に困難である。そして、ケイフッ化アンモニウムの結晶が沈着したガラス基板表面では、電荷の漏洩が起こりにくく、ガラス基板からの静電気の放出が阻害されてしまう。

【0006】

また、近年、電極配線材料の開発が進み、比抵抗の小さい電極材料をガラス基板上に配線することが可能になった。それにより、電極配線の膜厚は、例えば、１５０ｎｍ未満と薄くなってきている。比抵抗の小さい電極材料としては、銅系の材料、例えば、Ｃｔ／Ｔｉ配線およびＣｕ／Ｍｏ配線がある。さらに、ＴＦＴを構成するゲート絶縁膜も、微細化のために、例えば、２０μｍ未満と薄くなってきている。そのため、静電気の放出による帯電抑制に関するより厳しい対策が、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板の製造工程に求められている。

【0007】

本発明の目的は、表面の帯電が効果的に抑制されるガラス基板の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明に係るガラス基板の製造方法は、半導体素子が形成されるフラットパネルディスプレイ用のガラス基板の製造方法である。ガラス基板の製造方法は、洗浄工程と、エッチング工程とを備える。洗浄工程では、第２表面が洗浄される。第２表面は、半導体素子が形成されるガラス基板の表面である第１表面の反対側の表面である。エッチング工程では、洗浄工程で洗浄された第２表面がエッチングされる。エッチング工程でエッチングされる前の第２表面の表面抵抗より、エッチング工程でエッチングされた後の第２表面の表面抵抗が小さくなるように、第２表面は、洗浄工程で洗浄され、エッチング工程でエッチングされる。

【0009】

本発明に係るガラス基板の製造方法において、ガラス基板の第１表面は、フラットパネルディスプレイの製造工程において、ＴＦＴ等の半導体素子が形成される面であり、ガラス基板の第２表面は、フラットパネルディスプレイの製造に用いられる前に、洗浄処理およびエッチング処理が行われる面である。第２表面の表面抵抗は、洗浄処理およびエッチング処理によって減少する。第２表面の表面抵抗が小さいほど、第２表面において電荷が移動しやすく、ガラス基板に蓄積された静電気が第２表面から放出されやすい。そのため、洗浄処理およびエッチング処理において第２表面の表面抵抗を小さくする表面処理を行うことで、ガラス基板の第２表面の帯電が効果的に抑制される。

【0010】

また、エッチング工程において、第２表面は、キャリアガスとしてアルゴンが用いられ、エッチャントとして四フッ化炭素が用いられるドライエッチング処理が行われることが好ましい。

【0011】

キャリアガスとして窒素を用いて、第２表面のドライエッチング処理を行う場合、ドライエッチング時のプラズマ放電エネルギーにより、エッチャントである四フッ化炭素の一部と、窒素の一部とが反応して、フッ化アンモニウムが生成される。フッ化アンモニウムは、ガラス基板に含まれるケイ素と反応して、ケイフッ化アンモニウムが生成される。生成されたケイフッ化アンモニウムの結晶は、第２表面に沈着して、ガラス基板の第２表面からの静電気の放出を阻害する。そのため、キャリアガスとしてアルゴンを用いることで、第２表面におけるケイフッ化アンモニウムの沈着が抑制され、ガラス基板の第２表面の帯電が効果的に抑制される。

【0012】

ガラス基板の第２表面に付着している有機物は、大気圧プラズマ洗浄によって除去される。大気圧プラズマ洗浄処理が行われる雰囲気中に存在する窒素の一部は、洗浄工程において、第２表面に残留している有機物と反応して結合する。この場合、エッチング工程において、第２表面に残留している有機物と結合している窒素に起因して、上述したように、ケイフッ化アンモニウムが生成されて第２表面に沈着する。従って、大気圧プラズマ洗浄処理が行われる雰囲気中に存在する窒素は、少ないほど好ましい。

【0013】

また、洗浄工程において、第２表面は、アルゴンプラズマ洗浄処理が行われることが好ましい。アルゴンプラズマ洗浄処理では窒素が用いられないので、ガラス基板の第２表面にケイフッ化アンモニウムが沈着することが抑制される。

【0014】

また、ガラス基板は、液晶表示装置用ガラス基板であることが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係るガラス基板の製造方法によって製造されたガラス基板は、表面の帯電が効果的に抑制される。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】実施形態に係るガラス基板の断面図である。

【図2】実施形態に係るガラス基板の製造方法を示すフローチャートである。

【図3】プラズマ洗浄装置の一例を示す図である。

【図4】ドライエッチング装置の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

（１）ガラス基板の製造方法の概略
本発明に係るガラス基板の製造方法の実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態に係るガラス基板の製造方法によって製造されるガラス基板１０は、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイおよび有機ＥＬディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造に用いられる。ガラス基板１０は、例えば、０.２ｍｍ〜０.８ｍｍの厚みを有し、かつ、縦６８０ｍｍ〜２２００ｍｍおよび横８８０ｍｍ〜２５００ｍｍのサイズを有する。

【0018】

図１は、ガラス基板１０の断面図である。ガラス基板１０は、一方の主表面である素子形成表面１２ａと、他方の主表面である粗面化表面１２ｂとを有する。素子形成表面１２ａは、ＦＰＤの製造工程において、ＴＦＴ等の半導体素子、ポリシリコン薄膜およびＩＴＯ（Indium Thin Oxide）薄膜等からなる複数層の薄膜が形成される面である。そのため、一般的に、素子形成表面１２ａは、算術平均粗さＲａが０．２ｎｍ以下である極めて滑らかな面である。一方、粗面化表面１２ｂは、後述するように、ガラス基板１０の製造工程において、エッチング処理によって微小な凹凸が形成される面である。本実施形態において、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂは、ドライエッチングによって表面処理される。

【0019】

ガラス基板１０の一例として、以下の組成を有するガラスが挙げられる。（ａ）ＳｉＯ₂：５０質量％〜７０質量％、（ｂ）Ａｌ₂Ｏ₃：１０質量％〜２５質量％、（ｃ）Ｂ₂Ｏ₃：５質量％〜１８質量％、（ｄ）ＭｇＯ：０質量％〜１０質量％、（ｅ）ＣａＯ：０質量％〜２０質量％、（ｆ）ＳｒＯ：０質量％〜２０質量％、（ｇ）ＢａＯ：０質量％〜１０質量％、（ｈ）ＲＯ:５質量％〜２０質量％（Ｒは、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選択される少なくとも１種である。）、（ｉ）Ｒ’ ₂Ｏ:０質量％〜２．０質量％（Ｒ’は、Ｌｉ、ＮａおよびＫから選択される少なくとも１種である。）、（ｊ）ＳｎＯ₂、Ｆｅ₂Ｏ₃およびＣｅＯ₂から選ばれる少なくとも１種の金属酸化物。上記の組成を有するガラスは、０．１質量％未満の範囲で、その他の微量成分の存在が許容される。

【0020】

ガラス基板１０は、フロート法およびダウンドロー法等により成形される。本実施形態では、オーバーフローダウンドロー法を用いるＦＰＤ用のガラス基板１０の製造工程について説明する。図２は、ガラス基板１０の製造工程を表すフローチャートの一例である。ガラス基板１０の製造工程は、主として、熔解工程（ステップＳ１０）と、清澄工程（ステップＳ２０）と、攪拌工程（ステップＳ３０）と、成形工程（ステップＳ４０）と、徐冷工程（ステップＳ５０）と、採板工程（ステップＳ６０）と、切断工程（ステップＳ７０）と、粗面化工程（ステップＳ８０）と、端面加工工程（ステップＳ９０）とからなる。熔解工程Ｓ１０と、清澄工程Ｓ２０と、攪拌工程Ｓ３０と、成形工程Ｓ４０と、徐冷工程Ｓ５０と、採板工程Ｓ６０と、切断工程Ｓ７０とは、ガラス原料からガラス基板１０が製造される基板製造工程である。粗面化工程Ｓ８０は、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂがドライエッチングにより粗面化される表面処理工程である。次に、各工程の概略を説明する。

【0021】

熔解工程Ｓ１０では、熔解槽において、バーナー等の加熱手段によりガラス原料が熔解され、１５００℃〜１６００℃の高温の熔融ガラスが生成される。ガラス原料は、所望の組成のガラスを実質的に得ることができるように調製される。ここで、「実質的に」とは、０．１質量％未満の範囲で、その他の微量成分の存在が許容されることを意味する。熔融ガラスは、熔解槽の底部に設けられた流出口から下流工程に送られる。

【0022】

清澄工程Ｓ２０では、清澄槽において、熔解工程Ｓ１０で生成された熔融ガラスをさらに昇温させることで、熔融ガラスの清澄が行われる。清澄槽において、熔融ガラスの温度は、１６００℃〜１８００℃、好ましくは１６５０℃〜１７５０℃に上昇させられる。清澄槽では、熔融ガラスに含まれるＯ₂、ＣＯ₂およびＳＯ₂の微小な泡が、ガラス原料に含まれるＳｎＯ₂等の清澄剤の還元により生じたＯ₂を吸収して成長し、熔融ガラスの液面に浮上する。

【0023】

攪拌工程Ｓ３０では、攪拌槽において、清澄工程Ｓ２０で清澄された熔融ガラスが攪拌され、化学的および熱的に均質化される。攪拌槽では、熔融ガラスは鉛直方向に流れながら、軸回転するスターラーによって攪拌され、攪拌槽の底部に設けられた流出口から下流工程に送られる。また、攪拌工程Ｓ３０では、ジルコニアリッチの熔融ガラス等、熔融ガラスの平均的な比重と異なる比重を有するガラス成分が攪拌槽から除去される。

【0024】

成形工程Ｓ４０では、オーバーフローダウンドロー法によって、攪拌工程Ｓ３０で攪拌された熔融ガラスからガラスリボンが成形される。具体的には、成形セルの上部から溢れて分流した熔融ガラスが、成形セルの側壁に沿って下方へ流れ、成形セルの下端で合流することでガラスリボンが連続的に成形される。熔融ガラスは、成形工程Ｓ４０に流入する前に、オーバーフローダウンドロー法による成形に適した温度、例えば、１２００℃まで冷却される。

【0025】

徐冷工程Ｓ５０では、成形工程Ｓ４０で連続的に生成されたガラスリボンが、歪みおよび反りが発生しないように温度制御されながら、徐冷点以下まで徐冷される。

【0026】

採板工程Ｓ６０では、徐冷工程Ｓ５０で徐冷されたガラスリボンが、所定の長さごとに切断される。

【0027】

切断工程Ｓ７０では、採板工程Ｓ６０で所定の長さごとに切断されたガラスリボンが、所定の大きさに切断されて、ガラス基板１０が得られる。

【0028】

粗面化工程Ｓ８０では、後述するように、切断工程Ｓ７０で得られたガラス基板１０の粗面化表面１２ｂの表面粗さを増加させる表面処理が行われる。粗面化工程Ｓ８０は、主として、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂを洗浄する洗浄工程と、洗浄工程で洗浄された粗面化表面１２ｂをエッチングするエッチング工程とからなる。

【0029】

端面加工工程Ｓ９０では、粗面化工程Ｓ８０で粗面化表面１２ｂが表面処理されたガラス基板１０の端部を研磨および研削する。

【0030】

なお、端面加工工程Ｓ９０の後に、ガラス基板１０の洗浄工程および検査工程が行われる。洗浄工程および検査工程の詳細は省略する。最終的に、ガラス基板１０は梱包されて、ＦＰＤの製造業者に出荷される。ＦＰＤ製造業者は、ガラス基板１０の素子形成面１２ａにＴＦＴ等からなる薄膜を形成して、ＦＰＤを製造する。

【0031】

（２）粗面化工程の詳細
次に、粗面化工程Ｓ８０で行われる、粗面化表面１２ｂの洗浄工程およびエッチング工程について、それぞれ説明する。

【0032】

（２−１）洗浄工程
洗浄工程では、粗面化表面１２ｂのプラズマ洗浄処理が行われる。プラズマ洗浄処理は、例えば、大気圧プラズマ洗浄処理およびアルゴンプラズマ洗浄処理である。

【0033】

図３は、プラズマ洗浄装置の一例を示す図である。プラズマ洗浄装置２０は、搬送ローラ２２により搬送されるガラス基板１０の一方の主表面であり、搬送ローラ２２と接触する面である粗面化表面１２ｂに、洗浄ノズル２１からプラズマ状態のガスを吹き付ける。洗浄ノズル２１は、ガラス基板１０の幅方向に延びたスリット状のノズルである。洗浄ノズル２１は、プラズマ状態のガスの供給路２３と、供給路２３の両側に設けられる一対の対向電極２４と、一対の対向電極２４のそれぞれの表面を覆う誘電体２６とを有する。供給路２３の端部は、プラズマ状態のガスの照射口であり、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂに対向している。プラズマ状態のガスの原料として、窒素および酸素の混合ガスである空気、および、アルゴン等が用いられる。窒素および酸素の混合ガスを用いる場合、例えば、Ｎ₂：５００Ｌ／ｍｉｎとＯ₂（ＣＤＡ）：５００ｃｃ／ｍｉｎとの混合ガス（Ｎ₂：Ｏ₂＝５００：０．５）を流してプラズマ洗浄を行う。

【0034】

プラズマ洗浄装置２０では、プラズマ状態で活性化されたガスを、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂに吹き付けることにより、粗面化表面１２ｂに付着している有機物の薄膜を除去する。有機物の薄膜は、後のエッチング処理において、マスクとして機能する。そのため、エッチング処理の前に、粗面化表面１２ｂから有機物の薄膜を除去する洗浄処理を行う。

【0035】

なお、粗面化表面１２ｂの洗浄工程において、プラズマ洗浄処理を行う代わりに、オゾンガスの吹き付け処理、および、紫外線の照射処理を行うことにより、有機物の薄膜を除去することもできる。洗浄工程では、少なくとも、有機物を酸化または改質させることにより、有機物の薄膜が除去されればよい。

【0036】

（２−２）エッチング工程
エッチング工程では、粗面化表面１２ｂのドライエッチング処理が行われる。ドライエッチング処理は、例えば、フッ素系のエッチングガスを用いるエッチング処理である。

【0037】

図４は、ドライエッチング装置の一例を示す図である。ドライエッチング装置３０は、搬送ローラ３２により搬送されるガラス基板１０の一方の主表面であり、搬送ローラ３２と接触する面である粗面化表面１２ｂに、エッチングノズル３１からエッチングガスを吹き付ける。エッチングノズル３１は、ガラス基板１０の幅方向に延びたスリット状のノズルである。エッチングガスは、プラズマ状態のキャリアガス中に、四フッ化炭素および水の混合ガスを通過させることにより生成されるフッ化水素である。フッ化水素によって、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂは粗面化される。キャリアガスとしては、窒素およびアルゴン等が用いられる。例えば、キャリアガスとして窒素を用い、かつ、エッチャントとして四フッ化炭素を用いる場合、ＣＦ₄：１００ｃｃ／ｍｉｎとＮ₂：１０Ｌ／ｍｉｎ〜１５Ｌ／ｍｉｎとの混合ガス（ＣＦ₄：Ｎ₂＝１：１００〜１５０）を流してドライエッチングを行う。

【0038】

エッチング工程では、搬送ローラ３２によるガラス基板１０の搬送速度を調整することで、エッチング処理に要する時間を調整し、また、粗面化表面１２ｂに吹き付けられるエッチングガスの流量を調整することができる。エッチング工程が行われる前に、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂは、洗浄工程において有機物の薄膜が除去されているので、粗面化表面１２ｂは均一にエッチングされる。なお、エッチング工程後の粗面化表面１２ｂは、０．３０ｎｍ〜０．６０ｎｍのＲａ（算術平均粗さ）を有することが好ましい。また、エッチング工程後の粗面化表面１２ｂは、０．５ｎｍ未満のＲａを有することがより好ましい。フラットパネルディスプレイの製造工程では、フラットパネルディスプレイの重量を軽減するために、ガラス基板の裏面をスリミングする場合がある。その際、Ｒａが０．５ｎｍ以上あると、スリミングによる欠陥が増えて、歩留まりが低下する場合がある。

【0039】

（３）特徴
（３−１）
本実施形態に係るガラス基板の製造方法では、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂは、プラズマ洗浄装置２０およびドライエッチング装置３０を用いて表面処理される。プラズマ洗浄装置２０による洗浄処理、および、ドライエッチング装置３０によるエッチング処理は、エッチング処理によって粗面化表面１２ｂの表面抵抗が小さくなるように行われる。

【0040】

ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂの表面抵抗が小さいほど、粗面化表面１２ｂにおいて電荷が移動しやすい。そのため、粗面化表面１２ｂの表面抵抗が小さいほど、粗面化表面１２ｂから電荷が漏洩しやすく、粗面化表面１２ｂの帯電がより効果的に抑制される。すなわち、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂのエッチング処理を、粗面化表面１２ｂの表面抵抗が小さくなるように行うことで、ガラス基板１０に蓄積された静電気は、粗面化表面１２ｂから放出されやすくなる。

【0041】

フラットパネルディスプレイの製造工程において、ガラス基板１０の素子形成表面１２ａには、ＴＦＴ等の半導体素子、ポリシリコン薄膜およびＩＴＯ薄膜等からなる複数層の薄膜が形成される。素子形成表面１２ａに成膜処理が行われる度に、ガラス基板１０は、半導体製造装置の反応容器内のサセプタから取り外される。このとき、ガラス基板１０を載置するサセプタの金属表面と、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂとの間において、剥離帯電が発生する。剥離帯電によってガラス基板１０に静電気が蓄積されると、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂは、サセプタの金属表面に対して、静電気によって貼り付きやすくなる。これにより、ガラス基板１０をサセプタから取り外す際に、ガラス基板１０に過度な力を与えることでガラス基板１０を破損させてしまう場合がある。また、剥離帯電によって蓄積された静電気に起因する電圧は、ガラス基板１０の素子形成表面１２ａに形成された半導体素子等を破壊してしまう場合がある。

【0042】

本実施形態に係るガラス基板の製造方法では、ガラス基板１０に蓄積された静電気が粗面化表面１２ｂから放出されやすく、粗面化表面１２ｂの帯電が効果的に抑制される。従って、フラットパネルディスプレイの製造工程において、ガラス基板１０の破損、および、ガラス基板１０の表面に形成された半導体素子等の破壊を効果的に抑制することができる。

【0043】

（３−２）
ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂのエッチング工程では、エッチャントのキャリアガスとして、アルゴンが用いられることが好ましい。

【0044】

キャリアガスに窒素が含まれる場合、エッチャントである四フッ化炭素の一部と、窒素の一部とが反応して、フッ化アンモニウムが生成される。フッ化アンモニウムは、ガラス基板１０に含まれるケイ素と反応して、ケイフッ化アンモニウムが生成される。ケイフッ化アンモニウムの結晶は、粗面化表面１２ｂに沈着して、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂからの静電気の放出を阻害する。また、ケイフッ化アンモニウムの結晶は、ガラス基板１０の表面から除去することが非常に困難である。従って、キャリアガスとしてアルゴンを用いることで、粗面化表面１２ｂにおけるケイフッ化アンモニウムの沈着が抑制され、粗面化表面１２ｂの帯電がより効果的に抑制される。

【0045】

（３−３）
ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂの洗浄工程では、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂは、アルゴンプラズマ洗浄されることが好ましい。

【0046】

大気圧プラズマ洗浄処理が行われる雰囲気中に存在する窒素は、洗浄工程後に粗面化表面１２ｂに残留している有機物と反応して結合する。そのため、エッチング工程において、粗面化表面１２ｂに残留している有機物と結合している窒素に起因して、上述したように、ケイフッ化アンモニウムが生成されて粗面化表面１２ｂに沈着する。従って、プラズマ洗浄装置２０を用いる粗面化表面１２ｂの洗浄工程では、雰囲気中に存在する窒素が少ないほど好ましい。また、アルゴンプラズマ洗浄処理では窒素が用いられないので、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂにケイフッ化アンモニウムが沈着することが、より効果的に抑制される。

【0047】

（４）実施例
本発明に係るガラス基板の製造方法の実施例として、ガラス基板の一方の主表面を粗面化処理して、表面抵抗の変化を測定した。具体的には、複数のガラス基板に対して、互いに異なる条件下で洗浄処理およびエッチング処理を行って、エッチング処理された表面の表面抵抗を測定した。また、洗浄処理およびエッチング処理が行われていないガラス基板の表面の表面抵抗を測定した。さらに、ガラス基板表面の帯電性、および、Ｒａ（算術平均粗さ）を測定した。なお、ガラス基板として、ボロアルミノシリケートガラスを用いた液晶表示装置用のガラス基板を使用した。

【0048】

最初に、ガラス基板の一方の主表面を、プラズマ洗浄装置を用いて洗浄した。洗浄工程では、プラズマ状態の窒素と酸素との混合ガスを用いる大気圧プラズマ洗浄、または、プラズマ状態のアルゴンを用いるアルゴンプラズマ洗浄の２種類の洗浄のいずれかを行った。プラズマ状態のガスを、毎分所定の量、ガラス基板の表面に吹き付けて、ガラス基板の表面を洗浄した。

【0049】

次に、洗浄処理を行ったガラス基板の表面を、ドライエッチング装置を用いてエッチングした。エッチング工程では、プラズマ状態のキャリアガス中に、四フッ化炭素および水の混合ガスを通過させることにより、エッチングガスであるフッ化水素を生成した。そして、生成されたエッチングガスを、毎分所定の量、ガラス基板の表面に吹き付けて、ガラス基板の表面をエッチングした。

【0050】

次に、洗浄工程およびエッチング工程からなる粗面化処理が施されたガラス基板から、一辺が５０ｍｍである正方形の試料を切り出して、エッチングされたガラス基板表面の評価を行った。

【0051】

第一に、ガラス基板表面の表面抵抗を測定した。表面抵抗の測定は、温度２５℃、湿度５５％の環境下で、表面抵抗計（トレック・ジャパン株式会社製、ＭＯＤＥＬ １５２−１）を使用して行った。

【0052】

第二に、ガラス基板表面の帯電性を評価した。帯電性の評価は、温度２５℃、湿度５０％の環境下で行った。具体的には、最初に、ガラス基板をテーブルに載置して、真空吸着によって、所定の時間、ガラス基板とテーブル表面とを密着させた。次に、ピンを用いて、ガラス基板を持ち上げてテーブル表面から剥離した。次に、表面電位計（オムロン株式会社製）を使用して、ガラス基板表面の帯電量を測定した。以上の工程を、所定のインターバルを置いて４回繰り返して、ガラス基板表面の最大帯電量を測定した。そして、ガラス基板表面の最大帯電量が小さいほど、ガラス基板表面の帯電性が低いと判定した。

【0053】

第三に、ガラス基板表面のＲａ（算術平均粗さ）を測定した。Ｒａの測定は、原子間力顕微鏡（ParkSystems社製、モデルＸＥ−１００）を使用して行った。測定条件は、ノンコンタクトモードで、スキャンエリアを１μｍ×１μｍ、スキャンレートを０．８Ｈｚとした。これにより、ガラス基板の表面プロファイル形状を取得して、Ｒａを測定した。

【0054】

下記の表１には、実施例１、実施例２、比較例１、比較例２および参考例からなる５枚のガラス基板に関して、洗浄処理およびエッチング処理の条件、表面抵抗の測定結果、帯電性の評価結果、および、Ｒａの測定結果が示されている。参考例は、洗浄処理およびエッチング処理が行われていないガラス基板に関する。表１に示されるＲａは、ガラス基板の幅方向の中央部について測定したデータである。

【0055】

【表1】

【0056】

表１において、「洗浄ガス」は、洗浄工程において、ガラス基板表面に吹き付けられるプラズマ状態のガスの原料を表し、「キャリアガス」は、エッチング工程において使用されるキャリアガスの原料を表す。「洗浄ガス」の列に記載の「混合」は、プラズマ状態の窒素と酸素との混合ガスを用いることを表す。

【0057】

表１によると、実施例１および実施例２に示されるように、エッチング工程において、キャリアガスとしてアルゴンを用いてドライエッチング処理を行うことで、表面抵抗が低下することが確認された。また、実施例２に示されるように、洗浄工程において、アルゴンプラズマ洗浄を行うことで、表面抵抗がより低下することが確認された。一方、洗浄工程において、大気圧プラズマ洗浄を行ったガラス基板は、表面抵抗の明確な低下が確認されなかった。また、ガラス基板表面の表面抵抗が低いほど、ガラス基板表面の帯電量が小さくなり、帯電がより効果的に抑制されることが確認された。

【0058】

以上より、ガラス基板の粗面化工程において、キャリアガスとしてアルゴンを用いてドライエッチング処理を行うことで、ガラス基板表面の表面抵抗が低下し、その結果、ガラス基板表面の帯電性が低下することが確認された。すなわち、キャリアガスとしてアルゴンを用いてドライエッチング処理されたガラス基板は、表面に剥離帯電が発生した場合においても、表面から電荷が漏洩しやすいため、表面の帯電が効果的に抑制されることが判明した。

【0059】

以上、本発明に係るガラス基板の製造方法について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良および変更が施されてもよい。

【符号の説明】

【0060】

１０ ガラス基板
１２ａ 素子形成表面（第１表面）
１２ｂ 粗面化表面（第２表面）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0061】

【特許文献1】特開２００５−２５５４７８号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】