特許 6368364 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】6368364

(24)【登録日】2018年7月13日

(45)【発行日】2018年8月1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 23/00 20060101AFI20180723BHJP

   C03B 33/037 20060101ALI20180723BHJP

   C03C 19/00 20060101ALI20180723BHJP

   C03C 3/085 20060101ALI20180723BHJP

   C03C 3/087 20060101ALI20180723BHJP

   C03C 3/091 20060101ALI20180723BHJP

   B08B 3/08 20060101ALI20180723BHJP

【ＦＩ】

   C03C23/00 A

   C03B33/037

   C03C19/00 Z

   C03C3/085

   C03C3/087

   C03C3/091

   B08B3/08 Z

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2016-524607(P2016-524607)

(86)(22)【出願日】2016年3月23日

(86)【国際出願番号】JP2016059251

(87)【国際公開番号】WO2016152932

(87)【国際公開日】20160929

【審査請求日】2017年3月24日

(31)【優先権主張番号】特願2015-61226(P2015-61226)

(32)【優先日】2015年3月24日

(33)【優先権主張国】JP

(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】小林 健二

【審査官】 田中 永一

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２１５４７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１９３８９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０５２６２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２７６７５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００８／００４４７０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２０１２−１７１８３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０４６３５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００６−５２７４７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ０３Ｃ １５／００ − ２３／００

Ｃ０３Ｂ ２３／００ − ３５／２６

Ｃ０３Ｂ ４０／００ − ４０／０４

Ｂ２４Ｂ １／００ − １／０４

Ｂ２４Ｂ ９／００ − １９／２８

Ｂ０８Ｂ ３／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ガラス基板を切断する切断工程と、
前記切断工程で切断された前記ガラス基板の切断面である切断端面を加工する端面加工工程と、
前記切断工程で切断された前記ガラス基板の主表面を処理する表面処理工程と、
前記表面処理工程の後に、洗浄液を用いて前記ガラス基板を洗浄する洗浄工程と、
を備え、
前記端面加工工程は、前記切断端面に研削液を供給しながら前記切断端面の形状を加工し、
前記表面処理工程は、ｐＨ１０未満のアルカリ性液剤を前記主表面に塗布し、かつ、前記端面加工工程と同時に行われ、
前記研削液は、前記アルカリ性液剤であり、
前記洗浄液は、前記アルカリ性液剤とは異なる、
ガラス基板の製造方法。

【請求項2】

前記アルカリ性液剤は、界面活性剤を含む、
請求項１に記載のガラス基板の製造方法。

【請求項3】

前記ガラス基板は、ＳｉＯ₂を５０質量％〜７０質量％含み、かつ、Ａｌ₂Ｏ₃を１０質量％〜２５質量％含む、アルミノシリケートガラスまたはアルカリアルミノシリケートガラスである、
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】

前記ガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法により製造される、
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、一対の前記主表面である素子形成面および粗面化面を有するディスプレイ用ガラス基板であって、
前記粗面化面は、ウエットエッチング処理により算術平均粗さＲａが０．３ｎｍ〜０．７ｎｍとなるように粗面化されている、
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。

【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】

液晶ディスプレイおよびプラズマディスプレイ等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）に用いられるガラス基板は、表面に高い平坦度が要求される。通常、このようなガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法によって製造される。オーバーフローダウンドロー法では、特許文献１（米国特許第３，３３８，６９６号）に記載されているように、成形体の上面の溝に流し込まれて溝から溢れ出た熔融ガラスが、成形体の両側面を伝って流れ落ち、成形体の下端で合流してガラスリボンが成形される。成形されたガラスリボンは、下方に引っ張られながら徐冷される。冷却されたガラスリボンは、所定の寸法に切断されて、ガラス基板が得られる。

【0003】

その後、ガラス基板の切断面を研削および研磨する端面加工が行われる。ガラス基板の端面加工では、ガラスの微小な破片であるカレットが端面から発生して、ガラス基板の表面に付着することがある。ガラス基板の表面に付着したカレットは、表面に形成されるＴＦＴ配線等の断線および剥離の原因となるので、表面からできるだけ除去されることが好ましい。特許文献２（特開２００８−８７１３５号公報）には、ガラス基板の表面の中央部から端面側に向かってカーテン状に水を噴出させることで、端面加工時に発生するカレットがガラス基板表面に付着することを抑制する方法が開示されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかし、この方法では、端面近傍の表面に対するカレットの付着は抑制されるが、表面の中央部に対するカレットの付着が十分に抑制されないおそれがある。また、ガラス基板の表面に向かって水を噴出させるので、端面加工中にガラス基板の端面が振動して、端面加工の精度が低下するおそれがある。

【0005】

また、近年、ガラス基板の大型化および薄型化が進み、一辺の寸法が２０００ｍｍを超える大型のガラス基板が、高精細ディスプレイ用のガラス基板として製造されている。高精細ディスプレイ用のガラス基板の表面には、従来よりも細線化および高密度化されたＴＦＴ配線電極のパターンが形成されるので、従来のディスプレイ用ガラス基板では問題視されていなかったレベルの微小なカレットが表面に付着しても、製品の品質に問題が生じるおそれがある。また、大型のガラス基板の製造工程では、生産性向上のためにガラス基板の端面を高速で加工する必要があるので、端面加工時にカレットが発生して飛散しやすくなる。このように、高精細ディスプレイ用の大型のガラス基板の表面には高い清浄性が求められるので、ガラス基板の製造工程においてガラス基板の表面に付着したカレットを効率的に除去する方法が必要とされている。

【0006】

そこで、本発明は、ガラス基板の表面の清浄性を効率的に向上させることができるガラス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】

【0007】

本発明に係るガラス基板の製造方法は、ガラス基板を切断する切断工程と、切断工程で切断されたガラス基板の切断面である切断端面を加工する端面加工工程と、切断工程で切断されたガラス基板の主表面を処理する表面処理工程とを備える。端面加工工程は、切断端面に研削液を供給しながら切断端面の形状を加工する。表面処理工程は、ｐＨ１０未満のアルカリ性液剤を主表面に塗布し、かつ、端面加工工程と同時に行われる。

【0008】

また、アルカリ性液剤は、界面活性剤を含むことが好ましい。

【0009】

また、研削液は、アルカリ性液剤であり、かつ、２０℃において３０ｍＮ／ｍ〜５０ｍＮ／ｍの表面張力を有するように界面活性剤の含有量が調整されていることが好ましい。

【0010】

また、ガラス基板の製造方法は、表面処理工程の後に、アルカリ性液剤とは異なる洗浄液を用いて、ガラス基板を洗浄する洗浄工程をさらに含むことが好ましい。

【0011】

また、ガラス基板は、ＳｉＯ₂を５０質量％〜７０質量％含み、かつ、Ａｌ₂Ｏ₃を１０質量％〜２５質量％含む、アルミノシリケートガラスまたはアルカリアルミノシリケートガラスであることが好ましい。

【0012】

また、ガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法により製造されることが好ましい。

【0013】

また、ガラス基板は、一対の主表面である素子形成面および粗面化面を有するディスプレイ用ガラス基板であることが好ましい。この場合、粗面化面は、ウエットエッチング処理により算術平均粗さＲａが０．３ｎｍ〜０．７ｎｍとなるように粗面化されていることが好ましい。

【発明の効果】

【0014】

本発明に係るガラス基板の製造方法は、ガラス基板の表面の清浄性を効率的に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【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】研削された切断端面を有するガラス基板の断面図である。

【図4】ガラス基板の素子形成面の側の平面図である。

【図5】ＳｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃のゼータ電位のｐＨ依存性を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0016】

（１）ガラス基板の製造方法の概略
本発明の実施形態に係るガラス基板の製造方法について、図面を参照しながら説明する。本実施形態の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、太陽電池パネルの製造にも用いられる。ガラス基板１０は、例えば、０.１ｍｍ〜１．１ｍｍの厚みを有し、かつ、縦３６０ｍｍ〜３０００ｍｍおよび横４６０ｍｍ〜３２００ｍｍのサイズを有する。

【0017】

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面１２と、他方の主表面である粗面化面１４とを有する。素子形成面１２は、ＦＰＤ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る。素子形成面１２は、例えば、低温ポリシリコン半導体または酸化物半導体が形成される面であり、低温ポリシリコン薄膜、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｈｉｎ Ｏｘｉｄｅ）薄膜、および、カラーフィルタ等からなる複数層の薄膜が形成される面である。高精細・高解像度向けのディスプレイ用ＴＦＴパネルでは、ＴＦＴのゲート絶縁膜の厚みは、１００ｎｍ未満である。例えば、ゲート絶縁膜の厚みが５０ｎｍ未満であるＴＦＴパネルの開発・製造も進められている。このようなＴＦＴパネルでは、ゲート絶縁膜だけでなく、半導体素子を形成する各層の膜厚も薄い。そのため、素子形成面１２は、Ｒａ（算術平均粗さ：ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１）が０．２ｎｍ以下である極めて滑らかな面である。素子形成面１２にＴＦＴが形成されたガラス基板１０は、好ましくは、配線の最小線幅が４μｍ未満であり、ゲート絶縁膜の膜厚が１００ｎｍ未満である回路を有する。ＴＦＴパネルに用いられる電極の材料は、Ｔｉ−ＣｕおよびＭｏ−Ｃｕ等のＣｕ系材料である。

【0018】

粗面化面１４は、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。粗面化面１４は、算術平均粗さＲａが０．３ｎｍ〜０．７ｎｍとなるように粗面化されている。エッチング処理は、例えば、ドライエッチング処理およびウエットエッチング処理である。なお、粗面化面１４は、所望の表面状態を形成することができれば、エッチング処理以外の表面処理により凹凸が形成されてもよい。例えば、粗面化面１４は、テープ研磨、ブラシ研磨、パッド研磨、砥粒研磨およびＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）等の物理研磨によって凹凸が形成されてもよい。

【0019】

ガラス基板１０に用いられるガラスは、以下の組成を有するアルミノシリケートガラスまたはアルカリアルミノシリケートガラスである。

【0020】

（ａ）ＳｉＯ₂：５０質量％〜７０質量％、
（ｂ）Ａｌ₂Ｏ₃：１０質量％〜２５質量％、
（ｃ）Ｂ₂Ｏ₃：０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。

【0021】

なお、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。

【0022】

次に、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、成形工程（ステップＳ１）と、徐冷工程（ステップ２）と、採板工程（ステップＳ３）と、切断工程（ステップＳ４）と、端面加工工程（ステップＳ５）と、表面処理工程（ステップＳ６）と、粗面化工程（ステップＳ７）と、洗浄工程（ステップＳ８）と、検査工程（ステップＳ９）と、梱包工程（ステップＳ１０）とからなる。

【0023】

成形工程Ｓ１では、ガラス原料を加熱して得られた熔融ガラスから、オーバーフローダウンドロー法によって、シート状の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、成形セルの両側面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Ｓ１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。

【0024】

徐冷工程Ｓ２では、成形工程Ｓ１で成形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管理されながら、ガラス徐冷点以下まで徐冷される。徐冷工程Ｓ２では、ガラスリボンは、下方に搬送されながら冷却される。

【0025】

採板工程Ｓ３では、徐冷工程Ｓ２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、さらに端部領域が切断されて、素板ガラスが得られる。端部領域は、ガラスリボンの幅方向の両端部に形成され、ガラスリボンの幅方向の中央領域と比べて厚い領域である。採板工程Ｓ３により得られた素板ガラスは、合紙と共に交互に積層されて、切断工程Ｓ４に搬送される。

【0026】

切断工程Ｓ４では、採板工程Ｓ３で得られた素板ガラスが、所定の大きさに切断されて、製品サイズのガラス基板１０が得られる。素板ガラスは、例えば、レーザを用いて切断される。

【0027】

端面加工工程Ｓ５では、切断工程Ｓ４で得られたガラス基板１０の端面を加工する。端面加工工程Ｓ５で加工される端面は、切断工程Ｓ４において切断されたガラス基板１０の切断端面１６である。端面加工工程Ｓ５は、主として、研削工程と、研磨工程とを含む。研削工程は、切断端面１６に研削液を供給しながら切断端面１６を研削して、切断端面１６をＲ形状に加工する工程である。図３は、研削工程において研削された切断端面１６を有するガラス基板１０の断面図である。研磨工程は、研削工程で研削された切断端面１６の算術平均粗さＲａが０．１μｍ以下となるように、切断端面１６を研磨する工程である。

【0028】

表面処理工程Ｓ６では、切断工程Ｓ４で得られたガラス基板１０の素子形成面１２に、ｐＨ１０未満のアルカリ性液剤を塗布して素子形成面１２を表面処理する。表面処理工程Ｓ６は、端面加工工程Ｓ５と同時に行われる。具体的には、表面処理工程Ｓ６においてアルカリ性液剤を素子形成面１２に塗布する工程と、端面加工工程Ｓ５において研削液を用いて切断端面１６を研削する研削工程とが同時に行われる。また、表面処理工程Ｓ６では、端面加工工程Ｓ５の研削工程の完了後に、素子形成面１２に塗布されたアルカリ性液剤が除去される。

【0029】

粗面化工程Ｓ７では、端面加工工程Ｓ５および表面処理工程Ｓ６を経たガラス基板１０の粗面化面１４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Ｓ７で行われる表面処理は、例えば、ウエットエッチング処理である。

【0030】

洗浄工程Ｓ８では、粗面化工程Ｓ７を経たガラス基板１０を洗浄液で洗浄する。洗浄液は、表面処理工程Ｓ６で用いられるアルカリ性液剤とは異なる液剤である。なお、端面加工工程Ｓ５においてガラス基板１０の主表面に研削液が付着して濡れた状態となったガラス基板１０は、洗浄工程Ｓ８が終了するまで乾燥させないことが好ましい。なぜなら、洗浄工程Ｓ８が終了する前に乾燥させてしまうと、研削液に含まれる成分が析出してガラス基板１０の主表面に固着するおそれがあるからである。

【0031】

検査工程Ｓ９では、洗浄工程Ｓ８で洗浄されたガラス基板１０が検査される。具体的には、ガラス基板１０の主表面が光学的に測定されて、ガラス基板１０の欠陥が検知される。ガラス基板１０の欠陥は、例えば、ガラス基板１０の主表面に形成される脈理、ガラス基板１０の主表面に存在するキズおよびクラック、ガラス基板１０の主表面に付着している異物、および、ガラス基板１０の内部に存在している微小な泡等である。

【0032】

梱包工程Ｓ１０では、検査工程Ｓ９における検査に合格したガラス基板１０が、ガラス基板１０を保護するための合紙と交互にパレット上に積層されて、梱包される。梱包されたガラス基板１０は、ＦＰＤの製造業者等に出荷される。ＦＰＤ製造業者は、ガラス基板１０の素子形成面１２にＴＦＴ等の半導体素子を形成して、ＦＰＤを製造する。

【0033】

（２）表面処理工程の詳細
表面処理工程Ｓ６で行われる素子形成面１２の表面処理について説明する。表面処理工程Ｓ６では、素子形成面１２にアルカリ性液剤が塗布される。アルカリ性液剤は、ｐＨ１０未満の液剤であり、かつ、界面活性剤を含む液剤である。アルカリ性液剤のｐＨは、８〜９であることが好ましい。アルカリ性液剤は、例えば、アンモニア水である。なお、アルカリ性液剤は、トリエタノールアミン等のアミン系液剤であってもよい。界面活性剤は、例えば、非イオン系の界面活性剤である。

【0034】

図４は、ガラス基板１０の素子形成面１２の側の平面図である。表面処理工程Ｓ６では、素子形成面１２の少なくとも中央領域１２ａに、アルカリ性液剤が塗布される。中央領域１２ａは、図４に示されるように、素子形成面１２の周囲の端部を除く四角形の領域である。中央領域１２ａの端と、素子形成面１２の端との間の距離Ｌは、２ｍｍ〜２０ｍｍである。

【0035】

素子形成面１２に塗布されたアルカリ性液剤は、端面加工工程Ｓ５の研削工程が完了した後に、除去される。素子形成面１２に付着していたアルカリ性液剤は、素子形成面１２に流体を吹き付けることで、素子形成面１２から取り除かれてもよい。例えば、所定の圧力で純水をノズルから素子形成面１２に向かって吹き付けることで、アルカリ性液剤が素子形成面１２から取り除かれてもよい。また、素子形成面１２をブラシで洗浄することで、アルカリ性液剤が素子形成面１２から取り除かれてもよい。いずれの場合においても、アルカリ性液剤を素子形成面１２から取り除いた後、素子形成面１２に純水をシャワーする等して、素子形成面１２の乾燥を防止することが好ましい。素子形成面１２から除去されたアルカリ性液剤は、回収される。回収されたアルカリ性液剤は、フィルタを通過させて、アルカリ性液剤に含まれている異物が取り除かれた後に再利用されてもよい。

【0036】

（３）端面加工工程の詳細
端面加工工程Ｓ５で行われる切断端面１６の研削工程について説明する。端面加工工程Ｓ５の研削工程では、円柱形状の研削ホイールを回転させ、ガラス基板１０の切断端面１６に研削ホイールの側周面を接触させる。これにより、図３に示されるように、切断端面１６の一対の角部は、Ｒ形状を有するように研削される。研削工程における切断端面１６の取り代は、３０μｍ〜１５０μｍであることが好ましい。

【0037】

研削ホイールは、メタルボンド砥石で成形されている。メタルボンド砥石は、複数種類の金属の粉末、または、合金の粉末を、鉄系または銅系の結合剤で固めて焼結し、焼結体の表面に砥粒を固定して製造される砥石である。砥粒は、ダイヤモンド、酸化アルミニウムおよび炭化ケイ素等の微小な粒である。研削ホイールの砥粒の粒度は、♯５００〜＃６００であることが好ましい。研削ホイールは、電動モータによって回転軸周りに回転駆動する。

【0038】

研削工程では、ガラス基板１０の切断端面１６に研削液を供給しながら、研削ホイールによって切断端面１６が研削される。ガラス基板１０の切断端面１６と、回転する研削ホイールとが接触する領域には、摩擦熱が発生する。摩擦熱は、切断端面１６を加熱してガラス基板１０を変質させる原因となる。研削液は、切断端面１６の加熱を抑制する冷却剤として機能する。

【0039】

端面加工工程Ｓ５では、研削液として、表面処理工程Ｓ６で用いられるアルカリ性液剤と同じ液剤が用いられる。研削液がアルカリ性である場合、切断端面１６と研削ホイールとの隙間に研削液が浸透しやすいので、研削液の冷却効果が向上する。また、研削液が界面活性剤を含有する場合、研削液の表面張力が低下するので、研削液の浸透性が大きくなり、研削液の冷却効果がより向上する。なお、研削液の浸透性向上の観点からは、研削液は、２０℃において３０ｍＮ／ｍ〜５０ｍＮ／ｍの表面張力を有するように界面活性剤の含有量が調整されていることが好ましい。また、研削液は、２０℃において３０ｍＮ／ｍ以上、かつ、４８ｍＮ／ｍ未満の表面張力を有するように界面活性剤の含有量が調整されていることが好ましい。

【0040】

（４）特徴
ガラス基板１０からＦＰＤを製造する工程において、ガラス基板１０の素子形成面１２には、ＴＦＴ等の半導体素子、具体的には、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。半導体素子の配線電極が素子形成面１２に形成される際に、素子形成面１２に異物が付着していると、素子形成面１２に形成される配線電極の断線および剥離の原因となる。そのため、ガラス基板１０の製造工程において、素子形成面１２から異物をできるだけ除去しておくことが好ましい。異物の代表例としては、ガラスの微小な欠片であるカレットが挙げられる。カレットは、主に、採板工程Ｓ３および切断工程Ｓ４でのガラスリボンの切断時において、ガラス基板１０の切断端面１６となる切断面から発生する。切断端面１６から発生したカレットの一部は、ガラス基板１０の素子形成面１２に付着する。素子形成面１２に付着したカレットの高さ（素子形成面１２からの最大距離）が高いほど、半導体素子の配線電極の形成不良が発生しやすい。また、他の異物の例としては、雰囲気中に存在する塵、埃および有機物等が挙げられる。

【0041】

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の素子形成面１２に付着した異物を除去するために、表面処理工程Ｓ６において、素子形成面１２にアルカリ性液剤が塗布される。アルカリ性液剤のｐＨは、１０未満である。素子形成面１２にアルカリ性液剤が塗布されることで、素子形成面１２に付着したカレットが、素子形成面１２から剥離して除去される。次に、カレットが除去される機構について説明する。

【0042】

ガラス基板１０は、アルミノシリケートガラスまたはアルカリアルミノシリケートガラスから構成される。ガラス基板１０のガラス組成の主成分は、ＳｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃である。そのため、ガラス基板１０の切断端面１６から発生するカレットは、主として、ＳｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃から構成される。特に、カレットのガラス組成に占めるＳｉＯ₂の割合が大きい。素子形成面１２およびカレットが共に帯電しており、かつ、素子形成面１２の電荷の符号と、カレットの電荷の符号とが反対になっている場合、カレットは、電磁気力による斥力によって素子形成面１２に付着しやすくなる。

【0043】

図５は、カレットの主成分であるＳｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃のゼータ電位（界面動電電位）のｐＨ依存性を示すグラフである。図５において、縦軸は、ゼータ電位（単位はｍＶ）を示し、横軸は、ｐＨを示す。図５に示されるように、ＳｉＯ₂およびＡｌ₂Ｏ₃のゼータ電位は、ｐＨが増加するに従って小さくなる。特に、ＳｉＯ₂のゼータ電位は、ｐＨ５〜６において大きく低下し、ｐＨ６以上では、ほぼ一定の負の値（−４０ｍＶ）となる。

【0044】

そのため、素子形成面１２にアルカリ性液剤を塗布することで、素子形成面１２に存在するＳｉＯ₂、および、カレットに存在するＳｉＯ₂のゼータ電位が負の値になるので、素子形成面１２およびカレットの表面が負に帯電する。そのため、同じ符号を持つ電荷同士に作用する電磁気力の反発力によって、カレットが素子形成面１２から剥離しやすくなる。

【0045】

なお、ＳｉＯ₂のゼータ電位は、ｐＨ６以上においてほぼ一定となる。しかし、素子形成面１２に塗布されるアルカリ性液剤を、端面加工工程Ｓ５で使用される研削液としてさらに用いる場合、研削液の浸透性の観点からは、研削液はアルカリ性であることが好ましい。また、切断端面１６におけるガラスの変質を抑制する観点からは、研削液は強いアルカリ性でないことが好ましい。そのため、研削液のｐＨは、１０未満のアルカリ性であることが好ましく、８〜９のアルカリ性であることがより好ましい。なお、素子形成面１２に塗布される液剤もアルカリ性であることが好ましい。

【0046】

また、図５に示されるように、カレットの主成分の一つであるＡｌ₂Ｏ₃のゼータ電位は、ｐＨ８以上において負の値となる。そのため、主にＡｌ₂Ｏ₃から構成されるカレットを素子形成面１２から剥離するためには、素子形成面１２に塗布されるアルカリ性液剤のｐＨは、８〜９であることが好ましい。

【0047】

また、アルカリ性液剤は、界面活性剤を含む。界面活性剤は、素子形成面１２に付着している塵、埃および有機物等の、カレット以外の異物を素子形成面１２から剥離して除去する効果を有する。

【0048】

また、素子形成面１２に塗布されたアルカリ性液剤は、端面加工工程Ｓ５および表面処理工程Ｓ６の完了後にブラシ等によって除去される。洗浄工程Ｓ８においてガラス基板１０を洗浄するために用いられる洗浄液は、表面処理工程Ｓ６で用いられるアルカリ性液剤とは異なる液剤である。そのため、後工程への影響を防止するために、端面加工工程Ｓ５の終了後、かつ、後工程の開始前に、素子形成面１２に塗布されたアルカリ性液剤は、素子形成面１２からできるだけ除去しておくことが好ましい。また、後工程の粗面化工程Ｓ７において、素子形成面１２の反対側の主表面である粗面化面１４を、酸性液剤を用いてウエットエッチング処理する場合、粗面化面１４に付着したアルカリ性液剤は、純水によって除去しておくことが好ましい。

【0049】

従って、本実施形態に係るガラス基板の製造方法は、素子形成面１２にアルカリ性液剤を塗布することにより、素子形成面１２に付着しているカレットを効率的に除去することができる。そのため、ガラス基板１０からＦＰＤを製造する工程において、素子形成面１２に形成される半導体素子のＣｕ系材料の配線電極の破損および断線等の不具合の発生が抑制される。

【0050】

また、近年、ガラス基板の大型化および薄型化が進み、一辺の寸法が２０００ｍｍを超える大型のガラス基板が、高精細ディスプレイ用のガラス基板として製造されている。高精細ディスプレイ用のガラス基板の表面には、従来よりも細線化および高密度化された配線電極が形成されるので、従来のディスプレイ用ガラス基板では問題視されていなかったレベルの微小なカレットが表面に付着しても、製品の品質に問題が生じるおそれがある。また、大型のガラス基板の製造工程では、生産性向上のためにガラス基板の端面を高速で加工する必要があるので、端面加工時にカレットが発生しやすくなる。

【0051】

本実施形態のガラス基板の製造方法では、素子形成面１２にアルカリ性液剤を塗布する工程により、ガラス基板１０が大型であっても、素子形成面１２へのカレットの付着を抑制でき、また、カレットが付着した場合でもカレットを効率的に除去することができる。また、素子形成面１２およびカレットを負に帯電させることで素子形成面１２へのカレットの付着を抑制し、微小なカレットであっても素子形成面１２へのカレットの付着量を低減することができる。また、カレットが素子形成面１２に付着した場合でも、後工程での洗浄工程Ｓ８でカレットを除去することができる。従って、本実施形態のガラス基板の製造方法は、従来のディスプレイ用ガラス基板では問題視されていなかったレベルの微小なカレットやガラスパーティクルを、素子形成面１２から効率的に除去することができる。さらに、表面処理工程Ｓ６において、界面活性剤を含むアルカリ性液剤を用いることで、素子形成面１２に付着した有機物も除去することができる。

【0052】

（５）変形例
（５−１）変形例Ａ
本実施形態の表面処理工程Ｓ６では、ガラス基板１０の素子形成面１２にアルカリ性液剤が塗布される。しかし、表面処理工程Ｓ６において、ガラス基板１０の粗面化面１４にも、アルカリ性液剤が塗布されてもよい。粗面化面１４にアルカリ性液剤を塗布することで、粗面化面１４に付着しているカレットが除去される。なお、ガラス基板１０の素子形成面１２および粗面化面１４にアルカリ性液剤を塗布するために、ガラス基板１０をアルカリ性液剤の中に浸漬してもよい。

【0053】

本変形例では、素子形成面１２の反対側の主表面である粗面化面１４にアルカリ性液剤を塗布することで、粗面化面１４へのカレットの付着を抑制でき、粗面化工程Ｓ７において、粗面化面１４における局所的なエッチングムラの発生を抑制することができる。

【0054】

さらに、界面活性剤を含むアルカリ性液剤を用いることで、粗面化面１４に付着した有機物も除去することができ、有機物がマスクとして作用することにより生じるエッチングムラの発生を抑制することができる。これにより、粗面化面１４の中央領域の算術平均粗さＲａを０．４ｎｍ〜０．６ｎｍの範囲内にすることが可能となる。粗面化面１４の中央領域は、素子形成面１２の中央領域１２ａの反対側の領域である。

【0055】

なお、粗面化面１４の粗面化処理は、酸性液剤を用いたウエットエッチング処理により行われることが好ましい。粗面化面１４の粗面化処理において、ガラス基板１０の温度が上昇してガラス基板１０の素子形成面１２が乾燥しないように、粗面化面１４に塗布される酸性液剤の温度は、５０℃以下であることが好ましく、３０℃以下であることがより好ましい。

【0056】

（５−２）変形例Ｂ
本実施形態の端面加工工程Ｓ５の研削工程は、切断端面１６に研削液を供給しながら切断端面１６を研削して、切断端面１６をＲ形状に加工する工程である。本実施形態では、研削液として、表面処理工程Ｓ６で用いられるアルカリ性液剤と同じ液剤が用いられる。しかし、研削液は、表面処理工程Ｓ６で用いられるアルカリ性液剤と異なる液剤が用いられてもよい。例えば、研削液として、純水が用いられてもよい。

【符号の説明】

【0057】

１０ ガラス基板
１２ 素子形成面（主表面）
１４ 粗面化面（主表面）
１６ 切断端面

【先行技術文献】

【特許文献】

【0058】

【特許文献1】米国特許第３，３３８，６９６号

【特許文献2】特開２００８−８７１３５号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】