ガラス基板の製造方法およびガラス基板
【課題】剥離帯電を抑制することができ、白ムラや白曇りが生じ難いフラットパネルディスプレイ用のガラス基板を提供する。
【解決手段】ガラス基板を製造するとき、半導体素子が形成されるガラス基板の半導体素子形成面と反対側のガラス表面を洗浄し、洗浄された前記ガラス表面にエッチング処理を施す。前記エッチング処理が施された前記ガラス表面のＲａ（原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の算術平均粗さ）が０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であって、Ｒz−Ｒzjis（Ｒzjisは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の１０点平均粗さであり、Ｒzは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の最大高さである）が０．２（ｎｍ）以下になるように前記洗浄処理と前記エッチング処理が行われる。
【解決手段】ガラス基板を製造するとき、半導体素子が形成されるガラス基板の半導体素子形成面と反対側のガラス表面を洗浄し、洗浄された前記ガラス表面にエッチング処理を施す。前記エッチング処理が施された前記ガラス表面のＲａ（原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の算術平均粗さ）が０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であって、Ｒz−Ｒzjis（Ｒzjisは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の１０点平均粗さであり、Ｒzは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の最大高さである）が０．２（ｎｍ）以下になるように前記洗浄処理と前記エッチング処理が行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板の製造方法およびガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガラス基板は液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイのガラス基板として広く用いられている。
【０００３】
このようなガラス基板は、フラットパネルディスプレイの製造工程において、ガラス表面にＴＦＴ（Thin Film Transistor）等を形成するために、複数の半導体製造装置の反応容器内のサセプタ上に置かれて成膜処理される。その際、ガラス基板に複数の異なる薄膜を形成するため、成膜処理は、半導体製造装置を替えながら複数回行われ、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、サセプタのガラス基板を載置する金属表面とガラス基板との間で摩擦による静電気、すなわち剥離帯電が発生し、ガラス基板に静電荷が蓄積される。このため、複数回の成膜処理工程後のガラス基板は大きな静電荷を蓄積することになる。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帯電し易く、静電気が除去され難い。このような剥離帯電が重なると、ガラス基板は、サセプタ等の金属表面に静電力により張り付き易くなり、ガラス基板をサセプタから取り外す際に過度な力を与えてガラス基板を破損させる場合がある。
また、剥離帯電によって生じ蓄積された静電荷による大きな電圧は、ガラス表面に形成されたＴＦＴ素子を破壊する場合もある。
【０００４】
このような状況下、液晶表示装置の製造プロセス中での帯電を引き起こしにくいガラス基板が提案されている（特許文献１）。
当該ガラス基板は、電極線や各種デバイスが形成される第一の表面と、これらが形成されない第二の表面とを有する。当該ガラスの少なくとも第二の表面のＲaは０．３ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、この第二の表面は、物理的研磨又は化学処理された面である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５５４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記ガラス基板では、Ｒaが０．３ｎｍ以上１０ｎｍ以下となるように行うガラス表面の粗面化処理により、部分的に白ムラや白曇り等の不具合が発生し、液晶表示装置等の特性に悪影響を与える場合がある。白ムラや白曇りとは、ガラス基板の反射特性（拡散反射、鏡面反射）が場所によって変化して、目視において表面を観察したとき、白くくすんだように見える領域をいう。
【０００７】
そこで、本発明は、剥離帯電の発生を抑制することができ、それによって、ガラス基板をサセプタから取り外す際に過度な力を与えてガラス基板が破損することが少なく、白ムラや白曇りが生じ難いフラットパネルディスプレイ用のガラス基板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】
本発明の一態様は、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。当該製造方法は、
半導体素子が形成されるガラス基板の半導体素子形成面と反対側のガラス表面を洗浄処理する工程と、
洗浄された前記ガラス表面にエッチング処理をする工程と、を有する。
前記エッチング処理された前記ガラス表面のＲａ（原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の算術平均粗さ）が０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であって、Ｒz−Ｒzjis（Ｒzjisは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の１０点平均粗さであり、Ｒzは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の最大高さである）が０．２（ｎｍ）以下になるように、前記ガラス表面の前記洗浄処理および前記エッチング処理が行われる。
【０００９】
前記ガラス基板の洗浄処理は、大気圧プラズマ洗浄である、ことが好ましい。
洗浄処理された前記ガラス基板のガラス表面における水の接触角度は、１０度以下である、ことが好ましい。
前記ガラス基板の洗浄処理は、洗浄処理するガラス表面に紫外線を照射する処理である、ことも同様に好ましい。
前記エッチング処理は、プラズマを用いたドライエッチング処理である、ことも同様に好ましい。
前記ガラス基板は、例えば、液晶表示装置用ガラス基板である。
【００１０】
さらに、本発明の他の一態様は、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である。当該ガラス基板の半導体素子形成面と反対側のガラス表面のＲａ（原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の算術平均粗さ）が０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であって、Ｒz−Ｒzjis（Ｒzjisは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の１０点平均粗さであり、Ｒzは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の最大高さである）が０．２（ｎｍ）以下である。
前記ガラス表面は、前記Ｒａが０．３〜０．７ｎｍであることが好ましく、０．３〜０．５ｎｍである、ことがより好ましい。
前記ガラス基板は、例えば、液晶表示装置用ガラス基板である。
【発明の効果】
【００１１】
上述のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、剥離帯電を抑制することができ、ガラス基板をサセプタから取り外す際に過度な力を与えてガラス基板が破損することが少なく、白ムラや白曇りが生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のガラス基板の断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、ＲzとＲzjisを説明する図である。
【図３】本実施形態のガラス基板を製造する方法のフローを示す図である。
【図４】図３に示す方法で用いる大気圧プラズマ洗浄装置を説明する図である。
【図５】図３に示す方法で用いるエッチング装置を説明する図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、実施例１および比較例の原子間力顕微鏡で測定されたガラス表面の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の製造方法およびガラス基板について本実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態のガラス基板の製造方法により製造されるガラス基板１０の断面図である。
ガラス基板１０は、液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイに用いられる。例えば、厚さが０.２〜０.８ｍｍで、サイズが６８０ｍｍ×８８０ｍｍ〜２２００ｍｍ×２５００ｍｍのガラス基板である。ガラス基板１０の一方のガラス表面１２は、ＴＦＴ等の半導体素子を形成するための面であり、ポリシリコン薄膜やＩＴＯ（Indium Thin Oxide）薄膜等の複数層の薄膜を形成する半導体素子形成面である。したがって、ガラス表面１２は、Ｒa（算術平均粗さ）は、０．２（ｎｍ）以下に抑えられ、極めて滑らかな面になっている。
一方、ガラス表面１２と反対側で、ガラス表面１２に対向するガラス表面１４は、粗面化処理面となっており、Ｒaが０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であり、Ｒz−Ｒzjisが０．２（ｎｍ）以下になっている。Ｒz−Ｒzjisの下限は、特に設定されないが、実質的には、下限は０．１（ｎｍ）であることが、効果的に剥離帯電を抑制する点から好ましい。
ここで、Ｒzは粗面化処理面の凹凸を表す最大高さであり、Ｒzjisは１０点平均粗さである。
【００１５】
図２は、ＲzおよびＲzjisを説明する図である。
Ｒzは、表面プロファイル形状について、試料中の平均基準線ｍに対して最大ピーク高さをＲpと定め、最大谷深さをＲvと定めたとき、ＲpとＲvの合計値、すなわち、Ｒp＋Ｒvをいう。
Ｒzjisは、表面プロファイル形状について、試料中の平均基準線ｍに対して試料中の最大ピーク高さから高い順に上位５つのピーク高さをＹp1〜Ｙp5とし、試料中の最大谷深さから深い順に上位５つの谷深さをＹv1〜Ｙv5としたとき、Ｙp1〜Ｙp5の平均の絶対値とＹv1〜Ｙv5の平均の絶対値の合計値である。
なお、平均基準線ｍは、平均基準線ｍを基準とする上記表面プロファイル形状の各位置での高さ（高い場合は正、低い場合は負）を合計したとき、合計値が０となる高さに位置する直線をいう。
また、表面プロファイル形状から平均基準線ｍの方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均基準線の方向にＸ軸を、表面プロファイル形状の高さ方向にＹ軸を取り、表面プロファイル形状の曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表したときに、ｆ（ｘ）の絶対値を抜き取り部分の長さの範囲で積分をし、このときの積分値を長さで割った値がＲaである。なお、Ｒa，Ｒz，Ｒzjisは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に定義されている。
【００１６】
上記表面プロファイル形状は、例えば、ガラス基板１０を切り出した試料（長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ）を、原子間力顕微鏡（ParkSystems社製、モデルXE-100）を用いて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として得られる形状である。
【００１７】
Ｒzの上記定義およびＲzjisの上記定義からわかるように、表面プロファイル形状が、正弦波形状のように一定の振幅で変動する場合、ＲzとＲzjisとの差分は０になる。一方、表面プロファイル形状において一部分で凹凸がばらついていて、凹凸の振幅が変動している場合、ＲzとＲzjisとの差分は大きくなる。したがって、ＲzとＲzjisとの差分は、表面粗さの一つの場所における均一性（ミクロな均一性）を表す指標として用いることができる。
【００１８】
ガラス基板１０は、後述するように、ダウンドロー法により成形されたガラス表面が極めて滑らかな両ガラス表面のうちガラス表面１４に、Ｒaが０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であり、ＲzとＲzjisとの差分が０．２（ｎｍ）以下になるように粗面化処理が施される。このように粗面化処理が施されるのは、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板として、成膜処理が行われるとき、剥離帯電が発生し難く、かつ、白ムラや白曇りが発生し難いようにするためである。白ムラや白曇りは、ガラス基板の反射特性（拡散反射、鏡面反射）が場所によって変化することによって生じ、ガラス基板の反射特性は、ガラス表面の粗さによって定まる。したがって、白ムラや白曇りを抑制するには、ガラス表面の表面粗さが場所によって変化せず均一であること、および一つの場所においても表面粗さが均一であることが好ましい。
【００１９】
従来のガラス基板は、Ｒａを０．３ｎｍ以上１０ｎｍ以下とすることにより、剥離帯電が発生し難くなるが、Ｒａが０．３ｎｍ以上１０ｎｍ以下と広い範囲で許容されるため、Ｒａが０．３（ｎｍ）の領域とＲａが１０．０（ｎｍ）の領域とが偏って存在する場合がある。このため、ガラス表面の表面粗さが場所によって変化しない均一な粗さを有するとはいえない。
しかし、本実施形態のガラス基板１０は、Ｒaを０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下とし、一つの場所における表面粗さの均一性（ミクロな均一性）の指標であるＲzとＲzjisとの差分が０．２（ｎｍ）以下に抑制する粗面化処理により、後述する実施例に示すように、ガラス基板１０の表面粗さが場所によって変化しない均一性（マクロな均一性）が達成され得る。したがって、従来のように、部分的に白ムラや白曇りが発生することは抑制される。さらに、Ｒａが０．３（ｎｍ）以上であるので、剥離帯電も発生し難い。
【００２０】
なお、ガラス基板１０のＲaは、０．３〜０．７（ｎｍ）であることが、ガラス表面が粗面化されて剥離帯電が生じ難く、かつガラス基板の表面粗さが場所に依存せずより均一になる（マクロな均一性が向上する）点で好ましい。より好ましくは、ガラス基板１０のＲaは０．３〜０．５（ｎｍ）である。
ガラス基板１０は、ガラス表面１４のみが粗面化処理されているが、ガラス表面１２も、Ｒaが０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であり、ＲzとＲzjisとの差分が０．２（ｎｍ）以下になるように粗面化処理されてもよい。
【００２１】
ガラス基板１０のガラスの組成として、以下の成分を含むガラスが例示される。
（ａ）ＳｉＯ２:５０〜７０質量％、
（ｂ）Ｂ２Ｏ３:５〜１８質量％、
（ｃ）Ａｌ２Ｏ３:１０〜２５質量％、
（ｄ）ＭｇＯ:０〜１０質量％、
（ｅ）ＣａＯ:０〜２０質量％、
（ｆ）ＳｒＯ:０〜２０質量％、
（ｏ）ＢａＯ:０〜１０質量％、
（ｐ）ＲＯ:５〜２０質量％（ただしＲはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種である）、
（ｑ）Ｒ’２Ｏ:０〜２．０質量％（ただしＲ’はＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる少なくとも１種である）、
（ｒ）酸化スズ、酸化鉄および酸化セリウムから選ばれる少なくとも１種の金属酸化物を合計で０．０５〜１．５質量％。
【００２２】
このようなガラス基板１０は、ダウンドロー法、フロート法等を用いて製造される。以下の説明では、ダウンドロー法を用いた製造方法を説明する。図３は、本実施形態のガラス基板１０の製造方法のフローの一例を説明する図である。ガラス基板の製造方法は、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、粗面化処理工程（ステップＳ８０）と、端面加工工程（ステップＳ９０）と、を主に有する。
【００２３】
熔解工程（ステップＳ１０）では、図示されない熔解炉で、ガラス原料が化石燃料の燃焼による間接加熱および電気通電による直接加熱により加熱されて溶融ガラスが作られる。ガラスの熔解は、これ以外の方法で行われてもよい。
次に、清澄工程が行われる（ステップＳ２０）。清澄工程では、溶融ガラスが図示されない液槽に貯留された状態で、溶融ガラス中の気泡が上述の清澄剤を用いて取り除かれる。具体的には、溶融ガラス中で価数変動する金属酸化物の酸化還元反応によって行われる。高温時の溶融ガラスにおいて、金属酸化物は還元反応により酸素を放出し、この酸素がガスとなって、溶融ガラス中の気泡を成長させて液面に浮上させる。これにより、溶融ガラス中の気泡は脱泡される。あるいは、酸素ガスの気泡は、溶融ガラス中の他の気泡中のガスを取り込んで成長し、溶融ガラスの液面に浮上する。これにより、溶融ガラス中の気泡は脱泡される。
次に、攪拌工程が行われる（ステップＳ３０）。攪拌工程では、ガラスの化学的および熱的均一性を保つために、垂直に向けられた図示されない撹拌槽に溶融ガラスが通される。攪拌槽に設けられたスターラによって溶融ガラスは攪拌されながら、垂直下方向底部に移動し、後工程に導かれる。これによって、脈理等のガラスの不均一性を抑制することができる。
【００２４】
次に、成形工程が行われる（ステップＳ４０）。成形工程では、ダウンドロー法が用いられる。ダウンドロー法は、例えば特開２０１０−１８９２２０号公報、特許第３５８６１４２号公報を用いた公知の方法である。これにより、所定の厚さ、幅を有するシート状のガラスリボンが成形される。成形方法としては、ダウンドロー法の中でも、オーバーフローダウンドローが最も好ましいが、スロットダウンドローでもよい。
【００２５】
次に、徐冷工程が行われる（ステップＳ５０）。具体的には、シート状に成形されたガラスリボンは、歪みが発生しないように冷却速度を制御して、図示されない徐冷炉にて徐冷点以下に冷却される。
次に、採板工程が行われる（ステップＳ６０）。具体的に、連続的に生成されるガラスリボンは一定の長さ毎に採板されガラス基板が得られる。この後、切断工程（ステップＳ７０）において、所定のサイズにガラス基板が切断される。
【００２６】
次に、粗面化処理が行われる（ステップＳ８０）。具体的には、ガラス基板に表面洗浄処理が施され、その後、エッチング処理が施される。
表面洗浄処理では、例えば、大気圧プラズマ洗浄処理装置が用いられ、エッチング処理では、大気圧プラズマを用いたエッチング装置が用いられる。
【００２７】
図４は、大気圧プラズマ洗浄処理装置の一例を示す図である。
大気圧プラズマ洗浄処理装置２０は、搬送ローラ２２により搬送されるガラス基板の一方のガラス表面（搬送ローラ２２と接触する面）に、Ｎ2，Ｏ2を用いたプラズマ状態のガスをガラス基板の幅方向一杯に延びたスリット状のノズルから吹き付ける。
大気圧プラズマ洗浄処理装置２０は、Ｎ2，Ｏ2の供給路２２と、供給路２２途中の両側に設けられた一対の対向電極２４，２４と、一対の対向電極２４，２４のそれぞれの表面を覆う誘電体２６と、を有し、供給路２２の端部がプラズマ照射口となってガラス基板に向いている。
このようなプラズマにより活性化されたガスをガラス表面に吹き付けることにより、ガラス表面に付着する不要な有機物からなる薄膜を酸化して除去する。有機物からなる薄膜を除去するのは、有機物からなる薄膜が、後述するエッチング処理におけるマスクとして機能しないようにするためである。
したがって、プラズマにより洗浄されたガラス表面は、有機物が除去されて親水性を呈する。このときガラス表面１４における水の接触角は１０度以下になることが好ましく、５度以下になることがより好ましい。このような好ましい形態は、活性化されたガスによる洗浄時間あるいはガスの流量を調整することで達成することができる。すなわち、表面洗浄の条件として、洗浄時間および活性化されたガスの流量を調整することにより、水の接触角が１０度以下になるようにすることが好ましい。
【００２８】
なお、大気圧プラズマを用いた洗浄の代わりに、オゾンガスの吹き付けや紫外線の照射を行うことにより、有機物の薄膜を除去することもできる。少なくとも有機物を酸化させあるいは有機物の薄膜を改質させて除去できればよい。また、有機物を除去可能な洗浄液の塗布やディップ処理により洗浄を行ってもよい。しかし、後述するドライエッチングを効率的に行うには、オゾンガスの吹き付けや紫外線の照射により洗浄を行うのが好ましい。
【００２９】
図５は、大気圧プラズマを用いたエッチング装置の一例を示す図である。
大気圧プラズマを用いたエッチング装置３０は、エッチングヘッド３４と、図示されないガス排気ユニットと、を有する。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の一方のガラス表面（搬送ローラ３２と接触する面）に、エッチングガスをエッチングヘッド３４のガラス基板の幅方向一杯に延びたスリット状のノズルからガラス表面に吹き付ける。エッチングガスは、ＣＦ4およびＨ2Ｏの混合ガスをプラズマ状態とすることで生成される活性化したＨＦ成分を有するガスである。これにより、ガラス表面は、エッチングガスにより粗面化される。
なお、ガラス基板は、Ｒaが０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であり、ＲzとＲzjisとの差分が０．２（ｎｍ）以下となるように、粗面化処理の条件（表面洗浄の条件およびエッチング条件）は設定される。例えば、エッチング条件では、ガラス基板の搬送速度を調整することでエッチングの処理時間を調整し、あるいは、ガラス表面に吹き付けるエッチングガスの流量を調整する。なお、エッチング処理の前に、ガラス表面は表面洗浄され、
好ましくは、洗浄条件として水の接触角が１０度以下になるように設定されるので、有機物からなる薄膜は確実に除去され、ガラス表面は均一に（ミクロおよびマクロな均一性で）エッチングされる。
【００３０】
なお、粗面化処理のためにエッチングする方法は、エッチングガスを用いたドライエッチングに限られず、エッチング液中に浸漬することで、両ガラス表面をエッチングしてもよい。この場合においても、ガラス基板は、Ｒaが０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であり、ＲzとＲzjisとの差分が０．２（ｎｍ）以下となるように、粗面化処理の条件（表面洗浄の条件およびエッチング条件）は設定される。ガラス基板の半導体素子が形成される面に粗面化処理が施されても、ＲzとＲzjisとの差分が０．２（ｎｍ）以下となる表面粗さが均一な面であれば、半導体素子の形成および半導体素子の特性に影響を与えない。
こうして、粗面化処理工程が行われる。
【００３１】
この後、端面加工工程が行われる（ステップＳ９０）。端面加工工程では、ガラス表面および端面の研削・研磨が行われる。端面加工は、例えば、ダイヤモンドホイールや樹脂ホイールなどが用いられる。
ガラス基板の製造方法は、この他に、洗浄工程及び検査工程を有するが、これらの工程の説明は省略する。
【００３２】
以上のように、ガラス基板１０は、ガラス表面のＲａが０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であって、Ｒz−Ｒzjisが０．２（ｎｍ）以下の面となっているので、ガラス基板１０のガラス表面の表面粗さは均一になり（マクロな均一及びミクロな均一が達成され）、白ムラや白曇りが生じ難く、しかも剥離帯電の発生を抑制する。上記ガラス表面は均一な粗面となるので、ＴＦＴ等の半導体素子が形成される半導体形成面が上記粗面であっても問題がない。
特に、Ｒａを０．３(ｎｍ)以上０．7(ｎｍ)とし、より好ましくは０．３(ｎｍ)以上０．５(ｎｍ)以下とすることにより、より均一な表面粗さを得ることができる。
【００３３】
[実施例]
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ガラス基板を作製した。
（粗面化処理）
図４に示す大気圧プラズマ洗浄装置２０を用いて生成されたプラズマ状態のＮ2,Ｏ2の混合ガスを、毎分所定の量、ガラス基板の幅一杯に流し、ガラス基板のガラス表面を洗浄した。
【００３４】
また、図５に示すエッチング装置３０を用いてエッチングを行った。エッチング装置３０において希ガス等を用いて生成されたプラズマ中にＣＦ4，Ｈ2Ｏの混合ガスを通過させることにより得られたエッチングガスＨＦを、毎分所定の量、ガラス基板の幅一杯に流して、エッチングを行った。
下記表１に示す実施例１〜３および比較例は、ガラス基板の搬送速度を変えて、大気圧プラズマ洗浄装置２０およびエッチング装置３０それぞれのノズルを通過する時間（処理時間）を変えた。実施例１および比較例の上記処理時間は９秒であり、実施例２，３の上記処理時間は５秒であった。洗浄及びエッチングはいずれも常温で行った。
【００３５】
（粗面化処理の評価）
粗面化処理の施されたガラス基板について、長さ５０ｍｍ×幅５０ｍの試料を切り出して、ガラス表面を、原子間力顕微鏡（ParkSystems社製、モデルXE-100）を用いた。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得た。具体的には、１つのガラス基板の複数の位置から切り出した複数の試料について表面プロファイル形状を得て、Ｒa，Ｒz，Ｒzjisを調べた。また、上記複数の位置におけるＲａの変動（最大値と最小値の差）を調べた。
【００３６】
図６（ａ），（ｂ）は、原子間力顕微鏡で測定されたガラス表面の画像の例を示す図である。いずれの画像においても、縦方向の長さおよび横方向の長さは１μｍに相当する。図６（ａ）は大気圧プラズマ洗浄を行った後エッチングを行った実施例１の測定結果であり、図６（ｂ）は大気圧プラズマ洗浄を行うことなくエッチングを行った比較例の測定結果である。図６（ａ），（ｂ）を比較することにより、実施例１の表面の凹凸が比較例の表面の凹凸に比べて均一である（ミクロな均一性が達成される）ことが言える。
【００３７】
下記表１には、作製した複数のガラス基板のＲa，Ｒz，Ｒzjisと、その評価結果を示している。なお、表１中のＲａは、図４，５に示すガラス基板の搬送方向（矢印）の先端位置、中央位置、および後端位置であって、いずれもガラス基板の幅方向の中央部分の場所、合計３箇所について調べた結果である。表１中のＲａの変動は、上記３箇所におけるＲａの最大値と最小値の差分である。表１中のＲz，Ｒzjisは、いずれも上記３箇所における平均値である。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表１によると、大気圧洗浄プラズマを用いてガラス基板を洗浄した後エッチングすることで、Ｒａが０．３（ｎｍ）以上１（ｎｍ）以下であり、かつ、Ｒz−Ｒzjisが０．２（ｎｍ）以下となる実施例１〜３のＲａの変動は０．０７５〜０．０９６（ｎｍ）であり極めて小さく、場所によってＲａは変化しにくい。また、実施例１〜３において、白ムラ、白曇りがなかったことも確認された。また、実施例１〜３のＲａは、０．３（ｎｍ）以上１０（ｎｍ）以下であるので、剥離帯電も生じにくい。
一方、比較例は、そのＲａが０．３（ｎｍ）以上１（ｎｍ）以下であるとしても、Ｒz−Ｒzjisが０．２（ｎｍ）以下でない。このため、Ｒａの変動は実施例１〜３のＲａの変動（０．０７５〜０．０９６）に比べて２〜３倍大きく、０．２３１（ｎｍ）である。したがって、比較例では、白ムラ、白曇りが起こり易く、製造上の歩留まりも低下し易い。
以上より、ガラス基板１０の効果は明白である。
【００４０】
以上、本発明の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およびガラス基板について詳細に説明したが、本発明は上記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、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００４１】
１０ ガラス基板
１２，１４ ガラス表面
２０ 大気圧プラズマ洗浄処理装置
２２，３２ 搬送ローラ
２４ 対向電極
２６ 誘電体
３０ エッチング装置
３４ エッチングヘッド
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイに用いるガラス基板の製造方法およびガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ガラス基板は液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイのガラス基板として広く用いられている。
【０００３】
このようなガラス基板は、フラットパネルディスプレイの製造工程において、ガラス表面にＴＦＴ（Thin Film Transistor）等を形成するために、複数の半導体製造装置の反応容器内のサセプタ上に置かれて成膜処理される。その際、ガラス基板に複数の異なる薄膜を形成するため、成膜処理は、半導体製造装置を替えながら複数回行われ、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、サセプタのガラス基板を載置する金属表面とガラス基板との間で摩擦による静電気、すなわち剥離帯電が発生し、ガラス基板に静電荷が蓄積される。このため、複数回の成膜処理工程後のガラス基板は大きな静電荷を蓄積することになる。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帯電し易く、静電気が除去され難い。このような剥離帯電が重なると、ガラス基板は、サセプタ等の金属表面に静電力により張り付き易くなり、ガラス基板をサセプタから取り外す際に過度な力を与えてガラス基板を破損させる場合がある。
また、剥離帯電によって生じ蓄積された静電荷による大きな電圧は、ガラス表面に形成されたＴＦＴ素子を破壊する場合もある。
【０００４】
このような状況下、液晶表示装置の製造プロセス中での帯電を引き起こしにくいガラス基板が提案されている（特許文献１）。
当該ガラス基板は、電極線や各種デバイスが形成される第一の表面と、これらが形成されない第二の表面とを有する。当該ガラスの少なくとも第二の表面のＲaは０．３ｎｍ以上１０ｎｍ以下であり、この第二の表面は、物理的研磨又は化学処理された面である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２５５４７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記ガラス基板では、Ｒaが０．３ｎｍ以上１０ｎｍ以下となるように行うガラス表面の粗面化処理により、部分的に白ムラや白曇り等の不具合が発生し、液晶表示装置等の特性に悪影響を与える場合がある。白ムラや白曇りとは、ガラス基板の反射特性（拡散反射、鏡面反射）が場所によって変化して、目視において表面を観察したとき、白くくすんだように見える領域をいう。
【０００７】
そこで、本発明は、剥離帯電の発生を抑制することができ、それによって、ガラス基板をサセプタから取り外す際に過度な力を与えてガラス基板が破損することが少なく、白ムラや白曇りが生じ難いフラットパネルディスプレイ用のガラス基板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】
本発明の一態様は、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。当該製造方法は、
半導体素子が形成されるガラス基板の半導体素子形成面と反対側のガラス表面を洗浄処理する工程と、
洗浄された前記ガラス表面にエッチング処理をする工程と、を有する。
前記エッチング処理された前記ガラス表面のＲａ（原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の算術平均粗さ）が０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であって、Ｒz−Ｒzjis（Ｒzjisは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の１０点平均粗さであり、Ｒzは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の最大高さである）が０．２（ｎｍ）以下になるように、前記ガラス表面の前記洗浄処理および前記エッチング処理が行われる。
【０００９】
前記ガラス基板の洗浄処理は、大気圧プラズマ洗浄である、ことが好ましい。
洗浄処理された前記ガラス基板のガラス表面における水の接触角度は、１０度以下である、ことが好ましい。
前記ガラス基板の洗浄処理は、洗浄処理するガラス表面に紫外線を照射する処理である、ことも同様に好ましい。
前記エッチング処理は、プラズマを用いたドライエッチング処理である、ことも同様に好ましい。
前記ガラス基板は、例えば、液晶表示装置用ガラス基板である。
【００１０】
さらに、本発明の他の一態様は、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である。当該ガラス基板の半導体素子形成面と反対側のガラス表面のＲａ（原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の算術平均粗さ）が０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であって、Ｒz−Ｒzjis（Ｒzjisは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の１０点平均粗さであり、Ｒzは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の最大高さである）が０．２（ｎｍ）以下である。
前記ガラス表面は、前記Ｒａが０．３〜０．７ｎｍであることが好ましく、０．３〜０．５ｎｍである、ことがより好ましい。
前記ガラス基板は、例えば、液晶表示装置用ガラス基板である。
【発明の効果】
【００１１】
上述のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板は、剥離帯電を抑制することができ、ガラス基板をサセプタから取り外す際に過度な力を与えてガラス基板が破損することが少なく、白ムラや白曇りが生じ難い。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本実施形態のガラス基板の断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、ＲzとＲzjisを説明する図である。
【図３】本実施形態のガラス基板を製造する方法のフローを示す図である。
【図４】図３に示す方法で用いる大気圧プラズマ洗浄装置を説明する図である。
【図５】図３に示す方法で用いるエッチング装置を説明する図である。
【図６】（ａ），（ｂ）は、実施例１および比較例の原子間力顕微鏡で測定されたガラス表面の様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明のフラットパネルディスプレイ用ガラス基板の製造方法およびガラス基板について本実施形態に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本実施形態のガラス基板の製造方法により製造されるガラス基板１０の断面図である。
ガラス基板１０は、液晶表示装置等のフラットパネルディスプレイに用いられる。例えば、厚さが０.２〜０.８ｍｍで、サイズが６８０ｍｍ×８８０ｍｍ〜２２００ｍｍ×２５００ｍｍのガラス基板である。ガラス基板１０の一方のガラス表面１２は、ＴＦＴ等の半導体素子を形成するための面であり、ポリシリコン薄膜やＩＴＯ（Indium Thin Oxide）薄膜等の複数層の薄膜を形成する半導体素子形成面である。したがって、ガラス表面１２は、Ｒa（算術平均粗さ）は、０．２（ｎｍ）以下に抑えられ、極めて滑らかな面になっている。
一方、ガラス表面１２と反対側で、ガラス表面１２に対向するガラス表面１４は、粗面化処理面となっており、Ｒaが０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であり、Ｒz−Ｒzjisが０．２（ｎｍ）以下になっている。Ｒz−Ｒzjisの下限は、特に設定されないが、実質的には、下限は０．１（ｎｍ）であることが、効果的に剥離帯電を抑制する点から好ましい。
ここで、Ｒzは粗面化処理面の凹凸を表す最大高さであり、Ｒzjisは１０点平均粗さである。
【００１５】
図２は、ＲzおよびＲzjisを説明する図である。
Ｒzは、表面プロファイル形状について、試料中の平均基準線ｍに対して最大ピーク高さをＲpと定め、最大谷深さをＲvと定めたとき、ＲpとＲvの合計値、すなわち、Ｒp＋Ｒvをいう。
Ｒzjisは、表面プロファイル形状について、試料中の平均基準線ｍに対して試料中の最大ピーク高さから高い順に上位５つのピーク高さをＹp1〜Ｙp5とし、試料中の最大谷深さから深い順に上位５つの谷深さをＹv1〜Ｙv5としたとき、Ｙp1〜Ｙp5の平均の絶対値とＹv1〜Ｙv5の平均の絶対値の合計値である。
なお、平均基準線ｍは、平均基準線ｍを基準とする上記表面プロファイル形状の各位置での高さ（高い場合は正、低い場合は負）を合計したとき、合計値が０となる高さに位置する直線をいう。
また、表面プロファイル形状から平均基準線ｍの方向に基準長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の平均基準線の方向にＸ軸を、表面プロファイル形状の高さ方向にＹ軸を取り、表面プロファイル形状の曲線をｙ＝ｆ（ｘ）で表したときに、ｆ（ｘ）の絶対値を抜き取り部分の長さの範囲で積分をし、このときの積分値を長さで割った値がＲaである。なお、Ｒa，Ｒz，Ｒzjisは、ＪＩＳ Ｂ ０６０１：２００１に定義されている。
【００１６】
上記表面プロファイル形状は、例えば、ガラス基板１０を切り出した試料（長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ）を、原子間力顕微鏡（ParkSystems社製、モデルXE-100）を用いて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として得られる形状である。
【００１７】
Ｒzの上記定義およびＲzjisの上記定義からわかるように、表面プロファイル形状が、正弦波形状のように一定の振幅で変動する場合、ＲzとＲzjisとの差分は０になる。一方、表面プロファイル形状において一部分で凹凸がばらついていて、凹凸の振幅が変動している場合、ＲzとＲzjisとの差分は大きくなる。したがって、ＲzとＲzjisとの差分は、表面粗さの一つの場所における均一性（ミクロな均一性）を表す指標として用いることができる。
【００１８】
ガラス基板１０は、後述するように、ダウンドロー法により成形されたガラス表面が極めて滑らかな両ガラス表面のうちガラス表面１４に、Ｒaが０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であり、ＲzとＲzjisとの差分が０．２（ｎｍ）以下になるように粗面化処理が施される。このように粗面化処理が施されるのは、フラットパネルディスプレイ用ガラス基板として、成膜処理が行われるとき、剥離帯電が発生し難く、かつ、白ムラや白曇りが発生し難いようにするためである。白ムラや白曇りは、ガラス基板の反射特性（拡散反射、鏡面反射）が場所によって変化することによって生じ、ガラス基板の反射特性は、ガラス表面の粗さによって定まる。したがって、白ムラや白曇りを抑制するには、ガラス表面の表面粗さが場所によって変化せず均一であること、および一つの場所においても表面粗さが均一であることが好ましい。
【００１９】
従来のガラス基板は、Ｒａを０．３ｎｍ以上１０ｎｍ以下とすることにより、剥離帯電が発生し難くなるが、Ｒａが０．３ｎｍ以上１０ｎｍ以下と広い範囲で許容されるため、Ｒａが０．３（ｎｍ）の領域とＲａが１０．０（ｎｍ）の領域とが偏って存在する場合がある。このため、ガラス表面の表面粗さが場所によって変化しない均一な粗さを有するとはいえない。
しかし、本実施形態のガラス基板１０は、Ｒaを０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下とし、一つの場所における表面粗さの均一性（ミクロな均一性）の指標であるＲzとＲzjisとの差分が０．２（ｎｍ）以下に抑制する粗面化処理により、後述する実施例に示すように、ガラス基板１０の表面粗さが場所によって変化しない均一性（マクロな均一性）が達成され得る。したがって、従来のように、部分的に白ムラや白曇りが発生することは抑制される。さらに、Ｒａが０．３（ｎｍ）以上であるので、剥離帯電も発生し難い。
【００２０】
なお、ガラス基板１０のＲaは、０．３〜０．７（ｎｍ）であることが、ガラス表面が粗面化されて剥離帯電が生じ難く、かつガラス基板の表面粗さが場所に依存せずより均一になる（マクロな均一性が向上する）点で好ましい。より好ましくは、ガラス基板１０のＲaは０．３〜０．５（ｎｍ）である。
ガラス基板１０は、ガラス表面１４のみが粗面化処理されているが、ガラス表面１２も、Ｒaが０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であり、ＲzとＲzjisとの差分が０．２（ｎｍ）以下になるように粗面化処理されてもよい。
【００２１】
ガラス基板１０のガラスの組成として、以下の成分を含むガラスが例示される。
（ａ）ＳｉＯ２:５０〜７０質量％、
（ｂ）Ｂ２Ｏ３:５〜１８質量％、
（ｃ）Ａｌ２Ｏ３:１０〜２５質量％、
（ｄ）ＭｇＯ:０〜１０質量％、
（ｅ）ＣａＯ:０〜２０質量％、
（ｆ）ＳｒＯ:０〜２０質量％、
（ｏ）ＢａＯ:０〜１０質量％、
（ｐ）ＲＯ:５〜２０質量％（ただしＲはＭｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａから選ばれる少なくとも１種である）、
（ｑ）Ｒ’２Ｏ:０〜２．０質量％（ただしＲ’はＬｉ、ＮａおよびＫから選ばれる少なくとも１種である）、
（ｒ）酸化スズ、酸化鉄および酸化セリウムから選ばれる少なくとも１種の金属酸化物を合計で０．０５〜１．５質量％。
【００２２】
このようなガラス基板１０は、ダウンドロー法、フロート法等を用いて製造される。以下の説明では、ダウンドロー法を用いた製造方法を説明する。図３は、本実施形態のガラス基板１０の製造方法のフローの一例を説明する図である。ガラス基板の製造方法は、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、粗面化処理工程（ステップＳ８０）と、端面加工工程（ステップＳ９０）と、を主に有する。
【００２３】
熔解工程（ステップＳ１０）では、図示されない熔解炉で、ガラス原料が化石燃料の燃焼による間接加熱および電気通電による直接加熱により加熱されて溶融ガラスが作られる。ガラスの熔解は、これ以外の方法で行われてもよい。
次に、清澄工程が行われる（ステップＳ２０）。清澄工程では、溶融ガラスが図示されない液槽に貯留された状態で、溶融ガラス中の気泡が上述の清澄剤を用いて取り除かれる。具体的には、溶融ガラス中で価数変動する金属酸化物の酸化還元反応によって行われる。高温時の溶融ガラスにおいて、金属酸化物は還元反応により酸素を放出し、この酸素がガスとなって、溶融ガラス中の気泡を成長させて液面に浮上させる。これにより、溶融ガラス中の気泡は脱泡される。あるいは、酸素ガスの気泡は、溶融ガラス中の他の気泡中のガスを取り込んで成長し、溶融ガラスの液面に浮上する。これにより、溶融ガラス中の気泡は脱泡される。
次に、攪拌工程が行われる（ステップＳ３０）。攪拌工程では、ガラスの化学的および熱的均一性を保つために、垂直に向けられた図示されない撹拌槽に溶融ガラスが通される。攪拌槽に設けられたスターラによって溶融ガラスは攪拌されながら、垂直下方向底部に移動し、後工程に導かれる。これによって、脈理等のガラスの不均一性を抑制することができる。
【００２４】
次に、成形工程が行われる（ステップＳ４０）。成形工程では、ダウンドロー法が用いられる。ダウンドロー法は、例えば特開２０１０−１８９２２０号公報、特許第３５８６１４２号公報を用いた公知の方法である。これにより、所定の厚さ、幅を有するシート状のガラスリボンが成形される。成形方法としては、ダウンドロー法の中でも、オーバーフローダウンドローが最も好ましいが、スロットダウンドローでもよい。
【００２５】
次に、徐冷工程が行われる（ステップＳ５０）。具体的には、シート状に成形されたガラスリボンは、歪みが発生しないように冷却速度を制御して、図示されない徐冷炉にて徐冷点以下に冷却される。
次に、採板工程が行われる（ステップＳ６０）。具体的に、連続的に生成されるガラスリボンは一定の長さ毎に採板されガラス基板が得られる。この後、切断工程（ステップＳ７０）において、所定のサイズにガラス基板が切断される。
【００２６】
次に、粗面化処理が行われる（ステップＳ８０）。具体的には、ガラス基板に表面洗浄処理が施され、その後、エッチング処理が施される。
表面洗浄処理では、例えば、大気圧プラズマ洗浄処理装置が用いられ、エッチング処理では、大気圧プラズマを用いたエッチング装置が用いられる。
【００２７】
図４は、大気圧プラズマ洗浄処理装置の一例を示す図である。
大気圧プラズマ洗浄処理装置２０は、搬送ローラ２２により搬送されるガラス基板の一方のガラス表面（搬送ローラ２２と接触する面）に、Ｎ2，Ｏ2を用いたプラズマ状態のガスをガラス基板の幅方向一杯に延びたスリット状のノズルから吹き付ける。
大気圧プラズマ洗浄処理装置２０は、Ｎ2，Ｏ2の供給路２２と、供給路２２途中の両側に設けられた一対の対向電極２４，２４と、一対の対向電極２４，２４のそれぞれの表面を覆う誘電体２６と、を有し、供給路２２の端部がプラズマ照射口となってガラス基板に向いている。
このようなプラズマにより活性化されたガスをガラス表面に吹き付けることにより、ガラス表面に付着する不要な有機物からなる薄膜を酸化して除去する。有機物からなる薄膜を除去するのは、有機物からなる薄膜が、後述するエッチング処理におけるマスクとして機能しないようにするためである。
したがって、プラズマにより洗浄されたガラス表面は、有機物が除去されて親水性を呈する。このときガラス表面１４における水の接触角は１０度以下になることが好ましく、５度以下になることがより好ましい。このような好ましい形態は、活性化されたガスによる洗浄時間あるいはガスの流量を調整することで達成することができる。すなわち、表面洗浄の条件として、洗浄時間および活性化されたガスの流量を調整することにより、水の接触角が１０度以下になるようにすることが好ましい。
【００２８】
なお、大気圧プラズマを用いた洗浄の代わりに、オゾンガスの吹き付けや紫外線の照射を行うことにより、有機物の薄膜を除去することもできる。少なくとも有機物を酸化させあるいは有機物の薄膜を改質させて除去できればよい。また、有機物を除去可能な洗浄液の塗布やディップ処理により洗浄を行ってもよい。しかし、後述するドライエッチングを効率的に行うには、オゾンガスの吹き付けや紫外線の照射により洗浄を行うのが好ましい。
【００２９】
図５は、大気圧プラズマを用いたエッチング装置の一例を示す図である。
大気圧プラズマを用いたエッチング装置３０は、エッチングヘッド３４と、図示されないガス排気ユニットと、を有する。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の一方のガラス表面（搬送ローラ３２と接触する面）に、エッチングガスをエッチングヘッド３４のガラス基板の幅方向一杯に延びたスリット状のノズルからガラス表面に吹き付ける。エッチングガスは、ＣＦ4およびＨ2Ｏの混合ガスをプラズマ状態とすることで生成される活性化したＨＦ成分を有するガスである。これにより、ガラス表面は、エッチングガスにより粗面化される。
なお、ガラス基板は、Ｒaが０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であり、ＲzとＲzjisとの差分が０．２（ｎｍ）以下となるように、粗面化処理の条件（表面洗浄の条件およびエッチング条件）は設定される。例えば、エッチング条件では、ガラス基板の搬送速度を調整することでエッチングの処理時間を調整し、あるいは、ガラス表面に吹き付けるエッチングガスの流量を調整する。なお、エッチング処理の前に、ガラス表面は表面洗浄され、
好ましくは、洗浄条件として水の接触角が１０度以下になるように設定されるので、有機物からなる薄膜は確実に除去され、ガラス表面は均一に（ミクロおよびマクロな均一性で）エッチングされる。
【００３０】
なお、粗面化処理のためにエッチングする方法は、エッチングガスを用いたドライエッチングに限られず、エッチング液中に浸漬することで、両ガラス表面をエッチングしてもよい。この場合においても、ガラス基板は、Ｒaが０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であり、ＲzとＲzjisとの差分が０．２（ｎｍ）以下となるように、粗面化処理の条件（表面洗浄の条件およびエッチング条件）は設定される。ガラス基板の半導体素子が形成される面に粗面化処理が施されても、ＲzとＲzjisとの差分が０．２（ｎｍ）以下となる表面粗さが均一な面であれば、半導体素子の形成および半導体素子の特性に影響を与えない。
こうして、粗面化処理工程が行われる。
【００３１】
この後、端面加工工程が行われる（ステップＳ９０）。端面加工工程では、ガラス表面および端面の研削・研磨が行われる。端面加工は、例えば、ダイヤモンドホイールや樹脂ホイールなどが用いられる。
ガラス基板の製造方法は、この他に、洗浄工程及び検査工程を有するが、これらの工程の説明は省略する。
【００３２】
以上のように、ガラス基板１０は、ガラス表面のＲａが０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であって、Ｒz−Ｒzjisが０．２（ｎｍ）以下の面となっているので、ガラス基板１０のガラス表面の表面粗さは均一になり（マクロな均一及びミクロな均一が達成され）、白ムラや白曇りが生じ難く、しかも剥離帯電の発生を抑制する。上記ガラス表面は均一な粗面となるので、ＴＦＴ等の半導体素子が形成される半導体形成面が上記粗面であっても問題がない。
特に、Ｒａを０．３(ｎｍ)以上０．7(ｎｍ)とし、より好ましくは０．３(ｎｍ)以上０．５(ｎｍ)以下とすることにより、より均一な表面粗さを得ることができる。
【００３３】
[実施例]
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ガラス基板を作製した。
（粗面化処理）
図４に示す大気圧プラズマ洗浄装置２０を用いて生成されたプラズマ状態のＮ2,Ｏ2の混合ガスを、毎分所定の量、ガラス基板の幅一杯に流し、ガラス基板のガラス表面を洗浄した。
【００３４】
また、図５に示すエッチング装置３０を用いてエッチングを行った。エッチング装置３０において希ガス等を用いて生成されたプラズマ中にＣＦ4，Ｈ2Ｏの混合ガスを通過させることにより得られたエッチングガスＨＦを、毎分所定の量、ガラス基板の幅一杯に流して、エッチングを行った。
下記表１に示す実施例１〜３および比較例は、ガラス基板の搬送速度を変えて、大気圧プラズマ洗浄装置２０およびエッチング装置３０それぞれのノズルを通過する時間（処理時間）を変えた。実施例１および比較例の上記処理時間は９秒であり、実施例２，３の上記処理時間は５秒であった。洗浄及びエッチングはいずれも常温で行った。
【００３５】
（粗面化処理の評価）
粗面化処理の施されたガラス基板について、長さ５０ｍｍ×幅５０ｍの試料を切り出して、ガラス表面を、原子間力顕微鏡（ParkSystems社製、モデルXE-100）を用いた。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得た。具体的には、１つのガラス基板の複数の位置から切り出した複数の試料について表面プロファイル形状を得て、Ｒa，Ｒz，Ｒzjisを調べた。また、上記複数の位置におけるＲａの変動（最大値と最小値の差）を調べた。
【００３６】
図６（ａ），（ｂ）は、原子間力顕微鏡で測定されたガラス表面の画像の例を示す図である。いずれの画像においても、縦方向の長さおよび横方向の長さは１μｍに相当する。図６（ａ）は大気圧プラズマ洗浄を行った後エッチングを行った実施例１の測定結果であり、図６（ｂ）は大気圧プラズマ洗浄を行うことなくエッチングを行った比較例の測定結果である。図６（ａ），（ｂ）を比較することにより、実施例１の表面の凹凸が比較例の表面の凹凸に比べて均一である（ミクロな均一性が達成される）ことが言える。
【００３７】
下記表１には、作製した複数のガラス基板のＲa，Ｒz，Ｒzjisと、その評価結果を示している。なお、表１中のＲａは、図４，５に示すガラス基板の搬送方向（矢印）の先端位置、中央位置、および後端位置であって、いずれもガラス基板の幅方向の中央部分の場所、合計３箇所について調べた結果である。表１中のＲａの変動は、上記３箇所におけるＲａの最大値と最小値の差分である。表１中のＲz，Ｒzjisは、いずれも上記３箇所における平均値である。
【００３８】
【表１】
【００３９】
表１によると、大気圧洗浄プラズマを用いてガラス基板を洗浄した後エッチングすることで、Ｒａが０．３（ｎｍ）以上１（ｎｍ）以下であり、かつ、Ｒz−Ｒzjisが０．２（ｎｍ）以下となる実施例１〜３のＲａの変動は０．０７５〜０．０９６（ｎｍ）であり極めて小さく、場所によってＲａは変化しにくい。また、実施例１〜３において、白ムラ、白曇りがなかったことも確認された。また、実施例１〜３のＲａは、０．３（ｎｍ）以上１０（ｎｍ）以下であるので、剥離帯電も生じにくい。
一方、比較例は、そのＲａが０．３（ｎｍ）以上１（ｎｍ）以下であるとしても、Ｒz−Ｒzjisが０．２（ｎｍ）以下でない。このため、Ｒａの変動は実施例１〜３のＲａの変動（０．０７５〜０．０９６）に比べて２〜３倍大きく、０．２３１（ｎｍ）である。したがって、比較例では、白ムラ、白曇りが起こり易く、製造上の歩留まりも低下し易い。
以上より、ガラス基板１０の効果は明白である。
【００４０】
以上、本発明の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およびガラス基板について詳細に説明したが、本発明は上記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、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【００４１】
１０ ガラス基板
１２，１４ ガラス表面
２０ 大気圧プラズマ洗浄処理装置
２２，３２ 搬送ローラ
２４ 対向電極
２６ 誘電体
３０ エッチング装置
３４ エッチングヘッド
【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半導体素子形成面と反対側のガラス表面を洗浄処理する工程と、
洗浄された前記ガラス表面にエッチング処理をする工程と、を有し、
前記エッチング処理された前記ガラス表面のＲａ（原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の算術平均粗さ）が０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であって、Ｒz−Ｒzjis（Ｒzjisは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の１０点平均粗さであり、Ｒzは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の最大高さである）が０．２（ｎｍ）以下になるように、前記ガラス表面の前記洗浄処理および前記エッチング処理が行われる、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記ガラス基板の洗浄処理は、大気圧プラズマ洗浄である、請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
洗浄処理された前記ガラス基板のガラス表面における水の接触角度は、１０度以下である、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】
前記エッチング処理は、プラズマを用いたドライエッチング処理である、請求項１〜３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１〜４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】
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であって、
ガラス基板の半導体素子形成面と反対側のガラス表面のＲａ（原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の算術平均粗さ）が０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であって、Ｒz−Ｒzjis（Ｒzjisは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の１０点平均粗さであり、Ｒzは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の最大高さである）が０．２（ｎｍ）以下である、ことを特徴とするガラス基板。
【請求項７】
前記ガラス表面は、前記Ｒａが０．３〜０．７ｎｍである、請求項６に記載のガラス基板。
【請求項８】
前記ガラス表面は、前記Ｒａが０．３〜０．５ｎｍである、請求項７に記載のガラス基板。
【請求項９】
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６〜８のいずれか１項に記載のガラス基板。
【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半導体素子形成面と反対側のガラス表面を洗浄処理する工程と、
洗浄された前記ガラス表面にエッチング処理をする工程と、を有し、
前記エッチング処理された前記ガラス表面のＲａ（原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の算術平均粗さ）が０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であって、Ｒz−Ｒzjis（Ｒzjisは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の１０点平均粗さであり、Ｒzは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の最大高さである）が０．２（ｎｍ）以下になるように、前記ガラス表面の前記洗浄処理および前記エッチング処理が行われる、ことを特徴とするガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記ガラス基板の洗浄処理は、大気圧プラズマ洗浄である、請求項１に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項３】
洗浄処理された前記ガラス基板のガラス表面における水の接触角度は、１０度以下である、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】
前記エッチング処理は、プラズマを用いたドライエッチング処理である、請求項１〜３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１〜４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】
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であって、
ガラス基板の半導体素子形成面と反対側のガラス表面のＲａ（原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の算術平均粗さ）が０．３（ｎｍ）以上１．０（ｎｍ）以下であって、Ｒz−Ｒzjis（Ｒzjisは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の１０点平均粗さであり、Ｒzは原子間力顕微鏡により測定される表面凹凸の最大高さである）が０．２（ｎｍ）以下である、ことを特徴とするガラス基板。
【請求項７】
前記ガラス表面は、前記Ｒａが０．３〜０．７ｎｍである、請求項６に記載のガラス基板。
【請求項８】
前記ガラス表面は、前記Ｒａが０．３〜０．５ｎｍである、請求項７に記載のガラス基板。
【請求項９】
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６〜８のいずれか１項に記載のガラス基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−１７１８３１（Ｐ２０１２−１７１８３１Ａ）
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−３４９７３（Ｐ２０１１−３４９７３）
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【出願人】（５９８０５５９１０）ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月１０日（２０１２．９．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２１日（２０１１．２．２１）
【出願人】（５９８０５５９１０）ＡｖａｎＳｔｒａｔｅ株式会社 (81)
【Ｆターム（参考）】
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