(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体素子またはカラーフィルタ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、
半導体素子またはカラーフィルタが形成される表面である第１表面と、
前記第１表面の反対側の表面である第２表面と、
を備え、
前記第１表面および前記第２表面の面積増分率は、それぞれ、少なくとも０．０５％であり、
前記面積増分率は、原子間力顕微鏡を用いて前記第１表面または前記第２表面の１μｍ×１μｍのスキャン範囲を測定して得られる３次元データから算出される表面積であって、前記第１表面または前記第２表面の前記スキャン範囲における表面積である実面積Ｓ1と、前記スキャン範囲の幾何学的形状の面積である測定面積Ｓ0とに基づいて、下記の式（Ｉ）：
ｄＳ＝［（Ｓ1−Ｓ0）／Ｓ0］×１００（％）  （Ｉ）
により算出される値ｄＳであり、
ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3およびＢ2Ｏ3を含む組成を有するボロアルミノシリケートガラスを用いた基板である、
ガラス基板。
【請求項２】
前記第１表面および前記第２表面の前記面積増分率は、それぞれ、少なくとも０．１５％である、
請求項１に記載のガラス基板。
【請求項３】
前記第１表面に形成される前記半導体素子は、ポリシリコンである、
請求項１または２に記載のガラス基板。
【請求項４】
前記組成は、５０質量％〜７０質量％のＳｉＯ2、１０質量％〜２５質量％のＡｌ2Ｏ3、５質量％〜１８質量％のＢ2Ｏ3、５質量％〜２０質量％のＲＯ（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。）、および、０質量％〜２．０質量％のＲ’2Ｏ（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。）を含む、
請求項１から３のいずれか１項に記載のガラス基板。
【請求項５】
半導体素子またはカラーフィルタ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、
半導体素子またはカラーフィルタが形成されるガラス基板の表面である第１表面、および、前記第１表面の反対側の表面である第２表面をエッチングするエッチング工程を備え、
前記エッチング工程では、前記第１表面および前記第２表面の漏電性が高くなるように、前記第１表面および前記第２表面の表面積を増加させ、
前記ガラス基板は、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3およびＢ2Ｏ3を含む組成を有するボロアルミノシリケートガラスを用いた基板である、
ガラス基板の製造方法。
【請求項６】
前記第１表面および前記第２表面の面積増分率は、それぞれ、少なくとも０．０５％であり、
前記面積増分率は、原子間力顕微鏡を用いて前記第１表面または前記第２表面の１μｍ×１μｍのスキャン範囲を測定して得られる３次元データから算出される表面積であって、前記エッチング工程でエッチングされた前記第１表面または前記第２表面の前記スキャン範囲における表面積である実面積Ｓ1と、前記スキャン範囲の幾何学的形状の面積である測定面積Ｓ0とに基づいて、下記の式（ＩＩ）：
ｄＳ＝［（Ｓ1−Ｓ0）／Ｓ0］×１００（％）  （ＩＩ）
により算出される値ｄＳである、
請求項５に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項７】
前記第１表面および前記第２表面の前記面積増分率は、それぞれ、少なくとも０．１５％である、
請求項６に記載のガラス基板の製造方法。
【請求項８】
前記組成は、５０質量％〜７０質量％のＳｉＯ2、１０質量％〜２５質量％のＡｌ2Ｏ3、５質量％〜１８質量％のＢ2Ｏ3、５質量％〜２０質量％のＲＯ（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。）、および、０質量％〜２．０質量％のＲ’2Ｏ（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。）を含む、
請求項５から７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、および、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（ＦＰＤ）の製造にガラス基板が用いられている。ＦＰＤ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。そのため、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している。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、かつ、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。そのため、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が加えられて、ガラス基板が破損してしまうおそれがある。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おそれがある。さらに、ガラス基板のローラ搬送等によって発生する、ガラス基板の静電気帯電によって、ガラス基板の表面に、雰囲気中のパーティクルが引き付けられてしまう場合がある。
【０００３】
このような状況の下、ＦＰＤ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、静電気破壊（ＥＳＤ）を伴うことなくガラス基板表面から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、ガラス基板表面内において電荷の移動が起こりやすい場合、ガラス基板表面から電荷が漏洩して静電気が放出されやすい。また、非特許文献１（静電気学会誌、第１８巻、第４号（１９９４）３６４〜３７０ページ）に記載されているように、ガラス基板表面の吸着水分量が多いほど、ガラス基板の表面抵抗率が小さくなり、ガラス基板表面から電荷が漏洩しやすい傾向がある。従って、ガラス基板表面に保持される水分量が多いほど、ガラス基板表面の帯電が抑制される効果が大きいと考えられる。
【０００６】
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、および、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】
【０００７】
本発明に係るガラス基板は、半導体素子またはカラーフィルタ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。ガラス基板は、第１表面と、第２表面とを備える。第１表面は、半導体素子またはカラーフィルタが形成される表面である。第２表面は、第１表面の反対側の表面である。第２表面の面積増分率は、少なくとも０．０５％である。面積増分率は、実面積Ｓ1と、測定面積Ｓ0とに基づいて、下記の式（Ｉ）：
ｄＳ＝［（Ｓ1−Ｓ0）／Ｓ0］×１００（％）  （Ｉ）
により算出される値ｄＳである。実面積Ｓ1は、原子間力顕微鏡を用いて第２表面の１μｍ×１μｍのスキャン範囲を測定して得られる３次元データから算出される表面積であって、第２表面のスキャン範囲における表面積である。測定面積Ｓ0は、スキャン範囲の幾何学的形状の面積である。
【０００８】
このガラス基板は、ウエットエッチング等によって表面積を増加させる表面処理が行われた第２表面を有する。この表面処理によって、第２表面に保持される水分量が増加する。ガラス基板の第２表面に保持される水分量が多いほど、ガラス基板の表面抵抗率が小さくなり、ガラス基板表面から電荷が漏洩しやすい。そのため、このガラス基板は、帯電が効果的に抑制される。
【０００９】
また、面積増分率は、少なくとも０．１５％であることが好ましい。
【００１０】
本発明に係るガラス基板の製造方法は、半導体素子またはカラーフィルタ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、エッチング工程を備える。エッチング工程は、半導体素子またはカラーフィルタ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表面をエッチングする。第２表面の面積増分率は、少なくとも０．０５％である。面積増分率は、実面積Ｓ1と、測定面積Ｓ0とに基づいて、下記の式（ＩＩ）：
ｄＳ＝［（Ｓ1−Ｓ0）／Ｓ0］×１００（％）  （ＩＩ）
により算出される値ｄＳである。実面積Ｓ1は、原子間力顕微鏡を用いて第２表面の１μｍ×１μｍのスキャン範囲を測定して得られる３次元データから算出される表面積であって、エッチング工程でエッチングされた第２表面のスキャン範囲における表面積である。測定面積Ｓ0は、スキャン範囲の幾何学的形状の面積である。
【００１１】
このガラス基板の製造方法では、ガラス基板の第２表面は、エッチングによって表面積を増加させる表面処理が行われる。この表面処理によって、第２表面に保持される水分量が増加する。ガラス基板の第２表面に保持される水分量が多いほど、ガラス基板の表面抵抗率が小さくなり、ガラス基板表面から電荷が漏洩しやすい。そのため、このガラス基板の製造方法では、ガラス基板の帯電が効果的に抑制される。
【００１２】
また、面積増分率は、少なくとも０．１５％であることが好ましい。
【００１３】
また、エッチング工程において、第２表面は、フッ化水素を含むエッチャントによってエッチングされることが好ましい。
【００１４】
また、エッチング工程において、第１表面は、第２表面と共にエッチングされることが好ましい。このガラス基板の製造方法では、ガラス基板の第１表面および第２表面の帯電が効果的に抑制される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るガラス基板、および、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】ドライエッチング装置の一例を示す図である。
【図４】ウエット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。本実施形態で用いられ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、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。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、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。
【００２０】
（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。
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
（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。
【００３３】
（２−１）洗浄工程
洗浄工程では、粗面化表面１２ｂの洗浄処理が行われる。洗浄処理は、例えば、プラズマ洗浄処理である。プラズマ洗浄処理では、例えば、窒素および酸素の混合ガスである空気、および、アルゴンから生成される、プラズマ状態で活性化されたガスが用いられる。
【００３４】
プラズマ洗浄処理では、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が除去される。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。なお、エッチング工程での表面処理の前に行う洗浄工程は、必須の工程ではなく、表面処理される粗面化表面１２ｂの清浄度が高ければ行う必要はない。
【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のエッチング処理が行われる。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。エッチング処理では、フッ素系のエッチャントが用いられ、特に、フッ化水素を含むエッチャントが用いられることが好ましい。
【００３７】
図３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、主として、エッチングノズル３１と搬送ローラ３２とを備える。ガラス基板１０は、搬送ローラ３２により搬送される。ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂは、搬送ローラ３２と接触する表面である。エッチングノズル３１は、ガラス基板１０の幅方向に延びるスリット状のノズルである。エッチングノズル３１は、搬送されるガラス基板１０の粗面化表面１２ｂに、エッチャントを吹き付ける。エッチャントは、例えば、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、気体のフッ化水素である。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。
【００３８】
図４は、ウエットエッチング装置の一例を示す図である。ウエットエッチング装置４０は、主として、搬送ローラ４２と、粗面化ローラ４４と、接触ローラ４６と、エッチャント槽４８とを備える。ガラス基板１０は、搬送ローラ４２および粗面化ローラ４４により搬送される。ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂは、搬送ローラ４２および粗面化ローラ４４と接触する表面である。粗面化ローラ４４の外周面は、スポンジで構成される。粗面化ローラ４４の外周面の一部は、エッチャント槽４８に貯留されているエッチング液４９に浸漬されている。エッチング液４９は、例えば、フッ化水素酸である。粗面化ローラ４４の表面は、エッチング液４９を吸収する。そのため、粗面化ローラ４４に吸収されたエッチング液４９は、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂと接触するので、エッチング液４９が粗面化表面１２ｂに塗布される。粗面化表面１２ｂに塗布されるエッチング液４９の量を調節するために、粗面化ローラ４４に吸収されたエッチング液４９の一部は、粗面化ローラ４４の表面を押圧する接触ローラ４６によって絞り取られる。また、ガラス基板１０の素子形成表面１２ａにエアー等を吹き付けることにより、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂと粗面化ローラ４４との接触する圧力を高く保つことができる。
【００３９】
エッチング工程では、ガラス基板１０の搬送速度を調整することによって、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に付着するエッチャントの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。
【００４０】
エッチング工程後の粗面化表面１２ｂの表面積は、エッチング工程前の粗面化表面１２ｂの表面積より大きい。粗面化表面１２ｂの面積増分率は、少なくとも０．０５％であり、好ましくは、少なくとも０．１５％である。面積増分率は、実面積Ｓ1と、測定面積Ｓ0とに基づいて、下記の式（ＩＩＩ）：
ｄＳ＝［（Ｓ1−Ｓ0）／Ｓ0］×１００（％）  （ＩＩＩ）
により算出される値ｄＳである。実面積Ｓ1は、原子間力顕微鏡を用いて粗面化表面１２ｂの１μｍ×１μｍのスキャン範囲を測定して得られる３次元データから算出される表面積であって、粗面化表面１２ｂのスキャン範囲における表面積である。測定面積Ｓ0は、スキャン範囲の幾何学的形状の面積である。
【００４１】
（３）特徴
ガラス基板１０の表面には、ガラス基板１０の周囲の雰囲気に存在する水分子が付着する。具体的には、ガラス基板１０の表面に、水分子が物理的に吸着する。また、ガラス基板１０の表面に存在するシラノール構造（Ｓｉ−ＯＨ）のヒドロキシル基に、水分子が水素結合する。そのため、ガラス基板１０の表面は、水分を保持することができ、ガラス基板１０の表面には、水分子の膜が形成される。
【００４２】
水分子の膜において、ガラス基板１０の表面に近い下層の水分子は、ガラス基板１０の表面との吸着力によって移動しにくい。一方、上層の水分子は、ガラス基板１０の表面との吸着力が小さいので、ガラス基板１０の表面に形成される水分子の膜の中を容易に移動することができる。
【００４３】
また、水中において、水分子の一部は、Ｈ+イオンとＯＨ-イオンとに解離している。そして、水中には、水分子がＨ+イオンと会合することによって生成されたＨ3Ｏ+およびＨ9Ｏ4+等が存在する。そのため、ガラス基板１０の表面に形成される水分子の膜の上層では、Ｈ3Ｏ+およびＨ9Ｏ4+等が、ガラス基板１０の表面に沿って移動している。
【００４４】
本実施形態では、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂは、エッチングによる粗面化処理が行われる。粗面化処理によって、粗面化表面１２ｂの表面積が増加する。粗面化表面１２ｂの表面積の増加によって、粗面化表面１２ｂに付着する水分子の数が増加する。従って、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂが保持する水分量は、エッチングされる前の粗面化表面１２ｂが保持する水分量より大きい。
【００４５】
そして、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂに保持される水分量が多いほど、粗面化表面１２ｂに形成される水分子の膜が厚くなる。そのため、粗面化表面１２ｂの保持水分量が多いほど、水分子の膜の中を容易に移動することができるＨ3Ｏ+およびＨ9Ｏ4+等の数が増加するので、粗面化表面１２ｂの表面抵抗が減少する。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の表面積が増加す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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。また、ガラス基板１０の静電気の帯電に起因してガラス基板１０の表面にパーティクルが付着することが防止され、パーティクルの付着によるカラーフィルタ剥がれ、および、配線電極剥がれを抑制することができる。
【００４８】
（４）変形例
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。当然、本発明は、半導体素子が表面に形成されるガラス基板だけでなく、カラーフィルタが表面に形成されるガラス基板にも効果を奏する。
【００４９】
（４−１）変形例Ａ
本実施形態では、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂのみが、エッチングによる粗面化処理が行われる。しかし、ガラス基板１０の素子形成表面１２ａおよび粗面化表面１２ｂが、エッチングによる粗面化処理が行われてもよい。これにより、粗面化表面１２ｂの帯電だけでなく、素子形成表面１２ａの帯電も効果的に抑制されるので、ガラス基板１０に蓄積された静電気が粗面化表面１２ｂからより放出されやすい。
【００５０】
なお、ガラス基板１０の素子形成表面１２ａには、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等の半導体素子が形成されるので、素子形成表面１２ａは、半導体素子の形成が阻害されない程度に粗面化されることが好ましい。具体的には、粗面化された素子形成表面１２ａは、２．０ｎｍ未満のＲａ（算術平均粗さ）を有することが好ましい。
【００５１】
（４−２）変形例Ｂ
本実施形態では、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂは、洗浄処理で洗浄された後、エッチング処理で粗面化される。しかし、粗面化表面１２ｂのエッチング処理が行われる前に、サンドブラスト法等によって粗面化表面１２ｂを研磨する表面処理が行われてもよい。この場合においても、粗面化表面１２ｂは、研磨された後、エッチング工程において、フッ素系のエッチャントを用いてエッチング処理される。
【００５２】
（４−３）変形例Ｃ
本実施形態では、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂのウエットエッチング処理の例として、粗面化ローラ４４を用いて粗面化表面１２ｂにエッチング液を塗布するローラエッチング処理について説明した。しかし、粗面化表面１２ｂのウエットエッチング処理は、例えば、シャワーエッチング処理およびディップエッチング処理であってもよい。
【００５３】
シャワーエッチング処理では、ガラス基板１０の粗面化表面１２ｂに、エッチング液の微小な液滴が吹き付けられる。これにより、エッチング液が粗面化表面１２ｂに均一に付着して、粗面化表面１２ｂが粗面化される。
【００５４】
ディップエッチング処理では、ガラス基板１０全体を、エッチング液が貯留されているエッチング液槽に浸漬する。これにより、ガラス基板１０の素子形成表面１２ａおよび粗面化表面１２ｂが粗面化される。
【００５５】
（５）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、表面積の変化を測定した。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積を測定した。また、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積を測定した。さらに、ガラス基板表面の帯電性および漏電性を測定した。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。ガラス基板の帯電性の評価は、７３０ｍｍ×９２０ｍｍのサイズを有し、厚さが０．５ｍｍのガラス基板を用いた。
【００５６】
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、プラズマ状態のアルゴンガスを、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。
【００５７】
次に、洗浄したガラス基板の表面を、ドライエッチング処理またはウエットエッチング処理によって粗面化した。ドライエッチング処理では、プラズマ状態のアルゴンからなるキャリアガス中に、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。ウエットエッチング処理では、上述したローラエッチング処理、シャワーエッチング処理およびディップエッチング処理のいずれかを行った。
【００５８】
次に、粗面化処理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。
【００５９】
第一に、エッチング処理によるガラス基板表面積の増加率を算出した。具体的には、原子間力顕微鏡を用いて、ガラス基板試料の１μｍ×１μｍのスキャン範囲を、２５６ポイント×２５６ポイント測定し、得られた３次元データからスキャン範囲の表面積を算出した。算出されたスキャン範囲の実際の表面積を、実面積Ｓ1とする。また、スキャン範囲の幾何学的形状の面積である測定面積Ｓ0を算出した。そして、実面積Ｓ1と、測定面積Ｓ0とから上記の式（ＩＩＩ）に基づいて、面積増分率ｄＳを算出した。
【００６０】
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の絶対値が小さいほど、ガラス基板表面の帯電性が低いと判定した。
【００６１】
第三に、ガラス基板表面の漏電性を評価した。漏電性の評価は、ガラス基板の表面を所定の電位に帯電させ、ガラス基板をテーブル表面から剥離した状態、すなわち、ガラス基板をリフトアップした状態で放置した。次に、ガラス基板の表面の帯電量が減少する速度を計測した。そして、ガラス基板表面の帯電量が減少する速度が大きいほど、ガラス基板表面の漏電性が高いと判定した。
【００６２】
下記の表１には、実施例１〜４、比較例１、比較例２および参考例からなる７枚のガラス基板に関して、エッチング処理の方法、面積増分率、帯電性の評価結果、および、漏電性の測定結果が示されている。参考例は、表面を研磨する処理の後にエッチング処理が行われたガラス基板に関する。なお、エッチング処理に使用したエッチャントは、フッ化水素である。
【００６３】
【表１】
0005572195.tif 000002
【００６４】
表１において、「処理方法」は、ガラス基板表面のエッチング処理の方法を表す。実施例１，２，４、比較例２および参考例の「処理方法」の欄には、使用されたエッチャントの濃度が記載されている。例えば、実施例１のロールエッチング処理では、２０００ｐｐｍのフッ化水素酸が使用された。実施例４のディップエッチング処理では、ガラス基板の両面がエッチング処理された。参考例では、シャワーエッチング処理の前に、酸化セリウム研磨剤を用いてガラス基板の表面を研磨する処理が行われた。比較例１では、ガラス基板表面のエッチング処理は行われなかった。表１において、「帯電性」は、ガラス基板表面の帯電量の評価において、ガラス基板表面の最大帯電量の絶対値が小さい順に、「○」、「△」および「×」で表される。
【００６５】
表１によると、実施例１〜４に示されるように、エッチング処理による面積増分率が０．１０％以上である場合に、高い漏電性が確認された。また、参考例に示されるように、エッチング処理による面積増分率が０．０５％である場合においても、ある程度の漏電性が確認された。また、帯電性と漏電性との間に相関関係が確認された。
【００６６】
さらに、実施例１〜４の帯電性の評価を、ガラス基板の剥離回数を増やして比較したところ、実施例１，２および４では、実施例３よりも帯電性が抑制されることが確認され、実施例２および４では、実施例１および３よりも帯電性が抑制されることが確認された。また、片面が粗面化された実施例２と、両面が粗面化された実施例４とでは、帯電性が抑制される効果は、ほぼ同等であった。
【００６７】
以上より、ガラス基板の粗面化工程において、ガラス基板の表面積が増加するように、エッチング処理を行うことで、ガラス基板表面の漏電性が向上することが確認された。すなわち、ガラス基板の表面積が大きいほど、ガラス基板の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。
【符号の説明】
【００６８】
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】
【００６９】
【特許文献１】特開２００５−２５５４７８号公報
【非特許文献】
【００７０】
【非特許文献１】静電気学会誌、第１８巻、第４号（１９９４）３６４〜３７０ページ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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