(57)【要約】【課題】低放射性のガラスを製造する方法であって、可能な限り少数の方法ステップしか有しておらず、かつ従来技術に記載された方法よりも著しく少ない手間及び費用しか必要としない方法を提供する。【解決手段】放射線感受性のセンサ、特に半導体テクノロジーにおける放射性感受性のセンサのための、僅かなα固有放射しか伴わない低放射性のカバーガラスを、中間形状を形成することなく、平面ガラスとして直接的に形状付与することによって製造する方法が提供される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線感受性のセンサ、特に半導体テクノロジーにおける放射性感受性のセンサのための、僅かなα固有放射しか伴わない低放射性のカバーガラスを、中間形状を形成することなく、平面ガラスとして直接的に形状付与することによって製造する方法。
【請求項２】
低放射性のカバーガラスを、引抜き方法、特にダウンドロー方法又はアップドロー方法、又はフロート方法によって製造する、請求項１記載の方法。
【請求項３】
低放射性のカバーガラスを、０．０３〜２０ｍｍ、特に０．１〜５ｍｍの厚さに製造する、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
低放射性のカバーガラスを、ダウンドロー又はアップドロー方法で、０．１〜１５ｍ／ｍｉｎ、特に０．４〜８ｍ／ｍｉｎの引抜き速度で製造する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
低放射性のカバーガラスを、幅及び／又は長さが２００ｍｍを上回る大面積の基板として製造する、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
ガラスのための出発材料として、僅かなα固有放射しか伴わない材料を使用する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
ガラスのための出発材料として、０．００２０カウント／ｃｍ２ｈ未満、特に有利には０．００１５カウント／ｃｍ２ｈ未満、さらに特に有利には０．００１３カウント／ｃｍ２ｈ未満のα放射を伴う材料を使用する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
ガラスのための出発材料を、生産されるガラスのウラン及びトリウム含有量がそれぞれ２０ｐｐｂ未満、特に有利にはそれぞれ１５ｐｐｂ未満、さらに特に有利にはそれぞれ１０ｐｐｂ未満であるように選択する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
ガラスのための出発材料を、生産されるガラスのラジウム含有量が２０ｐｐｂ未満、特に有利には１５ｐｐｂ未満、さらに特に有利には１０ｐｐｂ未満であるように選択する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
いかなる廃ガラスも溶解のために使用しない、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
低放射性のカバーガラスの製造のために、低放射性の材料、特にウラン及びトリウム含有量がそれぞれ１００ｐｐｂ未満、有利には８０ｐｐｂ未満、特に有利には５０ｐｐｂ未満の材料を含有するか又は該低放射性の材料から成る溶解槽、特に底部と柵とから構成された溶解プール、オプションではリング槽と丸天井とから構成された槽上部構造体を使用する、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
低放射性のカバーガラスの製造のために、低放射性の材料、特にラジウム含有量が１００ｐｐｂ未満、有利には８０ｐｐｂ未満、特に有利には５０ｐｐｂ未満の材料を含有するか又は該低放射性の材料から成る溶解槽、特に底部と柵とから構成された溶解プール、オプションではリング槽と丸天井とから構成された槽上部構造体を使用する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１３】
低放射性のカバーガラスの製造のために、低放射性の材料、特にウラン及びトリウム含有量がそれぞれ１００ｐｐｂ未満、有利には８０ｐｐｂ未満、特に有利には５０ｐｐｂ未満の材料を含有するか又は該低放射性の材料から成る低放射性の槽煉瓦を使用する、請求項１から１２までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１４】
低放射性のカバーガラスの製造のために、低放射性の材料、特にラジウム含有量が１００ｐｐｂ未満、有利には８０ｐｐｂ未満、特に有利には５０ｐｐｂ未満の材料を含有するか又は該低放射性の材料から成る低放射性の槽煉瓦を使用する、請求項１から１３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１５】
低放射性の槽煉瓦を、泥漿鋳込み方法で低放射性の出発材料から製造する、請求項１３又は１４記載の方法。
【請求項１６】
低放射性の槽煉瓦を、低放射性の鋳型材料の使用下で製造する、請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
低放射性の槽煉瓦を、泥漿鋳込み方法での製造後に表面処理する、請求項１５又は１６記載の方法。
【請求項１８】
前記表面処理を、槽煉瓦の、溶解槽中で溶融物に接触する表面、特に最上位の表面層を除去する形式で実施する、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記表面、特に前記最上位の表面層の除去を、研削又は鋸挽きによって実施する、請求項１８記載の方法。
【請求項２０】
溶解層を、ウラン、トリウム及びラジウム含有量がそれぞれ１００ｐｐｂ未満、有利には８０ｐｐｂ未満、特に有利には５０ｐｐｂ未満の高純度アモルファス酸化ケイ素を含有するか又は該高純度アモルファス酸化ケイ素から成っている槽煉瓦で内張りする、請求項１１から１９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２１】
出発材料として、以下の組成物（酸化物をベースとした重量％）：
ＳｉＯ２      ６０−７０重量％
Ｎａ２Ｏ      １−１０重量％
Ｋ２Ｏ        ０−２０重量％、特に５重量超、８重量％以下
ＺｎＯ        ０−１０重量％
Ａｌ２Ｏ３    ０−１０重量％
Ｂ２Ｏ３      ０−１０重量％
ＴｉＯ２      ０．１重量％超、１０重量％以下、特に１−８重量％
Ｓｂ２Ｏ３    ０−２重量％
のうちの１つから選択されたガラス組成物を使用する、請求項１から２０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２２】
出発材料として、以下の組成物（酸化物をベースとした重量％）：
ＳｉＯ２      ４８−５８重量％
ＢａＯ      １０−３０重量％
Ｂ２Ｏ３      １−１５重量％
Ａｌ２Ｏ３    ０−２０重量％
Ａｓ２Ｏ３    ０−２重量％
ＳｒＯ        ０−３重量％
ＣａＯ        ０−５重量％、
オプションで
ＴｉＯ２      ０．１重量％超、１０重量％以下、特に１−８重量％
のうちの１つから選択されたガラス組成物を使用する、請求項１から２０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２３】
出発材料として、以下の組成物（酸化物をベースとした重量％）：
ＳｉＯ２      ４５−７０重量％、特に６０−７０重量％
Ｂ２Ｏ３      １−２０重量％、特に１０−１５重量％
Ａｌ２Ｏ３    ０−２０重量％、特に５−１０重量％
Ｎａ２Ｏ      １−１０重量％、特に１−５重量％
ＢａＯ        １−１０重量％、特に５−１０重量％
ＺｎＯ        １−５重量％、特に１−２重量％
Ａｓ２Ｏ３    ０−２重量％、特に０．１−１重量％
ＴｉＯ２      １−５重量％、特に１−２重量％
のうちの１つから選択されたガラス組成物を使用する、請求項１から２０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２４】
請求項１から２３までのいずれか１項記載の方法を実施するための装置であって、低放射性のカバーガラスを製造するための溶解層、特に底部と柵とから構成された溶解プール、オプションではリング層と丸天井とから構成された槽上部構造体を有している形式のものにおいて、溶解プール、オプションでは柵及び丸天井が、低放射性の材料、特にウラン及びトリウム含有量がそれぞれ１００ｐｐｂ未満、有利には８０ｐｐｂ未満、特に有利には５０ｐｐｂ未満の材料を含有するか又は該低放射性の材料から成っていることを特徴とする、請求項１から２３までのいずれか１項記載の方法を実施するための装置。
【請求項２５】
溶解槽、特に底部と柵とから構成された溶解プール、オプションはリング層と丸天井とから構成された槽上部構造体から構成された溶解プールが、低放射性の材料、特にラジウム含有量が１００ｐｐｂ未満、有利には８０ｐｐｂ未満、特に有利には５０ｐｐｂ未満の材料を含有するか又は該低放射性の材料から成っている、請求項２４記載の装置。
【請求項２６】
溶解槽が、低放射性の槽煉瓦で内張りされており、該槽煉瓦が、低放射性の材料、特にウラン及びトリウム含有量がそれぞれ１００ｐｐｂ未満、有利には８０ｐｐｂ未満、特に有利には５０ｐｐｂ未満の材料を含有するか又は該低放射性の材料から成っている、請求項２４又は２５記載の方法。
【請求項２７】
溶解槽が、低放射性の槽煉瓦で内張りされており、該槽煉瓦が、低放射性の材料、特にラジウム含有量が１００ｐｐｂ未満、有利には８０ｐｐｂ未満、特に有利には５０ｐｐｂ未満の材料を含有するか又は該低放射性の材料から成っている、請求項２４から２６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項２８】
溶解槽が、低放射性の槽煉瓦で内張りされており、該槽煉瓦が、ウラン、トリウム及びラジウム含有量がそれぞれ１００ｐｐｂ未満、有利には８０ｐｐｂ未満、特に有利には５０ｐｐｂ未満の高純度アモルファス酸化ケイ素を含有するか又は該高純度アモルファス酸化ケイ素から成っている、請求項２４から２７までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線感受性のセンサのためのカバーガラスを製造する方法及び該方法を実施するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体ベース上の所定のセンサ、例えばＣＣＤセンサに関しては、パッケージングのためには極めて低放射性のガラスが必要とされる。このようなＣＣＤセンサ（電荷結合素子；Charge-coupled Device）は、光検出のための組み込まれたスイッチング回路を有している。この切換え回路は例えばデジタルカメラ又はビデオカメラに使用されていて、光強度を位置分解して（精密にラスタライズして）測定するための感光性の電子構成部材を形成している。ＣＣＤは半導体から形成されているため、半導体検出器に属するものである。
【０００３】
このようなセンサでは、特にα放射が、特別に危険度が高いものとして評価される。ＣＣＤセンサに対する放射性放射線の不利な作用は、例えば非特許文献１及び特許文献１に記載されている。例えば放射性元素ウラン及びトリウムの飛跡がガラス中に存在する場合には、当該ガラスで覆われたセンサは、放射性元素の放射線、特にα放射によって、著しく不利な影響を受けてしまう。
【０００４】
僅かなα固有放射しか伴わないガラスが公知であり、しかも従来技術では、特に、ウラン及びトリウムによるガラスの汚染度が検査され、可能な限り低いレベルに抑えられる。例えば特許文献１には、パッケージ中に設けられている、カラーフィルタを備えた画像センサが記載されている。この場合、カバーガラスはパッケージの上方部分内に取り付けられていて、センサに向かい合って位置している。このガラスは、３０ｐｐｂ又はこれよりも低いウラン及びトリウムの全濃度を有している。特許文献１に好ましくない汚染物質として挙げられている、センサに対する不利な影響を伴う別の元素は、鉄及びチタンである。これらの元素は共に、３０〜１００ｐｐｂの全濃度を上回ってはならないものである。
【０００５】
ウラン及びトリウムはとりわけα線を放出するが、例えば非特許文献２に記載されているように、β線及びγ線も放出する。したがって、付加的に僅かなβ線及びγ線の固有放射しか伴わないガラスを生産するために、ガラスがカリウムを含有しないようにすることが提案されている。なぜならば、カリウム、ウラン及びトリウムといった元素は、公知の放射能源として、多くの鉱物及び岩石に少量〜極少量存在する。それゆえ、例えば刊行物特許文献１又は特許文献３に記載されているように、カリウムを含有しないガラスを使用することが望ましい。
【０００６】
例えば特許文献２には、カバーガラス、特に、Ｋ２Ｏ含有量が０．２質量％未満に調節されているホウケイ酸塩ガラスが開示されている。ここでは、α線を放出する元素は、一般に１００ｐｐｂ以下の含有量で存在しており、ウラン、トリウム及びラジウムのようなα線放射体から分離するのが困難であるＦｅ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＰｂＯ及びＺｒＯ２の量は、１００ｐｐｂ以下の含有量でガラス中に存在する。ガラスから依然として放出されるα線は、０．０５カウント／ｃｍ２ｈの値を上回らない。
【０００７】
同様に、特許文献３には、５０ｐｐｂ以下のウラン含有量と５０ｐｐｂ以下のトリウム含有量とを有していて実質的にＫ２Ｏを含有しない、ホウケイ酸塩ガラスから成るガラスが記載されている。β放射線は５×１０−６μＣｉ／ｃｍ２を下回る値に減少される。さらに、可能な限りＺｒＯ２又はＢａＯが含まれないようにし、これにより、ＺｒＯ２又はＢａＯの酸化物と頻繁に共存しているウラン又はトリウムによる付加的な負荷を回避することも、言及されている。
【０００８】
上述したように、前記の使用のために、目下、ウラン及びトリウム含有量が僅かな低放射性のガラスが存在する。しかしながら、これらのガラスは従来技術によれば、従来、光学ガラスに汎用されているようなロッド又は直方体の形状のいわゆるブロックガラス（Blockglas）として提供されているだけである。このようなガラス及びその製造は、例えば特許文献４、特許文献５、特許文献６に記載されている。これらの刊行物では、ガラス組成物及び溶融物に関する説明はなされているが、常時、ブロックガラスと費用のかかる後続のさらなる加工ステップとに焦点が定められていて、所定の形式の直接的な形状付与がそもそも可能であるかということが検討されていない。
【０００９】
したがって、カバーガラスは従来技術によれば、常時、ブロックガラスから鋸挽き、研削、研磨のような多数の付加的なステップによって製造されなければならない。これらは極めて時間及び材料を費やすプロセスであり、さらに、製造可能な寸法及び形状が非常に限定されてしまっている。例えば、前記方法では、２００ｍｍの最大幅を備えた比較的小面積の基板しか製造することができない。その上、前記方法では、鋸挽き及び研削によって相応に多くの屑が生じてしまう。さらに、ガラス中の欠陥（たとえば気泡、包含物）は、基板の製造後に初めて確認され得るものであり、このことによって、不経済に多量の不良品が生じてしまう。
【００１０】
したがって、既述のように、低放射性のガラスの製造のために低放射性の原材料を使用することが有利である。この原材料は、ウラン及びトリウム含有量が少量であることを特徴としている。この場合、特に、酸化ケイ素のウラン含有量及びトリウム含有量が少量であることに留意すべきである。なぜならば、この原材料は、一般に、混合物において５０重量％超又はこれよりもの多くの割合を占めているからである。
【００１１】
さらに、従来技術において汎用されているようなウラン及びトリウム含有量を検査するだけでは十分ではないことが判っている。むしろ、発明者は、ウラン及びトリウムの、相応に少量の含有量は、α低放射性のガラスにとって必要ではあるが依然として十分ではない条件であることを裏付けることができた。例えば、驚くべきことに、ウラン及びトリウム含有量がそれぞれ１０ｐｐｂ未満のガラスが、０．２カウント毎時毎平方センチメートルの著しく高いα放射を示すことを証明することができた。この放射はラジウム、ウラン及びトリウムの崩壊生成物によって生ぜしめられる。地球物理学的及び地球化学的な事象によってウラン及びトリウムは分離され得るが、ラジウムは出発材料中に残留する。前記事象はメーカーのもとで化学的な処理によって生ぜしめることもできるので、既述のように、ウラン及びトリウム含有量のほかに有利にはラジウム含有量も明確化し、検査しなければならないであろう。
【００１２】
さらに、発明者は、使用される原材料が、低放射性のガラスを製造するための出発材料として重要になるばかりでなく、前記製造方法に際して使用される別の原材料も重要であることを確認している。したがって、本発明では、有利にはウラン及びトリウム含有量が少量のかつ場合によってはラジウム含有量が少量の低放射性の材料を、使用される溶解槽を形成するために用いることも、考慮に入れられる。このことは、全ての槽構造物にとって重要であり、つまり特に底部と柵とから構成される溶解プールにとって、オプションではさらにリング層と丸天井とから成る槽上部構造体にとって、重要である。この点に関して先行文献には、従来、いかなる適当な材料も記載されていなかった。
【００１３】
したがって、槽形成のための材料が重要である。なぜならば、槽材料は溶解プロセスに際して部分的にガラス中に溶け出すことがあり得るからであり、ひいては、多大な手間及び費用をかけてガラス組成のための出発材料から前もって部分的には除去された元素による、好ましくない汚染を引き起こすからである。例えば、出願人の実験によれば、ウラン及びトリウム含有量が少量の原材料を使用したにも拘わらず、例えばアルミニウムジルコンケイ酸塩材料（例えば仏ＥＳＰＲ社のＥＲ１６８１又はＥＲ１７１１）から成った槽内での溶解に際して、ウラン含有量が６４ｐｐｂでかつトリウム含有量が９７ｐｐｂのガラスが得られることが判った。これに対して、白金るつぼ内で同一の原材料で溶解を実施する場合には、ウラン含有量が１０ｐｐｂ未満でかつトリウム含有量が１０ｐｐｂ未満のガラスが得られる。このことが裏付けるのは、槽形成のために使用された材料が、ウラン及びトリウム含有量が少量でかつ場合によってはラジウム含有量が少量のガラスの製造にとって極めて決定的であり得るということである。さらに、このことは、槽材料が部分的にガラス中に溶け出し、かつひいてはウラン、トリウム及びラジウムの多量の不純物がガラス中に侵入してしまうことを示している。
【００１４】
したがって、特許文献４に記載の従来技術では、槽を貴金属で内張りすることが提案される。しかしながら、白金のような貴金属は、大きい溶解槽のための材料としてはあまりにも高くついてしまう。したがって、これらの材料は、槽形成のために、特に大工業的なスケールのために使用することはできない。
【００１５】
さらに、例えば特許文献７によれば、可能な限り白金又は他の包含物がガラス中に存在しないようにすることが公知である。なぜならば、前記包含物は、ガラスの透過性及びひいては光学的なセンサの機能に不都合な影響を及ぼすことがあり得るからである。したがって、従来技術に記載された材料は、実際には、意図したような使用には適していない。
【特許文献１】日本国特願平４−３０８６６９
【特許文献２】日本国特開２０００−２３３９３９
【特許文献３】日本国特開２００１−１８５７１０
【特許文献４】日本国特開２００２−１９８５０４
【特許文献５】日本国特開２００１−１８５７１０
【特許文献６】日本国特開２０００−０８６２８１
【特許文献７】日本国特開２００２−２４９３４０
【非特許文献１】TECHNICAL No.ＴＨ−１０８７
【非特許文献２】Ｋ．Ｈ．リーザー著「核化学概説」（K.H.Lieser, Einfuehrung in die Kernchemie １９８０年、４頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって、本発明の課題は、従来技術に由来する上述の欠点を回避すること、及び低放射性のガラスを製造する方法であって、可能な限り少数の方法ステップしか有しておらず、かつ従来技術に記載された方法よりも著しく少ない手間及び費用しか必要としない方法を提供することである。特に、鋸挽き、研削及び研磨のようないかなる付加的な方法ステップも必要とされないようにする。さらに、製造可能な寸法に関していかなる制約も存在しないようにする。それにも拘わらず、当該方法は経済的であるようにし、かつ大工業的な生産に適したものにする。最後に、当該方法を実施するための適当な装置も提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によれば、前記課題は、放射線感受性のセンサ、特に半導体テクノロジーにおける放射性感受性のセンサのための、僅かなα固有放射しか伴わない低放射性のカバーガラスを、中間形状を形成することなく、適当な寸法の平面ガラスとして直接的に形状付与することによって製造する方法によって解決される。これにより、ガラスは、ブロック、ロッド又は直方体の形状に製造されるのではなく、平面の又は曲がったガラス板として直接的に製造される。したがって、本発明による方法によって、既述の公知の方法とは対照的に、ガラスを所望の形状及び寸法で直接的に生産することが可能になる。これにより、製品の製造は、使用されるガラス組成物に左右されることなく行われ、この場合、勿論、低放射性の出発材料が使用される。
【００１８】
低放射性のカバーガラスは、本発明によれば、有利には引抜き方法によって、特にダウンドロー又はアップドロー方法、又はフロート方法によって製造することができる。勿論、方法遂行が、いかなる異成分も、特にいかなるα放射体もガラス組成物中に到達し得ない適宜な形式で行われなければならないことは、明白である。このことは、部分的には極めて詳細に従来技術において記載され、当業者の知識に属するものである。
【００１９】
フロート方法（浮遊方法）では、液状の状態では液体のように表面張力によって表面に完全に平滑な面を形成する金属の特性が利用される。この場合、ガラスは、例えば錫の約３分の１の重量になり、すなわち、ガラスは液状の錫上を浮遊する。さらに、この金属は、ガラスの軟化点よりも遙かに極めて低い融点を有している（例えば錫：２３８°Ｃ）。したがって、液状のガラスが液状の錫上へ注がれると、ガラスはその自由な上面に、申し分のないガラス面を形成する。したがって、フロートガラス方法の場合、液状のガラスは、液状の錫の、理想的に平滑な表面上に位置し、完成したガラスとして申し分のない表面品質を備えるように凝固する。その一方で錫は、遙かに低いその融点によって液状に保たれる。
【００２０】
平面ガラスを製造するには、フロート方法のほかに引抜き方法、例えば、オーバーフロー・フュージョン、リドロー及びノズル方法のような種々異なるダウンドロー方法、並びに、フーコー方法（Fourcault-Verfahren）及び旭方法（Ashahi-Verfahren）のような種々異なるアップドロー方法を使用することもできる。
【００２１】
ダウンドロー方法（「下方への引抜き」）又はアップドロー方法（「上方への引抜き」）によれば、ガラス溶融物は、形状付与する構成部材としての、スリットを有している引抜きノズルを備えた引抜きタンクを介して、上方若しくは下方へ引き抜かれる。この場合、引抜きタンクの幅が、引き抜かれるガラスリボン幅を決定する。
【００２２】
ダウンドロー又はアップドロー方法では、使用される引抜き速度は、有利には０．１〜１５ｍ／ｍｉｎの範囲内にあるが、個々の事例では、この引抜き速度を著しく上回ることもできるか又は下回ることもできる。本発明によれば、ダウンドロー方法の使用が特に有利である。
【００２３】
記載の方法によれば、０．０３〜２０ｍｍ、特に０．１〜５ｍｍの厚さの低放射性のカバーガラスを有利に製造することができる。平面ガラスの製造に際してガラス厚さに影響を与えるためには、例えば独国特許第１０１２８６３６号明細書を参照されたい。ダウンドロー方法を改良すること、特に、薄いガラス板においても所望の厚さ不変性及び平面性を調節することは、例えば独国特許出願公開第１０２００４００７５６０号明細書に基づき公知である。本願では、両文献の開示内容は、十分に広範囲に関連付けられるものである。
【００２４】
したがって、カバーガラスに直接的に形状付与することを介した、本発明による方法によって、ガラスを所望の厚さで平面ガラスとして直接的に得ることに成功する。一般に従来技術には存在するような中間ステップが省略されることによって、当該方法は著しく簡単化され、費用が低減され、不良品が最小量に抑えられ、かつひいては経済性が高度に高められる。このことは、大工業的なスケールでは、全く多大な利点を意味する。
【００２５】
本発明による方法は、さらに、ガラスに対する高い品質要求が満たされ得ることに寄与する。つまり、生産されるガラスの品質は、本来的なガラス組成のほかに特に形状付与方法それ自体によって決定される。しかも、本発明によれば、気泡及び包含物が回避されるだけでなく、さらに、表面の僅かな微細うねり及び表面の平坦性からの軽微な偏差のような表面特性に対して、直接的に影響が及ぼされる。
【００２６】
さらに、本発明の方法によって、従来技術において可能な例えば２００ｍｍ×２００ｍｍの寸法を著しく上回る寸法を備えている、（従来技術の場合とは異なって）大面積の基板を製造することができる。
【００２７】
ガラスのための出発材料として、有利には、僅かなα固有放射しか伴わない材料が使用される。「低放射性の」又は「僅かな固有放射しか伴わない」といった表現は、本発明の枠内では、前記材料が、直接的に隣り合って存在するセンサが前記材料によって不利な影響を受けない程度のα放射線しか放射しないという意味である。α放射に関しては、とりわけ日本国特開２００４−２３８２８３では、十分に僅かなα放射しか伴わないガラスを説明するために、０．００１５カウント／ｃｍ２×ｈ未満の放射強度が要求される。この値は、同時に、日本国特開２００４−２３８２８３において使用される測定機器（ＬＡＣＯＭ−４０００、検出器面積４０００ｃｍ２、メーカー：住友）の検出限界でもある。
【００２８】
ガラスのための出発材料（ガラス組成物）が選択される形式は、本発明によれば、生産されるガラスの、ウラン、トリウム、及びオプションでラジウム含有量が、所望の僅かなα放射線しか得られないように選択されるような形式である。本発明によれば、驚くべきことに、従来技術、例えば日本国特開２００２−１９８５０４、日本国特開２０００−０８６２８１、又は日本国特開２００４−２３８２８３において挙げられた、ウラン及びトリウム含有量のそれぞれ５ｐｐｂの上方限界値を、予想された重大な悪影響をα放射に及ぼすことなく上回ることができることが確認された。それぞれウラン及びトリウム含有量に関する、有利にはさらにラジウム含有量に関する、有利には２０ｐｐｂ又はこれよりも少ない、特に１５ｐｐｂ又はこれよりも少ない、特に有利には１０ｐｐｂ又はこれよりも少ない下方限界値が、所望の適用にとって全く十分である。これらの値に限定されることはないが、これらの値は重要であると考えられる。なぜならば、例えば２．５１ｇ／ｃｍ３の密度のガラス中のα放射線は、約２０μｍの飛程を有しているからである。すなわち、ガラス中の、表面から離れる最初の２０μｍ内に存在するα放射体だけが、センサ面へのα放射に関与するということである。
【００２９】
したがって、本発明による方法において使用される低放射性のカバーガラスは、有利には、ウラン、トリウム、及び場合によってはラジウム含有量を、α放射線が０．００２０カウント／ｃｍ２×ｈ未満の放射強度、有利には０．００１５カウント／ｃｍ２×ｈ未満の放射強度、特に有利には０．００１３カウント／ｃｍ２×ｈ未満の放射強度を有する程度に、有している。個々の事例では、０．００１０カウント／ｃｍ２×ｈ未満の放射強度を調節することもできる。このことは、既述のように、驚くべきことにウラン、トリウム及び場合によってはラジウム含有量がそれぞれ２０ｐｐｂ未満、有利にはそれぞれ１５ｐｐｂ未満、特に有利にはそれぞれ１０ｐｐｂ未満である場合に達成される。
【００３０】
本発明に従って使用可能な低放射性のカバーガラスのためのガラス組成は、本発明の枠内では、当該ガラス組成が僅かな固有放射のための前提条件をもたらす限りは、通常は特に限定されていない。僅かなα固有放射しか伴わない低放射性のカバーガラスとして、特に、アルミノケイ酸塩、アルミノホウケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス、特に無アルカリホウケイ酸塩ガラス、又は石灰ナトロンケイ酸塩ガラスから選択されているガラス組成物が適している。有利に使用されるのは、例えば、アルカリ含有フロートガラス例えばホウケイ酸塩ガラス（例えばＤ２６３、Borofloat３３、Borofloat４０、ＢＫ７、Duran（Schott社、マインツ））並びに無アルカリガラス（例えばＡＦ３７、ＡＦ４５（Schott社、マインツ））、アルミノケイ酸塩ガラス（例えばFiolax、Illax（Schott社、マインツ））、アルカリ土類ガラス（例えばＢ２７０（Schott社、マインツ））、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２フロートガラス、又は１００ｐｐｂを下回る鉄濃度を備えた脱色されたフロートガラスである。
【００３１】
本発明による方法によって加工可能な例示的なガラス組成物（酸化物をベースとした重量％）として、以下のものが挙げられる：
ＳｉＯ２    ６０−７０重量％
Ｎａ２Ｏ      １−１０重量％
Ｋ２Ｏ        ０−２０重量％、特に５重量％超、８重量％未満
ＺｎＯ        ０−１０重量％
Ａｌ２Ｏ３    ０−１０重量％
Ｂ２Ｏ３      ０−１０重量％
ＴｉＯ２    ０．１重量％超、１０重量％未満、特に１−８重量％、特に有利には４重量％
Ｓｂ２Ｏ３    ０−２重量％。
【００３２】
使用可能な別のガラス組成物は、以下の組成物（酸化物をベースとした重量％）のうちの１つから選択されていてよい：
ＳｉＯ２    ４８−５８重量％
ＢａＯ      １０−３０重量％、特に２０−３０重量％
Ｂ２Ｏ３      １−１５重量％
Ａｌ２Ｏ３    ０−２０重量％
Ａｓ２Ｏ３    ０−５重量％、特に０−２重量％
ＳｒＯ      ０−３重量％
ＣａＯ      ０−５重量％であり、この場合、オプションでＢａＯの１〜２重量％がＴｉＯ２と交換されていてよい。
【００３３】
前記ガラス組成物のうちの１つにＢａＯを使用する場合、特に、ラジウム含有バリウムが使用されないことに留意すべきである。ラジウム含有バリウムの使用によって、α放射線の成分が著しく増加する恐れがある。
【００３４】
別のガラス組成物は、以下の組成物（酸化物をベースとした重量％）のうちの１つから選択されている：
ＳｉＯ２    ４５―７０重量％、特に６０−７０重量％
Ｂ２Ｏ３      １−２０重量％、特に１０−１５重量％
Ａｌ２Ｏ３    ０−２０重量％、特に５−１０重量％
Ｎａ２Ｏ      １−１０重量％、特に１−５重量％
ＢａＯ        １−１０重量％、５−１０重量％
ＺｎＯ        １−５重量％、特に１−２重量％
Ａｓ２Ｏ３    ０−２重量％、特に０．１−１重量％
ＴｉＯ２      １−５重量％、特に１−２重量％。
【００３５】
本発明の対象は、本発明による方法を実施するための装置でもある。この場合、前記方法に関する上記の説明が、同様に、当該装置に適用可能である。
【００３６】
本発明によれば、さらに、本発明による方法若しくは本発明による装置において、槽材料、特に溶解プールのような、ガラスの製造に共に用いられる材料として、僅かなα放射しか伴わない材料が使用されると有利である。したがって、白金のような貴金属を、原材料の溶融物に対する接触材料として若しくは槽内面の内張りのための材料として使用することを回避するために、有利には、ウラン及びトリウム含有量が少量の槽材料が使用され、特に、ウラン及びトリウム含有量及びオプションでラジウム含有量がそれぞれ１００ｐｐｂ未満の材料が使用される。有利には、まさに溶解槽の領域において貴金属材料が完全に省略される。溶解開始領域における溶融された原材料は極めて腐食性であるので、侵食作用の強い溶融物と貴金属との反応が阻止される。しかも、貴金属によって溶解槽を内張りすることは、本発明による方法では、技術的な理由からも考慮の対象にはならない。なぜならば、電気加熱装置は、通常、溶融物中に浸漬される電極を用いて行われ、これにより、貴金属内張りが、溶融物を通る電流の流れを妨害する恐れがあるからである。
【００３７】
しかしながら、溶解槽の領域における貴金属の省略は、当該方法若しくは当該装置において別の箇所で貴金属が省略されなければならないことを意味するわけではない。なぜならば、通常、溶解槽の領域でしか溶融物は強い浸食作用をもって反応しないので、この場所で貴金属を排除すれば十分であるからである。
【００３８】
したがって、本発明に従って使用される槽煉瓦は、有利には、僅かなα固有放射しか有しないように製造される。槽煉瓦を既に低放射性の出発材料から製造する、可能な手段が存在する。
【００３９】
溶解槽、特に溶解プールのために可能な限り純粋な材料を準備するために、出発材料として、例えば高純度アモルファス酸化ケイ素が有利に使用される。この場合、例えば泥漿鋳込み（スリップキャスティング）方法によって、前記高純度アモルファス酸化ケイ素から、有利にはウラン及びトリウム含有量がそれぞれ１００ｐｐｂ未満、さらに有利には８０ｐｐｂ未満、特に有利には５０ｐｐｂ未満の槽煉瓦が製造される。特に、ラジウム含有量も、有利には１００ｐｐｂ未満、さらに有利には８０ｐｐｂ未満、特に有利には５０ｐｐｂ未満に調節される。
【００４０】
さらに有利には、槽煉瓦が鋳造される鋳型材料として、特に低放射性の材料、例えば、僅かなα固有放射しか検出されなかった石膏が使用される。低放射性の出発材料及び／又は低放射性の鋳型材料の使用に対して付加的に、低放射性の槽煉瓦を、特に、この槽煉瓦をその製造後に付加的に表面処理することによって、得ることができる。槽煉瓦を例えば型での鋳造によって製造した後、槽煉瓦の表面、特に槽煉瓦の表面の最上位の層は、この場合有利にはガラス溶融物との、後の全接触面積が、例えば鋸挽き及び／又は研削のような適宜な表面除去によって除去される。このことは、例えば約３〜５ｍｍのような数ｍｍだけ表面を除去することを意味してよい。
【００４１】
低放射性の槽石材を製造するための記載の実施例は、最適な結果を得るために適宜組み合わせることができる。
【００４２】
研究の結果、例えばSchott社によって提供されるガラス組成物の溶解に際して、槽材料の最大３重量％までがガラス中に含まれ得ることが判った。したがって、ウラン、トリウム及びオプションでラジウム含有量ができる限り少量の、例えば約１５ｐｐｂのガラスを溶解するためには、有利には、いかなる廃ガラス（Scherben）もこの溶解のために使用されるべきではなかろう。なぜならば、廃ガラスは、ウラン／トリウム／場合によってはラジウム含有量の、好ましくない増加を招くからである。
【００４３】
原材料、槽材料及びガラスのウラン、トリウム及びラジウム含有量を試験及び検査するために、ＬＡＩＣＰＭＳ方法（レーザアブレーション誘導結合プラズマ質量分析法；Laser Ablation Inductive Coupled Plasma Mass Spectrometry）が使用される。この方法によって、２ｐｐｂの検出限界でウラン、トリウム及びラジウムを測定することが可能になる。
【００４４】
希土類元素の割合が可能な限り僅かであることも、特に有利である。例えば、以下の元素が、記載の最大量又はこれを下回る量で存在すると、有利である：
ネオジム      ０．５ｐｐｍ、有利には０．２−０．４ｐｐｍ
ガドリニウム  ０．５ｐｐｍ、有利には０．１ｐｐｍ
ハフニウム    ０．５ｐｐｍ、有利には０．３−０．４ｐｐｍ
サマリウム    ０．１ｐｐｍ。
【００４５】
さらに、溶融物が、上記のように特に低放射性の材料を含有するか又は該材料から成る特別に内張りされた槽から出て、特別な管路（この管路の材料も、僅かなα固有放射しか有していない）を介して、さらなる加工のために搬送されると、有利であることが判っている。このためには、特に貴金属、例えば白金、イリジウム又はロジウム、又はこれらの合金、例えばＰｔＩｒ１又はＰｔＲｈ１０が適している。
【発明の効果】
【００４６】
本発明の利点は、非常に多層的である。
【００４７】
例えば引抜き方法、特にダウンドロー方法又はアップドロー方法、又はフロート方法のような所定の製造方法を選択することによって、放射性感受性のセンサにおける使用に適した低放射性のガラスを得ることに成功する。平面ガラスの形状の低放射性のカバーガラスを直接的に形状付与して製造するための本発明による方法は、使用されるガラス組成に左右されることなく、次のような利点を呈する。すなわち、中間ステップが省略され、従来は製造可能ではなかった寸法が利用可能になり、しかも、必要な品質特徴を備えたガラスが生産され得るという利点を呈する。さらに、鋸挽き、研削、研磨のような費用のかかる方法ステップの省略によって、不良品が最小量に抑えられる。公知の方法の場合には完成後に初めて確認され得た、ガラス中の欠陥（例えば気泡、包含物）は、本発明による方法ガイドによって回避することができる。上記の利点によって経済性が、特に大工業的なスケールでの使用時に、著しく高められる。これにより、カバーガラスの直接的な形状付与を介した、本発明による方法によって、ガラスを所望の厚さで、平面ガラスとして直接的に得ることに成功する。
【００４８】
本発明による方法では、僅かな固有放射しか伴わないガラス出発材料に対して付加的に、有利に使用される溶解槽、特に底部と柵とから構成される溶解プールのために、オプションではさらにリング層と丸天井とから構成された槽上部構造体のために、低放射性の材料が使用される。しかしながら、本発明によれば特に溶解槽の領域に、白金のような貴金属の使用が省略され、これにより、ガラスの透過性及びひいては光学的なセンサの機能に不都合な影響を及ぼす恐れのあるガラス中の貴金属包含物が回避される。この場合、有利には、溶解槽の領域においてのみ貴金属材料が完全に省略される。なぜならば、原材料はまさしく溶解開始領域において極めて腐食性であって、強い侵食作用をもって反応するからであり、かつ貴金属内張りの使用下で電極によって溶融物を過熱することは可能ではないからである。しかしながら、貴金属は、ガラス溶融物をさらなる加工のために溶解槽からさらに搬送するための管路に、有利に使用することができる。
【００４９】
本発明によれば、槽煉瓦のための出発材料として、有利には低放射性の出発材料が使用され、特に有利には、ウラン、トリウム及びオプションでラジウム含有量が有利にはそれぞれ１００ｐｐｂ未満、特に有利には８０ｐｐｂ未満、さらに特に有利には５０ｐｐｂ未満である高純度アモルファス酸化ケイ素が使用される。低放射性の出発材料及び／又は低放射性の鋳型材料及び／又は後のガラス溶融物との接触面の表面除去の使用による槽煉瓦の製造時に既に、槽煉瓦の、僅かに過ぎないα放射を保証することができる。
【００５０】
以下の実施例の説明は、本発明による教示を説明するのに役立つものである。実施例の説明は、本発明を実施例の説明の内容に限定することなく、例示的に示した可能な手順に過ぎないものであると理解されたい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下に、本発明を実施例に基づき説明する。
【００５２】
本発明によるダウンドロー方法によって、低放射性の溶解槽を備えている装置内で、以下の組成を備えた低放射性のガラスが製造された。この場合、それぞれ製造された平面ガラスの幅は４３０ｍｍである。ガラスの厚さは約０．３〜０．８ｍｍである。
【００５３】
ガラス組成Ｉ：
ＳｉＯ２      ６４．８重量％
Ｎａ２Ｏ      ６．２５重量％
Ｋ２Ｏ        ６．７重量％
ＺｎＯ        ５．６重量％
Ａｌ２Ｏ３    ４．２重量％
Ｂ２Ｏ３      ７．９重量％
ＴｉＯ２      ４．０重量％
Ｓｂ２Ｏ３    ０．５５重量％
合計        １００重量％
ガラス組成ＩＩ：
ＳｉＯ２      ５０．３重量％
ＢａＯ        ２４．７重量％
Ｂ２Ｏ３      １２．６重量％
Ａｌ２Ｏ３    １１．３重量％
Ａｓ２Ｏ３    ０．７重量％
ＳｒＯ      ０．３重量％
ＣａＯ      ０．１重量％
合計        １００重量％
ガラス組成ＩＩＩ：
ＳｉＯ２      ５０．３重量％
ＢａＯ        ２０．０重量％
Ｂ２Ｏ３      １２．７重量％
ＴｉＯ２      ４．７重量％
Ａｌ２Ｏ３    １１．３重量％
Ａｓ２Ｏ３    ０．７重量％
ＳｒＯ      ０．２０重量％
ＣａＯ      ０．１重量％
合計        １００重量％
【００５４】
本発明に従って製造されたカバーガラスは低放射性であり、この場合、ウラン、トリウム及びラジウム含有量はそれぞれ約１０ｐｐｂであった。それにも拘わらず、測定されたα放射は０．００１３カウント／ｃｍ２ｈ未満の放射強度しか有していなかったので、当該ガラスは放射線感受性のセンサに適するものである。