JPH08290927A - 石英ガラス基板の製造方法 - Google Patents
石英ガラス基板の製造方法Info
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- JPH08290927A JPH08290927A JP9063195A JP9063195A JPH08290927A JP H08290927 A JPH08290927 A JP H08290927A JP 9063195 A JP9063195 A JP 9063195A JP 9063195 A JP9063195 A JP 9063195A JP H08290927 A JPH08290927 A JP H08290927A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】従来製法とは異なる新規な高純度石英ガラス基
板の製法を提供する。 【構成】シリカ粉末を成形し、焼結して石英ガラスを製
造する方法において、シリカ粉末として平均粒径が０．
５〜１０μｍの範囲にあり、Ｎａ、Ｋ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａ
ｌの各不純物が１ｐｐｍ以下である粉末を使用し、それ
を平板状に成形したのち、設置用セッタ−であるカ−ボ
ン平板上に設置し、さらに、成形体上面に荷重としてカ
−ボン平板を載せ、１７５０℃以上で焼結することによ
り、無加工状態で平坦度１００μｍ以下、厚さむら１５
０μｍ以下の精度を有する、厚さ０．５〜３．０ｍｍの
石英ガラス基板を製造する方法。
板の製法を提供する。 【構成】シリカ粉末を成形し、焼結して石英ガラスを製
造する方法において、シリカ粉末として平均粒径が０．
５〜１０μｍの範囲にあり、Ｎａ、Ｋ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａ
ｌの各不純物が１ｐｐｍ以下である粉末を使用し、それ
を平板状に成形したのち、設置用セッタ−であるカ−ボ
ン平板上に設置し、さらに、成形体上面に荷重としてカ
−ボン平板を載せ、１７５０℃以上で焼結することによ
り、無加工状態で平坦度１００μｍ以下、厚さむら１５
０μｍ以下の精度を有する、厚さ０．５〜３．０ｍｍの
石英ガラス基板を製造する方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、研磨など加工を簡略化
でき、製造コストの低減に繋がる石英ガラス基板の製造
方法に関する。ポリシリコンＴＦＴ液晶用ガラス基板、
液晶カラ−フィルタ−用基板など表示基板に利用でき
る。
でき、製造コストの低減に繋がる石英ガラス基板の製造
方法に関する。ポリシリコンＴＦＴ液晶用ガラス基板、
液晶カラ−フィルタ−用基板など表示基板に利用でき
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、石英ガラス基板は、ガラスブロッ
クを切断し、数回の研磨工程を経て製造されてきた。ま
た、フォトマスク、液晶基板などの用途には、通常、高
純度な合成石英ガラスが使用されてきた。従来、合成石
英の製法としては、気相ベルヌ−イ法と火炎加水分解法
（ＶＡＤ法）が工業化されている。気相ベルヌ−イ法は
ＳｉＣｌ4 を酸水素炎中で加水分解し、ガラスとして直
接堆積していく製法であり、ガラス中に数百ｐｐｍのＯ
Ｈ基が含まれる。主として、フォトマスクに使用される
が、耐熱性が低いために、液晶基板には適さない。一
方、火炎加水分解法は、ＳｉＣｌ4 を酸水素炎で加水分
解し、シリカ微粒子堆積体を造った後、焼結してガラス
とする方法である。装置的に、大型ブロックを製造する
ことが困難で通常２００ｍｍ径以下のものしか得られな
い。ＯＨ基を数十ｐｐｍに減らすことができるので、主
として、小サイズの液晶基板として使用されてきた。
クを切断し、数回の研磨工程を経て製造されてきた。ま
た、フォトマスク、液晶基板などの用途には、通常、高
純度な合成石英ガラスが使用されてきた。従来、合成石
英の製法としては、気相ベルヌ−イ法と火炎加水分解法
（ＶＡＤ法）が工業化されている。気相ベルヌ−イ法は
ＳｉＣｌ4 を酸水素炎中で加水分解し、ガラスとして直
接堆積していく製法であり、ガラス中に数百ｐｐｍのＯ
Ｈ基が含まれる。主として、フォトマスクに使用される
が、耐熱性が低いために、液晶基板には適さない。一
方、火炎加水分解法は、ＳｉＣｌ4 を酸水素炎で加水分
解し、シリカ微粒子堆積体を造った後、焼結してガラス
とする方法である。装置的に、大型ブロックを製造する
ことが困難で通常２００ｍｍ径以下のものしか得られな
い。ＯＨ基を数十ｐｐｍに減らすことができるので、主
として、小サイズの液晶基板として使用されてきた。
【０００３】従来の基板製造法では、切断による材料ロ
スが多く、特に厚み１ｍｍ程度の薄い基板では５０％近
いロスが発生した。また、切断したガラスの研磨にも多
くの工数を必要とした。また、合成石英ガラスの製法に
もいくつかの課題があった。例えば、気相ベルヌ−イ法
では、上記のように耐熱性のある石英ガラスは得られな
い。また、大型ブロックを製造した場合、脈理が生じや
すく、基板への加工歩留まりが著しく悪い。一方、ＶＡ
Ｄ法では、大型ブロックを直接製造することが困難なた
め、溶融伸展による大型化処理を必要とする。これらの
課題は、いずれも基板ガラスの製造コストを高める原因
となっていた。
スが多く、特に厚み１ｍｍ程度の薄い基板では５０％近
いロスが発生した。また、切断したガラスの研磨にも多
くの工数を必要とした。また、合成石英ガラスの製法に
もいくつかの課題があった。例えば、気相ベルヌ−イ法
では、上記のように耐熱性のある石英ガラスは得られな
い。また、大型ブロックを製造した場合、脈理が生じや
すく、基板への加工歩留まりが著しく悪い。一方、ＶＡ
Ｄ法では、大型ブロックを直接製造することが困難なた
め、溶融伸展による大型化処理を必要とする。これらの
課題は、いずれも基板ガラスの製造コストを高める原因
となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
課題を解決するため、従来製法とは異なる新規な高純度
石英ガラス基板の製法を提供することにある。
課題を解決するため、従来製法とは異なる新規な高純度
石英ガラス基板の製法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、合成シリ
カ粉末をあらかじめ基板形状に寸法精度よく成形し、そ
の成形体を平面度を保持したまま焼結し、ガラス化する
製法を開発することにより高純度石英ガラス基板の新規
製法を完成させるに至った。
カ粉末をあらかじめ基板形状に寸法精度よく成形し、そ
の成形体を平面度を保持したまま焼結し、ガラス化する
製法を開発することにより高純度石英ガラス基板の新規
製法を完成させるに至った。
【０００６】すなわち、本発明は、シリカ粉末として平
均粒径が０．５〜１０μｍの範囲にあり、Ｎａ、Ｋ、Ｆ
ｅ、Ｔｉ、Ａｌの各不純物が１ｐｐｍ以下である粉末を
使用し、それを平板状に成形したのち、設置用セッタ−
であるカ−ボン平板上にほぼ水平に設置し、さらに、成
形体上面に荷重としてカ−ボン平板を載せ、１７５０℃
以上で焼結することにより、無加工状態で平坦度１００
μｍ以下、厚さむら１５０μｍ以下の精度を有する、厚
さ０．５〜３．０ｍｍの石英ガラス基板を製造する方法
である。
均粒径が０．５〜１０μｍの範囲にあり、Ｎａ、Ｋ、Ｆ
ｅ、Ｔｉ、Ａｌの各不純物が１ｐｐｍ以下である粉末を
使用し、それを平板状に成形したのち、設置用セッタ−
であるカ−ボン平板上にほぼ水平に設置し、さらに、成
形体上面に荷重としてカ−ボン平板を載せ、１７５０℃
以上で焼結することにより、無加工状態で平坦度１００
μｍ以下、厚さむら１５０μｍ以下の精度を有する、厚
さ０．５〜３．０ｍｍの石英ガラス基板を製造する方法
である。
【０００７】また、このようにして得られた石英ガラス
は、Ｎａ、Ｋ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｌの各不純物が１
ｐｐｍ以下で、かつＯＨ基が１００ｐｐｍ以下となり、
１００μｍ以上の気泡を１．０個／１０ｃｍ3 しか含ま
ないため、高純度かつ耐熱性のある石英ガラス基板とな
る。
は、Ｎａ、Ｋ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｌの各不純物が１
ｐｐｍ以下で、かつＯＨ基が１００ｐｐｍ以下となり、
１００μｍ以上の気泡を１．０個／１０ｃｍ3 しか含ま
ないため、高純度かつ耐熱性のある石英ガラス基板とな
る。
【０００８】以下、本発明をさらに詳細に説明する。本
発明で使用するシリカ粉末は平均粒径０．５〜１０μｍ
の範囲にあり、Ｎａ、Ｋ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌの各不純物
が１ｐｐｍ以下である比較的微細な高純度粉末である。
発明で使用するシリカ粉末は平均粒径０．５〜１０μｍ
の範囲にあり、Ｎａ、Ｋ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌの各不純物
が１ｐｐｍ以下である比較的微細な高純度粉末である。
【０００９】ここで平均粒径を規定する理由は、粉末成
形が可能かどうかという観点からであり、この範囲外の
平均粒径では粉末成形が不可能であるからである。
形が可能かどうかという観点からであり、この範囲外の
平均粒径では粉末成形が不可能であるからである。
【００１０】ここで言う平均粒径とは、たとえば、粉末
を液体に十分分散させて光散乱から測定される粒子径の
ように、一次粒子の大きさの平均値であり、造粒操作に
よって造られる２次粒子を対象としたものではない。
を液体に十分分散させて光散乱から測定される粒子径の
ように、一次粒子の大きさの平均値であり、造粒操作に
よって造られる２次粒子を対象としたものではない。
【００１１】また、Ｎａ、Ｋ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌの各不
純物が１ｐｐｍ以下である高純度粉末は、通常、合成法
でしか得られない。合成法としては、ＳｉＣｌ4 を加水
分解してシリカとする方法、シリコンアルコキシドを加
水分解してシリカとする方法、および水ガラス（ケイ酸
塩水溶液）を高度に精製してシリカを得る方法などがあ
る。また金型プレスを用いて成形する場合、平均粒径
０．５〜１０μｍの一次粒子を造粒した平均粒径３０〜
５００μｍの二次粒子を用いるのが好ましい。また、成
形をしやすくするために、一般的に行われているよう
に、バインダ−等を添加しても何ら問題はない。
純物が１ｐｐｍ以下である高純度粉末は、通常、合成法
でしか得られない。合成法としては、ＳｉＣｌ4 を加水
分解してシリカとする方法、シリコンアルコキシドを加
水分解してシリカとする方法、および水ガラス（ケイ酸
塩水溶液）を高度に精製してシリカを得る方法などがあ
る。また金型プレスを用いて成形する場合、平均粒径
０．５〜１０μｍの一次粒子を造粒した平均粒径３０〜
５００μｍの二次粒子を用いるのが好ましい。また、成
形をしやすくするために、一般的に行われているよう
に、バインダ−等を添加しても何ら問題はない。
【００１２】本発明の面精度をもった焼結ガラスの製造
に当たって、粉末成形体の面精度と厚みむらを制御する
ことは極めて重要である。それが可能な粉末成形の一つ
の方法は、金型プレスを用いる乾式法である。この場
合、金型の平面性がそのまま成形体表面に転写されるた
め、金型の平坦度は１００μｍ以下、好ましくは１０μ
ｍ以下がよい。
に当たって、粉末成形体の面精度と厚みむらを制御する
ことは極めて重要である。それが可能な粉末成形の一つ
の方法は、金型プレスを用いる乾式法である。この場
合、金型の平面性がそのまま成形体表面に転写されるた
め、金型の平坦度は１００μｍ以下、好ましくは１０μ
ｍ以下がよい。
【００１３】もう一つの方法は、いわゆる鋳込み法を利
用することである。この場合、２枚の多孔質濾過板で構
成された等間隔の隙間をもつ型にシリカ粉末を分散した
スラリ−を流し込み、減圧あるいは加圧による吸水を行
い、隙間に形成された湿潤成形体を取り出す方法がよ
い。成形体の厚みむらを最小限にするためには、隙間を
等間隔にする必要があり、そのためには、濾過板の材質
が重要となる。多孔質アルミナ、ムライト、炭化ケイ素
などのセラミックス、あるいは多孔質カ−ボンなどがよ
い。鋳込み法で一般に用いられる石膏、樹脂などは剛性
に乏しく不適当である。また、成形体の離型を容易にす
るため、濾過板の上にあらかじめ濾紙などのフィルタ−
を貼っておくこともよい方法である。
用することである。この場合、２枚の多孔質濾過板で構
成された等間隔の隙間をもつ型にシリカ粉末を分散した
スラリ−を流し込み、減圧あるいは加圧による吸水を行
い、隙間に形成された湿潤成形体を取り出す方法がよ
い。成形体の厚みむらを最小限にするためには、隙間を
等間隔にする必要があり、そのためには、濾過板の材質
が重要となる。多孔質アルミナ、ムライト、炭化ケイ素
などのセラミックス、あるいは多孔質カ−ボンなどがよ
い。鋳込み法で一般に用いられる石膏、樹脂などは剛性
に乏しく不適当である。また、成形体の離型を容易にす
るため、濾過板の上にあらかじめ濾紙などのフィルタ−
を貼っておくこともよい方法である。
【００１４】焼結に当たっては、カ−ボン平板を設置用
セッタ−として用い、成形体を載せた後、さらにその上
に同様のカ−ボン平板を荷重として載せる。この場合、
得られたガラスの平坦性は、カ−ボン平板のそれを転写
した形で決まるので、カ−ボン平板の平坦度を１００μ
ｍ以下、好ましくは３０μｍ以下とする必要がある。荷
重を必要とする理由は、シリカ成形体とカ−ボンの高温
反応で生じるガスが成形体／セッタ−界面に溜まり、ガ
ラスに凸型の膨らみをもたらすことを防止するためであ
る。必要な荷重は、ガラスサイズ、厚みに依存するが、
０．３ｇ／ｃｍ2 以上である。カ−ボン平板は、緻密な
等方性黒鉛が好ましい。密度は１．７５ｇ／ｃｍ3 以上
の黒鉛が表面平滑性並びに耐久性の点で好ましい。
セッタ−として用い、成形体を載せた後、さらにその上
に同様のカ−ボン平板を荷重として載せる。この場合、
得られたガラスの平坦性は、カ−ボン平板のそれを転写
した形で決まるので、カ−ボン平板の平坦度を１００μ
ｍ以下、好ましくは３０μｍ以下とする必要がある。荷
重を必要とする理由は、シリカ成形体とカ−ボンの高温
反応で生じるガスが成形体／セッタ−界面に溜まり、ガ
ラスに凸型の膨らみをもたらすことを防止するためであ
る。必要な荷重は、ガラスサイズ、厚みに依存するが、
０．３ｇ／ｃｍ2 以上である。カ−ボン平板は、緻密な
等方性黒鉛が好ましい。密度は１．７５ｇ／ｃｍ3 以上
の黒鉛が表面平滑性並びに耐久性の点で好ましい。
【００１５】焼結によるガラス化は、１７５０℃以上の
温度、好ましくは、１７７０〜１８００℃で行う。１７
５０℃以下では、しばしば、結晶化による亀裂の発生を
伴うためである。ガラスに含まれる気泡を減少さすた
め、成形体が閉気孔を形成する温度、１４００〜１６０
０℃までは真空雰囲気、それ以上の温度では、不活性ガ
スあるいは窒素雰囲気とすることが好ましい。また、設
置用カ−ボン平板に載せる成形体として、あらかじめ１
０００〜１１００℃の温度で、１０時間程度仮焼結処理
したものを用いることもできる。処理によって、成形体
の強度が増し、取扱いが容易となるためである。
温度、好ましくは、１７７０〜１８００℃で行う。１７
５０℃以下では、しばしば、結晶化による亀裂の発生を
伴うためである。ガラスに含まれる気泡を減少さすた
め、成形体が閉気孔を形成する温度、１４００〜１６０
０℃までは真空雰囲気、それ以上の温度では、不活性ガ
スあるいは窒素雰囲気とすることが好ましい。また、設
置用カ−ボン平板に載せる成形体として、あらかじめ１
０００〜１１００℃の温度で、１０時間程度仮焼結処理
したものを用いることもできる。処理によって、成形体
の強度が増し、取扱いが容易となるためである。
【００１６】このようにして得られたガラスは、１００
μｍ以上の気泡を１．０個／１０ｃｍ3 以上含有するこ
とはない。
μｍ以上の気泡を１．０個／１０ｃｍ3 以上含有するこ
とはない。
【００１７】本発明の製造方法で得られるガラスは、無
加工状態で平坦度１００μｍ以下、厚さむら１５０μｍ
以下の面精度を有する、厚み０．５〜３．０ｍｍの薄板
状基板である。代表的な基板サイズは、直径１００〜５
００ｍｍの円形、あるいは一辺１００〜５００ｍｍの角
形である。
加工状態で平坦度１００μｍ以下、厚さむら１５０μｍ
以下の面精度を有する、厚み０．５〜３．０ｍｍの薄板
状基板である。代表的な基板サイズは、直径１００〜５
００ｍｍの円形、あるいは一辺１００〜５００ｍｍの角
形である。
【００１８】なお、本発明での平坦度とは、表面荒さ、
反り、うねりの３つの量を含み、そのいずれの量も１０
０μｍ以下であることを意味する。反りとは、全面基準
平面から吸着固定しない基板の表面までの距離の最大値
と最小値との差を言う。本発明では通常、表面荒さは１
０μｍ以下、反り、うねりは５０μｍ程度のものが得ら
れる。また、厚さむらとは基板指定点５点以上で測定し
たときの厚みの最大値と最小値の差で表示され、本発明
では通常、１００μｍ程度の値のものが得られる。
反り、うねりの３つの量を含み、そのいずれの量も１０
０μｍ以下であることを意味する。反りとは、全面基準
平面から吸着固定しない基板の表面までの距離の最大値
と最小値との差を言う。本発明では通常、表面荒さは１
０μｍ以下、反り、うねりは５０μｍ程度のものが得ら
れる。また、厚さむらとは基板指定点５点以上で測定し
たときの厚みの最大値と最小値の差で表示され、本発明
では通常、１００μｍ程度の値のものが得られる。
【００１９】以下の実施例により、本発明を具体的に説
明するが、本発明はこれらの実施例により、何等限定さ
れるものでない。
明するが、本発明はこれらの実施例により、何等限定さ
れるものでない。
【００２０】
実施例１ シリカ粉末として、表１の純度を有し、平均粒径１．８
μｍのスプレ−ドライ造粒粉（造粒粒子径６０μｍ）を
用い、金型に充填し、一軸プレス機でプレス圧５００ｋ
ｇ／ｃｍ2 を加えて成形し、３００×３００×１．７ｍ
ｍ（厚さ）の大きさの成形体を得た。この成形体をカ−
ボン平板上に載せ、さらに成形体の上に厚さ１０ｍｍの
カ−ボン平板を載せ、電気炉で真空中１４５０℃に５時
間保持した後、窒素雰囲気とし、１８００℃で１５分間
保持し石英ガラスを得た。なお、用いた金型、カ−ボン
平板はいずれも反り、うねりが１００μｍ以下のもの
で、また、カ−ボンは等方性黒鉛質で、密度１．７７ｇ
／ｃｍ3 のものであった。得られたガラス（大きさ２４
５×２４５×１．４３ｍｍ（厚さ））について、平坦
度、厚さむらを測定し、表２の結果を得た。また、不純
物分析を行い、表１の結果を得た。また、気泡を目視検
査したところ、１００μｍ径の気泡が１個観察されたの
みであった。
μｍのスプレ−ドライ造粒粉（造粒粒子径６０μｍ）を
用い、金型に充填し、一軸プレス機でプレス圧５００ｋ
ｇ／ｃｍ2 を加えて成形し、３００×３００×１．７ｍ
ｍ（厚さ）の大きさの成形体を得た。この成形体をカ−
ボン平板上に載せ、さらに成形体の上に厚さ１０ｍｍの
カ−ボン平板を載せ、電気炉で真空中１４５０℃に５時
間保持した後、窒素雰囲気とし、１８００℃で１５分間
保持し石英ガラスを得た。なお、用いた金型、カ−ボン
平板はいずれも反り、うねりが１００μｍ以下のもの
で、また、カ−ボンは等方性黒鉛質で、密度１．７７ｇ
／ｃｍ3 のものであった。得られたガラス（大きさ２４
５×２４５×１．４３ｍｍ（厚さ））について、平坦
度、厚さむらを測定し、表２の結果を得た。また、不純
物分析を行い、表１の結果を得た。また、気泡を目視検
査したところ、１００μｍ径の気泡が１個観察されたの
みであった。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【表２】
【００２３】実施例２ シリカ粉末として、表１の純度を有し、平均粒径８μｍ
のスプレ−ドライ造粒粉（造粒粒子径１５０μｍ）を用
い、アクリル系バインダ−を粉末に対して３％添加して
粉末を調整した。金型に充填し、一軸プレス機でプレス
圧５００ｋｇ／ｃｍ2 を加えて成形し、３００×３００
×１．７ｍｍ（厚さ）の大きさの成形体を得た。この成
形体をカ−ボン平板上に載せ、さらに成形体の上に厚さ
１０ｍｍのカ−ボン平板を載せ、電気炉で真空中１４５
０℃に５時間保持した後、窒素雰囲気とし、１７７０℃
で２０分間保持し石英ガラスを得た。なお、用いた金
型、カ−ボン平板はいずれも反り、うねりが１００μｍ
以下のもので、また、カ−ボンは等方性黒鉛質で、密度
１．７７ｇ／ｃｍ3 のものであった。得られたガラス
（大きさ２４５×２４５×１．４３ｍｍ（厚さ）につい
て、不純物分析、平坦度、厚さむらを測定した結果、実
施例１と同様であった。また、気泡を目視検査したとこ
ろ１００μｍ径の気泡が１個観察されたのみであった。
のスプレ−ドライ造粒粉（造粒粒子径１５０μｍ）を用
い、アクリル系バインダ−を粉末に対して３％添加して
粉末を調整した。金型に充填し、一軸プレス機でプレス
圧５００ｋｇ／ｃｍ2 を加えて成形し、３００×３００
×１．７ｍｍ（厚さ）の大きさの成形体を得た。この成
形体をカ−ボン平板上に載せ、さらに成形体の上に厚さ
１０ｍｍのカ−ボン平板を載せ、電気炉で真空中１４５
０℃に５時間保持した後、窒素雰囲気とし、１７７０℃
で２０分間保持し石英ガラスを得た。なお、用いた金
型、カ−ボン平板はいずれも反り、うねりが１００μｍ
以下のもので、また、カ−ボンは等方性黒鉛質で、密度
１．７７ｇ／ｃｍ3 のものであった。得られたガラス
（大きさ２４５×２４５×１．４３ｍｍ（厚さ）につい
て、不純物分析、平坦度、厚さむらを測定した結果、実
施例１と同様であった。また、気泡を目視検査したとこ
ろ１００μｍ径の気泡が１個観察されたのみであった。
【００２４】実施例３ シリカ粉末として、表１の純度を有し、平均粒径４．８
μｍの粉末を用い、その粉末１ｋｇを純水５００ｍｌに
入れ、超音波を印加しながら、５時間攪拌しスラリ−を
調製した。樹脂製フィルタ−（厚さ１４０μｍ）を貼っ
た多孔質アルミナ質濾過板２枚で金属製スペ−サ−（厚
さ１．７ｍｍ）を挟んで構成される鋳込み型（内容積４
００×３７５×１．７ｍｍｔ）に、スラリ−を投入し、
加圧（圧力０．５ｋｇ／ｃｍ2 ）することで、内容積に
相当する大きさの湿潤成形体を得た。この成形体を乾燥
し、さらに、１１００℃で１０時間仮焼した。これをカ
−ボン荷重を３．５ｇ／ｃｍ2 とした以外は、実施例１
と同様の方法でガラス化し、石英ガラス基板を得た。得
られたガラス（大きさ３５５×３３０×１．４０ｍｍ
（厚さ））について、平坦度、厚さむらを測定し、表２
の結果を得た。
μｍの粉末を用い、その粉末１ｋｇを純水５００ｍｌに
入れ、超音波を印加しながら、５時間攪拌しスラリ−を
調製した。樹脂製フィルタ−（厚さ１４０μｍ）を貼っ
た多孔質アルミナ質濾過板２枚で金属製スペ−サ−（厚
さ１．７ｍｍ）を挟んで構成される鋳込み型（内容積４
００×３７５×１．７ｍｍｔ）に、スラリ−を投入し、
加圧（圧力０．５ｋｇ／ｃｍ2 ）することで、内容積に
相当する大きさの湿潤成形体を得た。この成形体を乾燥
し、さらに、１１００℃で１０時間仮焼した。これをカ
−ボン荷重を３．５ｇ／ｃｍ2 とした以外は、実施例１
と同様の方法でガラス化し、石英ガラス基板を得た。得
られたガラス（大きさ３５５×３３０×１．４０ｍｍ
（厚さ））について、平坦度、厚さむらを測定し、表２
の結果を得た。
【００２５】また、不純物分析を行い、表１の結果を得
た。
た。
【００２６】気泡を目視検査したところ、１００μｍ径
の気泡が１個、５０μｍ径の気泡が１個観察されたのみ
であった。
の気泡が１個、５０μｍ径の気泡が１個観察されたのみ
であった。
【００２７】実施例４ シリカ粉末として、表１の純度を有し、平均粒径１．８
μｍの粉末を用い、その粉末１ｋｇを純水８００ｍｌに
入れ、超音波を印加しながら、５時間攪拌しスラリ−を
調製した。樹脂製フィルタ−（厚さ１４０μｍ）を貼っ
た多孔質ムライト質濾過板２枚で金属製スペ−サ−（厚
さ１．７ｍｍ）を挟んで構成される鋳込み型（内容積４
００×３７５×１．７ｍｍ（厚さ））に、スラリ−を投
入し、加圧（圧力０．５ｋｇ／ｃｍ2 ）することで、内
容積に相当する大きさの湿潤成形体を得た。この成形体
を乾燥し、さらに、１１００℃で１０時間仮焼した。こ
れをカ−ボン荷重を３．５ｇ／ｃｍ2 とした以外は、実
施例１と同様の方法でガラス化し、石英ガラス基板を得
た。得られたガラス（大きさ３５５×３３０×１．４０
ｍｍ（厚さ））について、平坦度、厚さむら、不純物分
析を測定した結果、実施例３と同様の結果を得た。ま
た、気泡を目視検査したところ、１００μｍ径の気泡が
１個、５０μｍ径の気泡が１個観察されたのみであっ
た。
μｍの粉末を用い、その粉末１ｋｇを純水８００ｍｌに
入れ、超音波を印加しながら、５時間攪拌しスラリ−を
調製した。樹脂製フィルタ−（厚さ１４０μｍ）を貼っ
た多孔質ムライト質濾過板２枚で金属製スペ−サ−（厚
さ１．７ｍｍ）を挟んで構成される鋳込み型（内容積４
００×３７５×１．７ｍｍ（厚さ））に、スラリ−を投
入し、加圧（圧力０．５ｋｇ／ｃｍ2 ）することで、内
容積に相当する大きさの湿潤成形体を得た。この成形体
を乾燥し、さらに、１１００℃で１０時間仮焼した。こ
れをカ−ボン荷重を３．５ｇ／ｃｍ2 とした以外は、実
施例１と同様の方法でガラス化し、石英ガラス基板を得
た。得られたガラス（大きさ３５５×３３０×１．４０
ｍｍ（厚さ））について、平坦度、厚さむら、不純物分
析を測定した結果、実施例３と同様の結果を得た。ま
た、気泡を目視検査したところ、１００μｍ径の気泡が
１個、５０μｍ径の気泡が１個観察されたのみであっ
た。
【００２８】実施例５ 実施例３で得られたガラスをポリシリコンＴＦＴ液晶表
示基板用にするため、５枚作成し、研磨加工し、表面荒
さ５ｎｍ、うねり１５μｍ、反り５０μｍ、厚さむら３
０μｍの基板ガラスを得た。研磨加工に要した工程数は
従来の切断品に対するものと比較して、半分に減少して
おり、大幅な費用節減となることが判った。
示基板用にするため、５枚作成し、研磨加工し、表面荒
さ５ｎｍ、うねり１５μｍ、反り５０μｍ、厚さむら３
０μｍの基板ガラスを得た。研磨加工に要した工程数は
従来の切断品に対するものと比較して、半分に減少して
おり、大幅な費用節減となることが判った。
【００２９】
【発明の効果】本発明の石英ガラス基板の製造方法は、
従来の板材を切り出し、研磨加工する方法と比較して、
以下の利点を有する。
従来の板材を切り出し、研磨加工する方法と比較して、
以下の利点を有する。
【００３０】（１）ＯＨ基が１００ｐｐｍ以下の耐熱性
を有する高純度合成石英ガラスが従来法より格段に低コ
ストで製造できる。
を有する高純度合成石英ガラスが従来法より格段に低コ
ストで製造できる。
【００３１】（２）切り出しによる切断ロスを大幅に節
減できるため、材料歩留まりが向上する。
減できるため、材料歩留まりが向上する。
【００３２】（３）研磨加工に要する工程数が削減でき
るため、費用が節約できる。
るため、費用が節約できる。
【００３３】これらの利点を総合することにより、従来
の製造方法に比較して、極めて低コストの石英ガラス基
板の提供が可能となった。したがって、液晶分野で使用
されるポリシリコンＴＦＴガラス基板、カラ−フィルタ
−用ガラス基板などの用途に適用でき、本発明は工業上
価値あるものとみなされる。
の製造方法に比較して、極めて低コストの石英ガラス基
板の提供が可能となった。したがって、液晶分野で使用
されるポリシリコンＴＦＴガラス基板、カラ−フィルタ
−用ガラス基板などの用途に適用でき、本発明は工業上
価値あるものとみなされる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 須藤 一 山形県山形市十日町二丁目４−７ (72)発明者 菊地 義一 山形県寒河江市大字寒河江字鶴田43−７
Claims (5)
- 【請求項１】シリカ粉末を成形し、焼結して石英ガラス
を製造する方法において、シリカ粉末として平均粒径が
０．５〜１０μｍの範囲にあり、Ｎａ、Ｋ、Ｆｅ、Ｔ
ｉ、Ａｌの各不純物が１ｐｐｍ以下である粉末を使用
し、それを平板状に成形したのち、設置用セッタ−であ
るカ−ボン平板上に設置し、さらに、成形体上面に荷重
としてカ−ボン平板を載せ、１７５０℃以上で焼結する
ことにより、無加工状態で平坦度１００μｍ以下、厚さ
むら１５０μｍ以下の精度を有する、厚さ０．５〜３．
０ｍｍの石英ガラス基板を製造する方法。 - 【請求項２】Ｎａ、Ｋ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｌの各不
純物が１ｐｐｍ以下で、かつＯＨ基が１００ｐｐｍ以下
であり、含まれる直径１００μｍ以上の気泡の数が１．
０個／１０ｃｍ3 以下である請求項１記載の製造方法で
得られた石英ガラス基板。 - 【請求項３】シリカ粉末の成形を金型プレスを用いて行
い、１００μｍ以下の平坦度をもつ金型平面を成形体表
面に転写することで、平坦かつ厚みむらの少ない平板成
形体を得る請求項１記載の製造方法。 - 【請求項４】シリカ粉末の成形を、粉末が分散した水系
スラリ−から１００μｍ以下の平坦度をもつ多孔質濾過
板を用い、吸水することにより行い、濾過板の平坦性を
成形体表面に転写することで、平坦かつ厚みむらの少な
い平板成形体を得る請求項１記載の製造方法。 - 【請求項５】焼結を、成形体を平坦度１００μｍ以下の
カ−ボン平板上に設置し、その上に同様のカ−ボン平板
を荷重として載せ、荷重量を０．３ｇ／ｃｍ2 以上とす
ることにより、焼結時の変形を防止することを特徴とす
る請求項１記載の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9063195A JPH08290927A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 石英ガラス基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9063195A JPH08290927A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 石英ガラス基板の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08290927A true JPH08290927A (ja) | 1996-11-05 |
Family
ID=14003844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9063195A Pending JPH08290927A (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 石英ガラス基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08290927A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006023296A (ja) * | 2004-06-11 | 2006-01-26 | Nippon Electric Glass Co Ltd | フラットパネルディスプレイ用板ガラスの選別方法、フラットパネルディスプレイ用板ガラス及びその製造方法 |
| EP2070883A1 (en) * | 2006-09-11 | 2009-06-17 | Tosoh Corporation | Fused quartz glass and process for producing the same |
-
1995
- 1995-04-17 JP JP9063195A patent/JPH08290927A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006023296A (ja) * | 2004-06-11 | 2006-01-26 | Nippon Electric Glass Co Ltd | フラットパネルディスプレイ用板ガラスの選別方法、フラットパネルディスプレイ用板ガラス及びその製造方法 |
| JP4618426B2 (ja) * | 2004-06-11 | 2011-01-26 | 日本電気硝子株式会社 | フラットディスプレイ用板ガラスの選別方法及び製造方法 |
| EP2070883A1 (en) * | 2006-09-11 | 2009-06-17 | Tosoh Corporation | Fused quartz glass and process for producing the same |
| EP2070883A4 (en) * | 2006-09-11 | 2012-09-12 | Tosoh Corp | QUARTZ GLASS AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR |
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