JPS60141642A - 高温度安定低膨脹ガラス - Google Patents
高温度安定低膨脹ガラスInfo
- Publication number
- JPS60141642A JPS60141642A JP58245559A JP24555983A JPS60141642A JP S60141642 A JPS60141642 A JP S60141642A JP 58245559 A JP58245559 A JP 58245559A JP 24555983 A JP24555983 A JP 24555983A JP S60141642 A JPS60141642 A JP S60141642A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- glass
- mgo
- al2o3
- low expansion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
- C03C3/093—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium containing zinc or zirconium
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はホトマスク、エレクトロルネツセンス(EL)
、L CD、CCDカメラレンズ等に用いられるガラス
に関する。
、L CD、CCDカメラレンズ等に用いられるガラス
に関する。
従来、IC(集積回路)の製造には一般にフォトマスク
が用いられている。このようなフォトマスクはガラス基
板に各種の物理的及び化学的処理を繰返して行った後、
クロム、酸化クロム、酸化鉄、鉄などの膜を焼付け、更
にそれに複雑な配線図を5簡角程度に縮小したものを焼
込み、その後ICの配線部分岐あたる酸化クロム等の膜
を削り取ること尾より製造される。こうして製作された
フォトマスクを、アルミ箔をシリコンにプリントするた
めのネガとして用いて光をシリコーン基板上へ投影して
その配線を焼付け、その後各種の処理を行い、製品とす
る。この工程で最終製品であるICは5鰭角のシリコン
基板上に数万個のトランジスターやコンデンサー等が埋
め込まれているような微小スケールであるため、ガラス
表面に5μm以上の凹凸や2μm以上の穴その他の欠陥
があると、シリコン基板上のアルミニウム線が断線して
ICとして使用することができなくなる。
が用いられている。このようなフォトマスクはガラス基
板に各種の物理的及び化学的処理を繰返して行った後、
クロム、酸化クロム、酸化鉄、鉄などの膜を焼付け、更
にそれに複雑な配線図を5簡角程度に縮小したものを焼
込み、その後ICの配線部分岐あたる酸化クロム等の膜
を削り取ること尾より製造される。こうして製作された
フォトマスクを、アルミ箔をシリコンにプリントするた
めのネガとして用いて光をシリコーン基板上へ投影して
その配線を焼付け、その後各種の処理を行い、製品とす
る。この工程で最終製品であるICは5鰭角のシリコン
基板上に数万個のトランジスターやコンデンサー等が埋
め込まれているような微小スケールであるため、ガラス
表面に5μm以上の凹凸や2μm以上の穴その他の欠陥
があると、シリコン基板上のアルミニウム線が断線して
ICとして使用することができなくなる。
ICの生産歩留り及び品質を左右するフォトマスクの優
劣は、ガラス自体の欠陥の有無及び酸化クロム等の膜が
ガラス基板に十分な接着強度で均一に(例えば1μm厚
)形成できるが否かなどにより支配される。その他、E
L、LCD、CCDカメラレンズその他の用途に用いら
れるガラスにおいても欠陥、表面凹凸、泡などを極力抑
制しなければならないことが多い。
劣は、ガラス自体の欠陥の有無及び酸化クロム等の膜が
ガラス基板に十分な接着強度で均一に(例えば1μm厚
)形成できるが否かなどにより支配される。その他、E
L、LCD、CCDカメラレンズその他の用途に用いら
れるガラスにおいても欠陥、表面凹凸、泡などを極力抑
制しなければならないことが多い。
ラスと称される硼珪酸系低熱膨張ガラスが主に用いられ
てきたが、この系統のガラスはガラス自体に泡、ストー
ン、脈理などの主としてガラスの高温熔解に起因する欠
陥を持っている。さらに、この系統のガラスが熱的に変
形しブjい温度は550℃以下であり、例えば上述のフ
ォトマスクの例における膜焼付の処理はこの温度以下で
行われている。しかし、この温度領域での処理ではガラ
スと膜の間の接着強度が十分に得られず、また膜の厚ミ
ノコントロールも十分行えず、前述のガラス自体の持つ
欠陥と相俟って後工程での問題発生は避は難く、ICの
生産歩留り及び品質向上がこれ以上期待されないのが現
状である。IC製造に限らず、他の用途においても熱変
形が小さく、欠陥のないすぐれたガラス材料が要求され
ている。
てきたが、この系統のガラスはガラス自体に泡、ストー
ン、脈理などの主としてガラスの高温熔解に起因する欠
陥を持っている。さらに、この系統のガラスが熱的に変
形しブjい温度は550℃以下であり、例えば上述のフ
ォトマスクの例における膜焼付の処理はこの温度以下で
行われている。しかし、この温度領域での処理ではガラ
スと膜の間の接着強度が十分に得られず、また膜の厚ミ
ノコントロールも十分行えず、前述のガラス自体の持つ
欠陥と相俟って後工程での問題発生は避は難く、ICの
生産歩留り及び品質向上がこれ以上期待されないのが現
状である。IC製造に限らず、他の用途においても熱変
形が小さく、欠陥のないすぐれたガラス材料が要求され
ている。
従って、本発明の目的は熱的に安定でしかも欠陥のない
すぐれたガラスを提供することにある。
すぐれたガラスを提供することにある。
本発明のより特定的な目的は、線膨張係数が3゜〜55
x1o’cIrL/礪℃でしかも高温度(例えば650
℃以上)で熱変形しない上記ガラスを提供することにあ
る。
x1o’cIrL/礪℃でしかも高温度(例えば650
℃以上)で熱変形しない上記ガラスを提供することにあ
る。
本発明の目的は、重量百分率で5i0245.0〜65
.0%、B2Q、 5.0〜15%、A、12Q、15
.0〜250%、MgO5,o〜150%から成る基本
組成を有し、モル比でMgO/AI 203= 0.4
! s〜179の範囲にあるガラスにより達成される。
.0%、B2Q、 5.0〜15%、A、12Q、15
.0〜250%、MgO5,o〜150%から成る基本
組成を有し、モル比でMgO/AI 203= 0.4
! s〜179の範囲にあるガラスにより達成される。
上記構成のガラスは線膨張係数が50〜55×1O−7
c#/傭℃のように低く、しかも650℃以上の転移点
を有することが分った。従って、650℃以上のように
高温で使用することが必要な例えばフォトマスクなどに
応用してすぐれた作用を提供する。しかも、本発明のガ
ラスは欠陥や凹凸のないすぐれた特性を有するものであ
る。
c#/傭℃のように低く、しかも650℃以上の転移点
を有することが分った。従って、650℃以上のように
高温で使用することが必要な例えばフォトマスクなどに
応用してすぐれた作用を提供する。しかも、本発明のガ
ラスは欠陥や凹凸のないすぐれた特性を有するものであ
る。
本発明者は、従来のガラスがもつ欠陥を改善し、高温度
で膜焼付が可能なガラスを開発するために種々の研究を
重ねた結果、5102−B、、05−AI 203−M
g0系のガラスにおいて、Al2O3を大量に導入すれ
ば、650℃以上の高温度でガラスが変形しないこと−
を見出した。通常、AI 20.の大量導入はガラスの
溶融温度を極端に上昇させるために、ガラスの欠陥であ
る泡、ストーン、及び脈理の発生を防止することが不可
能であった。しかるに、本発明において大量のA、+2
0.の導入と共に、モル比でMgO/A12Q、 =
0.63〜1.79の範囲でMgOを導入することによ
り、通常溶融されている低膨張ガラスよりもはるかに低
温度の1470〜1500℃で溶融可能でしかも泡、ス
トーン、及び脈理のない高温度安定型の低膨張ガラスを
製作することに成功した。
で膜焼付が可能なガラスを開発するために種々の研究を
重ねた結果、5102−B、、05−AI 203−M
g0系のガラスにおいて、Al2O3を大量に導入すれ
ば、650℃以上の高温度でガラスが変形しないこと−
を見出した。通常、AI 20.の大量導入はガラスの
溶融温度を極端に上昇させるために、ガラスの欠陥であ
る泡、ストーン、及び脈理の発生を防止することが不可
能であった。しかるに、本発明において大量のA、+2
0.の導入と共に、モル比でMgO/A12Q、 =
0.63〜1.79の範囲でMgOを導入することによ
り、通常溶融されている低膨張ガラスよりもはるかに低
温度の1470〜1500℃で溶融可能でしかも泡、ス
トーン、及び脈理のない高温度安定型の低膨張ガラスを
製作することに成功した。
すなわち、本発明は重量に基づき、5iO2450〜6
5.0%、B20350〜15%、Al205150〜
25.0%、MgQ 5.0〜15.0%からなる基本
組成を有し、かつAl2O3とMgOのモル比がMgO
/Al2O,= 0.50〜250なる値を有し、低温
度溶融において、650℃以上の温度で各種処理が可能
な、高温度安定型の低膨張ガラスを提供するものである
。
5.0%、B20350〜15%、Al205150〜
25.0%、MgQ 5.0〜15.0%からなる基本
組成を有し、かつAl2O3とMgOのモル比がMgO
/Al2O,= 0.50〜250なる値を有し、低温
度溶融において、650℃以上の温度で各種処理が可能
な、高温度安定型の低膨張ガラスを提供するものである
。
本発明の基本成分中の5IO2は、全重量に基づき45
0〜650%の範囲にあることが必要である。この量は
450%未満では、化学的耐久性が劣化するし、また、
65.0%より多くなると、溶融温度が急激に上昇し、
泡及び脈理の発生原因となる。
0〜650%の範囲にあることが必要である。この量は
450%未満では、化学的耐久性が劣化するし、また、
65.0%より多くなると、溶融温度が急激に上昇し、
泡及び脈理の発生原因となる。
次に、B20.は、溶融ガラスの粘性調節及び、化学的
耐久性向上のために使用されるが、5.0%未満では、
これらの効果が不十分であるし、また15.0%より多
くなると、化学的耐久性が急激に劣化し、ガラス溶融時
にB20.の揮発が激しくなり脈理及びストーンの原因
になるので好ましくない。
耐久性向上のために使用されるが、5.0%未満では、
これらの効果が不十分であるし、また15.0%より多
くなると、化学的耐久性が急激に劣化し、ガラス溶融時
にB20.の揮発が激しくなり脈理及びストーンの原因
になるので好ましくない。
さらにAI 20.は、ガラスが650℃以上の高温度
域で熱的に安定になるために大量に導入されるが、その
量が、15.0%未満では、その効果が認められず、ま
た、2 s、 OXより多くなると溶融ガラスの粘性が
急激に増大しもはやMgOの導入では、低温度溶融が不
可能になり、泡、ストーン及び脈理のないガラスを得る
ことができなくなるので好ましくない。
域で熱的に安定になるために大量に導入されるが、その
量が、15.0%未満では、その効果が認められず、ま
た、2 s、 OXより多くなると溶融ガラスの粘性が
急激に増大しもはやMgOの導入では、低温度溶融が不
可能になり、泡、ストーン及び脈理のないガラスを得る
ことができなくなるので好ましくない。
また、大量のAl 203の導入により著しく増大する
ガラスの難溶性を改善するために導入されるMgOは全
重量に基づいて50〜150Xの範囲内にあることが必
要であり、かつ’MgO/AI 20.のモル比が05
0〜2.50の範囲にあることが必要である。すなわち
、MgOが50%未満(モル比050)では、At 2
0.大量導入によるガラスの離溶性の改善効果が不十分
であるし、また15%(モル比250)よりも多くなる
と、MgOが有している塩基性が強くなり、製造装置の
腐食を起し、均質で泡、ストーン及び脈理のないガラ不
を得ることができなくなるので好ましくない。
ガラスの難溶性を改善するために導入されるMgOは全
重量に基づいて50〜150Xの範囲内にあることが必
要であり、かつ’MgO/AI 20.のモル比が05
0〜2.50の範囲にあることが必要である。すなわち
、MgOが50%未満(モル比050)では、At 2
0.大量導入によるガラスの離溶性の改善効果が不十分
であるし、また15%(モル比250)よりも多くなる
と、MgOが有している塩基性が強くなり、製造装置の
腐食を起し、均質で泡、ストーン及び脈理のないガラ不
を得ることができなくなるので好ましくない。
本発明の高温度安定低膨張ガラスには前記の基本組成に
加えて、さらK R20、CaO、SrO、BaO。
加えて、さらK R20、CaO、SrO、BaO。
znQ、pb□、’r i o 2、Z rO2、Ta
205、Nb2o5、Wo5、La2O3、Y2O3%
及び(3d 20.の中から逍ばれた少なくとも1種の
任意成分を含有させることができる。これらはガラス溶
融性、泡切れ性などを改善するために加えられるが、重
量に基づき、R20については5.0%以下、CaOK
ツいては10.0%以下、SrOについては5. [
7X以下、 BaOについては5.0%以下、ZnQに
ついては5.’ON以下、PbQについては5.0%以
下、TiO2については50%以下、Z rO2につい
ては5.0 X以下、Ta2o5については3.0%以
下、Nb2o5については5.0 X以下、WO51c
ツいてはi0X以下、La2o3にツいては30%以下
、Y2O,にツいては!1. OX以下、Gd2O3に
ついては5.0 X以下の範囲で含有させても、線膨張
係数及び650 ’C以上の高温度安定性になんら悪影
響を与えることはない。
205、Nb2o5、Wo5、La2O3、Y2O3%
及び(3d 20.の中から逍ばれた少なくとも1種の
任意成分を含有させることができる。これらはガラス溶
融性、泡切れ性などを改善するために加えられるが、重
量に基づき、R20については5.0%以下、CaOK
ツいては10.0%以下、SrOについては5. [
7X以下、 BaOについては5.0%以下、ZnQに
ついては5.’ON以下、PbQについては5.0%以
下、TiO2については50%以下、Z rO2につい
ては5.0 X以下、Ta2o5については3.0%以
下、Nb2o5については5.0 X以下、WO51c
ツいてはi0X以下、La2o3にツいては30%以下
、Y2O,にツいては!1. OX以下、Gd2O3に
ついては5.0 X以下の範囲で含有させても、線膨張
係数及び650 ’C以上の高温度安定性になんら悪影
響を与えることはない。
さらに本発明においては、前記基本組成及び任意成分に
加えて通常のガラス製造の際、脱泡剤として慣用されテ
イルAs2o3.5b2o3、(NI(4)2so4、
NaCl 及び弗化物などを2.0 Xまで単独で用い
てもよいし、2種以上併用してもよい。
加えて通常のガラス製造の際、脱泡剤として慣用されテ
イルAs2o3.5b2o3、(NI(4)2so4、
NaCl 及び弗化物などを2.0 Xまで単独で用い
てもよいし、2種以上併用してもよい。
以上の記述から、5iO2−B、、0.− Al □0
3−MgO系において、大量のAl 205を導入し、
さらにモル比にてMgO/Al O=o、65〜t 7
9(7)範囲”’QMgOを導3 入することにより、公知の低膨張ガラスでは不可能であ
った低温度溶融において泡、ストーン及び脈理等がなく
均質で、450℃以上の温度で各種処理が可能となった
。
3−MgO系において、大量のAl 205を導入し、
さらにモル比にてMgO/Al O=o、65〜t 7
9(7)範囲”’QMgOを導3 入することにより、公知の低膨張ガラスでは不可能であ
った低温度溶融において泡、ストーン及び脈理等がなく
均質で、450℃以上の温度で各種処理が可能となった
。
本発明の高温度安定竺膨張ガラスの製造は常法に従い各
成分の供給原判を粉砕混合し、ガラス溶融炉に投入し1
470〜1500’Cで溶融し、1150〜1250℃
で均質なガラスを成型することができる。
成分の供給原判を粉砕混合し、ガラス溶融炉に投入し1
470〜1500’Cで溶融し、1150〜1250℃
で均質なガラスを成型することができる。
本発明の組成範囲に入る各種ガラスを製作した。
これらをサンプルlI&1iないしNCf6とし、表1
にガラス組成(重量比)を挙げる。対照のため公知の低
膨張ガラス5in277. OX、 B20.13.
s X、Al2052.9%、Na2o ts%、AS
2030. s X組成のものを用意し、これをサンプ
ルAとする。サンプルt&l〜階16は上述した方法に
従って製作したとき、泡、ストーン及び脈理がなく均質
のものとなった。
にガラス組成(重量比)を挙げる。対照のため公知の低
膨張ガラス5in277. OX、 B20.13.
s X、Al2052.9%、Na2o ts%、AS
2030. s X組成のものを用意し、これをサンプ
ルAとする。サンプルt&l〜階16は上述した方法に
従って製作したとき、泡、ストーン及び脈理がなく均質
のものとなった。
表1中の階2のサンプルと公知のサンプルAとを用いて
熱膨張曲線を測定したところ第1図の結果を得た。
熱膨張曲線を測定したところ第1図の結果を得た。
この図で、ガラスの熱的安定性をあられす転移点(Tg
)及び屈伏点(TC)が、公知のガラスにくらべ本発明
のガラスがそれぞれ145℃以上、100℃以上高くな
っており高温度に対して著しく安定なガラスであること
は明確である。この効果により、ホトマスク及びEL、
LCD等の膜焼付が、650℃以上の高温で処理するこ
とが可能となり、前述のように、ガラスと膜の強度が従
来のガラスにくらべて大幅に大きぐなり、これによって
本発明ガラスを使う各種製品の品質及び歩留りの点で大
幅の改善を行うことができ、さらには従来にない機能を
もつ製品開発も可能となる。
)及び屈伏点(TC)が、公知のガラスにくらべ本発明
のガラスがそれぞれ145℃以上、100℃以上高くな
っており高温度に対して著しく安定なガラスであること
は明確である。この効果により、ホトマスク及びEL、
LCD等の膜焼付が、650℃以上の高温で処理するこ
とが可能となり、前述のように、ガラスと膜の強度が従
来のガラスにくらべて大幅に大きぐなり、これによって
本発明ガラスを使う各種製品の品質及び歩留りの点で大
幅の改善を行うことができ、さらには従来にない機能を
もつ製品開発も可能となる。
第1表にはザングルNQ1〜160線膨張係数、転移点
(Tg)、屈伏点(TC)、及び使用可能な最高膜焼付
処理温度(フォトマスクとして)を測定した結果を示し
た。
(Tg)、屈伏点(TC)、及び使用可能な最高膜焼付
処理温度(フォトマスクとして)を測定した結果を示し
た。
以上の結果から明らかなよ5に、本発明によるとAI
20.が多J1. K用いられるととKより熱安定性が
大きく向上し、Al2O5が多ftK用いられるにも拘
らずMgOの併存により泡、ストーン、脈理の発生が防
止でき、また線膨張係数も十分に小さいものにすること
ができた。
20.が多J1. K用いられるととKより熱安定性が
大きく向上し、Al2O5が多ftK用いられるにも拘
らずMgOの併存により泡、ストーン、脈理の発生が防
止でき、また線膨張係数も十分に小さいものにすること
ができた。
第1図は本発明と従来例によるガラスの熱膨張を示すグ
ラフである。
ラフである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 重量百分率で5IO245,0〜650%、B20
゜5.0〜15 X、 A、j、20.15.0〜25
.0%、MgO5,0〜15.0%から成る基本組成を
有し、モル比でMgO/A、+20. = o63〜1
.79の範囲にある高温度安定低膨張ガ□ラス。 2、線膨張係数が30〜55 X 10−7叡’era
℃である特許請求の範囲第1項記載のガラス。 6650℃以上の転移点を有する特許請求の範囲第1項
または第2項記載のガラス。 4、基本組成に加えてR20(ただしRはアルカリ金属
)5.0%以下、CaQ10.0%以下、5rO5,0
%以下、BaQ 5.0%以下、ZnQ 5.0%以下
、PbQ 5.0%以下、Ti025.0%以下、Zr
0z s、 0%以下、’ra2o55. OX以下、
Nb2Q53.0%以下、WQ、 5.0%以下、La
2QS3.0%以下、¥20350%以下、G(120
510A以下の中から選ばれた少なくとも1種の任意成
分を含有する特許請求の範囲第1項、第2項または第6
項記載のガラス。 5 基本組成あるいは基本組成と任意成分に加えて脱泡
剤として、As2O3,5b203、(団4)2SO4
、NacI 及び弗化物の中から選ばれた少なくとも1
種の成分を2%まで含有する特許請求の範囲第1項、第
2項、第3項又は第4項記載のガラス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58245559A JPS60141642A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 高温度安定低膨脹ガラス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58245559A JPS60141642A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 高温度安定低膨脹ガラス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60141642A true JPS60141642A (ja) | 1985-07-26 |
Family
ID=17135504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58245559A Pending JPS60141642A (ja) | 1983-12-28 | 1983-12-28 | 高温度安定低膨脹ガラス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60141642A (ja) |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US4994415A (en) * | 1986-09-17 | 1991-02-19 | Nippon Electric Glass Company, Limited | SiO2 -Al2 O3 -BaO glass substrates with improved chemical resistance for use in display panels and others having thin films |
JPH1072237A (ja) * | 1996-06-03 | 1998-03-17 | Asahi Glass Co Ltd | 無アルカリガラスおよび液晶ディスプレイパネル |
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WO2001017921A1 (de) | 1999-09-04 | 2001-03-15 | Schott Glas | Erdalkalialuminoborosilicatglas und dessen verwendungen |
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JP2008050262A (ja) * | 2007-10-15 | 2008-03-06 | Asahi Glass Co Ltd | 無アルカリガラスの清澄方法 |
JPWO2006064878A1 (ja) * | 2004-12-16 | 2008-06-12 | 日本板硝子株式会社 | ガラス組成物およびその製造方法 |
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WO2009090013A1 (de) * | 2008-01-17 | 2009-07-23 | Schott Ag | Alkalifreies glas |
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