JPWO2013183539A1 - ガラス基板の仕上げ研磨方法、および、該方法で仕上げ研磨された無アルカリガラス基板 - Google Patents

ガラス基板の仕上げ研磨方法、および、該方法で仕上げ研磨された無アルカリガラス基板 Download PDF

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Abstract

本発明は、研磨砥粒として酸化セリウムを含む研磨スラリを用いて、ガラス基板の主面を研磨する、ガラス基板の仕上げ研磨方法であって、前記ガラス基板の組成が、下記の無アルカリガラスであり、前記ガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．１４μｍから０．１０μｍまで変化する際の前記ガラス基板の研磨量をＸ（μｍ）とするとき、０．０４／Ｘが０．１２以上となる条件で研磨する段階を含む、ガラス基板の仕上げ研磨方法に関する：歪点が７１０℃以上であって、５０〜３５０℃での平均熱膨張係数が３０?１０-７〜４３?１０-７／℃であって、ガラス粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２が１７１０℃以下であって、ガラス粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４が１３２０℃以下であって、酸化物基準のモル％表示で、ＳｉＯ２：６６〜７０、Ａｌ２Ｏ３：１２〜１５、Ｂ２Ｏ３：０〜１．５、ＭｇＯ：９．５超１３以下、ＣａＯ：４〜９、ＳｒＯ：０．５〜４．５、ＢａＯ：０〜１、ＺｒＯ２：０〜２を含有しＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ が１７〜２１であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．４０以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．４０以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＳｒＯ）が０．６０以上である無アルカリガラス。

Description

本発明は、各種ディスプレイ用ガラス基板やフォトマスク用ガラス基板として使用するために、アルカリ金属酸化物を実質上含有しない無アルカリガラス基板を仕上げ研磨する方法、および、該方法により仕上げ研磨された無アルカリガラス基板に関する。
従来、各種ディスプレイ用ガラス基板、特に表面に金属ないし酸化物薄膜等を形成するものでは、以下に示す特性が要求されてきた。
（１）アルカリ金属酸化物を含有していると、アルカリ金属イオンが薄膜中に拡散して膜特性を劣化させるため、実質的にアルカリ金属イオンを含まないこと。
（２）薄膜形成工程で高温にさらされる際に、ガラスの変形およびガラスの構造安定化に伴う収縮（熱収縮）を最小限に抑えうるように、歪点が高いこと。
（３）半導体形成に用いる各種薬品に対して充分な化学耐久性を有すること。特にＳｉＯｘやＳｉＮｘのエッチングのためのバッファードフッ酸（ＢＨＦ：フッ酸とフッ化アンモニウムの混合液）、およびＩＴＯのエッチングに用いる塩酸を含有する薬液、金属電極のエッチングに用いる各種の酸（硝酸、硫酸等）、レジスト剥離液のアルカリに対して耐久性のあること。
（４）内部および表面に欠点（泡、脈理、インクルージョン、ピット、キズ等）がないこと。
上記の要求に加えて、近年では、以下のような状況にある。
（５）ディスプレイの軽量化が要求され、ガラス自身も密度の小さいガラスが望まれる。
（６）ディスプレイの軽量化が要求され、ガラス基板の薄板化が望まれる。
（７）これまでのアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）タイプの液晶ディスプレイに加え、若干熱処理温度の高い多結晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）タイプの液晶ディスプレイが作製されるようになってきた（ａ−Ｓｉ：約３５０℃→ｐ−Ｓｉ：３５０〜５５０℃）。
（８）液晶ディスプレイ作製熱処理の昇降温速度を速くして、生産性を上げたり耐熱衝撃性を上げるために、ガラスの平均熱膨張係数の小さいガラスが求められる。
一方、エッチングのドライ化が進み、耐ＢＨＦ性に対する要求が弱くなってきている。これまでのガラスは、耐ＢＨＦ性を良くするために、Ｂ２Ｏ３を６〜１０モル％含有するガラスが多く用いられてきた。しかし、Ｂ２Ｏ３は歪点を下げる傾向がある。Ｂ２Ｏ３を含有しないまたは含有量の少ない無アルカリガラスの例としては以下のようなものがある。
特許文献１にはＢ２Ｏ３を含有しない、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＳｒＯガラスが開示されているが、溶解に必要な温度が高く製造に困難を生ずる。
特許文献２にはＢ２Ｏ３を含有しない、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＳｒＯ結晶化ガラスが開示されているが、溶解に必要な温度が高く製造に困難を生ずる。
特許文献３にはＢ２Ｏ３を０〜３重量％含有するガラスが開示されているが、実施例の歪点が６９０℃以下である。
特許文献４にはＢ２Ｏ３を０〜５モル％含有するガラスが開示されているが、５０〜３５０℃での平均熱膨張係数が５０×１０-７／℃を超える。
特許文献５にはＢ２Ｏ３を０〜５モル％含有するガラスが開示されているが、熱膨張が大きく、密度も大きい。
特許文献１〜５に記載のガラスにおける問題点を解決するため、特許文献６に記載の無アルカリガラスが提案されている。特許文献６に記載の無アルカリガラスは、歪点が高く、フロート法による成形ができ、ディスプレイ用基板、フォトマスク用基板等の用途に好適であるとされている。
このような目的で実施する仕上げ研磨では、基板表面に存在する微小な凹凸やうねりをより少ない研磨量で除去できることが、仕上げ研磨に要するコストが軽減される、研磨で取り除かれたガラス粉またはガラス屑の研磨スラリへの混入が少なくなり研磨スラリの交換頻度を減らすことができる等の理由から好ましい。
日本国特開昭６２−１１３７３５号公報 日本国特開昭６２−１００４５０号公報 日本国特開平４−３２５４３５号公報 日本国特開平５−２３２４５８号公報 米国特許第５３２６７３０号明細書 日本国特開平１０−４５４２２号公報
一方、フロート法で成形されたガラス基板は、その表面に微小な凹凸やうねり（３〜３０ｍｍのピッチで、最大高さが０．３μｍ程度のうねり）が存在する。このような微小な凹凸やうねりは、フロート法で成形されたガラス基板を、自動車用、建築等の板ガラスとして使用する場合は問題とならないが、各種ディスプレイ用ガラス基板として使用する場合は、製造されるディスプレイの画像に歪みや色むらを与える原因となる。このため、仕上げ研磨により、微小な凹凸やうねりを除去することが必要となる。
このような目的で実施する仕上げ研磨には、研磨砥粒として酸化セリウムを含む研磨スラリを用いた研磨が好ましく用いられる。
しかしながら、高品質のｐ−Ｓｉ ＴＦＴの製造方法として固相結晶化法があるが、これを実施するためには、歪点をさらに高くすることが求められる。
また、ガラス製造プロセス、特に溶解、成形における要請から、ガラスの粘性、特にガラス粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４を低くすることが求められている。
本発明の目的は、上記欠点を解決し、歪点が高く、低粘性、特にガラス粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４が低い無アルカリガラス基板を仕上げ研磨する際に、少ない研磨量で、基板表面に存在する微小な凹凸やうねりを除去できる、ガラス基板の仕上げ研磨方法、および、該方法により仕上げ研磨された無アルカリガラス基板の提供である。
本発明は、研磨砥粒として酸化セリウムを含む研磨スラリを用いて、ガラス基板の主面を研磨する、ガラス基板の仕上げ研磨方法であって、
前記ガラス基板の組成が、下記の無アルカリガラスであり、
前記ガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．１４μｍから０．１０μｍまで変化する際の前記ガラス基板の研磨量をＸ（μｍ）とするとき、０．０４／Ｘが０．１２以上となる条件で研磨する段階を含む、ガラス基板の仕上げ研磨方法（１）を提供する。
歪点が７１０℃以上であって、５０〜３５０℃での平均熱膨張係数が３０×１０-７〜４３×１０-７／℃であって、ガラス粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２が１７１０℃以下であって、ガラス粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４が１３２０℃以下であって、酸化物基準のモル％表示で
ＳｉＯ２ ６６〜７０、
Ａｌ２Ｏ３ １２〜１５、
Ｂ２Ｏ３ ０〜１．５、
ＭｇＯ ９．５超１３以下、
ＣａＯ ４〜９、
ＳｒＯ ０．５〜４．５、
ＢａＯ ０〜１、
ＺｒＯ２ ０〜２を含有し
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ が１７〜２１であり、
ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．４０以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．４０以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＳｒＯ）が０．６０以上である無アルカリガラス。
本発明は、研磨砥粒として酸化セリウムを含む研磨スラリを用いて、ガラス基板の主面を研磨する、ガラス基板の仕上げ研磨方法であって、
前記ガラス基板の組成が、下記の無アルカリガラスであり、
前記ガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．１４μｍから０．１０μｍまで変化する際の前記ガラス基板の研磨量をＸ（μｍ）とするとき、０．０４／Ｘが０．１２以上となる条件で研磨する段階を含む、ガラス基板の仕上げ研磨方法（２）を提供する。
歪点が７１０℃以上であって、５０〜３５０℃での平均熱膨張係数が３０×１０-７〜４３×１０-７／℃であって、ガラス粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２が１７１０℃以下であって、ガラス粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４が１３２０℃以下であって、酸化物基準のモル％表示で
ＳｉＯ２ ６６〜７０、
Ａｌ２Ｏ３ １２〜１５、
Ｂ２Ｏ３ ０〜１．５、
ＭｇＯ ５〜９．５、
ＣａＯ ４〜１１、
ＳｒＯ ０．５〜４．５、
ＢａＯ ０〜１、
ＺｒＯ２ ０〜２を含有し
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ が１８．２超２１以下であり、
ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．２５以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．３以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＳｒＯ）が０．６０以上であり、Ａｌ２Ｏ３×（ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ））が５．５以上である無アルカリガラス。
本発明のガラス基板の仕上げ研磨方法（１）、（２）において、仕上げ研磨前のガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．２μｍ以下であることが好ましい。
本発明のガラス基板の仕上げ研磨方法（１）、（２）は、フロート法により成形されたガラス基板の主面を仕上げ研磨することが好ましい。
また、本発明は、ガラス基板の仕上げ研磨方法（１）、又は（２）を用いて仕上げ研磨された無アルカリガラス基板を提供する。
本発明のガラス基板において、仕上げ研磨後のガラス基板の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．０７μｍ以下であることが好ましい。
本発明のガラス基板において、仕上げ研磨後のガラス基板の主面の５μｍ四方の表面粗さが０．３０ｎｍ以下であることが好ましい。
本発明のガラス基板は、少なくとも１辺の長さが９００ｍｍ以上であることが好ましい。
本発明の方法によれば、フロート法を用いて成形された無アルカリガラス基板を仕上げ研磨する際に、少ない研磨量で基板表面に存在する微小な凹凸やうねりを除去でき、ディスプレイ用基板としての使用に適した高い平坦度を達成することができる。
本発明の方法により仕上げ研磨された無アルカリガラス基板は、特に高歪点用途のディスプレイ用基板、フォトマスク用基板、また磁気ディスク用ガラス基板等に好適である。
図１は、ピッチとうねりの関係を示した模式図である。 図２は、実施の形態のガラス基板の仕上げ研磨方法が適用された研磨装置の全体構造を示す斜視図である。 図３は、図２に示した研磨装置１０の側面図である。 図４は、実施形態のツルーイング砥石による研磨具の目立て方法を示した模式図である。 図５は、図４に示した目立て方法により目立てされた研磨具の平面図である。 図６は、ドレッシング用水ノズルによる研磨具の目直し方法を示した側面図である。
以下、本発明のガラス基板の仕上げ研磨方法を説明する。
本発明のガラス基板の仕上げ研磨方法（１）では、下記ガラス組成１となるように調合したガラス原料を用いた無アルカリガラス基板を使用する。
酸化物基準のモル％表示で
ＳｉＯ２ ６６〜７０、
Ａｌ２Ｏ３ １２〜１５、
Ｂ２Ｏ３ ０〜１．５、
ＭｇＯ ９．５超１３以下、
ＣａＯ ４〜９、
ＳｒＯ ０．５〜４．５、
ＢａＯ ０〜１、
ＺｒＯ２ ０〜２、を含有し、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ が１７〜２１であり、
ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．４０以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．４０以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＳｒＯ）が０．６０以上である無アルカリガラス。
また、本発明のガラス基板の仕上げ研磨方法（２）では、下記ガラス組成２となるように調合したガラス原料を用いた無アルカリガラス基板を使用する。
酸化物基準のモル％表示で
ＳｉＯ２ ６６〜７０、
Ａｌ２Ｏ３ １２〜１５、
Ｂ２Ｏ３ ０〜１．５、
ＭｇＯ ５〜９．５、
ＣａＯ ４〜１１、
ＳｒＯ ０．５〜４．５、
ＢａＯ ０〜１、
ＺｒＯ２ ０〜２、を含有し、
ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ が１８．２超２１以下であり、
ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．２５以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．３以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＳｒＯ）が０．６０以上であり、Ａｌ２Ｏ３×（ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ））が５．５以上である無アルカリガラス。
次に各成分の組成範囲について説明する。ＳｉＯ２は６６％（モル％、以下特記しないかぎり同じ）未満では、歪点が充分に上がらず、かつ、熱膨張係数が増大し、密度が上昇する。また、ガラスの化学的耐久性、特に耐酸性が低下し、研磨時の凸部選択性が出にくく、平滑性が得られにくい。好ましくは６６．５％以上、より好ましくは６７％以上である。７０％超では、ガラスの溶解性が低下し、失透温度が上昇する。好ましくは６９％以下である。
Ａｌ２Ｏ３はヤング率を上げてガラスの研磨時の変形を抑制し、かつガラスの分相性を抑制し、熱膨脹係数を下げ、歪点を上げ、硬度が向上して研磨時の凸部選択性を上げるが、１２％未満ではこの効果があらわれず、また、ほかの膨張を上げる成分を増加させることになるため、結果的に熱膨張が大きくなる。好ましくは１２．２％以上である。１５％超ではガラスの溶解性が悪くなったり、失透温度を上昇させるおそれがある。好ましくは１４．５％以下、より好ましくは１４％以下、さらに好ましくは１３．８％以下である。
Ｂ２Ｏ３は、ガラスの溶解反応性をよくし、また、失透温度を低下させるため１．５％まで添加できる。しかし、多すぎると光弾性定数が大きくなり、応力が加わった場合に色ムラなどの問題が発生しやすくなる。また、Ｂ２Ｏ３が多すぎるとヤング率が低下して研磨時の変形により平滑性が出にくく、また研磨後の表面粗さが大きくなる。さらに歪点も低下する。したがって１．３％以下が好ましく、１％以下がより好ましく、実質的に含有しないことが好ましい。実質的に含有しないとは、不可避的不純物を除いて含有しないことをいう（本明細書内において同じ）。
ＭｇＯは、比重を上げずにヤング率を上げるため、比弾性率を高くすることでガラスのたわみを軽減できる。また、アルカリ土類の中では膨張を高くせず、かつ歪点を過大には低下させないという特徴を有し、溶解性も向上させる。
ここで、ガラス組成１では、ＭｇＯ含有量が９．５％超１３％以下である。９．５％以下では上述したＭｇＯ添加による効果が十分あらわれない。しかし、１３％を超えると、失透温度が上昇するおそれがある。１２．５％以下が好ましく、１２％以下がより好ましく、１１．５％以下がさらに好ましい。
一方、ガラス組成２では、ＭｇＯ含有量が５〜９．５％である。５％未満では上述したＭｇＯ添加による効果が十分あらわれない。６％以上が好ましく、７％以上がより好ましい。しかし、９．５％を超えると、失透温度が上昇するおそれがある。９．３％以下が好ましく、９％以下がより好ましい。
ＣａＯは、ＭｇＯに次いでアルカリ土類中ではヤング率と比弾性率を高くし、膨張を高くせず、かつ歪点を過大には低下させないという特徴を有し、溶解性も向上させる。
ここで、ガラス組成１では、ＣａＯ含有量が４〜９％である。４％未満では上述したＣａＯ添加による効果が十分あらわれない。しかし、９％を超えると、失透温度が上昇したりＣａＯ原料である石灰石（ＣａＣＯ３）中の不純物であるリンが、多く混入するおそれがある。７％以下が好ましく、６％以下がより好ましく、５％以下がさらに好ましい。
一方、ガラス組成２では、ＣａＯ含有量が４〜１１％である。４％未満では上述したＣａＯ添加による効果が十分あらわれない。５％以上が好ましい。しかし、１１％を超えると、失透温度が上昇したりＣａＯ原料である石灰石（ＣａＣＯ３）中の不純物であるリンが、多く混入するおそれがある。１０％以下が好ましく、９％以下がより好ましく、７％以下がさらに好ましく、６％以下が特に好ましい。
ＳｒＯは、ガラスの失透温度を上昇させず溶解性を向上させるが、０．５％未満ではこの効果が十分あらわれない。好ましくは１．０％以上、さらに好ましくは２．０％以上である。しかし、４．５％を超えると膨脹係数が増大するおそれがある。４．０％以下がより好ましく、３．５％以下がさらに好ましい。
ＢａＯは必須ではないが溶解性向上のために含有できる。しかし、多すぎるとガラスが脆くなりキズが付きやすくなると共に、ガラスの膨張と密度を過大に増加させるので１％以下とする。１％未満が好ましく、０．５％以下がより好ましく、さらに実質的に含有しないことが好ましい。
ＺｒＯ２は、ヤング率を上げるために、ガラス溶融温度を低下させるために、または焼成時の結晶析出を促進するために、２％まで含有してもよい。２％超ではガラスが不安定になる、またはガラスの比誘電率εが大きくなる。好ましくは１．５％以下、より好ましくは１．０％以下、さらに好ましくは０．５％以下であり、実質的に含有しないことが特に好ましい。
ガラス組成１において、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは合量で１７％よりも少ないと、ヤング率が低く研磨時の変形を抑制しにくく、硬度が低いため研磨時の凸部選択性が得られにくい。また、光弾性定数が大きくなり、さらに溶解性が低下する。好ましくは１８％以上、さらに好ましくは１８．５％以上である。２１％よりも多いと、熱膨張係数を小さくできないという難点が生じるおそれがある。好ましくは２０％以下である。
ガラス組成２において、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯは合量で１８．２％以下だと、ヤング率が低く研磨時の変形を抑制しにくく、硬度が低いため研磨時の凸部選択性が得られにくい。また、光弾性定数が大きくなり、さらに溶解性が低下する。２１％よりも多いと、熱膨張係数を小さくできないという難点が生じるおそれがある。好ましくは２０％以下である。
ガラス組成１においては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合量が上記を満たし、かつ、下記３条件を満たすことにより、ヤング率が高く研磨時の変形を抑制しやすく、比弾性率が高く、失透温度を上昇させることなしに、歪点を上昇させ、さらにガラスの粘性、特にガラス粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４を下げることができる。
ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．４以上であり、好ましくは０．４５以上である。
ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．４以上であり、好ましくは０．５２以上、さらに好ましくは０．５５以上である。
ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＳｒＯ）が０．６以上であり、好ましくは０．７以上である。
ガラス組成２においては、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯおよびＢａＯの合量が上記を満たし、かつ、下記３条件を満たすことにより、ヤング率が高く研磨時の変形を抑制しやすく、比弾性率が高く、失透温度を上昇させることなしに、歪点を上昇させ、さらにガラスの粘性、特にガラス粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４を下げることができる。
ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．２５以上であり、好ましくは０．３以上、より好ましく０．４以上であり、さらに好ましくは０．４５以上である。
ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．３以上であり、好ましくは０．４以上であり、より好ましくは０．５２以上、さらに好ましくは０．５５以上である。
ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＳｒＯ）が０．６以上であり、好ましくは０．７以上である。
ガラス組成２において、Ａｌ２Ｏ３×（ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ））が５．５以上であることがヤング率を高められ研磨時の変形を抑制しやすくなるので好ましい。好ましくは５．７５以上、より好ましくは６．０以上、さらに好ましくは６．２５以上、特に好ましくは６．５以上である。
なお、本発明の無アルカリガラス基板を用いたディスプレイ製造時にガラス表面に設ける金属ないし酸化物薄膜の特性劣化を生じさせないために、ガラス原料はＰ２Ｏ５を実質的に含有しないことが好ましい。さらに、ガラスのリサイクルを容易にするため、ガラス原料はＰｂＯ、Ａｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３は実質的に含有しないことが好ましい。
ガラスの溶解性、清澄性、成形性を改善するため、ガラス原料にはＺｎＯ、Ｆｅ２Ｏ３、ＳＯ３、Ｆ、Ｃｌ、ＳｎＯ２を総量で５％以下添加できる。
本発明の無アルカリガラス基板の製造は、たとえば、以下の手順で実施する。
各成分の原料を目標成分（上記ガラス組成１，２）になるように調合し、これを溶解炉に連続的に投入し、１５００〜１８００℃に加熱して溶融する。この溶融ガラスを成形装置にて、所定の板厚の板状のガラスリボンに成形し、このガラスリボンを徐冷後切断することによって、無アルカリガラス基板を得ることができる。
本発明では、フロート法にて板状のガラスリボンに成形することが好ましい。
以下、添付図面に従って本発明に係るガラス基板の仕上げ研磨方法の好ましい実施の形態を詳説する。
図２は、実施の形態のガラス基板の仕上げ研磨方法が適用された研磨装置１０の全体構成を示す斜視図である。図３は、図２に示した研磨装置１０の側面図である。
これらの図に示す研磨装置１０は、フロート法により製造されたガラス板Ｇであって、例えば厚さが０．７ｍｍ以下であり、１辺の長さが９００ｍｍ以上、ヤング率が６５ＧＰａ以上のガラス板Ｇの主面（研磨面）を、研磨具を用いてＦＰＤ用ガラス基板に必要な平坦度に研磨する研磨装置である。すなわち、この研磨装置１０は、２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．２μｍ以下のうねりが存在するガラス板Ｇの研磨面を研磨して、２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さを０．０７μｍ以下に低減することにより、画像に歪みや色むらを与えないＦＰＤ用ガラス基板として最適なガラス板を製造する装置である。
また、本発明では、ガラス板Ｇのヤング率を８２ＧＰａ以上とすることで、例えば、厚さが０．５ｍｍ以下の薄板や、１辺の長さが１０００ｍｍ以上の大板であっても、ガラス板Ｇの主面（研磨面）を、研磨具を用いてＦＰＤ用ガラス基板に必要な平坦度に研磨することができる。
なお、前記うねりの測定方法は、ＪＩＳ Ｂ００３１：’８２とＪＩＳ Ｂ０６０１：’８２に記載の方法である。ピッチとうねりは図１に示すように定義できる。ピッチが大きいとうねりは大きくなるが、ピッチとうねりの関係を線形回帰することにより、２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さを求めることができる。
仕上げ研磨前のガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さは０．１７μｍ以下であることがより好ましい。また、仕上げ研磨後のガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さは０．０５μｍ以下であることがより好ましい。
研磨装置１０は、研磨ヘッド１２と定盤１４とから構成される。研磨ヘッド１２は、ガラス板Ｇの非研磨面を保持するガラス保持部材１６、ガラス保持部材１６がシール材１８を介して取り付けられたガラス保持定盤２０、及びガラス保持定盤２０が取り付けられたキャンバス２２を備えている。キャンバス２２には回転軸２４が固定され、回転軸２４がその軸芯Ｐ１を中心に回転されることにより、研磨ヘッド１２が回転されるとともに、回転軸２４が公転軸Ｐ２を中心に公転されることにより、研磨ヘッド１２が公転される。
また、キャンバス２２の空気室２３には、中空の回転軸２４を介して圧縮エアが供給され、この圧縮エアの圧力がガラス保持定盤２０、シール材１８、及びガラス保持部材１６を介してガラス板Ｇに伝達される。
前記定盤１４は、研磨具２６、研磨具２６がシール材２８を介して取り付けられた研磨具保持定盤３０を備えている。シール材２８は、軟質で吸着保持性を高める樹脂製（例えばポリウレタン製）のシール材である。
したがって、実施の形態の研磨装置１０は、前記圧縮エアの圧力によってガラス板Ｇの研磨面を研磨具２６に押し付けるとともに、研磨ヘッド１２を自転、公転させることにより、ガラス板Ｇの研磨面を研磨する。
研磨具２６は、Ａ硬度（ＩＳＯ ７６１９に準ずる）が２０以上、Ｄ硬度（ＩＳＯ ７６１９に準ずる）が９９以下、厚さが１．０〜２．５ｍｍ、厚さ分布が±０．３ｍｍ以内であることが好ましく、さらには±０．０５ｍｍ以内であることが好ましい。
研磨具２６のＡ硬度が２０未満であると、ガラス板Ｇのうねりを低減できず、Ｄ硬度が９９を超えるとガラス板Ｇが割れ易くなる。また、研磨具２６の厚さが１ｍｍ未満であると、研磨具２６に溝加工ができない。特に大面積の研磨具２６では溝加工ができないと砥粒分布が不均一となりガラス板Ｇの加工に問題が生じる。これに対して、研磨具２６の厚さが２．５ｍｍを超えると、研磨具２６の変形代が大きくなりガラス板Ｇの加工品質が低下する。なお、研磨具２６の厚さ分布は、溝加工部分を除く領域での最大厚み−最小厚みである。この厚さ分布が±０．３ｍｍを超えると、圧力分布が大きくなりガラス板の加工品質が低下する。厚さ分布は、好ましくは±０．２ｍｍ以内、より好ましくは±０．１ｍｍ以内、さらに好ましくは±０．０５ｍｍ以内である。
このように研磨具２６の硬度、厚さ、厚さ分布を上記の如く規定することにより、フロート法により製造されたガラス板Ｇを、ＦＰＤ用ガラス基板として更に最適なガラス板に研磨することができる。
一方、本願発明者は鋭意検討した結果、２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さを０．０７μｍ以下にするには研磨具２６のＡ硬度を管理するだけでは不十分で、ガラス保持部材１６の圧縮率、圧縮弾性率、Ａ硬度、厚さ、及び分布を管理することが好ましい。
例えば、ガラス保持部材１６のＡ硬度が低過ぎると、ガラス保持部材１６の耐久性が低下し、ガラス保持部材１６を繰り返し使用することができない。また、ガラス保持部材１６のＡ硬度が適度に低い場合には、ガラス板Ｇの非研磨面に存在するうねりを、ガラス保持部材１６が吸収するので、ガラス板Ｇの研磨面に存在しているうねりを研磨具２６によって良好に研磨できる。これに対して、ガラス保持部材１６のＡ硬度が高過ぎると、ガラス板Ｇの非研磨面に存在するうねりをガラス保持部材１６によって吸収できない状態で、ガラス板Ｇの研磨面を研磨具２６によって研磨するので、ガラス板Ｇをガラス保持部材１６から取り外した際に、ガラス板Ｇがスプリングバックを起こし、この結果、ガラス板Ｇの研磨面に、２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さで０．０７μｍを超えるうねりが残るおそれがある。
また、厚さ分布が±０．０５ｍｍより大きくなると、ガラス保持部材１６のクッション性にガラス板Ｇの面内でムラが発生し、うねりが均一になくならないという問題が生じるおそれがある。
圧縮率は初期のガラス板Ｇに追随するクッション性を表し、圧縮弾性率は繰り返し使用する場合の復元の程度を表するのに必要なパラメーターである。ガラス保持部材１６は、発泡ポリウレタン製である。
上記問題を解消するため、ガラス保持部材１６は、圧縮率（ＪＩＳ Ｌ１０２１−６：’０７付属書１に準ずる）が１０〜７０％、圧縮弾性率（ＪＩＳ Ｌ１０２１−６：’０７付属書１に準ずる、但し、初期荷重は１００ｇｆ／ｃｍ２とし、最終荷重は１１２０ｇｆ／ｃｍ２）が７０〜９８、Ａ硬度が２〜２０、厚さが０．３〜２．０ｍｍ、厚さ分布が±０．０５ｍｍ以内であることが好ましい。
また、ガラス保持部材１６の管理は、ガラス板Ｇが薄くなると特に管理範囲を狭くする必要がある。例えば、板厚０．５ｍｍ以下のガラス板Ｇの場合のガラス保持部材１６は、圧縮率が１０〜７０％、圧縮弾性率が７０〜９８、Ａ硬度が２〜２０、厚さが０．５〜１．５ｍｍ、厚さ分布が±０．０５ｍｍ以内であることが好ましい。また、板厚０．３ｍｍ以下のガラス板Ｇの場合のガラス保持部材１６は、圧縮率が１０〜７０％、圧縮弾性率が７０〜９８、Ａ硬度が２〜２０、厚さが０．７〜１．２ｍｍ、厚さ分布が±０．０５ｍｍ以内であることが好ましい。
ガラス保持部材１６の圧縮率、圧縮弾性率、Ａ硬度、厚さ、厚さ分布を上記の如く規定することにより、フロート法により製造されたガラス板Ｇを、ＦＰＤ用ガラス基板として更に最適なガラス板に研磨することができる。
また、ガラス保持部材１６がシール材１８を介して取り付けられるガラス保持定盤２０の面については、評価長さを３０ｍｍとしたときのうねり曲線の最大断面高さが２０μｍ以下であることが好ましい。
ガラス保持部材１６を管理しても、ガラス保持定盤２０のうねり曲線の最大断面高さが高過ぎる場合には、ガラス板Ｇの非研磨面に存在するうねりをガラス保持部材１６によって良好に吸収できず、ガラス板Ｇの研磨面のうねりを２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さで０．０７μｍ以下に研磨するのが難しくなる。
ガラス保持定盤２０のうねり曲線の最大断面高さを上記の如く規定することにより、ガラス板Ｇの非研磨面に存在するうねりをガラス保持部材１６によって良好に吸収できるので、フロート法により製造されたガラス板を、ＦＰＤ用ガラス基板として更に最適なガラス板に研磨することができる。
研磨具２６がシール材２８を介して取り付けられる研磨具保持定盤３０の面については、評価長さを３０ｍｍとしたときの断面曲線の最大断面高さが１００μｍ以下であることが好ましい。
研磨具２６を管理しても、研磨具保持定盤３０の断面曲線の最大断面高さが高過ぎる場合には、研磨具２６の表面に大きなうねりが発生し、ガラス板Ｇの研磨面のうねりを２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さで０．０７μｍ以下に研磨するのが難しくなる。
したがって、研磨具保持定盤３０の断面曲線の最大断面高さを上記の如く規定することにより、研磨具２６の表面のうねりを抑えることができるので、フロート法により製造されたガラス板を、ＦＰＤ用ガラス基板として更に最適なガラス板に研磨することができる。
なお、うねり曲線の最大断面高さは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：’０１に記載されている。
うねり曲線の最大断面高さは、測定長３０ｍｍ、λＣ＝０．８ｍｍの測定条件で株式会社東京精密製サーフコム「１４００−Ｄ６４」にて測定する。
更にまた、ガラス板Ｇの研磨面を、研磨具２６に対して押圧する荷重のばらつきは、平均荷重の１０％以下であることが好ましい。
ガラス板Ｇに対する研磨具２６の荷重を上記の如く規定することにより、フロート法により製造されたガラス板Ｇを、ＦＰＤ用ガラス基板として更に最適なガラス板に研磨することができる。なお、荷重分布の測定手段として、ニッタ株式会社製大面積圧力分布測定システムの「ＢＩＧ−ＭＡＴ」又は「ＨＵＧＥ−ＭＡＴ」を用いることができる。
以上の如く、実施の形態の研磨装置１０によれば、フロート法により製造されたガラス板Ｇであって、厚さが０．７ｍｍ以下であり、１辺の長さが９００ｍｍ以上、ヤング率が６５ＧＰａ以上のガラス板Ｇを研磨対象とし、ガラス板Ｇの非研磨面をガラス保持部材１６によって保持し、ガラス板Ｇの研磨面にある２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さで０．２μｍ以下のうねりを研磨具２６によって研磨することにより、２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さで０．０７μｍ以下に低減させてフラットパネルディスプレイ用ガラス基板を製造する。これにより、画像に歪みや色むらを与えないＦＰＤ用ガラス基板として最適なガラス板Ｇを製造できる。
本発明のガラス基板の仕上げ研磨方法では、２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．１４μｍから０．１０μｍまで変化する際のガラス基板の研磨量をＸ（μｍ）とするとき、０．０４／Ｘが０．１２以上となる条件で研磨を実施する。これにより、仕上げ研磨に要するコストが軽減され、研磨で取り除かれたガラス粉またはガラス屑の研磨スラリへの混入が少なくなり研磨スラリの交換頻度を減らすことができる。０．０４／Ｘが０．１３以上となる条件で研磨を実施することがより好ましく、０．１４以上であることがさらに好ましく、０．１５以上となる条件で研磨を実施することが特に好ましい。
本発明の仕上げ研磨方法において、２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．１４μｍよりも高い状態から、該うねりの高さが０．１４μｍになるまでの研磨については、その研磨条件は、上述した０．０４／Ｘが０．１２以上となる条件には限定されない。但し、上述した０．０４／Ｘが０．１２以上となる条件で実施することが好ましい。
また、本発明の仕上げ研磨方法において、２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さを０．１０μｍよりも小さくする際の研磨についても、その研磨条件は、上述した０．０４／Ｘが０．１２以上となる条件には限定されず、上述した０．０４／Ｘが０．１２よりも小さくなる条件で実施してもよい。
本発明のガラス基板の仕上げ研磨方法は、仕上げ研磨前のガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．２μｍ以下であることが好ましい。これにより、仕上げに要する研磨時間を削減でき、かつ優れた平坦度が得られやすくなる。２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さは、より好ましくは０．１７μｍ以下、さらに好ましくは０．１５μｍ以下である。
本発明のガラス基板の仕上げ研磨方法は、仕上げ研磨後のガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．０７μｍ以下であることが好ましい。これにより、この基板を用いたディスプレイにおいて画像に歪みや色むらが生じにくくなる。２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さはより好ましくは０．０５μｍ以下、さらに好ましくは０．０３μｍ以下である。
本発明のガラス基板の仕上げ研磨方法は、仕上げ研磨後のガラス基板の主面のＡＦＭによる５μｍ四方の表面粗さＲａが０．３０ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、この基板を用いたディスプレイにおいて安定した駆動特性が得られやすくなる。
研磨仕様の一例を下記に示す。
研磨圧力：２ｋＰａ〜２５ｋＰａ
研磨スラリ：酸化セリウム水溶液を研磨具保持定盤のスラリ供給孔から供給
研磨具：軟質ウレタン製スエード状で表面にスラリを流す溝有り（溝ピッチ４．５ｍｍ、溝幅１．５ｍｍ、溝深さ１〜１．５ｍｍ）
ガラス板の厚み：０．２ｍｍ〜０．７ｍｍ
ガラス板の形状：１辺が９００ｍｍ以上の矩形状ガラス板
ガラス板の非研磨面：ガラス保持部材にて密着保持
以上が研磨仕様の一例である。
ところで、実施の形態の研磨装置１０では、ガラス板Ｇの研磨レートを維持するために、研磨具２６の面をダイヤモンド砥粒が含有されたツルーイング砥石によって定期的に研削し、目立てを実施している。
実施の形態の研磨装置１０では、図４に示すように、ダイヤモンド砥粒を有さず研削能力のない矩形状のフレーム４２を、図５の平面図に示すようにツルーイング砥石４０を包囲するようにガラス保持部材１６に取り付けている。そして、キャンバス２２の空気室２３に供給された圧縮エアのエア圧によってツルーイング砥石４０、及びフレーム４２を研磨具２６に押し付けて、研磨具２６の面をツルーイング砥石４０によって研削する。
この際、前記エア圧はツルーイング砥石４０の外周に位置するフレーム４２に集中するが、フレーム４２は研削能力を有していないため、フレーム４２と接触する研磨具２６の一部の面は研削されない。すなわち、エア圧が均一に与えられているツルーイング砥石４０のみによって研磨具２６の面が研削される。これにより、研磨具２６の面全体が平坦に研削されるので、ツルーイング砥石４０による目立てを改善できる。
なお、研磨具２６のツルーイング時のみにフレーム４２を用いるのではなく、ガラス板Ｇの研磨時においてもフレーム４２を使用することが好ましい。これにより、ガラス板Ｇの研磨時にエア圧がガラス板Ｇのエッジに集中することを防止できるので、ガラス板Ｇのエッジの研削過多を防止できる。フレーム４２の材質としては、ステンレス、鉄、アルミニウム、ポリエチレン、ポリウレタン等の研磨能力を有しない材質を例示できる。
また、実施の形態の研磨装置１０では、ガラス板Ｇの研磨レートを維持するために、研磨具２６の面を定期的に水洗浄することにより、研磨具２６の面に付着している研磨液中の酸化セリウム等の残渣を除去する目直しを実施している。
実施の形態の研磨装置１０では、図６の側面図に示すようにドレッシング用水ノズル４４を傾斜させ、噴射孔４６から噴射される洗浄水４８の噴射角度θを鋭角に設定している。そして、水ノズル４４と研磨具２６を水平方向に相対的に往復移動させることで、研磨具２６の面に付着している残渣を除去する。
これにより、研磨具２６の面に付着している残渣は、傾斜して噴射された洗浄水４８の圧力によって掘り起こされるため、効率よく除去される。また。除去した残渣は、傾斜して噴射されている洗浄水４８によって研磨具２６の系外に効率よく洗い流される。これにより、水ノズル４４による目直しを改善できる。
なお、洗浄水４８の噴射角度θは、残渣の掘り起こし効率、及び残渣の洗い流し効率の観点から１０〜４５度が好ましく、３０度がより好ましい。また、洗浄水４８が研磨具２６に衝突した際の打力は、弱ければ残渣の除去効率が下がり、高ければ研磨具２６が破損するおそれがあることから、５〜５０ｋＰａが好ましい。更に、研磨具２６と水ノズル４４の相対速度は、遅ければ研磨具２６のドレッシング効率が下がり、速ければ残渣の除去効率が下がることから、３〜２０ｍ／ｍｉｎが好ましい。
本発明において、上記ガラス組成１，２の無アルカリガラス基板は、歪点が７１０℃以上であり、該無アルカリガラス基板を用いたディスプレイ製造時の熱収縮を抑えられる。また、ＬＣＤ等のディスプレイ製造工程で実施されるｐ−Ｓｉ ＴＦＴの製造方法として固相結晶化法を適用することができる。より好ましくは７１５℃以上、さらに好ましくは７２０℃以上である。特に好ましくは７３５℃以上である。歪点が７３５℃以上であると、「高歪点用途（例えば、板厚０．７ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下、より好ましくは０．３ｍｍ以下の有機ＥＬ用のディスプレイ用基板または照明用基板、あるいは板厚０．３ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以下の薄板のディスプレイ用基板または照明用基板）に適している。
但し、ガラスの歪点が高過ぎると、それに応じて成形装置の温度を高くする必要があり、成形装置の寿命が低下する。このため、上記ガラス組成１，２の無アルカリガラス基板は歪点が７５０℃以下であることが好ましい。
また、歪点と同様の理由で、上記ガラス組成１，２の無アルカリガラス基板は、ガラス転移点が好ましくは７６０℃以上であり、より好ましくは７７０℃以上であり、さらに好ましくは７８０℃以上である。
また、上記ガラス組成１，２の無アルカリガラス基板は、５０〜３５０℃での平均熱膨張係数が３０×１０-７〜４３×１０-７／℃であり、耐熱衝撃性が大きく、該無アルカリガラス基板を用いたディスプレイ製造時の生産性を高くできる。本発明のガラスにおいて、５０〜３５０℃での平均熱膨張係数が３５×１０-７〜４０×１０-７／℃であることが好ましい。
さらに、上記ガラス組成１，２の無アルカリガラス基板は、比重が好ましくは２．６５以下であり、より好ましくは２．６４以下であり、さらに好ましくは２．６２以下である。
また、上記ガラス組成１，２の無アルカリガラス基板は、比弾性率が好ましくは３２ＭＮｍ／ｋｇ以上である。３２ＭＮｍ／ｋｇ未満では、自重たわみにより研磨時の凸部選択性が得にくくなる。より好ましくは３３ＭＮｍ／ｋｇ以上である。
また、上記ガラス組成１，２の無アルカリガラス基板は、ヤング率が好ましくは８２ＧＰａ以上である。８２ＧＰａ未満では、ガラス基板が研磨時の変形し平滑性が得にくく、また変形によりにより研磨時の凸部選択性が得にくくなる。より好ましくは８４ＧＰａ以上、さらに好ましくは８６ＧＰａ以上、特に好ましくは８７ＧＰａ以上が好ましい。
また、上記ガラス組成１，２の無アルカリガラス基板は、光弾性定数が好ましくは３１ｎｍ／ＭＰａ／ｃｍ以下である。
ＬＣＤ製造工程やＬＣＤ装置使用時に発生した応力によって、ディスプレイに使用されたガラス基板が複屈折性を有することにより、黒の表示がグレーになり、液晶ディスプレイのコントラストが低下する現象が認められることがある。光弾性定数を３１ｎｍ／ＭＰａ／ｃｍ以下とすることにより、この現象を小さく抑えることができる。より好ましくは３０ｎｍ／ＭＰａ／ｃｍ以下、さらに好ましくは２９ｎｍ／ＭＰａ／ｃｍ以下、特に好ましくは２８ｎｍ／ＭＰａ／ｃｍ以下、最も好ましくは２７．５ｎｍ／ＭＰａ／ｃｍ以下である。
他の物性確保の容易性を考慮すると、光弾性定数が２３ｎｍ／ＭＰａ／ｃｍ以上、さらには２５ｎｍ／ＭＰａ／ｃｍ以上であることが好ましい。
なお、光弾性定数は円盤圧縮法により測定波長５４６ｎｍにて測定できる。
また、上記ガラス組成１，２の無アルカリガラス基板は、比誘電率が５．６以上であることが好ましい。
日本国特開２０１１−７００９２号公報に記載されているような、インセル型のタッチパネル（液晶ディスプレイパネル内にタッチセンサを内蔵したもの）の場合、タッチセンサのセンシング感度の向上、駆動電圧の低下、省電力化の観点から、ガラス基板の比誘電率が高いほうがよい。比誘電率を５．６以上とすることにより、タッチセンサのセンシング感度が向上する。好ましくは５．８以上、より好ましくは６．０以上、さらに好ましくは６．１以上である。
なお、比誘電率はＪＩＳ Ｃ−２１４１に記載の方法で測定できる。
また、上記ガラス組成１，２の無アルカリガラス基板は、粘度ηが１０２ポイズ（ｄＰａ・ｓ）となる温度Ｔ２が１７１０℃以下であり、好ましくは１７１０℃未満、より好ましくは１７００℃以下、さらに好ましくは１６９０℃以下、特に好ましくは１２６０℃以下になっているため、溶解が比較的容易である。
さらに、上記ガラス組成１，２の無アルカリガラス基板は、粘度ηが１０４ポイズとなる温度Ｔ４が１３２０℃以下、好ましくは１３１５℃以下、より好ましくは１３１０℃以下、さらに好ましくは１３０５℃以下、特に好ましくは１２９５℃以下であり、フロート成形に適している。
また、上記ガラス組成１，２の無アルカリガラス基板は、失透温度が、１３５０℃以下であることがフロート法による成形が容易となることから好ましい。好ましくは１３３０℃以下、より好ましくは１３１０℃以下、さらに好ましくは１３００℃以下である。
本明細書における失透温度は、白金製の皿に粉砕されたガラス粒子を入れ、一定温度に制御された電気炉中で１７時間熱処理を行い、熱処理後の光学顕微鏡観察によって、ガラスの表面及び内部に結晶が析出する最高温度と結晶が析出しない最低温度との平均値である。
（実施例１〜２、比較例１）
各成分の原料を、表１に示す目標組成になるように調合し、連続溶融窯にて溶解を行い、フロート法にて板成形を行い、無アルカリガラス基板を得た。
得られたガラス基板（９２０ｍｍ×７３０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍ）を、溝ピッチ４．５ｍｍ、溝幅１．５ｍｍ、溝深さ１〜１．５ｍｍの溝を有するパッドに酸化セリウム水溶液を研磨具保持定盤のスラリ供給孔から供給しながら研磨を行った。途中、ガラスを抜き出し、研磨量とガラス基板の主面のうねりの高さを測定して再度研磨することを繰り返し実施し、研磨量と２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さとの関係を求めた。
その結果から、ガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．１４μｍから０．１０μｍまで変化する際の前記ガラス基板の研磨量Ｘ（μｍ）を求め、０．０４／Ｘの値を求めた。また、仕上げ研磨前後のガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねり高さ、仕上げ研磨後のガラス基板の主面の５μｍ四方の表面粗さＲａの測定も行った。表面粗さＲａは、Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＮａｎｏＳｃｏｐｅ IIIａにて、スキャンレートを１Ｈｚとし、２５６点／１スキャンで５μｍ四方の表面粗さを求めた。
結果を下記表２に示す。
なお、上記の手順で得られた無アルカリガラス基板については、歪点、ヤング率、比弾性率、光弾性定数も測定した。結果を表２に示す。かっこは計算値を示す。
Figure 2013183539
Figure 2013183539
本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく、様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、２０１２年６月５日出願の日本特許出願２０１２−１２８２４９に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
Ｇ ガラス板
１０ 研磨装置
１２ 研磨ヘッド
１４ 定盤
１６ ガラス保持部材
１８ シール材
２０ ガラス保持定盤
２２ キャンバス
２３ 空気室
２４ 回転軸
２６ 研磨具
２８ シール材
３０ 研磨具保持定盤
４０ ツルーイング砥石
４２ フレーム
４４ 水ノズル
４６ 噴射孔
４８ 洗浄水

Claims (8)

  1. 研磨砥粒として酸化セリウムを含む研磨スラリを用いて、ガラス基板の主面を研磨する、ガラス基板の仕上げ研磨方法であって、
    前記ガラス基板の組成が、下記の無アルカリガラスであり、
    前記ガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．１４μｍから０．１０μｍまで変化する際の前記ガラス基板の研磨量をＸ（μｍ）とするとき、０．０４／Ｘが０．１２以上となる条件で研磨する段階を含む、ガラス基板の仕上げ研磨方法。
    歪点が７１０℃以上であって、５０〜３５０℃での平均熱膨張係数が３０×１０-７〜４３×１０-７／℃であって、ガラス粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２が１７１０℃以下であって、ガラス粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４が１３２０℃以下であって、酸化物基準のモル％表示で
    ＳｉＯ２ ６６〜７０、
    Ａｌ２Ｏ３ １２〜１５、
    Ｂ２Ｏ３ ０〜１．５、
    ＭｇＯ ９．５超１３以下、
    ＣａＯ ４〜９、
    ＳｒＯ ０．５〜４．５、
    ＢａＯ ０〜１、
    ＺｒＯ２ ０〜２を含有し
    ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ が１７〜２１であり、
    ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．４０以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．４０以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＳｒＯ）が０．６０以上である無アルカリガラス。
  2. 研磨砥粒として酸化セリウムを含む研磨スラリを用いて、ガラス基板の主面を研磨する、ガラス基板の仕上げ研磨方法であって、
    前記ガラス基板の組成が、下記の無アルカリガラスであり、
    前記ガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．１４μｍから０．１０μｍまで変化する際の前記ガラス基板の研磨量をＸ（μｍ）とするとき、０．０４／Ｘが０．１２以上となる条件で研磨する段階を含む、ガラス基板の仕上げ研磨方法。
    歪点が７１０℃以上であって、５０〜３５０℃での平均熱膨張係数が３０×１０-７〜４３×１０-７／℃であって、ガラス粘度が１０２ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ２が１７１０℃以下であって、ガラス粘度が１０４ｄＰａ・ｓとなる温度Ｔ４が１３２０℃以下であって、酸化物基準のモル％表示で
    ＳｉＯ２ ６６〜７０、
    Ａｌ２Ｏ３ １２〜１５、
    Ｂ２Ｏ３ ０〜１．５、
    ＭｇＯ ５〜９．５、
    ＣａＯ ４〜１１、
    ＳｒＯ ０．５〜４．５、
    ＢａＯ ０〜１、
    ＺｒＯ２ ０〜２を含有し
    ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ が１８．２超２１以下であり、
    ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）が０．２５以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ）が０．３以上であり、ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＳｒＯ）が０．６０以上であり、Ａｌ２Ｏ３×（ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ））が５．５以上である無アルカリガラス。
  3. 仕上げ研磨前のガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．２μｍ以下である、請求項１または２に記載のガラス基板の仕上げ研磨方法。
  4. フロート法により成形されたガラス基板の主面を仕上げ研磨する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガラス基板の仕上げ研磨方法。
  5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のガラス基板の仕上げ研磨方法を用いて仕上げ研磨された無アルカリガラス基板。
  6. 仕上げ研磨後のガラス基板の主面の２０ｍｍピッチのうねりに換算したうねりの高さが０．０７μｍ以下である、請求項５に記載の無アルカリガラス基板。
  7. 仕上げ研磨後のガラス基板の主面の５μｍ四方の表面粗さが０．３０ｎｍ以下である、請求項５または６に記載の無アルカリガラス基板。
  8. 少なくとも１辺の長さが９００ｍｍ以上である、請求項５〜７のいずれか一項に記載の無アルカリガラス基板。
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