WO2021053732A1 - 研磨剤、ガラスの研磨方法、及びガラスの製造方法 - Google Patents

研磨剤、ガラスの研磨方法、及びガラスの製造方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to an abrasive, a glass polishing method, and a glass manufacturing method.
  • Cerium oxide, colloidal silica, etc. are generally used as the polishing agent for the surface of the glass plate. Further, in recent years, the demand for smoothness of a glass plate has been increasing, and particularly when used for an optical material such as a light guide plate, a higher level of smoothness is required.
  • Patent Document 1 describes that fumed silica is used as an abrasive
  • Patent Document 2 describes that a resin is used as an abrasive
  • Patent Document 3 polishes diamond. It is described that it is used as an agent.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an abrasive capable of improving the smoothness of glass, a method for polishing glass, and a method for producing glass.
  • the abrasive according to the present disclosure contains amorphous carbon and water, and the total amount of amorphous carbon and water is 90% of the total abrasive by mass ratio. That is all.
  • the glass polishing method according to the present disclosure uses the above-mentioned abrasive to polish the glass.
  • the smoothness of glass can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic view illustrating a method for producing glass according to the present embodiment.
  • the abrasive A is an abrasive used for polishing the glass 10.
  • Abrasive A contains water and amorphous carbon.
  • the water here is preferably pure water.
  • the amorphous carbon is an amorphous carbon having no crystal structure, and is a carbon having no flat crystal structure such as a graphite structure or a crystal structure such as diamond.
  • Amorphous carbon is sometimes called amorphous carbon.
  • Amorphous carbon may be produced, for example, by an oil furnace method. In the oil furnace method, for example, amorphous carbon is produced by spraying raw material oil in a high temperature atmosphere of 1300 ° C. or higher, thermally decomposing it, and then quenching it.
  • the method for producing amorphous carbon is not limited to this, and may be arbitrary.
  • Amorphous carbon can be identified by X-ray diffraction.
  • the peak waveform in the X-ray diffraction analysis result of carbon as an analysis object is different from the peak waveform in the known graphite structure or the peak waveform in the known diamond structure, it can be determined to be amorphous carbon.
  • the peak waveform in the graphite structure is ICSD No. 53780, No.
  • the data of 53781 may be used, and as the peak waveform in the diamond structure, ICSD No. Data of 53779 may be used.
  • the average primary particle size of the amorphous carbon as abrasive grains contained in the abrasive A is preferably in the range of 20 nm to 500 nm, and more preferably in the range of 20 nm to 150 nm.
  • the primary particle size refers to the particle size of one particle, and the average primary particle size refers to the average value of the primary particle size.
  • 20 nm to 500 nm here means that it is 20 nm or more and 500 nm or less, and the same applies thereafter.
  • the method for measuring the average primary particle size of amorphous carbon in the present embodiment is arbitrary, but for example, the specific surface area (m 2 / g) measured by the BET method and the carbon density (for example, 7.215 g ⁇ cm). From 3 ), the BET diameter may be obtained on the assumption that the particles are spherical and there are no pores in the abrasive grains, and the average primary particle size may be calculated from the BET diameter.
  • the hydrophobic amorphous carbon contained in the abrasive A may be hydrophilized.
  • amorphous carbon is hydrophobic and has poor dispersibility in water. Since hydrophilic amorphous carbon has good dispersibility in pure water, it is preferable because it can be preferably used even at a lower concentration than hydrophobic amorphous carbon whose surface is not hydrophilized.
  • the method of the hydrophilic treatment is not limited, but a hydrophilic group can be formed on the surface of the amorphous carbon by a known method such as plasma treatment, UV treatment, or surface modification with a surfactant or the like.
  • an amorphous carbon having a hydrophilic group on its surface and having a high affinity with water is a hydrophilic amorphous carbon.
  • a hydrophilic group a hydroxyl group is generally used, but other examples include a carboxyl group, an amino group, and an ethylene oxide.
  • the total content of amorphous carbon and water in the abrasive A is preferably 90% or more in terms of mass ratio with respect to the entire abrasive A, in other words, 90% to 100%. It is preferably%. Further, in the present embodiment, the content of amorphous carbon in the abrasive A is preferably 0.0001% to 20%, preferably 0.0005% to 20%, based on the mass ratio of the entire abrasive A. More preferably, it is 1%. When the total content of amorphous carbon and water is 90% or more, the glass 10 can be appropriately polished.
  • the glass 10 when the content of amorphous carbon is 0.0001% or more, the glass 10 can be appropriately polished, and when it is 20% or less, the formation of scratches on the surface of the glass 10 can be suppressed. Further, when the content of amorphous carbon is 0.0005% or more, the glass 10 can be polished more appropriately, and when it is 1% or less, the formation of scratches on the surface of the glass 10 can be more preferably suppressed.
  • a pH adjuster such as acid or alkali
  • a known additive such as a dispersant
  • a dispersant include a polymer containing a carboxyl group, a sulfone group, a hydroxy group and the like at the terminal, a nonionic surfactant, an anionic surfactant, a cationic surfactant and the like.
  • hydrophobic amorphous carbon can be appropriately dispersed in water to make the polished surface of the glass 10 uniform.
  • the content of the dispersant in the abrasive A is preferably 0.001% to 10% by mass ratio with respect to the entire abrasive A.
  • the amorphous carbon can be appropriately dispersed in water, and when the content of the dispersant is 10% or less, the extra consumption of the dispersant is increased. Can be suppressed.
  • FIG. 1 is a schematic view illustrating a method for producing glass according to the present embodiment.
  • the glass 10 before polishing is prepared (step S10).
  • the glass 10 before polishing is prepared by cutting the glass produced by an arbitrary method such as a melt casting method into a predetermined size and thinning (wrapping) the cut glass. Examples of the thinning method include dry polishing the cut glass with a grindstone.
  • the method of preparing the glass 10 before polishing is not limited to the above description and is arbitrary.
  • the cerium oxide polishing step is executed on the glass 10 before polishing (step S12).
  • the glass 10 is polished using the cerium oxide polishing agent A1 as the polishing agent.
  • the cerium oxide abrasive A1 is an abrasive containing cerium oxide as abrasive grains and water.
  • the glass 10 is polished using a polishing device D provided with a polishing pad Da on the surface.
  • the polishing pad Da is rotated while the liquid cerium oxide polishing agent A1 is supplied to the surface of the glass 10 and the polishing pad Da is pressed against the surface of the glass 10. Polish the surface.
  • the surface roughness Ra (arithmetic mean roughness) of the surface of the polished glass 10 is, for example, within the range of 0.2 nm to 0.6 nm.
  • the cerium oxide polishing step at least one of the one surface 10a of the glass 10 and the surface 10b on the opposite side of the surface 10a is polished.
  • the glass 10 may be washed by the same method as in step S16 described later.
  • the cerium oxide polishing step is not limited to polishing the glass 10 using the polishing device D having the structure shown in FIG. 1, and any method can be used as long as the cerium oxide polishing agent A1 is used. May be polished.
  • a silica polishing step is executed on the glass 10 polished with the cerium oxide abrasive A1 (step S14).
  • the glass 10 is polished using the silica polishing agent A2 as the polishing agent.
  • the silica abrasive A2 is an abrasive containing silica as abrasive grains and water. As silica, colloidal silica may be used.
  • the glass 10 is polished using the polishing device D.
  • the surface of the glass 10 is ground by rotating the polishing pad Da while supplying the liquid silica polishing agent A2 to the surface of the glass 10 and pressing the polishing pad Da against the surface of the glass 10. Grind.
  • the surface roughness Ra of the surface of the polished glass 10 is set to, for example, in the range of 0.1 nm to 0.3 nm.
  • the silica polishing step at least one of the one surface 10a and the surface 10b of the glass 10 is polished.
  • the silica polishing step is not limited to polishing the glass 10 using the polishing device D, and the glass 10 may be polished by any method as long as the silica polishing agent A2 is used.
  • step S16 After polishing the glass 10 with the silica abrasive A2, the glass 10 is washed (step S16).
  • step S16 the glass 10 polished with the silica abrasive A2 is placed in the cleaning container E for cleaning.
  • the cleaning container E is filled with a liquid such as water, and the liquid is aerated by an aeration device.
  • the glass 10 is washed by being immersed in the liquid in the washing container E and aerated by the aeration device.
  • the cleaning method of the glass 10 is not limited to this, and may be arbitrary. Also, cleaning the glass 10 is not essential.
  • a polishing step is executed on the cleaned glass 10 (step S18).
  • the glass 10 is polished using the polishing agent A, but a dummy polishing step may be provided in advance under the same conditions as the polishing step.
  • the polishing step the glass 10 is polished using the polishing device D1.
  • the polishing device D1 is provided with, for example, a cylindrical polishing pad D1a, and the side surface of the polishing pad D1a is pressed against the surface of the glass 10 to push the polishing pad D1a against the glass 10 in the direction along the surface of the glass 10.
  • the surface of the glass 10 is polished by the relative movement.
  • the surface of the glass 10 is polished by supplying the liquid abrasive A to the surface of the glass 10 and relatively moving the polishing pad D1a while pressing the polishing pad D1a against the surface of the glass 10.
  • the surface roughness Ra of the surface of the polished glass 10 is set to, for example, in the range of 0.03 nm to 0.05 nm.
  • the polishing step at least one of the one surface 10a and the surface 10b of the glass 10 is polished.
  • the polishing step is not limited to polishing the glass using the columnar polishing pad D1a, and may be polished using, for example, the polishing device D. That is, in the polishing step, the glass 10 may be polished by any method as long as the polishing agent A is used.
  • the glass 10 When the pressing pressure is 40 g / cm 2 or more, the glass 10 can be appropriately polished, and when it is 200 g / cm 2 or less, the formation of scratches on the surface of the glass 10 can be suppressed.
  • the pressing force of the polishing pad in the polishing step may be set smaller than the pressing force of the polishing pad in the cerium oxide polishing step and the silica polishing step. Further, in the polishing step, it is preferable that the polishing time by the polishing pad is 1 minute or more and 10 minutes or less. By setting the polishing time to 1 minute or more, the glass 10 can be appropriately polished, and by setting the polishing time to 10 minutes or less, the formation of scratches on the surface of the glass 10 can be suppressed.
  • the polishing time in the polishing step may be set shorter than the polishing time in the cerium oxide polishing step and the silica polishing step.
  • step S20 After polishing the glass 10 with the abrasive A, the glass 10 is washed (step S20).
  • step S20 the glass 10 is placed in the cleaning container E using the abrasive A, and the glass 10 is washed in the same manner as in step S16.
  • the method for cleaning the glass 10 in step S20 is also arbitrary, and step S20 is not an indispensable step.
  • the glass 10 is polished with the cerium oxide abrasive A1, the glass 10 after being polished with the cerium oxide abrasive A1 is polished with the silica abrasive A2, and the glass 10 is polished with the silica abrasive A2.
  • the polished glass 10 is polished with the abrasive A.
  • the glass 10 is polished with the cerium oxide abrasive A1, and the glass 10 after being polished with the cerium oxide abrasive A1 is polished with the abrasive A. Further, polishing with the cerium oxide abrasive A1 is not essential, and in the present embodiment, at least the glass 10 may be polished with the abrasive A.
  • the abrasive A according to the present embodiment contains amorphous carbon and water, and the total amount of the amorphous carbon and water is 90% or more of the total amount of the abrasive A in terms of mass ratio. ..
  • amorphous carbon as the abrasive A, the surface roughness of the glass 10 can be reduced and the smoothness of the glass 10 can be improved.
  • the average primary particle size of the amorphous carbon of the abrasive A is in the range of 20 nm to 500 nm.
  • the average primary particle size is in the range of 20 nm to 500 nm.
  • the content of amorphous carbon in the abrasive A is in the range of 0.0001% to 20% by mass ratio with respect to the entire abrasive A.
  • the content of amorphous carbon is 0.5% or more, the glass 10 can be appropriately polished, and when it is 20% or less, the formation of scratches on the surface of the glass 10 can be appropriately suppressed.
  • the abrasive A further contains a dispersant.
  • a dispersant By adding a dispersant to the abrasive A, the amorphous carbon can be appropriately dispersed in water to make the polished surface of the glass 10 uniform.
  • the amorphous carbon of the abrasive A is hydrophilic. By making amorphous carbon hydrophilic, it can be suitably used even at a low concentration.
  • the abrasive A is used for glass polishing. By polishing the glass 10 with the abrasive A, the smoothness of the glass 10 can be improved.
  • the glass 10 is polished using the abrasive A.
  • the smoothness of the glass 10 can be improved.
  • the method for polishing the glass 10 according to the present embodiment includes a cerium oxide polishing step and a polishing step executed after the cerium oxide step.
  • the cerium oxide polishing step the glass 10 is polished with the cerium oxide abrasive A1 containing cerium oxide.
  • the polishing step after the cerium oxide polishing step, the glass 10 is polished with the abrasive A.
  • the surface roughness Ra of the glass 10 can be reduced and the smoothness of the glass 10 can be improved by polishing the glass 10 with the cerium oxide abrasive A1 and then polishing the glass with the abrasive A.
  • the method for polishing the glass 10 according to the present embodiment further includes a silica polishing step of polishing the glass 10 with a silica polishing agent A2 containing silica after the cerium oxide polishing step.
  • the polishing step after the silica polishing step, the glass 10 is polished with the abrasive A.
  • the surface roughness Ra of the glass 10 is reduced by polishing the glass 10 polished with the cerium oxide abrasive A1 and the silica abrasive A2 with the abrasive A, and the smoothness of the glass 10 is more preferable. Can be improved.
  • the glass 10 is manufactured by using the method for polishing the glass 10 according to the present embodiment.
  • the smoothness of the glass 10 can be improved by polishing the glass 10 with the abrasive A to manufacture the glass 10.
  • the glass 10 polished with the abrasive A has high smoothness, and therefore can be suitably used as an optical element such as a light guide plate.
  • Example 2 Next, an embodiment will be described. The embodiment may be changed as long as the effect of the invention is exhibited.
  • different abrasives were prepared, the glass was polished with each abrasive, the surface roughness Ra of the polished glass was measured, and the measurement result of the surface roughness Ra was measured. The abrasive was evaluated based on.
  • a more detailed description will be given.
  • the prepared glass was polished with the cerium oxide abrasive A1 under the following conditions. That is, FAM12BS manufactured by Speedfam Co., Ltd. was used as the polishing device, and 95% by weight of water and 5% by weight of cerium abrasive grains manufactured by Showa Denko were used as the cerium oxide polishing agent A1.
  • As the polishing pad a suede pad AG8 manufactured by FILWEL was used, the rotation speed of the surface plate was set to 40 rpm, the pressing force of the polishing pad was set to 144 g / cm 2 , the polishing time was set to 30 minutes, and the cerium oxide polishing agent A1 was used.
  • the supply amount was 5 ml / min.
  • the glass polished with the cerium oxide polishing agent A1 under such conditions is hereinafter appropriately referred to as glass after polishing with cerium oxide.
  • the surface roughness Ra of the glass after polishing with cerium oxide was 0.55 nm.
  • the prepared glass was polished with the silica abrasive A2 under the following conditions. That is, FAM12BS manufactured by Speedfam Co., Ltd. was used as the polishing device, and 93% by weight of water and 7% by weight of colloidal silica abrasive grains manufactured by Fujimi Incorporated were used as the silica polishing agent A2.
  • As the polishing pad a suede pad NP787 manufactured by FILWEL was used, the rotation speed of the surface plate was set to 40 rpm, the pressing force of the polishing pad was set to 100 g / cm 2 , the polishing time was set to 20 minutes, and the silica polishing agent A2 was supplied.
  • the amount was 5 ml / min.
  • the glass polished with the silica polishing agent A2 under such conditions is hereinafter appropriately referred to as glass after silica polishing.
  • the surface roughness Ra of the glass after silica polishing was 0.15 nm.
  • the cerium oxide-polished glass and the silica-polished glass were polished with the abrasives having the compositions shown in Examples and Comparative Examples shown in Table 1 below.
  • the content of abrasive grains such as amorphous carbon with respect to the entire abrasive that is, the concentration of abrasive grains was set to 1% or 0.01% in terms of mass ratio.
  • the concentration of abrasive grains is 1%, 1 g of the abrasive grains shown in Tables 1 and 2 and 99 g of water are mixed and stirred until the abrasive grains are uniformly dispersed in water, and each abrasive is used. And said.
  • the concentration of the abrasive grains is 0.01%, 0.01 g of the abrasive grains shown in Tables 1 and 2 and 99.99 g of water are mixed and stirred until the abrasive grains are uniformly dispersed in water. And each abrasive was used. Using this abrasive, the glass after cerium oxide polishing and the glass after silica polishing were polished under the following conditions. That is, FAM12BS manufactured by Speedfam Co., Ltd.
  • amorphous carbon As the amorphous carbon as the abrasive grains of Example 1, Asahi # 35 manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd. was used, and as the amorphous carbon as the abrasive grains of Example 2, Asahi # 60HN manufactured by Asahi Carbon Co., Ltd. was used.
  • Tokai Carbon # 7550F manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. was used as the amorphous carbon as the abrasive grains of 3 and Example 6, and the amorphous carbon as the abrasive grains of Examples 4, 5 and 7 was manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd. Amorphous Black-001 was used.
  • the amorphous carbons of Examples 1 to 3 and Example 6 are hydrophobic, and the amorphous carbons of Examples 4, 5 and 7 are hydrophilic.
  • the silica as the abrasive grains of Comparative Example 1 was amorphous, and AEROSIL 200 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. was used.
  • the titania as the abrasive grains of Comparative Example 2 had a rutile and anatase structure, and AEROSIL TiO2 P25 manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. was used.
  • Alumina as the abrasive grains of Comparative Example 3 had an ⁇ / ⁇ structure, and AEROXIDE Alu C manufactured by Nippon Aerosil Co., Ltd. was used.
  • the resin as the abrasive grains of Comparative Example 4 was amorphous, and Epostal MA1004 manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • the resin as the abrasive grains of Comparative Example 5 was amorphous, and TOSPERL130 manufactured by Momentive Performance Materials Japan was used.
  • the carbon as the abrasive grains of Comparative Example 6 had a graphite structure, and JCPB manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd. was used.
  • the carbon as the abrasive grains of Comparative Example 7 had a graphite structure, and JCPB manufactured by Nippon Carbon Co., Ltd. was pulverized. Specifically, 5 g of JCPB and 100 g of pure water were placed in a container, and 300 g (about 80 mL) of a bead mill having a diameter of 0.5 mm was added. This was pulverized with a tabletop ball mill under the condition of 200 rpm for 80 minutes. The balls and powder were separated by a filter to obtain crushed carbon.
  • the carbon as the abrasive grains of Comparative Example 8 had a diamond structure, and ⁇ Diamond Andante manufactured by Air Brown Co., Ltd. was used. Further, the concentrations of the abrasive grains of Examples 6 and 7 were set to 0.01%, and the concentrations of the abrasive grains of the other Examples and Comparative Examples were set to 1%.
  • the surface roughness Ra (arithmetic surface roughness) of the cerium oxide-polished glass and the silica-polished glass thus polished with each polishing agent was measured by CypherS AFM of Asylum Research.
  • the surface roughness Ra is 0.20 nm or less, it is defined as a double circle.
  • the case where the surface roughness Ra is larger than 0.20 nm and 0.30 nm or less is rounded.
  • the case where the surface roughness Ra is larger than 0.30 nm and 0.40 nm or less is defined as a triangle.
  • the surface roughness Ra is 0.05 nm or less, it is defined as a double circle.
  • the case where the surface roughness Ra is larger than 0.05 nm and smaller than 0.07 nm is rounded.
  • the case where the surface roughness Ra is 0.07 nm or more and smaller than 0.10 nm is defined as a triangle.
  • the case where the surface roughness Ra was 0.10 nm or more was regarded as x. In both cases, double circles and circles were evaluated as acceptable.
  • the hydrophilic amorphous carbon abrasive grains are hydrophobic amorphous carbon abrasive grains. It can be seen that the surface roughness Ra can be maintained better even when the concentration of the abrasive grains is lower than that of the grains.
  • the embodiments of the present invention have been described above, the embodiments are not limited by the contents of the embodiments. Further, the above-mentioned components include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, that is, those having a so-called equal range. Furthermore, the components described above can be combined as appropriate. Further, various omissions, replacements or changes of the components can be made without departing from the gist of the above-described embodiment.

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Abstract

ガラスの平滑性を向上する。研磨剤(A)は、アモルファスカーボンと水とを含有し、アモルファスカーボンと水との合計量が、質量比で研磨剤全体の90%以上である。

Description

研磨剤、ガラスの研磨方法、及びガラスの製造方法
 本発明は、研磨剤、ガラスの研磨方法、及びガラスの製造方法に関する。
 ガラス板の表面の研磨剤としては、一般的に、酸化セリウムやコロイダルシリカなどが用いられる。さらに近年、ガラス板の平滑性の要求が高くなっており、特に導光板などの光学材料に使用される場合にはよりハイレベルな平滑性が求められている。例えば特許文献1には、ヒュームドシリカを研磨剤として用いる旨が記載されており、特許文献2には、樹脂を研磨剤として用いる旨が記載されており、特許文献3には、ダイヤモンドを研磨剤として用いる旨が記載されている。
特開2009-50920号公報 国際公開第2015/046542号公報 特開2016-216703号公報
 しかし、ガラスの平滑性を向上させるための研磨剤については、改善の余地がある。そのため、ガラスの平滑性を向上可能な研磨剤を提供することが求められている。
 本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ガラスの平滑性を向上可能な研磨剤、ガラスの研磨方法、及びガラスの製造方法を提供することを目的とする。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係る研磨剤は、アモルファスカーボンと水とを含有し、アモルファスカーボンと水との合計量が、質量比で研磨剤全体の90%以上である。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るガラスの研磨方法は、前記研磨剤を用いてガラスを研磨する。
 上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るガラスの製造方法は、前記ガラスの研磨方法を用いてガラスを製造する。
 本発明によれば、ガラスの平滑性を向上できる。
図1は、本実施形態に係るガラスの製造方法を説明する模式図である。
 以下に添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではなく、また、実施形態が複数ある場合には、各実施形態を組み合わせて構成するものも含むものである。また、数値については四捨五入の範囲が含まれる。
 本実施形態に係る研磨剤Aは、ガラス10の研磨に用いられる研磨剤である。研磨剤Aは、水とアモルファスカーボンとを含む。ここでの水は、純水であることが好ましい。アモルファスカーボンとは、結晶構造を有さない非晶質なカーボンであり、グラファイト構造のような平面的な結晶構造やダイヤモンドの様な結晶構造を有さないカーボンである。アモルファスカーボンは、無定形炭素と呼ばれることもある。アモルファスカーボンは、例えば、オイルファーネス法で製造されてよい。オイルファーネス法では、例えば1300度以上の高温雰囲気中に原料油を噴霧して熱分解させた後、急冷することで、アモルファスカーボンを製造する。ただし、アモルファスカーボンの製造方法はこれに限られず任意であってよい。
 アモルファスカーボンは、X線回折法により同定できる。例えば、分析対象物としてのカーボンのX線回折分析結果におけるピーク波形が、既知のグラファイト構造におけるピーク波形や、既知のダイヤモンド構造におけるピーク波形と異なる場合に、アモルファスカーボンであると判断できる。なお、グラファイト構造におけるピーク波形としては、ICSD No.53780、No.53781のデータを用いてよく、ダイヤモンド構造におけるピーク波形としては、ICSD No.53779のデータを用いてよい。
 また、本願においてアモルファスは結晶構造を持たないので1次構造、2次元的な結晶構造の広がりをもつグラファイトは2次構造、3次元的な結晶構造の広がりをもつものを3次構造と表現することもある。
 研磨剤Aに含まれる砥粒としてのアモルファスカーボンは、平均一次粒径が、20nm~500nmの範囲内であることが好ましく、20nm~150nmの範囲内であることがより好ましい。なお、一次粒径とは、1つの粒子の粒径を指し、平均一次粒径とは、一次粒径の平均値を指す。また、ここでの20nm~500nmとは、20nm以上500nm以下であることを指し、以降でも同様である。平均一次粒径を20nm以上とすることで、ガラス10の表面粗さを小さくすることができ、平均一次粒径を500nm以下とすることで、ガラス10の表面の傷の形成を抑制できる。平均一次粒径を150nm以下とすることで、ガラス10の表面の傷の形成をさらに好適に抑制できる。
 なお、本実施形態におけるアモルファスカーボンの平均一次粒径の測定方法は任意であるが、例えば、BET法で測定された比表面積(m/g)と、カーボンの密度(例えば7.215g・cm)とから、粒子が球形でかつ砥粒の中に細孔がないものと仮定してBET径を求め、そのBET径から平均一次粒径を算出してもよい。
 本実施形態においては、研磨剤Aに含まれる疎水性のアモルファスカーボンに、親水化処理が施されてもよい。一般的に、アモルファスカーボンは疎水性を示し、水への分散性が悪い。親水性のアモルファスカーボンは純水に対する分散性が良好であるため、表面に親水化処理を施していない疎水性のアモルファスカーボンに比べて、より低濃度でも好適に使用することができるため好ましい。親水化処理の方法は限定されないが、例えばプラズマ処理やUV処理や界面活性剤などによる表面修飾の様な、公知の手法によりアモルファスカーボンの表面に親水基を形成することできる。すなわち、表面に親水基を含み水との親和性の高いアモルファスカーボンが、親水性のアモルファスカーボンであるといえる。親水基としては、ヒドロキシル基が一般的であるが、その他、カルボキシル基、アミノ基、エチレンオキサイドなども挙げられる。 
 本実施形態においては、研磨剤Aにおけるアモルファスカーボンと水との合計含有量が、研磨剤Aの全体に対して、質量比で、90%以上であることが好ましく、言い換えれば、90%~100%であることが好ましい。また、本実施形態においては、研磨剤Aにおけるアモルファスカーボンの含有量が、研磨剤Aの全体に対して、質量比で、0.0001%~20%であることが好ましく、0.0005%~1%であることがより好ましい。アモルファスカーボンと水との合計含有量が90%以上であることで、ガラス10を適切に研磨できる。また、アモルファスカーボンの含有量が0.0001%以上であることでガラス10を適切に研磨でき、20%以下であることでガラス10の表面の傷の形成を抑制できる。また、アモルファスカーボンの含有量が0.0005%以上であることでガラス10をより適切に研磨でき、1%以下であることでガラス10の表面の傷の形成をより好適に抑制できる。
[その他の成分]
 また、研磨剤Aは、アモルファスカーボン及び水に加えて、その他の成分として、酸、アルカリ等のPH調整材及び分散剤等の公知の添加剤を、研磨剤Aの全体に対して、質量比で10%まで含んでもよい。分散剤としては、末端にカルボキシル基、スルホン基、ヒドロキシ基などを含むポリマー、ノニオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、等が挙げられる。研磨剤Aに分散剤を添加することで、例えば疎水性のアモルファスカーボンを、水中で適切に分散させて、ガラス10の研磨面を均一にできる。例えば、研磨剤Aにおける分散剤の含有量は、研磨剤Aの全体に対して、質量比で、0.001%~10%であることが好ましい。分散剤の含有量が0.001%以上であることで、アモルファスカーボンを水中で適切に分散させることができ、分散剤の含有量が10%以下であることで、分散剤の余分な消費を抑制できる。
 本実施形態においては、以上のような研磨剤Aを用いてガラス10を研磨して、ガラス10を製造する。研磨剤Aは、どのような組成のガラスであっても研磨可能である。研磨剤Aによって研磨するガラス10としては、例えば、ソーダライムガラス、ほうけい酸ガラス、結晶化ガラス、石英ガラスなどが挙げられる。ガラス10は、本実施形態では、板状のガラス板であり、平板状であってもよいし、湾曲していてもよい。ただし、ガラス10の形状は任意であってよい。
 以下、本実施形態に係るガラス10の製造方法について説明する。図1は、本実施形態に係るガラスの製造方法を説明する模式図である。図1に示すように、本実施形態に係る製造方法においては、最初に、研磨前のガラス10を準備する(ステップS10)。例えば、溶融キャスト法など任意の方法で製造したガラスを所定の大きさに切りだして、切り出したガラスを薄肉化(ラッピング)することで、研磨前のガラス10を準備する。薄肉化の方法としては、例えば切り出したガラスを砥石で乾式研磨することなどが挙げられる。ただし、研磨前のガラス10の準備方法は、以上の説明に限られず任意である。
 研磨前のガラス10を準備したら、研磨前のガラス10に対して、酸化セリウム研磨ステップを実行する(ステップS12)。酸化セリウム研磨ステップにおいては、研磨剤として酸化セリウム研磨剤A1を用いて、ガラス10を研磨する。酸化セリウム研磨剤A1は、砥粒としての酸化セリウムと、水とを含む研磨剤である。酸化セリウム研磨ステップにおいては、表面に研磨パッドDaを備える研磨装置Dを用いてガラス10を研磨する。酸化セリウム研磨ステップにおいては、ガラス10の表面に液状の酸化セリウム研磨剤A1を供給しつつ、研磨パッドDaをガラス10の表面に押圧させた状態で研磨パッドDaを回転させることで、ガラス10の表面を研磨する。酸化セリウム研磨剤A1を用いてガラス10の表面を研磨することで、研磨されたガラス10の表面の表面粗さRa(算術平均粗さ)を、例えば、0.2nm~0.6nmの範囲内とする。なお、酸化セリウム研磨ステップにおいては、ガラス10の一方の表面10aと、表面10aと反対側の表面10bとの、少なくとも一方を研磨する。また、酸化セリウム研磨ステップの実行後に、後述のステップS16と同様の方法でガラス10を洗浄してもよい。また、酸化セリウム研磨ステップにおいては、図1で示した構造の研磨装置Dを用いてガラス10を研磨することに限られず、酸化セリウム研磨剤A1を用いるものであれば、任意の方法でガラス10を研磨してよい。
 酸化セリウム研磨剤A1を用いてガラス10を研磨したら、酸化セリウム研磨剤A1を用いて研磨したガラス10に対して、シリカ研磨ステップを実行する(ステップS14)。シリカ研磨ステップにおいては、研磨剤としてシリカ研磨剤A2を用いて、ガラス10を研磨する。シリカ研磨剤A2は、砥粒としてのシリカと、水とを含む研磨剤である。シリカとしては、コロイダルシリカを用いてよい。シリカ研磨ステップにおいては、研磨装置Dを用いてガラス10を研磨する。シリカ研磨ステップにおいては、ガラス10の表面に液状のシリカ研磨剤A2を供給しつつ、研磨パッドDaをガラス10の表面に押圧させた状態で研磨パッドDaを回転させることで、ガラス10の表面を研磨する。シリカ研磨剤A2を用いてガラス10の表面を研磨することで、研磨されたガラス10の表面の表面粗さRaを、例えば、0.1nm~0.3nmの範囲内とする。なお、シリカ研磨ステップにおいては、ガラス10の一方の表面10aと表面10bとの、少なくとも一方を研磨する。また、シリカ研磨ステップにおいては、研磨装置Dを用いてガラス10を研磨することに限られず、シリカ研磨剤A2を用いるものであれば、任意の方法でガラス10を研磨してよい。
 シリカ研磨剤A2を用いてガラス10を研磨したら、ガラス10を洗浄する(ステップS16)。ステップS16においては、シリカ研磨剤A2を用いて研磨したガラス10を洗浄容器E内に入れて、洗浄する。例えば洗浄容器Eは、内部に水等の液体が満たされており、液体を曝気装置で曝気する。ガラス10は、洗浄容器E内の液体に浸漬されて、曝気装置で曝気されることで、洗浄される。ただし、ガラス10の洗浄方法はこれに限られず任意であってよい。また、ガラス10の洗浄は必須ではない。
 ガラス10を洗浄したら、洗浄後のガラス10に対して、研磨ステップを実行する(ステップS18)。研磨ステップにおいては、研磨剤Aを用いて、ガラス10を研磨するが、事前に研磨ステップと同じ条件でダミー研磨ステップを設けてもよい。研磨ステップにおいては、研磨装置D1を用いてガラス10を研磨する。研磨装置D1は、例えば円柱状の研磨パッドD1aを備えており、研磨パッドD1aの側面をガラス10の表面に押し当てて、研磨パッドD1aを、ガラス10の表面に沿った方向にガラス10に対して相対移動させることで、ガラス10の表面を研磨する。研磨ステップにおいては、ガラス10の表面に液状の研磨剤Aを供給しつつ、研磨パッドD1aをガラス10の表面に押圧させた状態で相対移動させることで、ガラス10の表面を研磨する。研磨剤Aを用いてガラス10の表面を研磨することで、研磨されたガラス10の表面の表面粗さRaを、例えば、0.03nm~0.05nmの範囲内とする。なお、研磨ステップにおいては、ガラス10の一方の表面10aと表面10bとの、少なくとも一方を研磨する。なお、研磨ステップにおいては、円柱状の研磨パッドD1aを用いてガラスを研磨することに限られず、例えば、研磨装置Dを用いて研磨してもよい。すなわち、研磨ステップにおいては、研磨剤Aを用いるものであれば、任意の方法でガラス10を研磨してよい。
 研磨ステップにおいては、ガラス10の表面への研磨剤Aの単位時間当たりの供給量を、1mL/min~30mL/minとすることが好ましい。研磨剤Aの供給量を1mL/min以上とすることで研磨パッドD1aに十分な量の砥粒が供給され、表面平滑性が良好となり、30mL/min以下とすることで砥粒の余分な消費を抑制できる。また、研磨ステップにおいては、研磨パッドをガラス10の表面へ押圧する圧力である押圧力を、40g/cm~200g/cmとすることが好ましい。押圧力を40g/cm以上とすることで、ガラス10を適切に研磨でき、200g/cm以下とすることで、ガラス10の表面の傷の形成を抑制できる。なお、研磨ステップにおける研磨パッドの押圧力は、酸化セリウム研磨ステップ及びシリカ研磨ステップにおける研磨パッドの押圧力より、小さく設定されてよい。また、研磨ステップにおいては、研磨パッドによる研磨時間を、1分以上10分以下とすることが好ましい。研磨時間を1分以上とすることで、ガラス10を適切に研磨でき、10分以下とすることで、ガラス10の表面の傷の形成を抑制できる。なお、研磨ステップにおける研磨時間は、酸化セリウム研磨ステップ及びシリカ研磨ステップにおける研磨時間より、短く設定されてよい。
 研磨剤Aを用いてガラス10を研磨したら、ガラス10を洗浄する(ステップS20)。ステップS20においては、研磨剤Aを用いてガラス10を洗浄容器E内に入れて、ステップS16と同様の方法で、ガラス10を洗浄する。ただし、ステップS20におけるガラス10の洗浄方法も任意であり、ステップS20は必須の工程ではない。
 以上のように、本実施形態においては、ガラス10を酸化セリウム研磨剤A1で研磨し、酸化セリウム研磨剤A1で研磨した後のガラス10を、シリカ研磨剤A2で研磨し、シリカ研磨剤A2で研磨した後のガラス10を、研磨剤Aで研磨する。このようにガラス10を研磨することで、表面粗さが小さく平滑性の高いガラス10を製造できる。ただし、ガラス10の研磨工程はこれに限られず、例えば、シリカ研磨剤A2での研磨(ステップS14)を実行しなくてもよい。この場合、ガラス10を酸化セリウム研磨剤A1で研磨し、酸化セリウム研磨剤A1で研磨した後のガラス10を、研磨剤Aで研磨する。また、酸化セリウム研磨剤A1での研磨も必須でなく、本実施形態では、少なくともガラス10を研磨剤Aで研磨すればよい。
 以上説明したように、本実施形態に係る研磨剤Aは、アモルファスカーボンと水とを含有し、アモルファスカーボンと水との合計量が、質量比で、研磨剤Aの全体の90%以上である。研磨剤Aとしてアモルファスカーボンを用いることで、ガラス10の表面粗さを小さくして、ガラス10の平滑性を向上できる。
 また、研磨剤Aは、アモルファスカーボンの平均一次粒径が、20nm~500nmの範囲内にあることが好ましい。平均一次粒径を20nm以上とすることで、ガラス10の表面粗さを小さくすることができ、平均一次粒径を500nm以下とすることで、ガラス10の表面の傷の形成を抑制できる。このように、アモルファスカーボンを研磨剤として用いることで、粒径を小さくしてガラス10の傷の形成を抑えつつ、ガラス10の表面粗さを小さくして、ガラス10の平滑性を向上できる。
 また、研磨剤Aは、アモルファスカーボンの含有量が、研磨剤Aの全体に対し、質量比で0.0001%~20%の範囲内にあることが好ましい。アモルファスカーボンの含有量が0.5%以上であることでガラス10を適切に研磨でき、20%以下であることでガラス10の表面の傷の形成を適切に抑制できる。
 また、研磨剤Aは、分散剤をさらに含有することが好ましい。研磨剤Aに分散剤を添加することで、アモルファスカーボンを、水中で適切に分散させて、ガラス10の研磨面を均一にできる。
 また、研磨剤Aのアモルファスカーボンが親水性であることが好ましい。アモルファスカーボンを親水性とすることで、低濃度でも好適に使用することができる。
 また、研磨剤Aは、ガラス研磨に用いられる。研磨剤Aを用いてガラス10を研磨することで、ガラス10の平滑性を向上できる。
 また、本実施形態に係るガラス10の研磨方法は、研磨剤Aを用いてガラス10を研磨する。研磨剤Aを用いてガラス10を研磨することで、ガラス10の平滑性を向上できる。
 また、本実施形態に係るガラス10の研磨方法は、酸化セリウム研磨ステップと、酸化セリウムステップの後に実行される研磨ステップとを含む。酸化セリウム研磨ステップでは、酸化セリウムを含む酸化セリウム研磨剤A1でガラス10を研磨する。研磨ステップでは、酸化セリウム研磨ステップの後に、研磨剤Aでガラス10を研磨する。本研磨方法では、酸化セリウム研磨剤A1でガラス10を研磨した後に研磨剤Aでガラスを研磨することで、ガラス10の表面粗さRaを小さくして、ガラス10の平滑性を向上できる。
 また、本実施形態に係るガラス10の研磨方法は、酸化セリウム研磨ステップの後に、シリカを含むシリカ研磨剤A2でガラス10を研磨するシリカ研磨ステップをさらに含む。研磨ステップにおいては、シリカ研磨ステップの後に、研磨剤Aでガラス10を研磨する。本研磨方法では、酸化セリウム研磨剤A1及びシリカ研磨剤A2で研磨したガラス10を研磨剤Aで研磨することで、ガラス10の表面粗さRaを小さくして、ガラス10の平滑性をより好適に向上できる。
 また、本実施形態に係るガラス10の製造方法は、本実施形態に係るガラス10の研磨方法を用いて、ガラス10を製造する。本製造方法は、研磨剤Aでガラス10を研磨してガラス10を製造することで、ガラス10の平滑性を向上できる。特に、研磨剤Aを用いて研磨したガラス10は、平滑性が高いため、導光板などの光学素子として好適に用いることができる。
 (実施例)
 次に、実施例について説明する。なお、発明の効果を奏する限りにおいて実施態様を変更しても構わない。実施例及び比較例においては、異なる研磨剤を準備して、それぞれの研磨剤を用いてガラスを研磨して、研磨した後のガラスの表面粗さRaを測定し、表面粗さRaの測定結果に基づき研磨剤を評価した。以下、より詳細に説明する。
[評価用ガラス]
 実施例及び比較例においては、第1辺の長さが50mmで、第1辺に交差する第2辺の長さが50mmで、厚みが1.0mmのガラスを準備した。ガラスとしては、無アルカリホウケイ酸ガラス、より詳しくはAGC株式会社製のAN100と、アルミノシリケートガラス、より詳しくはAGC株式会社製のRollandα’とを、準備した。実施例5において、Rollandα’を用いた。
[酸化セリウム研磨後ガラス]
 実施例及び比較例においては、準備したガラスを、次に示す条件で、酸化セリウム研磨剤A1を用いて研磨した。すなわち、研磨装置としてスピードファム株式会社製FAM12BSを用い、酸化セリウム研磨剤A1として、水を95重量%、昭和電工製酸化セリウム砥粒を5重量%含むものを用いた。また、研磨パッドとしては、FILWEL社製スエードパッドAG8を用い、定盤の回転数を40rpmとし、研磨パッドの押圧力を144g/cmとし、研磨時間を30分とし、酸化セリウム研磨剤A1の供給量を、5ml/minとした。このような条件で酸化セリウム研磨剤A1を用いて研磨したガラスを、以下適宜、酸化セリウム研磨後ガラスと記載する。酸化セリウム研磨後ガラスの表面粗さRaは、0.55nmであった。
[シリカ研磨後ガラス]
 また、実施例及び比較例においては、準備したガラスを、次に示す条件で、シリカ研磨剤A2を用いて研磨した。すなわち、研磨装置としてスピードファム株式会社製FAM12BSを用い、シリカ研磨剤A2として、水を93重量%、フジミインコーポレーテッド社製コロイダルシリカ砥粒を7重量%含むものを用いた。また、研磨パッドとしては、FILWEL社製スエードパッドNP787を用い、定盤の回転数を40rpmとし、研磨パッドの押圧力を100g/cmとし、研磨時間を20分とし、シリカ研磨剤A2の供給量を、5ml/minとした。このような条件でシリカ研磨剤A2を用いて研磨したガラスを、以下適宜、シリカ研磨後ガラスと記載する。シリカ研磨後ガラスの表面粗さRaは、0.15nmであった。
[研磨条件]
 そして、酸化セリウム研磨後ガラス及びシリカ研磨後ガラスを、以下の表1に示す実施例及び比較例に示した組成の研磨剤を用いて研磨した。
 具体的には、研磨剤全体に対するアモルファスカーボン等の砥粒の含有量、すなわち砥粒の濃度を、質量比で、1%又は0.01%とした。砥粒の濃度を1%とする場合には、表1、2に示す砥粒を1gと水99gとを混合して、砥粒が水に均一に分散するまで攪拌して、それぞれの研磨剤とした。砥粒の濃度を0.01%とする場合には、表1、2に示す砥粒を0.01gと水99.99gとを混合して、砥粒が水に均一に分散するまで攪拌して、それぞれの研磨剤とした。この研磨剤を用いて、酸化セリウム研磨後ガラス及びシリカ研磨後ガラスを、次の条件で研磨した。すなわち、研磨装置としてスピードファム株式会社製FAM12BSを用い、研磨パッドとしては、FILWEL社製スエードパッドNP787を用い、定盤の回転数を40rpmとし、研磨パッドの押圧力を44g/cmとし、研磨時間を1分とし、研磨剤の供給量を、5ml/minとした。
 実施例1の砥粒としてのアモルファスカーボンは、旭カーボン株式会社製の旭#35を用い、実施例2の砥粒としてのアモルファスカーボンは、旭カーボン株式会社製の旭#60HNを用い、実施例3及び実施例6の砥粒としてのアモルファスカーボンは、東海カーボン株式会社製のトーカイカーボン#7550Fを用い、実施例4、5及び実施例7の砥粒としてのアモルファスカーボンは、東海カーボン株式会社製のAqua Black-001を用いた。
 実施例1から3及び実施例6のアモルファスカーボンは、疎水性であり、実施例4、5、及び実施例7のアモルファスカーボンは、親水性である。
 また、比較例1の砥粒としてのシリカは、アモルファス状のものであり、日本アエロジル株式会社製のAEROSIL 200を用いた。比較例2の砥粒としてのチタニアは、ルチル、アナターゼ構造のものであり、日本アエロジル株式会社製のAEROSIL TiO2 P25を用いた。比較例3の砥粒としてのアルミナは、α/γ構造のものであり、日本アエロジル株式会社製のAEROXIDE Alu Cを用いた。比較例4の砥粒としての樹脂は、アモルファス状のものであり、株式会社日本触媒製のエポスターMA1004を用いた。比較例5の砥粒としての樹脂は、アモルファス状ものであり、モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン製のTOSPEARL130を用いた。
 比較例6の砥粒としてのカーボンは、グラファイト構造であり、株式会社日本カーボン社製のJCPBを用いた。比較例7の砥粒としてのカーボンは、グラファイト構造であり、株式会社日本カーボン社製のJCPBを粉砕処理したものを用いた。具体的には、JCPBを5gと純水100gとを容器にとり、直径0.5mmのビーズミル300g(約80mL)を加えた。これを卓上ボールミルで200rpmの条件で80分間粉砕処理を行った。ボールと粉末をろ過器で分離し、粉砕したカーボンを得た。
 比較例8の砥粒としてのカーボンは、ダイヤモンド構造であり、エア・ブラウン社製のμDiamond Andanteを用いた。
 また、実施例6及び実施例7の砥粒の濃度を、0.01%とし、それ以外の実施例及び比較例の砥粒の濃度を、1%とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
[評価条件]
 このようにして各研磨剤を用いて研磨した酸化セリウム研磨後ガラス及びシリカ研磨後ガラスについて、表面粗さRa(算術表面粗さ)を、Asylum Research社のCypherS AFMで測定した。
 酸化セリウム研磨後ガラスについては、
 表面粗さRaが0.20nm以下となる場合を二重丸とし、
 表面粗さRaが0.20nmより大きく0.30nm以下となる場合を丸とし、
 表面粗さRaが0.30nmより大きく0.40nm以下となる場合を三角とし、
 表面粗さRaが0.40nmより大きくなる場合をバツとした。
 また、シリカ研磨後ガラスについては、
 表面粗さRaが0.05nm以下となる場合を二重丸とし、
 表面粗さRaが0.05nmより大きく0.07nmより小さくなる場合を丸とし、
 表面粗さRaが0.07nm以上0.10nmより小さくなる場合を三角とし、
 表面粗さRaが0.10nm以上となる場合をバツとした。
 いずれにおいても、二重丸及び丸を、合格として評価した。
 表1に示すように、実施例においては、酸化セリウム研磨後ガラス及びシリカ研磨後ガラスの両方の評価結果が、合格となっていることが分かる。
 一方、比較例においては、酸化セリウム研磨後ガラス及びシリカ研磨後ガラスの少なくとも一方の評価結果が、不合格となっていることが分かる。すなわち、アモルファスカーボンを研磨剤として用いることで、ガラスの表面粗さを小さくして、ガラスの平滑化を向上できることが分かる。また、実施例5に示すように、アモルファスカーボンを研磨剤として用いた場合に、ガラスの種類を変えても、ガラスの平滑化を向上できることが分かる。また、表2において、実施例3と実施例6との比較と、実施例4と実施例7との比較に示すように、親水性のアモルファスカーボンの砥粒は、疎水性のアモルファスカーボンの砥粒よりも、砥粒を低濃度とした場合にも、表面粗さRaをより良好に保持できることが分かる。
 以上、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態の内容により実施形態が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、前述した実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。
 10 ガラス
 A 研磨剤
 A1 酸化セリウム研磨剤
 A2 シリカ研磨剤

Claims (10)

  1.  アモルファスカーボンと水とを含有し、アモルファスカーボンと水との合計量が、質量比で研磨剤全体の90%以上である、研磨剤。
  2.  前記アモルファスカーボンの平均一次粒径が、20nm~500nmの範囲内にある、請求項1に記載の研磨剤。
  3.  前記アモルファスカーボンの含有量が、前記研磨剤の全体に対し、質量比で0.0001%~20%の範囲内にある、請求項1又は請求項2に記載の研磨剤。
  4.  分散剤をさらに含有する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の研磨剤。
  5.  前記アモルファスカーボンが親水性である、請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の研磨剤。
  6.  ガラス研磨に用いられる、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の研磨剤。
  7.  請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の研磨剤を用いてガラスを研磨する、ガラスの研磨方法。
  8.  酸化セリウムを含む酸化セリウム研磨剤で前記ガラスを研磨する酸化セリウム研磨ステップと、
     前記酸化セリウム研磨ステップの後に、前記研磨剤で前記ガラスを研磨する研磨ステップと、
     を含む、請求項7に記載のガラスの研磨方法。
  9.  前記酸化セリウム研磨ステップの後に、シリカを含むシリカ研磨剤で前記ガラスを研磨するシリカ研磨ステップをさらに含み、前記シリカ研磨ステップの後に、前記研磨剤で前記ガラスを研磨する、請求項8に記載のガラスの研磨方法。
  10.  請求項7から請求項9のいずれか1項に記載のガラスの研磨方法を用いてガラスを製造する、ガラスの製造方法。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114292035A (zh) * 2022-01-26 2022-04-08 杭州老板电器股份有限公司 一种玻璃表面的喷涂工艺

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3172008B2 (ja) * 1993-09-17 2001-06-04 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
JP2004250280A (ja) * 2003-02-19 2004-09-09 Futaba Corp 炭素物質とその製造方法及び電子放出素子、複合材料
JP2008174744A (ja) * 2006-12-21 2008-07-31 Mitsubishi Materials Corp 砥粒体、その製造方法、および研削砥石
JP2009050920A (ja) 2007-08-23 2009-03-12 Asahi Glass Co Ltd 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
JP2011121151A (ja) * 2009-12-11 2011-06-23 Kao Corp ハードディスク基板用研磨液組成物
WO2015046542A1 (ja) 2013-09-28 2015-04-02 Hoya株式会社 ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法
JP2016216703A (ja) 2015-05-19 2016-12-22 昭和電工株式会社 研磨組成物、及びその研磨組成物を用いた研磨方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU761532A1 (ru) * 1978-11-24 1980-09-07 Viktor P Bulychev Абразивно-доводочная паста 1
US5607718A (en) * 1993-03-26 1997-03-04 Kabushiki Kaisha Toshiba Polishing method and polishing apparatus
JP2000136374A (ja) * 1998-11-02 2000-05-16 Tokai Carbon Co Ltd 炭素質研磨剤及びその製造方法
JP2001138244A (ja) * 1999-08-17 2001-05-22 Mitsubishi Materials Corp レジンボンド砥石
WO2003021651A1 (fr) * 2001-08-16 2003-03-13 Asahi Kasei Chemicals Corporation Fluide de polissage conçu pour un film metallique et procede de production d'un substrat semi-conducteur au moyen de ce fluide de polissage
US7087187B2 (en) * 2002-06-06 2006-08-08 Grumbine Steven K Meta oxide coated carbon black for CMP
KR101004525B1 (ko) * 2002-08-19 2010-12-31 호야 가부시키가이샤 마스크 블랭크용 글래스 기판 제조 방법, 마스크 블랭크제조방법, 전사 마스크 제조 방법, 반도체 디바이스제조방법, 마스크 블랭크용 글래스 기판, 마스크 블랭크,및 전사 마스크
US7708904B2 (en) * 2005-09-09 2010-05-04 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Conductive hydrocarbon fluid
JP5403956B2 (ja) * 2008-07-01 2014-01-29 花王株式会社 研磨液組成物
US20100107509A1 (en) * 2008-11-04 2010-05-06 Guiselin Olivier L Coated abrasive article for polishing or lapping applications and system and method for producing the same.
JP5700912B2 (ja) * 2009-02-13 2015-04-15 富士紡ホールディングス株式会社 研磨パッド
EP2406341B1 (en) * 2009-03-13 2020-04-29 Saint-Gobain Ceramics & Plastics, Inc. Chemical mechanical planarization using nanodiamond
CN102464944B (zh) * 2010-11-05 2015-05-20 安集微电子(上海)有限公司 一种化学机械抛光液及其使用方法
CN105038608A (zh) * 2015-06-18 2015-11-11 上海飞尔实业有限公司 玻璃抛光剂
BR102015026420A2 (pt) * 2015-10-16 2017-05-09 Silva Ferreira Elisa processo de obtenção de dispersões aquosas estáveis de grafeno, grafite e carbono amorfo, isento de tensoativos e utilizando celulose como dispersante
JP6560155B2 (ja) * 2016-04-20 2019-08-14 信越化学工業株式会社 合成石英ガラス基板用研磨剤及び合成石英ガラス基板の研磨方法
CN109155246B (zh) * 2016-04-22 2024-01-05 日挥触媒化成株式会社 二氧化硅系复合微粒分散液及其制造方法
JP6304841B2 (ja) * 2016-10-25 2018-04-04 花王株式会社 研磨液組成物の製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3172008B2 (ja) * 1993-09-17 2001-06-04 株式会社東芝 半導体装置の製造方法
JP2004250280A (ja) * 2003-02-19 2004-09-09 Futaba Corp 炭素物質とその製造方法及び電子放出素子、複合材料
JP2008174744A (ja) * 2006-12-21 2008-07-31 Mitsubishi Materials Corp 砥粒体、その製造方法、および研削砥石
JP2009050920A (ja) 2007-08-23 2009-03-12 Asahi Glass Co Ltd 磁気ディスク用ガラス基板の製造方法
JP2011121151A (ja) * 2009-12-11 2011-06-23 Kao Corp ハードディスク基板用研磨液組成物
WO2015046542A1 (ja) 2013-09-28 2015-04-02 Hoya株式会社 ガラス基板の製造方法及び磁気ディスクの製造方法
JP2016216703A (ja) 2015-05-19 2016-12-22 昭和電工株式会社 研磨組成物、及びその研磨組成物を用いた研磨方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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