CN107207323A - 玻璃基板、层叠基板以及玻璃基板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种玻璃基板，在将硅基板和玻璃基板贴合的热处理工序中，碱性离子不易向上述硅基板扩散，上述硅基板产生的残留应变小。本发明的玻璃基板在50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100为2.70ppm/℃～3.20ppm/℃，在200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300为3.45ppm/℃～3.95ppm/℃，将200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300除以50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100而得的值α200/300/α50/100为1.20～1.30，碱金属氧化物的含量以氧化物基准的摩尔百分比计为0％～0.1％。

Description

玻璃基板、层叠基板以及玻璃基板的制造方法
技术领域
本发明涉及玻璃基板、层叠基板以及玻璃基板的制造方法。
背景技术
对于芯片尺寸封装(CSP)等的图像传感器，已知在硅基板上贴付玻璃基板进行保护的方式，提出了使由热膨胀所引起的伸长率接近于与玻璃接合的硅基板的由热膨胀所引起的伸长率的硅基座用玻璃(例如，参照专利文献1)。
另外，迄今为止的半导体组装工序中，将晶片状态的硅基板与玻璃基板分别切断后，将硅基板与玻璃基板贴合，进行模片键合、引线键合、以及成型等一系列的组装工序。近年来，以原尺寸的晶片状态将硅基板与玻璃基板贴合进行组装工序后进行切断的晶片级封装技术作为下一代CSP技术备受关注。
贴合硅基板与玻璃基板需要热处理工序。热处理工序中，例如，使在200℃～400℃的温度贴合硅基板与玻璃基板而成的层叠基板降温到室温。此时，如果硅基板与玻璃基板的热膨胀系数存在差异，则成为因热膨胀系数的不同而使硅基板产生大的残留应变(残留变形)的原因。
晶片级封装技术中，因为以晶片状态将硅基板和玻璃基板贴合，所以即使以往不成为问题的热膨胀系数的差异，也容易在硅基板产生残留应变。另外，热处理工序中要求碱性离子不会从玻璃基板向硅基板扩散。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第3153710号公报
发明内容
专利文献1中提出了一种硅基座用玻璃，其特征在于，玻璃的由热膨胀所引起的伸长率α1与接合于玻璃的硅基材的由热膨胀所引起的伸长率α2的比例α1/α2为0.8～1.2的范围的值。但是，专利文献1中公开的实施例的玻璃与硅基板的热膨胀系数的一致性不充分，在晶片级封装技术中硅基板容易产生残留应变。
因此，本发明提供在将硅基板和玻璃基板贴合的热处理工序中碱性离子不易向硅基板扩散、硅基板产生的残留应变小的玻璃基板以及玻璃基板的制造方法。另外，本发明提供使用该玻璃基板的层叠基板。
本发明的玻璃基板的特征在于，在50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100为2.70ppm/℃～3.20ppm/℃，
在200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300为3.45ppm/℃～3.95ppm/℃，
将200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300除以50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100而得的值α200/300/α50/100为1.20～1.30，
碱金属氧化物的含量以氧化物基准的摩尔百分比计为0％～0.1％。
本发明的层叠基板的特征在于，层叠有上述的玻璃基板和硅基板。
另外，本发明的层叠基板的特征在于，层叠有玻璃基板与硅基板，上述玻璃基板的50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100与上述硅基板的50℃～100℃的平均热膨胀系数αSi50/100之差Δα50/100(＝α50/100－αSi50/100)为－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃，
上述玻璃基板的200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300与上述硅基板的200℃～300℃的平均热膨胀系数αSi200/300之差Δα200/300(＝α200/300－αSi200/300)为－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃，
上述Δα200/300－上述Δα50/100为－0.16ppm/℃～0.16ppm/℃，
上述玻璃基板的碱金属氧化物的含量以氧化物基准的摩尔百分比计为0％～0.1％。
本发明的玻璃基板的制造方法，包含如下工序：
熔解工序，加热玻璃原料而得到熔融玻璃；
澄清工序，从上述熔融玻璃除去气泡；
成型工序，将上述熔融玻璃制成板状而得到玻璃带；
慢冷工序，将上述玻璃带慢冷到室温状态；
以氧化物基准的摩尔百分比计，得到的玻璃基板的组成为下述的组成，
SiO2：50％～75％，
Al2O3：6％～16％，
B2O3：0％～15％，
MgO：0％～15％，
CaO：0％～13％，
SrO：0％～11％，
BaO：0％～9.5％，
碱金属氧化物的含量以氧化物基准的摩尔百分比计为0％～0.1％，
上述得到的玻璃基板的组成与上述慢冷工序中的从上述玻璃带的粘度成为1013d·Pa·s的温度到成为1014.5d·Pa·s的温度为止的平均冷却速度R(单位：℃/分钟)满足以下条件(1)、条件(2)、条件(3)以及条件(4)。
条件(1)：
0.0177×(SiO2的含量)－0.0173×(Al2O3的含量)+0.0377×(B2O3的含量)+0.0771×(MgO的含量)+0.1543×(CaO的含量)+0.1808×(SrO的含量)+0.2082×(BaO的含量)+0.0344×log10R为2.70～3.20
条件(2)：
0.0181×(SiO2的含量)+0.0004×(Al2O3的含量)+0.0387×(B2O3的含量)+0.0913×(MgO的含量)+0.1621×(CaO的含量)+0.1900×(SrO的含量)+0.2180×(BaO的含量)+0.0391×log10R为3.13～3.63
条件(3)：
0.0177×(SiO2的含量)+0.0195×(Al2O3的含量)+0.0323×(B2O3的含量)+0.1015×(MgO的含量)+0.1686×(CaO的含量)+0.1990×(SrO的含量)+0.2179×(BaO的含量)+0.0312×log10R为3.45～3.95
条件(4)：
0.0111×(SiO2的含量)+0.0250×(Al2O3的含量)+0.0078×(B2O3的含量)+0.0144×(MgO的含量)+0.0053×(CaO的含量)+0.0052×(SrO的含量)+0.0013×(BaO的含量)－0.0041×log10R为1.20～1.30
其中，SiO2的含量、Al2O3的含量、B2O3的含量、MgO的含量、CaO的含量、SrO的含量以及BaO的含量是得到的玻璃中含有的以氧化物基准的摩尔百分比计的含量。
应予说明，本说明书中，只要没有特别说明，玻璃基板及其制造方法中的各成分的含量就以氧化物基准的摩尔百分比计。
本发明能够提供在将硅基板和玻璃基板贴合的热处理工序中碱性离子不易向硅基板扩散、硅基板产生的残留应变小的玻璃基板以及玻璃基板的制造方法。另外，本发明能够提供使用该玻璃基板的层叠基板。
附图说明
图1中的(A)、(B)表示与硅基板贴合的本发明的一个实施方式的玻璃基板，图1(A)是贴合前的截面图，图1(B)是贴合后的截面图。
图2是表示显示碱金属氧化物的含量的影响的SIMS测定结果的图。
具体实施方式
以下，对本发明的一个实施方式进行说明。
图1(A)、图1(B)表示与硅基板贴合的本发明的一个实施方式的玻璃基板。在图1(A)表示的本发明得到的玻璃基板G1与硅基板10之间夹入树脂20，例如在200℃～400℃的温度贴合，得到图1(B)表示的层叠基板30。作为硅基板10，例如，使用原尺寸的晶片。树脂20只要能够耐受200℃～400℃的温度即可以是任意的。
本发明的一个实施方式的玻璃基板与硅基板的热膨胀系数之差小，因此在与硅基板贴合的热处理工序、其后的热处理工序中，能够抑制由热膨胀系数之差引起的残留应变的产生。因此，适合用作由晶片级封装所带来的元件小型化有效的MEMS、CMOS、CIS等图像传感器用的玻璃基板。
另外，适合作为投影用途的显示器设备用的罩玻璃，例如LCOS(Liquid CristyalON Silicon)的罩玻璃。例如LCOS、图像传感器中，在硅基板上形成电子电路后，使用树脂、玻璃粉作为粘接材料，在硅基板粘接罩玻璃。如果硅基板与罩玻璃的热膨胀系数一致或者极其接近，则可降低设备制造时、使用时在温度变化时粘接界面产生的应力。由此，能够期待因光弹性变形引起的颜色不均的减少、长期可靠性的提高。
并且，适合作为玻璃中介层(GIP)的开孔基板、半导体背面研磨用的支持玻璃。本发明的一个实施方式的玻璃基板只要是与硅基板贴合使用的玻璃基板用途，就可以适当使用。
本发明的一个实施方式的玻璃基板在50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100为2.70ppm/℃～3.20ppm/℃。α50/100优选2.80ppm/℃以上，更优选2.90ppm/℃以上，进一步优选2.91ppm/℃以上，特别优选2.92ppm/℃以上。另外，α50/100优选3.10ppm/℃以下，更优选3.00ppm/℃以下，进一步优选2.96ppm/℃以下，特别优选2.94ppm/℃以下。
如果α50/100为上述范围，则与硅基板的热膨胀系数之差小，因此工艺余量得到确保，同时在将硅基板与玻璃基板贴合的热处理工序中，能够减小硅基板产生的残留应变。
其中，50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100是用JIS R3102(1995年)中规定的方法测定的、测定热膨胀系数的温度范围为50℃～100℃的平均热膨胀系数。
上述的表示数值范围的“～”以包含其前后记载的数值作为下限值和上限值的含义使用，只要没有特别说明，以下本说明书中“～”就是以相同的含义使用。
本发明的一个实施方式的玻璃基板在200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300为3.45ppm/℃～3.95ppm/℃。α200/300优选3.55ppm/℃以上，更优选3.65ppm/℃以上，特别优选3.66ppm/℃以上，最优选3.68ppm/℃以上。另外，α200/300优选3.85ppm/℃以下，更优选3.75ppm/℃以下，特别优选3.73ppm/℃以下，最优选3.71ppm/℃以下。
如果α200/300为上述范围，则将本发明的一个实施方式的玻璃基板与硅基板贴合时的工艺余量得到确保，同时与硅基板的热膨胀系数之差小，因此能够有效抑制与硅基板的热膨胀系数差所引起的残留应变的产生等不良情况。
另外，如果α200/300为3.55ppm/℃～3.85ppm/℃，则与硅基板的热膨胀系数之差充分变小，能够进一步抑制由热膨胀系数之差引起的不良情况。
其中，200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300是用JIS R3102(1995年)中规定的方法测定的、测定热膨胀系数的温度范围为200℃～300℃的平均热膨胀系数。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的将在200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300除以在50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100而得的值α200/300/α50/100为1.20～1.30。如果α200/300/α50/100为1.20～1.30，则与硅基板的热膨胀系数之差小，因此在将硅基板与玻璃基板贴合的热处理工序中，硅基板产生的残留应变小。α200/300/α50/100优选1.24～1.27。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的碱金属氧化物的含量为0％～0.1％。其中，碱金属氧化物为Li2O、Na2O、K2O等。如果碱金属氧化物的含量为0.1％以下，则在将硅基板和玻璃基板贴合的热处理工序中，碱性离子不易向硅基板扩散。碱金属氧化物的含量更优选0.05％以下，进一步优选0.02％以下，特别优选实质上不含有。这里，实质上不含有碱金属氧化物是完全不含有碱金属氧化物，或者可作为制造上不可避免地混入的杂质而含有碱金属氧化物。
本发明的一个实施方式的玻璃基板优选为下述的组成。
SiO2：50％～75％，
Al2O3：6％～16％，
B2O3：0％～15％，
MgO：0％～15％，
CaO：0％～13％，
SrO：0％～11％，
BaO：0％～9.5％
SiO2是形成玻璃的骨架的成分。如果SiO2的含量为50％以上，则耐热性、化学耐久性、耐候性良好。如果SiO2的含量为75％以下，则玻璃熔化时的粘性不会变得过高而熔融性变得良好。SiO2的含量优选60％以上，更优选64％以上。另外，SiO2的含量优选70％以下，更优选68％以下。
如果Al2O3的含量为6％以上，则耐候性、耐热性、化学耐久性变得良好，杨氏模量变高。如果Al2O3的含量为16％以下，则玻璃熔化时的粘性不会变得过高而熔融性变得良好，不易失透。Al2O3的含量优选8％以上，更优选11％以上。另外，Al2O3的含量优选14％以下。
B2O3不是必需成分，但通过含有而使玻璃熔化时的粘性不会变得过高，熔融性变得良好，不易失透。如果B2O3的含量为15％以下，则玻璃化转变温度能够提高，杨氏模量变高。B2O3的含量更优选3％以上。另外，B2O3的含量优选12％以下，更优选6％以下。
MgO不是必需成分，但通过含有而使玻璃熔化时的粘性不会变得过高，熔融性变得良好，耐候性提高，杨氏模量变高。如果MgO的含量为15％以下，则不易失透。MgO的含量优选4％以上，更优选6％以上。另外，MgO的含量优选10％以下，更优选9.5％以下，进一步优选9％以下。
CaO不是必需成分，但通过含有而使玻璃熔化时的粘性不会变得过高，熔融性变得良好，耐候性提高。如果CaO的含量为13％以下，则不易失透。CaO的含量优选4％以上。另外，CaO的含量优选10％以下，更优选8％以下。
SrO不是必需成分，但通过含有而使玻璃熔化时的粘性不会变得过高，熔融性变得良好，耐候性提高。如果SrO的含量为11％以下，则不易失透。SrO的含量优选0.5％以上。另外，SrO的含量优选8％以下，更优选3％以下。
BaO不是必需成分，但通过含有而使玻璃熔化时的粘性不会变得过高，熔融性变得良好，耐候性提高。如果BaO的含量为9.5％以下，则不易失透。BaO的含量优选3％以下，更优选2％以下。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的CaO、SrO和BaO的合计含量优选7％以上。如果CaO、SrO和BaO的合计含量为7％以上，则不易失透。CaO、SrO和BaO的合计含量更优选7.5％以上，进一步优选8.0％以上。
本发明的一个实施方式的玻璃基板优选(Al2O3的含量)≥(MgO)的含量。如果(Al2O3的含量)≥(MgO的含量)，则容易使玻璃基板的平均热膨胀系数与硅基板的平均热膨胀系数一致，在将硅基板与玻璃基板贴合的热处理工序中，硅基板产生的残留应变小。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的失透粘度(ηTL)优选103.8d·Pa·s以上。如果失透粘度为103.8d·Pa·s以上，则能够稳定地成型。失透粘度更优选104.0d·Pa·s以上，进一步优选104.2d·Pa·s以上。
本发明的一个实施方式的玻璃基板作为CMOS传感器的罩玻璃使用的情况下，为了不易吸收可见光，以氧化物基准的质量百万分比计，Fe2O3的含量优选200ppm以下。Fe2O3的含量更优选150ppm以下，进一步优选100ppm以下，特别优选50ppm以下。
本发明的一个实施方式的玻璃基板，为了提高热传导率，使熔融性良好，以氧化物基准的质量百万分比计，优选含有超过200ppm且为1000ppm以下的Fe2O3。如果Fe2O3的含量超过200ppm，能够提高玻璃基板的热传导率，使熔融性良好。如果Fe2O3的含量为1000ppm以下，则可见光的吸收不会变得过强。
Fe2O3的含量更优选300ppm以上，进一步优选400ppm以上，特别优选500ppm以上。Fe2O3的含量更优选800ppm以下，进一步优选700ppm以下，特别优选600ppm以下。
本发明的一个实施方式的玻璃基板例如可以含有SnO2、SO3、Cl以及F等作为澄清剂。
本发明的一个实施方式的玻璃基板，为了改善耐候性、熔解性、失透性、紫外线阻挡、红外线阻挡、紫外线透射、红外线透射等，例如，可以含有ZnO、Li2O、WO3、Nb2O5、V2O5、Bi2O3、MoO3、P2O5、Ga2O3、I2O5、In2O5、Ge2O5等。
本发明的一个实施方式的玻璃基板，为了提高玻璃的化学耐久性，可以在玻璃中含有合计量2％以下的ZrO2、Y2O3、La2O3、TiO2、SnO2，优选含有1％以下，更优选含有0.5％以下。它们之中Y2O3、La2O3以及TiO2还有助于提高玻璃的杨氏模量。
本发明的一个实施方式的玻璃基板，如果考虑环境负荷，则优选实质上不含有As2O3、Sb2O3。另外，如果考虑稳定地浮法成型，则优选实质上不含有ZnO。
本发明的一个实施方式的玻璃基板在100℃～200℃的平均热膨胀系数α100/200优选3.13ppm/℃～3.63ppm/℃，更优选3.23ppm/℃～3.53ppm/℃。如果α100/200为上述范围，则与硅基板的热膨胀系数之差小，因此工艺余量得到确保，同时在将硅基板与玻璃基板贴合的热处理工序中能够减小硅基板产生的残留应变。
α100/200进一步优选3.33ppm/℃以上，特别优选3.34ppm/℃以上，最优选3.35ppm/℃以上。另外，α100/200进一步优选3.43ppm/℃以下，特别优选3.41ppm/℃以下，最优选3.38ppm/℃以下。
其中，100℃～200℃的平均热膨胀系数α100/200是用JIS R3102(1995年)中规定的方法测定的、测定热膨胀系数的温度范围为100℃～200℃的平均热膨胀系数。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的杨氏模量优选80GPa以上。如果杨氏模量为80GPa以上，则能够抑制制造玻璃基板时的慢冷工序中产生的玻璃基板的翘曲、开裂。另外，能够抑制与硅基板、周边部件等的接触所致的破损。杨氏模量更优选81GPa以上，进一步优选82GPa以上，特别优选84GPa以上。
另外，杨氏模量优选100GPa以下。如果杨氏模量为100GPa以下，则抑制玻璃变脆，能够抑制玻璃基板的切削、切割时的缺口。杨氏模量更优选90GPa以下，进一步优选87GPa以下。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的厚度优选1.0mm以下。如果厚度为1.0mm以下，则能够使图像传感器变得小型。厚度更优选0.8mm以下，进一步优选0.7mm以下，特别优选0.5mm以下。
另外，厚度优选0.1mm以上。如果厚度为0.1mm以上，则能够抑制与硅基板、周边部件等的接触所致的破损。另外，能够抑制玻璃基板的自重挠曲。厚度更优选0.2mm以上，进一步优选0.3mm以上。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的面积优选0.03m2以上。如果面积为0.03m2以上，则能够使用大面积的硅基板，可以由一张层叠基板制造出多个图像传感器。面积更优选0.04m2以上，进一步优选0.05m2以上。
另外，本发明的一个实施方式的玻璃基板的α200/300为3.45ppm/℃～3.95ppm/℃，α200/300/α50/100为1.20～1.30，所以即便面积为0.03m2以上，在将硅基板与玻璃基板贴合的热处理工序中硅基板产生的残留应变也小。面积优选0.1m2以下。如果面积为0.1m2以下，则玻璃基板的操作变得容易，能够抑制与硅基板、周边部件等的接触所致的破损。面积更优选0.08m2以下，进一步优选0.06m2以下。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的密度优选2.60g/cm3以下。如果密度为2.60g/cm3以下，则玻璃基板为轻型。另外，能够减少因玻璃基板的自重所致的挠曲。密度更优选2.55g/cm3以下，进一步优选2.50g/cm3以下。
另外，密度优选2.20g/cm3以上。如果密度为2.20g/cm3以上，则玻璃的维氏硬度变高，能够使玻璃表面不易受伤。密度更优选2.30g/cm3以上，进一步优选2.40g/cm3以上，特别优选2.45g/cm3以上。
本发明的一个实施方式的玻璃基板，玻璃基板中含有的缺陷的密度优选1个/cm2以下。玻璃基板中含有的缺陷是在玻璃基板的表面、内部存在的气泡、伤痕、铂等金属异物以及未熔融原料等，是指大小为1mm以下、0.5μm以上的缺陷。如果缺陷大于1mm，则通过目视观察能够容易辨别，具有缺陷的基板的除去较容易。如果缺陷小于0.5μm，则缺陷足够小，因此用于CMOS传感器、LCOS的罩玻璃时也不会影响元件的特性。
以往的半导体组装工序中，因为在切断玻璃基板后进行组装工序，所以当玻璃基板有缺陷时，可以在组装工序的初始将有缺陷的基板除去。另一方面，晶片级封装中，因为在组装工序的最后进行层叠基板的单片化，所以玻璃基板有缺陷时，能够除去有缺陷的玻璃基板的操作在组装工序的最后。这样在晶片级封装中，玻璃基板的缺陷的密度增加时成本增加变大，因此要求高品质的缺陷管理。缺陷的密度更优选0.1个/cm2以下，进一步优选0.01个/cm2以下。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的形状可以是圆形，可以是椭圆形，还可以是矩形。为了配合所贴合的硅基板的形状，玻璃基板的边缘可以有槽口，玻璃基板为圆形时，玻璃基板的外周的一部分也可以是直线。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的玻璃化转变温度(也记为Tg)优选700℃以上。如果Tg为700℃以上，则能够将热处理工序中玻璃基板的尺寸变化抑制到较小。Tg更优选720℃以上，进一步优选740℃以上。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的虚拟粘度(仮想粘度)优选1011.0d·Pa·s～1014.1d·Pa·s。为了使玻璃基板的虚拟粘度为1011.0d·Pa·s～1014.1d·Pa·s，需要使玻璃基板的成型后的冷却速度相当于1℃/分钟～1200℃/分钟。如果虚拟粘度为1011.0d·Pa·s～1014.1d·Pa·s，则使玻璃基板的平均热膨胀系数与硅基板的平均热膨胀系数接近，在将硅基板与玻璃基板贴合的热处理工序中，硅基板产生的残留应变小。玻璃基板的虚拟粘度优选1012.1d·Pa·s～1013.1d·Pa·s(相当于冷却速度10℃/分钟～100℃/分钟)。
玻璃的虚拟粘度(η)可以用下述(式4)(G.W.Scherer，Relaxation in Glass andComposites，Wiley，New York(1986)，p.159)计算。
log10η＝12.3-log10|q| (式4)
其中，η的单位为d·Pa·s，q为假定冷却速度，单位为℃/s。
假定冷却速度q按以下方法由玻璃基板求出。从厚度1mm以下的一张玻璃基板切出多个玻璃板小片。例如切出1厘米见方的小片作为玻璃板小片。将切出的多个玻璃板小片分别以各种冷却速度V进行热处理、冷却，测定各玻璃板单片的物性值。冷却开始温度优选不受冷却速度的影响的足够高的温度。典型的是优选Tg+50℃～+150℃左右。
实施测定的物性值没有特别限制，优选密度、与密度有密切关系的物性值(例如折射率)等。x轴取冷却速度(log10V)，y轴取各自实施了热处理的玻璃板单片的物性值，制成校正曲线A。利用制成的校正曲线A，由未实施热处理的玻璃板单片的物性值求出该玻璃基板的假定冷却速度q。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的粘度成为102d·Pa·s的温度(也记为T2)优选1800℃以下。T2更优选1750℃以下，进一步优选1700℃以下，特别优选1650℃以下。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的粘度成为104d·Pa·s的温度(也记为T4)优选1350℃以下。T4更优选1300℃以下，进一步优选1275℃以下，特别优选1250℃以下。应予说明，如果考虑其它物性确保的容易性，则T4为1100℃以上。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的玻璃失透温度优选1325℃以下。更优选1300℃以下，进一步优选1275℃以下，特别优选1250℃以下。玻璃失透温度是在铂制皿中装入粉碎的玻璃粒子，在控制为一定温度的电炉中进行17小时热处理，通过热处理后的光学显微镜观察，在玻璃的内部析出结晶的最高温度与不析出结晶的最低温度的平均值。
本发明的一个实施方式的玻璃基板优选满足如下条件：
0.0177×(SiO2的含量)－0.0173×(Al2O3的含量)+0.0377×(B2O3的含量)+0.0771×(MgO的含量)+0.1543×(CaO的含量)+0.1808×(SrO的含量)+0.2082×(BaO的含量)+0.0344×(12.3+log1060－log10η)为2.70～3.20，
0.0181×(SiO2的含量)+0.0004×(Al2O3的含量)+0.0387×(B2O3的含量)+0.0913×(MgO的含量)+0.1621×(CaO的含量)+0.1900×(SrO的含量)+0.2180×(BaO的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)为3.13～3.63，
0.0177×(SiO2的含量)+0.0195×(Al2O3的含量)+0.0323×(B2O3的含量)+0.1015×(MgO的含量)+0.1686×(CaO的含量)+0.1990×(SrO的含量)+0.2179×(BaO的含量)+0.0312×(12.3+log1060－log10η)为3.45～3.95，以及
0.0111×(SiO2的含量)+0.0250×(Al2O3的含量)+0.0078×(B2O3的含量)+0.0144×(MgO的含量)+0.0053×(CaO的含量)+0.0052×(SrO的含量)+0.0013×(BaO的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)为1.20～1.30。
其中，SiO2的含量、Al2O3的含量、B2O3的含量、MgO的含量、CaO的含量、SrO的含量以及BaO的含量是得到的玻璃中含有的各成分的含量，η为虚拟粘度(单位：d·Pa·s)。
如果满足这些条件，工艺余量得到确保，同时在将硅基板与玻璃基板贴合的热处理工序中容易减小硅基板产生的残留应变。
0.0177×(SiO2的含量)－0.0173×(Al2O3的含量)+0.0377×(B2O3的含量)+0.0771×(MgO的含量)+0.1543×(CaO的含量)+0.1808×(SrO的含量)+0.2082×(BaO的含量)+0.0344×(12.3+log1060－log10η)更优选2.80以上，进一步优选2.90以上，特别优选2.91以上，最优选2.92以上。
另外，0.0177×(SiO2的含量)－0.0173×(Al2O3的含量)+0.0377×(B2O3的含量)+0.0771×(MgO的含量)+0.1543×(CaO的含量)+0.1808×(SrO的含量)+0.2082×(BaO的含量)+0.0344×(12.3+log1060－log10η)更优选3.10以下，进一步优选3.00以下，特别优选2.96以下，最优选2.94以下。
0.0181×(SiO2的含量)+0.0004×(Al2O3的含量)+0.0387×(B2O3的含量)+0.0913×(MgO的含量)+0.1621×(CaO的含量)+0.1900×(SrO的含量)+0.2180×(BaO的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)更优选3.23以上，进一步优选3.33以上，特别优选3.34以上，最优选3.35以上。
另外，0.0181×(SiO2的含量)+0.0004×(Al2O3的含量)+0.0387×(B2O3的含量)+0.0913×(MgO的含量)+0.1621×(CaO的含量)+0.1900×(SrO的含量)+0.2180×(BaO的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)更优选3.53以下，进一步优选3.43以下，特别优选3.41以下，最优选3.38以下。
0.0177×(SiO2的含量)+0.0195×(Al2O3的含量)+0.0323×(B2O3的含量)+0.1015×(MgO的含量)+0.1686×(CaO的含量)+0.1990×(SrO的含量)+0.2179×(BaO的含量)+0.0312×(12.3+log1060－log10η)更优选3.55以上，进一步优选3.65以上，特别优选3.66以上，最优选3.68以上。
另外，0.0177×(SiO2的含量)+0.0195×(Al2O3的含量)+0.0323×(B2O3的含量)+0.1015×(MgO的含量)+0.1686×(CaO的含量)+0.1990×(SrO的含量)+0.2179×(BaO的含量)+0.0312×(12.3+log1060－log10η)更优选3.85以下，进一步优选3.73以下，特别优选3.65以下，最优选3.71以下。
并且，0.0111×(SiO2的含量)+0.0250×(Al2O3的含量)+0.0078×(B2O3的含量)+0.0144×(MgO的含量)+0.0053×(CaO的含量)+0.0052×(SrO的含量)+0.0013×(BaO的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)更优选1.24以上。
另外，0.0111×(SiO2的含量)+0.0250×(Al2O3的含量)+0.0078×(B2O3的含量)+0.0144×(MgO的含量)+0.0053×(CaO的含量)+0.0052×(SrO的含量)+0.0013×(BaO的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)更优选1.27以下。
本发明的一个实施方式的玻璃基板在氢氟酸水溶液(HF)中的重量减少量(以下，也记为HF重量减少量)优选0.05(mg/cm2)/分钟～0.20(mg/cm2)/分钟。其中，HF重量减少量是将玻璃基板在25℃、5质量％氢氟酸水溶液中浸渍时的每单位面积和每单位时间的减少量((mg/cm2)/分钟)。
本发明的一个实施方式的玻璃基板有时与硅基贴合后直接作为设备的一部分进行组装。例如，玻璃基板作为罩玻璃组装于设备中。这时，为了使设备小型化，优选减薄玻璃基板。因此，本发明的一个实施方式的玻璃基板优选减薄率较高。作为玻璃基板的减薄率的指标，可以使用HF重量减少量。
如果HF重量减少量为0.05(mg/cm2)/分钟以上，则减薄工序的生产率变得良好而优选。如果HF重量减少量为0.20(mg/cm2)/分钟以下，则能够防止减薄工序中玻璃基板产生的蚀刻深度变得不均匀而使玻璃基板表面的平滑性受损等不良情况，因而优选。
HF重量减少量更优选0.07(mg/cm2)/分钟以上，进一步优选0.09(mg/cm2)/分钟以上，特别优选0.11(mg/cm2)/分钟以上。另外，HF重量减少量更优选0.18(mg/cm2)/分钟以下，进一步优选0.16(mg/cm2)/分钟以下，特别优选0.14(mg/cm2)/分钟以下。
另外，本发明的一个实施方式的玻璃基板能够用于投影用途的显示器设备例如LCOS的罩玻璃。这样的情况下，如果玻璃基板的光弹性常数高，则因设备的封装工序、设备使用时产生的应力而使玻璃基板具有双折射性。其结果，入射至设备的光产生颜色变化，可能产生颜色不均等画质不良。
为了防止这样的画质不良，本发明的一个实施方式的玻璃基板的光弹性常数优选31nm/(MPa·cm)以下，更优选30.5nm/(MPa·cm)以下，进一步优选30nm/(MPa·cm)以下，特别优选29.5nm/(MPa·cm)以下。
另外，本发明的一个实施方式的玻璃基板的α射线放出量优选0.5C/cm2·h以下，更优选0.3C/cm2·h以下，特别优选0.1C/cm2·h以下，最优选0.05C/cm2·h以下。应予说明，单位的C表示计数数量。
例如，将本发明的一个实施方式的玻璃基板应用于图像传感器等元件的罩玻璃。这时，如果由玻璃基板产生的α射线向图像传感器等元件入射，则由α射线的能量诱导空穴－电子对，这可能导致图像瞬间出现亮点、白点的软性误差。因此，通过使用α射线放出量少的玻璃基板，容易防止这样的不良情况。应予说明，如果使用放射性同位素的含量少、α射线放出量少的高纯度原料作为玻璃基板的原料，能够减少α射线放出量。另外，玻璃的熔融·澄清工序中，如果放射性同位素不从玻璃制造设备的炉材等混入到熔融玻璃中，就能够有效减少α射线放出量。另外，“α射线放出量”可以用气流比例计数管测定装置等进行测定。
硅基板的50℃～100℃的平均热膨胀系数αSi50/100优选2.91ppm/℃～2.97ppm/℃。如果αSi50/100为2.91ppm/℃～2.97ppm/℃，则与本发明的玻璃基板的贴合变得容易。αSi50/100更优选2.92ppm/℃以上，进一步优选2.93ppm/℃以上。另外，αSi50/100更优选为2.94ppm/℃以下。
硅基板的100℃～200℃的平均热膨胀系数αSi100/200优选3.34ppm/℃～3.40ppm/℃。如果αSi100/200为3.34ppm/℃～3.40ppm/℃，则与本发明的玻璃基板的贴合变得容易。αSi100/200更优选3.36ppm/℃以上，进一步优选3.37ppm/℃以上。另外，αSi100/200更优选为3.38ppm/℃以下。
硅基板的在200℃～300℃的平均热膨胀系数αSi200/300优选3.66ppm/℃～3.72ppm/℃。如果αSi200/300为3.66ppm/℃～3.72ppm/℃，则与本发明的玻璃基板的贴合变得容易。αSi200/300更优选3.68ppm/℃以上，进一步优选3.69ppm/℃以上。另外，αSi200/300更优选为3.70ppm/℃以下。
本发明的一个实施方式的层叠基板是上述玻璃基板与硅基板层叠而形成的。硅基板与玻璃基板的热膨胀系数之差小，因此在将硅基板与玻璃基板贴合的热处理工序中，硅基板产生的残留应变小。另外，层叠基板例如通过将树脂夹在中间而将玻璃基板与硅基板贴合而得到的。
此时，树脂的厚度、树脂的热膨胀系数、贴合时的热处理温度等对层叠基板整体的翘曲产生影响。本发明的一个实施方式的层叠基板可以像如上所述的本发明的一个实施方式的玻璃基板那样通过控制热膨胀系数来减少层叠基板整体的翘曲，所以能够扩展树脂的厚度、树脂的热膨胀系数、贴合时的热处理温度等工艺余量。本发明的一个实施方式的层叠基板中可以应用上述的本发明的一个实施方式的玻璃基板。
本发明的一个实施方式的层叠基板是玻璃基板与硅基板层叠而形成的，玻璃基板的50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100与硅基板的50℃～100℃的平均热膨胀系数αSi50/100之差Δα50/100(＝α50/100－αSi50/100)为－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃。
另外，玻璃基板的200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300与硅基板的200℃～300℃的平均热膨胀系数αSi200/300之差Δα200/300(＝α200/300－αSi200/300)为－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃。硅基板与玻璃基板的热膨胀系数之差小，因此在将硅基板与玻璃基板贴合的热处理工序中硅基板产生的残留应变小。
Δα50/100更优选－0.15ppm/℃以上，进一步优选－0.10ppm/℃以上，特别优选－0.05ppm/℃以上，最优选－0.03ppm/℃以上。Δα50/100更优选0.15ppm/℃以下，进一步优选0.10ppm/℃以下，特别优选0.05ppm/℃以下，最优选0.03ppm/℃以下。
Δα200/300更优选－0.15ppm/℃以上，进一步优选－0.10ppm/℃以上，特别优选－0.05ppm/℃以上，最优选－0.03ppm/℃以上。Δα200/300更优选0.15ppm/℃以下，进一步优选0.10ppm/℃以下，特别优选0.05ppm/℃以下，最优选0.03ppm/℃以下。
本发明的一个实施方式的层叠基板，玻璃基板的100℃～200℃的平均热膨胀系数α100/200与硅基板的100℃～200℃的平均热膨胀系数αSi100/200之差Δα100/200(＝α100/200－αSi100/200)优选－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃。如果Δα100/200为－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃，则硅基板与玻璃基板的热膨胀系数之差小，因此在将硅基板与玻璃基板贴合的热处理工序中硅基板产生的残留应变小。
Δα100/200更优选－0.15ppm/℃以上，进一步优选－0.10ppm/℃以上，特别优选－0.05ppm/℃以上，最优选－0.03ppm/℃以上。Δα100/200更优选0.15ppm/℃以下，进一步优选0.10ppm/℃以下，特别优选0.05ppm/℃以下，最优选0.03ppm/℃以下。
本发明的一个实施方式的层叠基板的Δα200/300与Δα50/100之差(Δα200/300－Δα50/100)为－0.16ppm/℃～0.16ppm/℃。如果Δα200/300－Δα50/100为－0.16ppm/℃～0.16ppm/℃，则与硅基板的热膨胀系数之差小，因此在将硅基板与玻璃基板贴合的热处理工序中，硅基板产生的残留应变小。Δα200/300－Δα50/100优选－0.12ppm/℃以上，更优选－0.08ppm/℃以上。另外，Δα50/100－Δα200/300优选0.12ppm/℃以下，更优选0.08ppm/℃以下。
接下来，对本发明的一个实施方式的玻璃基板的制造方法进行说明。
制造本发明的一个实施方式的玻璃基板时，经过如下工序：加热玻璃原料而得到熔融玻璃的熔解工序，从熔融玻璃除去气泡的澄清工序，将熔融玻璃制成板状而得到玻璃带的成型工序，以及将玻璃带慢冷到室温状态的慢冷工序。
熔解工序中，以成为得到的玻璃板的组成的方式制备原料，将原料连续投入熔解炉，加热到优选为1450℃～1650℃左右而得到熔融玻璃。
原料也可以使用氧化物、碳酸盐、硝酸盐、氢氧化物、氯化物等卤化物等。熔解、澄清工序中具有熔融玻璃与铂接触的工序时，有时微小的铂粒子在熔融玻璃中溶出而作为异物混入所得到的玻璃板中，但硝酸盐原料的使用具有防止该铂异物的溶出的效果。
作为硝酸盐，可以使用硝酸锶、硝酸钡、硝酸镁、硝酸钙等。更优选使用硝酸锶。原料粒度可以适当地使用从不产生熔解残留的程度的几百微米的大粒径的原料到不产生原料搬运时的飞散、不以二次粒子的形式凝聚的程度的几微米程度的小粒径的原料。也可以使用造粒物。为了防止原料的飞散，可以适当地调整原料含水量。也可以适当地调整β－OH、Fe的氧化还原度或者氧化还原平衡(redox)[Fe2+/(Fe2++Fe3+)]等的熔解条件而使用。
接下来，澄清工序是从上述熔解工序所得到的熔融玻璃中除去气泡的工序。作为澄清工序，可以应用基于减压的脱泡法。另外，本发明中的玻璃基板，可以使用SO3、SnO2作为澄清剂。作为SO3源，优选选自Al、Mg、Ca、Sr以及Ba中的至少1种的元素的硫酸盐，更优选碱土金属的硫酸盐，其中，CaSO4·2H2O、SrSO4以及BaSO4因增大气泡的作用显著而特别优选。
作为基于减压的脱泡法中的澄清剂，优选使用Cl、F等卤素。作为Cl源，优选选自Al、Mg、Ca、Sr以及Ba中的至少1种元素的氯化物，更优选碱土金属的氯化物，其中，SrCl2·6H2O和BaCl2·2H2O的增大气泡的作用显著，并且潮解性小，因此特别优选。作为F源，优选选自Al、Mg、Ca、Sr以及Ba中的至少1种元素的氟化物，更优选碱土金属的氟化物，其中，CaF2因增大玻璃原料的熔解性的作用显著而更优选。
接下来，成型工序是将上述澄清工序中除去气泡的熔融玻璃制成板状而得到玻璃带的工序。作为成型工序，采用将熔融玻璃流到熔融金属上制成板状而得到玻璃带的浮法。
接下来，慢冷工序是将上述成型工序中得到的玻璃带慢冷到室温状态的工序。作为慢冷工序，将玻璃带以从粘度成为1013d·Pa·s的温度到粘度成为1014.5d·Pa·s的温度为止的平均冷却速度为R的方式慢冷到室温状态。将慢冷后的玻璃带切断后，得到玻璃基板。
本发明的一个实施方式的玻璃基板的制造方法中，得到的玻璃基板的组成以氧化物基准的摩尔百分比计为下述的组成。
SiO2：50％～75％，
Al2O3：6％～16％，
B2O3：0％～15％，
MgO：0％～15％，
CaO：0％～13％，
SrO：0％～11％，
BaO：0％～9.5％
碱金属氧化物的含量为0％～0.1％以下。
另外，本发明的一个实施方式的玻璃基板的制造方法中，得到的玻璃基板的组成与慢冷工序中的玻璃带的从粘度成为1013d·Pa·s的温度到粘度成为1014.5d·Pa·s的温度为止的平均冷却速度R(单位：℃/分钟)满足以下条件(1)～条件(4)。
条件(1)：
0.0177×(SiO2的含量)－0.0173×(Al2O3的含量)+0.0377×(B2O3的含量)+0.0771×(MgO的含量)+0.1543×(CaO的含量)+0.1808×(SrO的含量)+0.2082×(BaO的含量)+0.0344×log10R为2.70～3.20
条件(2)：
0.0181×(SiO2的含量)+0.0004×(Al2O3的含量)+0.0387×(B2O3的含量)+0.0913×(MgO的含量)+0.1621×(CaO的含量)+0.1900×(SrO的含量)+0.2180×(BaO的含量)+0.0391×log10R为3.13～3.63
条件(3)：
0.0177×(SiO2的含量)+0.0195×(Al2O3的含量)+0.0323×(B2O3的含量)+0.1015×(MgO的含量)+0.1686×(CaO的含量)+0.1990×(SrO的含量)+0.2179×(BaO的含量)+0.0312×log10R为3.45～3.95
条件(4)
0.0111×(SiO2的含量)+0.0250×(Al2O3的含量)+0.0078×(B2O3的含量)+0.0144×(MgO的含量)+0.0053×(CaO的含量)+0.0052×(SrO的含量)+0.0013×(BaO的含量)－0.0041×log10R为1.20～1.30
优选满足以下条件(1)～条件(4)。
条件(1)：
0.0177×(SiO2的含量)－0.0173×(Al2O3的含量)+0.0377×(B2O3的含量)+0.0771×(MgO的含量)+0.1543×(CaO的含量)+0.1808×(SrO的含量)+0.2082×(BaO的含量)+0.0344×log10R为2.80～3.10
条件(2)：
0.0181×(SiO2的含量)+0.0004×(Al2O3的含量)+0.0387×(B2O3的含量)+0.0913×(MgO的含量)+0.1621×(CaO的含量)+0.1900×(SrO的含量)+0.2180×(BaO的含量)+0.0391×log10R为3.23～3.53
条件(3)：
0.0177×(SiO2的含量)+0.0195×(Al2O3的含量)+0.0323×(B2O3的含量)+0.1015×(MgO的含量)+0.1686×(CaO的含量)+0.1990×(SrO的含量)+0.2179×(BaO的含量)+0.0312×log10R为3.55～3.85
条件(4)
0.0111×(SiO2的含量)+0.0250×(Al2O3的含量)+0.0078×(B2O3的含量)+0.0144×(MgO的含量)+0.0053×(CaO的含量)+0.0052×(SrO的含量)+0.0013×(BaO的含量)－0.0041×log10R为1.24～1.27
其中，SiO2的含量、Al2O3的含量、B2O3的含量、MgO的含量、CaO的含量、SrO的含量以及BaO的含量是得到的玻璃中含有的各成分的含量。通过满足条件(1)～条件(4)，能够制造可减小热处理工序中硅基板产生的残留应变的玻璃基板。
为以上说明的本实施方式的玻璃基板时，因为碱金属氧化物的含量为0.1％以下，所以在将硅基板和玻璃基板贴合的热处理工序中碱性离子不易向硅基板扩散。另外，在50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100为2.70ppm/℃～3.20ppm/℃，在200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300为3.45ppm/℃～3.95ppm/℃，将200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300除以50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100而得的值α200/300/α50/100为1.20～1.30，因此与硅基板的热膨胀系数之差小，硅基板产生的残留应变小。
本发明不限定于上述实施方式。在可实现本发明的目的的范围的变形、改进等包含于本发明。
例如，制造本发明的一个实施方式的玻璃基板时，成型工序中可以通过采用熔融法、加压成型法等将熔融玻璃制成板状。
另外，制造本发明的一个实施方式的玻璃基板时，可以使用铂坩埚。使用铂坩埚时，熔解工序中，以成为所得到的玻璃基板的组成的方式制备原料，将加入了原料的铂坩埚投入电炉，加热到优选1450℃～1650℃左右，插入铂搅拌器搅拌1小时～3小时，得到熔融玻璃。
成型工序是将熔融玻璃流出到例如碳板状并制成板状。慢冷工序中，将板状的玻璃慢冷到室温状态，切断后，得到玻璃基板。
另外，可以将切断而得到的玻璃基板加热到例如Tg+50℃左右后，慢冷到室温状态。通过这样操作，能够调节虚拟粘度η。
应予说明，本实施方式也包括以下的形态。
(附记1)
一种玻璃基板，在50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100为2.80ppm/℃～3.10ppm/℃，
在200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300为3.55ppm/℃～3.85ppm/℃，
将200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300除以50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100而得的值α200/300/α50/100为1.20～1.30，
碱金属氧化物的含量以氧化物基准的摩尔百分比计为0％～0.1％。
(附记2)
根据附记1记载的玻璃基板，其中，以氧化物基准的摩尔百分比计为下述的组成。
SiO2：50％～75％，
Al2O3：6％～16％，
B2O3：0％～15％，
MgO：0％～15％，
CaO：0％～13％，
SrO：0％～11％，
BaO：0％～9.5％
(附记3)
根据附记1或2记载的玻璃基板，其中，以氧化物基准的摩尔百分比计，CaO、SrO和BaO的合计含量为7％以上，并且(Al2O3的含量)≥(MgO的含量)，失透粘度为103.8d·Pa·s以上。
(附记4)
根据附记1～3中任一项记载的玻璃基板，其中，在100℃～200℃的平均热膨胀系数α100/200为3.23ppm/℃～3.53ppm/℃。
(附记5)
根据附记1～4中任一项记载的玻璃基板，其中，以氧化物基准的质量百万分比计，Fe2O3的含量为200ppm以下。
(附记6)
根据附记1～5中任一项记载的玻璃基板，其中，杨氏模量为80GPa以上。
(附记7)
根据附记1～6中任一项记载的玻璃基板，其中，厚度为1.0mm以下。
(附记8)
根据附记1～7中任一项记载的玻璃基板，其中，面积为0.03m2以上。
(附记9)
根据附记1～8中任一项记载的玻璃基板，其中，虚拟粘度为1011.0～1014.1d·Pa·s。
(附记10)
根据附记1～10中任一项记载的玻璃基板，满足如下条件：
0.0177×(SiO2的含量)－0.0173×(Al2O3的含量)+0.0377×(B2O3的含量)+0.0771×(MgO的含量)+0.1543×(CaO的含量)+0.1808×(SrO的含量)+0.2082×(BaO的含量)+0.0344×(12.3+log1060－log10η)为2.80～3.10，
0.0181×(SiO2的含量)+0.0004×(Al2O3的含量)+0.0387×(B2O3的含量)+0.0913×(MgO的含量)+0.1621×(CaO的含量)+0.1900×(SrO的含量)+0.2180×(BaO的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)为3.23～3.53，
0.0177×(SiO2的含量)+0.0195×(Al2O3的含量)+0.0323×(B2O3的含量)+0.1015×(MgO的含量)+0.1686×(CaO的含量)+0.1990×(SrO的含量)+0.2179×(BaO的含量)+0.0312×(12.3+log1060－log10η)为3.55～3.85，以及，
0.0111×(SiO2的含量)+0.0250×(Al2O3的含量)+0.0078×(B2O3的含量)+0.0144×(MgO的含量)+0.0053×(CaO的含量)+0.0052×(SrO的含量)+0.0013×(BaO的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)为1.24～1.27。
其中，SiO2的含量、Al2O3的含量、B2O3的含量、MgO的含量、CaO的含量以及SrO的含量是得到的玻璃中含有的以氧化物基准的摩尔百分比计的含量，η为虚拟粘度(单位：d·Pa·s)。
(附记11)
一种层叠基板，层叠有附记1～10中任一项记载的玻璃基板和硅基板。
(附记12)
一种层叠基板，层叠有玻璃基板和硅基板，上述玻璃基板的50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100与上述硅基板的50℃～100℃的平均热膨胀系数αSi50/100之差Δα50/100(＝α50/100－αSi50/100)为－0.15ppm/℃～0.15ppm/℃，
上述玻璃基板的200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300与上述硅基板的200℃～300℃的平均热膨胀系数αSi200/300之差Δα200/300(＝α200/300－αSi200/300)为－0.15ppm/℃～0.15ppm/℃，
Δα200/300－Δα50/100为－0.12ppm/℃～0.12ppm/℃，
上述玻璃基板的碱金属氧化物的含量以氧化物基准的摩尔百分比计为0％～0.1％。
(附记13)
根据附记12记载的层叠基板，其中，上述玻璃基板的100℃～200℃的平均热膨胀系数α100/200与上述硅基板的100℃～200℃的平均热膨胀系数αSi100/200之差Δα100/200(＝α100/200－αSi100/200)为－0.15ppm/℃～0.15ppm/℃。
(附记14)
一种玻璃基板的制造方法，包含如下工序：
熔解工序，将玻璃原料加热而得到熔融玻璃；
澄清工序，从上述熔融玻璃中除去气泡；
成型工序，将上述熔融玻璃制成板状而得到玻璃带，
慢冷工序，将上述玻璃带慢冷到室温状态；
以氧化物基准的摩尔百分比计，得到的玻璃基板的组成为下述的组成，
SiO2：50％～75％，
Al2O3：6％～16％，
B2O3：0％～15％，
MgO：0％～15％，
CaO：0％～13％，
SrO：0％～11％，
BaO：0％～9.5％，
碱金属氧化物的含量以氧化物基准的摩尔百分比计为0％～0.1％，
上述得到的玻璃基板的组成与上述慢冷工序中的从上述玻璃带的粘度成为1013d·Pa·s的温度到粘度成为1014.5d·Pa·s的温度为止的平均冷却速度R(单位：℃/分钟)满足以下条件(1)、条件(2)、条件(3)以及条件(4)。
条件(1)：
0.0177×(SiO2的含量)－0.0173×(Al2O3的含量)+0.0377×(B2O3的含量)+0.0771×(MgO的含量)+0.1543×(CaO的含量)+0.1808×(SrO的含量)+0.2082×(BaO的含量)+0.0344×log10R为2.80～3.10
条件(2)：
0.0181×(SiO2的含量)+0.0004×(Al2O3的含量)+0.0387×(B2O3的含量)+0.0913×(MgO的含量)+0.1621×(CaO的含量)+0.1900×(SrO的含量)+0.2180×(BaO的含量)+0.0391×log10R为3.23～3.53
条件(3)：
0.0177×(SiO2的含量)+0.0195×(Al2O3的含量)+0.0323×(B2O3的含量)+0.1015×(MgO的含量)+0.1686×(CaO的含量)+0.1990×(SrO的含量)+0.2179×(BaO的含量)+0.0312×log10R为3.55～3.85
条件(4)：
0.0111×(SiO2的含量)+0.0250×(Al2O3的含量)+0.0078×(B2O3的含量)+0.0144×(MgO的含量)+0.0053×(CaO的含量)+0.0052×(SrO的含量)+0.0013×(BaO的含量)－0.0041×log10R为1.24～1.27
其中，SiO2的含量、Al2O3的含量、B2O3的含量、MgO的含量、CaO的含量、SrO的含量以及BaO的含量是得到的玻璃中含有的各成分的含量。
附记记载的玻璃基板、通过玻璃基板的制造方法得到的玻璃基板、以及使用玻璃基板的层叠基板因为玻璃基板与硅基板的热膨胀系数之差足够小，所以能够进一步抑制由热膨胀系数之差引起的不良情况。
实施例
以下，举出实施例对本发明进行具体说明，但本发明不限定于这些例子。
以成为表1～7所示的玻璃组成的方式调合石英砂等各种玻璃原料，相对于该目标组成的原料100％，以氧化物基准的质量百分比表示，添加以SO3换算计0.1％～1％的硫酸盐、0.16％的F、1％的Cl，使用铂坩埚在1550℃～1650℃的温度加热3小时熔融。熔融时，插入铂搅拌器搅拌1小时进行玻璃的均质化。接着流出熔融玻璃，成型为板状后，将板状的玻璃放入Tg+50℃左右的温度的电炉，以冷却速度R(℃/分钟)使电炉降温，玻璃冷却到室温。
对得到的玻璃的密度(单位：g/cm3)、平均热膨胀系数(单位：ppm/℃)、玻璃化转变温度Tg(单位：℃)、杨氏模量(单位：GPa)、T2(单位：℃)、T4(单位：℃)、失透温度(单位：℃)、失透粘度log10ηTL(单位：dPa·sec)以及虚拟粘度log10η(单位：dPa·sec)进行测定，示于表1～7。另外，表1～7所示出的(1)～(4)如下，
(1)：0.0177×(SiO2的含量)－0.0173×(Al2O3的含量)+0.0377×(B2O3的含量)+0.0771×(MgO的含量)+0.1543×(CaO的含量)+0.1808×(SrO的含量)+0.2082×(BaO的含量)+0.0344×(12.3+log1060－log10η)
(2)：0.0181×(SiO2的含量)+0.0004×(Al2O3的含量)+0.0387×(B2O3的含量)+0.0913×(MgO的含量)+0.1621×(CaO的含量)+0.1900×(SrO的含量)+0.2180×(BaO的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)
(3)：0.0177×(SiO2的含量)+0.0195×(Al2O3的含量)+0.0323×(B2O3的含量)+0.1015×(MgO的含量)+0.1686×(CaO的含量)+0.1990×(SrO的含量)+0.2179×(BaO的含量)+0.0312×(12.3+log1060－log10η)
(4)：0.0111×(SiO2的含量)+0.0250×(Al2O3的含量)+0.0078×(B2O3的含量)+0.0144×(MgO的含量)+0.0053×(CaO的含量)+0.0052×(SrO的含量)+0.0013×(BaO的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)。
应予说明，表中的括号里的值是通过计算而求出的。玻璃中的Fe2O3残存量以氧化物基准的质量百万分比计为50ppm～200ppm，SO3残存量以氧化物基准的质量百万分比计为10ppm～100ppm。以下示出各物性的测定方法。
(平均热膨胀系数)
根据JIS R3102(1995年)中规定的方法，使用示差热膨胀计(TMA)测定。α50/100的测定温度范围为50℃～100℃，α100/200的测定温度范围为100℃～200℃，以及α200/300的测定温度范围为200℃～300℃。
(与硅基板的平均热膨胀系数之差)
测定硅基板(信越化学工业制)的平均热膨胀系数αSi50/100、αSi100/200以及αSi200/300，求出与各玻璃基板的平均热膨胀系数之差Δα50/100、Δα100/200、Δα200/300。其中，
Δα50/100＝α50/100－αSi50/100
Δα100/200＝α100/200－αSi100/200
Δα200/300＝α200/300－αSi200/300
硅基板的平均热膨胀系数αSi50/100为2.94ppm/℃，αSi100/200为3.37ppm/℃，αSi200/300为3.69ppm/℃。
(玻璃化转变温度Tg)
根据JIS R3103－3(2001年)中规定的方法，使用TMA测定。
(密度)
利用阿基米德法测定不含气泡的约20g的玻璃块。
(杨氏模量)
利用超声波脉冲法测定厚度0.5mm～10mm的玻璃。
(T2)
使用旋转粘度计测定粘度，测定成为102d·Pa·s时的温度T2(℃)。
(T4)
使用旋转粘度计测定粘度，测定成为104d·Pa·s时的温度T4(℃)。
(玻璃失透温度)
玻璃失透温度是在铂制皿中加入粉碎的玻璃粒子，在控制为一定温度的电炉中进行17小时热处理，通过热处理后的光学显微镜观察，玻璃的内部析出结晶的最高温度与不析出结晶的最低温度的平均值。
(失透粘度)
根据熔融玻璃的高温(1000℃～1600℃)下的使用旋转粘度计的玻璃粘度的测定结果，求出Fulcher式的系数，利用使用该系数的Fulcher式，求出玻璃失透温度下的玻璃粘度。
(HF重量减少量)
HF重量减少量按照如下方式测定。将如上述那样得到的玻璃板切断，对两面进行镜面研磨，得到40mm见方、厚度1mm的玻璃样品。将该玻璃样品清洗后，干燥，测定重量。接着，将玻璃样品浸渍到保持在25℃的5质量％氢氟酸中20分钟，清洗，干燥，测定浸渍后的重量，计算相对于浸渍前的重量减少量。如果浸渍中搅拌试液，则蚀刻速度变动，因此不实施搅拌。根据样品尺寸计算表面积，将重量减少量除以表面积后，再除以浸渍时间，由此求出每单位面积和每单位时间的重量减少量(HF重量减少量)。
(光弹性常数)
根据圆板压缩法(“利用圆板压缩法进行的化学强化用玻璃的光弹性常数的测定”，横田良助，窑业协会志，87[10]，1979年，p.519－522)测定。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7]
表7
例1～60、66～87是实施例，例61～65是比较例。
作为实施例的例1～60、66～87的本发明的玻璃基板，由于碱金属氧化物的含量为0.1％以下，因此在将硅基板和玻璃基板贴合的热处理工序中，碱性离子不向硅基板扩散。另外，在50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100为2.70ppm/℃～3.20ppm/℃，在200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300为3.45ppm/℃～3.95ppm/℃，将α200/300除以α50/100而得的值α200/300/α50/100为1.20～1.30，因此在将硅基板和玻璃基板贴合的热处理工序中，硅基板产生的残留应变容易变小。
作为比较例的例61～65的玻璃基板，α50/100、α200/300或者α200/300/α50/100中任一者以上的范围脱离本申请发明的一个实施方式的玻璃基板涉及的范围。或者，例61～65的玻璃基板的Δα50/100、Δα200/300或者Δα200/300－Δα50/100中任一者以上的范围脱离本申请发明的一个实施方式的玻璃基板涉及的范围。或者，例61～65的玻璃基板，得到的玻璃基板的组成、(1)～(4)中任一者以上的范围脱离本申请发明的一个实施方式的玻璃基板涉及的范围。因此，在将硅基板和玻璃基板贴合的热处理工序中，硅基板产生的残留应变容易变大。
接下来，图2中示出用二次离子质量分析法(SIMS)对使例88的玻璃基板和例89的玻璃基板分别接触硅基板进行热处理时的、碱金属氧化物向硅基板的扩散量进行测定的结果。例88的玻璃基板的碱金属氧化物(Na2O)的含量为0.1％以下，例89的玻璃基板的碱金属氧化物的含量大于0.1％。应予说明，图2中也示出作为参照用的未处理的硅基板的SIMS测定结果。
SIMS测定使用ULVAC PHI公司的ADEPT1010。SIMS分析的一次离子使用Cs离子。作为二次离子种，进行28Si+和23Na+的测定。与玻璃基板接触的硅基板的热处理是用10分钟从室温升温到200℃，在200℃保持1小时后，用10分钟冷却到室温。将例88、89的组成示于表8。
[表8]
表8
例88是在例6中以0.03％的比列添加作为碱金属氧化物的Na2O的例子，是实施例。例89是在例61中以0.32％的比例添加作为碱金属氧化物的Na2O的例子，是比较例。图2的横轴表示硅基板内距与玻璃基板接触的一侧的表面的深度，纵轴表示一秒钟的23Na+的检测数除以28Si+而得的值。
由图2可知，基于与碱金属氧化物的含量大于0.1％的例89的玻璃基板接触的硅基板，Na离子从表层扩散到100nm附近。应予说明，参照用的硅基板的测定结果与例88的曲线几乎重合。碱性离子由于具有电荷，所以在硅基板中作为载流子起作用，结果改变半导体特性。与此相对，与碱金属氧化物的含量为0.1％以下的例88的玻璃基板接触的硅基板，与未处理的硅基板同样地未检测到Na离子，表示未发生从玻璃基板到硅基板的Na离子扩散。
产业上的可利用性
本发明的玻璃基板与硅基板的热膨胀系数之差小，因此在与硅基板贴合的热处理工序、其后的热处理工序中，能够抑制由热膨胀系数之差引起的残留应变的产生。因此，适合用于由晶片级封装带来的元件小型化有效的MEMS、CMOS、CIS等图像传感器用的玻璃基板。
另外，适合用作投影用途的显示器设备用的罩玻璃，例如LCOS(Liquid CristyalON Silicon)的罩玻璃。例如对于LCOS、图像传感器而言，在硅基板上形成电子电路后，使用树脂、玻璃粉作为粘接材料，在硅基板粘接罩玻璃。发明的玻璃基板因为硅基板与罩玻璃的热膨胀系数之差小，所以减少了在设备制造时、使用时当温度变化时粘接界面产生的应力。由此，能够期待减少因光弹性变形引起的颜色不均、提高长期可靠性。
并且，本发明的玻璃基板适合用作玻璃中介层(GIP)的开孔基板、半导体背面研磨用的支持玻璃。另外，本发明的玻璃基板只要是与硅基板贴合使用的玻璃基板用途，就可适当使用。
使用特定的形态对本发明进行了详细说明，但对于本领域技术人员可知可以在不脱离本发明的意图和范围的情况下进行各种变更和变形。应予说明，本申请基于在2015年2月6日申请的日本专利申请(日本特愿2015－022719)和在2015年12月10日申请的日本专利申请(日本特愿2015－241303)，将其整体以引用的形式进行援引。
符号说明
10 硅基板
20 树脂
30 层叠基板
G1 玻璃基板

Claims (18)

1.一种玻璃基板，在50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100为2.70ppm/℃～3.20ppm/℃，
在200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300为3.45ppm/℃～3.95ppm/℃，
将200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300除以50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100而得的值α200/300/α50/100为1.20～1.30，
碱金属氧化物的含量以氧化物基准的摩尔百分比计为0％～0.1％。
2.根据权利要求1所述的玻璃基板，其中，在200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300为3.55ppm/℃～3.85ppm/℃。
3.根据权利要求1或者2所述的玻璃基板，其中，以氧化物基准的摩尔百分比计为下述的组成，
SiO2：50％～75％，
Al2O3：6％～16％，
B2O3：0％～15％，
MgO：0％～15％，
CaO：0％～13％，
SrO：0％～11％，
BaO：0％～9.5％。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的玻璃基板，其中，以氧化物基准的摩尔百分比计，CaO、SrO和BaO的合计含量为7％以上，并且(Al2O3的含量)≥(MgO的含量)，失透粘度为103.8d·Pa·s以上。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的玻璃基板，其中，在100℃～200℃的平均热膨胀系数α100/200为3.13ppm/℃～3.63ppm/℃。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的玻璃基板，其中，以氧化物基准的质量百万分比计，Fe2O3的含量为200ppm以下。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的玻璃基板，其中，杨氏模量为80GPa以上。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的玻璃基板，其中，厚度为1.0mm以下。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的玻璃基板，其中，面积为0.03m2以上。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的玻璃基板，其中，玻璃基板中含有的0.5μm～1mm的缺陷的密度为1个/cm2以下。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的玻璃基板，其中，虚拟粘度为1011.0d·Pa·s～1014.1d·Pa·s。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的玻璃基板，其中，满足如下条件：
0.0177×(SiO2的含量)－0.0173×(Al2O3的含量)+0.0377×(B2O3的含量)+0.0771×(MgO的含量)+0.1543×(CaO的含量)+0.1808×(SrO的含量)+0.2082×(BaO的含量)+0.0344×(12.3+log1060－log10η)为2.70～3.20，
0.0181×(SiO2的含量)+0.0004×(Al2O3的含量)+0.0387×(B2O3的含量)+0.0913×(MgO的含量)+0.1621×(CaO的含量)+0.1900×(SrO的含量)+0.2180×(BaO的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)为3.13～3.63，
0.0177×(SiO2的含量)+0.0195×(Al2O3的含量)+0.0323×(B2O3的含量)+0.1015×(MgO的含量)+0.1686×(CaO的含量)+0.1990×(SrO的含量)+0.2179×(BaO的含量)+0.0312×(12.3+log1060－log10η)为3.45～3.95，以及
0.0111×(SiO2的含量)+0.0250×(Al2O3的含量)+0.0078×(B2O3的含量)+0.0144×(MgO的含量)+0.0053×(CaO的含量)+0.0052×(SrO的含量)+0.0013×(BaO的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)为1.20～1.30，
其中，SiO2的含量、Al2O3的含量、B2O3的含量、MgO的含量、CaO的含量以及SrO的含量是得到的玻璃中含有的以氧化物基准的摩尔百分比表示的含量，η为虚拟粘度，单位为d·Pa·s。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的玻璃基板，其中，在25℃、5质量％的氢氟酸水溶液中的重量减少量为0.05(mg/cm2)/分钟～0.20(mg/cm2)/分钟。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的玻璃基板，其中，光弹性常数为31nm/(MPa·cm)以下。
15.一种层叠基板，层叠有权利要求1～14中任一项所述的玻璃基板和硅基板。
16.一种层叠基板，层叠有玻璃基板和硅基板，
所述玻璃基板的50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100与所述硅基板的50℃～100℃的平均热膨胀系数αSi50/100之差Δα50/100即α50/100－αSi50/100为－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃，
所述玻璃基板的200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300与所述硅基板的200℃～300℃的平均热膨胀系数αSi200/300之差Δα200/300即α200/300－αSi200/300为－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃，
Δα200/300－Δα50/100为－0.16ppm/℃～0.16ppm/℃，
所述玻璃基板的碱金属氧化物的含量以氧化物基准的摩尔百分比计为0％～0.1％。
17.根据权利要求16所述的层叠基板，其中，所述玻璃基板的100℃～200℃的平均热膨胀系数α100/200与所述硅基板的100℃～200℃的平均热膨胀系数αSi100/200之差Δα100/200即α100/200－αSi100/200为－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃。
18.一种玻璃基板的制造方法，包括如下工序：
熔解工序，加热玻璃原料而得到熔融玻璃；
澄清工序，从所述熔融玻璃中除去气泡；
成型工序，将所述熔融玻璃制成板状而得到玻璃带；
慢冷工序，将所述玻璃带慢冷至室温状态；
以氧化物基准的摩尔百分比计，得到的玻璃基板的组成为下述的组成：
SiO2：50％～75％，
Al2O3：6％～16％，
B2O3：0％～15％，
MgO：0％～15％，
CaO：0％～13％，
SrO：0％～11％，
BaO：0％～9.5％；
碱金属氧化物的含量以氧化物基准的摩尔百分比计为0％～0.1％，
所述得到的玻璃基板的组成与所述慢冷工序中的从所述玻璃带的粘度成为1013d·Pa·s的温度到成为1014.5d·Pa·s的温度为止的平均冷却速度R满足以下条件(1)、条件(2)、条件(3)以及条件(4)，所述平均冷却速度R的单位为℃/分钟，
条件(1)：
0.0177×(SiO2的含量)－0.0173×(Al2O3的含量)+0.0377×(B2O3的含量)+0.0771×(MgO的含量)+0.1543×(CaO的含量)+0.1808×(SrO的含量)+0.2082×(BaO的含量)+0.0344×log10R为2.70～3.20
条件(2)：
0.0181×(SiO2的含量)+0.0004×(Al2O3的含量)+0.0387×(B2O3的含量)+0.0913×(MgO的含量)+0.1621×(CaO的含量)+0.1900×(SrO的含量)+0.2180×(BaO的含量)+0.0391×log10R为3.13～3.63
条件(3)：
0.0177×(SiO2的含量)+0.0195×(Al2O3的含量)+0.0323×(B2O3的含量)+0.1015×(MgO的含量)+0.1686×(CaO的含量)+0.1990×(SrO的含量)+0.2179×(BaO的含量)+0.0312×log10R为3.45～3.95
条件(4)：
0.0111×(SiO2的含量)+0.0250×(Al2O3的含量)+0.0078×(B2O3的含量)+0.0144×(MgO的含量)+0.0053×(CaO的含量)+0.0052×(SrO的含量)+0.0013×(BaO的含量)－0.0041×log10R为1.20～1.30
其中，SiO2的含量、Al2O3的含量、B2O3的含量、MgO的含量、CaO的含量、SrO的含量以及BaO的含量是得到的玻璃中含有的以氧化物基准的摩尔百分比表示的含量。
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