CN109153596A - 无碱玻璃基板、层叠基板和玻璃基板的制造方法 - Google Patents

无碱玻璃基板、层叠基板和玻璃基板的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种磨削率高且在将硅基板与玻璃基板贴合的热处理工序中在所述硅基板产生的残留应变小的无碱玻璃基板。本发明的无碱玻璃基板以氧化物基准的摩尔百分比计含有11.0％以上的Al2O3、8.0％以上的B2O3、1％以上的SrO，且在100℃～200℃下的平均热膨胀系数α100/200为3.10ppm/℃～3.70ppm/℃，杨氏模量为76.0GPa以下，密度为2.42g/cm3以上。

Description

无碱玻璃基板、层叠基板和玻璃基板的制造方法
技术领域
本发明涉及无碱玻璃基板、层叠基板和玻璃基板的制造方法。
背景技术
芯片级封装(CSP)等的图像传感器已知有在硅基板上贴附玻璃基板进行保护的方式。例如，在专利文献1中公开了使基于热膨胀的伸长率接近与玻璃接合的硅基板的基于热膨胀的伸长率的硅底座用玻璃。
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
在半导体组装工序中，分别将晶片状态的硅基板和玻璃基板切断后，将硅基板和玻璃基板贴合，进行芯片接合、引线接合和模塑等一系列的组装工序。近年来，也提出了通过晶片级封装技术进行的组装，该晶片级封装技术是在晶片状态下将硅基板和玻璃基板贴合进行组装工序后进行切断。
为了将硅基板和玻璃基板贴合，要求板厚偏差(TTV)小、平坦性高的玻璃基板。但是，当前的玻璃成型技术难以得到期望的板厚偏差、平坦性，因此，需要将所成型的玻璃基板进行磨削而改善板厚偏差、平坦性。
图像传感器所使用的玻璃基板是在将通过浮法等制造的坯板外形加工成晶片状态后，通过用于除去晶片表层部的应变而将晶片的外形尺寸调整到标准内的磨削加工(磨削，lapping)工序以及除去晶片表层部的微裂纹、降低表面粗糙度的研磨加工(抛光，polishing)工序等进行加工。为了生产率良好地得到板厚偏差小、平坦性高的玻璃基板，要求磨削工序中的高的磨削率(磨削レート)。
另外，为了将硅基板和玻璃基板贴合，需要热处理工序。在热处理工序中，例如使在200℃～400℃的温度将硅基板和玻璃基板贴合而成的层叠基板降温至室温。此时，如果硅基板和玻璃基板的热膨胀系数存在差异，则成为因热膨胀量的差异而导致硅基板产生大的残留应变(残留变形)的原因。
进而，在晶片级封装技术中，由于以晶片状态将硅基板和玻璃基板贴合，因此，即使是以往并不是问题的热膨胀系数之差，也容易在硅基板产生残留应变。
在专利文献1中提出了一种硅底座用玻璃，其特征在于，玻璃的基于热膨胀的伸长率α1跟与玻璃接合的硅基材的基于热膨胀的伸长率α2的比率α1/α2为0.8～1.2的范围的值。但是，在专利文献1所公开的实施例的玻璃中，热膨胀系数与硅基板的一致性不充分，在晶片级封装技术中容易在硅基板发生残留应变。
因此，本发明提供磨削率高且在将硅基板和玻璃基板贴合的热处理工序中在硅基板产生的残留应变小的玻璃基板和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。另外，本发明提供玻璃基板、层叠基板或玻璃基板的制造方法，所述玻璃基板是用于半导体制造工艺用支撑基板和罩玻璃中的至少一者的玻璃基板，磨削率高、加工性优异。
本发明人等发现通过使玻璃的组成以及热膨胀系数、杨氏模量和密度等特性为特定范围，能够得到磨削率高且热膨胀系数与硅基板相匹配的玻璃基板，从而完成本发明。
本发明的玻璃基板的特征在于，是无碱玻璃基板，以氧化物基准的摩尔百分比计含有11.0％以上的Al2O3、8.0％以上的B2O3、1％以上的SrO，且在100℃～200℃下的平均热膨胀系数α100/200为3.10ppm/℃～3.70ppm/℃，杨氏模量为76.0GPa以下，密度为2.42g/cm3以上。
本发明的玻璃基板的特征在于，磨损度为55以上，是用于半导体制造工艺用支撑基板和罩玻璃中的至少一者的无碱玻璃基板。
本发明的层叠基板的特征在于：是将所述无碱玻璃基板和硅基板层叠而成。
本发明的无碱玻璃基板的制造方法的特征在于，包括如下工序：
熔解工序，对玻璃原料进行加热而得到熔融玻璃，
澄清工序，从所述熔融玻璃除去气泡，
成型工序，将所述熔融玻璃制成板状而得到玻璃带，以及
缓冷工序，将所述玻璃带缓冷至室温状态；
得到的玻璃基板的组成以氧化物基准的摩尔百分比计含有11.0％以上的Al2O3、8.0％以上的B2O3、1％以上的SrO，
所述得到的玻璃基板的组成与所述缓冷工序中的所述玻璃带的粘度成为1013d·Pa·s的温度至成为1014.5d·Pa·s的温度的平均冷却速度R(单位：℃/分钟)满足以下的条件(1)～条件(3)。
条件(1)：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)+0.0424×(ZnO的含量)+0.0391×log10R为3.10～3.70
条件(2)：0.0218×(SiO2的含量)+0.0302×(Al2O3的含量)+0.0181×(B2O3的含量)+0.0330×(MgO的含量)+0.0351×(CaO的含量)+0.0488×(SrO的含量)+0.0634×(BaO的含量)+0.0419×(ZnO的含量)为2.42以上
条件(3)：0.677×(SiO2的含量)+1.598×(Al2O3的含量)－0.220×(B2O3的含量)+1.466×(MgO的含量)+1.135×(CaO的含量)+0.667×(SrO的含量)+0.298×(BaO的含量)+1.027×(ZnO的含量)为76.0以下[在条件(1)～(3)中，SiO2、Al2O3、B2O3、MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO的含量为以得到的玻璃中所含有的氧化物基准的摩尔百分比表示来表现的含量。]
本发明能够提供磨削率高、加工性优异且热膨胀系数与硅基板相匹配的玻璃基板、层叠基板或玻璃基板的制造方法。另外，本发明能够提供玻璃基板、层叠基板或玻璃基板的制造方法，所述玻璃基板是用于半导体制造工艺用支撑基板和罩玻璃中的至少一者的玻璃基板，磨削率高、加工性优异。
附图说明
图1(A)和图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，图1(A)是贴合前的截面图，图1(B)是贴合后的截面图。
图2表示将由式(1)求出的值与α100/200的值的误差进行图表化而得的图。
图3表示将由式(2)求出的值与密度的误差进行图表化而得的图。
图4表示将由式(3)求出的值与杨氏模量的误差进行图表化而得的图。
图5表示将由式(4)求出的值与α200/300/α50/100的值的误差进行图表化而得的图。
图6表示将由式(5)求出的值与α200/300－α50/100的值的误差进行图表化而得的图。
具体实施方式
以下，对本发明的一个实施方式进行说明。
应予说明，在本说明书中，只要没有特别说明，则玻璃基板和其制造方法中的各成分的含量以氧化物基准的摩尔百分比表示。
另外，在本说明书中，只要没有特别规定，则表示数值范围的“～”以包含其前后所记载的数值作为下限值和上限值的含义使用。
图1(A)和图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。图1(A)所示的由本发明得到的玻璃基板G1与硅基板10将树脂20夹在中间，例如在200℃～400℃的温度进行贴合，得到图1(B)所示的层叠基板30。作为硅基板10，例如可使用晶片(例如硅晶片等含有硅作为成分的晶片)。树脂20只要可耐受200℃～400℃的温度就可以为任意的树脂。
本发明的玻璃基板为无碱玻璃基板。无碱玻璃基板优选碱金属氧化物的含量为0％～0.1％。碱金属氧化物的含量更优选为0.05％以下，进一步优选为0.02％以下，特别优选实质上不含碱金属氧化物。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，碱离子难以扩散到硅基板。
在此，实质上不含碱金属氧化物是指完全不含碱金属氧化物或者也可以以制造上不可避免地混入的杂质的形式含有碱金属氧化物。作为碱金属氧化物，例如可举出Li2O、Na2O及K2O等。
本发明的玻璃基板以氧化物基准的摩尔百分比计含有11.0％以上的Al2O3、8.0％以上的B2O3、1％以上的SrO。另外，本发明的玻璃基板优选为下述的组成。
SiO2：50％～75％，Al2O3：11.0％～16％，B2O3：8.0％～16％，MgO：0％～10％，CaO：0％～10％，SrO：1％～10％，BaO：0％～10％，ZnO：0％～10％
SiO2为形成玻璃骨架的成分。SiO2的含量优选为50％以上，更优选为55％以上，进一步优选为58％以上，特别优选为60％以上。如果SiO2的含量为50％以上，则耐热性、化学耐久性和耐候性变得良好。另外，SiO2的含量优选为75％以下，更优选为72％以下，进一步优选为70％以下，特别优选为66％以下。如果SiO2的含量为75％以下，则玻璃熔解时的粘性不会变得过高，熔融性变得良好，密度变大。
Al2O3的含量为11.0％以上，优选为11.5％以上，更优选为12％以上。如果Al2O3的含量为11.0％以上，则与硅基板的热膨胀系数的差变小，耐候性、耐热性和化学耐久性变得良好。另外，Al2O3的含量优选为16％以下，更优选为15％以下，进一步优选为14％以下，特别优选为13％以下。如果Al2O3的含量为16％以下，则玻璃熔解时的粘性不会变得过高，熔融性变得良好，变得难以失透，能够降低杨氏模量。
B2O3的含量优选为7.5％以上，更优选为8.0％以上，进一步优选为9％以上。如果B2O3的含量为7.5％以上、优选为8.0％以上，则玻璃熔解时的粘性不会变得过高，熔融性变得良好，变得难以失透，能够保证磨削性。另外，B2O3的含量优选为16％以下，更优选为14％以下，进一步优选为13％以下，特别优选为12％以下。如果B2O3的含量为16％以下，则能够提高玻璃化转变温度，能够增大密度。
MgO不是必需成分，但通过含有而与硅基板的热膨胀系数的差变小，玻璃熔解时的粘性不会变得过高，熔融性变得良好，耐候性提高。含有MgO时，MgO的含量优选为1％以上，更优选为2％以上。另外，MgO的含量优选为10％以下，更优选为9％以下，进一步优选为8％以下，特别优选为7％以下。如果MgO的含量为10％以下，则变得难以失透，能够降低杨氏模量。
CaO不是必需成分，但通过含有而玻璃熔解时的粘性不会变得过高，熔融性变得良好，耐候性提高。含有CaO时，CaO的含量优选为0.5％以上，更优选为1％以上。另外，CaO的含量优选为10％以下，更优选为9％以下，进一步优选为8％以下，特别优选为7％以下。如果CaO的含量为10％以下，则变得难以失透，能够降低杨氏模量。
SrO的含量为1％以上，优选为1.5％以上，更优选为3％以上，进一步优选为4％以上。通过使SrO的含量为1％以上，玻璃熔解时的粘性不会变得过高，熔融性变得良好，耐候性提高，能够增大密度。另外，SrO的含量优选为10％以下，更优选为9％以下，进一步优选为8％以下。如果SrO的含量为10％以下，则变得难以失透。
BaO不是必需成分，但通过含有而玻璃熔解时的粘性不会变得过高，熔融性变得良好，耐候性提高，能够增大密度。含有BaO时，BaO的含量优选为0.5％以上，更优选为1％以上。BaO的含量优选为10％以下，更优选为9％以下，进一步优选为8％以下，特别优选为7％以下。如果BaO的含量为10％以下，则变得难以失透。
ZnO不是必需成分，但通过含有而能够提高熔解性并且调整热膨胀系数。含有ZnO时，ZnO的含量优选为0.5％以上，更优选为1％以上。ZnO的含量优选为10％以下，更优选为9％以下，进一步优选为8％以下，特别优选为7％以下。通过使ZnO的含量为10％以下，能够降低玻璃的失透温度。
对本发明的玻璃基板而言，MgO和CaO的合计含量优选为1％以上，更优选为2％以上，进一步优选为3％以上。如果MgO和CaO的合计含量为1％以上，则容易使玻璃基板与硅基板的热膨胀系数相匹配。另外，MgO和CaO的合计含量优选为15％以下，更优选为13％以下，进一步优选为10％以下。如果MgO和CaO的合计含量为15％以下，则能够降低杨氏模量，增大密度。
对本发明的玻璃基板而言，MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO的合计含量优选为7％以上，更优选为9％以上，进一步优选为10％以上。通过MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO的合计含量为7％以上，容易使玻璃基板与硅基板的平均热膨胀系数相匹配，且能够增大密度。
本发明的玻璃基板用作图像传感器的罩玻璃时，优选难以吸收可见光的玻璃基板。为此，以氧化物基准的质量百万分率计，Fe2O3的含量优选为200ppm以下，更优选为150ppm以下，进一步优选为100ppm以下，特别优选为50ppm以下。
为了提高热导率，使熔融性变得良好，本发明的玻璃基板优选以氧化物基准的质量百万分率计含有超过200ppm且为1000ppm以下的Fe2O3。如果Fe2O3的含量超过200ppm，则能够提高玻璃基板的热导率，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的含量更优选为300ppm以上，进一步优选为400ppm以上，特别优选为500ppm以上。Fe2O3的含量更优选为800ppm以下，进一步优选为700ppm以下，特别优选为600ppm以下。
本发明的玻璃基板可以含有例如SnO2、SO3、Cl和F等作为澄清剂。
为了改善耐候性、熔解性、失透性、紫外线屏蔽、红外线屏蔽、紫外线透射或红外线透射等，本发明的玻璃基板可以含有例如Li2O、WO3、Nb2O5、V2O5、Bi2O3、MoO3、P2O5、Ga2O3、I2O5、In2O5和Ge2O5等。
为了提高玻璃的化学耐久性，本发明的玻璃基板可以在玻璃中含有以合计量计优选为2％以下的ZrO2、Y2O3、La2O3、TiO2和SnO2，更优选以1％以下含有，进一步优选以0.5％以下含有。
如果考虑环境负荷，则本发明的玻璃基板优选实质上不含As2O3和Sb2O3。
本发明的玻璃基板在100℃～200℃下的平均热膨胀系数α100/200为3.10ppm/℃以上，优选为3.20ppm/℃以上，更优选为3.25ppm/℃以上，特别优选为3.30ppm/℃以上。另外，α100/200为3.70ppm/℃以下，优选为3.60ppm/℃以下，更优选为3.55ppm/℃以下，特别优选为3.50ppm/℃以下。如果α100/200为上述范围，则能够减小与硅基板的热膨胀系数之差。
在此，100℃～200℃的平均热膨胀系数α100/200是通过JIS R3102(1995年)规定的方法测得的测定热膨胀系数的温度范围为100℃～200℃的平均热膨胀系数。
本发明的玻璃基板的杨氏模量为76.0GPa以下，优选为75.5GPa以下，更优选为75.0GPa以下，特别优选为74.0GPa以下。另外，下限没有特别限定，典型而言为60GPa以上。也可以为65GPa以上，也可以为70GPa以上。如果杨氏模量为76.0GPa以下，则通过降低玻璃基板的韧性，能够提高磨削率和研磨率。另外，能够抑制因与硅基板、周边构件等的接触所致的破损。如果杨氏模量为60GPa以上，则能够减少搬运玻璃基板时的自重挠曲。
本发明的玻璃基板的密度为2.42g/cm3以上，优选为2.43g/cm3以上，更优选为2.44g/cm3以上，进一步优选为2.45g/cm3以上。另外，优选为2.55g/cm3以下，更优选为2.54g/cm3以下，进一步优选为2.53g/cm3以下。如果密度为上述范围，则能够增加玻璃基板的脆性，能够提高磨削率和研磨率。
对本发明的玻璃基板而言，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而得到的值α200/300/α50/100优选为1.15以上，更优选为1.16以上，进一步优选为1.17以上，特别优选为1.18以上。
另外，α200/300/α50/100优选为1.35以下，更优选为1.30以下，进一步优选为1.28以下，特别优选小于1.20。α200/300/α50/100也可以为1.15以上且小于1.20，也可以为1.16以上且小于1.20，也可以为1.18以上且小于1.20。
如果α200/300/α50/100为上述范围，则能够减小与硅基板的热膨胀系数之差。特别是在室温至300℃的宽温度区域内，能够减小与硅基板的热膨胀系数之差。在此，200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300是通过JIS R3102(1995年)规定的方法测得的测定热膨胀系数的温度范围为200℃～300℃的平均热膨胀系数。
对本发明的玻璃基板而言，从200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300减去50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100而得到的值α200/300－α50/100优选为0.30以上，更优选为0.35以上，进一步优选为0.40以上。另外，α200/300－α50/100优选为1.20以下，更优选为1.00以下，进一步优选为0.90以下。如果α200/300－α50/100为上述范围，则能够减小与硅基板的热膨胀系数之差。特别是在室温至300℃的宽温度区域内，能够减小与硅基板的热膨胀系数之差。
对本发明的玻璃基板而言，200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300优选为3.45ppm/℃～3.95ppm/℃。α200/300更优选为3.50ppm/℃以上，进一步优选为3.55ppm/℃以上，特别优选为3.60ppm/℃以上，最优选为3.62ppm/℃以上。另外，α200/300更优选为3.85ppm/℃以下，进一步优选为3.75ppm/℃以下，特别优选为3.73ppm/℃以下，最优选为3.71ppm/℃以下。
对本发明的玻璃基板而言，50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100优选为2.70ppm/℃～3.20ppm/℃。α50/100更优选为2.80ppm/℃以上，进一步优选为2.90ppm/℃以上，特别优选为2.91ppm/℃以上，最优选为2.92ppm/℃以上。另外，α50/100更优选为3.15ppm/℃以下，进一步优选为3.10ppm/℃以下，特别优选为3.05ppm/℃以下，最优选为3.01ppm/℃以下。
对本发明的玻璃基板而言，玻璃化转变点(也记为Tg)优选为680℃以上，更优选为685℃以上，进一步优选为690℃以上。如果Tg为680℃以上，则在热处理工序中能够抑制玻璃基板的尺寸变化使其较少。另外，Tg优选为800℃以下，更优选为790℃以下，最优选为780℃以下。如果Tg为800℃以下，则能够降低成型装置的温度，能够延长成型装置的寿命。
对本发明的玻璃基板而言，粘度成为102d·Pa·s的温度(也记为T2)优选为1700℃以下，更优选为1680℃以下，进一步优选为1660℃以下。如果T2为1700℃以下，则玻璃熔解时的粘性不会变得过高，熔融性变得良好。应予说明，如果考虑確保其它物性的容易性，则T2优选为1580℃以上。
对本发明的玻璃基板而言，粘度成为104d·Pa·s的温度(也记为T4)优选为1350℃以下，更优选为1330℃以下，进一步优选为1310℃以下。如果T4为1350℃以下，则玻璃的成型变得容易。另外，T4优选为1200℃以上，更优选为1250℃以上，进一步优选为1270℃以上。如果T4为1200℃以上，则在进行成型时的温度区域内玻璃变得难以失透，生产率提高。
本发明的玻璃基板的失透温度优选为1350℃以下，更优选为1330℃以下，进一步优选为1310℃以下。玻璃的失透温度是将粉碎的玻璃粒子放入铂制的皿中，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，在玻璃的表面和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。
本发明的玻璃基板的失透粘性(ηTL)优选为103.8d·Pa·s以上，更优选为103.9d·Pa·s以上，进一步优选为104.0d·Pa·s以上。如果失透粘性为103.8d·Pa·s以上，则能够稳定地进行成型。
本发明的玻璃基板与硅基板贴合后，有时直接作为设备的一部分而装入。例如，玻璃基板作为罩玻璃装入设备中。在这样的情况下，为了将设备小型化，优选将玻璃基板减薄。因此，本发明的一个实施方式的玻璃基板优选减薄率高的玻璃基板。作为玻璃基板的减薄率的指标，可以使用HF重量减少量。
在此，HF重量减少量是将玻璃基板浸渍于25℃、5质量％氢氟酸水溶液中时的每单位面积和单位时间的减少量[(mg/cm2)/分钟]。本发明的玻璃基板相对于氢氟酸水溶液(HF)的重量减少量(以下，也记为HF重量减少量)优选为0.07(mg/cm2)/分钟以上，更优选为0.09(mg/cm2)/分钟以上，进一步优选为0.11(mg/cm2)/分钟以上。另外，优选为0.20(mg/cm2)/分钟以下，更优选为0.18(mg/cm2)/分钟以下，进一步优选为0.16(mg/cm2)/分钟以下。
如果HF重量减少量为0.07(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在玻璃基板可能产生的蚀刻深度变得不均而损害玻璃基板表面的平滑性等不良情况，因而优选。
另外，本发明的玻璃基板能够作为投影用途的显示器设备、例如LCOS(LiquidCrystal On Silicon)的罩玻璃来使用。在这样的情况下，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，有时入射至设备的光发生颜色变化，产生颜色不均等画质不良。
为了防止这样的画质不良，本发明的玻璃基板的光弹性常数优选为31.0nm/(MPa·cm)以下，更优选为30.5nm/(MPa·cm)以下，进一步优选为30.0nm/(MPa·cm)以下，特别优选为29.5nm/(MPa·cm)以下。
本发明的玻璃基板的维氏硬度优选为600以下，更优选为590以下，进一步优选为580以下。通过维氏硬度为600以下，能够提高磨削率。另外，维氏硬度优选为450以上，更优选为460以上，进一步优选为470以上。通过维氏硬度为450以上，能够降低玻璃基板的易损伤性。
本发明的玻璃基板的磨损度优选为55以上，更优选为56以上，进一步优选为57以上。如果磨损度为55以上，则能够提高玻璃基板的磨削率。另外，磨损度优选为100以下，更优选为95以下，进一步优选为90以下。如果磨损度为100以下，则能够抑制因与硅基板、周边构件等的接触所致的破损。
本发明的玻璃基板的厚度优选为1.0mm以下，更优选为0.8mm以下，进一步优选为0.7mm以下，特别优选为0.5mm以下。如果厚度为1.0mm以下，则能够使图像传感器变得小型。
另外，厚度优选为0.1mm以上，更优选为0.2mm以上，进一步优选为0.3mm以上。如果厚度为0.1mm以上，则能够抑制因与硅基板、周边构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。
本发明的玻璃基板的至少一个主表面的面积优选为0.03m2以上，更优选为0.04m2以上，进一步优选为0.05m2以上。如果面积为0.03m2以上，则能够使用大面积的硅基板，能够由一张层叠基板制造多个图像传感器。
对本发明的玻璃基板而言，玻璃基板中所含的瑕疵的密度为1个/cm2以下。玻璃基板中所含的瑕疵是指存在于玻璃基板的表面、内部的气泡、损伤、铂等金属异物以及未熔融原料等，并且大小为0.5μm～1mm。如果瑕疵大于1mm，则可以通过目视容易地辨别，容易排除有瑕疵的基板。如果瑕疵小于0.5μm，则瑕疵足够小，因此，即使在作为图像传感器、LCOS的罩玻璃应用时，影响元件特性的顾虑也少。
在以往的半导体组装工序中，由于在切断玻璃基板后进行组装工序，因此，在玻璃基板有瑕疵时，能够在组装工序的初期排除有瑕疵的基板。另一方面，在晶片级封装中，由于在组装工序的最后进行层叠基板的单片化，因此，在玻璃基板有瑕疵时，能够排除有瑕疵的玻璃基板的操作在组装工序的最后。如此，在晶片级封装中，玻璃基板的瑕疵密度增加时的成本增加变大，因此，要求高品质的瑕疵管理。瑕疵的密度更优选为0.1个/cm2以下，进一步优选为0.01个/cm2以下。
本发明的玻璃基板的形状没有特别限定，例如可举出圆形、椭圆形和矩形。为了配合所贴合的硅基板的形状，可以在玻璃基板的端部具有槽口，玻璃基板为圆形时，玻璃基板的外周的一部分可以是直线。
对本发明的一个实施方式的玻璃基板而言，虚拟粘度(仮想粘度)优选为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接近硅基板的平均热膨胀系数，在将硅基板和玻璃基板贴合的热处理工序中，在硅基板产生的残留应变小。玻璃基板的虚拟粘度优选为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)可以通过下述式[G.W.Scherer,Relaxation in Glass andComposites,Wiley,New York(1986),p.159]算出。
log10η＝12.3－log10|q|
在此，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可以通过下述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。分别以各种冷却速度V对切出的多个玻璃板小片进行热处理、冷却，测定各个玻璃板单片的物性值。冷却开始温度优选不受冷却速度影响的足够高的温度。典型而言，优选为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，制作校正曲线A。通过制作的校正曲线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。
对本发明的玻璃基板而言，下述式(1)所示的值优选为3.10以上，更优选为3.20以上，进一步优选为3.25以上，特别优选为3.30以上。另外，下述式(1)所示的值优选为3.70以下，更优选为3.60以下，进一步优选为3.55以下，特别优选为3.50以下。通过式(1)所示的值为上述范围，α100/200成为期望的值，能够减小与硅基板的热膨胀系数之差。
式(1)：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)+0.0424×(ZnO的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)
对本发明的玻璃基板而言，下述式(2)所示的值优选为2.42以上，更优选为2.43以上，进一步优选为2.44以上，特别优选为2.45以上。另外，下述式(2)所示的值优选为2.55以下，更优选为2.54以下，进一步优选为2.53以下。
通过下述式(2)所示的值为上述范围，能够确保工艺余量，并且玻璃基板的密度、脆性成为期望的值，能够提高磨削率和研磨率。
式(2)：0.0218×(SiO2的含量)+0.0302×(Al2O3的含量)+0.0181×(B2O3的含量)+0.0330×(MgO的含量)+0.0351×(CaO的含量)+0.0488×(SrO的含量)+0.0634×(BaO的含量)+0.0419×(ZnO的含量)
对本发明的玻璃板而言，下述式(3)所示的值优选为76.0以下，更优选为75.5以下，进一步优选为75.0以下，特别优选为74.0以下。通过下述式(3)所示的值为76.0以下，能够确保工艺余量，并且通过降低玻璃基板的韧性而能够提高磨削率和研磨率。另外，能够抑制因与硅基板、周边构件等的接触所致的破损。
式(3)：0.677×(SiO2的含量)+1.598×(Al2O3的含量)－0.220×(B2O3的含量)+1.466×(MgO的含量)+1.135×(CaO的含量)+0.667×(SrO的含量)+0.298×(BaO的含量)+1.027×(ZnO的含量)
对本发明的玻璃基板而言，下述式(4)所示的值优选为1.15以上，更优选为1.16以上，进一步优选为1.17以上，特别优选为1.18以上。另外，下述式(4)所示的值优选为1.35以下，更优选为1.30以下，进一步优选为1.28以下，特别优选小于1.20。
下述式(4)所示的值可以为1.15以上且小于1.20，也可以为1.16以上且小于1.20，也可以为1.18以上且小于1.20。通过下述式(4)所示的值为上述范围，α200/300/α50/100成为期望的值，能够减小与硅基板的热膨胀系数之差。
式(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)+0.0121×(ZnO的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)
对本发明的玻璃基板而言，下述式(5)所示的值优选为0.30以上，更优选为0.35以上，进一步优选为0.40以上。另外，下述式(4)所示的值优选为1.20以下，更优选为1.00以下，进一步优选为0.90以下。通过下述式(4)所示的值为上述范围，α200/300－α50/100成为期望的值，能够减小与硅基板的热膨胀系数之差。
式(5)：0.0368×(Al2O3的含量)－0.0054×(B2O3的含量)+0.0244×(MgO的含量)+0.0143×(CaO的含量)+0.0182×(SrO的含量)+0.0097×(BaO的含量)+0.097×(ZnO的含量)－0.0032×(12.3+log1060－log10η)
对本发明的玻璃基板而言，优选上述式(1)所示的值为3.10～3.70，上述式(2)所示的值为2.42以上，上述式(3)所示的值为76.0以下，进一步更优选上述式(4)所示的值为1.15～1.35，上述式(5)所示的值为0.30～1.20。
另外，本发明的一个实施方式的玻璃基板的α射线放出量优选为0.5C/cm2·h以下，更优选为0.3C/cm2·h以下，特别优选为0.1C/cm2·h以下，最优选为0.05C/cm2·h以下。应予说明，单位的C是指计数数量。
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。此时，如果由玻璃基板产生的α射线入射到图像传感器等元件，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，在玻璃的熔融·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，能够有效地减少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。
本发明的层叠基板是将上述玻璃基板和硅基板层叠而形成的。硅基板与玻璃基板的热膨胀系数的差小，因此，在将硅基板和玻璃基板贴合的热处理工序中，在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来贴合玻璃基板和硅基板而得到。
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可能对层叠基板整体的翘曲产生影响。本发明的层叠基板可以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，因此，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。本发明的层叠基板可以应用上述的本发明的玻璃基板。
接着，对本发明的玻璃基板的制造方法进行说明。制造本发明的玻璃基板时，经过如下工序：熔解工序，对玻璃原料进行加热而得到熔融玻璃；澄清工序，从熔融玻璃除去气泡；成型工序，将熔融玻璃制成板状而得到玻璃带；以及缓冷工序，将玻璃带缓冷至室温状态。
对熔解工序而言，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中，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到得到的玻璃板中，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，可以适当调整原料含水量。也可以适当调整β-OH、Fe的氧化还原度或氧化还原平衡(redox)[Fe2+/(Fe2++Fe3+)]等熔解条件而使用。
接着，澄清工序是从上述熔解工序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或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，因而特别优选。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。
接着，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，应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。
接着，缓冷工序是将上述成型工序得到的玻璃带缓冷至室温状态的工序。作为缓冷工序，以从粘度成为1013d·Pa·s的温度到粘度成为1014.5d·Pa·s的温度的平均冷却速度为R的方式将玻璃带缓冷至室温状态。将缓冷后的玻璃带切断后，得到玻璃基板。
在本发明的玻璃基板的制造方法中，得到的无碱玻璃基板的组成以氧化物基准的摩尔百分比计，Al2O3为11.0％以上，B2O3为8.0％以上，SrO为1％以上，得到的玻璃基板的组成与缓冷工序中的从玻璃带的粘度成为1013d·Pa·s的温度至成为1014.5d·Pa·s的温度的平均冷却速度R(单位：℃/分钟)满足以下的条件(1)～条件(3)。通过满足条件(1)～条件(3)，能够制造可提高磨削·研磨率且减少在热处理工序中在硅基板产生的残留应变的玻璃基板。
条件(1)：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)+0.0424×(ZnO的含量)+0.0391×log10R为3.10～3.70
条件(2)：0.0218×(SiO2的含量)+0.0302×(Al2O3的含量)+0.0181×(B2O3的含量)+0.0330×(MgO的含量)+0.0351×(CaO的含量)+0.0488×(SrO的含量)+0.0634×(BaO的含量)+0.0419×(ZnO的含量)为2.42以上
条件(3)：0.677×(SiO2的含量)+1.598×(Al2O3的含量)－0.220×(B2O3的含量)+1.466×(MgO的含量)+1.135×(CaO的含量)+0.667×(SrO的含量)+0.298×(BaO的含量)+1.027×(ZnO的含量)为76.0以下
另外，在本发明的玻璃基板的制造方法中，优选得到的玻璃基板的组成进一步满足下述条件(4)。通过满足条件(4)、条件(5)，能够减少在热处理工序中在硅基板产生的残留应变。
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)+0.0121×(ZnO的含量)－0.0041×log10R为1.15～1.35
条件(5)：0.0368×(Al2O3的含量)－0.0054×(B2O3的含量)+0.0244×(MgO的含量)+0.0143×(CaO的含量)+0.0182×(SrO的含量)+0.0097×(BaO的含量)+0.097×(ZnO的含量)－0.0032×log10R为0.30～1.20
上述条件(1)所示的值更优选为3.20以上，进一步优选为3.25以上，特别优选为3.30以上。另外，上述条件(1)所示的值优选为3.70以下，更优选为3.60以下，进一步优选为3.55以下，特别优选为3.50以下。通过条件(1)所示的值为上述范围，能够制造与硅基板的热膨胀系数之差小的玻璃基板。
上述条件(2)所示的值更优选为2.43以上，进一步优选为2.44以上，特别优选为2.45以上。另外，上述条件(2)所示的值优选为2.55以下，更优选为2.54以下，进一步优选为2.53以下。通过条件(2)所示的值为上述范围，能够制造脆性较高、磨削性·研磨性良好的玻璃基板。
上述条件(3)所示的值更优选为75.5以下，进一步优选为75.0以下，特别优选为74.0以下。通过上述条件(3)所示的值为上述范围，通过为76.0以下，能够确保工艺余量，并且制造韧性较低、磨削性·研磨性良好的玻璃基板。
上述条件(4)所示的值更优选为1.16以上，进一步优选为1.17以上，特别优选为1.18以上。另外，上述条件(4)所示的值优选为1.30以下，进一步优选为1.28以下，特别优选小于1.20。条件(4)所示的值可以为1.15以上且小于1.20，也可以为1.16以上且小于1.20，也可以为1.18以上且小于1.20。通过上述条件(4)所示的值为上述范围，能够制造与硅基板的热膨胀系数之差小的玻璃基板。
上述条件(5)所示的值更优选为0.35以上，进一步优选为0.40以上。另外，上述条件(4)所示的值优选为1.20以下，更优选为1.00以下，进一步优选为0.90以下。通过上述条件(4)所示的值为上述范围，能够制造与硅基板的热膨胀系数之差小的玻璃基板。
本发明并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、改良等包含于本发明中。
例如，制造本发明的玻璃基板时，在成型工序中，也可以应用熔融法、压制成型法等将熔融玻璃制成板状。
另外，制造本发明的玻璃基板时，可以使用铂坩埚。使用铂坩埚时，熔解工序以成为得到的玻璃基板的组成的方式制备原料，将放入有原料的铂坩埚投入电炉，加热到优选为1450℃～1650℃左右。插入铂搅拌器搅拌1小时～3小时而得到熔融玻璃。
成型工序将熔融玻璃流出到例如碳板状并制成板状。缓冷工序将板状的玻璃缓冷至室温状态，切断后，得到玻璃基板。另外，可以将切断而得到的玻璃基板以成为例如Tg+50℃左右的方式进行加热后，以规定的冷却速度缓冷至室温状态。由此，能够调节虚拟粘度η。
实施例
以下，举出实施例对本发明具体地进行说明，但本发明并不限定于这些例子。
以成为表1～6所示的玻璃组成(目标组成)的方式配制石英砂等各种玻璃原料。相对于所配制的该目标组成的原料100％，以氧化物基准的质量百分比计，添加以SO3换算计为0.1％～1％的硫酸盐、0.16％的F、1％的Cl。将原料放入铂坩埚，在电炉中在1550℃～1650℃的温度加热3小时而熔融，制成熔融玻璃。在熔融时，在铂坩埚中插入铂搅拌器搅拌1小时，进行玻璃的均质化。将熔融玻璃流出到碳板上，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，进行冷却直至玻璃成为室温。
对得到的玻璃评价虚拟粘度log10η(单位：dPa·sec)、由下述式(1)～(5)求出的值、平均热膨胀系数(单位：ppm/℃)、密度(单位：g/cm3)、杨氏模量(单位：GPa)、维氏硬度、磨损度、玻璃化转变点Tg(单位：℃)、T2(单位：℃)、T4(单位：℃)、失透温度(单位：℃)、失透粘性log10ηTL(单位：dPa·sec)、HF重量减少量[单位：(mg/cm2)/分钟]、光弹性常数[单位：nm/(MPa·cm)]。将结果示于表1～6。
式(1)：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)+0.0424×(ZnO的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)
式(2)：0.0218×(SiO2的含量)+0.0302×(Al2O3的含量)+0.0181×(B2O3的含量)+0.0330×(MgO的含量)+0.0351×(CaO的含量)+0.0488×(SrO的含量)+0.0634×(BaO的含量)+0.0419×(ZnO的含量)
式(3)：0.677×(SiO2的含量)+1.598×(Al2O3的含量)－0.220×(B2O3的含量)+1.466×(MgO的含量)+1.135×(CaO的含量)+0.667×(SrO的含量)+0.298×(BaO的含量)+1.027×(ZnO的含量)
式(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)+0.0121×(ZnO的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)
式(5)：0.0368×(Al2O3的含量)－0.0054×(B2O3的含量)+0.0244×(MgO的含量)+0.0143×(CaO的含量)+0.0182×(SrO的含量)+0.0097×(BaO的含量)+0.097×(ZnO的含量)－0.0032×(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残留量以氧化物基准的质量百万分比计为50ppm～200ppm，SO3残留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。
(虚拟粘度)
使用上述式[G.W.Scherer,Relaxation in Glass and Composites,Wiley,NewYork(1986),p.159]而算出。
(平均热膨胀系数)
依照JIS R3102(1995年)中规定的方法，使用差示热膨胀计(TMA)进行测定。α50/100的测定温度范围为50℃～100℃，α100/200为100℃～200℃以及α200/300为200℃～300℃。
(硅基板的平均热膨胀系数)
将硅基板(信越化学工业制)的平均热膨胀系数示于表7。硅基板的αSi50/100为2.94ppm/℃，αSi100/200为3.37ppm/℃，αSi200/300为3.69ppm/℃，αSi200/300/αSi50/100为1.25，αSi200/300－αSi50/100为0.75ppm/℃。硅基板的平均热膨胀系数典型而言为表7所示的值。
(密度)
通过阿基米德法对不含气泡的约20g的玻璃块进行测定。
(杨氏模量)
通过超声波脉冲法对厚度0.5mm～10mm的玻璃进行测定。
(维氏硬度)
维氏硬度的测定依照JIS-Z-2244(2009)(ISO6507-1、ISO6507-4、ASTM-E-384)所规定的试验法，使用SHIMADZU制的维氏硬度计(MICRO HARDNESS TESTERHMV-2)，在常温、常湿环境下(此时，维持为室温25℃、湿度60％RH)进行测定。每个样品测定10处，以其平均值作为该试制例的维氏硬度。另外，将维氏压头的压入载荷设为0.98N、15秒的压入。
(磨损度)
作为针对磨削率的指标，使用日本光学硝子工业会标准J10-1994“光学玻璃的磨损度的测定方法”中记载的测定方法测定磨损度。
(玻璃化转变点Tg)
依照JIS R3103-3(2001年)中规定的方法，使用TMA进行测定。
(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(℃)。
(失透温度)
失透温度是将粉碎的玻璃粒子放入铂制皿中，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，在玻璃的表面或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。
(失透粘性)
玻璃的失透粘性(玻璃的失透温度下的玻璃粘度)是使用旋转粘度计测定高温(1000℃～1600℃)下的熔融玻璃的玻璃粘度，根据得到的结果求出Fulcher式的系数，通过使用该系数的Fulcher式而求出的。
(HF重量减少量)
HF重量减少量以如下方式测定。将如上得到的玻璃板切断，对两面进行镜面研磨，得到40mm见方、厚度1mm的玻璃样品。将玻璃样品清洗后，干燥，测定重量。接着，将玻璃样品在保持为25℃的5质量％氢氟酸中浸渍20分钟，清洗后，干燥，测定重量，算出从浸渍前到浸渍后的重量减少量。如果在浸渍中搅拌试液，则蚀刻速度变动，因此，不实施搅拌。根据样品尺寸算出表面积，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)
通过圆板压缩法(“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)进行测定。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[表5]
[表6]
[表7][表7]
硅基板
α<sub>Si50/100</sub> 2.94ppm/℃
α<sub>Si100/200</sub> 3.37ppm/℃
α<sub>Si200/300</sub> 3.69ppm/℃
α<sub>Si200/300</sub>/α<sub>Si50/100</sub> 1.25
α<sub>Si200/300</sub>-α<sub>Si50/100</sub> 0.75ppm/℃
[表8]
[表8]
例9 例10 例40
磨损度 60 57 51
[表9]
[表9]
例1 例14 例18 例26 例29
磨损度 60 57 59 58 62
例1～19和22～29为实施例，例20和21为参考例，例30～71为比较例。例1～29的无碱玻璃基板在100℃～200℃的平均热膨胀系数α100/200为3.10ppm/℃～3.70ppm/℃，因此，在将硅基板和玻璃基板贴合的热处理工序中，在硅基板产生的残留应变容易变小。另外，杨氏模量为76GPa以下，密度为2.42g/cm3以上，因此，磨削玻璃时的磨削率容易提高。
例30～71的玻璃基板的α100/200、杨氏模量、密度中的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。另外例34的玻璃基板的α200/300/α50/100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优选的范围。另外例30～54和56～71的玻璃基板的得到的玻璃基板的组成、(1)～(4)中的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优选的范围。因此，在将硅基板和玻璃基板贴合的热处理工序中，在硅基板产生的残留应变容易变大。另外，在磨削玻璃基板的工序中，磨削率容易变小。
在表8中示出例9、10、40的磨损度的值。另外，在表9中示出例1、14、18、26、29的磨损度的值。如表8和表9所示，作为实施例的例1、9、10、14、18、26、29的玻璃基板的磨损度高，作为比较例的例40的玻璃基板的磨损度低。根据以上可知，本申请发明的一个实施方式的无碱玻璃基板能够提高磨削率。
另外，在图2示出将由式(1)求出的值与α100/200的值的误差进行图表化而得的图。图3示出将由式(2)求出的值与密度的误差进行图表化而得的图。图4示出将由式(3)求出的值与杨氏模量的误差进行图表化而得的图。图5示出将由式(4)求出的值与α200/300/α50/100的值的误差进行图表化而得的图。图6示出将由式(5)求出的值与α200/300-α50/100的值的误差进行图表化而得的图。如图2～图6所示，可知由式(1)～(5)求出的值与实测值相关。
虽然参照特定的方式对本发明详细地进行了说明，但对本领域技术人员而言，能够在在不脱离本发明的精神和范围的情况下进行各种变更和修正是显而易见的。应予说明，本申请基于2016年5月25日提出申请的日本专利申请(日本特愿2016-104652)和2016年8月5日提出申请的日本专利申请(日本特愿2016-154685)，通过引用将其整体援引于本说明书中。另外，本文所引用的全部参照作为整体而并入。
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，适合作为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的罩玻璃。例如对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。本发明的玻璃基板，由于硅基板与罩玻璃的热膨胀系数之差小，因此，减少了在设备制造时、使用时当温度变化时在粘接界面产生的应力。由此，能够期待减少光弹性变形所致的颜色不均、提高长期可靠性。
进而，本发明的玻璃基板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。另外，只要是与硅基板贴合而使用的玻璃基板用途，就可以适当使用本发明的玻璃基板。
符号说明
10 硅基板
20 树脂
30 层叠基板
G1 玻璃基板

Claims (22)

1.一种无碱玻璃基板，以氧化物基准的摩尔百分比计含有11.0％以上的Al2O3、8.0％以上的B2O3、1％以上的SrO，且在100℃～200℃下的平均热膨胀系数α100/200为3.10ppm/℃～3.70ppm/℃，杨氏模量为76.0GPa以下，密度为2.42g/cm3以上。
2.根据权利要求1所述的无碱玻璃基板，其中，以氧化物基准的摩尔百分比计为下述的组成，
SiO2：50％～75％，Al2O3：11.0％～16％，B2O3：8.0％～16％，MgO：0％～10％，CaO：0％～10％，SrO：1％～10％，BaO：0％～10％，ZnO：0％～10％。
3.根据权利要求1或2所述的无碱玻璃基板，其中，以氧化物基准的摩尔百分比计，MgO和CaO的合计含量为1.0％以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，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而得到的值α200/300/α50/100为1.15～1.35。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，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而得到的值α200/300/α50/100为1.15以上且小于1.20。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，从200℃～300℃的平均热膨胀系数α200/300减去50℃～100℃的平均热膨胀系数α50/100而得到的值α200/300－α50/100为0.30～1.20。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，玻璃化转变点为680℃以上。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，磨损度为55以上。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，维氏硬度为600以下。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的无碱玻璃基板，用于半导体制造工艺用支撑基板和罩玻璃中的至少一者。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，至少一个主表面的面积为0.03m2以上。
12.根据权利要求1～11中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，厚度为1.0mm以下。
13.根据权利要求1～12中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，玻璃基板中所含的0.5μm～1mm的瑕疵的密度为1个/cm2以下。
14.根据权利要求1～13中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，下述式(1)所示的值为3.10～3.70，
式(1)：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)+0.0424×(ZnO的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)
式(1)中，SiO2、Al2O3、B2O3、MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO的含量为以得到的玻璃中所含有的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。
15.根据权利要求1～14中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，下述式(2)所示的值为2.42以上，
式(2)：0.0218×(SiO2的含量)+0.0302×(Al2O3的含量)+0.0181×(B2O3的含量)+0.0330×(MgO的含量)+0.0351×(CaO的含量)+0.0488×(SrO的含量)+0.0634×(BaO的含量)+0.0419×(ZnO的含量)
式(2)中，SiO2、Al2O3、B2O3、MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO的含量为以得到的玻璃中所含有的氧化物基准的摩尔百分比表示的含量。
16.根据权利要求1～15中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，下述式(3)所示的值为76.0以下，
式(3)：0.677×(SiO2的含量)+1.598×(Al2O3的含量)－0.220×(B2O3的含量)+1.466×(MgO的含量)+1.135×(CaO的含量)+0.667×(SrO的含量)+0.298×(BaO的含量)+1.027×(ZnO的含量)
式(3)中，SiO2、Al2O3、B2O3、MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO的含量为以得到的玻璃中所含有的氧化物基准的摩尔百分比表示的含量。
17.根据权利要求1～16中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，下述式(4)所示的值为1.15～1.35，
式(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)+0.0121×(ZnO的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)。
18.根据权利要求1～17中任一项所述的无碱玻璃基板，其中，下述式(5)所示的值为0.30～1.20，
式(5)：0.0368×(Al2O3的含量)－0.0054×(B2O3的含量)+0.0244×(MgO的含量)+0.0143×(CaO的含量)+0.0182×(SrO的含量)+0.0097×(BaO的含量)+0.097×(ZnO的含量)－0.0032×(12.3+log1060－log10η)
式(5)中，Al2O3、B2O3、MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO的含量为以得到的玻璃中所含有的氧化物基准的摩尔百分比表示的含量。
19.一种无碱玻璃基板，磨损度为55以上，用于半导体制造工艺用支撑基板和罩玻璃中的至少一者。
20.一种层叠基板，是将权利要求1～19中任一项所述的无碱玻璃基板与硅基板层叠而成的。
21.一种无碱玻璃基板的制造方法，包括如下工序：
熔解工序，对玻璃原料进行加热而得到熔融玻璃，
澄清工序，从所述熔融玻璃除去气泡，
成型工序，将所述熔融玻璃制成板状而得到玻璃带，以及
缓冷工序，将所述玻璃带缓冷至室温状态；
得到的玻璃基板的组成以氧化物基准的摩尔百分比计含有11.0％以上的Al2O3、8.0％以上的B2O3、1％以上的SrO，
所述得到的玻璃基板的组成与所述缓冷工序中的所述玻璃带的粘度成为1013d·Pa·s的温度至成为1014.5d·Pa·s的温度的平均冷却速度R满足以下的条件(1)～条件(3)，平均冷却速度R的单位为℃/分钟，
条件(1)：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)+0.0424×(ZnO的含量)+0.0391×log10R为3.10～3.70，
条件(2)：0.0218×(SiO2的含量)+0.0302×(Al2O3的含量)+0.0181×(B2O3的含量)+0.0330×(MgO的含量)+0.0351×(CaO的含量)+0.0488×(SrO的含量)+0.0634×(BaO的含量)+0.0419×(ZnO的含量)为2.42以上，
条件(3)：0.677×(SiO2的含量)+1.598×(Al2O3的含量)－0.220×(B2O3的含量)+1.466×(MgO的含量)+1.135×(CaO的含量)+0.667×(SrO的含量)+0.298×(BaO的含量)+1.027×(ZnO的含量)为76.0以下，
在条件(1)～(3)中，SiO2、Al2O3、B2O3、MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO的含量为以得到的玻璃中所含有的氧化物基准的摩尔百分比表示的含量。
22.根据权利要求21所述的无碱玻璃基板的制造方法，其中，所述得到的玻璃基板的组成进一步满足下述条件(4)和条件(5)，
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)+0.0121×(ZnO的含量)－0.0041×log10R为1.15～1.35，
条件(5)：0.0368×(Al2O3的含量)－0.0054×(B2O3的含量)+0.0244×(MgO的含量)+0.0143×(CaO的含量)+0.0182×(SrO的含量)+0.0097×(BaO的含量)+0.097×(ZnO的含量)－0.0032×log10R为0.30～1.20，
在条件(4)和(5)中，Al2O3、B2O3、MgO、CaO、SrO、BaO和ZnO的含量为以得到的玻璃中所含有的氧化物基准的摩尔百分比表示的含量。
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