JP2019001684A - ガラス基板及びガラス基板梱包体 - Google Patents
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Abstract
【課題】ガラス基板の凹面凸面である反りの方向を管理できるガラス基板を提供する。【解決手段】ガラス基板10は、第1主面11と、第1主面11と、第2主面12と、側面(外周部)13とを備えている。側面13には、切欠き部50が形成され、当該切欠き部50が存在しないと仮定した場合に得られるガラス基板10の仮想縁Mの中心位置Pを仮定し、切欠き部50は、中心位置Pと当該ガラス基板10の中心Oを結ぶ中心線Xを線対称の中心として、非対称の形状を有する。切欠き部50はノッチ、オリエンテーションフラットである。また、側面(外周部)13のベベル16は、当該ガラス基板10の板厚の中心位置Pを通る板厚中心線Yを線対称の中心として、非対称である。切欠き部50、ベベル16を非対称とすることで、ガラス基板10の表裏が判別できる。【選択図】図2
Description
本発明は、積層基板を形成させるためのガラス基板及びガラス基板が梱包されてなるガラス基板梱包体に関する。
ガラス基板にシリコンを含む基板を貼り合わせる技術が知られている(例えば特許文献1)。
特許文献1は、ガラス基板とシリコンを含む基板とを貼り合わせて積層基板とする工程において、前記ガラス基板と前記シリコンを含む基板との間に泡が入りにくいガラス基板、積層基板、積層基板の製造方法、積層体、梱包体、およびガラス基板の製造方法を開示している。
ガラス基板の表裏が識別できないと、その後のプロセスで不具合を生じることがある。本発明の一態様は、ガラス基板の表裏を管理(識別)できるガラス基板及び当該ガラス基板が梱包されてなるガラス基板梱包体を提供する。
本発明の一態様のガラス基板は、半導体基板と積層されることにより積層基板を形成させるためのガラス基板であって、前記ガラス基板が外周部に切欠き部を有し、当該切欠き部が存在しないと仮定した場合に得られる前記ガラス基板の仮想縁の中心位置を仮定し、前記切欠き部は、前記中心位置と当該ガラス基板の中心を結ぶ中心線を線対称の中心として、非対称の形状を有する。
本発明の一態様のガラス基板は、ガラス基板が平面視において円形であり、切欠き部が円形の外周部から円形の内側に向けて形成されたノッチである。
本発明の一態様のガラス基板は、ガラス基板が平面視において矩形であり、切欠き部が前記矩形の少なくとも一つの角部に形成されたオリエンテーションフラットである。
本発明の一態様のガラス基板は、半導体基板と積層されることにより積層基板を形成させるためのガラス基板であって、前記ガラス基板が外周部において、主面から板厚方向に傾斜したべベルを有し、前記ベベルは、当該ガラス基板の板厚の中心位置を通る板厚中心線を線対称の中心として、非対称である。
本発明の一態様のガラス基板によれば、ガラス基板の表裏を管理(識別)できるため、当該ガラス基板を用いたその後のプロセスにおける不具合を防ぐことができる。
以下、図面を用いて、本発明の一態様に係るガラス基板の具体的な実施の形態について詳述する。
図1は、本発明の一態様に係るガラス基板を含む積層基板の断面図で、(A)は積層前、(B)は積層後を示す。図2は、本発明に係るガラス基板の第1の実施形態の一例を示し、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A断面図である。
図1(A)に示される本実施形態のガラス基板10に半導体基板20を、接合層30を間に介して、例えば、雰囲気200℃〜400℃の温度で貼り合わせ、図1(B)に示される積層基板40を得る。
半導体基板20として、例えば、原寸の半導体ウェハ(例えばシリコンウェハ、ゲルマニウムウェハ、化合物半導体ウェハ)が用いられる。また、半導体基板20は、素子が形成されたウェハ、ウェハから素子が切り出されたチップ(例えばシリコンチップ)が樹脂にモールドされた基板等であってもよい。半導体基板20とガラス基板10とは、例えば、銅等により配線接続されてもよい。接合層30は、例えば、200〜400℃の温度に耐えられる材料である。接合層30としては、例えば樹脂を用いればよい。
本実施形態のガラス基板10は、ファンアウト型のウェハレベルパッケージ用の支持ガラス基板として好適である。また、ウェハレベルパッケージによる素子の小型化が有効なMEMS、CMOS、CIS等のイメージセンサ用のガラス基板、ガラスインターポーザ(GIP)の孔開け基板、および半導体バックグラインド用のサポートガラスとして好適である。
なお、図1は簡略化した模式図であり、ガラス基板10と半導体基板20とを、接合層30を間に介して貼り合わせている例を示しているが、特に限定されない。接合層30上には、例えば、金属部材(銅配線やはんだ)や樹脂部材なども積層されてもよい。
本実施形態のガラス基板10は、図2に示すように、第1主面11と、第1主面11に対向する他の面である第2主面12と、第1主面11と第2主面12を繋ぐ側面13とを備えている。例えば、第1主面11を表面とし、第2主面12を裏面とする。本実施形態のガラス基板10は、表裏で相違する点を有する。本実施形態では、ガラス基板10が反り(凹面凸面)を有し、第1主面11が凸面、第2主面12が凹面の例を説明するが、凹面と凸面はその逆でも良い。凸面及び凹面は曲面(反り)でもある。また、表裏で相違する点は目視等で検知しにくい点であれば特に限定されず、表裏で面粗さが相違する(例えば一方の面が研磨面で他方の面が未研磨面)などであってもよい。
尚、本実施形態で述べる凸面または凹面とは、SEMI規格を用いて、巨視的な曲面が凸面か凹面であるのかを識別することを意味する。具体的には、SEMI規格のBOW(MF534)またはWARP(MF657、MF1390)を用いて、凸面または凹面を識別すればよい。一定の反りの場合はBOWを用いればよく、一定の反りでない(断面状に見たときにウェーブ状)場合はWARPを用いればよい。
凹面凸面の識別は、例えば、表面形状測定システム(一例としてKOHZU Precision製のLaser Measurement System Dyvoce‐3000)を用いて行うことができる。上記システムにより、一定の反りか否かを判断することができる。また、上記システムを用い、ガラス基板10の反り値を測定することができる。一定の反りの場合はBOWとして測定された値を反り値とし、一定の反りでない場合はWARPとして測定された値を反り値とする。
BOWは、吸着固定しない状態の基板で、ある指定された基準面から基板中心面の距離で表される。基準面側を凹面とし、凹面と反対側の面を凸面とする。基準面は、ウェハの板厚中心線で決定される。
WARPは、吸着固定しない状態の基板で、ある指定された基準面に対して、基準面と基板中心面との距離の最大値と最小値の差で表される。基準面は最小自乗法により決定され、その最大値と最小値の差が最小となるように基板中心面を設定する。最大値が存在する側を凸面とし、最小値が存在する面を凹面とする。
本実施の形態のガラス基板10は、一の主面の表面積が707cm2以下の場合は、ガラス基板10の反り値は200μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましく、60μm以下が特に好ましい。ガラス基板10は、一の主面の表面積が707cm2以上の場合は、ガラス基板10の反り値は1000μm以下が好ましく、500μm以下がより好ましく、100μm以下が特に好ましい。
例えば、第2主面12である凹面は、ガラス基板10と半導体基板20とを貼り合わせて積層基板40とする工程において、半導体基板20と貼り合わせる側とするのが好ましい。凹面側と半導体基板20とを貼り合わせることにより、その後の熱処理工程でガラス基板10の反り方向が圧縮方向となる。そのため、ガラス基板10と半導体基板20などの積層した部材とが剥がれにくくなる。なお、プロセスや積層する部材によっては、ガラス基板10の反り方向が引っ張り方向となった方が好ましい場合がある。その場合は、貼り合わせ面が凸面となるようにすればよい。
ガラス基板10と半導体基板20と積層する際に、ガラス基板10の主面のどちらが凹面か凸面か、すなわち反りの向きを判別することが重要になる場合がある。よって、表裏識別の一例として、主面のいずれかが凹面と凸面なのか(反りの向き)を、目視によって(場合によっては判別装置によって)容易に識別できるような、何らかの識別要素をガラス基板10に設けることが望ましいと考えられる。
本実施形態のガラス基板10は、半導体基板20と積層されることにより積層基板40を形成させるためのガラス基板10であって、ガラス基板10が第1主面11の凸面と、第2主面12の凹面とを有し、表裏(凸面と凹面)を識別できる識別要素を有している。第1の実施形態のガラス基板10は、平面視において円形であり、当該識別要素は切欠き部50である。
図3は、図2(A)のB部である切欠き部50の拡大図である。図3に基づいて切欠き部50を詳述する。
図3において、仮想縁Mは、切欠き部50が存在しないと仮定した場合のガラス基板10の外周部分(円形の場合は円周部分、図3の点線部分)とする。仮想縁Mは、ガラス基板10の切り欠き部50部を含まない円周部分から複数の点を取って最小二乗法により求めた近似円のうち、切欠き部に該当する円周部分である。ここで、複数の点は、切欠き部と対向する位置(切欠き部から略180度の位置)の点を基準(0時(0度))として2時(60度)、4時(120度)、8時(240度)、10時(300度)の位置で取る。ガラス基板10の中心Oは、上記近似円の中心とする。仮想縁Mの中心位置Pは、仮想縁Mの中心の点(中央点)とする。切り欠き部50は、中心位置Pとガラス基板10の中心Oを結ぶ中心線Xを線対称の中心として、非対称の形状を有している。
切欠き部50は、目視でも確認できるが、例えば、レーザ方式によって、ガラス基板10のどこの位置にあるかを検出できる。また、切欠き部50は、カメラによりガラス基板10を撮像して画像認識して検出してもよい。切欠き部50を有することにより、半導体基板20上に回路パターンを形成するときに、切欠き部50に合わせて半導体基板20の位置や角度を特定することができ、回路パターンの寸法ずれを抑えることができる。
また、切欠き部50の切欠きは、ノッチやオリエンテーションフラット(以下、オリフラという)などが挙げられる。ノッチとはガラス基板10の端に形成されるV字形やU字形の切欠きで、オリフラとはガラス基板10の角部を切り落として形成される切欠きのことである。従って、第1の実施形態の切欠き部50はノッチでもある。ノッチ及びオリフラは、SEMI M1-0302 SPECIFICATIONS FOR POLISHED MONOCRYSTALLINE SILICON WAFERSに準拠して形成することができる。
図3において、仮想縁Mは点線で示している。また、非対称の形状の一例として、ガラス基板10の側面13である外周部から切り欠き部50の輪郭線Eを結ぶ二つの連結線F1、F2の曲率半径R1、R2が互いに異なっている。本実施形態では、曲率半径R1は、R2に比べて大きく、例えばR1=0.9mm、R2=0.3mmである。また、曲率半径R1とR2との差は、0.3以上が好ましく、0.6以上がより好ましく、0.9以上が特に好ましい。
切欠き部50が、非対称の形状を有することにより、表裏(本実施の形態では凹面がどちらにあるか)の判別がし易い。大きい曲率半径R1が0.9mmであり、小さい曲率半径R2が0.3mmであれば、表裏の識別が目視でも可能となる。またR1とR2の差を大きく取ることで、より識別判定が容易となる。
以上説明した本実施形態のガラス基板10にあっては、ガラス基板10の凹面と凸面とを識別できるため、その後のプロセスで様々な積層部材を積層して熱処理を行っても、ガラス基板10と積層した部材(半導体基板20など)とが剥離しにくくなるように、ガラス基板10の向き(方向)を制御することができる。
図4は、本発明に係るガラス基板10の第2の実施形態の一例を示す平面図である。第2の実施形態では、切欠き部50を複数有している。第1切欠き部50aの側方(図面上右側)に第2の切欠き部50bを設けている。複数の切欠き部50を設けることにより、目視でも表裏の判別が容易となる。また、切欠き部50aと切欠き部50bとの大きさを相違させても良い。
本発明の一実施形態のガラス基板10は、円形であることが好ましい。円形であれば、半導体基板20との積層が容易である。特に、円形の半導体基板20との積層が容易である。ここで、円形とは真円に限らず、直径が同一の真円からの寸法差が50μm以下である場合を含む。
図5は、本発明に係るガラス基板10の第3の実施形態の一例を示し、(A)は平面図、(B)は(A)のA部拡大図で第3の実施形態の例1、(C)は(A)のA部拡大図で第3の実施形態の例2である。
第3の実施形態では、ガラス基板10の平面視が矩形であり、切欠き部50は当該矩形の少なくとも一つの角部14に形成されたオリフラである。
図5において、仮想縁Mは、切欠き部50が存在しないと仮定した場合のガラス基板の外周部分(図5の点線部分)とする。仮想縁Mは、ガラス基板10を構成する4辺から近似した矩形のうち、切欠き部50に該当する外周部分である。ガラス基板10の中心Oは、上記近似矩形の中心とする。仮想縁Mの中心位置Pは、仮想縁Mを構成する2辺の交点とする。切欠き部50は、中心位置Pと当該ガラス基板10の中心Oを結ぶ中心線Xを線対称の中心として、非対称の形状を有している。
図5(B)の例1では、仮想縁Mにおいて中心位置Pから第1側面13aまでの距離L1と、中心位置Pから第2側面13bまでの距離L2とが異なっている。距離L1と距離L2の比は、例えば1:2等に設定されるが特には限定されない。
また、図5(C)の例2では、側面13と切欠き部50の輪郭線Eを結ぶ二つの連結線F1、F2の曲率半径R1、R2が、互いに異なっている。本例では、曲率半径R1は曲率半径R2に比べ小さくなっている。中心位置Pから第1側面13a、第2側面13bまでの距離は同じであってもよいし、異なっていてもよい。
切欠き部50を非対称の形状とすることで、ガラス基板10の表裏(どちらの主面11、12が凸面であるか)容易に判別できる。また、切欠き部50の大きさ、個数などは限定されない。切欠き部50が角であれば切欠きが形成しやすく、切欠き部50の位置を検出しやすい。
また、ガラス基板10が矩形であれば、同一面積の円形の場合に比べて、板状のガラス板(素板)からガラス基板10の枚数を多く得ることが可能である。また、ガラス基板10が矩形であれば、同一面積の円形の場合に比べて、多くのチップを貼り合わせることが可能である。
図6は、本発明に係るガラス基板10の第4の実施形態の一例を示し、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A断面図である。図7は、図6(B)のB部であるベベルの拡大図で、(A)は第4の実施形態の例1、(B)は第4の実施形態の例2である。図6、図7に基づいて、第4の実施形態を説明する。
第4の実施形態は、半導体基板20と積層されることにより積層基板40を形成させるためのガラス基板10であって、ガラス基板10が側面13である外周部において、主面11、12から板厚方向に傾斜した傾斜面15からなるベベル16を有し、当該ベベル16は、当該ガラス基板10の板厚の中心位置を通る板厚中心線Yを線対称の中心として、非対称である。
図7(A)の例1では、第1主面11から側面13に向かって傾斜する第1傾斜面15aと、第2主面12から側面13に向かって傾斜する第2傾斜面15bが設けられ、第1傾斜面15aと第2傾斜面15bとの傾斜角度が異なっている。また、第1傾斜面15aと第2傾斜面15bとの長さが異なっていても良い。即ち、第1傾斜面15aと第2傾斜面15bは、板厚中心線Yを線対称の中心として、非対称に設けられている。
図7(B)の例2では、第1主面11から側面13に向かって湾曲する傾斜面15aが設けられ、第2主面12側には傾斜面15が設けられていない。即ち、ベベル16は、板厚中心線Yを線対称の中心として、非対称である。
ベベル16は、ガラス基板10の側面13において、面取り加工を行うことにより形成された傾斜面15を含む形状であり、ベベル16を設けることによりガラス基板10のクラックの発生を防止している。
ベベル16の形状を、板厚中心線Yを線対称の中心として非対称にすることにより、凸面と凹面との判別が容易となり、ガラス基板10と半導体基板20とを貼り合わせて積層基板40とする工程において、半導体基板20とを貼り合わせる凹面側を容易に判別できる。
尚、ベベル16の非対称形状は、切欠き部50と同様に目視、レーザ方式、または/および画像処理により判別ができる。
図8は、本発明に係るガラス基板10の第5の実施形態の一例を示し、図6(B)のA部であるベベル16の拡大図である。図8に基づいて第5の実施形態を説明する。
第5の実施形態は、ガラス基板10のベベル16が、主面11、12から板厚方向に傾斜した少なくとも二つの傾斜面15a、15bを有し、一つの傾斜面15aにマーキング60が形成され、他方の傾斜面15bにマーキング60が形成されていない。マーキング60は、貼り付け、印刷、刻印、エッチング、筆記具によるマーキング等の方法で形成され、記号、数字、マークなど種々の形状が可能であり、特に限定しない。
マーキング60を形成することにより、凸面と凹面との判別が容易となり、ガラス基板10と半導体基板20とを貼り合わせて積層基板40とする工程において、半導体基板20とを貼り合わせる凹面側を容易に判別できる。
上述した識別要素であるノッチやオリフラを含む切欠き部50、非対称ベベル16、マーキング60を、それぞれ単独で用いても良く、また、組み合わせて用いても良い。
本実施形態のガラス基板10は、例えば、以下の製造工程により成形、出荷される。
(1)成形工程:溶融ガラスを溶融金属上に流して板状にしてガラスリボンを得るフロート法が適用される。また、ダウンドロー法、フュージョン法、ロールアウト法、プレス成形法などを適用して溶融ガラスを板状にしてもよい。溶融ガラスをインゴット状に成形した後、スライスして板状にしてもよい。
(2)切り出し工程:ガラス板に切り出した後、所定の形状、大きさに切断することでガラス基板10を得る。
(3)識別要素形成工程:ガラス基板10の一の主面11、12が凸面であるか凹面であるかを、例えばレーザ変位計、画像解析等により判定して、側面13の研磨を行うと共に、切欠き部50、ベベル16、マーキング60等を形成する。「識別要素」とは、ガラス基板10の第1主面(凸面)11及び第2主面(凹面)12を判別する要素で、ノッチ、オリフラを含む切欠き部50、ベベル16、マーキング60などを含む。
(4)研磨工程:ガラス基板10の主面11、12を、例えば、酸化アルミニウム、酸化セリウム等を研磨砥粒として含む研磨液で研磨処理する。
(5)識別番号付与工程:識別番号をレーザ等でガラス基板10の側面13近傍に形成する。識別番号は、ガラス基板10の第1主面11及び第2主面12の少なくとも一方に形成される。
(6)洗浄工程:ガラス基板10を洗浄する。例えば、アルカリ性洗浄を純水に添加した洗浄槽に浸漬して、超音波洗浄を行い、ガラス基板10を純水で十分リンスした後、乾燥させる。
(7)検査工程:出荷前のガラス基板10の品質等を検査する。
(8)梱包/出荷工程:複数のガラス基板10を重ね合わせてガラス基板梱包体100として出荷する。ガラス基板梱包体100は、図9に示すように、各ガラス基板10の間に合紙110挟み、ガラス基板10を少なくとも2枚以上積層させたもので、梱包容器120に収納し、ガラス基板梱包体100として出荷する。ガラス基板10は、表裏(例えば凹面側)が容易に判別できるため、ガラス基板10の反りの方向を揃えて積層できる。すなわち、ガラス基板梱包体100は、ガラス基板10が有する非対称の形状が揃うように梱包される。
梱包容器120及びガラス基板10の積層形態は、図9に示すようなものには限られない。例えば、梱包容器が、特定のガラス基板専用に設計され、ガラス基板を収容するスロットのようなものを設けたカセット式のものであってもよい。
尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
本発明の一態様のガラス基板は、ガラス基板の2つの主面に対して、表裏を容易に判定することを要求する分野に好適に用いられる。
10 ガラス基板
11 第1主面
12 第2主面
13 側面(外周部)
14 角部
15 傾斜面
16 ベベル
20 半導体基板
30 接合層
40 積層基板
50 切欠き部(ノッチ、面取り部)
60 マーキング
100 ガラス基板梱包体
M 仮想縁
P 中心位置
R1、R2 曲率半径
X 中心線
Y 板厚中心線
11 第1主面
12 第2主面
13 側面(外周部)
14 角部
15 傾斜面
16 ベベル
20 半導体基板
30 接合層
40 積層基板
50 切欠き部(ノッチ、面取り部)
60 マーキング
100 ガラス基板梱包体
M 仮想縁
P 中心位置
R1、R2 曲率半径
X 中心線
Y 板厚中心線
Claims (9)
- 半導体基板と積層されることにより積層基板を形成させるためのガラス基板であって、
前記ガラス基板が外周部に切欠き部を有し、
当該切欠き部が存在しないと仮定した場合に得られる前記ガラス基板の仮想縁の中心位置を仮定し、
前記切欠き部は、前記中心位置と当該ガラス基板の中心を結ぶ中心線を線対称の中心として、非対称の形状を有する、ガラス基板。 - 前記ガラス基板が平面視において円形であり、
前記切欠き部が前記円形の外周部から前記円形の内側に向けて形成されたノッチである、請求項1に記載のガラス基板。 - 前記外周部と前記ノッチの輪郭線を結ぶ二つの連結線の曲率半径が互いに異なる、請求項2に記載のガラス基板。
- 前記ガラス基板が平面視において矩形であり、
前記切欠き部が前記矩形の少なくとも一つの角部に形成されたオリエンテーションフラットである、請求項1に記載のガラス基板。 - 半導体基板と積層されることにより積層基板を形成させるためのガラス基板であって、
前記ガラス基板が外周部において、主面から板厚方向に傾斜したべベルを有し、
前記ベベルは、当該ガラス基板の板厚の中心位置を通る板厚中心線を線対称の中心として、非対称である、ガラス基板。 - 前記ベベルが、前記主面から前記板厚方向に傾斜した少なくとも二つの傾斜面を有し、
一つの傾斜面にマーキングが形成され、他方の傾斜面にマーキングが形成されていない、請求項5に記載のガラス基板。 - 前記ガラス基板の一の主面の表面積が707cm2以下の場合は、前記ガラス基板の反り値が200μm以下である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のガラス基板。
- 前記ガラス基板の一の主面の表面積が707cm2以上の場合は、前記ガラス基板の反り値が1000μm以下である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のガラス基板。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載のガラス基板が2枚以上梱包されてなり、
2枚以上の前記ガラス基板は、それぞれのガラス基板が有する非対称の形状が揃うように梱包される、ガラス基板梱包体。
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---|---|---|---|---|
JP2021147305A (ja) * | 2020-03-13 | 2021-09-27 | 鴻創應用科技有限公司Hong Chuang Applied Technology Co., Ltd | 窒化アルミニウムウェハの製造方法およびその窒化アルミニウムウェハ |
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JP2021147305A (ja) * | 2020-03-13 | 2021-09-27 | 鴻創應用科技有限公司Hong Chuang Applied Technology Co., Ltd | 窒化アルミニウムウェハの製造方法およびその窒化アルミニウムウェハ |
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