JP5426855B2

JP5426855B2 - ガラス基板の製造方法

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Publication number: JP5426855B2
Application number: JP2008239310A
Authority: JP
Inventors: 淳宮成
Original assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2008-09-18
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2028-09-18
Also published as: JP2010070416A

Description

本発明は、ガラス基板の製造方法に関するものである。

ガラスは様々な用途に用いられており、用途によっては高い強度が要求される。

ガラスの強度を向上させる方法としては、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１では研磨液にガラス板を浸漬させて研磨することで強度を向上させることが記載されている。
特開２００４−３３９０３６号公報（２００４年１２月２日公開）

ところで、ウエハを加工する際、その強度を補うためのサポートプレートとしてガラス基板を用いることがある。

サポートプレートとしてガラス基板を用いる際、ウエハとガラス基板とを接着していた接着剤を、剥離液に接触しやすくするために、当該ガラス基板に予め貫通孔を設けておくことがある。

しかしながら、従来、貫通孔が設けられており、かつ十分な強度を有するガラス基板を製造する方法は一切報告されていない。また、特許文献１の方法を用いて強度を向上させたガラス板に貫通孔を設けても、サポートプレートとして十分な強度を有しているとはいえず、より強度の高いサポートプレートを製造するための方法が要求されている。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、貫通孔が設けられており、かつ強度の高いガラス基板を製造することにある。

本発明に係るガラス基板の製造方法は、複数の貫通孔が形成されたガラス基板を酸又はアルカリに浸漬する浸漬工程を含む。

本発明に係るガラス基板の製造方法は、以上のように、ガラス基板の製造方法は、複数の貫通孔が形成されたガラス基板を酸又はアルカリに浸漬する浸漬工程を含むので、貫通孔が設けられており、かつ強度の高いガラス基板を製造できるという効果を奏する。

本発明の一実施形態について説明すると以下の通りである。すなわち、本発明に係るガラス基板の製造方法（以下、単に「本発明に係る製造方法」という。）は複数の貫通孔が形成されたガラス基板を酸又はアルカリに浸漬する浸漬工程を含む。

本発明に係る製造方法において用いるガラス基板は、複数の貫通孔が形成されていればよい。

ガラス基板の材料としては、種々のガラスを用いることが可能であり、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラス（コーニングインターナショナル株式会社製の＃１７３７、Ｅａｇｌｅ２０００、ＮＨテクノグラス株式会社製のＮＡ３２、ＮＡ３５等、）ホウケイ酸ガラス（テンパックス、パイレックス等）、及び高歪点ガラス（旭硝子社製のＰＤ−２００等）が例示できる。また、ガラス基板の形状、大きさ等については特に限定されない。例えば、サポートプレートとして用いる場合には、サポート対象のウエハの大きさに応じて形成されればよい。

貫通孔とは、ガラス基板を貫通するように形成される孔である。貫通孔の形状はガラス基板を貫通するものである限り特に限定されず、例えば、円錐状、円柱状、鼓状等の形状が挙げられる。

また、ガラス基板の貫通孔の直径は、特に限定されるものではなく、用途に応じて適宜設定すればよいが、１０μｍ以上、１０，０００μｍ以下の範囲であることがより好ましく、５００μｍ以下であることがさらに好ましい。この範囲であれば、後述の浸漬工程により、強度がより向上する。ここで「貫通孔の直径」とは、当該貫通孔の長さ方向に垂直な断面が円形である場合はその直径を意味し、楕円等のように円形で無い場合は長径（最大径）を意味する。

本発明に係る製造方法において用いるガラス基板には貫通孔が複数設けられている。複数の貫通孔の間隔については、用途等に応じて適宜設定すればよいが、例えば、最も近接する貫通孔同士の中心間の距離が、１０μｍ以上、１０，０００μｍ以下の範囲であることがより好ましく、７００μｍ以下であることがさらに好ましい。この範囲であれば、後述の浸漬工程により、強度がより向上する。

また、貫通孔の数は、例えば１〜１，０００個／ｃｍ^２であってもよいが、この範囲に限るものではない。好ましくは１０〜６００個／ｃｍ^２であり、さらに好ましくは５０〜３００個／ｃｍ^２である。

また、貫通孔は、ガラス基板の両面から穿孔して、ガラス基板内で連通されることにより形成されてもよく、片面のみから穿孔して形成されてもよい。穿孔する方法としては特に限定されず、例えばサンドブラスト法、酸エッチング法、アルカリエッチング法、およびドリル加工等を採用することができる。

貫通孔を形成する際、ガラス基板に感光性樹脂を塗布して、所望の貫通孔の形状、間隔等に対応したパターンが当該感光性樹脂上に形成されるように露光した後、穿孔を行なってもよい。また、感光性樹脂をガラス基板の両面に塗布して、両側から露光してもよく、片側から露光して光を他方の側の面まで透過させることで当該両面上の感光性樹脂にパターン形成を行なってもよい。中でも片側から露光して光と他方の側の面まで透過させることが好ましい。こうすることで、両側の感光性樹脂に形成されるパターンの位置ずれを抑制することができる。

ガラス基板を穿孔する際にサンドブラスト法を用いる場合には、上述の感光性樹脂はウレタン結合を有する樹脂を含んでいることがより好ましい。感光性樹脂におけるサンドブラスト耐性を向上させることができるからである。

また、後述の浸漬工程の際、感光性樹脂は塗布されたままであってもよく、浸漬工程の前に感光性樹脂を除去してもよい。中でも感光性樹脂を塗布したまま浸漬工程を行なうことがより好ましい。ガラス基板表面を平らに保つことができ、かつ、貫通孔の内壁をなめし、バリを除去することによりガラス基板の強度をより向上させることができる。

〔浸漬工程〕
浸漬工程では、複数の貫通孔が形成されたガラス基板を酸又はアルカリに浸漬させる。

ガラス基板を浸漬させる酸としては、特に限定されないが、例えば、フッ酸、フッ酸及び硫酸の混合物、フッ酸及び蓚酸の混合物、塩酸、硫酸等が挙げられる。中でも、フッ酸、フッ酸及び硫酸の混合物、フッ酸及び蓚酸の混合物が好ましい。これらであればガラス表面を効率よく溶かすことができるので、貫通孔の内壁がより滑らかとなり、ガラス基板の強度が向上する。

浸漬工程においてフッ酸又は上述の混合物を用いる場合に、その濃度としては特に限定されないが、例えば０．１質量％以上、２０質量％以下であることがより好ましい。濃度が上記範囲内であることにより、ガラス基板の強度をより高くできる。

また、ガラス基板を浸漬させるアルカリとしては、特に限定されないが、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。

浸漬工程において、ガラス基板を酸又はアルカリに浸漬する時間としては、目的とするガラス基板の強度等に応じて適宜設定すればよく、また、使用するフッ酸の濃度にもよるが、例えば、１分〜６０分浸漬することが好ましく、３分〜３０分がより好ましい。この範囲内の時間、ガラス基板を酸に浸漬することによって、貫通孔の内壁をより滑らかにすることができ、ひいてはより強度の高いガラス基板を得ることができる。

本発明に係る製造方法において得られたガラス基板の強度については、従来公知の方法で測定すればよい。例えば、電動式計測スタンド（ＭＸ−５００Ｎ、株式会社イマダ社製）に高性能型デジタルフォースゲージ（Ｚ２−５００、株式会社イマダ社製）を取り付けたもので測定することができる。これは、直径７ｍｍの穴がある台座の上に２０ｍｍ×２０ｍｍサイズにカットしたガラス基板を載せ、直径６ｍｍの球状圧子で押し込んで測定するものである。

以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された文献の全てが参考として援用される。

＜実施例１＞
本実施例では、まず、次の方法により貫通孔の形成されたガラス基板を作製した。

〔ガラス基板の作成〕
まず、母材となる６インチのガラス基板（１７３７ガラス、ｔ＝０．７ｍｍ）に予め８０℃で５分間予熱しておいた感光性樹脂組成物（ＤＦＲ（ドライフィルムレジスト）ＢＦ４１０、東京応化工業株式会社製）をラミネートして、感光性樹脂層を形成した。このとき、ラミネーターは、ロール温度１００℃、圧力０．２５ＭＰａ、および速度は１．０ｍ／ｍｉｎの条件に設定した。その後、超高圧水銀灯（平行光、Ｈａｋｕｔｏ社製、露出量：３００ｍＪ／ｃｍ^２）を用いて、一方の面にマスクを介して光を照射し、その後、スプレー式現像機において、３０℃にした現像液（０．２５％Ｎａ_２ＣＯ_３水溶液）を用いて、７０秒間、現像した。これにより、ガラス基板の表面には６インチ用のマスク（Φ：１５０．５ｍｍ、開口面のΦ：０．３ｍｍ、Ｐ（ピッチ）：０．５ｍｍ）が形成された。

次に、サンドブラスト用の研磨材として、ＳｉＣ（炭化ケイ素）＃６００（平均粒径３０μｍ）を使用し、ブラスト圧１．５ｋｇ／ｃｍ^２、加工速度５０ｍｍ／ｍｉｎ、パス数は１５ｐａｓｓの条件下で約１２０分間サンドブラスト処理をした。これにより、ガラス基板の厚さ方向の略中央に至るまで孔が形成された。

また、上述した処理が施された面とは反対側の面も同様にパターンを形成し、サンドブラスト処理をした。

次に、３０℃にした剥離液（商品名「ＢＦＳｔｒｉｐｐｅｒＢ」、東京応化工業株式会社製）を用いて感光性樹脂層を剥離した。これにより、貫通孔が形成されたガラス基板を得た。

〔フッ酸による処理〕
ガラス基板を濃度３％、常温のフッ酸に１０分間浸漬させた後、当該フッ酸からガラス基板を取り出した。

〔ガラス球抗折強度の測定〕
ガラス球抗折強度の測定については、電動式計測スタンド（ＭＸ−５００Ｎ、株式会社イマダ社製）に高性能型デジタルフォースゲージ（Ｚ２−５００Ｎ、株式会社イマダ社製）を取り付けたもので測定した。具体的には、直径７ｍｍの穴がある台座の上に２０ｍｍ×２０ｍｍサイズにカットしたガラス基板を載せ、直径６ｍｍの球状圧子で押し込んで測定する。そしてこれらの測定を３回行い、その平均値を抵折強度（ＭＰａ）とした。

〔結果〕
貫通孔が形成されたガラス基板を、上述の方法によってフッ酸により処理した後にガラス球抗折強度を測定した結果を図１に示す。図１は本実施例にて得られたガラス基板のガラス球抗折強度を示す図である。図１において、実施例１、及び後述の実施例２にて得た、フッ酸処理を行なう前のガラス基板の結果は、それぞれ「開口面の穴φ０．３ｍｍ、Ｐ０．５ｍｍ」及び「開口面の穴φ０．４ｍｍ、Ｐ０．６ｍｍ」と表記して示しており、フッ酸処理を行なった後の結果を「開口面の穴φ０．３、Ｐ０．５ＨＦ処理」及び「開口面の穴φ０．４、Ｐ０．６ＨＦ処理」と示している。また、図１には、比較のため、貫通孔を形成しないベアガラスを用いた結果をも示している。なお、図１において横軸はガラス球抗折強度の測定に供したガラス基板の種類を示し縦軸はガラス球抗折強度の値（ＭＰａ）を示している。

図１に示すように、貫通孔を形成した後にフッ酸による処理を行なうことで、ガラス球抗折強度の極めて高いガラス基板が得られることが示された。なお、図示していないが、貫通孔を形成する前にフッ酸処理を行ない、その後貫通孔を形成した後にガラス球抗折強度を測定した場合、フッ酸処理を行なう前のガラス基板のガラス球抗折強度とほぼ同じ値であった。

＜実施例２＞
実施例１と同様の方法で作成したガラス基板（Φ：１５０．５ｍｍ、開口面のΦ：０．４ｍｍ、ピッチ：０．６ｍｍ）についても同様にして評価した。その結果を図１に示した。図１に示すように、貫通孔を形成した後にフッ酸による処理を行なうことで、ガラス球抗折強度の極めて高いガラス基板が得られることが示された。

本発明に係る製造方法によれば、貫通孔が複数形成され、強度の高いガラス基板を製造することができるので、ウエハの加工を行なう際のサポートプレート等に適用できる。

実施例１及び２にて得られたガラス基板のガラス球抗折強度を示す図である。

Claims

ウエハに接着され、ウエハの強度を補うサポートプレートとなる、複数の貫通孔が形成されたガラス基板を、フッ酸、又はフッ酸と硫酸及び蓚酸のうち少なくとも一方の酸との混合物に浸漬することによって貫通孔の内壁を滑らかにする工程を含み、
上記貫通孔の数は、１０〜６００個／ｃｍ ^２であり、
上記貫通孔の直径は、１０μｍ以上、５００μｍ以下であり、
最も近接する上記貫通孔同士の中心間の距離が、１０μｍ以上、７００μｍ以下であることを特徴とすることを特徴とするサポートプレートの製造方法。
上記フッ酸の濃度が、０．１質量％以上、２０質量％以下であることを特徴とする請求項１に記載のサポートプレートの製造方法。
上記貫通孔が、サンドブラスト法によって形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のサポートプレートの製造方法。