JP6519221B2 - ガラス基板及びこれを用いた積層体 - Google Patents

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Description

本発明は、ガラス基板及びこれを用いた積層体に関し、具体的には、半導体パッケージの製造工程で加工基板の支持に用いるガラス基板及びこれを用いた積層体に関する。
携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄａｔａ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ）等の携帯型電子機器には、小型化及び軽量化が要求されている。これに伴い、これらの電子機器に用いられる半導体チップの実装スペースも厳しく制限されており、半導体チップの高密度な実装が課題になっている。そこで、近年では、三次元実装技術、すなわち半導体チップ同士を積層し、各半導体チップ間を配線接続することにより、半導体パッケージの高密度実装を図っている。
また、従来のウエハレベルパッケージ（ＷＬＰ）は、バンプをウエハの状態で形成した後、ダイシングで個片化することにより作製されている。しかし、従来のＷＬＰは、ピン数を増加させ難いことに加えて、半導体チップの裏面が露出した状態で実装されるため、半導体チップの欠け等が発生し易いという問題があった。
そこで、新たなＷＬＰとして、ｆａｎ ｏｕｔ型のＷＬＰが提案されている。ｆａｎ ｏｕｔ型のＷＬＰは、ピン数を増加させることが可能であり、また半導体チップの端部を保護することにより、半導体チップの欠け等を防止することができる。
ｆａｎ ｏｕｔ型のＷＬＰでは、複数の半導体チップを樹脂の封止材でモールドして、加工基板を形成した後に、加工基板の一方の表面に配線する工程、半田バンプを形成する工程等を有する。
これらの工程は、約２００〜３００℃の熱処理を伴うため、封止材が変形して、加工基板が寸法変化する虞がある。加工基板が寸法変化すると、加工基板の一方の表面に対して、高密度に配線することが困難になり、また半田バンプを正確に形成することも困難になる。更に、加工基板内で半導体チップの割合が少なく、封止材の割合が多い場合、その傾向が顕著になる。
特開２０００−３１２９８３号公報
上記問題に対しては、支持基板としてガラス基板を用いることが有効である。ガラス基板は、表面を平滑化し易く、且つ剛性を有する。よって、ガラス基板を用いると、積層体全体の剛性が向上して、加工基板の反り変形を抑制し易くなり、加工基板を強固、且つ正確に支持することが可能になる。
しかし、支持基板としてガラス基板を用いた場合であっても、加工基板の一方の表面に対して、高密度に配線することが困難になる場合があった。
また、ガラス基板の生産情報等を管理、認識するために、ガラス基板の表面に二次元コードの情報識別部(マーク)が形成（マーキング）されることがある。この情報識別部は、一般的にガラス基板の周縁領域に形成されており、文字、記号等として、人間の目、ＣＣＤカメラ等により認識される。
情報識別部を形成する方法として、例えば、特許文献１には、被マーキング材の表面に膜又は付着物を形成する第一工程と、膜又は付着物を形成した部分にレーザー光線を照射し、膜又は付着物が被マーキング材から除去される過程で、被マーキング材の表面に凹凸を形成する第二工程とからなる方法が開示されている。しかしながら、特許文献１に記載された方法では、ガラス基板の表面に凹凸が形成されるため、加工基板を高精度に支持することができず、加工基板の一方の表面に対して、高密度に配線することが困難になる。
更に、近年、ガラス基板の情報識別部は、ＣＣＤカメラ等の光学素子により自動的に識別されている。よって、情報識別部には、自動化工程でも正確に識別可能であることが要求される。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、その技術的課題は、高密度配線に供される加工基板の支持に好適であり、且つ生産情報等を正確に識別し得るガラス基板及びこれを用いた積層体を創案することである。
本発明者は、種々の実験を繰り返した結果、ガラス基板の全体板厚偏差を低減し、更に特定の情報識別部を形成することにより、上記技術的課題を解決し得ることを見出し、本発明として、提案するものである。すなわち、本発明のガラス基板は、全体板厚偏差が２．０μｍ未満であり、且つ複数のドットからなる情報識別部を有することを特徴とする。ここで、「全体板厚偏差」は、ガラス基板全体の最大板厚と最小板厚の差であり、例えばコベルコ科研社製のＳＢＷ−３３１ＭＬ／ｄにより測定可能である。
本発明のガラス基板は、全体板厚偏差が２．０μｍ未満である。全体板厚偏差を２．０μｍ未満まで小さくすると、加工処理の精度を高め易くなる。特に配線精度を高めることができるため、高密度の配線が可能になる。またガラス基板の面内強度が向上して、ガラス基板及び積層体が破損し難くなる。更にガラス基板の再利用回数（耐用数）を増やすことができる。
また、本発明のガラス基板は、複数のドットからなる情報識別部を有する。このようにすれば、半導体パッケージの製造工程において、ＣＣＤカメラ等の光学素子により、ガラス基板の生産情報（特に全体板厚偏差、反り量の情報）等を自動的、且つ正確に識別することが可能になる。
第二に、本発明のガラス基板は、ドットがレーザー照射によるサーマルショックで形成されてなることが好ましい。このようにすれば、ガラス基板の全体板厚偏差に悪影響を及ぼさずに、微小なドットを簡便に形成することができる。
第三に、本発明のガラス基板は、ドットが内部から表層に向かって伸びるクラックにより形成されていることが好ましい。このようにすれば、ガラス基板の全体板厚偏差に悪影響を及ぼさずに、微小なドットを簡便に形成することができる。
第四に、本発明のガラス基板は、隣り合うドットの中心間隔が１００μｍ以下であることが好ましい。このようにすれば、狭い領域に多量の情報を刻印することができる。
第五に、本発明のガラス基板は、ドットの直径が０．５〜１０μｍであることが好ましい。このようにすれば、狭い領域に多量の情報を刻印することができる。
第六に、本発明のガラス基板は、反り量が６０μｍ以下であることが好ましい。ここで、「反り量」は、ガラス基板全体における最高位点と最小二乗焦点面との間の最大距離の絶対値と最低位点と最小二乗焦点面との絶対値との合計を指し、例えばコベルコ科研社製のＳＢＷ−３３１ＭＬ／ｄにより測定可能である。
第七に、本発明のガラス基板は、表面の全部又は一部が研磨面であることが好ましい。
第八に、本発明のガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法により成形されてなることが好ましい。
第九に、本発明のガラス基板は、外形がウエハ形状であることが好ましい。
第十に、本発明のガラス基板は、半導体パッケージの製造工程で加工基板の支持に用いることが好ましい。
第十一に、本発明の積層体は、少なくとも加工基板と加工基板を支持するためのガラス基板とを備える積層体であって、ガラス基板が上記のガラス基板であることが好ましい。
第十二に、本発明の積層体は、加工基板が、少なくとも封止材でモールドされた半導体チップを備えることが好ましい。
本発明の積層体の一例を示す概念斜視図である。 ｆａｎ ｏｕｔ型のＷＬＰの製造工程を示す概念断面図である。 ［実施例１］に係るガラス基板の情報識別部を示す顕微鏡写真である。
本発明のガラス基板において、全体板厚偏差は、好ましくは２μｍ未満、１．５μｍ以下、１μｍ以下、１μｍ未満、０．８μｍ以下、０．１〜０．９μｍ、特に０．２〜０．７μｍである。全体板厚偏差が小さい程、加工処理の精度を高め易くなる。特に配線精度を高めることができるため、高密度の配線が可能になる。またガラス基板の強度が向上して、ガラス基板及び積層体が破損し難くなる。更にガラス基板の再利用回数（耐用数）を増やすことができる。
本発明のガラス基板は、複数のドットからなる情報識別部を有し、ドットがレーザー照射によるサーマルショックで形成されてなることが好ましい。レーザーとして、種々のレーザーが使用可能であり、例えば、ＹＡＧレーザー、半導体レーザー、ＣＯ２レーザー等が使用可能である。特に、レーザーとして、微小なドットを形成する観点から、波長３００〜４００ｎｍの半導体レーザーを用いることが好ましい。また、レーザー出力は３０〜７５ｍＷが好ましい。このようにすれば、ガラス基板の破損、ドット間を連結するクラックが発生し難くなる。
本発明のガラス基板において、ドットは、内部から表層に向かって伸びるクラックにより形成されていることが好ましい。クラック深さは、好ましくは１〜７０μｍ、５〜５０μｍ、１０〜４０μｍ、特に２０〜４０μｍである。このようにすれば、ガラス基板の破損、ドット間を連結するクラックが発生し難くなる。但し、クラック深さが大き過ぎると、ガラス基板が破損し易くなる。
本発明のガラス基板において、隣り合うドットの中心間隔は、好ましくは１００μｍ以下、６０μｍ以下、５０μｍ以下、４０μｍ以下、特に１５〜３５μｍである。ドットの直径は、好ましくは０．５〜１０μｍ、特に１〜５μｍである。このようにすれば、狭い領域に多量の情報を刻印することができる。但し、隣り合うドットの中心間隔が小さ過ぎると、ドット間にクラックが伝搬し易くなる。またドットの直径が大き過ぎると、ドット間にクラックが伝搬し易くなる。
反り量は、好ましくは６０μｍ以下、５５μｍ以下、５０μｍ以下、１〜４５μｍ、特に５〜４０μｍである。反り量が小さい程、加工処理の精度を高め易くなる。特に配線精度を高めることができるため、高密度の配線が可能になる。更にガラス基板の再利用回数（耐用数）を増やすことができる。
表面の算術平均粗さＲａは、好ましくは１０ｎｍ以下、５ｎｍ以下、２ｎｍ以下、１ｎｍ以下、特に０．５ｎｍ以下である。表面の算術平均粗さＲａが小さい程、加工処理の精度を高め易くなる。特に配線精度を高めることができるため、高密度の配線が可能になる。またガラス基板の強度が向上して、ガラス基板及び積層体が破損し難くなる。更にガラス基板の再利用回数（支持回数）を増やすことができる。なお、「算術平均粗さＲａ」は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定可能である。
本発明のガラス基板は、表面の全部又は一部を未研磨のままで使用に供してもよいが、表面の全部又は一部が研磨面であることが好ましく、面積比で表面の５０％以上が研磨面であることがより好ましく、表面の７０％以上が研磨面であることが更に好ましく、表面の９０％以上が研磨面であることが特に好ましい。このようにすれば、全体板厚偏差を低減し易くなり、また反り量も低減し易くなる。
研磨処理の方法としては、種々の方法を採用することができるが、ガラス基板の両面を一対の研磨パッドで挟み込み、ガラス基板と一対の研磨パッドを共に回転させながら、ガラス基板を研磨処理する方法が好ましい。更に一対の研磨パッドは外径が異なることが好ましく、研磨の際に間欠的にガラス基板の一部が研磨パッドから食み出すように研磨処理することが好ましい。これにより、全体板厚偏差を低減し易くなり、また反り量も低減し易くなる。なお、研磨処理において、研磨深さは特に限定されないが、研磨深さは、好ましくは５０μｍ以下、３０μｍ以下、２０μｍ以下、特に１０μｍ以下である。研磨深さが小さい程、ガラス基板の生産性が向上する。
本発明のガラス基板は、ウエハ状（略真円状）が好ましく、その直径は１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下、特に１５０ｍｍ以上４５０ｍｍ以下が好ましい。このようにすれば、半導体パッケージの製造工程に適用し易くなる。必要に応じて、それ以外の形状、例えば矩形等の形状に加工してもよい。
本発明のガラス基板において、板厚は、好ましくは２．０ｍｍ未満、１．５ｍｍ以下、１．２ｍｍ以下、１．１ｍｍ以下、１．０ｍｍ以下、特に０．９ｍｍ以下である。板厚が薄くなる程、積層体の質量が軽くなるため、ハンドリング性が向上する。一方、板厚が薄過ぎると、ガラス基板自体の強度が低下して、支持基板としての機能を果たし難くなる。よって、板厚は、好ましくは０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ以上、０．３ｍｍ以上、０．４ｍｍ以上、０．５ｍｍ以上、０．６ｍｍ以上、特に０．７ｍｍ超である。
本発明のガラス基板は、以下の特性を有することが好ましい。
本発明のガラス基板において、３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数は０×１０−７／℃以上、且つ１６５×１０−７／℃以下が好ましい。これにより、加工基板とガラス基板の熱膨張係数を整合させ易くなる。そして、両者の熱膨張係数が整合すると、加工処理時に加工基板の寸法変化（特に、反り変形）を抑制し易くなる。結果として、加工基板の一方の表面に対して、高密度に配線することが可能になり、また半田バンプを正確に形成することも可能になる。なお、「３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数」は、ディラトメーターで測定可能である。
３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数は、加工基板内で半導体チップの割合が少なく、封止材の割合が多い場合は、上昇させることが好ましく、逆に、加工基板内で半導体チップの割合が多く、封止材の割合が少ない場合は、低下させることが好ましい。
３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を０×１０−７／℃以上、且つ５０×１０−７／℃未満とする場合、ガラス基板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ５５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３ １５〜３０％、Ｌｉ２Ｏ ０．１〜６％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０〜８％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ０〜１０％を含有することが好ましく、或いはＳｉＯ２ ５５〜７５％、Ａｌ２Ｏ３ １０〜３０％、Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ０〜０．３％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ５〜２０％を含有することも好ましい。３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を５０×１０−７／℃以上、且つ７５×１０−７／℃未満とする場合、ガラス基板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ５５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ３〜１５％、Ｂ２Ｏ３ ５〜２０％、ＭｇＯ ０〜５％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜５％、ＺｎＯ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ５〜１５％、Ｋ２Ｏ ０〜１０％を含有することが好ましい。３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を７５×１０−７／℃以上、且つ８５×１０−７／℃以下とする場合、ガラス基板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ６０〜７５％、Ａｌ２Ｏ３ ５〜１５％、Ｂ２Ｏ３ ５〜２０％、ＭｇＯ ０〜５％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜５％、ＺｎＯ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ ７〜１６％、Ｋ２Ｏ ０〜８％を含有することが好ましい。３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を８５×１０−７／℃超、且つ１２０×１０−７／℃以下とする場合、ガラス基板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ５５〜７０％、Ａｌ２Ｏ３ ３〜１３％、Ｂ２Ｏ３ ２〜８％、ＭｇＯ ０〜５％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜５％、ＺｎＯ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ １０〜２１％、Ｋ２Ｏ ０〜５％を含有することが好ましい。３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数を１２０×１０−７／℃超、且つ１６５×１０−７／℃以下とする場合、ガラス基板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ５３〜６５％、Ａｌ２Ｏ３ ３〜１３％、Ｂ２Ｏ３ ０〜５％、ＭｇＯ ０．１〜６％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜５％、ＺｎＯ ０〜５％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ ２０〜４０％、Ｎａ２Ｏ １２〜２１％、Ｋ２Ｏ ７〜２１％を含有することが好ましい。このようにすれば、熱膨張係数を所望の範囲に規制し易くなると共に、耐失透性が向上するため、全体板厚偏差が小さいガラス基板を成形し易くなる。
ヤング率は、好ましくは６５ＧＰａ以上、６７ＧＰａ以上、６８ＧＰａ以上、６９ＧＰａ以上、７０ＧＰａ以上、７１ＧＰａ以上、７２ＧＰａ以上、特に７３ＧＰａ以上である。ヤング率が低過ぎると、積層体の剛性を維持し難くなり、加工基板の変形、反り、破損が発生し易くなる。
液相温度は、好ましくは１１５０℃未満、１１２０℃以下、１１００℃以下、１０８０℃以下、１０５０℃以下、１０１０℃以下、９８０℃以下、９６０℃以下、９５０℃以下、特に９４０℃以下である。このようにすれば、ダウンドロー法、特にオーバーフローダウンドロー法でガラス原板を成形し易くなるため、板厚が小さいガラス基板を作製し易くなると共に、成形後の板厚偏差を低減することができる。更に、ガラス基板の製造工程時に、失透結晶が発生して、ガラス基板の生産性が低下する事態を防止し易くなる。ここで、「液相温度」は、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れた後、温度勾配炉中に２４時間保持して、結晶が析出する温度を測定することにより算出可能である。
液相粘度は、好ましくは１０４．６ｄＰａ・ｓ以上、１０５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０５．２ｄＰａ・ｓ以上、１０５．４ｄＰａ・ｓ以上、１０５．６ｄＰａ・ｓ以上、特に１０５．８ｄＰａ・ｓ以上である。このようにすれば、ダウンドロー法、特にオーバーフローダウンドロー法でガラス原板を成形し易くなるため、板厚が小さいガラス基板を作製し易くなると共に、成形後の板厚偏差を低減することができる。更に、ガラス基板の製造工程時に、失透結晶が発生して、ガラス基板の生産性が低下する事態を防止し易くなる。ここで、「液相粘度」は、白金球引き上げ法で測定可能である。なお、液相粘度は、成形性の指標であり、液相粘度が高い程、成形性が向上する。
１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１５８０℃以下、１５００℃以下、１４５０℃以下、１４００℃以下、１３５０℃以下、特に１２００〜１３００℃である。１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が高くなると、溶融性が低下して、ガラス基板の製造コストが高騰する。ここで、「１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度」は、白金球引き上げ法で測定可能である。なお、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、溶融温度に相当し、この温度が低い程、溶融性が向上する。
本発明のガラス基板は、ダウンドロー法、特にオーバーフローダウンドロー法で成形されてなることが好ましい。オーバーフローダウンドロー法は、耐熱性の樋状構造物の両側から溶融ガラスを溢れさせて、溢れた溶融ガラスを樋状構造物の下頂端で合流させながら、下方に延伸成形してガラス原板を製造する方法である。オーバーフローダウンドロー法では、ガラス基板の表面となるべき面は樋状耐火物に接触せず、自由表面の状態で成形される。このため、板厚が小さいガラス基板を作製し易くなると共に、表面を研磨しなくても、板厚偏差を低減することができる。或いは、少量の研磨によって、全体板厚偏差を２．０μｍ未満、特に１．０μｍ未満まで低減することができる。結果として、ガラス基板の製造コストを低廉化することができる。
ガラス基板の成形方法として、オーバーフローダウンドロー法以外にも、例えば、スロットダウン法、リドロー法、フロート法等を採択することもできる。
本発明のガラス基板は、オーバーフローダウンドロー法で成形した後に、表面を研磨されてなることが好ましい。このようにすれば、板厚偏差を２μｍ以下、１μｍ以下、特に１μｍ未満に規制し易くなる。
本発明のガラス基板は、イオン交換処理が行われていないことが好ましく、表面に圧縮応力層を有しないことが好ましい。イオン交換処理を行うと、ガラス基板の製造コストが高騰する。更に、イオン交換処理を行うと、ガラス基板の全体板厚偏差を低減し難くなる。なお、本発明のガラス基板は、イオン交換処理を行い、表面に圧縮応力層を形成する態様を排除するものではない。機械的強度を高める観点から言えば、イオン交換処理を行い、表面に圧縮応力層を形成することが好ましい。
本発明のガラス基板の好適な製造方法は、（１）ガラス原板を切断して、ガラス基板を得る工程と、（２）ガラス基板の全体板厚偏差が２．０μｍ未満になるように、ガラス基板の表面を研磨する工程と、（３）レーザー照射によるサーマルショックにより、ガラス基板の内部から表層に向かって伸びるクラックを形成することにより、複数のドットで構成される情報識別部を形成する工程と、を有することを特徴とする。ここで、本発明のガラス基板の製造方法の技術的特徴（好適な構成、効果）は、本発明のガラス基板の技術的特徴と重複する。よって、本明細書では、その重複部分について、詳細な記載を省略する。
上記ガラス基板の製造方法は、ガラス原板を切断して、ガラス基板を得る工程を有する。ガラス原板を切断する方法として、種々の方法を採択することができる。例えば、レーザー照射時のサーマルショックにより切断する方法、スクライブした後に折り割りを行う方法が利用可能である。
上記ガラス基板の製造方法は、ガラス原板を切断してガラス基板を得た後に、ガラス基板をアニールする工程を有することが好ましい。ガラス基板の反り量を低減する観点から、アニール温度は、ガラス基板の軟化点以上とすることが好ましく、アニール温度における保持時間は、３０分間以上とすることが好ましい。なお、アニールは、電気炉等の熱処理炉で行うことができる。
上記ガラス基板の製造方法は、ガラス基板の全体板厚偏差が２．０μｍ未満になるように、ガラス基板の表面を研磨する工程を有するが、この工程の好適な態様は既述の通りである。
上記ガラス基板の製造方法は、レーザー照射によるサーマルショックにより、ガラス基板の内部から表層に向かって伸びるクラックを形成することにより、複数のドットで構成される情報識別部を形成する工程を有するが、この工程の好適な態様は既述の通りである。
本発明の積層体は、少なくとも加工基板と加工基板を支持するためのガラス基板とを備える積層体であって、ガラス基板が上記のガラス基板であることを特徴とする。ここで、本発明の積層体の技術的特徴（好適な構成、効果）は、本発明のガラス基板の技術的特徴と重複する。よって、本明細書では、その重複部分について、詳細な記載を省略する。
本発明の積層体は、加工基板とガラス基板の間に、接着層を有することが好ましい。接着層は、樹脂であることが好ましく、例えば、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂（特に紫外線硬化樹脂）等が好ましい。また半導体パッケージの製造工程における熱処理に耐える耐熱性を有するものが好ましい。これにより、半導体パッケージの製造工程で接着層が融解し難くなり、加工処理の精度を高めることができる。なお、加工基板とガラス基板を容易に固定するため、紫外線硬化型テープを接着層として使用することもできる。
本発明の積層体は、更に加工基板とガラス基板の間に、より具体的には加工基板と接着層の間に、剥離層を有することが好ましい。このようにすれば、加工基板に対して、所定の加工処理を行った後に、加工基板をガラス基板から剥離し易くなる。加工基板の剥離は、生産性の観点から、レーザー光等の照射光により行うことが好ましい。レーザー光源として、ＹＡＧレーザー（波長１０６４ｎｍ）、半導体レーザー（波長７８０〜１３００ｎｍ）等の赤外光レーザー光源を用いることができる。また、剥離層には赤外線レーザーを照射することで分解する樹脂を使用することができる。また、赤外線を効率よく吸収し、熱に変換する物質を樹脂に添加することもできる。例えば、カーボンブラック、グラファイト粉、微粒子金属粉末、染料、顔料等を樹脂に添加することもできる。
剥離層は、レーザー光等の照射光により「層内剥離」又は「界面剥離」が生じる材料で構成される。つまり一定の強度の光を照射すると、原子又は分子における原子間又は分子間の結合力が消失又は減少して、アブレーション（ａｂｌａｔｉｏｎ）等を生じ、剥離を生じさせる材料で構成される。なお、照射光の照射により、剥離層に含まれる成分が気体となって放出されて分離に至る場合と、剥離層が光を吸収して気体になり、その蒸気が放出されて分離に至る場合とがある。
本発明の積層体において、ガラス基板は、加工基板よりも大きいことが好ましい。これにより、加工基板とガラス基板を支持する際に、両者の中心位置が僅かに離間した場合でも、ガラス基板から加工基板の縁部が食み出し難くなる。
本発明のガラス基板を用いた半導体パッケージの製造方法は、少なくとも加工基板と加工基板を支持するためのガラス基板とを備える積層体を用意する工程を有する。少なくとも加工基板と加工基板を支持するためのガラス基板とを備える積層体は、上記の材料構成を有している。なお、ガラス基板の成形方法として、上記成形方法を採択することができる。
上記半導体パッケージの製造方法は、更に積層体を搬送する工程を有することが好ましい。これにより、加工処理の処理効率を高めることができる。なお、「積層体を搬送する工程」と「加工基板に対して、加工処理を行う工程」とは、別途に行う必要はなく、同時であってもよい。
上記半導体パッケージの製造方法において、加工処理は、加工基板の一方の表面に配線する処理、或いは加工基板の一方の表面に半田バンプを形成する処理が好ましい。上記半導体パッケージの製造方法では、これらの処理時に加工基板が寸法変化し難いため、これらの工程を適正に行うことができる。
加工処理として、上記以外にも、加工基板の一方の表面（通常、ガラス基板とは反対側の表面）を機械的に研磨する処理、加工基板の一方の表面（通常、ガラス基板とは反対側の表面）をドライエッチングする処理、加工基板の一方の表面（通常、ガラス基板とは反対側の表面）をウェットエッチングする処理の何れかであってもよい。なお、本発明の半導体パッケージの製造方法では、加工基板に反りが発生し難いと共に、積層体の剛性を維持することができる。結果として、上記加工処理を適正に行うことができる。
図面を参酌しながら、本発明を更に説明する。
図１は、本発明の積層体１の一例を示す概念斜視図である。図１では、積層体１は、ガラス基板１０と加工基板１１とを備えている。ガラス基板１０は、加工基板１１の寸法変化、特に反り変形を防止するために、加工基板１１に貼着されている。ガラス基板１０と加工基板１１との間には、剥離層１２と接着層１３が配置されている。剥離層１２は、ガラス基板１０と接触しており、接着層１３は、加工基板１１と接触している。
図１から分かるように、積層体１は、ガラス基板１０、剥離層１２、接着層１３、加工基板１１の順に積層配置されている。ガラス基板１０の形状は、加工基板１１に応じて決定されるが、図１では、ガラス基板１０及び加工基板１１の形状は、何れも略円板形状である。剥離層１２は、例えばレーザーを照射することで分解する樹脂を使用することができる。また、レーザー光を効率よく吸収し、熱に変換する物質を樹脂に添加することもできる。たとえば、カーボンブラック、グラファイト粉、微粒子金属粉末、染料、顔料などである。剥離層１２は、プラズマＣＶＤや、ゾル−ゲル法によるスピンコート等により形成される。接着層１３は、樹脂で構成されており、例えば、各種印刷法、インクジェット法、スピンコート法、ロールコート法等により塗布形成される。また、紫外線硬化型テープも使用可能である。接着層１３は、剥離層１２により加工基板１１からガラス基板１０が剥離された後、溶剤等により溶解除去される。紫外線硬化型テープは、紫外線を照射した後、剥離用テープにより除去可能である。
図２は、ｆａｎ ｏｕｔ型のＷＬＰの製造工程を示す概念断面図である。図２（ａ）は、支持部材２０の一方の表面上に接着層２１を形成した状態を示している。必要に応じて、支持部材２０と接着層２１の間に剥離層を形成してもよい。次に、図２（ｂ）に示すように、接着層２１の上に複数の半導体チップ２２を貼付する。その際、半導体チップ２２のアクティブ側の面を接着層２１に接触させる。次に、図２（ｃ）に示すように、半導体チップ２２を樹脂の封止材２３でモールドする。封止材２３は、圧縮成形後の寸法変化、配線を成形する際の寸法変化が少ない材料が使用される。続いて、図２（ｄ）、（ｅ）に示すように、支持部材２０から半導体チップ２２がモールドされた加工基板２４を分離した後、接着層２５を介して、ガラス基板２６と接着固定させる。その際、加工基板２４の表面の内、半導体チップ２２が埋め込まれた側の表面とは反対側の表面がガラス基板２６側に配置される。このようにして、積層体２７を得ることができる。なお、必要に応じて、接着層２５とガラス基板２６の間に剥離層を形成してもよい。更に、得られた積層体２７を搬送した後に、図２（ｆ）に示すように、加工基板２４の半導体チップ２２が埋め込まれた側の表面に配線２８を形成した後、複数の半田バンプ２９を形成する。最後に、ガラス基板２６から加工基板２４を分離した後に、加工基板２４を半導体チップ２２毎に切断し、後のパッケージング工程に供される（図２（ｇ））。
以下、本発明を実施例に基づいて説明する。なお、以下の実施例は単なる例示である。本発明は、以下の実施例に何ら限定されない。
ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ６５．２％、Ａｌ２Ｏ３ ８％、Ｂ２Ｏ３ １０．５％、Ｎａ２Ｏ １１．５％、ＣａＯ ３．４％、ＺｎＯ １％、ＳｎＯ２ ０．３％、Ｓｂ２Ｏ３ ０．１％になるように、ガラス原料を調合した後、ガラス溶融炉に投入して１５００〜１６００℃で溶融し、次いで溶融ガラスをオーバーフローダウンドロー成形装置に供給し、板厚が０．７ｍｍになるように成形した。
次に、得られたガラス原板をウエハ形状にくり抜いて、ガラス基板を得ると共に、このガラス基板の表面を研磨装置で研磨処理することにより、ガラス基板の全体板厚偏差を低減した。具体的には、ガラス基板の両表面を外径が相違する一対の研磨パットで挟み込み、ガラス基板と一対の研磨パッドを共に回転させながらガラス基板の両表面を研磨処理した。研磨処理の際、時折、ガラス基板の一部が研磨パッドから食み出すように制御した。なお、研磨パッドはウレタン製、研磨処理の際に使用した研磨スラリーの平均粒径は２．５μｍ、研磨速度は１５ｍ／分であった。
続いて、波長３４９μｍの半導体レーザー（レーザー出力：５０ｍＷ、パルス幅：数ｎｓ）をガラス基板の深さ３０μｍの地点に照射して、サーマルショックによりガラス基板の表面に対して、複数のドットからなる情報識別部を形成した。ここで、ドットの中心間隔を２５μｍ、ドットの直径を３μｍとし、ドットは内部から表層まで伸びるクラックにより構成されている。図３は、この情報識別部を示す顕微鏡写真であり、写真内の黒点がドットである。なお、この情報識別部はＣＣＤカメラ等の光学素子で識別可能であり、またドット間を連結するクラックの発生は認められなかった。
最後に、得られたガラス基板について、全体板厚偏差と反り量を測定したところ、全体板厚偏差が０．５５μｍであり、反り量が３０μｍであった。
まず、表１に記載の試料Ｎｏ．１〜７のガラス組成になるように、ガラス原料を調合した後、ガラス溶融炉に投入して１５００〜１６００℃で溶融し、次いで溶融ガラスをオーバーフローダウンドロー成形装置に供給し、板厚が０．８ｍｍになるようにそれぞれ成形した。次に、［実施例１］と同様の条件にて、ガラス原板をウエハ形状にくり抜いた後、得られたガラス基板の表面を研磨装置で研磨処理することにより、ガラス基板の全体板厚偏差を低減し、更に半導体レーザーによりガラス基板に情報識別部を形成した。得られた各ガラス基板について、３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数α３０〜３８０、密度ρ、歪点Ｐｓ、アニール点Ｔａ、軟化点Ｔｓ、高温粘度１０４．０ｄＰａ・ｓにおける温度、高温粘度１０３．０ｄＰａ・ｓにおける温度、高温粘度１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度、高温粘度１０２．０ｄＰａ・ｓにおける温度、液相温度ＴＬ及びヤング率Ｅを評価した。なお、切断後の各ガラス基板について、全体板厚偏差と反り量を測定したところ、全体板厚偏差がそれぞれ３μｍであり、反り量がそれぞれ７０μｍであったが、情報識別部を形成した後の各ガラス基板について、全体板厚偏差と反り量を測定したところ、全体板厚偏差がそれぞれ０．４５μｍであり、反り量がそれぞれ３５μｍであった。
３０〜３８０℃の温度範囲における平均熱膨張係数α３０〜３８０は、ディラトメーターで測定した値である。
密度ρは、周知のアルキメデス法によって測定した値である。
歪点Ｐｓ、アニール点Ｔａ、軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭ Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値である。
高温粘度１０４．０ｄＰａ・ｓ、１０３．０ｄＰａ・ｓ、１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、白金球引き上げ法で測定した値である。
液相温度ＴＬは、標準篩３０メッシュ（５００μｍ）を通過し、５０メッシュ（３００μｍ）に残るガラス粉末を白金ボートに入れて、温度勾配炉中に２４時間保持した後、結晶が析出する温度を顕微鏡観察にて測定した値である。
ヤング率Ｅは、共振法により測定した値を指す。
１０、２７ 積層体
１１、２６ ガラス基板
１２、２４ 加工基板
１３ 剥離層
１４、２１、２５ 接着層
２０ 支持部材
２２ 半導体チップ
２３ 封止材
２８ 配線
２９ 半田バンプ

Claims (10)

  1. 全体板厚偏差が２．０μｍ未満であり、複数のドットからなる情報識別部を有し、且つ該ドットがレーザー照射によるサーマルショックで形成されてなり、且つ該ドットが内部から表層に向かって伸びる深さ５〜７０μｍのクラックにより形成されていることを特徴とすることを特徴とするガラス基板。
  2. 隣り合うドットの中心間隔が１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板。
  3. ドットの直径が０．５〜１０μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のガラス基板。
  4. 反り量が６０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のガラス基板。
  5. 表面の全部又は一部が研磨面であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載のガラス基板。
  6. オーバーフローダウンドロー法により成形されてなることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載のガラス基板。
  7. 外形がウエハ形状であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載のガラス基板。
  8. 半導体パッケージの製造工程で加工基板の支持に用いることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載のガラス基板。
  9. 少なくとも加工基板と加工基板を支持するためのガラス基板とを備える積層体であって、ガラス基板が請求項１〜８の何れかに記載のガラス基板であることを特徴とする積層体。
  10. 加工基板が、少なくとも封止材でモールドされた半導体チップを備えることを特徴とする請求項９に記載の積層体。
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