JP7004234B2 - 支持結晶化ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、支持結晶化ガラス基板の製造方法に関し、具体的には、半導体パッケージの製造工程で加工基板を支持するための支持結晶化ガラス基板の製造方法に関する。

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℃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。

このような事情から、加工基板の寸法変化を抑制するために、加工基板を支持するためにガラス基板を用いることが検討されている（特許文献１参照）。

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、支持基板としてガラス基板を用いると、加工基板を強固、且つ正確に支持することが可能になる。またガラス基板は、紫外光、赤外光等の光を透過し易い。よって、支持基板としてガラス基板を用い、紫外線硬化型接着剤等により接着層等を設けると、加工基板とガラス基板を容易に固定することができる。更に、赤外線を吸収する剥離層等を設けると、加工基板とガラス基板を容易に分離することもできる。また、別の方式として、紫外線硬化型テープ等により接着層等を設けると、加工基板とガラス基板を容易に固定、分離することができる。

特開２０１５－７８１１３号公報

ところで、加工基板とガラス基板の熱膨張係数が不整合であると、加工処理時に加工基板の寸法変化（特に、反り変形）が生じ易くなる。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。よって、加工基板とガラス基板の熱膨張係数を厳密に整合させることが重要になる。

従来、ガラス基板のガラス組成を調整することにより、ガラス基板の熱膨張係数を加工基板の熱膨張係数に整合させていた。

しかし、熱膨張係数が異なる加工基板が多数ある場合には、その数に応じて、ガラス基板のガラス組成を設計して、熱膨張係数を整合させる必要があり、結果としてガラス基板の製造コストが高騰してしまう。

また、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、加工基板の熱膨張係数が高くなるが、この場合、ガラス基板のガラス組成中にアルカリ金属酸化物を２５質量％程度導入して、ガラス基板の熱膨張係数を上昇させる必要がある。

しかし、ガラス基板のガラス組成中にアルカリ金属酸化物を過剰に導入すると、ガラス基板からアルカリ溶出量が多くなる。結果として、半導体パッケージの製造工程において、薬液を使用する工程（例えば、支持ガラス基板をリサイクルする際に、支持ガラス基板の表面に付着した樹脂等を薬液除去する工程）を通過させ難くなる。

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、簡便な手法により、成形後の支持基板の熱膨張係数を調整し得ると共に、支持基板のアルカリ溶出量を低減し得る方法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、ガラス基板を熱処理して、ガラスマトリクス中に特定の高膨張結晶を析出させた結晶化ガラス基板を得ることにより、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、本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、加工基板を支持するための支持結晶化ガラス基板の製造方法において、溶融ガラスを成形してガラス基板を得る成形工程と、該ガラス基板を熱処理して、二珪酸リチウム、α－クリストバライト、α－クォーツの内、一種又は二種以上が析出した支持結晶化ガラス基板を得る熱処理工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、ガラス基板を熱処理して、支持結晶化ガラス基板を得ることを特徴とする。このようにすれば、熱処理条件の変更により、支持結晶化ガラス基板の析出結晶の種類、量を調整することができる。結果として、支持結晶化ガラス基板の熱膨張係数の調整が容易になるため、加工基板の多品種化に適正に対応することができる。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、熱処理工程により、高膨張結晶、つまり二珪酸リチウム、α－クリストバライト、α－クォーツの内、一種又は二種以上を析出させた支持結晶化ガラス基板を得ることを特徴とする。ガラスマトリクス中にこれらの結晶を析出させると、熱膨張係数を高めるために、組成中にアルカリ金属酸化物を過剰に導入する必要がなくなる。その結果、支持結晶化ガラス基板のアルカリ溶出量を低減することが可能になる。更に、これらの結晶を析出させると、結晶化前の結晶性ガラスの時に比べて、ヤング率が向上する。なお、結晶化ガラス基板は、ガラス基板と同様にして、表面を平滑化し易く、光透過性を付与することが可能である。

また、本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、結晶化ガラス基板の主結晶（析出量が最も多い結晶）が二珪酸リチウムであることが好ましい。

また、本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、加工基板の熱膨張係数に整合するように、ガラス基板を熱処理して、支持結晶化ガラス基板の結晶化度を変化させることが好ましい。ここで、「結晶化度」は、粉末法によりＸ線回折装置（リガク製ＲＩＮＴ－２１００）で評価することができる。具体的には、非晶質の質量に相当するハローの面積と、結晶の質量に相当するピークの面積とをそれぞれ算出した後、［ピークの面積］×１００／［ピークの面積＋ハローの面積］（％）の式により求めることができる。

また、本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、加工基板の熱膨張係数に整合するように、ガラス基板を熱処理して、支持結晶化ガラス基板中のα－クリストバライト及び／又はα－クォーツの析出割合を変化させることが好ましい。

また、本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、支持結晶化ガラス基板の３０～３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数が６ｐｐｍ／℃超であり、且つ１９．５ｐｐｍ／℃以下であることが好ましい。このようにすれば、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に、加工基板と支持結晶化ガラス基板の熱膨張係数が整合し易くなる。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）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。ここで、「３０～３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数」は、ディラトメーターで測定可能である。

また、本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、支持結晶化ガラス基板が、組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ５０～８５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０．１～１５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０～１０％、Ｐ_２Ｏ_５ ０～１５％、Ｌｉ_２Ｏ ２～２０％、Ｎａ_２Ｏ ０～１０％、Ｋ_２Ｏ ０～７％、ＭｇＯ ０～１０％、ＣａＯ ０～５％、ＳｒＯ ０～５％、ＢａＯ ０～５％、ＺｎＯ ０～５％、ＺｒＯ_２ ０～１０％を含有することが好ましい。

また、本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、ガラス基板の板厚が０．４ｍｍ以上、且つ２ｍｍ未満になるように、溶融ガラスを成形することが好ましい。

また、本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、熱処理工程後に、支持結晶化ガラス基板の表面を研磨して、全体板厚偏差を５μｍ以下に低減する研磨工程を備えることが好ましい。ここで、「全体板厚偏差」は、支持結晶化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。

また、本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、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。

また、本発明の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支持結晶化ガラス基板とを備える積層体を作製する積層工程と、積層体中の加工基板に対して、加工処理を行う加工処理工程と、を備えると共に、支持結晶化ガラス基板が、上記の支持結晶化ガラス基板の製造方法により作製されていることが好ましい。

また、本発明の半導体パッケージの製造方法は、加工処理が、加工基板の一方の表面に配線する処理を含むことが好ましい。

また、本発明の半導体パッケージの製造方法は、加工処理が、加工基板の一方の表面に半田バンプを形成する処理を含むことが好ましい。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、加工基板を支持するための支持結晶化ガラス基板の製造方法において、溶融ガラスを成形してガラス基板を得る成形工程と、加工基板の熱膨張係数に整合するように、該ガラス基板を熱処理して、支持結晶化ガラス基板の結晶化度を変化させる熱処理工程と、を備えることを特徴とする。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、加工基板を支持するための支持結晶化ガラス基板の製造方法において、溶融ガラスを成形してガラス基板を得る成形工程と、加工基板の熱膨張係数に整合するように、該ガラス基板を熱処理して、支持結晶化ガラス基板の析出結晶の割合を変化させる熱処理工程と、を備えることを特徴とする。

本発明に係る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。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、溶融ガラスを成形してガラス基板を得る成形工程を有する。成形方法として、種々の方法を採択することができる。例えば、スロットダウン法、ロールアウト法、リドロー法、フロート法、インゴット成型法等を採択することができる。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、ガラス基板を熱処理して、二珪酸リチウム、α－クリストバライト、α－クォーツの内、一種又は二種以上が析出した支持結晶化ガラス基板を得る熱処理工程を有しており、ガラス基板を熱処理して、主結晶として二珪酸リチウムが析出した支持結晶化ガラス基板を得ることが好ましい。これらの結晶、特に二珪酸リチウムが析出すると、アルカリ溶出量を低減しつつ、支持結晶化ガラス基板のヤング率と熱膨張係数を高めることができる。特に、二珪酸リチウムは、結晶粒子のサイズが微細化し易いため、研磨処理により全体板厚偏差を低減する上で有利であり、また透明性を確保する上でも有利である。一方、本発明の支持結晶化ガラス基板は、β－ユークリプタイト、β－スポジュメン、β－クリストバライト、β－クォーツ及びこれらの固溶体が析出していないことが好ましい。このようにすれば、支持結晶化ガラス基板の熱膨張係数が不当に低下する事態を回避することができる。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、加工基板の熱膨張係数に整合するように、ガラス基板を熱処理して、支持結晶化ガラス基板の結晶化度を変化させることが好ましい。このようにすれば、結晶化度の制御により、同一ロットのガラス基板から熱膨張係数が異なる支持結晶化ガラス基板を作製し得る、つまり加工基板の熱膨張係数に応じて、支持結晶化ガラス基板の熱膨張係数を調整することができる。結果として、ガラス基板の品種を増加させることなく、支持結晶化ガラス基板の熱膨張係数を種々の加工基板の熱膨張係数に厳密に整合させることができる。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、加工基板の熱膨張係数に整合するように、ガラス基板を熱処理して、支持結晶化ガラス基板中のα－クリストバライト及び／又はα－クォーツの析出割合を変化させることが好ましい。このようにすれば、α－クリストバライト及び／又はα－クォーツの析出割合の制御により、同一ロットのガラス基板から熱膨張係数が異なる支持結晶化ガラス基板を作製し得る、つまり加工基板の熱膨張係数に応じて、支持結晶化ガラス基板の熱膨張係数を調整することができる。結果として、ガラス基板の品種を増加させることなく、支持結晶化ガラス基板の熱膨張係数を種々の加工基板の熱膨張係数に厳密に整合させることができる。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法において、熱処理工程は、ガラスマトリクス中に結晶核を生成し、更に生成した結晶を成長させる工程である。結晶核を形成させるための熱処理温度は５３０～６２０℃、特に５５０～６００℃が好ましく、熱処理時間は１０～１５０分間、特に３０～９０分間が好ましい。また結晶を成長させるための熱処理温度は７３０～８２０℃、特に７５０～８００℃が好ましく、熱処理時間は１０～１２０分間、特に３０～９０分間が好ましい。熱処理温度と熱処理時間が上記範囲外になると、支持結晶化ガラス基板の熱膨張係数を制御し難くなる。

本発明に係る支持結晶化ガラス基板の３０～３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数は、好ましくは６ｐｐｍ／℃超、且つ１９．５ｐｐｍ／℃以下、より好ましくは８ｐｐｍ／℃超、且つ１８ｐｐｍ／℃以下、更に好ましくは１０ｐｐｍ／℃以上、且つ１６ｐｐｍ／℃以下、特に好ましくは１１ｐｐｍ／℃以上、且つ１５ｐｐｍ／℃以下である。３０～３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数が上記範囲外になると、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に、加工基板と支持結晶化ガラス基板の熱膨張係数が整合し難くなる。そして、両者の熱膨張係数が不整合になると、加工処理時に加工基板の寸法変化（特に、反り）が生じ易くなる。

本発明に係る支持結晶化ガラス基板のヤング率は、好ましくは８０ＧＰａ以上、８５ＧＰａ以上、９０ＧＰａ以上、９５ＧＰａ以上、９８ＧＰａ以上、特に１００～１５０ＧＰａである。ヤング率が低過ぎると、積層体全体の剛性が低下して、加工基板の変形、反り、破損が発生し易くなる。

本発明に係る支持結晶化ガラス基板は、組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ５０～８５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０．１～１５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０～１０％、Ｐ_２Ｏ_５ ０～１５％、Ｌｉ_２Ｏ ２～２０％、Ｎａ_２Ｏ ０～１０％、Ｋ_２Ｏ ０～７％、ＭｇＯ ０～１０％、ＣａＯ ０～５％、ＳｒＯ ０～５％、ＢａＯ ０～５％、ＺｎＯ ０～５％、ＺｒＯ_２ ０～１０％を含有することが好ましい。上記のように各成分の含有量を限定した理由を以下に示す。なお、各成分の含有量の説明において、％表示は、特に断りがある場合を除き、質量％を表す。

ＳｉＯ_２は、ヤング率と耐候性を高める成分であり、また二珪酸リチウム、α－クリストバライト、α－クォーツ等を析出させるための成分である。しかし、ＳｉＯ_２の含有量が多過ぎると、高温粘度が高くなり、溶融性、成形性が低下し易くなる。よって、ＳｉＯ_２の含有量は、好ましくは５０～８５％、６０～８２％、６５～８０％、６８～７９％、特に７０～７８％である。

Ａｌ_２Ｏ_３は、ヤング率を高める成分であると共に、分相、失透を抑制する成分である。しかし、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、相転移によりβ－スポジュメン等の低膨張結晶が析出し易くなり、また高温粘度が高くなり、溶融性、成形性が低下し易くなる。よって、Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０．１～１５％、０．５～１０％、１～９％、２～８％、特に４～７％である。

Ｂ_２Ｏ_３は、溶融性、耐失透性を高める成分である。しかし、Ｂ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、ヤング率、耐候性が低下し易くなる。よって、Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０～１０％、０～７％、０～５％、０～３％、特に０～１％未満である。

Ｐ_２Ｏ_５は、結晶核を生成させるための成分である。しかし、Ｐ_２Ｏ_５を多量に導入すると、ガラスが分相し易くなる。よって、Ｐ_２Ｏ_５の含有量は、好ましくは０～１５％、０．１～１２％、１～８％、特に１．５～４％である。

Ｌｉ_２Ｏは、ヤング率や熱膨張係数を高める成分であり、また高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高める成分であり、更に二珪酸リチウム等を析出させるための成分である。しかし、Ｌｉ_２Ｏの含有量が多過ぎると、アルカリ溶出量が多くなり易い。よって、Ｌｉ_２Ｏの含有量は、好ましくは２～２０％、４～１７％、５～１５％、特に６～１２％である。

Ｎａ_２Ｏは、熱膨張係数を高める成分であり、また高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高める成分である。また、ガラス原料の初期の溶融に寄与する成分である。しかし、Ｎａ_２Ｏの含有量が多過ぎると、アルカリ溶出量が多くなり易い。よって、Ｎａ_２Ｏの含有量は、好ましくは０～１０％、０～５％、０～３％、特に０～１％未満である。

Ｋ_２Ｏは、熱膨張係数を高める成分であり、また高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高める共に、析出結晶の粗大化を抑制する成分である。しかし、Ｋ_２Ｏの含有量が多過ぎると、アルカリ溶出量が多くなり易い。よって、Ｋ_２Ｏの含有量は、好ましくは０～７％、０～６％、０．１～５％、０．５～３％、特に１～２％である。なお、析出結晶が粗大化すると、研磨処理により全体板厚偏差を低減し難くなる。

ＭｇＯは、ヤング率を高めると共に、高温粘性を下げて、溶融性を高める成分である。しかし、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、成形時にガラスが失透し易くなる。よって、ＭｇＯの含有量は、好ましくは０～１０％、０～７％、０．１～４％、特に０．３～２％である。

ＣａＯは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高める成分である。またアルカリ土類金属酸化物の中では、導入原料が比較的安価であるため、バッチコストを低廉化する成分であるが、その含有量が多過ぎると、成形時にガラスが失透し易くなる。よって、ＣａＯの含有量は、好ましくは０～５％、０～３％、０～１％、特に０～０．５％である。

ＳｒＯは、分相を抑制する成分であり、また析出結晶の粗大化を抑制する成分であるが、その含有量が多過ぎると、熱処理により結晶を析出させることが困難になる。よって、ＳｒＯの含有量は、好ましくは０～５％、０．１～４％、０．５～３％、特に１～２％である。

ＢａＯは、析出結晶の粗大化を抑制する成分であるが、その含有量が多過ぎると、熱処理により結晶を析出させることが困難になる。よって、ＢａＯの含有量は、好ましくは０～５％、０～４％、０．１～３％、特に０．５～２％である。

ＺｎＯは、高温粘性を下げて、溶融性を顕著に高める成分であると共に、析出結晶の粗大化を抑制する成分である。しかし、ＺｎＯの含有量が多過ぎると、成形時にガラスが失透し易くなる。よって、ＺｎＯの含有量は、好ましくは０～５％、０～３％、０．１～２％、特に０．２～１％である。

ＺｒＯ_２は、ヤング率と耐候性を高める成分であり、また結晶核を生成させるための成分である。しかし、ＺｒＯ_２を多量に導入すると、ガラスが失透し易くなり、また導入原料が難溶解性であるため、未熔解の異物が結晶化ガラス基板内に混入する虞がある。よって、ＺｒＯ_２の含有量は、好ましくは０～１０％、０．１～９％、１～８％、２～７％、特に３～６％である。

上記成分以外にも、任意成分として、他の成分を導入してもよい。なお、上記成分以外の他の成分の含有量は、本発明の効果を的確に享受する観点から、合量で１０％以下、特に５％以下が好ましい。

ＴｉＯ_２は、結晶核を生成させるための成分であり、また耐候性、ヤング率を改善する成分である。しかし、ＴｉＯ_２を多量に導入すると、ガラスが着色し、透過率が低下し易くなる。よって、ＴｉＯ_２の含有量は、好ましくは０～５％、０～３％、特に０～１％未満である。

Ｙ_２Ｏ_３は、ガラスのヤング率を高める成分である。しかし、Ｙ_２Ｏ_３は、結晶成長を抑制する効果も有する。よって、Ｙ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０～５％、０～３％、特に０～１％未満である。

Ｆｅ_２Ｏ_３は、不純物として混入する成分、或いは清澄剤成分として導入し得る成分である。しかし、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、紫外線透過率が低下する虞がある。すなわち、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量が多過ぎると、接着層、剥離層を介して、加工基板と支持結晶化ガラス基板の接着と脱着を適正に行うことが困難になる。よって、Ｆｅ_２Ｏ_３の含有量は、好ましくは０．０５％以下、０．０３％以下、特に０．０２％以下である。なお、本発明でいう「Ｆｅ_２Ｏ_３」は、２価の酸化鉄と３価の酸化鉄を含み、２価の酸化鉄は、Ｆｅ_２Ｏ_３に換算して、取り扱うものとする。他の多価酸化物についても、同様にして、表記の酸化物を基準にして取り扱うものとする。

Ｎｂ_２Ｏ_５、Ｌａ_２Ｏ_３には、歪点、ヤング率等を高める働きがある。しかし、これらの成分の含有量が各々５％、特に１％より多いと、バッチコストが高騰する虞がある。

清澄剤として、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３が有効に作用するが、環境的観点で言えば、この成分を極力低減することが好ましい。Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３の含有量は、それぞれ１％以下、０．５％以下、特に０．１％以下が好ましく、実質的に含有させないことが望ましい。ここで、「実質的に～を含有しない」とは、組成中の明示の成分の含有量が０．０５％未満の場合を指す。

ＳｎＯ_２は、高温域で良好な清澄作用を有する成分であり、また高温粘性を低下させる成分である。ＳｎＯ_２の含有量は、好ましくは０～１％、０．０１～１％、特に０．０５～０．５％である。ＳｎＯ_２の含有量が多過ぎると、Ｓｎ系の異種結晶が析出し易くなる。なお、ＳｎＯ_２の含有量が少な過ぎると、上記効果を享受し難くなる。

清澄剤として、ガラス特性が損なわれない限り、Ｆ、Ｃｌ、ＳＯ_３、Ｃ、或いはＡｌ、Ｓｉ等の金属粉末を各々３％程度まで導入してもよい。また、ＣｅＯ_２等も２％程度まで導入し得るが、紫外線透過率の低下に留意する必要がある。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、ガラス基板の板厚が０．４ｍｍ以上、且つ２ｍｍ未満になるように、溶融ガラスを成形することが好ましい。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。よって、支持結晶化ガラス基板の板厚は、好ましくは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。一方、板厚が薄過ぎると、支持結晶化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、支持結晶化ガラス基板の板厚は、好ましくは０．５ｍｍ以上、０．６ｍｍ以上、特に０．７ｍｍ超である。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、支持結晶化ガラス基板の反り量が６０μｍ以下、５５μｍ以下、５０μｍ以下、１～４５μｍ、特に５～４０μｍになるように、ガラス基板を熱処理することが好ましく、また反り量を低減するために、複数のガラス基板を積層させて熱処理を行うことが好ましい。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。なお、「反り量」は、支持結晶化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。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、支持結晶化ガラス基板を略円板状又はウエハ状に切り抜く工程を有するが好ましく、その直径は１００ｍｍ以上５００ｍｍ以下、特に１５０ｍｍ以上４５０ｍｍ以下が好ましく、その真円度（但し、ノッチ部を除く）は１ｍｍ以下、０．１ｍｍ以下、０．０５ｍｍ以下、特に０．０３ｍｍ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。なお、「真円度」は、ウエハの外形の最大値から最小値を減じた値である。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、熱処理工程後に、支持結晶化ガラス基板の表面を研磨して、全体板厚偏差を５μｍ以下、４μｍ以下、３μｍ以下、２μｍ以下、１μｍ以下、特に０．１～１μｍ未満に低減する研磨工程を備えることが好ましい。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。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、熱処理後に、支持結晶化ガラス基板にノッチ部（ノッチ形状の位置合わせ部）を形成する工程を有することが好ましく、ノッチ部の深部は平面視で略円形状又は略Ｖ溝形状であることがより好ましい。これにより、支持結晶化ガラス基板のノッチ部に位置決めピン等の位置決め部材を当接させて、支持結晶化ガラス基板を位置固定し易くなる。結果として、支持結晶化ガラス基板と加工基板の位置合わせが容易になる。特に、加工基板にもノッチ部を形成して、位置決め部材を当接させると、積層体全体の位置合わせが容易になる。

支持結晶化ガラス基板のノッチ部に位置決め部材を当接すると、ノッチ部に応力が集中し易くなり、ノッチ部を起点にして、支持結晶化ガラス基板が破損し易くなる。特に、支持結晶化ガラス基板が外力により湾曲した時に、その傾向が顕著になる。よって、本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、ノッチ部の表面と端面とが交差する端縁領域の全部又は一部が面取りする工程を有することが好ましい。これにより、ノッチ部を起点にした破損を有効に回避することができる。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、ノッチ部の表面と端面とが交差する端縁領域の全部又は一部を面取りすることが好ましく、ノッチ部の表面と端面とが交差する端縁領域の５０％以上を面取りすることが更に好ましく、ノッチ部の表面と端面とが交差する端縁領域の９０％以上を面取りすることが特に好ましく、ノッチ部の表面と端面とが交差する端縁領域の全部を面取りすることが最も好ましい。ノッチ部において面取りされている領域が大きい程、ノッチ部を起点にした破損の確率を低減することができる。

ノッチ部のおもて面方向の面取り幅（裏面方向の面取り幅も同様）は、好ましくは５０～９００μｍ、２００～８００μｍ、３００～７００μｍ、４００～６５０μｍ、特に５００～６００μｍである。ノッチ部の表面方向の面取り幅が小さ過ぎると、ノッチ部を起点にして、支持結晶化ガラス基板が破損し易くなる。一方、ノッチ部のおもて面方向の面取り幅が大き過ぎると、面取り効率が低下して、支持結晶化ガラス基板の製造コストが高騰し易くなる。

ノッチ部の板厚方向の面取り幅（おもて面と裏面の面取り幅の合計）は、好ましくは板厚の５～８０％、２０～７５％、３０～７０％、３５～６５％、特に４０～６０％である。ノッチ部の板厚方向の面取り幅が小さ過ぎると、ノッチ部を起点にして、支持結晶化ガラス基板が破損し易くなる。一方、ノッチ部の板厚方向の面取り幅が大き過ぎると、外力がノッチ部の端面に集中し易くなり、ノッチ部の端面を起点にして、支持結晶化ガラス基板が破損し易くなる。

本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、イオン交換処理工程を設けないことが好ましい。イオン交換処理を行うと、支持結晶化ガラス基板の製造コストが高騰するが、イオン交換処理を行わなければ、支持結晶化ガラス基板の製造コストを低下させることが可能になる。更にイオン交換処理を行うと、支持結晶化ガラス基板の全体板厚偏差を低減し難くなるが、イオン交換処理を行わなければ、そのような不具合を解消することができる。

また、本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、加工基板を支持するための支持結晶化ガラス基板の製造方法において、溶融ガラスを成形してガラス基板を得る成形工程と、加工基板の熱膨張係数に整合するように、該ガラス基板を熱処理して、支持結晶化ガラス基板の結晶化度を変化させる熱処理工程と、を備えることを特徴とするが、この技術的特徴は、既述であるため、詳細な説明を省略する。また、本発明の支持結晶化ガラス基板の製造方法は、加工基板を支持するための支持結晶化ガラス基板の製造方法において、溶融ガラスを成形してガラス基板を得る成形工程と、加工基板の熱膨張係数に整合するように、該ガラス基板を熱処理して、支持結晶化ガラス基板の析出結晶の割合を変化させる熱処理工程と、を備えることを特徴とするが、この技術的特徴は、既述であるため、詳細な説明を省略する。

本発明の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支持結晶化ガラス基板とを備える積層体を作製する積層工程と、積層体中の加工基板に対して、加工処理を行う加工処理工程と、を備えると共に、支持結晶化ガラス基板が、上記の支持結晶化ガラス基板の製造方法により作製されていることが好ましい。

本発明に係る積層体は、加工基板と支持結晶化ガラス基板の間に、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、加工基板と支持結晶化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。

本発明に係る積層体は、更に加工基板と支持結晶化ガラス基板の間に、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、或いは支持結晶化ガラス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、加工基板を支持結晶化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、赤外線を効率良く吸収し、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ができる。

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。

本発明に係る積層体において、支持結晶化ガラス基板は、加工基板よりも大きいことが好ましい。これにより、加工基板と支持結晶化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、支持結晶化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。

本発明の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。本発明の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、支持結晶化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、支持結晶化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、支持結晶化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、加工基板に寸法変化（特に、反り）が発生し難いと共に、積層体全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、本発明に係る積層体１の一例を示す概念斜視図である。図１では、積層体１は、支持結晶化ガラス基板１０と加工基板１１とを備えている。支持結晶化ガラス基板１０は、加工基板１１の寸法変化を防止するために、加工基板１１に貼着されている。支持結晶化ガラス基板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、支持結晶化ガラス基板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、支持結晶化ガラス基板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。支持結晶化ガラス基板１０の形状は、加工基板１１に応じて決定されるが、図１では、支持結晶化ガラス基板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、レーザー光を効率良く吸収し、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から支持結晶化ガラス基板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、支持結晶化ガラス基板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支持結晶化ガラス基板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と支持結晶化ガラス基板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、支持結晶化ガラス基板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。

表１、２は、試料Ｎｏ．１～１３を示している。

試料Ｎｏ．１のガラス組成が、ＳｉＯ_２ ６０．４質量％、Ａｌ_２Ｏ_３ ８．７質量％、Ｎａ_２Ｏ １３．６質量％、Ｋ_２Ｏ １２．７質量％、ＭｇＯ １．７質量％、ＣａＯ ２．６質量％、ＳｎＯ_２ ０．２質量％になるように，試料Ｎｏ．２～１３のガラス組成が、ＳｉＯ_２ ７５．９質量％、Ａｌ_２Ｏ_３ ４．０質量％、Ｐ_２Ｏ_５ ２．１質量％、Ｌｉ_２Ｏ ９．０質量％、Ｋ_２Ｏ １．３質量％、ＭｇＯ ０．５質量％、ＳｒＯ １．５質量％、ＢａＯ １．０質量％、ＺｎＯ ０．５質量％、ＺｒＯ_２ ４．０質量％、ＳｎＯ_２ ０．２質量％になるように、ガラス原料を調合したガラスバッチを白金坩堝に入れ、１６００℃で４時間溶融した。ガラスバッチの溶解に際しては、白金スターラーを用いて攪拌し、均質化を行った。次いで、溶融ガラスをカーボン板上に流し出し、板状に成形した後、徐冷点より２０℃程度高い温度から、３℃／分で常温まで徐冷した。得られた結晶性ガラス試料について、電気炉を用いた熱処理により、表中に示す温度で表中に示す時間保持して、結晶核を生成させた後、表中に示す温度で表中に示す時間保持して、ガラスマトリクス中に結晶を成長させた。結晶を成長させた後、１℃／分の降温速度で常温まで冷却した。なお、試料Ｎｏ．１については、結晶を析出させるための熱処理処理を行っていない。得られた各試料について、析出結晶、３０～３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数ＣＴＥ_{３０－３８０℃}、３０～３００℃の温度範囲における平均線熱膨張係数ＣＴＥ_{３０－３００℃}、３０～２６０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数ＣＴＥ_{３０－２６０℃}、３０～２２０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数ＣＴＥ_{３０－２２０℃}、アルカリ溶出を評価した。

３０～３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数ＣＴＥ_{３０－３８０℃}、３０～３００℃の温度範囲における平均線熱膨張係数ＣＴＥ_{３０－３００℃}、３０～２６０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数ＣＴＥ_{３０－２６０℃}、３０～２２０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数ＣＴＥ_{３０－２２０℃}は、ディラトメーターで測定した値である。

析出結晶とその割合は、Ｘ線回折装置（リガク製ＲＩＮＴ－２１００）で評価したものである。なお、測定範囲を２θ＝１０～６０°とした。

結晶化度は、粉末法によりＸ線回折装置（リガク製ＲＩＮＴ－２１００）で評価したものである。具体的には、非晶質の質量に相当するハローの面積と、結晶の質量に相当するピークの面積とをそれぞれ算出した後、［ピークの面積］×１００／［ピークの面積＋ハローの面積］（％）の式により求めた値を指す。なお、測定範囲を２θ＝１０～６０°とした。

アルカリ溶出は、ＪＩＳ Ｒ３５０２に基づいて測定したアルカリ溶出量が０．５ｍｇ未満であった場合を「○」、１．５ｍｇ／ｃｍ^２超であった場合を「×」として評価したものである。

表１、２から明らかなように、試料Ｎｏ．２～１３は、平均線熱膨張係数が高く、アルカリ溶出量が少なく、耐候性が良好であった。よって、試料Ｎｏ．２～１３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支持基板として好適であると考えられる。更に、試料Ｎｏ．２～１３は、組成が同じであるが、熱処理条件が異なるため、結晶化度や析出結晶割合が異なっていた。特に熱処理条件が高温、長時間である程、結晶化度が高くなり、析出結晶中のα－クォーツの割合が高くなっていた。その結果、試料Ｎｏ．２～１３は、平均線熱膨張係数が異なっていた。この知見を利用すれば、支持結晶化ガラス基板の熱膨張係数を加工基板の熱膨張係数に厳密に整合させることが可能になると考えられる。

一方、試料Ｎｏ．１は、アルカリ溶出量が多く耐候性が不良であり、また熱処理しても結晶が析出しなかった。

更に、試料Ｎｏ．２～１３（全体板厚偏差：約５．５μｍ）について、φ３００ｍｍ×０．７ｍｍ厚に加工した後、その両表面を研磨装置により研磨処理した。具体的には、各試料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、各試料と一対の研磨パッドを共に回転させながら、各試料の両表面を研磨処理した。研磨処理の際、時折、結晶化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。得られた研磨処理済みの各各試料について、コベルコ科研社製のＳＢＷ－３３１ＭＬ／ｄにより全体板厚偏差と反り量を測定した。その結果、全体板厚偏差は、それぞれ１．０μｍ未満であり、反り量は、それぞれ３５μｍ以下であった。

１、２７ 積層体
１０、２６ 支持結晶化ガラス基板
１１、２４ 加工基板
１２ 剥離層
１３、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 (12)

1. 加工基板を支持するための支持結晶化ガラス基板の製造方法において、
   溶融ガラスを成形してガラス基板を得る成形工程と、該ガラス基板を熱処理して、二珪酸リチウムとα－クォーツが析出した支持結晶化ガラス基板を得る熱処理工程と、を備え、
   支持結晶化ガラス基板が、組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ５０～８５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０．１～１５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０～１０％、Ｐ_２Ｏ_５ ０～１５％、Ｌｉ_２Ｏ ２～１５％、Ｎａ_２Ｏ ０～５％、Ｋ_２Ｏ ０～５％、ＭｇＯ ０～１０％、ＣａＯ ０～５％、ＳｒＯ ０～５％、ＢａＯ ０～５％、ＺｎＯ ０～５％、ＺｒＯ_２ ０～１０％を含有することを特徴とする支持結晶化ガラス基板の製造方法。
2. 結晶化ガラス基板に、β－ユークリプタイト、β－スポジュメン、β－クリストバライト、β－クォーツ及びこれらの固溶体が析出していないことを特徴とする請求項１に記載の支持結晶化ガラス基板の製造方法。
3. 加工基板の熱膨張係数に整合するように、ガラス基板を熱処理して、支持結晶化ガラス基板の結晶化度を変化させることを特徴とする請求項１又は２に記載の支持結晶化ガラス基板の製造方法。
4. 加工基板の熱膨張係数に整合するように、ガラス基板を熱処理して、支持結晶化ガラス基板中のα－クリストバライト及び／又はα－クォーツの析出割合を変化させることを特徴とする請求項１～３の何れかに記載の支持結晶化ガラス基板の製造方法。
5. 支持結晶化ガラス基板の３０～３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数が６ｐｐｍ／℃超であり、且つ１９．５ｐｐｍ／℃以下であることを特徴とする請求項１～４の何れかに記載の支持結晶化ガラス基板の製造方法。
6. 支持結晶化ガラス基板が、組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ７０～７８％、Ａｌ_２Ｏ_３ ０．１～１５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０～１０％、Ｐ_２Ｏ_５ ０～１５％、Ｌｉ_２Ｏ ６～１２％、Ｎａ_２Ｏ ０～５％、Ｋ_２Ｏ ０～５％、ＭｇＯ ０～１０％、ＣａＯ ０～５％、ＳｒＯ ０～５％、ＢａＯ ０～５％、ＺｎＯ ０～５％、ＺｒＯ_２ ０～１０％を含有することを特徴とする請求項１～５の何れかに記載の支持結晶化ガラス基板の製造方法。
7. ガラス基板の板厚が０．４ｍｍ以上、且つ２ｍｍ未満になるように、溶融ガラスを成形することを特徴とする請求項１～６の何れかに記載の支持結晶化ガラス基板の製造方法。
8. 熱処理工程後に、支持結晶化ガラス基板の表面を研磨して、全体板厚偏差を５μｍ以下に低減する研磨工程を備えることを特徴とする請求項１～７の何れかに記載の支持結晶化ガラス基板の製造方法。
9. 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１～８の何れかに記載の支持結晶化ガラス基板の製造方法。
10. 少なくとも加工基板と加工基板を支持するための支持結晶化ガラス基板とを備える積層体を作製する積層工程と、
    積層体中の加工基板に対して、加工処理を行う加工処理工程と、を備えると共に、
    支持結晶化ガラス基板が、請求項１～９の何れかに記載の支持結晶化ガラス基板の製造方法により作製されていることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
11. 加工処理が、加工基板の一方の表面に配線する処理を含むことを特徴とする請求項１０に記載の半導体パッケージの製造方法。
12. 加工処理が、加工基板の一方の表面に半田バンプを形成する処理を含むことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の半導体パッケージの製造方法。

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