JPH08306894A - 半導体パッケージ用窓材ガラス及びその製造方法 - Google Patents
半導体パッケージ用窓材ガラス及びその製造方法Info
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- JPH08306894A JPH08306894A JP7105271A JP10527195A JPH08306894A JP H08306894 A JPH08306894 A JP H08306894A JP 7105271 A JP7105271 A JP 7105271A JP 10527195 A JP10527195 A JP 10527195A JP H08306894 A JPH08306894 A JP H08306894A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 α線の主な発生源となるＵ及びＴｈのガラス
への混入が抑制できる半導体パッケージ窓材用ガラスを
提供する。 【構成】 Ｕ及びＴｈの含有量が共に５ｐｐｂ以下であ
ることを特徴とする半導体パッケージ用窓材ガラス。
への混入が抑制できる半導体パッケージ窓材用ガラスを
提供する。 【構成】 Ｕ及びＴｈの含有量が共に５ｐｐｂ以下であ
ることを特徴とする半導体パッケージ用窓材ガラス。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体パッケージ用窓
材ガラス及びその製造方法に関し、詳しくはビデオカメ
ラなどに使用されるＣＣＤ（固体撮像素子）などの半導
体パッケージ用窓材として使用されるガラス及びその製
造方法に関する。
材ガラス及びその製造方法に関し、詳しくはビデオカメ
ラなどに使用されるＣＣＤ（固体撮像素子）などの半導
体パッケージ用窓材として使用されるガラス及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＣＤ等の半導体は、パッケージ用窓材
から放出されるα線によりソフトエラーを生じるため、
パッケージ用窓材に含有されるα線を放出する放射線同
位元素の量の低減が行われている。放射線同位元素とし
ては、代表的にはウラン（Ｕ）、トリウム（Ｔｈ）及び
ラジウム（Ｒａ）が挙げられるが、Ｒａは存在量が少な
いので通常は問題にされず、Ｕ及びＴｈが問題とされて
いる。特にＵはα線放出量が多く、Ｔｈに比べて５〜１
０倍程度多い。従って、半導体の周辺材料におけるα線
放出量の低減には、特にＵの含有量の低減が重要とされ
ている。
から放出されるα線によりソフトエラーを生じるため、
パッケージ用窓材に含有されるα線を放出する放射線同
位元素の量の低減が行われている。放射線同位元素とし
ては、代表的にはウラン（Ｕ）、トリウム（Ｔｈ）及び
ラジウム（Ｒａ）が挙げられるが、Ｒａは存在量が少な
いので通常は問題にされず、Ｕ及びＴｈが問題とされて
いる。特にＵはα線放出量が多く、Ｔｈに比べて５〜１
０倍程度多い。従って、半導体の周辺材料におけるα線
放出量の低減には、特にＵの含有量の低減が重要とされ
ている。
【０００３】その為、固体撮像素子に照射されるα線量
を低減することを目的として、既に幾つかの提案が成さ
れている。例えば特開平３−７４８７４号公報には、セ
ンサー部に鉛を含むシリケートガラス薄膜を形成して放
射線を遮断したことを特徴とする固体撮像素子が提案さ
れている。しかし、この固体撮像素子の製造において
は、シリケートガラス薄膜の製膜工程が複雑であり、長
時間を要すると共にコスト高である。
を低減することを目的として、既に幾つかの提案が成さ
れている。例えば特開平３−７４８７４号公報には、セ
ンサー部に鉛を含むシリケートガラス薄膜を形成して放
射線を遮断したことを特徴とする固体撮像素子が提案さ
れている。しかし、この固体撮像素子の製造において
は、シリケートガラス薄膜の製膜工程が複雑であり、長
時間を要すると共にコスト高である。
【０００４】一方、特開平５−２７５０７４号公報に
は、放射性同位元素の含有量が１００ｐｐｂ以下、α線
放出量０．０５ｃ／ｃｍ2・ｈｒ以下であり、α線放射
性元素の精製分離が困難なＦｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｐｂ
Ｏ、ＺｒＯ2を含まないガラスが提案されており、実施
例には、α線放出量０．０８〜０．００５ｃ／ｃｍ2・
ｈｒのガラスが開示されている。又、特開平６−２１１
５３９号公報には、ＵとＴｈの含有量の多いＺｒＯ2、
ＢａＯを含まず、β線発生の原因になるＫ2Ｏをも含ま
ない低放射線ガラスが提案されており、実施例に、α線
放出量０．００８〜０．００２ｃ／ｃｍ2・ｈｒのガラ
スが開示されている。
は、放射性同位元素の含有量が１００ｐｐｂ以下、α線
放出量０．０５ｃ／ｃｍ2・ｈｒ以下であり、α線放射
性元素の精製分離が困難なＦｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ｐｂ
Ｏ、ＺｒＯ2を含まないガラスが提案されており、実施
例には、α線放出量０．０８〜０．００５ｃ／ｃｍ2・
ｈｒのガラスが開示されている。又、特開平６−２１１
５３９号公報には、ＵとＴｈの含有量の多いＺｒＯ2、
ＢａＯを含まず、β線発生の原因になるＫ2Ｏをも含ま
ない低放射線ガラスが提案されており、実施例に、α線
放出量０．００８〜０．００２ｃ／ｃｍ2・ｈｒのガラ
スが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
固体撮像素子の高密度化に伴って、α線によるノイズや
ソフトエラーが益々大きな画質向上の障害になってい
る。そのため、α線放出量の低減化の要求はさらに厳し
くなっており、最近では、０．００１５ｃ／ｃｍ2・ｈ
ｒ以下が目標とされるに至っている。しかし、この目標
を達成するためには、α線放出量が多いＵの含有量が５
ｐｐｂを越えるガラスでは、実質的に不可能であった。
固体撮像素子の高密度化に伴って、α線によるノイズや
ソフトエラーが益々大きな画質向上の障害になってい
る。そのため、α線放出量の低減化の要求はさらに厳し
くなっており、最近では、０．００１５ｃ／ｃｍ2・ｈ
ｒ以下が目標とされるに至っている。しかし、この目標
を達成するためには、α線放出量が多いＵの含有量が５
ｐｐｂを越えるガラスでは、実質的に不可能であった。
【０００６】ところで、半導体パッケージ用窓材ガラス
は、アルミナセラミックパッケージと封着した時、割れ
や歪みが発生しない材料であることが要求される。カラ
ーＶＴＲカメラの光学系は、図１に示すように、映像を
結像させるレンズ系１と、ローパスフィルターとして作
用する水晶板２、３と感度補正作用を有する近赤外吸収
フィルター４を貼り合わせた素子５と、固体撮像素子６
とで構成される。固体撮像素子６はその受光面に三色モ
ザイクフィルターを形成したＣＣＤチップ７をアルミナ
パッケージ８にセットし、その上に保護用光透過部材で
あるガラス製パッケージ用窓材９をエポキシ樹脂などで
接着した構成になっている。そのため、ガラス製パッケ
ージ用窓材９とアルミナセラミックパッケージ８の熱膨
張係数を整合させることが必要である。アルミナセラミ
ックの熱膨張係数は通常６０〜７５×１０-7Ｋ-1の範囲
にあり、ガラスの熱膨張係数は、これと同等か、若干小
さな４５〜７５×１０-7Ｋ-1の範囲であることが望まし
い。ＣＣＤの感度領域は可視光域から近赤外光域に亘っ
ている。そのため、近赤外吸収フィルターを用いて入射
光の近赤外部分をカットし、総合して得られる感度を視
感度に近似させ、色再現性を改善することが必要であ
り、図１に示すように素子５には近赤外吸収フィルター
４が３枚の水晶板２と１枚の水晶板３の間に組み込まれ
ており、素子５を構成する層数が多く、その製造コスト
が高いという欠点があった。
は、アルミナセラミックパッケージと封着した時、割れ
や歪みが発生しない材料であることが要求される。カラ
ーＶＴＲカメラの光学系は、図１に示すように、映像を
結像させるレンズ系１と、ローパスフィルターとして作
用する水晶板２、３と感度補正作用を有する近赤外吸収
フィルター４を貼り合わせた素子５と、固体撮像素子６
とで構成される。固体撮像素子６はその受光面に三色モ
ザイクフィルターを形成したＣＣＤチップ７をアルミナ
パッケージ８にセットし、その上に保護用光透過部材で
あるガラス製パッケージ用窓材９をエポキシ樹脂などで
接着した構成になっている。そのため、ガラス製パッケ
ージ用窓材９とアルミナセラミックパッケージ８の熱膨
張係数を整合させることが必要である。アルミナセラミ
ックの熱膨張係数は通常６０〜７５×１０-7Ｋ-1の範囲
にあり、ガラスの熱膨張係数は、これと同等か、若干小
さな４５〜７５×１０-7Ｋ-1の範囲であることが望まし
い。ＣＣＤの感度領域は可視光域から近赤外光域に亘っ
ている。そのため、近赤外吸収フィルターを用いて入射
光の近赤外部分をカットし、総合して得られる感度を視
感度に近似させ、色再現性を改善することが必要であ
り、図１に示すように素子５には近赤外吸収フィルター
４が３枚の水晶板２と１枚の水晶板３の間に組み込まれ
ており、素子５を構成する層数が多く、その製造コスト
が高いという欠点があった。
【０００７】従って本発明の目的は、(i) Ｕ及びＴｈの
含有量が少なく、固体撮像素子のソフトエラーの発生を
抑制でき、画質の向上に寄与できる、(ii) アルミナパ
ッケージと熱膨張係数が整合されており、アルミナパッ
ケージとの封着性に優れているという利点を有し、必要
に応じて(iii) 感度補正機能を併有し、装置の小型化、
コスト削減を達成し得るなどの利点も有する半導体パッ
ケージ用窓材ガラス及びその製造方法を提供することに
ある。
含有量が少なく、固体撮像素子のソフトエラーの発生を
抑制でき、画質の向上に寄与できる、(ii) アルミナパ
ッケージと熱膨張係数が整合されており、アルミナパッ
ケージとの封着性に優れているという利点を有し、必要
に応じて(iii) 感度補正機能を併有し、装置の小型化、
コスト削減を達成し得るなどの利点も有する半導体パッ
ケージ用窓材ガラス及びその製造方法を提供することに
ある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】これまで、ガラスに含ま
れる放射能同位元素は、ガラスの原料に起因するものが
殆どであると考えられていた。しかるに、本発明者が、
ガラスの原料として放射性同位元素含有量が極めて少な
い高純度のものを用いてガラスを試作したところ、得ら
れたガラスの放射性同位元素含有量は依然として高いレ
ベルであることを見い出した。即ち、ガラスに含まれる
放射性同位元素の低減には、ガラスの原料を厳選する以
外に、ガラス製造過程での混入を抑制する必要があるこ
とが判明した。そしてガラス製造過程での放射性同位元
素の混入を防止する具体的手段として、熔融ガラスの表
面の全部又は一部が熔解炉内雰囲気と接触するのを遮断
した状態でガラスを熔解することにより、得られたガラ
スが５ｐｐｂ以下のＵ含有量及び５ｐｐｂ以下のＴｈ含
有量を有し、その結果α線放出量が０．００１５ｃ／ｃ
ｍ2・ｈｒ以下となり、半導体パッケージ用窓材ガラス
として好適であることを見い出した。
れる放射能同位元素は、ガラスの原料に起因するものが
殆どであると考えられていた。しかるに、本発明者が、
ガラスの原料として放射性同位元素含有量が極めて少な
い高純度のものを用いてガラスを試作したところ、得ら
れたガラスの放射性同位元素含有量は依然として高いレ
ベルであることを見い出した。即ち、ガラスに含まれる
放射性同位元素の低減には、ガラスの原料を厳選する以
外に、ガラス製造過程での混入を抑制する必要があるこ
とが判明した。そしてガラス製造過程での放射性同位元
素の混入を防止する具体的手段として、熔融ガラスの表
面の全部又は一部が熔解炉内雰囲気と接触するのを遮断
した状態でガラスを熔解することにより、得られたガラ
スが５ｐｐｂ以下のＵ含有量及び５ｐｐｂ以下のＴｈ含
有量を有し、その結果α線放出量が０．００１５ｃ／ｃ
ｍ2・ｈｒ以下となり、半導体パッケージ用窓材ガラス
として好適であることを見い出した。
【０００９】本発明は、このような知見に基づいて完成
されたものであり、本発明は、（Ｉ）Ｕ及びＴｈの含有
量が共に５ｐｐｂ以下であることを特徴とする半導体パ
ッケージ用窓材ガラス、および（II）熔解ガラスの表面
の全部又は一部が熔解炉内雰囲気と接触するのを遮断し
た状態でガラスを熔解することを特徴とする半導体パッ
ケージ用窓材ガラスの製造方法を要旨とする。
されたものであり、本発明は、（Ｉ）Ｕ及びＴｈの含有
量が共に５ｐｐｂ以下であることを特徴とする半導体パ
ッケージ用窓材ガラス、および（II）熔解ガラスの表面
の全部又は一部が熔解炉内雰囲気と接触するのを遮断し
た状態でガラスを熔解することを特徴とする半導体パッ
ケージ用窓材ガラスの製造方法を要旨とする。
【００１０】（Ｉ）半導体パッケージ用窓材ガラス 先ず本発明の半導体パッケージ用窓材ガラスについて説
明する。
明する。
【００１１】本発明の半導体パッケージ用窓材ガラス
は、Ｕ及びＴｈの含有量が共に５ｐｐｂ以下である。従
来の半導体パッケージ用窓材ガラスとしては、Ｕ含有量
が５ｐｐｂを越えるものしか得られておらず、この点で
本発明の半導体パッケージ用窓材ガラスは従来存在しな
かった新規なガラスである。このようなＵ及びＴｈの含
有量が共に５ｐｐｂ以下と極めて少ない本発明の半導体
パッケージ用窓材ガラスは、Ｕ及びＴｈの含有量が極め
て少ない結果としてα線放出量が０．００１５ｃ／ｃｍ
2・ｈｒ以下と極めて低く、固体撮像素子に用いたとき
にソフトエラー率を著しく低減できる。
は、Ｕ及びＴｈの含有量が共に５ｐｐｂ以下である。従
来の半導体パッケージ用窓材ガラスとしては、Ｕ含有量
が５ｐｐｂを越えるものしか得られておらず、この点で
本発明の半導体パッケージ用窓材ガラスは従来存在しな
かった新規なガラスである。このようなＵ及びＴｈの含
有量が共に５ｐｐｂ以下と極めて少ない本発明の半導体
パッケージ用窓材ガラスは、Ｕ及びＴｈの含有量が極め
て少ない結果としてα線放出量が０．００１５ｃ／ｃｍ
2・ｈｒ以下と極めて低く、固体撮像素子に用いたとき
にソフトエラー率を著しく低減できる。
【００１２】本発明の半導体パッケージ用窓材ガラスに
おいて、Ｕ及びＴｈの含有量は共に３ｐｐｂ以下が好ま
しく、α線放出量は０．００１ｃ／ｃｍ2・ｈｒ以下が
好ましい。
おいて、Ｕ及びＴｈの含有量は共に３ｐｐｂ以下が好ま
しく、α線放出量は０．００１ｃ／ｃｍ2・ｈｒ以下が
好ましい。
【００１３】本発明の半導体パッケージ用窓材ガラスの
材料としては、ホウケイ酸ガラスまたはＣｕＯを含有
し、Ｐ2Ｏ5−Ａｌ2Ｏ3をベースとする近赤外吸収ガラス
が挙げられる。
材料としては、ホウケイ酸ガラスまたはＣｕＯを含有
し、Ｐ2Ｏ5−Ａｌ2Ｏ3をベースとする近赤外吸収ガラス
が挙げられる。
【００１４】本発明のガラス材料の一態様である上記ホ
ウケイ酸ガラスは、好ましくは重量％でＳｉＯ2を５０
〜７８％、Ｂ2Ｏ3を５〜２５％、Ａｌ2Ｏ3を０〜８％、
Ｌｉ2Ｏを０〜５％、Ｎａ2Ｏを０〜１８％及びＫ2Ｏを
０〜２０％（但し、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏを５〜２
０％）含有し、上記成分の含有量が少なくとも８０％以
上であり、熱膨張係数が４５〜７５×１０-7Ｋ-1である
ものが好ましい。
ウケイ酸ガラスは、好ましくは重量％でＳｉＯ2を５０
〜７８％、Ｂ2Ｏ3を５〜２５％、Ａｌ2Ｏ3を０〜８％、
Ｌｉ2Ｏを０〜５％、Ｎａ2Ｏを０〜１８％及びＫ2Ｏを
０〜２０％（但し、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏを５〜２
０％）含有し、上記成分の含有量が少なくとも８０％以
上であり、熱膨張係数が４５〜７５×１０-7Ｋ-1である
ものが好ましい。
【００１５】以下にこのホウケイ酸ガラスにおける各成
分の作用及び組成限定理由を説明する。
分の作用及び組成限定理由を説明する。
【００１６】ＳｉＯ2とＢ2Ｏ3はホウケイ酸ガラスの骨
格を作る成分である。ＳｉＯ2が５０％未満となり、Ｂ2
Ｏ3が２５％を越えると耐候性が低下する傾向がある。
また、ＳｉＯ2が７８％を越え、Ｂ2Ｏ3が５％未満では
熔融性が悪化する傾向がある。従って、ＳｉＯ2は５０
〜７８％の範囲にあり、かつＢ2Ｏ3は５〜２５％の範囲
であることが適当である。
格を作る成分である。ＳｉＯ2が５０％未満となり、Ｂ2
Ｏ3が２５％を越えると耐候性が低下する傾向がある。
また、ＳｉＯ2が７８％を越え、Ｂ2Ｏ3が５％未満では
熔融性が悪化する傾向がある。従って、ＳｉＯ2は５０
〜７８％の範囲にあり、かつＢ2Ｏ3は５〜２５％の範囲
であることが適当である。
【００１７】Ａｌ2Ｏ3はガラスの耐候性を向上させる成
分である。しかし、８％を越えるとガラス内に脈理が発
生し易くなる傾向がある。従って、Ａｌ2Ｏ3の含有量は
８％以下とすることが適当である。
分である。しかし、８％を越えるとガラス内に脈理が発
生し易くなる傾向がある。従って、Ａｌ2Ｏ3の含有量は
８％以下とすることが適当である。
【００１８】Ｌｉ2Ｏ、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏは融剤として
作用し、かつ、耐失透性を良くする成分である。そのた
めには、これらの成分の１種又は２種以上の合計の含有
量は５％以上が適当である。しかし、これらの成分の１
種又は２種以上の合計の含有量が２０％を越えると耐候
性が悪くなり、かつ熱膨張係数が大きく成りすぎる傾向
がある。さらにこれらの成分の内、Ｌｉ2Ｏは、多量に
添加すると耐失透性が悪化する傾向があり、かつ耐火物
の容器を浸食する作用も強い。そのため、Ｌｉ2Ｏの含
有量は５％以下にすることが好ましい。Ｎａ2Ｏ及びＫ2
Ｏは、それぞれ１８％及び２０％を越えると耐候性が悪
化し、かつ熱膨張係数も大きくなりすぎる傾向がある。
そのため、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの含有量は、それぞれ１８
％以下及び２０％以下とすることが好ましい。
作用し、かつ、耐失透性を良くする成分である。そのた
めには、これらの成分の１種又は２種以上の合計の含有
量は５％以上が適当である。しかし、これらの成分の１
種又は２種以上の合計の含有量が２０％を越えると耐候
性が悪くなり、かつ熱膨張係数が大きく成りすぎる傾向
がある。さらにこれらの成分の内、Ｌｉ2Ｏは、多量に
添加すると耐失透性が悪化する傾向があり、かつ耐火物
の容器を浸食する作用も強い。そのため、Ｌｉ2Ｏの含
有量は５％以下にすることが好ましい。Ｎａ2Ｏ及びＫ2
Ｏは、それぞれ１８％及び２０％を越えると耐候性が悪
化し、かつ熱膨張係数も大きくなりすぎる傾向がある。
そのため、Ｎａ2Ｏ及びＫ2Ｏの含有量は、それぞれ１８
％以下及び２０％以下とすることが好ましい。
【００１９】以上の成分の他に、耐候性、熔融性、耐失
透性の改善や、熱膨張係数の調整等の目的で２０％以内
の範囲で、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，
ＳｒＯ，ＢａＯ）、ＺｎＯ、Ｃｌ等のハロゲン等を添加
することも可能である。更に、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3等の
脱泡剤も必要に応じて適宜添加することができる。又、
その他の３価以上の高原子価金属酸化物も所望の特性を
損なわない程度に添加することが可能である。
透性の改善や、熱膨張係数の調整等の目的で２０％以内
の範囲で、アルカリ土類金属酸化物（ＭｇＯ，ＣａＯ，
ＳｒＯ，ＢａＯ）、ＺｎＯ、Ｃｌ等のハロゲン等を添加
することも可能である。更に、Ａｓ2Ｏ3、Ｓｂ2Ｏ3等の
脱泡剤も必要に応じて適宜添加することができる。又、
その他の３価以上の高原子価金属酸化物も所望の特性を
損なわない程度に添加することが可能である。
【００２０】本発明ガラス材料のもう１つの態様であ
る、ＣｕＯを含有し、Ｐ2Ｏ5−Ａｌ2Ｏ3をベースとする
近赤外吸収ガラスは、好ましくは重量％で、Ｐ2Ｏ5を５
０〜８５％及びＡｌ2Ｏ3を４〜２０％含有し、両者の合
計が６３％以上であり、ＣｕＯを０．１〜１０％含有
し、かつ熱膨張係数が４５〜７５×１０-7Ｋ-1であるも
のが好ましい。このＣｕＯ含有、Ｐ2Ｏ5−Ａｌ2Ｏ3ベー
スの近赤外吸収ガラスを半導体パッケージ用窓材ガラス
として用いると、近赤外吸収フィルターとしての機能も
兼ねさせることができる。すなわち、図２で示すように
パッケージ用窓材ガラスとして、アルミナセラミックパ
ッケージ８の熱膨張係数と熱膨張係数を整合させた近赤
外吸収ガラス１１を用いることによって、図１に示すよ
うに近赤外吸収フィルター４を水晶板２と水晶板３との
間に設ける必要がなく、製品の小型化とコストダウンが
可能となった。
る、ＣｕＯを含有し、Ｐ2Ｏ5−Ａｌ2Ｏ3をベースとする
近赤外吸収ガラスは、好ましくは重量％で、Ｐ2Ｏ5を５
０〜８５％及びＡｌ2Ｏ3を４〜２０％含有し、両者の合
計が６３％以上であり、ＣｕＯを０．１〜１０％含有
し、かつ熱膨張係数が４５〜７５×１０-7Ｋ-1であるも
のが好ましい。このＣｕＯ含有、Ｐ2Ｏ5−Ａｌ2Ｏ3ベー
スの近赤外吸収ガラスを半導体パッケージ用窓材ガラス
として用いると、近赤外吸収フィルターとしての機能も
兼ねさせることができる。すなわち、図２で示すように
パッケージ用窓材ガラスとして、アルミナセラミックパ
ッケージ８の熱膨張係数と熱膨張係数を整合させた近赤
外吸収ガラス１１を用いることによって、図１に示すよ
うに近赤外吸収フィルター４を水晶板２と水晶板３との
間に設ける必要がなく、製品の小型化とコストダウンが
可能となった。
【００２１】以下にこの近赤外吸収ガラスの各成分の作
用と組成限定理由を説明する。
用と組成限定理由を説明する。
【００２２】Ｐ2Ｏ5は可視光の透過率が高く、近赤外光
のカット性がよく、感度補正用として好適なガラスを得
るために必須な成分である。しかし、８５％を越えると
ガラスの粘性が高くなりすぎる傾向があると共に、揮発
も激しくなり、熔融が困難になるので、上限は８５％、
好ましくは８０％である。一方、Ｐ2Ｏ5が５０％未満で
は熱膨張係数が大きくなりすぎる傾向があるので、下限
は５０％、好ましくは５５％である。
のカット性がよく、感度補正用として好適なガラスを得
るために必須な成分である。しかし、８５％を越えると
ガラスの粘性が高くなりすぎる傾向があると共に、揮発
も激しくなり、熔融が困難になるので、上限は８５％、
好ましくは８０％である。一方、Ｐ2Ｏ5が５０％未満で
は熱膨張係数が大きくなりすぎる傾向があるので、下限
は５０％、好ましくは５５％である。
【００２３】Ａｌ2Ｏ3は、化学的耐久性を改善するのに
特に効果的な成分である。しかし、４％未満ではその効
果が充分でなく、２０％を越えると耐失透性が悪化する
傾向がある。そこで、下限は４％、好ましくは７％であ
り、上限は２０％、好ましくは１５％である。
特に効果的な成分である。しかし、４％未満ではその効
果が充分でなく、２０％を越えると耐失透性が悪化する
傾向がある。そこで、下限は４％、好ましくは７％であ
り、上限は２０％、好ましくは１５％である。
【００２４】ＣｕＯの含有量は０．１〜１０％、好まし
くは０．１〜６％である。ＣｕＯは、近赤外光カットに
有効であるが、０．１％未満ではその効果が少なく、１
０％を越えると耐失透性と共に可視光の透過率が悪化す
る傾向がある。
くは０．１〜６％である。ＣｕＯは、近赤外光カットに
有効であるが、０．１％未満ではその効果が少なく、１
０％を越えると耐失透性と共に可視光の透過率が悪化す
る傾向がある。
【００２５】さらに、Ｂ2Ｏ3の含有量が０〜１５％であ
り、ＳｉＯ2の含有量が０〜２５％であり、ＭｇＯ，Ｃ
ａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ及びＺｎＯからなる群の１種又は
２種以上の含有量が０〜２５％であり、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ
2、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ及びＺｎＯからな
る群の１種又は２種以上の含有量が５〜３７％であり、
かつ、Ｐ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｇＯ，
ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ及びＺｎＯからなる群の含有量
の合計が８５％以上であることが好ましい。
り、ＳｉＯ2の含有量が０〜２５％であり、ＭｇＯ，Ｃ
ａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ及びＺｎＯからなる群の１種又は
２種以上の含有量が０〜２５％であり、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ
2、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ及びＺｎＯからな
る群の１種又は２種以上の含有量が５〜３７％であり、
かつ、Ｐ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｇＯ，
ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ及びＺｎＯからなる群の含有量
の合計が８５％以上であることが好ましい。
【００２６】ＳｉＯ2、Ｂ2Ｏ3は耐失透性の改善や熱膨
張係数を低下させるのに有効である。しかし、ＳｉＯ2
は２５％を越えると難熔性になり、Ｂ2Ｏ3は１５％を越
えると耐失透性を悪化させる傾向がある。
張係数を低下させるのに有効である。しかし、ＳｉＯ2
は２５％を越えると難熔性になり、Ｂ2Ｏ3は１５％を越
えると耐失透性を悪化させる傾向がある。
【００２７】ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ及びＺｎ
Ｏは熔融性の改善や耐失透性の改善に有効である。しか
し、２５％を越えると熱膨張係数が大きくなりすぎ、所
望の熱膨張係数を得るのは困難になる。
Ｏは熔融性の改善や耐失透性の改善に有効である。しか
し、２５％を越えると熱膨張係数が大きくなりすぎ、所
望の熱膨張係数を得るのは困難になる。
【００２８】さらに、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｇＯ，Ｃａ
Ｏ，ＳｒＯ，ＢａＯ及びＺｎＯからなる群の合量は、熔
融性、耐失透性、熱膨張係数、透過特性という観点か
ら、５〜３７％、好ましくは６〜３０％の範囲とするこ
とが適当である。
Ｏ，ＳｒＯ，ＢａＯ及びＺｎＯからなる群の合量は、熔
融性、耐失透性、熱膨張係数、透過特性という観点か
ら、５〜３７％、好ましくは６〜３０％の範囲とするこ
とが適当である。
【００２９】また、Ｐ2Ｏ5、Ａｌ2Ｏ3、Ｂ2Ｏ3、ＳｉＯ
2、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ及びＺｎＯからな
る群の含有量の合計は、同様の理由から８５％以上、好
ましくは９０％以上であることが適当である。上記の成
分以外に、耐候性、熔融性、耐失透性等の改善や熱膨張
係数の調整等を目的として、１５％以内、好ましくは１
０％以内の範囲で、Ｓｂ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＰｂＯ、Ｌａ
2Ｏ3、アルカリ金属酸化物等を含有することも可能であ
る。
2、ＭｇＯ，ＣａＯ，ＳｒＯ，ＢａＯ及びＺｎＯからな
る群の含有量の合計は、同様の理由から８５％以上、好
ましくは９０％以上であることが適当である。上記の成
分以外に、耐候性、熔融性、耐失透性等の改善や熱膨張
係数の調整等を目的として、１５％以内、好ましくは１
０％以内の範囲で、Ｓｂ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、ＰｂＯ、Ｌａ
2Ｏ3、アルカリ金属酸化物等を含有することも可能であ
る。
【００３０】上記のホウケイ酸ガラスおよびＣｕＯ含
有、Ｐ2Ｏ5−Ａｌ2Ｏ3ベースガラスを形成するための原
料は、水溶液、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、酸化物等い
ずれの形態でも良い。但し、前記のように、不純物とし
て混入するＵ及びＴｈの含有量の少ない原料を選択する
必要がある。
有、Ｐ2Ｏ5−Ａｌ2Ｏ3ベースガラスを形成するための原
料は、水溶液、炭酸塩、硝酸塩、水酸化物、酸化物等い
ずれの形態でも良い。但し、前記のように、不純物とし
て混入するＵ及びＴｈの含有量の少ない原料を選択する
必要がある。
【００３１】（II）半導体パッケージ用窓材ガラスの製
造方法 本発明の半導体パッケージ用窓材ガラスの製造方法は、
熔融ガラス表面の全部又は一部が熔解炉内雰囲気と接触
するのを遮断した状態でガラスを熔融することを特徴と
する。
造方法 本発明の半導体パッケージ用窓材ガラスの製造方法は、
熔融ガラス表面の全部又は一部が熔解炉内雰囲気と接触
するのを遮断した状態でガラスを熔融することを特徴と
する。
【００３２】熔融ガラスの表面の全部又は一部が熔解炉
内雰囲気と接触するのを遮断するための方法としては、
（ａ）熔解炉内の熔融ガラスの表面の全部又は一部を遮
断ガスで覆う方法、（ｂ）熔解炉内の熔融ガラスの表面
の全部又は一部を白金製及び／又は放射性同位元素含有
量の少ないセラミック製の蓋で覆う方法、（ｃ）熔解炉
内雰囲気に接触する内壁部分が白金及び／又は放射性同
位元素含有量の少ないセラミックスで構成されている熔
解炉を用いる方法 上記方法（ａ），（ｂ）または（ｃ）を採用することに
より、Ｕ及びＴｈ含有量が極めて少ないガラスが得られ
る理由は、以下のように推測される。すなわち、ガラス
の熔解操作において、熔解炉の内壁を構成するレンガや
発熱体（例えば炭化珪素焼結体やモリブデンシリサイド
焼結体）から放射性同位元素、特にＵの蒸気が発生する
が、上記方法（ａ）〜（ｃ）の少なくとも１つによっ
て、ガラス表面の全部又は一部が熔解炉内雰囲気と接触
するのを遮断すると、Ｕ蒸気がガラス中に混入するのが
防止される。
内雰囲気と接触するのを遮断するための方法としては、
（ａ）熔解炉内の熔融ガラスの表面の全部又は一部を遮
断ガスで覆う方法、（ｂ）熔解炉内の熔融ガラスの表面
の全部又は一部を白金製及び／又は放射性同位元素含有
量の少ないセラミック製の蓋で覆う方法、（ｃ）熔解炉
内雰囲気に接触する内壁部分が白金及び／又は放射性同
位元素含有量の少ないセラミックスで構成されている熔
解炉を用いる方法 上記方法（ａ），（ｂ）または（ｃ）を採用することに
より、Ｕ及びＴｈ含有量が極めて少ないガラスが得られ
る理由は、以下のように推測される。すなわち、ガラス
の熔解操作において、熔解炉の内壁を構成するレンガや
発熱体（例えば炭化珪素焼結体やモリブデンシリサイド
焼結体）から放射性同位元素、特にＵの蒸気が発生する
が、上記方法（ａ）〜（ｃ）の少なくとも１つによっ
て、ガラス表面の全部又は一部が熔解炉内雰囲気と接触
するのを遮断すると、Ｕ蒸気がガラス中に混入するのが
防止される。
【００３３】本発明の方法は、上記方法（ａ），（ｂ）
および（ｃ）のいずれかを採用することにより行なって
も良く、また上記方法（ａ）または方法（ｂ）と、方法
（ｃ）とを併用してもよい。
および（ｃ）のいずれかを採用することにより行なって
も良く、また上記方法（ａ）または方法（ｂ）と、方法
（ｃ）とを併用してもよい。
【００３４】上記方法（ａ）で用いる遮断ガスとして
は、ガラスと溶解炉雰囲気とが接触するのを防止でき、
かつガラスに対して実質的に不活性なものであれば、そ
の種類は問わないが、例えばＮ2、Ａｒ、空気、炭酸ガ
ス、ＣＨ4、ＬＮＧなどの炭化水素ガスなどを用いるこ
とができる。
は、ガラスと溶解炉雰囲気とが接触するのを防止でき、
かつガラスに対して実質的に不活性なものであれば、そ
の種類は問わないが、例えばＮ2、Ａｒ、空気、炭酸ガ
ス、ＣＨ4、ＬＮＧなどの炭化水素ガスなどを用いるこ
とができる。
【００３５】上記方法（ｃ）において用いる熔解炉は、
放射性同位元素含有量の少ないセラミックで内壁を構成
したマッフル炉を用いるのが好ましいが、必ずしもマッ
フル構造でなくても良く、通常の熔解炉の内壁（天井、
側壁等）を放射性同位元素含有量の少ないセラミックで
構成しても効果がある。これらのセラミックとしてはＵ
含有量が２０ｐｐｍ以下、好ましくは１ｐｐｍ以下のア
ルミナ質電鋳レンガ、シリカブロック等が好適である。
又、炭化珪素焼結体やモリブデンシリサイド焼結体等の
抵抗発熱体の使用を抑制し、ＬＮＧ等のガス加熱が望ま
しい。
放射性同位元素含有量の少ないセラミックで内壁を構成
したマッフル炉を用いるのが好ましいが、必ずしもマッ
フル構造でなくても良く、通常の熔解炉の内壁（天井、
側壁等）を放射性同位元素含有量の少ないセラミックで
構成しても効果がある。これらのセラミックとしてはＵ
含有量が２０ｐｐｍ以下、好ましくは１ｐｐｍ以下のア
ルミナ質電鋳レンガ、シリカブロック等が好適である。
又、炭化珪素焼結体やモリブデンシリサイド焼結体等の
抵抗発熱体の使用を抑制し、ＬＮＧ等のガス加熱が望ま
しい。
【００３６】本発明の半導体パッケージ用窓材ガラスの
製造方法においては、対向する研磨面以外の端面の表面
層を除去することにより、Ｔｈ量を更に減少させること
ができる。この点を詳しく述べると以下のとおりであ
る。すなわち、ガラスをパッケージ用窓材に研磨加工す
る際、通常、対向する研磨面以外の端部は、切断面又は
荒ズリ面であるが、その切断面又は荒ズリ面に研磨剤の
ＣｅＯ2が固着して、洗浄されずに残存することによ
り、ＣｅＯ2中の不純物であるＴｈＯ2がα線源になる。
そこで、端部の凹凸部を酸処理などによって事前に平滑
化することにより、研磨中にＣｅＯ2が固着するのを防
ぐことができる。また研磨後、端部の表面層を酸処理等
により除去しても良い。
製造方法においては、対向する研磨面以外の端面の表面
層を除去することにより、Ｔｈ量を更に減少させること
ができる。この点を詳しく述べると以下のとおりであ
る。すなわち、ガラスをパッケージ用窓材に研磨加工す
る際、通常、対向する研磨面以外の端部は、切断面又は
荒ズリ面であるが、その切断面又は荒ズリ面に研磨剤の
ＣｅＯ2が固着して、洗浄されずに残存することによ
り、ＣｅＯ2中の不純物であるＴｈＯ2がα線源になる。
そこで、端部の凹凸部を酸処理などによって事前に平滑
化することにより、研磨中にＣｅＯ2が固着するのを防
ぐことができる。また研磨後、端部の表面層を酸処理等
により除去しても良い。
【００３７】以上、本発明の半導体パッケージ用窓材ガ
ラスの製造方法の特徴的要件について説明してきたが、
Ｕ及びＴｈ含有量が共に５ｐｐｂ以下のガラスを得るた
めには、その前提として放射性同位元素含有量の極力少
ない高純度原料を使用し、原料の調合、熔解炉への移送
において放射性同位元素が極力混入しないような配慮を
しなければならないことはもちろんである。
ラスの製造方法の特徴的要件について説明してきたが、
Ｕ及びＴｈ含有量が共に５ｐｐｂ以下のガラスを得るた
めには、その前提として放射性同位元素含有量の極力少
ない高純度原料を使用し、原料の調合、熔解炉への移送
において放射性同位元素が極力混入しないような配慮を
しなければならないことはもちろんである。
【００３８】
【実施例】以下本発明を実施例によりさらに詳しく説明
する。
する。
【００３９】（実施例１）各種高純度原料を使用して、
表１のＮｏ．１の組成になるように原料バッチを作製し
た。この原料バッチ中に含まれるＵとＴｈの量は各原料
中に含まれるＵとＴｈの不純物量から計算して、それぞ
れ０．８ｐｐｂ及び３．２ｐｐｂであった。この原料バ
ッチ（酸化物換算で１０Ｋｇ）を、５リットル容量の白
金製坩堝に入れ、カンタルスーパー炉（モリブデンシリ
サイド発熱体使用）中にＮ2ガスを流量４０リットル／
ｍｉｎで流入して、ガラス原料を熔解炉雰囲気と遮断し
ながら、１４８０℃、８時間で熔解、精製（脱泡、均質
化）した。鉄製金枠に鋳込み、所定のアニールをしてガ
ラスブロック（以下ガラスＡという）を得た。このガラ
スＡのＵ及びＴｈ含有量を横河電機（株）製ＴＣＰ−Ｍ
ＡＳＳを用いて分析したところ、それぞれ２．５ｐｐｂ
及び３．４ｐｐｂであり、Ｕ及びＴｈ含有量は共に５ｐ
ｐｂ以下であった。
表１のＮｏ．１の組成になるように原料バッチを作製し
た。この原料バッチ中に含まれるＵとＴｈの量は各原料
中に含まれるＵとＴｈの不純物量から計算して、それぞ
れ０．８ｐｐｂ及び３．２ｐｐｂであった。この原料バ
ッチ（酸化物換算で１０Ｋｇ）を、５リットル容量の白
金製坩堝に入れ、カンタルスーパー炉（モリブデンシリ
サイド発熱体使用）中にＮ2ガスを流量４０リットル／
ｍｉｎで流入して、ガラス原料を熔解炉雰囲気と遮断し
ながら、１４８０℃、８時間で熔解、精製（脱泡、均質
化）した。鉄製金枠に鋳込み、所定のアニールをしてガ
ラスブロック（以下ガラスＡという）を得た。このガラ
スＡのＵ及びＴｈ含有量を横河電機（株）製ＴＣＰ−Ｍ
ＡＳＳを用いて分析したところ、それぞれ２．５ｐｐｂ
及び３．４ｐｐｂであり、Ｕ及びＴｈ含有量は共に５ｐ
ｐｂ以下であった。
【００４０】（比較例１）Ｎ2ガスの流入をしないこと
以外は実施例１と同じ条件で、同様にガラスブロック
（以下比較ガラスＶという）を得た。この比較ガラスＶ
のＵ及びＴｈ含有量はそれぞれ４２ｐｐｂ及び３．６ｐ
ｐｂであり、実施例１に比べＵ含有量が著しく高かっ
た。
以外は実施例１と同じ条件で、同様にガラスブロック
（以下比較ガラスＶという）を得た。この比較ガラスＶ
のＵ及びＴｈ含有量はそれぞれ４２ｐｐｂ及び３．６ｐ
ｐｂであり、実施例１に比べＵ含有量が著しく高かっ
た。
【００４１】実施例１と比較例１の結果から、炉内雰囲
気をＮ2ガスで置換して、ガラスを炉内雰囲気から遮断
することにより、Ｕ含有量を顕著に減少できることが判
明した。
気をＮ2ガスで置換して、ガラスを炉内雰囲気から遮断
することにより、Ｕ含有量を顕著に減少できることが判
明した。
【００４２】（実施例２）表１のＮｏ．４の組成になる
ように高純度原料を使用して原料バッチを作製した。こ
の原料バッチに含まれるＵとＴｈの量は、各原料に含ま
れるＵとＴｈの不純物量から計算して、それぞれ０．２
ｐｐｂ及び０．１ｐｐｂであった。ガラスの加熱熔解の
ために図３に示すように、外壁材１２と炭化珪素発熱体
１３で構成され、内壁１４をシリカブロックで仕切り、
マッフル構造とした電気炉１５を用いた。内壁１４（シ
リカブロック）と電気炉の外壁材１２（シャモット質レ
ンガ）のＵとＴｈの含有量はそれぞれＵ：１９ｐｐｂ、
Ｔｈ：０．１ｐｐｂ及びＵ：３０ｐｐｍ、Ｔｈ：５５ｐ
ｐｍであった。原料バッチ（酸化物換算で２Ｋｇ）を１
リットル容量の白金製坩堝を用いて、１４３０℃、６時
間で熔解、精製し、鉄製金枠に鋳込み、所定のアニール
をしてガラスブロック（以下ガラスＢという）を得た。
このガラスＢを分析したところ、ＵとＴｈの含有量はそ
れぞれ１．２ｐｐｂ及び０．２ｐｐｂであった。
ように高純度原料を使用して原料バッチを作製した。こ
の原料バッチに含まれるＵとＴｈの量は、各原料に含ま
れるＵとＴｈの不純物量から計算して、それぞれ０．２
ｐｐｂ及び０．１ｐｐｂであった。ガラスの加熱熔解の
ために図３に示すように、外壁材１２と炭化珪素発熱体
１３で構成され、内壁１４をシリカブロックで仕切り、
マッフル構造とした電気炉１５を用いた。内壁１４（シ
リカブロック）と電気炉の外壁材１２（シャモット質レ
ンガ）のＵとＴｈの含有量はそれぞれＵ：１９ｐｐｂ、
Ｔｈ：０．１ｐｐｂ及びＵ：３０ｐｐｍ、Ｔｈ：５５ｐ
ｐｍであった。原料バッチ（酸化物換算で２Ｋｇ）を１
リットル容量の白金製坩堝を用いて、１４３０℃、６時
間で熔解、精製し、鉄製金枠に鋳込み、所定のアニール
をしてガラスブロック（以下ガラスＢという）を得た。
このガラスＢを分析したところ、ＵとＴｈの含有量はそ
れぞれ１．２ｐｐｂ及び０．２ｐｐｂであった。
【００４３】（比較例２）図３のシリカブロック１４の
内壁を取り除いた電気炉を用いたこと以外は実施例２と
同じ条件で、同様にガラスブロック（以下比較ガラスＷ
という）を得た。この比較ガラスＷのＵとＴｈの分析値
はそれぞれ１８ｐｐｂ及び０．３ｐｐｂであった。
内壁を取り除いた電気炉を用いたこと以外は実施例２と
同じ条件で、同様にガラスブロック（以下比較ガラスＷ
という）を得た。この比較ガラスＷのＵとＴｈの分析値
はそれぞれ１８ｐｐｂ及び０．３ｐｐｂであった。
【００４４】実施例２と比較例２の結果から、炉内雰囲
気に接触する部分を放射性同位元素含有量の少ない材料
で構成して、ガラスを炉内雰囲気から遮断することによ
り、ガラス中のＵ含有量を減少できることが判明した。
気に接触する部分を放射性同位元素含有量の少ない材料
で構成して、ガラスを炉内雰囲気から遮断することによ
り、ガラス中のＵ含有量を減少できることが判明した。
【００４５】（実施例３）実施例１で得られたガラスＡ
を通常の方法で研磨加工し、所定形状（１５．５×１
７．７×０．８ｍｍ）のパッケージ用窓材ガラス（以下
ガラスＣという）を作製した。このガラスＣの１５．５
×１７．７ｍｍ面は研磨された面であるが、１５．５×
０．８ｍｍ面及び１７．７×０．８ｍｍ面は角を面取り
された切断面である。研磨面に保護膜を塗布し、フッ酸
水溶液に浸漬して、端面のみをエッチングした後、保護
膜を除去してガラス（以下ガラスＤという）を得た。エ
ッチング前のガラスＣのＵ、Ｔｈ分析値はそれぞれＵ：
２．５ｐｐｂ、Ｔｈ：５．８ｐｐｂであり、エッチング
後のガラスＤのＵ、Ｔｈ分析値はそれぞれＵ：２．３ｐ
ｐｂ、Ｔｈ：３．８ｐｐｂであった。即ち、端部の荒ズ
リ面を除去することによって、研磨品のＴｈを減少でき
ることが判明した。
を通常の方法で研磨加工し、所定形状（１５．５×１
７．７×０．８ｍｍ）のパッケージ用窓材ガラス（以下
ガラスＣという）を作製した。このガラスＣの１５．５
×１７．７ｍｍ面は研磨された面であるが、１５．５×
０．８ｍｍ面及び１７．７×０．８ｍｍ面は角を面取り
された切断面である。研磨面に保護膜を塗布し、フッ酸
水溶液に浸漬して、端面のみをエッチングした後、保護
膜を除去してガラス（以下ガラスＤという）を得た。エ
ッチング前のガラスＣのＵ、Ｔｈ分析値はそれぞれＵ：
２．５ｐｐｂ、Ｔｈ：５．８ｐｐｂであり、エッチング
後のガラスＤのＵ、Ｔｈ分析値はそれぞれＵ：２．３ｐ
ｐｂ、Ｔｈ：３．８ｐｐｂであった。即ち、端部の荒ズ
リ面を除去することによって、研磨品のＴｈを減少でき
ることが判明した。
【００４６】（実施例４）表２のＮｏ．１の組成になる
ように各種高純度原料を使用して、原料バッチを作製し
た。この原料バッチに含まれるＵとＴｈの量は、各原料
に含まれるＵとＴｈの不純物量から計算して、それぞれ
０．７ｐｐｂ及び０．４ｐｐｂであった。この原料バッ
チ（酸化物換算で１２Ｋｇ）を図３のマッフル炉で、７
リットル容量のシリカ坩堝を用いて１３５０℃、３時間
で粗熔解し、５リットル容量の白金製坩堝に移し変えた
後、さらに１３５０℃、５時間で熔解、精製した。鉄製
金枠に鋳込み、所定のアニールをしてガラスブロックを
得た。このガラスを常法により研磨加工した後、実施例
３と同様にして端面を除去して１５．５×１７．７×
２．０ｍｍのパッケージ用窓材ガラス（以下ガラスＥと
いう）を得た。このガラスＥのＵ及びＴｈの分析値はそ
れぞれ１．９ｐｐｂ及び０．８ｐｐｂであった。又、こ
のガラスＥの分光透過率は、図４に示すように、ＣＣＤ
感度補正用として好適な近赤外光カット特性を有してい
た。
ように各種高純度原料を使用して、原料バッチを作製し
た。この原料バッチに含まれるＵとＴｈの量は、各原料
に含まれるＵとＴｈの不純物量から計算して、それぞれ
０．７ｐｐｂ及び０．４ｐｐｂであった。この原料バッ
チ（酸化物換算で１２Ｋｇ）を図３のマッフル炉で、７
リットル容量のシリカ坩堝を用いて１３５０℃、３時間
で粗熔解し、５リットル容量の白金製坩堝に移し変えた
後、さらに１３５０℃、５時間で熔解、精製した。鉄製
金枠に鋳込み、所定のアニールをしてガラスブロックを
得た。このガラスを常法により研磨加工した後、実施例
３と同様にして端面を除去して１５．５×１７．７×
２．０ｍｍのパッケージ用窓材ガラス（以下ガラスＥと
いう）を得た。このガラスＥのＵ及びＴｈの分析値はそ
れぞれ１．９ｐｐｂ及び０．８ｐｐｂであった。又、こ
のガラスＥの分光透過率は、図４に示すように、ＣＣＤ
感度補正用として好適な近赤外光カット特性を有してい
た。
【００４７】（試験例）パッケージ用窓材ガラスとし
て、ガラスＡ，Ｂを常法により研磨加工して得た研磨板
およびガラスＤ，Ｅそれ自体を用い、これらを有効画素
数５８万画素のＣＣＤチップを内蔵したアルミナセラミ
ックパッケージにエポキシ樹脂系接着剤を用いて封着
し、固体撮像素子を作製した。
て、ガラスＡ，Ｂを常法により研磨加工して得た研磨板
およびガラスＤ，Ｅそれ自体を用い、これらを有効画素
数５８万画素のＣＣＤチップを内蔵したアルミナセラミ
ックパッケージにエポキシ樹脂系接着剤を用いて封着
し、固体撮像素子を作製した。
【００４８】比較のため、パッケージ用窓材ガラスとし
て、市販のパッケージ用窓材ガラス（以下比較ガラスＸ
という）を常法により研磨加工して得たガラスを用い
て、同様に固体撮像素子を作製した。
て、市販のパッケージ用窓材ガラス（以下比較ガラスＸ
という）を常法により研磨加工して得たガラスを用い
て、同様に固体撮像素子を作製した。
【００４９】なお、市販の感度補正用近赤外吸収ガラス
（フッ燐酸塩ガラス、以下比較ガラスＹという）を用い
て固体撮像素子に作製しようとしたが、この比較ガラス
Ｙは熱膨張係数が１５８×１０-7Ｋ-1と大きく、封着の
際、割れが発生し、固体撮像素子を得ることができなか
った。
（フッ燐酸塩ガラス、以下比較ガラスＹという）を用い
て固体撮像素子に作製しようとしたが、この比較ガラス
Ｙは熱膨張係数が１５８×１０-7Ｋ-1と大きく、封着の
際、割れが発生し、固体撮像素子を得ることができなか
った。
【００５０】次に、得られた、これらの固体撮像素子を
使用して、ソフトエラーの有無を調査した。その結果を
表３に示す。尚、表中、α線放出量は住友分析センター
社製α線測定装置ＬＡＣＳで測定した。表３から明らか
なように、本発明によるガラスを使用すれば、ソフトエ
ラーを甚だしく低減できることが判明した。
使用して、ソフトエラーの有無を調査した。その結果を
表３に示す。尚、表中、α線放出量は住友分析センター
社製α線測定装置ＬＡＣＳで測定した。表３から明らか
なように、本発明によるガラスを使用すれば、ソフトエ
ラーを甚だしく低減できることが判明した。
【００５１】本発明は、上記の実施例に限定されるもの
ではなく、前述のように種々のバリエーションが存在し
得ることは言うまでもない。
ではなく、前述のように種々のバリエーションが存在し
得ることは言うまでもない。
【００５２】表１及び表２に本発明において使用し得る
種々のガラス組成を重量％表示で示す。表中、熱膨張係
数はＴＭＡ分析装置による測定値である。いずれも、ア
ルミナセラミックとの封着に適合した熱膨張係数を有し
ている。
種々のガラス組成を重量％表示で示す。表中、熱膨張係
数はＴＭＡ分析装置による測定値である。いずれも、ア
ルミナセラミックとの封着に適合した熱膨張係数を有し
ている。
【００５３】
【表１】
【００５４】
【表２】
【００５５】
【表３】
【００５６】
【発明の効果】本発明によれば、ソフトエラー率が著し
く低い固体撮像素子などの半導体用のパッケージ窓材用
ガラスを提供することができる。さらに、特定の組成範
囲に限定することによって、アルミナセラミックパッケ
ージと接合性の良い熱膨張係数を持つガラスを提供する
ことができる。本発明のガラスの製造方法によれば、製
造工程におけるＵ及びＴｈの混入を大幅に抑制して、パ
ッケージ用窓材に適したガラスを得ることができ、ガラ
スからのα線に起因するソフトエラーの発生を著しく低
減できるため、固体撮像素子などの半導体の高解像度
化、高密度化に貢献することができる。又、感度補正機
能を持つ赤外線吸収ガラスをパッケージ用窓材として使
用すれば、ＣＣＤの小型化が可能であり、コスト削減も
期待できる。
く低い固体撮像素子などの半導体用のパッケージ窓材用
ガラスを提供することができる。さらに、特定の組成範
囲に限定することによって、アルミナセラミックパッケ
ージと接合性の良い熱膨張係数を持つガラスを提供する
ことができる。本発明のガラスの製造方法によれば、製
造工程におけるＵ及びＴｈの混入を大幅に抑制して、パ
ッケージ用窓材に適したガラスを得ることができ、ガラ
スからのα線に起因するソフトエラーの発生を著しく低
減できるため、固体撮像素子などの半導体の高解像度
化、高密度化に貢献することができる。又、感度補正機
能を持つ赤外線吸収ガラスをパッケージ用窓材として使
用すれば、ＣＣＤの小型化が可能であり、コスト削減も
期待できる。
【図１】ＶＴＲカメラの光学系の構成を示す説明図であ
る。
る。
【図２】本発明の近赤外吸収ガラスからなる半導体パッ
ケージ用窓材ガラスを用いたＶＴＲカメラの光学系の構
成を示す説明図である。
ケージ用窓材ガラスを用いたＶＴＲカメラの光学系の構
成を示す説明図である。
【図３】実施例においてガラスを熔解するのに用いた電
気炉の断面を示す説明図である。
気炉の断面を示す説明図である。
【図４】本発明の近赤外吸収ガラスからなる半導体パッ
ケージ用窓材ガラスの分光透過率曲線を示す。
ケージ用窓材ガラスの分光透過率曲線を示す。
１ レンズ系 ２、３ 水晶板 ４ 近赤外吸収フィルター ６、１０ 固体撮像素子 ７ ＣＣＤチップ ８ アルミナセラミックパッケージ ９ パッケージ用窓材 １１ 保護用フィルター １２ 外壁材 １３ 炭化珪素発熱体 １４ 内壁 １５ 電気炉
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０３Ｃ 3/17 Ｃ０３Ｃ 3/17 3/19 3/19 Ｈ０１Ｌ 31/02 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｖ Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０１Ｌ 31/02 Ｂ
Claims (8)
- 【請求項１】 Ｕ及びＴｈの含有量が共に５ｐｐｂ以下
であることを特徴とする半導体パッケージ用窓材ガラ
ス。 - 【請求項２】 重量％で、ＳｉＯ2を５０〜７８％、Ｂ2
Ｏ3を５〜２５％、Ａｌ2Ｏ3を０〜８％、Ｌｉ2Ｏを０〜
５％、Ｎａ2Ｏを０〜１８％及びＫ2Ｏを０〜２０％（但
し、Ｌｉ2Ｏ＋Ｎａ2Ｏ＋Ｋ2Ｏを５〜２０％）含有し、
上記成分の含有量が少なくとも８０％以上であり、熱膨
張係数が４５〜７５×１０-7Ｋ-1であるホウケイ酸ガラ
スからなる、請求項１に記載の半導体パッケージ用窓材
ガラス。 - 【請求項３】 重量％で、Ｐ2Ｏ5を５０〜８５％および
Ａｌ2Ｏ3を４〜２０％含有し、両者の合計が６３％以上
であり、ＣｕＯを０．１〜１０％含有し、かつ熱膨張係
数が４５〜７８×１０-7Ｋ-1である近赤外吸収ガラスか
らなる、請求項１に記載の半導体パッケージ用窓材ガラ
ス。 - 【請求項４】 熔解ガラスの表面の全部又は一部が熔解
炉内雰囲気と接触するのを遮断した状態でガラスを熔解
することを特徴とする半導体パッケージ用窓材ガラスの
製造方法。 - 【請求項５】 （ａ）熔解炉内の熔融ガラスの表面の全
部又は一部を遮断ガスで覆う方法、 （ｂ）熔解炉内の熔融ガラスの表面の全部又は一部を白
金製及び／又は放射性同位元素含有量の少ないセラミッ
ク製の蓋で覆う方法、 （ｃ）熔解炉内雰囲気に接触する内壁部分が白金及び／
又は放射性同位元素含有量の少ないセラミックスで構成
されている熔解炉を用いる方法、から選ばれる少なくと
も１つの方法によって行なう、請求項４に記載の方法。 - 【請求項６】 ガラスの研磨面以外の端部の表面層を除
去する、請求項４又は５に記載の方法。 - 【請求項７】 請求項１〜３のいずれか一項に記載の半
導体パッケージ用窓材ガラスを装着して成る固体撮像素
子。 - 【請求項８】 請求項４〜６のいずれか一項に記載の方
法により得られた半導体窓材用ガラスを装着して成る固
体撮像素子。
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