JPWO2019021672A1 - 支持ガラス基板及びこれを用いた積層基板 - Google Patents

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Abstract

本発明の支持ガラス基板は、３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数が３０×１０−７／℃以上であり、且つ５５×１０−７／℃以下であり、ヤング率が８０ＧＰａ以上であることを特徴とする。

Description

本発明は、支持ガラス基板及びこれを用いた積層基板に関し、具体的には、半導体パッケージの製造工程で半導体チップが樹脂にモールドされた加工基板の支持に用いる支持ガラス基板及びこれを用いた積層基板に関する。
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には、チップファースト型とチップラスト型の製造方法がある。チップファースト型では、例えば、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。チップラスト型では、例えば、支持基板上に配線層を設置した上で、複数の半導体チップを配列し、樹脂の封止材でモールドして加工基板を形成した後に、半田バンプを形成する工程等を有する。
更に、最近では、パネルレベルパッケージ(ＰＬＰ)と呼ばれる半導体パッケージも検討されている。ＰＬＰでは、支持基板１枚当たりの半導体パッケージの取れ数を増加させつつ、製造コストを低下させるために、ウエハ状ではなく矩形状の支持基板が使用される。
これらの半導体パッケージの製造工程では、約２００℃の熱処理を伴うため、封止材が変形して、加工基板に反りが発生する虞がある。加工基板に反りが発生すると、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、加工基板の反りを抑制するために、加工基板を支持する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ると、紫外線硬化型接着剤等の接着層等を設けることにより、加工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ことにより、加工基板を容易に分離することもできる。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ことにより、加工基板を容易に固定、分離することもできる。
特開２０１５−７８１１３号公報
ｆａｎ ｏｕｔ型のＷＬＰとＰＬＰ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。
加工基板の寸法変化を抑制するために、支持基板としてガラス基板を用いることが有効である。しかし、ガラス基板を用いた場合であっても、加工基板の寸法変化が生じる場合があった。
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、加工基板の寸法変化を生じさせ難い支持ガラス基板を創案することにより、半導体パッケージの高密度実装に寄与することである。
本発明者は、種々の実験を繰り返した結果、支持ガラス基板の熱膨張係数を厳密に規制すると共に、支持ガラス基板のヤング率を高めることにより、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、本発明の支持ガラス基板は、３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数が３０×１０−７／℃以上であり、且つ５５×１０−７／℃以下であり、ヤング率が８０ＧＰａ以上であることを特徴とする。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。「ヤング率」は、周知の共振法で測定可能である。
本発明の支持ガラス基板では、３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数が３０×１０−７／℃以上であり、且つ５５×１０−７／℃以下に規制されている。このようにすれば、加工基板と支持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。
更に、本発明の支持ガラス基板では、ヤング率が８０ＧＰａ以上に規制されている。このようにすれば、積層基板の剛性が向上するため、加工基板の寸法変化（特に、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。
また、本発明の支持ガラス基板は、全体板厚偏差（ＴＴＶ）が２．０μｍ未満であることが好ましい。このようにすれば、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。更に支持ガラス基板の再利用回数を増やすことができる。ここで、「全体板厚偏差（ＴＴＶ）」は、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、本発明の支持ガラス基板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜６６％、Ａｌ２Ｏ３ ７〜３４％、Ｂ２Ｏ３ ０〜８％、ＭｇＯ ０〜２２％、ＣａＯ １〜１５％、Ｙ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｒＯ２ ０〜２０％を含有することが好ましい。ここで、「Ｙ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｒＯ２」は、Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３及びＺｒＯ２の合量を指す。
また、本発明の支持ガラス基板は、半導体パッケージの製造工程で、半導体チップが樹脂にモールドされた加工基板の支持に用いることが好ましい。
また、本発明の積層基板は、少なくとも加工基板と加工基板を支持するための支持ガラス基板とを備える積層基板であって、支持ガラス基板が上記の支持ガラス基板であることが好ましい。
また、本発明の積層基板は、加工基板が、半導体チップが樹脂にモールドされた加工基板であることが好ましい。
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ガラス基板とを備える積層基板を用意する工程と、加工基板に対して、加工処理を行う工程と、を有すると共に、支持ガラス基板が上記の支持ガラス基板であることが好ましい。
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工程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工程を含むことが好ましい。
本発明の積層基板の一例を示す概念斜視図である。 ｆａｎ ｏｕｔ型のＷＬＰのチップファースト型の製造工程を示す概念断面図である。 支持ガラス基板をバックグラインド基板に用いて、加工基板を薄型化する工程を示す概念断面図である。
本発明の支持ガラス基板において、３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数は３０×１０−７／℃以上であり、且つ５５×１０−７／℃以下であり、好ましくは３２×１０−７／℃以上、且つ５２×１０−７／℃以下、好ましくは３３×１０−７／℃以上、且つ４９×１０−７／℃以下、特に好ましくは３４×１０−７／℃以上、且つ４４×１０−７／℃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、加工基板と支持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、反り変形）が生じ易くなる。
本発明の支持ガラス基板において、ヤング率は、好ましくは８０ＧＰａ以上、８５ＧＰａ以上、９０ＧＰａ以上、９５ＧＰａ以上、特に９６〜１３０ＧＰａ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、加工基板の寸法変化（特に反り変形）が発生し易くなる。
本発明の支持ガラス基板において、全体板厚偏差（ＴＴＶ）は、好ましくは２．０μｍ未満、１．５μｍ以下、１．０μｍ以下、特に０．１〜１．０μｍ未満である。全体板厚偏差（ＴＴＶ）が大き過ぎると、加工処理の精度が低下し易くなる。更に支持ガラス基板を再利用し難くなる。
本発明の支持ガラス基板は、表面全体が研磨面であることが好ましい。このようにすれば、全体板厚偏差（ＴＴＶ）を２．０μｍ未満、１．５μｍ以下、１．０μｍ以下、特に１．０μｍ未満に規制し易くなる。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（ＴＴＶ）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、支持ガラス基板の生産性が向上する。
本発明の支持ガラス基板は、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜６６％、Ａｌ２Ｏ３ ７〜３４％、Ｂ２Ｏ３ ０〜８％、ＭｇＯ ０〜２２％、ＣａＯ １〜１５％、Ｙ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｒＯ２ ０〜２０％を含有することが更に好ましい。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。
ＳｉＯ２は、ガラスのネットワークを形成する成分である。ＳｉＯ２の含有量は、好ましくは５０〜６６％、５１〜６５％、５２〜６４％、５３〜６３％、５４〜６２．５％、５６〜６２％、特に５８〜６１％である。ＳｉＯ２の含有量が少な過ぎると、ガラス化し難くなり、また耐候性が低下し易くなる。更に熱膨張係数が高くなり過ぎる。一方、ＳｉＯ２の含有量が多過ぎると、溶融性や成形性が低下し易くなり、また熱膨張係数が低くなり過ぎる。
Ａｌ２Ｏ３は、ヤング率や耐候性を高める成分である。Ａｌ２Ｏ３の含有量は、好ましくは７〜３４％、８〜２６％、９〜２４％、１１〜２３％、１２〜２２％、１４〜２１％、特に１６〜２１％である。Ａｌ２Ｏ３の含有量が少な過ぎると、ヤング率や耐候性が低下し易くなる。一方、Ａｌ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、溶融性、成形性及び耐失透性が低下し易くなる。
Ｂ２Ｏ３は、ガラスのネットワークを形成する成分であるが、ヤング率や耐候性を低下させる成分である。よって、Ｂ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０〜８％、０．１〜７％、１〜６％、特に３〜５％である。
ＭｇＯは、ヤング率を大幅に高める成分であり、また高温粘度を低下させて、溶融性や成形性を高める成分である。ＭｇＯの含有量は、好ましくは０〜２２％、０．５〜２１％、１〜２０．５％、２〜２０％、４〜１９．５％、５〜１９％、７〜１９％、８〜１８％、８．５〜１６％、９〜１６％、９〜１４％、特に９〜１２％である。ＭｇＯの含有量が少な過ぎると、上記効果を享受し難くなる。一方、ＭｇＯの含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。
ＣａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性及び成形性を高める成分である。ＣａＯの含有量は、好ましくは１〜１５％、２〜１２％、３〜１０％、特に５〜８％である。ＣａＯの含有量が少な過ぎると、上記効果を享受し難くなる。一方、ＣａＯの含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。
ヤング率を高める観点から、モル比ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）は、好ましくは０以上、０．１以上、０．２以上、０．３以上、０．４以上、０．５以上、０．６以上、特に０．７以上である。なお、「ＭｇＯ／（ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ）」は、ＭｇＯの含有量をＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量で割った値である。
Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３及びＺｒＯ２は、ヤング率を高める成分である。Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３及びＺｒＯ２の合量は、好ましくは０〜２０％、０．１〜１８％、０．５〜１６％、１〜１５％、１〜１４％、１〜１２％、１．２〜１０％、１．３〜８％、特に１．５〜５％である。Ｙ２Ｏ３、Ｌａ２Ｏ３及びＺｒＯ２の合量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。Ｙ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０〜１５％、０．１〜１４％、０．５〜１３％、０．５〜１２％、０．５〜１０％、０．５〜８％、０．５〜６％、特に１〜４％である。Ｌａ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０〜６％、０〜４％、特に０〜２％である。ＺｒＯ２の含有量は、好ましくは０〜１０％、０．１〜６％、０．５〜４％、特に１〜３％である。Ｙ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなり、また原料コストが高騰し易くなる。Ｌａ２Ｏ３の含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなり、また原料コストが高騰し易くなる。ＺｒＯ２の含有量が多過ぎると、耐失透性が低下し易くなる。
上記成分以外にも、例えば以下の成分を添加してもよい。
ＳｒＯ及びＢａＯは、高温粘度を低下させて、溶融性及び成形性を高める成分である。ＳｒＯ及びＢａＯは、それぞれ０〜１５％、０．１〜１２％、特に０．５〜１０％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。ＺｎＯの含有量は、好ましくは０〜７％、０．１〜５％、特に０．５〜３％である。ＺｎＯの含有量が少な過ぎると、上記効果を享受し難くなる。なお、ＺｎＯの含有量が多過ぎると、ガラスが失透し易くなる。
Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏは、高温粘度を低下させて、溶融性及び成形性を高める成分であるが、熱膨張係数を上昇させる成分である。高温粘度を低下させて、溶融性及び成形性を高めると共に、熱膨張係数を上昇させるには、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合量は、好ましくは０〜１５％、０．０１〜１０％、０．０５〜８％、特に０．１〜５％である。Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏのそれぞれの含有量は、好ましくは０〜１０％、０．０１〜５％、０．０５〜４％、特に０．１〜３％未満である。熱膨張係数を低下させるためには、Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏの合量は、好ましくは０〜１５％、０〜１０％、０〜５％、０〜１％、０〜０．１％、０〜０．０５％、特に０〜０．０１％未満である。Ｌｉ２Ｏ、Ｎａ２Ｏ及びＫ２Ｏのそれぞれの含有量は、好ましくは０〜１５％、０〜１０％、０〜５％、０〜１％、０〜０．１％、０〜０．０５％、特に０〜０．０１％未満である。
ＴｉＯ２は、耐候性を高める成分であるが、ガラスを着色させる成分である。よって、ＴｉＯ２の含有量は、好ましくは０〜０．５％、特に０〜０．１％未満である。
清澄剤として、ＳｎＯ２、Ｃｌ、ＳＯ３、ＣｅＯ２の群（好ましくはＳｎＯ２、ＳＯ３の群）から選択された一種又は二種以上を０．０５〜０．５％添加してもよい。
Ｆｅ２Ｏ３は、ガラス原料に不純物として不可避的に混入する成分であり、着色成分である。よって、Ｆｅ２Ｏ３の含有量は、好ましくは０．５％以下、０．００１〜０．１％、０．００５〜０．０７％、０．００８〜０．０３％、特に０．０１〜０．０２５％である。
Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ３及びＮｉＯは、着色成分である。よって、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ３、ＣｏＯ３及びＮｉＯのそれぞれの含有量は、好ましくは０．１％以下、特に０．０１％未満である。
環境的配慮から、ガラス組成として、実質的にＡｓ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ３、ＰｂＯ、Ｂｉ２Ｏ３及びＦを含有しないことが好ましい。ここで、「実質的に〜を含有しない」とは、ガラス成分として積極的に明示の成分を添加しないものの、不純物として混入する場合を許容する趣旨であり、具体的には、明示の成分の含有量が０．０５％未満であることを指す。
本発明の支持ガラス基板は、以下の特性を有することが好ましい。
歪点は、好ましくは５８０℃以上、６２０℃以上、６５０℃以上、６８０℃以上、特に７００〜８５０℃である。歪点が高い程、半導体パッケージの製造工程において支持ガラス基板の熱収縮を低減し易くなる。結果として、加工処理の精度を高め易くなる。なお、「歪点」は、ＡＳＴＭ Ｃ３３６の方法に基づいて測定した値を指す。
液相温度は、好ましくは１３００℃以下、１２８０℃以下、１２５０℃以下、１１６０℃以下、１１３０℃以下、特に１１００℃以下である。このようにすれば、板状に成形し易くなるため、表面を研磨しなくても、或いは少量の研磨によって、全体板厚偏差（ＴＴＶ）を２．０μｍ未満、特に１．０μｍ未満まで低減することができ、結果として、支持ガラス基板の製造コストを低廉化することができる。更に、成形時に失透結晶が発生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１０３．８ｄＰａ・ｓ以上、１０４．０ｄＰａ・ｓ以上、１０４．２ｄＰａ・ｓ以上、１０４．４ｄＰａ・ｓ以上、特に１０４．６ｄＰａ・ｓ以上である。このようにすれば、板状に成形し易くなるため、表面を研磨しなくても、或いは少量の研磨によって、全体板厚偏差（ＴＴＶ）を２．０μｍ未満、特に１．０μｍ未満まで低減することができ、結果として、支持ガラス基板の製造コストを低廉化することができる。ここで、「液相粘度」は、白金球引き上げ法で測定可能である。
１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度は、好ましくは１５５０℃以下、１５００℃以下、１４８０℃以下、１４５０℃以下、特に１２００〜１４００℃以下である。１０２．５ｄＰａ・ｓにおける温度が高くなると、溶融性が低下して、支持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。
板厚は、好ましくは１．５ｍｍ以下、１．２ｍｍ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。
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。なお、反り量を低減するためには、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。なお、「反り量」は、支持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。
本発明の支持ガラス基板は、ノッチ部（ノッチ形状の位置合わせ部）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、支持ガラス基板の位置を固定し易くなる。結果として、支持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。
一方、支持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、支持ガラス基板が破損し易くなる。特に、支持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、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されていることが好ましい。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。
ノッチ部の表面と端面とが交差する端縁領域の５０％以上が面取りされてい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％以上が面取りされてい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が面取りされてい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、支持ガラス基板が破損し易くなる。
本発明の支持ガラス基板は、全体板厚偏差（ＴＴＶ）を低減する観点から、化学強化処理がなされていないことが好ましい。つまり表面に圧縮応力層を有しないことが好ましい。
支持ガラス基板の成形方法として、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。
本発明の積層基板は、少なくとも加工基板と加工基板を支持するための支持ガラス基板とを備える積層基板であって、支持ガラス基板が上記の支持ガラス基板であることを特徴とする。ここで、本発明の積層基板の技術的特徴（好適な構成、効果）は、本発明の支持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。
本発明の積層基板は、加工基板と支持ガラス基板の間に、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。
本発明の積層基板は、更に加工基板と支持ガラス基板の間に、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。
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。
本発明の積層基板において、支持ガラス基板は、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、少なくとも加工基板と加工基板を支持するための支持ガラス基板とを備える積層基板を用意する工程と、加工基板に対して、加工処理を行う工程と、を有すると共に、支持ガラス基板が上記の支持ガラス基板であることを特徴とする。ここで、本発明の半導体パッケージの製造方法の技術的特徴（好適な構成、効果）は、本発明の支持ガラス基板及び積層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ガラス基板とを備える積層基板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支持ガラス基板とを備える積層基板は、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。
本発明の半導体パッケージの製造方法は、更に積層基板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、「積層基板を搬送する工程」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、積層基板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、本発明の積層基板１の一例を示す概念斜視図である。図１では、積層基板１は、支持ガラス基板１０と加工基板１１とを備えている。支持ガラス基板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。そして、支持ガラス基板１０は、３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数が３２×１０−７／℃以上であり、且つ５５×１０−７／℃以下であり、ヤング率が８０ＧＰａ以上である。また、支持ガラス基板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、積層基板１は、支持ガラス基板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、支持ガラス基板１０及び加工基板１１の形状は、何れもウエハ形状である。剥離層１２は、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）以外にも、酸化ケイ素、ケイ酸化合物、窒化ケイ素、窒化アルミ、窒化チタン等が用いられる。剥離層１２は、プラズマＣＶＤ、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。接着層１３は、剥離層１２により加工基板１１から支持ガラス基板１０が剥離された後、溶剤等により溶解除去される。
図２は、ｆａｎ ｏｕｔ型のＷＬＰのチップファースト型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ガラス基板２６側に配置される。このようにして、積層基板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、得られた積層基板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））。
図３は、支持ガラス基板をバックグラインド基板に用いて、加工基板を薄型化する工程を示す概念断面図である。図３（ａ）は、積層基板３０を示している。積層基板３０は、支持ガラス基板３１、剥離層３２、接着層３３、加工基板（シリコンウェハ）３４の順に積層配置されている。加工基板の接着層３３に接する側の表面には、半導体チップ３５がフォトリソグラフィー法等により複数形成されている。図３（ｂ）は、加工基板３４を研磨装置３６により薄型化する工程を示している。この工程により、加工基板３４は、機械的に研磨されて、例えば数十μｍまで薄型化される。図３（ｃ）は、支持ガラス基板３１を通して、剥離層３２に紫外光３７を照射する工程を示している。この工程を経ると、図３（ｄ）に示す通り、支持ガラス基板３１を分離することが可能になる。分離された支持ガラス基板３１は、必要に応じて、再利用される。図３（ｅ）は、加工基板３４から接着層３３を取り除く工程を示している。この工程を経ると、薄型化した加工基板３４を採取することができる。
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１〜９は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１〜８６）及び比較例（試料Ｎｏ．８７）を示している。
Figure 2019021672
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まず表中のガラス組成になるように、ガラス原料を調合したガラスバッチを白金坩堝に入れた後、１５００〜１７００℃で２４時間溶融、清澄、均質化を行った。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て、板状に成形した後、徐冷点付近の温度で３０分間徐冷した。得られた各ガラス基板について、密度、３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数ＣＴＥ３０〜３８０℃、ヤング率、歪点Ｐｓ、徐冷点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における温度を評価した。なお、表中の「Ｎ．Ａ．」は、未測定を表している。
密度は、アルキメデス法によって測定した値である。
３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数ＣＴＥ３０〜３８０℃は、ディラトメーターで測定した値である。
ヤング率は、共振法により測定した値を指す。
歪点Ｐｓ、徐冷点Ｔａ、軟化点Ｔｓは、ＡＳＴＭ Ｃ３３６及びＣ３３８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。
表１〜９から明らかなように、試料Ｎｏ．１〜８６は、３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数ＣＴＥ３０〜３８０℃が３３．２×１０−７／℃〜４８．０×１０−７／℃、ヤング率が８０．０〜１０１．２ＧＰａであるため、支持ガラス基板として好適であると考えられる。一方、試料Ｎｏ．８７は、３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数ＣＴＥ３０〜３８０℃が３５×１０−７／℃であるが、ヤング率が７６ＧＰａであるため、支持ガラス基板として好適ではないと考えられる。
続いて、試料Ｎｏ．１〜８６に係るガラス基板をφ３００ｍｍ×０．８ｍｍ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、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。得られた各研磨処理済みガラス基板について、コベルコ科研社製のＳＢＷ−３３１ＭＬ／ｄにより全体板厚偏差（ＴＴＶ）と反り量を測定した。その結果、全体板厚偏差（ＴＴＶ）がそれぞれ０．４５μｍであり、反り量がそれぞれ３５μｍであった。
１、２７、３０ 積層基板
１０、２６、３１ 支持ガラス基板
１１、２４、３４ 加工基板
１２、３２ 剥離層
１３、２１、２５、３３ 接着層
２０ 支持部材
２２、３５ 半導体チップ
２３ 封止材
２８ 配線
２９ 半田バンプ
３６ 研磨装置
３７ 紫外光

Claims (9)

  1. ３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数が３０×１０−７／℃以上であり、且つ５５×１０−７／℃以下であり、ヤング率が８０ＧＰａ以上であることを特徴とする支持ガラス基板。
  2. 全体板厚偏差（ＴＴＶ）が２．０μｍ未満であることを特徴とする請求項１に記載の支持ガラス基板。
  3. ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ２ ５０〜６６％、Ａｌ２Ｏ３ ７〜３４％、Ｂ２Ｏ３ ０〜８％、ＭｇＯ ０〜２２％、ＣａＯ １〜１５％、Ｙ２Ｏ３＋Ｌａ２Ｏ３＋ＺｒＯ２ ０〜２０％を含有することを特徴とする請求項１又は２に記載の支持ガラス基板。
  4. 半導体パッケージの製造工程で、半導体チップが樹脂にモールドされた加工基板の支持に用いることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の支持ガラス基板。
  5. 少なくとも加工基板と加工基板を支持するための支持ガラス基板とを備える積層基板であって、支持ガラス基板が請求項１〜４の何れかに記載の支持ガラス基板であることを特徴とする積層基板。
  6. 加工基板が、半導体チップが樹脂にモールドされた加工基板であることを特徴とする請求項５に記載の積層基板。
  7. 少なくとも加工基板と加工基板を支持するための支持ガラス基板とを備える積層基板を用意する工程と、
    加工基板に対して、加工処理を行う工程と、を有すると共に、支持ガラス基板が請求項１〜４の何れかに記載の支持ガラス基板であることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
  8. 加工処理が、加工基板の一方の表面に配線する工程を含むことを特徴とする請求項７に記載の半導体パッケージの製造方法。
  9. 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工程を含むことを特徴とする請求項７又は８に記載の半導体パッケージの製造方法。
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