KR20180095513A - 지지 유리 기판의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 가공 기판을 지지하기 위한 지지 유리 기판의 제조 방법에 있어서, 지지 유리 기판을 성형하는 성형 공정과, 성형 후의 지지 유리 기판을 열처리하여 지지 유리 기판의 열팽창계수를 변동시키는 열처리 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

지지 유리 기판의 제조 방법
본 발명은 지지 유리 기판의 제조 방법에 관한 것이고, 구체적으로는 반도체 패키지의 제조 공정에서 가공 기판을 지지하기 위한 지지 유리 기판의 제조 방법에 관한 것이다.
휴대전화, 노트형 개인용 컴퓨터, PDA(Personal Data Assistance) 등의 휴대형 전자기기에는 소형화 및 경량화가 요구되고 있다. 이에 따라, 이들의 전자기기에 사용되는 반도체칩의 실장 스페이스도 엄격히 제한되고 있고, 반도체칩의 고밀도한 실장이 과제가 되고 있다. 그래서, 최근에서는 삼차원 실장 기술, 즉 반도체칩끼리를 적층하고, 각 반도체칩 사이를 배선 접속함으로써 반도체 패키지의 고밀도 실장을 도모하고 있다.
또한 종래의 웨이퍼 레벨 패키지(WLP)는 범프를 웨이퍼의 상태에서 형성한 후, 다이싱으로 개편화함으로써 제작되고 있다. 그러나, 종래의 WLP는 핀수를 증가시키기 어려운 것에 추가하여, 반도체칩의 이면이 노출된 상태에서 실장되기 때문에 반도체칩의 결함 등이 발생하기 쉽다는 문제가 있었다.
그래서, 새로운 WLP로서, 팬 아웃(fan out)형 WLP가 제안되고 있다. 팬 아웃형 WLP는 핀수를 증가시키는 것이 가능하고, 또한 반도체칩의 단부를 보호함으로써 반도체칩의 결함 등을 방지할 수 있다.
팬 아웃형 WLP에서는 복수의 반도체칩을 수지의 밀봉재로 몰드하고 가공 기판을 형성한 후에, 가공 기판의 일방의 표면에 배선하는 공정, 땜납 범프를 형성하는 공정 등을 갖는다.
이들의 공정은 약 200℃의 열처리를 따르기 때문에, 밀봉재가 변형하여 가공 기판이 치수 변화할 우려가 있다. 가공 기판이 치수 변화하면, 가공 기판의 일방의 표면에 대하여 고밀도로 배선하는 것이 곤란해지고, 또한 땜납 범프를 정확하게 형성하는 것도 곤란해진다.
이러한 사정으로부터, 가공 기판의 치수 변화를 억제하기 위해서, 가공 기판을 지지하기 위한 유리 기판을 사용하는 것이 검토되고 있다(특허문헌 1 참조).
유리 기판은 표면을 평활화하기 쉽고, 또한 강성을 갖는다. 따라서, 지지 기판으로서 유리 기판을 사용하면, 가공 기판을 견고 또한 정확하게 지지하는 것이 가능해진다. 또한, 유리 기판은 자외광, 적외광 등의 광을 투과하기 쉽다. 따라서, 지지 기판으로서 유리 기판을 사용하면, 자외선 경화형 접착제 등에 의해 접착층 등을 설치하면, 가공 기판과 유리 기판을 용이하게 고정할 수 있다. 또한, 적외선을 흡수하는 박리층 등을 설치하면, 가공 기판과 유리 기판을 용이하게 분리할 수도 있다. 다른 방식으로서, 자외선 경화형 테이프 등에 의해 접착층 등을 설치하면, 가공 기판과 유리 기판을 용이하게 고정, 분리할 수 있다.
일본 특허 공개 2015-78113호 공보
그런데, 가공 기판과 유리 기판의 열팽창계수가 부정합이면, 가공 처리시에 가공 기판의 치수 변화(특히, 휨 변형)이 생기기 쉬워진다. 결과적으로, 가공 기판의 일방의 표면에 대하여 고밀도로 배선하는 것이 곤란해지고, 또한 땜납 범프를 정확하게 형성하는 것도 곤란해진다. 따라서, 가공 기판과 유리 기판의 열팽창계수를 엄밀하게 조정시키는 것이 중요해진다.
종래, 유리 기판의 유리 조성을 조정함으로써, 유리 기판의 열팽창계수를 가공 기판의 열팽창계수로 조정시키고 있었다.
그러나, 유리 기판의 유리 조성을 조정해도, 유리 기판의 용융 조건이나 성형 조건의 변동에 의해 유리 기판의 열팽창계수가 목표값으로부터 벗어나버리는 경우가 있었다. 이 경우, 유리 기판을 폐기하거나 또는 유리 기판을 재용융하여 유리 기판의 열팽창계수를 변동시킴으로써, 결과적으로 유리 기판의 제조 비용이 앙등해버린다.
본 발명은 상기 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 그 기술적 과제는 간편한 방법에 의해 성형 후의 지지 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 재조정할 수 있는 방법을 창안하는 것이다.
본 발명자는 다양한 실험을 반복한 결과, 성형 후의 유리 기판에 대하여 열처리를 행함으로써 상기 기술적 과제를 해결할 수 있는 것을 발견하고, 본 발명으로서 제안하는 것이다. 즉, 본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 가공 기판을 지지하기 위한 지지 유리 기판의 제조 방법에 있어서, 지지 유리 기판을 성형하는 성형 공정과, 성형 후의 지지 유리 기판을 열처리하여 지지 유리 기판의 열팽창계수를 변동시키는 열처리 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법에서는 지지 유리 기판의 열팽창계수가 목표리로부터 벗어나 있어도, 열처리에 의해 지지 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 변동시키는 것이 가능하다. 이에 따라, 지지 유리 기판의 폐기나 재용융이 불필요하게 되어 지지 유리 기판의 제조 비용을 저렴화할 수 있다.
제 2로, 본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 성형 공정 후의 지지 유리 기판을 열처리하여 지지 유리 기판의 열팽창계수를 저하시키는 것이 바람직하다.
제 3으로, 본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 열처리의 최고 온도를 (지지 유리 기판의 스트레인점-100)℃보다 높게 하는 것이 바람직하다.
제 4로, 본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 열처리의 최고 온도에 도달한 후, 열처리 온도를 5℃/분 이하의 속도로 강온시키는 것이 바람직하다.
제 5로, 본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 열처리에 의해 지지 유리 기판의 휨량을 40㎛ 이하로 저감시키는 것이 바람직하다. 여기에서, 「휨량」은 지지 결정화 유리 기판 전체에 있어서의 최고위점과 최소 제곱 초점면 사이의 최대 거리의 절대값과, 최저위점과 최소 제곱 초점면의 절대값의 합계를 가리키고, 예를 들면 Kobelco Research Institute, Inc. 제작의 SBW-331ML/d에 의해 측정 가능하다.
제 6으로, 본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 지지 유리 기판의 치수보다 큰 열처리용 세터를 준비하고, 그 열처리용 세터 상에 성형 후의 지지 유리 기판을 적재한 후 열처리 공정에 제공하는 것이 바람직하다.
제 7로, 본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 판 두께가 400㎛ 이상 또한 2㎜ 미만이 되도록 지지 유리 기판을 성형하는 것이 바람직하다.
제 8로, 본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 오버플로우 다운드로우법에 의해 지지 유리 기판을 성형하는 것이 바람직하다.
제 9로, 본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 열처리 공정 후에, 지지 유리 기판의 표면을 연마하여 전체 판 두께 편차를 2.0㎛ 미만으로 저감시키는 연마 공정을 구비하는 것이 바람직하다. 여기에서, 「전체 판 두께 편차」는 지지 유리 기판 전체의 최대판 두께와 최소판 두께의 차이고, 예를 들면 Kobelco Research Institute, Inc. 제작의 SBW-331ML/d에 의해 측정 가능하다.
제 10으로, 본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 열처리 공정 후에, 지지 유리 기판의 주변부를 절단 제거하는 절단 제거 공정을 구비하는 것이 바람직하다.
제 11로, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법은 적어도 가공 기판과 가공 기판을 지지하기 위한 지지 유리 기판을 구비하는 적층체를 제작하는 적층 공정과, 적층체의 가공 기판에 대하여, 가공 처리를 행하는 가공 처리 공정을 구비함과 아울러, 지지 유리 기판이 상기 지지 유리 기판의 제조 방법에 의해 제작되어 있는 것이 바람직하다.
제 12로, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법은 가공 기판이 적어도 밀봉재로 몰드된 반도체칩을 구비하는 것이 바람직하다.
제 13으로, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법은 가공 처리가 가공 기판의 일방의 표면에 배선하는 처리를 포함하는 것이 바람직하다.
제 14로, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법은 가공 처리가 가공 기판의 일방의 표면에 땜납 범프를 형성하는 처리를 포함하는 것이 바람직하다.
도 1은 본 발명에 따른 적층체의 일례를 나타내는 개념 사시도이다.
도 2는 팬 아웃형 WLP의 제조 공정을 나타내는 개념 단면도이다.
이하에, 본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법을 상세하게 설명한다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법에서는, 우선 유리 원료를 조합, 혼합하여 유리 배치를 제작하고, 이 유리 배치를 유리 용융로에 투입한 후 얻어진 용융 유리를 청징, 교반한 후에, 성형 장치에 공급하여 판상으로 성형하고 지지 유리 기판을 얻는 것이 바람직하다.
유리 배치는 소망의 열팽창계수가 되도록 조제하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 가공 기판 내에 반도체칩의 비율이 적고, 밀봉재의 비율이 많은 경우에는 고팽창의 유리 조성이 되도록 유리 배치를 조제하고, 반대로, 가공 기판 내에 반도체칩의 비율이 많고, 밀봉재의 비율이 적은 경우에는 저팽창의 유리 조성이 되도록 유리 배치를 조제하는 것이 바람직하다.
30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 선열팽창계수를 0×10-7/℃ 이상 또한 50×10-7/℃ 미만으로 규제하는 경우, 지지 유리 기판이 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 55~75%, Al2O3 15~30%, Li2O 0.1~6%, Na2O+K2O(Na2O와 K2O의 합량) 0~8%, MgO+CaO+SrO+BaO(MgO, CaO, SrO 및 BaO의 합량) 0~10%를 함유하도록 유리 배치를 조제하는 것이 바람직하고, SiO2 55~75%, Al2O3 10~30%, Li2O+Na2O+K2O(Li2O, Na2O 및 K2O의 합량) 0~0.3%, MgO+CaO+SrO+BaO 5~20%를 함유하도록 유리 배치를 조제하는 것도 바람직하고, SiO2 55~68%, Al2O3 12~25%, B2O3 0~15%, MgO+CaO+SrO+BaO 5~30%를 함유하도록 유리 배치를 조제하는 것도 바람직하다. 30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 선열팽창계수를 50×10-7/℃ 이상 또한 70×10-7/℃ 미만으로 규제하는 경우, 지지 유리 기판이 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 55~75%, 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%를 함유하도록 유리 배치를 조제하는 것이 바람직하고, SiO2 64~71%, Al2O3 5~10%, B2O3 8~15%, MgO 0~5%, CaO 0~6%, SrO 0~3%, BaO 0~3%, ZnO 0~3%, Na2O 5~15%, K2O 0~5%를 함유하도록 유리 배치를 조제하는 것이 더욱 바람직하다. 30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 선열팽창계수를 70×10-7/℃ 이상 또한 85×10-7/℃ 이하로 규제하는 경우, 지지 유리 기판이 유리 조성으로서 질량%로 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%를 함유하도록 유리 배치를 조제하는 것이 바람직하고, SiO2 60~68%, Al2O3 5~15%, B2O3 5~20%, MgO 0~5%, CaO 0~10%, SrO 0~3%, BaO 0~3%, ZnO 0~3%, Na2O 8~16%, K2O 0~3%를 함유하도록 유리 배치를 조제하는 것이 더욱 바람직하다. 30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 선열팽창계수를 85×10-7/℃초, 또한 120×10-7/℃ 이하로 규제하는 경우, 지지 유리 기판이 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 45~70%(55~70%), Al2O3 3~25%(바람직하게는 3~13%), B2O3 0~8%(바람직하게는 2~8%), P2O5 0~20%, MgO 0~5%, CaO 0~10%, SrO 0~5%, BaO 0~5%, ZnO 0~5%, Na2O 10~21%, K2O 0~5%를 함유하도록 유리 배치를 조제하는 것이 바람직하다. 30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 선열팽창계수를 120×10-7/℃ 초과 또한 165×10-7/℃ 이하로 규제하는 경우, 지지 유리 기판이 유리 조성으로서 질량%로 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%를 함유하도록 유리 배치를 조제하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 열팽창계수를 목표값으로 조정하기 쉬워짐과 아울러, 내실투성이 향상하기 때문에 전체 판 두께 편차가 작은 지지 유리 기판을 성형하기 쉬워진다. 또한, 「30~380℃의 온도 범위에 있어서의 평균 선열팽창계수」는 딜라토미터로 측정한 값을 가리킨다.
유리 배치 중에, 청징제로서 As2O3, Sb2O3, CeO2, SnO2, F, Cl, SO3의 군(바람직하게는 SnO2, Cl, SO3의 군)으로부터 선택된 1종 또는 2종 이상을 0.05~2질량% 첨가해도 좋다. SnO2, SO3 및 Cl의 합량은, 바람직하게는 0~1질량%, 100~3000ppm(0.01~0.3질량%), 300~2500ppm, 특히 500~2500ppm이다. 또한, SnO2, SO3 및 Cl의 합량이 100ppm보다 적으면, 청징 효과를 얻기 어려워진다.
환경적 관점에서, As2O3, Sb2O3 및 F의 사용은 극력 삼가하는 것이 바람직하고, 실질적으로 함유하지 않는 것이 바람직하다. 여기에서, 「실질적으로 ~를 함유하지 않음」이란, 구체적으로는 명시의 성분의 함유량이 500ppm(질량) 미만인 것을 가리킨다. 환경적 관점에서, 유리 조성 중에 실질적으로 PbO, Bi2O3을 함유하지 않는 것도 바람직하다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법에 있어서, 지지 유리 기판의 신장 탄성률이 60GPa 이상(바람직하게는 65GPa 이상, 70GPa 이상, 특히 75~130GPa)이 되도록 유리 배치를 조제하는 것이 바람직하다. 가공 기판 내에 반도체칩의 비율이 적고 밀봉재의 비율이 많은 경우, 적층체 전체의 강성이 저하하여 가공 처리 공정에서 가공 기판이 휘어지기 쉬워진다. 그래서, 지지 유리 기판의 영률을 높이면, 가공 기판의 휨 변형을 억제하기 쉬워져, 가공 기판을 견고 또한 정확하게 지지하는 것이 가능하게 된다. 여기에서, 「영률」은 휨 공진법에 의해 측정한 값을 가리킨다.
지지 유리 기판의 액상 온도가 1150℃ 미만(바람직하게는 1120℃ 이하, 1100℃ 이하, 1080℃ 이하, 1050℃ 이하, 1010℃ 이하, 980℃ 이하, 960℃ 이하, 950℃ 이하, 특히 940℃ 이하)이 되도록 유리 배치를 조제하는 것이 바람직하다. 또한, 지지 유리 기판의 액상 점도가 104. 8dPa·s이상(바람직하게는 105. 0dPa·s 이상, 105.2dPa·s 이상, 105. 4dPa·s 이상, 특히 105. 6dPa·s 이상)이 되도록 유리 배치를 조제하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 다운드로우법, 특히 오버플로우 다운드로우법으로 지지 유리 기판을 성형하기 쉬워지기 때문에, 판 두께가 작은 지지 유리 기판을 제작하기 쉬워짐과 아울러, 표면을 연마하지 않아도 전체 판 두께 편차를 저감시킬 수 있다. 또는, 소량의 연마에 의해 전체 판 두께 편차를 2.0㎛ 미만, 특히 1.0㎛ 미만까지 저감시킬 수 있다. 결과적으로, 지지 유리 기판의 제조 비용을 저렴화할 수도 있다. 또한, 「액상 온도」는 표준체 30메쉬(500㎛)를 통과하고 50메쉬(300㎛)에 남아있는 유리 분말을 백금 보트에 넣은 후, 온도 구배로 중에서 24시간 유지하여 결정이 석출하는 온도를 측정함으로써 산출 가능하다. 「액상 점도」는 백금구 인상법으로 측정 가능하다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법에 있어서, 판 두께가 400㎛ 이상, 또한 2㎜ 미만이 되도록 지지 유리 기판을 성형하는 것이 바람직하다. 지지 유리 기판의 판 두께는 바람직하게는 400㎛ 이상, 500㎛ 이상, 600㎛ 이상, 700㎛ 이상, 800㎛ 이상, 900㎛ 이상, 특히 1000㎛ 이상이다. 지지 유리 기판의 판 두께가 매우 작으면, 기계적 강도가 저하하여 반도체 패키지의 제조 공정에서 지지 유리 기판이 파손되기 쉬워진다. 한편, 지지 유리 기판의 판 두께가 매우 크면, 적층체의 질량이 커지기 때문에 핸들링성이 저하한다. 또한, 반도체 패키지의 제조 공정에서 적층체가 반도체 패키지의 제조 장치 내의 높이 제한을 클리어할 수 없을 우려가 생긴다. 따라서, 지지 유리 기판의 판 두께는, 바람직하게는 2.0㎜ 미만, 1.5㎜ 이하, 1.2㎜ 이하, 특히 1.1㎜ 이하이다.
다운드로우법, 특히 오버플로우 다운드로우법으로 지지 유리 기판을 성형하는 것이 바람직하다. 오버플로우 다운드로우법은 내열성의 홈통상 구조물의 양측으로부터 용융 유리를 넘치게 하고, 넘친 용융 유리를 홈통상 구조물 하측 꼭대기단에 합류시켜, 유리 내부에 성형 합류면을 형성하면서 하방으로 연신 성형하는 방법이다. 오버플로우 다운드로우법으로는 유리 표면이 되어야 할 면은 홈통상 내화물에 접촉하지 않고 자유 표면의 상태에서 성형된다. 이 때문에, 판 두께가 작은 지지 유리 기판을 제작하기 쉬워짐과 아울러, 표면을 연마하지 않아도 전체 판 두께 편차를 저감시킬 수 있다. 또는, 소량의 연마에 의해 전체 판 두께 편차를 2.0㎛ 미만, 특히 1.0㎛ 미만까지 저감시킬 수 있다. 결과적으로, 지지 유리 기판의 제조 비용을 저렴화할 수 있다.
지지 유리 기판의 성형 방법으로서, 오버플로우 다운드로우법 이외에도, 예를 들면 슬롯다운법, 리드로법, 플로트법 등을 채택할 수도 있다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 열처리 공정 전에, 성형 후의 지지 유리 기판의 열팽창계수를 측정하는 공정을 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 지지 유리 기판의 열팽창계수의 측정값을 고려한 후에, 열처리 조건(열처리의 최고 온도, 열처리의 강온 속도 등)을 제어함으로써 지지 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 조정하기 쉬워진다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 열처리 공정 전에, 지지 유리 기판의 세정 공정을 형성해도 좋다. 이에 따라, 지지 유리 기판에 이물이 부착되어도, 부착된 이물이 열처리에 의해 지지 유리 기판의 표면에 눌러붙는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 성형 후의 지지 유리 기판을 열처리하여 지지 유리 기판의 열팽창계수를 변동시키는 열처리 공정을 구비하지만, 그 경우, 성형 공정 후의 지지 유리 기판을 열처리하여 지지 유리 기판의 열팽창계수를 저하시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 지지 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 제어하기 쉬워진다. 또한, 열처리에 의해 지지 유리 기판의 열팽창계수를 증가시키는 것도 가능하지만, 이 경우, 성형시에 지지 유리 기판을 충분하게 서랭한 후 열처리 공정에 제공하지 않으면 안되고, 지지 유리 기판의 제조 효율이 저하하기 쉬워진다.
열처리 공정에서, 지지 유리 기판의 온도 범위 30~380℃에 있어서의 평균 선열팽창계수를 0.05×10-7~3×10-7/℃ 저하시키는 것이 바람직하고, 0.1×10-7~3×10-7/℃ 저하시키는 것이 보다 바람직하고, 0.2×10-7~1×10-7/℃ 저하시키는 것이 더욱 바람직하고, 0.3×10-7~0.8×10-7/℃ 저하시키는 것이 특히 바람직하다. 용융 조건, 성형 조건 등의 변동에 의해 지지 유리 기판의 열팽창계수는 변동한다. 그 변동 폭은 그렇게 크지 않지만, 열팽창계수를 엄밀하게 조정할 필요가 있는 지지 유리 기판의 용도에서는 이들의 약간의 변동이 문제가 된다. 그리고, 용융 조건, 성형 조건 등을 관리하여 열팽창계수를 목표값으로 제어하는 것은 곤란하다. 그래서, 열처리 공정에서 열처리 조건(열처리의 최고 온도, 열처리의 강온 속도 등)을 조정하면 용융 조건, 성형 조건 등을 엄밀하게 관리하지 않아도, 지지 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 제어하기 쉬워진다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 성형 후의 지지 유리 기판을 열처리하여 지지 유리 기판의 밀도를 변동시키는 열처리 공정을 구비하는 것이 바람직하고, 그 경우, 성형 공정 후의 지지 유리 기판을 열처리하여 지지 유리 기판의 밀도를 상승시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 지지 유리 기판의 밀도를 엄밀하게 조정할 필요가 있는 경우에, 지지 유리 기판의 밀도를 목표값으로 제어하기 쉬워진다. 또한, 열처리에 의해 지지 유리 기판의 밀도를 저하시키는 것도 가능하지만, 이 경우, 성형시에 지지 유리 기판을 충분하게 서랭한 후 열처리 공정에 제공하지 않으면 안되고, 지지 유리 기판의 제조 효율이 저하하기 쉬워진다.
지지 유리 기판의 밀도의 상승 정도는 지지 유리 기판의 열팽창계수의 저하 정도와 상관하고 있다. 따라서, 지지 유리 기판의 밀도의 상승값을 측정하면, 지지 유리 기판의 열팽창계수의 저하값을 간단하게 추측할 수 있다. 열처리 공정에서, 지지 유리 기판의 밀도를 0.001~0.05g/㎤ 상승시키는 것이 바람직하고, 0.004~0.03g/㎤ 상승시키는 것이 더욱 바람직하고, 0.007~0.015g/㎤ 상승시키는 것이 특히 바람직하다. 밀도의 상승값이 상기 범위 이외가 되면, 지지 유리 기판의 열팽창계수의 저하값을 추측하기 어려워진다.
열처리의 최고 온도는 바람직하게는 (지지 유리 기판의 스트레인점-100)℃ 초과, (지지 유리 기판의 스트레인점-50)℃ 이상, (지지 유리 기판의 스트레인점-30)℃ 이상, 지지 유리 기판의 변형점 이상, (지지 유리 기판의 스트레인점+10)℃ 이상, (지지 유리 기판의 스트레인점+20)℃ 이상, (지지 유리 기판의 스트레인점+30)℃ 이상, 특히 (지지 유리 기판의 스트레인점+50)℃ 이상이다. 열처리의 최고 온도가 너무 낮으면, 지지 유리 기판의 열팽창계수를 변동시키기 위한 열처리 시간이 부당하게 길어져 열처리 효율이 저하하기 쉬워진다. 또한, 열처리에 의해 지지 유리 기판의 열팽창계수를 저하시키기 어려워진다. 한편, 열처리의 최고 온도가 너무 높으면, 지지 유리 기판이 열 변형하기 쉬워진다. 따라서, 열처리의 최고 온도는 바람직하게는 (지지 유리 기판의 스트레인점+150)℃ 이하, (지지 유리 기판의 스트레인점+120)℃ 이하이다.
열처리 공정에는 열처리로로부터 지지 유리 기판을 안전하게 인출하기 위해서, 열처리의 최고 온도에서 강온할 필요가 있다. 그 강온 속도는 바람직하게는 5℃/분 이하, 4℃/분 이하, 3℃/분 이하, 2℃/분 이하, 1℃/분 이하, 특히 0.8℃/분 이하이다. 강온 속도가 너무 빠르면, 열처리 공정 후에 지지 유리 기판에 열 변형이 잔류하기 쉬워지고, 또한 열처리로로부터 지지 유리 기판을 인출할 때에 지지 유리 기판이 파손될 우려가 있다. 한편, 강온 속도가 너무 느리면, 지지 유리 기판의 열팽창계수를 변동시키기 위한 열처리 시간이 부당하게 길어져 열처리 효율이 저하하기 쉬워진다. 따라서, 강온 속도는 바람직하게는 0.01℃/분 이상, 0.05℃/분 이상, 0.1℃/분 이상, 0.2℃/분 이상, 특히 0.5℃/분 이상이다.
지지 유리 기판의 치수보다 큰 열처리용 세터를 준비하고, 그 열처리용 세터 상에 성형 후의 지지 유리 기판을 적재한 후, 열처리 공정에 제공하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 열처리시에 지지 유리 기판의 온도 불균일을 저감시킬 수 있다. 또한, 열처리용 세터의 치수가 지지 유리 기판의 치수와 동등 또는 작으면, 지지 유리 기판의 일부가 열처리용 세터로부터 밀려나오기 쉽고, 그 밀려나온 부분에 열 변형이 생기기 쉬워진다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법으로는 열처리에 의해 지지 유리 기판의 휨량을 40㎛ 이하까지 저감시키는 것이 바람직하다. 그리고, 지지 유리 기판의 휨량을 저감시키기 위해서, 지지 유리 기판의 상방으로 내열 기판을 배치하여 열처리용 세터와 내열 기판으로 지지 유리 기판을 협지하면서 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 내열 기판으로서 뮬라이트 기판, 알루미나 기판 등이 사용 가능하다. 또한, 복수장의 지지 유리 기판을 적층시킨 상태에서 열처리를 행하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 적층 하방으로 적층된 지지 유리 기판의 휨량이 상방으로 적층된 지지 유리 기판의 질량에 의해 적정하게 저감된다. 또한, 지지 유리 기판의 열처리 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 열처리 공정 후에, 지지 유리 기판의 표면을 연마하여 전체 판 두께 편차를 2.0㎛ 미만으로 저감시키는 연마 공정을 구비하는 것이 바람직하다. 연마 처리의 방법으로서는 다양한 방법을 채용할 수 있지만, 지지 유리 기판의 양면을 한 쌍의 연마 패드에 끼워넣고, 지지 유리 기판과 한 쌍의 연마 패드를 함께 회전시키면서 지지 유리 기판을 연마 처리하는 방법이 바람직하다. 또한, 한 쌍의 연마 패드는 외경이 다른 것이 바람직하고, 연마시에 간헐적으로 지지 유리 기판의 일부가 연마 패드로부터 밀려나오도록 연마 처리하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 전체 판 두께 편차를 저감시키기 쉽고, 또한 휨량도 저감시키기 쉬워진다. 또한, 연마 처리에 있어서, 연마 깊이는 특별히 한정되지 않지만, 연마 깊이는 바람직하게는 50㎛ 이하, 30㎛ 이하, 20㎛ 이하, 특히 10㎛ 이하이다. 연마 깊이가 작을수록, 지지 유리 기판의 생산성은 향상한다.
지지 유리 기판의 전체 판 두께 편차가 2.0㎛ 미만, 1, 특히 0.1~1㎛ 미만이 되도록 지지 유리 기판의 표면을 연마하는 것이 바람직하고, 또한 지지 유리 기판의 표면의 산술 평균 조도(Ra)가 5㎚ 이하, 2㎚ 이하, 1.5㎚ 이하, 1㎚ 이하, 0.8㎚ 이하, 특히 0.5㎚ 이하가 되도록 지지 유리 기판의 표면을 연마하는 것이 바람직하다. 전체 판 두께 편차가 작을수록, 또는 표면 정밀도가 높을수록, 가공 처리의 정밀도를 높이기 쉬워진다. 특히, 배선 정밀도를 높일 수 있기 때문에 고밀도의 배선이 가능하게 된다. 또한, 지지 유리 기판의 강도가 향상하여 지지 유리 기판 및 적층체가 파손되기 어려워진다. 또한, 「산술 평균 조도(Ra)」는 원자간력 현미경(AFM)에 의해 측정 가능하다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 열처리 공정 후에, 지지 유리 기판의 주변부를 절단 제거하는 절단 제거 공정을 구비하는 것이 바람직하고, 연마 공정 후에, 지지 유리 기판의 주변부를 절단 제거하는 절단 제거 공정을 구비하는 것이 더욱 바람직하다. 열처리 공정에서는 지지 유리 기판의 중앙부와 비교하여, 주변부 쪽이 휨량이 큰 경향이 있다. 그래서, 열처리 공정 후에, 지지 유리 기판의 주변부를 절단 제거하면, 지지 유리 기판의 휨량을 저감시킬 수 있다.
지지 유리 기판의 주변부를 절단 제거할 때에, 직사각형의 지지 유리 기판으로부터 대략 원판 형상 또는 웨이퍼 형상으로 컷 아웃 가공하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 반도체 패키지의 제조 공정에 적용하기 쉬워진다. 필요에 따라서, 그 이외의 형상, 예를 들면 직사각형 등의 형상으로 가공해도 좋다. 컷 아웃한 지지 유리 기판의 진원도((단, 노치부를 제외)는 1㎜ 이하, 0.1㎜ 이하, 0.05㎜ 이하, 특히 0.03㎜ 이하가 바람직하다. 진원도가 작을수록, 반도체 패키지의 제조 공정에 적용하기 쉬워진다. 또한, 진원도의 정의는 웨이퍼의 외형의 최대값으로부터 최소값을 감한 값이다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 절단 제거 공정 후에, 지지 유리 기판의 외주의 일부에 노치부(얼라이먼트부)를 형성하는 노치 가공 공정을 구비하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 지지 유리 기판의 노치부에 위치 결정핀 등의 위치 결정 부재를 접촉시켜 지지 유리 기판을 위치 고정하기 쉬워진다. 결과적으로, 가공 기판과 지지 유리 기판의 얼라인먼트가 용이해진다. 또한, 가공 기판에도 노치부를 형성하여 위치 결정 부재를 접촉시키면, 가공 기판과 지지 유리 기판의 얼라인먼트가 더욱 용이해진다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법은 절단 제거 공정 후에, 지지 유리 기판의 끝면(노치부의 끝면을 포함)에 대하여 모따기 가공을 행하는 모따기 공정을 구비하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 끝면으로부터 유리분 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 모따기 가공에는 홈 부착 숫돌을 사용한 모따기 가공, 불산 등의 산 에칭에 의한 모따기 가공 등을 채택할 수 있다.
본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법에 있어서, 지지 유리 기판에 대하여 이온 교환 처리를 행하지 않는 것이 바람직하다. 이온 교환 처리를 행하면, 지지 유리 기판의 제조 비용이 앙등하고, 또한 지지 유리 기판의 전체 판 두께 편차를 저감시키기 어려워진다.
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법은 적어도 가공 기판과 가공 기판을 지지하기 위한 지지 유리 기판을 구비하는 적층체를 제작하는 적층 공정과, 적층체의 가공 기판에 대하여, 가공 처리를 행하는 가공 처리 공정을 구비함과 아울러, 지지 유리 기판이 상기 지지 유리 기판의 제조 방법에 의해 제작되는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서, 본 발명의 지지 유리 기판의 제조 방법의 기술적 특징은 기재되어 있기 때문에 그 부분의 상세한 기재를 생략한다.
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서, 가공 기판과 지지 유리 기판 사이에, 접착층을 설치하는 것이 바람직하다. 접착층은 수지인 것이 바람직하고, 예를 들면 열경화성 수지, 광경화성 수지(특히, 자외선 경화 수지) 등이 바람직하다. 또한, 반도체 패키지의 제조 공정에 있어서의 열처리에 견디는 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 이에 따라, 반도체 패키지의 제조 공정에서 접착층이 융해되기 어려워져 가공 처리의 정밀도를 높일 수 있다. 또한, 가공 기판과 지지 유리 기판을 용이하게 고정하기 위해서, 자외선 경화형 테이프를 접착층으로서 사용할 수도 있다.
또한, 가공 기판과 지지 유리 기판 사이에, 보다 구체적으로는 가공 기판과 접착층 사이에 박리층을 설치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면, 가공 기판에 대하여, 소정의 가공 처리를 행한 후에, 가공 기판을 지지 유리 기판으로부터 박리하기 쉬워진다. 가공 기판의 박리는 생산성의 관점에서, 레이저광 등의 조사 광에 의해 행하는 것이 바람직하다. 레이저 광원으로서, YAG 레이저(파장 1064㎚), 반도체 레이저(파장 780~1300㎚) 등의 적외광 레이저 광원을 사용할 수 있다. 또한, 박리층에는 적외선 레이저를 조사함으로써 분해되는 수지를 사용할 수 있다. 또한, 적외선을 효율 좋게 흡수하고, 열로 변환하는 물질을 수지에 첨가할 수도 있다. 예를 들면, 카본블랙, 그래파이트분, 미립자 금속 분말, 염료, 안료 등을 수지에 첨가할 수도 있다.
박리층은 레이저광 등의 조사 광에 의하여 「층내 박리」또는 「계면 박리」가 생기는 재료로 구성된다. 즉, 일정한 강도한 광을 조사하면, 원자 또는 분자에 있어서의 원자간 또는 분자간의 결합력이 소실 또는 감소하여 어블레이션(ablation) 등을 일으켜 박리를 발생시키는 재료로 구성된다. 또한, 조사 광의 조사에 의해, 박리층에 포함되는 성분이 기체가 되어 방출되어 분리에 도달하는 경우와, 박리층이 광을 흡수하여 기체가 되어 그 증기가 방출되어 분리에 도달하는 경우가 있다.
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서, 가공 기판의 치수를 지지 유리 기판의 치수보다 크게 하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 가공 기판과 지지 유리 기판을 적층할 때에, 양자의 중심 위치가 약간 이간한 경우에도, 지지 유리 기판으로부터 가공 기판의 가장자리부가 밀려나오기 어려워진다.
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법은 적층체를 반송하는 반송 공정을 더 구비하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 가공 처리의 처리 효율을 높일 수 있다. 또한, 「반송 공정」과 「가공 처리 공정」이란 반드시 별도로 행할 필요는 없고, 동시이어도 좋다.
본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에 있어서, 가공 처리는 가공 기판의 일방의 표면에 배선하는 처리, 또는 가공 기판의 일방의 표면에 땜납 범프를 형성하는 처리가 바람직하다. 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에서는 이들의 처리시에 가공 기판이 치수 변화하기 어렵기 때문에, 이들의 공정을 적정하게 행할 수 있다.
가공 처리로서, 상기 이외에도, 가공 기판의 일방의 표면(통상, 지지 유리 기판과는 반대측의 표면)을 기계적으로 연마하는 처리, 가공 기판의 일방의 표면(통상, 지지 유리 기판과는 반대측의 표면)을 드라이 에칭하는 처리, 가공 기판의 일방의 표면(통상, 지지 유리 기판과는 반대측의 표면)을 습식 에칭하는 처리 중 어느 하나이어도 좋다. 또한, 본 발명의 반도체 패키지의 제조 방법에서는 가공 기판에 휨이 발생하기 어려움과 아울러, 적층체의 강성을 유지할 수 있다. 결과적으로, 상기 가공 처리를 적정하게 행할 수 있다.
도면을 참작하면서, 본 발명을 더욱 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 적층체(1)의 일례를 나타내는 개념 사시도이다. 도 1에서는 적층체(1)는 지지 유리 기판(10)과 가공 기판(11)을 구비하고 있다. 지지 유리 기판(10)은 가공 기판(11)의 치수 변화를 방지하기 위해서, 가공 기판(11)에 점착되어 있다. 지지 유리 기판(10)과 가공 기판(11) 사이에는 박리층(12)과 접착층(13)이 배치되어 있다. 박리층(12)은 지지 유리 기판(10)과 접촉하고 있고, 접착층(13)은 가공 기판(11)과 접촉하고 있다.
도 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 적층체(1)는 지지 유리 기판(10), 박리층(12), 접착층(13), 가공 기판(11)의 순으로 적층 배치되어 있다. 지지 유리 기판(10)의 형상은 가공 기판(11)에 따라 결정되지만, 도 1에서는 지지 유리 기판(10) 및 가공 기판(11)의 형상은 모두 대략 원판 형상이다. 박리층(12)은, 예를 들면 레이저를 조사함으로써 분해되는 수지를 사용할 수 있다. 또한, 레이저광을 효율적으로 흡수하여 열로 변환하는 물질을 수지에 첨가할 수도 있다. 예를 들면, 카본 블랙, 그래파이트분, 미립자 금속 분말, 염료, 안료 등이다. 박리층(12)은 플라즈마 CVD나 졸-겔법에 의한 스핀 코트 등에 의해 형성된다. 접착층(13)은 수지로 구성되어 있고, 예를 들면 각종 인쇄법, 잉크젯법, 스핀코트법, 롤코팅법 등에 의해 도포 형성된다. 또한, 자외선 경화형 테이프도 사용 가능하다. 접착층(13)은 박리층(12)에 의해 가공 기판(11)으로부터 지지 유리 기판(10)이 박리된 후, 용제 등에 의해 용해되고 제거된다. 자외선 경화형 테이프는 자외선을 조사한 후, 박리용 테이프에 의해 제거 가능하다.
도 2는 팬 아웃형 WLP의 제조 공정을 나타내는 개념 단면도이다. 도 2(a)는 지지 부재(20)의 일방의 표면 상에 접착층(21)을 형성한 상태를 나타내고 있다. 필요에 따라서, 지지 부재(20)와 접착층(21) 사이에 박리층을 형성해도 좋다. 다음에, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이 접착층(21) 상에 복수의 반도체칩(22)을 부착한다. 그 때, 반도체칩(22)의 액티브측의 면을 접착층(21)에 접촉시킨다. 다음에, 도 2(c)에 나타내는 바와 같이 반도체칩(22)을 수지의 밀봉재(23)로 몰드한다. 밀봉재(23)는 압축 성형 후의 치수 변화, 배선을 성형할 때의 치수 변화가 적은 재료가 사용된다. 계속해서, 도 2(d), (e)에 나타내는 바와 같이 지지 부재(20)로부터 반도체칩(22)이 몰드된 가공 기판(24)을 분리한 후, 접착층(25)을 통해서 지지 유리 기판(26)과 접착 고정시킨다. 그 때, 가공 기판(24)의 표면 내, 반도체칩(22)이 매입된 측의 표면과는 반대측의 표면이 지지 유리 기판(26)측에 배치된다. 이와 같이 하여, 적층체(27)를 얻을 수 있다. 또한, 필요에 따라서, 접착층(25)과 지지 유리 기판(26) 사이에 박리층을 형성해도 좋다. 또한, 얻어진 적층체(27)를 반송한 후에, 도 2(f)에 나타내는 바와 같이 가공 기판(24)의 반도체칩(22)이 매입된 측의 표면에 배선(28)을 형성한 후, 복수의 땜납 범프(29)를 형성한다. 최후에, 지지 유리 기판(26)으로부터 가공 기판(24)을 분리한 후에, 가공 기판(24)을 반도체칩(22)마다 절단하고, 후의 패키징 공정에 제공된다. 또한, 지지 유리 기판(26)은 HCl 등에 의한 산 처리를 경과한 후에 재이용에 제공된다(도 2(g)).
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의거하여 설명한다. 또한, 이하의 실시예는 단순한 예시이다. 본 발명은 이하의 실시예에 조금도 한정되지 않는다.
표 1, 2는 본 발명의 실시예(시료 No.1~7, 9~22)와 비교예(시료 No.8)를 나타내고 있다.
Figure pct00001
Figure pct00002
다음과 같이 하여, 시료 No.1~7을 제작했다. 우선, 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 65.6%, Al2O3 8.0%, B2O3 9.1%, Na2O 12.8%, CaO 3.2%, ZnO 0.9%, SnO2 0.3%, Sb2O3 0.1%를 함유하도록 유리 원료를 조합, 혼합하고 유리 배치를 얻은 후, 유리 용융로에 공급하여 1550℃에서 용융하고, 이어서 얻어진 용융 유리를 청징, 교반한 후에, 오버플로우 다운드로우법의 성형 장치에 공급하여 판 두께가 0.7㎜가 되도록 성형했다. 그 후에, 얻어진 유리 기판을 직사각형 형상으로 절단했다. 또한, 얻어진 유리 기판에 대해서, ASTM C336에 기재된 방법에 의해 스트레인점을 측정한 바, 519℃이었다.
계속해서, 유리 기판의 치수보다 큰 열처리용 세터를 준비하고, 그 열처리용 세터 상에 성형 후의 유리 기판을 적재하고, 이 유리 기판 상에 내열 기판을 더 적재한 후, 이것을 전기로에 투입했다. 다음에, 표 중에 기재된 최고 온도까지 전기로 내를 승온시키고, 그 최고 온도에 있어서 표 중에 기재된 시간에서 유지한 후, 표 중에 기재된 강온 속도로 전기로 내를 강온했다.
열처리 후의 유리 기판에 대해서, 온도 범위 20~220℃에 있어서의 평균 선열팽창계수와 온도 범위 30~380℃에 있어서의 평균 선열팽창계수를 딜라토미터(NETZSCH Japan K.K. 제작 DIL402C)로 측정했다. 또한, 시료 No.8은 상기 열처리를 행하지 않은 성형 후의 유리 기판을 나타내고 있다.
또한, 열처리 후의 유리 기판에 대해서, 아르키메데스법에 의해 밀도를 측정했다.
표 1로부터 명백한 바와 같이, 시료 No.1~7은 소정의 열처리에 의해 열팽창계수의 저하가 확인되었다. 이들의 데이터를 이용하여 열처리 조건을 적당히 조정하면, 성형 후의 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 변동시키는 것이 가능하다. 또한, 시료 No.1~7은 소정의 열처리에 의해 밀도의 상승이 확인되었다. 따라서, 열처리 조건을 적당히 조정하면, 성형 후의 유리 기판의 밀도를 목표값으로 변동시키는 것도 가능하다.
다음과 같이 하여, 시료 No.9, 10을 제작했다. 우선, 유리 조성으로서 질량%로 SiO2 61.7%, Al2O3 18.0%, B2O3 0.5%, Na2O 14.5%, K2O 2.0%, MgO 3.0%, SnO2 0.3%를 함유하도록 유리 원료를 조합, 혼합하고 유리 배치를 얻은 후, 유리 용융로에 공급하여 1600℃에서 용융하고, 이어서 얻어진 용융 유리를 청징, 교반한 후에, 오버플로우 다운드로우법의 성형 장치에 공급하여 판 두께가 1.1㎜가 되도록 성형했다. 그 후에, 얻어진 유리 기판을 직사각형 형상으로 절단했다. 또한, 얻어진 유리 기판에 대해서, ASTM C336에 기재된 방법에 의해 스트레인점을 측정한 바, 567℃이었다.
계속해서, 유리 기판의 치수보다 큰 열처리용 세터를 준비하고, 그 열처리용 세터 상에 성형 후의 유리 기판을 적재하고, 이 유리 기판 상에 내열 기판을 더 적재한 후, 이것을 전기로에 투입했다. 다음에, 표 중에 기재된 최고 온도까지 전기로 내를 승온하고, 그 최고 온도에 있어서 표 중에 기재된 시간으로 유지한 후, 표 중에 기재된 강온 속도로 전기로 내를 강온했다.
열처리 후의 유리 기판에 대해서, 온도 범위 20~220℃에 있어서의 평균 선열팽창계수와 온도 범위 30~380℃에 있어서의 평균 선열팽창계수를 딜라토미터(NETZSCH Japan K.K. 제작 DIL402C)로 측정했다.
표 2로부터 명백한 바와 같이, 시료 No.9, 10은 열처리 조건을 적당히 조정하면, 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 변동시키는 것이 가능하다.
다음과 같이 하여, 시료 No.11, 12를 제작했다. 우선, 질량%로 SiO2 56.2%, Al2O3 13.0%, B2O3 2.0%, Na2O 14.5%, K2O 4.9%, MgO 2.0%, CaO 2.0%, ZrO2 4.0% SnO2 0.35%, Sb2O3 0.05%, CeO2 1.0%를 함유하도록 유리 원료를 조합, 혼합하고 유리 배치를 얻은 후, 유리 용융로에 공급하여 1600℃에서 용융하고, 이어서 얻어진 용융 유리를 청징, 교반한 후에, 오버플로우 다운드로우법의 성형 장치에 공급하여 판 두께가 1.1㎜가 되도록 성형했다. 그 후에, 얻어진 유리 기판을 직사각형 형상으로 절단했다. 또한, 얻어진 유리 기판에 대해서, ASTM C336에 기재된 방법에 의해 스트레인점을 측정한 바, 558℃이었다.
계속해서, 유리 기판의 치수보다 큰 열처리용 세터를 준비하고, 그 열처리용 세터 상에 성형 후의 유리 기판을 적재하고, 이 유리 기판 상에 내열 기판을 더 적재한 후, 이것을 전기로에 투입했다. 다음에, 표 중에 기재된 최고 온도까지 전기로 내를 승온하고, 그 최고 온도에 있어서 표 중에 기재된 시간으로 유지한 후, 표 중에 기재된 강온 속도로 전기로 내를 강온했다.
열처리 후의 유리 기판에 대해서, 온도 범위 20~220℃에 있어서의 평균 선열팽창계수와 온도 범위 30~380℃에 있어서의 평균 선열팽창계수를 딜라토미터(NETZSCH Japan K.K. 제작 DIL402C)로 측정했다.
표 2로부터 명백한 바와 같이, 시료 No.11, 12는 열처리 조건을 적당히 조정하면, 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 변동시키는 것이 가능하다.
다음과 같이 하여, 시료 No.13, 14를 제작했다. 우선, 질량%로 SiO2 60.4%, Al2O3 10.7%, Na2O 15.5%, K2O 8.8%, MgO 1.7%, CaO 2.6%, Sb2O3 0.3%를 함유하도록 유리 원료를 조합, 혼합하고 유리 배치를 얻은 후, 유리 용융로에 공급하여 1400℃에서 용융하고, 이어서 얻어진 용융 유리를 청징, 교반한 후에, 오버플로우 다운드로우법의 성형 장치에 공급하여 판 두께가 1.1㎜가 되도록 성형했다. 그 후에, 얻어진 유리 기판을 직사각형 형상으로 절단했다. 또한, 얻어진 유리 기판에 대해서, ASTM C336에 기재된 방법에 의해 스트레인점을 측정한 바, 452℃이었다.
계속해서, 유리 기판의 치수보다 큰 열처리용 세터를 준비하고, 그 열처리용 세터 상에 성형 후의 유리 기판을 적재하고, 이 유리 기판 상에 내열 기판을 더 적재한 후, 이것을 전기로에 투입했다. 다음에, 표 중에 기재된 최고 온도까지 전기로 내를 승온하고, 그 최고 온도에 있어서 표 중에 기재된 시간으로 유지한 후 표 중에 기재된 강온 속도로 전기로 내를 강온했다.
열처리 후의 유리 기판에 대해서, 온도 범위 20~220℃에 있어서의 평균 선열팽창계수와 온도 범위 30~380℃에 있어서의 평균 선열팽창계수를 딜라토미터(NETZSCH Japan K.K. 제작 DIL402C)로 측정했다.
표 2로부터 명백한 바와 같이, 시료 No.13, 14는 열처리 조건을 적당히 조정하면, 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 변동시키는 것이 가능하다.
다음과 같이 하여, 시료 No.15, 16을 제작했다. 우선, 질량%로 SiO2 60.4%, Al2O3 8.7%, Na2O 13.6%, K2O 12.7%, MgO 1.6%, CaO 2.5%, Sb2O3 0.2%, SnO2 0.3%를 함유하도록 유리 원료를 조합, 혼합하고 유리 배치를 얻은 후, 유리 용융로에 공급하여 1350℃에서 용융하고, 이어서 얻어진 용융 유리를 청징, 교반한 후에, 오버플로우 다운드로우법의 성형 장치에 공급하여 판 두께가 1.1㎜가 되도록 성형했다. 그 후에, 얻어진 유리 기판을 직사각형 형상으로 절단했다. 또한, 얻어진 유리 기판에 대해서, ASTM C336에 기재된 방법에 의해 스트레인점을 측정한 바, 445℃이었다.
계속해서, 유리 기판의 치수보다 큰 열처리용 세터를 준비하고, 그 열처리용 세터 상에 성형 후의 유리 기판을 적재하고, 이 유리 기판 상에 내열 기판을 더 적재한 후, 이것을 전기로에 투입했다. 다음에, 표 중에 기재된 최고 온도까지 전기로 내를 승온하고, 그 최고 온도에 있어서 표 중에 기재된 시간으로 유지한 후, 표 중에 기재된 강온 속도로 전기로 내를 강온했다.
열처리 후의 유리 기판에 대해서, 온도 범위 20~220℃에 있어서의 평균 선열팽창계수와 온도 범위 30~380℃에 있어서의 평균 선열팽창계수를 딜라토미터(NETZSCH Japan K.K. 제작 DIL402C)로 측정했다.
표 2로부터 명백한 바와 같이, 시료 No.15, 16은 열처리 조건을 적당히 조정하면, 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 변동시키는 것이 가능하다.
다음과 같이 하여, 시료 No.17, 18을 제작했다. 우선, 질량%로 SiO2 66.1%, Al2O3 8.5%, B2O3 12.4%, Na2O 8.4%, CaO 3.3%, ZnO 1.0%, SnO2 0.3%를 함유하도록 유리 원료를 조합, 혼합하고 유리 배치를 얻은 후, 유리 용융로에 공급하여 1500℃에서 용융하고, 이어서 얻어진 용융 유리를 청징, 교반한 후에, 오버플로우 다운드로우법의 성형 장치에 공급하여 판 두께가 1.1㎜가 되도록 성형했다. 그 후에, 얻어진 유리 기판을 직사각형 형상으로 절단했다. 또한, 얻어진 유리 기판에 대해서, ASTM C336에 기재된 방법에 의해 스트레인점을 측정한 바, 532℃이었다.
계속해서, 유리 기판의 치수보다 큰 열처리용 세터를 준비하고, 그 열처리용 세터 상에 성형 후의 유리 기판을 적재하고, 이 유리 기판 상에 내열 기판을 더 적재한 후, 이것을 전기로에 투입했다. 다음에, 표 중에 기재된 최고 온도까지 전기로 내를 승온하고, 그 최고 온도에 있어서 표 중에 기재된 시간으로 유지한 후, 표 중에 기재된 강온 속도로 전기로 내를 강온했다.
열처리 후의 유리 기판에 대해서, 온도 범위 20~220℃에 있어서의 평균 선열팽창계수와 온도 범위 30~380℃에 있어서의 평균 선열팽창계수를 딜라토미터(NETZSCH Japan K.K. 제작 DIL402C)로 측정했다.
표 2로부터 명백한 바와 같이, 시료 No.17, 18은 열처리 조건을 적당히 조정하면, 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 변동시키는 것이 가능하다.
다음과 같이 하여, 시료 No.19, 20을 제작했다. 우선, 질량%로 SiO2 58.1%, Al2O3 13.0%, Li2O 0.1%, Na2O 14.5%, K2O 5.5%, MgO 2.0%, CaO 2.0%, ZrO2 4.5%, SnO2 0.3%를 함유하도록 유리 원료를 조합, 혼합하고 유리 배치를 얻은 후, 유리 용융로에 공급하여 1500℃에서 용융하고, 이어서 얻어진 용융 유리를 청징, 교반한 후에, 오버플로우 다운드로우법의 성형 장치에 공급하여 판 두께가 0.7㎜가 되도록 성형했다. 그 후에, 얻어진 유리 기판을 직사각형 형상으로 절단했다. 또한, 얻어진 유리 기판에 대해서, ASTM C336에 기재된 방법에 의해 스트레인점을 측정한 바, 517℃이었다.
계속해서, 유리 기판의 치수보다 큰 열처리용 세터를 준비하고, 그 열처리용 세터 상에 성형 후의 유리 기판을 적재하고, 이 유리 기판 상에 내열 기판을 더 적재한 후, 이것을 전기로에 투입했다. 다음에, 표 중에 기재된 최고 온도까지 전기로 내를 승온하고, 그 최고 온도에 있어서 표 중에 기재된 시간으로 유지한 후, 표 중에 기재된 강온 속도로 전기로 내를 강온했다.
열처리 후의 유리 기판에 대해서, 온도 범위 20~220℃에 있어서의 평균 선열팽창계수와 온도 범위 30~380℃에 있어서의 평균 선열팽창계수를 딜라토미터(NETZSCH Japan K.K. 제작 DIL402C)로 측정했다.
표 2로부터 명백한 바와 같이, 시료 No.19, 20은 열처리 조건을 적당히 조정하면, 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 변동시키는 것이 가능하다.
다음과 같이 하여, 시료 No.21, 22를 제작했다. 우선, 질량%로 SiO2 47.5%, Al2O3 23.0%, P2O5 13.1%, Na2O 14.7%, MgO 1.5%, SnO2 0.2%를 함유하도록 유리 원료를 조합, 혼합하고 유리 배치를 얻은 후, 유리 용융로에 공급하여 1500℃에서 용융하고, 이어서 얻어진 용융 유리를 청징, 교반한 후에, 오버플로우 다운드로우법의 성형 장치에 공급하여 판 두께가 0.7㎜가 되도록 성형했다. 그 후에, 얻어진 유리 기판을 직사각형 형상으로 절단했다. 또한, 얻어진 유리 기판에 대해서, ASTM C336에 기재된 방법에 의해 스트레인점을 측정한 바, 595℃이었다.
계속해서, 유리 기판의 치수보다 큰 열처리용 세터를 준비하고, 그 열처리용 세터 상에 성형 후의 유리 기판을 적재하고, 이 유리 기판 상에 내열 기판을 더 적재한 후, 이것을 전기로에 투입했다. 다음에, 표 중에 기재된 최고 온도까지 전기로 내를 승온하고, 그 최고 온도에 있어서 표 중에 기재된 시간으로 유지한 후 표 중에 기재된 강온 속도로 전기로 내를 강온했다.
열처리 후의 유리 기판에 대해서, 온도 범위 20~220℃에 있어서의 평균 선열팽창계수와 온도 범위 30~380℃에 있어서의 평균 선열팽창계수를 딜라토미터(NETZSCH Japan K.K. 제작 DIL402C)로 측정했다.
표 2로부터 명백한 바와 같이, 시료 No.21, 22는 열처리 조건을 적당히 조정하면, 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 변동시키는 것이 가능하다.
표 1, 2로부터 명백한 바와 같이, 열처리 조건을 적당히 조정하면, 각종 유리 조성을 갖는 유리 기판의 열팽창계수를 목표값으로 변동시키는 것이 가능하다.
또한, 열처리 후의 각종 유리 기판(시료 No.1~7, 9~22: 전체 판 두께 편차 약 4.0㎛)을 φ300㎜으로 도려낸 후, 유리 기판의 양표면을 연마 장치에 의해 연마 처리했다. 구체적으로는, 유리 기판의 양표면을 외경이 상위하는 한 쌍의 연마 패드에 끼워넣고, 유리 기판과 한 쌍의 연마 패드를 함께 회전시키면서 유리 기판의 양표면을 연마 처리했다. 연마 처리시, 때때로 유리 기판의 일부가 연마 패드로부터 밀려나오도록 제어했다. 또한, 연마 패드를 우레탄제, 연마 처리시에 사용한 연마 슬러리의 평균 입경을 2.5㎛, 연마 속도를 15m/분으로 했다. 얻어진 각 연마 완료 유리 기판에 대해서, Kobelco Research Institute, Inc. 제작의 Bow/Warp 측정 장치 SBW-331ML/d에 의해 전체 판 두께 편차와 휨량을 측정했다. 그 결과, 전체 판 두께 편차가 각각 1.0㎛ 미만이고, 휨량이 각각 35㎛ 이하이었다.
1, 27 적층체 10, 26 지지 유리 기판
11, 24 가공 기판 12 박리층
13, 21, 25 접착층 20 지지 부재
22 반도체칩 23 밀봉재
28 배선 29 땜납 범프

Claims (14)

  1. 가공 기판을 지지하기 위한 지지 유리 기판의 제조 방법에 있어서,
    지지 유리 기판을 성형하는 성형 공정과, 성형 후의 지지 유리 기판을 열처리하여 지지 유리 기판의 열팽창계수를 변동시키는 열처리 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 지지 유리 기판의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    성형 공정 후의 지지 유리 기판을 열처리하여 지지 유리 기판의 열팽창계수를 저하시키는 것을 특징으로 하는 지지 유리 기판의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    열처리의 최고 온도를 (지지 유리 기판의 스트레인점-100)℃보다 높게 하는 것을 특징으로 하는 지지 유리 기판의 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열처리의 최고 온도에 도달한 후, 열처리 온도를 5℃/분 이하의 속도로 강온시키는 것을 특징으로 하는 지지 유리 기판의 제조 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열처리에 의해 지지 유리 기판의 휨량을 40㎛ 이하로 저감시키는 것을 특징으로 하는 지지 유리 기판의 제조 방법.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    지지 유리 기판의 치수보다 큰 열처리용 세터를 준비하고, 그 열처리용 세터 상에 성형 후의 지지 유리 기판을 적재한 후, 열처리 공정에 제공하는 것을 특징으로 하는 지지 유리 기판의 제조 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    판 두께가 400㎛ 이상 또한 2㎜ 미만이 되도록 지지 유리 기판을 성형하는 것을 특징으로 하는 지지 유리 기판의 제조 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    오버플로우 다운드로우법에 의해 지지 유리 기판을 성형하는 것을 특징으로 하는 지지 유리 기판의 제조 방법.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열처리 공정 후에, 지지 유리 기판의 표면을 연마하여 전체 판 두께 편차를 2.0㎛ 미만으로 저감시키는 연마 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 지지 유리 기판의 제조 방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    열처리 공정 후에, 지지 유리 기판의 주변부를 절단 제거하는 절단 제거 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 지지 유리 기판의 제조 방법.
  11. 적어도 가공 기판과 가공 기판을 지지하기 위한 지지 유리 기판을 구비하는 적층체를 제작하는 적층 공정과,
    적층체의 가공 기판에 대하여, 가공 처리를 행하는 가공 처리 공정을 구비함과 아울러,
    지지 유리 기판이 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 기재된 지지 유리 기판의 제조 방법에 의해 제작되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    가공 기판이 적어도 밀봉재로 몰드된 반도체칩을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조 방법.
  13. 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
    가공 처리가 가공 기판의 일방의 표면에 배선하는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조 방법.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    가공 처리가 가공 기판의 일방의 표면에 땜납 범프를 형성하는 처리를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지의 제조 방법.
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