TW201815701A - 圓盤狀玻璃及其製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明之圓盤狀玻璃之製造方法之特徵為：具備有：熱處理工程，其係將玻璃板，在由室溫加熱至在徐冷點-50℃~徐冷點+80℃的範圍內被預先設定的波峰溫度之後進行冷卻；及圓形切斷工程，其係由玻璃板切出圓盤狀玻璃。在本發明之圓盤狀玻璃之製造方法中，較佳為熱處理工程係包含：升溫步驟，其係由室溫以+1~+16℃/min的速度升溫至波峰溫度；保持步驟，其係在升溫步驟後，以波峰溫度-10℃~波峰溫度的範圍內的保持溫度保持0~120分鐘；及降溫步驟，其係在保持步驟之後，在由保持溫度至玻璃板之應變點-50℃的溫度區域中，以-6.0~-0.3℃/min的速度降溫。

Description

圓盤狀玻璃及其製造方法

本發明係關於圓盤狀玻璃及其製造方法，具體而言，關於在半導體封裝體之製造工程中使用在支持加工基板的圓盤狀玻璃及其製造方法。

在半導體之製造工程中，使用圓盤狀的半導體支持用玻璃基板，作為支持半導體基板的構件。半導體支持用玻璃基板係圖求高平坦性，俾以安定支持半導體基板。對於如上所示之要求，開發出一種將主平面進行研磨加工，以提升半導體支持用玻璃基板的平坦度的技術(例如專利文獻1)。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本特表2014-517805號公報

但是，僅進行研磨，難以充分提升玻璃基板的平坦度。具體而言，在預先成形較薄的玻璃板中，可研 磨的餘裕少，難以充分平坦化。此外，若將成形為相對較厚的玻璃板進行研磨時，由於研磨量變多，因此有製造成本大幅增大的問題。

本發明係鑑於上述情形而完成者，目的在提供具高平坦度的圓盤狀玻璃、以及可輕易獲得該圓盤狀玻璃之製造方法。

本發明之圓盤狀玻璃之製造方法之特徵為：具備有：熱處理工程，其係將玻璃板，在由室溫加熱至在徐冷點-50℃~徐冷點+80℃的範圍內被預先設定的波峰溫度之後進行冷卻；及圓形切斷工程，其係由玻璃板切出圓盤狀玻璃。

在本發明之圓盤狀玻璃之製造方法中，較佳為熱處理工程係包含：升溫步驟，其係由室溫以+1~+16℃/min的速度升溫至波峰溫度；保持步驟，其係在升溫步驟後，以波峰溫度-10℃~波峰溫度的範圍內的保持溫度保持0~120分鐘；及降溫步驟，其係在保持步驟之後，在由保持溫度至玻璃板之應變點-50℃的溫度區域中，以-6.0~-0.3℃/min的速度降溫。

在本發明之圓盤狀玻璃之製造方法中，較佳為降溫步驟係包含：第一降溫步驟，其係在由保持溫度至玻璃板之應變點-50℃的溫度區域中，以-3.0~-0.3℃/min的速度降溫；及第二降溫步驟，其係在應變點-50℃以下 的溫度區域中，以-5.8~-1.1℃/min的速度降溫。

在本發明之圓盤狀玻璃之製造方法中，較佳為在熱處理工程中，在對板玻璃的板厚方向施加荷重的狀態下進行熱處理。

在本發明之圓盤狀玻璃之製造方法中，較佳為使複數玻璃板在相互間介在脫模材來進行積層，在將按壓構件載置於最上段的狀態下，進行熱處理工程的熱處理。

在本發明之圓盤狀玻璃之製造方法中，較佳為在複數玻璃板的最下段另外配置支持構件，使按壓構件及支持構件之各個之與玻璃板的接觸面，大於玻璃板的主表面。在此所稱之玻璃板的主表面意指與玻璃板的厚度方向相對向的表面。

在本發明之圓盤狀玻璃之製造方法中，較佳為另外具備有研磨工程，其係在熱處理工程以後且在切斷工程之前或後之任一者，將玻璃板的兩主表面進行研磨，在研磨中，相對於其中一方主表面的研磨量之另一方主表面的研磨量為0.8~1.2倍的範圍內。

在本發明之圓盤狀玻璃之製造方法中，較佳為在熱處理工程後進行圓形切斷工程，具備有切口形成工程，其係在圓形切斷工程後，在圓盤狀玻璃板形成切口部。

本發明之圓盤狀玻璃之特徵為：翹曲為200μm以下，而且中心與端部的玻璃表面的應力的差為0 ~10MPa。在此所稱之中心係指基板中央50mm，端部係指離端面為100mm內側的部分。

本發明之圓盤狀玻璃較佳為若將半徑設為r(mm)，在離中心為0.8r以內的區域，形成碗形狀。

本發明之圓盤狀玻璃較佳為在使用時成為上面的主表面具有刻印，具有在形成有刻印的主表面側形成凹陷的碗形狀。

本發明之圓盤狀玻璃較佳為形成鞍形狀。

本發明之圓盤狀玻璃較佳為具有切口部。

藉由本發明，可輕易獲得具高平坦度的圓盤狀玻璃、以及該圓盤狀玻璃。

G1‧‧‧玻璃板

G3、G4‧‧‧圓盤狀玻璃

U‧‧‧積層體

T‧‧‧熱處理裝置

M‧‧‧輸送機

H‧‧‧熱處理爐

P1‧‧‧支持構件

P2‧‧‧按壓構件

N‧‧‧切口部

圖1係顯示本發明之實施形態之圓盤狀玻璃之製造方法之順序之一例的圖。

圖2係顯示本發明之實施形態之積層體之構成之一例的圖。

圖3係顯示本發明之實施形態之熱處理裝置之構成之一例的圖。

圖4係顯示本發明之實施形態之熱處理條件之一例的圖表。

圖5係顯示本發明之實施形態之熱處理條件之一例的圖表。

圖6係顯示本發明之實施形態之熱處理條件之一例的圖表。

圖7係顯示本發明之實施形態之圓盤狀玻璃之一例的圖。

圖8係顯示本發明之實施形態之具有切口部的圓盤狀玻璃之一例的圖。

圖9A係將本發明之實施形態之具有碗形狀的圓盤狀玻璃的平面視形狀之一例放大視的圖。

圖9B係將本發明之實施形態之具有碗形狀的圓盤狀玻璃的三次元斜視形狀之一例放大視的圖。

圖10A係將本發明之實施形態之具有鞍形狀的圓盤狀玻璃的平面視形狀之一例放大視的圖。

圖10B係將本發明之實施形態之具有鞍形狀的圓盤狀玻璃的三次元斜視形狀之一例放大視的圖。

圖11A係將本發明之實施形態之具有谷形狀的圓盤狀玻璃的平面視形狀之一例放大視的圖。

圖11B係將本發明之實施形態之具有谷形狀的圓盤狀玻璃的三次元斜視形狀之一例放大視的圖。

以下說明本發明之實施形態之圓盤狀玻璃及其製造方法。本發明之實施形態之圓盤狀玻璃G4係具有 切口部N之平面視大致正圓狀的玻璃基板(參照圖8)，例如被使用作為支持半導體基板的支持基盤。

首先，根據圖1~8，說明本發明之實施形態之圓盤狀玻璃G4之製造方法。圖1係顯示本發明之實施形態之圓盤狀玻璃G4之製造方法之順序之一例的圖。本發明之實施形態之圓盤狀玻璃G4之製造方法係具備有：玻璃板準備工程S1、熱處理工程S2、圓形切斷工程S3、切口形成工程S4。

玻璃板準備工程S1係準備成為圓盤狀玻璃G4之基礎的玻璃板G1的工程。玻璃板G1若為具有可切出圓盤狀玻璃G4之程度的尺寸的玻璃板即可。具體而言，玻璃板G1係例如矩形狀，較佳為大致正方形的板狀。玻璃板G1的板厚較佳為未達2.0mm、1.5mm以下、1.2mm以下、1.1mm以下、1.0mm以下、尤其0.9mm以下。此外，玻璃板G1的板厚較佳為0.1mm以上、0.2mm以上、0.3mm以上、0.4mm以上、0.5mm以上、0.6mm以上、尤其超過0.7mm。

玻璃板G1亦可為具有按照用途的任意組成的玻璃。玻璃板G1的組成較佳為以圓盤狀玻璃G3、G4成為後述之組成的方式予以預先調整。

玻璃板G1係使將例如被調合成為上述組成的玻璃原料熔融而得的熔融玻璃，使用溢流下拉法而成形為板狀者。其中，上述成形方法為一例，亦可使用例如漂浮法、或軋平法、狹縫下引法等以往周知的任意手法。

在本實施形態中，接續上述玻璃板準備工程S1，執行熱處理工程S2的處理。

在熱處理工程S2中，將在上述玻璃板準備工程S1中所備妥的玻璃板G1進行熱處理而獲得熱處理玻璃板G2(未圖示)。具體而言，將玻璃板G1，在由室溫加熱至在徐冷點-50℃~徐冷點+80℃的範圍內被預先設定的波峰溫度之後進行冷卻。其中，在本發明中，室溫係指0~45℃的範圍內的溫度。藉由如上所示之處理，可適當減低熱處理玻璃板G2及根據熱處理玻璃板G2所得的圓盤狀玻璃G3、G4的翹曲。在此，若波峰溫度為未達徐冷點-50℃，熱處理變得不充分，難以適當減低圓盤狀玻璃G3、G4的翹曲，若波峰溫度超過徐冷點+80℃，形成過度熱處理，被推測在圓盤狀玻璃G3、G4的主表面容易發生因熱處理而起的凹狀缺陷(例如深度10μm以上、長徑200μm以上的橢圓形狀)。

更具體而言，熱處理工程S2係具備有：升溫步驟S21、保持步驟S22、高溫步驟S23。在升溫步驟S21中，較佳為將玻璃板G1，由室溫以+1~+16℃/min的速度升溫至波峰溫度。在保持步驟S22中，較佳為在升溫步驟S22後，將玻璃板G1，以波峰溫度-10℃~波峰溫度的範圍內的保持溫度保持0~120分鐘。在降溫步驟S23中，較佳為在保持步驟S22之後，將玻璃板G1，在由保持溫度至玻璃板G1之應變點-50℃的溫度區域中，以-6.0~-0.3℃/min的速度降溫。

此外，降溫步驟S23較佳為包含各自降溫速度不同的第一降溫步驟S23A、及第二降溫步驟S23B。位於高溫側的第一降溫步驟S23A較佳為降溫速度比位於低溫側的第二降溫步驟S23B為更慢。在第一降溫步驟S23A中，較佳為在由保持步驟S22中的保持溫度至玻璃板G1之應變點-50℃的溫度區域中，以-3.0~-0.3℃/min的速度，將玻璃板G1降溫。在第二降溫步驟S23B中，較佳為在第一降溫步驟之後，在應變點-50℃以下的溫度區域中，以-5.8~-1.1℃/min的速度降溫。

在本實施形態中，玻璃板G1係如圖2所示在積層有複數枚的積層體U的狀態下予以熱處理。積層體U係具備有：支持構件P1、複數玻璃板G1、按壓構件P2。支持構件P1及按壓構件P2係分別具有可與玻璃板G1的主表面全面接觸的接觸面，而且具有耐熱性的構件。支持構件P1及按壓構件P2係例如板狀或塊狀的耐火物，較佳為莫來石(mullite)系耐火物。積層體U係構成為以配置在最下段的支持構件P1、與配置在最上段的按壓構件P2，夾持積層有複數枚的玻璃板G1。

在如上所示之積層體U的狀態下進行熱處理，藉此在對玻璃板G1以厚度方向施加均一荷重的狀態下予以熱處理。藉由如上所示之處理，可輕易減低複數玻璃板G1及根據該玻璃板G1所得之圓盤狀玻璃G3、G4的翹曲。為了更加確實享受如上所示之效果，較佳為將支持構件P1之作為接觸面(支持面)的上面、與按壓構件P2 之作為接觸面(按壓面)的下面的各個，大於玻璃板G1的主表面。其中，支持構件P1的接觸面、與按壓構件P2的接觸面亦可各個為與玻璃板G1的主表面相同的大小，亦可為較小。

玻璃板G1較佳為在表面附著有滑石粉等脫模粉的狀態下進行積層。藉由使脫模粉附著在玻璃板G1，可防止在熱處理時或熱處理後，在玻璃表面形成缺陷。其中，亦可在複數玻璃板G1各個之間，介在氧化鋁紙等脫模薄片來進行積層，來取代使脫模粉附著。該等作為脫模材的脫模粉及脫模薄片較佳為在熱處理後由熱處理玻璃板G2去除。

熱處理工程S2的處理係可使用例如圖3所示之熱處理裝置T來進行。熱處理裝置T係具備有：輸送機M、及熱處理爐H。輸送機M係連續搬送積層體U的搬送裝置，例如滾輪輸送機。熱處理爐H係可控制內部的溫度氣體環境的加熱裝置。熱處理爐H係形成沿著輸送機M的流動方向延伸的形狀，配列複數個可以該延長方向個別調整輸出的熱源。藉由輸送機M被搬送的積層體U係由被設在熱處理爐H之一方端的入口，被導入至熱處理爐H內，在爐內被熱處理後，由被設在另一方端的出口，被導出至爐外。在如上所示之熱處理裝置T中，藉由調整輸送機M的搬送速度及熱處理爐H的各熱源的輸出，可以上述各步驟的溫度條件，將玻璃板G1進行熱處理。

例如，若玻璃板G1的應變點為530℃、徐冷 點為570℃時，可以圖4~6所示之溫度條件，進行熱處理。圖4~6係顯示本實施形態之熱處理工程之溫度條件之一例的圖。在圖4~6的圖表中，分別以橫軸表示時間，縱軸表示處理玻璃板G1的溫度。在圖4所示之熱處理中，首先以10℃/min升溫至620℃的波峰溫度(升溫步驟S21)，以波峰溫度保持90分鐘(保持步驟S22)，接著，在以-0.7℃/min降溫至比相當於應變點-50℃的480℃更為低溫的400℃之後(第一降溫步驟S23A)，以-3.2℃/min降溫至室溫(第二降溫步驟S23B)。此外，在圖5所示之熱處理中，首先以15℃/min升溫至620℃的波峰溫度(升溫步驟S21)，以波峰溫度保持20分鐘(保持步驟S22)，接著，在以-1.1℃/min降溫至相當於應變點-50℃的480℃之後(第一降溫步驟S23A)，以-4.8℃/min降溫至室溫(第二降溫步驟S23B)。在圖6所示之熱處理中，首先以14℃/min升溫至590℃的波峰溫度(升溫步驟S21)，以波峰溫度保持20分鐘(保持步驟S22)，接著，在以-0.9℃/min降溫至相當於應變點-50℃的480℃之後(第一降溫步驟S23A)，以-3.2℃/min降溫至室溫(第二降溫步驟S23B)。在此，圖5及圖6所示之熱處理係以比圖4所示之熱處理更為短時間結束，因此具有製造效率佳的優點。此外，若顯示在螢光燈下之目視檢查之一例，獲得具有表面缺陷的玻璃板的發生確率，在圖4所示之熱處理中為1.1%(302枚/28000枚)、在圖5所示之熱處理中為1.0%(292枚/28000枚)、在圖 6所示之熱處理中為0.3%(19枚/7200枚)的結果。以在圖6所示之熱處理中表面缺陷成為最少的理由而言，被認為將圖6所示之熱處理的波峰溫度設定為比圖4及圖5所示之熱處理的波峰溫度為更低之故。

其中，上述熱處理裝置T為一例，亦可使用任意裝置來進行上述處理。例如，亦可使用周知的電氣爐、瓦斯爐等，連續進行上述處理，亦可使用批次式裝置來個別處理。

上述熱處理後工程S2前後的玻璃板G1的熱收縮率係以20ppm以下為佳，較佳為15ppm以下、12ppm以下、10ppm以下、尤其8ppm以下。

在本實施形態中，接續熱處理工程S2，執行圓形切斷工程S3的處理。

在圓形切斷工程S3中，由在上述熱處理工程S2中所得之熱處理玻璃板G2切出圓盤狀玻璃G3。具體而言，例如使用鑽石晶片等，在熱處理玻璃板G2的其中一方主表面形成圓形的劃割線，沿著該劃割線進行割斷，藉此獲得如圖7所示之圓盤狀玻璃G3。

圓盤狀玻璃G3的尺寸亦可任意設定，但是以直徑100~500mm的晶圓狀(大致正圓狀)為佳，尤其以150~450mm為佳。若為如上所示之形狀，可在半導體封裝體之製造工程中適當使用。

其中，上述切斷方法為一例，亦可使用其他任意切斷方法。例如，亦可將雷射光照射至熱處理玻璃板 G2而熔斷(雷射熔斷)、或藉由使其發生裂痕(雷射割斷)而將熱處理玻璃板G2切斷成圓形，來獲得圓盤狀玻璃G3。此外，亦可在熱處理玻璃板G2的主表面形成圓形的遮罩，且將未形成有遮罩的部分進行蝕刻，藉此獲得圓盤狀玻璃G3。

此外，所得之圓盤狀玻璃G3的端面亦可任意加工。例如，圓盤狀玻璃G3的端面亦可藉由研削工具等予以倒角加工，亦可以研磨工具予以研磨，亦可藉由雷射光等被加熱而平滑化，亦可藉由氫氟酸等予以蝕刻處理。

其中，若在熱處理工程S2的處理前後，玻璃板G1的膨脹量或收縮量相對較大時，圓形切斷工程S3的處理係以如上所述在熱處理工程S2之後進行為佳。若為如上所示之順序，在被切斷成圓盤狀之後，不易發生膨脹或收縮，因此容易獲得高尺寸精度的圓盤狀玻璃G3、G4。另一方面，若熱處理工程S2的處理前後的玻璃板G1的膨脹量或收縮量相對較小時、或在之後的加工工程中確保尺寸精度時，亦可在先進行圓形切斷工程的處理之後，再進行熱處理工程的處理。亦即，亦可在積層圓盤狀玻璃的狀態下，執行上述熱處理工程的處理。

在本實施形態中，接續圓形切斷工程S3，執行切口形成工程S4的處理。

在切口形成工程S4中，在以上述圓形切斷工程S3中所得之圓盤狀玻璃G3形成切口部N，且獲得如圖8所示之圓盤狀玻璃G4。在本實施形態中，切口部N係 例如設在圓盤狀玻璃G4的端部的凹陷。切口部N係可藉由例如將柱狀的旋轉研削工具推碰至圓盤狀玻璃G3的端面來形成。如上所示之切口部N係有用於在半導體製造工程中將圓盤狀玻璃G4定位時等。

其中，上述切口部N的形狀為一例，亦可形成任意形狀的切口部。例如，切口部N亦可為將圓盤狀玻璃G3在直線上進行切斷而成之定向平面。此外，切口部N亦可為在同一圓盤狀玻璃G4設有複數。

此外，切口部N及圓盤狀玻璃G4的外周端面可被任意加工。例如，圓盤狀玻璃G3的切口部N及端面亦可藉由研削工具等予以倒角加工，亦可以研磨工具予以研磨，亦可被照射雷射光而予以平滑化，亦可藉由氫氟酸等予以蝕刻處理。

其中，若在半導體製造工程中不需要切口部N時，亦可省略切口形成工程S4的處理。

其中，本發明之圓盤狀玻璃之製造方法亦可在上述工程中任意追加如下所述之工程。

例如，亦可在圓形切斷工程之後，追加將圓盤狀玻璃G3、G4的主表面的全部或一部分進行研磨的表面研磨工程。藉由上述熱處理工程的處理，圓盤狀玻璃G3、G4係具有高平坦性，但是藉由研磨主表面，更加容易減低全體板厚偏差，而且亦容易減低翹曲量。以研磨處理的方法而言，可採用各種方法，惟較佳為以一對研磨墊夾入圓盤狀玻璃的兩面，一邊使圓盤狀玻璃與一對研磨墊 一起旋轉，一邊將圓盤狀玻璃進行研磨處理的方法。此外，一對研磨墊係以外徑不同為佳，研磨時間歇式地以圓盤狀玻璃的一部分由研磨墊露出的方式進行研磨處理為佳。藉此，容易減低全體板厚偏差，而且亦容易減低翹曲量。其中，在研磨處理中，研磨深度並未特別限定，惟研磨深度較佳為50μm以下、30μm以下、20μm以下、尤其10μm以下。研磨深度愈小，圓盤狀玻璃G3、G4的生產性愈為提升。

此外，亦可追加將圓盤狀玻璃G3、G4的表面全體或一部分，藉由離子交換法等進行化學強化處理的強化工程。此外，亦可在上述各工程的前後，追加洗淨及乾燥工程。

藉由上述方法所得之圓盤狀玻璃G3、G4較佳為具有以下特性。

圓盤狀玻璃G3、G4的翹曲量較佳為40μm以下、30μm以下、25μm以下、1~20μm、尤其5~未達20μm。此外，熱處理玻璃板G2及圓盤狀玻璃G3、G4全體板厚偏差較佳為未達2μm、1.5μm以下、1μm以下、未達1μm、0.8μm以下、0.1~0.9μm、尤其0.2~0.7μm。若翹曲量為如上所示之範圍內，在半導體製造工程中，可良好地支持半導體，可以高生產性製造半導體。在此，「翹曲量」係與半導體基板中的Warp同樣地，可藉由載置於水平面上的圓盤狀玻璃G3、G4中的最高位置與最小平方焦點面之間的距離A、及該最低位置與最小平方平面之間 的距離B的合計(A+B)來求出。翹曲量係可藉由例如KOBELCO科研公司製的SBW-331ML/d來測定。

圓盤狀玻璃G3、G4的表面的算術平均粗糙度Ra較佳為10nm以下、5nm以下、2nm以下、1nm以下、尤其0.5nm以下。表面的算術平均粗糙度Ra愈小，愈容易提高加工處理的精度。尤其可提高配線精度，因此可進行高密度的配線。此外，圓盤狀玻璃的強度提升，圓盤狀玻璃及積層體不易破損。此外，可增加圓盤狀玻璃的再利用次數(支持次數)。其中，「算術平均粗糙度Ra」係可藉由原子力顯微鏡(AFM)來測定。

在圓盤狀玻璃G3、G4中，30~380℃的溫度範圍中的平均熱膨脹係數較佳為0×10^-7/℃以上、而且165×10^-7/℃以下。藉此，使加工基板與圓盤狀玻璃的熱膨脹係數容易整合。接著，若兩者的熱膨脹係數整合，在加工處理時，容易抑制加工基板的尺寸變化(尤其翹曲變形)。結果，對加工基板的其中一方表面，可高密度配線，而且亦可正確形成焊料凸塊。其中，「30~380℃的溫度範圍中的平均熱膨脹係數」係可以熱膨脹儀進行測定。

30~380℃的溫度範圍中的平均熱膨脹係數係若在加工基板內，半導體晶片的比例少、且密封材的比例多時，以使其上升為佳，相反地，若在加工基板內，半導體晶片的比例多、且密封材的比例少時，以使其降低為佳。

若使圓盤狀玻璃G3、G4的30~380℃的溫度範圍中的平均熱膨脹係數設為0×10^-7/℃以上、而且未達50×10^-7/℃時，圓盤狀玻璃較佳為以質量%計，含有SiO₂ 55~75%、Al₂O₃ 15~30%、Li₂O 0.1~6%、Na₂O+K₂O 0~8%、MgO+CaO+SrO+BaO 0~10%，作為玻璃組成，或者亦較佳為含有SiO₂ 55~75%、Al₂O₃ 10~30%、Li₂O+Na₂O+K₂O 0~0.3%、MgO+CaO+SrO+BaO 5~20%。若使30~380℃的溫度範圍中的平均熱膨脹係數設為50×10^-7/℃以上、而且未達75×10^-7/℃時，圓盤狀玻璃較佳為以質量%計，含有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%，作為玻璃組成。若將30~380℃的溫度範圍中的平均熱膨脹係數設為75×10^-7/℃以上、而且85×10^-7/℃以下時，圓盤狀玻璃較佳為以質量%計，含有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%，作為玻璃組成。若將30~380℃的溫度範圍中的平均熱膨脹係數設為超過85×10^-7/℃、而且120×10^-7/℃以下時，圓盤狀玻璃較佳為以質量%計，含有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%，作為玻璃組成。若將30~380℃的溫度範圍中的平均熱膨脹係數設為超過120×10^-7/℃、而且 165×10^-7/℃以下時，圓盤狀玻璃較佳為以質量%計，含有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%，作為玻璃組成。若如上所示，容易將熱膨脹係數規制在所希望的範圍，並且耐失透性提升，因此容易成形全體板厚偏差小的圓盤狀玻璃。

圓盤狀玻璃G3、G4的應變點較佳為480℃以上、500℃以上、510℃以上、520℃以上、尤其530℃以上。應變點愈高，愈容易減低熱收縮率。其中，「應變點」係指根據ASTM C336的方法所測定出的值。

圓盤狀玻璃G3、G4的楊氏模數較佳為65GPa以上、67GPa以上、68GPa以上、69GPa以上、70GPa以上、71GPa以上、72GPa以上、尤其73GPa以上。若楊氏模數過低，難以維持積層體的剛性，容易發生加工基板的變形、翹曲、破損。

圓盤狀玻璃G3、G4的液相溫度較佳為未達1150℃、1120℃以下、1100℃以下、1080℃以下、1050℃以下、1010℃以下、980℃以下、960℃以下、950℃以下、尤其940℃以下。若如上所示，以下拉法，尤其以溢流下拉法，容易成形圓盤狀玻璃，因此容易製作板厚小的圓盤狀玻璃，並且可減低成形後的板厚偏差。此外，在圓盤狀玻璃之製造工程時，容易防止發生失透結晶且圓盤狀玻璃的生產性降低的事態。在此，「液相溫度」係可通過 標準篩30篩孔(500μm)，將殘留在50篩孔(300μm)的玻璃粉末放入至鉑晶舟之後，在溫度梯度爐中保持24小時，藉由測定結晶析出的溫度來算出。

圓盤狀玻璃G3、G4的液相溫度中的黏度較佳為10^4.6dPa‧s以上、10^5.0dPa‧s以上、10^5.2dPa‧s以上、10^5.4dPa‧s以上、10^5.6dPa‧s以上、尤其10^5.8dPa‧s以上。若如上所示，以下拉法，尤其以溢流下拉法，容易成形圓盤狀玻璃，因此容易製作板厚小的圓盤狀玻璃，並且可減低成形後的板厚偏差。此外，在圓盤狀玻璃之製造工程時，容易防止發生失透結晶且圓盤狀玻璃的生產性降低的事態。在此，「液相溫度中的黏度」係可以鉑球上拉法進行測定。其中，液相溫度中的黏度為成形性的指標，液相溫度中的黏度愈高，成形性愈為提升。

圓盤狀玻璃G3、G4之10^2.5dPa‧s中的溫度較佳為1580℃以下、1500℃以下、1450℃以下、1400℃以下、1350℃以下、尤其1200~1300℃。若10^2.5dPa‧s中的溫度變高，熔融性會降低，圓盤狀玻璃的製造成本高漲。在此，「10^2.5dPa‧s中的溫度」係可以鉑球上拉法進行測定。其中，10^2.5dPa‧s中的溫度係相當於熔融溫度，該溫度愈低，熔融性愈為提升。

圓盤狀玻璃G3、G4係玻璃主表面的中心部的應力與端部的應力的差為0~10MPa。在此所稱之端部係指離端面為100mm的任意部位。若為如上所示之應力特性，被認為以基板全體，翹曲成碗型、鞍型、谷型的形 狀。上述形狀與局部翹曲的基板相比，不易發生基板上的半導體晶片在生產中脫落的不良情形，可以高生產性製造。(若作為半導體支持基板來使用時，在半導體之製造工程中不易變形，可以高生產性製造半導體。藉由上述熱處理工程S2，內部應力受到緩和，因此圓盤狀玻璃G3、G4的應力被認為成為如上所述之範圍)。

圓盤狀玻璃G3、G4目視下為板狀，但是若放大視時，具有使用時被容許的程度的微小翹曲或凹凸形狀。例如，圓盤狀玻璃G3、G4係形成如圖9A、9B至圖11A、11B所示之碗型、鞍型、谷型的形狀。圖9A、9B至圖11A、11B分別以厚度方向強調藉由KOBELCO科研公司製的SBW-331ML/d所測定出之本實施形態之圓盤狀玻璃的形狀之例所顯示的圖。圖9A、圖10A、圖11A係以濃淡顯示將圓盤狀玻璃G3、G4平面視時的高低形狀者，愈深色，表示愈低位置。圖9B、圖10B、圖11B係顯示圓盤狀玻璃G3、G4的三次元斜視形狀。

圖9A、9B係顯示形成碗形狀的圓盤狀玻璃G3、G4。碗形狀係指中央部比外周部較為凹陷的形狀。尤其，若將圓盤狀玻璃G3、G4的半徑設為r(mm)時，較佳為在離中心為0.8r以內的區域形成碗形狀。若圓盤狀玻璃G3、G4為碗形狀，且被使用在半導體支持基板用途時，較佳為以主表面之中凹陷側支持半導體基板。若如上所示，可安定地支持半導體基板。此時，為了明示應將圓盤狀玻璃G3、G4的主表面的哪一面設為支持面，較佳為 在凹陷之側的主表面形成刻印或貼紙等識別標記。

圖10A、10B係顯示形成鞍形狀的圓盤狀玻璃G3、G4。鞍形狀係指局部以沿著板厚方向的第一方向翹曲，而且局部以與第一方向為相反的第二方向呈翹彎的形狀。在圖10A、10B中，圓盤狀玻璃G3、G4係顯示將以在中心大致直行的二軸各個為中心朝向不同的方向翹曲的形狀。若圓盤狀玻璃G3、G4為鞍形狀，被認為是已取得內部應力平衡的狀態，可抑制使用時的變形等。

圖11A、11B係顯示形成谷形狀的圓盤狀玻璃G3、G4。谷形狀係指僅以板厚方向的一方向翹彎的形狀。

其中，圓盤狀玻璃G3、G4的用途並非侷限於半導體支持用途，可轉用為任意用途。

Claims (13)

1. 一種圓盤狀玻璃之製造方法，其特徵為：具備有：熱處理工程，其係將玻璃板，在由室溫加熱至在徐冷點-50℃~徐冷點+80℃的範圍內被預先設定的波峰溫度之後進行冷卻；及圓形切斷工程，其係由前述玻璃板切出圓盤狀玻璃。
2. 如申請專利範圍第1項之圓盤狀玻璃之製造方法，其中，前述熱處理工程係包含：升溫步驟，其係由室溫以+1~+16℃/min的速度升溫至前述波峰溫度；保持步驟，其係在前述升溫步驟後，以前述波峰溫度-10℃~前述波峰溫度的範圍內的保持溫度保持0~120分鐘；及降溫步驟，其係在前述保持步驟之後，在由前述保持溫度至前述玻璃板之應變點-50℃的溫度區域中，以-6.0~-0.3℃/min的速度降溫。
3. 如申請專利範圍第2項之圓盤狀玻璃之製造方法，其中，前述降溫步驟係包含：第一降溫步驟，其係在由前述保持溫度至前述玻璃板之應變點-50℃的溫度區域中，以-3.0~-0.3℃/min的速度 降溫；及第二降溫步驟，其係在應變點-50℃以下的溫度區域中，以-5.8~-1.1℃/min的速度降溫。
4. 如申請專利範圍第1項至第3項中任一項之圓盤狀玻璃之製造方法，其中，在前述熱處理工程中，在對前述板玻璃的板厚方向施加荷重的狀態下進行熱處理。
5. 如申請專利範圍第4項之圓盤狀玻璃之製造方法，其中，使複數前述玻璃板在相互間介在脫模材來進行積層，在將按壓構件載置於最上段的狀態下，進行前述熱處理工程的前述熱處理。
6. 如申請專利範圍第5項之圓盤狀玻璃之製造方法，其中，在複數前述玻璃板的最下段另外配置支持構件，使前述按壓構件及前述支持構件之各個之與前述玻璃板的接觸面，大於前述玻璃板的主表面。
7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項之圓盤狀玻璃之製造方法，其中，另外具備有研磨工程，其係在前述熱處理工程以後且在前述切斷工程之前或後之任一者，將前述玻璃板的兩主表面進行研磨，在前述研磨中，相對於其中一方主表面的研磨量之另一方主表面的研磨量為0.8~1.2倍的範圍內。
8. 如申請專利範圍第1項至第7項中任一項之圓盤狀玻璃之製造方法，其中，在前述熱處理工程後進行前述圓形切斷工程，具備有切口形成工程，其係在前述圓形切斷工程後，在前述圓盤狀玻璃板形成切口部。
9. 一種圓盤狀玻璃，其係翹曲為200μm以下，而且主表面的中心的應力與.離端面為100mm的位置的主表面的應力的差為0~10MPa。
10. 如申請專利範圍第9項之圓盤狀玻璃，其中，若將半徑設為r(mm)，在離中心為0.8r以內的區域，形成碗形狀。
11. 如申請專利範圍第10項之圓盤狀玻璃，其中，在使用時成為上面的主表面具有識別標記，具有在形成有前述識別標記的主表面側形成凹陷的前述碗形狀。
12. 如申請專利範圍第11項之圓盤狀玻璃，其中，形成鞍形狀。
13. 如申請專利範圍第10項至第12項中任一項之圓盤狀玻璃，其中，具有切口部。