TW201900574A - 玻璃基板、及玻璃基板之製造方法 - Google Patents

玻璃基板、及玻璃基板之製造方法 Download PDF

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小野和孝
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日商Ａｇｃ股份有限公司
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本發明之玻璃基板10係具有對向之一對第1主面11與第2主面12、及連結一對第1主面11與第2主面12之端面13的半導體封裝製造用之玻璃基板，玻璃基板10含有Si、Al、及Na，自端面13之表面起深度20～100 nm之Na原子濃度為18原子%以下。

Description

玻璃基板、及玻璃基板之製造方法
本發明係關於一種玻璃基板、及玻璃基板之製造方法。
隨著行動電話、筆記型電腦等電子機器之小型化，愈發需求以高密度安裝該等電子機器中使用之半導體器件之技術。因此，近年來，作為以高密度安裝半導體器件之技術，利用例如扇出晶圓級封裝(FOWLP(Fan Out Wafer Level Package))。
作為FOWLP中使用之支持玻璃基板，提出例如於端面形成凹槽形狀之對準部、並且將對準部進行倒角處理而得之玻璃板(例如，參照專利文獻1)。於該玻璃板中，藉由於玻璃板之端面形成對準部而使玻璃板與加工基板容易對準，並且藉由對於對準部進行倒角處理而避免以對準部為起點之破損。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2016-088868號
[發明所欲解決之問題]
然而，於專利文獻1所記載之技術中，並未關於半導體封裝之製造時抑制玻璃板之端面產生破裂的技術進行研究。因此，於無法抑制玻璃板之端面產生破裂之情形時，有可能於玻璃板上自玻璃板之端面產生破裂。
本發明之一態樣之目的在於提供一種可抑制產生破裂之玻璃基板。 [解決問題之技術手段]
本發明之一態樣之玻璃基板係具有對向之一對主面、及連結上述一對主面之端面的半導體封裝製造用之玻璃基板，且上述玻璃基板含有矽、鋁、及鈉，自上述端面之表面起深度20～100 nm之鈉原子濃度為18原子%以下。 [發明之效果]
本發明之一態樣之玻璃基板可抑制產生破裂。
以下，對本發明之實施形態詳細地進行說明。再者，為了容易理解，有圖式中之各構件之縮小比例與實際情況不同之情形。又，於以下之說明中，有將玻璃基板之厚度方向之一方稱為上或上方，且將玻璃基板之厚度方向之另一方稱為下或下方之情形。又，於本實施形態中，關於玻璃基板中包含之各成分之含量說明中之%表示，只要未特別記載，則表示氧化物基準之莫耳百分率表示(莫耳%)。
＜玻璃基板＞ 對本發明之實施形態之玻璃基板進行說明。圖1係本實施形態之玻璃基板之立體圖，圖2係本實施形態之玻璃基板之俯視圖，圖3係本實施形態之玻璃基板之前視圖。如圖1～圖3所示，本實施形態之玻璃基板10具有第1主面11、與第1主面11對向之第2主面12、及連結一對第1主面11與第2主面12之端面13。
第1主面11及第2主面12分別為平坦面。第1主面11及第2主面12分別於俯視時，於除去對準部14而觀察時形成為圓形。於本實施形態中，第1主面11成為玻璃基板10之主正面，第2主面12成為玻璃基板10之主背面。再者，於本實施形態中，有將第1主面11及第2主面12彙總而簡稱為主面之情形。
端面13形成為相對於第1主面11及第2主面12大致垂直。端面13具有於俯視時形成為凹槽形狀之對準部14。對準部14係藉由研削等而形成。對準部14中，對準部14之端面區域之一部分或全部受到倒角處理。倒角後之第1主面11及第2主面12與端面13之倒角面分別以連續地帶弧度之狀態而連結。又，倒角寬度可相同亦可不同。再者，於本實施形態中，對準部14於俯視時形成為大致U字狀，但並不限定於此，亦可形成為大致V字狀或半圓狀。再者，大致U字狀亦包含將U之開口部擴展而成者。大致V字狀亦包含V之前端變圓者。
本實施形態之玻璃基板10係以於端面13具有對準部14之例進行說明，但亦可不具有對準部14。又，本實施形態之玻璃基板10亦可於端面13具有以直線狀切除外周之一部分後所得之定向平面部而代替對準部14。於玻璃基板10為圓形狀之情形時，只要設為將外周之一部分切除之形狀即可。於玻璃基板10為矩形狀之情形時，只要設為將角部(角隅部)之一部分切除之形狀即可。進而，本實施形態之玻璃基板10亦可具有對準部14與定向平面部之兩者。
於本實施形態中，自端面13之表面起深度20～100 nm(端面側表層部)之鈉原子濃度(Na原子濃度)為18原子%以下，較佳為15原子%以下，更佳為10原子%以下，進而佳為7原子%以下，尤佳為5原子%以下，最佳為3原子%以下、2原子%以下。端面13之端面側表層部之Na原子濃度只要為上述範圍內，則可減小玻璃基板10之端面側表層部之平均熱膨脹係數，故可抑制玻璃基板10之端面13之端面側表層部之擴展。藉此，可抑制玻璃基板10產生破裂(碎片)，尤其可抑制因產生端面13之破裂而產生新的龜裂從而使玻璃基板10破裂。
又，自端面13之表面起深度20～100 nm(端面側表層部)之鋁原子濃度(Al原子濃度)較佳為13原子%以下，更佳為9原子%以下，進而佳為5原子%以下，尤佳為4原子%以下，最佳為3原子%以下、2原子%以下。端面13之端面側表層部之Al原子濃度只要為上述範圍內，則與將Na原子濃度設為特定之範圍內之情形同樣地，可減小玻璃基板10之端面13之端面側表層部之平均熱膨脹係數。藉此，可抑制玻璃基板10之端面13之端面側表層部之擴展。因此，可抑制玻璃基板10產生破裂，尤其可抑制因產生端面13之破裂而產生新的龜裂從而使玻璃基板10破裂。
再者，於本實施形態中，Na原子濃度及Al原子濃度可使用公知之測定方法而測定，例如，可使用X射線光電子光譜法(XPS，X-ray photoelectron spectroscopy)測定。
又，自端面13之表面起深度20～100 nm(端面側表層部)之Na原子濃度、與自端面13之表面起深度400 nm以上之Na原子濃度之差較佳為2.0原子%以上，更佳為3.0原子%以上，進而佳為3.5原子%以上，尤佳為4.0原子%以上。上述濃度差可為18原子%以下，亦可為15原子%以下，亦可為10原子%以下。
又，自端面13之表面起深度20～100 nm(端面側表層部)之Na原子濃度、與自第1主面11之中心部之表面起深度20～100 nm(端面側表層部)之Na原子濃度之差較佳為2.0原子%以上，更佳為3.0原子%以上，進而佳為3.5原子%以上，尤佳為4.0原子%以上。上述濃度差可為18原子%以下，亦可為15原子%以下，亦可為10原子%以下。
藉由將端面13之端面側表層部與除此之外之區域之Na原子濃度差設為特定量以上，而可使端面側表層部之50～350℃之平均熱膨脹係數小於除此之外之區域。其結果，可抑制以端面13為起點產生破裂。
又，自端面13之表面起深度20～100 nm(端面側表層部)之Al原子濃度、與自端面13之表面起深度400 nm以上之Al原子濃度之差較佳為0.5原子%以上，更佳為1.0原子%以上，進而佳為1.5原子%以上。上述濃度差可為13原子%以下，亦可為10原子%以下，亦可為7原子%以下。
又，自端面13之表面起深度20～100 nm(端面側表層部)之Al原子濃度、與自第1主面11之中心部之表面起深度20～100 nm(端面側表層部)之Al原子濃度之差較佳為0.5原子%以上，更佳為1.0原子%以上，進而佳為1.5原子%以上。上述濃度差可為13原子%以下，亦可為10原子%以下，亦可為7原子%以下。
將端面13之端面側表層部與除此之外之區域之Al原子濃度差設為特定量以上，藉此可發揮與上述之由端面13之端面側表層部與除此之外之區域之Na原子濃度差所得之效果相同的效果。
以下，對本實施形態之玻璃基板10之組成進行說明。本實施形態之玻璃基板10至少含有矽、鋁、及鈉。
本實施形態之玻璃基板10中，以氧化物基準計，作為玻璃母組成，較佳為含有SiO2 為50～75%、Al2 O3 為2～15%、Na2 O超過0且為20%以下、K2 O為0～30%、MgO為0～10%、CaO為0～10%、SrO為0～10%、BaO為0～15%、ZrO2 為0～5%、及Li2 O為0～5%。
SiO2 係形成玻璃之骨架之成分。SiO2 係使耐熱性及化學耐久性提高並且降低熱膨脹係數之成分。若SiO2 之含量為50%以上，則對HCl、HF等酸性溶液及NaOH等鹼性溶液之化學耐久性變高。又，耐熱性、耐候性變得良好。SiO2 之含量更佳為55%以上，進而佳為58%以上，尤佳為60%以上。另一方面，若SiO2 之含量為75%以下，則玻璃熔融時之玻璃之黏性不會變得過高，熔融性良好。若熔融性良好，則可以較低之溫度使玻璃熔融，故可抑制玻璃熔融時之燃料之使用量，可抑制熔融窯等之損傷。SiO2 之含量較佳為70%以下，進而佳為65%以下。
再者，熱膨脹係數例如按照JIS R3102(1995年)規定之方法，使用示差熱膨脹儀(TMA)測定。
Al2 O3 係提高玻璃轉移溫度Tg，使耐候性(例如風化等)、耐熱性及化學耐久性提高，且提高楊氏模數之成分。若Al2 O3 之含量為2%以上，則對HCl、HF等酸性溶液及NaOH等鹼性溶液之化學耐久性變高。又，耐候性、耐熱性良好，楊氏模數變高。Al2 O3 之含量較佳為3.5%以上，進而佳為4.5%以上。另一方面，若Al2 O3 之含量為15%以下，則玻璃熔融時之玻璃之黏性不會變得過高，熔融性良好。又，可降低失透溫度，可穩定地成形。Al2 O3 之含量較佳為14%以下，更佳為13%以下，進而佳為12%以下，尤佳為10%以下，最佳為7%以下。
再者，所謂楊氏模數係藉由振子法、共振法、或超音波脈衝法等公知之測定方法而測定之值。又，所謂失透溫度係將玻璃以特定之溫度保持特定時間(於本實施形態中為17小時)時，於玻璃基板之表面及內部不析出結晶之溫度之最大值。
SiO2 及Al2 O3 係使玻璃基板10之耐熱性增加之成分。因此，SiO2 及Al2 O3 之合計含量較佳為60～80%。若SiO2 及Al2 O3 之合計含量為60%以上，則可提高對酸性溶液及鹼性溶液之化學耐久性。SiO2 及Al2 O3 之合計含量更佳為62%以上，進而佳為65%以上。另一方面，若SiO2 及Al2 O3 之合計含量為80%以下，則可抑制玻璃基板10之熱膨脹係數變得過低。SiO2 及Al2 O3 之合計含量更佳為79%以下，進而佳為74%以下。
Na2 O係降低玻璃熔融時之玻璃之黏性、並且顯著提高熱膨脹係數之成分。由於包含Na2 O(超過0)故可降低玻璃熔融時之玻璃之黏性，並且可提高熱膨脹係數。Na2 O之含量較佳為5%以上，更佳為7%以上，進而佳為9%以上。另一方面，若Na2 O之含量為20%以下，則可提高熱膨脹係數而不會降低耐候性。Na2 O之含量較佳為18%以下，更佳為17%以下，進而佳為16%以下。
K2 O並非必須成分，但藉由含有K2 O而可降低玻璃熔融時之玻璃之黏性，並且可顯著提高熱膨脹係數。K2 O之含量較佳為0.1%以上，更佳為3%以上，進而佳為9%以上。另一方面，若K2 O之含量為30%以下，則可提高熱膨脹係數而不會使耐候性或化學耐久性惡化。K2 O之含量較佳為28%以下，更佳為26%以下，進而佳為25%以下。
MgO並非必須成分，但藉由含有MgO而可降低玻璃熔融時之玻璃之黏性，促進玻璃之熔融，使耐候性提高，並且可提高楊氏模數。MgO之含量較佳為0.05%以上，更佳為0.1%以上。另一方面，若MgO之含量為10%以下，則可抑制熱膨脹係數之增大，並且可抑制耐失透性之上升。MgO之含量較佳為8%以下，更佳為7%以下。
CaO並非必須成分，但藉由含有CaO而可降低玻璃熔融時之玻璃之黏性，促進玻璃之熔融，並且可使耐候性及化學耐久性提高。CaO之含量較佳為0.5%以上，更佳為1%以上。另一方面，若CaO之含量為10%以下，則可抑制熱膨脹係數之增大，並且可抑制耐失透性之上升。CaO之含量更佳為9%以下，進而佳為7%以下。
SrO並非必須成分，但藉由含有SrO而可降低玻璃熔融時之玻璃之黏性，促進玻璃之熔融，並且可使耐候性及化學耐久性提高。SrO之含量較佳為0.5%以上，更佳為1%以上。另一方面，若SrO之含量為10%以下，則可抑制密度之增大從而抑制玻璃基板變脆，並且可抑制耐失透性之上升。SrO之含量較佳為9%以下，更佳為7%以下。
BaO並非必須成分，但藉由含有BaO而可降低玻璃熔融時之玻璃之黏性，促進玻璃之熔融，並且可提高熱膨脹係數。BaO之含量較佳為0.5%以上，更佳為1%以上。另一方面，若BaO之含量為15%以下，則可抑制熱膨脹係數之增大，並且抑制比重之增大且抑制密度之增大，從而可抑制玻璃變脆。BaO之含量較佳為10%以下，更佳為9%以下。
又，於本實施形態中，MgO、CaO、SrO、及BaO之合計含量較佳為0.55～20%。若上述合計含量為上述範圍內，則於玻璃熔融時可促進玻璃之熔融，並且可使耐候性提高。上述合計含量更佳為1.55%以上，進而佳為4%以上。另一方面，若上述合計含量為20%以下，則可提高對HF或HCl等酸性溶液及NaOH等鹼性溶液之化學耐久性。又，可抑制熱膨脹係數之增大，並且可抑制耐失透性之上升。上述合計含量較佳為18%以下，更佳為15%以下，進而佳為10%以下。
ZrO2 並非必須成分，但藉由含有ZrO2 而可降低玻璃熔融時之玻璃之黏性，促進玻璃之熔融，並且可提高玻璃轉移溫度Tg，可使化學耐久性。ZrO2 之含量更佳為0.2%以上，進而佳為0.5%以上。另一方面，若ZrO2 之含量為5%以下，則可抑制失透溫度之上升。ZrO2 之含量較佳為4%以下，更佳為3%以下。
再者，玻璃轉移溫度Tg可根據JIS R3103-3(2001年)所規定之方法，使用TMA而測定。
Li2 O並非必須成分，但藉由含有Li2 O而可提高熱膨脹係數。另一方面，若Li2 O之含量為5.0%以下，則例如於包含玻璃基板10、及配置於玻璃基板10上之包埋半導體晶片之密封材的積層基板中，可抑制自玻璃基板10朝矽晶片產生離子遷移。又，可提高熱膨脹係數。Li2 O之含量較佳為4.0%以下，更佳為2.0%以下。
鹼金屬之合計含量以氧化物基準計，較佳為10～40%。鹼金屬為Li、Na、K等。於本實施形態中，較佳為包含Na及K。鹼金屬之合計含量較佳為15%以上，更佳為17%以上，尤佳為20%以上。又，鹼金屬之合計含量較佳為26%以下，更佳為25%以下，尤佳為23%以下。
於本實施形態中，作為鹼金屬，於包含Na及K之情形時，Na及K之氧化物即Na2 O及K2 O之合計含量較佳為10～30%。若為上述範圍，則可提高熱膨脹係數。因此，例如，於本實施形態之玻璃基板10之一主面設置包埋半導體晶片之密封材而形成積層基板之情形時，易使玻璃基板10之熱膨脹係數接近於密封材等之熱膨脹係數。藉此，可抑制包含半導體晶片與密封材之元件基板與玻璃基板10之間產生殘留應變。又，可提高玻璃基板10之化學耐久性。Na2 O及K2 O之合計含量更佳為15%以上，進而佳為17%以上。另一方面，Na2 O及K2 O之合計含量更佳為26%以下，進而佳為25%以下。
又，本實施形態之玻璃基板10較佳為本質上包含上述組成，但亦可於不損及本實施形態之玻璃基板10之效果之範圍，相對於上述玻璃母組成而含有其他成分。作為其他成分，可使用例如選自包含B2 O3 、SnO2 、SO3 、Cl、F、ZnO、Y2 O3 、La2 O3 、TiO2 、V2 O5 、P2 O5 、CeO2 、WO3 、Nb2 O5 、Bi2 O3 、及MoO3 之群中之一種以上。
B2 O3 係降低玻璃熔融時之玻璃之黏性、促進熔融、並且降低熱膨脹係數之成分。藉由含有B2 O3 而使玻璃熔融時之玻璃之黏性不會變得過高，熔融性良好。又，可降低失透溫度，可穩定地成形。B2 O3 之含量較佳為5%以下，更佳為4%以下，最佳為實質上不含有B2 O3 。
再者，所謂「實質上不含有」係指除了自原料等混入之不可避之雜質以外不含有，不刻意地含有。以下相同。
SnO2 、SO3 、Cl、及F可促進熔融，並且於玻璃基板之製造時，可抑制於玻璃基板內產生泡。因此，藉由含有選自SnO2 、SO3 、Cl及F之一種以上而可抑制玻璃熔融時之玻璃之黏性變得過高，可使熔融性良好，並且可抑制玻璃基板中包含泡。
ZnO係調整黏性或熱膨脹係數之成分。藉由含有ZnO而可調整玻璃基板10之黏性或熱膨脹係數。ZnO之含量較佳為2%以下，更佳為1%以下，進而佳為0.5%以下。
Y2 O3 、La2 O3 、及TiO2 係用以使玻璃基板10之化學耐久性或楊氏模數提高之成分。藉由含有選自Y2 O3 、La2 O3 、及TiO2 中之一種以上而可使玻璃基板10之化學耐久性或楊氏模數提高。選自Y2 O3 、La2 O3 、及TiO2 中之一種以上之合計含量較佳為2%以下，更佳為1%以下，進而佳為0.5%以下。
本實施形態之玻璃基板10若考慮自玻璃素板藉由浮法成形而穩定地製造，則較佳為實質上不含有ZnO。
本實施形態之玻璃基板10若考慮條紋或著色等，則較佳為實質上不含有Y2 O3 、La2 O3 、TiO2 、V2 O5 、P2 O5 、及CeO2 。
本實施形態之玻璃基板10若考慮環境負載，則較佳為實質上不含有As2 O3 、及Sb2 O3 。
進而，本實施形態之玻璃基板10亦可含有還原劑。本實施形態之玻璃基板10藉由含有還原劑而可提高紫外線透過率。作為還原劑，可舉出例如碳、焦炭等。可單獨使用該等中之1種，亦可同時使用2種以上。於含有還原劑之情形時，於該玻璃批料中之合計含量相對於玻璃量較佳為2重量%以下，更佳為1重量%以下，進而佳為0.5重量%以下。
以下，對本實施形態之玻璃基板10之端面13進行說明。
本實施形態之玻璃基板10可減小端面13之端面側表層部之平均熱膨脹係數，故即便端面13存在龜裂亦可抑制龜裂伸長。藉此，本實施形態之玻璃基板10可使彎曲強度為290 N/mm2 以上，可具有較高之強度。
又，本實施形態之玻璃基板10中，端面13之算術平均粗糙度Ra較佳為10 μm以下，更佳為8 μm以下，進而佳為7 μm以下，最佳為5 μm以下。藉由使端面13之算術平均粗糙度Ra為10 μm以下，於玻璃基板10之端面13附著有水等液體時，可減小端面13與液體之接觸面積。藉此，液體容易於端面13滑動，且於乾燥時易藉由風等而使其離開，故可使液體不易附著於端面13。由此，根據本實施形態之玻璃基板10，可提高玻璃基板10之端面13之潤濕性(親液性)，可抑制液體等附著於端面13。
進而，於本實施形態之玻璃基板10中，端面13之最大高度Rz較佳為300 μm以下，更佳為150 μm以下，進而佳為120 μm以下，最佳為70 μm以下。與將算術平均粗糙度Ra如上所述設為特定值以下之情形同樣地，藉由將端面13之最大高度Rz設為300 μm以下，可減小附著於玻璃基板10之端面13之液體與端面13之接觸面積。藉此，液體容易於端面13滑動，且於乾燥時易藉由風等而使其離開，故可使液體不易附著於端面13。由此，根據本實施形態之玻璃基板10，可提高玻璃基板10之端面13之潤濕性，可抑制液體等附著於端面13。
再者，算術平均粗糙度Ra及最大高度Rz可根據日本工業規格JIS B0601：2001而測定。
又，於玻璃基板之端面設置有對準部之情形時，有於上述對準部之底面附近易蓄積液體之傾向。相對於此，本實施形態之玻璃基板10提高端面13之表面之潤濕性，故可抑制液體蓄積於對準部14。
以下，對本實施形態之玻璃基板10之特性進行說明。
本實施形態之玻璃基板10中，50～350℃之平均熱膨脹係數較佳為10～17 ppm/℃。上述平均熱膨脹係數更佳為11.0 ppm/℃以上，進而佳為13 ppm/℃以上。另一方面，上述平均熱膨脹係數更佳為16.0 ppm/℃以下，進而佳為15.0 ppm/℃以下。
藉由將50～350℃之平均熱膨脹係數設為上述範圍內，於將玻璃基板10用於半導體封裝之製造等之情形時，可使玻璃基板10之平均熱膨脹係數接近於設置於玻璃基板10上之包含密封材之元件基板之平均熱膨脹係數。因此，於製造半導體封裝時，對填充至玻璃基板10上之樹脂進行熱處理而形成密封材時，可抑制於包含密封材之元件基板與玻璃基板10之間產生之殘留應變。又，由於使玻璃基板10之端面13之端面側表層部之50～350℃之平均熱膨脹係數減小，故可抑制玻璃基板10之端面13之擴展。藉此，可抑制玻璃基板10以玻璃基板10之端面13為起點而產生破裂。
再者，於本實施形態中，所謂50～350℃之平均熱膨脹係數係按照JIS R3102(1995年)規定之方法，使用TMA，於50～350℃之溫度範圍測定之熱膨脹係數之平均值。50～350℃之平均熱膨脹係數例如可藉由對將以XPS求出之元素之濃度換算成氧化物且作為mol%組成之分析組成應用預先求出之各成分之加成性因子而計算。
本實施形態之玻璃基板10於厚度1 mm時之波長360 nm之透過率較佳為15%以上。若玻璃基板之波長360 nm之透過率為15%以上，則於製造半導體封裝時，於將玻璃基板10與元件基板積層而構成之積層基板中，藉由自玻璃基板10側對元件基板側照射紫外線而可容易地將玻璃基板10自積層基板分離。玻璃基板之波長360 nm之透過率更佳為20%以上，進而佳為25%以上，尤佳為30%以上。
本實施形態之玻璃基板10之密度較佳為2.30～3.00 g/cm3 以下。若密度為3.00 g/cm3 以下，則玻璃基板10變為輕量，玻璃基板10之操作變得容易。玻璃基板10之密度更佳為2.80 g/cm3 以下，進而佳為2.70 g/cm3 以下。另一方面，若玻璃基板10之密度為2.3 g/cm3 以上，則玻璃之硬度(例如，維氏硬度)變高，可使玻璃基板10之表面不易受傷等。玻璃基板10之密度更佳為2.35 g/cm3 以上，進而佳為2.40 g/cm3 以上。再者，本實施形態之玻璃基板10之密度例如可使用不含泡之玻璃塊，藉由阿基米德法而測定。
本實施形態之玻璃基板10之楊氏模數較佳為60～80 GPa。若楊氏模數為60 GPa以上，則於製造玻璃基板10時於緩冷時，可抑制於玻璃基板10產生翹曲或破裂。又，可抑制由玻璃基板10與半導體晶片之接觸、或玻璃基板10於搬運時與周邊構件之接觸而導致之破損。楊氏模數更佳為62 GPa以上，進而佳為65 GPa以上。另一方面，若楊氏模數為80 GPa以下，則可抑制玻璃基板10變脆，可抑制玻璃基板10切削時之缺損。楊氏模數更佳為75 GPa以下，進而佳為72 GPa以下。
本實施形態之玻璃基板10之玻璃轉移溫度Tg較佳為420℃以上。若玻璃轉移溫度Tg為420℃以上，則於玻璃基板10上例如設置半導體晶片之後，對玻璃基板10上填充樹脂而進行熱處理時，可抑制玻璃基板10之尺寸變化。玻璃轉移溫度Tg更佳為440℃以上，進而佳為480℃以上。
以下，對本實施形態之玻璃基板10之形狀及其他構成進行說明。
本實施形態之玻璃基板10之平均厚度可任意地調整，例如較佳為0.1～2.0 mm以下。若平均厚度為2.0 mm以下，則可使將半導體晶片貼合於玻璃基板10而成之積層基板小型化。玻璃基板10之平均厚度更佳為1.5 mm以下，進而佳為1.0 mm以下。又，若玻璃基板10之平均厚度為0.1 mm以上，則可抑制由玻璃基板10與半導體晶片之接觸、或玻璃基板10於搬運時與周邊構件之接觸而導致之破損。玻璃基板10之平均厚度更佳為0.2 mm以上，進而佳為0.3 mm以上。
再者，於本實施形態中，所謂玻璃基板10之平均厚度係指玻璃基板10之厚度之平均值。例如係指於玻璃基板10之剖面，於任意之位置測定數個部位(例如，6個部位左右)時，該等測定部位之厚度之平均值。又，於本實施形態中，所謂厚度係指玻璃基板10相對於接觸面之垂直方向之長度。
本實施形態之玻璃基板10之主面之面積可任意地調整，例如較佳為30 cm2 ～4500 cm2 。若玻璃基板10之面積為30 cm2 以上，則可配置多數之半導體晶片，且可使其後單片化獲得之半導體器件之單位面積獲得數量增多，故可使生產性提高。玻璃基板之面積更佳為70 cm2 以上，進而佳為170 cm2 以上。另一方面，若玻璃基板10之面積為4500 cm2 以下，則玻璃基板10之操作變得容易。又，可抑制由與貼合之半導體晶片之接觸而導致之破損、或於玻璃基板10搬運時與周邊構件之接觸而導致之破損。玻璃基板10之面積更佳為3500 cm2 以下，進而佳為2500 cm2 以下。
本實施形態之玻璃基板10之直徑較佳為7～50 cm。若玻璃基板10之直徑為7 cm以上，則可自包含玻璃基板10與元件基板之積層基板獲得多數之半導體器件，可使生產性提高。玻璃基板10之直徑更佳為10 cm以上，進而佳為20 cm以上。另一方面，若玻璃基板10之直徑為50 cm以下，則可使玻璃基板10之操作容易。玻璃基板10之直徑更佳為45 cm以下，進而佳為40 cm以下。
本實施形態之玻璃基板10於俯視時形成為圓形。既有之半導體基板於俯視時一般被加工成圓形。玻璃基板10於俯視時形成為圓形，與既有之半導體基板之形狀相同或類似，故於操作半導體基板之設備上之流動性良好，從而較佳。
又，本實施形態之玻璃基板10之形狀於俯視時形成為圓形，但玻璃基板10於俯視時之形狀並未特別限定，亦可為矩形等。於玻璃基板10之形狀為矩形之情形時，可將半導體晶片無多餘之間隙地配置。其結果，可使半導體器件之單位面積獲得數量增多，故較佳。
再者，於俯視時玻璃基板10之形狀為矩形之情形時，其一邊較佳為30 cm以上，更佳為40 cm以上。又，玻璃基板10之形狀較佳為長方形。於玻璃基板10之形狀為長方形之情形時，短邊較佳為上述數值，長邊較佳為40 cm以上，更佳為50 cm以上，進而佳為60 cm以上。
又，本實施形態之玻璃基板10亦可進行化學強化。於進行化學強化之情形時，將玻璃基板10之表面所包含之例如Li離子或Na離子等之離子半徑較小之離子置換為例如K離子等之離子半徑相對較大之離子。藉此，自玻璃基板10之表面形成特定之深度之強化層。將玻璃基板10進行化學強化而於玻璃基板10之表面形成強化層，藉此可使玻璃基板10之強度提高，可抑制由接觸等導致玻璃基板10破損。
又，本實施形態之玻璃基板10中，於將玻璃基板10用作半導體封裝製造用之玻璃基板等之情形時，較佳為至少於一主面具有遮光膜。藉由於玻璃基板10之主面形成遮光膜，從而於檢查玻璃基板10、或於玻璃基板10上積層有包含密封材之元件基板之積層基板之情形時，可容易地檢測玻璃基板10或積層基板之位置。玻璃基板10或積層基板之位置係由對玻璃基板10或積層基板照射光而產生之反射光而特定、並檢測。玻璃基板10容易使光透過，故藉由於玻璃基板10之主面形成遮光膜而能使反射光變強，可容易地檢測位置。再者，作為遮光膜，較佳為例如包含Ti等而構成。
本實施形態之玻璃基板10之表面，亦可具有厚度0.1～1000 nm之相對於Li、Na、K等鹼金屬成分具有障壁性能之薄膜(障壁膜)。作為障壁膜，可舉出例如選自氧化矽膜、氮化矽膜、氮氧化矽膜、氧化鋁膜、氧化鋯膜、氧化鈦膜、氧化鉭膜、或氟化鎂膜等之單層膜、或包含2層以上之該等膜之多層膜等。又，作為障壁膜之成膜方法，可使用公知之方法。作為障壁膜之成膜方法，可舉出例如濺鍍法或CVD法、蒸鍍法、溶膠凝膠法、或原子層沈積法(ALD(atomic layer deposition)法)等。藉由於玻璃基板10上形成障壁膜而可防止Li、Na、或K等鹼金屬成分之溶出，可抑制基板表面之變質(例如風化等)。
(玻璃基板之製造方法) 其次，對本實施形態之玻璃基板10之製造方法進行說明。圖4係表示本實施形態之玻璃基板之製造方法之流程圖。如圖4所示，本實施形態之玻璃基板之製造方法包含：玻璃素板之準備製程(步驟S11)；玻璃素板之切斷製程(步驟S12)；玻璃基板之端面之倒角製程(步驟S13)；對玻璃基板之端面之對準部形成製程(步驟S14)；玻璃基板之主面之保護層之形成製程(步驟S15)；玻璃基板之端面之蝕刻製程(步驟S16)；玻璃基板之研磨製程(步驟S17)；及玻璃基板之清洗與保護層之剝離製程(步驟S18)。
以下，根據圖5～圖13對各製程進行說明。圖5～圖13係表示本實施形態之玻璃基板之製造方法之製程之一部分之說明圖。
玻璃素板之準備製程(步驟S11)中，首先，如圖5所示，準備形成有主面及端面之矩形狀之玻璃素板20。作為玻璃素板20之玻璃素材，可舉出例如以硼矽酸玻璃、鈉鈣玻璃、高二氧化矽玻璃、或其他以氧化矽為主要成分之氧化物系玻璃等。作為氧化物系玻璃，較佳為例如以氧化物換算之SiO2 之含量為50～75%之玻璃。
玻璃素板20之厚度根據完成品即玻璃基板10之用途而設定。例如，玻璃素板20之厚度較佳為0.3～1.1 mm，更佳為0.4～0.7 mm。
玻璃素板20可使用浮式法、熔融法、再拉法、加壓成形法、或提拉法等公知之製造方法而製造。作為玻璃素板20之製造方法，根據生產性及成本優異之觀點而言，較佳為使用浮式法。
玻璃素板20之切斷製程(步驟S12)中，如圖6所示，將玻璃素板20切斷成複數個玻璃基板10A。於本實施形態中，玻璃基板10A係以於俯視時成圓形之方式被切斷。玻璃基板10A具有第1主面11、與第1主面11對向之第2主面12、及連結第1主面11與第2主面12之端面13A。
作為玻璃素板20之切斷方法，可舉出例如對玻璃素板20之表面照射雷射光且使雷射光之照射區域於玻璃素板20之表面上移動而進行切斷之方法、或刀輪等機械切斷之方法等。
玻璃基板10A之端面13A之倒角製程(步驟S13)中，如圖7所示，藉由旋轉磨石31而對已切斷之玻璃基板10A之端面13A實施倒角加工。於藉由玻璃素板20之切斷而獲得之玻璃基板10A之端面13A，有可能因切斷之損壞而產生損傷等缺陷部分。藉由對端面13A進行倒角處理而可減少產生於端面13A之缺陷部分。於旋轉磨石31之外周面311，形成有於圓周方向延伸之環狀之研削槽312。研削槽312之壁面包含氧化鋁或碳化矽、金剛石等研磨粒。研磨粒之粒度例如設為#300～#2000。再者，研磨粒之粒度係基於JIS-R6001者。粒度之測定係根據JIS-R6002進行。粒度越小，則粒徑越大，故研削效率越佳。旋轉磨石31一面以旋轉磨石31之中心線為中心而旋轉，一面沿著玻璃基板10A之外緣而相對地移動。藉此，玻璃基板10A之外緣部於研削槽312之壁面被研削。再者，於研削時，可使用水等冷卻液。
於對玻璃基板10A之端面13A之對準部14形成製程(步驟S14)中，如圖8所示，使研削工具32以沿著玻璃基板10A之厚度方向延伸之軸線為旋轉軸而旋轉，使研削工具32與玻璃基板10A之端面13A接觸。藉此，如圖9所示，玻璃基板10A之端面13A藉由研削工具32削除後，形成有形成為凹槽形狀之對準部14。
於玻璃基板10A之主面(第1主面11及第2主面12)之保護層之形成製程(步驟S15)中，如圖10所示，將保護層34貼合於形成有對準部14之玻璃基板10A之上述主面，藉此使上述主面由保護層34保護。保護層34於以下之製程即端面13A之蝕刻製程(步驟S16)中，防止第1主面11及第2主面12藉由處理液41(參照圖11)而蝕刻。
作為保護層34，可使用例如附黏著劑之膜或隨附於其之保護膜等。附黏著劑之膜較佳為耐化學品性優異、並且於貼合於第1主面11及第2主面12之後可容易地剝離之膜。作為附黏著劑之膜，可使用例如日東電工公司製造之熱剝離片材「REVALPHA(註冊商標)」等。
於將保護層34貼合於玻璃基板10A時，例如，使用輥等進行貼合。又，端面13A自保護層34之突出量例如較佳為0.4～1.5 mm左右，較佳為0.5～1.0 mm左右。藉由將端面13A之突出量設為0.4 mm以上，可穩定地對經倒角加工之端面13A進行蝕刻。又，藉由將端面13A之突出量P1設為1.0 mm以下，而使端面13A與處理液41容易接觸，故可使生產性提高。
於玻璃基板10A之端面13A之蝕刻製程(步驟S16)中，藉由使於與第1主面11對向之第2主面12形成有保護層34的玻璃基板10A之端面13A與處理液41接觸，而對端面13A進行蝕刻。
將蝕刻裝置40之構成之一例示於圖11。如圖11所示，蝕刻裝置40具有儲留處理液41之處理槽42、及設置於處理槽42之底部之氣泡產生部43。收容有將保護層34貼合於第1主面11及第2主面12之玻璃基板10A。將作為保持具之玻璃固持器44浸漬於處理槽42內之處理液41中。將於第1主面11及第2主面12貼合有保護層34之玻璃基板10A以由玻璃固持器44沿著鉛垂方向保持之狀態而收容。玻璃固持器44之底部具有複數個開口，以便自氣泡產生部43產生之氣泡(bubble)45容易與玻璃基板10A接觸。又，玻璃固持器44為了能夠於處理槽42內擺動而設置有把手46。
處理液41只要係包含氫氟酸(HF)之蝕刻液，則並無特別限定，但作為處理液41，較佳為使用包含HF或包含含有HF與鹽酸(HCl)或硝酸(HNO3 )之任一者或兩者之混酸的蝕刻液。
於處理液41係包含HF之蝕刻液之情形時，HF之濃度並未特別限定，但較佳為5～15 wt%。藉由將HF之濃度設為5 wt%以上而可抑制蝕刻比例變得過小。HF之濃度更佳為7 wt%以上。另一方面，藉由將HF之濃度設為15 wt%以下而可抑制蝕刻比例變得過大。
於處理液41係含有HF與HCl之蝕刻液之情形時，HF及HCl之濃度並未特別限定，但HF之濃度較佳為5～15 wt%，HCl之濃度較佳為0.1～10 wt%。
於處理液41係含有HF與HNO3 之蝕刻液之情形時，HF及HNO3 之濃度並未特別限定，但HF之濃度較佳為5～15 wt%，HNO3 之濃度較佳為0.1～10 wt%。
處理液41之溫度較佳為例如於20℃～40℃之範圍內調整。將玻璃基板10A浸漬於處理液41中之時間可根據蝕刻之程度等而調整，但例如較佳為將玻璃基板10A浸漬於處理液41中60分鐘左右而對端面13A進行蝕刻。
蝕刻裝置40中，保持於玻璃固持器44之玻璃基板10A於處理液41中，一面由氣泡45起泡並且藉由把手46擺動，一面如圖12所示，藉由處理液41對端面13A進行蝕刻。端面13A蝕刻後殘留之端面成為上述圖1～圖3所示之玻璃基板10之端面，故作為端面13。
又，一般而言，有藉由蝕刻而於端面13A附著反應產物之殘渣之情形。附著有殘渣之部分阻礙端面13A之蝕刻，使蝕刻比例變小。因此，有可能無法使端面13A之蝕刻均勻。於本實施形態中，使處理液41藉由氣泡45而起泡，並且使玻璃固持器44擺動，故可一面抑制殘渣附著於端面13A一面對端面13A進行蝕刻。因此，可抑制殘渣阻礙端面13A之蝕刻之進展。由此，可抑制端面13A之蝕刻之不均。
再者，處理液41之溫度較佳為較低。若處理液41之溫度較低，則可減小蝕刻比例，故可抑制作為反應產物之殘渣附著於端面13A。
於本實施形態中，於端面13A之蝕刻加工裕度成為特定之範圍(例如，自端面13A起40 μm左右)之前進行蝕刻。
藉由該蝕刻，將玻璃基板10A之自端面13之表面起深度20～100 nm(端面側表層部)之Na及Al設為特定濃度，且於端面13之表面形成特定之算術平均粗糙度Ra及最大高度Rz。
於玻璃基板10A之研磨製程(步驟S17)中，於玻璃基板10A之端面13A之蝕刻結束之後，對玻璃基板10A之端面13使用磨石等進行研磨之後，使用氧化鈰等進行鏡面拋光。
又，除玻璃基板10A之端面13之外，亦可對玻璃基板10A之第1主面11進行研磨，還可對玻璃基板10A之第2主面12進行研磨。玻璃基板10A之第1主面11、及第2主面12之研磨可於對端面13進行研磨之前實施，亦可於對端面13進行研磨之後實施。
於對端面13進行研磨之前實施玻璃基板10A之第1主面11、及第2主面12之研磨之情形時，將玻璃基板10A之主面之保護層34剝離之後，研磨玻璃基板10A之主面(第1主面11、及第2主面12)。其後，於玻璃基板10A之主面(第1主面11、及第2主面12)再次形成保護層34，並對端面13進行研磨。例如，於玻璃基板10A為大型尺寸之玻璃基板之情形時，對玻璃基板10A之主面(第1主面11、及第2主面12)進行研磨之後，將玻璃基板10A切斷成所需之尺寸、形狀(切斷製程)。其後，於所切斷之玻璃基板10A之主面(第1主面11、及第2主面12)形成保護層34，並對端面13進行研磨。
於對端面13進行研磨之後實施玻璃基板10A之第1主面11、及第2主面12之研磨之情形時，玻璃基板10A之主面(第1主面11、及第2主面12)之研磨可使用具有保持玻璃基板10A之保持孔之研磨架座。作為研磨架座，可使用玻璃纖維強化環氧樹脂或芳香族聚醯胺纖維強化環氧樹脂等。於使用玻璃纖維強化環氧樹脂作為研磨架座之情形時，亦可以不使上述保持孔之壁與玻璃基板10A之端面13直接接觸之方式，使樹脂製環介存於端面13與上述保持孔之間。又，作為研磨架座，較佳為使用芳香族聚醯胺纖維強化環氧樹脂、芳香族聚醯胺樹脂、氯乙烯樹脂等硬度較低之材料。使用上述硬度較低之材料作為研磨架座，藉此即便與玻璃基板10A之端面13接觸，亦可抑制於端面13產生損傷。
於玻璃基板10A之清洗與保護層之剝離製程(步驟S18)中，於玻璃基板10A之端面13研磨後，以純水等清洗液對玻璃基板10A進行清洗。其後，如圖13所示，自玻璃基板10A之第1主面11及第2主面12剝離保護層34。
藉由將保護層34自第1主面11及第2主面12剝離而製造如圖1～圖3所示之玻璃基板10。玻璃基板10於端面13之端面側表層部含有特定濃度之Na及Al，且於端面13之表面具有特定之算術平均粗糙度Ra及最大高度Rz。
再者，於圖4所示之本實施形態之玻璃基板之製造方法中，玻璃基板之端面之蝕刻製程(步驟S16)係於玻璃基板之主面之保護製程(步驟S15)與玻璃基板之研磨製程(步驟S17)之間進行，但本實施形態並不限定於此。例如，玻璃基板之端面之蝕刻製程(步驟S16)亦可於玻璃基板之研磨製程(步驟S17)之後進行。
本實施形態之玻璃基板10中，於端面13之端面側表層部至少將Na原子濃度設為18原子%以下。該端面側表層部之特定之Na原子濃度係於上述玻璃基板10A之端面13A之蝕刻製程(步驟S16)中形成。認為其原因在於，Na會朝蝕刻時所使用之處理液側移動從而容易逃逸。即，認為端面側表層部之Na會進一步選擇性地朝處理液側移動。由此，藉由將玻璃基板10之端面13之端面側表層部之Na原子之含量設為特定量以下而可減小玻璃基板10之端面13之端面側表層部之50～350℃之平均熱膨脹係數。藉此，就本實施形態之玻璃基板10而言，於製造半導體封裝時已對玻璃基板10進行熱處理之情形時，亦可抑制玻璃基板10之端面側表層部之擴展，故可抑制以端面13為起點而產生破裂。
又，本實施形態之玻璃基板10中，將端面13之端面側表層部之Al原子濃度設為13原子%以下。該端面側表層部之特定之Al原子濃度亦與Na之情形同樣地，於上述玻璃基板10A之端面13A之蝕刻製程(步驟S16)中形成。認為其原因在於，與Na同樣地，Al亦會朝蝕刻時所使用之處理液側移動從而容易逃逸。即，認為端面側表層部之Al會進一步選擇性地朝處理液側溶解並移動。由此，與Na同樣地，藉由將端面13之端面側表層部之Al原子濃度設為特定量以下而可減小玻璃基板10之端面13之端面側表層部之50～350℃之平均熱膨脹係數。藉此，本實施形態之玻璃基板10於製造半導體封裝時已對玻璃基板10進行熱處理之情形時，亦可抑制玻璃基板10之擴展，故可抑制以端面13為起點而產生破裂。
又，於蝕刻製程(步驟S16)中，對端面13進行蝕刻處理，且蝕刻處理之效果波及端面13之端面側表層部，由此，本實施形態之玻璃基板10中，將端面13之端面側表層部之Na及Al之原子濃度如上所述設為特定量以下。藉此，可減小端面13之端面側表層部之50～350℃之平均熱膨脹係數。例如，若將不會受蝕刻製程(步驟S16)中之蝕刻處理之效果影響的非蝕刻層之50～350℃之平均熱膨脹係數設為10～17 ppm/℃，則蝕刻處理後之端面13之端面側表層部之50～350℃之平均熱膨脹係數成為3～8 ppm/℃。由此，藉由減小端面13之端面側表層部之平均熱膨脹係數，即便於玻璃基板10之端面13存在龜裂，與非蝕刻面相比亦可抑制龜裂之伸長。
又，於玻璃基板之端面，有設置用於對準之形成為槽狀之切口等之情形。若於端面具有此種切口，則通常於玻璃基板產生翹曲時，玻璃基板易以切口部分為起點而翹曲，有可能導致玻璃基板容易破裂。於本實施形態中，於玻璃基板10中，尤其減小玻璃基板10之端面13之表面之平均熱膨脹係數，抑制端面側表層部之擴展，故即便於端面13具有對準部14，亦可有效地抑制以對準部14為起點而產生破裂。
如上，本實施形態之玻璃基板10具有如上所述之特性，故成為可抑制以端面13為起點產生破裂之玻璃基板。因此，本實施形態之玻璃基板10可較佳地用作半導體封裝製造用之玻璃基板。作為半導體封裝製造用之玻璃基板，可舉出例如FOWLP用之支持玻璃基板、MEMS(micro-electro-mechanical system，微機電系統)、CMOS(complementary metal oxide semiconductor，互補金氧半導體)、CIS(CMOS Image Sensor，CMOS影像感測器)等影像感測器用之玻璃基板、具有貫通孔之玻璃基板(GIP，Gate In Panel)等。
其次，對將本實施形態之玻璃基板用作FOWLP用之支持玻璃基板之情形進行說明。
圖14係表示將本實施形態之玻璃基板用作FOWLP用之支持玻璃基板之製造製程之剖視圖。如圖14所示，將複數個半導體晶片103經由吸附層102A而貼合於支持玻璃基板(第1支持玻璃基板)101A(參照圖14中之(A))。再者，對於支持玻璃基板101A，使用上述本實施形態之玻璃基板10。
吸附層102A具備接著層及剝離層之兩者之功能。再者，吸附層102A亦可為接著層與剝離層之任一者或兩者。又，吸附層102A可為單層，亦可為複數層。吸附層102A例如由聚矽氧系樹脂等形成。
半導體晶片103例如係矽晶片等。半導體晶片103配置成使主動面與吸附層102A接觸。
其次，於複數個半導體晶片103上，以密封材104覆蓋複數個半導體晶片103，形成元件基板110。藉此，獲得將支持玻璃基板101A、吸附層102A、及元件基板110依此順序積層所構成之積層基板(第1積層基板)100A(參照圖14中之(B))。
密封材104例如藉由環氧樹脂或聚醯亞胺樹脂等樹脂而形成。將樹脂填充至複數個半導體晶片103上，且例如以100～400℃進行熱處理，藉此，複數個半導體晶片103由密封材104密封。
元件基板110係由以樹脂等形成之密封材104覆蓋半導體晶片103而形成。元件基板110之熱膨脹係數亦取決於樹脂之比例，但容易變得相對較高。例如，可較佳地用作密封材之環氧樹脂或聚醯亞胺於100～200℃之平均熱膨脹係數為30 ppm/℃左右。對於支持玻璃基板101A，可使用本實施形態之玻璃基板10，故50～350℃之平均熱膨脹係數相對較高，為10～17 ppm/℃。本實施形態之玻璃基板10包含Si、Al、及Na，作為玻璃而言平均熱膨脹係數較高，故於藉由樹脂形成密封材104時之熱處理製程中，可抑制積層基板100A產生之殘留應變。再者，關於配置於支持玻璃基板101A與元件基板110之間之吸附層102A對熱膨脹係數之影響，由於吸附層102A相較支持玻璃基板101A及元件基板110充分地薄，故可忽略。
其次，將元件基板110自支持玻璃基板101A分離(參照圖14中之(C))。支持玻璃基板101A與元件基板110之分離例如藉由將紫外線通過支持玻璃基板101A照射至吸附層102A而進行。分離之支持玻璃基板101A實施再生處理之後，可作為支持玻璃基板再利用，亦可用於其他用途。
其次，將分離之元件基板110經由吸附層102B而與支持玻璃基板(第2支持玻璃基板)101B貼合。藉此，獲得將支持玻璃基板101B與元件基板110積層後之積層基板(第2積層基板)100B(參照圖14中之(D))。再者，對於支持玻璃基板101B，使用上述本實施形態之玻璃基板10。
元件基板110配置成使半導體晶片103之主動面成為支持玻璃基板101B之相反側。吸附層102B可使用與吸附層102A相同者。
支持玻璃基板101B使用本實施形態之玻璃基板10，故於用以形成配線之製程等中進行熱處理時，可抑制元件基板110與支持玻璃基板101B之間產生之殘留應變。再者，關於配置於支持玻璃基板101B與元件基板110之間之吸附層102B之影響，由於吸附層102B相較支持玻璃基板101B及元件基板110充分地薄，故可忽略。
再者，於本實施形態中，支持玻璃基板101B使用本實施形態之玻璃基板10，但並不限定於此，亦可使用其他玻璃基板、或包含除玻璃以外之材料之基板(例如半導體基板、金屬基板等)。
於形成與元件基板110之半導體晶片103電性連接之配線之後，將元件基板110與支持玻璃基板101B分離。配線只要藉由銅線等形成於元件基板110之與積層有支持玻璃基板101B之面相反側之面即可。再者，元件基板110與支持玻璃基板101B之分離可與圖14中之(C)同樣地進行。又，分離之支持玻璃基板101B可實施再生處理而再利用。
分離之元件基板110針對每一半導體晶片103進行單片化而獲得複數個半導體器件。
將本實施形態之玻璃基板10用作FOWLP用之支持玻璃基板，藉此，即便使用支持玻璃基板101A、101B，亦可抑制支持玻璃基板101A、101B產生破裂。因此，若使用本實施形態之玻璃基板10，則能夠更穩定地製造半導體器件。
如上，已說明了實施形態，但上述實施形態係作為示例而呈現，並非由上述實施形態而限定本發明。上述實施形態能夠以其他各種形態實施，且能夠於不脫離發明之主旨之範圍進行各種組合、省略、置換、變更等。該等實施形態或其變化包含於發明之範圍或主旨，並且包含於申請專利範圍所記載之發明及其均等之範圍。 [實施例]
以下，顯示實施例及比較例而更具體地說明實施形態，但實施形態並非藉由該等實施例限定。
＜玻璃基板之製作＞ [實施例1] 準備玻璃素板A。玻璃素板A以氧化物基準之莫耳%表示時，含有SiO2 為63%、Al2 O3 為5%、Na2 O為9%、K2 O為9%、MgO為8%、CaO為4%、及ZrO2 為2%。玻璃素板A之尺寸設為主面620 mm×960 mm之矩形，且厚度1.0 mm。藉由刀輪將玻璃素板A切斷成310 mm×310 mm之大小，小型化而獲得玻璃基板A0。其次，將經切斷而露出之玻璃基板A0之端面藉由旋轉磨石(金屬#600)進行倒角處理。其次，對玻璃基板A0使用上述圖12所示之蝕刻裝置，按照以下條件1，將玻璃基板A0之整面蝕刻約40 μm。將經蝕刻處理後所獲得之玻璃基板A0設為玻璃基板A1。 (條件1) 處理液：包含7 wt%之HF與0.5 wt%之HCl之蝕刻液 處理液之溫度：40℃ 匣盒之擺動：有 擺動速度：1 mm/sec 蝕刻時間 起泡：有 蝕刻時間：40分鐘
[實施例2] 將實施例1中玻璃素板A之組成變更為，以氧化物基準之莫耳%表示時，SiO2 為69%，Al2 O3 為3%，Na2 O為14%，K2 O為0.1%，MgO為6%，且CaO為8%，除此之外，以與實施例1相同之方式執行。將實施例2所獲得之玻璃基板設為玻璃基板A2。
[實施例3] 將實施例1中玻璃素板A之組成變更為，以氧化物基準之莫耳%表示時，SiO2 為60%，Al2 O3 為4%，Na2 O為10%，K2 O為10%，及MgO為5%，除此之外，以與實施例1相同之方式執行。將實施例3所獲得之玻璃基板設為玻璃基板A3。
[實施例4] 將實施例1中玻璃素板A之組成變更為，以氧化物基準之莫耳%表示時，SiO2 為66%，Al2 O3 為5%，Na2 O為5%，K2 O為5%，MgO為3%，CaO為6%，及ZrO2 為2%，除此之外，以與實施例1相同之方式執行。將實施例4所獲得之玻璃基板設為玻璃基板A4。
[比較例1] 除未進行實施例1中之玻璃基板A0之蝕刻之外，以與實施例1相同之方式執行。將比較例1所獲得之玻璃基板設為玻璃基板a1。
＜評估＞ [玻璃基板中包含之成分之含有比例之研究] 使用C60 -XPS(X射線光電子光譜分析法)測定實施例1及比較例1中獲得之玻璃基板之自端面之表面起於深度方向20～100 nm之範圍(端面側表層部)之組成。於C60 -XPS之測定中，對所獲得之玻璃基板之端面之表面一面藉由C60 之離子濺鍍而蝕刻一面進行XPS，於深度方向調查玻璃基板之端面之端面側表層部之元素之含有比例(濃度)。將實施例1之玻璃基板A1之端面側表層部之測定結果示於圖15。將比較例1之玻璃基板a1之端面側表層部之測定結果示於圖16。又，對於實施例2～4所獲得之玻璃基板A2～A4，亦顯示出表示與圖15所示之實施例1之玻璃基板A1之端面側表層部之測定結果相同傾向之結果。
如圖15及圖16所示，玻璃基板之端面之端面側表層部中，Na及Al之含量小於未受蝕刻處理之基板。認為其原因在於，Na或Al容易朝蝕刻液側移動從而逃逸。玻璃基板之端面之端面側表層部之Na及Al之含量變小，由此使玻璃基板之端面之端面側表層部之熱膨脹係數變小。藉此，可謂能抑制玻璃基板之端面之端面側表層部之擴展，且能抑制玻璃基板產生破裂。
[玻璃基板之端面之端面側表層部之平均熱膨脹係數之研究] 對實施例1所獲得之玻璃基板之自端面之表面起深度方向之平均熱膨脹係數進行了研究。平均熱膨脹係數係藉由對將以XPS求出之元素之濃度換算成氧化物且作為mol%組成之分析組成應用預先求出之各成分之加成性因子而計算。將玻璃基板之端面之端面側表層部之平均熱膨脹係數之計算結果示於圖17。
如圖17所示，玻璃基板之端面之極表層(自端面起之深度0～20 nm)之50～350℃之平均熱膨脹係數為4 ppm/℃左右。中間層(自端面起之深度20～100 nm)之50～350℃之平均熱膨脹係數為5 ppm/℃左右。而且，自端面13起之深度100～180 nm左右為止之50～350℃之平均熱膨脹係數上升，塊體層(自端面起之深度180 nm～)之50～350℃之平均熱膨脹係數為11 ppm/℃左右。塊體層之組成顯示出與塊體玻璃(自端面起之深度180 nm以下之玻璃基板)之區域大致相同之組成。即，非蝕刻層之50～350℃之平均熱膨脹係數為11 ppm/℃以上，相對於此，玻璃基板之端面之端面側表層部之50～350℃之平均熱膨脹係數為3～8 ppm/℃。此係藉由對玻璃基板進行蝕刻處理使玻璃基板之自端面之表面起於深度方向產生之組成變動而導致玻璃基板之端面之端面側表層部之平均熱膨脹係數亦產生變動，且變得小於非蝕刻層之平均熱膨脹係數。藉此，可抑制玻璃基板之端面之端面側表層部之擴展，故可謂能抑制玻璃基板之破裂。又，即便於玻璃基板之端面存在龜裂，與非蝕刻面相比亦可謂能抑制龜裂之伸長。
又，於實施例2～4中，所獲得之玻璃基板之自端面之表面起深度方向之平均熱膨脹係數亦顯示出表示與圖17所示之實施例1之玻璃基板A1之端面側表層部之平均熱膨脹係數之計算結果相同傾向之結果。
[玻璃基板之端面之表面粗糙度之研究] 使用雷射顯微鏡(雷射顯微鏡VK-X100，KEYENCE公司製造)測定實施例1～4及比較例1所獲得之玻璃基板之端面之表面形狀。然後，根據所獲得之測定資料求出作為端面之表面粗糙度之算術平均粗糙度Ra、及最大高度Rz。測定係將玻璃基板之端面表面之50 μm見方作為評估區域，於以下之條件下進行。 解析度：0.5 nm 觀察倍率：200倍 臨界值λs：無 臨界值λc：無
[表1]
根據表1，實施例1～4之玻璃基板之端面之算術平均粗糙度Ra、及最大高度Rz之任一者均大於比較例1之玻璃基板之端面。由此，藉由對玻璃基板之端面進行蝕刻而可使端面變得粗糙。藉此，可減小玻璃基板之端面與附著於上述端面之水等液體之接觸面積。因此，相較未對玻璃基板之端面進行蝕刻之情形，液體容易於玻璃基板之端面滑動，可謂有玻璃基板之端面之潤濕性提高之傾向。由此，藉由對玻璃基板之端面進行蝕刻而可抑制液體附著於玻璃基板之端面。
由此，實施例1～4所獲得之玻璃基板可抑制於玻璃基板產生破裂，並且可使玻璃基板之端面之潤濕性提高，故可用作半導體封裝製造用之玻璃基板，尤其可較佳地用作FOWLP之支持玻璃基板。
本案係主張基於2017年5月12日向日本專利廳提出之特願2017-095782號及2017年10月23日向日本專利廳提出之特願2017-204503號之優先權者，將特願2017-095782號及特願2017-204503號之全部內容引用於本案。
10‧‧‧玻璃基板
10A‧‧‧玻璃基板
11‧‧‧第1主面
12‧‧‧第2主面
13‧‧‧端面
13A‧‧‧端面
14‧‧‧對準部
20‧‧‧玻璃素板
20A‧‧‧玻璃素板
31‧‧‧旋轉磨石
311‧‧‧外周面
312‧‧‧研削槽
32‧‧‧研削工具
34‧‧‧保護層
40‧‧‧蝕刻裝置
41‧‧‧處理液
42‧‧‧處理槽
43‧‧‧氣泡產生部
44‧‧‧玻璃固持器
45‧‧‧氣泡(bubble)
46‧‧‧把手
100A‧‧‧積層基板
100B‧‧‧積層基板
101A‧‧‧支持玻璃基板
101B‧‧‧支持玻璃基板
102A‧‧‧吸附層
102B‧‧‧吸附層
103‧‧‧半導體晶片
104‧‧‧密封材
110‧‧‧元件基板
S11～S18‧‧‧步驟
圖1係本發明之實施形態之玻璃基板之立體圖。 圖2係本發明之實施形態之玻璃基板之俯視圖。 圖3係本發明之實施形態之玻璃基板之前視圖。 圖4係表示本發明之實施形態之玻璃基板之製造方法之流程圖。 圖5係玻璃素板之立體圖。 圖6係說明將玻璃素板切斷之狀態之圖。 圖7係說明將玻璃基板之端面進行倒角處理之狀態之圖。 圖8係說明將玻璃基板之端面之一部分進行研削之狀態之圖。 圖9係表示於玻璃基板之端面形成有對準部之狀態之圖。 圖10係表示於玻璃基板之主面形成有保護層之狀態之圖。 圖11係表示蝕刻裝置之構成之一例之圖。 圖12係表示對設置有保護層之玻璃基板之端面進行蝕刻之狀態之圖。 圖13係表示已自玻璃基板將保護層剝離之狀態之圖。 圖14(A)～(D)係表示使用有本發明之實施形態之玻璃基板的扇出型晶圓級封裝之製造製程之一例之剖視圖。 圖15係表示實施例1之玻璃基板之端面之端面側表層部之測定結果之圖。 圖16係表示比較例1之玻璃基板之端面之端面側表層部之測定結果之圖。 圖17係表示實施例1之玻璃基板之端面之端面側表層部之平均熱膨脹係數之計算結果之圖。

Claims (15)

  1. 一種玻璃基板，其特徵在於，其係具有對向之一對主面、及連結上述一對主面之端面的半導體封裝製造用之玻璃基板，且 上述玻璃基板含有矽、鋁、及鈉， 自上述端面之表面起深度20～100 nm之鈉原子濃度為18原子%以下。
  2. 如請求項1之玻璃基板，其中自上述端面之表面起深度20～100 nm之鋁原子濃度為13原子%以下。
  3. 如請求項1或2之玻璃基板，其於50～350℃時之平均熱膨脹係數為10～17 ppm/℃。
  4. 如請求項1至3中任一項之玻璃基板，其中上述玻璃基板以氧化物基準之莫耳百分率表示時，作為玻璃母組成，含有 SiO2 為50～75%、 Al2 O3 為2～15%、 Na2 O超出0且為20%以下、 K2 O為0～30%、 MgO為0～10%、 CaO為0～10%、 SrO為0～10%、 BaO為0～15%、 ZrO2 為0～5%、及 Li2 O為0～5%。
  5. 如請求項4之玻璃基板，其中上述玻璃基板以氧化物基準之莫耳百分率表示時，分別含有SiO2 為55%以上、Al2 O3 為3.5%以上、及Na2 O為5%以上。
  6. 如請求項1至5中任一項之玻璃基板，其中上述玻璃基板以氧化物基準之莫耳百分率表示時，含有鹼金屬為10～40%。
  7. 如請求項1至6中任一項之玻璃基板，其中上述端面之算術平均粗糙度Ra為10 μm以下。
  8. 如請求項1至7中任一項之玻璃基板，其中上述端面之最大高度Rz為300 μm以下。
  9. 如請求項1至8中任一項之玻璃基板，其中彎曲強度為290 N/mm2 以上。
  10. 如請求項1至9中任一項之玻璃基板，其中自上述端面之表面起深度20～100 nm之鈉原子濃度、與自上述端面之表面起深度400 nm以上之鈉原子濃度之差為2.0原子%以上。
  11. 如請求項1至10中任一項之玻璃基板，其中自上述端面之表面起深度20～100 nm之鈉原子濃度、與自上述主面之中心部之表面起深度20～100 nm之鈉原子濃度之差為2.0原子%以上。
  12. 如請求項1至11中任一項之玻璃基板，其中上述玻璃基板之上述端面具有對準部。
  13. 如請求項12之玻璃基板，其中上述對準部為凹槽形狀。
  14. 如請求項1至13中任一項之玻璃基板，其中上述玻璃基板為扇出晶圓級封裝用之支持玻璃基板。
  15. 一種玻璃基板之製造方法，其特徵在於，其係具有對向之一對主面、及連結上述一對主面之端面的半導體封裝製造用之玻璃基板之製造方法，且 上述玻璃基板含有矽、鋁、及鈉， 使用氫氟酸、或包含氫氟酸、與鹽酸或硝酸之任一者或兩者之混酸對上述玻璃基板之上述端面進行蝕刻，且蝕刻後之自上述端面之表面起深度20～100 nm之鈉原子濃度為18原子%以下。
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