TWI763684B - 具有經設計之應力分佈的以玻璃為基礎之製品及其製作方法 - Google Patents
具有經設計之應力分佈的以玻璃為基礎之製品及其製作方法Info
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Abstract
本文揭露的是以玻璃為基礎之製品，該製品具有第一表面，該第一表面具有邊緣，其中該第一表面之最大光延遲是在該邊緣處，且該最大光延遲小於或等於約40nm，且其中該光延遲從該邊緣朝向該第一表面之中心區域減少，該中心區域具有邊界，該邊界是由從該邊緣朝向該第一表面之中心點的距離所界定，其中該距離是從該邊緣至該中心點的最短距離的1/2。
Description
此申請案依照專利法主張提交於2016年6月30日的美國臨時申請案第62/356904號之優先權權益，本申請案仰賴該臨時申請案之內容，且該內容以其全體藉由引用形式併入本文中。
本案揭露內容關於以玻璃為基礎之製品，該等製品可用作為承載基板，且更特定而言，係關於具有經設計的（engineered）應力分佈的以玻璃為基礎的承載基板。
半導體工業仰賴承載基板或晶圓，以在各種製造程序期間支撐矽晶圓，該等製造程序例如使矽晶圓變薄以及將晶片組裝成矽晶圓。傳統上，承載基板或晶圓是由矽所製作。然而，最近以玻璃為基礎的承載基板或晶圓已用於取代矽承載基板。一般而言，在此類情形中，用於調動矽承載基板或晶圓的相同設備用於調動以玻璃為基礎的承載基板或晶圓。需要能使以玻璃為基礎的承載基板或晶圓操作用於矽承載基板或晶圓之現存設備。
在第一態樣中，以玻璃為基礎之製品包括：第一表面，該第一表面具有邊緣，其中該第一表面之最大光延遲是在該邊緣處，且該最大光延遲小於或等於約40nm，且其中該光延遲從該邊緣朝向該第一表面之中心區域減少，該中心區域具有邊界，該邊界是由從該邊緣朝向該第一表面之中心點的距離所界定，其中該距離是從該邊緣至該中心點的最短距離的1/2。
在根據第一態樣之第二態樣中，該第一表面具有小於或等於約25μm的平坦度。
在根據第一態樣或第二態樣之第三態樣中，該製品具有在從25℃至300℃的溫度範圍上範圍從約25x10-7/℃至約130x10-7/℃的熱膨脹係數(CTE)。
在根據前述之態樣之任一態樣的第四態樣中，沿著該中央區域之該邊界的任一點處的光延遲皆相同。
在根據前述之態樣之任一態樣的第五態樣中，其中該以玻璃為基礎之製品的形狀是選自由圓形、方形、矩形、及橢圓形所組成之群組。
在根據前述之態樣之任一態樣的第六態樣中，其中在該第一表面上的光延遲分佈曲線相對於該表面之該中心點對稱。
在根據前述之態樣之任一態樣的第七態樣中，該最大光延遲小於或等於約25nm。
在根據前述之態樣之任一態樣的第八態樣中，其中該最大光延遲小於或等於約5nm。
在根據前述之態樣之任一態樣的第九態樣中，其中該第一表面具有小於或等於約20µm的平坦度。
在根據前述之態樣之任一態樣的第十態樣中，該第一表面的該邊緣是處於壓縮應力下。
在根據第十態樣的第十一態樣中，該第一表面之中心處於拉張下。
在根據第一態樣至第十態樣之任一態樣的第十二態樣中，該第一表面之該邊緣處於拉張下。
在根據十二態樣的第十三態樣中，該第一表面之中心處於壓縮應力下。
在根據前述之態樣之任一態樣的第十四態樣中，該以玻璃為基礎之製品進一步包括與第一表面相對的第二表面，其中該第二表面之最大光延遲是在邊緣處且最大光延遲小於或等於約40nm。
在根據第十二態樣的第十五態樣中，該第一表面具有小於或等於約25µm的平坦度。
在根據第十三態樣的第十六態樣中，該第二表面具有小於或等於約25µm的平坦度
在根據前述之態樣之任一態樣的第十七態樣中，該製品是玻璃或玻璃陶瓷。
在第十八態樣中，一種處理以玻璃為基礎的基板的方法包括下述步驟：在兩個表面之間壓抵具有第一表面及第二相對表面的以玻璃為基礎的基板；加熱壓抵在該兩個表面之間的該以玻璃為基礎的基板，使得整個該以玻璃為基礎的基板超過第一溫度，其中該第一溫度超過該以玻璃為基礎的基板的退火溫度；將壓抵在該兩個表面之間的該以玻璃為基礎的基板保持在該第一溫度達預定時間；以及在該預定時間後使壓抵在該兩個表面之間的該以玻璃為基礎的基板冷卻，而使得整個該以玻璃為基礎的基板低於第二溫度，其中該第二溫度低於該以玻璃為基礎的基板的應變點。
在根據第十八態樣的第十九態樣中，該以玻璃為基礎的基板的第一表面之最大光延遲是在該邊緣處，且該最大光延遲小於或等於約40nm，且其中該光延遲從該邊緣朝向該第一表面之中心區域減少，該中心區域具有邊界，該邊界是由從該邊緣朝向該第一表面之中心點的距離所界定，其中該距離是從該邊緣至該中心點的最短距離的1/2
在根據第十八態樣或第十九態樣的第二十態樣中，該製品具有在從25℃至300℃的溫度範圍上範圍從約25x10-7
/℃至約130x10-7
/℃的熱膨脹係數（CTE）。
在根據第十八態樣至第二十態樣之任一態樣的第二十一態樣中，該第一表面具有小於或等於約25µm的平坦度。
在根據第十八態樣至第二十一態樣之任一態樣的第二十二態樣中，其中該第一表面的該最大光延遲小於或等於約5nm。
在根據第十八態樣至第二十二態樣之任一態樣的第二十三態樣中，其中該第一表面具有小於或等於約20µm的平坦度。
在根據第十八態樣至第二十三態樣之任一態樣的第二十四態樣中，該加熱是以至少約1℃/分之速率發生。
在根據第二十四態樣的第二十五態樣中，該加熱是以範圍從約1℃/分至約10℃/分之速率發生。
在根據第十八態樣至第二十五態樣之任一態樣的第二十六態樣中，該預定時間為至少約1小時。
在根據第二十六態樣的第二十七態樣中，該預定時間是在從約1小時至約5小時之範圍內。
在根據第十八態樣至第二十七態樣之任一態樣的第二十八態樣中，該冷卻是以約1℃/分或更低之速率發生。
根據第十八態樣至第二十八態樣之任一態樣的第二十九態樣中，該第一溫度是在從高於該退火溫度約5℃至高於該退火溫度約10℃之範圍內。
根據第十八態樣至第二十九態樣之任一態樣的第三十態樣中，其中該以玻璃為基礎的基板的邊緣冷卻得比該以玻璃為基礎的基板的中心快。
在根據第十八態樣至第二十九態樣之任一態樣的第三十一態樣中，其中該以玻璃為基礎的基板的中心冷卻得比該以玻璃為基礎的基板的邊緣快。
額外特徵與優點將會在隨後的詳細敘述中提出，且在某種程度上，對熟悉此技術之人士而言，由該敘述可易於明瞭該等額外特徵與優點，或是藉由實踐本文所述的實施例（包括隨後的詳細敘述、申請專利範圍、與附圖）而認識該等額外特徵與優點。
應瞭解前述概括性敘述及以下詳細敘述都只是示範性質，且是為了提供整體概念或框架，以瞭解申請專利範圍之本質及特徵。在此納入所附圖式，以提供進一步之瞭解，並且該等圖式併入且構成此說明書的一部分。該等圖式說明一或多個實施例，並與該敘述一起用於解釋各種實施例之原理及操作。
現在請詳閱本案之較佳實施例，該等實施例之實例圖示於附圖中。儘可能在所有圖式中使用相同元件符號指定相同或類似零件。
本文揭露的是以玻璃為基礎之製品，該以玻璃為基礎之製品可用作為承載基板或晶圓，以在半導體製造期間支撐矽晶圓。以玻璃為基礎之製品意欲用於取代矽承載基板，且是與用於在晶片組裝期間調動矽承載基板的相同半導體工業設備一併使用。取決於該以玻璃為基礎之製品之熱膨脹係數（CTE），該以玻璃為基礎之製品可能具有比矽小多達兩倍的剛性，此可能導致調動期間以玻璃為基礎之製品的破裂。同樣，該以玻璃為基礎之製品可能需要經過研磨，以達成期望平坦度而減低來自諸如拾放臂之類的設備的拾取失敗且減低處理期間從矽晶圓脫黏。所揭露的該以玻璃為基礎之製品可具有經設計的應力分佈及/或平坦度，而使該以玻璃為基礎之製品能夠與現存設備一併使用而無前述問題。在一些實施例中，該以玻璃為基礎之製品之表面的最大光延遲是在邊緣處，且該最大光延遲小於或等於約40nm、小於或等於約25nm、或小於或等於約5nm，且該光延遲從該邊緣朝向該第一表面之中心區域減少，其中該中心區域具有邊界，該邊界是由從該邊緣朝向該第一表面之中心點的距離所界定，其中該距離是從該邊緣至該中心點的最短距離的1/2。在一些實施例中，該以玻璃為基礎之製品之至少一個表面具有小於或等於25µm、或小於或等於20µm的平坦度。同樣揭露的是用於製作具有上述特徵的以玻璃為基礎之製品。
第1圖圖示示範性以玻璃為基礎之製品100的透視圖，該以玻璃為基礎之製品100具有第一表面102及相對的第二表面104。第一表面102具有在以玻璃為基礎之製品100之周邊附近的邊緣106。同樣，第二表面104具有在以玻璃為基礎之製品100之周邊附近的邊緣108。儘管以玻璃為基礎之製品100圖示為圓形，但應瞭解，以玻璃為基礎之製品100亦可具有任何其他形狀，諸如矩形、方形、橢圓形、或類似形狀。
如在本文所用，術語「以玻璃為基礎（glass-based）」意味玻璃及玻璃陶瓷。該以玻璃為基礎之製品100可為任何適合的具期望CTE的玻璃或玻璃陶瓷，且該玻璃或玻璃陶瓷可包括例如無鹼的鋁矽酸鹽玻璃及含鹼的鋁矽酸鹽玻璃。在一些實施例中，以玻璃為基礎之製品可為可離子交換的鹼鋁矽酸鹽玻璃及玻璃陶瓷。在一些實施例中，該鹼鋁矽酸鹽玻璃包括至少2莫耳%的P2
O5
，或至少約4莫耳%的P2
O5
，其中(M2
O3
(莫耳%)/Rx
O(莫耳%))＜1，其中M2
O3
=Al2
O3
+B2
O3
，且其中Rx
O是鹼鋁矽酸鹽玻璃中存在的一價及二價陽離子氧化物的總和。在一些實施例中，一價及二價陽離子氧化物是選自由Li2
O、Na2
O、K2
O、Rb2
O、Cs2
O、MgO、CaO、SrO、BaO、及ZnO所組成之群組。在一些實施例中，該玻璃無鋰且包括下述物質或基本上由下述物質組成：從約40莫耳%至約70莫耳%的SiO2
；從約11莫耳%至約25莫耳%的Al2
O3
；從約2莫耳%的P2
O5
、或從約4莫耳%至約15莫耳%P2
O5
；從約10莫耳%的Na2
O、或從約13莫耳%至約25莫耳%的Na2
O；從約13至約30莫耳%的Rx
O，其中Rx
O是該玻璃中存在的鹼金屬氧化物、鹼土金屬氧化物、及過渡金屬一氧化物（monoxide）之總和；從約11莫耳%至約30莫耳%的M2
O3
，其中M2
O3
=Al2
O3
+B2
O3
；從0莫耳%至約1莫耳%的K2
O；從0莫耳%至約4莫耳%的B2
O3
、及3莫耳%或更少的下述一或多者：TiO2
、MnO、Nb2
O5
、MoO3
、Ta2
O5
、WO3
、ZrO2
、Y2
O3
、La2
O3
、HfO2
、CdO、SnO2
、Fe2
O3
、CeO2
、As2
O3
、Sb2
O3
、Cl、及Br；其中1.3＜[(P2
O5
+R2
O)/M2
O3
]≤2.3，其中R2
O是該玻璃中存在的一價陽極子氧化物的總和。在一些實施例中，該玻璃無鋰，並且在其他實施例中，該玻璃包括多達約10莫耳%的Li2
O、或多達約7莫耳%的Li2
O。該玻璃描述於美國專利第9,156,724號中，由Timothy M. Gross提出申請，名稱為「Ion Exchangeable Glass with High Crack Initiation Threshold（具高破裂起始閾值的可離子交換玻璃）」，該專利之內文之全體以引用形式併入本文中。
在一些實施例中，以玻璃為基礎之製品100的CTE在25至300℃的溫度範圍上為約25x10-7
/℃或更大、約30x10-7
/℃或更大、約35x10-7
/℃或更大、約40x10-7
/℃或更大、約50x10-7
/℃或更大、約60x10-7
/℃或更大、約70x10-7
/℃或更大、約80x10-7
/℃或更大、約90x10-7
/℃或更大、約100x10-7
/℃或更大、約110x10-7
/℃或更大、或約120x10-7
/℃或更大。在一些實施例中，以玻璃為基礎之製品100的CTE在25℃至300℃的溫度範圍上為下述之範圍：從約25x10-7
/℃至約130x10-7
/℃、約25x10-7
/℃至約100x10-7
/℃、約25x10-7
/℃至約90x10-7
/℃、約25x10-7
/℃至約75x10-7
/℃、約30x10-7
/℃至約100x10-7
/℃、約30x10-7
/℃至約90x10-7
/℃、約30x10-7
/℃至約75x10-7
/℃、約40x10-7
/℃至約100x10-7
/℃、約40x10-7
/℃至約90x10-7
/℃、約40x10-7
/℃至約75x10-7
/℃、約50x10-7
/℃至約100x10-7
/℃、約50x10-7
/℃至約90x10-7
/℃、或約50x10-7
/℃至約75x10-7
/℃。CTE可根據ASTNE228-11經由使用推桿膨脹儀量測。
在一些實施例中，以玻璃為基礎之製品100之第一表面102及/或第二表面104可具有下述之平坦度：小於或等於約25µm、小於或等於約23µm、小於或等於約20µm、小於或等於約18µm、小於或等於約15µm、小於或等於約13µm、小於或等於約10µm、小於或等於約8µm、小於或等於約5µm。在一些實施例中，以玻璃為基礎之製品100之第一表面102及/或第二表面104可具有下述範圍之平坦度：從約3µm至約25µm、約5µm至約25µm、約8µm至約25µm、約10µm至約25µm、約13µm至約25µm、約15µm至約25µm、約15µm至約23µm、或約15µm至約20µm，及在上述範圍之間的任何範圍或次範圍。如本文所用，術語「平坦度」是界定成最大距離的絕對值的總和，該等最大距離分別是在最高點與施加至以玻璃為基礎之製品100之形狀的最小平方焦平面之間以及在最低點與該最小平方焦平面之間量測。該最高點與該最低點都是針對以玻璃為基礎之製品100的相同表面。最小平方焦平面是施加至未受夾鉗（自由狀態）的以玻璃為基礎之製品之形狀。該最小平方焦平面是由下述方法決定。平面是由等式z=A+Bx-Cy所決定。之後，最小平方平面擬合是經由對真實資料與平面之偏差的平方的總和進行矩陣最小化而決定。此方法找出最小平方值A、B、及C。該矩陣是由下列所決定：
藉由求解此針對A、B、C之等式，而完成最小平方擬合。平坦度可經由使用Tropel FlatMaster MSP （多表面輪廓儀）而量測。
在一些實施例中，最大光延遲是以垂直第一表面102與第二表面104的光路徑114所量測，該光路徑穿過該製品之厚度，而該最大光延遲是在表面的邊緣處（例如對第一表面102而言為邊緣106，對第二表面104而言為邊緣108）。在一些實施例中，最大光延遲為小於或等於約40nm、小於或等於約38nm、小於或等於約35nm、小於或等於約33nm、小於或等於約30nm、小於或等於約28nm、小於或等於約25nm、小於或等於約23nm、小於或等於約20nm、小於或等於約18nm、小於或等於約15nm、小於或等於約13nm、小於或等於約10nm、小於或等於約8nm、小於或等於約5nm、小於或等於約4nm、或小於或等於約3nm。在一些實施例中，最大光延遲是在下述範圍內：從大於0至約40nm、大於0至約35nm、大於0至約30nm、大於0至約25nm、大於0至約20nm、大於0至約15nm、大於0至約13nm、大於0至約10nm、大於0至約8nm、大於0至約5nm、約2nm至約40nm、約2nm至約35nm、約2nm至約30nm、約2nm至約25nm、約2nm至約20nm、約2nm至約15nm、約2nm至約13nm、約2nm至約10nm、約5nm至約40nm、約5nm至約35nm、約5nm至約30nm、約5nm至約25nm、約5nm至約20nm、約5nm至約15nm、約5nm至約13nm、約5nm至約10nm、約8nm至約15nm、約8nm至約13nm，及上述範圍之間的所有範圍及次範圍。該光延遲可根據ASTM F218-13而量測。
作為量測的一部分，延遲是以大體上垂直表面102與104的光路徑114量測，該光路徑114穿過厚度。此是從表面102到104穿過厚度的積分延遲(或類似地，可由從表面104至102穿過厚度的相反路徑量測)。延遲量級及慢軸定向(orientation)映射在相對於表面上之位置的地點。慢軸對齊拉張，且垂直壓縮。在外邊緣，無超出邊緣的外力，因此，若在邊緣處光延遲之慢軸垂直邊緣，則此指示該邊緣處於壓縮應力，且若在邊緣處光延遲之慢軸平行於邊緣，則此指示邊緣處於拉張。例如，在圓形部件上，若光延遲之慢軸在邊緣處為徑向，則此指示該邊緣處於壓縮應力，且若光延遲之慢軸在邊緣處與邊緣相切，則此指示邊緣處於拉張。
對於遠離邊緣的量測，可檢驗相對於從表面之邊緣延伸至中心點的線的慢軸定向。在一些實施例中，以玻璃為基礎之製品100在邊緣106/108處於壓縮應力(亦即，慢軸垂直於邊緣)，且在中心點處於拉張(亦即，慢軸平行於從邊緣延伸至中心點的線)。使邊緣處於壓縮應力而中心點處於拉張可為有利的，其優點在於此增加了以玻璃為基礎之製品100的耐久力及形狀穩定度。
在其他實施例中，以玻璃為基礎之製品110在邊緣106/108處於拉張(亦即慢軸平行於邊緣)，且在中心點處於壓縮應力（亦即，慢軸垂直於從邊緣延伸至中心點的線）。使邊緣處於拉張而中心點處於壓縮應力可為有利的，其優點在於此使以玻璃為基礎之製品100有圓頂形狀，該圓頂形狀在以半導體工業設備調動以玻璃為基礎之製品100時實用。
在一些實施例中，如第2圖之實例所示，製品的第一表面102的光延遲從第一表面102的邊緣朝向中心區域110減少。中心區域110具有邊界112，該邊界112是由從第一表面的邊緣朝向中心點的距離d所界定，其中距離d是從邊緣至中心點的最短距離的1/2。在第2圖中，其中製品為圓形，距離d是圓的半徑的1/2。然而，具有圓形形狀的製品僅為示範性且如上文所記敘亦可為矩形、方形、或橢圓形。在一些實施例中，中心區域中的至少一個區域具有為零的光延遲。在一些實施例中，中心區域中有單一區域具有為零的光延遲，例如當該製品形狀上呈圓形時。在其他實施例中，中心區域中有兩個有區別的區域具有為零的光延遲，例如當該製品在形狀上呈矩形或方形時。在一些實施例中，該以玻璃為基礎之製品100的表面的光延遲分佈曲線是對稱的，使得距該以玻璃為基礎之製品100的表面之中心點的一給定距離處的光延遲在沿著該表面之平面的任何方向上都相同，例如當該以玻璃為基礎之製品100為圓形時。在一些實施例中，光延遲沿著以玻璃為基礎之製品100之表面有梯度，使得最小光延遲在表面中心處，而最大光延遲在表面之邊緣處。
上文揭露的具有在邊緣處指定最大光延遲、光延遲分佈曲線、應力分佈及/或平坦度的以玻璃為基礎之製品可透過使用下述示範性製程達成：在兩個表面之間壓抵以玻璃為基礎之製品；加熱壓抵在該兩個表面之間的該以玻璃為基礎的基板，使得整個該以玻璃為基礎的基板超過第一溫度，其中該第一溫度超過該以玻璃為基礎的基板的退火溫度；將壓抵在該兩個表面之間的該以玻璃為基礎的基板保持在該第一溫度達預定時間；以及在該預定時間後使壓抵在該兩個表面之間的該以玻璃為基礎的基板冷卻，而使得整個該以玻璃為基礎的基板低於第二溫度，其中該第二溫度低於該以玻璃為基礎的基板的應變點。
在一些實施例中，如第3圖中所示，以玻璃為基礎的基板100放置在兩個壓抵表面320之間。第3圖圖示放置在壓抵表面320之間的單一的以玻璃為基礎的基板100，但此僅為示範性。在一些實施例中，以玻璃為基礎的基板之堆疊可放置在該兩個壓抵表面之間，且壓抵表面亦可插置於該等以玻璃為基礎的基板之間。壓抵表面320可由容許至以玻璃為基礎的基板100之熱傳遞的任何適合的材料製作，例如熔合氧化矽板。在一些實施例中，壓抵表面320可具有約25µm或更小的平坦度（或約20µm或更小），且表面粗糙度（Ra
）之範圍是從約750nm至約900nm。可使用Tropel FlatMaster MSP（多表面輪廓儀）量測平坦度。可使用可購自Zygo的表面輪廓儀量測表面粗糙度（Ra
），其中量測且平均在約100µm乘100µm的至少三個樣本區域中的表面粗糙度（Ra
）。在一些實施例中，外力施加至該組件。在其他實施例中，施加至以玻璃為基礎的基板的壓力是來自板的重力。
在一些實施例中，將壓抵表面及以玻璃為基礎的材料之組件加熱至超過退火溫度達第一溫度是以範圍從約1℃/分至約10℃/分之速率發生。在一些實施例中，藉由在高溫爐中加熱壓抵表面及以玻璃為基礎的基板之組件而施加熱。在其他實施例中，可藉由感應或微波加熱而加熱以玻璃為基礎的基板。在一些實施例中，第一溫度超過以玻璃為基礎的基板之退火溫度約5℃或約10℃。一些實施例中，第一溫度是在超過該以玻璃為基礎的基板之退火溫度約5℃至約10℃之範圍內。
在一些實施例中，用於將溫度保持在第一溫度的預定時間是約30分鐘、約1小時、約2小時、約3小時、約4小時。在一些實施例中，用於將溫度保持在第一溫度的預定時間是在下述範圍內：從約1小時至約5小時、約1小時至約4小時、約1小時至約3小時、約2小時至約5小時、約2小時至約4小時、或約3小時至約5小時。
在一些實施例中，冷卻是以約1至2℃/分或更低之速率發生。在一些實施例中，第二溫度大於或等於比該以玻璃為基礎的基板之應變點低約50℃。在一些實施例中，以玻璃為基礎的基板100與壓抵表面320之組件藉由移除熱的施加而得以冷卻。在一些實施例中，例如經由使用強制送風（forced air）而協助冷卻。在其他實施例中，冷卻並未受到協助。在一些實施例中，冷卻受到協助，使得以玻璃為基礎的基板100之邊緣冷卻得比以玻璃為基礎的基板100之中心快。在一些實施例中，以玻璃為基礎的基板100之邊緣可為比以玻璃為基礎的基板100的中心冷約1℃、約2℃、約3℃、約4℃、約5℃、約6℃、約7℃、約8℃、約9℃、約10℃、約11℃、或約12℃。在一些實施例中，在冷卻期間，以玻璃為基礎的基板100之邊緣可為比以玻璃為基礎的基板100的中心冷一範圍，該範圍是從約1℃至約12℃、約1℃至約11℃、約1℃至約10℃、約1℃至約9℃、約1℃至約8℃、約1℃至約7℃、約1℃至約6℃、約1℃至約5℃、約1℃至約4℃、約1℃至約3℃、約1℃至約2℃、約2℃至約12℃、約2℃至約11℃、約2℃至約10℃、約2℃至約9℃、約2℃至約8℃、約2℃至約7℃、約2℃至約6℃、約2℃至約5℃、約2℃至約4℃、約2℃至約3℃、約3℃至約12℃、約3℃至約11℃、約3℃至約10℃、約3℃至約9℃、約3℃至約8℃、約3℃至約7℃、約3℃至約6℃、約3℃至約5℃、約3℃至約4℃、約4℃至約12℃、約4℃至約11℃、約4℃至約10℃、約4℃至約9℃、約4℃至約8℃、約4℃至約7℃、約4℃至約6℃、約4℃至約5℃。在一些實施例中，冷卻期間邊緣與中心之間的溫度差距愈大，則以玻璃為基礎的基板之邊緣與中心區域之間的光延遲的差距愈大。
將以玻璃為基礎的基板處理至上述製程造成以玻璃為基礎之製品具有邊緣在壓縮應力下且中心點在拉張下的表面。據信因為邊緣冷卻得比中心快，所以邊緣先抵達應變點，從而鎖住邊緣的尺寸及形狀。當基板持續從邊緣至中心冷卻，該基板收縮，且由於邊緣先抵達應變點，所以該收縮朝向中心徑向拉扯，從而造成在邊緣上有壓縮應力，在中心上有徑向拉張。
在一些實施例中，冷卻受到協助，使得以玻璃為基礎的基板100之中心冷卻得比以玻璃為基礎的基板100之邊緣快。在一些實施例中，以玻璃為基礎的基板100之中心可為比以玻璃為基礎的基板100的邊緣冷約1℃、約2℃、約3℃、約4℃、約5℃、約6℃、約7℃、約8℃、約9℃、約10℃、約11℃、或約12℃。在一些實施例中，在冷卻期間，以玻璃為基礎的基板100之中心可為比以玻璃為基礎的基板100的邊緣冷一範圍，該範圍是從約1℃至約12℃、約1℃至約11℃、約1℃至約10℃、約1℃至約9℃、約1℃至約8℃、約1℃至約7℃、約1℃至約6℃、約1℃至約5℃、約1℃至約4℃、約1℃至約3℃、約1℃至約2℃、約2℃至約12℃、約2℃至約11℃、約2℃至約10℃、約2℃至約9℃、約2℃至約8℃、約2℃至約7℃、約2℃至約6℃、約2℃至約5℃、約2℃至約4℃、約2℃至約3℃、約3℃至約12℃、約3℃至約11℃、約3℃至約10℃、約3℃至約9℃、約3℃至約8℃、約3℃至約7℃、約3℃至約6℃、約3℃至約5℃、約3℃至約4℃、約4℃至約12℃、約4℃至約11℃、約4℃至約10℃、約4℃至約9℃、約4℃至約8℃、約4℃至約7℃、約4℃至約6℃、約4℃至約5℃。將以玻璃為基礎的基板處理至上述製程造成以玻璃為基礎之製品具有中心在壓縮應力下且邊緣在拉張下的表面。在一些實施例中，冷卻期間邊緣之溫度與中心之溫度之間的差距愈大，則以玻璃為基礎的基板之邊緣與中心區域之間的光延遲的差距愈大。實例
藉由下文的實例，會更進一步地闡明各種實施例。 實例1
具有12吋之直徑及1.1mm之厚度的玻璃晶圓是以五個玻璃晶圓之堆疊的形式提供，在該等玻璃晶圓之間放置有直徑310mm且厚度10mm的熔合氧化矽板。此組件是在兩個30mm的熔合氧化矽板之間壓抵。該玻璃晶圓之組成為約57.43莫耳%的SiO2
、16.1莫耳%的A12
O3
、17.05莫耳%的NaO、2.81莫耳%的MgO、0.07莫耳%的SnO2
、及6.54莫耳%的P2
O5
。該組件放置在高溫爐中，且以約10℃/分之速率加熱至652℃之目標溫度，該組件保持在652℃達1小時，之後以約1℃/分之受控速率冷卻至200℃。隨後，使該組件得以在非受控的速率冷卻至室溫。下文的表1提供該等晶圓經受上述熱處理之前及之後的五個樣本的平坦度。針對每一樣本的面朝上（上側）及面朝下（下側）兩者的平坦度是使用Tropel FlatMaster MSP （多表面輪廓儀）而量測。 表1 
如上文的資料中可見，該製程大體上降低兩個表面上的平坦度值。第4圖是沿著樣本3之直徑的光延遲之圖表。如在第4圖中可見，達成邊緣處之光延遲為少於25nm。第4圖中所繪之資料應用了中值過濾以減少量測系統雜訊，且經偏移而使得晶圓的邊緣在零mm處。第4圖中圖示於左側的零mm及右側的300mm的資料是晶圓所坐落其上的表面（而非晶圓本身）的延遲之量測。 實例2
具有約300mm之直徑及1.1mm之厚度的玻璃晶圓是以五個玻璃晶圓之堆疊的形式提供，在該等玻璃晶圓之間放置有直徑310mm且厚度2.3mm的熔合氧化矽板。此組件是在兩組的三個10mm的熔合氧化矽板之間壓抵。該玻璃晶圓之組成為約57.43莫耳%的SiO2
、16.1莫耳%的A12
O3
、17.05莫耳%的NaO、2.81莫耳%的MgO、0.07莫耳%的SnO2
、及6.54莫耳%的P2
O5
。該組件放置在高溫爐中，且以約5℃/分之速率加熱至652℃之目標溫度，該組件保持在652℃達6小時，之後以約0.5℃/分之受控速率冷卻至200℃。隨後，使該組件得以在非受控的速率冷卻至室溫。第5圖圖示於y軸上所繪的以nm表達的光延遲及x軸上以mm表達的距邊緣的距離。僅針對前40mm圖示光延遲量測，但該光延遲量測顯示最大光延遲發生在邊緣處且朝晶圓中心減少。最大光延遲小於5nm。第5圖中所繪之資料應用中值過濾以減少量測系統雜訊，且經偏移而使得晶圓的邊緣在零mm處。第5圖中顯示於左側的零mm的資料是晶圓所坐落其上的表面（而非晶圓本身）的延遲的量測。
對熟悉此技術之人士而言會明瞭可不偏離本發明之精神或範疇而進行修飾及變化。
100‧‧‧以玻璃為基礎之製品102‧‧‧第一表面104‧‧‧第二表面106‧‧‧邊緣108‧‧‧邊緣110‧‧‧中心區域112‧‧‧邊界114‧‧‧光路徑320‧‧‧壓抵表面d‧‧‧距離
下文是附圖中的圖式之敘述。該等圖式並非必然按照比例，且某些圖式及該等圖式之某些視圖可能在比例方面或在示意上誇張顯示，以求明確及簡潔。
第1圖是示範性以玻璃為基礎之製品的透視圖；
第2圖是示範性以玻璃為基礎之製品的平面圖，顯示中心區域之邊界；
第3圖是壓抵在兩個壓抵表面之間的以玻璃為基礎的基板的組件的示意圖；
第4圖是實例1中樣本3的示範性光延遲分佈曲線；以及
第5圖是根據實例2的示範性光延遲分佈曲線。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
100‧‧‧以玻璃為基礎之製品
102‧‧‧第一表面
104‧‧‧第二表面
106‧‧‧邊緣
108‧‧‧邊緣
114‧‧‧光路徑
Claims (10)
- 一種以玻璃為基礎(glass-based)之製品，包括：一第一表面，該第一表面具有一邊緣；其中該第一表面之最大光延遲是在該邊緣處，且該最大光延遲小於或等於約40nm，且其中該光延遲從該邊緣朝向該第一表面之一中心區域減少，該中心區域具有一邊界，該邊界是由從該邊緣朝向該第一表面之一中心點的一距離所界定，其中該距離是從該邊緣至該中心點的最短距離的1/2。
- 如請求項1所述之以玻璃為基礎之製品，其中該最大光延遲小於或等於約25nm。
- 如請求項1所述之以玻璃為基礎之製品，其中該最大光延遲小於或等於約5nm。
- 如請求項1至3之任一項所述之以玻璃為基礎之製品，其中該第一表面具有小於或等於約20μm的平坦度。
- 一種用於處理以玻璃為基礎的基板的方法，包括下述步驟：在兩個表面之間壓抵具有一第一表面及一第二相對表面的一以玻璃為基礎的基板； 加熱壓抵在該兩個表面之間的該以玻璃為基礎的基板，使得整個該以玻璃為基礎的基板超過第一溫度，其中該第一溫度超過該以玻璃為基礎的基板的退火溫度；將壓抵在該兩個表面之間的該以玻璃為基礎的基板保持在該第一溫度達一預定時間；以及在該預定時間後使壓抵在該兩個表面之間的該以玻璃為基礎的基板冷卻，而使得整個該以玻璃為基礎的基板低於一第二溫度，其中該第二溫度低於該以玻璃為基礎的基板的應變點，其中該以玻璃為基礎的基板的一第一表面之最大光延遲是在該邊緣處，且該最大光延遲小於或等於約40nm。
- 如請求項5所述之方法，其中該光延遲從該邊緣朝向該第一表面之一中心區域減少，該中心區域具有一邊界，該邊界是由從該邊緣朝向該第一表面之一中心點的距離所界定，其中該距離是從該邊緣至該中心點的最短距離的1/2。
- 如請求項5所述之方法，其中該第一表面的該最大光延遲小於或等於約5nm。
- 如請求項5至7之任一項所述之方法，其中該第一表面具有小於或等於約20μm的一平坦度。
- 如請求項5至7之任一項所述之方法，其中該以玻璃為基礎的基板的一邊緣冷卻得比該以玻璃為基礎的基板的一中心快。
- 如請求項5至7之任一項所述之方法，其中該以玻璃為基礎的基板的一中心冷卻得比該以玻璃為基礎的基板的一邊緣快。
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| TW106123026A TWI763684B (zh) | 2017-07-10 | 2017-07-10 | 具有經設計之應力分佈的以玻璃為基礎之製品及其製作方法 |
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