JP2019001698A - 支持ガラス基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】成形性を低下させることなく、支持ガラス基板のヤング率を高める方法を創案する。【解決手段】本発明の支持ガラス基板の製造方法は、加工基板を支持するための支持ガラス基板の製造方法において、支持ガラス基板を成形する成形工程と、成形後の支持ガラス基板を熱処理して、支持ガラス基板のヤング率を高める熱処理工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、加工基板を支持するための支持ガラス基板の製造方法に関し、具体的には、半導体パッケージの製造工程で、少なくとも封止材でモールドされた半導体チップを備える加工基板を支持するための支持ガラス基板の製造方法に関する。

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、従来のウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）は、バンプをウェ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、ウェ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ために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、分離することができる。

特開２０１５−７８１１３号公報

"バイメタルおよびサーモスタットについて"［平成２９年６月９日検索］インターネット＜ＵＲＬ ： http://ktc-bimetal.co.jp/pdf/bimetal.pdf＞

ｆａｎ ｏｕｔ型のＷＬＰとＰＬＰの製造工程において、積層基板の反りを低減する方法として、ガラス基板のヤング率を高くすることが考えられる。例えば、非特許文献１には、熱膨張係数の異なる異種材料を貼り合わせて、積層基板を作製する場合、一方の材料に対して他方の材料のヤング率を相対的に高くすると、積層基板の反りを低減し得ることが記載されている。よって、支持ガラス基板のヤング率を高めると、加工基板と支持ガラス基板を備える積層基板の反りを低減し得るものと考えられる。

しかし、ガラス組成を変更して、支持ガラス基板のヤング率を高めるようとすると、ガラス構造が不安定になって板状成形し難くなり、支持ガラス基板の製造効率が低下し易くなる。

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、成形性を低下させることなく、支持ガラス基板のヤング率を高める方法を創案することである。

本発明者は、種々の実験を繰り返した結果、成形後の支持ガラス基板に対して熱処理を行うことにより、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の製造方法は、加工基板を支持するための支持ガラス基板の製造方法において、支持ガラス基板を成形する成形工程と、成形後の支持ガラス基板を熱処理して、支持ガラス基板のヤング率を高める熱処理工程と、を備えることを特徴とする。ここで、「ヤング率」は、曲げ共振法により測定した値を指す。

本発明の支持ガラス基板の製造方法は、成形後の支持ガラス基板を熱処理して、支持ガラス基板のヤング率を高める熱処理工程を備えることが好ましい。このようにすれば、成形性を低下させることなく、支持ガラス基板のヤング率を高めることができる。結果として、ｆａｎ ｏｕｔ型のＷＬＰとＰＬＰの製造工程において、積層基板の反りを低減し易くなる。

また、本発明の支持ガラス基板の製造方法は、支持ガラス基板のヤング率が管理目標範囲内に収まるように、成形後の支持ガラス基板を熱処理することが好ましい。

また、本発明の支持ガラス基板の製造方法は、熱処理の最高温度を（支持ガラス基板の歪点−１００）℃よりも高くすることが好ましい。

また、本発明の支持ガラス基板の製造方法は、熱処理の最高温度に到達した後、熱処理温度を５℃／分以下の速度で降温することが好ましい。

また、本発明の支持ガラス基板の製造方法は、熱処理により支持ガラス基板の反り量を４０μｍ以下に低減することが好ましい。ここで、「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。

また、本発明の支持ガラス基板の製造方法は、支持ガラス基板の寸法よりも大きい熱処理用セッターを用意し、その熱処理用セッター上に、成形後の支持ガラス基板を載置した後、熱処理工程に供することが好ましい。

また、本発明の支持ガラス基板の製造方法は、板厚が４００μｍ以上、且つ２ｍｍ未満になるように、支持ガラス基板を成形することが好ましい。

また、本発明の支持ガラス基板の製造方法は、オーバーフローダウンドロー法により支持ガラス基板を成形することが好ましい。

また、本発明の支持ガラス基板の製造方法は、熱処理工程後に、支持ガラス基板の表面を研磨して、全体板厚偏差（ＴＴＶ）を２．０μｍ未満に低減する研磨工程を備えることが好ましい。ここで、「全体板厚偏差（ＴＴＶ）」は、支持ガラス基板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の製造方法は、熱処理工程後に、支持ガラス基板の周辺部を切断除去する切断除去工程を備えることが好ましい。

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作製する積層工程と、積層基板の加工基板に対して、加工処理を行う加工処理工程と、を備えると共に、支持ガラス基板が、上記の支持ガラス基板の製造方法により作製されていることが好ましい。

また、本発明の半導体パッケージの製造方法は、加工基板が、少なくとも封止材でモールドされた半導体チップを備えることが好ましい。

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処理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処理を含むことが好ましい。

本発明に係る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。

以下に、本発明の支持ガラス基板の製造方法を詳細に説明する。

本発明の支持ガラス基板の製造方法では、まずガラス原料を調合、混合して、ガラスバッチを作製し、このガラスバッチをガラス溶融炉に投入した後、得られた溶融ガラスを清澄、攪拌した上で、成形装置に供給して、板状に成形し、支持ガラス基板を得ることが好ましい。

本発明の支持ガラス基板の製造方法において、支持ガラス基板のヤング率が６０ＧＰａ以上（望ましくは６５ＧＰａ以上、７０ＧＰａ以上、特に７５〜１３０ＧＰａ）になるようにガラスバッチを調製することが好ましい。加工基板内で半導体チップの割合が少なく、封止材の割合が多い場合、積層基板全体の剛性が低下して、加工処理工程で加工基板が反り易くなる。そこで、支持ガラス基板のヤング率を高めると、加工基板の反りを低減し易くなり、加工基板を強固、且つ正確に支持することが可能になる。

ガラスバッチは、所望の熱膨張係数になるように調製することが好ましい。具体的には、加工基板内で半導体チップの割合が少なく、封止材の割合が多い場合は、高膨張ガラスが得られるようにガラスバッチを調製し、逆に、加工基板内で半導体チップの割合が多く、封止材の割合が少ない場合は、低膨張ガラスが得られるようにガラスバッチを調製することが好ましい。

３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数を０×１０^−７／℃以上、且つ５０×１０^−７／℃未満に規制する場合、支持ガラス基板のガラス組成が、質量％で、ＳｉＯ_２ ５５〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ １５〜３０％、Ｌｉ_２Ｏ ０．１〜６％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ（Ｎａ_２ＯとＫ_２Ｏの合量） ０〜８％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ（ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ及びＢａＯの合量） ０〜１０％を含有するようにガラスバッチを調製することが好ましく、ＳｉＯ_２ ５５〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ １０〜３０％、Ｌｉ_２Ｏ＋Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ（Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ及びＫ_２Ｏの合量） ０〜０．３％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ５〜２０％を含有するようにガラスバッチを調製することも好ましく、ＳｉＯ_２ ５５〜６８％、Ａｌ_２Ｏ_３ １２〜２５％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜１５％、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯ ５〜３０％を含有するようにガラスバッチを調製することも好ましい。３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数を５０×１０^−７／℃以上、且つ７０×１０^−７／℃未満に規制する場合、支持ガラス基板のガラス組成が、質量％で、ＳｉＯ_２ ５５〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ３〜１５％、Ｂ_２Ｏ_３ ５〜２０％、ＭｇＯ ０〜５％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜５％、ＺｎＯ ０〜５％、Ｎａ_２Ｏ ５〜１５％、Ｋ_２Ｏ ０〜１０％を含有するようにガラスバッチを調製することが好ましく、ＳｉＯ_２ ６４〜７１％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜１０％、Ｂ_２Ｏ_３ ８〜１５％、ＭｇＯ ０〜５％、ＣａＯ ０〜６％、ＳｒＯ ０〜３％、ＢａＯ ０〜３％、ＺｎＯ ０〜３％、Ｎａ_２Ｏ ５〜１５％、Ｋ_２Ｏ ０〜５％を含有するようにガラスバッチを調製することが更に好ましい。３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数を７０×１０^−７／℃以上、且つ８５×１０^−７／℃以下に規制する場合、支持ガラス基板のガラス組成が、質量％で、ＳｉＯ_２ ６０〜７５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜１５％、Ｂ_２Ｏ_３ ５〜２０％、ＭｇＯ ０〜５％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜５％、ＺｎＯ ０〜５％、Ｎａ_２Ｏ ７〜１６％、Ｋ_２Ｏ ０〜８％を含有するようにガラスバッチを調製することが好ましく、ＳｉＯ_２ ６０〜６８％、Ａｌ_２Ｏ_３ ５〜１５％、Ｂ_２Ｏ_３ ５〜２０％、ＭｇＯ ０〜５％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜３％、ＢａＯ ０〜３％、ＺｎＯ ０〜３％、Ｎａ_２Ｏ ８〜１６％、Ｋ_２Ｏ ０〜３％を含有するようにガラスバッチを調製することが更に好ましい。３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数を８５×１０^−７／℃超、且つ１２０×１０^−７／℃以下に規制する場合、支持ガラス基板のガラス組成が、質量％で、ＳｉＯ_２ ５５〜７０％、Ａｌ_２Ｏ_３ ３〜１３％、Ｂ_２Ｏ_３ ２〜８％、ＭｇＯ ０〜５％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜５％、ＺｎＯ ０〜５％、Ｎａ_２Ｏ １０〜２１％、Ｋ_２Ｏ ０〜５％を含有するようにガラスバッチを調製することが好ましい。３０〜３８０℃の温度範囲における平均線熱膨張係数を１２０×１０^−７／℃超、且つ１６５×１０^−７／℃以下に規制する場合、支持ガラス基板のガラス組成が、質量％で、ＳｉＯ_２ ５３〜６５％、Ａｌ_２Ｏ_３ ３〜１３％、Ｂ_２Ｏ_３ ０〜５％、ＭｇＯ ０．１〜６％、ＣａＯ ０〜１０％、ＳｒＯ ０〜５％、ＢａＯ ０〜５％、ＺｎＯ ０〜５％、Ｎａ_２Ｏ＋Ｋ_２Ｏ ２０〜４０％、Ｎａ_２Ｏ １２〜２１％、Ｋ_２Ｏ ７〜２１％を含有するようにガラスバッチを調製することが好ましい。このようにすれば、熱膨張係数を管理目標範囲内に調整し易くなると共に、耐失透性が向上するため、全体板厚偏差（ＴＴＶ）が小さい支持ガラス基板を成形し易くなる。なお、「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した値を指す。

ガラスバッチ中に、清澄剤としてＡｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、ＳｎＯ_２、Ｆ、Ｃｌ、ＳＯ_３の群（好ましくはＳｎＯ_２、Ｃｌ、ＳＯ_３の群）から選択された一種又は二種以上を０．０５〜２質量％添加してもよい。ＳｎＯ_２、ＳＯ_３及びＣｌの合量は、好ましくは０〜１質量％、１００〜３０００ｐｐｍ（０．０１〜０．３質量％）、３００〜２５００ｐｐｍ、特に５００〜２５００ｐｐｍである。なお、ＳｎＯ_２、ＳＯ_３及びＣｌの合量が１００ｐｐｍより少ないと、清澄効果を享受し難くなる。

環境的観点から、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３及びＦの使用は極力控えることが好ましく、実質的に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、具体的には、明示の成分の含有量が５００ｐｐｍ未満（０．０５質量％）であることを指す。環境的観点から、ガラス組成中に実質的にＰｂＯ、Ｂｉ_２Ｏ_３を含有しないことも好ましい。

支持ガラス基板の液相温度が１１５０℃未満（望ましくは１１２０℃以下、１１００℃以下、１０８０℃以下、１０５０℃以下、１０１０℃以下、９８０℃以下、９６０℃以下、９５０℃以下、特に９４０℃以下）になるようにガラスバッチを調製することが好ましい。また支持ガラス基板の液相粘度が１０^４．８ｄＰａ・ｓ以上（望ましくは１０^５．０ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．２ｄＰａ・ｓ以上、１０^５．４ｄＰａ・ｓ以上、特に１０^５．６ｄＰａ・ｓ以上）になるようにガラスバッチを調製することが好ましい。このようにすれば、ダウンドロー法、特にオーバーフローダウンドロー法で成形し易くなるため、表面を研磨しなくても、全体板厚偏差（ＴＴＶ）を低減することができる。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る。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もできる。なお、「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することができる。「液相粘度」は、液相温度におけるガラスの粘度を白金球引き上げ法で測定することにより算出することができる。

本発明の支持ガラス基板の製造方法において、板厚が４００μｍ以上、且つ２ｍｍ未満になるように、支持ガラス基板を成形することが好ましい。支持ガラス基板の板厚は、好ましくは４００μｍ以上、５００μｍ以上、６００μｍ以上、７００μｍ以上、８００μｍ以上、９００μｍ以上、特に１０００μｍ以上である。支持ガラス基板の板厚は小さ過ぎると、積層基板が反り易くなると共に、機械的強度が低下して、半導体パッケージの製造工程で支持ガラス基板が破損し易くなる。一方、支持ガラス基板の板厚が大き過ぎると、積層基板の質量が大きくなるため、ハンドリング性が低下する。また半導体パッケージの製造工程で、積層基板が半導体パッケージの製造装置内の高さ制限をクリアできない虞が生じる。よって、支持ガラス基板の板厚は、好ましくは２．０ｍｍ未満、１．５ｍｍ以下、１．２ｍｍ以下、特に１．１ｍｍ以下である。

ダウンドロー法、特にオーバーフローダウンドロー法で支持ガラス基板を成形することが好ましい。オーバーフローダウンドロー法は、耐熱性の樋状構造物の両側から溶融ガラスを溢れさせて、溢れた溶融ガラスを樋状構造物の下頂端で合流させて、板厚方向の中央領域に成形合流面を形成しながら、下方に延伸成形する方法である。オーバーフローダウンドロー法では、ガラス表面になるべき面は樋状耐火物に接触せず、自由表面の状態で成形されるため、表面を研磨しなくても、全体板厚偏差（ＴＴＶ）を低減することができる。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る。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。

支持ガラス基板の成形方法として、オーバーフローダウンドロー法以外にも、例えば、スロットダウン法、リドロー法、フロート法等を採択することもできる。

本発明の支持ガラス基板の製造方法は、熱処理工程前に、成形後の支持ガラス基板のヤング率を測定する工程を備えることが好ましい。このようにすれば、熱処理条件（熱処理の最高温度、熱処理の降温速度等）を最適化して、支持ガラス基板のヤング率を管理目標範囲内に制御し易くなる。

本発明の支持ガラス基板の製造方法は、熱処理工程前に、支持ガラス基板の洗浄工程を設けてもよい。これにより、支持ガラス基板に異物が付着しても、付着した異物が熱処理により支持ガラス基板の表面に焼き付くことを防止することができる。

本発明の支持ガラス基板の製造方法は、成形後の支持ガラス基板を熱処理して、支持ガラス基板のヤング率を高める熱処理工程を備える。熱処理工程で、支持ガラス基板のヤング率を０．０１〜５ＧＰａ高くすることが好ましく、ヤング率を０．１〜４ＧＰａ高くすることがより好ましく、ヤング率を０．５〜３ＧＰａ高くすることが更に好ましく、ヤング率を１〜２ＧＰａ高くすることが特に好ましい。熱処理による支持ガラス基板のヤング率の上昇幅が小さ過ぎると、熱処理工程を設ける意義がなくなる虞がある。

本発明の支持ガラス基板の製造方法は、成形後の支持ガラス基板を熱処理して、支持ガラス基板の密度を高める熱処理工程を備えることが好ましい。この熱処理は、ヤング率を高める熱処理と兼ねて行うことができる。このようにすれば、支持ガラス基板の密度を厳密に調整する必要がある場合に、支持ガラス基板の密度を管理目標範囲内に制御し易くなる。なお、熱処理により、支持ガラス基板の密度を低下させることも可能であるが、この場合、成形時に支持ガラス基板を十分に徐冷した後、熱処理工程に供しなければならず、支持ガラス基板の製造効率が低下し易くなる。

本発明の支持ガラス基板の製造方法において、支持ガラス基板のヤング率が管理目標範囲内に収まるように、成形後の支持ガラス基板を熱処理することが好ましい。これにより、製造ロット間の支持ガラス基板のヤング率のばらつきを低減することができる。結果として、支持ガラス基板の品質を安定化することができる。

熱処理による支持ガラス基板のヤング率の上昇幅は、支持ガラス基板の密度の上昇幅と相関している。よって、支持ガラス基板の密度の上昇値を測定すれば、支持ガラス基板のヤング率の上昇値を簡易に見積もることができる。

熱処理により支持ガラス基板の密度を０．００１〜０．０５ｇ／ｃｍ^３上昇させることが好ましく、０．００４〜０．０３ｇ／ｃｍ^３上昇させることが更に好ましく、０．００７〜０．０１５ｇ／ｃｍ^３上昇させることが特に好ましい。密度の上昇幅が小さ過ぎると、支持ガラス基板のヤング率の上昇幅も小さくなり、熱処理工程を設ける意義がなくなる虞がある。

熱処理の最高温度は、好ましくは（支持ガラス基板の歪点−１００）℃超、（支持ガラス基板の歪点−５０）℃以上、（支持ガラス基板の歪点−３０）℃以上、支持ガラス基板の歪み点以上、（支持ガラス基板の歪点＋１０）℃以上、（支持ガラス基板の歪点＋２０）℃以上、（支持ガラス基板の歪点＋３０）℃以上、特に（支持ガラス基板の歪点＋５０）℃以上である。熱処理の最高温度が低過ぎると、支持ガラス基板のヤング率を高めるための熱処理時間が不当に長くなり、熱処理効率が低下し易くなる。その一方で、熱処理の最高温度が高過ぎると、支持ガラス基板が熱変形し易くなる。よって、熱処理の最高温度は、好ましくは（支持ガラス基板の歪点＋１５０）℃以下、（支持ガラス基板の歪点＋１２０）℃以下である。

熱処理工程では、熱処理炉から支持ガラス基板を安全に取り出すために、熱処理の最高温度から降温することが好ましい。その降温速度は、好ましくは５℃／分以下、４℃／分以下、３℃／分以下、２℃／分以下、１℃／分以下、特に０．８℃／分以下である。降温速度が速過ぎると、熱処理工程後に支持ガラス基板に熱歪みが残留し易くなり、また熱処理炉から支持ガラス基板を取り出す際に支持ガラス基板が破損する虞がある。その一方で、降温速度が遅過ぎると、支持ガラス基板のヤング率を高めるための熱処理時間が不当に長くなり、熱処理効率が低下し易くなる。よって、降温速度は、好ましくは０．０１℃／分以上、０．０５℃／分以上、０．１℃／分以上、０．２℃／分以上、特に０．５℃／分以上である。

支持ガラス基板の寸法よりも大きい熱処理用セッターを用意し、その熱処理用セッター上に、成形後の支持ガラス基板を載置した後、熱処理工程に供することが好ましい。このようにすれば、熱処理の際に、支持ガラス基板の温度ムラを低減することができる。なお、熱処理用セッターの寸法が支持ガラス基板の寸法と同等又は小さいと、支持ガラス基板の一部が熱処理用セッターから食み出し易く、その食み出し部分に熱変形が生じ易くなる。

本発明の支持ガラス基板の製造方法では、熱処理により支持ガラス基板の反り量を４０μｍ以下まで低減することが好ましい。そして、支持ガラス基板の反り量を低減するために、支持ガラス基板の上方に耐熱基板を配置し、熱処理用セッターと耐熱基板で支持ガラス基板を挟持しながら熱処理を行うことが好ましい。なお、耐熱基板として、ムライト基板、アルミナ基板等が使用可能である。また、複数枚の支持ガラス基板を積層させた状態で、熱処理を行うことが好ましい。これにより、積層下方に積層された支持ガラス基板の反り量が、上方に積層された支持ガラス基板の質量によって適正に低減される。更に支持ガラス基板の熱処理効率を高めることができる。

本発明の支持ガラス基板の製造方法は、熱処理工程後に、支持ガラス基板の表面を研磨して、全体板厚偏差を２．０μｍ未満に低減する研磨工程を備えることが好ましい。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、支持ガラス基板の両面を一対の研磨パッドで挟み込み、支持ガラス基板と一対の研磨パッドを共に回転させながら、支持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支持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。

支持ガラス基板の全体板厚偏差（ＴＴＶ）が２．０μｍ未満、１μｍ以下、特に０．１〜１μｍ未満になるように支持ガラス基板の表面を研磨することが好ましく、また支持ガラス基板の表面の算術平均粗さＲａが５ｎｍ以下、２ｎｍ以下、１．５ｎｍ以下、１ｎｍ以下、０．８ｎｍ以下、特に０．５ｎｍ以下になるように支持ガラス基板の表面を研磨することが好ましい。全体板厚偏差（ＴＴＶ）が小さい程、或いは表面精度が高い程、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。また支持ガラス基板の強度が向上して、支持ガラス基板及び積層基板が破損し難くなる。なお、「算術平均粗さＲａ」は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定可能である。

本発明の支持ガラス基板の製造方法は、熱処理工程後に、支持ガラス基板の周辺部を切断除去する切断除去工程を備えることが好ましく、熱処理工程後に研磨工程を採用する場合は、研磨工程後に、支持ガラス基板の周辺部を切断除去する切断除去工程を備えることが更に好ましい。熱処理工程では、支持ガラス基板の中央部に比べて、周辺部の方が反り量が大きくなる傾向がある。そこで、熱処理工程後に、支持ガラス基板の周辺部を切断除去すれば、支持ガラス基板の反り量を低減することができる。

支持ガラス基板の周辺部を切断除去する際に、矩形の支持ガラス基板から略円板状又はウェハ状に切抜き加工することが好ましい。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。必要に応じて、それ以外の形状、例えば矩形等の形状に加工してもよい。切り抜いた支持ガラス基板の真円度（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。真円度が小さい程、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（但し、ノッチ部を除く）」は、ウェハの直径（但し、ノッチ部を除く）の最大値から最小値を減じた値を指す。

本発明の支持ガラス基板の製造方法は、切断除去工程後に、支持ガラス基板の外周の一部にノッチ部（位置合わせ部）を形成するノッチ加工工程を備えることが好ましい。このようにすれば、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ることにより、支持ガラス基板を位置固定し易くなる。結果として、加工基板と支持ガラス基板の位置合わせが容易になる。なお、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、加工基板と支持ガラス基板の位置合わせが更に容易になる。

本発明の支持ガラス基板の製造方法は、切断除去工程後に、支持ガラス基板の端面（ノッチ部の端面を含む）に対して面取り加工を行う面取り工程を備えることが好ましい。これにより、支持ガラス基板の端面から破損する事態を防止し易くなる。面取り加工には、溝つき砥石を使用した面取り加工、フッ酸等の酸エッチングによる面取り加工等を採択することができる。

本発明の支持ガラス基板の製造方法において、支持ガラス基板に対してイオン交換処理を行わないことが好ましい。イオン交換処理を行うと、支持ガラス基板の製造コストが高騰し、更に支持ガラス基板の全体板厚偏差（ＴＴＶ）を低減し難くなる。

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作製する積層工程と、積層基板の加工基板に対して、加工処理を行う加工処理工程と、を備えると共に、支持ガラス基板が、上記の支持ガラス基板の製造方法により作製されていることを特徴とする。本発明の半導体パッケージの製造方法の技術的特徴は、本発明の支持ガラス基板の製造方法の技術的特徴と重複する。よって、本明細書では、便宜上、その重複部分の詳細な説明を省略する。

本発明の半導体パッケージの製造方法において、加工基板と支持ガラス基板の間に、接着層を設けることが好ましい。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。なお、加工基板と支持ガラス基板を容易に固定するため、紫外線硬化型テープを接着層として使用することもできる。

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、剥離層を設けることが好ましい。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。レーザー光源として、ＹＡＧレーザー（波長１０６４ｎｍ）、半導体レーザー（波長７８０〜１３００ｎｍ）等の赤外光レーザー光源を用いることができる。また、剥離層には赤外線レーザーを照射することで分解する樹脂を使用することができる。また、赤外線を効率良く吸収し、熱に変換する物質を樹脂に添加することもできる。例えば、カーボンブラック、グラファイト粉、微粒子金属粉末、染料、顔料等を樹脂に添加することもできる。

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。

本発明の半導体パッケージの製造方法において、加工基板の寸法を支持ガラス基板の寸法よりも大きくすることが好ましい。これにより、加工基板と支持ガラス基板を積層する際に、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、更に積層基板を搬送する搬送工程を備えることが好ましい。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、「搬送工程」と「加工処理工程」とは、必ずしも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の反りが発生し難いため、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ため、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、本発明に係る積層基板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の反りを防止するために、加工基板１１に貼着されている。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、何れも略円板状である。剥離層１２は、例えばレーザーを照射することで分解する樹脂を使用することができる。また、レーザー光を効率よく吸収し、熱に変換する物質を樹脂に添加することもできる。たとえば、カーボンブラック、グラファイト粉、微粒子金属粉末、染料、顔料などである。剥離層１２は、プラズマＣＶＤや、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。また、紫外線硬化型テープも使用可能である。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。紫外線硬化型テープは、紫外線を照射した後、剥離用テープにより除去可能である。

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。また、支持ガラス基板２６は、ＨＦ、ＨＣｌ等による酸処理、ＮａＯＨ、ＫＯＨ等のアルカリ処理を経た後に再利用に供される（図２（ｇ））。

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１〜５は、本発明の実施例（試料Ｎｏ．１、２、４、５、７、８、１０、１１、１３、１４）と比較例（試料Ｎｏ．３、６、９、１２、１５）を示している。

次のようにして、試料Ｎｏ．１〜３に係るガラス基板（熱処理前のガラス基板）を作製した。まず、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ６５．６％、Ａｌ_２Ｏ_３ ８．０％、Ｂ_２Ｏ_３ ９．１％、Ｎａ_２Ｏ １２．８％、ＣａＯ ３．１％、ＺｎＯ ０．９％、ＳｎＯ_２ ０．３％、Ｓｂ_２Ｏ_３ ０．１％を含有するように、ガラス原料を調合、混合し、ガラスバッチを得た後、ガラス溶融炉に供給して１５５０℃で溶融し、次いで得られた溶融ガラスを清澄、攪拌した上で、オーバーフローダウンドロー法の成形装置に供給し、板厚が０．７ｍｍになるように成形した。その後、得られたガラス基板を矩形状に切断した。なお、得られたガラス基板について、ＡＳＴＭ Ｃ３３６に記載の方法により歪点を測定したところ、５１９℃であった。

次のようにして、試料Ｎｏ．４〜６に係るガラス基板（熱処理前のガラス基板）を作製した。まず、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ６１．６３％、Ａｌ_２Ｏ_３ １８．０％、Ｂ_２Ｏ_３ ０．５％、Ｎａ_２Ｏ １４．５％、Ｋ_２Ｏ ２．０１％、ＭｇＯ ３．０％、ＢａＯ ０．０１％、ＳｎＯ_２ ０．３５％を含有するように、ガラス原料を調合、混合し、ガラスバッチを得た後、ガラス溶融炉に供給して１７００℃で溶融し、次いで得られた溶融ガラスを清澄、攪拌した上で、オーバーフローダウンドロー法の成形装置に供給し、板厚が１．０５ｍｍになるように成形した。その後、得られたガラス基板を矩形状に切断した。なお、得られたガラス基板について、ＡＳＴＭ Ｃ３３６に記載の方法により歪点を測定したところ、５６７℃であった。

次のようにして、試料Ｎｏ．７〜９に係るガラス基板（熱処理前のガラス基板）を作製した。まず、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ６５．８％、Ａｌ_２Ｏ_３ ８．０％、Ｂ_２Ｏ_３ ３．７％、Ｎａ_２Ｏ １８．１％、ＣａＯ ３．２％、ＺｎＯ ０．９％、ＳｎＯ_２ ０．３％を含有するように、ガラス原料を調合、混合し、ガラスバッチを得た後、ガラス溶融炉に供給して１３００℃で溶融し、次いで得られた溶融ガラスを清澄、攪拌した上で、オーバーフローダウンドロー法の成形装置に供給し、板厚が０．７ｍｍになるように成形した。その後、得られたガラス基板を矩形状に切断した。なお、得られたガラス基板について、ＡＳＴＭ Ｃ３３６に記載の方法により歪点を測定したところ、５３０℃であった。

次のようにして、試料Ｎｏ．１０〜１２に係るガラス基板（熱処理前のガラス基板）を作製した。まず、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ６５．７％、Ａｌ_２Ｏ_３ ８．０％、Ｂ_２Ｏ_３ ２．１％、Ｎａ_２Ｏ １９．８％、ＣａＯ ３．２％、ＺｎＯ ０．９％、ＳｎＯ_２ ０．３％を含有するように、ガラス原料を調合、混合し、ガラスバッチを得た後、ガラス溶融炉に供給して１７００℃で溶融し、次いで得られた溶融ガラスを清澄、攪拌した上で、オーバーフローダウンドロー法の成形装置に供給し、板厚が１．０５ｍｍになるように成形した。その後、得られたガラス基板を矩形状に切断した。なお、得られたガラス基板について、ＡＳＴＭ Ｃ３３６に記載の方法により歪点を測定したところ、５１５℃であった。

次のようにして、試料Ｎｏ．１３〜１５に係るガラス基板（熱処理前のガラス基板）を作製した。まず、ガラス組成として、質量％で、ＳｉＯ_２ ６５．３％、Ａｌ_２Ｏ_３ ８．０％、Ｎａ_２Ｏ ２２．３％、ＣａＯ ３．２％、ＺｎＯ ０．９％、ＳｎＯ_２ ０．３％を含有するように、ガラス原料を調合、混合し、ガラスバッチを得た後、ガラス溶融炉に供給して１７００℃で溶融し、次いで得られた溶融ガラスを清澄、攪拌した上で、オーバーフローダウンドロー法の成形装置に供給し、板厚が１．０５ｍｍになるように成形した。その後、得られたガラス基板を矩形状に切断した。なお、得られたガラス基板について、ＡＳＴＭ Ｃ３３６に記載の方法により歪点を測定したところ、４９７℃であった。

続いて、切断後のガラス基板の寸法よりも大きい熱処理用セッターを用意し、その熱処理用セッター上にガラス基板を載置し、更にこのガラス基板の上に耐熱基板を載置した後、この積層基板を電気炉に投入した。次に、表中に記載の最高温度まで電気炉内を昇温し、その最高温度において表中に記載の時間で保持した後、表中に記載の降温速度で電気炉内を降温した。なお、試料Ｎｏ．３、６、９、１２、１５は、上記熱処理が行われていない。

得られたガラス基板について、市販のヤング率、剛性率測定装置（日本テクノプラス社製自由共振式弾性率測定装置ＪＥ−ＲＴ３）でヤング率と剛性率を測定した。

更に、得られたガラス基板について、アルキメデス法により密度を測定した。

表１〜５から明らかなように、試料Ｎｏ．１、２、４、５、７、８、１０、１１、１３、１４では、所定の熱処理により、ヤング率を高めることができた。

更に、熱処理後のガラス基板（試料Ｎｏ．１、２、４、５、７、８、１０、１１、１３、１４：全体板厚偏差約４．０μｍ）をφ３００ｍｍにくり抜いた後、ガラス基板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、研磨パッドをウレタン製、研磨処理の際に使用した研磨スラリーの平均粒径を２．５μｍ、研磨速度を１５ｍ／分とした。得られた各研磨済みガラス基板について、コベルコ科研社製のＢｏｗ／Ｗａｒｐ測定装置 ＳＢＷ−３３１ＭＬ／ｄにより、全体板厚偏差と反り量を測定した。その結果、全体板厚偏差がそれぞれ１．０μｍ未満であり、反り量がそれぞれ３５μｍ以下であった。

１、２７ 積層基板
１０、２６ 支持ガラス基板
１１、２４ 加工基板
１２ 剥離層
１３、２１、２５ 接着層
２０ 支持部材
２２ 半導体チップ
２３ 封止材
２８ 配線
２９ 半田バンプ

Claims (14)

1. 加工基板を支持するための支持ガラス基板の製造方法において、
   支持ガラス基板を成形する成形工程と、成形後の支持ガラス基板を熱処理して、支持ガラス基板のヤング率を高める熱処理工程と、を備えることを特徴とする支持ガラス基板の製造方法。
2. 支持ガラス基板のヤング率が管理目標範囲内に収まるように、成形後の支持ガラス基板を熱処理することを特徴とする請求項１に記載の支持ガラス基板の製造方法。
3. 熱処理の最高温度を（支持ガラス基板の歪点−１００）℃よりも高く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の製造方法。
4. 熱処理の最高温度に到達した後、熱処理温度を５℃／分以下の速度で降温す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の製造方法。
5. 熱処理により支持ガラス基板の反り量を４０μｍ以下に低減することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の支持ガラス基板の製造方法。
6. 支持ガラス基板の寸法よりも大きい熱処理用セッターを用意し、その熱処理用セッター上に、成形後の支持ガラス基板を載置した後、熱処理工程に供することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の支持ガラス基板の製造方法。
7. 板厚が４００μｍ以上、且つ２ｍｍ未満になるように、支持ガラス基板を成形することを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の支持ガラス基板の製造方法。
8. オーバーフローダウンドロー法により支持ガラス基板を成形することを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の支持ガラス基板の製造方法。
9. 熱処理工程後に、支持ガラス基板の表面を研磨して、全体板厚偏差（ＴＴＶ）を２．０μｍ未満に低減する研磨工程を備えることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の支持ガラス基板の製造方法。
10. 熱処理工程後に、支持ガラス基板の周辺部を切断除去する切断除去工程を備えることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の支持ガラス基板の製造方法。
11. 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作製する積層工程と、
    積層基板の加工基板に対して、加工処理を行う加工処理工程と、を備えると共に、
    支持ガラス基板が、請求項１〜１０の何れかに記載の支持ガラス基板の製造方法により作製されていることを特徴とする半導体パッケージの製造方法。
12. 加工基板が、少なくとも封止材でモールドされた半導体チップを備えることを特徴とする請求項１１に記載の半導体パッケージの製造方法。
13. 加工処理が、加工基板の一方の表面に配線する処理を含むことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の半導体パッケージの製造方法。
14. 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処理を含むことを特徴とする請求項１１〜１３の何れかに記載の半導体パッケージの製造方法。