JP2020007184A - 半導体用支持基板 - Google Patents

Abstract

【課題】半導体用支持基板と接着剤層との密着性を改善し、熱プロセス時の熱膨張率の差による応力が生じても、半導体用支持基板からの接着剤層の剥離を防止できる、半導体用支持基板を提供する。【解決手段】半導体基板を積層させる側を第一の表面１０１とし、第一の表面１０１とは反対側の表面として第二の表面１０２を有し、第一の表面１０１および第二の表面１０２の少なくとも一方に、平均表面粗さＲａが０．１５μｍ以上１．２μｍ以下且つ測定波長３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲における透過率が３０％以上９９．８％以下である粗面化領域Ａを有することを特徴とする半導体用支持基板１。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体用支持基板に関する。

半導体デバイスの分野では、デバイスの集積度が増加される一方、デバイスの小型化が進んでいる。それに伴い、高集積度を有するデバイスのパッケージング技術への要望が高まっている。近年、半導体パッケージの分野において、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）またはパネルレベルパッケージ（ＰＬＰ）等の技術が注目されている（特許文献１、２等参照）。

特開２０１６−１６０１３５号公報 国際公開第２０１６／１４３５８３号

高集積化や低背化を求められる半導体パッケージの製造においては、ウエハプロセスを用いて半導体チップの端子から再配線層を引き出すＦａｎ Ｏｕｔプロセスなどが知られている。これらのプロセスでは、サブストレートの代わりに半導体を支持する基板（以下、半導体用支持基板）を用意し、その上に半導体チップや配線層等を設けてパッケージ化する。

パッケージ化において、半導体用支持基板は製造途中で剥離（分離）される。半導体用支持基板の剥離技術としては、レーザ光等の光照射による剥離、溶剤剥離や物理的（機械的）な力を加える剥離等が知られている。剥離方法としては、半導体パッケージに与える応力や生産性の観点から光照射や溶剤による剥離が好ましい。そのなかでも、光照射が好ましく、半導体用支持基板として、光透過性の良いガラス基板が好適に用いられている。

図４は、従来の半導体パッケージの製造工程を説明するための図である。
まず半導体用支持基板として、ガラス基板４１を準備する［図４（ａ）］。続いてガラス基板４１の片面に接着剤層４２を設け、その上に回路配線層４３、４４、図示しない絶縁樹脂層および半導体４５等を順次積層し半導体基板を形成する［図４（ｂ）］。該半導体基板をモールド樹脂４６で封止する［図４（ｃ）］。続いて、ガラス基板４１の下面（半導体を設けていない面）からレーザ光４７を照射し、接着剤層４２を焼き切り［図４（ｄ）］、ガラス基板４１を剥離し、半導体基板４８を分離する［図４（ｅ）］。

しかし、上記従来の半導体パッケージの製造工程では、樹脂を硬化させる等の目的により、一般的に２００℃を超える熱プロセスが行われる。すると、図５に示すように、半導体基板４８と、ガラス基板４１との熱膨張率の差により生じる応力５１により接着剤層４２が剥離し、剥離部５２が形成される。この剥離部５２には、異物が入り易くコンタミの原因となる。また、剥離部５２における空気層の厚さが、各層形成後の研磨工程において平坦性を悪化させ、絶縁層の厚さ不足や、リソグラフィの歩留り悪化を招くという問題点があった。

したがって本発明の目的は、半導体用支持基板と接着剤層との密着性を改善し、熱プロセス時の熱膨張率の差による応力が生じても、半導体用支持基板からの接着剤層の剥離を防止できる、半導体用支持基板を提供することにある。

本発明者は鋭意研究を重ねた結果、半導体用指示基板の少なくとも一方の面の平均表面粗さＲａを特定範囲に設定することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち本発明は、以下の通りである。
１．半導体基板を積層させる側を第一の表面とし、第一の表面とは反対側の表面として第二の表面を有し、第一の表面および第二の表面の少なくとも一方に、平均表面粗さＲａが０．１５μｍ以上１．２μｍ以下且つ測定波長３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲における透過率が３０％以上９９．８％以下である粗面化領域を有することを特徴とする半導体用支持基板。
２．前記第一の表面および前記第二の表面に、平均表面粗さＲａが０．１５μｍ以上１．２μｍ以下且つ測定波長３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲における透過率が３０％以上９９．８％以下である粗面化領域を有することを特徴とする前記１に記載の半導体用支持基板。
３．前記粗面化領域の表面うねりＰＶが０．１ｎｍ以上５８０ｎｍ以下であることを特徴とする前記１または２に記載の半導体用支持基板。
４．前記半導体用支持基板の２５℃から３５０℃の平均熱膨張係数が２．５〜４．０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１に記載の半導体用支持基板。
５．前記半導体用支持基板の２５℃から３５０℃の平均熱膨張係数が６．５〜１４．０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする前記１〜３のいずれか１に記載の半導体用支持基板。
６．前記半導体用支持基板が、無アルカリガラスであることを特徴とする前記１〜５のいずれか１に記載の半導体用支持基板。
７．前記半導体用支持基板の板厚偏差（ＴＴＶ）が、１０μｍ以下であることを特徴とする前記１〜６のいずれか１に記載の半導体用支持基板。
８．前記半導体用支持基板のヤング率が７５ＧＰａ以上であることを特徴とする前記１〜７のいずれか１に記載の半導体用支持基板。
９．前記半導体用支持基板の板厚が０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであることを特徴とする前記１〜８のいずれか１に記載の半導体用支持基板。
１０．前記半導体用支持基板の反りが１００μｍ以下であることを特徴とする前記１〜９のいずれか１に記載の半導体用支持基板。
１１．前記半導体用支持基板が、直径１２ｃｍ〜６０ｃｍのウエハであることを特徴とする前記１〜１０のいずれか１に記載の半導体用支持基板。
１２．前記半導体用支持基板が、長辺１２ｃｍ〜１２０ｃｍおよび短辺１２ｃｍ〜１００ｃｍの矩形パネルであることを特徴とする前記１〜１０のいずれか１に記載の半導体用支持基板。
１３．前記半導体用支持基板が、ウェハレベルパッケージ用ガラスであることを特徴とする前記１〜１２のいずれか１に記載の半導体用支持基板。
１４．前記半導体用支持基板が、パネルレベルパッケージ用ガラスであることを特徴とする前記１〜１２のいずれか１に記載の半導体用支持基板。
１５．前記半導体用支持基板が、２枚以上の複数のガラスの積層体であることを特徴とする前記１〜１４のいずれか１に記載の半導体用支持基板。

本発明の半導体用支持基板は、半導体基板を積層させる側を第一の表面とし、第一の表面とは反対側の表面として第二の表面を有し、第一の表面および第二の表面の少なくとも一方に、平均表面粗さＲａが０．１５μｍ以上１．２μｍ以下且つ測定波長３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲における透過率が３０％以上９９．８％以下である粗面化領域を有している。これにより、半導体用支持基板と接着剤層との密着性が改善され、熱プロセス時の熱膨張率の差による応力が生じても、半導体用支持基板からの接着剤層の剥離を防止することができる。これにより、剥離部への異物のコンタミが防止され、また剥離部における空気層の発生も防止されることから、良好な歩留りでもって半導体基板を製造することが可能となる。

図１（ａ）および（ｂ）は、本発明の半導体用支持基板の一実施形態を説明するための断面図である。 図２は、本発明の半導体用支持基板の第一の表面上に半導体基板が形成された形態を説明するための断面図である。 図３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の半導体用支持基板１を用いた場合の、半導体基板の製造工程を説明するための図である。 図４（ａ）〜（ｅ）は、従来の半導体パッケージの製造工程を説明するための図である。 図５は、従来の半導体パッケージの製造工程における剥離部の発生を説明するための図である。 図６（ａ）および（ｂ）は、本発明の半導体用支持基板を用いた場合の、レーザ光の経路を説明するための図である。 図７（ａ）〜（ｄ）は、本発明の半導体用支持基板が２枚以上の複数のガラスの積層体である形態を説明するための図である。 図８は、実施例で得られた各種半導体用支持基板の透過率の全波長測定データである。

以下、本発明の半導体用支持基板の実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書において、数値範囲を示す「〜」とは、その前後に記載された数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。

図１は、本発明の半導体用支持基板の一実施形態を説明するための断面図である。
本発明の半導体用支持基板１は、半導体基板を積層させる側を第一の表面１０１と、第一の表面１０１とは反対側の表面として第二の表面１０２とを有する。そして第一の表面および第二の表面の少なくとも一方［図１（ａ）では第一の表面１０１、図１（ｂ）では第一の表面１０１および第二の表面１０２の両面］に、平均表面粗さＲａが０．１５μｍ以上１．２μｍ以下且つ測定波長３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲における透過率が３０％以上９９．８％以下である粗面化領域Ａを有している。

また、図２に示すように、半導体用支持基板１の第一の表面１０１上には、回路配線層１３、１４、半導体１５、さらに必要に応じて公知の各種機能層が順次積層されて半導体基板１８が構成され、半導体基板１８は図示しないモールド樹脂によって封止される。図２の形態において半導体基板１８は、半導体用支持基板１の第一の表面１０１上に接着剤層１２を介して接合されている。

粗面化領域Ａの存在により、半導体用支持基板１と接着剤層１２との密着性が改善され、熱プロセス時の熱膨張率の差による応力が生じても、半導体用支持基板１からの接着剤層１２の剥離を抑制することができる。これにより、剥離部への異物のコンタミが防止され、また剥離部における空気層の発生も防止されることから、良好な歩留りでもって半導体基板を製造することが可能となる。

次に粗面化領域Ａの形成方法について説明する。
粗面化領域Ａは、例えば（１）研削・研磨工程、（２）エッチング工程、（３）成膜工程等を経ることによって形成することが可能である。

前記（１）研削・研磨工程は、例えば、公知の研削装置を用いて平均表面粗さＲａが数マイクロメートルから０．３μｍ程度の表面１０１、１０２を得た後に、遊離砥粒によって第一の表面１０１を粗研磨した後、必要に応じて精密研磨を行う工程である。遊離砥粒とは、例えば、砥粒を水や油などに分散させてスラリーとし、研磨処理の際に、スラリーの中で砥粒間の位置が容易に変化するものである。

遊離砥粒の種類としては、例えば、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、酸化ジルコニウム、炭化ホウ素、ダイヤモンド、酸化セリウム、コロイダルシリカ等が挙げられる。また遊離砥粒の平均粒径は、０．１〜３μｍが好ましい。この粗研磨によって平均表面粗さＲａは、例えば０．０００１〜０．０１μｍの範囲まで下げることができる。この粗研磨を制御することにより粗面化領域Ａが得られる。

前記（２）エッチング工程や（３）成膜工程により粗面化領域Ａを得る場合には、ガラスは平滑であることが好ましいため、粗研磨に加えて精密研磨を施してもよい。

精密研磨は、例えば、平均粒径が０．５〜２．０μｍである酸化セリウムを含有するスラリーとウレタン製研磨パッドとを用いて研磨する。精密研磨工程において使用される研磨パッドとしては、ショアＤ硬度が４５〜７５、圧縮率が０．１〜１０％かつ密度が０．５〜１．５ｇ／ｃｍ^３である発泡ウレタン樹脂からなるものが典型的であり、研磨圧力として０．５ｋＰａ〜３０ｋＰａを採用する。

前記（１）研磨工程によれば、半導体用支持基板１の板厚を容易に調整でき、また工程に手間がかからないという利点を有する。なお、前記（１）研磨工程では、半導体用支持基板１の両主表面を同時に研磨することもでき、この形態によれば、粗面化領域Ａを共に有する第一の表面１０１および第二の表面１０２を同時に得ることができる。

また必要に応じて、半導体用支持基板１の面取りや端面研磨を行い、端部に稜線を形成させてもよい。前記（１）研磨工程で稜線を形成させた場合、主表面と稜線との粗さの差を出すことができる。半導体パッケージ製造プロセスにおいてガラスの光学的認識を行う際には、カメラによる読み取り易さ等の点から主表面と稜線の粗さの差異があることが好ましい。

前記（２）エッチング工程は、例えば前記（１）研磨工程の粗研磨を行った半導体用支持基板１に対し、エッチング液を接触させることにより、粗面化領域Ａを形成する工程（２−１）であることができる。この工程（２−１）は、粗研磨によって形成された表面を、エッチングによって平滑化し、粗面化領域Ａを形成する工程である。

前記工程（２−１）において、エッチング液としては、ＨＦ、ＨＣｌ、ＨＮＯ_３の混合液が挙げられ、例えば水を媒体として、ＨＦを３〜３０質量％、ＨＣｌを２〜２０質量％、ＨＮＯ_３を２〜２０質量％含む混合液が挙げられる。前記工程（２−１）では、前記（１）研磨工程により生じた潜傷を消失させることができる（特に端面に有効）、板厚偏差（ＴＴＶ）を小さくすることができる、半導体用支持基板１の取扱いが容易である、工程時間が短い、という利点を有する。

これとは別に、前記（２）エッチング工程は、例えば前記（１）研磨工程の粗研磨および精密研磨の両方を行った半導体用支持基板１に対し、エッチング液を接触させることにより、粗面化領域Ａを得る工程（２−２）であることができる。この工程（２−２）は、精密研磨によって鏡面状となった表面を、エッチングによって荒らす工程である。

この工程（２−２）におけるエッチング液としては、ＨＦ、ＮＨ_４Ｆの混合液が挙げられ、例えば水を媒体として、ＨＦを３〜５０質量％、ＮＨ_４Ｆを１〜４０質量％含む混合液が挙げられる。前記工程（２−２）では、前記（１）研磨工程により生じた潜傷を消失させることができる、という利点を有する。なお、通常、（２）エッチング工程では、第一の表面１０１および第二の表面１０２の両面が処理され、該両面に粗面化領域Ａが形成される。エッチング液温度およびエッチング時間を適宜変更することにより、粗面化領域Ａを得ることができる。

前記（３）成膜工程は、例えば半導体用支持基板１上に公知のスパッタ法、蒸着法、ウェットコーティング法を用いてＳｉＯ_２膜を形成し、粗面化領域Ａを形成する工程である。ＳｉＯ_２膜の膜厚は、例えば１０〜５０００ｎｍ、好ましくは１００〜１０００ｎｍである。

この（３）成膜工程では、半導体用支持基板１から溶出したアルカリ成分のバリア膜として作用し、アルカリ成分による半導体基板への悪影響を防止できる、という利点を有する。なお本明細書において、平均表面粗さＲａはＪＩＳ Ｂ ０６０１（２０１３）により、透過率はＪＩＳ Ｒ ３１０６（１９９８）により測定された値である。

本発明の半導体用支持基板１において、粗面化領域Ａにおける平均表面粗さＲａは、０．１５μｍ以上が好ましく、０．１６μｍ以上がさらに好ましく、０．１７μｍ以上が特に好ましい。また、１．２μｍ以下が好ましく、１．０μｍ以下がさらに好ましく、０．８μｍ以下が特に好ましい。平均表面粗さＲａを０．１５μｍ以上とすることにより、半導体用支持基板と接着剤層との密着性が十分となり、レーザ光を拡散させて泡・異物の影響を軽減しやすくなる。また、平均表面粗さＲａを１．２μｍ以下とすることにより光透過率の低下に伴いレーザ光による接着剤層の焼き切りが不十分となるのを抑制するとともに、剥離残渣を防止できる。

本発明の半導体用支持基板１は接着剤層１２を介して半導体基板１８を高温プロセスにより密着させる場合がある。この場合の高温とは、通常３００℃以上、好ましくは４００℃以上であることをさす。高温プロセスにおいては接着剤層１２に空孔（泡）が生じ、脱泡が不十分であることにより、密着性が低下する場合がある。高温プロセスにより半導体用支持基板１に密着させた接着剤層１２を半導体用支持基板１から剥離する方法としては、上記光照射による剥離では難しく、溶剤剥離が好ましい。

溶剤剥離プロセスを用いる場合は、本発明の半導体用支持基板１の粗面化領域Ａにおける平均表面粗さＲａは、１μｍ以上が好ましく、１．５μｍ以上がさらに好ましく、２μｍ以上が特に好ましい。また、５μｍ以下が好ましく、４μｍ以下がさらに好ましく、３μｍ以下が特に好ましい。平均表面粗さＲａを１μｍ以上とすることにより、前記高温プロセスにおいて接着剤層１２の脱泡（脱ガス）が十分となり、密着性が良好となる。また、平均表面粗さＲａを５μｍ以下とすることにより、半導体用支持基板１の表面への接着剤層１２の密着性を十分高くし、一方で溶剤剥離も容易となる。

また本発明の半導体用支持基板１において、レーザ光の照射による接着剤層の除去が容易となるという観点から、測定波長３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲における透過率は、３０％以上が好ましく、３５％以上がさらに好ましい。レーザ光の透過率が高いほど接着剤層除去の効率が上がるという利点があるが、レーザ出力の制御の難易度も上がるため、９９．８％以下が好ましい。また、測定波長２４０ｎｍ〜２７０ｎｍの範囲における透過率は、２０％〜１００％が好ましく、２５％以上〜９９．８％がさらに好ましい。

また、本発明の半導体用支持基板１は、前記（１）、（２）または（３）工程を行うことにより、粗面化領域の表面うねりＰＶが５８０ｎｍ以下となるように調整することが好ましい。前記ＰＶを５８０ｎｍ以下とすることにより、接着剤層１２との剥離が容易となり、また半導体基板を製造する際のレジスト工程での不具合発生を防止できる。また、ＰＶは典型的には０．１ｎｍ以上が好ましい。なお、前記ＰＶは、ＪＩＳ Ｂ０６０１−２００１により測定された値である。

また、本発明の半導体用支持基板１は、２５℃から３５０℃の平均熱膨張係数が２．５〜４．０ｐｐｍ／℃であることが好ましい。Ｓｉの平均熱膨張係数は３．３ｐｐｍ／℃であるので、半導体用支持基板１の平均熱膨張係数を上記のように設定することにより、Ｓｉウエハを貼り付けた場合に、熱膨張率の差により生じる応力が抑制されるという効果を奏する。

前記平均熱膨張係数は、３．０〜３．６ｐｐｍ／℃がさらに好ましい。なお、前記平均熱膨張係数は、ＪＩＳ Ｒ３１０２（１９９５年）で規定されている方法で測定した、熱膨張係数を測定する温度範囲が２０℃〜３５０℃である平均熱膨張係数である。

また本発明の半導体用支持基板１は、２５℃から３５０℃の平均熱膨張係数が６．５〜１４．０ｐｐｍ／℃である形態も好ましい。

半導体、配線、樹脂等からなるファンアウト（ＦａｎＯｕｔ）型のパッケージでは、平均熱膨張係数が例えば７〜１１ｐｐｍ／℃であるので、半導体用支持基板１の平均熱膨張係数を上記のように設定することにより、ファンアウト型のパッケージを採用した場合に、熱膨張率の差により生じる応力が抑制されるという効果を奏する。前記平均熱膨張係数は、７〜１１ｐｐｍ／℃がさらに好ましい。

また本発明の半導体用支持基板１が、無アルカリガラスであることが好ましい。アルカリ成分、特にＮａは配線の腐食を生じさせる。半導体用支持基板１は、直接パッケージに接触することはないが、Ｎａがコンタミ因子となる可能性がある。したがって、本発明の半導体用支持基板１が、無アルカリガラスであることが好ましい。

無アルカリガラスの組成としては、酸化物基準のモル百分率表示で、例えば下記の組成が挙げられる。
ＳｉＯ_２ ：５０〜７５％、
Ａｌ_２Ｏ_３ ：６〜１６％、
Ｂ_２Ｏ_３ ：０〜１５％、
ＭｇＯ ：０〜１５％、
ＣａＯ ：０〜１３％、
ＳｒＯ ：０〜１１％、
ＢａＯ ：０〜９．５％

ＳｉＯ_２はガラスの骨格を形成する成分である。ＳｉＯ_２の含有量が５０％以上であれば、耐熱性、化学的耐久性、耐候性が良好となる。ＳｉＯ_２の含有量が７５％以下であれば、ガラス溶解時の粘性が高くなり過ぎずに溶融性が良好となる。ＳｉＯ_２の含有量は、酸化物基準のモル百分率表示で６０〜７０％が好ましく、６４〜６８％がより好ましい。

Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が６％以上であれば、耐候性、耐熱性、化学的耐久性が良好となり、ヤング率が高くなる。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量が１６％以下であれば、ガラス溶解時の粘性が高くなり過ぎずに溶融性が良好となり、失透しにくくなる。Ａｌ_２Ｏ_３の含有量は、酸化物基準のモル百分率表示で８〜１４％が好ましく、１１〜１４％がより好ましい。

Ｂ_２Ｏ_３は必須成分ではないが、含有することによりガラス溶解時の粘性が高くなり過ぎずに溶融性が良好と なり、失透しにくくなる。Ｂ_２Ｏ_３の含有量が１５％以下であれば、ガラス転移温度を高くすることができ、ヤング率が高くなる。Ｂ_２Ｏ_３の含有量は、酸化物基準のモル百分率表示で０〜１２％が好ましく、３〜６％がより好ましい。

ＭｇＯは必須成分ではないが、含有することによりガラス溶解時の粘性が高くなり過ぎずに溶融性が良好となり、耐候性が向上し、ヤング率が高くなる。ＭｇＯの含有量が、１５％以下であれば、失透しにくくなる。ＭｇＯの含有量は、酸化物基準のモル百分率表示で０〜１０％が好ましく、４〜９．５％がより好ましく、６〜９％がさらに好ましい。

ＣａＯは必須成分ではないが、含有することによりガラス溶解時の粘性が高くなり過ぎずに溶融性が良好となり、耐候性が向上する。ＣａＯの含有量が１３％以下であれば、失透しにくくなる。ＣａＯの含有量は、酸化物基準のモル百分率表示で０〜１０％が好ましく、４〜８％がより好ましい。

ＳｒＯは必須成分ではないが、含有することによりガラス溶解時の粘性が高くなり過ぎずに溶融性が良好となり、耐候性が向上する。ＳｒＯの含有量が１１％以下であれば、失透しにくくなる。ＳｒＯの含有量は、酸化物基準のモル百分率表示で０〜８％が好ましく、０．５〜３％がより好ましい。

ＢａＯは必須成分ではないが、含有することによりガラス溶解時の粘性が高くなり過ぎずに溶融性が良好となり、耐候性が向上する。ＢａＯの含有量が９．５％以下であれば、失透しにくくなる。ＢａＯの含有量は、酸化物基準のモル百分率表示で０〜３％が好ましく、０〜２％がより好ましい。

また、本発明の半導体用支持基板１の板厚偏差（ＴＴＶ）は、１０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ以下であることがさらに好ましく、３μｍ以下であることが特に好ましい。

ＴＴＶが大きい場合、例えば半導体パッケージ製造中の平滑化処理（研磨）時の各層厚みに影響を及ぼすことがある。ＴＴＶを前記のように設定することにより、前記悪影響が防止され、良好なリソグラフィが可能となる。なお、ＴＴＶは、ＳＥＭＩ Ｍ１−０３０２により測定された値である。

また、本発明の半導体用支持基板１のヤング率が７５ＧＰａ以上であることが好ましい。ヤング率が７５ＧＰａ以上であることにより、搬送中の基板が撓みを防止できる。ヤング率は８０ＧＰａ以上がさらに好ましく、９０ＧＰａ以上が特に好ましい。
ヤング率は、例えば超音波パルス法により測定できる。

また、本発明の半導体用支持基板１の板厚は、０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。板厚を前記範囲に設定することにより、反りの発生を抑制することができる。反り抑制の点から、前記板厚は１．０〜１．５ｍｍであることがさらに好ましい。

なお、本発明の半導体用支持基板１の反りは、１００μｍ以下であることが好ましい。反りを前記範囲に設定することにより、例えばパッケージ製造装置投入時の破損を防止し、またパッケージ位置精度を高めることができる。前記反りは、６０μｍ以下であることがさらに好ましい。なお、反りは、ｓｅｍｉ Ｍ１−０３０２により測定された値である。

また、半導体用支持基板と接着剤層との密着性がさらに改善されるという観点から、本発明の半導体用支持基板１の最大高さＲｙは、１２００ｎｍ以下が好ましく、１１００ｎｍ以下がさらに好ましい。十点平均粗さＲｚは８００ｎｍ以上が好ましく、９００ｎｍ以上がさらに好ましい。

一方、レーザ光の照射による接着剤層の除去が容易となるという観点から、本発明の半導体用支持基板１のヘイズは、６０％以下が好ましく、５０％以下がさらに好ましい。グロスは、１０％以上が好ましく、１５％以上がさらに好ましい。

なお、Ｒｙ、Ｒｚは、ＪＩＳ Ｂ０６０１（２００１年）にしたがい測定できる。ヘイズは、ＪＩＳ Ｋ７１３６：２０００に記載された方法によりヘイズメータ（村上色彩研究所社製、ＨＲ−１００型）を使用して測定できる。グロスは、ＪＩＳ Ｚ８７４１：１９９７（ＩＳＯ２８１３：１９９４）に記載された方法により光沢度計（コニカミノルタ社製、ＭＵＬＴＩ ＧＬＯＳＳ ２６８Ｐｌｕｓ）を用いて測定できる。

本発明の半導体用支持基板１の形状は、使用目的によって種々変更が可能であるが、典型的には例えば、直径１２ｃｍ〜６０ｃｍのウエハや、長辺１２ｃｍ〜１２０ｃｍおよび短辺１２ｃｍ〜１００ｃｍの矩形パネルであることができる。

また、本発明の半導体用支持基板１は、例えばウェハレベルパッケージ用またはパネルレベルパッケージ用の支持基板、ウェハレベルパッケージによる素子の小型化が有効なＭＥＭＳ、ＣＭＯＳおよびＣＩＳ等のイメージセンサ用の支持基板、貫通孔を有するガラス基板（ガラスインターポーザ；ＧＩＰ）、並びに半導体バックグラインド用のサポートガラス等に使用することができるが、半導体用支持基板と接着剤層との密着性が改善され、熱プロセス時の熱膨張率の差による応力が生じても、半導体用支持基板からの接着剤層の剥離を抑制することができ、これにより、剥離部への異物のコンタミが防止され、また剥離部における空気層の発生も防止されるという効果を奏することから、ウェハレベルパッケージ用ガラスまたはパネルレベルパッケージ用ガラスであることが特に好ましい。

本発明の半導体用支持基板１を用いて半導体基板を製造する場合は、先の図４で説明した従来の製造工程を採用することができる。ただし、使用する半導体用支持基板１は、第一の表面１０１および第二の表面１０２の少なくとも一方に、平均表面粗さＲａが０．１５μｍ以上１．２μｍ以下且つ測定波長３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲における透過率が３０％以上９９．８％以下である粗面化領域Ａを有している。

図３（ａ）〜（ｅ）は、本発明の半導体用支持基板１を用いた場合の、半導体基板の製造工程を説明するための図である。まず、本発明の半導体用支持基板１を準備する［図３（ａ）］。続いて、半導体用支持基板１の第一の表面１０１に、例えばスピンコート法により接着剤層１２を設ける。接着剤層１２の材質としては、例えば、アクリル樹脂等が挙げられ、接着剤層１２の厚さは例えば１μｍ〜５０μｍ、好ましくは３μｍ〜２０μｍである。次に、接着剤層１２の上に回路配線層１３、１４、図示しない絶縁樹脂層等の機能層および半導体１５等を順次積層し、半導体基板１８を形成する［図３（ｂ）］。

次に、半導体基板１８をモールド樹脂１６で封止する［図３（ｃ）］。続いて、半導体用支持基板１の下面（半導体を設けていない面）からレーザ光１７を照射し、接着剤層１２を焼き切る［図３（ｄ）］。レーザ光としては、例えば波長３４０ｎｍ〜３８０ｎｍのＵＶ−Ａ光や波長２４０ｎｍ〜２７０ｎｍのＵＶ−Ｃ光が挙げられる。

最後に、半導体用支持基板１を剥離する［図３（ｅ）］。なお、図３（ａ）〜（ｅ）の形態では、半導体用支持基板１の両面に粗面化領域Ａが設けられているが、例えば第一の表面１０１のみであってもよい。

本発明によれば、半導体用支持基板１の第一の表面１０１が前記粗面化領域Ａを有しているので、半導体用支持基板１と接着剤層１２との密着性が改善され、熱プロセス時の熱膨張率の差による応力が生じても、半導体用支持基板１からの接着剤層１２の剥離を抑制することができる。したがって、従来技術のように剥離部が形成されず、異物のコンタミが防止され、また剥離部における空気層の発生も防止されることから、良好な歩留りでもって半導体基板を製造することが可能となる。

なお、本発明の半導体用支持基板１は、第一の表面１０１および第二の表面１０２の両面に前記粗面化領域Ａを設けることが好ましい。

図６（ａ）に示すように、従来技術においてガラス基板４１の内部に泡等の異物５０が存在すると、接着剤層４２へのレーザ光４７の照射の一部が妨げられ接着剤層４２の残渣３１を生じてしまい、ガラス基板４１の剥離時に余分な応力がかかり、半導体基板を破損させる恐れがある。

一方、図６（ｂ）に示すように、本発明の半導体用支持基板１の第二の表面１０２に前記粗面化領域Ａを設けた場合は、この粗面化領域Ａによってレーザ光１７が拡散され、仮に半導体用支持基板１の内部に泡等の異物５０が存在した場合であっても、接着剤層１２の全体にレーザ光１７が到達することができ、前記半導体基板の破損の恐れが少なくなる。

半導体用支持基板における接着剤層と接合する第一の表面１０１とレーザ光を照射する第二の表面１０２とにそれぞれ適正な粗さを持たせることで本発明の効果を最大限に発揮できるものと考えられる。上記した製造プロセスによれば両面に同程度の粗さを一度に持たせることができ、コストの観点から有益である。

また、本発明の半導体用支持基板１は、２枚以上の複数のガラスの積層体であることができる。半導体基板が例えば光学部材である場合、半導体用支持基板１を取り除かずに一部を残すことがあり得る。例えば図７（ａ）に示すように、半導体用支持基板１上に半導体基板１８を形成した後、一般的には図７（ｂ）に示すように半導体用支持基板１を研磨し、薄くする必要がある。

一方、本発明の前記形態によれば、図７（ｃ）に示すように、例えば２枚のガラス７１、７２を接着剤７３によって貼り合わせて半導体用支持基板１とすれば、図７（ｄ）に示すように、半導体用支持基板１上に半導体基板１８を形成した後に２枚のガラス７１、７２を剥離することにより、所望の光学部材を得ることができる。この形態では、研磨負荷を減らすことができる。また、２枚のガラス７１、７２は、反りを抑制するために、同じ熱膨張係数を有することが好ましく、さらには同組成であれば全ての温度域にわたり同じ熱膨張係数を有するためさらに好ましい。

接着剤７３は、熱プロセスにおいて発泡しない材質が好ましく、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、脂環式オレフィン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等が好ましい。３００℃以上の耐熱性を求める場合には無機材料からなる接着剤層が好ましい。なお前記形態は、２枚のガラスを用いたが、３枚以上のガラスを用いてもよい。

本発明の半導体用支持基板１に用いられる、例えばガラスは、以下のようにして製造できる。
ガラスの各成分の原料を調合し、ガラス溶融窯で加熱溶融する。その後、公知の方法によりガラスを均質化し、ガラス板等の所望の形状に成形し、徐冷する。

ガラス板の成形法としては、例えば、フロート法、プレス法、フュージョン法及びダウンドロー法が挙げられる。特に、大量生産に適したフロート法が好ましい。また、フロート法以外の連続成形法、すなわち、フュージョン法およびダウンドロー法も好ましい。

ガラスは、化学強化されていてもよい。ガラスが化学強化されている場合は、表面圧縮応力（ＣＳ）が３００ＭＰａ以上であり、かつ、ガラス表面から９０μｍの深さの部分の圧縮応力値（ＣＳ_９０）が２５ＭＰａ以上、またはガラス表面から１００μｍの深さの部分の圧縮応力値（ＣＳ_１００）が１５ＭＰａ以上が好ましい。

化学強化されたガラスを製造する場合は、上述のような通常の方法で製造したガラスに、化学強化処理を施せばよい。

化学強化処理は、従来公知の方法によって行うことができる。化学強化処理においては、大きなイオン半径の金属イオン（典型的には、ＮａイオンまたはＫイオン）を含む金属塩（例えば、硝酸カリウム）の融液に、浸漬などによってガラス板を接触させる。ガラス板中の小さなイオン半径の金属イオン（典型的には、ＮａイオンまたはＬｉイオン）は、大きなイオン半径の金属イオンと置換される。

化学強化処理（イオン交換処理）は、特に限定されるものではない。例えば、化学強化処理は、３６０〜６００℃に加熱された硝酸カリウム等の溶融塩中に、ガラス板を０．１〜５００時間浸漬することによって行うことができる。なお、溶融塩の加熱温度としては、３７５〜５００℃が好ましく、また、溶融塩中へのガラス板の浸漬時間は、０．３〜２００時間が好ましい。

化学強化処理を行うための溶融塩としては、硝酸塩、硫酸塩、炭酸塩、塩化物などが挙げられる。このうち硝酸塩としては、硝酸リチウム、硝酸ナトリウム、硝酸カリウム、硝酸セシウム、硝酸銀などが挙げられる。硫酸塩としては、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸セシウム、硫酸銀などが挙げられる。炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどが挙げられる。塩化物としては、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化セシウム、塩化銀などが挙げられる。これらの溶融塩は単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。

化学強化処理の処理条件は、特に限定されない。化学処理の条件は、ガラスの特性・組成や溶融塩の種類、ならびに、最終的に得られる支持ガラスに所望される表面圧縮応力（ＣＳ）や圧縮応力層の深さ（ＤＯＬ）等の化学強化特性などを考慮して、適切な条件を選択すればよい。

また、化学強化処理は、一回のみ行ってもよく、あるいは２以上の異なる条件で複数回の化学強化処理（多段強化）を行ってもよい。ここで、例えば、１段階目の化学強化処理として、ＣＳが相対的に低くなる条件で化学強化処理を行った後に、２段階目の化学強化処理として、ＣＳが相対的に高くなる条件で化学強化処理を行うと、支持ガラスの最表面のＣＳを高めつつ、内部引張応力面積（Ｓｔ）を抑制でき、結果として内部引張応力（ＣＴ）を低めに抑えることができる。

なお、化学強化された支持ガラスを製造する場合は、化学強化処理を施す前に、ガラス基板の所定の形状及びサイズへの切断や面取り加工を行えば、その後の化学強化処理によって端面にも圧縮応力層が形成されるため、好ましい。

化学強化処理後、当該処理を施したガラスは、適宜洗浄および乾燥することが好ましい。

以下、本発明を実施例および比較例によってさらに説明するが、本発明はこれら例により限定されるものではない。

以下の例では、次の材料を用いた。
（１）平均表面粗さＲａが２０００ｎｍ（曇り面）である、無アルカリガラス（旭硝子株式会社製ＥＡ−Ｎ１）。
（２）平均表面粗さＲａが０．５ｎｍ（鏡面）であり、前記（１）と同じ組成を有する無アルカリガラス。

前記（１）および（２）の無アルカリガラスをエッチングすることにより、各種平均表面粗さＲａを有する半導体用支持基板を作成した。

次のようにエッチングを行った。前記（１）または（２）の無アルカリガラスをエッチング液の入った液槽に数分から数十分浸す。エッチング時間は、下記表１に示すエッチング量が得られるように適宜調整する。該液槽には、スラッジを除去するための、バブリングや揺動による機械的な除去機構が設けられている。その後、半導体用支持基板を該液槽から取り出し、純水中にてリンスしてエッチングを停止させ、温風乾燥によって半導体用支持基板を乾燥させた。

得られた各種半導体用支持基板の平均表面粗さＲａ、最大高さＲｙ、十点平均粗さＲｚ、ヘイズ、グロス、測定波長３６０ｎｍにおける透過率を前記のようにして測定し、その結果を表１に示した。また、得られた各種半導体用支持基板の透過率の全波長測定データを図８に示す。

また、ＪＩＳ Ｋ６８５４−１（１９９９）に一部準拠し、９０度剥離試験を行い、密着力を評価した。
すなわち、上記で得られた各種半導体用支持基板上に、スピンコート法により接着剤層（材質：アクリル）を厚さ２μｍで塗布し、乾燥させた後、常温下において半導体用支持基板に対して接着剤層を９０度方向に１０Ｎの力で１分間引張り、接着剤層の剥離の有無を評価した。剥離しなかったものをＯＫ、剥離したものをＮＧとする。結果を表１に示す。

表１に示すように、本発明で規定する前記粗面化領域Ａを満たすサンプル例３、例４は、半導体用支持基板と接着剤層との良好な密着性を有していた。

これに対し、例１、例２は、平均表面粗さＲａが本発明で規定する上限を超え、また透過率が本発明で規定する下限未満であるので、レーザ光が半導体用支持基板を透過せず、接着剤層の焼き切りに悪影響を及ぼすことが示された。また、例５は、平均表面粗さＲａが本発明で規定する下限未満であるので、密着しなかった。

１ 半導体用支持基板
１０１ 第一の表面
１０２ 第二の表面
Ａ 粗面化領域
１２ 接着剤層
１３、１４ 回路配線層
１５ 半導体
１６ モールド樹脂
１７ レーザ光
１８ 半導体基板
３１ 接着剤層の残渣
４１ ガラス基板
４２ 接着剤層
４３、４４ 回路配線層
４５ 半導体
４６ モールド樹脂
４７ レーザ光
４８ 半導体基板
５０ 異物
５１ 応力
５２ 剥離部
７１、７２ ガラス
７３ 接着剤

Claims (15)

1. 半導体基板を積層させる側を第一の表面とし、第一の表面とは反対側の表面として第二の表面を有し、第一の表面および第二の表面の少なくとも一方に、平均表面粗さＲａが０．１５μｍ以上１．２μｍ以下且つ測定波長３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲における透過率が３０％以上９９．８％以下である粗面化領域を有することを特徴とする半導体用支持基板。
2. 前記第一の表面および前記第二の表面に、平均表面粗さＲａが０．１５μｍ以上１．２μｍ以下且つ測定波長３４０ｎｍ〜４２０ｎｍの範囲における透過率が３０％以上９９．８％以下である粗面化領域を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体用支持基板。
3. 前記粗面化領域の表面うねりＰＶが５８０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の半導体用支持基板。
4. 前記半導体用支持基板の２５℃から３５０℃の平均熱膨張係数が２．５〜４．０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体用支持基板。
5. 前記半導体用支持基板の２５℃から３５０℃の平均熱膨張係数が６．５〜１４．０ｐｐｍ／℃であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体用支持基板。
6. 前記半導体用支持基板が、無アルカリガラスであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体用支持基板。
7. 前記半導体用支持基板の板厚偏差（ＴＴＶ）が、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体用支持基板。
8. 前記半導体用支持基板のヤング率が７５ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の半導体用支持基板。
9. 前記半導体用支持基板の板厚が０．２ｍｍ〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の半導体用支持基板。
10. 前記半導体用支持基板の反りが１００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の半導体用支持基板。
11. 前記半導体用支持基板が、直径１２ｃｍ〜６０ｃｍのウエハであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体用支持基板。
12. 前記半導体用支持基板が、長辺１２ｃｍ〜１２０ｃｍおよび短辺１２ｃｍ〜１００ｃｍの矩形パネルであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体用支持基板。
13. 前記半導体用支持基板が、ウェハレベルパッケージ用ガラスであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体用支持基板。
14. 前記半導体用支持基板が、パネルレベルパッケージ用ガラスであることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体用支持基板。
15. 前記半導体用支持基板が、２枚以上の複数のガラスの積層体であることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の半導体用支持基板。

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