(57)【要約】【課題】  半導体ウエハ（ＳＷ）を接着して支持するとともに半導体ウエハから剥離できるように可撓性を備えたガラスプレート（ＧＰ）からなるウエハ支持ガラスを提供する。【解決手段】  ガラスプレート（ＧＰ）は、半導体ウエハ（ＳＷ）に接着してこの半導体ウエハを支持するウエハ支持ガラスである。そして、半導体ウエハ（ＳＷ）に接着されたウエハ支持ガラスを剥離するため、ウエハ支持ガラスは所定角度以上曲がる。ウエハ支持ガラスは３０度以上曲がると半導体ウエハに大きな力を与えないで剥離することができる。【選択図】  図２Ｃ
2008306149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハに接着してこの半導体ウエハを支持するウエハ支持ガラスであって、
前記半導体ウエハから前記ウエハ支持ガラスを剥離するため、所定角度以上曲がることを特徴とするウエハ支持ガラス。
【請求項２】
前記所定角度は、最大曲げ角度で３０度であることを特徴とする請求項１に記載のウエハ支持ガラス。
【請求項３】
前記ウエハ支持ガラスは、化学強化処理による圧縮応力層を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウエハ支持ガラス。
【請求項４】
前記ウエハ支持ガラスは、Ｎａ２Ｏ又はＬｉ２Ｏを含むことを特徴とする請求項３に記載のウエハ支持ガラス。
【請求項５】
前記ウエハ支持ガラスは、コーティング処理によるコーティング層を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のウエハ支持ガラス。
【請求項６】
前記ウエハ支持ガラスの板厚は０．３ｍｍ〜１．１ｍｍであり、前記圧縮応力層の深さは１５μｍ以上２２０μｍ以内であることを特徴とする請求項３ないし請求項５のいずれか一項に記載のウエハ支持ガラス。
【請求項７】
前記ウエハ支持ガラスは、第１面、第２面及び周縁部を有し、
前記周縁部は面取り部又は前記第１面と第２面とを結ぶ曲面が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載のウエハ支持ガラス。
【請求項８】
前記ウエハ支持ガラスの周縁部は、算術平均粗さが４４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項７に記載のウエハ支持ガラス。
【請求項９】
前記半導体ウエハは所定直径を有する円形であり、前記ウエハ支持ガラスは前記所定直径よりも一回り大きい直径を有している円形であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載のウエハ支持ガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハと接着するとともに、半導体ウエハから剥離し易いウエハ支持ガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＩＣカード等の電子機器の高機能化に伴い、その内部に実装される半導体素子（ＬＳＩ、ＩＣなど）の薄型化あるいは小型化が進んでいる。また、線幅を狭くすることなく記憶容量を増すために半導体ウエハを数層重ね合わせた三次元実装タイプの半導体素子、例えばＳＤカードなどが増えつつある。
【０００３】
特に薄型化という面では、三次元実装タイプの半導体素子では厚さ５０μｍから１００μｍの半導体回路を複数積層しており、さらに１枚の半導体回路の厚さを５０μｍ以下とした半導体素子の開発が進められている。このような、半導体回路を薄層化する技術の一つとして、パターン形成された半導体ウエハの裏面を研削する裏面研削処理が知られている。この裏面研削処理は、両面粘着テープを介して半導体ウエハのパターン形成された表面を剛性を有するウエハ支持ガラスへ接着固定し、高速回転する砥石等を用いて半導体ウエハの裏面を研削するものである。
【０００４】
ここで、裏面研削処理に用いられるウエハ支持ガラスとしては、上下面を高精度に研磨したガラスプレートが用いられる。裏面研削処理が施された半導体ウエハは、ウエハ支持ガラスから分離されウエハダイシング等の工程へ搬送される。この半導体ウエハとウエハ支持ガラスとを分離するウエハ剥離装置としては、例えば、特許文献１又は特許文献２に記載されている。このウエハ剥離装置では、半導体ウエハとウエハ支持ガラスを両面接着テープにより接着固定した処理対象物に紫外線を照射した後、接着された半導体ウエハとウエハ支持ガラスの周辺部より互いを引き離す方向に物理的な力を加えることにより剥離が行われている。なお、厚さ５０μｍ以下の半導体ウエハは自重でたわんでしまうため、裏面研削処理からダイシング工程までウエハ支持ガラスで半導体ウエハを支持することが必須となっている。
【特許文献１】特開２００５−０５７０４６号公報
【特許文献２】特開２００６−１５６６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１又はで特許文献２に示すウエハ剥離装置では、ウエハ支持ガラスを平面上に固定した状態で、半導体ウエハを変形させ分離する構造であるため、半導体ウエハ上に形成された各半導体回路に余分なストレスが加わり、その結果、最終製品である半導体素子の性能を低下させるおそれがあった。
【０００６】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、半導体ウエハを接着して支持するとともに半導体ウエハから剥離できるように可撓性を備えたガラスプレートからなるウエハ支持ガラスを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、半導体ウエハを平面上に固定した状態で、ウエハ支持ガラスを曲げて剥離する。従来、半導体ウエハと接着して半導体ウエハの裏面研削処理に用いられているウエハ支持ガラスは脆性材料であるため、そもそもウエハ支持ガラスを曲げて剥離する発想さえなかった。
【０００８】
第１の観点によるウエハ支持ガラスは、半導体ウエハに接着してこの半導体ウエハを支持するウエハ支持ガラスである。そして、半導体ウエハに接着されたウエハ支持ガラスを半導体ウエハから剥離するため、ウエハ支持ガラスは所定角度以上曲がる。
ウエハ支持ガラスが脆性材料であるため、そもそも半導体ウエハに接着されたウエハ支持ガラスを分離する際に、ウエハ支持ガラスを曲げて半導体ウエハから剥離するという考えはなかった。第１の観点では、所定角度以上に曲がるウエハ支持ガラスを提供することで半導体ウエハを曲げないで固定したままウエハ支持ガラスを剥離することができる。
【０００９】
第２の観点においては、所定角度は最大曲げ角度で３０度である。
第２の観点によるウエハ支持ガラスは、半導体ウエハに形成された半導体回路を破損することが無いように３０度以上曲がる。その一方でウエハ支持ガラスを水平に保持しても、自重で曲がることがない。なお、最大曲げ角度がより大きくなればなるほどより小さい力で曲がり剥離し易いので最大曲げ角度の上限はない。
【００１０】
第３の観点によるウエハ支持ガラスは化学強化処理による圧縮応力層を有する。
第３の観点では化学強化処理により圧縮応力層を形成する。ウエハ支持ガラスを曲げるとその外側の表面は引っ張り応力が加わるが、圧縮応力層がウエハ支持ガラスの表面に形成されているため引っ張り応力によるウエハ支持ガラスの割れを防ぐことができる。
【００１１】
第４の観点によるウエハ支持ガラスは、第３の観点において、ウエハ支持ガラスがＮａ２Ｏ又はＬｉ２Ｏを含む。
Ｎａ２Ｏ又はＬｉ２Ｏを含むと化学強化処理による圧縮応力層を形成することができる
【００１２】
第５の観点によるウエハ支持ガラスはコーティング処理によるコーティング層を有する。
第５の観点ではウエハ支持ガラスにコーティング層を設けることで圧縮応力層を形成している。化学強化処理がガラス内側に圧縮応力層を形成するのに対して、コーティング処理はガラス外側に圧縮応力層を形成している。
【００１３】
第６の観点によるウエハ支持ガラスは、第３の観点ないし第５の観点において、ウエハ支持ガラスの板厚は０．３ｍｍ〜１．１ｍｍであり圧縮応力層の深さは１５μｍ以上２２０μｍ以内である。
ウエハ支持ガラスの板厚が薄いと半導体ウエハ側の厚み制限が緩和され自由度が増えるため厚み上限はほぼ１．１ｍｍが好ましい。また薄くなればなるほど最大曲げ角度は大きくなるが、０．３ｍｍ以下ではウエハ支持ガラスとして剛性を保つことができず半導体ウエハを安定的に支持できなかった。したがってウエハ支持ガラスの厚みは、０．３ｍｍ以上１．１ｍｍ以下であることが望ましい。また、圧縮応力層が１５μｍ以下であると所定角度以上にウエハ支持ガラスを曲げることができず、逆に２２０μｍ以上であるとウエハ支持ガラス自体にソリやうねりが発生しやすくなる。
【００１４】
第７の観点によるウエハ支持ガラスは、第１面、第２面及び周縁部を有し、周縁部は面取り部又は第１面と第２面とを結ぶ曲面が形成されている。
面取処理又は曲面処理を施しておかないと、化学強化処理を行う際にウエハ支持ガラスが破損するおそれがある。また、周縁部に面取りがされていないとウエハ支持ガラスの搬送時などで周縁部にキズが入りやすくなる。このキズはウエハ支持ガラスを曲げた際にクラックとして大きく伝播して行くので周縁部は面取り部又は曲面を形成している。
【００１５】
第８の観点によるウエハ支持ガラスの周縁部は、算術平均粗さが４４０ｎｍ以下である。
周縁部の算術平均粗さＲａが４４０ｎｍよりも大きいと、最大曲げ角度を小さくしてしまうような大きなキズなどが周縁部に存在することがある。このキズが存在するとウエハ支持ガラスを曲げた際にクラックが生じやすくなる。このため、算術平均粗さＲａが４４０ｎｍ以下になるように研削加工又は研磨加工を施す。
【００１６】
第９の観点において、半導体ウエハは所定直径を有する円形であり、ウエハ支持ガラスは所定直径よりも一回り大きい直径を有している円形である。
ウエハ支持ガラスが半導体ウエハの所定直径よりも一回り大きい直径を有している円形であると、半導体ウエハ搬送時などに半導体ウエハが何かと衝突する前にウエハ支持ガラスがそのものに衝突する。このため、半導体ウエハ支持ガラスが破損することがあっても半導体ウエハを破損することがない。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のウエハ支持ガラスは、半導体ウエハを接着して支持するとともに半導体ウエハから剥離できるように可撓性を備えている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本実施形態を説明するが、以下の図面に描かれている各部材の縮尺は理解を助けるため実際の縮尺とは異なっている。
＜ガラスプレートの接着と剥離＞
図１は、半導体回路が形成された半導体ウエハＳＷにウエハ支持ガラスとしてのガラスプレートＧＰを貼り付けてからガラスプレートＧＰを剥離するまでのフローチャートである。図２Ａから図２Ｃは、フローチャートの各工程を示した断面図である。本実施形態では、半導体ウエハＳＷには、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）又はガリウム砒素（ＧａＡｓ）などを結晶化されたウエハに対して適用できる。
【００１９】
ステップＳ１１では、真空チャンバ内において両面接着フィルムＡＤの片面を半導体ウエハＳＷの表面に貼り付ける。そして、両面接着フィルムＡＤの他面にガラスプレートＧＰの第１面を接着する。図２Ａ（ａ）は半導体ウエハＳＷとガラスプレートＧＰとを接着・固定した状態である。真空チャンバ内で接着処理するため、両面接着フィルムＡＤと半導体ウエハＳＷ又はガラスプレートＧＰとの間に空気が入ることがない。詳細は例えばＷＯ２００２／０５６３５２に開示されている。なお、両面接着フィルムＡＤは、ベースシートの一方の面に紫外線照射により粘着性が低下する粘着剤を有し他方の面に弱粘着性の粘着剤を有する三層構造とされている。両面接着フィルムＡＤの代わりに液状樹脂を塗布してもよい。
【００２０】
次に、ステップＳ１２では、ガラスプレートＧＰを下にして研削装置（ダイヤモンドグラインダー）３１により半導体ウエハＳＷの裏面を所定厚さまで研削する。図２Ａ（ｂ）は研削の工程を示している。最初の半導体ウエハＳＷの裏面位置を点線で示しており、その状態から研削された状態を示している。ＩＣカード用の半導体ウエハＳＷであれば一般に１００μｍ前後まで削られるが、三次元実装用の半導体ウエハＳＷであれば一般に５０μｍ前後まで研削される。裏面研削により薄型化される半導体ウエハＳＷは、高精度に均一な厚さ分布が求められる。この点、プラスチック製のウエハ支持部材と比べ、ガラスプレートＧＰ自体は研削や研磨により均一な厚さに加工できるため、半導体ウエハＳＷの厚さを高精度に研削することが可能となる。図２Ｂ（ｃ）は研磨された半導体ウエハＳＷの断面図である。
【００２１】
ステップＳ１３では、ガラスプレートＧＰを両面接着フィルムＡＤから剥離し易いように、ガラスプレートＧＰを介して紫外線を両面接着フィルムＡＤに照射する。その後、ガラスプレートＧＰの第２面にガラス用剥離テープＤＴを接着する。可撓性のガラス用剥離テープＤＴはステップＳ１４でガラスプレートＧＰを剥離する際の保護用のフィルムである。図２Ｂ（ｄ）はガラス用剥離テープＤＴが接着されたガラスプレートＧＰを示した図である。
【００２２】
ステップＳ１４では、半導体ウエハＳＷを平板の真空チャック３５に取り付け、真空引きすることで半導体ウエハＳＷが真空チャック３５に固定される。また真空チャックにはガラスプレートＧＰを剥離する剥離装置（不図示）が取り付けられている。図２Ｂ（ｅ）は半導体ウエハＳＷが真空チャック３５に装着された状態を示す断面図である。真空チャック３５の変わりに静電チャックを用いても良い。
【００２３】
ステップＳ１５では、剥離装置は、ガラス用剥離テープＤＴを一端から持ち上げることによりガラスプレートＧＰの一端を持ち上げる。紫外線を照射して両面接着フィルムＡＤの接着力は低下し剥離し易い状態になっているが、小さい力でガラスプレートＧＰを剥離するため一端からめくるようにして持ち上げる。小さい力でガラスプレートＧＰが剥離できるということは、半導体ウエハＳＷにも小さい力しか及ばず、半導体ウエハＳＷの表面に形成された半導体回路に物理的変形をほとんど生じさせない。
【００２４】
図２Ｃ（ｆ）はガラスプレートＧＰの一端から剥離されて行く途中の状態を示した図である。多数の実験より、半導体ウエハＳＷからガラスプレートＧＰを剥離するためには、ガラスプレートＧＰの曲げの最大角度（一番大きく曲がっている箇所の接線と水平面との角度）が３０°以上となるガラスであれば小さい力でガラスプレートＧＰを剥離できることがわかった。曲げの最大角度が３０°に満たないガラスプレートＧＰでは、剥離できない又は半導体ウエハＳＷの半導体回路が破損するなどの支障が生じる。
【００２５】
ステップＳ１６では、両面接着フィルムＡＤを半導体ウエハＳＷの表面から剥離する。図２Ｃ（ｇ）は両面接着フィルムＡＤを半導体ウエハＳＷから剥離する状態である。
ステップＳ１７において、真空チャック３５の真空引きを開放して真空チャック３５から半導体ウエハＳＷを取り外す。その後半導体ウエハＳＷは、ダイシング工程などに搬送される。
【００２６】
＜実施形態１：化学強化されたガラスプレートＧＰ＞
上述したように、ガラスプレートＧＰは３０°以上曲がることで半導体ウエハＳＷの半導体回路を破損することなく、両面接着フィルムＡＤを有する半導体ウエハＳＷからガラスプレートＧＰを剥離することができる。すなわち、３０°以上曲がっても割れないガラスプレートＧＰを用意しなければならない。以下にこの条件を満たす化学強化されたガラスプレートＧＰについて説明する。
【００２７】
＜＜ガラス基材＞＞
ガラス基材は３種類用意した。それぞれをガラスＮｏ．１、ガラスＮｏ．２、ガラスＮｏ．３と名付け、それぞれの組成は表１に示した。使用した原料は、酸化物、炭酸塩、硝酸塩及び水酸化物等を用いた。
（表１）
【表１】
2008306149.tif 000003
【００２８】
ガラス溶解して徐冷した後において上記ガラス組成になるように、各原料を秤量する。そして、得られた原料混合物の約３．６ｋｇを１．５リットルの白金坩堝に入れて１５００〜１６００°Ｃで５〜８時間加熱してガラス融液とし、撹拌して脱泡及び均質化を行う。
その後加熱した鉄板上にガラス融液を流し出した。同じく加熱したもう１つの鉄板を用いて、流れ出たガラス融液の上からすぐにプレスした。プレスされることにより、外径約２１０ｍｍで厚さ約３ｍｍに成形されたガラス基材を得ることができる。
【００２９】
ガラスＮｏ．１及びガラスＮｏ．２に含まれるＬｉ２Ｏは、ガラス表層部でイオン交換処理浴中の主としてＮａイオンとイオン交換されることにより、ガラスを化学強化するための成分である。４％未満ではこのイオン交換性能が低下し、１０％を超えると耐失透性と化学的耐久性とがともに悪化する。このためＬｉ２Ｏの割合は、４〜１０％に限定される。特に好ましくは４〜７％である。なお、図１のステップＳ１３で説明したように、両面接着フィルムＡＤに紫外線を照射する必要があるためガラスプレートＧＰは紫外線透過性が必要である。
【００３０】
Ｎａ２Ｏは、ガラス表層部でイオン交換処理浴中の主としてＫイオンとイオン交換されることにより、ガラスを化学強化するための必須成分である。６％未満では耐失透性が悪化するとともに化学強化層が浅くなり、熔解時の粘性が上昇するので熔解性が低下する。１５％を超えると化学的耐久性が劣化するととともにヌープ硬さが小さくなる。このためＮａ２Ｏの割合は、６〜１４％に限定される。特に好ましくは９〜１４％である。
【００３１】
Ｌｉ２Ｏを含むガラス基材は容易に厚い圧縮応力層を得ることができるため、化学強化処理時間も短い時間で済む。また、厚い圧縮応力層を持っているので、化学強化処理後でも研磨工程に入れることができるしキズにも強い。一方、Ｌｉ２Ｏを含まないガラスＮｏ．３のガラス基材は素材単価が安価である。しかし、適量の圧縮応力層を得るにはガラスＮｏ．１又はガラスＮｏ．２と比較して化学強化処理時間を長く取らなければならない。
【００３２】
＜＜ガラスプレートＧＰの端面（周縁部）＞＞
図３（ａ）は、ガラスプレートＧＰを示した斜視図であり、（ｂ）及び（ｃ）はそのガラスプレートＧＰの端面（周縁部）の拡大図である。
【００３３】
プレスされたガラス基材は、外径約２１０ｍｍで厚さ約３ｍｍである。このガラス基材を加工して、外径Ｌが２０１ｍｍで厚さＤＤが０．５ｍｍ又は１．０ｍｍのガラス形状加工物を得る。加工は、まず、外形Ｌを２０４ｍｍ程度に削る外形加工を行う。そして、ガラス形状加工物の端面ＰＥの研削加工と上下面ＧＰ１及びＧＰ２の研削加工を行う。さらに、上下面ＧＰ１及びＧＰ２の研磨加工が含まれる。端面ＰＥの研磨加工は必要に応じて行う。
図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように端面は、面取処理又は曲面処理のいずれかの処理を施す。面取処理又は曲面処理を施しておかないと、前述した化学強化処理を行う際にガラスプレートＧＰが破損するおそれがある。
また、周縁部に面取りがされていないとガラスプレートＧＰの搬送時などで周縁部にキズが入りやすくなる。このキズはガラスプレートＧＰを曲げた際にクラックとして大きく伝播して行くので周縁部は面取り部ＣＦ又は曲面ＣＣを形成している。
【００３４】
＜＜ガラス基材に対して施した処理＞＞
イオン交換法によるガラスの強化は高温でガラス中のアルカリイオンを溶融塩の他のアルカリイオンと交換しガラス表面に圧縮応力層を形成させる方法である。本実施形態においてガラスプレートＧＰは以下に説明するように、３種類のガラス基材に対して異なる処理を施すことで９種類のガラスプレートＧＰを製作した。
【００３５】
［実施例１のガラスプレートＧＰ］
実施例１のガラスプレートＧＰは、まずガラスＮｏ．１のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工、上下面研削加工、端面研磨加工、及び上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み０．５ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。そして、ガラス形状加工物は３８０°Ｃに保ったＫＮＯ３（硝酸カリウム）：ＮａＮＯ３（硝酸ナトリウム）＝６０％：４０％の混塩の処理浴中に３時間浸漬させられる。これにより、ガラス形状加工物の表面部は、Ｌｉイオン及びＮａイオンと処理浴中のＮａイオン及びＫイオンとがそれぞれイオン交換させられ、ガラス形状加工物の表面部が化学強化させた実施例１のガラスプレートＧＰが完成する。
【００３６】
［実施例２のガラスプレートＧＰ］
実施例１と同様に、実施例２のガラスプレートＧＰは、ガラスＮｏ．１のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工、上下面研削加工、端面研磨加工、及び上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み０．５ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。そして、ガラス形状加工物は３８０°Ｃに保ったＫＮＯ３：ＮａＮＯ３＝６０％：４０％の混塩の処理浴中に４２時間浸漬させられる。つまり、実施例１と比較して浸漬時間を長くしてイオン交換をできるだけ多く施した実施例２のガラスプレートＧＰが完成する。
【００３７】
［実施例３のガラスプレートＧＰ］
実施例３のガラスプレートＧＰは、ガラスＮｏ．１のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工、上下面研削加工、端面研磨加工、及び上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み１．０ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。ガラス形状加工物のイオン交換は実施例１と同じ処理が施される。つまり、実施例３のガラスプレートＧＰは板厚み１．０ｍｍである点で実施例１のガラスプレートＧＰと異なる。
【００３８】
［実施例４のガラスプレートＧＰ］
実施例４のガラスプレートＧＰは、ガラスＮｏ．２のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工（６００番仕上げ）、上下面研削加工、上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み０．５ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。そして、ガラス形状加工物は３８０°Ｃに保ったＫＮＯ３：ＮａＮＯ３＝６０％：４０％の混塩の処理浴中に３時間浸漬させられる。これにより、ガラス形状加工物の表面部は、Ｌｉイオン及びＮａイオンと処理浴中のＮａイオン及びＫイオンとがそれぞれイオン交換させられ、ガラス形状加工物の表面部が化学強化させた実施例４のガラスプレートＧＰが完成する。
【００３９】
［実施例５のガラスプレートＧＰ］
実施例５のガラスプレートＧＰは、ガラスＮｏ．２のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工（６００番仕上げ）、上下面研削加工、上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み０．５ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。そして、ガラス形状加工物は３６０°Ｃに保ったＫＮＯ３：ＮａＮＯ３＝６０％：４０％の混塩の処理浴中に３時間浸漬される。実施例４のガラス形状加工物と比べて、実施例５のガラス形状加工物は処理浴中の温度が低くイオン交換の反応が遅くなるようにしている。したがって、イオン交換の少ない実施例５のガラスプレートＧＰが完成する。
【００４０】
［実施例６のガラスプレートＧＰ］
実施例６のガラスプレートＧＰは、ガラスＮｏ．２のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工（６００番仕上げ）、上下面研削加工、上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み０．５ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。そして、ガラス形状加工物は４００°Ｃに保ったＫＮＯ３：ＮａＮＯ３＝６０％：４０％の混塩の処理浴中に１５時間浸漬される。実施例４のガラス形状加工物と比べて、実施例６のガラス形状加工物は処理浴中の温度が高く浸漬時間も長くしておりイオン交換の反応が多くなるようにしている。したがって、イオン交換の多い実施例６のガラスプレートＧＰが完成する。
【００４１】
［実施例７のガラスプレートＧＰ］
実施例７のガラスプレートＧＰは、まずガラスＮｏ．３のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工（６００番仕上げ）、上下面研削加工、及び上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み０．５ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。そして、ガラス形状加工物は４３０°Ｃに保ったＫＮＯ３＝１００％の処理浴中に２０時間浸漬させられる。これにより、ガラス形状加工物の表面部は、Ｎａイオンと処理浴中のＫイオンとがそれぞれイオン交換させられ、ガラス形状加工物の表面部が化学強化させた実施例７のガラスプレートＧＰが完成する。
【００４２】
［実施例８のガラスプレートＧＰ］
実施例８のガラスプレートＧＰは、まずガラスＮｏ．３のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工（６００番仕上げ）、上下面研削加工、及び上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み０．５ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。そして、ガラス形状加工物は４３０°Ｃに保ったＫＮＯ３＝１００％の処理浴中に１５時間浸漬させられる。つまり、実施例７と比較して浸漬時間を短くしてイオン交換を少なくした実施例８のガラスプレートＧＰが完成する。
【００４３】
［実施例９のガラスプレートＧＰ］
実施例９のガラスプレートＧＰは、まずガラスＮｏ．３のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工、上下面研削加工、端面研磨加工、及び上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み０．５ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。その後は、実施例７のイオン交換と同じである。つまり、実施例９のガラスプレートＧＰは端面が研磨加工されているか端面研削加工（６００番仕上げ）で終わっているかの点で実施例７のガラスプレートＧＰと異なる。
【００４４】
さて、下記は実施例１から実施例９と比較した比較例であり、比較例として５種類の例を示す。
［比較例１のガラスプレートＧＰ］
比較例１のガラスプレートＧＰは、まずガラスＮｏ．１のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工、上下面研削加工、端面研磨加工、及び上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み０．５ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。しかし化学強化処理はガラス形状加工物に対して一切行っていない。この点で実施例１のガラスプレートＧＰと異なる。
【００４５】
［比較例２のガラスプレートＧＰ］
比較例２のガラスプレートＧＰは、ガラスＮｏ．１のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工、上下面研削加工、端面研磨加工、及び上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み１．０ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。化学強化処理はガラス形状加工物に対して一切行っていない。この点で実施例３のガラスプレートＧＰと異なる。
【００４６】
［比較例３のガラスプレートＧＰ］
比較例３のガラスプレートＧＰは、ガラスＮｏ．１のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工（４００番仕上げ）、上下面研削加工、及び上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み１．０ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。そして、ガラス形状加工物は３８０°Ｃに保ったＫＮＯ３：ＮａＮＯ３＝６０％：４０％の混塩の処理浴中に３時間浸漬させられる。実施例１のガラスプレートＧＰでは端面研磨加工が行われたが、比較例３のガラスプレートＧＰは端面研削加工（４００番仕上げ）であり端面が粗くなっている。この点で比較例３のガラスプレートＧＰは実施例１のガラスプレートＧＰと異なる。
【００４７】
［比較例４のガラスプレートＧＰ］
比較例４のガラスプレートＧＰは、ガラスＮｏ．３のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工（６００番仕上げ）、上下面研削加工及び上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み０．５ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。そして、ガラス形状加工物は３９０°Ｃに保ったＫＮＯ３＝１００％の処理浴中に３時間浸漬させられる。比較例４のガラスプレートＧＰは、実施例７又は実施例８のガラスプレートＧＰと比較して処理浴中の温度が低く浸漬時間が短い点で異なっている。
【００４８】
［比較例５のガラスプレートＧＰ］
比較例５のガラスプレートＧＰは、ガラスＮｏ．３のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工（６００番仕上げ）、上下面研削加工及び上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み０．５ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。化学強化処理はガラス形状加工物に対して一切行っていない。この点で実施例７又は実施例８のガラスプレートＧＰと異なる。
以上を整理した表２を以下に示す。
（表２）
【表２】
2008306149.tif 000004
【００４９】
＜＜ガラスプレートＧＰの圧縮応力層と最大曲げ角度＞
実施例１ないし実施例９のガラスプレートＧＰ並びに比較例１ないし比較例５のガラスプレートＧＰについて圧縮応力層の厚みと最大曲げ角度とを測定した。各実施例又は各比較例とも３枚から４枚のガラスプレートＧＰに対して測定を行い、その平均値は以下の通りである。なお、圧縮応力層の厚み及び最大曲げ角度の測定方法は後述する。
【００５０】
［実施例１のガラスプレートＧＰ］
実施例１のガラスプレートＧＰは、圧縮応力層の厚みが約１００μｍであり、最大曲げ角度は平均５３°であった。なお、測定した４枚のガラスプレートＧＰの内、最大の最大曲げ角度は６２°であり、３０°以下になるものは無かった。
【００５１】
［実施例２のガラスプレートＧＰ］
実施例２のガラスプレートＧＰは、圧縮応力層の厚みが約１２０μｍであり、最大曲げ角度は平均５５°であった。なお、測定したガラスプレートＧＰの内、最大曲げ角度が３０°以下になるものは無かった。
【００５２】
［実施例３のガラスプレートＧＰ］
実施例３のガラスプレートＧＰは、圧縮応力層の厚みが約１００μｍであり、最大曲げ角度は平均３２°であった。なお、測定したガラスプレートＧＰの内、最大曲げ角度が３０°以下になるものは無かった。
【００５３】
［実施例４のガラスプレートＧＰ］
実施例４のガラスプレートＧＰは、圧縮応力層の厚みが約１３０μｍであり、最大曲げ角度は平均４８°であった。なお、測定したガラスプレートＧＰの内、最大曲げ角度が３０°以下になるものは無かった。
【００５４】
［実施例５のガラスプレートＧＰ］
実施例５のガラスプレートＧＰは、圧縮応力層の厚みが約１００μｍであり、最大曲げ角度は平均５４°であった。なお、測定したガラスプレートＧＰの内、最大曲げ角度が３０°以下になるものは無かった。
【００５５】
［実施例６のガラスプレートＧＰ］
実施例６のガラスプレートＧＰは、圧縮応力層の厚みが約２２０μｍであり、最大曲げ角度は平均３２°であった。なお、測定したガラスプレートＧＰの内、最大曲げ角度が３０°以下になるものは無かった。
【００５６】
［実施例７のガラスプレートＧＰ］
実施例７のガラスプレートＧＰは、圧縮応力層の厚みが約２５μｍであり、最大曲げ角度は平均５０°であった。なお、測定したガラスプレートＧＰの内、最大曲げ角度が３０°以下になるものは無かった）。
［実施例８のガラスプレートＧＰ］
【００５７】
実施例８のガラスプレートＧＰは、圧圧縮応力層の厚みが約２０μｍであり、最大曲げ角度は平均４７°であった。なお、測定したガラスプレートＧＰの内、最大曲げ角度が３０°以下になるものは無かった。
【００５８】
［実施例９のガラスプレートＧＰ］
実施例９のガラスプレートＧＰは、圧縮応力層の厚みが約２４μｍであり、最大曲げ角度は平均５２°であった。なお、測定したガラスプレートＧＰの内、最大曲げ角度が３０°以下になるものは無かった。
【００５９】
［比較例１のガラスプレートＧＰ］
比較例１のガラスプレートＧＰは、圧縮応力層の厚みがなく、最大曲げ角度は平均１８°であった。なお、測定したガラスプレートＧＰの内、最大曲げ角度が３０°より大きな値になるものは無かった。
【００６０】
［比較例２のガラスプレートＧＰ］
比較例２のガラスプレートＧＰは、圧縮応力層の厚みがなく、最大曲げ角度は平均１３°であった。なお、測定したガラスプレートＧＰの内、最大曲げ角度が３０°より大きな値になるものは無かった。
【００６１】
［比較例３のガラスプレートＧＰ］
比較例３のガラスプレートＧＰは、圧縮応力層の厚みが約１００μｍであり、最大曲げ角度は平均１５°であった。なお、測定したガラスプレートＧＰの内、最大曲げ角度が３０°より大きな値になるものは無かった。
【００６２】
［比較例４のガラスプレートＧＰ］
比較例４のガラスプレートＧＰは、圧縮応力層の厚みが約１０μｍであり、最大曲げ角度は平均２５°であった。なお、４枚のガラスプレートＧＰの最大曲げ角度のバラツキが大きく、２９°から１８°までの範囲であった。
【００６３】
［比較例５のガラスプレートＧＰ］
比較例５のガラスプレートＧＰは、圧縮応力層の厚みがなく、最大曲げ角度は平均２０°であった。測定したガラスプレートＧＰの内、最大曲げ角度が３０°より大きな値になるものは無かった。
以上の結果を表３に示す。
（表３）
【表３】
2008306149.tif 000005
【００６４】
＜実施例１〜９のガラスプレートＧＰと比較例１〜５のガラスプレートＧＰとの考察＞
＜＜ガラスプレートＧＰの最大曲げ角度＞＞
図１のステップＳ１５で説明したように、最大曲げ角度が３０°以上であれば、半導体ウエハＳＷからガラスプレートＧＰを剥離して分離させる際に、大きな力がかかることなく半導体回路を破損してしまうことがなかった。
【００６５】
実施例３のガラスプレートＧＰと比較例１及び比較例５のガラスプレートＧＰとを使って、半導体ウエハＳＷからガラスプレートＧＰを剥離する実験を行った。実施例３のガラスプレートＧＰは最大曲げ角度３２°であり、比較例１及び比較例５のガラスプレートＧＰはそれぞれ最大曲げ角度１８°及び２０°である。半導体ウエハＳＷからガラスプレートＧＰを剥離する実験において、実施例３のガラスプレートＧＰは、小さな力で剥離することができ半導体回路も破損しなかった。一方、比較例１及び比較例５のガラスプレートＧＰは、剥離する前にガラスプレートＧＰが割れてしまったり、半導体ウエハＳＷに大きな力が加わり半導体ウエハＳＷに形成された半導体回路に破損が生じたりした。このことからも、ガラスプレートＧＰには最大曲げ角度が３０°以上必要であることが理解される。ガラスプレートＧＰの最大曲げ角度が３０°より小さいと、可撓性が低いためにガラスプレートＧＰと半導体ウエハＳＷとの間の面全体に吸着力が働き、大きな力がかかってしまって分離できなかったりするものと理解できる。
【００６６】
また、実施例２のガラスプレートＧＰは最大曲げ角度５５°であり、この実施例２のガラスプレートＧＰでも半導体ウエハＳＷの半導体回路を破損することなく、ガラスプレートＧＰを剥離することができた。最大曲げ角度がより大きくなればなるほど、より小さい力で曲がり剥離し易い。このため、実施例で示した以上にイオン交換時間を長くしてより大きな曲げ角度を有するガラスプレートＧＰであっても、半導体ウエハＳＷを支持するガラスプレートＧＰとして適している。
【００６７】
＜＜ガラスプレートＧＰのイオン交換＞＞
実施例１のガラスプレートＧＰと比較例１のガラスプレートＧＰとは、同じガラス基材でさらに同じ形状で同じ端面処理を施しており、異なる点は実施例１のガラスプレートＧＰがイオン交換による化学強化処理が施されているのに対して、比較例１のガラスプレートＧＰがイオン交換による化学強化処理が施されていないところである。最大曲げ角度は、実施例１のガラスプレートＧＰが５３°もあるのに対し、比較例１のガラスプレートＧＰは１８°しかない。同様に、実施例３のガラスプレートＧＰと比較例２のガラスプレートＧＰとにおいては、それぞれの最大曲げ角度が３２°と１３°とであった。また同様に、実施例７のガラスプレートＧＰと比較例５のガラスプレートＧＰとにおいては、それぞれの最大曲げ角度が５０°と２０°とであった。つまり、イオン交換による化学強化処理を行うと、最大曲げ角度３０°以上を容易に確保できる。
【００６８】
＜＜ガラスプレートＧＰの端面の面荒さ＞＞
実施例１ないし実施例９及び比較例１ないし比較例５のガラスプレートＧＰは、厚さが０．５ｍｍ又は１．０ｍｍで薄く、曲面であるため、端面の面粗さを容易に測定できない。そこで、ガラスＮｏ．１、ガラスＮｏ．２及びガラスＮｏ．３、それぞれに対して、外径２０ｍｍで、厚さが１．０ｍｍの上下面を研削処理品又は研磨処理品を作製し、その平面部である上下面の算術平均粗さＲａを測定し、端面の面粗さの代用結果を得た。ガラスＮｏ．１、ガラスＮｏ．２及びガラスＮｏ．３の種類の違いによる差異は見受けられなかった。
【００６９】
４００番仕上げ研削処理品            ：Ｒａ＝４７０〜６３０  ｎｍ
６００番仕上げ研削処理品            ：Ｒａ＝３５０〜４４０  ｎｍ
研磨処理品（光学研磨レベル）        ：Ｒａ＝１．０〜１．６  ｎｍ
なお、上記測定において測定装置は、Ｖｅｅｃｏ社製の接触式粗さ計（型式：Ｄｅｋｔａｋ  ６Ｍ）を用いた。算術平均粗さＲａ（ｎｍ）を用いて評価した。
【００７０】
実施例１のガラスプレートＧＰと比較例３のガラスプレートＧＰとは、同じガラス基材でさらに同じ形状で同じ化学強化処理を施しており、異なる点は実施例１のガラスプレートＧＰの端面が研磨処理であるのに対して比較例３のガラスプレートＧＰの端面が４００番仕上げの研削処理であるところである。最大曲げ角度は、実施例１のガラスプレートＧＰが５３°もあるのに対し比較例３のガラスプレートＧＰは１５°しかない。比較例３の割れ方から判断すると、端面に残存する小さなキズなどから、曲げることでクラックが大きく伝播して行きガラスプレートＧＰが割れたと言える。すなわち、端面にキズが無いようにすることによって３０度以上に曲げことができるガラスプレートＧＰを制作することができる。
【００７１】
上記したように、ガラスＮｏ．１、ガラスＮｏ．２及びガラスＮｏ．３の種類の違いによる算術平均粗さＲａは見受けられなかった。このため、実施例４ないし実施例８において端面を６００番仕上げで研削処理したガラスプレートＧＰが３０度以上曲がることから、６００番仕上げの研削処理を行えばよいことが理解される。つまり、算術平均粗さＲａが４４０ｎｍ以下であればガラスプレートＧＰが３０度以上曲がることになる。
【００７２】
＜＜ガラスプレートＧＰの圧縮応力層厚み＞＞
実施例７及び実施例８と比較例４とは形状及びガラスプレートＧＰ厚が同じで、端面が６００番仕上げの研削処理である点で同じである。しかし、比較例４はイオン交換による化学強化処理の条件の融液温度が低く融液浸漬時間も短い点で実施例７及び実施例８と異なっている。比較例４のガラスプレートＧＰの圧縮応力層厚みは１０μｍであって、その時の最大曲げ角度は平均２５°であった。比較例４のガラスプレートＧＰの複数枚の実験結果のバラツキも非常に大きく最低は１８°のものもあった。半導体ウエハＳＷに粘着したガラスプレートＧＰを剥離させる際に、半導体回路が破損するなどの問題が起きないとする最大曲げ角度３０°を確保することができなかった。これは、圧縮応力層厚みが１０μｍしかなかったために起きたと考えられる。また、比較例４の最大曲げ角度バラツキが大きい理由として、圧縮応力層厚みが１０μｍと小さい時には、少しの圧縮応力層厚みの数μｍのバラツキの比率が、最大曲げ角度の大きなバラツキとして現れたと考えられる。
【００７３】
また化学強化処理を行っていない比較例１、比較例２及び比較例５は最大曲げ角度が２０°以下である。したがって、半導体ウエハＳＷを支持するガラスプレートＧＰは、最低１５μｍ以上の圧縮応力層厚みが必要であると言える。好ましくは、実施例８のガラスプレートＧＰのように圧縮応力層厚みが２０μｍ以上あれば良いと言える。
【００７４】
次に、実施例６は、実施例４及び実施例５に比べ、イオン交換処理を除き同一条件で、イオン交換による化学強化処理の条件は融液温度が４００℃と高く融液浸漬時間が１５時間と長い。そのため実施例６の圧縮応力層厚みの実測値は２２０μｍと非常に厚い値となった。しかし、最大曲げ角度は３２°と、辛くも半導体ウエハＳＷに粘着したガラスプレートＧＰを剥離させる際に、半導体回路などが破損するなどの問題が起きないとする最大曲げ角度３０°を確保することができた。圧縮応力層厚みの実測値が２２０μｍより大きな圧縮応力層の厚みを持った時には、形状自体にソリやうねりが発生しやすくなる。ソリやうねりがあるとウエハ支持ガラスとしての機能は発揮できず使用できない。したがって、圧縮応力層厚みが２２０μｍ以下でなければならないと言える。好ましくは圧縮応力層厚みが１６０μｍ以下あれば良いと言える。
【００７５】
＜＜ガラスプレートＧＰの厚み＞＞
実施例１と実施例３は、ガラス基材、形状、端面処理及びイオン交換処理がすべて同じであり、実施例１のガラスプレートＧＰの板厚が０．５ｍｍで、実施例３のガラスプレートＧＰの板厚が１．０ｍｍである点で異なる。ぞれぞれの最大曲げ角度は５３°、３２°であった。ガラス板厚を薄くすればするほど最大曲げ角度は大きくなり、ガラス板厚を厚くすればするほど最大曲げ角度は小さくなると推定できる。上述したように最大曲げ角度は３０°を確保したいため、補外計算からガラスプレートＧＰの板厚は、最大１．１ｍｍであると予測できる。
【００７６】
また、ガラスプレートＧＰはできる限り薄い方がよい。なぜなら、ガラスプレートＧＰで支持された半導体ウエハＳＷ（厚さ３０μｍから５０μｍ）も、ガラスプレートＧＰの要らない半導体ウエハＳＷ（厚さ５０μｍ以上）も、半導体製造装置上では同じ条件で処理されることになる。ガラスプレートＧＰができる限り薄いと半導体ウエハＳＷ側の厚み制限が緩和され自由度が増えるからである。その意味での厚み上限もほぼ１．１ｍｍに相当する。
【００７７】
ガラスプレートＧＰは薄くなれば薄くなるほど最大曲げ角度が大きくなると予測できる。ただし、０．３ｍｍ以下では、ウエハ支持ガラスとして剛性を保つことができず半導体ウエハを安定的に支持できなかった。したがってガラス板の厚みは、０．３ｍｍ以上１．１ｍｍ以下であることが望ましく、０．５ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であればさらに望ましい。
【００７８】
０．３ｍｍ厚のガラスプレートＧＰが水平方向に支持された際にでもこのガラスプレートＧＰが自重で曲がることはない。５０μｍ厚さの半導体ウエハＳＷはたわんでしまうが、この半導体ウエハＳＷを０．３ｍｍ厚のガラスプレートＧＰに接着した場合であっても、０．３ｍｍ厚のガラスプレートＧＰは５０μｍ厚さの半導体ウエハＳＷを水平に支持することができる。
【００７９】
なお、特開２００５−０５７０４６号公報又は特開２００６−１５６６３３号公報などで使用されるガラスプレートＧＰの厚みは０．６２５ｍｍ、０．７２５ｍｍ、０．８２５ｍｍ、１．０００ｍｍの４種である。そのため、本実施例１などの厚さ０．５ｍｍのガラスプレートＧＰを使用すれば、可撓性以外に、軽量化、耐久性の向上、高硬度化による耐衝撃性の向上も図ることができる。
【００８０】
＜＜ガラスプレートＧＰの圧縮応力層の測定方法＞＞
図４は、ガラスプレートＧＰの圧縮応力層厚みの測定方法を示した図である。
【００８１】
圧縮応力層厚みの測定（その１）
化学強化による圧縮応力がガラスプレートＧＰ内に存在すると、光弾性効果により圧縮応力部分は複屈折性を示す。直交させた偏光板の間にガラスプレートＧＰを載置させて、そのガラスプレートＧＰの向きを調整すると、暗視野中にくっきりと明るい領域が見えてくる。この明るい領域の幅を計測することで圧縮応力層厚みを測定することができる。圧縮応力層が比較的深く入った実施例１ないし実施例６及び比較例３（ガラスＮｏ．１又はガラスＮｏ．２）については、本方法で圧縮応力層厚みを測定した。圧縮応力層が比較的浅く入った実施例７ないし実施例９及び比較例４（ガラスＮｏ．３）は、明るい領域が薄すぎて厚みを正しく計測できなかった。
【００８２】
図４（ａ）に示した外径２０１ｍｍのガラスプレートＧＰは、まず、幅２ｍｍのライン４２Ａ及びライン４２Ｂに沿ってダイヤモンドカッターで切断した。その後、切断した帯状ガラス片の中央部付近を幅２０ｍｍでライン４３Ａ及びライン４３Ｂに沿って、同じくダイヤモンドカッターで切断した。切り出したガラス片はライン４２Ａ及びライン４２Ｂに沿って切断した切断面を研削研磨した。ガラス片はその研磨後厚み約０．３ｍｍに仕上げ上下面が研磨面の研磨ガラス片４４へと変身させた。
【００８３】
図４（ｂ）に示した透明なスライドガラス４７の上に、研磨ガラス片４４の一方の研磨面を接触させ、ホットメルト接着剤で固定した。余分なホットメルト接着剤を取り除いた後は、ガラス片４４の研磨面全体がスライドガラス４７を通し透明で光透過することを確認した。ガラス片４４の面４５Ｂは図４（ａ）でのライン４３Ｂに沿って切断した切断面であり、面４５Ａはライン４３Ａに沿って切断した切断面である。面４９は図４（ａ）に示したガラスプレートＧＰの上面に相当し、面４８はガラスプレートＧＰの下面に相当する。
【００８４】
図４（ｃ）に示したそれぞれ偏光面を直交させた偏光板５１Ａと偏光板５１Ｂの間に、研磨ガラス片４４を接着したスライドガラス４７が挿入される。そして偏光板５１Ｂの下部に配置された光源５３が白色光を照射する。研磨ガラス片４４を接着したスライドガラス４７は、偏光板５１Ａの上部の方向から観察される。観察された研磨ガラス片４４の結果概略を図４（ｄ）に示す。直交させた偏光板５１Ａ及び５１Ｂを通して上部の方向から観察すると、圧縮応力層が存在しないガラス片では真っ暗で何も見えない。しかし、イオン交換による化学強化処理を施し圧縮応力層が存在すると明るく観察できる。研磨ガラス片４４は、面４８及び面４９に沿って明るく透過した領域４４Ｔ１及び領域４４Ｔ２が観察できるので、これら領域４４Ｔ１及び領域４４Ｔ２は圧縮応力層である。また中心領域４４Ｔ３も少し明るく観察できた。この領域中心領域４４Ｔ３は引っ張り応力が発生している領域である。また、不透過領域４４Ｂ１及び領域４４Ｂ２は真っ暗な線として存在した。この領域はちょうど圧縮応力と引っ張り応力が打ち消しあって、応力の発生が抑えられた場所で、直交偏光板の間では真っ暗な領域として観察できる。
【００８５】
測長機能を付属させた顕微鏡５５を使って、明るい部分の厚みをミクロン単位で計測することで、圧縮応力層の深さを測定することができる。面４８及び面４９はガラスプレートＧＰの上下面に相当し、硝酸塩融液によるイオン交換の最前面でもある。面４８及び面４９から、不透過領域４４Ｂ１及び領域４４Ｂ２までの厚みＤＥをミクロン単位で計測した。但し、実施例６は、圧縮応力層の厚みが厚いため圧縮応力と引っ張り応力が打ち消しあった不透過領域４４Ｂ１及び領域４４Ｂ２とのコントラストが低く正確に測定することができなかった。そのため、以下の測定方法で測定した。
【００８６】
圧縮応力層厚みの測定（その２）
実施例６はイオン交換が起こっている厚みを測定した。本法は圧縮応力層厚みの測定（その１）で作製した研磨ガラス片４４を用いて、ＥＰＭＡ（Electron Probe Micro-Analysis：電子線マイクロアナリシス）によるナトリウム（Ｎａ）の線分析（線上の元素分析）を行った。ＥＰＭＡとは、試料表面に約１μｍに絞った電子線を照射して、試料と電子線の相互作用により発生する特性Ｘ線を検出する分析である。ＥＰＭＡを用いたナトリウム（Ｎａ）の線分析とは、研磨ガラス片４４の面４８又は面４９から、ガラス内側に向かって線上の元素分布分析をすることである。ガラス内側に向かった線上の距離と、検出したナトリウムの濃度分布から、イオン交換が起こっていない領域とリチウムとイオン交換が起こりナトリウムの濃度が増している領域との変曲点が特定できる。面４８及び面４９からその変曲点の位置まで距離を圧縮応力層とした。本方法による実施例６の圧縮応力層の厚みは２２０μｍであった。
【００８７】
圧縮応力層厚みの測定（その３）
ガラスのような透明物体を直線偏光光が通過するとき、その物体に生じている力（本実施例では圧縮応力）によって光が影響を受ける。この影響を測定することで物体の内部に働く力を解析することできる。本法は光弾性解析法と呼ばれておりＪＩＳ規格（Ｒ−３２２２）として一般化されており表面応力計として市販されている。圧縮応力層が比較的浅く入った実施例７ないし実施例９及び比較例４（ガラスＮｏ．３）は、光弾性解析法を使って圧縮応力層の厚みを測定した。図４（ａ）に示すガラスプレートＧＰをそのまま用いた。なお、本方法を使って、圧縮応力層が比較的深く入った実施例１ないし実施例６及び比較例３（ガラスＮｏ．１又はガラスＮｏ．２）の計測を試みたが、解析に必要な像を検出することができず、計測自体ができなかった。
【００８８】
＜＜ガラスプレートＧＰの曲げ角度の測定方法＞＞
図５は、ガラスプレートＧＰの曲げ角度の測定方法を示した図である。図５（ａ）において、厚み２５×幅２００×奥行き２５０ｍｍの木板や鉄板などの硬質板６１Ａの上に、厚み３ｍｍ×幅２００×奥行き２５０のゴムシートやビニールシートなどの軟質シート６２Ａを貼り付けた。同じ大きさの軟質シート６２Ｂを貼り付けた同じ大きさの硬質板６１Ｂを用意し、２８ｍｍ＊２５０ｍｍの側面を合わせてＡ地点を基点に折り曲げの動きができるようにＡ地点付近に蝶番を取り付けてある。軟質シート６２Ａ付き硬質板６１Ａは動かないように固定し、軟質シート６２Ｂ付き硬質板６１ＢはＡ地点で折り曲げることができる。
【００８９】
そして、厚み２５×幅１５０×奥行き２５０ｍｍの半円柱硬質板６５は、奥行き２５０ｍｍの半径１２．５ｍｍの半円柱に仕上げてある。この半円柱硬質板６５に、厚み３ｍｍ×幅２９０×奥行き２５０の第２軟質シート６６を図５に示すように貼り付けてある。
【００９０】
ガラスプレートＧＰの曲げ角度の測定の際には、各実施例及び各比較例のガラスプレートＧＰが、Ａ地点がガラスプレートＧＰの円中心線と一致するように配置される。そして、ガラスプレートＧＰが動かないように上記の第２軟質シート６６付き半円柱硬質板６５がガラスプレートＧＰ上に押し付けられる。半円柱硬質板６５がガラスプレートＧＰを押し付ける位置は、第２軟質シート６６の半円柱最外部とガラスプレートＧＰの円中心線とが一致する位置である。
【００９１】
次に、図５（ｂ）に示すように軟質シート６２Ｂ付き硬質板６１Ｂが矢印６７の方向に、Ａ地点を支点としてゆっくり回転する。ガラスプレートＧＰは第２軟質シート６６付き半円柱硬質板６５の下部半円柱の円弧に沿って曲がる。矢印６７の方向に回転する角度は、曲げ角度で約１゜／秒で行う。曲げ角度とは、軟質シート６２Ａの上面と軟質シート６２Ｂの上面との角度６９で表した。そして、最大曲げ角度とは、ガラスプレートＧＰが矢印６７の方向へどんどん押し上げられて、ガラスプレートＧＰが割れてしまった時の角度とした。軟質シート６２Ａの上面と軟質シート６２Ｂの上面との角度６９は、分度器を使って１°単位で計測した。なお、ガラスプレートＧＰは、ビニール袋に入れて本測定を行う方と便利なことが分かった。なぜなら、ビニール袋が、ガラスがしなり曲げ割れた時の飛散防止の役目をしてくれるからである。更に、ガラスプレートＧＰの割れた状態がビニール袋内に保存されるので、割れた状態を詳しく観察できるからである。
【００９２】
＜実施形態２：コーティング強化されたガラスプレートＧＰ＞
実施形態１では、化学強化されたガラスプレートＧＰを説明した。化学強化されたガラスプレートＧＰ以外に、コーティング強化されたガラスプレートＧＰであっても最大３０°以上曲がるガラスプレートＧＰを提供することができる。以下にこの条件を満たすコーティング強化されたガラスプレートＧＰについて説明する。
【００９３】
＜ガラス基材＞
コーティング強化されたガラスプレートＧＰに用いるガラス基材は上記実施形態１と同様のガラスＮｏ．１、ガラスＮｏ．２、ガラスＮｏ．３を使用した。化学強化をする必要がないので、０．５ｍｍ厚又は１．０ｍｍ厚の低アルカリガラスもしくは無アルカリガラスであってもよい。実施形態１と同様に、０．３ｍｍ厚から１．１ｍｍ厚のガラス基材がウエハに接着して支持するガラス基材として好ましい。また、ガラス基材の端面処理は算術平均粗さＲａが４００ｎｍ以下に加工する。
【００９４】
＜コーティング剤＞
ガラス基材の可撓性を向上させるためのコーティング剤は、ポリエーテルサルホンを有し、このコーティング剤の溶媒が芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エステル類、ケトン類、ニトリル類、スルホキシド類のいずれかを含む。溶媒は、ポリエーテルサルホンをコーティング剤中で安定なものとするために、芳香族炭化水素、ハロゲン化炭化水素、エステル類、ケトン類、ニトリル類、スルホキシド類のいずれかに属する化学種から２種以上選択する。
【００９５】
ガラス基材へコーティング剤を塗布する方法は、ディップコート、フローコート、スピンコート、ロールコート、スプレーコート、スクリーン印刷、フレキソ印刷等の方法によって行うことができる。コーティング剤をガラス基材に塗布した後、乾燥工程、２５０℃〜４００℃の焼成工程を経てコーティング強化されたガラスプレートＧＰを得ることができる。
【００９６】
コーティング膜の膜厚は、２μｍ及至１０μｍ、より好ましくは４μｍ及至８μｍが好ましい。コーティング膜の膜厚が２μｍ未満では、ガラス基材の可撓性向上の効果が小さく、コーティング膜の膜厚を１０μｍ超では、可撓性向上の効果は小さいからである。コーティング膜の形成は基材の片面又は両面であってもよいがガラス基材の端面にはコーティング膜が形成されていることが好ましい。曲げることによって生じるガラス基材の端面に存在しうる微小な亀裂の拡大が回避され、可撓性が増すからである。
【産業上の利用可能性】
【００９７】
本実施例では、２００ｍｍ半導体ウエハＳＷを前提に説明してきたが、３００ｍｍ半導体ウエハＳＷ又は次世代の４５０ｍｍ半導体ウエハＳＷに対しても本発明のウエハ支持ガラスを適用できる。
【００９８】
また、本実施形態では紫外線照射により粘着性が低下する粘着剤を有する両面接着フィルムＡＤを使用した例を挙げた。両面接着フィルムＡＤには、１００°Ｃから２５０°Ｃの加熱により接着層の粘着性が低下する粘着剤を有するものもある。ウエハ支持ガラスはプラスチック素材と異なり耐熱性にも優れている。この点プラスチック製のウエハ支持部材は耐熱温度が低いため、材質により約１００℃以上では使用できないものもある。このため、加熱により接着層の粘着性を低下させる両面接着フィルムを使った半導体ウエハＳＷの研削等においても、本発明のウエハ支持ガラスを適用することができる。
【００９９】
また、ウエハ支持ガラスは、プラスチック製のウエハ支持部材とは異なり、ガラスとシリコンウエハの膨張係数は通常同じ範囲であるため、温度が変化した場合でも、膨張差による影響を受けにくく、プラスチック製のウエハ支持部材のように温度の変化に対して反りが発生するおそれがほとんどない。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】半導体回路が形成された半導体ウエハＳＷにガラスプレートＧＰを貼り付けてからガラスプレートＧＰを剥離するまでのフローチャートである。
【図２Ａ】（ａ）は半導体ウエハＳＷとガラスプレートＧＰとを接着・固定した状態である。  （ｂ）は研削の工程を示している。
【図２Ｂ】（ｃ）は研削された半導体ウエハＳＷの断面図である。  （ｄ）はガラス用剥離テープＤＴが接着されたガラスプレートＧＰを示した図である。  （ｅ）は半導体ウエハＳＷが真空チャックに装着された状態を示す断面図である。
【図２Ｃ】（ｆ）はガラスプレートＧＰの一端から剥離されて行く途中の状態を示した図である。  （ｇ）は両面接着フィルムＡＤを半導体ウエハＳＷから剥離する状態である。
【図３】（ａ）は、ガラスプレートＧＰを示した斜視図である。  （ｂ）及び（ｃ）はそのガラスプレートＧＰの端面（周縁部）の拡大図である。
【図４】ガラスプレートＧＰの圧縮応力層厚みの測定方法を示した図である。
【図５】ガラスプレートＧＰの曲げ角度の測定方法を示した図である。
【符号の説明】
【０１０１】
ＡＤ    …  両面接着フィルム
ＤＥ    …  厚み
ＤＤ    …  厚さ
ＤＴ    …  ガラス用剥離テープ
ＧＰ    …  ガラスプレート（ＧＰ１，ＧＰ２  …  上下面）
Ｌ      …  外径
ＰＥ    …  端面（周縁部）
ＳＷ    …  半導体ウエハ
３１    …  研削装置（ダイヤモンドグラインダー）
３５    …  真空チャック
４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ  …  ライン
４４    …  研磨ガラス片
４４Ｔ１，４４Ｔ２，４４Ｔ３  …  領域
４４Ｂ１，４４Ｂ２  …  不透過領域
４７    …  スライドガラス
４５Ａ，４５Ｂ，４９，４８  …  面
５１Ａ，５１Ｂ  …  偏光板
５３    …  光源
６１Ａ，６１Ｂ  …  硬質板
６２Ａ，６２Ｂ  …  軟質シート
６５    …  半円柱硬質板
６６    …  第２軟質シート
【図１】
2008306149.tif 000006
【図２Ａ】
2008306149.tif 000007
【図２Ｂ】
2008306149.tif 000008
【図２Ｃ】
2008306149.tif 000009
【図３】
2008306149.tif 000010
【図４】
2008306149.tif 000011
【図５】
2008306149.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成19年7月25日(2007.7.25)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
前記ウエハ支持ガラスの板厚は０．３ｍｍ〜１．１ｍｍであり、前記圧縮応力層の深さは１５μｍ以上２２０μｍ以内であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のウエハ支持ガラス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献２に示すウエハ剥離装置では、ウエハ支持ガラスを平面上に固定した状態で、半導体ウエハを変形させ分離する構造であるため、半導体ウエハ上に形成された各半導体回路に余分なストレスが加わり、その結果、最終製品である半導体素子の性能を低下させるおそれがあった。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第６の観点によるウエハ支持ガラスは、第３の観点又は第４の観点において、ウエハ支持ガラスの板厚は０．３ｍｍ〜１．１ｍｍであり圧縮応力層の深さは１５μｍ以上２２０μｍ以内である。
ウエハ支持ガラスの板厚が薄いと半導体ウエハ側の厚み制限が緩和され自由度が増えるため厚み上限はほぼ１．１ｍｍが好ましい。また薄くなればなるほど最大曲げ角度は大きくなるが、０．３ｍｍ以下ではウエハ支持ガラスとして剛性を保つことができず半導体ウエハを安定的に支持できなかった。したがってウエハ支持ガラスの厚みは、０．３ｍｍ以上１．１ｍｍ以下であることが望ましい。また、圧縮応力層が１５μｍ以下であると所定角度以上にウエハ支持ガラスを曲げることができず、逆に２２０μｍ以上であるとウエハ支持ガラス自体にソリやうねりが発生しやすくなる。
【手続補正書】
【提出日】平成20年8月7日(2008.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体ウエハに接着してこの半導体ウエハを支持するウエハ支持ガラスであって、
前記半導体ウエハから前記ウエハ支持ガラスを剥離するため、最大曲げ角度で３０度以上曲がることを特徴とするウエハ支持ガラス。
【請求項２】
前記ウエハ支持ガラスは、化学強化処理による圧縮応力層を有することを特徴とする請求項１に記載のウエハ支持ガラス。
【請求項３】
前記ウエハ支持ガラスは、Ｎａ２Ｏ又はＬｉ２Ｏを含むことを特徴とする請求項２に記載のウエハ支持ガラス。
【請求項４】
前記ウエハ支持ガラスは、コーティング処理によるコーティング層を有することを特徴とする請求項１に記載のウエハ支持ガラス。
【請求項５】
前記ウエハ支持ガラスの板厚は０．３ｍｍ〜１．１ｍｍであり、前記圧縮応力層の深さは１５μｍ以上２２０μｍ以内であることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載のウエハ支持ガラス。
【請求項６】
前記ウエハ支持ガラスは、第１面、第２面及び周縁部を有し、
前記周縁部は面取り部又は前記第１面と第２面とを結ぶ曲面が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載のウエハ支持ガラス。
【請求項７】
前記ウエハ支持ガラスの周縁部は、算術平均粗さが４４０ｎｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載のウエハ支持ガラス。
【請求項８】
前記半導体ウエハは所定直径を有する円形であり、前記ウエハ支持ガラスは前記所定直径よりも一回り大きい直径を有している円形であることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のウエハ支持ガラス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
第１の観点によるウエハ支持ガラスは、半導体ウエハに接着してこの半導体ウエハを支持するウエハ支持ガラスである。そして、半導体ウエハに接着されたウエハ支持ガラスを半導体ウエハから剥離するため、ウエハ支持ガラスは所定角度以上曲がる。
ウエハ支持ガラスが脆性材料であるため、そもそも半導体ウエハに接着されたウエハ支持ガラスを分離する際に、ウエハ支持ガラスを曲げて半導体ウエハから剥離するという考えはなかった。第１の観点では、半導体ウエハに形成された半導体回路を破損することが無いように３０度以上に曲がるウエハ支持ガラスを提供することで半導体ウエハを曲げないで固定したままウエハ支持ガラスを剥離することができる。その一方でウエハ支持ガラスを水平に保持しても、自重で曲がることがない。なお、最大曲げ角度がより大きくなればなるほどより小さい力で曲がり剥離し易いので最大曲げ角度の上限はない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
第２の観点によるウエハ支持ガラスは化学強化処理による圧縮応力層を有する。
第２の観点では化学強化処理により圧縮応力層を形成する。ウエハ支持ガラスを曲げるとその外側の表面は引っ張り応力が加わるが、圧縮応力層がウエハ支持ガラスの表面に形成されているため引っ張り応力によるウエハ支持ガラスの割れを防ぐことができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第３の観点によるウエハ支持ガラスは、第２の観点において、ウエハ支持ガラスがＮａ２Ｏ又はＬｉ２Ｏを含む。
Ｎａ２Ｏ又はＬｉ２Ｏを含むと化学強化処理による圧縮応力層を形成することができる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
第４の観点によるウエハ支持ガラスはコーティング処理によるコーティング層を有する。
第４の観点ではウエハ支持ガラスにコーティング層を設けることで圧縮応力層を形成している。化学強化処理がガラス内側に圧縮応力層を形成するのに対して、コーティング処理はガラス外側に圧縮応力層を形成している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第５の観点によるウエハ支持ガラスは、第２の観点ないし第４の観点において、ウエハ支持ガラスの板厚は０．３ｍｍ〜１．１ｍｍであり圧縮応力層の深さは１５μｍ以上２２０μｍ以内である。
ウエハ支持ガラスの板厚が薄いと半導体ウエハ側の厚み制限が緩和され自由度が増えるため厚み上限はほぼ１．１ｍｍが好ましい。また薄くなればなるほど最大曲げ角度は大きくなるが、０．３ｍｍ以下ではウエハ支持ガラスとして剛性を保つことができず半導体ウエハを安定的に支持できなかった。したがってウエハ支持ガラスの厚みは、０．３ｍｍ以上１．１ｍｍ以下であることが望ましい。また、圧縮応力層が１５μｍ以下であると所定角度以上にウエハ支持ガラスを曲げることができず、逆に２２０μｍ以上であるとウエハ支持ガラス自体にソリやうねりが発生しやすくなる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第６の観点によるウエハ支持ガラスは、第１面、第２面及び周縁部を有し、周縁部は面取り部又は第１面と第２面とを結ぶ曲面が形成されている。
面取処理又は曲面処理を施しておかないと、化学強化処理を行う際にウエハ支持ガラスが破損するおそれがある。また、周縁部に面取りがされていないとウエハ支持ガラスの搬送時などで周縁部にキズが入りやすくなる。このキズはウエハ支持ガラスを曲げた際にクラックとして大きく伝播して行くので周縁部は面取り部又は曲面を形成している。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
第７の観点によるウエハ支持ガラスの周縁部は、算術平均粗さが４４０ｎｍ以下である。
周縁部の算術平均粗さＲａが４４０ｎｍよりも大きいと、最大曲げ角度を小さくしてしまうような大きなキズなどが周縁部に存在することがある。このキズが存在するとウエハ支持ガラスを曲げた際にクラックが生じやすくなる。このため、算術平均粗さＲａが４４０ｎｍ以下になるように研削加工又は研磨加工を施す。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第８の観点において、半導体ウエハは所定直径を有する円形であり、ウエハ支持ガラスは所定直径よりも一回り大きい直径を有している円形である。
ウエハ支持ガラスが半導体ウエハの所定直径よりも一回り大きい直径を有している円形であると、半導体ウエハ搬送時などに半導体ウエハが何かと衝突する前にウエハ支持ガラスがそのものに衝突する。このため、半導体ウエハ支持ガラスが破損することがあっても半導体ウエハを破損することがない。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
［比較例３のガラスプレートＧＰ］
比較例３のガラスプレートＧＰは、ガラスＮｏ．１のガラス基材を徐冷した後、外形加工、端面研削加工（４００番仕上げ）、上下面研削加工、及び上下面研磨加工を施し、外径２０１ｍｍ、板厚み０．５ｍｍのガラス形状加工物を形成して製造される。そして、ガラス形状加工物は３８０°Ｃに保ったＫＮＯ３：ＮａＮＯ３＝６０％：４０％の混塩の処理浴中に３時間浸漬させられる。実施例１のガラスプレートＧＰでは端面研磨加工が行われたが、比較例３のガラスプレートＧＰは端面研削加工（４００番仕上げ）であり端面が粗くなっている。この点で比較例３のガラスプレートＧＰは実施例１のガラスプレートＧＰと異なる。