(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化物基準のモル％表示で、
ＳｉＯ２：３０．０〜５０．０％、
Ｂ２Ｏ３：１０．０〜３０．０％、
Ａｌ２Ｏ３：１０．０〜３０．０％、
Ｙ２Ｏ３：３．０〜１７．０％、
Ｇｄ２Ｏ３：３．５〜１７．０％、
（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）：１６．０〜２２．０％、
を含有し、かつ、
（Ｇｄ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３）：０．１５〜７．０
である、ガラス。
【請求項２】
酸化物基準のモル％表示で、
ＳｉＯ２：３５．０〜４５．０％、
Ｂ２Ｏ３：１５．０〜２５．０％、
Ａｌ２Ｏ３：１５．０〜２５．０％、
Ｙ２Ｏ３：９．０〜１４．０％、
Ｇｄ２Ｏ３：６．０〜１１．０％、
を含有する、請求項１に記載のガラス。
【請求項３】
酸化物基準のモル％表示で、
（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）：１９．０〜２１．０％であり、かつ、
（Ｇｄ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３）：０．５〜２．０
である、請求項１又は２に記載のガラス。
【請求項４】
酸化物基準のモル％表示で、
９５．０％≦（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）≦１００．０％である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のガラス。
【請求項５】
ヤング率が１１０ＧＰａ以上である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のガラス。
【請求項６】
失透粘度ｌｏｇηが１．９５以上である、請求項１〜５のいずれか１項に記載のガラス。
【請求項７】
半導体の支持基板として用いられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラス。
【請求項８】
半導体製造工程において剥離可能な支持基板として用いられる、請求項１〜６のいずれか１項に記載のガラス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はガラスに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスを高密度で実装する技術として、ファンアウトウェハレベルパッケージ（ＦＯＷＬＰ）提案されている。ＦＯＷＬＰでは、加工基板の寸法変化を抑制するために、加工基板を支持するガラス基板が用いられることが知られている（特許文献１）。
しかしながらＦＯＷＬＰの製造工程には高温条件の工程があり、熱により基板に反りが生じることがある。特に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、積層体全体の剛性が低下して、加工処理時に加工基板が反り易くなる。
これ対してＦＯＷＬＰ用の支持ガラス基板として、ヤング率を向上させて積層体の反りを低減させる技術（特許文献２）が知られているが、ヤング率は８０〜９０ＧＰａ程度であるため、より要求性能が高まる現在の市場要求に対して十分なレベルではない。
他方、ヤング率１００ＧＰａを超える高ヤング率なガラス自体が公知（特許文献３）であるが、このガラスは失透粘度の観点から結晶を析出させずに板成形を行うことが困難であり、工業的な連続生産に向いていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１７―３０９９７号公報
【特許文献２】特開２０１６―１６０１３５号公報
【特許文献３】特開２００１―１３４９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような状況下、高ヤング率かつ高失透粘度のガラスが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のガラスは、酸化物基準のモル％表示で、
ＳｉＯ２：３０．０〜５０．０％、
Ｂ２Ｏ３：１０．０〜３０．０％、
Ａｌ２Ｏ３：１０．０〜３０．０％、
Ｙ２Ｏ３：３．０〜１７．０％、
Ｇｄ２Ｏ３：３．５〜１７．０％、
（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）：１６．０〜２２．０％、
を含有し、かつ、
（Ｇｄ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３）：０．１５〜７．０である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により高ヤング率かつ高失透粘度のガラスが工業的に製造可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態に係るガラスの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本実施形態のガラスについて説明する。図１は、本実施形態に係るガラスの模式図である。本実施形態のガラス１０は、板状のガラス板であるが、その形状は任意である。
［ガラス成分］
本実施形態のガラス１０は、必須成分と任意成分の組み合わせからなる。必須成分は本ガラスに必須に含有されるものであり性能の主要な機能を与える。任意成分は必要に応じて使用される。本明細書において特段の記載がない場合、ガラス成分の％は酸化物基準でのモル％を意味する。数値範囲は四捨五入した範囲を含む。
【０００９】
［必須成分］
＜ＳｉＯ２＞
ＳｉＯ２はガラスに強度とクラック耐性を付与し、ガラスの安定性および化学的耐久性を向上させる成分である。本実施形態のガラス１０において、ＳｉＯ２の含有量は、３０．０％〜５０．０％であり、好ましくは３５．０％〜４５．０％である。この範囲にあることで高ヤング率と高失透粘度を両立できる。ここでの３０．０％〜５０．０％とは、ガラスの全量のモル％を１００％とした場合に、３０．０％以上５０．０％以下であることを指し、以降でも同様である。
【００１０】
＜Ｂ２Ｏ３＞
Ｂ２Ｏ３はガラスの失透を抑制し、ガラスの強度やクラック耐性などの機械的特性を向上させる成分である。本実施形態のガラス１０において、Ｂ２Ｏ３の含有量は、１０．０％〜３０．０％であり、好ましくは１５．０％〜２５．０％である。この範囲にあることでヤング率への影響を抑えつつ、失透粘度を大幅に上げることができる。
【００１１】
＜Ａｌ２Ｏ３＞
Ａｌ２Ｏ３はヤング率を高める成分である。本実施形態のガラス１０において、Ａｌ２Ｏ３の含有量は、１０．０％〜３０．０％であり、１５．０％〜２５．０％が好ましい。この範囲にあることで失透粘度への影響を抑えつつ、ヤング率を大幅に上げることができる。
【００１２】
＜Ｙ２Ｏ３＞
Ｙ２Ｏ３はヤング率を高める成分である。本実施形態のガラス１０において、Ｙ２Ｏ３の含有量は、３．０％〜１７．０％であり、好ましくは９．０％〜１４．０％である。この範囲にあることで、高ヤング率と高失透粘度を両立できる。
【００１３】
＜Ｇｄ２Ｏ３＞
Ｇｄ２Ｏ３はヤング率を高める成分である。本実施形態のガラス１０において、Ｇｄ２Ｏ３の含有量は、３．５％〜１７．０％であり、好ましくは６．０％〜１１．０％である。この範囲にあることで高ヤング率と高失透粘度を両立できる。
【００１４】
＜（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）及び（Ｇｄ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３）＞
本実施形態のガラス１０において、（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）及び（Ｇｄ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３）の値が、高ヤング率と高失透粘度を両立する上で重要な要素である。（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）とは、本実施形態のガラス１０において、Ｇｄ２Ｏ３とＹ２Ｏ３との合計含有量である。（Ｇｄ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３）とは、本実施形態のガラス１０において、Ｙ２Ｏ３の含有量に対するＧｄ２Ｏ３の含有量の比率である。
本実施形態のガラス１０において、（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）の含有量は、１６．０％〜２２．０％であり、好ましくは１９．０％〜２１．０％である。
本実施形態のガラス１０において、（Ｇｄ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３）の範囲は、０．１５〜７．０であり、好ましくは０．５〜２．０である。
これらの範囲にあることで、高ヤング率と高失透粘度を両立できる。
【００１５】
［任意成分］
本実施形態のガラス１０においては、通常、ガラスの製造に使用される微量成分や添加剤を本願発明の効果を損なわない範囲で使用してもよい。例えば、公知の清澄剤を使用してもよい。
【００１６】
［ガラス組成］
本実施形態のガラス１０は、酸化物基準のモル％で以下の化合物を含有する。
ＳｉＯ２：３０．０〜５０．０％、
Ｂ２Ｏ３：１０．０〜３０．０％、
Ａｌ２Ｏ３：１０．０〜３０．０％、
Ｙ２Ｏ３：３．０〜１７．０％、
Ｇｄ２Ｏ３：３．５〜１７．０％、
（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）：１６．０〜２２．０％。
さらに、本実施形態のガラス１０は、
（Ｇｄ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３）：０．１５〜７．０
となる。
本実施形態のガラス１０は、好ましくは、酸化物基準のモル％で以下の化合物を含有する。
ＳｉＯ２：３５．０〜４５．０％、
Ｂ２Ｏ３：１５．０〜２５．０％、
Ａｌ２Ｏ３：１５．０〜２５．０％、
Ｙ２Ｏ３：９．０〜１４．０％、
Ｇｄ２Ｏ３：６．０〜１１．０％。
本実施形態のガラス１０は、特に好ましくは、酸化物基準のモル％で以下の化合物を含有する。
ＳｉＯ２：３５．０〜４５．０％、
Ｂ２Ｏ３：１５．０〜２５．０％、
Ａｌ２Ｏ３：１５．０〜２５．０％、
Ｙ２Ｏ３：９．０〜１４．０％、
Ｇｄ２Ｏ３：６．０〜１１．０％、
（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）：１９．０〜２１．０％。
本実施形態のガラス１０は、特に好ましくは、
（Ｇｄ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３）：０．５〜２．０
となる。
また、本実施形態のガラス１０は、酸化物基準のモル％で、ガラス組成が９５．０％≦（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）≦１００．０％の範囲にあることが好ましく、更に好ましくは９９．５％≦（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）≦１００．０％、特に好ましくは（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋Ａｌ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３＋Ｇｄ２Ｏ３）＝１００．０％となる。ただし、製造上回避不能な不純物、すなわち不可避的不純物を含むことは、許容される。
本実施形態のガラス１０は、化合物がこれらの範囲にあることで高ヤング率と高失透粘度を両立できる。
【００１７】
［ガラスの物性］
本実施形態のガラス１０のヤング率（Ｅ）は、１１０ＧＰａ≦Ｅであることが好ましく、特に１１５ＧＰａ≦Ｅであることが好ましい。この範囲にあることで、本実施形態のガラスを支持基板として使用した時の積層体の反りをより低減できる。
本実施形態のガラス１０の失透粘度（ｌｏｇη）は、１．９６≦ｌｏｇηであることが好ましく、更に２．００≦ｌｏｇηであることが好ましく、特に２．１０≦ｌｏｇηであることが好ましい。この範囲にあることで、ガラス製造時における失透を起こりにくくし、ガラス製造が容易になる。
【００１８】
［ガラスの製造方法］
本実施形態のガラス１０の製造方法は特に限定されず、既存の板ガラス製造方法を使用することができる。例えばフロート法、フュージョン法及びロールアウト法等、公知の手法を用いることができる。
【００１９】
［ガラスの用途］
本実施形態のガラス１０は、反りが小さいことから支持ガラス基板として好適に使用できる。本実施形態のガラス１０は、特に、半導体の支持基板、さらに詳しくはＦＯＷＬＰ製造における支持ガラス基板として好適である。本実施形態のガラス１０は、剥離して再利用することも可能であり、より詳しくは、半導体製造工程において剥離可能な支持基板として用いられることが好ましい。
【００２０】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明の効果を奏する限りにおいて実施形態を適宜変更することができる。
【００２１】
［評価サンプル］
評価サンプルとして、表１に記載の組成の縦２５ｍｍ、横２５ｍｍ、厚み１．０ｍｍのガラス板を準備した。
＜測定方法＞
［ヤング率（Ｅ）］
評価サンプルに対して、オリンパス社製超音波ヤング率測定装置３８ＤＬを用いて、ヤング率（Ｅ）の測定を行った。評価サンプルのヤング率（Ｅ）を以下の基準で判定し、丸及び三角を合格とした。
丸：１１５ＧＰａ≦Ｅ
三角：１１０ＧＰａ≦Ｅ＜１１５ＧＰａ
バツ：Ｅ＜１１０ＧＰａ
【００２２】
［失透粘度（ｌｏｇη）］
評価サンプルを１ｍｍ程度の大きさのカレットに粉砕して、カレット約５ｇを白金皿に乗せて、１５００℃に設定した電気炉中で２時間保持して、溶解させた。その後、溶解させた温度（１５００℃）よりも低温である設定温度に設定された電気炉に評価サンプルを移し、１時間保持した後の評価サンプルの結晶の有無を、光学顕微鏡で確認した。結晶が析出した条件における電気炉の設定温度の最高値を、失透温度とした。また、約３００ｇの融体粘度を回転るつぼ法で求め、失透温度に相当する粘度η（ｄＰａ・ｓ）から、失透粘度（ｌｏｇη）を算出した。評価サンプルの失透粘度（ｌｏｇη）を以下の基準で判定し、二重丸、丸、及び三角を合格とした。
二重丸：２．１０≦ｌｏｇη
丸：２．００≦ｌｏｇη＜２．１０
三角：１．９６≦ｌｏｇη＜２．００
バツ：ｌｏｇη＜１．９６
【実施例】
【００２３】
［実施例１］
表１に示す化学組成になるように混合したガラス原料を溶解させ、モールドに流し込み、固めてガラスインゴットを作成した。ガラスインゴッドのサイズは、縦×横×高さを、１００ｍｍ×１００ｍｍ×１０ｍｍ、とした。
ガラスインゴットを、精密切断機でカットし、研磨装置で研磨剤として酸化セリウムを用いて両面研磨を行い、縦２５ｍｍ、横２５ｍｍ、厚み１．０ｍｍの評価用サンプルを作成した。評価用サンプルに対して各種測定を行った。精密切断機は、ＳＴＲＵＥＲＳ社製のＡＣＣＵＴＯＭ−１０を用い、研磨装置はＥｎｇｉｓ社製のＥＪ−３８０ＩＥを用いた。両面研磨においては、１つの面につき１０分間研磨した。評価結果を表１に示す。【００２４】
［実施例２〜実施例６、比較例１〜８］
表１に記載の条件に変更した以外は実施例１と同様に操作を行った。評価結果を表１に示す。【００２５】
【表１】
0006680424.tif 000002
【要約】
高ヤング率かつ高失透粘度のガラス板を提供すること。ガラスは、酸化物基準のモル％表示で、
ＳｉＯ２：３０．０〜５０．０％、
Ｂ２Ｏ３：１０．０〜３０．０％、
Ａｌ２Ｏ３：１０．０〜３０．０％、
Ｙ２Ｏ３：３．０〜１７．０％、
Ｇｄ２Ｏ３：３．５〜１７．０％、（Ｇｄ２Ｏ３＋Ｙ２Ｏ３）：１６．０〜２２．０％、
を含有し、かつ、
（Ｇｄ２Ｏ３／Ｙ２Ｏ３）：０．１５〜７．０である。【図１】
0006680424.tif 000003