(57)【要約】  高いＵＶ透過率および高い耐ソラリゼーション性を示す低ＣＴＥガラス、この低ＣＴＥガラスから製造されたガラスキャリアウェハ、およびこのようなガラスキャリアウェハの使用。このガラスは、ＳｉＯ2  ５０〜７５ｍｏｌ％、Ａｌ2Ｏ3  ３〜２０ｍｏｌ％、Ｂ2Ｏ3  ５〜２０ｍｏｌ％、ＭｇＯ  ０〜１５ｍｏｌ％、ＣａＯ  ０〜１５ｍｏｌ％、ＳｒＯ  ０〜１５ｍｏｌ％、およびＢａＯ  ０〜１５ｍｏｌ％のアルカリ金属酸化物不含の組成を含み、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、３〜２５ｍｏｌ％であり、かつ多面体１つ当たりの非架橋酸素の平均数（ＮＢＯ）は、−０．０８以上でかつ−０．３８以下であるか、またはＳｉＯ2  ７８〜８５ｍｏｌ％、Ａｌ2Ｏ3  ０〜７ｍｏｌ％、Ｂ2Ｏ3  ８〜１５ｍｏｌ％、Ｎａ2Ｏ  ０〜８ｍｏｌ％、およびＫ2Ｏ  ０〜５ｍｏｌ％のアルカリ土類金属酸化物不含の組成を含み、ＮＢＯは、−０．２５以上でかつ−０．１０以下である。このガラスキャリアウェハは、２４８ｎｍおよび／または３０８ｎｍの波長での高いＵＶ透過率、良好な耐ソラリゼーション性、長いリサイクル寿命、および低減された加工コストを示す。
2018504356.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モル百分率で示すアルカリ金属酸化物不含の組成：
ＳｉＯ2  ５０〜７５、
Ａｌ2Ｏ3  ３〜２０、
Ｂ2Ｏ3  ５〜２０、
ＭｇＯ  ０〜１５、
ＣａＯ  ０〜１５、
ＳｒＯ  ０〜１５、
ＢａＯ  ０〜１５、
を含み、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、３〜２５ｍｏｌ％であり、かつ多面体１つ当たりの非架橋酸素の平均数（ＮＢＯ）は、−０．０８以上、または−０．３８以下であるか、または
モル百分率で示すアルカリ土類金属酸化物不含の組成：
ＳｉＯ2  ７８〜８５、
Ａｌ2Ｏ3  ０〜７、
Ｂ2Ｏ3  ８〜１５、
Ｎａ2Ｏ  ０〜８、
Ｋ2Ｏ  ０〜５、
を含み、好ましくは、ＮＢＯは、−０．２５以上でかつ−０．１０以下であり；
ここで、ＮＢＯは、ＮＢＯ＝２×Ｏmol／（Ｓｉmol＋Ａｌmol＋Ｂmol）−４として定義される、高いＵＶ透過率および高い耐ソラリゼーション性を示す低ＣＴＥガラス。
【請求項２】
前記ガラスは実質的にＬｉ2Ｏ不含である、請求項１記載の低ＣＴＥガラス。
【請求項３】
２４８ｎｍでのＵＶ透過率は、２０％よりも高い、好ましくは２２％よりも高い、請求項１または２記載の低ＣＴＥガラス。
【請求項４】
前記ガラスは耐ソラリゼーション性を示し、前記耐ソラリゼーション性は、２４８ｎｍの波長でのレーザーにより照射した１００，０００ｍＪ／ｃｍ2のＵＶエネルギー線量の後で、透過率において１％未満の損失率である、請求項１から３までのいずれか１項記載の低ＣＴＥガラス。
【請求項５】
Ｆｅ2Ｏ3の含有率は０．０１ｍｏｌ％未満である、請求項１から４までのいずれか１項記載の低ＣＴＥガラス。
【請求項６】
前記ガラスは、５５０℃より高い、好ましくは６５０℃より高い、さらに好ましくは７００℃より高い転移温度Ｔgを示す、請求項１から５までのいずれか１項記載の低ＣＴＥガラス。
【請求項７】
前記熱膨張係数（ＣＴＥ）は、２．０ｐｐｍ／Ｋ超でかつ４．０ｐｐｍ／Ｋ未満である、請求項１から６までのいずれか１項記載の低ＣＴＥガラス。
【請求項８】
前記ガラスは、０．０５ｍｍ〜１．２ｍｍ、好ましくは０．１ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲の厚みを示す、請求項１から７までのいずれか１項記載の低ＣＴＥガラス。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の低ＣＴＥガラスからなる、ガラスキャリアウェハ。
【請求項１０】
請求項９記載のガラスキャリアウェハと、その上に特に接着剤により接合されたシリコン基板とを含み、好ましくは、前記接着剤は、ＵＶ放射線による照射により、特に２４８ｎｍの波長のレーザー放射線により不活性化することができる、接合された物品。
【請求項１１】
シリコン基板の加工用の、特にシリコン基板の薄化および／または裏面研削の間のキャリアウェハとしての、請求項９記載のガラスキャリアウェハの使用。
【請求項１２】
前記シリコン基板は、ガラスキャリアウェハに、特に接着層によって接着し、かつ加工の間は前記ガラスキャリアウェハを介して取り扱われる、請求項１１記載の使用。
【請求項１３】
所定の波長で、特に２４８ｎｍおよび／または３０８ｎｍの波長で、ＵＶ透過率を増大させるために、特に２０％より高くＵＶ透過率を増大させるために、ＮＢＯ数を調節することにより所定の低ＣＴＥガラス組成を変更することを含み、前記ＮＢＯ数は、ＮＢＯ＝２×Ｏmol／（Ｓｉmol＋Ａｌmol＋Ｂmol）−４として定義される、高いＵＶ透過率および高い耐ソラリゼーション性を示す、少なくともＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、およびＢ2Ｏ3を含む低ＣＴＥガラスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスキャリアウェハとして使用するための、高いＵＶ透過率および耐ソラリゼーション性を示す低ＣＴＥガラスに関する。本発明は、また、低ＣＴＥガラスから製造されたガラスキャリアウェハ、およびシリコン基板の加工用のキャリアウェハとしてのその使用に関する。
【０００２】
発明の背景
例えば集積回路のサイズ低減についての継続的な要求に対処するためにシリコン基板を薄化することは、半導体工業における共通のプロセスとなっている。シリコンキャリアウェハは、脆い薄化基板の取り扱いを容易にするために、シリコン基板の薄化および裏面研削のための機械的キャリアとして広範囲に使用されている。そのために、一般的に、シリコン基板は接着剤によりキャリアウェハに接合される。加工後にシリコン基板をキャリアウェハから剥離することは、接着剤に応じて、例えば溶媒による解除または熱による解除により達成することができる。
【０００３】
例えば目視検査のため、および他の電磁放射線を基礎とする加工技術のための光学的透明性のような好ましい特性のために、ガラスが、キャリアウェハ材料として使用されてきた。特に、ガラスキャリアウェハは、電磁放射線を照射することによる剥離法を可能にする。この場合の接合接着剤は、特定の種類の電磁放射線に敏感であり、かつ接着効果を低減または排除（不活性化）するために、透明なウェハを通して照射されることができる。一般に使用された接着剤は、典型的にはＵＶレーザー放射線の照射により不活性化することができる（レーザーによる解除）。ＵＶレーザー放射線は、通常は２４８ｎｍまたは３０８ｎｍの波長であるが、接着剤に依存して他の波長であってもよい。十分な剥離効果を達成するために、対応する波長でのＵＶ透過率が、例えば０．５ｍｍのキャリアウェハの厚みで、２０％より高いことが一般に必要とされる。
【０００４】
ＵＶレーザーによる解除の間に生じる一般的な問題は、ガラスキャリアウェハのソラリゼーション、すなわちレーザー放射線による照射に基づく透過率の低下である。これは、ガラスキャリアウェハが繰り返しレーザー放射線に曝される場合に特に問題となる。ソラリゼーションは、したがって、ガラスキャリアウェハのリサイクル寿命を著しく制限しかねない。したがって、半導体工業におけるガラスキャリアウェハの使用は、長いリサイクル寿命を生じるためおよび最終的に加工コストを低減するために、高い耐ソラリゼーション性を示すガラスを必要とする。
【０００５】
耐ソラリゼーション性を改善するための公知の方法は、調節された量のＣｅＯ2、Ｆｅ2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＳｎＯ2、Ａｓ2Ｏ3、ＭｎＯ2およびＶ2Ｏ5の添加であるが、これは、３００ｎｍより低い波長領域でのＵＶ透過率を遮断（カットオフ）する。例えば、欧州特許第０７３５００７号明細書（EP 0 735 007 B1）（Osram Sylvania Inc.）、米国特許第５，５２８，１０７号明細書（US 5,528,107 A）（Richard et al.）、米国特許第７，２１７，６７３号明細書（US 7,217,673 B2）（Schott AG）、米国特許第７，５１７，８２２号明細書（US 7,517,822 B2）（Schott AG）、米国特許第２０１４／０１１７２９４号明細書（US 2014/0117294 A）（Schott AG）、米国特許第２０１３／０２０７０５８号明細書（US 2013/0207058 A）（Schott AG）、米国特許第７，９５１，３１２号明細書（US 7,951,312 B2）（Schott AG）、米国特許第８，２８３，２６９号明細書（US 8,283,269 B2）（Schott AG）、および米国特許第７，５３５，１７９号明細書（US 7,535,179 B2）（Schott AG）のような特許または出願は上述の解決策を開示する。明らかに、この方法により製造されたガラスは、２４８ｎｍの波長で１０％未満の低ＵＶ透過率のために、キャリアガラスウェハ適用のために使用することはできない。
【０００６】
耐ソラリゼーション性を改善するための他の方法は、上述のような任意のＵＶ敏感剤を使用しないか、またはホウケイ酸ガラス中のＢＯ3の含有率を増大させないことである（例えば、米国特許第５，５４７，９０４号明細書（US 5,547,904 A）、Schott AG；米国特許第５，５９９，７５３号明細書（US 5,599,753 A）、Jenaer Glaswerk GmbH；米国特許第５，６１０，１０８号明細書（US 5,610,108 A）、Schott Glaswerke参照）。このように、これらの特許または出願において、ホウケイ酸ガラスは、２４８ｎｍの波長で、できる限り高い、すなわち２０％より遙かに高いＵＶ透過率を示すことができる。しかしながら、これらの文献に開示されたホウケイ酸ガラスは、シリコン裏面研削および薄化プロセスのためのキャリアガラスウェハとしての使用のために、多くの理由で適していない。例えば、米国特許第５，５４７，９０４号明細書（US 5,547,904 A）（Schott AG）の１つの問題は、ホウケイ酸ガラス中にＬｉ2Ｏを使用することであり、このＬｉ2Ｏは半導体工業において好ましくない、というのもシリコン基板がリチウムイオンにより汚染されかねないためである。米国特許第５，５９９，７５３号明細書（US 5,599,753 A）（Jenaer Glaswerk GmbH）および米国特許第５，６１０，１０８号明細書（US 5,610,108 A）（Schott Glaswerke）に記載されたガラスは、４〜６ｐｐｍ／Ｋの熱膨張係数（ＣＴＥ）を示し、したがって、シリコン基板用のガラスキャリアウェハとして適していない、というのもキャリアウェハとして使用されるガラスは、キャリアウェハとシリコン基板との間の不釣り合いな熱膨張による加工の間での亀裂または反りを避けるために、シリコンのＣＴＥと十分に近いＣＴＥを示す必要があるためである。
【０００７】
発明の概要
したがって、本発明の課題は、先行技術の欠点を克服するガラスを提供することである。特に、本発明の課題は、好ましくは半導体工業においてシリコン基板用のガラスキャリアウェハとして使用するための、特に２４８ｎｍおよび／または３０８ｎｍの波長での高いＵＶ透過率および高い耐ソラリゼーション性を示すガラスを提供することである。本発明の他の課題は、半導体工業において、長いリサイクル寿命でかつ低い加工コストで、再使用可能なガラスキャリアウェハを可能にするガラスを提供することである。本発明の他の課題は、低ＣＴＥを示し、特にシリコンのＣＴＥに近いＣＴＥを示すガラスを提供することである。さらに、本発明の課題は、ガラスキャリアウェハおよび半導体工業におけるその使用を提供することである。
【０００８】
この課題は、独立請求項に定義されたような低ＣＴＥガラス、ガラスキャリアウェハ、使用および方法により解決される。好ましい実施形態は、従属請求項に定義されている。「低ＣＴＥガラス」とは、ここでは一般的に、４．０ｐｐｍ／Ｋ以下のＣＴＥを示すガラスに関する。
【０００９】
本発明の１態様によると、高いＵＶ透過率および高い耐ソラリゼーション性を示す低ＣＴＥガラスは、次のようなアルカリ金属酸化物不含の組成（モル百分率で表す）：
ＳｉＯ2  ５０〜７５、
Ａｌ2Ｏ3  ３〜２０、
Ｂ2Ｏ3  ５〜２０、
ＭｇＯ  ０〜１５、
ＣａＯ  ０〜１５、
ＳｒＯ  ０〜１５、
ＢａＯ  ０〜１５、
を含み、ここでＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは、３〜２５ｍｏｌ％であり、かつ多面体１つ当たりの非架橋酸素の平均数（ＮＢＯ）が、−０．０８以上でありかつ−０．３８以下である。
【００１０】
ガラス構造を考察する場合、ＮＢＯ（非架橋酸素）の概念は、広く使用されている。ＮＢＯは、特別な化学組成から生じるガラスの網目構造を反映するパラメータと見なすことができる。意外にも、ここに記載されたような低ＣＴＥガラスのＮＢＯにより示された網目構造は、光学特性、特にＵＶ透過率に影響を及ぼすということが見出された。換言すると、ここに記載されたような低ＣＴＥガラスのＵＶ透過率は、ガラス内部のＮＢＯ含有率を調節することにより著しく改善することができる。
【００１１】
網目構造の構造は、次に定義された４つのパラメータＸ、Ｙ、ＺおよびＲにより特徴付けることができる：
Ｘ＝多面体１つ当たりの非架橋酸素の平均数、つまりＮＢＯ；
Ｙ＝多面体１つ当たりの架橋酸素の平均数；
Ｚ＝多面体１つ当たりの酸素の総平均数；および
Ｒ＝酸素の総数対網目形成成分の総数の比率。
Ｒは、低ＣＴＥガラスのモル組成から推論することができる。この４つのパラメータＸ、Ｙ、ＺおよびＲは、次の式によって計算することができる：
Ｒ＝Ｏmol／（Ｓｉmol＋Ａｌmol＋Ｂmol）                    （１）
Ｙ＝２Ｚ−２Ｒ            （２）
Ｘ＝２Ｒ−Ｚ              （３）
ケイ酸塩について：
Ｚ＝４                  （４）
である。
式（１）、（３）および（４）から、
Ｘ＝２×Ｏmol／（Ｓｉmol＋Ａｌmol＋Ｂmol）−４        （５）
であるということを推定することができる。
【００１２】
本発明のこの態様によると、−０．０８以上および−０．３８以下のＮＢＯを示す、アルカリ金属酸化物不含の低ＣＴＥガラスは、２４８ｎｍの波長で２０％より高いＵＶ透過率を達成することができ、このガラスは、特に、半導体工業におけるキャリアウェハとしての適用において有用である。
【００１３】
この態様の好ましい実施形態の場合に、アルカリ金属酸化物不含の組成物は、ＳｉＯ2を５５〜７０ｍｏｌ％の範囲で、かつＢ2Ｏ3を１４〜２０ｍｏｌ％の範囲で含み、ここで、好ましくは、ＮＢＯは、−０．３８以下である。
【００１４】
この態様の他の好ましい実施形態の場合に、アルカリ金属酸化物不含の組成物は、ＳｉＯ2を６５〜７５ｍｏｌ％の範囲で、かつＢ2Ｏ3を５〜１０ｍｏｌ％の範囲で含み、ここで、好ましくは、ＮＢＯは、−０．０８以上である。
【００１５】
さらに好ましい実施形態の場合に、アルカリ金属酸化物不含の組成物は、ＭｇＯを２〜１５ｍｏｌ％の範囲で、および／またはＣａＯを０〜１０ｍｏｌ％の範囲で、特に０〜５ｍｏｌ％の範囲で、および／またはＢａＯを０〜１０ｍｏｌ％の範囲で、特に０〜５ｍｏｌ％の範囲で含む。
【００１６】
別の態様によると、本発明は、これとは別に、次のようなアルカリ土類金属酸化物不含の組成（モル百分率で表す）：
ＳｉＯ2  ７８〜８５、
Ａｌ2Ｏ3  ０〜７、
Ｂ2Ｏ3  ８〜１５、
Ｎａ2Ｏ  ０〜８、
Ｋ2Ｏ  ０〜５
を含む、低ＣＴＥガラスを提供する。
【００１７】
好ましくは、アルカリ土類金属酸化物不含の組成のＮＢＯは、−０．２５以上でかつ−０．１０以下である。
【００１８】
意外にも、本発明のこの態様によると、アルカリ土類金属酸化物不含の低ＣＴＥガラスは、２４８ｎｍの波長で２５％より高いＵＶ透過率を達成でき、このガラスは、半導体工業におけるキャリアウェハとしての適用において特に有用であることが見出された。このＵＶ透過率は、ＮＢＯを−０．２５以上でかつ−０．１０以下の範囲に調節することによりさらに増大することができる。
【００１９】
この態様の好ましい実施形態の場合に、アルカリ土類金属酸化物不含の組成を含む低ＣＴＥガラスは、Ｋ2Ｏを０〜３ｍｏｌ％の範囲で含む。さらに好ましい実施形態の場合に、アルカリ土類金属酸化物不含の組成は、Ｎａ2Ｏを０〜６ｍｏｌ％の範囲で、さらに好ましくは１〜５．５ｍｏｌ％の範囲で含む。
【００２０】
半導体工業において本発明による低ＣＴＥガラスを使用するために、この低ＣＴＥガラスは、好ましくは、リチウムイオンによるシリコン基板の汚染を防ぐために、ほぼＬｉ2Ｏ不含である。「ほぼ…不含」とは、ここでは、０．０１ｍｏｌ％未満の含有率を言及する。
【００２１】
本発明の低ＣＴＥガラスは、２４８ｎｍの波長で２０％以上、好ましくは２２％以上のＵＶ透過率を示し、かつアルカリ土類金属酸化物不含の低ＣＴＥガラスの場合には、２４８ｎｍの波長で２５％以上のＵＶ透過率を示す。このため、２４８ｎｍ超でかつ７８０ｎｍ未満の波長でのＵＶ透過率は、好ましくは、２４８ｎｍでのＵＶ透過率以上である。この低ＣＴＥガラスは、また、レーザーにより照射した２４８ｎｍの波長での１００，０００ｍＪ／ｃｍ2のＵＶエネルギー線量の後で、透過率において１％未満の損失率の耐ソラリゼーション性を示す。
【００２２】
好ましい実施形態の場合に、２４８ｎｍの波長でのＵＶ透過率は、この低ＣＴＥガラスが、０．０１ｍｏｌ％未満のＦｅ2Ｏ3の含有率を示す場合にさらに改善することができる。このような高純度ガラスは高価であるのだが、それにもかかわらず所定の装置のためには好ましい。
【００２３】
好ましい実施形態の場合に、この低ＣＴＥガラスは、５５０℃より高い、好ましくは６５０℃より高い、さらに好ましくは７００℃より高い転移温度Ｔgを示す。
【００２４】
さらに好ましい実施形態の場合に、この低ＣＴＥガラスは、２．０ｐｐｍ／Ｋ以上でかつ４．０ｐｐｍ／Ｋ以下の熱膨張係数（ＣＴＥ）を示す。好ましくは、このガラスのＣＴＥは、ガラスキャリアウェハとシリコン基板との間のＣＴＥのミスマッチにより生じることがある反りまたは亀裂を避けるために、シリコン基板のＣＴＥ（約３ｐｐｍ／Ｋ）に近い。
【００２５】
好ましい実施形態の場合に、本発明の低ＣＴＥガラスは、特に０．０５ｍｍ〜１．２ｍｍの範囲の、好ましくは０．１ｍｍ〜０．７ｍｍの範囲の厚みを示すガラスウェハとして提供される。この厚みは、特に、１．２ｍｍ以下、０．７ｍｍ以下、０．５ｍｍ以下、０．２５ｍｍ以下、０．１ｍｍ以下、または０．０５ｍｍ以下であることができる。他の好ましく選択された厚みは、１００μｍ、２００μｍ、２５０μｍ、４００μｍ、５００μｍ、５５０μｍ、７００μｍまたは１０００μｍである。このガラスウェハの表面寸法は、好ましくは約１５ｃｍ、２０ｃｍ、または３０ｃｍ、または好ましくは約６″、８″または１２″である。このガラスウェハの形状は、矩形または円形、同様に楕円形であることができる。他の形状および寸法は、また、特別な適用が必要とされる場合に適用することができる。
【００２６】
先の記載に基づいて、この低ＣＴＥガラスから製造されたガラスキャリアウェハは、２４８ｎｍの波長で高いＵＶ透過率、つまり２０％より高いＵＶ透過率、良好な耐ソラリゼーション性、つまり２４８ｎｍの波長でレーザー照射による１００，０００ｍＪ／ｃｍ2のＵＶエネルギー線量の後で透過率において１％未満の損失率、および長いリサイクル寿命、つまり明らかな劣化なしで少なくとも５００回のリサイクル寿命を示すことができる。
【００２７】
さらに、本発明は、本発明による低ＣＴＥガラスから製造されたガラスキャリアウェハとその上に接合されたシリコン基板とを含む接合された物品に関する。シリコン基板は、好ましくは、ＵＶ放射線による照射により、特に好ましくは２４８ｎｍまたは３０８ｎｍの波長でのレーザー放射線による照射により好ましくは不活性化することができる接着剤によりガラスキャリアウェハに接合される。不活性化は、この場合、シリコン基板をガラスキャリアウェハから剥離するために、接着層の接着力をＵＶ放射線による照射により十分に低減するかまたは排除することができることを意味する。
【００２８】
本発明によるガラスキャリアウェハは、好ましくはシリコン基板の加工用の、特にシリコン基板の薄化および／または裏面研削の間のキャリアウェハとして使用される。この使用の間に、シリコン基板は、好ましくは、ガラスキャリアウェハと、特に接着層によって付着し、かつ加工の間はガラスキャリアウェハを介して取り扱われる。
【００２９】
この低ＣＴＥガラスは、本発明の他の態様の場合に、所定の波長で、特に２４８ｎｍおよび／または３０８ｎｍの波長で、ＵＶ透過率を増大させるため、特にＵＶ透過率を２０％より高く増大させるために、ＮＢＯ数を調節することにより所定の低ＣＴＥガラス組成を変更することを含み、ここで、ＮＢＯ数は、ＮＢＯ＝２×Ｏmol／（Ｓｉmol＋Ａｌmol＋Ｂmol）−４として定義される、高いＵＶ透過率および高い耐ソラリゼーション性を示す、ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、およびＢ2Ｏ3を含む低ＣＴＥガラスの製造方法が提供されることを示す。当業者は、本発明の開示から、どのように所定の低ＣＴＥガラス組成から出発して、高いＵＶ透過率をＮＢＯ数の調節による限られた努力により達成することができるかを直ちに推測することができる。
【００３０】
図面の簡単な説明
本発明は、次に代表的な実施形態によりおよび添付図面に関してより詳細に説明される。同じ符号は、図面中の同じまたは対応する構成要素を示すために使用される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】剥離プロセスの間にレーザー照射により加工されたガラスキャリアウェハを備えた接合された物品の断面図。
【図２】代表的な実施態様についての、ＮＢＯに関する２４８ｎｍの波長でのＵＶ透過率。
【図３】多数のガラス組成についてのスペクトル透過率のグラフ。
【図４】本発明の好ましい実施形態による高純度（低Ｆｅ2Ｏ3含有率）ガラスと商用グレードのガラスとの間のＵＶ透過率の比較実験
【００３２】
詳細な説明
本発明の課題、特徴および利点は、添付図面を参照して次に記載されるように実施例および実施態様によりより詳細に説明される。
【００３３】
図１は、レーザーによる解除による剥離プロセスの間のガラスキャリアウェハ２を含む接合された物品を図式的に示す。接合された物品１は、本発明によるガラスから製造されたガラスキャリアウェハ２とシリコン基板３とを含み、これらは互いに、電磁放射線の照射により不活性化することができる接着層４により接合されている。この実施例の場合、接着層４は、２４８ｎｍの波長でのＵＶ放射線により不活性化することができ、接着力は低減または排除され、シリコン基板３の剥離が可能となる。この剥離（レーザーによる解除）は、ガラスキャリアウェハ２を通してレーザー５により接着層４を照射することにより達成される。典型的なプロセスの場合に、ウェハは、計算機数値制御（ＣＮＣ）により制御された台（図示されていない）に取り付けられ、かつ静止したレーザービーム５の下で移動される。このプロセスの詳細は、レーザーおよび移動台の能力に依存する。一例として、８００ｍＪの最大パルスエネルギーを示す２４８ｎｍレーザー５を、３０Ｈｚのパルス繰り返し周波数で作動させ、かつ１．０１ｍｍ×１．０１ｍｍのサイズを示すターゲットエリア６に２００ｍＪ／ｃｍ2を伝えるためにデフォーカスされる。低ＣＴＥガラス／シリコンの接合された物品１は、パルスビーム５の下で、３０ｍｍ／ｓｅｃで移動され、そのため、パルスは１０μｍ重なる。これらの条件下で、ガラスキャリアウェハ２は、２０ｃｍ2／ｍｉｎの速度でシリコン基板３からきれいに剥離された。
【００３４】
下記の表１は、剥離プロセスのいくつかの一般的なパラメータを示す。表１から、ガラスキャリアウェハ２は、ＵＶ透過率における有意な損失なしに、少なくとも５００回のリサイクルに耐えることができ、すなわち、高い耐ソラリゼーション性を示すことがわかる。本発明によるガラスキャリアウェハ２は、ＵＶレーザーからの２４８ｎｍの波長での少なくとも１００，０００ｍＪ／ｃｍ2の照射に、この波長で１％を遙かに下回る透過率の低下率で耐えることができる。
【００３５】
【表１】
2018504356.tif 000003
表１：剥離プロセスの一般的パラメータ
【００３６】
実施例Ａ
１態様において、本願は、次のアルカリ金属酸化物不含の組成（ｍｏｌ％で表す）：
ＳｉＯ2  ５０〜７５、
Ａｌ2Ｏ3  ３〜２０、
Ｂ2Ｏ3  ５〜２０、
ＭｇＯ  ０〜１５、
ＣａＯ  ０〜１５、
ＳｒＯ  ０〜１５、
ＢａＯ  ０〜１５
を含み、ここで、ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＋ＢａＯは３〜２５ｍｏｌ％であり、かつＮＢＯの平均数は、−０．０８以上でかつ−０．３８以下である、高いＵＶ透過率および高い耐ソラリゼーション性を示す低ＣＴＥガラスを提供する。
【００３７】
下記の列挙された表２は、アルカリ金属酸化物不含の低ＣＴＥガラス（実施例Ａ）の、本発明のこの態様による８の試料（番号１〜５、１３〜１５）と、７の比較試料（番号６〜１２）とを表す。
【００３８】
【表２】
2018504356.tif 000004
表２：低ＣＴＥガラスの１５の試料のパラメータ（実施例Ａ）
【００３９】
表２からは、−０．３８〜−０．０８の範囲（試料番号６〜１２）のＮＢＯ数が、２０％未満の、２４８ｎｍの波長でのＵＶ透過率を生じることを確認することができる（図２も参照）。比較試料の低ＣＴＥガラスは、したがって、２４８ｎｍの波長での低ＵＶ透過率のため、キャリアガラスとして適していない。それに対して、（概算で）−０．５３〜−０．３８のＮＢＯ範囲の試料番号１〜５、および（概算で）−０．０８〜０．０２のＮＢＯ範囲の試料番号１３〜１５、すなわちＮＢＯ数が−０．０８以上または−０．３８以下であるものは、２０％より高い、２４８ｎｍの波長でのＵＶ透過率を示す。試料番号４の極めて高いＵＶ透過率は、特定のＢａＯ含有率の異常な効果による。
【００４０】
図３は、２００ｎｍ〜３５０ｎｍの波長領域における、本発明の第１の態様によるいくつかのガラス組成のスペクトル透過率のグラフを示す。点線は、試料番号１１に対応し、かつ本発明によるガラス組成についての基準として提供される。一点鎖線は、試料番号１３に対応し、−０．０８のＮＢＯ数を示す。実線は、試料番号１５に対応し、０．０１のＮＢＯ数を示す（表２参照）。この図から明らかとなるように、本発明によるガラス組成番号１３および１５は、ガラス試料番号１１と比較して、向上したＵＶ透過率を示す。特に、２４８ｎｍおよび３０８ｎｍの波長での透過率が向上し、このガラス組成は、特にガラスキャリアウェハとしての適用のために特に適している。
【００４１】
破線は、試料番号１１と同じ組成を有するガラス試料を示すが、高純度原材料、すなわち低Ｆｅ2Ｏ3含有率のものを使用した（図４も参照）。このような高純度材料の使用は、特に付加的に、調節されたＮＢＯ数から生じる向上だけでなく、ガラスキャリアウェハとしての適用のために適したガラスを提供するＵＶ透過率を著しく高めることが直ちに明らかとなる。
【００４２】
実施例Ｂ
別の態様において、本発明は、これとは別に、次のアルカリ土類金属酸化物不含の組成（ｍｏｌ％で表す）：
ＳｉＯ2  ７８〜８５、
Ａｌ2Ｏ3  ０〜７、
Ｂ2Ｏ3  ８〜１５、
Ｎａ2Ｏ  ０〜８、
Ｋ2Ｏ  ０〜５
を含む、低ＣＴＥガラスを提供する。
【００４３】
ＮＢＯは、好ましくは、−０．２５以上でかつ−０．１０以下である。
【００４４】
下記の列挙された表３は、本発明のこの態様のアルカリ土類金属酸化物不含のガラス（実施例Ｂ）の５の試料（番号１６〜２０）のパラメータを示す。
【００４５】
【表３】
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表３：低ＣＴＥガラス（実施例Ｂ）の５の試料のパラメータ
【００４６】
表３によるアルカリ土類金属酸化物不含のガラスのＮＢＯ数は、全ての試料（すなわち試料番号１６〜２０）について−０．２５〜−０．１０の範囲にある。２４８ｎｍの波長での対応するＵＶ透過率は、全ての試料について２０％より明らかに高い。
【００４７】
実施例ＡおよびＢの全ての試料は、０．５ｍｍの厚みで製造されている。本発明による全ての試料（番号１〜５および１３〜２０）は、２．０ｐｐｍ／Ｋ超でかつ４．０ｐｐｍ／Ｋ未満の熱膨張係数（ＣＴＥ）を示し、この熱膨張係数は、一般的な目的のために、シリコンのＣＴＥ（約３ｐｐｍ／Ｋ）に十分に近い。この低ＣＴＥガラスは、好ましくは、実質的にＬｉ2Ｏ不含である。
【００４８】
表２および表３から、試料番号１〜５および１３〜２０についての２４８ｎｍでのＵＶ透過率は、２０％よりも高い。試料番号１６〜２０についてのＵＶ透過率は、２７％よりもかなり高い。
【００４９】
本発明による低ＣＴＥガラスは、高い耐ソラリゼーション性を示し、２４８ｎｍのレーザーで１００，０００ｍＪ／ｃｍ2のＵＶエネルギー線量の後で透過率において１％を遙かに下回る損失率を生じる。表２および３から判断できるように、１回当たり２００ｍＪ／ｃｍ2のエネルギー線量での５００回のレーザー照射（合計で１００，０００ｍＪ／ｃｍ2のＵＶエネルギー線量に相当）の後で２４８ｎｍでの透過率における損失率は、本発明による全ての試料（すなわち番号１〜５および１３〜２０）について、１％を遙かに下回る。したがって、本発明による低ＣＴＥガラスは、優れた耐ソラリゼーション性を示し、これはリサイクル寿命を延長し、かつ加工コストを低減する。
【００５０】
図４は、同じガラス組成の高純度の態様と、市場で入手可能な態様との間のスペクトル透過率の比較を示す。図４で使用されたガラスは、試料番号１１に対応するガラスである。ここで、「高純度」とは、一般に入手可能な比較可能な市販のガラスと比較して極めて低いＦｅ2Ｏ3含有率に関する。本発明の場合には、高純度ガラスは、０．０１ｍｏｌ％未満のＦｅ2Ｏ3含有率を示す。
【００５１】
図４における実験データは、ＵＶ透過率が、高純度組成について約５１％であり、市販等級の組成について約１０％にすぎないことを示す（図４参照）。同様に、３０８ｎｍの波長でのＵＶ透過率は、高純度組成について８８％であり、市販等級の組成について６１％にすぎない。したがって、市販等級ガラスのＵＶ透過率は、高純度原材料を使用することにより明らかに改善することができる。図４の実施例が示すように、高純度材料の使用は、一般に、本発明の一部を構成しないガラスでさえ、ガラスのＵＶ透過率を明らかに改善する。高純度原材料を使用する場合、本発明のガラスによって、対応する改良が達成されることは、もちろん明らかである。
【００５２】
本発明による低ＣＴＥガラスの優れた特性により、それにより製造されたキャリアガラスウェハは、２４８ｎｍおよび／または３０８ｎｍの波長での高いＵＶ透過率、良好な耐ソラリゼーション性、長いリサイクル寿命、およびそれによる低減された加工コストを達成することができる。
【００５３】
本発明の開示および説明のためにここで使用された用語は、特別な態様を説明する目的のためだけであり、本発明を決して限定するものではない。さらに、本発明の説明および特許請求の範囲を通して、「含む（comprise）」の単語ならびに例えば「comprising」および「comprises」のような他の単語は、他に明確に言及がない限り、これらを含むが限定するものでないことを意味し、かつ例えば他の添加剤、または成分を除外することを意図するものではない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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