(57)【要約】      （修正有）【課題】側面に加えられる衝撃による損傷等が生じくいガラス基板の提供。【解決手段】第１の面１ａと、第２の面１ｂと、第１の面１ａ及び第２の面１ｂを連結する側面１ｃと、を備え、第１の面１ａ上に半導体素子を形成することができるガラス基板１であって、側面１ｃは、破損防止部３を備え、破損防止部３は、曲面で構成され第１の面１ａに平行な面で切断したときの切断面の縁が曲線となる凸部を有し、破損防止部３は、半球状でもよく、破損防止部３は、波型の曲面から構成され得るガラス基板１。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の面と、第２の面と、該第１の面及び該第２の面を連結する側面と、を備え、該第１の面上に半導体素子を形成することができるガラス基板であって、
該側面は、破損防止部を備え、
該破損防止部は、曲面で構成され第１の面に平行な面で切断したときの切断面の縁が曲線となる凸部を有することを特徴とするガラス基板。
【請求項２】
該破損防止部は、半球状である請求項１記載のガラス基板。
【請求項３】
該破損防止部は、波型の曲面から構成される請求項１記載のガラス基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラットパネルディスプレイ用のパネルや半導体デバイスチップ等の製造に用いられるガラス基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
光を透過する性質を持つガラス基板は、フラットパネルディスプレイ（以下、ＦＰＤ）のパネルに広く用いられている。一般的にＦＰＤに用いられるパネルは、該パネルよりも大きいガラス基板（マザーガラスと呼ばれる）から切り出されたガラス基板を用いて作製されたものである。そして、該パネルが有するガラス基板上にはＦＰＤを駆動するための半導体素子が設けられるが、該半導体素子は個々のガラス基板に切り出される前にマザーガラス上に形成される。
【０００３】
ＦＰＤの製造コストを下げるためには、１枚のマザーガラスから切り出すガラス基板の数を増やすことが有効である。マザーガラスから切り出されるガラス基板の数を増やすと、一の工程で処理できるガラス基板の数が増えるため、パネルの製造単価を下げることができる。
【０００４】
そして、近年マザーガラスから切り出せるガラス基板の数を増やすため、マザーガラスの大型化が進められており、１辺が１ｍを超える大きさのマザーガラスが実用化されている。また、マザーガラスの大型化に伴い、生産可能なＦＰＤ用パネルの大きさも大型化しており、対角１００インチを超えるＦＰＤも試作されるまでになっている。そのため、大型のガラス基板（マザーガラス）の需要は益々高まっている。
【０００５】
ところで、ガラス基板は次世代半導体素子用の基板として、Ｓｉウェーハに代わる基板となることが期待されている。Ｓｉウェーハの大型化の傾向も近年著しく、４５０ｍｍ等の大口径Ｓｉウェーハに関するプロセスの開発も盛んではあるが、ガラス基板で実現されている１ｍを超えるような大きさのＳｉウェーハが実用化される兆しはない。
【０００６】
そこで、ガラス基板上に半導体素子を形成してデバイスチップを作製する研究が行われている。大型のガラス基板をマザーガラスとして用いて半導体素子を作製すると、１枚のマザーガラスから比較的多くのデバイスチップを作製することができるため、デバイスチップ１枚あたりのコストを下げることができる。また、そもそもガラス基板はＳｉウェーハよりも面積あたりの単価が低いため、その観点においてもガラス基板を用いるのはデバイスチップのコストを下げるのに有効であるといえる。
【０００７】
ガラス基板を用いてデバイスチップを作製する場合、ガラス基板上に半導体層等を形成して、該半導体層を活性層として用いる半導体素子を作製する。または、予めＳｉウェーハ等に形成された半導体素子をガラス基板上に転写して半導体素子を設けてもよい。特許文献１にはガラス基板上に設けられたＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）素子が開示されている。
【０００８】
しかし、大型のガラス基板（マザーガラス）は重量も大きい。そのため、大型のガラス基板は搬送時等に加わる予期せぬ衝撃に弱い。ガラス基板に許容限度を超えた衝撃が加わると、割れ（クラック）や欠け等の損傷が生じて半導体素子を形成する基板として使用することができなくなる。一般的に大型のガラス基板は小型のガラス基板よりも高価であるため、ガラス基板に該損傷が生じたときの損害も大きい。
【０００９】
そこで、衝撃等による損傷の発生を防ぐ方策としてガラス基板の強度を向上させることが検討されている。例えば、特許文献２には、ガラス基板の組成や性質を検討して強度を高めたガラス基板について開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−８７０６７号公報
【特許文献２】国際公開第２００８／７６７６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところが、半導体素子が設けられるガラス基板は、ガラス基板から該半導体素子への不純物等の混入が生じない組成である必要があり、同時に、半導体素子の形成プロセスにおいて加えられる熱で歪み等を生じない性質でなければならない。そのため、ガラス基板の強度を高めるよう組成を検討する場合、半導体素子が形成されるガラス基板に求められる特性を満たす範囲の中で検討しなければならないため、検討可能な組成等の範囲は限られる。
【００１２】
また、マザーガラス等のガラス基板の一般的な形状は概略平板状である。すなわちガラス基板（マザーガラス）は、表面、裏面、側面のいずれもが平面である。一方、シリコンウェーハ等の基板の一般的な形状は概略円板状であり、側面は曲面となっている。基板の側面に予期せぬ衝撃が加えられるとき、シリコンウェーハの場合は曲面に衝撃を受けることとなるが、マザーガラス等のガラス基板の場合は該衝撃を平面で受けることとなる。
【００１３】
一般に衝撃を受ける表面が平面であると、曲面であるよりも損傷等が生じやすくなる。そのため、ガラス基板においてはシリコンウェーハと比較して側面により一層の損傷対策が検討されねばならない。
【００１４】
また、ＦＰＤ用パネルの製造に使用される平板状のガラス基板においては、端部の（特に角部の）欠けやクラック等の発生を防止するために、面取り加工が施される場合がある。しかし、面取り加工が施されたガラス基板においても、第１の面または第２の面と、側面と、を接続する角部が除去されている一方で、側面の該角部以外の領域は依然として衝撃に対する対策が施されていないため衝撃に弱い。
【００１５】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、側面に衝撃等が加えられても損傷等が生じにくいガラス基板を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の一態様によれば、第１の面と、第２の面と、該第１の面及び該第２の面を連結する側面と、を備え、該第１の面上に半導体素子を形成することができるガラス基板であって、該側面は、破損防止部を備え、該破損防止部は、表面が曲面で構成され第１の面に平行な面で切断したときの切断面の縁が曲線となる凸部を有することを特徴とするガラス基板が提供される。
【００１７】
なお、本発明の一態様に係るガラス基板においては、該破損防止部は、半球状としてもよい。また、該破損防止部は、波型の曲面から構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本願発明に係るガラス基板は、側面に破損防止部を備えている。そのため、該ガラス基板の側面に衝撃等が与えられるとき、ガラス基板は破損防止部の凸部で衝撃を受けることになる。破損防止部の凸部は表面が曲面で構成されるため、ガラス基板は該衝撃を曲面で受けることとなり損傷が生じにくい。
【００１９】
該破損防止部は従来の面取り部と比べて、配設間隔、配設個数、ガラス基板側面からの高さ、材質や形状、配設方法等に高い自由度を有する。そのため、予想される衝撃の大きさや種類に合わせて適宜破損防止部の構成を決定することができ、あらゆる種類の衝撃に対応することができる。
【００２０】
したがって、本発明により、側面に衝撃等が加えられても損傷等が生じにくいガラス基板が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１（Ａ）は、側面に半球状の破損防止部が配設されたガラス基板を模式的に表した斜視図であり、図１（Ｂ）は、該ガラス基板の隅を拡大した上面図である。
【図２】図２（Ａ）は、側面に波型の曲面を有する破損防止部が配設されたガラス基板を模式的に表した斜視図であり、図２（Ｂ）は、該ガラス基板の隅を拡大した上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付図面を参照して、本発明に係る実施形態について説明する。まず、本実施形態に係るガラス基板について説明する。図１（Ａ）は、側面に半球状の破損防止部が配設されたガラス基板を模式的に表した斜視図であり、図１（Ｂ）は、該ガラス基板の隅を拡大した上面図である。図２（Ａ）は、側面に波型の曲面を有する破損防止部が配設されたガラス基板を模式的に表した斜視図であり、図２（Ｂ）は、該ガラス基板の隅を拡大した上面図である。なお、破損防止部の数、形状、及び、配置は図面に限定されない。
【００２３】
本実施形態に係るガラス基板１は概略平板状であり、第１の面１ａと、第２の面１ｂと、該第１の面１ａ及び該第２の面１ｂを連結する側面１ｃと、を有し、第１の面１ａ上または第２の面１ｂ上には半導体素子等を配置し設けることができる。半導体素子を配設する面には該半導体素子を構成する膜等を積層させるが、膜の被形成面に凹凸を有すると、積層される各種の膜に該凹凸が反映されるため、形成される半導体素子の特性のばらつきの原因となる。
【００２４】
そのため、半導体素子が形成されるガラス基板の表面は十分に平坦でなければならない。そして、半導体素子を構成する膜が薄いほど半導体素子は被形成面の凹凸による影響を受けやすいが、近年ガラス基板上に形成される半導体素子の小型化・薄型化の傾向が著しいため、ガラス基板の表面にはより一層の平坦性が求められている。
【００２５】
例えば、半導体素子を構成する各膜のうち最も薄い膜は２０ｎｍかそれ以下の厚さとなる場合がある。該最も薄い膜においても被形成面の凹凸による影響が生じないようにするためには、例えば、ガラス基板の第１の面１ａまたは第２の面１ｂは、平均表面粗さ（Ｒａ）が１０ｎｍ以下であること、特に５ｎｍ以下であることが好ましい。また、形成される半導体素子を構成する各膜のうち最も薄い膜の２分の１以下、特に４分の１以下の表面粗さ（Ｒａ）であることが好ましい。
【００２６】
また、ガラス基板１にアルカリ金属元素（ナトリウムやカリウム等）が含まれていると、該ガラス基板１上に配設される半導体素子にアルカリ金属元素が移動し半導体素子の電気特性に影響を与える場合がある。そのため、アルカリ金属元素の移動を防止するためにガラス基板１と半導体素子との間にバリア膜を設けるか、アルカリ金属元素の含有量の少ない無アルカリガラスをガラス基板に用いることが好ましい。
【００２７】
次に、本実施形態に係るガラス基板１の側面１ｃが備える破損防止部３について説明する。該破損防止部３は凸部を有し、該凸部はガラス基板１の第１の面１ａと平行な面において切断したときの切断面の縁が曲線となる。換言すると、破損防止部３を第１の面１ａまたは第２の面１ｂに垂直な方向から観察したとき、曲線を有する形状である。ガラス基板１の側面１ｃに破損防止部を有するため、ガラス基板１の側面１ｃに衝撃等が与えられるとき、ガラス基板１は該破損防止部３に該衝撃を受けることになる。
【００２８】
側面が平面状の一般的なガラス基板の場合、その側面に衝撃を受けるとき、ガラス基板は平面で衝撃を受けることとなる。衝撃を受ける面が平面であるとガラス基板に欠けやクラック等の損傷が生じやすい。一方で、本実施形態に係るガラス基板１のように、側面に破損防止部３を有し、該破損防止部３が有する凸部が上述の形状である場合、衝撃を曲面で受けることとなり損傷が生じにくい。
【００２９】
次に、該破損防止部３の形状について詳説する。該破損防止部３の形状の一例は、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示す通り半球状であり凸部３ａを有する形状である。なお、半球状とは球の中心を通る面で切断した形状には限られず、中心を含まない面で切断した形状でもよい。また、球を切断した形状に限らず楕円体を切断した形状でもよい。
【００３０】
例えば、球を切断した形状を破損防止部３に採用するときには、その曲率半径を１ｍｍ以下、好ましくは０．５ｍｍ以下とすればよい。ただし、破損防止部３の大きさがガラス基板１の厚さよりも大きく、ガラス基板１の側面に該破損防止部３を配設したときに破損防止部３が該ガラス基板１の厚さ方向にはみ出るときには、該はみ出る部分を除去してもよい。
【００３１】
破損防止部３がガラス基板１の厚さ方向にはみ出ることのないように、破損防止部３の曲率半径をガラス基板１の厚さの０．５倍以下、好ましくは０．２５倍以下と決定してもよい。ただし、本実施形態に係る破損防止部は、必ずしもこれに限定されない。
【００３２】
また、破損防止部３が受ける衝撃を分散させるために、ガラス基板１の側面１ｃには複数の破損防止部３が配設されてもよい。配設される破損防止部３の数が多いほど衝撃をより分散させることができる。さらに、配設された複数の破損防止部３間の距離が小さい方が密に破損防止部３を配設できるため好ましい。
【００３３】
例えば、複数の半球状の破損防止部３をガラス基板１の側面１ｃに配設するとき、隣接する２つの破損防止部３間の距離（一方の破損防止部３の端部と、もう一方の破損防止部３の端部と、の距離）を１ｍｍ〜５ｍｍの範囲とすればよい。より好ましくは１ｍｍ〜２ｍｍの範囲とする。また、該距離を破損防止部３の曲率半径の１倍〜５倍の範囲で、より好ましくは１倍〜２倍の範囲で決定してもよい。ただし、本実施形態に係る破損防止部は、必ずしもこれに限定されない。
【００３４】
なお、破損防止部３を半球状とするとき、複数の破損防止部３の曲率半径をすべて統一しなくてもよく、曲率半径の異なる複数の種類の破損防止部３をガラス基板１の側面１ｃに混載させてもよい。また、破損防止部３間の距離を側面全体で統一しなくてもよく、ガラス基板１の側面１ｃにおいて、破損防止部３の間隔の大きい領域と間隔の小さい領域とが混在していてもよい。
【００３５】
ガラス基板１の側面１ｃのうち大きな衝撃を受けることが予想される部分には破損防止部３を密に設けて重点的に保護してもよく、大きな衝撃を受ける可能性の小さい部分には破損防止部３を疎に設けてもよい。
【００３６】
該破損防止部３の形状の他の一例は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す通り波型の曲面から構成される形状である。波型の曲面から構成される破損防止部３は凸部３ａを有する。また、破損防止部３が有する凸部３ａは、ガラス基板１の第１の面１ａに平行な面で切断したときの切断面の縁が曲線となる。また、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示す通り該凸部３ａは近接する凹部３ｂに挟まれている。
【００３７】
なお、波型の曲面から構成される破損防止部３は、例えば該波型の波高（該波の振幅）は１ｍｍ程度としてもよい。また該波型の凹部３ｂから凸部３ａを経て隣接する凹部３ｂまでの間の距離（以下、波長とする）は１ｍｍ〜５ｍｍの範囲で決定してもよい。より好ましくは１ｍｍ〜２ｍｍの範囲とする。また、波長を波高の１倍〜５倍の範囲で、より好ましくは１倍〜２倍の範囲で決定する。ただし、本実施形態に係る破損防止部３は、必ずしもこれに限定されない。
【００３８】
また、破損防止部３が波型の曲面から構成される形状である場合、凹部３ｂから凸部３ａを経て隣接する凹部３ｂまでの間を一つの破損防止部３としたとき、複数の破損防止部３をガラス基板１の側面１ｃに配設してもよい。複数の該破損防止部３を側面１ｃに配設する場合、図２（Ａ）に示す通り、複数の破損防止部３が側面１ｃの全体に渡って連続する波型の曲面を形成してもよい。
【００３９】
また、波型の曲面から構成された複数の破損防止部３がすべて同一の波長・波高とならなくてもよく、波長・波高の異なる複数の破損防止部３が混在していてもよい。例えば、ガラス基板１の側面１ｃのうち大きな衝撃を受ける可能性が高い部分には、該波型の波長を小さくし凸部３ａを密にして重点的に保護してもよく、可能性が低い部分には凸部３ａを疎にして設けてもよい。なお、複数の破損防止部３の間において、ガラス基板１の側面１ｃに、波型とは異なる形状（例えば直線）を有していてもよい。
【００４０】
また、波型の曲面から構成された破損防止部３は、ガラス基板１の第１の面１ａと接続する角部、及び、第２の面１ｂと接続する角部が面取りされた形状となっていてもよい。
【００４１】
本実施形態に係るガラス基板１における破損防止部３は、該破損防止部３の配設個数、配設間隔、ガラス基板１の側面１ｃからの高さ、材質や形状、配設方法等に高い自由度を有する。そのため、予想される衝撃の大きさや種類等に合わせて適宜破損防止部３の構成を決定することができ、あらゆる種類の衝撃に対応することができる。
【００４２】
次に、破損防止部３をガラス基板１の側面１ｃに配設する方法について説明する。破損防止部３は、例えば、側面１ｃが平坦なガラス基板１の側面１ｃを部分的に除去して形成できる。その場合、破損防止部３は切削装置またはレーザー加工装置を使用して形成できる。なお、ガラス基板１の一部を除去して破損防止部３を形成するとき、該破損防止部３はガラス基板１と同じ材質となるため、両者の境界は必ずしも明確にはならない。
【００４３】
また、破損防止部３はマザーガラスの製造過程において形成することもできる。マザーガラスの製造方法は、フュージョン法やフロート法等が知られているが、各方法に共通する特徴として、材料であるガラスを加熱して溶融ガラスに変化させる工程がある。そして溶融ガラスを板状に整形して徐冷し硬化させて所定の長さに切断することで平板状のガラス基板（マザーガラス）を形成する。そこで、溶融ガラスを板状に整形してから徐冷し硬化させるまでの間にガラス基板（マザーガラス）の側面に破損防止部３を形成する。
【００４４】
この場合、例えば転写されて破損防止部３となる形状の型を準備しておき、溶融ガラスが平板状に整形されてから徐冷されるまでの間に、ガラスの側面に向けて該型を適度に押し込む。すると、型により押し込まれた側面に該型の形状が転写される。そして、ガラスを徐冷して硬化させ、所定の長さに切断したときに、側面に破損防止部３が配設されたガラス基板（マザーガラス）となる。
【００４５】
さらに、ガラスを所定の長さに切断してガラス基板（マザーガラス）を形成する際に、例えば波型等に切断することで、切断面にも破損防止部３を形成できる。
【００４６】
また、破損防止部３はガラス基板１とは別に準備した部材をガラス基板１の側面１ｃに配設して形成してもよい。例えば、半球状、球状、または、柱状等の部材を複数準備する。そして、ガラス基板１の側面１ｃまたは該部材の表面に接着部材を配設する。次に、該接着部材を介してガラス基板１の側面１ｃに破損防止部３を形成する部材を接着することで、破損防止部３を形成する。
【００４７】
このように、破損防止部３を形成する部材をガラス基板１とは別に準備し、接着部材を介してガラス基板１の側面１ｃに接着する場合、該破損防止部３にはガラス以外の材料を採用することができる。例えば、ポリイミド、アクリル、ウレタン等の樹脂材料を用いてもよく、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミニウム等の無機材料を用いてもよい。ガラス基板１の側面１ｃに与えられる衝撃の種類や程度に応じて、破損防止部３に用いる材料を適宜選択することができる。
【００４８】
ただし、ガラス基板１の側面１ｃに破損防止部３を配設した後にガラス基板１上に半導体素子を形成する場合、該破損防止部３を構成する材料は半導体素子を形成する工程において加えられる熱に耐える材料でなければならない。
【００４９】
また、マザーガラスから切り出されたガラス基板１の側面に波型の曲面から構成される破損防止部３を配設する場合には、マザーガラスの分断と同時に破損防止部３を形成できる。例えば、レーザー加工装置を用いてマザーガラスを切断する際に、形成予定の破損防止部３の外形と同じ波型の分断溝をマザーガラスに形成する。該分断溝を境界としてマザーガラスを分割すると、該分断溝を構成していたガラス基板１の縁が波型となり、ガラス基板１の側面１ｃに波型の破損防止部３が形成される。
【００５０】
以上により、側面１ｃに破損防止部３を備えたガラス基板１を作製することができる。該破損防止部３は曲面で構成されており、第１の面１ａに平行な面で切断したときの切断面の縁が曲線となる凸部を有する。つまり、ガラス基板１の側面１ｃに曲面が設けられるため、ガラス基板１に損傷等が生じにくい。
【００５１】
なお、本発明は、上記実施形態の記載に限定されず、種々変更して実施可能である。例えば、上記実施形態では側面１ｃに破損防止部３が形成されたガラス基板１について説明した。しかし、例えば、該破損防止部３を有するガラス基板１が半導体素子の製造装置に運ばれたとき、または、ガラス基板１上に半導体素子が形成された後に、該破損防止部３の一部またはすべてがガラス基板１の側面１ｃから除去されてもよい。
【００５２】
側面に衝撃を受けて破損が生じる可能性が低くなったとき、該破損防止部３を除去することにより、ＦＰＤ用パネルやデバイスチップを形成しやすくなる場合がある。一方で、側面に破損防止部３が配設された状態でガラス基板１がＦＰＤ用パネルやデバイスチップに用いられていてもよい。
【００５３】
その他、上記実施形態に係る構造、方法等は、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施できる。
【符号の説明】
【００５４】
１  ガラス基板
１ａ  第１の面
１ｂ  第２の面
１ｃ  側面
３  破損防止部
３ａ  凸部
３ｂ  凹部
【図１】
2017218338.tif 000003
【図２】
2017218338.tif 000004