本發(fā)明涉及玻璃基板、層疊基板以及玻璃基板的制造方法。

背景技術(shù)：

對于芯片尺寸封裝(csp)等的圖像傳感器，已知在硅基板上貼付玻璃基板進行保護的方式，提出了使由熱膨脹所引起的伸長率接近于與玻璃接合的硅基板的由熱膨脹所引起的伸長率的硅基座用玻璃(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

另外，迄今為止的半導(dǎo)體組裝工序中，將晶片狀態(tài)的硅基板與玻璃基板分別切斷后，將硅基板與玻璃基板貼合，進行模片鍵合、引線鍵合、以及成型等一系列的組裝工序。近年來，以原尺寸的晶片狀態(tài)將硅基板與玻璃基板貼合進行組裝工序后進行切斷的晶片級封裝技術(shù)作為下一代csp技術(shù)備受關(guān)注。

貼合硅基板與玻璃基板需要熱處理工序。熱處理工序中，例如，使在200℃～400℃的溫度貼合硅基板與玻璃基板而成的層疊基板降溫到室溫。此時，如果硅基板與玻璃基板的熱膨脹系數(shù)存在差異，則成為因熱膨脹系數(shù)的不同而使硅基板產(chǎn)生大的殘留應(yīng)變(殘留變形)的原因。

晶片級封裝技術(shù)中，因為以晶片狀態(tài)將硅基板和玻璃基板貼合，所以即使以往不成為問題的熱膨脹系數(shù)的差異，也容易在硅基板產(chǎn)生殘留應(yīng)變。另外，熱處理工序中要求堿性離子不會從玻璃基板向硅基板擴散。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本專利第3153710號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

專利文獻(xiàn)1中提出了一種硅基座用玻璃，其特征在于，玻璃的由熱膨脹所引起的伸長率α1與接合于玻璃的硅基材的由熱膨脹所引起的伸長率α2的比例α1/α2為0.8～1.2的范圍的值。但是，專利文獻(xiàn)1中公開的實施例的玻璃與硅基板的熱膨脹系數(shù)的一致性不充分，在晶片級封裝技術(shù)中硅基板容易產(chǎn)生殘留應(yīng)變。

因此，本發(fā)明提供在將硅基板和玻璃基板貼合的熱處理工序中堿性離子不易向硅基板擴散、硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變小的玻璃基板以及玻璃基板的制造方法。另外，本發(fā)明提供使用該玻璃基板的層疊基板。

本發(fā)明的玻璃基板的特征在于，在50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)α50/100為2.70ppm/℃～3.20ppm/℃，

在200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)α200/300為3.45ppm/℃～3.95ppm/℃，

將200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)α200/300除以50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)α50/100而得的值α200/300/α50/100為1.20～1.30，

堿金屬氧化物的含量以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計為0％～0.1％。

本發(fā)明的層疊基板的特征在于，層疊有上述的玻璃基板和硅基板。

另外，本發(fā)明的層疊基板的特征在于，層疊有玻璃基板與硅基板，上述玻璃基板的50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)α50/100與上述硅基板的50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)αsi50/100之差δα50/100(＝α50/100－αsi50/100)為－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃，

上述玻璃基板的200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)α200/300與上述硅基板的200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)αsi200/300之差δα200/300(＝α200/300－αsi200/300)為－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃，

上述δα200/300－上述δα50/100為－0.16ppm/℃～0.16ppm/℃，

上述玻璃基板的堿金屬氧化物的含量以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計為0％～0.1％。

本發(fā)明的玻璃基板的制造方法，包含如下工序：

熔解工序，加熱玻璃原料而得到熔融玻璃；

澄清工序，從上述熔融玻璃除去氣泡；

成型工序，將上述熔融玻璃制成板狀而得到玻璃帶；

慢冷工序，將上述玻璃帶慢冷到室溫狀態(tài)；

以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計，得到的玻璃基板的組成為下述的組成，

sio2：50％～75％，

al2o3：6％～16％，

b2o3：0％～15％，

mgo：0％～15％，

cao：0％～13％，

sro：0％～11％，

bao：0％～9.5％，

堿金屬氧化物的含量以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計為0％～0.1％，

上述得到的玻璃基板的組成與上述慢冷工序中的從上述玻璃帶的粘度成為10¹³d·pa·s的溫度到成為10^14.5d·pa·s的溫度為止的平均冷卻速度r(單位：℃/分鐘)滿足以下條件(1)、條件(2)、條件(3)以及條件(4)。

條件(1)：

0.0177×(sio2的含量)－0.0173×(al2o3的含量)+0.0377×(b2o3的含量)+0.0771×(mgo的含量)+0.1543×(cao的含量)+0.1808×(sro的含量)+0.2082×(bao的含量)+0.0344×log10r為2.70～3.20

條件(2)：

0.0181×(sio2的含量)+0.0004×(al2o3的含量)+0.0387×(b2o3的含量)+0.0913×(mgo的含量)+0.1621×(cao的含量)+0.1900×(sro的含量)+0.2180×(bao的含量)+0.0391×log10r為3.13～3.63

條件(3)：

0.0177×(sio2的含量)+0.0195×(al2o3的含量)+0.0323×(b2o3的含量)+0.1015×(mgo的含量)+0.1686×(cao的含量)+0.1990×(sro的含量)+0.2179×(bao的含量)+0.0312×log10r為3.45～3.95

條件(4)：

0.0111×(sio2的含量)+0.0250×(al2o3的含量)+0.0078×(b2o3的含量)+0.0144×(mgo的含量)+0.0053×(cao的含量)+0.0052×(sro的含量)+0.0013×(bao的含量)－0.0041×log10r為1.20～1.30

其中，sio2的含量、al2o3的含量、b2o3的含量、mgo的含量、cao的含量、sro的含量以及bao的含量是得到的玻璃中含有的以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計的含量。

應(yīng)予說明，本說明書中，只要沒有特別說明，玻璃基板及其制造方法中的各成分的含量就以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計。

本發(fā)明能夠提供在將硅基板和玻璃基板貼合的熱處理工序中堿性離子不易向硅基板擴散、硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變小的玻璃基板以及玻璃基板的制造方法。另外，本發(fā)明能夠提供使用該玻璃基板的層疊基板。

附圖說明

圖1中的(a)、(b)表示與硅基板貼合的本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板，圖1(a)是貼合前的截面圖，圖1(b)是貼合后的截面圖。

圖2是表示顯示堿金屬氧化物的含量的影響的sims測定結(jié)果的圖。

具體實施方式

以下，對本發(fā)明的一個實施方式進行說明。

圖1(a)、圖1(b)表示與硅基板貼合的本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板。在圖1(a)表示的本發(fā)明得到的玻璃基板g1與硅基板10之間夾入樹脂20，例如在200℃～400℃的溫度貼合，得到圖1(b)表示的層疊基板30。作為硅基板10，例如，使用原尺寸的晶片。樹脂20只要能夠耐受200℃～400℃的溫度即可以是任意的。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板與硅基板的熱膨脹系數(shù)之差小，因此在與硅基板貼合的熱處理工序、其后的熱處理工序中，能夠抑制由熱膨脹系數(shù)之差引起的殘留應(yīng)變的產(chǎn)生。因此，適合用作由晶片級封裝所帶來的元件小型化有效的mems、cmos、cis等圖像傳感器用的玻璃基板。

另外，適合作為投影用途的顯示器設(shè)備用的罩玻璃，例如lcos(liquidcristyalonsilicon)的罩玻璃。例如lcos、圖像傳感器中，在硅基板上形成電子電路后，使用樹脂、玻璃粉作為粘接材料，在硅基板粘接罩玻璃。如果硅基板與罩玻璃的熱膨脹系數(shù)一致或者極其接近，則可降低設(shè)備制造時、使用時在溫度變化時粘接界面產(chǎn)生的應(yīng)力。由此，能夠期待因光彈性變形引起的顏色不均的減少、長期可靠性的提高。

并且，適合作為玻璃中介層(gip)的開孔基板、半導(dǎo)體背面研磨用的支持玻璃。本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板只要是與硅基板貼合使用的玻璃基板用途，就可以適當(dāng)使用。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板在50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)α50/100為2.70ppm/℃～3.20ppm/℃。α50/100優(yōu)選2.80ppm/℃以上，更優(yōu)選2.90ppm/℃以上，進一步優(yōu)選2.91ppm/℃以上，特別優(yōu)選2.92ppm/℃以上。另外，α50/100優(yōu)選3.10ppm/℃以下，更優(yōu)選3.00ppm/℃以下，進一步優(yōu)選2.96ppm/℃以下，特別優(yōu)選2.94ppm/℃以下。

如果α50/100為上述范圍，則與硅基板的熱膨脹系數(shù)之差小，因此工藝余量得到確保，同時在將硅基板與玻璃基板貼合的熱處理工序中，能夠減小硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變。

其中，50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)α50/100是用jisr3102(1995年)中規(guī)定的方法測定的、測定熱膨脹系數(shù)的溫度范圍為50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)。

上述的表示數(shù)值范圍的“～”以包含其前后記載的數(shù)值作為下限值和上限值的含義使用，只要沒有特別說明，以下本說明書中“～”就是以相同的含義使用。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板在200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)α200/300為3.45ppm/℃～3.95ppm/℃。α200/300優(yōu)選3.55ppm/℃以上，更優(yōu)選3.65ppm/℃以上，特別優(yōu)選3.66ppm/℃以上，最優(yōu)選3.68ppm/℃以上。另外，α200/300優(yōu)選3.85ppm/℃以下，更優(yōu)選3.75ppm/℃以下，特別優(yōu)選3.73ppm/℃以下，最優(yōu)選3.71ppm/℃以下。

如果α200/300為上述范圍，則將本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板與硅基板貼合時的工藝余量得到確保，同時與硅基板的熱膨脹系數(shù)之差小，因此能夠有效抑制與硅基板的熱膨脹系數(shù)差所引起的殘留應(yīng)變的產(chǎn)生等不良情況。

另外，如果α200/300為3.55ppm/℃～3.85ppm/℃，則與硅基板的熱膨脹系數(shù)之差充分變小，能夠進一步抑制由熱膨脹系數(shù)之差引起的不良情況。

其中，200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)α200/300是用jisr3102(1995年)中規(guī)定的方法測定的、測定熱膨脹系數(shù)的溫度范圍為200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的將在200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)α200/300除以在50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)α50/100而得的值α200/300/α50/100為1.20～1.30。如果α200/300/α50/100為1.20～1.30，則與硅基板的熱膨脹系數(shù)之差小，因此在將硅基板與玻璃基板貼合的熱處理工序中，硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變小。α200/300/α50/100優(yōu)選1.24～1.27。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的堿金屬氧化物的含量為0％～0.1％。其中，堿金屬氧化物為li2o、na2o、k2o等。如果堿金屬氧化物的含量為0.1％以下，則在將硅基板和玻璃基板貼合的熱處理工序中，堿性離子不易向硅基板擴散。堿金屬氧化物的含量更優(yōu)選0.05％以下，進一步優(yōu)選0.02％以下，特別優(yōu)選實質(zhì)上不含有。這里，實質(zhì)上不含有堿金屬氧化物是完全不含有堿金屬氧化物，或者可作為制造上不可避免地混入的雜質(zhì)而含有堿金屬氧化物。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板優(yōu)選為下述的組成。

sio2：50％～75％，

al2o3：6％～16％，

b2o3：0％～15％，

mgo：0％～15％，

cao：0％～13％，

sro：0％～11％，

bao：0％～9.5％

sio2是形成玻璃的骨架的成分。如果sio2的含量為50％以上，則耐熱性、化學(xué)耐久性、耐候性良好。如果sio2的含量為75％以下，則玻璃熔化時的粘性不會變得過高而熔融性變得良好。sio2的含量優(yōu)選60％以上，更優(yōu)選64％以上。另外，sio2的含量優(yōu)選70％以下，更優(yōu)選68％以下。

如果al2o3的含量為6％以上，則耐候性、耐熱性、化學(xué)耐久性變得良好，楊氏模量變高。如果al2o3的含量為16％以下，則玻璃熔化時的粘性不會變得過高而熔融性變得良好，不易失透。al2o3的含量優(yōu)選8％以上，更優(yōu)選11％以上。另外，al2o3的含量優(yōu)選14％以下。

b2o3不是必需成分，但通過含有而使玻璃熔化時的粘性不會變得過高，熔融性變得良好，不易失透。如果b2o3的含量為15％以下，則玻璃化轉(zhuǎn)變溫度能夠提高，楊氏模量變高。b2o3的含量更優(yōu)選3％以上。另外，b2o3的含量優(yōu)選12％以下，更優(yōu)選6％以下。

mgo不是必需成分，但通過含有而使玻璃熔化時的粘性不會變得過高，熔融性變得良好，耐候性提高，楊氏模量變高。如果mgo的含量為15％以下，則不易失透。mgo的含量優(yōu)選4％以上，更優(yōu)選6％以上。另外，mgo的含量優(yōu)選10％以下，更優(yōu)選9.5％以下，進一步優(yōu)選9％以下。

cao不是必需成分，但通過含有而使玻璃熔化時的粘性不會變得過高，熔融性變得良好，耐候性提高。如果cao的含量為13％以下，則不易失透。cao的含量優(yōu)選4％以上。另外，cao的含量優(yōu)選10％以下，更優(yōu)選8％以下。

sro不是必需成分，但通過含有而使玻璃熔化時的粘性不會變得過高，熔融性變得良好，耐候性提高。如果sro的含量為11％以下，則不易失透。sro的含量優(yōu)選0.5％以上。另外，sro的含量優(yōu)選8％以下，更優(yōu)選3％以下。

bao不是必需成分，但通過含有而使玻璃熔化時的粘性不會變得過高，熔融性變得良好，耐候性提高。如果bao的含量為9.5％以下，則不易失透。bao的含量優(yōu)選3％以下，更優(yōu)選2％以下。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的cao、sro和bao的合計含量優(yōu)選7％以上。如果cao、sro和bao的合計含量為7％以上，則不易失透。cao、sro和bao的合計含量更優(yōu)選7.5％以上，進一步優(yōu)選8.0％以上。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板優(yōu)選(al2o3的含量)≥(mgo)的含量。如果(al2o3的含量)≥(mgo的含量)，則容易使玻璃基板的平均熱膨脹系數(shù)與硅基板的平均熱膨脹系數(shù)一致，在將硅基板與玻璃基板貼合的熱處理工序中，硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變小。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的失透粘度(ηtl)優(yōu)選10^3.8d·pa·s以上。如果失透粘度為10^3.8d·pa·s以上，則能夠穩(wěn)定地成型。失透粘度更優(yōu)選10^4.0d·pa·s以上，進一步優(yōu)選10^4.2d·pa·s以上。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板作為cmos傳感器的罩玻璃使用的情況下，為了不易吸收可見光，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百萬分比計，fe2o3的含量優(yōu)選200ppm以下。fe2o3的含量更優(yōu)選150ppm以下，進一步優(yōu)選100ppm以下，特別優(yōu)選50ppm以下。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板，為了提高熱傳導(dǎo)率，使熔融性良好，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百萬分比計，優(yōu)選含有超過200ppm且為1000ppm以下的fe2o3。如果fe2o3的含量超過200ppm，能夠提高玻璃基板的熱傳導(dǎo)率，使熔融性良好。如果fe2o3的含量為1000ppm以下，則可見光的吸收不會變得過強。

fe2o3的含量更優(yōu)選300ppm以上，進一步優(yōu)選400ppm以上，特別優(yōu)選500ppm以上。fe2o3的含量更優(yōu)選800ppm以下，進一步優(yōu)選700ppm以下，特別優(yōu)選600ppm以下。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板例如可以含有sno2、so3、cl以及f等作為澄清劑。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板，為了改善耐候性、熔解性、失透性、紫外線阻擋、紅外線阻擋、紫外線透射、紅外線透射等，例如，可以含有zno、li2o、wo3、nb2o5、v2o5、bi2o3、moo3、p2o5、ga2o3、i2o5、in2o5、ge2o5等。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板，為了提高玻璃的化學(xué)耐久性，可以在玻璃中含有合計量2％以下的zro2、y2o3、la2o3、tio2、sno2，優(yōu)選含有1％以下，更優(yōu)選含有0.5％以下。它們之中y2o3、la2o3以及tio2還有助于提高玻璃的楊氏模量。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板，如果考慮環(huán)境負(fù)荷，則優(yōu)選實質(zhì)上不含有as2o3、sb2o3。另外，如果考慮穩(wěn)定地浮法成型，則優(yōu)選實質(zhì)上不含有zno。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板在100℃～200℃的平均熱膨脹系數(shù)α100/200優(yōu)選3.13ppm/℃～3.63ppm/℃，更優(yōu)選3.23ppm/℃～3.53ppm/℃。如果α100/200為上述范圍，則與硅基板的熱膨脹系數(shù)之差小，因此工藝余量得到確保，同時在將硅基板與玻璃基板貼合的熱處理工序中能夠減小硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變。

α100/200進一步優(yōu)選3.33ppm/℃以上，特別優(yōu)選3.34ppm/℃以上，最優(yōu)選3.35ppm/℃以上。另外，α100/200進一步優(yōu)選3.43ppm/℃以下，特別優(yōu)選3.41ppm/℃以下，最優(yōu)選3.38ppm/℃以下。

其中，100℃～200℃的平均熱膨脹系數(shù)α100/200是用jisr3102(1995年)中規(guī)定的方法測定的、測定熱膨脹系數(shù)的溫度范圍為100℃～200℃的平均熱膨脹系數(shù)。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的楊氏模量優(yōu)選80gpa以上。如果楊氏模量為80gpa以上，則能夠抑制制造玻璃基板時的慢冷工序中產(chǎn)生的玻璃基板的翹曲、開裂。另外，能夠抑制與硅基板、周邊部件等的接觸所致的破損。楊氏模量更優(yōu)選81gpa以上，進一步優(yōu)選82gpa以上，特別優(yōu)選84gpa以上。

另外，楊氏模量優(yōu)選100gpa以下。如果楊氏模量為100gpa以下，則抑制玻璃變脆，能夠抑制玻璃基板的切削、切割時的缺口。楊氏模量更優(yōu)選90gpa以下，進一步優(yōu)選87gpa以下。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的厚度優(yōu)選1.0mm以下。如果厚度為1.0mm以下，則能夠使圖像傳感器變得小型。厚度更優(yōu)選0.8mm以下，進一步優(yōu)選0.7mm以下，特別優(yōu)選0.5mm以下。

另外，厚度優(yōu)選0.1mm以上。如果厚度為0.1mm以上，則能夠抑制與硅基板、周邊部件等的接觸所致的破損。另外，能夠抑制玻璃基板的自重?fù)锨：穸雀鼉?yōu)選0.2mm以上，進一步優(yōu)選0.3mm以上。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的面積優(yōu)選0.03m²以上。如果面積為0.03m²以上，則能夠使用大面積的硅基板，可以由一張層疊基板制造出多個圖像傳感器。面積更優(yōu)選0.04m²以上，進一步優(yōu)選0.05m²以上。

另外，本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的α200/300為3.45ppm/℃～3.95ppm/℃，α200/300/α50/100為1.20～1.30，所以即便面積為0.03m²以上，在將硅基板與玻璃基板貼合的熱處理工序中硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變也小。面積優(yōu)選0.1m²以下。如果面積為0.1m²以下，則玻璃基板的操作變得容易，能夠抑制與硅基板、周邊部件等的接觸所致的破損。面積更優(yōu)選0.08m²以下，進一步優(yōu)選0.06m²以下。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的密度優(yōu)選2.60g/cm³以下。如果密度為2.60g/cm³以下，則玻璃基板為輕型。另外，能夠減少因玻璃基板的自重所致的撓曲。密度更優(yōu)選2.55g/cm³以下，進一步優(yōu)選2.50g/cm³以下。

另外，密度優(yōu)選2.20g/cm³以上。如果密度為2.20g/cm³以上，則玻璃的維氏硬度變高，能夠使玻璃表面不易受傷。密度更優(yōu)選2.30g/cm³以上，進一步優(yōu)選2.40g/cm³以上，特別優(yōu)選2.45g/cm³以上。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板，玻璃基板中含有的缺陷的密度優(yōu)選1個/cm²以下。玻璃基板中含有的缺陷是在玻璃基板的表面、內(nèi)部存在的氣泡、傷痕、鉑等金屬異物以及未熔融原料等，是指大小為1mm以下、0.5μm以上的缺陷。如果缺陷大于1mm，則通過目視觀察能夠容易辨別，具有缺陷的基板的除去較容易。如果缺陷小于0.5μm，則缺陷足夠小，因此用于cmos傳感器、lcos的罩玻璃時也不會影響元件的特性。

以往的半導(dǎo)體組裝工序中，因為在切斷玻璃基板后進行組裝工序，所以當(dāng)玻璃基板有缺陷時，可以在組裝工序的初始將有缺陷的基板除去。另一方面，晶片級封裝中，因為在組裝工序的最后進行層疊基板的單片化，所以玻璃基板有缺陷時，能夠除去有缺陷的玻璃基板的操作在組裝工序的最后。這樣在晶片級封裝中，玻璃基板的缺陷的密度增加時成本增加變大，因此要求高品質(zhì)的缺陷管理。缺陷的密度更優(yōu)選0.1個/cm²以下，進一步優(yōu)選0.01個/cm²以下。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的形狀可以是圓形，可以是橢圓形，還可以是矩形。為了配合所貼合的硅基板的形狀，玻璃基板的邊緣可以有槽口，玻璃基板為圓形時，玻璃基板的外周的一部分也可以是直線。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(也記為tg)優(yōu)選700℃以上。如果tg為700℃以上，則能夠?qū)崽幚砉ば蛑胁ＡЩ宓某叽缱兓种频捷^小。tg更優(yōu)選720℃以上，進一步優(yōu)選740℃以上。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的虛擬粘度(仮想粘度)優(yōu)選10^11.0d·pa·s～10^14.1d·pa·s。為了使玻璃基板的虛擬粘度為10^11.0d·pa·s～10^14.1d·pa·s，需要使玻璃基板的成型后的冷卻速度相當(dāng)于1℃/分鐘～1200℃/分鐘。如果虛擬粘度為10^11.0d·pa·s～10^14.1d·pa·s，則使玻璃基板的平均熱膨脹系數(shù)與硅基板的平均熱膨脹系數(shù)接近，在將硅基板與玻璃基板貼合的熱處理工序中，硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變小。玻璃基板的虛擬粘度優(yōu)選10^12.1d·pa·s～10^13.1d·pa·s(相當(dāng)于冷卻速度10℃/分鐘～100℃/分鐘)。

玻璃的虛擬粘度(η)可以用下述(式4)(g.w.scherer，relaxationinglassandcomposites，wiley，newyork(1986)，p.159)計算。

log10η＝12.3-log10|q|(式4)

其中，η的單位為d·pa·s，q為假定冷卻速度，單位為℃/s。

假定冷卻速度q按以下方法由玻璃基板求出。從厚度1mm以下的一張玻璃基板切出多個玻璃板小片。例如切出1厘米見方的小片作為玻璃板小片。將切出的多個玻璃板小片分別以各種冷卻速度v進行熱處理、冷卻，測定各玻璃板單片的物性值。冷卻開始溫度優(yōu)選不受冷卻速度的影響的足夠高的溫度。典型的是優(yōu)選tg+50℃～+150℃左右。

實施測定的物性值沒有特別限制，優(yōu)選密度、與密度有密切關(guān)系的物性值(例如折射率)等。x軸取冷卻速度(log10v)，y軸取各自實施了熱處理的玻璃板單片的物性值，制成校正曲線a。利用制成的校正曲線a，由未實施熱處理的玻璃板單片的物性值求出該玻璃基板的假定冷卻速度q。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的粘度成為10²d·pa·s的溫度(也記為t2)優(yōu)選1800℃以下。t2更優(yōu)選1750℃以下，進一步優(yōu)選1700℃以下，特別優(yōu)選1650℃以下。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的粘度成為10⁴d·pa·s的溫度(也記為t4)優(yōu)選1350℃以下。t4更優(yōu)選1300℃以下，進一步優(yōu)選1275℃以下，特別優(yōu)選1250℃以下。應(yīng)予說明，如果考慮其它物性確保的容易性，則t4為1100℃以上。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的玻璃失透溫度優(yōu)選1325℃以下。更優(yōu)選1300℃以下，進一步優(yōu)選1275℃以下，特別優(yōu)選1250℃以下。玻璃失透溫度是在鉑制皿中裝入粉碎的玻璃粒子，在控制為一定溫度的電爐中進行17小時熱處理，通過熱處理后的光學(xué)顯微鏡觀察，在玻璃的內(nèi)部析出結(jié)晶的最高溫度與不析出結(jié)晶的最低溫度的平均值。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板優(yōu)選滿足如下條件：

0.0177×(sio2的含量)－0.0173×(al2o3的含量)+0.0377×(b2o3的含量)+0.0771×(mgo的含量)+0.1543×(cao的含量)+0.1808×(sro的含量)+0.2082×(bao的含量)+0.0344×(12.3+log1060－log10η)為2.70～3.20，

0.0181×(sio2的含量)+0.0004×(al2o3的含量)+0.0387×(b2o3的含量)+0.0913×(mgo的含量)+0.1621×(cao的含量)+0.1900×(sro的含量)+0.2180×(bao的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)為3.13～3.63，

0.0177×(sio2的含量)+0.0195×(al2o3的含量)+0.0323×(b2o3的含量)+0.1015×(mgo的含量)+0.1686×(cao的含量)+0.1990×(sro的含量)+0.2179×(bao的含量)+0.0312×(12.3+log1060－log10η)為3.45～3.95，以及

0.0111×(sio2的含量)+0.0250×(al2o3的含量)+0.0078×(b2o3的含量)+0.0144×(mgo的含量)+0.0053×(cao的含量)+0.0052×(sro的含量)+0.0013×(bao的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)為1.20～1.30。

其中，sio2的含量、al2o3的含量、b2o3的含量、mgo的含量、cao的含量、sro的含量以及bao的含量是得到的玻璃中含有的各成分的含量，η為虛擬粘度(單位：d·pa·s)。

如果滿足這些條件，工藝余量得到確保，同時在將硅基板與玻璃基板貼合的熱處理工序中容易減小硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變。

0.0177×(sio2的含量)－0.0173×(al2o3的含量)+0.0377×(b2o3的含量)+0.0771×(mgo的含量)+0.1543×(cao的含量)+0.1808×(sro的含量)+0.2082×(bao的含量)+0.0344×(12.3+log1060－log10η)更優(yōu)選2.80以上，進一步優(yōu)選2.90以上，特別優(yōu)選2.91以上，最優(yōu)選2.92以上。

另外，0.0177×(sio2的含量)－0.0173×(al2o3的含量)+0.0377×(b2o3的含量)+0.0771×(mgo的含量)+0.1543×(cao的含量)+0.1808×(sro的含量)+0.2082×(bao的含量)+0.0344×(12.3+log1060－log10η)更優(yōu)選3.10以下，進一步優(yōu)選3.00以下，特別優(yōu)選2.96以下，最優(yōu)選2.94以下。

0.0181×(sio2的含量)+0.0004×(al2o3的含量)+0.0387×(b2o3的含量)+0.0913×(mgo的含量)+0.1621×(cao的含量)+0.1900×(sro的含量)+0.2180×(bao的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)更優(yōu)選3.23以上，進一步優(yōu)選3.33以上，特別優(yōu)選3.34以上，最優(yōu)選3.35以上。

另外，0.0181×(sio2的含量)+0.0004×(al2o3的含量)+0.0387×(b2o3的含量)+0.0913×(mgo的含量)+0.1621×(cao的含量)+0.1900×(sro的含量)+0.2180×(bao的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)更優(yōu)選3.53以下，進一步優(yōu)選3.43以下，特別優(yōu)選3.41以下，最優(yōu)選3.38以下。

0.0177×(sio2的含量)+0.0195×(al2o3的含量)+0.0323×(b2o3的含量)+0.1015×(mgo的含量)+0.1686×(cao的含量)+0.1990×(sro的含量)+0.2179×(bao的含量)+0.0312×(12.3+log1060－log10η)更優(yōu)選3.55以上，進一步優(yōu)選3.65以上，特別優(yōu)選3.66以上，最優(yōu)選3.68以上。

另外，0.0177×(sio2的含量)+0.0195×(al2o3的含量)+0.0323×(b2o3的含量)+0.1015×(mgo的含量)+0.1686×(cao的含量)+0.1990×(sro的含量)+0.2179×(bao的含量)+0.0312×(12.3+log1060－log10η)更優(yōu)選3.85以下，進一步優(yōu)選3.73以下，特別優(yōu)選3.65以下，最優(yōu)選3.71以下。

并且，0.0111×(sio2的含量)+0.0250×(al2o3的含量)+0.0078×(b2o3的含量)+0.0144×(mgo的含量)+0.0053×(cao的含量)+0.0052×(sro的含量)+0.0013×(bao的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)更優(yōu)選1.24以上。

另外，0.0111×(sio2的含量)+0.0250×(al2o3的含量)+0.0078×(b2o3的含量)+0.0144×(mgo的含量)+0.0053×(cao的含量)+0.0052×(sro的含量)+0.0013×(bao的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)更優(yōu)選1.27以下。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板在氫氟酸水溶液(hf)中的重量減少量(以下，也記為hf重量減少量)優(yōu)選0.05(mg/cm²)/分鐘～0.20(mg/cm²)/分鐘。其中，hf重量減少量是將玻璃基板在25℃、5質(zhì)量％氫氟酸水溶液中浸漬時的每單位面積和每單位時間的減少量((mg/cm²)/分鐘)。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板有時與硅基貼合后直接作為設(shè)備的一部分進行組裝。例如，玻璃基板作為罩玻璃組裝于設(shè)備中。這時，為了使設(shè)備小型化，優(yōu)選減薄玻璃基板。因此，本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板優(yōu)選減薄率較高。作為玻璃基板的減薄率的指標(biāo)，可以使用hf重量減少量。

如果hf重量減少量為0.05(mg/cm²)/分鐘以上，則減薄工序的生產(chǎn)率變得良好而優(yōu)選。如果hf重量減少量為0.20(mg/cm²)/分鐘以下，則能夠防止減薄工序中玻璃基板產(chǎn)生的蝕刻深度變得不均勻而使玻璃基板表面的平滑性受損等不良情況，因而優(yōu)選。

hf重量減少量更優(yōu)選0.07(mg/cm²)/分鐘以上，進一步優(yōu)選0.09(mg/cm²)/分鐘以上，特別優(yōu)選0.11(mg/cm²)/分鐘以上。另外，hf重量減少量更優(yōu)選0.18(mg/cm²)/分鐘以下，進一步優(yōu)選0.16(mg/cm²)/分鐘以下，特別優(yōu)選0.14(mg/cm²)/分鐘以下。

另外，本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板能夠用于投影用途的顯示器設(shè)備例如lcos的罩玻璃。這樣的情況下，如果玻璃基板的光彈性常數(shù)高，則因設(shè)備的封裝工序、設(shè)備使用時產(chǎn)生的應(yīng)力而使玻璃基板具有雙折射性。其結(jié)果，入射至設(shè)備的光產(chǎn)生顏色變化，可能產(chǎn)生顏色不均等畫質(zhì)不良。

為了防止這樣的畫質(zhì)不良，本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的光彈性常數(shù)優(yōu)選31nm/(mpa·cm)以下，更優(yōu)選30.5nm/(mpa·cm)以下，進一步優(yōu)選30nm/(mpa·cm)以下，特別優(yōu)選29.5nm/(mpa·cm)以下。

另外，本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的α射線放出量優(yōu)選0.5c/cm²·h以下，更優(yōu)選0.3c/cm²·h以下，特別優(yōu)選0.1c/cm²·h以下，最優(yōu)選0.05c/cm²·h以下。應(yīng)予說明，單位的c表示計數(shù)數(shù)量。

例如，將本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板應(yīng)用于圖像傳感器等元件的罩玻璃。這時，如果由玻璃基板產(chǎn)生的α射線向圖像傳感器等元件入射，則由α射線的能量誘導(dǎo)空穴－電子對，這可能導(dǎo)致圖像瞬間出現(xiàn)亮點、白點的軟性誤差。因此，通過使用α射線放出量少的玻璃基板，容易防止這樣的不良情況。應(yīng)予說明，如果使用放射性同位素的含量少、α射線放出量少的高純度原料作為玻璃基板的原料，能夠減少α射線放出量。另外，玻璃的熔融·澄清工序中，如果放射性同位素不從玻璃制造設(shè)備的爐材等混入到熔融玻璃中，就能夠有效減少α射線放出量。另外，“α射線放出量”可以用氣流比例計數(shù)管測定裝置等進行測定。

硅基板的50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)αsi50/100優(yōu)選2.91ppm/℃～2.97ppm/℃。如果αsi50/100為2.91ppm/℃～2.97ppm/℃，則與本發(fā)明的玻璃基板的貼合變得容易。αsi50/100更優(yōu)選2.92ppm/℃以上，進一步優(yōu)選2.93ppm/℃以上。另外，αsi50/100更優(yōu)選為2.94ppm/℃以下。

硅基板的100℃～200℃的平均熱膨脹系數(shù)αsi100/200優(yōu)選3.34ppm/℃～3.40ppm/℃。如果αsi100/200為3.34ppm/℃～3.40ppm/℃，則與本發(fā)明的玻璃基板的貼合變得容易。αsi100/200更優(yōu)選3.36ppm/℃以上，進一步優(yōu)選3.37ppm/℃以上。另外，αsi100/200更優(yōu)選為3.38ppm/℃以下。

硅基板的在200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)αsi200/300優(yōu)選3.66ppm/℃～3.72ppm/℃。如果αsi200/300為3.66ppm/℃～3.72ppm/℃，則與本發(fā)明的玻璃基板的貼合變得容易。αsi200/300更優(yōu)選3.68ppm/℃以上，進一步優(yōu)選3.69ppm/℃以上。另外，αsi200/300更優(yōu)選為3.70ppm/℃以下。

本發(fā)明的一個實施方式的層疊基板是上述玻璃基板與硅基板層疊而形成的。硅基板與玻璃基板的熱膨脹系數(shù)之差小，因此在將硅基板與玻璃基板貼合的熱處理工序中，硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變小。另外，層疊基板例如通過將樹脂夾在中間而將玻璃基板與硅基板貼合而得到的。

此時，樹脂的厚度、樹脂的熱膨脹系數(shù)、貼合時的熱處理溫度等對層疊基板整體的翹曲產(chǎn)生影響。本發(fā)明的一個實施方式的層疊基板可以像如上所述的本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板那樣通過控制熱膨脹系數(shù)來減少層疊基板整體的翹曲，所以能夠擴展樹脂的厚度、樹脂的熱膨脹系數(shù)、貼合時的熱處理溫度等工藝余量。本發(fā)明的一個實施方式的層疊基板中可以應(yīng)用上述的本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板。

本發(fā)明的一個實施方式的層疊基板是玻璃基板與硅基板層疊而形成的，玻璃基板的50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)α50/100與硅基板的50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)αsi50/100之差δα50/100(＝α50/100－αsi50/100)為－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃。

另外，玻璃基板的200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)α200/300與硅基板的200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)αsi200/300之差δα200/300(＝α200/300－αsi200/300)為－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃。硅基板與玻璃基板的熱膨脹系數(shù)之差小，因此在將硅基板與玻璃基板貼合的熱處理工序中硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變小。

δα50/100更優(yōu)選－0.15ppm/℃以上，進一步優(yōu)選－0.10ppm/℃以上，特別優(yōu)選－0.05ppm/℃以上，最優(yōu)選－0.03ppm/℃以上。δα50/100更優(yōu)選0.15ppm/℃以下，進一步優(yōu)選0.10ppm/℃以下，特別優(yōu)選0.05ppm/℃以下，最優(yōu)選0.03ppm/℃以下。

δα200/300更優(yōu)選－0.15ppm/℃以上，進一步優(yōu)選－0.10ppm/℃以上，特別優(yōu)選－0.05ppm/℃以上，最優(yōu)選－0.03ppm/℃以上。δα200/300更優(yōu)選0.15ppm/℃以下，進一步優(yōu)選0.10ppm/℃以下，特別優(yōu)選0.05ppm/℃以下，最優(yōu)選0.03ppm/℃以下。

本發(fā)明的一個實施方式的層疊基板，玻璃基板的100℃～200℃的平均熱膨脹系數(shù)α100/200與硅基板的100℃～200℃的平均熱膨脹系數(shù)αsi100/200之差δα100/200(＝α100/200－αsi100/200)優(yōu)選－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃。如果δα100/200為－0.25ppm/℃～0.25ppm/℃，則硅基板與玻璃基板的熱膨脹系數(shù)之差小，因此在將硅基板與玻璃基板貼合的熱處理工序中硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變小。

δα100/200更優(yōu)選－0.15ppm/℃以上，進一步優(yōu)選－0.10ppm/℃以上，特別優(yōu)選－0.05ppm/℃以上，最優(yōu)選－0.03ppm/℃以上。δα100/200更優(yōu)選0.15ppm/℃以下，進一步優(yōu)選0.10ppm/℃以下，特別優(yōu)選0.05ppm/℃以下，最優(yōu)選0.03ppm/℃以下。

本發(fā)明的一個實施方式的層疊基板的δα200/300與δα50/100之差(δα200/300－δα50/100)為－0.16ppm/℃～0.16ppm/℃。如果δα200/300－δα50/100為－0.16ppm/℃～0.16ppm/℃，則與硅基板的熱膨脹系數(shù)之差小，因此在將硅基板與玻璃基板貼合的熱處理工序中，硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變小。δα200/300－δα50/100優(yōu)選－0.12ppm/℃以上，更優(yōu)選－0.08ppm/℃以上。另外，δα50/100－δα200/300優(yōu)選0.12ppm/℃以下，更優(yōu)選0.08ppm/℃以下。

接下來，對本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的制造方法進行說明。

制造本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板時，經(jīng)過如下工序：加熱玻璃原料而得到熔融玻璃的熔解工序，從熔融玻璃除去氣泡的澄清工序，將熔融玻璃制成板狀而得到玻璃帶的成型工序，以及將玻璃帶慢冷到室溫狀態(tài)的慢冷工序。

熔解工序中，以成為得到的玻璃板的組成的方式制備原料，將原料連續(xù)投入熔解爐，加熱到優(yōu)選為1450℃～1650℃左右而得到熔融玻璃。

原料也可以使用氧化物、碳酸鹽、硝酸鹽、氫氧化物、氯化物等鹵化物等。熔解、澄清工序中具有熔融玻璃與鉑接觸的工序時，有時微小的鉑粒子在熔融玻璃中溶出而作為異物混入所得到的玻璃板中，但硝酸鹽原料的使用具有防止該鉑異物的溶出的效果。

作為硝酸鹽，可以使用硝酸鍶、硝酸鋇、硝酸鎂、硝酸鈣等。更優(yōu)選使用硝酸鍶。原料粒度可以適當(dāng)?shù)厥褂脧牟划a(chǎn)生熔解殘留的程度的幾百微米的大粒徑的原料到不產(chǎn)生原料搬運時的飛散、不以二次粒子的形式凝聚的程度的幾微米程度的小粒徑的原料。也可以使用造粒物。為了防止原料的飛散，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整原料含水量。也可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整β－oh、fe的氧化還原度或者氧化還原平衡(redox)[fe²⁺/(fe²⁺+fe³⁺)]等的熔解條件而使用。

接下來，澄清工序是從上述熔解工序所得到的熔融玻璃中除去氣泡的工序。作為澄清工序，可以應(yīng)用基于減壓的脫泡法。另外，本發(fā)明中的玻璃基板，可以使用so3、sno2作為澄清劑。作為so3源，優(yōu)選選自al、mg、ca、sr以及ba中的至少1種的元素的硫酸鹽，更優(yōu)選堿土金屬的硫酸鹽，其中，caso4·2h2o、srso4以及baso4因增大氣泡的作用顯著而特別優(yōu)選。

作為基于減壓的脫泡法中的澄清劑，優(yōu)選使用cl、f等鹵素。作為cl源，優(yōu)選選自al、mg、ca、sr以及ba中的至少1種元素的氯化物，更優(yōu)選堿土金屬的氯化物，其中，srcl2·6h2o和bacl2·2h2o的增大氣泡的作用顯著，并且潮解性小，因此特別優(yōu)選。作為f源，優(yōu)選選自al、mg、ca、sr以及ba中的至少1種元素的氟化物，更優(yōu)選堿土金屬的氟化物，其中，caf2因增大玻璃原料的熔解性的作用顯著而更優(yōu)選。

接下來，成型工序是將上述澄清工序中除去氣泡的熔融玻璃制成板狀而得到玻璃帶的工序。作為成型工序，采用將熔融玻璃流到熔融金屬上制成板狀而得到玻璃帶的浮法。

接下來，慢冷工序是將上述成型工序中得到的玻璃帶慢冷到室溫狀態(tài)的工序。作為慢冷工序，將玻璃帶以從粘度成為10¹³d·pa·s的溫度到粘度成為10^14.5d·pa·s的溫度為止的平均冷卻速度為r的方式慢冷到室溫狀態(tài)。將慢冷后的玻璃帶切斷后，得到玻璃基板。

本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的制造方法中，得到的玻璃基板的組成以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計為下述的組成。

sio2：50％～75％，

al2o3：6％～16％，

b2o3：0％～15％，

mgo：0％～15％，

cao：0％～13％，

sro：0％～11％，

bao：0％～9.5％

堿金屬氧化物的含量為0％～0.1％以下。

另外，本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板的制造方法中，得到的玻璃基板的組成與慢冷工序中的玻璃帶的從粘度成為10¹³d·pa·s的溫度到粘度成為10^14.5d·pa·s的溫度為止的平均冷卻速度r(單位：℃/分鐘)滿足以下條件(1)～條件(4)。

條件(1)：

0.0177×(sio2的含量)－0.0173×(al2o3的含量)+0.0377×(b2o3的含量)+0.0771×(mgo的含量)+0.1543×(cao的含量)+0.1808×(sro的含量)+0.2082×(bao的含量)+0.0344×log10r為2.70～3.20

條件(2)：

0.0181×(sio2的含量)+0.0004×(al2o3的含量)+0.0387×(b2o3的含量)+0.0913×(mgo的含量)+0.1621×(cao的含量)+0.1900×(sro的含量)+0.2180×(bao的含量)+0.0391×log10r為3.13～3.63

條件(3)：

0.0177×(sio2的含量)+0.0195×(al2o3的含量)+0.0323×(b2o3的含量)+0.1015×(mgo的含量)+0.1686×(cao的含量)+0.1990×(sro的含量)+0.2179×(bao的含量)+0.0312×log10r為3.45～3.95

條件(4)

0.0111×(sio2的含量)+0.0250×(al2o3的含量)+0.0078×(b2o3的含量)+0.0144×(mgo的含量)+0.0053×(cao的含量)+0.0052×(sro的含量)+0.0013×(bao的含量)－0.0041×log10r為1.20～1.30

優(yōu)選滿足以下條件(1)～條件(4)。

條件(1)：

0.0177×(sio2的含量)－0.0173×(al2o3的含量)+0.0377×(b2o3的含量)+0.0771×(mgo的含量)+0.1543×(cao的含量)+0.1808×(sro的含量)+0.2082×(bao的含量)+0.0344×log10r為2.80～3.10

條件(2)：

0.0181×(sio2的含量)+0.0004×(al2o3的含量)+0.0387×(b2o3的含量)+0.0913×(mgo的含量)+0.1621×(cao的含量)+0.1900×(sro的含量)+0.2180×(bao的含量)+0.0391×log10r為3.23～3.53

條件(3)：

0.0177×(sio2的含量)+0.0195×(al2o3的含量)+0.0323×(b2o3的含量)+0.1015×(mgo的含量)+0.1686×(cao的含量)+0.1990×(sro的含量)+0.2179×(bao的含量)+0.0312×log10r為3.55～3.85

條件(4)

0.0111×(sio2的含量)+0.0250×(al2o3的含量)+0.0078×(b2o3的含量)+0.0144×(mgo的含量)+0.0053×(cao的含量)+0.0052×(sro的含量)+0.0013×(bao的含量)－0.0041×log10r為1.24～1.27

其中，sio2的含量、al2o3的含量、b2o3的含量、mgo的含量、cao的含量、sro的含量以及bao的含量是得到的玻璃中含有的各成分的含量。通過滿足條件(1)～條件(4)，能夠制造可減小熱處理工序中硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變的玻璃基板。

為以上說明的本實施方式的玻璃基板時，因為堿金屬氧化物的含量為0.1％以下，所以在將硅基板和玻璃基板貼合的熱處理工序中堿性離子不易向硅基板擴散。另外，在50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)α50/100為2.70ppm/℃～3.20ppm/℃，在200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)α200/300為3.45ppm/℃～3.95ppm/℃，將200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)α200/300除以50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)α50/100而得的值α200/300/α50/100為1.20～1.30，因此與硅基板的熱膨脹系數(shù)之差小，硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變小。

本發(fā)明不限定于上述實施方式。在可實現(xiàn)本發(fā)明的目的的范圍的變形、改進等包含于本發(fā)明。

例如，制造本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板時，成型工序中可以通過采用熔融法、加壓成型法等將熔融玻璃制成板狀。

另外，制造本發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板時，可以使用鉑坩堝。使用鉑坩堝時，熔解工序中，以成為所得到的玻璃基板的組成的方式制備原料，將加入了原料的鉑坩堝投入電爐，加熱到優(yōu)選1450℃～1650℃左右，插入鉑攪拌器攪拌1小時～3小時，得到熔融玻璃。

成型工序是將熔融玻璃流出到例如碳板狀并制成板狀。慢冷工序中，將板狀的玻璃慢冷到室溫狀態(tài)，切斷后，得到玻璃基板。

另外，可以將切斷而得到的玻璃基板加熱到例如tg+50℃左右后，慢冷到室溫狀態(tài)。通過這樣操作，能夠調(diào)節(jié)虛擬粘度η。

應(yīng)予說明，本實施方式也包括以下的形態(tài)。

(附記1)

一種玻璃基板，在50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)α50/100為2.80ppm/℃～3.10ppm/℃，

在200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)α200/300為3.55ppm/℃～3.85ppm/℃，

將200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)α200/300除以50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)α50/100而得的值α200/300/α50/100為1.20～1.30，

堿金屬氧化物的含量以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計為0％～0.1％。

(附記2)

根據(jù)附記1記載的玻璃基板，其中，以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計為下述的組成。

sio2：50％～75％，

al2o3：6％～16％，

b2o3：0％～15％，

mgo：0％～15％，

cao：0％～13％，

sro：0％～11％，

bao：0％～9.5％

(附記3)

根據(jù)附記1或2記載的玻璃基板，其中，以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計，cao、sro和bao的合計含量為7％以上，并且(al2o3的含量)≥(mgo的含量)，失透粘度為10^3.8d·pa·s以上。

(附記4)

根據(jù)附記1～3中任一項記載的玻璃基板，其中，在100℃～200℃的平均熱膨脹系數(shù)α100/200為3.23ppm/℃～3.53ppm/℃。

(附記5)

根據(jù)附記1～4中任一項記載的玻璃基板，其中，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百萬分比計，fe2o3的含量為200ppm以下。

(附記6)

根據(jù)附記1～5中任一項記載的玻璃基板，其中，楊氏模量為80gpa以上。

(附記7)

根據(jù)附記1～6中任一項記載的玻璃基板，其中，厚度為1.0mm以下。

(附記8)

根據(jù)附記1～7中任一項記載的玻璃基板，其中，面積為0.03m²以上。

(附記9)

根據(jù)附記1～8中任一項記載的玻璃基板，其中，虛擬粘度為10^11.0～10^14.1d·pa·s。

(附記10)

根據(jù)附記1～10中任一項記載的玻璃基板，滿足如下條件：

0.0177×(sio2的含量)－0.0173×(al2o3的含量)+0.0377×(b2o3的含量)+0.0771×(mgo的含量)+0.1543×(cao的含量)+0.1808×(sro的含量)+0.2082×(bao的含量)+0.0344×(12.3+log1060－log10η)為2.80～3.10，

0.0181×(sio2的含量)+0.0004×(al2o3的含量)+0.0387×(b2o3的含量)+0.0913×(mgo的含量)+0.1621×(cao的含量)+0.1900×(sro的含量)+0.2180×(bao的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)為3.23～3.53，

0.0177×(sio2的含量)+0.0195×(al2o3的含量)+0.0323×(b2o3的含量)+0.1015×(mgo的含量)+0.1686×(cao的含量)+0.1990×(sro的含量)+0.2179×(bao的含量)+0.0312×(12.3+log1060－log10η)為3.55～3.85，以及，

0.0111×(sio2的含量)+0.0250×(al2o3的含量)+0.0078×(b2o3的含量)+0.0144×(mgo的含量)+0.0053×(cao的含量)+0.0052×(sro的含量)+0.0013×(bao的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)為1.24～1.27。

其中，sio2的含量、al2o3的含量、b2o3的含量、mgo的含量、cao的含量以及sro的含量是得到的玻璃中含有的以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計的含量，η為虛擬粘度(單位：d·pa·s)。

(附記11)

一種層疊基板，層疊有附記1～10中任一項記載的玻璃基板和硅基板。

(附記12)

一種層疊基板，層疊有玻璃基板和硅基板，上述玻璃基板的50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)α50/100與上述硅基板的50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)αsi50/100之差δα50/100(＝α50/100－αsi50/100)為－0.15ppm/℃～0.15ppm/℃，

上述玻璃基板的200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)α200/300與上述硅基板的200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)αsi200/300之差δα200/300(＝α200/300－αsi200/300)為－0.15ppm/℃～0.15ppm/℃，

δα200/300－δα50/100為－0.12ppm/℃～0.12ppm/℃，

上述玻璃基板的堿金屬氧化物的含量以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計為0％～0.1％。

(附記13)

根據(jù)附記12記載的層疊基板，其中，上述玻璃基板的100℃～200℃的平均熱膨脹系數(shù)α100/200與上述硅基板的100℃～200℃的平均熱膨脹系數(shù)αsi100/200之差δα100/200(＝α100/200－αsi100/200)為－0.15ppm/℃～0.15ppm/℃。

(附記14)

一種玻璃基板的制造方法，包含如下工序：

熔解工序，將玻璃原料加熱而得到熔融玻璃；

澄清工序，從上述熔融玻璃中除去氣泡；

成型工序，將上述熔融玻璃制成板狀而得到玻璃帶，

慢冷工序，將上述玻璃帶慢冷到室溫狀態(tài)；

以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計，得到的玻璃基板的組成為下述的組成，

sio2：50％～75％，

al2o3：6％～16％，

b2o3：0％～15％，

mgo：0％～15％，

cao：0％～13％，

sro：0％～11％，

bao：0％～9.5％，

堿金屬氧化物的含量以氧化物基準(zhǔn)的摩爾百分比計為0％～0.1％，

上述得到的玻璃基板的組成與上述慢冷工序中的從上述玻璃帶的粘度成為10¹³d·pa·s的溫度到粘度成為10^14.5d·pa·s的溫度為止的平均冷卻速度r(單位：℃/分鐘)滿足以下條件(1)、條件(2)、條件(3)以及條件(4)。

條件(1)：

0.0177×(sio2的含量)－0.0173×(al2o3的含量)+0.0377×(b2o3的含量)+0.0771×(mgo的含量)+0.1543×(cao的含量)+0.1808×(sro的含量)+0.2082×(bao的含量)+0.0344×log10r為2.80～3.10

條件(2)：

0.0181×(sio2的含量)+0.0004×(al2o3的含量)+0.0387×(b2o3的含量)+0.0913×(mgo的含量)+0.1621×(cao的含量)+0.1900×(sro的含量)+0.2180×(bao的含量)+0.0391×log10r為3.23～3.53

條件(3)：

0.0177×(sio2的含量)+0.0195×(al2o3的含量)+0.0323×(b2o3的含量)+0.1015×(mgo的含量)+0.1686×(cao的含量)+0.1990×(sro的含量)+0.2179×(bao的含量)+0.0312×log10r為3.55～3.85

條件(4)：

0.0111×(sio2的含量)+0.0250×(al2o3的含量)+0.0078×(b2o3的含量)+0.0144×(mgo的含量)+0.0053×(cao的含量)+0.0052×(sro的含量)+0.0013×(bao的含量)－0.0041×log10r為1.24～1.27

其中，sio2的含量、al2o3的含量、b2o3的含量、mgo的含量、cao的含量、sro的含量以及bao的含量是得到的玻璃中含有的各成分的含量。

附記記載的玻璃基板、通過玻璃基板的制造方法得到的玻璃基板、以及使用玻璃基板的層疊基板因為玻璃基板與硅基板的熱膨脹系數(shù)之差足夠小，所以能夠進一步抑制由熱膨脹系數(shù)之差引起的不良情況。

實施例

以下，舉出實施例對本發(fā)明進行具體說明，但本發(fā)明不限定于這些例子。

以成為表1～7所示的玻璃組成的方式調(diào)合石英砂等各種玻璃原料，相對于該目標(biāo)組成的原料100％，以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百分比表示，添加以so3換算計0.1％～1％的硫酸鹽、0.16％的f、1％的cl，使用鉑坩堝在1550℃～1650℃的溫度加熱3小時熔融。熔融時，插入鉑攪拌器攪拌1小時進行玻璃的均質(zhì)化。接著流出熔融玻璃，成型為板狀后，將板狀的玻璃放入tg+50℃左右的溫度的電爐，以冷卻速度r(℃/分鐘)使電爐降溫，玻璃冷卻到室溫。

對得到的玻璃的密度(單位：g/cm³)、平均熱膨脹系數(shù)(單位：ppm/℃)、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg(單位：℃)、楊氏模量(單位：gpa)、t2(單位：℃)、t4(單位：℃)、失透溫度(單位：℃)、失透粘度log10ηtl(單位：dpa·sec)以及虛擬粘度log10η(單位：dpa·sec)進行測定，示于表1～7。另外，表1～7所示出的(1)～(4)如下，

(1)：0.0177×(sio2的含量)－0.0173×(al2o3的含量)+0.0377×(b2o3的含量)+0.0771×(mgo的含量)+0.1543×(cao的含量)+0.1808×(sro的含量)+0.2082×(bao的含量)+0.0344×(12.3+log1060－log10η)

(2)：0.0181×(sio2的含量)+0.0004×(al2o3的含量)+0.0387×(b2o3的含量)+0.0913×(mgo的含量)+0.1621×(cao的含量)+0.1900×(sro的含量)+0.2180×(bao的含量)+0.0391×(12.3+log1060－log10η)

(3)：0.0177×(sio2的含量)+0.0195×(al2o3的含量)+0.0323×(b2o3的含量)+0.1015×(mgo的含量)+0.1686×(cao的含量)+0.1990×(sro的含量)+0.2179×(bao的含量)+0.0312×(12.3+log1060－log10η)

(4)：0.0111×(sio2的含量)+0.0250×(al2o3的含量)+0.0078×(b2o3的含量)+0.0144×(mgo的含量)+0.0053×(cao的含量)+0.0052×(sro的含量)+0.0013×(bao的含量)－0.0041×(12.3+log1060－log10η)。

應(yīng)予說明，表中的括號里的值是通過計算而求出的。玻璃中的fe2o3殘存量以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百萬分比計為50ppm～200ppm，so3殘存量以氧化物基準(zhǔn)的質(zhì)量百萬分比計為10ppm～100ppm。以下示出各物性的測定方法。

(平均熱膨脹系數(shù))

根據(jù)jisr3102(1995年)中規(guī)定的方法，使用示差熱膨脹計(tma)測定。α50/100的測定溫度范圍為50℃～100℃，α100/200的測定溫度范圍為100℃～200℃，以及α200/300的測定溫度范圍為200℃～300℃。

(與硅基板的平均熱膨脹系數(shù)之差)

測定硅基板(信越化學(xué)工業(yè)制)的平均熱膨脹系數(shù)αsi50/100、αsi100/200以及αsi200/300，求出與各玻璃基板的平均熱膨脹系數(shù)之差δα50/100、δα100/200、δα200/300。其中，

δα50/100＝α50/100－αsi50/100

δα100/200＝α100/200－αsi100/200

δα200/300＝α200/300－αsi200/300

硅基板的平均熱膨脹系數(shù)αsi50/100為2.94ppm/℃，αsi100/200為3.37ppm/℃，αsi200/300為3.69ppm/℃。

(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度tg)

根據(jù)jisr3103－3(2001年)中規(guī)定的方法，使用tma測定。

(密度)

利用阿基米德法測定不含氣泡的約20g的玻璃塊。

(楊氏模量)

利用超聲波脈沖法測定厚度0.5mm～10mm的玻璃。

(t2)

使用旋轉(zhuǎn)粘度計測定粘度，測定成為10²d·pa·s時的溫度t2(℃)。

(t4)

使用旋轉(zhuǎn)粘度計測定粘度，測定成為10⁴d·pa·s時的溫度t4(℃)。

(玻璃失透溫度)

玻璃失透溫度是在鉑制皿中加入粉碎的玻璃粒子，在控制為一定溫度的電爐中進行17小時熱處理，通過熱處理后的光學(xué)顯微鏡觀察，玻璃的內(nèi)部析出結(jié)晶的最高溫度與不析出結(jié)晶的最低溫度的平均值。

(失透粘度)

根據(jù)熔融玻璃的高溫(1000℃～1600℃)下的使用旋轉(zhuǎn)粘度計的玻璃粘度的測定結(jié)果，求出fulcher式的系數(shù)，利用使用該系數(shù)的fulcher式，求出玻璃失透溫度下的玻璃粘度。

(hf重量減少量)

hf重量減少量按照如下方式測定。將如上述那樣得到的玻璃板切斷，對兩面進行鏡面研磨，得到40mm見方、厚度1mm的玻璃樣品。將該玻璃樣品清洗后，干燥，測定重量。接著，將玻璃樣品浸漬到保持在25℃的5質(zhì)量％氫氟酸中20分鐘，清洗，干燥，測定浸漬后的重量，計算相對于浸漬前的重量減少量。如果浸漬中攪拌試液，則蝕刻速度變動，因此不實施攪拌。根據(jù)樣品尺寸計算表面積，將重量減少量除以表面積后，再除以浸漬時間，由此求出每單位面積和每單位時間的重量減少量(hf重量減少量)。

(光彈性常數(shù))

根據(jù)圓板壓縮法(“利用圓板壓縮法進行的化學(xué)強化用玻璃的光彈性常數(shù)的測定”，橫田良助，窯業(yè)協(xié)會志，87[10]，1979年，p.519－522)測定。

[表1]

[表2]

[表3]

[表4]

[表5]

[表6]

[表7]

表7

例1～60、66～87是實施例，例61～65是比較例。

作為實施例的例1～60、66～87的本發(fā)明的玻璃基板，由于堿金屬氧化物的含量為0.1％以下，因此在將硅基板和玻璃基板貼合的熱處理工序中，堿性離子不向硅基板擴散。另外，在50℃～100℃的平均熱膨脹系數(shù)α50/100為2.70ppm/℃～3.20ppm/℃，在200℃～300℃的平均熱膨脹系數(shù)α200/300為3.45ppm/℃～3.95ppm/℃，將α200/300除以α50/100而得的值α200/300/α50/100為1.20～1.30，因此在將硅基板和玻璃基板貼合的熱處理工序中，硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變?nèi)菀鬃冃　?/p>

作為比較例的例61～65的玻璃基板，α50/100、α200/300或者α200/300/α50/100中任一者以上的范圍脫離本申請發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板涉及的范圍?；蛘?，例61～65的玻璃基板的δα50/100、δα200/300或者δα200/300－δα50/100中任一者以上的范圍脫離本申請發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板涉及的范圍?；蛘?，例61～65的玻璃基板，得到的玻璃基板的組成、(1)～(4)中任一者以上的范圍脫離本申請發(fā)明的一個實施方式的玻璃基板涉及的范圍。因此，在將硅基板和玻璃基板貼合的熱處理工序中，硅基板產(chǎn)生的殘留應(yīng)變?nèi)菀鬃兇蟆?/p>

接下來，圖2中示出用二次離子質(zhì)量分析法(sims)對使例88的玻璃基板和例89的玻璃基板分別接觸硅基板進行熱處理時的、堿金屬氧化物向硅基板的擴散量進行測定的結(jié)果。例88的玻璃基板的堿金屬氧化物(na2o)的含量為0.1％以下，例89的玻璃基板的堿金屬氧化物的含量大于0.1％。應(yīng)予說明，圖2中也示出作為參照用的未處理的硅基板的sims測定結(jié)果。

sims測定使用ulvacphi公司的adept1010。sims分析的一次離子使用cs離子。作為二次離子種，進行²⁸si⁺和²³na⁺的測定。與玻璃基板接觸的硅基板的熱處理是用10分鐘從室溫升溫到200℃，在200℃保持1小時后，用10分鐘冷卻到室溫。將例88、89的組成示于表8。

[表8]

表8

例88是在例6中以0.03％的比列添加作為堿金屬氧化物的na2o的例子，是實施例。例89是在例61中以0.32％的比例添加作為堿金屬氧化物的na2o的例子，是比較例。圖2的橫軸表示硅基板內(nèi)距與玻璃基板接觸的一側(cè)的表面的深度，縱軸表示一秒鐘的²³na⁺的檢測數(shù)除以²⁸si⁺而得的值。

由圖2可知，基于與堿金屬氧化物的含量大于0.1％的例89的玻璃基板接觸的硅基板，na離子從表層擴散到100nm附近。應(yīng)予說明，參照用的硅基板的測定結(jié)果與例88的曲線幾乎重合。堿性離子由于具有電荷，所以在硅基板中作為載流子起作用，結(jié)果改變半導(dǎo)體特性。與此相對，與堿金屬氧化物的含量為0.1％以下的例88的玻璃基板接觸的硅基板，與未處理的硅基板同樣地未檢測到na離子，表示未發(fā)生從玻璃基板到硅基板的na離子擴散。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本發(fā)明的玻璃基板與硅基板的熱膨脹系數(shù)之差小，因此在與硅基板貼合的熱處理工序、其后的熱處理工序中，能夠抑制由熱膨脹系數(shù)之差引起的殘留應(yīng)變的產(chǎn)生。因此，適合用于由晶片級封裝帶來的元件小型化有效的mems、cmos、cis等圖像傳感器用的玻璃基板。

另外，適合用作投影用途的顯示器設(shè)備用的罩玻璃，例如lcos(liquidcristyalonsilicon)的罩玻璃。例如對于lcos、圖像傳感器而言，在硅基板上形成電子電路后，使用樹脂、玻璃粉作為粘接材料，在硅基板粘接罩玻璃。發(fā)明的玻璃基板因為硅基板與罩玻璃的熱膨脹系數(shù)之差小，所以減少了在設(shè)備制造時、使用時當(dāng)溫度變化時粘接界面產(chǎn)生的應(yīng)力。由此，能夠期待減少因光彈性變形引起的顏色不均、提高長期可靠性。

并且，本發(fā)明的玻璃基板適合用作玻璃中介層(gip)的開孔基板、半導(dǎo)體背面研磨用的支持玻璃。另外，本發(fā)明的玻璃基板只要是與硅基板貼合使用的玻璃基板用途，就可適當(dāng)使用。

使用特定的形態(tài)對本發(fā)明進行了詳細(xì)說明，但對于本領(lǐng)域技術(shù)人員可知可以在不脫離本發(fā)明的意圖和范圍的情況下進行各種變更和變形。應(yīng)予說明，本申請基于在2015年2月6日申請的日本專利申請(日本特愿2015－022719)和在2015年12月10日申請的日本專利申請(日本特愿2015－241303)，將其整體以引用的形式進行援引。

符號說明

10硅基板

20樹脂

30層疊基板

g1玻璃基板