特許 7405506 操作された応力分布を有するガラス系物品及びその作製方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-12-18

(45)【発行日】2023-12-26

(54)【発明の名称】操作された応力分布を有するガラス系物品及びその作製方法

(51)【国際特許分類】

   C03B 32/00 20060101AFI20231219BHJP

   C03C 23/00 20060101ALI20231219BHJP

【ＦＩ】

C03B32/00

C03C23/00 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2018568291

(86)(22)【出願日】2017-06-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2019-09-05

(86)【国際出願番号】 US2017039370

(87)【国際公開番号】W WO2018005410

(87)【国際公開日】2018-01-04

【審査請求日】2020-06-29

【審判番号】

【審判請求日】2022-12-08

(31)【優先権主張番号】62/356,904

(32)【優先日】2016-06-30

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(72)【発明者】

【氏名】ファガン，スマリー リキトヴァニチクル

(72)【発明者】

【氏名】ファーナス，ウィリアム ジョン

(72)【発明者】

【氏名】ククセンコヴァ，エカテリーナ アレクサンドロヴナ

【合議体】

【審判長】宮澤 尚之

【審判官】河本 充雄

【審判官】立木 林

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－２４０３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１７９５５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－２２６３７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１３／１４５５０３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第０２／０１６２８０（ＷＯ，Ａ２）

【文献】特開２０１５－０２４９３９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

C03B23/00-35/26

C03C15/00-23/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

縁部を有する第１の表面を備える、ガラス系物品であって、
前記第１の表面の最大光遅延は前記縁部において発生し、前記最大光遅延は４０ｎｍ以下であり、
前記光遅延は、前記縁部から、前記第１の表面の中央領域に向かって減少し、前記中央領域は、前記縁部から前記第１の表面の中心点までの距離によって画定された境界線を有し、前記距離は、前記縁部から前記中心点までの最短距離の１／２であり、
前記第１の表面の前記縁部は張力下であり、前記第１の表面の前記中心点は圧縮応力下である、ガラス系物品。

【請求項2】

前記最大光遅延は２５ｎｍ以下である、請求項１に記載のガラス系物品。

【請求項3】

前記最大光遅延は５ｎｍ以下である、請求項１又は２に記載のガラス系物品。

【請求項4】

前記第１の表面は２０μｍ以下の平坦度を有する、請求項１～３のいずれか１項に記載のガラス系物品。

【請求項5】

ガラス系基板を加工するための方法であって：
第１の表面及び反対側の第２の表面を有するガラス系基板を、前記２つの表面の間で押圧するステップ；
前記ガラス系基板全体が第１の温度を超えるように、前記２つの表面の間で押圧された前記ガラス系基板を加熱するステップであって、前記第１の温度は前記ガラス系基板のアニール点より高い、ステップ；
前記２つの表面の間で押圧された前記ガラス系基板を、所定の時間にわたって前記第１の温度に保持するステップ；並びに
前記所定の時間の後に、前記ガラス系基板全体が第２の温度未満となるように、前記２つの表面の間で押圧された前記ガラス系基板を冷却するステップであって、前記第２の温度は前記ガラス系基板の歪み点未満であり、冷却は２℃／分以下の速度で行われ、当該冷却中、
（ｉ）前記ガラス系基板の縁部は前記ガラス系基板の中央よりも１℃～１２℃だけ低温であるか、または
（ｉｉ）前記ガラス系基板の中央は前記ガラス系基板の縁部よりも１℃～１２℃だけ低温である、ステップ
を含み、
前記第１の表面の縁部は圧縮応力下であり、前記第１の表面の中心点は張力下であるか、または前記第１の表面の前記縁部は張力下であり、前記第１の表面の前記中心点は圧縮応力下である、方法。

【請求項6】

前記ガラス系基板の前記第１の表面の最大光遅延は前記縁部において発生し、前記最大光遅延は４０ｎｍ以下であり、前記光遅延は、前記縁部から、前記第１の表面の中央領域に向かって減少し、前記中央領域は、前記縁部から前記第１の表面の前記中心点までの距離によって画定された境界線を有し、前記距離は、前記縁部から前記中心点までの最短距離の１／２である、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記第１の表面の前記最大光遅延は５ｎｍ以下である、請求項６に記載の方法。

【請求項8】

前記第１の表面は２０μｍ以下の平坦度を有する、請求項５～７のいずれか１項に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１６年６月３０日出願の米国仮特許出願第６２／３５６９０４号の優先権の利益を主張するものであり、上記仮特許出願の内容は信頼できるものであり、その全体が参照によって本出願に援用される。

【技術分野】

【0002】

本開示は、キャリア基板として使用できるガラス系物品に関し、より詳細には、操作された応力分布を有するガラス系キャリア基板に関する。

【背景技術】

【0003】

半導体産業は、例えばシリコンウェハの薄型化及びシリコンウェハへのチップの組み付けを含む様々な製造手順中にシリコンウェハを支持するために、キャリア基板又はウェハに依存している。従来、キャリア基板又はウェハはシリコン製であった。しかしながら最近では、ガラス系キャリア基板又はウェハが、シリコンキャリア基板の代わりに使用されている。このような例において、典型的には、シリコンキャリア基板又はウェハを取り扱うために使用されるものと同一の設備を、ガラス系キャリア基板又はウェハの取り扱いのために用いる。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ガラス系キャリア基板又はウェハが、シリコンキャリア基板又はウェハのために使用されている既存の設備を利用できるようにすることに対して、需要が存在している。

【課題を解決するための手段】

【0005】

第１の態様では、ガラス系物品は、縁部を有する第１の表面を含み、上記第１の表面の最大光遅延は上記縁部において発生し、上記最大光遅延は約４０ｎｍ以下であり、上記光遅延は、上記縁部から、上記第１の表面の中央領域に向かって減少し、上記中央領域は、上記縁部から上記第１の表面の中心点までの距離によって画定された境界線を有し、上記距離は、上記縁部から上記中心点までの最短距離の１／２である。

【0006】

第１の態様による第２の態様では、上記第１の表面は約２５μｍ以下の平坦度を有する。

【0007】

第１又は第２の態様による第３の態様では、上記物品は、２５℃～３００℃の温度範囲にわたって約２５×１０^－７／℃～約１３０×１０^－７／℃の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する。

【0008】

第１～３の態様のいずれか１つによる第４の態様では、上記中央領域の上記境界線に沿ったいずれの位置における上記光遅延は同一である。

【0009】

第１～４の態様のいずれか１つによる第５の態様では、上記ガラス系物品の形状は、円形、正方形、長方形及び楕円形からなる群から選択される。

【0010】

第１～５の態様のいずれか１つによる第６の態様では、上記第１の表面における光遅延プロファイルは、上記表面の上記中心点に関して対称である。

【0011】

第１～６の態様のいずれか１つによる第７の態様では、上記最大光遅延は約２５ｎｍ以下である。

【0012】

第１～７の態様のいずれか１つによる第８の態様では、上記最大光遅延は約５ｎｍ以下である。

【0013】

第１～８の態様のいずれか１つによる第９の態様では、上記第１の表面は約２０μｍ以下の平坦度を有する。

【0014】

第１～９の態様のいずれか１つによる第１０の態様では、上記第１の表面の上記縁部は圧縮応力下にある。

【0015】

第１０の態様による第１１の態様では、上記第１の表面の中央は張力下にある。

【0016】

第１～１０の態様のいずれか１つによる第１２の態様では、上記第１の表面の上記縁部は張力下にある。

【0017】

第１２の態様による第１３の態様では、上記第１の表面の上記中央は圧縮応力下にある。

【0018】

第１～１３の態様のいずれか１つによる第１４の態様では、上記ガラス系物品は更に、上記第１の表面とは反対側の第２の表面を含み、上記第２の表面の最大光遅延は縁部において発生し、上記最大光遅延が約４０ｎｍ以下である。

【0019】

第１２の態様による第１５の態様では、上記第１の表面は約２５μｍ以下の平坦度を有する。

【0020】

第１３の態様による第１６の態様では、上記第２の表面は約２５μｍ以下の平坦度を有する。

【0021】

第１～第１６の態様のいずれか１つによる第１７の態様では、上記物品はガラス又はガラスセラミックである。

【0022】

第１８の態様では、ガラス系基板を加工するための方法は：第１の表面及び反対側の第２の表面を有するガラス系基板を、上記２つの表面の間で押圧するステップ；上記ガラス系基板全体が第１の温度を超えるように、上記２つの表面の間で押圧された上記ガラス系基板を加熱するステップであって、上記第１の温度は上記ガラス系基板の上記アニール点より高い、ステップ；上記２つの表面の間で押圧された上記ガラス系基板を、所定の時間にわたって上記第１の温度に保持するステップ；並びに上記所定の時間の後に、上記ガラス系基板全体が第２の温度未満となるように、上記２つの表面の間で押圧された上記ガラス系基板を冷却するステップであって、上記第２の温度は上記ガラス系基板の歪み点未満である、ステップを含む。

【0023】

第１８の態様による第１９の態様では、上記ガラス系基板の上記第１の表面の最大光遅延は縁部において発生し、上記最大光遅延は約４０ｎｍ以下であり、上記光遅延は、上記縁部から、上記第１の表面の中央領域に向かって減少し、上記中央領域は、上記縁部から上記第１の表面の中心点までの距離によって画定された境界線を有し、上記距離は、上記縁部から上記中心点までの最短距離の１／２である。

【0024】

第１８又は第１９の態様による第２０の態様では、上記物品は、２５℃～３００℃の温度範囲にわたって約２５×１０^－７／℃～約１３０×１０^－７／℃の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する。

【0025】

第１８～２０の態様のいずれか１つによる第２１の態様では、上記第１の表面は約２５μｍ以下の平坦度を有する。

【0026】

第１８～２１の態様のいずれか１つによる第２２の態様では、上記第１の表面の上記最大光遅延は約５ｎｍ以下である。

【0027】

第１８～２２の態様のいずれか１つによる第２３の態様では、上記第１の表面は約２０μｍ以下の平坦度を有する。

【0028】

第１８～２３の態様のいずれか１つによる第２４の態様では、上記加熱するステップは、少なくとも約１℃／分の速度で行われる。

【0029】

第２４の態様による第２５の態様では、上記加熱するステップは、約１℃／分～約１０℃／分の速度で行われる。

【0030】

第１８～２５の態様のいずれか１つによる第２６の態様では、上記所定の時間は少なくとも約１時間である。

【0031】

第２６の態様による第２７の態様では、上記所定の時間は約１時間～約５時間である。

【0032】

第１８～２７の態様のいずれか１つによる第２８の態様では、上記冷却するステップは、約１℃／分以下の速度で行われる。

【0033】

第１８～２８の態様のいずれか１つによる第２９の態様では、上記第１の温度は、上記アニール点の約５℃上～上記アニール点の約１０℃上である。

【0034】

第１８～２９の態様のいずれか１つによる第３０の態様では、上記ガラス系基板の上記縁部は、上記ガラス系基板の中央より迅速に冷却される。

【0035】

第１８～２９の態様のいずれか１つによる第３１の態様では、上記ガラス系基板の上記中央は、上記ガラス系基板の上記縁部より迅速に冷却される。

【0036】

更なる特徴及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」に記載され、またその一部は、「発明を実施するための形態」から、又は以下の「発明を実施するための形態」、特許請求の範囲及び添付の図面を含む本明細書に記載されている実施形態を実践することによって、当業者には容易に明らかとなるだろう。

【0037】

上述の「発明の概要」及び以下の「発明を実施するための形態」の両方は、単なる例であり、特許請求の範囲の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、更なる理解を提供するために含まれており、また本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成する。これらの図面は、１つ以上の実施形態を図示しており、本説明と併せて、これら様々な実施形態の原理及び動作を説明する役割を果たす。

【0038】

以下は添付の図面中の図の説明である。これらの図は縮尺が必ずしも正確ではなく、明瞭性及び簡潔さのために、特定の図、及び図の特定の視野を、縮尺を誇張して、又は概略的に示す場合がある。

【図面の簡単な説明】

【0039】

【図1】例示的なガラス系物品の斜視図

【図2】中央領域の境界線を示す、例示的なガラス系物品の平面図

【図3】２つの押圧表面の間で押圧されたガラス系基板の組立体

【図4】実施例１の試料３の例示的な光遅延プロファイル

【図5】実施例２による例示的な光遅延プロファイル

【発明を実施するための形態】

【0040】

これより、本発明の１つ以上の好ましい実施形態について詳細に言及する。上記実施形態の１つ以上の例が、添付の図面に図示されている。可能な場合は常に、図面全体を通して、同一又は同様の部分を指すために同一の参照番号を用いるものとする。

【0041】

本明細書で開示されるのは、半導体製造中にシリコンウェハを支持するためのキャリア基板又はウェハとして使用できるガラス系物品である。このガラス系物品は、シリコンキャリア基板の代わりに使用すること、及びチップ組み立て中にシリコンキャリア基板を取り扱うために使用されるものと同一の半導体産業用設備で使用することを目的としたものである。ガラス系物品の熱膨張係数（ＣＴＥ）に応じて、ガラス系物品はシリコンより最大２倍低い剛度を有する場合があり、これは取り扱い中のガラス系物品の破断を招く恐れがある。また、ピック・アンド・プレースアーム等の設備に関して拾い上げの失敗を削減するため、及び加工中のシリコンウェハに関して剥離を削減するための、所望の平坦度を達成するために、ガラス系物品を研磨する必要があり得る。本開示のガラス系物品は、上記ガラス系物品を、上述の問題を生じることなく既存の設備で使用できるようにする、操作された応力分布及び／又は平坦度を有することができる。いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品の表面の最大光遅延は約４０ｎｍ以下、約２５ｎｍ以下、又は約５ｎｍ以下であり、上記光遅延は、上記縁部から、上記第１の表面の中央領域に向かって減少し、上記中央領域は、上記縁部から上記第１の表面の中心点までの距離によって画定された境界線を有し、上記距離は、上記縁部から上記中心点までの最短距離の１／２である。いくつかの実施形態では、上記ガラス系物品の少なくとも１つの表面は、２５μｍ以下又は２０μｍ以下の平坦度を有する。また、上述の特徴を有するガラス系物品を作製するための方法も開示される。

【0042】

図１は、第１の表面１０２及び反対側の第２の表面１０４を有する例示的なガラス系物品１００の斜視図を示す。第１の表面１０２は、ガラス系物品１００の外周の周りの縁部１０６を有する。同様に第２の表面１０４は、ガラス系物品１００の外周の周りの縁部１０８を有する。ガラス系物品１００は円形のものとして示されているが、ガラス系物品１００は、長方形、正方形、楕円形等といった他のいずれの形状を有することもできることを理解されたい。

【0043】

本明細書中で使用される場合、用語「ガラス系（ｇｌａｓｓ‐ｂａｓｅｄ）」は、ガラス及びガラスセラミックを意味する。ガラス系物品１００は、所望のＣＴＥを有するいずれの好適なガラス又はガラスセラミックであってよく、例えばアルカリ非含有アルミノシリケートガラス及びアルカリ含有アルミノシリケートガラスを含んでよい。いくつかの実施形態では、ガラス系物品は、イオン交換性アルカリアルミノシリケートガラス及びガラスセラミックであってよい。いくつかの実施形態では、アルカリアルミノシリケートガラスは、少なくとも約２モル％のＰ_２Ｏ_５、又は少なくとも約４モル％のＰ_２Ｏ_５を含み、ここで（Ｍ_２Ｏ_３（モル％）／Ｒ_ｘＯ（モル％））＜１であり、Ｍ_２Ｏ_３＝Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３であり、Ｒ_ｘＯは、アルカリアルミノシリケートガラス中に存在する１価及び２価カチオン酸化物の合計である。いくつかの実施形態では、上記１価及び２価カチオン酸化物は、Ｌｉ_２Ｏ、Ｎａ_２Ｏ、Ｋ_２Ｏ、Ｒｂ_２Ｏ、Ｃｓ_２Ｏ、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯ、及びＺｎＯからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、上記ガラスはリチウム非含有であり：約４０モル％～約７０モル％のＳｉＯ_２；約１１モル％～約２５モル％のＡｌ_２Ｏ_３；約２モル％のＰ_２Ｏ_５、又は約４モル％～約１５モル％のＰ_２Ｏ_５；約１０モル％のＮａ_２Ｏ、又は約１３モル％～約２５モル％のＮａ_２Ｏ；約１３～約３０モル％のＲ_ｘＯ（ここでＲ_ｘＯは、上記ガラス中に存在するアルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物及び遷移金属一酸化物の合計である）；約１１モル％～約３０モル％のＭ_２Ｏ_３（ここでＭ_２Ｏ_３＝Ａｌ_２Ｏ_３＋Ｂ_２Ｏ_３である）；０モル％～約１モル％のＫ_２Ｏ；０モル％～約４モル％のＢ_２Ｏ_３；並びに３モル％以下の、ＴｉＯ_２、ＭｎＯ、Ｎｂ_２Ｏ_５、ＭｏＯ_３、Ｔａ_２Ｏ_５、ＷＯ_３、ＺｒＯ_２、Ｙ_２Ｏ_３、Ｌａ_２Ｏ_３、ＨｆＯ_２、ＣｄＯ、ＳｎＯ_２、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｅＯ_２、Ａｓ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｃｌ、及びＢｒのうちの１つ以上を含むか、又は本質的にこれらからなり、ここで１．３＜［（Ｐ_２Ｏ_５＋Ｒ_２Ｏ）／Ｍ_２Ｏ_３］≦２．３であり、Ｒ_２Ｏは上記ガラス中に存在する１価カチオン酸化物の合計である。いくつかの実施形態では、上記ガラスはリチウム非含有であり、他の実施形態では、最大約１０モル％のＬｉ_２Ｏ、又は最大約７モル％のＬｉ_２Ｏを含む。上記ガラスは、Ｔｉｍｏｔｈｙ Ｍ． Ｇｒｏｓｓによる米国特許第９，１５６，７２４号明細書「高い割れ開始閾値を有するイオン交換性ガラス（Ｉｏｎ Ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅ Ｇｌａｓｓ ｗｉｔｈ Ｈｉｇｈ Ｃｒａｃｋ Ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ Ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）」に記載されており、上記特許の内容はその全体が参照によって本出願に援用される。

【0044】

いくつかの実施形態では、ガラス系物品１００は、２５～３００℃の温度範囲にわたって、約２５×１０^－７／℃以上、約３０×１０^－７／℃以上、約３５×１０^－７／℃以上、約４０×１０^－７／℃以上、約５０×１０^－７／℃以上、約６０×１０^－７／℃以上、約７０×１０^－７／℃以上、約８０×１０^－７／℃以上、約９０×１０^－７／℃以上、約１００×１０^－７／℃以上、約１１０×１０^－７／℃以上、又は約１２０×１０^－７／℃以上のＣＴＥを有する。いくつかの実施形態では、ガラス系物品１００は、２５～３００℃の温度範囲にわたって、約２５×１０^－７／℃～約１３０×１０^－７／℃、約２５×１０^－７／℃～約１００×１０^－７／℃、約２５×１０^－７／℃～約９０×１０^－７／℃、約２５×１０^－７／℃～約７５×１０^－７／℃、約３０×１０^－７／℃～約１００×１０^－７／℃、約３０×１０^－７／℃～約９０×１０^－７／℃、約３０×１０^－７／℃～約７５ｘ１０^－７／℃、約４０×１０^－７／℃～約１００×１０^－７／℃、約４０×１０^－７／℃～約９０×１０^－７／℃、約４０×１０^－７／℃～約７５ｘ１０^－７／℃、約５０×１０^－７／℃～約１００×１０^－７／℃、約５０×１０^－７／℃～約９０×１０^－７／℃、又は約５０×１０^－７／℃～約７５×１０^－７／℃のＣＴＥを有する。ＣＴＥは、ＡＳＴＭ Ｅ２２８‐１１に準拠したプッシュロッド膨張計を用いて測定してよい。

【0045】

いくつかの実施形態では、ガラス系物品１００の第１の表面１０２及び／又は第２の表面１０４は、約２５μｍ以下、約２３μｍ以下、約２０μｍ以下、約１８μｍ以下、約１５μｍ以下、約１３μｍ以下、約１０μｍ以下、約８μｍ、又は約５μｍ以下の平坦度を有してよい。いくつかの実施形態では、ガラス系物品１００の第１の表面１０２及び／又は第２の表面１０４は、約３μｍ～約２５μｍ、約５μｍ～約２５μｍ、約８μｍ～約２５μｍ、約１０μｍ～約２５μｍ、約１３μｍ～約２５μｍ、約１５μｍ～約２５μｍ、約１５μｍ～約２３μｍ、又は約１５μｍ～約２０μｍ、及びこれらの間のいずれの範囲又は部分範囲内の平坦度を有してよい。本明細書中で使用される場合、用語「平坦度（ｆｌａｔｎｅｓｓ）」は、最高点とガラス系物品１００の形状に適用される最小二乗焦点面との間、及び最低点と上記最小二乗焦点面との間においてそれぞれ測定された最大距離の絶対値の合計として定義される。最高点及び最低点はいずれも、ガラス系物品１００の同一の表面に対するものである。最小二乗焦点面は、クランプ係留されていない（自由な状態の）ガラス系物品の形状に対して適用される。最小二乗焦点面は以下の方法で決定される。ある平面は、等式ｚ＝Ａ＋Ｂｘ－Ｃｙによって決定される。次に最小二乗平面フィットを、上記平面からの実際のデータの偏差の二乗和の行列最小化によって決定する。この方法により、最小二乗値Ａ、Ｂ及びＣが得られる。行列は以下のように決定される：

【0046】

【数1】

【0047】

この等式をＡ、Ｂ及びＣに関して解くことにより、最小二乗フィットが完成する。平坦度は、Ｔｒｏｐｅｌ ＦｌａｔＭａｓｔｅｒ ＭＳＰ（Ｍｕｌｔｉ‐Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｒｏｆｉｌｅｒ）を用いて測定してよい。

【0048】

いくつかの実施形態では、最大光遅延は、上記物品の厚さを通過する、第１の表面１０２及び第２の表面１０４に対して垂直な光路１１４を用いて測定され、上記表面の縁部（例えば第１の表面１０２に関する縁部１０６及び第２の表面１０４に関する縁部１０８）において発生する。いくつかの実施形態では、最大光遅延は、約４０ｎｍ以下、約３８ｎｍ以下、約３５ｎｍ以下、約３３ｎｍ以下、約３０ｎｍ以下、約２８ｎｍ以下、約２５ｎｍ以下、約２３ｎｍ以下、約２０ｎｍ以下、約１８ｎｍ以下、約１５ｎｍ以下、約１３ｎｍ以下、約１０ｎｍ以下、約８ｎｍ以下、約５ｎｍ以下、約４ｎｍ以下、又は約３ｎｍ以下である。いくつかの実施形態では、最大光遅延は、０超～約４０ｎｍ、０超～約３５ｎｍ、０超～約３０ｎｍ、０超～約２５ｎｍ、０超～約２０ｎｍ、０超～約１５ｎｍ、０超～約１３ｎｍ、０超～約１０ｎｍ、０超～約８ｎｍ、０超～約５ｎｍ、約２ｎｍ～約４０ｎｍ、約２ｎｍ～約３５ｎｍ、約２ｎｍ～約３０ｎｍ、約２ｎｍ～約２５ｎｍ、約２ｎｍ～約２０ｎｍ、約２ｎｍ～約１５ｎｍ、約２ｎｍ～約１３ｎｍ、約２ｎｍ～約１０ｎｍ、約５ｎｍ～約４０ｎｍ、約５ｎｍ～約３５ｎｍ、約５ｎｍ～約３０ｎｍ、約５ｎｍ～約２５ｎｍ、約５ｎｍ～約２０ｎｍ、約５ｎｍ～約１５ｎｍ、約５ｎｍ～約１３ｎｍ、約５ｎｍ～約１０ｎｍ、約８ｎｍ～約１５ｎｍ、約８ｎｍ～約１３ｎｍ、並びにこれらの間の全ての範囲及び部分範囲内である。光遅延は、ＡＳＴＭ Ｆ２１８‐１３に従って測定してよい。

【0049】

測定の一部として、遅延を、上記厚さを通過する第１の表面１０２及び第２の表面１０４に対して垂直な光路１１４を用いて測定する。これは、表面１０２から表面１０４までの厚さを通る積分遅延である（又は同様に、表面１０４から表面１０２までの厚さを通る反対方向の経路を用いて測定してよい）。遅延の大きさ及び遅軸の方向を、表面上の位置に対する位置にマッピングする。遅軸は張力と位置合わせされ、圧縮応力に対して垂直である。外側縁部では、縁部を超える外力は存在しないため、光遅延の遅軸が上記縁部において上記縁部に対して垂直である場合、これは上記縁部が圧縮応力下にあることを示しており、また光遅延の遅軸が上記縁部において上記縁部に対して平行である場合、これは上記縁部が張力下にあることを示している。例えば円形の部品において、光遅延の遅軸が縁部において径方向である場合、これは上記縁部が圧縮応力下にあることを示しており、また光遅延の遅軸が上記縁部において上記縁部おいて接線方向である場合、これは上記縁部が張力下にあることを示している。

【0050】

縁部から離れた位置での測定に関しては、縁部から表面の中心点へと延在する直線に対する遅軸の配向を調査できる。いくつかの実施形態では、ガラス系物品１００は縁部１０６／１０８において圧縮応力下にあり（即ち遅軸が縁部に対して垂直であり）、中心点において張力下にある（即ち遅軸が、縁部から中心点へと延在する直線に対して平行である）。縁部を圧縮応力下とし、かつ中心点を張力下とすると、ガラス系物品１００の耐久性及び形状安定性が上昇する点で有利となり得る。

【0051】

他の実施形態では、ガラス系物品１００は縁部１０６／１０８において張力下にあり（即ち遅軸が縁部に対して平行であり）、中心点において圧縮応力下にある（即ち遅軸が、縁部から中心点へと延在する直線に対して垂直である）。縁部を張力下とし、かつ中心点を圧縮応力下とすると、ガラス系物品１００が、半導体産業用設備でのガラス系物品１００の取り扱いに有用となり得るドーム形状となる点で有利となり得る。

【0052】

いくつかの実施形態では、例えば図２に示すように、物品の第１の表面１０２の光遅延は、縁部から第１の表面１０２の中央領域１１０に向かって減少する。中央領域１１０は、縁部から第１の表面の中心点までの距離ｄによって画定される境界線１１２を有し、距離ｄは、上記縁部から上記中心点までの最短距離の１／２である。物品が円形である図２では、距離ｄは円の半径の１／２である。しかしながら円形の物品は単なる例であり、物品は上述のように、長方形、正方形又は楕円形であってもよい。いくつかの実施形態では、中央領域内の少なくとも１つの範囲は光遅延がゼロである。いくつかの実施形態では、例えば物品が円形である場合、中央領域内に、光遅延がゼロとなる１つの範囲が存在する。他の実施形態では、例えば物品が長方形又は正方形である場合、中央領域内に、光遅延がゼロとなる２つの別個の範囲が存在する。いくつかの実施形態では、ガラス系物品１００の表面の光遅延プロファイルは対称であり、従って、例えばガラス系物品１００が円形である場合、ガラス系物品１００の表面の中心点からある所与の距離における光遅延が、上記表面の平面に沿ったいずれの方向において同一となる。いくつかの実施形態では、光遅延はガラス系物品１００の表面に沿って勾配を有し、従って最小光遅延が表面の中央において発生し、最大光遅延が表面の縁部において発生する。

【0053】

上で開示されている、縁部における特定の最大光遅延、光遅延プロファイル、応力分布及び／又は平坦度を有するガラス系物品は、以下の例示的なプロセスを用いて得ることができる：第１の表面及び反対側の第２の表面を有するガラス系基板を、上記２つの表面の間で押圧するステップ；上記ガラス系基板全体が第１の温度を超えるように、上記２つの表面の間で押圧された上記ガラス系基板を加熱するステップであって、上記第１の温度は上記ガラス系基板の上記アニール点より高い、ステップ；上記２つの表面の間で押圧された上記ガラス系基板を、所定の時間にわたって上記第１の温度に保持するステップ；並びに上記所定の時間の後に、上記ガラス系基板全体が第２の温度未満となるように、上記２つの表面の間で押圧された上記ガラス系基板を冷却するステップであって、上記第２の温度は上記ガラス系基板の歪み点未満である、ステップ。

【0054】

いくつかの実施形態では、図３に示すように、ガラス系基板１００は２つの押圧表面３２０の間に配置される。図３は、押圧表面３２０の間に配置された単一のガラス系基板１００を示しているが、これは単なる例である。いくつかの実施形態では、ガラス系基板の積層体を２つの押圧表面の間に配置してよく、また１つの押圧表面をガラス系基板の間に挟んでもよい。押圧表面３２０は、ガラス系基板１００への熱伝達が可能ないずれの好適な材料、例えば溶融シリカプレートで作製してよい。いくつかの実施形態では、押圧表面３２０は、約２５μｍ以下又は約２０μｍ以下の平坦度、及び約７５０ｎｍ～約９００ｎｍの表面粗度（Ｒ_ａ）を有してよい。平坦度は、Ｔｒｏｐｅｌ ＦｌａｔＭａｓｔｅｒ ＭＳＰ（Ｍｕｌｔｉ‐Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｒｏｆｉｌｅｒ）を用いて測定してよい。表面粗度（Ｒ_ａ）は、Ｚｙｇｏ製の表面形状計を用いて測定してよく、この表面形状計では、面積が約１００μｍ×１００μｍの少なくとも３つの試料範囲を測定して平均する。いくつかの実施形態では、外圧を組立体に印加する。他の実施形態では、ガラス系基板に印加される力は、プレートに起因する重力である。

【0055】

いくつかの実施形態では、押圧表面とガラス系材料との組立体をアニール点より高い第１の温度まで加熱する上記ステップは、約１℃／分～約１０℃／分の速度で行われる。いくつかの実施形態では、熱は、ガラス系基板と押圧表面との組立体を炉内で加熱することによって印加される。他の実施形態では、ガラス系基板を誘導加熱又はマイクロ波加熱で加熱してよい。いくつかの実施形態では、第１の温度は、ガラス系基板のアニール点より約５℃又は約１０℃高い。いくつかの実施形態では、第１の温度は、ガラス系基板のアニール点より約５℃～約１０℃高い。

【0056】

いくつかの実施形態では、温度を第１の温度に保持する上記所定の時間は、約３０分、約１時間、約２時間、約３時間、又は約４時間である。いくつかの実施形態では、温度を第１の温度に保持する上記所定の時間は、約１時間～約５時間、約１時間～約４時間、約１時間～約３時間、約２時間～約５時間、約２時間～約４時間、又は約３時間～約５時間である。

【0057】

いくつかの実施形態では、上記冷却するステップは、約１～２℃／分以下の速度で行われる。いくつかの実施形態では、第２の温度は、ガラス系基板の歪み点より約５０℃以上低い。いくつかの実施形態では、ガラス系基板１００と押圧表面３２０との組立体を、熱の印加を除去することによって冷却する。いくつかの実施形態では、上記冷却するステップを、例えば強制空気の使用によって支援する。他の実施形態では、上記冷却するステップは支援されない。いくつかの実施形態では、ガラス系基板１００の縁部がガラス系基板１００の中央よりも迅速に冷却されるように、上記冷却するステップを支援する。いくつかの実施形態では、ガラス系基板１００の縁部は、ガラス系基板１００の中央よりも、約１℃、約２℃、約３℃、約４℃、約５℃、約６℃、約７℃、約８℃、約９℃、約１０℃、約１１℃、又は約１２℃だけ低温であってよい。いくつかの実施形態では、ガラス系基板１００の縁部は冷却中、ガラス系基板１００の中央よりも、約１℃～約１２℃、約１℃～約１１℃、約１℃～約１０℃、約１℃～約９℃、約１℃～約８℃、約１℃～約７℃、約１℃～約６℃、約１℃～約５℃、約１℃～約４℃、約１℃～約３℃、約１℃～約２℃、約２℃～約１２℃、約２℃～約１１℃、約２℃～約１０℃、約２℃～約９℃、約２℃～約８℃、約２℃～約７℃、約２℃～約６℃、約２℃～約５℃、約２℃～約４℃、約２℃～約３℃、約３℃～約１２℃、約３℃～約１１℃、約３℃～約１０℃、約３℃～約９℃、約３℃～約８℃、約３℃～約７℃、約３℃～約６℃、約３℃～約５℃、約３℃～約４℃、約４℃～約１２℃、約４℃～約１１℃、約４℃～約１０℃、約４℃～約９℃、約４℃～約８℃、約４℃～約７℃、約４℃～約６℃、又は約４℃～約５℃だけ低温であってよい。いくつかの実施形態では、冷却中に縁部と中央との間の温度差が大きくなるほど、ガラス系基板の縁部と中央領域との間の光遅延の差が大きくなる。

【0058】

ガラス系基板を上述のプロセスで処理することにより、圧縮応力下の縁部及び張力下の中心点を有する表面を備えたガラス系物品が得られる。縁部が中央よりも迅速に冷却されるため、縁部が先に歪み点に到達し、これにより縁部のサイズ及び形状が固定されると考えられる。基板が縁部から中央へと冷却され続ける際、基板は収縮し、縁部が先に歪み点に到達するため、収縮によって中央への径方向の牽引が発生し、これにより、縁部の圧縮応力及び中央の径方向張力がもたらされる。

【0059】

いくつかの実施形態では、ガラス系基板１００の中央がガラス系基板１００の縁部よりも迅速に冷却されるように、上記冷却するステップを支援する。いくつかの実施形態では、ガラス系基板１００の中央は、ガラス系基板１００の縁部よりも、約１℃、約２℃、約３℃、約４℃、約５℃、約６℃、約７℃、約８℃、約９℃、約１０℃、約１１℃、又は約１２℃だけ低温であってよい。いくつかの実施形態では、ガラス系基板１００の中央は冷却中、ガラス系基板１００の縁部よりも、約１℃～約１２℃、約１℃～約１１℃、約１℃～約１０℃、約１℃～約９℃、約１℃～約８℃、約１℃～約７℃、約１℃～約６℃、約１℃～約５℃、約１℃～約４℃、約１℃～約３℃、約１℃～約２℃、約２℃～約１２℃、約２℃～約１１℃、約２℃～約１０℃、約２℃～約９℃、約２℃～約８℃、約２℃～約７℃、約２℃～約６℃、約２℃～約５℃、約２℃～約４℃、約２℃～約３℃、約３℃～約１２℃、約３℃～約１１℃、約３℃～約１０℃、約３℃～約９℃、約３℃～約８℃、約３℃～約７℃、約３℃～約６℃、約３℃～約５℃、約３℃～約４℃、約４℃～約１２℃、約４℃～約１１℃、約４℃～約１０℃、約４℃～約９℃、約４℃～約８℃、約４℃～約７℃、約４℃～約６℃、又は約４℃～約５℃だけ低温であってよい。ガラス系基板を上述の冷却プロセスで処理することにより、圧縮応力下の中央及び張力下の縁部を有する表面を備えたガラス系物品が得られる。いくつかの実施形態では、冷却中に縁部と中央との間の温度差が大きくなるほど、ガラス系基板の縁部と中央領域との間の光遅延の差が大きくなる。

【実施例】

【0060】

以下の実施例によって、様々な実施形態が更に明らかになるであろう。

【0061】

実施例１
直径１２インチ（３０．４８ｃｍ）及び厚さ１．１ｍｍのガラスウェハを、５枚の積層体として提供し、ガラスウェハの間には直径３１０ｍｍ及び厚さ１０ｍｍの溶融シリカプレートを配置した。この組立体を、２枚の３０ｍｍ溶融シリカプレートの間で押圧した。ガラスウェハの組成は：約５７．４３モル％のＳｉＯ_２、１６．１モル％のＡｌ_２Ｏ_３、１７．０５モル％のＮａＯ、２．８１モル％のＭｇＯ、０．０７モル％のＳｎＯ_２、及び６．５４モル％のＰ_２Ｏ_５であった。組立体を炉に入れ、標的温度６５２℃まで約１０℃／分の速度で加熱し、組立体を１時間にわたって６５２℃に保持した後、約１℃／分という制御された速度で２００℃まで冷却した。次に組立体を、制御されていない速度で室温まで冷却した。以下の表１は、ウェハを上述の熱処理に供する前及び後の、５つの試料の平坦度を提供する。各試料に関して、上向き（上側）及び下向き（下側）両方の平坦度を、Ｔｒｏｐｅｌ ＦｌａｔＭａｓｔｅｒ ＭＳＰ（Ｍｕｌｔｉ‐Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｒｏｆｉｌｅｒ）を用いて測定した。

【0062】

【表1】

【0063】

上のデータにおいて確認できるように、上記プロセスは概して、両方の表面において平坦度の値を低下させている。図４は、試料３の直径に沿った光遅延のグラフである。図４において確認できるように、２５ｎｍ未満の縁部における光遅延が達成された。図４においてプロットされているデータは、測定系のノイズを低減するために中央値フィルタを適用し、ウェハの縁部が０ｍｍとなるようにオフセットした。図４において０ｍｍの左側及び３００ｍｍの右側に対して示されているデータは、ウェハが載置された表面の遅延の測定値であり、ウェハ自体の遅延の測定値ではない。

【0064】

実施例２
直径約３００ｍｍ及び厚さ１．１ｍｍのガラスウェハを、５枚の積層体として提供し、ガラスウェハの間には直径３１０ｍｍ及び厚さ２．３ｍｍの溶融シリカプレートを配置した。この組立体を、３枚の１０ｍｍ溶融シリカプレート２組の間で押圧した。ガラスウェハの組成は：約５７．４３モル％のＳｉＯ_２、１６．１モル％のＡｌ_２Ｏ_３、１７．０５モル％のＮａＯ、２．８１モル％のＭｇＯ、０．０７モル％のＳｎＯ_２、及び６．５４モル％のＰ_２Ｏ_５であった。組立体を炉に入れ、標的温度６５２℃まで約５℃／分の速度で加熱し、組立体を６時間にわたって６５２℃に保持した後、約０．５℃／分という制御された速度で２００℃まで冷却した。次に組立体を、制御されていない速度で室温まで冷却した。図５は、ｙ軸上にプロットされた光遅延（ｎｍ）と、ｘ軸上にプロットされた縁部からの距離（ｍｍ）とを示す。光遅延の測定値は最初の４０ｍｍに関してしか示されていないが、最大光遅延が縁部において発生して、ウェハの中央に向かって減少することが示されている。図５においてプロットされているデータは、測定系のノイズを低減するために中央値フィルタを適用し、ウェハの縁部が０ｍｍとなるようにオフセットした。図５において０ｍｍの左側及び３００ｎｍの右側に対して示されているデータは、ウェハが載置された表面の遅延の測定値であり、ウェハ自体の遅延の測定値ではない。

【0065】

本発明の精神又は範囲から逸脱することなく、様々な修正及び変形を実施できることは、当業者には明らかであろう。

【0066】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0067】

実施形態１
縁部を有する第１の表面を備える、ガラス系物品であって、
上記第１の表面の最大光遅延は上記縁部において発生し、上記最大光遅延は約４０ｎｍ以下であり、
上記光遅延は、上記縁部から、上記第１の表面の中央領域に向かって減少し、上記中央領域は、上記縁部から上記第１の表面の中心点までの距離によって画定された境界線を有し、上記距離は、上記縁部から上記中心点までの最短距離の１／２である、ガラス系物品。

【0068】

実施形態２
上記第１の表面は約２５μｍ以下の平坦度を有する、実施形態１に記載のガラス系物品。

【0069】

実施形態３
上記物品は、２５℃～３００℃の温度範囲にわたって約２５×１０^－７／℃～約１３０×１０^－７／℃の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する、実施形態１又は２に記載のガラス系物品。

【0070】

実施形態４
上記中央領域の上記境界線に沿ったいずれの位置における上記光遅延は同一である、実施形態１～３のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0071】

実施形態５
上記ガラス系物品の形状は、円形、正方形、長方形及び楕円形からなる群から選択される、実施形態１～４のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0072】

実施形態６
上記第１の表面における光遅延プロファイルは、上記表面の上記中心点に関して対称である、実施形態１～５のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0073】

実施形態７
上記最大光遅延は約２５ｎｍ以下である、実施形態１～６のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0074】

実施形態８
上記最大光遅延は約５ｎｍ以下である、実施形態１～７のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0075】

実施形態９
上記第１の表面は約２０μｍ以下の平坦度を有する、実施形態１～８のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0076】

実施形態１０
上記第１の表面の上記縁部は圧縮応力下にある、実施形態１～９のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0077】

実施形態１１
上記第１の表面の中央は張力下にある、実施形態１０に記載のガラス系物品。

【0078】

実施形態１２
上記第１の表面の上記縁部は張力下にある、実施形態１～９のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0079】

実施形態１３
上記第１の表面の上記中央は圧縮応力下にある、実施形態１２に記載のガラス系物品。

【0080】

実施形態１４
上記第１の表面とは反対側の第２の表面を更に備え、上記第２の表面の最大光遅延は縁部において発生し、上記最大光遅延が約４０ｎｍ以下である、実施形態１～１３のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0081】

実施形態１５
上記第１の表面は約２５μｍ以下の平坦度を有する、実施形態１４に記載のガラス系物品。

【0082】

実施形態１６
上記第２の表面は約２５μｍ以下の平坦度を有する、実施形態１５に記載のガラス系物品。

【0083】

実施形態１７
上記物品はガラス又はガラスセラミックである、実施形態１～１６のいずれか１つに記載のガラス系物品。

【0084】

実施形態１８
ガラス系基板を加工するための方法であって：
第１の表面及び反対側の第２の表面を有するガラス系基板を、上記２つの表面の間で押圧するステップ；
上記ガラス系基板全体が第１の温度を超えるように、上記２つの表面の間で押圧された上記ガラス系基板を加熱するステップであって、上記第１の温度は上記ガラス系基板の上記アニール点より高い、ステップ；
上記２つの表面の間で押圧された上記ガラス系基板を、所定の時間にわたって上記第１の温度に保持するステップ；並びに
上記所定の時間の後に、上記ガラス系基板全体が第２の温度未満となるように、上記２つの表面の間で押圧された上記ガラス系基板を冷却するステップであって、上記第２の温度は上記ガラス系基板の歪み点未満である、ステップ
を含む、方法。

【0085】

実施形態１９
上記ガラス系基板の上記第１の表面の最大光遅延は縁部において発生し、上記最大光遅延は約４０ｎｍ以下であり、上記光遅延は、上記縁部から、上記第１の表面の中央領域に向かって減少し、上記中央領域は、上記縁部から上記第１の表面の中心点までの距離によって画定された境界線を有し、上記距離は、上記縁部から上記中心点までの最短距離の１／２である、実施形態１８に記載の方法。

【0086】

実施形態２０
上記物品は、２５℃～３００℃の温度範囲にわたって約２５×１０^－７／℃～約１３０×１０^－７／℃の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有する、実施形態１８又は１９に記載の方法。

【0087】

実施形態２１
上記第１の表面は約２５μｍ以下の平坦度を有する、実施形態１８～２０のいずれか１つに記載の方法。

【0088】

実施形態２２
上記第１の表面の上記最大光遅延は約５ｎｍ以下である、実施形態１８～２１のいずれか１つに記載の方法。

【0089】

実施形態２３
上記第１の表面は約２０μｍ以下の平坦度を有する、実施形態１８～２２のいずれか１つに記載の方法。

【0090】

実施形態２４
上記加熱するステップは、少なくとも約１℃／分の速度で行われる、実施形態１８～２３のいずれか１つに記載の方法。

【0091】

実施形態２５
上記加熱するステップは、約１℃／分～約１０℃／分の速度で行われる、実施形態２４に記載の方法。

【0092】

実施形態２６
上記所定の時間は少なくとも約１時間である、実施形態１８～２５のいずれか１つに記載の方法。

【0093】

実施形態２７
上記所定の時間は約１時間～約５時間である、実施形態２６に記載の方法。

【0094】

実施形態２８
上記冷却するステップは、約１℃／分以下の速度で行われる、実施形態１８～２７のいずれか１つに記載の方法。

【0095】

実施形態２９
上記第１の温度は、上記アニール点の約５℃上～上記アニール点の約１０℃上である、実施形態１８～２８のいずれか１つに記載の方法。

【0096】

実施形態３０
上記ガラス系基板の上記縁部は、上記ガラス系基板の中央より迅速に冷却される、実施形態１８～２９のいずれか１つに記載の方法。

【0097】

実施形態３１
上記ガラス系基板の上記中央は、上記ガラス系基板の上記縁部より迅速に冷却される、実施形態１８～２９のいずれか１つに記載の方法。

【符号の説明】

【0098】

１００ ガラス系物品、ガラス系基板
１０２ 第１の表面
１０４ 第２の表面
１０６ 縁部
１０８ 縁部
１１０ 第１の表面１０２の中央領域
１１２ 境界線
１１４ 光路
３２０ 押圧表面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】