CN102802864A - 微细构造的形成方法、激光照射装置以及基板 - Google Patents

微细构造的形成方法、激光照射装置以及基板 Download PDF

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Abstract

一种微细构造的形成方法,其具备:工序A,向基板中设置呈孔状的微细构造的区域照射具有皮秒量级以下的脉冲时间宽度的激光,并使所述激光聚光的焦点进行扫描来形成改性部;以及工序B,对形成了所述改性部的所述基板进行蚀刻处理,除去所述改性部来形成微细构造,其中,在所述工序A中,使用直线偏振激光作为所述激光,并按照所述直线偏振的朝向相对于使所述焦点扫描的方向为恒定的方向的方式照射所述激光。

Description

微细构造的形成方法、激光照射装置以及基板
技术领域
本发明涉及使用激光在基板上形成微细构造的方法、在该方法中使用的激光照射装置、使用该方法制造的基板以及具有微细孔的基板。更具体而言,本发明涉及使用激光在基板上形成微细孔的方法、在该方法中使用的激光照射装置、使用该方法制造的基板以及具有微细孔的基板。
本申请主张于2010年4月8日向日本申请的日本特愿2010-089509号的优先权,并在此引用其内容。
背景技术
以往,使用如下的方法作为电连接安装于基板的一主面以及另一主面的多个器件彼此的方法,即形成贯通基板的两主面间的微细孔、在靠近基板表面的部分形成微细槽等微细构造,进而,在该微细孔、该微细槽中设置填充导电性物质而成的布线。例如,在下述专利文献1中记载了一种贯通布线基板,该贯通布线基板具备在具有沿与基板的厚度方向不同的方向延伸的部分的微细孔中填充导电性物质而形成的贯通布线。
作为这样的形成布线基板中的微细孔以及微细槽等的微细构造的方法,公知有下述方法,即,使用激光对玻璃等基板的一部分改性后,通过蚀刻除去改性后的部分。具体而言,首先,使用飞秒激光作为光源,向基板照射该激光来在基板内部的要改性的位置使激光聚焦,并使该焦点移动来扫描要改性的区域。由此,在基板内部形成具有规定的形状的改性部。接下来,利用将形成了改性部的基板浸渍于规定的药液中的湿式蚀刻法,从基板内除去该改性部,来形成微细孔以及微细槽等微细构造。
专利文献1:日本特开2006-303360号公报
以往的方法中存在下述问题,即,使用湿式蚀刻法从基板除去改性部时,即使改性部的形状具有相同程度的复杂度,在基板中的配置不同的各个微细孔中,蚀刻的容易度(蚀刻速度)也不同。例如,在图24所示的基板101中,第一改性部102容易被蚀刻,但第二改性部103难以被蚀刻,从而蚀刻时间会变长。因此,存在改性部103的蚀刻结束前,会过度地进行未照射激光的非改性部的蚀刻这一问题。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出,其课题在于提供能够不受基板上的配置的影响,以几乎恒定的蚀刻速度来形成微细孔等微细构造的微细构造的形成方法、在该形成方法中使用的激光照射装置、使用该形成方法制造的基板、以及具有微细孔的基板。
(1)本发明的第一方式的微细构造的形成方法具备:工序A,向基板中设置呈孔状的微细构造的区域照射具有皮秒量级以下的脉冲时间宽度的激光,并使所述激光聚光的焦点进行扫描来形成改性部;以及工序B,对形成了所述改性部的所述基板进行蚀刻处理,除去所述改性部来形成微细构造,其中,在所述工序A中,使用直线偏振激光作为所述激光,按照所述激光的直线偏振的朝向相对于扫描所述焦点的方向为恒定的方向的方式照射所述激光。
(2)在上述(1)中记载的微细构造的形成方法中,所述恒定的方向可以是与扫描所述焦点的方向垂直的方向。
(3)本发明的第二方式的激光照射装置具备向基板中设置呈孔状的微细构造的区域照射具有皮秒量级以下的脉冲时间宽度的直线偏振激光,并使所述激光聚光的焦点进行扫描来形成改性部时,按照所述激光的直线偏振的朝向相对于扫描所述焦点的方向为恒定的方向的方式照射所述激光的装置。
(4)在上述(3)中记载的激光照射装置中,所述装置是相位延迟器,所述相位延迟器可以按照根据所述焦点的扫描方向的变更,使相对于变更后的所述扫描方向的所述激光的直线偏振的朝向为恒定的方向的方式发挥作用。
(5)在上述(3)或(4)中记载的激光照射装置中,所述装置是基板载置台,所述基板载置台也可以按照根据所述焦点的扫描方向的变更,使相对于变更后的所述扫描方向的所述激光的直线偏振的朝向为恒定的方向的方式发挥作用
(6)本发明的第三方式所涉及的基板,是使用上述(1)或(2)中记载的微细构造的形成方法制造出的基板,在所述微细构造的内壁面上具有形成了条纹状的凹凸轮廓的部位。
(7)在上述(6)中记载的基板中,所述基板的内部也可以具有流体流通的流路。
(8)本发明的第四方式所涉及的基板是具有微细孔的基板,在所述微细孔的内壁面的至少一部分中形成有沿所述微细孔的延伸方向的条纹状的凹凸轮廓。
发明的效果
根据本发明的方式所涉及的微细构造的形成方法,一边将激光的直线偏振的朝向维持为相对于激光的焦点的扫描方向成恒定的方向,一边进行激光照射。由此,能够在相对于所述扫描方向为恒定的方向上交替地形成要形成微细构造的改性部中的容易蚀刻的区域和难以蚀刻的区域。换句话说,所述改性部不依赖于在基板中被形成的位置,在任意位置都以相同的状态形成容易蚀刻的区域和难以蚀刻的区域。即,蚀刻容易度为相同程度。因此,能够不受所述改性部的基板中的配置、形状的影响,以几乎恒定的蚀刻速度来形成微细构造。因此,能够精确地控制微细孔等微细构造的大小。
在一边将所述直线偏振的朝向维持为与扫描所述激光的焦点的方向垂直,一边进行激光照射的情况下,能够按照与所述扫描方向平行地并行的方式形成要形成微细构造的改性部中的容易蚀刻的区域和难以蚀刻的区域。因此,能够不受所述改性部的基板中的配置、形状的影响,以几乎恒定的蚀刻速度、并且最快的蚀刻速度来形成微细构造。因此,能够精确地控制微细孔等微细构造的大小,并且能够缩短加工时间。形成各微细构造的改性部的蚀刻时间取决于形成该微细构造的改性部的长度。因此,能够在微细构造的设计阶段计算蚀刻时间,所以生产管理变得容易。另外,蚀刻速度快,蚀刻在短时间内结束,所以非改性部不会过度被蚀刻,能够制作高纵横比的通孔。
另外,根据本发明的方式所涉及的激光照射装置,具有将激光所具有的直线偏振的朝向维持为相对于激光的焦点的扫描方向为恒定的方向的装置。因此,在该基板中以希望的形状形成的改性部中,按照相对于所述扫描方向为恒定的方向的方式交替地形成容易蚀刻的区域和难以蚀刻的区域。结果,在另外进行的湿式蚀刻工序中,能够不受所述基板中的改性部的配置、形状的影响,以几乎恒定的蚀刻速度从所述基板除去该改性部。因此,能够精确地控制形成的微细孔等微细构造的大小。
另外,根据使用本发明的方式所涉及的微细构造的形成方法来制造的基板,能够提供在该基板内具有以精确的形状形成的微细构造的基板。进而,在该基板中形成的微细孔等微细构造的壁面上设置形成了条纹状的凹凸轮廓(纹理)的部位。
进而,能够使流体流入所述微细孔等微细构造。特别是,一边将激光的直线偏振的朝向维持为与扫描激光的焦点的方向垂直,一边形成所述微细构造的情况下,该流体会容易沿着微细构造的壁面的凹凸轮廓流动。因此,有顺畅地使该流体流入的效果。
将该微细构造用作贯通布线的情况下,能够提供通过向该微细构造填充或者成膜导电性物质而具备具有高精度的形状的布线的布线基板。另外,在向微细构造填充或者成膜导电性物质时,由于存在条纹状的凹凸轮廓,因此流入微细构造内的导电性物质与基板的紧贴性提高。因此,能够提供一种导电性物质与基板稳定地一体化的布线基板。
进而,一边将激光的直线偏转的朝向维持为与扫描激光的焦点的方向垂直,一边形成所述微细构造的情况下,在向该微细构造填充或者成膜导电性物质时,导电性物质沿条纹状的凹凸轮廓流入微细构造内。因此,填充或者成膜该导电性物质会变得容易。据此,能够沿所述凹凸轮廓顺畅地使导电性物质流入,所以能够在微细构造内均衡地填充或者成膜导电性物质。
另外,将所述微细构造用作流体流通的流路的情况下,若沿该流路设置有所述条纹状的凹凸轮廓,则在该流路内流动的流体会容易沿着该条纹状的凹凸轮廓流动。因此,该流体能够顺畅地在该流路中流通。
在所述基板具有用于流路的微细孔的情况下,在该微细孔(流路)中能够根据目的使各种流体流通。例如,将所述基板用作布线基板,使空气、水等的冷媒在该微细孔(流路)中流通。该情况下,由于该冷却功能,在该布线基板上安装发热量大的器件,也能够有效地降低基板的温度上升。此外,所述基板用作将利用了微流体技术的生物实验系统集成化的基板。该情况下,能够将所述微细孔(流路)应用于使DNA(核酸)、蛋白质、脂质等生物体高分子溶液流通的流路。
另外,根据本发明的方式所涉及的具有微细孔的基板,该基板具有所述微细孔(贯通孔),在该微细孔的内壁面的至少一部分中形成有沿该微细孔的延伸方向的条纹状的凹凸轮廓。因此,可得到与使用所述微细构造的形成方法来制造出基板相同的效果。
所述效果是指,即在使用该基板,制造向该微细孔填充或者成膜导电性物质而成的贯通布线基板的情况下,流入该微细孔内的导电性物质与基板的紧贴性提高,所以能够作成导电性物质与基板稳定地一体化的布线基板。此时,向该微细孔填充或者成膜导电性物质时,导电性物质沿该条纹状的凹凸轮廓顺畅地流入微细孔内。因此,填充或者成膜该导电性物质会变得容易,能够均衡地向微细孔内填充或者成膜导电性物质。另外,将所述微细孔用作流体流通的流路的情况下,在该流路内流动的流体会容易顺着沿该流路的条纹状的凹凸轮廓流动。因此,该流体能够顺畅地在该流路中流通。
在具有所述微细孔的基板中的微细孔中,能够根据目的使各种流体流通。例如,将所述基板用作布线基板,使空气、水等冷媒在该微细孔(流路)中流通。此时,由于该冷却功能,在该布线基板上安装了发热量大的器件的情况下,也能够有效地降低基板的温度上升。另外,所述基板用作将利用了微流体技术的生物实验系统集成化的基板。该情况下,能够将所述微细孔(流路)应用于使DNA(核酸)、蛋白质、脂质等生物体高分子溶液流通的流路。
附图说明
图1A是表示本发明的第一实施方式所涉及的布线基板的俯视图。
图1B是沿图1A的x1-x1线的剖视图。
图1C是沿图1A的y-y线的剖视图。
图1D是沿图1A的x2-x2线的剖视图。
图2A是表示本发明的第2实施方式所涉及的布线基板的俯视图。
图2B是沿图2A的x1-x1线的剖视图。
图2C是沿图2A的y1-y1线的剖视图。
图2D是沿图2A的x2-x2线的剖视图。
图2E是沿图2A的y2-y2线的剖视图。
图3A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的俯视图。
图3B是沿图3A的x1-x1线的剖视图。
图3C是沿图3A的y-y线的剖视图。
图3D是沿图3A的x2-x2线的剖视图。
图4A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的俯视图。
图4B是沿图4A的x1-x1线的剖视图。
图4C是沿图4A的y-y线的剖视图。
图4D是图4B的区域β的放大图。
图4E是图4B的区域γ的放大图。
图5A是沿表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的图4A的x2-x2线的剖视图。
图5B是图5A的放大图。
图6A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的俯视图。
图6B是沿图6A的x1-x1线的剖视图。
图6C是沿图6A的y-y线的剖视图。
图6D是沿图6A的x2-x2线的剖视图。
图7A是表示通过本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法制造的基板的俯视图。
图7B是沿图7A的x1-x1线的剖视图。
图7C是沿图7A的y-y线的剖视图。
图7D是沿图7A的x2-x2线的剖视图。
图8A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的俯视图。
图8B是沿图8A的x1-x1线的剖视图。
图8C是沿图8A的y1-y1线的剖视图。
图8D是沿图8A的x2-x2线的剖视图。
图8E是沿图8A的y2-y2线的剖视图。
图9A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的俯视图。
图9B是沿图9A的x1-x1线的剖视图。
图9C是沿图9A的y1-y1线的剖视图。
图9D是图9B的区域ζ的放大图。
图9E是图9C的区域η的放大图。
图10A是沿表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的图9A的x2-x2线的剖视图。
图10B是图10A的放大图。
图10C是沿图9A的y2-y2线的剖视图。
图10D是图10C的放大图。
图11A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的俯视图。
图11B是沿图11A的x-x线的剖视图。
图11C是沿图11A的y-y线的剖视图。
图12A是表示通过本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法制造的基板的俯视图。
图12B是沿图12A的x-x线的剖视图。
图12C是沿图12A的y-y线的剖视图。
图13是本发明的一方式例所涉及的激光照射装置的概略构成图。
图14是表示使用了本发明的一方式例所涉及的激光照射装置的布线基板的制造方法的流程图。
图15A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的俯视图。
图15B是沿图15A的x-x线的剖视图。
图15C是沿图15A的y1-y1线的剖视图。
图15D是沿图15A的y2-y2线的剖视图。
图16A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的俯视图。
图16B是沿图16A的x-x线的剖视图。
图16C是沿图16A的y1-y1线的剖视图。
图16D是沿图16A的y2-y2线的剖视图。
图17A是图16C的区域F1的放大图。
图17B是图16D的区域F2的放大图。
图18是说明本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法的基板的俯视图。
图19A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的俯视图。
图19B是沿图19A的y1-y1线的剖视图。
图19C是沿图19A的y2-y2线的剖视图。
图20是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的俯视图。
图21是沿表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的图20的y1-y1线以及y2-y2线的剖视图。
图22A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的俯视图。
图22B是沿图22A的y1-y1线的剖视图。
图22C是沿图22A的y2-y2线的剖视图。
图23A是表示沿图22A的x-x线的剖面的立体图。
图23B是沿图22A的x-x线的剖视图。
图24A是表示形成了本发明的一方式例所涉及的微细构造、即微细孔的基板的俯视图。
图24B是沿图24A的x-x线的剖视图。
图24C是沿图24A的y-y线的剖视图。
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的优选的实施方式进行说明。
此外,以下,举出在基板上形成微细构造,将该微细构造作为贯通布线或者流路使用的情况的例子进行说明,但本发明中的形成于基板的微细构造的用途不限于此。
<第一实施方式:贯通布线基板10>
图1A是本发明的第一实施方式所涉及的贯通布线基板10的俯视图。图1B是沿图1A的x1-x1线的剖视图。图1C是沿图1A的y-y线的剖视图。图1D是沿图1A的x2-x2线的剖视图。
该贯通布线基板10具备第一贯通布线7以及第二贯通布线8,该第一贯通布线7以及第二贯通布线8是按照连结构成基板1的一主面2(第1主面)与另一主面3(第2主面)的方式配置第一微细孔4以及第二微细孔5,并在各微细孔中填充导电性物质6或者对其成膜而形成的。
第一贯通布线7包括:沿基板1的厚度方向从暴露于一主面2的开口部9延伸至弯曲部11的区域α、与基板1的主面平行且沿基板1的横向(X方向)从弯曲部11延伸至弯曲部12的区域β、以及沿基板1的厚度方向从弯曲部12延伸至暴露于另一主面3的开口部13的区域γ。
第一微细孔4的区域α、区域β以及区域γ与第一贯通布线7的区域α、区域β以及区域γ对应。
第一微细孔4的区域α~γ包括在该微细孔的内壁面上形成了条纹状的凹凸轮廓(纹理)的部分(未图示)。该条纹状的凹凸轮廓是与第一微细孔4的延伸方向几乎平行地形成为条纹状(线状)的凹凸。若在第一微细孔4中形成有该条纹状的凹凸轮廓,则填充或者成膜于微细孔内的导电性物质与基板的紧贴性提高,并且,在填充导电性物质6或者对其成膜来形成第一贯通布线7时,导电性物质6容易顺畅地流入第一微细孔4中,因而优选。
第二贯通布线8包括:沿基板1的厚度方向从暴露于一主面2的开口部14延伸至弯曲部15的区域α、与基板1的主面平行且沿基板1的纵向(Y方向)从弯曲部15延伸至弯曲部16的区域β、以及沿基板1的厚度方向从弯曲部16延伸至暴露于另一主面3的开口部17的区域γ。
第二微细孔5的区域α、区域β、以及区域γ与第二贯通布线8的区域α、区域β、以及区域γ对应。
第二微细孔5的区域α~γ包括在该微细孔的内壁面上形成了条纹状的凹凸轮廓(纹理)的部分(未图示)。该条纹状的凹凸轮廓是与第二微细孔5的延伸方向几乎平行地形成为条纹状(线状)的凹凸。若沿第二微细孔5的延伸方向形成有该条纹状的凹凸轮廓,则填充或者成膜于微细孔内的导电性物质与基板的紧贴性提高,并且,在填充导电性物质6或者对其成膜来形成第二贯通布线8时,导电性物质6容易顺畅流入第二微细孔5中,因而优选。
优选本实施方式所涉及的布线基板的内部具有由微细构造(微细孔)构成的用于使流体流通的流路。作为在该流路中流通的流体,例如可以举出水(H2O)、空气等。这些流体可以作为冷却基板的冷媒发挥作用。也能够将该微细构造适用于使其他的DNA(核酸)、蛋白质、脂质等生物体高分子溶液等流通的流路。
通过设置流路,即使高密度地配置与布线基板连接的器件的电极,也能够有效地减少该布线基板周边的温度上升。为了进一步提高该温度上升的减少效果,优选在沿基板的两主面的方向上配置该流路。
进而,在构成该流路的微细孔(微细构造)的内壁面的至少一部分中形成有条纹状的凹凸轮廓。因此,在沿流路的延伸方向形成有该条纹状的凹凸轮廓的情况下,在流路内流动的流体容易沿着该条纹状的凹凸轮廓流动,该流体能够在该流路中顺畅地流通。
在本实施方式所涉及的贯通布线基板10中,按照沿着基板1的两主面的方式沿基板1的横向(X方向)延伸地设置有由第三微细孔g1构成的流路G1(参照图1A~图1D)。第三微细孔g1在基板1的对置的两个侧面具有流体流入流出用的开口部。
<第2实施方式:表面布线基板30>
图2A是本发明的第2实施方式所涉及的表面布线基板30的俯视图。图2B是沿图2A的x1-x1线的剖视图。图2C是沿图2A的y1-y1线的剖视图。图2D是沿图2A的x2-x2线的剖视图。图2E是沿图2A的y2-y2线的剖视图。
该表面布线基板30具备第一表面布线37,该第一表面布线37是在构成基板31的一主面32(第1主面)的表面上形成第一微细槽34,在该微细槽34中填充导电性物质36或者对其成膜而形成的。另外,在表面布线基板30中设置有由第一微细孔g2构成的第一流路G2以及由第二微细孔g3构成的第二流路G3。
第一表面布线37包括沿基板31的横向(X方向)从一端部38(第1端部)延伸至弯曲部39的区域ζ和沿基板31的纵向(Y方向)从弯曲部39延伸至另一端部40(第2端部)的区域η。
第一微细槽34的区域ζ和区域η、以及一端部38和另一端部40对应第一表面布线37的区域ζ和区域η、以及一端部38、弯曲部39和另一端部40。
第一微细槽34的区域ζ和区域η包含在该微细槽的内壁面(底面)上形成了条纹状的凹凸轮廓(纹理)的部分(未图示)。该条纹状的凹凸轮廓是与第一微细槽34的延伸方向几乎平行地形成为条纹状(线状)的凹凸。
在本实施方式所涉及的表面布线基板30中,按照沿基板1的两主面的方式沿基板1的横向(X方向)延伸地设置有由第一微细孔g2构成的第一流路G2(参照图2A~图2E)。第一微细孔g2在基板1的对置的两个侧面具有流体流入流出用的开口部。
在本实施方式所涉及的表面布线基板30中,按照沿基板1的两主面的方式沿基板1的纵向(Y方向)延伸地设置有由第二微细孔g3构成的第二流路G3(参照图2A~图2E)。第二微细孔g3在基板1的对置的两个侧面具有流体流入流出用的开口部。
作为贯通布线基板10以及表面布线基板30中的基板1、31的材料,例如可以举出玻璃、蓝宝石等的绝缘体、硅(Si)等半导体。这些材料与半导体器件的线膨胀系数差小。因此,在使用焊料等来连接贯通布线基板10以及表面布线基板30与半导体器件时,不产生位置偏移,能够进行精度高的连接。进而,在这些材料中,还优选具有绝缘性的玻璃。在基板材料是玻璃的情况下,无需在微细孔以及微细槽的内壁面上形成绝缘层。因此,有不存在因寄生电容成分的存在等引起的高速传送的阻碍因素等优点。
基板1、31的厚度(从一主面2、32(第1主面)至另一主面3、33(第2主面)的距离)能够适当被设定,例如可以举出约150μm~1mm的范围。
作为向配置于贯通布线基板10以及表面布线基板30的各微细孔7、8以及第一微细槽37填充或者成膜的导电性物质6、36,例如可以举出金锡(Au-Sn)、铜(Cu)等。
本实施方式所涉及的布线基板所具备的微细构造的形状、贯通布线、表面布线、以及流路的图案、剖面形状不限于以上的例示,能够适当地设计。
<制造贯通布线基板10的方法>
接下来,作为本发明的一方式例所涉及的布线基板中的微细孔的形成方法,图3A~图7D表示制造贯通布线基板10的方法。
此处,图3A~图7D是制造贯通布线基板10的基板1的俯视图以及剖视图。图3A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的俯视图。图3B是沿图3A的x1-x1线的剖视图。图3C是沿图3A的y-y线的剖视图。图3D是沿图3A的x2-x2线的剖视图。
[工序A]
首先,如图3A~图3D所示,向基板1照射第一激光51、第二激光52、以及第三激光61,在基板1内形成基板1的材料被改性后的第一改性部53、第二改性部54、以及第三改性部62。各改性部分别形成于设置第一贯通布线7、第二贯通布线8、以及流路G1的区域。
作为基板1的材料,例如可以举出玻璃、蓝宝石等绝缘体、硅(Si)等半导体。这些材料与半导体器件的线膨胀系数差小。因此,在使用焊料等连接贯通布线基板10与半导体器件时,不产生位置偏移,能够进行精度高的连接。进而,在这些材料中,还优选具有绝缘性的玻璃。在基板材料是玻璃的情况下,无需在微细孔的内壁面上形成绝缘层。因此,有不存在因寄生电容成分的存在等引起的高速传送的阻碍因素等优点。
基板1的厚度能够适当地设定,例如,设定于约150μm~1mm的范围内即可。
从基板1的一主面2侧向基板1照射第一激光51、第二激光52、以及第三激光61,在基板1内的希望的位置会聚第一焦点56、第二焦点57、以及第三焦点63。在会聚了各焦点56、57、63的位置对基板1的材料进行改性。
因此,一边向基板1照射第一激光51、第二激光52、以及第三激光61,一边依次挪动第一焦点56、第二焦点57、以及第三焦点63的位置来进行扫描(移动)。这样,通过对设置第一微细孔4、第二微细孔5、以及第三微细孔g1的区域的整体会聚各焦点56、57、63,能够形成第一改性部53、第二改性部54、以及第三改性部62。
也可以从基板1的一主面2以及/或者另一主面3侧向基板1照射各激光51、52、61,也可以从基板1的侧面照射基板1。各激光51、52的光轴向基板1入射的角度被设定为规定的角度。可以使用单一的激光按顺序照射各激光51、52、61,也可以使用多个激光同时照射。
另外,作为扫描各激光51、52的方向,例如可以举出,如图3A~图3D所示的沿各改性部53、54的实线的箭头所示那样一笔画成的方向(沿以一次的行程描绘的线的方向)。即所述箭头表示从作为基板1的另一主面3的开口部13、17的部位至作为一主面2的开口部9、14的部位,扫描该焦点56、57。此时,从制造效率上优选以所述箭头的朝向进行一笔画成的扫描(以一次的行程进行的扫描)。
作为扫描第三激光61的方向,例如可以举出如图3A~图3D所示的沿第三改性部62的实线的箭头所示那样一笔画成的方向(沿以一次的行程描绘的线的方向)。即,所述箭头表示从作为基板1的对置的两个侧面中的一侧面的开口部的部位至作为另一侧面的开口部的部位扫描第三焦点63。此时,从制造效率上优选以所述箭头的朝向进行一笔画成的扫描(以一次的行程进行的扫描)。
第一激光51是直线偏振的激光。其直线偏振的朝向P在激光照射中始终被维持为与第一激光51的焦点56的扫描方向垂直。
即,第一激光51的直线偏振的朝向P始终与第一改性部53延伸的方向(X方向或者基板厚度方向)垂直。在图3A中,用实线的双箭头表示第一激光51的直线偏振的朝向P。在图3B中,用表示纸面进深以及近前方向的圆形记号表示该直线偏振的朝向P。
第二激光52是直线偏振的激光。其直线偏振的朝向Q在激光照射中始终被维持为与第二激光52的焦点57的扫描方向垂直。
即,第二激光52的直线偏振的朝向Q始终与第二改性部54延伸的方向(Y方向或者基板厚度方向)垂直。在图3A中,用实线的双箭头表示第二激光52的直线偏振的朝向Q。在图3C中,用表示纸面进深以及近前方向的圆形记号表示该直线偏振的朝向Q。
第三激光61是直线偏振的激光。其直线偏振的朝向T在激光照射中始终被维持为与第三激光61的焦点63的扫描方向垂直。
即,第三激光61的直线偏振的朝向T始终与第三改性部62延伸的方向(X方向)垂直。在图3A中,用实线的双箭头表示第三激光61的直线偏振的朝向T。在图3D中,用表示纸面进深以及近前方向的圆形记号表示该直线偏振的朝向T。
这样,通过控制第一激光51以及第二激光52的直线偏振的朝向P、Q,从而在形成的第一改性部53以及第二改性部54中,容易蚀刻(蚀刻速度快)的区域53s、54s、和难以蚀刻(蚀刻速度慢)的区域53h、54h按照与第一改性部53、以及第二改性部54的各自的延伸方向平行的方式交替并行地形成(参照图4A~图4E)。
此外,图4A~图4E所示各区域的个数不限定为特定的个数。该个数能够通过控制使用的激光的使用条件、直线偏振的程度来变更。
如图4B所示,在第一改性部53中,蚀刻速度快的区域53s与蚀刻速度慢的区域53h在第一改性部53的区域α中沿基板1的厚度方向延伸,在第一改性部53的区域β中沿基板1的横向(X方向)延伸,在第一改性部53的区域γ中沿基板1的厚度方向延伸。
若从基板1的一主面2侧沿箭头V1的方向观察所述区域β,则蚀刻速度快的区域53s和蚀刻速度慢的区域53h与第一改性部53的延伸方向平行地并行(参照图4D)。在图4D中,2个蚀刻速度慢的区域53h被3个蚀刻速度快的区域53s夹着而相互不同地并行。
若从基板1的侧面侧沿箭头V2的方向观察所述区域γ,则蚀刻速度快的区域53s和蚀刻速度慢的区域53h与第一改性部53的延伸方向平行地并行(参照图4E)。在图4E中,2个蚀刻速度慢的区域53h被3个蚀刻速度快的区域53s夹着而相互不同地并行。
另外,在第二改性部54中,也与前述的第一改性部53同样,蚀刻速度快的区域与蚀刻速度慢的区域在第二改性部54的区域α中沿基板1的厚度方向延伸,在第二改性部54的区域β中沿基板1的纵向(Y方向)延伸,在第二改性部54的区域γ中沿基板1的厚度方向延伸(参照图4C)。
另外,通过控制第三激光61的直线偏振的朝向T,从而在形成的第三改性部62中,容易蚀刻(蚀刻速度快)的区域62s和难以蚀刻(蚀刻速度慢)的区域62h按照与第三改性部62的延伸方向(X方向)平行的方式交替并行地形成(参照图5A、图5B)。
此处,图5A、图5B所示的各区域的个数不限定为特定的个数。该个数能够通过控制使用的激光的使用条件、直线偏振的程度来变更。此外,图5A是沿图4A的俯视图中的x2-x2线的剖视图。图5B是从基板1的一主面2侧沿箭头V3的方向观察的图。
这样,一边维持照射激光的直线偏振的朝向P、Q、T与各改性部53、54、62的延伸方向垂直,一边进行激光扫描,从而在形成的各改性部53、54、62的整个区域中,与其延伸方向平行地并行的蚀刻速度不同的区域相互不同地被形成。
结果,能够在后段的蚀刻工序(工序B)中使各改性部53、54、62的整个区域的蚀刻速度恒定。因此,能够无偏差地控制形成的各微细孔4、5的直径(粗细)。在本实施例中,各改性部53、54、62的粗细控制为4μm。
此外,也可以变更前述的照射激光的直线偏振的朝向P、Q、T,一边维持其与各改性部53、54、62的延伸方向平行,一边扫描各激光51、52、61的各焦点56、57、63。该情况下,在形成的各改性部53、54、62的整个区域中,蚀刻速度快的区域和蚀刻速度慢的区域相互不同地按照与其延伸方向垂直的方式形成。在这种情况下,在后段的蚀刻工序(工序B)中,也能够使各改性部53、54、62的整个区域的蚀刻速度恒定。
进而,可以一边将前述的照射激光的直线偏振的朝向P、Q、T始终维持为不限于与各改性部53、54、62的延伸方向垂直或者平行的任意方向,一边扫描各激光51、52、61的各焦点56、57、63。该情况下,在形成的各改性部53、54、62的整个区域中,蚀刻速度快的区域和蚀刻速度慢的区域相互不同地沿与该直线偏振P、Q、T的朝向垂直的方向形成。在这种情况下,在后段的蚀刻工序(工序B)中,也能够使各改性部53、54、62的整个区域的蚀刻速度恒定。
前述的照射激光的直线偏振的朝向P、Q、T相对于各改性部53、54、62的延伸方向的方向,影响后段的蚀刻工序(工序B)中的蚀刻速度。从提高改性部的每单位长度的蚀刻速度的观点来看,优选一边将照射激光的直线偏振的朝向P、Q、T维持为与各改性部53、54、62的延伸方向垂直,一边进行激光照射。将该直线偏振的朝向P、Q、T维持为与所述延伸方向垂直而形成的改性部的每单位长度的蚀刻速度,与将该直线偏振的朝向P、Q、T维持为与所述延伸方向平行而形成的改性部的每单位长度的蚀刻速度相比,约快2倍。
作为照射的激光51、52、61的光源,例如可以举出飞秒激光器。通过如前述那样一边控制激光51、52、61的直线偏振,一边进行照射,能够形成例如直径为数μm~数十μm的改性部53、54、62。另外,通过控制基板1内部中会聚激光51、52、61的焦点56、57、63的位置,而能够形成具有希望的形状的改性部53、54、62。
[工序B]
如图6A~图6D所示,将形成了第一改性部53、第二改性部54以及第三改性部62的基板1浸渍在蚀刻液(药液)59中,来进行湿式蚀刻,从而从基板1除去各改性部53、54、62。结果,在存在过第一改性部53、第二改性部54、第三改性部62的区域中形成第一微细孔4、第二微细孔5以及第三微细孔g1(参照图7A~图7D)。在本实施方式中,使用玻璃作为基板1的材料,使用以氢氟酸(HF)10质量%溶液为主成分的溶液,作为蚀刻液59。
该蚀刻利用下述现象,即与基板1的未被改性的部分相比,第一改性部53、第二改性部54、第三改性部62非常快地被蚀刻。结果,能够形成与各改性部53、54、62的形状对应的各微细孔4、5、g1。
另外,通过适当地调整蚀刻的时间,能够将形成于各微细孔4、5、g1的内壁面上的条纹状的凹凸轮廓的残余的程度调整为希望的程度。即,如果缩短蚀刻时间,则能够较多地残余该条纹状的凹凸轮廓。另一方面,如果延长蚀刻时间,则能够稍微残余或者完全除去该条纹状的凹凸轮廓。
上述蚀刻液59未被特别限定,例如能够使用以氢氟酸(HF)为主成分的溶液、在氢氟酸中适量添加了硝酸等的氟硝酸系的混酸等。另外,也能够根据基板1的材料,使用其他的药液。
[工序C]
在形成了第一微细孔4、第二微细孔5、以及第三微细孔g1的基板1中,向各微细孔4、5填充或者成膜导电性物质6,形成第一贯通布线7以及第二贯通布线8。作为该导电性物质6,例如可以举出金锡(Au-Sn)、铜(Cu)等。该导电性物质6的填充或者成膜能够适当地使用熔融金属吸引法、镀敷等。
向第一微细孔4以及第二微细孔5填充或者成膜导电性物质6的期间,如果在基板1的侧面开口的第三微细孔g1的两个开口部用抗蚀剂等暂时适当地遮挡,则能够不使导电性物质6填充或者成膜于第三微细孔g1内。结果,第三微细孔g1被保持为流体能够流通的贯通的孔,因此被用作流路G1。
通过以上的工序A~C,可得到图1A~图1D所示的贯通布线基板10。
进而,也可以根据希望,在各贯通布线7、8的开口部9、13、14、17上形成连接盘部。对于连接盘部的形成,能够适当地使用镀敷法、溅射法等。
<制造表面布线基板30的方法>
接下来,参照图8A~图12C来说明制造表面布线基板30的方法,作为本发明的其他方式例所涉及的布线基板中的微细孔以及微细槽的形成方法。
此处,图8A~图12C是制造表面布线基板30的基板31的俯视图以及剖视图。图8A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板的俯视图。图8B是沿图8A的x1-x1线的剖视图。图8C是沿图8A的y1-y1线的剖视图。图8D是沿图8A的x2-x2线的剖视图。图8E是沿图8A的y2-y2线的剖视图。
[工序A]
首先,如图8A~图8E所示,向基板31照射第一激光71、第二激光72、第三激光65、以及第四激光68,在靠近基板31的一主面32的表面的部分形成基板31的材料被改性后的第一改性部73、第二改性部66、以及第三改性部69。第一改性部73形成于设置第一表面布线37的区域。第二改性部66形成于设置第一流路G2的区域。第三改性部69形成于设置第二流路G3的区域。
作为基板31的材料,例如可以举出玻璃、蓝宝石等的绝缘体、硅(Si)等半导体。这些材料与半导体器件的线膨胀系数差较小。因此,在使用焊料等来连接表面布线基板30与半导体器件时,可以不产生位置偏移,进行精度较高的连接。进而,在这些材料中,优选具有绝缘性的玻璃。在基板材料是玻璃的情况下,无需在微细孔的内壁面上形成绝缘层。因此,有不存在因寄生电容成分的存在等引起的高速传送的阻碍因素等优点。
基板31的厚度能够适当地设定,例如被设定在约150μm~1mm的范围内即可。
从基板31的一主面2侧照射第一激光71、第二激光72、第三激光65、以及第四激光68,在靠近基板31的表面的部分的希望的位置会聚第一焦点74、第二焦点75、第三焦点67、以及第4焦点70。在会聚了各焦点74、75、67、70的位置,基板31的材料被改性。
因此,一边照射各激光71、72、65、68,一边依次挪动各焦点74、75、67、70的位置来进行扫描(移动)。这样,通过对设置第一微细槽34、第一流路G2、以及第二流路G3的区域的整体会聚各焦点74、75、67、70,能够形成第一改性部73、第二改性部66、以及第三改性部69。
可以从基板31的一主面32以及/或者另一主面33侧向基板31照射各激光71、72、65、68,也可以从基板31的侧面照射基板31。各激光71、72、65、68的光轴向基板31入射的角度被设定为规定的角度。可以使用单一的激光按顺序照射各激光71、72、65、68,也可以使用多个激光同时照射。
另外,作为扫描各激光71、72的各焦点74、75的方向,例如可以举出,图8A~图8E所示的沿第一改性部73的实线的箭头所示那样一笔画成的方向(沿以一次的行程描绘的线的方向)。即,所述箭头表示第一激光71从作为第一改性部73的一端部38的部位至作为弯曲部39的部位,第二激光72从作为第一改性部73的弯曲部的部位至作为另一端部40的部位,扫描各焦点74、75。此时,从制造效率上优选以所述箭头的朝向进行一笔画成的扫描(以一次的行程进行的扫描)。
作为扫描第三激光65的方向,例如可以举出,图8A~图8E所示的沿第二改性部66的实线的箭头所示那样,一笔画成的方向(沿以一次的行程描绘的线的方向)。即,所述箭头表示从作为基板31的对置的两个侧面中的一侧面的开口部的部位至作为另一侧面的开口部的部位,扫描第三焦点67。此时,从制造效率上优选以所述箭头的朝向进行一笔画成的扫描(以一次的行程进行的扫描)。
作为扫描第四激光68的方向,例如可以举出,图8A~图8E所示的沿第三改性部69的实线的箭头所示那样,一笔画成的方向(沿以一次的行程描绘的线的方向)。即,所述箭头表示从作为基板31的对置的两个侧面中的一侧面的开口部的部位至作为另一侧面的开口部的部位,扫描第4焦点70。此时,从制造效率上优选以所述箭头的朝向进行一笔画成的扫描(以一次的行程进行的扫描)。
第一激光71是直线偏振的激光。其直线偏振的朝向P在激光照射中始终被维持为与第一激光71的焦点74的扫描方向垂直。
即,第一激光71的直线偏振的朝向P始终与第一改性部73的区域ζ延伸的方向(X方向)垂直。在图8A中,用实线的双箭头表示第一激光71的直线偏振的朝向P。在图8B中,用表示纸面进深以及近前方向的圆形记号表示该直线偏振的朝向P。
第二激光72是直线偏振的激光。该直线偏振的朝向Q在激光照射中始终被维持为与第二激光72的焦点75的扫描方向垂直。
即,第二激光72的直线偏振的朝向Q始终与第一改性部73的区域η延伸的方向(Y方向)垂直。图8A中,用实线的双箭头表示第二激光72的直线偏振的朝向Q。图8C中,用表示纸面进深以及近前方向的圆形记号表示该直线偏振的朝向Q。
第三激光65是直线偏振的激光。该直线偏振的朝向T在激光照射中始终被维持为与第三激光65的焦点67的扫描方向垂直。
即,第三激光65的直线偏振的朝向T始终与第三改性部66延伸的方向(X方向)垂直。在图8A中,用实线的双箭头表示第三激光65的直线偏振的朝向T。在图8D中,用表示纸面进深以及近前方向的圆形记号表示该直线偏振的朝向T。
第四激光68是直线偏振的激光。该直线偏振的朝向J在激光照射中始终被维持为与第四激光68的焦点70的扫描方向垂直。
即,第四激光68的直线偏振的朝向J始终与第4改性部69延伸的方向(Y方向)垂直。在图8A中,用实线的双箭头表示第四激光68的直线偏振的朝向J。在图8E中,用表示纸面进深以及近前方向的圆形记号表示该直线偏振的朝向J。
这样,通过控制第一激光71以及第二激光72的直线偏振的朝向P、Q,在形成的第一改性部73中,容易蚀刻(蚀刻速度快)的区域73s和难以蚀刻(蚀刻速度慢)的区域73h按照与第一改性部73的区域ζ以及η的各自的延伸方向平行的方式,交替并行地形成(参照图9A~图9E)。
此处,图9A~图9E所示的各区域的个数不限定为特定的个数。该个数能够通过控制使用的激光的使用条件、直线偏振的程度来变更。
如图9A~图9E所示,在第一改性部73中,蚀刻速度快的区域73s与蚀刻速度慢的区域73h在第一改性部73的区域ζ中沿基板1的横向(X方向)延伸,在第一改性部73的区域η中沿基板1的纵向(Y方向)延伸。
若从基板31的一主面32侧沿箭头V1的方向观察所述区域ζ,则蚀刻速度快的区域73s和蚀刻速度慢的区域73h与第一改性部73的延伸方向平行地并行(参照图9D)。在图9D中,2个蚀刻速度慢的区域73h被3个蚀刻速度快的区域73s夹着而相互不同地并行。
若从基板31的一主面32侧沿箭头V2的方向观察所述区域η,则蚀刻速度快的区域73s和蚀刻速度慢的区域73h与第一改性部73的延伸方向平行地并行(参照图9E)。在图9E中,2个蚀刻速度慢的区域73h被3个蚀刻速度快的区域73s夹着而相互不同地并行。
另外,通过控制第三激光65以及第四激光68的直线偏振的朝向T、J,在形成的第二改性部66以及第三改性部69中,容易蚀刻(蚀刻速度快)的区域66s、69s和难以蚀刻(蚀刻速度慢)的区域66h、69h按照与第二改性部66以及第三改性部69的各自的延伸方向(X方向、Y方向)平行的方式交替并行地形成(参照图10A~图10D)。
此处,图10A~图10D所示的各区域的个数不限定为特定的个数。该个数能够通过控制使用的激光的使用条件、直线偏振的程度来变更。
此外,图10A是沿图9A的俯视图中的x2-x2线的剖视图。图10B是从基板31的一主面32侧沿箭头V3的方向观察到的图。图10C是沿图9A的俯视图中的y2-y2线的剖视图。图10D是从基板31的一主面32侧沿箭头V4的方向观察到的图。
这样,通过一边将照射激光的直线偏振的朝向P、Q维持为与第一改性部73的区域ζ以及η的延伸方向垂直,一边进行激光照射,在形成的第一改性部73的整个区域中,与其延伸方向平行地并行的蚀刻速度不同的区域相互不同地形成。
结果,在后段的蚀刻工序(工序B)中,能够使第一改性部73的整个区域的蚀刻速度恒定。因此,能够在整个区域中无偏差地控制形成的第一微细槽34的直径(粗细)。
另外,通过一边将照射激光的直线偏振的朝向T、J维持为与第二改性部66以及第三改性部69的延伸方向垂直,一边进行激光照射,在形成的第二改性部66以及第三改性部69的整个区域中,与其延伸方向平行地并行的蚀刻速度不同的区域相互不同地形成。
结果,在后段的蚀刻工序(工序B)中,能够使第二改性部66以及第三改性部69的整个区域的蚀刻速度恒定。因此,能够在整个区域中无偏差地控制形成的第一微细孔g2以及第二微细孔g3的直径(粗细)。其中,在本实施例中,第二改性部66以及第三改性部69的粗细被控制为4μm。
此外,也可以变更前述的照射激光的直线偏振的朝向P、Q,一边将其维持为与第一改性部73的延伸方向平行,一边进行激光扫描。该情况下,在形成的第一改性部73的整个区域中,按照与其延伸方向垂直的方式,蚀刻速度快的区域和蚀刻速度慢的区域相互不同地形成。在这种情况下,在后段的蚀刻工序(工序B)中,也能够使第一改性部73的整个区域的蚀刻速度恒定。
同样地,也可以变更前述的照射激光的直线偏振的朝向T、J,一边将其维持为与第二改性部66以及第三改性部69的各自的延伸方向平行,一边进行激光扫描。该情况下,在形成的第二改性部66以及第三改性部69的整个区域中,按照与各个的延伸方向垂直的方式,蚀刻速度快的区域与蚀刻速度慢的区域相互不同地形成。在这种情况下,在后段的蚀刻工序(工序B)中,也能够使各改性部66、69的整个区域的蚀刻速度恒定。
进而,也可以一边将前述的照射激光的直线偏振的朝向P、Q始终维持为不限于与第一改性部73的延伸方向垂直或者平行的任意方向,一边进行激光照射。该情况下,在形成的第一改性部73的整个区域中,在与该直线偏振P、Q的朝向垂直的方向上,蚀刻速度快的区域与蚀刻速度慢的区域相互不同地形成。在这种情况下,在后段的蚀刻工序(工序B)中,也能够使第一改性部73的整个区域的蚀刻速度恒定。
同样地,也可以一边将前述的照射激光的直线偏振的朝向T、J始终维持为不限于与第二改性部66以及第三改性部69的各个延伸方向垂直或者平行的任意的方向,一边照射激光。该情况下,在形成的第二改性部66以及第三改性部69的整个区域中,在与该直线偏振J、T的朝向垂直的方向上,蚀刻速度快的区域与蚀刻速度慢的区域相互不同地形成。在这种情况下,在后段的蚀刻工序(工序B)中,也能够使各改性部66、69的整个区域的蚀刻速度恒定。
以上说明的照射激光的直线偏振的朝向P、Q、T、J中的、第三激光65的直线偏振的朝向T以及第四激光68的直线偏振的朝向J的相对于各改性部66、69的延伸方向的方向更大地影响后段的蚀刻工序(工序B)中的蚀刻速度。这是因为,因第三激光65以及第四激光68而改性的区域(第二改性部66以及第三改性部69)为基板31内部中的设置第一微细孔g2以及第二微细孔g3的区域。从提高各改性部66、69的每单位长度的蚀刻速度的观点来看,优选一边将照射激光的直线偏振的朝向T、J维持为与各改性部66、69的各个的延伸方向垂直,一边进行激光扫描。将该直线偏振的朝向T、J维持为与所述延伸方向垂直而形成的改性部的每单位长度的蚀刻速度,与将其维持为与所述延伸方向平行而形成的改性部的每单位长度的蚀刻速度相比,约快2倍。
作为照射的激光71、72、65、68的光源,例如可以举出飞秒激光器。通过如前所述,一边控制激光71、72、65、68的直线偏振,一边进行照射,能够形成例如直径为数μm~数十μm的各改性部73、66、69。另外,通过控制靠近基板31的表面的部分中的会聚激光71、72、65、68的焦点74、75、67、70的位置,能够形成具有希望的形状的改性部73。
[工序B]
如图11A~图11C所示,通过将形成了第一改性部73、第二改性部66、以及第三改性部69的基板31浸渍于蚀刻液(药液)77中,进行湿式蚀刻,来从基板31除去第一改性部73。结果,在存在过第一改性部73、第二改性部66、以及第三改性部69的区域中形成第一微细槽34、第一微细孔g2(G2)、以及第二微细孔g3(G3)(图12A~图12C)。在本实施方式中,使用玻璃作为基板31的材料,使用以氢氟酸(HF)10%溶液为主成分的溶液,作为蚀刻液77。
该蚀刻利用下述现象,即与基板31的未被改性的部分相比,第一改性部73、第二改性部66、以及第三改性部69非常快地被蚀刻。结果,能够形成与第一改性部73、第二改性部66、以及第三改性部69的形状对应的第一微细槽34、第一微细孔g2(G2)、以及第二微细孔g3(G3)。
另外,通过适当地调整蚀刻的时间,能够将形成于第一微细槽34、第一微细孔g2(G2)、以及第二微细孔g3(G3)的内壁面上的条纹状的凹凸轮廓的残余程度调整为希望的程度。即,如果缩短蚀刻时间,则能够较多地残余该条纹状的凹凸轮廓。另一方面,如果延长蚀刻时间,则能够稍微残余或者完全除去该条纹状的凹凸轮廓。
所述蚀刻液77未特别被限定,例如能够使用以氢氟酸(HF)为主成分的溶液、在氢氟酸中适量添加了硝酸等的氟硝酸系的混酸等。另外,也能够根据基板31的材料,使用其他的药液。
[工序C]
在形成了第一微细槽34、第一微细孔g2(G2)、以及第二微细孔g3(G3)的基板31中,向第一微细槽34填充或者成膜导电性物质36,来形成第一表面布线37。作为该导电性物质36,例如可以举出金锡(Au-Sn)、铜(Cu)等。
作为导电性物质36的填充或者成膜方法,能够例示具有如下工序的方法。首先,通过溅射法在基板31的上表面整体上形成由导电性物质36构成的膜,并向该微细槽34内填充或者成膜导电性物质36。接下来,在该微细槽34上形成抗蚀剂膜来进行遮蔽后,对基板31的上表面进行干式蚀刻来除去由导电性物质36构成的膜。最后,除去所述遮蔽的抗蚀剂。
向第一微细槽34填充或者成膜导电性物质36的期间,如果在基板31的侧面开口的第一微细孔g2(G2)、以及第二微细孔g3(G3)合计四个开口部用抗蚀剂等暂时适当地遮挡,则能够不使导电性物质36填充或者成膜于各微细孔g2、g3内。结果,各微细孔g2、g3被保持为流体能够流通的贯通的孔,因此被用作流路G2、G3。
通过以上的工序A~C,可得到图2A~图2E所示的表面布线基板30。
进而,也可以根据希望,在表面布线34的规定位置(例如一端部38、另一端部40)上形成连接盘部。对于连接盘部的形成,能够适当地使用镀敷法、溅射法等。
<激光照射装置>
接下来,作为能够在本发明的一方式例所涉及的布线基板中的微细构造的形成方法中使用的激光照射装置,对激光照射装置80进行说明(参照图13)。
激光照射装置80至少具备:激光光源81、遮挡阀82、相位延迟器83、半透半反镜84、物镜85、基板载置台86、CCD照相机87、控制用计算机88、以及基板载置台控制轴93。
激光照射装置80具备如下的装置,即,向基板91中设置呈孔状或者槽状的微细构造的区域,照射脉冲时间宽度具有皮秒量级以下的脉冲宽度的直线偏振激光89,扫描会聚了该激光89的焦点来形成改性部92时,一边将该直线偏振的朝向R维持为与扫描所述焦点的方向成恒定的方向,一边进行激光照射。
在图13中,向载置在基板载置台86上的基板91照射激光89,形成改性部92。沿改性部92的箭头的方向是激光89的焦点的扫描方向。圆形记号R表示激光89的直线偏振的朝向是纸面进深以及近前方向。激光89的直线偏振的朝向与激光89的扫描方向垂直。
激光照射装置80可以使用能够照射脉冲时间宽度具有皮秒量级以下的脉冲宽度的直线偏振激光89的公知装置。
作为所述装置的一部分的相位延迟器83被控制用计算机88控制,能够将照射的激光89的直线偏振的朝向R调整为希望的方向。因此,该相位延迟器83按照根据所述焦点的扫描方向的变更,使激光89的直线偏振的朝向R相对于该变更后的扫描方向成为恒定的方向的方式发挥作用。
作为所述装置的另一部分的基板载置台86通过与该基板载置台86的下部连接的基板载置台控制轴93,能够任意调整固定在该基板载置台86上的基板91的朝向、角度以及移动。因此,该基板载置台86按照根据所述焦点的扫描方向的变更,使激光89的直线偏振的朝向R相对于该变更后的扫描方向成为恒定的方向的方式发挥作用。
具备基板载置台控制轴93的基板载置台86能够与所述焦点的扫描方向的变更同步地任意调整基板91的朝向、角度以及移动。例如,使激光89的焦点的扫描方向从基板91的X方向(横向)向X+90°方向(纵向)变更时,激光89的直线偏振的朝向R不变更,而使基板载置台86向X-90°的方向旋转,从而能够使所述焦点的扫描方向向基板91的X+90°方向变更。根据该方法,在该变更后,也能够将激光89的直线偏振的朝向R维持为相对于所述焦点的扫描方向恒定。
以下,参照图14的流程图,对使用了激光照射装置80的本发明的一方式例所涉及的布线基板的制造方法进行说明。
首先,在基板载置台86上固定基板91,并将激光89的直线偏振的朝向R、扫描方向、扫描区域等信息,作成为规定一系列的工序的程序。若开始工序,则按照所述直线偏振的朝向R被维持为相对于激光89的扫描方向为恒定的方向的方式来调整相位延迟器83。之后,打开遮挡阀82,向基板91的规定位置照射规定量的相对于基板91透明的波长的激光89。
通常,由于能隙,基板91的材料的电子不被激励,所以激光89透过基板91。可是,若激光89的光子数变得非常多,则产生多光子吸收,而电子被激励,从而形成图4D等所示那样的条纹状的改性部。
若预先程序化的规定的激光照射结束,则关闭遮挡阀82。接下来,改变激光89的焦点的扫描方向来继续激光描绘的情况下,再次调整相位延迟器83,重复工序。当结束描绘时,结束激光照射,从而工序完成。
在上述的方法中,通过调整相位延迟器83,来变更激光89的直线偏振的朝向R,控制该直线偏振相对于激光89的焦点的扫描方向的相对的朝向R。
作为其它的方法,如前所述,也能够不进行相位延迟器83的调整来固定激光89的直线偏振的朝向R,而调整基板载置台控制轴93,使承载台86旋转,或者使其倾斜,从而将相对于激光89的焦点的扫描方向的该直线偏振的朝向R控制为希望的朝向。另外,也可以并用相位延迟器83的调整以及基板载置台控制轴93的调整双方,将相对于激光89的焦点的扫描方向的该直线偏振的朝向控制为希望的朝向。
<相对于激光扫描方向的直线偏振的朝向与蚀刻速度的关系>
本发明者发现改性部形成工序(工序A)中的相对于激光的焦点的扫描方向的激光的直线偏转的朝向(偏振光的方向)较大地影响后段的蚀刻工序(工序B)中的湿式蚀刻速度,并进行了深入研究偶,结果完成了本发明。以下,参照附图,进行说明。
图15A~图16D是基板111的俯视图以及剖视图。
图15A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板111的俯视图。图15B是沿图15A的x-x线的剖视图。图15C是沿图15A的y1-y1线的剖视图。图15D是沿图15A的y2-y2线的剖视图。
图16A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板111的俯视图。图16B是沿图16A的x-x线的剖视图。图16C是沿图16A的y1-y1线的剖视图。图16D是沿图16A的y2-y2线的剖视图。
在所述改性部形成工序(工序A)中,使照射激光的直线偏振的朝向不同来形成了2个作为微细孔的改性部(参照图15A~图15D)。
其中,使用了玻璃制的基板作为基板111。使用了飞秒激光器作为激光光源。
首先,一边向基板111中的设置第一改性部114的区域会聚第一激光181的焦点185,一边进行扫描。焦点185的扫描方向是基板111的纵向(Y方向),如沿第一改性部114的箭头所示那样,按照一笔画成(一次的行程)的方式来进行扫描。此时,使第一激光181的直线偏振的朝向P为Y方向,并将其维持为与焦点185的扫描方向平行,来形成第一改性部114。
进而,一边向设置第二改性部115的区域会聚第二激光182的焦点186,一边进行扫描。焦点186的扫描方向是基板111的纵向(Y方向),如沿第二改性部115的箭头所示那样,按照一笔画成(一次的行程)的方式进行扫描。此时,使第二激光182的直线偏振的朝向Q为基板111的横向(X方向),并将其维持为与焦点186的扫描方向垂直,来形成第二改性部115。
接下来,将基板111浸渍于HF溶液(10质量%),进行规定时间的湿式蚀刻,从基板111除去第一改性部114以及第二改性部115,形成作为非贯通孔(通孔)的第一微细孔116以及第二微细孔117(参照图16A~图16D)。
测量所形成的各微细孔的深度的结果是,第一微细孔116的深度约为第二微细孔 117的深度的1/2。即,“第一微细孔116的蚀刻速度/第二微细孔117的蚀刻速度”约为1/2。
从激光的照射方向、即从基板111的上表面(从箭头V1以及箭头V2的方向)观察图16C以及图16D所示的第一微细孔116被蚀刻的区域F1、以及第二微细孔117被蚀刻的区域F2的内壁面的结果是形成了分别不同的方向的条纹状的凹凸轮廓(纹理)。
其中,图15D所示的靠近第二激光182的部分所描绘的圆形记号表示直线偏振的朝向Q为纸面近前以及进深方向。
第一微细孔116的条纹状的凹凸轮廓H01延伸的朝向与第一微细孔 116的延伸方向垂直,与第一激光181的直线偏振的朝向P垂直(参照图17A)。
第二微细孔117的条纹状的凹凸轮廓H02延伸的朝向与第二微细孔117的延伸方向平行,与第二激光182的直线偏振的朝向Q垂直(参照图17B)。
其中,图17A、图17B所示的凹凸轮廓的个数不限定为特定的个数。该个数能够通过控制使用的激光的使用条件、直线偏振的程度来变更。
从这些结果可知,若从基板111的上表面向第一激光181的照射方向观察形成于蚀刻前的基板111中的第一改性部114,则容易蚀刻(蚀刻速度快)的区域S1和难以蚀刻(蚀刻速度慢)的区域H1交替地与第一激光181的扫描方向(Y方向)垂直,且与第一激光181的直线偏振的朝向P(Y方向)垂直地形成(参照图18)。
另外,可知若从基板111的上表面向第二激光182的照射方向观察第二改性部115,则容易蚀刻(蚀刻速度快)的区域S2和难以蚀刻(蚀刻速度慢)的区域H2交替地与第二激光182的扫描方向(Y方向)平行,且与第二激光182的直线偏振的朝向Q(X方向)垂直地形成(参照图18)。
其中,图18所示的各区域的个数不限定为特定的个数。该个数能够通过控制使用的激光的使用条件、直线偏振的程度来变更。
综上,可如下理解。
在第一改性部114中,蚀刻液向基板111内部行进时,蚀刻液的行进被多个难以蚀刻的区域H1阻挡。另一方面,在第二改性部115中,蚀刻液向基板111内部行进时,先除去容易蚀刻的区域S2,从而蚀刻液到达第二改性部115的深处。之后,难以蚀刻的多个区域H2通过被置换到存在已被除去的区域S2的区域的蚀刻液,被同时并行地进行蚀刻。
因此,第一改性部114的蚀刻速度比第二改性部115的蚀刻速度慢。第二改性部115的蚀刻速度比第一改性部114的蚀刻速度快。
接下来,以下说明在配置于图19A~图19C所示的其它的基板101中的更复杂的形状的第一改性部104以及第二改性部105中,也适用前述的理解。
图19A~图22C是基板101的俯视图以及剖视图。
图19A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板101的俯视图。图19B是沿图19A的y1-y1线的剖视图。图19C是沿图19A的y2-y2线的剖视图。
图20的部分A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板101的俯视图。图20的部分B是第一改性部104的放大图。图20的部分C是第二改性部105的放大图。
图21的部分A是沿图20的y1-y1线的剖视图。图21的部分B是沿图20的y2-y2线的剖视图。图21的部分C是图21的部分A的放大图。图21的部分D是图21的部分B的放大图。
图22A是表示本发明的一方式例所涉及的微细构造的形成方法中的基板101的俯视图。图22B是沿图22A的y1-y1线的剖视图。图22C是沿图22A的y2-y2线的剖视图。
首先,在基板101中,一边向形成第一改性部104的区域会聚第一激光181的焦点185,一边从基板101的上表面照射。焦点185的扫描朝向是基板101的纵向(Y方向)以及基板厚度方向。如沿第一改性部104的箭头所示,按区域γ、区域β、区域α的顺序以一笔画成(一次的行程)的方式进行扫描。此时,在区域γ以及区域α中,将第一激光181的直线偏振的朝向P维持为与焦点185的扫描方向(基板101的厚度方向)垂直来形成改性部104。另一方面,在区域β中,将第一激光181的直线偏振的朝向P维持为与焦点185的扫描方向(Y方向)平行,来形成第一改性部104(参照图19A~图19C)。
结果,在第一改性部104的区域α以及区域γ中,容易蚀刻的区域S1与难以蚀刻的区域H1并行,沿着第一改性部104的延伸方向(基板厚度方向)平行地形成。另一方面,在第一改性部104的区域β中,容易蚀刻的区域S1与难以蚀刻的区域H1相互不同地与第一改性部104的延伸方向(Y方向)垂直地形成(参照图20、图21)。
其中,图20、图21所示的各区域的个数不限定为特定的个数。该个数能够通过控制使用的激光的使用条件、直线偏振的程度来变更。
进而,一边向基板101中形成第二改性部105的区域会聚第二激光182的焦点186,一边从基板101的上表面照射。焦点186的扫描方向是基板101的纵向(Y方向)以及基板厚度方向。如沿第二改性部105的箭头所示那样,按区域γ、区域β、区域α的顺序以一笔画成(一次的行程)的方式进行扫描。此时,在区域α~γ中始终将第二激光182的直线偏振的朝向Q维持为与焦点186的扫描方向(Y方向或者基板厚度方向)垂直来形成第二改性部105(参照图19A~图19C)。
其中,图19C所示的在靠近第二激光182的位置描绘的圆形记号表示直线偏振的朝向Q为纸面近前以及进深方向。
结果,在第二改性部105的区域α、区域β以及区域γ中,容易蚀刻的区域S2与难以蚀刻的区域H2始终并行,沿着第二改性部105的延伸方向(Y方向或者基板厚度方向)平行地形成(参照图20、图21)。
其中,第一改性部104以及第二改性部105的形状彼此相同。区域α的长度是50μm。区域β的长度是200μm。区域γ的长度是50μm。
另外,基板101是玻璃制的。作为激光光源,使用了飞秒激光器。
接下来,将基板101浸渍于HF溶液(10质量%)来进行湿式蚀刻,从基板101除去第一改性部104以及第二改性部105来使其贯通,从而形成第一微细孔106以及第二微细孔107(参照图22A~图22C)。此时,分别测量通过湿式蚀刻除去第一改性部104以及第二改性部105而贯通的时间(蚀刻速度)。结果,“第一改性部104的蚀刻速度/第二改性部105的蚀刻速度”约为3/5。区域α以及区域γ的蚀刻速度在哪个改性部中都相同。另一方面,对于区域β的蚀刻速度,第一改性部104比第二改性部105快约2倍。上述结果正因如此。
另外,在第一微细孔106的内壁面上,按照在与该微细孔的延伸方向垂直的方向上环状的凹凸相连的方式,形成有条纹状的凹凸轮廓(参照图23A、图23B)。另一方面,在第二微细孔107的内壁面上,按照沿着该微细孔的延伸方向,线状的凹凸多个并进的方式,形成有条纹状的凹凸轮廓(参照图23A、图23B)。
其中,图23A是表示沿图22A的x-x线的剖面的立体图。图23B是沿图22A的x-x线的剖视图。图23A、图23B中,W1表示图22A~图22C中的第一微细孔106的剖面,W2表示第二微细孔107的剖面。
其中,图23A、图23B所示的凹凸轮廓的个数不限定为特定的个数。该个数能够通过控制使用的激光的使用条件、直线偏振的程度来变更。
从以上可知,在设置微细孔以及微细槽等微细构造的区域形成改性部的情况下,一边将照射的激光的直线偏振的朝向维持为相对于该微细构造延伸的方向恒定(例如,平行或者垂直),一边扫描该激光的焦点,从而使该微细构造的整个区域中的蚀刻速度保持恒定。因此,在基板中形成多个规定形状的微细构造的情况下,也能够使各微细构造的蚀刻速度一致,能够恰好地进行要形成的微细构造的蚀刻。特别是,优选一边将所述直线偏振的朝向维持为与该微细构造延伸的方向垂直,一边进行激光照射的情况下,能够使该微细构造的蚀刻速度为最大。
<具有微细孔的基板>
在具有本实施方式的微细孔的基板中,在该微细孔的内壁面的至少一部分中形成有沿该微细孔的延伸方向的条纹状的凹凸轮廓。
作为该基板的材料,可以举出玻璃、蓝宝石、硅。
该条纹状的凹凸轮廓可以在该微细孔的内壁面的整个面上形成,也可以仅在一部分中形成。该条纹状的凹凸轮廓(纹理)沿该微细孔的延伸方向、或者与该微细孔的延伸方向大致平行地形成。
作为具有本实施方式的微细孔的基板的具体例子,可以举出前述的贯通布线基板10以及表面布线基板30。
不限于利用与前述的贯通布线基板10以及表面布线基板30的制造方法相同的方法得到的基板,在利用其他的制造方法得到的基板中,也可得到相同的效果。即,只要是基板具有所述微细孔(贯通孔),在该微细孔的内壁面的至少一部分中形成有沿该微细孔的延伸方向的条纹状的凹凸轮廓(与该微细孔的延伸方向大致平行的凹凸轮廓)的基板即可。换句话说,即使是利用与前述的制造方法不同的方法制造的基板,只要得到的基板相同,就可得到相同的效果。
产业上的可利用性
本发明的微细构造的形成方法以及该方法中所使用的激光照射装置能够适合利用于用于IC、电子部件的布线基板的制造。
附图标记的说明
1…基板,2…一主面,3…另一主面,4…第一微细孔,5…第二微细孔,6…导电性物质,7…第一贯通布线,8…第二贯通布线,9…开口部,10…贯通布线基板,11…弯曲部,12…弯曲部,13…开口部,14…开口部,15…弯曲部,16…弯曲部,17…开口部,30…贯通布线基板,31…基板,32…一主面,33…另一主面,34…第一微细槽,36…导电性物质,37…第一表面布线,38…一端部,39…弯曲部,40…另一端部,51…第一激光,52…第二激光,53…第一改性部,53s…容易蚀刻的区域,53h…难以蚀刻的区域,54…第二改性部,56…第一焦点,57…第二焦点,59…蚀刻液,61…第三激光,62…第三改性部,62s…容易蚀刻的区域,62h…难以蚀刻的区域,63…第三焦点,65…第三激光,66…第二改性部,66s…容易蚀刻的区域,66h…难以蚀刻的区域,67…第三焦点,68…第四激光,69…第三改性部,69s…容易蚀刻的区域,69h…难以蚀刻的区域,70…第4焦点,71…第一激光,72…第二激光,73…第一改性部,73s…容易蚀刻的区域,73h…难以蚀刻的区域,74…焦点,75…焦点,77…蚀刻液,80…激光照射装置,81…激光光源,82…遮挡阀,83…相位延迟器,84…半透半反镜,85…物镜,86…基板载置台,87…CCD照相机,88…计算机,89…激光,91…基板,92…改性部,93…基板载置台控制轴,P…第一激光的直线偏振的朝向,Q…第二激光的直线偏振的朝向,R…激光的直线偏振的朝向,101…基板,102…第一改性部,103…第二改性部,105…第二改性部,106…第一微细孔,107…第二微细孔,111…基板,114…第一改性部,115…第二改性部,116…第一微细孔,117…第二微细孔,181…第一激光,182…第二激光,185…焦点,186…焦点,S1…容易蚀刻的区域,H1…难以蚀刻的区域,g1…第三微细孔,g2…第一微细孔,g3…第二微细孔,G1…流路,G2…第一流路,G3…第二流路,H01…条纹状的凹凸轮廓,H02…条纹状的凹凸轮廓。

Claims (8)

1.一种微细构造的形成方法,其特征在于,
具备:
工序A,向基板中要设置呈孔状的微细构造的区域照射具有皮秒量级以下的脉冲时间宽度的激光,并使所述激光聚光的焦点进行扫描来形成改性部;以及
工序B,对形成了所述改性部的所述基板进行蚀刻处理,除去所述改性部来形成微细构造,
其中,在所述工序A中,使用直线偏振激光作为所述激光,
按照所述激光的直线偏振的朝向相对于使所述焦点进行扫描的方向为恒定的方向的方式,照射所述激光。
2.根据权利要求1所述的微细构造的形成方法,其特征在于,
所述恒定的方向是与使所述焦点进行扫描的方向垂直的方向。
3.一种激光照射装置,其特征在于,
该激光照射装置具备在向基板中要设置呈孔状的微细构造的区域照射具有皮秒量级以下的脉冲时间宽度的直线偏振激光,并使所述激光聚光的焦点进行扫描来形成改性部时,按照所述激光的直线偏振的朝向相对于使所述焦点进行扫描的方向为恒定的方向的方式照射所述激光的装置。
4.根据权利要求3所述的激光照射装置,其特征在于,
所述装置是相位延迟器,
所述相位延迟器按照根据所述焦点的扫描方向的变更,使相对于变更后的所述扫描方向的所述激光的直线偏振的朝向为恒定的方向的方式发挥作用。
5.根据权利要求3或4所述的激光照射装置,其特征在于,
所述装置是基板载置台,
所述基板载置台按照根据所述焦点的扫描方向的变更,使相对于变更后的所述扫描方向的所述激光的直线偏振的朝向为恒定的方向的方式发挥作用。
6.一种基板,其特征在于,
该基板使用权利要求1或2所述的微细构造的形成方法来制造,
在所述微细构造的内壁面上具有形成了条纹状的凹凸轮廓的部位。
7.根据权利要求6所述的基板,其特征在于,
在所述基板的内部具有流体流通的流路。
8.一种基板,其特征在于,
该基板具有微细孔,
在所述微细孔的内壁面的至少一部分上形成有沿所述微细孔的延伸方向的条纹状的凹凸轮廓。
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