JP2008288577A - 基板の処理方法、貫通配線基板及びその製造方法、並びに電子部品 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明に係る第一の目的は、基板に対してレーザー光を走査することにより、その基板に改質部を形成する速度の向上が図れる、基板の処理方法を提供することにある。
【解決手段】本発明に係る第一の基板処理方法は、基板１１にレーザー光１２を照射し、レーザー光１２が集光した焦点１３の近傍域にあたる基板１１の一部に改質部１４を形成する基板の処理方法であって、焦点１３に至るレーザー光の少なくとも一部が、先に形成された改質部１４を伝搬しないように、レーザー光１２の焦点１３を走査する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ＩＣなど電子デバイスの高速化やパッケージの小型化、電子デバイスや光学デバイスを混載したＳｉＰ（システムインパッケージ）等に使用される貫通配線基板の作製に好適な基板の処理方法、この処理方法を用いた貫通配線基板の製造方法、この製造方法により得られた貫通配線基板、及び、この貫通配線基板を用いた電子部品に関する。

近年、携帯電話等の電子機器の高機能化に伴い、それらに使われる電子デバイス等にも更なる高速化、高機能化が要求されている。これを実現するためには、微細化等によるデバイス自身の高速化だけではなく、デバイスのパッケージにも高速化、高密度化に向けた技術開発が必須となっている。

高密度実装を実現する技術として、微細な貫通電極を用いてチップを積層実装する３次元実装や、貫通電極が形成された貫通配線基板を用いたＳｉＰが提案されている。また、これらを実現するために必須となる、基板に対して貫通電極を形成する方法や、貫通配線基板の製造方法が活発に研究、開発されている。
貫通配線を形成するためには、デバイス等が形成された基板に微細な貫通孔を形成する技術、必要に応じて微細孔内壁に絶縁層やバリア層を形成する技術、微細孔内部に導体を充填する技術が必要となる。

微細孔を形成する技術としては、レーザー等により基板の内部を改質し、改質した部位をエッチングにより除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、レーザーにより基板等の材料を改質する方法として、材料にパルス幅が１０フェムト秒（以下、「ｆｓ」と表示する）〜１０ピコ秒（以下、「ｐｓ」と表示する）の範囲にあるパルスレーザービームを照射し、適宜焦点を材料内で走査して改質層を形成する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
さらに、基板を構成する材料の表面と裏面の間の内部のみにレーザー光を用いた変質層（改質層）を形成し、前記材料をエッチング液に浸して、前記変質層を挟んで向かい合う前記表面と前裏面の開口間の材料を除去する技術も提案されている（例えば、特許文献３参照）。

ところで、上記レーザー光を用いた基板改質、及びその後のエッチングにより微細孔を形成し、これを貫通配線に適用するには、好適な改質層を得るためのレーザーの走査方法や、応用するデバイスにより好ましい形状に貫通孔の形状を制御する必要がある。
しかしながら、上記の特許文献１及び２においては、レーザーを材料内において所定の経路に走査する旨の開示はあるものの、具体的なレーザー光の走査方法や、貫通孔の形状の制御等に関する技術については開示されていない。
また、上記の特許文献３においては、微細孔の形状制御について開示されているものの、応用するデバイスにより好ましい様々な孔形状の加工を可能とするものではない。

このように、上記文献１乃至文献３においては、たとえば基板を改質する工程を時間的に短くするために基板を速く改質するレーザー光の走査方法や、応用するデバイスに対する貫通配線の電気的な接続信頼性等を考慮し、基板表面に露呈する貫通配線端部の径の大きさを決定する貫通孔の形状を制御して好ましい様々な孔形状の加工を可能とするレーザー光の走査方法については、具体的に何ら検討されていない。
量産性を考慮するとともに、各種のデバイスへの応用を図るためには、改質部をより高速で作製するために好適な基板の処理方法や、貫通配線端部の径制御を実現するために好適な基板の処理方法について、有効な手法の開発が期待されていた。
特開２００６−３０３３６０号公報 特許第３８２４５２２号公報 特開２００４−３５１４９４号公報

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基板に対してレーザー光を走査することにより、その基板に改質部を形成する速度の向上が図れる、基板の処理方法を提供することを第一の目的とする。
本発明は、基板に対してレーザー光を走査することにより、その基板に貫通配線端部の径制御を実現できる改質部を形成可能な、基板の処理方法を提供することを第二の目的とする。
本発明は、貫通配線の製造時間の短縮が図れたり、あるいは貫通配線端部の径制御を可能とする、貫通配線基板の製造方法を提供することを第三の目的とする。
本発明は、低コスト化が図れる貫通配線基板、あるいは高密度な３次元実装を可能とする貫通配線を備えた貫通配線基板を提供することを第四の目的とする。
本発明は、高機能、高密度なパッケージに好適な形状の貫通配線を備える貫通配線基板を用いた電子部品を提供することを第五の目的とする。

本発明の請求項１に係る基板の処理方法は、基板にレーザー光を照射し、前記レーザー光が集光した焦点の近傍域にあたる前記基板の一部に改質部を形成する基板の処理方法であって、前記焦点に至るレーザー光の少なくとも一部が、先に形成された改質部を伝搬しないように、前記レーザー光の焦点を走査することを特徴とする。

本発明の請求項２に係る基板の処理方法は、基板にレーザー光を照射し、前記レーザー光が集光した焦点の近傍域にあたる前記基板の一部に改質部を形成する基板の処理方法であって、前記焦点に至るレーザー光の少なくとも一部が、先に形成された改質部を伝搬するように、前記レーザー光の焦点を走査することを特徴とする。

本発明の請求項３に係る貫通配線基板の製造方法は、請求項１及び／又は請求項２に記載の基板の処理方法を用い、基板を構成する少なくとも二面を結ぶように基板の内部に改質部を形成する工程と、前記改質部をエッチングにより除去し、前記基板に微細孔を形成する工程と、前記微細孔の内部に導体を充填し、前記基板に導電部を形成する工程と、を少なくとも順に備えることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る貫通配線基板は、請求項３に記載の製造方法を用いて作製されたことを特徴とする。

本発明の請求項５に係る電子部品は、請求項４に記載の貫通配線基板を用いたことを特徴とする。

本発明の請求項１に係る基板の処理方法（以下、「第一の基板処理方法」とも呼ぶ。）では、焦点に至るレーザー光の少なくとも一部が、先に形成された改質部を伝搬しないように、前記レーザー光の焦点を走査するものとしている。
これにより、光が集光部に到達するまで基板に形成された基板よりも高い屈折率を有する改質部を伝搬しない。この改質部は極僅かに不均一な屈折率分布を有するため、この改質部に入射した光にはランダムな反射、屈折等が生じるものと考えられる。改質部を伝搬しないこの照射方法では、光のランダムな反射、屈折によって集光部のスポット径が広がる現象を生じさせない。それ故、集光部におけるスポット径をより小さく、かつ、ピーク強度をロスすることなく光を集光させることができ、より短時間に、効果的に改質部を形成できる。ゆえに、本発明に係る第一の基板処理方法は、基板に対してレーザー光を走査することにより、その基板に改質部を形成する速度の向上をもたらす。

本発明の請求項２に係る基板の処理方法（以下、「第二の基板処理方法」とも呼ぶ。）では、焦点に至るレーザー光の少なくとも一部が、先に形成された改質部を伝搬するように、前記レーザー光の焦点を走査するものとしている。
これにより、光が集光部に到達するまで基板に形成された基板よりも高い屈折率を有する改質部を伝搬する。この改質部は極僅かに不均一な屈折率分布を有するため、この改質部に入射した光には反射、屈折等が生じる。それ故、改質部を伝搬するこの照射方法は、先に示した効果により集光部におけるスポット径の拡がりをもたらす。スポット径をより大きく、かつ、ピーク強度を抑えることが可能になるので、前述した第一の基板処理とは異なり、広域に亘るような形態をなす改質部を形成できる。ゆえに、本発明の第二の基板処理方法は、基板に対してレーザー光を走査することにより、その基板に貫通配線端部の径制御を実現できる改質部をもたらす。

本発明の請求項３に係る貫通配線基板の製造方法では、請求項１及び／又は請求項２に記載の基板の処理方法を用い、基板を構成する少なくとも二面を結ぶように基板の内部に改質部を形成する工程と、前記改質部をエッチングにより除去し、前記基板に微細孔を形成する工程と、前記微細孔の内部に導体を充填し、前記基板に導電部を形成する工程と、を少なくとも順に備えている。
これにより、基板に対してレーザー光を走査するだけで、その基板をすばやく改質したり、あるいは基板の改質される領域を広げることにより、基板を構成する少なくとも二面を結ぶように基板の内部に改質部を形成し、この改質部をエッチングすることにより、微細孔が得られる。そして、この微細孔の内部に導体を充填することで、貫通配線を備えた貫通配線基板が製造できる。ゆえに、本発明によれば、貫通配線の製造時間の短縮が図れたり、あるいは貫通配線端部の径制御を可能とする、貫通配線基板の製造方法を提供できる。

本発明の請求項４に係る貫通配線基板は、請求項３に記載の貫通配線基板の製造方法を用いて作製されている。
これにより、製造時間の短縮化された貫通配線、あるいは貫通配線端部の径制御された貫通配線を備えた貫通配線基板が得られる。ゆえに、本発明によれば、低コスト化が図れる貫通配線基板や、応用するデバイスに好適な構造、たとえば高密度な３次元実装を可能とする構造とされた貫通配線を備えた貫通配線基板、を提供できる。

本発明の請求項５に係る電子部品は、請求項４に記載の貫通配線基板を用いる。
これにより、低コストで、高密度な３次元実装に好適な貫通配線基板を用いることにより、ＭＥＭＳデバイスなど各種デバイスのパッケージやＳｉＰに柔軟に応用することができる、電子部品が得られる。ゆえに、本発明によれば、高機能、高密度なパッケージに好適な形状の貫通配線を備える貫通配線基板を用いた電子部品を提供できる。

以下では、本発明に係る基板の改質方法、貫通配線の製造方法、貫通配線基板、及び電子部品について、それぞれ詳細に説明する。
まず、本発明に係る基板の処理方法について説明する。
本発明に係る基板の処理方法は、好適な改質部を得るためにレーザー光を走査する方法を明らかにしたものであり、その２通りの手法について、それぞれ一例を図１及び図２に示すことができる。

（第一の基板処理方法）
図１は、本発明に係る第一の基板処理方法を模式的に示した断面図である。本実施形態においては、基板として厚さが５００μｍのガラス［パイレックス（登録商標）］基板を用い、レーザー光としてパルス幅が２５０ｆｓのフェムト秒レーザーを集中照射することにより改質部を形成した。

本実施形態におけるレーザーの操作方法によれば、図１（ａ）に示すように、パイレックス（登録商標）からなる基板１１において改質したい箇所にレーザー光１２を照射し、改質プロセスの進行に伴い、図１（ｂ）に示すように、焦点１３に至るレーザー光１２の少なくとも一部が、先に形成された改質部、すなわちレーザー光１２の照射によって改質された領域（以下、「第一改質部」とも呼ぶ。）１４を伝搬しないように、レーザー光１２の焦点１３を走査する。具体的には、図１（ａ）及び（ｂ）に示す矢印の方向に、レーザー光１２の焦点１３を走査することにより基板１１内部に第一改質部１４を形成している。また、レーザー光１２の照射は、基板の表面から内部に連続して、すなわち、一面（図１（ａ）に示す下面）側から他面（図１（ａ）に示す上面）側に向かって行うようにすると望ましい。

この第一改質部１４は基板１１よりも一般的に高屈折率であるが、第一改質部１４及びその近傍の屈折率分布は僅かに不均一であるため、光が改質部を伝搬するとランダムな反射、屈折が生じる。この理由により、基板１１内ではレーザーが集光部に伝搬するまでに改質部を伝搬することがないので、後述するもう一つの方法（第二の基板処理方法）、すなわち第一改質部１４を伝搬させて集光する方法に比べて、ビーム径が拡がることなく、ピーク強度が小さくなることを抑制できる。また、レーザー光１２の少なくとも一部が第一改質部１４を伝搬しないことにより、レーザー光１２の照射によって改質される領域を早く形成することができる。

したがって、第二の基板処理方法に比べて、集光部１３におけるスポット径をより小さく、かつ、ピーク強度をより高めることになり、より効果的な改質部１４を形成することができる。
なお、微細孔を形成する基板は、パイレックス（登録商標）基板に限定されるものではなく、たとえば石英などの他のガラス基板や、サファイヤなどの単結晶基板を用いることができる。また、その厚さも１５０μｍ〜１ｍｍ程度まで適宜設定できる。また、フェムト秒レーザーのパルス幅も適宜設定することができる。

（第二の基板処理方法）
図２は、本発明に係る第二の基板処理方法を模式的に示した断面図である。本実施形態においては、基板として厚さが５００μｍのガラス［パイレックス（登録商標）］基板を用い、レーザー光としてパルス幅が２５０ｆｓのフェムト秒レーザーを集中照射することにより改質部を形成した。

本実施形態におけるレーザーの操作方法によれば、図２（ａ）に示すように、パイレックス（登録商標）からなる基板２１において改質したい箇所にレーザー光２２を照射し、改質プロセスの進行に伴い、図２（ｂ）に示すように、焦点２３に至るレーザー光２２が、先に形成された改質部、すなわちレーザー光２２の照射によって改質された領域（以下、「第二改質部」とも呼ぶ。）２４を伝搬するように、当該レーザー光２２の焦点２３を走査する。具体的には、図２（ａ）及び（ｂ）に示す矢印の方向に、レーザー光２２の焦点２３を走査することにより基板２１内部に第二改質部２４を形成している。また、レーザー光２２の照射は、基板の表面から内部に連続して、すなわち、他面（図２（ａ）に示す上面）側から一面（図２（ａ）に示す下面）側に向かって行うようにすると望ましい。

第二改質部２４は、焦点２３に至るレーザー光２２と同じ側（図２において上方）に形成される。そのため、上述した実施形態で示したような、基板２１内の改質部における僅かに不均一な屈折率変化によって光にランダムな屈折、反射を生じ、集光部におけるスポット径が大きく、ピーク強度を抑えることが可能となる。そのため、前述した第一の基板処理とは異なり、広域に亘るような形態をなす改質部を形成できる。たとえば、基板２１を構成する少なくとも二面に向かって開口部がそれぞれ大きくなるような形状の改質部を形成することができる。

なお、微細孔を形成する基板は、パイレックス（登録商標）基板に限定されるものではなく、たとえば石英などの他のガラス基板や、サファイヤなどの単結晶基板を用いることができる。また、その厚さも１５０μｍ〜１ｍｍ程度まで適宜設定できる。また、フェムト秒レーザーのパルス幅も適宜設定することができる。

（貫通配線基板の製造方法）
以下では、上述した２通りの基板の処理方法（第一の基板処理方法、第二の基板処理方法）を用いた貫通配線基の製造方法について説明する。
ここでは、前述した２通りの基板処理方法を用いて微細孔を形成し、貫通配線を備える貫通配線基板を作製した。
図３は、本発明に係る貫通配線基板の製造方法を工程順に示した模式的な断面図である。本実施形態においては、基板として厚さが５００μｍのガラス［パイレックス（登録商標）］基板を用い、レーザー光としてパルス幅が２５０ｆｓのフェムト秒レーザーを集中照射することにより改質部を形成した。

まず、図３（ａ）に示すように、基板３１をステージ４０に配置し、基板３１において微細孔を形成したい箇所にレーザー装置３０からのレーザー光３２を集中照射して、基板３１を構成する少なくとも二面を結ぶように基板３１内部に改質部３４を形成する。具体的には、図３（ａ）に示す矢印の方向に、レーザー光３２の焦点３３を図中の矢印で示した経路に従って走査することにより基板３１を改質し、たとえば径が数μｍ〜数十μｍとした改質部３４を得る。
ここで、図中の上向きの矢印方向にレーザー光３２の焦点３３を走査して改質された改質部３４は、第一の基板処理方法により形成した場合と同じ第一改質部３４Ａとなる。一方、図中の下向きの矢印方向にレーザー光の焦点を走査して改質された改質部３４は、第二の基板処理方法により形成した場合と同じ第二改質部３４Ｂとなる。そのため、基板３１内部には図３（ｂ）に示すように、質の異なる２種類の改質部郡３４Ａ及び３４Ｂが形成されることになる。すなわち、レーザー光３２の焦点３３の走査を制御することにより、このような質の異なる２種類の改質部３４Ａ及び３４Ｂを形成することができる。

次いで、図３（ｃ）に示すように、レーザー光３２を用いて基板３１の一部を改質した後、改質した部分をエッチングにより除去する。エッチングは、容器（不図示）内に入れた所定の薬液３５中に改質部郡３４Ａ及び３４Ｂを形成した基板３１を浸漬することにより行う。これにより、改質部郡３４Ａ及び３４Ｂは、基板３１両側から薬液３５によりウェットエッチングされ、基板３１内から除去される。その結果、改質部郡３４Ａ及び３４Ｂが存在した部分に、微細孔３６が形成される。本実施形態では、薬液としてフッ酸を主成分とする酸溶液を用いた。
本エッチングは、改質されている部分３４が改質されていない部分に比べて非常に早くエッチングされる現象を利用するものであり、結果として改質部３４に起因した形成の微細孔３６を形成することができる。本実施形態においては、微細孔３６の孔径を８０μｍ程度とした。なお、微細孔３６の孔径は、製造する貫通配線の用途に応じて、１μｍ〜２００μｍの範囲で適宜設定することができる。
これにより、基板３１の内部に、３次元的に自由な構造を持つ微細孔３６を形成することができる。

また、図４は、エッチング後の微細孔の断面を模式的に示した図である。ここで特筆すべきは、２通りの基板処理方法（第一の基板処理方法、第二の基板処理方法）を用い、つまり第一改質部３４Ａ及び第二改質部３４Ｂにより異なる形状の微細孔３６Ａ，３６Ｂが形成されていることである。第一改質部３４Ａにより形成された微細孔３６Ａは、第二改質部３４Ｂにより形成された微細孔３６Ｂに比べて、より垂直性の高い微細孔が形成されている。すなわち、第二改質部３４Ｂの形状の方が、第一改質部３４Ａの形状に比して、基板３１を構成する少なくとも二面に向かってそれぞれ開口部が大きくなるような形状とすることができる。
これは、前述した改質部のランダムな反射、屈折に起因する効果の有無により、改質部３４と非改質部とのエッチングレートの差、すなわちエッチングの選択比をより大きく取ることができるため、直性の高い微細孔３６が形成されたと考えられる。このことは逆に、改質部３４の形成方法により作製する微細孔３６の形状を制御できることを示唆しており、適用するデバイスの種類や用途により、貫通配線の形状を制御することが可能となり、適応範囲をより広げることが期待できる。

なお、微細孔を形成する基板３１は、パイレックス（登録商標）基板に限定されるものではなく、たとえば石英などの他のガラス基板や、サファイヤなどの単結晶基板を用いることができる。また、その厚さも１５０μｍ〜１ｍｍ程度まで適宜設定できる。また、フェムト秒レーザーのパルス幅も適宜設定することができる。さらに、薬液３５はフッ酸に限定されずに、たとえばフッ酸に硝酸等を適量添加したフッ硝酸系の混酸等を用いることができる。

次いで、図３（ｄ）に示すように、微細孔３６（３６Ａ，３６Ｂ）の内部に導体３７を充填することで、導電部である貫通配線３８（３８Ａ，３８Ｂ）を形成することができる。本実施形態では、導体３７として金錫（Ａｕ−Ｓｎ）を用い、溶融金属充填法により微細孔３６内部に溶融した金属を流し込むものである。この溶融金属充填法は、圧力差を用いて複雑な形状をした微細孔３６内部にも気密性良く短時間で充填できる方法である。

なお、本実施形態においては、充填金属として金錫（Ａｕ−Ｓｎ）を用いたが、本発明はこれに限定されず、異なる組成を有する金錫合金や、錫（Ｓｎ）、インジウム（Ｉｎ）、などの金属、また錫鉛（Ｓｎ−Ｐｂ）系、錫（Ｓｎ）基、鉛（Ｐｂ）基、金（Ａｕ）基、インジウム（Ｉｎ）基、アルミニウム（Ａｌ）基、などのはんだを使用することができる。

また、充填方法も溶融金属吸引法を用いたが、本発明はこれに限定されず、めっき法による金属充填や、印刷法による導電性ペーストの充填、またＣＶＤ等によるカーボンナノチューブの充填を利用することができる。なお、導体は、微細孔内部に完全に充填されていなくとも良いが、ＭＥＭＳデバイスなどのパッケージには気密性を要求するものが少なくないため、好ましくは微細孔内部に完全に充填されていることが望ましい。

これにより、同一の基板３１内に複数の異なる形状を有する３次元的に自由な貫通配線３８Ａ，３８Ｂを製造し、また、この貫通配線３８Ａ，３８Ｂを備える貫通配線基板４１を作製することができる。また、本発明における製造方法により作製した貫通配線基板４１は、ＭＥＭＳデバイスなど様々なデバイスのパッケージやＳｉＰに応用することができる。また、この貫通配線基板４１を適宜使用することにより、高機能な電子部品を提供することができる。

なお、上述した貫通配線基板の製造方法では、２通りの基板処理方法（第一の基板処理方法、第二の基板処理方法）を一緒に用いた例を示したが、これらの基板処理方法を個別に用いても構わないことは言うまでもない。

次に、２通りの基板処理方法（第一の基板処理方法、第二の基板処理方法）の更に別な実施形態を説明する。
第一の基板処理方法において、基板の一面と他面との２面を垂線で結ぶ方向に対して、レーザー光を斜線や曲線で照射して改質部を形成しても良い。図５は、第一の基板処理方法の他の実施形態を模式的に示した断面図である。この実施形態では、基板５１に分岐構造をもつ第一改質部５４を形成する。まず、図５（ａ）に示すように、基板５１の一面（図５（ａ）に示す下面）側から、他面（図５（ａ）に示す上面）側に向かって、左から右に斜めに傾斜する方向にレーザー光５２を照射する。この時、焦点５３に至るレーザー光５２の少なくとも一部が、先に形成された第一改質部５４（レーザー光５２の照射によって改質された領域）を伝搬しないように、レーザー光５２の焦点５３を走査する。

次に、図５（ｂ）に示すように、基板５１の一面側から、他面側に向かって、右から左に斜めに傾斜する方向にレーザー光５２を照射し、図５（ａ）において形成した第一改質部５４と交わる方向に向けて第一改質部５４を形成する。そして、更に他面側に向かって左斜め方向に第一改質部５４を形成していく（図５（ｃ）参照）。

続いて、図５（ａ）において形成した第一改質部５４と図５（ｂ）において形成した第一改質部５４との交点から、更に他面側に向かって左から右に斜めに傾斜する方向にレーザー光５２を照射する（図５（ｄ）参照）。こうした工程によって、基板５１の内部に、例えばＸ型の多分岐構造をもつ第一改質部５４を形成することができる。ここでは、Ｘ型の多分岐構造を示したが、例えば、３方向への分岐、さらに分岐の多い構造などをもつ第一改質部も、同様に形成することができる。こうした多分岐構造をもつ第一改質部５４を形成する際に、焦点５３に至るレーザー光５２を第一改質部５４に伝播させないため、第一改質部５４での光のランダムな反射、屈折が生じずにエッチングレートが極めて大きくなり、高いアスペクト比の第一改質部５４を効果的に形成することができる。

図６は、第一の基板処理方法の他の実施形態を模式的に示した断面図である。この実施形態では、基板６１に屈曲構造をもつ第一改質部６４を形成する。まず、図６（ａ）に示すように、基板６１の面方向に沿って、左から右に向かって水平にレーザー光６２を照射する。この時、焦点６３に至るレーザー光６２の少なくとも一部が、先に形成された第一改質部６４（レーザー光６２の照射によって改質された領域）を伝搬しないように、レーザー光６２の焦点６３を走査する。

次に、図６（ｂ）に示すように、基板６１の一面（図６（ａ）に示す下面）側から、他面（図６（ａ）に示す上面）側に向かって、垂直にレーザー光６２を照射する。こうした工程によって、基板６１の内部に、例えばＬ型に屈曲した構造をもつ第一改質部６４を形成することができる。こうした屈曲構造をもつ第一改質部６４を形成する際に、焦点６３に至るレーザー光６２を第一改質部６４に伝播させないため、第一改質部６４での光のランダムな反射、屈折が生じずにエッチングレートが極めて大きくなり、高いアスペクト比の第一改質部６４を効果的に形成することができる。

なお、こうした屈曲構造をもつ第一改質部の別な形成例として、まず、図７（ａ）に示すように、基板７１の一面（図７（ａ）に示す下面）側から、他面（図７（ａ）に示す上面）側に向かって、垂直にレーザー光７２を照射し、その後、基板７１の面方向に沿って、左から右に向かって水平にレーザー光７２を照射し、Ｌ型に屈曲した構造をもつ第一改質部７４を形成することができる。

第二の基板処理方法において、基板の一面と他面との２面を垂線で結ぶ方向に対して、レーザー光を斜線や曲線で照射して改質部を形成しても良い。図８は、第二の基板処理方法の他の実施形態を模式的に示した断面図である。この実施形態では、基板８１に分岐構造をもつ第二改質部８４を形成する。まず、図８（ａ）に示すように、基板８１の他面（図８（ａ）に示す上面）側から、一面（図８（ａ）に示す下面）側に向かって、左から右に斜めに傾斜する方向にレーザー光８２を照射する。この時、焦点８３に至るレーザー光８２の少なくとも一部が、先に形成された第二改質部８４（レーザー光８２の照射によって改質された領域）を伝搬するように、レーザー光８２の焦点８３を走査する。

次に、図８（ｂ）に示すように、基板８１の他面側から、一面側に向かって、右から左に斜めに傾斜する方向にレーザー光８２を照射し、図８（ａ）において形成した第二改質部８４と交わる方向に向けて第二改質部８４を形成する。そして、更に一面側に向かって左斜め方向に第二改質部８４を形成していく（図８（ｃ）参照）。

続いて、図８（ａ）において形成した第二改質部８４と図８（ｂ）において形成した第二改質部８４との交点から、更に一面側に向かって左から右に斜めに傾斜する方向にレーザー光８２を照射する（図８（ｄ）参照）。こうした工程によって、基板８１の内部に、例えばＸ型の多分岐構造をもつ第二改質部８４を形成することができる。ここでは、Ｘ型の多分岐構造を示したが、例えば、３方向への分岐、さらに分岐の多い構造などをもつ第二改質部も、同様に形成することができる。こうした多分岐構造をもつ第二改質部８４を形成する際に、焦点８３に至るレーザー光８２を第二改質部８４に伝播させるため、第二改質部８４の形成時にエッチングレートを落として、スポット径をより拡大し、第二改質部８４の径制御を実現することができる。

図９は、第二の基板処理方法の他の実施形態を模式的に示した断面図である。この実施形態では、基板９１に屈曲構造をもつ第二改質部９４を形成する。まず、図９（ａ）に示すように、基板９１の他面（図９（ａ）に示す上面）側から、一面（図９（ａ）に示す下面）側に向かって、垂直にレーザー光９２を照射する。この時、焦点９３に至るレーザー光９２の少なくとも一部が、先に形成された第二改質部９４（レーザー光９２の照射によって改質された領域）を伝搬するように、レーザー光９２の焦点９３を走査する。

次に、図９（ｂ）に示すように、基板９１の面方向に沿って、左から右に向かって水平にレーザー光９２を照射する。こうした工程によって、基板９１の内部に、例えばＬ型に屈曲した構造をもつ第二改質部９４を形成することができる。こうした屈曲構造をもつ第二改質部９４を形成する際に、焦点９３に至るレーザー光９２を第二改質部９４に伝播させるため、第二改質部９４の形成時にエッチングレートを落として、スポット径をより拡大し、第二改質部９４の径制御を実現することができる。

なお、こうした屈曲構造をもつ第二改質部の別な形成例として、図１０に示すように、基板１０１の面方向に沿って、右から左に向かって水平にレーザー光１０２を照射し、その後、基板１０１の他面（図１０に示す上面）側から、一面（図１０に示す下面）側に向かって、垂直にレーザー光１０２を照射し、Ｌ型に屈曲した構造をもつ第二改質部１０４を形成することができる。

以上説明したように、本発明に係る基板の処理方法によれば、レーザー光の焦点の走査を制御することにより質の異なる改質部を形成することができる。そのため、同一の基板に対して異なる形状を有する微細孔が得られるので、ひいては異なる形状の貫通配線を配してなる貫通配線基板の形成が可能になる。また、製造時間の短縮化された貫通配線、あるいは貫通配線端部の径制御された貫通配線を備えた貫通配線基板が得られる。
これにより適用するデバイスの種類や用途により貫通配線の形状を制御することが可能になるので、応用範囲のより広い貫通配線基板が提供できる。

また、上述した低コストで、高密度な３次元実装に好適な貫通配線基板を使用することにより、ＭＥＭＳデバイスなど各種デバイスのパッケージやＳｉＰに柔軟に応用することができる、電子部品が得られる。すなわち、本発明によれば、高機能、高密度なパッケージに好適な形状の貫通配線を備える貫通配線基板を用いた電子部品が実現できる。

本発明によれば、製造時間の短縮化された貫通配線、あるいは貫通配線端部の径制御された貫通配線を備えた貫通配線基板を得ることができるので、３次元実装やＳｉＰにおいて、より高機能、高密度なパッケージを実現ことが可能となる。ゆえに、本発明は、デバイスの高速化、高機能化に貢献する。

本発明に係る第一の基板処理方法を示した断面図である。 本発明に係る第二の基板処理方法を示した断面図である。 本発明に係る貫通配線基板の製造方法を工程順に示した断面図である。 本発明に係る貫通配線基板の製造工程において、エッチング処理後の微細孔の断面の一例を示した図である。 本発明に係る第一の基板処理方法の別な一例を示した断面図である。 本発明に係る第一の基板処理方法の別な一例を示した断面図である。 本発明に係る第一の基板処理方法の別な一例を示した断面図である。 本発明に係る第二の基板処理方法の別な一例を示した断面図である。 本発明に係る第二の基板処理方法の別な一例を示した断面図である。 本発明に係る第二の基板処理方法の別な一例を示した断面図である。

符号の説明

１１，２１，３１ 基板、１２，２２，３２ レーザー光、１３，２３，３３ 焦点、１４，２４，３４（３４Ａ，３４Ｂ）改質部、３０レーザー装置、３５ 薬液（エッチング液）、３６（３６Ａ，３６Ｂ） 貫通孔、３７ 導体、３８（３８Ａ，３８Ｂ） 貫通配線（導電部）、４０ ステージ、４１ 貫通配線基板。

Claims (5)

1. 基板にレーザー光を照射し、前記レーザー光が集光した焦点の近傍域にあたる前記基板の一部に改質部を形成する基板の処理方法であって、
   前記焦点に至るレーザー光の少なくとも一部が、先に形成された改質部を伝搬しないように、前記レーザー光の焦点を走査することを特徴とする基板の処理方法。
2. 基板にレーザー光を照射し、前記レーザー光が集光した焦点の近傍域にあたる前記基板の一部に改質部を形成する基板の処理方法であって、
   前記焦点に至るレーザー光の少なくとも一部が、先に形成された改質部を伝搬するように、前記レーザー光の焦点を走査することを特徴とする基板の処理方法。
3. 請求項１及び／又は請求項２に記載の基板の処理方法を用い、基板を構成する少なくとも二面を結ぶように基板の内部に改質部を形成する工程と、
   前記改質部をエッチングにより除去し、前記基板に微細孔を形成する工程と、
   前記微細孔の内部に導体を充填し、前記基板に導電部を形成する工程と、を少なくとも順に備えることを特徴とする貫通配線基板の製造方法。
4. 請求項３に記載の製造方法を用いて作製されたことを特徴とする貫通配線基板。
5. 請求項４に記載の貫通配線基板を用いたことを特徴とする電子部品。

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