JP2013536089A - 微細孔の形成 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
孔を精密に位置決めする(±20μm)必要がある。
孔間の厳格な公差を有するワークピースごとに多くの小さな孔(10から数万個の孔)を収容することが可能である必要がある。
孔間間隔は小さいものとする(30から1000μm)ことができる。
孔は当然に産業規模で作製可能である。
・ガラスインターポーザーは当然に、多数の孔、例えば約1000から5000個の孔を有する。
・孔径は当然に、20から450μmの範囲であり、50から120μmの範囲が好ましく、1から10のアスペクト比(孔径に対するガラス厚さ)を有する。
・120から400μmの範囲内の孔の中心間距離が可能である必要がある。
・孔は当然に、孔の入口及び出口において丸みを帯びた縁を有するように、また薄板の内部で円筒形であるように形作られる。
・任意選択的に、5μm以下のビード高さを有する、孔の縁の周りのビードを許容することもできる。
・孔の壁は当然に滑らか(ファイヤポリッシュ済み)である。
ワーク1は700ppm未満のアルカリ含有量を有するガラスから作られ、このガラスはその熱膨張係数に起因してインターポーザーを作製するのに適しているとする。深堀り反応性イオンエッチングによって、誘電破壊11は微細孔12になるように形成される。このために、CF4又はSF6等のエッチングガス、及びC4F8等の不動態化ガスが、ノズル20、30によって穿孔箇所へ又は既に存在している誘電破壊11へ交互に方向付けられ、その一方でガス状のハロゲン化ケイ素の形態の除去された穿孔材料が処理加工スペース23を介して取り除かれる。エッチマスクをワークピース1の両面にクランプ留めして、意図される穿孔箇所の外側のエリアを覆うことができる。形成される孔12に対してそれらの中心部分での均一な円筒形状を提供するために、ノズル20を通るガス流とノズル30を通るガス流とを交互に切り替えることが可能であり、その一方でチャネル形状の孔12の入口及び出口における縁は研ぎ落とされる。このようにして、インターポーザーの最終的な製造で必要とされるような形状を有する孔12が作製される。
Claims (20)
- 誘電材料又は半導体の薄板状ワークピース(1)に多数の孔(12)を作製する方法であって、
a)意図される穿孔箇所においてそれぞれの前記ワークピース(1)をドットの形態で結合材料(10)によってプリントすることと、
b)前記プリントされたワークピース(1)を処理加工スペース(23)に導入することと、
c)穿孔開始箇所をもたらすように前記結合材料(10)を活性化することと、
d)前記穿孔開始箇所において誘電破壊(11)をもたらすように電極(2、3)間に高電圧を発生させることと、
を含む、誘電材料又は半導体の薄板状ワークピースに多数の孔を作製する方法。 - ステップa)において、前記ワークピース(1)の両面をHF結合材料によってプリントし、
ステップb)において、前記処理加工スペース(23)には、板状のHF電極(2、3)が両側に配置され、
ステップc)において、前記ワークピース(1)は、ドットの形態で塗布される前記HF結合材料(10)を主に加熱するHFエネルギーを、該ワークピース材料が前記HF結合材料において軟化するまで受け、
結合材料の対向する箇所間の前記軟化された領域は、ステップd)を実行するときに、穿孔開始チャネルを形成する、請求項1に記載の方法。 - 前記ワークピース(1)はガラス、ガラス状材料、又は半導体材料から作られており、前記結合材料(10)は、高周波エネルギーを受けると高い誘電損失を呈するガラスペーストを含む、請求項1または2に記載の方法。
- 前記ワークピース(1)はガラス、ガラス状材料、又は半導体材料から作られており、前記結合材料(10)は導電成分を有するペーストである、請求項1または2に記載の方法。
- 前記ペーストは金属粒子を含む、請求項4に記載の方法。
- 前記ペーストは、熱プロセス及び/又は化学プロセスに起因して金属粒子を放出する、請求項4に記載の方法。
- 前記ワークピース(1)は太陽電池の一部分であり、前記ワークピースの片面にはSiNコーティングが施されており、該SiNコーティングに対して前記結合材料が活性化時に化学的に反応して、前記太陽電池のための金属接点をもたらす、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
- 前記結合箇所(10)は、前記誘電破壊(11)を引き起こすように、供給される高周波エネルギー用の微小アンテナとして用いられる、請求項4から7のいずれか1項に記載の方法。
- ガラスワークピースの場合、ハロゲン含有の反応性ガスを供給することによって、誘電破壊(11)の領域においてSiの減少が達成される、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
- 孔(12)になるまでの前記誘電破壊(11)の拡大が、深堀り反応性イオンエッチングによって達成される、請求項8または9に記載の方法。
- 孔に至るまでの拡大は、CF4ガス又はSF6ガスによるエッチングとC4F4ガスを用いた不動態化との交互サイクルによって達成される、請求項10に記載の方法。
- 前記反応性ガス及び/又はパージガスは、形成されている孔の前記位置上に方向付けられる、請求項8から11のいずれか1項に記載の方法。
- 第1のステップにおいて、誘電破壊(11)は前記ワークピース(1)内でもたらされ、第2のステップにおいて、前記誘電破壊(11)は、孔(12)になるまで拡大される、請求項1から12のいずれか1項に記載の方法。
- 誘電材料又は半導体の薄板状ワークピース(1)内に多数の孔(12)を同時に作製する装置であって、前記ワークピースには、意図される穿孔箇所においてドットの形態の結合材料(10)が提供され、該装置は、請求項1〜13のいずれか1項に記載の方法を実行するためのものであり、以下の特徴部:
電極(2)及び対電極(3)を形成する、処理加工スペース(23)を区切る2つの相互に平行な電極板(2、3;26、37)と、
前記ワークピース(1)を前記処理加工スペース(23)内に位置決めするワークピースホルダー(5)と、
前記意図される穿孔箇所において誘電破壊(11)を引き起こすように、高電圧エネルギーを前記電極及び対電極の対(2、3)に供給する発生器(9)と、
を備える、誘電材料又は半導体の薄板状ワークピースに多数の孔を同時に作製する装置。 - 高周波電圧を前記電極及び対電極の対(2、3)に印加して、前記意図される穿孔箇所において前記結合材料(10)を加熱することができる、請求項14に記載の装置。
- 前記平行な電極板(2、3;26、37)の対は、前記意図される穿孔箇所に向かって位置合わせされるノズルボア(20、30)を有し、該ノズルボアは、ガス供給ライン(22、33)に接続可能である、請求項14または15に記載の装置。
- 中性ガスのためのフラッシングチャネル及び/又はガス抽出手段は、前記処理加工スペース(23)に接続されている、請求項14から17のいずれか1項に記載の装置。
- ガラスインターポーザーであって、
700ppm未満のアルカリ含有量を有するガラスのベース基板と、
請求項1から13のいずれか1項に記載の方法に従って作製される孔であって、
20から450μmに及ぶ該孔の直径と、ファイヤポリッシュ済みの品質の孔壁とを有する、孔と、
を備える、ガラスインターポーザー。 - 太陽電池パネルであって、
SiNによってコーティングされたシリコン製のベース基板と、
50から200μmに及ぶ孔径を有する、請求項1から13のいずれか1項に記載の方法に従って作製される孔と、
を備える、太陽電池パネル。 - 前記SiNコーティングは前記シリコン基板の片面に施されており、孔を作製する前記プロセスは、前記SiNコーティングとの反応によって、前記穿孔箇所における金属接点の形成から開始する、請求項19に記載の太陽電池パネル。
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