JP6977308B2 - ガラス基板およびガラス基板の製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ガラス基板およびその製造方法に関し、特に、貫通孔および／または非貫通孔のような孔を有するガラス基板およびその製造方法に関する。
従来より、微細な孔を有するガラス基板（いわゆる孔開きガラス基板）が広く利用されている（例えば特許文献１）。例えば、複数の微細な貫通孔を有し、該貫通孔に導電性材料が充填されたガラス基板は、ガラスインターポーザとして利用されている。
特表２０１２−５１９０９０号公報
前述のような孔開きガラス基板の普及が進めば、今後孔開きガラス基板に対して、さらなる付加的機能が要求されるようになると予想される。
例えば、孔開きガラス基板を使用して、ガラスインターポーザのような製品を製造する際には、研磨工程および貫通孔への金属材料の充填工程など、各種工程が必要となる。この際に、孔開きガラス基板の位置合わせが必要となる場合がある。しかしながら、現在の孔開きガラス基板は、例えば、ガラスインターポーザのような製品として使用する孔の一部を位置合わせ用マークとして用いることが多い。この場合、位置合わせ用の孔が製品の孔と区別がつかない、または位置合わせ用の孔が小さすぎるなどの理由で、位置合わせ用マークとして読み取れない場合がある。
また、例えば、製品の生産工程では、多数の孔開きガラス基板がハンドリングされるようになる。この場合、ロット番号やシリアル番号などの表示マークで各孔開きガラス基板を管理することが必要となることが想定される。しかしながら、現在の孔開きガラス基板には、実質的にそのような管理機能は付与されていない。
このように、現在の孔開きガラス基板では、今後要求される可能性のある付加的機能に対応することは難しいと予想される。
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、位置合わせ機能および／またはロット管理機能などの付加機能を発現させることが可能な、孔開きガラス基板、ならびにその製造方法を提供することを目的とする。
本発明では、複数の孔を有するガラス基板であって、
当該ガラス基板は、相互に対向する第１および第２の表面を有し、各孔は、前記第１の表面に開口を有するように配置されており、
前記複数の孔は、第１の孔群および第２の孔群を有し、
前記第１の孔群は、前記第１の表面に、第１のばらつきを含む第１の開口直径φ１を有する、複数の第１の孔を有し、
前記第２の孔群は、前記第１の表面に、第２のばらつきを含む第２の開口直径φ２を有する、１または複数の第２の孔を有し、
前記第１の孔は、アスペクト比が１よりも大きく、内壁の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が０．１μｍ未満であり、
前記第２の開口直径φ２は、前記第１の開口直径φ１よりも１５％以上大きく、または前記第１の開口直径φ１よりも１５％以上小さい、ガラス基板が提供される。
また、本発明では、複数の孔を有するガラス基板の製造方法であって、
（１）相互に対向する第１および第２の表面を有するガラス板の前記第１の表面に、第１のレーザ光の照射により、複数の第１の孔を形成する工程であって、
各第１の孔は、前記第１の表面に、第１のばらつきを含む第１の開口直径φ１を有する第１の開口を有する、工程と、
（２）第２のレーザ光の照射により、前記ガラス板の前記第１の表面に、１または複数の第２の孔を形成する工程であって、
各第２の孔は、前記第１の表面に、第２のばらつきを含む第２の開口直径φ２を有する第２の開口を有する、工程と、
を有し、
前記（１）および（２）の工程は、順不同であり、
前記第２の開口直径φ２は、前記第１の開口直径φ１よりも１５％以上大きく、または前記第１の開口直径φ１よりも１５％以上小さい、製造方法が提供される。
本発明では、位置合わせ機能および／またはロット管理機能などの付加機能を発現させることが可能な、孔開きガラス基板、ならびにその製造方法を提供することができる。
本発明の一実施形態によるガラス基板を模式的に示した斜視図である。 本発明の一実施形態によるガラス基板における第１の孔群の一例を模式的に示した上面図である。 本発明の一実施形態によるガラス基板における第２の孔群の一例を模式的に示した上面図である 本発明の一実施形態によるガラス基板における第３の孔群の一例を模式的に示した上面図である 本発明の一実施形態によるガラス基板の製造方法のフローを模式的に示した図である。 本発明の一実施形態によるガラス基板の製造方法に使用されるガラス板を模式的に示した図である。 本発明の一実施形態によるガラス基板の製造方法における一工程を模式的に示した図である。 本発明の一実施形態によるガラス基板の製造方法における一工程を模式的に示した図である。 レーザ光の照射時間と孔の開口直径の間の一関係を示したグラフである。 レーザ光の焦点位置と孔の開口直径の間の一関係を示したグラフである。 本発明の一実施形態によるガラス基板の製造方法における一工程を模式的に示した図である。
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
（本発明の一実施形態によるガラス基板）
図１には、本発明の一実施形態によるガラス基板（以下、「第１のガラス基板」と称する）の模式的な斜視図を示す。
図１に示すように、第１のガラス基板１００は、相互に対向する第１の表面１０２および第２の表面１０４を有し、略矩形状の形態を有する。ただし、第１のガラス基板１００の形状は、特に限られず、第１のガラス基板１００は、例えば、円形状、楕円形状など、各種形状を有し得る。
第１のガラス基板１００は、第１の表面１０２に、第１の孔群１２０、第２の孔群１４０、および第３の孔群１６０の３種類の孔群を有する。
図１に示した例では、第１の孔群１２０は、第１の表面１０２の略中央に配置されている。一方、第２の孔群１４０は、第１の表面１０２の一つのコーナー部の近傍に配置されている。また、第３の孔群１６０は、第１の表面１０２の一つの辺の近傍に配置されている。
ただし、これらは単なる一例であって、第１の孔群１２０、第２の孔群１４０および第３の孔群１６０の配置は、特に限られない。例えば、第１の孔群１２０は、第１の表面１０２の中央以外の領域に配置されても良い。また、第２の孔群１４０および／または第３の孔群１６０は、第１の表面１０２の中央の領域に配置されても良い。第１のガラス基板１００が円形状などコーナーがない場合は、第２の孔群１４０は第１の表面の端部付近に配置されればよい。
以下、図２〜図４も参照して、各孔群１２０、１４０、１６０について、詳しく説明する。
（第１の孔群１２０）
図２には、第１の孔群１２０の模式的な上面図を示す。
図２に示すように、第１の孔群１２０は、複数の第１の孔１２２の配列で構成される。例えば、図２に示した例では、各第１の孔１２２は、横（Ｘ）方向および縦（Ｙ）方向に、等間隔で、５行×５列のマトリクス状に配列されている。
ただし、この配列は、単なる一例であって、各第１の孔１２２は、その他の配列で配置されても良い。特に、第１の孔群１２０を構成する第１の孔１２２の数は、典型的な場合、１，０００個〜１０００，０００個の範囲である。従って、図２においては、第１の孔群１２０が簡略化して示されている。
各第１の孔１２２は、貫通孔であっても、非貫通孔であっても良い。
各第１の孔１２２は、ガラス基板１００の第１の表面１０２に、開口（以下、「第１の開口」と称する）１２４を有する。
なお、理想的には、第１の孔１２２は、各第１の開口１２４の直径が全て等しくなるように、レーザ光照射により形成される。しかしながら、実際には、加工精度上の制約から、各第１の開口１２４の直径には、ばらつきが生じ得る。そこで、図２には、各第１の孔１２２における第１の開口１２４の直径が、例えば、φ１ａ、φ１ｂ、…のように、かっこ書きで示されている。
ただし、各第１の開口１２４の直径（φ１ａ、φ１ｂ、…）の分布は、通常、正規分布に従い、従って、各第１の開口１２４の直径は、所定のばらつき（以下、「第１のばらつき」と称する）の範囲内に収められる。換言すれば、各第１の孔１２２において、第１の開口１２４の直径は、「第１のばらつき」を含むものの、実質的に一定と見なすことができる。本願では、この一定と見なされる第１の開口１２４の直径を、「第１の開口直径φ１」と定める。
実際には、この第１の開口直径φ１は、第１の孔群１２０からランダムに選定された１０個の第１の孔１２２の第１の開口１２４の直径を平均することにより、定めることができる。
また、第１のばらつきは、前記選定された１０個の第１の開口１２４の直径の標準偏差σとして規定できる。すなわち、第１のばらつきは、標準偏差σを表す以下の（１）式
Figure 0006977308
 から得ることができる。ここで、φｉは、選定された１０個の第１の開口１２４の直径である。またφａｖは、選定された１０個の第１の開口１２４の平均値、すなわち第１の開口直径φ１である。
なお、それぞれの第１の開口直径φ１は、反射型光学顕微鏡（例えばＡｓａｈｉｋｏｇａｋｕ ＭＳ−２００）を用いて、第１の開口の外周（エッジ）部を６点指定し、その近似円から算出すればよい。６点は、第１の開口の０時、２時、４時、６時、８時、１０時付近の位置で指定すればよい。
第１の開口直径φ１は、例えば１０μｍ〜２００μｍ、好ましくは２０μｍ〜１５０μｍ、さらに好ましくは４０μｍ〜１００μｍの範囲から選定される。また、第１のばらつきは、第１の開口直径φ１に対して、±１０％の範囲内であっても良い。
第１の孔群１２０は、後に第１のガラス基板１００から、該第１のガラス基板１００を備える部品が製造される際に、その本質的部分として利用される。例えば、第１のガラス基板１００からガラスインターポーザが製造される場合、第１の孔群１２０に含まれる各第１の孔１２２は、内部に導電性材料が充填された貫通ビアとして利用される。
従って、以降、第１の孔群１２０を「基本孔群１２０」とも称し、第１の孔１２２を「基本孔１２２」とも称する。
また、第１の孔１２２は、アスペクト比が１よりも大きく、好ましくは、アスペクト比が２以上、２０以下で、内壁の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が０．１μｍ未満で、好ましくは、０．０００１μｍ以上、０．０８μｍ以下、さらに好ましくは、０．００１μｍ以上、０．０６μｍ以下である。アスペクト比とは、各第１の孔１２２の深さ（貫通孔であれば基板厚さになる）を当該第１の孔１２２の第１の開口の直径で除した値である。
第１の孔１２２の内壁の表面粗さ（Ｒａ）は、レーザ顕微鏡（一例としてキーエンスＶＫ９７００）を用いて、孔の深さ方向に長さ２０μｍで測定すればよい。測定位置は、孔の断面で見て、ガラス基板の第１の表面および第２の表面それぞれから孔深さの１０％を除外した範囲（ガラス基板の第１の表面から孔の深さに対して１０％以上９０％以下の範囲）とすればよい。
第１の孔の深さ１２２は、非貫通孔の場合は、透過型光学顕微鏡（一例としてＯｌｙｍｐｕｓ ＢＸ５１）を用いて、断面観察により観察される最も深い箇所（孔先端）とガラス表面と同一面からの直線距離を測長すればよい。
第１の孔１２２をこのように構成することにより、例えば、ガラスインターポーザのような貫通電極付き基板において、高密度の微細ビアを形成することができる。また、導電性材料の充填が容易になる。
（第２の孔群１４０）
図３には、第２の孔群１４０の模式的な上面図を示す。
図３に示すように、第２の孔群１４０は、複数の第２の孔１４２の配列で構成される。第２の孔１４２は、貫通孔であっても、非貫通孔であっても良い。
第２の孔１４２は、レーザ光照射により形成される。
図３に示す例では、第２の孔の群１４０は、第２の孔１４２を略リング状に配列することにより構成される。なお、図３では、隣接する第２の孔１４２の組は、相互に接するように配置されている。しかしながら、これは単なる一例であって、隣接する第２の孔１４２は、一部が相互に重複されるように配置されても良く、あるいは、非接触な状態で配置されても良い。
また、第２の孔の群１４０は、第２の孔１４２をリング状以外の形態で配列することにより、構成されても良い。
各第２の孔１４２は、ガラス基板１００の第１の表面１０２に、開口（以下、「第２の開口」と称する）１４４を有する。
なお、第２の孔１４２においても、加工精度上の制約から、各第２の開口１４４の直径には、ばらつきが生じ得る。
ただし、各第２の開口１４４の直径の分布は、通常、正規分布に従い、従って、各第２の開口１４４の直径は、所定のばらつき（以下、「第２のばらつき」と称する）の範囲内に収められる。換言すれば、各第２の孔１４２において、第２の開口１４４の直径は、「第２のばらつき」を含むものの、実質的に一定と見なすことができる。本願では、この一定と見なされる第２の開口１４４の直径を、「第２の開口直径φ２」と定める。
実際には、この第２の開口直径φ２は、第２の孔群１４０からランダムに選定された１０個の第２の孔１４２の第２の開口１４４の直径を平均することにより、定めることができる。
また、第２のばらつきは、前記選定された１０個の第２の開口１４４の直径の標準偏差σとして規定できる。すなわち、第２のばらつきは、前記（１）式から得ることができる。
また、それぞれの第２の開口直径φ２は、第１の開口直径φ１と同様に算出すればよい。
第２の開口直径φ２は、例えば、第１の開口直径φ１を除く、１μｍ〜３０００μｍ、好ましくは、１μｍ〜３０μｍ、１００μｍ〜１０００μｍの範囲から選定される。また、第２のばらつきは、第２の開口直径φ２に対して、±１０％の範囲内であっても良い。
ここで、第２の孔１４２の第２の開口直径φ２は、前述の第１の孔１２２の第１の開口直径φ１よりも１５％以上大きく、または第１の孔１２２の第１の開口直径φ１よりも１５％以上小さいという特徴を有する。
例えば、第１の孔１２２の第１の開口直径φ１が５０μｍの場合、第２の孔１４２の第２の開口直径φ２は、４２．５μｍ未満、または５７．５μｍを超えるように選定される。
第２の孔群１４０は、例えば、第１の表面１０２の１ｍｍ×１ｍｍの領域内に構成されても良い。例えば、図３において、リングの外直径Ｒは、１ｍｍ以下であり、５００μｍ以下であっても良い。
ただし、第２の孔群１４０の配置場所は、必ずしも１箇所に限られない。例えば、図１に示した例において、第２の孔群１４０は、第１の表面１０２の各コーナー部の近傍に、すなわち４箇所に配置されても良い。
なお、このように第２の孔群１４０が複数箇所に存在する場合、「第２の孔群１４０の領域」とは、それぞれの箇所において、第２の孔群１４０が占める領域を意味するものとする。
隣接する第２の孔１４２が全て相互に重複または接触する状態でリング状に配置し、各第２の孔１４２を貫通孔で形成してもよい。この場合、第２の孔１４２で構成されたリング状の内側は物理的に貫通される。その結果、図３の場合であれば、直径Ｒの孔（第２の孔に相当）が形成される。第２の孔１４２の重複割合を調整することで、直径Ｒの円の外形は、個々の第２の孔１４２の外形に影響されない、正円に近い形状とすることができる。この場合は、第２の開口直径は、直径Ｒになる。
また、直径Ｒの孔は、１つの第２の孔１４２で形成されてもよい。
（第３の孔群１６０）
図４には、第３の孔群１６０の模式的な上面図を示す。
図４に示すように、第３の孔群１６０は、複数の第３の孔１６２の配列で構成される。第３の孔１６２は、貫通孔であっても、非貫通孔であっても良い。
第３の孔１６２は、レーザ光照射により形成される。
図４に示す例では、第３の孔群１６０は、第３の孔１６２を、数字の「３」となるように配列することにより構成される。なお、図４では、隣接する第３の孔１６２は、相互に接していない。しかしながら、これは単なる一例であって、隣接する第３の孔１６２は、一部が相互に重複されるように配置されても良く、あるいは相互に接するように配置されても良い。
また、第３の孔群１６０は、第３の孔１６２を、数字の「３」以外の形態で配列することにより、構成されても良い。さらに、第３の孔群１６０は、第３の孔１６２により、複数の文字、数字、および／または記号が構成されるように形成されても良い。
各第３の孔１６２は、ガラス基板１００の第１の表面１０２に、開口（以下、「第３の開口」と称する）１６４を有する。
なお、第３の孔１６２においても、加工精度上の制約から、各第３の開口１６４の直径には、ばらつきが生じ得る。
ただし、各第３の開口１６４の直径の分布は、通常、正規分布に従い、従って、各第３の開口１６４の直径は、所定のばらつき（以下、「第３のばらつき」と称する）の範囲内に収められる。換言すれば、各第３の孔１６２において、第３の開口１６４の直径は、「第３のばらつき」を含むものの、実質的に一定と見なすことができる。本願では、この一定と見なされる第３の開口１６４の直径を、「第３の開口直径φ３」と定める。
実際には、この第３の開口直径φ３は、第３の孔群１６０からランダムに選定された１０個の第３の孔１６２の第３の開口１６４の直径を平均することにより、定めることができる。
また、第３のばらつきは、前記選定された１０個の第３の開口１６４の直径の標準偏差σとして規定できる。すなわち、第３のばらつきは、前記（１）式から得ることができる。
また、それぞれの第３の開口直径φ３は、第１の開口直径φ１と同様に算出すればよい。
第３の開口直径φ３は、例えば、第１の開口直径φ１と第２の開口直径φ２を除く、１μｍ〜３０００μｍ、好ましくは、１μｍ〜３０μｍ、１００μｍ〜１０００μｍの範囲から選定される。また、第３のばらつきは、第３の開口直径φ３に対して、±１０％の範囲内であっても良い。
ここで、第３の孔１６２の第３の開口直径φ３は、前述の第１の孔１２２の第１の開口直径φ１よりも１５％以上大きく、または第１の孔１２２の第１の開口直径φ１よりも１５％以上小さいという特徴を有する。ただし、第３の開口直径φ３は、第２の開口直径φ２とは異なっている。
例えば、第１の孔１２２の第１の開口直径φ１が５０μｍの場合、第３の孔１６２の第３の開口直径φ３は、第２の開口直径φ２とは異なり、さらに４２．５μｍ未満、または５７．５μｍ超となるように選定される。
なお、第１のガラス基板１００において、第２の孔群１４０または第３の孔群１６０は、省略されても良い。
このように、第１のガラス基板１００は、第１の表面１０２に、孔の開口直径が実質的に異なる、少なくとも２種類の孔群を含む。例えば、第１のガラス基板１００は、第１の孔群１２０と、第２の孔群１４０とを有しても良い。あるいは、第１のガラス基板１００は、第１の孔群１２０と、第３の孔群１６０とを有しても良い。あるいは、第１のガラス基板１００は、第１の孔群１２０、第２の孔群１４０、および第３の孔群１６０を有しても良い。さらに、孔群の数は、４種類以上であっても良い。
このような特徴を有する第１のガラス基板１００は、「基本孔群１２０」を、後に第１のガラス基板１００を備える部材を製造する際の本質的部分として利用するとともに、残りの孔群１４０、１６０を、第１のガラス基板１００に付加的機能を発現させるための部分として、利用することができる。
例えば、第１の孔群１２０を、後に導電性材料が充填される「基本孔群１２０」として利用し、第２の孔群１４０または第３の孔群１６０を、第１のガラス基板１００の位置合わせ用のアライメントとして使用することができる。また、例えば、第１の孔群１２０を、「基本孔群１２０」として利用し、第２の孔群１４０または第３の孔群１６０を、第１のガラス基板１００の管理用識別子（ロット番号やシリアル番号などの表示マーク）として使用することができる。さらに、例えば、第１の孔群１２０を、「基本孔群１２０」として利用し、第２の孔群１４０を、第１のガラス基板１００の位置合わせ用のアライメントとして使用し、第３の孔群１６０を、第１のガラス基板１００の管理用識別子として使用することができる。
なお、以上の説明では、第２の孔群１４０は、複数の第２の孔１４２で構成されるものと仮定した。しかしながら、これは単なる一例であって、第２の孔群１４０は、単一の第２の孔１４２で構成されても良い。この場合、第２の孔１４２の第２の開口１４４の直径が、第２の開口直径φ２となる。また、第２のばらつきは、０（ゼロ）と見なすことができる。
第３の孔群１６０においても同様のことが言える。
（本発明の一実施形態によるガラス基板の製造方法）
次に、図５を参照して、本発明の一実施形態によるガラス基板の製造方法の一例について説明する。
図５には、本発明の一実施形態によるガラス基板の製造方法（以下、「第１の製造方法」と称する）のフローを模式的に示す。
図５に示すように、第１の製造方法は、
（１）相互に対向する第１および第２の表面を有するガラス板を準備する工程（工程Ｓ１１０）と、
（２）第１のレーザ光の照射により、前記ガラス板の前記第１の表面に、第１の孔を形成する工程（工程Ｓ１２０）と、
（３）第２のレーザ光の照射により、前記ガラス板の前記第１の表面に、第２の孔を形成する工程（工程Ｓ１３０）と、
（４）第３のレーザ光の照射により、前記ガラス板の前記第１の表面に、第３の孔を形成する工程（工程Ｓ１４０）と、
を有する。
ただし、（４）の工程は、必須の工程ではなく、省略しても良い。また、（２）〜（４）の工程は、いかなる順番で実施しても良い。
以下、各工程について詳しく説明する。
（工程Ｓ１１０）
まず、被加工用のガラス板が準備される。
図６には、そのようなガラス板の一例を模式的に示す。
図６に示すように、ガラス板２１０は、第１の表面２１２および第２の表面２１４を有する。
ガラス板２１０は、いかなる組成のガラス板であっても良い。例えば、ガラス板２１０は、石英ガラスであっても良い。
ガラス板２１０の厚さは、特に限られないが、例えば、０．０３ｍｍ〜１．５ｍｍの範囲であり、０．０５ｍｍ〜０．７ｍｍがより好ましい。
なお、ガラス板２１０の形状は、必ずしも図６に示したような矩形状である必要はなく、円形状または楕円形状など、いかなる形状であっても良い。
（工程Ｓ１２０）
次に、ガラス板２１０の第１の表面２１２に、第１のレーザ光が照射される。これにより、ガラス板２１０に第１の孔群が形成される。
図７には、ガラス板２１０の第１の表面２１２に、第１の孔群２２０を構成する複数の第１の孔２２２が形成された状態を模式的に示す。
図７に示した例では、第１の孔群２２０は、ガラス板２１０の第１の表面２１２の略中央に配置されている。ただし、第１の孔群２２０の第１の表面２１２上の位置は、特に限られない。また、第１の孔群２２０を構成する第１の孔２２２の数も、特に限られない。なお、第１の孔群２２０は、第１の表面２１２の複数の位置に設けられても良い。
ガラス板２１０に照射される第１のレーザ光の種類は、特に限られない。例えば、第１のレーザ光は、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、ファイバーレーザ、超短パルスレーザ等から発振されるレーザ光等であっても良い。
なお、各第１の孔２２２を形成する際の第１のレーザ光の照射条件は、それぞれの第１の孔２２２の開口（前述のように「第１の開口」と称する）の直径を揃えるため、相互に実質的に等しくされる。しかしながら、実際には、加工精度上の制約から、各第１の開口の直径には、ばらつき（前述の第１のばらつき）が生じ得る。
ただし、前述のように、各第１の開口の直径は、第１のばらつきの範囲内に収められる。換言すれば、各第１の孔２２２において、第１の開口の直径は、第１のばらつきを含むものの、実質的に一定の「第１の開口直径φ１」と見なすことができる。
第１の開口直径φ１は、例えば、１０μｍ〜２００μｍの範囲から選定される。また、第１のばらつきは、第１の開口直径φ１に対して、±１０％の範囲内であっても良い。
第１の孔２２２は、以降、「基本孔」となり、製造されるガラス基板の本質的部分として利用される。また、第１の孔２２２は、アスペクト比が１よりも大きく、内壁の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が０．１μｍ未満である。
（工程Ｓ１３０）
次に、ガラス板２１０の第１の表面２１２に、第２のレーザ光が照射される。これにより、ガラス板２１０の第１の表面２１２に、第２の孔群が形成される。
図８には、ガラス板２１０の第１の表面２１２に、第２の孔群２４０が形成された状態を模式的に示す。
図８に示した例では、第２の孔群２４０は、４箇所に設けられている。すなわち、第２の孔群２４０は、ガラス板２１０の第１の表面２１２の各コーナー部近傍に配置されている。
ただし、第２の孔群２４０の第１の表面２１２上の位置は、特に限られない。また、第２の孔群２４０の数も、特に限られない。
なお、図８からは明らかではないが、各第２の孔群２４０は、複数の第２の孔で構成される。第２の孔は、例えば、前述の図３に示したようなリング状配列、またはその他の配列で配置され、これにより第２の孔群２４０が構成されても良い。
第２の孔は、貫通孔であっても、非貫通孔であっても良い。
なお、第２の孔を形成する際の第２のレーザ光の照射条件は、それぞれの第２の孔の開口（前述のように「第２の開口」と称する）の直径を揃えるため、相互に実質的に等しくされる。しかしながら、実際には、加工精度上の制約から、各第２の開口の直径には、ばらつき（前述の第２のばらつき）が生じ得る。
ただし、前述のように、各第２の開口の直径は、第２のばらつきの範囲内に収められる。換言すれば、各第２の孔において、第２の開口の直径は、第２のばらつきを含むものの、実質的に一定の「第２の開口直径φ２」と見なすことができる。
第２の開口直径φ２は、第１の開口直径φ１よりも１５％以上大きく、または第１の開口直径φ１よりも１５％以上小さくなるように選定される。
第２の開口直径φ２は、例えば、１μｍ〜３０００μｍの範囲から選定されても良い。また、第２のばらつきは、第２の開口直径φ２に対して、±１０％の範囲内であっても良い。
第２の孔群２４０は、第１の製造方法によりガラス基板が製造された際に、ガラス基板に付加的機能を発現させるための部分として、利用することができる。例えば、第２の孔群２４０は、ガラス基板の位置合わせ用のアライメントとして、またはガラス基板の管理用識別子として、利用することができる。
本工程Ｓ１３０において、ガラス板２１０に照射される第２のレーザ光を発振するレーザの種類は、特に限られない。ただし、ここで使用されるレーザは、工程Ｓ１２０において使用されるレーザと同じ種類であることが好ましい。この場合、工程Ｓ１２０／工程Ｓ１３０毎にレーザ種を変更する必要がなくなり、第１の製造方法を効率的に実施することが可能になる。
なお、これを実現する場合、工程Ｓ１２０および工程Ｓ１３０で同一の種類のレーザを使用しながらも、第１の孔２２２と第２の孔との間で、開口直径を変化させる必要がある。
本願発明者らによれば、この問題は、両工程Ｓ１２０、Ｓ１３０において、レーザ光照射の際の照射時間および／またはレーザ光の焦点位置を変化させることにより、解決できることが見出されている。以下、図９および図１０を参照して、この方法について説明する。
図９には、レーザ光の照射時間と孔の開口直径の関係を示す。
図９において、ガラス板には無アルカリガラスを使用し、レーザにはＣＯ２レーザを使用した。なお、レーザ光の焦点位置は、ガラス板の第１の表面である。
この図９から、レーザ光の照射時間を変化させることにより、孔の開口直径が変化することがわかる。
図１０には、レーザ光の焦点位置と孔の開口直径の関係を示す。図１０の横軸は、ガラス板の厚さ方向におけるレーザ光の焦点位置を示している。すなわち、焦点位置０ｍｍは、レーザ光の焦点位置が、ガラス板の第１の表面に対応し、正の値は、ガラス板の第１の表面よりも外側（第２の表面とは反対の側）を表し、負の値は、ガラス板の第１の表面よりも内側（第２の表面の側）を表す。
図１０において、ガラス板には無アルカリガラスを使用し、レーザにはＣＯ２レーザを使用した。照射時間は、１００μｓｅｃとした。
この図１０から、レーザ光の焦点位置を変化させることにより、孔の開口直径が変化することがわかる。
このように、工程Ｓ１３０で採用されるレーザ光照射の際の照射時間および／またはレーザ光の焦点位置を、工程Ｓ１２０の場合とは変化させることにより、第１の孔２２２の第１の開口直径φ１と異なる、第２の孔の第２の開口直径φ２を得ることができる。
（工程Ｓ１４０）
次に、必要な場合、ガラス板２１０の第１の表面２１２に、第３のレーザ光が照射される。これにより、ガラス板２１０の第１の表面２１２に、第３の孔群が形成される。ただし、この工程Ｓ１４０は、省略されても良い。
図１１には、ガラス板２１０の第１の表面２１２に、第３の孔群２６０が形成された状態を模式的に示す。
図１１に示した例では、第３の孔群２６０は、第１の表面２１２の一つの辺の近傍に設けられている。ただし、第３の孔群２６０の第１の表面２１２上の位置は、特に限られない。また、第３の孔群２６０の数は、必ずしも一つに限られない。第３の孔群２６０は、第１の表面２１２の複数の箇所に配置されても良い。
なお、図１１からは明らかではないが、第３の孔群２６０は、複数の第３の孔で構成される。第３の孔は、例えば、１または２以上の文字、数字、および／または記号を構成するような配列、あるいはその他の配列で配置されても良い。第３の孔群２６０は、例えば、図４に示したような第３の孔の配列で構成されても良い。
第３の孔は、貫通孔であっても、非貫通孔であっても良い。
なお、第３の孔を形成する際の第３のレーザ光の照射条件は、それぞれの第３の孔の開口（前述のように「第３の開口」と称する）の直径を揃えるため、相互に実質的に等しくされる。しかしながら、実際には、加工精度上の制約から、各第３の開口の直径には、ばらつき（前述の第３のばらつき）が生じ得る。
ただし、前述のように、各第３の開口の直径は、第３のばらつきの範囲内に収められる。換言すれば、各第３の孔において、第３の開口の直径は、第３のばらつきを含むものの、実質的に一定の「第３の開口直径φ３」と見なすことができる。
第３の開口直径φ３は、第２の開口直径φ２とは異なるように選定される。また、第３の開口直径φ３は、第１の開口直径φ１よりも１５％以上大きく、または第１の開口直径φ１よりも１５％以上小さくなるように選定される。
第３の開口直径φ３は、例えば、１μｍ〜３０００μｍの範囲から選定されても良い。また、第３のばらつきは、第３の開口直径φ３に対して、±１０％の範囲内であっても良い。
第３の孔群２６０は、第１の製造方法によりガラス基板が製造された際に、ガラス基板にさらなる付加的機能を発現させるための部分として、利用することができる。例えば、第３の孔群２６０は、ガラス基板の管理用識別子として、またはガラス基板の位置合わせ用のアライメントとして、利用することができる。
本工程Ｓ１４０において、ガラス板２１０に照射される第３のレーザ光を発振するレーザの種類は、特に限られない。ただし、ここで使用されるレーザは、工程Ｓ１２０および工程Ｓ１３０において使用されるレーザの少なくとも一方と同じ種類であることが好ましい。特に、第１のレーザ光用のレーザ、第２のレーザ光用のレーザ、および第３のレーザ光用のレーザは、同じ種類であることが好ましい。この場合、工程Ｓ１２０〜工程Ｓ１４０の間で、レーザ種を変更する必要がなくなり、第１の製造方法を効率的に実施することが可能になる。
前述のように、この態様は、工程Ｓ１２０〜工程Ｓ１４０の間で、レーザ光照射の際の照射時間および／またはレーザ光の焦点位置を相互に変化させることにより、実現可能である。
以上の工程により、前述のような特徴を有するガラス基板を製造することができる。すなわち、第１の製造方法により、位置合わせ機能および／または製品管理機能等の付加的機能を有するガラス基板を製造することができる。
次に、本発明の実施例について説明する。
（実施例１）
以下の方法で、複数の孔を有するガラス基板を製造した。
（第１の工程：３つの孔の形成）
被加工用ガラス板として、厚さ０．２ｍｍの無アルカリガラス板を準備した。
このガラス板の一方の表面（第１の表面）の異なる位置にレーザ光を照射して、３つの孔（第１の孔）を形成した。
レーザには、ＣＯ２レーザを使用し、照射時間は、１００μｓｅｃとした。また、焦点位置は、第１の表面上とした。第１の孔の目標開口直径は、７２μｍとした。
（第２の工程：１つの孔の形成）
次に、同じレーザ光を使用して、ガラス板の第１の表面に、第１の孔とは開口直径が異なる第２の孔を一つ形成した。ただし、この工程では、ＣＯ２レーザの照射時間は、４３０μｓｅｃとした。
（第３の工程：２つの孔の形成）
次に、同じレーザ光を使用して、ガラス板の第１の表面に、再度、第１の孔を２つ形成した。加工条件は、第１の工程と同様である。
その後、各孔の開口部の直径を測定した。
以下の表１には、各孔の加工条件および測定結果をまとめて示す。
Figure 0006977308
 この結果から、同一のレーザ加工装置により、実質的に開口直径の異なる２種類の孔が形成できることが確認された。
なお、レーザ顕微鏡（キーエンス社製）を用いて、各孔の側壁の表面粗さを測定した。その結果、いずれの孔においても、側面の算術平均粗さＲａは、０．０２μｍ以下であることがわかった。
（実施例２）
以下の方法で、複数の孔を有するガラス基板を製造した。
（第１の工程）
被加工用ガラス板として、厚さ０．２ｍｍの無アルカリガラス板を準備した。
このガラス板の一方の表面（第１の表面）の異なる位置にレーザ光を照射して、４つの孔（第１の孔）を形成した。
レーザには、ＣＯ２レーザを使用し、照射時間は、１００μｓｅｃとした。また、焦点位置は、第１の表面上とした。第１の孔の目標開口直径は、７２μｍとした。
（第２の工程）
次に、同じレーザ光を使用して、ガラス板の第１の表面に、第１の孔とは開口直径が異なる第２の孔を２つ形成した。ただし、この工程では、ＣＯ２レーザの照射時間は、１０００μｓｅｃとした。また、焦点位置は、第１の表面からガラス板の内部に０．４ｍｍ進入した位置とした。
その後、各孔の開口部の直径を測定した。
以下の表２には、各孔の加工条件および測定結果をまとめて示す。
Figure 0006977308
 この結果から、同一のレーザ加工装置により、実質的に開口直径の異なる２種類の孔が形成できることが確認された。
なお、レーザ顕微鏡（キーエンス社製）を用いて、各孔の側壁の表面粗さを測定した。その結果、いずれの孔においても、側面の算術平均粗さＲａは、０．０２μｍ以下であることがわかった。
１００ 第１のガラス基板
１０２ 第１の表面
１０４ 第２の表面
１２０ 第１の孔群
１２２ 第１の孔
１２４ 第１の開口
１４０ 第２の孔群
１４２ 第２の孔
１４４ 第２の開口
１６０ 第３の孔群
１６２ 第３の孔
１６４ 第３の開口
２１０ ガラス板
２１２ 第１の表面
２１４ 第２の表面
２２０ 第１の孔群
２２２ 第１の孔
２４０ 第２の孔群
２６０ 第３の孔群

Claims (21)

  1. 複数の孔を有するガラス基板であって、
    当該ガラス基板は、相互に対向する第１および第２の表面を有し、各孔は、前記第１の表面に開口を有するように配置されており、
    前記複数の孔は、第１の孔群および第２の孔群を有し、
    前記第１の孔群は、前記第１の表面に、第１のばらつきを含む第１の開口直径φ１を有する、１，０００個〜１，０００，０００個の第１の孔を有し、
    前記第２の孔群は、前記第１の表面に、第２のばらつきを含む第２の開口直径φ２を有する、１または複数の第２の孔を有し、
    前記第１の孔は、アスペクト比が１よりも大きく、内壁の表面粗さ（算術平均粗さＲａ）が０．１μｍ未満であり、
    前記第２の開口直径φ２は、前記第１の開口直径φ１よりも１５％以上大きく、または前記第１の開口直径φ１よりも１５％以上小さく、
    前記第２の孔は、位置合わせ用の孔または表示マーク用の孔であり、
    前記第２の孔群は、複数の第２の孔を有し、隣接する第２の孔は、相互に重複または接触する状態で配置される、ガラス基板。
  2. 前記第２の孔は表示マーク用の孔であり、複数の第２の孔の組み合わせにより、識別可能な識別子が構成される、請求項１に記載のガラス基板。
  3. 前記第２の孔は、複数組み合わされて、環状リングを構成する、請求項１または２に記載のガラス基板。
  4. 前記複数の孔は、さらに、第３の孔群を有し、
    該第３の孔群は、前記第１の表面に、第３のばらつきを含む第３の開口直径φ３を有する、１または複数の第３の孔を有し、
    第３の開口直径φ３は、第２の開口直径φ２とは異なり、
    第３の開口直径φ３は、第１の開口直径φ１よりも１５％以上大きく、または第１の開口直径φ１よりも１５％以上小さい、請求項１乃至３のいずれか一つに記載のガラス基板。
  5. 前記第３のばらつきは、第３の開口直径φ３±１０％の範囲である、請求項４に記載のガラス基板。
  6. 前記第２の孔は位置合わせ用の孔であり、前記第３の孔は表示マーク用の孔であり、またはその逆である、請求項４または５に記載のガラス基板。
  7. 前記第３の孔は表示マーク用の孔であり、複数の第３の孔の組み合わせにより、識別可能な識別子が構成される、請求項４乃至６のいずれか一つに記載のガラス基板。
  8. 前記第３の孔は、複数組み合わされて、環状リングを構成する、請求項４乃至７のいずれか一つに記載のガラス基板。
  9. 前記第１の孔は、貫通孔である、請求項１乃至８のいずれか一つに記載のガラス基板。
  10. 前記第１の孔の第１の開口直径φ１は、１０μｍ〜２００μｍの範囲から選定される、請求項１乃至９のいずれか一つに記載のガラス基板。
  11. 前記第１のばらつきは、第１の開口直径φ１±１０％の範囲であり、および／または
    前記第２のばらつきは、第２の開口直径φ２±１０％の範囲である、請求項１乃至１０のいずれか一つに記載のガラス基板。
  12. 複数の孔を有するガラス基板の製造方法であって、
    （１）相互に対向する第１および第２の表面を有するガラス板の前記第１の表面に、第１のレーザ光の照射により、１，０００個〜１，０００，０００個の第１の孔を形成する工程であって、
    各第１の孔は、前記第１の表面に、第１のばらつきを含む第１の開口直径φ１を有する第１の開口を有する、工程と、
    （２）第２のレーザ光の照射により、前記ガラス板の前記第１の表面に、１または複数の第２の孔を形成する工程であって、
    各第２の孔は、前記第１の表面に、第２のばらつきを含む第２の開口直径φ２を有する第２の開口を有する、工程と、
    を有し、
    前記（１）および（２）の工程は、順不同であり、
    前記第２の開口直径φ２は、前記第１の開口直径φ１よりも１５％以上大きく、または前記第１の開口直径φ１よりも１５％以上小さく、
    前記第２の孔は、位置合わせ用の孔または表示マーク用の孔であり、
    前記第２の孔は、複数の第２の孔を有し、隣接する第２の孔は、相互に重複または接触する状態で配置される、製造方法。
  13. 前記第１のレーザ光と前記第２のレーザ光は、同じレーザから出射される、請求項１２に記載の製造方法。
  14. 前記（２）の工程では、前記（１）の工程とは異なる照射時間で、前記第２のレーザ光が照射される、請求項１２または１３に記載の製造方法。
  15. 前記（２）の工程では、前記ガラス板の厚さ方向において、前記（１）の工程とは異なる焦点位置で、前記第２のレーザ光が照射される、請求項１２乃至１４のいずれか一つに記載の製造方法。
  16. さらに、
    （３）第３のレーザ光の照射により、前記ガラス板の前記第１の表面に、１または複数の第３の孔を形成する工程であって、
    各第３の孔は、前記第１の表面に、第３のばらつきを含む第３の開口直径φ３を有する第３の開口を有する、工程、
    を有し、
    前記（１）〜（３）の工程は、順不同であり、
    前記第３の開口直径φ３は、前記第２の開口直径φ２とは異なり、
    前記第３の開口直径φ３は、前記第１の開口直径φ１よりも１５％以上大きく、または前記第１の開口直径φ１よりも１５％以上小さい、請求項１２乃至１５のいずれか一つに記載の製造方法。
  17. 前記第３のばらつきは、第３の開口直径φ３±１０％の範囲である、請求項１６に記載の製造方法。
  18. 前記第１〜第３のレーザ光は、同じレーザから出射される、請求項１６または１７に記載の製造方法。
  19. 前記第１の孔は、貫通孔である、請求項１２乃至１８のいずれか一つに記載の製造方法。
  20. 前記第１の孔の第１の開口直径φ１は、１０μｍ〜２００μｍの範囲から選定される、請求項１２乃至１９のいずれか一つに記載の製造方法。
  21. 前記第１のばらつきは、第１の開口直径φ１±１０％の範囲であり、および／または
    前記第２のばらつきは、第２の開口直径φ２±１０％の範囲である、請求項１２乃至２０のいずれか一つに記載の製造方法。
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