KR102391793B1 - 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판 - Google Patents

관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판 Download PDF

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Abstract

본 발명에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법은, 유리 기판(10)에 레이저를 조사함으로써 변질부를 형성하고, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에, 변질부(12)의 위치에 따라 제1 도전부(20a)를 형성하고, 에칭액을 이용하여 적어도 변질부(12)를 에칭함으로써, 제1 도전부를 형성한 후에, 유리 기판(10)에 관통 구멍(14)을 형성한다. 이것에 의해, 유리 기판에 회로 등 도전부를 형성할 때 유리 기판의 취급의 용이함이 확보되고, 또한, 유리 기판에 형성된 회로 등의 도전부의 손상을 억제하면서 비교적 단시간에 유리 기판에 관통 구멍을 형성할 수 있다.

Description

관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법 및 유리 기판{METHOD FOR PRODUCING GLASS SUBSTRATE WITH THROUGH-ELECTRODE, AND GLASS SUBSTRATE}
본 발명은, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법 및 관통 전극이 달린 유리 기판을 제조하기 위한 유리 기판에 관한 것이다.
종래, 예를 들면, LSI(Large-Scale Integration)의 실장 기술로서, 실리콘 관통 전극(TSV：Through Silicon Via)을 이용한 실장 기술이 알려져 있다. 관통 전극을 가지는 실리콘 기판은, 예를 들면, 인터포저로서 널리 이용되고 있다. 인터포저는, 배선의 디자인 룰이 각각 상이한, IC(Integrated Circuit) 및 프린트 기판과 같이, 단자간 거리가 상이한 기판끼리를 중계하는 기판이다.
비특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 실리콘 기판에 TSV를 형성할 때에 있어서, 트랜지스터 등의 소자나 전극 등의 회로를 형성시키는 공정의 전후 또는 그 공정 사이에, TSV를 형성시키는 방법이 알려져 있다.
TSV 기술은, 실리콘 기판이 고가인 것에 더하여, 실리콘이 반도체인 것에 기인하여 실리콘 기판에 관통 구멍을 형성하는 전후에 절연 처리를 행할 필요가 있으므로, 비용이 높다는 문제를 가진다. 그래서, 예를 들면, 인터포저의 비용을 저감하기 위해, 염가의 유리 기판에 유리 관통 전극(TGV：Through Glass Via)을 형성한 관통 전극이 달린 유리 기판이 주목받고 있다.
TGV 기술에 있어서는, 유리 기판에 관통 구멍을 형성할 필요가 있다. 유리 기판에 관통 구멍을 형성하는 기술로서는, 예를 들면, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 펄스 발진 YAG 레이저의 조사에 의해 관통 구멍을 형성하는 기술이 알려져 있다. 또, 특허 문헌 2에는, 감광성 유리 기판에 미세한 구멍을 형성하는 방법이 기재되어 있다. 특허 문헌 2에 기재된 방법에서는, 감광성 유리 기판 상의 소정의 위치에 포토마스크를 배치하고, 자외선을 조사하여, 잠상이 형성된다. 다음에, 감광성 유리 기판을 가열 처리하여 잠상을 결정화시킨다. 다음에, 잠상이 형성된 부분의 중앙에 잠상보다 작은 가공처 구멍을 레이저광에 의해 형성한다. 다음에, 불산에 의해 에칭한다. 이것에 의해, 결정화된 부분이 선택적으로 에칭되어 구멍이 형성된다. 특허 문헌 3에는, 판유리의 양면으로부터 서로 대향한 동일 축심 상의 상하 한 쌍의 코어 드릴에 의해 판유리에 천공하는 방법이 기재되어 있다.
일본국 특허공개 2000-061667호 공보 일본국 특허공개 2001-105398호 공보 일본국 특허공개 소54-126215호 공보
요시나가 타카시 및 노무라 미노루, 「3차원 LSI 실장을 위한 TSV 기술의 연구 개발의 동향」, 과학 기술 동향, 과학 기술·학술 정책 연구소, 2010년 4월호, No.109, p.23-34
유리 기판에 관통 구멍을 형성함으로써 유리 기판의 기계적 강도가 저하될 가능성이 있다. 이 때문에, 관통 전극이 달린 유리 기판을 제조할 때에 있어서, 관통 구멍이 형성된 유리 기판의 한쪽의 주면에 회로 등의 도전부를 형성하는 경우, 유리 기판에 회로 등 도전부를 형성할 때에 유리 기판 취급이 어렵다. 한편, 유리 기판의 한쪽의 주면에 회로 등의 도전부를 형성한 후에 유리 기판에 관통 구멍을 형성하는 경우, 유리 기판으로의 레이저의 조사에 의해 유리 기판에 관통 구멍을 형성하는 것이 어렵다. 왜냐하면, 레이저의 조사에 수반하는 발열에 의해, 유리 기판에 형성된 회로 등의 도전부에 손상이 생길 가능성이 있기 때문이다. TSV 기술에 있어서는, 드라이 에칭을 응용한 Bosch 프로세스 등의 수법이, 실리콘 기판에 관통 구멍을 형성하는 방법으로서 확립되어 있다. 그러나, 드라이 에칭에 의한 유리 기판으로의 관통 구멍의 형성은, 장시간을 필요로 해, 실용적이라고는 말하기 어렵다.
본 발명은, 이러한 사정을 감안하여, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법에 있어서, 유리 기판에 회로 등 도전부를 형성할 때 유리 기판의 취급의 용이함을 확보하고, 또한, 유리 기판에 형성된 회로 등의 도전부의 손상을 억제하면서 비교적 단시간에 유리 기판에 관통 구멍을 형성하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
유리 기판에 레이저를 조사함으로써, 상기 유리 기판의 레이저가 조사된 부분에 변질부를 형성하는 변질부 형성 공정과,
상기 변질부가 형성된 상기 유리 기판의 한쪽의 주면에, 상기 변질부의 위치에 따라 제1 도전부를 형성하는 제1 도전부 형성 공정과,
상기 유리 기판의 상기 변질부가 형성되어 있지 않은 부분에 대한 에칭 레이트보다 상기 변질부에 대한 에칭 레이트가 큰 에칭액을 이용하여 적어도 상기 변질부를 에칭함으로써, 상기 제1 도전부 형성 공정 후에, 상기 유리 기판에 관통 구멍을 형성하는 관통 구멍 형성 공정과,
상기 관통 구멍의 내부에 관통 전극을 형성하는 관통 전극 형성 공정을 구비한,
관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법을 제공한다.
또, 본 발명은,
관통 전극이 달린 유리 기판을 제조하기 위한 유리 기판으로서,
레이저가 조사됨으로써 형성된 변질부와,
상기 유리 기판의 한쪽의 주면에 형성되어야 할 도전부와 상기 변질부의 위치 맞춤을 위한 위치 맞춤부를 구비한, 유리 기판을 제공한다.
본 발명에 의하면, 제1 도전부 형성 공정 후에, 유리 기판에 관통 구멍이 형성되므로, 제1 도전부 형성 공정에서는, 유리 기판이 높은 기계적 강도를 가진다. 이 때문에, 유리 기판에 회로 등 도전부를 형성할 때에 유리 기판을 취급하기 쉽다. 또, 유리 기판에 레이저를 조사함으로써 변질부를 형성하고, 상기의 에칭 레이트를 가지는 에칭액을 이용하여 변질부를 에칭하여 유리 기판에 관통 구멍을 형성하므로, 유리 기판에 형성된 회로 등의 도전부의 손상을 억제하면서 비교적 단기간에 유리 기판에 관통 구멍을 형성할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법의 공정을 나타내는 단면도이다.
도 2는 관통 전극이 달린 유리 기판을 제조하기 위한 유리 기판의 평면도이다.
도 3은 관통 전극이 달린 유리 기판이 인터포저로서 이용되어 있는 일례를 나타내는 단면도이다.
도 4는 제2 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법의 공정을 나타내는 단면도이다.
도 5는 제3 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법의 공정을 나타내는 단면도이다.
도 6은 제4 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법의 공정을 나타내는 단면도이다.
도 7은 제5 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법의 공정을 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명은, 본 발명의 일례에 관한 것이며, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.
＜제1 실시 형태＞
제1 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법은, 변질부 형성 공정과, 제1 도전부 형성 공정과, 관통 구멍 형성 공정과, 관통 전극 형성 공정을 구비하고 있다. 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 변질부 형성 공정은, 유리 기판(10)에 레이저(L)를 조사함으로써, 유리 기판(10)의 레이저(L)가 조사된 부분에 변질부(12)를 형성하는 공정이다. 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 도전부 형성 공정은, 변질부(12)가 형성된 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에, 변질부(12)의 위치에 따라 제1 도전부(20a)를 형성하는 공정이다. 도 1의 (d)에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍 형성 공정은, 유리 기판(10)의 변질부(12)가 형성되어 있지 않은 부분에 대한 에칭 레이트보다 변질부(12)에 대한 에칭 레이트가 큰 에칭액을 이용하여 적어도 변질부(12)를 에칭함으로써, 제1 도전부 형성 공정 후에, 유리 기판(10)에 관통 구멍(14)을 형성하는 공정이다. 관통 전극 형성 공정은, 도 1의 (e)에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(14)의 내부에 관통 전극(30)을 형성하는 공정이다.
우선, 변질부 형성 공정에 대해서 설명한다. 본 공정 및 후술하는 후공정인 에칭에 의한 관통 구멍 형성 공정에 관한 것이며, 일본국 특허공개 2008-156200호 공보에 기재된 방법을 적용할 수 있다. 변질부 형성 공정에 있어서, 레이저(L)는, 예를 들면, 소정의 펄스폭을 가지는 펄스 레이저이다. 레이저(L)의 조사는, 예를 들면, 파장 λ의 펄스 레이저를 렌즈로 집광하여 유리 기판(10)에 조사함으로써 행해진다. 이 경우, 레이저(L)의 펄스폭은, 특별히 제한되지 않는다. 레이저 조사 장치의 비용을 억제하면서, 레이저(L)의 첨두치를 소정치 이상으로 하는 관점에서, 레이저(L)의 펄스폭은, 예를 들면, 1ns(나노초)~200ns이며, 바람직하게는 1ns~100ns, 보다 바람직하게는 5ns~50ns이다.
레이저(L)는, 예를 들면, Nd：YAG 레이저의 고조파, Nd：YVO4 레이저의 고조파, 또는 Nd：YLF 레이저의 고조파이다. 이 경우, 고조파는, 예를 들면, 제2 고조파, 제3 고조파, 또는 제4 고조파이다. 제2 고조파의 파장은, 532nm~535nm 근방이며, 제3 고조파의 파장은, 355nm~357nm 근방이며, 제4 고조파의 파장은, 266nm~268nm의 근방이다. 이러한 레이저(L)를 이용함으로써, 유리 기판(10)에 염가로 변질부(12)를 형성할 수 있다.
유리 기판(10)에 미소한 관통 구멍을 형성할 수 있도록, 레이저(L)의 조사 스폿을 소정치 이하로 하는 관점에서, 레이저(L)의 파장 λ은, 예를 들면, 535nm 이하이며, 바람직하게는 360nm 이하이며, 보다 바람직하게는 350nm~360nm이다.
레이저(L)가 가지는 에너지는, 특별히 제한되지 않지만, 유리 기판(10)의 재질 또는 유리 기판(10)에 형성해야 할 변질부(12)의 치수 등에 따른 에너지인 것이 바람직하다. 레이저(L)가 가지는 에너지는, 예를 들면, 5μJ/펄스~100μJ/펄스이다. 레이저(L)의 에너지를 증가시킴으로써, 그에 비례하도록 변질부(12)의 길이를 길게 할 수 있다. 레이저(L)의 빔 품질 M2는, 예를 들면, 2 이하이다. 이 경우, 유리 기판(10)에 미소한 관통 구멍을 형성하기 쉽다.
파장 λ에 있어서의 유리 기판(10)의 흡수 계수는, 예를 들면, 50cm-1 이하이다. 이 경우, 레이저(L)의 에너지가 유리 기판(10)의 표면 근방에서 흡수되는 것을 경감하여, 유리 기판(10)의 내부에 변질부(12)가 형성되기 쉬워진다. 파장 λ에 있어서의 유리 기판(10)의 흡수 계수는, 바람직하게는, 0.1cm-1~20cm-1이다. 또한, 파장 λ에 있어서의 유리 기판(10)의 흡수 계수가 0.1cm-1 미만이어도, 유리 기판(10)의 내부에 변질부(12)를 형성할 수는 있다. 파장 λ에 있어서의 흡수 계수가 50cm-1 이하인 유리는, 공지의 유리로부터 선택할 수 있다.
유리 기판(10)을 구성하는 유리로서는, 석영 유리, 붕규산 유리, 알루미노실리케이트 유리, 소다라임 유리, 티탄함유 실리케이트 유리, 또는 무알칼리 유리를 바람직하게 이용할 수 있다. 이 경우, 파장 λ에 있어서의 유리 기판(10)의 흡수 계수는, 적어도 0.1cm-1 이상이다.
파장 λ에 있어서의 유리 기판(10)의 흡수 계수를 높이기 위해, 유리 기판(10)을 구성하는 유리는, Bi(비스머스), W(텅스텐), Mo(몰리브덴), Ce(세륨), Co(코발트), Fe(철), Mn(망간), Cr(크롬), V(바나듐), Zn(아연), Cu(구리), 및 Ti(티탄)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 금속의 산화물 중 적어도 1종을 착색 성분으로서 포함하고 있어도 되고, 필요에 따라 착색 성분으로서 기능하는 상기 이외의 금속의 산화물이 더 포함되어 있어도 된다.
유리 기판(10)을 구성하는 유리가 붕규산 유리인 경우, 코닝사의 ＃7059 또는 파이렉스(등록상표)를 이용할 수 있다.
유리 기판(10)을 구성하는 유리가 알루미노실리케이트 유리인 경우, 이하와 같은 조성을 가지는 유리 조성물을 이용해도 된다.
질량%로 표시하여,
SiO2 58~66%,
Al2O3 13~19%,
Li2O 3~4.5%,
Na2O 6~13%,
K2O 0~5%,
R2O 10~18%(단, R2O=Li2O+Na2O+K2O),
MgO 0~3.5%,
CaO 1~7%,
SrO 0~2%,
BaO 0~2%,
RO 2~10%(단, RO=MgO+CaO+SrO+BaO),
TiO2 0~2%,
CeO2 0~2%,
Fe2O3 0~2%,
MnO 0~1%(단, TiO2+CeO2+Fe2O3+MnO=0.01~3%), SO3 0.05~0.5%의 조성을 가지는 유리 조성물.
또, 이하와 같은 조성을 가지는 유리 조성물을 이용해도 된다.
질량%로 표시하여,
SiO2 60~70%,
Al2O3 5~20%,
Li2O+Na2O+K2O 5~25%,
Li2O 0~1%,
Na2O 3~18%,
K2O 0~9%,
MgO+CaO+SrO+BaO 5~20%,
MgO 0~10%,
CaO 1~15%,
SrO 0~4.5%,
BaO 0~1%,
TiO2 0~1%,
ZrO2 0~1%,
로 이루어지는 조성을 가지는 유리 조성물.
또한, 이하와 같은 조성을 가지는 유리 조성물을 이용해도 된다.
질량%로 표시하여,
SiO2 59~68%,
Al2O3 9.5~15%,
Li2O 0~1%,
Na2O 3~18%,
K2O 0~3.5%,
MgO 0~15%,
CaO 1~15%,
SrO 0~4.5%,
BaO 0~1%,
TiO2 0~2%,
ZrO2 1~10%,
를 포함하는 유리 조성물.
또 이하의 유리 조성물을 이용할 수 있다.
질량%로 표시하여,
SiO2 50~70%,
Al2O3 14~28%,
Na2O 1~5%,
MgO 1~13%, 및
ZnO 0~14%,
를 포함하는 유리 조성물.
또한, 이하의 유리 조성물을 이용해도 된다.
질량%로 표시하여,
SiO2 56~70%,
Al2O3 7~17%,
Li2O 4~8%,
MgO 1~11%,
ZnO 4~12%,
Li2O+MgO+ZnO 14~23%,
B2O3 0~9%, 및
CaO+BaO 0~3%
TiO2 0~2%,
로 이루어지는 유리 조성물.
유리 기판(10)을 구성하는 유리가 소다라임 유리인 경우, 예를 들면 판유리에 널리 이용되는 유리 조성물을 이용할 수 있다.
또, 유리 기판(10)을 구성하는 유리가 티탄함유 실리케이트 유리인 경우, 예를 들면, TiO2를 5몰% 이상 함유함으로써 파장 λ에 있어서의 유리 기판(10)의 흡수 계수를 1 이상으로 할 수 있고, TiO2를 10몰% 이상 함유함으로써 파장 λ에 있어서의 유리 기판(10)의 흡수 계수를 4 이상으로 할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 상술한 착색 성분으로서 기능하는 금속의 산화물이 포함되어 있어도 된다.
유리 기판(10)을 구성하는 유리가 티탄함유 실리케이트 유리인 경우, 예를 들면, 이하의 유리 조성물을 이용할 수 있다.
몰%로 표시하여,
50≤(SiO2+B2O3)≤79몰%,
5≤(Al2O3+TiO2)≤25몰%,
5≤(Li2O+Na2O+K2O+Rb2O+Cs2O+MgO+CaO+SrO+BaO)≤25몰%,
단, 5≤TiO2≤25몰%인, 유리 조성물.
또 상기의 티탄함유 실리케이트 유리에 있어서,
(Al2O3+TiO2)/(Li2O+Na2O+K2O+Rb2O+Cs2O+MgO+CaO+SrO+BaO)≤0.9,
인 것이 바람직하다.
또한 상기 티탄함유 실리케이트 유리에 있어서,
70≤(SiO2+B2O3)≤79몰%
10≤TiO2≤15몰%,
10≤Na2O≤15몰%,
인 것이 바람직하다.
이에 더하여 상기 티탄함유 실리케이트 유리에 있어서, 상기 유리의 열팽창 계수가 100×10-7℃-1 이하인 것이 바람직하다.
유리 기판(10)을 구성하는 유리가 무알칼리 유리인 경우, 예를 들면 이하의 유리 조성물을 이용할 수 있다.
몰%로 표시하여,
45≤(SiO2+B2O3)≤80몰%,
7≤Al2O3≤15몰%,
0≤TiO2≤5몰%,
2≤(MgO+CaO+SrO+BaO)≤20몰%,
를 포함하고, 실질적으로 알칼리 금속 산화물을 포함하지 않는 유리 조성물.
유리 기판(10)을 인터포저로서 이용하는 경우, 신호의 전송 특성을 향상시키기 위해, 고주파 대역에서의 유전 손실을 저감시키는 것이 중요하다. 유리 기판에 고주파의 전압을 인가한 경우, 전력 손실은 비유전률 εr과 유전 정접 tanδ의 곱에 비례한다. 이 때문에, 주파수 1GHz에 있어서의, 비유전률 εr이 11 이하이며, 또한, 유전 정접 tanδ가 0.012 이하인 유리로 유리 기판(10)이 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 유리 기판(10)을 구성하는 유리의, 1GHz에 있어서의 비유전률 εr은 6 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 유리 기판(10)을 구성하는 유리의, 1GHz에 있어서의 유전 정접 tanδ는, 0.008 이하인 것이 보다 바람직하다.
인터포저로서 이용되는 유리 기판(10)을 구성하는데 적합한 유리는, 주파수 1GHz에 있어서의, 비유전률 εr이 11 이하이며, 또한, 유전 정접 tanδ가 0.012 이하인 한, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 표 1에 기재된 유리를 인터포저로서 이용되는 유리 기판(10)을 구성하는데 적합한 유리로서 예로 들 수 있다. 또한, 주파수 1GHz에 있어서의, 비유전률 εr 및 유전 정접 tanδ는, 공동 공진기 섭동법을 이용하여 측정할 수 있다. 이 방법은, 공진기 내에 미소한 유전체 또는 자성체를 삽입했을 때에 생기는 공진 주파수의 변화를 측정하고, 섭동법을 이용하여 재료의 복소유전율이나 복소투자율을 산출하는 방법이다. 표 1에 기재된 유리의 비유전률 εr 및 유전 정접 tanδ의 측정은, 25℃에 있어서, 1GHz용의 공동 공진기와 네트워크 애널라이저(Agilent Technologies 사제 E8361A)를 사용해서 행했다.
Figure 112017042791117-pct00001
유리 기판(10)을 구성하는 유리가, 높은 강성을 가지면, 레이저(L)를 조사했을 때에, 유리 기판(10)의 상면 및 하면에 있어서 깨짐이 발생하기 어렵다. 이 때문에, 예를 들면, 유리 기판(10)을 구성하는 유리의 영률이 80GPa 이상인 것이 바람직하다.
또한, 흡수 계수는, 두께 d(예를 들어 약 0.1cm)의 유리의 샘플의 투과율 및 반사율을 측정함으로써 산출할 수 있다. 우선, 두께 d(cm)의 유리의 샘플에 대해서, 투과율 T(%)와, 입사각 12°에 있어서의 반사율 R(%)를 측정한다. 투과율 T 및 반사율 R은, 시마즈 제작소 사제의 분광 광도계 UV―3100형을 이용하여 측정할 수 있다. 그리고, 측정치로부터 이하의 식을 이용하여 유리의 흡수 계수 α를 산출할 수 있다.
α=ln((100-R)/T)/d
렌즈의 촛점 거리 F(mm)는, 예를 들면 50mm~500mm이며, 바람직하게는 100mm~200mm이다.
또, 펄스 레이저의 빔 직경 D(mm)는, 예를 들면 1mm~40mm이며, 바람직하게는 3mm~20mm이다. 여기서, 빔 직경 D는, 렌즈에 입사할 때의 펄스 레이저의 빔 직경이며, 빔의 중심의 강도에 대해 강도가 [1/e2]배가 되는 범위의 직경을 의미한다.
촛점 거리 F를 빔 직경 D로 나눈 값, 즉 [F/D]의 값은, 7 이상이며, 바람직하게는 7 이상 40 이하이며, 보다 바람직하게는 10 이상 20 이하이다. 이 값은, 유리에 조사되는 레이저의 집광성에 관계하는 값이다. F/D가 7 이상이면, 빔 웨스트 근방에서 레이저 파워가 너무 강해지는 것을 방지할 수 있어, 유리 기판(10)의 내부에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
레이저(L)를 유리 기판(10)에 조사하기 전에 유리 기판(10)에 대해 전처리를 행하는 것, 예를 들면, 레이저(L)의 흡수를 촉진하는 막을 형성하는 것은 불필요하다. 단, 경우에 따라서는, 그러한 처리를 행해도 된다.
도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(10)의 레이저(L)가 조사된 부분에 변질부(12)가 형성된다. 변질부(12)는, 통상, 광학 현미경을 이용한 관찰에 의해 다른 부분과 분별할 수 있다. 변질부(12)는, 레이저 조사에 의해 광화학적인 반응이 일어나, E'센터나 비가교 산소 등의 결함이 생긴 부위나 레이저 조사의 급열·급냉에 의해 발생한, 고온도역에 있어서의 성긴 유리 구조를 유지한 부위 등이다. 변질부(12)는, 유리 기판(10)의 통상부보다 소정의 에칭액에 대해, 에칭되기 쉽다.
변질부 형성 공정에서는, 예를 들면, 유리 기판(10)의 내부에 포커스되도록 레이저(L)를 유리 기판(10)에 조사한다. 변질부(12)는, 관통 구멍 형성 공정에 있어서 유리 기판(10)에 관통 구멍을 용이하게 형성할 수 있도록 형성되어 있다. 이 때문에, 예를 들면, 유리 기판(10)의 두께 방향의 중앙 부근에 포커스되도록 레이저(L)가 유리 기판(10)에 조사된다. 또, 변질부(12)를 유리 기판(10)에 형성할 수 있는 한, 유리 기판(10)의 외부에 포커스되도록 레이저(L)가 조사되어도 된다. 예를 들면, 유리 기판(10)의 레이저(L)가 입사하는 측의 면으로부터 소정의 거리(예를 들어 1.0mm)만큼 떨어진 위치에 포커스되도록 레이저(L)가 조사되어도 되고, 유리 기판(10)의 레이저(L)가 입사하는 측의 면과 반대측의 면으로부터 소정의 거리(예를 들어 1.0mm)만큼 떨어진 위치에 포커스되도록 레이저(L)가 조사되어도 된다. 바꾸어 말하면, 유리 기판(10)에 변질부(12)를 형성할 수 있는 한, 레이저(L)는, 유리 기판(10)의, 레이저(L)가 입사하는 측의 면으로부터 레이저(L)가 진행하는 방향과 반대의 방향으로 1.0mm 이내의 범위에 있는 위치(유리 기판(10)의, 레이저(L)가 입사하는 측의 면을 포함한다), 레이저(L)가 입사하는 측의 면과 반대측의 면으로부터, 유리 기판(10)을 투과한 레이저(L)가 진행하는 방향으로 1.0mm 이내에 있는 위치(유리 기판(10)의, 레이저(L)가 입사하는 측의 면과 반대측의 면을 포함한다), 또는 유리 기판(10)의 내부에 포커스되어도 된다.
변질부(12)의 크기는, 렌즈에 입사할 때의 레이저(L)의 빔 직경 D, 렌즈의 촛점 거리 F, 유리 기판(10)을 구성하는 유리의 흡수 계수, 펄스 레이저의 파워 등에 따라 변화한다. 이들 파라미터를 조정함으로써, 예를 들면, 직경이 10μm 이하이며 유리 기판(10)의 두께 방향에 있어서의 길이가 100μm 이상인 원기둥 형상의 변질부(12)를 형성할 수 있다.
변질부 형성 공정에 있어서 선택되는 조건의 일례를 표 2에 나타낸다.
Figure 112017042791117-pct00002
변질부 형성 공정에 있어서, 도 1의 (a)에 나타내는 바와 같이, 변질부(12)가 유리 기판(10)의 한쪽의 주면으로부터 그 한쪽의 주면과 반대측의 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면까지 유리 기판(10)의 두께 방향으로 연장되도록 변질부(12)를 형성해도 된다. 바꾸어 말하면, 변질부 형성 공정에 있어서, 변질부(12)가 유리 기판(10)의 한쪽의 주면 및 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면에서 노출되도록 변질부(12)가 형성된다. 이 경우, 변질부(12)를 노출시키기 위해, 관통 구멍 형성 공정에 앞서 유리 기판(10)의 연마를 행할 필요가 없다. 또, 관통 구멍 형성 공정의 당초부터, 소정의 에칭액이, 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면측에서 변질부(12)에 접하므로, 비교적 단시간에 유리 기판(10)에 관통 구멍(14)을 형성할 수 있다.
다음에, 제1 도전부 형성 공정에 대해서 설명한다. 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 도전부(20a)가, 유리 기판(10)에 있어서의 변질부(12)의 위치에 따라, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면 상에 형성된다. 구체적으로, 제1 도전부 형성 공정에 있어서, 유리 기판(10)을 평면에서 보았을 때에, 제1 도전부(20a)의 일부와 변질부(12)가 겹치도록 제1 도전부(20a)가 형성된다. 유리 기판(10)에 있어서의 변질부(12)의 위치에는, 도 1의 (e)에 나타내는 바와 같이, 관통 전극(30)이 최종적으로 형성된다. 이 때문에, 관통 전극(30)과 제1 도전부(20a)의 전기적인 접속을 확보하기 위해, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 있어서, 변질부(12)의 바로 위에 제1 도전부(20a)의 일부가 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 제1 도전부(20a)는, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 있어서의 제1 도전부(20a)의 배치가, 유리 기판(10)에 있어서의 변질부(12)의 위치와 소정의 위치 관계가 되도록 형성될 필요가 있다. 이 때문에, 제1 도전부 형성 공정에 있어서, 유리 기판(10)에 있어서의 변질부(12)의 위치를 정확하게 파악할 필요가 있다. 그러나, 변질부(12)를 유리 기판(10)의 변질부(12) 이외의 부분과 분별하는 것이 어려울 가능성이 있다. 그래서, 예를 들면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 관통 전극이 달린 유리 기판을 제조하기 위한 유리 기판(10)은, 변질부(12)와, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 형성되어야 할 도전부(제1 도전부(20a))와 변질부(12)의 위치 맞춤을 위한 위치 맞춤부(16)를 구비하고 있으면 된다. 변질부(12)는, 상기대로, 유리 기판(10)에 레이저가 조사됨으로써 형성되어 있다. 위치 맞춤부(16)는, 예를 들면, 도 2에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 있어서 변질부(12)의 바로 위에 형성된 마크이다. 또, 위치 맞춤부(16)는, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 있어서의 변질부(12)의 바로 위의 지점으로부터 소정의 거리만큼 떨어져 형성된 마크여도 된다. 위치 맞춤부(16)는, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 형성되어야 할 도전부(제1 도전부(20a))와 변질부(12)의 위치 맞춤을 위해 이용되는 것인 한, 특별히 한정되지 않는다.
이 경우, 제1 실시 형태의 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법은, 변질부 형성 공정 후이며, 또한, 제1 도전부 형성 공정 전, 또는, 변질부 형성 공정 전에, 변질부(12)와, 제1 도전부 형성 공정에 있어서 형성되어야 할 제1 도전부(20a)의 위치 맞춤을 행하기 위한 위치 맞춤부(16)를 형성하는 위치 맞춤부 형성 공정을 더 구비한다.
또한, 변질부(12)를 유리 기판(10)의 변질부(12) 이외의 부분과 분별하는 것이 용이한 경우, 위치 맞춤부(16)를 생략해도 된다. 이 때, 형성된 변질부 중 어느 것, 또는, 관통 구멍의 형성이 예정되지 않은 변질부를, 위치 맞춤부(16)로서 이용하여, 변질부(12)와 제1 도전부(20a)의 위치 맞춤에 이용해도 된다.
유리 기판(10)에 있어서의 변질부(12)의 위치를 확인한 다음에, 제1 도전부(20a)가 형성된다. 제1 도전부(20a)를 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면의 제1 도전부(20a)를 형성해야 할 부분 이외의 부분을 마스킹하면서, Cu(구리) 등의 금속재료를 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 스퍼터링 또는 증착시킴으로써, 제1 도전부(20a)를 형성할 수 있다. 또, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면 전체에 도금에 의해 금속박층을 형성한 후에 포토리소그래피에 의해 금속박층의 불필요한 부분을 제거하고, 제1 도전부(20a)를 형성해도 된다. 또, 도전성을 가지는 잉크를 잉크젯에 의해 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 부착시켜 제1 도전부(20a)를 형성해도 된다. 제1 도전부(20a)는, 관통 전극이 달린 유리 기판에 있어서, 예를 들면, 회로 패턴 또는 전극으로서 기능한다. 이와 같이, 관통 구멍(14)이 형성되기 전에 제1 도전부(20a)가 형성되므로, 제1 도전부 형성 공정에서는, 유리 기판(10)이 높은 기계적 강도를 가진다. 이 때문에, 유리 기판(10)에 도전부를 형성할 때에 유리 기판(10) 취급이 용이하다.
제1 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법은, 도 1의 (c)와 같이, 보호막 형성 공정을 더 구비하고 있어도 된다. 보호막 형성 공정은, 제1 도전부(20a)를 관통 구멍 형성 공정에서 사용되는 에칭액으로부터 보호하기 위한 보호막(22)을 관통 구멍 형성 공정 전에 제1 도전부(20a)의 표면에 형성하는 공정이다. 보호막(22)은, 관통 구멍 형성 공정 후에 제거할 수 있도록 박리 가능한 막인 것이 바람직하다. 보호막(22)으로서는, 예를 들면, 내에칭성을 가지는 실리콘 수지 또는 내에칭성을 가지는 필름을 이용할 수 있다. 경우에 따라서는, 보호막 형성 공정은 생략 가능하다.
다음에, 관통 구멍 형성 공정에 대해서 설명한다. 관통 구멍 형성 공정은, 제1 도전부 형성 공정 후에 행해진다. 관통 구멍 형성 공정에는, 유리 기판(10)의 변질부(12)가 형성되어 있지 않은 부분에 대한 에칭 레이트보다 변질부(12)에 대한 에칭 레이트가 큰 에칭액을 이용하여 행해진다. 즉, 관통 구멍 형성 공정은 웨트 에칭에 의해 행해진다. 이러한 에칭액으로서는, 예를 들어 불산(불화 수소(HF)의 수용액)을 이용할 수 있다. 또, 황산(H2SO4)이나 그 수용액, 질산(HNO3)이나 그 수용액, 또는 염산(염화수소(HCl)의 수용액)을 이용해도 된다. 또, 이들 산의 혼합물을 이용해도 된다. 에칭액으로서 불산을 이용한 경우, 변질부(12)의 에칭이 진행되기 쉬워, 단시간에 관통 구멍(14)을 형성할 수 있다. 에칭액으로서 황산을 이용한 경우, 변질부(12) 이외의 유리가 에칭되기 어려워, 테이퍼 각도가 작은 스트레이트한 관통 구멍(14)을 형성할 수 있다.
에칭 시간 및 에칭액의 온도는, 변질부(12)의 형상이나 치수에 따라 적절히 선택된다. 또한, 에칭 시의 에칭액의 온도를 높게 함으로써, 에칭 속도를 높일 수 있다. 또, 에칭 조건에 따라, 관통 구멍(14)의 직경을 제어할 수 있다.
유리 기판(10)의 제1 도전부(20a)가 형성된 주면과 반대측의 주면으로부터 에칭이 행해진다. 변질부(12)에 있어서의 에칭 레이트와 유리 기판(10)의 변질부(12) 이외의 부분에 있어서의 에칭 레이트의 차에 의해, 유리 기판(10)의 두께가 에칭에 의해 감소하는 속도보다 빠른 속도로 유리 기판(10)의 두께 방향으로 연장되는 변질부(12)가 에칭된다. 이것에 의해, 도 1의 (d)에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(10)의 변질부(12)가 존재하고 있던 위치에 관통 구멍(14)이 형성된다. 제1 도전부(20a)는, 에칭액에 담가지지 않아, 유리 기판(10)과 제1 도전부(20a)의 계면에서, 에칭이 정지한다. 이것에 의해, 유리 기판(10)에 형성된 제1 도전부(20a)의 손상을 억제할 수 있다.
다음에, 관통 전극 형성 공정에 대해서 설명한다. 관통 구멍(14)의 내부에 관통 전극(30)을 형성할 수 있는 한, 관통 전극(30)을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, Cu(구리) 등의 금속을 이용한 도금에 의해, 관통 구멍(14)의 내부에 관통 전극(30)을 형성할 수 있다. 유리 기판(10)에 직접 도금을 실시하는 것은 어렵다. 이 때문에, 예를 들면, 관통 전극(30)을 이루는 도전 재료를 부착시키기 위한 시드층을 적어도 관통 구멍(14)의 내주면에 형성한 다음에, 도금에 의해 관통 전극(30)을 형성한다. 시드층은, 관통 구멍(14)의 내주면을 포함하는 유리 기판(10)의 표면을 예를 들면 Pd(팔라듐)를 포함하는 촉매와 접촉시킴으로써 형성할 수 있다. 이것에 의해, 유리 기판(10)에 무전해 도금을 실시할 수 있다. 유리 기판(10)을 도금하는 금속은, 특별히 제한되지 않지만, 도전성을 높이고, 제조 비용을 저감하는 관점에서, Cu(구리)인 것이 바람직하다. 유리 기판(10)의, 제1 도전부(20a)가 형성되어 있는 주면과 반대측의 주면 및 관통 구멍(14)의 내주면에 도금을 실시한다. 무전해 도금에 의해, 소정의 두께를 가지는 금속층(32)이, 유리 기판(10)의 제1 도전부(20a)가 형성되어 있는 주면과 반대측의 주면에 형성되면, 유리 기판(10)의 제1 도전부(20a)의 반대측에서 도전성이 확보된다. 이 경우, 전해 도금에 의해 보다 효율적으로 도금을 행해도 된다. 즉, 무전해 도금과 전해 도금을 조합하여 유리 기판(10)에 대해 도금을 실시해도 된다.
도 1의 (f)에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(10)의 제1 도전부(20a)가 형성되어 있는 주면과 반대측의 주면에 도금에 의해 형성된 금속층(32)은, 예를 들면, 연마에 의해 제거되어도 된다. 게다가, 예를 들면, 도 1의 (g)에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(10)의 제1 도전부(20a)가 형성되어 있는 주면과 반대측의 주면에 제2 도전부(20b)를 형성한다. 이 때, 보호막(22)을 제거한다. 제2 도전부(20b)는, 제1 도전부(20a)를 형성하는 방법으로서 상술한 방법과 동일한 방법으로 형성할 수 있다. 또한, 제1 도전부(20a)를 형성하는 방법과, 제2 도전부(20b)를 형성하는 방법이 상이해도 된다. 이와 같이, 제1 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법은, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면과 반대측의 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면에 제2 도전부(20b)를 형성하는 제2 도전부 형성 공정을 더 구비하고 있어도 된다. 이와 같이 하여, 관통 전극이 달린 유리 기판(1a)을 제조할 수 있다.
도 1의 (h)에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(10)의 제1 도전부(20a)가 형성되어 있는 주면과 반대측의 주면에 도금에 의해 형성된 금속층(32)의 일부를 제거함으로써, 제2 도전부(20b)를 형성해도 된다. 예를 들면, 포토리소그래피에 의해, 유리 기판(10)의 제1 도전부(20a)가 형성되어 있는 주면과 반대측의 주면에 도금에 의해 형성된 금속층 중, 제2 도전부(20b)로서 필요한 부분만을 남기고, 또한, 불필요한 부분을 제거한다. 이 경우, 레지스트의 제거와 함께 보호막(22)을 제거할 수도 있다. 이와 같이 하여, 관통 전극이 달린 유리 기판(1b)을 제조할 수 있다
이와 같이 하여, 관통 전극이 달린 유리 기판(1a) 또는 관통 전극이 달린 유리 기판(1b)이 얻어진다. 관통 전극이 달린 유리 기판(1a)은, 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 인터포저로서 이용된다. 예를 들면, 제1 도전부(20a)가, IC, 수광 소자, 또는 발광 소자 등의 전자 디바이스(50a)에 전기적으로 접속되고, 제2 도전부(20b)가, 땜납 볼(40) 등을 통하여 인쇄 회로 기판(도시 생략)에 전기적으로 접속된다.
＜제2 실시 형태＞
다음에, 제2 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법에 대해서 설명한다. 제2 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법은, 특별히 설명하는 경우를 제외하고, 제1 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법과 동일하게 행해진다.
도 4의 (i)에 나타내는 바와 같이, 변질부 형성 공정에 있어서, 변질부(12)가 유리 기판(10)의 내부로부터 유리 기판(10)의 한쪽의 주면까지 유리 기판(10)의 두께 방향으로 연장되도록 상기 변질부(12)를 형성한다. 즉, 변질부(12)가 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 노출되도록 변질부(12)를 형성한다. 여기서, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면은, 제1 도전부(20a)가 형성되어야 할, 유리 기판(10)의 주면이다. 또한, 변질부 형성 공정에 있어서, 변질부(12)가 유리 기판(10)의 두께 방향으로 유리 기판(10)의 한쪽의 주면과 반대측의 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면으로부터 떨어져 있도록 변질부(12)를 형성한다. 즉, 변질부(12)가 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면에서 노출되지 않도록 변질부(12)를 형성한다.
이와 같이 변질부(12)가 형성된 유리 기판(10)을 이용하여, 도 4의 (j)에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 변질부(12)의 위치에 따라 제1 도전부(20a)를 형성한다. 또, 필요에 따라, 제1 도전부(20a)의 표면에 보호막(22)을 형성한다. 그 후, 도 4의 (k)에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍 형성 공정 전에, 유리 기판(10)을 다른쪽의 주면측으로부터 연마하여 변질부(12)를 노출시킨다. 즉, 제2 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법은, 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면으로부터 유리 기판(10)을 연마하여 관통 구멍 형성 공정 전에 변질부를 노출시키는 연마 공정을 더 구비하고 있다.
그 후, 유리 기판(10)을, 도 1의 (d)~(h)의 공정에 따라서 가공함으로써, 관통 전극이 달린 유리 기판이 제조된다. 유리 기판(10)의 두께 또는 유리 기판(10)을 구성하는 유리의 종류에 따라서는, 변질부(12)의 형성에 장시간을 필요로 할 가능성이 있다. 본 실시 형태에 의하면, 유리 기판(10)의 두께 방향으로 유리 기판(12)을 관통하도록 변질부(12)를 형성하지 않기 때문에, 변질부(12)를 비교적 단시간에 형성할 수 있다. 또, 다른쪽의 주면이 연마되기 전의 유리 기판(10)을 이용하여 제1 도전부(20a)를 형성할 수 있다. 이 때문에, 제1 도전부 형성 공정에 있어서의 유리 기판(10)의 두께가 비교적 크기 때문에, 제1 도전부(20a)를 형성할 때에 유리 기판(10) 취급이 용이하다. 또, 최종적으로 제조되는 관통 전극이 달린 유리 기판의 두께를 작게 할 수 있다.
＜제3 실시 형태＞
다음에, 제3 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법에 대해서 설명한다. 제3 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법은, 특별히 설명하는 경우를 제외하고, 제2 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법과 동일하게 행해진다.
제3 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법은, 연마에 의해 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면에 변질부(12)를 노출시키는 대신에, 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면을 에칭함으로써 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면에 변질부(12)를 노출시킨다.
도 5의 (l)에 나타내는 바와 같이, 변질부 형성 공정에 있어서, 변질부(12)가 유리 기판(10)의 내부로부터 유리 기판(10)의 한쪽의 주면까지 유리 기판(10)의 두께 방향으로 연장되도록 상기 변질부(12)를 형성한다. 즉, 변질부(12)가 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 노출되도록 변질부(12)를 형성한다. 여기서, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면은, 제1 도전부(20a)가 형성되어야 할, 유리 기판(10)의 주면이다. 또한, 변질부 형성 공정에 있어서, 변질부(12)가 유리 기판의 두께 방향으로 유리 기판(10)의 한쪽의 주면과 반대측의 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면으로부터 떨어져 있도록 변질부(12)를 형성한다.
도 5의 (m)에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 변질부(12)의 위치에 따라 제1 도전부(20a)를 형성한다. 또, 필요에 따라, 제1 도전부(20a)의 표면에 보호막(22)을 형성한다.
그 후, 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면으로부터 유리 기판(10)이 웨트 에칭 되도록 유리 기판(10)을 에칭액에 담근다. 당초는, 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면에 변질부(12)가 노출되어 있지 않았기 때문에, 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면 전체에 있어서 균일한 에칭 레이트로 유리 기판(10)이 에칭된다. 유리 기판(10)의 에칭이 진행되면, 도 5의 (n)에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면측에 변질부(12)가 노출된다. 에칭액으로서는, 유리 기판(10)의 변질부(12)가 형성되어 있지 않은 부분에 대한 에칭 레이트보다 변질부(12)에 대한 에칭 레이트가 큰 에칭액이 이용된다. 이 때문에, 변질부(12)에 있어서의 에칭 레이트와 유리 기판(10)의 변질부(12) 이외의 부분에 있어서의 에칭 레이트의 차에 의해, 유리 기판(10)의 두께가 에칭에 의해 감소하는 속도보다 빠른 속도로 유리 기판(10)의 두께 방향으로 연장되는 변질부(12)가 에칭된다. 이것에 의해, 도 5의 (o)에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(14)이 형성된다.
그 후, 유리 기판(10)을, 도 1의 (e)~(h)의 공정에 따라서 가공함으로써, 관통 전극이 달린 유리 기판이 제조된다. 제3 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법에 의하면, 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면에 변질부(12)를 노출시키기 위한 연마 공정을 생략할 수 있으므로, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 비용을 저감할 수 있다. 또, 관통 구멍(14)이 형성되어 있지 않은 비교적 두께가 큰 유리 기판(10)을 이용하여 제1 도전부(20a)를 형성할 수 있다. 이 때문에, 제1 도전부(20a)를 형성할 때에 유리 기판(10) 취급이 용이하다. 또, 최종적으로 제조되는 관통 전극이 달린 유리 기판의 두께를 작게 할 수 있다.
＜제4 실시 형태＞
다음에, 제4 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법에 대해서 설명한다. 제4 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법은, 특별히 설명하는 경우를 제외하고, 제1 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법과 동일하게 행해진다.
도 6의 (p)에 나타내는 바와 같이, 변질부 형성 공정에 있어서, 변질부(12)가 유리 기판(10)의 내부로부터 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면까지 유리 기판(10)의 두께 방향으로 연장되도록 상기 변질부(12)를 형성한다. 즉, 변질부(12)가 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면에 노출되도록 변질부(12)를 형성한다. 여기서, 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면은, 제1 도전부(20a)가 형성되어야 할 유리 기판(10)의 주면과 반대측의 유리 기판(10)의 주면이다. 또한, 변질부 형성 공정에 있어서, 변질부(12)가 유리 기판의 두께 방향으로 유리 기판(10)의 한쪽의 주면으로부터 떨어져 있도록 변질부(12)를 형성한다.
도 6의 (q)에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 변질부(12)의 위치에 따라 제1 도전부(20a)를 형성한다. 또, 필요에 따라, 제1 도전부(20a)의 표면에 보호막(22)을 형성한다.
그 후, 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면으로부터 유리 기판(10)이 웨트 에칭 되도록 유리 기판(10)을 에칭액에 담근다. 에칭액으로서는, 유리 기판(10)의 변질부(12)가 형성되어 있지 않은 부분에 대한 에칭 레이트보다 변질부(12)에 대한 에칭 레이트가 큰 에칭액이 이용된다. 이 때문에, 변질부(12)에 있어서의 에칭 레이트와 유리 기판(10)의 변질부(12) 이외의 부분에 있어서의 에칭 레이트의 차에 의해, 유리 기판(10)의 두께가 에칭에 의해 감소하는 속도보다 빠른 속도로 유리 기판(10)의 두께 방향으로 연장되는 변질부(12)가 에칭된다. 이 때문에, 도 6의 (r)에 나타내는 바와 같이, 바닥이 있는 구멍(18)이 형성된다. 그 후, 유리 기판(10)의 두께 방향으로 균일한 에칭 레이트로 유리 기판(10)의 에칭이 진행되어, 도 6의 (s)에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(14)이 형성된다.
＜제5 실시 형태＞
다음에, 제5 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법에 대해서 설명한다. 제5 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법은, 특별히 설명하는 경우를 제외하고, 제1 실시 형태에 관련된 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법과 동일하게 행해진다.
도 7의 (t)에 나타내는 바와 같이, 변질부(12)가 유리 기판(10)의 한쪽의 주면 및 다른쪽의 주면으로부터 떨어져 있도록 변질부(12)를 형성한 다음에, 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 제1 도전부(20a)를 형성한다. 즉, 변질부 형성 공정에 있어서, 변질부(12)가 유리 기판(10)의 한쪽의 주면 및 다른쪽의 주면으로부터 떨어져 있도록 변질부(12)를 형성한다. 경우에 따라서는, 제1 도전부(20a)의 표면에 보호막(22)을 형성한다.
그 후, 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면으로부터 유리 기판(10)이 웨트 에칭 되도록 유리 기판(10)을 에칭액에 담근다. 제3 실시 형태와 마찬가지로, 당초는, 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면 전체에 있어서 균일한 에칭 레이트로 유리 기판(10)이 에칭된다. 유리 기판(10)의 에칭이 진행되어, 유리 기판(10)의 다른쪽의 주면측에서 변질부(12)가 노출되면, 변질부(12)에 있어서의 에칭 레이트와 유리 기판(10)의 변질부(12) 이외의 부분에 있어서의 에칭 레이트의 차에 의해, 유리 기판(10)의 두께가 에칭에 의해 감소하는 속도보다 빠른 속도로 유리 기판(10)의 두께 방향으로 연장되는 변질부(12)가 에칭된다. 변질부(12)의 에칭이 종료되면, 도 7의 (u)에 나타내는 바와 같이, 바닥이 있는 구멍(18)이 형성된다. 에칭이 더 진행되면, 도 7의 (v)에 나타내는 바와 같이, 관통 구멍(14)이 형성된다.
제5 실시 형태에 의하면, 유리 기판(10)의 두께 방향에 있어서의 변질부(12)의 길이를 비교적 짧게 할 수 있으므로, 변질부(12)를 비교적 단시간에 형성할 수 있다. 한편, 유리 기판(10)의 변질부(12) 이외의 부분에 대한 에칭액의 에칭 레이트는 비교적 작기 때문에, 변질부(12)가 에칭된 후부터 관통 구멍(14)이 형성될 때까지 걸리는 시간이 비교적 길다. 이 때문에, 유리 기판(10)의 두께 방향 뿐만이 아니라, 유리 기판(10)의 면방향으로도 에칭이 진행되므로, 도 7의 (v)에 나타내는 바와 같이 관통 구멍(14)의 내주면이 형성하는 테이퍼면의 테이퍼 각도가 커진다. 이 때문에, 형성 가능한 관통 구멍(14)의 크기가 제약되어 버릴 가능성도 있다. 따라서, 변질부 형성 공정에 있어서, 변질부(12)가 유리 기판(10)의 한쪽의 주면에 노출되도록, 변질부(12)가 형성되어 있는 것이 바람직하다.

Claims (16)

  1. 유리 기판에 레이저를 조사함으로써, 상기 유리 기판의 레이저가 조사된 부분에 변질부를 형성하는 변질부 형성 공정과,
    상기 변질부가 형성된 상기 유리 기판의 한쪽의 주면에, 상기 변질부의 위치에 따라 제1 도전부를 형성하는 제1 도전부 형성 공정과,
    상기 유리 기판의 상기 변질부가 형성되어 있지 않은 부분에 대한 에칭 레이트보다 상기 변질부에 대한 에칭 레이트가 큰 에칭액을 이용하여 적어도 상기 변질부를 에칭함으로써, 상기 제1 도전부 형성 공정 후에, 상기 유리 기판에 관통 구멍을 형성하는 관통 구멍 형성 공정과,
    상기 관통 구멍의 내부에 관통 전극을 형성하는 관통 전극 형성 공정을 구비한, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 변질부 형성 공정에 있어서, 상기 변질부가 상기 한쪽의 주면으로부터 상기 한쪽의 주면과 반대측의 상기 유리 기판의 다른쪽의 주면까지 상기 유리 기판의 두께 방향으로 연장되도록 상기 변질부를 형성하는, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 변질부 형성 공정에 있어서, 상기 변질부가, 상기 유리 기판의 내부로부터 상기 유리 기판의 상기 한쪽의 주면까지 상기 유리 기판의 두께 방향으로 연장됨과 함께, 상기 유리 기판의 두께 방향으로 상기 한쪽의 주면과 반대측의 상기 유리 기판의 다른쪽의 주면으로부터 떨어져 있도록 상기 변질부를 형성하는, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 변질부 형성 공정에 있어서, 상기 변질부가, 상기 유리 기판의 내부로부터 상기 유리 기판의 상기 한쪽의 주면과 반대측의 상기 유리 기판의 다른쪽의 주면까지 상기 유리 기판의 두께 방향으로 연장됨과 함께, 상기 유리 기판의 두께 방향으로 상기 한쪽의 주면으로부터 떨어져 있도록 상기 변질부를 형성하는, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 변질부 형성 공정에 있어서, 상기 변질부가 상기 유리 기판의 두께 방향으로 상기 한쪽의 주면 및 상기 한쪽의 주면과 반대측의 상기 유리 기판의 다른쪽의 주면으로부터 떨어져 있도록 상기 변질부를 형성하는, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 다른쪽의 주면으로부터 상기 유리 기판을 연마하여 상기 관통 구멍 형성 공정 전에 상기 변질부를 노출시키는 연마 공정을 더 구비한, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 다른쪽의 주면으로부터 상기 유리 기판을 연마하여 상기 관통 구멍을 형성하기 전에 상기 변질부를 노출시키는 연마 공정을 더 구비한, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 도전부 형성 공정에 있어서, 상기 유리 기판을 평면에서 보았을 때에, 상기 제1 도전부의 일부와 상기 변질부가 겹치도록 상기 제1 도전부를 형성하는, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 도전부를 상기 에칭액으로부터 보호하기 위한 보호막을 상기 관통 구멍 형성 공정 전에 상기 제1 도전부의 표면에 형성하는 보호막 형성 공정을 더 구비한, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 관통 전극 형성 공정에 있어서, 상기 관통 전극을 이루는 도전 재료를 부착시키기 위한 시드층을 상기 관통 구멍의 내주면에 형성한 다음에, 도금에 의해 상기 관통 전극을 형성하는, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 한쪽의 주면과 반대측의 상기 유리 기판의 다른쪽의 주면에 제2 도전부를 형성하는 제2 도전부 형성 공정을 더 구비한, 관통 전극이 달린 유리 기판의 제조 방법.
  12. 관통 전극이 달린 유리 기판을 제조하기 위한 유리 기판으로서,
    레이저가 조사됨으로써 형성된 변질부와,
    상기 유리 기판의 한쪽의 주면에 형성되어야 할 도전부와 상기 변질부의 위치 맞춤을 위한 위치 맞춤부를 구비하고,
    상기 변질부는, 상기 유리 기판을 평면에서 보았을 때에 상기 도전부의 일부와 겹치도록 형성되어 있는,
    유리 기판.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 도전부는, 스퍼터링, 증착, 도금, 및 잉크젯으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 방법으로 형성되는,
    유리 기판.
  14. 관통 전극이 달린 유리 기판을 제조하기 위한 유리 기판으로서,
    파장 λ를 포함하는 레이저가 조사됨으로써 형성되고, 불산, 황산, 질산, 및 염산으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 산을 포함하는 에칭액에 대하여, 다른 부분보다 에칭 레이트가 큰 변질부와,
    상기 유리 기판을 평면에서 보았을 때에 일부가 상기 변질부와 겹쳐 있는 도전부를 구비하고,
    상기 파장 λ에 있어서의 흡수 계수가 50cm-1 이하인,
    유리 기판.
  15. 청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    주파수 1GHz에 있어서의, 비유전률 εr이 11 이하이며, 또한, 유전 정접 tanδ가 0.012 이하인, 유리 기판.
  16. 청구항 12 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    주파수 1GHz에 있어서의, 비유전률 εr이 6 이하이며, 또한, 유전 정접 tanδ가 0.008 이하인, 유리 기판.
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