TWI669279B - 附貫通電極之玻璃基板的製造方法及玻璃基板 - Google Patents
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Abstract
本發明之附貫通電極之玻璃基板的製造方法係對玻璃基板(10)藉由照射雷射而形成變質部，於玻璃基板(10)之一主面，對應變質部(12)之位置形成第一導電部(20a)，藉由使用蝕刻液至少蝕刻變質部(12)，而於形成第一導電部之後，於玻璃基板(10)形成貫通孔(14)。藉此，可確保於玻璃基板形成電路等導電部時之玻璃基板之處理之容易性，且抑制形成於玻璃基板之電路等導電部之損傷並且以相對短時間於玻璃基板形成貫通孔。
Description
本發明係關於一種附貫通電極之玻璃基板的製造方法及用以製造附貫通電極之玻璃基板之玻璃基板。
習知，例如，作為LSI(Large-Scale Integration)之構裝技術，已知有使用矽貫通電極(TSV：Through Silicon Via)之構裝技術。具有貫通電極之矽基板例如作為內插器(interposer)被廣泛使用。內插器係中繼配線之設計規則分別不同、如IC(Integrated Circuit)及印刷基板般端子間距離不同之基板彼此之基板。
如非專利文獻1所記載般，已知有如下方法：當於矽基板形成TSV時，於形成電晶體(transistor)等之元件或電極等之電路的步驟之前後或其步驟之間，形成TSV。
TSV技術由於除了矽基板價格高以外，還起因於矽為半導體而必須於矽基板形成貫通孔之前後進行絕緣處理，故而具有成本較高之問題。因此，例如，為了降低內插器之成本，而於廉價之玻璃基板形成玻璃貫通電極(TGV：Through Glass Via)之附貫通電極之玻璃基板受到注目。
於TGV技術中，必須於玻璃基板形成貫通孔。作為於玻璃
基板形成貫通孔之技術，例如，如專利文獻1所記載般，已知有藉由脈衝振盪YAG雷射之照射而形成貫通孔之技術。又，於專利文獻2中，記載有於感光性玻璃基板形成微細之孔之方法。於專利文獻2所記載之方法中，於感光性玻璃基板上之特定之位置配置光罩，照射紫外線，形成潛像。其次，對感光性玻璃基板進行加熱處理而使潛像結晶化。其次，於形成有潛像之部分之中央藉由雷射光而形成小於潛像之加工目標孔。其次，藉由氫氟酸而進行蝕刻。藉此，經結晶化之部分被選擇性地蝕刻而形成孔。於專利文獻3中，記載有自板玻璃之兩面藉由相對向之同一軸心上之上下一對取心鑽(core drill)而穿孔為板玻璃之方法。
專利文獻1：日本特開2000-061667號公報
專利文獻2：日本特開2001-105398號公報
專利文獻3：日本特開昭54-126215號公報
[非專利文獻]
非專利文獻1：吉永孝司及野村稔，「三維LSI構裝用之TSV技術之研究開發之動向」，科學技術動向、科學技術、學術政策研究所，2010年4月號，No.109，p.23-34
存在藉由於玻璃基板形成貫通孔而玻璃基板之機械強度降低之可能性。因此，於製造附貫通電極之玻璃基板時，於在形成有貫通孔之玻璃基板之一主面形成電路等導電部之情形時，於玻璃基板形成電路等導電部時玻璃基板之處理困難。另一方面，於在玻璃基板之一主面形成電路等導電部之後在玻璃基板形成貫通孔之情形時，難以藉由對玻璃基板照射雷射而於玻璃基板形成貫通孔。其原因在於，存在因伴隨照射雷射之發熱，而於形成在玻璃基板之電路等導電部產生損傷之可能性。於TSV技術中，應用乾式蝕刻之Bosch製程等之手法作為於矽基板形成貫通孔之方法而被確立。然而，藉由乾式蝕刻而進行之向玻璃基板形成貫通孔需要長時間，難以謂之為實用。
本發明鑒於此種情況，目的在於在附貫通電極之玻璃基板的製造方法中，確保於玻璃基板形成電路等導電部時之玻璃基板之處理之容易性，且抑制形成於玻璃基板之電路等導電部之損傷並且以相對短時間於玻璃基板形成貫通孔。
本發明提供一種附貫通電極之玻璃基板的製造方法，其具備：變質部形成步驟，其藉由對玻璃基板照射雷射，而於上述玻璃基板之照射有雷射之部分形成變質部；第一導電部形成步驟，其於形成有上述變質部之上述玻璃基板之一主面，對應上述變質部之位置形成第一導電部；貫通孔形成步驟，其藉由使用下述蝕刻液至少蝕刻上述變質部，而於
上述第一導電部形成步驟之後，於上述玻璃基板形成貫通孔，該蝕刻液對上述變質部的蝕刻速率大於對上述玻璃基板之未形成上述變質部之部分的蝕刻速率；及貫通電極形成步驟，其於上述貫通孔之內部形成貫通電極。
又，本發明提供一種玻璃基板，其用以製造附貫通電極之玻璃基板，具備：變質部，其藉由照射雷射而形成；及位置對準部，其用以對準應形成於上述玻璃基板之一主面之導電部與上述變質部之位置。
根據本發明，於第一導電部形成步驟之後，於玻璃基板形成貫通孔，故而於第一導電部形成步驟中，玻璃基板具有較高之機械強度。因此，於玻璃基板形成電路等導電部時容易處理玻璃基板。又，藉由對玻璃基板照射雷射而形成變質部，使用具有上述蝕刻速率之蝕刻液蝕刻變質部並於玻璃基板形成貫通孔，故而可抑制形成於玻璃基板之電路等導電部之損傷並且以相對短期間於玻璃基板形成貫通孔。
1a、1b‧‧‧附貫通電極之玻璃基板
10‧‧‧玻璃基板
12‧‧‧變質部
14‧‧‧貫通孔
16‧‧‧位置對準部
18‧‧‧有底孔
20a‧‧‧第一導電部
20b‧‧‧第二導電部
22‧‧‧保護膜
圖1係表示第1實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法之步驟之剖視圖。
圖2係用以製造附貫通電極之玻璃基板之玻璃基板之俯視圖。
圖3係表示將附貫通電極之玻璃基板用作內插器之一例之剖視圖。
圖4係表示第2實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法之步驟之剖視圖。
圖5係表示第3實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法之步驟之剖視圖。
圖6係表示第4實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法之步驟之剖視圖。
圖7係表示第5實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法之步驟之剖視圖。
以下，一面參照圖式一面對本發明之實施形態進行說明。再者，以下之說明係關於本發明之一例者，本發明並不由該等說明限定。
<第1實施形態>
第1實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法具備變質部形成步驟、第一導電部形成步驟、貫通孔形成步驟、及貫通電極形成步驟。如圖1(a)所示，變質部形成步驟係藉由對玻璃基板10照射雷射L而於玻璃基板10之照射有雷射L之部分形成變質部12之步驟。如圖1(b)所示，第一導電部形成步驟係於形成有變質部12之玻璃基板10之一主面，對應變質部12之位置形成第一導電部20a之步驟。如圖1(d)所示，貫通孔形成步驟係藉由使用對變質部12之蝕刻速率大於對玻璃基板10之未形成變質部12之部分之蝕刻速率的蝕刻液來至少蝕刻變質部12，藉此於第一導電部形成步驟之後，在玻璃基板10形成貫通孔14之步驟。如圖1(e)所示，貫
通電極形成步驟係於貫通孔14之內部形成貫通電極30之步驟。
首先，對變質部形成步驟進行說明。關於本步驟及下述作為後步驟之藉由蝕刻而進行之貫通孔形成步驟，可應用日本特開2008-156200號公報中記載之方法。於變質部形成步驟中，雷射L例如係具有特定之脈衝寬度之脈衝雷射。雷射L之照射例如藉由利用透鏡將波長λ之脈衝雷射聚光並照射至玻璃基板10而進行。於該情形時，雷射L之脈衝寬度並無特別限制。就抑制雷射照射裝置之成本且使雷射L之峰-峰值為特定值以上之觀點而言，雷射L之脈衝寬度例如為1ns(奈秒)~200ns，較佳為1ns~100ns，更佳為5ns~50ns。
雷射L例如為Nd：YAG雷射之高次諧波、Nd：YVO4雷射之高次諧波、或Nd：YLF雷射之高次諧波。於該情形時，高次諧波例如為二次諧波、三次諧波、或四次諧波。二次諧波之波長為532nm~535nm左右，三次諧波之波長為355nm~357nm左右，四次諧波之波長為266nm~268nm左右。藉由使用此種雷射L，而可於玻璃基板10廉價地形成變質部12。
就以可於玻璃基板10形成微小之貫通孔之方式使雷射L之照射點為特定值以下之觀點而言，雷射L之波長λ例如為535nm以下，較佳為360nm以下，更佳為350nm~360nm。
雷射L所具有之能量並無特別限制，較佳為與玻璃基板10之材質或應形成於玻璃基板10之變質部12之尺寸等對應之能量。雷射L所具有之能量例如為5μJ/脈衝~100μJ/脈衝。藉由使雷射L之能量增加，可以與其成比例之方式使變質部12之長度變長。雷射L之光束(beam)
品質M2例如為2以下。於該情形時，容易於玻璃基板10形成微小之貫通孔。
波長λ時之玻璃基板10之吸收係數例如為50cm-1以下。於該情形時，減輕雷射L之能量於玻璃基板10之表面附近被吸收之情況，容易於玻璃基板10之內部形成變質部12。波長λ時之玻璃基板10之吸收係數較佳為0.1cm-1~20cm-1。再者，即便波長λ時之玻璃基板10之吸收係數未達0.1cm-1，亦可於玻璃基板10之內部形成變質部12。波長λ時之吸收係數為50cm-1以下之玻璃可自公知之玻璃選擇。
作為構成玻璃基板10之玻璃，可較佳地使用石英玻璃、硼矽酸玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、含鈦矽酸鹽玻璃、或無鹼玻璃。於該情形時，波長λ時之玻璃基板10之吸收係數至少為0.1cm-1以上。
為了提高波長λ時之玻璃基板10之吸收係數，而構成玻璃基板10之玻璃亦可含有選自由Bi(鉍)、W(鎢)、Mo(鉬)、Ce(鈰)、Co(鈷)、Fe(鐵)、Mn(錳)、Cr(鉻)、V(釩)、Zn(鋅)、Cu(銅)、及Ti(鈦)組成之群之金屬之氧化物之至少1種作為著色成分，進而亦可根據需要含有作為著色成分而發揮功能之上述以外之金屬之氧化物。
於構成玻璃基板10之玻璃為硼矽酸玻璃之情形時，可使用康寧公司之#7059或Pyrex(註冊商標)。
於構成玻璃基板10之玻璃為鋁矽酸鹽玻璃之情形時，亦可使用具有如以下之組成之玻璃組成物。
以質量%表示，具有SiO2 58~66%，Al2O3 13~19%，
Li2O 3~4.5%，Na2O 6~13%，K2O 0~5%，R2O 10~18%(其中，R2O=Li2O+Na2O+K2O)，MgO 0~3.5%，CaO 1~7%，SrO 0~2%，BaO 0~2%，RO 2~10%(其中，RO=MgO+CaO+SrO+BaO)，TiO2 0~2%，CeO2 0~2%Fe2O3 0~2%，MnO 0~1%(其中，TiO2+CeO2+Fe2O3+MnO=0.01~3%)，SO3 0.05~0.5%之組成之玻璃組成物。
又，亦可使用具有如以下之組成之玻璃組成物。以質量%表示，具有由SiO2 60~70% Ai2O3 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%，組成之玻璃組成物。
進而，亦可使用如以下之組成之玻璃組成物。以質量%表示，含有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%，之玻璃組成物。
又，可使用以下之玻璃組成物。以質量%表示，含有SiO2 50~70%，Al2O3 14~28%，Na2O 1~5%，MgO 1~13%，及ZnO 0~14%，之玻璃組成物。
進而，亦可使用以下之玻璃組成物。以質量%表示，由SiO2 56~70%，Al2O3 7~17%，Li2O 4~8%，MgO 1~11%，ZnO 4~12%，Li2O+MgO+ZnO 14~23%，B2O3 0~9%，及CaO+BaO 0~3% TiO2 0~2%，組成之玻璃組成物。
於構成玻璃基板10之玻璃為鈉鈣玻璃之情形時，例如可使用廣泛用於板玻璃之玻璃組成物。
又，於構成玻璃基板10之玻璃為含鈦矽酸鹽玻璃之情形時，例如，可藉由含有5莫耳%以上之TiO2而使波長λ時之玻璃基板10之吸收係數為1以上，且可藉由含有10莫耳%以上之TiO2而使波長λ時之玻璃基板10之吸收係數為4以上。進而，亦可根據需要，含有作為上述著色成分而發揮功能之金屬之氧化物。
於構成玻璃基板10之玻璃為含鈦矽酸鹽玻璃之情形時，例如，可使用以下之玻璃組成物。
以莫耳%表示，50≦(SiO2+B2O3)≦79莫耳%，5≦(Al2O3+TiO2)≦25莫耳% 5≦(Li2O+Na2O+K2O+Rb2O+Cs2O+MgO+CaO+SrO+BaO)≦25莫耳%，其中，5≦TiO2≦25莫耳%之玻璃組成物。
又，於上述含鈦矽酸鹽玻璃中，較佳為(Al2O3+TiO2)/(Li2O+Na2O+K2O+Rb2O+Cs2O+MgO+CaO+SrO+BaO)≦0.9。
進而，於上述含鈦矽酸鹽玻璃中，較佳為70≦(SiO2+B2O3)≦79莫耳%，10≦TiO2≦15莫耳%，10≦Na2O≦15莫耳%。
另外，於上述含鈦矽酸鹽玻璃中，較佳為上述玻璃之熱膨脹係數為100×10-7℃-1以下。
於構成玻璃基板10之玻璃為無鹼玻璃之情形時，例如可使用以下之玻璃組成物。
以莫耳%表示，含有45≦(SiO2+B2O3)≦80莫耳%，7≦Al2O3≦15莫耳%，0≦TiO2≦5莫耳%，2≦(MgO+CaO+SrO+BaO)≦20莫耳%，實質上不含有鹼金屬氧化物之玻璃組成物。
於將玻璃基板10用作內插器之情形時，為了提高信號之傳送特性，重要的是降低高頻段中之介電損耗。於對玻璃基板施加高頻之電壓之情形時，電力損耗跟相對介電常數ε r與介電損耗角正切tan δ之積成比例。因此，較佳為由頻率1GHz時之相對介電常數ε r為11以下、且介電損耗角正切tan δ為0.012以下之玻璃構成玻璃基板10。於該情形時，更佳為構成玻璃基板10之玻璃之1GHz時之相對介電常數ε r為6以下。又，更佳為構成玻璃基板10之玻璃之1GHz時之介電損耗角正切tan δ為0.008以下。
適合構成用作內插器之玻璃基板10之玻璃只要頻率1GHz時之相對介電常數ε r為11以下、且介電損耗角正切tan δ為0.012以下，則並無特別限制。例如，可列舉表1中記載之玻璃作為適合構成用作內插器之玻璃基板10之玻璃。再者，頻率1GHz時之相對介電常數ε r及介電損耗角正切tan δ可使用空腔共振器微擾法來測定。該方法係測定於共振器內插入微小之介電體或磁性體時所產生之共振頻率之變化，利用微擾法計
算材料之複介電常數或複磁導率之方法。表1中記載之玻璃之相對介電常數ε r及介電損耗角正切tan δ之測定係於25℃中，使用1GHz用之空腔共振器與網路分析儀(network analyzer)(Agilent Technologies公司製E8361A)進行。
若構成玻璃基板10之玻璃具有較高之剛性，則於照射雷射L時，不易於玻璃基板10之上表面及下表面產生破裂。因此，例如，較佳為構成玻璃基板10之玻璃之楊氏模數為80GPa以上。
再者，吸收係數可藉由測定厚度d(例如約0.1cm)之玻璃之樣品之穿透率及反射率而算出。首先，對於厚度d(cm)之玻璃之樣品，測定穿透率T(%)與入射角12°時之反射率R(%)。穿透率T及反射率R可使用島津製作所公司製之分光光度計UV-3100型來測定。然後，根據測
定值使用以下之式算出玻璃之吸收係數α。
α=ln((100-R)/T)/d
透鏡之焦點距離F(mm)例如為50mm~500mm，較佳為100mm~200mm。
又，脈衝雷射之光束直徑D(mm)例如為1mm~40mm，較佳為3mm~20mm。此處，光束直徑D係入射至透鏡時之脈衝雷射之光束直徑，係指相對於光束之中心之強度而強度成為[1/e2]倍之範圍之直徑。
將焦點距離F除以光束直徑D所得之值，即[F/D]之值為7以上，較佳為7以上且40以下，更佳為10以上且20以下。該值係與照射至玻璃之雷射之聚光性相關之值。若F/D為7以上，則可防止於光束腰附近雷射功率過強，從而可防止於玻璃基板10之內部產生龜裂。
不需要於將雷射L照射至玻璃基板10之前對玻璃基板10進行前處理，例如，形成促進雷射L之吸收之膜。但是，亦可根據情形，進行上述處理。
如圖1(a)所示，於玻璃基板10之照射有雷射L之部分形成變質部12。變質部12係通常藉由使用光學顯微鏡之觀察而與其他部分區分。變質部12係藉由雷射照射而產生光化學反應、產生E'中心或非交聯氧等缺陷之部位或藉由雷射照射之急熱、急冷而產生之保持高溫度區域之寬鬆的玻璃構造之部位等。對於特定之蝕刻液而言，變質部12比起玻璃基板10之通常部更容易被蝕刻。
於變質部形成步驟中，例如，以於玻璃基板10之內部聚焦之方式將雷射L照射至玻璃基板10。變質部12係於貫通孔形成步驟中，以
可於玻璃基板10容易地形成貫通孔之方式形成。因此，例如，以於玻璃基板10之厚度方向之中央附近聚焦之方式，將雷射L照射至玻璃基板10。又，只要可於玻璃基板10形成變質部12，亦可以於玻璃基板10之外部聚焦之方式照射雷射L。例如，既可以於距玻璃基板10之雷射L入射之側之面離開特定之距離(例如1.0mm)之位置聚焦的方式照射雷射L，亦可以於距玻璃基板10之與雷射L入射之側之面相反側之面離開特定之距離(例如1.0mm)之位置聚焦的方式照射雷射L。換言之，只要可於玻璃基板10形成變質部12，雷射L於玻璃基板10之自雷射L入射之側之面向與雷射L前進之方向相反之方向處於1.0mm以內之範圍之位置(包含玻璃基板10之雷射L入射之側之面)、於自與雷射L入射之側之面相反側之面向穿透玻璃基板10之雷射L前進之方向處於1.0mm以內之位置(包含玻璃基板10之與雷射L入射之側之面相反側之面)、或於玻璃基板10之內部聚焦均可。
變質部12之大小根據入射至透鏡時之雷射L之光束直徑D、透鏡之焦點距離F、構成玻璃基板10之玻璃之吸收係數、脈衝雷射之功率等而變化。藉由調整該等參數，例如，可形成直徑為10μm以下且玻璃基板10之厚度方向之長度為100μm以上之圓柱狀之變質部12。
將於變質部形成步驟中被選擇之條件之一例示於表2。
於變質部形成步驟中，如圖1(a)所示，亦可以變質部12自玻璃基板10之一主面至與該一主面相反側之玻璃基板10之另一主面於玻璃基板10之厚度方向延伸之方式形成變質部12。換言之，於變質部形成步驟中，以變質部12於玻璃基板10之一主面及玻璃基板10之另一主面露出之方式形成變質部12。於該情形時，不需要為了使變質部12露出，而於貫通孔形成步驟之前進行玻璃基板10之研磨。又，自貫通孔形成步驟之最初，特定之蝕刻液於玻璃基板10之另一主面側與變質部12接觸，故而可以相對短時間於玻璃基板10形成貫通孔14。
其次，對第一導電部形成步驟進行說明。如圖1(b)所示，第一導電部20a對應玻璃基板10中之變質部12之位置而形成於玻璃基板10之一主面上。具體而言，於第一導電部形成步驟中，於俯視玻璃基板10時，以第一導電部20a之一部分與變質部12重疊之方式形成第一導電部20a。如圖1(e)所示，最終於玻璃基板10中之變質部12之位置形成貫通電極30。因此，為了確保貫通電極30與第一導電部20a之電性連接，較佳為於玻璃基板10之一主面，在變質部12之正上方形成第一導電部20a之一部分。
如此，第一導電部20a必須以玻璃基板10之一主面中之第一導電部20a之配置與玻璃基板10中之變質部12之位置成為特定之位置關係的方式形成。因此，於第一導電部形成步驟中，必須正確掌握玻璃基板10中之變質部12之位置。然而，存在難以區分變質部12與玻璃基板10之變質部12以外之部分的可能性。因此，例如，如圖2所示，用以製造附貫
通電極之玻璃基板之玻璃基板10可具備變質部12及應形成於玻璃基板10之一主面的導電部(第一導電部20a)與變質部12之位置對準用的位置對準部16。變質部12如上所述，藉由對玻璃基板10照射雷射而形成。位置對準部16例如，如圖2所示，係於玻璃基板10之一主面形成在變質部12之正上方之標記。又，位置對準部16亦可為自玻璃基板10之一主面中之變質部12之正上方之地點離開特定之距離而形成之標記。位置對準部16只要係用於應形成於玻璃基板10之一主面之導電部(第一導電部20a)與變質部12之位置對準者，則並無特別限定。
於該情形時，第1實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法進而具備位置對準部形成步驟，該位置對準部形成步驟係於變質部形成步驟之後且第一導電部形成步驟之前，或者變質部形成步驟之前，形成用以進行變質部12與應與第一導電部形成步驟中形成之第一導電部20a之位置對準之位置對準部16。
再者，於容易區分變質部12與玻璃基板10之變質部12以外之部分的情形時，亦可省略位置對準部16。此時，亦可將任一個經形成之變質部、或未預定形成貫通孔之變質部用作位置對準部16，而利用於變質部12與第一導電部20a之位置對準。
於確認玻璃基板10中之變質部12之位置之後，形成第一導電部20a。形成第一導電部20a之方法並無特別限制。例如，可藉由將玻璃基板10之一主面之應形成第一導電部20a之部分以外之部分遮蔽(masking)，且使Cu(銅)等金屬材料於玻璃基板10之一主面濺鍍或蒸鍍，而形成第一導電部20a。又，亦可於玻璃基板10之一主面之整體藉由鍍敷
而形成金屬薄層之後藉由光微影(photolithography)而將不需要金屬薄層之部分去除，而形成第一導電部20a。又，亦可使具有導電性之墨水藉由噴墨(ink jet)而附著於玻璃基板10之一主面而形成第一導電部20a。第一導電部20a於附貫通電極之玻璃基板中，例如，作為電路圖案或電極而發揮功能。如此，於形成貫通孔14之前形成第一導電部20a，故而於第一導電部形成步驟中，玻璃基板10具有較高之機械強度。因此，於在玻璃基板10形成導電部時玻璃基板10之處理容易。
如圖1(c)所示，第1實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法亦可進而具備保護膜形成步驟。保護膜形成步驟係如下步驟：於貫通孔形成步驟之前，在第一導電部20a之表面形成保護膜22之步驟，該保護膜22用以保護第一導電部20a免受貫通孔形成步驟中所使用之蝕刻液影響。保護膜22較佳為以可於貫通孔形成步驟之後去除之方式能夠剝離之膜。作為保護膜22，例如，可使用具有耐蝕刻性之矽酮(silicone)樹脂或具有耐蝕刻性之膜。根據情形，可省略保護膜形成步驟。
其次，對貫通孔形成步驟進行說明。貫通孔形成步驟於第一導電部形成步驟之後進行。於貫通孔形成步驟中，使用對變質部12之蝕刻速率大於對玻璃基板10之未形成變質部12之部分之蝕刻速率的蝕刻液來進行。即，貫通孔形成步驟係藉由濕式蝕刻而進行。作為此種蝕刻液，例如可使用氫氟酸(氟化氫(HF)之水溶液)。又，亦可使用硫酸(H2SO4)或其水溶液、硝酸(HNO3)或其水溶液、或鹽酸(氯化氫(HCl)之水溶液)。又，亦可使用該等酸之混合物。於使用氫氟酸作為蝕刻液之情形時，變質部12之蝕刻容易進展，可於短時間形成貫通孔14。於使用硫酸作為蝕刻液
之情形時，變質部12以外之玻璃不易被蝕刻，可形成錐角度較小之直的貫通孔14。
蝕刻時間及蝕刻液之溫度根據變質部12之形狀或尺寸而適當選擇。再者，藉由提高蝕刻時之蝕刻液之溫度，可提高蝕刻速度。又，可根據蝕刻條件，而控制貫通孔14之直徑。
自玻璃基板10之與形成有第一導電部20a之主面相反側之主面進行蝕刻。由於變質部12中之蝕刻速率與玻璃基板10之變質部12以外之部分中之蝕刻速率的差，而以較玻璃基板10之厚度藉由蝕刻而減少之速度更快之速度於玻璃基板10之厚度方向延伸之變質部12被蝕刻。藉此，如圖1(d)所示，於玻璃基板10之變質部12存在之位置形成貫通孔14。第一導電部20a未被蝕刻液侵蝕，於玻璃基板10與第一導電部20a之界面，蝕刻停止。藉此，可抑制形成於玻璃基板10之第一導電部20a之損傷。
其次，對貫通電極形成步驟進行說明。只要可於貫通孔14之內部形成貫通電極30，則形成貫通電極30之方法並無特別限制。例如，可藉由使用Cu(銅)等金屬之鍍敷，而於貫通孔14之內部形成貫通電極30。難以對玻璃基板10直接實施鍍敷。因此，例如，於至少於貫通孔14之內周面形成用以使形成貫通電極30之導電材料附著之籽晶層之後，藉由鍍敷而形成貫通電極30。籽晶層可藉由使含有貫通孔14之內周面之玻璃基板10之表面與含有例如Pd(鈀)之觸媒接觸而形成。藉此，可對玻璃基板10實施無電解鍍敷。對玻璃基板10進行鍍敷之金屬並無特別限制，但就提高導電性、降低製造成本之觀點而言，較佳為Cu(銅)。對玻璃基板10之與形成有第一導電部20a之主面相反側之主面及貫通孔14之內周面實施鍍
敷。若藉由無電解鍍敷，而具有特定之厚度之金屬層32形成於玻璃基板10之與形成有第一導電部20a之主面相反側之主面，則於玻璃基板10之第一導電部20a之相反側確保導電性。於該情形時，亦可藉由電鍍而更有效率地進行鍍敷。即，亦可將無電解鍍敷與電鍍組合而對玻璃基板10實施鍍敷。
如圖1(f)所示，於玻璃基板10之與形成有第一導電部20a之主面相反側之主面藉由鍍敷而形成之金屬層32例如亦可藉由研磨而去除。然後，例如，如圖1(g)所示，於玻璃基板10之與形成有第一導電部20a之主面相反側之主面形成第二導電部20b。此時，將保護膜22去除。第二導電部20b可利用作為形成第一導電部20a之方法而與上述方法相同之方法形成。再者，形成第一導電部20a之方法與形成第二導電部20b之方法亦可不同。如此，第1實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法亦可進而具備第二導電部形成步驟，該第二導電部形成步驟係於與玻璃基板10之一主面相反側之玻璃基板10之另一主面形成第二導電部20b。如此一來，可製造附貫通電極之玻璃基板1a。
如圖1(h)所示，亦可藉由將於玻璃基板10之與形成有第一導電部20a之主面相反側之主面藉由鍍敷而形成之金屬層32之一部分去除，藉此形成第二導電部20b。例如，藉由光微影，而將於玻璃基板10之與形成有第一導電部20a之主面相反側之主面藉由鍍敷而形成之金屬層中僅作為第二導電部20b需要之部分保留，且將不需要之部分去除。於該情形時，亦可與抗蝕劑之去除一起將保護膜22去除。如此一來，可製造附貫通電極之玻璃基板1b。
如此一來，獲得附貫通電極之玻璃基板1a或附貫通電極之
玻璃基板1b。附貫通電極之玻璃基板1a例如，如圖3所示，用作內插器。例如，第一導電部20a電性連接於IC、受光元件、或發光元件等電子元件50a，第二導電部20b經由焊錫球40等而電性連接於印刷電路基板(省略圖示)。
<第2實施形態>
其次，對第2實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法進行說明。第2實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法除了特別說明之情形以外，與第1實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法同樣地進行。
如圖4(i)所示，於變質部形成步驟中，以變質部12自玻璃基板10之內部至玻璃基板10之一主面為止而於玻璃基板10之厚度方向延伸的方式形成上述變質部12。即，以變質部12露出於玻璃基板10之一主面之方式形成變質部12。此處，玻璃基板10之一主面係應形成第一導電部20a之玻璃基板10之主面。進而，於變質部形成步驟中，以變質部12於玻璃基板10之厚度方向自與玻璃基板10之一主面相反側之玻璃基板10之另一主面離開的方式形成變質部12。即，以變質部12不於玻璃基板10之另一主面露出之方式形成變質部12。
如此，使用形成有變質部12之玻璃基板10，如圖4(j)所示，於玻璃基板10之一主面對應變質部12之位置而形成第一導電部20a。又，根據需要，於第一導電部20a之表面形成保護膜22。然後，如圖4(k)所示，於貫通孔形成步驟之前，自另一主面側對玻璃基板10進行研磨而使變質部12露出。即，第2實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法進而具備研磨步驟，該研磨步驟係自玻璃基板10之另一主面對玻璃基板10
進行研磨而於貫通孔形成步驟之前使變質部露出。
然後，藉由將玻璃基板10按照圖1(d)~(h)之步驟加工，而製造附貫通電極之玻璃基板。存在根據玻璃基板10之厚度或構成玻璃基板10之玻璃之種類，而變質部12之形成需要長時間之可能性。根據本實施形態，由於不於玻璃基板10之厚度方向以貫通玻璃基板12之方式形成變質部12，故而可以相對短時間形成變質部12。又，可使用另一主面被研磨之前之玻璃基板10形成第一導電部20a。因此，第一導電部形成步驟中之玻璃基板10之厚度相對較大，故而於形成第一導電部20a時玻璃基板10之處理容易。又，可減小最終製造之附貫通電極之玻璃基板之厚度。
<第3實施形態>
其次，對第3實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法進行說明。第3實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法除了特別說明之情形以外，與第2實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法同樣地進行。
第3實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法係藉由對玻璃基板10之另一主面進行蝕刻而於玻璃基板10之另一主面使變質部12露出，來代替藉由研磨而於玻璃基板10之另一主面使變質部12露出。
如圖5(l)所示，於變質部形成步驟中，以變質部12自玻璃基板10之內部至玻璃基板10之一主面為止於玻璃基板10之厚度方向延伸之方式形成上述變質部12。即，以變質部12於玻璃基板10之一主面露出之方式形成變質部12。此處，玻璃基板10之一主面係應形成第一導電部20a之玻璃基板10之主面。進而，於變質部形成步驟中，以變質部12於玻璃基板之厚度方向自與玻璃基板10之一主面相反側之玻璃基板10之另一主
面離開之方式形成變質部12。
如圖5(m)所示，於玻璃基板10之一主面對應變質部12之位置而形成第一導電部20a。又，根據需要，於第一導電部20a之表面形成保護膜22。
然後，以自玻璃基板10之另一主面將玻璃基板10濕式蝕刻之方式將玻璃基板10浸漬於蝕刻液。最初，於玻璃基板10之另一主面變質部12並不露出，故而於玻璃基板10之另一主面之整體中以均勻之蝕刻速率對玻璃基板10進行蝕刻。若玻璃基板10之蝕刻進展，則如圖5(n)所示，於玻璃基板10之另一主面側變質部12露出。作為蝕刻液，使用較相對於玻璃基板10之未形成變質部12之部分之蝕刻速率而相對於變質部12之蝕刻速率更大之蝕刻液。因此，由於變質部12中之蝕刻速率與玻璃基板10之變質部12以外之部分中之蝕刻速率之差，而以較玻璃基板10之厚度藉由蝕刻而減少之速度更快之速度於玻璃基板10之厚度方向延伸之變質部12被蝕刻。藉此，如圖5(o)所示，形成貫通孔14。
然後，藉由將玻璃基板10按照圖1(e)~(h)之步驟加工，而製造附貫通電極之玻璃基板。根據第3實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法，由於可省略用以使變質部12露出於玻璃基板10之另一主面之研磨步驟，故而可降低附貫通電極之玻璃基板之製造成本。又，可使用未形成貫通孔14之厚度相對較大之玻璃基板10形成第一導電部20a。因此，於形成第一導電部20a時玻璃基板10之處理容易。又，可減小最終製造之附貫通電極之玻璃基板之厚度。
<第4實施形態>
其次，對第4實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法進行說明。第4實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法除了特別說明之情形以外，與第1實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法同樣地進行。
如圖6(p)所示，於變質部形成步驟中，以變質部12自玻璃基板10之內部至玻璃基板10之另一主面為止於玻璃基板10之厚度方向延伸之方式形成上述變質部12。即，以變質部12於玻璃基板10之另一主面露出之方式形成變質部12。此處，玻璃基板10之另一主面係與應形成第一導電部20a之玻璃基板10之主面相反側之玻璃基板10之主面。進而，於變質部形成步驟中，以變質部12於玻璃基板之厚度方向自玻璃基板10之一主面離開之方式形成變質部12。
如圖6(q)所示，於玻璃基板10之另一主面對應變質部12之位置形成第一導電部20a。又，根據需要，於第一導電部20a之表面形成保護膜22。
然後，以自玻璃基板10之另一主面將玻璃基板10濕式蝕刻之方式將玻璃基板10浸漬於蝕刻液。作為蝕刻液，使用對變質部12之蝕刻速率大於對玻璃基板10之未形成變質部12之部分之蝕刻速率的蝕刻液。因此，由於變質部12中之蝕刻速率與玻璃基板10之變質部12以外之部分中之蝕刻速率之差，而以較玻璃基板10之厚度藉由蝕刻而減少之速度更快之速度於玻璃基板10之厚度方向延伸之變質部12被蝕刻。因此，如圖6(r)所示，形成有底孔18。然後，於玻璃基板10之厚度方向以均勻之蝕刻速率而玻璃基板10之蝕刻進展，如圖6(s)所示，形成貫通孔14。
<第5實施形態>
其次，對第5實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法進行說明。第5實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法除了特別說明之情形以外，與第1實施形態之附貫通電極之玻璃基板的製造方法同樣地進行。
如圖7(t)所示，以變質部12自玻璃基板10之一主面及另一主面離開之方式形成變質部12之後，於玻璃基板10之一主面形成第一導電部20a。即，於變質部形成步驟中，以變質部12自玻璃基板10之一主面及另一主面離開之方式形成變質部12。根據情形，於第一導電部20a之表面形成保護膜22。
然後，以自玻璃基板10之另一主面將玻璃基板10濕式蝕刻之方式將玻璃基板10浸漬於蝕刻液。與第3實施形態同樣地，最初，於玻璃基板10之另一主面之整體中以均勻之蝕刻速率對玻璃基板10進行蝕刻。若玻璃基板10之蝕刻進展，於玻璃基板10之另一主面側變質部12露出，則由於變質部12中之蝕刻速率與玻璃基板10之變質部12以外之部分中之蝕刻速率之差，而以較玻璃基板10之厚度藉由蝕刻而減少之速度更快之速度蝕刻於玻璃基板10之厚度方向延伸之變質部12。若變質部12之蝕刻結束，則如圖7(u)所示，形成有底孔18。若蝕刻進而進展，則如圖7(v)所示，形成貫通孔14。
根據第5實施形態，可使玻璃基板10之厚度方向中之變質部12之長度相對短，故而可以相對短時間形成變質部12。另一方面，由於相對於玻璃基板10之變質部12以外之部分之蝕刻液之蝕刻速率相對較小，故而自變質部12被蝕刻之後至形成貫通孔14為止所花費之時間相對較長。因此，不僅玻璃基板10之厚度方向，而且於玻璃基板10之面方向蝕刻亦進
展，故而如圖7(v)所示貫通孔14之內周面所形成之錐面之錐角度變大。因此，亦存在能夠形成之貫通孔14之大小受到限制之可能性。因此，較理想的是，於變質部形成步驟中，以變質部12於玻璃基板10之一主面露出之方式形成變質部12。
Claims (14)
- 一種附貫通電極之玻璃基板的製造方法，其具備：變質部形成步驟，其藉由對玻璃基板照射雷射，而於上述玻璃基板之照射有雷射之部分形成變質部；第一導電部形成步驟，其於形成有上述變質部之上述玻璃基板之一主面，對應上述變質部之位置形成第一導電部；貫通孔形成步驟，其藉由使用下述蝕刻液至少蝕刻上述變質部，而於上述第一導電部形成步驟之後，於上述玻璃基板形成貫通孔，該蝕刻液對上述變質部的蝕刻速率大於對上述玻璃基板之未形成上述變質部之部分的蝕刻速率；及貫通電極形成步驟，其於上述貫通孔之內部形成貫通電極。
- 如申請專利範圍第1項之附貫通電極之玻璃基板的製造方法，其中，於上述變質部形成步驟中，以上述變質部自上述一主面至與上述一主面相反側之上述玻璃基板之另一主面沿著上述玻璃基板之厚度方向延伸之方式形成上述變質部。
- 如申請專利範圍第1項之附貫通電極之玻璃基板的製造方法，其中，於上述變質部形成步驟中，以上述變質部自上述玻璃基板之內部至上述玻璃基板之上述一主面沿著上述玻璃基板之厚度方向延伸，並且於上述玻璃基板之厚度方向自與上述一主面相反側之上述玻璃基板之另一主面離開之方式形成上述變質部。
- 如申請專利範圍第1項之附貫通電極之玻璃基板的製造方法，其中，於上述變質部形成步驟中，以上述變質部自上述玻璃基板之內部至與上述玻璃基板之上述一主面相反側之上述玻璃基板之另一主面沿著上述玻璃基板之厚度方向延伸，並且於上述玻璃基板之厚度方向自上述一主面離開之方式形成上述變質部。
- 如申請專利範圍第1項之附貫通電極之玻璃基板的製造方法，其中，於上述變質部形成步驟中，以上述變質部於上述玻璃基板之厚度方向自上述一主面及與上述一主面相反側之上述玻璃基板之另一主面離開之方式，形成上述變質部。
- 如申請專利範圍第3項之附貫通電極之玻璃基板的製造方法，其進而具備研磨步驟，該研磨步驟自上述另一主面對上述玻璃基板進行研磨而於上述貫通孔形成步驟之前使上述變質部露出。
- 如申請專利範圍第5項之附貫通電極之玻璃基板的製造方法，其進而具備研磨步驟，該研磨步驟自上述另一主面對上述玻璃基板進行研磨而於形成上述貫通孔之前使上述變質部露出。
- 如申請專利範圍第1項之附貫通電極之玻璃基板的製造方法，其中，於上述第一導電部形成步驟中，以於俯視上述玻璃基板時，上述第一導電部之一部分與上述變質部重疊之方式形成上述第一導電部。
- 如申請專利範圍第1項之附貫通電極之玻璃基板的製造方法，其進而具備保護膜形成步驟，該保護膜形成步驟係於上述貫通孔形成步驟之前，在上述第一導電部之表面形成用以保護上述第一導電部免受上述蝕刻液影響之保護膜。
- 如申請專利範圍第1項之附貫通電極之玻璃基板的製造方法，其中，於上述貫通電極形成步驟中，於上述貫通孔之內周面形成用來形成上述貫通電極之導電材料附著之籽晶層，且藉由鍍敷而形成上述貫通電極。
- 如申請專利範圍第1項之附貫通電極之玻璃基板的製造方法，其進而具備第二導電部形成步驟，該第二導電部形成步驟係於與上述一主面相反側之上述玻璃基板之另一主面形成第二導電部。
- 一種玻璃基板，其用以製造附貫通電極之玻璃基板，具備：變質部，其藉由照射雷射而形成；及位置對準部，其用以對準應形成於上述玻璃基板之一主面之導電部與上述變質部之位置。
- 如申請專利範圍第12項之玻璃基板，其中，頻率1GHz時之相對介電常數ε r為11以下，且介電損耗角正切tan δ為0.012以下。
- 如申請專利範圍第12項之玻璃基板，其中，頻率1GHz時之相對介電常數ε r為6以下，且介電損耗角正切tan δ為0.008以下。
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