WO2018074560A1 - 孔を有するガラス基板の製造方法、インターポーザの製造方法、およびガラス基板に孔を形成する方法 - Google Patents

孔を有するガラス基板の製造方法、インターポーザの製造方法、およびガラス基板に孔を形成する方法 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate having holes, a method for manufacturing an interposer, and a method for forming holes in a glass substrate.
  • a technique for forming a through hole in a glass substrate using a laser beam is known.
  • a through hole can be formed in a glass substrate by irradiating a predetermined position on the glass substrate with laser light.
  • Patent Document 1 a method has been proposed in which a dummy glass substrate is used to grasp the influence of the positional deviation of the through hole due to heat treatment, and the actual glass substrate is subjected to through hole processing and heat treatment in a state in which this influence is “corrected”.
  • Such a shift in the through-hole formation position can be a big problem in the field of semiconductor devices that require high-precision processing, such as an interposer, even if it is slight.
  • such a problem is not limited to the case where the through holes are formed in the glass substrate, and can occur in general when holes such as non-through holes are formed in the glass substrate.
  • This invention is made
  • the purpose is to do.
  • it aims at providing the manufacturing method of the interposer which has such a glass substrate in this invention.
  • an object of the present invention is to provide a method for forming holes in a glass substrate, which can arrange holes at desired positions with high accuracy even after heat treatment.
  • a method for producing a glass substrate having holes (A) To a plurality of hole formation target positions of the dummy glass substrate, laser light is irradiated under a first condition to form a plurality of holes in the dummy glass substrate; (B) heat treating the dummy glass substrate; (C) For each hole, grasp the amount of deviation between the hole formation target position and the position of the hole after the heat treatment of (b), (D) Forming a plurality of holes by irradiating a laser beam under the first condition on a glass substrate having substantially the same shape, dimensions and composition as the dummy glass substrate, and in this case, in the glass substrate The irradiation position of the laser beam is determined in consideration of the shift amount grasped in (c), (E) The glass substrate is heat-treated under the heat treatment conditions applied in (b). A manufacturing method is provided.
  • a method of forming a hole in a glass substrate (A) To a plurality of hole formation target positions of the dummy glass substrate, laser light is irradiated under a first condition to form a plurality of holes in the dummy glass substrate; (B) heat treating the dummy glass substrate; (C) For each hole, grasp the amount of deviation between the hole formation target position and the position after the heat treatment of (b), (D) Forming a plurality of holes by irradiating a laser beam under the first condition on a glass substrate having substantially the same shape, dimensions and composition as the dummy glass substrate, and in this case, in the glass substrate The irradiation position of the laser beam is determined in consideration of the shift amount grasped in (c), (E) The glass substrate is heat-treated under the heat treatment conditions applied in (b). A method is provided.
  • a method of manufacturing an interposer (A) A plurality of through-hole formation target positions of the dummy glass substrate are irradiated with laser light under a first condition, and a plurality of through-holes are formed in the dummy glass substrate, (B) heat treating the dummy glass substrate; (C) For each hole, grasp the amount of deviation between the through hole formation target position and the position after the heat treatment of (b), (D) A plurality of through holes are formed by irradiating a laser beam under the first condition on a glass substrate having substantially the same shape, dimensions, and composition as the dummy glass substrate.
  • the irradiation position of the laser beam is determined in consideration of the shift amount grasped in (c), (E) heat treating the glass substrate under the heat treatment conditions applied in (b); (F) filling the through hole of the glass substrate with a conductive substance; A manufacturing method is provided.
  • the present invention it is possible to provide a method for producing a glass substrate having holes, which can arrange holes at desired positions with high accuracy even after heat treatment. Moreover, in this invention, the manufacturing method of the interposer which has such a glass substrate can be provided. Furthermore, the present invention can provide a method for forming holes in a glass substrate, which can arrange holes at desired positions with high accuracy even after heat treatment.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the distance d ( ⁇ m) to the hole formation target position and the deviation amount ⁇ P ( ⁇ m) from the hole formation target position, obtained for each hole in the dummy glass substrate after the heat treatment. It is a figure for demonstrating operation at the time of determining the irradiation position of a laser beam in the glass substrate for this process. It is the figure which showed deviation
  • DELTA shift amount
  • the position of the through hole may slightly shift from the predetermined position due to the influence of the heat treatment.
  • the inventors of the present application have investigated the cause of the positional deviation of the holes, particularly in the process from the hole processing step by laser light irradiation to the heat treatment step. As a result, it was found that the positional deviation of the holes can occur during the hole processing by laser light irradiation in addition to the heat treatment step, and the present invention has been achieved. In addition, it is thought that the position shift of the hole occurs during the hole processing by the laser beam irradiation because the glass substrate slightly contracts due to the heat effect.
  • a method for producing a glass substrate having holes (A) To a plurality of hole formation target positions of the dummy glass substrate, laser light is irradiated under a first condition to form a plurality of holes in the dummy glass substrate; (B) heat treating the dummy glass substrate; (C) For each hole, grasp the amount of deviation between the hole formation target position and the position of the hole after the heat treatment of (b), (D) Forming a plurality of holes by irradiating a laser beam under the first condition on a glass substrate having substantially the same shape, dimensions and composition as the dummy glass substrate, and in this case, in the glass substrate The irradiation position of the laser beam is determined in consideration of the shift amount grasped in (c), (E) The glass substrate is heat-treated under the heat treatment conditions applied in (b). A manufacturing method is provided.
  • the hole processing is performed on the glass substrate in consideration of both the shrinkage of the glass substrate during hole processing and the shrinkage of the glass substrate due to heat treatment. Moreover, in order to implement
  • the hole processing and the heat treatment are performed on the dummy glass substrate before the hole processing is performed on the original glass substrate to be processed.
  • the “deviation amount” that takes into account the effects of both the deviation of the hole position during the hole processing and the deviation of the hole position due to the heat treatment is grasped.
  • the main processing that is, the hole processing for the glass substrate, is performed in consideration of the deviation amount of each hole grasped by the dummy glass substrate.
  • each hole is arranged at a target position of the glass substrate.
  • each hole can be arranged with high accuracy at a target position after the heat treatment.
  • FIG. 1 schematically shows an example of a flow of a method for manufacturing a glass substrate having holes (hereinafter simply referred to as “first method”) according to an embodiment of the present invention.
  • the first method is: (A) First hole processing in which laser light is irradiated toward a plurality of hole formation target positions of a dummy glass substrate under a first condition using laser light to form a plurality of holes in the dummy glass substrate.
  • Step S110 First, a dummy glass substrate is prepared.
  • FIG. 2 schematically shows an example of the form of the dummy glass substrate.
  • the dummy glass substrate 110 has a first surface 112 and a second surface 114 (not visible in FIG. 2) that face each other.
  • the first surface 112 of the dummy glass substrate 110 corresponds to a surface where a plurality of holes are formed by laser light irradiation.
  • the dummy glass substrate 110 is a substrate that is substantially the same in shape, size, and composition as at least the glass substrate used in the subsequent step S140 (hereinafter referred to as “the glass substrate for processing”).
  • the dummy glass substrate 110 may be substantially the same glass substrate as the processing glass substrate. It should be noted that “substantially the same” means that they may have the same or different shapes, dimensions, and compositions that are inevitably produced.
  • the shape of the main surface of the dummy glass substrate 110 is not particularly limited, and may be a rectangular shape or a square shape in addition to the wafer shape (circular shape) shown in FIG. .
  • the thickness of the dummy glass substrate 110 may be in the range of 0.05 mm to 0.70 mm, for example.
  • laser light is irradiated toward each “hole formation target position” 120 of the first surface 112 of the dummy glass substrate 110. This also forms a plurality of holes in the first surface 112.
  • the “hole formation target position” originally means a target position where each hole is to be arranged after the second heat treatment step (step S150) on the first surface of the glass substrate for processing.
  • the dummy glass substrate 110 has the same shape and dimensions as the main glass substrate for processing.
  • the hole formation target position 120 can be defined at the same position as the hole formation target position of the processing glass substrate.
  • the hole formation target position 120 of the dummy glass substrate 110 corresponds (matches) with the hole formation target position of the processing glass substrate.
  • a total of 25 hole formation target positions 120 of 5 rows ⁇ 5 columns are shown on the first surface 112 of the dummy glass substrate 110. These hole formation target positions 120 correspond (coincide with) the hole formation target positions of the respective holes arranged on the first surface of the processing glass substrate after step S150.
  • the laser processing technique used in this process is not particularly limited as long as it is a technique using laser light.
  • FIG. 3 schematically shows an example of a laser processing apparatus that can be used when a plurality of holes are formed in the dummy glass substrate 110 by irradiation with laser light.
  • the laser processing apparatus 200 includes a laser light source 210 and a sample stage 245.
  • the type of the laser light source 210 is not particularly limited, and the laser light source 210 may be, for example, a CO 2 laser or a UV laser.
  • a dummy glass substrate 110 is placed on the sample stage 245.
  • the dummy glass substrate 110 is placed on the sample table 245. Further, the dummy glass substrate 110 is placed at a predetermined position by moving the sample stage 245 in the horizontal direction.
  • the laser beam 213 is irradiated from the laser light source 210 toward the dummy glass substrate 110.
  • the temperature at the irradiation position 116 of the laser beam 213 on the dummy glass substrate 110 is locally increased to sublimate the insulating material, and the hole 130 is formed here.
  • the hole 130 is a through hole. However, this is merely an example, and the hole 130 may be a non-through hole.
  • the sample stage 245 is moved in the horizontal direction, and the dummy glass substrate 110 is placed at a predetermined location. Thereafter, the second hole is formed by the same process.
  • a plurality of holes 130 can be formed in the dummy glass substrate 110 by repeating such a process.
  • first condition includes the type of laser light, laser light power, irradiation distance, irradiation time, laser beam spot diameter, and the like.
  • FIG. 4 schematically shows a state in which a plurality of holes 130 are formed in the first surface 112 of the dummy glass substrate 110.
  • hole processing position (131) As shown in FIG. 4, a total of 25 holes 130 of 5 rows ⁇ 5 columns are formed in the first surface 112 of the dummy glass substrate 110.
  • hole processing position (131) the position where each hole 130 is arranged.
  • each hole 130 is not particularly limited.
  • the diameter of the opening may be in the range of 20 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • the opening size of each hole 130 is not necessarily the same, and each hole 130 may have a different opening size.
  • the hole machining position 131 of each hole 130 actually formed on the first surface 112 may slightly deviate from the hole formation target position 120 shown in FIG. There is a need. However, in FIG. 4, the hole machining position 131 of each hole 130 is shown to coincide with the hole formation target position 120 shown in FIG.
  • Step S120 Next, the dummy glass substrate 110 having the holes 130 is heat-treated.
  • the heat treatment conditions are determined by the type of dummy glass substrate 110 used, the residual stress of the dummy glass substrate 110, and / or the degree of warpage.
  • the heat treatment may be performed such that the maximum temperature T max is in the range of T a ⁇ 10 ° C. when the annealing point of the dummy glass substrate 110 is T a (° C.).
  • the maximum temperature T max is preferably in the range of T a ⁇ 5 ° C.
  • the heat treatment may be performed such that the holding time at the maximum temperature T max is in the range of about 1 minute to 2 hours. This holding time is preferably in the range of 1 to 2 hours.
  • FIG. 5 schematically shows the first surface 112 of the dummy glass substrate 110 after the heat treatment.
  • post-heat treatment position (141) As shown in FIG. 5, a total of 25 holes 140 of 5 rows ⁇ 5 columns are formed in the first surface 112 of the dummy glass substrate 110 after the heat treatment.
  • post-heat treatment position (141) the position where each hole 140 is arranged is referred to as “post-heat treatment position (141)”.
  • the post-heat treatment position 141 of each hole 140 on the first surface 112 may be shifted from the hole formation target position 120 shown in FIG.
  • the post-heat treatment position 141 of each hole 140 is shown to coincide with the hole formation target position 120 shown in FIG.
  • Step S130 As described above, in the normal case, the post-heat treatment position 141 of each hole 140 of the dummy glass substrate 110 is the hole formation target position by the first hole processing step (step S110) and the first heat treatment step (step S120). Deviation from 120.
  • FIG. 6 schematically shows an example of the influence of the displacement of each hole 140 obtained after the first heat treatment step (S120) from the hole formation target position 120.
  • deviations from the hole formation target position 120 (start point of the arrow) in each hole 140 (tip of the arrow) at the post-heat treatment position 141 are schematically shown by arrows.
  • reference hole 140 ⁇ / b> C is set as a reference point on the first surface 112 in order to evaluate the deviation amount of the post-heat treatment position 141 from the hole formation target position 120 in each hole 140.
  • the reference hole 140 ⁇ / b> C is defined as a hole whose deviation amount with respect to the hole formation target position 120 is substantially 0 (zero) among the holes at the post-heat treatment position 141 obtained after the first heat treatment step (S ⁇ b> 120).
  • each of the holes 140 constituting the arrangement of the post-heat treatment positions 141 is the hole 140 at the center of the arrangement as a reference hole 140C, and the reference hole 140C is defined as an origin O (0, 0).
  • the coordinates (x, y) on the XY plane are displayed.
  • the origin O (0, 0) may be the center of the dummy glass substrate 110.
  • the reference hole 140C that is, the coordinate O (0, 0) can be used as a reference when representing the relative position of each hole after the execution of step S120 by definition.
  • the post-heat treatment position 141 of each hole 140 changes as indicated by the arrows in FIG. That is, the absolute value of the x value and / or the y value of the coordinates of each hole 140 at the post-heat treatment position 141 decreases from the hole formation target position 120 toward the reference hole 140C at the origin O (0, 0). Move in the direction.
  • each arrow corresponds to a relative change amount (hereinafter referred to as “deviation amount ⁇ P”) of each hole 140 at the post-heat treatment position 141 from the hole formation target position 120. Therefore, FIG. 6 shows that the deviation amount ⁇ P increases as the hole 140 has a larger arrow. However, in FIG. 6, it should be noted that the shift amount ⁇ P of each hole 140 from the hole formation target position 120 is exaggerated.
  • the deviation amount ⁇ P of the hole 140 changes according to the distance d from the origin O (0, 0) to the hole formation target position 120, and the hole corresponding to the hole formation target position 120 having a large distance d.
  • the shift amount ⁇ P increases.
  • the shift amount ⁇ P of each hole 140 in which the post-heat treatment position 141 is at coordinates (1, 1), ( ⁇ 1, 1), ( ⁇ 1, ⁇ 1) and (1, ⁇ 1) is substantially the same.
  • These shift amounts ⁇ P are larger than the shift amounts ⁇ P of the holes 140 in which the post-heat treatment position 141 is at coordinates (1, 0), (0, 1), ( ⁇ 1, 0) and (0, ⁇ 1). growing.
  • the displacement behavior of the arrangement of the holes 140 shown in FIG. 6 is merely an example, and the arrangement of the holes 140 after the heat treatment may be displaced in another manner.
  • the origin O of the XY coordinates is not necessarily the hole 140 at the center of the array, and any hole 140 may be the origin O of the XY coordinates.
  • a glass substrate to be processed (for example, a product), that is, a glass substrate for main processing is prepared.
  • this processing glass substrate is a substrate that is at least substantially the same in shape, size, and composition as the dummy glass substrate 110.
  • the glass substrate for processing may be substantially the same glass substrate as the dummy glass substrate 110.
  • a plurality of holes are formed in the glass substrate for processing according to the “first condition” applied when the holes 130 are formed in the dummy glass substrate 110 in the above-described step S110. Thereby, a hole can be formed in the glass substrate for processing in a manner substantially equal to the hole 130 formed in the dummy glass substrate 110.
  • the irradiation position of the laser light on the processing glass substrate is different from that of the dummy glass substrate 110 described above. That is, the irradiation position of the laser beam on the processing glass substrate is determined in consideration of the shift amount ⁇ P of each hole 140 from the hole formation target position 120, which is grasped in step S130.
  • the “hole formation target position” of the processing glass substrate means a target position where each hole should be arranged after the subsequent second heat treatment step (step S150) as described above.
  • FIG. 7 schematically shows the arrangement of the laser light irradiation positions on the first surface of the processing glass substrate.
  • the laser light irradiation positions 485 (485-1 to 485-25) on the first surface 312 of the processing glass substrate 310 are arranged in a 5 ⁇ 5 matrix on the XY plane. Be placed.
  • the irradiation position 485-13 is a reference hole and is arranged at the center C of the hole formation target position 320. This position may be the center of the first surface 312 of the processing glass substrate 310.
  • the hole formation target position 320 is indicated by a broken-line circle.
  • the irradiation positions 485 (485-1 to 485-25) of the respective laser beams are arranged at positions where the deviation amount ⁇ P shown in FIG. 6 is corrected.
  • the irradiation position 485 of the laser beam is obtained as follows.
  • the reference hole in the processing glass substrate 310 is defined as the origin (0, 0)
  • the coordinates of the irradiation position 485 are (a, b)
  • the coordinates of the hole formation target position 320 are (x, y).
  • the correction coefficient ⁇ d / (d ⁇ P).
  • the laser beam irradiation positions 485-8, 485-12, 485-14, and 485-18 are located from the respective hole formation target positions 320 along straight lines connecting the respective hole formation target positions 320 and the center C. It arrange
  • the irradiation positions 485-7, 485-9, 485-17, and 485-19 are arranged along the straight line connecting the respective hole formation target positions 320 and the center C and the second positions from the respective hole formation target positions 320. It is arranged so as to move outward by a distance. This second distance is greater than the first distance.
  • the irradiation position 485-13 arranged at the center C does not change the hole position even when the subsequent second heat treatment step (step S150) is performed. Located at position 320.
  • the first surface 312 of the processing glass substrate 310 is irradiated with laser light to process a plurality of holes.
  • the heat-treated holes can be arranged at the respective hole formation target positions 320. Become.
  • Step S150 heat treatment is performed on the glass substrate 310 for processing in which holes are formed as described above.
  • the heat treatment conditions are substantially the same as the heat treatment conditions for the dummy glass substrate 110 performed in step S120 described above.
  • the holes after the heat treatment are arranged at desired positions of the processing glass substrate 310, that is, the hole formation target positions 320.
  • the hole formation target positions 320 For example, when holes are formed by irradiating laser light according to the arrangement of the irradiation positions 485 shown in FIG. 7, after the heat treatment of the glass substrate 310 for processing, each hole is a hole formation target indicated by a dotted circle. It is arranged at the position 320.
  • each hole can be arranged with high accuracy at the hole formation target position 320 in the glass substrate 310 for main processing after the heat treatment.
  • a method of manufacturing a glass substrate having holes according to another embodiment of the present invention will be described. Specifically, before irradiating the laser beam of “hole formation target position” 120 on the first surface 112 of the dummy glass substrate 110 in step S110 and on the first surface of the glass substrate for processing in step S140. Heat treatment (hereinafter also referred to as pre-annealing) may be performed before the laser light irradiation. Other steps are the same as those described with reference to FIG.
  • Pre-annealing it is possible to prevent the glass substrate from shrinking due to the heat treatment after the hole processing by laser light irradiation.
  • Pre-annealing can prevent the position of the hole from deviating from a predetermined position due to the influence of the heat treatment after the hole formation, but cannot suppress the position shift during the hole processing due to laser light irradiation. Therefore, as described above, the positional deviation of the hole processing is obtained by grasping the positional deviation by the dummy glass substrate, forming the hole processing by laser light irradiation in consideration of the positional deviation amount, and performing the heat treatment on the processing glass substrate. Can be suppressed.
  • the pre-annealing conditions may be the heat treatment conditions described in step S120 above.
  • FIG. 8 schematically shows a flow of a manufacturing method (hereinafter, simply referred to as “second method”) of an interposer (a glass substrate having a through electrode) according to an embodiment of the present invention.
  • the second method is: (A) A first condition that uses laser light to irradiate laser light toward a plurality of through-hole formation target positions of the dummy glass substrate to form a plurality of through-holes in the dummy glass substrate.
  • a through hole machining step (step S210); (B) a first heat treatment step (step S220) for heat-treating the dummy glass substrate; (C) For each through hole, a misalignment grasping step (step S230) for grasping a deviation amount between the through hole formation target position and a position after the step (b); (D) forming a plurality of through-holes on the glass substrate having substantially the same shape, dimensions and composition as the dummy glass substrate under the first condition using the laser beam, the glass substrate The laser beam irradiation position in is determined in consideration of the shift amount grasped in the step (c), a second drilling step (step S240), (E) a second heat treatment step (step S250) in which the glass substrate is heat treated under the heat treatment conditions applied to the step (b); (F) a conductive substance filling step (step S260) of filling the through hole of the glass substrate with a conductive substance;
  • steps S210 to S250 are substantially the same as steps S110 to S150 in the first method described above, respectively.
  • the terms “hole” and “hole” need to be read as “through hole” and “through hole”.
  • “hole formation target position” is “through hole formation target position”
  • “hole processing position” is “through hole processing position”.
  • Step S260 Through steps S210 to S250, a glass substrate in which each through hole is arranged at a hole formation target position can be obtained.
  • each through hole is filled with a conductive substance.
  • the conductive material is not particularly limited, and may be a metal such as copper, silver, and gold or an alloy thereof.
  • the method for filling the conductive material into the through hole is not particularly limited.
  • the conductive material may be filled in the through hole by, for example, a plating method such as an electrolytic plating method or an electroless plating method. Techniques for filling such conductive materials will be apparent to those skilled in the art.
  • an interposer in which a conductive substance is filled in the through hole can be manufactured.
  • each through hole is arranged at a predetermined position on the glass substrate with high accuracy.
  • an interposer having conductive vias at predetermined positions can be manufactured with high accuracy.
  • a method of forming a hole in a glass substrate having the same steps as the first method may be provided.
  • holes can be formed in the glass substrate with high accuracy due to the above-described features.
  • the glass substrate for the treatment a non-alkali glass having a rectangular shape of 150 mm ⁇ 150 mm ⁇ thickness 0.3 mm was used.
  • Anneal point T a of the process for the glass substrate is 710 ° C..
  • the same glass substrate for this processing was used for the dummy glass substrate.
  • the hole formation target position was an array of a total of 25 holes of 5 rows ⁇ 5 columns arranged at equal intervals.
  • the laser beam As the laser beam, a CO 2 laser was used, and the laser beam power was 50 W.
  • the spot diameter of the laser beam was 70 ⁇ m ⁇ .
  • the array pattern of holes as shown in FIG. 4 was formed in the dummy glass substrate by the laser light irradiation.
  • the hole arrangement pattern was arranged such that the hole at the center of the pattern was a reference hole, and this reference hole was placed at the center of the dummy glass substrate.
  • the target pitch between the holes was 20 mm (20000 ⁇ m) in both the X and Y directions.
  • the dummy glass substrate was heat-treated.
  • the heat treatment was performed by holding the dummy glass substrate at 710 ° C. for 2 hours.
  • each hole after the heat treatment moved toward the center C along a straight line connecting each hole formation target position and the center C of the reference hole. Moreover, this movement amount became large, so that the hole in the position where the distance from the center C is large.
  • FIG. 9 shows the deviation ⁇ P ( ⁇ m) from the hole formation target position obtained in each hole in the dummy glass substrate after the heat treatment.
  • the horizontal axis represents the distance d ( ⁇ m) from the center C of the reference hole to the hole formation target position of each hole
  • the vertical axis represents the hole formation target position of the hole at the post-heat treatment position.
  • FIG. 9 shows that a linear relationship is approximately established between the distance d and the shift amount ⁇ P.
  • the processing glass substrate was irradiated with laser light under the same conditions as the laser light irradiation conditions applied to the dummy glass substrate described above to form a 5 ⁇ 5 matrix hole pattern.
  • the hole at the center of the pattern was used as a reference hole and formed at the center position of the glass substrate for processing.
  • FIG. 10 shows the first portion 990A of the array 990 of the laser light irradiation positions 985 in the processing glass substrate 910.
  • the first portion 990A of the array 990 includes laser light irradiation positions 985-1 to 985-9.
  • the irradiation positions 985-1 to 985-9 are represented such that the irradiation position 985-7 at the center of the array 990 is the origin O (0, 0) of the XY plane.
  • the hole formation target position of each hole is indicated by a dotted circle.
  • the hole formation target position of the hole corresponding to the irradiation position 985-1 is represented by coordinates (0, 40,000)
  • the hole formation target position of the hole corresponding to the irradiation position 985-5 is expressed by coordinates (20000, 20000).
  • the hole formation target position of the hole corresponding to the irradiation position 985-9 is represented by coordinates (40000, 0).
  • the array 990 includes 25 irradiation positions arranged in a 5 ⁇ 5 matrix around the irradiation position 985-7.
  • a part of the irradiation positions constituting the array 990 (for example, the second part of the array) is arranged at positions symmetrical to the irradiation positions 985-1 to 985-9 shown in FIG.
  • Another part of the irradiation positions constituting the 990 (for example, the third part of the array) is arranged at positions symmetrical to the irradiation positions 985-1 to 985-9 shown in FIG. 10 and the X axis.
  • irradiation positions constituting the array 990 is 180 degrees around the origin O with the irradiation positions 985-1 to 985-9 shown in FIG. Arranged at the rotated position.
  • one irradiation position 985 constituting the first portion 990A of the array 990 in the processing glass substrate 910 before laser beam irradiation that is, the XY coordinates (a, b) is a hole formation target position.
  • each irradiation position can be determined by the same operation also in parts other than the first part 990A constituting the array 990 of the laser light irradiation positions.
  • each irradiation position included in the first quadrant can be determined on the XY plane having the irradiation position 985-7 as the origin.
  • the irradiation positions included in the second quadrant, the third quadrant, or the fourth quadrant can be determined by the same operation.
  • the irradiation position 985 determined in this way was irradiated with laser light to form 25 holes in the glass substrate for processing.
  • heat treatment was performed on the glass substrate for main processing under the above-described conditions (conditions of holding at 710 ° C. for 2 hours).
  • position of each hole was measured on the glass substrate for heat treatment after heat treatment.
  • FIG. 11 shows a deviation amount ⁇ P ( ⁇ m) of each hole after the heat treatment in the processing glass substrate from the hole formation target position.
  • the horizontal axis represents the distance d ( ⁇ m) from the center C of the reference hole to the hole formation target position
  • the vertical axis represents the distance between the post-heat treatment position of each hole and the hole formation target position. That is, the deviation amount ⁇ P ( ⁇ m) is represented.
  • the positions of the holes after the heat treatment substantially coincide with the respective hole formation target positions. For example, even in a hole having the largest deviation amount ⁇ P and a position where the distance d from the center C is about 45000 ⁇ m, the deviation amount ⁇ P is suppressed to only about 1.5 ⁇ m.
  • each hole can be arranged with high accuracy at the hole formation target position of the glass substrate for processing after the heat treatment.
  • the present invention can be used for a technique for forming a hole such as a through hole in a glass substrate, a technique for manufacturing an interposer, and the like.

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Abstract

孔を有するガラス基板の製造方法であって、（ａ）ダミーガラス基板の複数の孔形成目標位置に向かって、第１の条件でレーザ光を照射し、前記ダミーガラス基板に複数の孔を形成し、（ｂ）前記ダミーガラス基板を熱処理し、（ｃ）各孔に対して、前記孔形成目標位置と、前記（ｂ）の熱処理後の孔の位置との間のずれ量を把握し、（ｄ）前記ダミーガラス基板と形状、寸法および組成が実質的に等しいガラス基板に、前記第１の条件でレーザ光を照射して複数の孔を形成し、この際に、前記ガラス基板における前記レーザ光の照射位置は、前記（ｃ）において把握された前記ずれ量を考慮して、決定され、（ｅ）前記（ｂ）において適用した熱処理条件で、前記ガラス基板を熱処理する、製造方法。

Description

孔を有するガラス基板の製造方法、インターポーザの製造方法、およびガラス基板に孔を形成する方法
　本発明は、孔を有するガラス基板の製造方法、インターポーザの製造方法、およびガラス基板に孔を形成する方法に関する。
　レーザ光を用いて、ガラス基板に貫通孔を形成する技術が知られている。この技術では、ガラス基板の所定の位置にレーザ光を照射することにより、ガラス基板に貫通孔を形成することができる。
　なお、加工後のガラス基板には、残留応力および／または反りが生じる場合がある。そのため、通常の場合、加工後のガラス基板に対して熱処理が実施され、残留応力および／または反りの影響が緩和される。ただし、その結果、熱処理によって、貫通孔の位置が所定の位置から僅かながらずれる場合がある。
　そこで、ダミーのガラス基板を用いて、熱処理による貫通孔の位置ずれの影響を把握し、この影響を「補正」した状態で、実際のガラス基板に貫通孔加工および熱処理を実施する方法が提案されている（特許文献１）。
特開２０１５－１０７５１０号明細書
　しかしながら、本願発明者らは、特許文献１に記載されたような「補正」を行った場合でも、依然として、ガラス基板の熱処理後に、貫通孔の形成位置が所定の位置からずれる場合があることを見出した。
　そのような貫通孔形成位置のずれは、たとえそれが僅かであっても、例えば、インターポーザのような高精度の加工が要求される半導体デバイスの分野では、大きな問題となる可能性がある。
　また、そのような問題は、ガラス基板に貫通孔を形成する際に限られるものではなく、ガラス基板に非貫通孔のような孔を形成する場合全般において生じ得る。
　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、熱処理後にも、高い精度で所望の位置に孔を配置することが可能な、孔を有するガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明では、そのようなガラス基板を有するインターポーザの製造方法を提供することを目的とする。さらに本発明では、熱処理後にも、高い精度で所望の位置に孔を配置することが可能な、ガラス基板に孔を形成する方法を提供することを目的とする。
　本発明では、孔を有するガラス基板の製造方法であって、
　（ａ）ダミーガラス基板の複数の孔形成目標位置に向かって、第１の条件でレーザ光を照射し、前記ダミーガラス基板に複数の孔を形成し、
　（ｂ）前記ダミーガラス基板を熱処理し、
　（ｃ）各孔に対して、前記孔形成目標位置と、前記（ｂ）の熱処理後の孔の位置との間のずれ量を把握し、
　（ｄ）前記ダミーガラス基板と形状、寸法および組成が実質的に等しいガラス基板に、前記第１の条件でレーザ光を照射して複数の孔を形成し、この際に、前記ガラス基板における前記レーザ光の照射位置は、前記（ｃ）において把握された前記ずれ量を考慮して、決定され、
　（ｅ）前記（ｂ）において適用した熱処理条件で、前記ガラス基板を熱処理する、
　製造方法が提供される。
　また、本発明では、ガラス基板に孔を形成する方法であって、
　（ａ）ダミーガラス基板の複数の孔形成目標位置に向かって、第１の条件でレーザ光を照射し、前記ダミーガラス基板に複数の孔を形成し、
　（ｂ）前記ダミーガラス基板を熱処理し、
　（ｃ）各孔に対して、前記孔形成目標位置と、前記（ｂ）の熱処理後の位置との間のずれ量を把握し、
　（ｄ）前記ダミーガラス基板と形状、寸法および組成が実質的に等しいガラス基板に、前記第１の条件でレーザ光を照射して複数の孔を形成し、この際に、前記ガラス基板における前記レーザ光の照射位置は、前記（ｃ）において把握された前記ずれ量を考慮して、決定され、
　（ｅ）前記（ｂ）において適用した熱処理条件で、前記ガラス基板を熱処理する、
　方法が提供される。
　さらに、本発明では、インターポーザの製造方法であって、
　（ａ）ダミーガラス基板の複数の貫通孔形成目標位置に向かって、第１の条件でレーザ光を照射し、前記ダミーガラス基板に複数の貫通孔を形成し、
　（ｂ）前記ダミーガラス基板を熱処理し、
　（ｃ）各孔に対して、前記貫通孔形成目標位置と、前記（ｂ）の熱処理後の位置との間のずれ量を把握し、
　（ｄ）前記ダミーガラス基板と形状、寸法および組成が実質的に等しいガラス基板に、前記第１の条件でレーザ光を照射して複数の貫通孔を形成し、この際に、前記ガラス基板における前記レーザ光の照射位置は、前記（ｃ）において把握された前記ずれ量を考慮して、決定され、
　（ｅ）前記（ｂ）において適用した熱処理条件で、前記ガラス基板を熱処理し、
　（ｆ）前記ガラス基板の前記貫通孔に、導電性物質を充填する、
　製造方法が提供される。
　本発明では、熱処理後にも、高い精度で所望の位置に孔を配置することが可能な、孔を有するガラス基板の製造方法を提供することができる。また、本発明では、そのようなガラス基板を有するインターポーザの製造方法を提供することができる。さらに本発明では、熱処理後にも、高い精度で所望の位置に孔を配置することが可能な、ガラス基板に孔を形成する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、孔を有するガラス基板の製造方法のフローの一例を概略的に示した図である。 ダミーガラス基板の形態の一例を概略的に示した図である。 レーザ光照射により、ダミーガラス基板に複数の孔を形成する際に使用され得るレーザ加工装置の一例を概略的に示した図である。 ダミーガラス基板の第１の表面に、複数の孔が形成された様子を模式的に示した図である。 熱処理後のダミーガラス基板の第１の表面を模式的に示した図である。 第１の熱処理ステップ後に得られる各孔の、孔形成目標位置からのずれの影響の一例を模式的に示した図である。 本処理用ガラス基板におけるレーザ光の照射位置の配列を、模式的に示した図である。 本発明の一実施形態による、インターポーザの製造方法のフローの一例を概略的に示した図である。 熱処理後のダミーガラス基板におけるそれぞれの孔において得られた、孔形成目標位置までの距離ｄ（μｍ）と孔形成目標位置からのずれ量ΔＰ（μｍ）の関係を示したグラフである。 本処理用ガラス基板において、レーザ光の照射位置を決定する際の操作を説明するための図である。 熱処理後の本処理用ガラス基板における各孔の孔形成目標位置からのずれ量ΔＰ（μｍ）を示した図である。
　以下、本発明の一実施形態について説明する。
　前述のように、貫通孔加工後のガラス基板に対して熱処理を実施した場合、熱処理の影響によって、貫通孔の位置が所定の位置から僅かながらずれる場合がある。また、この問題を抑制するため、ダミーのガラス基板を用いて、熱処理による貫通孔の位置ずれの影響を把握し、この影響を「補正」した状態で、実際のガラス基板に貫通孔加工および熱処理を実施する方法が提案されている。
　しかしながら、本願発明者らは、特許文献１に記載されたような「補正」を行った場合でも、依然として、ガラス基板の熱処理後に、孔（例えば貫通孔）の位置が所定の位置からずれる場合があることを見出した。
　このことは、ガラス基板の熱処理による孔の位置ずれの影響を把握しこれを補正するのみでは、孔の位置ずれを十分に抑制することは難しいことを示唆するものである。換言すれば、孔を有するガラス基板を製造する工程の全体にわたって、孔の位置ずれが生じ得る原因を特定し、この原因を考慮した補正を行わなければ、ガラス基板の熱処理後に、十分に高い精度で所定の位置に孔を配置することは難しいと言える。
　本願発明者らは、このような観点から、特に、レーザ光照射による孔加工工程から熱処理工程までの過程において、孔の位置ずれが生じ得る原因について検討を行ってきた。その結果、孔の位置ずれは、熱処理工程に加えて、レーザ光照射による孔加工の最中にも生じ得ることを見出し、本発明に至った。なお、レーザ光照射による孔加工中に孔の位置ずれが生じるのは、熱影響によってガラス基板に僅かながら収縮が生じるためであると考えられる。
　従って、本発明では、孔を有するガラス基板の製造方法であって、
　（ａ）ダミーガラス基板の複数の孔形成目標位置に向かって、第１の条件でレーザ光を照射し、前記ダミーガラス基板に複数の孔を形成し、
　（ｂ）前記ダミーガラス基板を熱処理し、
　（ｃ）各孔に対して、前記孔形成目標位置と、前記（ｂ）の熱処理後の孔の位置との間のずれ量を把握し、
　（ｄ）前記ダミーガラス基板と形状、寸法および組成が実質的に等しいガラス基板に、前記第１の条件でレーザ光を照射して複数の孔を形成し、この際に、前記ガラス基板における前記レーザ光の照射位置は、前記（ｃ）において把握された前記ずれ量を考慮して、決定され、
　（ｅ）前記（ｂ）において適用した熱処理条件で、前記ガラス基板を熱処理する、
　製造方法が提供される。
　本発明では、孔加工中のガラス基板の収縮、および熱処理によるガラス基板の収縮の両方を考慮した状態で、ガラス基板に対して孔加工処理が実施される。また、これを実現するため、本発明では、ガラス基板と同じ仕様のダミーガラス基板が使用される。
　より具体的には、本発明では、本来の被加工対象となるガラス基板に孔加工処理を実施する前に、ダミーガラス基板に対して、孔加工処理および熱処理が実施される。また、ダミーガラス基板において、孔加工中の孔の位置のずれと、熱処理による孔位置のずれとの両方の影響を加味した「ずれ量」が把握される。また、本処理、すなわちガラス基板に対する孔加工処理は、このダミーガラス基板により把握された各孔のずれ量を考慮して実施される。
　この場合、ガラス基板に対して、ダミーガラス基板と同じ条件で孔加工を実施し、孔加工後のガラス基板に対して、ダミーガラス基板と同じ条件で熱処理を実施すると、各孔の位置は、ダミーガラス基板で予め把握されたずれ量だけずれるようになる。その結果、熱処理後には、ガラス基板の目標とする位置に、各孔が配置される。
　従って、本発明による方法では、熱処理後に、目標とする位置に高精度で各孔を配置することができる。
　（本発明の一実施形態による、孔を有するガラス基板の製造方法）
　次に、図面を参照して、本発明の一実施形態による、孔を有するガラス基板の製造方法について説明する。
　図１には、本発明の一実施形態による、孔を有するガラス基板の製造方法（以下、単に「第１の方法」と称する）のフローの一例を概略的に示す。
　図１に示すように、第１の方法は、
　（ａ）レーザ光を用いた第１の条件で、ダミーガラス基板の複数の孔形成目標位置に向かってレーザ光を照射し、前記ダミーガラス基板に複数の孔を形成する、第１の孔加工ステップ（ステップＳ１１０）と、
　（ｂ）前記ダミーガラス基板を熱処理する、第１の熱処理ステップ（ステップＳ１２０）と、
　（ｃ）各孔に対して、前記孔形成目標位置と、前記（ｂ）のステップの後の位置の間のずれ量を把握する、位置ずれ把握ステップ（ステップＳ１３０）と、
　（ｄ）前記ダミーガラス基板と寸法および組成が実質的に等しいガラス基板に、前記レーザ光を用いた前記第１の条件により、複数の孔を形成するステップであって、前記ガラス基板における前記レーザ光の照射位置は、前記（ｃ）のステップで把握された前記ずれ量を考慮して決定される、第２の孔加工ステップ（ステップＳ１４０）と、
　（ｅ）前記（ｂ）のステップに適用した熱処理条件で、前記ガラス基板を熱処理する、第２の熱処理ステップ（ステップＳ１５０）と、
　を有する。
　以下、各ステップについて詳しく説明する。
　（ステップＳ１１０）
　まず、ダミーガラス基板が準備される。
　図２には、ダミーガラス基板の形態の一例を概略的に示す。
　図２に示すように、ダミーガラス基板１１０は、相互に対向する第１の表面１１２および第２の表面１１４（図２からは視認されない）を有する。ダミーガラス基板１１０の第１の表面１１２は、レーザ光照射により、複数の孔が形成される表面に相当する。
　ダミーガラス基板１１０は、後のステップＳ１４０において使用されるガラス基板（以下、「本処理用ガラス基板」と称する）と少なくとも形状、寸法および組成が実質的に同じ基板である。ダミーガラス基板１１０は、本処理用ガラス基板と実質的に同じガラス基板であってもよい。なお、実質的に同じとは、全く同じ、または製造上不可避的に生じる形状、寸法、および組成の違いを有していてもよいことを意味する。
　なお、ダミーガラス基板１１０（および本処理用ガラス基板）の主表面の形状は、特に限られず、図２に示したウェハ形状（円形状）の他、矩形状または正方形状等であってもよい。
　ダミーガラス基板１１０の厚さは、例えば、０．０５ｍｍ～０．７０ｍｍの範囲であってもよい。
　次に、ダミーガラス基板１１０の第１の表面１１２のそれぞれの「孔形成目標位置」１２０に向かって、レーザ光が照射される。また、これにより、第１の表面１１２に、複数の孔が形成される。
　ここで、本願において、本来、「孔形成目標位置」とは、本処理用ガラス基板の第１の表面において、第２の熱処理ステップ（ステップＳ１５０）後に各孔が配置されるべき目標位置を意味する。ただし、前述のように、ダミーガラス基板１１０は、本処理用ガラス基板と形状および寸法が等しい。このため、ダミーガラス基板１１０においても、本処理用ガラス基板の孔形成目標位置と同様の位置に、孔形成目標位置１２０を定めることができる。換言すれば、ダミーガラス基板１１０の孔形成目標位置１２０は、本処理用ガラス基板の孔形成目標位置と対応（一致）する。
　例えば、図２に示した例では、ダミーガラス基板１１０の第１の表面１１２に、５行×５列の合計２５個の孔形成目標位置１２０が示されている。これらの孔形成目標位置１２０は、ステップＳ１５０後に、本処理用ガラス基板の第１の表面に配置される各孔の孔形成目標位置と対応（一致）する。
　本工程に利用されるレーザ加工技術は、レーザ光を利用する技術である限り、特に限られない。
　ここで、図３を参照して、レーザ加工方法の一例について簡単に説明する。
　図３には、レーザ光を照射して、ダミーガラス基板１１０に複数の孔を形成する際に使用され得るレーザ加工装置の一例を概略的に示す。
　図３に示すように、このレーザ加工装置２００は、レーザ光源２１０および試料台２４５を有する。
　レーザ光源２１０の種類は、特に限られず、レーザ光源２１０は、例えば、ＣＯ２レーザであってもよく、ＵＶレーザであってもよい。また、試料台２４５には、ダミーガラス基板１１０が載置される。
　このようなレーザ加工装置２００を用いて、ダミーガラス基板１１０に孔を形成する際には、まず、ダミーガラス基板１１０が試料台２４５の上に配置される。さらに、試料台２４５を水平方向に移動させることにより、ダミーガラス基板１１０が所定の位置に配置される。
　次に、レーザ光源２１０からダミーガラス基板１１０に向かって、レーザ光２１３が照射される。これにより、ダミーガラス基板１１０のレーザ光２１３の照射位置１１６の温度が局部的に上昇して絶縁材料が昇華し、ここに孔１３０が形成される。
　なお、図３に示した例では、孔１３０は貫通孔である。しかしながら、これは単なる一例であって、孔１３０は、非貫通孔であってもよい。
　次に、試料台２４５を水平方向に移動させ、ダミーガラス基板１１０を所定の場所に配置する。その後、同様の工程により、第２の孔が形成される。
　このような工程を繰り返すことにより、ダミーガラス基板１１０に複数の孔１３０を形成することができる。
　ここで、本願では、簡略化のため、この工程、すなわちレーザ光の照射によりダミーガラス基板１１０に孔１３０を形成する工程の条件を、まとめて「第１の条件」と称することにする。「第１の条件」には、レーザ光の種類、レーザ光パワー、照射距離、照射時間およびレーザ光のスポット径などが含まれる。
　図４には、ダミーガラス基板１１０の第１の表面１１２に、複数の孔１３０が形成された様子を模式的に示す。
　図４に示すように、ダミーガラス基板１１０の第１の表面１１２には、５行×５列の合計２５個の孔１３０が形成されている。以降、各孔１３０が配置された位置を、「孔加工位置（１３１）」と称する。
　各孔１３０の開口寸法は、特に限られず、例えば、開口の直径は、２０μｍ～３００μｍの範囲であってもよい。ただし、各孔１３０の開口寸法は、必ずしも同一である必要はなく、各孔１３０は、それぞれ異なる開口寸法を有してもよい。
　ここで、前述のように、第１の表面１１２に実際に形成された各孔１３０の孔加工位置１３１は、図２に示した孔形成目標位置１２０から僅かながらずれる場合があることに留意する必要がある。ただし、図４では、図が複雑になることを避けるため、各孔１３０の孔加工位置１３１は、図２に示した孔形成目標位置１２０と一致するように示されている。
　（ステップＳ１２０）
　次に、孔１３０を有するダミーガラス基板１１０が熱処理される。
　熱処理の条件は、使用するダミーガラス基板１１０の種類、ダミーガラス基板１１０の残留応力および／または反りの程度によって定められる。例えば、熱処理は、ダミーガラス基板１１０の徐冷点をＴａ（℃）としたとき、最高温度ＴｍａｘがＴａ±１０℃の範囲となるように実施されてもよい。最高温度Ｔｍａｘは、Ｔａ±５℃の範囲であることが好ましい。また、熱処理は、最高温度Ｔｍａｘでの保持時間が、約１分～２時間の範囲となるように実施されてもよい。この保持時間は、１時間～２時間の範囲であることが好ましい。
　図５には、熱処理後のダミーガラス基板１１０の第１の表面１１２を模式的に示す。
　図５に示すように、熱処理後のダミーガラス基板１１０の第１の表面１１２には、５行×５列の合計２５個の孔１４０が形成されている。以降、各孔１４０が配置された位置を、「熱処理後位置（１４１）」と称する。
　ここで、前述のように、第１の表面１１２における各孔１４０の熱処理後位置１４１は、図２に示した孔形成目標位置１２０からずれる場合があることに留意する必要がある。ただし、図５では、図が複雑になることを避けるため、各孔１４０の熱処理後位置１４１は、図２に示した孔形成目標位置１２０と一致するように示されている。
　（ステップＳ１３０）
　前述のように、通常の場合、第１の孔加工ステップ（ステップＳ１１０）および第１の熱処理ステップ（ステップＳ１２０）により、ダミーガラス基板１１０の各孔１４０の熱処理後位置１４１は、孔形成目標位置１２０からずれる。
　そこで、このステップＳ１３０では、各孔１４０の孔形成目標位置１２０からの位置ずれ挙動が把握される。
　以下、一例を挙げてこの工程について詳しく説明する。
　図６には、第１の熱処理ステップ（Ｓ１２０）後に得られる各孔１４０の、孔形成目標位置１２０からのずれの影響の一例を模式的に示す。図６には、矢印によって、熱処理後位置１４１にある各孔１４０（矢印の先端）における、孔形成目標位置１２０（矢印の始点）からのずれが模式的に示されている。
　ここで、各孔１４０における熱処理後位置１４１の孔形成目標位置１２０からのずれ量を評価するため、第１の表面１１２上の基準点として、「基準孔１４０Ｃ」を設定する。基準孔１４０Ｃは、第１の熱処理ステップ（Ｓ１２０）後に得られる熱処理後位置１４１にある孔のうち、孔形成目標位置１２０に対するずれ量が実質的に０（ゼロ）となる孔として定義される。
　例えば、図６に示した例では、熱処理後位置１４１の配列を構成する各孔１４０は、配列の中心にある孔１４０を基準孔１４０Ｃとし、この基準孔１４０Ｃを原点Ｏ（０，０）とするＸＹ平面上の座標（ｘ，ｙ）で表示されている。例えば、原点Ｏ（０，０）は、ダミーガラス基板１１０の中心であってもよい。
　ここで、基準孔１４０Ｃ、すなわち座標Ｏ（０，０）は、定義により、ステップＳ１２０の実施後における各孔の相対位置を表す際の基準として使用することができる。
　例えば、ダミーガラス基板１１０の第１の孔加工ステップ（Ｓ１１０）～第１の熱処理ステップ（Ｓ１２０）によって、各孔１４０の熱処理後位置１４１は、図６の矢印に示すように変化する。すなわち、熱処理後位置１４１にある各孔１４０は、孔形成目標位置１２０から、原点Ｏ（０，０）の基準孔１４０Ｃに向かって、座標のｘ値および／またはｙ値の絶対値が小さくなる方向に移動する。
　ここで、各矢印の長さは、熱処理後位置１４１にある各孔１４０の、孔形成目標位置１２０からの相対的な変化量（以下、「ずれ量ΔＰ」と称する）に対応する。従って、図６は、矢印が大きな孔１４０ほど、ずれ量ΔＰが大きくなることを示している。ただし、図６において、各孔１４０の孔形成目標位置１２０からのずれ量ΔＰは、誇張して示されていることに留意する必要がある。
　具体的に説明すると、原点Ｏ（０，０）から孔形成目標位置１２０までの距離ｄに応じて、孔１４０のずれ量ΔＰは変化し、距離ｄが大きな孔形成目標位置１２０に対応する孔１４０ほど、ずれ量ΔＰが大きくなる。例えば、熱処理後位置１４１が座標（１，１）、（－１、１）、（－１，－１）および（１、－１）にある各孔１４０のずれ量ΔＰは、ほぼ同等であり、これらのずれ量ΔＰは、熱処理後位置１４１が座標（１，０）、（０，１）、（－１、０）および（０、－１）にある各孔１４０のずれ量ΔＰよりも大きくなる。同様に、熱処理後位置１４１が座標（２，２）、（－２、２）、（－２，－２）および（２、－２）にある各孔１４０のずれ量ΔＰは、ほぼ同等であり、これらのずれ量ΔＰは、熱処理後位置１４１が座標（２，１）、（１，２）、（－１、２）、（－２、１）、（－２、－１）、（－１、－２）、（１、－２）、および（２、－１）にある各孔１４０のずれ量ΔＰよりも大きくなる。
距離ｄとずれ量ΔＰとの間には、近似的に直線関係（比例関係）が成り立つ。この直線の傾きをｍとすると、ｍ＝ΔＰ／ｄである。
　このようなＸＹ座標を用いることにより、ダミーガラス基板１１０において、孔形成目標位置１２０からの孔１４０の位置ずれ状態を把握することができる。
　なお、図６に示した孔１４０の配列の位置ずれ挙動は、単なる一例であって、熱処理後の孔１４０の配列は、別の態様で位置がずれてもよい。また、例えば、ＸＹ座標の原点Ｏは、必ずしも配列の中心にある孔１４０である必要はなく、任意の孔１４０をＸＹ座標の原点Ｏとしてもよい。
　（ステップＳ１４０）
　次に、被加工対象（例えば製品）となるガラス基板、すなわち本処理用ガラス基板が準備される。前述のように、この本処理用ガラス基板は、ダミーガラス基板１１０と少なくとも形状、寸法および組成が実質的に等しい基板である。本処理用ガラス基板は、ダミーガラス基板１１０と実質的に同じガラス基板であってもよい。
　次に、前述のステップＳ１１０において、ダミーガラス基板１１０に孔１３０を形成する際に適用した「第１の条件」により、本処理用ガラス基板に複数の孔が形成される。これにより、ダミーガラス基板１１０に形成された孔１３０とほぼ等しい態様で、本処理用ガラス基板に孔を形成することができる。
　ただし、このステップＳ１４０では、本処理用ガラス基板におけるレーザ光の照射位置は、前述のダミーガラス基板１１０の場合とは異なることに留意する必要がある。すなわち、本処理用ガラス基板のレーザ光の照射位置は、ステップＳ１３０で把握された、各孔１４０の孔形成目標位置１２０からのずれ量ΔＰを考慮して、決定される。
　以下、一例として、本処理用ガラス基板の「孔形成目標位置」に、５×５のマトリクス状に孔の配列を配置する場合を考える。ここで、本処理用ガラス基板の「孔形成目標位置」は、前述のように、以降の第２の熱処理ステップ（ステップＳ１５０）後に各孔が配置されるべき目標位置を意味する。
　この場合、本処理用ガラス基板におけるレーザ光の照射位置の配列は、図７のように表される。
　図７には、本処理用ガラス基板の第１の表面におけるレーザ光の照射位置の配列を模式的に示す。
　図７に示すように、本処理用ガラス基板３１０の第１の表面３１２における各レーザ光の照射位置４８５（４８５－１～４８５－２５）は、ＸＹ平面上に、５×５のマトリクス状に配置される。なお、照射位置４８５－１３は、基準孔であり、孔形成目標位置３２０の中心Ｃに配置される。この位置は、本処理用ガラス基板３１０の第１の表面３１２の中心であってもよい。また、図７には、孔形成目標位置３２０が破線状丸印で示されている。
　図７からわかるように、各レーザ光の照射位置４８５（４８５－１～４８５－２５）は、前述の図６で示したずれ量ΔＰを補正した位置に配置される。
レーザ光の照射位置４８５は、以下のようにして得られる。本処理用ガラス基板３１０における基準孔を原点（０、０）として、照射位置４８５の座標を（ａ、ｂ）、孔形成目標位置３２０の座標を（ｘ、ｙ）とする。補正係数をαとして、ａ＝α×ｘ、ｂ＝α×ｙとする。また、補正係数α＝ｄ／（ｄ－ΔＰ）である。この式の右辺の分母、分子それぞれをｄで除すると、α＝１／（１－ΔＰ／ｄ）となる。さらに前記の距離ｄとずれ量ΔＰとの比例関係における傾きｍ＝ΔＰ／ｄを当てはめると、α＝１／（１－ｍ）と表され、傾きｍから補正係数αが得られる。得られたαの値と孔形成目標位置３２０の座標（ｘ、ｙ）の値と、前記の式ａ＝α×ｘ、ｂ＝α×ｙにより、照射位置４８５の座標（ａ、ｂ）が得られる。
　例えば、レーザ光の照射位置４８５－８、４８５－１２、４８５－１４および４８５－１８は、それぞれの孔形成目標位置３２０と中心Ｃを結んだ直線に沿って、それぞれの孔形成目標位置３２０から第１の距離だけ外側に遠ざかるように配置される。また、照射位置４８５－７、４８５－９、４８５－１７および４８５－１９は、それぞれの孔形成目標位置３２０と中心Ｃを結んだ直線に沿って、それぞれの孔形成目標位置３２０から第２の距離だけ外側に遠ざかるように配置される。この第２の距離は、第１の距離よりも大きい。
　なお、中心Ｃに配置された照射位置４８５－１３は、定義上、以降の第２の熱処理ステップ（ステップＳ１５０）を実施しても孔の位置が変化しないため、この段階において、既に孔形成目標位置３２０に配置されている。
　次に、このような照射位置４８５を目標として、本処理用ガラス基板３１０の第１の表面３１２にレーザ光が照射され、複数の孔が加工される。
　このような方法で孔が形成された場合、以降のステップＳ１５０において本処理用ガラス基板３１０を熱処理した際に、熱処理後の各孔を、それぞれの孔形成目標位置３２０に配置することが可能となる。
　（ステップＳ１５０）
　次に、前述のように孔が形成された本処理用ガラス基板３１０に対して、熱処理が実施される。
　ここでの熱処理条件は、前述のステップＳ１２０において実施された、ダミーガラス基板１１０に対する熱処理条件と実質的に等しい。
　本処理用ガラス基板３１０を熱処理した際に、熱処理後の各孔は、本処理用ガラス基板３１０の所望の位置、すなわち孔形成目標位置３２０に配置されるようになる。例えば、図７に示した照射位置４８５の配列に従って、レーザ光を照射し、孔を形成した場合、本処理用ガラス基板３１０の熱処理後に、各孔は、破線の丸印に示した孔形成目標位置３２０に配置されるようになる。
　以上の工程により、第１の方法では、熱処理後の本処理用ガラス基板３１０において、孔形成目標位置３２０に、高い精度で各孔を配置することが可能となる。
　（本発明の他の実施形態による、孔を有するガラス基板の製造方法）
　本発明の他の実施形態による、孔を有するガラス基板の製造方法を説明する。具体的には、ステップＳ１１０においてダミーガラス基板１１０の第１の表面１１２の「孔形成目標位置」１２０のレーザ光を照射する前、および、ステップＳ１４０において本処理用ガラス基板の第１の表面にレーザ光を照射する前に、熱処理（以下、プレアニールとも称する）を行ってもよい。その他の工程は、前述の図１等を用いて説明した工程と同様であるため、説明を省略する。
　プレアニールをすることで、レーザ光照射による孔加工した後の熱処理でガラス基板が収縮することを抑制できる。プレアニールにより、孔形成後の熱処理の影響による孔の位置が所定の位置からずれることは防ぐことができるが、レーザ光照射による孔加工中の位置ずれは抑えることができない。したがって、前述のとおり、ダミーガラス基板により位置ずれを把握し、本処理用ガラス基板には位置ずれ量を考慮してレーザ光照射による孔加工を形成し、熱処理することで、孔加工の位置ずれを抑制することができる。
　プレアニールの条件は、前述のステップＳ１２０で説明した熱処理の条件を用いればよい。
　（本発明の一実施形態によるインターポーザの製造方法）
　次に、図８を参照して、本発明の一実施形態によるインターポーザの製造方法について説明する。
　図８には、本発明の一実施形態によるインターポーザ（貫通電極を有するガラス基板）の製造方法（以下、単に「第２の方法」と称する）のフローを概略的に示す。
　図８に示すように、第２の方法は、
　（ａ）レーザ光を用いた第１の条件で、ダミーガラス基板の複数の貫通孔形成目標位置に向かってレーザ光を照射し、前記ダミーガラス基板に複数の貫通孔を形成する、第１の貫通孔加工ステップ（ステップＳ２１０）と、
　（ｂ）前記ダミーガラス基板を熱処理する、第１の熱処理ステップ（ステップＳ２２０）と、
　（ｃ）各貫通孔に対して、前記貫通孔形成目標位置と、前記（ｂ）のステップの後の位置の間のずれ量を把握する、位置ずれ把握ステップ（ステップＳ２３０）と、
　（ｄ）前記ダミーガラス基板と形状、寸法および組成が実質的に等しいガラス基板に、前記レーザ光を用いた前記第１の条件により、複数の貫通孔を形成するステップであって、前記ガラス基板における前記レーザ光の照射位置は、前記（ｃ）のステップで把握された前記ずれ量を考慮して決定される、第２の孔加工ステップ（ステップＳ２４０）と、
　（ｅ）前記（ｂ）のステップに適用した熱処理条件で、前記ガラス基板を熱処理する、第２の熱処理ステップ（ステップＳ２５０）と、
　（ｆ）前記ガラス基板の前記貫通孔に導電性物質を充填する、導電性物質充填ステップ（ステップＳ２６０）と、
　を有する。
　このうち、ステップＳ２１０～ステップＳ２５０は、それぞれ、前述の第１の方法におけるステップＳ１１０～ステップＳ１５０と実質的に同じである。（ただし、第２の方法において、ステップＳ１１０～ステップＳ１５０を参照する際には、「孔」および「孔～」と言う用語を、「貫通孔」および「貫通孔～」と読み替える必要がある。例えば、「孔形成目標位置」は、「貫通孔形成目標位置」となり、「孔加工位置」は、「貫通孔加工位置」となる。）
　そこで、ここでは、ステップＳ２６０について、詳しく説明する。
　（ステップＳ２６０）
　ステップＳ２１０～ステップＳ２５０を経て、各貫通孔が孔形成目標位置に配置されたガラス基板を得ることができる。
　次のステップＳ２６０では、各貫通孔内に導電性物質が充填される。
　導電性物質は、特に限られず、例えば、銅、銀、および金のような金属またはその合金であってもよい。
　導電性物質の貫通孔内への充填方法は、特に限られない。導電性物質は、例えば、電解めっき法、または無電解めっき法等のめっき法により、貫通孔内に充填されてもよい。そのような導電性物質の充填技術は、当業者には明らかである。
　以上のステップにより、貫通孔内に導電性物質が充填されたインターポーザを製造することができる。
　前述のように、各貫通孔は、高い精度でガラス基板の所定の位置に配置されている。
　従って、この第２の方法では、高い精度で所定の位置に導電性ビアを有するインターポーザを製造することができる。
　以上、第１の方法および第２の方法を例に、本発明の一実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、その他の態様で実施されてもよい。
　例えば、本発明の別の実施形態では、第１の方法と同様の工程を有する、ガラス基板に孔を形成する方法が提供されてもよい。そのような方法では、前述のような特徴により、高い精度で、ガラス基板に孔を形成することができる。
　以下、本発明の実施例について説明する。
　前述の第１の方法を用いて、以下の手順で孔を有するガラス基板を製造した。
　本処理用ガラス基板には、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ×厚さ０．３ｍｍの矩形形状の無アルカリガラスを使用した。本処理用ガラス基板の徐冷点Ｔａは、７１０℃である。ダミーガラス基板には、本処理用ガラス基板と同じものを使用した。
　まず、前述のようなレーザ加工装置を用いて、ダミーガラス基板の孔形成目標位置に、レーザ光を照射した。孔形成目標位置は、等間隔に配置された５行×５列の合計２５個の孔の配列とした。
　レーザ光には、ＣＯ２レーザを使用し、レーザ光パワーは、５０Ｗとした。レーザ光のスポット径は、７０μｍφとした。
　レーザ光の照射により、ダミーガラス基板に、前述の図４に示したような孔の配列パターンが形成された。なお、孔の配列パターンは、パターンの中心にある孔を基準孔とし、この基準孔がダミーガラス基板の中心に配置されるように配置した。孔同士の間のピッチは、Ｘ方向およびＹ方向ともに、２０ｍｍ（２００００μｍ）を目標とした。
　次に、このダミーガラス基板の熱処理を行った。熱処理は、ダミーガラス基板を７１０℃で２時間保持することにより実施した。
　熱処理後に、基準孔を基準として、ダミーガラス基板に配置された各孔の位置を確認したところ、各孔の位置が孔形成目標位置からずれていることが確認された。
　より具体的には、熱処理後の各孔の位置は、それぞれの孔形成目標位置と基準孔の中心Ｃとを結ぶ直線に沿って、中心Ｃの方に向かって移動した。また、この移動量は、中心Ｃからの距離が大きな位置にある孔ほど、大きくなった。
　図９には、熱処理後のダミーガラス基板におけるそれぞれの孔において得られた、孔形成目標位置からのずれ量ΔＰ（μｍ）を示す。
　なお図９において、横軸は、基準孔の中心Ｃから、それぞれの孔の孔形成目標位置までの距離ｄ（μｍ）を表し、縦軸は、熱処理後位置にある孔の、孔形成目標位置からの変化量、すなわちずれ量ΔＰ（μｍ）を表している。
　図９から、距離ｄとずれ量ΔＰとの間には、近似的に直線関係が成り立つことがわかる。この直線の傾きｍ（＝ΔＰ／ｄ）は、０．０００９５であった。
　次に、前述のダミーガラス基板に適用したレーザ光の照射条件と同じ条件により、本処理用ガラス基板に対してレーザ光を照射し、５×５のマトリクス状の孔のパターンを形成した。なお、パターンの中心にある孔は、基準孔とし、本処理用ガラス基板の中心位置に形成した。
　ここで、レーザ光は、図９で得られた距離ｄとずれ量ΔＰとの間の関係（ｍ＝０．０００９５）を考慮した位置に照射した。
　以下、図１０を参照して、本処理用ガラス基板におけるレーザ光の照射位置の具体的な決定操作について説明する。
　図１０には、本処理用ガラス基板９１０における、レーザ光の照射位置９８５の配列９９０の第１の部分９９０Ａを示す。配列９９０の第１の部分９９０Ａは、レーザ光の照射位置９８５－１～９８５－９で構成される。
　図１０では、配列９９０の中心にある照射位置９８５－７がＸＹ平面の原点Ｏ（０，０）となるようにして、各照射位置９８５－１～９８５－９が表されている。
　また、図１０には、各孔の孔形成目標位置が破線の丸印で示されている。例えば、照射位置９８５－１に対応する孔の孔形成目標位置は、座標（０，４００００）で表され、照射位置９８５－５に対応する孔の孔形成目標位置は、座標（２００００，２００００）で表され、照射位置９８５－９に対応する孔の孔形成目標位置は、座標（４００００，０）で表される。
　なお、図１０には示されていないが、配列９９０は、照射位置９８５－７を中心として、５×５のマトリクス状に配置された２５箇所の照射位置で構成される。例えば、配列９９０を構成する照射位置の一部（例えば配列の第２の部分）は、図１０に示された照射位置９８５－１～９８５－９とＹ軸に対称な位置に配置され、配列９９０を構成する照射位置の別の一部（例えば配列の第３の部分）は、図１０に示された照射位置９８５－１～９８５－９とＸ軸に対称な位置に配置される。また、配列９９０を構成する照射位置の別の一部（例えば配列の第４の部分）は、図１０に示された照射位置９８５－１～９８５－９を、原点Ｏを中心として、１８０°回転した位置に配置される。
　このような表記において、レーザ光照射前の本処理用ガラス基板９１０内の配列９９０の第１の部分９９０Ａを構成する一つの照射位置９８５、すなわちＸＹ座標（ａ，ｂ）は、孔形成目標位置の座標を（ｘ，ｙ）としたとき、補正係数をαとして、ａ＝αｘ、ｂ＝αｙで表される。ここで、前述の結果から、補正係数α＝ｄ／（ｄ－ΔＰ）＝１／（１－ｍ）＝１．０００９５である。
　例えば、照射位置９８５－１は、孔形成目標位置の座標（ｘ，ｙ）が（０，４００００）であるため、ａ＝α×０＝０、およびｂ＝α×４００００＝４００３８と計算され、その結果、座標（ａ，ｂ）＝（０，４００３８）となる。同様に、照射位置９８５－２は、孔形成目標位置の座標（ｘ，ｙ）が（２００００，４００００）であるため、ａ＝α×２００００＝２００１９、およびｂ＝α×４００００＝４００３８と計算され、その結果、座標（ａ，ｂ）＝（２００１９，４００３８）となる。また、照射位置９８５－５は、孔形成目標位置の座標（ｘ，ｙ）が（２００００，２００００）であるため、ａ＝α×２００００＝２００１９、およびｂ＝α×２００００＝２００１９と計算され、その結果、座標（ａ，ｂ）＝（２００１９，２００１９）となる。さらに、照射位置９８５－９は、孔形成目標位置の座標（ｘ，ｙ）が（４００００，０）であるため、ａ＝α×４００００＝４００３８、およびｂ＝α×０＝０と計算され、その結果、座標（ａ，ｂ）＝（４００３８、０）となる。
　以上、レーザ光の照射位置の配列９９０を構成する第１の部分９９０Ａに存在する各照射位置９８５－１～９８５－９を例に、これらの位置の決定操作について説明した。しかしながら、レーザ光の照射位置の配列９９０を構成する第１の部分９９０Ａ以外の部分においても同様の操作により、各照射位置を決定することができる。
　例えば、上記操作では、照射位置９８５－７を原点とするＸＹ平面において、第１象限に含まれる各照射位置を決定することができた。照射位置９８５－７を原点とするＸＹ平面において、第２象限、第３象限、または第４象限に含まれる各照射位置についても、同様の操作で位置を決定することができる。
　このように定めた照射位置９８５にレーザ光を照射し、本処理用ガラス基板に２５個の孔を形成した。
　次に、この本処理用ガラス基板に対して、前述の条件（７１０℃で２時間保持する条件）で熱処理を行った。また、熱処理後の本処理用ガラス基板において、各孔の位置（熱処理後位置）を測定した。
　図１１には、本処理用ガラス基板における熱処理後の各孔の孔形成目標位置からのずれ量ΔＰ（μｍ）を示す。
　なお、図１１において、横軸は、基準孔の中心Ｃから孔形成目標位置までの距離ｄ（μｍ）を表し、縦軸は、各孔の熱処理後位置と孔形成目標位置との間の距離、すなわちずれ量ΔＰ（μｍ）を表している。
　図１１に示すように、熱処理後の本処理用ガラス基板において、各孔の熱処理後位置は、それぞれの孔形成目標位置とほぼ一致していることがわかる。例えば、最もずれ量ΔＰが大きな、中心Ｃからの距離ｄが約４５０００μｍの位置にある孔においても、そのずれ量ΔＰは、わずか１．５μｍ程度に抑制されている。
　この結果は、使用したレーザ加工装置の位置決め精度が±５μｍ程度であることを考慮すると、熱処理後の本処理用ガラス基板に、極めて良好な精度で孔を配置することができることを示唆するものである。
　このように、本発明の一実施形態による方法を使用することにより、熱処理後に、本処理用ガラス基板の孔形成目標位置に、高い精度で各孔を配置することができることが確認された。
　本発明は、ガラス基板に貫通孔などの孔を形成する技術、およびインターポーザの製造技術等に利用することができる。
　本願は、２０１６年１０月２０日に出願された日本国特許出願２０１６－２０６０８３号に基づく優先権を主張するものであり、同日本国出願の全内容を本願に参照により援用する。
　１１０　　　ダミーガラス基板
　１１２　　　第１の表面
　１１４　　　第２の表面
　１１６　　　照射位置
　１２０　　　孔形成目標位置
　１３０　　　孔
　１３１　　　孔加工位置
　１４０　　　孔（熱処理後）
　１４０Ｃ　　基準孔
　１４１　　　熱処理後位置
　２００　　　レーザ加工装置
　２１０　　　レーザ光源
　２１３　　　レーザ光
　２４５　　　試料台
　３１０　　　本処理用ガラス基板
　３１２　　　第１の表面
　３２０　　　孔形成目標位置
　４８５（４８５－１～４８５－２５）　レーザ光の照射位置
　９１０　　　本処理用ガラス基板
　９８５（９８５－１～９８５－９）　レーザ光の照射位置
　９９０　　　配列
　９９０Ａ　　第１の部分

Claims (7)

  1. 　孔を有するガラス基板の製造方法であって、
    　（ａ）ダミーガラス基板の複数の孔形成目標位置に向かって、第１の条件でレーザ光を照射し、前記ダミーガラス基板に複数の孔を形成し、
    　（ｂ）前記ダミーガラス基板を熱処理し、
    　（ｃ）各孔に対して、前記孔形成目標位置と、前記（ｂ）の熱処理後の孔の位置との間のずれ量を把握し、
    　（ｄ）前記ダミーガラス基板と形状、寸法および組成が実質的に等しいガラス基板に、前記第１の条件でレーザ光を照射して複数の孔を形成し、この際に、前記ガラス基板における前記レーザ光の照射位置は、前記（ｃ）において把握された前記ずれ量を考慮して、決定され、
    　（ｅ）前記（ｂ）において適用した熱処理条件で、前記ガラス基板を熱処理する、製造方法。
  2. 　前記（ｂ）における熱処理を実施した後の孔には、前記孔形成目標位置に対して位置が変化していない孔として定められる基準孔が存在し、
    　前記（ｄ）における前記レーザ光の照射位置は、前記ずれ量をΔＰ（μｍ）とし、前記ダミーガラス基板の前記基準孔の中心から、前記孔形成目標位置までの距離をｄ（μｍ）としたとき、
     
    　　補正係数α＝ｄ／（ｄ－ΔＰ）
     
    を用いて決定される、請求項１に記載の製造方法。
  3. 　前記基準孔は、前記ダミーガラス基板の略中心に配置される、請求項２に記載の製造方法。
  4. 　前記ガラス基板の徐冷点をＴａ（℃）としたとき、
    　前記（ｅ）の熱処理は、徐冷点Ｔａ±１０℃の範囲に、１分から２時間、前記ガラス基板を保持することにより実施される、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の製造方法。
  5. 　前記孔は貫通孔である、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の製造方法。
  6. 　ガラス基板に孔を形成する方法であって、
    　（ａ）ダミーガラス基板の複数の孔形成目標位置に向かって、第１の条件でレーザ光を照射し、前記ダミーガラス基板に複数の孔を形成し、
    　（ｂ）前記ダミーガラス基板を熱処理し、
    　（ｃ）各孔に対して、前記孔形成目標位置と、前記（ｂ）の熱処理後の位置との間のずれ量を把握し、
    　（ｄ）前記ダミーガラス基板と形状、寸法および組成が実質的に等しいガラス基板に、前記第１の条件でレーザ光を照射して複数の孔を形成し、この際に、前記ガラス基板における前記レーザ光の照射位置は、前記（ｃ）において把握された前記ずれ量を考慮して、決定され、
    　（ｅ）前記（ｂ）において適用した熱処理条件で、前記ガラス基板を熱処理する、方法。
  7. 　インターポーザの製造方法であって、
    　（ａ）ダミーガラス基板の複数の貫通孔形成目標位置に向かって、第１の条件でレーザ光を照射し、前記ダミーガラス基板に複数の貫通孔を形成し、
    　（ｂ）前記ダミーガラス基板を熱処理し、
    　（ｃ）各孔に対して、前記貫通孔形成目標位置と、前記（ｂ）の熱処理後の位置との間のずれ量を把握し、
    　（ｄ）前記ダミーガラス基板と形状、寸法および組成が実質的に等しいガラス基板に、前記第１の条件でレーザ光を照射して複数の貫通孔を形成し、この際に、前記ガラス基板における前記レーザ光の照射位置は、前記（ｃ）において把握された前記ずれ量を考慮して、決定され、
    　（ｅ）前記（ｂ）において適用した熱処理条件で、前記ガラス基板を熱処理し、
    　（ｆ）前記ガラス基板の前記貫通孔に、導電性物質を充填する、製造方法。
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