(57)【要約】【課題】品質安定性、量産性に優れたビアホールを備えた配線用ガラス基板の製造方法を提案すること。【解決手段】インターポーザ用ガラス基板１Ｆの製造方法は、薄板部分１ｃが形成されたガラス基板素材１Ｃに化学強化処理を施して、薄板部分１ｃを厚さ方向の一部あるいは全体に亘って化学強化する化学強化工程と、薄板部分１ｃに化学的エッチングを施して、所定のピッチで、ビアホールとして用いる複数個の貫通穴６Ａを形成する穴開け工程とを備えている。薄板部分１ｃは、化学強化処理が施されているので、歩留まり良く、微細なビアホールが形成されたインターポーザ用ガラス基板１Ｆが得られる。【選択図】図４
2014133691.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板素材の一部に化学的エッチングを施して、当該ガラス基板素材の非エッチング部分によって取り囲まれ、当該非エッチング部分よりも薄い薄板部分を形成する薄板部分形成工程と、
前記ガラス基板素材に化学強化処理を施して、前記薄板部分に対して、当該薄板部分の少なくとも一方の表面から当該薄板部分の厚さ方向に沿って所定の深さまで化学強化する化学強化工程と、
前記薄板部分に化学的エッチングを施して、所定のピッチで、ビアホールとして用いる複数個の貫通穴を形成する穴開け工程と、
前記薄板部分の各貫通穴の形成部位に電極薄膜を積層してビアホールを形成するビアホール形成工程と、
前記ガラス基板素材の前記薄板部分の部位を切断して、前記薄板部分から、前記ビアホールが形成された所定輪郭形状のガラス基板を切り出す切断工程と、
を含むことを特徴とするビアホールを備えた配線用ガラス基板の製造方法。
【請求項２】
前記化学強化工程では、前記薄板部分に対して、当該薄板部分の厚さ方向の全体に亘って化学強化する、
請求項１に記載のビアホールを備えた配線用ガラス基板の製造方法。
【請求項３】
前記化学強化工程では、前記薄板部分の両側から化学強化処理を施し、
前記穴開け工程では、前記薄板部分の両側から化学的エッチングを行う、
請求項１または２に記載のビアホールを備えた配線用ガラス基板の製造方法。
【請求項４】
前記薄板部分形成工程では、板厚が０．３ｍｍ〜０．５ｍｍの前記ガラス基板素材に、板厚が０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの前記薄板部分を形成し、
前記穴開け工程では、０．０２ｍｍ〜０．１５ｍｍの内径の前記貫通穴を形成する請求項１ないし３のうちのいずれか一つの項に記載のビアホールを備えた配線用ガラス基板の製造方法。
【請求項５】
前記薄板部分形成工程では、矩形の前記ガラス基板素材の四周に沿って前記非エッチング部分が一定幅で残る状態に、矩形の前記薄板部分を形成し、
前記穴開け工程では、矩形の前記薄板部分内に設定した円形領域あるいは矩形領域に一定のピッチで格子状に前記貫通穴を形成し、
前記切断工程では、前記ガラス基板素材から、円形輪郭あるいは矩形輪郭の前記ガラス基板を切り出す請求項１ないし４のうちのいずれか一つの項に記載のビアホールを備えた配線用ガラス基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビアホールを備えた配線用ガラス基板の製造方法に関する。ビアホールを備えた配線用ガラス基板は、インターポーザと呼ばれる積層半導体の中継基板として用いることができる。また、ビアホールを備えた配線用ガラス基板は、液晶表示デバイス・ＥＬ表示デバイス等の表示デバイス用のガラス基板として用いることができる。
【背景技術】
【０００２】
積層半導体の分野においては、素子の微細化・高密度化の要求に応えるために、インターポーザ用ガラス基板に対しても、その薄型化およびビアホールの微細化の要求が高まっている。
【０００３】
特許文献１には、ガラス基板を用いてインターポーザを製造する方法が提案されている。特許文献１では、ドライエッチングによりガラス基板に微細な貫通穴を形成し、貫通穴に配線を施して、インターポーザを製造している。この方法において、ガラス基板として、より薄い板厚のものを用いる場合には、その加工工程、搬送工程等において破損、欠けが発生しやすく、品質安定性、歩留まりが悪いという問題点がある。また、より微細な貫通穴を精度良く形成することが困難である。
【０００４】
特許文献２には、このような問題を解消するために、ガラス基板にエッチングを施して、厚肉部で取り囲まれた状態の薄肉部を形成している。厚肉部によって加工時および搬送時に必要とされるガラス基板強度を確保して、ガラス基板に破損、欠けが発生しないようにしている。また、レーザアブレーション法により、薄肉部に、微細な貫通穴を形成するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２２２３０９号公報
【特許文献２】特開２０１２−１６６９９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に開示の方法では、厚肉部を外周に残した状態で薄肉部をガラス基板に形成することで、加工時などのガラス基板の強度を確保している。しかしながら、薄肉部の強度は低く、例えば、厚さを０．１ｍｍ程度に薄くした場合には、加工時等において薄肉部に破損、欠け等が発生しやすい。また、貫通穴形成後の薄肉部を厚肉部から切断する際においても、薄肉部に破損、欠け等が発生しやすい。特に、切断端面にマイクロクラックが発生し、これが成長して品質不良に繋がることが多い。
【０００７】
このため、薄いガラス基板を用いてインターポーザを製造する場合、従来の方法は、品質安定性および量産性の点で十分ではない。このような課題は、インターポーザに限らず、例えば液晶表示デバイス、ＥＬ表示デバイス等の表示デバイス、その他のデバイスに用いるビアホールを備えた配線用ガラス基板を製造する場合にも生ずる。
【０００８】
本発明の課題は、このような点に鑑みて、品質安定性および量産性に優れたビアホールを備えた配線用ガラス基板の製造方法を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明のビアホールを備えた配線用ガラス基板の製造方法は、
ガラス基板素材の一部に化学的エッチングを施して、当該ガラス基板素材の非エッチング部分によって取り囲まれ、当該非エッチング部分よりも薄い薄板部分を形成する薄板部分形成工程と、
前記ガラス基板素材に化学強化処理を施して、前記薄板部分に対して、当該薄板部分の少なくとも一方の表面から当該薄板部分の厚さ方向に沿って所定の深さまで化学強化する化学強化工程と、
前記ガラス基板素材に化学強化処理を施して、前記薄板部分の厚さ方向の全体を化学強化する化学強化工程と、
前記薄板部分に化学的エッチングを施して、所定のピッチで、ビアホールとして用いる複数個の貫通穴を形成する穴開け工程と、
前記薄板部分の各貫通穴の形成部位に電極層を積層してビアホールを形成するビアホール形成工程と、
前記ガラス基板素材の前記薄板部分の部位を切断して、当該薄板部分から、前記ビアホールが形成された所定輪郭のガラス基板を切り出す切断工程と、
を含むことを特徴としている。
【００１０】
ここで、前記化学強化工程では、前記薄板部分に対して、当該薄板部分の厚さ方向の全体に亘って化学強化することが望ましい。
【００１１】
本発明の製造方法では、ガラス基板素材に薄板部分を形成した後に、当該薄板部分を厚さ方向の一部、あるいは、全体に亘って、化学強化している。薄板部分を形成した後のガラス基板素材に対する加工、搬送等において、薄板部分に破損、欠けが発生するおそれを低減できる。また、穴開け加工は、化学強化後の薄板部分に対して行われるので、貫通穴を精度良く短時間で形成できる。さらに、切断工程においては化学強化された薄板部分を切断しているので、切断端面に発生したマイクロクラックに起因する薄板部分の強度のバラツキ、歩留まりの低下を抑制あるいは防止できる。
【００１２】
ここで、前記化学強化工程では、前記薄板部分が、厚さ方向の一部、あるいは全体に亘って、確実かつ短時間で化学強化されるように、前記薄板部分の両側から化学強化処理を施すことが望ましい。前記穴開け工程では、穴開け加工を精度良く短時間で行うことができるように、前記薄板部分の両側から化学的エッチングを行うことが望ましい。
【００１３】
また、板厚が０．３ｍｍ〜０．５ｍｍのガラス基板素材に、板厚が０．２ｍｍ以下、好ましくは、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの薄板部分を形成することが望ましい。このようにすれば、薄板部分を厚さ方向の全体に亘って確実に化学強化することができる。また、この板厚の薄板部分には、最小穴径が０．０１ｍｍ〜０．１５ｍｍの微細な貫通穴を精度良く形成することができる。
【００１４】
例えば、インターポーザ用ガラス基板を製造する場合には、前記薄板部分形成工程では、矩形の前記ガラス基板素材の四周に沿って前記非エッチング部分が一定幅で残る状態に、前記薄板部分を形成し、前記穴開け工程では、前記薄板部分内に設定した所定領域に一定のピッチで格子状に前記貫通穴を形成し、前記切断工程では、前記ガラス基板素材の前記薄板部分の部位を切断して、円形輪郭あるいは矩形輪郭をしたビアホールを備えたガラスウエハを得るようにすればよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の製造方法では、ガラス基板素材におけるビアホール用の貫通穴が形成される領域を、化学的エッチングを施して薄板部分とし、当該薄板部分を厚さ方向の一部、好ましくは全体に亘って、化学強化し、しかる後に、薄板部分に対する穴開け加工および当該薄板部分の切り出しを行っている。
【００１６】
薄板部分は、板厚の厚い非エッチング部分によって取り囲まれており、また、その厚さ方向の一部あるいは全体が化学強化層となっている。よって、薄板部分を形成した後の加工時、搬送時に、薄板部分に破損等が発生することを防止あるいは抑制できる。また、化学強化された薄板部分に穴開け加工が施されるので、微細な貫通穴を精度良く形成できる。さらに、厚さ方向の一部あるいは全体が化学強化された薄板部分の部位を切断するので、貫通穴が形成された後の薄板部分の切断端面に発生したマイクロクラックに起因して薄板部分に強度のバラツキ、歩留まり低下が生じることも防止あるいは抑制できる。よって、本発明によれば、ビアホールを備えた配線用ガラス基板を、安定した品質で量産性良く製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明によるインターポーザ用ガラス基板の製造に用いるガラス基板素材を示す概略断面図および概略平面図である。
【図２】薄板部分形成工程を示す概略断面図および概略平面図である。
【図３】化学強化工程を示す概略断面図である。
【図４】穴開け工程を示す概略断面図および概略平面図である。
【図５】導電層形成工程を示す概略断面図および部分拡大平面図である。
【図６】切断工程を示す概略断面図および概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面を参照して、本発明を適用したインターポーザ用ガラス基板の製造方法を説明する。なお、以下の説明は、直径１２インチのインターポーザ用ガラス基板を製造する場合の一例である。本発明は、異なる寸法、あるいは、インターポーザ用ガラス基板以外のビアホールを備えた配線用ガラス基板の製造にも適用可能なことは勿論である。
【００１９】
まず、図１に示すように、矩形のガラス基板素材１Ａを用意する。図１（ａ）はガラス基板素材１Ａの概略断面図であり、図１（ｂ）はその概略平面図である。ガラス基板素材１Ａの板厚ｔ１は例えば、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍであり、その外寸Ｗ×Ｈは、例えば４２０ｍｍ×５３０ｍｍである。ガラス材料としては、アルミノケイ酸硝子、無アルカリ硝子、硼ケイサン硝子、ソーダライム硝子等を用いることができる。
【００２０】
次に、図２に示すように、ガラス基板素材１Ａに薄板部分形成工程を施す。まず、図２（ａ）の概略断面図および図２（ｂ）の概略平面図に示すように、ガラス基板素材１Ａの一方の表面である第１面１ａの四周部分に、一定幅でドライフィルムレジスト等の保護膜３ａを積層して、当該四周部分を覆う。矩形枠状の保護膜３ａによって囲まれている第１面１ａの露出領域は、例えば、内寸Ｗ１×Ｈ１が３５０ｍｍ×４３０ｍｍの矩形領域である。一方、ガラス基板素材１の反対側の表面である第２面１ｂは、その全体に保護膜３ｂを積層して覆う。
【００２１】
この状態で、第１面１ａに化学的エッチング、例えばウエットエッチングを施して、第１面１ａの露出領域を厚さ方向に所定深さまでエッチングする。例えば０．０５〜０．２ｍｍ程度のエッチング深さとなるようにエッチングを行い、エッチング後に保護膜３ａ、３ｂを剥離して除去する。同様に、第２面１ｂに矩形枠状の保護膜３ａを積層し、第１面１ａの全体に保護膜３ｂを積層し、この状態で例えば０．０５ｍｍ〜０．２ｍｍ程度のエッチング深さとなるようにエッチングを行い、エッチング後に保護膜３ａ、３ｂを剥離して除去する。
【００２２】
両面エッチングによって、板厚ｔ２が約０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの矩形の薄板部分１ｃが形成される。すなわち、図２（ｃ）の概略断面図に示すように、四周が板厚の厚い非エッチング部分１ｄで取り囲まれた薄板部分１ｃを備えたガラス基板素材１Ｂが得られる。
【００２３】
なお、片面エッチングによって、ガラス基板素材１Ａに薄板部分１ｃを形成することも可能である。この場合には、例えば、第１面１ａに化学的エッチングを施して、第１面１ａの露出領域を厚さ方向に、例えば０．１ｍｍ〜０．４ｍｍ程度のエッチング深さとなるようにエッチングを行い、露出領域に板厚が約０．１ｍｍ〜０．２ｍｍの矩形の薄板部分１ｃを形成する。エッチング後に、保護膜を剥離して、図２（ｄ）の概略断面図に示すように、四周が板厚の厚い部分１ｄで取り囲まれた薄板部分１ｃを備えたガラス基板素材１Ｂ’が得られる。
【００２４】
次に、図３（ａ）の概略断面図に示すように、ガラス基板素材１Ｂに対して化学強化処理工程を施す。化学強化処理工程では、ガラス基板素材１Ｂの薄板部分１ｃが、その厚さ方向の全体に亘って化学強化層となるようにする。薄板部分１ｃの厚さが約０．１ｍｍである場合には、少なくとも、ガラス基板素材１Ｂの表面から０．０５ｍｍ以上の深さの化学強化層が形成されるように、化学強化処理を施す。これにより、薄板部分１ｃの全体が化学強化処理された化学強化層１ｅとなり、その外周の厚い部分１ｄが略一定厚さの化学強化層１ｆによって覆われた状態のガラス基板素材１Ｃが得られる。
【００２５】
化学強化処理工程として、薄板部分１ｃを厚さ方向の全体に亘って化学強化する代わりに、厚さ方向の一部を化学強化することも可能である。この場合には、例えば、図３（ｂ）に示すように、ガラス基板素材１Ｂに化学強化処理を施して、ガラス基板素材１Ｂの全体を、所定厚さの化学強化層１ｅ’からなる表面層で覆った状態にする。薄板部分１ｃには、当該薄板部分１ｃの両側の面から当該薄板部分１ｃの厚さ方向に沿って所定の深さの化学強化層１ｅ’が形成される。例えば、約０．０２ｍｍ以下の厚さの化学強化層１ｅ’で両面が覆われた薄板部分１ｃを備えたガラス基板素材１Ｃ’が形成される。薄板部分１ｃは、その両側の面が化学強化層１ｅ’によって覆われているので、必要な強度が付与される。なお、薄板部分１ｃの片側の面にのみ、化学強化層１ｅ’を形成しておけば良い場合もある。
【００２６】
この後は、図４に示すように、ガラス基板素材１Ｃに対して穴開け工程を施して、一定のピッチで格子状に配列された微細な貫通穴６Ａを薄板部分１ｃに形成する。まず、図４（ａ）の概略断面図に示すように、Ｃｒ等からなる金属薄膜４を、例えばスパッタ法により、ガラス基板素材１Ｃの第１面１ａおよび第２面１ｂに形成する。次に、図４（ｂ）の概略断面図に示すように、金属薄膜４の表面に、レジスト薄膜５を形成し、レジスト薄膜５にパターニングを施し、金属薄膜４をエッチ除去して、薄板部分１ｃの両面における貫通穴形成部分を露出させる。
【００２７】
この状態で、薄板部分１ｃを両面からエッチングして、格子状に配列された微細な貫通穴６Ａを薄板部分１ｃに形成する。例えば、薄板部分１ｃ内の円形領域１ｇ内に貫通穴６Ａを形成する。エッチング後に、レジスト薄膜５および金属薄膜４を剥離して除去する。これにより、図４（ｃ）の概略断面図および図４（ｄ）の概略平面図に示すように、薄板部分１ｃに微細な貫通穴６Ａが形成されたガラス基板素材１Ｄが得られる。貫通穴６Ａは、例えば、内径が０．０２ｍｍ〜０．１５ｍｍの微細な貫通穴である。
【００２８】
この後は、図５に示すように、薄板部分１ｃに導電層形成工程を施す。薄板部分１ｃの片面あるいは両面に導電層からなる配線パターンが形成されると共に、各貫通穴６Ａの内周面等には電極薄膜が積層されて、各貫通穴６Ａの部位に、貫通電極を備えたビアホール６Ｂが形成される。
【００２９】
図５（ａ）の概略断面図に示すように、Ｎｉ、Ｃｒ等からなる金属薄膜７を、スパッタ法等によって、ガラス基板素材１Ｄの両面および貫通穴６Ａの内周面を覆う状態に積層する。次に、図５（ｂ）の概略断面図および部分拡大平面図に示すように、薄板部分１ｃの両面部分に、各貫通穴６Ａの両側の開口縁部分を露出させた状態で、ドライフィルムレジスト８をパターニングする。この状態で、図５（ｃ）の概略断面図および部分拡大平面図に示すように、各貫通穴６Ａの内周面に積層した金属薄膜７を覆う状態に、Ｃｕ等の電極薄膜９を化学（電気）メッキにより積層する。
【００３０】
この後は、図５（ｄ）の概略断面図および部分拡大平面図に示すように、ドライフィルムレジスト８を剥離して除去する。そして、図５（ｅ）の概略断面図および部分拡大平面図に示すように、金属薄膜７を選択的にエッチングして、所定パターンの配線層を形成する。このようにして、薄板部分１ｃに、配線層およびビアホールを備えたガラス基板素材１Ｅが得られる。
【００３１】
次に、図６に示すように、ガラス基板素材１Ｅから薄板部分１ｃを切り出す切断工程が行われる。切断工程では、図６（ａ）の概略断面図に示すように、ガラス基板素材１Ｅにおける薄板部分１ｃの部位、すなわち、厚さ方向の全体が化学強化層１ｅとなっている部位（図の一点鎖線で示す部位）を切断する。図３（ｂ）に示すガラス基板素材１Ｃ’を用いる場合には、厚さ方向の一部が化学強化層１ｅとなっている部位を切断することになる。
【００３２】
切断は、ダイシング、スクライビング、レーザー加工あるいは化学的エッチングにより行うことができる。図６（ｂ）の概略平面図に示すように、薄板部分１ｃを、例えば、外径が３００ｍｍの円形に切断して、円形のインターポーザ用ガラス基板１Ｆが得られる。切断後には、切断端面の面取り等の端面処理の加工が施される。
【００３３】
この後は、インターポーザ用ガラス基板１Ｆに対して、洗浄等の後加工工程および検査工程が施される。
【符号の説明】
【００３４】
１Ａ  ガラス基板素材
１Ｂ、１Ｂ’  薄板部分が形成された後のガラス基板素材
１Ｃ、１Ｃ’  化学強化された後のガラス基板素材
１Ｄ  貫通穴が形成された後のガラス基板素材
１Ｅ  ビアホールが形成された後のガラス基板素材
１Ｆ  切断された後のインターポーザ用ガラス基板
１ａ  第１面
１ｂ  第２面
１ｃ  薄板部分
１ｄ  非エッチング部分
１ｅ、１ｅ’、１ｆ  化学強化層
１ｇ  領域
３ａ、３ｂ  保護層
４    金属薄膜
５    レジスト薄膜
６Ａ  貫通穴
６Ｂ  ビアホール
７    金属薄膜
８    ドライフィルムレジスト
９    電極薄膜 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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