(57)【要約】  実施の形態は、基板にビアを形成するためのシステムおよび方法に関し、より詳しくは、ビアの形成中に基板の表面破壊を減少させるためのシステムおよび方法に関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を加工する方法において、
基板上にビアの事前定義を行う工程であって、該基板を通る少なくとも１つの規定の経路が形成される工程、
前記ビアの事前定義を行う工程の後に、前記基板上に非ビア構造を形成する工程、および
前記基板上に非ビア構造を形成する工程の後に、前記規定の経路の周りの基板材料が、該基板上の他の位置の基板材料よりも速い速度で除去されるように、該基板をエッチングする工程であって、該規定の経路に対応する位置にビアが形成される工程、
を有してなる方法。
【請求項２】
前記基板が、ガラス基板、ガラスセラミック基板、およびセラミック基板からなる群より選択される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ビアの事前定義を行う工程の前に、前記基板上に保護層を施す工程であって、該ビアの事前定義が該保護層を通じて行われる工程、
をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記ビアの事前定義を行う工程が、前記基板の第一面から該基板の第二面まで延在する前記規定の経路を形成する非除去レーザドリル加工を含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記ビアの事前定義を行う工程が、前記基板の第一面から該基板の第二面まで延在する前記規定の経路を形成する準非回折ドリル加工を含み、該規定の経路が、該準非回折ドリル加工に暴露されなかった基板の材料と比べて、少なくとも１つの特徴が変えられている、該基板の材料を含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記基板をエッチングする工程の前に、少なくとも前記非ビア構造の上に保護コーティングを形成する工程であって、該保護コーティングは、該基板をエッチングする工程の最中に該非ビア構造への損傷を減少させる働きをする工程、
をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記基板をエッチングする工程が完了した後に、前記保護コーティングの少なくも一部を除去する工程、
をさらに含む、請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記ビア内に導体材料を形成する工程、
をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項９】
電子システムにおいて、
基板であって、該基板の第一面から該基板の第二面まで延在する複数のビアを有し、該複数のビアの各々は、該基板の第一面での第１の直径または該基板の第二面での第２の直径より１５パーセント超小さい、該基板の第一面と第二面との間の中間にある中間直径を示す、基板、
前記基板の少なくとも前記第一面上に形成された非ビア構造、および
前記複数のビアの少なくとも１つの内壁上にある導体材料、
を備え、
前記基板の第一面から該基板の第二面までの距離の少なくとも２５パーセントの位置にある前記導体材料のエッジの間の距離が、ゼロより大きい、電子システム。
【請求項１０】
前記基板が、ガラス基板、ガラスセラミック基板、およびセラミック基板からなる群より選択される、請求項９記載のシステム。
【請求項１１】
前記ビア内の全ての位置での前記導体材料中の開口が、非ゼロ直径を示す、請求項９記載のシステム。
【請求項１２】
前記中間直径が、前記第１の直径または前記第２の直径より２０パーセント超小さい、請求項９記載のシステム。
【請求項１３】
前記非ビア構造が、前記基板の第一面で前記複数のビアの内の１つのエッジから１００マイクロメートル（１００μｍ）超、かつ５００マイクロメートル（５００μｍ）未満離れている、請求項９記載のシステム。
【請求項１４】
前記非ビア構造が、前記基板の第一面で前記複数のビアの内の１つのエッジから１００マイクロメートル（１００μｍ）超、かつ２００マイクロメートル（２００μｍ）未満離れている、請求項９記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、２０１８年５月７日に出願された米国特許出願第１５／９７２６２８号（同様に、「Integrated Arrays for MicroLED Displays」と題する、Ｇａｒｎｅｒ等により２０１８年４月５日に出願された米国仮特許出願第６２／６５３１５８号に優先権を主張する（すなわち、その非仮特許出願である））の米国法典第３５編第１２０条の下での優先権の恩恵を主張するものである。その各々の内容が、依拠され、ここに全て引用される。
【技術分野】
【０００２】
実施の形態は、基板にビアを形成するためのシステムおよび方法に関し、より詳しくは、ビアの形成中に基板の表面破壊を減少させるためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
電子デバイスの製造は、多くの場合、基板内にビアを形成する工程を含む。一例として、ビアが、基板に形成され、金属化されて、基板の一方の表面から反対の表面までの電気的接続性を形成することがある。時には、ビア内に堆積された金属が、基板の表面上の薄膜トランジスタ；電線；および他の電子的、光学的、または物理的素子のその後の形成と干渉し得る。さらに、どの部分充填されたビアも、ガス漏れを起こし、真空チャック上での加工を不安定にする。基板の表面上の薄膜トランジスタ；電線；および他の電子的、光学的、または物理的素子の形成後まで、ビアが金属化されない場合、ビアは、薄膜トランジスタの形成中に使用される材料で塞がれることがある。さらに、開放ビアの全てが、中間システムを真空チャックの使用に不適合にする。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
それゆえ、少なくとも上述した理由のために、電子装置を製造するための改良されたシステムおよび方法が、当該技術分野において必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施の形態は、基板にビアを形成するためのシステムおよび方法に関し、より詳しくは、ビアの形成中に基板の表面破壊を減少させるためのシステムおよび方法に関する。
【０００６】
この纏めは、いくつかの実施の形態の概要のみを与える。「１つの実施の形態において」、「１つの実施の形態によれば」、「様々な実施の形態において」、「１つ以上の実施の形態において」、「特定の実施の形態において」などの句は、概して、その句に続く特定の特性、構造、または特徴が少なくとも１つの実施の形態に含まれ、複数の実施の形態に含まれることがあることを意味する。重要なことには、そのような句は、必ずしも、同じ実施の形態を称するわけではない。以下の詳細な説明、付随の特許請求の範囲、および添付図面から、多くの他の実施の形態がより十分に明白となるであろう。
【０００７】
明細書の残りの部分に記載された本発明の様々な実施の形態のさらなる理解が、図面を参照して実現されるであろう。図面において、同様の構成要素を指すために、いくつかの図面に亘り、同様の参照番号が使用される。ある場合には、小文字からなる下位のラベルは、多数の同様の構成要素の内の１つを表すために、参照番号に関連付けられている。既存の下位のラベルへの指定がなく、参照番号が言及されている場合、そのような多数の同様の構成要素の全てを称することが目的とされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】いくつかの実施の形態による透明基板システムを製造する方法を示す流れ図
【図２ａ】図１に示された方法と一致する、透明基板に透明噴出軽減層の施用を含む、１つ以上の実施の形態による加工工程の説明図
【図２ｂ】図２ａの続きの加工工程の説明図
【図２ｃ】図２ｂの続きの加工工程の説明図
【図２ｄ】図２ｃの続きの加工工程の説明図
【図２ｅ】図２ｄの続きの加工工程の説明図
【図２ｆ】図２ｅの続きの加工工程の説明図
【図２ｇ】図２ｆの続きの加工工程の説明図
【図３ａ】図１、図４、図６、および／または図８に関して記載された方法のある時点で形成された中間システムの写真
【図３ｂ】図１、図４、図６、および／または図８に関して記載された方法のある時点で形成された中間システムの写真
【図３ｃ】図１、図４、図６、および／または図８に関して記載された方法のある時点で形成された中間システムの写真
【図３ｄ】図１、図４、図６、および／または図８に関して記載された方法のある時点で形成された中間システムの写真
【図３ｅ】図１、図４、図６、および／または図８に関して記載された方法のある時点で形成された中間システムの写真
【図３ｆ】図１、図４、図６、および／または図８に関して記載された方法のある時点で形成された中間システムの写真
【図４】様々な実施の形態による、中間表面研磨およびビアエッチング過程中の電子デバイスに対する損傷を避けるための保護コーティングの形成を含む、透明基板システムを製造する方法を示す流れ図
【図５ａ】図４に示された方法に一致する、ビアエッチング過程中の電子デバイスに対する損傷を避けるための保護コーティングの形成と除去を含む、１つ以上の実施の形態による加工工程の説明図
【図５ｂ】図５ａの続きの加工工程の説明図
【図５ｃ】図５ｂの続きの加工工程の説明図
【図５ｄ】図５ｃの続きの加工工程の説明図
【図５ｅ】図５ｄの続きの加工工程の説明図
【図５ｆ】図５ｅの続きの加工工程の説明図
【図５ｇ】図５ｆの続きの加工工程の説明図
【図５ｈ】図５ｇの続きの加工工程の説明図
【図６】いくつかの実施の形態による、レーザ露光およびエッチング中の、ガラス基板の互いに反対の表面への保護層の使用を含む、透明基板システムを製造する方法を示す流れ図
【図７ａ】図６に示された方法に一致する、１つ以上の実施の形態による加工工程の説明図
【図７ｂ】図７ａの続きの加工工程の説明図
【図７ｃ】図７ｂの続きの加工工程の説明図
【図７ｄ】図７ｃの続きの加工工程の説明図
【図７ｅ】図７ｄの続きの加工工程の説明図
【図７ｆ】図７ｅの続きの加工工程の説明図
【図７ｇ】図７ｆの続きの加工工程の説明図
【図７ｈ】図７ｇの続きの加工工程の説明図
【図７ｉ】図７ｈの続きの加工工程の説明図
【図７ｊ】図７ｉの続きの加工工程の説明図
【図８】様々な実施の形態による、透明基板のレーザ露光中に保護層を使用しない基板システムを製造する方法を示す流れ図
【図９ａ】図８に示された方法に一致する、１つ以上の実施の形態による加工工程の説明図
【図９ｂ】図９ａの続きの加工工程の説明図
【図９ｃ】図９ｂの続きの加工工程の説明図
【図９ｄ】図９ｃの続きの加工工程の説明図
【図９ｅ】図９ｄの続きの加工工程の説明図
【図９ｆ】図９ｅの続きの加工工程の説明図
【図９ｇ】図９ｆの続きの加工工程の説明図
【図９ｈ】図９ｇの続きの加工工程の説明図
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態は、基板にビア（貫通ビアおよび／またはブラインドビア）を形成するためのシステムおよび方法に関し、より詳しくは、ビアの形成中に基板の表面破壊を減少させるためのシステムおよび方法に関する。
【００１０】
様々な実施の形態が、透明基板にビアおよび非ビア構造を形成する方法を提供する。そのような透明基板には、以下に限られないが、マイクロ発光ダイオード（マイクロＬＥＤ）ディスプレイを含む様々な用途がある。マイクロＬＥＤディスプレイには、一般に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）および有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイと比べて、より高い輝度およびコントラスト比の利点がある。特定用途に応じて、他の利点もある。高解像度および大面積のディスプレイを可能にするために、酸化物薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）または低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）に基づくアクティブマトリクスバックプレーンを有するマイクロＬＥＤディスプレイの製造が関心を集めている。従来の構成は、ディスプレイの裏側にドライバ基板がある上面発光型マイクロＬＥＤパネルを利用する。ここに述べられたいくつかの実施の形態は、マイクロＬＥＤディスプレイの製造に特定の用途を見出しているが、それらはマイクロＬＥＤディスプレイに限定されない。他の用途としては、アンテナ、回路基板、センサ、照明、太陽光発電、流体工学、光学および集積光学、および他の素子分野が挙げられる。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、ここに述べられた実施の形態が適用されるであろうマイクロＬＥＤディスプレイの域を越える様々な用途が認識されるであろう。
【００１１】
ここに用いられているように、「ビア」という用語は、以下に限られないが、貫通ビア、ブラインドビア、または透明基板の表面に電子デバイスを製造する前に事前定義できる他のバルク特徴などの、表面に延在する任意の開口を含むために最も広い意味で使用される。製造前のそのような事前定義には、以下に限られないが、形成ビアに後で加工される潜在ビアに対応するパターンを形成することがあるであろう。
【００１２】
ここに用いられているように、「透明基板」という句は、光源から放出された少なくともいくらかの光を基板に透過させられるほど十分に透明である材料から形成された任意のワークピースを意味するために最も広い意味で使用される。一例として、透明基板は、以下に限られないが、１ミリメートルの深さ当たり約２０パーセント（２０％）未満の光吸収を有する材料から製造されたワークピースであることがある。別の例としては、透明基板は、以下に限られないが、規定のパルスレーザ波長について、１ミリメートルの深さ当たり約１０パーセント（１０％）未満の光吸収を有する材料から製造されたワークピースであることがある。さらに別の例として、透明基板は、以下に限られないが、規定のパルスレーザ波長について、１ミリメートルの深さ当たり約１パーセント（１％）未満の光吸収を有する材料から製造されたワークピースであることがある。透明基板は、特定用途に応じて、ガラス、ガラスセラミック、セラミック、または他の材料から製造することができ、単一材料の単層、複合体、もしくは異なるまたは同じ材料の多層積層体からなることがある。その基板は、剛性シートまたはロール・ツー・ロール加工に適合する可撓性基板であり得る。ここに用いられているように、「透明」という用語により修飾されていない「基板」という用語は、先に記載されたような透明基板を称することができ、また、任意の光源または波長からの光に関して任意の程度の透明性または不透明さを有する材料も含み得る。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、異なる実施の形態に関して使用されることのある様々な基板および／または透明基板が認識されるであろう。
【００１３】
透明基板における金属化されたビアは、基板の上面にあるマイクロＬＥＤおよびＴＦＴアレイをドライバ基板またはその下にある他の電子デバイスと相互接続するためにオプションである。ビアの形成と金属化、それに続くビアに関する電気デバイスの形成を含む、従来のプリント板ユニットの方法論は、透明基板に基づくディスプレイの製造に適用した場合、様々な限界を示した。そのような限界には、以下に限られないが、１）基板表面の非平面性、２）基板上に形成される電子デバイスの金属汚染、および３）ビア中の金属と周りの透明基板との間の著しい熱膨張差がある。ここに述べられた様々な実施の形態は、金属化された貫通ビアおよびその上に形成される電子デバイスを有する透明基板を製造するための新規の手法を提供する。全てではなく、いくつかの場合、ここに述べられた実施の形態は、先に述べられた限界の１つ以上に対処している。
【００１４】
ここに用いられているように、「電子デバイス」という句は、電圧、電流、および／または電気信号の印加により駆動または制御のいずれかがなされる任意の構造、および／または電圧、電流、および／または電気信号の印加により駆動または制御のいずれかがなされる構造に関連して作動する任意の素子または構造を意味するために最も広い意味で使用される。それゆえ、電子デバイスとしては、以下に限られないが、薄膜トランジスタ、金属導体線、アクティブマトリクスバックプレーン、パッシブマトリクス相互接続、ＬＥＤ、ＬＥＤから離れているが、ＬＥＤに関連して使用される光学構造、および／または流体素子が挙げられる。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、異なる実施の形態に関して使用されることのある様々な電子デバイス（完全または部分的のいずれかで形成された）が認識されよう。それに加え、実施の形態は、例として、光学、流体など非電子デバイス用途にも使用されることがある。
【００１５】
ここに用いられている「実質的」、「実質的に」という用語およびその変種は、記載された特徴が、ある値または記載と等しいまたはほぼ等しいことを示す意図がある。例えば、「実質的に平面の」表面は、平面または実質的に平面である表面を表すことが意図されている。さらに、先に定義されるように、「実質的に類似」は、２つの値または条件が等しいまたはほぼ等しいことを表す意図がある。いくつかの実施の形態において、「実質的に類似」は、互いの約５％以内、または互いの約２％以内など、互いの約１０％以内の値を表すことがある。
【００１６】
特に明記のない限り、ここに述べられたどの方法も、その工程が特定の順序で行われることを必要とすると解釈されることは決して意図されていない。したがって、方法の請求項が、その工程がしたがうべき順序を実際に列挙していない場合、またはその工程が特定の順序に限定されるべきであることが、請求項または説明において他に具体的に述べられていない場合、どの特定の順序も暗示されることは決して意図されていない。
【００１７】
いくつかの実施の形態は、ビアおよび非ビア構造の両方を含む基板を形成する方法を提供する。この方法は、透明噴出軽減層を通じて準非回折ビームを使用して、基板をレーザ損傷して、ビアを形成すべき位置で、基板の第一面から基板の第二面まで延在する規定の経路を生じる工程を含む。ある場合には、その規定の経路は、損傷トラックと称されることがある。この方法は、非除去的レーザドリル加工後に基板上に非ビア構造を形成する工程；非ビア構造および基板の表面の少なくとも一部の上に保護コーティングを形成する工程；保護コーティングの形成後、規定の経路の周りの基板材料が、基板上の他の位置での基板材料よりも速い速度で除去されるように基板をエッチングする工程であって、その規定の経路に対応する位置にビアが形成される工程；およびそのビアの内壁を導電層でコンフォーマルに被覆する工程をさらに含む。
【００１８】
他の実施の形態は、ビアおよび非ビア構造の両方を含む基板を形成する方法を提供する。この方法は、基板上にビアの事前定義を行う工程であって、基板を通る少なくとも１つの規定の経路が形成される工程；ビアの事前定義の後に基板上に非ビア構造を形成する工程；および基板上に非ビア構造を形成した後、その規定の経路の周りの基板材料が、その基板上の他の位置にある基板材料よりも速い速度で除去されるように基板をエッチングする工程であって、その規定の経路に対応する位置にビアが形成される工程を含む。そのビアは、貫通特徴、まはたブラインドの非貫通構造であり得る。
【００１９】
上述した実施の形態のある場合において、基板は透明基板である。上述した実施の形態の１つ以上の場合において、その基板は、ガラス基板、ガラスセラミック基板、またはセラミック基板の内の１つである。上述した実施の形態の様々な場合において、前記方法は、ビアの事前定義が保護層を通じて行われるように、ビアの事前定義を行う前に基板上に保護層を施す工程をさらに含む。そのような場合のいくつかにおいて、その保護層は、光の規定の波長に少なくともある程度透明な材料のシートからなる。そのような場合の他のものにおいて、基板上に保護層を施す工程は、基板上に保護層を非接着的に配置する工程を含む。上述した実施の形態のさらに他の場合において、基板上に保護層を施す工程は、保護層を基板に接着的に貼り付ける工程を含む。上述した実施の形態のまたさらなる場合において、基板上に保護層を施す工程は、基板の少なくとも１つの表面上に保護材料を堆積させる工程を含む。
【００２０】
上述した実施の形態の１つ以上の場合において、前記ビアの事前定義は、基板の第一面から基板の第二面まで延在する規定の経路を形成する非除去的レーザドリル加工を含む。上述した実施の形態のある場合において、そのビアの事前定義は、基板の第一面から基板の第二面まで延在する規定の経路を形成する準非回折ドリル加工を含む。そのような場合において、その規定の経路は、少なくとも１つの特徴が、その準非回折ドリル加工に曝されなかった基板の材料と比べて変化している、基板の材料を含む。ある場合には、その少なくとも１つの特徴は密度である。様々な場合において、その少なくとも１つの特徴を変える工程により、その少なくとも１つの特徴が変化している基板の材料が、準非回折ドリル加工に曝されていない基板の材料の少なくとも２倍速くエッチングされる。
【００２１】
上述した実施の形態のある場合において、前記ビアの事前定義は、基板の第一面から基板の第二面まで延在する規定の経路を形成する除去的レーザドリル加工を含む。そのような場合のいくつかにおいて、ビアの事前定義は、ガウスの空間プロファイルを有するレーザビームを使用した、衝撃ドリル加工を含む。ブラインドビアについて、その事前定義は、基板の厚さを完全に通って存在する必要はない。
【００２２】
上述した実施の形態の１つ以上の場合において、前記方法は、基板をエッチングする工程の前に、少なくとも非ビア構造の上に保護コーティングを形成する工程をさらに含む。その保護コーティングは、基板のエッチング中に非ビア構造への損傷を減少させる働きをする。ある場合には、保護コーティングを形成する工程は、基板の表面の少なくとも一部の上に保護コーティングを形成する工程をさらに含み、その保護コーティングはさらに、基板のエッチング中に基板の表面のその一部への損傷を減少させる働きをする。ある場合には、その保護コーティングは、酸窒化クロム（ＣｒＯＮ）である。様々な場合において、その方法は、基板のエッチングが完了した後、その保護コーティングの少なくとも一部を除去する工程をさらに含む。
【００２３】
上述した実施の形態の様々な場合は、ビア内に導体材料を形成する工程をさらに含む。ある場合には、ビア内に導体材料を形成する工程は、ビアの壁の少なくとも一部を金属でコンフォーマルに被覆する工程を含む。
【００２４】
さらに他の実施の形態は、電子システムにおいて、基板であって、基板の第一面から基板の第二面まで延在する複数のビアを有し、その複数のビアの各々は、基板の第一面での第１の直径または基板の第二面での第２の直径より１５パーセント超小さい、基板の第一面と第二面との間の中間にある中間直径を示す、基板；基板の少なくとも第一面上に形成された非ビア構造；および複数のビアの少なくとも１つの内壁上にある導体材料を備えた電子システムを提供する。基板の第一面から基板の第二面までの距離の少なくとも２５パーセントの導体材料にある開口は、ゼロより大きい直径を有する。上述した実施の形態のある場合において、その基板は透明基板である。上述した実施の形態の１つ以上の場合において、その基板は、ガラス基板、ガラスセラミック基板、またはセラミック基板である。上述した実施の形態の様々な場合において、その導体材料は金属である。
【００２５】
上述した実施の形態の様々な場合において、ビア内の全ての位置での導体材料中の開口は、非ゼロ直径を示す。上述した実施の形態の特別な場合において、その中間直径は、第１の直径または第２の直径より２０パーセント超小さい。上述した実施の形態のより特別な場合において、その中間直径は、第１の直径または第２の直径より３０パーセント超小さい。
【００２６】
上述した実施の形態の１つ以上の場合において、前記非ビア構造は、基板の第一面で複数のビアの内の１つのエッジから１００マイクロメートル（１００μｍ）超、かつ５００マイクロメートル（５００μｍ）未満離れている。上述した実施の形態のより特別な場合において、その非ビア構造は、基板の第一面で複数のビアの内の１つのエッジから１００マイクロメートル（１００μｍ）超、かつ２００マイクロメートル（２００μｍ）未満離れている。
【００２７】
図１を参照すると、流れ図１００は、いくつかの実施の形態による透明基板システムを製造する方法を示している。流れ図１００にしたがって、透明噴出物軽減層が透明基板の第一面に施されて、事前定義基板を生成する（ブロック１０５）。例えば、準非回折ドリル加工（例えば、ガウス・ベッセルまたはベッセルビームドリル加工）中に使用される光子エネルギーに透明基板を曝す前に、透明基板上に透明噴出物軽減層を配置すると、ビアを形成すべき位置を取り囲む透明基板の表面にあるクレーターの高さが相当減少することが分かった。そのような準非回折ドリル加工は、実質的に非除去的であり、非常にわずかしか破片を生じない。
【００２８】
前記透明噴出物軽減層は、ビアを形成すべき位置で透明基板を曝すその後の過程に使用されるレーザ光源から放出される光の波長に部分的にまたは完全に透明であり、透明基板の第一面上に非永久的に配置することのできるどの材料から製造されてもよい。ある場合には、その透明噴出物軽減層は、接着剤を用いずに、透明基板の第一面上にそれを置くことによって施される。非接着施用により、透明基板の第一面から接着剤残留物を取り除かずに、後で除去することができる。少なくとも１つの特別な場合において、透明噴出物軽減層が透明基板の第一面上に配置されるときに、透明噴出物軽減層と透明基板の第一面との間に静電気引力が生じ、それら２つが、接着剤を使用せずに、互いにくっつく。そのような場合、透明噴出物軽減層は、接着剤残留物を残さずに、透明基板から容易に分離することができる。他の場合において、透明噴出物軽減層は、それを透明基板に接着的に貼り付けることによって施される。さらに他の場合において、透明噴出物軽減層は、透明基板上に薄膜として堆積される。そのような薄膜は、以下に限られないが、酸窒化クロム（ＣｒＯＮ）であることがある。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、異なる実施の形態により透明噴出物軽減層として使用されることのある様々な材料が認識されるであろう。
【００２９】
透明基板は、レーザ光源から少なくともいくらかの光を透明基板に通過させられる、下記に述べられるブロック１１５に関して使用されるレーザ光源から放出される光の波長に十分に透明であり、ビアおよび電子デバイスの形成を支援することのできるどの材料から形成されてもよい。
【００３０】
透明基板の例示の属性に、基板内に事前定義されたビアを支持し、次いで、透明基板上に電子デバイスを形成する中間過程後に、潜在的な事前定義されたビアに対応する位置にビアの全形成を支持する能力がある。一例として、透明基板は、Ｃｏｒｎｉｎｇ（登録商標）ＥＡＧＬＥ  ＸＧ（登録商標）、Ｌｏｔｕｓ（商標）ＮＸＴ、または他のアルカリ土類アルミノホウケイ酸塩基板であり得る。ＴＦＴを透明基板上に電子デバイスとして形成すべき場合、その透明基板は、無アルカリ組成物を含み得る。他の場合において、その基板は、それぞれの構造が、その上に製造すべき目的の電子構造に適合している限り、イオン交換過程に適したアルカリ含有組成物も含み得る。高純度溶融シリカ（ＨＰＦＳ）基板も可能である。基板の加工は、自立性シート、担体に一時的に結合された基板、またはロール・ツー・ロール加工に適合したウェブとしてであり得る。その基板材料は、例えば、６０〜９０ＧＰａの範囲にあるヤング率を有し得る。そのガラス組成物は、例えば、５００〜９００℃の範囲の歪み点を有し得る。その基板組成物は、例えば、２〜１０ｐｐｍ／℃の範囲の熱膨張係数を有し得る。上述した例は、特定の基板材料を使用した用途を論じているが、他の実施の形態による他の基板材料も可能である。例えば、高純度溶融シリカ基板を使用した実施の形態が可能である。そのような高純度溶融シリカは、約０．５ｐｐｍ／℃の熱膨張係数を有する。
【００３１】
例示の基板は、例えば、０．０１ｍｍと１ｍｍの間、０．０１ｍｍと０．７ｍｍの間、０．０１ｍｍと０．５ｍｍの間、０．０１ｍｍと０．３ｍｍの間、または０．０１ｍｍと０．１ｍｍの間の厚さを有し得る。その基板は、例えば、０．１ｍｍから３ｍｍ、０．１ｍｍから１．１ｍｍ、０．１ｍｍから０．７ｍｍ、または０．３ｍｍから０．５ｍｍの範囲の厚さを有し得る。その基板のサイズは、例えば、（１）直径が、例えば、１００ｍｍ、１５０ｍｍ、または２００ｍｍのウエハー、（２）１０００ｍｍ未満の幅、および１０ｍ超の長さを有するウェブ、または（３）１００ｍｍ超の線寸法を有するシートでもあり得る。その基板は、例えば、１００ｍｍから４０００ｍｍの範囲の線寸法または直径も有し得る。上述したのは、例示の基板形態であり、ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、異なる実施の形態により可能な様々な他の基板形態が認識されるであろう。また、基板形態は、ビアの事前定義、電子デバイスの形成、ビアのエッチング、および／またはビアの金属化の段階の各々の最中に同じである必要はない。例えば、ビアの形成および金属化工程中の基板は、ビアの事前定義および電子構造加工工程の最中よりも小さいことがあり得る。いくつかの実施の形態において、例示の基板は、電子デバイスの製造中に裏側の露光を可能にするＵＶ透過特性も有することがある。
【００３２】
図２ａを参照すると、透明基板２０５の第一面２１０に透明噴出物軽減層２２０を施す過程の一例が示されている。それに加え、透明基板２０５の第二面２１５が、第一面の反対に示されている。透明噴出物軽減層２２０は、柔軟に施されているのが示されているが、他の実施の形態は、剛性の透明噴出物軽減層、または透明基板の表面に堆積された薄膜を使用することがある。透明噴出物軽減層２２０は、基板の第一面と第二面の両方に施すこともできる。透明噴出物軽減層２２０は、パターン化され、非連続的であっても差し支えない。
【００３３】
図１の流れ図１００を参照すると、事前定義基板が、真空チャックに取り付けられて、様々な加工工程中に、それを適所に保持する（ブロック１１０）。透明基板の表面上の電子デバイスの形成後まで、ビアのエッチングを遅らせられるので、真空チャックの使用が可能である。この事前定義基板は、透明噴出物軽減層が上に施された透明基板の第一面が、真空チャックから離れ、第一面と反対の透明基板の第二面が真空チャックの近くにあるように、真空チャックに取り付けられる。図２ｂを参照すると、真空チャック２２５に事前定義基板を取り付ける過程の一例が示されている。透明基板２０５の第二面２１５が真空チャック２２５の上面２２６近くに置かれ、基板２０５の第一面２１０が真空チャック２２５から離れている。
【００３４】
図１の流れ図１００を続けると、事前定義基板は、透明基板の将来のビアに対応する多数の位置で、レーザ光源からの光子エネルギーに暴露される（ブロック１１５）。光子エネルギーへのこの暴露により、透明基板の第一面から透明基板の第二面まで延在する規定の経路に沿って透明基板の少なくとも１つの特徴が変化する。いくつかの実施の形態において、そのレーザ光源は、準非回折ドリル加工（例えば、ガウス・ベッセルまたはベッセルビームドリル加工）が可能なレーザからである。ある場合には、レーザ光源への暴露により変わる透明基板の特徴は、その規定の経路に沿った基板の溶融により生じる密度である。様々な場合において、レーザ光源への暴露により変わる透明基板の特徴は屈折率であり、これは、密度の変化の有無にかかわらず、変わることがある。そのような規定の経路は、代わりに、透明基板を通って延在する「損傷トラック」と称されることがある。例えば、透明基板の第一面から透明基板の第二面まで規定の経路に沿って材料の密度を変えることによって、その規定の経路に沿った透明基板は、基板の他の区域に対して、エッチングをより受けやすくされる。ある場合には、９：１のエッチング比（すなわち、規定の経路のエッチング速度は、その規定の経路を取り囲む透明基板の区域のエッチング速度よりも９倍速い）が達成される。透明基板は、レーザ光源からの光子エネルギーが透過できるほど十分に透明であるので、その規定の経路に沿った透明基板の特徴の変化は、透明基板の第一面から第二面まで実質的に均一である。ある場合には、上述した規定の経路は、透明基板上に配置された電子デバイスを製造するために使用される熱サイクルおよび工程条件に適合する。特別な場合、ＬＴＰＳおよび酸化物ＴＦＴ製造の両方に適合するために、いくつかの実施の形態は、ビアの事前定義を、「Ｌｏｔｕｓ」ＮＸＴなどの低圧縮透明基板と組み合わせることができる。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、規定の経路の形成と後の電子デバイスの形成との間に適合性を与える、それから透明基板が形成される他の材料が認識されるであろう。
【００３５】
透明基板が「Ｌｏｔｕｓ」ＮＸＴガラスの０．５ミリメートル（０．５ｍｍ）厚のシートである少なくとも１つの特別な実施の形態において、準非回折ドリル加工は、５３２ナノメートル（５３２ｎｍ）で作動し、約７ピコ秒（７ｐｓ）幅の光子エネルギーパルスを送達する、Ｃｏｈｅｒｅｎｔ  Ｈｙｐｅｒ−Ｒａｐｉｃ  ５０  Ｌａｓｅｒを使用して行われる。このレーザは、パルスが、２から２０パルスの短い「バースト」でクラスター化される「バーストモード」作動が可能であり、各パルスは、約２０ナノ秒（２０ｎｓｅｃ）だけ隔てられている。規定の経路を形成するために使用されるパルス／バーストの数は、基板に送達される約８０から１００マイクロジュール（８０〜１２０μＪ／バースト）で１５から２０に及ぶ。そのレーザビームは、望遠鏡を形成する２つのレンズと組み合わされたアキシコンを用いることによって、焦線、またはガウス・ベッセルビームに形成される。そのアキシコンはその先端でベッセル状ビームを形成し、その２つのレンズは、ガラスウエハーまたはガラスパネルなどの透明基板を容易における、望遠鏡の後の都合の良い位置に投射されるように、焦線を再び投射し、縮小する働きをする。その焦線の長さは約０．７５ミリメートル（半値全幅）であり、その焦線の直径は約１．２マイクロメートルである。バーストエネルギー、バースト当たりのパルス数、および焦線の長さと直径などの具体的なレーザ条件。そのレーザ条件は、微小亀裂を生じずに、透明基板に強力に変更された領域を生成するために、最適化することができる。これにより、エッチング液が変更領域を貫通し、微小亀裂が存在する場合に生じる「こぶ(lumps)」のような望ましくない特徴をビアの側壁に作らずに、滑らかな側面を有する円柱または砂時計形ビアを形成することができる。そのようなこぶは、応力集中体として働き、信頼性の問題を生じ得るので、金属化過程中に問題である。透明基板の材料が、上述した「Ｌｏｔｕｓ」ＮＸＴから、「Ｅａｇｌｅ  ＸＧ」などの別の材料に変えられた場合、ひいては、上述した条件を、著しくではないが、わずかに調整する必要がある。例えば、透明基板として「Ｅａｇｌｅ  ＸＧ」ガラスが使用される場合、バーストエネルギーは、上述した「Ｌｏｔｕｓ」ＮＸＴガラスに使用したバーストエネルギーと比べて、わずかに（例えば、１０％）減少されるであろう。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、異なる実施の形態に関して使用されることのある異なる数のパルスおよび／またはパルスエネルギーが認識されるであろう。
【００３６】
ある場合において、ビアの事前定義部位を有する透明基板の機械的表面強度は、１）完全に形成されたビアを有する基板、および２）完全に形成され、金属化されたビアを有する基板のものよりも高いことがあり得る。事前定義された潜在的なビアの位置を有する基板は、事前定義されたビアの位置を持たない、同様の厚さのＴＦＴ適合基準シートと５０パーセント（５０％）未満しか違わない表面強度を有し得る。特別な場合において、事前定義されたビアの位置を有する基板は、事前定義されたビアの位置を持たない、同様の厚さのＴＦＴ適合基準シートと３０パーセント（３０％）未満しか違わない表面強度を有し得る。より特別な場合において、事前定義されたビアの位置を有する基板は、事前定義されたビアの位置を持たない、同様の厚さのＴＦＴ適合基準シートと１０パーセント（１０％）未満しか違わない表面強度を有し得る。さらにより特別な場合において、事前定義されたビアの位置を有する基板は、事前定義されたビアの位置を持たない、同様の厚さのＴＦＴ適合基準シートと５パーセント（５％）未満しか違わない表面強度を有し得る。
【００３７】
ある場合には、レーザ光線への暴露により生じた透明基板を通る規定の経路は、直径が１０マイクロメートル（１０μｍ）未満である。より特別な場合において、レーザ光線への暴露により生じた規定の経路は、直径が５マイクロメートル（５μｍ）未満である。さらより特別な場合において、レーザ光線への暴露により生じた規定の経路は、直径が２マイクロメートル（２μｍ）未満である。ある場合には、ビアの位置での透明基板の第一面（すなわち、レーザ入射面）で生じるクレーター状の特徴は、直径が１０マイクロメートル（１０μｍ）未満である。より特別な場合において、ビアの位置での透明基板の第一面（すなわち、レーザ入射面）で生じるクレーター状の特徴は、直径が５マイクロメートル（５μｍ）未満である。様々な場合において、ビアの位置での透明基板の第二面（すなわち、レーザ出射面）で生じるクレーター状の特徴は、直径が１０マイクロメートル（１０μｍ）未満である。より特別な場合において、ビアの位置での透明基板の第二面（すなわち、レーザ出射面）で生じるクレーター状の特徴は、直径が５マイクロメートル（５μｍ）未満である。ある場合には、第一面で生じるクレーター状の特徴は、第二面で生じるクレーター状の特徴のものと実質的に同じ直径を有する。ある場合には、第一面にあるクレーター状の特徴と第二面にあるクレーター状の特徴の直径の差は、２マイクロメートル（２μｍ）未満である。透明噴出物軽減層を使用すると、覆われていない透明基板と比べて、透明基板の第一面から延在するクレーター状の特徴の高さが減少する。ある場合には、透明基板の第一面から延在するクレーター状の特徴の高さは、透明噴出物軽減層がＹＹ−１００コーティングである場合、１５００ナノメートル（１５００ｎｍ）の最大値と最小値の差と、８００ナノメートル（８００ｎｍ）の最大値と最小値の差との間だけ、減少する。この実施の形態では、透明噴出物軽減層による透明基板の第一面のみの被覆を論じているが、他の実施の形態は、透明基板の第一面と第二面の両方の被覆を含むことがある。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、異なる実施の形態に関して使用されることのある様々なレーザ光源が認識されるであろう。
【００３８】
図２ｃを参照すると、透明基板をレーザ光源からの光子エネルギーに暴露する過程の一例が示されている。詳しくは、光子エネルギーへの暴露は透明噴出物軽減層２２０を通じて行われ、透明基板２０５の第一面２１０から透明基板２０５の第二面２１５まで延在する規定の経路２３０ａ〜ｆ（点線で示されている）が生じる。図３ａを参照すると、図１に関して先に記載されたものと一致する、基板を通って延在する規定の経路を生じる、準非回折ドリル加工後の透明基板の側面写真が示されている。図３ｂは、直径が３マイクロメートル（３μｍ）である規定の経路の上部を示す透明基板の上面の写真である。
【００３９】
図１の流れ図１００を続けると、透明噴出物軽減層が透明基板から取り外されて、事前定義基板が残される（ブロック１２０）。透明噴出物軽減層が透明基板に非接着的に施された場合、その取外しは、その層をガラス基板から引き離すことにより行われる。あるいは、透明噴出物軽減層が透明基板に接着的に施された場合には、取外しは、その層を透明基板から引き離す工程、および透明基板を洗浄して、接着剤残留物を除去する工程の両方を含むことがある。さらに別の例として、透明噴出物軽減層が、例えば、化学的気相成長法のある形態を使用して、透明基板上に堆積された場合、取外しは、研磨過程または化学洗浄過程のいずれかを使用して、ガラス基板から堆積された透明噴出物軽減層をストリッピングする工程を含むことがある。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、異なる実施の形態に関して使用されることのある、透明噴出物軽減層を除去するために様々な手法が認識されるであろう。図２ｄを参照すると、透明噴出物軽減層の取外し後の、残留している全てが、第一面２１０から第二面２１５まで延在する規定の経路２３０ａ〜ｆ（点線で示されている）を有する透明基板２０５である、事前定義基板の一例が示されている。
【００４０】
図１の流れ図１００を続けると、多数の電子デバイスが、事前定義基板の少なくとも一方の表面上に形成されて、部分的に形成された電子システムを生じている（ブロック１２５）。その電子デバイスは、この過程で完全に形成されても、部分的にしか形成されなくてもよい。電子デバイスが部分的にしか形成されていないある場合には、ビアをエッチングする前に形成された電子デバイスの部分は、透明基板の表面品質に敏感であり、その透明基板の表面の品質にそれほど敏感ではない他の部分は、ビアが完全に形成され後に完成することができる。集積デバイス、モジュール、またはシステムは、ビア構造を、電気、光学、流体、および／または機械素子として利用できる。図２ｅを参照すると、透明基板２０５の第一面２１０上に電子デバイス２４０ａ〜ｅを形成した後の、部分的に形成された電子システムの一例が示されている。
【００４１】
ある場合には、前記電子デバイスに、透明基板の表面上に配置されたまたは製造されたマイクロＬＥＤがある。転写、レーザ転写、および流体アセンブリなどの様々なマイクロＬＥＤの配置方法が可能である。マイクロＬＥＤは、２００マイクロメートル（２００μｍ）未満の線寸法を有するサイズのものであり得る。特別な場合において、マイクロＬＥＤは、１５０マイクロメートル（１５０μｍ）未満の線寸法を有するサイズのものであり得る。さらにより特別な場合において、マイクロＬＥＤは、１００マイクロメートル（１００μｍ）未満の線寸法を有するサイズのものであり得る。さらにより特別な場合において、マイクロＬＥＤは、５０マイクロメートル（５０μｍ）未満の線寸法を有するサイズのものであり得る。さらにより特別な場合において、マイクロＬＥＤは、２０マイクロメートル（２０μｍ）未満の線寸法を有するサイズのものであり得る。さらにより特別な場合において、マイクロＬＥＤは、１０マイクロメートル（１０μｍ）未満の線寸法を有するサイズのものであり得る。マイクロＬＥＤは、単色発光を生じるために同様の構造と配置のものでもあり得る、またはそれらは、カラーディスプレイを製造するために異なる波長で発光し得る。いくつかの実施の形態において、マイクロＬＥＤは、ビアが完全に形成される前または後のいずれで基板上に堆積されてもよい。
【００４２】
前記システムをマイクロＬＥＤディスプレイに使用すべき場合、マイクロＬＥＤは、薄膜トランジスタまたは導体線の製造と共に、透明基板の一方の面上に配置または製造されることがあり、その基板の反対の面上に、ドライバ電子装置が配置または製造される。そのドライバ電子装置は、別の回路基板上に配置されても、または基板表面上に直接組み込まれても差し支えない。そのような配置は、最小のベゼルおよび／または傾斜配置のいずれかを有する上面発光型マイクロＬＥＤを可能にする上で有用であろう。導体材料（例えば、金属）相互接続がビアを通じて形成されて、一方の面上のドライバ電子装置と反対面上のマイクロＬＥＤとの間に電気接続を与えることがある。述べられた電子デバイスのいくつかはディスプレイに特有であるが、ここに述べられた実施の形態の用途は、ディスプレイ技術に限定されない。
【００４３】
電子デバイスが少なくとも部分的に形成された時点で、上述した規定の経路に対応する位置で、ビアはまだエッチングされていないので、電子デバイスの形成中に、透明基板の表面の破壊は最小である。このために、ある場合には、電子デバイスは、規定の経路の内の１つから５００マイクロメートル（５００μｍ）未満しか離れずに配置することができる。より特別な場合において、電子デバイスは、規定の経路の内の１つから２００マイクロメートル（２００μｍ）未満しか離れずに配置することができる。さらにより特別な場合において、電子デバイスは、規定の経路の内の１つから１００マイクロメートル（１００μｍ）未満しか離れずに配置することができる。さらにより特別な場合において、電子デバイスは、規定の経路の内の１つから５０マイクロメートル（５０μｍ）未満しか離れずに配置することができる。さらにより特別な場合において、電子デバイスは、規定の経路の内の１つから２０マイクロメートル（２０μｍ）未満しか離れずに配置することができる。さらにより特別な場合において、電子デバイスは、規定の経路の内の１つから１０マイクロメートル（１０μｍ）未満しか離れずに配置することができる。さらにより特別な場合において、電子デバイスは、規定の経路の内の１つから５マイクロメートル（５μｍ）未満しか離れずに配置することができる。
【００４４】
後でエッチング過程を使用して、規定の経路に対応する位置でビアが完全に形成された後、そのような電子デバイスは、最終的に、完全に形成されたビアのエッジから５００マイクロメートル（５００μｍ）未満しか離れないように形成することができる。より特別な場合において、そのような電子デバイスは、規定の経路の内の１つに対応する位置に後で形成されたビアのエッジから２００マイクロメートル（２００μｍ）未満しか離れずに形成または配置することができる。より特別な場合において、そのような電子デバイスは、規定の経路の内の１つに対応する位置に後で形成されたビアのエッジから１００マイクロメートル（１００μｍ）未満しか離れずに形成または配置することができる。より特別な場合において、そのような電子デバイスは、規定の経路の内の１つに対応する位置に後で形成されたビアのエッジから５０マイクロメートル（５０μｍ）未満しか離れずに形成または配置することができる。より特別な場合において、そのような電子デバイスは、規定の経路の内の１つに対応する位置に後で形成されたビアのエッジから１０マイクロメートル（１０μｍ）未満しか離れずに形成または配置することができる。
【００４５】
図１の流れ図１００を続けると、他の材料が除去されるよりもずっと速い速度で、透明基板の第一面から透明基板の第二面まで延在するそれぞれの規定の経路に沿って変えられた材料を除去するエッチング液を使用して、部分的に形成された電子システムがエッチングされる（ブロック１３０）。このエッチング過程は、透明基板を通って延在するビアが、その透明基板を通るそれぞれの規定の経路の各々で開けられるまで続けられる。あるいは、そのエッチング過程は、一端または中央のいずれかが閉じられた非貫通ブラインドビアを形成するために、そのエッチング過程を行うことができる。いくつかの実施の形態において、このエッチングが、透明基板の表面上の電子デバイスおよび／または他の区域の上に最初に保護層を形成せずに行われる場合、透明基板の表面上の他の領域および／または透明基板上に先に形成された電子デバイスへの実質的な損傷を避けるために、選択されたエッチング液はそれぞれの経路に沿って材料に高度に選択的である。他の実施の形態において、流れ図１００は、エッチングされることが意図されていない透明基板の表面の電子デバイスおよび／または他の領域の上に保護層を形成する過程を含むように拡張される。エッチングされることが意図されていない区域の上に酸窒化クロムの１８０ナノメートル（１８０ｎｍ）厚の保護層が形成される、ある場合において、透明基板の第一面から透明基板の第二面まで２００マイクロメートル（２００μｍ）延在するビアを製造するために、エッチング液としてフッ化水素酸（ＨＦ）を使用することができる。特別な一例として、摂氏８度（８℃）に保持された１．４５Ｍのフッ化水素酸（ＨＦ）溶液は、６から７時間の全エッチング時間に亘り、約０．２１μｍｍ分のエッチング速度を生じる。エッチング温度を低くすると、バルク反応速度が遅くなり、損傷トラック中への拡散がより相対的になる。ビアのより小さい腰部が許容できるのであれば、より高い温度／より速い工程所要時間が用いられるであろう。潜在的な副生成物の溶解度を増加させるために、過去には、１．５８Ｍの硝酸（ＨＮＯ３）などの鉱酸が使用されてきたが、これにより、酸窒化クロム（ＣｒＯＮ）層の剥離および酸化の可能性が増すことがある。保護酸窒化クロム（ＣｒＯＮ）層を剥離させることがあるので、超音波も避けるべきである。ビア中への拡散を増加させるどの試みも、表面層を崩壊させないような化学手段または穏やかな撹拌により行われるべきである。
【００４６】
保護層の形成およびその後の保護層の除去のそのような過程が、この中の他の実施の形態に関して述べられている。透明基板を通るそれぞれの規定の経路のフットプリントは、実質的に同じであり、エッチングは両側から行われる（すなわち、透明基板の第一面と第二面の両方がエッチング液と接触する）ので、形成されたビアは、第一面と第二面の近くで幅広く、中央領域で狭い、砂時計形状を示す。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、以下に限られないが、水酸化カリウム（ＫＯＨ）および水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などの塩基性溶液を含む、ここに述べられた実施の形態に関して使用されることがある、様々な他のエッチング液が認識されるであろう。それに加え、第一面で始まる片面エッチング過程を可能にするために、第二面のマスキング技術を使用することができる。
【００４７】
図１の実施の形態は、第一面から第二面まで延在する砂時計形状の開口を有するビアを生じると述べられているが、エッチング過程を変えることによって、他のタイプのビアが可能である。例えば、第一面から第二面まで延在する開口を製造するのに不十分な期間に亘り一方の面からだけエッチングを行うことによって、ブラインドビアが形成されることがある。そのようなブラインドビアは、透明基板のほとんどを通って延在することがある（例えば、エッチング液が施されるのと反対の面から、５マイクロメートル（５μｍ）未満だけ延在する非エッチング部分を残す）。そのような手法の利点は、一方の面（すなわち、エッチング液が施されるのと反対の面）は、エッチング液への暴露により損傷を受けないまたは触れられていないままであることである。このようにして、貫通ビアの位置は、ブラインドビア構造により事前定義することができ、その後、非エッチング面の無垢な性質がもはや必要なくなって初めて、仕上げることができる。ビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）未満の最小開口のパイロット孔として事前定義することもできる。他の場合には、事前定義されたパイロット孔は、５マイクロメートル（５μｍ）未満の最小の開口を示す。さらに他の場合において、事前定義されたパイロット孔は、１マイクロメートル（１μｍ）未満の最小の開口を示す。さらにより特別な場合において、事前定義されたパイロット孔は、０．５マイクロメートル（０．５μｍ）未満の最小の開口を示す。ある場合において、事前定義されたビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から１０，０００ナノメートル（１０，０００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。他の場合において、事前定義されたビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から１０００ナノメートル（１０００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。さらに他の場合において、事前定義されたビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から５００ナノメートル（５００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。さらに他の場合において、事前定義されたビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から２００ナノメートル（２００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。さらに他の場合において、事前定義されたビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から１００ナノメートル（１００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。別の例として、透明基板の一方の面だけからエッチングされた貫通ビアは、反対の面での開口より大きい、エッチングが行われた面の開口を有する貫通孔を生じる。
【００４８】
図２ｆを参照すると、第一面２１０から第二面２１５まで延在するビア２５０ａ〜ｆを有する、エッチング過程後の透明基板２０５が示されている。先に述べたように、高選択性エッチング液が使用されるか、またはエッチング過程が行われる前に保護層が施された場合、電子デバイス２４０ａ〜ｅおよび第一面２１０と第二面２１５の他の領域は、実質的に損傷を受けないままである。重ねて、透明基板２０５を通る規定の経路２３０ａ〜ｆのフットプリントは、第一面２１０と第二面２１５の両方で実質的に同じであり、エッチングは両面から行われる（すなわち、透明基板２０５の第一面２１０と第二面２１５の両方が、エッチング液と接触している）ので、形成されたビア２５０ａ〜ｆは、第一面２１０および第二面２１５の近くで幅広く、中央領域で狭い砂時計形状を示す。エッチング過程の前に保護層が施される場合、これにより、保護層により覆われていない材料が除去されるが、保護層の下にある材料は実質的に同じままであるステップ構造が作られることがある。図３ｄを参照すると、砂時計形ビアのドリル加工を行って、図１に関して先に記載されたものと一致する基板を通って延在する規定の経路をもたらす、両側からのエッチング後の基板の側面写真が示されている。図３ｅは、直径が約４０マイクロメートル（４０μｍ）であるエッチングされたビアの上部を示す透明基板の上面の写真である。
【００４９】
図１の流れ図１００を続けると、透明基板中のビアの内の１つ以上を通って延在する金属を使用して、電子デバイスの内の１つ以上が電気接続されている（ブロック１３５）。ある場合には、ビアを完全に充填し、透明基板の第一面および／または第二面上の他の金属トレースに接続する標準金属化過程が使用される。他の場合には、ビアの壁は、コンフォーマルに被覆されて、ビアを完全には充填せずに、第一面から第二面への電気接続を与える。そのようなコンフォーマルな被覆手法は、電子デバイスの形成および他の後での過程に関して施される熱サイクル中に、コンフォーマルに被覆された金属および透明基板の材料との間の異なる膨張と圧縮の影響を減少させるので都合よい。さらに、そのようなコンフォーマルな被覆手法により、完全に充填されたビアと比べた場合、より高いアスペクト比の最終構造が得られる。ある場合には、ビアのコンフォーマルな被覆を使用すると、３対１（３：１）より大きいビアのアスペクト比が可能になる。他の場合では、ビアのコンフォーマルな被覆を使用すると、５対１（５：１）より大きいビアのアスペクト比が可能になる。
【００５０】
さらに他の場合において、ビアのコンフォーマルな被覆を使用すると、１０対１（１０：１）より大きいビアのアスペクト比が可能になる。これらのより高いアスペクト比は、より短いエッチング時間を可能にし、また透明基板の表面上のある区域上に電子デバイスのより緻密なアレイを配置するのにも望ましいであろう。ある場合には、最終的なビアは、５マイクロメートル（５μｍ）から５００マイクロメートル（５００μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。ある場合には、最終的なビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）から２００マイクロメートル（２００μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。さらに他の場合において、最終的なビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）から１００マイクロメートル（１００μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。さらに他の場合において、最終的なビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）から５０マイクロメートル（５０μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。図２ｇを参照すると、金属によるコンフォーマルな被覆およびビア２５０ａ〜ｆから電子デバイス２４０ａ〜ｆまで延在する金属トレース２５５ａ〜ｆの形成後の、透明基板２０５を通るビア２５０ａ〜ｆが示されている。図３ｆを参照すると、透明基板、電子デバイス、および図１に関して先に述べられた方法により製造された完全に形成されたビアを備えた電子システムの上面写真が示されている。
【００５１】
図４を参照すると、流れ図４００は、中間表面研磨および様々な実施の形態によるビアのエッチング過程中の電子デバイスへの損傷を避けるための保護コーティングの形成を含む、透明基板システムを製造する方法を示す。流れ図４００にしたがって、透明基板が、真空チャックに取り付けられて、様々な加工工程中に、それを適所に保持する（ブロック４１０）。透明基板の表面上の電子デバイスの形成後まで、ビアのエッチングを遅らせられるので、真空チャックの使用が可能である。図５ａを参照すると、透明基板５０５を真空チャック５２５に取り付ける過程の一例が示されている。透明基板５０５の第二面５１５が真空チャック５２５の上面５２６に近くに置かれ、基板５０５の第一面５１０が真空チャック５２５から離れている。
【００５２】
その透明基板の例示の属性は、その基板内に事前定義されたビアを支持し、次いで、透明基板上に電子デバイスを形成する中間過程後に事前定義されたビアに対応する位置にビアの完全な形成を支援する能力である。その透明基板は、先に述べられたものと同様の属性を有することがある。
【００５３】
図４の流れ図４００を続けると、透明基板は、透明基板内の将来のビアに対応する多数の位置で、レーザ光源からの光子エネルギーに暴露される（ブロック４１５）。光子エネルギーへのこの暴露により、透明基板の第一面から透明基板の第二面まで延在するそれぞれの経路に沿って透明基板の少なくとも１つの特徴が変化する。いくつかの実施の形態において、そのレーザ光源は、準非回折ドリル加工（例えば、ガウス・ベッセルまたはベッセルビームドリル加工）が可能なレーザからである。ある場合には、レーザ光源への暴露により変わる透明基板の特徴は、密度である。例えば、透明基板の第一面から透明基板の第二面までの規定の経路に沿って材料の密度を変えることによって、その透明基板は、基板の他の区域に対して、エッチングをより受けやすくされる。ある場合には、９：１のエッチング比（すなわち、規定の経路のエッチング速度は、その規定の経路を取り囲む透明基板の区域のエッチング速度よりも９倍速い）が達成される。透明基板は、レーザ光源からの光子エネルギーが透過できるほど十分に透明であるので、その経路に沿った透明基板の特徴の変化は、透明基板の第一面から第二面まで実質的に均一である。ある場合には、上述した規定の経路は、透明基板上に配置された電子デバイスを製造するために使用される熱サイクルおよび工程条件に適合する。特別な場合、ＬＴＰＳおよび酸化物ＴＦＴ製造の両方に適合するために、いくつかの実施の形態は、ビアの事前定義を、「Ｌｏｔｕｓ」ＮＸＴなどの低圧縮透明基板と組み合わせることができる。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、規定の経路の形成と後の電子デバイスの形成との間に適合性を与える、それから透明基板が形成される他の材料が認識されるであろう。非除去的レーザドリル加工過程の利点の１つは、規定の経路がエッチングされてビアを開けるまで、透明基板が気密なままであることである。
【００５４】
例示の準非回折ビームの断面プロファイルは、ベッセル関数で記載することができ、それゆえ、そのようなレーザビームは、度々、ベッセルビームと称される。非限定例として、その準非回折ビームは、約５２３ｎｍの波長および約０．２９の開口数を有し、これは、ベッセルビームの中心に約１．２μｍの直径を有するコアを与える。このコアスポットにおけるレーザビームの強度は、数百マイクロメートルの長さに亘り維持することができ、これは、同等のスポットサイズの典型的なガウスプロファイルビームの回折限界レイリー範囲（すなわち、たった数マイクロメートル）よりずっと長い。
【００５５】
そのような光学系は、焦線を形成するために、光軸に沿った強度分布に対して入力のパルスレーザビームの放射状（すなわち、横）強度分布をマッピングするものと考えられる。生じる焦線の長さは、アキシコンに送られるパルスレーザビームの直径に比例する。そのような準非回折ビームは、ガウス・ベッセルビームとして知られている。
【００５６】
準非回折ビームの形成および非対称（非軸対称など）ビーム断面プロファイルに対するそのようなビームの説明の一般化を含む、それらの長さの決定の詳細な説明が、Ｃｏｍｓｔｏｃｋ等により２０１７年８月２９日に出願された、「Laser Cutting of Materials With Intensity Mapping Optical System」と題する米国特許出願第１５／６８９４５６号明細書に与えられている。上述した出願の全体が、全ての目的のためにここに引用される。
【００５７】
レイリー範囲は、レーザビームの分散が２倍になる（ビームウエストの位置での分散に対して）距離（ＩＳＯ  １１１４６−１：２００５（Ｅ）のセクション３．１２に定義されたようなビームウエストの位置に対して）に対応し、レーザビームの断面積の発散の尺度である。そのレイリー範囲は、ビームの断面プロファイルに観察されたピーク光強度が、ビームウエストの位置（最大強度の位置）でのビームの断面プロファイルに観察された値の半分に減衰する、ビーム軸に沿った距離として観察することもできる。準非回折ビームは、第１の端点および第２の端点を有するレーザビーム焦線を画成する。準非回折ビームの第１と第２の端点は、準非回折ビームが準非回折ビームのレイリー範囲と等しいビームウエストからの距離を伝搬した位置と定義される。レイリー範囲が大きいレーザビームは、低発散を有し、ビーム伝搬方向の距離と共に、レイリー範囲の小さいレーザビームよりもゆっくりと広がる。
【００５８】
ビーム断面は、形状および寸法により特徴付けられる。ビーム断面の寸法は、ビームのスポットサイズにより特徴付けられる。ガウスビームについて、スポットサイズは、多くの場合、ビームの強度がその最大値の１／ｅ２に減少する半径範囲として定義される。ガウスビームの最大強度は、強度分布の中心（ｘ＝０およびｙ＝０（デカルト）またはｒ＝０（円筒））で生じ、スポットサイズを決定するために使用される半径範囲は、中心に対して測定される。
【００５９】
ガウス強度分布を有するビームは、損傷トラック１１０を形成するためのレーザ加工にとってそれほど好ましくないであろう。何故ならば、利用できるレーザパルスエネルギーがガラスなどの材料を変更できるようにするために、十分に小さいスポットサイズ（約１〜５μｍまたは約１〜１０μｍなどのマイクロメートルの範囲のスポットサイズなど）に集束されたときに、それらのビームは、高度に回折し、短い伝搬距離に亘り著しく発散するからである。低発散を達成するために、パルスレーザビームの強度分布を制御または最適化して、回折を減少させることが望ましい。パルスレーザビームは、非回折または弱く回折することがある。弱く回折するレーザビームは、準非回折レーザビームを含む。代表的な弱く回折するレーザビームに、ベッセルビーム、ガウス・ベッセルビーム、エアリービーム、ウェーバービーム、およびマシュービームがある。
【００６０】
非回折または準非回折ビームは、一般に、半径に対して非単調に減少するものなど、複雑な強度プロファイルを有する。ガウスビームに対する類似性により、有効スポットサイズｗ０，ｅｆｆは、任意のビーム、非軸対称のビームについてさえ、強度が最大強度の１／ｅ２に減少する最大強度の半径方向位置（ｒ＝０）からの任意の方向における最短半径方向距離として定義できる。さらに、軸対称ビームについて、ｗ０，ｅｆｆは、強度が最大強度の１／ｅ２に減少する最大強度の半径方向位置（ｒ＝０）からの半径方向距離である。軸対称ビームに関する有効スポットサイズｗ０，ｅｆｆに基づくレイリー範囲に関する基準は、下記の式（１）における損傷領域を形成するための非回折または準非回折ビームとして指定され得る：
【００６１】
【数１】
2021521630.tif 000003
【００６２】
式中、ＦＤは無次元発散因子である。非回折または準非回折ビームについて、有効ビームサイズが二倍になる、式（１）における距離ＺＲは、典型的なガウスビームプロファイルが使用される場合に予測される距離のＦＤ倍である。無次元発散因子ＦＤは、レーザビームが準非回折であるか否かを判定するための基準を与える。
【００６３】
ある場合には、ビア事前定義部位を有する透明基板の機械的表面強度は、１）完全に形成されたビアを有する基板、および２）完全に形成され、金属化されたビアを有する基板のものよりも高いことがあり得る。事前定義されたビア位置を有する基板は、事前定義されたビア位置を持たない同様な厚さのＴＦＴ適合基準シートと５０パーセント（５０％）未満しか違わない表面強度を有し得る。特別な場合において、事前定義されたビア位置を有する基板は、事前定義されたビア位置を持たない同様な厚さのＴＦＴ適合基準シートと３０パーセント（３０％）未満しか違わない表面強度を有し得る。より特別な場合において、事前定義されたビア位置を有する基板は、事前定義されたビア位置を持たない同様な厚さのＴＦＴ適合基準シートと１０パーセント（１０％）未満しか違わない表面強度を有し得る。さらにより特別な場合において、事前定義されたビア位置を有する基板は、事前定義されたビア位置を持たない同様な厚さのＴＦＴ適合基準シートと５パーセント（５％）未満しか違わないの表面強度を有し得る。
【００６４】
ある場合には、レーザ光線への暴露により生じた透明基板を通る規定の経路は、直径が１０マイクロメートル（１０μｍ）未満である。より特別な場合において、レーザ光線への暴露により生じた規定の経路は、直径が５マイクロメートル（５μｍ）未満である。さらより特別な場合において、レーザ光線への暴露により生じた規定の経路は、直径が２マイクロメートル（２μｍ）未満である。ある場合には、ビアの位置での透明基板の第一面（すなわち、レーザ入射面）で生じるクレーター状の特徴は、直径が１０マイクロメートル（１０μｍ）未満である。より特別な場合において、ビアの位置での透明基板の第一面（すなわち、レーザ入射面）で生じるクレーター状の特徴は、直径が５マイクロメートル（５μｍ）未満である。様々な場合において、ビアの位置での透明基板の第二面（すなわち、レーザ出射面）で生じるクレーター状の特徴は、直径が１０マイクロメートル（１０μｍ）未満である。より特別な場合において、ビアの位置での透明基板の第二面（すなわち、レーザ出射面）で生じるクレーター状の特徴は、直径が５マイクロメートル（５μｍ）未満である。ある場合には、第一面で生じるクレーター状の特徴は、第二面で生じるクレーター状の特徴のものと実質的に同じ直径を有する。ある場合には、第一面にあるクレーター状の特徴と第二面にあるクレーター状の特徴の直径の差は、２マイクロメートル（２μｍ）未満である。透明噴出物軽減層を使用すると、覆われていない透明基板と比べて、透明基板の第一面から延在するクレーター状の特徴の高さが減少する。ある場合には、透明基板の第一面から延在するクレーター状の特徴の高さは、透明噴出物軽減層がＹＹ−１００コーティングである場合、１５００ナノメートル（１５００ｎｍ）の最大値と最小値の差と、８００ナノメートル（８００ｎｍ）の最大値と最小値の差との間だけ、減少する。この実施の形態では、透明噴出物軽減層による透明基板の第一面のみの被覆を論じているが、他の実施の形態は、透明基板の第一面と第二面の両方の被覆を含むことがある。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、異なる実施の形態に関して使用されることのある様々なレーザ光源が認識されるであろう。
【００６５】
図５ｂを参照すると、透明基板をレーザ光源からの光子エネルギーに暴露する過程の一例が示されている。詳しくは、光子エネルギーへの暴露は、透明基板５０５の第一面５１０から透明基板５０５の第二面５１５まで延在する規定の経路５３０ａ〜ｆ（点線で示されている）が生じる。図３ａを参照すると、図４に関して先に記載されたものと一致する、基板を通って延在する規定の経路を生じる、準非回折ドリル加工後の透明基板の側面写真が示されている。図３ｂは、直径が３マイクロメートル（３μｍ）である規定の経路の上部を示す透明基板の上面の写真である。
【００６６】
他の手法は、規定の経路から除去されて、基板の表面に破片を形成する基板材料を生じる除去的過程であろう。そのような除去的過程の一例に、上述したベッセルビームの代わりにガウスビームを使用する衝撃ドリル加工がある。衝撃ドリル加工を使用すると、透明基板の第一面から透明基板の第二面まで延在する先細パイロット孔が生じる。このパイロット孔は、例えば、レーザに最も近い表面（すなわち、入射または入口側）で１５マイクロメートルと２０マイクロメートルの間（１５〜２０μｍ）であることがある。レーザから離れた反対の表面（すなわち、出口側）では、パイロット孔の直径は、例えば、５から８マイクロメートル（５〜８μｍ）である。パイロット孔の先細のために、最終的に形成されたビアは、エッチングが入射面からしか行われない場合の、先細であるか、またはエッチングが入口面と出口面の両方で行われる場合の、改良砂時計形状のいずれかである。図３ｃを参照すると、規定の経路を形成するための透明基板の衝撃ドリル加工の使用後の透明基板の側面写真が示されている。衝撃ドリル加工が使用される場合、その基板は、透明基板である必要はなく、むしろ、衝撃ドリル加工を受けやすい透明または不透明いずれかの材料から製造される必要があるだけである。
【００６７】
図４の流れ図４００を続けると、透明基板の第一面が研磨されて、その第一面の上に延在するクレーター状構造が除去される（ブロック４２０）。そのような研磨は、ビア位置を事前定義するために衝撃ドリル加工が使用される場合、および透明噴出物軽減層を用いずにベッセルビームドリル加工が使用される場合、特に有用であろう。そのような研磨は、例えば、当該技術分野に公知のように、化学的／機械的研磨であることがある。この実施の形態は、第１の層のみの研磨を開示しているが、透明基板の第二面を超えて延在する任意の材料を除去するために、透明基板の反対側の層に研磨が行われることもある。研磨は、衝撃ドリル加工だけでなく、他のレーザ過程と組み合わせて行うこともできる。
【００６８】
事前定義された基板の少なくとも一方の表面上に多数の電子デバイスが形成されて、部分的に形成された電子システムを生じる（ブロック４２５）。これらの電子デバイスは、この過程で完全に形成されても、部分的にしか形成されなくてもよい。電子デバイスが部分的にしか形成されないある場合には、ビアをエッチングする前に形成された電子デバイスの部分は、透明基板の表面品質に敏感であり、透明基板の表面の品質にそれほど敏感ではない他の部分は、ビアが完全に形成された後に完成することができる。集積デバイス、モジュール、またはシステムは、ビア構造を、電気、光学、流体、および／または機械素子として利用できる。その電子デバイスは、図１に関して先に述べたものと類似であることがある。図５ｃを参照すると、透明基板５０５の第一面５１０上に電子デバイス５４０ａ〜ｅを形成した後の、部分的に形成された電子システムの一例が示されている。
【００６９】
図４の流れ図４００を続けると、透明基板の第一面と第二面上に保護コーティングが形成される（ブロック４３０）。この保護コーティングは、ビアが事前定義された位置を露出する一方で、他の区域を覆うエッチングマスクを形成するためにパターン化されることがある。それゆえ、透明基板の表面がエッチング液に暴露されているときに、透明基板の表面およびその上に形成された電子デバイスは保護コーティングにより保護され、エッチング液が透明基板の表面の露出区域と接触している間に、先に述べた規定の経路に対応する表面がエッチングされる。あるいは、基板表面の一方の少なくとも一部を覆う保護コーティングのみも可能である。それに加え、エッチングマスクをさらにパターン化して、エッチング液と基板または他の素子との間のさらなる相互作用を可能にする、ビア位置に関連しない開口を持たせることができる。
【００７０】
いくつかの実施の形態において、エッチングマスクを使用すると、ビア位置またはマスクの開口の位置の近くで基板に特徴的なステップ特徴がもたらされるであろう。このステップの程度は、エッチングマスクと基板のエッチング選択性に依存する。エッチングマスクの材料、堆積、およびパターン化過程は、ビア形成過程における耐久性を最大化するように選択されることがある。エッチングマスクのどのような剥離またはエッチングも最小にされるべきであり、エッチングマスクは、所望の量の基板材料の除去後にも基板に貼り付いたままであるべきである。一例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ５０マイクロメートル（５０μｍ）超エッチングできるように選択される。より特別な例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ１００マイクロメートル（１００μｍ）超エッチングできるように選択される。さらにより特別な例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ２００マイクロメートル（２００μｍ）超エッチングできるように選択される。さらにより特別な例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ５００マイクロメートル（５００μｍ）超エッチングできるように選択される。さらにより特別な例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ１０００マイクロメートル（１０００μｍ）超エッチングできるように選択される。基板の表面および電子デバイスを保護できるどのようなコーティングを使用してもよい。１つの特別な実施の形態としては、保護コーティングは酸窒化クロム（ＣｒＯＮ）である。１つの特別な実施の形態において、エッチングされることが意図されていない区域の上に、酸窒化クロムの１８０ナノメートル（１８０ｎｍ）厚さの層が形成される。この保護コーティングは、透明基板の表面および電子デバイスを保護し、一方で、フッ化水素酸（ＨＦ）を使用して透明基板の第一面から透明基板の第二面まで２００マイクロメートル（２００μｍ）延在するビアがエッチングされる。基板の第二面もエッチング液に暴露され、基板の厚さが４００マイクロメートル（４００マイクロメートル）未満である場合、ひいては、貫通ビアが得られる。
【００７１】
ある場合には、保護コーティングは、５０μｍから１５００μｍの範囲の深さのビアをエッチングする最中に、基板への付着を維持することがある。より特別な場合において、保護コーティングは、１００μｍから７００μｍの範囲の深さのビアをエッチングする最中に、基板への付着を維持することがある。他の場合において、保護コーティングは、３００μｍから５００μｍの範囲の深さのビアをエッチングする最中に、基板への付着を維持することがある。ビア位置の周りのエッチングマスクのパターン化により、基板の両主面からのビアエッチングが可能になる。ある場合には、保護コーティングのエッジは、ブロック４１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から５００マイクロメートル（５００μｍ）未満しか離れずに配置されている。より特別な場合において、保護コーティングのエッジは、ブロック４１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から２００マイクロメートル（２００μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な例において、保護コーティングのエッジは、ブロック４１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から１００マイクロメートル（１００μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な例において、保護コーティングのエッジは、ブロック４１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から５０マイクロメートル（５０μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な場合において、保護コーティングのエッジは、ブロック４１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から２０マイクロメートル（２０μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な場合において、保護コーティングのエッジは、ブロック４１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から１０マイクロメートル（１０μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な場合において、保護コーティングのエッジは、ブロック４１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から５マイクロメートル（５μｍ）未満しか離れずに配置されている。
【００７２】
ある場合には、保護コーティング中の開口は、ブロック４１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から、５マイクロメートル（５μｍ）から５００μｍ（５００μｍ）の距離に及ぶことがある。より特別な場合において、保護コーティング中の開口は、ブロック４１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から、１０マイクロメートル（１０μｍ）から２００μｍ（２００μｍ）の距離に及ぶことがある。さらにより特別な場合において、保護コーティング中の開口は、ブロック４１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から、５０マイクロメートル（５０μｍ）から２００μｍ（２００μｍ）の距離に及ぶことがある。
【００７３】
図５ｄを参照すると、透明基板５０５の第一面５１０上にある電子デバイス５４０ａ〜ｅの上に保護コーティング５４５が形成された、部分的に形成された電子システムの一例が示されている。所望であれば、透明基板の第二面５１５も保護コーティングで覆われてもよい。図５ｅを参照すると、規定の経路５３０ａ〜ｆに対応する位置５４６で透明基板５０５の第一面５１０にパターン形成し、エッチング暴露した後の、保護コーティング５４５が示されている。図５ｄ〜５ｅは、保護コーティング５４５により第一面５１０のみが覆われたのを示しているが、他の実施の形態において、透明基板５０５の第二面５１５も保護コーティングで覆われる。そのような実施の形態において、第二面５１５上の保護コーティングは、第一面５１０と第二面５１５の両方からの規定の経路５３０ａ〜ｆに対応するビアのエッチングが望ましいところで、パターン化され、エッチングされることがある。あるいは、第一面５１０または第二面５１５の一方のみからのエッチングが望ましい場合、エッチングが行われる面のみが、規定の経路５３０ａ〜ｆに対応する位置を露出するように、パターン化され、エッチングされる。
【００７４】
図４の流れ図４００を続けると、他の材料が除去されるよりもずっと速い速度で、透明基板の第一面から透明基板の第二面まで延在するそれぞれの規定の経路に沿って変えられた材料を除去するエッチング液を使用して、部分的に形成された電子システムがエッチングされる（ブロック４３５）。このエッチング過程は、透明基板を通って延在するビアが、その透明基板を通るそれぞれの経路の各々で開けられるまで続けられる。
【００７５】
図４の実施の形態は、第一面から第二面まで延在する砂時計形状の開口を有する、両面からエッチングされたビアが結果として生じると述べられているが、エッチング過程を変えることによって、他のタイプのビアが可能である。例えば、第一面から第二面まで延在する開口を製造するのに不十分な期間に亘り一方の面からだけエッチングを行うことによって、ブラインドビアが形成されることがある。そのようなブラインドビアは、透明基板のほとんどを通って延在することがある（例えば、エッチング液が施されるのと反対の面から、５マイクロメートル（５μｍ）未満だけ延在する非エッチング部分を残す）。そのような手法の利点は、一方の面（すなわち、エッチング液が施されるのと反対の面）は、エッチング液への暴露により損傷を受けないまたは触れられていないままであることである。このようにして、貫通ビアの位置は、ブラインドビア構造により事前定義することができ、その後、非エッチング面の無垢な性質がもはや必要なくなって初めて、仕上げることができる。ビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）未満の最小開口のパイロット孔として事前定義することもできる。他の場合には、事前定義されたパイロット孔は、５マイクロメートル（５μｍ）未満の最小の開口を示す。さらに他の場合において、事前定義されたパイロット孔は、１マイクロメートル（１μｍ）未満の最小の開口を示す。さらにより特別な場合において、事前定義されたパイロット孔は、０．５マイクロメートル（０．５μｍ）未満の最小の開口を示す。ある場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から１０，０００ナノメートル（１０，０００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。他の場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から１０００ナノメートル（１０００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。さらに他の場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から５００ナノメートル（５００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。さらに他の場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から２００ナノメートル（２００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。さらに他の場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から１００ナノメートル（１００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。別の例として、透明基板の一方の面だけからエッチングされた貫通ビアは、反対の面での開口より大きい、エッチングが行われた面の開口を有する貫通孔を生じる。
【００７６】
図５ｆを参照すると、第一面５１０から第二面５１５まで延在するビア５５０ａ〜ｆを有する、エッチング過程後の透明基板５０５が示されている。透明基板５０５を通る規定の経路５３０ａ〜ｆのフットプリントが、第一面５１０と第二面５１５の両方で実質的に同じであり、エッチングが両面から行われる（すなわち、透明基板５０５の第一面５１０と第二面５１５の両方が、エッチング液と接触している）場合、形成されたビア５５０ａ〜ｆは、第一面５１０および第二面５１５の近くで幅広く、中央領域で狭い砂時計形状を示す。図３ｄを参照すると、砂時計形ビアのドリル加工を行って、図４に関して先に記載されたものと一致する基板を通って延在する規定の経路をもたらす、両側からのエッチング後の基板の側面写真が示されている。図３ｅは、直径が約４０マイクロメートル（４０μｍ）であるエッチングされたビアの上部を示す透明基板の上面の写真である。
【００７７】
図４の流れ図４００を続けると、保護コーティングは、透明基板の表面および電子デバイスから除去される（ブロック４４０）。その保護コーティングは、完全に除去されて、透明基板の表面および電子デバイスの両方を露出しても、または部分的に除去され、透明基板の表面および／または電子デバイスの一部だけを露出してもよい。いくつかの特別な実施の形態において、保護コーティングは、仮にあったとして、ビアの金属化後まで除去されない。図５ｇを参照すると、第一面５１０から第二面５１５まで延在するビア５５０ａ〜ｆに関するエッチング過程後であって、保護コーティング５４５の全てが除去された後の、透明基板５０５が示されている。
【００７８】
図４の流れ図４００を続けると、透明基板中のビアの内の１つ以上を通って延在する金属を使用して、電子デバイスの内の１つ以上が電気接続されている（ブロック４４５）。ある場合には、ビアを完全に充填し、透明基板の第一面および／または第二面上の他の金属トレースに接続する標準金属化過程が使用される。他の場合には、ビアの壁は、コンフォーマルに被覆されて、ビアを完全には充填せずに、第一面から第二面への電気接続を与える。そのようなコンフォーマルな被覆手法は、電子デバイスの形成および他の後での過程に関して施される熱サイクル中に、コンフォーマルに被覆された金属および透明基板の材料との間の異なる膨張と圧縮の影響を減少させるので都合よい。さらに、そのようなコンフォーマルな被覆手法により、完全に充填されたビアと比べた場合、より高いアスペクト比の最終構造が得られる。ある場合には、ビアのコンフォーマルな被覆を使用すると、３対１（３：１）より大きいビアのアスペクト比が可能になる。他の場合では、ビアのコンフォーマルな被覆を使用すると、５対１（５：１）より大きいビアのアスペクト比が可能になる。
【００７９】
さらに他の場合において、ビアのコンフォーマルな被覆を使用すると、１０対１（１０：１）より大きいビアのアスペクト比が可能になる。これらのより高いアスペクト比は、より短いエッチング時間を可能にし、また透明基板の表面上のある区域上に電子デバイスのより緻密なアレイを配置するのにも望ましいであろう。ある場合には、最終的なビアは、５マイクロメートル（５μｍ）から５００マイクロメートル（５００μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。ある場合には、最終的なビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）から２００マイクロメートル（２００μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。さらに他の場合において、最終的なビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）から１００マイクロメートル（１００μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。さらに他の場合において、最終的なビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）から５０マイクロメートル（５０μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。図５ｈを参照すると、金属によるコンフォーマルな被覆およびビア５５０ａ〜ｆから電子デバイス５４０ａ〜ｆまで延在する金属トレース５５５ａ〜ｆの形成後の、透明基板５０５を通るビア５５０ａ〜ｆが示されている。図３ｆを参照すると、透明基板、電子デバイス、および図４に関して先に述べられた方法により製造された完全に形成されたビアを備えた電子システムの上面写真が示されている。
【００８０】
図６を参照すると、流れ図６００は、いくつかの実施の形態による、レーザ露光およびエッチング中に透明基板の互いに反対の面上に保護コーティングを使用することを含む、透明基板システムを製造する方法を示している。流れ図６００にしたがって、透明噴出物軽減層が、透明基板の第一面および透明基板の第二面（第一面と反対の）の両方に施されて、事前定義基板を生成する（ブロック６０５）。例えば、準非回折ドリル加工（例えば、ガウス・ベッセルまたはベッセルビームドリル加工）中に使用される光子エネルギーに透明基板を曝す前に、透明基板の上面（レーザ入射面）および下面（レーザ出射面）上に透明噴出物軽減層を配置すると、ビアを形成すべき位置を取り囲む透明基板の表面にあるクレーターの高さが相当減少することが分かった。その透明噴出物軽減層および透明基板は、先に述べたものと同様であってよい。図７ａを参照すると、透明基板７０５の第一面７１０および第二面７１５の両方に透明噴出物軽減層７２０を施す過程の一例が示されている。
【００８１】
図６の流れ図６００を続けると、事前定義基板が、真空チャックに取り付けられて、様々な加工工程中に、それを適所に保持する（ブロック６１０）。透明基板の表面上の電子デバイスの形成後まで、ビアのエッチングを遅らせられるので、真空チャックの使用が可能である。図７ｂを参照すると、真空チャック７２５に透明基板７０５を取り付ける過程の一例が示されている。透明基板７０５の第二面７１５が真空チャック７２５の上面７２６に近くに置かれ、基板７０５の第一面７１０が真空チャックから離れている。
【００８２】
図６の流れ図６００を続けると、透明基板は、透明基板の将来のビアに対応する多数の位置で、レーザ光源からの光子エネルギーに暴露される（ブロック６１５）。光子エネルギーへのこの暴露により、透明基板の第一面から透明基板の第二面まで延在するそれぞれの経路に沿って透明基板の少なくとも１つの特徴が変化する。いくつかの実施の形態において、そのレーザ光源は、準非回折ドリル加工（例えば、ガウス・ベッセルまたはベッセルビームドリル加工）が可能なレーザからである。ある場合には、レーザ光源への暴露により変わる透明基板の特徴は、密度である。例えば、透明基板の第一面から透明基板の第二面までの規定の経路に沿って材料の密度を変えることによって、その透明基板は、基板の他の区域に対して、エッチングをより受けやすくされる。ある場合には、９：１のエッチング比（すなわち、規定の経路のエッチング速度は、その規定の経路を取り囲む透明基板の区域のエッチング速度よりも９倍速い）が達成される。透明基板は、レーザ光源からの光子エネルギーが透過できるほど十分に透明であるので、その経路に沿った透明基板の特徴の変化は、透明基板の第一面から第二面まで実質的に均一である。ある場合には、上述した規定の経路は、透明基板上に配置された電子デバイスを製造するために使用される熱サイクルおよび工程条件に適合する。特別な場合、ＬＴＰＳおよび酸化物ＴＦＴ製造の両方に適合するために、いくつかの実施の形態は、ビアの事前定義を、「Ｌｏｔｕｓ」ＮＸＴなどの低圧縮透明基板と組み合わせることができる。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、規定の経路の形成と後の電子デバイスの形成との間に適合性を与える、それから透明基板が形成される他の材料が認識されるであろう。
【００８３】
ある場合には、ビア事前定義部位を有する透明基板の機械的表面強度は、１）完全に形成されたビアを有する基板、および２）完全に形成され、金属化されたビアを有する基板のものよりも高くあり得る。事前定義されたビア位置を有する基板は、事前定義されたビア位置を持たない同様な厚さのＴＦＴ適合基準シートと５０パーセント（５０％）未満しか違わない表面強度を有し得る。特別な場合において、事前定義されたビア位置を有する基板は、事前定義されたビア位置を持たない同様な厚さのＴＦＴ適合基準シートと３０パーセント（３０％）未満しか違わない表面強度を有し得る。より特別な場合において、事前定義されたビア位置を有する基板は、事前定義されたビア位置を持たない同様な厚さのＴＦＴ適合基準シートと１０パーセント（１０％）未満しか違わない表面強度を有し得る。さらにより特別な場合において、事前定義されたビア位置を有する基板は、事前定義されたビア位置を持たない同様な厚さのＴＦＴ適合基準シートと５パーセント（５％）未満しか違わない表面強度を有し得る。
【００８４】
ある場合には、レーザ光線への暴露により生じた透明基板を通る規定の経路は、直径が１０マイクロメートル（１０μｍ）未満である。より特別な場合において、レーザ光線への暴露により生じた規定の経路は、直径が５マイクロメートル（５μｍ）未満である。さらより特別な場合において、レーザ光線への暴露により生じた規定の経路は、直径が２マイクロメートル（２μｍ）未満である。ある場合には、ビアの位置での透明基板の第一面（すなわち、レーザ入射面）で生じるクレーター状の特徴は、直径が１０マイクロメートル（１０μｍ）未満である。より特別な場合において、ビアの位置での透明基板の第一面（すなわち、レーザ入射面）で生じるクレーター状の特徴は、直径が５マイクロメートル（５μｍ）未満である。様々な場合において、ビアの位置での透明基板の第二面（すなわち、レーザ出射面）で生じるクレーター状の特徴は、直径が１０マイクロメートル（１０μｍ）未満である。より特別な場合において、ビアの位置での透明基板の第二面（すなわち、レーザ出射面）で生じるクレーター状の特徴は、直径が５マイクロメートル（５μｍ）未満である。ある場合には、第一面で生じるクレーター状の特徴は、第二面で生じるクレーター状の特徴のものと実質的に同じ直径を有する。ある場合には、第一面にあるクレーター状の特徴と第二面にあるクレーター状の特徴の直径の差は、２マイクロメートル（２μｍ）未満である。透明噴出物軽減層を使用すると、覆われていない透明基板と比べて、透明基板の第一面から延在するクレーター状の特徴の高さが減少する。ある場合には、透明基板の第一面から延在するクレーター状の特徴の高さは、透明噴出物軽減層がＹＹ−１００コーティングである場合、１５００ナノメートル（１５００ｎｍ）の最大値と最小値の差と、８００ナノメートル（８００ｎｍ）の最大値と最小値の差との間だけ、減少する。この実施の形態では、透明噴出物軽減層による透明基板の第一面のみの被覆を論じているが、他の実施の形態は、透明基板の第一面と第二面の両方の被覆を含むことがある。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、異なる実施の形態に関して使用されることのある様々なレーザ光源が認識されるであろう。
【００８５】
図７ｃを参照すると、透明基板をレーザ光源からの光子エネルギーに暴露する過程の一例が示されている。詳しくは、光子エネルギーへの暴露は、透明基板７０５の第一面７１０から透明基板７０５の第二面７１５まで延在する規定の経路７３０ａ〜ｆ（点線で示されている）が生じる。図３ａを参照すると、図６に関して先に記載されたものと一致する、基板を通って延在する規定の経路を生じる、準非回折ドリル加工後の透明基板の側面写真が示されている。図３ｂは、直径が３マイクロメートル（３μｍ）である規定の経路の上部を示す透明基板の上面の写真である。
【００８６】
図６の流れ図６００を続けると、透明噴出物軽減層が透明基板から取り外されて、事前定義基板が残される（ブロック６２０）。透明噴出物軽減層が透明基板に非接着的に施された場合、その取外しは、その層をガラス基板から引き離すことにより行われる。あるいは、透明噴出物軽減層が透明基板に接着的に施された場合には、取外しは、その層を透明基板から引き離す工程、および透明基板を洗浄して、接着剤残留物を除去する工程の両方を含むことがある。さらに別の例として、透明噴出物軽減層が、例えば、化学的気相成長法のある形態を使用して、透明基板上に堆積された場合、取外しは、研磨過程または化学洗浄過程のいずれかを使用して、ガラス基板から堆積された透明噴出物軽減層をストリッピングする工程を含むことがある。ここに与えられた開示に基づいて、当業者には、異なる実施の形態に関して使用されることのある、透明噴出物軽減層を除去するために様々な手法が認識されるであろう。図７ｄを参照すると、透明噴出物軽減層７２０の取外し後の、残留している全てが、第一面７１０から第二面７１５まで延在する規定の経路７３０ａ〜ｆ（点線で示されている）を有する透明基板７０５である、事前定義基板の一例が示されている。
【００８７】
図６の流れ図６００を続けると、多数の電子デバイスが、事前定義基板の少なくとも一方の表面上に形成されて、部分的に形成された電子システムを生じている（ブロック６２５）。その電子デバイスは、この過程で完全に形成されても、部分的にしか形成されなくてもよい。電子デバイスが部分的にしか形成されていないある場合には、ビアをエッチングする前に形成された電子デバイスの部分は、透明基板の表面品質に敏感であり、その透明基板の表面の品質に敏感ではない他の部分は、ビアが完全に形成され後に完成することができる。集積デバイス、モジュール、またはシステムは、ビア構造を、電気、光学、流体、および／または機械素子として利用できる。電子デバイスは、図１に関して先に述べたものと同様であることがある。図７ｅを参照すると、透明基板７０５の第一面７１０上に電子デバイス７４０ａ〜ｅを形成した後の、部分的に形成された電子システムの一例が示されている。
【００８８】
図６の流れ図６００を続けると、透明基板の第一面と第二面上に保護コーティングが形成される（ブロック６３０）。この保護コーティングは、ビアが事前定義された位置を露出し、他の区域を覆うエッチングマスクを形成するためにパターン化されることがある。それゆえ、透明基板の表面がエッチング液に暴露されているときに、透明基板の表面およびその上に形成された電子デバイスは保護コーティングにより保護され、エッチング液が透明基板の表面の露出区域と接触している間に、先に述べた規定の経路に対応する表面がエッチングされる。
【００８９】
いくつかの実施の形態において、エッチングマスクを使用すると、ビア位置またはマスクの開口の位置の近くで基板の特徴的なステップ特徴がもたらされるであろう。このステップの程度は、エッチングマスクと基板のエッチング選択性に依存する。エッチングマスクの材料、堆積、およびパターン化過程は、ビア形成過程における耐久性を最大化するように選択されることがある。エッチングマスクのどのような剥離またはエッチングも最小にされるべきであり、エッチングマスクは、所望の量の基板材料の除去後にも基板に貼り付いたままであるべきである。一例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ５０マイクロメートル（５０μｍ）超エッチングできるように選択される。より特別な例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ１００マイクロメートル（１００μｍ）超エッチングできるように選択される。さらにより特別な例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ２００マイクロメートル（２００μｍ）超エッチングできるように選択される。さらにより特別な例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ５００マイクロメートル（５００μｍ）超エッチングできるように選択される。さらにより特別な例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ１０００マイクロメートル（１０００μｍ）超エッチングできるように選択される。基板の表面および電子デバイスを保護できるどのようなコーティングを使用してもよい。１つの特別な実施の形態としては、保護コーティングは酸窒化クロム（ＣｒＯＮ）である。１つの特別な実施の形態において、エッチングされることが意図されていない区域の上に、酸窒化クロムの１８０ナノメートル（１８０ｎｍ）厚さの層が形成される。この保護コーティングは、透明基板の表面および電子デバイスを保護し、一方で、フッ化水素酸（ＨＦ）を使用して透明基板の第一面から透明基板の第二面まで２００マイクロメートル（２００μｍ）延在するビアがエッチングされる。
【００９０】
ある場合には、保護コーティングは、５０μｍから１５００μｍの範囲の深さのビアをエッチングする最中に、基板への付着を維持することがある。より特別な場合において、保護コーティングは、１００μｍから７００μｍの範囲の深さのビアをエッチングする最中に、基板への付着を維持することがある。他の場合において、保護コーティングは、３００μｍから５００μｍの範囲の深さのビアをエッチングする最中に、基板への付着を維持することがある。ビア位置の周りのエッチングマスクのパターン化により、基板の両主面からのビアエッチングが可能になる。ある場合には、保護コーティングのエッジは、ブロック６１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から５００マイクロメートル（５００μｍ）未満しか離れずに配置されている。より特別な場合において、保護コーティングのエッジは、ブロック６１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から２００マイクロメートル（２００μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な例において、保護コーティングのエッジは、ブロック６１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から１００マイクロメートル（１００μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な例において、保護コーティングのエッジは、ブロック６１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から５０マイクロメートル（５０μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な場合において、保護コーティングのエッジは、ブロック６１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から２０マイクロメートル（２０μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な場合において、保護コーティングのエッジは、ブロック６１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から１０マイクロメートル（１０μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な場合において、保護コーティングのエッジは、ブロック６１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から５マイクロメートル（５μｍ）未満しか離れずに配置されている。
【００９１】
ある場合には、保護コーティング中の開口は、ブロック６１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から、５マイクロメートル（５μｍ）から５００μｍ（５００μｍ）の距離に及ぶことがある。より特別な場合において、保護コーティング中の開口は、ブロック６１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から、１０マイクロメートル（１０μｍ）から２００μｍ（２００μｍ）の距離に及ぶことがある。さらにより特別な場合において、保護コーティング中の開口は、ブロック６１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から、５０マイクロメートル（５０μｍ）から２００μｍ（２００μｍ）の距離に及ぶことがある。
【００９２】
図７ｆを参照すると、透明基板７０５の第一面７１０上にある電子デバイス７４０ａ〜ｅおよび第二面７１５の上に保護コーティング７４５が形成された、部分的に形成された電子システムの一例が示されている。図７ｇを参照すると、規定の経路７３０ａ〜ｆに対応する位置７４６で透明基板７０５の第一面７１０にパターン形成し、エッチング暴露した後の、保護コーティング７４５が示されている。
【００９３】
図６の流れ図６００を続けると、他の材料が除去されるよりもずっと速い速度で、透明基板の第一面から透明基板の第二面まで延在するそれぞれの経路に沿って変えられた材料を除去するエッチング液を使用して、部分的に形成された電子システムがエッチングされる（ブロック６３５）。このエッチング過程は、透明基板を通って延在するビアが、その透明基板を通るそれぞれの経路の各々で開けられるまで続けられる。
【００９４】
図６の実施の形態は、両面からエッチングされたビアを生じ、第一面から第二面まで延在する砂時計形状の開口をもたらすと述べられているが、エッチング過程を変えることによって、他のタイプのビアが可能である。例えば、第一面から第二面まで延在する開口を製造するのに不十分な期間に亘り一方の面からだけエッチングを行うことによって、ブラインドビアが形成されることがある。そのようなブラインドビアは、透明基板のほとんどを通って延在することがある（例えば、エッチング液が施されるのと反対の面から、５マイクロメートル（５μｍ）未満だけ延在する非エッチング部分を残す）。そのような手法の利点は、一方の面（すなわち、エッチング液が施されるのと反対の面）は、エッチング液への暴露により損傷を受けないまたは触れられていないままであることである。このようにして、貫通ビアの位置は、ブラインドビア構造により事前定義することができ、その後、非エッチング面の無垢な性質がもはや必要なくなって初めて、仕上げることができる。ビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）未満の最小開口のパイロット孔として事前定義することもできる。他の場合には、事前定義されたパイロット孔は、５マイクロメートル（５μｍ）未満の最小の開口を示す。さらに他の場合において、事前定義されたパイロット孔は、１マイクロメートル（１μｍ）未満の最小の開口を示す。さらにより特別な場合において、事前定義されたパイロット孔は、０．５マイクロメートル（０．５μｍ）未満の最小の開口を示す。ある場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から１０，０００ナノメートル（１０，０００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。他の場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から１０００ナノメートル（１０００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。さらに他の場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から５００ナノメートル（５００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。さらに他の場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から２００ナノメートル（２００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。さらに他の場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から１００ナノメートル（１００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。別の例として、透明基板の一方の面だけからエッチングされた貫通ビアは、反対の面での開口より大きい、エッチングが行われた面の開口を有する貫通孔を生じる。
【００９５】
図７ｈを参照すると、第一面７１０から第二面７１５まで延在するビア７５０ａ〜ｆを有する、エッチング過程後の透明基板７０５が示されている。透明基板７０５を通る規定の経路７３０ａ〜ｆのフットプリントが、第一面７１０と第二面７１５の両方で実質的に同じであり、エッチングが両面から行われる（すなわち、透明基板７０５の第一面７１０と第二面７１５の両方が、エッチング液と接触している）場合、形成されたビア７５０ａ〜ｆは、第一面７１０および第二面７１５の近くで幅広く、中央領域で狭い砂時計形状を示す。図３ｄを参照すると、砂時計形ビアのドリル加工を行って、図６に関して先に記載されたものと一致する基板を通って延在する規定の経路をもたらす、両側からのエッチング後の基板の側面写真が示されている。図３ｅは、直径が約４０マイクロメートル（４０μｍ）であるエッチングされたビアの上部を示す透明基板の上面の写真である。
【００９６】
図６の流れ図６００を続けると、保護コーティングは、透明基板の表面および電子デバイスから除去される（ブロック６４０）。その保護コーティングは、完全に除去されて、透明基板の表面および電子デバイスの両方を露出しても、または部分的に除去され、透明基板の表面および／または電子デバイスの一部だけを露出してもよい。いくつかの特別な実施の形態において、保護コーティングは、仮にあったとして、ビアの金属化後まで除去されない。図７ｉを参照すると、第一面７１０から第二面７１５まで延在するビア７５０ａ〜ｆに関するエッチング過程後であって、保護コーティング７４５の全てが除去された後の、透明基板７０５が示されている。
【００９７】
図６の流れ図６００を続けると、透明基板中のビアの内の１つ以上を通って延在する金属を使用して、電子デバイスの内の１つ以上が電気接続されている（ブロック６４５）。ある場合には、ビアを完全に充填し、透明基板の第一面および／または第二面上の他の金属トレースに接続する標準金属化過程が使用される。他の場合には、ビアの壁は、コンフォーマルに被覆されて、ビアを完全には充填せずに、第一面から第二面への電気接続を与える。そのようなコンフォーマルな被覆手法は、電子デバイスの形成および他の後での過程に関して施される熱サイクル中に、コンフォーマルに被覆された金属および透明基板の材料との間の異なる膨張と圧縮の影響を減少させるので都合よい。さらに、そのようなコンフォーマルな被覆手法により、完全に充填されたビアと比べた場合、より高いアスペクト比の最終構造が得られる。ある場合には、ビアのコンフォーマルな被覆を使用すると、３対１（３：１）より大きいビアのアスペクト比が可能になる。他の場合では、ビアのコンフォーマルな被覆を使用すると、５対１（５：１）より大きいビアのアスペクト比が可能になる。
【００９８】
さらに他の場合において、ビアのコンフォーマルな被覆を使用すると、１０対１（１０：１）より大きいビアのアスペクト比が可能になる。これらのより高いアスペクト比は、より短いエッチング時間を可能にし、また透明基板の表面上のある区域上に電子デバイスのより緻密なアレイを配置するのにも望ましいであろう。ある場合には、最終的なビアは、５マイクロメートル（５μｍ）から５００マイクロメートル（５００μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。ある場合には、最終的なビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）から２００マイクロメートル（２００μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。さらに他の場合において、最終的なビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）から１００マイクロメートル（１００μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。さらに他の場合において、最終的なビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）から５０マイクロメートル（５０μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。図７ｊを参照すると、金属によるコンフォーマルな被覆およびビア７５０ａ〜ｆから電子デバイス７４０ａ〜ｆまで延在する金属トレース７５５ａ〜ｆの形成後の、透明基板７０５を通るビア７５０ａ〜ｆが示されている。図３ｆを参照すると、透明基板、電子デバイス、および図６に関して先に述べられた方法により製造された完全に形成されたビアを備えた電子システムの上面写真が示されている。
【００９９】
図８を参照すると、流れ図８００は、様々な実施の形態による基板のレーザ露光中に保護コーティングを利用しない、基板システムを製造する方法を示す。流れ図８００にしたがって、基板が、真空チャックに取り付けられて、様々な加工工程中に、それを適所に保持する（ブロック８１０）。透明基板の表面上の電子デバイスの形成後まで、ビアのエッチングを遅らせられるので、真空チャックの使用が可能である。その基板の例示の属性は、基板内の事前定義されたビアを支持し、次いで、基板上に電子デバイスを形成する中間過程後に事前定義されたビアに対応する位置でビアの完全な形成を支援する能力である。図９ａを参照すると、透明基板９０５を真空チャック９２５に取り付ける過程の一例が示されている。透明基板９０５の第二面９１５が真空チャック９２５の上面９２６に近くに置かれ、基板９０５の第一面９１０が真空チャック９２５から離れている。
【０１００】
図８の流れ図８００を続けると、前記基板は、規定の経路が基板を通るように、その基板内の将来のビアに対応する多数の位置で、レーザ光源からの光子エネルギーに暴露される（ブロック８１５）。ある場合において、レーザ光源への暴露により、ガウスビームを使用した衝撃ドリル加工が行われる。衝撃ドリル加工を使用すると、基板の第一面から基板の第二面まで延在する先細パイロット孔が生じる。このパイロット孔は、例えば、レーザに最も近い表面（すなわち、入射または入口側）で１５マイクロメートルと２０マイクロメートルの間（１５〜２０μｍ）であることがある。レーザから離れた反対の表面（すなわち、出口側）では、パイロット孔の直径は、例えば、５から８マイクロメートル（５〜８μｍ）である。パイロット孔の先細のために、最終的に形成されたビアは、エッチングが入射面からしか行われない場合の、先細であるか、またはエッチングが入口面と出口面の両方で行われる場合の、改良砂時計形状のいずれかである。衝撃ドリル加工が使用される場合、その基板は、基板である必要はなく、むしろ、衝撃ドリル加工を受けやすい透明または不透明いずれかの材料から製造される必要があるだけである。ある場合には、その基板の表面は、レーザ光源への暴露後に研磨されない。他の場合において、基板の片面または両面（すなわち、入射面および出射面）は、レーザ光源への暴露後に研磨される。
【０１０１】
図９ｂを参照すると、基板をレーザ光源からの光子エネルギーに暴露する過程の一例が示されている。詳しくは、光子エネルギーへの暴露は、基板９０５の第一面９１０から基板９０５の第二面９１５まで延在する規定の経路９３０ａ〜ｆ（点線で示されている）が生じる。図３ｃを参照すると、基板の衝撃ドリル加工を使用して、基板を通る規定の経路を形成した後の基板の側面写真が示されている。
【０１０２】
図８の流れ図８００を続けると、事前定義された基板の少なくとも一方の表面上に多数の電子デバイスが形成されて、部分的に形成された電子システムを生じる（ブロック８２５）。これらの電子デバイスは、この過程で完全に形成されても、部分的にしか形成されなくてもよい。電子デバイスが部分的にしか形成されないある場合には、ビアをエッチングする前に形成された電子デバイスの部分は、透明基板の表面品質に敏感であり、基板の表面の品質にそれほど敏感ではない他の部分は、ビアが完全に形成された後に完成することができる。集積デバイス、モジュール、またはシステムは、ビア構造を、電気、光学、流体、および／または機械素子として利用できる。その電子デバイスは、図１に関して先に述べたものと類似であることがある。図９ｃを参照すると、基板９０５の第一面９１０上に電子デバイス９４０ａ〜ｅを形成した後の、部分的に形成された電子システムの一例が示されている。
【０１０３】
図８の流れ図８００を続けると、基板の第一面と第二面上に保護コーティングが形成される（ブロック８３０）。この保護コーティングは、ビアが事前定義された位置を露出し、他の区域を覆うエッチングマスクを形成するためにパターン化されることがある。それゆえ、基板の表面がエッチング液に暴露されているときに、基板の表面およびその上に形成された電子デバイスは保護コーティングにより保護され、エッチング液が基板の露出区域と接触している間に、先に述べた規定の経路に対応する表面がエッチングされる。
【０１０４】
いくつかの実施の形態において、エッチングマスクを使用すると、ビア位置またはマスクの開口の位置の近くで基板の特徴的なステップ特徴がもたらされるであろう。このステップの程度は、エッチングマスクと基板のエッチング選択性に依存する。エッチングマスクの材料、堆積、およびパターン化過程は、ビア形成過程における耐久性を最大化するように選択されることがある。エッチングマスクのどのような剥離またはエッチングも最小にされるべきであり、エッチングマスクは、所望の量の基板材料の除去後にも基板に貼り付いたままであるべきである。一例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ５０マイクロメートル（５０μｍ）超エッチングできるように選択される。より特別な例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ１００マイクロメートル（１００μｍ）超エッチングできるように選択される。さらにより特別な例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ２００マイクロメートル（２００μｍ）超エッチングできるように選択される。さらにより特別な例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ５００マイクロメートル（５００μｍ）超エッチングできるように選択される。さらにより特別な例において、エッチングマスクの材料およびエッチング液の組合せは、ビアを深さ１０００マイクロメートル（１０００μｍ）超エッチングできるように選択される。基板の表面および電子デバイスを保護できるどのようなコーティングを使用してもよい。１つの特別な実施の形態としては、保護コーティングは酸窒化クロム（ＣｒＯＮ）である。１つの特別な実施の形態において、エッチングされることが意図されていない区域の上に、酸窒化クロムの１８０ナノメートル（１８０ｎｍ）厚さの層が形成される。この保護コーティングは、基板の表面および電子デバイスを保護し、一方で、フッ化水素酸（ＨＦ）を使用して基板の第一面から基板の第二面まで２００マイクロメートル（２００μｍ）延在するビアがエッチングされる。
【０１０５】
ある場合には、保護コーティングは、９０μｍから１５００μｍの範囲の深さのビアをエッチングする最中に、基板への付着を維持することがある。より特別な場合において、保護コーティングは、１００μｍから７００μｍの範囲の深さのビアをエッチングする最中に、基板への付着を維持することがある。他の場合において、保護コーティングは、３００μｍから９００μｍの範囲の深さのビアをエッチングする最中に、基板への付着を維持することがある。ビア位置の周りのエッチングマスクのパターン化により、基板の両主面からのビアエッチングが可能になる。ある場合には、保護コーティングのエッジは、ブロック８１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から５００マイクロメートル（５００μｍ）未満しか離れずに配置されている。より特別な場合において、保護コーティングのエッジは、ブロック８１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から２００マイクロメートル（２００μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な例において、保護コーティングのエッジは、ブロック８１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から１００マイクロメートル（１００μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な例において、保護コーティングのエッジは、ブロック８１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から５０マイクロメートル（５０μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な場合において、保護コーティングのエッジは、ブロック８１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から２０マイクロメートル（２０μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な場合において、保護コーティングのエッジは、ブロック８１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から１０マイクロメートル（１０μｍ）未満しか離れずに配置されている。さらにより特別な場合において、保護コーティングのエッジは、ブロック８１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から５マイクロメートル（５μｍ）未満しか離れずに配置されている。
【０１０６】
ある場合には、保護コーティング中の開口は、ブロック８１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から、５マイクロメートル（５μｍ）から５００μｍ（５００μｍ）の距離に及ぶことがある。より特別な場合において、保護コーティング中の開口は、ブロック８１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から、１０マイクロメートル（１０μｍ）から２００μｍ（２００μｍ）の距離に及ぶことがある。さらにより特別な場合において、保護コーティング中の開口は、ブロック８１５に関して先に述べた事前定義過程中に画成された経路から、５０マイクロメートル（５０μｍ）から２００μｍ（２００μｍ）の距離に及ぶことがある。
【０１０７】
図９ｄを参照すると、透明基板９０５の第一面９１０上にある電子デバイス９４０ａ〜ｅおよび第二面９１５の上に保護コーティング９４５が形成された、部分的に形成された電子システムの一例が示されている。図９ｅを参照すると、規定の経路９３０ａ〜ｆに対応する位置９４６ｇ〜ｌで透明基板９０５の第一面９１０および第二面９１５にパターン形成し、エッチング暴露した後の、保護コーティング９４５が示されている。図９ｄ〜９ｅは、第一面９１０および第二面９１５の両方を露出するようにエッチングされた保護コーティング９４５を示しているが、第一面９１０または第二面９１５の一方からのエッチングのみが望ましい場合、規定の経路９３０ａ〜ｆに対応する場所を露出するために、エッチングが行われる表面からのみ、パターン化され、エッチングされる。
【０１０８】
図８の流れ図８００を続けると、他の材料が除去されるよりもずっと速い速度で、基板の第一面から基板の第二面まで延在するそれぞれの経路に沿って変えられた材料を除去するエッチング液を使用して、部分的に形成された電子システムがエッチングされる（ブロック８３５）。このエッチング過程は、基板を通って延在するビアが、その基板を通るそれぞれの経路の各々で開けられるまで続けられる。
【０１０９】
図８の実施の形態は、両面からエッチングされたビアを生じ、第一面から第二面まで延在する砂時計形状の開口を生じると述べられているが、エッチング過程を変えることによって、他のタイプのビアが可能である。例えば、第一面から第二面まで延在する開口を製造するのに不十分な期間に亘り一方の面からだけエッチングを行うことによって、ブラインドビアが形成されることがある。そのようなブラインドビアは、透明基板のほとんどを通って延在することがある（例えば、エッチング液が施されるのと反対の面から、５マイクロメートル（５μｍ）未満だけ延在する非エッチング部分を残す）。そのような手法の利点は、一方の面（すなわち、エッチング液が施されるのと反対の面）は、エッチング液への暴露により損傷を受けないまたは触れられていないままであることである。このようにして、貫通ビアの位置は、ブラインドビア構造により事前定義することができ、その後、非エッチング面の無垢な性質がもはや必要なくなって初めて、仕上げることができる。ビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）未満の最小開口のパイロット孔として事前定義することもできる。他の場合には、事前定義されたパイロット孔は、５マイクロメートル（５μｍ）未満の最小の開口を示す。さらに他の場合において、事前定義されたパイロット孔は、１マイクロメートル（１μｍ）未満の最小の開口を示す。さらにより特別な場合において、事前定義されたパイロット孔は、０．５マイクロメートル（０．５μｍ）未満の最小の開口を示す。ある場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から１０，０００ナノメートル（１０，０００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。他の場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から１０００ナノメートル（１０００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。さらに他の場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から５００ナノメートル（５００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。さらに他の場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から２００ナノメートル（２００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。さらに他の場合において、事前定義された潜在的なビア構造は、１０ナノメートル（１０ｎｍ）から１００ナノメートル（１００ｎｍ）の範囲の最小直径または幅を有し得る。別の例として、基板の一方の面だけからエッチングされた貫通ビアは、反対の面での開口より大きい、エッチングが行われた面の開口を有する貫通孔を生じる。
【０１１０】
図９ｆを参照すると、第一面９１０から第二面９１５まで延在するビア９５０ａ〜ｆを有する、エッチング過程後の基板９０５が示されている。基板９０５を通る規定の経路９３０ａ〜ｆのフットプリントが、第一面９１０と第二面９１５の両方で実質的に同じであり、エッチングが両面から行われる（すなわち、基板９０５の第一面９１０と第二面９１５の両方が、エッチング液と接触している）場合、形成されたビア９５０ａ〜ｆは、第一面９１０および第二面９１５の近くで幅広く、中央領域で狭い砂時計形状を示す。図３ｄを参照すると、砂時計形ビアのドリル加工を行って、図８に関して先に記載されたものと一致する基板を通って延在する規定の経路をもたらす、両側からのエッチング後の基板の側面写真が示されている。図３ｅは、直径が約４０マイクロメートル（４０μｍ）であるエッチングされたビアの上部を示す透明基板の上面の写真である。
【０１１１】
図８の流れ図８００を続けると、保護コーティングは、基板の表面および電子デバイスから除去される（ブロック８４０）。その保護コーティングは、完全に除去されて、基板の表面および電子デバイスの両方を露出しても、または部分的に除去され、基板の表面および／または電子デバイスの一部だけを露出してもよい。いくつかの特別な実施の形態において、保護コーティングは、仮にあったとして、ビアの金属化後まで除去されない。図９ｇを参照すると、第一面９１０から第二面９１５まで延在するビア９５０ａ〜ｆに関するエッチング過程後であって、保護コーティング９４５の全てが除去された後の、基板９０５が示されている。
【０１１２】
図８の流れ図８００を続けると、基板中のビアの内の１つ以上を通って延在する金属を使用して、電子デバイスの内の１つ以上が電気接続されている（ブロック８４５）。ある場合には、ビアを完全に充填し、基板の第一面および／または第二面上の他の金属トレースに接続する標準金属化過程が使用される。他の場合には、ビアの壁は、コンフォーマルに被覆されて、ビアを完全には充填せずに、第一面から第二面への電気接続を与える。そのようなコンフォーマルな被覆手法は、電子デバイスの形成および他の後での過程に関して施される熱サイクル中に、コンフォーマルに被覆された金属および基板の材料との間の異なる膨張と圧縮の影響を減少させるので都合よい。さらに、そのようなコンフォーマルな被覆手法により、完全に充填されたビアと比べた場合、より高いアスペクト比の最終構造が得られる。ある場合には、ビアのコンフォーマルな被覆を使用すると、３対１（３：１）より大きいビアのアスペクト比が可能になる。他の場合では、ビアのコンフォーマルな被覆を使用すると、５対１（５：１）より大きいビアのアスペクト比が可能になる。
【０１１３】
さらに他の場合において、ビアのコンフォーマルな被覆を使用すると、１０対１（１０：１）より大きいビアのアスペクト比が可能になる。これらのより高いアスペクト比は、より短いエッチング時間を可能にし、また基板の表面上のある区域上に電子デバイスのより緻密なアレイを配置するのにも望ましいであろう。ある場合には、最終的なビアは、５マイクロメートル（５μｍ）から５００マイクロメートル（５００μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。ある場合には、最終的なビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）から２００マイクロメートル（２００μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。さらに他の場合において、最終的なビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）から１００マイクロメートル（１００μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。さらに他の場合において、最終的なビアは、１０マイクロメートル（１０μｍ）から５０マイクロメートル（５０μｍ）の範囲にある、最も狭い位置、最も広い位置、またはその両方の位置での直径を示すことがある。図９ｈを参照すると、金属によるコンフォーマルな被覆およびビア９５０ａ〜ｆから電子デバイス９４０ａ〜ｆまで延在する金属トレース９５５ａ〜ｆの形成後の、基板９０５を通るビア９５０ａ〜ｆが示されている。図３ｆを参照すると、基板、電子デバイス、および図８に関して先に述べられた方法により製造された完全に形成されたビアを備えた電子システムの上面写真が示されている。
【０１１４】
結論として、本発明は、ビアを備えた基板を形成するための新規のシステム、デバイス、方法および構成を提供する。本発明の１つ以上の実施の形態の詳細な説明が先に与えられてきたが、本発明の精神と異ならずに、様々な代替案、改変、および等価物が当業者に明白であろう。例えば、他の実施の形態は、ビア位置の事前定義および介在する電子デバイス形成過程による、後のビアの完全な形成を含む方法を含み、所望の結果を達成するために交換された開示の実施の形態からの要素を含むことがある。したがって、先の記載は、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではなく、本発明の範囲は、特許請求の範囲により定義される。
【０１１５】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１１６】
実施形態１
基板を加工する方法において、
基板上にビアの事前定義を行う工程であって、該基板を通る少なくとも１つの規定の経路が形成される工程、
前記ビアの事前定義を行う工程の後に、前記基板上に非ビア構造を形成する工程、および
前記基板上に非ビア構造を形成する工程の後に、前記規定の経路の周りの基板材料が、該基板上の他の位置の基板材料よりも速い速度で除去されるように、該基板をエッチングする工程であって、該規定の経路に対応する位置にビアが形成される工程、
を有してなる方法。
【０１１７】
実施形態２
前記基板が透明基板である、実施形態１に記載の方法。
【０１１８】
実施形態３
前記基板が、ガラス基板、ガラスセラミック基板、およびセラミック基板からなる群より選択される、実施形態１に記載の方法。
【０１１９】
実施形態４
前記ビアの事前定義を行う工程の前に、前記基板上に保護層を施す工程であって、該ビアの事前定義が該保護層を通じて行われる工程、
をさらに含む、実施形態１に記載の方法。
【０１２０】
実施形態５
前記保護層が、光の規定の波長に少なくともある程度透明な材料のシートからなる、実施形態４に記載の方法。
【０１２１】
実施形態６
前記基板上に保護層を施す工程が、該基板上に該保護層を非接着的に配置する工程を含む、実施形態４に記載の方法。
【０１２２】
実施形態７
前記基板上に保護層を施す工程が、該基板上に該保護層を接着的に貼り付ける工程を含む、実施形態４に記載の方法。
【０１２３】
実施形態８
前記基板上に保護層を施す工程が、該基板の少なくとも一方の表面上に保護材料を堆積させる工程を含む、実施形態４に記載の方法。
【０１２４】
実施形態９
前記ビアの事前定義を行う工程が、前記基板の第一面から該基板の第二面まで延在する前記規定の経路を形成する非除去レーザドリル加工を含む、実施形態１に記載の方法。
【０１２５】
実施形態１０
前記ビアの事前定義を行う工程が、前記基板の第一面から該基板の第二面まで延在する前記規定の経路を形成する準非回折ドリル加工を含み、該規定の経路が、該準非回折ドリル加工に暴露されなかった基板の材料と比べて、少なくとも１つの特徴が変えられている、該基板の材料を含む、実施形態１に記載の方法。
【０１２６】
実施形態１１
前記少なくとも１つの特徴が屈折率である、実施形態１０に記載の方法。
【０１２７】
実施形態１２
前記少なくとも１つの特徴が密度である、実施形態１０に記載の方法。
【０１２８】
実施形態１３
前記少なくとも１つの特徴を変えることにより、前記準非回折ドリル加工に暴露された材料が、該準非回折ドリル加工に暴露されなかった基板の材料の少なくとも２倍速くエッチングされる、実施形態１０に記載の方法。
【０１２９】
実施形態１４
前記ビアの事前定義を行う工程が、前記基板の第一面から該基板の第二面まで延在する前記規定の経路を形成する除去的レーザドリル加工を含む、実施形態１に記載の方法。
【０１３０】
実施形態１５
前記ビアの事前定義を行う工程が、ガウスビームを使用する衝撃ドリル加工を含む、実施形態１に記載の方法。
【０１３１】
実施形態１６
前記基板をエッチングする工程の前に、少なくとも前記非ビア構造の上に保護コーティングを形成する工程であって、該保護コーティングは、該基板をエッチングする工程の最中に該非ビア構造への損傷を減少させる働きをする工程、
をさらに含む、実施形態１に記載の方法。
【０１３２】
実施形態１７
前記保護コーティングを形成する工程が、前記基板の表面の少なくとも一部の上に該保護コーティングを形成する工程であって、該保護コーティングが、該基板をエッチングする工程の最中に該基板の表面の少なくとも一部への損傷を減少させる働きをする工程を含む、実施形態１６に記載の方法。
【０１３３】
実施形態１８
前記保護コーティングが酸窒化クロム（ＣｒＯＮ）である、実施形態１６に記載の方法。
【０１３４】
実施形態１９
前記基板をエッチングする工程が完了した後に、前記保護コーティングの少なくも一部を除去する工程、
をさらに含む、実施形態１６に記載の方法。
【０１３５】
実施形態２０
前記ビア内に導体材料を形成する工程、
をさらに含む、実施形態１に記載の方法。
【０１３６】
実施形態２１
前記ビア内に導体材料を形成する工程が、該ビアの壁の少なくとも一部を金属でコンフォーマルに被覆する工程を含む、実施形態２０に記載の方法。
【０１３７】
実施形態２２
前記非ビア構造が薄膜トランジスタである、実施形態１に記載の方法。
【０１３８】
実施形態２３
電子システムにおいて、
基板であって、該基板の第一面から該基板の第二面まで延在する複数のビアを有し、該複数のビアの各々は、該基板の第一面での第１の直径または該基板の第二面での第２の直径より１５パーセント超小さい、該基板の第一面と第二面との間の中間にある中間直径を示す、基板、
前記基板の少なくとも前記第一面上に形成された非ビア構造、および
前記複数のビアの少なくとも１つの内壁上にある導体材料、
を備え、
前記基板の第一面から該基板の第二面までの距離の少なくとも２５パーセントの位置にある前記導体材料のエッジの間の距離が、ゼロより大きい、電子システム。
【０１３９】
実施形態２４
前記基板が透明基板である、実施形態２３に記載のシステム。
【０１４０】
実施形態２５
前記基板が、ガラス基板、ガラスセラミック基板、およびセラミック基板からなる群より選択される、実施形態２３に記載のシステム。
【０１４１】
実施形態２６
前記導体材料が金属からなる、実施形態２３に記載のシステム。
【０１４２】
実施形態２７
前記ビア内の全ての位置での前記導体材料中の開口が、非ゼロ直径を示す、実施形態２３に記載のシステム。
【０１４３】
実施形態２８
前記中間直径が、前記第１の直径または前記第２の直径より２０パーセント超小さい、実施形態２３に記載のシステム。
【０１４４】
実施形態２９
前記中間直径が、前記第１の直径または前記第２の直径より３０パーセント超小さい、実施形態２３に記載のシステム。
【０１４５】
実施形態３０
前記非ビア構造が、前記基板の第一面で前記複数のビアの内の１つのエッジから１００マイクロメートル（１００μｍ）超、かつ５００マイクロメートル（５００μｍ）未満離れている、実施形態２３に記載のシステム。
【０１４６】
実施形態３１
前記非ビア構造が、前記基板の第一面で前記複数のビアの内の１つのエッジから１００マイクロメートル（１００μｍ）超、かつ２００マイクロメートル（２００μｍ）未満離れている、実施形態２３に記載のシステム。
【０１４７】
実施形態３２
ビアおよび非ビア構造の両方を含む基板を形成する方法において、
透明噴出軽減層を通じて準非回折ビームを使用して、基板をレーザ損傷して、ビアを形成すべき位置で、該基板の第一面から該基板の第二面まで延在する損傷トラックを生じる工程、
前記レーザ損傷する工程後、前記基板上に非ビア構造を形成する工程、
前記非ビア構造および前記基板の表面の少なくとも一部の上に保護コーティングを形成する工程、
前記保護コーティングを形成する工程後、前記損傷トラックの周りの基板材料が、前記基板上の他の位置での基板材料よりも速い速度で除去されるように該基板をエッチングする工程であって、該損傷トラックに対応する位置にビアが形成される工程、および
前記ビアの内壁を導体材料でコンフォーマルに被覆する工程、
を有してなる方法。
【符号の説明】
【０１４８】
２０５、５０５、７０５、９０５    透明基板
２１０、５１０、７１０、９１０    第一面
２１５、５１５、７１５、９１５    第二面
２２０、７２０    透明噴出物軽減層
２２５、５２５、７２５、９２５    真空チャック
２３０ａ〜ｆ、５３０ａ〜ｆ、７３０ａ〜ｆ、９３０ａ〜ｆ    規定の経路
２４０ａ〜ｆ、５４０ａ〜ｆ、７４０ａ〜ｆ、９４０ａ〜ｆ    電子デバイス
２５０ａ〜ｆ、５５０ａ〜ｆ、７５０ａ〜ｆ、９５０ａ〜ｆ    ビア
２５５ａ〜ｆ、５５５ａ〜ｆ、７５５ａ〜ｆ、９５５ａ〜ｆ    金属トレース
５４５、７４５、９４５    保護コーティング
【図１】
2021521630.tif 000004
【図２ａ】
2021521630.tif 000005
【図２ｂ】
2021521630.tif 000006
【図２ｃ】
2021521630.tif 000007
【図２ｄ】
2021521630.tif 000008
【図２ｅ】
2021521630.tif 000009
【図２ｆ】
2021521630.tif 000010
【図２ｇ】
2021521630.tif 000011
【図３ａ】
2021521630.tif 000012
【図３ｂ】
2021521630.tif 000013
【図３ｃ】
2021521630.tif 000014
【図３ｄ】
2021521630.tif 000015
【図３ｅ】
2021521630.tif 000016
【図３ｆ】
2021521630.tif 000017
【図４】
2021521630.tif 000018
【図５ａ】
2021521630.tif 000019
【図５ｂ】
2021521630.tif 000020
【図５ｃ】
2021521630.tif 000021
【図５ｄ】
2021521630.tif 000022
【図５ｅ】
2021521630.tif 000023
【図５ｆ】
2021521630.tif 000024
【図５ｇ】
2021521630.tif 000025
【図５ｈ】
2021521630.tif 000026
【図６】
2021521630.tif 000027
【図７ａ】
2021521630.tif 000028
【図７ｂ】
2021521630.tif 000029
【図７ｃ】
2021521630.tif 000030
【図７ｄ】
2021521630.tif 000031
【図７ｅ】
2021521630.tif 000032
【図７ｆ】
2021521630.tif 000033
【図７ｇ】
2021521630.tif 000034
【図７ｈ】
2021521630.tif 000035
【図７ｉ】
2021521630.tif 000036
【図７ｊ】
2021521630.tif 000037
【図８】
2021521630.tif 000038
【図９ａ】
2021521630.tif 000039
【図９ｂ】
2021521630.tif 000040
【図９ｃ】
2021521630.tif 000041
【図９ｄ】
2021521630.tif 000042
【図９ｅ】
2021521630.tif 000043
【図９ｆ】
2021521630.tif 000044
【図９ｇ】
2021521630.tif 000045
【図９ｈ】
2021521630.tif 000046
【国際調査報告】
2021521630.tif 000047