(57)【要約】相互に対向する第１の表面と第２の表面を有するガラス基板の、前記第１の表面の側にレーザ光を照射するレーザ光源と、前記ガラス基板の前記第２の表面の側に配置されるベースプレートを有し、前記ベースプレートは、前記ガラス基板を支持する外枠部と、前記外枠部の内側に前記外枠部から離れてストライプ状に配置され前記ガラス基板を支持する複数の凸部とを有し、前記複数の凸部は、間隔ｄで互いに平行に配置され、前記ガラス基板の厚さをｔとすると、０．１５ｍｍ≦ｔ≦０．７０ｍｍの範囲において、前記間隔ｄは、ｄ≦１０９．３ｔ＋２３．４６４（ｍｍ）で表される範囲にあり、隣り合う２つの前記凸部の間に形成される凹部は、前記外枠部の前記ガラス基板を支持する面からの深さｈが７０μｍ以上である、孔を有するガラス基板の製造装置。
2020090203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互に対向する第１の表面と第２の表面を有するガラス基板の、前記第１の表面の側にレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記ガラス基板の前記第２の表面の側に配置されるベースプレートを有し、
前記ベースプレートは、前記ガラス基板を支持する外枠部と、前記外枠部の内側に前記外枠部から離れてストライプ状に配置され前記ガラス基板を支持する複数の凸部とを有し、
前記複数の凸部は、間隔ｄで互いに平行に配置され、
前記ガラス基板の厚さをｔとすると、０．１５ｍｍ≦ｔ≦０．７０ｍｍの範囲において、
前記間隔ｄは、下記式（１）
ｄ≦１０９．３ｔ＋２３．４６４（ｍｍ）・・・（１）
で表される範囲にあり、
隣り合う２つの前記凸部の間に形成される凹部は、前記外枠部の前記ガラス基板を支持する面からの深さｈが７０μｍ以上である、孔を有するガラス基板の製造装置。
【請求項２】
前記凸部の幅ｗは０．３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である、請求項１に記載の製造装置。
【請求項３】
前記外枠部の前記ガラス基板を支持する面の高さをゼロとしたとき、各前記凸部の前記ガラス基板を支持する面の高さが−１０μｍ以上＋１０μｍ以下である、請求項１または２に記載の製造装置。
【請求項４】
前記凸部は直方体であり、前記凸部の、前記ガラス基板の前記第２の表面に接触する面が有する辺のうち、長辺が、曲率半径０．０５ｍｍ〜５．００ｍｍでＲ面取りされている、請求項１から３のいずれか一つに記載の製造装置。
【請求項５】
前記外枠部によって保持されている前記ガラス基板に対し、前記凸部が移動可能である、請求項１から４のいずれか一つに記載の製造装置。
【請求項６】
前記ベースプレートは、前記複数の凸部を含む支持プレートと、底部プレートで構成され、
前記底部プレートは、前記外枠部と、前記外枠部で取り囲まれる凹部を有し、
前記支持プレートは、前記底部プレートの前記凹部の底面上に設置され、前記底部プレートの前記凹部の底面と接触した状態で、前記底部プレートの前記凹部の底面と平行な方向に移動可能である、請求項５に記載の製造装置。
【請求項７】
前記ベースプレートは、前記ガラス基板を吸引する吸引孔を有する、請求項１から６のいずれか一つに記載の製造装置。
【請求項８】
前記ガラス基板の厚さｔと、前記間隔ｄは、
（Ａ）前記ガラス基板の厚さｔが０．３０ｍｍ以上であり、前記間隔ｄは、６０ｍｍより小さい、
（Ｂ）前記ガラス基板の厚さｔが０．３０ｍｍ未満であり、前記間隔ｄは、４０ｍｍより小さい、
で表される（Ａ）または（Ｂ）の条件を満たし、且つ上記式（１）の条件を満たす、請求項１から７のいずれか一つに記載の製造装置。
【請求項９】
（１）相互に対向する第１の表面と第２の表面を有するガラス基板を準備する工程と、
（２）前記第１の表面の側にレーザ光を照射し、前記ガラス基板に孔を形成する工程と、を備えた、孔を有するガラス基板の製造方法であって、
前記（２）の工程では、前記ガラス基板が、前記第２の表面がベースプレートに近くなる向きで、前記ベースプレート上に設置され、
前記ベースプレートは、前記ガラス基板を支持する外枠部と、前記外枠部の内側に前記外枠部から離れてストライプ状に配置され前記ガラス基板を支持する複数の凸部とを有し、
前記複数の凸部は、間隔ｄで互いに平行に配置され、
前記ガラス基板の厚さをｔとすると、０．１５ｍｍ≦ｔ≦０．７０ｍｍの範囲において、
前記間隔ｄは、下記式（１）
ｄ≦１０９．３ｔ＋２３．４６４（ｍｍ）・・・（１）
で表される範囲にあり、
隣り合う２つの前記凸部の間に形成される凹部は、前記外枠部の前記ガラス基板を支持する面からの深さｈが７０μｍ以上である、孔を有するガラス基板の製造方法。
【請求項１０】
前記凸部の幅ｗは０．３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である、請求項９に記載の製造方法。
【請求項１１】
前記外枠部の前記ガラス基板を支持する面の高さをゼロとしたとき、各前記凸部の前記ガラス基板を支持する面の高さが−１０μｍ以上＋１０μｍ以下である、請求項９または１０に記載の製造方法。
【請求項１２】
前記凸部は直方体であり、前記凸部の、前記ガラス基板の前記第２の表面に接触する面が有する辺のうち、長辺が、曲率半径０．０５ｍｍ〜５．００ｍｍでＲ面取りされている、請求項９から１１のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項１３】
前記外枠部によって保持されている前記ガラス基板に対し、前記凸部が移動可能である、請求項９から１２のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項１４】
前記ベースプレートは、前記複数の凸部を含む支持プレートと、底部プレートで構成され、
前記底部プレートは、前記外枠部と、前記外枠部で取り囲まれる凹部を有し、
前記支持プレートは、前記底部プレートの前記凹部の底面上に設置され、前記底部プレートの前記凹部の底面と接触した状態で、前記底部プレートの前記凹部の底面と平行な方向に移動可能である、請求項１３に記載の製造方法。
【請求項１５】
前記ベースプレートは、前記ガラス基板を吸引する吸引孔を有する、請求項９から１４のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項１６】
前記ガラス基板の厚さｔと、前記間隔ｄは、
（Ａ）前記ガラス基板の厚さｔが０．３０ｍｍ以上であり、前記間隔ｄは、６０ｍｍより小さい、
（Ｂ）前記ガラス基板の厚さｔが０．３０ｍｍ未満であり、前記間隔ｄは、４０ｍｍより小さい、
で表される（Ａ）または（Ｂ）の条件を満たす、請求項９から１５のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項１７】
前記ガラス基板の前記第２の表面に保護フィルムが設置される、請求項９から１６のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項１８】
前記（２）の工程は、
前記凸部が前記ガラス基板の第１の部分を支持すると共に、前記レーザ光が前記ガラス基板の第２の部分に照射されるステップと、
前記凸部が、前記ガラス基板の前記第１の部分から、前記ガラス基板の前記第２の部分に移動するステップと、
前記凸部が前記ガラス基板の前記第２の部分を支持すると共に、前記レーザ光が前記ガラス基板の前記第１の部分に照射されるステップと、
を含む、請求項９から１７のいずれか一つに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラス基板に孔を形成する製造装置および孔を有するガラス基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板にレーザを照射することにより、ガラス基板に孔を形成する技術が知られている。レーザ照射工程ではガラス基板をベースプレートに載置し、レーザを照射する。ベースプレートの中央に凹部を設け、ガラス基板の加工領域とベースプレートの面の間に空間を設けることによって、照射したレーザのベースプレートへの反射や、加工に伴う熱の蓄積などにより、孔形状が歪んでしまうことを阻止することが知られている。【０００３】
しかし、ガラス基板が薄板化すると、このようなベースプレートではガラス基板のたわみが無視できず、たわみによりレーザ焦点の位置がずれることで、意図した形状の孔を開けることができないという課題があった。【０００４】
そこで、特許文献１には、レーザを照射工程で、ガラス基板を載置するベースプレートに関して、ベースプレート中央の凹部に棒状の支柱を格子状に配置することが提案されており、特許文献２には、支柱を可動式にすることで、基板上の加工困難な領域を解消する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】日本国特開２０１６−０５５２９５号公報
【特許文献２】日本国特開２０１５−１６６０９２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１に記載されたベースプレートでは、厚さ０．３ｍｍ〜０．７ｍｍのガラス基板のたわみを十分に解消し、孔加工の精度を向上させるには、支柱間隔を３０ｍｍまで狭くする必要があった。レーザ加工は、ガラス基板の直下に支柱がある領域を精度よく加工できないため、このように支柱間隔が狭くなると、ガラス基板とベースプレート間に空間のある領域が減少し、加工困難な領域が増加してしまう。また、特許文献２のように支柱を可動式にしても、支柱を避けるためには加工のための移動経路を長くするか、支柱の移動回数を増やす必要があるため、生産効率が低下する。更に、これらの文献に記載されたベースプレートでは、厚さ０．３ｍｍ以下のガラス基板のたわみを十分に抑制できなかった。【０００７】
更に、細い棒状の支柱を複数有するベースプレートを加工することは、技術的に困難であり、時間・コストがかかる他、支柱のガラス基板を支持する面の高さがばらつく原因になった。【０００８】
本発明は、ガラス基板に形成される孔の開口径の目標値からのずれを低減できる技術を提供する。または、本発明は、ガラス基板に形成される孔の開口径の目標値からのずれを同じ程度に維持しつつ、孔の加工の妨げになる凸部の間隔を従来の支柱の間隔よりも大きくできる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、
相互に対向する第１の表面と第２の表面を有するガラス基板の、前記第１の表面の側にレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記ガラス基板の前記第２の表面の側に配置されるベースプレートを有し、
前記ベースプレートは、前記ガラス基板を支持する外枠部と、前記外枠部の内側に前記外枠部から離れてストライプ状に配置され前記ガラス基板を支持する複数の凸部とを有し、
前記複数の凸部は、間隔ｄで互いに平行に配置され、
前記ガラス基板の厚さをｔとすると、０．１５ｍｍ≦ｔ≦０．７０ｍｍの範囲において、
前記間隔ｄは、下記式（１）
ｄ≦１０９．３ｔ＋２３．４６４（ｍｍ）・・・（１）
で表される範囲にあり、
隣り合う２つの前記凸部の間に形成される凹部は、前記外枠部の前記ガラス基板を支持する面からの深さが７０μｍ以上である、孔を有するガラス基板の製造装置、を提供する。【００１０】
更に、本発明は、
（１）相互に対向する第１の表面と第２の表面を有するガラス基板を準備する工程と、
（２）前記第１の表面の側にレーザ光を照射し、前記ガラス基板に孔を形成する工程と、を備えた、孔を有するガラス基板の製造方法であって、
前記（２）の工程では、前記ガラス基板が、前記第２の表面がベースプレートに近くなる向きで、前記ベースプレート上に設置され、
前記ベースプレートは、前記ガラス基板を支持する外枠部と、前記外枠部の内側に前記外枠部から離れてストライプ状に配置され前記ガラス基板を支持する複数の凸部とを有し、
前記複数の凸部は、間隔ｄで互いに平行に配置され、
前記ガラス基板の厚さをｔとすると、０．１５ｍｍ≦ｔ≦０．７０ｍｍの範囲において、
前記間隔ｄは、下記式（１）
ｄ≦１０９．３ｔ＋２３．４６４（ｍｍ）・・・（１）
で表される範囲にあり、
隣り合う２つの前記凸部の間に形成される凹部は、前記外枠部の前記ガラス基板を支持する面からの深さｈが７０μｍ以上である、孔を有するガラス基板の製造方法、
を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、凸部の間隔が従来の支柱の間隔と同じ場合、ガラス基板に形成される孔の開口径の目標値からのずれを低減できる。または、本発明によれば、ガラス基板に形成される孔の開口径の目標値からのずれを同じ程度に維持しつつ、孔の加工の妨げになる凸部の間隔を従来の支柱の間隔よりも大きくできる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態における孔形成装置の構成を概略的に示した断面図である。
【図２】図１に示した孔形成装置に使用されるベースプレートの概略的な上面図である。
【図３】本発明の一実施形態における孔形成装置の凸部の概略図である。
【図４】本発明の他の実施形態における孔形成装置の構成を概略的に示した断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態における孔形成装置の構成を概略的に示した断面図である。
【図６】本発明の他の実施形態における孔形成装置の構成を概略的に示した上面図である。
【図７】本発明の他の実施形態における孔形成装置の構成を概略的に示した上面図である。
【図８】本発明の一実施形態における孔形成方法によって、ガラス基板に孔が形成される様子を示した図である。
【図９】本発明の一実施形態における孔形成方法によって、ガラス基板に孔が形成される様子を示した図である。
【図１０】本発明の試験例１に使用されるベースプレートの概略的な上面図である。
【図１１】本発明の試験例１、２に使用される孔形成装置の構成を概略的に示した図である。
【図１２】本発明の試験例１において得られた、ベースプレートの支柱間隔と平均開口径の関係をまとめて示している。
【図１３】本発明の試験例２に使用されるベースプレートの概略的な上面図である。
【図１４】本発明の試験例２において得られた、ベースプレートの支柱間隔と平均開口径の関係をまとめて示している。
【図１５】本発明の試験例３において計算した、開口径と焦点位置の関係について示している。
【図１６】本発明の試験例３において得られた、凸部からの距離とガラス基板のたわみ量の関係を示している。
【図１７】本発明の試験例４において計算した、凸部間隔とガラス基板のたわみ量の関係を示している。
【図１８】本発明の試験例５において計算した、ガラス基板の厚さと最大凸部間隔ｄｍａｘの関係を示している。
【図１９】本発明の試験例５において計算した、各凸部のガラス基板を支持する面の高さのばらつきの影響を考慮した場合の、ガラス基板の厚さと最大凸部間隔ｄｍａｘの関係を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明におけるベースプレートは、相互に対向する第１の表面と第２の表面を有するガラス基板の、前記第１の表面の側にレーザ光を照射するレーザ光源と、前記ガラス基板の前記第２の表面の側に配置されるベースプレートを有する。ベースプレートは、中央部分に設けられた凹部、および該凹部の底面上に配置され、前記ガラス基板を支持する複数の凸部を有する。複数の凸部は、間隔ｄで互いに平行に配置され、ガラス基板の厚さをｔとすると、０．１５ｍｍ≦ｔ≦０．７０ｍｍの範囲において、間隔ｄは、式
ｄ≦１０９．３ｔ＋２３．４６４（ｍｍ）
を満たすように選択されることで、加工したいガラス基板の厚さに応じた適切な凸部間隔
でベースプレートを設計できる。
凸部をこのような間隔ｄで、ベースプレートの凹部底面上に規則的に配置することにより、ベースプレートの上部に配置されるガラス基板の変形を有意に抑制することができる。また、これにより、レーザ光の焦点形成位置が、ガラス基板の厚さ方向にずれることを抑制し、孔加工の精度を高め、均一な開口形状及び開口径を有する孔を形成することが可能になる。
【００１４】
より好ましくは、ガラス基板の厚さが０．３０ｍｍ以上であれば、間隔ｄは６０ｍｍより小さく、ガラス基板の厚さが０．３０ｍｍ未満であれば、間隔ｄは４０ｍｍより小さくなるように選択される。このようにすることで、ベースプレートの上部に配置されるガラス基板の変形を十分に抑制でき、レーザ光の焦点形成位置が、ガラス基板の厚さ方向にずれることを抑制し、孔加工の精度を高め、均一な開口形状及び開口径を有する孔を形成することが可能になる。一方、間隔ｄは、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは１ｍｍ以上であると、凸部とレーザ光との干渉を避けられるため好ましい。間隔ｄは、より好ましくは３０ｍｍ以上であると、特許文献１の支柱を備えたベースプレートに比べ、凸部同士の間隔を広くできるため、従来よりも高効率な孔加工が可能になる。
【００１５】
また、本発明におけるベースプレートの隣り合う凸部の間に形成された凹部の、外枠部のガラス基板を支持する面からの深さｈは７０μｍ以上であるという特徴を有する。
【００１６】
ベースプレートの凹部の深さｈをこのように調整することにより、レーザ照射中に、ベースプレートの凹部内に蓄積される熱により孔の第２の開口が熱溶融することを有意に回避することができる。また、これにより、孔の開口形状を真円に近づけることが可能となる。好ましくは、凹部の深さｈは８０００μｍ以下であり、より好ましくは１４００μｍ以下であり、更に好ましくは５００μｍ以下である。このようにすることで、凸部が曲がり、凸部のガラス基板を支持する面の高さがばらつくことを抑制できる。
【００１７】
以上のような構成を有することにより、本発明の装置・製造方法では、所望の直径および開口形状を有する孔を、より高い確度で形成することが可能となる。
【００１８】
（本発明の一実施形態による孔形成装置）
次に、図１〜図２を参照して、本発明の一実施形態による孔形成装置について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の一実施形態による孔形成装置の構成の断面図を概略的に示したものである。また、図２には、孔形成装置が備えるベースプレートの概略的な上面図を示す。なお、図１は図２のＡＡ’における断面図である。また、図２において、外枠部１６４に囲まれた領域（凹部１６９）は図の簡略化のため白く示しているが、図１の断面図からわかるように凹部底面が存在している。また、図２ではガラス基板を省略している。
【００２０】
図１に示す、第１の孔形成装置１００は、ガラス基板１８０に孔１９５を形成することができる装置である。
【００２１】
ガラス基板１８０は、第１の表面１８２および第２の表面１８４を有する。ガラス基板の第１の表面１８２および第２の表面１８４には、保護フィルムが設置されても良い。これらの保護フィルムは、加工中に、ガラス基板１８０の両表面１８２、１８４に、デブリ（加工屑）が付着することを回避する役割を有する。ただし、保護フィルムは、本発明において、必須の部材ではなく、省略されてもよい。
【００２２】
ガラス基板１８０の厚さは、例えば、インターポーザとして用いられる場合の要請から、０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲であってもよい。ガラス基板の厚さは、好ましくは０．１５ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上である。ガラス基板がこの範囲であると、ベースプレートにガラス基板を設置した際、ガラス基板のたわみを抑制し、均一な開口径の孔を形成しやすい。ガラス基板は、好ましくは０．７ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下である。ガラス基板がこの範囲であると、レーザにより高品質な貫通孔が形成しやすい。
【００２３】
今後インターポーザの更なる薄板化が進むと、０．３ｍｍ以上の厚さに加え、厚さ０．１５ｍｍ〜０．３ｍｍのガラス基板への需要が高まると考えられる。従来の支柱を備えたベースプレートでは、これらのガラスのたわみを十分に抑制できなかった。しかし、本願発明の凸部を備えたベースプレートを用いれば、これらの薄板にも高精度の孔を加工することができる。
【００２４】
レーザ光源１１０は、ガラス基板１８０の第１の表面１８２に向かってレーザビーム１１３を照射する役割を有する。レーザ光源１１０の種類は、特に限られない。例えば、ＣＯ２レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、Ａｒイオンレーザ、エキシマＸｅＦレーザ、ＹＡＧレーザ、ルビーレーザ、ファイバーレーザ、フェムト秒レーザ、ピコ秒レーザ等であって良い。
【００２５】
ベースプレート１６０は、上部にガラス基板１８０を支持し、保持する役割を有する。ベースプレート１６０は、例えば、アルミニウム金属またはアルミニウム合金のような導電性材料でも、また、ステンレス鋼のような加工しやすく、高い精度で加工可能な材料で構成されても良く、また、樹脂のような絶縁性材料で構成されても良い。
【００２６】
ベースプレート１６０の形状は、特に限られない。例えば図２の上面図に示すように、ベースプレート１６０は、略矩形の形状を有しても良い。この時、ベースプレート１６０の外周は、ガラス基板１８０の外周より大きくなるように選定されることが好ましい。このようにすることで、ガラス基板１８０の外周に割れ欠けが発生することを抑制する。
【００２７】
また、ベースプレート１６０は、外枠部１６４と、外枠部１６４に区画された凹部と、外枠部１６４の内側に、外枠部１６４から離れてストライプ状に配置されガラス基板を支持する複数の凸部１７０を有する。ベースプレート１６０の外枠部１６４に囲まれた領域は、ガラス基板１８０の外周よりも小さくなるように選択されると良い。このようにすることで、ガラス基板１８０は、ベースプレート１６０の外枠部１６４の上部表面１６３上に載置され、以下で説明する吸引孔１６２で吸着保持される。
【００２８】
さらに、ベースプレート１６０は、１または２以上の吸引孔１６２を有しても良い。この吸引孔１６２は、外部吸引装置（図示されていない）に接続される。ベースプレート１６０は、吸引孔１６２により、上部に載置されるガラス基板１８０を外枠部１６４の上部表面１６３に吸引保持することができる。なお、吸引孔はベースプレート１６０に必須の構成ではなく、また、図１とは異なる位置に設置されても良い。
【００２９】
凸部１７０は、外枠部１６４の内側に、間隔ｄで互いに平行に配置され、間隔ｄは、ガラス基板の厚さをｔとすると、０．１５ｍｍ≦ｔ≦０．７０ｍｍの範囲において、式
ｄ≦１０９．３ｔ＋２３．４６４（ｍｍ）
を満たすように選択される。より好ましくは、ガラス基板の厚さが０．３０ｍｍ以上であれば、間隔ｄは６０ｍｍより小さく、ガラス基板の厚さが０．３０ｍｍ未満であれば、間隔ｄは４０ｍｍより小さくなるよう選択される。
凸部１７０をこのような間隔ｄで、ベースプレートの外枠部１６４の内側にストライプ状に規則的に配置することにより、ベースプレートの上部に配置されるガラス基板のたわみを有意に抑制することができる。また、これにより、レーザ光の焦点位置が、ガラス基板の厚さ方向にずれることを抑制し、孔加工の精度を高め、均一な開口形状および開口径を有する孔を形成することが可能になる。
【００３０】
ここで、一般に、ガラス基板１８０のうち凸部１７０の上部表面１７３上に位置する領域にレーザを照射すると、ガラス基板１８０と凸部１７０の上部表面１７３との間に空間がないため、レーザ加工による熱が蓄積することから、孔品質を維持した状態で孔を形成することは難しい。そのため、凸部１７０の配置間隔が極端に狭くなると、凸部１７０の上部表面１７３の面積が増大し、ガラス基板１８０の加工可能領域が著しく制限されるという問題が生じ得る。このような凸部１７０の上部表面１７３上に位置するため加工が困難なガラス基板１８０の領域を、以下では「デッドポジション」と称する。
【００３１】
従来の棒形状の支柱を備えたベースプレートでは、ガラス基板が０．３ｍｍ以上の厚さであれば、支柱間隔ｄを３０ｍｍまで小さくすることで、高品質な孔形状の孔を形成できた。しかし、本発明の凸部を備えたベースプレートでは、ガラス基板１８０が０．３ｍｍ以上の厚さであれば、凸部１７０の間隔を６０ｍｍまで拡張することができるため、デッドポジションを減らし、ガラス基板１８０の加工可能領域を広げることが可能であり、ガラス基板が０．３ｍｍ以下であっても、凸部１７０の間隔を４０ｍｍより小さくなるよう選択すれば、高精度な加工が可能であるため、薄板化に対応できる。
【００３２】
また、隣り合う凸部１７０同士の間に形成される凹部１６９の深さｈは、
７０μｍ≦ｈ    （２）式
となるように選定される。
ベースプレートの凹部１６９の深さｈをこのように調整することにより、加工中に、ベースプレートの凹部内に蓄積される熱により孔の第２の開口が熱溶融することを有意に回避することができる。また、これにより、孔の開口形状を真円形状に近づけることが可能となる。好ましくは、凹部１６９の深さｈは８０００μｍ以下であり、より好ましくは１４００μｍ以下であり、更に好ましくは５００μｍ以下である。このようにすることで、凸部１７０が曲がり、凸部高さがばらつくことを抑制できる。
【００３３】
隣り合う凸部１７０同士の間に形成される凹部１６９の深さｈは、外枠部１６４のガラス基板１８０を支持する面（例えば外枠部１６４の上部表面１６３）を基準として測定する。隣り合う凸部１７０同士の間に形成される凹部１６９の深さｈは、外枠部１６４と外枠部１６４に最も近い凸部１７０との間に形成される凹部の深さＨと同じあることが好ましい。Ｈも、ｈと同様に、外枠部１６４のガラス基板１８０を支持する面を基準として測定する。
【００３４】
外枠部１６４のガラス基板を支持する面（例えば外枠部１６４の上部表面１６３）の高さをゼロとしたとき、各凸部１７０のガラス基板１８０を支持する面（例えば各凸部１７０の上部表面１７３）の高さが−１０μｍ以上＋１０μｍ以下である。凸部１７０の上部表面１７３の高さが負であることは、凸部１７０の上部表面１７３が外枠部１６４の上部表面１６３よりも下方に位置することを意味する。また、凸部１７０の上部表面１７３の高さが正であることは、凸部１７０の上部表面１７３が外枠部１６４の上部表面１６３よりも上方に位置することを意味する。各凸部１７０の上部表面１７３の高さがばらつくのは、ベースプレート作成時（より詳細には凸部作成時）の加工歪みが原因である。各凸部１７０の上部表面１７３の高さが−１０μｍ以上＋１０μｍ以下の範囲であると、ガラス基板１８０の孔加工時にガラス基板１８０を一定の高さに保つことができ、高品質な孔を形成できる。従来の支柱を備えたベースプレートでは、技術的に支柱の上部表面の高さのばらつきを−１０μｍ以上＋１０μｍ以下の範囲にすることは困難であったが、本願の凸部を備えたベースプレートでは、以下で述べるように、ベースプレート自体の成型が従来の支柱型に比べ容易なことから、凸部１７０の上部表面１７３の高さのばらつきを抑制しやすい。
【００３５】
各凸部１７０の幅ｗは、例えば０．３ｍｍ〜１０ｍｍの範囲である。各凸部１７０の幅ｗは、好ましくは０．５ｍｍ以上であり、より好ましくは１ｍｍ以上である。各凸部１７０の幅ｗがこの範囲であると、ガラス基板１８０と接する凸部の上部表面１７３の面積が十分確保できるため、ガラス基板１８０を強固に支持し、高品質な孔を形成することが可能である。また、凸部１７０の強度を確保できるため、製造時や使用時に凸部１７０が曲がり、凸部１７０の高さがばらつくことを抑制できる。一方、各凸部１７０の幅ｗは、好ましくは５ｍｍ以下であり、より好ましくは３ｍｍ以下である。各凸部１７０の幅ｗがこの範囲であると、デッドポジションを減らし、効率良く加工することができる。
【００３６】
各凸部１７０は略直方体である。図３には、各凸部１７０のＸＺ面（３１０）、ＹＺ面（３２０）、ＸＹ面（３３０）の概略図をそれぞれ示した。図３中のＸＹＺ座標は、図１中の座標と対応している。凸部１７０の辺３１２、辺３１４は、面取りされることが好ましい。面取りはＣ面取り、Ｒ面取りなどであって良く、Ｒ面とりが好ましい。Ｒ面取りは、好ましくは、面取り部の曲率半径が０．０５ｍｍ以上、より好ましくは０．１０ｍｍ以上で実施される。Ｒ値がこの範囲で実施されると、ガラス基板１８０と接触した際に、角によりガラス基板１８０に傷が発生することを有意に抑制できる。一方、Ｒ面取りは、好ましくは面取り部の曲率半径が５．００ｍｍ以下で実施される。値がこの範囲で実施されると、凸部の上部表面１７３の平坦な面の面積を確保できるため、ガラス基板１８０と凸部の上部表面１７３の接触面積を確保でき、ガラス基板１８０のたわみを抑制しやすい。
【００３７】
凸部１７０は、ベースプレートの外枠部１６４内の任意の位置に配置される。例えば、図２に示すように、凸部１７０は幅ｗ、長さＬの矩形状であり、矩形状のベースプレート１６０の外枠部１６４と平行に配置されてもよい。なお、凸部１７０の配置形態は、凸部１７０同士が平行であれば、これに限られない。
【００３８】
凸部１７０は、凸部１７０の頂点部分が樹脂などの絶縁性材料でコーティングされていてもよい。例えば、導電性材料で構成された凸部１７０の頂点部分を樹脂でコーティングされていても良い。凸部１７０の頂点部分をコーティングすることで、凸部１７０と接触するガラス基板１８０の接触面の傷つきを防止できる。
【００３９】
ベースプレート１６０の加工方法は特に限られないが、例えば、一つの材料から、凸部１７０を残して凹部１６９を削り出す方法を用いても良い。この方法では、各凸部１７０間の高さｈのばらつきを小さくすることができる。従来の支柱を備えたベースプレートを同様の方法で成型した場合、狭いピッチで設置される棒状の支柱を残して凹部を削り出すため、加工に長い時間を要し、コストも高かった。一方、本願の凸部を備えたベースプレートでは、凸部１７０の間隔ｄが広いことや、図２に示すように、凸部１７０の配置が単純であるため、従来のベースプレートに比べ加工が容易であり、大幅に加工時間、コストを削減することが可能である。
【００４０】
また、ベースプレート１６０の別の加工方法として、例えばベースプレート１６０の底部と凸部１７０を分けて加工し、凸部１７０を底部に後から設置する方法を用いても良い。この方法では、加工が比較的容易であり、加工時間を短くし、コストを低くすることができる。従来の支柱を備えたベースプレートを、同様の方法で加工した場合、細い棒状の支柱を底部に設置していくため、各支柱上部表面の高さのばらつきが大きくなった。一方、本願の凸部を備えたベースプレートでは、凸部１７０の間隔ｄが広いことや、凸部１７０が支柱に比べ大きな底面積を持ち底部への設置がしやすいことから、加工時間やコストを抑えつつも、従来のベースプレートに比べ高い精度で加工することが可能である。
【００４１】
更に、凸部１７０を備えたベースプレート１６０は、使用時のメンテナンスや耐久性の面でもメリットがある。例えば、加工時に発生するデブリを除去する作業を行う場合、従来の支柱を備えたベースプレートでは、狭いピッチの支柱間にたまったデブリを清掃することが難しく、またふき取り作業により支柱が摩耗したり、曲がったりすることが、各支柱の上部表面の高さにばらつきが生じる原因になっていた。一方、本願の凸部１７０を備えたベースプレート１６０では、図２に示すように、凸部１７０の間隔が広いため清掃がしやすく、凸部１７０は板状のため細い棒状の支柱と比べ摩耗しにくいことから、長期の使用でも各凸部間の高さにばらつきが生じにくい。このように、本願のベースプレートは、従来技術に比べ、メンテナンスや耐久性についても利点がある。
【００４２】
（本発明の他の実施形態における装置）
なお、上記装置は本発明の一実施形態であり、これに限られるものではない。以下で、図４〜図７を用いて本発明のその他の実施形態における装置について説明する。
【００４３】
（移動可能な凸部）
図４に示すように、ベースプレート１６０は、凸部支持プレート１７２と、底部プレート１６６により構成される。支持プレート１７２は、複数の凸部１７０を含む。複数の凸部１７０は、一体化されている。底部プレート１６６は、外枠部１６４と、外枠部１６４とで囲まれる空間１６８を有し、空間１６８には凸部支持プレート１７２が設置されている。凸部支持プレート１７２は、底部プレート１６６とは独立した部品であり、底部プレート１６６上を矢印１７４の方向に平行移動することができる。
【００４４】
隣り合う凸部同士の間に形成される凹部の深さｈは、外枠部のガラス基板を支持する面（例えば外枠部の上部表面１６３）を基準として測定する。隣り合う凸部同士の間に形成される凹部の深さｈは、外枠部１６４と外枠部１６４に最も近い凸部との間に形成される凹部の深さＨと同じであることが好ましい。Ｈも、ｈと同様に、外枠部のガラス基板を支持する面を基準として測定する。
【００４５】
凸部支持プレート１７２を動かすことにより、凸部１７２を構成するすべての凸部１７０が、ＸＹ平面上の第１の位置から第２の位置へ移動することになる。凸部１７０が第１の位置に存在しなくなったことにより、第１の位置上にあるガラス基板に孔を形成することができる。このように、凸部支持プレート１７２を移動することで、デッドポジションを解消し、ガラス基板１８０上の任意の位置に孔を形成することができる。
【００４６】
ガラス基板１８０に孔を形成する工程は、凸部１７０がガラス基板１８０の第１の部分を支持すると共に、レーザ光がガラス基板１８０の第２の部分に照射されるステップを有する。また、ガラス基板１８０に孔を形成する工程は、凸部１７０が、ガラス基板１８０の第１の部分から、ガラス基板１８０の第２の部分に移動するステップを有する。さらに、ガラス基板１８０に孔を形成する工程は、凸部１７０がガラス基板１８０の第２の部分を支持すると共に、レーザ光がガラス基板１８０の第１の部分に照射されるステップを有する。なお、ガラス基板は、第３の部分を有してもよい。第３の部分は、凸部で支持されないし、レーザ光も照射されない部分である。
【００４７】
ベースプレート１６０は、凸部支持プレート１７２と底部プレート１６６の間に、凸部支持プレートの円滑な移動を補助する機構を有しても良い。例えばフラットローラー、車輪などがあげられる。また、凸部支持プレート１７２を移動させる動力は、特に限られず、例えば手動やエアシリンダー等であってよい。凸部支持プレート１７２は、レーザ照射中はベースプレート１６０に固定されていても良い。これにより設置したガラス基板１８０が安定するため、孔品質が向上する。固定方法は特に限られないが、例えば磁力で固定されても良く、負圧により吸着されても良く、エアシリンダーによって、凸部支持プレート１７２を、底部プレート１６６の外枠部１６４に、押し付けることで固定されても良い。
【００４８】
なお、凸部１７０の移動方法は、これに限られない。例えば凸部１７０は、それぞれが独立して移動可能な機構であっても良い。また、凸部１７０の移動方法は、このようなＸＹ平面上の平行移動方式に限られず、例えばＸＹ平面上を回転してもよく、ピストン方式などによりＺ方向へ上下する形であってもよい。
【００４９】
（ガラス基板保持の他の方法）
図５ａは、ベースプレートの断面の概略図において、ベースプレート１６０の吸引孔１６２の位置が、凸部１７０同士の間に形成される凹部１６９の下部に設けられた例を示している。一方、図５ｂは、吸引孔１６２が無い例を示している。図５ｂのように、吸引孔１６２が無い場合は、ガラス基板１８０は吸着以外の方法で保持される。例えば静電気を用いる方法や、冶具や粘着テープによる固定があげられる。吸着保持以外の方法で保持される場合、ベースプレートの外枠部１６４に囲まれた領域は、ガラス基板１８０より必ずしも小さい必要はない。
【００５０】
（凸部の他の配置）
図６の上面図に示すように、凸部１７０は図のＹ軸方向に複数段に分けて配置されても良い。例えば２段であってもよく、３段であってもよい。このようにすることで、加工の際に発生する熱が蓄積することを抑制できる。このとき、凸部１７０は段ごとに長さＬが異なっていても良い。また、吸引孔と凸部の位置関係は、例えば図６に示すように、凸部１７０の各段の間と、吸引孔が横並びにならないように配置されても良い。このようにすることで、ガラス基板を吸引した時に、凸部１７０の各段の間でガラス基板がたわむことを抑制できる。
【００５１】
また、図７には、凸部１７０のその他の配置形態を示した。なお、凸部１７０の配置形態はこれらに限られるものではなく、図７ａに示すように、凸部１７０は矩形状のベースプレート１６０の外枠部１６４とは平行でなくても良く、図７ｂのように、ベースプレート１６０が円形状であっても凸部１７０は互いに平行に配置可能である。ベースプレートの形状や凸部の配置形態は、加工するガラス基板に合わせて選定される。
【００５２】
（本発明の一実施形態による製造方法）
次に、本発明の一実施形態における製造方法として、図１に示した孔形成装置１００を用いて複数の孔を有するガラス基板を製造する方法を説明する。
【００５３】
まず、被加工用のガラス基板１８０が準備される。ガラス基板は相互に対向する第１の表面１８２および第２の表面１８４を有する。前述のように、ガラス基板の第１の表面１８２および第２の表面１８４には、保護フィルムが設置されても良い。
【００５４】
ガラス基板の厚みは特に限られないが、例えば０．０５ｍｍ〜１．０ｍｍである。ガラス基板１８０は矩形状であり、ガラス基板１８０の外周は外枠部１６４の内周より大きい。
【００５５】
次に、ガラス基板１８０は外枠部１６４の上部表面１６３及び凸部１７０の上部表面１７３の上に設置される。この時、ガラス基板１８０は、吸引孔１６２をふさぐように設置される。吸引が開始され、ガラス基板１８０がベースプレート１６０に吸着保持される。
【００５６】
次に、レーザ光源１１０からレーザビーム１１３が発振され、ガラス基板１８０の第１の表面１８２に照射される。これにより、図１に示すように、ガラス基板１８０に孔１９５が形成される。
【００５７】
同様にしてレーザビーム１１３を照射することで、ガラス基板１８０に複数の孔１９５が形成される。この時、レーザビーム１１３は、デッドポジションを避けて照射される。これにより、複数の孔を有するガラス基板が製造される。
【００５８】
（本発明の他の実施形態による製造方法）
次に、本発明の他の実施形態として、図４に示した移動可能な凸部を有する孔形成装置１００を用いた製造方法について説明する。図８、図９には、凸部の移動と孔が形成される様子を示した。
【００５９】
まず、本発明の一実施形態による製造方法と同様に、ガラス基板と保護フィルムの準備を行う。
【００６０】
ガラス基板１８０は外枠部１６４の上部表面１６３の上に設置される。この時、ガラス基板１８０は、吸引孔１６２を塞ぐように設置される。吸引が開始され、ガラス基板１８０がベースプレート１６０に吸着保持される。
【００６１】
次に、レーザ光源１１０からレーザビーム１１３が発振され、ガラス基板１８０の第１の表面１８２に照射される。これにより、ガラス基板１８０に孔１９５が形成される。図８ａには、ガラス基板に孔１９５が１孔形成された様子を模式的に示した。
【００６２】
同様にして、ガラス基板１８０の直下に凸部１７０が存在しない領域に、孔１９５を複数形成していく。図８ｂには、ガラス基板１８０の直下に凸部１７０が存在しない領域に、複数の孔が形成された様子を模式的に示した。
【００６３】
次に、凸部１７０を移動し、残りの領域に孔１９５を形成する。ここで、図８では、凸部１７０が一体となり凸部支持プレート１７２を形成しているため、凸部支持プレート１７２の移動に合わせ、すべての凸部１７０が移動することになる。図８ｃには、凸部１７０を右方向に移動したことで、図８ａ、ｂのガラス基板においてデッドポジションだった位置に、孔を形成した様子を模式的に示した。この移動方法は、レーザの移動距離は長くなるが、凸部の移動回数が一度で済むというメリットがある。
【００６４】
なお、凸部１７０の移動順序はこの方法に限られない。例えば図９では、１孔加工するごとに、凸部１７０を左右に平行移動することで、ガラス基板１８０の未加工領域を無くしている。この移動方法は、図８に記載の移動方法と比べ、凸部の移動回数は増えるが、レーザの移動距離が短くて済むというメリットがある。また、高速化レーザなど、レーザの移動方向が制限されるような方法で加工を行う場合にも有効である。この場合、従来の支柱型のベースプレートと比較して、凸部型のベースプレートは凸部間隔が広いため、移動回数を顕著に減らすことができるため、加工時間の短縮にも大きく寄与できる。
【実施例】
【００６５】
次に、本発明の実施例と比較例とについて説明する。なお、下記の試験例１〜１５のうち、試験例１〜２が比較例であり、試験例３〜１５が実施例である。【００６６】
（試験例１）
まず、従来の支柱を備えたベースプレートを用いて実験を行った。【００６７】
ガラス基板には、直径２００ｍｍ×厚さ０．３ｍｍの寸法の無アルカリガラスを使用した。ガラス基板の第１の表面に、厚さ７５μｍの第１の樹脂フィルム（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム）を設置し、ガラス基板の第２の表面に、厚さ７５μｍの第２の樹脂フィルム（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム）を設置し、被加工体を作製した。【００６８】
図１０、１１に使用したベースプレートの概略図を示した。図１０にはベースプレートの上面図が示されている。ベースプレートには、アルミニウム製の吸引式ベースプレート（寸法：直径約２２０ｍｍ）を使用した。支柱１１７０は、ベースプレートの外枠部１６４内に、ＸＹ方向に沿って格子状に配置した。Ｘ方向における支柱１１７０の間隔ｄ１＝２０ｍｍとし、Ｙ方向における支柱の間隔ｄ２＝２０ｍｍとした。各支柱１１７０は円柱形状とし、支柱１１７０の太さは、直径１ｍｍφとし、支柱１１７０の、外枠部１６４内の領域の底面からの高さｈは、５００μｍとした。この時支柱１１７０の外枠部１６４の上部表面１６３を基準とした高さのばらつきは±２０μｍだった。【００６９】
また、本実験では、レーザ照射により貫通孔を形成した後、放電処理を行った。放電は、レーザ光照射によってガラス基板に孔を形成した際に生じるネッキングを低減する目的で行った。ここで「ネッキング」とは、レーザ加工後に貫通孔内に形成され得る狭窄部を意味する。なお、放電処理より、貫通孔の径は０．５μｍ程度大きくなる。【００７０】
図１１には、放電に用いた機構が図示されている。第１の電極１１０２および第２の電極１１０３は、直流高電圧電源１００１と接続されている。第１の電極１１０２は、針状の形状を有する。一方、第２の電極１１０３は、ベースプレートがその機能を果たす。第１の電極１１０２は、レーザにより形成された孔の上方に設置される。【００７１】
被加工体に照射するレーザ光は、ＣＯ２レーザ（出力１００Ｗ）とし、照射時間は、１６５μｓｅｃで加工を行った。事前の実験で、ガラス基板のある位置において、レーザを照射し、形成された孔の第1の表面側における開口径が最も小さくなるように、レーザ照射位置を調整して、焦点位置を設定した。レーザ光照射を完了してから、第１の針状電極とベースプレートとの間で、放電を発生させた。
この時形成された孔の開口径を目標開口径とすると、目標開口径は７０．５μｍであった。【００７２】
このような条件下で、ガラス基板の中央部分（３０ｍｍ四方の領域）に合計１７８５６個の貫通孔からなるパターンを形成した。各貫通孔同士のピッチは、２００μｍとした。なお、ガラス基板のサンプル数は２とし、すなわち、同一の条件で、２枚のガラス基板に貫通孔の同じパターンを形成した。【００７３】
得られた貫通孔のガラス基板の第１の表面側における開口（貫通孔の上部開口）の直径を評価した。なお、評価する貫通孔の数は、それぞれのガラス基板において４個とし、これらは、格子状に配置された４つの支柱で取り囲まれた最小正方形単位（すなわち２０ｍｍ×２０ｍｍ）に相当するガラス基板の領域の中から選定した。このようにして選定した合計８個の貫通孔の上部開口の直径を平均して、平均開口直径ｄａｖｅを求めた。【００７４】
また、ベースプレートの支柱の間隔ｄ１、ｄ２を５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲で変化させて、同様の加工を実施し、得られた貫通孔から、同様の方法により平均開口直径ｄａｖｅを求めた。なお、いずれの加工においても、支柱の間隔ｄ１＝ｄ２とした。【００７５】
図１２に、試験例１の結果を示した。この結果から、支柱間隔ｄ（ｄ１およびｄ２）が５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲では、貫通孔の平均開口直径ｄａｖｅは、いずれも７０．５μｍであり、目標開口径の値とほぼ一致した。これに対して、支柱間隔ｄ（ｄ１およびｄ２）が３０ｍｍおよび４０ｍｍでは、平均開口直径ｄａｖｅは、それぞれ、７３．１μｍおよび７４．８μｍであり、目標開口径よりそれぞれ２．６μｍ、４．３μｍ大きくなった。目標孔径からのずれを２μｍ以下にするためには、支柱間隔ｄを少なくとも３０ｍｍ未満にすれば良いことが分かった。【００７６】
（試験例２）
次に、ベースプレートの支柱を三角格子状に配置して実験を行った。ガラス基板は同じものを用い、同様に保護フィルムを設置した。【００７７】
ベースプレートには、アルミニウム製の吸引式ベースプレート（寸法：直径約２２０ｍｍ）を使用した。図１３に示すように、全ての支柱１１７０は、ベースプレートの外枠部１６４内に三角格子状に配置した。支柱１１７０の間隔ｄ＝２０ｍｍとした。各支柱１１７０は円柱形状とし、支柱１１７０の太さは、直径１ｍｍとし、支柱１１７０の、外枠部１６４内の領域の底面からの高さｈは、５００μｍとした。この時、支柱１１７０の外枠部１６４の上部表面１６３を基準とした高さのばらつきは±２０μｍだった。【００７８】
試験例１と同様のレーザ条件、放電条件で実験を行った。ガラス基板の中央部分（３０ｍｍ四方の領域）に合計１７８５６個の孔からなるパターンを形成し、各孔同士のピッチは、２００μｍとした。ガラス基板のサンプル数は２とした。【００７９】
得られた孔のガラス基板の第１の表面側における開口（孔の上部開口）の直径を評価した。なお、評価する孔の数は、それぞれのガラス基板において４個とし、これらは、三角格子状に配置された３つの支柱で取り囲まれた最小三角形単位に相当するガラス基板の領域の中から選定した。このようにして選定した合計８個の孔の上部開口の直径を平均して、平均開口直径ｄａｖｅを求めた。【００８０】
また、ベースプレートの支柱の間隔ｄを５ｍｍ〜４０ｍｍの範囲で変化させて、同様の加工を実施し、得られた孔から、同様の方法により平均開口直径ｄａｖｅを求めた。【００８１】
図１４に、試験例２の結果を示した。この結果から、支柱間隔ｄが５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲では、孔の平均開口直径ｄａｖｅは、いずれも７０．８μｍであり、目標開口径との差は０．３μｍと小さくなった。これに対して、支柱間隔ｄが３０ｍｍおよび４０ｍｍでは、平均開口直径ｄａｖｅは、それぞれ、７３．４μｍおよび７５．１μｍであり、目標開口径よりそれぞれ２．９μｍ、４．６μｍ大きくなった。このように、目標孔径からのずれを２μｍ以下にするためには、支柱間隔ｄを少なくとも３０ｍｍ未満にすれば良いことが分かった。【００８２】
（試験例３）
次に、前述の図４に示したような構成の孔形成装置１００を用いてガラス基板に複数の孔を形成し、その状態を評価した。【００８３】
ガラス基板には、縦３００ｍｍ×横３００ｍｍ×厚さ０．３ｍｍの寸法の無アルカリガラスを使用した。ガラス基板の第１の表面に、厚さ７５μｍの第１の樹脂フィルム（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム）を設置し、ガラス基板の第２の表面に、厚さ７５μｍの第２の樹脂フィルム（ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルム）を設置した。【００８４】
ベースプレートはアルミニウムを用い、一辺約３２０ｍｍ×約３２０ｍｍの略矩形状とした。凸部は、一体化して凸部支持プレートを形成しており、各凸部は、間隔ｄ＝３０ｍｍで配置されている。凸部の幅ｗは２ｍｍ、隣り合う２つの凸部の間に形成される凹部の深さｈは５ｍｍとし、ガラス基板と接触する面の長辺（図３の辺３１２、３１４に当たる）は、Ｒ＝０．２ｍｍで面取りした。外枠部の上部表面を基準とした、各凸部間の高さｈのばらつきは、±１０μｍ以下であった。【００８５】
凸部支持プレートは一つの金属塊から削り出しにより一体成型された。凸部支持プレートは、ベースプレートのＹ方向内壁と平行となるように、ベースプレートの凹部底面上にフラットローラーを介して設置された。凸部支持プレートの移動動力としてはエアシリンダーを用い、レーザ照射の際は、エアシリンダーで凸部支持プレートをベースプレート内壁に押し付けることで固定した。【００８６】
ガラス基板の第２の表面がベースプレートの側に来るようにして、ガラス基板をベースプレートの上に設置した。【００８７】
レーザ光はＣＯ２レーザを用い、出力９０Ｗ、照射時間は２００μｓｅｃ、ガラス基板へのレーザ照射面におけるレーザ光の焦点位置は、約７１．５０μｍ〜７２．０μｍを目標とし、目標開口径は７１．５μｍとした。ガラス基板へレーザを照射した。貫通孔同士の間隔は２００μｍに設定して孔あけを行った。【００８８】
ガラス基板に貫通孔が形成された。次に、ガラス基板の凸部間中央付近に対応する部分に形成した合計２０点の貫通孔について、ガラス基板の第1の表面側における開口径を測定した。【００８９】
２０点の孔における開口直径平均は７１．５５μｍであり、目標開口径の７１．５０μｍとの差は０．０５μｍであった。これより、支柱型のベースプレートと比較して、凸部型のベースプレートでは、間隔ｄ＝３０ｍｍでも目標開口径からのずれが非常に小さくできることが分かった。【００９０】
以上のように、支柱を備えたベースプレートと、凸部型ベースプレートにおいて、開口径の目標開口径からのずれに差があったのは、ベースプレート上に設置されたガラス基板のたわみ量の差に起因するものと考えられる。【００９１】
そこで、図１５には、レーザの厚さ方向の焦点位置と開口径の関係について、検討を行った結果を示した。目標開口径は、７１．５０μｍとし、ガラス基板厚みは０．３ｍｍを想定した。これより、焦点位置がガラス基板の厚さ方向に±３５μｍ以下であれば、目標開口径からのずれが２μｍ以下に収まることが分かる。【００９２】
また、この結果を用いて、試験例１、２、３における、開口径の目標開口径からのずれから、焦点位置のずれを推定した。試験例１では、支柱間隔がｄ＝３０ｍｍの時、開口径のずれは２．６μｍであるので、焦点位置のずれは±４０μｍ程度であり、試験例２では、開口径のずれは２．９μｍであるので、焦点位置のずれは±４０μｍ〜±５０μｍ程度 、試験例３では、開口径のずれは０．０５μｍであったので、焦点位置のずれは±５μｍ〜±１０μｍ以下であったと考えられる。【００９３】
次に、試験例３における焦点位置のずれを実測した。焦点位置のずれは、ガラス基板のたわみによって生じるため、たわみ量を測定すればよい。ガラス基板のたわみ量の測定には、孔加工に用いたものと同様のガラス基板の表面を黒く塗装し、ベースプレートの上に設置して基板表面の高さをレーザ変位計により測定した。【００９４】
図１６に、凸部間のたわみ量の測定結果を示す。たわみ量とはＺ方向変位である。測定位置が０ｍｍ、３０ｍｍの地点に凸部が設置されている。測定位置とはＸ方向位置である。また、図１６ではたわみ量を、測定位置０ｍｍの地点にある凸部上面を基準とした際のマイナス方向への変位量として示している。この測定結果によると、凸部間におけるガラス基板のたわみ量の最大は５μｍであり、図１５による焦点位置のずれの推定量とよく一致することが分かった。【００９５】
（試験例４）
次に、厚さ０．３ｍｍのガラス基板において、凸部間隔ｄを変更した時の孔径のずれの量について、推定を行った。【００９６】
２つの凸部で支持された板の、重力による最大たわみ量の計算結果を図１７中に実線で示した。なお、この計算では、２つの凸部の高さに差が無いと仮定した。この計算によると、凸部間隔ｄ＝３０ｍｍにおける最大たわみ量は４．５μｍとなり、試験例３の結果とよく一致する。また、凸部間隔ｄは５７ｍｍ以下であれば、最大たわみ量を３５μｍ未満に充分抑えることができ、その結果、開口径のずれを２μｍ以下に抑えることができることが分かった。【００９７】
ここで、各凸部間の高さのばらつきが±１０μｍであることを考慮すると、各凸部の高さにばらつきがないと仮定した場合と比較して、たわみ量は最大で１０μｍ大きくなる可能性がある。各凸部の高さばらつきにより、たわみ量が１０μｍ大きくなった場合の、最大のたわみ量を図１７中に破線で示した。この場合であっても、凸部間隔は５１ｍｍ以下であれば、たわみ量を３５μｍ以下に抑えることができ、開口径のずれを２μｍ以下に抑えることができることが分かった。このように、凸部型ベースプレートでは、従来の支柱を備えたベースプレートよりも凸部間隔を大きくすることができる。【００９８】
以上より、凸部型ベースプレートでは、凸部間隔ｄ＝３０ｍｍのときのガラス基板の最大たわみ量は５μｍで、形成された孔の開口径の目標開口径からのずれは０．０５μｍであり、一方、目標開口径からのずれを２μｍ以下にするためには、凸部間隔をｄ≦５７ｍｍとすれば良いことが分かった。【００９９】
（試験例５〜１５）
次に、試験例４と同様の推定を厚さ０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍ、０．３５ｍｍ〜０．７０ｍｍのガラス基板についても行った。各厚さのガラス基板において、たわみ量が３５μｍ以下になり、開口径のずれを２μｍ以下にできる凸部間隔ｄの上限値ｄｍａｘ（以下、「最大凸部間隔ｄｍａｘ」とも呼ぶ。）を算出した結果を図１８中に示した。また、試験例４と同様に、各凸部間の高さのばらつきによりたわみ量が１０μｍ大きくなった場合を考慮して算出した最大凸部間隔ｄｍａｘを図１９に示した。【０１００】
（試験例５）
試験例４と同様の推定を厚さ０．７０ｍｍのガラス基板について行った。その結果、たわみ量が３５μｍ以下になり、開口径のずれを２μｍ以下にできる最大凸部間隔ｄｍａｘは、９８ｍｍであった（図１８）。また、凸部間の高さのばらつきによりたわみ量が１０μｍ大きくなった場合を考慮しても、最大凸部間隔ｄｍａｘは、９０ｍｍであった（図１９）。
試験例４に示したように、たわみ量は凸部間隔が狭いほど小さくなる。従って、試験例５の場合、凸部間隔ｄが９８ｍｍ以下であればガラス基板のたわみ量を抑制でき、開口径のずれを２μｍ以下に抑制できる。更に、凸部間隔ｄが６０ｍｍより小さい場合には、たわみ量を更に抑制できるため、開口径のずれをより小さくできる。【０１０１】
（試験例６）
試験例４と同様の推定を厚さ０．６５ｍｍのガラス基板について行った。その結果、たわみ量が３５μｍ以下になり、開口径のずれを２μｍ以下にできる最大凸部間隔ｄｍａｘは、９３ｍｍであった（図１８）。また、凸部の高さのばらつきによりたわみ量が１０μｍ大きくなった場合を考慮しても、最大凸部間隔ｄｍａｘは、８４ｍｍであった（図１９）。
試験例４に示したように、たわみ量は凸部間隔が狭いほど小さくなる。従って、試験例６の場合、凸部間隔ｄが９３ｍｍ以下であればガラス基板のたわみ量を抑制でき、開口径のずれを２μｍ以下に抑制できる。更に、凸部間隔ｄが６０ｍｍより小さい場合には、たわみ量を更に抑制できるため、開口径のずれをより小さくできる。【０１０２】
（試験例７）
試験例４と同様の推定を厚さ０．６０ｍｍのガラス基板について行った。その結果、たわみ量が３５μｍ以下になり、開口径のずれを２μｍ以下にできる最大凸部間隔ｄｍａｘは、８９ｍｍであった（図１８）。また、凸部間の高さのばらつきによりたわみ量が１０μｍ大きくなった場合を考慮しても、最大凸部間隔ｄｍａｘは、８０ｍｍであった（図１９）。
試験例４に示したように、たわみ量は凸部間隔が狭いほど小さくなる。従って、試験例７の場合、凸部間隔ｄが８９ｍｍ以下であればガラス基板のたわみ量を抑制でき、開口径のずれを２μｍ以下に抑制できる。更に、凸部間隔ｄが６０ｍｍより小さい場合には、たわみ量を更に抑制できるため、開口径のずれをより小さくできる。【０１０３】
（試験例８）
試験例４と同様の推定を厚さ０．５５ｍｍのガラス基板について行った。その結果、たわみ量が３５μｍ以下になり、開口径のずれを２μｍ以下にできる最大凸部間隔ｄｍａｘは、８４ｍｍであった（図１８）。また、凸部間の高さのばらつきによりたわみ量が１０μｍ大きくなった場合を考慮しても、最大凸部間隔ｄｍａｘは、７６ｍｍであった（図１９）。
試験例４に示したように、たわみ量は凸部間隔が狭いほど小さくなる。従って、試験例８の場合、凸部間隔ｄが８４ｍｍ以下であればガラス基板のたわみ量を抑制でき、開口径のずれを２μｍ以下に抑制できる。更に、凸部間隔ｄが６０ｍｍより小さい場合には、たわみ量を更に抑制できるため、開口径のずれをより小さくできる。【０１０４】
（試験例９）
試験例４と同様の推定を厚さ０．５０ｍｍのガラス基板について行った。その結果、たわみ量が３５μｍ以下になり、開口径のずれを２μｍ以下にできる最大凸部間隔ｄｍａｘは、７９ｍｍであった（図１８）。また、凸部間の高さのばらつきによりたわみ量が１０μｍ大きくなった場合を考慮しても、最大凸部間隔ｄｍａｘは、７２ｍｍであった（図１９）。
試験例４に示したように、たわみ量は凸部間隔が狭いほど小さくなる。従って、試験例９の場合、凸部間隔ｄが７９ｍｍ以下であればガラス基板のたわみ量を抑制でき、開口径のずれを２μｍ以下に抑制できる。更に、凸部間隔ｄが６０ｍｍより小さい場合には、たわみ量を更に抑制できるため、開口径のずれをより小さくできる。【０１０５】
（試験例１０）
試験例４と同様の推定を厚さ０．４５ｍｍのガラス基板について行った。その結果、たわみ量が３５μｍ以下になり、開口径のずれを２μｍ以下にできる最大凸部間隔ｄｍａｘは、７４ｍｍであった（図１８）。また、凸部間の高さのばらつきによりたわみ量が１０μｍ大きくなった場合を考慮しても、最大凸部間隔ｄｍａｘは、６７ｍｍであった（図１９）。
試験例４に示したように、たわみ量は凸部間隔が狭いほど小さくなる。従って、試験例１０の場合、凸部間隔ｄが７４ｍｍ以下であればガラス基板のたわみ量を抑制でき、開口径のずれを２μｍ以下に抑制できる。更に、凸部間隔ｄが６０ｍｍより小さい場合には、たわみ量を更に抑制できるため、開口径のずれをより小さくできる。【０１０６】
（試験例１１）
試験例４と同様の推定を厚さ０．４０ｍｍのガラス基板について行った。その結果、たわみ量が３５μｍ以下になり、開口径のずれを２μｍ以下にできる最大凸部間隔ｄｍａｘは、６９ｍｍであった（図１８）。また、凸部間の高さのばらつきによりたわみ量が１０μｍ大きくなった場合を考慮しても、最大凸部間隔ｄｍａｘは、６２ｍｍであった（図１９）。
試験例４に示したように、たわみ量は凸部間隔が狭いほど小さくなる。従って、試験例１１の場合、凸部間隔ｄが６９ｍｍ以下であればガラス基板のたわみ量を抑制でき、開口径のずれを２μｍ以下に抑制できる。更に、凸部間隔ｄが６０ｍｍより小さい場合には、たわみ量を更に抑制できるため、開口径のずれをより小さくできる。【０１０７】
（試験例１２）
試験例４と同様の推定を厚さ０．３５ｍｍのガラス基板について行った。その結果、たわみ量が３５μｍ以下になり、開口径のずれを２μｍ以下にできる最大凸部間隔ｄｍａｘは、６４ｍｍであった（図１８）。また、凸部間の高さのばらつきによりたわみ量が１０μｍ大きくなった場合を考慮しても、最大凸部間隔ｄｍａｘは、５７ｍｍであった（図１９）。
試験例４に示したように、たわみ量は凸部間隔が狭いほど小さくなる。従って、試験例１２の場合、凸部間隔ｄが６４ｍｍ以下であればガラス基板のたわみ量を抑制でき、開口径のずれを２μｍ以下に抑制できる。更に、凸部間隔ｄが６０ｍｍより小さい場合には、たわみ量を更に抑制できるため、開口径のずれをより小さくできる。【０１０８】
（試験例１３）
試験例４と同様の推定を厚さ０．２５ｍｍのガラス基板について行った。その結果、たわみ量が３５μｍ以下になり、開口径のずれを２μｍ以下にできる最大凸部間隔ｄｍａｘは、５１ｍｍであった（図１８）。また、凸部間の高さのばらつきによりたわみ量が１０μｍ大きくなった場合を考慮しても、最大凸部間隔ｄｍａｘは、４６ｍｍであった（図１９）。
試験例４に示したように、たわみ量は凸部間隔が狭いほど小さくなる。従って、試験例１３の場合、凸部間隔ｄが５１ｍｍ以下であればガラス基板のたわみ量を抑制でき、開口径のずれを２μｍ以下に抑制できる。更に、凸部間隔ｄが４０ｍｍより小さい場合には、たわみ量を更に抑制できるため、開口径のずれをより小さくできる。【０１０９】
（試験例１４）
試験例４と同様の推定を厚さ０．２０ｍｍのガラス基板について行った。その結果、たわみ量が３５μｍ以下になり、開口径のずれを２μｍ以下にできる最大凸部間隔ｄｍａｘは、４４ｍｍであった（図１８）。また、凸部間の高さのばらつきによりたわみ量が１０μｍ大きくなった場合を考慮しても、最大凸部間隔ｄｍａｘは、４０ｍｍであった（図１９）。
試験例４に示したように、たわみ量は凸部間隔が狭いほど小さくなる。従って、試験例１４の場合、凸部間隔ｄが４４ｍｍ以下であればガラス基板のたわみ量を抑制でき、開口径のずれを２μｍ以下に抑制できる。更に、凸部間隔ｄが４０ｍｍより小さい場合には、たわみ量を更に抑制できるため、開口径のずれをより小さくできる。【０１１０】
（試験例１５）
試験例４と同様の推定を厚さ０．１５ｍｍのガラス基板について行った。その結果、たわみ量が３５μｍ以下になり、開口径のずれを２μｍ以下にできる最大凸部間隔ｄｍａｘは、３７ｍｍであった（図１８）。また、凸部間の高さのばらつきによりたわみ量が１０μｍ大きくなった場合を考慮しても、最大凸部間隔ｄｍａｘは、３３ｍｍであった（図１９）。
試験例４に示したように、たわみ量は凸部間隔が狭いほど小さくなる。従って、試験例１４の場合、凸部間隔ｄが４０ｍｍより小さければガラス基板のたわみ量を抑制でき、開口径のずれを２μｍ以下に抑制できる。【０１１１】
図１８に示した、凸部の高さのばらつきがゼロである場合のガラス基板の厚さと最大凸部間隔の関係を直線近似すると、ガラス基板厚さをｔとすると、０．１５ｍｍ≦ｔ≦０．７ｍｍにおいて、
（最大凸部間隔ｄｍａｘ）＝１０９．３ｔ＋２３．４６４（ｍｍ）
と表せ、よって、間隔ｄが、
ｄ≦１０９．３ｔ＋２３．４６４（ｍｍ）
であれば、ガラス基板のたわみ量を３５μｍ以下に抑え、開口径のずれを２μｍ以下にできることが分かった。【０１１２】
同様に、図１９に示した、凸部の高さのばらつきが±１０μｍである場合のガラス基板の厚さと最大凸部間隔の関係を直線近似すると、ガラス基板厚さをｔとすると、０．１５ｍｍ≦ｔ≦０．７ｍｍにおいて、
（最大凸部間隔ｄｍａｘ）＝１００．４２ｔ＋２０．４８８（ｍｍ）
と表せる。よって、間隔ｄが、
ｄ≦１００．４２ｔ＋２０．４８８（ｍｍ）
であれば、ガラス基板のたわみ量を３５μｍ以下に抑え、開口径のずれを２μｍ以下にできることが分かった。【０１１３】
凸部間隔ｄを上記範囲にすることで、凸部型ベースプレートでは加工熱の蓄積を防ぎながらも、ガラス基板の焦点ずれを抑制し高品質な孔を開けられることが分かった。
更に、支柱型のベースプレートに比べても、同じ支柱・凸部間隔においては、開口径の目標値からのずれを大幅に小さくすることができ、また、開口径の目標値からのずれをある一定値以下にしたい場合は、凸部間隔を広くすることができる。これにより、ガラス基板のデッドポジションを減少させ、もしくは、凸部を移動する場合の移動回数を減らすことができるため、コストの削減や製造効率の向上に寄与できる。【０１１４】
以上、ガラス基板の製造装置およびガラス基板の製造方法の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されない。特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、および組合わせが可能である。それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。【０１１５】
本出願は、２０１８年１０月３１日に日本国特許庁に出願された特願２０１８−２０６００６号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１８−２０６００６号の全内容を本出願に援用する。
【符号の説明】
【０１１６】
１００  孔形成装置
１１０  レーザ光源
１１３  レーザビーム
１６０  ベースプレート
１６２  吸引孔
１６３  ベースプレートの外枠部の上部表面
１６４  ベースプレートの外枠部
１６６  底部プレート
１６８  外枠部に囲まれた空間
１６９  隣り合う凸部同士の間に形成される凹部
１７０  凸部
１７２  凸部支持プレート
１７３  凸部の上部表面
１７４  凸部支持プレートの移動方向
１８０  ガラス基板
１８２  第１の表面
１８４  第２の表面
１９５  孔
３１０  凸部１７０の断面図
３１２  凸部１７０の辺
３１４  凸部１７０の辺
３２０  凸部１７０の側面図
３３０  凸部１７０の上面図
１１０１放電用電源
１１０２放電用電極１
１１０３放電用電極２
１１７０支柱
ｄ  凸部１７０同士の間隔
ｈ  隣り合う２つの凸部の間に形成される凹部の外枠部のガラス基板を支持する面からの深さ
Ｈ  外枠部と外枠部に最も近い凸部との間に形成される凹部の深さ
Ｌ  凸部１７０の長さ
ｗ  凸部１７０の幅
【図１】
2020090203.tif 000003
【図２】
2020090203.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020090203.tif 000007
【図６】
2020090203.tif 000008
【図７】
2020090203.tif 000009
【図８】
2020090203.tif 000010
【図９】
2020090203.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
2020090203.tif 000020
【図１９】
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【国際調査報告】
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2020090203.tif 000023