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JP2020066551A - Manufacturing method of glass substrate - Google Patents

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JP2020066551A
JP2020066551A JP2018200564A JP2018200564A JP2020066551A JP 2020066551 A JP2020066551 A JP 2020066551A JP 2018200564 A JP2018200564 A JP 2018200564A JP 2018200564 A JP2018200564 A JP 2018200564A JP 2020066551 A JP2020066551 A JP 2020066551A
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glass substrate
etching
holes
manufacturing
immersed
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JP2018200564A
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Japanese (ja)
Inventor
康宏 柏原
Yasuhiro Kashiwabara
康宏 柏原
陽照 大山
Haruteru Oyama
陽照 大山
篤嗣 林
Atsushi Hayashi
篤嗣 林
俊介 齊藤
Shunsuke Saito
俊介 齊藤
雄三 三好
Yuzo Miyoshi
雄三 三好
夏樹 冨家
Natsuki Tomiya
夏樹 冨家
健太 大小田
Kenta Okoda
健太 大小田
暢規 石垣
Masaki Ishigaki
暢規 石垣
良介 福成
Ryosuke Fukushige
良介 福成
健 元持
Takeshi Motomochi
健 元持
貴大 久米
Takahiro Kume
貴大 久米
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NSC Co Ltd
Original Assignee
NSC Co Ltd
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Publication date
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Abstract

To provide a manufacturing method of a glass substrate that easily makes a diameter of each open hole equal.SOLUTION: A manufacturing method of a glass substrate includes at least a modification step and an etching step. In the modification step, planned locations of formation of open holes are modified by irradiating a glass substrate with a laser beam so that a focal line having a relatively high energy density is formed over the thickness direction at planned locations of formation of a plurality of open holes in the glass substrate. In the etching step, the glass substrate is immersed in an etching solution in an etching tank and subjected to etching while the etching solution is agitated by a vibrator immersed in the etching solution.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、複数の貫通孔を備えたガラス基板の製造方法に関し、特に貫通孔の径が均一になるように加工し易いガラス基板製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate having a plurality of through holes, and more particularly to a method for manufacturing a glass substrate that is easy to process so that the diameter of the through holes is uniform.

近年、電子デバイスにおいて貫通孔が複数形成されたガラス基板が広く利用されている。例えば、微細貫通孔を有するガラス基板の適用例として、インターポーザによる3D集積回路が挙げられる。インターポーザにはこれまで樹脂基板が用いられてきたが、ICチップと熱膨張率に差があり接合部分に不具合が生じることがあった。   In recent years, glass substrates having a plurality of through holes formed therein have been widely used in electronic devices. For example, as an application example of a glass substrate having fine through holes, a 3D integrated circuit using an interposer can be cited. A resin substrate has been used for the interposer until now, but there was a case where the joint portion had a defect due to a difference in thermal expansion coefficient from the IC chip.

そこで、注目されたのがシリコン基板とガラス基板であり、どちらも樹脂基板と比較して熱膨張による不具合が低減された。特に、ガラス基板を用いたガラスインターポーザは、コストが安く、さらに電気的な絶縁性に優れているということで大きく注目されている。   Therefore, attention has been paid to the silicon substrate and the glass substrate, both of which have reduced defects due to thermal expansion as compared with the resin substrate. In particular, a glass interposer using a glass substrate has attracted a great deal of attention due to its low cost and excellent electrical insulation.

ガラスインターポーザは、基板に複数の貫通孔を有することで下面の回路と接続されており、ガラス基板に複数の貫通孔を形成させる必要がある。この貫通孔を形成する際に、従来、レーザ加工を行い、その後エッチング加工を行うといった手段が採用されることがあった(例えば、特許文献1および特許文献2参照。)。   The glass interposer is connected to the circuit on the lower surface by having a plurality of through holes in the substrate, and it is necessary to form a plurality of through holes in the glass substrate. Conventionally, when forming the through-hole, a method of performing laser processing and then etching processing has been adopted (for example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許第5426855号Patent No. 5426855 特開2003−226551号公報JP, 2003-226551, A

しかしながら、従来技術においては、貫通孔の径を均一にすることが難しかった。例えば、上述の特許文献1のようなエッチング液の浸漬によるエッチング方法であれば、微細な貫通孔内にエッチング液が行き届かずに、板厚方向において貫通孔の径が不均一に形成されてしまうことがあった。   However, in the prior art, it was difficult to make the diameters of the through holes uniform. For example, in the case of the etching method by immersion of the etching solution as in the above-mentioned Patent Document 1, the etching solution does not reach the fine through holes, and the diameter of the through holes is formed unevenly in the plate thickness direction. There was something that happened.

また、特許文献2に係る技術においては、レーザ加工によって先細り状に形成された貫通孔がエッチング加工後においても表裏の主面における孔径の差が縮小せず、結果として、貫通孔の径が不均一になってしまう。   Further, in the technique according to Patent Document 2, the difference between the hole diameters of the front and back main surfaces of the through holes formed in a tapered shape by laser processing is not reduced even after the etching processing, and as a result, the diameter of the through holes is not uniform. It becomes uniform.

貫通孔が不均一に形成される原因の1つとしては、エッチング液とガラス基板の反応によって生成されるスラッジが貫通孔を閉塞させてしまうことである。貫通孔内にスラッジが閉塞した結果、特に板厚方向の中央部においてエッチング液が侵入せず、中央部の孔径が表面部の孔径よりも小さくなる。なお、エッチング処理中は、攪拌機を用いてエッチング液が撹拌されるが、スラッジによる閉塞を防止するのに十分ではない。   One of the reasons why the through holes are formed unevenly is that the sludge generated by the reaction between the etching solution and the glass substrate blocks the through holes. As a result of the sludge being blocked in the through holes, the etching solution does not enter, particularly in the central portion in the plate thickness direction, and the diameter of the central portion becomes smaller than the diameter of the surface portion. During the etching process, the etchant is stirred using a stirrer, but this is not sufficient to prevent clogging by sludge.

また、貫通孔への浸透性を向上させるために、界面活性剤を用いてエッチング液の表面張力を低下させることも考えられる。エッチング液に添加する界面活性剤としては、フッ素系界面活性剤が表面張力の低下に特に効果的である。しかし、フッ素系界面活性剤の添加によりエッチング液の起泡性が高くなってしまう。このため、エッチング液が撹拌されると、大量の泡が発生してしまい、エッチング液が装置の外部に漏えいするおそれがある。また、消泡剤を添加したとしても、泡の発生を完全に防止することは困難であった。   It is also considered that the surface tension of the etching solution is lowered by using a surfactant in order to improve the permeability into the through holes. As the surfactant added to the etching solution, a fluorine-based surfactant is particularly effective in reducing the surface tension. However, the addition of the fluorine-based surfactant increases the foamability of the etching solution. Therefore, when the etching liquid is agitated, a large amount of bubbles are generated, and the etching liquid may leak to the outside of the apparatus. Even if an antifoaming agent is added, it is difficult to completely prevent the generation of bubbles.

ガラスインターポーザにおいては、貫通孔内に貫通電極の抵抗値を均一化することが好ましいため、ガラス基板に形成される貫通孔の径は均一化されていることが好ましいと言える。   In the glass interposer, it is preferable that the resistance values of the through electrodes are made uniform in the through holes, so that it is preferable that the diameters of the through holes formed in the glass substrate are made uniform.

この発明の目的は、貫通孔の径が均一になるように加工し易いガラス基板製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a glass substrate manufacturing method that is easy to process so that the diameter of the through holes is uniform.

この発明に係るガラス基板製造方法は、複数の貫通孔を備えるガラス基板を製造するためのものである。このガラス基板製造方法は、改質ステップおよびエッチングステップを少なくとも含んでいる。   The glass substrate manufacturing method according to the present invention is for manufacturing a glass substrate having a plurality of through holes. This glass substrate manufacturing method includes at least a modifying step and an etching step.

改質ステップでは、ガラス基板における複数の貫通孔の形成予定位置における厚み方向にわたってエネルギ密度が相対的に高い焦線が形成されるようにレーザ光をガラス基板に照射することによって貫通孔形成予定位置を改質する。貫通孔形成予定位置は、レーザ光によるエネルギを受けることによってエッチングされ易い性質を有する改質部になる。この改質部の形状によって貫通孔の形状が影響を受けるのであるが、レーザ加工によって貫通孔を形成する場合に比較すると、改質部の形状は先細りしにくいことが出願人の実験によって分かってきている。   In the modification step, the glass substrate is irradiated with laser light so that a focal line having a relatively high energy density is formed in the thickness direction at the positions where the plurality of through holes are to be formed in the glass substrate. Reform. The through hole formation planned position becomes a modified portion having a property of being easily etched by receiving energy from the laser light. Although the shape of the through hole is affected by the shape of the modified portion, it has been found by the applicant's experiment that the shape of the modified portion is less likely to taper than when the through hole is formed by laser processing. ing.

エッチングステップでは、改質ステップの後に貫通孔形成予定位置をエッチングすることによって貫通孔形成予定位置に貫通孔を形成する。貫通孔形成予定位置はエッチングされ易い性質に改質されているため、厚み方向にエッチングが進行し易くなっており、サイドエッチングの影響を最小限に抑えることが可能になる。さらには、上述のように改質部は先細り形状になりにくいため、結果として、貫通孔の径を均一にし易くなっている。   In the etching step, the through-hole formation planned position is etched after the modification step to form the through-hole at the through-hole formation planned position. Since the positions where the through holes are to be formed are modified so that they can be easily etched, etching easily proceeds in the thickness direction, and the influence of side etching can be minimized. Furthermore, as described above, the modified portion is unlikely to have a tapered shape, and as a result, it is easy to make the diameter of the through hole uniform.

上述のエッチングステップにおいては、エッチング液を収容するエッチング槽にガラス基板を浸漬し、かつ、エッチング液中に浸漬された振動体によりエッチング液を撹拌しながらエッチングしている。この構成により、エッチング液が好適に循環し、貫通孔内にスラッジが目詰まりすることが防止される。さらに、振動体は、エッチング液中に浸漬された状態で振動するため、液中に空気が持ち込まれることがほとんどなく、界面活性剤を使用した場合であっても、気泡の発生が抑制される。   In the above-described etching step, the glass substrate is immersed in an etching bath containing the etching solution, and the etching solution is agitated by the vibrating body immersed in the etching solution. With this configuration, the etching liquid circulates favorably and clogging of the sludge in the through holes is prevented. Further, since the vibrating body vibrates while being immersed in the etching solution, air is rarely brought into the solution, and bubble generation is suppressed even when a surfactant is used. .

また、振動体は複数の羽根体を有しており、羽根体は、エッチング槽の外部に配置された振動発生部から振動が伝達されることが好ましい。羽根体の振動により、エッチング槽内のエッチング液を撹拌させることが可能になる。また、羽根体に振動を伝達する振動発生部をエッチング槽の外部に配置することにより、振動発生部自体は、酸雰囲気に曝されず、汚損されるのを防止することが可能になる。   Further, it is preferable that the vibrating body has a plurality of blades, and that the blades transmit vibrations from a vibration generating unit arranged outside the etching tank. The vibration of the blade body allows the etching liquid in the etching tank to be agitated. Further, by arranging the vibration generating part for transmitting the vibration to the blade body outside the etching tank, it is possible to prevent the vibration generating part itself from being exposed to the acid atmosphere and being contaminated.

また、振動発生部は、30〜100Hzで振動することが好ましい。このような低周波領域で振動することにより、羽根体が振動しても液中に気泡を大量に発生させることなく、エッチング液を撹拌させることが可能となる。   Further, the vibration generator preferably vibrates at 30 to 100 Hz. By vibrating in such a low frequency region, even if the blade body vibrates, it becomes possible to stir the etching liquid without generating a large amount of bubbles in the liquid.

本発明によれば、複数の貫通孔を有するガラス基板の製造方法において貫通孔の径が均一なるように加工し易くなる。   According to the present invention, in a method for manufacturing a glass substrate having a plurality of through holes, it is easy to process the through holes so that the diameters of the through holes are uniform.

本発明の一実施形態に係る改質ステップを説明する図である。It is a figure explaining the modification step which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る改質ステップおよびエッチングステップを説明する図である。It is a figure explaining the modification step and etching step which concern on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係るエッチング装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the etching apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る支持キャリアの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the support carrier which concerns on one Embodiment of this invention.

以下、図を用いて、本発明の一実施形態に係るガラス基板製造方法について説明する。図1は、複数の貫通孔を備えるガラスインターポーザを製造するためのガラス基板10に対する加工処理の一ステップを示している。この実施形態では、ガラスインターポーザを製造する際に、ガラス基板10に対して、改質ステップおよびエッチングステップが少なくとも施される。   Hereinafter, a glass substrate manufacturing method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows one step of a processing process on a glass substrate 10 for manufacturing a glass interposer having a plurality of through holes. In this embodiment, at the time of manufacturing the glass interposer, at least the modifying step and the etching step are performed on the glass substrate 10.

ガラス基板10の種類は、ガラスである限り、特に限られないが、ガラスインターポーザのように、半導体素子のパッケージに使用される場合は、無アルカリガラスが好ましい。これはアルカリ含有ガラスの場合、ガラス中のアルカリ成分が析出し、半導体素子に悪影響を及ぼすおそれがあるためである。また、ガラス基板10の厚さは、特に限られず、ガラス基板10は、例えば0.05mm〜1.1mmの厚さにおいて好適に処理を行うことができている。   The type of the glass substrate 10 is not particularly limited as long as it is glass, but when it is used for a semiconductor element package like a glass interposer, non-alkali glass is preferable. This is because in the case of alkali-containing glass, the alkali component in the glass may be deposited and adversely affect the semiconductor element. Further, the thickness of the glass substrate 10 is not particularly limited, and the glass substrate 10 can be suitably processed in a thickness of 0.05 mm to 1.1 mm, for example.

改質ステップにおいては、ガラス基板10における複数の貫通孔の形成予定位置に対して、レーザヘッド12からレーザ光が照射される。この照射されるレーザ光は、ガラス基板10の厚み方向にわたってエネルギ密度が相対的に高い焦線を形成するための光学系ユニット14を経由する。   In the reforming step, laser light is emitted from the laser head 12 to the planned positions of the plurality of through holes in the glass substrate 10. The irradiated laser light passes through the optical system unit 14 for forming a focal line having a relatively high energy density in the thickness direction of the glass substrate 10.

光学系ユニット14は、単一または複数の光学要素(レンズ等)によって構成されており、レーザヘッド12からのレーザ光を、ガラス基板10の厚み方向において所定範囲内の長さを有するレーザ光の焦線へと集束させるように構成されている。   The optical system unit 14 is composed of a single or a plurality of optical elements (lenses or the like), and converts the laser light from the laser head 12 into laser light having a length within a predetermined range in the thickness direction of the glass substrate 10. It is configured to focus on the focal line.

このため、このレーザ光がガラス基板10に照射されることにより、ガラス基板10における貫通孔形成予定位置が厚み方向の全域にわたって改質され、例えば、ボイド状の改質部102が形成される。ガラス基板10に複数の改質部102を形成するためには、ガラス基板10をXY平面上において移動するようなステージを用いても良いし、レーザヘッド12および光学系ユニット14を備えたレーザ加工装置がこれらの部材をXY方向に移動させる駆動機構を設けるようにしても良い。   Therefore, by irradiating the glass substrate 10 with this laser light, the through-hole formation planned position in the glass substrate 10 is modified over the entire area in the thickness direction, and, for example, a void-shaped modified portion 102 is formed. In order to form the plurality of modified portions 102 on the glass substrate 10, a stage that moves the glass substrate 10 on the XY plane may be used, or laser processing that includes the laser head 12 and the optical system unit 14. The device may be provided with a drive mechanism for moving these members in the XY directions.

レーザ光は、ガラス基板10の貫通孔の形成予定位置をエッチングされ易い性質に改質できる限り、その種類および照射条件は限られない。この実施形態では、レーザヘッド12から、短パルスレーザ(例えばピコ秒レーザ、ナノ秒レーザ、フェムト秒レーザ)から発振されるレーザ光が照射されており、レーザ光の波長は、ガラス種や板厚等によって適宜調整すれば良い。この実施形態では、レーザ光の平均レーザエネルギが、約40μJ〜300μJ程度になるように出力制御が行われている。   The type and irradiation conditions of the laser light are not limited as long as the planned positions of the through holes in the glass substrate 10 can be modified to have a property of being easily etched. In this embodiment, laser light oscillated from a short pulse laser (for example, a picosecond laser, a nanosecond laser, a femtosecond laser) is emitted from the laser head 12, and the wavelength of the laser light is a glass type or a plate thickness. It may be adjusted appropriately depending on the situation. In this embodiment, output control is performed so that the average laser energy of the laser light is about 40 μJ to 300 μJ.

改質ステップの後には、ガラス基板10における貫通孔形成予定位置に形成された改質部102をエッチングすることによって、改質部102を溶解し、貫通孔形成予定位置に貫通孔が形成される。   After the reforming step, the reforming portion 102 formed at the through-hole formation planned position in the glass substrate 10 is etched to dissolve the reformed portion 102 and a through-hole is formed at the through-hole formation planned position. .

図2(A)〜図2(C)を用いて、改質ステップおよびその後のエッチングステップについて説明する。図2(A)は、上述した改質ステップを示している。レーザヘッド12から出射したレーザ光は、光学系ユニット14によって、ガラス基板10における貫通孔形成予定位置に集光され、貫通孔形成予定位置の厚み方向に焦線が形成される。光学系ユニット14は、例えば、レーザ光を拡散する拡散レンズや集光する集光レンズ等を少なくとも備えており、例えば、レーザ光を上述の焦線上の複数の点で結像するように集光することができる。   The modification step and the subsequent etching step will be described with reference to FIGS. 2 (A) to 2 (C). FIG. 2 (A) shows the above-mentioned reforming step. The laser light emitted from the laser head 12 is condensed by the optical system unit 14 at the through-hole formation planned position in the glass substrate 10, and a focal line is formed in the through-hole formation planned position in the thickness direction. The optical system unit 14 includes, for example, at least a diffusion lens that diffuses laser light and a condenser lens that condenses the laser light. For example, the optical system unit 14 condenses the laser light so as to form an image at a plurality of points on the focal line. can do.

その結果、図2(B)に示すように、ガラス基板10の貫通孔成予定位置における厚み方向の全域にわたって改質部102が形成される。改質部102は、レーザ光からのエネルギを受けることによって他の部分よりもエッチングされ易い性質を示すようになる。この改質部102にエッチング液を接触させることにより、改質部102が溶解されて、その結果、図2(C)に示すように貫通孔形成予定位置に貫通孔104が形成されることになる。   As a result, as shown in FIG. 2 (B), the modified portion 102 is formed over the entire area in the thickness direction of the glass substrate 10 at the planned through hole formation position. The modified portion 102 becomes more likely to be etched than other portions by receiving energy from the laser light. By bringing the etching liquid into contact with the modified portion 102, the modified portion 102 is dissolved, and as a result, the through hole 104 is formed at the through hole formation planned position as shown in FIG. 2C. Become.

エッチングステップにおいては、図3(A)に示すようなエッチング装置20を用いてガラス基板10にエッチング処理が施される。エッチング装置20は、エッチング槽22および振動ユニット24を備えており、ガラス基板10が収容された支持キャリア26をエッチング槽22に浸漬させることによりガラス基板10をエッチングするように構成される。   In the etching step, the glass substrate 10 is subjected to an etching process using an etching apparatus 20 as shown in FIG. The etching apparatus 20 includes an etching tank 22 and a vibration unit 24, and is configured to etch the glass substrate 10 by immersing the support carrier 26 containing the glass substrate 10 in the etching tank 22.

エッチング槽22は、エッチング液が収容されるように構成される。エッチング液は、少なくともフッ酸を含んでおり、塩酸、硫酸または硝酸等の無機酸が含まれても良い。さらに、適宜界面活性剤を添加しても良い。エッチング槽22として使用できる部材は、エッチング液に耐性を有する物であれば良く、一例としては、塩化ビニル樹脂材、フッ素系樹脂材、ポリプロピレン等が挙げられる。また、エッチング槽22は、エッチング液の温度を一定に保つための熱交換器等を有することが好ましい。   The etching bath 22 is configured to contain an etching liquid. The etching solution contains at least hydrofluoric acid, and may contain an inorganic acid such as hydrochloric acid, sulfuric acid, or nitric acid. Further, a surfactant may be added as appropriate. A member that can be used as the etching tank 22 may be any member that has resistance to an etching solution, and examples thereof include a vinyl chloride resin material, a fluorine-based resin material, and polypropylene. Further, the etching bath 22 preferably has a heat exchanger or the like for keeping the temperature of the etching solution constant.

振動ユニット24は、エッチング液に浸漬された状態で振動することにより、エッチング液を撹拌するように構成される。振動ユニット24は、振動モータ30、シャフト32および羽根体34を備えている。振動モータ30は、エッチング槽22の外部に配置されており、不図示の電源部からの電力を得て、微細に振動するように構成される。振動モータ30としては、機械式振動モータ、マグネット振動モータまたはエア振動モータ等を使用することができる。   The vibration unit 24 is configured to agitate the etching liquid by vibrating while being immersed in the etching liquid. The vibration unit 24 includes a vibration motor 30, a shaft 32, and a blade body 34. The vibration motor 30 is arranged outside the etching tank 22, and is configured to obtain electric power from a power source (not shown) and vibrate finely. As the vibration motor 30, a mechanical vibration motor, a magnet vibration motor, an air vibration motor, or the like can be used.

また、振動モータ30は、30〜100Hzの周波数で振動することが好ましく、振動モータ30はインバータ制御により周波数を変化させながら振動しても良い。インバータは、不図示であるが、振動モータ30を駆動するための電源部との間に配置される。   Further, the vibration motor 30 preferably vibrates at a frequency of 30 to 100 Hz, and the vibration motor 30 may vibrate while changing the frequency by inverter control. Although not shown, the inverter is arranged between the inverter and a power supply unit for driving the vibration motor 30.

シャフト32は、振動モータ30に接続されており、振動モータ30からの振動が伝達され、図示矢印方向に振動するように構成される。シャフト32は、振動モータ30と接続する水平シャフト部321と、その一部がエッチング液に浸漬される垂直シャフト部322とを有している。水平シャフト部321と垂直シャフト部322は、接続部323において接続されている。シャフト32は、エッチング槽22と同様に、エッチング液に耐性を有する樹脂材で構成される。また、可能な限り振動の減衰を抑制できるように、長さや径または材質等が調整される。   The shaft 32 is connected to the vibration motor 30, and the vibration from the vibration motor 30 is transmitted to the shaft 32 so that the shaft 32 vibrates in the direction of the arrow in the figure. The shaft 32 has a horizontal shaft portion 321 that is connected to the vibration motor 30, and a vertical shaft portion 322 that is partially immersed in the etching liquid. The horizontal shaft portion 321 and the vertical shaft portion 322 are connected at a connection portion 323. Like the etching bath 22, the shaft 32 is made of a resin material having resistance to an etching solution. Further, the length, diameter, material, etc. are adjusted so that the vibration damping can be suppressed as much as possible.

羽根体34は、図3(B)に示すように、垂直シャフト部322に接続されており、振動モータ30からの振動により図中の矢印方向で示すように上下方向に振動し、エッチング液を撹拌するように構成される。本実施形態では、エッチング槽22の深さ方向に沿って複数の羽根体34が設けられている。羽根体34は、エッチング液に耐性を有する樹脂板が矩形状になるように形成されており、その端部が垂直シャフト部322に接続されている。また、羽根体34の寸法や厚みは、ガラス基板10の寸法、板厚やエッチング液の粘性または比重等に応じて、適宜調整される。本実施形態における羽根体34の振動数としては、500〜2000回/分程度に調整される。   As shown in FIG. 3 (B), the blade body 34 is connected to the vertical shaft portion 322, and is vibrated in the vertical direction by the vibration from the vibration motor 30 as indicated by the arrow in the figure, so that the etching liquid is removed. Configured to stir. In this embodiment, a plurality of blades 34 are provided along the depth direction of the etching bath 22. The blade body 34 is formed by forming a resin plate having resistance to the etching liquid into a rectangular shape, and an end portion thereof is connected to the vertical shaft portion 322. The size and thickness of the blade 34 are appropriately adjusted according to the size and thickness of the glass substrate 10, the viscosity of the etching solution, the specific gravity, and the like. The frequency of the blade body 34 in the present embodiment is adjusted to about 500 to 2000 times / minute.

ガラス基板10は、支持キャリア26に収容された状態でエッチング槽22に浸漬される。支持キャリア26は、図4(A)および図4(B)に示すように、ガラス基板10の対向する側面部を支持する支持溝36およびガラス基板10の下端部を支持する下辺支持部38によってガラス基板10を支持している。本実施形態では、図4(B)に示すように、3本の下辺支持具38でガラス基板10を支えているが、ガラス基板10の寸法等によって適宜変更することが可能である。支持キャリア26は、所定の間隔を設けて複数のガラス基板10が収容された状態で、エッチング槽22内に浸漬される。   The glass substrate 10 is immersed in the etching bath 22 while being accommodated in the support carrier 26. As shown in FIGS. 4 (A) and 4 (B), the support carrier 26 includes a support groove 36 that supports opposite side surface portions of the glass substrate 10 and a lower side support portion 38 that supports a lower end portion of the glass substrate 10. It supports the glass substrate 10. In the present embodiment, as shown in FIG. 4 (B), the glass substrate 10 is supported by the three lower edge supports 38, but it can be changed as appropriate depending on the dimensions of the glass substrate 10 and the like. The support carrier 26 is immersed in the etching tank 22 in a state where a plurality of glass substrates 10 are accommodated at a predetermined interval.

支持キャリア26は、不図示のクレーン等により搬送され、エッチング槽22に浸漬される。支持キャリア26は、エッチング槽22内において、羽根体34の振動により発生する液流に対してガラス基板10が平行に配置されるように浸漬される。このように配置することで、支持キャリア26に収容された状態のガラス基板10の間をエッチング液が通過しやすくなる。   The support carrier 26 is transported by a crane or the like (not shown) and immersed in the etching tank 22. The support carrier 26 is immersed in the etching tank 22 so that the glass substrate 10 is arranged in parallel to the liquid flow generated by the vibration of the blade body 34. By arranging in this manner, the etching liquid can easily pass between the glass substrates 10 accommodated in the support carrier 26.

支持キャリア26がエッチング槽22に浸漬されると、エッチング液とガラス基板10が接触することにより、ガラス基板10がエッチングされる。改質部102は、ガラス基板10の主面部よりもエッチング速度が速くなるため、ガラス基板10が薄型化されながら、貫通孔径形成予定位置に貫通孔が形成される。このエッチング処理において、羽根体34が振動を続けることにより、エッチング液が撹拌され、エッチング液の液流が発生する。この際、羽根体34は、エッチング液に浸漬された状態で振動するため、気泡の発生を抑制することが可能になる。本実施形態では、エッチング液は、羽根体34から図示左方向に向かって流れる(図3(A)参照)。エッチング液は、ガラス基板10の隙間を主面に沿って通過するように撹拌されるため、貫通孔形成予定位置におけるスラッジの付着を防止することが可能になる。   When the support carrier 26 is immersed in the etching tank 22, the glass substrate 10 is etched by bringing the glass substrate 10 into contact with the etching solution. Since the etching rate of the modified portion 102 is higher than that of the main surface portion of the glass substrate 10, the through hole is formed at the through hole diameter formation planned position while the glass substrate 10 is thinned. In this etching process, the blade body 34 continues to vibrate, whereby the etching liquid is agitated and a liquid flow of the etching liquid is generated. At this time, since the blade body 34 vibrates while being immersed in the etching solution, it is possible to suppress the generation of bubbles. In the present embodiment, the etching liquid flows from the blade body 34 toward the left in the drawing (see FIG. 3A). Since the etching liquid is agitated so as to pass through the gap of the glass substrate 10 along the main surface, it becomes possible to prevent the sludge from adhering to the through hole formation planned position.

ガラス基板10が所定時間エッチング処理されると、図2(C)に示すように、貫通孔104が形成される。エッチング槽22内では羽根体34によるエッチング液の撹拌によりスラッジの堆積が抑制されるので、板厚方向において貫通孔104の径が均一に形成される。   When the glass substrate 10 is etched for a predetermined time, a through hole 104 is formed as shown in FIG. In the etching tank 22, the accumulation of sludge is suppressed by the stirring of the etching liquid by the blade body 34, so that the diameter of the through hole 104 is formed uniformly in the plate thickness direction.

上述の実施形態では、ガラス基板10をガラスインターポーザとして用いる例を説明したが、ガラス基板10の用途はこれに限定されない。例えば、MENSパッケージングやライフサイエンス向けマイクロチップデバイス等にも適用可能である。   In the above-described embodiment, an example in which the glass substrate 10 is used as a glass interposer has been described, but the use of the glass substrate 10 is not limited to this. For example, it can be applied to MENS packaging and microchip devices for life science.

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The description of the above embodiments is to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the invention is indicated by the claims rather than the embodiments described above. Further, the scope of the present invention is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

10−ガラス基板
12−レーザヘッド
14−光学系ユニット
20−エッチング装置
22−エッチングチャンバ
30−振動体
32−シャフト
34−羽根体
102−改質部
104−貫通孔
10-Glass substrate 12-Laser head 14-Optical system unit 20-Etching device 22-Etching chamber 30-Vibrator 32-Shaft 34-Blade 102-Reforming part 104-Through hole

Claims (3)

複数の貫通孔を備えるガラス基板を製造するためのガラス基板製造方法であって、
前記ガラス基板における前記複数の貫通孔の形成予定位置における厚み方向にわたってエネルギ密度が相対的に高い焦線が形成されるようにレーザ光を前記ガラス基板に照射することによって前記貫通孔形成予定位置を改質する改質ステップと、
前記改質ステップの後に前記貫通孔形成予定位置をエッチングすることによって前記貫通孔形成予定位置に貫通孔を形成するエッチングステップと、
を少なくとも含み、
前記エッチングステップは、エッチング液を収容するエッチング槽に前記ガラス基板を浸漬し、かつ、エッチング液中に浸漬された振動体によりエッチング液を撹拌しながらエッチングすることを特徴とするガラス基板製造方法。
A glass substrate manufacturing method for manufacturing a glass substrate having a plurality of through holes,
By irradiating the glass substrate with laser light so that a focal line having a relatively high energy density is formed in the thickness direction at the positions where the plurality of through holes are to be formed in the glass substrate, the positions where the through holes are to be formed are set. A reforming step for reforming,
An etching step of forming a through hole at the through hole formation planned position by etching the through hole formation planned position after the modifying step,
Including at least
In the etching step, the glass substrate is immersed in an etching bath containing an etching liquid, and the vibrating body immersed in the etching liquid etches the etching liquid while stirring the glass substrate.
前記振動体は複数の羽根体を有しており、前記羽根体は、エッチング槽の外部に配置された振動発生部から振動が伝達されることを特徴とする請求項1に記載のガラス基板製造方法。   The glass substrate manufacturing method according to claim 1, wherein the vibrating body has a plurality of blade bodies, and the blade body receives vibrations from a vibration generating unit arranged outside the etching tank. Method. 前記振動発生部は、30〜100Hzで振動することを特徴とする請求項1または2に記載のガラス基板製造方法。   The method of manufacturing a glass substrate according to claim 1, wherein the vibration generator vibrates at 30 to 100 Hz.
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