[go: up one dir, main page]

WO2011132600A1 - 半導体デバイス貫通電極用のガラス基板 - Google Patents

半導体デバイス貫通電極用のガラス基板 Download PDF

Info

Publication number
WO2011132600A1
WO2011132600A1 PCT/JP2011/059317 JP2011059317W WO2011132600A1 WO 2011132600 A1 WO2011132600 A1 WO 2011132600A1 JP 2011059317 W JP2011059317 W JP 2011059317W WO 2011132600 A1 WO2011132600 A1 WO 2011132600A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glass substrate
hole
excimer laser
semiconductor device
laser light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2011/059317
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
小池　章夫
元司 小野
亮太 村上
菊川　信也
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to EP11771935A priority Critical patent/EP2562805A1/en
Priority to KR1020127026584A priority patent/KR20130059325A/ko
Priority to CN2011800195606A priority patent/CN102844857A/zh
Priority to JP2012511632A priority patent/JPWO2011132600A1/ja
Publication of WO2011132600A1 publication Critical patent/WO2011132600A1/ja
Priority to US13/650,391 priority patent/US20130034688A1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
    • H01L23/15—Ceramic or glass substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/48—Manufacture or treatment of parts, e.g. containers, prior to assembly of the devices, using processes not provided for in a single one of the groups H01L21/18 - H01L21/326 or H10D48/04 - H10D48/07
    • H01L21/4803—Insulating or insulated parts, e.g. mountings, containers, diamond heatsinks
    • H01L21/4807—Ceramic parts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H01L23/49827—Via connections through the substrates, e.g. pins going through the substrate, coaxial cables
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002—Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
    • Y10T428/24273—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.] including aperture
    • Y10T428/24298—Noncircular aperture [e.g., slit, diamond, rectangular, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a glass substrate for semiconductor device through electrodes.
  • multilayer printed circuit boards in which a plurality of printed circuit boards are stacked have been developed.
  • a fine through-hole having a diameter of about 100 ⁇ m or less called a via hole is formed in a resin insulating layer, and plating is performed on the inside thereof, and a conductive layer between printed circuit boards stacked vertically. Connect each other electrically.
  • Patent Documents 1 and 2 describe a method of irradiating an insulating layer with laser light through a mask in which a large number of through openings are formed. According to this method, since a plurality of through holes can be simultaneously formed in the resin insulating layer, the through holes (via holes) can be formed more easily.
  • Non-Patent Document 1 describes that a glass substrate having a plurality of through holes can be used as such an insulating layer.
  • the hole density of the through holes in the glass substrate for semiconductor device through electrodes is expected to increase further in the future. If such a tendency continues, the strength of the glass substrate further decreases, and therefore the problem of cracking at the outer peripheral portion of the through hole as described above may become more prominent.
  • This invention is made
  • the present invention provides the following glass substrate for semiconductor device through electrodes.
  • a glass substrate for a semiconductor device through-electrode having a first surface and a second surface, and having a through hole extending from the first surface to the second surface, At least one of said 1st and 2nd surface is chemically strengthened, The glass substrate for semiconductor device penetration electrodes characterized by the above-mentioned.
  • the glass substrate according to (1) or (2), wherein the thickness of the chemically strengthened layer on the chemically strengthened surface is in the range of 1 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a conventional glass substrate for semiconductor device through electrodes.
  • a conventional glass substrate 1 for a semiconductor device through electrode has a first surface 1a and a second surface 1b. Further, the glass substrate 1 has a through hole 5. This through hole 5 penetrates from the first surface 1a of the glass substrate 1 to the second surface 1b.
  • the through-hole 5 is filled with a conductive substance, and this conductive substance is used as, for example, electrodes for semiconductor devices and elements installed on the top and bottom of the glass substrate 1. Moreover, the glass substrate 1 has a role which insulates between semiconductor devices.
  • the glass substrate 1 can be used as a substrate for a semiconductor device through electrode.
  • the hole density of the through holes in the glass substrate for semiconductor device through electrodes tends to increase further in the future. If such a tendency continues, the strength of the glass substrate further decreases, and the problem of cracking at the outer peripheral portion of the opening of the through hole as described above may become more prominent.
  • a glass substrate for a semiconductor device through electrode according to the present invention (hereinafter also simply referred to as “glass substrate of the present invention”) has a first surface and a second surface, It has a through hole extending from the surface to the second surface, and at least one of the first and second surfaces is chemically strengthened.
  • the term “chemical strengthening” means that the alkali metal constituting the surface of the glass substrate is ion-exchanged with another alkali metal having a higher atomic number on the surface of the glass substrate. Note that this is a generic term for technologies that apply compressive stress to the surface.
  • the glass substrate of the present invention having such characteristics, compressive stress is applied to the chemically strengthened surface, so that the outer peripheral portion R of the opening of the above-described through-hole 5 is compared with the conventional glass substrate.
  • the strength at is improved. Therefore, in the present invention, the problem of cracks and cracks as described above is suppressed or reduced, and a glass substrate having higher strength than the conventional glass substrate can be obtained.
  • FIG. 2 schematically shows an example of a cross-sectional view of a glass substrate according to the present invention.
  • the glass substrate 100 has a first surface 110a and a second surface 110b. Further, the glass substrate 100 has a through hole 150. The through-hole 150 penetrates from the first opening 180a provided in the first surface 110a of the glass substrate 100 to the second opening 180b provided in the second surface 110b.
  • the first surface 110a and / or the second surface 110b has the chemically strengthened layers 115a and / or 115b formed by chemically strengthening the glass substrate 100. It has the characteristics.
  • the thickness of the chemically strengthened layers 115a and 115b is not limited to this, but is, for example, in the range of 1 ⁇ m to 30 ⁇ m, and preferably in the range of 5 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • it is required to deepen the chemical strengthening layer in order to apply a large surface compressive stress.
  • the chemical strengthening treatment is carried out deeply, the entire glass will be ion-exchanged. In that case, since the surface compressive stress does not increase, the chemically strengthened layers 115a and 115b are preferably not too deep.
  • the chemically strengthened layers 115a and 115b are too thick, the internal tensile stress becomes too large, and the brittleness of the glass substrate 100 may be reduced. On the other hand, if it is too thin, the effect of the chemical strengthening treatment may not be sufficiently obtained.
  • the glass substrate 100 of the present invention preferably has a surface compressive stress on the chemically strengthened surface (110a and / or 110b) of 500 MPa or more, particularly 650 MPa or more. If the surface compressive stress is less than 500 MPa, the effect of sufficient chemical strengthening treatment may not be obtained.
  • the surface compressive stress of the glass substrate and the thickness of the chemically strengthened layer can be easily measured by a surface stress meter such as a surface stress meter FSM-6000 manufactured by Orihara Seisakusho.
  • the glass substrate 100 of the present invention usually has a thickness in the range of 0.01 mm to 5 mm. This is because when the thickness of the glass substrate is thicker than 5 mm, it takes time to form the through holes, and when it is less than 0.01 mm, problems such as cracks occur during processing.
  • the thickness of the glass substrate 100 of the present invention is more preferably 0.02 to 3 mm, and further preferably 0.02 to 1 mm. In particular, the thickness of the glass substrate 100 of the present invention is particularly preferably 0.05 mm or more and 0.4 mm or less.
  • the glass substrate 100 of the present invention contains 40 wt% or more of SiO 2 .
  • the SiO 2 content may be in the range of 55 wt% to 75 wt%, for example. If the SiO 2 content is higher than this, there is a high possibility that cracks will occur on the back surface of the glass substrate when the through holes are formed.
  • Other components are not particularly limited, and for example, an arbitrary combination of Al 2 O 3 , MgO, CaO, Na 2 O, K 2 O, ZrO 2 and the like can be used.
  • the glass substrate 100 of the present invention has a plurality of through holes 150.
  • Each through-hole 150 may be circular.
  • the diameter of the through-hole 150 varies depending on the use of the glass substrate 100 of the present invention, but in general, it is preferably in the range of 5 ⁇ m to 500 ⁇ m.
  • the diameter of the through hole 150 is more preferably 0.01 mm to 0.2 mm when the glass substrate 100 of the present invention is used as the insulating layer of the multilayer circuit board as described above. More preferably, it is 0.02 mm to 0.1 mm.
  • WLP wafer level package
  • the diameter of the through hole 150 for taking in air is more preferably 0.1 to 0.5 mm, and further preferably 0.2 to 0.4 mm. Further, in this case, the diameter of the through hole 150 for taking out the electrode different from the air hole is more preferably 0.01 to 0.2 mm, and further preferably 0.02 to 0.1 mm.
  • the diameter of the through hole 150 is more preferably 0.005 to 0.075 mm, and 0.01 to 0.05 mm. More preferably.
  • the diameter of the first opening 180a of the circular through hole 150 may be different from the diameter of the second opening 180b.
  • the “diameter of the through-hole 150” means the larger diameter of the openings 180a and 180b.
  • the ratio (ds / dl) between the larger diameter (dl) and the smaller diameter (ds) is preferably 0.2 to 0.99, more preferably 0.5 to 0.90. preferable.
  • the number density of the through holes 150 varies depending on the use of the glass substrate 100 of the present invention, the general range of 0.1 or / mm 2 ⁇ 10,000 pieces / mm 2 It is.
  • the number density of the through holes 150 is in the range of 3 / mm 2 to 10,000 / mm 2. And more preferably in the range of 25 / mm 2 to 100 / mm 2 .
  • the number density of the through holes 150 is 1 / It is preferably mm 2 to 25 pieces / mm 2 , and more preferably 2 pieces / mm 2 to 10 pieces / mm 2 .
  • the number density of the through holes 150 is more preferably 0.1 piece / mm 2 to 1,000 pieces / mm 2. More preferably, it is 0.5 pieces / mm 2 to 500 pieces / mm 2 .
  • the glass substrate 100 of the present invention preferably has an absorption coefficient with respect to the wavelength of excimer laser light of 3 cm ⁇ 1 or more. In this case, the formation of the through hole 150 becomes easier.
  • the content of iron (Fe) in the glass substrate 100 is preferably 20 mass ppm or more, and more preferably 0.01 mass% or more. 0.03 mass% or more is more preferable, and 0.05 mass% or more is particularly preferable.
  • the Fe content is preferably 0.2% by mass or less, and more preferably 0.1% by mass or less.
  • the cross-sectional area of the through hole may be monotonously decreased from the first opening toward the second opening. This feature will be described with reference to FIG.
  • FIG. 3 shows an example of a cross-sectional view of another glass substrate in the present invention.
  • the glass substrate 200 has a first surface 210a and a second surface 210b. Further, the glass substrate 200 has a through hole 250. The through hole 250 penetrates from the first opening 280a provided in the first surface 210a of the glass substrate 200 to the second opening 280b provided in the second surface 210b. In FIG. 3, it should be noted that the chemical strengthening layer is omitted for clarity.
  • the diameter of the first opening 280a of the through hole 250 is L1, and the diameter of the second opening 280b is L2.
  • the through hole 250 has a “taper angle” ⁇ .
  • the taper angle ⁇ means an angle formed between the normal line (dotted line in the figure) of the first surface 210a (and the second surface 210b) of the glass substrate 200 and the wall surface 270 of the through hole 250.
  • the angle formed between the normal line of the glass substrate 200 and the right wall surface 270a of the through hole 250 is ⁇ .
  • the normal line of the glass substrate 200 and the left surface 270b of the through hole are shown.
  • the angle formed by and is the taper angle ⁇ . Normally, the right taper angle ⁇ and the left taper angle ⁇ have substantially the same value.
  • the taper angle ⁇ is preferably in the range of 0.1 ° to 20 °.
  • the wire is promptly moved from the first surface 210a side of the glass substrate 200 to the inside of the through hole 250. It becomes possible to insert. This also makes it possible to more easily and reliably connect the conductive layers of the printed circuit boards stacked above and below the glass substrate 200 through the through holes 250 of the glass substrate 200.
  • the taper angle ⁇ is particularly preferably in the range of 0.5 ° to 10 °.
  • the taper angle ⁇ can be arbitrarily adjusted.
  • the taper angle ⁇ of the through hole of the glass substrate can be obtained as follows: Obtaining the diameter L1 of the through hole 250 in the opening 280a on the first surface 210a side of the glass substrate 200; Obtaining a diameter L2 of the through hole 250 in the opening 280b on the second surface 210b side of the glass substrate 200; Determining the thickness of the glass substrate 200; Assuming that the taper angle ⁇ is uniform in the entire through-hole 250, the taper angle ⁇ is calculated from the measured value.
  • the glass substrate of the present invention is suitably used for applications such as semiconductor device members, more specifically, insulating layers of multilayer circuit boards, wafer level packages, through holes for electrode extraction, interposers and the like.
  • FIG. 4 shows an example of a production apparatus configuration diagram used when producing the glass substrate of the present invention.
  • the manufacturing apparatus 400 includes an excimer laser light generator 410, a mask 430, and a stage 440.
  • a plurality of mirrors 450 to 451 and a homogenizer 460 are disposed between the excimer laser beam generator 410 and the mask 430.
  • another mirror 452 and a projection lens 470 are disposed between the mask 430 and the stage 440.
  • the mask 430 may be made of, for example, a metal plate having a through opening.
  • a material for the metal plate for example, chromium (Cr), stainless steel, or the like is used. In this case, the laser light incident on the mask 430 is emitted through the through opening.
  • the mask 430 has a configuration in which, for example, a reflective layer pattern is disposed on a base material (transparent base material) transparent to laser light. Accordingly, in the mask 430, the portion where the reflective layer is provided on the transparent substrate can block the laser light, and the portion where the reflective layer is not provided can transmit the laser light.
  • a glass substrate 420 to be processed is disposed on the stage 440.
  • the glass substrate 420 can be moved to an arbitrary position by moving the stage 440 two-dimensionally or three-dimensionally.
  • the excimer laser light 490 generated from the excimer laser light generation apparatus 410 passes through the first mirror 450, the homogenizer 460, and the second mirror 451 and is incident on the mask 430.
  • the excimer laser beam 490 is adjusted to a laser beam with uniform intensity when it passes through the homogenizer 460.
  • the mask 430 has a reflective layer pattern on a substrate transparent to laser light. Therefore, the excimer laser beam 490 is emitted from the mask 430 in a pattern corresponding to the pattern of the reflective layer (more specifically, the portion where the reflective layer is not installed).
  • the direction of the laser beam 490 transmitted through the mask 430 is adjusted by the third mirror 452, reduced and projected by the projection lens 470, and is incident on the glass substrate 420 indicated on the stage 440.
  • a plurality of through holes are simultaneously formed in the glass substrate 420 by the laser light 490.
  • the glass substrate 420 may be moved on the stage 440 and then the excimer laser beam 490 may be irradiated again to the glass substrate 420. Thereby, a desired through hole can be formed in a desired portion of the surface of the glass substrate 420. That is, in this method, a known step-and-repeat method can be applied.
  • the projection lens 470 can irradiate the entire processing region on the surface of the glass substrate 420 with the excimer laser beam 490 to form a through hole at a time.
  • the excimer laser beam 490 that has passed through the mask 430 is reduced and projected by the projection lens 470, thereby increasing the irradiation fluence of the excimer laser beam 490 on the surface of the glass substrate 420 and forming a through hole. Ensure irradiation fluence.
  • the cross-sectional area of the excimer laser light 490 on the surface of the glass substrate 420 is 1/10 with respect to the cross-sectional area of the excimer laser light 490 immediately after passing through the mask 430. If so, the irradiation fluence can be increased 10 times.
  • FIG. 5 schematically shows an example of the flow of the method for producing a glass substrate of the present invention.
  • the manufacturing method of the glass substrate of the present invention comprises: (1) preparing a glass substrate (step S110); (2) placing the glass substrate on the optical path of the excimer laser light from the excimer laser light generator (step S120); (3) placing a mask on the optical path between the excimer laser light generator and the glass substrate (step S130); (4) A step of irradiating the excimer laser light on the glass substrate along the optical path from the excimer laser light generator, whereby the through hole is formed in the glass substrate (step) S140) (5) A step of chemically strengthening the obtained glass substrate having through holes (step S150); Have
  • a glass substrate is prepared.
  • the preferred composition of the glass substrate is as described above.
  • the glass substrate preferably contains 40 wt% or more of SiO 2 and has a glass transition temperature in the range of 400 ° C. to 700 ° C. Further, those having an average thermal expansion coefficient at 50 ° C. to 350 ° C. in the range of 20 ⁇ 10 ⁇ 7 / K to 100 ⁇ 10 ⁇ 7 / K are preferable.
  • the glass substrate is disposed on an optical path of excimer laser light from the excimer laser light generator. As shown in FIG. 4, the glass substrate 420 may be disposed on the stage 440.
  • the excimer laser beam 490 emitted from the excimer laser beam generator 410 can be used as long as the oscillation wavelength is 250 nm or less. From the viewpoint of output, a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), an ArF excimer laser (193 nm), or an F 2 excimer laser (wavelength 157 nm) is preferable. From the viewpoint of handling and glass absorption, an ArF excimer laser is more preferable.
  • the pulse width of the excimer laser beam 490 is preferably 100 nsec or less, more preferably 50 nsec or less, and further preferably 30 nsec or less.
  • the irradiation fluence of excimer laser beam 490 is preferably 1 J / cm 2 or more, and more preferably 2 J / cm 2 or more. If the irradiation fluence of the excimer laser beam 490 is too low, ablation cannot be induced and it becomes difficult to form a through hole in the glass substrate. On the other hand, when the irradiation fluence of the excimer laser beam 490 exceeds 20 J / cm 2 , cracks and cracks tend to occur in the glass substrate.
  • the preferable range of the irradiation fluence of the excimer laser beam 490 varies depending on the wavelength region of the excimer laser beam 490 used, the type of glass substrate to be processed, and the like, but in the case of a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), 2 to 20 J / cm. 2 is preferable. In the case of an ArF excimer laser (wavelength 193 nm), it is preferably 1 to 15 J / cm 2 .
  • the value of the irradiation fluence of the excimer laser beam 490 means the value on the surface of the glass substrate to be processed. Moreover, such irradiation fluence shall mean the value measured using the energy meter on the processing surface.
  • Step S130 Next, a mask 430 is disposed between the excimer laser light generator 410 and the glass substrate 420.
  • the mask 430 is made of, for example, a metal plate having a through opening.
  • a material for the metal plate for example, chromium (Cr), stainless steel, or the like is used.
  • the mask 430 may be configured by forming a reflective layer pattern on a transparent substrate.
  • the material of the transparent substrate is not particularly limited as long as it is transparent to the laser beam 490.
  • the material of the transparent substrate may be, for example, synthetic quartz, fused quartz, Pyrex (registered trademark), soda lime glass, alkali-free glass, borosilicate glass, or the like.
  • the material of the reflective layer is not particularly limited as long as it has a property of efficiently blocking the laser beam 490.
  • the reflective layer may be made of a metal such as chromium, silver, aluminum, and / or gold, for example.
  • the size of the mask 430 and the shape and arrangement of the reflective layer pattern of the mask 430 are not particularly limited.
  • Step S140 excimer laser light 490 is irradiated from the excimer laser light generator 410 to the glass substrate 420 through the mask 430.
  • Excimer laser beam 490 is applied to glass substrate 420 so that the product of irradiation fluence (J / cm 2 ), number of shots (times) and glass substrate thickness (mm) is 1,000 to 30,000. It is preferable to do.
  • this range depends on the type and properties of the glass substrate 420 (particularly estimated to be related to the glass transition temperature Tg), it is more preferably about 1,000 to 20,000, more preferably 2,000 to 15,000. More preferably, it is 3,000 to 10,000. This is because when the product of the irradiation fluence and the number of shots is within such a range, cracks are less likely to be formed.
  • the irradiation fluence is preferably 1 to 20 J / cm 2 .
  • the taper angle ⁇ tends to be small. Conversely, when the irradiation fluence is small, the taper angle ⁇ tends to increase. Therefore, by adjusting the irradiation fluence, a glass substrate having a through hole having a desired taper angle ⁇ can be obtained.
  • the taper angle ⁇ may be in the range of 0.1 ° to 20 °.
  • the size of a semiconductor circuit fabrication wafer is usually about 6 to 8 inches.
  • the processing area on the surface of the glass substrate is usually about several mm square. Accordingly, in order to irradiate the entire region desired to be processed on the glass substrate 420 with the excimer laser light, it is necessary to move the excimer laser light or move the glass substrate 420 after processing at one place is completed. If anything, it is preferable to move the glass substrate 420 with respect to the excimer laser light. This is because there is no need to drive the optical system.
  • debris may be generated. Moreover, when this debris accumulates inside the through hole, the quality and processing rate of the processed glass substrate may deteriorate. Therefore, debris may be removed by suction or blowing off simultaneously with laser irradiation to the glass substrate.
  • Step S150 Next, the obtained glass substrate having through holes is subjected to chemical strengthening treatment.
  • the conditions for the chemical strengthening treatment are not particularly limited.
  • potassium nitrate (KNO 3), or potassium nitrate in a molten salt containing potassium salt of nitrate, etc. as a main component (KNO 3) by immersing the glass substrate may be subjected to chemical strengthening treatment.
  • sodium (Na) and / or lithium (Li) on the glass substrate surface is ion-exchanged with potassium (K), and chemical strengthening of the glass substrate surface becomes possible.
  • the processing temperature and the processing time are not particularly limited.
  • the treatment temperature may be in the range of 350 ° C. to 500 ° C.
  • the processing time may be in the range of 1 hour to 12 hours.
  • the processing temperature is relatively low as 400 ° C. to 450 ° C., and the processing time is 1 to 4 hours. It is preferable to make it relatively short.
  • a chemically strengthened layer is formed on the surface of the glass substrate.
  • the thickness of the chemical strengthening layer is, for example, in the range of 1 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the glass substrate for forming a semiconductor device through electrode according to the present invention can be manufactured.
  • Example 1 A glass substrate having a plurality of through holes is manufactured by the following procedure using the manufacturing apparatus shown in FIG.
  • a plate-like glass is manufactured by the following procedure.
  • SiO 2 is 72.8 wt%
  • Al 2 O 3 is 1.9 wt%
  • MgO is 3.7 wt%
  • CaO is 8.1 wt%
  • Na 2 O is 13.1 wt%
  • K 2 O is 0.3 wt%.
  • 1 kg of raw material powder is weighed and mixed so that it becomes%.
  • sodium sulfate is added to this raw material powder so that it becomes 0.4 wt% in terms of SO 3 .
  • the raw material powder is put into a platinum crucible and held at 1600 ° C. for 3 hours to melt the mixed powder.
  • the melt is degassed and homogenized, and then the melt is poured into a mold. Thereafter, the mold is gradually cooled to obtain a glass sample.
  • the obtained glass sample is cut and ground so as to be 100 mm long ⁇ 100 mm wide ⁇ 0.3 mm thick. Furthermore, a glass sample is mirror-finished to obtain a glass substrate for processing.
  • the density of this glass substrate is 2.49 g / cm 3 and the Young's modulus is about 73 GPa.
  • the average thermal expansion coefficient of the glass substrate at 50 ° C. to 350 ° C. is 88 ⁇ 10 ⁇ 7 / K.
  • the glass transition temperature is 540 ° C. and the strain point is 528 ° C.
  • the density is based on the Archimedes method, the Young's modulus is based on the bending resonance method, the glass transition temperature and the average thermal expansion coefficient at 50 ° C. to 350 ° C. are based on the differential thermal expansion meter (TMA), and the strain point is based on JIS-R3103. Measured by fiber elongation method.
  • an excimer laser light generator 410 is disposed.
  • LPX Pro 305 manufactured by Coherent
  • This apparatus is capable of generating ArF excimer laser light having a maximum pulse energy of 0.6 J, a repetition frequency of 50 Hz, a pulse width of 25 ns, a generation beam size of 10 mm ⁇ 24 mm, and an oscillation wavelength of 193 nm.
  • the glass substrate 420 produced by the above-described method is placed on the stage 440.
  • FIG. 6 schematically shows the configuration of the mask 430 used.
  • the used mask 430 has a through-opening array portion 435 in a part of the first surface 434 of a stainless steel substrate 432 having a length of 30 mm ⁇ width of 30 mm and a thickness of 0.5 mm. is there.
  • the array portion 435 of the through-opening is installed in a substantially central region of the first surface 434 of the stainless steel substrate 432.
  • the array part 435 of the through openings has an array pattern in which circular through openings 437 having a diameter of 0.4 mm are two-dimensionally arranged vertically and horizontally.
  • the through openings 437 are arranged at a pitch of 0.6 mm in both the vertical and horizontal directions, with 16 pieces arranged vertically and 40 pieces arranged horizontally.
  • the through-opening 437 can transmit ArF excimer laser light.
  • the other regions of the mask 430 reflect the ArF excimer laser light.
  • the projection lens 470 is disposed between the mask 430 and the glass substrate 420.
  • the projection lens 470 is a lens having a focal length of 100 mm, the distance from the mask 430 on the optical path is 1100 mm, and the distance from the processing surface of the glass substrate 420 (the surface not in contact with the stage 440) is 110 mm.
  • the irradiation fluence of excimer laser light 490 on the processed surface of glass substrate 420 is measured with an energy meter.
  • the irradiation fluence is about 11 J / cm 2 at the maximum including the reduction due to the loss of the beam transmission system and the improvement due to the beam reduction.
  • Excimer laser light 490 is irradiated onto the processed surface of the glass substrate 420 using such a manufacturing apparatus.
  • the laser light 190 is adjusted with an attenuator so that the irradiation fluence on the processed surface of the glass substrate 420 becomes 7 J / cm 2 .
  • the stage is moved by a predetermined amount, and the same operation is repeated each time. Thereby, many through-holes are formed in the area
  • the density of the through holes is 289 / cm 2 .
  • chemical strengthening treatment is performed on both the first surface and the second surface using the obtained glass substrate.
  • the chemical strengthening treatment is carried out by immersing the glass substrate in a melt of potassium nitrate at 400 ° C. in the atmosphere for 480 minutes.
  • the thickness of a chemical strengthening layer is measured about the obtained glass substrate.
  • a surface stress meter (FSM-6000) manufactured by Orihara Seisakusho is used.
  • the thickness of the chemically strengthened layers formed on both surfaces of the glass substrate is about 10 ⁇ m.
  • the surface compression stress of the obtained glass substrate is measured.
  • a surface stress meter (FSM-6000) manufactured by Orihara Seisakusho is used.
  • the surface compressive stress on both surfaces is about 660 MPa.
  • Example 1 In the column of “Example 1” in Table 2, the thickness of the chemically strengthened layer of the glass substrate according to Example 1 and the surface compressive stress are shown together.
  • a chemically strengthened layer having a thickness of about 10 ⁇ m is formed, whereby a glass substrate having a surface compressive stress of 500 MPa or more is obtained.
  • a glass substrate having a surface compressive stress of 500 MPa or more is obtained.
  • the occurrence of cracks and cracks can be significantly suppressed even when used as a substrate material for a semiconductor device through electrode.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, a glass substrate having a large number of through holes is manufactured, and chemical strengthening treatment is further performed on the glass substrate.
  • Example 2 the composition of the plate-like glass is SiO 2 60.9 wt%, Al 2 O 3 9.6 wt%, MgO 7.0 wt%, Na 2 O 11.7 wt%, K 2 O 5.9 wt%, and ZrO 2 was 4.8 wt%. CaO is not added.
  • Other manufacturing conditions for the plate-like glass are the same as in Example 1.
  • the resulting glass substrate has a density of 2.52 g / cm 3 and a Young's modulus of about 78 GPa.
  • the average thermal expansion coefficient of the glass substrate at 50 ° C. to 350 ° C. is 91 ⁇ 10 ⁇ 7 / K.
  • the glass transition temperature is 620 ° C. and the strain point is 578 ° C.
  • the laser processing conditions and chemical strengthening conditions for the glass substrate are the same as in Example 1. However, in this example 2, the time for the chemical strengthening treatment (the time for immersing the glass substrate in molten KNO 3 ) is 90 minutes.
  • Example 2 the thickness and surface compressive stress of the chemically strengthened layer are measured. The results are shown in the column “Example 2” in Table 2 above.
  • the thickness of the chemically strengthened layer is 15 ⁇ m on both surfaces. Moreover, the surface compressive stress of the obtained glass substrate is about 850 MPa in any surface.
  • the glass substrate having such a large surface compressive stress can significantly suppress the occurrence of cracks and cracks even when used as a substrate material for a semiconductor device through electrode.
  • Example 3 In the same manner as in Example 1, a glass substrate having a large number of through holes is manufactured, and chemical strengthening treatment is further performed on the glass substrate.
  • the composition of the plate-like glass is SiO 2 62.2 wt%, Al 2 O 3 17.2 wt%, MgO 3.9 wt%, CaO 0.6 wt%, Na 2 O 12.8 wt%, and K 2. O3.5 wt%. ZrO 2 is not added.
  • Other manufacturing conditions for the plate-like glass are the same as in Example 1.
  • Example 3 the composition and various characteristics of the glass substrate are collectively shown.
  • the density of the obtained glass substrate is 2.46 g / cm 3 and the Young's modulus is about 73 GPa.
  • the average thermal expansion coefficient of the glass substrate at 50 ° C. to 350 ° C. is 93 ⁇ 10 ⁇ 7 / K.
  • the glass transition temperature is 595 ° C., and the strain point is 553 ° C.
  • the laser processing conditions and chemical strengthening conditions for the glass substrate are the same as in Example 1. However, in this example 3, the time for the chemical strengthening treatment (the time for immersing the glass substrate in molten KNO 3 ) is 120 minutes.
  • Example 3 the thickness and surface compressive stress of the chemically strengthened layer were measured. The results are shown in the column “Example 3” in Table 2 above.
  • the thickness of the chemically strengthened layer is 20 ⁇ m on both surfaces. Moreover, the surface compressive stress of the obtained glass substrate is about 750 MPa in any surface.
  • the glass substrate having such a large surface compressive stress can significantly suppress the occurrence of cracks and cracks even when used as a substrate material for a semiconductor device through electrode.
  • the present invention can be used for a semiconductor device member, more specifically, a glass substrate suitably used for applications such as an insulating layer of a multilayer circuit board, a wafer level package, a through hole for extracting an electrode, an interposer and the like.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)

Abstract

　従来の半導体デバイス貫通電極用のガラス基板に比べて、より良好な強度を有するガラス基板を提供する。本発明は、第１の表面と第２の表面とを有し、前記第１の表面から前記第２の表面まで延在する貫通孔を有する、半導体デバイス貫通電極用のガラス基板であって、前記第１および第２の表面の少なくとも一方は、化学強化されていることを特徴とするガラス基板に関する。

Description

半導体デバイス貫通電極用のガラス基板
　本発明は、半導体デバイス貫通電極用のガラス基板に関する。
　高密度実装化に伴うプリント回路基板の高密度化の要求に応えるため、複数のプリント回路基板を積層した多層プリント回路基板が開発されている。このような多層回路基板では、樹脂製の絶縁層にビアホールと呼ばれる直径１００μｍ以下程度の微細な貫通孔を形成し、この内部にメッキを施して、上下に積層されたプリント回路基板間の導電層同士を電気的に接続する。
　このような貫通孔をより容易に形成する方法として、特許文献１、２には、多数の貫通開口が形成されたマスクを介して、絶縁層にレーザ光を照射する方法が記載されている。この方法によれば、樹脂製の絶縁層に複数の貫通孔を同時に空けることができるので、貫通孔（ビアホール）をより容易に形成することができる。また、非特許文献１には、このような絶縁層として、複数の貫通孔を有するガラス基板が使用され得ることが記載されている。
　一方、半導体デバイスの小型化、高速化、低消費電力化の要求がより一層高まる中、複数のＬＳＩからなるシステムを１つのパッケージに収める、システムインパッケージ（ＳｉＰ）技術と３次元実装技術を組み合わせた３次元ＳｉＰ技術の開発も進められている。この場合、ワイヤボンディング技術では、微細なピッチに対応することができないため、貫通電極を用いたインターポーザと呼ばれる中継基板が必要となる。このような中継基板用の材料として、ガラス基板を使用することが考えられる。
日本国特開２００５－８８０４５号公報 日本国特開２００２－１２６８８６号公報
ＪＰＣＡ　ＮＥＷＳ、ｐ１６－ｐ２５　２００９年１０月
　前述のように、半導体デバイス貫通電極用の基板材料として、ガラス基板を使用することが考えられる。
　しかしながら、そのような半導体デバイス貫通電極用のガラス基板では、該ガラス基板表面の、貫通孔の開口の外周部（すなわち、貫通孔と非開口部の界面）で、ワレやクラックが生じやすいという問題が生じ得る。例えば、半導体デバイス貫通電極用のガラス基板は、小さな曲げ応力を受けただけでも、この外周部を起点としてクラックが生じ、比較的容易に破損してしまうおそれがある。
　特に、半導体デバイスに対するさらなる微細化の要請のため、半導体デバイス貫通電極用のガラス基板における貫通孔の孔密度は、将来さらに増加するものと思われる。このような傾向が続くと、ガラス基板の強度がよりいっそう低下し、そのため、前述のような貫通孔の外周部でのワレの発生の問題は、より顕著になるおそれがある。
　本発明は、このような問題に鑑みなされたものであり、本発明では、従来の半導体デバイス貫通電極用のガラス基板に比べて、より良好な強度を有するガラス基板を提供することを目的とする。
　本発明は、以下の半導体デバイス貫通電極用のガラス基板を提供する。
　（１）第１の表面と第２の表面とを有し、前記第１の表面から前記第２の表面まで延在する貫通孔を有する、半導体デバイス貫通電極用のガラス基板であって、
　前記第１および第２の表面の少なくとも一方は、化学強化されていることを特徴とする半導体デバイス貫通電極用のガラス基板。
　（２）厚さが０．０１ｍｍ～５ｍｍの範囲にあることを特徴とする（１）に記載のガラス基板。
　（３）前記化学強化された表面における化学強化層の厚さは、１μｍ～３０μｍの範囲であることを特徴とする（１）または（２）に記載のガラス基板。
　（４）表面圧縮応力は、５００ＭＰａ以上であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれか一つに記載のガラス基板。
　（５）ＳｉＯ２の含有量が５５ｗｔ％～７５ｗｔ％の範囲であることを特徴とする（１）乃至（４）のいずれか一つに記載のガラス基板。
　（６）前記貫通孔の前記第１の表面における孔密度は、０．１個／ｍｍ２～１０，０００個／ｍｍ２の範囲であることを特徴とする（１）乃至（５）のいずれか一つに記載のガラス基板。
　（７）前記貫通孔は、０．１゜～２０゜のテーパ角を有するテーパ形状を有することを特徴とする（１）乃至（６）のいずれか一つに記載のガラス基板。
　本発明では、従来の半導体デバイス貫通電極用のガラス基板に比べて、より良好な強度を有するガラス基板を提供することができる。
従来のガラス基板の断面図を概略的に示した図である。 本発明のガラス基板の断面図の一例を概略的に示した図である。 本発明の別のガラス基板の拡大断面図である。 本発明の製造方法に使用される製造装置の一構成を概略的に示した図である。 本発明の製造方法のフローを概略的に示した図である。 実施例において使用したマスク４３０の構成を概略的に示した上面図である。
　以下、図面により本発明について説明する。
　本発明の特徴をより良く理解するため、まず、従来の半導体デバイス貫通電極用のガラス基板の構成について、簡単に説明する。
　図１には、従来の半導体デバイス貫通電極用のガラス基板の断面図を示す。
　図１に示すように、従来の半導体デバイス貫通電極用のガラス基板１は、第１の表面１ａと、第２の表面１ｂとを有する。また、ガラス基板１は、貫通孔５を有する。この貫通孔５は、ガラス基板１の第１の表面１ａから、第２の表面１ｂまで貫通している。
　通常の場合、貫通孔５には、導電性物質が充填され、この導電性物質は、例えば、ガラス基板１の上下に設置された半導体デバイスや素子用の電極として使用される。また、ガラス基板１は、半導体デバイス同士間を絶縁する役割を有する。
　従って、ガラス基板１は、半導体デバイス貫通電極用の基板として使用することができる。
　しかしながら、このような半導体デバイス貫通電極用のガラス基板１では、該ガラス基板１の表面１ａ、１ｂの、貫通孔５の開口の外周部（すなわち、貫通孔と非開口部の界面：図１の丸印Ｒの部分）で、ワレやクラックが生じやすいという問題がある。例えば、半導体デバイス貫通電極用のガラス基板１は、小さな曲げ応力を受けただけでも、この開口の外周部を起点としてクラックが生じ、比較的容易に破損してしまう。
　特に、半導体デバイスに対するさらなる微細化の要望ため、半導体デバイス貫通電極用のガラス基板における貫通孔の孔密度は、今後さらに増加する傾向にある。このような傾向が続くと、ガラス基板の強度がよりいっそう低下し、前述のような貫通孔の開口の外周部でのワレの発生の問題は、より顕著になるおそれがある。
　これに対して、本発明による半導体デバイス貫通電極用のガラス基板（以下、単に「本発明のガラス基板」とも称する）は、第１の表面と第２の表面とを有し、前記第１の表面から前記第２の表面まで延在する貫通孔を有し、前記第１および第２の表面の少なくとも一方は、化学強化されていることを特徴とする。
　なお、本願において、「化学強化」という用語は、ガラス基板の表面において、該ガラス基板の表面を構成するアルカリ金属を、より原子番号の大きな別のアルカリ金属とイオン交換させることにより、ガラス基板の表面に圧縮応力を付与する技術の総称を意味することに留意する。
　このような特徴を有する本発明のガラス基板では、化学強化された表面に、圧縮応力が付与されるようになるため、従来のガラス基板に比べて、前述の貫通孔５の開口の外周部Ｒにおける強度が向上する。従って、本発明では、前述のようなワレやクラックの問題が抑制または軽減され、従来のガラス基板よりも高い強度を有するガラス基板を得ることができる。
　以下、図面を参照して、本発明のガラス基板の構成について、より詳しく説明する。
　図２には、本発明によるガラス基板の断面図の一例を概略的に示す。
　図２に示すように、本発明によるガラス基板１００は、第１の表面１１０ａと、第２の表面１１０ｂとを有する。また、ガラス基板１００は、貫通孔１５０を有する。この貫通孔１５０は、ガラス基板１００の第１の表面１１０ａに設けられた第１の開口１８０ａから、第２の表面１１０ｂに設けられた第２の開口１８０ｂまで貫通している。
　ここで、本発明によるガラス基板１００において、第１の表面１１０ａおよび／または第２の表面１１０ｂは、ガラス基板１００を化学強化処理することにより形成された、化学強化層１１５ａおよび／または１１５ｂを有するという特徴を有する。
　これにより、ガラス基板１００の表面の、貫通孔１５０の開口１８０ａ、１８０ｂの外周部（図１のＲ部参照）の強度が向上する。従って、本発明では、小さな応力負荷によって、貫通孔１５０の開口１８０ａ、１８０ｂの外周部において、ワレやクラックが生じるという問題を有意に抑制することができる。
　化学強化層１１５ａ、１１５ｂの厚さは、これに限られるものではないが、例えば、1μｍ～３０μｍの範囲であり、好ましくは、５μｍ～２５μｍの範囲である。通常の化学強化処理では、大きな表面圧縮応力を付与するために、化学強化層を深くすることが要求されるが、図２に示すような貫通孔が複数形成される板厚の薄いガラス基板においては、化学強化処理を深くまで行うと、ガラス全体がイオン交換されてしまう。その場合、表面圧縮応力は、大きくならないため、化学強化層１１５ａ、１１５ｂは、深すぎないことが好ましい。また、化学強化層１１５ａ、１１５ｂが厚くなりすぎると、内部の引張応力が大きくなりすぎることから、ガラス基板１００の脆性が低下するおそれがある。また、逆に薄すぎると、十分に化学強化処理の効果が得られない場合がある。
　また、本発明のガラス基板１００は、化学強化処理した表面（１１０ａおよび／または１１０ｂ）における表面圧縮応力が５００ＭＰａ以上、特に６５０ＭＰａ以上であることが好ましい。表面圧縮応力が５００ＭＰａ未満の場合、十分な化学強化処理の効果が得られない場合がある。
　なお、ガラス基板の表面圧縮応力および化学強化層の厚さは、例えば、折原製作所社製表面応力計ＦＳＭ－６０００などの表面応力計により、容易に測定することができる。
　本発明のガラス基板１００は、通常の場合、厚さが０．０１ｍｍ～５ｍｍの範囲にある。ガラス基板の厚さが５ｍｍよりも厚くなると、貫通孔の形成に時間がかかり、また０．０１ｍｍ未満になると、加工の際にワレなどの問題が生じるようになるからである。本発明のガラス基板１００の厚さは、０．０２～３ｍｍであることがより好ましく、０．０２～１ｍｍであることがさらに好ましい。特に、本発明のガラス基板１００の厚さは、０．０５ｍｍ以上０．４ｍｍ以下であることが特に好ましい。
　本発明のガラス基板１００は、４０ｗｔ％以上のＳｉＯ２を含む。ＳｉＯ２含有量は、例えば、５５ｗｔ％～７５ｗｔ％の範囲であっても良い。ＳｉＯ２含有量がこれより多くなると、貫通孔の形成の際に、ガラス基板の裏面に、クラックが発生する可能性が高くなる。その他の成分については特に限定されず、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＺｒＯ２等を任意の量で、任意に組み合わせたものを使用することができる。
　本発明のガラス基板１００は、複数の貫通孔１５０を有する。各貫通孔１５０は、円形であっても良い。この場合、貫通孔１５０の直径は、本発明のガラス基板１００の用途によっても異なるが、一般的には、５μｍ～５００μｍの範囲にあることが好ましい。貫通孔１５０の直径は、本発明のガラス基板１００を、上記のような多層回路基板の絶縁層として用いる場合、貫通孔の直径は、０．０１ｍｍ～０．２ｍｍであることがより好ましく、０．０２ｍｍ～０．１ｍｍであることがさらに好ましい。また、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）技術を適用し、本発明のガラス基板１００をウェハ上に積層して、圧力センサ等に用いるＩＣチップを形成することができる。この場合における空気を取り入れるための貫通孔１５０の直径は、０．１～０．５ｍｍであることがより好ましく、０．２～０．４ｍｍであることがさらに好ましい。さらにこの場合、空気孔とは別の電極取り出し用の貫通孔１５０の直径は、０．０１～０．２ｍｍであることがより好ましく、０．０２～０．１ｍｍであることがさらに好ましい。特に、本発明のガラス基板１００をインターポーザなどの貫通電極用基板として用いる場合には、貫通孔１５０の直径は、０．００５～０．０７５ｍｍであることがより好ましく、０．０１～０．０５ｍｍであることがさらに好ましい。
　なお、後述するように、本発明のガラス基板１００において、上記円形の貫通孔１５０の第１の開口１８０ａの直径と、第２の開口１８０ｂの直径とは、異なる場合がある。この場合、「貫通孔１５０の直径」とは、両開口１８０ａ、１８０ｂのうちの大きい方の直径を意味するものとする。
　大きいほうの直径（ｄｌ）と、小さいほうの直径（ｄｓ）の比（ｄｓ／ｄｌ）は、０．２～０．９９であることが好ましく、０．５～０．９０であることがより好ましい。
　本発明のガラス基板１００において、貫通孔１５０の数密度は、本発明のガラス基板１００の用途によっても異なるが、一般的には０．１個／ｍｍ２～１０，０００個／ｍｍ２の範囲である。本発明のガラス基板１００を、上記に説明したような多層回路基板の絶縁層として用いる場合、貫通孔１５０の数密度は、３個／ｍｍ２～１０，０００個／ｍｍ２の範囲であることが好ましく、２５個／ｍｍ２～１００個／ｍｍ２の範囲であることがより好ましい。また、ウェハレベルパッケージ（ＷＬＰ）技術を適用し、本発明のガラス基板１００をウェハ上に積層して、圧力センサ等に用いるＩＣチップを形成する場合、貫通孔１５０の数密度は、１個／ｍｍ２～２５個／ｍｍ２であることが好ましく、２個／ｍｍ２～１０個／ｍｍ２の範囲であることがより好ましい。本発明のガラス基板１００をインターポーザなどの貫通電極用の基板として用いる場合には、貫通孔１５０の数密度は、０．１個／ｍｍ２～１，０００個／ｍｍ２であることがより好ましく、０．５個／ｍｍ２～５００個／ｍｍ２であることがさらに好ましい。
　本発明のガラス基板１００は、エキシマレーザ光の波長に対する吸収係数が、３ｃｍ－１以上であることが好ましい。この場合、貫通孔１５０の形成がより容易となる。より効果的にエキシマレーザ光を吸収させるためには、ガラス基板１００中の鉄（Ｆｅ）の含有率は、２０質量ｐｐｍ以上であることが好ましく、０．０１質量％以上であることがより好ましく、０．０３質量％以上であることがさらに好ましく、０．０５質量％以上であることが特に好ましい。一方、Ｆｅの含有率が多い場合は、着色が強くなり、レーザ加工時の位置あわせが難しくなるという問題がある。Ｆｅの含有率は０．２質量％以下であることが好ましく、０．１質量％以下であることがより好ましい。
　なお、本発明のガラス基板において、貫通孔の断面積は、第１の開口から第２の開口に向かって、単調に減少していても良い。この特徴について、図３を用いて説明する。
　図３には、本発明における別のガラス基板の断面図の一例を示す。
　図３に示すように、このガラス基板２００は、第１の表面２１０ａと、第２の表面２１０ｂとを有する。また、ガラス基板２００は、貫通孔２５０を有する。この貫通孔２５０は、ガラス基板２００の第１の表面２１０ａに設けられた第１の開口２８０ａから、第２の表面２１０ｂに設けられた第２の開口２８０ｂまで貫通している。なお、図３では、明確化のため、化学強化層が省略されていることに留意する必要がある。
　貫通孔２５０の第１の開口２８０ａでの直径は、Ｌ１であり、第２の開口２８０ｂでの直径は、Ｌ２である。
　ここで、前述の図２における貫通項１５０とは異なり、貫通孔２５０は、「テーパ角」αを有する。ここで、テーパ角αとは、ガラス基板２００の第１の表面２１０ａ（および第２の表面２１０ｂ）の法線（図の点線）と、貫通孔２５０の壁面２７０とがなす角度を意味する。
　なお、図３では、ガラス基板２００の法線と、貫通孔２５０の右側の壁面２７０ａとがなす角度をαとしているが、同図において、ガラス基板２００の法線と貫通孔の左側の面２７０ｂとがなす角も同様にテーパ角αであり、通常は、右側のテーパ角αと左側のテーパ角αとは、ほぼ同じ値を示す。
　本発明のガラス基板２００において、テーパ角αは、０．１゜～２０゜の範囲にあることが好ましい。ガラス基板２００の貫通孔２５０がこのようなテーパ角αを有する場合、ワイヤボンディング処理を行う際に、ガラス基板２００の第１の表面２１０ａ側から貫通孔２５０の内部にまで、ワイヤを、速やかに挿入することが可能となる。また、これにより、ガラス基板２００の上下に積層されたプリント回路基板の導電層同士を、ガラス基板２００の貫通孔２５０を介して、より容易かつ確実に接続することが可能になる。テーパ角αは、特に、０．５゜～１０゜の範囲であることが好ましい。
　後述するように、本発明によるガラス基板の製造方法では、テーパ角αを任意に調整することができる。
　なお、本願では、ガラス基板の貫通孔のテーパ角αは、以下のようにして求めることができる：
　ガラス基板２００の第１の表面２１０ａ側の開口２８０ａにおける貫通孔２５０の直径Ｌ１を求める；
　ガラス基板２００の第２の表面２１０ｂ側の開口２８０ｂにおける貫通孔２５０の直径Ｌ２を求める；
　ガラス基板２００の厚さを求める；
　貫通孔２５０全体において、テーパ角αは、均一であると仮定して、上記測定値から、テーパ角αが算出される。
　本発明のガラス基板は、半導体用デバイス部材用、より詳しくは、多層回路基板の絶縁層、ウェハレベルパッケージ、電極取り出し用の貫通穴、インターポーザなどの用途に好適に用いられる。
　（本発明によるガラス基板の製造方法について）
　次に、図４を参照して、前述のような特徴を有する本発明のガラス基板の製造方法について、説明する。
　図４には、本発明のガラス基板を製造する際に使用される製造装置構成図の一例を示す。
　図４に示すように、製造装置４００は、エキシマレーザ光発生装置４１０と、マスク４３０と、ステージ４４０とを備える。エキシマレーザ光発生装置４１０とマスク４３０との間には、複数のミラー４５０～４５１およびホモジナイザー４６０が配置される。また、マスク４３０とステージ４４０との間には、別のミラー４５２および投影レンズ４７０が配置される。
　マスク４３０は、例えば、貫通開口を有する金属板等で構成されても良い。金属板の材料としては、例えば、クロム（Ｃｒ）、およびステンレス鋼等が使用される。この場合、マスク４３０に入射されたレーザ光は、貫通開口を介して、放射されることになる。
　あるいは、マスク４３０は、例えば、レーザ光に対して透明な基材（透明基材）上に、反射層のパターンが配置された構成を有する。従って、マスク４３０において、透明基材上に反射層が設置されている箇所は、レーザ光を遮断し、反射層が設置されていない箇所は、レーザ光を透過することができる。
　ステージ４４０上には、被加工対象となるガラス基板４２０が配置される。ステージ４４０を２次元的に、または３次元的に移動することにより、ガラス基板４２０を任意の位置に移動することができる。
　このような製造装置４００の構成において、エキシマレーザ光発生装置４１０から生じたエキシマレーザ光４９０は、第１のミラー４５０、ホモジナイザー４６０および第２のミラー４５１を通り、マスク４３０に入射される。なお、エキシマレーザ光４９０は、ホモジナイザー４６０を通過した際に、均一な強度のレーザ光に調整される。
　マスク４３０は、例えば、前述のように、レーザ光に対して透明な基材上に、反射層のパターンを有する。このため、エキシマレーザ光４９０は、反射層のパターン（より詳しくは、反射層の設置されていない部分）に対応したパターンで、マスク４３０から放射される。
　その後、マスク４３０を透過したレーザ光４９０は、第３のミラー４５２によって方向調整され、投影レンズ４７０によって縮小投影され、ステージ４４０上に指示されたガラス基板４２０に入射される。このレーザ光４９０によって、ガラス基板４２０に、同時に複数の貫通孔が形成される。
　ガラス基板４２０に貫通孔が形成された後、ステージ４４０上でガラス基板４２０を移動させてから、再度、ガラス基板４２０にエキシマレーザ光４９０を照射しても良い。これにより、ガラス基板４２０の表面の所望の部分に、所望の貫通孔を形成することができる。すなわち、本方法では、公知のステップ・アンド・リピート法を適用することができる。
　なお、投影レンズ４７０は、ガラス基板４２０の表面の加工領域の全体に、エキシマレーザ光４９０を照射し、貫通孔を一度に形成できるものが好ましい。しかしながら、通常、全貫通孔を一度に形成し得る照射フルエンスを得ることは難しい場合が多い。そこで実際は、マスク４３０を通過したエキシマレーザ光４９０を、投影レンズ４７０によって縮小投影することにより、ガラス基板４２０の表面におけるエキシマレーザ光４９０の照射フルエンスを増加させ、貫通孔を形成するために必要な照射フルエンスを確保する。
　投影レンズ４７０での縮小投影を利用することにより、ガラス基板４２０の表面におけるエキシマレーザ光４９０の断面積を、マスク４３０を通過した直後のエキシマレーザ光４９０の断面積に対して、１／１０とすれば、照射フルエンスを１０倍にすることができる。縮小率が１／１０の投影レンズを用い、エキシマレーザ光の断面面積を１／１００とすることにより、ガラス基板４２０の表面におけるエキシマレーザ光の照射フルエンスを、発生装置４１０から発生した直後のエキシマレーザ光の１００倍とすることができる。
　図５には、本発明のガラス基板の製造方法のフローの一例を概略的に示す。
　図５に示すように、本発明のガラス基板の製造方法は、
　（１）ガラス基板を準備するステップ（ステップＳ１１０）と、
　（２）前記ガラス基板を、エキシマレーザ光発生装置からのエキシマレーザ光の光路上に配置するステップ（ステップＳ１２０）と、
　（３）前記エキシマレーザ光発生装置と、前記ガラス基板との間の前記光路上に、マスクを配置するステップ（ステップＳ１３０）と、
　（４）前記エキシマレーザ光発生装置から、前記光路に沿って前記ガラス基板に、前記エキシマレーザ光を照射するステップであって、これにより、前記ガラス基板に前記貫通孔が形成されるステップ（ステップＳ１４０）と、
　（５）得られた貫通孔を有するガラス基板を化学強化処理するステップ（ステップＳ１５０）と、
　を有する。
　以下、各ステップについて説明する。
　（ステップＳ１１０）
　最初に、ガラス基板が準備される。ガラス基板の好ましい組成等は、前述の通りである。ガラス基板は、４０ｗｔ％以上のＳｉＯ２を含み、ガラス転移温度が４００℃～７００℃の範囲にあるものが好ましい。また、５０℃～３５０℃における平均熱膨張係数が２０×１０－７／Ｋ～１００×１０－７／Ｋの範囲にあるものが好ましい。
　（ステップＳ１２０）
　次に、前記ガラス基板は、エキシマレーザ光発生装置からのエキシマレーザ光の光路上に配置される。図４に示したように、ガラス基板４２０は、ステージ４４０上に配置されても良い。
　エキシマレーザ光発生装置４１０から放射されるエキシマレーザ光４９０としては、発振波長が２５０ｎｍ以下であれば、使用することができる。出力の観点からは、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、またはＦ２エキシマレーザ（波長１５７ｎｍ）が好ましい。取扱いとガラスの吸収の観点からは、ＡｒＦエキシマレーザがより好ましい。
　また、エキシマレーザ光４９０として、パルス幅が短いものを用いた場合、ガラス基板４２０の照射部位における熱拡散距離が短くなり、ガラス基板に対する熱影響を抑えることができる。この観点からは、エキシマレーザ光４９０のパルス幅は、１００ｎｓｅｃ以下であることが好ましく、５０ｎｓｅｃ以下であることがより好ましく、３０ｎｓｅｃ以下であることがさらに好ましい。
　また、エキシマレーザ光４９０の照射フルエンスは、１Ｊ／ｃｍ２以上とすることが好ましく、２Ｊ／ｃｍ２以上とすることがより好ましい。エキシマレーザ光４９０の照射フルエンスが低すぎると、アブレーションを誘起することができず、ガラス基板に貫通孔を形成することが難しくなる。一方、エキシマレーザ光４９０の照射フルエンスが２０Ｊ／ｃｍ２を超えると、ガラス基板にクラックや割れが発生し易くなる傾向がある。エキシマレーザ光４９０の照射フルエンスの好適範囲は、使用するエキシマレーザ光４９０の波長域や加工されるガラス基板の種類等によっても異なるが、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）の場合、２～２０Ｊ／ｃｍ２であることが好ましい。また、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）の場合、１～１５Ｊ／ｃｍ２であることが好ましい。
　なお、特に説明がない限り、エキシマレーザ光４９０の照射フルエンスの値は、加工されるガラス基板の表面における値を意味するものとする。また、このような照射フルエンスは、加工面上でエネルギーメータを使用して測定した値を意味するものとする。
　（ステップＳ１３０）
　次に、前記エキシマレーザ光発生装置４１０と、前記ガラス基板４２０との間に、マスク４３０が配置される。
　マスク４３０は、前述のように、例えば、貫通開口を有する金属板等で構成される。金属板の材料としては、例えば、クロム（Ｃｒ）、およびステンレス鋼等が使用される。
　あるいは、マスク４３０は、透明基材上に反射層のパターンを形成することにより構成されても良い。透明基材は、レーザ光４９０に対して透明である限り、材質は特に限定されない。透明基材の材質は、例えば、合成石英、溶融石英、パイレックス（登録商標）、ソーダライムガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス等であっても良い。
　一方、反射層は、レーザ光４９０を効率的に遮断する性質を有する限り、材質は特に限定されない。反射層は、例えば、クロム、銀、アルミニウム、および／または金等の金属で構成されても良い。
　また、マスク４３０の大きさ、マスク４３０の反射層パターンの形状、配置等は、特に限定されない。
　（ステップＳ１４０）
　次に、マスク４３０を介して、エキシマレーザ光発生装置４１０からガラス基板４２０に、エキシマレーザ光４９０が照射される。
　エキシマレーザ光４９０をガラス基板４２０に照射する際には、エキシマレーザ光の繰り返し周波数と照射時間とを調整することで、ショット数を調整することができる（ショット数＝繰り返し周波数×照射時間）。
　照射フルエンス（Ｊ／ｃｍ２）とショット数（回）とガラス基板の厚さ（ｍｍ）との積が、１，０００～３０，０００となるように、エキシマレーザ光４９０をガラス基板４２０に照射することが好ましい。
　この範囲は、ガラス基板４２０の種類や性状（特にガラス転移温度Ｔｇに関連すると推定する）にもよるが、概ね１，０００～２０，０００であることがより好ましく、２，０００～１５，０００であることがより好ましく、３，０００～１０，０００であることがさらに好ましい。照射フルエンスとショット数との積がこのような範囲であると、よりクラックが形成され難いからである。照射フルエンスは１～２０Ｊ／ｃｍ２であることが好ましい。
　また、エキシマレーザ光の照射フルエンスが大きいと、テーパ角αが小さくなる傾向がある。逆に、照射フルエンスが小さいと、テーパ角αは、大きくなる傾向にある。そこで、照射フルエンスを調整することで、所望のテーパ角αの貫通孔を有するガラス基板を得ることができる。テーパ角αは、０．１゜～２０゜の範囲であっても良い。
　なお、通常、半導体回路作製ウェハサイズは、６～８インチ程度である。また、上記のように投影レンズ４７０によって縮小投影した場合、ガラス基板の表面での加工領域は、通常数ｍｍ角程度となる。従って、ガラス基板４２０の加工希望領域全体にエキシマレーザ光を照射するには、一箇所の加工が終了した後、エキシマレーザ光を移動するか、ガラス基板４２０を移動する必要がある。どちらかといえば、エキシマレーザ光に対してガラス基板４２０を移動させることが好ましい。光学系を駆動する必要がなくなるからである。
　また、ガラス基板４２０にエキシマレーザ光を照射すると、デブリ（飛散物）が発生する場合がある。また、このデブリが貫通孔の内部に堆積すると、加工されたガラス基板の品質や加工レートが劣化する場合がある。従って、ガラス基板へのレーザ照射と同時に、吸引もしくは吹き飛ばし処理により、デブリの除去を行っても良い。
　（ステップＳ１５０）
　次に、得られた貫通孔を有するガラス基板は、化学強化処理される。
　化学強化処理の条件は、特に限られない。例えば、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）、または硝酸カリウム（ＫＮＯ３）を主成分とする硝酸塩等のカリウム塩を含む溶融塩中に、ガラス基板を浸漬することにより、化学強化処理を行っても良い。この場合、ガラス基板表面のナトリウム（Ｎａ）および／またはリチウム（Ｌｉ）が、カリウム（Ｋ）とイオン交換され、ガラス基板表面の化学強化が可能となる。
　また、処理温度および処理時間は、特に限られない。例えば、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）溶融塩を使用する場合、処理温度は、３５０℃～５００℃の範囲であっても良い。また、処理時間は、１時間～１２時間の範囲であっても良い。なお、１μｍ～３０μｍの範囲の化学強化層を有し、５００ＭＰａ以上の表面圧縮層を形成するためには、処理温度を４００℃～４５０℃と比較的低くし、処理時間を１～４時間と比較的短くすることが好ましい。
　これにより、ガラス基板の表面に、化学強化層が形成される。化学強化層の厚さは、例えば、１μｍ～３０μｍの範囲である。
　以上の工程により、本発明による半導体デバイス貫通電極形成用のガラス基板を製造することができる。
　次に、本発明の実施例について説明する。
　（例１）
　図４に示した製造装置を用いて、以下の手順で、複数の貫通孔を有するガラス基板を製造する。
　（ガラス基板の製造）
　初めに、以下の手順で、板状のガラスを製作する。
　まず、ＳｉＯ２が７２．８ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３が１．９ｗｔ％、ＭｇＯが３．７ｗｔ％、ＣａＯが８．１ｗｔ％、Ｎａ２Ｏが１３．１ｗｔ％、Ｋ２Ｏが０．３ｗｔ％となるように、原料粉末を１ｋｇ秤量し、混合する。さらに、この原料粉末に、ＳＯ３換算で０．４ｗｔ％となるように、硫酸ナトリウムを添加する。次に、原料粉末を白金るつぼに入れ、１６００℃で３時間保持し、混合粉末を溶融させる。この溶融物を脱泡処理し、均質化させてから、溶融物を型内に流し入れる。その後、型を徐冷して、ガラスサンプルを得る。
　得られたガラスサンプルは、縦１００ｍｍ×横１００ｍｍ×厚さ０．３ｍｍとなるように切断、研削する。さらに、ガラスサンプルを鏡面加工して、被加工用ガラス基板を得る。
　このガラス基板の密度は、２．４９ｇ／ｃｍ３であり、ヤング率は、約７３ＧＰａである。また、ガラス基板の５０℃～３５０℃における平均熱膨張係数は、８８×１０－７／Ｋである。また、ガラス転移温度は、５４０℃であり、歪点は、５２８℃である。
　密度は、アルキメデス法により、ヤング率は、曲げ共振法により、ガラス転移温度および５０℃～３５０℃における平均熱膨張係数は、示差熱膨張計（ＴＭＡ）により、歪点は、ＪＩＳ－Ｒ３１０３に基づくファイバーエロンゲーション法により測定する。
　表１の「例１」の欄には、使用したガラス基板の組成、密度、ヤング率、平均膨張係数、転移温度および歪点をまとめて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 　次に、図４に示すように、エキシマレーザ光の発生装置４１０を配置する。なお、エキシマレーザ光の発生装置４１０には、ＬＰＸ　Ｐｒｏ　３０５（コヒレント社製）を用いる。この装置は、最大パルスエネルギー：０．６Ｊ、繰り返し周波数：５０Ｈｚ、パルス幅：２５ｎｓ、発生時ビームサイズ：１０ｍｍ×２４ｍｍ、発振波長：１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザ光を発生できる装置である。
　次に、図４に示すように、前述の方法で作製したガラス基板４２０を、ステージ４４０上に配置する。
　次に、エキシマレーザ光の発生装置４１０とガラス基板４２０の間に、マスク４３０を配置する。図６には、使用したマスク４３０の構成を概略的に示す。
　図６に示すように、使用したマスク４３０は、縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのステンレス鋼基板４３２の第１の表面４３４の一部に、貫通開口の配列部４３５を有するものである。貫通開口の配列部４３５は、ステンレス鋼基板４３２の第１の表面４３４のほぼ中央の領域に設置する。
　図６の右側に示すように、貫通開口の配列部４３５は、直径０．４ｍｍの円形の貫通開口４３７が縦横に２次元的に配列された配列パターンを有する。貫通開口４３７は、縦横いずれも０．６ｍｍピッチで、縦に１６個、横に４０個配列する。
　貫通開口４３７は、ＡｒＦエキシマレーザ光を透過することができる。これに対して、マスク４３０のその他の領域は、ＡｒＦエキシマレーザ光を反射する。
　次に、マスク４３０とガラス基板４２０の間に、投影レンズ４７０を配置する。投影レンズ４７０は、焦点距離が１００ｍｍのレンズであり、光路上におけるマスク４３０との距離が１１００ｍｍ、ガラス基板４２０の加工面（ステージ４４０に接していない方の表面）との距離が１１０ｍｍになるように配置する。この場合、投影レンズ４７０の縮小率は、１／１０となり、１／１０に縮小されたマスクパターンがガラス基板４２０に投影される。すなわち、エキシマレーザ光の発生装置４１０から、１０ｍｍ×２４ｍｍのビームサイズで発生したエキシマレーザ光４９０は、ガラス基板４２０の加工面に到達した時点で、１．０ｍｍ×２．４ｍｍのビームサイズとなるように縮小される（面積比＝１／１００）。
　なお、ガラス基板４２０にレーザ加工を実施する前に、ガラス基板４２０の加工面におけるエキシマレーザ光４９０の照射フルエンスをエネルギーメータで測定する。その結果、照射フルエンスは、ビーム伝送系のロス等による減少分と、ビーム縮小による向上分とを併せて、最大１１Ｊ／ｃｍ２程度である。
　このような製造装置を用いて、ガラス基板４２０の加工面にエキシマレーザ光４９０を照射する。なお、照射の際には、ガラス基板４２０の加工面での照射フルエンスが７Ｊ／ｃｍ２となるように、レーザ光１９０をアッテネーターで調整する。レーザ光４９０の照射により、ガラス基板４２０には、１６×４０＝６４０箇所の貫通開口が同時に形成される。
　次に、ステージを所定量移動させ、その度に、同様の操作を繰り返す。これにより、ガラス基板の中央の縦９．６ｍｍ×横９．６ｍｍの領域に、多数の貫通孔を形成する。なお、貫通孔の密度は、２８９個／ｃｍ２である。
　なお、加工後のガラス基板には、外観上、クラックは、認められない。
　次に、得られたガラス基板を用いて、第１の表面および第２の表面の両方に、化学強化処理を行う。化学強化処理は、大気下、４００℃の硝酸カリウムの溶融液中に、ガラス基板を４８０分浸漬させることにより実施する。
　これにより、例１に係るガラス基板を得る。
　（ガラス基板の評価）
　次に、得られたガラス基板について、化学強化層の厚さを測定する。測定には、折原製作所社製の表面応力計（ＦＳＭ－６０００）を使用する。測定の結果、ガラス基板の両表面に形成された化学強化層の厚さは、いずれも約１０μｍである。
　また、得られたガラス基板の表面圧縮応力を測定する。測定には、折原製作所社製の表面応力計（ＦＳＭ－６０００）を使用する。
　測定の結果、両表面における表面圧縮応力は、いずれも約６６０ＭＰａである。
　表２の「例１」の欄には、例１に係るガラス基板の化学強化層の厚さと、表面圧縮応力とを合わせて示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 　このように、例１のガラス基板では、厚さが約１０μｍの化学強化層が形成され、これにより、５００ＭＰａ以上の表面圧縮応力を有するガラス基板が得られる。このような大きな表面圧縮応力を有するガラス基板では、半導体デバイス貫通電極用の基板材料として使用した場合であっても、ワレやクラックの発生を有意に抑制することができると考えられる。
　（例２）
　例１と同様の方法で、多数の貫通孔を有するガラス基板を製作し、さらにこのガラス基板に化学強化処理を実施する。
　ただし、例２では、板状のガラスの組成は、ＳｉＯ２６０．９ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３９．６ｗｔ％、ＭｇＯ７．０ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ１１．７ｗｔ％、Ｋ２Ｏ５．９ｗｔ％、およびＺｒＯ２４．８ｗｔ％とした。ＣａＯは、添加していない。板状のガラスのその他の製造条件は、例１の場合と同様である。
　前述の表１の「例２」の欄には、ガラス基板の組成および各種特性をまとめて示す。得られたガラス基板の密度は、２．５２ｇ／ｃｍ３であり、ヤング率は、約７８ＧＰａである。また、ガラス基板の５０℃～３５０℃における平均熱膨張係数は、９１×１０－７／Ｋである。また、ガラス転移温度は、６２０℃であり、歪点は、５７８℃である。
　また、ガラス基板に対するレーザ加工条件、および化学強化条件は、例１の場合と同様である。ただし、この例２では、化学強化処理の時間（ガラス基板を溶融ＫＮＯ３中に浸漬させる時間）は、９０分とする。
　例２に係るガラス基板を用いて、化学強化層の厚さおよび表面圧縮応力を測定する。結果を、前述の表２の「例２」の欄に示す。
　化学強化層の厚さは、両表面とも、１５μｍである。また、得られたガラス基板の表面圧縮応力は、いずれの表面においても、約８５０ＭＰａである。
　このような大きな表面圧縮応力を有するガラス基板では、半導体デバイス貫通電極用の基板材料として使用した場合であっても、ワレやクラックの発生を有意に抑制することができると考えられる。
　（例３）
　例１と同様の方法で、多数の貫通孔を有するガラス基板を製作し、さらにこのガラス基板に化学強化処理を実施する。
　ただし、例３では、板状のガラスの組成は、ＳｉＯ２６２．２ｗｔ％、Ａｌ２Ｏ３１７．２ｗｔ％、ＭｇＯ３．９ｗｔ％、ＣａＯ０．６ｗｔ％、Ｎａ２Ｏ１２．８ｗｔ％、およびＫ２Ｏ３．５ｗｔ％とした。ＺｒＯ２は、添加していない。板状のガラスのその他の製造条件は、例１の場合と同様である。
　前述の表１の「例３」の欄には、ガラス基板の組成および各種特性をまとめて示す。得られたガラス基板の密度は、２．４６ｇ／ｃｍ３であり、ヤング率は、約７３ＧＰａである。また、ガラス基板の５０℃～３５０℃における平均熱膨張係数は、９３×１０－７／Ｋである。また、ガラス転移温度は、５９５℃であり、歪点は、５５３℃である。
　また、ガラス基板に対するレーザ加工条件、および化学強化条件は、例１の場合と同様である。ただし、この例３では、化学強化処理の時間（ガラス基板を溶融ＫＮＯ３中に浸漬させる時間）は、１２０分とする。
　例３に係るガラス基板を用いて、化学強化層の厚さおよび表面圧縮応力を測定した。結果を、前述の表２の「例３」の欄に示す。
　化学強化層の厚さは、両表面とも、２０μｍである。また、得られたガラス基板の表面圧縮応力は、いずれの表面においても、約７５０ＭＰａである。
　このような大きな表面圧縮応力を有するガラス基板では、半導体デバイス貫通電極用の基板材料として使用した場合であっても、ワレやクラックの発生を有意に抑制することができると考えられる。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
　本出願は、２０１０年４月２０日出願の日本特許出願２０１０－０９７２２５に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明は、半導体用デバイス部材用、より詳しくは、多層回路基板の絶縁層、ウェハレベルパッケージ、電極取り出し用の貫通穴、インターポーザなどの用途に好適に用いられるガラス基板に利用することができる。
　１　　従来のガラス基板
　１ａ　第１の表面
　１ｂ　第２の表面
　５　　貫通孔
　１００　　本発明のガラス基板
　１１０ａ　第１の表面
　１１０ｂ　第２の表面
　１１５ａ、１１５ｂ　化学強化層
　１５０　　貫通孔
　１８０ａ　第１の開口
　１８０ｂ　第２の開口
　２００　　別のガラス基板
　２１０ａ　第１の表面
　２１０ｂ　第２の表面
　２５０　　貫通孔
　２７０　　貫通孔の壁面
　２８０ａ　第１の開口
　２８０ｂ　第２の開口
　α　　　テーパ角
　Ｌ１　　貫通孔の第１の開口の直径
　Ｌ２　　貫通孔の第２の開口の直径
　４００　製造装置
　４１０　エキシマレーザ光の発生装置
　４２０　ガラス基板
　４３０　マスク
　４３２　ステンレス鋼基板
　４３４　第１の表面
　４３５　貫通開口の配列部
　４３７　貫通開口
　４４０　ステージ
　４５０～４５２　ミラー
　４６０　ホモジナイザー
　４７０　投影レンズ
　４９０　エキシマレーザ光

Claims (7)

  1. 　第１の表面と第２の表面とを有し、前記第１の表面から前記第２の表面まで延在する貫通孔を有する、半導体デバイス貫通電極用のガラス基板であって、
    　前記第１および第２の表面の少なくとも一方は、化学強化されていることを特徴とする半導体デバイス貫通電極用のガラス基板。
  2. 　厚さが０．０１ｍｍ～５ｍｍの範囲にあることを特徴とする請求項１に記載のガラス基板。
  3. 　前記化学強化された表面における化学強化層の厚さは、１μｍ～３０μｍの範囲であ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。
  4. 　表面圧縮応力は、５００ＭＰａ以上であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一つに記載のガラス基板。
  5. 　ＳｉＯ２を５５ｗｔ％～７５ｗｔ％の範囲で含有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載のガラス基板。
  6. 　前記貫通孔の前記第１の表面における孔密度は、０．１個／ｍｍ２～１０，０００個／ｍｍ２の範囲であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一つに記載のガラス基板。
  7. 　前記貫通孔は、０．１゜～２０゜のテーパ角を有するテーパ形状を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一つに記載のガラス基板。
PCT/JP2011/059317 2010-04-20 2011-04-14 半導体デバイス貫通電極用のガラス基板 Ceased WO2011132600A1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11771935A EP2562805A1 (en) 2010-04-20 2011-04-14 Glass substrate for semiconductor device via
KR1020127026584A KR20130059325A (ko) 2010-04-20 2011-04-14 반도체 디바이스 관통 전극용 유리 기판
CN2011800195606A CN102844857A (zh) 2010-04-20 2011-04-14 半导体器件贯通电极用的玻璃基板
JP2012511632A JPWO2011132600A1 (ja) 2010-04-20 2011-04-14 半導体デバイス貫通電極用のガラス基板
US13/650,391 US20130034688A1 (en) 2010-04-20 2012-10-12 Glass substrate for forming through-substrate via of semiconductor device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-097225 2010-04-20
JP2010097225 2010-04-20

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
US13/650,391 Continuation US20130034688A1 (en) 2010-04-20 2012-10-12 Glass substrate for forming through-substrate via of semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011132600A1 true WO2011132600A1 (ja) 2011-10-27

Family

ID=44834121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/059317 Ceased WO2011132600A1 (ja) 2010-04-20 2011-04-14 半導体デバイス貫通電極用のガラス基板

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20130034688A1 (ja)
EP (1) EP2562805A1 (ja)
JP (1) JPWO2011132600A1 (ja)
KR (1) KR20130059325A (ja)
CN (1) CN102844857A (ja)
TW (1) TW201201334A (ja)
WO (1) WO2011132600A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2880686A1 (en) * 2012-08-03 2015-06-10 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Incorporation of passives and fine pitch through via for package on package
US9396969B2 (en) 2014-02-20 2016-07-19 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Glasswork component, manufacturing method thereof, and manufacturing method of electronic device

Families Citing this family (55)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8539794B2 (en) * 2011-02-01 2013-09-24 Corning Incorporated Strengthened glass substrate sheets and methods for fabricating glass panels from glass substrate sheets
WO2014079478A1 (en) 2012-11-20 2014-05-30 Light In Light Srl High speed laser processing of transparent materials
EP2754524B1 (de) 2013-01-15 2015-11-25 Corning Laser Technologies GmbH Verfahren und Vorrichtung zum laserbasierten Bearbeiten von flächigen Substraten, d.h. Wafer oder Glaselement, unter Verwendung einer Laserstrahlbrennlinie
US9012912B2 (en) * 2013-03-13 2015-04-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Wafers, panels, semiconductor devices, and glass treatment methods
EP2781296B1 (de) 2013-03-21 2020-10-21 Corning Laser Technologies GmbH Vorrichtung und verfahren zum ausschneiden von konturen aus flächigen substraten mittels laser
JP6288499B2 (ja) * 2013-10-03 2018-03-07 日本電気硝子株式会社 強化ガラス板及びこれを用いた携帯端末
US10293436B2 (en) 2013-12-17 2019-05-21 Corning Incorporated Method for rapid laser drilling of holes in glass and products made therefrom
US9701563B2 (en) 2013-12-17 2017-07-11 Corning Incorporated Laser cut composite glass article and method of cutting
US11556039B2 (en) 2013-12-17 2023-01-17 Corning Incorporated Electrochromic coated glass articles and methods for laser processing the same
US9676167B2 (en) 2013-12-17 2017-06-13 Corning Incorporated Laser processing of sapphire substrate and related applications
US20150165560A1 (en) 2013-12-17 2015-06-18 Corning Incorporated Laser processing of slots and holes
US9850160B2 (en) 2013-12-17 2017-12-26 Corning Incorporated Laser cutting of display glass compositions
US9815730B2 (en) 2013-12-17 2017-11-14 Corning Incorporated Processing 3D shaped transparent brittle substrate
US10442719B2 (en) 2013-12-17 2019-10-15 Corning Incorporated Edge chamfering methods
KR102445217B1 (ko) 2014-07-08 2022-09-20 코닝 인코포레이티드 재료를 레이저 가공하는 방법 및 장치
KR20170028943A (ko) * 2014-07-14 2017-03-14 코닝 인코포레이티드 조정가능한 레이저 빔 촛점 라인을 사용하여 투명한 재료를 처리하는 방법 및 시스템
CN208586209U (zh) 2014-07-14 2019-03-08 康宁股份有限公司 一种用于在工件中形成限定轮廓的多个缺陷的系统
CN107073641B (zh) 2014-07-14 2020-11-10 康宁股份有限公司 接口块；用于使用这种接口块切割在波长范围内透明的衬底的系统和方法
US10335902B2 (en) 2014-07-14 2019-07-02 Corning Incorporated Method and system for arresting crack propagation
US10047001B2 (en) 2014-12-04 2018-08-14 Corning Incorporated Glass cutting systems and methods using non-diffracting laser beams
JP2018507154A (ja) 2015-01-12 2018-03-15 コーニング インコーポレイテッド マルチフォトン吸収方法を用いた熱強化基板のレーザー切断
CN107922237B (zh) 2015-03-24 2022-04-01 康宁股份有限公司 显示器玻璃组合物的激光切割和加工
WO2016160391A1 (en) 2015-03-27 2016-10-06 Corning Incorporated Gas permeable window and method of fabricating the same
US10593562B2 (en) 2015-04-02 2020-03-17 Samtec, Inc. Method for creating through-connected vias and conductors on a substrate
WO2016161434A1 (en) 2015-04-02 2016-10-06 Nanopac Technologies, Inc. Method for creating through-connected vias and conductors on a substrate
KR102499697B1 (ko) * 2015-07-10 2023-02-14 코닝 인코포레이티드 유연한 기판 시트에서의 홀의 연속 제조 방법 및 이에 관한 물품
US20170103249A1 (en) 2015-10-09 2017-04-13 Corning Incorporated Glass-based substrate with vias and process of forming the same
EP3957611A1 (en) 2016-05-06 2022-02-23 Corning Incorporated Transparent substrates with improved edge surfaces
US10410883B2 (en) 2016-06-01 2019-09-10 Corning Incorporated Articles and methods of forming vias in substrates
US10794679B2 (en) 2016-06-29 2020-10-06 Corning Incorporated Method and system for measuring geometric parameters of through holes
US10134657B2 (en) 2016-06-29 2018-11-20 Corning Incorporated Inorganic wafer having through-holes attached to semiconductor wafer
JP7090594B2 (ja) 2016-07-29 2022-06-24 コーニング インコーポレイテッド レーザ加工するための装置および方法
KR102423775B1 (ko) 2016-08-30 2022-07-22 코닝 인코포레이티드 투명 재료의 레이저 가공
KR102078294B1 (ko) 2016-09-30 2020-02-17 코닝 인코포레이티드 비-축대칭 빔 스폿을 이용하여 투명 워크피스를 레이저 가공하기 위한 기기 및 방법
LT3529214T (lt) 2016-10-24 2021-02-25 Corning Incorporated Substrato apdorojimo stotis lakšto formos stiklo substratų lazeriniam mašininiam apdorojimui
US10752534B2 (en) 2016-11-01 2020-08-25 Corning Incorporated Apparatuses and methods for laser processing laminate workpiece stacks
US10688599B2 (en) 2017-02-09 2020-06-23 Corning Incorporated Apparatus and methods for laser processing transparent workpieces using phase shifted focal lines
US10580725B2 (en) 2017-05-25 2020-03-03 Corning Incorporated Articles having vias with geometry attributes and methods for fabricating the same
US11078112B2 (en) 2017-05-25 2021-08-03 Corning Incorporated Silica-containing substrates with vias having an axially variable sidewall taper and methods for forming the same
US10626040B2 (en) 2017-06-15 2020-04-21 Corning Incorporated Articles capable of individual singulation
US12180108B2 (en) 2017-12-19 2024-12-31 Corning Incorporated Methods for etching vias in glass-based articles employing positive charge organic molecules
US11554984B2 (en) 2018-02-22 2023-01-17 Corning Incorporated Alkali-free borosilicate glasses with low post-HF etch roughness
US12009225B2 (en) 2018-03-30 2024-06-11 Samtec, Inc. Electrically conductive vias and methods for producing same
US10470300B1 (en) * 2018-07-24 2019-11-05 AGC Inc. Glass panel for wiring board and method of manufacturing wiring board
EP3905315A4 (en) 2019-03-07 2022-10-19 Absolics Inc. PACKAGING SUBSTRATE AND SEMICONDUCTOR DEVICE EQUIPPED WITH THE SAME
US20220165650A1 (en) 2019-03-07 2022-05-26 Absolics Inc. Packaging substrate and semiconductor apparatus comprising same
US11981501B2 (en) 2019-03-12 2024-05-14 Absolics Inc. Loading cassette for substrate including glass and substrate loading method to which same is applied
CN115440697B (zh) 2019-03-12 2025-08-15 爱玻索立克公司 封装基板及包括其的半导体装置
US11967542B2 (en) 2019-03-12 2024-04-23 Absolics Inc. Packaging substrate, and semiconductor device comprising same
JP2022523898A (ja) 2019-03-12 2022-04-27 アブソリックス インコーポレイテッド パッケージング基板及びその製造方法
PL3910667T3 (pl) 2019-03-29 2025-11-12 Absolics Inc. Opakowaniowe podłoże szklane dla półprzewodnika, podłoże opakowaniowe dla półprzewodnika i urządzenie półprzewodnikowe
US20200399158A1 (en) * 2019-06-20 2020-12-24 Corning Incorporated Methods and apparatus for manufacturing a glass ribbon
EP3905323B1 (en) 2019-08-23 2024-08-14 Absolics Inc. Packaging substrate and semiconductor device comprising same
TW202129882A (zh) 2019-09-30 2021-08-01 美商山姆科技公司 導電通孔和其製造方法
KR102794680B1 (ko) * 2022-12-21 2025-04-11 (재)한국나노기술원 3차원 소자 제작을 위한 미세 관통 전극이 형성된 투명 기판 및 그 제조 방법

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002126886A (ja) 2001-08-24 2002-05-08 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ穴あけ加工装置
WO2003007379A1 (en) * 2001-07-12 2003-01-23 Hitachi, Ltd. Electronic circuit component
JP2003020257A (ja) * 2001-07-04 2003-01-24 Hitachi Ltd 配線基板および半導体装置及びそれらの製造方法
JP2003152337A (ja) * 2001-11-19 2003-05-23 Kyocera Corp 多層配線基板の製造方法
JP2003238249A (ja) * 2002-02-19 2003-08-27 Kyocera Corp ガラスセラミックス並びに配線基板
JP2005088045A (ja) 2003-09-17 2005-04-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ穴あけ方法及び装置
JP2010097225A (ja) 2007-10-04 2010-04-30 Menicon Co Ltd 眼用レンズ用着色剤、眼用レンズ用材料、眼用レンズの製造方法および眼用レンズ

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7226654B2 (en) * 2003-07-29 2007-06-05 Kyocera Corporation Laminated wiring board and its mounting structure
JP2009158522A (ja) * 2007-12-25 2009-07-16 Kyocera Corp 配線基板およびその製造方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003020257A (ja) * 2001-07-04 2003-01-24 Hitachi Ltd 配線基板および半導体装置及びそれらの製造方法
WO2003007379A1 (en) * 2001-07-12 2003-01-23 Hitachi, Ltd. Electronic circuit component
JP2002126886A (ja) 2001-08-24 2002-05-08 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ穴あけ加工装置
JP2003152337A (ja) * 2001-11-19 2003-05-23 Kyocera Corp 多層配線基板の製造方法
JP2003238249A (ja) * 2002-02-19 2003-08-27 Kyocera Corp ガラスセラミックス並びに配線基板
JP2005088045A (ja) 2003-09-17 2005-04-07 Sumitomo Heavy Ind Ltd レーザ穴あけ方法及び装置
JP2010097225A (ja) 2007-10-04 2010-04-30 Menicon Co Ltd 眼用レンズ用着色剤、眼用レンズ用材料、眼用レンズの製造方法および眼用レンズ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2880686A1 (en) * 2012-08-03 2015-06-10 Qualcomm Mems Technologies, Inc. Incorporation of passives and fine pitch through via for package on package
US10115671B2 (en) 2012-08-03 2018-10-30 Snaptrack, Inc. Incorporation of passives and fine pitch through via for package on package
US9396969B2 (en) 2014-02-20 2016-07-19 Aisin Seiki Kabushiki Kaisha Glasswork component, manufacturing method thereof, and manufacturing method of electronic device

Also Published As

Publication number Publication date
EP2562805A1 (en) 2013-02-27
JPWO2011132600A1 (ja) 2013-07-18
US20130034688A1 (en) 2013-02-07
KR20130059325A (ko) 2013-06-05
TW201201334A (en) 2012-01-01
CN102844857A (zh) 2012-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011132600A1 (ja) 半導体デバイス貫通電極用のガラス基板
US11276584B2 (en) Substrate with glass sheet, resin layer and through-glass via
US8491983B2 (en) Glass substrate for semiconductor device component and process for producing glass substrate for semiconductor device component
WO2011132601A1 (ja) 半導体デバイス貫通電極形成用のガラス基板の製造方法
WO2011132603A1 (ja) 半導体デバイス貫通電極形成用のガラス基板
JP2011228495A (ja) 半導体デバイス貫通電極形成用のガラス基板の製造方法および半導体デバイス貫通電極形成用のガラス基板
JP7759156B2 (ja) ガラス貫通ビアの効率的な製造に有用なケイ酸塩ガラス組成物
JP2011178642A (ja) 貫通電極付きガラス板の製造方法および電子部品
EP3535085A1 (en) Methods of laser processing laminate workpiece stacks with forming a contour line in a first tranparent workpiece and then separating a resin layer from the first transparent workpiece
JPH11217237A (ja) レーザ加工用ガラス基材及びレーザ加工方法
WO2020241805A1 (ja) 微細構造付ガラス基板、導電層付ガラス基板、及び微細構造付ガラス基板を製造する方法
JP2016169141A (ja) 支持ガラス基板及びこれを用いた積層体
JP2011228511A (ja) 半導体デバイス貫通電極用のガラス基板およびその製造方法
US7399721B2 (en) Glass for laser processing
WO2022259963A1 (ja) ガラス物品の製造方法、ガラス物品、カバーガラス、及び表示装置
KR20250056964A (ko) 유리 기판 및 유리 기판의 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201180019560.6

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11771935

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012511632

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011771935

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20127026584

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE