JP2015156427A - ガラス加工部品及びその製造方法並びに電子装置及びその製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ガラス基板を用いた場合であっても高い製造歩留りが得られるガラス加工部品及びその製造方法並びにそのガラス加工部品を用いた電子装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ガラス基板１０の切断予定線１１に隣接するように、切断予定線に沿って、ガラス基板の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層１６を形成する工程と、切断予定線においてガラス基板を切断する工程とを有している。
【選択図】図５

Description

本発明は、ガラス加工部品及びその製造方法並びに電子装置及びその製造方法に関する。
近時では、インターポーザを用いて電子装置の高集積化を行う技術が注目されている。かかるインターポーザとしては、例えば、コア層にシリコン基板を用いたシリコンインターポーザが知られている。
しかしながら、シリコンインターポーザは、コア層が半導体により構成されている。このため、シリコン基板より成るコア層に貫通孔を形成し、かかる貫通孔内に単にビアを埋め込んだ場合には、ビア同士が短絡してしまう。このため、シリコンインターポーザにおいては、ビア同士の短絡を回避するための絶縁物を貫通孔の内壁に形成しなければならない。貫通孔の内壁に絶縁物を形成することは、低コストでインターポーザを提供する上での阻害要因となる。
そこで、コア層にガラス基板を用いたインターポーザであるガラスインターポーザが注目されている。ガラス基板は、絶縁体により構成されているため、貫通孔の内壁に絶縁物を形成することを要しない。また、ガラス基板は、シリコン基板と比較して低価格であるため、インターポーザの低コスト化に寄与し得る。
特開２０１３−１０２１３８号公報 特開２０１２−１６６９９９号公報 特表２０１３−５３７７２３号公報 国際公開第２０１１／１３２６００号
"3D Silicon & Glass Interposers", [online], 2012, Yole Developpement, ［平成26年1月27日検索］、インターネット（URL: http://www.i-micronews.com/upload/Rapports/3D_Silicon_&Glass_Interposers_sample_2012.pdf） "コスト、放熱、テスト ＴＳＶの３大課題を解決へ"、日経エレクトロニクス、２０１２年４月１６日、p.42-49 "「３次元ＬＳＩは消えたのか」ＴＳＶの動向と製造技術革新について"、日経エレクトロニクス、２０１３年９月１６日、p.36-51 John H. Lau, "Evolution, Challenge, and Outlook of TSV (Through-Silicon Via) and 3D IC/Si Integration", IEEE Japan ICEP, April 13-15, 2011 Ali Said, et al., "Fabrication of high-aspect ratio, micro-fluidic channels and tunnels using femtosecond laser pluses and chemical etching", 17 May 2004, Vol. 12, No. 10, Optics Express, p.2120-2129
しかしながら、ガラスインターポーザは、個片化の際にコア層であるガラス基板が破損してしまい、必ずしも十分に高い製造歩留りが得られない場合があった。また、このような課題は、ガラスインターポーザに限られたものではなく、ガラス加工部品一般において同様である。
本発明の目的は、ガラス基板を用いた場合であっても高い製造歩留りが得られるガラス加工部品及びその製造方法並びにそのガラス加工部品を用いた電子装置及びその製造方法を提供することにある。
本発明の一観点によれば、ガラス基板の切断予定線に隣接するように、前記切断予定線に沿って、前記ガラス基板の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層を形成する工程と、前記切断予定線において前記ガラス基板を切断する工程とを有するガラス加工部品の製造方法が提供される。
本発明の他の観点によれば、ガラス基板の切断予定線に隣接するように、前記切断予定線に沿って、前記ガラス基板の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層を形成し、前記切断予定線において前記ガラス基板を切断することにより形成されたガラス加工部品が提供される。
本発明の更に他の観点によれば、ガラス基板の切断予定線に隣接するように、前記切断予定線に沿って、前記ガラス基板の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層を形成する工程と、前記切断予定線において前記ガラス基板を切断する工程と、前記ガラス基板上に半導体装置を実装する工程とを有する電子装置の製造方法が提供される。
本発明の更に他の観点によれば、ガラス基板の切断予定線に隣接するように、前記切断予定線に沿って、前記ガラス基板の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層を形成し、前記切断予定線において前記ガラス基板を切断することにより形成されたガラス加工部品と、前記ガラス加工部品に実装された半導体装置とを有する電子装置が提供される。
本発明の更に他の観点によれば、ガラス基板の切断予定線に隣接するように、前記切断予定線に沿って、前記ガラス基板の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層を形成する工程と、前記切断予定線において前記ガラス基板を切断する工程とを有するガラス基板の切断方法が提供される。
本発明によれば、ガラス基板の切断予定線に隣接するように、切断予定線に沿って、ガラス基板の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層を形成する。このため、本発明によれば、切断予定線に隣接し、且つ、切断予定線に沿う箇所に、ガラス基板の強度が強化された箇所が生じる。このため、本発明によれば、切断予定線においてガラス基板を切断する際に、切断予定線においてガラス基板に亀裂が生じたとしても、ガラス加工部品の機能領域に当該亀裂が達するのを阻止することができる。従って、本発明によれば、ガラス基板を用いた場合であっても高い製造歩留りを得ることができる。
レーザ加工装置の一例を示す概略図である。 切断予定線と改質部と機能領域との関係を示す平面図である。 本発明の第１実施形態によるガラス加工部品の製造方法及びそのガラス加工部品を用いた電子装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。 本発明の第１実施形態によるガラス加工部品の製造方法及びそのガラス加工部品を用いた電子装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。 本発明の第１実施形態によるガラス加工部品の製造方法及びそのガラス加工部品を用いた電子装置の製造方法を示す工程断面図（その３）である。 本発明の第１実施形態によるガラス加工部品の製造方法及びそのガラス加工部品を用いた電子装置の製造方法を示す工程断面図（その４）である。 応力分布を示す断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例による電子装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。 本発明の第１実施形態の変形例による電子装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。 本発明の第１実施形態の変形例による電子装置の製造方法を示す工程断面図（その３）である。 本発明の第２実施形態によるガラス加工部品の製造方法を示す工程断面図（その１）である。 本発明の第２実施形態によるガラス加工部品の製造方法を示す工程断面図（その２）である。 本発明の第２実施形態によるガラス加工部品の製造方法を示す工程断面図（その３）である。 本発明の第２実施形態によるガラス加工部品の製造方法を示す工程断面図（その４）である。 応力分布を示す平面図及び断面図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下で説明する図面において、同じ機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略又は簡潔にすることもある。
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態によるガラス加工部品及びその製造方法並びに電子装置及びその製造方法について図面を用いて説明する。
（レーザ加工装置）
まず、本実施形態によるガラス加工部品及び電子装置を製造する際に用いられるレーザ加工装置について説明する。図１は、レーザ加工装置の一例を示す概略図である。図１において、各構成要素間の接続は実線で示されており、レーザ光の光路は破線で示されている。
レーザ加工装置１００は、レーザ光を発するレーザ光源１０２と、レーザ加工装置全体の制御を司る制御部１０４と、加工対象である被加工物１０が載置されるステージ１０６とを有している。被加工物１０としては、例えば基板（ガラス基板）等が挙げられる。
レーザ加工装置１００は、被加工物１０の表面にレーザビームを照射することにより、被加工物１０を改質し得るものである。
制御部１０４は、種々の演算、制御、判別等の処理を実行するＣＰＵ（図示せず）を有している。また、制御部１０４は、ＣＰＵによって実行される様々な制御プログラム等を格納するＲＯＭ（図示せず）等を有している。また、制御部１０４は、ＣＰＵが処理中のデータや入力データ等を一時的に格納するＲＡＭ（図示せず）等を有している。
制御部１０４には、所定の指令やデータなどをユーザが入力するための入力操作部１０８が接続されている。かかる入力操作部１０８としては、例えばキーボードや各種スイッチ等が用いられる。
制御部１０４には、種々の表示を行うための表示部１１０が接続されている。表示部１１０には、例えば、レーザ加工装置１００の動作状態、ステージ１０６の状態、ＣＣＤカメラ１１２により取得された画像等が表示される。表示部１１０としては、例えば液晶ディスプレイ等が用いられる。
レーザ光源１０２は、レーザ光を発するものである。ここでは、レーザ光として、超短パルスレーザ光が用いられている。超短パルスレーザ光としては、例えばフェムト秒レーザ光が用いられている。フェムト秒レーザ光とは、一般的には、パルス幅がフェムト秒（ｆｓ：１０−１５秒）オーダーのパルスレーザ光、即ち、パルス幅が１ｆｓ以上、１ｐｓ未満のパルスレーザ光のことである。レーザ光源１０２からは、パルス幅がフェムト秒のオーダーのパルスレーザビームが出射される。本実施形態では、レーザ光源１０２として、例えば、中心波長１０４５ｎｍ程度、パルス幅７００ｆｓ程度のレーザ発振器が用いられている。レーザ光源１０２から出射される超短パルスレーザ光のパワーは、例えば５０ｍＷ〜２０Ｗ程度とする。
なお、ここでは、レーザ光のパルス幅を７００ｆｓ程度とする場合を例に説明したが、レーザ光のパルス幅は７００ｆｓ程度に限定されるものではない。また、レーザ光のパルス幅は、厳密にフェムト秒のオーダーに限定されるものではなく、ピコ秒のオーダーであってもよい。本願の明細書及び特許請求の範囲において、超短パルスレーザ光とは、パルス幅がフェムト秒であるレーザ光に限定されるものではなく、パルス幅が数十ピコ秒以下であるピコ秒レーザ光をも含むものとする。
また、レーザ光源１０２の中心波長も、１０４５ｎｍ程度に限定されるものではなく、適宜設定し得る。
また、レーザ光源１０２から出射される超短パルスレーザ光のパワーも、５０ｍＷ〜２０Ｗ程度に限定されるものではなく、適宜設定し得る。
レーザ光源１０２は、制御部１０４により制御される。レーザ光源１０２から出射される超短パルスレーザ光のパルス幅は、ユーザが入力操作部１０８を介して適宜設定し得る。なお、ユーザにより入力された各種の設定情報等は、制御部１０４に設けられた記憶部（図示せず）内に適宜記憶される。制御部１０４は、レーザ光源１０２から出射される超短パルスレーザ光が被加工物１０に照射されるように、レーザ光源１０２を制御する。
超短パルスレーザ光を発するレーザ光源１０２の後段には、超短パルスレーザ光の偏光方向を制御する１／２波長板１１４が設けられている。１／２波長板１１４の後段には、超短パルスレーザ光の出力を調整する偏向ビームスプリッタ１１６が設けられている。１／２波長板１１４を回転することによりレーザ光の偏光方向を変更すると、偏光ビームスプリッタ１１６において分岐される偏向成分の割合が変化する。１／２波長板１１４の回転角を適宜調整することにより、偏向ビームスプリッタ１１６から出射される超短パルスレーザ光のパワーを適宜調整することができる。１／２波長板１１４と偏向ビームスプリッタ１１６とが相俟って出力減衰器１１８が構成されている。このように、レーザ光源１０２から出射される超短パルスレーザ光のレーザ強度は、出力減衰器１１８により調整し得るようになっている。超短パルスレーザ光のレーザ強度は、入力操作部１０８を介してユーザが適宜設定し得る。
なお、ここでは、１／２波長板１１４と偏光ビームスプリッタ１１６とにより構成される出力減衰器１１８を用いて超短パルスレーザ光のレーザ強度を調整する場合を例に説明したが、超短パルスレーザ光のレーザ強度を調整する手段はこれに限定されるものではない。任意の調整手段を用いて超短パルスレーザ光のレーザ強度を適宜調整し得る。
出力減衰器１１８の後段には、ガルバノスキャナ１２０が配されている。ガルバノスキャナ１２０は、ミラーの角度を適宜変化させることによりレーザ光を高速で走査することができる光学機器である。ガルバノスキャナ１２０に導入される超短パルスレーザ光は、ガルバノスキャナ１２０のミラー１２２により反射されて、Ｆθ（Ｆ−Ｔｈｅｔａ）レンズ１２４に導入されるようになっている。Ｆθレンズ１２４は、レーザ走査に用いられるレンズであり、回転ミラーで等角度走査されたレーザビームを結像面上で等速走査させる機能を有するレンズである。ガルバノスキャナ１２０とＦθレンズ１２４とが相俟って、超短パルスレーザ光を２次元走査する走査光学系１２６が構成されている。走査光学系１２６は、制御部１０４により適宜制御される。
Ｆθレンズ１２４の下方には、ステージ１０６が位置している。ステージ１０６上には、被加工物１０が載置される。ステージ１０６には、ステージ１０６を駆動するためのステージ駆動部１２８が接続されている。制御部１０４は、ステージ駆動部１２８を介してステージ１０６を駆動する。ステージ１０６は、ＸＹ軸ステージであってもよいし、ＸＹＺ軸ステージであってもよいし、ＸＹＺθ軸ステージであってもよい。
このように、レーザ加工装置１００は、被加工物１０の所望の箇所に超短パルスレーザ光を照射したり、被加工物１０に超短パルスレーザ光を走査したりすることができる。
レーザ加工装置１００は、被加工物１０に超短パルスレーザ光を照射することにより、被加工物１０を改質し得る。被加工物１０の周囲の雰囲気は、例えば大気（空気）とする。
ステージ１０６の上方には、ＣＣＤカメラ１１２が設けられている。ＣＣＤカメラ１１２により取得される画像は、制御部１０４に入力されるようになっている。制御部１０４は、ＣＣＤカメラ１１２により取得される画像を用いて、被加工物１０の位置決め等を行う。
なお、本実施形態では、ガルバノスキャナ１２０を含む走査光学系１２６を用いて被加工物１０の所望の箇所に超短パルスレーザ光を照射する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ミラー（図示せず）と集光レンズ（図示せず）とを用い、ステージ１０６を適宜制御することにより、被加工物１０の所望の箇所に超短パルスレーザ光を照射するようにしてもよい。
被加工物１０に対するレーザ光の走査を開始する前には、被加工物１０の位置が所定の位置に設定される。制御部１０４は、ステージ制御部１２８を介してステージ１０６を適宜制御し、走査光学系１２６によるレーザ光の走査が可能な範囲内に被加工物１０を位置させる。
被加工物１０に対するレーザ光の走査は、例えば走査光学系１２６を制御することにより行われる。走査光学系１２６に対する制御は、例えば制御部１０４により行われる。走査光学系１２６は、ガルバノスキャナ１２０のミラー１２２を適宜回転させることにより、レーザ光の走査を行う。
超短パルスレーザ光の照射スポットの径は、ユーザが入力操作部１０８を介して適宜設定し得る。超短パルスレーザ光の照射スポットの径は、ステージ１０６の上面の法線方向にステージ１０６を上下させることにより調整し得る。超短パルスレーザ光の照射スポットの径は、例えば数μｍから数十μｍの範囲で適宜設定される。
なお、超短パルスレーザ光の照射スポットの径も、数μｍから数十μｍの範囲に限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。
超短パルスレーザ光の照射を行う予定の箇所は、予め制御部１０４にプログラムされている。
被加工物１０に対するレーザ光の走査を開始する際には、例えば、ユーザが入力操作部１０８を介してレーザ光の走査の開始の指示を行う。
レーザ光の走査の開始の指示が入力されると、制御部１０４は、以下のようにしてレーザ光の走査を行う。
即ち、改質部を帯状に形成する場合には、制御部１０４は、レーザ光源１０２から超短パルスレーザ光を繰り返し出射させつつ、走査光学系１２６を用いてレーザ光を走査する。これにより、レーザ光は、ステージ１０６上において所望の軌跡を描くように走査され、被加工物１０に改質部が帯状に形成される。
改質部を柱状に形成する場合には、制御部１０４は、被加工物１０の所定の箇所にレーザ光が照射されるように走査光学系１２６を設定しつつ、レーザ光源１０２から超短パルスレーザ光を出射する。これにより、柱状の改質部が被加工物１０の所望の箇所に形成される。
レーザ照射予定領域の全域へのレーザ光の走査が完了すると、制御部１０４は、レーザ光源１０２からの超短パルスレーザ光の出射、及び、走査光学系１２６によるレーザ光の走査を終了させる。
なお、ユーザが入力操作部１０８を介してレーザ光の走査の終了の指示を行うことにより、レーザ光の走査を終了させるようにしてもよい。
（ガラス加工部品及びその製造方法並びに電子装置及びその製造方法）
次に、本実施形態によるガラス加工部品及びその製造方法並びにそのガラス加工部品を用いた電子装置及びその製造方法について図面を用いて説明する。
本実施形態では、電子部品に用いられるガラス基板を切断する場合、より具体的には、インターポーザのコア層として用いられるガラス基板を切断する場合を例に説明するが、これに限定されるものではない。本発明は、ガラス基板を用いた様々なガラス加工部品を製造する際に広く適用することができる。
図２は、切断予定線と改質部と機能領域との関係を示す平面図である。
本実施形態によるインターポーザは、ガラス基板１０内の複数の機能領域１３にインターポーザ１５の様々な構成要素を形成した後に、切断予定線１１に沿ってガラス基板１０を切断し、個片化することにより製造される。
切断予定線１１は、互いに隣接する機能領域１３の間に位置する。切断予定線１１に隣接するように、且つ、切断予定線１１に沿うように、改質部１２ｂが形成される。改質部１２ｂは、切断予定線１１と機能領域１３との間に位置する。機能領域１３は、切断後におけるガラス基板１０（図５（ｃ）参照）の周縁部を除く領域であり、インターポーザを構成する様々な構成要素が形成される領域である。機能領域１３内には、ビア１８（図６参照）や多層配線構造２０ａ、２０ｂ（図６参照）等、インターポーザ１５の様々な構成要素が形成される。
図３乃至図６は、本実施形態によるガラス加工部品の製造方法及びそのガラス加工部品を用いた電子装置の製造方法を示す工程断面図である。
まず、図３（ａ）に示すように、基板１０を用意する。基板１０としては、例えばガラス基板を用いる。ガラス基板１０の厚さは、例えば３０〜１００μｍ程度とする。
次に、図３（ｂ）に示すように、ガラス基板１０にレーザ光を照射することにより、改質部１２ａ、１２ｂを形成する。ガラス基板１０に改質部１２ａ、１２ｂを形成するのは、改質された部分１２ａ、１２ｂは選択的にエッチングすることが可能なためである。
改質部１２ａは、貫通孔１４ａを形成するためのものである。このため、改質部１２ａは、貫通孔１４ａを形成する予定の箇所に形成される。改質部１２ａの形状は、貫通孔１４ａの形状と同等とする。ここでは、改質部１２ａの形状を例えば柱状とする。改質部１２ａは、ガラス基板１０の一方の主面から他方の主面に達するように形成される。即ち、改質部１２ａは、ガラス基板１０を貫通するように形成される。改質部１２ａの径は、例えば数μｍ〜数十μｍの範囲内とする。ここでは、改質部１２ａの径を、例えば１０〜２０μｍ程度とする。
なお、改質部１２ａの径は、超短パルスレーザ光の照射スポット径を適宜設定することにより調整し得る。所望の径の改質部１２ａを形成し、ひいては所望の径の貫通孔１４ａが得られるように、超短パルスレーザ光の照射スポット径を適宜調整すればよい。
改質部１２ｂは、溝状の凹部１４ｂを形成するためのものである。このため、改質部１２ｂは、溝状の凹部１４ｂを形成する予定の箇所に形成される。改質部１２ｂの形状は、溝状の凹部１４ｂの形状と同等とする。ここでは、改質部１２ｂの形状を例えば帯状とする。改質部１２ｂの厚さは、ガラス基板１０の厚さより小さく設定される。即ち、改質部１２ｂは、ガラス基板１０を貫通しないように形成される。ガラス基板１０を貫通するように改質部１２ｂを形成すると、改質部１２ｂを選択的にエッチング除去した際に、各々の機能領域１３が互いに分離されてしまい、複数の機能領域１３を一括して処理することができなくなるためである。改質部１２ｂの幅は、例えば数μｍ〜数十μｍの範囲内とする。改質部１２ｂの厚さは、例えば数μｍから数十μｍの範囲内とする。切断予定線１１の一方の側に位置する改質部１２ｂの長手方向における中心線と、切断予定線１１の他方の側に位置する改質部１２ｂの長手方向における中心線との間の距離は、例えば数十μｍ〜数百μｍの範囲内とする。
なお、改質部１２ｂの幅は、超短パルスレーザ光の照射スポット径を適宜設定することにより調整し得る。所望の幅の改質部１２ｂを形成し、ひいては所望の幅の凹部１４ｂが得られるように、超短パルスレーザ光の照射スポット径を適宜調整すればよい。
また、改質部１２ｂの厚さは、超短パルスレーザ光の照射強度と照射時間とを適宜設定することにより調整し得る。所望の厚さの改質部１２ｂを形成し、ひいては所望の深さの凹部１４ｂが得られるように、超短パルスレーザ光の照射強度や照射時間を適宜調整すればよい。
次に、図３（ｃ）に示すように、改質部１２ａ、１２ｂを選択的にエッチング除去する。改質部１２ａ、１２ｂのエッチングレートが、改質されていない部分のガラス基板１０に対して著しく早いため、改質部１２ａ、１２ｂを選択的にエッチングすることが可能である。改質部１２ａをエッチング除去すると、当該箇所には貫通孔１４ａが形成される。貫通孔１４ａは、後工程においてビア１８を埋め込むためのものである。貫通孔１４ａの径は、例えば数μｍ〜数十μｍとなる。また、改質部１２ｂをエッチング除去すると、切断予定線１１に隣接する領域に、切断予定線１１に沿うように、溝状の凹部１４ｂが形成される。溝状の凹部１４ｂの幅は、例えば数μｍ〜数十μｍ程度となる。溝状の凹部１４ｂの底面１４ｂ１とガラス基板１０の下面との間の厚さは、例えば数μｍから数十μｍ程度となる。溝状の凹部１４ｂの下方に存在するガラス基板１０の厚さは、後工程において形成される圧縮応力層１６の厚さの２倍より小さいことが好ましい。溝状の凹部１４ｂの下方に残存するガラス基板１０の厚さをこのように設定するのは、後工程において、ガラス基板１０を貫くように圧縮応力層１６を形成することを可能とするためである。
次に、イオン交換法により、ガラス基板１０の表層部に圧縮応力層１６を形成する（図４（ａ）参照）。具体的には、イオン交換を行うための薬液にガラス基板１０を浸漬する。薬液としては、例えば、硝酸カリウム（ＫＮＯ３）が溶融された薬液を用いる。ナトリウム（Ｎａ）を含むガラス基板１０を、このような薬液に浸漬すると、ガラス基板１０表面のナトリウムイオンと薬液中のカリウムイオンとが交換され、カリウムイオンがガラス基板１０の表層部に進入していく。カリウムイオンは、ナトリウムイオンより大きい。このため、ガラス基板１０の表層部には、圧縮応力層１６が形成される。ガラス基板１０の表層部に圧縮応力層１６を形成する処理は、化学的な処理によりガラス基板１０を強化するものであるため、化学強化処理とも称される。そして、かかる圧縮応力層１６は、化学強化層とも称される。
化学強化処理に用いられる薬液の温度は、例えば、３５０℃〜５００℃とする。化学強化処理の時間は、例えば１時間〜１２時間とする。例えば、薬液の温度を例えば４００℃〜４５０℃とし、処理時間を例えば１〜４時間程度とすれば、圧縮応力の大きさが例えば５００ＭＰａ以上の圧縮応力層１６を、例えば１μｍ〜３０μｍ程度の厚さで形成し得る。
溝状の凹部１４ｂが形成された箇所においては、溝状の凹部１４ｂの底面１４ｂ１とガラス基板１０の下面との間の厚さが薄くなっている。このため、溝状の凹部１４ｂが形成された箇所においては、当該箇所全体においてイオン交換が生じ、当該箇所全体に圧縮応力層１６が形成される。このため、溝状の凹部１４の側壁１４ｂ２において、ガラス基板１０の一方の主面から他方の主面に達するように圧縮応力層１６が形成される。
図７は、応力分布を示す断面図である。図７は、図４（ａ）の構造に対応する応力分布を示している。
図７に示すように、ガラス基板１０のうちの符号４０で示した領域は、圧縮応力層１６である圧縮応力領域４４の内部に引っ張り応力領域４２が存在する構成となる。この圧縮応力領域４４と引っ張り応力領域４２とが存在することにより、当該領域４０においては、ガラス基板１０が強化される。
一方、ガラス基板１０のうちの符号３８で示した領域においては、全体がイオン交換された領域となっている。つまり、当該領域３８は、圧縮応力領域４４の内部に引っ張り応力領域４２が存在する構成とはならない。このため、当該領域３８は、残留応力の小さい領域（強化度合いの小さい領域）４６となっている。
次に、図４（ｂ）に示すように、貫通孔１４ａ内に、ビア（導電体）１８を埋め込む。ビア１８の材料としては、例えば銅（Ｃｕ）を用いる。例えば無電解めっき法及び電界めっき法を用いることにより、貫通孔１４ａ内にビア１８を埋め込むことが可能である。
次に、図４（ｃ）に示すように、ガラス基板１０の上面側及び下面側に、多層配線構造２０ａ、２０ｂをそれぞれ形成する。多層配線構造２０ａ、２０ｂは、層間絶縁層（図示せず）を介して配線層（図示せず）を積層することにより形成されている。層間絶縁層としては、例えば層間絶縁用フィルム等を用いることができる。層間絶縁用フィルムとしては、例えば味の素株式会社製のＡＢＦ（Ajinomoto Build-up Film）等が用いられる。配線層は、例えば無電解めっき法及び電解めっき法を用いて形成し得る。
次に、図５（ａ）に示すように、例えば、多層配線構造（ビルドアップ層）２０ｂの下面側に半田バンプ２２を形成する。半田バンプ２２は、多層配線構造（ビルドアップ層）２０ｂの下面側に形成された電極パッド（図示せず）等に接続される。
次に、図５（ｂ）に示すように、ダイシングブレード３６等を用い、切断予定線１１においてガラス基板１０を切断する（図２参照）。上述したように、切断予定線１１と機能領域１３との間には、ガラス基板１０の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層１６が形成されている。このため、当該箇所においては、ガラス基板１０の強度が強化されている。このため、ガラス基板１０を切断予定線１１において切断する際に、ガラス基板１０に亀裂が生じた場合であっても、当該亀裂が機能領域１３に達するのを防止することができる。
こうして、本実施形態によるガラス加工部品１５、即ち、本実施形態によるインターポーザ１５が製造される（図６（ａ）参照）。
この後、図６（ｂ）に示すように、本実施形態によるインターポーザ１５上に半導体装置２４を実装する。半導体装置２４とインターポーザ１５とは、半田バンプ２６を用いて電気的に接続される。より具体的には、半導体装置２４の下面に形成された電極パッド（図示せず）と、インターポーザ１５の多層配線構造２０ａの上部に形成された電極パッド（図示せず）とが、半田バンプ２６を介して電気的に接続される。
こうして、本実施形態による電子装置が製造される。
なお、インターポーザや半導体装置等を更に適宜積層することにより電子装置を構成してもよい。
このように、本実施形態によれば、ガラス基板１０の切断予定線１１に隣接するように、切断予定線１１に沿って、ガラス基板１０の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層１６を形成する。このため、本実施形態によれば、切断予定線１１に隣接し、且つ、切断予定線１１に沿う箇所に、ガラス基板１０の強度が強化された箇所が生じる。このため、本実施形態によれば、切断予定線１１においてガラス基板１０を切断する際に、切断予定線１１においてガラス基板１０に亀裂が生じたとしても、ガラス加工部品の機能領域１３に亀裂が達するのを阻止することができる。従って、本実施形態によれば、ガラス基板１０を用いた場合であっても高い製造歩留りを得ることができる。
（変形例）
次に、本実施形態による電子装置の製造方法の変形例について説明する。図８乃至図１０は、本変形例による電子装置の製造方法を示す工程断面図である。
本変形例によるガラス加工部品の製造方法は、複数のインターポーザ１５がそれぞれ形成された複数枚のガラス基板１０を積層した後に、積層された複数のガラス基板１０を切断予定線１１において一括して切断するものである。
まず、図８に示すような積層体を形成する。即ち、第１段目のガラス基板１０の多層配線構造２０ａ上に、半導体装置２４を実装する（図８参照）。半導体装置２４の下面に形成された電極パッド（図示せず）と、第１段目のガラス基板１０の多層配線構造２０ａの上部に形成された電極パッド（図示せず）とが、半田バンプ２６を介して電気的に接続される。また、第２段目のガラス基板１０の多層配線構造２０ａ上に、半導体装置２８を実装する。半導体装置２８の下面に形成された電極パッド（図示せず）と、第２段目のガラス基板１０の多層配線構造２０ａの上部に形成された電極パッド（図示せず）とが、半田バンプ３０を介して電気的に接続される。また、第３段目のガラス基板１０の多層配線構造２０ａ上に、半導体装置３２を実装する。半導体装置３２の下面に形成された電極パッド（図示せず）と、第３段目のガラス基板１０の多層配線構造２０ａの上部に形成された電極パッド（図示せず）とが、半田バンプ３４を介して電気的に接続される。また、半導体装置２４が実装された第１段目のガラス基板１０上に、半導体装置２８が実装された第２段目のガラス基板１０を実装する。第２段目のガラス基板１０の多層配線構造２０ｂの下面に形成された電極パッド（図示せず）と、第１段目のガラス基板１０の多層配線構造２０ａの上部に形成された電極パッド（図示せず）とが、半田バンプ２２を介して電気的に接続される。また、半導体装置２８が実装された第２段目のガラス基板１０上に、半導体装置３２が実装された第３段目のガラス基板１０実装する。また、第３段目のガラス基板１０の多層配線構造２０ｂの下面に形成された電極パッド（図示せず）と、第２段目のガラス基板１０の多層配線構造２０ａの上部に形成された電極パッド（図示せず）とが、半田バンプ２２を介して電気的に接続される。第１段目のガラス基板１０の多層配線構造２０ａの下面には、半田バンプ２２を形成する。
次に、図９に示すように、積層された複数のガラス基板１０を切断予定線１１において一括して切断する。上述したように、切断予定線１１と機能領域１３との間には、ガラス基板１０の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層１６が形成されている。このため、当該箇所においては、ガラス基板１０の強度が強化されている。このため、ガラス基板１０を切断予定線１１において切断する際に、ガラス基板１０に亀裂が生じた場合であっても、当該亀裂が機能領域１３に達するのを防止することができる。
こうして、複数のインターポーザ１５及び複数の半導体装置２４，２８，３２が積層された本変形例による電子装置が製造される。
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態によるガラス加工部品及びその製造方法並びに電子装置及びその製造方法について図面を用いて説明する。図１乃至図１０に示す第１実施形態によるガラス加工部品及びその製造方法等と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
図１１乃至図１４は、本実施形態によるガラス加工部品の製造方法並びに電子装置の製造方法を示す工程断面図である。
まず、図１１（ａ）に示すように、基板１０を用意する。基板１０としては、例えばガラス基板を用いる。ガラス基板１０の厚さは、例えば３０〜１００μｍ程度とする。
次に、図１１（ｂ）に示すように、ガラス基板１０にレーザ光を照射することにより、改質部１２ａ、１２ｃを形成する。
改質部１２ａは、第１実施形態によるガラス加工部品の製造方法と同様に、貫通孔１４ａを形成するためのものである。このため、改質部１２ａは、貫通孔１４ａ（図１１（ｃ）参照）を形成する予定の箇所に形成される。改質部１２ａの形状は、例えば柱状とする。改質部１２ａは、ガラス基板１０の一方の主面から他方の主面に達するように形成される。
改質部１２ｃは、貫通孔１４ｃ（図１１（ｃ）参照）を形成するためのものである。貫通孔１４ｃは、切断予定線１１に隣接し、且つ、切断予定線１１に沿う領域３８ａ（図１５参照）内に、複数形成される。このため、改質部１２ｃは、切断予定線１１に隣接し、且つ、切断予定線１１に沿う領域内に、複数形成される（図１５（ａ）参照）。改質部１２ｃの形状は、例えば柱状とする。改質部１２ｃは、ガラス基板１０の一方の主面から他方の主面に達するように形成される。
次に、図１１（ｃ）に示すように、改質部１２ａ、１２ｃを選択的にエッチング除去する。改質部１２ａ、１２ｃのエッチングレートが、改質されていない部分のガラス基板１０に対して著しく早いため、改質部１２ａ、１２ｃを選択的にエッチングすることが可能である。改質部１２ａをエッチング除去すると、当該箇所には貫通孔１４ａが形成される。第１実施形態において上述したように、貫通孔１４ａは、後工程においてビア１８を埋め込むためのものである。貫通孔１４ａの径は、例えば数μｍ〜数十μｍの範囲内とする。また、改質部１２ｃをエッチング除去すると、当該箇所には貫通孔１４ｃが形成される。貫通孔１４ｃの径は、例えば数μｍ〜数十μｍの範囲内とする。ガラス基板１０の面内方向における貫通孔１４ｃ間の寸法は、後工程において形成される圧縮応力層１６の厚さの２倍より小さいことが好ましい。互いに隣接する複数の貫通孔１４ｃ間の寸法をこのように設定するのは、ガラス基板１０の面内方向に連続した圧縮応力層１６を、切断予定線１１に沿って連続するように形成するためである。
次に、第１実施形態によるガラス加工部品の製造方法と同様にして、イオン交換法により、ガラス基板１０の表層部に圧縮応力層１６を形成する（図１２（ａ）参照）。こうして、ガラス基板１０の表層部に、圧縮応力層１６が形成される。
ガラス基板１０の面内方向における貫通孔１４ｃ間の寸法は、圧縮応力層１６の厚さの２倍より小さく設定されている。このため、切断予定線１１に隣接し、且つ、切断予定線１１に沿った領域３８ａ（図１５参照）内の全体においてイオン交換が行われ、当該領域３８ａ全体に、ガラス基板１０の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層１６が帯状に形成される。このため、ガラス基板１０の面内方向に連続した圧縮応力層１６が切断予定線１１に沿って形成される。
図１５は、応力分布を示す平面図及び断面図である。図１５は、図１２（ａ）の構造に対応する応力分布を示している。図１５（ａ）は平面図であり、図１５（ｂ）は断面図である。
図１５に示すように、ガラス基板１０のうちの符号４０で示した領域は、圧縮応力層１６である圧縮応力領域４４の内部に引っ張り応力領域４２が存在する構成となる。この圧縮応力領域４４と引っ張り応力領域４２とが存在することにより、当該領域４０においては、ガラス基板１０が強化される。
一方、ガラス基板１０のうちの符号３８ａで示した領域においては、全体がイオン交換された領域となっている。つまり、当該領域３８ａは、圧縮応力領域４４の内部に引っ張り応力領域４２が存在する構成とはならない。このため、当該領域３８ａは、残留応力の小さい領域（強化度合いの小さい領域）４６となっている。
次に、図１２（ｂ）に示すように、貫通孔１４ａ内に、ビア１８を埋め込む。
次に、図１２（ｃ）に示すように、ガラス基板１０の上面側及び下面側に、多層配線構造２０ａ、２０ｂをそれぞれ形成する。
次に、図１３（ａ）に示すように、例えば、多層配線構造２０ｂの下面側に半田バンプ２２を形成する。
次に、図１３（ｂ）に示すように、ダイシングブレード３６等を用い、切断予定線１１においてガラス基板１０を切断する。上述したように、切断予定線１１に隣接し、且つ、切断予定線１１に沿った領域３８ａ内においては、ガラス基板１０の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層１６が帯状に形成されている。このため、切断予定線１１と機能領域１３との間には、ガラス基板１０の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層１６が切断予定線１１に沿うように形成されている。当該箇所においては、ガラス基板１０が強化されている。このため、切断予定線１１においてガラス基板１０を切断する際にガラス基板１０に亀裂が生じた場合であっても、当該亀裂が機能領域１３に達するのを防止することができる。
こうして、本実施形態によるガラス加工部品、即ち、本実施形態によるインターポーザ１５が製造される（図１４（ａ）参照）。
この後、図１４（ｂ）に示すように、本実施形態によるインターポーザ１５上に半導体装置２４を実装する。
こうして、本実施形態による電子装置が製造される。
［変形実施形態］
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、インターポーザ５のコア層として用いられるガラス基板１２を切断する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、フレキブルタイプの薄型ディスプレイやベンダブルタイプの薄型ディスプレイ等に用いられるガラス基板を切断する際にも、本発明を適用することができる。
また、第２実施形態では、改質部１２ｃの高さをガラス基板１０の厚さと同等としたが、改質部１２ｃの高さはガラス基板１０の厚さより小さくてもよい。この場合、改質部１２ｃをエッチング除去すると、ガラス基板１０には、ガラス基板１０を貫通しない孔１４ｃが形成される。この場合、孔１４ｃの下方に残存させるガラス基板１０の厚さは、圧縮応力層１６の厚さの２倍より小さいことが好ましい。孔１４ｃの下方に残存させるガラス基板１０の厚さが圧縮応力層１６の厚さの２倍より小さければ、後工程で圧縮応力層１６を形成する際に、孔１４ｃの下方の部分のガラス基板１０を確実に圧縮応力層１６にすることが可能である。
また、本発明は、パーソナルコンピュータ、タブレット端末、スマートフォン、携帯電話機、携帯型ゲーム機、電子書籍、テレビジョン装置、ディスプレイ（モニタ装置）、デジタルカメラ、ビデオカメラ、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、家庭用ゲーム機、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）等、様々な電子装置（電子機器）に適用することができる。また、本発明は、これら電子機器のカバーガラス等にも適用することができる。また、本発明は、光学素子等にも適用することができる。
１０…基板
１１…切断予定線
１２ａ、１２ｂ…改質部
１３…機能領域
１４ａ…貫通孔
１４ｂ…溝
１４ｃ…孔
１５…インターポーザ
１６…圧縮応力層
１８…ビア
２０ａ、２０ｂ…多層配線構造
２２…半田バンプ
２４…半導体装置
２８…半導体装置
３２…半導体装置
３６…ダイシングブレード
４２…引っ張り応力領域
４４…圧縮応力領域
４６…残留応力の小さい領域

Claims (9)

  1. ガラス基板の切断予定線に隣接するように、前記切断予定線に沿って、前記ガラス基板の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層を形成する工程と、
    前記切断予定線において前記ガラス基板を切断する工程と
    を有するガラス加工部品の製造方法。
  2. 前記圧縮応力層を形成する工程の前に、前記切断予定線に隣接し、前記切断予定線に沿った領域における前記ガラス基板にレーザ光を照射することにより、厚さが前記ガラス基板の厚さより小さい第１の改質部を帯状に形成する工程と、前記第１の改質部をエッチング除去することにより、溝状の凹部を形成する工程とを更に有し、
    前記圧縮応力層を形成する工程では、前記凹部の側壁を含む部分に、前記ガラス基板の前記一方の主面から前記他方の主面に達する前記圧縮応力層が形成される、請求項１記載のガラス加工部品の製造方法。
  3. 前記圧縮応力層を形成する工程の前に、前記切断予定線に隣接し、前記切断予定線に沿った第１の領域内の複数の箇所にレーザ光を照射することにより、複数の第１の改質部を形成する工程と、前記複数の第１の改質部をエッチング除去することにより、複数の孔を形成する工程とを更に有し、
    前記圧縮応力層を形成する工程では、前記孔の側壁を含む部分に、前記ガラス基板の前記一方の主面から前記他方の主面に達する前記圧縮応力層が形成され、前記複数の孔間が前記圧縮応力層により満たされる、請求項１記載のガラス加工部品の製造方法。
  4. 前記圧縮応力層を形成する工程では、前記ガラス基板を薬液に浸漬し、イオン交換処理を行うことにより、前記圧縮応力層を形成する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のガラス加工部品の製造方法。
  5. 前記レーザ光を照射する工程では、前記ガラス基板の前記一方の主面から前記他方の主面に達する柱状の第２の改質部を更に形成し、
    前記第１の改質部をエッチング除去する工程では、前記第２の改質部をも除去することにより、前記ガラス基板を貫く貫通孔を形成し、
    前記貫通孔内にビアを埋め込む工程を更に有する、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のガラス加工部品の製造方法。
  6. ガラス基板の切断予定線に隣接するように、前記切断予定線に沿って、前記ガラス基板の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層を形成し、前記切断予定線において前記ガラス基板を切断することにより形成されたガラス加工部品。
  7. ガラス基板の切断予定線に隣接するように、前記切断予定線に沿って、前記ガラス基板の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層を形成する工程と、
    前記切断予定線において前記ガラス基板を切断する工程と、
    前記ガラス基板上に半導体装置を実装する工程と
    を有する電子装置の製造方法。
  8. ガラス基板の切断予定線に隣接するように、前記切断予定線に沿って、前記ガラス基板の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層を形成し、前記切断予定線において前記ガラス基板を切断することにより形成されたガラス加工部品と、
    前記ガラス加工部品に実装された半導体装置と
    を有する電子装置。
  9. ガラス基板の切断予定線に隣接するように、前記切断予定線に沿って、前記ガラス基板の一方の主面から他方の主面に達する圧縮応力層を形成する工程と、
    前記切断予定線において前記ガラス基板を切断する工程と
    を有するガラス基板の切断方法。
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