KR20170139680A - 출구 희생 커버 층을 사용하여 기판에 쓰루 홀을 레이저 드릴링하는 방법 및 이에 상응하는 피가공재 - Google Patents

출구 희생 커버 층을 사용하여 기판에 쓰루 홀을 레이저 드릴링하는 방법 및 이에 상응하는 피가공재 Download PDF

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Abstract

기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법 및 피가공재는 개시된다. 하나의 구체 예에서, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법은, 상기 기판의 레이저 빔 출구 표면에 출구 희생 커버 층을 부착시키는 단계, 상기 기판에 대한 미리 결정된 위치에 레이저 빔을 위치시키는 단계, 상기 쓰루 홀에 대한 원하는 위치에 상응하고, 및 상기 기판에 대해 미리 결정된 위치에 레이저 빔을 위치시키는 단계, 및 상기 기판의 벌크를 통해 및 상기 기판의 입구 표면으로 상기 레이저 빔을 반복적으로 펄싱하여 쓰루 홀을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 상기 레이저 빔이 상기 기판의 레이저 빔 출구 표면을 통해 및 상기 출구 희생 커버 층으로 통과하도록, 상기 기판에 형성된 쓰루 홀로 레이저 빔을 반복적으로 펄싱하여 상기 출구 희생 커버 층에 홀을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.

Description

출구 희생 커버 층을 사용하여 기판에 쓰루 홀을 레이저 드릴링하는 방법 및 이에 상응하는 피가공재
본 출원은 2015년 4월 28일자에 출원된 미국 가 특허출원 제62/153,638호의 우선권을 주장하며, 이의 전체적인 내용은 참조로서 여기에 혼입된다.
본 명세서는 일반적으로 형성된 쓰루 홀 (through holes)을 갖는 유리 제품의 제조에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는, 출구 희생 커버 층 (exit sacrificial cover layer)을 사용하여 기판 내에 쓰루 홀을 레이저 드릴링하는 방법, 및 기판 및 출구 희생 커버 층을 포함하는 피가공재 (work pieces)에 관한 것이다.
홀은 레이저 가공, 사진 가공 (photo machining), 직접 몰딩, 방전 가공, 및 플라즈마/반응성 에칭과 같은, 방법에 의해 기판에 형성될 수 있다. 이러한 기판은, 실리콘 마이크로칩 (silicon microchips)과 유기 기판 사이에서 전기 신호를 보내는 인터포저 (interposers)와 같은, 다수의 전기 장치에 사용될 수 있다.
레이저 드릴링 방법에서, UV 레이저의 펄스는, 미리 결정된 위치에 기판으로 향하게 하고, 이에 의해 미리 결정된 위치에서 기판에 홀을 형성한다. 각 미리 결정된 위치에서 인가된 펄스의 수는, 기판 내에 홀의 원하는 깊이에 기초하여 결정될 수 있다. 레이저 드릴링에 의해 형성된 홀의 직경은 선택적인 에칭 공정을 사용하여 변경될 수 있다. 에칭 공정에서, 에칭 용액은, 홀이 레이저에 의해 기판 내로 드릴링된 후에, 예를 들어, 분무 또는 침지에 의해, 기판의 표면에 적용된다. 에칭 용액의 노출 기간, 온도, 농도 및 화학작용은, 기판 내에 홀의 원하는 직경에 기초하여 결정될 수 있다.
그러나, 쓰루 홀의 원하는 직경 및 기판의 두께가 감소함에 따라, 쓰루 홀의 출구-대-입구 직경 비 (exit-to-entrance diameter )는 허용할 수 없는 수준으로 감소한다. 특히, 레이저 빔이 유리 기판 내로 펄스화됨에 따라, 홀의 버텀은, 점점 가늘어지고, 따라서 끝이 뾰족한 부분을 결과한다. 따라서, 쓰루 홀은 펄스 레이저 빔에 의해 레이저 드릴된 경우, 쓰루 홀의 출구 직경은 뾰족한 부분에 기인하여 입구 직경보다 더 작다. 에칭 공정 이후조차도, 동일한 양의 유리 물질이 기판의 모든 표면에 걸쳐 제거되기 때문에, 출구-대-입구 직경 비는 작은 직경에 기인하여 바람직하지 않게 남는다.
따라서, 기판에서 높아진 출구-대-입구 직경 비를 갖는 쓰루 홀을 형성하기 위한 대체 방법 및 피가공재에 대한 필요성이 존재한다.
제1 관점에서, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법은, 기판의 레이저 빔 출구 표면에 출구 희생 커버 층을 부착하는 단계; 상기 쓰루 홀에 대한 원하는 위치에 상응하고, 및 상기 기판에 대해 미리 결정된 위치에 레이저 빔을 위치시키는 단계; 및 상기 기판의 벌크를 통해 및 상기 기판의 입구 표면으로 상기 레이저 빔을 반복적으로 펄싱하여 쓰루 홀을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은, 상기 레이저 빔이 상기 기판의 레이저 빔 출구 표면을 통하고 및 상기 출구 희생 커버 층으로 통과하도록, 상기 기판에 형성된 쓰루 홀로 레이저 빔을 반복적으로 펄싱하여 상기 출구 희생 커버 층에 홀을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.
제2 관점은, 상기 제1 관점의 방법을 포함하고, 여기서 상기 출구 희생 커버 층의 두께는 약 100㎛를 초과한다.
제3 관점은 상기 제1 또는 제2 관점의 방법을 포함하고, 여기서 상기 기판의 쓰루 홀이 입구 직경 및 출구 직경을 갖도록, 레이저 빔은 기판 및 출구 희생 커버 층을 통해 펄스되며, 상기 방법은 에칭 용액으로 상기 기판을 에칭하는 단계를 더욱 포함하고; 및 상기 출구 직경과 입구 직경 사이에 비는 0.7을 초과한다.
제4 관점은 제3 관점의 방법을 포함하고, 여기서 상기 기판의 두께는 약 150㎛ 미만이다.
제5 관점은, 상기 제4 관점의 방법을 포함하고, 여기서 상기 출구 희생 커버 층의 두께는 적어도 200㎛이다.
제6 관점은, 상기 제5 관점의 방법을 포함하고, 여기서 상기 입구 직경은 약 30㎛ 미만이다.
제7 관점은, 상기 제6 관점의 방법을 포함하고, 여기서 상기 입구 직경은 약 40㎛를 초과하며, 및 상기 쓰루 홀의 출구 직경과 입구 직경 사이에 비는, 기판을 에칭한 후, 약 0.8를 초과한다. 제8 관점은 전술된 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하고, 여기서 상기 출구 희생 커버 층은 고분자층이다.
제9 관점은, 제1 관점 내지 제7 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하고, 여기서 상기 출구 희생 커버 층은 유리 층이다.
제10 관점은, 전술된 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하며, 여기서 상기 레이저 빔은 약 355nm의 파장을 갖고, 상기 레이저 빔은 약 5ns 내지 약 75ns의 펄스 폭을 가지며, 상기 레이저 빔은 약 1 kHz 내지 약 30 kHz의 반복률로 펄스되고, 및 상기 레이저 빔은 약 25 μJ 내지 약 175 μJ의 펄스 에너지를 갖는다.
제11 관점은, 제1 내지 제10 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하고, 여기서 상기 레이저 빔은 약 355nm의 파장을 가지며, 및 상기 레이저 빔은 약 0.02 내지 약 0.4의 개구수 (numerical aperture)를 갖는다.
제12 관점은 전술된 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하고, 상기 기판의 레이저 빔 입구 표면에 입구 희생 커버 층을 부착하는 단계; 및 상기 기판에 쓰루 홀을 형성하기 전에, 미리 결정된 위치에서 레이저 빔을 반복적으로 펄싱하여 입구 희생 커버 층에 쓰루 홀을 형성하는 단계를 더욱 포함한다.
제13 관점은, 제1 내지 제7 관점 중 어느 하나 또는 제9 내지 제12 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하고, 상기 출구 희생 커버 층을 상기 기판의 레이저 빔 출구 표면에 부착하기 전에, 상기 기판의 레이저 빔 출구 표면 및 출구 희생 커버 층 중 적어도 하나에 유체 (fluid)를 적용하는 단계를 더욱 포함한다.
제14 관점은 제1 내지 제7 관점 중 어느 하나 또는 제9 내지 제12 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하고, 여기서 상기 출구 희생 커버 층은, 기판의 레이저 빔 출구 표면에 액체 고분자 물질을 적용하여 상기 기판의 레이저 빔 출구 표면에 부착된다.
제15 관점은, 전술된 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하고, 상기 출구 희생 커버 층에 용매를 적용하여 상기 기판의 레이저 빔 출구 표면으로부터 상기 출구 희생 커버 층을 제거하는 단계를 더욱 포함한다.
제16 관점은, 전술된 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하고, 여기서 상기 출구 희생 커버 층은, 쓰루 홀이 기판에 형성된 후에 제거된다.
제17 관점은, 전술된 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하고, 상기 기판을 에칭 용액으로 에칭하는 단계; 및 상기 쓰루 홀에 전기 전도성 물질을 적용하는 단계를 더욱 포함한다.
제18 관점은, 전술된 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하고, 여기서, 상기 기판의 쓰루 홀이 입구 직경 및 출구 직경을 갖도록, 상기 레이저 빔은 기판 및 출구 희생 커버 층을 통해 펄스되고, 상기 출구 직경은 원주 (C)를 갖는 쓰루 홀의 출구 홀을 한정하며; 및 상기 기판의 출구 표면은 출구 홀의 원주 (C)로부터 연장되는 하나 이상의 채널이 없다.
제19 관점은, 전술된 관점 중 어느 하나의 방법을 포함하고, 여기서 상기 기판은 유리이다.
제20 관점에서, 홀을 구비한 피가공재는 그 안에 형성된 쓰루 홀을 갖는 기판 및 그 안에 형성된 홀을 갖는 출구 희생 커버 층을 포함한다. 상기 기판은 레이저 빔 입구 표면 및 레이저 빔 출구 표면을 포함한다. 각 쓰루 홀의 종축 (longitudinal axis)은, 레이저 빔 입구 표면으로부터 레이저 빔 출구 표면으로 연장된다. 각 쓰루 홀은 기판의 레이저 빔 입구 표면에서 입구 직경 및 레이저 빔 출구 표면에서 출구 직경을 포함한다. 입구 직경은 약 40㎛ 미만이고, 입구 직경 대 출구 직경의 비는 약 0.7을 초과한다. 상기 출구 희생 커버 층은, 기판의 레이저 빔 출구 표면에 분리 가능하게 부착된다. 상기 출구 희생 커버 층의 각 홀은 상응하는 쓰루 홀의 종축에 맞추어 조정된 종축을 갖는다.
제21 관점은, 제20 관점의 피가공재를 포함하고, 여기서 상기 기판의 두께는 약 150㎛ 미만이고, 및 상기 출구 희생 커버 층의 두께는 300㎛를 초과한다.
제22 관점은, 제20 또는 제21 관점의 피가공재를 포함하고, 여기서 상기 출구 직경은 원주 (C)를 갖는 쓰루 홀의 출구 홀을 한정하고, 및 상기 기판의 출구 표면은 출구 홀의 원주 (C)로 부터 연장하는 하나 이상의 채널이 없다.
제23 관점은, 제20 내지 제22 관점 중 어느 하나의 피가공재를 포함하고, 여기서 기판은 유리이다.
부가적인 특색 및 장점은 하기 상세한 설명에서 서술될 것이고, 부분적으로 하기 상세한 설명으로부터 기술분야의 당업자에게 명백하거나, 또는 하기 상세한 설명, 청구항뿐만 아니라 첨부된 도면을 포함하는, 여기에 기재된 구체 예를 실행시켜 용이하게 인지될 것이다.
전술한 배경기술 및 하기 상세한 설명 모두는 다양한 구체 예를 설명하고, 청구된 주제의 본질 및 특징을 이해하기 위한 개요 또는 틀거리를 제공하도록 의도된 것으로 이해될 것이다. 수반되는 도면은 다양한 구체 예의 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 여기에 기재된 다양한 구체 예를 예시하고, 상세한 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 작동을 설명하기 위해 제공된다.
도 1은 여기에 나타내고 묘사된 하나 이상의 구체 예에 따른 출구 희생 커버 층을 사용하는 레이저 드릴링 방법의 단면도를 개략적으로 도시한다;
도 2는 여기에 나타내고 묘사된 하나 이상의 구체 예에 따른 출구 희생 커버 층을 사용하는 레이저 드릴링 방법에서 기판의 평면도를 개략적으로 도시한다;
도 3은 여기에 나타내고 묘사된 하나 이상의 구체 예에 따른 에칭 욕조 내에 기판을 개략적으로 도시한다;
도 4는 여기에 나타내고 묘사된 하나 이상의 구체 예에 따른 에칭 공정에 후에 쓰루 홀을 갖는 기판의 부분 단면도를 개략적으로 도시한다;
도 5a는 유리 기판에서 레이저-드릴링되고 에칭된 쓰루 홀의 출구 홀을 사실적으로 도시한 것이고, 여기서 채널은 출구 홀로부터 연장된다;
도 5b는 여기에 묘사된 하나 이상의 구체 예에 따른 출구 홀로부터 연장되는 채널이 없는 유리 기판의 레이저-드릴링되고 에칭된 쓰루 홀의 출구 홀을 사실적으로 도시한다;
도 6은 여기에 나타내고 묘사된 하나 이상의 구체 예에 따른 교호하는 기판 및 출구 희생 커버 층을 포함하는 스택의 분해, 사시도를 개략적으로 도시한다;
도 7은 여기에 나타내고 묘사된 하나 이상의 구체 예에 따른 도 6에 도시된 스택을 관통하여 레이저-드릴링된 홀의 부분, 단면도를 개략적으로 도시한다; 및
도 8은 여기에 나타내고 묘사된 하나 이상의 구체 예에 따른 입구 희생 커버 층 및 출구 희생 커버 층을 사용하는 레이저 드릴링 방법의 단면도를 개략적으로 도시한다.
이하 언급은 본 개시의 구체 예에 대해 매우 상세하게 만들어질 것이고, 이의 실시 예는 수반되는 도면에 예시된다. 가능한 한, 동일한 참조 번호는 동일하거나 또는 유사한 부분을 나타내는 것으로 도면 전체에 걸쳐 사용될 것이다. 본 개시의 구체 예는 레이저 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법에 관한 것으로, 여기서 쓰루 홀은 입구 직경에 근접하게 일치하는 출구 직경을 갖는다. 제한되지 않는 예로서, 이러한 기판은 전자 장치에서 인터포저로서 사용되는 유리 제품일 수 있으며, 여기서, 상기 쓰루 홀은 쓰루 유리 비아 (through glass vias: "TGV")를 제공하기 위해 전도성 물질로 충진될 수 있다. 여기에서 좀 더 상세하게 기재된 바와 같이, 출구 희생 커버 층은 기판의 출구 표면 (즉, 레이저 빔을 수신하는 입사 또는 입구 표면과 반대인 기판의 표면) 상에 제공된다. 상기 레이저 빔은 기판을 완전히 관통하여 드릴링 한 후에 상기 출구 희생 커버 층을 관통하여 드릴링을 계속한다. 상기 출구 희생 커버 층은 출구 희생 커버 층을 활용하지 않는 레이저 드릴링 공정보다 더 큰 출구 직경을 갖는 쓰루 홀의 형성을 가능하게 한다. 몇몇 구체 예에서, 상기 레이저-드릴링된 기판은, 기판을 얇게 하기 위해 및/또는 레이저-드릴링된 쓰루 홀을 더욱 형상화하기 위해 에칭 공정에 더욱 적용된다.
좀 더 구체적으로는, 하기에 상세히 설명된 바와 같이, 출구 희생 커버 층은 얇은 기판 (예를 들어, 150㎛ 이하의 두께를 갖는 기판)에서 큰 출구-대-입구 직경 비 (예를 들어, 0.8 초과)를 갖는 쓰루 홀을 갖는 기판을 제공한다. 기판 및 레이저 드릴링된 기판에서 쓰루 홀을 형성하는 다양한 방법은 하기에 상세하게 설명된다.
도 1에 참조하면, 구체 예에 따른 기판에 쓰루 홀을 형성하기 위한 레이저 드릴링 방법에 사용된 구성요소는 여기에 기재된다. 레이저 드릴링 방법의 구성요소는 일반적으로, 기판 (100), 출구 희생 커버 층 (130), 및 집속 레이저 빔 (focused laser beam: 20)을 제공하는 레이저 드릴링 시스템 (10)을 포함한다. 도 1에 나타낸 구체 예에서, 출구 희생 커버 층 (130)의 연결 표면 (coupling surface: 132)은, 기판 (100)의 출구 표면 (112)에 탈착 가능하게 부착될 수 있다. 상기 출구 표면 (112)은 기판 (100)의 입구 표면 (110)과 반대편이다. 상기 입구 표면 (110)은, 집속 레이저 빔 (20)이 기판 (100) 상에 입사되는 표면이다.
상기 기판 (100)의 조성물 및 치수는, 특별한 제한이 없고, 기판 (100)의 원하는 최종 용도에 기초하여 선택된다. 상기 기판은 레이저-드릴링되고 및 화학적으로 에칭될 수 있는 임의의 물질로 제작될 수 있다. 대표 기판 물질로는, 유리, 유리-세라믹, 실리콘, 및 석영을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 몇몇 구체 예에서, 상기 기판은 투명 물질로 제작될 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이, 물질은, 만약 분광계에 의해 측정된 것으로 390 nm 내지 700 nm 범위에서 적어도 80%의 투과율을 갖는다면, 투명한 것이다. 대표 투명 기판 물질은, 유리 및 유리-세라믹을 포함하지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 유리 기판은, 비-제한 예로서, Corning, New York의 Corning, Inc.에 의해 제작된, EAGLE XG® 유리, 또는 Code 2318 유리, 또는 이와 유사한 것일 수 있다.
부가적으로, 상기 기판 (100)은, 몇몇 구체 예에서, 4 inch, 6 inch, 8 inch, 또는 12 inch 직경을 갖는 웨이퍼의 형상일 수 있다. 선택적으로, 상기 기판 (100)은 이의 최종 용도를 위해 적절한 임의의 치수를 갖는 시트의 형태일 수 있다. 상기 기판 (100)의 두께 (t1)는 또한 이의 최종 용도에 의존하여 변화될 수 있다. 예를 들어, 기판 (100)은 약 30㎛ 내지 약 1000㎛의 두께 (t1)를 가질 수 있다. 비-제한 예로서, 여기에 기재된 레이저 드릴링 방법은, 약 150㎛ 미만의 두께 (t1)를 갖는 기판 (100)에 드릴링된 쓰루 홀의 개선된 출구-대-입구 직경 비를 제공하는 것을 나타낸다. 150㎛ 미만의 두께 (t1)를 갖는 기판이 여기에서 기재될지라도, 출구 희생 커버 층은 약 150㎛를 초과하는 두께 (t1)를 갖는 기판에서 쓰루 홀 품질을 개선하는데 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 더욱이, 기판의 임의의 형상 및 크기는 여기에 기재된 방법과 함께 사용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
출구 희생 커버 층 (130)의 조성물은, 레이저 드릴링을 허용할 수 있는 임의의 조성물일 수 있다. 특히, 출구 희생 커버 층 (130)의 조성물은, 집속 레이저 빔 (20)이 기판 (100)을 완전히 드릴링한 후에 상기 출구 희생 커버 층 (130)을 관통하여 계속적으로 드릴링할 수 있도록 열 밀도 및 열 용량 (heat capacity)을 가져야 한다. 출구 희생 커버 층 (130)의 조성물은, 하기에 더욱 상세하게 설명된 바와 같이, 레이저가 기판 (100)을 빠져나오고, 출구 희생 커버 층 (130)을 관통하여 드릴링된 후에 상기 레이저 빔 (20)의 자가-집속 효과 (self-focusing effect)를 제공해야 한다.
구체 예에서, 상기 출구 희생 커버 층 (130)은 고분자 필름 또는 고분자 코팅을 포함할 수 있다. 상기 고분자는, 상기 레이저 빔이 삭마한 (ablates) 좁은 채널 내에 레이저 빔의 도광 (light guiding) 또는 광 구속 (light confinement)을 허용하는 임의의 고분자 물질일 수 있다. 상기 고분자는, 공기 갭이 실질적으로 없이 기판 (100)의 출구 표면 (112)에 적용될 수 있고, 레이저 빔의 파장 (예를 들어, 355 nm)에서 삭마될 수 있으며, 및 실질적인 잔류물 없이 기판 (100)의 출구 표면 (112)에서 제거될 수 있는, 임의의 물질일 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 상기 고분자 물질은 기판 (100)의 굴절률과 실질적으로 동일한 굴절률을 갖는다. 다른 구체 예에서, 상기 고분자 물질은 기판 (100)의 굴절률과 다른 굴절률을 갖는다.
비-제한 예로서, Pennsylvania의, Summers Optical of Hatfield에 의해 제작된 Lens Bond Type P-92는 상기 출구 희생 커버 층 (130)으로 사용될 수 있다. British Polythene Industries, Ltd. of Greenock, Scotland, UK.에 의해 제작된 Visqueen과 같은, 다른 고분자 물질은 또한 활용될 수 있다.
구체 예에서, 상기 고분자 물질은 액체 형태에서 기판 (100)의 출구 표면 (112)에 적용될 수 있고, 그 다음 후 경화된다 (예를 들어, UV 경화, 열 처리, 또는 건조). 액체 형태의 고분자 물질의 적용은, 예를 들어, 상기 출구 희생 커버 층 (130)과 기판 (100) 사이에 에어 갭을 최소화 또는 제거할 수 있다. 상기 액체 고분자 물질은, 스크린 인쇄, 슬롯-코팅, 또는 스핀-코팅 방법을 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 임의의 적절한 방법에 의해 적용될 수 있다. 하기에 더욱 상세하게 기재되는 바와 같이, 출구 희생 커버 층 (130)을 한정하는 고분자 물질은, 용매, 스팀 공정, 필링 (peeling), 및 기타 방법에 의해 제거될 수 있다.
구체 예에서, 출구 희생 커버 층 (130)은 유리 기판을 포함할 수 있다. 상기 출구 희생 커버 층 (130)에 대해 사용된 유리 기판의 조성물은 특별히 제한되지 않는다. 비-제한 예로서, 상기 유리 기판은 Corning, Inc에 의해 제작된, EAGLE XG®® 유리, 또는 Code 2318 유리일 수 있다. 또 다른 비-제한 예로서, 상기 출구 희생 커버 층 (130)의 유리 기판은, 알루미노-실리케이트, 보로-실리케이트, 알루미노-보로-실리케이트, 소다-라임-실리케이트 중 어느 하나일 수 있고, 알칼리 함유 또는 알칼리가-없을 수 있다.
홀 (135)의 가늘어진 부분이 출구 희생 커버 층 (130) 내에 완전치 배치되고 및 상기 기판 (100) 내에 쓰루 홀 (115)이 출구 표면 (112)에 가장 가까운 임의의 가늘어진 부분이 실질적으로 없도록, 상기 출구 희생 커버 층 (130)은, 집속 레이저 빔 (20)이 기판 (100)을 벗어나는 물질을 갖는 것을 보장하는 두께 (t2)를 가져야 한다. 예를 들어, 상기 출구 희생 커버 층은 약 200㎛ 초과 또는 약 300㎛ 초과와 같은, 약 100㎛를 초과하는 두께 (t2)를 가질 수 있다.
상기 출구 희생 커버 층 (130)은, 특히 기판 (100)이, 약 150㎛ 미만과 같이, 얇은 경우에, 기판 (100)에 대한 중간 캐리어 (intermediate carrier)로 작용할 수 있다는 점에 주목된다. 이 방식에서, 출구 희생 커버 층 (130)은 다양한 제작 공정 동안 기판 (100)에 부가된 강도를 제공하고, 이에 의해 기판 (100)의 파괴를 방지하고, 제작 수율을 증가시킨다.
기판 (100)은 직접, 물리적 접촉, 또는 유체를 이용한 부착을 통해, 출구 희생 커버 층 (130)에 탈착 가능하게 부착될 수 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 기판 (100)은, 유체 또는 결합 물질과 같은, 중간 물질층 (120)에 의해 출구 희생 커버 층 (130)에 부착될 수 있다. 상기 기판 (100) 및 상기 출구 희생 커버 층 (130)은 공기 내포물 없이 실질적으로 서로 연결되어야 한다. 상기 기판 (100)과 상기 출구 희생 커버 층 (130) 사이에 공기 갭은, 기판 (100)의 출구 표면 (112)에서 쓰루 홀 (125)의 출구 개구 주변에 손상을 결과할 수 있는 점에 주목된다.
출구 희생 커버 층 (130)이 직접적인, 물리적 접촉을 통해 기판 (100)에 탈착 가능하게 연결되는, 몇몇 구체 예에서, 상기 출구 희생 커버 층 (130)의 연결 표면 (132)은 이온 결합, 공유 결합, 및/또는 반데르발스 인력에 의해 기판 (100)의 출구 표면 (112)에 분자적으로 결합될 수 있다. 상기 기판 (100)에 출구 희생 커버 층 (130)의 분자적 결합은, 매우 균일한 결합을 제공할 수 있고, 및 다른 결합 방법들보다 더 고품질 (예를 들어, 감소된 칩핑, 및 명확한 원형을 갖는 홀)을 갖는 홀을 결과할 수 있다.
구체 예에서, 출구 희생 커버 층 (130)의 연결 표면 (132) 및 기판 (100)의 표면 (112) 모두는 매끄러울 수 있고, 낮은 입자 수 (particle count)를 가질 수 있으며, 및 실질적으로 유기 또는 다른 물질이 없을 수 있다. 반데르발스 인력과 같은, 분자 결합에 의해 제공된 결합 에너지는, 레이저 드릴링 공정 내내 연결된 관계로 출구 희생 커버 층 (130) 및 기판 (100)을 유지하는데 충분해야 한다. 제한적이지 않은 예로서, 결합 에너지는 약 30 mJ/㎡ 내지 약 100 mJ/㎡이어서, 드릴링 공정 동안 연결된 관계로 출구 희생 커버 층 (130) 및 기판 (100)을 유지할 수 있다. 표면 (112 및 132)은 레이저 드릴링 공정 내내 유지될 분자 결합을 가능하게 하는 평활도 (smoothness)를 가질 수 있다. 제한적이지 않은 예로서, 출구 희생 커버 층 (130)의 연결 표면 (132) 및 기판 (100)의 출구 표면 (112)은, Corning EAGLE XG®과 같은, 퓨전-인발 유리 기판에서 확인된 표면 평활도를 가질 수 있다. 다른 유리 기판이 활용될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
출구 희생 커버 층 (130) 및 기판 (100)의 표면은, 출구 희생 커버 층 (130)과 기판 (100) 사이에 임의의 갭을 최소화하기 위해 이들이 서로 부착되기 전에, 세척될 수 있다. 구체 예에서, 표면 (112 및 132)은 약 1㎛ 직경 이상의 입자가 실질적으로 없어야 한다. 임의의 알려진 또는 아직 개발되지 않은 세정 공정은 사용될 수 있다. 비-제한 세정 공정은, 통상적으로 반도체 산업에서 사용되는, RCA 표준 세정 1 ("SC1"), RCA 표준 세정 2 ("SC2"), SC1 + SC2, 및 희석 HF를 포함한다.
전술한 바와 같이, 출구 희생 커버 층 (130)과 기판 (100) 사이의 부착은, 유체 층에 의한 것과 같은, 중간 물질층 (120)에 의해 제공될 수 있다. 비록 중간 물질층 (120)이 도 1에 예시되어 있지만, 출구 희생 커버 층 (130) 및 기판 (100)이 직접 접촉에 의해 연결되는 적용에서, 중간 물질층 (120)이 존재하지 않을 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 대표적인 유체 부착은, 기판 (100) 및 출구 희생 커버 층 (130) 중 하나 또는 둘 모두에 물 또는 오일의 얇은 층을 적용하는 단계, 및 반데르발스 상호작용에 의해 기판 (100)을 출구 희생 커버 층 (130)에 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 기판 (100) 및 출구 희생 커버 층 (130)을 서로 부착시키는데 사용되는 오일은, 특별히 제한되지 않으며, Cargille Laboratories의 광 굴절률 일치 유체 (optical index matching fluid), 식물성 오일, 카놀라 오일, 땅콩 오일, 또는 이와 유사한 것을 포함할 수 있다. 중간 물질층 (120)은 또한 광 굴절률 일치 접착제일 수 있다.
기판 (100)이 출구 희생 커버 층 (130)에 부착된 후에, 쓰루 홀 (115)은, 도 1에 예시된 바와 같이, 레이저 드릴링 시스템 (10)을 사용하여 레이저-드릴링된다. 기판 (100)에 형성될 홀의 바람직한 위치 또는 패턴은, 기판의 원하는 용도에 기초하여 홀을 형성하기 전에 결정될 수 있다. 도 1을 참조하면, 대표적인 레이저 드릴링 시스템 (10)은, 출력 레이저 빔 (20)을 생산하는 레이저 공급원 (도시되지 않음), 및 기판 (100)의 입구 표면 (110) (또는 하기에 기재되고 및 도 7에 예시된 바와 같은 입구 희생 커버 층 (140))에 입사되도록 위치되는 레이저 빔 (20)을 집속하거나 또는 그렇치 않으면 조절하는 연결 광학계 (12)를 포함한다. 레이저 빔 (20)은, 기판 (100)에서 홀의 미리 결정된 위치에 상응하는 출구 희생 커버 층 (130)의 상부 표면상에 위치에 위치될 수 있다.
상기 레이저 빔 (20)은, 출구 희생 커버 층 (130) 및 기판 (100)을 드릴링할 수 있는 광학 특성을 갖는 임의의 레이저 빔일 수 있다. 하나의 구체 예에서, 상기 레이저 빔 (20)은, 약 355 nm의 파장에서 방출하는, 주파수 트리플된 네오디뮴-도핑 이트륨 오르토바나데이트 (Nd:YVO4) 레이저인 자외선 (UV) 레이저 빔일 수 있다. 레이저 빔은 비선형 흡수 메커니즘을 통해 기판의 물질과 상호작용할 수 있어, 기판 물질을 기화시키고 및 상기 기판으로부터 물질을 축출하는 플라즈마를 생성하며, 이에 의해 홀을 형성할 수 있다. 비록 Nd:YVO4 레이저가 기재되었지만, 출구 희생 커버 층 (130)에 쓰루 홀을 형성할 수 있는 임의의 레이저는 사용될 수 있는 것으로 인식되어야 한다. 상기 기판 (100)의 입구 표면 (112) 상에 입사되는 레이저 빔 (20)은, 0.02 내지 0.4, 0.05 내지 0.3, 0.06 내지 0.2, 및 바람직하게는 0.07과 같은, 0.01 내지 0.5의 개구수를 가질 수 있다. 상기 기판 (100)의 입사 표면 (110)에 대한 레이저 빔의 초점은, 입구 표면 (112)의 약 100㎛ 이내, 또는 입구 표면 (112)의 약 50㎛ 이내와 같이, 상부 표면의 약 200㎛ 이내로 놓일 수 있다.
도 1을 참조하면, 기판 (100) 내에 복수의 레이저-드릴링된 쓰루 홀 (115) 및 출구 희생 커버 층 (130) 내에 상응하는 홀은 예시된다. 또한, 레이저 빔 (20)에 의해 형성된 부분 쓰루 홀 (117)은 예시된다.
상기 레이저 빔 (20)은 기판 (100)에 쓰루 홀 (115)을 형성하기 위해 미리 결정된 위치에서 펄스될 수 있다. 상기 펄스 기간은 약 10 nanoseconds 내지 약 40 nanoseconds, 또는 약 25 nanoseconds 내지 약 35 nanoseconds, 또는 약 30 nanoseconds일 수 있다. 상기 펄스의 반복율은, 1 kHz 내지 75 kHz, 또는 1 kHz 내지 15 kHz와 같은, 1 kHz 내지 150 kHz일 수 있다. 상기 기판 (100)에 쓰루 홀을 형성하기 위해 요구된 펄스의 수는 기판의 물질뿐만 아니라 이의 두께에 의존하여 변화할 것이다. 다수의 유리 타입에 대해, 약 0.75㎛의 홀 깊이는 각 레이저 펄스로 형성된다. 상기 레이저 빔은 기판 (100)에 쓰루 홀을 형성하기 위해 요구된 원하는 횟수만큼 펄스될 수 있다.
기판 (100)의 물질은, 레이저 빔 (20)이 기판 (100) 내에 더 깊은 깊이까지 펄스되기 때문에, 레이저 빔 (20)의 도광 또는 집속 효과를 제공한다. 이 도광 또는 집속 효과는 레이저 드릴링 공정을 제공하고, 여기서 상기 레이저 빔 (20)의 집속은, 레이저 빔 (20)이 더 깊은 깊이까지 펄스되기 때문에 연속적으로 조정되는 것이 필요하지 않다. 상기 레이저 빔은 그것이 기판 (100) 내로 더 깊이 드릴링될 때 이의 초점을 유지하기 때문에, 동일한 공정은 레이저 펄스의 수를 단순히 조정하여 높은 종횡비의 쓰루 홀을 생성하는데 사용될 수 있다.
전술한 바와 같이, 출구 희생 커버 층 (130)은, 쓰루 홀 (115)의 출구 직경 (dex)을 증가시켜 쓰루 홀 (115)의 입구 직경 (den)과 더 가깝게 일치하도록 제공된다. 상기 기판 (100) 내에 부분적으로 형성된 블라인드 홀 (blind hole: 117)은 가늘어진 부분을 가지며, 따라서, 이의 하부에서 "뾰족한 (pointed)" 형상을 갖는다. 레이저 빔 (20)이 기판 (100)의 두께 (t1)를 완전히 관통하여 펄스되고, 따라서 상기 블라인드 홀 (117)이 쓰루 홀이 되는 경우, 상기 쓰루 홀은 출구 직경 (dex)이 입구 직경 (den)보다 더 작은 출구 표면 (112)에 가늘어진 부분을 갖는다. 비-제한 예로서, 상기 출구 직경 (dex)은 입구 직경 (den)보다 평균 약 12㎛ 작다. 하기에 좀 더 상세하게 기재된 바와 같이, 에칭 공정은 모든 표면으로부터 동일한 양의 물질을 제거할 수 있고, 이는 입구 직경 (den)보다 여전히 더 작은 출구 직경 (dex)으로 이어진다. 50㎛ 미만, 30㎛ 미만, 25㎛ 미만, 20㎛ 미만, 또는 15㎛ 미만과 같은, 작은 직경 쓰루 홀의 경우, 더 작은 출구 홀 직경 (dex) (예를 들어, 약 5㎛보다 작음)은, 약 0.6 미만과 같은, 낮은 출구-대-입구 비를 갖는 쓰루 홀을 산출하거나, 또는 여기서 상기 출구 직경은 상부 직경의 크기의 약 절반이다. 낮은 출구-대-입구 비는, 인터포저 적용과 같은, 어떤 적용에서 바람직하지 않을 수 있다.
상기 레이저 빔이 기판 (100)을 통하여 완전히 펄스된 후에, 상기 출구 희생 커버 층 (130)의 연결 표면 (132)은 레이저 빔 (20)에 노출된다. 상기 레이저 빔 (20)은 상기 쓰루 홀 (115) 내로 원하는 수만큼 펄싱되어 상기 출구 희생 커버 층 (130)에 홀 (135)을 형성할 수 있다. 상기 출구 희생 커버 층 (130)의 물질은 또한, 상기 기판 (100)에 대하여 전술된 바와 같이, 레이저 빔 (20)이 상기 출구 희생 커버 층 (130)을 삭마함에 따라, 레이저 빔 (20)을 자가-집속시킨다. 상기 출구 희생 커버 층 (130) 내에 홀 (135)은, 기판 (100)에 형성된 쓰루 홀 (115)의 종축에 맞추어 조정된 종축을 갖는다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 레이저 빔 (20)은, 기판 내에 쓰루 홀 (115)이 출구 표면 (112)에서 가늘어진 부분을 갖지 않을 때까지 출구 희생 커버 층 (130)으로 펄스된다. 오히려, 가늘어진 부분은 출구 희생 커버 층 (130)의 홀 (135) 내에 존재한다. 따라서, 상기 쓰루 홀 (115)의 출구 홀 직경 (dex)은 입구 직경 (den)과 더 가깝게 일치된다. 구체 예에서, 출구-대-입구 비 (즉, dex/den)는, 약 25㎛ 내지 약 40㎛의 범위 내의 입구 직경 (den)에 대해 약 0.7 초과, 및 약 40㎛ 초과의 입구 직경에 대해 약 0.8을 초과한다.
출구 희생 커버 층 (130) 내에 홀 (135)은 블라인드 홀 또는 쓰루 홀일 수 있다는 점이 주목된다.
도 2는 다수의 쓰루 홀 (115)이 드릴링된 기판 (100)의 평면도이다. 구체 예에서, 기판에 다수의 쓰루 홀 (115) 및 출구 희생 커버 층에 다수의 홀 (135)은 전술된 방법에 의해 만들어질 수 있다. 레이저는 하나의 미리 결정된 위치에 위치될 수 있고, 및 레이저가 다른 미리 결정된 위치에 놓이기 전에 그 미리 결정된 위치에서 기판 (100) 내에 쓰루 홀 (115) 및 출구 희생 커버 층 (130) 내에 홀 (135)을 형성할 수 있다. 선택적으로, 레이저는 먼저 다수의 미리 결정된 위치에서 기판 (100)에 쓰루 홀 (115)을 형성할 수 있고, 뒤이어, 상기 기판 (100)에 쓰루 홀 (115)의 위치로 되돌아가서, 출구 희생 커버 층 (130)에 홀 (135)을 형성할 수 있다.
상기 출구 희생 커버 층 (130)은 출구 희생 커버 층 (130)에 홀 (135)이 형성된 후에 제거될 수 있다. 상기 출구 희생 커버 층 (130)은, 출구 희생 커버 층(130)을 기판 (100)으로부터 떼어내거나 또는 물리적으로 분리하거나, 또는 출구 희생 커버 층 (130)을 기판 (100)에 부착하는데 사용되는 임의의 유체를 제거하기 위해 용매를 적용하는 것과 같은, 임의의 적절한 방법에 의해 제거될 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 출구 희생 커버 층 (130)에 대한 물질은, 기판의 열팽창계수와 다른 열팽창계수를 갖도록 선택될 수 있다. 출구 희생 커버 층 (130)이 기판 (100)과 다른 열팽창 계수를 갖는다면, 두 성분은 가열시에 다른 속도로 팽창할 것이고, 이는 손상 없이 출구 희생 커버 층 (130)을 제거하는데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 구체 예에서, 기판 (100)은, 출구 희생 커버 층 (130) 및 기판 (100)을 가열하여, 출구 희생 커버 층 (130)이 기판 (100)보다 더 큰 비율로 팽창하도록 도움을 받는다. 상기 출구 희생 커버 층 (130)은 그 다음 기판 (100)으로부터 떼어낼 수 있다.
상기 출구 희생 커버 층 (130)이 고분자 물질로 만들어진 구체 예에서, 상기 출구 희생 커버 층 (130)은 임의의 적절한 수단에 의해 제거될 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 출구 희생 커버 층 (130) 및 기판 (100)은, 고온의 물 욕조 (예를 들어, 약 80℃ 내지 약 100℃ 또는 기타 온도)에 놓고, 일정 시간동안 함침될 수 있거나, 또는 밀폐된 용기에서 스팀될 수 있다. 상기 고분자 출구 희생 커버 층 (130)은 그 다음 기판 (100)의 출구 표면 (112)으로부터 박리될 수 있다. 상기 고분자 출구 희생 커버 층 (130)은 또한, A-메틸-2-피롤리돈과 같은, 용매에 고분자 출구 희생 커버 층 (130) 및 기판 (100)을 함침시켜 제거될 수 있는데, 이는 출구 표면 (112)으로부터 고분자 출구 희생 커버 층 (130)의 방출을 용이하게 할 수 있다. 다른 구체 예에서, 상기 고분자 출구 희생 커버 층 (130)은, 용매 또는 스팀의 적용 없이 기판 (100)의 출구 표면 (112)에서 박리될 수 있다.
구체 예에서, 에칭 공정은 출구 희생 커버 층 (130)이 제거된 후에 기판 (100) 상에 선택적으로 수행되어 레이저 드릴링된 쓰루 홀 (115)을 더욱 형상화할 수 있다. 상기 에칭 공정은 특별히 제한되지 않으며, 산 에칭을 포함할 수 있다. 상기 기판 (100)은, 도 3에 예시된 바와 같이, 에칭 욕조 (160)의 에칭 용액 (170)에 배치될 수 있다. 상기 에칭 용액은, 플루오르화 수소산, 질산 및 아세트산 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 만약 염기 용액이 사용된다면, 상기 용액은 KOH, NH4OH, 및 테트라메틸 암모늄 하이드로옥사이드 (tetramethyl ammonium hydroxide) (TMAH) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 용액은 선택적으로 또는 부가적으로, 이소프로필알코올, 과산화수소, 또는 오존처리된 탈이온수와 같은, 첨가제를 포함할 수 있다. 구체 예에서, 상기 에칭 용액은 약 20% HF 및 약 10% HNO3와 같은, 약 10% 내지 약 30% HF 및 약 5% 내지 약 15% HNO3를 포함하는 플루오르화 수소산 및 질산의 혼합물을 포함할 수 있다. 일반적으로, 유리 기판의 경우, 에칭제로부터 유리 제거율은, 약 3㎛/min 내지 약 15㎛/min, 또는 약 5㎛/min 내지 약 10㎛/min과 같은, 약 2㎛/min 내지 약 20㎛/min일 수 있다.상기 에칭은 등방성일 수 있으며, 및 상기 기판 (100)에 형성된 쓰루 홀 (115)의 직경을 확대시킬 뿐만 아니라 기판 (100)의 두께를 감소시킬 수 있다. 상기 에칭 용액은, 기판 상에 분무를 포함하는, 그러나 이에 제한되지 않는, 적용 공정에 의해 적용될 수 있거나, 또는 상기 기판은 에칭 용액에 침지될 수 있다. 상기 에칭 공정의 기간은, 제한되지 않으며, 상기 에칭 용액의 에칭률 및 기판에 쓰루 홀의 원하는 직경에 기초하여 결정될 수 있다. 초음파 교반 (175)은 또한, 몇몇 구체 예에서, 에칭 용액 (170)에 적용될 수 있다.
도 4는 레이저 드릴링된 쓰루 홀 (115')을 확대하기 위한 에칭 공정 이후에 기판 (100)의 부분 단면도를 도시한다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 레이저 드릴링 공정 동안 상기 출구 희생 커버 층 (130)의 사용에 기인하여, 출구 표면 (112)에 쓰루 홀 (115)의 출구 직경 (dex)은, 입구 직경 (den)과 실질적으로 일치하고, 이에 의해 큰 출구-대-입구 직경 비 (예를 들어, 약 0.8 초과)를 제공한다.
부가적으로, 출구 희생 커버 층 (130)의 사용은 레이저-드릴링되고 및 에칭된 쓰루 홀 (115)의 출구 홀 품질을 개선하는 것으로 나타난다. 몇몇 경우에, 기판의 레이저 드릴링은, 에칭 전에 레이저-드릴링된 홀 (115)의 출구 홀로부터 연장되는 하나 이상의 미세균열 또는 기타 결함을 생성한다. 에칭 공정 동안, 이들 미세균열 또는 기타 결함은, 에칭 공정동안 손상되지 않은 위치에 제거되는 것보다 미세균열에서 더 많은 물질이 제거됨에 따라, 더 많이 확대된다. 따라서, 하나 이상의 원하지 않은 디보트 (divots) 또는 채널은, 에칭 공정 이후에 레이저-드릴링되고 및 에칭된 쓰루 홀 (115')로부터 연장될 수 있다. 여기에 사용된 바와 같은, 용어 "채널" 및 "디보트"는 감소된 두께를 갖는 기판의 영역을 의미한다.
도 5a는 유리 기판 내에 레이저-드릴링되고 및 에칭된 쓰루 홀 (115")의 출구 홀을 사실적으로 도시하며, 여기서 채널 (117A, 117B)은 레이저-드릴링되고 및 에칭된 쓰루 홀 (115")의 원주 (C)로부터 연장된다. 도 5a에 나타낸 바와 같이, 유리 기판의 두께는 채널 (117A, 117B)의 존재에 기인하여 레이저-드릴링되고 및 에칭된 쓰루 홀 (115")의 원주 (C)에 대해 불-균일하다.
출구 희생 커버 층 (130)의 사용은, 레이저-드릴링 공정 이후에 출구 홀로부터 연장되는 미세균열 또는 기타 결함의 형성을 방지할 수 있음을 보여준다. 상기 출구 홀에서 연장되는 미세균열 또는 기타 결함의 결핍은 그 다음, 에칭 공정 동안 개구로부터 채널 또는 디보트를 더욱 방지한다. 따라서, 각 쓰루 홀 (115') 주위에 기판 (100)의 구역은, 디보트 또는 채널의 결핍에 기인하여 에칭 공정 이후에 실질적으로 균일한 두께를 갖는다. 여기에 기재된 바와 같은 출구 희생 커버 층 (130)의 사용은, 출구 홀의 원주에 대한 구역에서 기판의 실질적으로 균일한 두께에 대해 제공할 수 있다. 다시 말하면, 상기 출구 홀은 실질적으로 원형이고, 원주에서 디보트 또는 채널에 없다.
도 5b는 출구 홀의 원주 (C)에 대한 구역에서 채널 또는 디보트가 없는, 레이저-드릴링되고 및 에칭된 쓰루 홀 (115"')의 출구 홀을 사실적으로 도시한다. 도 5b에 나타낸 바와 같이, 유리 기판은 레이저-드릴링되고 및 에칭된 쓰루 홀 (115"')의 출구 홀의 원주 (C)에 대한 구역에서 실질적으로 균일한 두께를 갖는다.
그 안에 형성된 쓰루 홀을 갖는 기판 (100)은, 마이크로칩과 유기 기판 사이에 전기 신호를 전송하고, 조밀한-피치 칩 (dense-pitch chips)과 넓은-피치 층 하부 사이에 전기적 연결을 펼치며, 2 또는 3차원 패키징 아키텍처 (architectures) 및 기타 적용에서 다중 실리콘 칩을 연결하는, 인터포저 장치 (예를 들어, 유리 인터포저 장치)로 활용될 수 있다. 따라서, 몇몇 구체 예에서, 상기 쓰루 홀은, 금속화 공정 동안 전기 전도성 물질로 채워져, 쓰루 홀 내에 전기 전도성 비아 (vias)를 형성할 수 있다. 구체 예에서, 출구 희생 커버 층 (130)은, 전기 전도성 물질의 코팅 동안 마스크로 작용할 뿐만 아니라, 취급 손상으로부터 기판을 보호할 수 있도록, 금속화 공정 동안 남겨질 수 있다. 이러한 방식에서, 전기 전도성 물질은 쓰루 홀에만 적용될 수 있다. 이는 금속화 공정 동안 부가될 부가적인 마스크에 대한 필요성을 생략하여 인터포저 최종 산물의 비용을 감소시킬 수 있다.
전술된 방법은, 기판에서 임의의 패턴 및 임의의 크기의 홀을 형성하는데 사용될 수 있다. 상기 방법은 임의의 특정 홀 크기 또는 패턴으로 제한되지 않는다. 그러나, 작은 출구-대-입구 직경 비는, 쓰루 홀 직경이 작고 (예를 들어, 약 100㎛ 미만) 및 기판이 얇은 (예를 들어, 약 100㎛ 미만) 경우, 특히 문제가 된다. 따라서, 상기 방법은 작은 직경 홀 및 얇은 기판을 갖는 구체 예에서 사용될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하면, 몇몇 구체 예에서, 교호하는 기판 (100A-100C) 및 출구 희생 커버 층 (130A-130C)을 포함하는 스택 (180)은 확대 투시도로 예시된다. 셋보다 많거나 또는 적은 기판 및 출구 희생 커버 층이 스택 (180)에 제공될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 출구 희생 커버 층 (130A-130C)은 기판 (100A-100C)에 대한 캐리어로 작용하는 유리 기판으로 구성될 수 있고, 이러한 유리 캐리어는 알루미노-실리케이트 유리, 보로-실리케이트 유리, 알루미노-보로-실리케이트 유리, 소다-라임-실리케이트 유리로 제작될 수 있으며, 및 알칼리 함유 또는 알칼리가 없을 수 있다. 다른 구체 예에서, 상기 출구 희생 커버 층 (130A-130C)은 고분자 물질로 제작된다. 전술된 바와 같이, 인접한 기판 및 출구 희생 커버 층은, 기판 (100A-100C)에서 고-품질 입구 및 출구 홀을 제공하기 위해 최소 공기 내포물을 갖도록 서로 연결되어야 한다.
도 7은 교호하는 기판 (100A-100C) 및 출구 희생 커버 층 (130A-130C)의 부분 스택 (180)의 단면도이다. 상기 스택 (180)은 병렬로 기판 (100A-100C)을 제작하기 위해 레이저-드릴링될 수 있고, 이에 의해 처리량을 증가시킨다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 홀 (113)은 전체 스택 (180)을 관통하여 레이저 빔을 펄싱시켜 레이저-드릴링되어, 각 층을 관통하여 연장된다. 각 홀 (113)은, 제1 기판 (100A)을 관통하는 제1 쓰루 홀 (115A), 제1 출구 희생 커버 층 (130)을 관통하는 제1 쓰루 홀 (135A), 상기 제2 기판 (100B)을 관통하는 제2 쓰루 홀 (115B), 제2 출구 희생 커버 층 (130B)을 관통하는 제2 쓰루 홀 (135B), 제3 기판 (100C)을 관통하는 제3 쓰루 홀 (115C), 및 제3 출구 희생 커버 층 (130C)을 관통하는 제3 홀 (135) (블라인드 홀 또는 쓰루 홀일 수 있음)을 포함한다. 상기 제3 출구 희생 커버 층 (130C) 내에 제3 홀 (135C)은 가늘어지는 반면, 제1, 제2 및 제3 쓰루 홀 (115A-115C)은 가늘어지지 않으며, 이에 의해 제1, 제2 및 제3 쓰루 홀 (115A-115C)에 대해 큰 출구-대-입구 직경 비를 제공한다.
스택 (180)의 개별 층을 분리한 후, 제1, 제2 및/또는 제3 기판 (100A, 100B, 100C)은 화학적으로 에칭되어 각각의 쓰루 홀 (115A, 115B, 115C)을 더욱 형상화할 수 있다.
입구 희생 커버 층은 또한 도 7에 예시된 바와 같이 스택의 단일 기판 또는 최상부 기판과 같은, 기판의 입구 표면상에 제공될 수 있다. 입구 희생 커버 층은 입구-홀 결함을 줄이고 및 입구-홀 품질을 개선하기 위해 제공될 수 있다. 입구 희생 커버 층은, 입구-홀의 칩핑을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 입구-홀의 원형을 개선할 수 있다.
도 8은, 중간 결합 물질 층 (150)을 통해 기판 (100)의 입구 표면 (110)에 연결된 입구 희생 커버 층 (140), 및 중간 결합 물질 층 (120)을 통해 기판 (100)의 출구 표면 (112)에 연결된 출구 희생 커버 층 (130)의 부분 단면도이다. 중간 결합 물질 층 (120, 150)이 제공되지 않고, 및 입구 희생 커버 층 (140) 및 출구 희생 커버 층 (130)이, 전술된 바와 같이, 기판 (100)에 직접 부착될 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 도 8은, 입구 희생 커버 층 (140), 기판 (100), 및 출구 희생 커버 층 (130)에 의해 한정된 스택을 관통하는 홀 (113')을 더욱 도시한다. 상기 홀 (113')은 입구 희생 커버 층 (140)을 관통하는 쓰루 홀 (145), 기판 (100)을 관통하는 쓰루 홀 (115), 및 출구 희생 커버 층을 관통하는 홀 (135) (이는 쓰루 홀 또는 블라인드 홀일 수 있음)에 의해 한정한다.
상기 입구 희생 커버 층 (140)은, 전술한 출구 희생 커버 층 (130)과 유사한 고분자층 또는 유리 층으로 구성될 수 있다. 부가적인 물질은, 전체적인 내용이 참조로서 여기에 혼입된, 2013년 11월 27일자에 출원된 미국 공개특허 제2014/0147623호에 기재된 바와 같은, 잉크, 오일, 왁스 및 이와 유사한 것과 같은, 입구 희생 커버 층으로 사용될 수 있다.
입구 희생 커버 층 (140)의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 입구 희생 커버 층 (140)에서 쓰루 홀을 형성하기 위해 요구된 레이저 펄스의 수는, 입구 희생 커버 층 (140)의 두께가 증가함에 따라 증가하고, 따라서, 두꺼운 입구 희생 커버 층 (140)은 공정 시간을 증가시킨다. 또한, 만약 입구 희생 커버 층 (140)이 너무 얇다면, 입구 희생 커버 층 (140)의 분리는, 입구 희생 커버 층 (140)이 많은 조각으로 파편화 없이 어려울 수 있다. 입구 희생 커버 층 (140)의 두께는, 희생 커버 층의 조성물에 의존하여 변할 수 있다. 입구 희생 커버 층 (140)은, 홀이 형성될 위치에서 기판을 피복한다는 전제하에서 임의의 치수를 가질 수 있다. 따라서, 입구 희생 커버 층 (140)은 기판 (100)과 동일한 치수를 가질 수 있다.
레이저 빔 (20)은 입구 희생 커버 층 (140)의 표면상에 미리 결정된 위치를 향하고, 및 상기 레이저 빔 (20)은 미리 결정된 위치에 입구 희생 커버 층 (140)에 쓰루 홀 (145)을 형성하기 위해 펄스된다. 상기 레이저 빔은 입구 희생 커버 층 (140)에 형성된 쓰루 홀 (145)를 관통하여 더욱 향해지며, 및 상기 기판 (100)에 쓰루 홀 (115)을 형성할 수 있다. 상기 레이저 빔 (20)은, 전술된 바와 같이, 출구 희생 커버 층 (130)을 드릴링하기 위해 더욱 펄스된다.
상기 레이저 드릴링된 홀의 형성 후에, 입구 희생 커버 층 (140) 및 출구 희생 커버 층 (130)은 기판 (100)에서 제거될 수 있다. 몇몇 구체 예에서, 상기 기판 (100)은, 전술된 바와 같이, 쓰루 홀 (115)을 더욱 형상화하기 위해 에칭 공정에 적용될 수 있다.
또 다른 구체 예는 전술된 방법과 함께 사용된 피가공재 (101)를 제공한다. 도 1을 참조하면, 피가공재 (101)는 기판 (100) 및 상기 기판 (100)의 출구 표면 (112)에 탈착 가능하게 부착된 출구 희생 커버 층 (130)을 포함할 수 있다. 상기 기판 (100)은 전술된 방법에 의해 그 안에 형성된 쓰루 홀 (115)을 갖는다. 상기 쓰루 홀 (115)의 종축은 기판 (100)의 두께 방향으로 연장된다. 상기 출구 희생 커버 층은, 홀 (135) (이는 쓰루 홀 또는 블라인드 홀일 수 있음)을 포함하고, 각 홀 (135)은 기판 (100)에 형성된 상응하는 쓰루 홀 (115)의 종축에 상응하는 종축을 갖는다. 중간 물질층 (120)은 출구 희생 커버 층 (130)과 기판 (100) 사이에 존재할 수 있다.
상기 기판의 두께는, 약 750㎛ 미만, 약 500㎛ 미만, 약 250㎛ 미만, 바람직하게는 약 150㎛ 미만과 같은, 약 1000㎛ 미만일 수 있다. 각 쓰루 홀 (115)은 기판 (100)의 입구 표면 (110)에서 입구 직경 (den), 및 기판의 출구 표면 (112)에 출구 직경 (dex)을 갖는다. 상기 쓰루 홀의 입구 직경 (den)은 약 50㎛ 미만이다. 각 쓰루 홀 (115)은 0.7 초과, 바람직하게는 0.8 초과인 출구-대-입구 직경 비 (den/dex)를 갖는다. 상기 쓰루 홀은, 약 200㎛ 내지 약 800㎛, 약 200㎛ 내지 약 600㎛, 약 250㎛ 내지 약 500㎛ 및 약 300㎛ 내지 약 400㎛과 같은, 약 200㎛ 내지 약 1000㎛의 간격을 가질 수 있다.
출구 희생 커버 층 (130)은, 200㎛ 초과와 같은, 100㎛ 초과의 두께를 가질 수 있다.
몇몇 구체 예에서, 상기 피가공재 (101')는 기판 (100)의 입구 표면 (110)에 탈착 가능하게 부착된 입구 희생 커버 층 (140)을 더욱 포함한다 (도 8). 상기 입구 희생 커버 층 (140)은 유리 입구 희생 커버 층, 고분자 입구 희생 커버 층, 또는 얇은 안료 또는 염료-계 잉크 입구 희생 커버 층일 수 있다. 상기 입구 희생 커버 층 (140)은 기판 (100)에 탈착 가능하게 부착될 수 있다. 상기 입구 희생 커버 층 (140)은 쓰루 홀 (145)을 포함하고, 각각은 상기 기판 (100)에 형성된 쓰루 홀 (114)의 종축에 상응하는 종축을 갖는다.
실시 예
본 개시의 구체 예들은 하기 실시 예들에 의해 더욱 명확해질 것이다.
비교 예
비교 예 1은 출구 희생 커버 층이 사용되지 않는 레이저 드릴링에 의해 유리 제품으로 구성된 기판에 형성된 홀을 나타낸다.
비교 예 1에서, 상기 유리 제품은 Corning, Inc.에 의해 제작된 EAGLE XG®로 만들어지고, 및 130㎛의 두께를 갖는다. 쓰루 홀은 355 nm nanosecond 펄스된 레이저를 사용하여 형성된다. 50㎛ 두께의 Lens Bond Type P-92의 층은 입구 희생 커버 층으로 사용된다. 출구 희생 커버 층은 사용되지 않는다. 상기 최종 쓰루 홀의 입구 직경 (den)은 약 17㎛이고, 상기 출구 직경 (dex)은 에칭 전에 약 5㎛이다. 에칭-전 출구-대-입구 직경 비는 약 0.3이다. HF 에칭 공정 후에, 약 8㎛의 유리 물질은 제거되어 약 122㎛ 두께인 유리 제품을 제공한다. 상기 쓰루 홀의 에칭-후 입구 직경 (den)은 약 25㎛이고, 및 에칭-후 출구 직경 (dex)은 약 13㎛이다. 에칭-후 출구-대-입구 직경 비는 약 0.5이다.
비교 예 2
비교 예 2는 출구 희생 커버 층이 사용되지 않은 레이저 드릴링에 의해 유리 제품으로 구성된 기판에 형성된 홀을 나타낸다.
비교 예 2에서, 상기 유리 제품은 Corning, Inc.에 의해 제작된, EAGLE XG®로 만들어지고, 및 130㎛ 두께를 갖는다. 쓰루 홀은 355 nm nanosecond 펄스된 레이저를 사용하여 형성된다. 50㎛ 두께의 Lens Bond Type P-92의 층은 입구 희생 커버 층으로 사용된다. 출구 희생 커버 층은 사용되지 않는다. 상기 유리 제품은 HF 에칭 공정을 사용하여 에칭된다. 상기 쓰루 홀의 에칭-후 입구 직경 (den)은 약 31㎛이고, 및 에칭-후 출구 직경 (dex)은 약 17.8㎛이다. 에칭-후 출구-대-입구 직경 비는 약 0.58이다.
실시 예 1
실시 예 1은 여기에 기재된 출구 희생 커버 층 방법에 따라 유리 제품으로 구성된 기판에 쓰루 홀을 형성하는 효과를 나타내고, 여기서, 상기 출구 희생 커버 층은 100㎛ 두께의 Lens Bond Type P-92의 층으로 구성된다.
실시 예 1에서, 상기 유리 제품은 Corning, Inc.에 의해 제작된, EAGLE XG®로 만들어지고, 130㎛의 두께를 갖는다. 쓰루 홀은 355 nm nanosecond 펄스된 레이저를 사용하여 형성된다. 50㎛ 두께의 Lens Bond Type P-92의 층은 입구 희생 커버 층으로 사용된다. 부가적으로, 100㎛의 두께를 갖는 Lens Bond Type P-92의 출구 희생 커버 층은, 유리 제품의 출구 표면에 적용된다. 각 쓰루 홀에 대해, 부가적인 층 펄스는 부가되어 출구 희생 커버 층에 의해 제공된 더 두꺼운 스택의 물질을 수용한다. 상기 희생 커버 층의 제거 후에, 상기 유리 제품은 HF 에칭 공정을 사용하여 에칭된다. 상기 쓰루 홀의 에칭-후 입구 직경 (den)은 약 31㎛이고, 및 상기 에칭-후 출구 직경 (dex)은 약 18.8㎛이다. 에칭-후 출구-대-입구 직경 비는 약 0.61이다.
실시 예 2
실시 예 2는 여기에 기재된 출구 희생 커버 층 방법에 따라 유리 제품으로 구성된 기판에 쓰루 홀을 형성하는 효과를 나타내며, 여기서 상기 출구 희생 커버 층은 200㎛ 두께의 Lens Bond Type P-92의 층으로 구성된다.
실시 예 2에서, 상기 유리 제품은 Corning, Inc.에 의해 제작된, EAGLE XG®로 만들어지고, 및 130㎛의 두께를 갖는다. 쓰루 홀은 355 nm nanosecond 펄스 레이저를 사용하여 형성된다. 50㎛ 두께의 Lens Bond Type P-92의 층은 입구 희생 커버 층으로 사용된다. 부가적으로, 200㎛의 두께를 갖는 Lens Bond Type P-92의 출구 희생 커버 층은 유리 제품의 출구 표면에 적용된다. 각 쓰루 홀에 대해, 부가적인 레이저 펄스는 부가되어 출구 희생 커버 층에 의해 제공된 더 두꺼운 스택의 물질을 수용한다. 상기 희생 커버 층의 제거 후에, 상기 유리 제품은 HF 에칭 공정을 사용하여 에칭된다. 상기 쓰루 홀의 에칭-후 입구 직경 (den)은 약 31㎛이고, 및 에칭-후 출구 직경 (dex)은 약 20.1㎛이다. 에칭-후 출구-대-입구 직경 비는 약 0.65이다.
실시 예 3
실시 예 3은 여기에 기재된 출구 희생 커버 층 방법에 따라 유리 제품으로 구성된 기판에 쓰루 홀을 형성하는 효과를 나타내고, 여기서 상기 출구 희생 커버 층은 300㎛ 두께의 Lens Bond Type P-92의 층으로 구성된다.
실시 예 3에서, 상기 유리 제품은 Corning, Inc.에 의해 제작된, EAGLE XG®로 만들어지고, 및 130㎛의 두께를 갖는다. 쓰루 홀은 355 nm nanosecond 펄스된 레이저를 사용하여 형성된다. 50㎛ 두께의 Lens Bond Type P-92의 층은 입구 희생 커버 층으로 사용된다. 부가적으로, 300㎛의 두께를 갖는 Lens Bond Type P-92의 출구 희생 커버 층은 유리 제품의 출구 표면에 적용된다. 각 쓰루 홀에 대해, 부가적인 레이저 펄스는 부가되어 상기 출구 희생 커버 층에 의해 제공된 더 두꺼운 스택의 물질을 수용한다. 상기 희생 커버 층의 제거 후에, 상기 유리 제품은 HF 에칭 공정을 사용하여 에칭된다. 상기 쓰루 홀의 에칭-후 입구 직경 (den)은 약 31㎛이고, 및 에칭-후 출구 직경 (dex)은 약 21.2㎛이다. 에칭-후 출구-대-입구 직경 비는 약 0.68이다. 300㎛의 고분자 출구 희생 커버 층의 사용은 비교 예 2에 비하여 0.57로부터 0.68로 에칭-후 출구-대-입구 직경 비의 19% 증가를 결과한다.
실시 예 1-3에서, 에칭-후 출구 직경 (dex)은 출구 희생 커버 층으로 사용된 100㎛의 Lens Bond Type P-92 마다 약 6% 만큼 증가한다.
실시 예 4
실시 예 4는 여기에 기재된 출구 희생 커버 층 방법에 따라 유리 제품으로 구성된 기판에 쓰루 홀을 형성하는 효과를 나타내며, 여기서 출구 희생 커버 층은 유리 출구 희생 커버 층으로 구성된다.
실시 예 4에서, Coning, Inc.에 의해 제작된, EAGLE XG®로 만들어진 50mm x 50mm 유리 제품은, 유리 출구 희생 커버 층을 사용하는 쓰루 홀의 레이저 드릴링을 위해 준비된다. 50㎛ 두께의 Lens Bond Type P-92의 층은 입구 희생 커버 층으로 사용된다. 유리 제품은 300㎛의 두께를 가지며, 및 각 1mm의 두께를 갖는, 두 개의 현미경 슬라이드 상부에 놓인다. 상기 유리 층은 접착제의 사용 없이 반데르 발스 힘 만으로 결합된다. 상기 유리 제품은 세 개의 가로의 스트라이프 (horizontal stripes)로 가시적으로 나누어진다. 유리 제품의 상부 3분의 1은 제1 현미경 슬라이드에 결합되는 반면, 하부 3분의 1은 다른 현미경 슬라이드에 결합된다. 유리 제품의 중심 스트라이프는 중간-공기에 부유된 채 유지된다. 본 실시 예에서, 현미경 슬라이드는 유리 제품의 2/3에 대한 유리 출구 희생 커버 층으로서 역할을 하고, 3분의 1에 대해 출구 희생 커버 층은 사용되지 않는다.
홀의 세 개의 동일한 배열은 355 nm nanosecond 펄스된 레이저를 사용하여 드릴링된다. 부가적인 레이저 펄스는 유리 제품의 상부 및 하부 부분에 부가되어 유리 출구 희생 커버 층으로 레이저-드릴링을 연속한다. 상기 희생 커버 층의 제거 후에, 유리 제품은 HF 에칭 공정을 사용하여 에칭된다. 상기 쓰루 홀의 에칭-후 입구 직경 (den)은 전체 유리 제품을 가로질러 균일하게 25㎛이다. 출구 희생 커버 층을 사용하지 않은 유리 제품의 중심부에 대한 에칭-후 출구 직경 (dex)은 약 13㎛인 반면, 유리 출구 희생 커버 층으로 드릴링된 홀에 대한 에칭-후 출구 직경 (dex)은 약 17.5㎛이다. 따라서, 0.5로부터 0.7로 에칭-후 출구-대-입구 직경 비의 증가는, 유리 출구 희생 커버 층이 없는 쓰루 홀과 유리 출구 희생 커버 층이 존재하는 쓰루 홀 사이에서 관찰된다.
레이저 빔이 유리 출구 희생 커버 층으로 더 깊게 드릴링되는 것을 가능하도록 부가된 레이저 펄스의 수를 증가시켜 에칭-후 출구 홀 직경이 더욱 증가될 수 있다는 점에 주목된다. 유리 기판과 유리 출구 희생 커버 층 사이에 결합제를 사용하는 것 또는 우수한 결합을 제공하는 것은 또한 홀 품질 및 출구 직경을 개선할 것이다.
여기에 기재된 구체 예는, 출구 희생 커버 층을 사용하는 레이저 드릴링에 의해 유리 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법 및 이에 상응하는 피가공재에 관한 것으로 이해되어야 한다. 출구 희생 커버 층의 사용은 출구 희생 커버 층을 사용하지 않는 레이저 드릴링 방법보다 증가된 출구 직경을 갖는 쓰루 홀을 결과한다. 따라서, 상기 출구 희생 커버 층은 약 0.8을 초과하는 출구-대-입구 직경 비와 같은, 쓰루 홀의 출구-대-입구 직경 비를 증가시킨다.
청구된 주제의 사상 및 범주를 벗어나지 않고, 다양한 변형 및 변화가 여기에 기재된 구체 예에 대해 만들어질 수 있음은 당업자에게 명백할 것이다. 이러한 변형 및 변화가 첨부된 청구 범위 및 이들의 균등물의 범주 내에 속한다면, 본 명세서는 여기에 기재된 다양한 구체 예의 변형 및 변화를 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (23)

  1. 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법으로서:
    상기 기판의 레이저 빔 출구 표면에 출구 희생 커버 층을 부착하는 단계;
    상기 쓰루 홀에 대한 원하는 위치에 상응하고, 및 상기 기판에 대해 미리 결정된 위치에 레이저 빔을 위치시키는 단계;
    상기 기판의 벌크를 통해 및 상기 기판의 입구 표면으로 상기 레이저 빔을 반복적으로 펄싱하여 쓰루 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 레이저 빔이 상기 기판의 레이저 빔 출구 표면을 통해 및 상기 출구 희생 커버 층으로 통과하도록, 상기 기판에 형성된 쓰루 홀로 레이저 빔을 반복적으로 펄싱하여 상기 출구 희생 커버 층에 홀을 형성하는 단계를 포함하는, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 출구 희생 커버 층의 두께는 약 100㎛를 초과하는, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 기판의 쓰루 홀이 입구 직경 및 출구 직경을 갖도록, 레이저 빔은 기판 및 출구 희생 커버 층을 통해 펄스되며;
    상기 방법은 에칭 용액으로 상기 기판을 에칭하는 단계를 더욱 포함하고; 및
    상기 기판을 에칭한 후에, 상기 쓰루 홀의 출구 직경과 입구 직경 사이에 비는, 약 0.7을 초과하는, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 기판의 두께는 약 300㎛ 이하인, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 출구 희생 커버 층의 두께는 적어도 200㎛인, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 입구 직경은 약 40㎛ 미만인, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 입구 직경은 약 40㎛를 초과하고, 및 상기 쓰루 홀의 출구 직경과 입구 직경 사이에 비는, 기판을 에칭한 후, 약 0.8을 초과하는, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  8. 청구항 1-7중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출구 희생 커버 층은 고분자층인, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  9. 청구항 1-7중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출구 희생 커버 층은 유리 층인, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  10. 청구항 1-9중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 약 355nm의 파장을 갖고, 상기 레이저 빔은 약 5ns 내지 약 75ns의 펄스 폭을 가지며, 상기 레이저 빔은 1 kHz 내지 약 30 kHz의 반복률로 펄스되고, 및 상기 레이저 빔은 약 25 μJ 내지 약 175 μJ의 펄스 에너지를 갖는, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  11. 청구항 1-10중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저 빔은 약 355nm의 파장을 가지며, 및 상기 레이저 빔은 약 0.02 내지 약 0.4의 개구수를 갖는, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  12. 청구항 1-11중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 레이저 빔 입구 표면에 입구 희생 커버 층을 부착하는 단계; 및
    상기 기판에 쓰루 홀을 형성하기 전에, 미리 결정된 위치에서 레이저 빔을 반복적으로 펄싱하여 입구 희생 커버 층에 쓰루 홀을 형성하는 단계를 포함하는, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  13. 청구항 1-12중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출구 희생 커버 층을 상기 기판의 레이저 빔 출구 표면에 부착하기 전에, 상기 기판의 레이저 빔 출구 표면 및 출구 희생 커버 층 중 적어도 하나에 유체를 적용하는 단계를 더욱 포함하는, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  14. 청구항 1-13중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출구 희생 커버 층은, 기판의 레이저 빔 출구 표면에 액체 고분자 물질을 적용하여 상기 기판의 레이저 빔 출구 표면에 부착되는, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 출구 희생 커버 층에 용매를 적용하여 상기 기판의 레이저 빔 출구 표면으로부터 상기 출구 희생 커버 층을 제거하는 단계를 더욱 포함하는, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  16. 청구항 1-15중 어느 한 항에 있어서,
    상기 출구 희생 커버 층은, 쓰루 홀이 기판에 형성된 후에 제거되는, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  17. 청구항 1-16중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판을 에칭 용액으로 에칭하는 단계; 및
    상기 쓰루 홀에 전기 전도성 물질을 적용하는 단계를 포함하는, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  18. 청구항 1-17중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 쓰루 홀이 입구 직경 및 출구 직경을 갖도록, 상기 레이저 빔은 기판 및 출구 희생 커버 층을 통해 펄스되며;
    상기 출구 직경은 원주 (C)를 갖는 쓰루 홀의 출구 홀을 한정하고; 및
    상기 기판의 레이저 빔 출구 표면은, 출구 홀의 원주 (C)로부터 연장되는 하나 이상의 채널이 없는, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  19. 청구항 1-18중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 유리인, 드릴링에 의해 기판에 쓰루 홀을 형성하는 방법.
  20. 홀을 구비한 피가공재으로서, 상기 피가공재는:
    쓰루 홀이 형성된 기판, 여기서:
    상기 기판은 레이저 빔 입구 표면 및 레이저 빔 출구 표면을 포함하며;
    각 쓰루 홀의 종축은 레이저 빔 입구 표면으로부터 레이저 빔 출구 표면으로 연장되고;
    각 쓰루 홀은 기판의 레이저 빔 입구 표면에서의 입구 직경 및 레이저 빔 출구 표면에서의 출구 직경을 포함하며;
    상기 입구 직경은 약 40㎛ 이하이고; 및
    상기 출구 직경에 대한 입구 직경의 비는 약 0.7을 초과하며; 및
    상기 기판의 레이저 빔 출구 표면에 분리 가능하게 부착되는 출구 희생 커버 층을 포함하고, 여기서, 상기 출구 희생 커버 층은 홀을 포함하며, 각 홀은 상응하는 쓰루 홀의 종축에 맞추어 조정된 종축을 갖는, 홀을 구비한 피가공재.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 기판의 두께는 약 150㎛ 미만이고; 및
    상기 출구 희생 커버 층의 두께는 약 300㎛를 초과하는, 홀을 구비한 피가공재.
  22. 청구항 20 또는 21에 있어서,
    상기 출구 직경은 원주 (C)를 갖는 쓰루 홀의 출구 홀을 한정하고; 및
    상기 기판의 레이저 빔 출구 표면은, 출구 홀의 원주 (C)로부터 연장되는 하나 이상의 채널이 없는, 홀을 구비한 피가공재.
  23. 청구항 20-22중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판은 유리인, 홀을 구비한 피가공재.
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