20μm径の貫通穴を毎秒1000個加工 インターポーザーに適用：板厚100μmのガラスに直接加工

新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は、ギガフォトンや早稲田大学と共同で、KrFエキシマレーザーと深紫外域回折光学素子（DOE）を組み合わせ、ガラス材料に効率よく微細貫通穴（TGV）を直接加工できる技術を開発した。高性能CPUやGPUに用いられるインターポーザの精密加工に適用していく。

[馬本隆綱，EE Times Japan]

20μm径以下の貫通穴を毎秒1000穴以上という速度で加工

　新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）は2024年12月4日、ギガフォトンや早稲田大学と共同で、KrFエキシマレーザーと深紫外域回折光学素子（DOE）を組み合わせ、ガラス材料に効率よく微細貫通穴（TGV）を直接加工できる技術を開発したと発表した。高性能CPUやGPUに用いられるインターポーザの精密加工に適用していく。

　ギガフォトンは、KrFエキシマレーザーとDOEを組み合わせて微細な穴あけ加工を高速に行うための技術を考案していた。ただ、装置の実用化に向けては、回折後の光を微細かつ均一に照射する必要があり、DOEのさらなる高性能化が求められていた。こうした中、NEDOが進める「ポスト5G情報通信システム基盤強化研究開発事業」（事業期間は2021〜2024年度）において、これらの課題解決に向けた研究を行ってきた。

　そして今回、効率の良い微細穴貫通加工を実現するため、主に3つの技術を開発した。「DOEを用いた深紫外域同時多点加工光学系の開発」「高ビーム品位KrFエキシマレーザー光源の開発」および、「アブレーション学理研究による難加工材微細穴の高生産性照射プロセス開発」である。

　これらの研究成果を基に、実験用の装置を作製して評価した、この結果、エッチングを行わずに、板厚100μmのガラス材料に加工径が20μm以下で、アスペクト比は5以上のマイクロビアを、毎秒1000穴以上という速度で直接加工できることを実証した。

開発した高生産性微細加工実証装置の外観と実証結果［クリックで拡大］出所：NEDO他

同時多点加工方式の概要［クリックで拡大］出所：NEDO他

　研究グループによれば、ガラス板厚200μmにおいても加工径20μm以下、アスペクト比10以上のマイクロビアを、毎秒1000穴以上の速度で加工できる見込みだという。さらにギガフォトンでは、ガラス板厚が1000μm以上の材料に対し、加工径20μm以下でアスペクト比50以上のマイクロビア加工を可能にする装置の開発に向けて、実証試験を重ねていく計画である。