JP7251704B2 - Etching liquid for glass and method for manufacturing glass substrate - Google Patents

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Description

本発明は、ガラスを切断したり穿孔したりするためのガラス用エッチング液、およびこれを用いたガラス基板製造方法に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a glass etchant for cutting and perforating glass, and a glass substrate manufacturing method using the same.

ガラスを切断したり穿孔したりする技術として様々なものが存在している。従来、スクライブブレーク、レーザアブレーション加工、超音波スピンドル、ウエットエッチング処理といった手法が用いられることが多かった。 Various techniques exist for cutting and perforating glass. Conventionally, methods such as scribe break, laser ablation processing, ultrasonic spindle, and wet etching processing were often used.

これらの手法のうち、スクライブブレークを採用した場合には、丸みを持った輪郭を有するガラスパネルを形成することが困難であった。また、レーザアブレーション加工では、加工速度が遅かったり、アブレーションデブリによる汚損が生じたりするといった不具合が発生し易かった。超音波スピンドルでは、加工後のキズによって強度が低下するリスクがあり、ウエットエッチング処理では加工端面を主面に対して直角に保つことが難しかった。 Among these methods, when the scribe break is adopted, it is difficult to form a glass panel having a rounded contour. In addition, laser ablation processing tends to cause problems such as slow processing speed and contamination caused by ablation debris. With an ultrasonic spindle, there is a risk that the strength will decrease due to scratches after processing, and it has been difficult to keep the processing end face perpendicular to the main surface in wet etching processing.

そこで、従来技術の中には、ガラスにおける切断すべき箇所や穿孔すべき箇所をレーザによって変質させた上で、その変質箇所をウエットエッチング処理するようにレーザ技術とエッチング技術の両方を利用する手法を採用するものがあった(例えば、特許文献1参照。)。このような技術では、ガラスにおける変質箇所がそれ以外の箇所よりも3~5倍程度エッチングの速度が速くなる結果、ガラスを好適に切断したり穿孔したりできるようになる、とされていた。 Therefore, some conventional techniques use both laser technology and etching technology so as to modify the parts of the glass to be cut or perforated with a laser, and then wet-etch the modified parts. (see, for example, Patent Document 1). With such a technique, it was said that the rate of etching of the altered parts of the glass is about 3 to 5 times faster than that of the other parts, so that the glass can be suitably cut or perforated.

特開2011-124752号公報JP 2011-124752 A

しかしながら、上述の従来技術においても、エッチングが垂直方向および水平方向に同様に進行するという性質(等方性)によって、所望の形状の切断面や貫通孔を得ることができないことがあった。例えば、切断面においては、厚み方向の中央部が凸状になってしまうことが多かった。また、貫通孔においても、両主面近くの開口径より両主面から遠い厚み方向中央部の内径が小さくなり、断面視した場合に、厚み方向の中央部に狭窄部を有する貫通孔になってしまうことが多かった。 However, even in the above-described prior art, it was sometimes impossible to obtain cut surfaces and through-holes of desired shapes due to the nature (isotropy) of etching to progress equally in the vertical and horizontal directions. For example, in the cut surface, the central portion in the thickness direction often becomes convex. Also, in the through-hole, the inner diameter of the central portion in the thickness direction farther from both main surfaces is smaller than the opening diameter near the two main surfaces, and when viewed in cross section, the through-hole has a constricted portion in the central portion in the thickness direction. I often lost it.

本発明の目的は、ウエットエッチングの等方性の影響を最小限に抑制することが可能なガラス用エッチング液およびガラス基板製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide an etchant for glass and a method for manufacturing a glass substrate that can minimize the isotropic influence of wet etching.

この発明に係るガラス用エッチング液は、ガラス(特に、レーザ加工によってエッチングが進行し易いように改質された部分)をエッチングするためのものである。このガラス用エッチング液は、ガラスに対するエッチング速度を低下させるエッチング阻害物質であって、アルカリまたはフッ素錯化剤のいずれか一方を少なくとも含有するエッチング阻害物質を少なくとも含む。 The glass etchant according to the present invention is for etching glass (in particular, a portion modified by laser processing so that etching proceeds easily). This glass etchant contains at least an etching inhibitor that reduces the etching rate of glass and contains at least one of an alkali and a fluorine complexing agent.

エッチング阻害物質の例として、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリや、酸化チタン、塩化アルミニウム、ホウ酸、二酸化珪素等のフッ素錯化剤が挙げられる。 Examples of etching inhibitors include alkalis such as ammonium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, and fluorine complexing agents such as titanium oxide, aluminum chloride, boric acid and silicon dioxide.

このようなエッチング阻害物質が存在することにより、例えばフッ酸等のガラスのエッチングに寄与する活性種がガラス基板の主面付近で消費されてしまうことが防止される。さらに、活性種とエッチング阻害物質との化合物(例:フルオロ錯体等)が、ガラス基板の主面から離れた位置に移動した後に活性種を放出することがあり、この結果、ガラス基板の主面から離れた位置にまで活性種が届き易くなる。このため、ガラス基板の主面に垂直な方向(例:厚み方向、深さ方向)のエッチングが進行し易くなるとともに、この主面に平行な方向(例:幅方向)のエッチングを最小限に抑制することが可能になる。 The presence of such an etching inhibitor prevents active species such as hydrofluoric acid that contribute to glass etching from being consumed in the vicinity of the main surface of the glass substrate. Furthermore, a compound (e.g., fluoro complex, etc.) of the active species and the etching inhibitor may release the active species after moving to a position away from the main surface of the glass substrate. It becomes easy for the active species to reach even a position away from the . Therefore, etching in the direction perpendicular to the main surface of the glass substrate (eg, thickness direction, depth direction) is facilitated, and etching in the direction parallel to the main surface (eg, width direction) is minimized. can be suppressed.

上述のガラス用エッチング液において、エッチング阻害物質が、ガラスにおけるエッチングされやすいように改質された改質部に付着することによってエッチング反応を阻害する反応生成物を発生させることが好ましい。 In the glass etchant described above, it is preferable that the etching inhibitor adheres to the modified portion of the glass that has been modified to facilitate etching, thereby generating a reaction product that inhibits the etching reaction.

上述のエッチング阻害物質を含むエッチング液は、フッ酸と強酸とからなる一般的なエッチング液よりも、反応を阻害する生成物(フェンス)が切断面や貫通孔の内壁に付着しやすいと推定されている。そのため、ガラス基板の主面に平行な方向(例:幅方向)の反応が抑制され、ガラス基板の主面に垂直な方向(例:厚み方向、深さ方向)のエッチングのみが進行し易くなると考えられている。実際に、出願人が実施した実験においても、ウエットエッチングの等方性の影響を最小限に抑制した異方性エッチングが実現している。 It is presumed that the etchant containing the above-mentioned etching-inhibiting substance tends to adhere reaction-inhibiting products (fences) to the cut surface and the inner wall of the through-hole more easily than a general etchant consisting of hydrofluoric acid and strong acid. ing. Therefore, the reaction in the direction parallel to the main surface of the glass substrate (e.g., width direction) is suppressed, and only the etching in the direction perpendicular to the main surface of the glass substrate (e.g., thickness direction, depth direction) is likely to proceed. It is considered. In fact, in experiments conducted by the applicant, anisotropic etching that minimizes the isotropic influence of wet etching was realized.

また、この発明に係るガラス基板製造方法は、上述のガラス用エッチング液を用いたものである。このガラス基板製造方法は、改質ステップと、第1のエッチングステップと、を少なくとも含む。改質ステップでは、ガラス基板のエッチング予定位置における厚み方向にわたってエネルギ密度が相対的に高い焦線が形成されるようにレーザ光を前記ガラス基板に照射することによってエッチング予定位置を改質する。第1のエッチングステップでは、改質ステップ後に、ガラス用エッチング液を用いてエッチング予定位置をエッチングする。 Moreover, the glass substrate manufacturing method which concerns on this invention uses the above-mentioned etching liquid for glass. This glass substrate manufacturing method includes at least a modification step and a first etching step. In the modifying step, the intended etching position of the glass substrate is modified by irradiating the glass substrate with a laser beam so that a focal line having a relatively high energy density is formed in the thickness direction of the intended etching position of the glass substrate. In the first etching step, after the modifying step, the intended etching position is etched using a glass etchant.

さらに、必要に応じて、第1のエッチングステップの後に、少なくともフッ酸を含むエッチング液によってエッチング予定位置をエッチングする第2のエッチングステップをさらに含むことが好ましい。第2のエッチングステップは、上述のエッチング阻害物質を当初から含まない通常のエッチング液(例:フッ酸+塩酸+残部水)を用いて行われる。このようなエッチング液は、フッ酸濃度を増加させるにつれてエッチング速度も増加するため、必要に応じてエッチング処理の短時間化を図ることが可能になる。 Furthermore, it is preferable to further include a second etching step of etching the intended etching position with an etchant containing at least hydrofluoric acid after the first etching step, if necessary. The second etching step is performed using a normal etchant (eg, hydrofluoric acid + hydrochloric acid + remaining water) that does not contain the above etching inhibitor from the beginning. Since the etching rate of such an etching solution increases as the concentration of hydrofluoric acid increases, it is possible to reduce the etching time as required.

この発明によれば、ウエットエッチングの等方性の影響を最小限に抑制することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to minimize the isotropic influence of wet etching.

本発明の一実施形態に係る液晶パネルの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the liquid crystal panel which concerns on one Embodiment of this invention. 複数の液晶パネルを含む多面取り用ガラス母材の概略構成を示す図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of a multi-panel glass base material including a plurality of liquid crystal panels; FIG. 液晶パネル製造方法の一実施形態に含まれる工程を示す図である。It is a figure which shows the process included in one Embodiment of a liquid crystal panel manufacturing method. 液晶パネル製造方法の一実施形態に含まれる工程を示す図である。It is a figure which shows the process included in one Embodiment of a liquid crystal panel manufacturing method. 液晶パネル製造方法の一実施形態に含まれる工程を示す図である。It is a figure which shows the process included in one Embodiment of a liquid crystal panel manufacturing method. 本発明に適用されるエッチング装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the etching apparatus applied to this invention. 本発明に適用されるエッチング処理のバリエーションを示す図である。FIG. 5 is a diagram showing variations of etching processes applied to the present invention; 多面取り用ガラス母材に対するスクライブブレーク加工の概略を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an outline of scribing and breaking of a multi-panel glass base material; 分断された状態の多面取り用ガラス母材の概略を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an outline of a divided multi-panel glass base material. 液晶パネルの構成の特徴を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of the structure of a liquid crystal panel. 穿孔処理に係る改質ステップを説明する図である。It is a figure explaining the modification step concerning perforation processing. 穿孔処理に係る改質ステップおよびエッチングステップを説明する図である。It is a figure explaining the modification step and etching step which concern on perforation processing. 穿孔処理に係るエッチングステップに用いる装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the apparatus used for the etching step regarding perforation processing. 穿孔処理に係る改質ステップを説明する図である。It is a figure explaining the modification step concerning perforation processing. エッチング阻害物質の影響を説明するための概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the effects of etching inhibitors; エッチング阻害物質の影響を説明するための概略図である。FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the effects of etching inhibitors;

以下、図を用いて、本発明に係る液晶パネルの製造方法の一実施形態を説明する。図1(A)は、本発明の一実施形態に係る液晶パネル10の概略構成を示している。同図に示すように、液晶パネル10は、アレイ基板12およびカラーフィルタ基板14が液晶層等の中間層を挟んで貼り合わされるように構成されている。アレイ基板12およびカラーフィルタ基板14の構成は、公知の構成と同様の構成が採用可能であるため、ここでは説明を省略する。 An embodiment of a method for manufacturing a liquid crystal panel according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A shows a schematic configuration of a liquid crystal panel 10 according to one embodiment of the invention. As shown in the figure, the liquid crystal panel 10 is constructed such that an array substrate 12 and a color filter substrate 14 are bonded together with an intermediate layer such as a liquid crystal layer interposed therebetween. Since the configurations of the array substrate 12 and the color filter substrate 14 can employ configurations similar to known configurations, description thereof is omitted here.

アレイ基板12は、カラーフィルタ基板14と貼り合わされる領域から延び出すように設けられた電極端子部122を有している。この電極端子部122には、複数の電気回路が接続され、液晶パネル10と、それらの電気回路とが筐体に収納されることによって、例えば、図1(B)に示すようなスマートフォン100が構成される。 The array substrate 12 has electrode terminal portions 122 extending from the region where the color filter substrate 14 is bonded. A plurality of electric circuits are connected to the electrode terminal portion 122, and the liquid crystal panel 10 and the electric circuits are accommodated in the housing, so that, for example, the smartphone 100 as shown in FIG. Configured.

続いて、液晶パネル10を製造する方法の一例について説明する。図2(A)および図2(B)に示すように、一般的に、液晶パネル10は、これを複数含んだ多面取り用ガラス母材50として製造される。そして、この多面取り用ガラス母材50を分断することによって、単個の液晶パネル10が得られる。 Next, an example of a method for manufacturing the liquid crystal panel 10 will be described. As shown in FIGS. 2(A) and 2(B), the liquid crystal panel 10 is generally manufactured as a multi-panel glass base material 50 including a plurality of such panels. A single liquid crystal panel 10 is obtained by cutting the multi-panel glass base material 50 .

この実施形態では、便宜上、6つの液晶パネル10が3行2列のマトリクス状に配置され、かつ、表面に透明性薄膜(ITO膜や有機導電膜等の透明性導電膜、または透明保護膜等)17が形成された多面取り用ガラス母材50に対する処理について説明する。ただし、多面取り用ガラス母材50に含まれる液晶パネル10の数はこれに限定されるものではなく、適宜増減することが可能である。 In this embodiment, for convenience, six liquid crystal panels 10 are arranged in a matrix of 3 rows and 2 columns, and a transparent thin film (a transparent conductive film such as an ITO film or an organic conductive film, or a transparent protective film, etc.) is formed on the surface. ) 17 will be described below. However, the number of liquid crystal panels 10 included in the multi-panel glass base material 50 is not limited to this, and can be increased or decreased as appropriate.

多面取り用ガラス母材50は、まず、図3(A)および図3(B)に示すように、液晶パネル10の形状(輪郭)に対応する形状切断予定線に沿って改質ライン20が形成される。この改質ライン20は、例えば、ピコ秒レーザまたはフェムト秒レーザ等のパルスレーザから照射される光ビームパルス(ビーム径は1~5μm程度)によって形成される複数のフィラメント層を配列したフィラメントアレイである(図4(A)および図4(B)参照。)。改質ライン20は、例えば、図4(A)および図4(B)に示すように、複数の貫通孔または改質層を有するミシン目状を呈している。改質ライン20は、多面取り用ガラス母材50における他の箇所よりもエッチングされ易い性質を有している。もちろん、改質ライン20の形状は、この形状には限定されるものではなく、これ以外の形状を呈するものであっても良い。 First, as shown in FIGS. 3(A) and 3(B), the multi-panel glass base material 50 has a modified line 20 along a planned shape cutting line corresponding to the shape (contour) of the liquid crystal panel 10. It is formed. The modified line 20 is a filament array in which a plurality of filament layers are formed by a light beam pulse (with a beam diameter of about 1 to 5 μm) emitted from a pulse laser such as a picosecond laser or a femtosecond laser. (See FIGS. 4A and 4B). The modification line 20 has, for example, a perforation shape having a plurality of through-holes or modification layers, as shown in FIGS. 4(A) and 4(B). The reforming line 20 has a property of being etched more easily than other portions of the multi-panel glass base material 50 . Of course, the shape of the reforming line 20 is not limited to this shape, and may have other shapes.

アレイ基板12、カラーフィルタ基板14、および透明性薄膜17を同時に1つのレーザビームによって処理すると液晶層に不具合が生じる可能性がある。このため、本実施形態においては、図3(C)および図3(D)に示すようなレーザ加工を採用することにより、このような不具合の発生を抑制することが可能となる。すなわち、図3(C)に示すように、アレイ基板12側からアレイ基板12のみに改質ライン20が形成されるように焦点調整および強度調整をした上でレーザを照射し、液晶層近傍にエネルギが伝達しにくくすると良い。この状態で、物理的作用または熱的作用を加えることによって多面取り用ガラス母材50の分断が可能であれば、レーザ加工はここで終了する。 If the array substrate 12, the color filter substrate 14, and the transparent thin film 17 are treated with one laser beam at the same time, the liquid crystal layer may be damaged. Therefore, in the present embodiment, by adopting laser processing as shown in FIGS. 3(C) and 3(D), it is possible to suppress the occurrence of such problems. That is, as shown in FIG. 3C, after adjusting the focus and the intensity so that the modified lines 20 are formed only on the array substrate 12 from the array substrate 12 side, the laser beam is irradiated to the vicinity of the liquid crystal layer. It is preferable to make it difficult for energy to be transmitted. In this state, if it is possible to divide the multi-panel glass base material 50 by applying a physical action or a thermal action, the laser processing ends here.

一方で、この状態では多面取り用ガラス母材50の分断が困難な場合には、図3(D)に示すように、今度は反対側となるカラーフィルタ基板14側からカラーフィルタ基板14のみに改質ライン20を形成するように焦点調整および強度調整をした上でレーザを照射すると良い。図3(D)に示す処理を行うことにより、レーザ加工の工程数が増加するものの、液晶層における不具合の発生を抑制しつつ、多面取り用ガラス母材50の分断を容易に行うことが可能になる。 On the other hand, if it is difficult to divide the multi-panel glass base material 50 in this state, as shown in FIG. It is preferable to irradiate the laser after adjusting the focus and intensity so as to form the modified line 20 . By performing the process shown in FIG. 3D, although the number of laser processing steps increases, it is possible to easily divide the multi-panel glass base material 50 while suppressing the occurrence of defects in the liquid crystal layer. become.

ピコレーザからの光ビームは、適宜、集光領域を調整することが好ましい。例えば、レーザ光の集光領域を中間層に到達しないように調整することによって、エッチング処理におけるエッチング液の過浸透によって端子配線が腐食するようなことが防止される。 It is preferable that the light beam from the pico laser is appropriately adjusted in the condensing area. For example, by adjusting the condensing region of the laser light so that it does not reach the intermediate layer, it is possible to prevent the terminal wiring from corroding due to excessive penetration of the etchant in the etching process.

多面取り用ガラス母材50において形状切断予定線に沿って改質ライン20が形成された後には、多面取り用ガラス母材50は、図5(A)および図5(B)に示すように、両方の主面に耐エッチング性を備えた耐エッチングフィルム16が貼付される。ここでは、耐エッチングフィルム16として、厚みが50~75μmのポリエチレンを採用している。ただし、耐エッチングフィルム16の構成はこれには限定されない。例えば、ポリプロピレンやポリ塩化ビニルやオレフィン系樹脂等のように、ガラスをエッチングするエッチング液に対する耐性を備えたものであれば適宜選択して採用することも可能である。 After the reforming lines 20 are formed along the planned shape cutting lines in the multi-panel glass preform 50, the multi-panel glass preform 50 is formed as shown in FIGS. 5(A) and 5(B). , an etching-resistant film 16 having etching resistance is attached to both main surfaces. Here, polyethylene having a thickness of 50 to 75 μm is used as the etching resistant film 16 . However, the structure of the etching resistant film 16 is not limited to this. For example, materials such as polypropylene, polyvinyl chloride, and olefin-based resins, which are resistant to an etchant used to etch glass, can be appropriately selected and employed.

耐エッチングフィルム16の貼付が完了すると、続いて、図5(C)に示すように、取り出すべき液晶パネル10の形状に対応する形状切断予定線に沿って耐エッチングフィルム16に対するレーザビームの照射が行われる。このレーザビームの照射によって、耐エッチングフィルム16が形状切断予定線に沿って除去される。そして、形状切断予定線に沿って耐エッチングフィルム16の開口部が形成されることになり、その結果、図3(C)に示した構成と同様に、多面取り用ガラス母材50の改質ライン20の形成位置が外部に露出することになる。 When the attachment of the etching resistant film 16 is completed, subsequently, as shown in FIG. 5C, the etching resistant film 16 is irradiated with a laser beam along the planned shape cutting line corresponding to the shape of the liquid crystal panel 10 to be taken out. done. This laser beam irradiation removes the etching-resistant film 16 along the intended shape cutting line. Then, an opening is formed in the etching-resistant film 16 along the planned shape cutting line, and as a result, the multi-panel glass base material 50 is reformed in the same manner as in the configuration shown in FIG. 3(C). The formation position of the line 20 is exposed to the outside.

上述のレーザ加工が終わると、図6に示すように、多面取り用ガラス母材50は、エッチング装置300に導入され、フッ酸およびエッチング阻害物質を含有するエッチング液による第1のエッチングステップが施され、必要に応じて、フッ酸および塩酸等を含む通常のエッチング液による第2のエッチングステップ(任意的処理)が施される。通常、フッ酸1~10重量%、塩酸5~20重量%程度を含むエッチング液が用いられ、必要に応じて適宜、界面活性剤等が併用されるが、第1のエッチングステップでは通常のエッチング液にさらにエッチング阻害物質を含有させている。 After the above-described laser processing is completed, as shown in FIG. 6, the glass base material 50 for multi-panel processing is introduced into an etching apparatus 300 and subjected to a first etching step using an etching liquid containing hydrofluoric acid and an etching inhibitor. If necessary, a second etching step (optional treatment) is performed using a normal etchant containing hydrofluoric acid, hydrochloric acid, or the like. Usually, an etchant containing about 1 to 10% by weight of hydrofluoric acid and about 5 to 20% by weight of hydrochloric acid is used, and if necessary, a surfactant or the like is used in combination. The liquid further contains an etching inhibitor.

エッチング阻害物質の例として、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリや、酸化チタン、塩化アルミニウム、ホウ酸、二酸化珪素等のフッ素錯化剤が挙げられる。エッチング阻害物質は、主としてフッ酸と強酸からなるエッチング液のエッチング速度(エッチングレート)を減じる作用を奏する。通常は、フッ酸濃度やフッ素濃度と、エッチング速度とが正の相関を有しており、フッ酸濃度やフッ素濃度の増加に伴ってエッチング速度が速くなる。 Examples of etching inhibitors include alkalis such as ammonium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, and fluorine complexing agents such as titanium oxide, aluminum chloride, boric acid and silicon dioxide. Etching inhibitors have the effect of reducing the etching rate of an etchant mainly composed of hydrofluoric acid and strong acid. Normally, there is a positive correlation between the hydrofluoric acid concentration or the fluorine concentration and the etching rate, and the etching rate increases as the hydrofluoric acid concentration or the fluorine concentration increases.

ところが、フッ酸の物質量に対して0.05~5.00モル当量程度のエッチング阻害物質を含有させることにより、フッ酸濃度やフッ素濃度を高くしてもエッチング速度を0.01~3.00μm/min程度に低く抑えることができ、このような状態を形成することによってウエットエッチングの等方性の影響を最小限に抑制した異方性エッチングが実現していると出願人は推測している。 However, by adding an etching inhibiting substance in an amount of about 0.05 to 5.00 molar equivalents with respect to the substance amount of hydrofluoric acid, the etching rate can be reduced from 0.01 to 3.0 even if the concentration of hydrofluoric acid or fluorine is increased. The applicant speculates that the anisotropic etching can be suppressed to a low level of about 00 μm/min, and by forming such a state, anisotropic etching that minimizes the isotropic effect of wet etching is realized. there is

フッ酸とエッチング阻害物質との化合物として、これまで好適に異方性エッチングが実現できたものの例として、フッ化チタン酸(H2TiF6)、フッ化アンモニウム(NH4F)、テトラフルオロホウ酸(HBF4)、ヘキサフルオロリン酸(HPF6)、ヘキサフルオロケイ酸(H2SiF6)、ヘキサフルオロアルミン酸(H3AlF6)、ヘキサフルオロアンチモン酸(HSbF6)、六フッ化砒素酸(HAsF6)、六フッ化ジルコン酸(H2ZrF6)、テトラフルオロベリリウム酸(H2BeF4)、ヘプタフルオロタンタル酸(H2TaF7)などやこれらの塩が挙げられる。 Examples of compounds of hydrofluoric acid and etching inhibitors that have successfully achieved anisotropic etching include fluorotitanic acid (H 2 TiF 6 ), ammonium fluoride (NH 4 F), and tetrafluoroborate. acid ( HBF4 ), hexafluorophosphoric acid ( HPF6 ), hexafluorosilicic acid ( H2SiF6), hexafluoroaluminic acid ( H3AlF6 ), hexafluoroantimonic acid ( HSbF6 ) , arsenic hexafluoride acid (HAsF 6 ), hexafluorozirconic acid (H 2 ZrF 6 ), tetrafluoroberylic acid (H 2 BeF 4 ), heptafluorotantalic acid (H 2 TaF 7 ) and salts thereof.

エッチング装置300では、搬送ローラによって多面取り用ガラス母材50を搬送しつつ、エッチングチャンバ内で多面取り用ガラス母材50の片面または両面にエッチング液を接触させることによって、多面取り用ガラス母材50に対するエッチング処理が行われる。なお、エッチング装置300におけるエッチングチャンバの後段には、多面取り用ガラス母材50に付着したエッチング液を洗い流すための洗浄チャンバが設けられているため、多面取り用ガラス母材50はエッチング液が取り除かれた状態でエッチング装置300から排出される。 In the etching apparatus 300, the multi-panel glass base material 50 is transported by the carrying rollers, and the etching liquid is brought into contact with one or both surfaces of the multi-panel glass base material 50 in the etching chamber. An etching process for 50 is performed. A cleaning chamber for washing away the etchant adhering to the multi-panel glass base material 50 is provided in the subsequent stage of the etching chamber in the etching apparatus 300. It is discharged from the etching apparatus 300 in a state where it is detached.

多面取り用ガラス母材50にエッチング液を接触させる手法の一例として、図7(A)に示すように、エッチング装置300の各エッチングチャンバ302において、多面取り用ガラス母材50に対してエッチング液をスプレイするスプレイエッチングが挙げられる。また、スプレイエッチングに代えて、図7(B)に示すように、オーバーフロー型のエッチングチャンバ304において、オーバーフローしたエッチング液に接触しながら多面取り用ガラス母材50が搬送される構成を採用することも可能である。 As an example of a method of bringing the etchant into contact with the multi-panel glass base material 50, as shown in FIG. and spray etching. Alternatively, instead of spray etching, as shown in FIG. 7B, a configuration may be adopted in which the multi-panel glass base material 50 is transported while being in contact with the overflowing etching solution in an overflow type etching chamber 304. is also possible.

さらには、図7(C)に示すように、エッチング液が収納されたエッチング槽306に、キャリアに収納された単数または複数の多面取り用ガラス母材50を浸漬されるディップ式のエッチングを採用することも可能である。 Further, as shown in FIG. 7(C), dip etching is employed in which one or a plurality of multi-panel glass preforms 50 housed in a carrier are immersed in an etching bath 306 containing an etchant. It is also possible to

いずれの場合であっても、エッチング処理中に、形状切断予定線が厚み方向に貫通して、多面取り用ガラス母材50が分断してしまわないようにすることが重要である。このため、エッチング処理中(特にエッチング処理の後半部分)においては、エッチングレートを遅くして、エッチング量を正確に制御する必要がある。 In any case, it is important not to cut the multi-panel glass base material 50 during the etching process by piercing the shape cutting lines in the thickness direction. Therefore, during the etching process (particularly in the latter half of the etching process), it is necessary to slow down the etching rate and accurately control the etching amount.

エッチング処理の全体においてエッチングレートを遅くするのではなく、当初は速めのエッチングレートを採用しつつ段階的に遅くしていくようにすれば、エッチング処理の時間を短縮することが可能である。例えば、エッチング装置300の後段に進むにつれてエッチング液におけるフッ酸濃度を低下させるような構成を採用すると良い。 Rather than slowing down the etching rate throughout the etching process, it is possible to shorten the etching process time by adopting a faster etching rate at first and slowing it down step by step. For example, it is preferable to adopt a configuration in which the concentration of hydrofluoric acid in the etching liquid is lowered as the etching apparatus 300 progresses to the subsequent stage.

多面取り用ガラス母材50がエッチング装置300を通過すると、改質ライン20がエッチングされる。改質ライン20では、他の箇所よりも速くエッチング液が浸透し、このラインに沿ってガラスが溶解されることによって、改質ライン20によってカラーフィルタ基板を切断し易くなる。また、レーザ照射時においてキズ等が発生していた場合であっても、このキズが消失し易くなる。 When the multi-panel glass base material 50 passes through the etching device 300, the reforming lines 20 are etched. The etchant permeates the modified lines 20 faster than other locations, and the glass is melted along the lines, making it easier to cut the color filter substrate along the modified lines 20 . In addition, even if scratches or the like have occurred during laser irradiation, the scratches are likely to disappear.

エッチング処理が終了すると、貼付されていた耐エッチングフィルム16が剥離される。続いて、多面取り用ガラス母材50に対して、図8(A)~図8(C)に示すように、カラーフィルタ基板14におけるアレイ基板12の電極端子部122に対向する領域を取り除くための端子部切断溝30を形成する処理が行われる。この実施形態では、スクライブホイール(ホイールカッタ)250によって、カラーフィルタ基板14におけるアレイ基板12の電極端子部122に対向する領域の内側に端子部切断溝30が形成される。端子部切断溝30は、カラーフィルタ基板14におけるアレイ基板12の電極端子部122に対向する領域を取り除くため端子部切断予定線に沿って形成される。 When the etching process is finished, the attached etching resistant film 16 is peeled off. Subsequently, as shown in FIGS. 8A to 8C, the multi-panel glass base material 50 is removed in order to remove the regions of the color filter substrate 14 facing the electrode terminal portions 122 of the array substrate 12 . A process for forming terminal cut grooves 30 is performed. In this embodiment, a scribing wheel (wheel cutter) 250 is used to form terminal cut grooves 30 inside regions of the color filter substrate 14 facing the electrode terminal portions 122 of the array substrate 12 . The terminal cutting grooves 30 are formed along the planned terminal cutting lines in order to remove the regions of the color filter substrate 14 facing the electrode terminal portions 122 of the array substrate 12 .

スクライブホイール250による端子部切断溝30の形成が終わると、多面取り用ガラス母材50の分断および電極端子部122に対向する領域の除去に移行する。多面取り用ガラス母材50において、レーザのフィラメント加工によって改質ライン20が形成され、この改質ラインをさらにエッチングすることにより、わずかな機械的圧力のみで、多面取り用ガラス母材50を改質ライン20において分割することができる。例えば、多面取り用ガラス母材50に微小な押圧力や引っ張り力を加えたり、微小な超音波振動を与えたりすることによって、図9に示すように、多面取り用ガラス母材50を汚損することなく、分断することが可能である。 After the formation of the terminal section cut grooves 30 by the scribing wheel 250 is completed, the division of the multi-panel glass base material 50 and the removal of the regions facing the electrode terminal sections 122 are performed. Modified lines 20 are formed in the multi-panel glass preform 50 by laser filament processing, and by further etching the reformed lines, the multi-panel glass preform 50 is reformed with only a slight mechanical pressure. A split can be made at the quality line 20 . For example, by applying a minute pressing force or a tensile force to the multi-panel glass base material 50 or by applying a minute ultrasonic vibration, the multi-panel glass base material 50 is soiled as shown in FIG. It is possible to divide without

あえて、エッチング処理によって完全には切断してしまわないため、エッチング中に分離された液晶パネル10端面どうしが衝突して破損するといった不具合の発生が防止される。また、エッチング処理後の不完全に切断された状態の多面取り用ガラス母材50のまま(大判の状態のまま)、運搬することも可能になる。さらに、エッチング液が電極端子部に到達することがないため、耐エッチング性を備えたマスキング剤によって電極端子部を保護することが不要になる。また、液晶パネル10の端面における少なくとも中央部以外はエッチング処理が施されているため、レーザ加工のみで切断を行った場合に比較して液晶パネルの強度(例えば、曲げ強度)が高くなる。 Since the end faces of the separated liquid crystal panel 10 do not dare to be completely cut by the etching process, it is possible to prevent the occurrence of such a problem that the separated end faces of the liquid crystal panel 10 collide with each other during the etching process and are damaged. Further, it becomes possible to transport the multi-panel glass base material 50 as it is (in a large-sized state) in an incompletely cut state after the etching process. Furthermore, since the etchant does not reach the electrode terminals, it is not necessary to protect the electrode terminals with a masking agent having etching resistance. In addition, since the edge faces of the liquid crystal panel 10 are etched at least except for the central portion, the strength (for example, bending strength) of the liquid crystal panel is higher than when cutting is performed only by laser processing.

図10(A)~図10(C)は、分断後の液晶パネル10の概略構成を示している。同図に示すように、液晶パネル10の端面は主面に対してほぼ直角になっている。すなわち、板厚のアレイ基板12およびカラーフィルタ基板14の各端面に発生するテーパ幅(図10(C)におけるL1~L4)をほぼゼロ(具体的には、30μm以下)に抑えることが可能である。 10(A) to 10(C) show a schematic configuration of the liquid crystal panel 10 after division. As shown in the figure, the end surfaces of the liquid crystal panel 10 are substantially perpendicular to the main surface. That is, it is possible to suppress the taper width (L1 to L4 in FIG. 10C) generated on each end surface of the thick array substrate 12 and the color filter substrate 14 to almost zero (specifically, 30 μm or less). be.

このように、液晶パネル10を製造するにあたって、サイドエッチングの影響がほとんど発生しないため、液晶パネル10どうしを近接配置した多面取り用ガラス母材50の設計することができる。一方で、エッチング阻害物質を含有するエッチング液による処理(第1のエッチングステップ)の比率を少なくし、フッ酸および塩酸等を含むエッチング液による処理(第2のエッチングステップ)の比率を多くすることによって、テーパ幅L1~L4の値を大きくすることが可能である。必要となる端面の形状や必要なエッチングレート等を考慮して、エッチング阻害物質を含有するエッチング液による処理の比率を適宜調整すると良い。 In this way, since the influence of side etching hardly occurs in manufacturing the liquid crystal panel 10, it is possible to design the multi-panel glass preform 50 in which the liquid crystal panels 10 are arranged close to each other. On the other hand, the proportion of the treatment with an etchant containing an etching inhibitor (first etching step) is reduced, and the proportion of the treatment with an etchant containing hydrofluoric acid, hydrochloric acid, etc. (second etching step) is increased. , it is possible to increase the values of the taper widths L1 to L4. It is preferable to appropriately adjust the ratio of the treatment with the etchant containing the etching inhibitor in consideration of the required shape of the end face, the required etching rate, and the like.

続いて、図11~図14を用いて、穿孔処理に係る別の実施形態について説明する。図11は、複数の貫通孔を備えるガラスインターポーザを製造するためのガラス基板510に対する加工処理の一ステップを示している。この実施形態では、ガラスインターポーザを製造する際に、ガラス基板510に対して、改質ステップおよびエッチングステップが少なくとも施される。 Next, another embodiment of punching processing will be described with reference to FIGS. 11 to 14. FIG. FIG. 11 shows one step in processing a glass substrate 510 to fabricate a glass interposer with multiple through holes. In this embodiment, the glass substrate 510 undergoes at least a modification step and an etching step in manufacturing the glass interposer.

ガラス基板510の種類は、ガラスである限り、特に限られないが、ガラスインターポーザのように、半導体素子のパッケージに使用される場合は、無アルカリガラスが好ましい。これはアルカリ含有ガラスの場合、ガラス中のアルカリ成分が析出し、半導体素子に悪影響を及ぼすおそれがあるためである。また、ガラス基板510の厚さは、特に限られず、ガラス基板10は、例えば0.1mm~2.0mmの厚さにおいて好適に処理を行うことができている。 The type of the glass substrate 510 is not particularly limited as long as it is glass, but non-alkali glass is preferable when used for packaging semiconductor elements like a glass interposer. This is because, in the case of alkali-containing glass, the alkali component in the glass may precipitate and adversely affect the semiconductor device. Further, the thickness of the glass substrate 510 is not particularly limited, and the glass substrate 10 can be suitably processed with a thickness of 0.1 mm to 2.0 mm, for example.

改質ステップにおいては、ガラス基板510における複数の貫通孔の形成予定位置に対して、レーザヘッド512からレーザ光が照射される。この照射されるレーザ光は、ガラス基板510の厚み方向にわたってエネルギ密度が相対的に高い焦線を形成するための光学系ユニット514を経由する。 In the modifying step, laser light is irradiated from the laser head 512 to the formation planned positions of the plurality of through holes in the glass substrate 510 . The irradiated laser light passes through an optical system unit 514 for forming a focal line with relatively high energy density over the thickness direction of the glass substrate 510 .

光学系ユニット514は、単一または複数の光学要素(レンズ等)によって構成されており、レーザヘッド512からのレーザ光を、ガラス基板510の厚み方向において所定範囲内の長さを有するレーザ光の焦線へと集束させるように構成されている。 The optical system unit 514 is composed of a single or a plurality of optical elements (such as lenses), and converts the laser light from the laser head 512 into a laser light having a length within a predetermined range in the thickness direction of the glass substrate 510. configured to focus to a focal line.

このため、このレーザ光がガラス基板510に照射されることにより、ガラス基板510における貫通孔形成予定位置が厚み方向の全域にわたって改質され、例えば、ボイド状の改質部102が形成される。ガラス基板510に複数の改質部102を形成するためには、ガラス基板510をXY平面上において移動するようなステージを用いても良いし、レーザヘッド512および光学系ユニット514を備えたレーザ加工装置がこれらの部材をXY方向に移動させる駆動機構を設けるようにしても良い。 Therefore, by irradiating the glass substrate 510 with this laser beam, the through-hole formation planned positions in the glass substrate 510 are reformed over the entire thickness direction, and for example, void-shaped reformed portions 102 are formed. In order to form a plurality of modified portions 102 on the glass substrate 510, a stage that moves the glass substrate 510 on the XY plane may be used, or a laser processing apparatus having a laser head 512 and an optical system unit 514 may be used. The apparatus may be provided with a driving mechanism for moving these members in the XY directions.

レーザ光は、ガラス基板510の貫通孔の形成予定位置をエッチングされ易い性質に改質できる限り、その種類および照射条件は限られない。この実施形態では、レーザヘッド512から、短パルスレーザ(例えばピコ秒レーザ、フェムト秒レーザ)から発振されるレーザ光が照射されているが、例えば、CO2レーザ、UVレーザ等を用いても良い。この実施形態では、レーザ光の平均レーザエネルギが、約30μJ~300μJ程度になるように出力制御が行われている。 The type and irradiation conditions of the laser light are not limited as long as the position where the through-hole is to be formed in the glass substrate 510 can be modified so as to be easily etched. In this embodiment, the laser head 512 irradiates laser light oscillated from a short pulse laser (eg, picosecond laser, femtosecond laser), but, for example, CO 2 laser, UV laser, etc. may be used. . In this embodiment, the output is controlled so that the average laser energy of the laser light is about 30 μJ to 300 μJ.

改質ステップの後には、ガラス基板510における貫通孔形成予定位置に形成された改質部をエッチングすることによって、改質部102を溶解し、貫通孔形成予定位置に貫通孔が形成される。 After the modifying step, by etching the modified portion formed at the through hole formation planned position in the glass substrate 510, the modified portion 102 is dissolved, and the through hole is formed at the through hole formation planned position.

図12(A)~図12(C)を用いて、改質ステップおよびその後のエッチングステップについて説明する。図12(A)は、上述した改質ステップを示している。レーザヘッド512から出射したレーザ光は、光学系ユニット514によって、ガラス基板510における貫通孔形成予定位置に集光され、貫通孔形成予定位置の厚み方向に焦線が形成される。光学系ユニット514は、例えば、レーザ光を拡散する拡散レンズや集光する集光レンズ等を少なくとも備えており、例えば、レーザ光を上述の焦線上の複数の点で結像するように集光することができる。 The modification step and subsequent etching step will be described with reference to FIGS. 12(A) to 12(C). FIG. 12(A) shows the modification step described above. The laser light emitted from the laser head 512 is condensed by the optical system unit 514 at the position where the through hole is to be formed in the glass substrate 510, and a focal line is formed in the thickness direction of the through hole position. The optical system unit 514 includes, for example, at least a diffusion lens for diffusing the laser light and a condenser lens for condensing the laser light. can do.

その結果、図12(B)に示すように、ガラス基板10の貫通孔成予定位置における厚み方向の全域にわたって改質部102が形成される。改質部102は、レーザ光からのエネルギを受けることによって他の部分よりもエッチングされ易い性質を示すようになる。この改質部102にエッチング液を接触させることにより、改質部102が溶解されて、その結果、図12(C)に示すように貫通孔形成予定位置に貫通孔104が形成されることになる。 As a result, as shown in FIG. 12B, the modified portion 102 is formed over the entire thickness direction of the glass substrate 10 at the position where the through hole is to be formed. The modified portion 102 exhibits the property of being more easily etched than other portions by receiving energy from the laser beam. By bringing an etchant into contact with the modified portion 102, the modified portion 102 is dissolved, and as a result, a through hole 104 is formed at the position where the through hole is to be formed as shown in FIG. 12(C). Become.

エッチングステップにおいては、図13(A)に示すように、ガラス基板510は、エッチング装置520に導入され、フッ酸および塩酸等を含むエッチング液によってエッチング処理が施される。エッチング装置520では、搬送ローラによってガラス基板510を搬送しつつ、エッチングチャンバ522内でガラス基板510の片面または両面にエッチング液を接触させることによって、ガラス基板510に対するエッチング処理が行われる。 In the etching step, as shown in FIG. 13A, the glass substrate 510 is introduced into an etching apparatus 520 and etched with an etching solution containing hydrofluoric acid, hydrochloric acid, and the like. In the etching apparatus 520 , the glass substrate 510 is etched by bringing an etchant into contact with one or both surfaces of the glass substrate 510 in the etching chamber 522 while the glass substrate 510 is transported by transport rollers.

ここでは、図13(B)に示すように、エッチング装置520の各エッチングチャンバ522において、ガラス基板510に対してエッチング液をスプレイするスプレイエッチングが行われる。エッチング液としては、例えば、フッ酸1~10重量%、塩酸5~20重量%、および上述のエッチング阻害物質を含むエッチング液が用いられる。なお、エッチング装置520におけるエッチングチャンバ522の後段には、ガラス基板510に付着したエッチング液を洗い流すための洗浄チャンバが設けられているため、ガラス基板510はエッチング液が取り除かれた状態でエッチング装置520から排出される。 Here, as shown in FIG. 13B, spray etching is performed in each etching chamber 522 of the etching apparatus 520 by spraying an etchant onto the glass substrate 510 . As the etchant, for example, an etchant containing 1 to 10% by weight of hydrofluoric acid, 5 to 20% by weight of hydrochloric acid, and the above-described etching inhibitor is used. Since a cleaning chamber for washing away the etchant adhering to the glass substrate 510 is provided in the subsequent stage of the etching chamber 522 in the etching device 520, the glass substrate 510 is removed from the etching device 520 with the etchant removed. discharged from

エッチング液をスプレイする手法以外にも、ガラス基板510をエッチング液に浸漬することによってガラス基板10にエッチング液を接触させることも可能である。ただし、細い貫通孔の内部にエッチング液を浸透させる観点からすると、図13(A)および図13(B)に示すようなエッチング液をスプレイする方式を採用することが好ましい。 In addition to the technique of spraying the etchant, it is also possible to bring the etchant into contact with the glass substrate 10 by immersing the glass substrate 510 in the etchant. However, from the viewpoint of allowing the etchant to permeate the narrow through-holes, it is preferable to employ a method of spraying the etchant as shown in FIGS. 13(A) and 13(B).

エッチング液を十分な圧力でガラス基板510にスプレイすることによって、通常は、ガラス基板510の改質部102が適切に溶解されて、図12(C)に示すようにガラス基板510に貫通孔104が形成される。この実施形態では、スプレイする際の吐出圧力は、例えば、0.05Mpa~0.10Mpa、各スプレイノズルから噴射するエッチング液の量は1.25~2.50リットル/分程度で処理を行うと好適な結果が得られた。 By spraying the etchant onto the glass substrate 510 with a sufficient pressure, the modified portion 102 of the glass substrate 510 is normally appropriately dissolved to form the through hole 104 in the glass substrate 510 as shown in FIG. 12(C). is formed. In this embodiment, the discharge pressure during spraying is, for example, 0.05 Mpa to 0.10 Mpa, and the amount of etchant sprayed from each spray nozzle is about 1.25 to 2.50 liters/minute. Favorable results were obtained.

従来のエッチング液による処理においては、エッチング液のスプレイ圧力や濃度や粘度、または改質部102のサイズによっては、図14(A)に示すように、中央部に狭窄部を有する貫通孔105が形成されてしまうことがあった。このような貫通孔105は、インターポーザの用途に用いた場合に導通不良等の不具合を生じる可能性があるため、あまり好ましくないと言える。 In processing using a conventional etchant, depending on the spray pressure, concentration, and viscosity of the etchant, or the size of the modified portion 102, as shown in FIG. Sometimes it was formed. Such a through-hole 105 is not very preferable because it may cause problems such as poor conduction when used as an interposer.

この実施形態においては、エッチング阻害物質を含むエッチング液を適宜用いることによって、図14(B)に示すように、ガラス基板510の厚み方向の中央部に狭窄部が形成されにくくなっている。
このように、エッチング阻害物質を含むエッチング液を用いることによってウエットエッチングの等方性に起因するサイドエッチングの影響がほとんど発生しないため、狭窄部のない貫通孔を形成することができる。一方で、エッチング阻害物質を含有するエッチング液による処理(第1のエッチングステップ)の比率を少なくし、通常のエッチング液による処理(第2のエッチングステップ)の比率を多くすることによって、狭窄部の形状を調整することが可能である。必要となる貫通孔の形状や必要なエッチングレート等を考慮して、第1のエッチングステップおよび第2のエッチングステップの比率を適宜調整すると良い。上述したように、第2のエッチングステップは任意的処理なので、比率をゼロにすることも可能である。
In this embodiment, by appropriately using an etchant containing an etching inhibitor, a narrowed portion is less likely to be formed in the central portion in the thickness direction of the glass substrate 510, as shown in FIG. 14(B).
In this way, by using an etchant containing an etching inhibitor, side etching caused by the isotropy of wet etching hardly occurs, so that a through hole without a constricted portion can be formed. On the other hand, by decreasing the proportion of the treatment with the etchant containing the etching inhibitor (first etching step) and increasing the proportion of the treatment with the normal etchant (second etching step), It is possible to adjust the shape. The ratio between the first etching step and the second etching step may be appropriately adjusted in consideration of the required shape of the through hole, the required etching rate, and the like. As mentioned above, the second etching step is an optional process, so the ratio can be zero.

上述の方法を採用して形成された貫通孔は、スプレイエッチングによってマイクロクラックが微小化または消滅している。このため、貫通孔の形状を好適に保つことができるだけではなく、ガラスインターポーザの強度を保つことができるというメリットもある。また、ここでは、ガラス基板510をガラスインターポーザとして用いる例を説明したが、ガラス基板510の用途はこれに限定されない。例えば、MEMSパッケージングやライフサイエンス向けマイクロチップデバイス等にも適用可能である。 Microcracks in the through-holes formed by employing the above-described method are reduced in size or eliminated by spray etching. Therefore, there is an advantage that not only can the shape of the through-hole be preferably maintained, but also the strength of the glass interposer can be maintained. Also, although an example in which the glass substrate 510 is used as a glass interposer has been described here, the application of the glass substrate 510 is not limited to this. For example, it can be applied to MEMS packaging, microchip devices for life science, and the like.

ここで、図15を用いて、上述の実施形態における異方性エッチングのメカニズムを説明する。同図に示すように、フルオロ錯体(ここでは、フッ化チタン酸)は、化学的平衡状態において、エッチング処理によるフッ酸の消費に伴って、ガラス基板の主面から離れた位置において、活性種であるフッ酸を放出し易い。この結果、ガラス基板の主面から離れた位置にまでフッ酸が届き易くなる。このため、ガラス基板の主面に垂直な方向(例:厚み方向、深さ方向)のエッチングが進行し易くなる。 Here, the mechanism of anisotropic etching in the above embodiment will be described with reference to FIG. 15 . As shown in the figure, in a chemical equilibrium state, the fluoro complex (here, fluorotitanic acid) becomes an active species at a position away from the main surface of the glass substrate as the hydrofluoric acid is consumed by the etching process. It is easy to release hydrofluoric acid. As a result, the hydrofluoric acid can easily reach a position distant from the main surface of the glass substrate. Therefore, etching in a direction perpendicular to the main surface of the glass substrate (eg, thickness direction, depth direction) easily progresses.

ガラス基板の主面付近でフッ酸が連続的に消費されるとガラスの主面に平行な方向(例:幅方向)のエッチングを進行し、等方性エッチングの影響が発生し易くなるが、エッチング阻害物質の作用によって、等方性エッチングの影響を最小限に抑制することが可能になると推測している。 When hydrofluoric acid is continuously consumed in the vicinity of the main surface of the glass substrate, etching progresses in the direction parallel to the main surface of the glass (eg, width direction), and the influence of isotropic etching tends to occur. We speculate that the action of the etch inhibitor may allow the effects of isotropic etching to be minimized.

続いて、実際に実施例を用いて、本願発明の実施形態に係るエッチング阻害物質を含むガラス用エッチング液の作用効果を説明する。まず、図16(A)~図16(D)を用いて、ガラス用エッチング液の作用効果を検証するための実験手法について説明する。図16(A)に示すように、エッチング処理に先立って、まず、レーザ光の平均レーザエネルギが、約250μJ程度になるように出力制御を行った上で、厚み200μm程度のガラス基板に改質孔を形成した。 Subsequently, the effect of the etching liquid for glass containing the etching inhibitor according to the embodiment of the present invention will be described by actually using examples. First, with reference to FIGS. 16(A) to 16(D), an experimental method for verifying the effect of the etching solution for glass will be described. As shown in FIG. 16(A), prior to the etching process, first, the average laser energy of the laser light was controlled to be about 250 μJ, and then the glass substrate was reformed to a thickness of about 200 μm. A hole was formed.

続いて、下記表1に示す組成のエッチング液(40℃)でそれぞれ約40分間エッチング処理を行った。図16(B)は、比較例に係るエッチング液によってエッチングを行った後のガラス基板を示しており、図16(C)は、各実施例に係るエッチング液によってエッチングを行った後のガラス基板を示している。

Figure 0007251704000001
Subsequently, an etching treatment was performed for about 40 minutes using an etchant (40° C.) having the composition shown in Table 1 below. FIG. 16B shows a glass substrate after etching with an etching solution according to a comparative example, and FIG. 16C shows a glass substrate after etching with an etching solution according to each example. is shown.
Figure 0007251704000001

比較例1に係るエッチング液は、エッチングレートが1.0μm程度になるように調整されたフッ酸濃度0.90mol/Lを含むエッチング液である。 The etchant according to Comparative Example 1 is an etchant containing a hydrofluoric acid concentration of 0.90 mol/L adjusted so that the etching rate is about 1.0 μm.

一方で、実施例1~実施例6は、フッ酸に対してエッチング阻害物質として、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、二酸化珪素、ホウ酸、および塩化アルミニウムそれぞれ加えたエッチング液である。これらのエッチング阻害物質を加えるとエッチング速度が低下するため、エッチングレートが1.0μm/分程度になるようにフッ酸濃度は比較例1に係るエッチング液よりもそれぞれ高くなっている。 On the other hand, Examples 1 to 6 are etching solutions in which ammonium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide, silicon dioxide, boric acid, and aluminum chloride are added as etching inhibitors to hydrofluoric acid. . Since addition of these etching inhibitors reduces the etching rate, the concentration of hydrofluoric acid is higher than that of the etching liquid according to Comparative Example 1 so that the etching rate is about 1.0 μm/min.

エッチング処理後において、図16(D)に示すように、形成された孔の幅(比較例の場合はW0、実施例の場合はW1)および孔の深さDを計測し、深さの値Dを幅の値(W0またはW1)で除して得られた値を「異方性度数」とした。この異方性度数の値が大きいほど、異方性エッチングが実現していると言える。なお、エッチング後のガラス基板の測定は、光学顕微鏡を用いて行った。 After the etching process, as shown in FIG. 16(D), the width of the formed hole (W0 in the case of the comparative example, W1 in the case of the example) and the depth D of the hole were measured, and the depth value The value obtained by dividing D by the width value (W0 or W1) was defined as the "anisotropic frequency". It can be said that the larger the value of this anisotropic frequency, the more anisotropic etching has been achieved. In addition, the measurement of the glass substrate after etching was performed using an optical microscope.

表1に示すように、比較例1に係るエッチング液で得られた異方性度数は3.1であった。通常、等方性エッチングの場合は、異方性度数が1となるが、ここではレーザ加工によって改質孔が形成されているため、エッチング阻害物質を加えなくても1を大きく超える異方性度数が得られている。 As shown in Table 1, the anisotropic degree obtained with the etching liquid according to Comparative Example 1 was 3.1. Normally, in the case of isotropic etching, the anisotropy degree is 1, but here, since modified holes are formed by laser processing, the anisotropic degree greatly exceeds 1 even without adding an etching inhibitor. degrees are obtained.

さらに、エッチング阻害物質をそれぞれ加えた実施例1~実施例6に係るエッチング液で得られた異方性度数は、いずれも比較例1に係るエッチング液で得られた異方性度数よりも高い値が得られている。これにより、エッチング阻害物質によって、より一層異方性エッチングが実現していることが分かる。 Furthermore, the anisotropy degrees obtained with the etching solutions according to Examples 1 to 6, each containing an etching inhibitor, are all higher than the anisotropy degrees obtained with the etching solution according to Comparative Example 1. value is obtained. From this, it can be seen that anisotropic etching is further realized by the etching inhibitor.

ここで、表2を用いて、別の実験結果を説明する。

Figure 0007251704000002
Here, Table 2 is used to explain another experimental result.
Figure 0007251704000002

比較例2に係るエッチング液は、フッ酸濃度0.10mol/Lに調整されたエッチング液である。実施例7~12に係るエッチング液は、フッ酸の物質量に対して0.10モル当量のエッチング阻害物質(水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、二酸化珪素、ホウ酸、および塩化アルミニウム)を加えてなるものである。 The etchant according to Comparative Example 2 is an etchant adjusted to have a hydrofluoric acid concentration of 0.10 mol/L. The etching solutions according to Examples 7 to 12 contained 0.10 molar equivalents of etching inhibitors (ammonium hydroxide, potassium hydroxide, sodium hydroxide, silicon dioxide, boric acid, and aluminum chloride) with respect to the amount of hydrofluoric acid. ) is added.

表2に示すように、比較例2に係るエッチング液で得られた異方性度数は3.0であった。一方で、エッチング阻害物質をそれぞれ加えた実施例7~実施例12に係るエッチング液で得られた異方性度数は、いずれも比較例2に係るエッチング液で得られた異方性度数よりも高い値(最大で6.8)が得られている。この表2に係る実験結果からも、エッチング阻害物質によって、より一層異方性エッチングが実現していることが分かる。 As shown in Table 2, the anisotropic degree obtained with the etchant according to Comparative Example 2 was 3.0. On the other hand, the anisotropy degrees obtained with the etching solutions according to Examples 7 to 12, to which the etching inhibitors were respectively added, were all higher than the anisotropy degrees obtained with the etching solution according to Comparative Example 2. High values (up to 6.8) are obtained. From the experimental results shown in Table 2, it can be seen that the anisotropic etching is further realized by the etching inhibitor.

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

10-液晶パネル
12-アレイ基板
14-カラーフィルタ基板
16-耐エッチングフィルム
17-透明性薄膜
20-改質ライン
30-端子部切断溝
50-多面取り用ガラス母材
100-スマートフォン
122-電極端子部
250-スクライブホイール
300-エッチング装置
302,304-エッチングチャンバ
306-エッチング槽
10-Liquid crystal panel 12-Array substrate 14-Color filter substrate 16-Etching resistant film 17-Transparent thin film 20-Modification line 30-Terminal cut groove 50-Multi-panel glass base material 100-Smartphone 122-Electrode terminal part 250—scribing wheel 300—etching device 302, 304—etching chamber 306—etching tank

Claims (3)

ガラスにおけるレーザ光が照射されることによってエッチングされやすいように改質された改質部であってエッチング液に接触することによって溶解する改質部異方性エッチングするためのガラス用エッチング液であって、
フッ酸と、
ガラスに対するエッチング速度を低下させるエッチング阻害物質であって、水酸化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを含むアルカリまたは酸化チタン、塩化アルミニウム、ホウ酸、二酸化珪素を含むフッ素錯化剤のいずれか一方を少なくとも含有するエッチング阻害物質と、
を少なくとも含むガラス用エッチング液。
A glass etchant for anisotropically etching a modified portion of glass that has been modified so as to be easily etched by irradiation with a laser beam and that dissolves upon contact with the etchant . There is
hydrofluoric acid;
An etching inhibitor that reduces the etching rate of glass, and is either an alkali containing ammonium hydroxide, sodium hydroxide, or potassium hydroxide, or a fluorine complexing agent containing titanium oxide, aluminum chloride, boric acid, or silicon dioxide. an etching inhibitor containing at least one;
Etching liquid for glass containing at least .
請求項1に記載のガラス用エッチング液を用いたガラス基板製造方法であって、
ガラス基板のエッチング予定位置における厚み方向にわたってエネルギ密度が相対的に高い焦線が形成されるようにレーザ光を前記ガラス基板に照射することによって前記エッチング予定位置を改質する改質ステップと、
前記改質ステップ後に、前記ガラス用エッチング液を用いて前記エッチング予定位置をエッチングする第1のエッチングステップと、
を少なくとも含むガラス基板製造方法。
A method for manufacturing a glass substrate using the etching solution for glass according to claim 1,
A reforming step of modifying the intended etching position by irradiating the glass substrate with a laser beam so that a focal line having a relatively high energy density is formed in the thickness direction of the intended etching position of the glass substrate;
After the modifying step, a first etching step of etching the intended etching position using the glass etchant;
A glass substrate manufacturing method comprising at least
前記第1のエッチングステップの後に、少なくともフッ酸を含むエッチング液によって前記エッチング予定位置をエッチングする第2のエッチングステップをさらに含むことを特徴とする請求項2に記載のガラス基板製造方法。 3. The method of manufacturing a glass substrate according to claim 2, further comprising a second etching step of etching the intended etching position with an etchant containing at least hydrofluoric acid after the first etching step.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012108316A1 (en) 2011-02-08 2012-08-16 株式会社フジクラ Method for manufacturing substrate having micropore, and substrate
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WO2017038075A1 (en) 2015-08-31 2017-03-09 日本板硝子株式会社 Method for producing glass with fine structure
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Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012108316A1 (en) 2011-02-08 2012-08-16 株式会社フジクラ Method for manufacturing substrate having micropore, and substrate
JP2014084266A (en) 2012-10-26 2014-05-12 Dainippon Printing Co Ltd Manufacturing method of patterned glass substrate and cutting method of patterned mother glass substrate
JP2016222529A (en) 2015-05-29 2016-12-28 株式会社Nsc Glass substrate manufacturing method
JP2018518445A (en) 2015-06-10 2018-07-12 コーニング インコーポレイテッド Glass substrate etching method and glass substrate
JP2018525313A (en) 2015-08-21 2018-09-06 コーニング インコーポレイテッド System and method for bulk processing a substrate web
WO2017038075A1 (en) 2015-08-31 2017-03-09 日本板硝子株式会社 Method for producing glass with fine structure
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