JP2016508069A

JP2016508069A - 基板をレーザー穿孔するための犠牲カバー層およびその方法

Info

Publication number: JP2016508069A
Application number: JP2015545454A
Authority: JP
Inventors: ブルースショーリー，アリック; アンドリューピーチ，ガレット; リー，シンホア; クリストファートーマス，ジョン; タイラーキーチ，ジョン; ジョンドーミー，ジェフリー; ジョンシュスタック，ポール
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2013-11-27
Publication date: 2016-03-17
Also published as: CN105228788A; TW201429597A; US20170335466A1; US20140147623A1; WO2014085660A1; US9758876B2; TWI632974B; JP2019030909A; KR20150120939A; US10435796B2; EP2925482A1

Abstract

基板の面に犠牲カバー層を付着するステップと、基板に対して予め決められた場所に、および複数の精密孔のうちの１つの所望の場所に一致させて、レーザービームを位置決めするステップと、予め決められた場所にレーザービームをパルス状にして繰り返し送ることによって、犠牲カバー層に貫通孔を形成するステップと、犠牲カバー層に形成された貫通孔にレーザービームをパルス状にして送るステップとを含む、穿孔によって基板に複数の精密孔を形成する方法。精密孔が形成された基板であって、各精密孔の縦軸が基板の厚さ方向に延在する、基板と、基板の面に取り外し可能に付着され、精密孔の不規則性を低減させる犠牲カバー層とを含む、精密孔を有する加工物。

Description

関連出願の相互参照

本出願は、２０１２年１１月２９日出願の米国仮特許出願第６１／７３０，９９４号；２０１３年４月２５日出願の米国仮特許出願第６１／８１５，８６４号；および２０１３年４月３０日出願の米国仮特許出願第６１／８１７，４４４号の優先権を主張する。これらの仮特許出願の全体を、参照により本明細書に援用する。

本明細書は、概して、孔が形成された薄型基板の製造に関し、より具体的には、犠牲カバー層を使用して薄型基板にレーザー穿孔するための方法と、基板および犠牲カバー層に孔を形成するために使用される加工物とに関する。

孔は、レーザー加工、光加工（ｐｈｏｔｏｍａｃｈｉｎｉｎｇ）、直接成形、放電加工、およびプラズマ／反応性エッチングなどの方法によって、ガラス物品に形成され得る。そのようなガラス物品は、シリコンマイクロチップと有機基板との間で電気信号の経路を決めるインターポーザなどの、いくつもの電気装置において使用され得る。さらに、ガラス物品は、生命科学応用、例えばデジタルポリメラーゼ連鎖反応（ｄＰＣＲ）機器において使用され得る。

レーザー穿孔法では、ＵＶレーザーのパルスは、ガラス物品の予め決められた位置に向けられ、それにより、ガラス物品の予め決められた位置に孔を形成する。予め決められた各位置に適用されるパルス数は、ガラス物品の孔の所望の深さに基づいて決定され得る。レーザー穿孔によって形成された孔の直径は、任意選択的なエッチングプロセスを使用して修正され得る。エッチングプロセスでは、レーザーによってガラス物品に孔が開けられた後に、ガラス物品の表面に、スプレーまたは浸漬などによってエッチング溶液が適用される。エッチング溶液の曝露持続期間、温度、濃度、および化学的性質は、ガラス物品の孔の所望の直径に基づいて決定され得る。

ガラス物品に直接孔をレーザー穿孔することは、レーザーがガラス物品に入射する孔の入口における欠陥、例えば微小亀裂または「ひび割れ」の原因となり得る。レーザー露光条件、例えばビーム質、ビーム焦点、パルス繰り返し数、およびパルスエネルギーを最適にすることにより、孔の入口における欠陥数を減少させ得る。しかしながら、現在利用可能な方法は、特に小径の孔が比較的離れて配置されるときには、小径の孔を、容認できる少量の欠陥で生成することができない。この状況では、孔の入口は、より簡単に亀裂が入り、および丸みにおけるほんの少しの凸凹でも、エッチングの最中に拡大され、孔の丸みが許容できないガラス物品を生じ得る。

その結果、レーザーがガラス物品に入射する孔の入口に亀裂を生じない、薄いガラスなどのガラス物品に孔を形成するための代替的な方法が求められている。

第１の態様では、穿孔によって基板に複数の精密孔を形成する方法が開示される。この方法は、基板の面に犠牲カバー層を付着するステップと；基板に対して予め決められた場所に、複数の精密孔のうちの１つの所望の場所に一致させて、レーザービームを位置決めするステップと；予め決められた場所にレーザービームをパルス状にして繰り返し送ることによって、犠牲カバー層に貫通孔を形成するステップと；予め決められた場所において犠牲カバー層に形成された貫通孔にレーザービームをパルス状にして送り、それにより、複数の精密孔のうちの１つを作り出すステップであって、基板に適用されるパルス数が、複数の精密孔のうちの１つの所望の深さによって決定されるステップとを有してなる。

第２の態様は、基板に複数の精密孔が形成された後に犠牲カバー層が除去される、第１の態様の方法を含む。

第３の態様は、さらに、犠牲カバー層の除去後に基板をエッチングするステップを含む、上述の態様のいずれかの方法を含む。

第４の態様は、さらに、基板に複数の精密孔を作り出した後に基板をエッチングするステップを含む、第１および第２の態様の方法を含む。

第５の態様は、レーザービームが約３５５ｎｍの波長、約１０ナノ秒〜約５０ナノ秒のパルス持続時間、約１ｋＨｚ〜約１５０ｋＨｚの繰り返し数、および約０．０２〜約０．４の開口数を有する、上述の態様のいずれかの方法を含む。

第６の態様は、さらに、複数の精密孔の１つ以上の精密孔に導電性材料を適用するステップを含む、上述の態様のいずれかの方法を含む。

第７の態様は、犠牲カバー層と基板の面との間の境界面に実質的に空隙がない、上述の態様のいずれかの方法を含む。

第８の態様は、さらに、付着ステップの前に基板および犠牲カバー層を清浄にするステップを含む、上述の態様のいずれかの方法を含む。

第９の態様は、犠牲カバー層および基板が直接的な物理的接触によって付着される、上述の態様のいずれかの方法を含む。

第１０の態様は、さらに、犠牲ガラスカバー層を基板の面に取り付ける前に、犠牲ガラスカバー層および基板の面の少なくとも一方に流体を塗布するステップを含む、上述の態様のいずれかの方法を含む。

第１１の態様は、犠牲カバー層はガラス製である、上述の態様のいずれかの方法を含む。

第１２の態様は、犠牲カバー層の厚さが約５０μｍ〜約５００μｍである、第１１の態様の方法を含む。

第１３の態様は、犠牲カバー層はポリマー製である、第１〜第１０の態様の方法を含む。

第１４の態様は、犠牲カバー層が、基板の面に液体ポリマー材料を塗布することによって、基板の面に付着される、第１３の態様の方法を含む。

第１５の態様は、さらに、液体ポリマー材料を硬化させるステップを含む、第１４の態様の方法を含む。

第１６の態様は、犠牲カバー層の厚さが約１００μｍ未満である、第１３〜第１５の態様の方法を含む。

第１７の態様は、基板の面にポリマー製のテープを貼ることによって犠牲カバー層が基板の面に付着される、第１３の態様の方法を含む。

第１８の態様は、さらに、犠牲カバー層に溶媒を適用することによって、基板の面から犠牲カバー層を除去するステップを含む、第１３〜第１７の態様の方法を含む。

第１９の態様は、犠牲カバー層がファンデルワールス引力によって基板の面に付着される、第１〜第１２の態様の方法を含む。

第２０の態様は、ファンデルワールス引力によってもたらされる結合エネルギーが約３０ｍＪ／ｍ^２〜約１００ｍＪ／ｍ^２である、第１９の態様の方法を含む。

第２１の態様は、犠牲カバー層の熱膨張係数が基板の熱膨張係数と異なる、上述の態様のいずれかの方法を含む。

第２２の態様は、さらに、犠牲カバー層および基板を加熱して、犠牲カバー層が基板から分離するようにすることによって、基板の面から犠牲カバー層を除去するステップを含む、第１９〜第２１の態様の方法を含む。

第２３の態様は、犠牲カバー層の厚さが約５０μｍ〜約５００μｍである、第１９〜第２２の態様の方法を含む。

第２４の態様は、犠牲カバー層が薄い顔料または染料ベースのインクを含む、第１〜第９の態様の方法を含む。

第２５の態様は、犠牲カバー層が基板の面に、インクジェット印刷、バブルジェット(登録商標）印刷、スプレー塗装、スピンコーティング、または手動の適用によって付着される、第２４の態様の方法を含む。

第２６の態様は、犠牲カバー層の厚さが約１００μｍ未満である、第２４および第２５の態様の方法を含む。

第２７の態様は、さらに、犠牲カバー層に溶媒を適用することによって、基板の面から犠牲カバー層を除去するステップを含む、第２４〜第２６の態様の方法を含む。

第２８の態様は、さらに、犠牲カバー層を基板に付着後、犠牲カバー層および基板をキャリアリングに位置決めするステップを含む、上述の態様のいずれかの方法を含む。

第２９の態様は、基板がファンデルワールス引力によってキャリアリングに結合される、第２８の態様の方法を含む。

第３０の態様は、さらに、基板をキャリアリングに永久的に結合させるステップを含む、第２８および第２９の態様の方法を含む。

第３１の態様は、精密孔を有する加工物に関する。加工物は、精密孔が形成された基板であって、各精密孔の縦軸が基板の厚さ方向に延在する、基板と；基板の面に取り外し可能に付着され、精密孔の不規則性を低減させる犠牲カバー層であって、各々が対応する精密孔の縦軸と整列した縦軸を有する複数の貫通孔を含む、犠牲カバー層とを含む。

第３２の態様は、犠牲カバー層がガラスを含む、第３１の態様の加工物を含む。

第３３の態様は、犠牲カバー層がポリマーを含む、第３１の態様の加工物を含む。

第３４の態様は、犠牲カバー層がファンデルワールス引力によって基板に付着されている、第３１および第３２の態様の加工物を含む。

第３５の態様は、犠牲カバー層が薄い顔料または染料ベースのインクを含む、第３１の態様の加工物を含む。

第３６の態様は、基板の面には、レーザーによって誘発された、複数の精密孔のうちの１つから５μｍ超延在する微小亀裂がない、第３１〜第３５の態様の加工物を含む。

第３７の態様は、レーザービームをパルス状にして送った後のガラス物品の表面の複数の精密孔の個々の孔の入口の平均直径が、約１０μｍ〜約２０μｍであり、およびレーザービームをパルス状にして送った後の、表面とは縦方向において対向する側に位置する、複数の精密孔の個々の孔の底部の平均直径が、約５μｍ〜約１０μｍである、第３１〜第３５の態様の加工物を含む。

本明細書で説明する実施形態の追加的な特徴および利点を、以下の詳細な説明に記載し、および一部には、当業者には説明から容易に明らかであるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付図面を含む本明細書で説明する実施形態を実施することによって認識される。

上記の概要および以下の詳細な説明は双方とも、様々な実施形態を説明し、および特許請求する主題の性質および特徴を理解するための概要または枠組みをもたらすためのものであることを理解されたい。添付の図面は、様々な実施形態をさらに理解するために含まれ、および本明細書に組み込まれ、かつその一部を構成する。図面は、本明細書で説明する様々な実施形態を示し、および説明と併せて、特許請求する主題の原理および動作を説明する役割を果たす。

本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って犠牲ガラスカバー層を使用するレーザー穿孔法において使用される構成要素の側面図を概略的に示す。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って犠牲ガラスカバー層を使用するレーザー穿孔法において使用されるガラス物品の上面図を概略的に示す。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態による、犠牲カバー層、ガラス物品、およびキャリアリングの分解斜視図を概略的に示す。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態による、レーザー加工されたガラス物品およびキャリアリングの分解斜視図を概略的に示す。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態による、犠牲カバー層、複数の積み重ねられたガラス物品、およびキャリアリングの分解斜視図を概略的に示す。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態による、ガラス物品の熱膨張係数とは異なる熱膨張係数を有する犠牲カバー層の分解斜視図を概略的に示す。犠牲ポリマーカバー層を使用する、レーザー穿孔法において使用される構成要素の側面図を概略的に示す。直接穿孔によって作製されたガラス物品の孔の直径のヒストグラムである。直接穿孔によって作製されたガラス物品の孔の真円度のヒストグラムである。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って作製されたガラス物品の孔の直径のヒストグラムである。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って作製されたガラス物品の孔の真円度のヒストグラムである。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態による犠牲ポリマーカバー層を使用して作製された、図２０に示すガラス物品における孔の直径のヒストグラムである。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態による犠牲ポリマーカバー層を使用して作製された、図２０に示すガラス物品における孔の真円度のヒストグラムである。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態による、顔料または染料ベースのインクの犠牲カバー層を使用して作製された、ガラス物品の孔の直径のヒストグラムである。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態による、顔料または染料ベースのインクの犠牲カバー層を使用して作製されたガラス物品の孔の真円度のヒストグラムである。孔がナノ秒パルスレーザーによって形成されており、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング前の５００μｍの厚さのガラスの上面図を示す。孔がナノ秒パルスレーザーによって形成されており、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング後の５００μｍの厚さのガラスの上面図を示す。孔がナノ秒パルスレーザーによって形成されており、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング前の５００μｍの厚さのガラスの底面図を示す。孔がナノ秒パルスレーザーによって形成されており、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング後の５００μｍの厚さのガラスの底面図を示す。孔がナノ秒パルスレーザーによって形成されており、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング前の３００μｍの厚さのガラスの側面図をそれぞれ示す。孔がナノ秒パルスレーザーによって形成されており、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング後の３００μｍの厚さのガラスの側面図をそれぞれ示す。孔がピコ秒パルスレーザーによって形成されており、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング前の３００μｍの厚さのガラスの側面図をそれぞれ示す。孔がピコ秒パルスレーザーによって形成されており、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング後の３００μｍの厚さのガラスの側面図をそれぞれ示す。孔がナノ秒パルスレーザーによって形成されており、および犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング後の７００μｍの厚さのガラスの上面図を示す。孔が１００μｍおよび２００μｍのピッチでナノ秒パルスレーザーによって形成されており、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング前およびエッチング後のガラスの上面図を示す。孔が３００μｍおよび４００μｍのピッチでナノ秒パルスレーザーによって形成されており、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング前およびエッチング後のガラスを示す。２５０μｍのピッチの孔が、ナノ秒パルスレーザーによって形成されており、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング前およびエッチング後のガラスの上面図を示す。２５０μｍ〜３４０μｍの孔ピッチの３０μｍの孔が、ナノ秒パルスレーザーによって形成されており、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング前およびエッチング後のガラスの上面図を示す。孔がナノ秒パルスレーザーによって形成されており、孔ピッチが２５０μｍであり、および本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って犠牲カバー層が使用された、エッチング前およびエッチング後のガラスの上面図を示す。めくら孔がナノ秒パルスレーザーによって形成されており、および本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って犠牲カバー層が使用された、エッチング後のガラスの側面図を示す。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って、孔が、犠牲ガラスカバー層を使用して形成されており、および空気、水、または植物油がガラスと犠牲カバー層との間に使用された、エッチング後のガラスの上面図を示す。孔が異なる焦点位置に形成された、エッチング前のガラスの上面図を示し、上列は、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング後のガラスを示し、および下列は、本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って犠牲ガラスカバー層を使用した、エッチング後のガラスを示す。孔ピッチが２５０μｍ〜３５０μｍの３０μｍの孔が、ナノ秒パルスレーザーによって形成されており、および本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って５０μｍの厚さの犠牲ポリマーカバー層が使用された、エッチング前およびエッチング後のガラスの上面図を示す。２５μｍの直径、２００μｍの深さの孔がナノ秒パルスレーザーによって形成されており、および本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って５０μｍの厚さの犠牲ポリマーカバー層が使用された、エッチング後のガラスの上面図を示す。直径２５μｍの孔がナノ秒パルスレーザーによって形成されており、および本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って様々な厚さの犠牲ポリマーカバー層が使用された、エッチング後のガラスの上面図を示す。孔ピッチが異なる直径５０μｍの孔が、ナノ秒パルスレーザーによって形成されており、および本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って、５０μｍの厚さの犠牲ポリマーカバー層が使用された、エッチング後のガラスの上面図を示す。孔が異なる焦点位置に形成された、エッチング後のガラスの上面図を示し、上列は、犠牲カバー層を使用しなかった、エッチング後のガラスを示し、および下列は、本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って５０μｍの厚さの犠牲ポリマーカバー層が使用された、エッチング後のガラスを示す。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従ってエッチングプロセスの最中に犠牲ポリマー層が上面に残された、エッチング後のガラスの上面図（左）および底面図（右）を示す。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従ってエッチングプロセスの最中に犠牲ポリマー層が上面に残された、エッチング後のガラスの上面図（左）および底面図（右）を示す。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って穿孔プロセスの最中に黒色顔料および白色顔料の犠牲カバー層がそれぞれ使用された、ガラス基板の上面図を示す。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って穿孔プロセスの最中に黒色顔料および白色顔料の犠牲カバー層がそれぞれ使用された、ガラス基板の底面図を示す。直接穿孔を使用して、ガラス基板に穿孔された孔の上面図を示す。本明細書で示しかつ説明する１つ以上の実施形態に従って顔料の犠牲カバー層を用いた穿孔のそれぞれを使用して、ガラス基板に穿孔された孔の上面図を示す。顔料の犠牲カバー層が除去された、エッチング前のガラス基板の上面図を示す。顔料の犠牲カバー層が除去された、エッチング後のガラス基板の上面図を示す。

ここで、本開示の実施形態を詳細に参照し、その例を、添付の図面に示す。可能であればいつでも、図面を通して同じ参照符号を使用して、同じまたは同様の部分を指す。本開示の方法で使用される構成要素の一実施形態を図１Ａに示し、および全体的に参照符号１０を付す。構成要素は、一般的に、ガラス物品などの基板の表面に取り外し可能に取り付けられた、ガラスまたはポリマー材料で作製された犠牲カバー層を含み得る。レーザービームは、犠牲カバー層の表面の予め決められた場所に向けられることができ、レーザービームは、予め決められた位置において犠牲カバー層に貫通孔を形成し得る。その後、レーザービームは、犠牲カバー層に形成された開放孔を通るように向けられることができ、ガラス物品に精密孔を形成し得る。その後、犠牲カバー層はガラス物品から取り外され得る。下記で詳細に説明するように、犠牲カバー層は、精密孔の周りに、レーザーによって誘発された微小亀裂および欠陥が形成されないようにし、それによって、エッチングプロセス後の精密孔の真円度を高める。

ここで図１Ａを参照すると、実施形態に従ってレーザー穿孔法を実施するための、レーザー穿孔法１０において使用される構成要素が説明されている。レーザー穿孔法１０の構成要素は、一般的に、ガラス物品２００などの基板と、例えば、犠牲カバー層１００の形態の犠牲カバー層と、レーザービーム４００とを含む。ポリマー材料の形態の犠牲カバー層は、下記で図４、図６Ａ、図６Ｂ、および図１９〜２５を参照して説明され、ならびに顔料および染料ベースのインクの形態の犠牲カバー層は、下記で図７Ａ、図７Ｂ、および図２７Ａ〜２９Ｂを参照して説明される。

図１Ａに示す実施形態では、犠牲カバー層１００およびガラス物品２００は、取り外し可能に取り付けられ得る。ガラス物品２００の組成および寸法は、特に限定されず、およびガラス物品２００の所望の最終用途に基づいて選択される。ガラス物品は、例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧガラス、またはＣｏｄｅ２３１８ガラスなどとし得る。さらに、ガラス物品２００は、直径４インチ（１０．１６センチメートル）、６インチ（１５．２４センチメートル）、８インチ（２０．３２センチメートル）、または１２インチ（３０．４８センチメートル）のウエハの形状とし得る。あるいは、ガラス物品２００は、その最終用途に好適な任意の寸法を有するシートの形態とし得る。ガラス物品の厚さはまた、その最終用途に依存して変化し得る。例えば、ガラス物品の厚さは、約３０μｍ〜約１０００μｍ、約５０μｍ〜約７００μｍ、約１５０μｍ〜約６００μｍ、または約３００μｍとし得る。図１Ａは、矩形のガラス物品を示すが、任意の形状およびサイズのガラス物品を、本明細書で開示する方法と一緒に使用し得ることを理解されたい。

犠牲カバー層１００の組成は、レーザー穿孔をされやすい任意の組成とし得る。従って、犠牲カバー層１００の組成は、ガラス物品２００の組成と同じでもよいし、または異なってもよい。限定ではなく、一例として、犠牲カバー層１００は、ガラス物品２００と同じ組成および寸法を有し得る。犠牲カバー層１００の厚さは、特に限定されない。しかしながら、犠牲カバー層１００に貫通孔を形成するために必要なレーザーパルス数は、犠牲カバー層１００の厚さが増すにつれ、増加するため、厚みのある犠牲カバー層は、加工時間を増やす。また、犠牲カバー層１００が薄すぎる場合、犠牲カバー層が多数の断片に分割されることなく犠牲カバー層１００を取り外すことは難しくなる可能性がある。犠牲カバー層１００の例示的な厚さは、約３０μｍ〜約７００μｍ、例えば約５０μｍ〜約５００μｍ、約１５０μｍ〜約４００μｍ、または約３００μｍとし得る。犠牲カバー層の厚さは、犠牲カバー層の組成に依存して変化し得る。犠牲カバー層１００は、孔が形成される箇所においてガラス物品を被覆することを条件に、任意の寸法を有し得る。従って、犠牲カバー層１００は、ガラス物品２００と同じ寸法を有し得る。

ガラス物品２００は、直接的な物理的接触によって、または流体を用いた取り付けによって、犠牲カバー層１００に取り外し可能に取り付けられ得る。犠牲カバー層１００が直接的な物理的接触によってガラス物品２００に取り外し可能に連結されるいくつかの実施形態では、犠牲カバー層１００の面１１２は、イオン結合、共有結合、および／またはファンデルワールス引力によって、ガラス物品２００の面２１２に分子的に結合され得る。犠牲カバー層１００をガラス物品２００に分子的に結合することによって、非常に均一な結合をもたらし、および他の連結方法よりも高品質の孔を作り得る（例えば、欠け落ちが少なくかつ真円度が明確に規定された孔）。

実施形態では、犠牲カバー層１００の面１１２、およびガラス物品２００の面２１２の双方とも、滑らかであり、粒子数が少なく、および実質的に有機または他の材料がないとし得る。ファンデルワールス引力などの分子結合によってもたらされた結合エネルギーは、レーザー穿孔プロセスを通して、犠牲カバー層１００とガラス物品２００を連結関係に維持するのに十分である必要がある。限定ではなく、一例として、結合エネルギーは、レーザー穿孔プロセスの最中、犠牲カバー層１００とガラス物品２００を連結関係に維持するために、約３０ｍＪ／ｍ^２〜約１００ｍＪ／ｍ^２とし得る。面１１２、２１２は、レーザー穿孔プロセスを通して分子結合を維持できるようにする平滑性を有し得る。限定ではなく、一例として、犠牲カバー層１００の面１１２、およびガラス物品２００の面２１２は、ＣｏｒｎｉｎｇＥＡＧＬＥＸＧ（登録商標）などのフュージョンドローされたガラス基板に見られる表面平滑性を有し得る。他のガラス基板が用いられてもよいことを理解されたい。

犠牲カバー層１００の表面とガラス物品２００の表面は、それらが互いに取り付けられる前に、犠牲カバー層１００とガラス物品２００との間の任意の間隙を最小限にするように、清浄にされ得る。実施形態では、面１１２、２１２には、約１μｍ以上の直径の粒子が実質的にない必要がある。任意の公知のまたはまだ開発されていない清浄プロセスを使用し得る。非限定的な清浄プロセスは、ＲＣＡＳｔａｎｄａｒｄＣｌｅａｎ１（「ＳＣ１」）、ＲＣＡＳｔａｎｄａｒｄＣｌｅａｎ２（「ＳＣ２」）、ＳＣ１とＳＣ２、および希ＨＦを含み、これらは、一般に、半導体産業において使用される。

上述の通り、犠牲カバー層１００とガラス物品２００との間の取り付けは、流体取り付け手法によってもたらされ得る。例示的な流体取り付け手法は、水または油の薄い層を、ガラス物品２００および犠牲カバー層１００の一方または双方に適用し、かつガラス物品２００をファンデルワールス相互作用によって犠牲カバー層１００に取り付けることを含み得る。ガラス物品２００および犠牲カバー層１００を互いに取り付けるために使用される油は、特に限定されず、およびＣａｒｇｉｌｌｅＬａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓからの光学屈折率が適合する流体、植物油、キャノーラ油、ピーナッツ油などを含み得る。

再度図１Ａを参照すると、犠牲カバー層１００とガラス物品２００との間には間隙３００が存在し得る。図１Ａの間隙３００の厚さは、説明のために誇張されており、および間隙３００の厚さは、それが存在する場合、図１Ａに示す間隙３００に限定されないことを理解されたい。間隙は、５０μｍ未満など、または１μｍ未満などの１０μｍ未満もの薄さとしてもよい。間隙３００は、ガラス物品２００および犠牲カバー層１００が直接的な物理的接触によって取り付けられるときに形成された空隙とし得る。犠牲カバー層１００がガラス物品２００に分子的に結合される実施形態では、実質的に間隙３００は存在しないとし得る。あるいは、間隙３００は、ガラス物品２００および犠牲カバー層１００が流体取り付け手法を介して取り付けられるときは、取り付けをもたらす油または他の流体で満たされ得る。

ここで図２Ａおよび図２Ｂを参照すると、いくつかの実施形態では、連結された犠牲カバー層１００とガラス物品２００は、レーザーによる貫通孔の加工の前、その最中、およびその後のガラス物品２００（および犠牲カバー層１００）の外周での支持を高めるために、キャリアリング５０に取り付けられても、またはそこに配置されてもよい。図２Ａは、犠牲カバー層１００、ガラス物品２００、およびキャリアリング５０の分解図を示すが、図２Ｂは、レーザー加工しかつ犠牲カバー層１００を除去した後の、ガラス物品２００およびキャリアリング５０の分解図を示す。キャリアリング５０は、レーザー穿孔、ビア充填、試験、および配送の最中に追加的な剛性をもたらし得る。

一般的に、ガラス製とし得るキャリアリング５０は、例えば、開口部５１を画成する円環を含む。開口部５１は、レーザー加工の最中、ならびにその後の加工ステップ（例えば、エッチング）の最中に、ガラス物品２００の両面へアクセスできるようにする。開口部５１はまた、金属化処理（すなわち、導電性材料でビアを充填する加工）後のガラス物品２００の試験の最中に、ガラス物品２００の両面へアクセスできるようにする。キャリアリング５０の厚さは、犠牲カバー層１００およびガラス物品２００によって画成された加工物に、十分な剛性をもたらすようなものである必要がある。非限定的な一例では、キャリアリング５０の厚さは約０．７ｍｍである。他のキャリアリングの厚さを使用してもよいことを理解されたい。

ガラス物品２００は、任意の適切な手段によってキャリアリング５０に取り付けられ得る。実施形態では、ガラス物品２００は、接着剤によって、または上述のようなファンデルワールス引力によって、キャリアリング５０に接着され得る。いくつかの実施形態では、キャリアリング５０とガラス物品２００との間に永久的な結合をもたらすことが望ましいとし得る。例えば、ガラス物品２００は、キャリアリング５０に取り外し可能に連結されて（例えば、ファンデルワールス引力によって）、その後、ガラス物品２００をキャリアリング５０に永久的に結合できる温度に加熱され得る。限定ではなく、一例として、キャリアリング５０は、その後の分離プロセス中に、ガラス物品２００から分離され得る。

特に、薄いガラス物品（例えば、１００μｍ未満）の場合、キャリアリング５０は、ガラス物品を取り扱いしやすいものにする。例として、ガラス物品２００が依然としてキャリアリング５０に取り付けられている間に、犠牲カバー層１００はガラス物品２００から除去され得るため、ガラス物品−キャリアリング組立体は、配送中、信頼性が高い状態で、目的地（例えば、顧客またはその後の製作加工場所）まで配送され得る。キャリアリング５０に取り付けられている間に、ガラス物品２００に、さらなる加工ステップを実施し得る。限定ではなく、一例として、ガラス物品２００が依然としてキャリアリング５０に取り付けられている間に、導電性材料が、レーザー穿孔した貫通孔を充填してビアを提供し得る。

ここで図２Ｃを参照すると、いくつかの薄いガラス物品２００Ａ、２００Ｂ、および２００Ｃ（または基板）が、積み重ねられた層状の配置構成に一緒に結合されており、２つ以上のガラス物品を同時にレーザー加工することによって、スループットを向上させ、かつ製造コストを削減し得る。図２Ｃは、キャリアリング５０に取り付けられた３つのガラス物品２００Ａ〜２００Ｃの積み重ねに取り付けられた犠牲カバー層１００の分解図を概略的に示す。積み重ねられた（すなわち、層状の）ガラス物品２００Ａ〜２００Ｃは、上述の方法によって結合され得る（例えば、流体取り付け手法、ファンデルワールス引力による分子結合など）。３つよりも多数または少数のガラス物品２００Ａ〜２００Ｃが積み重ねられて設けられ得ることを理解されたい。実施形態では、いくつかのガラス物品は、キャリアリング５０を使用せずに、層状構成に配置され得ることを理解されたい。上述の通り、犠牲カバー層１００およびガラス物品２００Ａ〜２００Ｃは、同じ部分として構成され得る（すなわち、同じ組成および寸法を有し得る）。

ガラス物品２００に形成されるべき孔の所望の場所またはパターンは、ガラス物品の所望の用途に基づいて、孔を形成する前に決定され得る。図１Ａを参照すると、レーザービーム４００は、犠牲カバー層１００の上面１１０に入射するように位置決めされ得る。レーザービーム４００は、ガラス物品２００における孔の予め決められた場所に対応する、犠牲カバー層１００の上面上のある場所に位置決めされ得る。

レーザービーム４００は、犠牲カバー層１００およびガラス物品２００を穿孔できる光学特性を有する任意のレーザービームとし得る。一実施形態では、レーザービーム４００は、紫外線（ＵＶ）レーザービームとしてもよく、これは、約３５５ｎｍの波長で放射する、周波数３倍化ネオジムドープしたオルトバナジウム酸イットリウム（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｔｒｉｐｌｅｄｎｅｏｄｙｍｉｕｍｄｏｐｅｄｙｔｔｒｉｕｍｏｒｔｈｏｖａｎａｄａｔｅ）（Ｎｄ：ＹＶＯ_４）レーザーである。レーザービームは、非線形吸収機構によってガラスと相互作用し、ガラス材料を気化させ、およびガラスから材料を追い出すプラズマを生じ、それにより孔を形成し得る。Ｎｄ：ＹＶＯ_４レーザーを上記で説明したが、犠牲カバー層に貫通孔を形成できる任意のレーザーを使用し得ることを認識されたい。犠牲カバー層１００に入射するレーザービーム４００の開口数は、０．０１〜０．５、例えば０．０２〜０．４、０．０５〜０．３、０．０６〜０．２、および好ましくは０．０７とし得る。犠牲カバー層の上面に対するレーザービームの焦点は、上面の約２００μｍで、例えば上面の約１００μｍ以内、または上面の約５０μｍ以内に配置され得る。

図１Ａを参照すると、レーザービーム４００は、予め決められた場所においてパルス状にして送られて、犠牲カバー層１００に貫通孔１２０を形成し得る。パルス持続時間は、約１０ナノ秒〜約４０ナノ秒、または約２５ナノ秒〜約３５ナノ秒、または約３０ナノ秒とし得る。パルス繰り返し数は、１ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚ、例えば１ｋＨｚ〜７５ｋＨｚ、または１ｋＨｚ〜１５ｋＨｚとし得る。犠牲カバー層１００に貫通孔を形成するために必要とされるパルス数は、犠牲カバー層１００の厚さに依存して変化する。多くのガラスのタイプに対し、各レーザーパルスで約０．７５μｍの孔の深さが形成される。それゆえ、３００μｍの厚さのガラスに貫通孔を作製するためには約４００パルスが必要とされ得、４００μｍの厚さのガラスに貫通孔を作製するためには約６７５パルスが必要とされ得、および７００μｍの厚さのガラスに貫通孔を作製するためには約９５０パルスが必要とされ得る。レーザービームは、犠牲カバー層１００に貫通孔を形成するために必要な任意の回数、パルス状にして送られ得る。

レーザービーム４００は、犠牲カバー層の貫通孔１２０にパルス状にして送られ、それにより、ガラス物品２００を、犠牲カバーに貫通孔１２０が形成された予め決められた場所において、レーザービームに当て得る。レーザービーム４００は、ガラス物品に孔２１０を形成するために、任意の回数、貫通孔にパルス状にして送られる。図１Ａは、めくら孔２１０（例えば、ガラス物品を全体的に貫通しない孔）を示すが、ガラス物品の孔２１０の深さは、ガラス物品に適用されるパルス数に依存し、限定されないことを理解されたい。例えば、ガラス物品２００の孔は、貫通孔としてもよいし、または任意の所望の深さを有するめくら孔としてもよい。

図１Ｂは、複数の精密孔が穿孔された犠牲カバー層１００の、犠牲カバー層がガラス物品から除去される前の上面図である。貫通孔１２０は、犠牲カバー層１００の面１１０にレーザービーム４００（図１Ａに示す）をパルス状にして送ることによって形成され得る。貫通孔１２０は、犠牲カバー層１００を貫通してもよく、およびガラス物品に形成された孔２１０の縦軸と整列する縦軸を有し得る（図１Ａに示す）。

実施形態では、犠牲カバー層の複数の貫通孔およびガラス物品の複数の孔は、上述の方法によって作製され得る。レーザーは、予め決められた１つの場所に位置決めされ、かつ、その予め決められた位置において、犠牲カバー層に貫通孔、およびガラス物品に孔を形成した後で、予め決められた異なる場所にレーザーは配置され得る。あるいは、レーザーは、最初に、予め決められた複数の場所において犠牲カバー層に貫通孔を形成し、その後、犠牲カバー層の貫通孔の場所に戻って、ガラス物品に孔を形成してもよい。

犠牲カバー層は、ガラス物品の孔が形成された後に、除去され得る。犠牲カバー層は、ガラス物品から犠牲カバー層をてこで上げる（ｐｒｙｉｎｇｏｆｆ）または物理的に分離させるか、または犠牲カバー層をガラス物品に取り付けるために使用した任意の流体を除去するために溶媒を適用するなどの、任意の好適な方法で除去され得る。

いくつかの実施形態では、犠牲カバー層１００の材料は、熱膨張係数が、ガラス物品２００の熱膨張係数とは異なるように選択され得る。犠牲カバー層１００がガラス物品２００とは異なる熱膨張係数を有する場合、２つの構成要素は、加熱されると異なる速度で膨張し、それにより、犠牲カバー層１００を損傷させずに除去することを支援する。ここで図３を参照すると、犠牲カバー層１００に選択された材料の熱膨張係数は、ガラス物品２００の熱膨張係数を上回る。犠牲カバー層１００の分離を上記で説明した。例えば、実施形態では、ガラス物品２００は、犠牲カバー層１００およびガラス物品２００を加熱して、犠牲カバー層１００が、ガラス物品２００よりも速い速度で膨張するようにすることによって、支援される。その後、犠牲カバー層１００は、ガラス物品２００から引き離され得る。

実施形態では、犠牲カバー層はまた、ガラスではなくポリマー材料で作製され得る。従って、薄いポリマーコーティング膜またはポリマー層がガラス物品の表面に適用され得る。ここで図４を参照すると、犠牲ポリマーカバー層の実施形態によるレーザー穿孔法を実施するための、レーザー穿孔法１０’において使用される構成要素が本明細書で説明される。図１Ａに示しかつ上述した方法１０と類似しているレーザー穿孔法１０’の構成要素は、一般的に、ガラス物品２００と、犠牲ポリマーカバー層５００の形態の犠牲カバー層と、レーザービーム４００とを含む。上述の犠牲カバー層１００は、任意の好適な材料、例えば、ガラス、プラスチック、熱可塑性樹脂、エラストマーなどで形成され得る。上述のいくつかの実施形態では、犠牲カバー層は、犠牲ガラスカバー層１００とし得る。

一般的に、犠牲ポリマーカバー層５００は、上述の犠牲ガラスカバー層１００よりも薄い。例えば、実施形態では、犠牲ポリマーカバー層５００の厚さは、約５０μｍよりも小さくし得る。犠牲カバー層の厚さを薄くすることはまた、穿孔時間を短縮し得る。さらに、犠牲ポリマーカバー層５００は、ガラス物品２００の表面に液体形態で塗布されるため、ガラス物品２００と犠牲ポリマーカバー層５００との間の空隙が最小限にされ得るか、または排除され得る（すなわち、実質的に間隙がない）。下記でより詳細に説明するように、溶媒、蒸気処理、剥離、および他の方法によって、犠牲ポリマーカバー層５００は、簡単に除去され得る。

ガラス物品２００の組成および寸法は、特に限定されないが、上述のようにしてもよく、およびガラス物品２００の所望の最終用途に基づいて選択される。ガラス物品は、例えば、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧガラス、またはＣｏｄｅ２３１８ガラスなどとし得る。さらに、ガラス物品２００は、直径が４インチ（１０．１６センチメートル）、６インチ（１５．２４センチメートル）、８インチ（２０．３２センチメートル）、または１２インチ（３０．４８センチメートル）のウエハの形状とし得る。あるいは、ガラス物品２００は、その最終用途に好適な任意の寸法を有するシートの形態とし得る。ガラス物品の厚さはまた、その最終用途に依存して変化し得る。例えば、ガラス物品の厚さは、約３０μｍ〜約１０００μｍ、約５０μｍ〜約７００μｍ、約１５０μｍ〜約６００μｍ、または約３００μｍとし得る。図４は、矩形のガラス物品を示すが、本明細書で開示する方法と一緒に、任意の形状およびサイズのガラス物品を使用し得ることを理解されたい。

犠牲ポリマーカバー層５００は、ガラス物品２００の面２０５に適用されて、それらの間の間隙が最小限にされるかまたは排除される。犠牲ポリマーカバー層５００は、レーザービームが融除する狭いチャンネル内でレーザービームを導光するかまたは閉じ込めることを可能にする、任意の材料で作製され得る。犠牲ポリマーカバー層は、実質的に空隙のないガラス物品の面２０５に適用され得る任意の材料としてもよく、レーザービームの波長（例えば、３５５ｎｍ）で融除されてもよく、および実質的に残留物がない状態で、ガラス物品２００の面２０５から除去されてもよい。いくつかの実施形態では、犠牲ポリマーカバー層５００の屈折率は、ガラス物品２００の屈折率と実質的に等しい。他の実施形態では、犠牲ポリマーカバー層５００の屈折率は、ガラス物品２００の屈折率とは異なる。

実施形態では、ポリマー材料は、ガラス物品２００の面２０５に液体形態で塗布されてから、後で硬化され得る（例えば、ＵＶ硬化、加熱処理、または乾燥によって）。液体形態のポリマー材料を塗布することによって、例えば、犠牲ポリマーカバー層５００とガラス物品２００との間の空隙を最小限にし得るかまたは排除し得る。液体ポリマー材料は、限定されるものではないが、スクリーン印刷、スロットコーティング、またはスピンコーティング方法を含む任意の適切な方法によって適用され得る。一般的に、本明細書で説明する犠牲ポリマーカバー層５００の厚さ均一性は、１０μｍ未満である。しかしながら、実施形態はそれに限定されないことを理解されたい。

実施形態では、ＵＶ硬化性の光学的結合剤を、犠牲ポリマーカバー層５００用の材料として使用し得る。限定ではなく、一例として、ＳｕｍｍｅｒｓＯｐｔｉｃａｌ（Ｈａｔｆｉｅｌｄ、ＰＡ）製のＬｅｎｓＢｏｎｄＴｙｐｅＰ−９２を、犠牲ポリマーカバー層５００として使用し得る。他のＵＶ硬化性ポリマー材料を用いてもよく、および本明細書で説明する実施形態は、任意の特定のポリマー材料の配合に限定されない。ＤＳＭ（Ｈｅｅｒｌｅｎ、ｔｈｅＮｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ）製のＤＳＭ９５０−０７６もまた、犠牲ポリマーカバー層５００として使用するのに効果的なポリマー材料であると評価され、かつ示されたことに留意されたい。ＵＶ硬化性材料は、ＵＶ光に曝すことによって硬化されて、ガラス物品２００の面２０５上に犠牲ポリマーカバー層５００を形成し得る。

ポリマー材料の他の形態を用いてもよい。例えば、犠牲ポリマーカバー層５００は、ガラス物品２００の面２０５に接着されるポリマー製のテープ、フィルムまたはラミネートの形態で適用され得る。限定されるものではないが、追加的なポリマー材料は、ＢｒｉｔｉｓｈＰｏｌｙｔｈｅｎｅＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｌｔｄ．（Ｇｒｅｅｎｏｃｋ、Ｓｃｏｔｌａｎｄ、ＵＫ）製のＶｉｓｑｕｅｅｎ；ＳｅｉｌＨｉ−ＴｅｃＣｏ．Ｌｔｄ．（Ｃｈｕｎｇｂｕｋ、ＳｏｕｔｈＫｏｒｅａ）製のＡＮＴ３５テープ；リンテック株式会社（東京、日本）製のＤ−６１１Ｈテープ；および日東電工株式会社（大阪、日本）製のＳＰＶ−ＡＭ−５００テープを含み得る。上述の材料は、試験されるガラス物品２００の面２０５の孔の入口の初期の微小亀裂および欠けを抑制すると評価されておりかつ示している。他の材料も用いられ得ることを理解されたい。孔の入口は、ガラス物品２００の面２０５にある、レーザー穿孔された孔の領域である。

図４を参照すると、レーザービーム４００は、犠牲ポリマーカバー層５００およびガラス物品２００を穿孔できる光学特性を有する任意のレーザービームとし得る。例えば、レーザービーム４００は、図１Ａおよび犠牲カバー層１００に関して上述したように構成し得る。上述の通り、レーザービームは、非線形吸収機構によってポリマー材料およびガラスと相互作用し、ポリマー材料を気化させ、その後でガラス材料を気化させ、およびガラスから材料を追い出すプラズマを生じ、それにより孔を形成し得る。犠牲ポリマーカバー層５００に入射するレーザービーム４００の開口数は、０．０１〜０．５、例えば０．０２〜０．４、０．０５〜０．３、０．０６〜０．２、および好ましくは０．０７とし得る。

図１Ａを参照して上記で説明したレーザー穿孔法１０と同様に、レーザービーム４００は、予め決められた場所にパルス状にして送られて、犠牲ポリマーカバー層５００に直径ｄ_ｐの貫通孔５２０を形成し得る。パルス持続時間は、約１０ナノ秒〜約５０ナノ秒、または約２５ナノ秒〜約３５ナノ秒、または約３０ナノ秒とし得る。パルス繰り返し数は、１ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚ、例えば１ｋＨｚ〜７５ｋＨｚ、または１ｋＨｚ〜１５ｋＨｚとし得る。犠牲ポリマーカバー層５００に貫通孔を形成するために必要なパルス数は、犠牲ポリマーカバー層５００の厚さ、および選択された材料のタイプに依存して、変化し得る。限定ではなく、一例として、上記の本明細書に適合し、および５０〜１５０μＪのパルスエネルギーで、３５５ｎｍのパルスレーザーを使用して、ＬｅｎｓＢｏｎｄＴｙｐｅＰ９２製の５０μｍの厚さの犠牲ポリマーカバー層を穿孔するためには、約２０のレーザーパルスが必要とされる。

レーザービーム４００は、犠牲ポリマーカバー層５００の貫通孔５２０にパルス状にして送られ、それにより、ガラス物品２００を、犠牲ポリマーカバー層５００に貫通孔５２０が形成された予め決められた場所において、レーザービームに当て得る。レーザービーム４００は、任意の回数、貫通孔にパルス状にして送られ、ガラス物品に直径ｄ_ｇを有する孔２１０を形成し得る。実施形態では、直径ｄ_ｐは、直径ｄ_ｇに実質的に等しい。他の実施形態では、直径ｄ_ｐは、直径ｄ_ｇよりも大きい。限定ではなく、一例として、直径ｄ_ｐは、直径ｄ_ｇの２倍よりも小さいとし得る。図４は、めくら孔２１０（例えば、ガラス物品２００全体を貫通しない孔）を示すが、ガラス物品２００の孔２１０の深さは、ガラス物品２００に適用されたパルス数に依存し、限定されないことを理解されたい。例えば、ガラス物品２００の孔２１０は、貫通孔としても、または任意の所望の深さを有するめくら孔としてもよい。

犠牲ポリマーカバー層５００は、レーザー穿孔された孔２１０をさらに付形するようにガラス物品２００をエッチングするエッチングプロセス（以下説明する）の前または後に、ガラス物品２００から除去され得る。犠牲ポリマーカバー層５００は、任意の適切な手段によって除去され得る。例えば、犠牲ポリマーカバー層５００およびガラス物品は、湯浴（例えば、約８０℃〜約１００℃または他の温度）に配置され、およびある期間、浸けられ得るか、または閉鎖容器内で蒸され得る。その後、犠牲ポリマーカバー層５００はガラス物品２００の面２０５から簡単に剥離され得る。犠牲ポリマーカバー層５００はまた、犠牲ポリマーカバー層５００およびガラス物品２００を、面２０５からの犠牲ポリマーカバー層５００の切り離しを促し得る（Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの）溶媒に浸けることによって、除去され得る。さらに他の実施形態では、犠牲ポリマーカバー層５００は、溶媒または蒸気を適用することなく、ガラス物品２００の面２０５から剥離され得る。

実施形態では、犠牲カバー層は、薄い顔料または染料ベースのインクのコーティング膜とし得る。薄い顔料または染料ベースのインクを含む犠牲カバー層は、インクジェット印刷、「バブルジェット」印刷、スプレー塗装、スピンコーティング、またはブラシもしくはマーカを用いるなどの手動の適用などの方法によって、簡単に適用され得る。薄い顔料または染料ベースのインクを含む犠牲カバー層はまた、薄い層として適用され得る。実施形態では、薄い顔料または染料ベースのインクの犠牲カバー層の厚さは、約１０μｍ以下、例えば約８μｍ以下とし得る。他の実施形態では、薄い顔料または染料ベースのインクの犠牲カバー層の厚さは、約６μｍ以下、例えば約５μｍ以下とし得る。薄い顔料または染料ベースのインクは、特に限定されず、および実施形態に従って任意の市販の染料またはインクを使用し得る。例えば、薄い顔料または染料ベースのインクは、塗料、エナメル、水溶性の染料や顔料、油溶性の染料や顔料、ワックスベースの染料や顔料などとし得る。いくつかの実施形態では、薄い顔料または染料ベースのインクは、ＣＲＡＹＯＬＡＴｅｍｐｕｒａ塗料、ＥＸＰＯドライ消去マーカ、ＳＨＡＲＰＩＥ永久マーカ、ＣＲＡＹＯＬＡウォッシャブルマーカ、ＣＡＲＴＥＲ永久マーカ、ＫＲＹＬＯＮタフコートアクリルエナメル、フォトレジストなどとし得る。物品の表面においてレーザーのエネルギーを変化させる任意のコーティング膜または層を使用し得る。

薄い顔料または染料ベースのインクを使用する実施形態では、レーザー穿孔プロセスは、犠牲ガラスカバー層または犠牲ポリマーカバー層を使用するとき、上述のレーザー穿孔プロセスと同じ、または実質的に同じとし得る。例えば、実施形態では、薄い顔料または染料ベースのインクは、例えば、基板、例えばガラス物品の１つ以上の面に塗布され得る（例えば、図１Ａでは、薄い顔料または染料ベースのインクの犠牲層は、犠牲層１００の代わりとなり得る）。その後、レーザーの焦点を、薄い顔料または染料ベースのインクが塗布された基板の面上に合わせ得る。レーザーを用いて、例えば上記で実施形態で説明したようにレーザーをパルス状にして送ることによって、薄い顔料または染料ベースのインクの犠牲カバー層に貫通孔が穿孔され得る。レーザー穿孔は、薄い顔料または染料ベースのインクの層におよび基板の面の上に形成された貫通孔を通って続けられ、それにより、基板に貫通孔またはめくら孔を形成する。

実施形態では、レーザー穿孔が完了すると、薄い顔料または染料ベースのインクの層は、任意の好適な方法によって基板から除去され得る。例えば、いくつかの実施形態では、薄い顔料または染料ベースのインクは、コーティングされた基板を温水、例えば約７５℃〜約１１０℃、例えば約８０℃〜約１００℃の水に配置することによって、除去され得る。他の実施形態では、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）などの溶媒で基板の面を拭って、薄い顔料または染料ベースのインクの層を除去し得る。

レーザー穿孔された孔をさらに付形するために、犠牲カバー層が除去された後で、ガラス物品にエッチングプロセスが実施され得る。エッチングプロセスは、特に限定されず、および酸腐食を含み得る。エッチング溶液は、フッ化水素酸、硝酸、および酢酸のうちの少なくとも１つを含み得る。ベース溶液（ｂａｓｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）を使用する場合、溶液は、ＫＯＨ、ＮＨ_４ＯＨ、およびテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）のうちの１つ以上を含み得る。その代わりにまたはそれに加えて、溶液は、添加剤、例えばイソプロピルアルコール、過酸化水素、またはオゾン化脱イオン水を含み得る。実施形態では、エッチング溶液は、約１０％〜約３０％のＨＦおよび約５％〜約１５％のＨＮＯ_３、例えば約２０％のＨＦおよび約１０％のＨＮＯ_３を含む、フッ化水素酸と硝酸の混合物を含み得る。一般的に、エッチング剤からのガラス除去速度は、約２μｍ／分〜約２０μｍ／分、例えば約３μｍ／分〜約１５μｍ／分、または約５μｍ／分〜約１０μｍ／分とし得る。エッチングは、等方性としてもよく、およびガラス物品に形成された孔の直径を拡大し、ならびにガラス物品の厚さを薄くし得る。エッチング溶液は、限定されるものではないが、ガラス物品にスプレーすることを含む適用プロセスによって適用されてもよいし、またはガラス物品は、エッチング溶液に浸漬させられてもよい。エッチングプロセスの持続期間は限定されず、およびエッチング溶液のエッチング速度、およびガラス物品の孔の所望の直径に基づいて決定され得る。

いくつかの実施形態では、犠牲ポリマーカバー層５００は、エッチングプロセス後に除去されて、ガラス物品２００の面２０５をエッチングから保護するマスクとして機能し得る。従って、犠牲ポリマーカバー層５００は、エッチングプロセスの最中のガラス物品２００の肉薄化を低下させ得るかまたは排除し得る一方で、依然として、エッチングプロセスによって、孔の直径を、所望の寸法まで拡大できるようにする。実施形態では、犠牲ポリマーカバー層５００に選択されるポリマー材料は、エッチング溶液（例えば、ＨＦ）に耐性を示し得る。他の実施形態では、犠牲ポリマーカバー層５００に選択されたポリマー材料は、エッチング溶液に高い耐性を示さないこともできるが、依然として、短期間のエッチングの最中には、マスキング機能は提供し得る。従って、ポリマー材料は、エッチング溶液に耐性を示すように配合されても、そうでなくてもよい。図２５は、ＬｅｎｓＢｏｎｄＴｙｐｅＰ−９２の犠牲ポリマーカバー層がレーザー入射面（すなわち、上面）に残されたエッチングプロセスの後の、ガラス物品の上面（左）および底面（右）の写真を示す。ＬｅｎｓＢｏｎｄＴｙｐｅＰ−９２層は、写真を取る前に除去された。ＬｅｎｓＢｏｎｄＴｙｐｅＰ−９２は、ＨＦに対して高い耐性はないが、エッチングプロセス後にガラス物品の表面に残る。図２６は、耐ＨＦ性の犠牲ポリマーカバー層がレーザー入射面に残されたエッチングプロセスの後の、ガラス物品の上面（左）および底面（右）の写真を示す。

ポリマー材料はまた、ガラス物品２００のレーザー入射面２０５と反対にある第２の面に塗布されて、エッチング剤処理の最中にガラス物品２００の両面をマスクし、それにより、ガラス物品２００の肉薄化をさらに防止し得る。

精密孔が形成されたガラス物品は、インターポーザ装置として使用され、マイクロチップと有機基板との間で電気信号の経路を決め、高密度チップ（ｄｅｎｓｅ−ｐｉｔｃｈｃｈｉｐｓ）と、その下にある幅広いピッチの層との間の電気接続をファンアウトし、２次元または３次元の実装アーキテクチャおよび他の適用例において複数のシリコンチップを接続し得る。従って、いくつかの実施形態では、精密孔は、金属化処理の最中に導電性材料で満たされ、精密孔内に導電性ビアを形成し得る。実施形態では、金属化処理の最中、犠牲ポリマーカバー層５００が残され、取り扱いによる損傷からガラス物品を保護するようにしてもよく、ならびに導電性材料のコーティングの最中にマスクとして機能してもよい。このように、導電性材料は、精密孔にのみ適用され得る。これは、金属化処理の最中に加えられる、追加的なマスクを不要にすることによって、インターポーザの最終製品のコストを削減し得る。

上述の方法は、ガラス物品に、任意のサイズおよび任意のパターンの孔を形成するために使用され得る。方法は、任意の特定の孔のサイズおよびパターンに限定されない。しかしながら、ガラス物品における、レーザーによって誘発された亀裂および非対称性は、孔のサイズが小さくかつ孔の間隔が大きいとき、特に、問題がある。それゆえ、上述の方法は、孔の間隔が大きい小径の孔を有する実施形態において使用され得る。

ガラス物品に形成された孔の真円度（すなわち、丸み）は、孔の中心の周りの内接円と外接円との間の半径方向分離と定義され、ここでは、中心は、測定された孔のプロファイルに対する円の最小二乗適合（ｔｈｅｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｆｉｔ）によって規定され得る。小径の孔に関して、孔の必要な真円度は、一般的に、孔の直径の百分率とし得る。従って、小径の孔の非対称性は、大径の孔の同じ非対称性よりも、百分率が大きいことを表す。例として、孔の中心の周りの内接円と外接円との間の半径方向分離によって測定されたような５μｍの非対称性は、３０μｍの直径の孔におけるその割合（約３３％）が、１００μｍの直径の孔の同じ５μｍの非対称性の割合（約１０％）よりも大きい。それゆえ、小径の孔の非対称性は、最小に保たれる必要がある。孔の非対称性は、レーザーによって誘発され、孔から延在する微小亀裂によって生じ得る。例えば、エッチングの前に、孔から延在する５μｍの微小亀裂は、エッチングプロセスの後に５μｍの非対称性を生じ得る。

孔の間隔に関して、例えば間隔が２００μｍ未満の、狭い間隔で配置されたレーザー穿孔された孔においては、例えば間隔が２００μｍを上回る、間隔の大きい孔と比較して、孔の入口の非対称性の量が減少する。

これに限定されるものではないが、ガラスまたはポリマー材料で作製されているかに関わらず、犠牲カバー層が、なぜ、２００μｍを上回る間隔によって小径の孔の丸みを改善し得るかの１つの理論は、犠牲カバー層に形成された孔が、光ガイドまたはレンズとして機能し、レーザービームが犠牲カバー層の貫通孔を通ってパルス状にして送られときに、ビームを集束させ、およびビーム質を高め得るということである。別の非限定的な可能性は、熱的に誘発された屈折率が変化するか、または電気的制限（ｅｌｅｃｔｒｏｒｅｓｔｒｉｃｔｉｖｅ）材料の効果によって、レーザービームを自己集束させ得ることである。孔の品質が高められた正確な機構が、犠牲材料毎に十分に説明されているが、犠牲カバー層にある貫通孔を通るレーザービームの伝播は、直接穿孔法によって形成された孔と比較して、ガラス物品に実質的に微小亀裂のない、より清浄かつ改善された孔を作る。従って、レーザービームが、対象のガラス物品（すなわち、製作される部品）と相互作用する前に、レーザービームを厚さの薄い材料に通すように送ることによって、この集束効果を使用して、ガラスに高品質の入口の孔を作り出すことが可能であり得る。本明細書で説明する方法を使用して、本明細書で説明するガラス物品に、任意の直径および任意の間隔を有する孔を形成してもよいが、この方法は、間隔が約２００μｍ〜約１０００μｍ、例えば約２００μｍ〜約８００μｍ、約２００μｍ〜約６００μｍ、約２５０μｍ〜約５００μｍおよび約３００μｍ〜約４００μｍの精密孔を形成するために使用され得る。

さらに、本明細書で説明する方法を使用して、ガラス物品の表面に、約５μｍ〜約２５μｍ、例えば約１５μｍ〜約２０μｍの範囲の入射直径が予めエッチングされた孔を、ガラス物品に形成し得る。縦方向においてガラス物品の表面に対向する位置における孔の底部の直径は、約２μｍ〜約１２μｍ、例えば約５μｍ〜約１０μｍの範囲とし得る。

図５Ａおよび図５Ｃは、それぞれ、直接穿孔によって形成されたガラス物品の孔と、本開示の実施形態による犠牲ガラスカバー層を使用して形成されたガラス物品の孔との直径の比較を示すヒストグラムである。図５Ａおよび図５Ｃの双方において、孔は、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧガラスに形成される。孔は、深さが約２８０μｍのめくら孔であり、および同じタイプのレーザーによって形成され得る。図５Ａおよび図５Ｃのガラス物品の各々の測定は、同一のエッチングプロセスが実施された後に、行われる。図５Ａから分かるように、直接穿孔によって形成されたガラス物品の孔の平均直径は、約４８μｍとし得、およびこのガラス物品の直径の標準偏差は、約９μｍとし得る。逆に、図５Ｃに示すように、犠牲ガラスカバー層を使用して形成されたガラス物品の孔は、約３９μｍの平均直径、および約３μｍの標準偏差を有し得る。それゆえ、図５Ａおよび図５Ｃは、直接穿孔によるよりも、本開示の実施形態による犠牲ガラスカバー層を使用して、より精密かつ均一な孔の直径が形成され得ることを示す。

同様に、図５Ｂおよび図５Ｄは、それぞれ、直接穿孔によって形成されたガラス物品の孔と、本開示の実施形態による犠牲ガラスカバー層を使用して形成されたガラス物品の孔との真円度の比較を示すヒストグラムである。図５Ｂおよび図５Ｄにおいて測定された孔は、図５Ａおよび図５Ｃにおいて測定されたものと同じである。図５Ｂから分かるように、直接穿孔によって形成されたガラス物品の孔の平均真円度は、約１５μｍとし、およびこのガラス物品の真円度の標準偏差は、約１１μｍとし得る。逆に、図５Ｄに示すように、犠牲ガラスカバー層を使用して形成されたガラス物品の孔は、約２μｍの平均真円度、および約２μｍの標準偏差を有し得る。それゆえ、図５Ｂおよび図５Ｄは、直接穿孔によるよりも、本開示の実施形態による犠牲ガラスカバー層を使用して、より精密かつ均一な孔の真円度が形成され得ることを示す。

図６Ａおよび図６Ｂは、本開示の実施形態による犠牲ポリマーカバー層を使用して形成されたガラス物品の孔の直径および孔の真円度をそれぞれ示すヒストグラムである。図６Ａおよび図６Ｂにおいて測定された孔は、約２００μｍの深さのめくらビアであり、およびガラス物品は、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧガラスから作製される。犠牲ポリマーカバー層は、約５０μｍの厚さであった。図６Ａから分かるように、犠牲ポリマーカバー層を使用して形成されたガラス物品の孔の平均直径は、約２７．５２μｍの平均直径、および約０．４５μｍの標準偏差を有し得る。図６Ｂから分かるように、犠牲ポリマーカバー層を使用して形成されたガラス物品の孔は、約２．１８μｍの平均真円度、および約０．６６μｍの標準偏差を有し得る。それゆえ、図６Ａおよび図６Ｂは、直接穿孔によるよりも、本開示の実施形態による犠牲ポリマーカバー層を使用して、より精密かつ均一な孔の真円度が同様に形成され得ることを示す。

図７Ａおよび図７Ｂは、本開示の実施形態による薄い顔料または染料ベースのインクの犠牲カバー層を使用して形成されたガラス物品の孔の直径および孔の真円度をそれぞれ示すヒストグラムである。図７Ａおよび図７Ｂにおいて測定された孔は、約３００μｍの深さの貫通ビアであり、およびガラス物品は、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧガラスから作製される。犠牲ポリマーカバー層は約１０μｍ未満の厚さであった。図７Ａから分かるように、薄い顔料または染料ベースのインクの犠牲カバー層を使用して形成されたガラス物品の孔の平均直径は、約４５μｍの平均直径を有してもよく、および広い標準偏差を示さない。図７Ｂから分かるように、薄い顔料または染料ベースのインクの犠牲カバー層を使用して形成されたガラス物品の孔は、約１．５μｍの平均真円度を有してもよく、および広い標準偏差を示さない。それゆえ、図７Ａおよび図７Ｂは、直接穿孔によるよりも、本開示の実施形態による犠牲ポリマーカバー層を使用して、より精密かつ均一な孔の真円度が同様に形成され得ることを示す。

別の実施形態は、上述の方法によって使用される加工物を提供する。図１Ａおよび図４を参照すると、加工物は、ガラス物品２００と、犠牲カバー層、例えば犠牲ガラスカバー層１００、犠牲ポリマーカバー層５００、または薄い顔料または染料ベースのインクの犠牲カバー層とを含み得る。犠牲カバー層は、ガラス物品２００に取り外し可能に取り付けられ得る。ガラス物品は、上述の方法によって形成された精密孔２１０を有し得る。精密孔２１０の縦軸は、ガラス物品２００の厚さ方向に延在する。犠牲カバー層は貫通孔を含み、各貫通孔は、ガラス物品に形成された精密孔の縦軸に対応する縦軸を有する。犠牲カバー層１００の場合、犠牲カバー層１００とガラス物品２００との間に間隙３００が存在し得る。間隙３００は、５０μｍ未満、１０μｍ未満、または１μｍ未満などの小さい間隙とし得る。間隙３００は空隙としてもよく、または間隙は、取り付けをもたらす油または別の流体で満たされ得る。ガラス物品に形成された孔の平均的な丸みは、約５μｍ未満、例えば約１μｍ未満、約０．５μｍ未満、約０．２５μｍ未満、または約０μｍとし得る。精密孔の間隔は、約２００μｍ〜約１０００μｍ、例えば約２００μｍ〜約８００μｍ、約２００μｍ〜約６００μｍ、約２５０μｍ〜約５００μｍおよび約３００μｍ〜約４００μｍとし得る。犠牲ガラスカバー層１００の例示的な厚さは、約３０μｍ〜約７００μｍ、例えば約５０μｍ〜約５００μｍ、約１５０μｍ〜約４００μｍ、または好ましくは約３００μｍとし得る。犠牲ポリマーカバー層５００の場合、犠牲ポリマーカバー層５００とガラス物品２００との間の境界面には、実質的に間隙がないとし得る。犠牲ポリマーカバー層５００の例示的な厚さは、約５０μｍ未満とし得る；しかしながら、他の厚さも使用し得る。犠牲ポリマーカバー層５００の場合、犠牲ポリマーカバー層５００とガラス物品２００との間の境界面には、実質的に間隙がないとし得る。薄い顔料または染料ベースのインクの犠牲カバー層の例示的な厚さは、約１０μｍ未満とし得る；しかしながら、他の厚さも使用し得る。

本開示の実施形態を、以下の実施例によってさらに明確にする。

比較例１
比較例１は、直接レーザー穿孔（例えば、犠牲カバー層が使用されない）によってガラス物品に形成された孔を示す。

この比較例では、ガラス物品は、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧで作製され、および５００μｍの厚さを有し、かつ孔が、３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを使用して形成されている。図８Ａ〜８Ｄは、エッチング前および後のガラス物品の上面および底面の写真を示す。図８Ａは、エッチング前のガラス物品の上面図を示し、および図８Ｂは、エッチング後のガラス物品の上面図を示す。図８Ｃは、エッチング前のガラス物品の底面図を示し、および図８Ｄは、エッチング後のガラス物品の底面図を示す。上面の写真は、レーザーがガラス物品に入射する孔の入口を示し、および底面の写真は、縦方向において孔の入口に対向する位置にある孔の出口を示す。図８Ａ〜８Ｃの写真に示すように、孔は、実質的に非対称性を有する。特に、エッチング後のガラス物品の上面の孔は、実質的に非対称性を有する。

比較例２
比較例２は、孔の壁の対称性に対する様々なレーザーパルスの影響を示す。

この比較例では、孔は、３５５ｎｍレーザーのナノ秒およびピコ秒パルスを使用して、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧで作製された３００μｍの厚さのガラス物品に形成される。孔は、直接レーザー穿孔によって形成される。図９Ａおよび図９Ｂは、ナノ秒パルスレーザーによってガラス物品に形成された孔の側面図である。図９Ａは、エッチング前の孔を示し、および図９Ｂは、エッチング後の孔を示す。図１０Ａおよび図１０Ｂは、ピコ秒パルスレーザーによってガラス物品に形成された孔の側面図である。図１０Ａは、エッチング前の孔を示し、および図１０Ｂは、エッチング後の孔を示す。図９Ａ、図９Ｂ、図１０Ａ、および図１０Ｂは、エッチング後の孔の壁に非対称性を示す。特に、ピコ秒パルスレーザー方法は、エッチング後の孔の壁に実質的な非対称性を示す。

比較例３
比較例３は、直接レーザー穿孔によってガラス物品に形成された孔を示す。

孔は、３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを使用して、７００μｍの厚さのガラス物品に形成される。ガラス物品は、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧである。めくら孔（すなわち、ガラス物品を貫通していない孔）が、２５０μｍ〜３００μｍの間隔で、直接レーザー穿孔によって形成される。図１１は、エッチング後の、レーザーによってガラス物品に形成された孔の上面図である。図１１は、孔の入口に著しい非対称性を示す。

比較例４
比較例４はまた、孔の対称性に対する孔の間隔の影響を示す。

間隔が１００μｍ、２００μｍ、３００μｍ、および４００μｍの孔が、直接レーザー穿孔によって、３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを用いて、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧで作製されたガラス物品に形成され得る。図１２は、孔の間隔が１００μｍ（上の写真）および２００μｍ（下の写真）のガラス物品を示す。図１３は、孔の間隔が３００μｍおよび４００μｍのガラス物品を示す。図１２および図１３の双方において、左の写真は、エッチング前のガラス物品を示し、および右の写真は、エッチング後のガラス物品を示す。図１２と図１３を比較することによって、３００μｍの孔の間隔および４００μｍの孔の間隔のガラス物品において、１００μｍの孔の間隔および２００μｍの孔の間隔のガラス物品におけるよりも、非対称性が多く見られることを示す。それゆえ、比較例４は、孔の間隔が２００μｍを上回るガラス物品において非対称性が増したことを示す。

比較例５
比較例５は、孔の対称性に対する孔の直径および孔の間隔の影響を示す。

間隔が約２５０μｍおよび直径が約４０μｍ（エッチング後）の孔が、直接レーザー穿孔によって、３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを用いて、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧで作製されたガラス物品に形成される。図１４では、左の写真は、エッチング前のガラス物品を示し、および右の写真は、エッチング後のガラス物品を示す。図１４のインレーは、高倍率で孔を示す。図１４は、ガラス物品の入射側の欠けおよび亀裂が、実質的な非対称性を生じ、それが、この比較例では、許容できない平均的な丸みの孔が形成されることを示す。

比較例６
比較例６はまた、孔の対称性に対する孔の直径および孔の間隔の影響を示す。

間隔が約３００μｍおよび直径が約３０μｍ（エッチング後）の孔が、直接レーザー穿孔によって、３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを用いて、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧで作製されたガラス物品に形成される。図１５では、左の写真は、エッチング前のガラス物品を示し、および右の写真は、エッチング後のガラス物品を示す。図１５のインレーは、高倍率で孔を示す。図１５は、ガラス物品の入射側の欠けおよび亀裂が実質的な非対称性を生じ、それによって、この比較例では、許容できない平均的な丸みの孔が形成されることを示す。

実施例１
実施例１は、本明細書で説明する犠牲ガラスカバー層法に従ってガラス物品に孔を形成する場合の効果を示す。

３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを最初に使用して、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧで作製されかつ厚さが３２０μｍの犠牲ガラスカバー層に貫通孔を形成する。その後、犠牲ガラスカバー層に形成された貫通孔を通しておよびガラス物品の表面上にレーザーをパルス状にして送ることによって、孔が、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧで作製されたガラス物品に形成される。孔の間隔は、約２５０μｍであり、およびエッチング後の孔の直径は、約３５μｍである。図１６は、ガラス物品の上面図を示す。左の写真は、エッチング前のガラス物品を示し、および右の写真は、エッチング後のガラス物品を示す。図１６のインレーは、高倍率で孔を示す。図１６から分かるように、ガラス物品に形成された孔は、エッチングプロセス後でも、非常に丸い形を有する。ガラス物品の孔の丸みは、エッチング後でも、実施例１を比較例５と比較することから分かるように、犠牲ガラスカバー層を使用することによって、遥かに改善される。

実施例２
実施例２は、本明細書で説明する犠牲ガラスカバー層法に従ってガラス物品にめくら孔（すなわち、ガラス物品を貫通しない孔）を形成する場合の効果を示す。

３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーが最初に使用されて、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧで作製されかつ厚さ１５０μｍの犠牲ガラスカバー層に貫通孔を形成する。その後、犠牲ガラスカバー層に形成された貫通孔を通しておよびガラス物品の表面上にレーザーをパルス状にして送ることによって、孔が、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧで作製されたガラス物品に形成される。孔の直径は、約３６μｍであり、および孔の深さは、約２８０μｍである。図１７は、エッチング後のガラス物品の側面図を示す。図１８は、エッチング後の孔の上面図を示す。図１８のインレーは、高倍率で孔を示す。図１７および図１８から分かるように、ガラス物品に形成されためくら孔は、エッチングプロセス後でも、非常に丸い形を有する。ガラス物品の孔の丸みは、エッチング後でも、犠牲ガラスカバー層を使用することによって、遥かに改善される。

実施例３
実施例３は、直接レーザー穿孔法、および本明細書で説明する犠牲ガラスカバー層法を使用して、孔の対称性および品質に対する焦点位置の影響を比較する。

３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを使用して、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧで作製されたガラス物品に孔を形成する。比較例１で説明したような直接レーザー穿孔法、および実施例１で説明したような犠牲ガラスカバー層を使用するレーザー穿孔法を使用する。レーザーの焦点位置は、−１００μｍ、０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、および２５０μｍに調整された。ここで、負の数値は、焦点の場所が、最上部のガラス面よりも上にあることを示し、および正の数値は、焦点の場所が、最上部のガラス面よりも下にあることを示す。図１９は、エッチング前のガラス物品の孔の入口を示す。上列の写真は、直接レーザー穿孔によって準備されたガラス物品を示し、および下列の写真は、犠牲ガラスカバー層を使用して準備されたガラス物品を示す。図１９から分かるように、直接レーザー穿孔法は、０μｍの焦点の場所において、許容可能な結果をもたらすにすぎない。対照的に、本明細書で説明するような犠牲ガラスカバー層を使用するレーザー穿孔法は、ほとんど全ての焦点の場所において、許容可能な結果をもたらす。

実施例４
実施例４は、本明細書で説明する犠牲ポリマーカバー層法による、ガラス物品に貫通孔を形成する場合の効果を示す。

ＬｅｎｓＢｏｎｄＴｙｐｅＰ−９２の形態の５０μｍの厚さの犠牲ポリマーカバー層が、スロットコーティングによって、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製の６２５μｍの厚さのＥａｇｌｅＸＧガラスで作製されたガラス物品の表面に適用される。犠牲ポリマーカバー層は、ワンパス（ｓｉｎｇｌｅ−ｐａｓｓ）のＦｕｓｉｏｎＵＶシステム（２５４ｍｍの、１００％の出力で動作する２３．６２２Ｗ／インチ（２．５４センチメートル）のＵＶ−ｄランプ）によって、２．１３３６メートル／分で、ＵＶ硬化される。３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを最初に使用して、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧで作製されかつ厚さ１５０μｍの犠牲ポリマーカバー層に貫通孔を形成する。その後、犠牲ポリマーカバー層に形成された貫通孔を通っておよびガラス物品の表面上にレーザービームをパルス状にして送ることによって、ガラス物品に孔が形成される。孔の直径は約３０μｍであり、および孔の間隔は約３００μｍである。図２０は、ガラス物品の上面図を示す。図２０の左の写真は、エッチング前のガラス物品を示し、および右の写真は、エッチング後のガラス物品を示す。図２０のインレーは、高倍率で孔を示す。図２０から分かるように、ガラス物品に形成された孔は、エッチングプロセス後でも、非常に丸い形を有する。実施例４と比較例５との比較から分かるように、ガラス物品の孔の丸みは、エッチング後でも、犠牲ポリマーカバー層を使用することによって、遥かに改善される。

実施例５
実施例５は、本明細書で説明する犠牲ポリマーカバー層法による、ガラス物品にめくら孔（すなわち、ガラス物品を貫通しない孔）を形成する場合の効果を示す。

ＬｅｎｓＢｏｎｄＴｙｐｅＰ−９２の形態の５０μｍの厚さの犠牲ポリマーカバー層は、スロットコーティングによって、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製の、７００μｍの厚さのＥａｇｌｅＸＧガラスで作製されたガラス物品の表面に適用される。犠牲ポリマーカバー層は、ワンパスのＦｕｓｉｏｎＵＶシステム（２５４ｍｍの、１００％の出力で動作する２３．６２２Ｗ／ｍｍのＵＶ−ｄランプ）によって、２．１３３６メートル／分で、ＵＶ硬化される。実施例４に関して上述したように動作する３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを最初に使用して、犠牲ポリマーカバー層に貫通孔を形成する。その後、犠牲ガラスカバー層に形成された貫通孔を通しておよびガラス物品の表面上にレーザーをパルス状にして送ることによって、ガラス物品に孔が形成される。エッチング後、孔の直径は約２５μｍであり、および孔の深さは約２００μｍである。図２１は、エッチング後のガラス物品の上面図を示す。図２１の写真は、図６Ａおよび図６Ｂのヒストグラムに対応し、および５０，０００個超の孔を備えて作製されたガラス物品に関する孔の例示的な画像を示す。どの孔も、入口欠陥を示していない。

実施例６
実施例６は、本明細書で説明する犠牲ポリマーカバー層法を使用する、貫通孔の対称性および品質に対する犠牲ポリマーカバー層の厚さの影響を示す。

ＬｅｎｓＢｏｎｄＴｙｐｅＰ−９２の形態の犠牲ポリマーカバー層が、スロットコーティングによって、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製の、６２５μｍの厚さのＥａｇｌｅＸＧガラスで作製されたガラス物品の表面に適用される。犠牲ポリマーカバー層は、ワンパスのＦｕｓｉｏｎＵＶシステム（２５４ｍｍの、１００％の出力で動作する２３．６２２Ｗ／ｍｍのＵＶランプ）によって、２．１３３６メートル／分で、ＵＶ硬化される。犠牲ポリマーカバー層の厚さは、１５０μｍ、１２５μｍ、１００μｍ、７５μｍ、５０μｍ、および０μｍ（犠牲ポリマーカバー層がない）である。実施例４に関して上述した通り動作する３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを最初に使用して、犠牲ポリマーカバー層（または、犠牲ポリマーカバー層が適用されていないガラス物品の場合には、ガラス物品）に貫通孔を形成する。その後、犠牲ガラスカバー層に形成された貫通孔を通しておよびガラス物品の表面上にレーザーをパルス状にして送ることによって、ガラス物品に孔が形成される。孔の直径は、エッチング後、約３５μｍである。図２２は、エッチング後のガラス物品の上面図を示す。図２２に示すように、使用される犠牲ポリマーカバー層の全ての厚さに関し、孔の入口の亀裂および欠け落ちが排除される一方、０μｍ（犠牲ポリマーカバー層がない）に対する同一のレーザー加工条件では、大量の孔の入口の亀裂を有する。孔の出口にも検査を行ったが、孔の出口は、全ての場合で円形のままだった。

実施例７
実施例７は、本明細書で説明する犠牲ポリマーカバー層法を使用する、貫通孔の対称性および品質に対する孔ピッチの影響を示す。

５０μｍの厚さのＬｅｎｓＢｏｎｄＴｙｐｅＰ−９２の形態の犠牲ポリマーカバー層は、スロットコーティングによって、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製の６２５μｍの厚さのＥａｇｌｅＸＧガラスで作製されたガラス物品の表面に適用される。犠牲ポリマーカバー層は、ワンパスのＦｕｓｉｏｎＵＶシステム（２５４ｍｍの、１００％の出力で動作する２３．６２２Ｗ／ｍｍのＵＶ−ｄランプ）によって、２．１３３６メートル／分で、ＵＶ硬化される。実施例４に関して上述したように動作する３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを最初に使用して、犠牲ポリマーカバー層に、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、および３００μｍのピッチで貫通孔を形成する。続いて、犠牲ガラスカバー層に形成された貫通孔を通しておよびガラス物品の表面上にレーザーをパルス状にして送ることによって、ガラス物品に孔が形成される。孔の直径は、エッチング後、約５０μｍである。図２３は、エッチング後のガラス物品の上面図を示す。図２３に示すように、全ての場合に対し、孔の入口の亀裂および欠け落ちが排除される。

実施例８
実施例８は、直接レーザー穿孔法、および本明細書で説明するような犠牲ガラスカバー層法を使用する、孔の対称性および品質に対する焦点位置の影響を比較する。

５０μｍの厚さのＬｅｎｓＢｏｎｄＴｙｐｅＰ−９２の形態の犠牲ポリマーカバー層が、スロットコーティングによって、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製の６２５μｍの厚さのＥａｇｌｅＸＧガラスで作製されたガラス物品の表面に適用される。犠牲ポリマーカバー層は、ワンパスのＦｕｓｉｏｎＵＶシステム（２５４ｍｍの、１００％の出力で動作する２３．６２２Ｗ／ｍｍのＵＶ−ｄランプ）によって、２．１３３６メートル／分で、ＵＶ硬化される。３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを使用して、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製のＥａｇｌｅＸＧで作製されたガラス物品に孔を形成する。比較例１で説明したような直接レーザー穿孔法、および実施例４で説明したような犠牲ポリマーカバー層を使用するレーザー穿孔法を、使用する。レーザーの焦点位置は、−５０μｍ、−３０μｍ、−１０μｍ、＋１０μｍ、＋３０μｍ、および＋５０μｍから調整された。ここで、負の数値は、最上部のガラス面の上にある焦点の場所を示し、および正の数値は、最上部のガラス面の下にある焦点の場所を示す。図２４は、エッチング前のガラス物品の孔の入口を示す。上列の写真は、直接レーザー穿孔によって準備されたガラス物品を示し、および下列の写真は、犠牲ポリマーカバー層を使用して準備されたガラス物品を示す。図２４に示すように、直接レーザー穿孔法は、評価された焦点の場所のいずれにおいても、許容可能な結果をもたらさない。対照的に、本明細書で説明するような犠牲ガラスカバー層を使用するレーザー穿孔法は、ほとんど全ての焦点の場所で、許容可能な結果をもたらす。

実施例９
実施例９は、本明細書で説明するような犠牲ガラスカバー層法に続くエッチングプロセスの最中に、５０μｍの厚さのＬｅｎｓＢｏｎｄＴｙｐｅＰ−９２の犠牲ポリマーカバー層を保持する場合の効果を示す。

ＬｅｎｓＢｏｎｄＴｙｐｅＰ−９２の形態の５０μｍの厚さの犠牲ポリマーカバー層は、スロットコーティングによって、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製の５００μｍの厚さのＥａｇｌｅＸＧガラスで作製されたガラス物品の表面に適用される。犠牲ポリマーカバー層は、ワンパスのＦｕｓｉｏｎＵＶシステム（２５４ｍｍの、１００％の出力で動作する２３．６２２Ｗ／ｍｍのＵＶ−ｄランプ）によって、２．１３３６メートル／分で、ＵＶ硬化される。実施例４に関して上述したように動作する３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを最初に使用して、犠牲ポリマーカバー層に貫通孔を形成する。続いて、犠牲ガラスカバー層に形成された貫通孔を通しておよびガラス物品の表面上にレーザーをパルス状にして送ることによって、ガラス物品に孔が形成される。犠牲ポリマーカバー層およびガラス物品は、約６分間、２３℃の温度でＨＦエッチング剤中に沈められる。犠牲ポリマーカバー層は、ガラス物品を損傷させることなく、エッチング手順後に除去される。孔の直径は、上面（すなわち、犠牲ポリマーカバー層を有する面）で約３０μｍ、および底面で約１５μｍである。図２５は、エッチングおよび犠牲ポリマーカバー層の除去後のガラス物品の上面図（左）および底面図（右）を示す。

実施例１０
実施例１０は、本明細書で説明するような犠牲ガラスカバー層法に続くエッチングプロセスの最中に、５０μｍの厚さのＵＶ硬化性の、耐ＨＦ性の犠牲ポリマーカバー層を保持する場合の効果を示す。

ＵＶ硬化性、耐ＨＦ性、および可剥性のポリマー材料の形態の、５０μｍの厚さの犠牲ポリマーカバー層が、スロットコーティングによって、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製の５００μｍの厚さのＥａｇｌｅＸＧガラスで作製されたガラス物品の表面に適用される。犠牲ポリマーカバー層は、ワンパスのＦｕｓｉｏｎＵＶシステム（２５４ｍｍの、１００％の出力で動作する２３．６２２Ｗ／ｍｍのＵＶ−ｄランプ）によって、２．１３３６メートル／分で、ＵＶ硬化される。実施例４に関して上述したように動作する３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを最初に使用して、犠牲ポリマーカバー層に貫通孔を形成する。続いて、犠牲ガラスカバー層に形成された貫通孔を通しておよびガラス物品の表面上にレーザーをパルス状にして送ることによって、ガラス物品に孔が形成される。犠牲ポリマーカバー層およびガラス物品は、３．５分間、２０℃の温度で、ＨＦエッチング剤中に沈められる。犠牲ポリマーカバー層は、ガラス物品を損傷させることなく、エッチング手順後に除去される。孔の直径は、上面（すなわち、犠牲ポリマーカバー層を有する面）で約３０μｍ、および底面で約２１μｍである。図２６は、エッチング後、および犠牲ポリマーカバー層除去前の、ガラス物品の上面図（左）および底面図（右）を示す。

実施例１１
実施例１１は、本明細書で説明するような犠牲ガラスカバー層法に続くエッチングプロセスの最中に、１０μｍの厚さの白色および黒色顔料の犠牲カバー層を保持する場合の効果を示す。

白色および黒色のＣＲＡＹＯＬＡＴｅｍｐｕｒａ塗料の形態の１０μｍの厚さの犠牲カバー層を、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製の６２５μｍの厚さのＥａｇｌｅＸＧガラスで作製されたガラス物品の表面にコーティングした。顔料の犠牲カバー層は、ガラス物品の表面にスプレー塗装した。実施例４に関して上述したように動作する３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを最初に使用して、顔料の犠牲カバー層に貫通孔を形成する。続いて、犠牲カバー層に形成された貫通孔を通しておよびガラス物品の表面上にレーザーをパルス状にして送ることによって、ガラス物品に孔が形成される。犠牲カバー層およびガラス物品は、３．５分間、２０℃の温度で、ＨＦエッチング剤中に沈められる。犠牲カバー層は、ガラス物品を損傷させることなく、エッチング手順後に除去される。孔の直径は、上面（すなわち、犠牲カバー層を有する面）で約３０μｍである。図２７Ａは、エッチング後の、黒色顔料の犠牲カバー層を用いて作製されたガラス物品の上面（上部画像）および底面（底部画像）を示す。図２７Ｂは、エッチング後の、白色顔料の犠牲カバー層を用いて作製されたガラス物品の上面（上部画像）および底面（底部画像）を示す。図に示すように、図２７Ａおよび図２７Ｂでは、ガラス物品に形成された孔は一様であり、および欠け落ちがほとんどもしくは全く存在しない。

実施例１２
実施例１２は、本明細書で説明するような犠牲ガラスカバー層法に続くエッチングプロセスの最中に、黒色顔料の犠牲カバー層を保持する場合の効果を示す。

黒色のＣＡＲＴＥＲ永久マーカの形態の犠牲ポリマーカバー層を、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製の７００μｍの厚さのＥａｇｌｅＸＧガラスで作製されたガラス物品の表面にコーティングした。顔料の犠牲カバー層は、ガラス物品の表面に手動で適用された。実施例４に関して上述したように動作する３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを最初に使用して、顔料の犠牲カバー層に貫通孔を形成する。続いて、犠牲カバー層に形成された貫通孔を通しておよびガラス物品の表面上に、レーザーをパルス状にして送ることによって、ガラス物品に孔が形成される。犠牲カバー層は、ＩＰＡワイプを使用して除去された。孔の直径は、上面（すなわち、犠牲カバー層を有する面）で約１８μｍである。図２８Ａは、直接穿孔によって孔が形成されたガラス基板を示し、および図２８Ｂは、顔料の犠牲カバー層を使用して孔が形成されたガラス物品を示す。図に示すように、図２８Ａおよび図２８Ｂでは、顔料の犠牲カバー層を使用してガラス物品に形成された孔は一様であり、および欠け落ちがほとんどもしくは全く存在しない。

実施例１３
実施例１３は、本明細書で説明するような犠牲ガラスカバー層法に続くエッチングプロセスの最中に、アクリルエナメル犠牲カバー層を保持する場合の効果を示す。

ＫＲＹＬＯＮＴＯＵＧＨＣＯＡＴアクリルエナメルの形態の犠牲ポリマーカバー層が、Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｉｎｃ．製の３００μｍの厚さのＥａｇｌｅＸＧガラスで作製されたガラス物品の表面にコーティングされた。犠牲カバー層は、ガラス物品の表面にスプレー塗装された。実施例４に関して上述したように動作する３５５ｎｍのナノ秒パルスレーザーを最初に使用して、顔料の犠牲カバー層に貫通孔を形成する。続いて、犠牲カバー層に形成された貫通孔を通しておよびガラス物品の表面上にレーザーをパルス状にして送ることによって、ガラス物品に孔が形成される。犠牲カバー層は、ＩＰＡワイプを使用して除去された。続いて、ガラス物品は、３．５分間、２０℃の温度で、ＨＦエッチング剤中に沈められた。孔の直径は、上面（すなわち、犠牲カバー層を有する面）で約１８μｍである。図２９Ａは、エッチング前の、かつ犠牲カバー層が除去された状態のガラス物品を示し、および図２９Ｂは、エッチング後に孔が形成され、かつ犠牲カバー層が除去された状態のガラス物品を示す。図に示すように、図２９Ａおよび図２９Ｂでは、顔料の犠牲カバー層を使用してガラス物品に形成された孔は一様であり、および欠け落ちがほとんどもしくは全く存在しない。

当業者には、特許請求する主題の趣旨および範囲から逸脱せずに、本明細書で説明する実施形態に対する様々な修正形態および変形形態をなし得ることが明らかである。それゆえ、本明細書は、本明細書で説明する様々な実施形態の修正形態および変形形態が添付の特許請求の範囲およびそれらの等価物の範囲内にあることを条件として、そのような修正形態および変形形態を網羅するものとする。

Claims

穿孔によって基板に複数の精密孔を形成する方法において、
前記基板の面に犠牲カバー層を付着するステップと；
前記基板に対して予め決められた場所に、前記複数の精密孔のうちの１つの所望の場所に一致させて、レーザービームを位置決めするステップと；
前記予め決められた場所に前記レーザービームをパルス状にして繰り返し送ることによって、前記犠牲カバー層に貫通孔を形成するステップと；
前記予め決められた場所において前記犠牲カバー層に形成された前記貫通孔に前記レーザービームをパルス状にして送り、それにより、前記複数の精密孔のうちの前記１つを作り出すステップであって、前記基板に適用されるパルス数が、前記複数の精密孔のうちの前記１つの所望の深さによって決定されるステップと
を有してなる方法。
さらに、前記基板をエッチング溶液によってエッチングするステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記犠牲カバー層がガラスを含み、前記方法が、さらに、前記犠牲カバー層を前記基板の前記面に取り付ける前に、前記犠牲カバー層および前記基板の前記面の少なくとも一方に流体を塗布するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記犠牲カバー層が、前記基板の前記面に液体ポリマー材料を塗布することによって、前記基板の前記面に付着され、前記方法が、さらに、前記犠牲カバー層に溶媒を適用することによって、前記基板の前記面から前記犠牲カバー層を除去するステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記犠牲カバー層が、約３０ｍＪ／ｍ^２〜約１００ｍＪ／ｍ^２の結合エネルギーを有するファンデルワールス引力によって、前記基板の前記面に付着されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
前記犠牲カバー層が前記基板の前記面に、インクジェット印刷、バブルジェット印刷、スプレー塗装、スピンコーティング、または手動の適用によって付着された、薄い顔料または染料ベースのインクを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
さらに、前記犠牲カバー層を前記基板に付着した後、前記犠牲カバー層および前記基板をキャリアリングに位置決めするステップを含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
精密孔を有する加工物において、
前記精密孔が形成された基板であって、各精密孔の縦軸が前記基板の厚さ方向に延在する、基板と；
前記基板の面に取り外し可能に付着され、前記精密孔の不規則性を低減させる犠牲カバー層であって、各々が対応する精密孔の前記縦軸と整列した縦軸を有する複数の貫通孔を含む、犠牲カバー層と
を含むことを特徴とする、加工物。
前記犠牲カバー層が、ガラス、ポリマー、薄い顔料、および染料ベースのインクからなる群から選択される部材を含むことを特徴とする、請求項８に記載の加工物。
前記基板の前記面には、レーザーによって誘発された、前記複数の精密孔のうちの１つから５μｍ超延在する微小亀裂がないことを特徴とする、請求項８に記載の加工物。