KR20130135873A - 유리 홀의 고밀도 어레이를 형성하는 방법 - Google Patents

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Abstract

유리 홀의 고밀도 어레이를 제조하는 방법을 개시하고, 상기 방법은 앞 표면을 가진 유리 단편을 제공하는 단계, 그 후 유리 단편의 앞 표면의 +/- 100 ㎛ 내, 가장 바람직하게는 앞 표면의 +/- 50 ㎛ 내의 초점으로 포커싱되는 UV 레이저 빔으로 유리 단편의 앞 표면을 조사하는 단계를 포함한다. 레이저를 포커싱하는 렌즈는 유리 단편의 앞 표면(102)으로부터 유리 단편(100)으로 연장되는 개방 홀을 생성하기 위해, 바람직하게는 0.1 내지 0.4의 범위, 보다 바람직하게는 0.3 mm 내지 0.63 mm의 유리 두께에 대해 0.1 내지 0.15의 범위, 심지어 보다 바람직하게는 0.12 내지 0.13의 범위의 개구수(numerical aperture)를 가지며, 홀들은 5 내지 15 ㎛의 범위의 직경 및 적어도 20:1의 종횡비를 가진다. 얇은 유리에 있어서, 0.1 - 0.3 mm의 범위에서, 개구수는 바람직하게는 0.25 내지 0.4, 보다 바람직하게는 0.25 내지 0.3, 그리고 빔은 유리 앞 표면의 +/- 30 ㎛ 내에 포커싱되는 것이 바랍직하다. 레이저는 단지 유리 단편의 뒷 표면까지 연장되는 개방 홀을 형성하기 위하여, 약 15 kHz 이하의 반복률(repetition rate)로, 그리고 일반적으로 충분한 조사 구간의 주파수에서 동작하는 것이 바람직하다. 이로써, 생성된 홀의 어레이는 에칭됨으로써 커질 수 있다. 앞 표면은 원한다면 에칭되기 전에 연마될 수 있다.

Description

유리 홀의 고밀도 어레이를 형성하는 방법{METHODS OF FORMING HIGH-DENSITY ARRAYS OF HOLES IN GLASS}
본 출원은 35 U.S.C.§ 120의 하에 2010년 11월 30일에 출원된 미국 출원 제61/418,152호를 기반으로 한 우선권 주장 출원이다.
본 발명은 유리에서 홀의 고밀도 어레이, 특히 스루-홀들(through-holes)의 고밀도 어레이, 높은 종횡비 홀들의 고밀도 어레이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
유리 홀의 밀도 있는 어레이를 만들기 위한 이전에 증명된 공정은 미국 특허 제6,754,429호에 기술된다. 상술된 방법은 펨토초(femtosecond) 레이저로 유리 노출을 하고, 그 이후에 산성으로 에칭하는 것을 포함하다. 이는 레이저로 손상된 유리가 유리의 나머지보다 현저하게 높은 비율로 에칭되는 선택적인 에칭에 의존한다. 기술적으로 타당하긴 하지만, 이러한 접근법은, 비용이 많이 들고 유지가 힘든(maintenance-hungry) 펨토초 레이저 기술을 이용하고, 레이저 노출 처리는 상대적으로 느리다.
미국 특허 공개물 제20030150839호에 따라서, 직경이 120-130 ㎛인 테이퍼링된 홀들(원뿔형)은 표면 결함 및 칩(chips)을 제거하기 위해 레이저 박리 이후 산성으로 에칭함으로써 만들어질 수 있다. 개시된 처리는 레이저 조사 전에 이온-교환 단계를 요구한다. 레이저 스팟 크기 및 영향(fluence)을 넘은 조사 조건은 개시되어 있지 않다.
US 특허 공개물 제20090013724호는 다양한 조성물의 유리에서 레이저 조사 및 산성 에칭에 의한 홀 형태를 기술한다. 파장이 355 nm 및 266 nm인 레이저가 사용된다. 권장할 만한 빔 개구(수)는 NA < .07이며, 그리고 초점은 유리 내에 또는 뒷 표면 뒤에 나타난다. 특별하게, 홀 프로파일 및 배치 정확성은 해결되지 않았다.
상대적으로 빽빽한 최소 피치로 상대적으로 작은 홀을 형성하기 위해 상대적으로 비용이 낮고, 처리하는데 있어 신뢰성이 높으며, 위치 선정 정확성이 우수하고, 깊이가 있는 모든 직경의 변화가 타당성 있게 작은 것이 필요하다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 유리 홀의 고밀도 어레이를 제조하는 방법을 개시하고, 상기 방법은 앞 표면을 가진 유리 단편을 제공하는 단계, 그 후 유리 단편의 앞 표면의 +/- 100 ㎛ 내, 가장 바람직하게는 앞 표면의 +/- 50 ㎛ 내의 초점으로 포커싱되는 UV 레이저 빔으로 유리 단편의 앞 표면을 조사하는 단계를 포함한다. 레이저를 포커싱하는 렌즈는 유리 단편의 앞 표면(102)으로부터 유리 단편(100)으로 연장되는 개방 홀을 생성하기 위해, 바람직하게는 0.1 내지 0.4의 범위, 보다 바람직하게는 0.3 mm 내지 0.63 mm의 유리 두께에 대해 0.1 내지 0.15의 범위, 심지어 보다 바람직하게는 0.12 내지 0.13의 범위의 개구수(numerical aperture)를 가지며, 홀들은 5 내지 15 ㎛의 범위의 직경 및 적어도 20:1의 종횡비를 가진다. 얇은 유리에 있어서, 0.1 - 0.3 mm의 범위에서, 개구수는 바람직하게는 0.25 내지 0.4, 보다 바람직하게는 0.25 내지 0.3, 그리고 빔은 유리 앞 표면의 +/- 30 ㎛ 내에 포커싱되는 것이 바람직하다. 레이저는 단지 유리 단편의 뒷 표면까지 연장되는 개방 홀을 형성하기 위하여, 약 15 kHz 이하의 반복률(repetition rate)로, 그리고 일반적으로 충분한 조사 구간의 주파수에서 동작하는 것이 바람직하다. 이로써, 생성된 홀의 어레이는 에칭됨으로써 커질 수 있다. 앞 표면은 원한다면 에칭되기 전에 연마될 수 있다.
본 발명의 방법의 실시예는 이하에서 간략하게 기술된 도면을 참조하여,이하의 내용에서 기술된다.
본 발명의 특정 실시예들의 다음의 상세한 설명은, 다음 도면과 함께 읽을 시에 가장 잘 이해될 수 있고, 동일 구조는 동일 참조번호로 지칭되고, 상기 도면에서:
도 1은 본 발명의 현재 바람직한 방법의 기본적은 단계를 나타내는 순서도이다;
도 2는 본원에서 개시된 방법에서 유용한 레이저 조사 장치의 개략적인 사시도이다;
도 3은 본원에서 개시된 방법에서 유용한 에칭 장치의 개략적인 단면도이다;
도 4는 본 발명의 방법에 따라 생성된 유리 단편의 홀들의 이미지이다;
도 5는 본 발명의 방법에 따라 생성된 홀의 부분적인 단면을 보여주도록 파열된 파열 유리 단편의 이미지이다;
도 6은 에칭 단계 후에, 본 발명의 방법에 따라 생성된 유리 단편의 홀의 이미지이다;
도 7은 유리 단편의 앞 표면으로부터 바라본, 본 발명의 방법에 따라 생성된 유리 단편의 홀의 평면 이미지이다;
도 8은 유리 단편의 뒤 표면으로부터 바라본, 본 발명의 방법에 따라 생성된 유리 단편의 홀의 평면 이미지이다;
도 9는 비교 방법에 따라 생성된 유리 단편의 홀의 이미지이다;
도 10은 비교 방법에 따라 생성된 유리 단편의 홀의 이미지이다;
도 11은 에칭 단계 후에, 비교 방법에 따라 생성된 유리 단편의 홀의 이미지이다;
도 12는 대안적인 유형의 홀들(120)을 도시한 유리 시트(100)의 개략적인 단면도이다; 그리고
도 13은 대안적인 유형의 홀들(120)의 홀 형상을 도시한 유리 시트(100)의 개략적인 평면도이다.
본 발명의 일 양태에 따라서, 300 ㎛보다 크지 않은 최소 피치(pitch)의 200 ㎛ 이하 직경인 홀들(이때 직경 변화는 10 ㎛ 이하, 바람직하게는 5 ㎛ 이하로 제한되고, 설치(홀 중심) 위치 선정 변화는 8 ㎛ 이하, 바람직하게는 4 ㎛ 이하로 제한됨)은 유리의 박형 시트(thin sheet)로 형성되고, 바람직하게는 0.8 mm 두께 미만, 바람직하게는 0.5 내지 0.63 mm 두께의 범위에 있게 된다. 가장 얇거나 "허리 부분(waist)" 직경은 표면에서의 개구부 직경의 65%보다 작지 않고, 바람직하게는 80%보다 작지 않다.
이러한 결과 및 다른 이점이 되는 결과는 본 발명의 방법에 의해 얻어질 수 있고, 이는 도 1 내지 3을 참조하여 일반적으로 기술될 것이다. 유리의 홀들의 고밀도 어레이를 제조하는 방법의 일 실시예에 따라서, 방법은 앞 표면(102)을 가진 유리 단편(glass piece)(100)을 제공하는 단계, 그 후, 도 1에 도시된 바와 같이, 조사 단계(20)에서 UV 레이저 빔(24)으로 유리 단편(100)의 앞 표면을 조사하는 단계를 포함한다. 빔(24)은 가장 바람직하게는 유리 단편(100)의 앞 표면(102)의 +/- 100 ㎛ 내의 초점으로, 가장 바람직하게는 앞 표면(102)의 +/- 50 ㎛ 내의 초점으로 렌즈(26)에 의해 포커싱된다. 렌즈(26)는 유리 단편(100)의 앞 표면(102)으로부터 유리 단편으로 연장되는 개방 홀들을 생성하기 위해, 바람직하게는 0.1 내지 0.4의 범위, 보다 바람직하게는 0.3 mm 내지 0.63 mm의 유리 두께에 대해 0.1 내지 0.15의 범위의 범위, 심지어 보다 바람직하게는 0.12 내지 0.13의 범위의 개구수를 가지고, 이때 홀들은 5 내지 15 ㎛의 범위의 직경, 및 적어도 20:1의 종횡비를 가진다. 얇은 유리에 있어서, 0.1 - 0.3 mm의 범위에서, 개구수는 바람직하게는 0.25 내지 0.4, 보다 바람직하게는 0.25 내지 0.3, 그리고 빔은 유리 앞 표면의 +/- 30 ㎛ 내에 포커싱되는 것이 바람직하다. 레이저는 단지 유리 단편의 뒷 표면까지 연장되는 개방 홀을 형성하기 위하여, 약 15 kHz 이하의 반복률(repetition rate)로, 그리고 일반적으로 충분한 조사 구간의 주파수에서 동작하는 것이 바람직하다.
도 1의 조사 단계(20)는 UV 레이저 빔(24)으로, 바람직하게는 상술된 UV 레이저 빔(UV laser beam)(24)(200 내지 400 nm 범위, 보다 바람직하게는 300-400 nm 범위의 파장을 가짐)으로, 가장 바람직하게는 355 nm 파장에서 동작하거나 20 nm, 바람직하게는 5 nm 내에서 동작하는 Nd:KGW(네오디뮴으로 도핑된 포타슘-가돌리늄 텅스테이트, Neodymium doped Potassium-Gadolinium Tungstate), 또는 다른 Nd-도핑된 레이저(22)로 실행된다. 레이저(22)는 바람직하게는 5 내지 50 kHz 범위의 반복률로, 10 내지 20 kHz의 범위의 반복률로, 그리고 가장 바람직하게는 12-18 kHz의 범위의 반복률로 동작된다.
도 1의 조사 단계(20)는, 0.63 mm 두께의 EagleXG® 유리의 스루-홀들을 생성하기 위해, 홀당 8 내지 150 밀리초(milliseconds) 범위의 구간 동안, 보다 바람직하게는 홀당 60 내지 120 밀리초 범위의 구간 동안, 그리고 가장 바람직하게는 홀당 80 내지 100 밀리초 범위의 구간 동안 UV 레이저 빔(24)으로 유리 단편(100)의 앞 표면(102)을 조사하는 단계를 포함한다. 0.1 mm 두께 유리에 있어서, 약 10 밀리초가 바람직하고, 0.15 mm 두께 유리는 25 밀리초가 바람직하고, 그리고 0.3 mm 두께 유리는 30 밀리초가 바람직하다. 보다 두꺼운 유리는 긴 노출을 필요로 한다(보다 높은 펄스 수). 대안적인 실시예로서, 구간은 최종 홀이 단지 유리 단편(100)의 뒷 표면(104)까지 연장되도록 할 수 있는 구간이 되도록, 바람직하게는 실험 또는 계산에 의해 또는 이들의 조합에 의해, 선택될 수 있다. 이는 상기 방법이 UV 레이저 조사 하에 서로 다른 행동을 가진 다양한 유리에 적용하도록 할 것이다.
조사 후, 최종적인 높은 종횡비의 개구 홀들은 바람직하게 HF + HNO3 용액에서 도 1의 에칭 단계(40)에서 에칭될 수 있다. HF + HF + HNO3는 일부 다른 에천트 용액(etchant solutions)과 달리, 200 ㎛ 만큼 낮은 최소 피치로 공간이 있는 몇천 개의 홀들을 가진 기판을 거쳐 에칭되는 것도 가능하도록 본 작업에서 보여 왔다. 바람직한 농도는 20% HF + 10% HNO3 용액이다.
선택적인 단계로서, 조사 단계(20) 후에, 그리고 식각 단계(40) 전에, 연마 단계(60)는 유리 단편(100)의 앞 표면(102)에 적용될 수 있다.
도 2 및 3은 본 발명의 방법에서 유용하도록, 레이저-노출 설정 및 에칭 상태 각각의 개략적인 도면이다.
유리 단편(100)은 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이 동력이 있는 XYZ 스테이지 상에 위치될 수 있고, 이때 상기 스테이지는 1 ㎛ 이상의 정확성 및 반복성으로 가진다. 레이저 빔(24)은 유리(100)의 앞 표면(102) 상의 렌즈(26)에 포커싱된다. 렌즈의 개구수는 이상적으로 약 NA = 0.1보다 커야 한다. NA = 0.125의 개구를 가진 렌즈(26)를 사용한 본 빔(24)은 양호하게 규정된 손상(well-defined damage)을 생성한다.
현재 바람직한 레이저 조건은: 15 kHz 반복률, 1.5 W 평균 전력, 및 90 ms 구간이다. 반복률이 높을수록, 손상은 도 9에 도시된 바와 같이, 양호하게 규정된 경계부를 가지지 않고, 이때 도 9는 반복률이 100 kHz인 비교 처리의 이미지이다. 상기와 같은 손상은 원통형과 유사한(quasi-cylindrical) 홀 프로파일을 초래하지 않고 기껏해야 원뿔 형상을 초래한다. 약 1.5 W보다 작은 전력은 손상을 충분히 생성하지 않는 한편, 1.5 W를 초과하는 전력은 현저한 앞 표면 손상을 일으킬 수 있고, 퍼널형 홀 프로파일(funnel-type hole profile)도 만들어 낼 수 있다. 15-kHz 펄스의 90-ms 트레인/버스트(train/burst)는 노출을 위해 선택되고, 버스트 구간은 0.63 mm 두께의 Corning EAGLE XG® 유리에서, 유리의 일 측면으로부터 타 측면으로 연장되는 손상에 대해 최적화된다. 긴 버스트는 강한 뒷 표면 손상을 일으키는 한편, 짧은 버스트는 손상 길이 감소를 초래한다.
이러한 레이저 조건들은 도 4의 이미지에서 도시된 바와 같이, 단지 유리의 7-10 ㎛ 직경의 개구 또는 중공 마이크로-채널을 생성한다. 예를 들면, 도 9에 도시된 비교용 처리에 의해 생성된 바와 같이 마이크로-균열을 가진 레이저 손상에 비해, 도 4의 마이크로-채널은 에칭된 홀 프로파일 상에 보다 나은 제어를 제공한다.
빔(24)의 초점 위치는 손상 형태의 중요한 역할을 한다. 도 4에 도시된 것과 유사한 손상은, 빔이 앞 유리 표면으로부터 +/- 100 ㎛ 내에 포커싱될 시에 이루어질 수 있다. 보다 나은 일관성을 위해, 이러한 범위는 +/- 50 ㎛로 감소되어야 한다. 빔이 뒷 표면 또는 그 뒤에서 보다 가까이에 포커싱되는 경우, 손상은 도 10의 이미지에서 도시된 바와 같이 서로 다르게 보이고, 이는 도 11의 이미지에 도시된 바와 같이, 허리 부분 없이 홀을 에칭하는 것은 거의 불가능하게 된다.
바람직한 에칭 조건(물의 부피 용액(volume solution)에 의한 20% HF + 10% HNO3, 약 35 ℃에서 초음파 욕(ultrasonic bath)에서 10-12 분 동안 에칭) 하에서, 최종 홀들(120)은 도 6의 이미지에 도시된 바와 같이, 원통형과 유사하고, 기본적으로 상술된 요건을 충족시킨다. 예를 들면, 계면 활성제를 Capstone FS-10 등의 산에 첨가하는 것은 유리로부터 에칭의 생성물을 씻는데(flush) 도움을 줄 수 있다. 도 7 및 8에 도시된 상부 및 하부 도면, 이뿐 아니라, 도 6의 측면 이미지 도면은, 앞 측면 연마 단계(60)의 선택 단계가 사용될 시에 최종 홀을 나타낸 것이다. 이미지에 도시된 샘플에서, 앞 표면은, 에칭 단계 이전에 앞 표면 손상을 제거하기 위해 약 80 ㎛까지 연마된다. 홀들의 앞 측면 개구는 상기와 같은 연마 없이 보다 불규칙적인 형상을 가질 수 있다.
도 3은 에칭 단계(40)에 유용한 산성 에칭 벤치(acid etch bench)(42)의 개략적인 도면이다. 도 3에서, 벤치(42)는 본원에서 수용되는 물 등의 음향 에너지 전달 유체(46)를 가진 외부 통(44)을 포함한다. 산성 통(48)은 유체(46)로 지지되고, 산성 또는 산성 블렌드(acid blend)(50)는 상기 산성 통에 들어가 있다. 조사되고 어닐링된 유리 시트(100)는 산성 또는 산성 블렌드(50)에 담겨있다. 음향 에너지는 에너지 변환기들(52)에 의해 외부 통(44)에 가해지고, 에칭 공정 동안 개재된 통들 및 유체를 통하여 유리 시트(100)로 전달된다.
에칭은 에칭된 홀(120)의 직경 및 그의 형상을 판별한다. 예를 들면, 에칭이 1 시간 동안 낮은 산성 농도(물의 부피 용액에 의한 1% HF + 1% HCl 용액)를 사용하여 행해진 경우, 홀들(120)은 매우 작게 된다. 하부 직경은 19 ㎛이고 상부 직경은 65 ㎛이다. 이러한 조건 하에서, 유리 두께는 0.63 mm로부터 0.62 mm 까지 10 ㎛ 만큼 감소된다. 보다 높은 산성 농도를 사용하면, 도 6-8에 도시된 약 100 ㎛의 직경의 홀을 생성한다. 최종 홀 치수에 영향을 주는 에칭 파라미터는 산성 농도, 에천트 레시피(etchant recipe)(또는 산성 선택), 에칭 구간, 그리고 용액 온도를 포함한다. 산성 블렌드(acid blends)는 단독으로 HF(1 - 30 vol%)를 포함하거나, 또는 HCl(1-50 vol%), H2SO4(1 - 20 vol%), HNO3(1 - 40 vol%), 및 H3PO4(1 - 40 vol%)과의 조합된 HF를 포함할 수 있다. 산성 온도는 25 내지 60 ℃의 범위에 속한다. 음파처리(sonication) 또는 다른 유형의 교반(예를 들면, 스프레이 에칭 등)은 마이크로 홀 내에 용액 전달(solution convection)에 필요하고, 그리고 허리 부분 영역에서 보다 빠른 에칭에 필요하다.
제안된 접근법은 또한 각이진 홀의 형태를 가능케 한다. 레이저 빔이 임의의 각도로 유리 샘플 상에 지향되는 경우, 손상 및 에칭된 홀은 표면에 대해 각도를 이루어 배향될 수도 있다. 레이저 설정 구성은 어레이를 만들 수 있는 방식으로 설계될 수 있고, 이때 어레이는 유리 표면 및 각이진 표면에 대해 수직을 이룬 양쪽 홀들, 예를 들면, 도 12의 유리 시트(100)의 개략적인 단면도에 도시된 홀들(120)을 가진다.
빔-형상은 원한다면, 홀 형상을, 도 13의 유리 시트(100) 상의 홀들(120)에 개략적으로 도시된 것 등의 다양한 형상으로 변화시키는 수단으로서도 사용될 수 있다. 타원형 홀은 타원형 빔으로 조사됨으로써 생성되며, 그리고 다른 형상은 개구 및 이미징, 겹침 빔, 및/또는 다른 기술 및 기술 조합을 통하여 빔을 형상화함으로써 가능하다.
노출 구간을 감소시키는 것은 원한다면 도 12에서도 도시된 바와 같이, 동일한 기판 상에 양쪽 홀 유형을 포함한 상술된 스루-홀과 더불어, 블라인드 홀(blind holes)을 만들 수 있도록 할 수 있다. 블라인드 홀들은 예를 들면, 레이저 버스트 구간이 90 ms로부터 약 10-20 ms까지 감소되는 경우에 발전될 것이다. 최종적인 손상은 상술된 7-10 ㎛의 마이크로 채널과 관련하여 유사하고, 이때 마이크로 채널은 유리의 앞 표면에서 시작하여 유리 내부의 일부 길이로 연장된다(짧은 구간과 완전한 구간(full duration) 간의 비의 함수임). 상기와 같은 경로의 에칭은 블라인드 홀을 생성할 것이다. 동일한 홀 어레이 내의 서로 다른 깊이의 트로프(through)와 블라인드 홀들의 조합은 생성될 수 있다.
유리 표면에 내산성 막/코팅을 도포하는 것은 홀 형상을 더 개선시킬 수 있다. 이러한 코팅은 여러 기능을 실행할 수 있다: (a) 레이저로 제거된 잔해로부터 표면을 보호; (b) 노출된 영역을 둘러싼 유리의 표면에 대한 기계적인 손상 완화; (c) 에칭 동안 얇아지는 유리를 보호하여 홀 종횡비 개선. 상기와 같은 코팅/막은 유리 상에서 제거될 수 있거나 남겨질 수 있되, 추가적인 처리를 방지하지 않을 경우에 그러하다.
특히, 본원에서 사용된 "바람직하게", "일반적으로" 및 "통상적으로" 등의 용어는 청구된 발명의 권리 범위에 제한되는 것으로, 또는 청구된 발명의 구조 또는 기능에 대해 특정 수단이 중요하고, 기본적이고 또는 영향력이 크다는 것을 의미하기 위해서 사용되지는 않았다. 오히려, 이러한 용어는 단지, 본원의 실시예의 특정 양태를 식별하기 위해, 또한 본원의 특정 실시예에 사용되거나 사용될 수 없는 대안적이거나 추가적인 특징을 강조하기 위해 의도되었다.
본원의 특정 실시예들을 참조하여 본원의 내용을 기술한 바와 같이, 변형 및 변화가 첨부된 청구항에 정의된 본 발명의 권리 범위로부터 벗어남 없이 가능한 것은 명백할 것이다. 특히, 본원의 일부 양태가 바람직하거나 특히 이점을 갖는 것으로 나타났지만, 본원이 이러한 양태들에 반드시 제한되지 않은 점을 간주해야 한다.
특히, 하나 이상의 다음의 청구항은 용어 "wherein"을 연결구로 사용되었다. 본 발명을 정의하는 목적에 있어서, 특히 이러한 용어는 일련의 구조 특성의 설명을 도입하기 위해 사용된 개방형 연결구(open-ended transitional phrase)로 청구항에 도입되고, 보다 일반적으로 사용된 개방형 서두 용어 "포함하는(comprising)"과 동일한 방식으로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 유리 홀의 고밀도 어레이를 제조하는 방법에 있어서,
    앞 표면을 가진 유리 단편을 제공하는 단계;
    UV 레이저 빔으로 유리 단편의 앞 표면을 조사하는 단계를 포함하며,
    상기 빔은 상기 유리 단편의 앞 표면의 +/- 100 ㎛ 내에서 렌즈에 의해 포커싱되고,
    상기 렌즈는 상기 유리 단편의 앞 표면으로부터 상기 유리 단편으로 연장되는 개방 홀들을 생성하기 위해 0.1 내지 0.4의 범위의 개구수를 가지고,
    상기 홀들은 5 내지 15 ㎛의 범위의 직경, 및 적어도 20:1의 종횡비를 가지는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 조사 단계는 200-400 nm 범위의 파장을 가진 레이저 빔을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 조사 단계는 300-400 nm 범위의 파장을 가진 레이저 빔을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 조사 단계에서 사용된 근-UV 레이저는 355 ± 5 마이크로미터 파장에서 동작하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조사 단계에서 사용된 렌즈의 개구수는 0.3 내지 0.63 mm 범위의 두께를 가진 유리에 대해 0.1 내지 0.15 범위 내에 속한 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 렌즈의 개구수는 0.1 - 0.3 mm 범위 두께를 가진 유리에 대해 0.25 내지 0.4 범위 내에 속한 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 레이저는 5 내지 50 kHz 범위의 반복률에서 조사 단계 동안 동작되는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 레이저는 10 내지 20 kHz의 범위의 반복률에서 조사 단계 동안 동작되는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 레이저는 12 내지 18 kHz의 범위의 반복률에서 조사 단계 동안 동작되는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  10. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조사 단계는 홀당 8 내지 150 밀리초 범위의 구간 동안 UV 레이저 빔으로 상기 유리 단편의 앞 표면을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  11. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조사 단계는 약 0.1 mm 두께를 가진 유리에 대해 홀당 약 10 밀리초 범위의 구간 동안 UV 레이저 빔으로 상기 유리 단편의 앞 표면을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  12. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조사 단계는 유리 두께의 1/10 mm당 약 10 밀리초의 구간 동안 UV 레이저 빔으로 상기 유리 단편의 앞 표면을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  13. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 단편은 유리 시트이고, 상기 조사 단계는, 최종 홀이 단지 상기 유리 단편의 뒷 표면까지 연장되도록 할 수 있고 실험 또는 계산에 의해 판별되는 구간 동안 UV 레이저 빔으로 상기 유리 시트의 앞 표면을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  14. 청구항 1 내지 청구항 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조사 단계는, 최종 홀이 상기 유리 단편 내의 위치까지 연장되도록 할 수 있고 실험 또는 계산에 의해 판별되는 구간 동안 UV 레이저 빔으로 상기 유리 시트의 앞 표면을 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  15. 청구항 1 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조사 단계는 원형 이외에 다른 것을 가진 레이저 빔으로 조사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 조사 단계는 유리 단편의 앞 표면에 90 도 이외의 다른 각도로 배향되는 레이저 빔으로 조사되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  17. 청구항 1 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법은 상기 유리 단편을 산성으로 에칭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 산성으로의 에칭 단계는 산성 블렌드로 에칭하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 산성 블렌드는 20% HF + 10% HNO3 용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
  20. 청구항 1 내지 청구항 19 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법은 상기 에칭 단계 전, 상기 조사 단계 후, 상기 유리 단편의 앞 표면을 연마하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 홀의 고밀도 어레이 제조 방법.
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