KR20230129493A - 유리 요소 상에 융기 구조를 형성하는 방법 및 이 방법에따라 제조된 유리 요소 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제1 표면(2), 제1 표면(2) 반대측에 배치된 제2 표면(3), 및 표면(2, 3) 중 적어도 하나를 관통하여 연장되는 적어도 하나의 구멍(10)을 갖는 판형 유리 요소(1)에 관한 것이다. 구멍(10)은 종방향(L) 및 횡방향(Q)으로 연장되고, 구멍(10)의 종방향(L)은 구멍(10)이 관통하여 연장되는 표면(2, 3)을 가로지른다. 구멍(10)이 관통하여 연장되는 표면(2, 3)은, - 표면(2, 3)이 적어도 부분적으로 구멍(10) 주위에 적어도 하나의 융기부(20)를 갖고, 상기 융기부는(20)는 5 μm 미만의 높이를 갖는 피쳐(feature), - 표면(2, 3)이 적어도 하나의 고원형 융기부(30)를 갖고, 이 융기부는 0.5 μm 초과, 바람직하게는 1 μm 초과, 바람직하게는 1.5 μm 초과, 및/또는 6 μm 미만, 바람직하게는 5 μm 미만, 바람직하게는 40 μm 미만인 높이(H1)를 갖는 피쳐, 및 - 표면(2, 3)이 15 nm가 넘는, 바람직하게는 25 nm가 넘는, 바람직하게는 40 nm 넘는, 및/또는 100 nm 미만, 바람직하게는 80 nm 미만, 바람직하게는 60 nm 미만의 평균 거칠기값(Ra)을 갖는 피쳐 중 적어도 하나를 갖는다.

Description

유리 요소 상에 융기 구조를 형성하는 방법 및 이 방법에 따라 제조된 유리 요소

본 발명은 구조화 유리 요소의 제조 방법, 그리고 또한 제1 표면, 제1 표면 반대측에 배치되는 제2 표면, 및 상기 표면들 중 적어도 하나를 천공하는 적어도 하나의 구멍을 갖는 판형 유리 요소에 관한 것이다. 구멍에 의해 천공되는 표면은 15 nm 내지 100 nm의 평균 거칠기(Ra) 또는 5 μm 미만 또는 0.5 μm 초과의 높이를 갖는 정해진 융기부를 갖는다.

유리의 정밀한 구조화는 여러 사용 분야에서 큰 관심 대상이다. 특히, 유리 기판은 카메라 이미징, 특히 3D 카메라 이미징 분야, L(E)D, 예컨대 미세유체학, 광학 진단, 압력 진단이나 진단 기술과 같은 전자 광학계에서 사용된다. 상기한 사용 분야는, 예컨대 광 센서, 카메라 센서, 압력 센서, 발광 다이오드 및 레이저 다이오드에 관한 것이다. 여기에서는, 통상 얇은 웨이퍼 형태의 유리 기판 또는 유리 멤브레인이 구조 요소로서 사용된다. 상기한 유리 기판을 보다 소형의 기술적 어플리케이션이나 구성요소에서 사용할 수 있도록 하기 위해, 수 마이크로미터 범위의 정확성이 요구된다. 여기에서 유리 기판의 가공은 유리 기판에 또는 유리 기판을 관통하는 모든 유형의 형상의 구멍, 공동 및 채널, 그리고 또한 기판 표면의 구조화에 관련된다. 따라서, 수 마이크로미터 범위의 구조가 기판 내, 뿐만 아니라 기판의 표면 상에도 또한 형성되어야 한다.

유리 기판을 넓은 사용 분야에서 사용할 수 있도록 하기 위해, 또한 가공 시에 손상, 잔여물 - 예컨대, 분리되거나 박리되거나 떨어져 나온 재료 - 또는 기판의 가장자리 영역이나 체적에 응력이 남아 있지 않아야 한다. 또한, 이들 기판의 제조 방법은 매우 효율적인 제조 프로세스를 허용해야 한다.

유리 기판 내에서의 구조화를 위해서, 예컨대 개구를 형성하기 위해서 사용 가능한 다양한 방법이 있다. 물 분사 절단 및 대응하는 마스크를 통한 샌드블라스팅뿐만 아니라, 초음파 기계 가공도 한가지 확실한 방법이다. 그러나, 그 스케일링에 대하여, 이들 기술은 소형 구조로 제한되며, 소형 구조는 통상 초음파 기계 가공의 경우에는 약 400 μm이고, 샌드블라스팅의 경우에는 적어도 100 μm이다. 기계적 삭감(ablation)으로 인해, 물 분사 절단 및 샌드블라스팅의 경우에 구멍의 가장자리 영역에서의 층간 박리와 관련하여 유리에 응력이 발생된다. 2가지 방법은 기본적으로 얇은 유리의 구조화를 위해서는 사용 불가하다. 유리 기판 표면의 구조화를 위해서도, 이들 방법은 그 미리 정해진 부식방향 관점에서 그리고 조악한 가공으로 인해 부적합하다.

이에 따라, 최근에는 매우 다양한 상이한 재료의 구조화를 위해 레이저 소스를 사용하는 것이 실시되었다. 적외 파장(예컨대, 1064 nm), 녹색 파장(532 nm) 및 UV 파장(365 nm) 또는 그 밖에 초단파장(예컨대, 193 nm, 248 nm)으로 작동하는 매우 다양한 상이한 고체 레이저를 사용하면, 상기 기계적 방법을 사용하여 가능한 것보다 작은 구조체를 유리 기판에 형성할 수 있다. 그러나, 유리는 낮은 열전도율을 갖고 또한 파괴에 높은 민감성을 나타내기 때문에, 매우 정밀한 구조체 형성에서의 레이저 가공도 또한 유리에 높은 열하중과, 따라서 구멍의 가장자리 영역에 미세 균열 및 변형 지점에 이르는 임계 응력을 초래할 수 있다. 직경이 수 마이크로미터인 미세 레이저 빔을 사용하여 기판 표면에 매우 광범위한 구조체를 형성하는 것은 매우 높은 비용과 복잡성을 감수해야만 가능하다. 따라서, 상기 방법은 특정 표면 구조화를 요구하는 기판의 산업 제조에 사용하기에 제한적으로만 적합하다.

이것은 특히, 특별히 표면에서 정해진 토포그래피 - 예컨대 체결 요소에 부착하기 위해 보강된 가장자리 - 또는, 예컨대 전자 광학 변환기 또는 기능의 경우와 같이 2개의 구성요소들 사이의 거리를 형성하기 위한 목적으로 정해진 높이를 갖는 특별한 구조체를 요구하는 구성요소 및/또는 기판과 관련이 있다. 상기한 구성요소는, 예컨대 능동 구성요소와 수동 구성요소 사이의 정해진 거리 형성을 가능하게 하거나, 전자기 변환기/이미터/리시버 등의 포장 및 보호에 기여한다.

그러나, 이들 구성요소가 제공할 수 있는 거리는 제조 프로세스에 의해 제한되는데, 이는 매우 높은 비용으로 그리고 매우 많은 수의 상이한 프로세스 단계를 통해서만 기판 표면 상에 수 마이크로미터 크기의 미세 구조를 형성할 수 있음을 의미한다. 이러한 이유로, 특별한 구성요소들은 종종 스페이서로서 사용되며, 이 스페이서는 차후 제조 단계에서 기판에 적용되며, 그 예로는 플라스틱, 세라믹, 금속 또는 복합재로 형성된 스페이서가 있다. 그러나, 이러한 유형의 접근법은 증가된 비용을 야기하며, 또한 구성요소가 상이한 재료 - 기판 및 스페이서로 구성됨을 의미한다. 그러나, 비용 효율 및 화학적 저항으로 인해 유리로 형성된 단일 구성요소가 기판 및 스페이서 양자 모두를 위해 채용되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 목적은 정해진 표면 구조 또는 토포그래피와 또한 기판의 체적을 관통하여 연장되는 미세 구조를 갖는 유리 기판을 제공하는 것이다. 또한, 공차 크기가 작은 정해진 미세 구조의 형성에 관하여 최적화된 방법을 통해 상기한 구성요소를 상당히 감소된 비용 및 복잡성으로, 그리고 따라서 보다 비용 효율적으로 형성할 수 있도록 하는 것이 의도되었다.

이 목적은 독립 청구항의 보호 대상에 의해 달성된다. 유리한 양태가 각각의 종속항에 특정된다.

본 발명은 따라서 제1 표면, 제1 표면 반대측에 배치되는 제2 표면, 및 상기 표면들 중 적어도 하나를 천공하는 적어도 하나의 구멍을 갖는 판형 유리 요소에 관한 것이다. 구멍은 종방향 및 횡방향으로 연장되고, 구멍의 종방향은 구멍에 의해 천공되는 표면에 대해 횡으로 배치된다. 구멍에 의해 천공되는 표면은 아래 피쳐(feature)들 중 적어도 하나를 갖는다:

- 표면은 적어도 부분적으로 구멍 둘레에 적어도 하나의 융기부를 갖고, 이 융기부는 5 μm 미만의 높이를 가지며,

- 표면은 0.05 μm가 넘는, 바람직하게는 0.5 μm가 넘는, 바람직하게는 1 μm가 넘는, 바람직하게는 10 μm가 넘는 및/또는 20 μm 미만, 바람직하게는 15 μm 미만, 바람직하게는 12 μm 미만의 높이를 지닌 적어도 하나의 고원형 융기부를 갖고,

- 표면은 15 nm가 넘는, 바람직하게는 25 nm가 넘는, 바람직하게는 40 nm 넘는, 및/또는 100 nm 미만, 바람직하게는 80 nm 미만, 바람직하게는 60 nm 미만의 평균 거칠기값(Ra)을 갖는다.

이들 피쳐는 여러가지 장점을 갖는다. 적어도 부분적으로 구멍 주위에서 연장되는 융기부는 2개의 구성요소 또는 유리 요소 사이의 스페이서로서 기능할 수 있다. 여기에서 융기부는, 유리 요소의 영면(zero plane)보다 높은 융기부로서 이해할 수 있고, 영면은 제1 및/또는 제2 표면의 적어도 51 %, 바람직하게는 적어도 70 %, 보다 바람직하게는 적어도 90 %, 바람직하게는 적어도 95 %를 포함한다. 따라서, 영면에 대해, 영면보다 깊게 구성된 하나 이상의 만입부가 마련될 수도 있다. 융기부는 여기에서 또한 바람직하게는 환형일 수도 있고, 구멍 주위로, 예컨대 개방 링 형태의 환형으로 연장될 수도 있다. 융기부 높이가 5 μm 미만인 경우, 이러한 유형의 유리 요소는 마이크로센서 기술에서 탁월하게 사용될 수 있고, 기판과 스페이서 모두로서 기능할 수 있다. 따라서, 단 하나의 구성요소만이 필요하고, 대응하는 변환기 - 예컨대, 전자 광학 변환기 - 는 보다 바람직하게 제조될 수 있다.

대안으로서, 영면은 그 둘레선으로부터 모든 방향으로 선택 가능한 거리에 있는 개별 피쳐 주위에 평가선(연장부와 유사함)을 구성하여, 보다 큰 면적 및 둘레를 갖는 유사한 형상의 새로운 선을 형성하고, 이 평가선을 따라 평균 프로파일 높이/두께를 결정하는 것에 의해 계산될 수 있다. 기준 높이/두께는 먼 거리를 위한 제한값으로서의 피쳐의 원래 둘레선으로부터 훨씬 더 먼 거리를 반복하여 얻어진다.

종방향은 유리 요소의 일측면에서 다른 측면을 향하는 방향이다. 종방향은 따라서 두께방향 또는 통과방향으로 명명될 수도 있다. 종방향 또는 두께방향에서의 구멍의 크기는 유리 요소의 두께에 의해 제한되기 때문에, 구체적으로 얇은 유리 요소의 경우에 횡방향에서의 구멍의 치수는 통상 종방향에서보다 크다.

다른 장점은, 높이가 바람직하게는 1 μm를 초과하는 적어도 하나의 고원형 융기부에 의해 제공된다. 이러한 유형의 고원형 융기부는, 예컨대 가장자리로서 구성될 수 있고, 이 경우에 유리 요소는 멤브레인으로서 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 유리 멤브레인은 대상의 가장자리에 체결될 수 있다. 가장자리에 의해, 멤브레인은 보다 기계적으로 안정해지고, 따라서 체결 시에 손상 위험을 감소시킬 수 있다. 따라서, 고원형 융기부가 사실상 유리 요소의 두께보다 두꺼운 높이를 갖는 것을 고려할 수 있다. 여기에서 높이는 바람직하게는 두께와 평행하게 연장된다. 그러나, 고원형 융기부의 높이가 유리 요소의 두께 미만이거나 유리 요소의 두께에 상응하는 것도 또한 고려할 수 있다.

고원형 융기부는 바람직하게는, 20 μm가 넘는, 바람직하게는 100 μm가 넘는, 바람직하게는 150 μm가 넘는, 및/또는 300 μm 미만, 바람직하게는 250 μm 미만, 바람직하게는 200 μm 미만의 높이를 갖는다. 이것은, 높이가 상이한 고원형 융기부에 의해 매우 다양한 상이한 어플리케이션에서 유리 요소가 채용될 수 있는 것을 보장한다.

고원형 융기부의 평탄역은 유리하게는 소정 구조도 또한 가질 수 있다. 예컨대, 평탄역의 구조는 체결 요소의 형상에 상보적으로 구성될 수 있고, 이에 따라 체결 요소가 평탄역의 구조에 최적으로 맞춰질 수 있어 유리 요소가 체결 요소에 매우 견고하게 유지된다. 일양태에 따르면, 고원형 융기부(들)의 플랭크는 돔형 만입부를 가질 수 있다. 돔형 만입부로 인해, 균열 전파가 불균일한 플랭크 표면에 의해 상당히 방해를 받기 때문에, 고원형 융기부(들)의 플랭크는 균열 전파로부터 효율적으로 보호될 수도 있고, 균열 전파가 최소화될 수 있다.

그러나, 고원형 융기부의 평탄역이 유리 요소의 표면보다 높거나 낮은 거칠기를 또는 높거나 낮은 평균 거칠기값(Ra)을 갖는 것도 또한 고려할 수 있다. 이러한 방식으로, 평탄역은 체결 요소에 보다 효율적으로 고정될 수 있고, 이와 동시에 유리 요소의 표면은 상이한 기능을 이행할 수 있으며, 예컨대 특히 낮은 거칠기 그리고 이에 따라 유체에 대한 비교적 낮은 저항으로 인해 유체를 위한 개선된 흐름 특성을 제공할 수 있다.

여기에서는, 15 nm 내지 100 nm의 표면의 평균 거칠기값(Ra)이 특히 유리한데, 그 이유는 이러한 방식으로 유리 요소가 매트한 표면 - 이 매트한 표면은 특정 어플리케이션을 위해 필요하거나 특히 매끄러움 - 도 또한 가질 수 있고, 이에 의해, 예컨대 다른 구성요소나 유체와 같은 물질을 통한 마찰 저항을 최소화할 수 있다.

하나 이상의 고원형 융기부가 유리 요소의 표면 상에 배칭 또는 비대칭 토포그래피를 형성하는 것도 또한 가능하다. 그 결과, 고원형 융기부에 의해 형성된, 유리 요소 표면 상의 특별한 구조가 특별한 활용을 허용하며, 예컨대 특별한 형상을 지닌 채널이 미세 유체학에서 사용될 수 있거나, 상이한 구성요소가 장착될 수 있는 특별한 구조를 허용하며, 이에 따라 상기 구성요소가 유리 요소에 대해 슬립 불가능해진다. 이러한 방식으로, 예컨대 전단력으로 인한 마찰 응력을 감소시키는 것이 가능하다.

2개 이상의 융기부 및/또는 고원형 융기부가 비슷한 높이를 갖거나, 바람직하게는 2개 이상의 고원형 융기부 및/또는 2개 이상의 융기부의 높이차가 20 μm 미만, 바람직하게는 15 μm 미만, 바람직하게는 10 μm 미만인 것도 또한 유리하다. 이것은 상이한 구성요소로부터의 유리 요소의 거리가 균일한 것을 보장한다.

융기부는 바람직하게는 아래의 피쳐들 중 적어도 하나를 갖는다:

- 융기부는 구멍을 완전히 둘러싸고,

- 융기부는 구멍의 벽의 연장부로서 구성되며,

- 융기부의 내측 페이스는 융기부의 외측 페이스와 예각을 이루고, 내측 페이스는 구멍을 향하고, 외측 페이스는 구멍으로부터 멀어지는 방향을 향하며,

- 외측 페이스는 구멍(들)에 의해 천공되는 제1 표면과 둔각을 형성하고,

- 융기부는 구멍 주위의 리지(ridge)로서 구성되며,

- 융기부는 5 μm가 넘는, 바람직하게는 8 μm가 넘는, 바람직하게는 10 μm가 넘는, 및/또는 5 mm 미만, 바람직하게는 3 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만인 측방향 치수를 갖는다.

융기부는 이상적으로 구멍을 완전히 둘러싸고/둘러싸거나, 구멍 주위의 리지로서 구성된다. 리지는 구멍의 제조 과정에서 용이하게 형성될 수 있고, 최상의 경우 리지는 구멍의 생성 중에 직접 형성되어, 융기부를 형성하는 데 추가의 비용이나 복잡성이 수반되지 않고, 이에 따라 제조비를 감소시킬 수 있다. 융기부가 구멍 벽의 연장부로서 구성되고, 이에 따라 구멍과 융기부에 의해 균일한 벽이 형성되는 것이 유리하다. 이 경우, 융기부의 내측 페이스는 융기부의 외측 페이스와 예각을 이룰 수 있고, 내측 페이스는 구멍을 향하고, 외측 페이스는 구멍으로부터 멀어지는 방향을 향할 수 있다. 이러한 방식으로, 유리 요소는 특히 구멍이 형성되는 지점, 즉 보다 구체적으로는 유리 요소가 기계적으로 더 취약할 수 있는 부위에서 기계적으로 더 안정화된다. 따라서, 융기부는 바람직하게는 스페이서로서 기능할 뿐만 아니라, 추가로 기계적 응력에 대해 유리 요소를 안정화시키는 기능을 한다.

이러한 기계적 안정성은 구멍(들)에 의해 천공되는 제1 표면과 둔각을 이루는 외측 페이스에 의해 증가될 수 있다. 이러한 방식으로, 전단 응력에 대한 융기부의 안정성이 증가되며, 상기한 응력은, 예컨대 2개의 구성요소들의 서로에 대한 측방향 이동의 결과로서 발생한다. 또한, 둔각에 의해, 예컨대 흐름 채널인 라운드형 구조가 표면 상에 형성될 수 있고, 이에 의해 이러한 채널을 통한 유동성을 개선할 수 있다.

한가지 유리한 실시예에서, 유리 요소는 10 μm가 넘는, 바람직하게는 15 μm가 넘는, 바람직하게는 20 μm가 넘는, 및/또는 4 mm 미만, 바람직하게는 2 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만의 두께를 갖는다. 이러한 유형의 두께로 인해, 2개 이상의 유리 요소가 많은 공간을 필요로 하지 않고 상하로 적층될 수 있다. 더욱이, 유리 요소는 얇은 두께로 인해 유연하게 형성되어 굴곡 가능할 수 있다. 얇은 두께로 인해 다른 결합력이 통상 중요한 요인이 되기 때문에, 유리 요소는 외측에서 가해지는 기계적 응력에 대해 보다 높은 기계적 안정성을 갖도록 구성될 수 있다. 이들 장점으로 인해, 유리 요소가, 예컨대 IC 하우징, 바이오칩, 압력 센서와 같은 센서, 예컨대 카메라 이미징 모듈 및 진단 기술 디바이스에서 사용 가능하다.

추가의 실시예에서, 유리 요소는 5 mm가 넘는, 바람직하게는 50 mm가 넘는, 바람직하게는 100 mm가 넘는, 및/또는 1000 mm 미만, 바람직하게는 650 mm 미만, 바람직하게는 500 mm 미만의 횡방향 치수를 갖는다. 상기한 치수에 의해, 유리 요소는 미세기술을 위한 구성요소로서 최적으로 사용될 수 있다. 고원형 융기부를 지닌 실시예에서는, 고원형 융기부도 또한 유리 요소의 횡방향 치수에 상응하는 횡방향 치수를 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 고원형 융기부는 또한, 체결 요소에 부착하기 위해 유리 요소를 둘러싸는 보강 가장자리로서 구성될 수 있고, 바람직하게는 이와 동시에 유리 요소의 가장자리의 기계적인 응력에 대한 안정화부로서 작용할 수 있다.

구멍이 제1 표면에서 제2 표면으로 유리 요소를 관통하여 연장되고 2개의 표면을 천공하는 채널로서 구성되는 것도 또한 유리하다. 유리 요소를 관통하여 연장되는 구멍은, 전체 구조 또한, 또는 다수의 구멍이 유리 요소를 관통하여 연장될 수 있다는 장점을 제공한다. 바람직하게는, 복수 개의 구멍 또는 채널이 직접 서로 나란히 행방향으로 배열되어, 보다 큰 구멍을 형성하며, 구멍의 크기는 적어도 서로 나란히 배열된 개별 구멍들의 크기의 총합에 의해 결정된다. 바람직한 일실시예에 따르면, 벽은 돔형 만입부를 갖는다.

그러나, 보다 큰 구멍의 크기는 또한 서로 나란히 배열된 구멍의 총합보다 클 수도 있다. 이 경우, 구멍의 폭 또는 횡방향 크기는 제1 및/또는 제2 표면에 평행하게 연장될 수 있고, 구멍의 종방향 또는 깊이는 유리 요소의 제1 및/또는 제2 표면에 수직할 수도 있다. 이러한 방식으로, 유리 요소는 원하는 개수의 구멍을 가질 수 있고, 특히 임의의 원하는 크기의 구멍을 가질 수 있으며, 이 경우에 횡방향 크기는 바람직하게는 구멍의 깊이에 수직하게 연장된다. 채널 또는 연속적인 구멍의 도입을 통해, 이들이 서로 나란히 형성된다면 유리 요소는 천공부도 또한 가질 수 있고, 이에 따라 특히 유리 요소의 부분도 또한 제거 가능하거나 분리 가능해진다.

제1 표면에서 제2 표면으로 유리 요소를 관통하여 연장되고 서로 직접 접하는 다수의 통로에 의해 에지를 형성하는 것도 또한 고려 가능하다. 이 경우, 에지는 적어도 유리 요소를 둘러싸는 유리 요소 외측 에지를 형성하거나, 구멍을 적어도 부분적으로 둘러싸는 유리 요소 내측 에지를 형성한다. 에지는 또한 다수의 돔형 만입부를 갖는다. 만입부의 깊이는 바람직하게는 구멍의 깊이 및/또는 유리 요소의 두께와 횡방향으로 정렬된다. 에지의 높이가 유리 요소의 두께에 상응하는 것도 또한 고려 가능하다. 돔형 만입부는 이상적으로 다수의 장점을 수반하는 에지의 특별한 구조를 형성한다. 따라서, 라운드형 구조 또는 돔은 에지 표면에서 발생하는 인장 응력이 에지 표면의 최하부 지점, 구체적으로는 돔의 최하부 지점으로 완화되도록 하는 특별히 유리한 형상을 나타낸다. 이러한 방식으로, 에지 표면의 가능한 결함에서의 균열 전파가 효과적으로 억제된다.

에지는 바람직하게는, 5 % 미만, 바람직하게는 2 % 미만의 볼록한 형상의 구역을 지닌 미소 영역을 갖는다. 따라서, 이상적으로는 오목한 형상의 구역, 즉 돔형 만입부를 갖는 구역의 미소 영역은 에지 표면의 95 %를 초과, 바람직하게는 98 %를 초과한다. 여기에서 “오목한”이라는 용어는, 곡률이 유리 요소의 방향으로 연장되는 것을 의미하고, “볼록한” 이라는 용어는, 곡률이 유리 요소로부터 멀어지는 방향, 즉 구멍방향으로 연장되는 것을 의미한다. 돔형 만입부의 깊이는, 이상적으로 횡방향 치수가 바람직하게는 5 내지 20 μm인 경우에 통상 5 μm 미만이다.

에지가 구멍의 벽에 상응하는 것도 또한 고려 가능하다. 따라서, 특히 구멍 벽의 연장부인 융기부의 내측 페이스도 또한 돔형 만입부를 가질 수 있다. 융기부의 외측 페이스는 바람직하게는 돔형 만입부도 또한 갖는다. 이러한 방식으로, 융기부는 또한 균열 전파로부터 보호된다.

구멍이 10 μm, 바람직하게는 20 μm, 바람직하게는 50 μm, 바람직하게는 100 μm의 횡방향 치수를 갖는 것도 또한 유리하다. 바람직하게는 유리 요소의 가장자리의 기계적 응력에 대해 안정화와 동시에 작용할 수 있다. 이는, 예컨대 전자 도전체 또는 압전 구성요소와 같은 다른 구성요소도 또한 구멍에 설치될 수 있다는 것을 의미한다. 상기한 치수는 특히 마이크로센서 기술의 의도된 사용 분야, 구체적으로 융기부가 구멍(들) 주위에 환형으로 구성되고, 특히 바람직하게는 10 μm 초과, 바람직하게는 20 μm 초과, 바람직하게는 50 μm 초과, 바람직하게는 100 μm의 횡방향 크기를 갖는 경우에 유리하다. 그러나, 융기부의 횡방향 치수는 또한 적어도 150 μm 초과, 바람직하게는 200 μm 초과, 또는 심지어는 최대 300 μm일 수 있다. 특히 융기부들의 내측 페이스들의 거리 또는 융기부의 내측 페이스의 직경이 이러한 경우에 해당한다. 이러한 방식으로, 특히 구역(들) 영역에서 유리 요소 위에 배치된 구성요소로부터 유리 요소의 거리를 보장하는 것이 가능하다.

융기부(들)는 구멍(들)의 종방향에 평행하게, 보다 구체적으로는 제1 및/또는 제2 표면에 대해 횡방향으로 연장되는 높이를 갖는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 융기부는 유리 요소의 제1 및/또는 제2 표면에 대해 돌출하고, 보다 구체적으로는 유리 요소의 제1 및/또는 제2 표면에 대해 팽출부 또는 리지를 형성한다. 이로 인해, 융기부는 제1 및/또는 제2 표면에 대한, 유리 요소 상에 배열된 구성요소의 거리를 보존 또는 형성할 수 있는 스페이서로서 기능할 수 있다.

더욱이, 융기부 및/또는 고원형 융기부의 폭은 돔형 만입부의 깊이보다 클 수 있다. 융기부 및/또는 고원형 융기부의 폭은 바람직하게는 제1 및/또는 제2 표면과 평행하게 연장된다. 따라서, 융기부뿐만 아니라 고원형 융기부도 또한 각각의 플랭크나 벽, 내측 페이스 또는 외측 페이스에 돔형 만입부 및/또는 오목부 형상을 갖는 것도 또한 가능하다.

상기 목적은 판형 유리 요소의 표면을 개질하는 방법에 의해서도 또한 달성되며, 이에 의해 유리 요소는 제1 표면, 제1 표면 반대측에 배치되는 제2 표면, 및 이들 표면 중 적어도 하나를 천공하는 적어도 하나의 구멍을 갖는다. 여기에서, 구멍은 종방향 및 횡방향으로 연장되고, 구멍의 종방향은 구멍에 의해 천공되는 표면에 대해 횡으로 배치된다. 바람직하게는, 구멍의 벽은 다수의 돔형 만입부를 갖고, 상기 방법에서는

- 유리 요소가 마련되며,

- 적어도 하나의 기본 채널이 초단 펄스 레이저의 레이저 빔에 의해 유리 요소에 형성되고, 채널의 종방향은 유리 요소의 표면에 대해 횡으로 연장되며,

- 채널에 의해 천공되는 유리 요소의 표면은 조정 가능한 삭감율로 유리 요소의 유리를 삭감하는 에칭 매체의 처리를 받고, 채널은 에칭 매체에 의해 확장되어 구멍을 형성하며,

- 에칭은 구멍에 의해 천공되는 표면의 아래의 피쳐들 중 적어도 하나를 형성한다:

·표면은 적어도 부분적으로 구멍 둘레에 적어도 하나의 융기부를 갖고, 이 융기부는 5 μm 미만의 높이를 가지며,

·표면은 0.05 μm가 넘는, 바람직하게는 0.5 μm가 넘는, 바람직하게는 1 μm가 넘는, 바람직하게는 10 μm가 넘는 높이 및/또는 100 % 미만, 바람직하게는 95 % 미만, 바람직하게는 90 % 미만의 에칭 삭감을 지닌 고원형 융기부를 가지며,

·표면은 15 nm가 넘는, 바람직하게는 25 nm가 넘는, 바람직하게는 40 nm 넘는, 및/또는 100 nm 미만, 바람직하게는 80 nm 미만, 바람직하게는 60 nm 미만의 평균 거칠기값(Ra)을 갖는다.

상기 방법으로 인해, 전술한 결과에 대응하는 유리 요소를 제조하는 것도 또한 가능하기 때문에, 앞서 언급한 장점이 달성될 수 있다. 제1 방법 단계에서, 특히 구멍이 없는 적어도 하나의 유리 요소가 마련된다. 추가의 보다 특별한 제2 단계에서, 이상적으로 손상 부위를 통해 유리 요소의 천공부를 구성할 수 있도록, 적어도 하나, 바람직하게는 2개 이상, 더 바람직하게는 복수 개의 손상 부위가 유리 요소에 형성된다. 이러한 목적으로, 구멍의 열이 보다 큰 구조를 나타내도록 하는 방식으로, 바람직하게는 복수 개의 손상 부위가 서로 나란히 형성된다. 손상 부위는 특히 기본 채널로서 구성되고, 그 종방향으로 유리 요소의 제1 표면 및/또는 제2 표면을 가로질러 연장된다. 여기에서 채널은, 적어도 하나의 표면으로부터, 보다 구체적으로는 이 표면으로부터 수직하게 유리 요소 내로 연장되어 적어도 해당 표면을 천공한다. 그러나, 바람직하게는 채널은 제1 표면에서 제2 표면으로 연장되고, 이들 표면 모두를 천공한다.

구멍(들)은 초단 펄스 레이저의 레이저 빔에 의해 유리 요소에 형성된다. 레이저에 의한 구멍의 형성은 바람직하게는 아래에서 설명하는 단계들 중 2개 이상을 기반으로 한다:

- 초단 펄스 레이저의 레이저 빔은 유리 요소의 표면들 중 어느 하나로 지향되고, 집속 광학 시스템에 의해 집속되어, 유리 요소에 장기간에 걸친 초점을 형성하고,

- 레이저 빔의 조사 에너지는 유리 요소의 체적에 적어도 하나의 기본 손상 부위를 형성하며,

- 초단 펄스 레이저는 유리 요소 상에 펄스 또는 적어도 2 이상의 연속적인 레이저 펄스를 지닌 펄스 패키지를 조사하며, 바람직하게는 기본 손상 부위의 도입 후에 기본 손상 부위가 확대되어 채널을 형성한다.

- 이러한 방식으로, 복수 개의 채널이 형성되고, 채널 및 보다 구체적으로는 유리 요소 상에 또는 유리 요소 내에 이들의 배열은, 서로 나란히 배열된 다수의 채널이 형성할 구멍의 아웃라인을 형성하도록 선택된다. 이 경우에 채널은 서로 2 μm가 넘는, 바람직하게는 3 μm가 넘는, 바람직하게는 5 μm가 넘는, 및/또는 100 μm 미만, 바람직하게는 50 μm 미만, 바람직하게는 15 μm 미만의 거리를 두고 배열될 수 있다. 채널의 직경을 10 μm 내지 100 μm로 변경하는 것도 마찬가지로 가능하다.

추가의 단계에서, 적어도 하나의 채널에 의해 천공된 표면은 에칭 매체로 처리된다. 바람직하게는, 전체 유리 요소, 보다 구체적으로는 제1 및 제2 표면이 이 에칭 매체로 처리된다. 에칭 매체가, 예컨대 탱크, 캔 또는 통과 같은 용기에 유입되고, 특히 후속하여 하나 이상의 유리 요소가 용기 내에서 및/또는 에칭 매체 내에서 적어도 부분적으로 유지되거나 침지되는 것이 유리하다. 이 경우에 용기는 바람직하게는 실질적으로 에칭 매체에 대해 내성이 있는 재료로 형성된다.

에칭 매체는 가스상일 수 있지만, 에칭 용액인 것이 바람직하다. 이 실시예에 따르면, 에칭은 습식 용액에 의해 실시된다. 이것은, 에칭 동안에 채널 내측 페이스 및/또는 손상 부위의 표면 및/또는 유리 요소의 표면, 예컨대 제1 및/또는 제2 표면으로부터 유리 구성물을 제거하는 데 있어서 유익하다. 유리 구성물은 유리 요소의 에지에서 에칭 매체에 의해 용출될 수도 있음은 물론이다.

산성 용액뿐만 아니라 알칼리성 용액도 또한 이러한 목적으로 사용될 수 있다. 적절한 산성 에칭 매체로는, 구체적으로 HF, HCl, H₂SO₄, 이불화암모늄, HNO₃ 용액 및 이들 산의 혼합물이 있다. 고려되는 염기성 에칭 매체의 예로는 KOH 또는 NaOH 알칼리가 있다. 이상적으로, 사용되는 에칭 매체는 에칭할 유리 요소에 따라 선택된다.

따라서, 일실시예에서 삭감율은 유리 성분과 에칭 매체(200)의 성분의 조합의 선택을 통해 조정될 수 있다. 예컨대, 칼슘 함량이 높은 유리의 경우에는 산성 에칭 매체를 선택하는 것이 바람직한 반면, 칼슘 함량이 낮은 유리의 경우에는 염기성 에칭 매체를 채용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 에칭에 의해 유리로부터 용출된 칼슘 함량이 염기성, 보다 구체적으로는 알칼리성 에칭 매체를 급속히 과포화시킬 수 있고, 이에 따라 에칭 매체의 에칭 능력이 너무 빨리 낮아지기 때문이다. 다른 한편으로, 산성 에칭 매체와 높은 실리케이트 분율을 갖는 유리의 경우, 삭감율, 즉 에칭율은 염기성 에칭 매체의 경우보다 매우 높지만, 산성 에칭 매체는 또한 이미 용해된 물질에 의해 훨씬 더 빠르게 중화되며, 따라서 에칭 매체는 유리로 소비되거나 포화될 수 있다.

따라서, 유리 조성에 따라, 고속 삭감율을 확립하기 위해 산성 에칭 매체가 선택될 수 있거나, 또는 저속 삭감율을 확립하기 위해 염기성, 보다 구체적으로 알칼리 에칭 매체가 선택될 수 있다. 일반적으로 말하면, 낮은 알칼리 금속 함량을 갖는 실리카틱 유리(silicatic glass)는 본 발명에 따른 유리 표면의 개질에 특히 적합하다. 전술한 바와 같이, 과도한 알칼리 금속 함량은 에칭을 더 어렵게 한다. 따라서, 본 발명의 일양태에서, 유리 요소의 유리는 17 중량 % 미만의 알칼리 금속 산화물 함량을 갖는 실리케이트 유리이고, 이상적으로는 붕규산염 유리이다.

그러나, 삭감의 보다 양호한 제어성을 위해, 더 저속의 삭감 속도 및/또는 염기성 에칭 매체가 바람직하다. 그 결과, 7 μm/h 미만, 바람직하게는 5 μm/h 미만, 바람직하게는 4 μm/h 미만, 바람직하게는 3 μm/h 미만 및/또는 0.3 μm/h 초과, 바람직하게는 0.5 μm/h 초과, 바람직하게는 1 μm/h 초과, 바람직하게는 1.5 μm/h 초과, 보다 구체적으로는 2 μm/h 내지 2.5 μm/h의 삭감율을 달성하는 것이 가능하다. 이러한 유형의 삭감율은 유리하게는 에칭 절차 동안에 에칭 매체 또는 에칭 절차에 영향을 미치기에 충분한 시간을 남긴다.

더욱이, 일실시예에서, 삭감율은 첨가제에 의해 조정될 수 있다. 이 경우, 예컨대 계면활성제, 복합체 및/또는 조정 화합물, 라디칼, 금속 및/또는 알코올로 이루어진 그룹의 물질을 개별적으로 또는 조합하여 사용하는 것이 가능하다. 첨가제는 에칭 매체의 에칭 용량의 훨씬 더 정밀한 제어를 가능하게 하고, 특히 특정 유리 또는 특정 유리 조성에 대한 에칭 용량의 타겟 제어를 가능하게 한다.

에칭은 바람직하게는 40 ℃보다 높은 온도, 바람직하게는 50 ℃보다 높은 온도, 바람직하게는 60 ℃보다 높은 온도 및/또는 150 ℃보다 낮은 온도, 바람직하게는 130 ℃보다 낮은 온도, 바람직하게는 110 ℃보다 낮은 온도, 더 구체적으로는 최대 100 ℃의 온도에서 수행된다. 이 온도는 유리 기재로부터 용해될 유리 요소 유리의 이온 또는 성분의 충분한 이동성을 생성한다.

시간은 추가의 요인이다. 따라서, 예컨대 일반적으로 말하자면, 유리 요소가 에칭 매체에 수 시간, 보다 구체적으로 30 시간 이상 노출되면 더 높은 삭감이 달성될 수 있다. 다른 한편으로, 유리 요소를 에칭 매체에 30시간 미만, 예컨대 10 시간 동안 노출시킴으로써 삭감을 제한하는 것이 가능하다. 일반적으로, 유리 요소의 상술한 피쳐들 중 적어도 하나는 손상 부위 및 채널의 도입에 의해 생성되며, 또한 온도, 에칭 매체의 조성, 에칭의 지속 시간, 및 유리 요소 유리의 조성에 따른 에칭 매체의 삭감율 및/또는 삭감율의 조정성을 포함한다. 예컨대, 비교적 높은 삭감율, 보다 구체적으로는 시간당 2 μm를 상회하는 삭감율을 형성하는 것에 의해, 15 nm 내지 100 nm의 평균 거칠기값(Ra)이 달성될 수 있다. 시간당 약 2 μm의 삭감율로, 상승 및/또는 고원형 융기부가 0.5 μm를 초과하는 높이로 생성될 수 있다.

유리 요소의 정해진 영역이 에칭 매체로부터 차폐되는 것이 추가로 가능하다. 이것은, 예컨대 유리 요소를 에칭 매체의 체적으로 유지하는 특정 마운트의 사용을 통해 실현될 수 있다. 추가로, 유리 요소가 에칭 매체에 노출되기 전에 유리 요소 상에 배열되는 특정 성형 요소를 고려할 수 있다. 유리 요소가 에칭 매체에 노출되기 전에, 보호층, 예컨대 폴리머층을 유리 요소에 도포하는 것이 또한 가능하다. 이 경우, 보호층이 제1 및/또는 제2 표면의 전체 영역 위에 도포되는 것이 가능하다. 보호층은, 예컨대 보호층이 레이저에 의한 구조화 절차 전에 도포된 경우, 특히 구멍의 영역에서 보호층이 제거되도록 레이저에 의해 적어도 부분적으로 다시 제거될 수 있다. 따라서, 유리 요소의 정해진 영역은 마운트, 성형 요소 및/또는 보호층에 의해 마스킹될 수 있고, 이러한 방식으로 유리 요소는 에칭 매체로부터 차폐될 수 있다. 이들 마운트, 성형 요소 및/또는 보호층은 이에 따라 에칭 매체에 내성이 있는 재료로 이루어진다. 이러한 방식으로, 마운트, 성형 요소 및/또는 보호층은 에칭 매체에 의해 공격받지 않는다.

마운트, 성형 요소 및/또는 보호층은, 생성될 융기부 및/또는 고원형 융기부가 에칭 절차 후에 가져야 하는 형상 및/또는 구조를 갖는 경우에 또한 유리할 수 있다. 그 결과, 에칭 절차 후에 융기부 및/또는 고원형 융기부는 마운트, 성형 요소 및/또는 보호층의 형상 및/또는 구조에 대응하는 형상 및/또는 구조를 가질 수 있고/있거나, 이에 상보적으로 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 예컨대 유리 요소 주위에서 적어도 부분적으로 연장되고, 이에 따라 보강 가장자리를 형성하는 고원형 융기부를 형성하는 것이 가능하다.

이상적으로, 마운트, 성형 요소 및/또는 보호층은 차폐 구멍을 갖는데, 이 차폐 구멍은 결국 특정 구조로서 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 사실상 고원형 융기부 상에 소정 구조를 형성하는 것을 고려할 수 있다. 그러나, 유리 요소의 제1 표면 및/또는 제2 표면 전체를 마운트, 성형 요소 및/또는 보호층으로 차폐하고, 자유롭게 남겨진 영역만이, 구멍이 형성되거나, 손상 부위 또는 채널이 레이저에 의해 형성된 영역인 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 제1 및/또는 제2 표면을 실질적으로 융기부가 없도록 구성하여, 특히 40 nm 미만, 바람직하게는 25 nm 미만의 평균 거칠기값(Ra)을 형성하여, 특히 매끄러운 표면을 형성하는 것을 고려할 수 있다. 따라서, 유리 요소는 바람직하게는 아래의 피쳐들 중 적어도 하나를 갖는다:

- 유리 요소의 내측 에지는 복수의 돔형 만입부를 가지며, 유리 요소의 제1 및 제2 표면은 돔이 없는 구성을 갖고,

- 유리 요소의 내측 에지는 유리 요소의 제1 및 제2 표면보다 높은 평균 거칠기값(Ra)을 갖는다.

따라서, 유리 요소의 표면은 구멍의 내측 에지와는 상이한 거칠기를 가질 수 있다. 유리하게는, 따라서 유리의 제1 및 제2 표면은 구멍의 내측 에지의 거칠기와는 다른 거칠기로 조정될 수 있다. 이러한 방식으로, 유리 요소의 표면과 구멍의 내측 에지를 상이한 의도된 어플리케이션을 위해 최적화하는 것이 가능하다. 제1 및 제2 표면의 거칠기는 바람직하게는 조인트 방법 단계, 보다 구체적으로는 에칭 단계에서 구멍의 내측 에지의 거칠기와 함께 조정된다.

추가로, 표면들 중 어느 하나를 에칭 매체로부터 완전히 차폐하고, 나머지 표면을 완전히 또는 적어도 부분적으로 에칭 매체로 처리하는 것을 고려할 수 있다. 따라서, 예컨대 하나의 표면 상에는 상승 구조를 생성하는 것이 가능하며, 이 상승 구조는 구체적으로 융기부 및/또는 고원형 융기부에 의해 형성된다. 즉, 여기에서 유리 요소는 단 하나의 표면 상에만 융기부 및/또는 고원형 융기부를 갖고, 다른 표면은 융기부가 없는 상태로 남아 있게 된다. 물론, 제1 및 제2 표면이 차폐되고, 손상 부위 및/또는 채널만이 에칭 매체에 노출될 수 있는 상이한 가능성이 있다. 이러한 방식으로, 2개의 표면 모두에 매끄러운 구성이 주어질 수 있다.

유리한 일실시예에서, 에칭 매체 또는 에칭 절차에 의해 유리 요소로부터 삭감되는 재료의 양은, 서로 나란히 배열된 채널들 또는 손상 부위들이 서로 결합되고, 구멍들이 이러한 방식으로 생성되도록 하는 것이다. 이 경우, 바람직하게는 채널들 및/또는 손상 부위들 사이의 벽이 에칭 매체에 의해 삭감되어, 연속적인 에지를 형성한다. 또한, 이러한 에지는 이상적으로 돔형 만입부를 갖는다. 에지는, 예컨대 유리 요소를 적어도 부분적으로 둘러싸는 유리 요소 외측 에지로서, 또는 구멍을 적어도 부분적으로 둘러싸는 유리 요소 내측 에지로서 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 서로 나란히 배열된 채널에 의해 소정 구조 형태로 둘러싸이는 유리 요소의 많은 부분이 에칭 절차 이전에 용해될 수 있다.

또한, 기계적 지지 기능을 보유하거나 크랙 억제제로서 작용할 수 있는 리브를 에지에 생성하는 것이 가능할 것이다. 이러한 리브는 바람직하게는 채널 센터들의 쌍 사이에 배열된다. 추가로, 돔의 깊이 및 크기 및/또는 치수를 특별한 삭감율의 형성을 통해 변경할 수 있는 것도 고려할 수 있다. 예컨대, 보다 높은 삭감율로 더 평탄하고 더 넓은 돔이 형성될 수 있고, 이에 따라 유리 요소의 표면 또는 에지가 더 매끄러운 구성을 가질 수 있다. 따라서, 전체적으로 본 발명의 방법은, 임의의 형상 및 치수를 갖는 구멍을 생성하는 것이 가능할 뿐만 아니라, 처리 또는 가공될 유리 요소의 표면(들)에 대한 동일한 방법 단계에서도 가능하다는 장점을 갖는다. 그 결과, 구멍을 생성하고 높은 평균 거칠기값을 갖는 매트한 표면 또는 낮은 평균 거칠기값을 갖는 매끄러운 표면을 동시에 생성하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 방법에 의해, 방법 단계들뿐만 아니라 유리의 가능한 재가공으로 인한 상당한 추가적인 비용이 회피된다.

에칭 매체는, 에칭 매체의 이동에 의해 삭감율이 가속 또는 감소되도록 하는 동작으로 설정되는 것도 또한 가능하다. 에칭 매체의 이동은 삭감율에 영향을 미치는 추가적인 가능성, 구체적으로는 삭감율을 제어하는 추가적인 가능성을 나타낸다. 이동에 의해, 예컨대 에칭될 유리 요소 영역으로부터 소모되거나 포화된 에칭 매체, 또는 에칭 잔류물이 이송되고, 바람직하게는 미사용 프레시 에칭 매체로 대체되는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 삭감율 또는 에칭 속도가 현저히 가속될 수 있다. 대안으로서, 에칭 매체의 이동을, 예컨대 용기 내의 분리벽에 의해 의도적으로 방지하는 것도 또한 고려할 수 있다. 따라서, 소모된 에칭 매체는 더 이상 이송될 수 없고, 이에 따라 삭감률이 현저히 감소된다. 그러나, 바람직하게는 에칭 매체는 움직이도록 설정되며, 이에 따라 삭감율이 증가된다. 움직임은 바람직하게는 기계적으로 유도될 수 있다. 그러나, 에칭 매체가 상이한 물리적 경로에 의해 움직이도록 설정되는 것도 또한 고려할 수 있다. 본 발명의 방법의 과정에서, 바람직하게는 다음의 가능성들 중 적어도 하나가 선택된다:

- 이동은 음파, 더 구체적으로는 초음파에 의해 생성된다. 음파 소스는 에칭 매체와, 또한 유리 요소가 위치하는 용기 아래 및/또는 측부에 배열될 수 있다. 음파 소스는, 하나의 음파 소스만이 에칭 매체의 전체 체적, 보다 구체적으로는 에칭 용액의 전체 체적을 움직이도록 설정하기에 충분하다는 장점을 갖는다. 생성된 음파는 용액 체적 전체에 걸쳐 추가적인 입력 없이 전파되고, 바람직하게는 작은 정도로만 감쇠되어, 에칭 매체가 균일하게 이동될 수 있게 한다.

- 이동은 바람직하게는 용기 아래에 배열되는 자기 교반기 또는 자기장에 의해 생성된다. 자기장의 결과로서, 예컨대 자기 교반 로드는 이상적으로 회전 이동하도록 설정된다. 이 경우, 자기 교반기 및/또는 자기 교반 로드는 에칭 매체 내에 위치되고, 이에 따라 에칭 매체가 자기 교반기나 자기 교반 로드의 회전 이동을 통해 직접 움직이도록 설정할 수 있다.

자기 유도 이동 또는 자기 교반 바의 이점은 회전 이동의 속도 및 이에 따라 에칭 매체의 이동이 매우 잘 제어될 수 있다는 것이다. 이러한 방식으로, 예컨대 고속 또는 저속 교반 이동이 에칭 매체에 적용될 수 있다. 추가로, 다수의 자기 교반기는 개별적으로 제어될 수 있다. 2개 이상의 유리 요소가 용기 내에 그리고 에칭 매체에 동시에 위치하는 경우, 자기 교반기의 개별 제어를 통해 상이한 회전 속도 및 이에 따라 국부적으로 상이한 이동 및 삭감 속도를 형성하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 예컨대 다수의 유리 요소가 상이한 속도로 동기식으로 에칭 또는 처리될 수 있다. 물론, 교반 바가 교반 유닛으로서 구성되고, 자기적으로 이동되는 것이 아니라, 대신에 특히 기계적으로 이동되는 것도 또한 생각할 수 있다. 또한, 교반 목적을 위해, 이들 교반 유닛은 단순히 용기 개구의 방향으로부터 에칭 매체에 침지될 수 있다.

- 이동은 유리 요소의 마운트에 의해 생성되거나, 또는 에칭 매체에 유리 요소를 유지하는 마운트가 기계적으로 동작하도록 설정된다. 이러한 방식으로, 유리 요소는 에칭 매체에서 전후방향으로 이동하며, 이에 따라 전술한 것과 유사한 효과가 생성된다.

- 이동은 셰이커 테이블을 통해 생성되거나, 또는 용기가 에칭 매체 및 유리 요소와 함께, 예컨대 셰이커 테이블 상에 용기를 배치하는 것에 의해 움직이도록 설정된다. 이러한 수단에 의해, 전체 용기 내의 에칭 매체의 균일한 이동이 일어난다.

- 이동은 에칭 매체의 대류에 의해 발생된다. 이 경우, 열원이 용기 아래에 또는 용기의 측부에 배치될 수 있다. 일측부 가열의 결과로서, 고온 에칭 매체가 상승하고, 다른 곳에서 저온 에칭 매체가 떨어져서, 연속적인 대류를 생성한다. 이러한 수단에 의해, 특히 저속 이동을 실현하여 삭감율을 감소시키는 것이 가능하다.

- 이동은 유체에 의해 유도되며, 유체는, 예컨대 노즐을 통해 에칭 매체에 도입된다. 상기한 노즐은 용기 상에 배치될 수 있다. 이것은 바람직하게는 에칭 매체를 움직이도록 설정하는 효과를 생성한다.

유리한 일실시예에서, 에칭 매체는 유리 요소의 표면의 적어도 하나의 정해진 영역에서 개질되고, 주변 영역에 대해 이 영역에서 삭감율이 변경된다. 이것은, 삭감율이 국소적으로 변경될 수 있음을 의미한다. 이러한 방식으로, 유리하게는 융기부는 특히 개별적으로 또는 다수의 구멍에 형성될 수 있다. 에칭 매체가 국소적으로 어떻게 개질될 수 있는지에 대해서는 이러한 목적을 위한 다수의 가능성이 존재한다. 그러나, 본 발명의 의미에서는 아래에 기재된 솔루션 중 하나가 바람직하다:

- 구멍, 에지, 채널 및/또는 손상 부위 영역에서 유리 재료에 더 많은 개방 결합이 있다. 더욱이, 에칭 매체와의 반응을 위해 전체적으로 이용 가능한 더 큰 표면적이 있다. 이는 바람직하게는, 단기간 가속을 받는 삭감율을 초래하거나, 또는 유리 요소의 평면 표면보다 짧은 시간 범위 내에 더 많은 재료를 삭감하는 결과를 초래한다. 그 결과, 바람직하게는 에칭 매체는 구멍, 에지, 채널 및/또는 손상 부위의 영역에서 비교적 빠르게 소모되거나, 또는 그 에칭 용량이 크게 떨어지고, 에칭 잔류물들이 특히 이들 영역들에 존재한다.

따라서, 이들 영역에서는, 에칭 시간이 증가함에 따라 융기부가 생성될 수 있는데, 그 이유는 이들 지점에서, 재료가 주변 영역들에 대해 더 이상 삭감되지 않거나, 또는 덜 빠르게 삭감되기 때문이다. 즉, 융기부는 특별히 구멍 및 에지 영역에서 형성될 수 있다. 더욱이, 에칭 시간, 즉 유리 요소가 에칭 매체에 노출되는 시간 범위의 선택을 통해 융기부의 높이가 조정될 수 있다. 이러한 방식으로, 특히 바람직하게는 구멍 주위에서 연장되는 환형 융기부를 형성하는 것이 가능하다. 이러한 융기부는 차후에 추가적인 구성요소에 대한 유리 요소의 스페이서로서 이상적으로 기능한다.

- 이러한 유형의 효과 - 구멍 및 에지에서의 삭감율의 일시적 변경 - 는 추가적으로 삭감율의 국소적 변경을 달성하기 위해 활용될 수 있고, 손상 부위, 채널, 구멍 및/또는 에지에서 에칭하는 과정에서 레이저에 의해 표면을 고의적으로 개질하는 것에 의해 에칭 매체에서도 또한 활용될 수 있다. 예컨대, 펄스 패키지당 7개 또는 8개 이상의 펄스와 같은 복수의 펄스를 갖는 펄스 패키지를 선택하는 것에 의해, 예컨대 손상 부위 및/또는 채널의 특히 거친 표면을 초래하는 것을 고려할 수 있다. 따라서, 에칭 매체는 보다 신속하게 소비/중화될 수 있고, 특히 더 높은 융기부가 실현될 수 있다. 물론 반대로, 에칭 매체가 가능하다면 덜 빠르게 소모되거나 중화되고, 융기부가 바람직하게는 낮은 높이만을 가질 수 있도록, 펄스 패키지당 단지 몇 개의 펄스 - 예컨대 2개 또는 3개 - 에 의해 손상 부위 및/또는 채널의 보다 매끄러운 표면을 형성하는 것도 또한 가능할 것이다. 이러한 이유로, 에칭 매체는 구멍과 에지의 영역뿐만 아니라, 페이스, 특히 구멍 및/또는 에지의 내부 페이스에서도 동일하게 변경될 수 있다.

- 신선한 에칭 매체 및/또는 첨가제가 국소 공급된다. 특히, 예컨대 탭과 같은 계량 유닛을 통해 에칭 매체에 상기한 물질을 국부적으로 적하하는 것에 의해 에칭 매체에 새로운 에칭 매체 또는 첨가제를 공급하는 것이 추가적으로 가능하다. 이러한 방식으로, 에칭 매체를 국소적으로 변경하는 것뿐만 아니라, 에칭 매체를 움직이도록 설정하는 것도 또한 가능하다. 따라서, 삭감률이 수정되고, 바람직하게는 가속될 수 있으며, 더 나아가 제어된 방식으로 가속될 수 있다.

- 에칭 매체의 국소적 변경의 추가적인 가능성은 유리 요소의 마운트 또는 용기의 재료에 의해 제공된다. 재료, 예컨대 용기의 재료의 숙련된 선택을 통해, 금속과 같은 삭감-촉진성 이온, 또는 예컨대 알칼리 금속과 같은 삭감-억제성 이온을 에칭 매체로 방출하는 것이 가능하며, 이에 따라 삭감율을 제어할 수 있다. 이러한 방식으로, 삭감-촉진성 또는 삭감-억제성 이온이 유리 요소 또는 용기의 마운트의 재료로부터 직접 해제되고, 에칭 매체 또는 그 에칭 용량이 영향을 받는 것이 가능하다.

또한, 삭감율이 공간적 온도 구배 및/또는 시간적 온도 구배의 생성에 의해 조정되는 경우도 또한 유리하다. 온도는 물리적 성분, 보다 구체적으로는 에칭 절차 동안에 물질로부터 용해될 수 있는 성분의 이동성에 영향을 미치기 때문에, 온도의 변화에 의해 에칭 매체에 의한 유리 요소의 삭감율 또는 반응율을 변경하는 것도 또한 더 유리하게 가능하다. 따라서, 예컨대 시간적 온도 구배는 시간적으로 정해진 온도 변화에 의해 간단히 제어될 수 있다. 공간적 온도 구배의 생성은 특히, 예컨대 다수의 유리 요소가 상이한 삭감율로 개별적으로 에칭될 때에 유리하다. 공간적 온도 구배가 생성될 수 있는 상이한 방법이 있다. 아래의 가능성 중 어느 하나가 바람직하다:

- 공간적 온도 구배가 용기 벽과 용기의 내부 영역 사이에 생성될 수 있다. 이 경우, 용기 또는 에칭 매체가 균일하게 가열되며, 이는 에칭 매체의 체적이 균일하게 가열된다는 것을 의미한다. 에칭 매체는 바람직하게는 용기 벽을 통해 냉각된다. 이러한 냉각은, 예컨대 금속성 재료와 같은 높은 열 도전성을 지닌 재료를 갖는 용기 또는 용기 벽에 의해 부스트될 수 있다. 그 결과, 에칭 매체의 열이 보다 빠르게 이송되어 매체가 수동적으로 냉각된다. 그러나, 예컨대 용기 벽을 냉각 매체, 물에 의해 능동적으로 냉각하는 것도 또한 고려할 수 있다. 그러나, 프로세스 비용을 절약하기 위해, 열 도전성 용기가 바람직하다. 이는 또한, 추가적인 운영 비용이 발생하지 않기 때문에, 온도 구배가 간단하고 비용 효율적으로 생성될 수 있게 하는 장점의 소스이다.

- 추가적인 가능성은 용기 벽에 국소적으로 배열된 열원이다. 이러한 열원은 용기 측부, 위 및/또는 아래에 배치될 수 있다. 온도 구배는 이 경우에 동심으로, 말하자면 이 열원 주위에 형성되고, 이에 따라 온도는 열원으로부터의 거리가 증가함에 따라 감소한다.

- 공간적 온도 구배의 생성에 관한 특별한 일실시예는 전자기 복사선, 바람직하게는 레이저 빔을 에칭 매체 또는 유리 요소의 표면 영역 상으로 국소적으로 지향시킴으로써 달성된다. 이는 특히 낮은 체적 온도 구배가 발달되는 것을 가능하게 한다. 그 결과, 온도 구배가 생성될 수 있으며, 온도 구배는, 예컨대 단지 수 μm만을 포함하며, 결과적으로 매우 국소적으로 작용할 수 있다. 이것은, 온도에 의해 초래되는 에칭 매체 및/또는 삭감율의 변화가 유리 요소의 정해진 영역 - 이 정해진 영역은, 예컨대 개별 구멍임 - 으로 국한될 수 있다는 장점을 갖는다. 따라서, 바람직하게는 개별 구멍에 있거나 그 주위에 있는 융기부가 개별적으로 형성되거나 방지되는 것이 가능하다.

- 추가적인 가능성은 유리 요소의 마운트의 가열이다. 마운트 그리고 따라서 바람직하게는 차폐 요소도 또한 가열되는 경우, 특히 마운트에 의해 차폐된 영역과 직접 접해 있는 영역에서 삭감율이 변경될 수 있다. 따라서, 고원형 융기부와 특정 구조가 형성되어야 하는 부위의 삭감율을 제어하는 것이 가능하다.

- 공간적 온도 구배의 생성을 위한 다른 가능성은 에칭 매체에서 적절한 위치에 배치될 수 있는 2개의 전극 사이에 전압 아크 또는 적어도 하나의 전압 아크를 생성하는 것이다. 이러한 전압 아크의 영역에서, 에칭 매체는 그 후 국소적으로 가열되고, 특히 움직이도록 설정된다.

삭감율은 대안으로서, 에칭 매체 내에서, 특히 중력 또는 에칭 매체의 이동방향에 대한 유리 요소의 특정 공간적 배열에 의해 형성될 수 있다. 구멍 내의 삭감율을 가속하기 위해, 예컨대 유리 요소 내의 구멍의 종방향이 에칭 매체의 이동방향에 평행하게 정렬되는 것이 가능하다. 따라서, 이 경우에 유리 요소의 표면은 에칭 매체의 이동방향에 횡방향으로 또는 수직하게 정렬된다. 이러한 정렬은 에칭 매체가 구멍을 통해 이동되는 것을 보장한다. 그 결과, 예컨대 용해된 유리로 포화된 에칭 매체가 구멍 밖으로 이송될 수 있고, 이에 따라 구멍 내에서 시간적으로 일관되게 높은 삭감율을 동시에 달성하는 것이 가능해지는데, 그 이유는 중화된 에칭 매체가 구멍 내에 남아 있지 않고, 특히 신선한 불포화 에칭 매체가 지속적으로 이용 가능하기 때문이다.

그러나, 에칭 매체가 움직이게 설정되어 있지 않으면, 예컨대 전술한 가능성들 중 어느 하나에 의해, 유리 요소의 구멍 또는 에지의 영역에서의 삭감율은 초기에 유리 요소의 표면적에 대해 더 높은 표면적의 결과로서 증가된다. 그러나, 에칭 매체가 더 빠르게 포화 또는 중화되기 때문에, 유리 요소의 표면에 대한 삭감율은 또한 구멍의 영역에서 훨씬 더 빠르게 떨어진다. 에칭 매체의 포화도가 증가함에 따라, 용해된 유리 재료로 인해 밀도도 또한 증가되고, 따라서 특히 에칭 매체의 중량도 증가된다. 중력방향으로 구멍의 종방향을 정렬하는 경우, 무거운 에칭 매체는 또한 구멍 밖으로 가라앉을 수 있다. 이것은 적어도 부분적으로 구멍 주위에서 그리고 바람직하게는 중력방향 또는 침몰방향, 또는 일반적으로 포화 에칭 매체의 이동방향으로 융기부의 발생을 초래할 수 있다. 에칭 매체의 포화는, 삭감율이 적어도 부분적으로 구멍 주위에서 그리고 바람직하게는 포화된 에칭 매체의 이동방향으로 감소되고, 그에 따라 융기부가 발생함을 의미할 수 있다.

그러나, 다른 한편으로, 침몰방향 또는 이동방향과 반대되는 측부에 증가된 삭감율이 형성될 수 있는데, 그 이유는 신선한 에칭 매체가 그 측부에 연속적으로 공급되기 때문이다. 따라서, 특히 에칭 매체 내의 유리 요소 또는 구멍의 정렬의 결과로서, 에칭 매체의 이동을 야기할 수 있을 뿐만 아니라, 바람직하게는 구멍의 영역에서 삭감율에 영향을 미치는 것이 가능하다.

따라서, 융기부 및/또는 고원형 융기부를 생성하기 위해, 포화된 에칭 매체가 유리 요소 상의 의도된 지점의 영역에 남아 있고, 특히 이송되지 않도록 하는 방식으로, 에칭 매체 내에서, 특히 에칭 매체의 이동방향과 관련하여 유리 요소를 정렬시키도록 준비된다. 이러한 목적으로, 유리 요소 또는 유리 요소의 표면(들)은, 예컨대 용기 베이스 및/또는 에칭 매체의 이동방향, 예컨대 침몰방향 또는 흐름방향에 대해 0°(평행) 내지 360°(평행), 바람직하게는 90°(직각) 내지 270°(직각)의 각도로 정렬될 수 있다. 약 180°의 각도도 또한 고려할 수 있다. 마찬가지로, 다른 각도도 유리할 수 있으며, 예컨대 특히 에칭 매체의 이동방향에 대한 유리 요소의 경사 각도는 바람직하게는 10° 내지 80°, 보다 바람직하게는 20° 내지 70°, 매우 바람직하게는 30° 내지 50°이다.

특히 구멍 영역에서 삭감율은 또한 유리 요소의 두께 및/또는 구멍의 길이에 의해 제어될 수 있다. 앞서 개술한 바와 같이, 에칭 매체는 구멍의 영역에서 더 빠르게 포화 상태가 되고/되거나, 에칭 매체의 이동은 구멍 벽의 보다 협소한 구속부에 의해 제한된다. 이들 요인들 모두는 유리 요소의 표면에서의 삭감율과 비교하여 구멍의 영역에서의 삭감율이 감소되게 한다. 따라서, 구멍의 영역 및/또는 구멍 내의 영역과 유리 요소의 표면의 영역 사이에 농도 구배가 있고, 특히 삭감율의 시간적 구배가 있다. 구멍의 길이 변화, 그리고 이에 따라 유리 요소의 두께의 변화를 통해, 이에 대응하여 구멍의 영역에서의 에칭 매체의 이동을 변경하는 것, 그리고 또한 구멍의 영역에서 에칭 매체의 농도 구배 또는 포화도를 변경하는 것도 또한 가능하다. 유리 요소의 정렬의 적절한 선택을 통해, 그리고 또한 바람직하게는 에칭 매체의 이동 및/또는 온도 구배와 같은 다른 파라메터의 적절한 선택을 통해, 리지 또는 융기부가 에지에, 예컨대 유리 요소의 일측부 상에 형성되고, 반대측에서는 리지 또는 융기부가 방지된다.

본 개시에 따른 유리 요소는 미세유체 셀, 압력 센서 및 카메라 이미징 모듈의 전기 광학 소자를 밀폐식으로 패키징하기 위한 구성요소의 생산을 포함하는 어플리케이션을 위해 사용될 수 있다.

본 발명은 아래에서 첨부도면을 참고하여 보다 정확히 상술된다. 도면에서, 동일한 참조부호는 각 경우에 동일하거나 대응하는 요소를 지칭한다.

도 1은 레이저로 유리 요소에 손상 부위를 형성하는 것에 관한 개략도이며,
도 2는 다수의 손상 부위를 갖는 유리 요소의 개략도이고,
도 3은 유리 요소에 대한 에칭 절차에 관한 개략도이며,
도 4는 후기 에칭 상태에서의 유리 요소의 개략도이고,
도 5는 상이한 조건 하에서의 에칭 후의 유리 요소 표면의 평균 거칠기값의 다이어그램이며,
도 6은 유리 농도에 따른 삭감율에 대한 측정 데이터의 다이어그램이고,
도 7은 에칭 매체의 온도와 구멍의 정렬 및 형상에 따른 융기부 높이의 측정 결과를 보여주며,
도 8은 이동하는 에칭 매체에 의한 용기에서의 다수의 유리 요소에 대한 에칭 절차에 관한 개략도이고,
도 9는 에칭 매체의 이동에 따른 융기부 높이의 다이어그램이며,
도 10은 비대칭 융기부 및 융기부의 높이 프로파일과 함께 유리 요소를 보여주는 부감도이고,
도 11은 비대칭 융기부 및 융기부의 2개의 높이 프로파일과 함께 유리 요소를 보여주는 부감도이며,
도 12는 대칭 융기부 및 융기부의 높이 프로파일과 함께 유리 요소를 보여주는 부감도이고,
도 13은 유리 요소 표면 상의 융기부의 표면 측정 결과를 보여주며,
도 14는 상하로 배열된 2개의 유리 요소를 보여준다.

도 1은 제1 표면(2) 및 제2 표면(3)과, 또한 두께(D)를 갖는 유리 요소(1)를 개략적으로 보여준다. 여기에서, 제1 표면(2)은 제2 표면(3)과 대향하게, 특히 바람직하게는 평면 평행하게 배치된다. 유리 요소(1)는 또한 종방향(L) 및 횡방향(Q)으로 연장된다. 유리 요소(1)는 바람직하게는 적어도 하나의 측부 페이스(4)를 갖고, 이 측부 페이스는 이상적으로 유리 요소(1)를 둘러싸며, 유리 요소(1)의 두께(D)에 상응하는 높이를 갖는다. 여기서, 이상적으로 유리 요소(1)의 두께(D)와 측부 페이스(4)의 높이는 종방향(L)으로 연장된다. 제1 표면(2) 및 제2 표면(3)은 또한 횡방향으로 연장될 수 있다.

제1 방법 단계에서, 레이저(101), 바람직하게는 초단 펄스 레이저(101)는 유리 요소(1)의 체적에 손상 부위, 보다 구체적으로 채널(15), 또는 채널형 손상 부위(15)를 생성한다. 이를 위해, 렌즈 또는 렌즈 시스템과 같은 집속 광학 시스템(102)은 레이저 빔(100)을 집속하고, 레이저 빔(100)을 유리 요소(1)의 표면(2, 3), 바람직하게는 제1 표면(2) 상으로 안내한다. 상기 집속의 결과로서, 보다 구체적으로는 유리 요소(1)의 체적 내 영역으로의 레이저 빔(100)의 드로운아웃 집속(drawn-out focusing)의 결과로서, 조사되는 레이저 빔(100) 에너지는 결과적으로, 예컨대 채널(15)을 형성하기 위해, 펄스 패키지의 형태로, 예컨대 복수의 레이저 펄스들에 의해 손상 부위를 확장하는 필라멘트형 손상 부위가 형성되는 것을 보장한다.

바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이 다수의 채널(15)이 추가 단계에서 형성되고, 복수의 채널(15)이 천공부를 형성하도록 이상적으로 서로 나란히 배열되며, 이러한 천공부 또는 이러한 복수의 채널은 구조(16)의 아웃라인을 형성한다. 최상의 경우, 이러한 방식으로 형성된 구조(16)는 형성할 구멍의 형상에 대응한다. 즉, 채널(15)들의 거리 및 개수는, 생성할 구멍의 아웃라인이 형성되도록 선택된다.

추가의 단계가 도 3에 도시되어 있다. 유리 요소(1)는 탈착식으로 마운트(50) 상에 배치된다. 여기에서, 유리 요소(1)는 단순히 마운트(50) 상에 놓일 수도 있고, 마운트에 고정되거나 고정되었을 수 있다. 바람직하게는, 마운트(50)의 특정 영역은 유리 요소(1)의 정해진 영역을 커버하거나 차폐하는 기능을 한다. 그러나, 이러한 목적은 또한, 예컨대 하나 이상의 폴리머층이나 성형 요소와 같은 다른 요소에 의해 달성될 수도 있다. 마운트에 의해, 폴리머층(들)에 의해, 및/또는 성형 요소에 의해 커버되는 영역은 바람직하게는 유리 요소(1)의 표면(2, 3) 상에 생성될 융기된 구조를 위한 마스크로서 기능한다. 그러나, 마찬가지로 유리 요소의 표면에 융기된 구조를 방지하고, 적어도 하나의 특히 평탄한 또는 평면형 표면을 형성하기 위해, 제1 및/또는 제2 표면(2, 3)을 완전히 차폐하는 것도 또한 고려할 수 있다. 물론, 레이저(101)가 채용되기 전에 이러한 영역들을 커버하는 것도 또한 가능하다. 커버된 영역은 추가로, 후속 단계에서 유리 요소(1)가 노출되는 에칭 매체에 대해 차폐부로서 작용하도록 의도된다.

이를 위해, 유리 요소(1)는 마운트(50)에 의해 유지되며, 보다 구체적으로 에칭 매체(200), 바람직하게는 용기(202)에 배치되는 에칭 용액에 침지된다. 이상적으로, 이를 위한 용기(202)는 실질적으로 에칭 매체(200)에 대해 내성이 있는 재료로 구성된다. 용기는 바람직하게는, 특정 이온이나 분자와 같은 특정 요소나 물질을 에칭 매체(200)로 방출할 수 있는 재료로 구성된다. 최상의 경우, 용기(202)에 의해 방출되는 물질은, 유리 요소 재료의 삭감율을 가속 또는 감속시키는 방식으로 에칭 매체(200)의 에칭 능력을 변경한다.

사용되는 에칭 매체(200)는 바람직하게는 산성 또는 알칼리성 용액이며, 보다 구체적으로는 알칼리성 용액, 예컨대 KOH이다. 최상의 경우, 에칭 용액의 에칭 능력은 용기(202)의 재료에 의해, 그리고 가능하게는 에칭 용액에 첨가된 첨가제에 의해서도 또한 영향을 받는다. 에칭 매체(200)에 대한 유리 요소의 노출은 유리 요소의 재료가 삭감되게 하여, 다수의 인자들에 의해 영향을 받을 수 있는 삭감(70) 그리고 또한 삭감율을 형성한다.

제1 인자는 유리 요소(1)가 에칭되는 온도이다. 에칭 절차는 바람직하게는 60 ℃ 내지 130°의 온도, 이상적으로는 약 100 ℃에서 수행되며, 이는 바람직하게는 열원에 대해 보다 저온인 용기 벽에 의해 온도 구배를 생성한다.

추가로, 삭감율은 바람직하게는 에칭 매체(200)를 움직이도록 설정하는 것에 의해 보다 구체적으로 가속된다. 예컨대, 하나 이상의 교반 유닛(60)이 이러한 목적으로 채용될 수 있다. 기계적으로 또는 전자적으로 구동되는 교반 유닛(60), 예컨대 교반 바, 또는 자기장을 통해 제어되는 다른 자기 교반기를 사용하는 것을 고려할 수 있다. 최상의 경우, 교반 유닛(60)은 회전 이동을 수행하고, 이에 의해 에칭 매체가 이동하도록 하는 방식으로 작동된다.

추가의 실시예에서, 용기(202)는, 예컨대 적어도 하나의 분할 벽에 의해 다수의 영역으로 세분될 수 있다. 이 경우, 바람직하게는 용기(202)를 2개의 영역으로 세분하는 분할벽(51)이 활용된다. 제1 영역에는, 예컨대 하나 이상의 교반 유닛(60)이 배치될 수 있고, 제2 영역에는 바람직하게는 하나 이상의 유리 요소(1)가 배치된다. 이 경우, 분할벽(51)은 바람직하게는 하나 이상의 통로를 갖고, 이 통로는 해당 통로를 통한 에칭 매체(200)의 교환을 가능하게 하는 방식으로 제1 영역을 제2 영역에 연결한다. 에칭 매체(200)는 이러한 수단에 의해 목표로 하는 방식으로 움직이도록 설정될 수 있고, 보다 구체적으로, 이 수단에 의해 에칭 매체(200)의 정해진 유동방향을 실현 또는 제어하는 것이 가능하다.

도 4는 시간적으로 후기 시점에서의 도 3의 에칭 절차를 개략적으로 보여준다. 또한, 도 4에 도시된 에칭 절차 동안, 교반 유닛(60)이 사용되지 않았고, 이에 따라 에칭 매체(200)가 움직이게 설정되지 않았다. 그 결과, 에칭 매체(200)가 삭감율이 증가된 영역에서 더 빠르게 중화될 수 있었고, 이는 에칭 매체(200)가 이러한 영역에서 소비된다는 것을 의미한다. 이러한 종류의 소모된 에칭 매체(201)가 제1 표면(2) 및 제2 표면(3)의 영역에서 도 4에 도시되어 있다. 전체적으로, 재료는 유지 요소(50)에 의해 차폐되지 않은 영역에서 제거되었다. 이것은 본질적으로 채널에 관한 것이지만, 또한 제1 표면(2) 및/또는 제2 표면(3)의 특정 영역에 관한 것일 수도 있다. 이 절차에서, 다수의 채널의 채널 벽은 바람직하게는 2개 이상의 채널이 합쳐져 구멍(10)을 생성하도록 삭감되었다.

도 4의 예에, 에칭이 융기 구조를 형성한 유리 요소(1)가 도시되어 있으며, 즉 융기 구조를 갖는 유리 요소(1)가 도시되어 있다. 이 융기 구조는 한편으로는 마운트(50)에 의한 차폐의 결과로서, 특히 유리 요소(1)의 가장자리 영역에 형성된 고원형 융기부(30)에 의해 형성되고, 다른 한편으로 융기 구조는 바람직하게는 구멍(10) 주위에서 전개되는 융기부(20)에 의해 형성된다. 이들 융기부(20)는 서로 예각인 내측 페이스(20)와 외측 페이스(22)를 갖는다. 추가적으로, 구멍(10)은, 바람직하게는 구멍 내측 페이스(12)가 적어도 2개의 공간방향으로 구멍(10)을 완전히 둘러싸도록 하는 방식으로 정해진 구멍 내측 페이스(12)를 갖는다. 여기에서, 구멍(10)은 종방향(L) 및 횡방향(Q)으로 연장될 수 있고, 특히 종방향(L)을 따라 그리고 제1 표면(2) 및/또는 제2 표면(3)까지 횡방향으로 연장되는 길이를 형성한다. 구멍(10)의 길이 및 융기부의 높이(H2)는 유리 요소(1)의 두께(D)에 공동으로 대응하는 것이 가능하다. 그러나, 마찬가지로 구멍(10)의 길이가 두께(D)에 대응하는 것도 가능하다. 또한, 구멍(10)은 특히 구멍 내측 페이스(12)의 영역에서 돔형 만입부를 갖는 에지(40)를 형성한다.

고원형 융기부(30)는 유리 요소(1)의 제1 표면(2) 및/또는 제2 표면(3)에 대해 둔각으로 배열된 플랭크(31)를 가질 수 있고, 이 경우에 고원형 융기부(30)의 형상 또는 평탄역(plateau)은 마운트(50)의 형상에 이상적으로 대응하고, 이 형상은 차폐 영역의 형상에 차례로 대응한다. 여기에서, 고원형 융기부(30)의 높이(H1)는 유리 요소(1)의 두께(D)보다 작을 수 있고, 바람직하게는 두께(D)와 평행하게 연장될 수 있다

도 5는 상이한 에칭 조건 하에서, y축 상의 유리 요소(1)의 표면의 측정된 평균 거칠기값(Ra)을, x축 상의 삭감(제거)의 함수로서 도시한다. 각각의 에칭 조건은 상이한 측정 결과에 의해 제시된다.

- 비어 있는 흑색 링으로 표현된 측정 결과는, 에칭 매체(200)가 적어도 하나의 교반 유닛(60)에 의해 움직이도록 설정된 에칭 절차를 나타낸다. 또한, 바람직하게는 금속성 재료를 포함하는 용기(202)가 사용되었다.

- 중실 흑색 원으로 표현된 측정 결과는, 유리 요소(1)가 에칭 매체(200)로부터 적어도 부분적으로, 그리고 바람직하게는 폴리머층, 특히 퍼플루오로알콕시 폴리머에 의해 차폐된 에칭 절차를 나타낸다. 또한, 에칭 매체(200)는 능동적으로 움직이게 설정되지 않았다.

- 패터닝된 흑색 링으로서 표현된 측정 결과는, 유리 요소(1)가 에칭 매체(200)로부터 적어도 부분적으로, 그리고 바람직하게는 폴리머층, 특히 퍼플루오로알콕시 폴리머에 의해 차폐된 에칭 절차를 나타낸다. 또한, 바람직하게는 금속성 재료를 포함하는 용기(202)가 사용되고, 에칭 매체(200)는 움직이도록 설정되지 않았다.

이들 결과를 고려하면, 에칭 매체(200)가 움직이도록 설정되는 에칭 절차 후에 유리 요소(1)의 표면(2, 3)은 특히 낮은 평균 거칠기값을 갖는 것을 알 수 있다. 이러한 평균 거칠기값은 바람직하게는 2 nm 내지 10 nm이고, 따라서 유리 요소(1)는 특히 매끄러운 표면(2, 3)을 가지며, 에칭 매체(200)의 이동은 바람직하게는 매우 낮은 평균 거칠기값으로 이어진다. 또한, 이들 조건 하에서, 재료 삭감은 10 μm 미만으로 매우 낮고, 낮은 평균 거칠기값을 형성하기 위해 낮은 삭감만이 필요하다는 것을 알 수 있다.

또한, 에칭 매체에 대한 차폐의 사용은 훨씬 더 높은 평균 거칠기값을 초래하고, 이에 따라 유리 요소의 표면(2, 3)이 훨씬 더 거칠거나 및/또는 매트해질 수 있다. 다시 말하면, 에칭 매체(200)의 이동 없이 에칭 절차를 수행한 후, 유리 요소(1)는 에칭 매체(200)의 이동에 의한 에칭 절차를 수행한 후보다 상당히 거친 표면을 갖는다. 이동하는 에칭 매체(200)에 의한 에칭 절차 후의 평균 거칠기값은 바람직하게는 약 5 nm 내지 130 nm이다. 또한, 결과로부터 보다 높은 평균 거칠기값을 갖는 표면(2, 3), 즉 거칠거나 및/또는 특히 매트한 표면(2, 3)을 형성하기 위해 훨씬 더 높은 삭감이 필요하다는 것이 명백하다. 이러한 경우에서의 삭감은 바람직하게는 15 μm보다 높다.

에칭 매체(200)의 이동이 있는 그리고 에칭 매체(200)의 이동 없는 여러 경우에, 금속성 재료를 갖는 용기(202)가 사용되었기 때문에, 이는 표면(2, 3)의 거칠기에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 보인다.

도 6은 3개의 상이한 유리, 즉 유리 A, 유리 B 및 유리 C에 있어서의 구멍의 영역에서 에칭 매체(200)에서의 유리 농도(g/리터)의 함수로서 삭감율(μm/h의 R e)에 대한 측정 데이터를 보여준다. 다이어그램은 삭감 또는 에칭 동안에 삭감 구배가 발달한 것을 예시한다. 특히 유리 A 및 유리 C의 경우, 삭감율은 시작 시에 우선 온건하게 그리고 그 후에 강하게 증가하며, 에칭 매체(200)에서의 유리 농도의 증가가 수반된다. 따라서, 특정 농도값에 도달하는 즉시, 에칭 매체는 특정 포화에 도달하고, 3개의 유리 모두에 있어서 삭감율이 떨어진다.

특히 유리 C의 경우, 포화에 도달한 후, 삭감율이 대략 일관되게 낮은 값으로 떨어진다는 것이 명백하다. 이것은, 구멍(10)의 영역에서 에칭 매체(200)에서의 유리 농도의 초기 급격한 증가와, 높은 유리 농도가 나중에 구멍(10)의 영역에 남아 있거나, 또는 멀리 이송되지 않는 에칭 매체(200)에 의해 설명될 수 있다. 이것은 아마도 유리 농도가 낮은 에칭 매체(200)의 밀도와 비교 가능한 유리 농후 에칭 매체(200)의 밀도에 기인할 것이다. 그 결과, 구멍(10)의 영역에서 에칭 매체(200)의 이동이 거의 없거나 전혀 없으며, 따라서 높은 유리 농도를 갖는 에칭 매체(200)는 멀리 이송되지 않는다. 따라서, 에칭 매체의 유리 농도는 유리 요소의 표면(2, 3)에서보다 구멍의 영역에서 더 높다.

유리 B와 유리 C의 상황은 상이하다. 삭감율이 높은 값에 도달하고, 유리 농도가 상승함에 따라 초기에 다시 감소할 때, 낮은 값에 도달함에 따라 또 다시 삭감율의 증가가 있다. 이는 유리 B와 유리 C가 낮은 유리 농도를 갖는 에칭 매체(200)보다 높은 밀도를 가지며, 따라서 더 무거워진 경우의 유리 농후 에칭 매체(200)에 의해 설명될 수 있다. 따라서, 높은 유리 농도를 갖는 에칭 매체(200)는 (용기 베이스에 평행한 유리 요소의 표면의 정렬의 경우) 구멍(10)의 영역 밖으로 침몰되어, 새로운 에칭 매체(200)가 구멍의 영역 내로 다시 진입할 수 있게 한다. 그 후, 새로운 에칭 매체는 또한 증가된 삭감율을 다시 허용하며, 이 삭감율은 에칭 매체(200)의 유리 농도가 다시 임계값에 도달하자마자 한 번 더 떨어진다. 전체적으로, 이 효과는, 예컨대 에칭 매체(200)에서의 대응하는 유리 요소(1)의 정렬에 의해, 또는 정해진 방향으로의 에칭 매체(200)의 이동에 의해 삭감율의 타겟 제어 및 삭감율의 원하는 구배의 형성을 위해 활용될 수 있다. 따라서, 이러한 방식으로, 바람직하게는 융기부(20)가 감소된 삭감율로 인해 형성되는, 높은 유리 농도를 갖는 영역이 타겟 방식으로 생성될 수 있다.

즉, 에칭 매체(200)의 정해진 유리 농도에 의해 타겟 방식으로 제어되는 높이(H2) 및/또는 형상을 지닌 융기부(20)의 형성, 그리고 이에 따라 삭감율이 제어될 수 있으며, 이 제어는 보다 구체적으로 국소적이다.

일반적으로, 제시된 측정 결과에 대한 제한 없이, 융기부, 특히 융기부(20)의 높이(H1, H2) 및/또는 형상은 이에 따라 작동 파라메터, 예컨대 삭감율, 에칭 매체(200)의 조성, 보다 구체적으로, 에칭 매체(200)의 유리 농도, 에칭 매체(200)의 이동, 그리고 바람직하게는 정해진 유동방향, 에칭 절차의 지속 시간 및/또는 에칭 매체(200)의 온도에 의해 인가적으로 영향을 받을 수 있다.

도 7은 이와 관련하여 삭감율에 대한 온도의 영향을 도시한다. 에칭 매체(200)의 온도 및 구멍(10)의 형상에 따른 융기부(20)의 높이(H2)에 대한 측정 결과가 도시되어 있다. 따라서, 상이한 형상들이 x축 아래에 입력된다. 이 경우에 에칭 매체(200)의 이동방향은 제1 및 제2 표면(2, 3)에 평행하게 정렬되었다. 에칭 매체(200)가, 예컨대 125 ℃의 온도를 갖는 경우, 80 ℃의 온도를 갖는 에칭 매체와 비교하여, 융기부(20)는 구멍(10)의 모든 형상 및/또는 구조에 대해 보다 두드러진다는 것을 알 수 있다 따라서, 도시한 예시적인 구조에 대한 제한 없이, 융기부(20)의 높이(H2)는, 보다 구체적으로 적어도 부분적으로 구멍(10) 주위에서, 에칭 매체의 온도를 조정하는 것에 의해 인가적으로 제어될 수 있다.

높은 온도에서 삭감율이 증가하기 때문에, 보다 많은 물질도 또한 용해된다. 이 결과, 에칭 매체(200)는 삭감이 높은 영역, 보다 구체적으로는 구멍(10) 주위에서 더 빠르게 포화되고, 그 결과 이 영역에서는 삭감율이 급속하게 떨어진다. 따라서, 일반적으로 융기부(20)의 높이(H2)는 삭감 또는 삭감율에 따라 스케일링된다. 삭감이 높을수록, 융기부(20)의 높이(H2)가 더 높아진다. 그러나, 예컨대 제1 및 제2 표면(2, 3)의 영역에서와 같이, 구멍(10)이 없는 영역에서의 삭감 속도는 구멍(10) 주위의 영역에서보다 실질적으로 더 높게 유지된다. 즉, 삭감율은 유리 요소(1)의 하나의 영역에서, 예컨대 적어도 부분적으로 구멍(10) 주위에서, 다른 영역에서보다 더 높은 삭감율이 되도록 조정될 수 있다.

특히 에칭 매체(200) 및/또는 마운트(50)의 확립된 이동에 따라, 융기부(20)는, 특히 구멍(10) 주위에서 비대칭 형상을 가질 수 있거나 비대칭으로 성형될 수 있다. 그러나, 추가적인 실시예에서, 융기부(20)는 또한, 특히 구멍(10) 주위에서 대칭 형상을 가질 수 있고/대칭으로 성형될 수 있다. 이 경우, 구멍(10) 자체는 또한 종방향(L)에 평행한 회전축에 대해 대칭이다. 본 발명의 견지에서 “대칭”은, 융기부(20)가 보다 구체적으로 구멍 주위에서 실질적으로 단일 높이 및/또는 단일 형상, 예컨대 기울기를 갖는 것으로 이해된다. 따라서, 이러한 의미에서 비대칭은, 융기부(20)가 특히 구멍 주위에서 적어도 부분적으로 상이한 높이 및/또는 기울기를 갖는다는 것을 의미한다.

도 7로부터, 추가적인 효과를 판독하는 것도 가능하다. 특히, 긴 형태의 구멍의 경우, 높이 편차의 크기는 이동방향에 대한 배향에 좌우된다. 예컨대, 긴 형상의 경우에 에칭 배스가 종방향을 가로질러 흐를 때(좌측으로부터의 제3 측정값), 높이 편차는 종방향으로 배스가 흐를 때보다 훨씬 낮다(좌측으로부터의 6번째 측정값). 이에 대한 이유는 구멍을 횡단하기 위해 에칭 매체의 액체에 의해 요구되는 시간인 것으로 생각된다. 좌측으로부터 3번째 측정값의 경우, 시간은 좌측으로부터의 6번째 측정값의 경우보다 훨씬 짧다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따르면, 원하는 높이 편차는 일반적으로, 에칭 매체가 구멍 위로 그리고/또는 이동방향 또는 흐름방향에 대해 구멍의 배향을 통해 유동하는 시간을 조정하는 것에 의해 형성될 수 있다.

도 8은 추가적인 실시예를 개략적으로 나타낸다. 제시된 예에 대한 제한 없이, 에칭 매체(200)의 흐름방향은 분할된 용기(202)에 의해 강제될 수 있다. 이 예에서, 에칭 매체(200)는, 예컨대 추진기 또는 자기 교반기와 같은 교반 유닛(60)에 의해 움직이도록 설정된다. 여기에서, 교반 유닛(60)을 갖는 영역은 보다 구체적으로 마운트(50)에서, 예컨대 유리 요소(1) 또는 바람직하게는 2개 이상의 유리 요소(1)가 배열되는 제2 영역으로부터 공간적으로 그리고 적어도 부분적으로 분할벽(51)에 의해 분리될 수 있다. 도 8에 도시한 예에서, 제2 영역에는 복수의 마운트가 마련되고, 보다 구체적으로는 2개의 마운트(50)가 각각 다수의 유리 요소(1)를 갖도록 배치되어 있다. 분할벽(51)은 바람직하게는 하나 이상의 통로를 갖고, 이 통로는 해당 통로를 통한 에칭 매체(200)의 교환을 가능하게 하는 방식으로 제1 영역을 제2 영역에 연결한다. 이러한 방식으로, 제2 영역에서의 에칭 매체(200)의 이동 또는 순환, 보다 구체적으로 대류가 달성될 수 있고, 대류는 점선으로 표시된다. 마운트는 바람직하게는, 에칭 매체 내의 유리 요소(1)가 이동 가능하도록, 동작하게 설정될 수 있는 방식으로 구현된다. 이를 위해, 도 8은 마운트(50) 또는 유리 요소(1)의 2개의 가능한 이동(B1, B2)을 보여준다. B1은, 예컨대 유리 요소(1) 또는 마운트(50)의 상하 이동을 나타낸다. 따라서, 용기 베이스에 대해, 유리 요소(1)는, 예컨대 일정한 주파수 및/또는 일정한 거리로, 보다 구체적으로 일정한 사이클에서 상하로 이동될 수 있다. 여기에서의 상하 이동 거리는 유리 요소(1)들의 길이, 이들의 정렬, 및 용기(202)에 따라 원하는 대로 변화될 수 있다. 따라서, 일반적으로 유리 요소(1)는 적어도 하나의 반대방향을 갖는 경로를 따라 에칭 매체에서 이동될 수 있다.

유리 요소(1) 또는 마운트(50)의 이동의 다른 형태는 회전 운동(B2)으로 제시된다. 따라서, 마운트(50)는 또한 유리 요소(1)가 적어도 하나의 축을 중심으로 회전되거나 회전 가능하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 유리 요소(1)는 또한 제2 축을 중심으로 회전 가능하거나 회전될 수 있으며, 제2 축은 바람직하게는 제1 축에 수직하게 배치된다.

일반적으로, 일실시예에 따르면, 홀더는 전체적으로 그 자체의 축을 중심으로 회전하지 않고 일반적으로 폐쇄된 - 예컨대 직사각형/다각형/타원형 - 경로 상에서 이동될 수 있다. 그 결과, 이러한 유형의 폐쇄 경로의 경우에도, 회전의 결과로서 유리 요소 상의 에칭 매체의 국소적으로 상이한 유동 공격율을 방지하는 것이 가능하다. 일반적으로, 그 후, 유리 요소(1)가 에칭 매체에서 하나 이상의 공간방향 또는 이들의 조합으로 회전 없이 이동되는 것이 유리할 수 있다.

특히, 유리 요소(1)의 이동과 에칭 매체(200)의 이동 간의 조합으로, 융기된 구조나 융기부(20) 또는 융기부(20)들은 대칭 또는 비대칭으로 성형될 수 있다. 대칭 융기부(20)는, 예컨대 에칭 매체(200)의 이동방향에 대해 횡방향으로, 보다 구체적으로는 수직하게 배치된 축을 중심으로 유리 요소(1)를 회전시키는 것에 의해 달성될 수 있다. 유리 요소(1)는 바람직하게는 제1 및/또는 제2 표면(2, 3)에 수직하게 정렬되는 축을 중심으로 회전될 수 있다. 대칭 구조 또는 융기부(20)의 구성에 대한 추가적인 가능성은, 바람직하게는 에칭 매체(200)가 이동되지 않는 상태에 있어서 유리 요소(1)의 상하 이동이다. 이동되지 않거나 또는 불균일하게 이동된 에칭 매체(200)의 경우, 대칭 융기부(20)를 형성하기 위해, 유리 요소(1)는 바람직하게는 서로 수직한 2개의 축들을 중심으로 회전된다.

반대로, 에칭 매체(200) 및/또는 유리 농후 에칭 매체(200)가 움직이는 경우 비대칭 구조 또는 융기부(20)가 생성될 수 있다. 이 경우, 유리 농후 에칭 매체(200)가 국소적으로 감소된 삭감율을 초래하기 때문에, 융기부(20)는 바람직하게는 에칭 매체(200)의 이동방향 또는 침몰방향으로 발달된다.

에칭 매체에서의 유리 요소(1)의 정렬에 의해 추가적인 제어 파라미터가 형성된다. 도 8에 도시한 바와 같이, 유리 요소(1) 또는 2개 이상의 유리 요소(1)는 용기 베이스에 대해 바람직하게는 수직방향으로, 횡방향으로 또는 수직하게 정렬될 수 있다. 따라서, 특히 적어도 하나의 융기부(20)의 형성 및/또는 형상을 제어하기 위해, 에칭 매체의 이동방향에 대해 유리 요소(1)를 정렬시키는 것이 가능하다. 우측 마운트(50)에서, 예컨대 유리 요소(1)는 용기 베이스 및/또는 에칭 매체(200)의 이동방향에 대해 경사지게 정렬된다. 이들 수단에 의해, 바람직하게는 예컨대 유리 요소(1)의 특정 에지에서 에칭 매체(200)의 와류을 생성하는 것이 가능하다. 이러한 경우, 가속된 삭감율이 유리 농후 에칭 매체(200)의 급속 이송을 통해, 특히 국소적으로 실현될 수도 있다.

에칭 매체의 유동방향에 대한 기판의 기울기는 일반적으로 2개 측부 간의 유동 조건/유동 속도를 변경한다.

이 경우, 제1 및/또는 제2 표면(2, 3)에 대해, 바람직하게는 적어도 부분적으로 구멍(10) 주위에 만입부가 형성될 수 있다.

추가적인 실시예에서, 유리 요소(1)는 용기 베이스에 실질적으로 평행하게 또는 바람직하게는 수평으로 정렬될 수 있다. 이 경우, 유리 농후 에칭 매체(200)는 구멍(10)을 통해 침투할 있고, 특히 구멍 주위에 균일하게 분배될 수 있으며, 이에 따라 용기 베이스 반대편에 배치된 표면(2, 3)에서 대칭 융기부(20)가 형성될 수 있게 한다. 이와는 대조적으로, 용기 베이스로부터 멀어지는 방향을 향하는 표면(2, 3)에, 융기부(20)를 전혀 형성하지 않거나, 적어도 보다 낮은 높이(H2)를 갖는 융기부(20)를 형성하는 것이 가능하다. 예컨대, 제1 표면(2)은 용기 베이스에 면하고, 이 경우에 제1 표면(2) 상에 융기부(20)가 형성된다. 제1 표면 반대측에 놓인 제2 표면(3)에는 반대로, 보다 낮은 높이(H2)를 갖는 융기부(20)가 형성된다.

도 9는 이와 관련하여 에칭 매체(200)의 이동에 따른 융기부(20) 높이 - 이 높이는 μm³ 단위의 체적으로 나타냄 - 의 관계를 다이어그램으로 보여준다. 상이한 범위로 이동하는 에칭 매체(200)에 의해 에칭된 5개의 샘플 또는 유리 요소(1)가 제시된다. 여기에서 에칭 매체는, 자기 교반기 또는 교반 플리(stirring flea) 사용하여, 120회의 분당 회전수의 중간 또는 정상 순환(측정값 "M"), 50회의 분당 회전수(측정값 "LS")의 낮은 교반 운동(측정값 "Ls"), 그리고 400회의 분당 회전수의 강한 교반 운동(반복 측정, 측정 값 "Hs1", "Hs2", "Hs3")에 의해 움직이도록 설정되었다. 강한 교반 운동(Hs)으로 에칭된 3개의 유리 요소(1)는 적은 체적의 융기부(20), 즉, 특히 보다 약한 교반 운동으로 에칭된 유리 요소(1)보다 낮은 높이(H2)를 갖는 융기부(20)를 나타내는 것이 명백하다. 따라서, 에칭 매체(200)의 강한 순환에 의해, 융기부(20)의 높이(H2)를 감소시키는 것이 가능하다. 반대로, 에칭 매체(200)가 단지 약하게 움직이도록 설정되거나 전혀 움직이지 않도록 설정되는 경우, 융기부(20)는 높아질 수 있다.

위에서 설명된 기술에 의해 생성된 유리 요소(1)의 일례가 도 10에 도시되어 있다. 여기에 도시한 구멍 주위의 기판 표면의 측정 데이터/토포그래피는 백색광 간섭계를 사용하여 픽셀 단위로 기록되었고, 평가 결과는 그레이스케일 이미지(도 10의 상단 절반)로 표시되었다. 유리 요소는 비대칭 구조 또는 융기부(20)를 갖는다. 도 10의 상부에서, 유리 요소(1)는 부감도로 제시되며, 유리 요소(1)는 특히 도시한 상세에서 바람직하게는 직경이 약 800 μm인 구멍(10)을 갖는다. 비대칭 구조 또는 융기부(20)의 높이값은 명시된 바와 같이, 우측 가장자리에서의 그레이스케일 값에 의해 추정 및/또는 판독될 수 있는 그레이값으로서 표현된다. 따라서, 비대칭 구조의 형상 또는 융기부(20)의 형상은, 특히 구멍(10) 주위에서, 연회색 값, 또는 실질적으로 하얀색으로 표현된 영역으로부터 명확하게 나타난다.

이미지에는 추가적으로 라인 Y-Z가 표시된다. 데이터로부터 계산되고 보간된 이 라인을 따른 높이 프로파일이 이미지 아래의 그래프에 표시된다. 이 라인 Y-Z는 구멍(10) 위에 횡방향으로 배치되었다. 데이터로부터 계산되고 이 라인 Y-Z를 따라 보간된 높이 프로파일은 이미지 아래의 그래프에 표시된다. 도 10의 저부에 도시한 융기부(20)의 높이 프로파일 또는 토포그래피로부터, 융기부(20)의 비대칭 특징을 쉽게 파악할 수 있다. 약 800 μm 내지 약 1600 μm의 누락된 값들은 구멍(10)을 나타낸다. 라인 스캔의 후방 영역에서, 보다 구체적으로는 1600 μm 내지 2200 μm의 섹션에서, 융기부(20)는 200 μm 내지 800 μm의 전방 섹션에서보다 훨씬 더 강하게 두드러지거나, 또는 더 높은 값을 갖는다는 것이 명백하다.

도 10의 표시 형태와 유사하게, 도 11에 추가적인 실시예가 도시되어 있다. 이 경우, 백색광 간섭계에 의해 포착된 토포그래피는 2개의 높이 프로파일을 사용하여 예시되었다. 여기에서, 슬라이스 1로 표시된 제1 높이 프로파일은 슬라이스 2로 지칭되는 제2 높이 프로파일에 대해 실질적으로 횡방향으로 형성되었다. 이 예에서도 또한, 유리 요소(1)는 융기부(20)로서 또는 함몰부로서 구성될 수 있는 비대칭 구조를 갖는다. 도 11의 하부 영역의 높이 프로파일로부터, 기본적으로 구멍(10)의 방향으로 기울기가 증가하는 경우, 제1 라인 스캔의 영역 내의 구조가 먼저 함몰부를 형성하고, 구멍(10)으로부터의 거리가 낮아짐에 따라, 융기부(20)로 변화되는 것이 명백하며, 이에 따라 특히 구멍(10)의 각 측면 또는 적어도 부분적으로 구멍(10) 주위에 국소 최소값이 형성된다. 제2 라인 스캔으로부터, 구조의 강한 비대칭 특징은, 스캔의 전방 섹션에 있는 구조에 의해 최대 약 420 μm의 함몰부로서 구성되고, 특히 전방 섹션 반대측에서는 약 1300 μm를 넘는 융기부(20)로서 구성됨이 매우 용이하게 명백하다.

도 12는 유리 요소(1)의 추가적인 실시예를 도시한다. 유리 요소(1)는 실질적으로 대칭 구조, 또는 융기부(20)의 대칭 특징을 갖는다. 도시한 도면에서, 융기부(20)는 구멍(10) 주위에 배열된다. 이 예에서의 구멍(10)은, 이미지의 하부 가장가리로 갈수록 감소하는 폭을 갖도록, 바람직하게는 구멍(10)이 피크로서 형성되도록 하는 방식으로 성형된다. 융기부(20)의 높이는 광 음영으로부터 명백하고, 또한 표현되는 라인 스캔 Y-Z의 높이 프로파일로부터 보이는 바와 같이 구멍의 방향으로 증가한다. 그러나, 도시된 이미지 상세는 작으며, 따라서 라인 스캔은 융기부(20)의 일부만을 포착하며, 보다 구체적으로는 유리 요소(1)의 토포그래피를 포착한다.

도 13은 유리 요소(1)의 표면(2, 3)의 토포그래피 측정을 보여준다. 여기서, 우측부의 바는 표면(2, 3)에 대한 융기부(20)의 편차 또는 높이(H2)를 나타낸다. 이러한 융기부(20)는 구멍(10) 주위에 배열된 것을 명확하게 볼 수 있고, 융기부(20)의 외측 페이스(22)는 유리 요소(1)의 표면(2, 3)에 대해 둔각을 이루는 것이 바람직하다. 또한, 융기부의 내측 페이스(21)는 이상적으로 외측 페이스(22)와 예각을 형성한다. 이 예에서, 융기부(20)의 외측 페이스(22)는 유리 요소(1)의 표면(2, 3)으로 매끄럽게 천이된다. 이는, 융기부(20)의 외측 페이스(22)와 유리 요소의 표면(2, 3) 사이에 눈에 띄게 명확하게 이루어지는 전이가 없다는 것을 의미한다. 또한, 도 6의 예는 다수의 융기부(20)가 함께 표면(2, 3) 상에 융기 구조를 형성하고, 상기 구조는 여기에서 보다 구체적으로는 4개의 융기부(20) 사이 또는 다수의 구멍(10) 사이에서의 횡단 구조로서 구성된다는 것을 보여준다.

도 14에는 표면(2, 3) 개질 방법에 의해 제조되고 유리 플레이트 상에 배치된 유리 요소(1)가 도시되어 있다. 본 방법에 의해 형성된 유리 요소(1)의 구멍(10) 주위에 융기부(20)가 있다. 융기부(20)의 결과로서, 융기부(20) 주위에서, 유리 요소(1)와 유리 플레이트 사이에 변경된 거리가 형성되거나, 또는 유리 플레이트와 유리 요소(1) 사이에 유체층의 변경된 두께가 존재한다. 이러한 변경된 두께는 결국 2개의 유리 요소와 유체층의 2개의 인터페이스에서 광의 상이한 굴절률을 초래하고, 상기 광의 파장의 간섭으로 인해 관찰되는 뉴턴 링을 초래한다. 즉, 관찰된 뉴턴 링은 간단한 방식으로, 융기부(20)의 존재를 보여준다. 알 수 있다시피, 이들 융기부(20)는 특히 구멍(10) 주위에서 환형으로 연장된다. 뉴턴 링은 중단되지 않기 때문에, 융기부(20)는 구멍(10)을 완전히 둘러싼다.

1 : 판형 유리 요소 2 : 제1 표면
3 : 제2 표면 4 : 측부 페이스
10 : 구멍 11 : 구멍의 벽
12 : 구멍 내측 페이스 15 : 채널/통로
16 : 구조 20 : 융기부
21 : 융기부의 내측 페이스 22 : 융기부의 외측 페이스
30 : 고원형 융기부 31 : 고원형 융기부의 플랭크
32 : 평탄역 40 : 에지
50 : 마운트 51 : 분할벽
60 : 교반 유닛 70 : 삭감/에칭 절차
90 : 뉴턴 링 100 : 레이저 빔
101 : 레이저/초단 펄스 레이저 102 : 집속 광학 시스템
200 : 에칭 매체 201 : 소모된 에칭 매체
202 : 용기 L : 종방향
Q : 횡방향 H1 : 고원형 융기부의 높이
H2 : 융기부의 높이 B1, B2 : 마운트의 이동
D : 유리 요소의 두께

Claims (16)

1. 제1 표면(2), 제1 표면(2) 반대측에 배치된 제2 표면(3), 및 표면(2, 3)들 중 적어도 하나를 천공하는 적어도 하나의 구멍(10)을 갖는 판형 유리 요소(1)로서, 상기 구멍(10)은 종방향(L) 및 횡방향(Q)으로 연장되고, 구멍(10)의 종방향(L)은 구멍(10)에 의해 천공되는 표면(2, 3)에 대해 횡으로 배치되는 것인 판형 유리 요소에 있어서,
   구멍(10)에 의해 천공되는 표면(2, 3)은
   - 표면(2, 3)이 적어도 부분적으로 구멍(10) 둘레에 적어도 하나의 융기부(20)를 갖고, 이 융기부(20)는 5 μm 미만의 높이를 갖는 피쳐(feature),
   - 표면(2, 3)은 0.05 μm가 넘는, 바람직하게는 0.5 μm가 넘는, 바람직하게는 1 μm가 넘는, 바람직하게는 10 μm가 넘는 및/또는 20 μm 미만, 바람직하게는 15 μm 미만, 바람직하게는 12 μm 미만의 높이(H1)를 지닌 적어도 하나의 고원형(plateaulike) 융기부(30)를 갖는 피쳐, 및
   - 표면(2, 3)이 15 nm가 넘는, 바람직하게는 25 nm가 넘는, 바람직하게는 40 nm 넘는, 및/또는 100 nm 미만, 바람직하게는 80 nm 미만, 바람직하게는 60 nm 미만의 평균 거칠기값(Ra)을 갖는 피쳐
   중 적어도 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 판형 유리 요소.
2. 제1항에 있어서,
   융기부(20)는,
   - 융기부(20)가 구멍(10)을 완전히 둘러싸는 피쳐,
   - 융기부(20)가 구멍을 향하는 그 측면 상에서 구멍(10)의 벽(11)의 연장부로서 구성되는 피쳐,
   - 융기부(20)의 내측 페이스(21)가 융기부(20)의 외측 페이스(22)와 예각을 이루고, 내측 페이스(21)는 구멍(10)을 향하고, 외측 페이스(22)는 구멍(10)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 피쳐,
   - 외측 페이스(22)는 구멍(들)(10)에 의해 천공되는 제1 표면(2)과 둔각을 이루는 피쳐, 및
   - 융기부가 5 μm가 넘는, 바람직하게는 8 μm가 넘는, 바람직하게는 10 μm가 넘는, 및/또는 5 mm 미만, 바람직하게는 3 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만인 측방향 치수를 갖는 피쳐
   중 적어도 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 판형 유리 요소.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   유리 요소(1)는 10 μm가 넘는, 바람직하게는 15 μm가 넘는, 바람직하게는 m20 μ가 넘는, 및/또는 4 mm 미만, 바람직하게는 2 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만인 두께(D)를 갖는 것을 특징으로 하는 판형 유리 요소.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 구멍(10)이 제1 표면(2)에서 제2 표면(3)으로 유리 요소(1)를 관통하여 연장되고 2개의 표면(2, 3)을 천공하는 채널(15)로서 구성되는 피쳐, 및
   - 구멍(10)의 벽(11)이 복수의 돔형 만입부을 갖는 피쳐
   중 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 판형 유리 요소.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
   유리 요소(1)를 관통하여 제1 표면(2)으로부터 제2 표면(3)으로 연장되고 서로 직접 접하는 복수의 통로(15)가 유리 요소(1)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 유리 요소(1) 외측 에지 또는 구멍(10)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 유리 요소(1) 내측 에지를 형성하는 에지(40)를 구성하며, 에지(40)는 다수의 돔형 만입부를 갖는 것을 특징으로 하는 판형 유리 요소.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   융기부(들)(20)는 구멍(들)(10)의 종방향(L)에 평행하게, 보다 구체적으로는 제1 표면(2) 및/또는 제2 표면(3)에 대해 횡으로 연장되는 높이(H2)를 갖는 것을 특징으로 하는 판형 유리 요소.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 융기부(20)가 대칭 형상인 피쳐, 및
   - 융기부(20)가 비대칭 형상인 피쳐
   중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 판형 유리 요소.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   - 유리 요소(1)의 내측 에지가 다수의 돔형 만입부를 가지며, 유리 요소(1)의 제1 표면(2) 및 제2 표면(3)은 돔이 없는 구성을 갖는 피쳐, 및
   - 유리 요소(1)의 내측 에지가 유리 요소(1)의 제1 표면(2) 및 제2 표면(3)보다 높은 평균 거칠기값(Ra)을 갖는 피쳐
   중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 판형 유리 요소.
9. 제1 표면(2), 제1 표면(2) 반대측에 배치된 제2 표면(3), 및 표면(2, 3)들 중 적어도 하나를 천공하는 적어도 하나의 구멍(10)을 갖는 판형 유리 요소(1)의 표면(2, 3) 개질 방법으로서, 상기 구멍(10)은 종방향(L) 및 횡방향(Q)으로 연장되고, 구멍(10)의 종방향(L)은 구멍(10)에 의해 천공되는 표면(2, 3)에 대해 횡으로 배치되며, 상기 방법에서
   - 유리 요소(1)가 마련되며,
   - 적어도 하나의 필라멘트형 채널(15)이 초단 펄스 레이저(101)의 레이저 빔(100)에 의해 유리 요소(1)에 형성되고, 채널의 종방향(L)은 유리 요소(1)의 표면에 대해 횡으로 연장되며,
   - 채널에 의해 천공되는 유리 요소(1)의 표면(2, 3)은 조정 가능한 삭감율로 유리 요소(1)의 유리를 삭감하는 에칭 매체(200)의 처리를 받고, 채널은 에칭 매체에 의해 확장되어 구멍(10)을 형성하며,
   - 에칭은 구멍(10)에 의해 천공되는 표면(2, 3)의 아래의 피쳐들, 즉
   · 표면(2, 3)이 적어도 부분적으로 구멍(10) 둘레에 적어도 하나의 융기부(20)를 갖고, 이 융기부(20)는 5 μm 미만의 높이를 갖는 피쳐,
   · 표면이 0.05 μm가 넘는, 바람직하게는 0.5 μm가 넘는, 바람직하게는 1 μm가 넘는, 바람직하게는 10 μm가 넘는 높이(H1) 및/또는 100 % 미만, 바람직하게는 95 % 미만, 바람직하게는 90 % 미만의 에칭 삭감을 지닌 고원형 융기부(30)를 갖는 피쳐, 및
   · 표면(2, 3)이 15 nm가 넘는, 바람직하게는 25 nm가 넘는, 바람직하게는 40 nm 넘는, 및/또는 100 nm 미만, 바람직하게는 80 nm 미만, 바람직하게는 60 nm 미만의 평균 거칠기값(Ra)을 갖는 피쳐
   중 적어도 하나를 형성하는 것인 표면 개질 방법.
10. 제9항에 있어서,
    에칭 매체(200)는, 에칭 매체(200)의 이동에 의해 삭감율이 가속 또는 감소되도록 하는 방식으로 움직이게 설정되는 것을 특징으로 하는 표면 개질 방법.
11. 제10항에 있어서,
    - 유리 요소(1)가 에칭 배스에서 회전 없이 하나 이상의 공간방향 또는 이들의 조합으로 이동되는 피쳐,
    - 유리 요소가 적어도 하나의 반전방향을 갖는 경로를 따라 이동하는 피쳐,
    - 유리 요소(1)가 에칭 매체(200)의 이동방향에 대해 횡방향으로, 더 구체적으로 수직하게 배치되는 축을 중심으로 회전되는 피쳐, 및
    - 유리 요소((1)가 제1 표면(2) 및/또는 제2 표면(3)에 수직하게 정렬되는 축을 중심으로 회전되는 피쳐
    중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면 개질 방법.
12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    에칭 매체(200)는 유리 요소(1)의 표면(2, 3)의 적어도 하나의 정해진 영역에서 개질되고, 주변 영역에 대해 이 영역에서 삭감율이 변경되는 것을 특징으로 하는 표면 개질 방법.
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    삭감율이 공간적 온도 구배 및/또는 시간적 온도 구배의 생성에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 표면 개질 방법.
14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    삭감율은 에칭 매체(200) 내에서의, 보다 구체적으로 중력 및/또는 에칭 매체의 이동방향에 대한 유리 요소의 공간적 배열에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 표면 개질 방법.
15. 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    삭감율은 유리 성분과 에칭 매체(200)의 성분의 조합의 선택에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 표면 개질 방법.
16. 미세유체 셀, 압력 센서 및/또는 카메라 이미징 모듈의 전기 광학 소자를 밀폐식으로 패키징하는 구성요소의 제조를 위한, 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 유리 요소(1)의 용도.

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