KR20230129497A - 유리 소자 상의 융기된 구조를 감소시키기 위한 방법및 상기 방법에 따라 제조된 유리 소자 - Google Patents
유리 소자 상의 융기된 구조를 감소시키기 위한 방법및 상기 방법에 따라 제조된 유리 소자 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 제1 표면(2), 제1 표면(2)의 반대쪽에 배열된 제2 표면(3), 및 적어도 하나의 표면(2, 3)을 관통하여 연장되는 적어도 하나의 홀(10)을 갖는 판형 유리 소자(1)에 관한 것이다. 홀(10)은 종방향(L) 및 횡방향(Q)으로 연장되고, 홀(10)의 종방향(L)은 홀(10)이 관통하여 연장되는 표면(2, 3)에 대해 가로지르는 방향이다. 홀(10)이 관통하여 연장되는 표면(2, 3)은 하기 특징들 중 적어도 하나를 갖는다:
- 표면(2, 3)은 적어도 부분적으로 홀(10) 주위의 표면(2, 3)에 대해 적어도 하나의 높이 편차(20)를 가짐,
- 홀(10)이 관통하여 연장되는 표면(2, 3)은 15 nm 미만인 평균 거칠기 값(Ra)을 가짐, 및
- 표면(2, 3)과 홀(10) 사이의 에지(40)는 융기부를 갖지 않음.
- 표면(2, 3)은 적어도 부분적으로 홀(10) 주위의 표면(2, 3)에 대해 적어도 하나의 높이 편차(20)를 가짐,
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- 표면(2, 3)과 홀(10) 사이의 에지(40)는 융기부를 갖지 않음.
Description
본 발명은 구조화된 유리 소자를 제조하기 위한 방법, 및 또한 제1 표면, 제1 표면의 반대쪽에 배열된 제2 표면, 및 적어도 하나의 표면을 천공하는 적어도 하나의 홀을 갖는 판형 유리 소자에 관한 것이다. 이러한 경우, 홀의 벽은 복수의 돔형 만입부를 갖는다. 홀에 의해 천공된 표면은 15 nm 미만인 평균 거칠기 값(Ra), 또는 -0.5 μm 초과의 깊이 또는 0.5 μm 미만의 높이(H2)를 갖는 표면에 대해 규정된 높이 편차를 갖는다.
유리의 정확한 구조화는 많은 사용 분야에서 큰 관심을 끌고 있다. 특히, 유리 기판은 카메라 이미징, 특히 3D 카메라 이미징, 전자광학, 예컨대, L(E)D, 예를 들어, 미세유체, 광학 진단, 센싱, 예컨대, 압력 센싱, 및 진단 기술의 분야에 사용된다. 이러한 사용 분야는, 예를 들어, 광 센서, 카메라 센서, 압력 센서, 발광 다이오드 및 레이저 다이오드에 관한 것이다. 본원에서, 일반적으로 얇은 웨이퍼 또는 유리 막 형태의 유리 기판이 구조적 소자로서 사용된다. 이러한 유리 기판을 점점 더 작아지는 기술 적용 또는 구성요소에 사용할 수 있도록, 수 마이크로미터 범위의 정확성이 필요하다. 본원에서 유리 기판의 작업은 유리 기판 내에서 또는 유리 기판을 통해 제조되는 모든 종류의 형상의 개구, 공동 및 채널, 및 또한 기판 표면의 구조화에 관한 것이다. 따라서, 수 마이크로미터 범위의 구조는 기판뿐만 아니라 기판 표면에도 형성되어야 한다.
광범위한 사용 분야에서 유리 기판을 사용할 수 있도록, 또한, 작업은 기판의 주변 영역 또는 볼륨에 임의의 손상, 잔류물 - 예를 들어, 분리되거나 삭마되거나 분할된 물질 - 또는 응력을 이후 남기지 않아야 한다. 또한, 이들 기판을 제조하는 방법은 매우 효율적인 제조 공정을 가능하게 해야 한다.
유리 기판 내에 구조화하기 위해, 예를 들어, 개구를 생성하기 위해, 이용될 수 있는 다양한 방법이 있다. 상응하는 마스크를 통한 워터 제트 커팅 및 샌드블라스팅뿐만 아니라, 초음파 가공이 하나의 확립된 방법이다. 그러나, 스케일링과 관련하여, 이들 기술은 전형적으로 초음파 가공의 경우 약 400 μm이고 샌드블라스팅의 경우 적어도 100 μm인 작은 구조로 제한된다. 워터 제트 커팅 및 샌드블라스팅의 경우, 기계적 삭마로 인해, 개구의 주변 영역에서의 박리와 관련하여 유리에 응력이 발생한다. 상기 두 방법은 얇은 유리의 구조화에 근본적으로 이용할 수 없다. 마찬가지로 유리 기판의 표면을 구조화하는 경우에도, 이들 방법은 이들의 소정의 부식 방향의 관점에서, 그리고 거친 가공으로 인해 부적합하다.
따라서, 매우 다양한 상이한 재료의 구조화를 위해 레이저원의 사용이 최근 확립되었다. 적외선(예를 들어, 1064 nm), 녹색(532 nm), 및 UV(365 nm) 파장, 또는 그 밖에 매우 짧은 파장(예를 들어, 193 nm, 248 nm)으로 작동되는 광범위한 상이한 고체-상태 레이저를 사용함으로써, 유리 기판에 전술한 기계적인 방법을 이용하여 가능한 것보다 더 작은 구조를 도입할 수 있다. 그러나, 유리는 낮은 열 전도율을 갖고 또한 파손에 대한 높은 민감도를 나타내기 때문에, 매우 미세한 구조물의 생산에서 레이저 가공은 또한 유리의 높은 열 부하 및 이에 따라 개구의 주변 영역에서 미세균열 및 변형의 지점까지 임계 응력을 초래할 수 있다. 또한, 리지 또는 다른 융기부도 종종 기판의 표면 상에 형성된다. 그러나, 이러한 융기부는 평탄한 적층이 더 이상 보장될 수 없기 때문에 특히 적층된 구성요소와 관련하여 큰 단점이다. 따라서, 상기 방법은 적층될 기판의 산업적 제조에 사용하기에 단지 제한된 적합성만이 있다.
이는 구체적으로 표면에서 규정된 토포그래피를 특히 필요로 하는 구성요소 및/또는 기판에 관한 것이고, 예를 들어, 다른 구성요소들 사이에 배치될 적층된 기판의 경우, 개별적인 상호 중첩된 층 사이의 거리가 최소로 제한되도록 매우 평탄하고 편평한 구조가 필요하다. 이는, 예를 들어, 레이저-용접된 다층 구성요소의 사용 또는 애노드 결합을 통해 서로 결합될 구성요소 조립체의 경우이다.
그러나, 이들 구성요소가 제공할 수 있는 거리는 제조 공정에 의해 결정되는데, 이는, 예를 들어, 가능한 한 평탄한 표면을 생성하기 위해 미세 구조 및 리지를 방지하거나 제거하는 것이 다수의 상이한 공정 단계를 통해 그리고 매우 높은 기술적 및 재정적 비용으로만 가능하다는 것을 의미한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 특히 평탄한 표면 및 또한 기판의 볼륨을 통해 움직이는 미세한 구조물을 갖는 규정된 표면 구조를 갖는 유리 기판을 제공하는 것이다. 또한, 의도는 규정된 평탄한, 또는 특히 낮은 크기 허용 오차를 갖는 편평한 미세구조의 생성과 관련하여 최적화된 방법을 통해 상당히 감소된 비용 및 복잡성으로, 및 이에 따라 보다 비용 효율적으로 이러한 구성요소를 제조할 수 있는 것이었다.
이러한 목적은 독립항의 주제에 의해 달성된다. 유리한 개선예는 각각의 종속항에 명시되어 있다.
본 발명은 이에 따라 제1 표면, 제1 표면의 반대쪽에 배열된 제2 표면, 및 적어도 하나의 표면을 천공하는 적어도 하나의 홀을 갖는 판형 유리 소자에 관한 것이다. 홀은 종방향 및 횡방향으로 연장되고, 홀의 종방향은 홀에 의해 천공되는 표면에 대해 가로질러 배열된다. 홀에 의해 천공된 표면은 하기 특징들 중 적어도 하나를 갖는다:
- 적어도 부분적으로 홀 주위의 표면은 표면에 대해 적어도 하나의 높이 편차를 갖고, 여기서 특히 깊이 또는 높이와 관련하여 높이 편차의 양 |Δh|은 바람직하게는 0.005 μm 초과, 바람직하게는 0.05 μm 초과 및/또는 0.1 μm 미만, 바람직하게는 0.3 μm 미만, 바람직하게는 0.5 μm 미만임,
- 홀에 의해 천공된 표면은 15 nm 미만인 평균 거칠기 값을 가짐,
- 표면과 홀 사이의 에지는 융기부 없이 구성됨.
표면의 평탄성은 바람직하게는, 특히 평탄한 표면을 갖는 추가 구성요소가 500 nm 미만, 바람직하게는 250 nm 미만, 바람직하게는 100 nm 미만의 거리에서 유리 소자 상에 배치될 수 있도록 한다. 여기서 높이 편차는 유리 소자의 표면에 대해 100 nm 미만, 바람직하게는 50 nm 미만, 바람직하게는 5 nm 미만의 깊이를 갖는 함몰부, 또는 100 nm 미만, 바람직하게는 50 nm 미만, 바람직하게는 5 nm 미만의 높이를 갖는 융기부를 포함할 수 있다.
이들 특징은 많은 이점을 제공한다. 특히 평탄한 표면, 또는 홀 주위로 연장되는 함몰부를 갖는 표면은 다수의 (판형) 유리 소자가 서로의 위에 배치되어야 하고, 특히, 예를 들어, 애노드 결합, 레이저 용접(예를 들어, USP 레이저 용접) 또는 다른 방법에 의해 편평하게 접합되게 한다. 여기서 높이 편차는 유리 소자의 제로 평면에 대한 편차인 것으로 이해될 수 있고, 특히 제로 평면은 전체 제1 및/또는 제2 표면의 적어도 51%, 바람직하게는 적어도 70%, 더욱 바람직하게는 적어도 90%, 바람직하게는 적어도 95%를 커버링하는 방식으로 규정될 수 있다. 따라서, 제로 평면에 대하여, 제로 평면에 비해 더 높고/높거나 더 깊은 하나 이상의 높이 편차가 또한 구성될 수 있다. 여기서 높이 편차는 또한 바람직하게는 환형일 수 있거나, 예를 들어, 개방 고리의 형태로 홀 주위에 환형으로 움직일 수 있다.
대안적으로, 제로 평면은 이의 주변 라인으로부터 모든 방향으로 선택 가능한 거리에서 개별 피처(feature) 주위에 평가 라인(연장과 유사함)을 구성하여, 유사한 형상이지만 더 큰 면적 및 주변부를 갖는 새로운 라인을 형성하고, 이러한 평가 라인을 따라 평균 프로파일 높이/두께를 결정함으로써 계산될 수 있다. 참조 높이/두께는 큰 거리에 대한 제한 값으로서 피처의 원래 주변 라인으로부터 점점 더 큰 거리로 반복함으로써 얻어진다.
종방향은 유리 소자의 한 면에서 다른 면을 가리키는 방향이다. 따라서, 종방향은 또한 두께 방향으로 칭해지거나, 통과 방향으로 칭해질 수 있다. 종방향 또는 두께 방향의 홀의 정도는 유리 소자의 두께에 의해 제한되기 때문에, 특히 얇은 유리 소자의 경우에 횡방향의 홀의 치수는 일반적으로 종방향보다 크다.
15 nm 미만인 표면의 평균 거칠기 값(Ra)은 특히 유리한데, 그 이유는 이러한 방식으로 유리 소자가 다수의 적층된 소자들 사이의 작은 거리와 관련하여 특히 적합할 뿐만 아니라 평활한 표면을 가질 수 있고, 여기에는 특정 광학 적용에 필요하거나, 달리 예를 들어, 다른 구성요소 또는 물질, 예컨대, 유체를 통한 마찰에 대한 저항도 최소화되기 때문이다. 또한, 특히 평탄한 표면은 또 다른 구성요소로부터의 유리 소자의 거리가 균일함을 보장한다.
높이 편차는 바람직하게는 하기 특징들 중 적어도 하나를 갖는다:
- 높이 편차는 홀을 적어도 부분적으로, 그러나 바람직하게는 완전히 둘러쌈,
- 높이 편차는 홀의 벽의 단축으로서 구성됨,
- 높이 편차의 내부 면은 홀(들)에 의해 천공된 제1 표면에 대해 둔각임,
- 높이 편차는 홀 주위의 함몰부로 구성됨,
- 높이 편차는 5 μm 초과, 바람직하게는 8 μm 초과, 바람직하게는 10 μm 초과 및/또는 5 mm 미만, 바람직하게는 3 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만인 측면 치수를 가짐.
또한, 높이 편차는 홀 또는 홀들의 종방향에 평행하게, 및 더욱 특히 제1 및/또는 제2 표면에 대해 가로질러 진행하는 깊이를 갖는 함몰부를 포함하는 것으로 규정될 수 있다. 이러한 방식으로, 함몰부 베이스와 유리 소자의 제1 및/또는 제2 표면 사이에 간극이 생성되고, 이러한 간극은, 예를 들어, 홀에 배치될 수 있는 소자를 고정시킬 수 있는 고정 물질, 예를 들어, 접착 물질을 위해 사용될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 접착 물질에도 불구하고 다수의 유리 소자가 서로 편평하게 배치되어, 과도한 접착 물질이 함몰부 또는 높이 편차에서 공간을 찾을 수 있게 하는 것이 가능하다.
하나의 유리한 실시양태에서, 유리 소자는 10 μm 초과, 바람직하게는 15 μm 초과, 바람직하게는 20 μm 초과 및/또는 4 mm 미만, 바람직하게는 2 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만인 두께를 갖는다. 이러한 종류의 두께는 2 개 이상의 유리 소자가 많은 공간을 필요로 하지 않으면서 서로의 위에 적층되는 것을 가능하게 한다. 또한, 유리 소자는 낮은 두께의 결과로 가요성으로 만들어져서, 구부러질 수 있게 한다. 또한, 다른 결합력은 종종 낮은 두께의 결과로서 중요한 역할을 하기 때문에, 더욱이, 유리 소자는 외부로부터 공급되는 기계적 응력에 대해 더 높은 기계적 안정성을 갖도록 구성될 수 있다. 이들 이점은 유리 소자가, 예를 들어, IC 하우징, 바이오칩, 센서, 예컨대, 압력 센서, 예를 들어, 카메라 이미징 모듈 및 진단 기술 디바이스에 사용될 수 있게 한다.
추가의 실시양태에서, 유리 소자는 5 mm 초과, 바람직하게는 50 mm 초과, 바람직하게는 100 mm 초과 및/또는 1000 mm 미만, 바람직하게는 650 mm 미만, 바람직하게는 500 mm 미만의 횡방향 치수를 갖는다. 이러한 치수로, 유리 소자는 마이크로공학을 위한 구성요소로서 최적으로 사용될 수 있다.
또한, 홀은 유리 소자를 관통하여 제1 표면으로부터 제2 표면으로 연장되고 둘 모두의 표면을 천공하는 채널로서 구성되는 경우가 유리하다. 유리 소자를 관통하여 움직이는 홀은 마찬가지로 전체 구조물 또는 다수의 홀이 유리 소자를 관통하여 움직일 수 있다는 이점을 제공한다. 바람직하게는, 복수의 홀 또는 채널이 서로 바로 나란히 직접적으로 행-방식으로 배열되어, 더 큰 홀을 형성하고, 이의 크기는 적어도 서로 나란히 배열된 개별 홀의 크기의 합계에 의해 결정된다. 이상적으로, 벽은 돔형 만입부를 갖는다.
그러나, 더 큰 홀의 크기 또는 정도는 또한 서로 나란히 배열된 홀의 합보다 클 수 있다. 이러한 경우, 홀의 폭 또는 횡방향 정도는 제1 및/또는 제2 표면에 평행하게 연장될 수 있고, 홀의 종방향 또는 깊이는 유리 소자의 제1 및/또는 제2 표면에 수직으로 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 유리 소자는 요망되는 만큼의 여러 홀을 가질 수 있고, 특히 횡방향 정도가 바람직하게는 홀의 깊이에 수직으로 움직이는 임의의 요망되는 크기의 홀을 가질 수 있다. 채널 또는 연속 홀의 도입을 통해, 이들이 서로 나란히 제조되는 경우, 유리 소자는 또한 천공을 가질 수 있어서, 특히 유리 소자의 일부가 또한 제거 가능하거나 분리 가능하게 될 수 있게 한다.
또한, 유리 소자를 관통하여 제1 표면을 거쳐 제2 표면으로 연장되고 서로 직접적으로 접하는 다수의 통로에 의해 에지가 형성되는 것이 가능하다. 그러한 경우, 에지는 유리 소자를 적어도 부분적으로 둘러싸는 유리 소자 외부 에지를 형성하고/거나 홀을 적어도 부분적으로 둘러싸는 유리 소자 내부 에지를 형성한다. 또한, 에지는 다수의 돔형 만입부를 갖는다. 만입부의 깊이는 바람직하게는 홀의 깊이 및/또는 유리 소자의 두께에 횡방향으로 정렬된다. 또한, 에지의 높이는 유리 소자의 두께에 상응하는 것이 가능하다. 돔형 만입부는 다수의 이점을 수반하는 에지의 특별한 구조화를 이상적으로 형성한다. 따라서, 둥근형 구조 또는 돔은 에지 표면에서 발생하는 인장 응력이 에지 표면의 가장 낮은 지점, 특히 돔의 가장 낮은 지점까지 완화되기에 특히 유리한 형상을 나타낸다. 이러한 방식으로, 에지 표면의 가능한 결함에서의 균열 전파가 효과적으로 억제된다.
바람직하게는 에지는 5% 미만, 바람직하게는 2% 미만인 볼록 형상 영역을 갖는 부분 면적을 갖는다. 따라서, 이상적으로는, 에지 표면의 95% 초과, 바람직하게는 98% 초과의 오목 형상 영역, 즉, 돔형 만입을 갖는 영역의 부분 면적이 존재한다. 여기서 오목은 곡률이 유리 소자의 방향으로 움직이는 것을 의미하고, 볼록은 곡률이 유리 소자로부터 멀어지는, 다시 말해서, 홀의 방향으로 움직인다는 것을 의미한다. 돔형 만입부의 깊이는 전형적으로 5 μm 미만이고, 이상적으로는 횡방향 치수의 경우 바람직하게는 5 내지 20 μm이다. 에지가 홀의 벽에 상응하는 것이 또한 가능하다. 따라서, 특히 홀의 벽이 단축됨에 따라 높이 편차의 내부 면이 마찬가지로 돔형 만입부를 가질 수 있다. 이러한 방식으로, 높이 편차 또는 이의 내부 면이 또한 균열 전파로부터 보호된다.
유리 소자는 바람직하게는 하기 특징들 중 적어도 하나를 갖는다:
- 유리 소자의 내부 에지는 다수의 돔형 만입부를 갖고, 유리 소자의 제1 표면 및 제2 표면은 돔이 없는 구성을 가짐,
- 유리 소자의 내부 에지는 유리 소자의 제1 표면 및 제2 표면보다 더 높은 평균 거칠기 값(Ra)을 가짐.
따라서, 유리 소자의 표면은 홀의 내부 에지와 상이한 거칠기를 가질 수 있다. 따라서, 유리 소자의 제1 표면 및 제2 표면은 유리하게는 홀의 내부 에지의 거칠기와 상이한 거칠기로 조정될 수 있다. 이러한 방식으로, 유리 소자의 표면 및 홀의 내부 에지는 상이한 의도된 적용을 위해 최적화될 수 있다. 제1 표면 및 제2 표면의 거칠기는 바람직하게는 접합 방법 단계에서, 더욱 특히 에칭 단계에서 홀의 내부 에지의 거칠기로 조정된다.
또한, 홀은 10 μm, 바람직하게는 20 μm, 바람직하게는 50 μm, 바람직하게는 100 μm의 횡방향 치수를 갖는 것이 유리하다. 그러나, 홀의 횡방향 치수는 또한 적어도 150 μm 초과, 바람직하게는 500 μm 초과, 또는 심지어 최대 50 mm일 수 있는데, 이는 예를 들어, 전자 전도체 또는 압전 구성요소와 같은 다른 구성요소가 마찬가지로 홀에 설치될 수 있음을 의미한다. 이러한 치수는 마이크로센서 기술의 의도된 사용 분야에서 특히 유리하다.
상기 목적은 또한 판형 유리 소자의 표면을 개질시키기 위한 방법에 의해 달성되며, 여기서 유리 소자는 제1 표면, 제1 표면의 반대쪽에 배열된 제2 표면, 및 적어도 하나의 표면을 천공하는 적어도 하나의 홀을 갖는다. 여기서, 홀은 종방향 및 횡방향으로 연장되고, 홀의 종방향은 홀에 의해 천공되는 표면에 대해 가로질러 배열된다. 바람직하게는, 홀의 벽은 다수의 돔형 만입부를 가지며, 상기 방법에서:
- 유리 소자가 제공되고,
- 적어도 하나의 필라멘트 채널이 유리 소자에서 초단 펄스 레이저의 레이저 빔에 의해 생성되고, 채널의 종방향은 유리 소자의 표면에 대해 가로질러 이어지고,
- 채널에 의해 천공된 유리 소자의 표면이 조절 가능한 삭마 속도로 유리 소자의 유리를 삭마하는 에칭 매질에 적용되고, 상기 채널은 에칭 매질에 의해 확장되어 홀을 형성하고,
- 에칭은 홀에 의해 천공된 표면의 하기 특징들 중 적어도 하나를 생성한다:
○ 적어도 부분적으로 홀 주위의 표면은 표면에 대해 적어도 하나의 높이 편차(20)를 갖고, 여기서 특히 깊이 또는 높이와 관련하여 높이 편차의 양 |Δh|은 0.005 μm 초과, 바람직하게는 0.05 μm 초과 및/또는 0.1 μm 미만, 바람직하게는 0.3 μm 미만, 바람직하게는 0.5 μm 미만임,
○ 홀에 의해 천공된 표면은 15 nm 미만인 평균 거칠기 값을 가짐,
○ 표면과 홀 사이의 에지는 융기부 없이 구성됨.
방법의 결과로서, 또한 상기 명시된 관찰에 상응하는 유리 소자를 제조하는 것이 가능하여, 상기 명시된 이점이 달성될 수 있다. 제1 방법 단계에서, 특히 홀이 없는 적어도 하나의 유리 소자가 제공된다. 추가의, 더욱 특히 제2 단계에서, 손상 부위를 관통하여 유리 소자의 천공을 이상적으로 구성할 수 있도록, 유리 소자에는 적어도 하나, 그러나 바람직하게는 둘 이상, 및 더욱 바람직하게는 다수의 손상 부위가 생성된다. 이러한 목적 상, 바람직하게는 복수의 손상 부위는 홀의 열이 더 큰 구조를 나타내는 방식으로 서로 나란히 생성된다. 손상 부위는 특히 필라멘트 채널로서 구성되고, 이들의 종방향으로 이들은 유리 소자의 제1 및/또는 제2 표면에 대해 가로질러 이어진다. 여기서 채널은 적어도 하나의 표면으로부터, 그리고 이러한 표면으로부터 유리 소자로 더 수직으로 연장되고 적어도 이러한 표면을 천공한다. 그러나, 바람직하게는, 채널은 제1 표면에서 제2 표면으로 연장되고 양 표면을 천공한다.
홀(들)은 유리 소자에서 초단 펄스 레이저의 레이저 빔에 의해 생성된다. 레이저에 의한 홀의 생성은 바람직하게는 하기에 명시된 단계들 중 둘 이상에 기초한다:
- 초단 펄스 레이저의 레이저 빔은 유리 소자의 표면 중 하나 상으로 향하게 되고 집속 광학 시스템에 의해 집속되어 유리 소자에 측량된 초점을 형성하고, 여기서
- 레이저 빔의 조사된 에너지는 유리 소자의 볼륨에 적어도 하나의 필라멘트 손상 부위를 생성하고,
- 초단 펄스 레이저는 적어도 2 개 이상의 연속 레이저 펄스를 갖는 펄스 또는 펄스 패키지를 유리 소자 상에 조사하고, 바람직하게는 필라멘트 손상 부위의 도입 후에, 필라멘트 손상 부위가 확장되어 채널을 형성한다.
- 이러한 방식으로, 다수의 채널이 생성되고, 채널, 및 더욱 특히 유리 소자 상의 또는 유리 소자 내의 이들의 배열은 서로 나란히 배열된 다수의 채널이 생성될 홀의 윤곽을 형성하도록 선택된다. 이러한 경우에 채널은 2 μm 초과, 바람직하게는 3 μm 초과, 바람직하게는 5 μm 초과 및/또는 100 μm 미만, 바람직하게는 50 μm 미만, 바람직하게는 15 μm 미만의 서로로부터의 거리로 배열될 수 있다. 채널의 직경을 10 μm 내지 100 μm로 변화시키는 것이 동일하게 가능하다.
추가 단계에서, 적어도 하나의 채널에 의해 천공된 표면은 에칭 매질에 적용된다. 바람직하게는, 전체 유리 소자, 더욱 특히 제1 표면 및 제2 표면은 이러한 에칭 매질에 적용된다. 에칭 매질이, 예를 들어, 탱크, 캔 또는 터브와 같은 용기에 도입되고, 특히, 후속하여, 하나 이상의 유리 소자가 용기에 및/또는 에칭 매질에 적어도 부분적으로 수용되거나 침지되는 경우가 유리하다. 이러한 경우에 용기는 바람직하게는 에칭 매질에 대해 실질적으로 저항성인 물질로 형성된다.
에칭 매질은 기체일 수 있지만, 바람직하게는 에칭 용액이다. 따라서, 이러한 실시양태에 따르면, 에칭은 습식-화학적으로 수행된다. 이는 에칭 동안 내부 채널 면으로부터 및/또는 손상 부위의 표면 및/또는 유리 소자의 표면, 예를 들어, 제1 및/또는 제2 표면으로부터 유리 구성요소를 제거하기 위해 유리하다. 물론, 유리 구성요소는 또한 유리 소자의 에지에서 에칭 매질에 의해 용해될 수 있다.
산성뿐만 아니라 알칼리성 용액도 이러한 목적으로 사용될 수 있다. 적합한 산성 에칭 매질은 특히, HF, HCl, H2SO4, 암모늄 바이플루오라이드, HNO3 용액 또는 이들 산의 혼합물이다. 고려되는 염기성 에칭 매질의 예로는 KOH 또는 NaOH 알칼리가 있다. 이상적으로, 사용될 에칭 매질은 에칭될 유리 소자 유리에 따라 선택된다.
따라서, 일 실시양태에서, 삭마 속도는 유리 조성 및 에칭 매질의 조성의 조합의 선택을 통해 조정될 수 있다. 높은 칼슘 함량의 유리의 경우, 예를 들어, 산성 에칭 매질이 바람직하게 선택되는 반면, 더 낮은 칼슘 함량의 유리의 경우, 염기성 에칭 매질이 바람직하게 사용되는데, 그 이유는 에칭에 의해 유리의 용해된 칼슘 함량이 너무 높으면 염기성, 더욱 특히 알칼리성 에칭 매질을 빠르게 과포화시킬 수 있고, 따라서 에칭 매질의 에칭 용량이 너무 빨리 적어질 것이기 때문이다. 다른 한 편으로, 산성 에칭 매질 및 높은 실리케이트 분율을 갖는 유리의 경우, 삭마 속도, 다시 말해서, 에칭 속도는, 산성 에칭 매질이 또한 이미 용해된 물질에 의해 매우 훨씬 더 빠르게 중화되고 이에 따라 에칭 매질이 유리로 소비되거나 포화되더라도, 염기성 에칭 매질의 경우보다 매우 훨씬 더 높다.
따라서, 유리 조성에 따라, 빠른 삭마 속도를 확립하기 위해 산성 에칭 매질이 선택될 수 있거나, 느린 삭마 속도를 확립하기 위해 염기성, 더욱 특히 알칼리성 에칭 매질이 선택될 수 있다. 일반적으로 말하면, 낮은 알칼리 금속 함량을 갖는 실리케이트 유리는 본 발명에 따른 유리 표면의 개질에 특히 적합하다. 상기 언급된 바와 같이, 과도한 알칼리 금속 함량은 에칭을 더 어렵게 만든다. 따라서, 본 발명의 일 개선예에서, 유리 소자의 유리는 17 중량% 미만의 알칼리 금속 산화물 함량을 갖는 실리케이트 유리, 및 이상적으로는 보로실리케이트 유리이다.
그러나, 삭마의 보다 우수한 제어성을 위해, 더 느린 삭마 속도 및/또는 염기성 에칭 매질이 바람직하다. 결과적으로, 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, 및 더욱 특히 2 μm/h 내지 2.5 μm/h의 삭마 속도를 달성하는 것이 가능하다. 이러한 종류의 삭마 속도는 유리하게는 에칭 과정 동안 에칭 매질, 또는 에칭 과정에 영향을 미치기에 충분한 시간을 남긴다.
또한, 일 실시양태에서, 삭마 속도는 첨가제에 의해 조정될 수 있다. 이러한 경우, 예를 들어, 하기 군의 물질을 개별적으로 또는 조합하여 사용하는 것이 가능하다: 계면활성제, 착물 및/또는 배위 화합물, 라디칼, 금속 및/또는 알코올. 첨가제는 에칭 매질의 에칭 용량의 훨씬 더 정확한 제어를 가능하게 하고, 특히 특정 유리 또는 특정 유리 조성물에 대한 에칭 용량의 표적화된 제어를 가능하게 한다.
에칭은 바람직하게는 40℃ 초과, 바람직하게는 50℃ 초과, 바람직하게는 60℃ 초과 및/또는 150℃ 미만, 바람직하게는 130℃ 미만, 바람직하게는 110℃ 미만, 및 더욱 특히 100℃ 이하의 온도에서 수행된다. 이러한 온도는 유리 매질로부터 용해될 유리 소자 유리의 이온 또는 구성성분의 충분한 이동성을 야기한다.
시간은 추가 인자이다. 따라서, 예를 들어, 일반적으로 말해서, 유리 소자가 수 시간, 더욱 특히 30 시간 초과 동안 에칭 매질에 노출되는 경우 더 높은 삭마가 달성될 수 있다. 다른 한 편으로, 유리 소자를 30 시간 미만, 예를 들어, 단지 10 시간 동안 에칭 매질에 노출시킴으로써 삭마를 제한하는 것이 가능하다. 일반적으로, 유리 소자의 상기-명시된 특징들 중 적어도 하나는 손상 부위 및 채널의 도입, 및 또한 온도의 함수로서 삭마 속도 및/또는 에칭 매질의 조정성, 에칭 매질의 조성, 에칭의 지속기간, 및 유리 소자 유리의 조성에 의해 생성된다. 예를 들어, 더욱 특히 시간 당 2 μm 초과의 비교적 높은 삭마 속도를 확립함으로써, 15 nm 미만의 평균 거칠기 값(Ra)이 달성될 수 있다. 이러한 방식으로, 융기부의 성장은 표적화된 방식으로 회피될 수 있고, 유리 소자의 특히 평활한 표면이 달성될 수 있다. 다른 한 편으로, 특히 높은 삭마 속도의 결과로서, 특히 홀의 영역에서 함몰부가 또한 형성될 수 있는데, 그 이유는 더 높은 표면이 존재하고 이에 따라 에칭 매질이 이용 가능한 더 많은 "공격 영역"을 갖기 때문이다.
유리 소자의 규정된 영역이 에칭 매질로부터 차폐되는 것이 추가로 가능하다. 이는, 예를 들어, 유리 소자가 에칭 매질의 볼륨에 보유되는 특정 마운트의 사용을 통해 실현될 수 있다. 또한, 유리 소자가 에칭 매질에 적용되기 전에 유리 소자 상에 배열된 특정의 성형된 소자가 고려될 수 있다. 또한, 보호 층, 예를 들어, 폴리머 층이 유리 소자에 적용된 후 후자가 에칭 매질에 적용되는 것이 가능하다. 그러한 경우, 보호 층이 제1 및/또는 제2 표면의 전체 영역에 걸쳐 적용될 수 있다. 예를 들어, 보호 층이 레이저에 의해 구조화 과정 전에 적용되는 경우, 보호 층은 후속하여 레이저에 의해 다시 적어도 부분적으로 삭마될 수 있고, 보호 층은 이에 따라 특히 홀의 영역에서 제거된다. 따라서, 유리 소자의 규정된 영역은 마운트, 성형된 소자 및/또는 보호 층에 의해 차단될 수 있고, 이러한 방식으로 유리 소자는 에칭 매질로부터 차폐될 수 있다. 따라서, 이들 마운트, 성형된 소자 및/또는 보호 층은 에칭 매질에 저항성인 물질이다. 이러한 방식으로, 마운트, 성형된 소자 및/또는 보호 층은 에칭 매질에 의해 공격받지 않는다.
또한, 유리 소자의 전체 제1 및/또는 제2 표면이 마운트, 성형된 소자 및/또는 보호 층에 의해 차폐되고, 그러한 영역만이 홀이 생성되는 것들, 또는 레이저에 의해 손상 또는 채널이 생성된 것들로 자유롭게 남아 있는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 제1 및/또는 제2 표면이 실질적으로 융기부-비함유가 되도록 구성되어, 특히 40 nm 미만, 바람직하게는 25 nm 미만의 평균 거칠기 값(Ra), 및 이에 따라 특히 평활한 표면을 생성하는 것이 가능하다. 추가로, 표면 중 하나가 에칭 매질로부터 완전히 차폐되고 다른 표면이 에칭 매질에 완전히, 또는 적어도 부분적으로 적용되는 것이 가능하다. 따라서, 예를 들어, 하나의 표면 상에 융기 구조를 생성하는 것이 가능하다. 다시 말해서, 여기서의 유리 소자는 하나의 표면 상에서만 융기부의 형태로 높이 편차를 갖는 반면, 다른 표면은 융기부-비함유로 유지된다. 물론, 제1 표면 및 제2 표면이 차폐되고, 손상 부위 및/또는 채널만이 에칭 매질에 적용될 수도 있다는 여러 가능성이 있다. 이러한 방식으로, 둘 모두의 표면에 특히 평탄하거나 편평한 구성이 제공될 수 있다.
유리한 일 실시양태에서, 에칭 매질 또는 에칭 과정에 의해 유리 소자로부터 삭마된 물질의 양은 서로 나란히 배열된 채널 또는 손상 부위가 이러한 방식으로 생성되는 홀과 함께 서로 조합되도록 하는 양이다. 이러한 경우에, 바람직하게는, 채널 사이의 벽, 및/또는 손상 부위는 에칭 매질에 의해 삭마되어 연속적인 에지를 형성한다. 또한, 이러한 에지는 이상적으로는 돔형 만입부를 갖는다. 에지는, 예를 들어, 유리 소자를 적어도 부분적으로 둘러싸는 유리 소자 외측 에지로서, 또는 홀을 적어도 부분적으로 둘러싸는 유리 소자 내측 에지로서 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 에칭 과정 전에, 서로 나란히 배열된 채널에 의한 구조의 형태로 둘러싸이는 유리 소자의 큰 부분이 용해될 수 있다.
또한, 기계적 지지 기능을 갖거나 균열 억제제로서 작용할 수 있는 에지에 리브(rib)를 생성하는 것이 가능할 것이다. 이들 리브는 바람직하게는 한 쌍의 채널 중심 사이에 배열된다. 돔의 깊이 및 크기 및/또는 치수가 삭마 속도의 특정 설정을 통해 변경될 수 있는 것이 추가로 가능하다. 예를 들어, 비교적 높은 삭마 속도에서, 더 평탄하고 더 넓은 돔이 형성될 수 있고, 따라서 유리 소자의 표면 또는 에지에 더 평활한 구성이 제공될 수 있다. 따라서, 대체로, 본 발명의 방법은 임의의 형상 및 치수를 갖는 홀을 생성할 수 있을 뿐만 아니라 동일한 방법 단계에서 유리 소자의 표면(들)이 처리되거나 가공될 수 있다는 이점을 갖는다. 결과적으로, 동시에 홀을 발생시키고 낮은 평균 거칠기 값을 갖는 평활한 표면을 생성하는 것이 가능하다. 따라서, 본 방법에 의해, 방법 단계뿐만 아니라 유리의 가능한 재가공으로 인한 상당한 추가 비용이 방지된다.
또한, 에칭 매질은 삭마 속도가 에칭 매질의 이동에 의해 가속화되거나 감소되는 방식으로 움직이도록 설정되는 것이 가능하다. 에칭 매질의 이동은 삭마 속도에 영향을 미치고, 더욱 특히 삭마 속도를 제어하기 위한 추가 가능성을 나타낸다. 이동에 의해, 예를 들어, 소비되거나 포화된 에칭 매질, 또는 에칭 잔류물이 특히 에칭될 유리 소자 영역으로부터 멀리 수송되고, 바람직하게는 사용되지 않은 새로운 에칭 매질로 대체되는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 삭마 속도 또는 에칭 속도는 상당히 가속화될 수 있다. 대안적으로, 예를 들어, 용기에서 벽을 분리함으로써, 에칭 매질의 이동이 의도적으로 방지되는 것이 또한 가능하다. 따라서, 소비된 에칭 매질은 더 이상 수송될 수 없으며, 따라서 삭마 속도가 현저하게 감소한다. 그러나, 바람직하게는, 에칭 매질이 움직이도록 설정되므로, 삭마 속도가 증가된다. 이동은 바람직하게는 기계적으로 유도될 수 있다. 그러나, 에칭 매질이 상이한 물리적 경로에 의해 움직이도록 설정되는 것이 또한 가능하다. 본 발명의 방법의 과정에서, 하기 가능성 중 적어도 하나가 바람직하게 선택된다:
- 이동은 음파, 더욱 특히 초음파에 의해 생성된다. 음파원은 에칭 매질 및 또한 유리 소자가 위치하는 용기의 아래 및/또는 측면에 배열될 수 있다. 음파원은 단지 하나의 음파원이 에칭 매질, 더욱 특히 에칭 용액의 전체 볼륨을 움직이도록 설정하기에 충분하다는 이점을 갖는다. 생성된 음파는 추가 입력 없이 용액 볼륨 전체에 전파되고, 바람직하게는 적은 정도로만 감쇠되어, 에칭 매질이 균일하게 이동될 수 있다.
- 이동은 바람직하게는 용기 아래에 배열되는 자기 교반기 또는 자기장에 의해 발생된다. 자기장의 결과로서, 예를 들어, 자기 교반 막대는 이상적으로 회전 이동으로 설정된다. 이러한 경우, 자기 교반기 및/또는 자기 교반 막대는 에칭 매질 내에 위치하고, 따라서 이들의 회전 이동을 통해 직접 에칭 매질을 움직이도록 설정할 수 있다.
자기적으로 유도된 이동 또는 자기 교반 막대의 이점은 회전 이동의 속도 및 이에 따른 에칭 매질의 이동이 매우 잘 제어될 수 있다는 점이다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 빠르거나 느린 교반 이동이 에칭 매질에 적용될 수 있다. 또한, 다수의 자기 교반기가 개별적으로 제어될 수 있다. 2 개 이상의 유리 소자가 용기 및 에칭 매질에 동시에 위치하는 경우, 자기 교반기의 개별적인 제어를 통해 상이한 회전 속도 및 이에 따라 국부적으로 상이한 이동 및 삭마 속도를 확립하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 다수의 유리 소자가 상이한 속도로 동시에 에칭되거나 가공될 수 있다. 물론, 교반 막대가 교반 유닛으로서 구성되고 자기적으로가 아니라 대신, 특히 기계적으로 이동되는 것이 또한 가능하다. 또한, 교반의 목적 상, 이러한 교반 유닛은 단순히 용기 개방 방향으로부터 에칭 매질에 침지될 수 있다.
- 이동은 유리 소자의 마운트에 의해 생성되거나, 에칭 매질에 유리 소자를 수용하는 마운트가 기계적으로 움직이도록 설정된다. 이러한 방식으로, 유리 소자는 에칭 매질에서 앞뒤로 이동하고, 이로써 상기 기재된 효과와 유사한 효과가 생성된다.
- 이동은 진탕기 테이블을 통해 발생하거나, 예를 들어, 진탕기 테이블 상에 용기를 배열함으로써, 에칭 매질 및 유리 소자와 함께 용기가 움직이도록 설정된다. 이에 의해, 전체 용기에서 에칭 매질의 균일한 이동이 일어난다.
- 이동은 에칭 매질의 대류에 의해 발생된다. 이러한 경우, 열원은 용기 아래에 또는 용기의 측면에 배열될 수 있다. 일측 가열의 결과로서, 가열된 에칭 매질이 상승하고, 다른 곳에서는 더 차가운 에칭 매질이 하강하여, 연속 대류를 발생시킨다. 이에 의해, 특히 느린 이동을 실현하는 것이 가능하며, 이는 삭마 속도의 감소를 야기한다.
- 이동은, 예를 들어, 노즐을 통해 에칭 매질로 도입되는 유체에 의해 유도된다. 이러한 노즐은 용기 상에 배열될 수 있다. 이는 바람직하게는 에칭 매질을 움직이도록 설정하는 비등을 발생시킨다.
유리한 일 실시양태에서, 에칭 매질은 유리 소자의 표면에서 적어도 하나의 규정된 영역에서 변형되고, 삭마 속도는 둘러싼 영역에 비해 이러한 영역에서 변경된다. 이는 삭마 속도가 국부적으로 변경될 수 있음을 의미한다. 이러한 방식으로, 유리하게는, 0.5 μm 초과의 높이를 갖는 융기부 및/또는 -0.5 μm 초과의 깊이를 갖는 함몰부가 특히 개별 또는 다수의 홀에서 방지될 수 있다. 이러한 목적 상, 에칭 매질이 어떻게 국부적으로 변경될 수 있는지에 대한 많은 가능성이 있다. 그러나, 본 발명의 의미에서 하기에 명시된 해결책 중 하나가 바람직하다:
- 홀, 에지, 채널 및/또는 손상 부위의 영역에서 유리 물질에 더 많은 개방 결합이 존재한다. 또한, 에칭 매질과의 반응에 전체적으로 이용 가능한 더 큰 표면적이 존재한다. 이는 바람직하게는 단기 가속화에 주어지는 삭마 속도를 초래하거나, 유리 소자의 편평한 표면에서보다 더 짧은 시간 범위 내에 더 많은 물질의 삭마를 초래한다. 결과적으로, 바람직하게는, 에칭 매질이 홀, 에지, 채널 및/또는 손상 부위의 영역에서 비교적 빨리 소비되거나, 이의 에칭 용량이 크게 감소한다.
- 이러한 종류의 효과 - 홀 및 에지에서 삭마 속도의 일시적인 변경 - 는 손상 부위, 채널, 홀 및/또는 에지에서의 에칭 과정에서 레이저에 의해 표면을 의도적으로 변경함으로써, 바람직하게는 마찬가지로 에칭 매질에서도 삭마 속도의 국부적 변경을 달성하기 위해 추가로 이용될 수 있다. 펄스 패키지 당 몇 개 - 예를 들어, 2 개 또는 3 개 - 의 펄스를 갖는 펄스 패키지를 선택함으로써, 예를 들어, 손상 부위 및/또는 채널의 표면을 보다 평활하거나 평탄하게 야기하고, 이에 따라 에칭 매질이 가능하게는 덜 빠르게 소비되거나 중화되는 것이 가능하다. 이러한 이유로, 에칭 매질은 단지 국부적으로 홀 및 에지의 영역에서뿐만 아니라 면, 특히 홀 및/또는 에지의 내부 면에서도 동등하게 변형될 수 있다.
- 새로운 에칭 매질 및/또는 첨가제의 국부적 공급. 특히, 이러한 물질을, 예를 들어, 탭과 같은 계량 유닛을 통해 국부적으로 에칭 매질에 적하함으로써 새로운 에칭 매질 또는 첨가제를 에칭 매질에 공급하는 것이 추가로 가능하다. 이러한 방식으로, 에칭 매질을 국부적으로 변경시킬 뿐만 아니라, 또한 이를 움직이도록 설정하는 것이 가능하다. 따라서, 삭마 속도는 추가로, 특히 제어된 방식으로 변형, 바람직하게는 가속화될 수 있다.
- 에칭 매질의 국부적 변경에 대한 추가 가능성은 유리 소자의 마운트 또는 용기의 물질에 의해 제공된다. 예를 들어, 용기의 재료의 숙련된 선택을 통해, 예를 들어, 금속과 같은 삭마-촉진 이온, 또는 예를 들어, 알칼리 금속과 같은 삭마-억제 이온을 에칭 매질로 방출하고, 삭마 속도를 제어하는 것이 가능하다. 이러한 방식으로, 삭마-촉진 또는 삭마-억제 이온이 유리 소자의 마운트 또는 용기의 물질로부터 직접 방출되고, 에칭 매질 또는 이의 에칭 용량이 영향을 받는 것이 가능하다.
또한, 삭마 속도가 공간적 및/또는 시간적 온도 구배의 발생에 의해 조정되는 것이 유리하다. 온도는 물리적 구성요소 및 더욱 특히 에칭 과정 동안 물질로부터 용해될 수 있는 구성요소의 이동성에 영향을 미치기 때문에, 더욱 유리하게는 온도의 변화에 의해 또한 에칭 매질로 유리 소자의 반응 속도 또는 삭마 속도를 변경하는 것이 가능하다. 따라서, 예를 들어, 시간적 온도 구배는 단순히 온도의 시간적으로 규정된 변화에 의해 제어될 수 있다. 공간적 온도 구배의 생성은, 예를 들어, 다수의 유리 소자가 상이한 삭마 속도로 개별적으로 에칭되어야 하는 경우에 특히 유리하다. 공간적 온도 구배가 생성될 수 있는 상이한 방식이 있다. 하기 가능성들 중 하나가 바람직하다:
- 용기 벽과 용기의 내부 영역 사이에 공간적 온도 구배가 생성될 수 있다. 이러한 경우, 용기 또는 에칭 매질은 고르게 가열되는데, 이는 에칭 매질의 볼륨이 균일하게 가열됨을 의미한다. 에칭 매질은 바람직하게는 용기 벽을 통해 냉각된다. 이러한 냉각은, 예를 들어, 금속성 물질과 같은 높은 열 전도도를 갖는 물질을 갖는 용기 또는 용기 벽에 의해 증진될 수 있다. 결과적으로, 에칭 매질의 열은 더 빠르게 밖으로 수송되어 매질을 수동적으로 냉각시킨다. 그러나, 용기 벽은 냉각 매질, 예를 들어, 물에 의해 능동적으로 냉각되는 것이 또한 가능하다. 그러나, 공정 비용을 절약하기 위해, 열 전도성 용기가 바람직하다. 이는 또한 추가 작업 비용이 발생하지 않아 온도 구배가 간단하고 비용 효과적으로 생성되도록 하기 때문에 이점의 근원이다.
- 추가 가능성은 용기 벽에 국부적으로 배열된 열원이다. 이러한 열원은 용기의 측면, 위 및/또는 아래에 배열될 수 있다. 온도 구배는 이러한 경우, 말하자면, 이러한 열원 주위에 동심원으로 형성되고, 따라서 열원으로부터의 거리가 증가함에 따라 온도가 감소한다.
- 공간적 온도 구배의 생성의 한 가지 특정 실시양태는 전자기 방사선, 바람직하게는 레이저 빔을 유리 소자의 에칭 매질 또는 표면 영역 상에 국부적으로 향하게 함으로써 달성된다. 이는 특히 저-볼륨 온도 구배가 발달되는 것을 가능하게 한다. 결과적으로, 예를 들어, 단지 수 μm를 포함하는 온도 구배가 생성될 수 있고, 결과적으로 매우 국부적으로 작용할 수 있다. 이는 온도에 의해 야기되는 삭마 속도 및/또는 에칭 매질의 변화가 유리 소자의 규정된 영역, 예를 들어, 개별 홀에 국한될 수 있다는 이점을 갖는다. 따라서, 바람직하게는 개별 홀에서 또는 그 주위에 융기부가 개별적으로 생성되거나 방지되는 것이 가능하다.
- 추가 가능성은 유리 소자의 마운트를 가열하는 것이다. 마운트 및 이에 따라 바람직하게는 차폐 소자가 마찬가지로 가열되는 경우, 삭마 속도는 특히 마운트에 의해 차폐된 영역과 직접 접하는 영역에서 변경될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 표면이 마운트에 의해 부분적으로 은폐된 위치에서 삭마 속도를 제어하거나 증가시키는 것이 가능하고, 이에 따라 더 많은 유리가 그곳에서 삭마될 수 있다.
- 공간적 온도 구배의 발달에 대한 또 다른 가능성은 마찬가지로 전압 아크, 또는 에칭 매질의 적합한 위치에 배치될 수 있는 두 전극 사이의 적어도 하나의 전압 아크의 발생이다. 이들 전압 아크의 영역에서, 에칭 매질은 이후 국부적으로 가열되고, 특히 또한 움직이도록 설정된다.
삭마 속도는 대안적으로, 특히 중력 또는 에칭 매질의 이동 방향과 관련하여, 에칭 매질 내의 유리 소자의 특정 공간적 배열에 의해 확립될 수 있다. 홀 내의 삭마 속도를 가속화하기 위해, 예를 들어, 유리 소자에서 홀의 종방향이 에칭 매질의 이동 방향에 평행하게 정렬되는 것이 가능하다. 따라서, 그러한 경우에, 유리 소자의 표면은 에칭 매질의 이동 방향에 대해 횡방향으로 또는 수직으로 정렬된다. 이러한 정렬은 에칭 매질이 홀을 통해 이동되는 것을 보장한다. 결과적으로, 예를 들어, 용해된 유리로 포화된 에칭 매질은 홀 밖으로 수송될 수 있어서, 중화된 에칭 매질이 홀 내에 남아 있지 않기 때문에, 동시에 홀 내에서 시간적으로 일관되게 높은 삭마 속도를 달성할 수 있고, 특히, 새로운 불포화 에칭 매질이 지속적으로 이용 가능하다.
그러나, 에칭 매질이 활발히 움직이도록 설정되지 않으면, 상기 언급된 가능성 중 하나에 의해, 예를 들어, 유리 소자의 홀 또는 에지의 영역에서 삭마 속도는 유리 소자의 표면적과 관련하여 더 높은 표면적의 결과로서 초기에 증가한다. 그러나, 유리 소자의 표면에 대한 삭마 속도는 또한 홀의 영역에서 훨씬 더 빨리 하강하는데, 그 이유는 에칭 매질이 더 빨리 포화되거나 중화되기 때문이다. 에칭 매질의 포화가 증가함에 따라서, 용해된 유리 물질, 및 이에 따라 또한 특히 에칭 매질의 중량으로 인해 마찬가지로 밀도가 증가한다. 중력 방향으로 홀의 종방향으로 정렬되는 경우, 중질의 에칭 매질이 또한 홀 밖으로 함몰될 수 있다. 이는 적어도 부분적으로 홀 주위에서, 그리고 바람직하게는 포화된 에칭 매질의 중력 방향 또는 함몰 방향으로 융기부의 성장을 야기할 수 있다. 에칭 매질의 포화는 삭마 속도가 홀 주위에서, 및 바람직하게는 포화된 에칭 매질의 이동 방향으로 적어도 부분적으로 감소되는 것, 결과적으로 융기부의 성장을 의미할 수 있다.
그러나, 다른 한 편으로, 새로운 에칭 매질이 이에 연속적으로 공급되기 때문에, 함몰 방향 또는 이동 방향과 반대인 측에서 증가된 삭마 속도가 생성될 수 있다. 따라서, 특히 오로지 에칭 매질 내로 홀 또는 유리 소자가 정렬되는 결과로서, 에칭 매질의 이동을 야기할 뿐만 아니라 바람직하게는 홀의 영역에서 삭마 속도에 영향을 미치는 것이 가능하다.
따라서, 높은 유리 농도를 갖는 에칭 매질이 융기부를 방지하기 위해 및/또는 함몰부를 생성시키거나 융기부 및 함몰부의 높이/깊이를 감소시키기 위해 의도된 위치에서 멀리 수송되는 방식으로, 에칭 매질 내에, 및 특히 에칭 매질의 이동 방향과 관련하여 유리 소자를 정렬시키는 것으로 규정된다. 이러한 목적 상, 유리 소자 또는 유리 소자의 표면(들)은, 예를 들어, 용기 베이스 및/또는 에칭 매질의 이동 방향, 예를 들어, 함몰 방향 또는 유동 방향에 대해, 0°(평행) 내지 360°(평행), 바람직하게는 90°(수직) 내지 270°(수직)의 각도로 정렬될 수 있다. 약 180°의 각도가 또한 가능하다.
마찬가지로, 다른 각도 - 예를 들어, 특히, 바람직하게는 10° 내지 80°, 더욱 바람직하게는 20° 내지 70°, 매우 바람직하게는 30° 내지 50°의, 에칭 매질의 이동 방향에 대한 유리 소자의 경사 각도 - 가 또한 유리할 수 있다. 특히, 홀의 영역에서의 삭마 속도는 또한 유리 소자의 두께 및/또는 홀의 길이에 의해 제어될 수 있다. 상기 개략된 바와 같이, 에칭 매질은 홀의 영역에서 더욱 빠르게 포화되고/거나 에칭 매질의 이동은 홀 벽의 더 좁은 제약에 의해 제한된다. 이들 요인 둘 모두는 유리 소자의 표면에서의 삭마 속도와 비교하여 홀의 영역에서 감소된 삭마 속도를 초래한다. 따라서, 홀의 영역 및/또는 홀 내부의 영역과 유리 소자의 표면에서의 영역 사이에 농도 구배가 존재하고, 특히, 삭마 속도에 시간적 구배가 또한 존재한다. 홀의 길이, 이에 따른 유리 소자의 두께의 변화를 통해, 상응하여, 홀의 영역에서 에칭 매질의 이동을 변화시키고, 이에 따라 특히 또한 홀의 영역에서 에칭 매질의 농도 구배 또는 포화도를 변화시키는 것이 또한 가능하다. 유리 소자의 정렬, 및 또한 바람직하게는 마찬가지로, 에칭 매질의 이동 및/또는 온도 구배와 같은 다른 파라미터의 적합한 선택을 통해, 리지 또는 융기부가, 예를 들어, 유리 소자의 한 측 상에서, 에지에서 형성되고 리지 또는 융기부가 반대 측 상에서 방지되는 것이 또한 가능하다.
높이 편차는 바람직하게는 이상적으로 방지되거나, 상기 명시된 실시양태들 중 하나에 의해, 예를 들어, 순환에 의해 가속화된 삭마 속도에 의해 유리 소자의 표면에 대해 ± 0.5 μm 미만의 값으로 적어도 발생되거나 조정된다. 본 발명의 목적 상, 제1 및/또는 제2 표면이 적어도 홀 주위에 형성되지만, 특히 융기부가 전혀 없이 구성되고, 바람직하게는 추가적으로 15 nm 미만의 평균 거칠기 값(Ra)을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 목적 상, 특히 에칭 매질을 움직이도록 설정함으로써 삭마 속도가 이상적으로 증가한다. 기껏해야, 움직임은 에칭 매질의 교반에 의해 및/또는 온도 구배의 발생에 의해 실현된다. 이는 특히 평활한 표면, 및 특히 낮은 평균 거칠기 값을 갖는 평탄한 유리 소자가 제조되도록 한다. 이는 에칭 과정 후에 유리 소자의 표면이 더 이상 후처리될 필요가 없기 때문에 단지 몇 가지 작업 단계만을 필요로 한다.
본 개시에 따른 유리 소자는 전기-광학 부품, 미세유체 셀, 압력 센서 및 카메라 이미징 모듈을 밀봉 패키징하기 위한 부품의 제조를 포함하는 적용에 사용될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 하기에 보다 정확하게 설명된다. 도면에서, 동일한 참조 부호는 각 경우에 동일하거나 상응하는 소자를 나타낸다.
도 1은 레이저에 의한 유리 소자에서의 손상 부위 생성의 개략도를 보여주는 것이다.
도 2는 다수의 손상 부위를 갖는 유리 소자의 개략도를 보여주는 것이다.
도 3은 유리 소자에 대한 에칭 과정의 개략도를 보여주는 것이다.
도 4는 진행된 에칭 상태의 유리 소자의 개략도를 보여주는 것이다.
도 5는 상이한 조건 하에 에칭 후 유리 소자의 표면의 평균 거칠기 값의 다이어그램을 보여주는 것이다.
도 6은 유리 농도의 함수로서 삭마 속도에 대한 측정 데이터를 갖는 다이어그램을 보여주는 것이다.
도 7은 이동하는 에칭 매질을 갖는 용기에서 다수의 유리 소자에 대한 에칭 과정의 개략도를 보여주는 것이다.
도 8은 에칭 매질의 온도 및 홀의 정렬 및 형상에 따른 높이 편차의 높이 측정 결과를 보여주는 것이다.
도 9는 에칭 매질(200)의 온도 및 에칭 과정 동안 유리 소자의 상하 이동의 함수로서 높이 편차(20)의 깊이의 다이어그램을 보여주는 것이다.
도 10은 에칭 후 유리 소자의 토포그래피를 보여주는 것이다.
도 11은 대칭적인 높이 편차 및 높이 편차의 높이 프로파일을 갖는 부감도의 유리 소자를 보여주는 것이다.
도 1은 레이저에 의한 유리 소자에서의 손상 부위 생성의 개략도를 보여주는 것이다.
도 2는 다수의 손상 부위를 갖는 유리 소자의 개략도를 보여주는 것이다.
도 3은 유리 소자에 대한 에칭 과정의 개략도를 보여주는 것이다.
도 4는 진행된 에칭 상태의 유리 소자의 개략도를 보여주는 것이다.
도 5는 상이한 조건 하에 에칭 후 유리 소자의 표면의 평균 거칠기 값의 다이어그램을 보여주는 것이다.
도 6은 유리 농도의 함수로서 삭마 속도에 대한 측정 데이터를 갖는 다이어그램을 보여주는 것이다.
도 7은 이동하는 에칭 매질을 갖는 용기에서 다수의 유리 소자에 대한 에칭 과정의 개략도를 보여주는 것이다.
도 8은 에칭 매질의 온도 및 홀의 정렬 및 형상에 따른 높이 편차의 높이 측정 결과를 보여주는 것이다.
도 9는 에칭 매질(200)의 온도 및 에칭 과정 동안 유리 소자의 상하 이동의 함수로서 높이 편차(20)의 깊이의 다이어그램을 보여주는 것이다.
도 10은 에칭 후 유리 소자의 토포그래피를 보여주는 것이다.
도 11은 대칭적인 높이 편차 및 높이 편차의 높이 프로파일을 갖는 부감도의 유리 소자를 보여주는 것이다.
도 1은 제1 표면(2) 및 제2 표면(3), 및 또한 두께(D)를 갖는 유리 소자(1)를 개략적으로 보여주는 것이다. 여기서 제1 표면(2)은 제2 표면(3)의 반대쪽에, 특히, 바람직하게는 평면-평행하게 배열된다. 유리 소자(1)는 또한 종방향(L) 및 횡방향(Q)로 연장된다. 유리 소자(1)는 바람직하게는 또한 적어도 하나의 측부 면(4)을 갖는데, 이는 유리 소자(1)를 이상적으로 둘러싸고, 유리 소자(1)의 두께(D)에 상응하는 높이를 갖는다. 여기서, 이상적으로는, 유리 소자(1)의 두께(D) 및 측부 면(4)의 높이는 종방향(L)으로 연장된다. 제1 표면(2) 및 제2 표면(3)은 추가로 횡방향으로 연장될 수 있다.
제1 방법 단계에서, 레이저(101), 바람직하게는 초단 펄스 레이저(101)는 유리 소자(1)의 볼륨에 손상 부위, 더욱 특히 채널(15), 또는 채널형 손상 부위(15)를 생성한다. 이러한 목적 상, 예를 들어, 렌즈 또는 렌즈 시스템과 같은 집속 광학 시스템(102)은 레이저 빔(100)을 집속하고 이를 유리 소자(1)의 표면(2, 3), 바람직하게는 제1 표면(2) 상으로 향하게 한다. 유리 소자(1)의 볼륨 내의 영역 상으로의 레이저 빔(100)의 집속, 더욱 특히 드로운-다운 포커싱(drawn-out focusing)의 결과로서, 이에 따라 조사되는 레이저 빔(100) 에너지는 필라멘트 손상 부위가 발생되고 이것이 채널(15)을 형성하기 위해, 예를 들어, 펄스 패키지의 형태로, 예를 들어, 다수의 레이저 펄스에 의해 손상 부위를 확장시키는 것을 보장한다.
바람직하게는, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 채널(15)은 추가 단계에서 생성되고, 이상적으로는 다수의 채널(15)이 천공을 생성하고, 이러한 천공 또는 이러한 다수의 채널이 구조(16)의 윤곽을 형성하는 방식으로 서로 나란히 배열된다. 가장 우수한 경우, 이러한 방식으로 생성된 구조(16)는 생성될 홀의 형상에 상응한다. 다시 말해서, 채널(15)의 거리 및 수는 생성될 홀의 윤곽이 형성되도록 선택된다.
추가 단계가 도 3에 도시되어 있다. 유리 소자(1)는 마운트(50) 상에 분리 가능하게 배열된다. 여기서 유리 소자(1)는 단지 마운트(50) 상에 놓일 수 있거나, 마운트(50)에 고정될 수 있거나 고정되어 있을 수 있다. 바람직하게는, 마운트(50)의 특정 영역은 유리 소자(1)의 규정된 영역을 커버링하거나 차폐하는 역할을 한다. 그러나, 이러한 목적은 또한, 예를 들어, 하나 이상의 폴리머 층 또는 성형된 소자와 같은 다른 소자에 의해 제공될 수 있다. 마운트에 의해, 폴리머 층(들)에 의해 및/또는 성형된 소자에 의해 커버링된 영역은 바람직하게는 유리 소자(1)의 표면(2, 3) 상에 생성될 융기된 구조를 위한 마스크로서 역할을 한다. 그러나, 동등하게, 유리 소자의 표면에서 융기된 구조를 방지하고 적어도 하나의 특히 평탄하거나 편평한 표면을 생성하기 위해, 제1 및/또는 제2 표면(2, 3)이 완전히 차폐되는 것이 또한 가능하다. 물론, 레이저(101)가 사용되기 전에 이러한 영역을 커버링하는 것이 또한 가능하다. 커버링된 영역은 추가로 유리 소자(1)가 후속 단계에서 노출되는 에칭 매질에 대해 차폐물로서 작용하는 것으로 의도된다.
이러한 목적 상, 유리 소자(1)는 마운트(50)에 의해 수용되고, 더욱 특히, 바람직하게는 용기(202) 내에 배열되는 에칭 매질(200), 바람직하게는 에칭 용액에 함침된다. 이상적으로, 이러한 목적을 위한 용기(202)는 에칭 매질(200)에 대해 실질적으로 저항성인 물질을 포함한다. 용기는 바람직하게는 특정 이온 또는 분자와 같은 특정 요소 또는 물질을, 예를 들어, 에칭 매질(200) 내로 방출할 수 있는 물질을 포함한다. 가장 우수한 경우에, 용기(202)에 의해 방출된 이들 물질은 유리 소자의 물질의 삭마 속도를 가속화하거나 감소시키는 방식으로 에칭 매질(200)의 에칭 용량을 변경한다.
사용되는 에칭 매질(200)은 바람직하게는 산성 또는 알칼리성 용액, 및 더욱 특히 알칼리성 용액, 예를 들어, KOH이다. 가장 우수한 경우에, 에칭 용액의 에칭 용량은 용기(202)의 물질, 및 가능하게는 또한 에칭 용액에 첨가된 첨가제에 의해 영향을 받는다. 에칭 매질(200)에 대한 유리 소자의 노출은 유리 소자의 물질이 삭마되게 하여 삭마부(70)를 생성하고, 또한 삭마 속도는 다수 요인들에 의해 영향을 받을 수 있다.
제1 요인은 유리 소자(1)가 에칭되는 온도이다. 에칭 과정은 바람직하게는 60℃ 내지 130℃, 이상적으로는 약 100℃의 온도에서 수행되며, 이는 바람직하게는 열원에 비해 더 저온인 용기 벽으로 인해 온도 구배를 발생시킨다.
또한, 삭마 속도는 바람직하게는 에칭 매질(200)을 움직이도록 설정함으로써 영향을 받고, 더욱 특히 가속화된다. 예를 들어, 하나 이상의 교반 유닛(60)이 이러한 목적 상 사용될 수 있다. 기계적으로 또는 전자적으로 구동되는 교반 유닛(60), 예를 들어, 교반 막대, 또는 그 밖에 자기장을 통해 제어되는 자기 교반기를 사용하는 것이 가능하다. 가장 우수한 경우에, 교반 유닛(60)은 회전 이동을 수행하여 에칭 매질을 움직이도록 설정하는 방식으로 작동된다.
추가의 실시양태에서, 용기(202)는, 예를 들어, 적어도 하나의 분할 벽에 의해, 다수의 영역으로 세분될 수 있다. 이러한 경우에 바람직하게는 용기(202)를 2 개의 영역으로 세분하는 분할 벽(51)이 이용된다. 이후, 예를 들어, 제1 영역에는 하나 이상의 교반 유닛(60)이 배열되고, 제2 영역에는 바람직하게는 하나 이상의 유리 소자(1)가 배열되는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 분할 벽(51)은 바람직하게는 통로를 통한 에칭 매질(200)의 교환을 가능하게 하는 방식으로 제1 영역을 제2 영역에 연결하는 하나 이상의 통로를 갖는다. 에칭 매질(200)은 이러한 수단에 의해 표적화된 방식으로 움직이도록 설정될 수 있고, 더욱 특히 이러한 수단에 의해 에칭 매질(200)의 규정된 흐름 방향을 실현하는 - 또는 제어하는 - 것이 가능하다.
도 4는 진행된 시점에서 도 3의 에칭 과정을 개략적으로 보여주는 것이다. 에칭 매질(200)은 여기서 움직이도록 설정되지 않았다. 결과적으로, 에칭 매질(200)은 삭마 속도가 높아진 영역에서 보다 빠르게 중화될 수 있었는데, 이는 에칭 매질(200)이 이들 영역에서 소비됨을 의미한다. 이러한 종류의 소비된 에칭 매질(201)은 도 4에 제1 표면(2) 및 제2 표면(3)의 영역으로 나타나 있다. 이는 본질적으로 채널의 영역에 대한 것이지만, 또한 제1 표면(2) 및/또는 제2 표면(3)의 특정 영역에 대한 것일 수 있다. 이러한 과정에서, 다수의 채널의 채널 벽은 바람직하게는 둘 이상의 채널이 결합되어 홀(10)을 생성하는 정도로 삭마되었다.
도 4의 예에는, 에칭이 함몰부의 형태로 높이 편차(20)를 발생시킨 유리 소자(1)가 나타나 있으며, 여기서 높이 편차는 바람직하게는 홀(10) 주위에서 발달한다. 높이 편차(20)는 유리 소자의 표면(2, 3)에 둔각인 면(22)을 갖는다. 또한, 홀(10)은 바람직하게는 내부 홀 면(12)이 적어도 2 개의 공간적 방향으로 홀(10)을 완전히 둘러싸도록 형성되는 내부 홀 면(12)을 갖는다. 여기서, 홀(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)에 대해 가로질러 연장되는 길이를 형성할 수 있다. 홀(10)의 길이 및 높이 편차(20)의 깊이(H1)는 유리 소자(1)의 두께(D)에 함께 상응하는 것이 가능하다. 그러나, 동등하게, 홀(10)의 길이가 두께(D)에 상응하는 것이 또한 가능하다. 또한, 홀(10)은 특히 돔형 만입부를 갖는 내부 홀 면(12)의 영역에서 에지(40)를 형성한다.
도 5는 상이한 에칭 조건 하에서, x-축 상의 삭마(제거)의 함수로서, y-축 상의 유리 소자(1)의 표면의 측정된 평균 거칠기 값(Ra)을 보여주는 것이다. 각각의 에칭 조건은 상이한 측정 결과로 표현된다.
● 빈 검은색 고리로 표현된 측정 결과는 에칭 매질(200)이 특히 적어도 하나의 교반 유닛(60)에 의해 움직이도록 설정된 에칭 과정을 나타낸다. 또한, 바람직하게는 금속성 물질을 포함하는 용기(202)가 사용되었다.
● 검은색 실선 원으로 표현된 측정 결과는 유리 소자(1)가 에칭 매질(200)로부터 적어도 부분적으로, 및 바람직하게는 폴리머 층, 특히 퍼플루오로알콕시 폴리머에 의해 차폐된 에칭 과정을 나타낸다. 또한, 에칭 매질(200)은 활발히 움직이도록 설정되지 않았다.
● 패턴화된 검은색 고리로 표현된 측정 결과는 유리 소자(1)가 에칭 매질(200)로부터 적어도 부분적으로, 및 바람직하게는 폴리머 층, 특히 퍼플루오로알콕시 폴리머에 의해 차폐된 에칭 과정을 나타낸다. 또한, 바람직하게는 금속성 물질을 포함하는 용기(202)가 사용되었고, 에칭 매질(200)은 움직이도록 설정되지 않았다.
이들 결과를 고려할 때, 유리 소자(1)의 표면(2, 3)은 에칭 매질(200)이 움직이도록 설정된 에칭 과정 후에 특히 낮은 평균 거칠기 값을 갖는 것으로 보인다. 이러한 평균 거칠기 값은 바람직하게는 2 nm 내지 10 nm이고, 따라서 유리 소자는 특히 평활한 표면(2, 3)을 가지며, 에칭 매질(200)의 이동은 바람직하게는 매우 낮은 평균 거칠기 값을 야기한다. 또한, 이들 조건 하에, 10 μm 미만에서 물질의 삭마는 매우 낮고, 낮은 평균 거칠기 값을 생성하기 위해서는 낮은 삭마만이 필요한 것으로 보인다.
또한, 에칭 매질에 대한 차폐의 사용은 유의하게 더 높은 평균 거칠기 값, 및 이에 따라 유리 소자의 유의하게 더 거친 및/또는 고려되는 표면(2, 3)을 초래한다는 것이 확립될 수 있다. 다시 말해서, 에칭 매질(200)의 이동이 없는 에칭 과정 후, 유리 소자(1)는 에칭 매질(200)의 이동이 있는 에칭 과정 후보다 유의하게 더 거친 표면을 갖는다. 에칭 매질(200)이 이동하는 에칭 과정 후 평균 거칠기 값은 바람직하게는 약 5 nm 내지 130 nm이다.
다수의 경우, 즉, 에칭 매질(200)의 이동이 있는 및 이동이 없는 둘 모두의 경우에, 금속성 물질을 갖는 용기(202)가 사용되었기 때문에, 이는 표면(2, 3)의 거칠기에 거의 영향을 미치지 않는 것으로 보인다.
도 6은 브래킷, 유리A(Boro33), 유리B(AF32) 및 유리C(D263)에 주어진 각각의 제품 명칭을 갖는 Schott로부터의 3 개의 상이한 유리에 대한 홀 영역에서 에칭 매질(200) 중 유리 농도 c[g/l]의 함수로서 삭마 속도 Re[μm]에 대한 측정 데이터를 보여주는 것이다. 다이어그램은 삭마 또는 에칭 동안 삭마 구배가 발달함을 예시한다. 특히, 유리A 및 유리C의 경우, 삭마 속도는 에칭 매질(200) 중 유리 농도의 동반 증가와 함께, 처음에는 적당히, 그 다음에는 강하게 증가한다. 따라서, 특정 농도 값에 도달하자마자, 에칭 매질은 특정 포화에 도달하고, 삭마 속도는 세 개의 유리 모두의 경우 떨어진다. 특히 유리C의 경우, 포화에 도달한 후, 삭마 속도는 대략 일관되게 낮은 값으로 떨어지는 것이 명백하다. 이는 홀(10)의 영역에서 에칭 매질(200) 중 유리 농도의 초기 급격한 증가 및 높은 유리 농도를 갖는 에칭 매질(200)이 후속하여 홀(10)의 영역에 남아 있거나 멀리 수송되지 않는 것으로 설명될 수 있다. 이는 아마도 낮은 유리 농도를 갖는 에칭 매질(200)의 밀도와 유사한 유리-풍부 에칭 매질(200)의 밀도에 기인한다. 결과적으로, 홀(10)의 영역에서 에칭 매질(200)의 이동은 거의 없거나 전혀 없고, 따라서 높은 유리 농도를 갖는 에칭 매질(200)은 멀리 수송되지 않는다. 따라서, 에칭 매질의 유리 농도는 유리 소자의 표면(2, 3)에서보다 홀의 영역에서 더 높다.
유리B 및 유리C의 상황은 상이하다. 삭마 속도가 높은 값에 도달하고 유리 농도가 증가함에 따라 초기에 다시 감소할 때, 낮은 값에 도달하면 다시 삭마 속도가 증가한다. 이는 낮은 유리 농도를 갖는 에칭 매질(200)보다 더 높은 밀도를 갖는, 및 이에 따라 더 중질인 유리B 및 유리C의 경우 유리-풍부 에칭 매질(200)에 의해 설명될 수 있다. 따라서, 높은 유리 농도를 갖는 에칭 매질(200)은 홀(10)의 영역 밖으로 함몰되어(용기 베이스에 평행하게 유리 소자의 표면이 정렬되는 경우), 새로운 에칭 매질(200)이 다시 홀의 영역 내로 들어가게 한다. 이후, 새로운 에칭 매질(200)은 또한 삭마 속도의 증가를 가능하게 하는데, 이는 에칭 매질의 유리 농도가 다시 임계값에 이르자마자 다시 한 번 더 떨어진다. 전반적으로, 이러한 효과는, 예를 들어, 에칭 매질(200)에서 상응하여 유리 소자(1)의 정렬에 의해, 또는 규정된 방향으로 에칭 매질(200)의 이동에 의해, 삭마 속도의 표적화된 제어 및 삭마 속도의 요망되는 구배의 확립을 위해 이용될 수 있다. 따라서, 이러한 방식으로, 바람직하게는 증가된 삭마 속도로 인해 함몰부가 형성되는 낮은 유리 농도를 갖는 영역이 표적화된 방식으로 생성될 수 있다.
다시 말해서, 에칭 매질(200)의 규정된 유리 농도, 및 이에 따른 삭마 속도에 의해 표적화된 방식으로 제어되는 높이 또는 깊이 및/또는 형상을 갖는 높이 편차(20)의 형성이 제어될 수 있고, 이러한 제어는 더욱 특히 국부적이다.
일반적으로, 높이 편차(20), 및 특히 높이 편차(20)의 높이 또는 깊이 및/또는 형상은 이에 따라 작동 파라미터 - 예를 들어, 삭마 속도, 에칭 매질(200)의 조성, 더욱 특히, 에칭 매질(200)의 유리 농도, 에칭 매질(200)의 이동, 및, 바람직하게는, 규정된 흐름 방향, 에칭 과정의 지속기간 및/또는 에칭 매질(200)의 온도 - 에 의해서 확고하게 영향을 받을 수 있다.
도 7은 추가의 실시양태를 개략적으로 나타낸 것이다. 도시된 예로 제한되지 않으면서, 에칭 매질(200)의 흐름 방향은 분할 용기(202)에 의해 지정될 수 있다. 이러한 예에서, 에칭 매질(200)은, 예를 들어, 프로펠러 또는 자기 교반기와 같은 교반 유닛(60)에 의해 움직이도록 설정된다. 여기서, 교반 유닛(60)을 갖는 영역은, 예를 들어, 공간적으로 분할 벽(51)에 의해 그리고 유리 소자(1) 또는 바람직하게는 2 개 이상의 유리 소자(1)가, 더욱 특히, 마운트 50에 배열되는 제2 영역으로부터 적어도 부분적으로 분리될 수 있다. 도 7에 도시된 예에서, 제2 영역에 각각 다수의 유리 소자(1)를 갖는 다수의 마운트, 더욱 특히 2 개의 마운트(50)가 배열된다. 분할 벽(51)은 바람직하게는 통로를 통한 에칭 매질(200)의 교환을 가능하게 하는 방식으로 제1 영역을 제2 영역에 연결하는 하나 이상의 통로를 갖는다. 이러한 방식으로, 제2 영역에서 에칭 매질(200)의 이동 또는 순환, 더욱 특히 대류가 달성될 수 있고, 대류는 점선으로 표현된다.
마운트는 바람직하게는 이들이 움직이도록 설정될 수 있는 방식으로, 더욱 특히 에칭 매질 내의 유리 소자(1)가 이동 가능하도록 구현된다. 이러한 목적 상, 도 7은 마운트(50) 또는 유리 소자(1)의 2 개의 가능한 이동(B1, B2)을 나타낸다. B1은, 예를 들어, 유리 소자(1) 또는 마운트(50)의 상하 이동을 나타낸다. 따라서, 용기 베이스에 대해, 유리 소자(1)는, 더욱 특히, 일정한 사이클로, 예를 들어, 일정한 빈도 및/또는 일정한 거리로 상하로 이동될 수 있다. 여기서 상하 이동의 거리는 유리 소자(1)의 길이, 이들의 정렬, 및 용기(202)의 높이의 함수로서 요망에 따라 변화될 수 있다.
유리 소자(1) 또는 마운트(50)의 또 다른 형태의 이동은 회전 이동(B2)으로 표현된다. 따라서, 마운트(50)는 또한 유리 소자(1)가 적어도 하나의 축에 대해 회전되거나 회전 가능하도록 구성될 수 있다. 바람직하게는, 유리 소자(1)는 또한 바람직하게는 제1 축에 수직으로 배열되는 제2 축에 대해 회전 가능하거나 회전될 수 있다.
일반적으로, 일 실시양태에 따르면, 홀더 전체는 그 자체의 축에 대해 회전하지 않고 일반적으로 폐쇄된 - 예를 들어, 직사각형/다각형/타원형 - 경로로 이동될 수 있다. 결과적으로, 이러한 종류의 폐쇄 경로의 경우에도, 회전의 결과로서 유리 소자 상의 에칭 매질의 국부적으로 상이한 유동 공격 속도를 방지하는 것이 가능하다. 일반적으로, 이후, 유리 소자(1)가 에칭 매질에서 하나 이상의 공간적 방향 또는 이들의 조합으로 회전 없이 이동되는 경우가 유리할 수 있다.
특히, 유리 소자(1)의 이동과 에칭 매질(200)의 이동 사이의 조합에서, 높이 편차(20) 또는 융기부 또는 함몰부는 대칭적으로 또는 비대칭적으로 모양이 형성될 수 있다. 대칭적인 높이 편차(20)는, 예를 들어, 에칭 매질(200)의 이동 방향에 대해 횡방향으로, 더욱 특히 수직으로 배열된 축에 대해 유리 소자(1)를 회전시킴으로써 달성될 수 있다. 유리 소자(1)는 바람직하게는 제1 및/또는 제2 표면(2, 3)에 수직으로 정렬된 축에 대해 회전될 수 있다. 대칭 구조 또는 높이 편차(20)의 구성에 대한 추가 가능성은 바람직하게는 에칭 매질(200)이 이동되지 않으면서 유리 소자(1)의 상하 이동이다. 이동되지 않거나 불균일하게 이동된 에칭 매질(200)의 경우, 유리 소자(1)는 바람직하게는 대칭적인 높이 편차(20)를 발생시키기 위해 특히 서로 수직인 두 축에 대해 회전된다. 따라서, 일반적으로, 적어도 하나의 방향 역전으로 경로를 따라 에칭 매질에서 유리 소자(1)를 이동시키는 것이 규정될 수 있다.
반대로, 비대칭 구조 또는 높이 편차(20)는 바람직하게는 에칭 매질(200) 및/또는 유리-풍부 에칭 매질(200)만이 움직이는 경우에 생성될 수 있다. 이러한 경우, 유리-풍부 에칭 매질(200)이 감소된 삭마 속도를 국부적으로 유도하기 때문에, 높이 편차(20)는 바람직하게는 에칭 매질(200)의 이동 방향 또는 함몰 방향으로 발달된다.
추가 제어 파라미터는 에칭 매질에서 유리 소자(1)의 정렬에 의해 형성된다. 도 7에 나타낸 바와 같이, 유리 소자(1) 또는 둘 이상의 유리 소자(1)는 용기 베이스에 대해 바람직하게는 세로로, 가로질러 또는 수직으로 정렬될 수 있다. 따라서, 특히 적어도 하나의 높이 편차(20)의 형성 및/또는 형상을 제어하기 위해, 에칭 매질의 이동 방향에 대해 유리 소자(1)를 정렬하는 것이 가능하다. 우측 마운트(50)에서, 예를 들어, 유리 소자(1)는 용기 베이스에 대해 및/또는 에칭 매질(200)의 이동 방향에 대해 비스듬하게 정렬된다. 이들 수단에 의해, 바람직하게는, 예를 들어, 유리 소자(1)의 특정 에지에서 에칭 매질(200)의 와류를 발생시키는 것이 가능하다. 이러한 경우에, 특히 국부적으로, 와류에 의해, 유리-풍부 에칭 매질(200)의 신속한 수송을 통해 가속화된 삭마 속도가 실현될 수 있다. 이러한 경우, 함몰부는 제1 및/또는 제2 표면(2, 3)에 대하여, 바람직하게는 홀(10) 주위에 적어도 부분적으로 생성될 수 있다.
추가의 실시양태에서, 유리 소자(1)는 용기 베이스에 실질적으로 평행하게 또는 바람직하게는 수평으로 정렬될 수 있다. 이러한 경우, 유리-풍부 에칭 매질(200)은 홀(10)을 통해 함몰될 수 있고, 특히 홀 주위에 균일하게 분포되어, 대칭적인 높이 편차(20), 바람직하게는 융기부가 용기 베이스의 반대쪽에 배열된 표면(2, 3)에서 발생되게 할 수 있다. 이와 대조적으로, 용기 베이스로부터 멀어지는 쪽을 향하는 표면(2, 3) 상에, 적어도 임의의 융기부(20)를 형성하지 않거나 더 낮은 높이를 갖는 융기부(20)를 형성하는 것이 가능하다. 대신, 유리가 풍부한 하강하는 에칭 매질(200)로 인해, 불포화 에칭 매질의 내측 유동 및 결과적으로 증가된 삭마 속도의 증가로 인해, 특히 용기 베이스로로부터 멀어지는 쪽을 향하는 표면(2, 3)의 에지에서 함몰부를 생성하는 것이 가능하다.
예를 들어, 제1 표면(2)이 용기 베이스를 향하는 경우, 포화된 에칭 매질이 홀 밖으로 하강하고 이에 따라 삭마 속도가 감소하기 때문에, 제1 표면(2) 상에 융기부가 생성된다. 반대로, 제1 표면(2)의 반대쪽에 제2 표면(3)에서, 함몰부가 우선적으로 생성된다.
도 8은 삭마 속도에 대한 온도의 영향을 보여주는 것이다. 에칭 매질(200)의 온도 및 홀(10)의 배향 및 형상의 함수로서 높이 편차(20)의 높이에 대한 측정 결과가 제시되어 있다. 따라서, x-축 아래에, 홀의 상이한 형상이 플롯팅된다. 이러한 경우에, 에칭 매질(200)의 이동 방향은 제1 표면 및 제2 표면(2, 3)에 평행하게 정렬되었다. 홀(10)의 모든 형상/구조에 대해, 에칭 매질(200)이 80℃의 온도를 갖는 에칭 매질과 비교하여, 예를 들어, 125℃의 온도를 가질 때, 높이 편차(20)가 더 높다는 것이 주지된다. 따라서, 도시된 예시적인 구조에 대한 제한 없이, 에칭 매질의 온도를 조정함으로써, 높이 편차(20), 더욱 특히 적어도 부분적으로 홀(10) 주위에서의 높이 편차(20)의 높이, 및 바람직하게는 또한 깊이에 대해 결정적인 제어를 가하는 것이 가능하다.
삭마 속도가 상승된 온도에서 증가함에 따라, 더 많은 물질이 또한 용해된다. 이의 결과로서, 에칭 매질(200)은 높은 삭마를 갖는 영역, 특히 홀(10) 주위에서 보다 빠르게 포화되고, 결과적으로 삭마 속도가 이러한 영역에서 빠르게 떨어진다. 따라서, 일반적으로, 높이 편차(20) 규모의 높이 및/또는 깊이는 삭마 또는 삭마 속도에 비례한다. 삭마가 높을수록 높이 편차(20)가 더 커진다. 그러나, 제1 표면 및 제2 표면(2, 3)의 영역과 같이, 홀(10)이 없는 영역에서, 삭마 속도는 홀 주변의 영역에서보다 본질적으로 더 높게 유지된다. 다시 말해서, 삭마 속도는 삭마 속도가, 예를 들어, 적어도 부분적으로 홀(10) 주위와 같이, 또 다른 영역에서보다 유리 소자(1)의 한 영역에서 더 높도록 조정될 수 있다.
특히, 에칭 매질(200) 및/또는 마운트(50)의 조정된 이동에 따라, 특히 홀(10) 주위의 높이 편차(20)가 비대칭 형상을 갖거나 이로 제공될 수 있다. 그러나, 추가의 실시양태에서, 높이 편차(20)는 또한 특히 홀(10) 주위에 대칭적인 형상을 갖고/거나 이로 제공될 수 있다. 이러한 경우, 홀(10) 자체는 또한 종방향(L)에 평행한 회전 축에 대해 대칭이다. 본 발명의 의미에서 대칭은 특히 홀 주위의 융기부가 본질적으로 단일 높이 또는 깊이 및/또는 단일 형상 - 예를 들어, 구배 - 를 갖는 것으로 이해된다. 따라서, 이러한 의미에서 비대칭은 특히 홀(10) 주위의 높이 편차(20)가 상이한 높이/깊이 및/또는 구배를 갖는 적어도 섹션을 갖는다는 것을 의미한다.
도 8로부터 추가 효과를 인지하는 것이 또한 가능하다. 특히 긴 형태의 홀의 경우, 높이 편차의 크기는 이동 방향에 대한 배향에 의존한다. 에칭 배쓰가 종방향에 대해 횡방향으로 과잉된 긴 형상의 경우(좌측에서 세 번째 측정), 따라서 높이 편차가 종방향으로 과잉인 경우(좌측에서 여섯 번째 측정)보다 훨씬 더 낮다. 이는 에칭 매질의 액체가 홀을 교차하는 데 필요한 시간에 기인한다. 좌측으로부터 세 번째 측정의 경우, 시간은 좌측에서 여섯 번째 측정의 경우보다 훨씬 더 짧다. 따라서, 본 발명의 일 실시양태에 따르면, 요망되는 높이 편차는 일반적으로 에칭 매질에 의한 홀의 교차 시간을 조정함으로써 및/또는 이동 방향 또는 흐름 방향에 대한 홀의 배향에 의해 확립될 수 있다.
도 9는 다이어그램으로 특히 유리 소자(1)의 상하 이동의 경우에, 에칭 매질(200)의 온도의 함수로서 높이 편차(20)의 깊이, 또는 함몰 깊이의 연관성을 보여주는 것이고, 상기 유리 소자의 표면은 상하 이동 방향에 대해 35°의 각도로 배향된다. 원반의 경사진 위치는 에칭 매질의 현재 이동과 무관하게, 에칭 매체가 표면 위로 흐르게 한다. 에칭 매질(200)은 추가로 자기 교반기에 의해 움직이도록 설정된다.
본질적으로, 두 가지 효과가 나타난다. 첫째로, 높이 편차(20)는 제1 표면(2) 및 제2 표면(3)에서 상이하다. 둘째로, 높이 편차(20)는 특히, 더 낮은 온도의 경우 및 예를 들어 0°의 각도를 갖는 유리 소자(1)의 세로 배향의 경우에서보다 에칭 매질(200)의 더 높은 온도 및/또는 에칭 매질(200)의 이동 방향에 대한 유리 소자(1)의 대각선 배향의 경우에 더 높다. 이러한 예는 제1 표면(2)이 유리 소자(1)의 상부 면 - 즉, 용기 베이스로부터 멀어지는 쪽을 향하는 면 - 을 형성하고, 이에 따라 제2 표면(3)이 저부 면, 다시 말해서 용기 베이스를 향하는 유리 소자(1)의 면일 수 있는 것으로 가정한다.
또한, 모든 경우에 높이 편차(20)는 바람직하게는 약 65 nm 내지 약 5 nm의 다양한 깊이를 갖는 함몰부인 것이 명백하다. 따라서, 측정 데이터로부터, 적어도 높이 편차(20)의 깊이가 에칭 매질(200)의 온도를 통해 및/또는 에칭 매질(200)의 이동 방향에 대한 유리 소자(1)의 배향을 통해 결정적으로 제어될 수 있는 것이 추론될 수 있다.
따라서, 도 9는 용기 베이스를 향하거나, 에칭 매질(200)의 흐름 방향을 향하는 제2 표면(3) 상의 삭마 속도가, 예를 들어, 100℃에서와 같이 더 낮은 온도에서 보다 125℃에서와 같은 높은 온도에서 특히 더 높고, 삭마 속도가 또한 용기 베이스로부터, 또는 에칭 매질(200)의 흐름 방향으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 제1 표면(1) 상에서 더 낮다는 것을 예시한다. 따라서, 높이 편차(20)는 제2 표면(3) 상에서보다 제1 표면(2) 상에서 그 정도가 더 크거나 더 작을 수 있다. 그러나, 확립된 작동 파라미터에 따라, 유리 소자(1)는 또한 제1 표면 및 제2 표면(2, 3)이 실질적으로 단일 높이 편차(20)를 갖도록 구성될 수 있다. 다시 말해서, 제1 표면 및 제2 표면(2, 3)의 높이 편차(20)는 서로에 대해 실질적으로 대칭일 수 있다. 그러한 경우에 거울 평면은 바람직하게는 제1 표면 및 제2 표면(2, 3) 사이에 중심으로, 및 특히 또한 이들 표면(2, 3)에 평행하게 위치된다. 그러나, 높이 편차(20)가 이러한 중심 평면에 대해 비대칭적으로 설계되는 것이 또한 가능하다.
도 10은 에칭 후 유리 소자(1)에 대한 높이 측정에 상응하는 토포그래피를 보여주는 것이다. 도시된 토포그래피는 상기 소자가 에칭 매질에 적용된 후 유리 소자(1)의 표면(2, 3)의 약 6 mm2의 것이다. 여기서 상이한 회색 음영은 상이한 높이 편차를 나타내고, 백색(82)의 영역은, 예를 들어, 기준 면을 나타낸다. 이러한 예에서, 에칭 매질(200) 내의 표면(2, 3)을 갖는 유리 소자(1)는 용기 베이스에 대해 대체로 횡적으로 배향되었고, 따라서 홀(10)은 용기 베이스에 평행하게 배향되었다. 가상 시계의 4시 내지 5시 방향의 높이 편차(20)는 함몰부(81), 즉, 만입부를 형성하는 것이 분명하며, 이는 짙은 회색으로 도시되어 있다. 또한, 실질적으로 홀(10) 주위에서, 높이 편차(20)는 연한 회색으로 도시된 융기부(80)의 형태를 취한다. 따라서, 도 10에 도시된 높이 편차(20)는 실질적으로 비대칭 구조를 나타낸다.
우측 여백에 각각의 높이 값(nm)을 갖는 척도가 나타나 있으며, 여기서 값 0은 기준 값을 형성한다. 이러한 토포그래피는 에칭 매질(200)이 용해된 유리 구성요소와 함께 홀(10) 내에 축적되어 상기 매질의 밀도가 증가한 것에 기인한다. 유리-풍부 에칭 매질(200)은 후속하여 홀 밖으로 떨어져서, 에칭 매질(200)의 이동을 야기하였다. 이동 동안, 추가 물질은 중질의 에칭 매질(200)의 하강 동안 용해되었을 수 있어서, 용기 베이스의 방향(4시 내지 5시)으로 함몰부를 생성하였다. 그러나, 다른 한 편으로, 에칭 매질(200)의 이러한 하향 이동은 또한 홀(10) 주위에서 실질적으로 방사상으로 더 적은 유리가 용해될 수 있게 하였는데, 그 이유는 에칭 매질(200)에 훨씬 더 서서히 유리가 풍부해지고 이에 상응하여 빨리 떨어질 수 없었기 때문이다. 따라서, 홀(10) 주위에서 방사상으로 에칭 매질(200)의 이동은 홀(10) 내에서보다 더 느리고, 잔류 물질이 홀(10) 주위에 침전될 수 있어서, 융기 형태의 높이 편차(20)의 형성을 가능하게 하였다.
도 10과 유사하게, 추가의 실시양태가 도 11에 나타나 있다. 본원에 도시된 홀 주위의 기판 표면의 측정 데이터/토포그래피는 백색광 간섭계를 사용하여 픽셀 기반으로 기록되었고, 평가 결과는 그레이-스케일 이미지로 표현되었다. 따라서, 하기 기재된 선 스캔은 선택된 평가 섹션을 따른 데이터 그리드의 평가/최상의 보간이다. 이미지에는 추가로 선 Y-Z가 나타나 있다. 데이터로부터 계산되고 보간된 이러한 선에 따른 높이 프로파일은 이미지 아래의 그래프에 나타나 있다. 이러한 선 Y-Z는 홀(10) 위에 대해 가로질러 배치되었다. 도 11의 저부에 도시된 융기부(20)의 높이 프로파일 또는 토포그래피로부터, 높이 편차(20)의 대칭적인 특징을 쉽게 알 수 있다. 약 400 μm 내지 약 1900 μm의 결측값은 홀(10)을 나타낸다. 선 스캔의 후방 영역에서, 더욱 특히 1900 μm 내지 2000 μm의 섹션에서, 높이 편차(20)는 0 μm 내지 400 μm의 전방 섹션에서보다 다소 더 강하게 두드러지거나 더 낮은 값을 갖는다는 것이 명백하다.
이러한 예에서, 유리 소자(1)는, 바람직하게는 상기 기재된 방법을 통해, 구조 또는 높이 편차(20)의 형상이 실질적으로 대칭이고/거나 함몰부로서 구성되는 방식으로 구조화되었다. 도시된 도면에서, 높이 편차(20)는 홀(10) 주위에 배열된다. 이러한 예에서 바람직하게는 홀(10)이 피크로서 모양이 형성되도록 홀(10)은 이미지의 하부 여백을 향해 감소하는 폭을 갖는 방식으로 모양이 형성된다. 높이 편차(20)의 깊이는 어두운 음영으로부터, 및 또한 표현된 라인 스캔 Y-Z의 높이 프로파일로부터 명백한 바와 같이 홀(10)의 방향으로 증가한다.
그러나, 도시된 이미지 세부사항은 작으므로, 선 스캔은 높이 편차(20)의 일부, 더욱 특히 유리 소자(1)의 토포그래피만을 포획한다. 도 11의 하부 영역에서의 이러한 높이 프로파일로부터, 높이 편차(20)가 함몰임을 알 수 있다.
참조 부호 목록
Claims (15)
- 제1 표면(2), 제1 표면(2)의 반대쪽에 배열된 제2 표면(3), 및 적어도 하나의 표면(2, 3)을 천공하는 적어도 하나의 홀(10)을 갖는 판형 유리 소자(1)로서, 홀(10)은 종방향(L) 및 횡방향(Q)으로 연장되고, 홀(10)의 종방향(L)은 홀(10)에 의해 천공된 표면(2, 3)에 대해 가로질러 배열되고,
홀(10)에 의해 천공된 표면(2, 3)은 하기 특징들 중 적어도 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 판형 유리 소자(1):
- 적어도 부분적으로 홀(10) 주위의 표면(2, 3)은 표면(2, 3)에 대해 적어도 하나의 높이 편차(20)를 갖고, 여기서 특히 깊이 또는 높이와 관련하여 높이 편차(20)의 양 |Δh|은 0.005 μm 초과, 바람직하게는 0.05 μm 초과 및/또는 0.1 μm 미만, 바람직하게는 0.3 μm 미만, 바람직하게는 0.5 μm 미만임,
- 홀(10)에 의해 천공된 표면(2, 3)은 15 nm 미만인 평균 거칠기 값(Ra)을 가짐,
- 표면(2, 3)과 홀(10) 사이의 에지(40)는 융기부 없이 구성됨. - 제1항에 있어서, 높이 편차(20)는 하기 특징들 중 적어도 하나를 갖는 것을 특징으로 하는 판형 유리 소자(1):
- 높이 편차(20)는 홀(10)을 완전히 둘러쌈,
- 높이 편차(20)는 홀(10)의 벽(11)의 단축으로서 구성됨,
- 높이 편차(20)는 함몰부 또는 융기부를 형성함,
- 높이 편차(20)의 면(22)은 홀(들)(10)에 의해 천공된 제1 표면(2)에 대해 둔각임,
- 높이 편차는 5 μm 초과, 바람직하게는 8 μm 초과, 바람직하게는 10 μm 초과 및/또는 5 mm 미만, 바람직하게는 3 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만인 측면 치수를 가짐. - 제1항 또는 제2항에 있어서, 유리 소자(1)는 10 μm 초과, 바람직하게는 15 μm 초과, 바람직하게는 20 μm 초과 및/또는 4 mm 미만, 바람직하게는 2 mm 미만, 바람직하게는 1 mm 미만의 두께(D)를 갖는 것을 특징으로 하는 판형 유리 소자(1).
- 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 특징들 중 적어도 하나를 특징으로 하는 판형 유리 소자(1):
- 홀(10)은, 유리 소자(1)를 관통하여 제1 표면(2)으로부터 제2 표면(3)으로 연장되고 둘 모두의 표면(2, 3)을 천공하는 채널(15)로서 구성됨,
- 홀(10)의 벽(11)은 다수의 돔형 만입부를 가짐. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 유리 소자(1)를 관통하여 제1 표면(2)으로부터 제2 표면(3)으로 연장되고 서로 직접 접하는 다수의 통로(15)가, 유리 소자(1)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 유리 소자(1) 외부 에지 또는 홀(10)을 적어도 부분적으로 둘러싸는 유리 소자(1) 내부 에지를 형성하는 에지(40)를 구성하고, 여기서 에지(40)는 다수의 돔형 만입부를 갖는 것을 특징으로 하는 판형 유리 소자(1).
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 특징들 중 하나를 특징으로 하는 판형 유리 소자(1):
- 높이 편차(20)의 형상은 대칭임,
- 높이 편차(20)의 형상은 비대칭임. - 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 하기 특징들 중 하나를 특징으로 하는 판형 유리 소자(1):
- 유리 소자(1)의 내부 에지는 다수의 돔형 만입부를 갖고, 유리 소자(1)의 제1 표면(2) 및 제2 표면(3)은 돔이 없는 구성을 가짐,
- 유리 소자(1)의 내부 에지는 유리 소자(1)의 제1 표면(2) 및 제2 표면(3)보다 더 높은 평균 거칠기 값(Ra)을 가짐. - 제1 표면(2), 제1 표면(2)의 반대쪽에 배열된 제2 표면(3), 및 적어도 하나의 표면(2, 3)을 천공하는 적어도 하나의 홀(10)을 갖는 판형 유리 소자(1)의 표면(2, 3)을 개질시키는 방법으로서, 홀(10)은 종방향(L) 및 횡방향(Q)으로 연장되고, 홀(10)의 종방향(L)은 홀(10)에 의해 천공된 표면(2, 3)에 대해 가로질러 배열되고, 상기 방법에서
- 유리 소자(1)가 제공되고,
- 적어도 하나의 필라멘트 채널(15)은 유리 소자(1)에서 초단 펄스 레이저(101)로부터의 레이저 빔(100)에 의해 생성되고, 이의 종방향(L)은 유리 소자(1)의 표면에 대해 가로질러 이어지고,
- 채널에 의해 천공된 유리 소자(1)의 표면(2, 3)은 조절 가능한 삭마 속도로 유리 소자(1)의 유리를 삭마하는 에칭 매질(200)에 적용되고, 채널은 에칭 매질에 의해 확장되어 홀(10)을 형성하고,
- 에칭은 홀(10)에 의해 천공된 표면(2, 3)의 하기 특징들 중 적어도 하나를 생성하는 방법:
○ 적어도 부분적으로 홀(10) 주위의 표면(2, 3)은 표면(2, 3)에 대해 적어도 하나의 높이 편차(20)를 갖고, 여기서 특히 깊이 또는 높이와 관련하여 높이 편차(20)의 양 |Δh|은 0.005 μm 초과, 바람직하게는 0.05 μm 초과 및/또는 0.1 μm 미만, 바람직하게는 0.3 μm 미만, 바람직하게는 0.5 μm 미만임,
○ 홀(10)에 의해 천공된 표면(2, 3)은 15 nm 미만인 평균 거칠기 값(Ra)을 가짐,
○ 표면(2, 3)과 홀(10) 사이의 에지(40)는 융기부 없이 구성됨. - 제8항에 있어서, 에칭 매질(200)은 삭마 속도가 에칭 매질(200)의 움직임에 의해 가속화되거나 감소되는 방식으로 움직이도록 설정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제9항에 있어서, 하기 특징들 중 하나를 특징으로 하는 방법:
- 유리 소자(1)는 에칭 배쓰에서 하나 이상의 공간적 방향 또는 이들의 조합으로 회전 없이 이동함,
- 유리 소자(1)는 적어도 하나의 방향 역전으로 경로를 따라 이동함,
- 유리 소자(1)는 에칭 매질(200)의 이동 방향에 대해 가로질러, 더욱 특히 수직으로 배열된 축에 대해 회전됨,
- 유리 소자(1)는 제1 및/또는 제2 표면(2, 3)에 수직으로 정렬된 축에 대해 회전됨. - 제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 에칭 매질(200)은 유리 소자(1)의 표면(2, 3)에서 적어도 하나의 규정된 영역에서 변형되고, 삭마 속도는 이 영역에서 둘러싼 영역에 비해 변경되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 삭마 속도는 공간적 및/또는 시간적 온도 구배의 발생에 의해 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 삭마 속도는 에칭 매질(200) 내의 유리 소자의 공간적 배열에 의해, 더욱 특히 에칭 매질(200)의 중력 및/또는 이동 방향에 대해 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제8항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 삭마 속도는 유리 조성 및 에칭 매질(200)의 조성의 조합의 선택을 통해 조정되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 전기-광학 기능, 미세유체 셀, 압력 센서 및/또는 카메라 이미징 모듈을 밀봉 패키징하는 부품의 제조를 위한 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 유리 소자(1)의 용도.
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