TW202039395A - 製造附微結構之玻璃基板之方法及玻璃基板 - Google Patents

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儘田晴彦
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日商日本板硝子股份有限公司
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    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00—Severing cooled glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C15/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by etching

Abstract

本發明之製造附微結構之玻璃基板（20）之方法具備以下步驟：向玻璃基板（1a）照射脈衝雷射而形成至少2個變質部（11）；及藉由濕式蝕刻去除至少2個變質部（11）而形成1個孔（10）。2個變質部（11）分別包含：於玻璃基板（1a）之厚度方向延伸之圓柱狀孔隙（11v）、及於孔隙（11v）之周圍沿孔隙（11v）形成之微小裂紋群（11c），該方法滿足
Figure 109104531-A0101-11-0001-1
及（ii）0.5 μm≦LM ≦50 μm之條件，且滿足

Description

製造附微結構之玻璃基板之方法及玻璃基板
本發明係關於一種附微結構之玻璃基板之製造方法及玻璃基板。
近年來，玻璃基板作為半導體封裝之基板之材料受到關注。其原因在於，玻璃基板就熱穩定性、與半導體之線膨脹係數之匹配、及高頻低損耗電特性等觀點而言，具有有利之特性。為了將玻璃基板作為半導體封裝之基板來進行應用，提出有一種於玻璃基板形成孔之技術。
例如於專利文獻1中，記載有一種對玻璃進行高速雷射開孔之方法。根據該方法，沿脈衝雷射光束之焦線形成損傷軌跡，藉由使用酸性溶液之蝕刻，損傷軌跡得到擴大，而生成直徑大於1 μm之貫通孔。
於專利文獻2中記載有一種於玻璃基板形成特定形態之孔之方法。根據該方法，脈衝雷射光束被照射至玻璃基板而形成損傷區域。其後，該玻璃基板於蝕刻液中被蝕刻，損傷區域擴大而形成孔。孔之內壁之表面粗糙度Ra 為1 μm以下，孔之第一開口附近之形狀具有特定之形狀。
於專利文獻3中記載有一種藉由雷射處理而分割玻璃基板之技術。根據該技術，具有非軸對稱之光束剖面之脈衝雷射光束被引導至玻璃基板。藉此，利用誘導吸收而使玻璃基板產生缺陷，從而形成輪廓線（contour line）。玻璃基板係沿輪廓線進行分割。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1：日本特表2017-510531號公報 專利文獻2：美國申請公開第2018/0068868號說明書 專利文獻3：國際公開第2018/064409號
[發明所欲解決之課題]
根據專利文獻1及2中所記載之技術，於特定之條件下，難以形成具有較高之真圓度之孔。專利文獻3中所記載之技術係分割玻璃基板之技術，而並非於玻璃基板形成孔之技術。
因此，本發明提供一種有利於形成具有較高之真圓度的孔之製造附微結構之玻璃基板的新穎方法。又，本發明提供一種適於該新穎方法之新穎之玻璃基板。 [解決課題之技術手段]
本發明提供： 一種製造附微結構之玻璃基板之方法，其具備以下步驟： 向玻璃基板照射脈衝雷射而形成至少2個變質部；及 藉由濕式蝕刻將上述至少2個變質部去除而形成1個孔； 上述2個變質部分別包含：於上述玻璃基板之厚度方向延伸之圓柱狀孔隙、及於上述孔隙之周圍沿上述孔隙形成之微小裂紋群， 於俯視上述變質部，將上述孔隙之近似圓之直徑表示為
Figure 02_image001
V ，將上述變質部之最小近似橢圓之長軸長度表示為LM 時，滿足（i）0.1 μm≦
Figure 02_image001
V ≦10 μm及（ii）0.5 μm≦LM ≦50 μm之條件，且 滿足下述（Ia）之條件，或滿足下述（IIa）及（IIb）之條件， （Ia）0.2≦LV /
Figure 02_image001
V ≦20， （IIa）於俯視上述2個變質部時，上述2個變質部之上述孔隙至少局部地重疊，且於上述孔隙之周圍形成有上述2個變質部各自之上述微小裂紋群， （IIb）2≦LM /
Figure 02_image001
V ≦10， LV 為俯視上述2個變質部時上述2個變質部之上述孔隙間之距離。
又，本發明提供： 一種製造附微結構之玻璃基板之方法，其具備以下步驟： 向玻璃基板照射脈衝雷射而至少形成1個變質部；及 藉由濕式蝕刻將上述至少1個變質部去除而形成1個孔； 上述變質部包含：於上述玻璃基板之厚度方向延伸之圓柱狀孔隙、及於上述孔隙之周圍沿上述孔隙形成之微小裂紋群， 於俯視上述變質部，將上述孔隙之近似圓之直徑表示為
Figure 02_image001
V 時，滿足0.1 μm≦
Figure 02_image001
V ≦10 μm之條件， 於俯視上述變質部時，上述變質部包含於上述孔隙之周圍形成之3個以上之上述微小裂紋群。
又，本發明提供： 一種玻璃基板，其用於製造附微結構之玻璃基板，且 具有至少2個變質部， 於將該玻璃基板進行濕式蝕刻時，上述變質部之蝕刻速率高於該玻璃基板之其他部分之蝕刻速率， 上述2個變質部分別包含：於該玻璃基板之厚度方向延伸之圓柱狀孔隙、及於上述孔隙之周圍沿上述孔隙形成之微小裂紋群， 於俯視上述變質部，將上述孔隙之近似圓之直徑表示為
Figure 02_image001
V ，將上述變質部之最小近似橢圓之長軸長度表示為Lm 時，滿足（i）0.1 μm≦
Figure 02_image001
V ≦10 μm及（ii）0.5 μm≦LM ≦50 μm之條件，且 滿足下述（Ia）之條件，或滿足下述（IIa）及（IIb）之條件， （Ia）0.2≦LV /
Figure 02_image001
V ≦20， （IIa）於俯視上述2個變質部時，上述2個變質部之上述孔隙至少局部地重疊，且於上述孔隙之周圍形成有上述2個變質部各自之上述微小裂紋群， （IIb）2≦LM /
Figure 02_image001
V ≦10， LV 為俯視上述2個變質部時上述2個變質部之上述孔隙間之距離。
又，本發明提供： 一種玻璃基板，其用於製造附微結構之玻璃基板，且 具有至少1個變質部， 於將該玻璃基板進行濕式蝕刻時，上述變質部之蝕刻速率高於該玻璃基板之其他部分之蝕刻速率， 上述變質部包含：於該玻璃基板之厚度方向延伸之圓柱狀孔隙、及於上述孔隙之周圍沿上述孔隙形成之微小裂紋群， 於俯視上述變質部，將上述孔隙之近似圓之直徑表示為
Figure 02_image001
V 時，滿足0.1 μm≦
Figure 02_image001
V ≦10 μm之條件， 於俯視上述變質部時，上述變質部包含於上述孔隙之周圍形成之3個以上之上述微小裂紋群。 [發明之效果]
上述方法新穎且有利於形成具有較高之真圓度之孔。上述玻璃基板適於該新穎之方法。
如上所述，玻璃基板作為半導體封裝之基板之材料具有有利之特性。例如，由無鹼玻璃形成之玻璃基板於熱特性及耐化學品性之方面優異。若形成玻璃基板之玻璃之鹼成分較少，則容易使使用玻璃基板所製作之電子零件之線膨脹係數與矽基板一致。除此之外，能夠抑制因熱擴散及利用酸或鹼之處理而鹼成分自玻璃基板溶出並擴散從而導致電絕緣性降低，或能夠抑制對介電常數（ε）及介電損耗正切（tanδ）等電特性及高頻特性產生影響。於將此種玻璃基板用作半導體封裝之基板之情形時，想到於玻璃基板形成貫通孔及非貫通孔等孔，並且於玻璃基板積層導電性材料，而將玻璃基板作為配線基板來應用。為了將此種玻璃基板用作高密度及高積體之半導體封裝之基板，較理想為孔之真圓度較高。例如於在孔之內部填充導電性材料而形成電極之情形時，孔之真圓度的不均會使形成於各孔內部之電極之導電性產生不均。於此情形時，有無法製作能夠發揮穩定之電特性之配線基板之可能性。於本說明書中，「較高之真圓度」或「真圓度較高」係指於俯視下之孔之外觀更接近於圓。
玻璃基板由於為脆性材料，故而存在藉由使用鑽孔器等工具之機械加工而難以形成所需之孔的情形。又，於使用雷射鑽孔器之加工中，產距時間會變長。因此，實用的是以下方法：向玻璃基板照射脈衝雷射而形成變質部，其後藉由濕式蝕刻將變質部去除而於玻璃基板形成孔。
根據專利文獻1中所記載之技術，藉由使用氫氟酸作為蝕刻劑之蝕刻，存在貫通孔之真圓度較低，而獲得細長之孔之情形（參照專利文獻1之圖11及圖14）。又，於使用氫氟酸作為蝕刻劑之情形時，由於蝕刻速度較快，故而反應物種於孔內部被消耗而變少，且隨著接近孔之深處，蝕刻速度變小，孔之中央部的直徑小於玻璃基板之雷射入射面或其相反面之貫通孔的直徑，而容易地形成「收縮」較大之孔。因此，亦有可能無法形成直線性較高之孔。
根據專利文獻2中所記載之技術，提示藉由氫氟酸進行蝕刻，可形成真圓度較高之貫通孔。（參照專利文獻2之FIG.13B之172）。另一方面，顯示當雷射之脈衝能量（burst energy）較大時，真圓度較低而會形成橢圓形之孔（參照FIG.13B之170及FIG.13C之171）。因此，根據專利文獻2中所記載之技術，向玻璃基板照射高能量之雷射，難以形成具有較高之真圓度之孔。
因此，本發明者從新的觀點出發，對有利於在玻璃基板形成具有較高之真圓度之孔的方法反覆進行了努力研究。其結果新發現：藉由於玻璃基板形成特定之變質部，能夠形成具有較高之真圓度之孔。基於該新見解，提出了本發明之方法。
以下，同時參照圖式，並對本發明之實施形態進行說明。再者，以下之說明係關於本發明之一例者，本發明並不限定於以下之實施形態。
如圖1A所示，玻璃基板1a具有至少2個變質部11。圖1A係形成有變質部11之玻璃基板1a之概略俯視圖。於對玻璃基板1a進行濕式蝕刻時，變質部11之蝕刻速率高於玻璃基板1a之其他部分之蝕刻速率。2個變質部11分別包含：孔隙11v、及微小裂紋群11c。如圖2A所示，孔隙11v為於玻璃基板1a內沿特定方向（例如厚度方向）延伸之柱狀。於圖2A中，孔隙11v特別地表示為圓柱狀。微小裂紋群11c沿孔隙11v形成於孔隙11v旁。圖2B及圖2C分別為表示以於玻璃基板之厚度方向延伸之方式所形成之變質部11的實際情況之俯視照片及剖面照片。
至少2個變質部11係藉由向玻璃基板1a照射脈衝雷射而形成。藉由濕式蝕刻，而基於至少2個變質部11形成1個孔10。藉此，例如獲得如圖1B所示之具有孔10之附微結構之玻璃基板20。孔10可為貫通孔，亦可為非貫通孔（所謂有底孔）。
關於變質部11之形狀，例如若脈衝雷射具有直線偏光，則成為於俯視下沿著脈衝雷射之偏光面較長之大致扁平的形狀。認為於玻璃基板1a之聚光有脈衝雷射之部分或其附近，溫度上升至玻璃熔解之程度。玻璃熔解之部分係包括聚光有脈衝雷射之部分在內之部分，該部分之體積較小。因此，於玻璃熔解後立即於該部分之周圍產生熱擴散，熔解之玻璃凝固。於該玻璃之熔解至凝固之過程中，產生「由伴隨玻璃熔解之膨脹所引起之對周圍之壓縮應力」、及「由伴隨玻璃凝固之收縮所引起之對周圍之拉伸應力」。藉此，認為於伴隨玻璃凝固之收縮中產生孔隙（空乏區域）11v。孔隙11v產生於與玻璃熔解之部分對應之部分。因此，若照射之脈衝雷射具有直線偏光，則成為沿脈衝雷射之光軸之圓柱狀（線狀）。孔隙11v亦存在於脈衝雷射之光軸方向間斷性地形成之情形。又，於圓柱狀孔隙11v旁因應力而產生微小裂紋群11c。微小裂紋群11c亦稱為裂縫群。如圖2A所示，微小裂紋群11c例如為大致三角柱狀。微小裂紋群11c例如在與孔隙11v延伸方向垂直之方向產生。如此，形成變質部11。變質部11相較於玻璃基板1a之其他部分，更有選擇地受到濕式蝕刻之蝕刻劑之蝕刻作用。藉此，形成孔10。
孔隙11v以例如空孔、晶格缺陷、或空孔與晶格缺陷之混合存在之狀態存在。於圖2A中，關於微小裂紋群11c，將其立體形狀顯示為大致三角柱狀，但如上所述，並不限定於此種形態。微小裂紋群11c典型地具有由多個微小裂紋群構成之帶狀形態。藉由向玻璃基板1a照射雷射脈衝，玻璃熔解而推擠周邊部從而產生壓縮應力。於熔解之玻璃被冷卻而發生收縮時產生孔隙11v。認為藉由孔隙11v，周邊部之壓縮應力未得到緩和，藉由該等應力而自孔隙11v朝向外側形成微小裂紋群11c。微小裂紋群11c由於在孔隙11v之外側產生，故而存在伴隨自孔隙11v遠離而變細之傾向。因此，於圖2A等中，將微小裂紋群11c示意性以大致三角形柱狀表示。於藉由具有直線偏光之脈衝雷射而形成變質部11之情形時，存在與該脈衝雷射之偏光方向對應地形成微小裂紋群11c之傾向。進而，微小裂紋群11c產生於孔隙11v之周圍，存在以於孔隙11v與微小裂紋群11c之間產生空隙之態樣（隔開）形成之情形，亦存在以如該空隙非常小而孔隙11v與微小裂紋群11c相連並能夠識別之態樣形成之情形。
於俯視玻璃基板1a之變質部11時，將孔隙11v之近似圓之直徑表示為
Figure 02_image001
V ，將變質部11之最小近似橢圓Em之長軸長度表示為LM 。此時，玻璃基板1a滿足（i）0.1 μm≦
Figure 02_image001
V ≦10μm及（ii）0.5 μm≦LM ≦50 μm之條件。除此之外，玻璃基板1a滿足（Ia）0.2≦LV /
Figure 02_image001
V ≦20之條件。LV 為俯視2個變質部11時2個變質部11之孔隙11v間之距離。因此，孔隙11v間之距離係指俯視2個變質部11時孔隙11v之近似圓之中心間的距離。
孔隙11v之近似圓之直徑
Figure 02_image001
V 根據所要求之貫通孔之大小而不同，於進一步提高積體度之意義上，存在越小越佳之情形，較佳為滿足0.1 μm≦
Figure 02_image001
V ≦5 μm，更佳為滿足0.2 μm≦
Figure 02_image001
V ≦2 μm。又，變質部11之最小近似橢圓Em之長軸長度LM 根據所要求之貫通孔大小而不同，於進一步提高積體度之意義上，存在越小越佳之情形，較佳為滿足1 μm≦LM ≦20 μm，更佳為滿足2 μm≦LM ≦10 μm。又，LV /
Figure 02_image001
V 之值較佳為滿足0.5≦LV /
Figure 02_image001
V ≦12，更佳為滿足1≦LV /
Figure 02_image001
V ≦10。
例如，想到對圖3A中所示之玻璃基板1r進行濕式蝕刻而於玻璃基板1r形成孔。根據玻璃基板1r，藉由選擇性地蝕刻等而與單一之變質部11對應地形成1個孔。關於變質部11，鑒於以其為基礎所形成之孔之形狀，於其後之孔之形成時容易想到該變質部11於俯視下被視為橢圓。認為變質部11於俯視下沿脈衝雷射之偏光方向呈較長之大致扁平的形狀，亦能夠以包含其孔隙與微小裂紋群之方式假定橢圓形狀。根據所適用之玻璃之種類或所照射之雷射之規格、蝕刻條件等，存在藉由濕式蝕刻所獲得之孔之真圓度變低之情形。若延長濕式蝕刻之時間，則孔之真圓度變高，但孔之直徑變大。另一方面，如圖3B所示，根據玻璃基板1a，藉由除滿足（i）及（ii）之條件以外，亦滿足（Ia）之條件，而於濕式蝕刻中藉由對至少2個變質部11各自所對應之部分之蝕刻作用所形成的小孔12被整合。藉此，即便於濕式蝕刻之時間或蝕刻量相對較小之情形時，亦容易形成具有較高之真圓度之孔10。換言之，於孔10之直徑較小之狀態下容易提高孔10之真圓度。於本說明書中，孔10之真圓度係指於俯視孔10時孔10之輪廓之真圓度。又，真圓度之定義係依據日本工業標準（JIS）B0621。孔10之真圓度係於俯視孔10時之孔10之輪廓（圓形形體）由兩個同心之幾何圓所夾住時，同心兩圓之間隔變得最小之情形時之兩圓之半徑差。如此算出之真圓度，其值越小則真圓度越高。
於俯視孔10時，孔10之真圓度較理想為1.5 μm以下。
如圖4所示，亦可向玻璃基板1a照射脈衝雷射而形成複數個變質部群11g。複數個變質部群11g各自具有至少2個變質部11。藉由濕式蝕刻，而利用與複數個變質部群11g所包含之至少2個變質部11對應的部分之蝕刻形成相鄰之複數個孔10。於此情形時，除滿足（Ia）之條件以外，例如亦滿足
Figure 02_image001
V ＜LV ＜2LM 及LV ＜
Figure 02_image001
H ＜LH 之條件。
Figure 02_image001
H 為於俯視孔10時之孔10之直徑。例如，LH 為俯視相鄰之複數個孔10時相鄰之2個孔10彼此的距離。
若滿足
Figure 02_image001
V ＜LV ＜2LM 之條件，則特定變質部群11g中之孔隙11v間之距離處於所需範圍內，於俯視下，變質部11彼此難以重疊，亦無變質部11彼此相隔太遠之情況。因此，於藉由濕式蝕刻將至少2個變質部11去除而形成1個孔10時，容易形成具有較高之真圓度之孔10。
於要求具有進一步高之真圓度之孔之情形時，較佳為
Figure 02_image001
V ＜LV ＜1.8LM ，進而較佳為
Figure 02_image001
V ＜LV ＜1.6LM 。又，即便於2 μm≦LV ≦6 μm之情形時，亦可獲得具有較高之真圓度之孔。
若進而滿足LV ＜
Figure 02_image001
H ＜LH 之條件，則相鄰之複數個孔10以所需之狀態形成。
於俯視玻璃基板1a之用於形成1個孔10之至少2個變質部11時，2個變質部11之最小近似橢圓之長軸例如大致平行。所謂最小近似橢圓，係指如上述般以包含孔隙與微小裂紋群之方式包圍變質部，且其長徑與短徑變得最小之橢圓。
照射至玻璃基板1a之脈衝雷射例如具有直線偏光。藉此，容易於玻璃基板1a以所需之狀態形成變質部11。
濕式蝕刻係藉由酸性或鹼性之水溶液來進行。
玻璃基板1a亦可如圖5中所示之玻璃基板1b或圖6中所示之玻璃基板1c般進行變更。玻璃基板1b及1c除特別說明之部分以外，以與玻璃基板1a相同之方式構成。對與玻璃基板1a之構成要素相同或對應之玻璃基板1b及1c之構成要素附上相同之符號，而省略詳細之說明。關於玻璃基板1a之說明只要於技術上不矛盾，則亦適合於玻璃基板1b及1c。
如圖5所示，玻璃基板1b具有至少2個變質部11。於俯視玻璃基板1b之變質部11時，上述（i）及（ii）之條件得到滿足。除此之外，玻璃基板1b滿足下述（IIa）及（IIb）之條件， （IIa）於俯視2個變質部11時，2個變質部11之孔隙11v至少局部地重疊，且於孔隙11v之周圍形成有2個變質部11各自之微小裂紋群11c， （IIb）2≦LM /
Figure 02_image001
V ≦10。
於要求具有進一步高之真圓度之孔之情形時，較佳為滿足2≦LM /
Figure 02_image001
V ≦8，更佳為滿足2≦LM /
Figure 02_image001
V ≦6。
於俯視2個變質部11時，2個變質部11於相互不同之方向延伸，可藉由調整濕式蝕刻之時間而形成真圓度較高之孔10。
於玻璃基板1b中，例如2個變質部11中之孔隙11v及微小裂紋群11c於俯視2個變質部11時沿交叉之2個方向形成。換言之，於俯視2個變質部11時，2個變質部11之最小近似橢圓之長軸相互交叉。藉此，可藉由調整濕式蝕刻之時間而更確實地形成真圓度較高之孔10。
2個變質部11之最小近似橢圓之長軸彼此所成的90°以下之角度θE 例如為70°～90°。
照射至玻璃基板1b之脈衝雷射例如具有直線偏光。藉此，容易於玻璃基板1b以所需之狀態形成變質部11。
例如以偏光方向之相位差成為與角度θE 對應之相位差的方式照射2次具有直線偏光之脈衝雷射。亦可使玻璃基板1b之主面旋轉並同時將之保持在同一平面，從而照射2次具有直線偏光之脈衝雷射。又，亦可於雷射光出射部與玻璃基板1b之間插入λ/2波片，根據偏光方向與λ/2波片之角度之關係，變更第1次照射之脈衝雷射的偏光方向與第2次照射之脈衝雷射的偏光方向的相位。藉此，形成如圖5所示之變質部11。
如圖6所示，玻璃基板1c具有至少1個變質部11。該變質部11係藉由向玻璃基板1c照射脈衝雷射而形成。藉由濕式蝕刻將至少1個變質部11去除而形成1個孔10。
於俯視變質部11，將孔隙11v之近似圓之直徑表示為
Figure 02_image001
V 時，滿足0.1 μm≦
Figure 02_image001
V ≦10 μm之條件。於俯視變質部11時，變質部11包含於孔隙11v之周圍所形成之3個以上之微小裂紋群11c。此處，3個以上之微小裂紋群11c係於孔隙11v之周圍自孔隙11v之中心朝向外側，並在不同之3個以上之方向延伸的微小裂紋群11c。
根據玻璃基板1c，可藉由調整濕式蝕刻之時間而形成真圓度較高之孔10。
於微小裂紋群11c之數量為3之情形時，於俯視變質部11時，將孔隙11v之中心、與在孔隙11v之周圍相鄰之2個微小裂紋群11c各者之外周端連接的2個線段所成之角度例如為100°～140°。
照射至玻璃基板1c之脈衝雷射例如具有圓偏光。藉此，容易於玻璃基板1c形成適於獲得真圓度較高之孔之變質部11。
例如，將使用1/4波片轉換成圓偏光之脈衝雷射照射至玻璃基板1c。變質部11係以其微小裂紋群11c於孔隙11v之周圍顯示約120°等特定相位差之方式而形成。
玻璃基板1a～1c只要具有上述變質部11，則不限定於特定之玻璃基板。形成玻璃基板1a～1c之玻璃例如為石英玻璃、硼矽酸玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、或含鈦之矽酸鹽玻璃。形成玻璃基板1a～1c之玻璃亦可為該等玻璃且實質上不含有鹼成分（鹼金屬氧化物）之無鹼玻璃或僅含有微量鹼成分之低鹼玻璃。
進而，為了有效地提高玻璃之吸收係數，玻璃亦可含有選自Bi、W、Mo、Ce、Co、Fe、Mn、Cr、V、及Cu中之金屬之氧化物之至少1種作為著色成分。
作為硼矽酸玻璃，可列舉康寧公司之#7059玻璃（組成以質量%表示為49%之SiO2 、10%之Al2 O3 、15%之B2 O3 、25%之RO（鹼土類金屬氧化物））或Pyrex（註冊商標）（玻璃編號7740）等。
鋁矽酸鹽玻璃亦可為具有以下組成之玻璃。 以質量%表示包含 50～70%之SiO2 、 14～28%之Al2 O3 、 1～5%之Na2 O、 1～13%之MgO、及 0～14%之ZnO之玻璃。
鋁矽酸鹽玻璃亦可為具有以下組成之玻璃。 以質量%表示包含 56～70%之SiO2 、 7～17%之Al2 O3 、 0～9%之B2 O3 、 4～8%之Li2 O、 1～11%之MgO、 4～12%之ZnO、 0～2%之TiO2 、 14～23%之Li2 O＋MgO＋ZnO、 0～3%之CaO＋BaO 之玻璃。
鋁矽酸鹽玻璃亦可為具有以下組成之玻璃。 以質量%表示包含 58～66%之SiO2 、 13～19%之Al2 O3 、 3～4.5%之Li2 O、 6～13%之Na2 O、 0～5%之K2 O、 10～18%之R2 O（其中，R2 O＝Li2 O＋Na2 O＋K2 O）、 0～3.5%之MgO、 1～7%之CaO、 0～2%之SrO、 0～2%之BaO、 2～10%之RO（其中，RO＝MgO＋CaO＋SrO＋BaO）、 0～2%之TiO2 、 0～2%之CeO2 、 0～2%之Fe2 O3 、 0～1%之MnO（其中，TiO2 ＋CeO2 ＋Fe2 O3 ＋MnO＝0.01～3%）、 0.05～0.5%之SO3 之玻璃。
鋁矽酸鹽玻璃亦可為具有以下組成之玻璃。 以質量%表示包含 60～70%之SiO2 、 5～20%之Al2 O3 、 5～25%之Li2 O＋Na2 O＋K2 O、 0～1%之Li2 O、 3～18%之Na2 O、 0～9%之K2 O、 5～20%之MgO＋CaO＋SrO＋BaO、 0～10%之MgO、 1～15%之CaO、 0～4.5%之SrO、 0～1%之BaO、 0～1%之TiO2 、 0～1%之ZrO2 之玻璃。
作為鋁矽酸鹽玻璃，亦可為具有以下組成之玻璃。 以質量%表示包含 59～68%之SiO2 、 9.5～15%之Al2 O3 、 0～1%之Li2 O、 3～18%之Na2 O、 0～3.5%之K2 O、 0～15%之MgO、 1～15%之CaO、 0～4.5%之SrO、 0～1%之BaO、 0～2%之TiO2 、 1～10%之ZrO2 之玻璃。
鈉鈣玻璃例如具有廣泛用於板玻璃之組成。
含鈦之矽酸鹽玻璃亦可為具有以下組成之第一含鈦矽酸鹽玻璃。 以莫耳%表示包含 5～25%之TiO2 ，且 SiO2 ＋B2 O3 為50～79%、 Al2 O3 ＋TiO2 為5～25%、 Li2 O＋Na2 O＋K2 O＋Rb2 O＋Cs2 O＋MgO＋CaO＋SrO＋BaO為5～20% 之玻璃。
又，於第一含鈦矽酸鹽玻璃中， 較理想為包含 60～65%之SiO2 、 12.5～15%之TiO2 、 12.5～15%之Na2 O，且 SiO2 ＋B2 O3 為70～75%。
進而，於第一含鈦矽酸鹽玻璃中， 更理想為（Al2 O3 ＋TiO2 ）/（Li2 O＋Na2 O＋K2 O＋Rb2 O＋Cs2 O＋MgO＋CaO＋SrO＋BaO）≦0.9。
又，含鈦矽酸鹽玻璃可為具有以下組成之第二含鈦矽酸鹽玻璃。 以莫耳%表示包含 10～50%之B2 O3 、 25～40%之TiO2 ，且 SiO2 ＋B2 O3 為20～50%、 Li2 O＋Na2 O＋K2 O＋Rb2 O＋Cs2 O＋MgO＋CaO＋SrO＋BaO為10～40%之玻璃。
低鹼玻璃亦可為具有以下組成之第一低鹼玻璃或第一無鹼玻璃。 以莫耳%表示包含 45～68%之SiO2 、 2～20%之B2 O3 、 3～20%之Al2 O3 、 0.1～5.0%之TiO2 （其中，5.0%除外）、 0～9%之ZnO，且 Li2 O＋Na2 O＋K2 O為0～2.0%（其中，2.0%除外）之玻璃。
又，於第一低鹼玻璃中，作為著色成分， 較理想為包含 0～3%之CeO2 、 0～1%之Fe2 O3 。 更理想為進而實質上不含有鹼金屬氧化物之第一無鹼玻璃。
第一低鹼玻璃或第一無鹼玻璃含有TiO2 作為必需成分。第一低鹼玻璃或第一無鹼玻璃中之TiO2 之含量為0.1莫耳%以上且未達5.0莫耳%，就藉由雷射照射而獲得之孔之內表面之平滑性優異的方面而言，較理想為0.2～4.0莫耳%，更理想為0.5～3.5莫耳%，進而理想為1.0～3.5莫耳%。藉由使具有特定組成之低鹼玻璃或無鹼玻璃適度地含有TiO2 ，而即便藉由相對較弱之雷射照射亦能夠形成變質部11。除此之外，該變質部11可藉由後續步驟之濕式蝕刻而容易地去除。又，關於TiO2 ，已知其鍵結能與紫外光之能量大致一致，且吸收紫外光。藉由適度地含有TiO2 ，亦能夠作為電荷轉移吸收而如通常所知般利用與其他著色劑之相互作用來控制著色。因此，藉由對TiO2 之含量進行調整，可使對特定光之吸收變得適度。藉由使玻璃具有適當之吸收係數，而變得容易藉由濕式蝕刻形成供形成孔之變質部11，因此就該等觀點而言，亦較理想為適度地含有TiO2 。
又，第一低鹼玻璃或第一無鹼玻璃亦可含有ZnO作為任意成分。第一低鹼玻璃或第一無鹼玻璃中之ZnO之含量較理想為0～9.0莫耳%，更理想為1.0～8.0莫耳%，進而理想為1.5～5.0莫耳%，尤其理想為1.5～3.5莫耳%。ZnO係與TiO2 同樣地於紫外光之區域顯示出吸收，因此給形成玻璃基板1a～1c之玻璃帶來有效之作用。
第一低鹼玻璃或第一無鹼玻璃亦可含有CeO2 作為著色成分。尤其是藉由與TiO2 併用，能夠更容易地形成變質部11。第一低鹼玻璃或第一無鹼玻璃中之CeO2 之含量較理想為0～3.0莫耳%，更理想為0.05～2.5莫耳%，進而理想為0.1～2.0莫耳%，尤其理想為0.2～0.9莫耳%。
Fe2 O3 亦作為形成玻璃基板1a～1c之玻璃中之著色成分有效，而亦可含有該Fe2 O3 。尤其是藉由將TiO2 與Fe2 O3 併用，或將TiO2 、CeO2 及Fe2 O3 併用，而變得容易形成變質部11。第一低鹼玻璃或第一無鹼玻璃中之Fe2 O3 之含量較理想為0～1.0莫耳%，更理想為0.008～0.7莫耳%，進而理想為0.01～0.4莫耳%，尤其理想為0.02～0.3莫耳%。
第一低鹼玻璃或第一無鹼玻璃並不限定於以上所列舉之成分，亦可藉由含有適度之著色成分，而使玻璃之特定波長（波長535 nm以下）之吸收係數成為1～50/cm、較理想為3～40/cm。
又，低鹼玻璃亦可為具有以下組成之第二低鹼玻璃或第二無鹼玻璃。 以莫耳%表示 SiO2 為45～70%、 B2 O3 為2～20%、 Al2 O3 為3～20%、 CuO為0.1～2.0%、 TiO2 為0～15.0%、 ZnO為0～9.0%、 Li2 O＋Na2 O＋K2 O為0～2.0%（其中，2.0%除外）之玻璃。 更理想為進而實質上不含有鹼金屬氧化物之第二無鹼玻璃。
第二低鹼玻璃或第二無鹼玻璃與第一低鹼玻璃或第一無鹼玻璃同樣地亦可含有TiO2 。第二低鹼玻璃或第二無鹼玻璃中之TiO2 之含量為0～15.0莫耳%，就藉由脈衝雷射照射而獲得之孔之內表面之平滑性優異的方面而言，較理想為0～10.0莫耳%，更理想為1～10.0莫耳%，進而理想為1.0～9.0莫耳%，尤其理想為1.0～5.0莫耳%。
又，第二低鹼玻璃或第二無鹼玻璃亦可含有ZnO。第二低鹼玻璃或第二無鹼玻璃中之ZnO之含量為0～9.0莫耳%，較理想為1.0～9.0莫耳%，更理想為1.0～7.0莫耳%。ZnO係與TiO2 同樣地於紫外光之區域顯示出吸收，而給形成玻璃基板1a～1c之玻璃帶來有效之作用。
進而，第二低鹼玻璃或第二無鹼玻璃亦可含有CuO。第二低鹼玻璃或第二無鹼玻璃中之CuO之含量較理想為0.1～2.0莫耳%，更理想為0.15～1.9莫耳%，進而理想為0.18～1.8莫耳%，尤其理想為0.2～1.6莫耳%。藉由含有CuO，而使玻璃著色，且藉由將於特定之雷射之波長之吸收係數設為適當範圍內，可適當地吸收照射雷射之能量，而可容易地形成成為孔形成之基礎之變質部11。
第二低鹼玻璃或第二無鹼玻璃並不限定於以上所列舉之成分，亦可藉由含有適度之著色成分，使玻璃之特定波長（波長535 nm以下）之吸收係數成為1～50/cm、較理想為3～40/cm。
第一低鹼玻璃、第二低鹼玻璃、第一無鹼玻璃、或第二無鹼玻璃亦可含有MgO作為任意成分。MgO係鹼土類金屬氧化物中具有抑制熱膨脹係數增大且不會使應變點過度降低之特徵者，且亦提高溶解性，因此亦可含有該MgO。第一低鹼玻璃、第二低鹼玻璃、第一無鹼玻璃、或第二無鹼玻璃中之MgO之含量較理想為15.0莫耳%以下，更理想為12.0莫耳%以下，進而理想為10.0莫耳%以下，尤其理想為9.5莫耳%以下。又，MgO之含量較理想為2.0莫耳%以上，更理想為3.0莫耳%以上，進而理想為4.0莫耳%以上，尤其理想為4.5莫耳%以上。
第一低鹼玻璃、第二低鹼玻璃、第一無鹼玻璃、或第二無鹼玻璃亦可含有CaO作為任意成分。CaO與MgO同樣地具有抑制熱膨脹係數增大且不會使應變點過度降低之特徵，且亦提高溶解性，因此亦可含有該CaO。第一低鹼玻璃、第二低鹼玻璃、第一無鹼玻璃、或第二無鹼玻璃中之CaO之含量較理想為15.0莫耳%以下，更理想為12.0莫耳%以下，進而理想為10.0莫耳%以下，尤其理想為9.3莫耳%以下。又，CaO之含量較理想為1.0莫耳%以上，更理想為2.0莫耳%以上，進而理想為3.0莫耳%以上，尤其理想為3.5莫耳%以上。
第一低鹼玻璃、第二低鹼玻璃、第一無鹼玻璃、或第二無鹼玻璃亦可含有SrO作為任意成分。SrO與MgO及CaO同樣地具有抑制熱膨脹係數增大且不會使應變點過度降低之特徵，且亦提高熔解性，因此亦可為了改善失透特性及耐酸性而含有SrO。第一低鹼玻璃、第二低鹼玻璃、第一無鹼玻璃、或第二無鹼玻璃中之SrO之含量較理想為15.0莫耳%以下，更理想為12.0莫耳%以下，進而理想為10.0莫耳%以下，尤其理想為9.3莫耳%以下。又，SrO之含量較理想為1.0莫耳%以上，更理想為2.0莫耳%以上，進而理想為3.0莫耳%以上，尤其理想為3.5莫耳%以上。
「實質上不含有」某成分意指玻璃中之該成分之含量未達0.1莫耳%，較理想為未達0.05莫耳%，更理想為0.01莫耳%以下。再者，於本說明書中，數值範圍（各成分之含量、由各成分算出之值及各物性等）之上限值及下限值可適當組合。
形成玻璃基板1a～1c之玻璃之熱膨脹係數較理想為100×10-7 /℃以下，更理想為70×10-7 /℃以下，進而理想為60×10-7 /℃以下，尤其理想為50×10-7 /℃以下。又，熱膨脹係數之下限並無特別限定，可為10×10-7 /℃以上，亦可為20×10-7 /℃以上。
熱膨脹係數係藉由以下方式測定。首先，製作直徑5 mm、高度18 mm之圓柱形狀之玻璃試樣。將其自25℃加溫至玻璃試樣之降伏點，測定於各溫度之玻璃試樣之伸長率，藉此算出熱膨脹係數。計算50～350℃之範圍之熱膨脹係數之平均值，可獲得平均熱膨脹係數。
根據上述方法，於向玻璃基板1a～1c照射脈衝雷射之步驟（步驟A）中，無需使用所謂感光性玻璃，可加工之玻璃之範圍廣泛。即，於步驟A中，能夠於由實質上不含有金或銀之玻璃構成之玻璃基板1a～1c形成變質部11。
若玻璃基板1a～1c為高剛性，則於向玻璃基板1a～1c照射脈衝雷射時，於玻璃基板1a～1c之兩主面難以產生破裂。因此，若形成玻璃基板1a～1c之玻璃為高剛性之玻璃，則於步驟A中容易形成變質部11。高剛性之玻璃例如為具有80 GPa以上之楊氏模數之玻璃。
再者，吸收係數α可藉由測定厚度t（cm）之玻璃基板1a～1c之穿透率及反射率而算出。對於厚度t（cm）之玻璃基板1a～1c，使用分光光度計（例如，日本分光股份有限公司製造之紫外可見近紅外分光光度計V-670）而測定於特定波長（波長535nm以下）之穿透率T（%）及於入射角12°之反射率R（%）。根據所獲得之測定值，使用以下之式算出吸收係數α（/cm）。 α＝（1/t）＊ln{（100－R）/T}， 形成玻璃基板1a～1c之玻璃之吸收係數α較理想為1～50/cm，更理想為3～40/cm。
關於以上所列舉之玻璃，亦存在市售之情形，可購買該等市售品以獲取。又，即便於並非上述情況之情形時，亦可利用公知之成形方法，例如溢流法、浮式法、狹縫拉伸法、壓延法等來製作所需之玻璃，進而可藉由切割或研磨等後加工而獲得目標形狀之玻璃基板。
於步驟A中，能夠利用一次脈衝雷射照射形成1個變質部11。即，於步驟A中，能夠以所獲得之變質部11不會重疊之方式照射脈衝雷射。又，亦能夠以所獲得之變質部11之一部分重疊之方式照射脈衝雷射。
於步驟A中，亦能夠以聚焦於玻璃基板1a～1c之內部之方式利用透鏡將脈衝雷射進行聚光。例如於在玻璃基板1a～1c形成貫通孔之情形時，通常以聚焦於玻璃基板1a～1c之厚度方向之中央附近之方式將脈衝雷射進行聚光。再者，於僅對玻璃基板1a～1c之上表面側（脈衝雷射之入射側）進行加工之情形時，通常以聚焦於玻璃基板1a～1c之上表面側之方式對脈衝雷射進行聚光。反之，於僅對玻璃基板1a～1c之下表面側（與脈衝雷射之入射側相反側）進行加工之情形時，通常以聚焦於玻璃基板1a～1c之下表面側之方式將脈衝雷射進行聚光。但只要能夠形成變質部11，亦可將脈衝雷射聚焦於玻璃基板1a～1c之外部。例如，亦可將脈衝雷射聚焦於距離玻璃基板1a～1c之上表面或下表面僅特定距離（例如1.0 mm）之與玻璃基板1a～1c分開的位置。換言之，只要能夠於玻璃基板1a～1c形成變質部11，則亦可將脈衝雷射聚焦於自玻璃基板1a～1c之上表面向近前方向（與脈衝雷射之行進方向相反之方向）1.0 mm以內之位置（包含玻璃基板1a～1c之上表面）、或聚焦於自玻璃基板1a～1c之下表面向背向（透射玻璃之脈衝雷射行進之方向）1.0 mm以內之位置（包含玻璃基板1a～1c之下表面位置）、或聚焦於內部。但脈衝雷射之聚光不限定於該等，亦可根據所使用之玻璃材料或脈衝雷射之特性、欲獲得之微結構之屬性等來決定將脈衝雷射聚光於玻璃基板之厚度方向之哪個位置。
脈衝雷射之脈衝寬度較佳為1～200 ns（奈秒），更佳為1～100 ns，進而較佳為5～50 ns。又，若脈衝寬度變得大於200 ns，則存在脈衝雷射之峰值降低而無法順利加工之情形。將由5～100μＪ/脈衝之能量構成之雷射光照射至玻璃基板1a～1c。藉由增加脈衝雷射之能量，能夠與其成正比地延長變質部11之長度。脈衝雷射之光束品質M2 值例如可為2以下。藉由使用M2 值為2以下之脈衝雷射，變得易於形成微小之細孔或微小之槽。
於步驟A中，脈衝雷射可為Nd：YAG雷射之諧波、Nd：YVO4 雷射之諧波、或Nd：YLF雷射之諧波。諧波例如為二次諧波、三次諧波或四次諧波。該等雷射之二次諧波之波長為532～535 nm附近。三次諧波之波長為355～357 nm附近。四次諧波之波長為266～268 nm之附近。藉由使用該等雷射，可廉價地對玻璃基板進行加工。
作為適用於步驟A之雷射加工所使用之裝置，例如可列舉Coherent公司製造之高重複率固體脈衝UV雷射：AVIA355-4500。於該裝置中，為三次諧波Nd：YVO4 雷射，於重複頻率為25 kHz時獲得6 W左右之最大雷射功率。三次諧波之波長為350～360 nm。
脈衝雷射之波長較佳為535 nm以下，例如亦可為350～360 nm之範圍。另一方面，若脈衝雷射之波長大於535 nm，則照射點變大，微小結構之製作變得困難，且容易受熱之影響而導致照射點之周圍破裂。
作為典型之光學系統，利用擴束器將所振盪之雷射擴大至2～4倍（於該時點，
Figure 02_image001
為7.0～14.0 mm），並利用可變之光圈切取雷射之中心部分後，利用檢流計鏡調整光軸，且利用100 mm左右之fθ透鏡調整焦點位置，並同時聚光於玻璃基板1a～1c。
透鏡之焦距F（mm）例如處於50～500 mm之範圍內，亦可自100～200 mm之範圍內進行選擇。
又，脈衝雷射之光束直徑D（mm）例如處於1～40 mm之範圍內，亦可自3～20 mm之範圍內進行選擇。此處，光束直徑D係入射至透鏡時之脈衝雷射之光束直徑，且意指相對於光束中心之強度，強度成為[1/e2 ]倍之範圍的直徑。
於步驟A中，以焦距F除以光束直徑D所得之值，即[F/D]之值為7以上，較佳為7以上且40以下，亦可為10以上且20以下。該值係與照射至玻璃之雷射之聚光性有關之值，該值越小，表示雷射越被局部地聚光，而難以製作均一且較長之變質部11。若該值未達7，則會產生以下問題：於光腰附近雷射功率變得過強，而導致於玻璃基板1a～1c之內部容易產生裂紋。
於步驟A中，不需要於照射脈衝雷射前對玻璃進行預處理（例如，形成如促進脈衝雷射之吸收之膜）。但亦可進行此種處理。
亦可改變光圈之大小而使雷射直徑變化，從而使數值孔徑（NA）變動直至0.020～0.075。若NA變得過大，則雷射之能量僅集中於焦點附近，而未遍及玻璃基板1a～1c之厚度方向有效地形成變質部11。
進而，藉由照射NA較小之脈衝雷射，而利用一次脈衝照射於厚度方向形成相對較長之變質部11，因此對於提高產距時間有效。
較佳為將重複頻率設為10～25 kHz而向樣品照射雷射。又，可藉由於玻璃基板1a～1c之厚度方向改變焦點位置，而將形成於玻璃基板1a～1c之變質部11之位置（上表面側或下表面側）調整為最佳。
進而可藉由來自控制PC之控制，而對雷射輸出、檢流計鏡之動作等進行控制，可基於利用CAD軟體等所製作之二維繪圖資料，以特定之速度將雷射照射至玻璃基板1a～1c上。
於照射到脈衝雷射之部分形成與玻璃基板1a～1c之其他部分不同之變質部11。該變質部11可藉由光學顯微鏡等容易地辨別。變質部11可自玻璃基板1a～1c之上表面附近到達至下表面附近。
於使用飛秒雷射裝置之習知加工方法中，以照射脈衝重疊之方式於深度方向（玻璃基板1a～1c之厚度方向）掃描雷射並同時形成變質部11，但於將本發明之步驟A之雷射照射與濕式蝕刻併用之開孔技術中，可藉由至少一次脈衝雷射之照射形成變質部11。
作為步驟A中所選擇之條件，例如可列舉以下組合，即玻璃之吸收係數為1～50/cm，脈衝雷射寬度為1～100 ns，脈衝雷射之能量為5～100 μJ/脈衝，波長為350～360 nm，脈衝雷射之光束直徑D為3～20 mm，且透鏡之焦距F為100～200 mm。
進而，亦可視需要於進行濕式蝕刻前，為了減少變質部11之直徑之不均而對玻璃基板1a～1c進行研磨。若過度地進行研磨，則對於變質部11之濕式蝕刻之效果會減弱，因此研磨之深度較佳為距離玻璃基板1a～1c之上表面1～20 μm之深度。
步驟A中所形成之變質部11之大小係根據入射至透鏡時之雷射之光束直徑D、透鏡之焦距F、玻璃之吸收係數、脈衝雷射之功率等而產生變化。所獲得之變質部11例如沿其偏光方向之長度方向之直徑為5～200 μm左右，亦可為10～150 μm左右。又，變質部11之深度亦根據上述雷射照射條件、玻璃之吸收係數、玻璃之板厚而有所不同，例如可為50～300 μm左右。
又，作為形成變質部11之方法，並不限定於以上之態樣。例如，亦可藉由來自上述飛秒雷射裝置之照射而形成變質部11。
用於照射脈衝雷射之光學系統亦可為具備旋轉三稜鏡透鏡之光學系統。若使用此種光學系統將雷射光束進行聚光，則能夠形成貝塞爾光束。例如，能夠獲得於脈衝雷射之照射方向（光軸方向）在數mm～數十mm之長度中將中心部之光強度保持為較高之貝塞爾光束（Bessel beam）。藉此，能夠加深焦點深度，且使光束直徑變小。其結果為，能夠於玻璃基板1a～1c之厚度方向形成大致均一之變質部11。於此情形時，亦可根據欲獲得之微小結構之屬性，經由調整雷射光束之聚焦位置之步驟而照射脈衝雷射。
只要可藉由與後續步驟之濕式蝕刻之併用而於玻璃基板1a～1c形成孔10，則變質部11之形成方法並不限定於以上方法。
於藉由濕式蝕刻而與一個或複數個變質部11對應地形成1個孔10之步驟（步驟B）中，蝕刻液例如為氫氟酸（氟化氫（HF）之水溶液）。又，蝕刻液亦可為硫酸（H2 SO4 ）或其水溶液、硝酸（HNO3 ）或其水溶液、或鹽酸（氯化氫（HCl）之水溶液）。蝕刻液可為該等中之1種酸，亦可為2種以上之酸之混合物。於蝕刻液為氫氟酸之情形時，變質部之蝕刻容易進行，能夠於短時間形成孔。蝕刻液亦可為鹼性之水溶液。
於步驟B中，為了能夠僅自玻璃基板1a～1c之單側進行蝕刻，亦可於玻璃基板1a～1c之一主面塗佈表面保護皮膜劑。作為此種表面保護皮膜劑，可使用SILITECT-II（Trylaner International公司製造）等市售品。
蝕刻時間或蝕刻液之溫度係視變質部11之形狀或目標之加工形狀而進行選擇。再者，可藉由提高蝕刻時之蝕刻液之溫度而提高蝕刻速度。又，可根據蝕刻條件而控制孔之直徑。
蝕刻時間亦取決於玻璃基板1a～1c之厚度，因此並無特別限定，較佳為30～180分鐘左右。蝕刻液之溫度例如為5～45℃左右，可為15～40℃左右。於步驟B之期間中，為了調整蝕刻速率，蝕刻液之溫度可進行變更。亦可視需要對蝕刻液施加超音波並同時進行蝕刻。藉此，能夠增大蝕刻速率，並且能夠期待液體之攪拌效果。 [實施例]
以下，藉由實施例對本發明更詳細地進行說明。再者，本發明並不限定於以下之實施例。
準備由無鹼玻璃構成之玻璃基板，該無鹼玻璃以mol%表示具有SiO2 ：63%、B2 O3 ：10%、Al2 O3 ：12%、TiO2 ：3%、ZnO：3%、Li2 O＋Na2 O＋K2 O：0%（實質上不含有）、MgO＋CaO＋SrO＋BaO：9%之組成。該玻璃基板為30 mm×30 mm之正方形狀，具有0.465 mm或1.8 mm之厚度。
以形成表1所示之各變質部之方式向玻璃基板照射脈衝雷射。於例1中，為了形成1個貫通孔，藉由1次直線偏光之脈衝雷射之照射而形成1個變質部。於表1中之例1之「形狀」欄中記載為「單一」。例1為比較例。於例2～6中，為了形成1個貫通孔，藉由2次直線偏光之脈衝雷射之照射而形成2個變質部。於表1中之例2～6之「形狀」欄中記載為「錯開」。具體而言，如圖8所示，於藉由脈衝雷射之照射形成1個變質部後，在與該變質部之長度方向垂直之方向錯開地照射脈衝雷射，進而形成另一個變質部。於例7中，為了形成1個貫通孔，藉由2次脈衝雷射之照射而形成最小近似橢圓之長軸彼此所成的角度θE 為約90°之一部分重合（孔隙部分重合）的2個變質部。於表1中之例7之「形狀」欄中以「十字」表示該等之形狀。具體而言，如圖10所示，於藉由脈衝雷射之照射形成1個變質部後，使其偏光方向旋轉90°而照射脈衝雷射，進而形成另一個變質部。於例8中，為了形成1個貫通孔，藉由1次具有圓偏光之脈衝雷射之照射而形成1個變質部。於表1中之例8之「形狀」欄中以「三箭」表示其形狀。
於變質部之形成中使用了Coherent公司製造之高重複率固體脈衝UV雷射（AVIA355-4500）。於該UV雷射為三次諧波Nd：YVO4 雷射、重複頻率為25 kHz時，獲得6 W左右之最大雷射功率。三次諧波之主波長為355 nm。將自該雷射裝置出射之脈衝雷射（脈衝寬度：9 ns、功率：1.2 W、光束直徑：3.5 mm）利用擴束器擴大至4倍，利用可於直徑5～15 mm之範圍內進行調整之可變光圈切取該經擴大之光束，並利用檢流計鏡調整光軸，利用焦距100 mm之fθ透鏡使光束入射至玻璃基板之內部。藉由改變光圈之大小而使雷射直徑變化，使NA變動直至0.020～0.075，從而以對應各例可獲得最佳之變質部之方式對NA進行了調整。此時，以照射脈衝不會重疊之方式以400 mm/秒之速度掃描脈衝雷射。脈衝雷射之照射能量為500 μJ/pulse。將重複頻率調整至10～25 kHz，對玻璃基板照射脈衝雷射。又，藉由於玻璃基板之厚度方向改變焦點位置，而將形成於玻璃基板之變質部之位置（上表面側或下表面側）調整為最佳。於例1～7中，脈衝雷射具有直線偏光，於例8中，脈衝雷射具有圓偏光。如此，獲得例1～例8之附變質部之玻璃基板。
於照射脈衝雷射後，藉由光學顯微鏡觀察玻璃基板。其結果為，確認到於玻璃基板之照射到脈衝雷射之部分形成有與其他部分不同之變質部。使用光學顯微鏡來觀察例1～8之附變質部之玻璃基板的於主面之變質部，根據此，對孔隙之近似圓之直徑
Figure 02_image001
V 、變質部之最小近似橢圓之長軸長度LM 、及用於形成1個貫通孔之2個變質部中之孔隙間之距離LV 進行了測量。將結果示於表1。又，將例1、例2、例4、例7、及例8之附變質部之玻璃基板之變質部的俯視照片分別示於圖7、圖8、圖9、圖10、及圖11。
準備含有2重量%之氫氟酸及6重量%之硝酸之水溶液。於該水溶液添加15 ppm之非離子系界面活性劑（和光純藥工業公司製造，產品名：NCW-1001，聚氧伸烷基烷基醚之濃度為30重量%之水溶液），獲得蝕刻液。將蝕刻液之溫度保持為30℃，於照射有40 kHz及0.26 W/cm2 之超音波之蝕刻槽放入例1～8的附變質部之玻璃基板之各者。超音波之強度係以輸出（單位為W）除以蝕刻槽之底面積（單位為cm2 ）而求出。於超音波之照射中，使用超音波清潔器（AS ONE公司製造，型號：US-3R，輸出：120 W，振盪頻率：40 kHz，槽尺寸：W303 mm×D152 mm×H150 mm）。於蝕刻槽中，使附變質部之玻璃基板豎起並使之於上下方向搖動。藉此，於各例之附變質部之玻璃基板之與變質部對應的部分形成貫通孔。如此，獲得例1～8之附貫通孔之玻璃基板。
使用三維測長機（Nikon公司製造，產品名：VMR6555），對例1～8之附貫通孔之玻璃基板中的貫通孔之尺寸進行測長。於使用三維測長機之測長中，根據俯視附貫通孔之玻璃基板時之貫通孔之放大照片，利用邊緣檢測功能算出貫通孔之邊界（黑色外側邊界部），根據其邊界之資料並基於JIS B 0621（最小區域法）導出貫通孔之真圓度。於最小區域法中，對於由邊界點構成之圖形，以夾住該圖形之同心兩圓（內切圓與外切圓）之半徑差變得最小的方式進行兩圓之中心座標之位置探索。將該中心座標設為圖形之中心，將該兩圓之半徑差決定為真圓度。於下述條件下取得自上方之貫通孔之放大攝影機圖像，使用圖像分析軟體，於下述條件下自該圖像求出貫通孔之近似圓，將該近似圓之直徑決定為貫通孔之孔徑。將結果示於表1。又，將例1、3、及6中之附貫通孔之玻璃基板的貫通孔之外觀及其真圓度示於表2，將用於形成1個貫通孔之2個變質部中之孔隙間的距離與貫通孔之真圓度的關係示於圖12。 ＜圖像取得之條件＞ 光源條件：落射光、光量等級55% 倍率條件：8倍 ＜近似圓之決定條件＞ 貫通孔之邊界之邊緣檢測部位：180處（間隔2°） 近似方法：基於最小平方法之圓近似 殘差計算：圓近似點與邊界之實測值之距離 評價指標：殘差180點之標準偏差
根據有關例1～8之評價結果，暗示了藉由調整變質部之形態，可獲得具有真圓度較高之（例如1.4以下）之貫通孔之玻璃基板。
[表1]
例 雷射照射條件 變質部 貫通孔 圖
偏光 次數 形狀 孔隙直徑
Figure 02_image001
V [µm]		 變質部之長軸長LM [μm] 孔隙間 距離LV [μm] 貫通孔間 之距離LH [μm] 孔徑
Figure 02_image001
H [μm]		 真圓度 [μm]
1 直線 1 單一 0.9 4.7 0 97 68 1.8 圖7
2 直線 2 錯開 1.2 5.1 2.1 102 71 1.4 圖8
3 直線 2 錯開 0.9 4.8 3.8 98 67 1.3   
4 直線 2 錯開 0.8 5.2 6.2 105 72 1.4 圖9
5 直線 2 錯開 1.2 4.6 7.8 103 71 1.9   
6 直線 2 錯開 1.1 5.2 9.8 99 67 2.7   
7 直線 2 十字 1.3 5.4 0 102 72 1.3 圖10
8 圓 1 三箭 0.9 4.2 0 98 73 1.3 圖11
[表2]
例 1 3 6
孔隙間距離LV [μm] 0 （相當於1次照射） 3.8 9.8
貫通孔 之外觀  
Figure 02_image003
 
Figure 02_image005
  
Figure 02_image007
真圓度 [μm] 1.8 1.3 2.7
1a、1b、1c:玻璃基板 10:孔 11:變質部 11c:微小裂紋群 11g:變質部群 11v:孔隙 20:附微結構之玻璃基板
[圖1A]係示意性地表示用於製造本發明之附微結構之玻璃基板之玻璃基板的一例之俯視圖。 [圖1B]係表示附微結構之玻璃基板的一例之立體圖。 [圖2A]係示意性地表示於玻璃基板所形成之變質部之立體圖。 [圖2B]係俯視於玻璃基板所形成之變質部的一例之照片。 [圖2C]係剖面觀察於玻璃基板所形成之變質部的一例之照片。 [圖3A]係示意性地表示於參考例之玻璃基板所形成之孔之圖。 [圖3B]係示意性地表示於圖1A中所示之玻璃基板所形成之孔之圖。 [圖4]係示意性地表示用於形成2個孔之變質部之尺寸關係之俯視圖。 [圖5]係示意性地表示用於製造本發明之附微結構之玻璃基板之玻璃基板的另一例之俯視圖。 [圖6]係示意性地表示用於製造本發明之附微結構之玻璃基板之玻璃基板的又一例之俯視圖。 [圖7]係俯視例1之玻璃基板中之變質部之照片。 [圖8]係俯視例2之玻璃基板中之變質部之照片。 [圖9]係俯視例4之玻璃基板中之變質部之照片。 [圖10]係俯視例7之玻璃基板中之變質部之照片。 [圖11]係俯視例8之玻璃基板中之變質部之照片。 [圖12]係表示變質部之孔隙間之距離與孔之真圓度的關係之曲線圖。
1a:玻璃基板
10:孔
11:變質部
11c:微小裂紋群
11v:孔隙
Em:變質部之最小近似橢圓

Claims (10)

  1. 一種製造附微結構之玻璃基板之方法，其具備以下步驟： 向玻璃基板照射脈衝雷射而形成至少2個變質部；及 藉由濕式蝕刻將上述至少2個變質部去除而形成1個孔； 上述2個變質部分別包含：於上述玻璃基板之厚度方向延伸之圓柱狀孔隙、及於上述孔隙之周圍沿上述孔隙形成之微小裂紋群， 於俯視上述變質部，將上述孔隙之近似圓之直徑表示為
    Figure 03_image001
    V ，將上述變質部之最小近似橢圓之長軸長度表示為LM 時，滿足（i）0.1 μm≦
    Figure 03_image001
    V ≦10 μm及（ii）0.5 μm≦LM ≦50 μm之條件，且 滿足下述（Ia）之條件，或滿足下述（IIa）及（IIb）之條件， （Ia）0.2≦LV /
    Figure 03_image001
    V ≦20， （IIa）於俯視上述2個變質部時，上述2個變質部之上述孔隙至少局部地重疊，且於上述孔隙之周圍形成有上述2個變質部各自之上述微小裂紋群， （IIb）2≦LM /
    Figure 03_image001
    V ≦10， LV 為俯視上述2個變質部時上述2個變質部之上述孔隙間之距離。
  2. 如請求項1之方法，其向上述玻璃基板照射上述脈衝雷射，形成分別具有上述至少2個變質部之複數個變質部群， 且藉由上述濕式蝕刻，將上述複數個變質部群所包含之上述至少2個變質部去除，而形成相鄰之複數個上述孔，且 滿足上述（Ia）之條件、
    Figure 03_image001
    V ＜LV ＜2LM 、及LV ＜
    Figure 03_image001
    H ＜LH 之條件，
    Figure 03_image001
    H 為俯視上述孔時上述孔之直徑， LH 為俯視上述相鄰之複數個上述孔時相鄰之2個上述孔彼此之距離。
  3. 如請求項1之方法，其滿足上述（IIa）及上述（IIb）之條件，且 上述2個變質部中之上述孔隙及上述微小裂紋群於俯視上述2個變質部時，沿交叉之2個方向而形成。
  4. 如請求項1至3中任一項之方法，其中，上述脈衝雷射具有直線偏光。
  5. 一種製造附微結構之玻璃基板之方法，其具備以下步驟： 向玻璃基板照射脈衝雷射而至少形成1個變質部；及 藉由濕式蝕刻將上述至少1個變質部去除而形成1個孔； 上述變質部包含：於上述玻璃基板之厚度方向延伸之圓柱狀孔隙、及於上述孔隙之周圍沿上述孔隙形成之微小裂紋群， 於俯視上述變質部，將上述孔隙之近似圓之直徑表示為
    Figure 03_image001
    V 時，滿足0.1 μm≦
    Figure 03_image001
    V ≦10 μm之條件， 於俯視上述變質部時，上述變質部包含於上述孔隙之周圍形成之3個以上之上述微小裂紋群。
  6. 如請求項5之方法，其中，上述脈衝雷射具有圓偏光。
  7. 如請求項1至6中任一項之方法，其中，藉由酸性或鹼性之水溶液而進行上述濕式蝕刻。
  8. 如請求項1至7中任一項之方法，其中，於俯視上述孔時，上述孔之真圓度為1.5 μm以下。
  9. 一種玻璃基板，其用於製造附微結構之玻璃基板，且 具有至少2個變質部， 於將該玻璃基板進行濕式蝕刻時，上述變質部之蝕刻速率高於該玻璃基板之其他部分之蝕刻速率， 上述2個變質部分別包含：於該玻璃基板之厚度方向延伸之圓柱狀之孔隙、及於上述孔隙之周圍沿上述孔隙形成之微小裂紋群， 於俯視上述變質部，將上述孔隙之近似圓之直徑表示為
    Figure 03_image001
    V ，將上述變質部之最小近似橢圓之長軸長度表示為LM 時，滿足（i）0.1 μm≦
    Figure 03_image001
    V ≦10 μm及（ii）0.5 μm≦LM ≦50 μm之條件，且 滿足下述（Ia）之條件，或滿足下述（IIa）及（IIb）之條件， （Ia）0.2≦LV /
    Figure 03_image001
    V ≦20， （IIa）於俯視上述2個變質部時，上述2個變質部之上述孔隙至少局部地重疊，且於上述孔隙之周圍形成有上述2個變質部各自之上述微小裂紋群， （IIb）2≦LM /
    Figure 03_image001
    V ≦10， LV 為俯視上述2個變質部時上述2個變質部之上述孔隙間之距離。
  10. 一種玻璃基板，其用於製造附微結構之玻璃基板，且 具有至少1個變質部， 於將該玻璃基板進行濕式蝕刻時，上述變質部之蝕刻速率高於該玻璃基板之其他部分之蝕刻速率， 上述變質部包含：於該玻璃基板之厚度方向延伸之圓柱狀孔隙、及於上述孔隙之周圍沿上述孔隙形成之微小裂紋群， 於俯視上述變質部，將上述孔隙之近似圓之直徑表示為
    Figure 03_image001
    V 時，滿足0.1 μm≦
    Figure 03_image001
    V ≦10 μm之條件， 於俯視上述變質部時，上述變質部包含於上述孔隙之周圍形成之3個以上之上述微小裂紋群。
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