TWI716577B - 製造具有貫通孔之玻璃基板之方法以及系統、與於玻璃基板形成貫通孔之方法 - Google Patents

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TWI716577B
TWI716577B TW106111450A TW106111450A TWI716577B TW I716577 B TWI716577 B TW I716577B TW 106111450 A TW106111450 A TW 106111450A TW 106111450 A TW106111450 A TW 106111450A TW I716577 B TWI716577 B TW I716577B
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Abstract

本發明係具有形狀相對整齊之貫通孔之玻璃基板之製造方法。
本發明之玻璃基板之製造方法具有如下製程：藉由向玻璃基板照射雷射光，而於玻璃基板上形成初始孔；利用第1溶液，對初始孔進行第1蝕刻處理，藉此，形成自第1開口延伸至第2開口之第1貫通孔，於將玻璃基板之厚度設為d1、將第1貫通孔之第1開口之直徑設為Rt1時，比d1/Rt1為10~20之範圍；及利用第2溶液，對第1貫通孔進行第2蝕刻處理，藉此，形成在第1表面具有第3開口、在上述第2表面具有第4開口之第2貫通孔，且第2溶液具有針對上述玻璃基板而言較第1溶液更大之蝕刻速率。

Description

製造具有貫通孔之玻璃基板之方法以及系統、與於玻璃基板形成貫通孔之方法
本發明係關於一種具有貫通孔之玻璃基板之製造方法以及於玻璃基板形成貫通孔之方法。
先前以來，已知有藉由將自雷射光源產生之雷射光照射至玻璃基板而於玻璃基板形成1個或2個以上之貫通孔之技術(例如專利文獻1)。
此種具有貫通孔之玻璃基板被用於例如於貫通孔中填充有導電性填充材料之玻璃中介層(glass interposer)等。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2003-226551號公報
通常，上述具有貫通孔之玻璃基板係經由以下製程而製造：(1)準備具有第1及第2表面之玻璃基板； (2)藉由自玻璃基板之第1表面之側照射雷射光，而形成自玻璃基板之第1表面之第1開口貫通至玻璃基板之第2表面之第2開口的貫通孔；及(3)藉由對玻璃基板進行濕式蝕刻處理而將貫通孔擴大至所需之尺寸。
此處，於實施(3)之製程時，常會產生於沿貫通孔之全長方向之貫通孔之大致中心部分產生狹窄部之問題。
其原因在於：通常而言，由(2)之製程所形成之貫通孔與玻璃基板之厚度相比，直徑相對較小。即，於對此種「微細之」貫通孔，在(3)之製程中實施濕式蝕刻處理之情形時，於貫通孔之內部，蝕刻溶液之濃度擴散未充分進行，又，蝕刻反應之生成物停滯於貫通孔內。結果於貫通孔之內部，難以使蝕刻反應充分進行，從而產生狹窄部。
尤其是，於玻璃中介層之領域，於(2)之製程中會形成極微細之貫通孔。因此，於玻璃中介層之製造過程中，有於貫通孔中更易產生此種狹窄部之問題。
本發明之目的在於提供一種具有形狀相對整齊之貫通孔之玻璃基板之製造方法。又，本發明之目的在於提供一種於玻璃基板形成相對形狀整齊之貫通孔之方法。又，本發明之目的在於提供一種於玻璃基板形成相對形狀整齊之貫通孔之玻璃基板之製造系統。
本發明提供一種製造方法，其係具有貫通孔之玻璃基板之製造方法，具有如下製程：(1)藉由自具有相互對向之第1及第2表面之玻璃基板之上述第1表面之側照射雷射光，而於上述玻璃基板上形成初始孔； (2)利用第1蝕刻溶液對上述玻璃基板進行第1蝕刻處理，而由上述初始孔，形成自形成於上述第1表面之第1開口延伸至形成於上述第2表面之第2開口之第1貫通孔，於將上述玻璃基板之厚度設為d1、將上述第1開口之直徑設為Rt1時，比d1/Rt1為10~20之範圍；及(3)上述(2)之製程後，利用具有針對上述玻璃基板而言較上述第1蝕刻溶液更大之蝕刻速率之第2蝕刻溶液，對上述玻璃基板進行第2蝕刻處理，從而擴大上述第1貫通孔。
又，本發明提供一種方法，其係於玻璃基板形成貫通孔之方法，具有如下製程：(1)藉由自具有相互對向之第1及第2表面之玻璃基板之上述第1表面之側照射雷射光，而於上述玻璃基板上形成初始孔；(2)利用第1蝕刻溶液對上述玻璃基板進行第1蝕刻處理，而由上述初始孔，形成自形成於上述第1表面之第1開口延伸至形成於上述第2表面之第2開口之第1貫通孔，於將上述玻璃基板之厚度設為d1、將上述第1開口之直徑設為Rt1時，比d1/Rt1為10~20之範圍；及(3)上述(2)之製程後，利用具有針對上述玻璃基板而言較上述第1蝕刻溶液更大之蝕刻速率之第2蝕刻溶液，對上述玻璃基板進行第2蝕刻處理，從而擴大上述第1貫通孔。
根據本發明，可提供具有相對形狀整齊之貫通孔之玻璃基板之製造方法。又，根據本發明，可提供於玻璃基板形成相對形狀整齊之貫通孔之方法。又，根據本發明，可提供於玻璃基板形成相對形狀整齊之貫通孔之玻璃基板之製造系統。
10:玻璃基板
12:第1表面
14:第2表面
20:貫通孔
22:第1開口
24:第2開口
30:擴張貫通孔
32:第1開口
34:第2開口
36:狹窄部
110:玻璃基板
112:第1表面
113:第1新生表面
114:第2表面
115:第2新生表面
117:第3新生表面
119:第4新生表面
120:初始貫通孔
122:第1初始開口
124:第2初始開口
130:第1貫通孔
132:第1開口
134:第2開口
140:第2貫通孔
142:第3開口
144:第4開口
d0:厚度
d1:厚度
d2:厚度
Rt0:直徑
Rt1:直徑
Rt2:直徑
Rb0:直徑
Rb1:直徑
Rb2:直徑
S110:製程
S120:製程
S130:製程
S140:製程
Figure 106111450-A0305-02-0025-14
:直徑
Figure 106111450-A0305-02-0025-15
:直徑
圖1係概略地表示具有先前之貫通孔之玻璃基板之製造方法的流程圖。
圖2(a)~(c)係模式性地表示圖1所示之具有先前之貫通孔之玻璃基板之製造方法中之一製程的圖。
圖3係概略地表示具有本發明之一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法之流程之一例的圖。
圖4係模式性地表示圖3所示之具有本發明之一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法中之一製程的圖。
圖5係模式性地表示圖3所示之具有本發明之一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法中之一製程的圖。
圖6係模式性地表示圖3所示之具有本發明之一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法中之一製程的圖。
圖7係模式性地表示圖3所示之具有本發明之一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法中之一製程的圖。
以下，參照圖式，對本發明之一實施形態進行說明。
(具有先前之貫通孔之玻璃基板之製造方法)
首先，為了更好地理解本發明之特徵，參照圖1~圖2，對具有先前之貫通孔之玻璃基板之製造方法進行簡單說明。
圖1模式性地表示具有先前之貫通孔之玻璃基板之製造方法(以下僅稱為「先前之製造方法」)之流程。又，圖2模式性地表示圖1所示之先前之製造方法中之一製程。
如圖1所示，先前之製造方法具有：準備玻璃基板之製程(製程S10)、對玻璃基板照射雷射光而形成貫通孔之製程(製程S20)、及對具有貫通孔之玻璃基板進行濕式蝕刻而將貫通孔擴大至所需尺寸之製程(製程S30)。
其中，於製程S10中，準備如圖2(a)所示般具有第1表面12及第2表面14之玻璃基板10。
繼而，於製程S20中，如圖2(b)所示，於玻璃基板10上形成貫通孔20。貫通孔20係藉由自玻璃基板10之第1表面12之側照射雷射光(未圖示)而形成。
貫通孔20係於玻璃基板10之第1表面12具有第1開口22，於第2表面14具有第2開口24。第1開口22之直徑為
Figure 106111450-A0305-02-0007-3
，第2開口24之直徑為
Figure 106111450-A0305-02-0007-4
。
繼而，於製程S30中，為了將貫通孔20之直徑擴張至所需之尺寸，而將玻璃基板10進行濕式蝕刻處理。
此處，於由製程S20所形成之貫通孔20之第1開口22之直徑
Figure 106111450-A0305-02-0007-6
(或第2開口24之直徑
Figure 106111450-A0305-02-0007-9
)足夠大之情形時，在濕式蝕刻處理時，可將蝕刻溶液沿貫通孔20之全長均勻且充分地供給。因此，貫通孔20被相對均勻地蝕刻。
然而，若第1開口22之直徑
Figure 106111450-A0305-02-0007-8
及第2開口24之直徑
Figure 106111450-A0305-02-0007-7
變小，則濕式蝕刻處理時，於此種微細之貫通孔20之內部中，難以使蝕刻反應充分進行。其原因在於：於貫通孔20之內部，蝕刻溶液之濃度擴散未充分進行，又，蝕刻反應之生成物易停滯於貫通孔20內。又，於此種微細之貫通孔20中，亦有向貫通孔20之內部充分供給蝕刻溶液本身變得困難之情形。
因此，貫通孔20係第1及第2開口22、24以及其附近被選擇性地蝕刻。換言之，於貫通孔20之內部，難以對貫通孔20進行充分之蝕刻處理。
結果，製程S30後，如圖2(c)所示，形成剖面為所謂「砂鐘型」之擴張貫通孔30。即，所形成之擴張貫通孔30於第1開口32及第2開口34之側獲得特定之尺寸，但於貫通孔30之內部，具有不滿足特定之尺寸之狹窄部36。
如此，於先前之製造方法中，尤其存在如下問題，即，若貫通孔20之直徑(
Figure 106111450-A0305-02-0008-10
、
Figure 106111450-A0305-02-0008-11
)相對於玻璃基板10之厚度相對變小，則擴張貫通孔30具有顯著之狹窄部36。
(具有本發明之一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法)
繼而，參照圖3~圖7，對具有本發明之一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法之一例進行說明。
圖3概略地表示具有本發明之一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法之流程的一例。又，圖4~圖7模式性地表示具有本發明之一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法中之各製程的態樣。
如圖3所示，具有本發明之一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法(以下稱為「第1製造方法」)具有：(0)準備具有相互對向之第1及第2表面之玻璃基板的製程(製程S110)；(1)藉由自上述玻璃基板之上述第1表面之側照射雷射光，而於上述玻璃基板上形成初始孔的製程(製程S120)；(2)利用第1蝕刻溶液，對上述初始孔進行第1蝕刻處理， 藉此，於上述玻璃基板形成自第1開口延伸至第2開口之第1貫通孔，於將上述(2)之製程後之玻璃基板之厚度設為d1、將上述第1貫通孔之上述第1開口之直徑設為Rt1時，比d1/Rt1為10~20之範圍的製程(製程S130)；及(3)利用第2蝕刻溶液，對上述第1貫通孔進行第2蝕刻處理的製程(製程S140)。
以下，參照圖4~圖7，對各製程進行詳細說明。
(步驟S110)
首先，準備具有圖4所示之剖面形狀之玻璃基板110。玻璃基板110具有相互對向之第1表面112及第2表面114。又，玻璃基板110具有初始厚度d0。
初始厚度d0例如較佳為0.1mm~0.7mm，更佳為0.2mm~0.5mm，尤佳為0.3mm~0.5mm。若初始厚度d0低於0.3mm，則即便於先前之製造方法中，亦存在難以形成上述砂鐘型之擴張貫通孔之情況。
玻璃基板110之組成並無特別限定。玻璃基板110可為例如鈉鈣玻璃、及無鹼玻璃等。
(步驟S120)
繼而，藉由自玻璃基板110之第1表面112之側照射雷射光，而於玻璃基板110上形成1個或2個以上之初始孔。
只要能夠於玻璃基板110上形成初始孔，則雷射光之種類及照射條件並無限定。雷射光可為例如CO2雷射、UV雷射等。又，雷射光亦可為自短脈衝雷射(例如微微秒雷射、飛秒雷射)振盪之雷射光。
再者，初始孔之形態並無特別限定，初始孔可為貫通孔，亦可為非 貫通孔。又，初始孔亦可為沿玻璃基板110之厚度方向排列之由複數個孔隙構成之孔隙行。於使用短脈衝雷射之情形時，易形成孔隙行作為初始孔。
圖5表示於玻璃基板110上形成初始孔120之狀態。再者，於圖5所表示之例中，初始孔120為貫通孔，此處稱為「初始貫通孔」120。
如圖5所示，初始貫通孔120係自形成於玻璃基板110之第1表面112之第1初始開口122延伸至形成於玻璃基板110之第2表面114之第2初始開口124。於初始貫通孔120中，將第1初始開口122之直徑稱為Rt0，將第2初始開口124之直徑稱為Rb0。
此處，該階段中之玻璃基板110之厚度d0與第1初始開口122之直徑Rt0之比即d0/Rt0為例如25以上。比d0/Rt0較佳為30以上。於比d0/Rt0為25以上之情形時，藉由將先前之製造方法變更為第1製造方法，可獲得較大之效果。即，於比d0/Rt0為25以上之情形時，就先前之製造方法而言，會因蝕刻製程而於貫通孔內產生較大之狹窄部。然而，利用第1製造方法，可有意義地抑制該狹窄部。
第1初始開口122之直徑Rt0為例如15μm以下，亦可為13μm以下。
再者，圖5所表示之例中，為了簡化，以初始貫通孔120之第1初始開口122之直徑Rt0與第2初始開口124之直徑Rb0實質上相等之方式而表示。然而，必須注意利用雷射光照射而形成之初始貫通孔120實際上成為直徑自第1初始開口122向第2初始開口124逐漸變小之錐形之形態的情況較多。因此，通常Rt0>Rb0。
再者，圖5僅表示單一之初始貫通孔120，但亦可於玻璃基板110上形成複數個初始貫通孔120。
(步驟S130)
繼而，為了擴大初始貫通孔120之直徑，而利用第1蝕刻溶液對初始貫通孔120進行蝕刻處理(以下稱為「第1蝕刻處理」或「第1蝕刻製程」)。
第1蝕刻溶液只要能夠對初始貫通孔120適當地進行蝕刻，則其種類並無特別限定。例如，第1蝕刻溶液可為包含氫氟酸之酸溶液。又，第1蝕刻溶液亦可為除氫氟酸之外，包含至少1種其他酸之混酸溶液。例如，第1蝕刻溶液亦可為氫氟酸與鹽酸之混酸溶液或氫氟酸與硝酸之混酸溶液。
第1蝕刻處理中之第1蝕刻溶液之針對玻璃基板110之蝕刻速率V1為例如0.5μm/min以下，較佳為0.2μm/min以下，更佳為0.02μm/min以下。
第1蝕刻製程可於任意適當之溫度下實施，處理溫度可為例如室溫。
第1蝕刻製程可藉由例如向初始貫通孔120內選擇性地供給第1蝕刻溶液而實施(以下將此種方法稱為「局部蝕刻處理(方法)」)。藉由局部蝕刻處理方法，可不使玻璃基板110之厚度變化地擴張初始貫通孔120之直徑。例如，以不阻塞初始貫通孔120之方式貼上蝕刻保護膜進行蝕刻即可。
或者，第1蝕刻製程亦可藉由使玻璃基板110整體暴露於第1蝕刻溶液中而實施(以下將此種方法稱為「整體蝕刻處理(方法)」)。例如，第1蝕刻製程亦可藉由使具有初始貫通孔120之玻璃基板110浸漬於收容有第1蝕刻溶液之浴槽內(浸漬方式)而實施。或者，第1蝕刻製程亦可為將第1蝕刻溶液直接澆淋玻璃基板之方式(噴淋式)。於整體蝕刻處理方法之情形時，玻璃基板110之厚度本身亦自d0變化(減少)為d1。
又，於第1蝕刻製程中，亦可對玻璃基板110施加超音波、或使玻璃 基板110振動、或使蝕刻溶液起泡。藉此能夠進行更均勻之蝕刻。
以下，作為一例，對利用整體蝕刻處理方法而實施第1蝕刻製程之情況進行說明。
圖6模式性地表示利用整體蝕刻處理方法之第1蝕刻製程後之玻璃基板110之剖面。
如圖6所示，藉由第1蝕刻製程，玻璃基板110變化成厚度d1。即，玻璃基板110具有第1新生表面113及第2新生表面115。
又，初始貫通孔120變成第1貫通孔130。第1貫通孔130自形成於第1新生表面113之第1開口132延伸至形成於第2新生表面115之第2開口134。
此處，第1製造方法具有以下特徵：將第1開口132之直徑設為Rt1時，比d1/Rt1為10~20之範圍。比d1/Rt1更佳為10~15之範圍。
藉由將比d1/Rt1設定為此種範圍內，於以後之製程S140中，可顯著抑制可能形成於貫通孔之狹窄部。
即，藉由於第1蝕刻製程中以比d1/Rt1為20以下之方式擴張初始貫通孔120，可於第2蝕刻製程中抑制在已擴張之第1貫通孔130內產生顯著之狹窄部。
再者，將比d1/Rt1設為10以上之原因在於：即便實施第1蝕刻製程直至比d1/Rt1未達10，第2蝕刻製程中亦幾乎不產生變化。即，藉由將比d1/Rt1設為10以上，可縮短第1蝕刻製程之處理時間。
再者，有將如上所述之利用整體蝕刻處理方法所獲得之玻璃基板之第1新生表面113尤其稱為「與玻璃基板之第1表面對應之表面」之情形。同樣地，有將第2新生表面115尤其稱為「與玻璃基板之第2表面對應之表面」之情形。
(步驟S140)
繼而，為了將第1貫通孔130之直徑進一步擴大，即，為了將貫通孔擴張至所需之直徑，而利用第2蝕刻溶液對第1貫通孔130進行蝕刻處理(以下稱為「第2蝕刻處理」或「第2蝕刻製程」)。
第2蝕刻製程與上述第1蝕刻製程之情況相同，可利用局部蝕刻處理方法或整體蝕刻處理方法而實施。又，第2蝕刻製程可為與第1蝕刻製程相同之處理方法(方式)，亦可為不同之處理方法(方式)。例如，第1蝕刻製程可設為浸漬方式，第2蝕刻製程可設為噴淋方式。第1蝕刻製程由於處理時間容易變長，故而就生產性(成本)方面而言較佳為浸漬方式。第2蝕刻製程由於一面抑制玻璃基板之厚度之減少一面易於調整孔徑，故較佳為噴淋方式。
此處，以利用整體蝕刻處理方法實施第2蝕刻製程之情況為例進行說明。
於整體蝕刻處理方法中，第2蝕刻製程可藉由例如使具有第1貫通孔130之玻璃基板110浸漬於收容有第2蝕刻溶液之浴槽內而實施。藉此，玻璃基板110之厚度自d1變化(減少)為d2。
第2蝕刻溶液可為例如包含氫氟酸之酸溶液。又，第2蝕刻溶液亦可為除氫氟酸以外還包含至少1種其他酸之混酸溶液。混酸溶液亦可與第1蝕刻溶液相同。第2蝕刻製程可於任意適當之溫度下實施，處理溫度可為例如室溫。
此處，第2蝕刻溶液係自針對玻璃基板110之蝕刻速率能較上述第1蝕刻溶液更大者中選定。
例如，第2蝕刻處理中之第2蝕刻溶液之針對玻璃基板110之蝕刻速率 V2可為上述第1蝕刻溶液之針對玻璃基板110之蝕刻速率V1的3倍以上，較佳為10倍以上，更佳為100倍以上。例如，第2蝕刻溶液之針對玻璃基板110之蝕刻速率V2為5.0μm/min以下，較佳為2.0μm/min以下，更佳為1.5μm/min以下。蝕刻速率V2可為例如1.0μm/min~1.5μm/min之範圍。
圖7模式性地表示第2蝕刻製程後之玻璃基板110之剖面。
如圖7所示，藉由第2蝕刻製程，玻璃基板110變化成厚度d2。即，玻璃基板110具有第3新生表面117及第4新生表面119。
又，第1貫通孔130變化成第2貫通孔140。第2貫通孔140自形成於第3新生表面117之第3開口142延伸至形成於第4新生表面119之第4開口144。
經由以上之製程，可製造形成有具有所需之尺寸之第2貫通孔140之玻璃基板110。
此處，於第1製造方法中，經由第1蝕刻製程及第2蝕刻製程之至少2個階段之蝕刻製程而形成貫通孔(第2貫通孔140)。
其中，於第1蝕刻製程中，利用蝕刻速率V1相對較小之第1蝕刻溶液蝕刻初始貫通孔120。
第1蝕刻溶液由於蝕刻速率V1相對較小，故蝕刻處理需要相應之時間。因此，於初始貫通孔120內之第1蝕刻溶液之濃度擴散相對迅速發生。即，第1蝕刻溶液由於針對玻璃基板110之蝕刻速率V1相對較小，故與初始貫通孔120之第1初始開口122或第2初始開口124附近之玻璃基板110被蝕刻相比，第1蝕刻溶液相對較快地擴散至初始貫通孔120內。因此，第1初始開口122或第2初始開口124附近之玻璃基板110被蝕刻之程度與於初始貫通孔120中心部玻璃基板110被蝕刻之程度的差變小。藉此， 由蝕刻反應所產生之生成物容易自初始貫通孔120之內部擴散至外部，從而顯著抑制停滯於初始貫通孔120之內部之情況。
因此，藉由第1蝕刻製程，可於抑制初始貫通孔內之狹窄部之顯著產生之狀態下，將初始貫通孔擴張至充分之直徑。
繼而，於第2蝕刻製程中，使用蝕刻速率V2相對較大之第2蝕刻溶液。
但是，藉由第1蝕刻製程，初始貫通孔120已經充分擴張。因此，於第2蝕刻製程中，可使第2蝕刻溶液相對迅速且均勻地分佈於第1貫通孔130。又，由蝕刻反應所產生之生成物自第1貫通孔130之內部快速移動，從而顯著抑制停滯於第1貫通孔130之內部之情況。
因此，第1貫通孔130被相對均勻地蝕刻，即便於第2蝕刻製程中，第1貫通孔130內亦難以產生顯著之狹窄部。
以上之結果為，藉由第1製造方法，與如先前之僅利用單一之蝕刻製程而擴張初始貫通孔之情形相比，可顯著抑制狹窄部之形成，能夠形成形狀相對整齊之貫通孔。
本發明之一實施形態之方法尤其於使用UV雷射或短脈衝雷射之情形等、形成縱橫比相對較高之初始孔(孔隙行)之情形時有效。其原因在於：若初始孔之縱橫比較高，則蝕刻溶液之濃度擴散更難進行，或更難向初始孔內部供給蝕刻溶液。
以上，參照圖3~圖7對具有本發明之一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法之一例進行了說明。但是，業者應當明白，上述記載僅為一例，本發明亦可藉由其他態樣而實施。
例如，於上述記載中，製程S120所形成之初始孔為初始貫通孔120。 然而，初始孔亦可為非貫通孔、及沿玻璃基板之厚度方向排列之由複數個孔隙構成之孔隙行。於此情形時，於第1蝕刻製程後形成貫通孔，藉由第2蝕刻製程擴張此種貫通孔。
又，第1製造方法具有2個階段之蝕刻製程。然而，於具有本發明之一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法中，蝕刻製程亦可分3個階段以上而實施。於此情形時，可於第1蝕刻製程中，使用蝕刻速率相對較小之第1蝕刻溶液，於第2蝕刻製程中，使用蝕刻速率為中速程度之第2蝕刻溶液，於第3蝕刻製程中，使用蝕刻速率相對較大之第3蝕刻溶液。
進而，具有上述貫通孔之玻璃基板之製造方法亦可應用於在玻璃基板形成貫通孔之方法。
(具有本發明之另一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法)
具有本發明之另一實施形態之貫通孔之玻璃基板之製造方法係如下製造方法，其係具有貫通孔之玻璃基板之製造方法，具有如下製程：(1)藉由自具有相互對向之第1及第2表面之玻璃基板之第1表面之側照射雷射光，而於玻璃基板上形成初始孔；(2)利用第1蝕刻溶液，對初始孔進行第1濕式蝕刻處理，藉此，形成自玻璃基板之第1表面或與該第1表面對應之表面延伸至玻璃基板之第2表面或與該第2表面對應之表面之第1貫通孔；及(3)利用第2蝕刻溶液，對第1貫通孔進行第2濕式蝕刻處理，藉此，形成第1貫通孔被蝕刻而成之第2貫通孔，第2蝕刻溶液具有針對玻璃基板而言較第1蝕刻溶液更大之蝕刻速率。
如上所述，藉由使第2蝕刻溶液具有針對玻璃基板而言較第1蝕刻溶 液更大之蝕刻速率，可形成形狀相對整齊之貫通孔。尤其是於使用UV雷射或短脈衝雷射之情形時形成縱橫比相對較高之初始孔，故而若使用本實施形態之製造方法則屬有效。
具有上述貫通孔之玻璃基板之製造方法亦可應用於在玻璃基板上形成貫通孔之方法。
本實施形態可將參照上述圖3~圖7之一實施形態之構成進行適當組合。再者，具體構成之說明可適用上述一實施形態之說明，故而省略。
(製造具有本發明之另一實施形態之貫通孔之玻璃基板之系統)
製造具有本發明之另一實施形態之貫通孔之玻璃基板之系統係如下系統，其係製造具有貫通孔之玻璃基板之系統，具備：雷射加工系統，其係藉由向玻璃基板照射雷射光，而於上述玻璃基板上形成初始孔；及蝕刻系統，其係針對上述玻璃基板，藉由蝕刻初始孔而形成貫通孔；上述蝕刻系統係具有第1蝕刻系統及第2蝕刻系統，上述第1蝕刻系統係進行使用第1蝕刻溶液之第1蝕刻處理之系統，上述第2蝕刻系統係進行使用具有針對上述玻璃基板而言較上述第1蝕刻溶液更大之蝕刻速率之第2蝕刻溶液之第2蝕刻處理之系統，上述蝕刻系統構成為於藉由上述第1蝕刻系統進行上述玻璃基板之處理後，藉由上述第2蝕刻系統進行上述玻璃基板之處理。
雷射加工系統較佳為具備UV雷射。又，雷射加工系統亦可具備微微秒雷射或飛秒雷射等短脈衝雷射。
如上所述，藉由使用具有針對玻璃基板而言較第1蝕刻溶液更大之蝕刻速率之蝕刻溶液作為第2蝕刻溶液，可形成形狀相對整齊之貫通孔。尤其是於使用UV雷射或短脈衝雷射之情形時形成相對縱橫比較高之初始孔，故而若使用本實施形態之系統形成具有貫通孔之玻璃基板則有效。
蝕刻系統較佳為進而具有洗淨系統。較佳為於利用第1蝕刻系統之第1蝕刻處理與利用第2蝕刻系統之第2蝕刻處理間，進行利用洗淨系統之洗淨處理。由於第1蝕刻處理與第2蝕刻處理中所使用之蝕刻溶液之濃度不同，故而較佳為預先於兩次處理間進行洗淨。洗淨處理使用例如純水。
上述系統亦可應用於在玻璃基板上形成貫通孔之方法。
本實施形態可將上述實施形態之構成進行適當組合。再者，具體構成之說明可適用上述實施形態之說明，故而省略。
[實施例]
以下，對本發明之實施例進行說明。再者，以下之記載中，例1~例4為實施例，例5為比較例。
(例1)
利用以下之方法，製造具有特定之尺寸之貫通孔之玻璃基板。
(雷射光照射)
首先，準備縱50mm×橫50mm×厚度(d0)400μm之玻璃基板(無鹼玻璃基板)。
繼而，自該玻璃基板之第1表面(縱50mm×橫50mm之一表面)之側照射UV雷射光，形成初始貫通孔。初始貫通孔之第1初始開口(第1表面側之開口)之直徑Rt0約為13μm，相反側之第2表面上之第2初始開口之直徑Rb0約為3μm。因此，於該玻璃基板中，比d0/Rt0約為30.8。
(第1蝕刻製程)
繼而，對所獲得之玻璃基板進行第1蝕刻處理。
第1蝕刻溶液設為0.4wt%之氫氟酸溶液。第1蝕刻處理係藉由使玻璃基板於該氫氟酸溶液中浸漬80分鐘而實施。處理溫度為室溫。再者，玻璃基板於靜止狀態(即不負擔振動之狀態)下進行蝕刻。
藉此，初始貫通孔被蝕刻而獲得第1貫通孔。再者，玻璃基板本身亦被蝕刻，變成厚度d1=390μm。
玻璃基板之第1表面側之第1貫通孔之第1開口之直徑Rt1為25.1μm，第2表面側之第2開口之直徑Rb1為10.4μm。因此，比d1/Rt1約為15.6。
(第2蝕刻製程)
繼而，對玻璃基板進行第2蝕刻處理。
第2蝕刻溶液設為2wt%之氫氟酸溶液。第2蝕刻處理係藉由使玻璃基板於該氫氟酸溶液中浸漬25分鐘而實施。處理溫度為室溫。再者，玻璃基板於靜止狀態(即不負擔振動之狀態)下進行蝕刻。第2蝕刻溶液之蝕刻速率V2為第1蝕刻溶液之蝕刻速率V1之大約10倍。
藉此，第1貫通孔被蝕刻而獲得第2貫通孔。再者，玻璃基板本身亦被蝕刻，變成厚度d2=360μm。
玻璃基板之第1表面側之第2貫通孔之第3開口之直徑Rt2為46.3μm，第2表面側之第4開口之直徑Rb2為33.8μm。因此，比d2/Rt2約為7.8。
(例2)
利用與例1相同之方法，製造具有特定之尺寸之貫通孔之玻璃基板。
但是，於例2中，第1蝕刻製程中，將利用第1蝕刻溶液進行之蝕刻時間設為120分鐘。又，第2蝕刻製程中，將利用第2蝕刻溶液進行之蝕刻時 間設為21分鐘。
第1蝕刻製程後之玻璃基板之厚度d1=385μm。又，玻璃基板之第1表面側之第1貫通孔的第1開口之直徑Rt1為28.7μm，第2表面上之第2開口之直徑Rb1為15.6μm。因此，比d1/Rt1約為13.4。
另一方面，第2蝕刻製程後之玻璃基板之厚度d2=360μm。玻璃基板之第1表面側之第2貫通孔的第3開口之直徑Rt2為46.0μm，第2表面側之第4開口之直徑Rb2為34.3μm。因此，比d2/Rt2約為7.8。
(例3)
利用與例1相同之方法，製造具有特定之尺寸之貫通孔之玻璃基板。
但是，於該例3中，第1蝕刻製程中，將利用第1蝕刻溶液進行之蝕刻時間設為210分鐘。又，第2蝕刻製程中，將利用第2蝕刻溶液進行之蝕刻時間設為8分鐘。
第1蝕刻製程後之玻璃基板之厚度d1=370μm。又，玻璃基板之第1表面側之第1貫通孔的第1開口之直徑Rt1為36.8μm，第2表面側之第2開口之直徑Rb1為23.1μm。因此，比d1/Rt1約為10。
另一方面，第2蝕刻製程後之玻璃基板之厚度d2=360μm。玻璃基板之第1表面側之第2貫通孔的第3開口之直徑Rt2為46.4μm，第2表面側之第4開口之直徑Rb2為33.3μm。因此，比d2/Rt2約為7.8。
(例4)
利用與例1相同之方法，製造具有特定之尺寸之貫通孔之玻璃基板。
但是，於該例4中，第1蝕刻製程中，將利用第1蝕刻溶液進行之蝕刻時間設為40分鐘。又，第2蝕刻製程中，將利用第2蝕刻溶液進行之蝕刻時間設為30分鐘。
第1蝕刻製程後之玻璃基板之厚度d1約為395μm。又，玻璃基板之第1表面側之第1貫通孔的第1開口之直徑Rt1為18.9μm，第2表面側之第2開口之直徑Rb1為7.6μm。因此，比d1/Rt1約為20.9。
另一方面，第2蝕刻製程後之玻璃基板之厚度d2=360μm。又，玻璃基板之第1表面側之第2貫通孔的第3開口之直徑Rt2為45.6μm，第2表面側之第4開口之直徑Rb2為34.0μm。因此，比d2/Rt2約為7.9。
(例5)
利用與例1相同之方法，製造具有特定之尺寸之貫通孔之玻璃基板。
但是，該例5中未實施第1蝕刻製程。即，照射UV雷射光，於玻璃基板上形成初始貫通孔後，對該玻璃基板僅實施第2蝕刻製程。於第2蝕刻製程中，將利用第2蝕刻溶液進行之蝕刻時間設為33分鐘。
第2蝕刻製程後之玻璃基板之厚度d2=360μm。又，玻璃基板之第1表面側之第2貫通孔的第3開口之直徑Rt2為45.6μm，第2表面側之第4開口之直徑Rb2為32.7μm。因此，比d2/Rt2約為7.9。
以下之表1中彙總表示有製造例1~例5中之玻璃基板時各製程中之玻璃基板之厚度、及貫通孔之開口之直徑等。
Figure 106111450-A0305-02-0022-1
(評估)
於以上述方式所製造之各玻璃基板中，觀察第2貫通孔之形態。更具體而言，於第2貫通孔中，測定與延伸方向垂直之剖面最小之狹窄部之直徑Rc。
將結果彙總並示於表2。再者，例1~例5中任一玻璃基板中，第2貫通孔之狹窄部均存在於貫通孔之全長之大致中央部分。
Figure 106111450-A0305-02-0023-2
由該結果可知，於例5中，第2貫通孔之狹窄部之直徑Rc極小，比Rc/Rt2低於0.4。可知於例4中，第2貫通孔之狹窄部之直徑Rc較例5而擴張。進而，可知於例1至例3中，第2貫通孔之狹窄部之直徑Rc被顯著擴張，比Rc/Rt2至少超過0.5。
如此，藉由實施2個階段之蝕刻製程，可抑制貫通孔之狹窄部之顯著產生。進而，確認到藉由實施2個階段之蝕刻製程，並且將第1蝕刻製程後之玻璃基板之厚度d1與第1貫通孔之第1開口之直徑Rt1之比d1/Rt1設為10~20之範圍，可形成形狀相對整齊之貫通孔。
S110:製程
S120:製程
S130:製程
S140:製程

Claims (15)

  1. 一種具有貫通孔之玻璃基板之製造方法，此製造方法具有如下製程：(1)藉由自具有相互對向之第1及第2表面之玻璃基板之上述第1表面之側照射雷射光，而於上述玻璃基板上形成初始孔；(2)利用第1蝕刻溶液對上述玻璃基板進行第1蝕刻處理，而由上述初始孔，形成自形成於上述第1表面之第1開口延伸至形成於上述第2表面之第2開口之第1貫通孔，於將上述玻璃基板之厚度設為d1、將上述第1開口之直徑設為Rt1時，比d1/Rt1為10~20之範圍；及(3)上述(2)之製程後，利用具有針對上述玻璃基板而言較上述第1蝕刻溶液更大之蝕刻速率之第2蝕刻溶液，對上述玻璃基板進行第2蝕刻處理，從而擴大上述第1貫通孔。
  2. 如請求項1之製造方法，其中上述第2蝕刻溶液之蝕刻速率V2相對於上述第1蝕刻溶液之蝕刻速率V1之比V2/V1為3以上。
  3. 如請求項1或2之製造方法，其中上述第1蝕刻溶液之蝕刻速率V1為0.5μm/min以下。
  4. 如請求項1或2之製造方法，其中上述第2蝕刻溶液之蝕刻速率V2為1μm/min~5μm/min之範圍。
  5. 如請求項1或2之製造方法，其中上述厚度d1小於厚度d0。
  6. 如請求項1或2之製造方法，其中上述厚度d0為0.3mm以上。
  7. 如請求項1或2之製造方法，其中上述厚度d0為0.5mm以下。
  8. 如請求項1或2之製造方法，其中將於上述(1)之製程中所形成之上述初始孔之上述第1表面上之開口的直徑設為Rt0時，比d0/Rt0為25以上。
  9. 如請求項1或2之製造方法，其中由上述(1)之製程所形成之初始孔為貫通孔或孔隙行。
  10. 一種於玻璃基板形成貫通孔之方法，此方法具有如下製程：(1)藉由自具有相互對向之第1及第2表面之玻璃基板之上述第1表面之側照射雷射光，而於上述玻璃基板上形成初始孔；(2)利用第1蝕刻溶液對上述玻璃基板進行第1蝕刻處理，而由上述初始孔，形成自形成於上述第1表面之第1開口延伸至形成於上述第2表面之第2開口之第1貫通孔，於將上述玻璃基板之厚度設為d1、將上述第1開口之直徑設為Rt1時，比d1/Rt1為10~20之範圍；及(3)上述(2)之製程後，利用具有針對上述玻璃基板而言較上述第1蝕刻溶液更大之蝕刻速率之第2蝕刻溶液，對上述玻璃基板進行第2蝕刻處理，從而擴大上述第1貫通孔。
  11. 如請求項10之方法，其中上述第2蝕刻溶液之蝕刻速率V2為1 μm/min~5μm/min之範圍。
  12. 一種製造具有貫通孔之玻璃基板之系統，此系統具備：雷射加工系統，其係藉由向玻璃基板照射雷射光，而於上述玻璃基板上形成初始孔；及蝕刻系統，其係針對上述玻璃基板，藉由蝕刻上述初始孔而形成貫通孔；上述蝕刻系統係具有第1蝕刻系統及第2蝕刻系統，上述第1蝕刻系統係進行使用有第1蝕刻溶液之第1蝕刻處理之系統，上述第2蝕刻系統係進行使用有具有針對上述玻璃基板而言較上述第1蝕刻溶液更大之蝕刻速率之第2蝕刻溶液的第2蝕刻處理之系統，上述蝕刻系統構成為於藉由上述第1蝕刻系統進行上述玻璃基板之處理後，藉由上述第2蝕刻系統進行上述玻璃基板之處理。
  13. 如請求項12之系統，其中上述蝕刻系統進而具有洗淨系統，於上述第1蝕刻處理與上述第2蝕刻處理之間，藉由上述洗淨系統而進行洗淨處理。
  14. 如請求項12或13之系統，其中上述雷射加工系統具備選自微微秒雷射、或飛秒雷射之一短脈衝雷射。
  15. 如請求項12或13之系統，其中上述雷射加工系統具備UV雷射。
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