WO2020241805A1 - Microstructured glass substrate, electroconductive layer-equipped glass substrate, and microstructured glass substrate production method - Google Patents

Microstructured glass substrate, electroconductive layer-equipped glass substrate, and microstructured glass substrate production method Download PDF

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真義 山田
太郎 宮内
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正幸 深澤
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日本板硝子株式会社
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    • C03C23/00Other surface treatment of glass not in the form of fibres or filaments

Abstract

This microstructured glass substrate 10 comprises a flat surface 11a, a hole 20, and a circular protruding portion 15. The flat surface 11a is formed on a first main surface 11 of the microstructured glass substrate 10. The hole 20 opens on the first main surface 11. The circular protruding portion 15 is formed along the opening of the hole 20 on the first main surface 11. In the thickness direction of the microstructured glass substrate 10, the distance D between the flat surface 11a and an end 15e of the protruding portion 15 is such that 0.001 μm ≤ D ≤ 2 μm. The microstructured glass substrate fulfills at least one relationship from among: (i) 0.003 μm ≤ {(Rav)2+(Raf)2}0.5 ≤ 0.1μm, and (ii) 2 ≤ Rav/Raf ≤ 50. Rav represents the arithmetic mean roughness of the surface from the protruding portion 15. Raf represents the arithmetic mean roughness of the flat surface 11a.

Description

微細構造付ガラス基板、導電層付ガラス基板、及び微細構造付ガラス基板を製造する方法A method for manufacturing a glass substrate with a microstructure, a glass substrate with a conductive layer, and a glass substrate with a microstructure.
 本発明は、微細構造付ガラス基板、導電層付ガラス基板、及び微細構造付ガラス基板を製造する方法に関する。 The present invention relates to a glass substrate with a microstructure, a glass substrate with a conductive layer, and a method for manufacturing a glass substrate with a microstructure.
 近年、半導体などと共に用いられる基板の材料の一つとしてガラス基板が注目されている。なぜなら、ガラス基板は、熱安定性、半導体の線膨張係数とのマッチング、及び高周波低損失電気特性等の観点から有利な特性を有するからである。インターポーザ又は半導体などと共に用いられる基板としてガラス基板を用いる場合に、導電性の高い金属などによってガラス表面にめっきをする技術が知られている。 In recent years, glass substrates have been attracting attention as one of the substrate materials used together with semiconductors. This is because the glass substrate has advantageous characteristics from the viewpoints of thermal stability, matching with the linear expansion coefficient of the semiconductor, high frequency low loss electrical characteristics, and the like. When a glass substrate is used as a substrate used together with an interposer or a semiconductor, a technique of plating the glass surface with a highly conductive metal or the like is known.
 例えば、特許文献1では、フリップチップガラスインターポーザ等の分野において適用可能なガラスの表面を金属化する方法が記載されている。この方法は、ガラス基材の表面の少なくとも一部に金属酸化物の層を堆積させるステップと、ガラス基材を加熱して金属酸化物の密着層を形成するステップとを含む。加えて、この方法は、湿式化学めっき法により、金属酸化物の密着層を有するガラス基材の表面に金属をめっきするステップと、金属めっき層を150~500℃の最高温度に加熱するステップとを含んでいる。この方法によれば、金属酸化物の密着促進体が活性化され、金属がめっきされる。ガラス基材とめっきされた金属層との高い密着性がもたらされる。 For example, Patent Document 1 describes a method for metallizing the surface of glass, which is applicable in the field of flip-chip glass interposers and the like. The method comprises depositing a layer of metal oxide on at least a portion of the surface of the glass substrate and heating the glass substrate to form an adhesion layer of metal oxide. In addition, this method includes a step of plating a metal on the surface of a glass substrate having an adhesion layer of a metal oxide by a wet chemical plating method, and a step of heating the metal plating layer to a maximum temperature of 150 to 500 ° C. Includes. According to this method, the adhesion promoter of the metal oxide is activated and the metal is plated. High adhesion between the glass substrate and the plated metal layer is provided.
 一方、ガラス基板を、半導体などを実装する基板又はガラスインターポーザとして用いるために、ガラス基板に孔等の微細構造を形成する技術が知られている。例えば、特許文献2には、ガラス系基板にパルスレーザービームを照射してガラス系基板の内部に損傷領域を形成し、エッチング溶液中でそのガラス系基板をエッチングしてその損傷領域を拡大させ、ガラス系基板に所定の穴を形成する方法が記載されている。エッチングにおいて、超音波によってエッチング溶液が撹拌されている。 On the other hand, in order to use a glass substrate as a substrate on which a semiconductor or the like is mounted or as a glass interposer, a technique for forming a fine structure such as a hole in the glass substrate is known. For example, in Patent Document 2, a pulsed laser beam is applied to a glass-based substrate to form a damaged region inside the glass-based substrate, and the glass-based substrate is etched in an etching solution to expand the damaged region. A method for forming a predetermined hole in a glass-based substrate is described. In etching, the etching solution is agitated by ultrasonic waves.
特表2016-533429号公報Special Table 2016-533429 米国特許出願公開第2018/0068868号明細書U.S. Patent Application Publication No. 2018/0068868
 特許文献1によれば、金属層の形成に先立って金属酸化物の密着層を形成する必要があり、導電層付ガラス基板の製造プロセスが煩雑である。一方、特許文献2では、所定の穴が形成されたガラス系基板に対する導電層の密着性について具体的に検討されていない。 According to Patent Document 1, it is necessary to form an adhesion layer of a metal oxide prior to the formation of a metal layer, and the manufacturing process of a glass substrate with a conductive layer is complicated. On the other hand, Patent Document 2 does not specifically study the adhesion of the conductive layer to the glass-based substrate on which a predetermined hole is formed.
 そこで、本発明は、良好に密着した導電層を形成するのに有利な微細構造付ガラス基板を提供する。また、本発明は、微細構造付ガラス基板と、導電層とを備えた導電層付ガラス基板を提供する。さらに、本発明は、良好に密着した導電層を形成するのに有利な微細構造付ガラス基板を製造する方法を提供する。 Therefore, the present invention provides a glass substrate with a microstructure that is advantageous for forming a conductive layer that adheres well. The present invention also provides a glass substrate with a microstructure and a glass substrate with a conductive layer provided with a conductive layer. Furthermore, the present invention provides a method for producing a glass substrate with a microstructure which is advantageous for forming a conductive layer in good adhesion.
 本発明は、
 微細構造付ガラス基板であって、
 当該微細構造付ガラス基板の第一主面に形成された平坦面と、
 前記第一主面において開口している孔と、
 前記第一主面における前記孔の開口に沿って形成された環状の突出部と、を有し、
 当該微細構造付ガラス基板の厚み方向における前記平坦面と前記突出部の端との距離Dは、0.001μm≦D≦2μmであり、
 下記(i)及び(ii)の条件の少なくとも1つを満たす、微細構造付ガラス基板を提供する。
(i)0.003μm≦{(Rav)2+(Raf)20.5≦0.1μm
(ii)2≦Rav/Raf≦50
 Ravは、前記突出部の表面の日本工業規格(JIS)B 0601:1994に基づく算術平均粗さである。
 Rafは、前記平坦面の日本工業規格(JIS)B 0601:1994に基づく算術平均粗さである。
The present invention
A glass substrate with a fine structure
A flat surface formed on the first main surface of the glass substrate with a microstructure,
The hole opened in the first main surface and
It has an annular protrusion formed along the opening of the hole in the first main surface.
The distance D between the flat surface and the end of the protruding portion in the thickness direction of the glass substrate with a microstructure is 0.001 μm ≦ D ≦ 2 μm.
Provided is a glass substrate with a microstructure that satisfies at least one of the following conditions (i) and (ii).
(I) 0.003 μm ≤ {(Rav) 2 + (Raf) 2 } 0.5 ≤ 0.1 μm
(Ii) 2 ≦ Rav / Raf ≦ 50
Rav is the arithmetic mean roughness based on Japanese Industrial Standards (JIS) B 0601: 1994 on the surface of the protrusion.
Raf is the arithmetic mean roughness based on the Japanese Industrial Standards (JIS) B 0601: 1994 for the flat surface.
 また、本発明は、
 上記の微細構造付ガラス基板と、
 前記平坦面の少なくとも一部及び前記孔の内面の少なくとも一部を覆う導電層と、を備えた、
 導電層付ガラス基板を提供する。
In addition, the present invention
With the above glass substrate with microstructure,
A conductive layer that covers at least a part of the flat surface and at least a part of the inner surface of the hole.
A glass substrate with a conductive layer is provided.
 また、本発明は、
 微細構造付ガラス基板を製造する方法であって、
 ガラス基板にパルスレーザーを照射して変質部を形成することと、
 ウェットエッチングにより前記変質部を除去して、前記ガラス基板に孔を形成することと、を備え、
 前記微細構造付ガラス基板は、
 前記微細構造付ガラス基板の第一主面に形成された平坦面と、
 前記第一主面において開口している孔と、
 前記第一主面における前記孔の開口に沿って形成された環状の突出部と、を有し、
 前記微細構造付ガラス基板の厚み方向における前記平坦面と前記突出部の端との距離Dは、0.001μm≦D≦2μmであり、
 下記(i)及び(ii)の条件の少なくとも1つを満たす、方法を提供する。
(i)0.003μm≦{(Rav)2+(Raf)20.5≦0.1μm
(ii)2≦Rav/Raf≦50
 Ravは、前記突出部の表面の日本工業規格(JIS)B 0601:1994に基づく算術平均粗さである。
 Rafは、前記平坦面の日本工業規格(JIS)B 0601:1994に基づく算術平均粗さである。
In addition, the present invention
A method of manufacturing a glass substrate with a microstructure.
Irradiating a glass substrate with a pulse laser to form an altered part,
It comprises removing the altered portion by wet etching to form holes in the glass substrate.
The glass substrate with a microstructure is
A flat surface formed on the first main surface of the glass substrate with a microstructure,
The hole opened in the first main surface and
It has an annular protrusion formed along the opening of the hole in the first main surface.
The distance D between the flat surface and the end of the protruding portion in the thickness direction of the glass substrate with a microstructure is 0.001 μm ≦ D ≦ 2 μm.
Provided is a method that satisfies at least one of the following conditions (i) and (ii).
(I) 0.003 μm ≤ {(Rav) 2 + (Raf) 2 } 0.5 ≤ 0.1 μm
(Ii) 2 ≦ Rav / Raf ≦ 50
Rav is the arithmetic mean roughness based on Japanese Industrial Standards (JIS) B 0601: 1994 on the surface of the protrusion.
Raf is the arithmetic mean roughness based on the Japanese Industrial Standards (JIS) B 0601: 1994 for the flat surface.
 上記の微細構造付ガラス基板は、良好に密着した導電層を形成するのに有利である。上記の導電層付ガラス基板において、導電層が良好に密着しやすい。上記の方法によれば、良好に密着した導電層を形成するのに有利な微細構造付ガラス基板を製造できる。 The above-mentioned glass substrate with a fine structure is advantageous for forming a conductive layer that adheres well. In the above glass substrate with a conductive layer, the conductive layer easily adheres well. According to the above method, it is possible to manufacture a glass substrate with a microstructure which is advantageous for forming a conductive layer in good adhesion.
図1は、本発明に係る微細構造付ガラス基板の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a glass substrate with a microstructure according to the present invention. 図2は、参考例に係る微細構造付ガラス基板の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an example of a glass substrate with a microstructure according to a reference example. 図3は、本発明に係る導電層付ガラス基板の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing an example of a glass substrate with a conductive layer according to the present invention. 図4は、実施例に係る貫通孔付ガラス基板の貫通孔の開口付近における形状の測定結果を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a measurement result of a shape in the vicinity of the opening of the through hole of the glass substrate with a through hole according to the embodiment.
 ガラス基板に貫通孔又は有底孔(非貫通孔)等の微細構造を形成し、微細構造の内部とガラス基板の表面に金属層等の導電層を形成し、高集積半導体実装基板又はインターポーザとして用いることが考えられる。一方、貫通孔等の微細構造を有するガラス基板に金属層等の導電層によって電極又は配線を形成する場合に、導電層とガラスとの密着性を向上させることが有利である。ガラスの熱膨張係数と金属等の導電材料の熱膨張係数との差が大きく、ガラスから導電層が剥離する可能性がある。そこで、本発明者らは、微細構造付ガラス基板に対する導電層の密着性を高めるために、微細構造付ガラス基板の構造を抜本的に見直した。本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、孔の開口に沿って所定の環状の突出部を形成しつつ、第一主面における平坦面の表面粗さと突出部の表面の表面粗さとが所定の関係を満たすことが導電層の密着性を高める観点から有利であることを新たに見出した。 A fine structure such as a through hole or a bottomed hole (non-through hole) is formed on a glass substrate, and a conductive layer such as a metal layer is formed inside the fine structure and on the surface of the glass substrate to form a highly integrated semiconductor mounting substrate or an interposer. It is conceivable to use it. On the other hand, when an electrode or wiring is formed by a conductive layer such as a metal layer on a glass substrate having a fine structure such as a through hole, it is advantageous to improve the adhesion between the conductive layer and the glass. The difference between the coefficient of thermal expansion of glass and the coefficient of thermal expansion of a conductive material such as metal is large, and the conductive layer may peel off from the glass. Therefore, the present inventors have drastically reviewed the structure of the glass substrate with a microstructure in order to improve the adhesion of the conductive layer to the glass substrate with a microstructure. As a result of diligent studies, the present inventors have formed a predetermined annular protrusion along the opening of the hole, and the surface roughness of the flat surface on the first main surface and the surface roughness of the surface of the protrusion have been determined. It was newly found that satisfying a predetermined relationship is advantageous from the viewpoint of enhancing the adhesion of the conductive layer.
 以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は、本発明の一例に関するものであり、本発明は以下の実施形態に限定されない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following description relates to an example of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.
 図1に示す通り、微細構造付ガラス基板10は、第一主面11に形成された平坦面11aと、孔20と、突出部15とを備えている。孔20は、第一主面11において開口している。突出部15は、第一主面11において孔20の開口に沿って環状に形成されている。微細構造付ガラス基板10の厚み方向における平坦面11aと突出部15の端15eとの距離Dは、0.001μm≦D≦2μmである。端15eは、突出部15において、微細構造付ガラス基板10の厚み方向に平坦面11aから最も離れている。加えて、微細構造付ガラス基板10は、下記(i)及び(ii)の条件の少なくとも1つを満たす。Ravは、突出部15の表面のJIS B 0601:1994に基づく算術平均粗さである。Rafは、平坦面11aのJIS B 0601:1994に基づく算術平均粗さである。
(i)0.003μm≦{(Rav)2+(Raf)20.5≦0.1μm
(ii)2≦Rav/Raf≦50
As shown in FIG. 1, the glass substrate 10 with a microstructure includes a flat surface 11a formed on the first main surface 11, a hole 20, and a protruding portion 15. The hole 20 is open on the first main surface 11. The protruding portion 15 is formed in an annular shape along the opening of the hole 20 on the first main surface 11. The distance D between the flat surface 11a and the end 15e of the protruding portion 15 in the thickness direction of the glass substrate 10 with a microstructure is 0.001 μm ≦ D ≦ 2 μm. The end 15e is the farthest from the flat surface 11a in the thickness direction of the glass substrate 10 with a microstructure in the protruding portion 15. In addition, the glass substrate 10 with a microstructure satisfies at least one of the following conditions (i) and (ii). Rav is the arithmetic mean roughness of the surface of the protrusion 15 based on JIS B 0601: 1994. Raf is the arithmetic mean roughness of the flat surface 11a based on JIS B 0601: 1994.
(I) 0.003 μm ≤ {(Rav) 2 + (Raf) 2 } 0.5 ≤ 0.1 μm
(Ii) 2 ≦ Rav / Raf ≦ 50
 微細構造付ガラス基板10において、Dが0.001μm以上であり、かつ、(i)及び(ii)の条件の少なくとも1つが満たされていることにより、微細構造付ガラス基板10に導電層を形成したときにアンカー効果が適切に発揮されやすい。このため、平坦面11aの少なくとも一部及び孔20の内面の少なくとも一部を覆うように導電層を形成するときに、微細構造付ガラス基板10に導電層が良好に密着しやすい。加えて、Dが2μm以下であることにより、配線又は電極が形成されるべきガラス基板の主面の平坦性の低下を抑制できる。このため、微細構造付ガラス基板10は、微細構造付ガラス基板10を用いて提供される製品の電気特性又は集積化の観点から有利である。例えば、無電解めっきによって導電層の下地となる無電解めっき層を形成する場合、その無電解めっき層の厚みは、通常1~5μmである。Dが2μm以下であることにより、無電解めっき層の厚みが均一になりやすく、欠陥が発生しにくい。 In the glass substrate 10 with a microstructure, when D is 0.001 μm or more and at least one of the conditions (i) and (ii) is satisfied, a conductive layer is formed on the glass substrate 10 with a microstructure. When you do, the anchor effect is likely to be exhibited properly. Therefore, when the conductive layer is formed so as to cover at least a part of the flat surface 11a and at least a part of the inner surface of the hole 20, the conductive layer tends to adhere well to the glass substrate 10 with a microstructure. In addition, when D is 2 μm or less, it is possible to suppress a decrease in flatness of the main surface of the glass substrate on which wiring or electrodes should be formed. Therefore, the glass substrate 10 with a microstructure is advantageous from the viewpoint of electrical characteristics or integration of the product provided by using the glass substrate 10 with a microstructure. For example, when an electroless plating layer to be a base of a conductive layer is formed by electroless plating, the thickness of the electroless plating layer is usually 1 to 5 μm. When D is 2 μm or less, the thickness of the electroless plating layer tends to be uniform, and defects are unlikely to occur.
 図2は、参考例に係る微細構造付ガラス基板100の断面図である。微細構造付ガラス基板100は、特に説明する部分を除き、微細構造付ガラス基板10と同様に構成されている。微細構造付ガラス基板10の構成要素に対応する微細構造付ガラス基板100の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。 FIG. 2 is a cross-sectional view of the glass substrate 100 with a microstructure according to a reference example. The glass substrate 100 with a microstructure is configured in the same manner as the glass substrate 10 with a microstructure, except for a portion to be particularly described. The components of the glass substrate 100 with a microstructure corresponding to the components of the glass substrate 10 with a microstructure are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
 微細構造付ガラス基板100は、環状の突出部15を有しておらず、第一主面11における孔20の開口に沿って環状の凹部25が形成されている。微細構造付ガラス基板100は、環状の突出部15ではなく、環状の凹部25を有するので、微細構造付ガラス基板100に導電層を形成してもアンカー効果が適切に発揮されにくい。 The glass substrate 100 with a microstructure does not have an annular protrusion 15, and an annular recess 25 is formed along the opening of the hole 20 in the first main surface 11. Since the glass substrate 100 with a microstructure has an annular recess 25 instead of an annular protrusion 15, it is difficult for the anchor effect to be properly exhibited even if a conductive layer is formed on the glass substrate 100 with a microstructure.
 微細構造付ガラス基板10において、上記の距離Dは、望ましくは0.001μm≦D≦0.7μmであり、より望ましくは0.001μm≦D≦0.1μmである。 In the glass substrate 10 with a microstructure, the above distance D is preferably 0.001 μm ≦ D ≦ 0.7 μm, and more preferably 0.001 μm ≦ D ≦ 0.1 μm.
 微細構造付ガラス基板10が(i)の条件を満たす場合、微細構造付ガラス基板10に導電層を形成したときにアンカー効果がより適切に発揮されやすい。加えて、微細構造付ガラス基板10が(i)の条件を満たすことは、微細構造付ガラス基板10を用いて提供される製品の電気特性又は集積化の観点から有利である。 When the glass substrate 10 with a microstructure satisfies the condition (i), the anchor effect is more likely to be exhibited more appropriately when the conductive layer is formed on the glass substrate 10 with a microstructure. In addition, it is advantageous that the glass substrate 10 with a microstructure satisfies the condition (i) from the viewpoint of electrical characteristics or integration of the product provided by using the glass substrate 10 with a microstructure.
 微細構造付ガラス基板10が(i)の条件を満たす場合、微細構造付ガラス基板10は、望ましくは0.003μm≦{(Rav)2+(Raf)20.5≦0.05μmを満たし、より望ましくは0.003μm≦{(Rav)2+(Raf)20.5≦0.01μmを満たす。 When the glass substrate 10 with a microstructure satisfies the condition (i), the glass substrate 10 with a microstructure preferably satisfies 0.003 μm ≤ {(Rav) 2 + (Raf) 2 } 0.5 ≤ 0.05 μm, and more. Desirably, 0.003 μm ≤ {(Rav) 2 + (Raf) 2 } 0.5 ≤ 0.01 μm is satisfied.
 微細構造付ガラス基板10が(i)の条件を満たす場合、この条件が満たされる限り、Rav及びRafのそれぞれは、特定の値に限定されない。Ravは、例えば0.0015μm~0.04μmであり、0.005μm~0.03μmであってもよい。Rafは、例えば、0.001μm~0.1μmであり、0.001μm~0.05μmであってもよい。 When the glass substrate 10 with a microstructure satisfies the condition (i), each of Rav and Raf is not limited to a specific value as long as this condition is satisfied. The Rav is, for example, 0.0015 μm to 0.04 μm, and may be 0.005 μm to 0.03 μm. The Raf is, for example, 0.001 μm to 0.1 μm and may be 0.001 μm to 0.05 μm.
 微細構造付ガラス基板10が(ii)の条件を満たす場合、微細構造付ガラス基板10に導電層を形成したときにアンカー効果がより適切に発揮されやすい。 When the glass substrate 10 with a microstructure satisfies the condition (ii), the anchor effect is more likely to be exhibited more appropriately when the conductive layer is formed on the glass substrate 10 with a microstructure.
 微細構造付ガラス基板10が(ii)の条件を満たす場合、微細構造付ガラス基板10は、望ましくは2≦Rav/Raf≦30を満たし、より望ましくは2≦Rav/Raf≦20を満たす。 When the glass substrate 10 with a microstructure satisfies the condition (ii), the glass substrate 10 with a microstructure preferably satisfies 2 ≦ Rav / Raf ≦ 30, and more preferably 2 ≦ Rav / Raf ≦ 20.
 微細構造付ガラス基板10が(ii)の条件を満たす場合、この条件が満たされる限り、Rav及びRafのそれぞれは、特定の値に限定されない。Ravは、例えば0.001μm~0.04μmであり、0.005μm~0.03μmであってもよい。Rafは、例えば、0.00025μm~0.0025μmであり、0.00075μm~0.0015μmであってもよい。 When the glass substrate 10 with a microstructure satisfies the condition (ii), each of Rav and Raf is not limited to a specific value as long as this condition is satisfied. The Rav is, for example, 0.001 μm to 0.04 μm, and may be 0.005 μm to 0.03 μm. The Raf is, for example, 0.00025 μm to 0.0025 μm and may be 0.00075 μm to 0.0015 μm.
 微細構造付ガラス基板10は、望ましくは、上記の(i)及び(ii)の条件を満たす。これにより、微細構造付ガラス基板10に導電層を形成したときにアンカー効果がより適切に発揮されやすい。 The glass substrate 10 with a fine structure preferably satisfies the above conditions (i) and (ii). As a result, when the conductive layer is formed on the glass substrate 10 with a microstructure, the anchor effect is more likely to be exhibited more appropriately.
 孔20の軸線に沿って微細構造付ガラス基板10を切断して現れる断面において、微細構造付ガラス基板10の厚み方向の中央から第一主面11に向かって延びる孔20の内面がなす第一輪郭線L1と平坦面11aがなす第二輪郭線L2とがなす90°以下の大きさを有する角の角度の大きさをθと表す。微細構造付ガラス基板10は、例えば85°≦θ≦90°の条件を満たす。この場合、微細構造付ガラス基板10の厚み方向において孔20の孔径の変動が小さく、孔20のストレート性が高い。 In the cross section that appears by cutting the glass substrate 10 with a microstructure along the axis of the hole 20, the inner surface of the hole 20 extending from the center in the thickness direction of the glass substrate 10 with a microstructure toward the first main surface 11 forms first. The size of the angle of the angle having a size of 90 ° or less formed by the contour line L1 and the second contour line L2 formed by the flat surface 11a is represented by θ. The glass substrate 10 with a microstructure satisfies, for example, the condition of 85 ° ≦ θ ≦ 90 °. In this case, the variation in the hole diameter of the hole 20 is small in the thickness direction of the glass substrate 10 with a microstructure, and the straightness of the hole 20 is high.
 微細構造付ガラス基板10の厚みtは、特定の値に限定されない。厚みtは、例えば50μm~2000μmであり、100μm~1000μmであってもよい。 The thickness t of the glass substrate 10 with a fine structure is not limited to a specific value. The thickness t is, for example, 50 μm to 2000 μm, and may be 100 μm to 1000 μm.
 図1に示す通り、孔20は、例えば貫通孔である。孔20は、第一主面11のみにおいて開口している有底孔(非貫通孔)として形成されていてもよい。 As shown in FIG. 1, the hole 20 is, for example, a through hole. The hole 20 may be formed as a bottomed hole (non-through hole) that is open only on the first main surface 11.
 第一主面11における孔20の開口の直径ΦAは特定の値に限定されない。直径ΦAは、例えば10μm~1000μmであり、50μm~500μmであってもよい。 The diameter Φ A of the opening of the hole 20 on the first main surface 11 is not limited to a specific value. The diameter Φ A is, for example, 10 μm to 1000 μm, and may be 50 μm to 500 μm.
 微細構造付ガラス基板10の厚み方向において、第一主面11及び第一主面11における孔20の開口と反対側の孔20の端から等距離である位置での孔20の直径ΦCは、特定の値に限定されない。直径ΦCは、例えば5μm~1000μmであり、30μm~500μmであってもよい。 In the thickness direction of the glass substrate 10 with a microstructure, the diameter Φ C of the holes 20 at positions equidistant from the openings of the holes 20 on the first main surface 11 and the holes 20 on the opposite side of the holes 20 is , Not limited to a specific value. The diameter Φ C is, for example, 5 μm to 1000 μm, and may be 30 μm to 500 μm.
 微細構造付ガラス基板10において、直径ΦAに対する直径ΦCの比ΦC/ΦAは、特定の値に限定されない。ΦC/ΦAは、例えば0.4~1.0であり、0.5~0.9であってもよい。なお、図1は、ΦCやΦAをはじめとして、孔20の直径に変動がある場合の孔20の断面の態様をわかりやすく表したもので、本発明に係る孔近傍の態様は、図1に示したものに限定されるものではない。 In the glass substrate 10 with the microstructure, the ratio Φ C / Φ A in diameter [Phi C to diameter [Phi A is not limited to a specific value. Φ C / Φ A is, for example, 0.4 to 1.0, and may be 0.5 to 0.9. It should be noted that FIG. 1 clearly shows the aspect of the cross section of the hole 20 when the diameter of the hole 20 varies, including Φ C and Φ A , and the aspect in the vicinity of the hole according to the present invention is shown in FIG. It is not limited to the one shown in 1.
 微細構造付ガラス基板10の厚み方向における孔20の長さLは、特定の値に限定されない。微細構造付ガラス基板10は、例えば、1.5≦L/ΦC≦30の関係を満たす。微細構造付ガラス基板10は、2.5≦L/ΦC≦20の関係を満たしていてもよい。 The length L of the holes 20 in the thickness direction of the glass substrate 10 with a microstructure is not limited to a specific value. The glass substrate 10 with a microstructure satisfies, for example, the relationship of 1.5 ≦ L / Φ C ≦ 30. The glass substrate 10 with a microstructure may satisfy the relationship of 2.5 ≦ L / Φ C ≦ 20.
 微細構造付ガラス基板10を構成するガラスは、特定のガラスに限定されない。半導体実装への適用を考慮すると、微細構造付ガラス基板10を構成するガラスにおけるアルカリ成分の含有率が低いことが望ましい。なぜなら、微細構造付ガラス基板10の線膨張係数をシリコン基板の線膨張係数に近づけやすく、良好な耐薬品性を実現しやすいからである。加えて、熱拡散又は酸若しくはアルカリによる処理により、微細構造付ガラス基板10に含有されるアルカリ成分が溶出して半導体素子に向かって拡散することを抑制できる。その結果、電気絶縁性の低下を招きにくい。加えて、誘電率(ε)及び誘電正接(tanδ)等の電気特性及び高周波特性に悪影響が及びにくい。 The glass constituting the glass substrate 10 with a microstructure is not limited to a specific glass. Considering the application to semiconductor mounting, it is desirable that the content of the alkaline component in the glass constituting the glass substrate 10 with a microstructure is low. This is because the coefficient of linear expansion of the glass substrate 10 with a microstructure can be easily brought close to the coefficient of linear expansion of the silicon substrate, and good chemical resistance can be easily realized. In addition, it is possible to prevent the alkaline component contained in the finely structured glass substrate 10 from being eluted and diffused toward the semiconductor element by thermal diffusion or treatment with an acid or alkali. As a result, the electrical insulation is less likely to deteriorate. In addition, electrical characteristics such as dielectric constant (ε) and dielectric loss tangent (tan δ) and high frequency characteristics are less likely to be adversely affected.
 このような観点から、微細構造付ガラス基板10において、Li2O、Na2O、及びK2Oの含有量の和は、望ましくは、0.5モル%未満である。この場合、微細構造付ガラス基板10が半導体実装における基板として所望の特性を有しやすい。加えて、距離Dが大きくなりすぎることを防止できる。なお、本明細書において、Li2O、Na2O、及びK2Oの含有量の和が0.2モル%未満であるガラスを「無アルカリガラス」と定義し、Li2O、Na2O、及びK2Oの含有量の和が0.2モル%以上0.5モル%未満であるガラスを「低アルカリガラス」と定義する。本明細書において、特に説明する場合を除き、ガラスにおける特定の成分の含有量は、その成分を酸化物に換算して表す。 From such a viewpoint, the sum of the contents of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O in the glass substrate 10 with a microstructure is preferably less than 0.5 mol%. In this case, the glass substrate 10 with a microstructure tends to have desired characteristics as a substrate for semiconductor mounting. In addition, it is possible to prevent the distance D from becoming too large. In the present specification, glass having a sum of the contents of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O of less than 0.2 mol% is defined as "non-alkali glass", and Li 2 O, Na 2 Glass in which the sum of the contents of O and K 2 O is 0.2 mol% or more and less than 0.5 mol% is defined as “low alkaline glass”. In the present specification, unless otherwise specified, the content of a specific component in glass is expressed by converting the component into an oxide.
 微細構造付ガラス基板10を用いて、例えば、図3に示す導電層付ガラス基板50を提供できる。導電層付ガラス基板50は、微細構造付ガラス基板10と、導電層30とを備えている。導電層30は、平坦面11aの少なくとも一部及び孔20の内面の少なくとも一部を覆っている。導電層付ガラス基板50において、導電層30は高い密着性を有しやすい。また、図示はしないが、孔20は、導電層30又は他の導電性物質を形成する金属などによって埋まった形態(中実的な形態)であってもよい。 Using the glass substrate 10 with a microstructure, for example, the glass substrate 50 with a conductive layer shown in FIG. 3 can be provided. The glass substrate 50 with a conductive layer includes a glass substrate 10 with a microstructure and a conductive layer 30. The conductive layer 30 covers at least a part of the flat surface 11a and at least a part of the inner surface of the hole 20. In the glass substrate 50 with a conductive layer, the conductive layer 30 tends to have high adhesion. Further, although not shown, the hole 20 may be in a form (solid form) filled with a conductive layer 30 or a metal forming another conductive substance or the like.
 導電層30は、例えば、金属層である。この場合、例えば、めっきにより導電層30を形成できる。導電層30は、無電解めっきによって形成された金属層であってもよく、無電解めっきと、その後の電解めっきとによって形成されたものであってもよい。 The conductive layer 30 is, for example, a metal layer. In this case, for example, the conductive layer 30 can be formed by plating. The conductive layer 30 may be a metal layer formed by electroless plating, or may be formed by electroless plating and subsequent electrolytic plating.
 微細構造付ガラス基板10を製造する方法は、例えば、以下の(I)及び(II)の工程を備える。
(I)ガラス基板にパルスレーザーを照射して変質部を形成する。
(II)ウェットエッチングにより上記の変質部に対応する部分を除去して、ガラス基板に孔20を形成する。
The method for manufacturing the glass substrate 10 with a microstructure includes, for example, the following steps (I) and (II).
(I) The glass substrate is irradiated with a pulse laser to form an altered portion.
(II) The portion corresponding to the altered portion is removed by wet etching to form a hole 20 in the glass substrate.
 典型的には、ガラスの変質部に対するエッチング液のエッチングレートは、ガラスの変質されていない領域に対するエッチング液のエッチングレートより大きい。 Typically, the etching rate of the etching solution for the altered part of the glass is larger than the etching rate of the etching solution for the unaltered region of the glass.
 (I)及び(II)の工程は、所望の微細構造付ガラス基板10を作製できるように調整される。例えば、(II)の工程において、溶出物がエッチングによって生成される。比較的高い濃度の溶出物を含む液が、孔の内部からガラス基板の主面の近傍に渡って存在するようになる。このため、(II)の工程において、微細構造付ガラス基板10の第一主面11の孔20の近傍に対応するガラス基板の部位のエッチングレートが、微細構造付ガラス基板10の平坦面11に対応するガラス基板の部位のエッチングレートより低くなりやすい。これにより、微細構造付ガラス基板10が環状の突出部15を有するようになると考えられる。加えて、(II)の工程において、微細構造付ガラス基板10の第一主面11の孔20の近傍に対応するガラス基板の部位に、溶出物を含む固体物が堆積しやすい。これにより、微細構造付ガラス基板10に環状の突出部15が形成されるとともに、環状の突出部15の表面の算術平均粗さRavが所望の範囲に調整されやすい。 The steps (I) and (II) are adjusted so that the desired glass substrate 10 with a fine structure can be produced. For example, in step (II), the eluate is produced by etching. A liquid containing a relatively high concentration of eluate will be present from the inside of the hole to the vicinity of the main surface of the glass substrate. Therefore, in the step (II), the etching rate of the portion of the glass substrate corresponding to the vicinity of the hole 20 of the first main surface 11 of the glass substrate 10 with a microstructure becomes the flat surface 11 of the glass substrate 10 with a microstructure. It tends to be lower than the etching rate of the corresponding glass substrate part. As a result, it is considered that the glass substrate 10 with a microstructure has an annular protrusion 15. In addition, in the step (II), a solid substance containing an eluate is likely to be deposited on the portion of the glass substrate corresponding to the vicinity of the hole 20 of the first main surface 11 of the glass substrate 10 with a microstructure. As a result, the annular protrusion 15 is formed on the glass substrate 10 with a microstructure, and the arithmetic mean roughness Rav of the surface of the annular protrusion 15 can be easily adjusted to a desired range.
 特に、ガラス基板が低アルカリガラス又は無アルカリガラスから構成されたものであると、ガラス基板において易溶解性成分であるアルカリ成分の含有量が少ない。このため、微細構造付ガラス基板10の第一主面11の孔20の近傍に対応するガラス基板の部位のエッチングレートがさらに低くなりやすい。この場合、例えば、(II)の工程において超音波を印加せずに、エッチング液の循環を抑制することにより、微細構造付ガラス基板10に環状の突出部15を適切に形成できる。一方、(II)の工程において超音波が印加されていると、微細構造付ガラス基板10の第一主面11の孔20の近傍に対応するガラス基板の部位及び孔の内部におけるエッチング液の流動性が良くなる。その結果、微細構造付ガラス基板100のように、環状の凹部25が形成されやすいと推定される。 In particular, when the glass substrate is made of low-alkali glass or non-alkali glass, the content of the alkaline component, which is an easily soluble component, is small in the glass substrate. Therefore, the etching rate of the portion of the glass substrate corresponding to the vicinity of the hole 20 of the first main surface 11 of the glass substrate 10 with a microstructure tends to be further lowered. In this case, for example, the annular protrusion 15 can be appropriately formed on the finely structured glass substrate 10 by suppressing the circulation of the etching solution without applying ultrasonic waves in the step (II). On the other hand, when ultrasonic waves are applied in the step (II), the flow of the etching solution in the portion of the glass substrate corresponding to the vicinity of the hole 20 of the first main surface 11 of the glass substrate 10 with a microstructure and the inside of the hole. The sex improves. As a result, it is presumed that the annular recess 25 is likely to be formed like the glass substrate 100 with a microstructure.
 (II)の工程において、アルカリ性エッチング液又は酸性エッチング液を用いて、ウェットエッチングが行われてもよい。 In the step (II), wet etching may be performed using an alkaline etching solution or an acidic etching solution.
 アルカリ性エッチング液は、特定の液に限定されないが、例えば、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、又は水酸化カリウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液との混合物である。この場合、エッチングレートが、フッ酸等の酸性エッチング液を用いた場合に比べて遅くなりやすい。このため、ガラス基板の主面から孔の内部に離れた領域にエッチング液の反応種が拡散しやすい。その結果、例えば、(II)の工程において、超音波を印加しなくても、高いストレート性を有する孔20が形成されやすい。 The alkaline etching solution is not limited to a specific solution, but is, for example, a potassium hydroxide aqueous solution, a sodium hydroxide aqueous solution, or a mixture of a potassium hydroxide aqueous solution and a sodium hydroxide aqueous solution. In this case, the etching rate tends to be slower than when an acidic etching solution such as hydrofluoric acid is used. Therefore, the reaction species of the etching solution are likely to diffuse into the region away from the main surface of the glass substrate to the inside of the hole. As a result, for example, in the step (II), holes 20 having high straightness are likely to be formed without applying ultrasonic waves.
 (II)の工程において、ガラス基板の片側のみからのエッチングを可能にするために、ガラス基板の一方の主面に表面保護皮膜剤を塗布してもよい。このような表面保護皮膜剤としては、シリテクト-II(Trylaner International社製)等の市販品を使用できる。 In the step (II), a surface protective film agent may be applied to one main surface of the glass substrate in order to enable etching from only one side of the glass substrate. As such a surface protective film agent, a commercially available product such as Silitect-II (manufactured by Trylaner International) can be used.
 エッチング時間又はエッチング液の温度は、変質部の形状あるいは目的とする加工形状に応じて選択される。エッチング時間はガラス基板の厚みにもよるので、特に限定されないが、例えば、30~180分間である。 The etching time or the temperature of the etching solution is selected according to the shape of the altered part or the target processing shape. The etching time is not particularly limited because it depends on the thickness of the glass substrate, but is, for example, 30 to 180 minutes.
 エッチング液の温度は、例えば、60℃~130℃である。エッチング液の反応種の移動速度を高めて反応種を適切に拡散させ、反応種を変質部全体に到達させること、及び、反応速度を高めることを考慮すると、エッチング液の温度が高いことが有利である。(II)の工程の期間中に、エッチング液の温度は、エッチングレートの調整のために変更可能である。例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製の反応槽又はニッケル製の反応槽を用いることにより、エッチング液の温度を130℃付近まで高めてウェットエッチングを実施できる。一方、耐熱性塩化ビニル又はポリエチレン製の反応層を用いることも可能である。耐熱性塩化ビニル又はポリエチレンは、耐薬品性が高く、良好な加工性を有する汎用性の材料である。このため、微細構造付ガラス基板10の製造コストを低減しやすい。耐熱性塩化ビニル又はポリエチレン製の反応層を用いる場合、アルカリ性水溶液の温度は、望ましくは100℃以下である。 The temperature of the etching solution is, for example, 60 ° C to 130 ° C. It is advantageous that the temperature of the etching solution is high in consideration of increasing the moving speed of the reaction species of the etching solution to appropriately diffuse the reaction species so that the reaction species reach the entire altered part and increasing the reaction rate. Is. During the period of step (II), the temperature of the etching solution can be changed to adjust the etching rate. For example, by using a reaction tank made of polytetrafluoroethylene (PTFE) or a reaction tank made of nickel, the temperature of the etching solution can be raised to around 130 ° C. to perform wet etching. On the other hand, it is also possible to use a reaction layer made of heat-resistant vinyl chloride or polyethylene. Heat-resistant vinyl chloride or polyethylene is a versatile material having high chemical resistance and good processability. Therefore, it is easy to reduce the manufacturing cost of the glass substrate 10 with a fine structure. When a reaction layer made of heat-resistant vinyl chloride or polyethylene is used, the temperature of the alkaline aqueous solution is preferably 100 ° C. or lower.
 微細構造付ガラス基板10を構成するガラス又は上記の製造方法に用いられるガラス基板を構成するガラスは、特定のガラスに限定されない。ガラスにおいて、例えば、上記の工程(I)のパルスレーザーの中心波長における吸収係数aが1~50/cmである。パルスレーザーの中心波長は、典型的には、535nm以下である。パルスレーザーの波長は、例えば、350~360nmの範囲であってもよい。 The glass constituting the finely structured glass substrate 10 or the glass constituting the glass substrate used in the above manufacturing method is not limited to a specific glass. In glass, for example, the absorption coefficient a at the center wavelength of the pulsed laser in the above step (I) is 1 to 50 / cm. The central wavelength of the pulsed laser is typically 535 nm or less. The wavelength of the pulsed laser may be, for example, in the range of 350 to 360 nm.
 吸収係数aは、厚さt(cm)のガラス基板の透過率及び反射率を測定することによって算出できる。厚さt(cm)のガラス基板について、所定の波長(波長535nm以下)における透過率T(%)と入射角12°における反射率R(%)とを分光光度計(例えば、日本分光株式会社製の紫外可視近赤分光光度計V-670)を用いて測定する。得られた測定値から以下の式を用いて吸収係数a(/cm)を算出する。
 a=(1/t)*ln{(100-R)/T}
The absorption coefficient a can be calculated by measuring the transmittance and reflectance of a glass substrate having a thickness of t (cm). For a glass substrate with a thickness of t (cm), the transmittance T (%) at a predetermined wavelength (wavelength 535 nm or less) and the reflectance R (%) at an incident angle of 12 ° are measured by a spectrophotometer (for example, JASCO Corporation). It is measured using an ultraviolet-visible near-red spectrophotometer V-670) manufactured by Japan. The absorption coefficient a (/ cm) is calculated from the obtained measured values using the following formula.
a = (1 / t) * ln {(100-R) / T}
 パルスレーザーの中心波長におけるガラスの吸収係数aは、望ましくは1~50/cmであり、より望ましくは3~40/cmである。 The absorption coefficient a of the glass at the center wavelength of the pulse laser is preferably 1 to 50 / cm, and more preferably 3 to 40 / cm.
 (I)の工程では、通常、ガラス基板の内部にフォーカスされるようにレンズでパルスレーザーを集光する。例えば、ガラス基板に貫通孔を形成する場合には、通常、ガラス基板の厚さ方向の中央付近にフォーカスされるようにパルスレーザーを集光する。なお、ガラス基板の上面側(パルスレーザーの入射側)のみを加工する場合には、通常、ガラス基板の上面側にフォーカスされるようにパルスレーザーを集光する。逆に、ガラス基板の下面側(パルスレーザーの入射側とは反対側)のみを加工する場合には、通常、ガラス基板の下面側にフォーカスされるようにパルスレーザーを集光する。ただし、変質部を形成できる限り、パルスレーザーがガラス基板の外部にフォーカスされてもよい。例えば、ガラス基板の上面や下面から所定の距離(例えば1.0mm)だけガラス基板から離れた位置にパルスレーザーがフォーカスされてもよい。換言すれば、ガラス基板に変質部を形成できる限り、パルスレーザーは、ガラス基板の上面から手前方向(パルスレーザーの進行方向とは逆の方向)に1.0mm以内にある位置(ガラス基板の上面含む)、又は、ガラス基板の下面から後方(ガラスを透過したパルスレーザーが進行する方向)に1.0mm以内にある位置(ガラス基板の下面位置を含む)又は内部にフォーカスされてもよい。 In the step (I), the pulse laser is usually focused by a lens so as to be focused on the inside of the glass substrate. For example, when a through hole is formed in a glass substrate, the pulse laser is usually focused so as to be focused near the center in the thickness direction of the glass substrate. When processing only the upper surface side of the glass substrate (the incident side of the pulse laser), the pulse laser is usually focused so as to be focused on the upper surface side of the glass substrate. On the contrary, when processing only the lower surface side of the glass substrate (the side opposite to the incident side of the pulse laser), the pulse laser is usually focused so as to be focused on the lower surface side of the glass substrate. However, the pulsed laser may be focused on the outside of the glass substrate as long as the altered portion can be formed. For example, the pulse laser may be focused at a position separated from the glass substrate by a predetermined distance (for example, 1.0 mm) from the upper surface or the lower surface of the glass substrate. In other words, as long as the altered part can be formed on the glass substrate, the pulse laser is located within 1.0 mm from the upper surface of the glass substrate in the front direction (the direction opposite to the traveling direction of the pulse laser) (upper surface of the glass substrate). (Including), or may be focused at a position (including the lower surface position of the glass substrate) within 1.0 mm behind the lower surface of the glass substrate (direction in which the pulsed laser transmitted through the glass travels) or inside.
 パルスレーザーのパルス幅は、好ましくは1~200ns(ナノ秒)であり、より好ましくは1~100nsであり、さらに好ましくは5~50nsである。また、パルス幅が200nsより大きくなると、パルスレーザーの尖頭値が低下してしまい、加工がうまくできない場合がある。5~100μJ/パルスのエネルギーからなるレーザー光をガラス基板に照射する。パルスレーザーのエネルギーを増加させることによって、それに比例するように変質部の長さを長くすることが可能である。パルスレーザーのビーム品質M2値は、例えば2以下であってもよい。M2値が2以下であるパルスレーザーを用いることによって、微小な細孔又は微小な溝の形成が容易になる。 The pulse width of the pulse laser is preferably 1 to 200 ns (nanoseconds), more preferably 1 to 100 ns, and even more preferably 5 to 50 ns. Further, if the pulse width is larger than 200 ns, the peak value of the pulse laser is lowered, and the processing may not be successful. The glass substrate is irradiated with a laser beam having an energy of 5 to 100 μJ / pulse. By increasing the energy of the pulsed laser, it is possible to increase the length of the altered portion in proportion to it. The beam quality M 2 value of the pulsed laser may be, for example, 2 or less. By using a pulsed laser having an M 2 value of 2 or less, the formation of minute pores or minute grooves becomes easy.
 (I)の工程では、パルスレーザーが、Nd:YAGレーザーの高調波、Nd:YVO4レーザーの高調波、又はNd:YLFレーザーの高調波であってもよい。高調波は、例えば、第2高調波、第3高調波、又は第4高調波である。これらレーザーの第2高調波の波長は、532~535nm近傍である。第3高調波の波長は、355~357nm近傍である。第4高調波の波長は、266~268nmの近傍である。これらのレーザーを用いることによって、ガラス基板を安価に加工できる。 In the step (I), the pulsed laser may be a harmonic of an Nd: YAG laser, a harmonic of an Nd: YVO 4 laser, or a harmonic of an Nd: YLF laser. The harmonics are, for example, second harmonics, third harmonics, or fourth harmonics. The wavelength of the second harmonic of these lasers is in the vicinity of 532 to 535 nm. The wavelength of the third harmonic is in the vicinity of 355 to 357 nm. The wavelength of the 4th harmonic is in the vicinity of 266 to 268 nm. By using these lasers, a glass substrate can be processed at low cost.
 (I)の工程に適用されるレーザー加工に用いる装置としては、例えば、コヒレント社製の高繰返し固体パルスUVレーザー:AVIA355-4500が挙げられる。当該装置では、第3高調波Nd:YVO4レーザーであり、繰返し周波数が25kHzの時に6W程度の最大のレーザーパワーが得られる。第3高調波の波長は350~360nmである。 Examples of the apparatus used for laser processing applied to the step (I) include a high-repetition solid-state pulse UV laser manufactured by Coherent: AVIA355-4500. In this apparatus, it is a third harmonic Nd: YVO 4 laser, and a maximum laser power of about 6 W can be obtained when the repetition frequency is 25 kHz. The wavelength of the third harmonic is 350 to 360 nm.
 典型的な光学系において、発振されたレーザーを、ビームエキスパンダで2~4倍に広げ(この時点でφ7.0~14.0mm)、可変のアイリスでレーザーの中心部分を切り取った後にガルバノミラーで光軸を調整し、100mm程度のfθレンズで焦点位置を調整しつつガラス基板に集光する。 In a typical optical system, the oscillated laser is spread 2 to 4 times with a beam expander (at this point φ7.0 to 14.0 mm), the central part of the laser is cut off with a variable iris, and then the galvanometer mirror. Adjust the optical axis with, and focus on the glass substrate while adjusting the focal position with an fθ lens of about 100 mm.
 レンズの焦点距離P(mm)は、例えば50~500mmの範囲にあり、100~200mmの範囲から選択してもよい。 The focal length P (mm) of the lens is, for example, in the range of 50 to 500 mm, and may be selected from the range of 100 to 200 mm.
 また、パルスレーザーのビーム径S(mm)は、例えば1~40mmの範囲にあり、3~20mmの範囲から選択してもよい。ここで、ビーム径Sは、レンズに入射する際のパルスレーザーのビーム径であり、ビームの中心の強度に対して強度が[1/e2]倍となる範囲の直径を意味する。 Further, the beam diameter S (mm) of the pulse laser is, for example, in the range of 1 to 40 mm, and may be selected from the range of 3 to 20 mm. Here, the beam diameter S is the beam diameter of the pulsed laser when it is incident on the lens, and means the diameter in the range where the intensity is [1 / e 2 ] times the intensity of the center of the beam.
 (I)の工程では、焦点距離Pをビーム径Sで除した値、すなわち[P/S]の値が、7以上であり、好ましくは7以上40以下であり、10以上20以下であってもよい。この値は、ガラスに照射されるレーザーの集光性に関係する値であり、この値が小さいほど、レーザーが局所的に集光され、均一で長い変質部の作製が困難になることを示す。この値が7未満であると、ビームウェスト近傍でレーザーパワーが強くなりすぎてしまい、ガラス基板の内部でクラックが発生しやすくなるという問題が生じる。 In the step (I), the value obtained by dividing the focal length P by the beam diameter S, that is, the value of [P / S] is 7 or more, preferably 7 or more and 40 or less, and 10 or more and 20 or less. May be good. This value is related to the light-collecting property of the laser irradiated on the glass, and the smaller this value is, the more the laser is locally focused, and it becomes difficult to prepare a uniform and long altered part. .. If this value is less than 7, the laser power becomes too strong in the vicinity of the beam waist, causing a problem that cracks are likely to occur inside the glass substrate.
 (I)の工程では、パルスレーザーの照射前にガラスに対する前処理(例えば、パルスレーザーの吸収を促進するような膜を形成すること)は不要である。ただし、そのような処理を行ってもよい。 In the step (I), pretreatment on the glass (for example, forming a film that promotes absorption of the pulse laser) is not required before irradiation with the pulse laser. However, such processing may be performed.
 アイリスの大きさを変えてレーザー径を変化させて開口数(NA)を0.020~0.075まで変動させてもよい。NAが大きくなりすぎると、レーザーのエネルギーが焦点付近のみに集中し、ガラス基板の厚さ方向にわたって効果的に変質部が形成されない場合があるので上記の範囲で都度調整を行う。 The numerical aperture (NA) may be varied from 0.020 to 0.075 by changing the size of the iris and changing the laser diameter. If the NA becomes too large, the laser energy is concentrated only in the vicinity of the focal point, and the altered portion may not be effectively formed in the thickness direction of the glass substrate. Therefore, adjustment is performed each time within the above range.
 さらにNAの小さいパルスレーザーを照射することにより、一度のパルス照射によって、厚み方向に比較的長い変質部が形成されるため、タクトタイムの向上に効果がある。 Furthermore, by irradiating a pulse laser with a small NA, a relatively long altered part is formed in the thickness direction by one pulse irradiation, which is effective in improving the tact time.
 繰返し周波数は10~25kHzとして、サンプルにレーザーを照射するのが好ましい。また焦点位置をガラス基板の厚み方向で変えることで、ガラス基板に形成される変質部の位置(上面側又は下面側)を最適に調整できる。 It is preferable to irradiate the sample with a laser with a repetition frequency of 10 to 25 kHz. Further, by changing the focal position in the thickness direction of the glass substrate, the position (upper surface side or lower surface side) of the altered portion formed on the glass substrate can be optimally adjusted.
 さらに制御PCからのコントロールにより、レーザー出力、ガルバノミラーの動作等を制御することができ、CADソフト等で作成した2次元描画データに基づいて、レーザーを所定の速度でガラス基板上に照射することができる。 Furthermore, the laser output, the operation of the galvanometer mirror, etc. can be controlled by the control from the control PC, and the laser is irradiated onto the glass substrate at a predetermined speed based on the two-dimensional drawing data created by CAD software or the like. Can be done.
 レーザーが照射された部分には、ガラス基板の他の部分とは異なる変質部が形成される。この変質部は、光学顕微鏡等により容易に見分けることが可能である。組成によってガラス毎に差異はあるものの、変質部はおおむね円柱状に形成される。変質部はガラス基板の上面近傍から下面近傍に達しうる。 A deteriorated part different from other parts of the glass substrate is formed in the part irradiated with the laser. This altered part can be easily identified by an optical microscope or the like. Although there are differences depending on the composition of each glass, the altered portion is formed in a generally columnar shape. The altered portion can reach from the vicinity of the upper surface to the vicinity of the lower surface of the glass substrate.
 変質部は、レーザー照射により光化学的な反応が生じ、E’センタや非架橋酸素等の欠陥が生じた部位、又は、レーザー照射による急加熱若しくは急冷却によって生じた、高温度域における疎なガラス構造を保持した部位であると考えられる。 The altered part is a sparse glass in a high temperature range caused by a photochemical reaction caused by laser irradiation and a defect such as an E'center or non-crosslinked oxygen, or a rapid heating or cooling caused by laser irradiation. It is considered to be the part that retained the structure.
 フェムト秒レーザー装置を用いた従来の加工方法では、照射パルスが重なるようにレーザーを深さ方向(ガラス基板の厚み方向)にスキャンしながら変質部を形成していた。一方、本発明の(I)の工程に係るレーザー照射とウェットエッチングとを併用する製造方法によれば、一度のパルスレーザーの照射で変質部を形成できる。 In the conventional processing method using the femtosecond laser device, the altered part is formed while scanning the laser in the depth direction (thickness direction of the glass substrate) so that the irradiation pulses overlap. On the other hand, according to the manufacturing method in which the laser irradiation and the wet etching according to the step (I) of the present invention are used in combination, the altered portion can be formed by a single pulse laser irradiation.
 (I)の工程において選択される条件としては、例えば、ガラスの吸収係数が1~50/cmであり、パルスレーザー幅が1~100nsであり、パルスレーザーのエネルギーが5~1000μJ/パルスであり、波長が350~360nmであり、パルスレーザーのビーム径Sが3~20mmであり、かつレンズの焦点距離Pが100~200mmである組み合わせが挙げられる。 The conditions selected in the step (I) are, for example, an absorption coefficient of glass of 1 to 50 / cm, a pulse laser width of 1 to 100 ns, and a pulse laser energy of 5 to 1000 μJ / pulse. Examples thereof include a combination in which the wavelength is 350 to 360 nm, the beam diameter S of the pulse laser is 3 to 20 mm, and the focal distance P of the lens is 100 to 200 mm.
 さらに、必要に応じて、ウェットエッチングを行う前に、変質部の直径のばらつきを減らすために、ガラス基板を研磨してもよい。研磨しすぎると変質部に対するウェットエッチングの効果が弱まるため、研磨の深さは、ガラス基板の上面から1~20μmの深さが好ましい。 Furthermore, if necessary, the glass substrate may be polished in order to reduce variations in the diameter of the altered portion before performing wet etching. If the polishing is too much, the effect of wet etching on the deteriorated portion is weakened. Therefore, the polishing depth is preferably 1 to 20 μm from the upper surface of the glass substrate.
 (I)の工程で形成される変質部の大きさは、レンズに入射する際のレーザーのビーム径S、レンズの焦点距離P、ガラスの吸収係数、パルスレーザーのパワー等によって変化する。得られる変質部は、例えば、直径が5~200μm程度であり、10~150μm程度であってもよい。また、変質部の深さは、上記のレーザー照射条件、ガラスの吸収係数、ガラスの板厚によっても異なるが、例えば、50~2000μm程度であってもよい。 The size of the altered portion formed in the step (I) changes depending on the beam diameter S of the laser when it is incident on the lens, the focal length P of the lens, the absorption coefficient of the glass, the power of the pulse laser, and the like. The obtained altered portion has, for example, a diameter of about 5 to 200 μm and may be about 10 to 150 μm. The depth of the altered portion varies depending on the above laser irradiation conditions, the absorption coefficient of glass, and the plate thickness of glass, but may be, for example, about 50 to 2000 μm.
 また、変質部を形成する方法としては以上の態様に限られない。例えば、先述のフェムト秒レーザー装置からの照射によって変質部又は加工孔を形成してもよい。 Further, the method of forming the altered portion is not limited to the above mode. For example, the altered portion or the machined hole may be formed by irradiation from the femtosecond laser device described above.
 パルスレーザーを照射するための光学系は、アキシコンレンズを備えた光学系であってもよい。このような光学系を用いてレーザービームを集光すれば、ベッセルビームを形成できる。例えば、パルスレーザーの照射位置の光軸方向に数mm~数十mmの長さにおいて中心部の光強度が高く保たれるベッセルビームを得ることができる。これにより、焦点深度を深くでき、かつ、ビーム径を小さくできる。その結果、ガラス基板の厚み方向に略均一な変質部を形成できる。 The optical system for irradiating the pulse laser may be an optical system equipped with an axicon lens. A Bessel beam can be formed by condensing a laser beam using such an optical system. For example, it is possible to obtain a Bessel beam in which the light intensity at the central portion is maintained high at a length of several mm to several tens of mm in the optical axis direction of the irradiation position of the pulse laser. As a result, the depth of focus can be increased and the beam diameter can be reduced. As a result, a substantially uniform altered portion can be formed in the thickness direction of the glass substrate.
 微細構造付ガラス基板10を構成するガラス又は上記の製造方法に用いられるガラス基板を構成するガラスは、石英ガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス、又はチタン含有シリケートガラスであってもよい。微細構造付ガラス基板10を構成するガラス又は上記の製造方法に用いられるガラス基板を構成するガラスは、望ましくは、これらのガラスのうち、無アルカリガラス又は低アルカリガラスである。 The glass constituting the glass substrate 10 with a microstructure or the glass constituting the glass substrate used in the above manufacturing method may be quartz glass, borosilicate glass, aluminosilicate glass, sodalime glass, or titanium-containing silicate glass. Good. The glass constituting the glass substrate 10 with a microstructure or the glass constituting the glass substrate used in the above-mentioned manufacturing method is preferably non-alkali glass or low-alkali glass among these glasses.
 上記の吸収係数をさらに効果的に高めるために、ガラスが、着色成分として、Bi、W、Mo、Ce、Co、Fe、Mn、Cr、V、及びCuから選ばれる金属の酸化物を少なくとも1種含んでいてもよい。 In order to further effectively increase the above absorption coefficient, the glass contains at least one oxide of a metal selected from Bi, W, Mo, Ce, Co, Fe, Mn, Cr, V, and Cu as a coloring component. It may contain seeds.
 ホウケイ酸ガラスとしては、コーニング社の#7059ガラス(組成は、質量%で表して、SiO2 49%、Al23 10%、B23 15%、RO(アルカリ土類金属酸化物)25%)又はパイレックス(登録商標)(ガラスコード7740)等が挙げられる。 As borosilicate glass, Corning's # 7059 glass (composition is expressed in% by mass, SiO 2 49%, Al 2 O 3 10%, B 2 O 3 15%, RO (alkaline earth metal oxide)) 25%) or Pyrex® (glass code 7740) and the like.
 アルミノシリケートガラスの第一の例は、以下のような組成を有してもよい。
 質量%で表して、
 SiO2 50~70%、
 Al23 14~28%、
 Na2O 1~5%、
 MgO 1~13%、及び
 ZnO 0~14%、
を含むガラス組成物。
A first example of an aluminosilicate glass may have the following composition.
Expressed in% by mass,
SiO 2 50-70%,
Al 2 O 3 14-28%,
Na 2 O 1-5%,
MgO 1-13% and ZnO 0-14%,
A glass composition containing.
 アルミノシリケートガラスの第二の例は、以下のような組成を有してもよい。
 質量%で表して、
 SiO2 56~70%、
 Al23 7~17%、
 B23 0~9%、
 Li2O 4~8%、
 MgO 1~11%、
 ZnO 4~12%、
 TiO2 0~2%、
 Li2O+MgO+ZnO 14~23%、
 CaO+BaO 0~3%、
を含むガラス組成物。
A second example of an aluminosilicate glass may have the following composition.
Expressed in% by mass,
SiO 2 56-70%,
Al 2 O 3 7-17%,
B 2 O 3 0 ~ 9% ,
Li 2 O 4-8%,
MgO 1-11%,
ZnO 4-12%,
TiO 2 0 ~ 2%,
Li 2 O + MgO + ZnO 14-23%,
CaO + BaO 0-3%,
A glass composition containing.
 アルミノシリケートガラスの第三の例は、以下のような組成を有してもよい。
 質量%で表して、
 SiO2 58~66%、
 Al23 13~19%、
 Li2O 3~4.5%、
 Na2O 6~13%、
 K2O 0~5%、
 R2O 10~18%(ただし、R2O=Li2O+Na2O+K2O)、
 MgO 0~3.5%、
 CaO 1~7%、
 SrO 0~2%、
 BaO 0~2%、
 RO 2~10%(ただし、RO=MgO+CaO+SrO+BaO)、
 TiO2 0~2%、
 CeO2 0~2%、
 Fe23 0~2%、
 MnO 0~1%(ただし、TiO2+CeO2+Fe23+MnO=0.01~3%)、
 SO3 0.05~0.5%、
を含むガラス組成物。
A third example of an aluminosilicate glass may have the following composition.
Expressed in% by mass,
SiO 2 58-66%,
Al 2 O 3 13-19%,
Li 2 O 3 to 4.5%,
Na 2 O 6-13%,
K 2 O 0-5%,
R 2 O 10-18% (however, R 2 O = Li 2 O + Na 2 O + K 2 O),
MgO 0-3.5%,
CaO 1-7%,
SrO 0-2%,
BaO 0-2%,
RO 2-10% (however, RO = MgO + CaO + SrO + BaO),
TiO 2 0 ~ 2%,
CeO 2 0 ~ 2%,
Fe 2 O 3 0 ~ 2% ,
MnO 0 to 1% (however, TiO 2 + CeO 2 + Fe 2 O 3 + MnO = 0.01 to 3%),
SO 3 0.05-0.5%,
A glass composition containing.
 アルミノシリケートガラスの第四の例は、以下のような組成を有してもよい。
 質量%で表して、
 SiO2 60~70%、
 Al23 5~20%、
 Li2O+Na2O+K2O 5~25%、
 Li2O 0~1%、
 Na2O 3~18%、
 K2O 0~9%、
 MgO+CaO+SrO+BaO 5~20%、
 MgO 0~10%、
 CaO 1~15%、
 SrO 0~4.5%、
 BaO 0~1%、
 TiO2 0~1%、
 ZrO2 0~1%、
を含むガラス組成物。
A fourth example of an aluminosilicate glass may have the following composition.
Expressed in% by mass,
SiO 2 60-70%,
Al 2 O 3 5-20%,
Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 5-25%,
Li 2 O 0 to 1%,
Na 2 O 3-18%,
K 2 O 0-9%,
MgO + CaO + SrO + BaO 5-20%,
MgO 0-10%,
CaO 1-15%,
SrO 0-4.5%,
BaO 0 to 1%,
TiO 20 to 1%,
ZrO 2 0 ~ 1%,
A glass composition containing.
 アルミノシリケートガラスの第五の例は、以下のような組成を有してもよい。
 質量%で示して、
 SiO2 59~68%、
 Al23 9.5~15%、
 Li2O 0~1%、
 Na2O 3~18%、
 K2O 0~3.5%、
 MgO 0~15%、
 CaO 1~15%、
 SrO 0~4.5%、
 BaO 0~1%、
 TiO2 0~2%、
 ZrO2 1~10%、
を含むガラス組成物。
A fifth example of an aluminosilicate glass may have the following composition.
Shown in% by mass,
SiO 2 59-68%,
Al 2 O 3 9.5 to 15%,
Li 2 O 0 to 1%,
Na 2 O 3-18%,
K 2 O 0-3.5%,
MgO 0-15%,
CaO 1-15%,
SrO 0-4.5%,
BaO 0 to 1%,
TiO 2 0 ~ 2%,
ZrO 2 1-10%,
A glass composition containing.
 ソーダライムガラスは、例えば板ガラスに広く用いられるガラス組成物である。 Soda lime glass is, for example, a glass composition widely used for flat glass.
 チタン含有シリケートガラスの第一の例は、以下のような組成を有してもよい。
 モル%で表示して、
 TiO2 5~25%を含み、
 SiO2+B23 50~79%、
 Al23+TiO2 5~25%、
 Li2O+Na2O+K2O+Rb2O+Cs2O+MgO+CaO+SrO+BaO 5~20%、
であるガラス組成物。
The first example of titanium-containing silicate glass may have the following composition.
Display in mol%,
Comprises TiO 2 5 ~ 25%,
SiO 2 + B 2 O 3 50-79%,
Al 2 O 3 + TiO 2 5-25%,
Li 2 O + Na 2 O + K 2 O + Rb 2 O + Cs 2 O + MgO + CaO + SrO + BaO 5-20%,
Is a glass composition.
 また、上記のチタン含有シリケートガラスの第一の例において、
 SiO2 60~65%、
 TiO2 12.5~15%、
 Na2O 12.5~15%、を含み、
 SiO2+B23 70~75%、
であることが好ましい。
Further, in the first example of the titanium-containing silicate glass described above,
SiO 2 60-65%,
TiO 2 12.5 to 15%,
Contains Na 2 O 12.5-15%,
SiO 2 + B 2 O 3 70-75%,
Is preferable.
 さらに、上記のチタン含有シリケートガラスの第一の例において、
 (Al23+TiO2)/(Li2O+Na2O+K2O+Rb2O+Cs2O+MgO+CaO+SrO+BaO)≦0.9、
であることがより好ましい。
Furthermore, in the first example of the titanium-containing silicate glass described above,
(Al 2 O 3 + TiO 2 ) / (Li 2 O + Na 2 O + K 2 O + Rb 2 O + Cs 2 O + MgO + CaO + SrO + BaO) ≤0.9,
Is more preferable.
 また、チタン含有シリケートガラスの第二の例は、以下のような組成を有してもよい。モル%で表示して、
 B23 10~50%、
 TiO2 25~40%、を含み、
 SiO2+B23 20~50%、
 Li2O+Na2O+K2O+Rb2O+Cs2O+MgO+CaO+SrO+BaO 10~40%、
であるガラス組成物。
In addition, the second example of the titanium-containing silicate glass may have the following composition. Display in mol%,
B 2 O 3 10-50%,
Includes TiO 2 25-40%,
SiO 2 + B 2 O 3 20-50%,
Li 2 O + Na 2 O + K 2 O + Rb 2 O + Cs 2 O + MgO + CaO + SrO + BaO 10-40%,
Is a glass composition.
 低アルカリガラスの第一の例は、以下のような組成を有してもよい。
 モル%で表示して、
 SiO2 45~68%、
 B23 2~20%、
 Al23 3~20%、
 TiO2 0.1~5.0%(但し5.0%は除く)、
 ZnO 0~9%、を含み、
 Li2O+Na2O+K2O 0~0.5%(但し0.5%は除く)であるガラス組成物。
The first example of low alkaline glass may have the following composition.
Display in mol%,
SiO 2 45-68%,
B 2 O 3 2-20%,
Al 2 O 3 3-20%,
TiO 2 0.1-5.0% (excluding 5.0%),
Contains ZnO 0-9%,
A glass composition containing Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 0 to 0.5% (excluding 0.5%).
 また、上記の低アルカリガラスの第一の例において、着色成分として、
 CeO2 0~3%、
 Fe23 0~1%、
 を含むことが好ましい。無アルカリガラスがより好ましい。
Further, in the first example of the low alkaline glass described above, as a coloring component,
CeO 2 0 ~ 3%,
Fe 2 O 30 to 1%,
Is preferably included. Non-alkali glass is more preferable.
 低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例は、必須成分としてTiO2を含む。低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例におけるTiO2の含有量は、0.1モル%以上5.0モル%未満であり、レーザー照射によって得られる孔内壁面の平滑性に優れる点から、望ましくは0.2~4.0モル%であり、より望ましくは0.5~3.5モル%であり、さらに望ましくは1.0~3.5モル%である。特定の組成を有する低アルカリガラス又は無アルカリガラスにTiO2を適度に含ませることは、比較的弱いレーザー等のエネルギー照射によっても変質部を形成することを可能とし、さらにその変質部は後工程においてエッチングを行うときにより容易に除去されうるという作用をもたらす。また、TiO2は結合エネルギーが紫外光のエネルギーと略一致しており、紫外光を吸収する。TiO2を適度に含ませることにより、電荷移動吸収として、他の着色剤との相互作用を利用して着色をコントロールすることも可能である。従ってTiO2の含有量の調整により、所定の光に対する吸収を適度なものにすることができる。ガラスが適切な吸収係数を有することによって、エッチングによって孔が形成される変質部の形成が容易になるため、これらの観点からも、適度にTiO2を含ませることが好ましい。 The first example above of low alkaline or non-alkali glass comprises TiO 2 as an essential component. The content of TiO 2 in the above first example of low-alkali glass or non-alkali glass is 0.1 mol% or more and less than 5.0 mol%, and the smoothness of the inner wall surface of the hole obtained by laser irradiation is excellent. From the point of view, it is preferably 0.2 to 4.0 mol%, more preferably 0.5 to 3.5 mol%, and even more preferably 1.0 to 3.5 mol%. Appropriate inclusion of TiO 2 in low-alkali glass or non-alkali glass having a specific composition makes it possible to form an altered portion even by energy irradiation such as a relatively weak laser, and the altered portion is further subjected to a post-process. It has the effect that it can be removed more easily when etching is performed. In addition, TiO 2 has a binding energy that is substantially the same as that of ultraviolet light, and absorbs ultraviolet light. By appropriately containing TiO 2 , it is possible to control the coloring by utilizing the interaction with other colorants as charge transfer absorption. Therefore, by adjusting the content of TiO 2, the absorption of a predetermined light can be made appropriate. When the glass has an appropriate absorption coefficient, it becomes easy to form an altered portion in which holes are formed by etching. Therefore, from these viewpoints as well, it is preferable to appropriately contain TiO 2 .
 また、低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例はZnOを任意成分として含んでいてもよい。この場合、ZnOの含有量は、望ましくは0~9.0モル%であり、より望ましくは1.0~8.0モル%であり、さらに望ましくは1.5~5.0モル%であり、特に望ましくは1.5~3.5モル%である。ZnOは、TiO2と同様に紫外光の領域に吸収を示す成分であり、微細構造付ガラス基板10を構成するガラス又は上記の製造方法に用いられるガラス基板をなすガラスにZnOが含まれていればガラスに対して有効な作用をもたらす。 Further, the above-mentioned first example of low-alkali glass or non-alkali glass may contain ZnO as an optional component. In this case, the ZnO content is preferably 0 to 9.0 mol%, more preferably 1.0 to 8.0 mol%, and even more preferably 1.5 to 5.0 mol%. , Particularly preferably 1.5-3.5 mol%. ZnO is a component that absorbs ultraviolet light in the ultraviolet light region like TiO 2, and ZnO is contained in the glass constituting the finely structured glass substrate 10 or the glass forming the glass substrate used in the above manufacturing method. It has an effective effect on glass.
 低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例は、着色成分としてCeO2を含有していてもよい。特にCeO2をTiO2と併用することによって、変質部をより容易に形成できる。低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例におけるCeO2の含有量は、望ましくは0~3.0モル%であり、より望ましくは0.05~2.5モル%であり、さらに望ましくは0.1~2.0モル%であり、特に望ましくは0.2~0.9モル%である The above first example of low-alkali glass or non-alkali glass may contain CeO 2 as a coloring component. In particular, by using CeO 2 in combination with TiO 2 , the altered portion can be formed more easily. The content of CeO 2 in the above first example of low alkaline glass or non-alkali glass is preferably 0 to 3.0 mol%, more preferably 0.05 to 2.5 mol%, and further. It is preferably 0.1 to 2.0 mol%, and particularly preferably 0.2 to 0.9 mol%.
 Fe23も微細構造付ガラス基板10を構成するガラス又は上記の製造方法に用いられるガラス基板をなすガラスにおける着色成分として有効であり、微細構造付ガラス基板10を構成するガラス又は上記の製造方法に用いられるガラス基板をなすガラスはFe23を含有していてもよい。特に、TiO2とFe23とを併用すること、又は、TiO2と、CeO2と、Fe23とを併用することにより、変質部の形成が容易になる。低アルカリガラス又は無アルカリガラスにおけるFe23の含有量は、望ましくは0~1.0モル%であり、より望ましくは0.008~0.7モル%であり、さらに望ましくは0.01~0.4モル%であり、特に望ましくは0.02~0.3モル%である。 Fe 2 O 3 is also effective as a coloring component in the glass constituting the finely structured glass substrate 10 or the glass forming the glass substrate used in the above-mentioned manufacturing method, and the glass constituting the finely structured glass substrate 10 or the above-mentioned production. The glass forming the glass substrate used in the method may contain Fe 2 O 3 . In particular, by using TiO 2 and Fe 2 O 3 in combination, or by using TiO 2 , CeO 2 , and Fe 2 O 3 in combination, the formation of the altered portion becomes easy. The content of Fe 2 O 3 in the low-alkali glass or the non-alkali glass is preferably 0 to 1.0 mol%, more preferably 0.008 to 0.7 mol%, and even more preferably 0.01. It is ~ 0.4 mol%, and particularly preferably 0.02 to 0.3 mol%.
 低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例において、以上に挙げた成分に限られるものではないが、適度な着色成分の含有によりガラスの所定波長(波長535nm以下)の吸収係数が1~50cm-1、好ましくは3~40cm-1になるようにしてもよい。 In the above first example of low-alkali glass or non-alkali glass, the absorption coefficient of a predetermined wavelength (wavelength 535 nm or less) of the glass is 1 due to the inclusion of an appropriate coloring component, although not limited to the components listed above. It may be up to 50 cm -1 , preferably 3 to 40 cm -1 .
 また、低アルカリガラスの第二の例は、以下のような組成を有してもよい。
 モル%で表示して、
 SiO2 45~70%、
 B23 2~20%、
 Al23 3~20%、
 CuO 0.1~2.0%、
 TiO2 0~15.0%、
 ZnO 0~9.0%、
 Li2O+Na2O+K2O 0~0.5%(但し0.5%は除く)であるガラス組成物。
 さらに無アルカリガラスがより好ましい。
In addition, the second example of low alkaline glass may have the following composition.
Display in mol%,
SiO 2 45-70%,
B 2 O 3 2-20%,
Al 2 O 3 3-20%,
CuO 0.1-2.0%,
TiO 20 to 15.0%,
ZnO 0-9.0%,
A glass composition containing Li 2 O + Na 2 O + K 2 O 0 to 0.5% (excluding 0.5%).
Further, non-alkali glass is more preferable.
 低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第二の例は、低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例と同様にTiO2を含んでいてもよい。低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第二の例におけるTiO2の含有量は、0~15.0モル%であり、レーザー照射によって得られる孔内壁面の平滑性に優れる点から、望ましくは0~10.0モル%であり、より望ましくは1~10.0モル%であり、さらに望ましくは1.0~9.0モル%であり、特に望ましくは1.0~5.0モル%である。 The above-mentioned second example of the low-alkali glass or the non-alkali glass may contain TiO 2 like the above-mentioned first example of the low-alkali glass or the non-alkali glass. The content of TiO 2 in the above second example of the low-alkali glass or the non-alkali glass is 0 to 15.0 mol%, which is desirable from the viewpoint of excellent smoothness of the inner wall surface of the hole obtained by laser irradiation. It is 0 to 10.0 mol%, more preferably 1 to 10.0 mol%, further preferably 1.0 to 9.0 mol%, and particularly preferably 1.0 to 5.0 mol%. Is.
 また、低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第二の例はZnOを含んでいてもよい。低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第二の例におけるZnOの含有量は0~9.0モル%であり、望ましくは1.0~9.0モル%であり、より望ましくは1.0~7.0モル%である。ZnOは、TiO2と同様に紫外光の領域に吸収を示す成分であるので、ZnOが含まれていれば微細構造付ガラス基板10を構成するガラス又は上記の製造方法に用いられるガラス基板をなすガラスに対して有効な作用をもたらす。 Moreover, the above-mentioned second example of low-alkali glass or non-alkali glass may contain ZnO. The ZnO content of the low-alkali glass or non-alkali glass in the second example above is 0 to 9.0 mol%, preferably 1.0 to 9.0 mol%, more preferably 1.0. ~ 7.0 mol%. Since ZnO is a component that absorbs ultraviolet light in the ultraviolet light region like TiO 2 , if ZnO is contained, it forms a glass constituting the finely structured glass substrate 10 or a glass substrate used in the above manufacturing method. It has an effective effect on glass.
 さらに、低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第二の例は、CuOを含む。低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第二の例におけるCuOの含有量は、望ましくは0.1~2.0モル%であり、より望ましくは0.15~1.9モル%であり、さらに望ましくは0.18~1.8モル%であり、特に望ましくは0.2~1.6モル%である。低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第二の例がCuOを含有していることにより、ガラスに着色が生じ、所定のレーザーの波長における吸収係数を適切な範囲に調節でき、照射レーザーのエネルギーを適切に吸収させることができる。その結果、孔形成の基礎となる変質部を容易に形成できる。 Furthermore, the above second example of low-alkali glass or non-alkali glass comprises CuO. The content of CuO in the above second example of the low alkaline glass or the non-alkali glass is preferably 0.1 to 2.0 mol%, more preferably 0.15 to 1.9 mol%. More preferably, it is 0.18 to 1.8 mol%, and particularly preferably 0.2 to 1.6 mol%. The inclusion of CuO in the second example of low alkaline or non-alkali glass above causes the glass to be colored, allowing the absorption coefficient at a given laser wavelength to be adjusted to an appropriate range and the energy of the irradiating laser. Can be properly absorbed. As a result, the altered portion that is the basis of pore formation can be easily formed.
 低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第二の例において、以上に挙げた成分に限られるものではないが、適度な着色成分の含有によりガラスの所定波長(波長535nm以下)の吸収係数が1~50cm-1、望ましくは3~40cm-1になるようにしてもよい。 In the above second example of low-alkali glass or non-alkali glass, the absorption coefficient of a predetermined wavelength (wavelength 535 nm or less) of the glass is 1 due to the inclusion of an appropriate coloring component, although not limited to the components listed above. It may be up to 50 cm -1 , preferably 3 to 40 cm -1 .
 低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例及び第二の例はMgOを任意成分として含んでいてもよい。MgOはアルカリ土類金属酸化物の中でも、熱膨張係数の増大を抑制し、かつ、歪点を過大には低下させないという特徴を有し、溶解性も向上させる。低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例及び第二の例におけるMgOの含有量は、望ましくは15.0モル%以下であり、より望ましくは12.0モル%以下であり、さらに望ましくは10.0モル%以下であり、特に望ましくは9.5モル%以下である。また、低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例及び第二の例におけるMgOの含有量は、望ましくは2.0モル%以上であり、より望ましくは3.0モル%以上であり、さらに望ましくは4.0モル%以上であり、特に望ましくは4.5モル%以上である。 The above first and second examples of low-alkali glass or non-alkali glass may contain MgO as an optional component. Among alkaline earth metal oxides, MgO has a feature of suppressing an increase in the coefficient of thermal expansion and not excessively lowering the strain point, and also improves solubility. The content of MgO in the above first and second examples of low-alkali glass or non-alkali glass is preferably 15.0 mol% or less, more preferably 12.0 mol% or less, and further. It is preferably 10.0 mol% or less, and particularly preferably 9.5 mol% or less. The MgO content of the low-alkali glass or non-alkali glass in the first and second examples above is preferably 2.0 mol% or more, and more preferably 3.0 mol% or more. More preferably, it is 4.0 mol% or more, and particularly preferably 4.5 mol% or more.
 低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例及び第二の例はCaOを任意成分として含んでいてもよい。CaOは、MgOと同様に、熱膨張係数の増大を抑制し、かつ、歪点を過大には低下させないという特徴を有し、溶解性も向上させる。低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例及び第二の例におけるCaOの含有量は、望ましくは15.0モル%以下であり、より望ましくは12.0モル%以下であり、さらに望ましくは10.0モル%以下であり、特に望ましくは9.3モル%以下である。また、低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例及び第二の例におけるCaOの含有量は、望ましくは1.0モル%以上であり、より望ましくは2.0モル%以上であり、さらに望ましくは3.0モル%以上であり、特に望ましくは3.5モル%以上である。 The above-mentioned first example and second example of low-alkali glass or non-alkali glass may contain CaO as an optional component. Like MgO, CaO has a feature of suppressing an increase in the coefficient of thermal expansion and not excessively lowering the strain point, and also improves solubility. The CaO content of the low-alkali glass or non-alkali glass in the above first and second examples is preferably 15.0 mol% or less, more preferably 12.0 mol% or less, and further. It is preferably 10.0 mol% or less, and particularly preferably 9.3 mol% or less. The CaO content of the low-alkali glass or non-alkali glass in the first and second examples above is preferably 1.0 mol% or more, and more preferably 2.0 mol% or more. More preferably, it is 3.0 mol% or more, and particularly preferably 3.5 mol% or more.
 低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例及び第二の例はSrOを任意成分として含んでいてもよい。SrOはMgO及びCaOと同様に、熱膨張係数の増大を抑制し、かつ、歪点を過大には低下させないという特徴を有し、溶解性も向上させるので、失透特性と耐酸性の改善のためには、微細構造付ガラス基板10を構成するガラス又は上記の製造方法に用いられるガラス基板をなすガラスに含有させてもよい。低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例及び第二の例におけるSrOの含有量は、望ましくは15.0モル%以下であり、より望ましくは12.0モル%以下であり、さらに望ましくは10.0モル%以下であり、特に望ましくは9.3モル%以下である。また、低アルカリガラス又は無アルカリガラスの上記の第一の例及び第二の例におけるSrOの含有量は、望ましくは1.0モル%以上であり、より望ましくは2.0モル%以上であり、さらに望ましくは3.0モル%以上であり、特に望ましくは3.5モル%以上である。 The above-mentioned first example and second example of low-alkali glass or non-alkali glass may contain SrO as an optional component. Similar to MgO and CaO, SrO has the characteristics of suppressing an increase in the coefficient of thermal expansion and not excessively lowering the strain point, and also improves solubility, thus improving devitrification characteristics and acid resistance. For this purpose, it may be contained in the glass constituting the finely structured glass substrate 10 or the glass forming the glass substrate used in the above-mentioned manufacturing method. The content of SrO in the above first and second examples of low-alkali glass or non-alkali glass is preferably 15.0 mol% or less, more preferably 12.0 mol% or less, and further. It is preferably 10.0 mol% or less, and particularly preferably 9.3 mol% or less. Further, the content of SrO in the above-mentioned first example and second example of the low-alkali glass or the non-alkali glass is preferably 1.0 mol% or more, and more preferably 2.0 mol% or more. More preferably, it is 3.0 mol% or more, and particularly preferably 3.5 mol% or more.
 本明細書において、ある成分を「実質的に含有しない」とは、ガラスにおける当該成分の含有量が、0.1モル%未満、望ましくは0.05モル%未満、より望ましくは0.01モル%以下であることを意味する。なお、本明細書において、数値範囲(各成分の含有量、各成分から算出される値及び各物性等)の上限値及び下限値は適宜組み合わせ可能である。 As used herein, "substantially free" of a component means that the content of the component in the glass is less than 0.1 mol%, preferably less than 0.05 mol%, more preferably 0.01 mol. It means that it is less than%. In this specification, the upper limit value and the lower limit value of the numerical range (content of each component, value calculated from each component, each physical property, etc.) can be appropriately combined.
 微細構造付ガラス基板10を構成するガラス又は上記の製造方法に用いられるガラス基板をなすガラスの熱膨張係数は、望ましくは100×10-7/℃以下であり、より望ましくは70×10-7/℃以下であり、さらに望ましくは60×10-7/℃以下であり、特に望ましくは50×10-7/℃以下である。また、微細構造付ガラス基板10を構成するガラス又は上記の製造方法に用いられるガラス基板をなすガラスの熱膨張係数の下限は特に限定されないが、例えば10×10-7/℃以上であり、20×10-7/℃以上であってもよい。 The coefficient of thermal expansion of the glass constituting the glass substrate 10 with a microstructure or the glass forming the glass substrate used in the above manufacturing method is preferably 100 × 10 -7 / ° C. or less, and more preferably 70 × 10 -7. It is / ° C. or lower, more preferably 60 × 10 -7 / ° C. or lower, and particularly preferably 50 × 10 -7 / ° C. or lower. Further, the lower limit of the coefficient of thermal expansion of the glass constituting the glass substrate 10 with a microstructure or the glass forming the glass substrate used in the above manufacturing method is not particularly limited, but is, for example, 10 × 10 -7 / ° C. or higher, 20 It may be × 10 -7 / ° C or higher.
 微細構造付ガラス基板10を構成するガラス又は上記の製造方法に用いられるガラス基板をなすガラスの熱膨張係数は、例えば以下のように測定する。まず、直径5mm、高さ18mmの円柱形状のガラス試料を作製する。これを25℃からガラス試料の降伏点まで加温し、各温度におけるガラス試料の伸びを測定することにより、熱膨張係数を算出する。50~350℃の範囲の熱膨張係数の平均値を計算し、平均熱膨張係数を決定できる。 The coefficient of thermal expansion of the glass constituting the glass substrate 10 with a fine structure or the glass forming the glass substrate used in the above manufacturing method is measured as follows, for example. First, a cylindrical glass sample having a diameter of 5 mm and a height of 18 mm is prepared. The coefficient of thermal expansion is calculated by heating this from 25 ° C. to the yield point of the glass sample and measuring the elongation of the glass sample at each temperature. The average value of the coefficient of thermal expansion in the range of 50 to 350 ° C. can be calculated to determine the average coefficient of thermal expansion.
 上記の(I)の工程では、いわゆる感光性ガラスを用いる必要はなく、加工できるガラスの範囲が広い。すなわち、上記の(I)の工程では、金又は銀を実質的に含まないガラスを加工できる。 In the above step (I), it is not necessary to use so-called photosensitive glass, and the range of glass that can be processed is wide. That is, in the step (I) described above, glass that is substantially free of gold or silver can be processed.
 特に剛性の高いガラスは、レーザー照射した際に、ガラスの上面と下面のどちらにおいても割れを発生しづらく、上記の(I)の工程において好適に加工できる。このため、微細構造付ガラス基板10を構成するガラス又は上記の製造方法に用いられるガラス基板をなすガラスのヤング率は、望ましくは80GPa以上である。 Particularly highly rigid glass is less likely to crack on both the upper surface and the lower surface of the glass when irradiated with a laser, and can be suitably processed in the above step (I). Therefore, the Young's modulus of the glass constituting the glass substrate 10 with a microstructure or the glass forming the glass substrate used in the above-mentioned manufacturing method is preferably 80 GPa or more.
 以上に挙げたガラスについては、市販されている場合もあり、それらを購入して入手することができる。またそうでない場合であっても、公知の成形方法(例えば、オーバーフロー法、フロート法、スリットドロー法、キャスティング法等)で所望のガラスを作製することができ、さらに切断や研磨等の後加工によって目的の形状のガラス組成物を得ることができる。 The glasses listed above may be commercially available and can be purchased and obtained. Even if this is not the case, the desired glass can be produced by a known molding method (for example, overflow method, float method, slit draw method, casting method, etc.), and further by post-processing such as cutting or polishing. A glass composition having a desired shape can be obtained.
 以下、実施例により本発明をより詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されない。まず、実施例及び比較例に関する評価方法について説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. The present invention is not limited to the following examples. First, an evaluation method relating to Examples and Comparative Examples will be described.
 <厚み>
 マイクロメータ(ミツトヨ社製、製品名:IP54)を用いて、各実施例及び比較例において、ウェットエッチング前後のガラス基板の厚みを測定した。ウェットエッチング前のガラス基板の厚みからウェットエッチング後のガラス基板の厚みを差し引いて、エッチング量を求めた。結果を表1に示す。
<Thickness>
Using a micrometer (manufactured by Mitutoyo, product name: IP54), the thickness of the glass substrate before and after wet etching was measured in each Example and Comparative Example. The etching amount was obtained by subtracting the thickness of the glass substrate after the wet etching from the thickness of the glass substrate before the wet etching. The results are shown in Table 1.
 <形状の評価>
 光学式表面性状測定機(Zygo社製、製品名:NEW VIEW 5000)を用い、各実施例及び比較例に係る貫通孔付ガラス基板と、導電層付ガラス基板から導電層を除去した後のガラス基板とに対し、貫通孔の一方の開口の周辺部の高さDと、貫通孔の一方の開口の周辺部の表面の算術平均粗さRavと、ガラス基板の主面における平坦部の算術平均粗さRafとを測定した。図4は、光学式表面性状測定機によるガラス基板の表面形状の測定結果の一例を示す図である。貫通孔の一方の開口の周辺部の高さDは、その開口を含むガラス基板を平面視したときに、隣接する2つの貫通孔のそれぞれの開口の中心から略等しい距離にある中間位置におけるガラス基板の主面の高さを基準に決定した。貫通孔の一方の開口の周辺部の表面の算術平均粗さRavの測定は、ガラス基板の平面視において、貫通孔の一方の開口の周辺部の環状の突出部の高さが最大になる部分を基準にして開口の半径方向に5μmの範囲に対して行った。加えて、ガラス基板の主面における平坦部の算術平均粗さRafの測定は、隣接する2つの貫通孔の開口から略等しい距離にある中間位置におけるガラス基板の主面に対して行った。結果を表2及び3に示す。
<Evaluation of shape>
Using an optical surface texture measuring machine (manufactured by Zygo, product name: NEW VIEW 5000), the glass substrate with through holes according to each example and comparative example, and the glass after removing the conductive layer from the glass substrate with conductive layer. The height D of the peripheral portion of one opening of the through hole, the arithmetic mean roughness Rav of the surface of the peripheral portion of one opening of the through hole, and the arithmetic mean of the flat portion on the main surface of the glass substrate with respect to the substrate. Roughness Raf was measured. FIG. 4 is a diagram showing an example of the measurement result of the surface shape of the glass substrate by the optical surface property measuring machine. The height D of the peripheral portion of one opening of the through hole is the glass at an intermediate position at approximately the same distance from the center of each opening of the two adjacent through holes when the glass substrate including the opening is viewed in a plan view. It was determined based on the height of the main surface of the substrate. The arithmetic mean roughness Rav of the surface around one opening of the through hole is measured in the plan view of the glass substrate, where the height of the annular protrusion around one opening of the through hole is maximized. Was performed for a range of 5 μm in the radial direction of the opening with reference to. In addition, the arithmetic mean roughness Raf of the flat portion on the main surface of the glass substrate was measured with respect to the main surface of the glass substrate at an intermediate position at approximately equal distances from the openings of the two adjacent through holes. The results are shown in Tables 2 and 3.
 光学式表面性状測定機(Zygo社製、製品名:NEW VIEW 5000)を用いて得られた、各実施例及び比較例に係る貫通孔付ガラス基板の表面形状の測定結果から、貫通孔付ガラス基板の一方の主面における貫通孔の孔径を決定した。結果を表1に示す。 Glass with through holes from the measurement results of the surface shape of the glass substrate with through holes according to each example and comparative example obtained by using an optical surface property measuring machine (manufactured by Zygo, product name: NEWVIEW5000). The hole diameter of the through hole on one main surface of the substrate was determined. The results are shown in Table 1.
 各実施例及び各比較例に係る貫通孔付ガラス基板又は導電層付ガラス基板から導電層を除去した後のガラス基板を割断して孔の内面を露出させ、割断により現れた面を研磨した。研磨により得られる面が孔の軸線を含む平面とみなせるように研磨を行った。研磨により得られた面を観察して、その面において、ガラス基板の厚み方向の中央からガラス基板の一方の主面に向かって延びる孔の内面がなす輪郭線とガラス基板の主面の平坦部がなす輪郭線とがなす90°以下の大きさを有する角(テーパ角度)θの大きさを決定した。結果を表2及び3に示す。 The glass substrate with through holes or the glass substrate with a conductive layer according to each example and each comparative example was cut to expose the inner surface of the holes, and the surface exposed by the cut was polished. Polishing was performed so that the surface obtained by polishing could be regarded as a flat surface including the axis of the hole. Observe the surface obtained by polishing, and on that surface, the contour line formed by the inner surface of the hole extending from the center in the thickness direction of the glass substrate toward one main surface of the glass substrate and the flat portion of the main surface of the glass substrate. The size of the angle (taper angle) θ having a size of 90 ° or less formed by the contour line formed by the glass was determined. The results are shown in Tables 2 and 3.
 <密着性試験>
 ガラス基板の主面上において、互いに直交する方向に25μm×25μm間隔で開口部が形成されるように貫通孔を形成し、それらの孔の開口部を含む基板の主面上に導電層が形成された各実施例及び比較例に係る導電層付ガラス基板に対し、導電層の10mm平方の部位に、孔の開口部と重ならないように互いに直交する縦方向及び横方向のそれぞれに1mm間隔で格子状に切り込みを入れ10×10=100個の区画を設けた。切り込みを入れた部位に12mm幅のセロハンテープ(ニチバン社製、製品名:セロテープNo.405、「セロテープ」はニチバン株式会社の登録商標)を、上記100個の区画を完全に覆うように貼り付け、セロハンテープを上から15秒間押し付けた。その後、セロハンテープを剥がし、その部位において導電層が剥がれた区画の数を数えた。各導電層付ガラス基板に対し、この作業を5回繰り返し、5回の試験による区画の総数Nt=100×5=500個に対する、導電層が剥がれた区画の総数Npの比(Np/Nt)[%]を残存率と決定した。結果を表3に示す。
<Adhesion test>
Through holes are formed on the main surface of the glass substrate so that openings are formed at intervals of 25 μm × 25 μm in the directions orthogonal to each other, and a conductive layer is formed on the main surface of the substrate including the openings of those holes. With respect to the glass substrate with a conductive layer according to each of the Examples and Comparative Examples, the 10 mm square portion of the conductive layer was spaced 1 mm in each of the vertical and horizontal directions orthogonal to each other so as not to overlap the opening of the hole. Cuts were made in a grid pattern to provide 10 × 10 = 100 compartments. Attach 12 mm wide cellophane tape (manufactured by Nichiban Co., Ltd., product name: Cellotape No. 405, "Cellotape" is a registered trademark of Nichiban Co., Ltd.) to the notched part so as to completely cover the above 100 sections. , The cellophane tape was pressed from above for 15 seconds. Then, the cellophane tape was peeled off, and the number of sections where the conductive layer was peeled off was counted at that site. For each glass substrate with a conductive layer, this work was repeated 5 times, and the ratio of the total number of compartments from which the conductive layer was peeled off to the total number of compartments Nt = 100 × 5 = 500 by 5 tests (Np / Nt). [%] Was determined as the survival rate. The results are shown in Table 3.
 <実施例及び比較例>
(ガラス基板)
 表1に示す通り、220μm、455μm、465μm、815μm、又は1350μmの厚みを有し、平面視で30mm平方の寸法を有するガラス基板を準備した。このガラス基板をなすガラスは、無アルカリガラス(アルミノボロシリケートガラス)であり、下記のガラス組成を有していた。
 ガラス組成:SiO2(63モル%)、B23(10モル%)、Al23(12モル%)、TiO2(3モル%)、ZnO(3モル%)、Li2O+Na2O+K2O(0モル%)、MgO+CaO+SrO+BaO(9モル%)
<Examples and Comparative Examples>
(Glass substrate)
As shown in Table 1, a glass substrate having a thickness of 220 μm, 455 μm, 465 μm, 815 μm, or 1350 μm and having a size of 30 mm square in a plan view was prepared. The glass forming the glass substrate was non-alkali glass (aluminoborosilicate glass) and had the following glass composition.
Glass composition: SiO 2 (63 mol%), B 2 O 3 (10 mol%), Al 2 O 3 (12 mol%), TiO 2 (3 mol%), ZnO (3 mol%), Li 2 O + Na 2 O + K 2 O (0 mol%), MgO + CaO + SrO + BaO (9 mol%)
(レーザー照射条件)
 各実施例及び比較例において、下記の条件で、ガラス基板の中央部の10mm平方の部分に250μm間隔でパルス照射を行い、ガラスの厚み方向に変質部を形成した。
 パルスレーザーの波長:355nm
 パルスレーザーの照射エネルギー:500μJ/パルス
(Laser irradiation conditions)
In each of the Examples and Comparative Examples, pulse irradiation was performed at intervals of 250 μm on a 10 mm square portion of the central portion of the glass substrate under the following conditions to form an altered portion in the thickness direction of the glass.
Pulsed laser wavelength: 355 nm
Pulsed laser irradiation energy: 500 μJ / pulse
(ウェットエッチング)
 変質部が形成されたガラス基板をエッチャントに投入し、各ガラス基板の厚みが表1に示す値になるように調整した。各実施例及び比較例におけるウェットエッチングに用いた各エッチャント(水溶液)の主な成分を表1に示す。各実施例及び比較例において、表1に示す所定のエッチャント500gを調整し、そのエッチャントを1L(リットル)のポリエチレン製のビーカーに入れ、ウォーターバスを用いてエッチャントの温度が表1に示すエッチング温度に保たれるように調整した。各実施例及び比較例において、ガラス基板を厚み方向に貫通する孔が形成された。このようにして、各実施例及び比較例に係る貫通孔付ガラス基板を得た。
(Wet etching)
The glass substrate on which the altered portion was formed was put into the etchant, and the thickness of each glass substrate was adjusted so as to have the values shown in Table 1. Table 1 shows the main components of each etchant (aqueous solution) used for wet etching in each Example and Comparative Example. In each Example and Comparative Example, 500 g of the predetermined etchant shown in Table 1 was prepared, the etchant was placed in a 1 L (liter) polyethylene beaker, and the temperature of the etchant was the etching temperature shown in Table 1 using a water bath. Adjusted to be kept at. In each of the examples and comparative examples, holes were formed through the glass substrate in the thickness direction. In this way, a glass substrate with a through hole according to each Example and Comparative Example was obtained.
(めっき処理)
 各実施例及び比較例に係る貫通孔付ガラス基板を10重量%の水酸化カリウム(KOH)水溶液中に入れて1分間脱脂した。その後、スルカップPED-104を25重量%の濃度で純水と混合して調製した25℃の溶液を用いて、貫通孔付ガラス基板に対し、プレディップ及びアクチベーター処理を行った。その後、スルカップアクセレレーターALF-406-Aを15重量%の濃度で純水と混合して調製した25℃の溶液を用いて、貫通孔付ガラス基板を処理した。その後、50mLのスルカップPEA-40-M、30mLのスルカップPEA-40-B、17.5mLのスルカップPEA-40-D、及び11.5mLのホルムアルデヒド液(37%)(キシダ化学社製)を、純水300mLと混合して調製した溶液を用いて、貫通孔付ガラス基板に対し、無電解銅めっき処理を実施した。その後貫通孔付ガラス基板を純水で洗浄し、さらに80℃で1時間程乾燥させて、各実施例及び比較例に係る導電層付ガラス基板を得た。得られた無電解銅めっき膜(導電層)の厚みは5μmであった。スルカップPED-104、スルカップアクセレレーターALF-406-A、スルカップPEA-40-M、スルカップPEA-40-B、及びスルカップPEA-40-Dは、上村工業株式会社の製品であり、「スルカップ」は上村工業株式会社の登録商標である。
(Plating process)
The glass substrates with through holes according to each Example and Comparative Example were placed in a 10% by weight aqueous solution of potassium hydroxide (KOH) and degreased for 1 minute. Then, a glass substrate with through holes was subjected to predip and activator treatment using a solution prepared by mixing Sulcup PED-104 with pure water at a concentration of 25% by weight and using a solution at 25 ° C. Then, a glass substrate with through holes was treated with a solution prepared by mixing Sulcup Accelerator ALF-406-A with pure water at a concentration of 15% by weight and using a solution at 25 ° C. Then, 50 mL of Sulcup PEA-40-M, 30 mL of Sulcup PEA-40-B, 17.5 mL of Sulcup PEA-40-D, and 11.5 mL of formaldehyde solution (37%) (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) were added. An electroless copper plating treatment was performed on a glass substrate with through holes using a solution prepared by mixing with 300 mL of pure water. After that, the glass substrate with through holes was washed with pure water and further dried at 80 ° C. for about 1 hour to obtain a glass substrate with a conductive layer according to each Example and Comparative Example. The thickness of the obtained electroless copper plating film (conductive layer) was 5 μm. Sulcup PED-104, Sulcup Accelerator ALF-406-A, Sulcup PEA-40-M, Sulcup PEA-40-B, and Sulcup PEA-40-D are products of C. Uyemura & Co., Ltd. Is a registered trademark of C. Uyemura & Co., Ltd.
(導電層の除去)
 パラニトロ安息香酸及びジエチレントリアミンの1Lの混合水溶液(パラニトロ安息香酸の濃度:80g/L、ジエチレントリアミンの濃度:200g/L)を用い、混合水溶液の温度を75℃に調整して、各実施例及び比較例に係る導電層付ガラス基板における無電解銅めっき膜を溶解除去する処理を行った。このようにして、各実施例及び比較例に係る導電層付ガラス基板から導電層を除去した。
(Removal of conductive layer)
Using a 1 L mixed aqueous solution of paranitrobenzoic acid and diethylenetriamine (paranitrobenzoic acid concentration: 80 g / L, diethylenetriamine concentration: 200 g / L), the temperature of the mixed aqueous solution was adjusted to 75 ° C., and each Example and Comparative Example The electroless copper plating film on the glass substrate with the conductive layer according to the above was dissolved and removed. In this way, the conductive layer was removed from the glass substrate with the conductive layer according to each Example and Comparative Example.
 表2に示す通り、各実施例に係る貫通孔付ガラス基板において、周辺部の高さDは、0.008μm~1.900μmの範囲に収まっていた。また、表3に示す通り、各実施例に係る導電層付ガラス基板から導電層を除去した後のガラス基板における周辺部の高さDの値は、各実施例に係る貫通孔付ガラス基板における周辺部の高さDの値とほぼ同じであった。一方、比較例1に係る貫通孔付ガラス基板は環状の突出部を有しておらず、比較例1に係る貫通孔付ガラス基板において周辺部の高さDは0μmであった。 As shown in Table 2, in the glass substrate with through holes according to each embodiment, the height D of the peripheral portion was within the range of 0.008 μm to 1.900 μm. Further, as shown in Table 3, the value of the height D of the peripheral portion of the glass substrate after removing the conductive layer from the glass substrate with the conductive layer according to each embodiment is the value of the height D of the peripheral portion in the glass substrate with through holes according to each embodiment. It was almost the same as the value of the height D of the peripheral portion. On the other hand, the glass substrate with through holes according to Comparative Example 1 did not have an annular protrusion, and the height D of the peripheral portion of the glass substrate with through holes according to Comparative Example 1 was 0 μm.
 実施例1~9に係る貫通孔付ガラス基板において、{(Rav)2+(Raf)20.5の値は、0.005μm~0.05μmの範囲に収まっていた。実施例1~9に係る導電層付ガラス基板から導電層を除去した後のガラス基板における{(Rav)2+(Raf)20.5の値は、0.004μm~0.04μmの範囲に収まっていた。一方、比較例1に係る貫通孔付ガラス基板及び比較例1に係る導電層付ガラス基板から導電層を除去した後のガラス基板における{(Rav)2+(Raf)20.5の値は、0.001μmであった。 In the glass substrates with through holes according to Examples 1 to 9, the value of {(Rav) 2 + (Raf) 2 } 0.5 was within the range of 0.005 μm to 0.05 μm. The value of {(Rav) 2 + (Raf) 2 } 0.5 in the glass substrate after removing the conductive layer from the glass substrate with the conductive layer according to Examples 1 to 9 is within the range of 0.004 μm to 0.04 μm. Was there. On the other hand, the value of {(Rav) 2 + (Raf) 2 } 0.5 in the glass substrate with a through hole according to Comparative Example 1 and the glass substrate with a conductive layer after removing the conductive layer according to Comparative Example 1 is It was 0.001 μm.
 実施例1~10に係る貫通孔付ガラス基板において、Rav/Rafの値は、2~25の範囲に収まっていた。実施例1~10に係る導電層付ガラス基板から導電層を除去した後のガラス基板におけるRav/Rafの値は、2~30の範囲に収まっていた。一方、比較例1に係る貫通孔付ガラス基板及び比較例1に係る導電層付ガラス基板から導電層を除去した後のガラス基板におけるRav/Rafの値は、0.6であった。 In the glass substrate with through holes according to Examples 1 to 10, the Rav / Raf value was within the range of 2 to 25. The Rav / Raf value in the glass substrate after removing the conductive layer from the glass substrate with the conductive layer according to Examples 1 to 10 was within the range of 2 to 30. On the other hand, the Rav / Raf value in the glass substrate with a through hole according to Comparative Example 1 and the glass substrate with a conductive layer after removing the conductive layer from the glass substrate with a conductive layer according to Comparative Example 1 was 0.6.
 表3に示す通り、実施例1~10に係る導電層付ガラス基板の密着性試験において残存率が高く、実施例1~10に係る導電層付ガラス基板の導電層の密着性が良好であることが示唆された。一方、比較例1に係る導電層付ガラス基板の密着性試験において残存率が低く、比較例1に係る導電層付ガラス基板の導電層の密着性は、実施例1~10に比べて劣っていることが示唆された。実施例1~10に係る貫通孔付ガラス基板における周辺部の高さDの値、及び、{(Rav)2+(Raf)20.5の値又はRav/Rafの値は、導電層の密着性を高めるうえで有利であったと考えられる。 As shown in Table 3, the residual rate is high in the adhesion test of the glass substrate with the conductive layer according to Examples 1 to 10, and the adhesion of the conductive layer of the glass substrate with the conductive layer according to Examples 1 to 10 is good. It has been suggested. On the other hand, the residual rate was low in the adhesion test of the glass substrate with a conductive layer according to Comparative Example 1, and the adhesion of the conductive layer of the glass substrate with a conductive layer according to Comparative Example 1 was inferior to that of Examples 1 to 10. It was suggested that there was. The value of the height D of the peripheral portion of the glass substrate with through holes and the value of {(Rav) 2 + (Raf) 2 } 0.5 or the value of Rav / Raf according to Examples 1 to 10 are the adhesion of the conductive layer. It is considered that it was advantageous in enhancing the sex.
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Claims (8)

  1.  微細構造付ガラス基板であって、
     当該微細構造付ガラス基板の第一主面に形成された平坦面と、
     前記第一主面において開口している孔と、
     前記第一主面における前記孔の開口に沿って形成された環状の突出部と、を有し、
     当該微細構造付ガラス基板の厚み方向における前記平坦面と前記突出部の端との距離Dは、0.001μm≦D≦2μmであり、
     下記(i)及び(ii)の条件の少なくとも1つを満たす、微細構造付ガラス基板。
    (i)0.003μm≦{(Rav)2+(Raf)20.5≦0.1μm
    (ii)2≦Rav/Raf≦50
     Ravは、前記突出部の表面の日本工業規格(JIS)B 0601:1994に基づく算術平均粗さである。
     Rafは、前記平坦面の日本工業規格(JIS)B 0601:1994に基づく算術平均粗さである。
    A glass substrate with a fine structure
    A flat surface formed on the first main surface of the glass substrate with a microstructure,
    The hole opened in the first main surface and
    It has an annular protrusion formed along the opening of the hole in the first main surface.
    The distance D between the flat surface and the end of the protruding portion in the thickness direction of the glass substrate with a microstructure is 0.001 μm ≦ D ≦ 2 μm.
    A glass substrate with a microstructure that satisfies at least one of the following conditions (i) and (ii).
    (I) 0.003 μm ≤ {(Rav) 2 + (Raf) 2 } 0.5 ≤ 0.1 μm
    (Ii) 2 ≦ Rav / Raf ≦ 50
    Rav is the arithmetic mean roughness based on Japanese Industrial Standards (JIS) B 0601: 1994 on the surface of the protrusion.
    Raf is the arithmetic mean roughness based on the Japanese Industrial Standards (JIS) B 0601: 1994 for the flat surface.
  2.  前記(i)及び(ii)の条件を満たす、請求項1に記載の微細構造付ガラス基板。 The glass substrate with a microstructure according to claim 1, which satisfies the conditions of (i) and (ii) above.
  3.  前記孔の軸線に沿って前記微細構造付ガラス基板を切断して現れる断面において、当該微細構造付ガラス基板の厚み方向の中央から前記第一主面に向かって延びる前記孔の内面がなす第一輪郭線と前記平坦面がなす第二輪郭線とがなす90°以下の大きさを有する角の角度の大きさをθと表すとき、85°≦θ≦90°を満たす、請求項1又は2に記載の微細構造付ガラス基板。 In a cross section that appears by cutting the glass substrate with a microstructure along the axis of the hole, the inner surface of the hole extending from the center in the thickness direction of the glass substrate with the microstructure toward the first main surface forms first. Claim 1 or 2 that satisfies 85 ° ≤ θ ≤ 90 ° when the size of the angle of the angle having a size of 90 ° or less formed by the contour line and the second contour line formed by the flat surface is expressed as θ. The glass substrate with a microstructure described in.
  4.  Li2O、Na2O、及びK2Oの含有量の和は、0.5モル%未満である、請求項1~3のいずれか1項に記載の微細構造付ガラス基板。 The finely structured glass substrate according to any one of claims 1 to 3, wherein the sum of the contents of Li 2 O, Na 2 O, and K 2 O is less than 0.5 mol%.
  5.  請求項1~4のいずれか1項に記載の微細構造付ガラス基板と、
     前記平坦面の少なくとも一部及び前記孔の内面の少なくとも一部を覆う導電層と、を備えた、
     導電層付ガラス基板。
    The glass substrate with a fine structure according to any one of claims 1 to 4.
    A conductive layer that covers at least a part of the flat surface and at least a part of the inner surface of the hole.
    Glass substrate with conductive layer.
  6.  微細構造付ガラス基板を製造する方法であって、
     ガラス基板にパルスレーザーを照射して変質部を形成することと、
     ウェットエッチングにより前記変質部を除去して、前記ガラス基板に孔を形成することと、を備え、
     前記微細構造付ガラス基板は、
     前記微細構造付ガラス基板の第一主面に形成された平坦面と、
     前記第一主面において開口している孔と、
     前記第一主面における前記孔の開口に沿って形成された環状の突出部と、を有し、
     前記微細構造付ガラス基板の厚み方向における前記平坦面と前記突出部の端との距離Dは、0.001μm≦D≦2μmであり、
     下記(i)及び(ii)の条件の少なくとも1つを満たす、方法。
    (i)0.003μm≦{(Rav)2+(Raf)20.5≦0.1μm
    (ii)2≦Rav/Raf≦50
     Ravは、前記突出部の表面の日本工業規格(JIS)B 0601:1994に基づく算術平均粗さである。
     Rafは、前記平坦面の日本工業規格(JIS)B 0601:1994に基づく算術平均粗さである。
    A method of manufacturing a glass substrate with a microstructure.
    Irradiating a glass substrate with a pulse laser to form an altered part,
    It comprises removing the altered portion by wet etching to form holes in the glass substrate.
    The glass substrate with a microstructure is
    A flat surface formed on the first main surface of the glass substrate with a microstructure,
    The hole opened in the first main surface and
    It has an annular protrusion formed along the opening of the hole in the first main surface.
    The distance D between the flat surface and the end of the protruding portion in the thickness direction of the glass substrate with a microstructure is 0.001 μm ≦ D ≦ 2 μm.
    A method that satisfies at least one of the following conditions (i) and (ii).
    (I) 0.003 μm ≤ {(Rav) 2 + (Raf) 2 } 0.5 ≤ 0.1 μm
    (Ii) 2 ≦ Rav / Raf ≦ 50
    Rav is the arithmetic mean roughness based on Japanese Industrial Standards (JIS) B 0601: 1994 on the surface of the protrusion.
    Raf is the arithmetic mean roughness based on the Japanese Industrial Standards (JIS) B 0601: 1994 for the flat surface.
  7.  アルカリ性エッチング液又は酸性エッチング液を用いて、前記ウェットエッチングを行う、請求項6に記載の方法。 The method according to claim 6, wherein the wet etching is performed using an alkaline etching solution or an acidic etching solution.
  8.  前記アルカリ性エッチング液は、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、又は水酸化カリウム水溶液と水酸化ナトリウム水溶液との混合物である、請求項7に記載の方法。 The method according to claim 7, wherein the alkaline etching solution is a potassium hydroxide aqueous solution, a sodium hydroxide aqueous solution, or a mixture of a potassium hydroxide aqueous solution and a sodium hydroxide aqueous solution.
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