WO2023157739A1 - シリカガラス基板 - Google Patents

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WO2023157739A1
WO2023157739A1 PCT/JP2023/004264 JP2023004264W WO2023157739A1 WO 2023157739 A1 WO2023157739 A1 WO 2023157739A1 JP 2023004264 W JP2023004264 W JP 2023004264W WO 2023157739 A1 WO2023157739 A1 WO 2023157739A1
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WO
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silica glass
less
region
main surface
glass substrate
Prior art date
Application number
PCT/JP2023/004264
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
健斗 菅
英俊 松本
克明 宮谷
Original Assignee
Ａｇｃ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ａｇｃ株式会社 filed Critical Ａｇｃ株式会社
Publication of WO2023157739A1 publication Critical patent/WO2023157739A1/ja

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/12—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates
    • H01L23/14—Mountings, e.g. non-detachable insulating substrates characterised by the material or its electrical properties
    • H01L23/15—Ceramic or glass substrates
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/03—Use of materials for the substrate

Definitions

  • the present invention relates to silica glass substrates.
  • a high-frequency device requires a substrate for creating a circuit board, and silica glass is known as an example of a material for such a substrate (for example, Patent Document 1).
  • the circuit board is made from a substrate made of silica glass (hereinafter also referred to as a “silica glass substrate”)
  • the density of the silica glass substrate is lowered to reduce the dielectric constant, thereby reducing the signal increase in transmission loss can be suppressed.
  • An object of the present invention is to obtain a silica glass substrate that has a low density and can be suitably used as a circuit board.
  • a silica glass substrate according to an embodiment of the present invention has a first main surface and a second main surface facing each other, has a density of 2.0 g/cm 3 or less, contains a plurality of bubbles, The average diameter of the first recesses formed by the bubbles exposed on the first main surface is 30 ⁇ m or less, and the number of the first recesses on the first main surface is 200/mm 2 or less.
  • a silica glass substrate that has a low density and can be suitably used as a circuit substrate.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a silica glass substrate 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-sectional SEM image of the silica glass substrate 10.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing the silica glass substrate 10 according to the second embodiment.
  • FIG. 4 is a flow chart showing an example of a method for manufacturing the silica glass substrate 10.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a CO 2 laser device 40 according to one embodiment.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a beam scanning method by the CO 2 laser device 40.
  • FIG. 7 is a cross-sectional SEM image of the silica glass substrate 10 according to Example 1.
  • FIG. 8 is a cross-sectional SEM image of the silica glass sheet according to Example 3.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a silica glass substrate 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-sectional SEM
  • a numerical range represented using "-" means a range including the numerical values described before and after "-" as lower and upper limits.
  • the lower limit value and the upper limit value include the rounding range.
  • the positional relationships such as top, bottom, left, and right are based on the positional relationships shown in the drawings unless otherwise specified, and the dimensional ratios in the drawings are not limited to the ratios shown in the drawings. Note that, in the drawings, the same elements may be denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions may be omitted.
  • “high frequency” refers to microwaves (3 GHz to 30 GHz) and millimeter waves (30 GHz to 300 GHz).
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a silica glass substrate 10 according to the first embodiment.
  • the silica glass substrate 10 is formed by a first main surface 11, a second main surface 12 facing the first main surface 11, a silica glass portion 13, bubbles 14, and bubbles 14 exposed on the first main surface 11. and a first recessed portion 15 .
  • the silica glass substrate 10 includes a first region 101 having a depth of 4.93 ⁇ m or less from the first main surface 11 and a second region having a depth of 19.7 ⁇ m to 200 ⁇ m from the first main surface 11. 102 and .
  • the “principal surface” means a surface perpendicular to the thickness direction of the silica glass substrate 10 .
  • the silica glass substrate 10 has a rectangular parallelepiped shape in FIG. 1, the shape is not limited to a rectangular parallelepiped shape, and may be a disk shape or the like.
  • the silica glass portion 13 is transparent to visible light.
  • the silica glass substrate 10 since the silica glass substrate 10 has a plurality of bubbles 14, it is opaque to visible light as a whole.
  • the term “transparent” means that the visible light transmittance is 60% or more, preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and still more preferably 90% or more.
  • the thickness of the silica glass substrate 10 is preferably 0.2 mm or more. If the silica glass substrate 10 has a thickness of 0.2 mm or more, it has sufficient mechanical strength and can be suitably used as a substrate for high frequency devices.
  • the thickness of the silica glass substrate 10 is preferably 4 mm or less, more preferably 3 mm or less, still more preferably 2 mm or less, even more preferably 1 mm or less, particularly preferably 0.8 mm or less, and extremely preferably 0.5 mm or less. If the silica glass substrate 10 has a thickness of 2 mm or less, it is suitable as a substrate for high frequency devices. Generally, in high frequency devices, the higher the frequency, the thinner the substrate required.
  • the thickness of the silica glass substrate 10 can be measured with a vernier caliper or a measure.
  • the density of the silica glass substrate 10 is preferably 0.8 g/cm 3 or more, more preferably 1.0 g/cm 3 or more, still more preferably 1.2 g/cm 3 or more, and particularly preferably 1.4 g/cm 3 or more. . Sufficient strength can be obtained if the density of the silica glass substrate 10 is 0.8 g/cm 3 or more.
  • the density of the silica glass substrate 10 is preferably 2.0 g/cm 3 or less, more preferably 1.8 g/cm 3 or less, even more preferably 1.75 g/cm 3 or less. If the density of the silica glass substrate 10 is 2.0 g/cm 3 or less, the dielectric constant of the silica glass substrate 10 can be lowered.
  • the dielectric constant and density of silica glass are in a roughly proportional relationship. In other words, the lower the density of the silica glass substrate 10, the lower the dielectric constant of the silica glass substrate 10.
  • the density of the silica glass substrate 10 was measured using a molecular balance (trade name: UP423X) and a specific gravity measurement kit (trade name: SMK-102) manufactured by Shimadzu Corporation on a test piece of about 3 g cut from the silica glass substrate 10. , can be calculated by the Archimedes method.
  • the content of OH groups in the silica glass substrate 10 is preferably 100 mass ppm or less, more preferably 50 mass ppm or less. If the OH group content of the silica glass substrate 10 is 100 mass ppm or less, the dielectric loss tangent of the silica glass substrate 10 can be reduced.
  • the OH group concentration of the silica glass substrate 10 can be measured with an infrared spectrophotometer. Specifically, after obtaining an IR spectrum of a test piece cut out from the silica glass substrate 10 using an infrared spectrophotometer, the peak derived from the OH group can be quantified and calculated (reference: J. Am. P. Williams et al., Direct determination of water in glass, Ceramic. Bulletin., Vol. 55, No. 5, pp 524, 1976).
  • the relative dielectric constant of the silica glass substrate 10 is preferably 5 or less, more preferably 4 or less, and even more preferably 3 or less. If the silica glass substrate 10 has a dielectric constant of 5 or less, it is suitable as a substrate for an antenna for use in high-frequency devices, for example.
  • the dielectric loss tangent of the silica glass substrate 10 is preferably 0.01 or less. If the dielectric loss tangent of the silica glass substrate 10 is 0.01 or less, transmission loss can be reduced when a transmission line is formed on the main surface of the silica glass substrate 10 .
  • the dielectric constant and dielectric loss tangent of the silica glass substrate 10 can be measured using a cavity resonator and vector network analyzer according to the method described in JIS-R1641 (2007).
  • the first main surface 11 is a main surface that is laser-processed in the manufacturing method of the silica glass substrate 10 to be described later, and has first concave portions 15 formed by bubbles 14 .
  • the surface roughness Ra of the first main surface 11 is preferably 10 nm or less, more preferably 3 nm or less, even more preferably 1 nm or less.
  • the surface roughness Ra can be measured with an atomic force microscope (AFM). Specifically, using an atomic force microscope (Oxford Instruments: CypherES), a cantilever (Olympus: AC -55) is scanned, and the number of obtained data is calculated as 512 ⁇ 512. This is performed for at least three target regions, and the average value thereof is taken as the surface roughness Ra.
  • AFM atomic force microscope
  • the silica glass portion 13 is a portion obtained by removing the air bubbles 14 from the silica glass substrate 10 .
  • the silica glass portion 13 is made of silica glass containing amorphous silicon oxide (SiO 2 ) as a main component, and has a density of about 2.2 g/cm 3 .
  • the composition of the silica glass portion 13 is not particularly limited as long as it contains SiO 2 as a main component, and may contain a small amount of metal impurities and the like generated during manufacturing in addition to SiO 2 .
  • Metal impurities include, for example, lithium (Li), sodium (Na), magnesium (Mg), aluminum (Al), potassium (K), calcium (Ca), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe) , nickel (Ni), copper (Cu), titanium (Ti), cobalt (Co), zinc (Zn), silver (Ag), cadmium (Cd), and lead (Pb).
  • the metal impurities contained in the silica glass portion 13 are preferably 0.5 mass ppm or less, more preferably 0.1 mass ppm or less. If the amount of metal impurities contained in the silica glass portion 13 is 0.5 ppm by mass or less, the silica glass substrate 10 is excellent in heat resistance and chemical resistance.
  • the composition of the silica glass portion 13 can be obtained by ICP emission spectroscopic analysis or the like.
  • a silica glass substrate 10 contains a plurality of bubbles 14 .
  • the bubbles 14 are distributed substantially uniformly within the silica glass substrate 10 and contain gas therein.
  • FIG. 1 shows the bubbles 14 in the front cross section of the silica glass substrate 10
  • other cross sections obtained by cutting the silica glass substrate 10 along its thickness direction also have similar cross sections.
  • the bubbles 14 appearing on the right cross section of the silica glass substrate 10 are omitted.
  • the shape of the air bubble 14 is not particularly limited, but is approximately spherical or approximately flat spherical. However, as also shown in FIG. 1, some bubbles 14 may communicate with adjacent bubbles 14 and deform.
  • the size of the air bubbles 14 varies depending on the depth from the first main surface 11 due to the manufacturing method of the silica glass substrate 10, which will be described later.
  • the sizes of the bubbles 14 existing in the first region 101 and the second region 102 will be described below with reference to FIG.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-sectional SEM image of the silica glass substrate 10. As shown in FIG. A cross-sectional SEM image is obtained by observing a cross section obtained by cutting the silica glass substrate 10 along its thickness direction with a scanning microscope (SEM) (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation: S-3400).
  • SEM scanning microscope
  • the cross-sectional area of the first region 101 in the cross-sectional SEM image is S 1
  • the cross-sectional area of the second region 102 is S 2
  • the total cross-sectional area of the bubble 141 is S b1
  • the total cross-sectional area of the bubble 142 is S b1 .
  • S b2 the total cross-sectional area of the bubble 142
  • bubbles 141 and 142 are shown in black so as to be distinguished from bubbles 14 that are not included in either the first region 101 or the second region 102 .
  • the cross-sectional area of the air bubble 14 existing on the boundary between the first region 101 and the second region 102 is calculated by dividing it.
  • a specific method for calculating S b1 and S b2 is as follows. That is, for the cross-sectional SEM image (for example, 421 ⁇ m ⁇ 316 ⁇ m) obtained from an arbitrary cross-section, image processing software (for example, WinROOF2018) is used to section all the bubbles 141 and bubbles 142 included in the cross-sectional SEM image. The areas are determined respectively, and the sum of the cross-sectional areas of the bubbles 141 and the sum of the cross-sectional areas of the bubbles 142 are obtained. This is performed on at least three cross-sectional SEM images obtained by observing different points, and the average values of these are taken as Sb1 and Sb2 .
  • image processing software for example, WinROOF2018
  • S b1 /S 1 is preferably 0.15 or less, more preferably 0.13 or less, still more preferably 0.11 or less, even more preferably 0.09 or less, particularly preferably 0.07 or less, and 0.05 The following are highly preferred, and 0 is most preferred. If S b1 /S 1 is 0.15 or less, the strength of the surface layer of the silica glass substrate 10 is high, so that it is possible to apply, for example, a cleaning process used for ordinary silica glass.
  • S b2 /S 2 is preferably 0.20 or more, more preferably 0.22 or more, still more preferably 0.24 or more, even more preferably 0.26 or more, particularly preferably 0.28 or more, and 0.3 The above is extremely preferable. If S b2 /S 2 is 0.20 or more, the density of the second region 102 will be a sufficiently low value, and the dielectric constant can be reduced.
  • S b2 /S 2 is preferably 0.8 or less, more preferably 0.7 or less, still more preferably 0.6 or less, and particularly preferably 0.5 or less. If S b2 /S 2 is 0.8 or less, there is no danger that the strength of the silica glass substrate 10 will be impaired due to excessive inclusion of the bubbles 142 .
  • (S b2 /S 2 )/(S b1 /S 1 ) (hereinafter also simply referred to as “X”) is preferably 1.3 or more, more preferably 1.5 or more, and still more preferably 1.7 or more. , 2.0 or more is particularly preferred, and 2.5 or more is most preferred. If X is 1.3 or more, the density of the silica glass substrate 10 can be reduced and the relative dielectric constant can be lowered while sufficiently suppressing the formation of recesses described later. Therefore, the silica glass substrate 10 can be used as a substrate for high frequency devices. It can be used preferably.
  • the first concave portions 15 are formed by the air bubbles 14 exposed on the first main surface 11 . Therefore, the surface of the first concave portion 15 is a curved surface obtained by notching a substantially spherical body or a substantially oblate spherical body.
  • the average diameter of the first concave portion 15 is preferably 30 ⁇ m or less. If the average diameter of the first concave portion 15 is 30 ⁇ m or less, it is possible to suppress the occurrence of disconnection when forming a transmission line on the first main surface 11 .
  • the number of first concave portions 15 is preferably 200/mm 2 or less, more preferably 100/mm 2 or less, still more preferably 50/mm 2 or less, even more preferably 20/mm 2 or less, and 10. /mm 2 or less is particularly preferred, 5 pieces/mm 2 or less is more preferred, and 1 piece/mm 2 or less is most preferred. If the number of first concave portions 15 is 500/mm 2 or less, it is possible to suppress the occurrence of disconnection when forming a transmission line on the first main surface 11 .
  • the average diameter and number of the first concave portions 15 can be obtained by scanning electron microscope (SEM) and image analysis. Specifically, an SEM image (395 ⁇ m ⁇ 296 ⁇ m) obtained by observing the first main surface 11 with a scanning electron microscope (SEM) (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation: S-3400) is processed with image processing software (for example, , ImageJ). Assuming that the white areas included in the obtained processed image are the first recesses 15, the number of the first recesses 15 and the average diameter when the first recesses 15 are assumed to be perfect circles are obtained. This is performed for at least five SEM images acquired from arbitrary locations on the first main surface 11, and the average value is obtained.
  • SEM scanning electron microscope
  • the first main surface 11 side of the silica glass substrate 10 has been described above.
  • the second main surface 12 side of the silica glass substrate 10 may have the same characteristics as the first main surface 11 side. This will be explained in detail below.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing the silica glass substrate 10 according to the second embodiment.
  • the silica glass substrate 10 includes the following in addition to the first main surface 11, the second main surface 12, the silica glass portion 13, the bubbles 14, the first concave portion 15, the first region 101, and the second region 102 described above. further has That is, a second concave portion 16 (not shown) formed by the bubble 14 exposed on the second main surface 12, a third region 103 having a depth of 4.93 ⁇ m or less from the second main surface 12, a second and a fourth region 104 having a depth of 19.7 ⁇ m to 200 ⁇ m from the major surface 12 .
  • the thickness of the silica glass substrate 10 according to the second embodiment is preferably 0.4 mm or more. If the silica glass substrate 10 according to the second embodiment has a thickness of 0.4 mm or more, it has sufficient mechanical strength and can be suitably used as a substrate for high frequency devices.
  • the thickness of the silica glass substrate 10 according to the second embodiment is preferably 4 mm or less, more preferably 3 mm or less, still more preferably 2 mm or less, even more preferably 1 mm or less, particularly preferably 0.8 mm or less, and 0.5 mm or less. is highly preferred. If the silica glass substrate 10 according to the second embodiment has a thickness of 4 mm or less, it is suitable as a substrate for high frequency devices. Generally, in high frequency devices, the higher the frequency, the thinner the substrate required.
  • a preferable range of the surface roughness Ra of the second principal surface 12 is the same as that of the surface roughness Ra of the first principal surface 11 . That is, the surface roughness Ra of the second main surface 12 is preferably 10 nm or less, more preferably 3 nm or less, and even more preferably 1 nm or less.
  • the method of measuring the surface roughness Ra of the second principal surface 12 is also the same as that of the first principal surface 11 .
  • the features of the second recess 16 are the same as those of the first recess 15 described above. That is, the average diameter of the second concave portion 16 (not shown) is preferably 30 ⁇ m or less.
  • the number of second recesses 16 is preferably 200/mm 2 or less, more preferably 100/mm 2 or less, still more preferably 50/mm 2 or less, and even more preferably 20/mm 2 or less.
  • the number is preferably 10/mm 2 or less, particularly preferably 5/mm 2 or less, and most preferably 1/mm 2 or less.
  • the cross-sectional area of the third region 103 in the cross-sectional SEM image is S 3
  • the cross-sectional area of the fourth region 104 is S 4 .
  • the total cross-sectional area of the bubble 143 is S b3
  • the total cross-sectional area of the bubble 142 is S b3 .
  • S b4 The specific calculation method of S b3 and S b4 is the same as that of S b1 and S b2 .
  • the cross-sectional area of the air bubble 14 existing on the boundary between the third area 103 and the fourth area 104 is calculated by dividing it.
  • the preferable range of S b3 /S 3 is the same as that of S b1 /S 1 described above. That is, S b3 /S 3 is preferably 0.15 or less, more preferably 0.13 or less, still more preferably 0.11 or less, even more preferably 0.09 or less, particularly preferably 0.07 or less, and 0.05 The following are highly preferred, and 0 is most preferred.
  • the preferred range of S b4 /S 4 is the same as that of S b2 /S 2 described above. That is, S b4 /S 4 is preferably 0.8 or less, more preferably 0.7 or less, still more preferably 0.6 or less, and particularly preferably 0.5 or less.
  • (S b4 /S 4 )/(S b3 /S 3 ) is the same as for X above. That is, (S b4 /S 4 )/(S b3 /S 3 ) is preferably 1.3 or more, more preferably 1.5 or more, still more preferably 1.7 or more, particularly preferably 2.0 or more. 5 or more is most preferred.
  • Silica glass substrate 10 can be used as a circuit board by providing a conductor layer on at least one of first main surface 11 and second main surface 12 and forming a circuit pattern. Moreover, it can also be used as a mounting board in which an element (for example, a semiconductor element or a ceramic element) is mounted on the circuit board. In order to reduce the size of the circuit board, it is preferable to provide conductor layers on both the first main surface 11 and the second main surface 12. In this case, the second embodiment shown in FIG. It is preferable to use the silica glass substrate 10 according to
  • the conductor layer is made of a conductive metal.
  • a conductive metal examples include gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), iron (Fe), nickel (Ni), aluminum (Al), and alloys thereof.
  • the conductor layer is a multi-layer having a base layer made of titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), etc., and a wiring layer made of gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), etc. It may be a structure.
  • Elements are, for example, passive elements such as capacitors and inductors, and active elements such as transistors and diodes.
  • a circuit board or a semiconductor element mounting board made from the silica glass substrate 10 can be suitably used for high-frequency devices because the silica glass substrate 10 has excellent electrical properties such as dielectric constant and dielectric loss tangent.
  • transmission line means coaxial line, strip line, microstrip line, coplanar line, parallel line, etc.
  • antenna means waveguide slot antenna, horn antenna, lens antenna, These include printed antennas, triplate antennas, microstrip antennas, and patch antennas.
  • the semiconductor element mounting board described above is used as a transmitter/receiver or the like in a high-frequency device.
  • FIG. 4 is a flow chart showing an example of a method for manufacturing the silica glass substrate 10. As shown in FIG. The method for manufacturing the silica glass substrate 10 has steps S31 to S36.
  • a VAD (Vapor-phase Axial Deposition) method is used as a method for synthesizing silica glass.
  • the method for synthesizing silica glass may be changed as appropriate as long as the effects of the present invention are achieved, but the VAD method is preferable because the content of OH groups and metal impurities can be reduced.
  • step S31 synthetic raw materials for silica glass are selected.
  • Synthetic raw materials for silica glass are not particularly limited as long as they are gasifiable silicon-containing raw materials, but typically silicon chlorides (SiCl 4 , SiHCl 3 , SiH 2 Cl 2 , SiCH 3 Cl 3 etc.) and silicon fluorides are used.
  • silicon compounds containing halogen such as SiF 4 , SiHF 3 , SiH 2 F 2 , etc., or R n Si(OR) 4-n (R: alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, n: 0 to 3 (integer) and halogen-free silicon compounds such as (CH 3 ) 3 Si—O—Si(CH 3 ) 3 .
  • a soot body is formed from the synthetic raw materials.
  • the synthetic raw material is flame-hydrolyzed at a temperature of 1000° C. to 1500° C., and the silica particles produced are deposited on a rotating substrate by spraying to form a soot body.
  • the silica particles are partly sintered.
  • the soot body may be dehydrated by heat treatment in a vacuum atmosphere to reduce the OH group concentration.
  • the temperature during the heat treatment is preferably 1000° C. to 1300° C., and the treatment time is preferably 1 hour to 240 hours.
  • step S33 the soot body is densified to obtain a silica glass dense body.
  • the soot body is heat-treated in an inert gas atmosphere to promote sintering of silica particles in the soot body and densify the silica glass dense body.
  • the silica glass dense body is transparent silica glass containing almost no bubbles or opaque silica glass containing minute bubbles.
  • the temperature during the heat treatment is preferably 1200° C. to 1700° C.
  • the pressure is preferably 0.01 MPa to 200 MPa
  • the treatment time is preferably 10 hours to 100 hours.
  • the inert gas is dissolved in silica glass.
  • the inert gas is, for example, a gas containing at least one selected from helium (He), neon (Ne), argon (Ar), krypton (Kr), xenon (Xe) and nitrogen ( N2 ).
  • step S34 the inside of the silica glass dense body is foamed and made porous to obtain a silica glass porous body. Specifically, by heat-treating the silica glass dense body to foam the inert gas dissolved in the silica glass and thermally expand the bubbles contained in the silica glass dense body, the porous silica glass is obtained. get a body At this time, the temperature during the heat treatment is preferably 1300° C. to 1800° C., the pressure is 0 Pa to 0.1 MPa, and the treatment time is preferably 1 minute to 20 hours. If the treatment time is 20 hours or less, there is no possibility that the bubbles will be clogged due to excessive heating.
  • step S34 the heat treatment is performed in a state in which at least one of a pressure lower than that in the heat treatment in step S33 and a temperature higher than that in the heat treatment in step S33 is satisfied. occur.
  • foaming can occur even if the temperature during the heat treatment in step S34 is lower than the temperature during the heat treatment in step S33, but foaming is promoted when the temperature is higher than the temperature during the heat treatment in step S33. more preferred. Also, even if the pressure during the heat treatment in step S34 is higher than the pressure during the heat treatment in step S33, foaming may occur.
  • Ar is preferable because it is relatively inexpensive, but its solubility in silica glass is highly dependent on temperature, making it easy to control foaming.
  • step 35 the silica glass porous body is processed into an arbitrary shape using known methods such as cutting, grinding, and polishing to obtain a thin silica glass sheet.
  • the silica glass sheet has recesses formed by the air bubbles exposed on its main surface.
  • cerium oxide particles, silicon oxide particles, aluminum oxide particles, zirconium oxide particles, titanium oxide particles, diamond particles, silicon carbide particles, and the like may be used as abrasives.
  • step 36 at least one main surface of the silica glass sheet is scanned with a heat source such as laser light (e.g., CO2 laser), plasma light, or combustion flame to melt only the surface layer of the main surface.
  • a heat source such as laser light (e.g., CO2 laser), plasma light, or combustion flame to melt only the surface layer of the main surface.
  • the silica glass substrate 10 is obtained by solidifying to reduce the concave portions.
  • the method of melting the surface layer when a CO 2 laser is used as the laser beam will be specifically described below.
  • the X-axis, Y-axis, and Z-axis defined as in FIGS. 5 and 6 may be used.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing a CO 2 laser device 40 according to one embodiment.
  • the CO 2 laser device 40 includes a laser source 41, a mirror 42 that reflects a beam 411 emitted from the laser source 41, and a lens 43 that converges the beam 411 reflected by the mirror 42 onto the main surface W1 of the silica glass sheet W. and a stage 44 on which the silica glass sheet W is placed.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an example of a beam scanning method by the CO 2 laser device 40.
  • the CO 2 laser device 40 scans the beam 411 in the +Y-axis direction, then shifts it in the +X-axis direction by an offset 412, and scans again in the -Y-axis direction.
  • a beam 411 is scanned over the main surface W1.
  • scanning speed the movement speed of the beam 411 in the Y direction
  • the movement distance in the Y direction, and the offset 412 any region of the main surface W1 can be scanned at any desired density.
  • the beam 411 can be scanned.
  • the surface layer within that region can be melted.
  • the melted layer (hereinafter also referred to as “melted layer”) is cooled by means such as standing to cool and solidified.
  • the molten layer is flattened by melting and then solidified as it is, so all or part of the bubbles existing in the molten layer disappear (the density of the molten layer increases), and the number of recesses existing on the main surface W1 decreases.
  • the bubbles existing in the layer immediately below the molten layer (hereinafter also referred to as the "expansion layer”) are thermally expanded under the influence of thermal energy during melting, and the diameter of the bubbles increases. (the expansion layer becomes less dense).
  • the density of the melted layer increases and the density of the expanded layer decreases during melting.
  • the increase in the density of the silica glass sheet W in step 36 is suppressed as compared with the case where the bubbles in the expansion layer do not expand, making it easier to obtain the silica glass substrate 10 having a low dielectric constant.
  • Such an effect is peculiar to the silica glass sheet W obtained from the silica glass porous body, and can be obtained, for example, by subjecting the sheet obtained from the soot body to the same process as step 36. can't
  • the stage 44 can move in the X-axis direction and the Y-axis direction so that the beam 411 can freely scan over the main surface W1.
  • the stage 44 can also move in the Z-axis direction in order to control the beam width of the beam 411 with which the main surface W1 is irradiated.
  • the shape of the beam 411 irradiated onto the main surface W1 is not particularly limited, but may be circular, elliptical, or polygonal.
  • Mirror 42 may be rotatable about any axis. Also, although not shown, there may be two or more mirrors 42 . Furthermore, the entire CO2 laser device 40, except for the stage 44, may be movable in the X, Y, or Z directions. With these, it is also possible to allow the beam 411 to freely scan the main surface W1 without moving the stage 44 .
  • the temperature of the glass sheet W when irradiated with the beam 411 is not particularly limited, it is preferably 1000° C. to 1300° C., which is near the glass transition temperature.
  • the temperature of the molten layer during melting is preferably 1800°C to 2500°C, more preferably 2000°C to 2400°C.
  • the power of the beam 411 emitted from the laser source 41, the beam width of the beam 411, and the scanning speed of the beam 411 on the main surface W1 may be appropriately adjusted according to the desired temperature of the molten layer, depth of the molten layer, and the like. .
  • step 36 at least one of the first main surface 11 and the second main surface 12 of the silica glass substrate 10 may be further polished to reduce the surface roughness Ra.
  • the polishing method is as described above.
  • a region having a depth of 4.93 ⁇ m or less from the first main surface is referred to as a first region, and a region having a depth of 19.7 ⁇ m to 200 ⁇ m from the first main surface is referred to as a second region
  • S 1 is the cross-sectional area of the first region
  • S b1 is the total cross-sectional area of the bubbles existing in the first region
  • S 2 is the cross-sectional area of the second region
  • S b2 The silica glass substrate according to [1] or [2], wherein S b1 /S 1 is 0.15 or less and (S b2 /S 2 )/(S b1 /S 1 ) is 1.3 or more.
  • a region having a depth of 4.93 ⁇ m or less from the first main surface is a first region, a region having a depth of 19.7 ⁇ m to 200 ⁇ m from the first main surface is a second region, and the second region has a depth of 19.7 ⁇ m to 200 ⁇ m from the first main surface.
  • a region having a depth of 4.93 ⁇ m or less from the second main surface is referred to as a third region, and a region having a depth of 19.7 ⁇ m to 200 ⁇ m from the second main surface is referred to as a fourth region.
  • S 1 is the cross-sectional area of the first region
  • S b1 is the total cross-sectional area of the bubbles existing in the first region
  • S 2 is the cross-sectional area of the second region
  • S b2 is the total cross-sectional area of the bubbles existing in the second region
  • S 3 is the cross-sectional area of the third region
  • S b3 is the total cross-sectional area of the bubbles existing in the third region
  • S b1 /S 1 and S b3 /S 3 are 0.15 or less
  • (S b2 /S 2 )/(S b1 /S 1 ) and (S b4 /S 4 )/(S b3 /S 3 ) is
  • a mounting board comprising the circuit board according to [8] and a semiconductor element or a ceramic element.
  • Silicon tetrachloride (SiCl 4 ) was selected as a synthetic raw material for silica glass, flame hydrolyzed to generate silica particles, and deposited on a rotating substrate by spraying to obtain a soot body.
  • the soot body was placed in a heating furnace, filled with Ar gas, densified at a predetermined temperature, pressure and treatment time, and then returned to atmospheric pressure and allowed to cool.
  • the silica glass dense body obtained at this time was an opaque silica glass containing minute air bubbles.
  • the silica glass dense body was heat-treated at a predetermined temperature, pressure and treatment time, it was returned to the atmospheric pressure and allowed to cool to obtain a silica glass porous body.
  • the silica glass porous body was taken out from the furnace, and cut, ground, and polished in sequence to obtain three silica glass sheets (50 mm ⁇ 50 mm ⁇ 0.8 mm) according to Examples 1 to 3. Ta.
  • the silica glass sheets according to Examples 1 and 2 were placed on the stage 44 of a CO 2 laser device 40 (Diamond E-400 manufactured by Coherent), and under the conditions shown in Table 1, CO 2 laser treatment was performed only on the substrates, and silica glass substrates 10 according to Examples 1 and 2 were obtained.
  • the silica glass sheet according to Example 3 was not subjected to CO2 laser treatment.
  • Table 1 shows the conditions when the CO 2 laser device 40 was used in Examples 1 and 2 and the evaluation results of the silica glass substrates 10 or silica glass sheets in Examples 1 and 3. Each parameter was measured by the method described above. Incidentally, Examples 1 and 2 are examples, and Example 3 is a comparative example.
  • FIG. 7 shows a cross-sectional SEM image of the silica glass substrate 10 according to Example 1 obtained with a scanning microscope (SEM) (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation: S-3400).
  • SEM scanning microscope
  • FIG. 8 shows a cross-sectional SEM image of the silica glass sheet according to Example 3 obtained with a scanning microscope (SEM) (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation: S-3400). As is clear from FIG. 8, since the silica glass sheet according to Example 3 was not subjected to the CO 2 laser treatment, the bubbles were dispersed substantially uniformly.
  • SEM scanning microscope
  • the silica glass substrates 10 according to Examples 1 and 2 contained a plurality of bubbles, S b1 /S 1 was 0.15 or less, and X was 1.3 or more. The number of concave portions on the first main surface 11 was extremely small. On the other hand, in the silica glass sheet according to Example 3, S b1 /S 1 was more than 0.15 and X was less than 1.3, so the first main surface 11 had many concave portions.
  • the silica glass substrate 10 according to Example 1 had a smaller surface roughness Ra than the silica glass sheet according to Example 3.
  • silica glass substrates 10 according to Examples 1 and 2 are more suitable as substrates for high-frequency devices than the silica glass sheet of Example 3, which was not subjected to CO 2 laser treatment. Ta.

Abstract

本発明の一実施形態に係るシリカガラス基板は、互いに対向する第１主面と第２主面とを有し、密度が２．０ｇ／ｃｍ３以下であり、複数の気泡を含有し、前記第１主面に露出した前記気泡により形成される第１凹部の平均径が３０μｍ以下であり、前記第１主面における前記第１凹部の個数が２００個／ｍｍ２以下である。

Description

シリカガラス基板
　本発明は、シリカガラス基板に関する。
　高周波デバイスにおいては、回路基板を作成するための基板が必要であり、そのような基板の材料の一例として、シリカガラスが知られている（例えば、特許文献１）。
日本国特開２０１７－２２８８４６号公報
　一般に、信号周波数が高周波化すると、回路基板においては、信号の伝送損失が増大しやすい。これに対し、回路基板がシリカガラスから成る基板（以下、「シリカガラス基板」ともいう。）から作成される場合は、シリカガラス基板の密度を低下させ、比誘電率を低減することで、信号の伝送損失の増大を抑制できる。
　ところが、低密度を有し、かつ回路基板として好適に用いることができるシリカガラス基板を得ることは困難であった。
　本発明は、低密度を有し、かつ回路基板として好適に用いることができるシリカガラス基板を得ることを目的とする。
　本発明の一実施形態に係るシリカガラス基板は、互いに対向する第１主面と第２主面とを有し、密度が２．０ｇ／ｃｍ３以下であり、複数の気泡を含有し、前記第１主面に露出した前記気泡により形成される第１凹部の平均径が３０μｍ以下であり、前記第１主面における前記第１凹部の個数が２００個／ｍｍ２以下である。
　本発明の一実施形態によれば、低密度であり、かつ回路基板として好適に用いることができるシリカガラス基板を得ることができる。
図１は第１実施形態に係るシリカガラス基板１０を模式的に示す斜視図である。 図２はシリカガラス基板１０の断面ＳＥＭ像を示す模式図である。 図３は第２実施形態に係るシリカガラス基板１０を模式的に示す斜視図である。 図４はシリカガラス基板１０の製造方法の一例を示すフローチャートである。 図５は一実施形態に係るＣＯ２レーザー装置４０を示す模式図である。 図６はＣＯ２レーザー装置４０によるビームの走査方法の一例を示す模式図である。 図７は例１に係るシリカガラス基板１０の断面ＳＥＭ像である。 図８は例３に係るシリカガラスシートの断面ＳＥＭ像である。
　以下、図面を参照して実施形態の具体的な構成例を説明する。
　以下の説明において、「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値を下限値および上限値として含む範囲を意味する。前記下限値および前記上限値は、四捨五入の範囲を含む。
　図面中、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとし、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。なお、図面中で、同じ要素に同じ符号を付けて、重複する説明を省略する場合がある。
　また、「高周波」とは、マイクロ波（３ＧＨｚ～３０ＧＨｚ）およびミリ波（３０ＧＨｚ～３００ＧＨｚ）を指す。
＜シリカガラス基板＞
［第１実施形態］
　図１は、第１実施形態に係るシリカガラス基板１０を模式的に示す斜視図である。シリカガラス基板１０は、第１主面１１と、第１主面１１に対向する第２主面１２と、シリカガラス部１３と、気泡１４と、第１主面１１に露出した気泡１４により形成される第１凹部１５とを有する。また、シリカガラス基板１０は、第１主面１１からの深さが４．９３μｍ以下である第１領域１０１と、第１主面１１からの深さが１９．７μｍ～２００μｍである第２領域１０２と、を有する。なお、「主面」とは、シリカガラス基板１０の厚み方向と直交する面を意味する。
　シリカガラス基板１０の形状は、図１では直方体状であるが、その形状は直方体状に限定されず、円盤状などであってもよい。
　シリカガラス部１３は、可視光に対して透明である。一方で、シリカガラス基板１０は、複数の気泡１４を有するので、全体としては可視光に対して不透明である。なお、明細書中、「透明」とは、可視光の透過率が６０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは８０％以上、更に好ましくは９０％以上であることを意味する。
　シリカガラス基板１０の厚みは、０．２ｍｍ以上が好ましい。シリカガラス基板１０の厚みが０．２ｍｍ以上であれば、十分な機械強度を有するので、高周波デバイス用の基板として好適に用いることができる。
　シリカガラス基板１０の厚みは、４ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下がより好ましく、２ｍｍ以下が更に好ましく、１ｍｍ以下がより更に好ましく、０．８ｍｍ以下が特に好ましく、０．５ｍｍ以下が極めて好ましい。シリカガラス基板１０の厚みが２ｍｍ以下であれば、高周波デバイスの基板として好適である。一般に、高周波デバイスにおいては、周波数が高いほど、より薄い基板が必要となる。
　シリカガラス基板１０の厚みは、ノギスやメジャーで測定できる。
　シリカガラス基板１０の密度は、０．８ｇ／ｃｍ３以上が好ましく、１．０ｇ／ｃｍ３以上がより好ましく、１．２ｇ／ｃｍ３以上が更に好ましく、１．４ｇ／ｃｍ３以上が特に好ましい。シリカガラス基板１０の密度が０．８ｇ／ｃｍ３以上であれば、十分な強度が得られる。
　シリカガラス基板１０の密度は、２．０ｇ／ｃｍ３以下が好ましく、１．８ｇ／ｃｍ３以下がより好ましく、１．７５ｇ／ｃｍ３以下が更に好ましい。シリカガラス基板１０の密度が２．０ｇ／ｃｍ３以下であれば、シリカガラス基板１０の比誘電率を低くできる。
　なお、一般に、シリカガラスの比誘電率と密度は略比例の関係にあることが知られている。すなわち、シリカガラス基板１０の密度が低いほど、シリカガラス基板１０の比誘電率も低い値となる。
　シリカガラス基板１０の密度は、シリカガラス基板１０から切り出した約３ｇの試験片に対し、島津製作所製の分子天秤（商品名：　ＵＰ４２３Ｘ）および比重測定キット（商品名：ＳＭＫ－１０２）を用いて、アルキメデス法により算出できる。
　シリカガラス基板１０のＯＨ基の含有量は、１００質量ｐｐｍ以下が好ましく、５０質量ｐｐｍ以下がより好ましい。シリカガラス基板１０のＯＨ基の含有量が１００質量ｐｐｍ以下であれば、シリカガラス基板１０の誘電正接を低くできる。
　シリカガラス基板１０のＯＨ基濃度は、赤外分光光度計で測定できる。具体的には、シリカガラス基板１０から切り出した試験片に対し、赤外分光光度計を用いてＩＲスペクトルを取得した後、ＯＨ基に由来するピークを定量化して算出できる（参考文献：Ｊ．　Ｐ．　Ｗｉｌｌｉａｍｓ　ｅｔ　ａｌ．，　Ｄｉｒｅｃｔ　ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｗａｔｅｒ　ｉｎ　ｇｌａｓｓ，　Ｃｅｒａｍｉｃ．　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ．，　Ｖｏｌ．　５５，　Ｎｏ．　５，　ｐｐ５２４，　１９７６）。
　シリカガラス基板１０の比誘電率は、５以下が好ましく、４以下がより好ましく、３以下が更に好ましい。シリカガラス基板１０の比誘電率が５以下であれば、例えば高周波デバイス用途のアンテナ用の基板として好適である。
　シリカガラス基板１０の誘電正接は、０．０１以下が好ましい。シリカガラス基板１０の誘電正接が０．０１以下であれば、シリカガラス基板１０の主面に伝送線路を形成した場合に、伝送損失を低減できる。
　シリカガラス基板１０の比誘電率および誘電正接は、ＪＩＳ－Ｒ１６４１（２００７）に記載された方法に従い、空洞共振器およびベクトルネットワークアナライザを用いて測定できる。
（第１主面）
　第１主面１１は、後述するシリカガラス基板１０の製法において、レーザー加工された主面であり、気泡１４により形成される第１凹部１５を有する。
　第１主面１１の表面粗さＲａは１０ｎｍ以下が好ましく、３ｎｍ以下がより好ましく、１ｎｍ以下が更に好ましい。
　上記表面粗さＲａは、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）により測定できる。具体的には、シリカガラス基板１０から切り出した試験片の表面の対象領域（５μｍ×５μｍ）に対し、原子間力顕微鏡（Ｏｘｆｏｒｄ　Ｉｎｓｕｔｒｕｍｅｎｔｓ社製：ＣｙｐｈｅｒＥＳ）を用いて、カンチレバー（Ｏｌｙｍｐｕｓ社製：ＡＣ－５５）を走査し、取得データ数を５１２×５１２として求める。これを少なくとも３箇所の対象領域に対して行い、それらの平均値を表面粗さＲａとする。
（シリカガラス部）
　シリカガラス部１３は、シリカガラス基板１０から気泡１４を除いた部分である。
　シリカガラス部１３は、非晶質の酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を主成分とするシリカガラスから成り、その密度は約２．２ｇ／ｃｍ３である。
　シリカガラス部１３の組成は、ＳｉＯ２を主成分としていれば特に限定されず、ＳｉＯ２の他に、製造時に生ずる微量の金属不純物等を含んでもよい。金属不純物は、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、カリウム（Ｋ）、カルシウム（Ｃａ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、銀（Ａｇ）、カドミウム（Ｃｄ）、鉛（Ｐｂ）である。
　シリカガラス部１３に含まれる金属不純物は、０．５質量ｐｐｍ以下が好ましく、０．１質量ｐｐｍ以下がより好ましい。シリカガラス部１３に含まれる金属不純物が０．５質量ｐｐｍ以下であれば、シリカガラス基板１０が耐熱性や耐薬品性に優れる。
　シリカガラス部１３の組成は、ＩＣＰ発光分光分析などにより求めることができる。
（気泡）
　シリカガラス基板１０は、複数の気泡１４を含有する。気泡１４は、それぞれ、シリカガラス基板１０内に略均一に分散して存在し、内部に気体を含有する。
　図１では、シリカガラス基板１０の手前断面の気泡１４を示しているが、シリカガラス基板１０をその厚み方向に沿って切断して得られる他の断面も、同様の断面を有する。なお、図１中、シリカガラス基板１０の右側断面に現れる気泡１４は、省略している。
　気泡１４の形状は、特に限定されないが、略球状または略扁球状である。ただし、図１にも示すように、一部の気泡１４は、隣接する気泡１４と連通し、変形する場合がある。
　気泡１４の大きさは、後述するシリカガラス基板１０の製法に由来して、第１主面１１からの深さに応じて変化する。以下、第１領域１０１および第２領域１０２に存在する気泡１４の大きさについて、図２を用いて説明する。
　図２は、シリカガラス基板１０の断面ＳＥＭ像を示す模式図である。
　断面ＳＥＭ像は、シリカガラス基板１０をその厚み方向に沿って切断して得られる断面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）（日立ハイテクノロジーズ社製：Ｓ－３４００）で観察して得られるものである。
　ここで、図２のように、断面ＳＥＭ像における第１領域１０１の断面積をＳ１、第２領域１０２の断面積をＳ２とする。そして、第１領域１０１に含まれる気泡１４を気泡１４１、第２領域１０２に含まれる気泡１４を気泡１４２としたとき、気泡１４１の断面積の総和をＳｂ１、気泡１４２の断面積の総和をＳｂ２とする。なお、図２中、気泡１４１および気泡１４２は、第１領域１０１および第２領域１０２のいずれにも含まれない気泡１４と区別するために、黒塗りで示している。また、第１領域１０１または第２領域１０２の境界上に存在する気泡１４については、分割して断面積を算出するものとする。
　Ｓｂ１およびＳｂ２の具体的な算出方法は次の通りである。すなわち、任意の断面から取得した上記断面ＳＥＭ像（例えば、４２１μｍ×３１６μｍ）に対し、画像処理ソフト（例えば、ＷｉｎＲＯＯＦ２０１８）を用いて、当該断面ＳＥＭ像に含まれる全ての気泡１４１および気泡１４２の断面積をそれぞれ求め、気泡１４１の断面積の総和および気泡１４２の断面積の総和を求める。これを、それぞれ異なる箇所を観察して得られた少なくとも３枚の断面ＳＥＭ像に対し行い、これらの平均値をＳｂ１およびＳｂ２とする。
　Ｓｂ１／Ｓ１は、０．１５以下が好ましく、０．１３以下がより好ましく、０．１１以下が更に好ましく、０．０９以下がより更に好ましく、０．０７以下が特に好ましく、０．０５以下が極めて好ましく、０であることが最も好ましい。Ｓｂ１／Ｓ１が０．１５以下であれば、シリカガラス基板１０の表層の強度が高いので、例えば、通常のシリカガラスに用いる洗浄工程を適用することが可能となる。
　Ｓｂ２／Ｓ２は、０．２０以上が好ましく、０．２２以上がより好ましく、０．２４以上が更に好ましく、０．２６以上がより更に好ましく、０．２８以上が特に好ましく、０．３以上が極めて好ましい。Ｓｂ２／Ｓ２が０．２０以上であれば、第２領域１０２の密度が十分に低い値となり、比誘電率を小さくできる。
　Ｓｂ２／Ｓ２は、０．８以下が好ましく、０．７以下がより好ましく、０．６以下が更に好ましく、０．５以下が特に好ましい。Ｓｂ２／Ｓ２が０．８以下であれば、気泡１４２が過度に含まれることにより、シリカガラス基板１０の強度が損なわれる恐れがない。
　（Ｓｂ２／Ｓ２）／（Ｓｂ１／Ｓ１）（以下、単に「Ｘ」ともいう。）は、１．３以上が好ましく、１．５以上がより好ましく、１．７以上が更に好ましく、２．０以上が特に好ましく、２．５以上が最も好ましい。Ｘが１．３以上であれば、後述する凹部の形成を十分に抑制しつつ、シリカガラス基板１０の密度を低減し比誘電率を低くできるので、シリカガラス基板１０を高周波デバイス用の基板として好適に使用できる。
（凹部）
　第１凹部１５は、第１主面１１に露出した気泡１４により形成される。従って、第１凹部１５の表面は、略球体または略扁球体を切り欠いた曲面である。
　第１凹部１５の平均径は、３０μｍ以下が好ましい。第１凹部１５の平均径が３０μｍ以下であれば、第１主面１１上に伝送線路を形成する場合に、断線が発生することを抑制できる。
　第１凹部１５の個数は、２００個／ｍｍ２以下が好ましく、１００個／ｍｍ２以下がより好ましく、５０個／ｍｍ２以下が更に好ましく、２０個／ｍｍ２以下がより更に好ましく、１０個／ｍｍ２以下が特に好ましく、５個／ｍｍ２以下がより特に好ましく、１個／ｍｍ２以下が最も好ましい。第１凹部１５の個数が５００個／ｍｍ２以下であれば、第１主面１１上に伝送線路を形成する場合に、断線が発生することを抑制できる。
　第１凹部１５の平均径および個数は、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）および画像解析により求めることができる。具体的には、第１主面１１を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日立ハイテクノロジーズ社製：Ｓ－３４００）で観察して得られるＳＥＭ像（３９５μｍ×２９６μｍ）に対し、画像処理ソフト（例えば、ＩｍａｇｅＪ）を用いて二値化処理を行う。得られた処理済画像に含まれる白色領域を第１凹部１５とみなしたとき、その個数と、第１凹部１５を真円と仮定した場合の平均径をそれぞれ求める。これを、第１主面１１の任意の箇所から取得した少なくとも５枚のＳＥＭ像に対して行い、その平均値を求める。
［第２実施形態］
　以上、シリカガラス基板１０の第１主面１１側の特徴について説明したが、シリカガラス基板１０の作製において、第２主面１２を得る際に、第１主面１１を得る際と同様の加工等を行うことにより、シリカガラス基板１０の第２主面１２側が、第１主面１１側と同様の特徴を有するようにしてもよい。このことについて、以下詳細に説明する。
　図３は、第２実施形態に係るシリカガラス基板１０を模式的に示す斜視図である。シリカガラス基板１０は、上述した第１主面１１、第２主面１２、シリカガラス部１３、気泡１４、第１凹部１５、第１領域１０１と、第２領域１０２に加えて、次のものを更に有する。すなわち、第２主面１２に露出した気泡１４により形成される第２凹部１６（不図示）と、第２主面１２からの深さが４．９３μｍ以下である第３領域１０３と、第２主面１２からの深さが１９．７μｍ～２００μｍである第４領域１０４と、を更に有する。
　第１実施形態に係るシリカガラス基板１０と、第２実施形態に係るシリカガラス基板１０に共通する構成の特徴は、上述の通りである。以下、第２実施形態に係るシリカガラス基板１０のみが有する特徴について説明する。
（厚み）
　第２実施形態に係るシリカガラス基板１０の厚みは、０．４ｍｍ以上が好ましい。第２実施形態に係るシリカガラス基板１０の厚みが０．４ｍｍ以上であれば、十分な機械強度を有するので、高周波デバイス用の基板として好適に用いることができる。
　第２実施形態に係るシリカガラス基板１０の厚みは、４ｍｍ以下が好ましく、３ｍｍ以下がより好ましく、２ｍｍ以下が更に好ましく、１ｍｍ以下がより更に好ましく、０．８ｍｍ以下が特に好ましく、０．５ｍｍ以下が極めて好ましい。第２実施形態に係るシリカガラス基板１０の厚みが４ｍｍ以下であれば、高周波デバイスの基板として好適である。一般に、高周波デバイスにおいては、周波数が高いほど、より薄い基板が必要となる。
（第２主面）
　第２主面１２の表面粗さＲａの好ましい範囲は、第１主面１１の表面粗さＲａと同様である。すなわち第２主面１２の表面粗さＲａは１０ｎｍ以下が好ましく、３ｎｍ以下がより好ましく、１ｎｍ以下が更に好ましい。なお、第２主面１２の表面粗さＲａの測定方法も、第１主面１１の場合と同様である。
（凹部）
　第２凹部１６（不図示）の特徴は、上述の第１凹部１５と同様である。すなわち第２凹部１６（不図示）の平均径は、３０μｍ以下が好ましい。
　第２凹部１６（不図示）の個数は、２００個／ｍｍ２以下が好ましく、１００個／ｍｍ２以下がより好ましく、５０個／ｍｍ２以下が更に好ましく、２０個／ｍｍ２以下がより更に好ましく、１０個／ｍｍ２以下が特に好ましく、５個／ｍｍ２以下がより特に好ましく、１個／ｍｍ２以下が最も好ましい。
（気泡）
　図２の場合と同様に、断面ＳＥＭ像における第３領域１０３の断面積をＳ３、第４領域１０４の断面積をＳ４とする。そして、第３領域１０３に含まれる気泡１４を気泡１４３、第２領域１０４に含まれる気泡１４を気泡１４４としたとき、気泡１４３の断面積の総和をＳｂ３、気泡１４２の断面積の総和をＳｂ４とする。なお、Ｓｂ３およびＳｂ４の具体的な算出方法は、Ｓｂ１およびＳｂ２と同様である。また、第３領域１０３または第４領域１０４の境界上に存在する気泡１４については、分割して断面積を算出するものとする。
　このとき、Ｓｂ３／Ｓ３の好ましい範囲は、上述のＳｂ１／Ｓ１と同様である。すなわちＳｂ３／Ｓ３は０．１５以下が好ましく、０．１３以下がより好ましく、０．１１以下が更に好ましく、０．０９以下がより更に好ましく、０．０７以下が特に好ましく、０．０５以下が極めて好ましく、０であることが最も好ましい。
　Ｓｂ４／Ｓ４の好ましい範囲は、上述のＳｂ２／Ｓ２と同様である。すなわちＳｂ４／Ｓ４は０．８以下が好ましく、０．７以下がより好ましく、０．６以下が更に好ましく、０．５以下が特に好ましい。
　（Ｓｂ４／Ｓ４）／（Ｓｂ３／Ｓ３）の好ましい範囲は、上述のＸと同様である。すなわち（Ｓｂ４／Ｓ４）／（Ｓｂ３／Ｓ３）は１．３以上が好ましく、１．５以上がより好ましく、１．７以上が更に好ましく、２．０以上が特に好ましく、２．５以上が最も好ましい。
＜用途＞
　以下に、シリカガラス基板１０の用途について説明する。
　シリカガラス基板１０は、第１主面１１および第２主面１２の少なくとも一方に導体層を設け、回路パターンを形成することにより、回路基板として用いることができる。また、当該回路基板に素子（例えば、半導体素子やセラミックス素子）を実装した実装基板として用いることもできる。なお、回路基板の小型化のためには、第１主面１１および第２主面１２の両主面に導体層を設けることが好ましく、この場合は、図３に示した、第２実施形態に係るシリカガラス基板１０を用いることが好ましい。
　導体層は、導電性を有する金属から成る。そのような金属としては、例えば、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、これらの合金などが挙げられる。また、導体層は、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）などから成る下地層と、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）などから成る配線層とを有する多層構造であってもよい。
　素子は、例えば、キャパシタやインダクタなどの受動素子、トランジスタやダイオードなどの能動素子である。
　シリカガラス基板１０から作成された回路基板または半導体素子実装基板は、シリカガラス基板１０が比誘電率や誘電正接などの電気特性に優れることから、高周波デバイスに好適に用いることができる。
　上述の回路基板は、高周波デバイスにおいて、伝送線路、アンテナ、伝送線路とアンテナが一体化したアンテナ装置などとして用いられる。なお、明細書中、「伝送線路」とは、同軸線路、ストリップ線路、マイクロストリップ線路、コプレナー線路、平行線路などであり、「アンテナ」とは、導波管スロットアンテナ、ホーンアンテナ、レンズアンテナ、プリントアンテナ、トリプレートアンテナ、マイクロストリップアンテナ、パッチアンテナなどである。
　また、上記の半導体素子実装基板は、高周波デバイスにおいて、送受信装置などとして用いられる。
＜製法＞
　続いて、一実施形態に係るシリカガラス基板１０の製造方法について説明する。
　図４は、シリカガラス基板１０の製造方法の一例を示すフローチャートである。シリカガラス基板１０の製造方法は、ステップＳ３１～Ｓ３６を有する。
　なお、以下では、シリカガラスの合成方法としてＶＡＤ（Ｖａｐｏｒ－ｐｈａｓｅ　Ａｘｉａｌ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法を用いている。
　シリカガラスの合成方法は、本発明の効果を奏する限りにおいて適宜変更しても構わないが、ＯＨ基や金属不純物の含有量を低くできることからＶＡＤ法が好ましい。
（合成原料の選定）
　ステップＳ３１では、シリカガラスの合成原料を選定する。
　シリカガラスの合成原料は、ガス化可能なケイ素含有原料であれば特に制限されないが、代表的にはケイ素塩化物（ＳｉＣｌ４，ＳｉＨＣｌ３，ＳｉＨ２Ｃｌ２，ＳｉＣＨ３Ｃｌ３など）やケイ素フッ化物（ＳｉＦ４，ＳｉＨＦ３，ＳｉＨ２Ｆ２など）といったハロゲンを含むケイ素化合物、または、ＲｎＳｉ（ＯＲ）４－ｎ（Ｒ：炭素数１～４のアルキル基、ｎ：０～３の整数）で示されるアルコキシシランや（ＣＨ３）３Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ（ＣＨ３）３といったハロゲンを含まないケイ素化合物が挙げられる。
（スート体の形成）
　次に、ステップＳ３２では、上記合成原料からスート体を形成する。
　具体的には、上記合成原料を１０００℃～１５００℃の温度にて火炎加水分解し、生成されたシリカ粒子を回転する基材上に吹き付けて堆積させることにより、スート体を形成する。このようにして得られたスート体中では、シリカ粒子同士が一部焼結している。
　また、図示しないが、シリカガラス基板１０の電気的特性を制御する目的で、ステップＳ３２の後に、スート体を真空雰囲気下で熱処理により脱水し、ＯＨ基濃度を低下させてもよい。このとき、熱処理時の温度は１０００℃～１３００℃、処理時間は１時間～２４０時間が好ましい。
（緻密化）
　次に、ステップＳ３３では、上記スート体を緻密化し、シリカガラス緻密体を得る。
　具体的には、上記スート体を不活性ガス雰囲気にて熱処理し、スート体中のシリカ粒子同士の焼結を進行させて緻密化することにより、シリカガラス緻密体を得る。シリカガラス緻密体は、気泡を略含まない透明シリカガラス、または、微小な気泡を含む不透明シリカガラスである。このとき、熱処理時の温度は１２００℃～１７００℃、圧力は０．０１ＭＰａ～２００ＭＰａ、処理時間は１０時間～１００時間が好ましい。
　ステップＳ３３では、上記不活性ガスがシリカガラスに溶解する。不活性ガスは、例えば、ヘリウム（Ｈｅ）、ネオン（Ｎｅ）、アルゴン（Ａｒ）、クリプトン（Ｋｒ）、キセノン（Ｘｅ）および窒素（Ｎ２）から選択される少なくとも１種を含むガスである。
（多孔質化）
　次に、ステップＳ３４では、上記シリカガラス緻密体の内部で発泡させ、多孔質化して、シリカガラス多孔質体を得る。
　具体的には、上記シリカガラス緻密体を熱処理し、シリカガラス中に溶解している不活性ガスを発泡させ、かつ、シリカガラス緻密体に含まれる気泡を熱膨張させることにより、シリカガラス多孔質体を得る。このとき、熱処理時の温度は１３００℃～１８００℃、圧力は０Ｐａ～０．１ＭＰａ、処理時間は１分～２０時間が好ましい。なお、処理時間が２０時間以内であれば、過度な加熱により気泡が閉塞してしまう恐れがない。
　以下、発泡のメカニズムについて説明する。
　一般に、シリカガラスに対する不活性ガスの溶解度は、雰囲気中の不活性ガスの分圧が低いほど、また、シリカガラスの温度が高いほど、低下する傾向がある。従って、ステップＳ３４において、ステップＳ３３の熱処理時よりも低い圧力、または高い温度の少なくとも一方を満たした状態で熱処理を行うことで、不活性ガスの溶解量が過飽和状態となり、シリカガラス中で発泡が生じる。
　以上のメカニズムを考慮すると、ステップＳ３４の熱処理時の温度は、ステップＳ３３の熱処理時の温度より低くても発泡は生じ得るが、ステップＳ３３の熱処理時の温度より高いほうが、発泡が促進されるのでより好ましい。また、ステップＳ３４の熱処理時の圧力は、ステップＳ３３の熱処理時の圧力より高くても発泡は生じ得るが、ステップＳ３３の熱処理時の圧力より低いほうが、発泡が促進されるのでより好ましい。
　なお、上述した不活性ガスのうち、Ａｒは、比較的安価でありながら、シリカガラスに対する溶解度の温度依存性が大きく、発泡を制御しやすいという点から好ましい。
（加工）
　次に、ステップ３５では、上記シリカガラス多孔質体に対し、切断加工、研削加工、研磨加工等の公知方法を用いて任意の形状に加工し、薄板状のシリカガラスシートを得る。ここで、シリカガラスシートは、その主面に露出した上記気泡により形成された凹部を有する。
　研磨加工を行う場合、研磨剤としては、酸化セリウム粒子、酸化シリコン粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化ジルコニウム粒子、酸化チタン粒子、ダイヤモンド粒子、炭化ケイ素粒子などを用いてもよい。
（表層の溶融）
　次に、ステップ３６では、上記シリカガラスシートの少なくとも一方の主面に対し、レーザー光（例えば、ＣＯ２レーザー）、プラズマ光、燃焼火炎などの熱源を走査し、主面の表層のみを溶融した後、凝固させることで、凹部を減少させ、シリカガラス基板１０を得る。
　以下、図５および図６を用いて、レーザー光としてＣＯ２レーザーを用いた場合の表層の溶融の方法を具体的に説明する。なお、説明において、図５および図６のように定義するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を用いて説明する場合がある。
　図５は、一実施形態に係るＣＯ２レーザー装置４０を示す模式図である。ＣＯ２レーザー装置４０は、レーザー源４１と、レーザー源４１から発せられるビーム４１１を反射するミラー４２と、ミラー４２により反射されたビーム４１１をシリカガラスシートＷの主面Ｗ１に集光するレンズ４３と、シリカガラスシートＷを載置するステージ４４とを有する。
　図６は、ＣＯ２レーザー装置４０によるビームの走査方法の一例を示す模式図である。図６に示すように、ＣＯ２レーザー装置４０は、ビーム４１１を＋Ｙ軸方向に走査させた後、＋Ｘ軸方向にオフセット４１２だけずらして、－Ｙ軸方向に再度走査させることを繰り返すことにより、主面Ｗ１上にビーム４１１を走査させる。このとき、ビーム４１１のＹ方向の移動速度（以下、「走査速度」ともいう。）、Ｙ方向の移動距離およびオフセット４１２を制御することにより、主面Ｗ１の任意の領域に対し、任意の密度で、ビーム４１１を走査させることができる。
　このように、主面Ｗ１の任意の領域にビーム４１１を走査させることで、当該領域内の表層を溶融させることができる。溶融後、溶融した層（以下、「溶融層」ともいう。）を、放冷等の手段により冷却して凝固させる。このとき、溶融により溶融層は平坦化し、その後そのまま凝固するため、溶融層に存在する気泡の全部または一部は消滅し（溶融層の密度が増加し）、主面Ｗ１に存在する凹部の個数が減少する。また、これと同時に、溶融層の直下の層（以下、「膨張層」ともいう。）に存在していた気泡は、溶融時の熱エネルギーの影響を受けて熱膨張し、気泡の径が増大する（膨張層の密度が低下する）。
　このように、複数の気泡を含有するシリカガラスシートＷにおいて、溶融の際に溶融層の密度が増加すると同時に、膨張層の密度が低下する。結果として、膨張層における気泡の膨張がない場合に比べて、ステップ３６によるシリカガラスシートＷの密度の上昇が抑制されることとなり、低い比誘電率を有するシリカガラス基板１０を得ることが容易となる。このような効果は、上記シリカガラス多孔質体から得られたシリカガラスシートＷに特有のものであり、例えば上記スート体から得たシートに対してステップ３６と同様の工程を行っても得ることができない。
　ステージ４４は、ビーム４１１が主面Ｗ１上を自由に走査できるように、Ｘ軸方向およびＹ軸方向に移動できる。また、ステージ４４は、主面Ｗ１に照射されるビーム４１１のビーム幅を制御するために、Ｚ軸方向にも移動できる。なお、主面Ｗ１に照射されるビーム４１１の形状は、特に限定されないが、円形や楕円形、多角形状であってよい。
　ミラー４２は任意の軸を中心として回転できてもよい。また、図示しないが、ミラー４２は２枚以上あってもよい。更に、ステージ４４を除くＣＯ２レーザー装置４０全体が、Ｘ軸、Ｙ軸またはＺ軸方向に移動できてもよい。これらにより、ステージ４４を移動させずに、ビーム４１１が主面Ｗ１上を自由に走査できるようにすることも可能である。
　ビーム４１１照射時のガラスシートＷの温度は、特に限定されないが、ガラス転移温度付近である１０００℃～１３００℃であることが好ましい。
　溶融時の溶融層の温度は、１８００℃～２５００℃が好ましく、２０００℃～２４００℃がより好ましい。
　レーザー源４１から発せられるビーム４１１の出力、ビーム４１１のビーム幅、主面Ｗ１におけるビーム４１１の走査速度は、所望の溶融層の温度、溶融層の深さ等に応じて、適宜調整すればよい。
　また、ステップ３６の後に、シリカガラス基板１０の第１主面１１および第２主面１２の少なくとも一方に対し、表面粗さＲａを小さくするために、更に研磨加工を行ってもよい。研磨の方法は、上述の通りである。
　以上より、本明細書は下記のシリカガラス基板を開示する。
〔１〕互いに対向する第１主面と第２主面とを有するシリカガラス基板であって、
　密度が２．０ｇ／ｃｍ３以下であり、
　複数の気泡を含有し、
　前記第１主面に露出した前記気泡により形成される第１凹部の平均径が３０μｍ以下であり、
　前記第１主面における前記第１凹部の個数が２００個／ｍｍ２以下である、シリカガラス基板。
〔２〕前記第１凹部の個数が１００個／ｍｍ２以下である、〔１〕に記載のシリカガラス基板。
〔３〕前記第１主面からの深さが４．９３μｍ以下である領域を第１領域、前記第１主面からの深さが１９．７μｍ～２００μｍである領域を第２領域と称し、前記シリカガラス基板をその厚み方向に沿って切断して得られる断面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して得られる断面ＳＥＭ像において、
　前記第１領域の断面積をＳ１、前記第１領域に存在する前記気泡の断面積の総和をＳｂ１、
　前記第２領域の断面積をＳ２、前記第２領域に存在する前記気泡の断面積の総和をＳｂ２としたとき、
　Ｓｂ１／Ｓ１が０．１５以下であり、（Ｓｂ２／Ｓ２）／（Ｓｂ１／Ｓ１）が１．３以上である、〔１〕または〔２〕に記載のシリカガラス基板。
〔４〕互いに対向する第１主面と第２主面とを有するシリカガラス基板であって、
　密度が２．０ｇ／ｃｍ３以下であり、
　複数の気泡を含有し、
　前記第１主面に露出した前記気泡により形成される第１凹部の平均径が３０μｍ以下であり、
　前記第１主面における前記第１凹部の個数が２００個／ｍｍ２以下であり、
　前記第２主面に露出した前記気泡により形成される第２凹部の平均径が３０μｍ以下であり、
　前記第２主面における前記第２凹部の個数が２００個／ｍｍ２以下である、シリカガラス基板。
〔５〕前記第１凹部および前記第２凹部の個数がそれぞれ１００個／ｍｍ２以下である、〔４〕に記載のシリカガラス基板。
〔６〕前記第１主面からの深さが４．９３μｍ以下である領域を第１領域、前記第１主面からの深さが１９．７μｍ～２００μｍである領域を第２領域、前記第２主面からの深さが４．９３μｍ以下である領域を第３領域、前記第２主面からの深さが１９．７μｍ～２００μｍである領域を第４領域と称し、前記シリカガラス基板をその厚み方向に沿って切断して得られる断面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して得られる断面ＳＥＭ像において、
　前記第１領域の断面積をＳ１、前記第１領域に存在する前記気泡の断面積の総和をＳｂ１、
　前記第２領域の断面積をＳ２、前記第２領域に存在する前記気泡の断面積の総和をＳｂ２、
　前記第３領域の断面積をＳ３、前記第３領域に存在する前記気泡の断面積の総和をＳｂ３、
　前記第４領域の断面積をＳ４、前記第４領域に存在する前記気泡の断面積の総和をＳｂ４としたとき、
　Ｓｂ１／Ｓ１がおよびＳｂ３／Ｓ３が０．１５以下であり、（Ｓｂ２／Ｓ２）／（Ｓｂ１／Ｓ１）および（Ｓｂ４／Ｓ４）／（Ｓｂ３／Ｓ３）が１．３以上である、〔４〕または〔５〕に記載のシリカガラス基板。
〔７〕厚みが４ｍｍ以下である、〔１〕～〔６〕のいずれかに記載のシリカガラス基板。
〔８〕〔１〕～〔７〕のいずれかに記載のシリカガラス基板と、
　前記第１主面および前記第２主面の少なくとも一方に形成された導体層とを有し、
　前記導体層には回路パターンが形成された、回路基板。
〔９〕〔８〕に記載の回路基板と、半導体素子またはセラミックス素子とを備えた、実装基板。
　以下に実施例を用いて、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれら実施例に限定して解釈されるものではない。
（例１～例３）
　シリカガラスの合成原料として、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）を選定し、これを火炎加水分解してシリカ粒子を生成し、回転する基材上に吹き付けて堆積させることにより、スート体を得た。
　次に、上記スート体を加熱炉内に配し、Ａｒガスを充填し、所定の温度、圧力および処理時間にてスート体を緻密化した後、大気圧に戻し放冷した。このとき得られたシリカガラス緻密体は、微小な気泡を含む不透明シリカガラスであった。
　次に、上記シリカガラス緻密体を所定の温度、圧力および処理時間にて熱処理した後、大気圧に戻して放冷し、シリカガラス多孔質体を得た。
　次に、上記シリカガラス多孔質体を炉から取り出し、切断加工、研削加工、研磨加工を順次行い、例１～例３に係る３枚のシリカガラスシートを（５０ｍｍ×５０ｍｍ×０．８ｍｍ）得た。
　次に、例１～例２に係るシリカガラスシートを、ＣＯ２レーザー装置４０（Ｃｏｈｅｒｅｎｔ社製：Ｄｉａｍｏｎｄ　Ｅ－４００）のステージ４４に載置し、表１に示す条件でそれぞれ一方の主面に対してのみＣＯ２レーザー処理を行い、例１～例２に係るシリカガラス基板１０を得た。一方で、例３に係るシリカガラスシートは、ＣＯ２レーザー処理を行わなかった。
　例１～例２におけるＣＯ２レーザー装置４０使用時の条件、および例１～例３に係るシリカガラス基板１０またはシリカガラスシートの評価結果を、表１に示す。なお、各パラメータは、上述した方法で測定した。
　なお、例１～例２は実施例であり、例３は比較例である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
（評価）
　図７に、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）（日立ハイテクノロジーズ社製：Ｓ－３４００）により取得した、例１に係るシリカガラス基板１０の断面ＳＥＭ像を示す。図７から明らかなように、例１に係るシリカガラス基板１０においては、ＣＯ２レーザー処理により第１領域１０１に存在する気泡１４１の個数が大幅に減少し、かつ、第２領域１０２に存在する気泡１４２の径が増大していた。
　図８に、走査型顕微鏡（ＳＥＭ）（日立ハイテクノロジーズ社製：Ｓ－３４００）により取得した、例３に係るシリカガラスシートの断面ＳＥＭ像を示す。図８から明らかなように、例３に係るシリカガラスシートは、ＣＯ２レーザー処理を行わなかったので、気泡が略均一に分散していた。
　表１に示すように、例１～例２に係るシリカガラス基板１０は、複数の気泡を含有し、Ｓｂ１／Ｓ１が０．１５以下であり、Ｘが１．３以上であったため、第１主面１１における凹部の個数が極めて少なかった。一方で、例３に係るシリカガラスシートは、Ｓｂ１／Ｓ１が０．１５超であり、Ｘが１．３未満であったため、第１主面１１が多数の凹部を有していた。
　また、例１に係るシリカガラス基板１０は、例３に係るシリカガラスシートに比べて、表面粗さＲａが小さい値となった。
　また、例２に係るシリカガラス基板１０と、例３に係るシリカガラスシートを比較すると明らかなように、ＣＯ２レーザー処理は、比誘電率および誘電正接の値を悪化させることはなかった。
　以上のことから、例１～例２に係るシリカガラス基板１０は、ＣＯ２レーザー処理を行わなかった例３のシリカガラスシートに比べて、高周波デバイス用の基板として好適であることが明らかとなった。
　以上、本発明の一実施形態に係るシリカガラス基板について説明したが、本発明は上記実施形態等に限定されない。特許請求の範囲に記載された範囲内において、各種の変更、修正、置換、付加、削除、及び組み合わせが可能である。それらについても当然に本発明の技術的範囲に属する。
　本出願は２０２２年２月１６日出願の日本特許出願（特願２０２２－０２２２１３）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
１０　　　シリカガラス基板
１０１　　第１領域
１０２　　第２領域
１１　　　第１主面
１２　　　第２主面
１３　　　シリカガラス部
１４　　　気泡
１５　　　第１凹部

Claims (10)

  1. 　互いに対向する第１主面と第２主面とを有するシリカガラス基板であって、
    　密度が２．０ｇ／ｃｍ３以下であり、
    　複数の気泡を含有し、
    　前記第１主面に露出した前記気泡により形成される第１凹部の平均径が３０μｍ以下であり、
    　前記第１主面における前記第１凹部の個数が２００個／ｍｍ２以下である、シリカガラス基板。
  2. 　前記第１凹部の個数が１００個／ｍｍ２以下である、請求項１に記載のシリカガラス基板。
  3. 　前記第１主面からの深さが４．９３μｍ以下である領域を第１領域、前記第１主面からの深さが１９．７μｍ～２００μｍである領域を第２領域と称し、前記シリカガラス基板をその厚み方向に沿って切断して得られる断面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して得られる断面ＳＥＭ像において、
    　前記第１領域の断面積をＳ１、前記第１領域に存在する前記気泡の断面積の総和をＳｂ１、
    　前記第２領域の断面積をＳ２、前記第２領域に存在する前記気泡の断面積の総和をＳｂ２としたとき、
    　Ｓｂ１／Ｓ１が０．１５以下であり、（Ｓｂ２／Ｓ２）／（Ｓｂ１／Ｓ１）が１．３以上である、請求項１に記載のシリカガラス基板。
  4. 　互いに対向する第１主面と第２主面とを有するシリカガラス基板であって、
    　密度が２．０ｇ／ｃｍ３以下であり、
    　複数の気泡を含有し、
    　前記第１主面に露出した前記気泡により形成される第１凹部の平均径が３０μｍ以下であり、
    　前記第１主面における前記第１凹部の個数が２００個／ｍｍ２以下であり、
    　前記第２主面に露出した前記気泡により形成される第２凹部の平均径が３０μｍ以下であり、
    　前記第２主面における前記第２凹部の個数が２００個／ｍｍ２以下である、シリカガラス基板。
  5. 　前記第１凹部および前記第２凹部の個数がそれぞれ１００個／ｍｍ２以下である、請求項４に記載のシリカガラス基板。
  6. 　前記第１主面からの深さが４．９３μｍ以下である領域を第１領域、前記第１主面からの深さが１９．７μｍ～２００μｍである領域を第２領域、前記第２主面からの深さが４．９３μｍ以下である領域を第３領域、前記第２主面からの深さが１９．７μｍ～２００μｍである領域を第４領域と称し、前記シリカガラス基板をその厚み方向に沿って切断して得られる断面を走査型顕微鏡（ＳＥＭ）で観察して得られる断面ＳＥＭ像において、
    　前記第１領域の断面積をＳ１、前記第１領域に存在する前記気泡の断面積の総和をＳｂ１、
    　前記第２領域の断面積をＳ２、前記第２領域に存在する前記気泡の断面積の総和をＳｂ２、
    　前記第３領域の断面積をＳ３、前記第３領域に存在する前記気泡の断面積の総和をＳｂ３、
    　前記第４領域の断面積をＳ４、前記第４領域に存在する前記気泡の断面積の総和をＳｂ４としたとき、
    　Ｓｂ１／Ｓ１がおよびＳｂ３／Ｓ３が０．１５以下であり、（Ｓｂ２／Ｓ２）／（Ｓｂ１／Ｓ１）および（Ｓｂ４／Ｓ４）／（Ｓｂ３／Ｓ３）が１．３以上である、請求項４に記載のシリカガラス基板。
  7. 　厚みが４ｍｍ以下である、請求項１に記載のシリカガラス基板。
  8. 　厚みが４ｍｍ以下である、請求項４に記載のシリカガラス基板。
  9. 　請求項１～８のいずれか１項に記載のシリカガラス基板と、
    　前記第１主面および前記第２主面の少なくとも一方に形成された導体層とを有し、
    　前記導体層には回路パターンが形成された、回路基板。
  10. 　請求項９に記載の回路基板と、半導体素子またはセラミックス素子とを備えた、実装基板。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04130072A (ja) * 1990-09-20 1992-05-01 Fujitsu Ltd ガラスセラミック・グリーンシートと多層基板、及び、その製造方法
JPH05243423A (ja) * 1992-02-27 1993-09-21 Fujitsu Ltd 多層セラミック基板の製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04130072A (ja) * 1990-09-20 1992-05-01 Fujitsu Ltd ガラスセラミック・グリーンシートと多層基板、及び、その製造方法
JPH05243423A (ja) * 1992-02-27 1993-09-21 Fujitsu Ltd 多層セラミック基板の製造方法

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