(57)【要約】【課題】比較的形状が整った貫通孔を有するガラス基板の製造方法。【解決手段】ガラス基板にレーザ光を照射することにより、ガラス基板に初期孔を形成する工程と、第１の溶液を用いて、初期孔に対して第１のエッチング処理を行う工程であって、これにより、第１の開口から第２の開口まで延在する第１の貫通孔が形成され、ガラス基板の厚さをｄ１とし、第１の貫通孔の第１の開口の直径をＲｔ１としたとき、比ｄ１／Ｒｔ１は、１０〜２０の範囲である、工程と、第２の溶液を用いて、第１の貫通孔に対して第２のエッチング処理を行う工程であって、これにより、第１の表面に第３の開口を有し、前記第２の表面に第４の開口を有する第２の貫通孔が形成され、第２の溶液は、前記ガラス基板に対して、第１の溶液よりも大きなエッチングレートを有する、工程とを有するガラス基板の製造方法。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有するガラス基板の製造方法であって、
（１）相互に対向する第１および第２の表面を有し、ガラス基板の前記第１の表面の側からレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成する工程と、
（２）第１のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第１のエッチング処理を行って、前記初期孔から、前記第１の表面に形成された第１の開口から前記第２の表面に形成された第２の開口まで延在する第１の貫通孔を形成し、前記ガラス基板の厚さをｄ１とし、前記第１の開口の直径をＲｔ１としたとき、比ｄ１／Ｒｔ１が１０〜２０の範囲となるようにする工程と、
（３）前記（２）の工程後、前記ガラス基板に対して、前記第１のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する第２のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第２のエッチング処理を行って前記第１の貫通孔を拡大する工程と、
を有する製造方法。
【請求項２】
前記第１のエッチング溶液のエッチングレートＶ１に対する前記第２のエッチング溶液のエッチングレートＶ２の比Ｖ２／Ｖ１は、３以上である、請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
前記第１のエッチング溶液のエッチングレートＶ１は、０．５μｍ／分以下である、請求項１または２に記載の製造方法。
【請求項４】
前記第２のエッチング溶液のエッチングレートＶ２は、１μｍ／分〜５μｍ／分の範囲である、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項５】
前記厚さｄ１は、厚さｄ０よりも小さい、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項６】
前記厚さｄ０は、０．３ｍｍ以上である、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項７】
前記厚さｄ０は、０．５ｍｍ以下である、請求項１乃至６のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項８】
前記（１）の工程において形成される前記初期孔の前記第１の表面における開口の直径をＲｔ０としたとき、比ｄ０／Ｒｔ０は、２５以上である、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項９】
前記（１）の工程で形成される初期孔は、貫通孔またはボイド列である、請求項１乃至７のいずれか一つに記載の製造方法。
【請求項１０】
ガラス基板に貫通孔を形成する方法であって、
（１）相互に対向する第１および第２の表面を有し、ガラス基板の前記第１の表面の側からレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成する工程と、
（２）第１のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第１のエッチング処理を行って、前記初期孔から、前記第１の表面に形成された第１の開口から前記第２の表面に形成された第２の開口まで延在する第１の貫通孔を形成し、前記ガラス基板の厚さをｄ１とし、前記第１の開口の直径をＲｔ１としたとき、比ｄ１／Ｒｔ１が１０〜２０の範囲となるようにする工程と、
（３）前記（２）の工程後、前記ガラス基板に対して、前記第１のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する第２のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第２のエッチング処理を行って前記第１の貫通孔を拡大する工程と、
を有する方法。
【請求項１１】
前記第２のエッチング溶液のエッチングレートＶ２は、１μｍ／分〜５μｍ／分の範囲である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
貫通孔を有するガラス基板を製造するシステムであって、
ガラス基板にレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成するレーザ加工システムと、
前記ガラス基板に対して、初期孔をエッチングすることにより貫通孔を形成するエッチングシステムと、を備え、
前記エッチングシステムは、
第１のエッチングシステムと、第２のエッチングシステムと、を有し、
前記第１のエッチングシステムは、第１のエッチング溶液を用いた第１のエッチング処理が行われるシステムであり、
前記第２のエッチングシステムは、前記ガラス基板に対して、前記第１のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する第２のエッチング溶液を用いた第２のエッチング処理が行われるシステムであり、
前記エッチングシステムは、前記第１のエッチングシステムで前記ガラス基板の処理を行った後、前記第２のエッチングシステムで前記ガラス基板の処理を行うように構成されている、システム。
【請求項１３】
前記エッチングシステムは、さらに洗浄システムを有し、
前記第１のエッチング処理と前記第２のエッチング処理の間に、前記洗浄システムにより洗浄処理が行われる、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記レーザ加工システムは、ピコ秒レーザ、またはフェムト秒レーザから選ばれる一の短パルスレーザを備える、請求項１２または請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記レーザ加工システムは、ＵＶレーザを備える、請求項１２または請求項１３に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貫通孔を有するガラス基板の製造方法およびガラス基板に貫通孔を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、レーザ光源から生じたレーザ光をガラス基板に照射することにより、ガラス基板に１または２以上の貫通孔を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
そのような貫通孔を有するガラス基板は、例えば、貫通孔に導電性充填材が充填されたガラスインターポーザ等に利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２２６５５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通常、前述のような貫通孔を有するガラス基板は、
（１）第１および第２の表面を有するガラス基板を準備する工程と、
（２）ガラス基板の第１の表面の側からレーザ光を照射することにより、ガラス基板の第１の表面の第１の開口から、ガラス基板の第２の表面の第２の開口まで貫通する貫通孔を形成する工程と、
（３）ガラス基板を湿式エッチング処理することにより、貫通孔を所望の寸法に広げる工程と、
を経て製造される。
【０００６】
ここで、（３）の工程を実施した際に、しばしば、貫通孔の全長方向に沿った貫通孔の略中心部分に、狭窄部が生じるという問題が生じ得る。
【０００７】
これは、通常、（２）の工程で形成される貫通孔は、ガラス基板の厚さに比べて、直径が比較的小さいためである。すなわち、そのような「微細な」貫通孔に対して、（３）の工程において湿式エッチング処理を実施した場合、貫通孔の内部では、エッチング溶液の濃度拡散が十分に進行せず、またエッチング反応の生成物が貫通孔内に停滞してしまう。その結果、貫通孔の内部では、エッチング反応を十分に進行させることが難しくなり、狭窄部が生じるようになる。
【０００８】
特に、ガラスインターポーザの分野では、（２）の工程において、極めて微細な貫通孔が形成される。このため、ガラスインターポーザの製造工程では、貫通孔にこのような狭窄部がより発生し易くなってしまうという問題がある。
【０００９】
本発明では、比較的形状が整った貫通孔を有するガラス基板の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明では、ガラス基板に比較的形状が整った貫通孔を形成する方法を提供することを目的とする。また、本発明では、ガラス基板に比較的形状が整った貫通孔を形成するガラス基板の製造システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明では、貫通孔を有するガラス基板の製造方法であって、
（１）相互に対向する第１および第２の表面を有し、ガラス基板の前記第１の表面の側からレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成する工程と、
（２）第１のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第１のエッチング処理を行って、前記初期孔から、前記第１の表面に形成された第１の開口から前記第２の表面に形成された第２の開口まで延在する第１の貫通孔を形成し、前記ガラス基板の厚さをｄ１とし、前記第１の開口の直径をＲｔ１としたとき、比ｄ１／Ｒｔ１が１０〜２０の範囲となるようにする工程と、
（３）前記（２）の工程後、前記ガラス基板に対して、前記第１のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する第２のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第２のエッチング処理を行って前記第１の貫通孔を拡大する工程と、
を有する製造方法。
が提供される。
【００１１】
また、本発明では、ガラス基板に貫通孔を形成する方法であって、
（１）相互に対向する第１および第２の表面を有し、ガラス基板の前記第１の表面の側からレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成する工程と、
（２）第１のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第１のエッチング処理を行って、前記初期孔から、前記第１の表面に形成された第１の開口から前記第２の表面に形成された第２の開口まで延在する第１の貫通孔を形成し、前記ガラス基板の厚さをｄ１とし、前記第１の開口の直径をＲｔ１としたとき、比ｄ１／Ｒｔ１が１０〜２０の範囲となるようにする工程と、
（３）前記（２）の工程後、前記ガラス基板に対して、前記第１のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する第２のエッチング溶液を用いて、前記ガラス基板に対して第２のエッチング処理を行って前記第１の貫通孔を拡大する工程と、
を有する方法が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、比較的形状が整った貫通孔を有するガラス基板の製造方法を提供することができる。また、本発明では、ガラス基板に比較的形状が整った貫通孔を形成する方法を提供することができる。また、本発明では、ガラス基板に比較的形状が整った貫通孔を形成するガラス基板の製造システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】従来の貫通孔を有するガラス基板の製造方法を概略的に示したフロー図である。
【図２】図１に示した従来の貫通孔を有するガラス基板の製造方法における一工程を模式的に示した図である。
【図３】本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法のフローの一例を概略的に示した図である。
【図４】図３に示した本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法における一工程を模式的に示した図である。
【図５】図３に示した本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法における一工程を模式的に示した図である。
【図６】図３に示した本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法における一工程を模式的に示した図である。
【図７】図３に示した本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法における一工程を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
【００１５】
（従来の貫通孔を有するガラス基板の製造方法）
まず、本発明の特徴をより良く理解するため、図１〜図２を参照して、従来の貫通孔を有するガラス基板の製造方法について簡単に説明する。
【００１６】
図１には、従来の貫通孔を有するガラス基板の製造方法（以下、単に「従来の製造方法」という）のフローを模式的に示す。また、図２には、図１に示した従来の製造方法における一工程を模式的に示す。
【００１７】
図１に示すように、従来の製造方法は、
ガラス基板を準備する工程（工程Ｓ１０）と、
ガラス基板にレーザ光を照射して、貫通孔を形成する工程（工程Ｓ２０）と、
貫通孔を有するガラス基板を湿式エッチングして、貫通孔を所望の寸法に広げる工程（工程Ｓ３０）と、
を有する。
【００１８】
このうち、工程Ｓ１０では、図２（ａ）に示すように、第１の表面１２および第２の表面１４を有するガラス基板１０が準備される。
【００１９】
次に、工程Ｓ２０では、図２（ｂ）に示すように、ガラス基板１０に貫通孔２０が形成される。貫通孔２０は、ガラス基板１０の第１の表面１２の側からレーザ光（図示されていない）を照射することにより形成される。
【００２０】
貫通孔２０は、ガラス基板１０の第１の表面１２に第１の開口２２を有し、第２の表面１４に第２の開口２４を有する。第１の開口２２の直径は、φｔ０であり、第２の開口２４の直径は、φｂ０である。
【００２１】
次に、工程Ｓ３０では、貫通孔２０の直径を所望の寸法に拡張するため、ガラス基板１０が湿式エッチング処理される。
【００２２】
ここで、工程Ｓ２０で形成された貫通孔２０の第１の開口２２の直径φｔ０（または第２の開口２４の直径φｂ０）が十分に大きい場合、湿式エッチング処理の際に、エッチング溶液を、貫通孔２０の全長に沿って、均一かつ十分に供給することができる。このため、貫通孔２０は、比較的均一にエッチングされる。
【００２３】
しかしながら、第１の開口２２の直径φｔ０および第２の開口２４の直径φｂ０が小さくなると、湿式エッチング処理の際に、そのような微細な貫通孔２０の内部において、エッチング反応を十分に進行させることは難しくなる。これは、貫通孔２０の内部では、エッチング溶液の濃度拡散が十分に進行せず、またエッチング反応の生成物が貫通孔２０内に停滞し易いためである。また、そのような微細な貫通孔２０では、貫通孔２０の内部に、エッチング溶液を十分に供給させること自体、難しくなる場合もある。
【００２４】
そのため、貫通孔２０は、第１および第２の開口２２、２４ならびにその近傍が選択的にエッチングされてしまう。換言すれば、貫通孔２０の内部では、貫通孔２０を十分にエッチング処理することが難しくなる。
【００２５】
その結果、工程Ｓ３０の後には、図２（ｃ）に示すように、断面がいわば「砂時計型」の拡張貫通孔３０が形成される。すなわち、形成される拡張貫通孔３０は、第１の開口３２および第２の開口３４の側では所定の寸法が得られるものの、貫通孔３０の内部では、所定の寸法に満たない狭窄部３６を有するようになる。
【００２６】
このように従来の製造方法では、特に、ガラス基板１０の厚さに対して貫通孔２０の直径（φｔ０、φｂ０）が比較的小さくなると、拡張貫通孔３０が顕著な狭窄部３６を有するようになるという問題がある。
【００２７】
（本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法）
次に、図３〜図７を参照して、本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法の一例について説明する。
【００２８】
図３には、本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法のフローの一例を概略的に示す。また、図４〜図７には、本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法における各工程の態様を模式的に示す。
【００２９】
図３に示すように、本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法（以下、「第１の製造方法」という）は、
（０）相互に対向する第１および第２の表面を有するガラス基板を準備する工程（工程Ｓ１１０）と、
（１）前記ガラス基板の前記第１の表面の側からレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成する工程（工程Ｓ１２０）と、
（２）第１のエッチング溶液を用いて、前記初期孔に対して第１のエッチング処理を行う工程であって、
これにより、前記ガラス基板に第１の開口から第２の開口まで延在する第１の貫通孔が形成され、
前記（２）の工程後のガラス基板の厚さをｄ１とし、前記第１の貫通孔の前記第１の開口の直径をＲｔ１としたとき、比ｄ１／Ｒｔ１は、１０〜２０の範囲である、工程（工程Ｓ１３０）と、
（３）第２のエッチング溶液を用いて、前記第１の貫通孔に対して第２のエッチング処理を行う工程（工程Ｓ１４０）と、
を有する。
【００３０】
以下、図４〜図７を参照して、各工程について詳しく説明する。
【００３１】
（ステップＳ１１０）
まず、図４に示すような断面形状を有するガラス基板１１０が準備される。ガラス基板１１０は、相互に対向する第１の表面１１２および第２の表面１１４を有する。また、ガラス基板１１０は、初期厚さｄ０を有する。
【００３２】
初期厚さｄ０は、例えば、０．１ｍｍ〜０．７ｍｍが好ましく、０．２ｍｍ〜０．５ｍｍがより好ましく、０．３ｍｍ〜０．５ｍｍが特に好ましい。初期厚さｄ０が０．３ｍｍを下回ると、従来の製造方法においても、前述のような砂時計型の拡張貫通孔が形成されにくくなる場合がある。
【００３３】
ガラス基板１１０の組成は、特に限られない。ガラス基板１１０は、例えば、ソーダライムガラス、および無アルカリガラス等であっても良い。
【００３４】
（ステップＳ１２０）
次に、ガラス基板１１０の第１の表面１１２の側からレーザ光を照射することにより、ガラス基板１１０に１または２以上の初期孔が形成される。
【００３５】
レーザ光は、ガラス基板１１０に初期孔を形成することができる限り、その種類および照射条件は限られない。レーザ光は、例えば、ＣＯ２レーザ、ＵＶレーザ等であっても良い。また、レーザ光は、短パルスレーザ（例えばピコ秒レーザ、フェムト秒レーザ）から発振されるレーザ光であっても良い。
【００３６】
なお、初期孔の形態は特に限られず、初期孔は、貫通孔であっても、非貫通孔であっても良い。また、初期孔は、ガラス基板１１０の厚さ方向に沿って配列された、複数のボイドで構成されたボイド列であっても良い。短パルスレーザを用いた場合は、初期孔としてボイド列が形成されやすい。
【００３７】
図５には、ガラス基板１１０に初期孔１２０が形成された状態を示す。なお、図５に示した例では、初期孔１２０は、貫通孔であり、ここでは、「初期貫通孔」１２０と称する。
【００３８】
図５に示すように、初期貫通孔１２０は、ガラス基板１１０の第１の表面１１２に形成された第１の初期開口１２２から、ガラス基板１１０の第２の表面１１４に形成された第２の初期開口１２４まで延伸する。初期貫通孔１２０において、第１の初期開口１２２の直径をＲｔ０と称し、第２の初期開口１２４の直径をＲｂ０と称する。
【００３９】
ここで、この段階におけるガラス基板１１０の厚さｄ０と第１の初期開口１２２の直径Ｒｔ０の比、すなわちｄ０／Ｒｔ０は、例えば、２５以上である。比ｄ０／Ｒｔ０は、３０以上であることが好ましい。比ｄ０／Ｒｔ０が２５以上の場合、従来の製造方法を第１の製造方法に変更することにより、大きな効果を得ることができる。すなわち、比ｄ０／Ｒｔ０が２５以上の場合、従来の製造方法では、エッチング工程により、貫通孔に大きな狭窄部が生じる。しかしながら、第１の製造方法では、この狭窄部を有意に抑制することができる。
【００４０】
第１の初期開口１２２の直径Ｒｔ０は、例えば、１５μｍ以下であり、１３μｍ以下であっても良い。
【００４１】
なお、図５に示した例では、簡略化のため、初期貫通孔１２０の第１の初期開口１２２の直径Ｒｔ０と第２の初期開口１２４の直径Ｒｂ０は、実質的に等しくなるように示されている。しかしながら、レーザ光照射により形成される初期貫通孔１２０は、実際には、第１の初期開口１２２から第２の初期開口１２４に向かって径が徐々に小さくなる、テーパ状の形態となる場合が多いことに留意する必要がある。従って、通常、Ｒｔ０＞Ｒｂ０である。
【００４２】
なお、図５には、単一の初期貫通孔１２０しか示されていないが、ガラス基板１１０には、複数の初期貫通孔１２０が形成されても良い。
【００４３】
（ステップＳ１３０）
次に、初期貫通孔１２０の径を広げるため、第１のエッチング溶液を用いて、初期貫通孔１２０がエッチング処理される（以下、「第１のエッチング処理」または「第１のエッチング工程」と称する）。
【００４４】
第１のエッチング溶液は、初期貫通孔１２０を適正にエッチングできる限り、その種類は特に限られない。例えば、第１のエッチング溶液は、フッ酸を含む酸溶液であっても良い。また、第１のエッチング溶液は、フッ酸の他、少なくとも１種類の別の酸を含む、混酸溶液であっても良い。例えば、第１のエッチング溶液は、フッ酸と塩酸の混酸溶液やフッ酸と硝酸の混酸溶液であってもよい。
【００４５】
第１のエッチング処理における第１のエッチング溶液のガラス基板１１０に対するエッチングレートＶ１は、例えば、０．５μｍ／分以下であり、０．２μｍ／分以下であることが好ましく、０．０２μｍ／分以下であることがより好ましい。
【００４６】
第１のエッチング工程は、いかなる好適な温度で実施されても良く、処理温度は、例えば、室温であっても良い。
【００４７】
第１のエッチング工程は、例えば、初期貫通孔１２０内に第１のエッチング溶液を選択的に供給することにより実施されても良い（以下、このような方法を、「局部エッチング処理（方法）」という）。局部エッチング処理方法では、ガラス基板１１０の厚さを変化させることなく、初期貫通孔１２０の径を拡張することができる。例えば、初期貫通孔１２０を塞がないようにエッチング保護膜をつけ、エッチングすればよい。
【００４８】
あるいは、第１のエッチング工程は、ガラス基板１１０全体を第１のエッチング溶液に暴露させることにより、実施されても良い（以下、このような方法を、「全体エッチング処理（方法）」という）。例えば、第１のエッチング工程は、第１のエッチング溶液が収容された浴槽に、初期貫通孔１２０を有するガラス基板１１０を浸漬させること（ディップ方式）により、実施されても良い。あるいは、第１のエッチング工程は、第１のエッチング溶液をガラス基板に直接かけ流す方式（シャワー式）でもよい。全体エッチング処理方法の場合、ガラス基板１１０の厚さ自身も、ｄ０からｄ１に変化（減少）する。
【００４９】
また、第１のエッチング工程において、ガラス基板１１０に超音波を印加したり、ガラス基板１１０を振動させたり、エッチング溶液をバブリングしたりしても良い。これにより、より均一なエッチングが可能になる。
【００５０】
以下、一例として、全体エッチング処理方法により、第１のエッチング工程を実施する場合について、説明する。
【００５１】
図６には、全体エッチング処理方法による第１のエッチング工程後のガラス基板１１０の断面を模式的に示す。
【００５２】
図６に示すように、第１のエッチング工程により、ガラス基板１１０は、厚さｄ１に変化する。すなわち、ガラス基板１１０は、第１の新生表面１１３と第２の新生表面１１５を有するようになる。
【００５３】
また、初期貫通孔１２０は、第１の貫通孔１３０に変化する。第１の貫通孔１３０は、第１の新生表面１１３に形成された第１の開口１３２から、第２の新生表面１１５に形成された第２の開口１３４まで延在する。
【００５４】
ここで、第１の製造方法は、第１の開口１３２の直径をＲｔ１としたとき、比ｄ１／Ｒｔ１が１０〜２０の範囲であるという特徴を有する。比ｄ１／Ｒｔ１は、１０〜１５の範囲であることがより好ましい。
【００５５】
比ｄ１／Ｒｔ１をこのような範囲に設定することにより、以降の工程Ｓ１４０において、貫通孔に形成され得る狭窄部を有意に抑制することができる。
【００５６】
すなわち、第１のエッチング工程において、比ｄ１／Ｒｔ１が２０以下となるように初期貫通孔１２０を拡張することにより、第２のエッチング工程において、拡張された第１の貫通孔１３０内に、顕著な狭窄部が生じることを抑制することができる。
【００５７】
なお、比ｄ１／Ｒｔ１を１０以上とするのは、比ｄ１／Ｒｔ１が１０未満になるまで第１のエッチング工程を実施しても、第２のエッチング工程には、ほとんど変化が生じないためである。すなわち、比ｄ１／Ｒｔ１を１０以上とすることにより、第１のエッチング工程の処理時間を短縮することができる。
【００５８】
なお、上述のような、全体エッチング処理方法により得られるガラス基板の第１の新生表面１１３を、特に、「ガラス基板の第１の表面と対応する表面」と称する場合がある。同様に、第２の新生表面１１５を、特に、「ガラス基板の第２の表面と対応する表面」と称する場合がある。
【００５９】
（ステップＳ１４０）
次に、第１の貫通孔１３０の径をさらに広げるため、すなわち、貫通孔を所望の直径まで拡張するため、第２のエッチング溶液を用いて、第１の貫通孔１３０がエッチング処理される（以下、「第２のエッチング処理」または「第２のエッチング工程」と称する）。
【００６０】
第２のエッチング工程は、前述の第１のエッチング工程の場合と同様、局部エッチング処理方法または全体エッチング処理方法により、実施されても良い。また、第２のエッチング工程は第１のエッチング工程と同じ処理方法（方式）でもよく、異なる処理方法（方式）でもよい。例えば、第１のエッチング工程はディップ方式としてもよく、第２のエッチング工程はシャワー方式としてもよい。第１のエッチング工程は、処理時間が長くなりやすいため、生産性（コスト）の面からディップ方式が好ましい。第２のエッチング工程は、ガラス基板の厚さの減少を抑えつつ孔径を調整しやすいことからシャワー方式が好ましい。
【００６１】
ここでは、全体エッチング処理方法により、第２のエッチング工程を実施する場合を例に説明する。
【００６２】
全体エッチング処理方法では、第２のエッチング工程は、例えば、第２のエッチング溶液が収容された浴槽に、第１の貫通孔１３０を有するガラス基板１１０を浸漬させることにより、実施されても良い。これにより、ガラス基板１１０の厚さは、ｄ１からｄ２に変化（減少）する。
【００６３】
第２のエッチング溶液は、例えば、フッ酸を含む酸溶液であっても良い。また、第２のエッチング溶液は、フッ酸の他、少なくとも１種類の別の酸を含む、混酸溶液であっても良い。混酸溶液は、第１のエッチング溶液と同様であってもよい。第２のエッチング工程は、いかなる好適な温度で実施されても良く、処理温度は、例えば、室温であっても良い。
【００６４】
ここで、第２のエッチング溶液は、前述の第１のエッチング溶液に比べて、ガラス基板１１０に対するエッチングレートがより大きくできるものから選定される。
【００６５】
例えば、第２のエッチング処理における第２のエッチング溶液のガラス基板１１０に対するエッチングレートＶ２は、前述の第１のエッチング溶液のガラス基板１１０に対するエッチングレートＶ１の３倍以上であっても良く、１０倍以上が好ましく、１００倍以上がより好ましい。例えば、第２のエッチング溶液のガラス基板１１０に対するエッチングレートＶ２は、５．０μｍ／分以下であり、２．０μｍ／分以下であることが好ましく、１．５μｍ／分以下であることがより好ましい。エッチングレートＶ２は、例えば、１．０μｍ／分〜１．５μｍ／分の範囲であっても良い。
【００６６】
図７には、第２のエッチング工程後のガラス基板１１０の断面を模式的に示す。
【００６７】
図７に示すように、第２のエッチング工程により、ガラス基板１１０は、厚さｄ２に変化する。すなわち、ガラス基板１１０は、第３の新生表面１１７と第４の新生表面１１９を有するようになる。
【００６８】
また、第１の貫通孔１３０は、第２の貫通孔１４０に変化する。第２の貫通孔１４０は、第３の新生表面１１７に形成された第３の開口１４２から、第４の新生表面１１９に形成された第４の開口１４４まで延在する。
【００６９】
以上の工程を経て、所望の寸法を有する第２の貫通孔１４０が形成されたガラス基板１１０を製造することができる。
【００７０】
ここで、第１の製造方法では、第１のエッチング工程と第２のエッチング工程の、少なくとも２段階のエッチング工程を経て、貫通孔（第２の貫通孔１４０）が形成される。
【００７１】
このうち、第１のエッチング工程では、エッチングレートＶ１が比較的小さな第１のエッチング溶液を用いて、初期貫通孔１２０がエッチングされる。
【００７２】
第１のエッチング溶液は、エッチングレートＶ１が比較的小さいため、エッチング処理に相応の時間が必要となる。そのため、初期貫通孔１２０内での第１のエッチング溶液の濃度拡散が相対的に迅速に生じるようになる。すなわち、第１のエッチング溶液は、ガラス基板１１０に対するエッチングレートＶ１が比較的小さいため、初期貫通孔１２０の第１の初期開口１２２や第２の初期開口１２４近くのガラス基板１１０がエッチングされるのに比べ、第１のエッチング溶液が初期貫通孔１２０内に相対的に早く拡散するようになる。そのため、第１の初期開口１２２や第２の初期開口１２４近くのガラス基板１１０がエッチングされる度合と、初期貫通孔１２０中心部でガラス基板１１０がエッチングされる度合との差が小さくなる。これにより、エッチング反応による生成物は、初期貫通孔１２０の内部から外部に拡散し易くなり、初期貫通孔１２０の内部に停滞することが有意に抑制される。
【００７３】
従って、第１のエッチング工程により、初期貫通孔内における狭窄部の顕著な発生を抑制したまま、初期貫通孔を十分な径に拡張することができる。
【００７４】
次に、第２のエッチング工程では、比較的エッチングレートＶ２の大きな第２のエッチング溶液が使用される。
【００７５】
ただし、第１のエッチング工程によって、初期貫通孔１２０は、既に十分に拡張されている。このため、第２のエッチング工程では、第２のエッチング溶液を第１の貫通孔１３０に対して、比較的迅速かつ均一に分布させることができる。また、エッチング反応による生成物は、第１の貫通孔１３０の内部から速やかに移動し、第１の貫通孔１３０の内部に停滞することが有意に抑制される。
【００７６】
そのため、第１の貫通孔１３０は、比較的均一にエッチングされ、第２のエッチング工程においても第１の貫通孔１３０に、顕著な狭窄部は生じ難くなる。
【００７７】
以上の結果、第１の製造方法では、従来のような単一のエッチング工程だけで初期貫通孔を拡張する場合に比べて、狭窄部の形成を有意に抑制することができ、比較的形状が整った貫通孔を形成することが可能となる。
【００７８】
本発明の一実施形態による方法は、特にＵＶレーザや短パルスレーザを用いた場合など、比較的アスペクト比が高い初期孔（ボイド列）が形成される場合に効果的である。これは、初期孔のアスペクト比が高いと、エッチング溶液の濃度拡散がより進行しにくくなったり、初期孔内部にエッチング溶液を供給することがより難しくなるためである。
【００７９】
以上、図３〜図７を参照して、本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法の一例について説明した。ただし、上記記載は、単なる一例であって、本発明がその他の態様で実施されても良いことは、当業者には明らかである。
【００８０】
例えば、前記記載では、工程Ｓ１２０で形成される初期孔は、初期貫通孔１２０である。しかしながら、初期孔は、非貫通孔、およびガラス基板の厚さ方向に沿って配列された、複数のボイドで構成されたボイド列であっても良い。この場合、第１のエッチング工程後に、貫通孔が形成され、第２のエッチング工程により、そのような貫通孔が拡張される。
【００８１】
また、第１の製造方法は、２段階のエッチング工程を有する。しかしながら、本発明の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法において、エッチング工程は、３段階以上で実施されても良い。この場合、第１のエッチング工程では、比較的エッチングレートの小さい第１のエッチング溶液が使用され、第２のエッチング工程では、エッチングレートが中速程度の第２のエッチング溶液が使用され、第３のエッチング工程では、比較的エッチングレートの大きな第３のエッチング溶液が使用されても良い。
【００８２】
さらに、上記貫通孔を有するガラス基板の製造方法は、ガラス基板に貫通孔を形成する方法にも適用することができる。
（本発明の他の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法）
本発明の他の実施形態による貫通孔を有するガラス基板の製造方法は、貫通孔を有するガラス基板の製造方法であって、
（１）相互に対向する第１および第２の表面を有し、第１の表面の側からレーザ光を照射することにより、ガラス基板に初期孔を形成する工程と、
（２）第１のエッチング溶液を用いて、初期孔に対して第１の湿式エッチング処理を行う工程であって、
これにより、ガラス基板の第１の表面または該第１の表面に対応する表面からガラス基板の第２の表面または該第２の表面に対応する表面まで延在する第１の貫通孔が形成される工程と、
（３）第２のエッチング溶液を用いて、第１の貫通孔に対して第２の湿式エッチング処理を行う工程であって、
これにより、第１の貫通孔がエッチングされた第２の貫通孔が形成され、
第２のエッチング溶液は、ガラス基板に対して、第１のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する工程と、
を有する製造方法である。
【００８３】
上記のように、第２のエッチング溶液が、ガラス基板に対して、第１のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有するようにすることで、比較的形状が整った貫通孔を形成することができる。特に、ＵＶレーザや短パルスレーザを用いた場合は、比較的アスペクト比が高い初期孔が形成されるため、本実施形態の製造方法を適用すると効果がある。
【００８４】
上記貫通孔を有するガラス基板の製造方法は、ガラス基板に貫通孔を形成する方法にも適用することができる。
【００８５】
本実施形態は、上述の図３〜図７を参照した一の実施形態の構成を適宜組み合わせることができる。なお、具体的な構成の説明は上述の一の実施形態の説明が準用できるため、省略する。
（本発明の他の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板を製造するシステム）
本発明の他の一実施形態による貫通孔を有するガラス基板を製造するシステムは、
貫通孔を有するガラス基板を製造するシステムであって、
ガラス基板にレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に初期孔を形成するレーザ加工システムと、
前記ガラス基板に対して、初期孔をエッチングすることにより貫通孔を形成するエッチングシステムと、を備え、
前記エッチングシステムは、
第１のエッチングシステムと、第２のエッチングシステムと、を有し、
前記第１のエッチングシステムは、第１のエッチング溶液を用いた第１のエッチング処理が行われるシステムであり、
前記第２のエッチングシステムは、前記ガラス基板に対して、前記第１のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有する第２のエッチング溶液を用いた第２のエッチング処理が行われるシステムであり、
前記エッチングシステムは、前記第１のエッチングシステムで前記ガラス基板の処理を行った後、前記第２のエッチングシステムで前記ガラス基板の処理を行うように構成されている、システムである。
【００８６】
レーザ加工システムは、ＵＶレーザを備えることが好ましい。また、レーザ加工システムは、ピコ秒レーザやフェムト秒レーザなどの短パルスレーザを備えてもよい。
【００８７】
上記のように、第２のエッチング溶液として、ガラス基板に対して、第１のエッチング溶液よりも大きなエッチングレートを有するエッチング溶液を用いることで、比較的形状が整った貫通孔を形成することができる。特に、ＵＶレーザや短パルスレーザを用いた場合は、比較的アスペクト比が高い初期孔が形成されるため、本実施形態のシステムを用いて貫通孔を有するガラス基板を形成すると効果がある。
【００８８】
エッチングシステムは、さらに洗浄システムを有することが好ましい。第１のエッチングシステムによる第１のエッチング処理と、第２のエッチングシステムによる第２のエッチング処理の間に、洗浄システムによる洗浄処理を行うことが好ましい。第１のエッチング処理と第２のエッチング処理では使用されるエッチング溶液の濃度が異なるため、両者の処理間で洗浄しておくことが好ましい。洗浄処理は、例えば純水が用いられる。
【００８９】
上記システムは、ガラス基板に貫通孔を形成する方法にも適用することができる。
【００９０】
本実施形態は、上述の実施形態の構成を適宜組み合わせることができる。なお、具体的な構成の説明は上述の実施形態の説明が準用できるため、省略する。
【実施例】
【００９１】
以下、本発明の実施例について説明する。なお、以下の記載において、例１〜例４は実施例であり、例５は比較例である。
【００９２】
（例１）
以下の方法により、所定の寸法の貫通孔を有するガラス基板を製造した。
【００９３】
（レーザ光照射）
まず、縦５０ｍｍ×横５０ｍｍ×厚さ（ｄ０）４００μｍのガラス基板（無アルカリガラス基板）を準備した。
【００９４】
次に、このガラス基板の第１の表面（縦５０ｍｍ×横５０ｍｍの一つの表面）の側から、ＵＶレーザ光を照射して、初期貫通孔を形成した。初期貫通孔の第１の初期開口（第１の表面側の開口）の直径Ｒｔ０は、約１３μｍであり、反対側の第２の表面における第２の初期開口の直径Ｒｂ０は、約３μｍであった。従って、このガラス基板において、比ｄ０／Ｒｔ０は、約３０．８である。
【００９５】
（第１のエッチング工程）
次に、得られたガラス基板に対して、第１のエッチング処理を行った。
【００９６】
第１のエッチング溶液は、０．４ｗｔ％のフッ酸溶液とした。第１のエッチング処理は、ガラス基板を、このフッ酸溶液中に８０分間、浸漬させることにより実施した。処理温度は、室温である。なお、ガラス基板は、静止状態（すなわち振動を負荷しない状態）でエッチングした。
【００９７】
これにより、初期貫通孔がエッチングされ、第１の貫通孔が得られた。なお、ガラス基板自身もエッチングされ、厚さｄ１＝３９０μｍとなった。
【００９８】
ガラス基板の第１の表面側における第１の貫通孔の第１の開口の直径Ｒｔ１は、２５．１μｍであり、第２の表面側における第２の開口の直径Ｒｂ１は、１０．４μｍであった。従って、比ｄ１／Ｒｔ１は、約１５．６である。
【００９９】
（第２のエッチング工程）
次に、ガラス基板に対して、第２のエッチング処理を行った。
【０１００】
第２のエッチング溶液は、２ｗｔ％のフッ酸溶液とした。第２のエッチング処理は、ガラス基板を、このフッ酸溶液中に２５分間、浸漬させることにより実施した。処理温度は、室温である。なお、ガラス基板は、静止状態（すなわち振動を負荷しない状態）でエッチングした。第２のエッチング溶液のエッチングレートＶ２は、第１のエッチング溶液のエッチングレートＶ１の約１０倍である。
【０１０１】
これにより、第１の貫通孔がエッチングされ、第２の貫通孔が得られた。なお、ガラス基板自身もエッチングされ、厚さｄ２＝３６０μｍとなった。
【０１０２】
ガラス基板の第１の表面側における第２の貫通孔の第３の開口の直径Ｒｔ２は、４６．３μｍであり、第２の表面側における第４の開口の直径Ｒｂ２は、３３．８μｍであった。従って、比ｄ２／Ｒｔ２は、約７．８である。
【０１０３】
（例２）
例１と同様の方法により、所定の寸法の貫通孔を有するガラス基板を製造した。
【０１０４】
ただし、この例２では、第１のエッチング工程において、第１のエッチング溶液によるエッチング時間を１２０分とした。また、第２のエッチング工程において、第２のエッチング溶液によるエッチング時間を２１分とした。
【０１０５】
第１のエッチング工程後のガラス基板の厚さｄ１＝３８５μｍであった。また、ガラス基板の第１の表面側における第１の貫通孔の第１の開口の直径Ｒｔ１は、２８．７μｍであり、第２の表面における第２の開口の直径Ｒｂ１は、１５．６μｍであった。従って、比ｄ１／Ｒｔ１は、約１３．４である。
【０１０６】
一方、第２のエッチング工程後のガラス基板の厚さｄ２＝３６０μｍであった。ガラス基板の第１の表面側における第２の貫通孔の第３の開口の直径Ｒｔ２は、４６．０μｍであり、第２の表面側における第４の開口の直径Ｒｂ２は、３４．３μｍであった。従って、比ｄ２／Ｒｔ２は、約７．８である。
【０１０７】
（例３）
例１と同様の方法により、所定の寸法の貫通孔を有するガラス基板を製造した。
【０１０８】
ただし、この例３では、第１のエッチング工程において、第１のエッチング溶液によるエッチング時間を２１０分とした。また、第２のエッチング工程において、第２のエッチング溶液によるエッチング時間を８分とした。
【０１０９】
第１のエッチング工程後のガラス基板の厚さｄ１＝３７０μｍであった。また、ガラス基板の第１の表面側における第１の貫通孔の第１の開口の直径Ｒｔ１は、３６．８μｍであり、第２の表面側における第２の開口の直径Ｒｂ１は、２３．１μｍであった。従って、比ｄ１／Ｒｔ１は、約１０である。
【０１１０】
一方、第２のエッチング工程後のガラス基板の厚さｄ２＝３６０μｍであった。ガラス基板の第１の表面側における第２の貫通孔の第３の開口の直径Ｒｔ２は、４６．４μｍであり、第２の表面側における第４の開口の直径Ｒｂ２は、３３．３μｍであった。従って、比ｄ２／Ｒｔ２は、約７．８である。
【０１１１】
（例４）
例１と同様の方法により、所定の寸法の貫通孔を有するガラス基板を製造した。
【０１１２】
ただし、この例４では、第１のエッチング工程において、第１のエッチング溶液によるエッチング時間を４０分とした。また、第２のエッチング工程において、第２のエッチング溶液によるエッチング時間を３０分とした。
【０１１３】
第１のエッチング工程後のガラス基板の厚さｄ１は、約３９５μｍであった。また、ガラス基板の第１の表面側における第１の貫通孔の第１の開口の直径Ｒｔ１は、１８．９μｍであり、第２の表面側における第２の開口の直径Ｒｂ１は、７．６μｍであった。従って、比ｄ１／Ｒｔ１は、約２０．９である。
【０１１４】
一方、第２のエッチング工程後のガラス基板の厚さｄ２＝３６０μｍであった。また、ガラス基板の第１の表面側における第２の貫通孔の第３の開口の直径Ｒｔ２は、４５．６μｍであり、第２の表面側における第４の開口の直径Ｒｂ２は、３４．０μｍであった。従って、比ｄ２／Ｒｔ２は、約７．９である。
【０１１５】
（例５）
例１と同様の方法により、所定の寸法の貫通孔を有するガラス基板を製造した。
【０１１６】
ただし、この例５では、第１のエッチング工程を実施しなかった。すなわち、ＵＶレーザ光を照射して、ガラス基板に初期貫通孔を形成した後、このガラス基板に対して、第２のエッチング工程のみを実施した。第２のエッチング工程において、第２のエッチング溶液によるエッチング時間は、３３分とした。
【０１１７】
第２のエッチング工程後のガラス基板の厚さｄ２＝３６０μｍであった。また、ガラス基板の第１の表面側における第２の貫通孔の第３の開口の直径Ｒｔ２は、４５．６μｍであり、第２の表面側における第４の開口の直径Ｒｂ２は、３２．７μｍであった。従って、比ｄ２／Ｒｔ２は、約７．９である。
【０１１８】
以下の表１には、例１〜例５におけるガラス基板を製造する際の、各工程におけるガラス基板の厚さ、および貫通孔の開口の直径等をまとめて示した。
【０１１９】
【表１】
2017190285.tif 000003
（評価）
前述のようにして製造された各ガラス基板において、第２の貫通孔の形態を観察した。より具体的には、第２の貫通孔において、延伸方向に垂直な断面が最も小さい狭窄部の直径Ｒｃを測定した。
【０１２０】
結果をまとめて、表２に示す。なお、例１〜例５におけるいずれのガラス基板においても、第２の貫通孔の狭窄部は、貫通孔の全長のほぼ中央部分に存在していた。
【０１２１】
【表２】
2017190285.tif 000004
この結果から、例５では、第２の貫通孔の狭窄部の直径Ｒｃは、極めて小さく、比Ｒｃ／Ｒｔ２は、０．４を下回ることがわかった。例４では、第２の貫通孔の狭窄部の直径Ｒｃは、例５と比較して拡張されることがわかった。さらに、例１乃至例３では、第２の貫通孔の狭窄部の直径Ｒｃは、有意に拡張されており、比Ｒｃ／Ｒｔ２は、少なくとも０．５を超えることがわかった。
【０１２２】
このように、２段階のエッチング工程を実施することで、貫通孔の狭窄部の顕著な発生を抑制できる。さらに、２段階のエッチング工程を実施するとともに、第１のエッチング工程後のガラス基板の厚さｄ１と、第１の貫通孔の第１の開口の直径Ｒｔ１の比ｄ１／Ｒｔ１を、１０〜２０の範囲とすることにより、比較的形状が整った貫通孔を形成できることが確認された。
【符号の説明】
【０１２３】
１０      ガラス基板
１２      第１の表面
１４      第２の表面
２０      貫通孔
２２      第１の開口
２４      第２の開口
３０      拡張貫通孔
３２      第１の開口
３４      第２の開口
３６      狭窄部
１１０    ガラス基板
１１２    第１の表面
１１３    第１の新生表面
１１４    第２の表面
１１５    第２の新生表面
１１７    第３の新生表面
１１９    第４の新生表面
１２０    初期貫通孔
１２２    第１の初期開口
１２４    第２の初期開口
１３０    第１の貫通孔
１３２    第１の開口
１３４    第２の開口
１４０    第２の貫通孔
１４２    第３の開口
１４４    第４の開口
【図１】
2017190285.tif 000005
【図２】
2017190285.tif 000006
【図３】
2017190285.tif 000007
【図４】
2017190285.tif 000008
【図５】
2017190285.tif 000009
【図６】
2017190285.tif 000010
【図７】
2017190285.tif 000011