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KR20180017089A - 유리 기판 및 유리 기판을 에칭하는 방법 - Google Patents

유리 기판 및 유리 기판을 에칭하는 방법 Download PDF

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Publication number
KR20180017089A
KR20180017089A KR1020187000477A KR20187000477A KR20180017089A KR 20180017089 A KR20180017089 A KR 20180017089A KR 1020187000477 A KR1020187000477 A KR 1020187000477A KR 20187000477 A KR20187000477 A KR 20187000477A KR 20180017089 A KR20180017089 A KR 20180017089A
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KR
South Korea
Prior art keywords
glass substrate
etching solution
feature
etching
less
Prior art date
Application number
KR1020187000477A
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English (en)
Inventor
토마스 마이클 캐슬
티안 후왕
유희 진
다니엘 웨인 주니어 레베스크
타미 린 페트리브스키
Original Assignee
코닝 인코포레이티드
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 코닝 인코포레이티드 filed Critical 코닝 인코포레이티드
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Abstract

유리 기판을 형성하는 방법으로서, 알루미나를 갖는 유리 기판을 제공하는 단계, 유리 기판 상에 펄스 레이저 빔을 이동시켜 하나 이상의 파일럿 홀을 형성하는 단계, 유리 기판을 에칭 용액과 접촉시키는 단계 및 교반을 제공하는 단계를 포함한다. 에칭 용액은 약 0 내지 약 2.0의 pH를 가지며, 에칭 속도는 약 3 m / 분 미만이다. 두께 방향으로 제1 표면 및 제1 표면에 대향하는 제2 표면을 가지며, 제1 표면을 관통하는 적어도 하나의 홀을 가지는 유리 기판이 개시되며, 여기서 상기 적어도 하나의 홀은 에칭 용액에 의해 에칭된다. 적어도 하나의 홀을 갖지 않거나 또는 적어도 하나의 홀 주위의 유리 기판의 일정 두께 내에서 편차를 갖지 않는 영역에서 제1 표면과 접촉하는 제1 평면 (1) 및 제1 평면으로 부터 리세스된 편차의 표면 (2)간 가장 큰 거리는 약 0.2 ㎛ 이하이다.

Description

유리 기판 및 유리 기판을 에칭하는 방법
본 명세서는 일반적으로 유리 기판을 처리하기 위한 에칭 용액에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 파일럿 홀을 생성함으로써 제조된 유리 기판을 처리하는 에칭 용액에 관한 것이다.
본 출원은 2015 년 6 월 10 일자로 미국 출원된 미국 가출원 제62/173607 호에 기재되어 있으며, 그 내용은 전체가 참고로 여기에 포함된다.
유리 기판은 디스플레이 장치를 덮기 위해 유리가 사용되는 전자 산업을 포함하여 다양한 산업에서 사용된다. 이러한 디스플레이 장치의 예는 액정 디스플레이 및 발광 다이오드 디스플레이, 예를 들어, 컴퓨터 모니터, 텔레비전 및 핸드 헬드 장치를 포함한다. 유리 기판, 특히 관통 - 홀 (through-holes)은 또한 반도체의 인터포저 및 RF 디바이스로 사용된다. 그러나 치수 허용 오차를 충족시키는 것은 성형, 어닐링 및 화학 강화 중에 유리가 변형될 수 있기 때문에 어려운 작업이다. 또한, 홀과 같은 관통 - 피쳐를 생성하기 위해 사용되는 종래의 컴퓨터 수치 제어 (CNC) 가공 방법은 유리 리포밍 동안 불균일한 가열을 유발하여 유리 기판의 표면의 울퉁불퉁함 및 바람직하지 못한 변형을 초래할 수 있다. 관통 - 피쳐를 갖는 유리 기판을 화학 에칭 용액으로 에칭하면 유리 기판의 표면에서 울퉁불퉁함 및 함몰을 더욱 악화시킬 수 있다.
관통 - 피쳐를 갖는 유리 기판을 화학 에칭 용액으로 에칭하면서도, 유리 기판의 표면에서 울퉁불퉁함 및 함몰을 악화시키지 않는 유리 기판 및 유리 기판을 에칭하는 방법을 제공한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 적어도 하나의 관통 - 피쳐(through-feature)를 갖는 유리 기판을 형성하는 방법으로서, 상기 유리 기판 상에 펄스 레이저 빔을 이동시켜 하나 이상의 파일럿 홀을 형성하는 단계, 여기에서, 상기 유리 기판은 알루미나를 포함하며, 상기 유리 기판을 에칭 용액과 접촉시키는 단계; 및 상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 형성하도록 하나 이상의 파일럿 홀의 직경을 확대시키기 위해, 상기 유리 기판과 상기 에칭 용액 중 하나 또는 둘 모두를 상기 유리 기판과 상기 에칭 용액의 접촉 동안 교반하는 단계를 포함하고, 여기에서 에칭 용액은 약 0 내지 약 2.0의 pH를 가지며, 에칭 속도는 약 3㎛ / 분 미만을 포함한다.
제1 측면에 따른 제2 측면에 있어서, 상기 유리 기판을 상기 에칭 용액과 접촉시키는 단계는 상기 유리 기판을 에칭 용액의 조에 침지(submerge) 시킨다.
제2 측면에 있어서, 상기 교반은 상기 에칭 용액의 조에 제공되는 초음파 교반이다.
제3 측면에 있어서, 상기 초음파 교반은 약 40 kHz와 약 192 kHz 사이의 주파수를 갖는다.
전술한 제1 측면 내지 제4 측면 중 어느 한 측면에 있어서,
상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 영역들에서 상기 제1 표면과 접촉하는 제1 평면 (1) 과 제1 평면으로부터 리세스된 상기 편차의 표면 (2) 사이의 가장 큰 거리 d1은 약 0.2㎛ 이하이다.
전술한 제1 측면 내지 제5 측면 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 에칭 용액은 아세트산, 옥살산, 탄산, 시트르산 및 인산으로 구성된 군에서 선택된 약산을 포함한다.
전술한 제1 측면 내지 제6 측면 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 에칭 용액은 아세트산의 염, 옥살산의 염, 탄산의 염, 인산의 염 및 시트르산의 염으로부터 선택된 완충제를 포함한다.
전술한 제1 측면 내지 제7 측면 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 에칭 용액은 불화 암모늄, 불화 칼륨 및 불화 나트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 완충제를 포함한다.
전술한 제1 측면 내지 제8 측면 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 에칭 용액의 pH는 약 1.3 내지 약 1.7 이다.
전술한 제1 측면 내지 제9 측면 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 에칭 속도는 약 2.5㎛ / 분 미만이다.
전술한 제1 측면 내지 제10 측면 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 에칭 용액의 온도는 약 10 ℃ 내지 약 30 ℃ 이다.
전술한 제1 측면 내지 제11 측면 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 제1 표면의 적어도 하나의 2㎛ × 2㎛ 영역은 평균 표면 거칠기 (Ra) 약 0.9nm 미만이다.
제 12 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 영역들에서 상기 제1 표면과 접촉하는 제1 평면 (1)과 제1 평면으로부터 리세스된 상기 편차의 표면(2) 사이의 가장 큰 거리 d는 약 0.2㎛ 이하이다.
제12 측면 또는 제13 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 상기 제1 표면의 적어도 5개의 2㎛ × 2㎛ 영역들은 평균 표면 거칠기 (Ra) 약 0.9nm 미만이다.
제12 측면 내지 제14 측면 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 에칭 용액은 아세트산, 옥살산, 탄산, 시트르산 및 인산으로 이루어진 군으로부터 선택된 약산을 포함한다.
제15 측면에 있어서, 상기 에칭 용액은 불화 암모늄, 불화 칼륨 및 불화 나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 완충제를 포함한다.
적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖는 유리 기판을 형성하는 방법으로서, 유리 기판 상에 펄스 레이저 광을 이동시켜 하나 이상의 파일럿 홀을 형성하는 단계, 여기에서 상기 유리 기판은 알루미나, 인산염 및 오산화 인을 포함하지 않으며; 상기 유리 기판을 에칭 용액과 접촉시키는 단계; 및 유리 기판과 에칭 용액 중 하나 또는 둘 모두를 교반하여 유리 기판과 에칭 용액의 접촉 동안, 하나 이상의 관통 홀의 직경을 확대시켜 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 형성하는 단계, 여기에서, 에칭 속도는 약 3㎛ / 분 미만이다.
제17 측면에 있어서, 상기 유리 기판을 상기 에칭 용액과 접촉시키는 단계는 상기 유리 기판을 에칭 용액의 조에 침지시킨다.
제17 측면 또는 18 측면에 있어서, 상기 교반은 상기 에칭 용액의 조에 제공되는 초음파 교반이다.
제19 측면에 있어서, 상기 초음파 교반은 약 40 kHz와 약 192 kHz 사이의 주파수를 갖는다.
제17 측면 내지 20 측면 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 영역들에서 상기 제1 표면과 접촉하는 제1 평면 (1)과 제1 평면으로부터 리세스된 상기 편차의 표면(2) 사이의 가장 큰 거리 d1은 이 약 0.2㎛ 이하이다.
제17 측면 내지 21 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 에칭 속도는 약 2.5㎛ / 분 미만이다.
유리 기판으로서, 상기 제1 표면과 두께 방향으로 대향하는 제2 표면; 및
상기 제1 표면을 관통하는 적어도 하나의 홀을 포함하고, 여기에서, 상기 적어도 하나의 홀은 에칭 용액에 의해 에칭되고, 및 상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 영역들에서 상기 제1 표면과 접촉하는 제1 평면 (1)과 제1 평면으로부터 리세스된 상기 편차의 표면(2) 사이의 가장 큰 거리 d1은 이 약 0.2㎛ 이하인 것이 개시된다.
제23 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 홀은 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면을 관통하는 관통 피쳐이고, 제1 표면 및 제2 표면은 에칭 용액에 의해 에칭된다.
제23 측면 또는 제24 측면에 있어서, 상기 최대 거리 d1은 약 0.15㎛ 이하이다.
제23 측면 내지 25 측면 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 상기 제1 표면의 적어도 하나의 2㎛ × 2㎛ 영역들은 평균 표면 거칠기 (Ra) 약 0.9nm 미만이다.
제23 측면 내지 26 측면 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 상기 제1 표면의 적어도 5개의 2㎛ × 2㎛ 영역들은 평균 표면 거칠기 (Ra) 약 0.9nm 미만이다.
제23 측면 내지 27 측면 중 어느 한 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 홀은 제1 표면 및 제2 표면을 관통하는 관통-피쳐이며; 및 상기 적어도 하나의 홀을 갖지 않거나 또는 상기 적어도 하나의 홀을 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 영역들에서 상기 제2 표면과 접촉하는 제2 평면 (1)과 제1평면으로 부터 리세스된 상기 편차의 표면 (2) 사이의 가장 큰 거리 d2는 약 0.2㎛ 이하이다.
제28 측면에 있어서, 상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 상기 제1 표면의 적어도 하나의 2㎛ × 2㎛ 영역들은 평균 표면 거칠기 (Ra) 약 0.9nm 미만이다.
제23 측면 내지 29 측면 중 어느 한 측면에 기재된 유리 기판을 포함하는 반도체 장치가 개시된다.
추가의 특징들 및 장점들은 이하의 상세한 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로는 그 설명으로부터 당업자에게 쉽게 명백해질 것이고, 이하의 상세한 설명, 청구 범위 등을 포함하여, 첨부 도면을 포함한다.
전술한 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두는 다양한 실시 예를 설명하고 청구된 주제의 본질 및 특성을 이해하기 위한 개요 또는 프레임 워크를 제공하기 위한 것임을 이해해야 한다. 첨부된 도면은 다양한 실시 예에 대한 이해를 돕기 위해 포함되며, 본 명세서에 통합되어 본 명세서의 일부를 구성한다. 도면은 본 명세서에 설명된 다양한 실시 예를 예시하고, 설명과 함께 청구된 주제의 원리 및 작용을 설명하는 역할을 한다.
본 발명은 관통 - 피쳐를 갖는 유리 기판을 화학 에칭 용액으로 에칭하면서도, 유리 기판의 표면에서 울퉁불퉁함 및 함몰을 악화시키지 않는 유리 기판 및 유리 기판을 에칭하는 방법을 제공한다.
도 1은 여기에 기술되고 도시된 하나 이상의 실시 예에 따른 평평한 유리 기판 내에 파일럿 홀을 생성하기 위한 레이저 시스템을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본원에 설명되고 도시된 하나 이상의 실시 예에 따른 유리 기판 에칭 장치를 개략적으로 도시한다.
도 3은 본원에 설명되고 도시된 하나 이상의 실시 예에 따른 에칭 공정의 플로우 차트이다.
도 4는 본 명세서에서 설명되고 도시된 하나 이상의 실시 예에 따른 예시적인 유리 기판에서 파일럿 홀의 위치를 나타내는 그리드이다.
도 5a 내지 도 5f는 본 명세서에서 설명되고 예시된 하나 이상의 실시 예에 따른 고 pH 에칭 용액 및 저 pH 에칭 용액을 사용하는 유리 기판 내의 관통- 피쳐 주변의 함몰부의 깊이를 나타내는 이미지이다
도 6은 여기에 설명되고 도시된 하나 이상의 실시 예에 따른 고 pH 에칭 용액 및 저 pH 에칭 용액을 사용하는 유리 기판 내의 관통 - 피쳐 주위의 함몰부의 깊이를 그래프로 도시한다.
도 7a는 함몰부를 갖는 한개의 관통 - 피쳐를 갖는 유리 기판의 예시적인 단면도이다.
도 7a는 함몰부를 공유하는 2개의 관통 - 피쳐를 갖는 유리 기판의 예시적인 단면도이다.
도 8은 x 축상의 pH 및 y 축상의 표면 거칠기 Ra (nm)를 갖는 실시 예 2의 결과를 도시한다.
상기 도면들은 실제 크기로 도시되지 않았다.
유리 기판에 파일럿 홀을 형성 한 후 유리 기판을 에칭하는 방법 및 이러한 방법에 사용되는 에칭 용액에 대한 실시 예가 상세히 설명될 것이다. 본 명세서에 개시된 실시 예가 관통 - 피쳐가 레이저를 사용하여 형성되는 유리 기판을 에칭하는 것에 관한 것이지만, 광통 - 피쳐는 CNC 기계 가공, 드릴링 등과 같은 다른 방법에 의해 형성될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
일반적으로, 파일럿 홀은 유리 기판상의 임의의 위치에 레이저로 형성될 수 있다. 그런 다음 유리 기판을 에칭 용액으로 처리하여 유리 기판 내에 관통 피쳐를 만든다. 일부 실시 예에서, 내부에 형성된 관통 피쳐를 갖는 유리 기판은 이온 교환 강화 공정과 같은 강화 공정을 거칠 수 있다.
유리는 초기에 붕규산 유리, 알루미노 실리케이트 유리, 알루미노 보로 실리케이트 유리, 소다 라임 유리, 알칼리 - 함유 유리 및 무 알칼리 유리를 포함하는 임의의 유리 조성물로 형성된 평평한 유리 기판일 수 있다.
일부 구체 예에서, 상기 기술된 유리는 슬롯 - 드로잉, 융합 드로잉, 재 - 드로잉 등과 같은 당업계에 공지된 방법에 의해 다운 드로잉 가능하며 적어도 130 킬로포이즈의 액상 점도를 갖는다.
우선, 도 1을 참조하면, 평평한 유리 기판 (130)에 파일럿 홀을 형성하기 위한 시스템 (120)이 개략적으로 도시되어 있다. 레이저 소스 (122)는 커플링 광학기 (126)에 의해 포커싱되고 평평한 유리 기판 (130)을 향하여 지향되는 펄스 레이저 빔 (124)을 생성하도록 동작 가능하다. 레이저 소스 (122)는 유리 기판에 파일럿 홀을 형성 할 수 있는 임의의 레이저 소스일 수 있다 . 제한되지 않는 예시로서, 레이저 소스 (122)는 피코 초 또는 나노 초 펄스에서 작동되는 펄스 레이저 빔 (124) (예를 들어, 약 266nm, 약 355nm, 약 532nm 또는 약 1064nm 파장)을 생성한다. 일부 실시 예에서, 파일럿 홀은 평평한 유리 기판의 영역으로 유도될 수 있다.
커플링 광학 기 (126)는 평평한 유리 기판 (130)에 대해 원하는 위치에 초점을 갖는 포커싱된 레이저 빔에, 펄스 레이저 빔 (124)을 포커싱하는 하나 이상의 렌즈로서 배열될 수 있다. 보다 상세히 후술하는 바와 같이, 일부 실시 예에서, 커플링 광학 기 (126)의 초점은 여기에 전체가 참조로서 병합되어 있는 미국 특허 출원 공보 2014/0116091; 2013/0247615; 2014/0147623; 및 2015/0166395에 기술된 바와 같이 타격((percussion) 드릴링에 대해 제어가능할 수 있다.
펄스 레이저 빔 (124)은 평평한 유리 기판 (130)상에서 스캐닝 되어 원하는 파일럿 홀을 형성하도록 배열될 수 있다. 일부 실시 예에서, 평평한 유리 기판 (130)은 평평한 유리 기판이 펄스 레이저 빔 (124)에 대해 이동되도록, 컴퓨터 제어형 XYZ 스테이지 (도시되지 않음)에 커플링될 수 있다. 또한, 빔 스플리터 (122)에 의해 발생된 단일 레이저 빔 (124)을 복수의 레이저 빔으로 분할하여 평평한 유리 기판 (130) 내에 동시에 다수의 파일럿 홀을 형성하도록 제공될 수 있다.
실시 예에서, 재료를 레이저 드릴링하는 방법은 펄스 전파 방향을 따라 배향된 레이저 빔 초점 라인으로 펄스 레이저 빔을 포커싱하고, 상기 재료내로 지향되는 것을 포함하며, 상기 레이저 빔은 처리되는 재료의 mm 두께 당 약 50 마이크로 주울보다 크게, 상기 재료에서 측정된 평균 레이저 버스트 에너지를 가지며, 라인 초점의 약 25μJ / mm 내지 약 125μJ / mm 범위의 버스트 에너지 밀도를 가지며, 약 100 피코 초 미만의 지속 기간 및 약 1kHz 내지 약 4MHz 사이의 범위의 반복 속도를 갖는다. 초점 라인의 길이는 강도가 최대 강도의 절반인 광학 축(axis) 상의 두 점 사이의 거리에 의해 결정될 수 있다. 레이저 빔 초점 라인은 재료 내에서 유도된 흡수를 생성하고, 유도된 흡수는 상기 물질 내에서 레이저 빔 초점 라인을 따라 홀을 생성한다.
일단 전술한 레이저에 의해 파일럿 홀들이 유리 기판에 형성되면, 파일럿 홀들의 기하학적 형상은 유리 기판을 에칭 공정에 적용함으로써 수정될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서, 관통 피쳐는 유리 기판을 천공하는 레이저 타격으로부터 초기 직경을 갖는 관통 홀들일 수 있다. 그러나, 관통 홀을 포함하는 유리 기판을 에칭 처리하는 경우, 관통 홀의 직경을 크게 할 수 있고, 유리 기판의 한쪽 표면의 관통 홀의 직경과 유리 기판의 제2 표면에서 관통 홀의 직경의 차이는 감소될 수 있다(즉, 관통 홀은 유리 기판의 두께를 통해 보다 일정한 직경을 갖는다).
도 2를 참조하면, 레이저 드릴링 홀 (본 명세서에서 "파일럿 홀"이라고 함)을 개방하도록, 유리 기판 (130)을 에칭하기 위한 예시적인 에칭 장치 (200)가 개략적으로 도시되어있다. 일반적으로, 예시적인 에칭 장치 (200)는 외부 용기 (210), 물 탱크 (220), 에칭 용액 탱크 (230), 샘플 홀더 (240), 초음파 변환기 (250) 및 초음파 발생기 (260)를 포함한다. 도시된 실시 예에서, 에칭 용액 탱크 (230)는 물 탱크 (220) 내에 배치되고 물 탱크 (220)는 외부 용기 (210) 내에 배치된다. 초음파 변환기 (250)는 외부 용기 (210) 내에 배치되어 물 탱크 (220)와 접하여, 물 탱크 (220) 내에 수용된 물 (225)에 초음파 에너지를 부여할 수 있으며, 상기 물은 에칭 용액 탱크 (230) 내에 수용된 에칭 용액 (235)에 부여되고, 궁극적으로, 상기 에칭 용액 탱크 (230) 내의 샘플 홀더 (240)에 의해 지지된 유리 기판 (130)에 최종적으로 부여된다. 초음파 변환기 (250)는 물 탱크 (220) 아래 및 / 또는 물 탱크 (220)의 측면과 같은 물 탱크 (220)에 대해 임의의 위치 및 배향으로 배열될 수 있음을 이해해야 한다. 유리 에칭 용액 탱크 (230)에서 에칭 용액 (235)에 의해 에칭되는 동안, 유리 기판 (130)에 적용되는 초음파 에너지는 유리 기판 (13)의 에칭을 향상시키고, 이하에서 더 상세히 설명되는 바와 같이 원하는 특성을 갖는 관통 - 피쳐의 형성을 용이하게 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 샘플 홀더 (240)는 유리 기판 (130)이 수직 배향으로 지지되도록 제조된다. 이론에 구속되기를 바라지 않으며, 샘플 홀더 (240)가 수직 배향으로 유리 기판 (130)을 지지할 때, 몇몇 유리 기판이 동시에 처리될 수 있고, 관통 - 피쳐를 통한 에칭제의 침입 및 이탈은 초음파 파장이 음향 공동화(acoustic cavitation)을 가능하게하면서 기판의 표면을 가로지를 때, 초음파의 사인파 성질에 의해 촉진될 수 있다. 다른 실시 예에서, 샘플 홀더 (240)는 유리 기판 (130)이 초음파 파장이 관통 피쳐를 통해 직접 또는 종 방향으로 이동할 수 있는 수평 배향으로 지지되도록 제조될 수 있다. 이론에 구속되는 것을 원하지는 않으며, 유리 기판 (130)이 수평 배향으로 지지될 때, 관통 - 피쳐를 통한 에칭제의 침입 및 이탈은 중력 및 관통 피쳐를 통해 종 방향으로 음향파의 횡단 (traversal)에 의해 달성될 수 있다. 유리 기판 (130)이 수평 배향으로 지지될 때, 기판으로부터 기판으로 이동하는 초음파 음파로 인해 발생할 수 있는 음향 감쇠를 피하기 위해, 한 번에 하나의 유리 기판 (130)을 처리하는 것이 유리할 수 있다.
물 탱크 (220)는 초음파 변환기 (250)에 의해 생성된 초음파 에너지가 에칭 용액 탱크 (230) 내에 잠긴 유리 기판 (130)으로 전달되는 것을 보장하기에 충분한 수준으로 채워진 물 (225)을 포함한다. 일부 구체 예에서, 물 (225)은 표면 장력을 감소시키기 위해 수 밀리미터의 계면활성제를 포함 할 수 있는 탈 이온수이다. 그러나, 다른 실시 예에서 물 (225)은 탈 이온수 이외의 유형의 물일 수 있고 및 / 또는 계면활성제를 포함하지 않을 수 있음을 알아야한다. 또한, 초음파 변환기 (250)로부터 에칭 용액 탱크 (230) 내의 에칭 용액 (235)으로 초음파 에너지를 전달하기 위해 물 이외의 액체가 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 일부 실시 예는 초음파 변환기가 에칭 용액 탱크 (230) 내의 에칭 용액 (235)을 직접 교반하는 실시 예와 같이, 물 탱크 (220)을 포함하지 않을 수 있다.
초음파 발생기 (260)는 초음파 변환기 (250 내지 250)에 전기 케이블 (270)을 전기적으로 연결한다. 초음파 발생기 (260)는 초음파 변환기 (250)가 하나 이상의 주파수에서 초음파 에너지를 생성하게 한다. 초음파 변환기 (250)는 다양한 주파수에서 초음파 에너지를 생성 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 초음파 에너지는 약 40 kHz 내지 약 192 kHz 사이의 주파수를 갖는다. 일부 실시 예에서, 초음파 에너지는 약 80 kHz 내지 약 132 kHz 사이의 주파수를 갖는다. 일부 실시 예에서, 초음파 에너지는 약 1 차 주파수를 중심으로하고, 초음파 에너지가 약 80kHz에 집중되고 약 79kHz와 약 81kHz 사이(즉, 80 kHz +/- 1 kHz)에서 앞뒤로 스위핑될 때와 같이 1 차 주파수 위아래로 디더(dither)되거나 스위핑된다. 다른 실시 예에서, 초음파 에너지는 다른 주파수가 중심이 되거나 및/또는 1차 주파수의 1kHz 초과 및 미만 보다 더 큰 범위에서 디더링되거나 또는 스위핑 (dithered or sweep)될 수 있다. 일부 실시 예에서, 초음파 에너지는 제1 주파수 및 제2 주파수를 가지며, 예컨대 초음파 변환기 (250)가 적어도 2 개의 주파수를 갖는 초음파 에너지를 생성 할 때이다. 예를 들어, 제1 초음파 변환기는 제1 주파수를 갖는 초음파 에너지를 생성 할 수 있고, 제2 초음파 변환기는 제2 주파수를 갖는 초음파 에너지를 동시에 생성 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 초음파 변환기 (250)는 제1 주파수는 40 kHz이고 제2 주파수는 80 kHz인, "40kHz / 80kHz 교차 - 발사된(cross-fired)" 배열에서 초음파 에너지를 생성 할 수 있다. 일부 실시 예에서, 초음파 변환기 (250)는 제1 주파수는 80 kHz이고 제2 주파수는 120 kHz인, "80 kHz / 120 kHz의 교차 - 발사된" 배열에서 초음파 에너지를 생성 할 수 있다. 다.
전술한 실시 예가 유리 기판을 에칭 용액에 침지시키는 것을 설명하지만, 진동용 분사 헤드를 사용하여 유리 기판에 에칭 용액을 분사하는 것과 같은 다른 방법에 의해 에칭 용액을 유리 기판과 접촉시킬 수 있음을 이해해야한다. 이러한 실시 예에서, 진동 스프레이 헤드는 에칭 용액의 스프레이를 이동시킴으로써 교반을 제공한다. 진동의 속도 및 분무 속도는 교반을 변화시키도록 조정될 수 있다.
또한, 실시 예들에서, 에칭 용액의 교반은 유리 기판이 조에 잠긴 동안 에칭 용액의 조를 이동시키는 것과 같이 3-D 교반일 수 있다. 이러한 3 차원 운동은, 예를 들어, x- 방향, y- 방향 및 z- 방향으로 파일럿 홀을 포함하는 유리 기판을 이동시킴으로써 수행될 수 있다. 일부 실시 예에서, 파일럿 홀을 포함하는 유리 기판은 나선형 트랙을 따라 에칭 용액 내에서 이동될 수 있다. 실시 예들에서, 약 300㎛ 미만의 두께를 갖는 유리 기판은 3-D 교반에 의해 교반되고, 약 300㎛ 초과의 두께를 갖는 유리 기판은 초음파 교반에 의해 교반된다. 다른 실시 예에서, 임의의 두께를 갖는 유리 기판은 초음파 교반 또는 메가소닉 교반 (megasonic agitation)에 의해 교반될 수 있다. 일부 실시 예에서, 교반은 유리 기판 또는 에칭 용액 중 하나 또는 둘 모두를 이동시키는 단계를 포함 할 수 있다.
전술한 바와 같은 레이저 손상(damage) 및 에칭 공정에서, 에칭 공정 중에 에칭제를 파일럿 홀들로 운반하고, 상기 파일럿 홀들로부터 용해된(dissolute) 유리를 제거하는 것을 돕기위해 교반이 일반적으로 사용된다. 그러나, 종종, 교반은 일정하지 않고, 관통 - 피쳐 및 관통 - 피쳐에 인접한 표면 주위의 차별적인 에칭을 촉진시킨다. 일부 레이저 손상 및 에칭 공정에서 초음파 진동 또는 메가소닉 진동이 교반으로 사용된다. 그러나 초음파 및 메가소닉 진동은 불균일하게 분포되는 경우가 많으므로 초음파 및 메가소닉 진동에 대한 노출이 많은 영역은 초음파 및 메가소닉 진동에 대한 노출이 적은 영역보다 유리 용해가 많다. 초음파 및 메가소닉 진동의 불균일한 분포는 유리 기판이 바람직하지 않은 표면의 울퉁불퉁함(waviness)을 갖게한다. 따라서, 여기에 개시된 실시 예들에서, 교반에 민감하지 않은 유리 기판을 에칭하기위한 에칭 용액이 개시된다.
임의의 특정 이론에 구속되지는 않지만, 에칭 공정은 에칭 용액과 유리 기판 사이의 액체 - 고체 계면에서 발생하는 제3 단계 계면 반응이라고 믿어진다. 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 블록 (300)에서 에칭제는 벌크의 에칭 용액 내에 있다. 에칭 공정 (310)의 제1 단계에서, 반응물 (본 명세서에서는 "에칭제"라 함)는 에칭 용액의 벌크로부터 유리 표면으로 확산한다. 제2 블록 (320)에서 에칭제는 유리 표면에 있다. 에칭 공정의 제2 단계 (330)에서, 에칭 용액의 벌크로부터 확산된 에칭제는 유리 표면과 반응한다. 제3 블록 (340)에서, 반응 단계로부터 형성된 용해된 유리 부산물이 유리 표면에 존재한다. 제3 단계 (350)에서, 상기 용해된 유리 부산물이 유리 제품의 표면으로부터 에칭 용액의 벌크로 확산된다. 제4 블록 (360)에서, 상기 용해된 유리 부산물은 에칭 용액의 벌크 내에 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 에칭 속도가 느린 경우와 같이, 상기 용해된 유리 부산물 발생이 느릴 때, 에칭 공정의 제1 단계 (310) 및 제2 단계 (330) (즉, 제1 확산 단계 및 반응 단계)는 에칭 공정의 속도를 결정한다. 예로서, 불화 수소산 (HF)으로 알루미노 실리케이트 유리를 에칭하는 것은 2 가지 주요 화학 반응을 포함한다; 규산염의 용해 (하기 반응식 1에 나타냄) 및 알루미나 (산화 알루미늄 또는 Al2O3라고도 함)의 용해 (하기 반응식 2에 나타냄).
SiO2 (유리) + 6HF (용액) -> H2SiF6 (용액) + H2O (용액)
Al2O3 (유리) + 6H+ (용액) -> 2Al3+ (용액) + 3H2O (용액) 2
반응 1에서 실리케이트의 용해는 비교적 느린 반응인 반면, 반응 2에서 알루미나의 용해는 특히 에칭 용액이 높은 양성자 농도(즉, 낮은 pH)를 가질 때 비교적 빠른 반응이다. 따라서, 높은 양성자 농도에서, 알루미노 실리케이트 유리의 전체 에칭은 제1 확산 단계에 의해 제한되며, 이는 유리 기판의 에칭이 벌크의 에칭 용액으로 부터 유리 기판의 표면으로 확산될 수 있는 에칭액의 양에 의해 제한된다는 것을 의미한다. 따라서, 낮은 pH (높은 양성자 농도) 에칭 용액에서 알루미노 실리케이트 유리에 대한 에칭 공정은, 교반이 에칭 용액의 벌크로부터 유리 기판의 표면으로, 에칭 용액을 이동시킴에 의해 또한, 유기 기판의 표면으로 에칭제를 도입함에 의해 벌크의 에칭 용액으로 부터 유리 기판의 표면으로 에칭제의 확산 속도를 증가시키기 때문에, 교반에 민감하다. 따라서, 전술한 알루미노 실리케이트 에칭 프로세스에서, 교반에 대한 더 많은 노출을 받는 영역은, 더 많은 에칭을 수행할 것이다. 왜냐하면, 유리 기판 표면으로의 에칭제의 확산 (에칭 공동의 제한 단계)이 교반에 더 많은 노출을 받는 영역에서 증가되기 때문이다. 따라서, 이와 같은 식각 공정에서 교반이 균일하지 않으면 유리 기판의 울퉁불퉁함이 발생하여 파일럿 홀 주위에 함몰이 형성될 수 있다.
레이저 손상 및 에칭 공정은 일반적으로 HF 및 황산, 질산 및 염산과 같은 제2의 강산을 포함하는 에칭 용액을 사용한다. 일반적으로, 제2의 강산을 함유하는 것이 에칭률을 증가 시키는데 유익한 것으로 생각된다. 그러나, 제2의 강산은 에칭 용액에서 이용 가능한 양성자를 증가시키고 에칭 용액의 pH를 낮춘다. 따라서, 레이저 손상 및 에칭에 일반적으로 사용되는 에칭 용액은 높은 양성자 농도를 가지며, 전술된 울퉁불퉁함 및 함몰을 초래한다.
전술한 바와 같이, 양성자 농도가 높은 에칭액을 사용하여 교반과 함께 알루미노 실리케이트 유리 기판을 에칭하면, 물결 모양의 표면이 생겨 관통 - 피쳐 주위에 함몰이 형성될 수 있다. 이러한 결함은 에칭제의 유리 표면으로의 확산이 에칭 공정의 제한 단계이기 때문에 발생한다. 따라서, 실시 예에서, 제1 확산 단계로부터 반응 단계로의 에칭 공정의 제한 단계를 이동(shift)시키는 에칭 용액으로 제형화된다. 이러한 전이를 함으로써, 유리 기판의 에칭은 유리 기판의 표면으로 확산되는 에칭제의 양에 의해 제한되지 않는다.
실시 예에서, 에칭 공정의 제한 단계는 에칭 용액의 pH를 증가시킴으로써 제1 확산 단계로부터 반응 단계로 이동될 수 있다. 더 높은 pH를 갖는 에칭 용액은 유리 기판에서 알루미나와 반응하는 자유 양성자가 적기 때문에 반응 2의 속도를 낮추고, 반응 단계 (예컨대, 반응 1 및 반응 2)가 에칭 공정의 제한 단계가 되도록 유발한다. 전술한 바와 같이, 교반은 주로 유리 기판의 표면으로 전달되는 에칭제의 양을 증가시키는데 사용되며, 이는 제1 확산 단계가 에칭 공정의 제한 단계일 때 불균일한 에칭을 유발할 수 있다. 그러나, 제1 확산 단계가 에칭 프로세스의 제한 단계가 아닌 경우, 교반은 유리 표면의 형태에 강한 영향을 미치지 않는다. 왜냐하면, 에칭 공정은 반응 단계의 속도에 의해 제한되고 유리 기판의 표면으로 확산되는 에칭액의 양에 의해서는 제한되지 않기 때문이다.
본원에 기술된 에칭 용액의 실시예들은 약 0 내지 약 2.0, 약 0.5 내지 약 2.0, 약 1.0 내지 약 2.0 또는 약 1.2 내지 약 1.8의 pH를 갖는다. 다른 실시 예에서, 에칭 용액은 약 1.3 내지 약 1.7, 예컨대 약 1.4 내지 약 1.6의 pH를 갖는다. 또 다른 실시 예에서, 에칭 용액은 약 1.5의 pH를 갖는다. 전술한 바와 같이, 상대적으로 높은 pH를 갖는 에칭 용액을 사용하면 에칭 용액 내의 양성자 농도가 낮아지고, 에칭 공정의 제한 단계를 제1 확산 단계에서 반응 단계로 이동시키고, 교반에 대한 유리의 민감도를 감소시킨다.
실시 예에서, 에칭 용액의 pH는 에칭 용액에서 HF와 조합하여 일반적으로 사용되는 제2의 강산을 제거함으로써 증가된다. 예를 들어, 레이저 손상 및 에칭 공정에서 일반적으로 사용되는 에칭 용액에서 질산 (HNO3)이 HF와 함께 사용된다. 2.4M HNO3를 HF와 함께 에칭 용액에 사용하면 에칭 용액에서 약 -0.4의 pH를 갖는 에칭 용액이 생성된다. 그러나, 순수한 3M HF를 사용하면 약 1.4의 pH를 갖는 에칭 용액이 생성된다. 따라서, 에칭 용액으로부터 제2의 강산을 제거하는 것은 에칭 용액의 pH를 상당히 상승시킨다. 순수한 HF를 사용하지 않고 상대적으로 높은 pH를 유지하기 위해, 약산이 제2의 강산을 대체 할 수 있다. 예시적인 약산으로는 아세트산, 옥살산, 탄산, 시트르산 및 인산이 포함된다.
에칭 용액에 완충제(buffer)를 포함시킴으로써 에칭 용액의 pH를 더욱 증가시킬 수 있다. 실시 예에서, 완충제는 불화물(fluoride) 염일 수 있다. 완충제로서 사용될 수있는 예시적인 불화물 염은 불화 암모늄 (NH4F), 불화 칼륨 (KF) 및 불화 나트륨 (NaF)을 포함한다. 다른 구체 예에서, 완충제는 에칭 용액에 포함된 약산의 염일 수 있다. 본원에 개시된 실시 예에 따른 에칭 용액에 포함될 수 있는 약산의 예시적인 염은 아세트산의 염, 옥살산의 염, 탄산의 염, 인산의 염 (예 : 인산염), 및 구연산의 염으로 부터 선택된다.
실시 예에서, 에칭 용액은 1 차 에칭제로서 HF를 포함 할 수 있다. 에칭 용액의 pH를 증가시키기 위해 하나 이상의 완충제가 HF에 첨가될 수 있다. 일부 실시 양태에서, 산 대 완충제의 중량비는 약 2 : 1 내지 약 0.5 :1, 예컨대, 약 1.5 : 1 내지 약 1 : 1일 수 있다. 다른 구체 예에서, 산 대 완충제의 중량비는 약 1 : 1이다.
유리 조성물은 또한 유리 기판의 표면 모폴로지에 영향을 미칠 수 있다. 전술한 바와 같이, 알루미나가 유리 기판에 존재하는 경우, 유리 표면에 에칭제를 확산시키는 단계가 에칭 공정에서의 제한 반응이며, 이는 유리 기판의 표면에 울퉁불퉁함 및 함몰을 일으킨다. 실시 예에서, 고 pH 에칭 용액은 알루미나와 반응 할 수있는 양성자의 양을 감소시킴으로써 에칭 단계의 제한 단계를 확산 단계에서 반응 단계(예컨대, 반응 2)로 이동시킴으로써 이 문제를 해결한다. 그러나, 유리 기판이 알루미나를 포함하지 않는 경우, 에칭 공정의 제한 단계는 실리케이트와 에칭제 사이의 반응 단계 (즉, 반응 1)이며, 이것은 알루미나와 실리케이트 사이의 반응과 비교하여 느린 반응이다.따라서, 알루미나를 포함하지 않는 특정 유리 기판의 경우, 에칭 공정의 제한 단계는 에칭제와 실리케이트 사이의 반응이다. 따라서, 알루미나를 포함하지 않는 유리 기판을 에칭 할 때, 에칭 용액의 양성자 농도는 알루미나를 포함하는 유리 기판이 에칭될 때만큼 중요하지 않다. 따라서, 실시 예에서, 알루미나를 포함하지 않는 유리 기판을 에칭하는데 사용되는 에칭 용액의 pH는 엄격하게 조절될 필요가 없다. 따라서, 실시 예들에서, 유리 기판은 알루미나를 포함하지 않는다. 알루미나를 포함하지 않는 예시적인 유리는 소다 - 석회 유리 및 붕규산 유리를 포함한다. 알루미나 외에, 인산염 및 오산화 인 (P2O5)과 같은 유리 기판 내의 다른 성분은 에칭 용액 내의 양성자와 신속하게 반응 할 수 있다. 따라서, 실시 예들에서, 유리 기판은 알루미나, 인산염 또는 오산화 인을 포함하지 않는다.
pH 이외에도, 에칭 속도는 유리 기판의 표면 변형에도 영향을 줄 수 있다. 임의의 특정 이론에 구속되지 않더라도, 에칭 용액이 유리 기판의 표면에 존재할 때, 유리는 확산되고 용해된 유리의 부산물은 유리 기판의 표면에 존재한다. 이 부산물은 에칭제와 유리 간의 계면 반응을 방해하여, 간섭(interference)이 발생하는 유리 표면에 불일치(inconsistency)를 일으킬 수 있다. 따라서, 에칭 용액과 유리 기판의 에칭 속도가 높을수록, 에칭 용액과 유리 기판 사이의 반응을 방해 할 수 있는 부산물이 더 많이 생성되고 부산물이 에칭 용액의 벌크내로 확산되는 데 더 오래 걸리게 된다. 따라서, 실시 예들에서, 에칭 용액은 부산물이 에칭 용액의 벌크 내로 확산되게 하는 에칭 속도를 가지도록 선택되어, 유리 표면의 불일치를 감소시킨다. 실시 예들에서, 에칭 용액의 에칭 속도는 약 3㎛ / 분 미만, 예컨대 약 2.5㎛ / 분 미만이다. 다른 실시 예에서, 에칭 용액의 에칭 속도는 약 2㎛ / 분 미만, 예컨대 약 1.5㎛ / 분 미만이다. 실시 예들에서, 에칭 속도는 약 0.5㎛ / 분 내지 약 2.5㎛ / 분과 같이 약 0.5㎛ 내지 약 3㎛ / 분이다. 다른 실시 예들에서, 에칭 속도는 약 0.5 ㎛ / 분 내지 약 1.5 ㎛ / 분과 같이 약 0.5 μm / min 내지 약 2 μm / min이다.
에칭 용액의 에칭 속도는 에칭 용액의 조성을 변경함으로써 제어될 수 있다. 예를 들어, 실시 예들에서, 약산을 HF와 조합하여 사용하여 에칭 용액의 에칭 속도를 낮출 수 있다.
에칭제 용액의 온도는 또한 에칭 공정 동안 유리 기판의 에칭 속도 및 품질에 영향을 줄 수 있다. 더 높은 에칭 용액 온도는 일반적으로 에칭 속도를 증가시키고, 따라서 더 높은 에칭 용액 온도가 에칭 프로세스의 지속 기간을 감소시키는데 사용될 수 있다. 따라서, 실시 예들에서, 에칭 용액의 온도는 약 10 ℃ 내지 약 30 ℃, 예를 들어 약 15 ℃ 내지 약 25 ℃일 수 있다. 실시 예에서, 보다 높거나 낮은 온도가 사용될 수 있음을 이해해야 한다.
상기한 실시 예들에서, 표면의 모폴로지는 유지되었다. 일부 실시 예에서, 유리 기판의 두께 편차 또는 홀 또는 관통 - 피쳐를 에워싸는 함몰부가 존재한다. 전술한 편차 또는 함몰은 도 7a에 도시되며, 여기에서, 제1 표면 (702) 및 제1 표면 (702)에 대향하는 제2 표면 (704)을 갖는 유리 기판 (700)을 도시한다. 유리 기판 (700)은 제1 표면 (702)으로부터 제2 표면 (704)까지 연장되는 적어도 하나의 관통 - 피쳐 (706)를 갖는다. 일부 실시 예에서, 유리 기판 (700)은 제1 표면 (702)상의 피쳐 (706)를 둘러싸는 두께 내의 편차 또는 함몰부 (708)를 갖는다. 함몰부 (708) 또는 관통 피쳐 (706)를 갖지 않는 영역들에서 제1 표면 (702)과 접촉하는 제1 평면 (710)이 도시된다. 편차 또는 함몰부 (708)는 제1 평면 (710)으로부터 거리 d1만큼 리세스된 표면 (712)을 가질 수 있다. 상기 표면 (712)은 관통 - 피쳐 (706)의 측벽 (713)에서 끝난다. 거리 (d1)는 제1 평면 (710)과 함몰부의 표면 (712) 사이의 최대 거리로서 측정된다. 도시되지 않은 일부 실시 예에서, 복수의 관통-피쳐들 (706)이 있을 수 있고, 일부 또는 전부가 제1 표면에서 편차 또는 함몰부 (708)를 갖는다. 도시되지 않은 일부 실시 예에서, 일부 또는 전부의 관통-피쳐 (706)의 제2 표면에 있는 편차 또는 함몰부가 있을 수 있으며, 여기에서, 제2 표면 (704)의 함몰부는 제2 평면으로부터 거리 (d2)만큼 리세스된 표면을 갖는다.제 2 평면은 함몰부 또는 관통 - 피쳐를 갖지 않는 영역에서 제2 표면 (704)과 접촉하는 평면이다. 거리 (d2)는 제2 평면 (710)과 함몰부의 표면 사이의 최대 거리로서 측정된다. 일부 실시 예에서, 관통 - 피쳐 (706)는 제1 표면 및 제2 표면 상에 함몰부를 가질 수 있고, 거리 d1은 거리 d2와 동일하거나 상이할 수 있다. 일부 실시 예에서,도 7b에 도시된 바와 같이, 관통-피쳐 (706)가 함께 충분히 이격되어 있으면, 하나의 함몰부 (708 ')가 함께 병합되어 관통-피쳐 (706)를 둘러쌀 수 있다.일부 실시 예에서, 관통- 피쳐들이 약 200㎛ 이하로 이격되는 경우, 함몰부 (708 ')는 인접한 관통 피쳐 (706)를 둘러싸는 거리이다.
일부 실시 예에서, 거리 d1 또는 d2는 약 0.2㎛ 이하, 약 0.15㎛ 이하, 약 0.1㎛ 이하, 또는 약 0.05㎛ 이하이며, 약 0.01 ㎛ 내지 약 0.1 ㎛의 범위, 약 0.05 ㎛ 내지 약 0.2 ㎛의 범위, 약 0.05 ㎛ 내지 약 0.1 ㎛의 범위의 약 0.01 ㎛ 내지 약 0.2 ㎛의 범위, 약 0.15 ㎛, 약 0.1 ㎛ 내지 약 0.2 ㎛, 또는 약 0.1 ㎛ 내지 약 0.15 ㎛의 범위이다. 거리 d1 및 d2는 지고사(Zygo Corporation)로부터 입수 가능한 NewView 7300과 같은 광학 표면 프로파일 측정기로 측정될 수 있다. 전술한 거리 d1 및 d2는 전술한 에칭 기술의 결과로서 달성될 수 있다.
일부 실시 예에서, 상기 편차들 또는 함몰부는 홀 또는 관통 - 피쳐가 광학 현미경에 의해 측정된 바와 같이 기판의 제1 또는 제2 표면에서의 직경이 약 5㎛ 이상, 약 10 ㎛ 이상, 약 15 ㎛ 이상, 약 20 ㎛ 이상, 약 25 ㎛ 이상, 약 30 ㎛ 이상, 약 35㎛ 이상, 약 40㎛ 이상, 약 45㎛ 이상, 또는 약 50㎛ 이상일 수 있다.
일부 실시 예에서, 함몰부의 일부가 아닌, 제1 표면 (702) 및 제2 표면 (704)의 영역들 (714)은 평균 표면 거칠기 (Ra) 0.9nm 이하, 0.8nm 이하, 0.7 이하0.6 nm 이하, 0.5 nm 이하, 0.4 nm 이하를 갖는다. 일부 실시 예에서, 영역들 (714)의 평균 표면 거칠기는 약 0.4 nm 내지 약 0.9 nm, 약 0.4 nm 내지 약 0.8 nm, 약 0.4 nm 내지 약 0.7 nm, 약 0.5 nm 내지 약 0.9 nm, 약 0.5 nm 내지 약 0.8 nm, 또는 약 0.5 nm 내지 약 0.7 nm일 수 있다. 일부 실시 예에서, 제1 표면 (702) 또는 제2 표면 (704)은 2㎛ × 2㎛의 영역을 갖는 적어도 하나의 영역 (714), 2㎛ × 2㎛의 영역을 갖는 적어도 2 개의 영역 (714), 2㎛ × 2㎛의 영역을 갖는 적어도 3 개의 영역 (714), 2㎛ × 2㎛의 영역을 갖는 적어도 4 개의 영역 (714), 2㎛ × 2㎛의 영역을 갖는 적어도 5 개의 영역 (714) 2 ㎛ × 2 ㎛의 면적을 갖는 적어도 6 개의 영역 (714), 2 ㎛ × 2 ㎛의 면적을 갖는 적어도 7 개의 영역 (714), 2 ㎛ × 2 ㎛의 면적을 갖는 적어도 8 개의 영역 (714) 2㎛ × 2㎛의 영역을 갖는 적어도 9 개의 영역 (714) 또는 2㎛ × 2㎛의 영역을 갖는 적어도 10 개의 영역 (714)은 상기 범위의 평균 표면 거칠기 (Ra)를 갖는다.
상기 평균 표면 거칠기 (Ra)는 전술한 에칭 기술을 사용하여 달성될 수 있다. 본 명세서에서 평균 표면 거칠기 (Ra)는 2 ㎛ × 2 ㎛ 크기의 영역에서 측정되며, 국부적인 표면 높이와 평균 표면 높이간 차이의 산술 평균으로 정의되며, 다음 식으로 나타 낼 수 있다 :
Figure pct00001
여기서 yi는 평균 표면 높이에 대한 국부 표면 높이이다. 평균 표면 거칠기 Ra는 벡코(Veeco)에서 제공되는 Dimension Icon과 같은 원자력 현미경 (AFM)을 사용하여 측정할 수 있다.
일부 실시 예에서, 유리 기판은 강화 공정에 의해 강화된다. 일부 실시 예에서, 강화 공정은 파일럿 홀이 유리 기판에 형성되기 전에 일어날 수 있다. 다른 실시 예에서, 강화 공정은 파일럿 홀이 유리 기판 내에 형성된 후에 일어날 수 있다.
유리 기판은 유리 표면층의 이온이 동일한 원자가 또는 산화 상태를 갖는 더 큰 이온으로 치환되는 이온 교환 공정에 의해 화학적으로 강화될 수 있다. 하나의 특정 실시 예에서, 표면층의 이온 및 보다 큰 이온은 Li +(유리 내에서 존재할 때), Na +, K +, Rb + 및 Cs +와 같은 1가 알칼리 금속 양이온이다. 택일적으로, 표면층의 1가 양이온은 Ag +, Tl +, Cu + 등과 같은 알칼리 금속 양이온 이외의 1가 양이온으로 치환될 수 있다.
이온 교환 공정은 유리 기판의 표면에 압축 응력을 생성한다. 이러한 압축 응력은 유리 기판의 표면 아래에서 일정한 깊이의 층(층 깊이라 함)까지 확장된다.
압축 응력은 유리 기판의 순 응력이 0이 되도록 인장 응력(중앙 장력이라고 함) 층에 의해 균형을 이룬다. 성형된 유리 기판의 표면에서의 압축 응력의 형성은 유리를 강하게 만들고 기계적 손상에 내성을 갖게 한다.
일 실시 예에서, 유리 기판은 이온 교환에 의해 화학적으로 강화되는데, 유리 기판이 이온 교환 조에 위치될 때 유리 표면 근처의 더 작은 나트륨 이온이 더 큰 칼륨 이온으로 교환된다. 실시 예들에서, 이온 교환 조는 용융된 KNO3, NaNO3 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 더 작은 나트륨 이온을 보다 큰 칼륨 이온으로 대체하면 유리 기판의 표면에 압축 응력 층이 형성된다. 압축 응력은 유리 기판의 표면 아래에서 특정 깊이의 층 (압축 표면층)까지 연장된다. 압축 표면층은 상부 표면 및 하부 표면으로부터 층의 깊이까지 연장된다. 압축 표면층은 유리 기판의 중심에서 내부 장력 층의 발달에 의해 균형을 이룬다.
본 명세서에 설명된 실시 예에서, 강화에 의해 성형된 유리 기판에 발달된 압축 응력 및 층의 깊이는 성형된 유리 기판의 손상 내성을 개선하기에 충분하고, 또한 성형된 유리 기판 내로 흠집을 도입할 위험없이 추가 처리(예컨대, 가장자리 마감에 의해)를 용이하게 한다. 일 실시 예에서, 압축 응력은 약 200 MPa 내지 약 1000 MPa일 수 있다. 다른 실시 예에서, 압축 응력은 약 500 MPa 내지 약 800 MPa일 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 압축 응력은 약 650 MPa 내지 약 900 MPa일 수 있다. 일 실시 예에서, 층의 깊이는 약 10 마이크로미터 내지 약 80 마이크로미터일 수 있다. 다른 실시 예에서, 층의 깊이는 약 30 마이크로미터 내지 약 60 마이크로미터일 수 있다. 또 다른 실시 예에서, 층의 깊이는 약 40 마이크로미터 내지 약 60 마이크로미터일 수 있다.
일부 실시 예에서, 유리 기판은 레이저 손상 및 에칭 단계 후에 강화된다. 그러나, 다른 실시 예에서, 유리 기판은 레이저 손상 및 에칭 단계 이전에 강화될 수 있다.
일부 실시 예에서, 반도체 장치는 본원에 개시된 양으로 함몰부에서 두께의 편차를 갖는 적어도 하나의 관통 피쳐를 가지거나 및 / 또는 본원에 개시된 양으로 평균 표면 거칠기 Ra를 갖는, 본원에 기재된 유리 기판을 포함할 수 있다.
"실질적으로(substantially)" 및 "약(about)"이라는 용어는 임의의 정량적 비교, 값, 측정 또는 다른 대표값에 기인 할 수 있는 고유한 정도의 불확실성을 나타내기 위해 여기에서 이용될 수 있음에 유의해야한다. 이들 용어들은 문제되는 주제의 기본 기능을 변경시키지 않고, 기재된 참조수치와 다를 수 있음을 정량적으로 표시한 정도를 나타내기 위해 본원에서 사용된다. 또한, 용어 "예시적인(exemplary)"은 실시 예들에 따른 비 한정적인 실시 예를 나타내기 위해 본원에서 이용될 수 있다.
실시예
실시 예들은 하기 실시예들에 의해 보다 명확해질 것이다.
실시예 1
코닝사 제조의 이글 XG 유리 (알루미노 실리케이트 유리)를 두께 0.2mm의 50mm × 50mm의 기판으로 성형하였다. 파일럿 홀들은 5kHz 반복 속도로 작동하는 355nm 나노초 레이저를 사용하는 타격 드릴링에 의해 형성되었다. 파일럿 홀들은 도 4에 도시된 바와 같이 유리 기판들내에서 형성되었다. 도 4에서 알 수있는 바와 같이, 도 4에서, 파일럿 홀들은 100㎛, 200㎛, 500㎛ 및 1000㎛의 피치를 갖는, 선 및 사각형을 포함하는 다양한 기하학적 형태로 형성되었다. 파일럿 홀들은 상단 직경이 15㎛이고 하단 직경이 약 3㎛이다.
일부 유리 기판들을 고 pH 에칭 용액에 넣고, 다른 유리 기판을 저 pH 에칭 용액에 넣었다. 각각의 고 pH 에칭 용액 및 저 pH 에칭 용액은 Crest 초음파 탱크 내에 제공되었고, 에칭은 40 kHz 초음파 교반으로 수행되었다.
저 pH의 에칭 용액은 3M HF와 2.4M HNO3로 제조되었으며 pH는 약 -0.4이었다. 고 pH 에칭 용액은 3M HF와 1M NH4F로 제조되었고 pH는 약 1.4이었다. 고 pH 에칭 용액과 저 pH 에칭 용액 각각에 대해, 관통 피쳐들은 20㎛, 50㎛ 및 90㎛의 직경을 갖도록 형성되었다. 관통 - 피쳐의 표면 모폴로지 및 관통 피쳐 주변의 영역은 도 4에 도시된 16 개 위치에서 나타나며, 도 4는 Zygo에 의해 제조된 간섭계에 의해 평가되었다.
또한, 도 5a 내지 도 5c는 고 pH 에칭 용액으로 수행된 에칭을 도시한,도 4의 위치 12에서의 표면 모폴로지의 이미지를 도시한다. 도 5d 내지 도 5f는 저 pH의 에칭 용액으로 수행된 에칭을 돋시한 도 4의 위치 12에서의 표면 모폴로지의 이미지를 도시한다. 특히, 도 5a는 고 pH 에칭 용액에 의해 에칭된 직경 20㎛의 관통 홀의 표면 모폴로지의 이미지이다. 도 5b는 고 pH 에칭 용액에 의해 에칭된 직경 50㎛의 관통 홀의 표면 모폴로지의 이미지이며, 도 5c는 고 pH 에칭 용액에 의해 에칭된 90㎛ 직경의 관통 홀의 표면 모폴로지의 이미지이다. 도 5d는 저 pH 에칭 용액에 의해 에칭된 직경 20㎛의 관통 홀의 표면 모폴로지의 이미지이다. 도 5e는 저 pH 에칭 용액에 의해 에칭된 직경 50㎛의 관통 홀의 표면 모폴로지의 이미지이다. 도 5f는 저 pH 에칭 용액에 의해 에칭된 90㎛ 직경의 관통 홀의 표면 모폴로지의 이미지이다. 도 5a 내지 도 5b의 비교에서 알 수 있는 바와 같이, 모든 직경의 관통 피쳐에 대해, 고 pH의 에칭 용액을 사용하면 관통 피쳐 주위의 표면 울퉁불퉁부 및 함몰부는 극적으로 감소한다.
도 6은 관통 홀들 주변의 함몰부의 깊이 (유리 표면을 기준으로 함)를 그래픽으로 도시한다. 도 6에 도시된 바와 같이, 고 pH 에칭 용액은 20㎛ 직경을 갖는 관통 - 피쳐 주위에 약 0.05㎛의 깊이를 갖는 함몰부를 초래하고, 50㎛ 직경을 갖는 관통 - 피쳐 주위에 약 0.1㎛의 깊이를 갖는 함몰부를 초래하고, 90㎛ 직경을 갖는 관통 - 피쳐 주위에 약 0.12㎛의 깊이를 갖는 함몰부를 초래한다. 이와 비교하여, 저 pH 에칭 용액은 20㎛ 직경을 갖는 관통 - 피쳐 주위에 약 0.18㎛의 깊이를 갖는 함몰부를 초래하고, 50㎛ 직경을 갖는 관통 - 피쳐 주위에 약 0.45㎛의 깊이를 갖는 함몰부를 초래하고, 90㎛ 직경을 갖는 관통 - 피쳐 주위에 약 0.75㎛의 깊이를 갖는 함몰부를 초래한다. 상기 깊이는 Zygo 사 NewView 7300 광학 표면 프로파일 미터를 사용하여 측정하였다. 직경을 표면에서 측정되어, 광학 현미경을 사용하여 측정되었다.
이 실시 예는 알루미노실리케이트 유리의 경우, 고 pH를 갖는 에칭 용액을 사용하면 실시 예에서 타격 드릴링에 의해 형성된 피쳐를 통과하는 주변의 함몰 깊이를 감소시킬 수 있음을 명확하게 보여준다. 실시 예에서, 고 pH 에칭 용액을 사용하는 관통 - 피쳐 주위의 함몰 깊이는 저 pH 에칭 용액을 사용하는 관통 - 피쳐 주위의 함몰 깊이의 약 1/3 내지 약 1/7이다.
실시예 2
코닝사 제조의 이글 XG 유리 (알루미노실리케이트 유리)를 두께 0.7mm의 50mm × 50mm의 기판으로 성형하였다. 파일럿 홀은 5kHz 반복 속도로 작동하는 355nm 나노초 레이저를 사용하는 타격 드릴링에 의해 형성되었다. 파일럿 홀은 약 15㎛의 상부 직경과 약 8㎛의 하부 직경을 갖는다.
유리 기판을 다양한 pH의 에칭 용액에 넣었다. 각 에칭 용액은 Crest 초음파 탱크 내에 제공되었고, 에칭은 80 kHz 초음파 교반으로 수행되었다. 하기 표 1은 각 에칭 용액의 내용, 추정된 pH, 에칭 속도 및 함몰부가 없는 2㎛ × 2㎛의 표면영역에서 상기 표면의 평균 표면 거칠기 (Ra)를 상세히 설명한다. 유리 기판을 다양한 pH의 에칭 용액에 넣었다. 각 에칭 용액은 Crest 초음파 탱크 내에 제공되었고, 에칭은 80 kHz 초음파 교반으로 수행되었다. 하기 표 1은 각 에칭 용액의 내용, 평가된 pH, 에칭 속도 및 함몰부가 없는 2㎛ × 2㎛의 표면 영역에서 표면의 평균 표면 거칠기 (Ra)를 상세히 설명한다. 상기 pH는 Journal of the Electrochemical Society, 152 (9) J99-J104 (2005)에 실린 Kolasinski, Kurt W의 "불소 용액의 조성(The Composition of Fluoride Solution)"에서 교시된 방법을 사용하여 평가하였다. 상기 에칭 속도는 에칭 전후의 유리 두께를 측정하여 측정하였다. 표면 거칠기 Ra는 Veeco에서 입수 가능한 Dimension Icon 원자 현미경 (AFM)을 사용하여 상단 표면의 2㎛ × 2㎛ 영역 위에서 측정되었다.
용액 농도 에칭 속도 (um/min) 평가된 pH Ra (nm)
1 1M HF 0.22 1.60 1.11
2 3M HF 0.73 1.36 1.06
3 6M HF 1.58 1.21 0.945
4 1M HF - 1.6M HNO3 0.49 -0.20 1.08
5 3M HF - 1.6M HNO3 1.24 -0.20 1.06
6 6M HF - 1.6M HNO3 2.50 -0.20 1.03
7 1M HF - 1M NH4F 0.23 3.52 0.73
8 3M HF- 1M NH4F 0.72 1.60 0.828
9 6M HF- 1M NH4F 1.37 1.25 0.863
도 8은 x 축상의 pH 및 y 축상의 Ra (nm)를 갖는 각 샘플의 Ra 및 pH를 도시한다. 보이는 바와 같이, 가장 낮은 Ra 값은 HF 산과 NH4F 완충액의 조합을 갖는 에칭 용액을 사용하여 달성되었다.
본 명세서에서는 특정 실시 예가 도시되고 설명되었지만 청구 범위의 요지 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 다른 변경 및 수정이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 비록 청구된 주제의 다양한 측면들이 본원에 설명되었지만, 그러한 측면들은 조합하여 이용될 필요는 없다. 그러므로, 첨부된 청구 범위는 청구된 주제의 범위 내에 있는 그러한 모든 변경 및 수정을 포함하는 것으로 의도된다.

Claims (30)

  1. 적어도 하나의 관통 - 피쳐(through-feature)를 갖는 유리 기판을 형성하는 방법으로서,
    상기 유리 기판 상에 펄스 레이저 빔을 이동시켜 하나 이상의 파일럿 홀을 형성하는 단계, 여기에서, 상기 유리 기판은 알루미나를 포함하며,
    상기 유리 기판을 에칭 용액과 접촉시키는 단계; 및
    상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 형성하도록 하나 이상의 파일럿 홀의 직경을 확대시키기 위해, 상기 유리 기판과 상기 에칭 용액 중 하나 또는 둘 모두를 상기 유리 기판과 상기 에칭 용액의 접촉 동안 교반하는 단계를 포함하고, 여기에서 에칭 용액은 약 0 내지 약 2.0의 pH를 가지며, 에칭 속도는 약 3㎛ / 분 미만인 것을 특징으로 유리 기판을 형성하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리 기판을 상기 에칭 용액과 접촉시키는 단계는 상기 유리 기판을 에칭 용액의 조에 침지(submerge)시키는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 교반은 상기 에칭 용액의 조에 제공되는 초음파 교반인 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 초음파 교반은 약 40 kHz와 약 192 kHz 사이의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  5. 전술한 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 영역들에서 상기 제1 표면과 접촉하는 제1 평면 (1) 과 제1 평면으로부터 리세스된 상기 편차의 표면 (2) 사이의 가장 큰 거리 d1은 약 0.2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  6. 전술한 어느 한 항에 있어서,
    상기 에칭 용액은 아세트산, 옥살산, 탄산, 시트르산 및 인산으로 구성된 군에서 선택된 약산을 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  7. 전술한 어느 한 항에 있어서,
    상기 에칭 용액은 아세트산의 염, 옥살산의 염, 탄산의 염, 인산의 염 및 시트르산의 염으로부터 선택된 완충제를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  8. 전술한 어느 한 항에 있어서,
    상기 에칭 용액은 불화 암모늄, 불화 칼륨 및 불화 나트륨으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 완충제를 포함하는 것을 특징으로 유리 기판을 형성하는 방법.
  9. 전술한 어느 한 항에 있어서,
    상기 에칭 용액의 pH는 약 1.3 내지 약 1.7 인 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  10. 전술한 어느 한 항에 있어서,
    상기 에칭 속도는 약 2.5㎛ / 분 미만인 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  11. 전술한 어느 한 항에 있어서,
    상기 에칭 용액의 온도는 약 10 ℃ 내지 약 30 ℃ 인 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  12. 전술한 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께내에서 편차를 갖지 않는, 제1 표면의 적어도 하나의 2㎛ × 2㎛ 영역은 평균 표면 거칠기 (Ra) 약 0.9nm 미만인 것을 특징으로 유리 기판을 형성하는 방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 영역들에서 상기 제1 표면과 접촉하는 제1 평면 (1)과 제1 평면으로부터 리세스된 상기 편차의 표면 (2) 사이의 가장 큰 거리 d는 약 0.2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 12항 또는 제13항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 상기 제1 표면의 적어도 5개의 2㎛ × 2㎛ 영역들은 평균 표면 거칠기 (Ra) 약 0.9nm 미만인 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  15. 제 12항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에칭 용액은 아세트산, 옥살산, 탄산, 시트르산 및 인산으로 이루어진 군으로부터 선택된 약산을 포함하는 것을 특징으로 유리 기판을 형성하는 방법.
  16. 제 15항에 있어서,
    상기 에칭 용액은 불화 암모늄, 불화 칼륨 및 불화 나트륨으로 이루어진 군으로부터 선택된 완충제를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  17. 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖는 유리 기판을 형성하는 방법으로서,
    유리 기판 상에 펄스 레이저 광을 이동시켜 하나 이상의 파일럿 홀을 형성하는 단계, 여기에서 상기 유리 기판은 알루미나, 인산염 및 오산화 인을 포함하지 않으며;
    상기 유리 기판을 에칭 용액과 접촉시키는 단계; 및
    유리 기판과 에칭 용액 중 하나 또는 둘 모두를 교반하여 유리 기판과 에칭 용액의 접촉 동안, 하나 이상의 관통 홀의 직경을 확대시켜 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 형성하는 단계, 여기에서, 에칭 속도는 약 3㎛ / 분 미만인 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  18. 제 17항에 있어서,
    상기 유리 기판을 상기 에칭 용액과 접촉시키는 단계는 상기 유리 기판을 에칭 용액의 조에 침지시키는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  19. 제 17항 또는 18항에 있어서,
    상기 교반은 상기 에칭 용액의 조에 제공되는 초음파 교반인 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 초음파 교반은 약 40 kHz와 약 192 kHz 사이의 주파수를 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  21. 제 17항 내지 20항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 영역들에서 상기 제1 표면과 접촉하는 제1 평면 (1)과 제1 평면으로부터 리세스된 상기 편차의 표면(2) 사이의 가장 큰 거리 d1은 이 약 0.2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  22. 제 17항 내지 21 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에칭 속도는 약 2.5㎛ / 분 미만인 것을 특징으로 하는 유리 기판을 형성하는 방법.
  23. 유리 기판으로서,
    상기 제1 표면과 두께 방향으로 대향하는 제2 표면; 및
    상기 제1 표면을 관통하는 적어도 하나의 홀을 포함하고, 여기에서, 상기 적어도 하나의 홀은 에칭 용액에 의해 에칭되고, 및 상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나, 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 영역들에서 상기 제1 표면과 접촉하는 제1 평면 (1)과 제1 평면으로부터 리세스된 상기 편차의 표면 (2) 사이의 가장 큰 거리 d1은 이 약 0.2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 홀은 상기 제1 표면 및 상기 제2 표면을 관통하는 관통 피쳐이고, 제1 표면 및 제2 표면은 에칭 용액에 의해 에칭되는 것을 특징으로 유리 기판.
  25. 제 23 항 또는 제24항에 있어서,
    상기 최대 거리 d1은 약 0.15㎛ 이하인 것을 특징으로 유리 기판.
  26. 제 23항 내지 25항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 상기 제1 표면의 적어도 하나의 2㎛ × 2㎛ 영역들은 평균 표면 거칠기 (Ra) 약 0.9nm 미만인 것을 특징으로 유리 기판.
  27. 제 23항 내지 26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 상기 제1 표면의 적어도 5개의 2㎛ × 2㎛ 영역들은 평균 표면 거칠기 (Ra) 약 0.9nm 미만인 것을 특징으로 유리 기판.
  28. 제 23항 내지 27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 홀은 제1 표면 및 제2 표면을 관통하는 관통-피쳐이며; 및
    상기 적어도 하나의 홀을 갖지 않거나 또는 상기 적어도 하나의 홀을 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 영역들에서 상기 제2 표면과 접촉하는 제2 평면 (1)과 제1 평면으로부터 리세스된 상기 편차의 표면 (2) 사이의 가장 큰 거리 d2는 약 0.2㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 유리 기판.
  29. 제 28항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 갖지 않거나 또는 상기 적어도 하나의 관통 - 피쳐를 둘러싸는 상기 기판의 두께 내에서 편차를 갖지 않는, 상기 제1 표면의 적어도 하나의 2㎛ × 2㎛ 영역들은 평균 표면 거칠기 (Ra) 약 0.9nm 미만인 것을 특징으로 유리 기판.
  30. 제 23항 내지 29항 중 어느 한 항에 기재된 유리 기판을 포함하는 반도체 장치.
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