TW201736030A

TW201736030A - 玻璃基板之製造方法、於玻璃基板形成孔之方法、及於玻璃基板形成孔之裝置

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Publication number: TW201736030A
Application number: TW106110721A
Authority: TW
Inventors: 小野元司
Original assignee: 旭硝子股份有限公司
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2017-10-16
Also published as: JP6753347B2; TWI725155B; JP2017186240A

Abstract

本發明提供一種可有效抑制龜裂之產生之、具有孔之玻璃基板之製造方法。本發明係一種玻璃基板之製造方法，其中該玻璃基板具有深度d(μm)以上之孔，該製造方法包括將經CO2雷射振盪器振盪後之雷射光束以照射時間t(μsec)之時間照射至玻璃基板而於該玻璃基板形成孔之步驟，上述雷射光束係於聚光透鏡聚光後再照射至上述玻璃基板，於將即將入射至上述聚光透鏡前之上述雷射光束之功率及光束截面面積分設為P0及S時，Pd＝P0/S所表示之功率密度Pd(W/cm2)為600 W/cm2以下，且上述照射時間t(μsec)滿足t≧10×d/(Pd)1/2。

Description

玻璃基板之製造方法、於玻璃基板形成孔之方法、及於玻璃基板形成孔之裝置

本發明係關於一種玻璃基板之製造方法、於玻璃基板形成孔之方法、及於玻璃基板形成孔之裝置。

從先前以來，已知有藉由將來自雷射振盪器之雷射光束照射至玻璃基板而於玻璃基板形成微細之孔之技術。例如，於專利文獻1中，記載有具備脈衝CO₂ 雷射振盪器、及包含聚光透鏡之各種光學系統之玻璃微細孔加工用雷射加工機。 [先前技術文獻] [專利文獻] [專利文獻1]日本專利特開2013-241301號

[發明所欲解決之問題] 於上述專利文獻1所記載之玻璃微細孔加工用雷射加工機中，將從脈衝CO₂ 雷射振盪器放射之脈衝狀之CO₂ 雷射光束照射至玻璃基板。藉由CO₂ 雷射光束之照射，玻璃基板得以局部加熱，而於照射位置形成微細之孔。此處，於此種先前之孔加工技術中，存在於孔加工過程中或孔加工後玻璃基板上產生龜裂之情形。因此，於實際進行孔加工時，以儘可能縮短CO₂ 雷射光束之照射時間(即CO₂ 雷射光束之脈衝寬度)之方式進行調整。但若縮短CO₂ 雷射光束之照射時間，則此次將難以於玻璃基板形成足夠深之孔。因此，於需要形成較深之孔之情形時，不得不儘量增大脈衝狀之CO₂ 雷射光束之峰值功率。然而，若增大CO₂ 雷射光束之峰值功率，則此次於照射時施加至玻璃基板之衝擊將變大，故而最終將成為玻璃基板上產生龜裂之結果。本發明係鑒於此種背景而完成者，本發明之目的在於提供一種可有效抑制龜裂之產生之、具有所需深度之孔之玻璃基板之製造方法。又，本發明之目的在於提供一種可有效抑制龜裂之產生之、於玻璃基板形成所需深度之孔之方法。進而，本發明之目的在於提供一種可有效抑制龜裂之產生之、於玻璃基板形成所需深度之孔之裝置。 [解決問題之技術手段] 於本發明中，提供一種玻璃基板之製造方法，其中該玻璃基板具有深度d(μm)以上之孔，該製造方法包括將經CO₂ 雷射振盪器振盪後之雷射光束以照射時間t(μsec)之時間照射至玻璃基板而於該玻璃基板形成孔之步驟，上述雷射光束係於聚光透鏡聚光後再照射至上述玻璃基板，於將即將入射至上述聚光透鏡前之上述雷射光束之功率及光束截面面積分別設為P₀ 及S時，以下之(1)式所表示之功率密度P_d (W/cm² )為600 W/cm² 以下： P_d ＝P₀ /S (1)式；且上述照射時間t(μsec)滿足以下之(2)式： t≧10×d/(P_d )^1/2 (2)式。又，於本發明中，提供一種於玻璃基板形成孔之方法，其中該孔係深度d(μm)以上，該方法包括將經CO₂ 雷射振盪器振盪後之雷射光束以照射時間t(μsec)之時間照射至玻璃基板而於該玻璃基板形成孔之步驟，上述雷射光束係於聚光透鏡聚光後再照射至上述玻璃基板，於將即將入射至上述聚光透鏡前之上述雷射光束之功率及光束截面面積分別設為P₀ 及S時，以下之(1)式所表示之功率密度P_d (W/cm² )為600 W/cm² 以下： P_d ＝P₀ /S (1)式；且上述照射時間t(μsec)滿足以下之(2)式： t≧10×d/(P_d )^1/2 (2)式。進而，於本發明中，提供一種於玻璃基板形成孔之裝置，其中該孔係深度d(μm)以上，該裝置包含：CO₂ 雷射振盪器，其振盪雷射光束；及聚光透鏡，其將上述雷射光束聚光至玻璃基板；該裝置係藉由將上述雷射光束以照射時間t(μsec)之時間照射至玻璃基板而於該玻璃基板形成孔，於將即將入射至上述聚光透鏡前之上述雷射光束之功率及光束截面面積分別設為P₀ 及S時，以下之(1)式所表示之功率密度P_d (W/cm² )為600 W/cm² 以下： P_d ＝P₀ /S (1)式；且上述照射時間t(μsec)滿足以下之(2)式： t≧10×d/(P_d )^1/2 (2)式。 [發明之效果] 於本發明中，可提供一種能有效抑制龜裂之產生之、具有所需深度之孔之玻璃基板之製造方法。又，於本發明中，可提供一種能有效抑制龜裂之產生之、於玻璃基板形成所需深度之孔之方法。進而，於本發明中，可提供一種能有效抑制龜裂之產生之、於玻璃基板形成所需深度之孔之裝置。

以下，參照圖式，對本發明之一實施形態進行說明。 (本發明之一實施形態之玻璃基板之製造方法) 於本發明之一實施形態中，提供一種具有所需深度d(μm)以上之孔之玻璃基板之製造方法(以下稱為「第1製造方法」)。第1製造方法包括如下步驟：將經CO₂ 雷射振盪器振盪後之雷射光束以照射時間t(μsec)以上之時間照射至玻璃基板，而於該玻璃基板形成所需深度d(μm)以上之孔。以下，參照圖1，對第1製造方法進行詳細說明。 (孔形成裝置) 於圖1中，概略性地表示出可於實施第1製造方法時使用之孔形成裝置(以下稱為「第1孔形成裝置」)之構成。如圖1所示，第1孔形成裝置100包含雷射振盪器110、各種光學系統、及載台160。於圖1所示之例中，光學系統從雷射振盪器110側依序配置有光束放大器120、波長板130、光圈140、及聚光透鏡150。但該光學系統之配置僅為一例，除聚光透鏡150以外之光學構件亦可予以省略。雷射振盪器110係CO₂ 雷射振盪器，可朝向光束放大器120照射CO₂ 雷射光束113。雷射振盪器110可為脈衝CO₂ 雷射振盪器，亦可為連續波CO₂ 雷射振盪器。於前者之情形時，從雷射振盪器110放射脈衝狀之CO₂ 雷射光束，於後者之情形時，從雷射振盪器110放射連續波之CO₂ 雷射光束。 CO₂ 雷射光束(以下簡稱為「雷射光束」)113之波長例如可為9.2 μm～9.8 μm之範圍。該範圍內之雷射光束113之直徑為 ₁ ，光束截面面積為S₁ 。光束放大器120具有將從雷射振盪器110照射出之雷射光束113以特定比率放大之作用。例如，於圖1所示之例中，光束放大器120將直徑為 ₁ 且光束截面面積為S₁ 之入射雷射光束113放大成直徑為 ₂ 且光束截面面積為S₂ 之雷射光束123。此處， ₁ ＜ ₂ 且S₁ ＜S₂ 。放大比率例如為1.5倍～4.0倍之範圍。波長板130介隔光束放大器120而配置於雷射振盪器110之相反側。波長板130例如由1/4波長板等構成。於雷射光束123為直線偏光之情形時，波長板130可將該雷射光束轉換為圓偏光之雷射光束。以下，將從波長板130出射之雷射光束稱為「雷射光束133」。再者，將照射至玻璃基板之雷射光束轉換為圓偏光之情形相較於照射直線偏光之雷射光束之情形而言，形成於玻璃基板之孔之品質(例如孔之鉛直性及真圓度等)提高。光圈140介隔波長板130而配置於雷射振盪器之相反側。光圈140具有將所入射之雷射光束133調整成特定形狀之作用。例如，於圖1所示之例中，光圈140將直徑為 ₂ 且光束截面面積為S₂ 之入射雷射光束133調整成直徑為 ₃ 且光束截面面積為S₃ 之雷射光束143。此處， ₃ ＜ ₂ 且S₃ ＜S₂ 。聚光透鏡150介隔光圈140而配置於雷射振盪器之相反側。如圖1所示，聚光透鏡150具有將所入射之雷射光束143聚光至被加工構件即玻璃基板190之特定位置之作用。載台160具有支持玻璃基板190之作用。載台160可為能沿XY方向移動之載台。再者，如上所述，光束放大器120、波長板130、及光圈140中之至少一種構件亦可予以省略。於使用此種構成之第1孔形成裝置100於玻璃基板190形成孔之情形時，首先將玻璃基板190載置於載台160上。玻璃基板190具有相互對向之第1表面192及第2表面194。玻璃基板190係以第2表面194之側成為載台160之側之方式配置於載台160上。再者，載台160亦可具有將玻璃基板190固定之器件。例如，亦可為，載台160具有抽吸機構，而將玻璃基板190抽吸固定於載台160。藉由使用此種載台160，可抑制加工過程中之玻璃基板190之位置偏移。繼而，從雷射振盪器110朝向光束放大器120照射雷射光束113。照射至光束放大器120之雷射光束113於光束放大器120放大而成為放大雷射光束123，該放大雷射光束123照射至波長板130。照射至波長板130之放大雷射光束123於波長板130轉換為圓偏光，圓偏光雷射光束133照射至光圈140。照射至光圈140之圓偏光雷射光束133於光圈140調整形狀而成為雷射光束143。其後，通過光圈140而成之雷射光束143照射至聚光透鏡150。雷射光束143於聚光透鏡150聚焦，而成為具有所需形狀之聚焦雷射光束153，並照射至玻璃基板190之照射位置196。藉由聚焦雷射光束153，玻璃基板190之照射位置196及其正下方部分之溫度上升，從而存在於該區域之物質得以去除。藉此，於玻璃基板190之照射位置196形成孔198。再者，如圖1所示，形成於玻璃基板190之孔198可為貫通孔。或者，孔198亦可為非貫通孔。其後，使載台160於XY平面上移動並進行同樣之操作，藉此可於玻璃基板190形成複數個孔198。此處，第1製造方法具有如下特徵：於將即將入射至聚光透鏡150前之雷射光束143之功率設為P₀ (W)，將即將入射至聚光透鏡150前之雷射光束143之光束面積設為S₃ 時，以下之(3)式所表示之雷射光束143之功率密度P_d (W/cm² )為600 W/cm² 以下： P_d ＝P₀ /S₃ (3)式。功率密度P_d (W/cm² )較佳為320 W/cm² 以下，更佳為160 W/cm² 以下，尤佳為80 W/cm² 以下。又，為了推進孔加工，功率密度P_d (W/cm² )較佳為5 W/cm² 以上，更佳為10 W/cm² 以上。又，第1製造方法具有如下特徵：於將形成於玻璃基板190之孔之深度設為d(μm)以上時，聚焦雷射光束153對玻璃基板190進行照射之時間即照射時間t(μsec)滿足以下之(4)式： t≧10×d/(P_d )^1/2 (4)式。此處，P_d 為上述功率密度P_d (W/cm² )。例如，於第1製造方法中，要於玻璃基板190形成深度d＝50 μm以上之孔之情形時，若將(4)式之右邊設為t_min (以下稱為「最小照射時間」)，則深度d＝50 μm且功率密度P_d (W/cm² )＝600 W/cm² 時最小照射時間成為t_min ≒20 μsec。因此，於此情形時，聚焦雷射光束153對玻璃基板190進行照射之時間t係以成為20 μsec以上之方式進行選定。又，例如要於玻璃基板190形成深度d＝100 μm以上之孔之情形時，深度d＝100 μm且功率密度P_d (W/cm² )＝600 W/cm² 時最小照射時間成為t_min ≒41 μsec。因此，於此情形時，聚焦雷射光束153對玻璃基板190進行照射之時間t係以成為41 μsec以上之方式進行選定。以此方式，於第1製造方法中，即將照射至聚光透鏡150前之雷射光束143之功率密度P_d (W/cm² )可被充分抑制至例如600 W/cm² 以下。因此，可充分減少由照射至玻璃基板190之聚焦雷射光束153所引起之衝擊，從而可有效抑制玻璃基板190上產生龜裂之情況。又，該聚焦雷射光束153係以足夠長之時間對玻璃基板190進行照射。因此，即便功率密度P_d (W/cm² )相對較小，亦可於玻璃基板190形成所需深度d以上之孔。藉由以上效果，於第1製造方法中，能夠以有效抑制了龜裂之產生之狀態形成具有所需深度d以上之深度之孔198。又，於第1製造方法中，可使功率密度P_d (W/cm² )相對較小，故而即便照射較長時間亦可防止龜裂之產生。 (雷射振盪器110) 如上所述，第1孔形成裝置具有CO₂ 雷射振盪器110，該雷射振盪器110可為連續波CO₂ 雷射振盪器，亦可為脈衝CO₂ 雷射振盪器。其中，連續波CO₂ 雷射振盪器可振盪連續波之CO₂ 雷射光束。於圖2中，模式性地表示出被連續波CO₂ 雷射振盪器振盪之雷射光束之輸出波形之一例。於圖2中，橫軸為時間T(sec)，縱軸為雷射光束之功率。再者，縱軸係以雷射光束之功率除以該雷射光束之光束截面面積S所得之功率密度(W/cm² )而表示。但以雷射光束之功率表示縱軸亦一樣。如圖2所示，被連續波CO₂ 雷射振盪器振盪之雷射光束212具有相對於時間T實質上不變化之平坦之輸出波形。因此，雷射光束212之功率密度之時間平均、即平均功率密度(以P_ave 表示)與雷射光束212之峰值功率密度(以P_max 表示)實質上相等。另一方面，脈衝CO₂ 雷射振盪器可振盪脈衝狀之CO₂ 雷射光束。於圖3中，模式性地表示出被脈衝CO₂ 雷射振盪器振盪之雷射光束之輸出波形之一例。於圖3中，橫軸及縱軸與圖2之情形相同。如圖3所示，被脈衝CO₂ 雷射振盪器振盪之雷射光束214具有脈衝狀之輸出波形。因此，雷射光束214之平均功率密度(以P_ave 表示)成為與雷射光束214之峰值功率密度(以P_max 表示)不同之值。從而具有如下特徵：於被連續波CO₂ 雷射振盪器振盪之雷射光束212中，P_ave ＝P_max ，與此相對地，於被脈衝CO₂ 雷射振盪器振盪之雷射光束214中，P_ave ≠P_max 。於本申請案中，需要注意：上述(3)式所表示之雷射光束143之功率密度P_d (W/cm² )意指輸出波形之最大功率即P_max 。因此，於雷射振盪器110為連續波CO₂ 雷射振盪器之情形時，雷射光束143之功率密度P_d (W/cm² )與其平均功率密度實質上相等，但於雷射振盪器110為脈衝CO₂ 雷射振盪器之情形時，雷射光束143之功率密度P_d (W/cm² )表示為與其平均功率密度不同之值。又，例如於聚焦雷射光束153具有如圖2所示之連續波之情形時，上述(4)式中之照射時間t(μsec)意指聚焦雷射光束153實際上對玻璃基板190進行照射之總時間。另一方面，於聚焦雷射光束153具有如圖3所示之脈衝狀之輸出波形之情形時，照射時間t(μsec)於照射時間t較脈衝寬度短時意指聚焦雷射光束153實際上對玻璃基板190進行照射之總時間，但於照射時間t較脈衝寬度長時成為將脈衝間之未振盪時間亦包含在內之時間。以上，參照圖1～圖3，對本發明之一實施形態之玻璃基板之製造方法、及於玻璃基板形成孔之裝置進行了說明。但上述記載僅為一例，本發明亦可藉由其他形態加以實施。例如，本發明亦可應用於在玻璃基板形成非貫通孔之方法。 [實施例] 其次，對本發明之實施例進行說明。再者，於以下之說明中，例1～例6為實施例，例7～例12為比較例。 (例1) 使用如上述圖1所示之第1孔形成裝置於玻璃基板形成孔，而製造含有孔之玻璃基板。又，於所獲得之玻璃基板中，評價龜裂之有無及孔之深度(貫通/未貫通)。孔之深度係以如下方式進行評價。將所需之孔之深度d設定為玻璃基板之厚度。形成於玻璃基板之孔若貫通則判定為獲得了所需深度d，若未貫通則判定為未獲得所需深度d。於第1孔形成裝置中，使用連續波CO₂ 雷射振盪器(DIAMOND-GEM100L-9.6：Coherent公司製造)作為雷射振盪器。使用該連續波CO₂ 雷射振盪器，使光束直徑 ₁ ＝3.5 mm之連續波CO₂ 雷射光束振盪。使用光束放大器，將該連續波CO₂ 雷射光束之光束直徑 ₁ 放大至3.5倍(因此，光束直徑 ₂ ＝3.5 mm×3.5＝12.25 mm)。又，使用λ/4波長板作為波長板。至於光圈則使用在通過該光圈後使雷射光束之光束直徑 ₃ 成為9 mm者。使用焦點距離為25 mm之非球面透鏡作為聚光透鏡。再者，於光圈與聚光透鏡之間，雷射光束之峰值功率(＝平均功率)為50 W。因此，該位置之雷射光束之功率密度P_d 為約79 W/cm² 。使用50 mm×50 mm之無鹼玻璃作為玻璃基板。玻璃基板之厚度設為100 μm。因此，於例1中，所需之孔之深度d成為100 μm。雷射光束對玻璃基板進行照射之照射時間t設為120 μsec。此處，於例1中，相當於上述(4)式之右邊之最小照射時間t_min 成為約113 μsec。因此，最小照射時間t_min ＜照射時間t。形成於玻璃基板之孔之數量設為10,000個。觀察形成孔後之玻璃基板，結果於玻璃基板未確認到龜裂等異常。又，孔貫通。 (例2) 藉由與例1同樣之方法，於玻璃基板形成孔，而製造含有孔之玻璃基板。又，於所獲得之玻璃基板中，評價龜裂之有無及孔之深度。但於該例2中，將玻璃基板之厚度設為300 μm。因此，所需之孔之深度d成為300 μm。又，照射時間t設為380 μsec。此處，於例2中，相當於上述(4)式之右邊之最小照射時間t_min 成為約338 μsec。因此，最小照射時間t_min ＜照射時間t。觀察形成孔後之玻璃基板，結果於玻璃基板未確認到龜裂等異常。又，孔貫通。 (例3) 藉由與例1同樣之方法，於玻璃基板形成孔，而製造含有孔之玻璃基板。又，於所獲得之玻璃基板中，評價龜裂之有無及孔之深度。但於該例3中，於光圈與聚光透鏡之間，將雷射光束之峰值功率(＝平均功率)設為100 W。因此，該位置之雷射光束之功率密度P_d 為約157 W/cm² 。又，照射時間t設為80 μsec。此處，於例3中，相當於上述(4)式之右邊之最小照射時間t_min 成為約80 μsec。因此，最小照射時間t_min ＝照射時間t。觀察形成孔後之玻璃基板，結果於玻璃基板未確認到龜裂等異常。又，孔貫通。 (例4) 藉由與例3同樣之方法，於玻璃基板形成孔，而製造含有孔之玻璃基板。又，於所獲得之玻璃基板中，評價龜裂之有無及孔之深度。但於該例4中，將玻璃基板之厚度設為300 μm。因此，所需之孔之深度d成為300 μm。又，照射時間t設為260 μsec。此處，於例4中，相當於上述(4)式之右邊之最小照射時間t_min 成為約239 μsec。因此，最小照射時間t_min ＜照射時間t。觀察形成孔後之玻璃基板，結果於玻璃基板未確認到龜裂等異常。又，孔貫通。 (例5) 藉由與例1同樣之方法，於玻璃基板形成孔，而製造含有孔之玻璃基板。又，於所獲得之玻璃基板中，評價龜裂之有無及孔之深度。但於該例5中，使用脈衝CO₂ 雷射振盪器(Coherent公司製造)作為雷射振盪器。使用該脈衝CO₂ 雷射振盪器，使光束直徑 ₁ ＝3.5 mm之脈衝CO₂ 雷射光束振盪。又，於光圈與聚光透鏡之間，將雷射光束之平均功率設為67 W，將雷射光束之峰值功率設為201 W。因此，光圈與聚光透鏡之間之雷射光束之功率密度P_d 為約316 W/cm² 。又，照射時間t設為56 μsec。此處，於例5中，相當於上述(4)式之右邊之最小照射時間t_min 成為約56 μsec。因此，最小照射時間t_min ＝照射時間t。觀察形成孔後之玻璃基板，結果於玻璃基板未確認到龜裂等異常。又，孔貫通。 (例6) 藉由與例5同樣之方法，於玻璃基板形成孔，而製造含有孔之玻璃基板。又，於所獲得之玻璃基板中，評價龜裂之有無及孔之深度。但於該例6中，將玻璃基板之厚度設為300 μm。因此，所需之孔之深度d成為300 μm。又，照射時間t設為170 μsec。此處，於例6中，相當於上述(4)式之右邊之最小照射時間t_min 為約169 μsec。因此，最小照射時間t_min ＜照射時間t。觀察形成孔後之玻璃基板，結果於玻璃基板未確認到龜裂等異常。又，孔貫通。 (例7) 藉由與例5同樣之方法，於玻璃基板形成孔，而製造含有孔之玻璃基板。又，於所獲得之玻璃基板中，評價龜裂之有無及孔之深度。但於該例7中，於光圈與聚光透鏡之間，將雷射光束之平均功率設為130 W，將雷射光束之峰值功率設為390 W。因此，光圈與聚光透鏡之間之雷射光束之功率密度P_d 為約613 W/cm² 。又，對玻璃基板之照射時間t設為41 μsec。此處，於例7中，相當於上述(4)式之右邊之最小照射時間t_min 成為約40 μsec。因此，最小照射時間t_min ＜照射時間t。觀察形成孔後之玻璃基板，結果確認到玻璃基板上產生有龜裂。每10,000個孔之龜裂之產生率為2%。孔貫通。 (例8) 藉由與例7同樣之方法，於玻璃基板形成孔，而製造含有孔之玻璃基板。又，於所獲得之玻璃基板中，評價龜裂之有無及孔之深度。但於該例8中，將玻璃基板之厚度設為300 μm。因此，所需之孔之深度d成為300 μm。又，照射時間t設為122 μsec。此處，於例8中，相當於上述(4)式之右邊之最小照射時間t_min 成為約121 μsec。因此，最小照射時間t_min ＜照射時間t。觀察形成孔後之玻璃基板，結果確認到玻璃基板上產生有龜裂。每10,000個孔之龜裂之產生率為5%。孔貫通。 (例9) 藉由與例5同樣之方法，於玻璃基板形成孔，而製造含有孔之玻璃基板。又，於所獲得之玻璃基板中，評價龜裂之有無及孔之深度。但於該例9中，於光圈與聚光透鏡之間，將雷射光束之平均功率設為400 W，將雷射光束之峰值功率設為1200 W。因此，光圈與聚光透鏡之間之雷射光束之功率密度P_d 為約1886 W/cm² 。又，照射時間t設為23 μsec。此處，於例9中，相當於上述(4)式之右邊之最小照射時間t_min 成為約23 μsec。因此，最小照射時間t_min ＝照射時間t。觀察形成孔後之玻璃基板，結果確認到玻璃基板上產生有龜裂。每10,000個孔之龜裂之產生率為50%。孔貫通。 (例10) 藉由與例9同樣之方法，於玻璃基板形成孔，而製造含有孔之玻璃基板。又，於所獲得之玻璃基板中，評價龜裂之有無及孔之深度。但於該例10中，將玻璃基板之厚度設為300 μm。因此，所需之孔之深度成為300 μm。又，照射時間t設為72 μsec。此處，於例10中，相當於上述(4)式之右邊之最小照射時間t_min 成為約69 μsec。因此，最小照射時間t_min ＜照射時間t。觀察形成孔後之玻璃基板，結果確認到玻璃基板上產生有龜裂。每10,000個孔之龜裂之產生率為80%。孔貫通。 (例11) 藉由與例1同樣之方法，於玻璃基板形成孔，而製造含有孔之玻璃基板。又，於所獲得之玻璃基板中，評價龜裂之有無及孔之深度。照射時間t設為30 μsec。此處，於例11中，相當於上述(4)式之右邊之最小照射時間t_min 成為約113 μsec。因此，最小照射時間t_min ＞照射時間t。觀察形成孔後之玻璃基板，結果於玻璃基板未確認到龜裂等異常。但由於最小照射時間t_min ＞照射時間t，故而未能獲得所需深度之孔，孔未貫通。 (例12) 藉由與例10同樣之方法，於玻璃基板形成孔，而製造含有孔之玻璃基板。又，於所獲得之玻璃基板中，評價龜裂之有無及孔之深度。照射時間t設為35 μsec。此處，於例12中，相當於上述(4)式之右邊之最小照射時間t_min 成為約69 μsec。因此，最小照射時間t_min ＞照射時間t。觀察形成孔後之玻璃基板，結果確認到玻璃基板上產生有龜裂。每10,000個孔之龜裂之產生率為40%。又，由於最小照射時間t_min ＞照射時間t，故而未能獲得所需深度之孔，孔未貫通。於以下之表1中，彙總表示了各例中之含有孔之玻璃基板之製造方法、及評價結果。 [表1] 如表1所示，得以確認：藉由採用如例1～例6所示之含有孔之玻璃基板之製造方法，可有效抑制龜裂之產生，可形成所需深度之孔。

100‧‧‧孔形成裝置
110‧‧‧雷射振盪器
113‧‧‧雷射光束
120‧‧‧光束放大器
123‧‧‧雷射光束
130‧‧‧波長板
133‧‧‧雷射光束
140‧‧‧光圈
143‧‧‧雷射光束
150‧‧‧聚光透鏡
153‧‧‧聚焦雷射光束
160‧‧‧載台
190‧‧‧玻璃基板
192‧‧‧第1表面
194‧‧‧第2表面
196‧‧‧照射位置
198‧‧‧貫通孔
212‧‧‧雷射光束
214‧‧‧雷射光束
S₁‧‧‧光束截面面積
S₂‧‧‧光束截面面積
S₃‧‧‧光束截面面積
₁‧‧‧直徑
₂‧‧‧直徑
₃‧‧‧直徑

圖1係概略性地表示本發明之一實施形態之孔形成裝置之構成的圖。圖2係模式性地表示被連續波CO₂ 雷射振盪器振盪之雷射光束之輸出波形之一例的圖。圖3係模式性地表示被脈衝CO₂ 雷射振盪器振盪之雷射光束之輸出波形之一例的圖。

100‧‧‧孔形成裝置

110‧‧‧雷射振盪器

113‧‧‧雷射光束

120‧‧‧光束放大器

123‧‧‧雷射光束

130‧‧‧波長板

133‧‧‧雷射光束

140‧‧‧光圈

143‧‧‧雷射光束

150‧‧‧聚光透鏡

153‧‧‧聚焦雷射光束

160‧‧‧載台

190‧‧‧玻璃基板

192‧‧‧第1表面

194‧‧‧第2表面

196‧‧‧照射位置

198‧‧‧貫通孔

S₁‧‧‧光束截面面積

S₂‧‧‧光束截面面積

S₃‧‧‧光束截面面積

‧‧‧直徑

Claims

一種玻璃基板之製造方法，其中該玻璃基板具有深度d(μm)以上之孔，該製造方法包括將經CO₂ 雷射振盪器振盪後之雷射光束以照射時間t(μsec)之時間照射至玻璃基板而於該玻璃基板形成孔之步驟，上述雷射光束係於聚光透鏡聚光後再照射至上述玻璃基板，於將即將入射至上述聚光透鏡前之上述雷射光束之功率及光束截面面積分別設為P₀ 及S時，以下之(1)式所表示之功率密度P_d (W/cm² )為600 W/cm² 以下： P_d ＝P₀ /S (1)式；且上述照射時間t(μsec)滿足以下之(2)式： t≧10×d/(P_d )^1/2 (2)式。
如請求項1之製造方法，其中上述CO₂ 雷射振盪器係連續波CO₂ 雷射振盪器。
如請求項1之製造方法，其中上述CO₂ 雷射振盪器係脈衝CO₂ 雷射振盪器。
如請求項1之製造方法，其中經上述CO₂ 雷射振盪器振盪後之雷射光束之波長為9.2 μm～9.8 μm之範圍。
如請求項1至3中任一項之製造方法，其中上述孔為貫通孔。
一種於玻璃基板形成孔之方法，其中該孔係深度d(μm)以上，該方法包括將經CO₂ 雷射振盪器振盪後之雷射光束以照射時間t(μsec)之時間照射至玻璃基板而於該玻璃基板形成孔之步驟，上述雷射光束係於聚光透鏡聚光後再照射至上述玻璃基板，於將即將入射至上述聚光透鏡前之上述雷射光束之功率及光束截面面積分別設為P₀ 及S時，以下之(1)式所表示之功率密度P_d (W/cm² )為600 W/cm² 以下： P_d ＝P₀ /S (1)式；且上述照射時間t(μsec)滿足以下之(2)式： t≧10×d/(P_d )^1/2 (2)式。
如請求項6之方法，其中上述CO₂ 雷射振盪器係連續波CO₂ 雷射振盪器。
如請求項6之方法，其中上述CO₂ 雷射振盪器係脈衝CO₂ 雷射振盪器。
如請求項6至8中任一項之方法，其中上述孔為貫通孔。
一種於玻璃基板形成孔之裝置，其中該孔係深度d(μm)以上，該裝置包含： CO₂ 雷射振盪器，其振盪雷射光束；及聚光透鏡，其將上述雷射光束聚光至玻璃基板；該裝置係藉由將上述雷射光束以照射時間t(μsec)之時間照射至玻璃基板而於該玻璃基板形成孔，於將即將入射至上述聚光透鏡前之上述雷射光束之功率及光束截面面積分別設為P₀ 及S時，以下之(1)式所表示之功率密度P_d (W/cm² )為600 W/cm² 以下： P_d ＝P₀ /S (1)式；且上述照射時間t(μsec)滿足以下之(2)式： t≧10×d/(P_d )^1/2 (2)式。
如請求項10之裝置，其中上述CO₂ 雷射振盪器係連續波CO₂ 雷射振盪器。
如請求項10之裝置，其中上述CO₂ 雷射振盪器係脈衝CO₂ 雷射振盪器。
如請求項10至12中任一項之裝置，其中上述雷射光束具有9.2 μm～9.8 μm之範圍之波長。
如請求項10至13中任一項之裝置，其進而於上述CO₂ 雷射振盪器與上述聚光透鏡之間具備調整上述雷射光束之光束截面面積之光圈。
如請求項14之裝置，其進而於上述CO₂ 雷射振盪器與上述光圈之間具備λ/4波長板。
如請求項10至15中任一項之裝置，其中上述孔為貫通孔。