DE102013103370A1 - Method for introducing perforations into a glass substrate and a glass substrate produced in this way - Google Patents

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DE102013103370A1
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Robin Alexander Krüger
Norbert Ambrosius
Roman Ostholt
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen einer Vielzahl von Ausnehmungen (5) in ein als Interposer einsetzbares Glassubstrat (2) mittels eines Laserstrahles sowie ein auf diese Weise hergestelltes Glassubstrat (2). Hierzu wird eine Laserstrahlung (3) auf die Oberfläche eines Glassubstrates (2) aus Boro-Aluminosilikat gerichtet. Die Einwirkungsdauer der Laserstrahlung (3) wird dabei äußerst kurz gewählt, sodass lediglich eine Modifikation des Glassubstrates (2) konzentrisch um eine Strahlachse des Laserstrahles eintritt, ohne dass es zu einer Zerstörung des Substratmaterials kommt. Hierzu wird der Laser mit einer Wellenlänge betrieben, für die das Glassubstrat (2) zumindest teilweise transparent ist. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt kommt es aufgrund der Einwirkung einer ätzenden Flüssigkeit oder eines ätzendes Gases zu einem anisotropen Materialabtrag in denjenigen Bereichen (4) des Glassubstrates (2), die zuvor eine Modifikation durch die Laserstrahlung (3) erfahren haben. Entlang der zylindrischen Einwirkungszone entsteht dadurch eine Ausnehmung (5) als Durchbrechung in dem Glassubstrat (2).The invention relates to a method for making a plurality of recesses (5) in a glass substrate (2) that can be used as an interposer by means of a laser beam, and to a glass substrate (2) produced in this way. For this purpose, laser radiation (3) is directed onto the surface of a glass substrate (2) made of boro-aluminosilicate. The duration of action of the laser radiation (3) is selected to be extremely short, so that only a modification of the glass substrate (2) occurs concentrically around a beam axis of the laser beam, without the substrate material being destroyed. For this purpose, the laser is operated at a wavelength for which the glass substrate (2) is at least partially transparent. In a subsequent process step, anisotropic material removal occurs in those areas (4) of the glass substrate (2) that have previously been modified by the laser radiation (3) due to the action of an acidic liquid or an acidic gas. This creates a recess (5) as an opening in the glass substrate (2) along the cylindrical impact zone.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen einer Mehrzahl von Durchbrechungen in ein als Interposer einsetzbares Glassubstrat mittels eines Laserstrahles. Weiterhin betrifft die Erfindung ein auf diese Weise hergestelltes, mit Durchbrechungen versehenes Glassubstrat.The invention relates to a method for introducing a plurality of openings in a usable as an interposer glass substrate by means of a laser beam. Furthermore, the invention relates to a produced in this way, provided with openings glass substrate.

Derartige Glassubstrate werden als sogenannte Interposer zur elektrischen Verbindung der Anschlüsse mehrerer homogener oder heterogener Mikrochips eingesetzt. Der Interposer besteht im Allgemeinen aus Glas oder Silizium und enthält beispielsweise Kontaktflächen, Umverdrahtungen, Durchkontaktierungen sowie aktive und nicht aktive Komponenten.Such glass substrates are used as so-called interposer for the electrical connection of the terminals of several homogeneous or heterogeneous microchips. The interposer generally consists of glass or silicon and contains, for example, contact surfaces, rewiring, plated-through holes as well as active and non-active components.

Ein Mikrochip als Prozessorkern hat typischerweise auf seiner Unterseite auf relativ kleiner Fläche verteilt mehrere Hundert Kontaktpunkte in engem Abstand zueinander. Wegen dieses engen Abstandes können diese Kontaktpunkte nicht direkt auf eine Schaltungsplatte, das sogenannte Motherboard, aufgebracht werden. Es wird deshalb ein Interposer als Verbindungselement eingesetzt, mit welchem die Kontaktierungsbasis verbreitert werden kann.A microchip as a processor core typically has several hundred points of contact in close proximity to one another on its underside over a relatively small area. Because of this close spacing, these contact points can not be directly applied to a circuit board, the so-called motherboard. It is therefore an interposer used as a connecting element, with which the Kontaktierungsbasis can be broadened.

Als Interposer wird in der Praxis beispielsweise eine mit Glasfaser verstärkte Epoxydharzplatte eingesetzt, die mit einer Anzahl von Löchern versehen ist. Auf der Oberfläche der Glasfasermatte laufen Leiterbahnen, die in die jeweiligen Löcher hineinführen, um diese zu verfüllen, und auf der anderen Seite der Glasfasermatte bis zu den Anschlusskontakten des Prozessorkerns führen. Bei Auftreten von Erwärmung kommt es allerdings zu unterschiedlichen Ausdehnungen zwischen dem Kernprozessor und der Glasfasermatte und damit zu mechanischen Spannungen zwischen diesen beiden Komponenten.As an interposer in practice, for example, a glass fiber reinforced epoxy resin plate is used, which is provided with a number of holes. On the surface of the glass fiber mat runs runners, which lead into the respective holes to fill them, and lead on the other side of the glass fiber mat up to the terminals of the processor core. When heating occurs, however, there are different expansions between the core processor and the glass fiber mat and thus to mechanical stresses between these two components.

Um die infolge der unterschiedlichen Temperaturausdehnungskoeffizienten auftretenden Spannungen zu reduzieren werden daher auch Silizium-Interposer eingesetzt. Die Silizium Interposer können in der in der Halbleiterbranche üblichen Art und Weise verarbeitet werden. Die Herstellung von siliziumbasierten Interposern ist allerdings sehr teuer, so dass es zunehmend Bestrebungen gibt diese durch kostengünstigeres Glasmaterial zu ersetzten, da Glas hinsichtlich seiner Temperaturausdehnung an die von Silizium angepasster werden kann.In order to reduce the stresses that occur as a result of the different coefficients of thermal expansion, therefore, silicon interposers are also used. The silicon interposers can be processed in the manner customary in the semiconductor industry. The production of silicon-based interposers, however, is very expensive, so that there are increasing efforts to replace them with less expensive glass material, since glass can be adapted in terms of its thermal expansion to that of silicon.

Als Herausforderung gestaltet sich hier die Verarbeitung des Glases zu gebrauchsfähigen Interposern. Insbesondere die wirtschaftliche Einbringung der Vielzahl Durchbrechungen in das Glassubstrat zur Durchkontaktierung ist im Stand der Technik noch nicht wirtschaftlich gelöst.The challenge here is the processing of the glass into usable interposers. In particular, the economic contribution of the plurality of openings in the glass substrate for the via is not yet solved economically in the prior art.

So ist aus der DE 10 2010 025 966 B4 ein Verfahren bekannt, bei dem in einem ersten Schritt auf das Glassubstrat fokussierte Laserimpulse gerichtet werden, deren Strahlungsintensität so stark ist, dass es zu lokaler, athermischer Zerstörung entlang eines filamentartigen Kanals im Glas kommt. In einem zweiten Verfahrensschritt werden die filamentartigen Kanäle zu Löchern aufgeweitet, indem gegenüberstehenden Elektroden Hochspannungsenergie zugeführt wird, was zu dielektrischen Durchbrüchen durch das Glassubstrat entlang der filamentartigen Kanäle führt. Diese Durchbrüche erweitern sich durch elektrothermische Aufheizung und Verdampfung von Lochmaterial, bis der Vorgang bei Erreichen des gewünschten Lochdurchmessers durch Abschalten der Energiezufuhr gestoppt wird. Alternativ oder zusätzlich können die Kanäle auch durch reaktive Gase aufgeweitet werden, die mittels Düsen auf die Lochungsstellen gerichtet werden. Die Durchbruchsstellen können auch durch zugeführtes Ätzgas aufgeweitet werden. Als nachteilig erweist sich der vergleichsweise aufwendige Vorgang, der dadurch entsteht, dass zuerst durch die athermische Zerstörung das Substrat durchbrochen und im nächsten Schritt der Durchmesser der filamentartigen Kanäle zu Löchern aufgeweitet werden muss.So is out of the DE 10 2010 025 966 B4 a method is known in which in a first step focused on the glass substrate laser pulses are directed, the radiation intensity is so strong that it comes to local, athermal destruction along a filamentary channel in the glass. In a second process step, the filamentous channels are expanded into holes by supplying high voltage energy to opposing electrodes, resulting in dielectric breakthroughs through the glass substrate along the filamentous channels. These breakthroughs expand by electrothermal heating and evaporation of hole material until the process is stopped by switching off the power supply when the desired hole diameter is reached. Alternatively or additionally, the channels can also be widened by reactive gases, which are directed by means of nozzles on the punching points. The breakthrough sites can also be widened by supplied etching gas. A disadvantage is the comparatively complicated process that arises because first the substrate has to be broken by the athermal destruction and in the next step the diameter of the filamentary channels has to be widened into holes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, ein Verfahren zum Einbringen von Durchbrechungen wesentlich zu vereinfachen und insbesondere den Zeitaufwand für die Durchführung zu vermindern. Weiterhin soll ein nach diesem Verfahren hergestelltes Glassubstrat geschaffen werden.The invention has for its object to provide a way to significantly simplify a method for introducing apertures and in particular to reduce the time required for the implementation. Furthermore, a manufactured according to this method glass substrate to be created.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die weitere Ausgestaltung der Erfindung ist den Unteransprüchen zu entnehmen.The object is achieved by a method according to the features of claim 1. The further embodiment of the invention can be found in the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, bei dem der Laserstrahl derart kurzzeitig auf das Glassubstrat gerichtet wird, dass lediglich eine Modifikation des Substrates entlang einer Strahlachse des Laserstrahles erfolgt, ohne dass es zu einer das Glassubstrat durchdringenden Zerstörung des Substrates kommt, und bei dem im nächsten Schritt ein anisotroper Materialabtrag nur in denjenigen Bereichen des Substrates durchgeführt wird, die zuvor eine Modifikation mittels des Laserstrahles erfahren haben, und so eine Ausnehmung oder Durchbrechung in das Glassubstrat eingebracht wird. Obwohl der erfindungsgemäße Prozess noch nicht abschließend verstanden worden ist, wird derzeit davon ausgegangen, dass es aufgrund der Lasereinwirkung bei der Modifikation zu einer chemischen Umwandlung des Substratmaterials kommt, welche nur geringe Auswirkungen auf die physikalischen Eigenschaften bzw. die äußerliche Beschaffenheit des Substrates hat. Insbesondere entsteht also durch die Lasereinwirkung kein oder ein lediglich äußerst geringer Materialabtrag auf der Oberfläche des Substrates mit der Folge, dass der beim Stand der Technik vergleichsweise hohe Energieaufwand, der zum Einbringen der Durchbrechung mittels des Lasers erforderlich ist, wesentlich reduziert werden kann. Vielmehr dient also bei der vorliegenden Erfindung der Laserenergieeintrag, der auf wenige Pulse oder vorzugsweise einen Einzelpuls beschränkt werden kann, lediglich zur Anregung bzw. Auslösung einer Reaktion und einer Modifikation durch Umwandlung, deren Wirkung erst im nachfolgenden Verfahrensschritt zu dem gewünschten Materialabtrag genutzt wird.According to the invention, therefore, a method is provided in which the laser beam is directed onto the glass substrate for such a short time that only a modification of the substrate takes place along a beam axis of the laser beam without destruction of the substrate penetrating the glass substrate, and in the next Step an anisotropic material removal is performed only in those areas of the substrate, which have previously undergone a modification by means of the laser beam, and so a recess or aperture is introduced into the glass substrate. Although the process according to the invention has not yet been conclusively understood, it is currently assumed that, due to the laser action during the modification, a chemical conversion of the substrate material occurs which has only a slight effect on the physical properties or the external nature of the substrate. In particular, so arises through the Laser action no or only a very small material removal on the surface of the substrate, with the result that in the prior art comparatively high energy consumption, which is required for introducing the aperture by means of the laser, can be substantially reduced. Rather, therefore, in the present invention, the laser energy input, which can be limited to a few pulses or preferably a single pulse, only serves to excite or trigger a reaction and a modification by conversion, the effect of which is used only in the subsequent process step to the desired material removal.

Indem nämlich der anisotrope Materialabtrag durch ein Ätzverfahren, insbesondere durch Flüssigätzen oder Trockenätzen oder durch Verdampfen mittels Hochspannung oder Hochfrequenz erfolgt, ist für den eigentlichen Materialabtrag kein sequentielles, sondern ein flächig einwirkendes Abtragsverfahren nutzbar, welches lediglich sehr geringe Anforderungen an den Prozess stellt. Vielmehr lässt sich über die Einwirkungsdauer der Materialabtrag quantitativ und qualitativ für alle in der beschriebenen Weise vorbehandelten und dementsprechend modifizierten Bereiche zugleich durchführen, sodass der Zeitaufwand für die Erzeugung der Vielzahl der Ausnehmungen oder Durchbrechungen in der Summe wesentlich reduziert ist.Namely, by the anisotropic removal of material by an etching process, in particular by liquid etching or dry etching or by evaporation by high voltage or high frequency, for the actual material removal no sequential, but a two-dimensionally acting Abtragsverfahren available, which makes only very low demands on the process. Rather, over the duration of the action, the removal of material can be carried out quantitatively and qualitatively for all areas pretreated and accordingly modified in the manner described, so that the time required for generating the plurality of recesses or openings is substantially reduced in total.

Es ist bereits erkannt worden, dass erfindungsgemäß der Abstand der derart einzubringenden Ausnehmungen weiter reduziert werden kann, weil es durch die Laserstrahlung nicht zu einer Zerstörung des Substrates, sondern lediglich zu einer Modifikation oder Umwandlung kommt, wobei zugleich auch die Laserleistung vermindert werden kann. Besonders bevorzugt wird der Laser mit einer Wellenlänge betrieben, für die das Glassubstrat transparent ist, sodass eine Durchdringung des Glassubstrates sichergestellt ist. Insbesondere wird dadurch eine im Wesentlichen zylindrische Modifikationszone koaxial zu der Laserstrahlachse herum sichergestellt, die zu einem konstanten Durchmesser der Durchbrechung oder der Ausnehmung führt.It has already been recognized that, according to the invention, the distance between the recesses to be introduced in this way can be further reduced because the laser radiation does not destroy the substrate, but only results in a modification or conversion, whereby at the same time the laser power can be reduced. Particularly preferably, the laser is operated at a wavelength for which the glass substrate is transparent, so that a penetration of the glass substrate is ensured. In particular, this ensures a substantially cylindrical modification zone coaxial to the laser beam axis, which leads to a constant diameter of the opening or the recess.

Darüber hinaus kann es auch von Vorteil sein, wenn durch den Laser zusätzlich auch ein Oberflächenbereich abgetragen wird, um die Einwirkungszone des anisotropen Abtrags derart auszugestalten, dass ein kegelförmiger Einlassbereich der Durchbrechung entsteht. Auf diese Weise kann die spätere Durchkontaktierung vereinfacht werden. Zudem wird in diesem Bereich beispielsweise die Einwirkung eines Ätzmittels konzentriert.In addition, it can also be advantageous if the laser also additionally removes a surface region in order to design the zone of action of the anisotropic removal in such a way that a conical inlet region of the opening is formed. In this way, the later via can be simplified. In addition, in this area, for example, the action of an etchant is concentrated.

Die Pulsdauer kann gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren wesentlich reduziert werden. Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Laser mit einer Pulsdauer von weniger als 100 ns bis unter 1ps betrieben werden.The pulse duration can be substantially reduced compared to the method known from the prior art. In a particularly advantageous embodiment of the method according to the invention, the laser can be operated with a pulse duration of less than 100 ns to less than 1 ps.

Bei einer anderen, ebenfalls besonders Erfolg versprechenden Ausgestaltung der Erfindung wird das Substrat insbesondere nach der Modifikation mit einer flächigen, zumindest einzelnen, insbesondere eine Vielzahl von nachfolgend einzubringenden Durchbrechungen abdeckenden Metallschicht versehen. In einem folgenden Schritt werden die modifizierten Bereiche so abgetragen, dass eine von der Metallschicht einseitig verschlossene Ausnehmung erzeugt wird. Dabei wird die Metallschicht vorzugsweise nach der Modifikation, jedoch vor dem Materialabtrag aufgebracht, sodass nach dem Materialabtrag die beispielsweise als Leiterbahn aufgebrachte Metallschicht die Ausnehmung verschließt und dadurch zugleich eine optimale Basis für eine daran anzubringende Kontaktierung bildet. Die Durchkontaktierung erfolgt dabei im Bereich der Ausnehmung mit an sich bekannten Verfahren. Indem die Metallschicht als Leiterbahn aufgebracht wird, kann zudem in einfacher Weise ein gewünschtes Schaltbild erzeugt werden.In another, also particularly promising embodiment of the invention, the substrate is provided, in particular after the modification, with a flat metal layer which covers at least one individual layer, in particular a plurality of openings to be subsequently introduced. In a subsequent step, the modified regions are removed in such a way that a recess closed on one side by the metal layer is produced. In this case, the metal layer is preferably applied after the modification, but before the material removal, so that after the material removal, for example, applied as a conductor metal layer closes the recess and thereby at the same time forms an optimal basis for a contact to be attached thereto. The plated-through takes place in the region of the recess with known methods. In addition, by applying the metal layer as a conductor, a desired circuit diagram can be generated in a simple manner.

Bei einer anderen, ebenfalls besonders Erfolg versprechenden Ausgestaltung des Verfahrens wird das Glassubstrat vor der Laserbehandlung mit einem Ätzresist auf zumindest einer Oberfläche flächig beschichtet. Durch Einwirkung eines Laserstrahles wird zugleich in einer punktförmigen Einwirkungszone das Ätzresist auf zumindest einer Oberfläche abgetragen und die Modifikation in dem Glassubstrat erzeugt. Auf diese Weise werden die nicht modifizierten Bereiche vor einer unerwünschten Einwirkung im nachfolgenden Ätzprozess geschützt und die Oberfläche daher nicht beeinträchtigt. Dabei behindert das Ätzresist nicht die Modifikation des darunter liegenden Substrates. Vielmehr ist das Ätzresist für die Laserstrahlung entweder durchlässig oder wird nahezu punktförmig durch die Laserstrahlung abgetragen, beispielsweise also verdampft. Weiterhin ist nicht ausgeschlossen, dass das Ätzresist solche Substanzen enthält, die für die Modifikation unterstützend wirken, beispielsweise also den Modifikationsvorgang beschleunigen.In another embodiment of the method, which is also particularly promising, the glass substrate is surface-coated with an etching resist on at least one surface before the laser treatment. By the action of a laser beam, the etching resist is simultaneously removed on at least one surface in a punctiform zone of action and the modification is produced in the glass substrate. In this way, the unmodified areas are protected from undesirable effects in the subsequent etching process and therefore the surface is not affected. The etching resist does not interfere with the modification of the underlying substrate. Rather, the Ätzresist for the laser radiation is either permeable or almost punctiform removed by the laser radiation, for example, so evaporated. Furthermore, it is not excluded that the etch resist contains substances that support the modification, for example, accelerate the modification process.

Selbstverständlich kann vor dem Auftrag des Ätzresistes auf eine der Außenflächen des Glassubstrates die vorstehend beschriebene Metallschicht aufgebracht werden, um diese nach dem Entfernen des Ätzresistes als Basis für die gewünschte Durchkontaktierung zu verwenden.Of course, prior to the application of the etch resist to one of the outer surfaces of the glass substrate, the above-described metal layer may be applied to use it after removal of the etch resist as a base for the desired via.

Das Ätzresist könnte nach dem Abschluss der Behandlung auf der Oberfläche des Substrates verbleiben. Vorzugsweise wird jedoch das Ätzresist in an sich bekannter Weise nach dem anisotropen Materialabtrag von der Oberfläche des Substrates entfernt.The etch resist could remain on the surface of the substrate after completion of the treatment. Preferably, however, the etch resist is removed in a manner known per se after the anisotropic material removal from the surface of the substrate.

Grundsätzlich ist das Verfahren nicht auf bestimmte Materialzusammensetzungen des Glassubstrates beschränkt. Besonders Erfolg versprechend ist es allerdings, wenn das Glassubstrat als einen wesentlichen Materialanteil ein Aluminosilikat, insbesondere ein Boro-Aluminosilikat aufweist. Basically, the method is not limited to certain material compositions of the glass substrate. However, it is particularly promising if the glass substrate comprises, as a substantial proportion of material, an aluminosilicate, in particular a boro-aluminosilicate.

Die Erfindung lässt verschiedene Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe invention allows for various embodiments. To further clarify its basic principle, one of them is shown in the drawing and will be described below. This shows in

1 ein Ablaufdiagramm mit mehreren Verfahrensschritten zum Einbringen einer Mehrzahl von Durchbrechungen in ein Glassubstrat durch anisotropen Materialabtrag; 1 a flow chart with a plurality of process steps for introducing a plurality of openings in a glass substrate by anisotropic material removal;

2 eine Verfahrensvariante, bei der vor dem anisotropen Materialabtrag eine Metallschicht aufgebracht wird; 2 a variant of the method in which a metal layer is applied before the anisotropic material removal;

3 eine weitere Verfahrensvariante, bei der in einem ersten Verfahrensschritt ein Ätzresist auf das Glassubstrat aufgebracht wird. 3 a further variant of the method, wherein in a first process step, an etch resist is applied to the glass substrate.

1 zeigt die einzelnen Verfahrensschritte beim Einbringen einer Mehrzahl von Durchbrechungen in einen als Kontaktierungselement in der Leiterplattenfertigung bestimmten Interposer 1 mit einem Glassubstrat 2. Hierzu wird eine Laserstrahlung 3 auf die Oberfläche des Glassubstrates 2 gerichtet. Das Glassubstrat 2 weist als einen wesentlichen Materialanteil ein Boro-Aluminosilikat auf, um so eine Temperaturausdehnung ähnlich der von Silizium sicherzustellen. Die Dicke d des Glassubstrates 2 beträgt dabei zwischen 50 µm und 500 µm. Die Einwirkungsdauer der Laserstrahlung 3 wird dabei äußerst kurz gewählt, sodass lediglich eine Modifikation des Glassubstrates 2 konzentrisch um eine Strahlachse des Laserstrahls eintritt, ohne dass es zu einer wesentlichen Zerstörung bzw. einem erheblichen Materialabtrag des Substratmaterials kommt. Insbesondere wird die Einwirkungsdauer auf einen Einzelpuls beschränkt. Hierzu wird der Laser mit einer Wellenlänge betrieben, für die das Glassubstrat 2 transparent ist. Ein derart modifizierter Bereich 4 ist in 1b dargestellt. In einem nachfolgenden, in 1c dargestellten Verfahrensschritt kommt es aufgrund der Einwirkung einer nicht dargestellten ätzenden Flüssigkeit oder eines ätzendes Gases zu einem anisotropen Materialabtrag in denjenigen Bereichen 4 des Glassubstrates 2, die zuvor eine Modifikation durch die Laserstrahlung 3 erfahren waren. Entlang der zylindrischen Einwirkungszone entsteht dadurch eine Ausnehmung 5 als Durchbrechung in dem Glassubstrat 2. 1 shows the individual process steps in introducing a plurality of openings in a certain as contacting element in the printed circuit board production interposer 1 with a glass substrate 2 , For this purpose, a laser radiation 3 on the surface of the glass substrate 2 directed. The glass substrate 2 has a boro-aluminosilicate as a substantial proportion of material so as to ensure a thermal expansion similar to that of silicon. The thickness d of the glass substrate 2 is between 50 microns and 500 microns. The exposure time of the laser radiation 3 is chosen extremely short, so that only a modification of the glass substrate 2 concentrically enters around a beam axis of the laser beam, without causing a substantial destruction or a considerable material removal of the substrate material. In particular, the duration of action is limited to a single pulse. For this purpose, the laser is operated at a wavelength for which the glass substrate 2 is transparent. Such a modified area 4 is in 1b shown. In a subsequent, in 1c As a result of the action of a corrosive liquid or a corrosive gas (not shown), an anisotropic material removal occurs in those areas 4 of the glass substrate 2 , previously a modification by the laser radiation 3 were experienced. Along the cylindrical zone of action thereby creates a recess 5 as an opening in the glass substrate 2 ,

In 2 wird eine Abwandlung desselben Verfahrens beschrieben, bei der das Glassubstrat 2 nach der in 2b gezeigten Modifikation durch die Laserstrahlung 3 mit einer flächigen Metallschicht 6 versehen wird, wie dies in 2c zu erkennen ist. Durch den anisotropen Materialabtrag in den modifizierten Bereichen 4 entstehen im nächsten, in 2d dargestellten Verfahrensschritt einseitig von der Metallschicht 6 verschlossene Ausnehmungen 5, welche die Basis für eine spätere Kontaktierung bilden.In 2 A modification of the same method will be described, in which the glass substrate 2 after the in 2 B shown modification by the laser radiation 3 with a flat metal layer 6 is provided, as in 2c can be seen. Due to the anisotropic material removal in the modified areas 4 arise in the next, in 2d illustrated method step on one side of the metal layer 6 closed recesses 5 , which form the basis for a later contact.

Eine weitere Variante des Verfahrens ist in 3 dargestellt. Dabei wird das Glassubstrat 2 vor der Laserbehandlung mittels der Laserstrahlung 3 beidseitig mit einem in 3b dargestellten Ätzresist 7 beschichtet. Aufgrund der Einwirkung der Laserstrahlung 3 kommt es in einer punktförmigen Einwirkungszone zugleich zu einem Abtrag des Ätzresistes 7 und zu einer Modifikation des darunter liegenden Bereiches des Glassubstrates 2, wie dies in 3c zu erkennen ist. Die nicht modifizierten Bereiche der Oberfläche des Glassubstrates 2 sind so vor einer unerwünschten Einwirkung im nachfolgenden Ätzprozess geschützt, durch den, wie in 3d dargestellt, der anisotrope Materialabtrag durch ein Flüssigätzverfahren erfolgt und entsprechende Ausnehmungen 5 in dem Glassubstrat 2 entstehen. Durch ein sogenanntes Stripping-Verfahren wird, wie in 3e gezeigt, das nach Abschluss des Ätzverfahrens entbehrliche Ätzresist 7 abgetragen.Another variant of the method is in 3 shown. This is the glass substrate 2 before the laser treatment by means of the laser radiation 3 on both sides with an in 3b illustrated Ätzresist 7 coated. Due to the effect of the laser radiation 3 At the same time, a removal of the etching resist occurs in a punctiform zone of action 7 and to a modification of the underlying region of the glass substrate 2 like this in 3c can be seen. The unmodified areas of the surface of the glass substrate 2 are thus protected from undesirable effects in the subsequent etching process by which, as in 3d illustrated, the anisotropic removal of material by a liquid etching process takes place and corresponding recesses 5 in the glass substrate 2 arise. By a so-called stripping method, as in 3e shown that dispensable Ätzresist after completion of the etching process 7 ablated.

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Claims (11)

Verfahren zum Einbringen einer Mehrzahl von Ausnehmungen (5) und/oder Durchbrechungen in ein Glassubstrat (2) mittels Laserstrahlung (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlung (3) derart kurzzeitig auf das Glassubstrat (2) gerichtet wird, dass lediglich eine Modifikation des Substrates entlang einer Strahlachse der Laserstrahlung (3) erfolgt, ohne dass es zu einer durchgehenden Zerstörung des Glassubstrates (2) kommt, und dass im nächsten Schritt ein anisotroper Materialabtrag in denjenigen Bereichen (4) des Glassubstrates (2) durchgeführt wird, die zuvor eine Modifikation mittels der Laserstrahlung (3) erfahren haben, und so eine Ausnehmung (5) oder Durchbrechung in das Glassubstrat (2) eingebracht wird.Method for introducing a plurality of recesses ( 5 ) and / or openings in a glass substrate ( 2 ) by means of laser radiation ( 3 ), characterized in that the laser radiation ( 3 ) so briefly on the glass substrate ( 2 ) is directed that only a modification of the substrate along a beam axis of the laser radiation ( 3 ), without causing a continuous destruction of the glass substrate ( 2 ) and that in the next step anisotropic material removal in those areas ( 4 ) of the glass substrate ( 2 ), which was previously a modification by means of the laser radiation ( 3 ), and such a recess ( 5 ) or opening in the glass substrate ( 2 ) is introduced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der anisotrope Materialabtrag durch ein Ätzverfahren, insbesondere durch Flüssigätzen oder Trockenätzen durchgeführt wird.A method according to claim 1, characterized in that the anisotropic material removal by an etching process, in particular by liquid etching or dry etching is performed. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der anisotrope Materialabtrag durch Verdampfen mittels Hochspannung und/oder Hochfrequenz erfolgt.Method according to claims 1 or 2, characterized in that the anisotropic removal of material takes place by evaporation by means of high voltage and / or high frequency. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlung (3) eine Wellenlänge hat, für die das Glassubstrat (2) zumindest teilweise transparent ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the laser radiation ( 3 ) has a wavelength for which the glass substrate ( 2 ) is at least partially transparent. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Laserstrahlung (3) zusätzlich auch ein Oberflächenbereich abgetragen wird. Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that by the laser radiation ( 3 ) In addition, a surface area is removed. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserstrahlung (3) mit einer Pulsdauer von weniger als 1 ps bis zu 100 ns, vorzugsweise zwischen 100 ps und 1 ns betrieben wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the laser radiation ( 3 ) is operated with a pulse duration of less than 1 ps up to 100 ns, preferably between 100 ps and 1 ns. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glassubstrat (2) insbesondere nach der Modifikation mit einer flächigen, zumindest einzelnen, insbesondere eine Vielzahl von nachfolgend einzubringenden Ausnehmungen (5) und/oder Durchbrechungen abdeckenden Metallschicht (6) versehen wird und dass in einem folgenden Schritt die modifizierten Bereiche (4) abgetragen werden, sodass von der Metallschicht (6) einseitig verschlossene Ausnehmungen (5) erzeugt werden.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the glass substrate ( 2 ), in particular after the modification with a flat, at least individual, in particular a plurality of recesses ( 5 ) and / or perforations covering metal layer ( 6 ) and that in a following step the modified regions ( 4 ) are removed so that of the metal layer ( 6 ) recesses closed on one side ( 5 ) be generated. Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Glassubstrat (2) vor der Laserbehandlung mit einem Ätzresist (7) auf zumindest einer Oberfläche flächig beschichtet wird und dass durch Einwirkung der Laserstrahlung (3) zugleich in einer punktförmigen Einwirkungszone das Ätzresist (7) abgetragen und auf zumindest einer Oberfläche die Modifikation in dem Glassubstrat (2) erzeugt wird.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the glass substrate ( 2 ) before the laser treatment with an etching resist ( 7 ) is coated flat on at least one surface and that by the action of the laser radiation ( 3 ) at the same time in a punctiform zone of action, the etch resist ( 7 ) and on at least one surface the modification in the glass substrate ( 2 ) is produced. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ätzresist (7) nach dem anisotropen Materialabtrag von der Oberfläche des Glassubstrates (2) entfernt wird.Method according to claim 8, characterized in that the etching resist ( 7 ) after the anisotropic material removal from the surface of the glass substrate ( 2 ) Will get removed. Glassubstrat, hergestellt nach einem Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.Glass substrate produced by a method according to at least one of the preceding claims. Glassubstrat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Glassubstrat (2) als einen wesentlichen Materialanteil ein Aluminosilikat, insbesondere ein Boro-Aluminosilikat aufweist.Glass substrate according to claim 10, characterized in that the glass substrate ( 2 ) as an essential material content of an aluminosilicate, in particular a boro-aluminosilicate.
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