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引言
由于玻璃材料具有耐用性，光滑性，高绝缘性和透明性的特点，近年来，除了显示器，光学元件和记录介质外，人们对其应用于MEMS（微机电系统）和类似TAS（微全分析系统）等新领域的期望越来越高。 此外，还研究了许多将玻璃材料与金属等不同种类的材料接合以制造新功能元件的方法。 特别是多成分玻璃表面的性质与帕尔克有很多不同，最表面的组成、硅烷醇基等官能基、水分和有机物的吸附等因素对表面的耐候性、耐化学性、与异种材料的粘着性、包括加工性在内的机械特性等有各种各样的影响。 因此，在新功能材料中控制或改性表面性质是重要课题之一。
基本原理是利用了在加载压力的情况下，在玻璃表面形成压缩层后，该部位的耐酸性，特别是腐植酸引起的耐蚀刻性发生较大变化的现象。 在本方法的要素技术中，有机械加工工艺和化学方面的玻璃表面的改质这2个方面。 在本综述中，笔者等人将从迄今为止的研究中，首先从表面改质的观点，介绍压力加载引起的玻璃表面化学性质的变化，并结合实验结果，然后阐述其在微细加工中的应用。
实验
在此，首先对铝硅酸盐类玻璃的结果进行说明。 图1显示的是，对于含有碱金属氧化物、碱土金属酸化物及微量氧化物等的各种铝硅酸盐类玻璃，关注作为主要成分且形成玻璃骨架的SiO*和AkOia， 在没有加载压力的部位，随着SiO―AU0S的减少，蚀刻速度显著增大。
图1（SiOi-AU0*）蚀刻速率与玻璃成分之间的关系
结果表明，在不施加压力的区域，在用富硅酸蚀刻后，玻璃表面附近（几纳米）的SiO2以外的组分显著减少，而在施加压力的区域，这种现象几乎不发生B）。如图2的简单示意图所示，在不施加压力的普通铝硅酸盐玻璃中，已知除SiO2以外的相对较弱的耐酸组分在酸性水溶液中选择性地洗脱12-14）。因此，当作为网状物的Al离子洗脱时，剩余的SiO2层不能保持玻璃结构，并且其耐化学性显著降低。因此，氟离子（主要是H町）很容易侵蚀和蚀刻。
图2 腐植酸蚀刻时产生的玻璃成分的选择性洗脱（示意图）
如上所述，在铝硅酸盐玻璃的蚀刻中，含Al离子在酸性气氛下的选择性洗脱是决定蚀刻速度的重要因素，蚀刻速度的成分依赖性的产生。 另一方面，这种选择性洗脱在压力施加部分没有发生的事实被认为是，在该部分，选择性洗脱不再是决定蚀刻速度的因素，而是氟离子对SiO2网络的攻击变得占主导地位，导致蚀刻速度的降低和组成依赖性的降低。 通过加载压力抑制选择性溶出的原因还不清楚，但可以推测，玻璃表面被局部压缩9），其结果是网状结构的各分子间的结合性发生了变化。
压力的加载对硅铝酸盐类玻璃的耐酸性产生了显著影响，但我想简单介绍一下除此之外的玻璃。 例如，已知SiO2比例高的所谓钠钙基玻璃，耐酸性（蚀刻速度）的变化几乎不发生8）^，那么，多孔硅酸盐基玻璃和石英玻璃等SiO2比例更高的组成如何？ 如上所述，在这些玻璃中，随着压力加载，蚀刻速度的变化得到确认的oSiO2比率高的玻璃，当然不会发生选择性的溶出，或者显著减少。如上所述，已经清楚的是，施加压力不仅对物理现象（例如压缩）产生很大影响，而且对化学因素（例如蚀刻速率的变化）产生很大影响。接下来，从将这种现象应用于精细加工技术的角度进行解释。
图3的(a)(b)显示了笔者等人提出的微加工方法的原理和工艺10）。 从这个图可以看出，过程非常简单。 首先，准备符合目的的玻璃，根据需要进行研磨和清洗等处理后，用金刚石等压头在玻璃表面上进行局部压缩（高密度化）程度的负荷扫描。接着，用富二酸类水溶液对该玻璃进行蚀刻，如前所述，由于高密度化部位的蚀刻速度降低，残留为凸状，在玻璃基板表面的任意位置形成凹凸结构体成为可能。 但是，其加工性不一样，从压力加载时的形状变化和压力加载部与非压力加载部的蚀刻速度比等方面来看，存在适合本加工技术的组成。 关于压力加载。
如图3的(c)所示，通过。x―用NC控制工作台，可以在玻璃表面直接描绘各种图案。 从该程序可知，在本加工方法中，图案宽度方向的精度是根据用于压力加载的压头及定位制度来决定的。 而且，最近也确认了通过激光照射也可以进行同样的蚀刻速度变化。 因此，与机械施加压力相比，更高密度的部分被更深地放置在玻璃的深处
图4显示的是蚀刻量与压力加载部位高度的关系。 如图所示，压力施加部位的高度几乎与蚀刻量成比例地增大。 本来，可以推测加载压力的影响在玻璃的深度方向上有分布，但对蚀刻速度变化的影响是一定的，从高度控制的观点来看是有利的。 作为蚀刻液，基本上使用的是基于腐植酸的蚀刻液。 正如根据上述机理所设想的那样，蚀刻的化学因素会影响蚀刻速度的变化。 更具体地说，已经明确了通过促进选择性溶出，蚀刻速度比大幅增大。 例如，通过改变蚀刻液的pH值即使这样，其程度也可以发生很大变化。 到目前为止，通过优化组成和蚀刻条件，已确认压力加载部非压力加载部的蚀刻比可以调整到1:10 0以上。
讨论和总结
本综述从玻璃表面的耐化学性变化和在微细加工中的应用的观点出发，阐述了利用富二酸对玻璃的蚀刻速度随着压力的加载而发生变化的现象的原理和特征。 正如文章开头所提到的那样，微细加工法还有很多其他的种类，各有各的优良特点。 此次介绍的技术也是微细加工技术或表面改性技术的一种，另外，通过与包括树脂和金属在内的各种异种材料的组合，期待能带来新的应用和发展。