JP2004223586A

JP2004223586A - 透明材料内部の処理方法

Info

Publication number: JP2004223586A
Application number: JP2003015968A
Authority: JP
Inventors: Koji Sugioka; 幸次杉岡; Ya Cheng; チェン・ヤ; Katsumi Midorikawa; 克美緑川; Kazuhiko Yomoyama; 和彦四方山
Original assignee: Hoya Candeo Optronics Corp; RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Current assignee: Hoya Candeo Optronics Corp; RIKEN Institute of Physical and Chemical Research
Priority date: 2003-01-24
Filing date: 2003-01-24
Publication date: 2004-08-12

Abstract

【課題】透明材料の内部に容積の大きな内部空間や、内部空間に可動部材を配置した可動構造を簡単な製造工程により短時間で製造する。
【解決手段】フェムト秒レーザー光を集光された集光位置たる集光点のみに多光子吸収を生じさせて透明材料内部における集光点の改質や加工などの処理を行うことができるという現象を利用して、レジストレスプロセスならびにマスクレスプロセスを可能とし、製造工程の簡素化ならびに製造時間の短縮化を図るとともに、透明材料に対するフェムト秒レーザー光の照射方法を改善して、より一層の製造時間の短縮化を図る。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透明材料内部の処理方法に関し、さらに詳細には、マイクロ化学分析システム（μ−ＴＡＳ：ＭｉｃｒｏＴｏｔａｌＡｎａｌｙｓｉｓＳｙｓｔｅｍ）などの作成に用いて好適な透明材料内部の処理方法に関し、特に、１０^−１３秒オーダーのパルス幅を有するフェムト秒レーザーのレーザー光に対して透明な材料の内部に可動構造や容積の大きな空間を形成する透明材料内部の処理方法、１０^−１３秒オーダーのパルス幅を有するフェムト秒レーザーのレーザー光に対して透明な材料の内部に形成された可動構造や固定構造の表面を平坦化する透明材料内部の処理方法に関する。
【０００２】
【発明の背景】
従来より、サブピコ秒以下のレーザー光源として、１０^−１３秒オーダーのパルス幅を有するフェムト秒レーザーが知られている。
【０００３】
こうしたフェムト秒レーザー、例えば、パルス幅が１００〜１５０フェムト秒ほどのフェムト秒レーザーから出射されたレーザー光たるフェムト秒レーザー光（本明細書においては、「フェムト秒レーザーから出射されたレーザー光」を「フェムト秒レーザー光」と適宜に称することとする。）を、レンズを用いて当該フェムト秒レーザー光に対して透明な材料（本明細書においては、所定のレーザー光に対して透明な材料を称するにあたって、単に「透明材料」と適宜に称することとする。）の内部に集光すると、当該フェムト秒レーザー光を集光された集光位置たる集光点のみに多光子吸収を生じさせ、透明材料内部における集光点の改質や加工などの処理を行うことができるという現象が知られている。
【０００４】
近年においては、こうした現象を利用して、フェムト秒レーザー光に対して透明なガラス材料内部において屈折率を変化させたり、結晶析出を行ったり、マイクロボイドを生成したりすることが可能であることが報告されており、さらには、光導波路や３次元メモリーあるいはフォトニック結晶などの作成が報告されている。
【０００５】
また、本願発明者らは、上記した現象を利用して、透明材料としての感光性ガラスの内部にフェムト秒レーザー光を集光させてチャネル状に走査（スキャン）しながら照射し、その後に当該感光性ガラスを熱処理し、当該熱処理の後にフッ酸により当該感光性ガラスをエッチングすることにより、チャネル状にフェムト秒レーザー光を照射した領域のみを除去して、マイクロチャネル（マイクロ流路）などの固定構造を作成することに成功している（非特許文献１ならびに非特許文献２参照）。
【０００６】
【非特許文献１】
ＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓＡ（２００２）ＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，４Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２００２，ＭＡＳＵＤＡｅｔａｌ．， “３−Ｄｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｉｎｇｉｎｓｉｄｅｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｖｅｇｌａｓｓｂｙｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒｅｘｃｉｔａｔｉｏｎ”
【０００７】
【非特許文献２】
ＯＰＴＩＣＳＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖｏｌ．２８，Ｎｏ．１，Ｊａｎｕａｒｙ１，２００３，ＣＨＥＮＧｅｔａｌ．， “Ｃｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅｃｒｏｓｓ−ｓｅｃｔｉｏｎａｌｓｈａｐｅｏｆａｈｏｌｌｏｗｍｉｃｒｏｃｈａｎｎｅｌｅｍｂｅｄｄｅｄｉｎｐｈｏｔｏｓｔｒｕｃｔｕｒａｂｌｅｇｌａｓｓｂｙｕｓｅｏｆａｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄｌａｓｅｒ”，ｐ．５５−５７
ところで、上記した現象を利用して透明材料としての感光性ガラスの内部に作成されたマイクロチャネルなどの固定構造の表面は、数ミクロン程度の粗さがあり、当該表面をより平坦化することが望まれている。
【０００８】
一方、高感度、高精度、高効率かつ高速な化学分析を行うマイクロ化学分析システムの開発研究が、近年急速に進展している。
【０００９】
ここで、マイクロ化学分析システムとは、フラスコやビーカーを用いる代わりに、手のひらにのるほどのマイクロチップ上で試薬の導入、混合、反応、生成物の分析および検出を一貫して行うデバイスのことであり、試薬の開発、医用検査、環境測定、細胞の培養やヒトゲノム・タンパク質の解析などの広範な分野への応用が期待されている。
【００１０】
マイクロ化学分析システムにおいては、マイクロ混合器、マイクロバルブあるいはマイクロポンプなどの微小流体制御素子（マイクロ流体制御素子）を集積化して、センサの手軽さと安定した分析性能を併せ持つことが必要とされている。特に、化学・生化学分析システムを構成する上では、サンプル液の流れを切り替えるためのマイクロバルブの実現が重要となっている。
【００１１】
こうしたマイクロ化学分析システムの利点としては、微量のサンプルで測定が可能であること（その結果、分析終了後の廃棄物も極めて少なくなる。）、反応解析時間を短縮化できること、装置を小型化できること、装置の低コスト化を図ることができること、人手を削減できることなどが挙げられる。
【００１２】
上記したようなマイクロ化学分析システムを実現するためには、シリコンやガラスなどのマイクロチップに数十μｍ幅の溝（マイクロチャネル）や数百μｍ径の孔（マイクロセル）を作成することはもとより、例えば、マイクロ化学分析システムにおけるマイクロバルブやマイクロポンプなどを形成するためには、シリコンやガラスなどのマイクロチップに容積の大きなセルなどの内部空間を形成したり、内部空間において可動可能な部品（マイクロ部品）を可動部材として埋め込んだ構造（可動構造）を作成する必要がある。
【００１３】
一般に、こうした容積の大きな内部空間や可動構造を作成するためには、例えば、従来の半導体製造プロセスを基にしたプレーナー加工技術を利用することが考えられる。
【００１４】
しかしながら、プレーナー加工技術により容積の大きな内部空間を作成したり、内部空間に可動部材を埋め込んだ可動構造を作成するには、リソグラフィー、エッチングあるいは基板の張り合わせなどの多種多様なプロセスを多数回組み合わせた複雑なプロセスが必要となり、製造工程が煩雑になるとともに製造時間に長時間を要するという問題点があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記したような従来の技術の有する問題点を含む発明の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、透明材料の内部に容積の大きな内部空間や、内部空間に可動部材を配置した可動構造を簡単な製造工程により短時間で製造することができるようにした透明材料内部の処理方法を提供しようとするものである。
【００１６】
また、本発明の目的とするところは、透明材料の内部に形成された固定構造や可動構造の表面を平坦化することができるようにした透明材料内部の処理方法を提供しようとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による透明材料内部の処理方法は、フェムト秒レーザー光を集光された集光位置たる集光点のみに多光子吸収を生じさせて透明材料内部における集光点の改質や加工などの処理を行うことができるという現象を利用して、レジストレスプロセスならびにマスクレスプロセスを可能とし、製造工程の簡素化ならびに製造時間の短縮化を図るとともに、透明材料に対するフェムト秒レーザー光の照射方法を改善して、より一層の製造時間の短縮化を図るようにしたものである。
【００１８】
また、本発明による透明材料内部の処理方法は、透明材料の内部に固定構造や可動構造を形成した後に熱処理を行い、透明材料の内部に形成された固定構造や可動構造の表面を平坦化するものである。
【００１９】
即ち、本発明のうち請求項１に記載の発明は、透明材料内部の空間内に内部構造を形成する透明材料内部の処理方法において、透明材料に対してフェムト秒レーザー光の集光点を直交座標系のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動しながら照射する第１のステップと、上記第１のステップにおいてフェムト秒レーザー光を照射された上記透明材料を所定の溶液で溶液処理して、フェムト秒レーザー光を照射された領域をエッチングして除去する第２のステップとを有し、上記第１のステップにおいて上記透明材料にフェムト秒レーザー光を照射する際に、上記第２のステップにおいて上記透明材料から除去する領域のＸ−Ｙ平面上における一つ以上の箇所において、フェムト秒レーザー光の集光点をＺ軸方向に移動させながら照射する処理と、上記第２のステップにおいて上記透明材料から除去する領域をＸ−Ｙ平面に沿ってＺ軸方向に所定間隔を開けて層状に照射する処理とを行うようにしたものである。
【００２０】
また、本発明のうち請求項２に記載の発明は、本発明のうち請求項１に記載の発明において、上記第１のステップと上記第２のステップとの間に、上記第１のステップにおいてフェムト秒レーザー光を照射された上記透明材料を熱処理するようにしたものである。
【００２１】
また、本発明のうち請求項３に記載の発明は、本発明のうち請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の発明において、上記第２のステップにおいて上記透明材料から除去する領域のＸ−Ｙ平面上における一つ以上の箇所を、上記除去する領域と存置する領域との境界に隣接する箇所としたものである。
【００２２】
また、本発明のうち請求項４に記載の発明は、本発明のうち請求項３に記載の発明において、上記第２のステップにおいて上記透明材料から除去する領域のＸ−Ｙ平面上における一つ以上の箇所を、上記Ｘ−Ｙ平面における隅部の箇所としたものである。
【００２３】
また、本発明のうち請求項５に記載の発明は、本発明のうち請求項１、請求項２、請求項３または請求項４のいずれか１項に記載の発明において、さらに、上記第２のステップにおいてエッチングされた上記透明材料を熱処理する第３のステップとを有するようにしたものである。
【００２４】
また、本発明のうち請求項６に記載の発明は、本発明のうち請求項５に記載の発明において、上記第３のステップにおける熱処理を、上記透明材料の軟化点の温度よりも低く、かつ、結晶化温度よりも高い温度に昇温してアニールする処理としたものである。
【００２５】
また、本発明のうち請求項７に記載の発明は、透明材料内部の空間内に内部構造を形成する透明材料内部の処理方法において、透明材料に対してフェムト秒レーザー光の集光点を直交座標系のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動しながら照射する第１のステップと、上記第１のステップにおいてフェムト秒レーザー光を照射された上記透明材料を所定の溶液で溶液処理して、フェムト秒レーザー光を照射された領域をエッチングして除去する第２のステップと、上記第２のステップにおいてエッチングされた上記透明材料を熱処理する第３のステップとを有するようにしたものである。
【００２６】
また、本発明のうち請求項８に記載の発明は、本発明のうち請求項７に記載の発明において、上記第１のステップと上記第２のステップとの間に、上記第１のステップにおいてフェムト秒レーザー光を照射された上記透明材料を熱処理するようにしたものである。
【００２７】
また、本発明のうち請求項９に記載の発明は、本発明のうち請求項７または請求項８のいずれか１項に記載の発明において、上記第３のステップにおける熱処理を、上記透明材料の軟化点の温度よりも低く、かつ、結晶化温度よりも高い温度に昇温してアニールする処理としたものである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面に基づいて、本発明による透明材料内部の処理方法の実施の形態の一例について詳細に説明するものとする。
【００２９】
なお、以下の各図ならびにその説明において、それぞれ同一あるいは相当する構成については同一の符号をもって示し、その詳細な説明は省略する。
【００３０】
図１には、本発明による透明材料内部の処理方法を実施するための装置構成の一例の概念構成説明図が示されている。
【００３１】
ここで、本発明の理解を容易にするために、以下の説明においては、図１に示す装置を用いて図２に示す可動構造、即ち、透明材料よりなる長方体状の試料１００の内部に、内部空間として容積の大きな長方体状の空間１００ａが形成されるとともに空間１００ａ内には空間１００ａ内を移動自在な長方体状の可動部材１００ｂが埋め込まれ、試料１００の上面１００ｃに開口するとともに空間１００ａまで貫通する第１連通孔１００ｄと試料１００の底面１００ｅに開口するとともに空間１００ａまで貫通する第２連通孔１００ｆとが形成された可動構造を形成するものとする。
【００３２】
なお、可動部材１００ｂは、実際は重力により空間１００ａの底面側の壁面と当接して位置するものであるが、図２においては本発明の理解を容易にするために、可動部材１００ｂが空間１００ａ内に浮いている状態を示している。
【００３３】
また、試料１００を構成する透明材料としては、感光性ガラスを用いるものとする。
【００３４】
ここで、一般に、感光性ガラスとは、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕなどの金属イオンと増感材とを含んでおり、紫外線露光により金属コロイドを生じ、さらにこれが核となって微細な結晶が成長する。この結晶は、元のガラスと比較すると酸に対する溶解度が２０倍〜５０倍にも達するほど高くなるので、薄いフッ酸水溶液によって、露光された部分を非常に高い選択比でエッチング加工することができる。
【００３５】
こうした感光性ガラスとしては、例えば、リチウムアルミノ珪酸塩ガラスにＣｅイオン、Ａｇイオン、Ｓｂイオンがドープされた感光性ガラスであるフォーチュランガラス（ＦｏｒｔｕｒａｎＧｌａｓｓ）（商標）を用いることができ、以下に説明する本願発明者による実験においては、感光性ガラスとしてフォーチュランガラス（ＦｏｒｔｕｒａｎＧｌａｓｓ）（商標）を用いた。
【００３６】
このフォーチュランガラス（ＦｏｒｔｕｒａｎＧｌａｓｓ）（商標）に紫外レーザー光などのレーザー光を照射した場合の加工工程は、次の３段階に分けられる。
【００３７】
まず、始めに、第１段階は、レーザー光を露光することにより、露光部分のＣｅ^３＋が電子を放出してＣｅ^４＋になる。そして、放出された自由電子との還元反応により、Ａｇ^＋はＡｇ^０に変化する。
【００３８】
次に、第２段階は、熱処理することにより、銀原子が拡散してクラスターを形成し、このクラスターが８０Å（オングストローム）を越えると、アモルファス相の中に結晶核が生成され結晶相が形成される。この結晶は、主にメタ珪酸リチウムからなる。
【００３９】
最後に、第３段階は、フッ酸水溶液により露光部分のエッチングを行う。メタ珪酸リチウムはフッ酸水溶液に非常に溶けやすいので、露光部分の高選択比エッチング加工が可能となる。
【００４０】
図１に示す装置は、１０^−１３秒オーダーのパルス幅を有するフェムト秒レーザー光として、例えば、パルス幅が１００〜１５０フェムト秒ほどのフェムト秒レーザー光を照射するフェムト秒レーザー１０と、フェムト秒レーザー１０から出射されたフェムト秒レーザー光を試料１００の内部に集光するレンズとしての対物レンズ１２とを有して構成されている。
【００４１】
また、この装置は、対物レンズ１２により試料１００の内部に集光されるフェムト秒レーザー光の集光位置を、試料１００に対して相対的に移動する移動手段としての移動テーブル２００を備えており、この移動テーブル２００上に試料１００が載置されている。なお、移動テーブル２００は、図１において直交座標系のＸ軸方向、Ｙ軸方向ならびにＺ軸方向に任意に移動可能なようになされており、この移動はモータなどの駆動手段（図示せず）により制御されるものとする。
【００４２】
即ち、この装置においては、フェムト秒レーザー光の照射方向は位置決めされて固定されているが、試料１００を移動テーブル２００上に載置してＸ軸方向、Ｙ軸方向ならびにＺ軸方向に任意に移動することにより、試料１００の内部に集光されるフェムト秒レーザー光の集光位置を試料１００に対して相対的にＸ軸方向、Ｙ軸方向ならびにＺ軸方向に任意に移動し、試料１００の内部でフェムト秒レーザー光をＸ軸方向、Ｙ軸方向ならびにＺ軸方向に任意にスキャンすることができるように構成されている。
【００４３】
また、この装置においては、対物レンズ１２として、例えば、開口数（ＮＡ）が０．４６（倍率２０倍）のものを用いることができる。
【００４４】
以上の構成において、フェムト秒レーザー１０から出射されたフェムト秒レーザー光は対物レンズ１２に入射され、対物レンズ１２に入射されたフェムト秒レーザー光は対物レンズ１２により集光されて、試料１００の内部に位置する集光位置たる集光点に集光される。
【００４５】
ここで、本発明の理解を容易にするために、まず、図３に示すような固定構造のマイクロチャネル、即ち、試料１００の内部に直線状に形成された第１流路３００ａと、第１流路３００ａの一方の端部と上面１００ｃとを連通して上面１００ｃで開口する第２流路３００ｂと、第１流路３００ａの他方の端部と上面１００ｃとを連通して上面１００ｃで開口する第３流路３００ｃとを備えたマイクロチャネル３００を形成する手法について説明する。
【００４６】
即ち、試料１００にマイクロチャネル３００を形成するには、形成すべきマイクロチャネル３００に沿ってフェムト秒レーザー光の集光点が移動するように、フェムト秒レーザー光を一度スキャンすればよい。
【００４７】
詳細には、移動テーブル２００をＸ軸方向、Ｙ軸方向ならびにＺ軸方向に適宜に移動することにより、フェムト秒レーザー光の集光点が、図４（ａ）（ｂ）において矢印で示す「経路４００→経路４０２→経路４０４」の順で移動されるようにすればよい。
【００４８】
なお、マイクロチャネル３００の寸法は、例えば、図４（ａ）（ｂ）に示すように、「Ｌ１＝２０μｍ」、「Ｌ２＝２００μｍ」、「Ｌ３＝１ｍｍ」である。
【００４９】
上記のようにしてフェムト秒レーザー光を照射した試料１００のマイクロチャネル３００を形成すべき領域は、その後に熱処理を行うことによって改質される。それから、熱処理をした試料１００を希釈したフッ酸溶液によりエッチングすることにより、フェムト秒レーザー光を照射したマイクロチャネル３００を形成すべき領域は、フェムト秒レーザー光の未照射領域に比べて数十倍のエッチング速度でエッチングされる。
【００５０】
従って、エッチング時間を制御することにより、フェムト秒レーザー光を照射したマイクロチャネル３００を形成すべき領域のみを選択的にエッチングして除去することができ、このエッチングの選択性を利用して試料１００内に固定構造としてマイクロチャネル３００を形成することができる。
【００５１】
ところで、図２に示す可動構造を形成する場合には、可動部材１００ｂのみを存置するようにして、容積の大きな内部空間たる空間１００ａ、第１連通孔１００ｄならびに第２連通孔１００ｆの領域を除去する必要があるので、フッ酸溶液によりエッチングして除去すべき試料１００の体積が多くなる。このため、試料１００に対して、フェムト秒レーザー光をＸ−Ｙ平面などに沿って層状にスキャンする必要がある。
【００５２】
例えば、可動部材１００ｂを存置するようにして、空間１００ａ、第１連通孔１００ｄならびに第２連通孔１００ｆを形成すべき領域に対して、Ｘ−Ｙ平面に沿ってフェムト秒レーザー光の集光点をスキャンする。その後に、フェムト秒レーザー光の集光点の位置をＺ軸方向に僅かに移動してから、上記と同様に、可動部材１００ｂを存置するようにして、空間１００ａ、第１連通孔１００ｄならびに第２連通孔１００ｆを形成すべき領域に対して、Ｘ−Ｙ平面に沿ってフェムト秒レーザー光の集光点をスキャンする。即ち、フェムト秒レーザー光の集光点の位置をＺ軸方向に僅かづつ移動しながら、Ｘ−Ｙ平面に沿ってフェムト秒レーザー光の集光点をスキャンするという動作を多数回繰り返す必要がある。
【００５３】
ここで、フェムト秒レーザー光の１回のＸ−Ｙ平面に沿ったスキャンにより改質されるＺ軸方向の深さは、高々２０μｍ〜３０μｍであるので、例えば、Ｚ軸方向に１ｍｍの深さの空間１００ａを形成する場合には、Ｚ軸方向へ５０回程度の移動を繰り返し行う必要があり、製造時間が長くなることが懸念される。
【００５４】
そこで、本発明による透明材料内部の処理方法は、フェムト秒レーザー光の集光点をＺ軸方向に移動しながらＸ−Ｙ平面に沿ってスキャンするという手法に加え、透明材料１００から空間１００ａを形成するために除去すべき領域のＸ−Ｙ平面上における一つ以上の箇所、例えば、空間１００ａを形成するために除去すべき領域と存置すべき領域との境界に隣接する一つ以上の箇所において、フェムト秒レーザー光の集光点をＺ軸方向にスキャンするようにしたものである。
【００５５】
具体的には、一例として図５（ａ）（ｂ）に示すように、試料１００に対するフェムト秒レーザー光の集光点をＺ軸方向へ移動しながらのＸ−Ｙ平面に沿ったスキャン（図５（ａ）（ｂ）において矢印で示す経路５００のスキャン）に加えて、長方体状の空間１００ａにおけるＸ−Ｙ平面における四隅の箇所１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄなどを、フェムト秒レーザー光の集光点がＺ軸方向にスキャン（図５（ａ）（ｂ）において矢印で示す経路５０２のスキャン）するようにしたものである。
【００５６】
なお、空間１００ａ、可動部材１００ｂ、第１連通孔１００ｄならびに第２連通孔１００ｆの寸法は、例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、「Ｌ４＝３ｍｍ」、「Ｌ５＝１ｍｍ」、「Ｌ６＝３００μｍ」、「Ｌ７＝１ｍｍ」、「Ｌ８＝０．６ｍｍ」、「Ｌ９＝１．５ｍｍ」、「Ｌ１０＝１ｍｍ」、「Ｌ１１＝３００μｍ」である。
【００５７】
上記のようにしてフェムト秒レーザー光を照射した試料１００の熱処理を行うと、フェムト秒レーザー光が照射された空間１００ａ、第１連通孔１００ｄならびに第２連通孔１００ｆを形成すべき領域が改質される。
【００５８】
こうした熱処理の後に、フッ酸溶液により試料１００の上部からエッチングした際には、フェムト秒レーザー光が照射された第１連通孔１００ｄの領域の除去が完了し、空間１００ａの最上層１００ａｕの領域にフッ酸溶液が到達すると、最上層１００ａｕに端部が位置するフェムト秒レーザー光が照射された四隅の箇所１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの照射領域にもフッ酸溶液が到達することになり、空間１００ａの内部の領域に比較するとその四隅の箇所１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄがまず選択的にエッチングされ、四隅の箇所１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄに空洞が形成される。
【００５９】
その結果、空間１００ａの最下層１００ａｂまでフッ酸溶液が比較的早い時間で到達し、フッ酸水溶液が到達した順に最上層１００ａｕと最下層１００ａｂとの間の中間層や最下層１００ａｂのエッチングが開始される。これによって、エッチング時間を大幅に短縮しながら、空間１００ａ内において移動可能な可動部材１００ｂの埋め込みをすることができる。
【００６０】
即ち、透明材料たる試料１００の内部に容積の大きな内部空間たる空間１００ａや、内部空間たる空間１００ａに可動部材１００ｂを埋め込んだ可動構造を、簡単な製造工程により短時間で製造することができる。
【００６１】
ここで、エッチング時間が長くなると、試料１００におけるフェムト秒レーザー光の未照射領域も僅かにエッチングされるため、加工解像度が低下し、所望の構造を得ることが難しくなるので、エッチング時間を短縮することにより、加工解像度も向上することができる。
【００６２】
また、本発明による手法によれば、試料１００に対するフェムト秒レーザー光の集光点をＺ軸方向へ移動しながらのＸ−Ｙ平面に沿ったスキャンの際に、Ｚ軸方向への移動量を大きくとることができるという大きな利点がある。本願発明者の実験によれば、試料１００に対するフェムト秒レーザー光の集光点をＸ−Ｙ平面に沿ってスキャンさせた後に、当該集光点をＺ軸方向に１００μｍ移動させることが可能であった。これによって、例えば、Ｚ軸方向に１ｍｍの深さの空間を形成する場合に、Ｚ軸方向への１０回の移動で構造を作成することができた。
【００６３】
なお、試料１００に対するフェムト秒レーザー光のスキャン後の熱処理の後に、フッ酸溶液により試料１００の上部ならびに下部からエッチングした際には、第１連通孔１００ｄや第２連通孔１００ｆの領域の除去が完了し、空間１００ａの最上層１００ａｕや最下層１００ａｂの領域にフッ酸溶液が到達すると、最上層１００ａｕや最下層１００ａｂに端部が位置する四隅の箇所１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄの照射領域にもフッ酸溶液が到達することになり、四隅の箇所１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄに空洞が形成される。
【００６４】
その結果、空間１００ａの中間層までフッ酸溶液が比較的早い時間で到達し、フッ酸水溶液が到達した順に最上層１００ａｕと最下層１００ａｂとの中間層のエッチングが開始される。これによって、エッチング時間を大幅に短縮しながら、空間１００ａ内において移動可能な可動部材１００ｂの埋め込みをすることができる。
【００６５】
次に、本発明による手法を用いて行われた、本願発明者による実験結果について説明する。
【００６６】
なお、この実験においては、フェムト秒レーザー１０としては、赤外フェムト秒レーザー（Ｃｌａｒｋ−ＭＸＲＣＰＡ２０００：波長７７５ｎｍ、パルス幅１５０ｆｓ、繰り返し周波数１ｋＨｚ）を用いた。
【００６７】
図６には実験装置の概略構成が示されており、実験装置は、フェムト秒レーザー１０と、波長板６０２と、偏光板６０４と、減光フィルター６０６と、対物レンズ１２と、移動ステージ２００と、移動ステージ２００を駆動する駆動源６０８と、駆動源６０８を制御するコンピュータ６１０と、試料１００を撮像するＣＣＤカメラ６１２と、ＣＣＤカメラ６１２により撮像された画像を表示するモニター６１４とを有して構成されている。
【００６８】
従って、この実験装置においては、ＣＣＤカメラ６１２を用いて、フェムト秒レーザー光が照射されている試料１００をその場で観察することができる。
【００６９】
また、試料１００は、コンピュータ６１０で制御された移動ステージ２００によりＸ軸方向、Ｙ軸方向ならびにＺ軸方向に適宜に移動される。
【００７０】
以上の実験装置において、フェムト秒レーザー１０から出射されたフェムト秒レーザー光のビームを直径３ｍｍのアパチャーによって切り出し、対物レンズ１２へ入射する。フェムト秒レーザー光のパルスエネルギーは、減光フィルター６０６を用いて調節した。
【００７１】
フェムト秒レーザー光を２０倍の対物レンズ１２（開口数ＮＡ：０．４６）によって試料１００に集光し、レーザー照射後の試料１００をアニールによる熱処理をした。アニールでは、温度は５℃／ｍｉｎの速さで５００℃まで上昇させ、５００℃で１時間一定に保つ。この温度においては、フェムト秒レーザー光により露光された部分に銀クラスターが形成される。再び３℃／ｍｉｎの速さで６０５℃まで温度を上昇させ、６０５℃で一定に１時間保つ。高い温度においては、結晶相が形成される。その後に、室温に自然冷却する。
【００７２】
試料１００が室温に冷却された後に、１０％のフッ酸水溶液で溶液処理を施した。
【００７３】
図７には、アニールを行った試料１００のフェムト秒レーザー光の照射領域と未照射領域とのフッ酸によるエッチング深さの時間依存性が示されている。照射レーザーフルエンスは、０．１２Ｊ／ｃｍ^２、０．１８Ｊ／ｃｍ^２である。
【００７４】
図７から理解されるように、エッチング深さはフルエンスにはほとんど依存せず、フェムト秒レーザー光の照射領域は、フェムト秒レーザー光の未照射領域より３５倍のエッチング速度で優先的にエッチングされる。この選択比を利用して、試料１００の内部の固定構造や可動構造の形成をおこなった。
【００７５】
ところで、感光性ガラスには、結晶を析出するのに必要なレーザー光の臨界ドーズ（Ｄ_ｃ）が存在する。即ち、臨界ドーズを上回ればガラスに結晶が析出されるが、臨界ドーズを下回った場合にはガラスに結晶は析出されない。臨界ドーズを越えた場合、形成される核密度は、ドーズに比例して増加することが予測される。核形成密度は、フルエンスの累乗に比例することが分かっており、式（１）で示される。
【００７６】
ρ＝ＫＦ^ｍＮ・・・式（１）
ここで、ρはレーザー光の光化学反応によって形成される核の密度であり、Ｆは１パルス当たりのフルエンス、ｍは乗数、Ｎはパルス数、Ｋは定数を示している。
【００７７】
ここで、核密度ρは、ドースＤに比例して増加すると考えられるため、
Ｄ＝ρ／Ｋ
と定義すると、
Ｄ＝Ｆ^ｍＮ・・・式（２）
となる。
【００７８】
任意のパルス数における臨界フルエンスをＦ_ｃとすると、臨界ドーズＤ_ｃは、
Ｄ_ｃ＝Ｆ_ｃ ^ｍＮ・・・式（３）
と表される。
【００７９】
臨界ドーズを求めるために、図８に臨界フルエンスのパルス数依存性を示すこととする。ここでは同一のパルス数においてフルエンスを変化させて照射し、フッ酸処理後にエッチングの選択性が確認された最小のフルエンスを臨界フルエンスとした。
【００８０】
このグラフよりパルス数を増加させることによって、臨界フルエンスが小さくなることが分かる。
【００８１】
グラフの傾きの負の逆数により、式（３）における乗数ｍを求めることができ、
ｍ＝６
となる。
【００８２】
即ち、パルス幅１５０ｆｓ、波長７７５ｎｍのフェムト秒レーザーを用いた場合には、６光子過程によって反応が生じていると考えられる。この値は、ナノ秒紫外レーザー光（波長２６６ｎｍ、波長３５５ｎｍ）を用いた場合に比べてはるかに大きい。紫外レーザーの場合は、吸収は１光子で生じる。しかしながら、最終的な反応が起こるためには、連続する２つの過程が必要であると考えられている。即ち、Ｈｅｌｖａｊｉａｎ等は、まず１光子吸収によって寿命の長い中間準位状態が形成され、さらにその準位でもう一つの光子が吸収されて反応が生じる２光子過程ではないかと考察している（２光子吸収ではない。）。
【００８３】
Ｈｅｌｖａｊｉａｎ等の考察が正しいとするならば、フェムト秒レーザーの場合には、第一の過程および第二の過程がそれぞれ多光子吸収によって生じ、その結果その和として６光子過程になったものと考えられる。反応が６光子で生じることは、高空間解像度を得られるという点で有利である。また、このときの臨界ドーズＤ_ｃは、
１．３×１０^−５Ｊ^６／ｃｍ^１２
と見積もられる。
【００８４】
次に、図９乃至図１１を参照しながら、上記した実験条件において作成したマイクロバルブ機能をもつマイクロリアクター構造を備えたデバイスについて説明する。
【００８５】
このデバイス９００は３つのパーツ、即ち、上層パーツ９０２、中層パーツ９０４、下層パーツ９０６から構成されており、中層パーツ９０４に形成された空間１００ａ内に埋め込まれた可動部材１００ｂとしてのマイクロプレート９０８を移動させるため、空気圧縮機の代用としてシリンジポンプを使用する。
【００８６】
上層パーツ９０２には、シリンジポンプが繋がれたシリコンチューブ９１０、９１２を取り付けるためのインレットを左右に１つづつインレット９１４、９１６として作成し、中央に液体注入用のインレット９１８を１つ作成する。
【００８７】
上記したように、中層パーツ９０４の空間１００ａ内には移動可能なマイクロプレート９０８が埋め込まれており、マイクロプレート９０８は基板とは切り離されているため、上層パーツ９０２の左右のインレット９１４、９１６に繋がれたシリコンチューブ９１０、９１２を介してシリンジポンプで交互に圧力をかけることによって、マイクロプレート９０８を左右に移動させることができる。
【００８８】
下層パーツ９０６には、アウトレットセルとして２つのアウトレットセル９２０、９２２を作成する。
【００８９】
上層パーツ９０２の中央のインレット９１８から注入した液体の流れる方向は、中層パーツ９０４のマイクロプレート９０８を移動させることによって制御することができる。
【００９０】
図１２（ａ）（ｂ）には、上記した実験条件により実際に作成されたデバイス９００の写真が示されている。左右のシリンジポンプで交互に圧力をかけ、中層９０４のマイクロプレート９０８が空間１００ａ内を左右に移動している様子が確認できる。シリンジポンプの圧力のみでマイクロプレート９０８の移動が可能であるため、他の電気的制御素子の取り付けが不要である。
【００９１】
以上の実験結果に示されているように、感光性ガラス内部にフェムト秒レーザー光を照射することによって、非線形反応を誘起させることが可能である。レーザー改質領域は超音波浴槽内で１０％のフッ酸に対して３５倍の選択比でエッチングされる。また、臨界フルエンスの測定により、感光させるのに必要な臨界ドーズを求めることができるとともに、本反応が６光子過程によって生じることを示した。また、臨界ドーズを基に照射パルス数と照射フルエンスを決定し、感光性ガラスに３次元的に移動可能なマイクロプレートを埋め込んだ構造を作成することができた。この構造はシリンジポンプの圧力のみで可動であり、製造工程も非常に単純である。
【００９２】
ところで、試料１００の透明材料として、例えば、感光性ガラスなどのガラスを用いた場合には、形成されたマイクロチャネルの壁面や空間の壁面あるいは可動部材の壁面などの固定構造や可動構造の表面が、数ミクロン程度の粗さをもっている。
【００９３】
即ち、試料１００の内部においてフェムト秒レーザー光の集光点を移動させながら照射した後に熱処理を行い、さらにエッチングして試料１００の内部に作成した内部構造の表面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）で観察した結果、図１３のＳＥＭ写真や図１４のＡＦＭ写真に示すように大きい粗さが観察された。また、図１５には、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を内部構造表面に照射したときのビームの広がり評価のグラフが示されており、広がり角は１６．３°であった。
【００９４】
ところで、マイクロ化学分析システムやマイクロリアクター中のマイクロチャネル壁面の平滑度は、その機能上非常に重要である。
【００９５】
一般に、感光性ガラスのフッ酸処理後の表面平坦化には機械的な研磨が用いられるが、ガラス内部に形成されたマイクロチャネルのような固定構造やマイクロバルブ（図１２（ａ）（ｂ）参照）のような可動構造などの内部構造を研磨することは不可能である。
【００９６】
こうした従来の技術では不可能なガラス内部に形成された固定構造や可動構造などの内部構造の表面平坦化を行うために、本願発明者は、ガラス内部に形成された固定構造や可動構造などの内部構造を熱処理することにより、表面を平坦化するようにしたものである。
【００９７】
即ち、こうした粗さは、ガラス内部に形成された固定構造や可動構造などの内部構造に熱処理を施すことによって、表面を平坦化することができた。
【００９８】
このように、試料１００の内部においてフェムト秒レーザー光の集光点を移動させながら照射した後に熱処理を行い、さらにエッチングして試料１００の内部に内部構造を作成し、さらに熱処理を行った場合には、内部構造の表面の平坦性は大幅に改善された。
【００９９】
こうした表面の平坦化のための熱処理としてはアニールを行うことが好ましく、アニールする際の条件は、例えば、まず５℃／ｍｉｎで室温から５７０℃まで昇温し、５時間保持する。その後に、１℃／ｍｉｎで５７０℃から３７０℃まで冷却し、さらに室温に自然冷却する。
【０１００】
こうしたアニールを行うと、図１６のＳＥＭ写真や図１７のＡＦＭ写真に示されているように、内部構造の表面の平坦性は大幅に改善される。また、図１８には、Ｈｅ−Ｎｅレーザー光を照射したときのビームの広がり評価のグラフが示されており、広がり角は４．７°に改善された。
【０１０１】
さらに、平坦性を示す指標であるＲＭＳ値は、上記したアニールによって、アニールを行う前の１００ｎｍから２ｎｍに改善された。
【０１０２】
ここで、アニールする際に昇温する温度は、感光性ガラスなどのガラスの場合には、軟化点の温度よりも低く、かつ、結晶化温度よりも高い温度であることが好ましい。
【０１０３】
なお、上記した実施の形態は、以下の（１）乃至（１３）に示すように変形してもよい。
【０１０４】
（１）上記した実施の形態においては、本発明により可動構造を作成する場合を中心に説明したが、本発明により固定構造を作成するようにしてもよく、特に、容積の大きな空間を形成する際に本発明を用いると、短時間で効率よく当該空間を形成できる。
【０１０５】
（２）上記した実施の形態においては、透明材料（試料１００）の内部空間（空間１００ａ）ならびに当該内部空間内に埋め込まれる可動部材（可動部材１００ｂ）の形状を長方体状としてが、これに限られるものではないことは勿論であり、透明材料の内部空間や可動部材の形状は長方体以外の多面体や球体あるいは半球体であってもよい。
【０１０６】
（３）上記した実施の形態においては、透明材料に内部空間を形成するために除去すべき領域と存置すべき領域との境界に隣接する箇所を、フェムト秒レーザー光の集光点がＺ軸方向にスキャンするようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、境界に隣接していない境界から離隔した箇所、即ち、除去すべき領域のＸ−Ｙ平面における中心側の箇所を、フェムト秒レーザー光の集光点がＺ軸方向にスキャンするようにしてもよい。また、当該箇所は、単数であってもよいし、複数であってもよい。
【０１０７】
（４）上記した実施の形態においては、透明材料に内部空間を形成するために除去すべき領域と存置すべき領域との境界に隣接する複数の箇所を、フェムト秒レーザー光の集光点がＺ軸方向にスキャンするようにしたが、このＺ軸方向へのスキャンの際には、経路５０２に示すように直線状にスキャンしてもよいし、経路５０２’に示すように曲線状にスキャンしてもよいし、経路５０２’’に示すように階段状にスキャンしてもよく、除去すべき領域と存置すべき領域との形状に応じて適宜な経路でスキャンすればよい。
【０１０８】
（５）上記した実施の形態においては、透明材料に内部空間を形成するために除去すべき領域と存置すべき領域との境界に隣接する複数の箇所を、フェムト秒レーザー光の集光点がＺ軸方向にスキャンするようにしたが、複数の箇所は離散していても連続していてもよく、連続している場合には、当該境界の全周にわたって隣接する領域をフェムト秒レーザー光の集光点がＺ軸方向にスキャンするようにしてもよい。
【０１０９】
（６）上記した実施の形態においては、フェムト秒レーザー光を照射する透明材料に内部空間を形成するために除去すべき領域と存置すべき領域との境界に隣接する箇所として、固定系部材と空間１００ａとの境界に隣接する複数の箇所にフェムト秒レーザー光を照射するようにしたが、これに限られるものではないことは勿論であり、可動部材１００ｂと空間１００ａとの境界に隣接する１つ以上の箇所にフェムト秒レーザー光を照射するようにしてもよいし、固定系部材と空間１００ａとの境界に隣接する１つ以上の箇所と可動部材１００ｂと空間１００ａとの境界に隣接する１つ以上の箇所との双方にフェムト秒レーザー光を照射するようにしてもよい。
【０１１０】
（７）上記した実施の形態においては、詳細な説明を省略したが、透明部材（試料１００）の内部空間（空間１００ａ）は、最終的には当該内部空間にエッチング液が到達することができるように、エッチング完了後は当該内部空間の少なくとも一部の領域が透明材料の外部と連通するチャネルが形成されることになる。
【０１１１】
（８）上記した実施の形態においては、透明材料としては、感光性ガラスを用いたが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、石英ガラスや金属ドープガラスあるいはサファイアなどを用いることができる。
【０１１２】
（９）上記した実施の形態においては、エッチング溶液としてフッ酸溶液を用いたが、これに限られるものではないことは勿論であり、例えば、塩酸やリン酸あるいは王水などを用いることができる。また、例えば、透明材料として金ドープ石英ガラスを用いた場合にはエッチング溶液として王水を用い、透明材料としてサファイアを用いた場合にはエッチング溶液としてリン酸を用いることが好ましい。
【０１１３】
（１０）上記した実施の形態においては、実験条件としてフェムト秒レーザーのパラメータ（波長、パルス幅、繰り返し周波数、フルエンスなど）の具体的な数値を示したが、これらの数値は一例に過ぎないものであり、フェムト秒レーザーのパラメータは、透明材料の種類や作成すべき内部空間などの大きさに応じて適宜に選択すればよい。
【０１１４】
（１１）上記した実施の形態においては、移動テーブル２００により試料１００を移動することにより、試料１００に対して相対的にフェムト秒レーザー光の集光点を移動したが、これに限られるものではないことは勿論である。
【０１１５】
即ち、上記した実施の形態とは逆に、試料１００に対して透明材料内部の処理装置を移動するように構成し、透明材料内部の処理装置が移動することにより試料１００内部におけるフェムト秒レーザー光の集光点を走査するように構成してもよい。
【０１１６】
（１２）上記した実施の形態においては、透明材料としてフォーチュランガラス（ＦｏｒｔｕｒａｎＧｌａｓｓ）（商標）を用いたために、フッ酸でエッチングする前に熱処理を行ったが、透明材料として石英ガラスやサファイアなどを用いた場合には、透明材料のエッチングを行う前に熱処理を行う必要はない。
【０１１７】
（１３）上記した実施の形態ならびに上記した（１）乃至（１２）に示す変形例は、適宜に組み合わせて用いるようにしてもよい。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので、透明材料の内部に容積の大きな内部空間や、内部空間に可動部材を配置した可動構造を簡単な製造工程により短時間で製造することができるようになるという優れた効果を奏する。
【０１１９】
また、本発明は、以上説明したように構成されているので、透明材料の内部に形成された固定構造や可動構造の表面を平坦化することができるようになるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による透明材料内部の処理方法を実施するための装置構成の一例の概念構成説明図である。
【図２】本発明による透明材料内部の処理方法により作成される透明材料内部の可動構造を示す概略斜視図である。なお、可動部材は、実際は重力により空間の底面側の壁面と当接して位置するものであるが、図２においては本発明の理解を容易にするために、可動部材が空間内に浮いている状態を示している。
【図３】透明材料内部に形成された固定構造たるマイクロチャネルを示す概略斜視図である。
【図４】（ａ）および（ｂ）はフェムト秒レーザー光をスキャンする経路を示す説明図であり、（ａ）は図３のＡ矢視図に相当し、（ｂ）は図３のＢ矢視図に相当する。
【図５】（ａ）および（ｂ）はフェムト秒レーザー光をスキャンする経路を示す説明図であり、（ａ）は図２のＡ矢視図に相当し、（ｂ）は図２のＢ矢視図に相当する。
【図６】本願発明者が実験に用いた実験装置の概略構成説明図である。
【図７】アニールを行った試料のフェムト秒レーザー光の照射領域と未照射領域とのフッ酸によるエッチング深さの時間依存性を示すグラフである。照射レーザーフルエンスは、０．１２Ｊ／ｃｍ^２、０．１８Ｊ／ｃｍ^２である。
【図８】臨界フルエンスのパルス数依存性を示すグラフである。
【図９】本願発明者が実験により実際に作成したマイクロバルブ機能をもつマイクロリアクター構造を備えたデバイスの構成説明図であり、図２のＡ矢視図に相当する方向から見た場合の構成説明図である。
【図１０】本願発明者が実験により実際に作成したマイクロバルブ機能をもつマイクロリアクター構造を備えたデバイスの構成説明図であり、図２のＡ矢視図に相当する方向から見た場合の構成説明図である。
【図１１】本願発明者が実験により実際に作成したマイクロバルブ機能をもつマイクロリアクター構造を備えたデバイスの構成説明図であり、図２のＡ矢視図に相当する方向から見た場合の構成説明図である。
【図１２】（ａ）（ｂ）は本願発明者が実験により実際に作成したマイクロバルブ機能をもつマイクロリアクター構造を備えたデバイスの写真であり、（ａ）は図１０に相当し、（ｂ）は図１１に相当する。
【図１３】試料の内部においてフェムト秒レーザー光の集光点を移動させながら照射した後に熱処理を行い、さらにエッチングして試料の内部に作成した内部構造の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図１４】試料の内部においてフェムト秒レーザー光の集光点を移動させながら照射した後に熱処理を行い、さらにエッチングして試料の内部に作成した内部構造の表面の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）写真である。
【図１５】試料の内部においてフェムト秒レーザー光の集光点を移動させながら照射した後に熱処理を行い、さらにエッチングして試料の内部に作成した内部構造の表面にＨｅ−Ｎｅレーザー光を照射したときのビームの広がり評価のグラフである。
【図１６】表面の平坦化のための熱処理としてのアニールを行った後における、試料の内部に作成した内部構造の表面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真である。
【図１７】表面の平坦化のための熱処理としてのアニールを行った後における、試料の内部に作成した内部構造の表面の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）写真である。
【図１８】表面の平坦化のための熱処理としてのアニールを行った後における、試料の内部に作成した内部構造の表面にＨｅ−Ｎｅレーザー光を照射したときのビームの広がり評価のグラフである。
【符号の説明】
１０フェムト秒レーザー
１２対物レンズ
１００試料
１００ａ空間
１００ａｕ最上層
１００ａｂ最下層
１００ｂ可動部材
１００ｃ上面
１００ｄ第１連通孔
１００ｅ底面
１００ｆ第２連通孔
２００移動テーブル
９００デバイス

Claims

透明材料内部の空間内に内部構造を形成する透明材料内部の処理方法において、
透明材料に対してフェムト秒レーザー光の集光点を直交座標系のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動しながら照射する第１のステップと、
前記第１のステップにおいてフェムト秒レーザー光を照射された前記透明材料を所定の溶液で溶液処理して、フェムト秒レーザー光を照射された領域をエッチングして除去する第２のステップと
を有し、
前記第１のステップにおいて前記透明材料にフェムト秒レーザー光を照射する際に、前記第２のステップにおいて前記透明材料から除去する領域のＸ−Ｙ平面上における一つ以上の箇所において、フェムト秒レーザー光の集光点をＺ軸方向に移動させながら照射する処理と、前記第２のステップにおいて前記透明材料から除去する領域をＸ−Ｙ平面に沿ってＺ軸方向に所定間隔を開けて層状に照射する処理と
を行う透明材料内部の処理方法。
請求項１に記載の透明材料内部の処理方法において、
前記第１のステップと前記第２のステップとの間に、前記第１のステップにおいてフェムト秒レーザー光を照射された前記透明材料を熱処理する
透明材料内部の処理方法。
請求項１または請求項２のいずれか１項に記載の透明材料内部の処理方法において、
前記第２のステップにおいて前記透明材料から除去する領域のＸ−Ｙ平面上における一つ以上の箇所は、前記除去する領域と存置する領域との境界に隣接する箇所である
透明材料内部の処理方法。
請求項３に記載の透明材料内部の処理方法において、
前記第２のステップにおいて前記透明材料から除去する領域のＸ−Ｙ平面上における一つ以上の箇所は、前記Ｘ−Ｙ平面における隅部にある
透明材料内部の処理方法。
請求項１、請求項２、請求項３または請求項４のいずれか１項に記載の透明材料内部の処理方法において、さらに、
前記第２のステップにおいてエッチングされた前記透明材料を熱処理する第３のステップと
を有する透明材料内部の処理方法。
請求項５に記載の透明材料内部の処理方法において、
前記第３のステップにおける熱処理は、
前記透明材料の軟化点の温度よりも低く、かつ、結晶化温度よりも高い温度に昇温してアニールする
透明材料内部の処理方法。
透明材料内部の空間内に内部構造を形成する透明材料内部の処理方法において、
透明材料に対してフェムト秒レーザー光の集光点を直交座標系のＸ軸方向、Ｙ軸方向およびＺ軸方向に移動しながら照射する第１のステップと、
前記第１のステップにおいてフェムト秒レーザー光を照射された前記透明材料を所定の溶液で溶液処理して、フェムト秒レーザー光を照射された領域をエッチングして除去する第２のステップと、
前記第２のステップにおいてエッチングされた前記透明材料を熱処理する第３のステップと
を有する透明材料内部の処理方法。
請求項７に記載の透明材料内部の処理方法において、
前記第１のステップと前記第２のステップとの間に、前記第１のステップにおいてフェムト秒レーザー光を照射された前記透明材料を熱処理する
透明材料内部の処理方法。
請求項７または請求項８のいずれか１項に記載の透明材料内部の処理方法において、
前記第３のステップにおける熱処理は、
前記透明材料の軟化点の温度よりも低く、かつ、結晶化温度よりも高い温度に昇温してアニールする
透明材料内部の処理方法。