JP2005144530A - Laser beam precision machining method for transparent medium - Google Patents

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Toshiharu Makino
俊晴 牧野
Hiromichi Yoshikawa
博道 吉川
Naoharu Fujimori
直治 藤森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser beam machining method capable of precisely and efficiently eliminating the damage of diamond etc., and to solve the problems of a machining cost and machining accuracy by using an inexpensive and easy-to-handle laser wavelength of particularly a YAG laser etc. <P>SOLUTION: The laser beam precision machining method for an optical medium comprising machining the optically transparent medium by introducing a light absorption layer into the surface layer or the inside thereof and irradiating a laser beam toward the light absorption layer, the laser beam precision machining method for the transparent medium comprising forming electrodes or wiring by subjecting the optically transparent medium to grooving or changing the properties of the medium and the laser beam precision machining method for the transparent medium comprising forming a colored layer by introducing boron or phosphorus etc., into the optically transparent medium during the vapor phase growth thereof and irradiating the colored layer with the laser beam, are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、光学的に透明な媒体に、安価なＹＡＧレーザーを用い、高い位置精度をもって加工することができる、透明媒体のレーザー精密加工法に関する。   The present invention relates to a laser precision processing method for a transparent medium that can be processed with high positional accuracy using an inexpensive YAG laser on an optically transparent medium.

ダイヤモンドは、その優れた諸特性を有する物質として知られているが、難加工材であり、その応用が限定されている。
近年、レーザーによる加工が行われ、切断や表面の加工が可能になってきている。しかしながら、微細な部品を作成するに場合には、内部の加工が必要になってきている。
現在、エキシマレーザーなどの短波長光を集光させ内部を加工する手法が考案されている。しかし、これらは装置コストや加工精度の問題が存在している。 Diamond is known as a substance having excellent characteristics, but is a difficult-to-process material and its application is limited.
In recent years, laser processing has been performed, and cutting and surface processing have become possible. However, in the case of producing a fine part, internal processing has become necessary.
Currently, a technique for condensing short wavelength light such as an excimer laser and processing the inside has been devised. However, these have problems of apparatus cost and processing accuracy.

従来、実際的なダイヤモンドの局所加工又は特定領域の加工は、微小な工具を用いた機械加工又は微小領域に集光させたレーザーによる加工により行われる。
しかしながら、機械加工による場合には、ダイヤモンドが硬く脆い物質であるために、単純な形状のみしか加工できず、また長時間かけて行うという非能率的な手段でしかなかった。
一方、レーザーを用いる加工方法は、複雑な加工が短時間でると考えられたが、ダイヤモンド自体が光透過性に優れているために、加工が進行しないという問題を生じた。 Conventionally, actual local processing or specific region processing of diamond is performed by machining using a micro tool or processing by a laser focused on a micro region.
However, in the case of machining, since diamond is a hard and brittle substance, only a simple shape can be processed, and it is only an inefficient means of performing over a long time.
On the other hand, the processing method using a laser was considered to be a complicated processing in a short time, but the diamond itself was excellent in light transmittance, so that the processing did not proceed.

このため、表面からエネルギーの高い短波長のレーザーを照射して加工する必要が生じた。ところが、エキシマレーザーを内部に集光させ、厚さ５００μｍの透明ダイヤモンドに加工を行うと、特定の領域が加工されるのではなく、加工領域が広がり、集光点から上面にかけて広くダメージを受けた状態となるという問題を生じた。
前記の通り、汎用のＹＡＧレーザーを用いる場合は、光が透過してしまい、加工が進行しない。パワーをあげることで加工は進展するが、被加工物全体に黒鉛化が進み、特定の領域の加工が実現できないという問題があった。このようにレーザー加工はいくつかの問題があり、さらに改善が求められていた。 For this reason, it has become necessary to irradiate the surface with high-energy short-wavelength laser. However, when the excimer laser was focused inside and processed into a transparent diamond with a thickness of 500 μm, the specific area was not processed, but the processing area expanded, and it was damaged extensively from the focal point to the top surface. The problem of becoming a state occurred.
As described above, when a general-purpose YAG laser is used, light is transmitted and processing does not proceed. Machining progresses by increasing the power, but there is a problem that graphitization proceeds to the entire work piece and machining in a specific region cannot be realized. As described above, laser processing has several problems and further improvements have been demanded.

上記のような従来技術の例としては、レーザーをパルス状とし、レーザー１パルス当たりのエネルギー密度を１０Ｊ／ｃｍ２以上、１０３Ｊ／ｃｍ２以下とし、発振波長が１９０ｎｍ以上、３１０ｎｍ以下の範囲とするエキシマレーザー光を用いた加工法（特許文献１参照）、ダイヤモンド表面に水素ガス又は不活性ガスを吹き付けて、波長１９０ｎｍから３６０ｎｍの光を照射してダイヤモンドを研削加工する方法（特許文献２、３参照）、波長１９０ｎｍから３６０ｎｍの範囲の光を照射してダイヤモンドを加工する方法（特許文献４参照）、冷却媒体の通路を形成したレーザー光線による加工方法（特許文献５参照）、酸素、水素、不活性ガス等の雰囲気ガス中でダイヤモンドに波長１９０ｎｍから３６０ｎｍのレーザー光を照射する方法（特許文献６参照）がある。
これらは、いずれもレーザー出力が高いためにダイヤモンドに損傷を与えるか又は低すぎてレーザー加工が遅延するかのいずれかであった。 As an example of the prior art as described above, the laser is pulsed, the energy density per pulse of the laser is 10 J / cm 2 or more and 10 3 J / cm 2 or less, and the oscillation wavelength is 190 nm or more and 310 nm or less. A processing method using an excimer laser beam (see Patent Document 1), a method of grinding diamond by irradiating the diamond surface with hydrogen gas or inert gas and irradiating light with a wavelength of 190 nm to 360 nm (Patent Document 2) 3), a method of processing diamond by irradiating light in a wavelength range of 190 nm to 360 nm (see Patent Document 4), a processing method using a laser beam that forms a passage of a cooling medium (see Patent Document 5), oxygen, hydrogen Irradiate diamond with laser light with a wavelength of 190 nm to 360 nm in an atmosphere gas such as inert gas (See Patent Document 6).
These were either either damaged to diamond due to high laser power or too low to delay laser processing.

上記のような種々の提案に対して、レーザー波長に強い吸収を持つ流動性物質を透明材料の裏面に接触させ、同表面から０．０１Ｊ／ｃｍ２〜１００Ｊ／ｃｍ２パルスレーザーを用いてダイヤモンドを加工する技術が提案された（特許文献７参照）。この手法はダイヤモンドに損傷を与えず、微細にエッチング加工できるという意味で有効な手法である。
しかし、この手法は表面からの加工に制限されること、ダイヤモンドの裏面に流動性物質を接触させて保持と管理を行う必要であること等から精密加工に限界がある点が問題となった。
特開平９−２５３８７７号公報 特開平８−２２７９５６号公報 特開平７−４０３３６号公報 特開平６−４０７９７号公報 特開平７−４１３８７号公報 特開平６−３１６４０６号公報 特開２０００−９４１６３号公報 In response to the various proposals as described above, a fluid substance having strong absorption at the laser wavelength is brought into contact with the back surface of the transparent material, and 0.01 J / cm 2 to 100 J / cm 2 pulse laser is used from the same surface to form diamond. Has been proposed (see Patent Document 7). This method is effective in the sense that it can be etched finely without damaging the diamond.
However, this method has a problem that there is a limit to precision processing because it is limited to processing from the front surface, and it is necessary to perform holding and management by bringing a fluid material into contact with the back surface of diamond.
JP-A-9-253877 Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-227756 Japanese Patent Laid-Open No. 7-40336 JP-A-6-40797 JP 7-41387 A JP-A-6-316406 JP 2000-94163 A

本発明は、ダイヤモンド等の損傷を無くし、精密かつ効率良く加工できるレーザー加工方法を提供するものであり、特にＹＡＧレーザーなどの安価で、取り扱いやすいレーザー波長を利用して、加工コストと加工精度の問題を解決することを課題とする。 The present invention provides a laser processing method capable of processing precisely and efficiently without damaging diamond or the like. In particular, by using an inexpensive and easy-to-handle laser wavelength such as a YAG laser, the processing cost and processing accuracy are improved. The problem is to solve the problem.

上記課題を解決するために、本発明は光学的に透明な媒体の表層又は内部に光吸収層を導入する方法を用いるものである。
具体的には、１）光学的に透明な媒体の表層又は内部に光吸収層を導入し、その光吸収層に向けてレーザーを照射し加工することを特徴とする透明媒体のレーザー精密加工法、２）光学的に透明な媒体に溝加工を施すことを特徴とする１記載の透明媒体のレーザー精密加工法、３）光学的に透明な媒体にレーザーをスキャンし、該媒体を変質させ、電極又は配線を形成することを特徴とする１又は２記載の透明媒体のレーザー精密加工法、４）光学的に透明な媒体の気相成長中に、ボロン又はリン等を導入して着色層を形成し、その着色層にレーザーを照射して加工を行うことを特徴とする１〜３のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法、５）基板に光学的に透明な媒体を気相成長させ、次に光吸収層をドーピングし、その上に再度、光学的に透明な媒体を気相成長させて内部に光吸収層を形成することを特徴とする１〜４のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法を提供する。 In order to solve the above problems, the present invention uses a method of introducing a light absorption layer into the surface layer or inside of an optically transparent medium.
Specifically, 1) A laser precision processing method for a transparent medium, wherein a light absorption layer is introduced into the surface layer or inside of an optically transparent medium, and the light absorption layer is irradiated with a laser to be processed. 2) A laser precision machining method for a transparent medium as described in 1 above, wherein groove processing is performed on the optically transparent medium, 3) a laser is scanned on the optically transparent medium, and the medium is altered. 3. A laser precision processing method of a transparent medium according to 1 or 2 characterized in that an electrode or wiring is formed. 4) Boron or phosphorus is introduced during vapor phase growth of an optically transparent medium to form a colored layer. 3. The laser precision processing method of a transparent medium according to any one of 1 to 3, wherein the colored layer is processed by irradiating a laser to the colored layer. 5) Gas phase of an optically transparent medium on the substrate Grow, then dope the light absorbing layer and re-apply it on it , To provide a laser precision machining method of the transparent medium according to any one of 1 to 4, characterized in that to form the light absorbing layer therein an optically transparent medium is vapor phase growth.

本発明は、また
６）光吸収層を形成する際に、マスキングにより特定領域にのみ形成することを特徴とする１〜５のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法、７）光学的に透明な媒体を気相成長させる基板及び又は該媒体に、加工の際に発生するガスの抜き孔を形成することを特徴とする１〜６のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法、８）透明な媒体として、ダイヤモンド、一般ガラス、石英ガラス、フッ化カルシウム、シリコンカーバイト、サファイア、アルミナ、水晶であることを特徴とする１〜７のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法、９）レーザーとして、エキシマレーザー又はＹＡＧレーザーを用いることを特徴とする１〜８のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法、１０）光吸収層を、イオンドーピング又はスパッタリングにより形成することを特徴とする１〜９のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法を提供するものである。 According to the present invention, 6) the method of laser precision processing of a transparent medium according to any one of 1 to 5, wherein the light absorbing layer is formed only in a specific region by masking, and 7) optical 7. A laser precision machining method for a transparent medium according to any one of 1 to 6, wherein a substrate for vapor-phase growth of a transparent medium and / or a gas vent hole generated during processing is formed in the medium 8) The laser precision of the transparent medium according to any one of 1 to 7, wherein the transparent medium is diamond, general glass, quartz glass, calcium fluoride, silicon carbide, sapphire, alumina, or quartz. Processing method, 9) Excimer laser or YAG laser is used as laser, The laser precise processing method of transparent medium according to any one of 1 to 8, 10) Light absorbing layer , There is provided a laser precision machining method of the transparent medium according to any one of 1 to 9, characterized in that is formed by ion doping or sputtering.

本発明によれば、ダイヤモンド等の損傷を無くし、特定領域を精密かつ効率良く加工できるという優れた効果を有する。また、これによって、特にＹＡＧレーザーなどの安価で、取り扱いやすい汎用レーザーを利用することが可能となり、加工コストと加工精度の問題を解決することができるという著しい効果を有する。   According to the present invention, there is an excellent effect that a specific region can be processed precisely and efficiently without damaging diamond or the like. This also makes it possible to use a general-purpose laser that is inexpensive and easy to handle, such as a YAG laser, and has a remarkable effect that the problems of processing cost and processing accuracy can be solved.

本発明は、光学的に透明な媒体の表層又は内部に光吸収層を導入する。透明な媒体としては、ダイヤモンド、一般ガラス、石英ガラス、フッ化カルシウム、シリコンカーバイト、サファイア、アルミナ、水晶を挙げることができ、本発明を適用する場合において有効である。
しかし、これら以外に、フッ化マグネシウム、フッ化リチウム等の無機材料に、またポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂などの有機材料、有機ガラス、有機結晶体等の材料に使用できる。このように、透明性の材料であれば、いずれの場合にも本発明を利用できる。 In the present invention, a light absorbing layer is introduced into the surface layer or inside of an optically transparent medium. Examples of the transparent medium include diamond, general glass, quartz glass, calcium fluoride, silicon carbide, sapphire, alumina, and quartz, and are effective when the present invention is applied.
However, in addition to these, it can be used for inorganic materials such as magnesium fluoride and lithium fluoride, organic materials such as polycarbonate resin, acrylic resin and vinyl resin, organic glass, and organic crystal materials. Thus, the present invention can be used in any case as long as it is a transparent material.

以下に、ダイヤモンドを例にとって説明すると、ダイヤモンドの表層又は内部にスパッタリング、イオンプレーティング、イオンドーピング等の手段により光吸収層を形成する。この光吸収層を構成する物質としては、例えばボロン又はリン等の着色材料が有効である。
この光吸収層に向けてレーザーを照射し加工する。レーザーとしては、エキシマレーザー又はＹＡＧレーザーを用いることができる。
図１に、ＹＡＧレーザーを用いて、そのままダイヤモンドに照射した場合１）、エキシマレーザーを同様に、そのままダイヤモンドに照射した場合１）、及び本発明のダイヤモンドの内部に光吸収層を形成してＹＡＧレーザーを照射した場合３）の、レーザー加工の概念説明図を示す。 In the following description, taking diamond as an example, a light absorption layer is formed on the surface layer or inside of diamond by means of sputtering, ion plating, ion doping or the like. As a substance constituting the light absorption layer, for example, a coloring material such as boron or phosphorus is effective.
Processing is performed by irradiating a laser toward the light absorption layer. As the laser, an excimer laser or a YAG laser can be used.
FIG. 1 shows a case where a diamond is directly irradiated with a YAG laser 1), an excimer laser is irradiated with diamond as it is 1), and a YAG is formed by forming a light absorption layer inside the diamond of the present invention. A conceptual explanatory diagram of laser processing in the case of laser irradiation 3) is shown.

ダイヤモンドにそのままＹＡＧレーザーを照射した場合には、ダイヤモンドを素通りし、加工が進行しない１）。しかし、エキシマレーザーの短波長光を集光させて照射した場合、加工領域が広がり、集光面から上面にかけてダメージ層が形成される２）。
これらに対して、本発明の光吸収層を形成したものは、ＹＡＧレーザーによる加工領域が、内部のその点のみとなり、加工精度が著しく向上し、効率良く加工できるという効果がある。 When diamond is irradiated with a YAG laser as it is, it passes through the diamond and the processing does not proceed 1). However, when the short wavelength light of the excimer laser is condensed and irradiated, the processing area is widened, and a damage layer is formed from the condensing surface to the upper surface 2).
On the other hand, in the case where the light absorption layer of the present invention is formed, the processing region by the YAG laser becomes only that point inside, and there is an effect that processing accuracy is remarkably improved and processing can be performed efficiently.

図１の例に示すように、光学的に透明な媒体に形成した光吸収層に沿ってレーザーを照射すると線状（トンネル状）に加工することができる。また、同様に光学的に透明な媒体に溝加工を施すこともできる。このように、精度の高い通路（流路）をダイヤモンドの内部に形成することができる。このような流路はマイクロリアクターとして使用することができる。
また、光学的に透明な媒体にレーザーをスキャンし、媒体を変質させること、例えばグラファイト化も可能であり、さらに電極又は配線を、例えば、配線パターン状にレーザースキャン若しくはマスクを用いたパターン転写のようにして形成することも可能である。
さらに、光学的に透明な媒体の気相成長（ＣＶＤ、ＰＶＤ等の薄膜の形成）中に、ボロン又はリン等を導入して着色層を形成し、任意の位置又は任意のサイズ（厚み、幅等）に光吸収層することもできる。 As shown in the example of FIG. 1, when a laser is irradiated along a light absorption layer formed on an optically transparent medium, it can be processed into a linear shape (tunnel shape). Similarly, groove processing can be applied to an optically transparent medium. Thus, a highly accurate passage (flow path) can be formed inside the diamond. Such a channel can be used as a microreactor.
In addition, it is possible to scan a laser on an optically transparent medium to change the quality of the medium, for example, to graphitize, and to further transfer electrodes or wiring, for example, by pattern scanning using a laser scan or a mask in a wiring pattern. It is also possible to form in this way.
Further, during vapor phase growth (formation of thin films such as CVD and PVD) of an optically transparent medium, a colored layer is formed by introducing boron or phosphorus, and any position or any size (thickness, width) Etc.) can also be used as a light absorbing layer.

基板上に、一旦光学的に透明な媒体を気相成長させ、次に光吸収層をドーピングし、その上に再度、光学的に透明な媒体を気相成長させて内部にサンドイッチ型に光吸収層を形成することもできる。
このような光吸収層を形成する際には、マスキングにより特定領域にのみ形成することが可能である。
また、光学的に透明な媒体を気相成長させる際に、基板及び又は該媒体に、加工の際に発生するガスの抜き孔を１個以上形成することもできる。
これによって、レーザーを照射した場合に、発生するガス（ＣＯ、ＣＯ２等）を、このガス抜き孔を通して、排気又は除去することができる。 An optically transparent medium is once vapor-deposited on the substrate, and then a light absorption layer is doped. Then, an optically transparent medium is vapor-grown again to absorb light in a sandwich type inside. Layers can also be formed.
When such a light absorption layer is formed, it can be formed only in a specific region by masking.
In addition, when an optically transparent medium is vapor-phase grown, one or more holes for removing gas generated during processing can be formed in the substrate and / or the medium.
As a result, the gas (CO, CO 2, etc.) generated when irradiated with a laser can be exhausted or removed through the vent hole.

光吸収層の形成に際しては、例えばイオンドーピング又はスパッタリング等により形成することが簡便かつ有効な方法である。イオンドーピングの際には、ダイヤモンドに損傷を与えずに異種元素を導入するためには重要であり、導入元素のイオンを１００ｅＶ以下のエネルギーで照射することが望ましい。しかし、光吸収層の形成に際しては、これらの例に制限されず、他の方法を使用しても良い。 In forming the light absorption layer, it is a simple and effective method to form the light absorption layer by, for example, ion doping or sputtering. In ion doping, it is important to introduce a different element without damaging diamond, and it is desirable to irradiate ions of the introduced element with energy of 100 eV or less. However, the formation of the light absorption layer is not limited to these examples, and other methods may be used.

次に、本発明の実施例について述べるが、本発明はこれに拘束され、限定されるものでない。すなわち、本発明の技術思想の範囲での改変、他の実施例又は態様は全て本発明に含まれるものである。 Next, although the Example of this invention is described, this invention is restrained by this and is not limited. That is, all modifications and other examples or embodiments within the scope of the technical idea of the present invention are included in the present invention.

厚さ５００μｍの透明ダイヤモンド上に、青色に吸収をもつボロンを気相合成法により３０μｍ形成し、高濃度にボロンをドーピングした層をダイヤモンド上に形成した。
次に、３００μｍの透明ダイヤモンド層を、同じく気相合成法により形成させた。また、上記基板に、ガス抜けの穴を４箇所形成させた。形成法はエキシマレーザー、ＹＡＧ４次高調波、プラズマエッチングの何れの手法でも可能であった。
次に、形成したい溝、流路にそってＹＡＧ３次高調波又は２次高調波を１J／ｃｍ２／ｐｕｌｓｅ、５００Ｈｚ、５ｍｍ／ｍｉｎ．という条件でボロンドープ層に集光照射させガス化させることで、除去を行った。 Boron having a blue absorption was formed on a transparent diamond having a thickness of 500 μm by vapor phase synthesis, and a layer doped with boron at a high concentration was formed on the diamond.
Next, a 300 μm transparent diamond layer was formed by the same vapor phase synthesis method. In addition, four holes for outgassing were formed in the substrate. The formation method could be any of excimer laser, YAG fourth harmonic, and plasma etching.
Next, YAG third harmonic or second harmonic is applied at 1 J / cm 2 / pulse, 500 Hz, 5 mm / min. Removal was performed by condensing and irradiating the boron-doped layer with gas under the conditions described above.

除去される部分は光吸収層が主として存在する部分であり、それ以外の部分、すなわちダイヤモンド自体は熱伝導率が高い物質であるため、レーザーによる損傷（ダメージ）を受けず、そのまま残留した。
これによって、安価でパワーを有するＹＡＧレーザーを用いて、ダイヤモンド板の内部に精度の高い流路を形成することができた。
上記においては、青色に吸収をもつボロンを使用したが、赤色に吸収を有するリンをドープしても、同様に光吸収層を効果的に形成することができた。 The portion to be removed is a portion where the light absorption layer is mainly present, and the other portion, that is, diamond itself is a substance having a high thermal conductivity, and thus remains as it is without being damaged (damaged) by the laser.
As a result, a highly accurate flow path could be formed inside the diamond plate using an inexpensive and powerful YAG laser.
In the above, boron which absorbs blue is used, but even when doped with phosphorus which absorbs red, the light absorption layer can be formed effectively in the same manner.

このように、張り合わせ部分が無く、他の物質の影響を受けないため、ダイヤモンドの特性を十分生かした、耐薬品性、高い合成、光透過率を生かしたマイクロチップの作製が可能となる。そして、このようなダイヤモンドは、微少サンプルによる高精度な分析に用いるマイクロリアクターにおいて、耐食性、物質の防着性、精密温度コントロール等を求める領域に特に有効である。
上記については、主としてダイヤモンドについて説明したが、他の透明媒体である一般ガラス、石英ガラス、フッ化カルシウム、シリコンカーバイト、サファイア、アルミナ、水晶等にも、当然本発明を適用できる。 In this manner, since there is no bonded portion and it is not affected by other substances, it is possible to produce a microchip that makes full use of the characteristics of diamond and makes good use of chemical resistance, high synthesis, and light transmittance. Such a diamond is particularly effective in a region where corrosion resistance, material adhesion, precision temperature control, and the like are required in a microreactor used for highly accurate analysis using a very small sample.
In the above description, diamond has been mainly described. However, the present invention is naturally applicable to other transparent media such as general glass, quartz glass, calcium fluoride, silicon carbide, sapphire, alumina, and quartz.

本発明は、ダイヤモンド等の損傷を無くし、特定領域を精密かつ効率良く加工できるという優れた効果を有し、これによって特にＹＡＧレーザーなどの安価で、取り扱いやすい汎用レーザーを利用することが可能となり、加工コストと加工精度の問題を解決することができるという著しい効果を有する。したがって、ダイヤモンド等を用いた耐環境性を有するマイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＮＥＭＳ、高精度な分析に用いるマイクロリアクター、μＴＡＳ等に適用できる。 The present invention has an excellent effect of eliminating damages such as diamond and processing a specific region precisely and efficiently, and this makes it possible to use a general-purpose laser that is particularly inexpensive and easy to handle, such as a YAG laser, It has a remarkable effect that the problem of processing cost and processing accuracy can be solved. Therefore, the present invention can be applied to an environment-resistant micromachine using diamond or the like, MEMS, NEMS, a microreactor used for high-precision analysis, μTAS, or the like.

ＹＡＧレーザーを用いて、そのままダイヤモンドに照射した場合１）、エキシマレーザーを同様に、そのままダイヤモンドに照射した場合２）、及び本発明のダイヤモンドの内部に光吸収層を形成してＹＡＧレーザーを照射した場合３）のレーザー加工の概念説明図である。When diamond is irradiated as it is using a YAG laser 1), excimer laser is irradiated as it is to diamond 2), and a light absorption layer is formed inside the diamond of the present invention and irradiated with YAG laser It is a conceptual explanatory drawing of the laser processing of case 3).

Claims (10)

光学的に透明な媒体の表層又は内部に光吸収層を導入し、その光吸収層に向けてレーザーを照射し加工することを特徴とする透明媒体のレーザー精密加工法。   A laser precision processing method for a transparent medium, wherein a light absorption layer is introduced into a surface layer or inside of an optically transparent medium, and the light absorption layer is irradiated with a laser to be processed. 光学的に透明な媒体に溝加工を施すことを特徴とする請求項１記載の透明媒体のレーザー精密加工法。   2. The laser precision machining method for a transparent medium according to claim 1, wherein a groove is formed on the optically transparent medium. 光学的に透明な媒体にレーザーをスキャンし、該媒体を変質させ、電極又は配線を形成することを特徴とする請求項１又は２記載の透明媒体のレーザー精密加工法。   3. The laser precision processing method for a transparent medium according to claim 1, wherein an optically transparent medium is scanned with a laser, the medium is altered, and an electrode or a wiring is formed. 光学的に透明な媒体の気相成長中に、ボロン又はリン等を導入して着色層を形成し、その着色層にレーザーを照射して加工を行うことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法。   4. The process of vapor phase growth of an optically transparent medium, wherein boron or phosphorus is introduced to form a colored layer, and the colored layer is irradiated with a laser to perform processing. The laser precision processing method of the transparent medium in any one. 基板に光学的に透明な媒体を気相成長させ、次に光吸収層をドーピングし、その上に再度、光学的に透明な媒体を気相成長させて内部に光吸収層を形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法。   Vapor-depositing an optically transparent medium on the substrate, then doping the light-absorbing layer, and again vapor-depositing the optically-transparent medium on the substrate to form the light-absorbing layer inside The laser precision processing method for a transparent medium according to any one of claims 1 to 4. 光吸収層を形成する際に、マスキングにより特定領域にのみ形成することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法。   6. The laser precision processing method for a transparent medium according to claim 1, wherein the light absorption layer is formed only in a specific region by masking when the light absorption layer is formed. 光学的に透明な媒体を気相成長させる基板及び又は該媒体に、加工の際に発生するガスの抜き孔を形成することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法。   The transparent medium according to any one of claims 1 to 6, wherein an optically transparent medium is vapor-phase-grown and / or a gas vent hole generated during processing is formed in the medium. Laser precision processing method. 透明な媒体として、ダイヤモンド、一般ガラス、石英ガラス、フッ化カルシウム、シリコンカーバイト、サファイア、アルミナ、水晶であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法。 8. The laser precision processing of a transparent medium according to claim 1, wherein the transparent medium is diamond, general glass, quartz glass, calcium fluoride, silicon carbide, sapphire, alumina, or quartz. Law. レーザーとして、エキシマレーザー又はＹＡＧレーザーを用いることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法。 The laser precision machining method for a transparent medium according to any one of claims 1 to 8, wherein an excimer laser or a YAG laser is used as the laser. 光吸収層を、イオンドーピング又はスパッタリングにより形成することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の透明媒体のレーザー精密加工法。
10. The laser precision processing method for a transparent medium according to claim 1, wherein the light absorption layer is formed by ion doping or sputtering.
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