JP2005238291A - レーザ加工方法及びレーザ加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】下地基板と薄膜とが積層された加工対象物にレーザビームを照射して凹部を形成したとき、凹部近傍において下地基板と薄膜との密着性が損なわれることを抑制できるレーザ加工方法を提供する。
【解決手段】（ａ）下地基板上に第１の層が形成された加工対象物であって、第１の波長の光に対して、下地基板の表層部の光吸収係数が、第１の層の光吸収係数より大きい加工対象物に、第１の波長を有する第１のレーザビームを照射して、第１のレーザビームが照射された部分の第１の層と下地基板との密着性を高める工程と、（ｂ）工程（ａ）と同時に、または工程（ａ）の後に、加工対象物の表面上の、工程（ａ）で第１のレーザビームが照射される領域に隣接する領域に、第２のレーザビームを照射し、第２のレーザビームが照射された部分の第１の層及び前記下地基板の表層部を除去して、凹部を形成する工程とを行う。
【選択図】図１（Ｂ）

Description

本発明は、レーザ加工方法及びレーザ加工装置に関し、特に、複数の異なる材料からなる層が積層された構造を有する加工対象物にレーザを照射して、加工対象物表面に凹部を形成するレーザ加工方法及びそれに用いることができるレーザ加工装置に関する。

レーザビームは、加工対象物に穴や溝等の凹部を形成する加工に用いられている。複数の異なる材料からなる層が積層された加工対象物にレーザビームを照射して凹部を形成したいことがある。

例えば、特許文献１には、プラスチックからなる下地基板に金からなる薄膜が積層された加工対象物に、精度良く穴を開けることができるレーザ加工装置が記載されている。以下、このレーザ加工装置について説明する。

このレーザ加工装置は、２台のレーザ光源（ともに、４倍高調波の発生ユニットを含むＹＡＧレーザ）を有し、１台のレーザ光源は、パルス幅がｐｓオーダのパルスレーザビームを出射し、他の１台のレーザ光源は、パルス幅がｎｓオーダのパルスレーザビームを出射する。２台のレーザ光源から出射するパルスレーザビームを、時間的に同期させ、同一光軸上に重畳して、加工対象物の表面（金薄膜の表面）に照射する。被加工点において、ｐｓオーダのパルスレーザビームにより、金薄膜に開口が形成される。さらに、ｎｓオーダのパルスレーザビームにより、開口の底面に露出したプラスチックの下地基板に穴が形成される。

このような加工対象物に、１台の光源から出射し、パルス幅がｎｓオーダのパルスレーザビームを照射して穴を形成する場合を考える。これは、特許文献１記載の発明の従来技術に対応する。このような場合、金とプラスチックの加工閾値が大きく異なるため、穴が良好に形成されない。例えば、被加工位置で金薄膜の加工に適したパルスエネルギ密度のパルスを照射すると、金薄膜には良好に開口が形成されるが、その下のプラスチックの下地基板が過剰に溶融し、下地基板に形成される穴の加工精度を高められない（穴の内部形状を良好に制御できない）。上述のレーザ加工装置では、ｐｓオーダでパルスエネルギ密度は低いがピーク強度の高いレーザビームで金薄膜に開口を形成し、ｎｓオーダでプラスチックの加工に適したパルスエネルギ密度のレーザビームで下地基板に穴を形成することにより、加工精度を高めている。

特開２００１−８５７６５号公報

さて、下地基板の表面に薄膜が形成された加工対象物の表面に（薄膜の表面に）、レーザビームを照射し、薄膜と下地基板の表層部の少なくとも一部を除去して、凹部を形成することを考える。このとき、薄膜を構成する素材及び下地基板の表層部を構成する素材に応じて、レーザ照射に伴う熱変形により、凹部近傍において薄膜と下地基板とが剥離する（薄膜と下地基板との密着性が損なわれる）問題が生じることがある。

本発明の一目的は、下地基板と薄膜とが積層された加工対象物にレーザビームを照射して凹部を形成したとき、凹部近傍において下地基板と薄膜との密着性が損なわれることを抑制できるレーザ加工方法及びそれに用いることができるレーザ加工装置を提供することである。

本発明の第１の観点によれば、（ａ）下地基板上に第１の層が形成された加工対象物であって、第１の波長の光に対して、該下地基板の表層部の光吸収係数が、該第１の層の光吸収係数より大きい該加工対象物に、該第１の波長を有する第１のレーザビームを照射して、該第１のレーザビームが照射された部分の該第１の層と該下地基板との密着性を高める工程と、（ｂ）前記工程（ａ）と同時に、または該工程（ａ）の後に、前記加工対象物の表面上の、前記工程（ａ）で第１のレーザビームが照射される領域に隣接する領域に、第２のレーザビームを照射し、該第２のレーザビームが照射された部分の前記第１の層及び前記下地基板の表層部を除去して、凹部を形成する工程とを含むレーザ加工方法が提供される。

本発明の第２の観点によれば、（ａ）下地基板上に第１の層が形成された加工対象物であって、第１の波長の光に対して、該下地基板の表層部の光吸収係数が、該第１の層の光吸収係数より大きい該加工対象物に、第１のレーザビームを照射し、該第１のレーザビームが照射された部分の前記第１の層及び前記下地基板の表層部を除去して、凹部を形成する工程と、（ｂ）前記工程（ａ）の後に、前記加工対象物の表面上の、前記工程（ａ）で第１のレーザビームが照射された領域に隣接する領域に、前記第１の波長を有する第２のレーザビームを照射して、該第２のレーザビームが照射された部分の該第１の層と該下地基板とを接合する工程とを含むレーザ加工方法が提供される。

本発明の第１の観点によるレーザ加工方法では、凹部近傍において、下地基板と第１の層との密着性を高めてから、または密着性を高めるのと同時に、凹部が形成される。これにより、凹部形成に伴い、その近傍で下地基板と第１の層との密着性が損なわれることが抑制される。

本発明の第２の観点によるレーザ加工方法では、凹部形成後に、凹部に隣接する領域において、下地基板と第１の層との接合を行う。これにより、凹部形成に伴い、その近傍で下地基板と第１の層との密着性が損なわれることが抑制される。

図１（Ａ）を参照して、本発明の実施例によるレーザ加工方法に用いられるレーザ加工装置について説明する。レーザ光源１ａが、パルスレーザビームＬａを出射する。パルスレーザビームＬａは、例えば、ＹＡＧレーザの第３高調波（波長３５５ｎｍ）であり、そのパルス幅及びパルス周波数は、数１０〜数１００ｎｓ及び数ｋＨｚである。パルス幅は、より具体的には、例えば９０ｎｓである。レーザ光源１ａを出射したレーザビームＬａが、ビーム径を変化させるエキスパンダ７ａを通過し、折り返しミラー２ａで反射され、レンズ４に入射する。

レーザ光源１ｂが、パルスレーザビームＬｂを出射する。パルスレーザビームＬｂは、例えば、ＹＡＧレーザの基本波（波長１０６４ｎｍ）であり、そのパルス幅及びパルス周波数は、例えば、数ｍｓ及び数百Ｈｚである。パルス幅は、より具体的には、例えば２ｍｓである。レーザ光源１ｂを出射したレーザビームＬｂが、ビーム径を変化させるエキスパンダ７ｂを通過し、折り返しミラー２ｂ及び３ａで反射される。折り返しミラー３ａで反射されたレーザビームＬｂの経路と、レンズ４に入射するレーザビームＬａの経路とが交わる。

折り返しミラー３ａで反射されたレーザビームＬｂのうち、断面内の一部（例えば半分）の領域を通過した成分が、レーザビームＬａと交差する前に、折り返しミラー３ｂで反射される。折り返しミラー３ｂで反射されたレーザビームＬｂ１が、レンズ４に入射するレーザビームＬａと平行に進行するように、かつ、レーザビームＬｂ１のビーム断面が、レンズ４に入射するレーザビームＬａのビーム断面と接するように、折り返しミラー３ｂが配置されている。レーザビームＬｂ１が、レンズ４に入射する。

折り返しミラー３ａで反射されたレーザビームのうち、折り返しミラー３ｂで反射されなかった成分（例えば半分の成分）が、レーザビームＬａと交差した後、折り返しミラー３ｃで反射される。折り返しミラー３ｃで反射されたレーザビームＬｂ２が、レンズ４に入射するレーザビームＬａと平行に進行するように、かつ、レーザビームＬｂ２のビーム断面が、レンズ４に入射するレーザビームＬａのビーム断面と接するように、折り返しミラー３ｃが配置されている。レーザビームＬｂ２が、レンズ４に入射する。

レンズ４に入射する３本のレーザビームＬｂ１、Ｌａ及びＬｂ２を、レーザビームの進行方向と直交する仮想的な面で切った断面を考える。その面上で、レーザビームＬａのビーム断面を、レーザビームＬｂ１及びＬｂ２のビーム断面が挟むように、３つのビーム断面が並ぶ。

３本のレーザビームＬｂ１、Ｌａ及びＬｂ２がレンズ４で収束されて、加工対象物である基板５の表面に照射される。レンズ４として、レーザビームＬａ及びＬｂの波長に対して反射率を小さくするコーティングが施されているものを用いる。

ＸＹステージ６が、基板５を保持する。ＸＹステージ６は、基板５を、基板表面に平行な２次元方向に移動させることができる。これにより、基板表面上の３つのビームスポットを、基板表面に対して相対的に移動させる（基板表面上でレーザビームを走査する）ことができる。

エキスパンダ７ａにより、エキスパンダ７ａから出射したレーザビームＬａのビーム断面の大きさと、レンズ４から出射したレーザビームＬａの焦点位置（ビームスポットが最小となる位置）とを調節することができる。エキスパンダ７ｂにより、エキスパンダ７ｂから出射したレーザビームＬｂのビーム断面の大きさと、レンズ４から出射したレーザビームＬｂ１及びＬｂ２の焦点位置を調節することができる。これにより、基板表面上におけるレーザビームＬａ、Ｌｂ１、Ｌｂ２のビームスポットの大きさとパルスエネルギ密度を調節することができる。

基板表面上で、レンズ４により収束されたレーザビームＬｂのビームスポットが、レンズ４により収束されたレーザビームＬａのビームスポットより大きくなるように、レーザビームＬａ及びＬｂのビーム径が調節される。

なお、平行光のレーザビームをエキスパンダから出射させれば、レンズ４の焦点位置でレーザビームが焦点を結ぶ（ビームスポットが最小となる）。広がりながら進行するレーザビームをエキスパンダから出射させれば、レンズ４の焦点位置より遠い距離でレーザビームが焦点を結ぶ。絞られながら進行するレーザビームをエキスパンダから出射させれば、レンズ４の焦点位置より近い距離でレーザビームが焦点を結ぶ。

次に、図１（Ｂ）及び図２（Ａ）を参照して、本発明の実施例によるレーザ加工方法について説明する。図１（Ｂ）は、基板５の断面図である。基板５は、ガラスからなる板状の母体１１ａ及び母体１１ａの表面に形成された樹脂層１１ｂを有する下地基板１１と、下地基板１１の表面に（樹脂層１１ｂの表面に）形成された表層１２とを含んで構成される。樹脂層１１ｂは、例えば、ＡＢＳ（アクリルブタジエンスチレン）樹脂等の熱可塑性樹脂や、ポリイミド系樹脂やアクリル系樹脂等の熱硬化性樹脂からなる。表層１２は、例えば、ポリイミド系樹脂等の熱硬化性樹脂や、ＩＴＯ等の導電性金属酸化物からなるポリイミド系樹脂やＩＴＯからなる。表層１２がＩＴＯからなるとき、そのうち必要な部分以外が除去されることにより、基板表面に電極が形成される。このとき、樹脂層１１ｂは絶縁層として機能する。

樹脂部材の光吸収特性（または光透過特性）は、例えば、その樹脂部材に顔料が添加されているかどうかによって、または、添加された顔料の種類や濃度によって異なりうる。樹脂層１１ｂ及び表層１２がともにポリイミド系樹脂である場合であっても、例えば両層に添加された顔料がそれぞれ異なることにより、同一波長に対する光吸収特性が、両層で異なる。

表層１２が、レーザビームＬｂ（つまり、レーザビームＬｂ１及びＬｂ２）をほとんど透過させ、樹脂層１１ｂが、レーザビームＬｂをほとんど吸収するように、レーザビームＬｂの波長が選ばれている（このとき、この波長における樹脂層１１ｂの吸収係数は、表層１２のそれより大きい）。

基板表面上の、レーザビームＬｂ１が照射された領域において、レーザビームＬｂ１が、表層１２を透過し、樹脂層１１ｂの表面で吸収される。これにより、樹脂層１１ｂの表面が溶融し、レーザビームＬｂ１が照射された領域で、樹脂層１１ｂと表層１２との密着性が高まる。同様に、基板表面上の、レーザビームＬｂ２が照射された領域において、レーザビームＬｂ２が、表層１２を透過し、樹脂層１１ｂの表面で吸収される。これにより、樹脂層１１ｂの表面が溶融し、レーザビームＬｂ２が照射された領域で、樹脂層１１ｂと表層１２との密着性が高まる。樹脂層１１ｂを溶融させて、表層１２との密着性を向上させるのに適したレーザビームＬｂの波長は、７００ｎｍ程度〜５μｍ程度である。

基板表面上の、レーザビームＬａが照射された領域において、表層１２及び樹脂層１１ｂが、アブレーションにより、または両層が溶融し蒸発することにより除去されて、底に母体１１ａの表面が露出した凹部１３が形成される。このような、凹部形成に適したレーザビームＬａの波長は、２５０ｎｍ程度〜５５０ｎｍ程度である。パルスレーザビームＬａとして、より具体的には、ＹＡＧレーザの第４高調波（波長２６６ｎｍ）、第３高調波（波長３５５ｎｍ）、第２高調波（波長５３２ｎｍ）を用いることができる。なお、基板表面上におけるパルスレーザビームＬａのピークパワー密度が、パルスレーザビームＬｂ１及びＬｂ２のそれより高くなるように、レーザ光源１ａ及び１ｂの出力が調節されている。

図２（Ａ）は、基板５の平面図である。ビームスポットと基板５との相対位置を固定して、レーザビームＬａ及びＬｂを照射したと考えたときに、基板表面上において、ビームスポットが以下のように配置される。レーザビームＬｂ１のビームスポットＳｂ１、レーザビームＬａのビームスポットＳａ、及び、レーザビームＬｂ２のビームスポットＳｂ２が、一方向（これを、第１の方向と呼ぶ）に並ぶ。ビームスポットＳａが、ビームスポットＳｂ１とＳｂ２の間に配置され、ビームスポットＳｂ１とＳａとが接し、ビームスポットＳｂ２とＳａとが接する。

基板５を、第１の方向と交差する方向（例えば、第１の方向と直交する方向）である第２の方向に移動させる。これにより、基板表面に対して、ビームスポットＳｂ１、Ｓａ、及びＳｂ２が、第２の方向と反対向きに移動する。

ビームスポットと基板５との相対位置を固定して、レーザビームＬａ及びＬｂを照射したと考えたときに、ビームスポットの移動の向きについて、ビームスポットＳｂ１及びＳｂ２の先端が、ビームスポットＳａの先端より前に位置する。これは、基板表面上のレーザビームＬｂのビームスポットを、レーザビームＬａのビームスポットより大きくしたことに対応する。

さて、上述のように基板５を移動させながら、レーザビームＬｂ１及びＬｂ２の照射を繰り返す。これにより、それぞれレーザビームＬｂ１及びＬｂ２で、樹脂層１１ｂと表層１２との密着性が高められた領域Ａｂ１及びＡｂ２が、第２の方向に長くなる。また、レーザビームＬｂ１及びＬｂ２の照射と並行して、レーザビームＬａの照射を繰り返す。レーザビームＬａの各ショットにより形成される凹部の開口同士が、第２の方向について部分的に重なるようにすることにより、第２の方向に長い溝Ａａが形成される。

基板上を移動するビームスポットＳａの軌跡の両側方に、それぞれ、ビームスポットＳｂ１及びＳｂ２の軌跡が配置される。樹脂層１１ｂと表層１２との密着性が高められた領域Ａｂ１とＡｂ２とに挟まれるように、溝Ａａが配置される。

ビームスポットＳｂ１及びＳｂ２の先端を、ビームスポットＳａの先端より前に位置させることにより、レーザビームＬａが照射されるとき、ビームスポットＳａの側方の領域に、既にレーザビームＬｂ１及びＬｂ２が照射された状態にできる。つまり、既に樹脂層１１ｂと表層１２との密着性が高められた領域の間に、凹部を形成することができる。凹部近傍の樹脂層１１ｂと表層１２との境界で、両層が剥離する不具合を抑制することができる。ただし、以下に説明するような条件が満たされる必要がある。

パルスレーザビームＬａのパルス周波数が数ｋＨｚであり、パルスレーザビームＬｂのパルス周波数が数百Ｈｚであるとき、パルスレーザビームＬｂが照射されていない期間に、パルスレーザビームＬａが複数ショット照射されることが起こる。

パルスレーザビームＬｂが照射されていない期間に（パルスレーザビームＬｂのあるショットが照射されてから、その次のショットが照射されるまでの期間に）、基板５が移動するとき、この期間に照射されたパルスレーザビームＬａのビームスポットＳａが、基板上で前進する。例えば基板５の移動速度が速すぎると、前記あるショットに対応するビームスポットＳｂ１またはＳｂ２の先端よりも、ビームスポットＳａの先端が、前に配置される状況が生じ得る。言い換えると、パルスレーザビームＬｂの前記あるショットが照射されてから、その次のショットが照射されるまでに、前記あるショットに対応するビームスポットＳｂ１またはＳｂ２を、ビームスポットＳａが、いわば追い越すことが起こり得る。

このような状況が生じると、ビームスポットＳａの側方の領域に、レーザビームＬｂ１及びＬｂ２が未照射の状態で、レーザビームＬａが照射されてしまう。本実施例において、基板５の移動速度及びパルスレーザビームＬａ及びＬｂのパルス周波数は、このような状況が生じないような条件に設定されている。

なお、レーザビームＬｂ１及びＬｂ２が照射されるのは、ビームスポットの移動の向きについて、凹部の側方である。凹部の前方の領域は、レーザビームＬｂ１及びＬｂ２が照射されないので、密着性があまり高められない。しかし、そのような部分は、溝の形成に伴い除去される。

このように、側方にレーザビームを照射しながら溝Ａａを形成することにより、溝Ａａの側方領域の樹脂層１１ｂと表層１２との境界で、両層の密着性が損なわれる不具合が抑制される。

なお、基板５の移動速度が速すぎると、基板上で、あるショットのビームスポットＳｂ１と、その次のショットのビームスポットＳｂ１とが重ならなくなる。このような場合、あるショットで密着性が高められた領域と、その次のショットで密着性が高められた領域との間に、密着性が高められない隙間ができてしまう（ビームスポットＳｂ２についても同様である）。基板５の移動速度は、このような隙間ができない程度に遅くする。

必要に応じて、レーザビームＬｂを連続波レーザビームとすることもできる。例えば、半導体レーザが出射する波長８０８ｎｍの連続波レーザビームを用いることができる。連続波レーザビームを用いれば、基板５の移動速度を速くしても、密着性が高められない隙間が生じない。また、上述のように、ビームスポットＳｂ１またはＳｂ２を、ビームスポットＳａが追い越すことが起こらない。

凹部の側方にレーザビームＬｂ１及びＬｂ２が照射されるタイミングは、凹部形成と同時でも構わない。例えば、ビームスポットＳｂ１及びＳｂ２が小さく、それらの先端が、ビームスポットＳａの先端より前に位置しない場合でも、凹部形成と同時に、凹部の側方領域にレーザビームＬｂ１及びＬｂ２を照射して、その領域の密着性を高めることが可能である。

レーザビームＬｂ１及びＬｂ２の基板表面でのパルスエネルギ密度（またはパワー密度）が大きすぎると、樹脂層１１ｂが蒸発してしまい、樹脂層１１ｂと表層１２との密着性を高められない。レーザビームＬｂ１及びＬｂ２の基板表面でのパルスエネルギ密度（またはパワー密度）は、樹脂層１１ｂが蒸発しない程度の大きさとする。

上述したレーザ加工方法では、凹部の開口同士が重なるようにして溝を形成したが、凹部の開口同士が重ならないようにして、穴を形成してもよい。穴に隣接する領域にレーザビームＬｂ１及びＬｂ２が照射されることにより、その領域の樹脂層１１ｂと表層１２との密着性を高められる。レーザビームＬｂ１及びＬｂ２が照射された領域について、両層が剥離することが抑制される。

上述したレーザ加工方法では、図２（Ａ）に示したように、ビームスポットＳｂ１、Ｓａ及びＳｂ２が、一方向に並んで配置される場合を説明したが、図２（Ｂ）に示すように、３つのビームスポットが、一方向に並ばない配置でも構わない。これは、例えば、図１（Ａ）に示したレーザ加工装置において、折り返しミラー３ａで反射されたレーザビームＬｂの経路と、レンズ４に入射するレーザビームＬａの経路とが交わらないようにした場合に対応する。

図２（Ｂ）に示したビームスポットＳｂ１とＳｂ２とを結ぶ方向を第３の方向とする。ビームスポットＳａの第３の方向に関する位置が、ビームスポットＳｂ１とＳｂ２との間に存在するように、ビームスポットＳａを配置する。基板５を、第３の方向と交差する方向（例えば、第３の方向と直交する方向）に移動させながら、レーザビームＬｂ１、Ｌａ及びＬｂ２を照射する。ビームスポットＳａの軌跡の両側方に、それぞれ、ビームスポットＳｂ１及びＳｂ２の軌跡が配置される。

ビームスポットの移動の向きについて、ビームスポットＳｂ１及びＳｂ２の先端が、ビームスポットＳａの先端より前に位置するように、３つのビームスポットを配置すれば、上述したように、溝の側方の密着性を高めながら、溝を形成することができる。なお、上述したように、パルスレーザビームＬｂが照射されない期間に、ビームスポットＳｂ１またはＳｂ２をビームスポットＳａが追い越さないように、基板５の移動速度及びパルスレーザビームＬａ及びＬｂのパルス周波数が設定される。

なお、図２（Ｃ）に示すように、ビームスポットの移動の向きについて、ビームスポットＳｂ１及びＳｂ２の先端が、ビームスポットＳａの先端より後方に位置している場合を考える。例えば、このような場合、レーザビームＬａで形成される凹部の側方領域の密着性が高められる前に（凹部の側方領域にレーザビームＬｂ１及びＬｂ２が照射される前に）、凹部が形成される。このとき、凹部形成に伴って、その側方領域の樹脂層１１ｂと表層１２とが剥離し易い。

ただし、この凹部の側方を、凹部形成後にビームスポットＳｂ１及びＳｂ２が通過する。この凹部の側方で、樹脂層１１ｂと表層１２とが剥離した場合でも、そこにレーザビームＬｂ１またはＬｂ２が照射されることにより、剥離した両層が接合される効果が期待できる。よって、このような場合でも、形成される溝の側方領域の樹脂層１１ｂと表層１２との境界で、両層の密着性が損なわれる不具合が抑制されると考えられる。

なお、図３（Ａ）に示すように、基板上において、ビームスポットの移動の向きに関して、ビームスポットＳａの前方に、ビームスポットＳａより広い幅を有する形状のビームスポットＳｂが配置されるようにしてもよい。ビームスポットＳａが、基板に凹部を形成するレーザビームＬａのビームスポットであり、ビームスポットＳｂが、樹脂層１１ｂと表層１２との密着性を高めるレーザビームＬｂのビームスポットである。

このようなビームスポットの配置は、例えば、以下のようにして得られる。図１（Ａ）に示したレーザ加工装置において、折り返しミラー３ａで反射されたレーザビームＬｂの経路と、レンズ４に入射するレーザビームＬａの経路とが交わらないようにし、折り返しミラー３ｂ及び３ｃの代わりに、１枚の折り返しミラーを配置する。この折り返しミラーでレーザビームＬｂを反射して、レンズ４で収束させて基板上に照射すればよい。

また、図３（Ｂ）に示すように、ビームスポットＳｂの内部に、ビームスポットＳａが配置されるようにしてもよい。ビームスポットＳａが、基板に凹部を形成するレーザビームＬａのビームスポットであり、ビームスポットＳｂが、樹脂層１１ｂと表層１２との密着性を高めるレーザビームＬｂのビームスポットである。例えば、レーザビームＬａを、基板表面に垂直入射させ、レーザビームＬｂを、基板表面に斜めから入射させることにより、このようにビームスポットを配置させることができる。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示した場合双方について、ビームスポットＳｂの軌跡の幅方向の一端から他端までの間に、ビームスポットＳａの軌跡の幅方向の一端から他端までが含まれるように、ビームスポットＳａ及びＳｂが配置される。これにより、溝Ａａの側方に、密着性が高められた領域Ａｂが配置される。

また、ビームスポットの移動の向きに関して、ビームスポットＳｂの先端が、ビームスポットＳａの先端より前に位置する。これにより、溝の側方の密着性を高めながら、溝を形成することができる。なお、パルスレーザビームＬｂが照射されない期間に、ビームスポットＳｂをビームスポットＳａが追い越さないように、基板５の移動速度及びパルスレーザビームＬａ及びＬｂのパルス周波数が設定される。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

本発明の実施例によるレーザ加工装置の概略図である。 実施例によるレーザ加工方法を説明するための基板の断面図である。 実施例によるレーザ加工方法を説明するための基板の平面図である。 第１の変形例によるレーザ加工方法を説明するための基板の平面図である。 第２の変形例によるレーザ加工方法を説明するための基板の平面図である。 第３の変形例によるレーザ加工方法を説明するための基板の平面図である。 第４の変形例によるレーザ加工方法を説明するための基板の平面図である。

符号の説明

１ａ、１ｂ レーザ光源
２ａ、２ｂ、３ａ、３ｂ、３ｃ 折り返しミラー
４ レンズ
５ 基板
６ ＸＹステージ
７ａ、７ｂ エキスパンダ
１１ａ 母体
１１ｂ 樹脂層
１１ 下地基板
１２ 表層
Ｓａ、Ｓｂ１、Ｓｂ２ （基板表面上の）ビームスポット

Claims (8)

1. （ａ）下地基板上に第１の層が形成された加工対象物であって、第１の波長の光に対して、該下地基板の表層部の光吸収係数が、該第１の層の光吸収係数より大きい該加工対象物に、該第１の波長を有する第１のレーザビームを照射して、該第１のレーザビームが照射された部分の該第１の層と該下地基板との密着性を高める工程と、
   （ｂ）前記工程（ａ）と同時に、または該工程（ａ）の後に、前記加工対象物の表面上の、前記工程（ａ）で第１のレーザビームが照射される領域に隣接する領域に、第２のレーザビームを照射し、該第２のレーザビームが照射された部分の前記第１の層及び前記下地基板の表層部を除去して、凹部を形成する工程と
   を含むレーザ加工方法。
2. 前記加工対象物の表面において、前記第１及び第２のレーザビームのビームスポットを共通の向きに移動させながら、前記工程（ａ）及び工程（ｂ）を行い、該第１及び第２のレーザビームのビームスポットの配置及び移動方向が、該第２のレーザビームのビームスポットの軌跡の側方に、該第１のレーザビームのビームスポットの軌跡が配置されるように設定されている請求項１に記載のレーザ加工方法。
3. 前記第１及び第２のレーザビームのビームスポットと、前記加工対象物との相対位置を固定して、両レーザビームを照射したと考えたとき、前記第１及び第２のレーザビームのビームスポットの移動の向きに対して、該第１のレーザビームのビームスポットの先端が、該第２のレーザビームのビームスポットの先端よりも前に配置される請求項２に記載のレーザ加工方法。
4. 前記第１のレーザビームがパルスレーザビームであり、該第１のレーザビームのあるショットが照射されてから、該あるショットの次のショットが照射されるまでの期間に、該あるショットに対応する該第１のレーザビームのビームスポットの先端より前に、前記第２のレーザビームのビームスポットの先端が位置しないように、ビームスポットの移動速度及び該第１のレーザビームのパルス周波数が設定されている請求項３に記載のレーザ加工方法。
5. （ａ）下地基板上に第１の層が形成された加工対象物であって、第１の波長の光に対して、該下地基板の表層部の光吸収係数が、該第１の層の光吸収係数より大きい該加工対象物に、第１のレーザビームを照射し、該第１のレーザビームが照射された部分の前記第１の層及び前記下地基板の表層部を除去して、凹部を形成する工程と、
   （ｂ）前記工程（ａ）の後に、前記加工対象物の表面上の、前記工程（ａ）で第１のレーザビームが照射された領域に隣接する領域に、前記第１の波長を有する第２のレーザビームを照射して、該第２のレーザビームが照射された部分の該第１の層と該下地基板とを接合する工程と
   を含むレーザ加工方法。
6. 第１のレーザビームを出射するレーザ光源と、
   第２のレーザビームを出射するレーザ光源と、
   該第２のレーザビームの一部と、該第２のレーザビームの他の一部とを、前記加工対象物の表面上の互いに異なる位置に照射する光学系と
   前記第１及び第２のレーザビームが入射する位置に、加工対象物を保持し、該加工対象物を第１の方向に移動させる保持台と
   を有し、
   前記保持台が、加工対象物を前記第１の方向に移動させたとき、加工対象物の表面上で、前記第１のレーザビームのビームスポットの軌跡の両側方に、前記第２のレーザビームの２つのビームスポットの軌跡が配置されるように、前記光学系が、加工対象物表面上に該第２のレーザビームの２つのビームスポットを配置するレーザ加工装置。
7. 前記光学系が、前記第２のレーザビームのビーム断面内の第１の領域を通過する成分を反射して、反射されたレーザビームが前記第１のレーザビームと平行に進行するようにする第１の鏡、及び、該第２のレーザビームのビーム断面内の該第１の領域以外の領域の少なくとも一部を通過する成分を反射して、反射されたレーザビームが前記第１のレーザビームと平行に進行するようにする第２の鏡とを有し、該第１の鏡で反射されたレーザビームの断面と該第１のレーザビームの断面とが接し、該第２の鏡で反射されたレーザビームの断面と該第１のレーザビームの断面とが接する請求項６に記載のレーザ加工装置。
8. 前記第１のレーザビームの波長が２５０ｎｍ〜５５０ｎｍであり、前記第２のレーザビームの波長が７００ｎｍ〜５μｍである請求項６または７に記載のレーザ加工装置。

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