JP2010155259A - Method of forming groove - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被加工物に溝を形成する溝形成方法に関する。 The present invention relates to a groove forming method for forming a groove in a workpiece.
従来、この種の技術としては、例えば、特許文献１に記載の技術がある。
この特許文献１に記載の技術では、まず、透明材質の被加工物における溝の形成予定部分に沿ってレーザ光を照射し、当該レーザ光を集光して被加工物の内部に改質領域を形成する。次に、被加工物のうちの改質領域を形成した部分をエッチングし、当該エッチングによって改質領域を形成した部分に溝を形成する。
In the technique described in Patent Document 1, first, a laser beam is irradiated along a portion where a groove is to be formed in a workpiece made of a transparent material, the laser beam is condensed, and a modified region is formed inside the workpiece. Form. Next, a portion of the workpiece where the modified region is formed is etched, and a groove is formed in the portion where the modified region is formed by the etching.
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、被加工物のうちの改質領域を形成した部分をエッチングし、当該エッチングによって被加工物に溝を形成する。それゆえ、被加工物に形成される溝の幅は、必然的に改質領域の幅よりも大きくなってしまう。そのため、被加工物に細い溝を形成することは困難であった。
そこで、本発明の技術的課題は、被加工物により細い溝を形成することにある。
However, in the technique described in Patent Document 1, a portion of the workpiece where the modified region is formed is etched, and a groove is formed in the workpiece by the etching. Therefore, the width of the groove formed in the workpiece is inevitably larger than the width of the modified region. For this reason, it has been difficult to form a narrow groove in the workpiece.
Therefore, the technical problem of the present invention is to form a narrow groove on the workpiece.
上記技術的課題を解決するために、本発明の各態様は、以下のような構成からなる。
本発明の第１の態様は、
透明材質の被加工物に溝を形成する溝形成方法であって、
前記被加工物の内部における前記溝の形成予定部分に沿ってレーザ光を照射し、当該レーザ光を集光して前記被加工物の内部に改質領域を形成し、当該改質領域の形成により、前記改質領域の部分に発生する内部応力によって前記被加工物のうちの前記溝の形成予定部分に前記レーザ光の光軸方向に伸びるクラックを形成する第１の工程と、前記被加工物のうちの前記改質領域を形成した部分および前記クラックの内面をエッチングし、当該エッチングによって前記改質領域を形成した部分に空洞を形成して、前記クラックを形成した部分に溝を形成する第２の工程と、前記被加工物を研磨し、当該研磨によって前記被加工物から前記空洞を形成した部分を除去して、前記溝を露呈させる第３工程と、
を有することを特徴とする。
このような手法によれば、クラックを形成した部分をエッチングし、エッチングによって当該部分に溝を形成することができる。そのため、被加工物に形成される溝の幅を、クラックの幅と同等の大きさとすることができる。
したがって、被加工物により細い溝を形成することが可能となる。
In order to solve the above technical problem, each aspect of the present invention has the following configuration.
The first aspect of the present invention is:
A groove forming method for forming a groove in a transparent workpiece,
Irradiating a laser beam along a portion where the groove is to be formed inside the workpiece, condensing the laser beam to form a modified region inside the workpiece, and forming the modified region The first step of forming a crack extending in the optical axis direction of the laser beam in a portion where the groove is to be formed in the workpiece due to internal stress generated in the modified region portion, and the workpiece Etching a portion of the article where the modified region is formed and an inner surface of the crack, forming a cavity in the portion where the modified region is formed by the etching, and forming a groove in the portion where the crack is formed A second step, a third step of polishing the workpiece, removing a portion where the cavity is formed from the workpiece by the polishing, and exposing the groove;
It is characterized by having.
According to such a technique, a portion where a crack is formed can be etched, and a groove can be formed in the portion by etching. Therefore, the width of the groove formed in the workpiece can be made equal to the width of the crack.
Therefore, it is possible to form a narrow groove by the workpiece.
また、第２の態様は、
透明材質の被加工物に溝を形成する溝形成方法であって、前記被加工物の内部における前記溝の形成予定部分に沿ってレーザ光を照射し、当該レーザ光を集光して前記被加工物の内部に改質領域を形成し、当該改質領域の形成により、前記改質領域の部分に発生する内部応力によって前記被加工物のうちの前記溝の形成予定部分に前記レーザ光の光軸方向に伸びるクラックを形成する第１の工程と、前記被加工物を研磨し、当該研磨によって前記被加工物から前記改質領域を形成した部分を除去して、前記クラックを露呈させる第２工程と、前記クラックの内面をエッチングし、当該エッチングによって前記クラックを形成した部分に溝を形成する第３の工程と、を有することを特徴とする。
このような手法によれば、クラックを形成した部分をエッチングし、エッチングによって当該部分に溝を形成することができる。そのため、被加工物に形成される溝の幅を、クラックの幅と同等の大きさとすることができる。
したがって、被加工物により細い溝を形成することが可能となる。
In addition, the second aspect is
A groove forming method for forming a groove in a transparent workpiece, irradiating a laser beam along a portion where the groove is to be formed inside the workpiece, condensing the laser beam, and collecting the laser beam. A modified region is formed inside the workpiece, and the formation of the modified region causes the laser beam to be formed on a portion of the workpiece to be formed with the groove due to internal stress generated in the modified region. A first step of forming a crack extending in an optical axis direction; and polishing the workpiece, removing a portion where the modified region is formed from the workpiece by the polishing, and exposing the crack. And a third step of etching the inner surface of the crack and forming a groove in the portion where the crack is formed by the etching.
According to such a technique, a portion where a crack is formed can be etched, and a groove can be formed in the portion by etching. Therefore, the width of the groove formed in the workpiece can be made equal to the width of the crack.
Therefore, it is possible to form a narrow groove by the workpiece.
さらに、第３の態様は、
前記第１の工程では、前記レーザ光の集光を集光レンズによって行うと共に、前記レーザ光を集光する際に、前記レーザ光の集光領域が当該レーザ光の光軸方向に拡大するように、前記集光レンズの収差を調整することを特徴とする。
このような手法によれば、改質領域の部分において、レーザ光の光軸方向の両端部の応力集中の度合いがより強くなる。そして、応力集中の度合いがより強くなることによって、レーザ光の光軸方向に平行に伸びるクラックを形成することができる。
Furthermore, the third aspect is
In the first step, the laser beam is condensed by a condenser lens, and when the laser beam is condensed, the condensing region of the laser beam is expanded in the optical axis direction of the laser beam. Further, the aberration of the condenser lens is adjusted.
According to such a method, the degree of stress concentration at both ends of the laser beam in the optical axis direction becomes stronger in the modified region. And the crack which extends in parallel with the optical axis direction of a laser beam can be formed when the degree of stress concentration becomes stronger.
さらに、第４の態様は、
前記第１の工程では、前記被加工物の内部に改質領域を形成した後、前記被加工物の内部における前記溝の形成予定部分に沿ってレーザ光を照射し、当該レーザ光を前記改質領域の部分に集光し、集光した当該レーザ光により、前記改質領域の部分に発生する内部応力を増大させることを特徴とする。
このような手法によれば、改質領域が発生する内部応力が増大し、被加工物のうちの溝の形成予定部分により深いクラックを形成することができる。そのため、エッチングによってクラックを形成した部分により深い溝を形成することができる。
Furthermore, the fourth aspect is
In the first step, after a modified region is formed inside the workpiece, a laser beam is irradiated along a portion where the groove is to be formed inside the workpiece, and the laser beam is modified. It is characterized in that the internal stress generated in the modified region portion is increased by the focused laser beam focused on the quality region portion.
According to such a method, the internal stress generated in the modified region increases, and a deep crack can be formed in a portion of the workpiece to be formed with a groove. Therefore, a deep groove can be formed in a portion where a crack is formed by etching.
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態の溝形成方法では、まず、透明材質の被加工物の内部にレーザ光を集光して改質領域を形成し、当該改質領域の形成により、改質領域の部分に発生する内部応力によって溝の形成予定部分にレーザ光の光軸方向に伸びるクラックを形成する。
次に、形成したクラックの内面をエッチングし、当該エッチングによって前記クラックを形成した部分に溝を形成する。
そして、被加工物の前記表面を研磨し、前記溝を露呈させる。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
In the groove forming method of the present embodiment, first, a modified region is formed by condensing laser light inside a transparent workpiece, and the modified region is formed, and is generated in the modified region. A crack extending in the optical axis direction of the laser beam is formed in a portion where the groove is to be formed due to internal stress.
Next, the inner surface of the formed crack is etched, and a groove is formed in the portion where the crack is formed by the etching.
And the said surface of a workpiece is grind | polished and the said groove | channel is exposed.
（実施形態１）
（被加工物の構成）
まず、本実施形態の溝形成方法で得られる、溝２の開口部が上面１ｃに形成された被加工物１について説明する。
図１は、被加工物１の斜視図である。
図１に示すように、被加工物１は、長方体状に形成された透明材質からなる。透明材質としては、例えば、石英やホウケイ酸ガラス等を利用できる。
また、被加工物１には、図１に示すように被加工物１に正対した場合を基準に、ｘ軸方向、ｙ軸方向、およびｚ軸方向が定義されている。ｘ軸方向は、図１の被加工物１の左面１ａの法線方向である。同様に、ｙ軸方向は、被加工物１の背面１ｂの法線方向であり、ｚ軸方向は、被加工物１の上面１ｃの法線方向である。
溝２の開口部は、被加工物１の上面１ｃに、ｙ軸方向に沿って形成される。
(Embodiment 1)
(Workpiece configuration)
First, the workpiece 1 obtained by the groove forming method of the present embodiment and having the opening of the groove 2 formed on the upper surface 1c will be described.
FIG. 1 is a perspective view of a workpiece 1.
As shown in FIG. 1, the workpiece 1 is made of a transparent material formed in a rectangular shape. As the transparent material, for example, quartz or borosilicate glass can be used.
Further, the workpiece 1 has an x-axis direction, a y-axis direction, and a z-axis direction defined on the basis of a case where the workpiece 1 is directly facing the workpiece 1 as shown in FIG. The x-axis direction is a normal direction of the left surface 1a of the workpiece 1 in FIG. Similarly, the y-axis direction is the normal direction of the back surface 1 b of the workpiece 1, and the z-axis direction is the normal direction of the upper surface 1 c of the workpiece 1.
The opening of the groove 2 is formed in the upper surface 1c of the workpiece 1 along the y-axis direction.
（レーザ加工装置の構成）
次に、本実施形態の溝形成方法で使用するレーザ加工装置３について説明する。
図２は、レーザ加工装置３の構成を示す模式図である。
図２に示すように、レーザ加工装置３は、照射機構部４および制御部５を備える。
照射機構部４は、載置台６、Ｘ軸移動部７、Ｙ軸移動部８、Ｚ軸移動部９、レーザ光源１０、集光レンズ１１、および収差補正レンズ群１２を備える。
載置台６は、被加工物１を載置可能な平面が上部に形成された台である。また、載置台６には、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、およびＺ軸方向が定義されている。Ｘ軸方向は、載置台６上部の平面内に設定した一方向である。同様に、Ｙ軸方向は、載置台６上部の平面内にあり且つＸ軸方向と直交する方向（より詳しくは、載置台６を上方から見た場合にＸ軸方向を時計回りに９０°回転させた方向）であり、Ｚ軸方向は、当該平面の法線方向である。
(Configuration of laser processing equipment)
Next, the laser processing apparatus 3 used in the groove forming method of this embodiment will be described.
FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the laser processing apparatus 3.
As shown in FIG. 2, the laser processing apparatus 3 includes an irradiation mechanism unit 4 and a control unit 5.
The irradiation mechanism unit 4 includes a mounting table 6, an X-axis moving unit 7, a Y-axis moving unit 8, a Z-axis moving unit 9, a laser light source 10, a condenser lens 11, and an aberration correction lens group 12.
The mounting table 6 is a table on which a plane on which the workpiece 1 can be mounted is formed. Further, the mounting table 6 defines an X-axis direction, a Y-axis direction, and a Z-axis direction. The X-axis direction is one direction set in the plane above the mounting table 6. Similarly, the Y-axis direction is in the plane above the mounting table 6 and is orthogonal to the X-axis direction (more specifically, when the mounting table 6 is viewed from above, the X-axis direction is rotated 90 ° clockwise. The Z-axis direction is the normal direction of the plane.
Ｘ軸移動部７は、制御部５からの信号に応じて、載置台６をＸ軸方向に沿って移動させる。Ｘ軸移動部７としては、例えば、Ｘ軸方向に沿って並進運動を行うスライダと、スライダを駆動するサーボモータとからなるものを利用できる。また同様に、Ｙ軸移動部８は、制御部５からの信号に応じて、載置台６をＹ軸方向に沿って移動させる。Ｚ軸移動部９は、制御部５からの信号に応じて、載置台６をＺ軸方向に沿って移動させる。
レーザ光源１０は、載置台６の上方に配される。そして、レーザ光源１０は、制御部からの信号に応じて、レーザ光１３を載置台６上部の平面（つまり、Ｚ軸方向と反対方向）に向けて出射する。レーザ光源１０としては、例えば、チタンサファイアを固体光源とし、チタンサファイアが発生するフェムト秒レーザ光を出射するものを利用できる。
集光レンズ１１は、レーザ光源１０と載置台６との間に配される。そして、集光レンズ１１は、レーザ光源１０から出射されるレーザ光１３を集光する。
The X-axis moving unit 7 moves the mounting table 6 along the X-axis direction in response to a signal from the control unit 5. As the X-axis moving unit 7, for example, a unit composed of a slider that performs translational motion along the X-axis direction and a servo motor that drives the slider can be used. Similarly, the Y-axis moving unit 8 moves the mounting table 6 along the Y-axis direction in response to a signal from the control unit 5. The Z-axis moving unit 9 moves the mounting table 6 along the Z-axis direction in response to a signal from the control unit 5.
The laser light source 10 is disposed above the mounting table 6. The laser light source 10 emits the laser light 13 toward the upper surface of the mounting table 6 (that is, the direction opposite to the Z-axis direction) in accordance with a signal from the control unit. As the laser light source 10, for example, titanium sapphire that is a solid light source and emits femtosecond laser light generated by titanium sapphire can be used.
The condenser lens 11 is disposed between the laser light source 10 and the mounting table 6. The condensing lens 11 condenses the laser light 13 emitted from the laser light source 10.
収差補正レンズ群１２は、制御部５からの信号に応じて、集光レンズ１１の収差を調整する。そして、収差補正レンズ群１２は、レーザ光１３の集光領域のレーザ光１３光軸１４方向の長さを制御する。収差補正レンズ群１２としては、例えば、集光レンズ１１の鏡筒に収容され複数枚のレンズからなるものを利用できる。
制御部５は、入力部１５、表示部１６、および演算部１７を備える。
入力部１５は、レーザ加工の際に用いる、Ｘ軸移動部７、Ｙ軸移動部８、Ｚ軸移動部９、レーザ光源１０、および収差補正レンズ群１２に出力する信号のデータを利用者に入力させる。入力部１５としては、例えば、キーボードやマウスを利用できる。
The aberration correction lens group 12 adjusts the aberration of the condenser lens 11 in accordance with a signal from the control unit 5. The aberration correction lens group 12 controls the length of the condensing region of the laser beam 13 in the direction of the laser beam 13 optical axis 14. As the aberration correction lens group 12, for example, a lens that is accommodated in a lens barrel of the condenser lens 11 and includes a plurality of lenses can be used.
The control unit 5 includes an input unit 15, a display unit 16, and a calculation unit 17.
The input unit 15 uses data of signals output to the X-axis moving unit 7, the Y-axis moving unit 8, the Z-axis moving unit 9, the laser light source 10, and the aberration correction lens group 12 to be used for laser processing. Let them enter. As the input unit 15, for example, a keyboard or a mouse can be used.
表示部１６は、レーザ加工の際の各種情報を表示する。表示部１６としては、例えば、液晶ディスプレイやＣＲＴ(cathode ray tube)ディスプレイを利用できる。
演算部１７は、入力部１５から入力されたデータを演算処理し、その処理結果をもとに、Ｘ軸移動部７、Ｙ軸移動部８、Ｚ軸移動部９、レーザ光源１０、および収差補正レンズ群１２に信号を出力する。演算部１７としては、例えば、Ａ/Ｄ変換回路、Ｄ/Ａ変換回路、中央演算処理装置、メモリ等から構成されたコンピュータを利用できる。
The display unit 16 displays various information at the time of laser processing. For example, a liquid crystal display or a CRT (cathode ray tube) display can be used as the display unit 16.
The arithmetic unit 17 performs arithmetic processing on the data input from the input unit 15, and based on the processing result, the X-axis moving unit 7, the Y-axis moving unit 8, the Z-axis moving unit 9, the laser light source 10, and the aberration. A signal is output to the correction lens group 12. As the arithmetic unit 17, for example, a computer configured from an A / D conversion circuit, a D / A conversion circuit, a central processing unit, a memory, and the like can be used.
（溝形成方法の説明）
次に、前述したレーザ加工装置３を用いて、被加工物１に溝２を形成する溝形成方法について説明する。
溝形成方法は、以下の第１〜第３の工程からなる。
（第１の工程）
第１の工程は、レーザ加工装置３を用いて、被加工物１の溝２の形成予定部分１８に第１のクラック１９ａを形成する工程である。
図３は、第１の工程を説明するための模式図である。
ここで、後述するように、第３の工程において被加工物１の上面１ｃを研磨する。それゆえ、第１の工程の被加工物１としては、図３に示すように、図１の被加工物１、つまり、第１〜第３の工程を経て得られる被加工物１よりもｚ軸方向の厚さが大きいものを用いる。また、溝２の形成予定部分１８は、被加工物１の内部に設定される。
(Description of groove forming method)
Next, a groove forming method for forming the groove 2 in the workpiece 1 using the laser processing apparatus 3 described above will be described.
The groove forming method includes the following first to third steps.
(First step)
The first step is a step of forming the first crack 19 a in the planned formation portion 18 of the groove 2 of the workpiece 1 using the laser processing device 3.
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the first step.
Here, as described later, the upper surface 1c of the workpiece 1 is polished in the third step. Therefore, as the workpiece 1 in the first step, as shown in FIG. 3, the workpiece 1 in FIG. 1, that is, the workpiece 1 obtained through the first to third steps is z. Use one with a large axial thickness. Further, the portion 18 to be formed of the groove 2 is set inside the workpiece 1.
第１の工程では、まず、被加工物１のｚ軸方向を照射機構部４のＺ軸方向に向けて被加工物１を載置台６に載置する。また、被加工物１のｙ軸方向、つまり、溝２の形成予定部分１８に沿った方向を照射機構部４のＹ軸方向に向けて被加工物１を位置決めする。
次に、演算部１７により、Ｘ軸移動部７、Ｙ軸移動部８を制御して、レーザ光１３が被加工物１の溝２の形成予定部分１８のｙ軸方向端部に集光されるように載置台６を移動させる。また、演算部１７により、Ｚ軸移動部９を制御して、レーザ光１３の集光領域が被加工物１の上面１ｃと溝２の形成予定部分１８との間に収まるように載置台６を移動させる。そして、演算部１７により、レーザ光源１０を制御して、レーザ光１３の出射を開始させる。これにより、被加工物１の上面１ｃと溝２の形成予定部分１８との間にレーザ光１３が集光される。そして、レーザ光１３の集光によって改質領域２０を形成可能なエネルギ密度となった部分に、多光子吸収による改質領域２０が形成される。
In the first step, first, the workpiece 1 is mounted on the mounting table 6 with the z-axis direction of the workpiece 1 facing the Z-axis direction of the irradiation mechanism unit 4. Further, the workpiece 1 is positioned so that the y-axis direction of the workpiece 1, that is, the direction along the planned formation portion 18 of the groove 2 is directed to the Y-axis direction of the irradiation mechanism section 4.
Next, the X-axis moving unit 7 and the Y-axis moving unit 8 are controlled by the calculation unit 17 so that the laser beam 13 is focused on the y-axis direction end of the portion 18 where the groove 2 of the workpiece 1 is to be formed. The mounting table 6 is moved so that Further, the Z-axis moving unit 9 is controlled by the calculating unit 17 so that the condensing region of the laser beam 13 is placed between the upper surface 1c of the workpiece 1 and the portion 18 where the groove 2 is to be formed. Move. Then, the calculation unit 17 controls the laser light source 10 to start emission of the laser light 13. As a result, the laser beam 13 is condensed between the upper surface 1 c of the workpiece 1 and the formation planned portion 18 of the groove 2. Then, the modified region 20 by multiphoton absorption is formed in a portion where the energy density capable of forming the modified region 20 is obtained by condensing the laser beam 13.
次に、演算部１７により、Ｙ軸移動部８を制御して、集光レンズ１１に対して載置台６を照射機構部４のＹ軸方向に所定ピッチずつ移動させながら、被加工物１の上面１ｃと溝２の形成予定部分１８との間へのレーザ光１３の集光を同様に繰り返す。載置台６の移動は、レーザ光１３の集光領域が被加工物１のｙ軸方向と反対方向の端部に到達すると終了する。これにより、被加工物１の上面１ｃと溝２の形成予定部分１８との間に、溝２の形成予定部分１８に沿って被加工物１の一端側から他端側まで改質領域２０が形成される。 Next, the calculation unit 17 controls the Y-axis movement unit 8 to move the mounting table 6 in the Y-axis direction of the irradiation mechanism unit 4 by a predetermined pitch with respect to the condenser lens 11, while the workpiece 1 The condensing of the laser beam 13 between the upper surface 1c and the portion 18 where the groove 2 is to be formed is repeated in the same manner. The movement of the mounting table 6 is terminated when the condensing region of the laser beam 13 reaches the end of the workpiece 1 in the direction opposite to the y-axis direction. As a result, a modified region 20 is formed between one end side of the workpiece 1 and the other end side along the planned formation portion 18 of the groove 2 between the upper surface 1 c of the workpiece 1 and the planned formation portion 18 of the groove 2. It is formed.
図４は、第１のクラック１９ａを説明するための説明図である。図４（ａ）では被加工物１は平面図で表し、図４（ｂ）では被加工物１はｘｚ面で分断した断面図で表す。
ここで、改質領域２０が形成された部分は膨張する。それゆえ、改質領域２０の形成により、改質領域２０の部分に内部応力が発生する。また、この内部応力は、外形の変化が大きい箇所で応力集中を生じる。そのため、改質領域２０の部分において、レーザ光１３の光軸１４方向の両端部で内部応力が増大する。そして、増大した内部応力が被加工物１の分子間の結合力より大きくなると、被加工物１の内部に、改質領域２０の下面１ｄ側端部からｚ軸方向と反対方向、つまり、レーザ光１３の光軸１４方向に伸びる第２のクラック１９ａが形成される。下面１ｄとは、被加工物１の上面１ｃと反対側の面である。これにより、図４に示すように、被加工物１のうちの溝２の形成予定部分１８に第２のクラック１９ａが形成される。同様に、増大した内部応力が被加工物１の結合力より大きくなると、被加工物１の内部に、改質領域２０の上面１ｃ側端部からｚ軸方向、つまり、レーザ光１３の光軸１４方向と反対方向に伸びる第２のクラック１９ｂが形成される。
FIG. 4 is an explanatory diagram for explaining the first crack 19a. In FIG. 4A, the workpiece 1 is represented by a plan view, and in FIG. 4B, the workpiece 1 is represented by a cross-sectional view cut along the xz plane.
Here, the portion where the modified region 20 is formed expands. Therefore, internal stress is generated in the modified region 20 due to the formation of the modified region 20. In addition, this internal stress causes stress concentration at locations where the external shape changes greatly. Therefore, in the modified region 20, the internal stress increases at both ends of the laser beam 13 in the direction of the optical axis 14. When the increased internal stress becomes larger than the intermolecular bonding force of the workpiece 1, the laser beam enters the workpiece 1 from the lower surface 1d side end of the modified region 20 in the direction opposite to the z-axis direction, that is, the laser. A second crack 19a extending in the direction of the optical axis 14 of the light 13 is formed. The lower surface 1d is a surface opposite to the upper surface 1c of the workpiece 1. Thereby, as shown in FIG. 4, the 2nd crack 19a is formed in the formation scheduled part 18 of the groove | channel 2 of the to-be-processed object 1. As shown in FIG. Similarly, when the increased internal stress becomes larger than the bonding force of the workpiece 1, the z axis direction from the end of the modified region 20 on the upper surface 1 c side, that is, the optical axis of the laser beam 13, enters the workpiece 1. A second crack 19b extending in the direction opposite to the 14 direction is formed.
なお、図４の第１のクラック１９ａおよび第２のクラック１９ｂは、被加工物１の上面１ｃにレーザ光１３が集光されるように載置台６を位置決めした後、載置台６をＺ軸方向に１４０μｍ移動させてから、被加工物１の内部にレーザ光１３を集光させて形成した。
図５は、第１の比較例を説明するための説明図である。図５（ａ）では被加工物１は平面図で表し、図５（ｂ）では被加工物１はｘｚ面で分断した断面図で表す。
ちなみに、図５に示すように、被加工物１の上面１ｃの近傍にレーザ光１３を集光させた場合、短い第１のクラック１９ａが発生するのみである。
なお、図５の第１のクラック１９ａは、被加工物１の上面１ｃにレーザ光１３が集光されるように載置台６を位置決めした後、載置台６をＺ軸方向に５０μｍ移動させてから、被加工物１の内部にレーザ光１３を集光させ形成した。
Note that the first crack 19a and the second crack 19b in FIG. 4 are formed by positioning the mounting table 6 so that the laser beam 13 is focused on the upper surface 1c of the workpiece 1, and then moving the mounting table 6 to the Z-axis. After moving 140 μm in the direction, the laser beam 13 was condensed inside the workpiece 1 and formed.
FIG. 5 is an explanatory diagram for explaining a first comparative example. In FIG. 5A, the workpiece 1 is represented by a plan view, and in FIG. 5B, the workpiece 1 is represented by a cross-sectional view cut along the xz plane.
Incidentally, as shown in FIG. 5, when the laser beam 13 is condensed in the vicinity of the upper surface 1c of the workpiece 1, only a short first crack 19a is generated.
Note that the first crack 19a in FIG. 5 is obtained by positioning the mounting table 6 so that the laser beam 13 is focused on the upper surface 1c of the workpiece 1, and then moving the mounting table 6 in the Z-axis direction by 50 μm. Then, the laser beam 13 was condensed and formed inside the workpiece 1.
図６は、第２の比較例を説明するための説明図である。図６（ａ）では被加工物１は平面図で表し、図６（ｂ）では被加工物１はｘｚ面で分断した断面図で表す。
また、図６に示すように、被加工物１の上面１ｃに改質領域２０がかかるように、被加工物１の内部にレーザ光１３を集光させた場合においても、第２のクラック１９ｂは発生せず、短い第１のクラック１９ａが発生のみである。
なお、図６の第１のクラック１９ａは、被加工物１の上面１ｃにレーザ光１３が集光されるように載置台６を位置決めした後、載置台６をＺ軸方向に８０μｍ移動させてから、被加工物１の内部にレーザ光１３を集光させ形成した。
FIG. 6 is an explanatory diagram for explaining a second comparative example. In FIG. 6A, the workpiece 1 is represented by a plan view, and in FIG. 6B, the workpiece 1 is represented by a cross-sectional view cut along the xz plane.
In addition, as shown in FIG. 6, even when the laser beam 13 is focused inside the workpiece 1 so that the modified region 20 covers the upper surface 1 c of the workpiece 1, the second crack 19 b Does not occur, and only the first short crack 19a is generated.
The first crack 19a in FIG. 6 is obtained by positioning the mounting table 6 so that the laser beam 13 is focused on the upper surface 1c of the workpiece 1, and then moving the mounting table 6 by 80 μm in the Z-axis direction. Then, the laser beam 13 was condensed and formed inside the workpiece 1.
なお、被加工物１の上面１ｃと溝２の形成予定部分１８との間へのレーザ光１３の集光時には、演算部１７により、収差補正レンズ群１２を制御して、レーザ光１３の集光によって改質領域２０を形成可能なエネルギ密度となる領域がレーザ光１３光軸１４方向に拡大するように、集光レンズ１１の収差を適宜調整する。これにより、図４（ｂ）に示すように、形成される改質領域２０の、レーザ光１３の光軸１４方向の長さが増加する。それゆえ、改質領域２０の部分において、レーザ光１３の光軸１４方向の両端部が細く鋭くなり、両端部でより強い応力集中度合いが生じる。そして、応力集中によって、レーザ光１３の光軸１４方向に平行に伸びる第１のクラック１９ａが形成される。
なお、図４（ｂ）の第１のクラック１９ａは、被加工物１の上面１ｃからの距離が１mmの深さ位置にレーザ光１３が集光するように載置台６を位置決めした後、集光性が最良となるように収差を調整し、被加工物１の内部にレーザ光１３を集光させて形成した。
When the laser beam 13 is condensed between the upper surface 1c of the workpiece 1 and the portion 18 where the groove 2 is to be formed, the calculation unit 17 controls the aberration correction lens group 12 to collect the laser beam 13. The aberration of the condensing lens 11 is appropriately adjusted so that a region having an energy density capable of forming the modified region 20 by light expands in the direction of the optical axis 14 of the laser beam 13. Thereby, as shown in FIG.4 (b), the length of the optical axis 14 direction of the laser beam 13 of the modification area | region 20 formed increases. Therefore, both ends of the laser beam 13 in the direction of the optical axis 14 become thin and sharp in the modified region 20, and a stronger stress concentration degree is generated at both ends. Then, due to the stress concentration, a first crack 19a extending parallel to the direction of the optical axis 14 of the laser beam 13 is formed.
Note that the first crack 19a in FIG. 4B is collected after the mounting table 6 is positioned so that the laser beam 13 is focused at a depth of 1 mm from the upper surface 1c of the workpiece 1. The aberration was adjusted so that the optical property was the best, and the laser beam 13 was condensed inside the workpiece 1 to be formed.
図７は、第３の比較例を説明するための説明図である。図７では、被加工物１はｘｚ面で分断した断面図で表す。
ちなみに、図７に示すように、集光レンズ１１の収差補正を行わない場合、レーザ光１３の光軸１４方向から傾いた方向に伸びる第１のクラック１９ａが形成される。
次に、被加工物１のｙ軸方向と反対方向の端部へのレーザ光１３の照射が終了すると、演算部１７により、Ｙ軸移動部８を制御して、集光レンズ１１に対して載置台６を照射機構部４のＹ軸方向と反対方向に所定ピッチずつ移動させながら、被加工物１の上面１ｃと溝２の形成予定部分１８との間へのレーザ光１３の集光を同様に繰り返す。載置台６の移動は、レーザ光１３の集光領域が被加工物１のｙ軸方向の端部に到達すると終了する。これにより、既に形成されている改質領域２０に再度レーザ光１３が集光される。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a third comparative example. In FIG. 7, the workpiece 1 is represented by a cross-sectional view cut along the xz plane.
Incidentally, as shown in FIG. 7, when the aberration correction of the condenser lens 11 is not performed, a first crack 19a extending in a direction inclined from the direction of the optical axis 14 of the laser light 13 is formed.
Next, when the irradiation of the laser beam 13 to the end of the workpiece 1 in the direction opposite to the y-axis direction is completed, the arithmetic unit 17 controls the Y-axis moving unit 8 to control the condenser lens 11. While moving the mounting table 6 by a predetermined pitch in the direction opposite to the Y-axis direction of the irradiation mechanism unit 4, the laser beam 13 is condensed between the upper surface 1 c of the workpiece 1 and the portion 18 where the groove 2 is to be formed. Repeat in the same way. The movement of the mounting table 6 is finished when the condensing region of the laser beam 13 reaches the end of the workpiece 1 in the y-axis direction. Thereby, the laser beam 13 is condensed again on the modified region 20 that has already been formed.
図８は、第１のクラック１９ａの進展を説明するための説明図である。図８（ａ）は、レーザ光１３を２回照射した場合を表し、図８（ｂ）は、レーザ光１３を３回照射した場合を表す。図８（ａ）（ｂ）では、被加工物１は断面図で表す。
ここで、改質領域２０は、レーザ光１３が集光されると更に膨張する。それゆえ、再度のレーザ光１３の集光により、改質領域２０の部分の内部応力が増大する。そして、増大した内部応力によって、第２のクラック１９ａが進展される。これにより、図８（ａ）に示すように、被加工物１のうちの溝２の形成予定部分１８に、より深い第２のクラック１９ａが形成される。同様に、増大した内部応力が作用すると、第２のクラック１９ｂが進展される。これにより、被加工物１の上面１ｃに、第２のクラック１９ａが到達される。
FIG. 8 is an explanatory diagram for explaining the progress of the first crack 19a. FIG. 8A shows a case where the laser beam 13 is irradiated twice, and FIG. 8B shows a case where the laser beam 13 is irradiated three times. 8A and 8B, the workpiece 1 is represented by a cross-sectional view.
Here, the modified region 20 further expands when the laser beam 13 is collected. Therefore, the internal stress in the modified region 20 increases due to the condensing of the laser beam 13 again. Then, the second crack 19a is developed by the increased internal stress. As a result, as shown in FIG. 8A, a deeper second crack 19a is formed in the portion 18 of the workpiece 1 where the groove 2 is to be formed. Similarly, when the increased internal stress acts, the second crack 19b is developed. As a result, the second crack 19 a reaches the upper surface 1 c of the workpiece 1.
次に、被加工物１のｙ軸方向の端部へのレーザ光１３の照射が終了すると、演算部１７により、Ｙ軸移動部８を制御して、再度、集光レンズ１１に対して載置台６を照射機構部４のＹ軸方向に所定ピッチずつ移動させながら、被加工物１の上面１ｃと溝２の形成予定部分１８との間へのレーザ光１３の集光を同様に繰り返す。これにより、改質領域２０に再度レーザ光１３が集光される。そして、図８（ｂ）に示すように、被加工物１のうちの溝２の形成予定部分１８に、より深い第２のクラック１９ａが形成される。
図９は、第４の比較例を説明するための説明図である。図９（ａ）は、集光レンズ１１の収差補正を行わずに、レーザ光１３を２回照射した場合を表し、図９（ｂ）は、レーザ光１３を３回照射した場合を表す。図９（ａ）（ｂ）では、被加工物１は断面図で表す。
ちなみに、図９（ａ）（ｂ）に示すように、集光レンズ１１の収差補正を行わない場合、レーザ光１３の照射回数が増えるほど、第１のクラック１９ａの傾きが増大する。
Next, when the irradiation of the laser beam 13 to the end portion in the y-axis direction of the workpiece 1 is completed, the calculation unit 17 controls the Y-axis moving unit 8 to place it again on the condenser lens 11. While moving the mounting table 6 by a predetermined pitch in the Y-axis direction of the irradiation mechanism unit 4, the condensing of the laser beam 13 between the upper surface 1 c of the workpiece 1 and the planned formation portion 18 of the groove 2 is repeated in the same manner. As a result, the laser beam 13 is condensed again on the modified region 20. Then, as shown in FIG. 8 (b), a deeper second crack 19 a is formed in the portion 18 of the workpiece 1 where the groove 2 is to be formed.
FIG. 9 is an explanatory diagram for explaining a fourth comparative example. 9A shows the case where the laser beam 13 is irradiated twice without correcting the aberration of the condenser lens 11, and FIG. 9B shows the case where the laser beam 13 is irradiated three times. 9A and 9B, the workpiece 1 is represented by a cross-sectional view.
Incidentally, as shown in FIGS. 9A and 9B, when the aberration correction of the condenser lens 11 is not performed, the inclination of the first crack 19a increases as the number of times of irradiation with the laser beam 13 increases.
（第２の行程）
第２の工程は、エッチング液槽２１を用いて、第１の工程で形成した第１のクラック１９ａの内面をエッチングする工程である。
図１０は、第２を工程の説明するための模式図である。
図１０に示すように、エッチング液槽２１は、内部にエッチング液２２を収容する槽である。また、エッチング液２２は、被加工物１と反応して被加工物１をエッチングする液体である。エッチング液２２としては、例えば、フッ酸溶液HF５vol％を利用できる。
第２の工程では、エッチング液槽２１に被加工物１を収容する。そして、被加工物１をエッチング液２２に浸漬する。これにより、被加工物１の表面をエッチングする。
(Second process)
The second step is a step of etching the inner surface of the first crack 19 a formed in the first step using the etching solution tank 21.
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining the second process.
As shown in FIG. 10, the etching solution tank 21 is a tank that contains the etching solution 22 therein. The etching liquid 22 is a liquid that reacts with the workpiece 1 and etches the workpiece 1. As the etchant 22, for example, a hydrofluoric acid solution HF 5 vol% can be used.
In the second step, the workpiece 1 is accommodated in the etching solution tank 21. Then, the workpiece 1 is immersed in the etching solution 22. Thereby, the surface of the workpiece 1 is etched.
ここで、前述したように、第２のクラック１９ｂは、被加工物１の上面１ｃに到達している。それゆえ、被加工物１がエッチング液２２に浸漬されると、第２のクラック１９ｂの上面１ｃ側端部から、第２のクラック１９ｂの内部にエッチング液２２が侵入する。そして、内部にエッチング液２２が侵入すると、第２のクラック１９ｂの内面がエッチングされ、また、改質領域２０の部分にエッチング液２２が触れることになる。ここで、改質領域２０の部分のエッチングレートは、被加工物１の他の部分よりも速い。そのため、このエッチングレートの差により、改質領域２０の部分に空洞２３が形成される。
また、改質領域２０の部分がエッチングされると、第１のクラック１９ａの上面１ｃ側端部から、第１のクラック１９ａの内部にエッチング液２２が侵入する。そして、内部にエッチング液２２が侵入すると、第１のクラック１９ａの内面がエッチングされる。そして、第１のクラック１９ａの内面が滑らかになり、第１のクラック１９ａの先端部が丸くなる。その結果、第１のクラック１９ａを形成した部分に溝２が形成される。
Here, as described above, the second crack 19 b reaches the upper surface 1 c of the workpiece 1. Therefore, when the workpiece 1 is immersed in the etching solution 22, the etching solution 22 enters the inside of the second crack 19b from the upper surface 1c side end portion of the second crack 19b. Then, when the etching solution 22 enters the inside, the inner surface of the second crack 19b is etched, and the etching solution 22 touches the modified region 20 portion. Here, the etching rate of the modified region 20 is faster than the other parts of the workpiece 1. Therefore, the cavity 23 is formed in the modified region 20 due to the difference in the etching rate.
Further, when the portion of the modified region 20 is etched, the etching solution 22 enters the first crack 19a from the end portion on the upper surface 1c side of the first crack 19a. When the etching solution 22 enters the inside, the inner surface of the first crack 19a is etched. And the inner surface of the 1st crack 19a becomes smooth, and the front-end | tip part of the 1st crack 19a becomes round. As a result, the groove 2 is formed in the portion where the first crack 19a is formed.
（第３の工程）
第３の工程は、研磨加工装置２４を用いて、被加工物１の上面１ｃを研磨し、第２の工程で形成した空洞２３を除去する工程である。
図１１は、第３の工程を説明するための模式図である。
図１１に示すように、研磨加工装置２４は、研磨パッド２５を回転させる装置である。研磨パッド２５としては、例えば、硬質ポリウレタンからなるものを利用できる。
第３の工程では、被加工物１の上面１ｃに、研磨材を含ませた研磨パッド２５を押し当てる。そして、被加工物１の上面１ｃを研磨し、被加工物１から空洞２３を形成した部分を除去され、溝２の上面１ｃ側端部が露呈させる。これにより、前述した図１に示すように、溝２の開口部が上面１ｃに形成された被加工物１が得られる。
(Third step)
The third step is a step of polishing the upper surface 1c of the workpiece 1 using the polishing apparatus 24 and removing the cavity 23 formed in the second step.
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining the third step.
As shown in FIG. 11, the polishing apparatus 24 is an apparatus that rotates the polishing pad 25. As the polishing pad 25, for example, one made of hard polyurethane can be used.
In the third step, a polishing pad 25 containing an abrasive is pressed against the upper surface 1 c of the workpiece 1. And the upper surface 1c of the workpiece 1 is grind | polished, the part which formed the cavity 23 from the workpiece 1 is removed, and the upper surface 1c side edge part of the groove | channel 2 is exposed. Thereby, as shown in FIG. 1 mentioned above, the workpiece 1 in which the opening part of the groove | channel 2 was formed in the upper surface 1c is obtained.
（本実施形態の効果）
このように、本実施形態では、第１のクラック１９ａを形成した部分をエッチングし、エッチングによって当該部分に溝２を形成するようにした。
そのため、被加工物１に形成される溝２の幅を、第１のクラック１９ａの幅と同等の大きさとすることができる。
したがって、被加工物１により細い溝２を形成することが可能となる。
なお、本実施形態では、被加工物１に１本の溝２を形成する例を示したが、本実施形態の溝形成方法は、複数本の溝２を形成する場合にも採用することができる。
(Effect of this embodiment)
Thus, in this embodiment, the part in which the first crack 19a is formed is etched, and the groove 2 is formed in the part by etching.
Therefore, the width of the groove 2 formed in the workpiece 1 can be made equal to the width of the first crack 19a.
Accordingly, it is possible to form the narrow groove 2 by the workpiece 1.
In the present embodiment, an example in which one groove 2 is formed in the workpiece 1 has been shown. However, the groove forming method of the present embodiment can also be used when a plurality of grooves 2 are formed. it can.
例えば、複数の溝２を任意の間隔で並列に形成し、インクジェットヘッドのキャビティを形成する場合に用いることができる。同様に、複数の溝２を任意の間隔で並列に形成し、ＴＦＴ(Thin Film Transistor)のＭＬＡ(Micro Lens Array)の代替となる光導波構造体を形成する場合にも用いることができる。光導波構造体とは、液晶ディスプレイの画素間領域に楔形の凹部を有する光学素子である。この光学素子は、液晶ディスプレイの対向する一対の基板のうち一方の基板側に設けられ、画素間領域を通過する光を凹部によって画素部内に反射して、光の利用効率を向上する働きをする。 For example, it can be used when a plurality of grooves 2 are formed in parallel at an arbitrary interval to form a cavity of an ink jet head. Similarly, a plurality of grooves 2 can be formed in parallel at arbitrary intervals to form an optical waveguide structure that can be used as a substitute for a TFT (Thin Film Transistor) MLA (Micro Lens Array). An optical waveguide structure is an optical element having a wedge-shaped recess in an inter-pixel region of a liquid crystal display. This optical element is provided on one side of the pair of substrates facing the liquid crystal display, and functions to improve the light utilization efficiency by reflecting light passing through the inter-pixel region into the pixel portion by the concave portion. .
（第１の実施例）
次に、第１の実施形態の溝形成方法を実施した実施例について説明する。
図１２は、第１の実施例を説明するための説明図である。図１２では、被加工物１はｘｚ面で分断した断面図で表す。また、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）の拡大図である。
この実施例１の第１の工程では、レーザ光源１０として、パルス幅８ps、エネルギ１００μＪのレーザ光１３を出射するものを用いた。また、レーザ光１３の集光領域の間隔を１０μｍに設定し、集光レンズ１１のレンズNAを０．８に設定した。
また、第２の工程では、エッチング液２２として、２５wt%HFを用いた。また、被加工物１をエッチング液２２に浸漬する時間を６０分に設定した。
そして、これらの条件により、被加工物１に対し、溝２の形成予定部分１８に沿ってレーザ光１３を１回だけ照射して、溝２を形成した。その結果、形成した溝２は、図１２に示すように、幅６μｍ、深さ１１０μｍ、アスペクト比１８．３となった。
(First embodiment)
Next, an example in which the groove forming method of the first embodiment is performed will be described.
FIG. 12 is an explanatory diagram for explaining the first embodiment. In FIG. 12, the workpiece 1 is represented by a cross-sectional view cut along the xz plane. FIG. 12B is an enlarged view of FIG.
In the first step of the first embodiment, a laser light source 10 that emits a laser beam 13 having a pulse width of 8 ps and an energy of 100 μJ was used. Further, the interval between the condensing regions of the laser beam 13 was set to 10 μm, and the lens NA of the condensing lens 11 was set to 0.8.
In the second step, 25 wt% HF was used as the etchant 22. The time for immersing the workpiece 1 in the etching solution 22 was set to 60 minutes.
Under these conditions, the workpiece 1 was irradiated with the laser beam 13 only once along the portion to be formed 18 of the groove 2 to form the groove 2. As a result, as shown in FIG. 12, the formed groove 2 had a width of 6 μm, a depth of 110 μm, and an aspect ratio of 18.3.
（第２の実施例）
図１３は、第２の実施例を説明するための説明図である。図１３では、被加工物１はｘｚ面で分断した断面図で表す。また、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）の拡大図である。
この第２の実施例では、上記条件により、被加工物１に対し、溝２の形成予定部分１８に沿ってレーザ光１３を２回照射して、溝２を形成した。その結果、形成した溝２は、図１３に示すように、幅３μｍ、深さ２３０μｍ、アスペクト比７６．７となった。
(Second embodiment)
FIG. 13 is an explanatory diagram for explaining the second embodiment. In FIG. 13, the workpiece 1 is represented by a cross-sectional view cut along the xz plane. FIG. 13B is an enlarged view of FIG.
In this second example, the groove 2 was formed by irradiating the workpiece 1 twice with the laser beam 13 along the portion 18 to be formed of the groove 2 under the above conditions. As a result, as shown in FIG. 13, the formed groove 2 had a width of 3 μm, a depth of 230 μm, and an aspect ratio of 76.7.
（比較例）
図１４は、第５の比較例を説明するための説明図である。図１４（ａ）は、溝２の形成予定部分１８に改質領域２０を形成した後、被加工物１にエッチングを行う前の状態を表し、図１４（ｂ）は、被加工物１にエッチングを行った後の状態を表す。図１４（ａ）（ｂ）では、被加工物１は断面図で表す。
ちなみに、図１４（ａ）（ｂ）に示すように、溝２の形成予定部分１８に改質領域２０を形成し、エッチングによって改質領域２０を形成した部分に溝２を形成した場合、形成した溝２は、幅２０μｍ、深さ１３６μｍ、アスペクト比６．８となった。
(Comparative example)
FIG. 14 is an explanatory diagram for explaining a fifth comparative example. 14A shows a state before the workpiece 1 is etched after the modified region 20 is formed in the portion 18 where the groove 2 is to be formed, and FIG. This represents the state after etching. 14A and 14B, the workpiece 1 is represented by a cross-sectional view.
Incidentally, as shown in FIGS. 14A and 14B, when the modified region 20 is formed in the portion 18 where the groove 2 is to be formed and the groove 2 is formed in the portion where the modified region 20 is formed by etching, The groove 2 has a width of 20 μm, a depth of 136 μm, and an aspect ratio of 6.8.
（第２の実施形態）
次に、本発明に係る第２の実施形態について図面を参照して説明する。
なお、前記第１の実施形態と同様な構成等については、同一の符号を付して説明する。
本実施形態は、第１の工程の後、被加工物１の上面１ｃを研磨し、第１の工程で形成した第１のクラック１９ａの内面をエッチングする点が前記第１の実施形態と異なる。
具体的には、第２および第３の工程が異なる。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that the same components as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.
This embodiment is different from the first embodiment in that after the first step, the upper surface 1c of the workpiece 1 is polished and the inner surface of the first crack 19a formed in the first step is etched. .
Specifically, the second and third steps are different.
（第２の工程）
第２の工程は、研磨加工装置２４を用いて、被加工物１の上面１ｃを研磨し、第１の工程で形成した改質領域２０を除去する工程である。
図１５は、第２の工程を説明するための模式図である。
図１５に示すように、第２の工程では、研磨加工装置２４により、被加工物１の上面１ｃに、研磨材を含ませた研磨パッド２５を押し当てる。そして、被加工物１の上面１ｃを研磨する。これにより、被加工物１から改質領域２０を形成した部分が除去され、第１のクラック１９ａの上面１ｃ側端部が露呈される。これにより、第１のクラック１９ａの開口部が上面１ｃに形成された被加工物１が得られる。
(Second step)
The second step is a step of polishing the upper surface 1c of the workpiece 1 using the polishing apparatus 24 and removing the modified region 20 formed in the first step.
FIG. 15 is a schematic diagram for explaining the second step.
As shown in FIG. 15, in the second step, the polishing pad 24 containing an abrasive is pressed against the upper surface 1 c of the workpiece 1 by the polishing processing device 24. Then, the upper surface 1c of the workpiece 1 is polished. Thereby, the part which formed the modification | reformation area | region 20 from the to-be-processed object 1 is removed, and the upper surface 1c side edge part of the 1st crack 19a is exposed. Thereby, the to-be-processed object 1 in which the opening part of the 1st crack 19a was formed in the upper surface 1c is obtained.
（第３の行程）
第３の工程は、エッチング液槽２１を用いて、第１の工程で形成した第１のクラック１９ａの内面をエッチングする工程である。
図１６は、第３の工程の説明するための模式図である。
図１６に示すように、第３の工程では、エッチング液槽２１に被加工物１を収容する。そして、被加工物１をエッチング液２２に浸漬する。これにより、被加工物１の表面および第１のクラック１９ａの内面をエッチング液２２でエッチングする。そして、第１のクラック１９ａの内面が滑らかになり、第１のクラック１９ａの先端部が丸くなる。その結果、第１のクラック１９ａを形成した部分に溝２が形成される。これにより、前述した図１に示すように、溝２の開口部が上面１ｃに形成された被加工物１が得られる。
(Third process)
The third step is a step of etching the inner surface of the first crack 19 a formed in the first step using the etching solution tank 21.
FIG. 16 is a schematic diagram for explaining the third step.
As shown in FIG. 16, in the third step, the workpiece 1 is stored in the etching solution tank 21. Then, the workpiece 1 is immersed in the etching solution 22. Thereby, the surface of the workpiece 1 and the inner surface of the first crack 19 a are etched with the etching liquid 22. And the inner surface of the 1st crack 19a becomes smooth, and the front-end | tip part of the 1st crack 19a becomes round. As a result, the groove 2 is formed in the portion where the first crack 19a is formed. Thereby, as shown in FIG. 1 mentioned above, the workpiece 1 in which the opening part of the groove | channel 2 was formed in the upper surface 1c is obtained.
このように、本実施形態では、第１のクラック１９ａを形成した部分をエッチングし、エッチングによって当該部分に溝２を形成するようにした。
そのため、被加工物１に形成される溝２の幅を、第１のクラック１９ａの幅と同等の大きさとすることができる。
したがって、被加工物１に、より細い溝２を形成することが可能となる。
Thus, in this embodiment, the part in which the first crack 19a is formed is etched, and the groove 2 is formed in the part by etching.
Therefore, the width of the groove 2 formed in the workpiece 1 can be made equal to the width of the first crack 19a.
Accordingly, it is possible to form a narrower groove 2 in the workpiece 1.
１は被加工物、２は溝、３はレーザ加工装置、４は照射機構部、５は制御部、６は載置台、７はＸ軸移動部、８はＹ軸移動部、９は軸移動部、１０はレーザ光源、１１は集光レンズ、１２は収差補正レンズ群、１３はレーザ光、１４は光軸、１５は入力部、１６は表示部、１７は演算部、１８は形成予定部分、１９ａは第１のクラック、１９ｂは第２のクラック、２０は改質領域、２１はエッチング液槽、２２はエッチング液、２３は空洞、２４は研磨加工装置、２５は研磨パッド DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 is a workpiece, 2 is a groove, 3 is a laser processing apparatus, 4 is an irradiation mechanism part, 5 is a control part, 6 is a mounting base, 7 is an X-axis moving part, 8 is a Y-axis moving part, 9 is an axial movement , 10 is a laser light source, 11 is a condenser lens, 12 is an aberration correction lens group, 13 is a laser beam, 14 is an optical axis, 15 is an input unit, 16 is a display unit, 17 is a calculation unit, and 18 is a portion to be formed , 19a is a first crack, 19b is a second crack, 20 is a modified region, 21 is an etching solution tank, 22 is an etching solution, 23 is a cavity, 24 is a polishing apparatus, and 25 is a polishing pad.
Claims (4)
前記被加工物の内部における前記溝の形成予定部分に沿ってレーザ光を照射し、当該レーザ光を集光して前記被加工物の内部に改質領域を形成し、当該改質領域の形成により、前記改質領域の部分に発生する内部応力によって前記被加工物のうちの前記溝の形成予定部分に前記レーザ光の光軸方向に伸びるクラックを形成する第１の工程と、
前記被加工物のうちの前記改質領域を形成した部分および前記クラックの内面をエッチングし、当該エッチングによって前記改質領域を形成した部分に空洞を形成して、前記クラックを形成した部分に溝を形成する第２の工程と、
前記被加工物を研磨し、当該研磨によって前記被加工物から前記空洞を形成した部分を除去して、前記溝を露呈させる第３工程と、
を有することを特徴とする溝形成方法。 A groove forming method for forming a groove in a transparent workpiece,
Irradiating a laser beam along a portion where the groove is to be formed inside the workpiece, condensing the laser beam to form a modified region inside the workpiece, and forming the modified region A first step of forming a crack extending in the optical axis direction of the laser beam in a portion where the groove is to be formed in the workpiece due to internal stress generated in the portion of the modified region;
A portion of the workpiece in which the modified region is formed and an inner surface of the crack are etched, a cavity is formed in the portion in which the modified region is formed by the etching, and a groove is formed in the portion in which the crack is formed. A second step of forming
A third step of polishing the workpiece, removing a portion where the cavity is formed from the workpiece by the polishing, and exposing the groove;
A groove forming method characterized by comprising:
前記被加工物の内部における前記溝の形成予定部分に沿ってレーザ光を照射し、当該レーザ光を集光して前記被加工物の内部に改質領域を形成し、当該改質領域の形成により、前記改質領域の部分に発生する内部応力によって前記被加工物のうちの前記溝の形成予定部分に前記レーザ光の光軸方向に伸びるクラックを形成する第１の工程と、
前記被加工物を研磨し、当該研磨によって前記被加工物から前記改質領域を形成した部分を除去して、前記クラックを露呈させる第２工程と、
前記クラックの内面をエッチングし、当該エッチングによって前記クラックを形成した部分に溝を形成する第３の工程と、
を有することを特徴とする溝形成方法。 A groove forming method for forming a groove in a transparent workpiece,
Irradiating a laser beam along a portion where the groove is to be formed inside the workpiece, condensing the laser beam to form a modified region inside the workpiece, and forming the modified region A first step of forming a crack extending in the optical axis direction of the laser beam in a portion where the groove is to be formed in the workpiece due to internal stress generated in the portion of the modified region;
A second step of polishing the workpiece, removing a portion where the modified region is formed from the workpiece by the polishing, and exposing the crack;
A third step of etching the inner surface of the crack and forming a groove in the portion where the crack is formed by the etching;
A groove forming method characterized by comprising:
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