JP2016049542A - Laser processing method, manufacturing method of glass processing part and laser processor - Google Patents

Laser processing method, manufacturing method of glass processing part and laser processor Download PDF

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秀知 高橋
Hidetomo Takahashi
秀知 高橋
正寿 米村
Masatoshi Yonemura
正寿 米村
長谷川 和男
Kazuo Hasegawa
和男 長谷川
加藤 覚
Satoru Kato
覚 加藤
正 市川
Tadashi Ichikawa
正 市川
真太郎 水野
Shintaro Mizuno
真太郎 水野
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Toyota Central R&D Labs Inc
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  • Laser Beam Processing (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser processing method which can form a fine and favorable hole, a manufacturing method of a glass processing part, and a laser processor.SOLUTION: A laser processing method has: a process for forming a modified part 50 by radiating an ultrashort pulse laser beam thereto while moving a focus point 56 of the ultrashort pulse laser beam A which progresses to a direction toward the other main surface from one main surface of a glass base board 46 to one main surface side from the other main surface side of the glass base board; and a process for opening a hole by etching the modified part. When setting the energy of the ultrashort pulse laser beam per one-pulse unit area as E, a moving speed of the focus point as v, and a repeating frequency as f, the following relationships are established. 0.05×10[J/m]≤E≤0.5×10[J/m]. 0.22×10[m.s]≤(v/f)≤10×10[m.s]. 0.018×10[J/(m.s)]≤(E.f/v)≤0.81×10[J/(m.s)].SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、レーザ加工方法、ガラス加工部品の製造方法及びレーザ加工装置に関する。   The present invention relates to a laser processing method, a glass processing component manufacturing method, and a laser processing apparatus.

物体に孔を開ける技術として、ドリル等を用いた機械的な孔開け加工が知られている。   As a technique for making a hole in an object, mechanical drilling using a drill or the like is known.

しかし、機械的な孔開け加工では、数μmから数十μmの径の微細な孔を硬脆性材料に開けることは容易ではない。   However, in mechanical drilling, it is not easy to open a fine hole having a diameter of several μm to several tens of μm in a hard and brittle material.

一方、レーザ光を用いてアブレーションを行うことにより、物体に孔を開ける技術も提案されている。   On the other hand, a technique for making a hole in an object by performing ablation using a laser beam has been proposed.

しかし、レーザ光を用いたアブレーションにより孔を形成しようとした場合には、クラックが生じやすく、物体が割れてしまう場合がある。   However, when trying to form a hole by ablation using laser light, cracks are likely to occur, and the object may be broken.

近時では、レーザ光をガラス等に照射することにより変質部を形成し、変質部をエッチングすることにより孔を形成する技術が提案されている(特許文献1,2)。この技術を用いれば、クラックを生じさせることなく、孔を形成することが可能となる。   Recently, a technique has been proposed in which a modified portion is formed by irradiating glass or the like with laser light and a hole is formed by etching the modified portion (Patent Documents 1 and 2). If this technique is used, holes can be formed without causing cracks.

特開2004−351494号公報JP 2004-351494 A 特開2011−178642号公報JP 2011-178642 A

しかしながら、単にレーザ光を照射することにより改質部を形成し、かかる改質部をエッチングした場合には、必ずしも良好な孔を形成し得ない。   However, when a modified portion is formed simply by irradiating a laser beam, and this modified portion is etched, a good hole cannot always be formed.

本発明の目的は、微細な孔を良好に形成し得るレーザ加工方法、ガラス加工部品の製造方法及びレーザ加工装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a laser processing method, a glass processing component manufacturing method, and a laser processing apparatus that can satisfactorily form fine holes.

実施形態の一観点によれば、ガラス基板の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行する超短パルスレーザ光の集光点を、前記ガラス基板の前記他方の主面側から前記一方の主面側に移動させながら、前記ガラス基板に前記超短パルスレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に改質部を形成する工程と、前記改質部をエッチングすることにより、前記ガラス基板に孔を開ける工程とを有し、前記超短パルスレーザ光の1パルスの単位面積当たりのエネルギーをE、前記超短パルスレーザ光の前記集光点の移動速度をv、前記超短パルスレーザ光の繰り返し周波数をfとすると、0.05×10[J/m]≦E≦0.5×10[J/m]であり、0.22×10−12[m・s]≦(v/f)≦10×10−12[m・s]であり、0.018×1018[J/(m・s)]≦(E・f/v)≦0.81×1018[J/(m・s)]である、レーザ加工方法が提供される。 According to one aspect of the embodiment, the condensing point of the ultrashort pulse laser light traveling in the direction from one main surface of the glass substrate to the other main surface is determined from the other main surface side of the glass substrate. By irradiating the glass substrate with the ultrashort pulse laser light while moving to one main surface side, forming a modified portion on the glass substrate, and etching the modified portion, Forming a hole in a glass substrate, wherein E is energy per unit area of one pulse of the ultrashort pulse laser beam, v is a moving speed of the condensing point of the ultrashort pulse laser beam, and When the repetition frequency of the pulse laser beam is f, 0.05 × 10 6 [J / m 2 ] ≦ E ≦ 0.5 × 10 6 [J / m 2 ] and 0.22 × 10 −12 [m S] ≦ (v / f 2 ) ≦ 10 × 10 −12 [M · s], 0.018 × 10 18 [J / (m 3 · s)] ≦ (E · f 2 /v)≦0.81×10 18 [J / (m 3 · s)] A laser processing method is provided.

実施形態の他の観点によれば、複数の板状体を積み重ねる工程と、前記複数の板状体が積み重ねられた積重体の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行するパルスレーザ光の集光点を、前記積重体の前記他方の主面側から前記一方の主面側に徐々に移動させながら、前記積重体に前記パルスレーザ光を照射することにより、前記板状体に改質部を形成する工程と、前記改質部をエッチングすることにより、前記板状体に孔を形成する工程とを有するレーザ加工方法が提供される。   According to another aspect of the embodiment, a step of stacking a plurality of plate-shaped bodies, and a pulse laser that travels in a direction from one main surface of the stacked body in which the plurality of plate-shaped bodies are stacked to the other main surface By irradiating the stacked body with the pulsed laser light while gradually moving a light condensing point from the other main surface side of the stack to the one main surface, There is provided a laser processing method including a step of forming a modified portion and a step of forming a hole in the plate-like body by etching the modified portion.

実施形態の更に他の観点によれば、ガラス基板の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行する超短パルスレーザ光の集光点を、前記ガラス基板の前記他方の主面側から前記一方の主面側に徐々に移動させながら、前記ガラス基板に前記超短パルスレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に改質部を形成する工程と、前記改質部をエッチングすることにより、前記ガラス基板に孔を開ける工程とを有し、前記超短パルスレーザ光の1パルスの単位面積当たりのエネルギーをE、前記超短パルスレーザ光の前記集光点の移動速度をv、前記超短パルスレーザ光の繰り返し周波数をfとすると、0.05×10[J/m]≦E≦0.5×10[J/m]であり、0.22×10−12[m・s]≦(v/f)≦10×10−12[m・s]であり、0.018×1018[J/(m・s)]≦(E・f/v)≦0.81×1018[J/(m・s)]である、ガラス加工部品の製造方法が提供される。 According to still another aspect of the embodiment, the condensing point of the ultrashort pulse laser light traveling in the direction from one main surface of the glass substrate toward the other main surface is set to the other main surface side of the glass substrate. Irradiating the glass substrate with the ultra-short pulse laser light while gradually moving from the main surface to the one main surface, and etching the modified portion. A step of opening a hole in the glass substrate, wherein E is the energy per unit area of one pulse of the ultrashort pulse laser beam, and v is the moving speed of the condensing point of the ultrashort pulse laser beam. If the repetition frequency of the ultrashort pulse laser beam is f, 0.05 × 10 6 [J / m 2 ] ≦ E ≦ 0.5 × 10 6 [J / m 2 ] and 0.22 × 10 -12 [m · s] ≦ ( v / f 2) ≦ 10 10 -12 a [m · s], 0.018 × 10 18 [J / (m 3 · s)] ≦ (E · f 2 /v)≦0.81×10 18 [J / (m 3 · s)] is provided.

実施形態の更に他の観点によれば、複数のガラス基板を積み重ねる工程と、前記複数のガラス基板が積み重ねられた積重体の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行するパルスレーザ光の集光点を、前記積重体の前記他方の主面側から前記一方の主面側に徐々に移動させながら、前記積重体に前記パルスレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に改質部を形成する工程と、前記改質部をエッチングすることにより、前記ガラス基板に孔を形成する工程とを有するガラス加工部品の製造方法が提供される。   According to still another aspect of the embodiment, a step of stacking a plurality of glass substrates, and a pulsed laser beam that travels in a direction from one main surface of the stack of the plurality of glass substrates to the other main surface The glass substrate is modified by irradiating the stack with the pulsed laser light while gradually moving the condensing point of the stack from the other main surface of the stack to the one main surface. There is provided a method for manufacturing a glass processed part, which includes a step of forming a portion and a step of forming a hole in the glass substrate by etching the modified portion.

実施形態の更に他の観点によれば、超短パルスレーザ光を発する光源と、ガラス基板の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行する前記超短パルスレーザ光の集光点を、前記ガラス基板の前記他方の主面側から前記一方の主面側に移動させながら、前記ガラス基板に前記超短パルスレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に改質部を形成する制御部とを有し、前記超短パルスレーザ光の1パルスの単位面積当たりのエネルギーをE、前記超短パルスレーザ光の前記集光点の移動速度をv、前記超短パルスレーザ光の繰り返し周波数をfとすると、0.05×10[J/m]≦E≦0.5×10[J/m]であり、0.22×10−12[m・s]≦(v/f)≦10×10−12[m・s]であり、0.018×1018[J/(m・s)]≦(E・f/v)≦0.81×1018[J/(m・s)]である、レーザ加工装置が提供される。 According to still another aspect of the embodiment, a light source that emits ultrashort pulse laser light and a condensing point of the ultrashort pulse laser light traveling in a direction from one main surface of the glass substrate to the other main surface are provided. Control of forming a modified portion on the glass substrate by irradiating the glass substrate with the ultrashort pulse laser light while moving from the other main surface side of the glass substrate to the one main surface side. The energy per unit area of one pulse of the ultrashort pulse laser light, v the moving speed of the condensing point of the ultrashort pulse laser light, and the repetition frequency of the ultrashort pulse laser light If f is 0.05 × 10 6 [J / m 2 ] ≦ E ≦ 0.5 × 10 6 [J / m 2 ], 0.22 × 10 −12 [m · s] ≦ (v / F 2 ) ≦ 10 × 10 −12 [m · s], 0.01 There is provided a laser processing apparatus that satisfies 8 × 10 18 [J / (m 3 · s)] ≦ (E · f 2 /v)≦0.81×10 18 [J / (m 3 · s)]. .

実施形態の更に他の観点によれば、パルスレーザ光を発する光源と、複数の板状体が積み重ねられた積重体の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行する前記パルスレーザ光の集光点を、前記積重体の前記他方の主面側から前記一方の主面側に徐々に移動させながら、前記積重体に前記パルスレーザ光を照射することにより、前記板状体に改質部を形成する制御部とを有するレーザ加工装置が提供される。   According to still another aspect of the embodiment, a light source that emits pulsed laser light and the pulsed laser light that travels in a direction from one main surface to the other main surface of a stacked body in which a plurality of plate-like bodies are stacked. The focusing point is irradiated with the pulse laser beam while gradually moving the condensing point from the other main surface side to the one main surface side of the stack. There is provided a laser processing apparatus having a control part for forming a mass part.

本発明によれば、集光点をガラス基板の下面側から上面側に移動させながら超短パルスレーザ光を照射することにより、ガラス基板に改質部を形成する。この際、所定の式を満たすように、超短パルスレーザ光の1パルスの単位面積当たりのエネルギーE、超短パルスレーザ光の集光点の移動速度v、及び、超短パルスレーザ光の繰り返し周波数fを設定する。このため、本発明によれば、適度な改質部をガラス基板に形成することができる。そして、改質部をエッチングすれば、微細な孔を良好に形成することができる。   According to the present invention, the modified portion is formed on the glass substrate by irradiating the ultrashort pulse laser light while moving the condensing point from the lower surface side to the upper surface side of the glass substrate. At this time, the energy E per unit area of one pulse of the ultrashort pulse laser beam, the moving speed v of the condensing point of the ultrashort pulse laser beam, and the repetition of the ultrashort pulse laser beam so as to satisfy the predetermined formula Set the frequency f. For this reason, according to this invention, a moderate modification part can be formed in a glass substrate. If the modified portion is etched, fine holes can be formed satisfactorily.

また、本発明によれば、複数の板状体を重ね合わせた状態でレーザ光を照射することにより改質部を形成する。上下が他の板状体で挟まれた板状体においては、表層部が空中に露出していない状態でレーザ光が照射される。このため、上下が他の板状体で挟まれた板状体においては、加工閾値が極度に低下してしまうのを防止することができる。このため、本発明によれば、上下が他の板状体により挟まれた板状体において、良好な改質部を形成することができ、ひいては、上下が他の板状体により挟まれた板状体において、良好な孔を形成することができる。   Moreover, according to this invention, a modification part is formed by irradiating a laser beam in the state which accumulated the some plate-shaped object. In a plate-like body whose upper and lower sides are sandwiched between other plate-like bodies, laser light is irradiated in a state where the surface layer portion is not exposed in the air. For this reason, it is possible to prevent the processing threshold from being extremely lowered in a plate-like body whose upper and lower sides are sandwiched between other plate-like bodies. For this reason, according to the present invention, in the plate-like body whose upper and lower sides are sandwiched by other plate-like bodies, it is possible to form a good modified portion, and consequently, the upper and lower sides are sandwiched by other plate-like bodies. Good holes can be formed in the plate-like body.

本発明の第1実施形態によるレーザ加工装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the laser processing apparatus by 1st Embodiment of this invention. レーザ光源から発せられるレーザ光の波形を概念的に示すタイムチャートである。It is a time chart which shows notionally the waveform of the laser beam emitted from a laser light source. 本発明の第1実施形態によるレーザ加工方法及びガラス加工部品の製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the laser processing method and manufacturing method of glass processing components by 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態によるレーザ加工方法及びガラス加工部品の製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the laser processing method and manufacturing method of glass processing components by 1st Embodiment of this invention. 図5(a)は、レーザ光の集光点の送り速度とレーザ光の繰り返し周波数と形成された孔の良否の判定結果との関係を示す表であり、図5(b)は、集光点の送り方向におけるレーザ光の空間的な照射間隔Dとレーザ光の時間的な照射間隔Tとの積Yを示す表である。FIG. 5A is a table showing the relationship between the feed speed of the laser beam condensing point, the repetition frequency of the laser light, and the determination result of the quality of the formed hole, and FIG. It is a table | surface which shows the product Y of the spatial irradiation interval D of the laser beam in the feed direction of a point, and the temporal irradiation interval T of the laser beam. ガラス基板に形成された孔のSEM像を示す図である。It is a figure which shows the SEM image of the hole formed in the glass substrate. ガラス基板に形成された孔のSEM像を示す図である。It is a figure which shows the SEM image of the hole formed in the glass substrate. エッチング液中における第1の薬液及び第2の薬液の混合量と形成された孔のテーパ角との関係を示す表である。It is a table | surface which shows the relationship between the mixing amount of the 1st chemical | medical solution in a etching liquid, and the 2nd chemical | medical solution, and the taper angle of the formed hole. ガラス基板に形成された孔の光学顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the optical microscope photograph of the hole formed in the glass substrate. ガラス基板に形成された孔の光学顕微鏡写真を示す図である。It is a figure which shows the optical microscope photograph of the hole formed in the glass substrate. 本発明の第2実施形態によるレーザ加工装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the laser processing apparatus by 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2実施形態によるレーザ加工方法及びガラス加工部品の製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the laser processing method by 2nd Embodiment of this invention, and the manufacturing method of glass processing components. 本発明の第2実施形態によるレーザ加工方法及びガラス加工部品の製造方法を示す工程断面図である。It is process sectional drawing which shows the laser processing method by 2nd Embodiment of this invention, and the manufacturing method of glass processing components. ガラス基板に形成した孔をガラス基板の上面側から観察したSEM像を示す図である。It is a figure which shows the SEM image which observed the hole formed in the glass substrate from the upper surface side of the glass substrate.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下で説明する図面において、同じ機能を有するものは同一の符号を付し、その説明を省略又は簡潔にすることもある。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to the following embodiment, In the range which does not deviate from the summary, it can change suitably. In the drawings described below, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted or simplified.

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態によるレーザ加工方法、ガラス加工部品の製造方法及びレーザ加工装置について図面を用いて説明する。
[First Embodiment]
A laser processing method, a glass processing component manufacturing method, and a laser processing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(レーザ加工装置)
まず、本実施形態によるレーザ加工方法及びカラス加工部品の製造方法に用いられるレーザ加工装置について説明する。図1は、本実施形態によるレーザ加工装置を示すブロック図である。図1において、各構成要素間の接続は実線で示されており、レーザ光の光路は破線で示されている。
(Laser processing equipment)
First, the laser processing apparatus used in the laser processing method and the crow processing part manufacturing method according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a block diagram showing the laser processing apparatus according to the present embodiment. In FIG. 1, the connection between each component is shown with the continuous line, and the optical path of a laser beam is shown with the broken line.

本実施形態によるレーザ加工装置2は、加工対象物16にレーザ光を照射することにより、加工対象物16に改質部(変質部)50(図3参照)を形成するものである。改質部50はエッチングされやすくなるため、改質部50をエッチングすることにより、孔(貫通孔)52(図4(b)参照)を形成することが可能である。そして、孔52内に導電体を埋め込めば、孔52内に貫通電極(ビア)54を形成することが可能である。   The laser processing apparatus 2 according to the present embodiment forms a modified portion (deformed portion) 50 (see FIG. 3) in the workpiece 16 by irradiating the workpiece 16 with laser light. Since the modified portion 50 is easily etched, holes (through holes) 52 (see FIG. 4B) can be formed by etching the modified portion 50. Then, if a conductor is embedded in the hole 52, a through electrode (via) 54 can be formed in the hole 52.

本実施形態によるレーザ加工装置2は、レーザ光Aを発するレーザ光源10と、本実施形態によるレーザ加工装置全体の制御を司る制御部14とを有している。また、本実施形態によるレーザ加工装置2は、加工対象物16が載置されるステージ18を更に有している。   The laser processing apparatus 2 according to the present embodiment includes a laser light source 10 that emits laser light A and a control unit 14 that controls the entire laser processing apparatus according to the present embodiment. The laser processing apparatus 2 according to the present embodiment further includes a stage 18 on which the processing object 16 is placed.

本実施形態によるレーザ加工装置2は、例えば、ガラス加工部品を製造する製造装置に備えられている。ここでは、加工対象物16がガラス基板46である場合を例に説明するが、加工対象物16はガラス基板46に限定されるものではない。本実施形態によるレーザ加工装置2は、様々な加工対象物16に改質部50を形成することができ、様々な物品を製造することが可能である。   The laser processing apparatus 2 according to the present embodiment is provided in a manufacturing apparatus that manufactures glass processing parts, for example. Here, the case where the processing target 16 is the glass substrate 46 will be described as an example, but the processing target 16 is not limited to the glass substrate 46. The laser processing apparatus 2 according to the present embodiment can form the modified portion 50 on various workpieces 16 and can manufacture various articles.

制御部14は、種々の演算、制御、判別等の処理を実行するCPU(図示せず)を有している。また、制御部14は、CPUによって実行される様々な制御プログラム等を格納するROM(図示せず)等を有している。また、制御部14は、CPUが処理中のデータや入力データ等を一時的に格納するRAM(図示せず)等を有している。   The control unit 14 has a CPU (not shown) that executes processing such as various calculations, control, and determination. The control unit 14 includes a ROM (not shown) that stores various control programs executed by the CPU. The control unit 14 includes a RAM (not shown) that temporarily stores data being processed by the CPU, input data, and the like.

制御部14には、所定の指令やデータなどをユーザが入力するための入力操作部38が接続されている。かかる入力操作部38としては、例えばキーボードや各種スイッチ等が用いられる。   The control unit 14 is connected to an input operation unit 38 for a user to input predetermined commands and data. For example, a keyboard and various switches are used as the input operation unit 38.

制御部14には、種々の表示を行うための表示部40が接続されている。表示部40には、例えば、本実施形態によるレーザ加工装置2の動作状態、ステージ18の状態、CCDカメラ42により取得された画像等が表示される。表示部40としては、例えば液晶ディスプレイ等が用いられる。   A display unit 40 for performing various displays is connected to the control unit 14. On the display unit 40, for example, the operating state of the laser processing apparatus 2 according to the present embodiment, the state of the stage 18, the image acquired by the CCD camera 42, and the like are displayed. For example, a liquid crystal display or the like is used as the display unit 40.

レーザ光源10は、レーザ光(レーザビーム)Aを発するものである。より具体的には、レーザ光源10は、パルスレーザ光Aを発するものである。ここでは、パルスレーザ光Aとして、例えば超短パルスレーザを用いる。超短パルスレーザ光Aとしては、例えばフェムト秒レーザ光が用いられている。フェムト秒レーザ光とは、一般的には、パルス幅がフェムト秒(fs:10−15秒)オーダーのレーザ光、即ち、パルス幅が1fs以上、1ps未満のレーザ光のことである。レーザ光源10からは、例えば、パルス幅がフェムト秒のオーダーのパルスレーザビームAが出射される。本実施形態では、レーザ光源10として、例えば、中心波長1045nm程度、パルス幅800fs程度のレーザ発振器が用いられている。本実施形態においてパルスレーザ光Aとして超短パルスレーザ光を用いるのは、超短パルスレーザ光は、熱溶融を起こすことなく精密微細加工を実現し得るためである。 The laser light source 10 emits laser light (laser beam) A. More specifically, the laser light source 10 emits pulsed laser light A. Here, as the pulse laser beam A, for example, an ultrashort pulse laser is used. For example, femtosecond laser light is used as the ultrashort pulse laser light A. The femtosecond laser beam is generally a laser beam having a pulse width of the order of femtosecond (fs: 10-15 seconds), that is, a laser beam having a pulse width of 1 fs or more and less than 1 ps. From the laser light source 10, for example, a pulse laser beam A having a pulse width on the order of femtoseconds is emitted. In the present embodiment, for example, a laser oscillator having a center wavelength of about 1045 nm and a pulse width of about 800 fs is used as the laser light source 10. The reason why the ultrashort pulse laser beam is used as the pulse laser beam A in the present embodiment is that the ultrashort pulse laser beam can realize precise fine processing without causing thermal melting.

なお、ここでは、レーザ光Aのパルス幅を800fs程度とする場合を例に説明したが、レーザ光Aのパルス幅は800fs程度に限定されるものではない。また、レーザ光Aのパルス幅は、フェムト秒のオーダーに限定されるものではなく、ピコ秒のオーダーであってもよい。本願の明細書及び特許請求の範囲において、超短パルスレーザ光とは、パルス幅がフェムト秒であるパルスレーザ光に限定されるものではなく、パルス幅が数十ピコ秒以下であるピコ秒レーザ光をも含むものとする。また、本願の明細書及び特許請求の範囲において、フェムト秒レーザ光とは、パルス幅がフェムト秒であるレーザ光に限定されるものではなく、パルス幅が数十ピコ秒以下であるピコ秒レーザ光をも含むものとする。   Although the case where the pulse width of the laser beam A is set to about 800 fs is described as an example here, the pulse width of the laser beam A is not limited to about 800 fs. Further, the pulse width of the laser light A is not limited to the femtosecond order, but may be the picosecond order. In the specification and claims of the present application, ultrashort pulse laser light is not limited to pulse laser light having a pulse width of femtoseconds, but a picosecond laser having a pulse width of several tens of picoseconds or less. Including light. In the specification and claims of the present application, femtosecond laser light is not limited to laser light having a pulse width of femtoseconds, but a picosecond laser having a pulse width of several tens of picoseconds or less. Including light.

また、レーザ光源10から発せられるレーザ光Aの中心波長も、1045nm程度に限定されるものではなく、適宜設定し得る。   Further, the center wavelength of the laser light A emitted from the laser light source 10 is not limited to about 1045 nm, and can be set as appropriate.

レーザ光Aを発するレーザ光源10の定格出力は、例えば120mW程度とする。なお、レーザ光Aを発するレーザ光源10の定格出力は、120mW程度に限定されるものではなく、適宜設定し得る。   The rated output of the laser light source 10 that emits the laser light A is about 120 mW, for example. The rated output of the laser light source 10 that emits the laser light A is not limited to about 120 mW, and can be set as appropriate.

レーザ光源10は、制御部14により制御される。制御部14は、予め設定されたパルス幅や繰り返し周波数でレーザ光源10からパルスレーザ光Aを出射させる。レーザ光源10から出射されるレーザ光Aのパルス幅や繰り返し周波数等は、ユーザが入力操作部38を介して適宜設定し得る。図2は、レーザ光源から発せられるレーザ光の波形を概念的に示すタイムチャートである。図2に示すように、所定の繰り返し周期Tでレーザ光Aのパルスが出射される。レーザ光のパルスの繰り返し周波数は、例えば1kHz〜1MHz程度とする。なお、レーザ光Aのパルスの繰り返し周波数は、1kHz〜1MHz程度に限定されるものではなく、適宜設定し得る。ユーザにより入力された各種の設定情報等は、制御部14に設けられた記憶部(図示せず)内に適宜記憶される。   The laser light source 10 is controlled by the control unit 14. The controller 14 emits the pulsed laser light A from the laser light source 10 with a preset pulse width and repetition frequency. The pulse width, repetition frequency, and the like of the laser light A emitted from the laser light source 10 can be appropriately set by the user via the input operation unit 38. FIG. 2 is a time chart conceptually showing the waveform of the laser light emitted from the laser light source. As shown in FIG. 2, a pulse of the laser beam A is emitted at a predetermined repetition period T. The repetition frequency of the laser light pulse is, for example, about 1 kHz to 1 MHz. In addition, the repetition frequency of the pulse of the laser beam A is not limited to about 1 kHz to 1 MHz, and can be set as appropriate. Various setting information input by the user is appropriately stored in a storage unit (not shown) provided in the control unit 14.

レーザ光Aを発するレーザ光源10の後段には、レーザ光Aのビーム径を調整するためのビームエキスパンダ12が設けられている。ビームエキスパンダ12の後段には、レーザ光の偏光方向を制御する1/2波長板20が設けられている。1/2波長板20の後段には、レーザ光の出力を調整する偏光ビームスプリッタ22が設けられている。1/2波長板20は、回転させることによりレーザ光の偏光方向を変更することができる光学素子である。偏光ビームスプリッタ22は、入射光の偏光成分を分岐することができる光学素子である。1/2波長板20を回転することによりレーザ光の偏光方向を変更すると、偏光ビームスプリッタ22において分岐される偏光成分の割合が変化する。1/2波長板20の回転角を適宜調整することにより、偏光ビームスプリッタ22から出射されるレーザ光のパワーを適宜調整することができる。1/2波長板20と偏光ビームスプリッタ22とが相俟って出力減衰器24が構成されている。このように、レーザ光源10から出射されるパルスレーザ光のレーザ強度は、出力減衰器24により調整し得るようになっている。加工対象物16に照射されるパルスレーザ光のレーザ強度(パルスエネルギー)は、ユーザが入力操作部38を介して適宜設定し得る。   A beam expander 12 for adjusting the beam diameter of the laser light A is provided at the subsequent stage of the laser light source 10 that emits the laser light A. A half-wave plate 20 that controls the polarization direction of the laser light is provided at the subsequent stage of the beam expander 12. A polarizing beam splitter 22 that adjusts the output of the laser light is provided at the subsequent stage of the half-wave plate 20. The half-wave plate 20 is an optical element that can change the polarization direction of the laser light by rotating. The polarization beam splitter 22 is an optical element that can branch the polarization component of incident light. When the polarization direction of the laser light is changed by rotating the half-wave plate 20, the ratio of the polarization component branched in the polarization beam splitter 22 changes. By appropriately adjusting the rotation angle of the half-wave plate 20, the power of the laser light emitted from the polarization beam splitter 22 can be adjusted as appropriate. The half-wave plate 20 and the polarization beam splitter 22 are combined to form an output attenuator 24. As described above, the laser intensity of the pulsed laser light emitted from the laser light source 10 can be adjusted by the output attenuator 24. The user can set the laser intensity (pulse energy) of the pulsed laser light applied to the workpiece 16 through the input operation unit 38 as appropriate.

出力減衰器24により調整されたレーザ光Aのパルスエネルギー、即ち、加工対象物16に照射されるレーザ光Aのパルスエネルギーは、適度に設定することが好ましい。より具体的には、加工対象物16に照射されるレーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーを、適度に設定することが好ましい。加工対象物16に照射されるレーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギー(1パルスの単位面積当たりのエネルギー)が過度に高い場合には、微細で良好な孔52を形成し得ないためである。一方、加工対象物16に照射されるレーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーが過度に低い場合には、十分に改質を行うことができず、開口不良等の要因となるためである。   It is preferable that the pulse energy of the laser beam A adjusted by the output attenuator 24, that is, the pulse energy of the laser beam A irradiated to the workpiece 16 is set appropriately. More specifically, it is preferable to set the pulse energy per unit area of the laser beam A irradiated to the workpiece 16 appropriately. This is because when the pulse energy per unit area of the laser beam A irradiated to the workpiece 16 (energy per unit area of one pulse) is excessively high, fine and good holes 52 cannot be formed. . On the other hand, when the pulse energy per unit area of the laser beam A irradiated to the workpiece 16 is excessively low, the modification cannot be performed sufficiently, which causes a defective opening.

なお、ここでは、1/2波長板20と偏光ビームスプリッタ22とにより構成される出力減衰器24を用いてレーザ光の強度を調整する場合を例に説明したが、レーザ光Aの強度を調整する手段はこれに限定されるものではない。任意の調整手段を用いてレーザ光Aの強度を適宜調整し得る。   Here, the case where the intensity of the laser beam is adjusted using the output attenuator 24 constituted by the half-wave plate 20 and the polarization beam splitter 22 has been described as an example, but the intensity of the laser beam A is adjusted. The means to do is not limited to this. The intensity of the laser beam A can be adjusted as appropriate using any adjusting means.

出力減衰器24の後段には、レーザ光Aのビーム径を調整するためのビームエキスパンダ26が設けられている。ビームエキスパンダ26の後段には、ミラー30が配されている。ミラー30に導入されるレーザ光Aは、ミラー30により反射されて、レンズ(対物レンズ)32に導入されるようになっている。レンズ32の倍率は、例えば20倍程度とする。レンズ32の開口数(NA)は、例えば0.4程度とする。レーザ光Aの集光点(焦点、ビームウエスト)55(図3参照)におけるビーム径は、例えばφ2.6μm程度とする。なお、ビーム径は、波長を開口数(NA)で除することにより求められる。また、レーザ光Aの集光点55におけるビーム径は、φ2.6μm程度に限定されるものではなく、適宜設定し得る。   A beam expander 26 for adjusting the beam diameter of the laser light A is provided at the subsequent stage of the output attenuator 24. A mirror 30 is disposed downstream of the beam expander 26. The laser beam A introduced into the mirror 30 is reflected by the mirror 30 and introduced into the lens (objective lens) 32. The magnification of the lens 32 is about 20 times, for example. The numerical aperture (NA) of the lens 32 is about 0.4, for example. The beam diameter at the condensing point (focal point, beam waist) 55 (see FIG. 3) of the laser beam A is, for example, about φ2.6 μm. The beam diameter is obtained by dividing the wavelength by the numerical aperture (NA). Further, the beam diameter of the laser beam A at the condensing point 55 is not limited to about φ2.6 μm and can be set as appropriate.

レンズ32の下方には、ステージ18が位置している。ステージ18上には、加工対象物16が載置される。加工対象物(被加工物、物体、物品)16は、例えば、ガラス基板46とする。ガラス基板46は、例えば多成分ガラス基板(多成分系ガラス基板)とする。より具体的には、ガラス基板46は、無アルカリガラスとする。なお、ガラス基板46は、多成分ガラス基板に限定されるものではない。様々なガラス基板46を加工対象物16とすることができる。また、加工対象物16は、ガラス基板に限定されるものではなく、様々な物体を加工対象物とすることができる。   The stage 18 is located below the lens 32. A workpiece 16 is placed on the stage 18. The workpiece (workpiece, object, article) 16 is, for example, a glass substrate 46. The glass substrate 46 is, for example, a multicomponent glass substrate (multicomponent glass substrate). More specifically, the glass substrate 46 is made of alkali-free glass. The glass substrate 46 is not limited to a multi-component glass substrate. Various glass substrates 46 can be used as the workpiece 16. The processing object 16 is not limited to the glass substrate, and various objects can be used as the processing object.

加工対象物16に照射されるレーザ光Aの進行方向は、加工対象物16の一方の主面(図1における上面)側から他方の主面(図1における下面)側に向かう方向とする。   The traveling direction of the laser beam A irradiated to the workpiece 16 is a direction from the one main surface (upper surface in FIG. 1) side of the workpiece 16 toward the other main surface (lower surface in FIG. 1).

ステージ18には、ステージ18を駆動するためのステージ駆動部36が接続されている。制御部14は、ステージ駆動部36を介してステージ18を駆動する。ステージ18としては、例えばXYZθ軸ステージ等を用いることができる。制御部14は、例えばステージ18の上面の法線方向にステージ18を所望の速度で上下させることができる。ステージ18を所望の速度で上下させることができるため、レーザ光Aの集光点(焦点、ビームウエスト)56(図3参照)を所望の送り速度で上下方向に移動させることができる。レーザ光Aの集光点56の送り速度とは、集光点56をレーザ光Aの光軸に沿って移動させる際におけるレーザ光Aの集光点56の移動速度のことである。レーザ光Aの集光点56の送り方向は、加工対象物16の他方の主面(図1における下面)側から加工対象物16の一方の主面(図1における上面)側に向かう方向とする。レーザ光Aの集光点56の送り方向とは、集光点56をレーザ光Aの光軸に沿って移動させる際におけるレーザ光Aの集光点56の移動方向のことである。   A stage driving unit 36 for driving the stage 18 is connected to the stage 18. The control unit 14 drives the stage 18 via the stage driving unit 36. As the stage 18, for example, an XYZθ axis stage can be used. For example, the control unit 14 can move the stage 18 up and down at a desired speed in the normal direction of the upper surface of the stage 18. Since the stage 18 can be moved up and down at a desired speed, the condensing point (focal point, beam waist) 56 (see FIG. 3) of the laser light A can be moved in the vertical direction at a desired feed speed. The feed speed of the condensing point 56 of the laser light A is the moving speed of the condensing point 56 of the laser light A when the condensing point 56 is moved along the optical axis of the laser light A. The direction in which the condensing point 56 of the laser beam A is sent is the direction from the other main surface (lower surface in FIG. 1) side of the workpiece 16 toward the one main surface (upper surface in FIG. 1) side of the workpiece 16. To do. The feed direction of the condensing point 56 of the laser beam A is the moving direction of the condensing point 56 of the laser beam A when the condensing point 56 is moved along the optical axis of the laser beam A.

なお、ステージ18は、XYZθ軸ステージに限定されるものではなく、例えばXYZ軸ステージ等であってもよい。   The stage 18 is not limited to the XYZθ axis stage, and may be, for example, an XYZ axis stage.

レーザ光Aの集光点56におけるビーム径は、例えば数μm〜数十μmの範囲で適宜設定される。なお、レーザ光Aの集光点56におけるビーム径は、数μm〜数十μmに限定されるものではなく、適宜設定し得る。   The beam diameter of the laser beam A at the condensing point 56 is appropriately set within a range of several μm to several tens of μm, for example. The beam diameter of the laser beam A at the condensing point 56 is not limited to several μm to several tens of μm, and can be set as appropriate.

集光点56におけるレーザ光Aの断面形状は、例えば円形とする。なお、集光点56におけるレーザ光Aの断面形状は、円形に限定されるものではなく、例えば楕円形等であってもよい。   The cross-sectional shape of the laser beam A at the condensing point 56 is, for example, a circle. Note that the cross-sectional shape of the laser beam A at the condensing point 56 is not limited to a circle, and may be, for example, an ellipse.

ステージ18の上方には、CCDカメラ42が設けられている。CCDカメラ42により取得される画像は、制御部14に入力されるようになっている。制御部14は、CCDカメラ42により取得される画像を用いて、加工対象物16の位置決め等を行う。   A CCD camera 42 is provided above the stage 18. An image acquired by the CCD camera 42 is input to the control unit 14. The control unit 14 uses the image acquired by the CCD camera 42 to position the processing target 16.

加工対象物16に対するレーザ光Aの走査を開始する前には、加工対象物16の位置が所定の位置に設定される。制御部14は、ステージ制御部36を介してステージ18を適宜制御し、レーザ光Aの照射が可能な範囲内に加工対象物16を位置させる。   Before the scanning of the laser beam A with respect to the workpiece 16 is started, the position of the workpiece 16 is set to a predetermined position. The control unit 14 appropriately controls the stage 18 via the stage control unit 36 and positions the workpiece 16 within a range where the laser beam A can be irradiated.

加工対象物16に対するレーザ光Aの照射を開始する際には、例えば、ユーザが入力操作部38を介してレーザ光Aの照射の開始の指示を行う。   When starting irradiation of the laser beam A onto the workpiece 16, for example, the user gives an instruction to start irradiation of the laser beam A via the input operation unit 38.

レーザ光Aの照射の開始の指示が入力されると、制御部14は、加工対象物16の所定の箇所にレーザ光Aが照射されるように、ステージ18をXY方向(ステージ18の上面の面内方向)に移動させる。そして、制御部14は、ステージ18をZ方向(ステージ18の上面の法線方向)に移動させることにより、所望の送り速度でレーザ光Aの集光点56を移動させながら、加工対象物16にレーザ光Aを照射する。なお、ステージ18をZ方向に移動させる代わりに、レンズ32をZ方向に移動させることにより、集光点56を移動させても良い。   When an instruction to start irradiation with the laser beam A is input, the control unit 14 moves the stage 18 in the XY direction (on the upper surface of the stage 18 so that the laser beam A is irradiated onto a predetermined portion of the workpiece 16. (In-plane direction). Then, the control unit 14 moves the stage 18 in the Z direction (the normal direction of the upper surface of the stage 18), thereby moving the condensing point 56 of the laser beam A at a desired feed speed, while processing the workpiece 16. Is irradiated with laser light A. Instead of moving the stage 18 in the Z direction, the condensing point 56 may be moved by moving the lens 32 in the Z direction.

各々の照射予定箇所に対してレーザ光Aの照射が順次行われる。全ての照射予定箇所に対してレーザ光Aの照射が完了すると、レーザ光Aを照射する工程が完了する。   Irradiation with the laser beam A is sequentially performed on each irradiation target portion. When the irradiation with the laser beam A is completed for all the planned irradiation locations, the step of irradiating the laser beam A is completed.

(レーザ加工方法及びガラス加工部品の製造方法)
次に、本実施形態によるレーザ加工方法及びガラス加工部品の製造方法について図面を用いて説明する。図3及び図4は、本実施形態によるレーザ加工方法及びガラス加工部品の製造方法を示す工程断面図である。
(Laser processing method and glass processing part manufacturing method)
Next, the laser processing method and the glass processing part manufacturing method according to the present embodiment will be described with reference to the drawings. 3 and 4 are process cross-sectional views illustrating the laser processing method and the glass processing component manufacturing method according to the present embodiment.

本実施形態によるレーザ加工方法及びガラス加工部品の製造方法は、例えば、図1を用いて上述した本実施形態によるレーザ加工装置を用いて実施することができる。   The laser processing method and the glass processing component manufacturing method according to the present embodiment can be implemented using, for example, the laser processing apparatus according to the present embodiment described above with reference to FIG.

まず、加工対象物16を用意する。加工対象物16は、例えばガラス基板46とする。ガラス基板46としては、例えば多成分ガラス基板とする。ガラス基板46の厚さは、例えば100μm程度とする。なお、ガラス基板46は多成分ガラス基板に限定されるものではなく、様々なガラス基板46を適宜用いることができる。また、加工対象物16は、ガラス基板46に限定されるものではなく、様々な物体を加工対象物16とすることができる。   First, the workpiece 16 is prepared. The workpiece 16 is a glass substrate 46, for example. As the glass substrate 46, for example, a multi-component glass substrate is used. The thickness of the glass substrate 46 is about 100 μm, for example. The glass substrate 46 is not limited to a multi-component glass substrate, and various glass substrates 46 can be used as appropriate. Further, the processing object 16 is not limited to the glass substrate 46, and various objects can be used as the processing object 16.

次に、照射予定箇所に対するレーザ光Aの照射を開始する。図3(a)は、照射予定箇所に対してレーザ光Aの照射を開始した段階を示している。レーザ光Aの進行方向は、加工対象物16の一方の主面(図3(a)における上面)側から他方の主面(図3(a)における下面)側に向かう方向とする。レーザ光Aの照射を開始する段階におけるレーザ光Aの集光点56の位置は、加工対象物16の下面の近傍とする。レーザ光Aとしては、例えば超短パルスレーザ光を用いる。レーザ光Aとして超短パルスレーザ光を用いるのは、超短パルスレーザ光を用いると、微細で良好な改質部50を形成することができ、ひいては、微細で良好な孔52を形成することが可能なためである。ここでは、例えばパルス幅が800fs程度のフェムト秒レーザ光を、レーザ光Aとして用いる。なお、超短パルスレーザ光Aのパルス幅は800fsに限定されるものではなく、適宜設定することができる。レーザ光Aの波長は、例えば1045nm程度とする。なお、レーザ光の波長は1045nmに限定されるものではなく、適宜設定することができる。   Next, the irradiation of the laser beam A to the irradiation scheduled part is started. FIG. 3A shows a stage where the irradiation of the laser beam A is started on the planned irradiation position. The traveling direction of the laser beam A is a direction from one main surface (upper surface in FIG. 3A) side of the workpiece 16 toward the other main surface (lower surface in FIG. 3A). The position of the condensing point 56 of the laser beam A at the stage of starting the irradiation with the laser beam A is set near the lower surface of the workpiece 16. As the laser beam A, for example, an ultrashort pulse laser beam is used. The ultra-short pulse laser beam is used as the laser beam A. When the ultra-short pulse laser beam is used, the fine and good modified portion 50 can be formed, and consequently the fine and good hole 52 is formed. This is because it is possible. Here, for example, femtosecond laser light having a pulse width of about 800 fs is used as the laser light A. Note that the pulse width of the ultrashort laser beam A is not limited to 800 fs, and can be set as appropriate. The wavelength of the laser beam A is about 1045 nm, for example. Note that the wavelength of the laser light is not limited to 1045 nm, and can be set as appropriate.

集光点56におけるレーザ光Aの断面の径は、例えばφ2.6μm程度とする。なお、集光点56におけるレーザ光Aの断面の径は、φ2.6μm程度に限定されるものではなく、形成する孔52の径に応じて適宜設定すればよい。   The diameter of the cross section of the laser beam A at the condensing point 56 is, for example, about φ2.6 μm. The diameter of the cross section of the laser beam A at the condensing point 56 is not limited to about φ2.6 μm, and may be set as appropriate according to the diameter of the hole 52 to be formed.

加工対象物16に照射されるレーザ光Aの1パルスの単位面積当たりのエネルギー(単位面積当たりのパルスエネルギー)をEとすると、Eは以下のような式(1)を満たすことが好ましい。   When the energy per unit area (pulse energy per unit area) of one pulse of the laser beam A irradiated to the workpiece 16 is E, it is preferable that E satisfies the following formula (1).

0.05×10[J/m]≦E≦0.5×10[J/m] ・・・(1) 0.05 × 10 6 [J / m 2 ] ≦ E ≦ 0.5 × 10 6 [J / m 2 ] (1)

加工対象物16に照射されるレーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーEを、式(1)に示す範囲内に設定するのは、以下のような理由によるものである。即ち、加工対象物16に照射されるレーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーEが比較的小さい場合には、十分な改質を行うことができず、開口不良等の要因となる。一方、加工対象物16に照射されるレーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーEが比較的大きい場合には、過度の改質が生じ、良好な孔52を形成し得ない。良好な孔52を形成するためには、加工対象物16に照射されるレーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーEを適度に設定することが好ましく、式(1)の範囲内とすることが極めて重要である。このような理由により、本実施形態では、加工対象物16に照射されるレーザ光の単位面積当たりのパルスエネルギーEを、式(1)を満たすように設定している。   The reason why the pulse energy E per unit area of the laser light A irradiated to the workpiece 16 is set within the range shown in the equation (1) is as follows. That is, when the pulse energy E per unit area of the laser beam A irradiated to the workpiece 16 is relatively small, sufficient modification cannot be performed, which causes a defective opening. On the other hand, when the pulse energy E per unit area of the laser beam A irradiated to the workpiece 16 is relatively large, excessive modification occurs, and the good hole 52 cannot be formed. In order to form a good hole 52, it is preferable to appropriately set the pulse energy E per unit area of the laser light A irradiated to the workpiece 16, and set it within the range of the formula (1). Very important. For this reason, in this embodiment, the pulse energy E per unit area of the laser light irradiated onto the workpiece 16 is set so as to satisfy the formula (1).

レーザ光Aの集光点56の送り方向は、加工対象物16の他方の主面(図3(a)における下面)側から一方の主面(図3(a)における上面)側に向かう方向とする。レーザ光Aの集光点56の送り方向を、加工対象物16の下面側から上面側に向かう方向とするのは、以下のような理由によるものである。即ち、加工対象物16にレーザ光Aを照射すると、集光点56の近傍において改質が生じる。改質された箇所より下方には、レーザ光Aが到達しにくい。従って、レーザ光Aの集光点56の送り方向を、加工対象物16の上面側から下面側に向かう方向とした場合には、上面側に形成された改質部によってレーザ光が妨げられ、下面側にレーザ光を到達させることが困難となる。このような理由により、レーザ光Aの集光点56の送り方向は、加工対象物16の下面側から上面側に向かう方向としている。   The converging point 56 of the laser beam A is sent in the direction from the other main surface (the lower surface in FIG. 3A) side of the workpiece 16 toward the one main surface (the upper surface in FIG. 3A). And The reason why the converging point 56 of the laser beam A is sent from the lower surface side to the upper surface side of the workpiece 16 is as follows. That is, when the workpiece 16 is irradiated with the laser beam A, the modification occurs in the vicinity of the condensing point 56. The laser beam A is difficult to reach below the modified portion. Therefore, when the feeding direction of the condensing point 56 of the laser beam A is a direction from the upper surface side to the lower surface side of the workpiece 16, the laser beam is hindered by the modified portion formed on the upper surface side, It becomes difficult to make the laser beam reach the lower surface side. For this reason, the feeding direction of the condensing point 56 of the laser light A is the direction from the lower surface side to the upper surface side of the workpiece 16.

レーザ光Aの集光点56の送り速度は、1mm/s〜20mm/sの範囲内とすることが好ましい。レーザ光Aの集光点56の送り速度を1mm/s〜20mm/sの範囲内とすることが好ましいのは、以下のような理由によるものである。即ち、レーザ光Aの集光点56の送り速度が比較的遅い場合には、過度の改質が生じ、良好な孔52を形成し得ない場合がある。また、レーザ光Aの集光点56の送り速度が比較的遅い場合には、スループットの低下をも招く。一方、レーザ光Aの集光点56の送り速度が比較的速い場合には、十分な改質を行うことができず、開口不良等の要因となる。従って、高いスループットで良好な孔52を形成するためには、レーザ光Aの集光点56の送り速度を1mm/s〜20mm/sの範囲内とすることが好ましい。   The feeding speed of the condensing point 56 of the laser beam A is preferably in the range of 1 mm / s to 20 mm / s. The reason why the feeding speed of the condensing point 56 of the laser beam A is preferably in the range of 1 mm / s to 20 mm / s is as follows. That is, when the feeding speed of the condensing point 56 of the laser beam A is relatively slow, excessive modification may occur and the good hole 52 may not be formed. Further, when the feeding speed of the laser beam A at the condensing point 56 is relatively slow, the throughput is also lowered. On the other hand, when the feeding speed of the condensing point 56 of the laser beam A is relatively high, sufficient modification cannot be performed, which causes a defective opening or the like. Therefore, in order to form a good hole 52 with high throughput, it is preferable to set the feed speed of the condensing point 56 of the laser light A within the range of 1 mm / s to 20 mm / s.

なお、レーザ光Aの集光点56の送り速度は、1mm/s〜20mm/sに限定されるものではなく、適宜設定することができる。   The feeding speed of the condensing point 56 of the laser beam A is not limited to 1 mm / s to 20 mm / s, and can be set as appropriate.

レーザ光Aの集光点56の送り方向におけるレーザ光Aの空間的な照射間隔Dは、適度に設定することが好ましい。レーザ光Aの集光点56の送り方向におけるレーザ光Aの空間的な照射間隔Dを適度に設定することが好ましいのは、以下のような理由によるものである。即ち、集光点56の送り方向におけるレーザ光Aの空間的な照射間隔Dが比較的小さい場合には、レーザ光Aが集光される箇所が互いに重なり合い、過度の改質が生じ、良好な孔52を形成し得ない場合がある。また、集光点56の送り方向におけるレーザ光Aの空間的な照射間隔Dが比較的大きい場合には、十分な改質を行うことができず、開口不良等の要因となる。集光点56の送り方向におけるレーザ光Aの空間的な照射間隔は、レーザ光Aの集光点56の送り速度vとレーザ光Aの繰り返し周波数fとにより規定される。従って、集光点56の送り方向におけるレーザ光Aの空間的な照射間隔Dが適度な大きさとなるように、レーザ光Aの集光点56の送り速度vとレーザ光Aの繰り返し周波数fとを適宜設定することが好ましい。   It is preferable that the spatial irradiation interval D of the laser beam A in the direction in which the condensing point 56 of the laser beam A is sent is set appropriately. The reason why the spatial irradiation interval D of the laser beam A in the feeding direction of the condensing point 56 of the laser beam A is preferably set appropriately is as follows. That is, when the spatial irradiation interval D of the laser light A in the feeding direction of the condensing point 56 is relatively small, the portions where the laser light A is condensed overlap each other, resulting in excessive modification and good The hole 52 may not be formed. Further, when the spatial irradiation interval D of the laser beam A in the feeding direction of the condensing point 56 is relatively large, sufficient modification cannot be performed, which causes a defective opening or the like. The spatial irradiation interval of the laser beam A in the feeding direction of the condensing point 56 is defined by the feed speed v of the condensing point 56 of the laser beam A and the repetition frequency f of the laser beam A. Therefore, the feed speed v of the condensing point 56 of the laser light A and the repetition frequency f of the laser light A are set so that the spatial irradiation interval D of the laser light A in the feed direction of the condensing point 56 becomes an appropriate size. Is preferably set as appropriate.

図5(a)は、レーザ光の集光点の送り速度vとレーザ光の繰り返し周波数fと形成された孔52の良否の判定結果との関係を示す表である。図5(a)における横軸は、レーザ光Aの集光点56の送り速度vを示しており、図5(a)における縦軸は、レーザ光Aの繰り返し周波数fを示している。図5(a)における○印は、当該条件において形成された孔52が良好であったことを示している。図5(a)における×印は、当該条件において形成された孔52が良好ではなかったことを示している。図5(a)における△印は、当該条件において形成された孔52が必ずしも十分に良好ではなかったことを示している。図5(a)においては、良好な孔52が形成されたもの、即ち、○であったものを、太線で囲むことにより強調表示している。図5(a)における空欄は、当該条件において実験を行わなかったことを示している。実験の際には、レーザ光Aの中心波長λは、1045μmとした。また、レンズ32の開口数NAは、約0.4とした。また、集光点56におけるレーザ光Aの径は、約2.6μmとした。また、集光点56におけるレーザ光Aの断面積は、約5.3μmとした。また、加工対象物16に照射されるレーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーEは、約0.18×10[J/m]とした。 FIG. 5A is a table showing the relationship between the laser beam condensing point feed speed v, the laser beam repetition frequency f, and the quality of the hole 52 formed. The horizontal axis in FIG. 5A indicates the feed speed v of the condensing point 56 of the laser beam A, and the vertical axis in FIG. 5A indicates the repetition frequency f of the laser beam A. The circles in FIG. 5A indicate that the holes 52 formed under the conditions were good. The crosses in FIG. 5 (a) indicate that the holes 52 formed under the conditions were not good. The Δ mark in FIG. 5A indicates that the hole 52 formed under the condition is not always satisfactory. In FIG. 5A, the case where the good hole 52 is formed, that is, the case where it is ◯, is highlighted by being surrounded by a thick line. A blank in FIG. 5A indicates that the experiment was not performed under the conditions. In the experiment, the center wavelength λ of the laser beam A was set to 1045 μm. The numerical aperture NA of the lens 32 is about 0.4. Further, the diameter of the laser beam A at the condensing point 56 was about 2.6 μm. The cross-sectional area of the laser beam A at the condensing point 56 was set to about 5.3 μm 2 . In addition, the pulse energy E per unit area of the laser beam A irradiated to the workpiece 16 is about 0.18 × 10 6 [J / m 2 ].

図5(b)は、集光点の送り方向におけるレーザ光の空間的な照射間隔Dとレーザ光の時間的な照射間隔Tとの積Yを示す表である。図5(b)における横軸は、レーザ光Aの集光点56の送り速度vを示しており、図5(b)における縦軸は、レーザ光Aの繰り返し周波数fを示している。図5(b)に示す積Yの単位は、10−12[m・s]である。 FIG. 5B is a table showing the product Y of the spatial irradiation interval D of the laser beam and the temporal irradiation interval T of the laser beam in the feed direction of the condensing point. The horizontal axis in FIG. 5B indicates the feed speed v of the condensing point 56 of the laser light A, and the vertical axis in FIG. 5B indicates the repetition frequency f of the laser light A. The unit of the product Y shown in FIG. 5B is 10 −12 [m · s].

集光点56の送り方向におけるレーザ光Aの空間的な照射間隔をDとし、レーザ光Aの集光点56の送り速度をvとし、レーザ光Aの繰り返し周波数をfとすると、以下のような式(2)が成立する。   Assuming that the spatial irradiation interval of the laser beam A in the feeding direction of the focusing point 56 is D, the feeding speed of the focusing point 56 of the laser beam A is v, and the repetition frequency of the laser beam A is f, Equation (2) is established.

D=v/f ・・・(2)   D = v / f (2)

また、レーザ光Aの時間的な照射間隔をTとすると、以下のような式(3)が成立する。   Further, when the temporal irradiation interval of the laser beam A is T, the following formula (3) is established.

T=1/f ・・・(3)   T = 1 / f (3)

集光点56の送り方向におけるレーザ光Aの空間的な照射間隔Dとレーザ光Aの時間的な照射間隔Tとの積をYとすると、以下のような式(4)が成立する。   When the product of the spatial irradiation interval D of the laser beam A and the temporal irradiation interval T of the laser beam A in the feeding direction of the condensing point 56 is Y, the following equation (4) is established.

Y=D・T=(v/f)・(1/f)=v/f ・・・(4) Y = D · T = (v / f) · (1 / f) = v / f 2 (4)

図5(b)は、上述したように、集光点56の送り方向におけるレーザ光Aの空間的な照射間隔Dとレーザ光Aの時間的な照射間隔Tとの積Yを示すものであり、式(4)により算出された値が記載されている。   FIG. 5B shows the product Y of the spatial irradiation interval D of the laser beam A and the temporal irradiation interval T of the laser beam A in the feeding direction of the condensing point 56 as described above. The value calculated by the equation (4) is described.

図5(a)と図5(b)とを比較して分かるように、集光点56の送り方向におけるレーザ光Aの空間的な照射間隔Dとレーザ光Aの時間的な照射間隔Tとの積Yと、形成される孔52の良否との間には関連がある。集光点56の送り方向におけるレーザ光Aの空間的な照射間隔Dとレーザ光Aの時間的な照射間隔Tとの積Yが大きすぎる場合には、良好な孔52を形成し得ない。一方、集光点56の送り方向におけるレーザ光Aの空間的な照射間隔Dとレーザ光Aの時間的な照射間隔Tとの積Yが小さすぎる場合にも、良好な孔52を形成し得ない。図5(a)と図5(b)とを比較して分かるように、良好な孔52を形成するためには、集光点56の送り方向におけるレーザ光Aの空間的な照射間隔Dとレーザ光Aの時間的な照射間隔Tとの積Y、即ち、v/fの値が、以下のような式(5)を満たすことが必要である。 As can be seen by comparing FIG. 5A and FIG. 5B, the spatial irradiation interval D of the laser light A and the temporal irradiation interval T of the laser light A in the feed direction of the condensing point 56 Is related to the quality of the hole 52 to be formed. When the product Y of the spatial irradiation interval D of the laser beam A and the temporal irradiation interval T of the laser beam A in the feeding direction of the condensing point 56 is too large, the favorable hole 52 cannot be formed. On the other hand, even when the product Y of the spatial irradiation interval D of the laser beam A and the temporal irradiation interval T of the laser beam A in the feeding direction of the condensing point 56 is too small, a good hole 52 can be formed. Absent. As can be seen by comparing FIG. 5A and FIG. 5B, in order to form a good hole 52, the spatial irradiation interval D of the laser light A in the feed direction of the condensing point 56 is The product Y with the temporal irradiation interval T of the laser beam A, that is, the value of v / f 2 needs to satisfy the following formula (5).

0.2222×10−12[m・s]≦v/f≦10×10−12[m・s] ・・・(5) 0.2222 × 10 −12 [m · s] ≦ v / f 2 ≦ 10 × 10 −12 [m · s] (5)

上述したように、改質部50を形成する際には、加工対象物16に照射されるレーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーEを、0.18×10[J/m]とした。 As described above, when the modified portion 50 is formed, the pulse energy E per unit area of the laser beam A irradiated to the workpiece 16 is 0.18 × 10 6 [J / m 2 ]. did.

従って、改質部50を形成した際におけるレーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーEと式(5)とに基づいて、以下のような式(6)を得ることができる。式(6)は、レーザ光の空間的照射間隔Dとレーザ光の時間的照射間隔Tとの積Yに対するレーザ光の単位面積当たりのパルスエネルギーEの比の範囲を示している。   Therefore, the following formula (6) can be obtained based on the pulse energy E per unit area of the laser beam A and the formula (5) when the modified portion 50 is formed. Equation (6) shows the range of the ratio of the pulse energy E per unit area of the laser beam to the product Y of the spatial irradiation interval D of the laser beam and the temporal irradiation interval T of the laser beam.

{(0.18×10[J/m])/(10×10−12[m・s])}≦(E/Y)≦{(0.18×10[J/m])/(0.2222×10−12[m・s])} ・・・(6) {(0.18 × 10 6 [J / m 2 ]) / (10 × 10 −12 [m · s])} ≦ (E / Y) ≦ {(0.18 × 10 6 [J / m 2 ] ) / (0.2222 × 10 −12 [m · s])} (6)

式(6)をまとめると、以下のような式(7)になる。   Summarizing the equation (6), the following equation (7) is obtained.

0.018×1018[J/(m・s)]≦(E・f/v)≦0.81×1018[J/(m・s)] ・・・(7) 0.018 × 10 18 [J / (m 3 · s)] ≦ (E · f 2 /v)≦0.81×10 18 [J / (m 3 · s)] (7)

このように、式(1)、式(5)及び式(7)を満たすように、レーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーE、レーザ光Aの繰り返し周波数f、及び、レーザ光Aの送り速度vを設定すれば、良好な孔52を形成することが可能である。従って、式(1)、式(5)及び式(7)を満たすように、レーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーE、レーザ光の繰り返し周波数f、及び、レーザ光の送り速度vを設定する。ここでは、レーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーEを、例えば0.18×10[J/m]程度とする。また、ここでは、レーザ光Aの繰り返し周波数fを、例えば100kHz程度とする。また、ここでは、レーザ光Aの集光点56の送り速度vを、例えば20mm/s程度とする。なお、レーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーE、レーザ光Aの繰り返し周波数f及びレーザ光Aの送り速度vは、これらに限定されるものではなく、式(1)、式(5)及び式(7)を満たす範囲内で適宜設定すればよい。 Thus, the pulse energy E per unit area of the laser beam A, the repetition frequency f of the laser beam A, and the feed of the laser beam A so as to satisfy the equations (1), (5), and (7) If the speed v is set, a good hole 52 can be formed. Therefore, the pulse energy E per unit area of the laser light A, the repetition frequency f of the laser light, and the feed speed v of the laser light are set so as to satisfy the expressions (1), (5), and (7). To do. Here, the pulse energy E per unit area of the laser light A is, for example, about 0.18 × 10 6 [J / m 2 ]. Here, the repetition frequency f of the laser light A is set to about 100 kHz, for example. Further, here, the feed speed v of the condensing point 56 of the laser light A is, for example, about 20 mm / s. Note that the pulse energy E per unit area of the laser light A, the repetition frequency f of the laser light A, and the feed speed v of the laser light A are not limited to these, and the expressions (1), (5), and What is necessary is just to set suitably in the range with which Formula (7) is satisfy | filled.

図3(b)は、途中までレーザ光Aの集光点56を途中まで移動させた状態を示す断面図である。図3(b)から分かるように、レーザ光Aの集光点56を移動させた箇所まで改質部65が形成されている。   FIG. 3B is a cross-sectional view showing a state in which the condensing point 56 of the laser beam A is moved halfway. As can be seen from FIG. 3B, the modified portion 65 is formed up to the position where the condensing point 56 of the laser beam A is moved.

図3(c)は、加工対象物16の上面までレーザ光Aの集光点56を移動させた状態を示す断面図である。図3(c)から分かるように、加工対象物16の上面まで改質部50が形成されている。   FIG. 3C is a cross-sectional view showing a state in which the condensing point 56 of the laser light A is moved to the upper surface of the workpiece 16. As can be seen from FIG. 3C, the modified portion 50 is formed up to the upper surface of the workpiece 16.

図4(a)は、全ての照射予定箇所に対するレーザ光Aの照射が完了した状態を示している。全ての照射予定箇所に対するレーザ光Aの照射が完了すると、加工対象物16は、ステージ18上から取り外される。   FIG. 4A shows a state in which the irradiation of the laser beam A to all the irradiation scheduled locations is completed. When the irradiation of the laser beam A is completed for all the planned irradiation positions, the workpiece 16 is removed from the stage 18.

次に、加工対象物16に対してエッチングを行う。エッチング方法としては、例えばウェットエッチングを用いる。上述したように、ここでは、加工対象物16であるガラス基板46として、多成分ガラス基板が用いられている。多成分ガラス基板は、例えば、第1の成分である酸化ケイ素と、第1の成分と異なる成分である第2の成分とを少なくとも含んでいる。フッ酸は、酸化ケイ素に反応しやすく、特に改質された酸化ケイ素に反応しやすいが、第2の成分にはあまり反応しない。このため、単にフッ酸を用いて改質部50をエッチングしようとした場合には、エッチングに長時間を要してしまう。そこで、本実施形態では、エッチング液として、第1の成分である酸化ケイ素に反応する第1の薬液であるフッ酸(HF)と、第2の成分と反応する酸性の薬液である第2の薬液とを含むエッチング液を用いる。このような第2の薬液としては、例えば、硝酸(NHO)、塩酸(HCl)、リン酸(HPO)又は、硫酸(HSO)を用いることができる。ここでは、第2の薬液として、例えば硝酸を用いる。このようなエッチング液を用いてエッチングを行うため、十分に速いエッチングレートで改質部52をエッチングすることができる。 Next, the workpiece 16 is etched. As the etching method, for example, wet etching is used. As described above, a multi-component glass substrate is used here as the glass substrate 46 that is the workpiece 16. The multi-component glass substrate includes, for example, at least a silicon oxide that is a first component and a second component that is a component different from the first component. Hydrofluoric acid tends to react with silicon oxide, and particularly reacts with modified silicon oxide, but does not react very much with the second component. For this reason, when it is going to etch the modification part 50 using only hydrofluoric acid, a long time will be required for etching. Therefore, in the present embodiment, as the etching solution, hydrofluoric acid (HF) that is a first chemical solution that reacts with silicon oxide that is the first component, and a second chemical solution that is an acidic chemical solution that reacts with the second component. An etching solution containing a chemical solution is used. For example, nitric acid (NHO 3 ), hydrochloric acid (HCl), phosphoric acid (H 3 PO 4 ), or sulfuric acid (H 2 SO 4 ) can be used as the second chemical solution. Here, for example, nitric acid is used as the second chemical solution. Since etching is performed using such an etchant, the modified portion 52 can be etched at a sufficiently fast etching rate.

エッチング液中における第1の薬液の混合量に対する第2の薬液の混合量の比を大きくすると、ガラス基板46に形成される孔52のテーパ角が大きくなる傾向がある。エッチング液中における第1の薬液の混合量に対する第2の薬液の混合量の比を大きくすると孔52のテーパ角が大きくなるのは、以下のような理由によるものである。即ち、第1の薬液は、改質された酸化ケイ素に対する選択性が極めて高い。一方、第2の薬液は、改質された酸化ケイ素に対する選択性があまり高くない。このため、エッチング液中における第1の薬液の混合量に対する第2の薬液の混合量の比を大きくしていくと、エッチングの異方性が弱められていく。このため、エッチング液中における第1の薬液の混合量に対する第2の薬液の混合量の比を大きくしてくと、孔52のテーパ角が大きくなっていく。   When the ratio of the mixing amount of the second chemical solution to the mixing amount of the first chemical solution in the etching solution is increased, the taper angle of the hole 52 formed in the glass substrate 46 tends to increase. The reason why the taper angle of the hole 52 increases when the ratio of the mixing amount of the second chemical solution to the mixing amount of the first chemical solution in the etching solution is increased is as follows. That is, the first chemical solution has a very high selectivity for the modified silicon oxide. On the other hand, the second chemical solution is not so selective with respect to the modified silicon oxide. For this reason, if the ratio of the mixing amount of the second chemical liquid to the mixing amount of the first chemical liquid in the etching liquid is increased, the etching anisotropy is weakened. For this reason, if the ratio of the mixing amount of the second chemical solution to the mixing amount of the first chemical solution in the etching solution is increased, the taper angle of the hole 52 is increased.

なお、エッチング液中における第1の薬液の混合量に対する第2の薬液の混合量の比を大きくすると、ガラス基板46に形成される孔52のテーパ角が大きくなる傾向があるというのは、本願発明者らが初めて見いだした現象である。   Note that the taper angle of the hole 52 formed in the glass substrate 46 tends to increase when the ratio of the mixing amount of the second chemical solution to the mixing amount of the first chemical solution in the etching solution is increased. This is a phenomenon that the inventors have found for the first time.

第1の薬液であるフッ酸と第2の薬液である硝酸との混合比を例えば1:1とすれば、テーパ角の小さい孔52を形成することが可能である。ここでは、第1の薬液であるフッ酸と第2の薬液である硝酸との混合比を例えば1:1とする。   If the mixing ratio of hydrofluoric acid as the first chemical liquid and nitric acid as the second chemical liquid is, for example, 1: 1, the hole 52 having a small taper angle can be formed. Here, the mixing ratio of hydrofluoric acid as the first chemical liquid and nitric acid as the second chemical liquid is, for example, 1: 1.

エッチング時間は、例えば5〜10分程度とすることができる。なお、エッチング時間は、5〜10分程度に限定されるものではなく、加工対象物16であるガラス基板46の厚さに応じて適宜設定すればよい。   The etching time can be about 5 to 10 minutes, for example. The etching time is not limited to about 5 to 10 minutes, and may be set as appropriate according to the thickness of the glass substrate 46 that is the workpiece 16.

エッチング中において、エッチング液の攪拌を行ってもよいし、エッチング液の攪拌を行わなくてもよい。ここでは、エッチング液の攪拌は行わない。   During the etching, the etching solution may be stirred or the etching solution may not be stirred. Here, the etching solution is not stirred.

エッチング液の温度は、例えば室温とする。なお、エッチング液の温度は、室温に限定されるものではなく、適宜設定することができる。   The temperature of the etching solution is, for example, room temperature. Note that the temperature of the etching solution is not limited to room temperature, and can be set as appropriate.

改質層50のエッチングレートはガラス基板46のうちの改質されていない部分のエッチングレートに対して十分に速いため、エッチングを行うと、加工対象物16であるガラス基板46に孔(貫通孔)52が形成される。孔52の径は、例えばφ15μm程度となる。なお、孔52の径は、φ15μm程度に限定されるものではなく、適宜設定することが可能である。   Since the etching rate of the modified layer 50 is sufficiently faster than the etching rate of the unmodified portion of the glass substrate 46, when etching is performed, holes (through-holes) are formed in the glass substrate 46 that is the workpiece 16. ) 52 is formed. The diameter of the hole 52 is, for example, about φ15 μm. The diameter of the hole 52 is not limited to about φ15 μm, and can be set as appropriate.

次に、図4(c)に示すように、孔52内に、ビア(導電体)54を埋め込む。ビア54の材料としては、例えば銅(Cu)を用いる。例えば無電解めっき法及び電界めっき法を用いることにより、孔52内にビア54を埋め込むことが可能である。   Next, as shown in FIG. 4C, a via (conductor) 54 is embedded in the hole 52. For example, copper (Cu) is used as the material of the via 54. For example, the via 54 can be embedded in the hole 52 by using an electroless plating method and an electroplating method.

こうして、孔52内にビア54が埋め込まれたガラス加工部品が得られる。このようにして製造し得るガラス加工部品としては、例えばガラスインターポーザ等が挙げられる。なお、このようにして製造されるガラス加工部品は、ガラスインターポーザに限定されるものではない。   Thus, a glass processed part in which the via 54 is embedded in the hole 52 is obtained. Examples of the glass processed part that can be manufactured in this manner include a glass interposer. In addition, the glass processed part manufactured in this way is not limited to a glass interposer.

(評価結果)
次に、本実施形態によるレーザ加工方法及びガラス加工部品の製造方法の評価結果について図面を用いて説明する。
(Evaluation results)
Next, evaluation results of the laser processing method and the glass processing component manufacturing method according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.

図6(a)は、本実施形態によるレーザ加工方法によりガラス基板に形成された孔をガラス基板の上面側から観察したSEM(Scanning Electron Microscope、走査型電子顕微鏡)像を示す図である。図6(b)は、本実施形態によるレーザ加工方法によりガラス基板に形成された孔52の断面のSEM像を示す図である。図6(b)は、孔52の長手方向に沿った断面を観察したものである。図6に示す孔52を形成する際には、上述した式(1)、式(5)及び式(7)を満たすように、レーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーE、レーザ光の繰り返し周波数f、及び、レーザ光の送り速度vを設定した。具体的には、図6に示す孔52を形成する際には、レーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーEを0.18×1016[J/m]とし、レーザ光Aの集光点56の送り速度vを20mm/sとし、レーザ光Aの繰り返し周波数fを100kHzとした。エッチング液中におけるフッ酸の混合量は1mol/kgとし、エッチング液中における硝酸の混合量は1mol/kgとした。エッチング時間は、5分とした。 FIG. 6A is a view showing an SEM (Scanning Electron Microscope) image in which holes formed in the glass substrate by the laser processing method according to the present embodiment are observed from the upper surface side of the glass substrate. FIG. 6B is a view showing an SEM image of a cross section of the hole 52 formed in the glass substrate by the laser processing method according to the present embodiment. FIG. 6B is an observation of a cross section along the longitudinal direction of the hole 52. When the hole 52 shown in FIG. 6 is formed, the pulse energy E per unit area of the laser beam A and the repetition of the laser beam are satisfied so as to satisfy the above-described formulas (1), (5), and (7). The frequency f and the laser beam feed speed v were set. Specifically, when the hole 52 shown in FIG. 6 is formed, the pulse energy E per unit area of the laser beam A is set to 0.18 × 10 16 [J / m 2 ], and the laser beam A is condensed. The feed speed v at point 56 was 20 mm / s, and the repetition frequency f of the laser beam A was 100 kHz. The mixing amount of hydrofluoric acid in the etching solution was 1 mol / kg, and the mixing amount of nitric acid in the etching solution was 1 mol / kg. The etching time was 5 minutes.

図6から分かるように、微細で良好な孔52をガラス基板46に形成することができた。孔52の径は、約φ15μmであった。   As can be seen from FIG. 6, fine and good holes 52 could be formed in the glass substrate 46. The diameter of the hole 52 was about φ15 μm.

図7は、孔の長手方向における断面の電子顕微鏡写真を示す図である。図7(a)は、実施例1の場合を示している。実施例1では、上述した式(1)、式(5)及び式(7)を満たすように、レーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーE、レーザ光の繰り返し周波数f、及び、レーザ光の送り速度vを設定した。具体的には、実施例1では、レーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーEを0.18×1016[J/m]とし、レーザ光Aの集光点56の送り速度vを20mm/sとし、レーザ光Aの繰り返し周波数fを100kHzとした。図7(b)は、比較例2の場合の場合を示している。比較例2では、レーザ光Aの空間的な照射間隔Dを小さめに設定した。具体的には、比較例2では、レーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーEを0.18×1016[J/m]とし、レーザ光Aの集光点56の送り速度vを20mm/sとし、レーザ光Aの繰り返し周波数fを400kHzとした。比較例2では、v/fの値が12.5×10−12[m・s」であり、式(5)を満たしていなかった。 FIG. 7 is an electron micrograph of a cross section in the longitudinal direction of the hole. FIG. 7A shows the case of the first embodiment. In Example 1, the pulse energy E per unit area of the laser light A, the repetition frequency f of the laser light, and the laser light so as to satisfy the above-described expressions (1), (5), and (7) The feed speed v was set. Specifically, in Example 1, the pulse energy E per unit area of the laser beam A is 0.18 × 10 16 [J / m 2 ], and the feed speed v of the condensing point 56 of the laser beam A is 20 mm. / S, and the repetition frequency f of the laser beam A was 100 kHz. FIG. 7B shows the case of Comparative Example 2. In Comparative Example 2, the spatial irradiation interval D of the laser beam A was set to be small. Specifically, in Comparative Example 2, the pulse energy E per unit area of the laser beam A is 0.18 × 10 16 [J / m 2 ], and the feed speed v of the condensing point 56 of the laser beam A is 20 mm. / S, and the repetition frequency f of the laser beam A was 400 kHz. In Comparative Example 2, the value of v / f 2 was 12.5 × 10 −12 [m · s] and did not satisfy the formula (5).

図7(b)から分かるように、比較例2の場合には、孔152の内壁に大きな凹凸が生じてしまった。比較例2において、孔152の内壁に大きな凹凸が生じたのは、レーザ光Aが集光される箇所が重なり合い、過度な改質が生じたためと考えられる。   As can be seen from FIG. 7B, in the case of Comparative Example 2, large irregularities were generated on the inner wall of the hole 152. In Comparative Example 2, the large unevenness on the inner wall of the hole 152 is considered to be due to the excessive modification due to the overlapping of the portions where the laser light A is collected.

これに対し、図7(a)から分かるように、実施例1の場合、即ち、本実施形態の場合には、孔52の内壁に大きな凹凸は確認されなかった。このように、本実施形態によれば、微細で良好な孔52を形成することが可能である。   On the other hand, as can be seen from FIG. 7A, in the case of Example 1, that is, in the case of the present embodiment, large irregularities were not confirmed on the inner wall of the hole 52. Thus, according to this embodiment, it is possible to form fine and good holes 52.

図8は、エッチング液中における第1の薬液及び第2の薬液の混合量とガラス基板に形成された孔のテーパ角との関係を示す表である。第1の薬液としては、フッ酸を用いた。第2の薬液としては、硝酸を用いた。比較例1は、フッ酸の混合量を1mol/kgとし、硝酸の混合量を0mol/kgとした場合を示している。実施例2は、フッ酸の混合量を1mol/kgとし、硝酸の混合量を1mol/kgとした場合を示している。実施例3は、フッ酸の混合量を1mol/kgとし、硝酸の混合量を3mol/kgとした場合を示している。実施例4は、フッ酸の混合量を1mol/kgとし、硝酸の混合量を5mol/kgとした場合を示している。実施例5は、フッ酸の混合量を1mol/kgとし、硝酸の混合量を7mol/kgとした場合を示している。   FIG. 8 is a table showing the relationship between the mixing amount of the first chemical solution and the second chemical solution in the etching solution and the taper angle of the hole formed in the glass substrate. As the first chemical solution, hydrofluoric acid was used. Nitric acid was used as the second chemical solution. Comparative Example 1 shows a case where the mixed amount of hydrofluoric acid is 1 mol / kg and the mixed amount of nitric acid is 0 mol / kg. Example 2 shows a case where the amount of hydrofluoric acid is 1 mol / kg and the amount of nitric acid is 1 mol / kg. Example 3 shows a case where the amount of hydrofluoric acid is 1 mol / kg and the amount of nitric acid is 3 mol / kg. In Example 4, the amount of hydrofluoric acid mixed was 1 mol / kg, and the amount of nitric acid mixed was 5 mol / kg. In Example 5, the amount of hydrofluoric acid mixed was 1 mol / kg, and the amount of nitric acid mixed was 7 mol / kg.

図9及び図10は、ガラス基板に形成された孔の光学顕微鏡写真を示す図である。図9(a)は比較例1に対応しており、図9(b)は実施例2に対応しており、図9(c)は実施例3に対応している。図10(a)は実施例4に対応しており、図10(b)は実施例5に対応している。   9 and 10 are diagrams showing optical micrographs of the holes formed in the glass substrate. 9A corresponds to Comparative Example 1, FIG. 9B corresponds to Example 2, and FIG. 9C corresponds to Example 3. FIG. 10A corresponds to the fourth embodiment, and FIG. 10B corresponds to the fifth embodiment.

図8乃至図10から分かるように、エッチング液中における第1の薬液の混合量に対する第2の薬液の混合量の比が大きくなると、形成される孔52のテーパ角が大きくなる。従って、所望のテーパ角が得られるように、エッチング液中における第1の薬液の混合量と第2の薬液の混合量との比を設定すればよい。第1の薬液の混合量に対する第2の薬液の混合量の比を適宜設定することにより、所望のテーパ角を得ることが可能である。   As can be seen from FIGS. 8 to 10, when the ratio of the mixing amount of the second chemical solution to the mixing amount of the first chemical solution in the etching solution increases, the taper angle of the hole 52 to be formed increases. Therefore, the ratio between the mixing amount of the first chemical solution and the mixing amount of the second chemical solution in the etching solution may be set so that a desired taper angle is obtained. A desired taper angle can be obtained by appropriately setting the ratio of the mixing amount of the second chemical solution to the mixing amount of the first chemical solution.

このように、本実施形態によれば、集光点56をガラス基板46の下面側から上面側に移動させながら超短パルスレーザ光Aを照射することにより、ガラス基板46に改質部50を形成する。この際、上記の式(1)、式(5)及び式(7)を満たすように、超短パルスレーザ光Aの1パルスの単位面積当たりのエネルギーE、超短パルスレーザ光Aの集光点56の移動速度v、及び、超短パルスレーザ光Aの繰り返し周波数fを設定する。このため、本実施形態によれば、適度な改質部50をガラス基板46に形成することができる。そして、改質部50をエッチングすれば、微細で良好な孔52を形成することができる。   Thus, according to the present embodiment, the modified portion 50 is applied to the glass substrate 46 by irradiating the ultrashort pulse laser beam A while moving the condensing point 56 from the lower surface side to the upper surface side of the glass substrate 46. Form. At this time, the energy E per unit area of the ultrashort pulse laser beam A and the condensing of the ultrashort pulse laser beam A so as to satisfy the above formulas (1), (5), and (7). The moving speed v of the point 56 and the repetition frequency f of the ultrashort pulse laser beam A are set. For this reason, according to the present embodiment, an appropriate modified portion 50 can be formed on the glass substrate 46. And if the modification part 50 is etched, the fine and favorable hole 52 can be formed.

また、本実施形態によれば、ガラス基板に含まれる第1の成分に反応する第1の薬液であるフッ酸を含むのみならず、ガラス基板に含まれる第2の成分と反応する酸性の薬液である第2の薬液をも含むエッチング液を用いて、改質部50をエッチングする。このため、本実施形態によれば、ガラス基板が多成分ガラスである場合においても、極めて短時間で改質部50をエッチングすることができる。しかも、エッチング液における第1の薬液と第2の薬液との混合比を適宜設定することにより、孔52のテーパ角を所望の角度に設定することも可能である。   Moreover, according to this embodiment, the acidic chemical | medical solution which not only contains the hydrofluoric acid which is the 1st chemical | medical solution which reacts with the 1st component contained in a glass substrate but reacts with the 2nd component contained in a glass substrate. The modified portion 50 is etched using an etching solution that also contains the second chemical solution. For this reason, according to this embodiment, even when the glass substrate is multi-component glass, the modified portion 50 can be etched in a very short time. In addition, the taper angle of the hole 52 can be set to a desired angle by appropriately setting the mixing ratio of the first chemical liquid and the second chemical liquid in the etching liquid.

[第2実施形態]
本発明の第2実施形態によるレーザ加工方法、ガラス加工部品の製造方法及びレーザ加工装置について図面を用いて説明する。図11は、本実施形態によるレーザ装置を示すブロック図である。図12及び図13は、本実施形態によるレーザ加工方法及びガラス加工部品の製造方法を示す工程断面図である。図1乃至図10に示す第1実施形態によるレーザ加工方法等と同一の構成要素には、同一の符号を付して説明を省略または簡潔にする。
[Second Embodiment]
A laser processing method, a glass processing component manufacturing method, and a laser processing apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 11 is a block diagram showing the laser apparatus according to the present embodiment. 12 and 13 are process cross-sectional views illustrating the laser processing method and the glass processing component manufacturing method according to the present embodiment. The same components as those in the laser processing method according to the first embodiment shown in FIGS. 1 to 10 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted or simplified.

本実施形態によるレーザ加工方法及びガラス加工部品の製造方法は、複数の板状体46a〜46eを積み重ねた状態でレーザ光Aを照射するものである。   The laser processing method and the glass processing component manufacturing method according to the present embodiment irradiate the laser beam A with a plurality of plate-like bodies 46a to 46e being stacked.

本実施形態によるレーザ加工方法及びガラス加工部品の製造方法は、例えば、図1を用いて上述した第1実施形態によるレーザ加工装置と同様のレーザ加工装置を用いることができる。   As the laser processing method and the glass processing component manufacturing method according to the present embodiment, for example, a laser processing apparatus similar to the laser processing apparatus according to the first embodiment described above with reference to FIG. 1 can be used.

まず、図11に示すように、ステージ18上に、加工対象物16を配する。加工対象物16は、例えば、複数の板状体46a〜46eが積み重ねられた積重体48とする。本実施形態において、複数の板状体46a〜46eを積み重ねた状態でレーザ光Aを照射するのは、ある板状体の上下に他の板状体がそれぞれ存在する状態でレーザ光Aを照射すると、当該板状体に良好な改質部50を形成し得るためである。最下部の板状体46aの下側には他の板状体が存在しないため、最下部の板状体46aには必ずしも良好な改質部50を形成し得ない。また、最上部の板状体46eの上側には他の板状体が存在しないため、最上部の板状体46eには必ずしも良好な改質部50を形成し得ない。従って、最下部の板状体46aと最上部の46eは製品に用いることができない場合がある。ここでは、上下に他の板状体が存在する板状体46b〜46dについては製品に用い、最下部の板状体46aと最上部の板状体46eについては製品に用いない場合を例に説明する。なお、最下部の板状体46aと最上部の板状体46eを製品に用いない場合に限定されるものではなく、所定の品質を満たせば、これら板状体46a、46eを製品に用いるようにしてもよい。   First, as shown in FIG. 11, the workpiece 16 is placed on the stage 18. The workpiece 16 is, for example, a stacked body 48 in which a plurality of plate-like bodies 46a to 46e are stacked. In this embodiment, the laser beam A is irradiated in a state where the plurality of plate-like bodies 46a to 46e are stacked. The laser beam A is emitted in a state where other plate-like bodies exist above and below a certain plate-like body. Then, it is because the favorable modified part 50 can be formed in the said plate-shaped object. Since there is no other plate-like body below the lowermost plate-like body 46a, a good modified portion 50 cannot always be formed in the lowermost plate-like body 46a. Further, since there is no other plate-like body on the upper side of the uppermost plate-like body 46e, the good reforming portion 50 cannot always be formed on the uppermost plate-like body 46e. Accordingly, the lowermost plate 46a and the uppermost 46e may not be used for a product. Here, as an example, the plate-like bodies 46b to 46d having other plate-like bodies on the upper and lower sides are used for the product, and the lowermost plate-like body 46a and the uppermost plate-like body 46e are not used for the product. explain. The lowermost plate-like body 46a and the uppermost plate-like body 46e are not limited to the case where they are not used in the product, and the plate-like bodies 46a and 46e are used in the product as long as a predetermined quality is satisfied. It may be.

板状体46b〜46dの各々は、例えばガラス基板とする。ガラス基板46b〜46dとしては、例えば多成分ガラス基板とする。より具体的には、ガラス基板46b〜46dは、無アルカリガラスとする。なお、ガラス基板46b〜46dは、多成分ガラス基板に限定されるものではない。様々な材料の板状体46b〜46dを加工対象物とすることができる。   Each of the plate-like bodies 46b to 46d is, for example, a glass substrate. As the glass substrates 46b to 46d, for example, multi-component glass substrates are used. More specifically, the glass substrates 46b to 46d are made of alkali-free glass. The glass substrates 46b to 46d are not limited to multi-component glass substrates. The plate-like bodies 46b to 46d made of various materials can be processed objects.

最下部の板状体46a及び最上部の板状体46eは、板状体46b〜46dと異なる材料であってもよいし、板状体46b〜46dと同じ材料であってもよい。ここでは、板状体46a、46eとして、板状体46b〜46dと同じ材料を用いる。   The lowermost plate-like body 46a and the uppermost plate-like body 46e may be made of a material different from the plate-like bodies 46b to 46d, or may be the same material as the plate-like bodies 46b to 46d. Here, the same material as that of the plate bodies 46b to 46d is used as the plate bodies 46a and 46e.

板状体46b〜46dの各々の厚さは、例えば100μm程度とする。なお、板状体46b〜46dの厚さは、100μmに限定されるものではなく、適宜設定し得る。板状体46a、46eの各々の厚さは、例えば1mm程度とする。なお、板状体46a、46eの厚さは、1mmに限定されるものではなく、適宜設定し得る。   The thickness of each of the plate-like bodies 46b to 46d is, for example, about 100 μm. The thicknesses of the plate-like bodies 46b to 46d are not limited to 100 μm and can be set as appropriate. The thickness of each of the plate-like bodies 46a and 46e is, for example, about 1 mm. The thickness of the plate-like bodies 46a and 46e is not limited to 1 mm, and can be set as appropriate.

次に、照射予定箇所にレーザ光Aを照射する。図12(a)は、照射予定箇所に対してレーザ光Aの照射を開始した段階を示している。レーザ光Aの進行方向は、加工対象物16の一方の主面(図12(a)における上面)側から他方の主面(図12(a)における下面)側に向かう方向とする。照射予定箇所にレーザ光Aの照射を開始する段階におけるレーザ光Aの集光点56の位置(始点)は、ガラス基板46aとガラス基板46bとの界面より下方とする。レーザ光Aとしては、例えば超短パルスレーザ光を用いる。レーザ光Aとして超短パルスレーザ光を用いるのは、超短パルスレーザ光を用いると、微細で良好な改質部50を形成することができ、ひいては、微細で良好な孔52を形成することが可能なためである。ここでは、例えばパルス幅が800fs程度のフェムト秒レーザ光を、レーザ光として用いる。なお、超短パルスレーザ光のパルス幅は800fsに限定されるものではなく、適宜設定することができる。レーザ光の波長は、例えば1045nm程度とする。なお、レーザ光の波長は1045nmに限定されるものではなく、適宜設定することができる。集光点56におけるレーザ光Aの断面の径は、例えばφ2.6μm程度とする。なお、集光点56におけるレーザ光Aの断面の径は、φ2.6μmに限定されるものではなく、形成したい孔52の径に応じて適宜設定すればよい。   Next, the laser beam A is irradiated to the irradiation planned portion. FIG. 12A shows a stage where the irradiation of the laser beam A is started on the irradiation scheduled portion. The traveling direction of the laser beam A is a direction from one main surface (upper surface in FIG. 12A) side of the workpiece 16 toward the other main surface (lower surface in FIG. 12A). The position (starting point) of the condensing point 56 of the laser light A at the stage where the irradiation of the laser light A is started at the planned irradiation position is below the interface between the glass substrate 46a and the glass substrate 46b. As the laser beam A, for example, an ultrashort pulse laser beam is used. The ultra-short pulse laser beam is used as the laser beam A. When the ultra-short pulse laser beam is used, the fine and good modified portion 50 can be formed, and consequently the fine and good hole 52 is formed. This is because it is possible. Here, for example, femtosecond laser light having a pulse width of about 800 fs is used as the laser light. Note that the pulse width of the ultrashort pulse laser light is not limited to 800 fs, and can be set as appropriate. The wavelength of the laser light is, for example, about 1045 nm. Note that the wavelength of the laser light is not limited to 1045 nm, and can be set as appropriate. The diameter of the cross section of the laser beam A at the condensing point 56 is, for example, about φ2.6 μm. The diameter of the cross section of the laser beam A at the condensing point 56 is not limited to φ2.6 μm, and may be set as appropriate according to the diameter of the hole 52 to be formed.

レーザ光Aの集光点56の送り方向は、第1実施形態と同様に、加工対象物16の他方の主面(図12(a)における下面)側から一方の主面(図12(a)における上面)側に向かう方向とする。加工対象物16に照射されるレーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーE、レーザ光Aの集光点56の送り速度v、レーザ光Aの繰り返し周波数fは、特に限定されるものではないが、第1実施形態と同様に、式(1)、式(5)及び式(7)を満たすように設定することができる。ここでは、加工対象物16に照射されるレーザ光Aの単位面積当たりのパルスエネルギーEを、例えば0.18×10[J/m]程度とする。レーザ光Aの集光点56の送り速度vは、例えば1mm/s〜20mm/sの範囲内とする。ここでは、レーザ光Aの集光点56の送り速度vを、20mm/sとする。また、ここでは、レーザ光Aの繰り返し周波数fを、例えば100kHzとする。 Similarly to the first embodiment, the converging point 56 of the laser beam A is sent from the other main surface (the lower surface in FIG. 12A) side of the workpiece 16 to the one main surface (FIG. 12A). ) In the direction toward the upper surface) side. The pulse energy E per unit area of the laser beam A irradiated onto the workpiece 16, the feed speed v of the condensing point 56 of the laser beam A, and the repetition frequency f of the laser beam A are not particularly limited. Similarly to the first embodiment, it is possible to set so as to satisfy Expression (1), Expression (5), and Expression (7). Here, the pulse energy E per unit area of the laser beam A irradiated to the workpiece 16 is, for example, about 0.18 × 10 6 [J / m 2 ]. The feed speed v of the condensing point 56 of the laser beam A is set within a range of 1 mm / s to 20 mm / s, for example. Here, the feed speed v of the condensing point 56 of the laser beam A is 20 mm / s. Here, the repetition frequency f of the laser beam A is set to 100 kHz, for example.

図12(b)は、途中までレーザ光Aの集光点56を移動させた状態を示す断面図である。図12(b)から分かるように、レーザ光Aを移動させた箇所まで改質部56が形成されている。   FIG. 12B is a cross-sectional view showing a state where the condensing point 56 of the laser beam A is moved halfway. As can be seen from FIG. 12B, the modified portion 56 is formed up to the location where the laser beam A is moved.

図12(c)は、ガラス基板46dとガラス基板46eとの界面より上方までレーザ光Aの集光点56を移動させた状態を示す断面図である。レーザ光Aの照射を終了させる位置(終点)は、ガラス基板46dとガラス基板46eとの界面より上方とする。図12(c)から分かるように、レーザ光Aの照射の始点から終点に達するように改質部50が形成される。   FIG. 12C is a cross-sectional view showing a state where the condensing point 56 of the laser light A is moved above the interface between the glass substrate 46d and the glass substrate 46e. The position (end point) at which the irradiation of the laser beam A is terminated is above the interface between the glass substrate 46d and the glass substrate 46e. As can be seen from FIG. 12C, the modified portion 50 is formed so as to reach the end point from the start point of the irradiation with the laser beam A.

本実施形態において、ガラス基板46a〜46eを重ね合わせた状態でレーザ光Aを照射するのは、以下のような理由によるものである。即ち、1枚のガラス基板にレーザ光Aを単に照射することにより改質部50を形成した場合には、必ずしも良好な改質部50が得られず、ひいては必ずしも良好な孔52が得られない場合がある。具体的には、孔52の上部や下部において欠損が生じてしまう場合がある。1枚のガラス基板に単にレーザ光Aを照射すると良好な改質部50が得られない場合があるのは、空中に露出しているガラス基板の表層部は、加工閾値が過度に低くなっているためと考えられる。これに対し、本実施形態のように、ガラス基板46a〜46eを積み重ねた状態でレーザ光を照射すれば、ガラス基板46b〜46dの表層部が空中に露出していない状態でガラス基板46b〜46dに改質部50が形成される。ガラス基板46b〜46dの表層部が空中に露出していないため、ガラス基板46b〜46dの表層部の加工閾値が過度に低くなるのを防止することができる。このため、本実施形態によれば、ガラス基板46b〜46dに良好な改質部50を形成することができ、ひいては、良好な孔52をガラス基板46b〜46dに形成することができる。このような理由により、本実施形態では、ガラス基板46a〜46eを重ね合わせた状態でレーザ光Aを照射するようにしている。   In the present embodiment, the laser beam A is irradiated with the glass substrates 46a to 46e being superposed for the following reason. That is, when the modified portion 50 is formed by simply irradiating the laser beam A on a single glass substrate, the good modified portion 50 is not necessarily obtained, and hence the good hole 52 is not necessarily obtained. There is a case. Specifically, a defect may occur in the upper part or the lower part of the hole 52. The reason why a good modified portion 50 may not be obtained if a single glass substrate is simply irradiated with the laser beam A is that the processing threshold of the surface layer portion of the glass substrate exposed in the air is excessively low. It is thought that it is because. On the other hand, if the laser light is irradiated with the glass substrates 46a to 46e being stacked as in the present embodiment, the glass substrates 46b to 46d are in a state where the surface layer portions of the glass substrates 46b to 46d are not exposed in the air. Thus, the reforming part 50 is formed. Since the surface layer portions of the glass substrates 46b to 46d are not exposed in the air, the processing threshold value of the surface layer portions of the glass substrates 46b to 46d can be prevented from becoming excessively low. For this reason, according to this embodiment, the favorable modified | denatured part 50 can be formed in the glass substrates 46b-46d, and by extension, the favorable hole 52 can be formed in the glass substrates 46b-46d. For this reason, in this embodiment, the laser light A is irradiated with the glass substrates 46a to 46e being overlapped.

図13(a)は、すべての照射予定箇所に対してレーザ光Aの照射が完了した状態を示している。すべての照射予定箇所に対してレーザ光Aの照射が完了すると、加工対象物16がステージ18上から取り外される。   FIG. 13A shows a state in which the irradiation with the laser beam A is completed for all the irradiation scheduled portions. When the irradiation of the laser beam A is completed for all the irradiation planned locations, the workpiece 16 is removed from the stage 18.

次に、図13(b)に示すように、各々のガラス基板46b〜46dに対してエッチングを行う。エッチング方法としては、例えばウェットエッチングを用いる。上述したように、本実施形態においても、ガラス基板46b〜46dとして、例えば多成分ガラス基板が用いられている。従って、本実施形態においても、第1の成分に反応する第1の薬液であるフッ酸(HF)と、第2の成分と反応する酸性の薬液である第2の薬液とを含むエッチング液を用いる。第2の薬液としては、第1実施形態と同様に、例えば、硝酸(NHO)、塩酸(HCl)、又は、硫酸(HSO)を用いることができる。第1の薬液と第2の薬液との混合比は、第1実施形態と同様に、適宜設定することができる。 Next, as shown in FIG.13 (b), it etches with respect to each glass substrate 46b-46d. As the etching method, for example, wet etching is used. As described above, also in this embodiment, for example, multi-component glass substrates are used as the glass substrates 46b to 46d. Therefore, also in this embodiment, an etching solution containing hydrofluoric acid (HF) that is a first chemical solution that reacts with the first component and a second chemical solution that is an acidic chemical solution that reacts with the second component is used. Use. As the second chemical solution, for example, nitric acid (NHO 3 ), hydrochloric acid (HCl), or sulfuric acid (H 2 SO 4 ) can be used as in the first embodiment. The mixing ratio of the first chemical solution and the second chemical solution can be set as appropriate as in the first embodiment.

次に、図13(c)に示すように、孔52内に、導電体を埋め込むことにより、ビア(貫通電極)54を形成する。   Next, as shown in FIG. 13C, a via (through electrode) 54 is formed by embedding a conductor in the hole 52.

こうして、孔52内にビア54が埋め込まれたガラス加工部品が得られる。   Thus, a glass processed part in which the via 54 is embedded in the hole 52 is obtained.

(評価結果)
本実施形態によるレーザ加工方法及びガラス加工部品の製造方法の評価結果について図14を用いて説明する。図14は、ガラス基板に形成した孔をガラス基板の上面側から観察したSEM像を示す図である。図14(a)は、実施例6、即ち、本実施形態の場合を示している。実施例6では、複数のガラス基板を積み重ねた状態でレーザ光Aを照射し、この後、改質部50をエッチングすることにより孔52を形成した。図14(b)は、比較例3の場合を示している。比較例3では、1枚のガラス基板に対してレーザ光Aを照射し、この後、改質部50をエッチングすることにより孔252を形成した。
(Evaluation results)
Evaluation results of the laser processing method and the glass processing component manufacturing method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 14 is a view showing an SEM image in which holes formed in the glass substrate are observed from the upper surface side of the glass substrate. FIG. 14A shows Example 6, that is, the case of this embodiment. In Example 6, the holes 52 were formed by irradiating the laser beam A with a plurality of glass substrates stacked and then etching the modified portion 50. FIG. 14B shows the case of Comparative Example 3. In Comparative Example 3, a hole 252 was formed by irradiating one glass substrate with the laser beam A and then etching the modified portion 50.

図14(b)から分かるように、比較例3の場合には、孔252の上部において欠損が生じてしまっている。   As can be seen from FIG. 14B, in the case of the comparative example 3, a defect has occurred in the upper portion of the hole 252.

これに対し、実施例6の場合、即ち、本実施形態の場合には、良好な孔52が得られた。   On the other hand, in the case of Example 6, that is, in the case of this embodiment, a good hole 52 was obtained.

このように、本実施形態によれば、複数の板状体46a〜46eを重ね合わせた状態でレーザ光Aを照射することにより改質部50を形成する。上下が他の板状体で挟まれた板状体46b〜46dにおいては、表層部が空中に露出していない状態でレーザ光Aが照射される。このため、上下が他の板状体で挟まれた板状体46b〜46dにおいては、加工閾値が極度に低下してしまうのを防止することができる。このため、本発明によれば、上下が他の板状体により挟まれた板状体46b〜46dにおいて、良好な改質部50を形成することができ、ひいては、上下が他の板状体により挟まれた板状体46b〜46dにおいて、良好な孔52を形成することができる。   Thus, according to the present embodiment, the modified portion 50 is formed by irradiating the laser beam A with the plurality of plate-like bodies 46a to 46e being overlapped. In the plate-like bodies 46b to 46d whose upper and lower sides are sandwiched by other plate-like bodies, the laser beam A is irradiated in a state where the surface layer portion is not exposed in the air. For this reason, in the plate-like bodies 46b to 46d whose upper and lower sides are sandwiched by other plate-like bodies, it is possible to prevent the processing threshold from being extremely lowered. For this reason, according to this invention, the favorable modified part 50 can be formed in the plate-shaped bodies 46b-46d by which the upper and lower sides were pinched | interposed by the other plate-shaped bodies, and by extension, the upper and lower sides are other plate-shaped bodies. Good holes 52 can be formed in the plate-like bodies 46b to 46d sandwiched between the two.

[変形実施形態]
上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
[Modified Embodiment]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible.

例えば、第2実施形態では、レーザ光源10が超短パルスレーザ光Aを出射する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、レーザ光源10から出射されるレーザ光Aが、超短パルスレーザ光よりパルス幅が大きい短パルスレーザ光であってもよい。例えば、レーザ光源10から出射されるレーザ光Aがナノ秒レーザ光であってもよいし、レーザ光源10から出射されるレーザ光Aがピコ秒レーザ光であってもよい。ナノ秒レーザ光とは、パルス幅がナノ秒のオーダーであるレーザ光のことである。ピコ秒レーザ光とは、パルス幅がピコ秒のオーダーであるレーザ光のことである。   For example, in the second embodiment, the case where the laser light source 10 emits the ultrashort pulse laser light A has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the laser light A emitted from the laser light source 10 may be a short pulse laser light having a pulse width larger than that of the ultrashort pulse laser light. For example, the laser light A emitted from the laser light source 10 may be a nanosecond laser light, or the laser light A emitted from the laser light source 10 may be a picosecond laser light. A nanosecond laser beam is a laser beam having a pulse width on the order of nanoseconds. A picosecond laser beam is a laser beam having a pulse width on the order of picoseconds.

また、第1実施形態では、1枚のガラス基板46にレーザ光Aを照射することにより改質部50を形成する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。第1実施形態において、第2実施形態のように複数のガラス基板を積み重ねた状態でレーザ光Aを照射するようにしてもよい。第1実施形態において、複数のガラス基板を積み重ねた状態でレーザ光Aを照射すれば、孔52の上部や下部において孔52が欠損が生じてしまうのを確実に防止することができ、より良好な孔52を形成することができる。   In the first embodiment, the case where the modified portion 50 is formed by irradiating the single glass substrate 46 with the laser beam A has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. In 1st Embodiment, you may make it irradiate the laser beam A in the state which accumulated the some glass substrate like 2nd Embodiment. In the first embodiment, if the laser light A is irradiated in a state where a plurality of glass substrates are stacked, it is possible to surely prevent the hole 52 from being lost at the upper part or the lower part of the hole 52, which is better. A simple hole 52 can be formed.

また、上記実施形態では、ステージ18を移動させることにより所望の箇所にレーザ光Aを照射する場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ガルバノミラー(図示せず)とFθ(F−Theta)レンズ(図示せず)とを用いて、所望の箇所にレーザ光Aを照射するようにしてもよい。   Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the laser beam A was irradiated to a desired location by moving the stage 18, it is not limited to this. For example, the laser beam A may be irradiated to a desired location using a galvanometer mirror (not shown) and an Fθ (F-Theta) lens (not shown).

また、上記実施形態では、孔52が貫通孔である場合を例に説明したが、孔52は貫通孔に限定されるものではない。底面の存在する孔52を形成する場合にも、本発明を適用することができる。   Moreover, although the case where the hole 52 was a through-hole was demonstrated to the example in the said embodiment, the hole 52 is not limited to a through-hole. The present invention can also be applied to the case where the hole 52 having the bottom surface is formed.

上記実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。   Regarding the above embodiment, the following additional notes are disclosed.

(付記1)
ガラス基板の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行する超短パルスレーザ光の集光点を、前記ガラス基板の前記他方の主面側から前記一方の主面側に移動させながら、前記ガラス基板に前記超短パルスレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に改質部を形成する工程と、
前記改質部をエッチングすることにより、前記ガラス基板に孔を開ける工程とを有し、
前記超短パルスレーザ光の1パルスの単位面積当たりのエネルギーをE、前記超短パルスレーザ光の前記集光点の移動速度をv、前記超短パルスレーザ光の繰り返し周波数をfとすると、
0.05×10[J/m]≦E≦0.5×10[J/m]であり、
0.22×10−12[m・s]≦(v/f)≦10×10−12[m・s]であり、
0.018×1018[J/(m・s)]≦(E・f/v)≦0.81×1018[J/(m・s)]である、レーザ加工方法。
(Appendix 1)
While moving the condensing point of the ultra-short pulse laser light traveling in the direction from one main surface of the glass substrate toward the other main surface, moving from the other main surface side of the glass substrate to the one main surface side Irradiating the glass substrate with the ultrashort pulse laser light to form a modified portion on the glass substrate;
A step of opening a hole in the glass substrate by etching the modified portion,
When the energy per unit area of the ultrashort pulse laser beam is E, the moving speed of the condensing point of the ultrashort pulse laser beam is v, and the repetition frequency of the ultrashort pulse laser beam is f,
0.05 × 10 6 [J / m 2 ] ≦ E ≦ 0.5 × 10 6 [J / m 2 ],
0.22 × 10 −12 [m · s] ≦ (v / f 2 ) ≦ 10 × 10 −12 [m · s],
A laser processing method that satisfies 0.018 × 10 18 [J / (m 3 · s)] ≦ (E · f 2 /v)≦0.81×10 18 [J / (m 3 · s)].

(付記2)
複数の板状体を積み重ねる工程と、
前記複数の板状体が積み重ねられた積重体の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行するパルスレーザ光の集光点を、前記積重体の前記他方の主面側から前記一方の主面側に徐々に移動させながら、前記積重体に前記パルスレーザ光を照射することにより、前記板状体に改質部を形成する工程と、
前記改質部をエッチングすることにより、前記板状体に孔を形成する工程と
を有するレーザ加工方法。
(Appendix 2)
A process of stacking a plurality of plates,
The focusing point of the pulse laser beam traveling in the direction from one main surface of the stacked body in which the plurality of plate-shaped bodies are stacked to the other main surface is set to the one from the other main surface side of the stacked body. Irradiating the stacked body with the pulsed laser light while gradually moving to the main surface side of the plate, and forming a modified portion on the plate-like body,
Forming a hole in the plate-like body by etching the modified portion.

(付記3)
前記パルスレーザは、超短パルスレーザ光である、付記2記載のレーザ加工方法。
(Appendix 3)
The laser processing method according to appendix 2, wherein the pulse laser is an ultrashort pulse laser beam.

(付記4)
前記板状体は、ガラス基板である、付記2又は3記載のレーザ加工方法。
(Appendix 4)
The laser processing method according to appendix 2 or 3, wherein the plate-like body is a glass substrate.

(付記5)
前記ガラス基板は、第1の成分である酸化ケイ素と、前記第1の成分と異なる成分である第2の成分とを少なくとも含む多成分ガラス基板であり、
前記板状体に孔を形成する工程では、前記第1の成分と反応する第1の薬液であるフッ酸と、前記第2の成分と反応する酸性の薬液である第2の薬液とを含むエッチング液を用いて、前記改質部をエッチングする、付記1又は4記載のレーザ加工方法。
(Appendix 5)
The glass substrate is a multi-component glass substrate including at least a silicon oxide that is a first component and a second component that is a component different from the first component;
The step of forming a hole in the plate-like body includes hydrofluoric acid that is a first chemical solution that reacts with the first component and a second chemical solution that is an acidic chemical solution that reacts with the second component. The laser processing method according to appendix 1 or 4, wherein the modified portion is etched using an etchant.

(付記6)
前記第2の成分は、酸化マグネシウム又は酸化カルシウムであり、
前記第2の薬液は、硝酸、塩酸又は硫酸である、付記5記載のレーザ加工方法。
(Appendix 6)
The second component is magnesium oxide or calcium oxide;
The laser processing method according to appendix 5, wherein the second chemical liquid is nitric acid, hydrochloric acid, or sulfuric acid.

(付記7)
ガラス基板の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行する超短パルスレーザ光の集光点を、前記ガラス基板の前記他方の主面側から前記一方の主面側に徐々に移動させながら、前記ガラス基板に前記超短パルスレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に改質部を形成する工程と、
前記改質部をエッチングすることにより、前記ガラス基板に孔を開ける工程とを有し、
前記超短パルスレーザ光の1パルスの単位面積当たりのエネルギーをE、前記超短パルスレーザ光の前記集光点の移動速度をv、前記超短パルスレーザ光の繰り返し周波数をfとすると、
0.05×10[J/m]≦E≦0.5×10[J/m]であり、
0.22×10−12[m・s]≦(v/f)≦10×10−12[m・s]であり、
0.018×1018[J/(m・s)]≦(E・f/v)≦0.81×1018[J/(m・s)]である、ガラス加工部品の製造方法。
(Appendix 7)
The condensing point of the ultrashort pulse laser beam traveling in the direction from one main surface of the glass substrate to the other main surface is gradually moved from the other main surface side of the glass substrate to the one main surface side. And forming a modified portion on the glass substrate by irradiating the glass substrate with the ultrashort pulse laser light, and
A step of opening a hole in the glass substrate by etching the modified portion,
When the energy per unit area of the ultrashort pulse laser beam is E, the moving speed of the condensing point of the ultrashort pulse laser beam is v, and the repetition frequency of the ultrashort pulse laser beam is f,
0.05 × 10 6 [J / m 2 ] ≦ E ≦ 0.5 × 10 6 [J / m 2 ],
0.22 × 10 −12 [m · s] ≦ (v / f 2 ) ≦ 10 × 10 −12 [m · s],
0.018 × 10 18 [J / (m 3 · s)] ≦ (E · f 2 /v)≦0.81×10 18 [J / (m 3 · s)] Method.

(付記8)
複数のガラス基板を積み重ねる工程と、
前記複数のガラス基板が積み重ねられた積重体の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行するパルスレーザ光の集光点を、前記積重体の前記他方の主面側から前記一方の主面側に徐々に移動させながら、前記積重体に前記パルスレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に改質部を形成する工程と、
前記改質部をエッチングすることにより、前記ガラス基板に孔を形成する工程と
を有するガラス加工部品の製造方法。
(Appendix 8)
A process of stacking a plurality of glass substrates;
A condensing point of pulsed laser light traveling in a direction from one main surface of the stacked body in which the plurality of glass substrates are stacked to the other main surface is arranged from the other main surface side of the stacked body to the one main surface. Irradiating the stack with the pulsed laser light while gradually moving to the main surface side, thereby forming a modified portion on the glass substrate;
Forming a hole in the glass substrate by etching the modified portion.

(付記9)
前記孔内に導電体を埋め込む工程を更に有する、付記7又は8記載のガラス加工部品の製造方法。
(Appendix 9)
The manufacturing method of the glass processing component of appendix 7 or 8 which further has the process of embedding a conductor in the said hole.

(付記10)
超短パルスレーザ光を発する光源と、
ガラス基板の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行する前記超短パルスレーザ光の集光点を、前記ガラス基板の前記他方の主面側から前記一方の主面側に移動させながら、前記ガラス基板に前記超短パルスレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に改質部を形成する制御部とを有し、
前記超短パルスレーザ光の1パルスの単位面積当たりのエネルギーをE、前記超短パルスレーザ光の前記集光点の移動速度をv、前記超短パルスレーザ光の繰り返し周波数をfとすると、
0.05×10[J/m]≦E≦0.5×10[J/m]であり、
0.22×10−12[m・s]≦(v/f)≦10×10−12[m・s]であり、
0.018×1018[J/(m・s)]≦(E・f/v)≦0.81×1018[J/(m・s)]である、レーザ加工装置。
(Appendix 10)
A light source that emits ultrashort pulse laser light;
The condensing point of the ultrashort pulse laser light traveling in the direction from one main surface of the glass substrate to the other main surface is moved from the other main surface side of the glass substrate to the one main surface side. However, by irradiating the glass substrate with the ultrashort pulse laser light, and having a control unit for forming a modified portion on the glass substrate,
When the energy per unit area of the ultrashort pulse laser beam is E, the moving speed of the condensing point of the ultrashort pulse laser beam is v, and the repetition frequency of the ultrashort pulse laser beam is f,
0.05 × 10 6 [J / m 2 ] ≦ E ≦ 0.5 × 10 6 [J / m 2 ],
0.22 × 10 −12 [m · s] ≦ (v / f 2 ) ≦ 10 × 10 −12 [m · s],
A laser processing apparatus that satisfies 0.018 × 10 18 [J / (m 3 · s)] ≦ (E · f 2 /v)≦0.81×10 18 [J / (m 3 · s)].

(付記11)
パルスレーザ光を発する光源と、
複数の板状体が積み重ねられた積重体の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行する前記パルスレーザ光の集光点を、前記積重体の前記他方の主面側から前記一方の主面側に徐々に移動させながら、前記積重体に前記パルスレーザ光を照射することにより、前記板状体に改質部を形成する制御部と
を有するレーザ加工装置。
(Appendix 11)
A light source that emits pulsed laser light;
A focusing point of the pulsed laser light traveling in a direction from one main surface of the stacked body in which a plurality of plate-shaped bodies are stacked to the other main surface is set to the one from the other main surface side of the stacked body. A control unit that forms a modified portion on the plate-like body by irradiating the stacked body with the pulsed laser light while gradually moving to the main surface side of the plate.

16…加工対象物
30…ミラー
32…レンズ
46…ガラス基板
46a〜46e…板状体
48…積重体
50…改質部
52、152、252…孔
54…ビア
56…集光点
16 ... Processing object 30 ... Mirror 32 ... Lens 46 ... Glass substrates 46a to 46e ... Plate-like body 48 ... Stacking body 50 ... Modified portions 52, 152, 252 ... Hole 54 ... Via 56 ... Condensing point

Claims (10)

ガラス基板の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行する超短パルスレーザ光の集光点を、前記ガラス基板の前記他方の主面側から前記一方の主面側に移動させながら、前記ガラス基板に前記超短パルスレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に改質部を形成する工程と、
前記改質部をエッチングすることにより、前記ガラス基板に孔を開ける工程とを有し、
前記超短パルスレーザ光の1パルスの単位面積当たりのエネルギーをE、前記超短パルスレーザ光の前記集光点の移動速度をv、前記超短パルスレーザ光の繰り返し周波数をfとすると、
0.05×10[J/m]≦E≦0.5×10[J/m]であり、
0.22×10−12[m・s]≦(v/f)≦10×10−12[m・s]であり、
0.018×1018[J/(m・s)]≦(E・f/v)≦0.81×1018[J/(m・s)]である、レーザ加工方法。
While moving the condensing point of the ultra-short pulse laser light traveling in the direction from one main surface of the glass substrate toward the other main surface, moving from the other main surface side of the glass substrate to the one main surface side Irradiating the glass substrate with the ultrashort pulse laser light to form a modified portion on the glass substrate;
A step of opening a hole in the glass substrate by etching the modified portion,
When the energy per unit area of the ultrashort pulse laser beam is E, the moving speed of the condensing point of the ultrashort pulse laser beam is v, and the repetition frequency of the ultrashort pulse laser beam is f,
0.05 × 10 6 [J / m 2 ] ≦ E ≦ 0.5 × 10 6 [J / m 2 ],
0.22 × 10 −12 [m · s] ≦ (v / f 2 ) ≦ 10 × 10 −12 [m · s],
A laser processing method that satisfies 0.018 × 10 18 [J / (m 3 · s)] ≦ (E · f 2 /v)≦0.81×10 18 [J / (m 3 · s)].
複数の板状体を積み重ねる工程と、
前記複数の板状体が積み重ねられた積重体の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行するパルスレーザ光の集光点を、前記積重体の前記他方の主面側から前記一方の主面側に徐々に移動させながら、前記積重体に前記パルスレーザ光を照射することにより、前記板状体に改質部を形成する工程と、
前記改質部をエッチングすることにより、前記板状体に孔を形成する工程と
を有するレーザ加工方法。
A process of stacking a plurality of plates,
The focusing point of the pulse laser beam traveling in the direction from one main surface of the stacked body in which the plurality of plate-shaped bodies are stacked to the other main surface is set to the one from the other main surface side of the stacked body. Irradiating the stacked body with the pulsed laser light while gradually moving to the main surface side of the plate, and forming a modified portion on the plate-like body,
Forming a hole in the plate-like body by etching the modified portion.
前記パルスレーザは、超短パルスレーザ光である、請求項2記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 2, wherein the pulse laser is an ultrashort pulse laser beam. 前記板状体は、ガラス基板である、請求項2又は3記載のレーザ加工方法。   The laser processing method according to claim 2, wherein the plate-like body is a glass substrate. 前記ガラス基板は、第1の成分である酸化ケイ素と、前記第1の成分と異なる成分である第2の成分とを少なくとも含む多成分ガラス基板であり、
前記板状体に孔を形成する工程では、前記第1の成分と反応する第1の薬液であるフッ酸と、前記第2の成分と反応する酸性の薬液である第2の薬液とを含むエッチング液を用いて、前記改質部をエッチングする、請求項1又は4記載のレーザ加工方法。
The glass substrate is a multi-component glass substrate including at least a silicon oxide that is a first component and a second component that is a component different from the first component;
The step of forming a hole in the plate-like body includes hydrofluoric acid that is a first chemical solution that reacts with the first component and a second chemical solution that is an acidic chemical solution that reacts with the second component. The laser processing method according to claim 1, wherein the modified portion is etched using an etchant.
前記第2の成分は、酸化マグネシウム又は酸化カルシウムであり、
前記第2の薬液は、硝酸、塩酸又は硫酸である、請求項5記載のレーザ加工方法。
The second component is magnesium oxide or calcium oxide;
The laser processing method according to claim 5, wherein the second chemical liquid is nitric acid, hydrochloric acid, or sulfuric acid.
ガラス基板の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行する超短パルスレーザ光の集光点を、前記ガラス基板の前記他方の主面側から前記一方の主面側に徐々に移動させながら、前記ガラス基板に前記超短パルスレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に改質部を形成する工程と、
前記改質部をエッチングすることにより、前記ガラス基板に孔を開ける工程とを有し、
前記超短パルスレーザ光の1パルスの単位面積当たりのエネルギーをE、前記超短パルスレーザ光の前記集光点の移動速度をv、前記超短パルスレーザ光の繰り返し周波数をfとすると、
0.05×10[J/m]≦E≦0.5×10[J/m]であり、
0.22×10−12[m・s]≦(v/f)≦10×10−12[m・s]であり、
0.018×1018[J/(m・s)]≦(E・f/v)≦0.81×1018[J/(m・s)]である、ガラス加工部品の製造方法。
The condensing point of the ultrashort pulse laser beam traveling in the direction from one main surface of the glass substrate to the other main surface is gradually moved from the other main surface side of the glass substrate to the one main surface side. And forming a modified portion on the glass substrate by irradiating the glass substrate with the ultrashort pulse laser light, and
A step of opening a hole in the glass substrate by etching the modified portion,
When the energy per unit area of the ultrashort pulse laser beam is E, the moving speed of the condensing point of the ultrashort pulse laser beam is v, and the repetition frequency of the ultrashort pulse laser beam is f,
0.05 × 10 6 [J / m 2 ] ≦ E ≦ 0.5 × 10 6 [J / m 2 ],
0.22 × 10 −12 [m · s] ≦ (v / f 2 ) ≦ 10 × 10 −12 [m · s],
0.018 × 10 18 [J / (m 3 · s)] ≦ (E · f 2 /v)≦0.81×10 18 [J / (m 3 · s)] Method.
複数のガラス基板を積み重ねる工程と、
前記複数のガラス基板が積み重ねられた積重体の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行するパルスレーザ光の集光点を、前記積重体の前記他方の主面側から前記一方の主面側に徐々に移動させながら、前記積重体に前記パルスレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に改質部を形成する工程と、
前記改質部をエッチングすることにより、前記ガラス基板に孔を形成する工程と
を有するガラス加工部品の製造方法。
A process of stacking a plurality of glass substrates;
A condensing point of pulsed laser light traveling in a direction from one main surface of the stacked body in which the plurality of glass substrates are stacked to the other main surface is arranged from the other main surface side of the stacked body to the one main surface. Irradiating the stack with the pulsed laser light while gradually moving to the main surface side, thereby forming a modified portion on the glass substrate;
Forming a hole in the glass substrate by etching the modified portion.
超短パルスレーザ光を発する光源と、
ガラス基板の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行する前記超短パルスレーザ光の集光点を、前記ガラス基板の前記他方の主面側から前記一方の主面側に移動させながら、前記ガラス基板に前記超短パルスレーザ光を照射することにより、前記ガラス基板に改質部を形成する制御部とを有し、
前記超短パルスレーザ光の1パルスの単位面積当たりのエネルギーをE、前記超短パルスレーザ光の前記集光点の移動速度をv、前記超短パルスレーザ光の繰り返し周波数をfとすると、
0.05×10[J/m]≦E≦0.5×10[J/m]であり、
0.22×10−12[m・s]≦(v/f)≦10×10−12[m・s]であり、
0.018×1018[J/(m・s)]≦(E・f/v)≦0.81×1018[J/(m・s)]である、レーザ加工装置。
A light source that emits ultrashort pulse laser light;
The condensing point of the ultrashort pulse laser light traveling in the direction from one main surface of the glass substrate to the other main surface is moved from the other main surface side of the glass substrate to the one main surface side. However, by irradiating the glass substrate with the ultrashort pulse laser light, and having a control unit for forming a modified portion on the glass substrate,
When the energy per unit area of the ultrashort pulse laser beam is E, the moving speed of the condensing point of the ultrashort pulse laser beam is v, and the repetition frequency of the ultrashort pulse laser beam is f,
0.05 × 10 6 [J / m 2 ] ≦ E ≦ 0.5 × 10 6 [J / m 2 ],
0.22 × 10 −12 [m · s] ≦ (v / f 2 ) ≦ 10 × 10 −12 [m · s],
A laser processing apparatus that satisfies 0.018 × 10 18 [J / (m 3 · s)] ≦ (E · f 2 /v)≦0.81×10 18 [J / (m 3 · s)].
パルスレーザ光を発する光源と、
複数の板状体が積み重ねられた積重体の一方の主面から他方の主面に向かう方向に進行する前記パルスレーザ光の集光点を、前記積重体の前記他方の主面側から前記一方の主面側に徐々に移動させながら、前記積重体に前記パルスレーザ光を照射することにより、前記板状体に改質部を形成する制御部と
を有するレーザ加工装置。
A light source that emits pulsed laser light;
A focusing point of the pulsed laser light traveling in a direction from one main surface of the stacked body in which a plurality of plate-shaped bodies are stacked to the other main surface is set to the one from the other main surface side of the stacked body. A control unit that forms a modified portion on the plate-like body by irradiating the stacked body with the pulsed laser light while gradually moving to the main surface side of the plate.
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