JP2682230B2 - Laser processing method - Google Patents
Laser processing methodInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、レーザを透過する透明材料にレーザを用
いて精度よく切断、溝彫り、穴明け等の除去加工を施す
方法に関するものであり、特に透明材料として硬く割れ
やすい水晶やサファイヤなどの薄い基板の微細形状加工
に適するレーザ加工方法である。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for accurately performing a cutting process such as cutting, grooving, and punching on a transparent material that transmits a laser by using a laser. In particular, it is a laser processing method suitable for fine shape processing of thin substrates such as crystal and sapphire that are hard and easily broken as a transparent material.
［従来の技術］ 従来、水晶基板等の透明材料の微細形状加工には、水
と砥粒をぶつけるホーニング法や水と砥粒を使い超音波
で型掘りする方法等の力学的加工法やエッチング液を用
いる湿式エッチング法が用いられている。しかし、これ
ら従来の加工方法では加工が非常に困難で、加工精度も
低い。[Prior Art] Conventionally, for fine shape processing of transparent materials such as a quartz substrate, mechanical processing methods such as a honing method of hitting water and abrasive grains and a method of ultrasonically using water and abrasive grains, and etching. A wet etching method using a liquid is used. However, with these conventional processing methods, processing is very difficult and processing accuracy is low.
そのため、近年、代替加工方法としてレーザ加工法が
開発されつつある。しかしながら、このレーザ加工法
も、例えば水晶ではエキシマレーザの紫外光を殆ど透過
する等、透明材料ではレーザを透過するため、単にレー
ザを照射して除去加工することは甚だ困難である。そこ
で、かなり高エネルギーのレーザ（例えば波長10.6μｍ
のCO2レーザ:50W/cm2）を照射する、加工と言うようり
はむしろ損傷させるという類の方法や、ハロゲン系ガス
等をエッチングガスとして用いるレーザアシストエッチ
ング法（この技術については例えばJ.Vac.Sci.Technol.
B3（５）,Sep/Oct 1985 P1445〜P1449参照）をとってい
る。Therefore, in recent years, a laser processing method has been developed as an alternative processing method. However, in this laser processing method as well, it is very difficult to simply irradiate the laser for removal processing, because transparent materials allow the laser to pass through, for example, the ultraviolet light of the excimer laser almost passes through the crystal. Therefore, a fairly high-energy laser (for example, wavelength 10.6 μm)
CO 2 laser: 50 W / cm 2 ), a method of damaging rather than processing, or a laser-assisted etching method using a halogen-based gas as an etching gas. Vac.Sci.Technol.
B3 (5), Sep / Oct 1985 P1445 to P1449).
［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、この従来のレーザ加工法も加工された
側壁が粗い、加工周辺部が損傷を受ける、エッチングガ
スを用いる場合エッチングガス成分が被加工物内部に残
留するなど加工精度が悪いという問題点があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, even in the conventional laser processing method, the processed side wall is rough, the processing peripheral portion is damaged, and when an etching gas is used, the etching gas component remains inside the workpiece. There was a problem that the processing accuracy was poor.
この発明は、上記のような問題点を解消するためにな
されたもので、レーザを透過する被加工物に、穴明け、
切断等の微細除去加工を、加工側壁を滑らかに、照射部
周辺に損傷を与えることなく、小さい切断幅で精度よく
行なえるレーザ加工方法を提供することを目的とする。The present invention has been made to solve the above problems, a hole is formed in a work piece that transmits a laser,
An object of the present invention is to provide a laser processing method capable of performing fine removal processing such as cutting with high accuracy and with a small cutting width, without causing damage to the periphery of the irradiated portion and smoothing the processing sidewall.
［課題を解決するための手段］ この発明のレーザ加工方法は、レーザ照射によりレー
ザに対する吸収係数の大きな物質を形成し放出する材料
にレーザを照射し、上記レーザを透過する被加工物の加
工面に上記物質を付着させ、上記物質を付着させた加工
面に上記レーザを照射し、上記物質とともに上記被加工
物を除去するようにしたものである。[Means for Solving the Problems] A laser processing method according to the present invention irradiates a material that forms and emits a substance having a large absorption coefficient with respect to the laser with the laser, and irradiates the laser with the processed surface of a workpiece that transmits the laser. The above-mentioned substance is adhered to, and the laser beam is radiated to the processed surface to which the above-mentioned substance is adhered, so that the above-mentioned substance and the above-mentioned workpiece are removed.
また、レーザCVD化学気相蒸着によりレーザに対する
吸収係数の大きな物質を、上記レーザを透過する被加工
物の加工面に付着させ、上記物質を付着させた加工面に
上記レーザを照射し、上記物質とともに上記被加工物を
除去するようにしたものである。Further, a substance having a large absorption coefficient for laser is attached to a processed surface of a work piece that transmits the laser by laser CVD chemical vapor deposition, and the processed surface on which the substance is attached is irradiated with the laser, At the same time, the work piece is removed.
さらに、レーザに対する吸収係数の大きな物質を付着
させる工程と上記物質とともに上記レーザを透過する被
加工物を除去する工程とを、レーザ照射条件を変えて交
互に繰り返し施すようにしたものである。Further, the step of adhering a substance having a large absorption coefficient with respect to the laser and the step of removing the work piece that transmits the laser together with the substance are alternately repeated by changing the laser irradiation conditions.
さらにまた、レーザ化学気相蒸着により上記物質を付
着させた後、上記物質を付着させるときより高いエネル
ギー密度のレーザを続けて照射して上記物質とともに上
記被加工物を除去するようにしたものである。Furthermore, after depositing the substance by laser chemical vapor deposition, a laser having a higher energy density than when depositing the substance is continuously irradiated to remove the workpiece together with the substance. is there.
［作用］ 上記レーザに対する吸収係数の大きな物質にレーザを
照射することにより上記レーザを透過する被加工物も共
に除去され、加工された側壁を滑らかに、照射部周辺に
損傷を与えることなく、精度よく加工できる。その理由
は明白ではないが、レーザ照射によりレーザに対する吸
収係数の大きな物質が温度上昇し、その熱が被加工物表
面に伝わるために、本来その波長では加熱されない被加
工物が加熱されて蒸発あるいは昇華が起こり、除去加工
が行なわれるためと推察される。[Operation] By irradiating a substance having a large absorption coefficient with respect to the laser with the laser, the workpiece to be transmitted through the laser is also removed, the processed side wall is smooth, and the periphery of the irradiation portion is not damaged, and accuracy is improved. It can be processed well. Although the reason for this is not clear, the temperature of a substance having a large absorption coefficient for the laser rises due to laser irradiation, and the heat is transmitted to the surface of the workpiece, so that the workpiece that is not originally heated at that wavelength is heated and vaporized or It is presumed that sublimation occurred and removal processing was performed.
また、レーザに対する吸収係数の大きな物質を形成し
放出する材料にレーザを照射するという極めて簡単な走
査により上記物質を上記被加工物に付着させることがで
きる。また、レーザ化学気相蒸着法によれば、所望の加
工部位に上記物質を付着させることができ、余分なとこ
ろには付着しないので、上記物質を除去する後工程が不
要になる。さらに、上記物質の付着工程と、上記物質と
ともに被加工物を除去する工程とを同一装置で、簡便に
繰り返し交互に施せるので、所望の加工形状、例えば所
定深さの溝、貫通孔等が容易に得られる。Further, the substance can be attached to the work piece by a very simple scan in which a material that forms and emits a substance having a large absorption coefficient with respect to the laser is irradiated with the laser. In addition, according to the laser chemical vapor deposition method, the substance can be attached to a desired processing site and does not attach to an extra portion, so that a post-process for removing the substance is unnecessary. Further, the step of depositing the substance and the step of removing the work piece together with the substance can be easily and repeatedly performed in the same apparatus, so that a desired processing shape such as a groove with a predetermined depth or a through hole can be easily formed. Can be obtained.
［実施例］ この発明は照射レーザの波長に対し吸収のない、これ
を透過する材料の被加工物に、上記レーザに対する吸収
係数の大きな物質を付着させて上記レーザを照射し、上
記物質とともに上記被加工物を除去するようにして、穴
明け、溝掘り、切断等の微細除去加工を施すものであ
る。[Embodiment] According to the present invention, a substance having a large absorption coefficient for the laser is attached to a work piece made of a material that does not absorb the wavelength of the irradiating laser and transmits the irradiating laser. Fine removal processing such as drilling, grooving, and cutting is performed so as to remove the workpiece.
この発明において対象とするレーザの波長に対して吸
収のない、透過する被加工物としては、水晶基板、合成
石英基板、サファイヤ基板等の透明材料が挙げられる。In the present invention, a transparent material such as a quartz substrate, a synthetic quartz substrate, or a sapphire substrate can be used as the work piece that does not absorb the laser wavelength of interest and is transparent.
また、この発明に係わるレーザに対する吸収係数の大
きな物質としては、５×103cm-1以上の吸収係数を有す
るもので、できるだけ大きいものが望ましく、例えばア
モルファスカーボン（すす）、酸化チタン、ムライトな
どのセラミクス、アルミ、シリコンなどの金属が用いら
れる。Further, as the substance having a large absorption coefficient for the laser according to the present invention, a substance having an absorption coefficient of 5 × 10 3 cm −1 or more, preferably as large as possible, for example, amorphous carbon (soot), titanium oxide, mullite, etc. Metals such as ceramics, aluminum, and silicon are used.
また、レーザを照射すると上記レーザに対する吸収係
数の大きな物質を形成し放出する材料としては、例えば
ポリイミドやポリアミドなどベンゼン環を持つ高分子材
料、セラミクス材料、金属材料が用いられる。Further, as a material which forms and emits a substance having a large absorption coefficient for the laser when irradiated with a laser, for example, a polymer material having a benzene ring such as polyimide or polyamide, a ceramic material, or a metal material is used.
そして、加工に用いるレーザは特に限定するものでは
ないが、紫外線パルスレーザを用いるのが好ましい。The laser used for processing is not particularly limited, but it is preferable to use an ultraviolet pulse laser.
以下、この発明の実施例を図について説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
実施例１ 第１図はこの発明の実施例１に係わるレーザ加工装置
を示す構成図であり、図において、（1a）及び（1b）は
レーザ発振器、（2a）及び（2b）は光学系、（３）はレ
ーザを照射すると上記レーザに対する吸収係数の大きな
物質を形成し放出する材料、（４）は上記レーザの波長
に対して吸収のない、透過する透明な被加工物、（11
a）及び（11b）はレーザビーム、（31）はあ上記レーザ
に対する吸収係数の大きな物質である。Embodiment 1 FIG. 1 is a block diagram showing a laser processing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. In the drawing, (1a) and (1b) are laser oscillators, (2a) and (2b) are optical systems, and FIG. (3) is a material that forms and emits a substance having a large absorption coefficient for the laser when it is irradiated with the laser, (4) is a transparent work piece that does not absorb the laser wavelength, and is transparent.
a) and (11b) are laser beams, and (31) is a substance having a large absorption coefficient for the laser.
次に、上記装置を用いて、透明材料の加工を行なった
具体例について説明する。Next, a specific example of processing a transparent material using the above apparatus will be described.
この実施例においては、レーザ発振器（1a）（1b）に
ArFエキシマレーザ、紫外線レーザに対する吸収係数の
大きな物質を形成し放出する材料（３）にポリイミドフ
ィルム、紫外線を透過する透明な被加工物（４）に厚さ
100μｍの水晶基板を用いた。この実施例においては、
除去加工用レーザビーム（11a）のエネルギー密度及び
ビーム径は3.8J/cm2及びφ150μｍ、レーザに対する吸
収係数の大きな物質（31）を被加工物（４）に付着させ
るための成膜用レーザビーム（11b）のエネルギー密度
及びビーム径は0.4J/cm2及びφ300μｍとした。また照
射方法は、成膜用レーザビーム（11b）照射後、除去加
工用レーザビーム（11a）を照射する方法とした。この
ような条件にてそれぞれ交互に100ショット照射して加
工した。In this embodiment, the laser oscillator (1a) (1b)
Polyimide film for the material (3) that forms and emits a substance with a large absorption coefficient for ArF excimer laser and ultraviolet laser, and thickness for the transparent work piece (4) that transmits ultraviolet light.
A 100 μm crystal substrate was used. In this example,
The energy density and beam diameter of the removal processing laser beam (11a) are 3.8 J / cm 2 and φ150 μm, and the film formation laser beam for adhering the substance (31) having a large absorption coefficient to the laser to the workpiece (4) The energy density and beam diameter of (11b) were 0.4 J / cm 2 and φ300 μm. The irradiation method was a method of irradiating the laser beam (11a) for removal processing after irradiating the laser beam (11b) for film formation. Under these conditions, 100 shots were alternately irradiated and processed.
まず、ポリイミドフィルムに紫外線パルスレーザを照
射すると紫外線レーザに対する吸収係数の大きなアモル
ファスカーボンが放出される。なお、この理由は明白で
はないが、紫外線パルスレーザの照射によりポリイミド
が分解して炭素が発生し、レーザの持つエネルギーによ
り重合してアモルファスカーボンになると推察される。
このアモルファスカーボンにレーザを照射するとアモル
ファスカーボンは紫外線をよく吸収するので照射により
温度上昇する。従ってアモルファスカーボンが付着して
おり、且つレーザを照射された水晶基板表面の温度が上
昇し、蒸発が起こって加工されると考えられる。First, when a polyimide film is irradiated with an ultraviolet pulse laser, amorphous carbon having a large absorption coefficient for the ultraviolet laser is released. Although the reason for this is not clear, it is presumed that the polyimide is decomposed by the irradiation of the ultraviolet pulse laser to generate carbon, and the carbon is polymerized by the energy of the laser to become amorphous carbon.
When this amorphous carbon is irradiated with a laser, the amorphous carbon absorbs ultraviolet rays well, so that the temperature rises due to the irradiation. Therefore, it is considered that the amorphous carbon is attached, and the temperature of the surface of the quartz substrate irradiated with the laser rises to cause evaporation to be processed.
このようにしてレーザにより穴明け加工した水晶基板
の加工状態を走査型電子顕微鏡で調べた結果を参考写真
１に示す。写真下方の15OKVは加速電圧、X200は倍率、1
00μｍはそのすぐ上の白い横線スケールの長さを表わし
ている。Reference photograph 1 shows the result of examining the working state of the quartz substrate which has been drilled by the laser in this manner with a scanning electron microscope. 15 OKV at the bottom of the photo is the acceleration voltage, X200 is the magnification, 1
00 μm represents the length of the white horizontal scale just above it.
この参考写真１より知られるごとく、この発明によれ
ば、本来は吸収がないため通常のレーザを照射するだけ
では加工できない水晶基板をArFエキシマレーザにより
微細除去加工できることがわかる。As can be seen from Reference Photo 1, according to the present invention, a quartz substrate that cannot be processed only by irradiating a normal laser because it originally has no absorption can be finely removed by an ArF excimer laser.
実施例２ 第２図はこの発明の実施例２に係わるレーザ加工装置
を示す構成図である。図において、（１）はレーザ発振
器、（２）は光学系、（３）はレーザを照射すると上記
レーザに対する吸収係数の大きな物質を形成し放出する
材料、（４）は上記レーザの波長に対して吸収のない透
過する透明な被加工物、（11）はレーザビーム、（31）
は上記レーザに対する吸収係数の大きな物質である。Embodiment 2 FIG. 2 is a block diagram showing a laser processing apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, (1) is a laser oscillator, (2) is an optical system, (3) is a material that forms and emits a substance having a large absorption coefficient for the laser when irradiated with the laser, and (4) is for the wavelength of the laser. A transparent work piece that is transparent without absorption. (11) is a laser beam, (31)
Is a substance having a large absorption coefficient for the laser.
次に、上記装置を用いて、透明材料の加工を行なった
具体例について説明する。Next, a specific example of processing a transparent material using the above apparatus will be described.
この実施例においても、レーザ発振器（１）にArFエ
キシマレーザ、紫外線をよく吸収する物質を形成し放出
する材料（３）にポリイミドフィルム、紫外線に対して
透明な被加工物（４）に厚さ100μｍの水晶基板を用い
た。またレーザビーム（11）のエネルギー密度及びビー
ム径は3.8J/cm2及びφ150μｍとした。このような条件
にて150ショット照射して加工した。Also in this embodiment, an ArF excimer laser is used for the laser oscillator (1), a polyimide film is used for the material (3) that forms and emits a substance that absorbs ultraviolet rays well, and a work piece (4) that is transparent to ultraviolet rays has a thickness. A 100 μm crystal substrate was used. The energy density and beam diameter of the laser beam (11) were 3.8 J / cm 2 and φ150 μm. Under these conditions, 150 shots were irradiated and processed.
第３図（ａ）〜（ｄ）はこの実施例のレーザ加工方法
を被加工物の加工状態を示して順に説明する説明図であ
る。レーザ発振器（１）より発振されたArFエキシマレ
ーザビーム（11）は水晶基板（４）を透過し、水晶基板
（４）の裏面（この明細書ではレーザ入射側を表面、出
射側を裏面という）側に配置されたポリイミドフィルム
（３）を照射する（第３図ａ）。レーザビーム（11）が
ポリイミドフィルム（３）に吸収され、アブレーション
現象によりポリイミドフィルム（３）からレーザに対す
る吸収係数の大きなアモルファスカーボン（31）が放出
され（第３図ｂ）、水晶基板（４）裏面に付着する（第
３図ｃ）。そして、後続のレーザビーム（11）がこのア
モルファスカーボン（31）に吸収されることにより、ア
モルファスカーボン（31）と水晶基板（４）の界面が発
熱し、この作用により水晶基板（４）裏面がアモルファ
スカーボン（31）とともに除去される（第３図ｄ）。こ
の過程が順に繰り返され所望の除去加工がなされる。FIGS. 3A to 3D are explanatory views for sequentially explaining the laser processing method of this embodiment by showing the processing state of the workpiece. The ArF excimer laser beam (11) oscillated from the laser oscillator (1) passes through the quartz substrate (4) and the back surface of the quartz substrate (4) (in this specification, the laser incident side is the front side and the emitting side is the back side). Irradiate the polyimide film (3) arranged on the side (Fig. 3a). The laser beam (11) is absorbed by the polyimide film (3), and amorphous carbon (31) having a large absorption coefficient for laser is emitted from the polyimide film (3) by the ablation phenomenon (Fig. 3b), and the quartz substrate (4). It adheres to the back surface (Fig. 3c). Then, the subsequent laser beam (11) is absorbed by the amorphous carbon (31), so that the interface between the amorphous carbon (31) and the quartz substrate (4) generates heat, and this action causes the back surface of the quartz substrate (4). It is removed together with the amorphous carbon (31) (Fig. 3d). This process is repeated in order to perform a desired removal process.
このようにしてレーザにより穴明け加工した水晶基板
の加工状態を走査型電子顕微鏡で調べた結果を参考写真
２に示す。写真下方の15OKVは加速電圧、X200は倍率、1
00μｍはそのすぐ上の白い横線スケールの長さを表わし
ている。Reference photograph 2 shows the result of examining with a scanning electron microscope the processing state of the quartz substrate which was punched by the laser in this way. 15 OKV at the bottom of the photo is the acceleration voltage, X200 is the magnification, 1
00 μm represents the length of the white horizontal scale just above it.
この参考写真２より、実施例１と同様水晶基板をArF
エキシマレーザにより微細除去加工できることがわか
る。しかも表面から照射した実施例１に比べこの実施例
２の裏面からの方が加工形状がきれいであった。理由は
よくわからないが被加工物との界面部分でレーザの吸
収、発熱が起こるためと考えられる。From this reference photograph 2, the crystal substrate was ArF as in Example 1.
It can be seen that the excimer laser can perform fine removal processing. Moreover, the processed shape was clearer from the back surface of Example 2 than from Example 1 in which irradiation was performed from the front surface. Although the reason is not well understood, it is considered that laser absorption and heat generation occur at the interface with the workpiece.
実施例３ 上記実施例1,2では被加工物の片面を除去加工するも
のについて示したが、この実施例３では被加工物の両面
から除去加工を施せるようにしたものを示す。第４図、
第５図はそれぞれこの発明の実施例３に係わるレーザ加
工装置を示す構成図で、第４図は第１図と第２図に示す
加工装置を組み合わせた構成となっており、第５図はビ
ームスプリッタ（５）、ミラー（６）を配設し、１台の
レーザ発振器（１）で両面から加工できるように構成し
ている。Embodiment 3 In Embodiments 1 and 2 described above, removal processing is performed on one side of a workpiece, but in Embodiment 3, removal processing can be performed from both sides of the workpiece. FIG. 4,
FIG. 5 is a block diagram showing a laser processing apparatus according to Embodiment 3 of the present invention, FIG. 4 is a configuration in which the processing apparatuses shown in FIGS. 1 and 2 are combined, and FIG. A beam splitter (5) and a mirror (6) are arranged so that one laser oscillator (1) can process from both sides.
孔をあける場合など、片面のみから除去加工を行った
場合貫通時に周辺部に欠落が生じ、きれいな加工ができ
ない虞があるが、この実施例では両面から除去加工を施
すので貫通時の周辺部の欠落を防止でき、きれいな加工
面が得られる。When removing processing is performed from only one side, such as when making a hole, there is a possibility that the peripheral part may be cut off during penetration and clean processing may not be possible.However, in this example, since removal processing is performed from both sides, the peripheral part during penetration may be cut off. It is possible to prevent chipping and obtain a clean machined surface.
実施例４ 第６図（ａ）〜（ｆ）はこの発明の実施例４の加工方
法を被加工物の加工状態を示して順に説明する説明図で
ある。（30）はレーザ化学気相蒸着（以下CVDと記す）
によりレーザに対する吸収係数の大きな物質を形成する
原料ガスである。Embodiment 4 FIGS. 6 (a) to 6 (f) are explanatory views for sequentially explaining the processing method of Embodiment 4 of the present invention showing the processing state of the workpiece. (30) is laser chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD)
Is a raw material gas that forms a substance having a large absorption coefficient for laser.
上記実施例ではレーザの照射によりレーザに対する吸
収係数の大きな物質を形成し放出する材料を用い、これ
にレーザを照射した被加工物に吸収係数の大きな物質を
付着させるようにしているが、この実施例では、レーザ
に対する吸収係数の大きな物質を形成する原料ガスを用
い、レーザCVDにより被加工物のレーザビーム照射領域
に吸収係数の大きな物質を付着させるようにしている。In the above embodiment, a material that forms and emits a substance having a large absorption coefficient for laser by irradiation with laser is used, and the substance having a large absorption coefficient is attached to the workpiece irradiated with the laser. In the example, a raw material gas that forms a substance having a large absorption coefficient with respect to a laser is used, and a substance having a large absorption coefficient is attached to a laser beam irradiation region of a workpiece by laser CVD.
まず、レーザを透過する被加工物（４）をレーザCVD
によりレーザに対する吸収係数の大きな物質、この場合
はアモルファスカーボン（31）を形成するガス（30）雰
囲気中に設置して除去加工したい部分にレーザビーム
（11）を照射すると（第６図ａ）、被加工物（４）の
表、裏両面にレーザビームの照射領域に対応してアモル
ファスカーボン膜（31）が形成される（第６図ｂ）。次
いで、アモルファスカーボン膜（31）形成時より高いエ
ネルギー密度のレーザビーム（11）を照射する。形成さ
れたアモルファスカーボン膜（31）にレーザビーム（1
1）が吸収され、発熱が生じると同時にアブレーション
現象が生じる。この時、アモルファスカーボン膜（31）
が蒸発飛散するが、被加工物（４）の飛散も同時に起
き、結果として被加工物が除去加工される（第６図c,
d）。続いて同様にアモルファスカーボン膜（31）形成
（第６図ｅ）、アモルファスカーボン膜（31）と被加工
物（４）の除去加工を繰り返し、被加工物に孔が形成さ
れる（第６図ｆ）。First, laser CVD is applied to the workpiece (4) that transmits the laser.
By irradiating a laser beam (11) to a substance having a large absorption coefficient with respect to the laser, in this case, in a gas (30) atmosphere that forms the amorphous carbon (31) and performing a removal process (Fig. 6a), Amorphous carbon films (31) are formed on the front and back surfaces of the workpiece (4) corresponding to the laser beam irradiation regions (Fig. 6b). Next, a laser beam (11) having a higher energy density than that used when forming the amorphous carbon film (31) is irradiated. The laser beam (1
1) is absorbed and heat is generated, and at the same time, an ablation phenomenon occurs. At this time, amorphous carbon film (31)
Is evaporated and scattered, but the work (4) is also scattered at the same time, and as a result, the work is removed and processed (Fig. 6c, c).
d). Subsequently, similarly, the amorphous carbon film (31) is formed (Fig. 6e) and the removal process of the amorphous carbon film (31) and the workpiece (4) is repeated to form holes in the workpiece (Fig. 6). f).
例えば、１％アセチレン−99％水素あるいは、１％四
塩化炭素−99％水素等を用いアモルファスカーボンを形
成する場合、被加工物を真空槽内に設置し、真空槽内の
上記原料ガスの圧力を10Torr以上とし、さらに、レーザ
ビームの照射方法は、まずアモルファスカーボンが形成
されやすいエネルギー密度0.3〜0.5J/cm2、次に除去加
工されやすいエネルギー密度3.8J/cm2と交互に照射する
方法とする。For example, when forming amorphous carbon using 1% acetylene-99% hydrogen or 1% carbon tetrachloride-99% hydrogen, the workpiece is placed in a vacuum chamber and the pressure of the source gas in the vacuum chamber is set. the method was not less than 10 Torr, further irradiation method of a laser beam, the first easy energy density amorphous carbon is formed 0.3~0.5J / cm 2, then it is irradiated to remove processed easily energy density 3.8 J / cm 2 and alternately And
なお、上記実施例１及び２では光学系に円形のマスク
を用いた場合について示したがが、所望する形状のマス
クを用いて型抜き加工を行なってもよい。In addition, although the case where the circular mask is used for the optical system is shown in the above-mentioned first and second embodiments, the die-cutting process may be performed using the mask having a desired shape.
また、レーザに対する吸収係数の大きな物質を付着さ
せる方法としては、上記実施例に限らず、少々面倒では
あるが塗布方法でもよいし、他の方法であっても良く、
同様の効果を奏する。The method of attaching the substance having a large absorption coefficient to the laser is not limited to the above-mentioned embodiment, and although it is a little troublesome, it may be a coating method or another method.
A similar effect is achieved.
［発明の効果］ 以上のように、この発明によれば、レーザ照射により
レーザに対する吸収係数の大きな物質を形成し放出する
材料にレーザを照射し、上記レーザを透過する被加工物
の加工面に上記物質を付着させ、上記物質を付着させた
加工面に上記レーザを照射し、上記物質とともに上記被
加工物を除去するようにしたので、レーザ照射部周辺に
損傷を与えることなく、加工側壁を滑らかに、切断幅を
小さく、優れた加工精度でレーザを透過する透明材料等
の穴明け、切断等の微細除去加工が行える効果がある。
また、簡単に上記物質を上記被加工物に付着させること
ができ、かつ上記物質の付着工程と、上記物質とともに
被加工物を除去する工程とを同一装置で、簡便に繰り返
し交互に施せるという効果がある。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a material that forms and emits a substance having a large absorption coefficient with respect to a laser is irradiated with the laser, and the processed surface of the workpiece that transmits the laser is irradiated. The material is attached, and the laser is radiated to the processed surface to which the material is attached, so that the object to be processed is removed together with the material. There is an effect that it is possible to smoothly perform fine removal processing such as punching and cutting of a transparent material or the like that transmits laser with a small cutting width and excellent processing accuracy.
Further, an effect that the substance can be easily attached to the workpiece, and that the step of attaching the substance and the step of removing the workpiece together with the substance can be simply and repeatedly performed by the same device. There is.
また、レーザCVD化学気相蒸着によりレーザに対する
吸収係数の大きな物質を、上記レーザを透過する被加工
物の加工面に付着させ、上記物質を付着させた加工面に
上記レーザを照射し、上記物質とともに上記被加工物を
除去するようにしたので、上記に加え、所望の加工部位
に上記物質を付着させることができ、余分なところには
付着しないので、上記物質を除去する後工程が不要にな
るという効果がある。Further, a substance having a large absorption coefficient for laser is attached to a processed surface of a work piece that transmits the laser by laser CVD chemical vapor deposition, and the processed surface on which the substance is attached is irradiated with the laser, Since the workpiece is removed together with the above, in addition to the above, the substance can be attached to a desired processing site and does not attach to an extra place, so that a post-process for removing the substance is unnecessary. There is an effect that.
さらに、レーザに対する吸収係数の大きな物質を付着
させる工程と上記物質とともに上記レーザを透過する被
加工物を除去する工程とを、レーザ照射条件を変えて交
互に繰り返し施すようにしたので、所望の加工形状、例
えば所定深さの溝、貫通孔等が容易に得られるという効
果がある。Further, the step of adhering a substance having a large absorption coefficient for the laser and the step of removing the work piece that transmits the laser together with the substance are alternately repeated by changing the laser irradiation conditions. There is an effect that a shape, for example, a groove having a predetermined depth, a through hole, or the like can be easily obtained.
第１図はこの発明の実施例１に係わる加工装置を示す構
成図、第２図はこの発明の実施例２に係わる加工装置を
示す構成図、第３図（ａ）〜（ｄ）はこの実施例２のレ
ーザ加工方法を順に説明する説明図、第４図及び第５図
はそれぞれこの発明の実施例３に係わるレーザ除去加工
装置を示す構成図、第６図（ａ）〜（ｆ）はこの発明の
実施例４の加工方法を順に説明する説明図である。 図において、（１），（1a），（1b）……レーザ発振
器、（３）……レーザに対する吸収係数の大きな物質を
形成し放出する材料、（４）……レーザを透過する被加
工物、（11），（11a），（11b）……レーザビーム、
（30）……レーザに対する吸収係数の大きな物質を形成
する原料ガス、（31）……レーザに対する吸収係数の大
きな物質である。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。1 is a block diagram showing a processing apparatus according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing a processing apparatus according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 3 (a) to 3 (d) show this. An explanatory view for sequentially explaining a laser processing method of a second embodiment, FIGS. 4 and 5 are configuration diagrams showing a laser removal processing apparatus according to a third embodiment of the present invention, and FIGS. 6 (a) to 6 (f). [FIG. 6] is an explanatory diagram for sequentially explaining a processing method according to a fourth embodiment of the present invention. In the figure, (1), (1a), (1b) ... laser oscillator, (3) ... material that forms and emits a substance having a large absorption coefficient for laser, (4) ... workpiece that transmits laser , (11), (11a), (11b) ... laser beam,
(30) …… A source gas that forms a substance with a large absorption coefficient for laser, (31) …… A substance with a large absorption coefficient for laser. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
Claims (4)
の大きな物質を形成し放出する材料にレーザを照射し、
上記レーザを透過する被加工物の加工面に上記物質を付
着させ、上記物質を付着させた加工面に上記レーザを照
射し、上記物質とともに上記被加工物を除去するように
したレーザ加工方法。1. A laser is applied to a material which forms and emits a substance having a large absorption coefficient for the laser by the laser irradiation,
A laser processing method in which the material is attached to a processed surface of a workpiece that transmits the laser, and the laser is applied to the processed surface to which the material is attached to remove the workpiece together with the material.
吸収係数の大きな物質を上記レーザを透過する被加工物
の加工面に付着させ、上記物質を付着させた加工面に上
記レーザを照射し、上記物質とともに上記被加工物を除
去するようにしたレーザ加工方法。2. A material having a large absorption coefficient for a laser is attached to a processed surface of a workpiece that transmits the laser by laser chemical vapor deposition, and the processed surface to which the material is attached is irradiated with the laser, A laser processing method for removing the work piece together with a substance.
もに上記被加工物を除去する工程とを、レーザ照射条件
を変えて交互に繰り返し施すようにした請求項１または
２記載のレーザ加工方法。3. The laser processing method according to claim 1, wherein the step of adhering the substance and the step of removing the object to be processed together with the substance are alternately repeated by changing laser irradiation conditions.
させた後、上記物質を付着させるときより高いエネルギ
ー密度のレーザを続けて照射して上記物質とともに上記
被加工物を除去するようにした請求項２記載のレーザ加
工方法。4. After depositing the substance by laser chemical vapor deposition, a laser having a higher energy density than that used when depositing the substance is continuously irradiated to remove the workpiece together with the substance. The laser processing method according to claim 2.
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