JP2990490B2 - 光照射を用いた物質の加工方法 - Google Patents
光照射を用いた物質の加工方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光照射を用いた物質の
加工方法に関し、さらに詳細には、エネルギー・ギャッ
プの大きい、所謂、難加工材と称される物質を加工する
際に用いて好適な光照射を用いた物質の加工方法に関す
る。
加工方法に関し、さらに詳細には、エネルギー・ギャッ
プの大きい、所謂、難加工材と称される物質を加工する
際に用いて好適な光照射を用いた物質の加工方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、高強度の光を当該光に対して吸
収を持つ物質表面に照射すると、アブレーションと称さ
れる現象が発生すること知られている。
収を持つ物質表面に照射すると、アブレーションと称さ
れる現象が発生すること知られている。
【０００３】このアブレーションという現象は、例え
ば、高強度のレーザー光を当該レーザー光に対して吸収
を持つ物質表面にパルス照射することにより、光解離過
程ならびに熱過程によって当該物質表面の当該レーザー
光の照射領域の分子結合ならびに原子結合が切断されて
分解され、さらに高密度プラズマ状態が生成されること
になり、分解された分子ならびに原子の飛散が発生する
という現象である。
ば、高強度のレーザー光を当該レーザー光に対して吸収
を持つ物質表面にパルス照射することにより、光解離過
程ならびに熱過程によって当該物質表面の当該レーザー
光の照射領域の分子結合ならびに原子結合が切断されて
分解され、さらに高密度プラズマ状態が生成されること
になり、分解された分子ならびに原子の飛散が発生する
という現象である。
【０００４】従来より、アブレーションを用いて、物質
表面の分子ならびに原子の飛散による固体表面の微細加
工や当該飛散粒子による薄膜形成加工の研究が広く行わ
れてきており、一部では実用化されている。
表面の分子ならびに原子の飛散による固体表面の微細加
工や当該飛散粒子による薄膜形成加工の研究が広く行わ
れてきており、一部では実用化されている。
【０００５】こうした従来のアブレーションによる物質
の加工においては、単一波長のレーザー光を物質表面に
パルス照射しており、レーザー光源としては、主に紫外
域におけるエキシマ・レーザーが用いられていた。
の加工においては、単一波長のレーザー光を物質表面に
パルス照射しており、レーザー光源としては、主に紫外
域におけるエキシマ・レーザーが用いられていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
単一波長のレーザー光を用いた物質の加工方法において
は、高出力の真空紫外レーザーが存在しないために、エ
ネルギー・ギャップの大きい材料の高速で損傷のない加
工が困難であるという問題点があった。
単一波長のレーザー光を用いた物質の加工方法において
は、高出力の真空紫外レーザーが存在しないために、エ
ネルギー・ギャップの大きい材料の高速で損傷のない加
工が困難であるという問題点があった。
【０００７】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、アブレーションを利用した物質の加工の加工速
度を高速化し、損傷の少ない光照射を用いた物質の加工
方法を提供しようとするものである。
問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、アブレーションを利用した物質の加工の加工速
度を高速化し、損傷の少ない光照射を用いた物質の加工
方法を提供しようとするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による光照射を用いた物質の加工方法は、被
加工物質に対して同時または所定の間隔を開けて少なく
とも２種類以上の異なる波長の光を照射する光照射を用
いた物質の加工方法であって、上記２種類以上の異なる
波長の光のなかの少なくとも一つの波長の光は、後記第
２の波長の光より短い波長の光であって、上記被加工物
質に対し吸収を持ち上記被加工物質の価電子帯から伝導
帯への電子励起を生じさせる第１の波長の光であり、上
記２種類以上の異なる波長の光のなかの少なくとも他の
一つの波長の光は、上記第１の波長の光より長い波長の
光であって、上記被加工物質に対して励起準位の吸収を
生じさせる第２の波長の光であり、該第２の波長の光は
上記第１の波長の光よりエネルギーが大きいものである
ようにしたものである。
に、本発明による光照射を用いた物質の加工方法は、被
加工物質に対して同時または所定の間隔を開けて少なく
とも２種類以上の異なる波長の光を照射する光照射を用
いた物質の加工方法であって、上記２種類以上の異なる
波長の光のなかの少なくとも一つの波長の光は、後記第
２の波長の光より短い波長の光であって、上記被加工物
質に対し吸収を持ち上記被加工物質の価電子帯から伝導
帯への電子励起を生じさせる第１の波長の光であり、上
記２種類以上の異なる波長の光のなかの少なくとも他の
一つの波長の光は、上記第１の波長の光より長い波長の
光であって、上記被加工物質に対して励起準位の吸収を
生じさせる第２の波長の光であり、該第２の波長の光は
上記第１の波長の光よりエネルギーが大きいものである
ようにしたものである。
【０００９】
【００１０】
【作用】被加工物質に対し吸収を持つ波長であって被加
工物質の価電子帯から伝導帯への電子励起を生じさせる
光を含む光が、被加工物質に対して照射されることによ
り、被加工物質において価電子帯から伝導帯への電子励
起が起こる。
工物質の価電子帯から伝導帯への電子励起を生じさせる
光を含む光が、被加工物質に対して照射されることによ
り、被加工物質において価電子帯から伝導帯への電子励
起が起こる。
【００１１】この状態においては、被加工物質における
光の吸収端が長波長側へシフトし、エネルギーの大きい
長波長の光を照射しても吸収を生じるという、励起準位
の吸収を生じるようになる。従って、第１の波長の光と
被加工物質に対して励起準位の吸収を生じさせる第２の
波長の光とを、同時または所定の間隔を開けて被加工物
質に対して照射することにより、アブレーションを生じ
させることができるようになる。
光の吸収端が長波長側へシフトし、エネルギーの大きい
長波長の光を照射しても吸収を生じるという、励起準位
の吸収を生じるようになる。従って、第１の波長の光と
被加工物質に対して励起準位の吸収を生じさせる第２の
波長の光とを、同時または所定の間隔を開けて被加工物
質に対して照射することにより、アブレーションを生じ
させることができるようになる。
【００１２】
【実施例】以下、図面に基づいて、本発明による光照射
を用いた物質の加工方法の実施例を詳細に説明すること
とする。
を用いた物質の加工方法の実施例を詳細に説明すること
とする。
【００１３】図１には、本発明の一実施例による光照射
を用いた物質の加工方法を実施するための装置が示され
ている。
を用いた物質の加工方法を実施するための装置が示され
ている。
【００１４】図１において、符号１０は、光源としての
Ｎｄ：ＹＡＧレーザーであり、このＮｄ：ＹＡＧレーザ
ー１０の４次高調波（波長２６６ｎｍ）を励起光として
レンズ１２により集光し、ラマン媒質として水素ガスを
充填したラマン・セル１４に入射するようになされてい
る。
Ｎｄ：ＹＡＧレーザーであり、このＮｄ：ＹＡＧレーザ
ー１０の４次高調波（波長２６６ｎｍ）を励起光として
レンズ１２により集光し、ラマン媒質として水素ガスを
充填したラマン・セル１４に入射するようになされてい
る。
【００１５】そして、ラマン・セル１４から真空に保持
された領域Ａには、ラマン・セル１４によりＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザー１０の４次高調波をラマン散乱させたラマン
変換光たる真空紫外ラマン・レーザー光を集光するレン
ズ１６と、レンズ１６によって集光された真空紫外ラマ
ン・レーザー光を照射される被加工物質として石英ガラ
ス１８が配設されている。
された領域Ａには、ラマン・セル１４によりＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザー１０の４次高調波をラマン散乱させたラマン
変換光たる真空紫外ラマン・レーザー光を集光するレン
ズ１６と、レンズ１６によって集光された真空紫外ラマ
ン・レーザー光を照射される被加工物質として石英ガラ
ス１８が配設されている。
【００１６】ラマン・セル１４から出射される真空紫外
ラマン・レーザー光は、波長１２２ｎｍから波長５９４
ｎｍにかけて１５本の不連続な発振ラインを有し、これ
ら全ての波長成分を有する真空紫外ラマン・レーザー光
（以下、「全波長真空紫外ラマン・レーザー光」と称す
る。）を、石英ガラス１８に対して同時にパルス照射す
るようになされている。
ラマン・レーザー光は、波長１２２ｎｍから波長５９４
ｎｍにかけて１５本の不連続な発振ラインを有し、これ
ら全ての波長成分を有する真空紫外ラマン・レーザー光
（以下、「全波長真空紫外ラマン・レーザー光」と称す
る。）を、石英ガラス１８に対して同時にパルス照射す
るようになされている。
【００１７】図２は、石英ガラス１８に対して、図１の
装置により全波長真空紫外ラマン・レーザー光を同時に
パルス照射した場合と、従来の技術のように単一波長の
レーザー光としてＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波
（波長２６６ｎｍ）をパルス照射した場合とにおける、
パルス数とアブレーション深さとの関係を示す実験結果
のグラフである。
装置により全波長真空紫外ラマン・レーザー光を同時に
パルス照射した場合と、従来の技術のように単一波長の
レーザー光としてＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波
（波長２６６ｎｍ）をパルス照射した場合とにおける、
パルス数とアブレーション深さとの関係を示す実験結果
のグラフである。
【００１８】なお、全波長真空紫外ラマン・レーザー光
もＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波も、エネルギー密
度は２．１Ｊ／ｃｍ2とした。
もＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波も、エネルギー密
度は２．１Ｊ／ｃｍ2とした。
【００１９】図２に示されているように、全波長真空紫
外ラマン・レーザー光を同時にパルス照射した方が、単
一波長のＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波（波長２６
６ｎｍ）をパルス照射することに比べて、同一のパルス
数においては約１．５倍大きいアブレーション深さが得
られており、その加工速度が速いものとなっていた。
外ラマン・レーザー光を同時にパルス照射した方が、単
一波長のＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波（波長２６
６ｎｍ）をパルス照射することに比べて、同一のパルス
数においては約１．５倍大きいアブレーション深さが得
られており、その加工速度が速いものとなっていた。
【００２０】また、その加工形状においても、図３
（ａ）（ｂ）に示すように、全波長真空紫外ラマン・レ
ーザー光の同時パルス照射と単一波長のＮｄ：ＹＡＧレ
ーザーの４次高調波のパルス照射とでは、大きな違いが
見られた。
（ａ）（ｂ）に示すように、全波長真空紫外ラマン・レ
ーザー光の同時パルス照射と単一波長のＮｄ：ＹＡＧレ
ーザーの４次高調波のパルス照射とでは、大きな違いが
見られた。
【００２１】即ち、図３（ａ）（ｂ）は、石英ガラス１
８上に１辺が２５μｍの正方形の貫通穴のパターンを備
えた金属マスクをのせて、全波長真空紫外ラマン・レー
ザー光を５０パルス同時照射した場合（図３（ａ））
と、単一波長のＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波（波
長２６６ｎｍ）を５０パルス照射した場合（図３
（ｂ））とにおける、石英ガラス１８の加工された表面
の顕微鏡写真である。
８上に１辺が２５μｍの正方形の貫通穴のパターンを備
えた金属マスクをのせて、全波長真空紫外ラマン・レー
ザー光を５０パルス同時照射した場合（図３（ａ））
と、単一波長のＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波（波
長２６６ｎｍ）を５０パルス照射した場合（図３
（ｂ））とにおける、石英ガラス１８の加工された表面
の顕微鏡写真である。
【００２２】なお、全波長真空紫外ラマン・レーザー光
もＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波も、エネルギー密
度は２．１Ｊ／ｃｍ2とした。
もＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波も、エネルギー密
度は２．１Ｊ／ｃｍ2とした。
【００２３】図３（ａ）に示すように、全波長真空紫外
ラマン・レーザー光を５０パルス同時照射した場合に
は、全波長真空紫外ラマン・レーザー光の回折による空
間強度分布を反映した規則的なパターンが示されてい
て、比較的平坦な加工面が得られた。また、加工部周辺
には、クラックの発生は生じなかった。
ラマン・レーザー光を５０パルス同時照射した場合に
は、全波長真空紫外ラマン・レーザー光の回折による空
間強度分布を反映した規則的なパターンが示されてい
て、比較的平坦な加工面が得られた。また、加工部周辺
には、クラックの発生は生じなかった。
【００２４】一方、単一波長のＮｄ：ＹＡＧレーザーの
４次高調波を照射した場合には、図３（ｂ）に示すよう
に、加工表面も不規則な凹凸や熱的損傷が確認された。
さらに、加工部周辺にも、クラックが発生した。
４次高調波を照射した場合には、図３（ｂ）に示すよう
に、加工表面も不規則な凹凸や熱的損傷が確認された。
さらに、加工部周辺にも、クラックが発生した。
【００２５】また、図４（ａ）（ｂ）は、石英ガラス１
８に対して、エネルギー密度が２０Ｊ／ｃｍ2の全波長
真空紫外ラマン・レーザー光を５パルス同時照射した場
合（図４（ａ））と、エネルギー密度が２０Ｊ／ｃｍ2
の単一波長のＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波（波長
２６６ｎｍ）を５パルス照射した場合（図４（ｂ））と
における、石英ガラス１８表面の顕微鏡写真である。
８に対して、エネルギー密度が２０Ｊ／ｃｍ2の全波長
真空紫外ラマン・レーザー光を５パルス同時照射した場
合（図４（ａ））と、エネルギー密度が２０Ｊ／ｃｍ2
の単一波長のＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波（波長
２６６ｎｍ）を５パルス照射した場合（図４（ｂ））と
における、石英ガラス１８表面の顕微鏡写真である。
【００２６】これら図４（ａ）（ｂ）の顕微鏡写真にお
いても、上記した図３（ａ）（ｂ）と同様な結果が示さ
れている。
いても、上記した図３（ａ）（ｂ）と同様な結果が示さ
れている。
【００２７】ここにおいて、全波長真空紫外ラマン・レ
ーザー光を石英ガラス１８に同時にパルス照射した場合
におけるアブレーションによる加工のメカニズムを説明
するが、この加工のメカニズムは、従来の技術における
単一波長のレーザー光のパルス照射におけるアブレーシ
ョンによる加工のメカニズムとは全く異なるものであ
る。
ーザー光を石英ガラス１８に同時にパルス照射した場合
におけるアブレーションによる加工のメカニズムを説明
するが、この加工のメカニズムは、従来の技術における
単一波長のレーザー光のパルス照射におけるアブレーシ
ョンによる加工のメカニズムとは全く異なるものであ
る。
【００２８】即ち、同時にパルス照射した全波長真空紫
外ラマン・レーザー光の波長成分のなかで、石英ガラス
１８に吸収を持ち、エネルギー・ギャップの８ｅＶより
大きい光子エネルギーを持つ１６０ｎｍ以下の波長によ
って、まず価電子帯から伝導帯への電子励起が起こる。
この状態では、吸収端が長波長側へ移行し、全波長真空
紫外ラマン・レーザー光のなかで最も大きなエネルギー
を持つラマン変換の基本波、即ち、励起光たる波長２６
６ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波の吸収を生
じるようになる。そして、この様子が、図５乃至図６に
示されている。
外ラマン・レーザー光の波長成分のなかで、石英ガラス
１８に吸収を持ち、エネルギー・ギャップの８ｅＶより
大きい光子エネルギーを持つ１６０ｎｍ以下の波長によ
って、まず価電子帯から伝導帯への電子励起が起こる。
この状態では、吸収端が長波長側へ移行し、全波長真空
紫外ラマン・レーザー光のなかで最も大きなエネルギー
を持つラマン変換の基本波、即ち、励起光たる波長２６
６ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波の吸収を生
じるようになる。そして、この様子が、図５乃至図６に
示されている。
【００２９】つまり、図５には、全波長真空紫外ラマン
・レーザー光を石英ガラス１８に同時にパルス照射した
場合における、石英ガラス１８中での波長２６６ｎｍの
波長成分の時間による透過率の変化の測定結果が示され
ており、図６には、電子励起を生じさせるであろう波長
１６０ｎｍの波長成分のパルス波形が示されているが、
全波長真空紫外ラマン・レーザー光中のこのような短波
長成分の照射によって、波長２６６ｎｍの波長成分の透
過率が最大約３６％まで減少している。こうした現象
は、励起準位による吸収（ＥＳＡ：Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｓ
ｔａｔｅ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）と称されるものであ
り、この励起準位による吸収によって石英ガラス１８に
対する効果的なアブレーションが可能となったものであ
る。
・レーザー光を石英ガラス１８に同時にパルス照射した
場合における、石英ガラス１８中での波長２６６ｎｍの
波長成分の時間による透過率の変化の測定結果が示され
ており、図６には、電子励起を生じさせるであろう波長
１６０ｎｍの波長成分のパルス波形が示されているが、
全波長真空紫外ラマン・レーザー光中のこのような短波
長成分の照射によって、波長２６６ｎｍの波長成分の透
過率が最大約３６％まで減少している。こうした現象
は、励起準位による吸収（ＥＳＡ：Ｅｘｃｉｔｅｄ Ｓ
ｔａｔｅ Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）と称されるものであ
り、この励起準位による吸収によって石英ガラス１８に
対する効果的なアブレーションが可能となったものであ
る。
【００３０】なお、上記した実施例においては、３種類
以上の波長成分を含む全波長真空紫外ラマン・レーザー
光を用いたが、これに限られることなしに、石英ガラス
１８に対し吸収を持ち石英ガラス１８の価電子帯から伝
導帯への電子励起を生じさせる波長成分の光と、石英ガ
ラス１８に対して励起準位の吸収を生じる波長成分の光
との、少なくとも２種類以上の波長の光を同時照射する
ようにしてもよい。
以上の波長成分を含む全波長真空紫外ラマン・レーザー
光を用いたが、これに限られることなしに、石英ガラス
１８に対し吸収を持ち石英ガラス１８の価電子帯から伝
導帯への電子励起を生じさせる波長成分の光と、石英ガ
ラス１８に対して励起準位の吸収を生じる波長成分の光
との、少なくとも２種類以上の波長の光を同時照射する
ようにしてもよい。
【００３１】また、上記した実施例においては、全波長
真空紫外ラマン・レーザー光を同時にパルス照射した
が、図５および図６に示すように、石英ガラス１８に対
し吸収を持ち石英ガラス１８の価電子帯から伝導帯への
電子励起を生じさせる波長成分のパルス波形とその石英
ガラス１８中での吸収との間には、わずかのズレがある
ので、そのズレの時間分だけ、石英ガラス１８に対し吸
収を持ち石英ガラス１８の価電子帯から伝導帯への電子
励起を生じさせる波長成分の光と、石英ガラス１８に対
して励起準位の吸収を生じる波長成分の光との照射をず
らすようにしてもよい。
真空紫外ラマン・レーザー光を同時にパルス照射した
が、図５および図６に示すように、石英ガラス１８に対
し吸収を持ち石英ガラス１８の価電子帯から伝導帯への
電子励起を生じさせる波長成分のパルス波形とその石英
ガラス１８中での吸収との間には、わずかのズレがある
ので、そのズレの時間分だけ、石英ガラス１８に対し吸
収を持ち石英ガラス１８の価電子帯から伝導帯への電子
励起を生じさせる波長成分の光と、石英ガラス１８に対
して励起準位の吸収を生じる波長成分の光との照射をず
らすようにしてもよい。
【００３２】さらに、上記した実施例においては、石英
ガラス１８に対し吸収を持ち石英ガラス１８の価電子帯
から伝導帯への電子励起を生じさせる波長成分の光と、
石英ガラス１８に対して励起準位の吸収を生じる波長成
分の光との少なくとも２種類以上の波長の光を、同一系
統により石英ガラス１８に照射するようにしたが、それ
らを別系統から照射するようにしてもよい。
ガラス１８に対し吸収を持ち石英ガラス１８の価電子帯
から伝導帯への電子励起を生じさせる波長成分の光と、
石英ガラス１８に対して励起準位の吸収を生じる波長成
分の光との少なくとも２種類以上の波長の光を、同一系
統により石英ガラス１８に照射するようにしたが、それ
らを別系統から照射するようにしてもよい。
【００３３】さらにまた、石英ガラス１８に対し吸収を
持ち石英ガラス１８の価電子帯から伝導帯への電子励起
を生じさせる波長成分の光は、レーザー光でなくともよ
く、石英ガラス１８のエネルギー・ギャップより大きい
光子エネルギーを持つランプでもよい。即ち、こうした
ランプの光を照射しても、上準位への電子励起は生じ、
その状態で適当なレーザー光を照射することによって励
起準位による吸収が生じ、アブレーションを行うことが
できる。
持ち石英ガラス１８の価電子帯から伝導帯への電子励起
を生じさせる波長成分の光は、レーザー光でなくともよ
く、石英ガラス１８のエネルギー・ギャップより大きい
光子エネルギーを持つランプでもよい。即ち、こうした
ランプの光を照射しても、上準位への電子励起は生じ、
その状態で適当なレーザー光を照射することによって励
起準位による吸収が生じ、アブレーションを行うことが
できる。
【００３４】また、上記した実施例においては、アブレ
ーションによる石英ガラス１８の加工に関してのみ説明
したが、アブレーションによる飛散分子ならびに飛散原
子を堆積させて、薄膜を形成するようにしてもよい。
ーションによる石英ガラス１８の加工に関してのみ説明
したが、アブレーションによる飛散分子ならびに飛散原
子を堆積させて、薄膜を形成するようにしてもよい。
【００３５】なお、上記実施例においては、被加工物質
として石英ガラス１８を選択し、石英ガラス１８に対し
吸収を持ち石英ガラス１８の価電子帯から伝導帯への電
子励起を生じさせる波長成分の光と、石英ガラス１８に
対して励起準位の吸収を生じる波長成分の光との少なく
とも２種類以上の波長成分を含む光として、ラマン変換
による全波長真空紫外レーザー光を用いた場合について
説明したが、これらは単なる例示に過ぎず、これらに限
られずに適宜に被加工物質や光の種類を選択してよいこ
とは勿論である。
として石英ガラス１８を選択し、石英ガラス１８に対し
吸収を持ち石英ガラス１８の価電子帯から伝導帯への電
子励起を生じさせる波長成分の光と、石英ガラス１８に
対して励起準位の吸収を生じる波長成分の光との少なく
とも２種類以上の波長成分を含む光として、ラマン変換
による全波長真空紫外レーザー光を用いた場合について
説明したが、これらは単なる例示に過ぎず、これらに限
られずに適宜に被加工物質や光の種類を選択してよいこ
とは勿論である。
【００３６】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、アブレーションを利用した物質の加工の加
工速度を高速化することができ、真空紫外領域の短波長
で高強度のレーザーが存在しないために加工が困難とな
っている、エネルギー・ギャップの大きい難加工材の加
工を効率よく行うことができるようになる。
ているので、アブレーションを利用した物質の加工の加
工速度を高速化することができ、真空紫外領域の短波長
で高強度のレーザーが存在しないために加工が困難とな
っている、エネルギー・ギャップの大きい難加工材の加
工を効率よく行うことができるようになる。
【図１】本発明の一実施例による光照射を用いた物質の
加工方法を実施するための装置を示す説明図である。
加工方法を実施するための装置を示す説明図である。
【図２】石英ガラスに対して、図１に示す装置により全
波長真空紫外ラマン・レーザー光を同時にパルス照射し
た場合と、従来の技術のように単一波長のレーザー光と
してＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波（波長２６６ｎ
ｍ）をパルス照射した場合とにおける、パルス数とアブ
レーション深さとの関係を示す実験結果のグラフであ
る。
波長真空紫外ラマン・レーザー光を同時にパルス照射し
た場合と、従来の技術のように単一波長のレーザー光と
してＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波（波長２６６ｎ
ｍ）をパルス照射した場合とにおける、パルス数とアブ
レーション深さとの関係を示す実験結果のグラフであ
る。
【図３】図３（ａ）（ｂ）は加工された石英ガラス表面
の顕微鏡写真であり、図３（ａ）は、石英ガラス上に１
辺が２５μｍの正方形の貫通穴のパターンを備えた金属
マスクをのせて、全波長真空紫外ラマン・レーザー光を
５０パルス同時照射した場合の顕微鏡写真であり、図３
（ｂ）は、図３（ａ）と同一の条件において、単一波長
のＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波（波長２６６ｎ
ｍ）を５０パルス照射した場合の顕微鏡写真である。
の顕微鏡写真であり、図３（ａ）は、石英ガラス上に１
辺が２５μｍの正方形の貫通穴のパターンを備えた金属
マスクをのせて、全波長真空紫外ラマン・レーザー光を
５０パルス同時照射した場合の顕微鏡写真であり、図３
（ｂ）は、図３（ａ）と同一の条件において、単一波長
のＮｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波（波長２６６ｎ
ｍ）を５０パルス照射した場合の顕微鏡写真である。
【図４】図４（ａ）（ｂ）は加工された石英ガラス表面
の顕微鏡写真であり、図４（ａ）は、石英ガラスに対し
て、エネルギー密度が２０Ｊ／ｃｍ2の全波長真空紫外
ラマン・レーザー光を５パルス同時照射した場合の顕微
鏡写真であり、図４（ｂ）は、石英ガラスに対して、エ
ネルギー密度が２０Ｊ／ｃｍ2の単一波長のＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザーの４次高調波（波長２６６ｎｍ）を５パルス
照射した場合の顕微鏡写真である。
の顕微鏡写真であり、図４（ａ）は、石英ガラスに対し
て、エネルギー密度が２０Ｊ／ｃｍ2の全波長真空紫外
ラマン・レーザー光を５パルス同時照射した場合の顕微
鏡写真であり、図４（ｂ）は、石英ガラスに対して、エ
ネルギー密度が２０Ｊ／ｃｍ2の単一波長のＮｄ：ＹＡ
Ｇレーザーの４次高調波（波長２６６ｎｍ）を５パルス
照射した場合の顕微鏡写真である。
【図５】全波長真空紫外ラマン・レーザー光を石英ガラ
スに同時にパルス照射した場合における、石英ガラス中
での波長２６６ｎｍの波長成分の時間による透過率の変
化の測定結果を示すグラフである。
スに同時にパルス照射した場合における、石英ガラス中
での波長２６６ｎｍの波長成分の時間による透過率の変
化の測定結果を示すグラフである。
【図６】波長１６０ｎｍの波長成分のパルス波形を示す
グラフである。
グラフである。
１０ Ｎｄ：ＹＡＧレーザー １２ レンズ １４ ラマン・セル １６ レンズ １８ 石英ガラス Ａ 真空に保持された領域
フロントページの続き (72)発明者 豊田 浩一 埼玉県和光市広沢２番１号 理化学研究 所内 (56)参考文献 特開 平２−182389（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−256473（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−192492（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B23K 26/00 - 26/06
Claims (3)
- 【請求項１】 被加工物質に対して同時または所定の間
隔を開けて少なくとも２種類以上の異なる波長の光を照
射する光照射を用いた物質の加工方法であって、 前記２種類以上の異なる波長の光のなかの少なくとも一
つの波長の光は、後記第２の波長の光より短い波長の光
であって、前記被加工物質に対し吸収を持ち前記被加工
物質の価電子帯から伝導帯への電子励起を生じさせる第
１の波長の光であり、 前記２種類以上の異なる波長の光のなかの少なくとも他
の一つの波長の光は、前記第１の波長の光より長い波長
の光であって、前記被加工物質に対して励起準位の吸収
を生じさせる第２の波長の光であり、該第２の波長の光
は前記第１の波長の光よりエネルギーが大きいものであ
ることを特徴とする光照射を用いた物質の加工方法。 - 【請求項２】 前記被加工物質は石英ガラスであり、前
記被加工物質に対して同時または所定の間隔を開けて照
射される少なくとも２種類以上の異なる波長の光は、Ｎ
ｄ：ＹＡＧレーザーの４次高調波を水素ガス中でラマン
散乱させる真空紫外ラマン・レーザーのパルス・レーザ
ー光である請求項１記載の光照射を用いた物質の加工方
法。 - 【請求項３】 前記被加工物質は石英ガラスであり、前
記第１の波長の光は波長１６０ｎｍ以下のパルス・レー
ザー光であり、第２の波長の光は波長２６６ｎｍのパル
ス・レーザー光である請求項１記載の光照射を用いた物
質の加工方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7024705A JP2990490B2 (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | 光照射を用いた物質の加工方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7024705A JP2990490B2 (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | 光照射を用いた物質の加工方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08197266A JPH08197266A (ja) | 1996-08-06 |
| JP2990490B2 true JP2990490B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=12145604
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7024705A Expired - Fee Related JP2990490B2 (ja) | 1995-01-19 | 1995-01-19 | 光照射を用いた物質の加工方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2990490B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6432278B2 (en) * | 1997-03-26 | 2002-08-13 | The Institute Of Physical And Chemical Research | Method for controlling refractive index of silica glass |
| JP2006166275A (ja) * | 2004-12-10 | 2006-06-22 | Seiko Epson Corp | 水晶デバイスの製造方法 |
-
1995
- 1995-01-19 JP JP7024705A patent/JP2990490B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08197266A (ja) | 1996-08-06 |
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