專利名稱：激光加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光加工方法，特別涉及ー種在加工對象物形成貫通孔的激光加エ方法。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有的激光加工方法，已知的有在由玻璃形成的加工對象物內(nèi)部使激光聚光而形成改質(zhì)區(qū)域，對該加工對象物實施蝕刻處理而將改質(zhì)區(qū)域除去，由此在加工對象物形成貫通孔(例如參照專利文獻I)?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻 專利文獻1:日本特開2005-206401號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題這里，在上述那樣的激光加工方法中，由于玻璃對激光的透過率很高，因此，若要使激光聚光于由玻璃形成的加工對象物而形成改質(zhì)區(qū)域，則需要例如激光的超短脈沖化或短波長化，因而形成改質(zhì)區(qū)域可能有困難。因此，在上述那樣的激光加工方法中，期望提高在由玻璃形成的加工對象物中對于激光的加工性。因此，本發(fā)明的技術(shù)問題在于提供一種激光加工方法，其能夠提高在玻璃所形成的加工對象物中對于激光的加工性。解決技術(shù)問題的手段本發(fā)明的一方面涉及激光加工方法。該激光加工方法，是使激光聚光于由玻璃形成的加工對象物內(nèi)部而形成改質(zhì)區(qū)域，沿著該改質(zhì)區(qū)域進行蝕刻，由此在加工對象物形成貫通孔的激光加工方法，其包含褐變エ序，使加工對象物的至少一部分通過褐變而變色；激光聚光エ序，在褐變エ序之后，使激光聚光于加工對象物，由此在加工對象物的變色部分形成改質(zhì)區(qū)域；蝕刻處理工序,在激光聚光エ序之后,對加工對象物實施蝕刻處理，由此沿著改質(zhì)區(qū)域使蝕刻選擇性地進展而形成貫通孔。在該激光加工方法中，在通過褐變而產(chǎn)生變色后的加工對象物的變色部分使激光的透過率降低，能夠誘發(fā)該激光的吸收。因此，在該加工對象物的變色部分，通過激光的聚光會容易地形成改質(zhì)區(qū)域。因此，能夠提高在由玻璃形成的加工對象物中對于激光的加工性。此外，還可以包含復(fù)色エ序在激光聚光エ序之后，通過對加工對象物實施熱處理，將加工對象物的變色部分的至少一部分復(fù)色。在這種情況下，可以使加工對象物的變色部分的顔色回到變色前的狀態(tài)。此外，在褐變エ序中，使加工對象物的多個部分變色，在激光聚光エ序中，能夠ー邊對加工對象物照射激光，一邊使該激光以跨越多個變色部分的方式在ー個方向上相對移動。在這種情況下，當ー邊照射激光一邊使其相對移動時，在各個變色部分，由于透過性變低而使激光容易被吸收，因而容易形成改質(zhì)區(qū)域。另ー方面，在非變色部分，由于透過性高而難以形成改質(zhì)區(qū)域。因此，可以不實施激光的ON OFF照射而容易地在加工對象物形成多個改質(zhì)區(qū)域，在加工對象物形成多個改質(zhì)區(qū)域時，不需要實施高精度且嚴格的激光的照射條件控制。此外，變色部分可以具有與在激光聚光エ序中形成的改質(zhì)區(qū)域的大小對應(yīng)的濃淡。在這種情況下，由于變色部分具有對應(yīng)于其濃淡的激光的透過率，因此能夠通過加工對象物的變色部分的濃淡來控制由激光的聚光形成的改質(zhì)區(qū)域大小。此外，變色部分可以具有漸變。在這種情況下，變色部分會具有對應(yīng)于漸變而層次變化的激光的透過率。因此，能夠?qū)?yīng)于漸變而大小不同的多個改質(zhì)區(qū)域7 —起形成。
發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的激光加工方法，可以提高在玻璃所形成的加工對象物中對于激光的加工性。


圖1是改質(zhì)區(qū)域的形成所使用的激光加工裝置的概略構(gòu)造圖。圖2是成為改質(zhì)區(qū)域的形成對象的加工對象物的平面圖。圖3是沿著圖2的加工對象物的II1-1II線的截面圖。圖4是激光加工后的加工對象物的平面圖。圖5是沿著圖4的加工對象物的V-V線的截面圖。圖6是沿著圖4的加工對象物的V1-VI線的截面圖。圖7 (a)是表示本發(fā)明的第I實施方式所涉及的激光加工方法的流程圖，圖7 (b)是表示接續(xù)于圖7 (a)的流程圖，圖7 (C)是表示接續(xù)于圖7 (b)的流程圖。圖8 (a)是表示接續(xù)于圖7 (C)的流程圖，圖8 (b)是表示接續(xù)于圖8 (a)的流程圖，圖8 (C)是表不接續(xù)于圖8 (b)的流程圖。圖9 (a)是表示本發(fā)明的第2實施方式所涉及的激光加工方法的流程圖，圖9 (b)是表示接續(xù)于圖9 (a)的流程圖，圖9 (C)是表示接續(xù)于圖9 (b)的流程圖。圖10 (a)是表示接續(xù)于圖9 (C)的流程圖，圖10 (b)是表示接續(xù)于圖10 (a)的流程圖，圖10 (C)是表不接續(xù)于圖10 (b)的流程圖。圖11 (a)是表示本發(fā)明的第3實施方式所涉及的激光加工方法的流程圖，圖11(b)是表示接續(xù)于圖11 (a)的流程圖。圖12 Ca)是表示接續(xù)于圖11 (b)的流程圖，圖12 (b)是表示接續(xù)于圖12 (a)的流程圖。圖13 (a)是表不變形例所涉及的激光加工方法的流程圖，圖13 (b)是表不接續(xù)于圖13 Ca)的流程圖，圖13 (C)是表示接續(xù)于圖13 (b)的流程圖。圖14 Ca)是表示其他變形例所涉及的激光加工方法的流程圖，圖14 (b)是表示接續(xù)于圖14 Ca)的流程圖，圖14 (C)是表示接續(xù)于圖14 (b)圖的流程圖。符號說明ト 加工對象物、7…改質(zhì)區(qū)域、24…貫通孔、H，HI, H2, H3…變色部分、L…激光。
具體實施例方式以下，參照附圖詳細地說明本發(fā)明優(yōu)選的實施方式。再有，在以下的說明中，對相同或相當要素賦予相同符號，省略重復(fù)說明。在本實施方式的激光加工方法中，使激光聚光于加工對象物的內(nèi)部而形成改質(zhì)區(qū)域。因此，首先針對改質(zhì)區(qū)域的形成，參照圖廣圖6在如下進行說明。如圖1所示，激光加工裝置100具備對激光L脈沖振蕩的激光光源101、配置成使激光L的光軸(光路)方向改變90°的分光鏡103、以及用來將激光L聚光的聚光用透鏡
105。此外，激光加工裝置100具備用來支承加工對象物1(被經(jīng)由聚光用透鏡105聚光后的激光L所照射)的支承臺107、使支承臺107移動的載臺111、為了調(diào)節(jié)激光L的輸出、脈沖寬等而控制激光光源101的激光光源控制部102、以及控制載臺111的移動的載臺控制部115。
在該激光加工裝置100中，從激光光源101出射的激光L，經(jīng)由分光鏡103將其光軸方向改變90°，由聚光用透鏡105聚光于支承臺107上所載置的板狀的加工對象物I的內(nèi)部。與此同時，使載臺111移動，使加工對象物I相對于激光L沿著改質(zhì)區(qū)域形成預(yù)定部5相對地移動。由此,使沿著改質(zhì)區(qū)域形成預(yù)定部5的改質(zhì)區(qū)域形成于加工對象物I。作為加工對象物1，可以使用半導(dǎo)體材料、壓電材料等，如圖2所示，在加工對象物I設(shè)定有改質(zhì)區(qū)域形成預(yù)定部5。這里的改質(zhì)區(qū)域形成預(yù)定部5是直線狀延伸的假想線。在加工對象物I的內(nèi)部形成改質(zhì)區(qū)域的情況下，如圖3所示，在聚光點P對準加工對象物I內(nèi)部的狀態(tài)下，使激光L沿著改質(zhì)區(qū)域形成預(yù)定部5 (S卩，在圖2的箭頭A方向上)相對地移動。由此，如6所示，改質(zhì)區(qū)域7沿著改質(zhì)區(qū)域形成預(yù)定部5在加工對象物I的內(nèi)部形成，該改質(zhì)區(qū)域7成為后述蝕刻(etching)所實現(xiàn)的除去區(qū)域8。再有，聚光點P是激光L所聚光的部位。此外，改質(zhì)區(qū)域形成預(yù)定部5并不限于直線狀，可以是曲線狀，可以是曲面狀或平面狀的3維狀，還可以是指定坐標的形狀。此外，改質(zhì)區(qū)域7有連續(xù)地形成的情況，也有斷續(xù)地形成的情況。此外，改質(zhì)區(qū)域7可以是列狀、可以是點狀，總之，只要改質(zhì)區(qū)域7至少形成于加工對象物I的內(nèi)部即可。此外，會有以改質(zhì)區(qū)域7為起點而形成龜裂的情況，龜裂及改質(zhì)區(qū)域7可以露出于加工對象物I的外表面(表面、背面、或外周面)。順帶ー提，這里，激光L是透過加工對象物I且特別在加工對象物I內(nèi)部的聚光點附近被吸收，由此在加工對象物I形成改質(zhì)區(qū)域7 (即內(nèi)部吸收型激光加工)。一般而言，在從表面3被熔融除去而形成孔洞、溝槽等的除去部(表面吸收型激光加工)的情況下，加工區(qū)域從表面3側(cè)逐漸向背面?zhèn)冗M行。再者，本實施方式所涉及的改質(zhì)區(qū)域7是指密度、折射率、機械強度、或其他物理特性成為與周圍不同的狀態(tài)的區(qū)域。作為改質(zhì)區(qū)域7，例如有熔融處理區(qū)域、裂痕區(qū)域、絕緣破壞區(qū)域、折射率變化區(qū)域等，也有這些區(qū)域混合存在的區(qū)域。此外，作為改質(zhì)區(qū)域7，有加エ對象物I的材料中密度與非改質(zhì)區(qū)域的密度相比較發(fā)生變化的區(qū)域、或形成有晶格缺陷的區(qū)域(將這些也統(tǒng)稱為高密度轉(zhuǎn)移區(qū)域)。此外，熔融處理區(qū)域或折射率變化區(qū)域、改質(zhì)區(qū)域7的密度與非改質(zhì)區(qū)域的密度相比較發(fā)生變化的區(qū)域、形成有晶格缺陷的區(qū)域，進ー步會有在這些區(qū)域的內(nèi)部或改質(zhì)區(qū)域7與非改質(zhì)區(qū)域的界面包含龜裂(裂紋、微裂痕)的情況。所包含的龜裂有遍及改質(zhì)區(qū)域7的全面、僅在一部分或多部分形成的情況。作為加工對象物1，可以舉出包含玻璃、或由玻璃構(gòu)成的加工對象物(詳見后述)。這里，在本實施方式中，在加工對象物I形成改質(zhì)區(qū)域7后，對該加工對象物I實施蝕刻處理，由此沿著改質(zhì)區(qū)域7所包含的或從改質(zhì)區(qū)域7延伸的龜裂(也稱為裂痕、微小裂痕、裂紋等。以下僅稱為“龜裂”)使蝕刻選擇性地進展，將加工對象物I的沿著改質(zhì)區(qū)域7的部分予以除去。例如，在本實施方式的蝕刻處理中，利用毛細管現(xiàn)象等，使蝕刻劑浸潤于加工對象物I的改質(zhì)區(qū)域7所包含的或從該改質(zhì)區(qū)域7延伸的龜裂，沿著龜裂面使蝕刻進展。由此，在加工對象物1，沿著龜裂選擇性地且以快的蝕刻速率使蝕刻進展而進行除去。與此同吋，利用改質(zhì)區(qū)域7自身的蝕刻速率快這個特征，沿著改質(zhì)區(qū)域7選擇性地使蝕刻進展而進行除去。作為本實施方式的蝕刻處理,例如有將加工對象物I浸潰于蝕刻劑的情況(浸潰方式Dipping)、以及ー邊使加工對象物I旋轉(zhuǎn)ー邊涂布蝕刻劑的情況(旋轉(zhuǎn)蝕刻方式Spin Etching)。此外,這里的蝕刻為各向同性蝕刻。此外，蝕刻劑在常溫 100°C左右的溫度下使用，根據(jù)所需要的蝕刻速率等而設(shè)定成適當?shù)臏囟?。作為蝕刻劑，使用了氟系的蝕刻劑，例如可以舉出堿性蝕刻劑即KOH (氫氧化鉀)等的堿溶液、HF (氫氟酸)、HF與H2O (水)的混合液、或NH4F (重氟化銨飽和水溶液)。作為該蝕刻劑，不僅可以使用液體狀的，也可以使用凝膠狀(膠狀、半固體狀)的。在各向同性蝕刻的情況下，可以適用于比較薄的加工對象物(例如厚度10 u nTlOO u m),不依賴于結(jié)晶方位或改質(zhì)區(qū)域,等方向地使蝕刻進展。此外，在這種情況下，若龜裂露出于表面，蝕刻液會順沿該龜裂而浸潤至內(nèi)部，在改質(zhì)區(qū)域厚度方向的全面會成為改質(zhì)區(qū)域的起點，因此可取出被蝕刻成切斷面呈半圓形凹陷的芯片。[第I實施方式]接下來，針對本發(fā)明的第I實施方式所涉及的激光加工方法詳細地進行說明。圖7、8是表示本發(fā)明的第I實施方式所涉及的激光加工方法的各流程圖。再有，在以下的說明中，將加工對象物I的厚度方向(激光L的照射方向)設(shè)為Z方向，將與厚度方向正交的ー個方向設(shè)為X方向進行說明。如圖7、8所示，本實施方式例如是制造將半導(dǎo)體裝置與印刷配線基板或柔性基板互相電連接的部件(內(nèi)插器(Interposer)等)的加工方法,在加工對象物I形成貫通孔24(參照圖11)，在貫通孔24內(nèi)埋入導(dǎo)體，由此來形成貫通電扱。如圖7 (a)所示，加工對象物I是可經(jīng)由褐變(browning)而產(chǎn)生變色的玻璃基板，具有透明色(對可見光具有透明性)。作為該加工對象物1，使用SiO2純度高的石英玻璃(石英)以外的玻璃。即，加工對象物I可由褐變而產(chǎn)生變色，由含有規(guī)定量以上的SiO2以外的組成即雜質(zhì)的玻璃形成。該加工對象物I具有表面3及背面21。此外，在加工對象物1，沿著與貫通孔24對應(yīng)的部分，改質(zhì)區(qū)域形成預(yù)定部5由3維坐標指定而程式化設(shè)定。該改質(zhì)區(qū)域形成預(yù)定部5以沿著相對于加工對象物I的厚度方向傾斜的方向延伸的方式設(shè)定。在通過本實施方式的激光加工方法對加工對象物I進行加工的情況下,如圖7(b)所示，首先，對于加工對象物1，使用X射線2從表面3側(cè)進行規(guī)定時間的面照射。由此，在加工對象物1，經(jīng)由褐變而從透明色改變成濃的黃褐色。其結(jié)果，激光L透過率降低后的變色部分H形成在加工對象物I的整個區(qū)域。再有，褐變是指通過對玻璃照射高速中子而使該玻璃變性而產(chǎn)生變色(著色)的現(xiàn)象。在進行利用該褐變產(chǎn)生的著色時，在本實施方式中，以具有與在后段所形成的改質(zhì)區(qū)域7的大小對應(yīng)的方式使加工對象物I變色。具體而言，將X射線的照射強度等的照射條件及時間設(shè)定成，以激光L的透過性成為規(guī)定値的濃淡使變色部分H變色。例如，以130kV、130 u A的照射條件下照射規(guī)定時間的X射線2，使變色部H相對于波長1064nm的激光L為數(shù)10% (例如20%)的透過率。接著，如圖7 (C)所示，以加工對象物I的表面3側(cè)朝向上方的方式載置并保持于載置臺，使激光L的聚光點(以下僅稱“聚光點”)對準于加工對象物I的背面21側(cè)。再者，ー邊使該聚光點在X方向上相對移動，ー邊在一定的激光條件下從表面3側(cè)進行激光L的ON -OFF照射(掃描)。由此，在變色部分H的背面21側(cè)沿著改質(zhì)區(qū)域形成預(yù)定部5的位置，形成大小與變色部分H的濃淡對應(yīng)的改質(zhì)區(qū)域7。這里，激光L的輸出為0. 6W/Pulse，脈沖寬度為100ns。此外，激光L的波長例如為1064nm，脈沖間距為0. 25 y m (400kHz_100mm/s)。再有，由于是使用脈沖激光作為激光L而進行點照射，因此，所形成的改質(zhì)區(qū)域7由改質(zhì)點構(gòu)成。此外，在改質(zhì)區(qū)域7，包含從該改質(zhì)區(qū)域7產(chǎn)生的龜裂而形成(對于以下的改質(zhì)區(qū)域也相同)。接著，如圖8 (a)所示，將上述掃描，在加工對象物I中從背面21側(cè)往表面3側(cè)依次改變聚光點的Z方向位置而反復(fù)實施。由此，沿著與貫通孔24對應(yīng)的部分互相連接的改質(zhì)區(qū)域7，形成于加工對象物I內(nèi)。即，加工對象物I的改質(zhì)區(qū)域7形成于加工對象物I的內(nèi)部的變色部分H。接著，如圖8 (b)所示，對加工對象物I實施蝕刻處理。具體而言，從加工對象物I的表面3及背面21側(cè)使蝕刻劑浸潤于改質(zhì)區(qū)域7，沿著改質(zhì)區(qū)域7及該改質(zhì)區(qū)域7所包含的龜裂使蝕刻選擇性地進展。由此，加工對象物I的內(nèi)部沿著改質(zhì)區(qū)域7被選擇性地除去，從而在加工對象物I形成貫通孔24。接著，如圖8 (C)所示，對加工對象物I實施例如約400°C的熱處理，使變色部分H進行復(fù)色。即，使加工對象物I的透明性復(fù)原(恢復(fù))，從而使加工對象物I的顏色返回變色前的原透明色。其后，通過濕式氧化法等將加工對象物I氧化，在貫通孔24的內(nèi)面生成具有電絕緣性的絕緣膜，并在貫通孔24內(nèi)埋入導(dǎo)體。再者，以與該導(dǎo)體電連接的方式在表面3及背面21上形成焊點(pad)，由此構(gòu)成貫通電扱。以上，在本實施方式中，通過褐變使加工對象物I變色，由此在變色部分H使激光L的透過率降低，因而在所涉及的變色部分H，誘發(fā)了激光L的吸收，通過激光L的聚光會容易地形成改質(zhì)區(qū)域7。因此，根據(jù)本實施方式，在由玻璃形成的加工對象物I中，可以提高作為對激光L的加工容易度的加工性，能夠減少激光L的超短脈沖化或短波長化的必要性。其結(jié)果，每當改變加工對象物I的材料時，不需要改變激光L的波長等的照射條件。因此，不僅對于由玻璃形成的加工對象物1，而且對于由硅等其他材料形成的加工對象物均可以使用相同的激光光源進行激光加工，進而能夠提高生產(chǎn)率。此外，在本實施方式中，如上述那樣，通過熱處理使變色部分H復(fù)色，從而可以抑制褐變所產(chǎn)生的變色引起的對制品的不良影響。此外，在本實施方式中，如上述那樣，以濃淡與所形成的改質(zhì)區(qū)域7大小對應(yīng)的方式使加工對象物I變色。即，控制X射線2的照射強度及時間來調(diào)整變色部分H的濃淡，由此控制加工對象物I的激光L的吸收率。因此，在相同的激光L照射條件下，利用激光L吸收率的不同可以適當?shù)乜刂萍庸こ叽?改質(zhì)區(qū)域7的大小)。其結(jié)果，通過使變色部分H變濃而能夠由激光L的聚光形成大的改質(zhì)區(qū)域7 ;通過使變色部分H變淡而能夠由激光L的聚光形成小的改質(zhì)區(qū)域7。再有，在本實施方式中，也能起到以下的作用效果。例如，在形成貫通孔24時，改質(zhì)區(qū)域7及該改質(zhì)區(qū)域7所包含的龜裂通過蝕刻處理能夠從加工后的加工對象物I除去，因而可以提升其強度及品質(zhì)。此外，由于在加工時不致產(chǎn)生切削粉塵，因此可實現(xiàn)注意了環(huán)境的加工方法。再者，例如在使用本實施方式所制造的內(nèi)插器等中，可以謀求配線間距的微細化、配線設(shè)計的容易化、以及降低配線電阻。順帶ー提，在本實施方式中，由于如上述那樣對加工對象物I照射X射線2，因此將本實施方式應(yīng)用于將加工對象物I相互切斷成半導(dǎo)體芯片等的激光加工方法可能有困難。關(guān)于這點，由于本實施方式是在加工對象物I形成貫通孔24的，因此所涉及的問題的擔心可以說較少。[第2實施方式]接下來，說明本發(fā)明的第2實施方式。圖9、10是表示本發(fā)明的圖2實施方式所涉及的激光加工方法的各流程圖。再者，在本實施方式的說明中，主要是針對與上述第I實施方式不同的點進行說明。在本實施方式的激光加工方法中，如圖9 Ca)所示，首先，在加工對象物I的表面3形成具有規(guī)定圖案的掩模12。這里，掩模12由對X射線2為非透過性的材料(例如鉛等)構(gòu)成，沿著X方向并列設(shè)置有多個開ロ部12a。接著，如圖9 (b)所示，對加工對象物I使用X射線2從表面3側(cè)以規(guī)定時間進行面照射。由此，加工對象物I對應(yīng)于掩模12的規(guī)定圖案而產(chǎn)生選擇性的變色。具體而言，X射線2僅入射于加工對象物I中與掩模12的開ロ部12a對應(yīng)的區(qū)域，使多個變色部分H沿著X方向并列設(shè)置。接著,如圖9 (C)所示,將掩模12除去后,如圖10 (a)所示,使聚光點對準于加工對象物I的背面21側(cè)，ー邊在一定的激光條件下從表面3側(cè)連續(xù)照射激光L，ー邊使該激光L在X方向上相對移動(掃描)。即，ー邊照射激光L，ー邊使該激光L以跨越多個變色部分H的方式在X方向上相對移動。由此，在各個變色部分H，由于透過性變低而形成改質(zhì)區(qū)域7，而在非變色部分，即使激光L被聚光，也由于透過性高而無法形成改質(zhì)區(qū)域。接著，將上述掃描，在加工對象物I中從背面21側(cè)往表面3側(cè)依次改變聚光點的Z方向位置而反復(fù)實施。由此，如圖10 (b)所示，變色部分H互相連接的改質(zhì)區(qū)域7形成于加工對象物I內(nèi)。然后，如圖10 (c)所示，對加工對象物I實施蝕刻處理，將加工對象物I的內(nèi)部沿著改質(zhì)區(qū)域7選擇性地除去。由此，多個變色部分H被除去，形成在Z方向上延伸的多個貫通孔24。以上，在本實施方式中，也能起到提高在由玻璃形成的加工對象物I中對于激光L的加工性這樣的上述作用效果。
此外，在本實施方式中，如上述那樣，使用掩模12控制加工對象物I有無褐變的區(qū)域，使加工對象物I的多個部分變色。換言之，通過掩模12使加工對象物I部分地褐變，從而將激光L的透過區(qū)域和非透過區(qū)域制作到同一個加工對象物I。然后，在一定激光L的照射條件下，一邊以跨越加工對象物I的多個變色部分H的方式照射激光L 一邊使其相對移動，從而使變色部分H選擇性地改質(zhì)。因此，能夠不進行激光L的ON -OFF照射而在加工對象物I高精度地形成多個改質(zhì)區(qū)域7。因此，在加工對象物I形成多個改質(zhì)區(qū)域7時，不需要高精度且嚴格的激光L的照射條件控制。[第3實施方式]接下來，說明本發(fā)明的第3實施方式。圖11、12是表示本發(fā)明的第3實施方式所涉及的激光加工方法的各流程圖。再有，在本實施方式的說明中，主要是針對與上述第I實施方式不同的點進行說明。在本實施方式的激光加工方法中，如圖11 (a)所示，首先，在加工對象物I的表面 3形成具有規(guī)定圖案的掩模12。這里的掩模12是用來掩蔽加工對象物I的兩端部的掩模，形成有從其一端側(cè)遍及至另一端側(cè)而寬開ロ的開ロ部12a。接著，對加工對象物I進行X射線2的點照射(利用衍射而賦予強度分布的照射)。這里的X射線2的強度分布為中心側(cè)高而隨著往外側(cè)曲線地變低那樣的2次曲線狀的強度分布2a。由此，如圖11 (b)所示，在加工對象物1，以附加有作為層次濃淡的漸變的方式產(chǎn)生變色，形成中心側(cè)濃且隨著往外側(cè)逐漸變淡的變色部分Hl。接著,如圖12 (a)所不,將ー邊使聚光點在X方向上相對移動ー邊在一定激光L的照射條件下進行激光L的ON OFF照射的掃描，在加工對象物I中從背面21側(cè)往表面3側(cè)依次改變聚光點的Z方向位置而反復(fù)實施。由此，在變色部分Hl中大小對應(yīng)于該變色部分Hl的濃淡的改質(zhì)區(qū)域7，以沿著與貫通孔24對應(yīng)的部分互相連接的方式形成。此時，由于如上述那樣變色部分H具有漸變，對應(yīng)于漸變而激光L的透過率不同，因此，對應(yīng)于該漸變而大小不同的多個改質(zhì)區(qū)域7通過上述掃描一起形成。具體而言，一起形成的多個改質(zhì)區(qū)域7的大小在加工對象物I的中心側(cè)大，隨著往外側(cè)而變小。接著，如圖12 (b)所示，對加工對象物I實施蝕刻處理，將加工對象物I的內(nèi)部沿著改質(zhì)區(qū)域7選擇性地除去。由此，一起形成對應(yīng)于改質(zhì)區(qū)域7的大小而彼此直徑不同的多個貫通孔24。這里的貫通孔24直徑與改質(zhì)區(qū)域7的大小即變色部分Hl的漸變對應(yīng)，カロエ對象物I的中心側(cè)的貫通孔24為大徑，且隨著往外側(cè)而變?yōu)樾降摹Ｒ陨?，在本實施方式中，也能起到提高在由玻璃形成的加工對象物I中對于激光L的加工性。此外，在本實施方式中，如上述那樣，由于變色部分Hl具有漸變，因此，能夠?qū)?yīng)于漸變而大小不同的多個改質(zhì)區(qū)域7，在一定激光L的照射條件下一起形成。S卩，ー邊使聚光點相對移動ー邊在一定的激光條件下對加工對象物I適當進行激光L的ON -OFF照射，由此能夠在變色部分Hl的濃區(qū)域形成大的改質(zhì)區(qū)域7，在淡區(qū)域形成小的改質(zhì)區(qū)域7。再有，在本實施方式中，雖然變色部分Hl具有在中心側(cè)濃且隨著往外側(cè)逐漸變淡的漸變，但變色部分的漸變并沒有特別的限定。例如，如圖13所示，也可以具有隨著從加工對象物I的X方向的一端側(cè)往另一端側(cè)逐漸變淡(或變濃)的漸變。在這種情況下，首先如圖13 (a)所示，在加工對象物I的表面3上，配置X射線吸收過濾器13。X射線吸收過濾器13的X射線吸收圖案，設(shè)為對應(yīng)于變色部分H的漸變的圖案，這里，設(shè)為隨著從加工對象物I的X方向一端側(cè)往另一端側(cè)逐漸變大(或變小)的圖案。接著，對加工對象物1，經(jīng)由X射線吸收過濾器13進行X射線2的面照射。由此，使入射至加工對象物I的X射線2的強度分布成為隨著從加工對象物I的X方向一端側(cè)往另一端側(cè)而逐漸變小(變大)的強度部分2b。其結(jié)果，如圖13 (b)所示，在加工對象物I形成變色部分H2。因此，如圖13 (C)所示，其后，一邊使聚光點相對移動ー邊在一定的激光條件下對加工對象物I適當?shù)剡M行激光L的ON -OFF照射，由此，以隨著從X方向一端側(cè)往另一端側(cè)尺寸變小的方式，在變色部分H2形成多個改質(zhì)區(qū)域7。或者，例如圖14所示，在加工對象部I的任意的多個位置形成變色部分H3，在這些多個變色部分H3之間也可以具有漸變。在這種情況下，如圖14 (a)所示，使用可切換地設(shè) 有透過率不同的多個X射線吸收過濾器的X射線吸收機構(gòu)14，以強度分布互為不同的方式在任意的多個位置照射X射線2。此時，在加工對象物I的X方向一端側(cè)的位置照射X射線2的情況下，以與在另ー端側(cè)的位置照射X射線2時相比所入射的X射線的強度分布2c更大的方式切換X射線吸收機構(gòu)14的X射線吸收過濾器。其結(jié)果，如圖14 (b)所示，隨著從加工對象物I的X方向一端側(cè)往另一端側(cè)變淡的多個變色部分H3形成于加工對象物I。因此,如圖14 (C)所不,其后,若實施ー邊使聚光點相對移動ー邊在一定的激光條件下適當?shù)剡M行激光L的ON OFF照射的掃描，則以隨著從X方向一端側(cè)往另一端側(cè)尺寸變小的方式，使多個改質(zhì)區(qū)域7分別形成于變色部分H3的各個。以上，說明了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但本發(fā)明所涉及的激光加工方法并不限定于上述實施方式，可以在不變更各權(quán)利要求所記載的主g的范圍內(nèi)進行變形或適用于其他方式。例如，形成改質(zhì)區(qū)域時的激光入射面及X射線入射面，并不限定于加工對象物I的表面3，也可以是加工對象物I的背面21。此外，在上述實施方式中，為了進行褐變而照射X射線2，但也可以照射與X射線2不同的放射線，總之，只要使加工對象物經(jīng)由褐變而產(chǎn)生變色即可。此外，在上述實施方式中，使變色部分H全部都復(fù)色，但也可以使變色部分的至少一部分復(fù)色。此外，在上述實施方式中，將沿著加工對象物I的表面3使聚光點移動的掃描，改變Z方向的聚光點位置而反復(fù)實施，由此來形成多個改質(zhì)區(qū)域7，但掃描方向或掃描順序并沒有限定。例如，也可以ー邊沿著貫通孔24使聚光點移動ー邊照射激光L而形成改質(zhì)區(qū)域7，將上述動作反復(fù)進行對應(yīng)于貫通孔24數(shù)目的次數(shù)。此外，上述實施方式的激光L的ON OFF照射，除了控制出射激光L的ON OFF以夕卜，還可以將設(shè)置于激光L的光路上的遮光板予以開閉，或掩蔽加工對象物I的表面3等。再者，也可以將激光L的強度，在形成改質(zhì)區(qū)域7的閾值(加工閾值)以上的強度與不到加工閾值的強度之間進行控制。產(chǎn)業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明的激光加工方法，可以提高在由玻璃形成的加工對象物中對于激光的加工性。
權(quán)利要求
1.一種激光加工方法，其特征在于， 是使激光聚光于由玻璃形成的加工對象物的內(nèi)部而形成改質(zhì)區(qū)域，沿著該改質(zhì)區(qū)域進行蝕刻，由此在所述加工對象物形成貫通孔的激光加工方法， 其包含 褐變工序，使所述加工對象物的至少一部分通過褐變而變色； 激光聚光工序，在所述褐變工序之后，使所述激光聚光于所述加工對象物，由此在所述加工對象物的變色部分形成所述改質(zhì)區(qū)域；以及 蝕刻處理工序,在所述激光聚光工序之后,對所述加工對象物實施蝕刻處理，由此沿著所述改質(zhì)區(qū)域使所述蝕刻選擇性地進展而形成所述貫通孔。
2.如權(quán)利要求1所述的激光加工方法，其特征在于， 還包含復(fù)色工序，在所述激光聚光工序之后，對所述加工對象物實施熱處理，由此將所述加工對象物的變色部分的至少一部分復(fù)色。
3.如權(quán)利要求1或2所述的激光加工方法，其特征在于， 在所述褐變工序中，使所述加工對象物的多個部分變色； 在所述激光聚光工序中，一邊對所述加工對象物照射所述激光，一邊使該激光以跨越多個所述變色部分的方式在一個方向上相對移動。
4.如權(quán)利要求廣3中的任一項所述的激光加工方法，其特征在于， 所述變色部分具有與在所述激光聚光工序中形成的所述改質(zhì)區(qū)域的大小對應(yīng)的濃淡。
5.如權(quán)利要求4所述的激光加工方法，其特征在于， 所述變色部分具有漸變。
全文摘要
一種激光加工方法，是使激光(L)聚光于由玻璃形成的加工對象物(1)的內(nèi)部而形成改質(zhì)區(qū)域(7)，沿著該改質(zhì)區(qū)域(7)進行蝕刻，由此在加工對象物(1)形成貫通孔(24)的激光加工方法，其包含褐變工序，使加工對象物(1)的至少一部分通過褐變而變色；激光聚光工序，在褐變工序之后，使激光(L)聚光于加工對象物(1)，由此在加工對象物(1)的變色部分形成改質(zhì)區(qū)域(7)；以及蝕刻處理工序，在激光聚光工序之后，對加工對象物(1)實施蝕刻處理，由此沿著改質(zhì)區(qū)域(7)使蝕刻選擇性地進展而形成貫通孔(24)。
文檔編號C03C15/00GK103025475SQ20118003637
公開日2013年4月3日 申請日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者下井英樹, 荒木佳祐 申請人:浜松光子學株式會社