JP5633070B2 - Flowable materials used in laser-induced backside transparent substrate microfabrication - Google Patents
Flowable materials used in laser-induced backside transparent substrate microfabrication Download PDFInfo
- Publication number
- JP5633070B2 JP5633070B2 JP2011000063A JP2011000063A JP5633070B2 JP 5633070 B2 JP5633070 B2 JP 5633070B2 JP 2011000063 A JP2011000063 A JP 2011000063A JP 2011000063 A JP2011000063 A JP 2011000063A JP 5633070 B2 JP5633070 B2 JP 5633070B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- dye
- substance
- laser
- processing
- laser beam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Surface Treatment Of Glass (AREA)
Description
本発明は、レーザーによる微細加工、特にレーザー誘起背面式の透明基板微細加工で使用される流動性物質に関する。 The present invention relates to a fluid material used in laser micromachining, particularly laser-induced backside transparent substrate micromachining.
従来、例えば、透明基板である石英ガラスの微細表面加工方法としては、次のような方法が知られている。
(1)多段階リソグラフィ法
適切なレジストを基板表面に製膜した後、リソグラフィによってパターニングし、イオン・ビームやプラズマ、または、フッ酸を用いてエッチングを行ない、その後、更にレジストを剥離する方法(特開平6−280060号公報)。
(2)イオンエッチング法
イオン注入法により生じたエッチング速度の差を利用して、マスクレスの化学エッチングを行う方法(特開平7−256473号公報)。
(3)短波長レーザー法
透明材料が吸収できる短波長光を発振するレーザーを利用してドライエッチングを行う方法(特開平7−256473号公報)。
(4)極短パルスレーザー法
パルス幅がピコ秒以下の極短パルスレーザーを使用したドライエッチング法(Varelら:Appl.Phys.A,vol.65,p.367,(1997))。
(5)レーザー誘起プラズマ法
金属基板をガラスの後方に置いて、レーザーを照射し、金属から発生したプラズマを利用して行う方法(特許第3401425号公報)。
(6)レーザー吸収率の高い成分を生成させる方法
レーザー吸収率の高い成分をあらかじめ生成させたガラス表面層からなる被加工物に向けてレーザーを照射する方法(特開2000−61667号公報)。
(7)ガラス基板表面に顔料などの光吸収層を形成後、レーザー加工を行う方法
ガラス基板表面に顔料等の光吸収層を形成・付着させ、該表面に向けてレーザーを照射する。光吸収層がレーザーエネルギーを吸収して、ガラス基板表面に高温・高圧のプラズマ状態が発生し、表面層のガラスを溶融・除去する方法(特開2000−301372号公報、特許第3001816号公報、特開昭60−257985号公報)。
Conventionally, for example, the following methods are known as fine surface processing methods for quartz glass, which is a transparent substrate.
(1) Multi-step lithography method After forming an appropriate resist on the substrate surface, patterning is performed by lithography, etching is performed using an ion beam, plasma, or hydrofluoric acid, and then the resist is further stripped ( JP-A-6-280060).
(2) Ion etching method A method of performing maskless chemical etching utilizing the difference in etching rate produced by the ion implantation method (Japanese Patent Laid-Open No. 7-256473).
(3) Short wavelength laser method A dry etching method using a laser that oscillates short wavelength light that can be absorbed by a transparent material (Japanese Patent Laid-Open No. 7-256473).
(4) Ultrashort pulse laser method A dry etching method using an ultrashort pulse laser having a pulse width of picosecond or less (Varel et al .: Appl. Phys. A, vol. 65, p. 367, (1997)).
(5) Laser Induced Plasma Method A method in which a metal substrate is placed behind a glass, irradiated with a laser, and plasma generated from the metal is used (Japanese Patent No. 3401425).
(6) Method of generating a component having a high laser absorptance A method of irradiating a workpiece made of a glass surface layer in which a component having a high laser absorptivity is generated in advance (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-61667).
(7) A method of performing laser processing after forming a light absorption layer such as a pigment on the glass substrate surface. A light absorption layer such as a pigment is formed on and attached to the glass substrate surface, and a laser is irradiated toward the surface. A method in which a light absorption layer absorbs laser energy to generate a high-temperature and high-pressure plasma state on the glass substrate surface, and the glass on the surface layer is melted and removed (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-301372, Japanese Patent No. 3001816, JP-A-60-257985).
しかしながら、上記(1)の方法は、フォトリソグラフィ技術に基づいているので、レジストの塗膜、乾燥、露光、現像、エッチング、剥離などの多数の複雑な工程が必要であり、微細加工するための時間効率が低いという問題がある。
(2)の方法は集光できるイオン注入装置が必要であり、加工できる範囲が小さく時間効率が低いために量産に向いていないという問題がある。
(3)及び(4)の方法では高真空環境が必要であり、エネルギー効率も悪く、量産に向いていないという問題がある。
(5)の方法では真空雰囲気を利用するか、金属基板とガラスを密着させなければ加工ができないという問題点がある。
(6)の方法ではレーザー吸収率の高い成分を生成させることが必須となるので、加工素材を自由に選ぶことができないなどの問題点がある。
そして、(7)の方法では、加工しなかった部分の光吸収層を除去する工程が必要であり、時間効率が低いという問題点がある。
However, since the method (1) is based on the photolithography technique, a number of complicated steps such as resist coating, drying, exposure, development, etching, and stripping are required, and the fine processing is required. There is a problem that time efficiency is low.
The method (2) requires an ion implantation apparatus that can collect light, and has a problem that it is not suitable for mass production because the processable range is small and the time efficiency is low.
The methods (3) and (4) require a high vacuum environment, have poor energy efficiency, and are not suitable for mass production.
In the method (5), there is a problem that processing cannot be performed unless a vacuum atmosphere is used or the metal substrate and glass are brought into close contact with each other.
In the method (6), since it is essential to generate a component having a high laser absorptance, there is a problem that a processing material cannot be freely selected.
In the method (7), there is a problem in that the step of removing the light absorption layer that has not been processed is necessary, and the time efficiency is low.
このようなことを背景にして、本発明者は、他の発明者とともに、下記特許文献1に示されるように、セル内に注入されたレーザー吸収性の流動性物質を透明材料の裏面に直接接触させ、透明材料の表面からのレーザービームの照射を行う加工方法、すなわちレーザー誘起背面式の透明基板微細加工方法を提案している。この加工方法では、透明材料の表面から強度範囲が0.01J/cm2/pulseから100J/cm2/pulseまでのレーザービームを照射して、その裏面にレーザービームを集光させることにより、集光部分において流動性物質がレーザービームを吸収して起こるレーザー誘起光熱反応を利用したガラスの表面のエッチングによって透明材料の裏面に所定の微細加工を行うことを提案している。 Against this backdrop, the present inventor, together with the other inventors, directly puts the laser-absorbing fluid substance injected into the cell on the back surface of the transparent material as shown in Patent Document 1 below. A processing method in which a laser beam is irradiated from the surface of a transparent material, that is, a laser-induced back-side transparent substrate fine processing method is proposed. In this processing method, a laser beam with an intensity range of 0.01 J / cm 2 / pulse to 100 J / cm 2 / pulse is irradiated from the surface of the transparent material, and the laser beam is condensed on the back surface thereof. It has been proposed to perform predetermined microfabrication on the back surface of a transparent material by etching the surface of glass using a laser-induced photothermal reaction that occurs when a fluid substance absorbs a laser beam in the light portion.
こうしたレーザー誘起光熱反応では、レーザービームの集光部分において急速な温度、圧力の上昇が引き起こされることが知られており、下記非特許文献1では、レーザービームの吸収により温度が上昇して2000度になること、非特許文献2ではレーザービーム吸収直後の圧力が10−200MPaになることを報告している。 Such a laser-induced photothermal reaction is known to cause a rapid increase in temperature and pressure in the condensing part of the laser beam. In Non-Patent Document 1 below, the temperature rises due to the absorption of the laser beam and is 2000 degrees. Non-Patent Document 2 reports that the pressure immediately after laser beam absorption is 10 to 200 MPa.
また、関連する発明として下記特許文献2では、レーザーの集光位置を位置計測データに用いて制御することを、特許文献3では、透明材料の裏面位置を直接規制する基準プレートを設け、表面側の第1ホルダープレートとで透明材料を挟持し、透明材料の裏面において流動性物質を収容するセルを第2ホルダープレートにより押圧固定することを、そして、特許文献4では、透明基板表面に有機薄膜を形成した後、レーザー波長に強い吸収をもつ流動性物質を接触させた状態で、透明基板の有機薄膜とは反対側からレーザービームを照射することにより、透明基板上にパターン化された有機薄膜を形成すると同時に透明基板にエッチングを形成することをそれぞれ提案している。 Further, as a related invention, in Patent Document 2 below, the laser condensing position is controlled using position measurement data, and in Patent Document 3, a reference plate that directly regulates the back surface position of the transparent material is provided. The transparent material is sandwiched between the first holder plate and the cell containing the fluid substance is pressed and fixed by the second holder plate on the back surface of the transparent material. After forming the film, an organic thin film patterned on the transparent substrate is irradiated by irradiating a laser beam from the opposite side of the organic thin film on the transparent substrate in contact with a fluid substance having strong absorption at the laser wavelength. And simultaneously forming an etching on a transparent substrate.
このようなレーザー誘起背面式の透明基板微細加工方法は、従来の紫外光を用いる方法などと対比して、一万分の一程度のエネルギーのレーザー強度で十分であり、真空雰囲気が不要で、しかも一段階で連続的に透明材料を精密かつ微細なエッチングを可能とする点では画期的であるが、レーザービームが、例えばガラス等の透明材料を透過して流動性物質に到達する必要があるため、透明材料の光透過率が低い場合には、裏面の加工が起こる前に入射面の損傷が生じるという問題点があり、レーザービームの強度を過度に上げることができず、加工効率に限界がある。 Such a laser-induced backside transparent substrate microfabrication method is sufficient with a laser intensity of about one tenth of an energy compared to the conventional method using ultraviolet light, and does not require a vacuum atmosphere. Moreover, it is revolutionary in that it enables precise and fine etching of a transparent material continuously in one step, but it is necessary for the laser beam to pass through a transparent material such as glass and reach a fluid substance. Therefore, when the light transmittance of the transparent material is low, there is a problem that the incident surface is damaged before the back surface processing occurs, and the intensity of the laser beam cannot be increased excessively. There is a limit.
また、透過率が高い場合でも、加工効率を高めるためにレーザービームの強度を上げても、透明材料の裏面の集光部分において、流動性物質の温度・圧力の上昇が安定せず、未加工部分が残存し、加工精度を低下させることがあった。このような、未加工部分の発生は、例えば、ガラス材料にマーキングをする場合には、マーキング内容の読み取りができなくなる等加工品位を低下させる。また、これを避けるためには、未加工部分は同一箇所のビーム走査を多数繰り返すことにより、見かけ上未加工部分を低減することができるが、その場合は加工に時間がかかることとなり、さらに、加工の深さに不均一が生じるため、加工溝をマイクロ流路として用いる場合などに問題になる。
そこで、本発明は、こうしたレーザー誘起背面式の透明基板微細加工方法において、裏面で加工が起こるのに必要なエネルギー値を低減するとともに、加工効率を上げながら未加工部分による加工精度低下を防止することを目的としている。
In addition, even when the transmittance is high, even if the laser beam intensity is increased to increase the processing efficiency, the temperature and pressure rise of the fluid substance is not stable in the condensing part on the back surface of the transparent material, and it is not processed. A part remained, and processing accuracy might be lowered. The occurrence of such an unprocessed portion deteriorates the processing quality, for example, when the marking is performed on the glass material, the marking content cannot be read. Further, in order to avoid this, the unprocessed portion can be apparently reduced by repeating many beam scans of the same location, but in that case, processing will take time, Since non-uniformity occurs in the processing depth, it becomes a problem when the processing groove is used as a micro flow path.
Therefore, the present invention reduces the energy value required for processing on the back surface in such a laser-induced back surface transparent substrate fine processing method, and prevents processing accuracy from being lowered due to unprocessed portions while increasing processing efficiency. The purpose is that.
このような目的を達成するため、発明者は、ガラス裏面に存在するセル内の流動性物質に注目し、レーザー集光時の発熱効率を高めることにより、低強度のレーザービームでも効率よく、しかも精度の高い加工を実現した。
ここで、上記特許文献1、2には、セル内の流動性物質に関しては、ピレンのアセトン溶液、ベンジルのアセトン溶液、ピレンのテトラヒドロフラン溶液、ローダミン6Gのエタノール溶液、フタロシアニンのエタノール溶液などのような芳香族環を含む有機化合物の溶液、有機色素化合物を含む溶液、ベンゼン、トルエン、四塩化炭素などのような液体状の化合物などが挙げられている。また、有機化合物、有機色素、無機顔料、あるいは炭素などの微粒子などを分散して作った溶液や、有機化合物、有機色素、無機顔料、あるいは炭素粉末などの微粒子や微結晶で作った流動性粉体などが挙げられている。
In order to achieve such an object, the inventor pays attention to the flowable substance in the cell existing on the back surface of the glass, and by increasing the heat generation efficiency at the time of condensing the laser, the inventor can efficiently use a low-intensity laser beam. Realized highly accurate machining.
Here, in the above-mentioned Patent Documents 1 and 2, regarding the fluid substance in the cell, an acetone solution of pyrene, an acetone solution of benzyl, a tetrahydrofuran solution of pyrene, an ethanol solution of rhodamine 6G, an ethanol solution of phthalocyanine, etc. Examples thereof include a solution of an organic compound containing an aromatic ring, a solution containing an organic dye compound, and a liquid compound such as benzene, toluene and carbon tetrachloride. Also, a solution made by dispersing organic compounds, organic dyes, inorganic pigments, or fine particles of carbon, etc., or a fluid powder made of fine particles or fine crystals of organic compounds, organic dyes, inorganic pigments, or carbon powders. The body is listed.
これらの流動性物質は、用いるレーザービームの波長に対して高い吸収率を有する必要がある。そのために流動性物質は、溶解して特定のレーザービームの波長に高い吸収性をもつレーザービーム吸収性物質(色素、ピレン、ベンジル、ローダミン6Gなど)、その物質を高濃度(例えば、0.1moldm−3以上の濃度)に溶解可能な液体状物質、すなわち溶媒(アセトン、テトラヒドロフラン、エタノールなど)に溶解したものからなるが、本発明では、それ自体レーザービームを吸収する機能、あるいは、レーザー吸収物質を多量に溶解する機能をもたないが、レーザービームの吸収によってつくられる流動性物質の高温・高圧状態の発生に伴って反応し、付加的に熱や圧力を発生させて、あるいは、反応生成物がガラスに付着するなどして付加的な熱や圧力の発生源となることによって加工効率、加工精度を促進する加工促進物質を添加することにより、レーザービーム集光時の加工効率、加工精度を高めるようにした。 These fluid substances need to have a high absorption rate with respect to the wavelength of the laser beam used. Therefore, a fluid substance is dissolved into a laser beam-absorbing substance (dye, pyrene, benzyl, rhodamine 6G, etc.) that has high absorption at a specific laser beam wavelength, and the substance has a high concentration (for example, 0.1 moldm). -3 or higher concentration), which is a liquid substance soluble in a solvent (acetone, tetrahydrofuran, ethanol, etc.). In the present invention, the function of absorbing the laser beam itself, or a laser absorbing substance. Does not have the function of dissolving a large amount of water, but reacts with the occurrence of high-temperature and high-pressure conditions of a fluid substance produced by absorption of a laser beam, and additionally generates heat or pressure, or generates a reaction. Processing acceleration that promotes processing efficiency and processing accuracy by creating a source of additional heat and pressure by attaching objects to the glass By adding a substance, the processing efficiency and processing accuracy at the time of laser beam focusing were increased.
具体的には、本発明のレーザー誘起背面式の透明基板微細加工に使用される流動性物質は、次のように構成される。
(1)透明材料を通過したレーザービームをその裏面で集光させ、該集光点で該透明材料の裏面に接触する流動性物質がレーザービームを吸収し、該透明材料の融点付近まで温度上昇せるとともに高い圧力を発生させることにより、該透明材料の該集光点でのエッチング加工を行うレーザー誘起背面式の透明基板微細加工に使用される流動性物質であって、レーザービーム吸収物質、及び該物質を高濃度に溶解して流動性物質とする溶媒に加え、前記レーザービームの波長に対し、短い波長の範囲に吸収領域を有し、それ自体、前記レーザービームに対する吸収特性を有していないが、前記レーザービーム吸収物質の発熱に伴い分解して、加工精度、加工速度を向上させる加工促進物質を添加した。
Specifically, the flowable material used in the laser-induced backside transparent substrate microfabrication of the present invention is configured as follows.
(1) The laser beam that has passed through the transparent material is condensed on the back surface thereof, and the flowable substance that contacts the back surface of the transparent material absorbs the laser beam at the condensing point, and the temperature rises to near the melting point of the transparent material. And a flowable material used for laser-induced back-type transparent substrate microfabrication for etching the transparent material at the condensing point by generating a high pressure, the laser beam absorbing material, and In addition to a solvent that dissolves the substance at a high concentration to form a fluid substance , it has an absorption region in a short wavelength range with respect to the wavelength of the laser beam , and itself has absorption characteristics for the laser beam. However, a processing promoting substance that decomposes with the heat generation of the laser beam absorbing material and improves processing accuracy and processing speed was added.
(2)上記(1)の流動性物質において、前記レーザービーム吸収物質として、食用黄色4号色素、食用黄色5号色素、食用赤色104号色素、赤色213号色素、緑色401号色素などの水溶性色素の少なくとも一つを使用し、前記溶媒として水を使用し、前記加工促進物質として、パラトルエンスルホン酸ナトリウム塩、安息香酸ナトリウム塩などのベンゼン誘導体有機酸塩を添加した。 (2) In the fluid substance of the above (1), water-soluble substances such as edible yellow No. 4 dye, edible yellow No. 5 dye, edible red No. 104 dye, red 213 dye, green No. 401 dye as the laser beam absorbing substance. At least one of the organic dyes was used, water was used as the solvent, and benzene derivative organic acid salts such as paratoluenesulfonic acid sodium salt and benzoic acid sodium salt were added as the processing accelerator.
(3)上記(2)の流動性物質において、前記レーザービーム吸収物質として食用黄色5号色素を使用した場合、食用黄色5号色素の飽和水溶液溶液1mLあたり0.01〜1.0gのパラトルエンスルホン酸ナトリウム塩を前記加工促進物質として添加した。 (3) In the fluid substance of (2) above, when edible yellow No. 5 dye is used as the laser beam absorbing substance, 0.01 to 1.0 g of paratoluene per 1 mL of a saturated aqueous solution of edible yellow No. 5 dye Sulfonic acid sodium salt was added as the processing accelerator.
(4)上記(2)の流動性物質において、前記レーザービーム吸収物質が食用黄色5号色素を使用した場合、食用黄色5号色素の飽和水溶液1mLあたり0.01〜1.0gの安息香酸ナトリウム塩を前記加工促進物質として添加した。 (4) In the fluid substance of (2) above, when the laser beam absorbing substance uses edible yellow No. 5 dye, 0.01 to 1.0 g of sodium benzoate per mL of saturated aqueous solution of edible yellow No. 5 dye Salt was added as the processing accelerator.
(5)上記(1)の流動性物質において、前記レーザービーム吸収物質として食用赤色105号色素、赤色213号色素、ローダミン6G色素などの有機溶媒に溶解可能な色素の少なくとも一つを使用し、前記溶媒としてエタノールを使用し、トルエン、ベンゼンなど、照射するレーザービームの波長に吸収領域を持たない芳香族化合物誘導体を加工促進物質として添加した。 (5) In the fluid substance of (1) above, at least one of dyes soluble in an organic solvent such as edible red No. 105 dye, red No. 213 dye, rhodamine 6G dye is used as the laser beam absorbing substance, Ethanol was used as the solvent, and an aromatic compound derivative having no absorption region at the wavelength of the irradiated laser beam, such as toluene or benzene, was added as a processing accelerator.
(6)上記(5)の流動性物質において、前記レーザービーム吸収物質としてローダミン6G色素を使用した場合、前記加工促進物質としてトルエンを使用し、エタノールに対してトルエンを体積比で0.1〜3の割合で混合し、前記ローダミン6G色素の該混合液の飽和溶液とした。 (6) In the fluid substance of the above (5), when rhodamine 6G dye is used as the laser beam absorbing substance, toluene is used as the processing promoting substance, and the toluene is 0.1 to 0.1 by volume with respect to ethanol. 3 to obtain a saturated solution of the rhodamine 6G dye mixture.
本発明によれば、レーザービーム吸収物質、及び該物質を高濃度に溶解して流動性物質とする溶媒に加え、それ自体、レーザービームに対する吸収特性を有していないが、前記レーザービーム吸収物質の発熱に伴い分解して、熱や圧力を付加的に発生させる加工促進物質を添加したので、必要とするレーザービーム強度に対する加工閾値を低下させ、より低強度のレーザビームによる加工を可能にするともに、同一のレーザービームの強度を使用した場合、従来の流動性物質と比較して加工効率を増大させ、未加工部分の発生を抑制した安定した加工が実現できる。 According to the present invention, in addition to the laser beam absorbing material and the solvent that dissolves the material in a high concentration to form a fluid material, the laser beam absorbing material does not have absorption characteristics with respect to the laser beam itself. As a processing accelerator that adds heat and pressure is decomposed to generate heat and pressure, the processing threshold for the required laser beam intensity is lowered and processing with a lower intensity laser beam is possible. In both cases, when the same laser beam intensity is used, it is possible to increase the processing efficiency as compared with the conventional fluid substance and to realize stable processing with suppressed generation of unprocessed portions.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、本発明で使用する加工装置の概要を図1に示す。
全固体レーザー発振器1から出力されるレーザービームは、ビームエキスパンダー2により拡大された後、ガルバノ走査鏡3、F−θレンズ4、ミラー5を介して、石英ガラス等の透明材料6に照射され、その裏面に集光するようになっている。
一方、透明材料6の裏面には、流動性物質を収容するセル7の開口面が押圧され、シールリングなどにより液密に封止され、流動性物質に直接接触している。
First, an outline of a processing apparatus used in the present invention is shown in FIG.
The laser beam output from the all-solid-state laser oscillator 1 is expanded by a beam expander 2 and then irradiated to a transparent material 6 such as quartz glass through a galvano scanning mirror 3, an F-θ lens 4, and a mirror 5. It concentrates on the back side.
On the other hand, on the back surface of the transparent material 6, the opening surface of the cell 7 containing the fluid substance is pressed, sealed in a liquid-tight manner by a seal ring or the like, and is in direct contact with the fluid substance.
全固体レーザー発振器1及びガルバノ走査鏡3は、制御用コンピューター8により制御され、予め入力された加工情報に基づいて、全固体レーザー発振器1から出力されるレーザービームの強度及びガルバノ走査鏡3による照射位置が制御される。
透明材料6を通過したレーザービームをその裏面で集光し、その集光点で、透明材料6の裏面に接触する流動性物質がレーザービームを吸収して、レーザー誘起光熱反応により、高温、高圧状態をつくり加工が行われる。したがって、制御用コンピューター8に予め形状や深さ等の加工情報を入力しておけば、レーザービームの強度及びガルバノ走査鏡3による照射位置が連続的に制御され、透明材料6の裏面に加工情報に沿った加工を行うことができる。
The all-solid-state laser oscillator 1 and the galvano scanning mirror 3 are controlled by the control computer 8 and based on the processing information inputted in advance, the intensity of the laser beam output from the all-solid-state laser oscillator 1 and the irradiation by the galvano scanning mirror 3 The position is controlled.
The laser beam that has passed through the transparent material 6 is condensed on the back surface thereof, and a fluid substance that contacts the back surface of the transparent material 6 absorbs the laser beam at the condensing point, and the laser-induced photothermal reaction causes high temperature and high pressure. A state is created and processed. Therefore, if processing information such as shape and depth is input to the control computer 8 in advance, the intensity of the laser beam and the irradiation position by the galvano scanning mirror 3 are continuously controlled, and processing information is applied to the back surface of the transparent material 6. Can be processed.
以下、各実施例に沿って、本発明の流動性物質を説明する。
(実施例1)
この実施例では、レーザービーム吸収物質として食用黄色5号色素、これを溶解する溶媒として水)、そして、加工促進物質としてパラトルエンスルホン酸ナトリウム塩を使用し、食用黄色5号色素の飽和水溶液にパラトルエンスルホン酸ナトリウム塩を溶液1mLあたり0.25g添加した溶液を流動性物質として調製し、これをセル7内に収容して加工を実施した。
Hereinafter, the flowable substance of the present invention will be described along each example.
Example 1
In this example, food yellow No. 5 dye is used as a laser beam absorbing substance, water is used as a solvent for dissolving the same, and paratoluenesulfonic acid sodium salt is used as a processing promoting substance. A solution in which 0.25 g of paratoluenesulfonic acid sodium salt was added per 1 mL of the solution was prepared as a flowable substance, which was accommodated in the cell 7 and processed.
比較例として、加工促進物質であるパラトルエンスルホン酸ナトリウム塩を添加せず、レーザービーム吸収物質である食用黄色5号色素のみの飽和水溶液をセル7内に収容される流動性物質として、Nd:YVO4レーザーの第3高調波(波長355nm、パルス幅20ns)のレーザーパルス光を、パルス繰り返し周波数10kHz、レーザー強度0.04mJ・pulse−1の条件で出射し、F−θレンズを通して集光し、ガルバノ走査鏡により60mm/sの速度で走査した。
厚さ1.3mmのソーダライムガラス基板を通して、その基板の裏面に配置した食用黄色5号色素の飽和水溶液とガラスの界面に対する照射をしたところ、同一線上のビーム走査を2回繰り返しても加工は起こらなかった。
そこで、全固体レーザー発振器1の出力を上げ、強度を0.06mJ・pulse−1まで上昇させたところ、同一線上のビーム走査を2回繰り返すことによって、はじめて幅11μm、深さ0.8μmの溝が形成された。
As a comparative example, Nd: as a fluid substance contained in the cell 7 a saturated aqueous solution of only food yellow No. 5 dye as a laser beam absorbing material without adding paratoluenesulfonic acid sodium salt as a processing promoting substance. Laser pulse light of the third harmonic (wavelength 355 nm, pulse width 20 ns) of YVO 4 laser is emitted under the conditions of a pulse repetition frequency of 10 kHz and a laser intensity of 0.04 mJ · pulse −1 and condensed through an F-θ lens. The galvano scanning mirror was used to scan at a speed of 60 mm / s.
Irradiation to the interface between the saturated aqueous solution of food yellow No. 5 dye and glass placed on the back side of the soda-lime glass substrate with a thickness of 1.3 mm, and processing is possible even if beam scanning on the same line is repeated twice. Did not happen.
Therefore, when the output of the all-solid-state laser oscillator 1 was increased and the intensity was increased to 0.06 mJ · pulse −1 , a groove having a width of 11 μm and a depth of 0.8 μm was first obtained by repeating the beam scanning on the same line twice. Formed.
一方、本実施例の流動物質をセル7内に収容して加工を実施したところ、レーザー強度0.04mJ・pulse−1での照射によっても溝構造が形成された。同一線上のビーム走査を2回繰り返すことによって得られた溝構造にはクラックの発生等の損傷はまったく見られず、幅は9μm、深さ0.3μmであった。
さらに、強度を0.06mJ・pulse−1まで増加することにより得られた溝は幅は13μm、深さ1.2μmであり、同条件で加工促進物質であるパラトルエンスルホン酸塩を加えずに作成された場合と比較して溝深さが1.5倍に増加し、しかも、得られた溝構造にはクラックの発生等の損傷、あるいは溝深さが所定の値に満たない未加工部分はまったく発生しなかった。
On the other hand, when the fluid substance of the present example was accommodated in the cell 7 and processed, a groove structure was formed by irradiation with a laser intensity of 0.04 mJ · pulse −1 . The groove structure obtained by repeating the beam scanning on the same line twice showed no damage such as generation of cracks, and had a width of 9 μm and a depth of 0.3 μm.
Further, the groove obtained by increasing the strength to 0.06 mJ · pulse −1 has a width of 13 μm and a depth of 1.2 μm, and without the addition of paratoluenesulfonate, which is a processing accelerator, under the same conditions. The groove depth is increased by a factor of 1.5 compared to the case where it is created, and the resulting groove structure is damaged such as the occurrence of cracks, or the unprocessed portion where the groove depth does not reach the predetermined value. Did not occur at all.
この実施例では、食用黄色5号色素の飽和水溶液に対し、加工促進物質として、パラトルエンスルホン酸ナトリウム塩を溶液1mLあたり0.25g添加した溶液を流動性物質として調製したが、パラトルエンスルホン酸ナトリウム塩の添加量は、加工促進効果や、水に対する飽和濃度、さらには、食用黄色5号色素の溶解濃度への影響等に基づいて、適宜定めればよい。一般的には、溶液1mLあたり0.01〜1.0gが好適である。 In this example, a solution prepared by adding 0.25 g of paratoluenesulfonic acid sodium salt per 1 mL of a solution as a processing accelerator to a saturated aqueous solution of edible yellow No. 5 dye was prepared as a fluid substance. The amount of sodium salt added may be appropriately determined based on the effect of promoting processing, the saturation concentration with respect to water, and the effect on the dissolution concentration of the edible yellow No. 5 pigment. Generally, 0.01 to 1.0 g per 1 mL of the solution is suitable.
(実施例2)
次に、実施例2では、上記のレーザービーム吸収物質である食用黄色5号色素の飽和水溶液に対し、加工促進物質として安息香酸ナトリウム塩を溶液1mLあたり0.12g添加した溶液を調製した。
この溶液を使用して加工を実施したところ、レーザー強度0.04mJ・pulse−1での照射によっても溝構造が形成された。同一線上のビーム走査を2回繰り返すことによって得られた溝構造にはクラックの発生等に起因する損傷はまったく見られず、幅は7μm、深さ0.2μmであった。レーザー強度を0.06mJ・pulse−1まで増加することにより得られた溝は幅は12μm、深さ1.1μmであり、先に示した食用黄色5号色素の飽和水溶液を使用した場合と比較して、溝深さが1.4倍に増加し、しかも、得られた溝構造にはクラックの発生等の損傷、あるいは溝深さが所定の値に満たない未加工部分はまったく発生しなかった。
(Example 2)
Next, in Example 2, a solution was prepared by adding 0.12 g of sodium benzoate as a processing accelerator to a saturated aqueous solution of edible yellow No. 5 dye, which is the laser beam absorbing material, per 1 mL of the solution.
When processing was performed using this solution, a groove structure was formed even by irradiation with a laser intensity of 0.04 mJ · pulse −1 . The groove structure obtained by repeating the beam scanning on the same line twice did not show any damage due to the occurrence of cracks, and had a width of 7 μm and a depth of 0.2 μm. The groove obtained by increasing the laser intensity to 0.06 mJ · pulse −1 has a width of 12 μm and a depth of 1.1 μm. Compared to the case where the saturated aqueous solution of edible yellow No. 5 shown above is used. In addition, the groove depth is increased by a factor of 1.4, and the resulting groove structure does not generate any damage such as cracks or unprocessed portions where the groove depth does not reach the predetermined value. It was.
図2に、実施例1、2及び比較例の加工深さとレーザーエネルギー依存特性図を示す。
この図から分かるように、加工促進物質として、パラトルエンスルホン酸ナトリウム塩を使用した実施例1、安息香酸ナトリウム塩を使用した実施例2とも、これらを添加しない食用黄色5号色素の飽和水溶液(比較例)と比較して、加工が開始されるレーザービーム強度、すなわち加工閾値が低下し、しかも、同一のレーザービームの強度に対し、加工深さを増大できることを示している。
FIG. 2 shows the processing depth and laser energy dependence characteristics of Examples 1 and 2 and the comparative example.
As can be seen from this figure, in Example 1 using p-toluenesulfonic acid sodium salt as a processing accelerator, and in Example 2 using sodium benzoate, a saturated aqueous solution of edible yellow No. 5 dye without addition of these ( Compared with the comparative example), the laser beam intensity at which machining is started, that is, the machining threshold value is decreased, and the machining depth can be increased with respect to the same laser beam intensity.
この実施例では、食用黄色5号色素の飽和水溶液に、加工促進物質として安息香酸ナトリウム塩を溶液1mLあたり0.12g添加した溶液を流動性物質として調製したが、安息香酸ナトリウム塩の添加量は、上述のように、加工促進効果や、水に対する飽和濃度、さらには、食用黄色5号色素の溶解濃度への影響等に基づいて適宜定めればよい。一般的には、溶液1mLあたり0.01〜1.0gが好適である。 In this example, a solution prepared by adding 0.12 g of sodium benzoate as a processing accelerating substance to a saturated aqueous solution of edible yellow No. 5 dye per mL of the solution was prepared as a fluid substance, but the amount of sodium benzoate added was As described above, it may be determined as appropriate based on the effect of promoting processing, the saturation concentration with respect to water, and the influence on the dissolution concentration of the edible yellow No. 5 pigment. Generally, 0.01 to 1.0 g per 1 mL of the solution is suitable.
図3に、食用黄色5号色素、パラトルエンスルホン酸ナトリウム塩、安息香酸ナトリウム塩のレーザービームに対する吸収スペクトル図を示す。この図から分かるように、パラトルエンスルホン酸ナトリウム塩あるいは安息香酸ナトリウム塩は、照射したレーザービームの波長355nmに対して、はるかに短い波長の範囲に吸収領域を有し、それ自体はこの波長のレーザービームを全く吸収しないことが分かる。 In FIG. 3, the absorption spectrum figure with respect to the laser beam of edible yellow No. 5 pigment | dye, paratoluenesulfonic acid sodium salt, and benzoic acid sodium salt is shown. As can be seen from the figure, paratoluenesulfonic acid sodium salt or benzoic acid sodium salt has an absorption region in a much shorter wavelength range than the wavelength of 355 nm of the irradiated laser beam, and itself has an absorption region of this wavelength. It can be seen that the laser beam is not absorbed at all.
このようなパラトルエンスルホン酸ナトリウム塩、安息香酸ナトリウム塩が、レーザービーム強度の加工閾値を低下させ、加工効率、加工精度を高める理由を解析するため、レーザー誘起背面式の透明基板微細加工の概念図を図4に示す。
入射したレーザーは溶液内の色素分子によって吸収されて熱に変換され、前述のようにに2000度まで温度上昇し(上記非特許文献1)また、レーザービーム吸収直後の圧力が10−200MPaになる(上記非特許文献2)。
In order to analyze the reason why such para-toluenesulfonic acid sodium salt and benzoic acid sodium salt lower the laser beam intensity processing threshold and increase the processing efficiency and processing accuracy, the concept of laser-induced backside transparent substrate fine processing The figure is shown in FIG.
The incident laser is absorbed by the dye molecules in the solution and converted into heat, and as described above, the temperature rises to 2000 degrees (Non-patent Document 1), and the pressure immediately after the laser beam absorption becomes 10 to 200 MPa. (Non-patent document 2).
このような高温、高圧下では、この領域に存在する色素や溶媒の分子は一部分解し、この領域に存在する、パラトルエンスルホン酸ナトリウム塩、安息香酸ナトリウム塩も、高温にさらされることで分解し、結合エネルギーが解放されることで、熱や圧力を放出する、あるいは、分解物がガラスに付着するなどして付加的な熱や圧力の発生源として機能し、この領域のエネルギー密度増加に寄与することでエッチング加工を促進しているものと推測される。
したがって、流動性物質として水を溶媒とした水溶液を利用しているにもかかわらず、効率、精度の高い加工を実現することができ、有機溶媒を使用する場合と比較して、環境に優しく、しかも、解放空間での加工が可能になることから、設備投資を大幅に低減させることができる。
Under such high temperature and high pressure, the pigment and solvent molecules existing in this region are partially decomposed, and paratoluenesulfonic acid sodium salt and benzoic acid sodium salt existing in this region are also decomposed by exposure to high temperatures. However, by releasing the binding energy, it functions as a source of additional heat and pressure by releasing heat and pressure or by attaching decomposition products to the glass, which increases the energy density in this region. It is presumed that the etching process is promoted by contributing.
Therefore, despite using an aqueous solution containing water as a solvent as a fluid substance, it is possible to realize processing with high efficiency and accuracy, which is environmentally friendly compared to the case of using an organic solvent, Moreover, since processing in an open space is possible, capital investment can be greatly reduced.
なお、実施例1、2では、溶媒として水を使用し、使用する波長355nmのレーザービームに対し高い吸収率を示す水溶性のレーザービーム吸収物質として、食用黄色5号色素を使用したが、水溶性のレーザービーム吸収物質としては、このほかに、食用黄色4号色素、食用赤色104号色素、赤色213号色素、緑色401号色素などが挙げられ、これらの一つ、あるいはこれらを適宜混合して使用してもよい。また、加工促進物質としては、パラトルエンスルホン酸ナトリウム塩、安息香酸ナトリウム塩で代表される、いわゆる、水溶性のベンゼン誘導体有機酸塩が有効である。したがって、透明材料の材質、求められる加工精度あるいは照射するレーザービームの波長によって、レーザービーム強度の加工閾値を低下させるとともに、同一のレーザービームの強度に対し加工効率を増大させ、しかも未加工部分の発生を抑制した安定した加工が行われるよう、これらの水溶性レーザービーム吸収物質及び加工促進物質を種々組み合わせればよい。なお、水溶性のレーザービーム吸収物質については、いずれの場合も、選択した加工促進物質の存在下において、析出が発生しない飽和濃度とすることが好ましい。 In Examples 1 and 2, edible yellow No. 5 dye was used as a water-soluble laser beam absorbing substance that uses water as a solvent and exhibits a high absorption rate for a laser beam having a wavelength of 355 nm. Other examples of the laser beam absorbing material include edible yellow No. 4 dye, edible red No. 104 dye, red 213 dye, and green No. 401 dye. May be used. Further, as processing accelerators, so-called water-soluble benzene derivative organic acid salts represented by sodium paratoluenesulfonate and sodium benzoate are effective. Therefore, depending on the material of the transparent material, the required processing accuracy or the wavelength of the irradiated laser beam, the processing threshold of the laser beam intensity is lowered, the processing efficiency is increased for the same laser beam intensity, and the unprocessed part These water-soluble laser beam absorbing materials and processing promoting materials may be combined in various ways so that stable processing with suppressed generation is performed. In any case, it is preferable that the water-soluble laser beam absorbing material has a saturated concentration at which precipitation does not occur in the presence of the selected processing promoting substance.
(実施例3)
実施例3では、レーザービーム吸収物質として、ローダミン6G色素、これを溶解する溶媒としてエタノール、そして、加工促進物質としてトルエンを、エタノールに対し体積比1:1で混合し、ローダミン6G色素の飽和溶液を流動性物質として調製した。この種の加工に用いられている、Nd:YVO4レーザーの第2高調波(波長532nm、パルス幅35ns、パルス周波数5kHz)のレーザーパルス光を使用し、F−θレンズを通して集光し、ガルバノ走査鏡により60mm/sの速度で厚さ1.3mmのソーダライムガラス基板を走査した。なお、エタノールは、ローダミン6Gを1mLあたり最大0.2moldm−3の濃度で溶解できるため、ローダミン6Gを高濃度で溶解する溶媒として機能を有している。一方、トルエンも液体状ではあるが、溶解可能なローダミン6G色素はエタノールの10000分の1以下であり、また、トルエン自体は、波長532nmのレーザービームを吸収する機能はない。
Example 3
In Example 3, a rhodamine 6G dye as a laser beam absorbing substance, ethanol as a solvent for dissolving the dye, and toluene as a processing accelerator are mixed at a volume ratio of 1: 1 with ethanol to obtain a saturated solution of rhodamine 6G dye. Was prepared as a flowable material. Using the laser pulse light of the second harmonic (wavelength 532 nm, pulse width 35 ns, pulse frequency 5 kHz) of the Nd: YVO 4 laser used for this kind of processing, it is condensed through an F-θ lens, and galvano A soda-lime glass substrate having a thickness of 1.3 mm was scanned with a scanning mirror at a speed of 60 mm / s. Since ethanol can dissolve rhodamine 6G at a maximum concentration of 0.2 moldm −3 per mL, it has a function as a solvent for dissolving rhodamine 6G at a high concentration. On the other hand, although toluene is also in a liquid state, the soluble rhodamine 6G dye is 1 / 10,000 or less of ethanol, and toluene itself does not have a function of absorbing a laser beam having a wavelength of 532 nm.
比較例として、流動性物質としてレーザービーム吸収物質であるローダミン6G色素を溶媒であるエタノールに溶解し、加工促進物質を加えない飽和溶液を用いた場合には、レーザー強度0.044mJ・pulse−1での照射によっては、加工は開始されず、レーザー強度0.067mJ・pulse−1で初めて溝構造の形成が確認された(図5)。しかし、その加工形状には、図6と同じ図形を描画しているにもかかわらず未加工部分がみられた。さらに、レーザー強度を0.120mJ・pulse−1以上にするとクラックの発生がみられた。 As a comparative example, when a rhodamine 6G dye, which is a laser beam absorbing material, is dissolved as a fluid material in ethanol, which is a solvent, and a saturated solution to which no processing accelerator is added is used, the laser intensity is 0.044 mJ · pulse −1. The processing was not started by irradiation with, and formation of a groove structure was confirmed for the first time at a laser intensity of 0.067 mJ · pulse −1 (FIG. 5). However, an unprocessed portion was seen in the processed shape even though the same figure as in FIG. 6 was drawn. Furthermore, when the laser intensity was 0.120 mJ · pulse −1 or more, generation of cracks was observed.
これに対し、本実施例の流動性物質を使用した場合、強度0.044mJ・pulse−1での照射によっても溝構造が形成され、同一線上のビーム走査を2回繰り返すことによって得られた溝構造にはクラックの発生等の損傷はまったく見られず、幅は21μm、深さ0.7μmであった。
さらに、レーザー強度を0.067mJ・pulse−1まで増加することにより得られた溝は幅が24μm、深さ1.8μmであり、この場合でも図6に見られるように、未加工部分の発生は見られなかった。
レーザー強度0.086mJ・pulse−1では、深さ2.9μmの溝が得られており、同条件でトルエンを含まない比較例の溶液により作成された溝と比較して溝深さが2.9倍に増加し、得られた溝構造にはクラックの発生等の損傷はまったく見られなかった。ただし、レーザー強度を0.108mJ・pulse−1以上にすると、図7に見られるように、クラックの発生が生じた
On the other hand, when the fluid substance of this example is used, a groove structure is formed even by irradiation with an intensity of 0.044 mJ · pulse −1 , and the groove obtained by repeating the beam scanning on the same line twice. No damage such as cracks was found in the structure, and the width was 21 μm and the depth was 0.7 μm.
Furthermore, the groove obtained by increasing the laser intensity to 0.067 mJ · pulse −1 has a width of 24 μm and a depth of 1.8 μm. Even in this case, as shown in FIG. Was not seen.
At a laser intensity of 0.086 mJ · pulse −1 , a groove with a depth of 2.9 μm was obtained, and the groove depth was 2. 2 as compared with a groove formed with a solution of a comparative example not containing toluene under the same conditions. It increased 9 times, and no damage such as generation of cracks was observed in the obtained groove structure. However, when the laser intensity was set to 0.108 mJ · pulse −1 or more, cracks occurred as shown in FIG.
図8に、本実施例の流動性物質を使用した場合のレーザー強度に対する加工状態についての実験結果を、エタノールのみの場合と比較して示す。
この図から分かるように、本実施例の場合に、0.031mJ・pulse−1から、一部未加工部分が存在するものの、加工が行われ、0.058mJ・pulse−1から0.097mJ・pulse−1に到るまで、精度の高い加工を実現することができる。
これに対し、エタノールのみの場合は、0.050mJ・pulse−1で加工が開始されるものの、未加工部分が発生し、しかも、0.120mJ・pulse−1から、クラックの発生がみられ、精度の高い加工が不可能であった。
In FIG. 8, the experimental result about the processing state with respect to the laser intensity at the time of using the fluid substance of a present Example is shown compared with the case of only ethanol.
As can be seen from this figure, in the case of this example, from 0.031 mJ · pulse −1 , some unprocessed parts exist, but processing is performed, and 0.058 mJ · pulse −1 to 0.097 mJ · High precision machining can be realized until it reaches pulse- 1 .
On the other hand, in the case of ethanol alone, processing is started at 0.050 mJ · pulse −1 , but an unprocessed portion is generated, and cracks are observed from 0.120 mJ · pulse −1 . High-precision processing was impossible.
なお、実施例3では、エタノールに対してトルエンを体積比で0.1〜3の溶媒としてエタノールを使用し、使用する波長532nmのレーザービームに対し高い吸収率を示すレーザービーム吸収物質として、ローダミン6G色素を使用したが、レーザービーム吸収物質としては、このほかに、食用赤色105号色素、赤色213号色素などが挙げられ、これらの一つ、あるいはこれらを適宜混合して使用してもよい。また、加工促進物質としては、トルエンのほか、ベンゼンなど、照射するレーザービームの波長に吸収領域を持たない芳香族化合物誘導体が有効である。したがって、透明材料の材質、求められる加工精度あるいは照射するレーザービームの波長によって、レーザーエネルギーの加工閾値を低下させるとともに、同一のレーザーエネルギーに対し加工効率を増大させ、しかも未加工部分の発生を抑制した安定した加工が行われるよう、これらのレーザービーム吸収物質及び加工促進物質を種々組み合わせればよい。なお、有機溶媒溶解性のレーザービーム吸収物質については、いずれの場合も、選択した加工促進物質の存在下において、析出が発生しない飽和濃度とすることが好ましい。 In Example 3, ethanol is used as a solvent having a volume ratio of 0.1 to 3 with respect to ethanol, and rhodamine is used as a laser beam absorbing material exhibiting a high absorption rate for a laser beam having a wavelength of 532 nm. Although 6G dye is used, other examples of the laser beam absorbing material include edible red No. 105 dye and red No. 213 dye. One of these may be used, or these may be mixed as appropriate. . In addition to toluene, aromatic compound derivatives that do not have an absorption region at the wavelength of the laser beam to be irradiated are effective as the processing accelerator. Therefore, depending on the material of the transparent material, the required processing accuracy or the wavelength of the laser beam to be irradiated, the laser energy processing threshold is lowered, the processing efficiency is increased for the same laser energy, and the occurrence of unprocessed parts is suppressed. These laser beam absorbing materials and processing promoting materials may be combined in various ways so that stable processing can be performed. In any case, it is preferable that the organic solvent-soluble laser beam absorbing material has a saturated concentration at which precipitation does not occur in the presence of the selected processing accelerator.
以上説明したとおり、本発明によれば、レーザー誘起背面式の透明基板微細加工に使用される流動性物質に、レーザービーム吸収物質の発熱に伴い分解して、熱や圧力を付加的に発生させる加工促進物質を添加したので、必要とするレーザービーム強度の加工閾値を低下させ、より低強度のレーザビームによる加工を可能にすることができる。さらに、従来の流動性物質と比較して加工効率を増大させるとともに、未加工部分の発生を抑制した安定した加工が実現できるので、ガラス等の透明材料の微細加工に広く採用されることが期待される。 As described above, according to the present invention, the flowable material used for laser-induced backside transparent substrate microfabrication is decomposed along with the heat generation of the laser beam absorbing material to additionally generate heat and pressure. Since the processing accelerating substance is added, it is possible to reduce the processing threshold value of the required laser beam intensity and to enable processing with a lower intensity laser beam. Furthermore, it is possible to increase the processing efficiency compared to conventional flowable materials and to realize stable processing that suppresses the generation of unprocessed parts, so it is expected to be widely used for fine processing of transparent materials such as glass Is done.
1 全固体レーザー発振器
2 ビームエキスパンダー
3 ガルバノ走査鏡
4 F−θレンズ
5 ミラー
6 透明材料
7 セル
8 制御用コンピューター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 All-solid-state laser oscillator 2 Beam expander 3 Galvano scanning mirror 4 F-theta lens 5 Mirror 6 Transparent material 7 Cell 8 Control computer
Claims (6)
レーザービーム吸収物質、及び該物質を高濃度に溶解して流動性物質とする溶媒に加え、前記レーザービームの波長に対し、短い波長の範囲に吸収領域を有し、それ自体、前記レーザービームに対する吸収特性を有していないが、前記レーザービーム吸収物質の発熱に伴い分解して、加工精度、加工速度を向上させる加工促進物質を添加することを特徴とする流動性物質。 The laser beam that has passed through the transparent material is condensed on the back surface thereof, and the fluid substance that contacts the back surface of the transparent material at the condensing point absorbs the laser beam and raises the temperature to near the melting point of the transparent material and is high. A fluid substance used for laser-induced back-type transparent substrate microfabrication that performs etching at the condensing point of the transparent material by generating pressure,
In addition to a laser beam absorbing substance and a solvent that dissolves the substance in a high concentration to make it a fluid substance , it has an absorption region in a short wavelength range with respect to the wavelength of the laser beam, A fluid substance that does not have absorption characteristics, but is added with a processing promoting substance that decomposes with the heat generation of the laser beam absorbing substance and improves processing accuracy and processing speed.
When rhodamine 6G dye is used as the laser-absorbing substance, toluene is used as the processing promoting substance, toluene is mixed with ethanol at a volume ratio of 0.1 to 3, and the rhodamine 6G dye is mixed. The flowable substance according to claim 5, which is a saturated solution of liquid.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011000063A JP5633070B2 (en) | 2011-01-04 | 2011-01-04 | Flowable materials used in laser-induced backside transparent substrate microfabrication |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011000063A JP5633070B2 (en) | 2011-01-04 | 2011-01-04 | Flowable materials used in laser-induced backside transparent substrate microfabrication |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012140303A JP2012140303A (en) | 2012-07-26 |
JP5633070B2 true JP5633070B2 (en) | 2014-12-03 |
Family
ID=46677005
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011000063A Expired - Fee Related JP5633070B2 (en) | 2011-01-04 | 2011-01-04 | Flowable materials used in laser-induced backside transparent substrate microfabrication |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5633070B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6103529B2 (en) * | 2013-05-21 | 2017-03-29 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | Semiconductor material processing method and laser processing apparatus |
CN113371676A (en) * | 2020-03-10 | 2021-09-10 | 上海新微技术研发中心有限公司 | Microstructure and processing method thereof |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62259686A (en) * | 1986-05-02 | 1987-11-12 | Toshiba Corp | Macnining by laser light |
JPH10305374A (en) * | 1997-05-12 | 1998-11-17 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Laser processing method for transparent member |
JP3012926B1 (en) * | 1998-09-21 | 2000-02-28 | 工業技術院長 | Laser micromachining of transparent materials |
JP2002178171A (en) * | 2000-12-18 | 2002-06-25 | Ricoh Co Ltd | Laser beam processing method and optical element |
JP4214233B2 (en) * | 2003-03-26 | 2009-01-28 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Fine processing method and fine structure of transparent material |
JP4231924B2 (en) * | 2003-03-27 | 2009-03-04 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Micro processing equipment for transparent materials |
JP4571850B2 (en) * | 2004-11-12 | 2010-10-27 | 東京応化工業株式会社 | Protective film agent for laser dicing and wafer processing method using the protective film agent |
JP4565114B2 (en) * | 2005-03-23 | 2010-10-20 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Laser fine processing method and apparatus for transparent material |
JP2008036687A (en) * | 2006-08-08 | 2008-02-21 | Research Foundation For Opto-Science & Technology | Surface machining method |
JP2007175778A (en) * | 2007-02-09 | 2007-07-12 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | Method for processing transparent body by laser |
JP5397937B2 (en) * | 2009-02-13 | 2014-01-22 | セイコーインスツル株式会社 | Transparent material processing equipment |
-
2011
- 2011-01-04 JP JP2011000063A patent/JP5633070B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012140303A (en) | 2012-07-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Liu et al. | Hybrid laser precision engineering of transparent hard materials: challenges, solutions and applications | |
JP6076742B2 (en) | Method for producing nanoparticles of organic compounds in liquid by ultra-high-speed pulsed laser ablation with high repetition frequency | |
JP3012926B1 (en) | Laser micromachining of transparent materials | |
JP7174352B2 (en) | Optical processing device, optical processing method, and optical processing product production method | |
JP5589168B2 (en) | Gold nanoparticle and dispersion thereof, gold nanoparticle production method, nanoparticle production system | |
Föhl et al. | High precision deep drilling with ultrashort pulses | |
JP5633070B2 (en) | Flowable materials used in laser-induced backside transparent substrate microfabrication | |
JP4247383B2 (en) | Fine ablation processing method of transparent material | |
JP2011218384A (en) | Laser processing method for transparent material | |
JP2007069216A (en) | Inorganic material working method | |
Radu et al. | Silicon structuring by etching with liquid chlorine and fluorine precursors using femtosecond laser pulses | |
CN109132998A (en) | The method of pulse nanosecond laser induction transparent dielectric material surface periodic structure | |
Li et al. | Comparison between single shot micromachining of silicon with nanosecond pulse shaped IR fiber laser and DPSS UV laser | |
JP6103529B2 (en) | Semiconductor material processing method and laser processing apparatus | |
Nie et al. | Review of UV laser and its applications in micromachining | |
JP5896411B2 (en) | Laser-induced backside transparent substrate fine processing machine | |
Liang et al. | Femtosecond laser regulatory focus ablation patterning of a fluorescent film up to 1/10 of the scale of the diffraction limit | |
JP2005305470A (en) | Ultraviolet ray-assisted ultra short pulsed laser beam machining apparatus and method | |
Hashida et al. | Threshold fluence for femtosecond laser nanoablation for metals | |
JP2003167354A (en) | Optical fabrication device and optical fabrication method for fabrication of inorganic transparent material by light-patterning | |
Chen et al. | Fundamentals of Laser Ablation of the Materials Used in Microfluiducs | |
Ostendorf et al. | Tutorial: Laser in material nanoprocessing | |
JP2006316311A (en) | Photoreduction method for metal complex ion | |
Tojinazarov et al. | Picosecond laser drilling grids in aluminium foil at 532 and 355 nm wavelengths | |
Hyun et al. | Pulsed Laser Ablation Characteristics of Light-Absorbing Mask Layer Based on Coating Thicknesses under Laser Lift-Off Patterning Process |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130904 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140311 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140509 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140924 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140925 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5633070 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |