(57)【要約】【課題】レーザ光の吸収率が高い厚板材料基板に対して、短時間で容易に孔あけ加工等を行うことができるようにする。【解決手段】この装置は、基板が載置されるワークテーブル２と、レーザ光出力部１５と、回転手段と、集光手段と、走査手段と、を備えている。レーザ光出力部１５は、基板に対して、吸収率が５０％以上の波長を有するレーザ光を出力する。回転手段はレーザ光出力部から出射されたレーザ光を所定の回転半径で回転させる。集光手段は、回転手段からのレーザ光を、基板においてレーザ光の照射側の深さ位置に集光させる。走査手段は、集光されかつ回転するレーザ光を加工ラインに沿って走査するとともに、走査を繰り返し実行して基板を加工する。【選択図】図９
2014231071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板にレーザ光を照射して基板を切断するレーザ光による基板切断装置であって、
加工すべき基板が載置されるワークテーブルと、
前記基板に対して、吸収率が５０％以上の波長を有するレーザ光を出力するレーザ光出力部と、
レーザ光出力部から出射されたレーザ光を所定の回転半径で回転させる回転手段と、
前記回転手段からのレーザ光を、前記基板においてレーザ光の照射側の深さ位置に集光させる集光手段と、
集光されかつ回転するレーザ光を加工ラインに沿って走査するとともに、前記走査を繰り返し実行して前記基板を加工する走査手段と、
を備えたレーザ光による基板切断装置。
【請求項２】
前記基板の厚みは１ｍｍ以上である、請求項１に記載のレーザ光による基板切断装置。
【請求項３】
前記集光手段は、レーザ光の集光位置を基板のレーザ光が照射される側から逆側に向かって移動させる、請求項１又は２に記載のレーザ光による基板切断装置。
【請求項４】
前記基板は、カーボン、セラミック、シリコンから選択される材料によって形成されている、請求項１から３のいずれかに記載のレーザ光による基板切断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板切断装置、特に、基板にレーザ光を照射して基板を切断するレーザ光による基板切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ光による基板加工装置としては、例えば特許文献１に示された装置が知られている。この種の加工装置では、波長が５３２ｎｍ程度のグリーンレーザ光が基板等のワークに照射される。グリーンレーザ光は、一般的には基板を透過するが、レーザ光を集光し、その強度があるしきい値を越えると、基板はレーザ光を吸収することになる。このような状態では、レーザ光の集光部にプラズマが発生し、これにより基板は蒸散する。以上のような原理を利用して、基板に孔を形成する等の加工が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１１８０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、基板に対しては、レーザ光の集光位置を、レーザ光照射側とは逆側の面（下方の面）からレーザ光照射側の面（上方の面）に向かって移動させて加工するのが好ましい。これは、下方から加工していくと、加工粉が下方に落下し、加工粉による加工部への悪影響を避けることができるからである。
【０００５】
しかし、レーザ光の吸収率が高く、比較的厚みの厚い基板に対して孔あけ加工等を行う場合は、下方の面までレーザ光が透過しないために、前述のような従来の加工方法では加工が非常に困難である。
【０００６】
したがって、特に厚みが厚く、レーザ光の吸収率が高い基板に対して孔あけ加工等を行う場合は、従来の加工方法とは違った加工をする必要がある。
【０００７】
本発明の課題は、レーザ光の吸収率が高い厚板材料基板に対して、短時間で容易に孔あけ加工等を行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１側面に係るレーザ光による基板切断装置は、基板にレーザ光を照射して基板を切断する装置であって、加工すべき基板が載置されるワークテーブルと、レーザ光出力部と、回転手段と、集光手段と、走査手段と、を備えている。レーザ光出力部は、基板に対して、吸収率が５０％以上の波長を有するレーザ光を出力する。回転手段はレーザ光出力部から出射されたレーザ光を所定の回転半径で回転させる。集光手段は、回転手段からのレーザ光を、基板においてレーザ光の照射側の深さ位置に集光させる。走査手段は、集光されかつ回転するレーザ光を加工ラインに沿って走査するとともに、走査を繰り返し実行して基板を加工する。
【０００９】
この装置では、レーザ光出力部から出力されたレーザ光は、回転手段によって回転させられ、また基板のレーザ光照射面側の深さ位置（例えばレーザ光照射側の表面）に集光される。そして、集光されたレーザ光は回転しながら加工ラインに沿って走査され、これにより基板が加工される。
【００１０】
ここでは、レーザ光は基板に対して吸収率が５０％以上の波長を有しているので、逆に言えば、加工される基板は、所定の波長のレーザ光に対して吸収率が５０％以上であるので、レーザ光は照射側と逆側の面まで到達しにくい。特に厚みが厚い基板では、照射側と逆側の面にはレーザ光は到達せず、加工できない。
【００１１】
そこで、この発明では、レーザ光を、基板においてレーザ光照射側の位置に集光させ、さらに回転させながら走査することによって加工を行なっている。集光されたレーザ光を回転させることにより、同じ個所に複数回にわたってレーザ光が照射されることになり、加工効率が高くなって、短い加工時間で加工を行うことができる。
【００１２】
本発明の第２側面に係るレーザ光による基板切断装置は、第１側面の装置において、基板の厚みは１ｍｍ以上である。
【００１３】
ここで、前述のように、吸収率の高い基板においては、レーザ光が基板内を透過しにくく、加工が困難である。そして、この傾向は厚みの厚い基板において顕著になる。特に、１ｍｍ以上の厚みを有する基板に対して本発明を適用することによって、加工が容易になる。
【００１４】
本発明の第３側面に係るレーザ光による基板切断装置は、第１又は第２側面の装置において、集光手段は、レーザ光の集光位置を基板のレーザ光が照射される側の面から逆側に向かって移動させる。
【００１５】
ここで、レーザ光の集光位置をレーザ光の照射側から逆側に向かって移動させながら加工することにより、加工効率がより高くなり、加工時間をより短縮することができる。
【００１６】
本発明の第４側面に係るレーザ光による基板切断装置は、第１から第３側面のいずれかの装置において、基板は、カーボン、セラミック、シリコンから選択される材料によって形成されている。
【００１７】
本発明の加工をこれらの材料からなる基板に適用することによって、これらの基板を容易に加工することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のような本発明では、レーザ光の吸収率が高い厚板材料基板に対して、短時間で容易に孔あけ加工等を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による基板加工装置の外観斜視図。
【図２】ワークテーブルの拡大斜視図。
【図３】レーザ照射ヘッドの構成を拡大して示す斜視図。
【図４】第１中空モータ及び第１ウェッジプリズムの配置を模式的に示した図。
【図５】プリズムの頂角と偏角との関係を示す図。
【図６】第２中空モータ、第２ウェッジプリズム及び集光レンズの配置を模式的に示した図。
【図７】レーザ光の軌跡を示す図。
【図８】集光点をｚ軸方向に制御する作用を説明する模式図。
【図９】本発明の一実施形態及び比較例による加工例を示す図。
【図１０】集光回転方式と同心円方式を説明するための模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
［全体構成］
図１に本発明の一実施形態による基板切断装置の全体構成を示す。この基板切断装置は、カーボン、セラミック、シリコン等の基板に加工ラインに沿ってレーザ光を照射し、孔あけ等の加工を行うための装置である。この装置は、ベッド１と、基板が載置されるワークテーブル２と、基板にレーザ光を照射するためのレーザ光照射ヘッド３と、を備えている。ここで、図１に示すように、ベッド１の上面に沿った平面において、互いに直交する軸をｘ軸、ｙ軸とし、これらの軸に直交する鉛直方向の軸をｚ軸と定義する。また、ｘ軸に沿った両方向（＋方向及び−方向）をｘ軸方向、ｙ軸に沿った両方向をｙ軸方向、ｚ軸に沿った両方向をｚ軸方向と定義する。
【００２１】
［ワークテーブル２及びその移動機構］
＜ワークテーブル２＞
ワークテーブル２は、矩形状に形成されており、ワークテーブル２の下方には、ワークテーブル２をｘ軸方向及びｙ軸方向に移動させるためのテーブル移動機構５が設けられている。
【００２２】
ワークテーブル２は、図２に拡大して示すように、複数のブロック６を有している。この複数のブロック６は、図中、一点鎖線で示す基板Ｗをワークテーブル２の表面から持ち上げて支持するための部材であり、基板Ｗの加工ラインＬ（破線で示す）を避けるために、ワークテーブル２の任意の位置に取り付けることが可能である。また、ワークテーブル２には複数の吸気口２ａが格子状に形成されるとともに、各ブロック６には上下方向に貫通する吸気孔６ａが形成されている。そして、ブロック６の吸気孔６ａとワークテーブル２の吸気口２ａとを接続することによって、ブロック６上に配置される基板Ｗを吸着固定することが可能である。なお、吸気のための機構は、周知の排気ポンプ等によって構成されており、詳細は省略する。
【００２３】
＜テーブル移動機構５＞
テーブル移動機構５は、図１に示すように、それぞれ１対の第１及び第２ガイドレール８，９と、第１及び第２移動テーブル１０，１１と、を有している。１対の第１ガイドレール８はベッド１の上面にｙ軸方向に延びて設けられている。第１移動テーブル１０は、第１ガイドレール８の上部に設けられ、第１ガイドレール８に移動自在に係合する複数のガイド部１０ａを下面に有している。第２ガイドレール９は第１移動テーブル１０の上面にｘ軸方向に延びて設けられている。第２移動テーブル１１は、第２ガイドレール９の上部に設けられ、第２ガイドレール９に移動自在に係合する複数のガイド部１１ａを下面に有している。第２移動テーブル１１の上部には、固定部材１２を介してワークテーブル２が取り付けられている。
【００２４】
以上のようなテーブル移動機構５によって、ワークテーブル２は、ｘ軸方向及びｙ軸方向に移動自在である。なお、第１及び第２移動テーブル１０，１１は、詳細は省略するが、周知のモータ等の駆動手段によって駆動されるようになっている。
【００２５】
［レーザ光照射ヘッド３］
レーザ光照射ヘッド３は、図１及び図３に示すように、ベッド１の上面に配置された門型フレーム１ａに装着されており、レーザ光出力部１５と、光学系１６と、内部に１対の第１ウェッジプリズム（後述）が組み込まれた第１中空モータ１７と、内部に１対の第２ウェッジプリズム（後述）及び集光レンズが組み込まれた第２中空モータ１８と、を有している。また、レーザ光照射ヘッド３をｘ軸方向に移動させるためのｘ軸方向移動機構２１と、第１中空モータ１７及び第２中空モータ１８をｚ軸方向に移動させるためのｚ軸方向移動機構２２と、が設けられている。
【００２６】
＜レーザ光出力部１５＞
レーザ光出力部１５は従来と同様のレーザ管により構成されている。このレーザ光出力部１５によって、波長５３２ｎｍのグリーンレーザがｙ軸に沿ってワークテーブル２とは逆側に出射される。
【００２７】
＜光学系１６＞
光学系１６は、レーザ光出力部１５からのレーザ光を第１中空モータ１７に組み込まれた１対の第１ウェッジプリズムに導くものである。この光学系１６は、図３に拡大して示すように、第１〜第４ミラー２５〜２８と、レーザ出力を計測するパワーモニタ２９と、ビームエキスパンダ３０と、を有している。
【００２８】
第１ミラー２５は、レーザ光出力部１５の出力側の近傍に配置されており、ｙ軸方向に出射されたレーザ光をｘ軸方向に反射する。第２ミラー２６は、ｘ軸方向において第１ミラー２５と並べて配置されており、ｘ軸方向に進行するレーザ光をｙ軸方向に反射して、ワークテーブル２側に導く。第３ミラー２７及び第４ミラー２８は、第１中空モータ１７の上方にｘ軸方向に並べて配置されている。第３ミラー２７は第２ミラー２６によって反射されてきたレーザ光を第４ミラー２８側に導く。第４ミラー２８は第３ミラー２７によって反射されてきたレーザ光を下方の第１中空モータ１７に導く。
【００２９】
ビームエキスパンダ３０は、第２ミラー２６と第３ミラー２７との間に配置され、第２ミラー２６によって反射されてきたレーザ光を一定の倍率の平行光束に拡げるために設けられている。このビームエキスパンダ３０によって、レーザ光をより小さなスポットに集光させることが可能となる。
【００３０】
＜第１ウェッジプリズム及び第１中空モータ＞
図４に、第１ウェッジプリズム３２１，３２２が内部に配置された第１中空モータ１７を模式的に示している。第１中空モータ１７は、中心にｚ軸方向に延びる回転軸Ｒを有し、この回転軸Ｒを含む中央部が中空になっている。そして、この中空部に１対の第１ウェッジプリズム３２１，３２２が固定されている。１対のウェッジプリズム３２１，３２２は、同形状、同比重であって、屈折率のみが異なっている。各ウェッジプリズム３２１，３２２は、それぞれ回転軸Ｒに対して傾斜する斜面３２１ａ，３２２ａと、回転軸Ｒに垂直な垂直面３２１ｂ，３２２ｂと、を有している。そして、１対のウェッジプリズム３２１，３２２は、互いの垂直面３２１ｂ，３２２ｂが近接して対向するように配置され、２つの垂直面３２１ｂ，３２２ｂが平行で、かつ２つの斜面３２１ａ，３２２ａが平行になるように配置されている。
【００３１】
同形状、同比重の２つの第１ウェッジプリズム３２１，３２２を以上のように配置することにより、２つの第１ウェッジプリズム３２１，３２２の全体の重心は回転軸Ｒ上に位置することになる。このため、これらの第１ウェッジプリズム３２１，３２２を高速で回転させても、動的アンバランス量を非常に小さくすることができる。
【００３２】
＜２つのウェッジプリズムを用いた場合の偏角について＞
図５を参照して、プリズムの頂角をδ、屈折率をｎとした場合、このプリズムの偏角θは、δが小さい場合、
（ｎ−１）・δ
である。なお、上式は、sinδ＝δ（単位はラジアン）で近似できる程度にδが小さい場合の近似式である。本実施形態で用いるプリズムでは、頂角δは大きくても５°程度なので、sinδ＝δと近似しても差し支えない。したがって、同形状（同じ頂角）で屈折率がそれぞれｎ１，ｎ２である２つのウェッジプリズムのそれぞれの偏角θ１，θ２は、
θ１＝（ｎ１−１）・δ
θ２＝（ｎ２−１）・δ
である。そして２つのウェッジプリズムの斜面が平行になるように組み合わせて配置した場合の偏角θは、
θ＝（ｎ１−１）・δ−（ｎ２−１）・δ＝（ｎ１−ｎ２）・δ
となる。以上から明らかなように、頂角δが同じで、かつ同じ材質のウェッジプリズムの組合せであれば、ｎ１＝ｎ２で、トータルの偏角は「０」になる。
【００３３】
しかし、ｎ１≠ｎ２であれば、トータルの偏角は、「０」にならず、２つのウェッジプリズムの屈折率の差に比例することになる。
【００３４】
そこで、ここでは、２つの第１ウェッジプリズム３２１，３２２の屈折率を異ならせて、第１ウェッジプリズム３２１，３２２を通過するレーザ光を偏向するようにしている。すなわち、このような第１ウェッジプリズム３２１，３２２を用いることによって、回転バランスの良いレーザ光偏向手段を構成することができる。
【００３５】
なお、同比重で屈折率の異なるウェッジプリズムの例としては、例えば以下のような組み合わせが考えられる。
【００３６】
＜例１＞  S-BSM22＋S-TIH11（比重：3.24、株式会社オハラ製）
この組合せの場合の偏角（°）は、頂角１°に対して、「0.169」である。
【００３７】
＜例２＞  N-SSK2＋N-SF57（比重：3.53、ショット日本株式会社製）
この組合せの場合の偏角（°）は、頂角１°に対して、「0.232」である。
【００３８】
＜例３＞  BACD11＋E-FD10（比重：3.07、ＨＯＹＡ株式会社製）
この組合せの場合の偏角（°）は、頂角１°に対して、「0.170」である。
【００３９】
なお、両ウェッジプリズム３２１，３２２の形状（頂角）については、後述する集光レンズの焦点距離ｆと偏角θによって決まるレーザ光の回転半径ｒ（＝ｆ・tanθ又はｆ・θ）が、所望の値になるように設定される。
【００４０】
＜第２ウェッジプリズム、第２中空モータ、集光レンズ＞
図６に、１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２が内部に配置された第２中空モータ１８を模式的に示している。この第２中空モータ１８は、中心にｚ軸方向に延びる回転軸を有している。この回転軸は、第１中空モータ１７の回転軸Ｒと同軸である。この第２中空モータ１８は、回転軸Ｒを含む中心部に中空部を有している。この中空部に、１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２が装着されている。また、これらの第２ウェッジプリズム３４１，３４２は、一方のウェッジプリズム３４２に対して他方のウェッジプリズム３４１が回転軸Ｒの回りに相対回転自在に取り付けられている。すなわち、１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２は偏角が調整可能である。
【００４１】
１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２は、同形状、同材質（同比重）であり、したがって屈折率も同じである。また、１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２は、それぞれ回転軸に対して傾斜する斜面３４１ａ，３４２ａと、回転軸に対して垂直な垂直面３４１ｂ，３４２ｂを有している。そして、この第２ウェッジプリズム３４１，３４２においては、偏角が「０」の状態（互いの斜面が平行な状態）から、他方のウェッジプリズム３４２が回転されて配置されており、２つのウェッジプリズム３４１，３４２の斜面３４１ａ，３４２ａは平行ではない。このような２つの第２ウェッジプリズム３４１，３４２の組合せによって、１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２は所定の偏角を有している。この偏角は、第１ウェッジプリズム３２１，３２２の偏角よりも大きい。
【００４２】
なお、１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２は、一方が他方に対して回転させられているので、これらの回転バランスは第１ウェッジプリズム３２１，３２２に比較して良くない。しかし、第２ウェッジプリズム３４１，３４２は、レーザ光を走査するための手段であるので、回転速度は低速であり、加工時において動的アンバランスが加工品質に悪影響を与えることはない。
【００４３】
また、この第２中空モータ１８の内部で、１対の第２ウェッジプリズム３４１，３４２の出力側には、集光レンズ３５が固定されている。なお、集光レンズ３５は第２中空モータ１８とは別に単独で配置するようにしても良い。
【００４４】
＜レーザ照射ヘッドの支持及び搬送系＞
以上のようなレーザ照射ヘッド３は、前述のように、ベッド１の門型フレーム１ａに支持されている。より詳細には、図３に示すように、門型フレーム１ａの上面にはｘ軸方向に延びる１対の第３ガイドレール３６が設けられており、この１対の第３ガイドレール３６及び図示しない駆動機構がｘ軸方向移動機構２１を構成している。そして、１対の第３ガイドレール３６には、支持部材３７が移動自在に支持されている。支持部材３７は、第３ガイドレール３６に支持された横支持部材３８と、横支持部材３８のワークテーブル２側の一端側から下方に延びる縦支持部材３９と、を有している。縦支持部材３９の側面には、ｚ軸方向に延びる１対の第４ガイドレール４０が設けられており、この１対の第４ガイドレール４０及び図示しない駆動機構がｚ軸方向移動機構２２を構成している。第４ガイドレール４０には、ｚ軸方向に移動自在に第３移動テーブル４１が支持されている。
【００４５】
そして、レーザ光出力部１５、第１〜第４ミラー２５〜２８、パワーモニタ２９、及びビームエキスパンダ３０が、横支持部材３８に支持されている。また、第３移動テーブル４１にはモータ支持部材４２が固定されており、このモータ支持部材４２に、第１中空モータ１７及び第２中空モータ１８が支持されている。
【００４６】
［動作］
次に、レーザ光による基板の加工動作について説明する。
【００４７】
まず、ワークテーブル２の表面に複数のブロック６を設置する。このとき、複数のブロック６は、図２に示すように、基板Ｗの加工ラインＬを避けるように配置する。以上のようにして設置された複数のブロック６上に、加工すべき基板Ｗを載置する。
【００４８】
次に、ｘ軸方向移動機構２１によってレーザ照射ヘッド３をｘ軸方向に移動し、またテーブル移動機構５によってワークテーブル２をｙ軸方向に移動し、レーザ照射ヘッド３によるレーザ光の集光点が加工ラインＬのスタート位置にくるように位置させる。
【００４９】
以上のようにしてレーザ照射ヘッド３及び基板Ｗを加工位置に移動させた後、レーザ光を基板に照射して加工を行う。ここでは、レーザ光出力部１５から出射されたレーザ光は、第１ミラー２５によって反射されて第２ミラー２６に導かれる。なお、第１ミラー２５に入射したレーザ光はパワーモニタ２９によってレーザ出力が計測される。第２ミラー２６に入射したレーザ光はｙ軸方向に反射され、ビームエキスパンダ３０によって光束が拡げられて第３ミラー２７に導かれる。そして、第３ミラー２７で反射され、さらに第４ミラー２８で反射されたレーザ光は、第１中空モータ１７の中心部に設けられた１対の第１ウェッジプリズム３２１，３２２に入力される。
【００５０】
１対の第１及び第２ウェッジプリズム３２１，３２２に入力されたレーザ光は、２つの第１ウェッジプリズム３２１，３２２の屈折率が異なることにより、偏向されて出力される。また、第１ウェッジプリズム３２１，３２２は，例えば１５０００rpm以上で高速回転させられるので、第１ウェッジプリズム３２１，３２２を透過したレーザ光は、小さい回転半径（例えば直径０．４mm〜０．８mm）で高速回転している。
【００５１】
第１ウェッジプリズム３２１，３２２から出射されたレーザ光は、第２ウェッジプリズム３４１，３４２に入力される。この第２ウェッジプリズム３４１，３４２は、一方が他方に対して回転させられており、第１ウェッジプリズム３２１，３２２に比較して大きな偏角を有している。このため、第２ウェッジプリズム３４１，３４２を回転させることにより、高速回転するレーザ光が、比較的大きな回転半径（例えば外側直径５．０mm）で回転走査される。なお、第２ウェッジプリズム３４１，３４２の回転数は低く、例えば４００〜８００rpm程度である。
【００５２】
以上のようなレーザ光の基板上での軌跡を図７に示している。ここで、１対の第１ウェッジプリズム３２１，３２２における加工誤差や取付誤差等によって、第１ウェッジプリズム３２１，３２２によって偏向、回転されたレーザ光により描かれる円の径に誤差が生じる。この誤差によって、最終的に加工される孔の径に誤差が生じる。この場合は、第２ウェッジプリズム３４１，３４２の一方を他方に対して回転させて、偏角を調整し、第２ウェッジプリズム３４１，３４２を通過したレーザ光による走査軌跡を調整すればよい。これにより、高い精度で所望の径の孔を加工することができる。
【００５３】
ここで、１ｍｍ以上の板厚のカーボンやセラミックあるいはシリコンの基板に対して波長が５３２μｍのレーザ光を照射して加工する場合、基板に対するレーザ光の吸収率が５０％以上になる。したがって、レーザ光を基板の表面から照射した場合、レーザ光は裏面まで到達せず、孔あけを行うことができない。したがって、基板に孔あけ加工を行う場合、集光点を加工ラインに沿って一度だけ走査しても孔を形成すること、すなわち加工ラインの内側の部分を抜き落とすことは、一般的に困難である。
【００５４】
そこで、まず、集光点（加工部位）が基板の表面（レーザ光照射側）に形成されるように、集光レンズ３５を含む第２中空モータ１８のｚ軸方向の位置をｚ軸移動装置２２によって制御する（図８（ａ）参照）。この状態で集光点を加工ラインに沿って何周かさせた後、第２中空モータ１８のｚ軸方向の位置を制御することにより、図８（ｂ）に示すように、集光点を下降させる。そして、同様に集光点を加工ラインに沿って何周かさせた後、さらに集光点を下降させる。以上の動作を繰り返し実行することにより、加工ラインの内側部分を抜き落として孔を形成することができる。
【００５５】
あるいは、集光点を加工ラインに沿って何周かさせる毎に下降させる代わりに、適切な速さで連続的にｚ軸方向に下降させ、螺旋状に加工することでも同様に孔あけ加工を行うことができる。
【００５６】
［実験例］
図９にレーザ光を集光回転方式及び同心円方式で基板に照射し、加工した場合の実験例を示している。同図（ａ）は集光回転方式による加工であり、集光回転方式とは、図１０（ａ）に示すように、本発明のレーザ光照射方式である。また、同図（ｂ）は同心円方式による加工である。同心円方式とは、図１０（ｂ）に示すように、レーザ光を回転させることなく、加工ライン（図１０では円軌跡）に沿ってレーザ光を走査させて加工する方式である。なお、集光回転方式は、図１０（ａ）で示す幅が２００μｍ以上の場合に可能である。
【００５７】
図９の加工例では、レーザ光の波長は５３２μｍであり、基板はカーボンであって、厚みは１ｍｍである。また、レーザ光の出力及び１周の走査時間は、（ａ）及び（ｂ）で同じ条件である。
【００５８】
図９（ａ）及び（ｂ）を比較して明らかなように、集光回転方式の方が少ない走査回数で加工深さを深くすることができる。すなわち、孔あけ加工をより短い時間で行うことができる。この原因の１つは、集光回転方式の場合、加工部位の外周縁の部分においてレーザ光が繰り返し重ねて照射されることになり、この部分がより深く加工されるからであると考えられる。
【００５９】
以上のように、本実施形態では、比較的厚みが厚く（１ｍｍ以上）、レーザ光の吸収率が５０％以上の基板に対して、より短時間で加工を行うことができる。
【００６０】
［他の実施形態］
本発明は以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。
【００６１】
（ａ）レーザ光を回転させるための機構や、集光させるための構成、さらには走査のための構成については、前記実施形態限定されない。
【００６２】
例えば、走査ための構成として、第２中空モータ及び１対の第２プリズムに代えて、２つのガルバノミラーを設けて、任意の形状に走査できるようにしてもよい。具体的には、基板表面に沿った平面内においてｘ軸方向にレーザ光を走査するためのｘ方向ガルバノミラーと、基板表面に沿った平面内においてｙ軸方向にレーザ光を走査するためのｙ方向ガルバノミラーと、を設けるとともに、ｆθレンズを配置することにより、レーザ光を、基板表面において任意の形状に走査することができる。
【００６３】
（ｂ）前記実施形態では、集光点をｚ軸方向に移動させる機構として、集光レンズ３５を含む第２中空モータ１８をｚ軸移動装置２２によって移動させるようにしたが、集光レンズ３５を含む第２中空モータ１８を固定しておき、ワークテーブル２をｚ軸方向に移動させるようにしても良い。
【００６４】
（ｃ）光学系の具体的な構成は前記実施形態に限定されない。レーザ光出力部１５のレーザ光を、光軸の調整が容易で、かつ効果的に第１中空モータ１７の第１ウェッジプリズム３２１，３２２に入力できればよい。
【００６５】
（ｄ）第１ウェッジプリズム３２１，３２２の具体例は一例であって、これらに限定されるものではない。また、加工例の各数値も一例にすぎない。
【００６６】
（ｅ）基板の材料としては、カーボン以外に、セラミック又はシリコン等の他の材料の基板についても、本発明を適用して同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００６７】
２  ワークテーブル
１５  レーザ出力部
１６  光学系
１７  第１中空モータ
１８  第２中空モータ
３２１，３２２  第１ウェッジプリズム
３４１，３４２  第２ウェッジプリズム
３５  集光レンズ
Ｗ  基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図９】
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