(57)【要約】【課題】クラックを有意に抑制することが可能な、孔を有する絶縁基板を製造する方法を提供する。【解決手段】超短パルスレーザを用いて、孔を有する絶縁基板を製造する方法であって、（１）絶縁基板の孔形成目標位置に向かって、メインパルスと称される、第１の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、（２）前記（１）の工程を開始してから１ｎｓｅｃ以内に、前記孔形成目標位置に向かって、第１のサブパルスと称される、第２の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、を有し、前記第１のサブパルスは、前記メインパルスよりも強度が小さいことを特徴とする方法。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超短パルスレーザを用いて、孔を有する絶縁基板を製造する方法であって、
（１）絶縁基板の孔形成目標位置に向かって、メインパルスと称される、第１の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、
（２）前記（１）の工程を開始してから１ｎｓｅｃ以内に、前記孔形成目標位置に向かって、第１のサブパルスと称される、第２の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、
を有し、
前記第１のサブパルスは、前記メインパルスよりも強度が小さいことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１のサブパルスは、前記絶縁基板のアブレーション加工の閾値を超えるエネルギー密度で、前記孔形成目標位置に照射される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１のサブパルスは、前記メインパルスの強度の８０％以下の強度で、前記孔形成目標位置に照射される、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記（２）の工程は、第１のサブパルスの出射後に、複数のサブパルスをさらに出射する工程を有し、
各サブパルスは、直前に照射されるサブパルスよりも小さな強度を有する、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の方法。
【請求項５】
前記メインパルスのパルス幅は、１００ｐｓｅｃ以下である、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の方法。
【請求項６】
各サブパルスのパルス幅は、１００ｐｓｅｃ以下である、請求項１乃至５のいずれか一つに記載の方法。
【請求項７】
前記（２）の工程後に、さらに、
（３）前記（１）および（２）の工程を繰り返す工程、
を有する、請求項１乃至６のいずれか一つに記載の方法。
【請求項８】
前記（３）の工程は、前記（１）の工程を開始してから、１ｍｓｅｃ以内に開始される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
超短パルスレーザを用いて絶縁基板に孔を形成する方法であって、
（１）絶縁基板の孔形成目標位置に向かって、メインパルスと称される、第１の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、
（２）前記（１）の工程を開始してから１ｎｓｅｃ以内に、前記孔形成目標位置に向かって、第１のサブパルスと称される、第２の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、
を有し、
前記第１のサブパルスは、前記メインパルスよりも強度が小さいことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、孔を有する絶縁基板を製造する方法、および絶縁基板に孔を形成する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラス基板等の絶縁基板にレーザを照射して、絶縁基板に孔加工を行う方法が広く知られている。最近では、孔加工用レーザとして、「超短パルスレーザ」を使用することが提案されている。
【０００３】
超短パルスレーザとは、パルス幅が１００ｐｓｅｃ（ピコ秒）以下のパルスレーザを意味する。
【０００４】
このような超短パルスレーザを使用した場合、絶縁基板に実質的に熱的な損傷を及ぼさずに、いわゆるアブレーション加工方式で孔を形成することができることが報告されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】大津明範他，「超短パルスレーザによるガラスの穴あけ加工における応力波のクラック生成への影響」，２０１７年度精密工学会春季大会学術講演会講演論文集，ｐ．４５３−４５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、本願発明者らは、超短パルスレーザを用いて、実際にガラス基板に孔加工を実施すると、孔の周囲に、魚の骨のようなクラック、いわゆる「フィッシュボーンクラック」が生じる場合があることに気付いた（非特許文献１）。
【０００７】
このようなクラックは、孔品質を低下させるおそれがあり、できる限り抑制することが望ましい。
【０００８】
本発明は、このような背景に鑑みなされたものであり、本発明では、フィッシュボーンのようなクラックを有意に抑制することが可能な、孔を有する絶縁基板を製造する方法を提供することを目的とする。また、本発明では、フィッシュボーンのようなクラックを有意に抑制することが可能な、絶縁基板に孔を形成する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、超短パルスレーザを用いて、孔を有する絶縁基板を製造する方法であって、
（１）絶縁基板の孔形成目標位置に向かって、メインパルスと称される、第１の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、
（２）前記（１）の工程を開始してから１ｎｓｅｃ以内に、前記孔形成目標位置に向かって、第１のサブパルスと称される、第２の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、
を有し、
前記第１のサブパルスは、前記メインパルスよりも強度が小さいことを特徴とする方法が提供される。
【００１０】
また、本発明では、超短パルスレーザを用いて絶縁基板に孔を形成する方法であって、
（１）絶縁基板の孔形成目標位置に向かって、メインパルスと称される、第１の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、
（２）前記（１）の工程を開始してから１ｎｓｅｃ以内に、前記孔形成目標位置に向かって、第１のサブパルスと称される、第２の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、
を有し、
前記第１のサブパルスは、前記メインパルスよりも強度が小さいことを特徴とする方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、フィッシュボーンのようなクラックを有意に抑制することが可能な、孔を有する絶縁基板を製造する方法を提供することができる。また、本発明では、フィッシュボーンのようなクラックを有意に抑制することが可能な、絶縁基板に孔を形成する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ガラス基板に超短パルスレーザが照射された際の、ガラス基板内に発生する応力分布のシミュレーション結果を示した図である。
【図２】本発明の一実施形態による、絶縁基板の被照射位置に向かって出射されるメインパルスとサブパルスの時間的関係を模式的に示した図である。
【図３】本発明の別の実施形態による、絶縁基板の被照射位置に向かって出射されるメインパルスと複数のサブパルスの時間的関係を模式的に示した図である。
【図４】本発明の一実施形態による孔を有する絶縁基板を製造する方法のフローを模式的に示した図である。
【図５】メインレーザのメインパルスの形態（Ａ）、およびサブレーザのサブパルスの形態（Ｂ〜Ｄ）の一例を模式的に示した図である。
【図６】メインパルス（Ａ）および第１のサブパルス（Ｂ）が、一定の周期で繰り返し出射される際の様子を模式的に示した図である。
【図７】シミュレーションで使用した絶縁基板の形態を模式的に示した断面図である。
【図８】絶縁基板にメインレーザのみを照射した場合の応力変化曲線を示したグラフである。
【図９】絶縁基板にメインレーザおよびサブレーザを照射した場合の応力変化曲線を示したグラフである。
【図１０】絶縁基板にメインレーザを照射してから７０ｐｓｅｃ経過後の、孔の先端部における応力分布を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。
【００１４】
（クラック発生のメカニズムについて）
前述のように、絶縁基板に対して超短パルスレーザによる孔加工を実施すると、孔の周囲にフィッシュボーンのようなクラックが生じる場合がある。
【００１５】
本願発明者らは、このような問題に対処するため、クラックの発生原因について鋭意研究を実施してきた。その結果、本願発明者らは、クラックは、レーザ照射の際に絶縁基板に生じる衝撃波に起因する可能性が高いことを見出した。
【００１６】
以下、図１を参照して、このクラックの発生メカニズムについて説明する。
【００１７】
図１には、ガラス基板に超短パルスレーザが照射された際の、ガラス基板内に発生する応力分布のシミュレーション結果を示す。図１には、略半球形状の凹部（孔）を有するガラス基板の断面が拡大して示されている。図１において、黒が強い部分は、圧縮応力が生じていることを示し、白が強い部分は、引張応力が生じていることを示す。
【００１８】
図１（ａ）には、ガラス基板の孔に超短パルスレーザを照射してから１ｐｓｅｃ後の応力分布を示す。図１（ｂ）には、ガラス基板の孔に超短パルスレーザを照射してから１６０ｐｓｅｃ後の応力分布を示す。図１（ｃ）および（ｄ）には、それぞれ、ガラス基板の孔に超短パルスレーザを照射してから１ｎｓｅｃおよび４ｎｓｅｃ後の応力分布を示す。なお、図１（ｅ）には、図１（ｂ）における孔の先端部の拡大図を示す。
【００１９】
図１（ｂ）および図１（ｅ）から、超短パルスレーザを照射してから１６０ｐｓｅｃ後に、孔の周囲に、圧縮応力（黒色部分）が生じていることがわかる。また、この圧縮応力の領域の直上に、引張応力の領域（白色部分）が存在することがわかる。さらに、図１（ｃ）および図１（ｄ）から、時間とともに、引張応力の存在領域が、ガラス基板の内部に放射状に伝播していくことがわかる。
【００２０】
このように、超短パルスレーザの照射位置には、衝撃波によって、ピコ秒（ｐｓｅｃ）〜ナノ秒（ｎｓｅｃ）のオーダーの短い時間内に、顕著な応力分布が生じていることがわかる。
【００２１】
ここで、一般に引張応力は、クラックの発生原因になりやすいことが知られている。従って、図１の結果から、絶縁基板に超短パルスレーザを照射した場合も、この引張応力が起点となり、孔の周囲にクラックが発生し、これが放射状に伝播するものと考えられる。
【００２２】
本願発明者らは、このようなクラック発生メカニズムに基づき、クラック防止対策について鋭意研究を実施してきた。その結果、本願発明者らは、前述のような衝撃波に起因して孔の周囲に生じる引張応力を低減する方策を講じることにより、クラックを防止または抑制できることを見出し、本発明に至った。
【００２３】
すなわち、本発明の一実施形態では、
超短パルスレーザを用いて、孔を有する絶縁基板を製造する方法であって、
（１）絶縁基板の孔形成目標位置に向かって、メインパルスと称される、第１の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、
（２）前記（１）の工程を開始してから１ｎｓｅｃ以内に、前記孔形成目標位置に向かって、第１のサブパルスと称される、第２の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、
を有し、
前記第１のサブパルスは、前記メインパルスよりも強度が小さいことを特徴とする方法が提供される。
【００２４】
また、本発明の一実施形態では、
超短パルスレーザを用いて絶縁基板に孔を形成する方法であって、
（１）絶縁基板の孔形成目標位置に向かって、メインパルスと称される、第１の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、
（２）前記（１）の工程を開始してから１ｎｓｅｃ以内に、前記孔形成目標位置に向かって、第１のサブパルスと称される、第２の超短パルスレーザのパルスを出射する工程と、
を有し、
前記第１のサブパルスは、前記メインパルスよりも強度が小さいことを特徴とする方法が提供される。
【００２５】
前述のように、絶縁基板に超短パルスレーザを照射すると、被照射位置には、ｎｓｅｃ以下の短い時間内に、圧縮応力に対応する引張応力が発生する。この引張応力は、クラックの発生原因となり得る。
【００２６】
これに対して、本発明の一実施形態による方法では、第１の超短パルスレーザを出射してから所定のタイミングで、第２の超短パルスレーザが出射される。
【００２７】
第２の超短パルスレーザは、第１の超短パルスレーザによって被照射位置に引張応力が生じるよりも前、またはこれと同時に、第２の超短パルスレーザによって被照射位置に圧縮応力が生じるようなタイミングで出射される。
【００２８】
この場合、第１の超短パルスレーザによって生じ得る引張応力を、第２の超短パルスレーザによって生じる圧縮応力によって、相殺または低減することができる。
【００２９】
以下、図２を参照して、この特徴についてより詳しく説明する。
【００３０】
なお、以降の説明では、第１の超短パルスレーザを「メインレーザ」とも称し、第２の超短パルスレーザを「（第１の）サブレーザ」とも称する。メインレーザは、アブレーションによる孔加工を目的とするレーザであり、サブレーザは、メインレーザによって生じ得る引張応力の低減を目的とするレーザである。ただし、サブレーザの照射によって、アブレーションによる孔加工が生じても良い。
【００３１】
図２には、絶縁基板の被照射位置に向かって出射されるメインレーザとサブレーザの時間的関係を模式的に示す。図２において、横軸は時間ｔであり、縦軸は、パルス強度Ｉである。
【００３２】
図２に示すように、メインレーザは、強度Ｉ１のパルス１１０として、被照射位置に向かって出射される。なお、以降、パルス１１０を、メインパルス１１０と称する。
【００３３】
メインパルス１１０の強度Ｉ１は、メインパルス１１０が絶縁基板に照射された際に、該絶縁基板のアブレーション加工の閾値を超えるエネルギー密度が得られるように選定される。
【００３４】
前述のように、メインレーザの照射後にサブレーザの照射工程を実施しなかった場合、メインレーザによって、絶縁基板の被照射位置には大きな引張応力が生じ、これによりクラックが生じる可能性が高くなる。
【００３５】
しかしながら、本発明による一実施形態では、図２に示すように、メインレーザのメインパルス１１０の出射後に、被照射位置に向かって、所定のタイミングでサブレーザのパルス１２０が出射される。以降、パルス１２０を、サブパルス１２０と称する。
【００３６】
この場合、メインレーザの照射によって生じ得る引張応力（以降、「第１の引張応力」という）を、サブレーザの照射によって生じる圧縮応力（以降、「第２の圧縮応力」という）によって、相殺または低減することができる。
【００３７】
ここで、メインレーザのメインパルス１１０の出射開始時間をｔ１ｓとし、出射完了時間をｔ１ｅとする。また、メインレーザのメインパルス１１０の強度Ｉが最大となる時間をｔ１ｐとする。通常の場合、ｔ１ｐ＝（ｔ１ｓ＋ｔ１ｅ）／２である。
【００３８】
同様に、サブレーザのサブパルス１２０の出射開始時間をｔ２ｓとし、出射完了時間をｔ２ｅとする。また、サブレーザのサブパルス１２０の強度Ｉが最大となる時間をｔ２ｐとする。通常の場合、ｔ２ｐ＝（ｔ２ｓ＋ｔ２ｅ）／２である。
【００３９】
このように各時間を規定した場合、サブレーザのサブパルス１２０が出射されるタイミングは、Δｔ＝ｔ２ｓ−ｔ１ｓで表される時間差Δｔが、１ｎｓｅｃ以下となるように調整される。すなわち、サブレーザのサブパルス１２０は、メインレーザのメインパルス１１０が出射されてから、１ｎｓｅｃ以内に出射される。
【００４０】
時間差Δｔは、１０ｐｓｅｃ〜１００ｐｓｅｃの範囲であることが好ましい。
【００４１】
時間差Δｔをこのように調整することにより、メインレーザの照射の影響で絶縁基板の被照射位置において第１の引張応力が生じる前、またはそれと同時に、サブレーザにより被照射位置に第２の圧縮応力を発生させることができる。また、これにより、第１の引張応力を第２の圧縮応力で相殺または軽減することが可能となり、その結果、孔の周囲にクラックが発生する問題を有意に抑制することができる。
【００４２】
なお、図２に示した例では、ｔ１ｅ＜ｔ２ｓであり、すなわちメインレーザのメインパルス１１０とサブレーザのサブパルス１２０とは、時間的に相互に重なっていない。しかしながら、これは単なる一例であって、メインレーザのメインパルス１１０とサブレーザのサブパルス１２０とは、少なくとも一部が時間的に重複しても良い。例えば、ｔ１ｅ＞ｔ２ｓであっても良い。また、ｔ１ｅ＞ｔ２ｅであっても良い。
【００４３】
ところで、サブレーザの照射によっても、被照射位置には、第２の圧縮応力と対になる引張応力（以降、「第２の引張応力」と称する）が生じ得る。この第２の引張応力は、クラックの発生原因となるおそれがある。
【００４４】
そこで、本発明の一実施形態では、図２に示すように、サブレーザのサブパルス１２０の強度Ｉ２は、メインレーザのメインパルス１１０の強度Ｉ１よりも小さくなるように選定される。例えば、サブレーザのサブパルス１２０の強度Ｉ２は、メインレーザのメインパルス１１０の強度Ｉ１の８０％以下とされる。
【００４５】
この場合、サブレーザの照射によって絶縁基板に生じ得る第２の引張応力を、第１の引張応力よりも小さくすることができる。従って、サブレーザの照射に起因したクラックの発生可能性を、有意に抑制することができる。
【００４６】
サブレーザのサブパルス１２０の強度Ｉ２は、メインレーザのメインパルス１１０の強度Ｉ１の５％以上であることが好ましい。特に、サブレーザのサブパルス１２０の強度Ｉ２は、絶縁基板の加工閾値を超えるエネルギー密度よりも大きいことが好ましい。
【００４７】
なお、図２に示したような単一のサブパルスの照射では、メインレーザの照射によって生じ得る第１の引張応力の低減効果を、高い精度で調整することが難しい場合がある。例えば、サブレーザのサブパルス１２０の強度Ｉ２が小さくなり過ぎると、第１の引張応力を十分に低減することが難しくなる場合がある。あるいは、サブレーザのサブパルス１２０の強度Ｉ２が大きくなり過ぎると、第２の圧縮応力により第１の引張応力を相殺することができても、サブレーザの照射によって、大きな第２の引張応力が残存する可能性がある。
【００４８】
このような場合には、複数のサブパルスを使用しても良い。
【００４９】
以下、図３を参照して、そのような複数のサブパルスを使用する態様について説明する。
【００５０】
図３には、絶縁基板の被照射位置に向かって出射されるメインレーザと複数のサブレーザの時間的関係を模式的に示す。図３において、横軸は時間ｔであり、縦軸は、パルス強度Ｉである。
【００５１】
図３に示すように、この例では、３つのサブパルス２２０、２３０、２４０が使用される。すなわち、メインレーザのメインパルス２１０が出射された後、第１のサブパルス２２０、第２のサブパルス２３０、および第３のサブパルス２４０が順次出射される。
【００５２】
各サブパルス２２０〜２４０を出射するサブレーザは、同一の超短パルスレーザであっても、異なる超短パルスレーザであっても良い。
【００５３】
第１のサブパルス２２０は強度Ｉ２を有し、第２のサブパルス２３０は強度Ｉ３を有し、第３のサブパルス２４０は強度Ｉ４を有する。
【００５４】
図３に示すように、強度Ｉ２は、強度Ｉ３よりも大きいことが好ましい。また、強度Ｉ３は、強度Ｉ４よりも大きいことが好ましい。すなわち、複数のサブパルスを使用する場合、一般的には、サブパルスは、直前のものよりも強度を小さくすることが好ましい。
【００５５】
例えば、強度Ｉ４は強度Ｉ３の８０％以下であり、強度Ｉ３は強度Ｉ２の８０％以下であっても良い。
【００５６】
このような強度関係で、複数のサブパルス２２０〜２４０を順次出射した場合、直前のサブパルスの照射によって被照射位置に生じ得る引張応力を、次のサブパルスの照射によって生じる圧縮応力により低減することができる。
【００５７】
なお、この場合も、メインレーザのメインパルス２１０とサブレーザの第１のサブパルス２２０の間の時間は、１ｎｓｅｃ以下となるように調整される。すなわち、メインレーザのメインパルス２１０の出射開始時間をｔ１ｓとし、サブレーザの第１のサブパルス２２０の出射開始時間をｔ２ｓとしたとき、ｔ２ｓ−ｔ１ｓで表される時間差Δｔは、１ｎｓｅｃ以下となるように調整される。
【００５８】
同様に、第２のサブパルス２３０の出射開始時間をｔ３ｓとし、第３のサブパルス２４０の出射開始時間をｔ４ｓとしたとき、隣接するサブパルス同士の出射開始時間の間隔は、１ｎｓｅｃ以下となるように調整される。すなわち、ｔ３ｓ−ｔ２ｓで表される時間差Δｔａ、およびｔ４ｓ−ｔ３ｓで表される時間差Δｔｂは、ともに１ｎｓｅｃ以下となるように調整される。
【００５９】
このように、メインレーザのメインパルス２１０に引き続き、複数のサブパルス２２０〜２４０を出射する方法では、メインレーザおよびサブレーザの照射によって生じ得るそれぞれの引張応力を、より高精度に低減することが可能になる。
【００６０】
なお、メインレーザのメインパルス２１０に続くサブレーザのサブパルスの数は、特に限られず、サブパルスの数は、例えば、２つ、４つ、５つ、６つ、７つまたは８つであっても良い。
【００６１】
（本発明の一実施形態による孔を有する絶縁基板を製造する方法）
次に、図４を参照して、本発明の一実施形態による孔を有する絶縁基板を製造する方法（以下、「第１の方法」と称する）について説明する。
【００６２】
図４には、第１の方法のフローを模式的に示す。
【００６３】
図４に示すように、第１の方法は、
（１）絶縁基板の孔形成目標位置に向かって、メインパルスを出射する工程（工程Ｓ１１０）と、
（２）（１）の工程を開始してから１ｎｓｅｃ以内に、前記孔形成目標位置に向かって、サブパルスを出射する工程（工程Ｓ１２０）と、
（３）前記（１）、（２）の工程を、所定回数だけ繰り返す工程（工程Ｓ１３０）と、
を有する。
【００６４】
以下、各工程について説明する。
【００６５】
（工程Ｓ１１０）
まず、被加工用の絶縁基板が準備される。
【００６６】
絶縁基板の材料は、特に限られない。絶縁基板は、例えば、ガラス基板またはセラミック基板等であっても良い。
【００６７】
絶縁基板の形状は、特に限られない。絶縁基板は、矩形状であっても、円形状であっても良い。また、絶縁基板の寸法は、特に限られない。絶縁基板は、例えば、０．１ｍｍ以上の厚さを有しても良い。
【００６８】
次に、絶縁基板の孔形成目標位置に、第１の超短パルスレーザが照射される。
【００６９】
前述のように、超短パルスレーザとは、出射されるパルスのパルス幅が１００ｐｓｅｃ以下のパルスレーザを意味する。パルス幅は、数ｆｓｅｃ（フェムト秒）〜数ｐｓｅｃの範囲であることが好ましい。
【００７０】
第１の超短パルスレーザは、アブレーション加工方法により、絶縁基板に孔を形成するために照射される。前述のように、第１の超短パルスレーザは、「メインレーザ」とも称される。また、第１の超短パルスレーザのパルスは、「メインパルス」とも称される。
【００７１】
図５（Ａ）には、メインレーザのメインパルスの形態の一例を示す。なお、横軸は時間ｔであり、縦軸はパルス強度Ｉである。
【００７２】
図５（Ａ）に示すように、メインパルス３１０の出射開始時間はｔ１ｓであり、出射完了時間はｔ１ｅである。また、メインパルス３１０の最大強度が得られる時間は、ｔ１ｐである。
【００７３】
メインパルス３１０の強度Ｉ１は、メインパルス３１０の照射により、孔形成目標位置において、絶縁基板のアブレーション加工の閾値を超えるエネルギー密度が得られるように選定される。
【００７４】
（工程Ｓ１２０）
次に、絶縁基板のメインパルスが照射された位置、すなわち孔形成目標位置に、第２の超短パルスレーザが照射される。
【００７５】
第２の超短パルスレーザは、工程Ｓ１１０でのメインレーザの照射によって孔形成目標位置に生じ得る、第１の引張応力を軽減するために照射される。すなわち、第２の超短パルスレーザを孔形成目標位置に照射した際に生じる第２の圧縮応力により、メインレーザの照射により生じ得る第１の引張応力が相殺または軽減される。
【００７６】
前述のように、第２の超短パルスレーザは、「第１のサブレーザ」とも称される。また、第２の超短パルスレーザのパルスは、「第１のサブパルス」とも称される。
【００７７】
図５（Ｂ）には、第１のサブレーザの第１のサブパルスの形態の一例を示す。横軸は時間ｔであり、縦軸はパルス強度Ｉである。図５（Ｂ）は、横軸が図５（Ａ）における時間軸と一致するように示されている。
【００７８】
図５（Ｂ）に示すように、第１のサブパルス３２０の出射開始時間はｔ２ｓであり、出射完了時間はｔ２ｅである。また、第１のサブパルス３２０の最大強度が得られる時間は、ｔ２ｐである。
【００７９】
第１のサブパルス３２０の強度Ｉ２は、メインパルス３１０の強度Ｉ１よりも小さくなるように選定される。例えば、第１のサブパルス３２０の強度Ｉ２は、メインパルス３１０の強度Ｉ１の８０％以下であり、５０％以下であることが好ましい。
【００８０】
第１のサブパルス３２０の強度Ｉ２は、第１のサブパルス３２０の照射により、孔形成目標位置において、絶縁基板のアブレーション加工の閾値を超えるエネルギー密度が得られるように選定されることが好ましい。
【００８１】
ここで、メインパルス３１０の出射開始時間ｔ１ｓと、第１のサブパルス３２０の出射開始時間ｔ２ｓとの間の時間差Δｔは、１ｎｓｅｃ以下である。時間差Δｔは、１０ｐｓｅｃ〜１００ｐｓｅｃの範囲であることが好ましい。
【００８２】
このように時間差Δｔを調整した場合、メインパルス３１０の照射の際に、絶縁基板の孔形成目標位置において第１の引張応力が生じる前、またはそれと同時に、対応する第１のサブパルス３２０により第２の圧縮応力を発生させることができる。また、これにより、第１の引張応力を第２の圧縮応力で相殺または軽減することが可能となり、その結果、孔の周囲にクラックが発生するという問題を有意に抑制することができる。
【００８３】
ここで、前述のように、第１のサブパルス３２０のみの照射では、メインレーザの照射によって生じ得る第１の引張応力の低減効果を、高い精度で調整することが難しい場合がある。
【００８４】
そのような場合には、複数のサブパルスを使用しても良い。
【００８５】
以下、図５（Ｃ）および図５（Ｄ）を参照して、複数のサブパルスを使用する例について説明する。
【００８６】
図５（Ｃ）には、第２のサブパルスの形態の一例を示す。また、図５（Ｄ）には、第３のサブパルスの形態の一例を示す。横軸は時間ｔであり、縦軸はパルス強度Ｉである。
【００８７】
なお、図５（Ｃ）および図５（Ｄ）は、横軸が図５（Ａ）および図５（Ｂ）における時間軸と一致するように示されている。
【００８８】
図５（Ｃ）に示すように、第１のサブパルス３２０に引き続き、第３の超短パルスレーザ（第２のサブレーザ）から第２のサブパルス３３０が出射される。
【００８９】
第２のサブパルス３３０の出射開始時間はｔ３ｓであり、出射完了時間はｔ３ｅである。また、第３のサブパルス３３０の最大強度Ｉ３が得られる時間は、ｔ３ｐである。
【００９０】
さらに、図５（Ｄ）に示すように、第２のサブパルス３３０に引き続き、第４の超短パルスレーザ（第３のサブレーザ）から第３のサブパルス３４０が出射される。
【００９１】
第３のサブパルス３４０の出射開始時間はｔ４ｓであり、出射完了時間はｔ４ｅである。また、第３のサブパルス３４０の最大強度Ｉ４が得られる時間は、ｔ４ｐである。
【００９２】
ここで、第１のサブパルス３２０の出射開始時間ｔ２ｓと、第２のサブパルス３３０の出射開始時間ｔ３ｓの間の時間差Δｔ２は、１ｎｓｅｃ以下である。時間差Δｔ２は、１０ｐｓｅｃ〜１００ｐｓｅｃの範囲であることが好ましい。
【００９３】
同様に、第２のサブパルス３３０の出射開始時間ｔ３ｓと、第３のサブパルス３４０の出射開始時間ｔ４ｓの間の時間差Δｔ３は、１ｎｓｅｃ以下である。時間差Δｔ３は、１０ｐｓｅｃ〜１００ｐｓｅｃの範囲であることが好ましい。
【００９４】
また、第２のサブパルス３３０の強度Ｉ３は、第１のサブパルス３２０の強度Ｉ２よりも小さくなるように選定される。例えば、第２のサブパルス３３０の強度Ｉ３は、第１のサブパルス３２０の強度Ｉ２の８０％以下であり、５０％以下であることが好ましい。
【００９５】
同様に、第３のサブパルス３４０の強度Ｉ４は、第２のサブパルス３３０の強度Ｉ３よりも小さくなるように選定される。例えば、第３のサブパルス３４０の強度Ｉ４は、第２のサブパルス３３０の強度Ｉ３の８０％以下であり、５０％以下であることが好ましい。
【００９６】
なお、第３のサブパルス３４０の強度Ｉ４は、第３のサブパルス３４０の照射により、孔形成目標位置において、絶縁基板のアブレーション加工の閾値を超えるエネルギー密度が得られるように選定されることが好ましい。
【００９７】
このように複数のサブパルス３２０〜３４０を使用した場合、絶縁基板に生じ得る引張応力の低減量を、より高い精度で調整することが可能になる。
【００９８】
なお、各サブパルス３２０〜３４０を出射するサブレーザは、同一のものであっても、異なるものであっても良い。例えば、第１のサブレーザは、第２のサブレーザまたは第３のサブレーザと同一であっても良く、第２のサブレーザは、第３のサブレーザと同一であっても良い。
【００９９】
（工程Ｓ１３０）
次に、必要な場合、前述の工程Ｓ１１０およびＳ１２０が所定の回数だけ繰り返される。
【０１００】
これにより、孔の深さが大きい場合であっても、所定の深さの孔を形成することができる。
【０１０１】
工程Ｓ１３０は、メインレーザのメインパルス３１０と、第１のサブレーザの第１のサブパルス３２０とを一定の周期で繰り返し出射することにより、実施されても良い。必要な場合、さらに第２のサブパルス３３０および第３のサブパルス３４０が、繰り返し出射されても良い。
【０１０２】
図６には、メインパルス３１０および第１のサブパルス３２０が、一定の周期で繰り返し出射される際のタイミングチャートを模式的に示す。
【０１０３】
図６（Ａ）に示すように、メインパルス３１０は、周期Ｔ１で繰り返し出射される。なお、図６（Ａ）には、第１回目のメインパルス３１０と第２回目のメインパルス３１０とが示されている。ただし、第２回目のメインパルス３１０の後に、１または２以上のメインパルスが繰り返し出射されても良い。
【０１０４】
前述のように、第１回目のメインパルス３１０の出射開始時間、出射完了時間、および最大強度が得られる時間は、それぞれ、ｔ１ｓ、ｔ１ｅおよびｔ１ｐである。
【０１０５】
また、第２回目のメインパルス３１０の出射開始時間はｑ１ｓであり、出射完了時間はｑ１ｅである。また、第２回目のメインパルス３１０の最大強度が得られる時間は、ｑ１ｐである。
【０１０６】
メインパルス３１０の周期Ｔ１は、通常１ｍｓｅｃ以下であることが好ましい。なお、周期Ｔ１は、隣接するメインパルス３１０同士の最大パルス強度Ｉ１が得られる時間の間隔、すなわちｑ１ｐ−ｔ１ｐとして定められる。他のパルスの周期も、同様に定められる。
【０１０７】
一方、図６（Ｂ）に示すように、第１のサブパルス３２０は、周期Ｔ２で繰り返し出射される。なお、図６（Ｂ）には、第１回目のサブパルス３２０と第２回目のサブパルス３２０とが示されている。ただし、第２回目のサブパルス３２０の後に、１または２以上のサブパルスが繰り返し出射されても良い。
【０１０８】
前述のように、第１回目のサブパルス３２０の出射開始時間、出射完了時間、および最大強度が得られる時間は、それぞれ、ｔ２ｓ、ｔ２ｅおよびｔ２ｐである。
【０１０９】
また、第２回目のサブパルス３２０の出射開始時間はｑ２ｓであり、出射完了時間はｑ２ｅである。また、第２回目のサブパルス３２０の最大強度が得られる時間は、ｑ２ｐである。
【０１１０】
サブパルス３２０の周期Ｔ２は、通常の場合、メインパルス３１０の周期Ｔ１と等しい。
【０１１１】
なお、２回目のメインパルス３１０の出射開始時間ｑ１ｓと、２回目のサブパルス３２０の出射開始時間ｑ２ｓとの間の時間差Δｑは、１ｎｓｅｃ以下である。時間差ΔｔおよびΔｑは、１０ｐｓｅｃ〜１００ｐｓｅｃの範囲であることが好ましい。
【０１１２】
このように各時間差ΔｔおよびΔｑを調整した場合、各回のメインパルスの照射の際に、絶縁基板の孔形成目標位置において第１の引張応力が生じる前、またはそれと同時に、対応する第１のサブパルスにより第２の圧縮応力を発生させることができる。また、これにより、第１の引張応力を第２の圧縮応力で相殺または軽減することが可能となり、その結果、孔の周囲にクラックが発生するという問題を有意に抑制することができる。
【０１１３】
以上のような工程を経て、孔を有する絶縁基板を得ることができる。形成される孔は、貫通孔であっても、非貫通孔であっても良い。孔の直径は、特に限られないが、例えば、１μｍ〜５００μｍの範囲であっても良い。
【０１１４】
なお、工程Ｓ１３０は、必ずしも実施される必要はなく、省略されても良い。すなわち、第１の製造方法において、メインパルス３１０の出射回数、および第１のサブパルス３２０（さらには第２のサブパルス３３０、第３のサブパルス３４０）の出射回数は、１回ずつであっても良い。
【０１１５】
以上、本発明の実施形態により、本発明の構成および特徴について説明した。しかしながら、本発明は、これらの実施形態に限られるものではなく、当業者には、各種変形例が想定され得ることは明らかである。
【０１１６】
例えば、上記記載では、孔を有する絶縁基板を製造する方法を想定して、本発明の特徴について説明した。しかしながら、本発明は、絶縁基板に孔を形成する方法にも適用することができる。
【０１１７】
また、本願において、「孔」は、必ずしも略円形状の開口を有する形態に限られず、「孔」には、略矩形状または略多角形状の開口を有する孔が含まれ得る。
【実施例】
【０１１８】
以下、本発明の実施例について説明する。
【０１１９】
前述の第１の方法により、絶縁基板に超短パルスレーザを照射した際に生じる応力分布を、シミュレーション解析により評価した。なお、サブパルスは１種類（すなわち第１のサブパルスのみ）とし、メインパルスおよびサブパルスを、それぞれ１回ずつ出射するものと仮定した。
【０１２０】
シミュレーションの前提条件として、以下の表１に示すパラメータ値を採用した。
【０１２１】
【表１】
2018177573.tif 000003
図７には、シミュレーションで使用した絶縁基板の断面形態を示す。
【０１２２】
図７に示すように、この絶縁基板４００は、表面に略半球状の孔４１０を有する。孔４１０の直径は、２０μｍであり、深さは、１０μｍである。このような形態の絶縁基板４００を想定して、孔４１０の先端部４１２に生じる応力変化を計算した。
【０１２３】
シミュレーションには、汎用解析プログラムＡＢＡＱＵＳ（ダッソーシステムズ社製）を使用し、軸対称要素モデルで計算を行った。
【０１２４】
なお、比較のため、サブレーザを使用しない場合、すなわちメインレーザのメインパルスのみを１回照射した場合の応力変化についても計算を実施した。
【０１２５】
図８には、絶縁基板４００にメインレーザのみを照射した場合の応力変化曲線４８０を示す。図８において、横軸は時間ｔであり、縦軸は応力である。
【０１２６】
図８から、メインレーザの照射直後（時間０）から、絶縁基板４００の孔４１０には、圧縮応力が生じることがわかる。この圧縮応力は、時間とともに増加し、約１０ｐｓｅｃ後に最大となる。その後、圧縮応力が減少し始め、約３０ｐｓｅｃ後には、圧縮応力が認められなくなる。さらに時間が経過すると、引張応力が生じ始め、引張応力は、約４８ｐｓｅｃ後に最大値２０．４ＧＰａを示す。
【０１２７】
絶縁基板４００の孔４１０の先端部４１２にこのような応力変化が生じた場合、引張応力が絶縁基板４００の破壊応力閾値を超えた際に、孔４１０の周囲にクラックが生じることになる。
【０１２８】
一方、図９には、メインレーザの照射開始から３８ｐｓｅｃ後に、サブレーザを照射した場合の、応力変化曲線４９０を示す。なお、この図９には、比較のため、前述の図８の応力変化曲線４８０が重ねて示されている。
【０１２９】
この図９から、サブレーザを使用した場合（応力変化曲線４９０）、サブレーザを使用しない場合の応力変化曲線４８０に比べて、引張応力の最大値が有意に低下していることがわかる。すなわち、引張応力の最大値は、約１０．７ＧＰａとなっており、図８に示された引張応力の最大値に比べて、約４８％低下している。
【０１３０】
図１０には、絶縁基板４００にメインレーザを照射してから７０ｐｓｅｃ経過後の、孔４１０の先端部４１２における応力分布を示す。図１０（Ａ）には、サブレーザを使用しない場合の応力分布が示されており、図１０（Ｂ）には、サブレーザを使用した場合の応力分布が示されている。
【０１３１】
図１０（Ａ）から、サブレーザを使用しない場合、孔４１０の直下には、引張応力領域（白色部）が存在していることがわかる。一方、図１０（Ｂ）には、同箇所において、顕著な引張応力領域は観測されていない。
【０１３２】
このように、メインレーザの照射後、所定のタイミングでサブレーザを照射することにより、絶縁基板４００に生じ得る引張応力を有意に抑制できることが確認された。
【符号の説明】
【０１３３】
１１０    メインパルス
１２０    サブパルス
２１０    メインパルス
２２０    第１のサブパルス
２３０    第２のサブパルス
２４０    第３のサブパルス
３１０    メインパルス
３２０    第１のサブパルス
３３０    第２のサブパルス
３４０    第３のサブパルス
４００    絶縁基板
４１０    孔
４１２    先端部
４８０    応力変化曲線
４９０    応力変化曲線
【図１】
2018177573.tif 000004
【図２】
2018177573.tif 000005
【図３】
2018177573.tif 000006
【図４】
2018177573.tif 000007
【図５】
2018177573.tif 000008
【図６】
2018177573.tif 000009
【図７】
2018177573.tif 000010
【図８】
2018177573.tif 000011
【図９】
2018177573.tif 000012
【図１０】
2018177573.tif 000013