(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明材料のレーザー加工システムであって、
レーザーパルスのバーストを含むレーザービームを提供するように構成されたレーザー源と、
前記透明材料内に形成する伸長焦点が分散焦点であり、前記レーザービームを集束して前記透明材料の外部位置にビームウエストを形成し、それぞれのバーストが十分なエネルギー密度を生成して前記レーザービームが自己集束し、前記透明材料内に連続的なレーザーフィラメントを形成する収差レンズまたは無補正レンズと、
それぞれの連続的なレーザーフィラメントが前記透明材料内に円筒形の穴を形成するために前記レーザービームと前記透明材料との相互間の相対位置を変更する変更手段と、
前記変更手段に動作可能に連結されて前記相対位置を制御して前記透明材料内に前記穴の配列（アレイ）を形成し、前記配列のそれぞれの穴を前記透明材料によって前記配列の隣接する穴と分離させる制御加工装置と、
エッチャントを毛細管効果により前記円筒形の穴に導入して前記円筒形の穴の配列に沿って隣接する円筒形の穴の相互間の前記透明材料を軟体化するように構成されたエッチャント収納庫とからなる、透明材料のレーザー加工システム。
【請求項２】
前記円筒形の穴が、前記透明材料の第１の表面から第２の表面に伸びた貫通穴である、請求項１の透明材料のレーザー加工システム。
【請求項３】
透明材料のレーザー加工方法であって、
レーザーパルスのバーストを含むレーザービームを提供するステップと、
収差レンズまたは無補正レンズを使用して前記レーザービームを集束して前記透明材料の外部位置にビームウエストを形成し、伸長焦点を前記透明材料内に形成し、前記伸長焦点は分散焦点であり、それぞれのバーストが前記伸長焦点で十分なエネルギー密度を生成して前記レーザービームが自己集束し、前記透明材料内に連続的なレーザーフィラメントを形成するステップと、
それぞれの連続的なレーザーフィラメントが前記透明材料内に円筒形の穴を形成し、複数のバーストが前記透明材料内の円筒形の穴の配列を形成し、前記配列のそれそれの穴が前記透明材料によって前記配列の隣接する穴と分離され、前記レーザービームと前記透明材料との相互間の相対位置を変更するステップと、
前記透明材料をエッチングし、エッチャントが毛細管効果により前記円筒形の穴に導入され、前記円筒形の穴の配列に沿って隣接する円筒形の穴の相互間の前記透明材料を軟体化するステップとからなる、透明材料のレーザー加工方法。
【請求項４】
前記透明材料が、ガラス、ホウケイ酸ガラス、琥珀色ガラス、化学強化または熱強化ガラス、サファイア、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、シリコン、チタンサファイア、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、セラミックス、アルミニウム酸窒化物（ＡＬＯＮ）、水晶、窒化ガリウム（ＧａＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、およびセレン化亜鉛（ＺｎＳｅ）からなる群より選択される、請求項３に記載の透明材料のレーザー加工方法。
【請求項５】
前記連続的なレーザーフィラメントが、約１ｍｍを超える長さを有する、請求項３に記載の透明材料のレーザー加工方法。
【請求項６】
前記エッチャントが、ドライエッチャントである、請求項３の透明材料のレーザー加工方法。
【請求項７】
前記ドライエッチャントが、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）、四六フッ化硫黄（ＳＦ６）、三フッ化窒素（ＮＦ３）、塩素（Ｃｌ２）、および、ジクロロジフルオロメタン（ＣＣｌ２Ｆ２）からなる群より選択される反応ガスである、請求項６の透明材料のレーザー加工方法。
【請求項８】
前記円筒形の穴が、前記透明材料の第１の表面から第２の表面に伸びた貫通穴である、請求項３の透明材料のレーザー加工方法。
【請求項９】
前記エッチャントが、ウェットエッチャントである、請求項３の透明材料のレーザー加工方法。
【請求項１０】
前記ウェットエッチャントが、硝酸（ＨＮＯ３）、フッ化水素酸（ＨＦ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、エチレンジアミンピロカテコール（ＥＤＰ）、および、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）からなる群より選択されるウェットエッチャントである、請求項９に記載の透明材料のレーザー加工方法。
【請求項１１】
前記透明材料が、該透明材料の表面と係合する金属層を含み、
フォトレジスト層が、前記金属層と係合して存在し、
前記フォトレジスト層が、前記エッチングするステップで前記エッチャントに晒される、請求項３の透明材料のレーザー加工方法。
【請求項１２】
前記レーザーフィラメントが、前記円筒形の穴のそれぞれに近接する前記金属層の一部と前記フォトレジストの一部とを除去する、請求項１１の透明材料のレーザー加工方法。
【請求項１３】
前記円筒形の穴の配列に沿って前記透明材料を分離するステップからなる、請求項３の透明材料のレーザー加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２０１５年１月１３日に提出された米国仮特許出願第６２１０３０３１号の利益および優先権を主張する。
２０１５年１月１３日に提出された米国仮特許出願第６２１０３０３１号の全体を本明細書で引用して援用する。
【０００２】
２０１３年１月３１に提出された米国特許出願第１３６４０１４０号、２０１４年７月２１日に提出された米国特許出願第１４３３６９１２号、および、２０１４年７月２１日に提出された米国特許出願第１４３３６８１９号の全体を本明細書で引用して援用する。
【０００３】
本開示は、材料のレーザー処理のためのシステムおよび方法に関する。
より詳細には、本開示は、材料に作成された不活性または活性の電子装置または電気装置を含むウエハ、基板、およびプレートのシンギュレーション（ｓｉｎｇｕｌａｔｉｏｎ）および／またはクリービング（ｃｌｅａｖｉｎｇ）のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
現在の製造では、ウエハまたはガラスパネルのシンギュレーション、ダイシング、スクライビング、クリービング、切削、およびファセット処理は重要な加工ステップであり、典型的には、ダイヤモンドまたは従来型のアブレーションまたはブレイクダウン（ステルス）レーザースクライビングおよび切削に依存する。
加工速度は、ＬＥＤ、ＬＥＤ装置（照明装置など）、および、被照射装置（ＬＥＤディスプレイなど）等で最大３０ｃｍ／秒である。
【０００５】
ダイヤモンド切削工程では、ダイヤモンド切削を実行した後、機械的なローラが、応力を適用して、試料をクリーブする亀裂を伝搬させる。
この工程では、製品の寿命、効率、品質、および信頼性の点で大きな欠点である低品質なエッジ、微小亀裂、広いカーフ幅、および大量のデブリが生じる一方、追加のクリーニング手順および研磨手順も必要になる。
ダイヤモンドスクライバを動かすための脱イオン水のコストは、サブスクライバを所有するコストを上回り、また、水が汚れて精製が必要となり、それが、生産コストをさらに上昇させるため、環境に優しい手法ではない。
【０００６】
レーザーアブレーション加工は、ダイヤモンド切削に関連する制限のいくつかを克服するシンギュレーション、ダイシング、スクライビング、クリービング、切削、および、ファセット処理のために開発された。
残念ながら、既知のレーザー加工方法は、特に、透明材料において欠点を有する。
たとえば、加工速度が遅い、亀裂が生じる、アブレーションデブリにより汚れが生じる、中程度のサイズのカーフ幅が生じる等の欠点である。
さらに、レーザー相互作用時の熱輸送（ｔｈｅｒｍａｌ  ｔｒａｎｓｐｏｒｔ）により、付随的な熱損傷（すなわち、熱影響部（ｈｅａｔ  ａｆｆｅｃｔｅｄ  ｚｏｎｅ））が広い領域に生じる可能性がある。
【０００７】
レーザーアブレーション工程は、媒体により強力に吸収される波長を有するレーザー（たとえば、深ＵＶエキシマレーザーまたは遠赤外線ＣＯ２レーザー）を選択することによって改善できる。
しかし、この物理的なアブレーション工程に固有の積極的な相互作用により、上記欠点を克服することはできない。
このことは、特定のＬＥＤ用途でＵＶ加工が失敗することにより十分に説明される。
これにより、業界は、利用する回避技術に応じて、従来のスクライビングおよび破壊の後に、エッチングによりアブレーションスクライビングまたはダイヤモンドスクライビングツールで残った損傷部を除去することに注目するようになった。
【０００８】
代替で、レーザーパルスの持続時間を減らすことにより、透明媒体の表面でのレーザーアブレーションを改善することもできる。
これは、加工媒体の内部で透明であるレーザーにとって特に有利である。
透明材料の上または内部に集束させた場合、レーザー強度が高いと、非線形吸収効果が、誘起されて動的な不透明度が生じる。
この不透明度を制御して、フォーカルボリューム（ｆｏｃａｌ  ｖｏｌｕｍｅ）により画定される少量の材料に適したレーザーエネルギーを正確に沈積させることができる。
パルスの持続時間が短いと、パルスの持続時間が長い場合に比べて、さらなる利点がある。
たとえば、レーザーパルスの短い時間尺度における熱拡散やその他の熱輸送効果の成分が小さいことにより、プラズマが作成されなくなってプラズマ反射がなくなり、付帯的損害が減少する。
【０００９】
したがって、フェムト秒およびピコ秒のレーザーアブレーションは、不透明材料と透明材料の両方の加工で大きな利点をもたらす。
しかし、通常、数十〜数百フェムト秒程度の短いレーザーパルスで透明材料を加工した場合でも、表面が粗くなったり、スループットが低速化したり、レーザーにより形成されたカーフ、穴、または溝の周辺で極小亀裂が生じたりする。
これは、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ガラス、ドープ誘電体、光学結晶等の脆性材料にとって特に問題である。
さらに、アブレーションデブリにより、近くの試料や周囲の装置および表面が汚れる。
最近、ファイバレーザーアプローチを利用する多重パスフェムト秒切削（ｍｕｌｔｉ−ｐａｓｓ  ｆｅｍｔｏｓｅｃｏｎｄ  ｃｕｔｔｉｎｇ）が日本で議論されている。
このアプローチには、複数のパスを作成する必要があり、よって、加工のスループットが低下するという問題がある。
【００１０】
上述したように、レーザー加工は、ダイヤモンド切削に関連する制限の多くを克服してきたが、新たな材料組成により、ウエハやパネルをレーザーでスクライビングすることができなくなった。
さらに、ウエハ上の装置およびダイスのサイズが、ますます小さく、ますます近接するようになっており、それによって、ダイヤモンドスクライビングおよび伝統的なレーザーベースのスクライビングの利用が制限されている。
たとえば、それらの伝統的な方法にとって、３０μｍは実行可能なスクライビング幅だが、１５μｍは難しい。
さらに、ダイヤモンドスクライビングでは、機械的な力を使用して基板をスクライビングするため、薄い試料をスクライビングするのは、きわめて難しい。
ウエハベースの装置の製作で特殊かつ複雑な積層材料がますます使用されているため、以前に適用されていたレーザースクライビング手法は、積層の不透明さに起因して単純に使用できなくなる。
【発明の概要】
【００１１】
透明材料に連続的なレーザーフィラメントを形成するシステムおよび方法につい、て説明する。
透明材料は、ガラス、ホウケイ酸ガラス、琥珀色ガラス、化学強化または熱強化ガラス、サファイア、ＬｉＮｂＯ３、シリコン、チタンサファイア、ＬｉＴａＯ３、透明セラミックス（光学セラミックＡＬＯＮを含む）、結晶ロッド、ＧａＮ、ＳｉＣ、およびＺｎＳｅからなる群より選択される。
【００１２】
超高速レーザーパルスのバーストを、ビームウエストが加工対象の透明材料の外部に形成されるように集束する。
このとき、主焦点が透明材料の内部に形成されないようにしつつ、透明材料内で光学破壊を生じさせることなく連続的なフィラメントの形成をサポートするために十分なエネルギー密度が透明材料の内部の拡張領域内に形成されるようにする。
この方法で形成されたフィラメントは、最大１０ｍｍを超える長さで改質領域の長さに１：１で対応し（フィラメントは、改質の主体であり、改質領域は、フィラメントの長さを１：１で追跡する）、断面が長軸に沿って先細りしない形状を備える。
一部の実施形態では、無補正または収差のある光学集束要素を利用して、外部ビームウエストを生成しつつ、入射ビームの分散集束（細長い焦点）を材料内で作成する。
クリービング／シンギュレーションおよび／またはマーキングのために透明基板の内部でのフィラメントアレイの形成を促進するさまざまなシステムが説明される。
フィラメントの光学監視を利用して、工程の能動制御を促進するフィードバックを提供することができる。
【００１３】
よって、第１の態様では、透明材料のレーザー加工方法であって、
レーザーパルスのバーストを含むレーザービームを提供するように構成された光源と、
レーザービームを透明材料に対して外的に集束して、外部プラズマチャネルの形成を回避しつつ透明材料の外部の位置にビームウエストを形成するように構成された１つまたは複数の集束要素であって、レーザービームおよび１つまたは複数の集束要素が光学破壊を生じさせることなく透明材料の内部に連続的なレーザーフィラメントを形成するための十分なエネルギー密度を透明材料の内部で生成するように構成された集束要素と、
レーザービームと透明材料との間の相対位置を変更する手段と、
レーザービームと透明材料との間の相対位置を変更する手段に動作可能に連結され、透明材料の第１の表面から透明材料の第２の表面まで連続して延長する連続的なレーザーフィラメントのアレイを透明材料の内部に形成するようにレーザービームと透明材料との間の相対位置を制御するように構成された制御加工装置と、
閉形状を切り離すために連続的なレーザーフィラメントのアレイを選択的にウェットエッチングまたはドライエッチングすることと
を含む方法が提供される。
【００１４】
別の態様では、透明材料のレーザー加工方法であって、
透明材料が、該透明材料と係合して形成された金属層を備え、前記金属層が、該金属層と係合して形成されたフォトレジスト層を備え、方法が、
単一のレーザーパルスまたは複数のレーザーパルスであるレーザーパルスのバーストを含むレーザービームを提供するステップと、
レーザービームを透明材料の外部に集束して、外部プラズマチャネルの形成を回避しながら、透明材料の外部の位置にビームウエストを形成するステップであって、レーザーパルスが、光学破壊を生じさせることなく透明材料の内部に連続的なレーザーフィラメントを形成するための十分なエネルギー密度が透明材料の内部で維持されるように集束されるステップと、
透明材料の内部に連続的なレーザーフィラメントを形成すると同時に、低出力レーザービームを形成してフォトレジスト層および金属層をアブレートするステップであって、フィラメントを形成するレーザービームの出力が、低出力レーザービームにより１つまたは複数の位置でフォトレジスト層および金属層を照射およびアブレートするのに十分な出力を維持しつつ、透明材料の内部を貫通するフィラメントの同時形成のためのしきい値よりも低く軽減され、それによって金属層をレーザービームにより局所的にアブレートして、連続的なレーザーフィラメントにより形成された透明材料を貫通する穴の近傍で金属層を除去するステップと、
フォトレジストにより金属層への損傷を回避しつつ、透明材料を貫通する穴を選択的にエッチングするステップと、
を含む、透明材料のレーザー加工方法が提供される。
【００１５】
別の態様では、透明材料のレーザー加工方法であって、
透明材料が、該透明材料と係合して形成された金属層を備え、金属層が、該金属層と係合して形成されたフォトレジスト層を備え、方法が、
単一のレーザーパルスまたは複数のレーザーパルスであるレーザーパルスのバーストを含むレーザービームを提供するステップと、
レーザービームを透明材料の外部に集束して、外部プラズマチャネルの形成を回避しながら、透明材料の外部の位置にビームウエストを形成するステップであって、レーザーパルスが、光学破壊を生じさせることなく透明材料の内部に連続的なレーザーフィラメントを形成するための十分なエネルギー密度が透明材料の内部で維持されるように集束されるステップと、
透明材料の内部に連続的なレーザーフィラメントを形成すると同時に、低出力レーザービームを形成してフォトレジスト層および金属層をアブレートするステップであって、フィラメントを形成するレーザービームの出力が、低出力レーザービームにより１つまたは複数の位置でフォトレジスト層および金属層を照射およびアブレートするのに十分な出力を維持しつつ、透明材料の内部を貫通するフィラメントの同時形成のためのしきい値よりも低く軽減され、それによって金属層をレーザービームにより局所的にアブレートして、連続的なレーザーフィラメントにより形成された透明材料を貫通する穴の近傍で金属層を除去するステップと、
透明材料を貫通する複数の穴を作成し、透明材料を貫通する複数の穴のそれぞれの近傍で金属層の一部とフォトレジスト層の一部とを除去するステップと、
フォトレジストにより金属層への損傷を回避しつつ、透明材料を貫通する穴を選択的にエッチングするステップと、
を含む、透明材料のレーザー加工方法が提供される。
【００１６】
別の態様では、透明材料のレーザー加工方法であって、
透明材料が、該透明材料と係合する金属層を含み、フォトレジスト層が金属層と係合して存在し、方法が、
それぞれが複数のレーザーパルスを含む複数のバーストを有するレーザービームを提供するステップと、
無補正または収差のある光集束要素を使用して、レーザービームの最初のウエストを透明材料の外部で生成するステップと、
透明材料の内部に分散した弱集束のレーザービームを生成するステップと、
空間的に拡張され、かつ空間的に同質なフィラメントを透明材料の内部に作成するステップと、
透明材料の内部にフィラメントのアレイを形成するステップと、
連続的なレーザーフィラメントのそれぞれに近接する金属層の一部とフォトレジストの一部とを除去するステップと、
連続的なレーザーフィラメントのアレイを選択的にドライエッチングまたはウェットエッチングするステップと
を含む、透明材料のレーザー加工方法が提供される。
【００１７】
別の態様では、約１ｍｍを超える長さの連続的なレーザーフィラメントが内部に形成された透明材料が提供される。
【００１８】
別の態様では、約５０ＭＰａを超えるクリービング後またはシンギュレーション後の破壊強度を有する透明基板が提供される。
【００１９】
非常に細かい閉形状構造を透明材料でのフィラメンテーションにより迅速にスクライブすることができ、改質された領域をドライ化学エッチングまたはウェット化学エッチングによりエッチングして閉形状を切り離すことができる。
【００２０】
透明材料は、ガラス、ホウケイ酸ガラス、琥珀色ガラス、化学強化または熱強化ガラス、サファイア、ＬｉＮｂＯ３、シリコン、チタンサファイア、ＬｉＴａＯ３、透明セラミックス（ＡＬＯＮ等）、結晶ロッド、ＧａＮ、ＳｉＣ、およびＺｎＳｅからなる群より選択される。
【００２１】
ドライエッチャントは、四フッ化炭素ＣＦ４、六フッ化硫黄ＳＦ６、三フッ化窒素ＮＦ３、塩素Ｃｌ２、ジクロジフルオロメタンＣＣｌ２Ｆ２を含むが、これらに限定されない。
ウェットエッチャントは、硝酸（ＨＮＯ３）、フッ化水素酸（ＨＦ）、水酸化カリウム（ＫＯＨ）、エチレンジアミンピロカテコール（ＥＤＰ）、およびテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）を含むが、これらに限定されない。
【００２２】
本開示の機能的な態様および有利な態様のさらなる理解は、以下の詳細な説明および図面を参照することにより実現できる。 
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】所望のフィラメント領域に渡されるエネルギーの量を調整するために、ビームエネルギーを対象の透明材料の上方および／または下方の焦点に「ダンプする」（それによって「光学リザーバ（ｏｐｔｉｃａｌ  ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ）」を形成する）ように集束させることによって長い同質なフィラメントを形成する、フィラメントの形成のための光学構成を示す図である。
【図２】所望の部品である閉形状がスクライビングされた基板を示す図である。
【図２Ａ】オリフィス／穴の間の間隔を示す、図１の一部拡大図である。
【図２Ｂ】図２Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。
【図３】閉形状を含む基板の図である。ここでは、本体が所望の部品であり、内部形状が切り出される。
【図３Ａ】図３に示すスロットの拡大図である。
【図３Ｂ】オリフィスおよび亀裂線を示す、図３Ａの一部拡大図である。
【図３Ｃ】図３に示す円形の切り欠きの拡大図である。
【図３Ｄ】オリフィスおよび亀裂線の経路を示す、図３Ｃの一部拡大図である。
【図３Ｅ】図３の正方形の切り欠きの拡大図である。
【図３Ｆ】オリフィスおよび亀裂線の経路を示す、図３Ｅの一部拡大図である。
【図４】閉形状（ハードディスク）の切り離しを示す別の図である。
【図４Ａ】オリフィスおよび亀裂線を示す、図４の一部拡大図である。
【図５Ａ】透明管から切断された２つの断片を示す図である。
【図５Ｂ】透明管のオリフィスとオリフィス間の微小亀裂とを示す、管の一部拡大図である。
【図６Ａ】透明材料にオリフィスを連続的に穴あけすることにより実現されるクリーブ面を示す図である。
【図６Ｂ】宝石用原石のアングルカットを示す図である。
【図７Ａ】傾斜した縁部を作成する傾斜切り欠きを示す図である。
【図７Ｂ】傾斜した縁部を作成する傾斜切り欠きを示す図である。
【図７Ｃ】傾斜した縁部を作成する傾斜切り欠きを示す図である。
【図７Ｄ】傾斜した縁部を作成する傾斜切り欠きを示す図である。
【図７Ｅ】傾斜した縁部を作成する傾斜切り欠きを示す図である。
【図８Ａ】切り欠きを含むさまざまなガラス部品を示す図である。
【図８Ｂ】切り欠きを含むさまざまなガラス部品を示す図である。
【図８Ｃ】切り欠きを含むさまざまなガラス部品を示す図である。
【図８Ｄ】切り欠きを含むさまざまなガラス部品を示す図である。
【図９Ａ】基板に穴あけされたビア穴の斜視図および上面図である。
【図９Ｂ】基板に穴あけされたビア穴の斜視図および上面図である。
【図１０】ウエハサイズの基板加工に適したフィラメントを作成する実施形態を示す図である。
【図１１Ａ】部品のスクライビングに適した例示的なレーザーシステムのレイアウトの上面図および前面図である。
【図１１Ｂ】部品のスクライビングに適した例示的なレーザーシステムのレイアウトの上面図および前面図である。
【図１２】収差集束レンズに入る着信レーザービームと、透明基板の底面に係合する金属層と、金属層に係合するフォトレジストと、フォトレジストの表面に位置するレーザービームの主焦点と、透明基板の内部にある副焦点とを示す、透明基板の概略側面図である。
【図１３】貫通する穴と、透明基板に係合する金属層と、金属層に係合するフォトレジストとを含み、ウェットエッチングされている透明基板を示す概略側面図である。ここで、透明基板、金属層、およびフォトレジストは、化学エッチャントに浸されている。
【図１３Ａ】基板を貫通する複数の穴と、穴の間に形成された亀裂線とを示す、図１３の透明基板の上面図である。
【図１４】ドライエッチングされた貫通穴を含み、表面に金属層が係合し、金属層にフォトレジストが係合した透明基板を示す概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下に、本開示の実施形態を例として示す。 
【００２５】
図１は、フィラメントの形成のための光学構成を示す。
この光学構成では、所望のフィラメント領域に渡されるエネルギーの量を調整するために、ビームエネルギーを対象の透明材料の上方および／または下方の焦点に「ダンプする」（それによって光学リザーバ２２０を形成する）ように集束させることによって長い同質なフィラメント２２０を形成する。
着信したレーザービーム１６０は、対象基板２１５の上方または下方２１０に焦点を作成する分散集束装置１５０を通過する。
【００２６】
超高速のレーザーパルスの透明光媒体内での伝搬は、群速度分散（ＧＶＤ）、線形回析、自己位相変調（ＳＰＭ）、自己集束、価電子帯から伝導帯への電子の多光子イオン化／トンネルイオン化（ＭＰＩ／ＴＩ）、プラズマ集束解除、自己急峻化等の線形または非線形の効果の組み合わせを通じたレーザーパルスの時空的プロファイルの強力な再形成により複雑化する。
ＳＬ  ＣｈｉｎらのＣａｎａｄｉａｎ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，８３，８６３−９０５（２００５年）を参照されたい。
これらの効果は、レーザーのパラメータ、材料の非線形特性、および、材料への集束条件に基づいて、さまざまな程度で生じる。
非線形屈折率は、強度に依存するため、強力なレーザーパルスの伝搬時に、レーザーパルスの中心部は、レーザーパルスの周辺部よりもゆっくりと移動する。
これは、屈折率の変化により、レーザーパルスが自己集束するからである。
生成されたＭＰＩ／ＴＩプラズマに起因する自己集束領域では、プラズマが負レンズとして機能してレーザーパルスを集束解除するが、高い強度によって自己集束が再び発生する。
集束と集束解除との間のバランスをとることで、フィラメント２２０と呼ばれる長いプラズマチャネルが作成される。
レーザーパルスごとのエネルギーが低いフィラメント２２０を使用すると、屈折率変更の跡が材料に残る。
フィラメント２２０は、フィラメント２２０を形成するエネルギーを送り込むバックグラウンドエネルギーによって囲まれている。
このバックグラウンドエネルギーは、技術分野においてフィラメントリザーバと呼ばれる。
リザーバの一部を阻止または妨害すると、フィラメントが失われる効果がある。
この理由により、フィラメントの間を空間的に分離することは、フィラメント２２０の形成のために重要である。
さもないと、スクライビング（割断加工）ではなく、損傷および亀裂が、対象基板に形成される。
フィラメント２２０の形成時には、プラズマ生成に特有の光音響効果が生じる。
これにより、直径１μｍ未満の閉じた穴が、対象基板に開く。
これらの穴は、レーザー入力に応じて、直径を変化させることなく最大１０ｍｍの長さまで到達する。
このため、平坦な、対象基板を複数重ね、それらすべてを単一の動作でスクライブすることができる。
材料の臨界最大出力より高い出力を使用する限り、単一超高速レーザーパルスを使用してその材料の内部でフィラメント２２０を形成することができる。
複数のレーザーパルスをパルス列またはバーストとして使用することは、蓄熱および連続する光音響衝撃波の生成に起因して、はるかに優れたフィラメント形成に役立つ。
材料の内部での密な集束（プラズマボイドの形成およびレーザーの集束）では、光学破壊が生じるが、集束要素がフィラメント２２０の形成のみに役立つ０．４未満のＮＡを使用した最軽度焦点では、フィラメント２２０が形成される。
幾何学的焦点は、対象物の表面で１００〜２００μｍの点像分布関数を有する可能性があるが、レーザーパルスは、直径１μｍの範囲に自己集束する。
これは、線形光学では、１以上のＮＡ（１００Ｘの対物油浸）を使用することにより可能である。
このプロセスを定義する標準用語として、「フィラメント」または「プラズマチャネル」が一般的に使用されるが、一部の技術分野では、同じ効果を説明するために、このプロセスを「伸長焦点（ｅｌｏｎｇａｔｅｄ  ｆｏｃｕｓ）と呼んでいる。
伸長焦点は、超高速レーザーパルスを使用することにより生じる。
たとえば、長いレーザーパルスを作成し、同じ効果を得ることが可能である。
【００２７】
技術分野の他の人々は、このプロセスを「バースト超高速フィラメント形成」と呼んでおり、最初のレーザーパルスが導波路を作成し、後続のレーザーパルスがその導波路に従うと主張している。 
【００２８】
一方、１ＭＨｚ以下のバースト周波数を使用した場合、蓄熱効果は、消滅する。
蓄熱は、バースト周波数が３０〜６０ＭＨｚであるときに、きわめて良好に機能して明白なフィラメント２２０を作成する。
この条件で、幅１００ｎｍ未満の狭い亀裂が、フィラメント２２０間に形成される。
これにより、スクライブ線に沿って、試料の最上位から最下位までカーテン（亀裂壁）が作成される。
漏洩検知染料を適用したところ、染料がスクライブ線を通過し、別の表面に移動することが確認された。
毛細管効果により、染料は、亀裂壁およびフィラメントチャネルの内部を通過することができる。
【００２９】
ここでは、３０ＭＨｚのシーダーをＲｏｆｉｎ  ＳｔａｒＰｉｃｏモデルで使用することを開示するが、３０ＭＨｚは、我々の標準バースト周波数であり、単一または複数のレーザーパルスを１００ｋＨｚの周波数で採取してバーストエンベロープを形成することができる。
単一または複数のレーザーパルスをさらに増幅して、１５ｐｓ未満で５０Ｗの平均出力に到達させることができる。
バーストエンベロープは、１〜６個のレーザーパルスを含み、ガラス基板にフィラメント２２０を作成するために必要な臨界出力を超越する。 
【００３０】
図２は、所望の部品である閉形状が、スクライビングされた基板を示す。
閉形状（所望の部品）は、図２の中心で符号２により示された部品である。
【００３１】
本体または閉形状が所望の部品である場合、明らかに２つの戦略が存在する。
図２に示すように、製品２は、所望の部品である閉形状であり、主基板１へのフィラメンテーションスクライビングにより形成されている。
図２を参照すると、実線２１Ｓは、透明基板１の表面１Ｓに切り込まれたスクライブ線を表す。
例示的な閉形状として、スマートフォンのカバーガラス、自動車のフロントウィンドウ、鏡、建造物の窓などがあるが、これらに限定されない。
【００３２】
図２Ａは、穴（オリフィス）２１Ｂの間の空間を示す、図２の一部拡大図である。
オリフィス２１Ｂは、直径約１μｍである。
図２Ａのオリフィス２１Ｂの間には、微小亀裂２１Ｃが示されている。
微小亀裂２１Ｃは、光音響圧縮に起因する衝撃波により作成される。
穴（オリフィス）の間の空間は、フォームの種類（試料の種類）、透明基板１の厚さ、および、オリフィスの深さに応じて、符号２５で示されているように中心間で２〜１０μｍである。
【００３３】
図２Ｂは、図２Ａの１Ｂ−１Ｂ線に沿った断面図である。
オリフィス２１Ｂは、透明基板１を貫通して延びている。
透明基板１に穴あけされるすべてのオリフィスは、実質的に円筒形であり、先細りしていない。
さまざまな手法により、所望の閉形状を切り離すことができる。
これらの手法には、ＯＨ交換のための試料の水中への配置、加熱、冷却、または空気圧の適用による切断領域の軟体化などがある。
本明細書で開示される主要な態様の１つは、ドライ化学エッチングまたはウェット化学エッチングにより、所望の部品２を本体から除去するというものである。 
【００３４】
図３は、閉形状３３、４３、５３を含む透明基板１Ｓの図である。
ここでは、本体１Ｓが所望の部品であり、内部形状が切り出される（透明基板から除去される）。
図３に示すように、部品２に作成されたスロット３、円形の切り欠き４、および、正方形の切り欠き５のいずれか１つまたはそれらの組み合わせである閉形状が所望の部品ではない場合、スロット３、円形の切り欠き４、および、正方形の切り欠き５のいずれか１つまたはそれらの組み合わせを溶解および破壊して、スロット３、円４、および、正方形の切り欠き５のいずれか１つまたはそれらの組み合わせを本体１Ｓから切り離すことができる。
スロット３、円形の切り欠き４、または、正方形の切り欠き５の亀裂線は、フッ化水素酸浸酸機を通じてエッチングされる。
このエッチングにより、レーザー照射領域がはるかに高速に溶解され、フィラメントスクライブ線に沿った完全分離と、内部閉形状の自重による落下が実現する。
【００３５】
たとえば、円（円形の切り欠き）は、透明基板に光音響圧縮された材料の領域を作成し、その後、エッチング溶液に入れることにより、半径１〜５０ｍｍの範囲で切り離すことができる。
【００３６】
図３Ａは、図３に示すスロット３の拡大図である。
図３Ｂは、オリフィス３３および微小亀裂３３Ｃを示す、図３Ａの一部拡大図である。
図３Ｃは、図３に示す円形の切り欠き４の拡大図である。
図３Ｄは、オリフィス４３および微小亀裂４３Ｃを示す、図３Ｃの一部拡大図である。
図３Ｅは、図３の正方形の切り欠き５の拡大図である。
図３Ｆは、オリフィス５３および微小亀裂５３Ｃを示す、図３Ｅの一部拡大図である。
すべての例では、化学浴を使用して切り欠きを除去する。
【００３７】
ガラスに２つの円をスクライビングしてハードディスクドライブに使用するディスクを形成するのは、業界にとって困難な作業である。
関連技術では、ダイヤモンドローラスクライビングの後、ファセット品質は、非常に粗末であり、研磨が不可欠である。
これにより、製品コストが上昇する。
図４は、閉形状の切り離しを示す別の図である。
基板６０をスクライブした後、プラッタが、ガラス基板６０の本体（主要部分）から切り離され、さらに、中心ディスク８０がプラッタから切り離される。
【００３８】
図４Ａは、オリフィス８１Ｅおよび微小亀裂８９Ｃを示す、図４の一部拡大図である。
オリフィス８１Ｅは、ガラス基板６０を貫通して延びる。
透明基板６０に穴あけされるすべてのオリフィス８１Ｅは、実質的に円筒形であり、先細りしていない。
【００３９】
図４の符号８１Ｉは、円形の内側スクライブ線を表し、符号８１Ｅは、円形の外側スクライブ線を表す。
スクライブされたということは、ガラス基板６０にオリフィスが含まれることを意味する。
【００４０】
スクライブされた円８１Ｉ、８１Ｅは、超高速バーストフィラメンテーションの方法により円形の目打ち線を形成することにより、ガラス基板６０に瞬時に作成される。
エッチングの後、中心の円８１Ｉは、自重により、または、空気圧もしくは機械的接触により落下し、ディスク８０もカレットフレームから切り離される。
【００４１】
引き続き図４を参照すると、ディスク８０は、１μｍの精度で切断され、ファセットの粗さは、１μｍ未満である。
超高速バーストフィラメントスクライビングでは、微小亀裂または縁欠けを生じさせずに部品を切断するため、研磨は、不要である。 
【００４２】
図５Ａは、螺旋状に切断されたホウケイ酸ガラス管を示す。
透明材料から湾曲した表面をきれいに切断することが可能であることがわかる。
ここで、ホウケイ酸ガラス環状片７５、７７は、透明管７０から切断される。
図５Ｂは、透明管７０のオリフィス１２Ｄと、オリフィスの間の微小亀裂１２Ｃとを示す、管の一部拡大図である。
切断を螺旋状の動きで実行してガラスばね構造を作成するか、または、管自体をロッドにして薄いディスクを作成することができる。 
【００４３】
図６Ａに示すように、ダイヤモンド等の宝石用原石に穴あけされる一連の近接したオリフィス１５６、１５１、１５２、１５３、１５４を、クリーブ面１５５を形成するように配置することができる。
フィラメントの形成に起因して、改質領域のきわめて狭いカーテンにより、クリーブ面１５５が形成される。
この宝石用原石を適切なエッチング溶液に配置すると、エッチング酸が、毛細管効果によりオリフィスに入り込み、材料を良好に分離する。
この手法を使用すると、切断プロセスで失われる貴重な石を大幅に減らすことができる。
図６Ｂは、数回の切断後の最終的な石を表す。
【００４４】
図７Ａ乃至図７Ｅは、縁部が傾斜した内部形状を作成するための傾斜切り欠きアプローチを示している。
このアプローチは、所望の角度付き結果を実現するためのシンギュレーション後の加工を必要としない。
図７Ａ乃至図７Ｅで、入射ビーム１３７、１４２は、シータ軸（垂直軸）１３６を中心とする回転を通じて実現される。
レーザービームの入射角は、固定され、最終的な部品の縁部１３８で望まれる傾斜と等価である。
この非限定の実施形態は、フィラメントアレイによる複雑な切り欠きの作成をサポートする装置として、傾斜のついた切断と、回転ステージの移動とを可能にする。
【００４５】
図７Ｅは、異なる角度の複数のフィラメント形成ビーム１４２による面取り部品１４０の形成の実施形態を示している。
ビームおよびフィラメントパスを制御して、さまざまな角度の面取り縁部または傾斜した縁部を形成できることを理解されたい。
さらに、面取り縁部は、直線であることが理解される。
直線とは、基板の表面に対して直角（垂直）であることを意味する。
協調した（並列）形成の場合、光学系を通じてビームを分割および誘導して、垂直とは違う角度で対象物に到達する複数のビームパスを垂直の入射ビームと共に実現して、３面縁部または面取りを作成することができる。
【００４６】
面取りは、たとえば、工程によって許容される分離の程度に基づいて、２つ以上の面で作成できることが理解される。
いくつかの例示的な構成を図７Ｅに示す。
フィラメンテーションの後、試料は、分離のためにエッチング槽に入れられる。
【００４７】
図８Ａ乃至図８Ｄは、基板におけるさまざまな形状をした非常に細かい切り欠きを示す。
アルファベットおよび数字をマーキングする代わりに、名刺または広告ロゴを基板上に作成することができる。
湾曲または傾斜したチャネル、リザーバ、歯車などの非常に細かい構造を、ガラスに作成することができる。
これは、細かい部品のマーキングにコストと時間がかかるＭＥＭ製造で、ガラスまたは類似する材料についてのさまざまな用途を開く。
部品は、金属コーティングを備えることもでき、その場合でも、化学浴またはドライエッチでエッチングすることができる。
幅５０μｍのチャネルが厚さ２００μｍのガラスで実現され、エッチングされたクリーブ線は、スクライブ線に常に従う。
【００４８】
図９Ａおよび図９Ｂは、ビア穴の穴あけの斜視図および上面図である。
穴は、質量濾過に使用することができる。
ガラスのビア穴は、ＣＰＵ等のマイクロエレクトロニクスチップの内部で、レベル間のインシュレータおよび相互接続貫通穴としても使用される。
【００４９】
図９Ａおよび図９Ｂに示すように、質量分離装置６８は、同一サイズのオリフィス６９Ａ（穴）が穴あけされた単純な平坦ガラス基板７０である。
動作時には、分離される材料（気体、液体、または固体粒子）が、ストリームとして平坦ガラス基板７０の平坦面に接触する。
このとき、材料は、平坦ガラス基板７０のオリフィス６９Ａおよび質量分離装置６８の底面に粒子を通過させるための十分な力により、オリフィスアレイ６９の上を通過する。
論理的には、質量分離装置６８の面に対して垂直な力が最速に機能するが、任意の角度のストリームもある程度機能する。
平坦ガラス基板７０に穴あけされるオリフィス６９Ａのサイズは、分離されるアイテムの幾何学的詳細によって決まる。
【００５０】
直径５０〜１０００μｍの穴を厚さ５０μｍ〜５ｍｍの透明材料に作成する需要は大きい。
現在の方法は、これらのビア穴を作成する最良かつ最も効率的な方法と思われる。
別の例として、ガラス内のビア穴は、半導体装置の相互接続に強く求められている。
ＣＰＵで使用される周波数が非常に高いため、長いワイヤを使用して回路を接続すると、放熱が生じる。
チップの積み重ねを回避するため、非常に薄いガラスの層がチップ間の絶縁層として使用される。
レベル間の相互接続は、貫通ビア穴を使用して作成される。
場合によっては、１つの試料で１０万個以上の穴が必要である。
超高速バーストフィラメンテーションを使用するレーザーアブレーションにより穴（小さい円）をスクライブし、後で、化学エッチングにより除去することができる。
これによって、製造が高速化し、部品ごとのコストが軽減される。 
【００５１】
図１０は、部品のシンギュレーションに適したレーザーシステムのレイアウトを示す。
レーザー７２は、たとえば、約１μＪ〜５０ｍＪの範囲のエネルギーで、最大約２．５ＭＨｚの繰り返し率により、バーストパルスを提供することができる。
【００５２】
花崗岩ライザ１１８は、業界で一般に使用されているように、機械的な振動を緩衝する反応物質として設計されている。
これは、Ｘ−Ｙステージ８４の上方の光学系が、Ｘ−Ｙステージ８４に対してＸまたはＹの１つの軸に沿って、Ｘ−Ｙステージ８４と協調して移動できるようにするブリッジである。
花崗岩ベース１２０は、システムの任意またはすべての構成要素を支持することができる反応物質を提供する。
一部の実施形態では、操作装置１２２は、安定性の理由により、システムから振動的に分離されている。
【００５３】
Ｚ軸モニタ駆動装置１２４は、光学系（調節、集束、および必要に応じて走査を行う光学系）をサーボ制御のＸ−Ｙステージ８４に対してＺ軸方向で移動するために設けられている。
この動きは、Ｘ−Ｙステージ８４、オーバーヘッドの花崗岩ブリッジのＸ動作またはＹ動作、および加工する試料材料を保持する花崗岩ベース１２０上のＸ−Ｙステージ８４のＸＹ動作と協調させることができる。
【００５４】
Ｘ−Ｙステージ８４は、たとえば、傾斜軸ガンマ（「ヨー」）を備えたＸＹステージおよびシータステージを含む。
Ｘ−Ｙステージ８４の動きは、大きなマザーシートから所望の部品形状を作成するために、たとえば、制御コンピューティングシステムによって調節される。
測定装置１０８は、たとえば、切削後の縁部品質のマッピング、サイズ設定、および／または確認のために、工程後もしくは工程前（または両方）の測定を行う。
【００５５】
図１１Ａは、レーザー加工を使用してガラス製ハードディスクドライブプラッタ１８０を切断するレーザーシステムの平面図である。
レーザーヘッド１７７のＸ−Ｙ動作が図１０Ａに示されている。
ここで、レーザーヘッド１７７は、ガラス基板１７０の上方に概略的に図示されている。
ガラス基板１７０は、花崗岩（またはその他の寸法安定性のある）ベース１２０の上の梁１７１、１７２により支持されている。
レール１７５、１７６は、図１０Ａに示すように、レール１７５、１７６に沿ってＸ方向で可動する可動アーム１７８を支持する。
可動アーム１７８は、モーター１７７Ｍと、可動アーム１７８をＸ方向で正確に位置決めするコントローラとによって駆動される。
同様に、レーザーヘッド１７７は、モーター１７７Ｍとコントローラとによって駆動され、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、可動アーム１７８に沿ってＹ方向で正確に移動および位置決めされる。
図１１Ｂは、図１１Ａに示すガラス製ハードディスクドライブプラッタを切断するレーザーシステムの側面図である。
【００５６】
可動アーム１７８は、レール手段を含み、レーザーヘッド１７７は、モーター１７７Ｍまたはレーザーヘッド１７７をＹ方向で位置決めする他の手段を含む。
さらに、レーザーヘッド１７７は、ビームウエストを必要に応じて調節するためにＺ方向で可動する。
垂直レール１７７Ｖにより、レーザーヘッド１７７は、垂直方向（Ｚ方向）で移動することができる。
さらに、選択的分散焦点レンズを、レーザーヘッド１７７での使用に適合させることが理解される。
ガラス製ハードディスクドライブプラッタ１８０が、図１１Ａおよび図４に示されている。
【００５７】
多数のディスクを含む複数枚の大型ガラスが、化学浴に置かれる。
それにより、中央の円とプラッタとが、高いファセット品質および精度で、メインの基板から切り離される。
上述したハードディスクは、単なる例であり、平坦または湾曲した形状の脆性材料から作成されるほぼ任意の部品であってもよい。
【００５８】
図１２は、透明基板１５０Ｔの側面図である。
この図は、着信したレーザービーム１５０Ｉが収差集束レンズ１５０に入り、金属層１５０Ｍが透明基板の底面に係合し、フォトレジスト１５０Ｒが金属層１５０Ｍに係合し、レーザービームの主焦点ウエスト１５０Ｐがフォトレジスト１５０Ｒの表面に位置し、副焦点ウエスト１５０Ｓが透明基板１５０Ｔの内部に位置した状態を示している。
【００５９】
図１３は、透明基板１５０Ｔの側面図である。
この図は、透明基板１５０Ｔに穴１５０Ｈが貫通し、金属層１５０Ｍが透明基板１５０Ｔに係合し、フォトレジスト１５０Ｒが金属層１５０Ｍに係合し、ウェットエッチングされている状態を示している。
透明基板１５０Ｔと、金属層１５０Ｍと、フォトレジスト１５０Ｒとは、化学エッチャントに浸されている。
透明基板１５０Ｔの所望の部分１８０は、その透明基板１５０Ｔをエッチャントに十分な時間にわたって入れた後、重力によって透明基板１５０Ｔの残余部分から分離される。
支持部３０２Ａ、３０２Ｂ、３０１Ｃは、透明基板１５０Ｔの残余部分の下方に位置する。
残余部分は、所望の部品が除去された後に残る部分である。
【００６０】
図１３に示す構成は、エッチャント３０１で満たされたコンテナ３０３の中に位置する。
エッチャント３０１は、透明基板１５０Ｔの穴１５０Ｈの内部に入り、透明基板１５０Ｔの穴１５０Ｈの露出した表面を軟体化する。
ウェットエッチャントは、本明細書で特定された透明基板１５０Ｔに適した、本明細書で既に特定されたウェットエッチャントのいずれであってもよい。
【００６１】
図１３Ａは、図１３に示す透明基板１５０Ｔの上面図である。
この図は、透明基板１５０Ｔを貫通する複数の穴と、穴１５０Ｈの間に形成された亀裂線１５１Ｃ、１５２Ｃとを示している。
穴１５０Ｈは、本明細書で他の図面により説明されているように、直径が非常に小さい穴である。
穴１５０Ｈは、相互に近接している。
穴１５０Ｈは、レーザーフィラメンテーションにより作成される。
穴（オリフィス）の間隔は、中心間で２〜１０μｍであることが好ましい。
穴１５０Ｈは、直径が約１μｍ以下である。
亀裂線１５１Ｃ、１５２Ｃは、隣接する穴１５０Ｈの間に形成され、所望の部品１８０が透明基板１５０Ｔから分離されたときに滑らかな表面を残す。
所望の部品、すなわち、この例では、ディスク１８０は、浴槽３０１から取り除いたときに自重で分離するか、機械的な装置、機械的な指（図示せず）、または空気圧のわずかな付勢により分離される。
【００６２】
図１３を参照すると、毛細管効果により、透明基板１５０Ｔを貫通する穴１５０Ｈへのウェットエッチャント３０１の流入が支援される。
毛細管効果が生じるのは、本明細書に記載されたフィラメンテーションプロセスにより、極めて小さい直径の穴が作成されるからである。
引き続き図１３を参照すると、穴１５０Ｈは、エッチャント３０１で満たされる。
エッチャント記号（流体記号）は、穴１５０Ｈで使用されていない。
これは、図１５で確認するのが非常に難しいからである。
穴１５０Ｈの内部のエッチャント３０１は、透明材料の亀裂線に沿って透明材料を軟体化し、滑らかな縁部による部品の分離を促進する。
【００６３】
図１４は、ドライエッチングされた穴１５０Ｈを含む透明基板１５０Ｔの側面図である。
透明基板１５０Ｔの表面には、金属層１５０Ｍが係合し、フォトレジスト１５０Ｒの層が金属層１５０Ｍに係合している。
電極１９０Ａ、１９０Ｃは、ＲＦ電圧源により励起される。
ＲＦ電圧源は、ドライエッチャントを励起する電極間のガス／プラズマ１５０Ｇに作用する。
エッチャントは、透明基板１５０Ｔの穴１５０Ｈの内部に入り、透明基板１５０Ｔの穴１５０Ｈの露出した面を軟体化する。
ドライエッチャントは、本明細書で特定された透明基板１５０Ｔに適した、本明細書で既に特定されたドライエッチャントのいずれであってもよい。
本明細書のいかなるものも、使用されるドライエッチャントの種類を限定しない。
【００６４】
透明材料１５０Ｔをレーザー加工する方法は、以下のステップを含む。
透明材料１５０Ｔは、透明材料１５０Ｔと係合して形成された金属層１５０Ｍを備える。
金属層１５０Ｍは、金属層１５０Ｍと係合して形成されたフォトレジスト層１５０Ｒを備える。
レーザービーム１５０Ｉ（図１２）は、レーザーパルスのバーストを含む。
レーザーパルスのバーストは、単一のパルスまたは複数のパルスである。
レーザービームを透明材料１５０Ｔの外部に集束して、外部プラズマチャネルの形成を回避しながら、透明材料１５０Ｔの外部の位置にビームウエスト１５０Ｐを形成する。
レーザーパルスは、光学破壊を生じさせることなく透明材料１５０Ｔの内部に連続的なレーザーフィラメントを形成するための十分なエネルギー密度が透明材料１５０Ｔの内部で維持されるように集束される。
このプロセスでは、透明材料１５０Ｔの内部に連続的なレーザーフィラメント（２２０、図１）を形成すると同時に、低出力レーザービームを形成してフォトレジスト層１５０Ｒおよび金属層１５０Ｍをアブレートする必要がある。
フィラメントを形成するレーザービームの出力は、低出力レーザービームにより１つまたは複数の位置でフォトレジスト層１５０Ｒおよび金属層１５０Ｍを照射およびアブレートするための十分な出力を維持しつつ、透明材料１５０Ｔの内部を貫通するフィラメントの同時形成のためのしきい値よりも低く軽減される。
これにより、金属層１５０Ｍを局所的にレーザービームによりアブレートして、連続的なレーザーフィラメントにより形成された透明材料１５０Ｔを貫通する穴１５０Ｈの近傍で金属層１５０Ｍを除去する。
連続的なレーザーフィラメントが透明基板１５０Ｔの内部を貫通して形成され、それと同時に、フォトレジスト層１５０Ｒおよび金属層１５０Ｍがアブレートされて除去される。
フォトレジスト層１５０Ｒおよび金属層１５０Ｍが除去された後、ウェットプロセスまたはドライプロセスを使用して、穴１５０Ｈをエッチングすることができる。
このプロセスでは、残ったフォトレジスト１５０Ｒで金属層１５０Ｍへの損傷を回避しつつ、透明材料１５０Ｔを貫通する穴１５０Ｈを選択的にエッチングする必要がある。
フォトレジストは、金属層１５０Ｍがウェットエッチャントまたはドライエッチャントに晒されるのを防ぐことで、金属層１５０Ｍへの付帯的損傷を効果的に防ぐ。
図１３および図１４に示すように、穴１５０Ｈの近傍でフォトレジスト層１５０Ｒおよび金属層１５０Ｍが除去される。
なお、ウェットエッチングプロセスおよびドライエッチングプロセスの両方で、さまざまなマスクを使用することが可能である。
フォトレジスト層１５０Ｒおよび金属層１５０Ｍは、フィラメントの形成と同時に除去される。
図１４を参照されたい。
【００６５】
本発明は、透明材料への金属の印刷にも適している。
透明材料は、その表面で金属の層を受け取り、その後、フォトレジストの層が金属に適用される。
続いて、マスクが金属層に適用される。
マスクは、光がマスクの下のフォトレジストをエッチングするのを防ぐ。
マスクは、たとえば、Ａという文字を形成する。
マスクによって覆われていない露出したフォトレジストに、適切な光が適用される。
本発明は、フォトレジストのアブレーション、金属のアブレーション、および光音響圧縮による透明材料を貫通する穴の形成を同時に行うことを教示するため、金属および透明材料をエッチングするための手法を使用して、高品質な文字Ａを作成することができる。
【図１】
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【図２】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
0006734202.tif 000009
【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４】
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【図４Ａ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
0006734202.tif 000020
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
0006734202.tif 000032
【図１２】
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【図１３】
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【図１３Ａ】
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【図１４】
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