(57)【要約】【課題】より低エネルギーで行われ、かつ、加工精度や加工品質にもより優れた、膜加工方法を提供する。【解決手段】第１主面と当該第１主面に対向する第２主面とを有するガラス基板の前記第１主面上に形成された膜の除去予定部位にレーザ光を照射し、除去部を形成する膜加工方法であって、前記除去予定部位の側面部分を、ピコ秒レーザ光またはフェムト秒レーザ光の照射によって除去する第１工程と、前記第１工程によって側面部分が除去された前記除去予定部位を、ナノ秒レーザ光の照射によって除去し、前記除去部を形成する第２工程と、を備える膜加工方法。【選択図】図６Ｂ
2013073894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１主面と当該第１主面に対向する第２主面とを有するガラス基板の前記第１主面上に形成された膜の除去予定部位にレーザ光を照射し、除去部を形成する膜加工方法であって、
前記除去予定部位の側面部分を、ピコ秒レーザ光またはフェムト秒レーザ光の照射によって除去する第１工程と、
前記第１工程によって側面部分が除去された前記除去予定部位を、ナノ秒レーザ光の照射によって除去し、前記除去部を形成する第２工程と、
を備える膜加工方法。
【請求項２】
前記除去部の幅の長さが、２０〜１０００μｍである、請求項１に記載の膜加工方法。
【請求項３】
前記ナノ秒レーザ光を、前記第１主面側から前記膜に照射する、請求項１または２に記載の膜加工方法。
【請求項４】
前記ナノ秒レーザを、前記第２主面側から前記膜に照射する、請求項１または２に記載の膜加工方法。
【請求項５】
前記膜が、前記ガラス基板の前記第１主面上に形成された金属層と、当該金属層上に形成されたアシスト層とを有する積層膜であって、
前記金属層は金属を含有する層であり、
前記アシスト層は、前記金属層が含有する金属よりも光吸収性が高い金属を含有する層である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の膜加工方法。
【請求項６】
前記膜が、前記ガラス基板の前記第１主面上に形成されたアシスト層と、当該アシスト層上に形成された金属層とを有する積層膜であって、
前記金属層は金属を含有する層であり、
前記アシスト層は、前記金属層が含有する金属よりも光吸収性が高い金属を含有する層である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の膜加工方法。
【請求項７】
前記膜が、前記ガラス基板の前記第１主面上に形成された低反射層と、当該低反射層上に形成された金属層と、当該金属層上に形成されたアシスト層とを有する積層膜であって、
前記低反射層は、酸化チタンまたは酸化ジルコニウムを含有する層であり、
前記金属層は金属を含有する層であり、
前記アシスト層は、前記金属層が含有する金属よりも光吸収性が高い金属を含有する層である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の膜加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、膜加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、プラズマディスプレイパネル（以下「ＰＤＰ」ともいう。）前面基板を製造する場合においては、ガラス基板上に配置された透明電極用薄膜等にレーザ光を照射してパターニングを行い、電極を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
レーザ光を利用した膜加工方法は、フォトリソグラフィー工程と比較して、工程数を少なくすることができる等の利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０８６６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
産業用レーザとしては、ＣＯ２レーザ、ＹＡＧレーザ、エキシマレーザなどが挙げられる。ガラス基板上の薄膜を加工する際には、ガラス基板に与える影響の小さなＹＡＧ基本波レーザを用いることが多い。
ＹＡＧ基本波レーザ光等のナノ秒レーザ光は、膜に与えるエネルギー量が大きい。そのため、レーザ光を照射して除去部を形成した際に、除去部に隣接する膜に熱が拡散し剥がれが生じたり、レーザ加工で除去した金属などが周辺に飛散し残渣（デブリ）を発生させたりするなど、加工品質や加工精度に問題が有った。
そのため、膜厚数μｍの金属膜のレーザパターニングは非常に困難であり、より低エネルギーで加工を行いたいという要求があった。
周辺への熱影響やデブリなどの問題を解決する方法として、パルス幅を非常に小さくしたピコ秒レーザやフェムト秒レーザが開発されている。しかし、ピコ秒レーザやフェムト秒レーザはＹＡＧナノ秒レーザほど高出力では発信できないため、非常に小さな面積しか加工できず、比較的大面積加工時には、速度効率が悪いという問題があった。
【０００５】
本発明は、以上の点を鑑みてなされた発明であり、より低エネルギーで行われ、かつ、加工精度や加工品質にもより優れた、膜加工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】
【０００６】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討した。その結果、まず、膜の除去予定部位の側面部分を除去することで、その後、ナノ秒レーザ光を照射した際に熱が隣接する膜へ逃げにくくなり、膜の除去予定部位にエネルギーを集中させることができ、また、ピコ秒レーザ光またはフェムト秒レーザ光の照射によって側面部分を除去することで、除去予定部位に隣接する膜への熱的影響を抑制できることを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の（１）〜（７）を提供する。
【０００７】
（１）第１主面と当該第１主面に対向する第２主面とを有するガラス基板の前記第１主面上に形成された膜の除去予定部位にレーザ光を照射し、除去部を形成する膜加工方法であって、前記除去予定部位の側面部分を、ピコ秒レーザ光またはフェムト秒レーザ光の照射によって除去する第１工程と、前記第１工程によって側面部分が除去された前記除去予定部位を、ナノ秒レーザ光の照射によって除去し、前記除去部を形成する第２工程と、を備える膜加工方法。
【０００８】
（２）前記除去部の幅の長さが、２０〜１０００μｍである、前記（１）に記載の膜加工方法。
【０００９】
（３）前記ナノ秒レーザ光を、前記第１主面側から前記膜に照射する、前記（１）または（２）に記載の膜加工方法。
【００１０】
（４）前記ナノ秒レーザを、前記第２主面側から前記膜に照射する、前記（１）または（２）に記載の膜加工方法。
【００１１】
（５）前記膜が、前記ガラス基板の前記第１主面上に形成された金属層と、当該金属層上に形成されたアシスト層とを有する積層膜であって、前記金属層は金属を含有する層であり、前記アシスト層は、前記金属層が含有する金属よりも光吸収性が高い金属を含有する層である、前記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の膜加工方法。
【００１２】
（６）前記膜が、前記ガラス基板の前記第１主面上に形成されたアシスト層と、当該アシスト層上に形成された金属層とを有する積層膜であって、前記金属層は金属を含有する層であり、前記アシスト層は、前記金属層が含有する金属よりも光吸収性が高い金属を含有する層である、前記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の膜加工方法。
【００１３】
（７）前記膜が、前記ガラス基板の前記第１主面上に形成された低反射層と、当該低反射層上に形成された金属層と、当該金属層上に形成されたアシスト層とを有する積層膜であって、前記低反射層は、酸化チタンまたは酸化ジルコニウムを含有する層であり、前記金属層は金属を含有する層であり、前記アシスト層は、前記金属層が含有する金属よりも光吸収性が高い金属を含有する層である、前記（１）〜（４）のいずれか１つに記載の膜加工方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、より低エネルギーで行われ、かつ、加工精度にもより優れた、膜加工方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】基板１の一例を示す側断面図である。
【図２Ａ】基板１の別の一例を示す側断面図であり、アシスト層４０が金属層３０上に形成されている状態を示す。
【図２Ｂ】基板１の別の一例を示す側断面図であり、アシスト層４０がガラス基板１０の第１主面１２上に形成されている状態を示す。
【図３】基板１のさらに別の一例を示す側断面図である。
【図４】本発明の膜加工方法によって膜６０が加工された状態の基板１の一例を示す側断面図である。
【図５】本発明の膜加工方法によって膜６０が加工された状態の基板１の一例を示す平面図である。
【図６Ａ】第１工程の一例を示す側断面図であり、除去予定部位６５の一方の側面部分６５ａを除去している状態を示す。
【図６Ｂ】第１工程の一例を示す側断面図であり、除去予定部位６５の他方の側面部分６５ｂを除去している状態を示す。
【図７】第２工程の一例を示す側断面図である。
【図８】第２工程の別の一例を示す側断面図である。
【図９】エッジ形状の評価方法を模式的に示す側断面図である。
【図１０】デブリ発生状況の評価方法を模式的に示す平面図である。
【図１１】膜剥がれの評価方法を模式的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
［本発明の膜加工方法が用いられる対象］
まず、以下では、図１に基いて、本発明の膜加工方法が用いられる対象の一例として、膜付き基板（以下、単に「基板」ともいう）１について説明する。
【００１７】
図１は、基板１の一例を示す側断面図である。基板１は、第１主面１２と当該第１主面１２に対向する第２主面１４とを有するガラス基板１０を有し、その第１主面１２上に膜６０が形成されている。なお、基板１をＰＤＰ前面基板として用いる場合、ＰＤＰ鑑賞側は第２主面１４側となる。
【００１８】
〔ガラス基板〕
ガラス基板１０は、強度および耐久性が他の材質に比べて優れている。ガラス基板１０の種類は特に限定されず、例えば、従来公知の各種ガラス基板（ソーダライムガラス、無アルカリガラス等）を用いることができる。好ましい具体的態様の１つとして、ＰＤＰ用高歪点ガラスを挙げることができる。また、その大きさや厚さも特に限定されない。例えば、縦横の長さとして、各々、４００〜３０００ｍｍ程度のものを好ましく用いることができる。また、その厚さは０．７〜３．０ｍｍが好ましく、１．５〜３．０ｍｍがより好ましい。
【００１９】
〔膜〕
ガラス基板１０の第１主面１２上に形成される膜６０は、単一の層からなる単層膜であっても、異なる層が積層してなる積層膜であってもよいが、少なくとも、金属材料で構成された金属層３０を有する。すなわち、膜６０が単層膜である場合、膜６０は金属層３０のみからなる。なお、図１においては、膜６０が単一の金属層３０のみからなる基板１について示している。
【００２０】
＜金属層＞
金属層３０を構成する金属材料としては、金属であれば特に限定されない。もっとも、基板１がＰＤＰ前面基板として用いられる場合には、金属層３０によって電極が構成されることから、金属材料としては、例えば、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、アルミニウム合金（Ａｌ合金）等、シート抵抗が０．０１Ω／□以下の金属材料が挙げられる。
これらの金属材料のうち、金属層３０上に誘電体を設けた場合に、当該誘電体に泡を発生させてしまうことがなく、また、焼成前後における寸法精度（パターニングされた電極層３０の寸法が焼成前後で変化し難い特性）に優れ、さらに、焼成後の抵抗維持性（焼成後に抵抗値が焼成前と比較して多大にならない特性）にも優れる等の理由から、ＡｌまたはＡｌ合金であるのが好ましい。
なかでも、レーザ光が照射された際に、より蒸発しやすく、より低エネルギーでの加工が可能になるという理由から、Ａｌ合金がより好ましい。
【００２１】
Ａｌに添加されるＡｌ以外の金属としては、例えば、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｉ、Ｍｎ等が挙げられる。このようなＡｌ合金としては、例えば、Ａｌ−Ｎｄ、Ａｌ−Ｚｒ−Ｎｂ、Ａｌ−Ｍｏ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｍｎ−Ｓｉ等が挙げられ、高温焼成後の耐酸化性と低抵抗維持性が両立できる観点から、Ａｌ−Ｎｄ、Ａｌ−Ｚｒ−Ｎｂであるのが好ましい。
【００２２】
金属層３０の厚さは、用途に応じて種々の厚さであってよいが、一般的な半導体電子デバイスの配線膜としては、必要な抵抗基準に合わせて、０．１〜１０μｍの範囲から選択するのが好ましく、特にフラットパネルディスプレイの電極配線としては、０．５〜６μｍであるのがより好ましく、プラズマパネルディスプレイの電極配線限定として使用する際、低抵抗維持するには２〜５μｍであるのがさらに好ましい。
【００２３】
＜アシスト層＞
図２は、基板１の別の一例を示す側断面図である。積層膜である場合の膜６０は、金属層３０上またはガラス基板１０の第１主面１２上に、アシスト層４０を有していてもよい。なお、アシスト層４０については、特願２０１０−０８９５９５の明細書に詳しい。
【００２４】
図２Ａは、アシスト層４０が金属層３０上に形成されている状態を示し、図２Ｂは、アシスト層４０がガラス基板１０の第１主面１２上に形成されている状態を示している。
アシスト層４０は、金属層３０が含有する金属とは異なる金属であって、金属層３０が含有する金属よりも光吸収性が高い金属を含有しており、金属層３０とは光吸収性が異なっている。
【００２５】
アシスト層４０が金属層３０上に形成されている場合には、後述する第２工程で用いられるナノ秒レーザ光はガラス基板１０の第１主面１２側から照射されるのが好ましい。また、アシスト層４０がガラス基板１０の第１主面１２上に形成されている場合には、後述する第２工程で用いられるナノレーザ光はガラス基板１０の第２主面１４側から照射されるのが好ましい。
アシスト層４０が形成されていることによって、金属層３０の光吸収性が低いためにレーザ光を十分に吸収して蒸発しにくい場合であっても、照射されたレーザ光が十分に金属層３０に伝達されて、金属層３０が除去されやすくなる。
なお、アシスト層４０は、レーザ光の照射によって、金属層３０とともに除去される。
【００２６】
アシスト層４０の構成材料である金属としては、金属層３０に効率良くレーザ光の熱エネルギーを伝達できる金属であるのが好ましい。
例えば、金属層３０がＡｌまたはＡｌ合金を含有する場合、アシスト層４０の構成材料は、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、モリブデン（Ｍｏ）であるのが好ましく、クロム（Ｃｒ）であるのがより好ましい。これにより、アシスト層４０が形成されていない場合と比較して、より低いパワーのレーザ光によって、金属層３０を蒸発させることができる。
アシスト層４０の厚さは、金属層３０の厚さに応じて種々の厚さであってよいが、５〜２００ｎｍが好ましく、１０〜５０ｎｍがより好ましい。アシスト層４０の厚さが５ｎｍ以上であれば、金属層３０をパターニングするために必要な量のレーザ光を吸収できる膜厚として十分であり、２００ｎｍ以下であればレーザ光を吸収するための膜厚が必要以上にならず、効率良く金属層３０をパターニングできる。
【００２７】
＜低反射層＞
図３は、基板１のさらに別の一例を示す側断面図である。図３に示すように、ガラス基板１０の第１主面１２上に形成されるアシスト層４０に代えて、光吸収性が高く反射率が低い低反射層２０が形成されていてもよい。
基板１がＰＤＰ前面基板として用いられる場合、ガラス基板１０の第２主面１４側からの入射光を反射しないようにするために、低反射層２０を要する。
低反射層２０の反射率は、例えば１０％以下であるのが好ましい。なお、低反射層２０の反射率とは、第２主面１４の法線方向に対して入射角５°で第２主面１４側から入射された波長３５０〜８００ｎｍの光に対する反射率（％）のうち、この波長範囲で最低値を示す反射率（％）のことをいう。
低反射層２０は、その構成材料として、少なくとも酸化チタン（ＴｉＯｘ，ｘ＞０）または酸化ジルコニウム（ＺｒＯｘ，ｘ＞０）を含有しているのが好ましい。これにより、低反射層２０においては、低い反射率が実現されるとともに、ガラス基板１０および／または金属層３０に対する優れた密着性が実現される。
低反射層２０の厚さは、用途に応じた種々の厚さであってよいが、金属層３０に合わせて必要な低反射率を得るには、２５〜２００ｎｍであるのが好ましく、さらに反射率１０％以下を得るには、５０〜１００ｎｍであるのがより好ましい。
【００２８】
低反射層２０がガラス基板１０の第１主面１２上に形成されている場合には、後述する第２工程で用いられるナノレーザ光はガラス基板１０の第２主面１４側から照射されるのが好ましい。アシスト層４０が形成されている場合と同様に、照射されたレーザ光が十分に金属層３０に伝達されて、金属層３０が除去されやすく、より低エネルギーでの加工が可能となる。
【００２９】
積層膜である場合の膜６０は、さらに別の層を有していてもよく、例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）の前面板電極として使用される場合、誘電体の侵食を防ぐために、金属層３０上に形成されたアシスト層４０上に、保護層構成材料として酸化スズ（ＳｎＯ２）を含有する層（図示せず）を有していてもよい。
【００３０】
［本発明の膜加工方法］
次に、図４および図５に基いて、本発明の膜加工方法の概要を説明する。図４は、本発明の膜加工方法によって膜６０が加工された状態の基板１の一例を示す側断面図であり、図５は、その平面図である。
【００３１】
概略的には、本発明の膜加工方法は、ガラス基板１０の第１主面１２上に形成された膜６０の不要部位である除去予定部位６５を、レーザ光源（図４および図５では図示せず）によって生成されるレーザ光（図４および図５では図示せず）の照射によって除去し、除去部７１を形成する膜加工方法である。
図４および図５においては、膜６０の加工が一部終了しており、複数の除去部７１が形成され、除去部７１はガラス基板１０を露出させている。
このとき、ガラス基板１０の第１主面１２側から膜６０にレーザ光を照射させる場合は、膜６０とレーザ光源との間に、ガラス基板１０の第２主面１４側から膜６０にレーザ光を照射させる場合は、第２主面１４とレーザ光源との間に、所定のパターンが形成されたマスク（図示せず）を配置し、当該マスクを介して膜６０にレーザ光を照射させることで、膜６０が所定のパターンを描くように、レーザ光を照射してもよい。
膜６０のパターンは、用途に応じて種々のパターンとすることができる。例えば、金属層３０（図４および図５では図示せず）がＰＤＰ前面基板用の電極を形成する場合、図４および図５に示すように、所定幅を有するライン状の除去部７１が所定間隔をもって形成されるようにしてもよい。これにより、除去されずに残された膜６０が、除去部７１を介して、平行配置された複数本のライン状パターンを形成する。
【００３２】
次に、このような本発明の膜加工方法の詳細について説明する。本発明の膜加工方法は、後述する第１工程および第２工程を、この順に備える。
【００３３】
〔第１工程〕
図６は、第１工程の一例を示す側断面図である。第１工程は、ガラス基板１０の第１主面１２上に形成された膜６０の除去予定部位６５の側面部分６５ａおよび側面部分６５ｂを、レーザ光源８０が生成したレーザ光８１の照射によって除去する工程である。
【００３４】
より詳細には、まず、図６Ａに示すように、除去予定部位６５の一方の側面部分６５ａを、膜６０が形成されている第１主面１２側からのレーザ光８１の照射によって蒸発させて除去する。続けて、図６Ｂに示すように、除去予定部位６５の他方の側面部分６５ｂを、同様に、膜６０が形成されている第１主面１２側からのレーザ光８１の照射によって蒸発させて除去する。
こうして、まず、除去部７１（図４等参照）の側面部分である側面除去部７１ａおよび側面除去部７１ｂ（図７参照）が形成される。
【００３５】
第１工程に用いられるレーザ光８１は、パルス幅がピコ秒（ｐｓ：１０−１２秒）であるピコ秒レーザ光、または、パルス幅がフェムト秒（ｆｓ：１０−１５秒）であるフェムト秒レーザ光である。
【００３６】
このようなレーザ光８１としては、ピコ秒レーザ光またはフェムト秒レーザ光であって膜６０を除去できるものであれば特に限定されないが、ピコ秒レーザ光としては、パルス幅が１〜５００ｐｓであるのが好ましく、パルスエネルギーが１００μＪ〜１ｍＪであるのが好ましく、波長が５３２〜１０６４ｎｍであるのが好ましく、繰り返し周波数が５０ｋＨｚ〜５０ＭＨｚであるのが好ましく、レーザ平均出力が２〜５０Ｗであるのが好ましい。
また、フェムト秒レーザ光としては、パルス幅が１５〜８００ｆｓであるのが好ましく、パルスエネルギーが５μＪ〜１ｍＪであるのが好ましく、波長が８００〜１５５２ｎｍであるのが好ましく、繰り返し周波数が５０ｋＨｚ〜８０ＭＨｚであるのが好ましく、レーザ平均出力が２００ｍＷ〜１５Ｗであるのが好ましい。
【００３７】
レーザ光源８０は、このようなレーザ光８１を生成して発射できるものであれば、特に限定されず、種々のレーザ光源を用いることができる。
【００３８】
〔第２工程〕
図７は、第２工程の一例を示す側断面図であり、図８は、第２工程の別の一例を示す側断面図である。
第２工程は、第１工程によって側面部分６５ａおよび側面部分６５ｂが除去された除去予定部位６５を、レーザ光源９０が生成したレーザ光９１の照射によって除去し、除去部７１（図４等参照）を形成する工程である。
【００３９】
第２工程においては、図７に示すように、除去予定部位６５に、膜６０が形成されている第１主面１２側からレーザ光９１を照射してもよいし（以下「膜面照射」ともいう）、図８に示すように、ガラス基板１０の第２主面１４側からレーザ光９１を照射してもよい（以下「ガラス面照射」ともいう）。
【００４０】
第２工程に用いられるレーザ光９１は、パルス幅がナノ秒（ｎｓ：１０−９秒）であるナノ秒レーザ光である。
レーザ光９１としては、例えば、ＹＡＧ基本波レーザ光が挙げられ、ナノ秒レーザ光であって膜６０を除去できるものであれば特に限定されない。ナノ秒レーザ光としては、パルス幅が１０〜５００ｎｓであるのが好ましく、フルエンスが３〜１７Ｊ／ｃｍ２であるのが好ましく、波長が１０６０〜１０６４ｎｍであるのが好ましく、繰り返し周波数が１〜１０ｋＨｚであるのが好ましく、レーザ平均出力が１００〜８００Ｗであるのが好ましい。
【００４１】
もっとも、後述するように従来のレーザ加工（後述）よりも、膜６０の除去に要するエネルギー（フルエンス）を低減できる。
【００４２】
レーザ光源９０は、ナノ秒レーザ光であるレーザ光９１を生成して発射できるものであれば、特に限定されず、種々のレーザ光源を用いることができる。
【００４３】
ここで、本発明の膜加工方法（以下「２次レーザ加工法」ともいう。）と、第１工程を経ずに（つまり、レーザ光８１の照射によって側面部分６５ａおよび側面部分６５ｂを除去せずに）、いきなり、レーザ光９１の照射だけで除去予定部位６５を除去しようとする方法（以下「従来レーザ加工法」ともいう）と、を比較する。
【００４４】
２次レーザ加工法においては、第２工程の段階では、除去予定部位６５は、側面除去部７１ａおよび側面除去部７１ｂという空間を介して、隣接する膜６０から隔離されている。そのため、レーザ光９１を除去予定部位６５に照射した場合の熱は、従来レーザ加工法よりも、隣接する膜６０に逃げにくく、除去予定部位６５にエネルギーを集中させることができる。これにより、２次レーザ加工法においては、従来レーザ加工法よりも、より低エネルギーのレーザ光９１で、除去予定部位６５を蒸発させて除去することができる。
【００４５】
このとき、除去部７１（となる当初の除去予定部位６５）の幅の長さ（図７および図８中、Ｗで示す）は、熱が除去予定部位６５に拡散せず留まってより蒸発させやすいという観点から、２０〜１０００μｍであるのが好ましく、基板１をＰＤＰ前面基板として用いる観点からは、５０〜２００μｍであるのがより好ましい。
【００４６】
また、第１工程にて形成される、側面除去部７１ａおよび側面除去部７１ｂの幅の長さ（ＷａおよびＷｂで示す）は、除去予定部位６５の幅の長さに応じて適切な長さにすればよいが、側面除去部７１ａおよび側面除去部７１ｂの幅が長いほど、走査速度（加工速度）が遅くなるため、１〜２０μｍであるのが好ましく、５〜１０μｍであるのがより好ましい。
【００４７】
そして、２次レーザ加工法においては、側面部分６５ａおよび側面部分６５ｂを除去する際には、ピコ秒レーザ光またはフェムト秒レーザ光が用いられている。ピコ秒レーザ光またはフェムト秒レーザ光は、熱的影響がナノ秒レーザ光を用いた場合よりも小さい。そのため、除去予定部位６５に隣接する膜６０の剥がれ等を抑制できるなど、レーザ光９１のみを用いる従来レーザ加工法よりも、エッジ形状が良好となり、膜剥がれも少なくなる点で加工精度や加工品質に優れる。
【００４８】
また、２次レーザ加工法の第２工程においては、上述したように、図７に示す膜面照射であっても、図８に示すガラス面照射であってもよいが、膜６０を除去しやすいという観点からは、ガラス面照射の方が好ましい。すなわち、ガラス面照射であれば、ガラス基板１０と膜６０との接触部分を優先的に蒸発させることで、膜６０がより除去されやすくなる。
【００４９】
ここで、膜６０が積層膜である場合、具体的には、ガラス基板１０の第１主面１２上に金属層３０が形成され、この金属層３０上にアシスト層４０が形成されている場合；ガラス基板１０の第１主面１２上にアシスト層４０が形成され、このアシスト層４０上に金属層３０が形成されている場合；ガラス基板１０の第１主面１２上に低反射層２０が形成され、この低反射層２０上に金属層３０が形成され、この金属層３０上にアシスト層４０が形成されている場合；等について考える。この場合、金属層３０の単層膜である場合と比較して、除去予定部位６５に照射されたレーザ光９１の熱はより周囲に伝達されやすい状態にあると考えられる。そのままレーザ光９１で照射すると、周囲に伝達される熱の影響により、除去部７１の両端のパターン（膜６０）のエッジ形状が悪く（盛り上がりが生じる）なったり、膜剥がれや残渣（デブリ）が生じたりするなど、加工精度や加工品質が悪くなる。
しかし、第１工程において、側面除去部７１ａおよび側面除去部７１ｂが形成されるため、除去予定部位６５に隣接する膜６０への熱の拡散が遮断される。その一方で、除去予定部位６５においては、アシスト層４０等から金属層３０へ熱が伝達されやすくなっているため、膜６０の蒸発（除去）がより容易となる。
したがって、膜６０が金属層３０の単層膜である場合よりも、上記のような積層膜である場合の方が、より低エネルギーでの除去が可能となる。
さらに、側面部分６５ａおよび側面部分６５ｂが除去された除去予定部位６５を除去する際、除去予定部位６５に隣接する膜６０への熱の拡散が遮断されるため、側面除去部７１ａおよび側面除去部７１ｂの両端のパターン（膜６０）のエッジ形状に影響がなく、フェムト秒レーザまたはピコ秒レーザで仕上げた後の高精度の形状が保たれる。
【実施例】
【００５０】
以下に、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５１】
＜加工対象＞
（加工対象１）
ガラス基板（ＰＤ２００、厚さ：１．８ｍｍ、旭硝子社製）の第１主面上に、ＡｒガスとＡｌターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ａｌで構成された金属層（厚さ：５μｍ）を形成した。このようにしてガラス基板の第１主面上に形成された単層の膜（Ａｌ）を加工対象１とした。
（加工対象２）
ガラス基板（ＰＤ２００、厚さ：１．８ｍｍ、旭硝子社製）の第１主面上に、ＡｒガスとＡｌ−Ｎｄ（Ｎｄ：２ａｔ％）ターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ａｌ−Ｎｄで構成された金属層（厚さ：５μｍ）を形成した。このようにしてガラス基板の第１主面上に形成された単層の膜（Ａｌ−Ｎｄ）を加工対象２とした。
（加工対象３）
ガラス基板（ＰＤ２００、厚さ：１．８ｍｍ、旭硝子社製）の第１主面上に、ＡｒガスとＡｌ−Ｚｒ−Ｎｂ（Ｚｒ：１〜１．５ａｔ％、Ｎｂ：０．１〜０．５ａｔ％）ターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ａｌ−Ｚｒ−Ｎｂで構成された金属層（厚さ：５μｍ）を形成した。このようにしてガラス基板の第１主面上に形成された単層の膜（Ａｌ−Ｚｒ−Ｎｂ）を加工対象３とした。
【００５２】
（加工対象４）
加工対象１の金属層上に、ＡｒガスとＣｏターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ｃｏで構成されたアシスト層（厚さ：５０ｎｍ）を形成した。このようにしてガラス基板の第１主面上に形成された積層の膜（Ａｌ／Ｃｏ）を加工対象４とした。
（加工対象５）
加工対象２の金属層上に、ＡｒガスとＣｏターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ｃｏで構成されたアシスト層（厚さ：５０ｎｍ）を形成した。このようにしてガラス基板の第１主面上に形成された積層の膜（Ａｌ−Ｎｄ／Ｃｏ）を加工対象５とした。
（加工対象６）
加工対象２の金属層上に、ＡｒガスとＣｒターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ｃｒで構成されたアシスト層（厚さ：５０ｎｍ）を形成した。このようにしてガラス基板の第１主面上に形成された積層の膜（Ａｌ−Ｎｄ／Ｃｒ）を加工対象６とした。
【００５３】
（加工対象７）
ガラス基板（ＰＤ２００、厚さ：１．８ｍｍ、旭硝子社製）の第１主面上に、ＡｒガスとＣｏターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ｃｏで構成されたアシスト層（厚さ：５０ｎｍ）を形成した。次に、ＡｒガスとＡｌターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ａｌで構成された金属層（厚さ：５μｍ）をアシスト層上に形成した。このようにしてガラス基板の第１主面上に形成された積層の膜（Ｃｏ／Ａｌ）を加工対象７とした。
（加工対象８）
ガラス基板（ＰＤ２００、厚さ：１．８ｍｍ、旭硝子社製）の第１主面上に、ＡｒガスとＣｒターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ｃｒで構成されたアシスト層（厚さ：５０ｎｍ）を形成した。次に、ＡｒガスとＡｌターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ａｌで構成された金属層（厚さ：５μｍ）をアシスト層上に形成した。このようにしてガラス基板の第１主面上に形成された積層の膜（Ｃｒ／Ａｌ）を加工対象８とした。
【００５４】
（加工対象９）
ガラス基板（ＰＤ２００、厚さ：１．８ｍｍ、旭硝子社製）の第１主面上に、Ａｒ＋ＣＯ２の混合ガス（ＣＯ２ガス濃度：１０％）とＴｉターゲットとを用いてスパッタリングを行い、酸化チタン（ＴｉＯｘ）で構成された低反射層（厚さ：４０ｎｍ）を形成した。次に、ＡｒガスとＡｌターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ａｌで構成された金属層（厚さ：５μｍ）を低反射層上に形成した。次に、ＡｒガスとＣｒターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ｃｒで構成されたアシスト層（厚さ：５０ｎｍ）を金属層上に形成した。このようにしてガラス基板の第１主面上に形成された積層の膜（ＴｉＯｘ／Ａｌ／Ｃｒ）を加工対象９とした。
（加工対象１０）
ガラス基板（ＰＤ２００、厚さ：１．８ｍｍ、旭硝子社製）の第１主面上に、Ａｒ＋ＣＯ２の混合ガス（ＣＯ２ガス濃度：１０％）とＴｉターゲットとを用いてスパッタリングを行い、酸化チタン（ＴｉＯｘ）で構成された低反射層（厚さ：４０ｎｍ）を形成した。次に、ＡｒガスとＡｌ−Ｎｄ（Ｎｄ：２ａｔ％）ターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ａｌ−Ｎｄで構成された金属層（厚さ：５μｍ）を低反射層上に形成した。次に、ＡｒガスとＣｒターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ｃｒで構成されたアシスト層（厚さ：５０ｎｍ）を金属層上に形成した。このようにしてガラス基板の第１主面上に形成された積層の膜（ＴｉＯｘ／Ａｌ−Ｎｄ／Ｃｒ）を加工対象１０とした。
（加工対象１１）
ガラス基板（ＰＤ２００、厚さ：１．８ｍｍ、旭硝子社製）の第１主面上に、Ａｒ＋ＣＯ２の混合ガス（ＣＯ２ガス濃度：１０％）とＴｉターゲットとを用いてスパッタリングを行い、酸化チタン（ＴｉＯｘ）で構成された低反射層（厚さ：４０ｎｍ）を形成した。次に、ＡｒガスとＡｌ−Ｚｒ−Ｎｂ（Ｚｒ：１〜１．５ａｔ％、Ｎｂ：０．１〜０．５ａｔ％）ターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ａｌ−Ｚｒ−Ｎｂで構成された金属層（厚さ：５μｍ）を低反射層上に形成した。次に、ＡｒガスとＣｒターゲットとを用いてスパッタリングを行い、Ｃｒで構成されたアシスト層（厚さ：５０ｎｍ）を金属層上に形成した。このようにしてガラス基板の第１主面上に形成された積層の膜（ＴｉＯｘ／Ａｌ−Ｚｒ−Ｎｂ／Ｃｒ）を加工対象１１とした。
【００５５】
＜加工法＞
（加工法１：従来レーザ加工法［膜面照射］）
ＹＡＧ基本波レーザ光を照射して、膜にライン状の除去部（幅の長さ：３５μｍ）を形成した。このとき、レーザ光を、ガラス基板の第１主面側から膜に照射した（膜面照射）。ＹＡＧ基本波レーザ光の条件は、次のとおりである。
波長：１０６０ｎｍ、レーザ最大平均出力：２０Ｗ、パルス幅：約１９０ｎｓ
【００５６】
（加工法２：従来レーザ加工法［ガラス面照射］）
上記ＹＡＧ基本波レーザ光をガラス基板の第２主面側から膜に照射した（ガラス面照射）。それ以外は、加工法１と同様にした。
【００５７】
（加工法３：２次レーザ加工法［膜面照射］）
上述した２次レーザ加工法を用いて、膜にライン状の除去部（幅の長さ：４７μｍ）を形成した。具体的には、まず、第１工程として、ガラス基板の第１主面側から、フェムト秒レーザ光を、膜の除去予定部位における側面部分に照射して、側面除去部（幅の長さ：６μｍ）を形成した。次に、第２工程として、上記ＹＡＧ基本波レーザ光を、ガラス基板の第１主面側から、側面部分が除去された除去予定部位に照射して、除去部を形成した。上記フェムト秒レーザ光の条件は、次のとおりである。
波長：１５５２ｎｍ、レーザ最大平均出力：５Ｗ、パルス幅：８００ｆｓ
【００５８】
（加工法４：２次レーザ加工法［ガラス面照射］）
第２工程におけるＹＡＧ基本波レーザ光をガラス基板の第２主面側から膜に照射した（ガラス面照射）。それ以外は、加工法３と同様にした。
【００５９】
＜評価＞
各加工法により膜の加工を行った。その際、以下の評価を行った。結果を下記第１表に示す。
【００６０】
（フルエンス）
膜の除去予定部を完全に除去して除去部を形成するのに要したＹＡＧ基本波レーザ光のフルエンス（単位面積当たりのエネルギー量）［Ｊ／ｃｍ２］の値を調べた。値が低いほど、より低エネルギーで膜の加工が可能であることを示す。
【００６１】
（エッジ形状）
図９は、エッジ形状の評価方法を模式的に示す側断面図である。図９に示すように、膜６０に除去部７１が形成される際、レーザ光の照射による熱的影響を受けて、そのエッジ部分に、膜６０の表面から突出するような形状（バリ）が出現する場合がある。このようなバリが出現すると加工精度や加工品質に劣ると評価される。
そこで、加工後の膜６０のエッジ形状を、レーザ顕微鏡を用いて観察した。図９中、Ｈ１がバリの高さを示し、Ｈ２が膜６０の高さを示している。
「（Ｈ１／Ｈ２）×１００」の値が１％以下である場合は熱的影響が非常に小さく加工精度や加工品質に非常に優れるものとして「Ａ」と評価した。その値が１％超１０％以下である場合は熱的影響が小さく加工精度や加工品質に優れるものとして「Ｂ」と評価した。その値が１０％超１００％未満である場合は熱的影響がややあり加工精度や加工品質にやや劣るものとして「Ｃ」と評価した。その値が１００％以上である場合は熱的影響が大きく加工精度や加工品質に劣るものとして「Ｄ」と評価した。
【００６２】
（デブリ発生状況）
図１０は、デブリ発生状況の評価方法を模式的に示す平面図である。図１０に示すように、膜６０にレーザ光が照射されて除去部７１が形成される際、照射部位から膜６０の破片（デブリ）５０が飛び散って、周囲の膜６０に付着する。レーザ光の照射による熱的影響が大きいほど、デブリ５０の付着範囲は広範囲となり、加工品質に劣る。
そこで、加工後の膜６０におけるデブリ発生状況を、ＳＥＭを用いて観察した。図１０中、Ｘ１およびＸ２は、デブリ５０が付着した膜６０の幅の長さを示している。
Ｘ１およびＸ２の最大値が１μｍ未満である場合は熱的影響が非常に小さく加工品質に非常に優れるものとして「Ａ」と評価した。その最大値が１μｍ以上５μｍ未満である場合は熱的影響が小さく加工品質に優れるものとして「Ｂ」と評価した。その最大値が５μｍ以上１０μｍ以下である場合は熱的影響がややあり加工品質にやや劣るものとして「Ｃ」と評価した。その最大値が１０μｍ超である場合は熱的影響が大きく加工品質に劣るものとして「Ｄ」と評価した。
【００６３】
（膜剥がれ）
図１１は、膜剥がれの評価方法を模式的に示す平面図である。図１１に示すように、膜６０にレーザ光が照射されて除去部７１が形成される際、レーザ光の照射による熱的影響が大きいほど、除去部７１に隣接する膜６０がガラス基板１０から剥がれて、形状に異変が生じてしまう。図１１中、膜６０の剥がれをＺで示している。
そこで、加工後における膜６０の剥がれを、ＳＥＭを用いて観察した。図１１中、Ｙ１およびＹ２は、剥がれが生じた膜６０の幅の長さを示している。
Ｙ１およびＹ２の最大値が１μｍ未満である場合は熱的影響が非常に小さく加工精度に非常に優れるものとして「Ａ」と評価した。その最大値が１μｍ以上５μｍ未満である場合は熱的影響が小さく加工精度に優れるものとして「Ｂ」と評価した。その最大値が５μｍ以上１０μｍ以下である場合は熱的影響がややあり加工精度にやや劣るものとして「Ｃ」と評価した。その最大値が１０μｍ超である場合は熱的影響が大きく加工精度に劣るものとして「Ｄ」と評価した。
【００６４】
【表１】
2013073894.tif 000003
【００６５】
【表２】
2013073894.tif 000004
【００６６】
前記第１表に示す結果から、２次レーザ加工法（加工法３または４）を用いた場合（各実施例）においては、従来レーザ加工法（加工法１または２）を用いた場合（各比較例）と比較して、低エネルギーで、かつ、加工精度や加工品質に優れた加工が可能になることが分かった。
また、２次レーザ加工法（加工法３または４）を用いた各実施例においては、膜面照射（加工法３）よりもガラス面照射（加工法４）の方が、より低エネルギーでの加工が可能となり、加工精度や加工品質もさらに優れることが分かった。
【００６７】
また、Ａｌで構成された金属層を有する加工対象（例えば、加工対象１）を使用した実施例よりも、Ａｌ−ＮｄまたはＡｌ−Ｚｒ−Ｎｂで構成された金属層を有する加工対象（例えば、加工対象２または３）を使用した実施例の方が、より低エネルギーでの加工が可能になる傾向にあることが分かった。このような傾向は、例えば、実施例３と実施例７と実施例１１との対比結果、実施例４と実施例８と実施例１２との対比結果等から導かれる。
【符号の説明】
【００６８】
１  膜付き基板（基板）
１０  ガラス基板
１２  第１主面
１４  第２主面
２０  低反射層
３０  金属層
４０  アシスト層
５０  デブリ
６０  膜
６５  除去予定部位
６５ａ  側面部分
６５ｂ  側面部分
７１  除去部
７１ａ  側面除去部
７１ｂ  側面除去部
８０  レーザ光源
８１  レーザ光
９０  レーザ光源
９１  レーザ光
Ｈ１  バリの高さ
Ｈ２  膜の高さ
Ｗ  除去部の幅の長さ
Ｗａ，Ｗｂ  側面除去部の幅の長さ
Ｘ１，Ｘ２  デブリが付着した膜の幅の長さ
Ｙ１，Ｙ２  剥がれが生じた膜の幅の長さ
Ｚ  膜の剥がれ
【図１】
2013073894.tif 000005
【図２Ａ】
2013073894.tif 000006
【図２Ｂ】
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【図３】
2013073894.tif 000008
【図４】
2013073894.tif 000009
【図５】
2013073894.tif 000010
【図６Ａ】
2013073894.tif 000011
【図６Ｂ】
2013073894.tif 000012
【図７】
2013073894.tif 000013
【図８】
2013073894.tif 000014
【図９】
2013073894.tif 000015
【図１０】
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【図１１】
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