特許 6238675 レーザ加工方法及びインクジェットヘッドの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6238675

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】レーザ加工方法及びインクジェットヘッドの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B23K 26/382 20140101AFI20171120BHJP

   B23K 26/00 20140101ALI20171120BHJP

   B23K 26/067 20060101ALI20171120BHJP

   B41J 2/16 20060101ALI20171120BHJP

【ＦＩ】

   B23K26/382

   B23K26/00 G

   B23K26/067

   B41J2/16 501

【請求項の数】8

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2013-212668(P2013-212668)

(22)【出願日】2013年10月10日

(65)【公開番号】特開2015-74019(P2015-74019A)

(43)【公開日】2015年4月20日

【審査請求日】2016年10月4日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100094112

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 讓

(74)【代理人】

【識別番号】100096943

【弁理士】

【氏名又は名称】臼井 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100101498

【弁理士】

【氏名又は名称】越智 隆夫

(74)【代理人】

【識別番号】100107401

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 誠一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100106183

【弁理士】

【氏名又は名称】吉澤 弘司

(74)【代理人】

【識別番号】100128668

【弁理士】

【氏名又は名称】齋藤 正巳

(74)【代理人】

【識別番号】100134393

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 克彦

(74)【代理人】

【識別番号】100174230

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 尚文

(72)【発明者】

【氏名】倉知 孝介

【審査官】 奥隅 隆

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１４２８２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１２６６８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１４４４８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１２６２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２５７７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｋ ２６／００−２６／７０

Ｂ４１Ｊ ２／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

パルスレーザ発振器から出射されるレーザ光を基板に照射して前記基板に孔をあけるためのレーザ加工方法であって、前記レーザ光を少なくとも、第１レーザ光と、前記第１レーザ光よりもパルスエネルギー強度が小さい第２レーザ光とに分岐する工程と、
前記第１レーザ光を第１の加工位置に照射する工程と、
前記レーザ光を少なくとも、前記第１レーザ光よりもパルスエネルギー強度が小さい第３レーザ光と、前記第３レーザ光よりもパルスエネルギー強度が大きい第４レーザ光とに分岐する第２の分岐工程と、
前記第３レーザ光を、前記第１レーザ光を照射後の前記第１の加工位置に照射し、前記第４レーザ光を第２の加工位置に照射する工程と、
前記レーザ光を、第５レーザ光と、前記第４レーザ光および前記第５レーザ光よりもパルスエネルギー強度が小さい第６レーザ光とに分岐する第３の分岐工程と、
前記第５レーザ光を第３の加工位置に対して照射し、前記第６レーザ光を、前記第４レーザ光を照射後の前記第２の加工位置に照射する工程と、
を有することを特徴とするレーザ加工方法。

【請求項2】

前記レーザ光は、Ｐ波のレーザ光とＳ波のレーザ光とを含み、前記Ｐ波のレーザ光と、 前記Ｓ波のレーザ光とは、パルスエネルギー強度の割合が異なることを特徴とする請求項１記載のレーザ加工方法。

【請求項3】

前記第１レーザ光と前記第２レーザ光に分岐する工程は、偏光ビームスプリッタにより前記レーザ光をＰ波のレーザ光とＳ波のレーザ光とに分岐することを特徴とする請求項１または２記載のレーザ加工方法。

【請求項4】

前記第３レーザ光と前記第４レーザ光に分岐する工程は、前記第１レーザ光と前記第２レーザ光に分岐する工程における前記レーザ光の偏光方向の向きを光変調素子により入れ換えて、前記偏光ビームスプリッタにより前記入れ換えたレーザ光を分岐することを特徴とする請求項３記載のレーザ加工方法。

【請求項5】

前記第５レーザ光と前記第６レーザ光に分岐する工程は、前記第３レーザ光と前記第４レーザ光に分岐する工程における前記入れ換えたレーザ光の偏光方向の向きを前記光変調素子によりさらに入れ換えて、前記偏光ビームスプリッタにより前記さらに入れ換えたレーザ光を分岐することを特徴とする請求項４記載のレーザ加工方法。

【請求項6】

前記第１レーザ光、前記第４レーザ光および前記第５レーザ光は、パルスエネルギー強度が等しいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。

【請求項7】

前記第２レーザ光、前記第３レーザ光および前記第６レーザ光は、パルスエネルギー強度が等しいことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。

【請求項8】

請求項１〜７のいずれか一項に記載のレーザ加工方法により、インク滴を吐出する吐出孔にインクを供給する経路となる溝を加工することを特徴とするインクジェットヘッドの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、レーザ光を用いて被加工物を加工するレーザ加工方法、及び、インクジェットヘッドの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

穴あけ、切断などのレーザ光を利用した加工が機械、電子、半導体など多方面の分野で利用されている。これらの加工を行うレーザ加工装置として、レーザ発振器から出力されたレーザ光をビームスプリッタにより分岐し、分岐したレーザ光をそれぞれ加工対象に照射し、多点でレーザ加工を行う技術が提案されている（特許文献１）。

【0003】

特許文献１に記載された技術の場合、部分反射鏡の角度によって、ビームスプリッタに入射するレーザ光のＰ偏光成分とＳ偏光成分の強度比を制御する。この制御により、ビームスプリッタで２つに分岐にされた各々のレーザ光のエネルギー強度を等しくなるようにする。このエネルギー強度が等しいレーザ光をそれぞれ加工対象の別々の加工点に照射することで、同様の加工を同時に行うものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３−１２４５５２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、上述の特許文献１に記載された技術の場合、レーザ光を、エネルギー強度が等しいレーザ光に分岐し、それぞれ別々の加工点に照射し、同様の加工を行うものである。同時に２か所で加工することができるため加工時間の短縮は図れるが、通常の２倍以上のレーザビームのパワーを有するレーザ光源が必要となり、装置コストがかさんでしまっていた。

【0006】

本発明は、かかる事情に鑑み、加工時間の短縮とコストを抑えた加工を実現可能とするレーザ加工方法及びインクジェットヘッドの製造方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する本発明のレーザ加工方法は、パルスレーザ発振器から出射されるレーザ光を基板に照射して前記基板に孔をあけるためのレーザ加工方法であって、該レーザ光を少なくとも、第１レーザ光と、前記第１レーザ光よりもパルスエネルギー強度が小さい第２レーザ光とに分岐する工程と、前記第１レーザ光を第１の加工点に照射する工程と、前記レーザ光を少なくとも、前記第１レーザ光よりもパルスエネルギー強度が小さい第３レーザ光と、前記第３レーザ光よりもパルスエネルギー強度が大きい第４レーザ光とに分岐する第２の分岐工程と、前記第３レーザ光を、前記第１レーザ光を照射後の前記第１の加工点に照射し、前記第４レーザ光を第２の加工点に照射する工程と、前記レーザ光を、第５レーザ光と、前記第４レーザ光および前記第５レーザ光よりもパルスエネルギー強度が小さい第６レーザ光とに分岐する第３の分岐工程と、前記第５レーザ光を第３の加工点に対して照射し、前記第６レーザ光を、前記第４レーザ光を照射後の第２の加工点に照射する工程と、を有することを特徴とする。
また、本発明のインクジェットヘッドの製造方法は、上記のレーザ加工方法により、インク滴を吐出する吐出孔にインクを供給する経路となる溝を加工することを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、加工時間の短縮とコストを抑えたレーザ加工を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1(a)】本発明の一実施形態において使用するレーザ加工装置の概略的構成図。

【図1(b)】本発明の一実施形態において使用するレーザ加工装置の概略的構成図。

【図1(c)】本発明の一実施形態において使用するレーザ加工装置の概略的構成図。

【図1(d)】本発明の一実施形態において使用するレーザ加工装置の概略的構成図。

【図2】上記実施形態に係るレーザ加工工程のフローチャート。

【図3】インクジェットヘッドの一例の一部を示す断面図。

【発明を実施するための形態】

【0010】

レーザ加工は、加工の進展と共に加工面の形状が変化し加工点の面積の変化や、加工形状の影響によるレーザ光の光伝播状態の違いなどにより、加工点に集光されるレーザ光の強度が変化する。これにより加工点に照射される単位面積当たりのレーザ光の強度であるフルエンスが変化する。例えば、加工の進展と共に穴の先端が尖って先細りになるような穴加工の場合、加工初期は加工面が大きいため加工点の面積が大きく、加工の進展と共に加工面が小さくなるため加工点の面積が小さくなる。また、加工が進展し、穴先端が尖るとレーザ光が穴先端部により集光されるようになる。これにより、被加工物に照射されるレーザ光の強度が一定であっても加工点でのフルエンスは加工の進展に応じて変化する。そのため、加工初期に加工点で単位エネルギー当りの加工効率が良いフルエンスになるように、照射するレーザ光の強度を設定していても、加工終盤には加工点でのフルエンスが過多となる。ゆえに、レーザ光の何割かは加工に寄与しておらず、エネルギーを無駄にしてしまっている。つまり加工効率が悪くなってしまう。そこで、加工終盤に加工点で単位エネルギー当りの加工効率が良いフルエンスになるように、照射するレーザ光の強度を設定すると、こんどは逆に加工初期における加工点でのフルエンスが小さすぎ、十分な加工を得ることが難しくなる。そこで、本実施形態では、加工初期には、より高いエネルギー強度のレーザ光によって加工し、加工終盤には、加工初期のエネルギー強度よりも弱いレーザ光によって加工を行なうことで、エネルギーを有効に利用し、エネルギー効率の良い加工を行なうものである。

【0011】

＜実施形態＞
本発明の第１の実施形態について、図１及び図２を参照して説明する。

【0012】

図１中の、１１と１２は基板、２１はレーザ光、２２は光変調素子透過後のレーザ光、２３はポラライザにより分岐された主にＰ波のレーザ光、２４はポラライザにより分岐された主にＳ波のレーザ光である。２５と２６は加工点である。また、３１と３２は集光レンズ、４はパルスレーザ発振器、５１と５２はX−Y−Zステージを示す。そして、６はポラライザ、７は光変調素子、８は制御装置、９１と９２はシャッター機構、２０はミラーを示す。

【0013】

基板１１と基板１２は被加工物であり、例えば半導体材料基板、ガラス基板、圧電材料基板などである。レーザ光２１はレーザ発振器４から出射された直線偏光のレーザ光である。加工点２５、２６は、集光レンズ３１，３２により基板１１、１２に対してレーザ光が集光され加工が行われる加工点である。集光レンズ３１、３２としては、レーザ光を微小スポットに集光する光学系や、スキャン機構をもった光学系、例えばガルバノスキャナとｆθレンズを組合せた光学系などを用いる。レーザ発振器４には、YAGレーザ、CO_２レーザ、エキシマレーザなどを用いる。X−Y−Zステージ５１、５２は搭載している基板をX−Y−Z方向に自在に移動させる。ポラライザ６としては例えばキューブ型の偏光ビームスプリッタやプレート型の偏光ビームスプリッタが用いられ、レーザ光の偏光方向に応じて、主にＰ波のレーザ光２３と、主にＳ波のレーザ光２４に分岐する。光変調素子７は例えば電気光学素子（EOM）であり、レーザ光２１の偏光の向きを制御装置８からの制御信号に応じて変えることができ、レーザ光２２に変換する。

【0014】

Ｐ波のレーザ光２３は、レーザ光２１においては第１レーザ光、レーザ光２２においては第３レーザ光となり、Ｓ波のレーザ光２４は、レーザ光２１においては第２レーザ光、レーザ光２２においては第４レーザ光となる。つまり、変換されたレーザ光２２がポラライザ６を通過すると、変換前のＰ波のレーザ光２３であった第１レーザ光の方向に、変換前にＳ波のレーザ光であった第２レーザ光が変換されＰ波のレーザ光となった第３レーザ光が分岐される。そして、変換前のＳ波のレーザ光２４であった第２レーザ光の方向に、変換前にＰ波のレーザ光であった第１レーザ光が変換されＳ波のレーザ光となった第４レーザ光が分岐される。また光変調素子７はレーザ発振器４の発振周波数より早い応答が可能であり、１パルス毎に、制御装置８からの制御信号に応じてレーザ光２１の偏光の向きを変えることが出来る。制御装置８はレーザ発振器４、X−Y−Zステージ５１、５２、光変調素子７、光学素子９１、９２を制御する。また、制御装置８は集光レンズ３１、３２がスキャン機構を有する光学系の場合、スキャン機構の制御をも行う。シャッター９１、９２は例えばＥＯＭと偏光ビームスプリッタとダンパーにより構成され、レーザ光を加工点２５、２６へ照射する状態と、ダンパーに照射し加工点２５、２６に非照射とする状態を切り替えることができる。また光学素子９１、９２はレーザ発振器４の発振周波数より早い応答が可能であり、１パルス毎に、制御装置８からの制御信号に応じて加工点２５、２６への照射、非照射の状態を変えることが出来る。ミラー２０としては、例えば誘電多層膜ミラーや金属蒸着ミラーを用いてレーザ光を反射させ向きを変える。ビームスプリッタ３０は、例えばキューブ型のビームスプリッタで、入射するレーザ光を強度が等しい二つのレーザ光に分離させる。

【0015】

次に、図１（ａ）を用いて、本発明のレーザ加工方法による加工工程の一例を説明する。

【0016】

レーザ発振器４からレーザ光２１がある一定の発振周波数でパルス発振される。レーザ２１は一定の発振周波数でパルス発振されるため励起時間のバラツキを生じず、発振周波数を可変とした場合よりもレーザ光出力安定性に優れている。レーザ光２１は１パルス毎に、制御装置８からの制御信号に応じて光変調素子７により偏光の向きを変えることができる。そしてレーザ光２２のＰ偏光成分（Ｐ波のレーザ光）とＳ偏光成分（Ｓ波のレーザ光）の割合を入れ換えて、レーザ光２３とレーザ光２４の強度比を入れ換えることができる。例えばここでは光変調素子７によりレーザ光２２のＰ偏光成分とＳ偏光成分の割合を７：３、または３：７にする。この制御によりポラライザ６を通過後のレーザ光２３とレーザ光２４の強度比を７：３、もしくは３：７にすることができる。レーザ光２３はシャッター９１により基板１１に照射／非照射のいずれの状態とするかを決めることができる。またレーザ光２４はミラー２０を介してシャッター９２に導かれ、基板１２に照射／非照射のいずれの状態とするか決めることができる。すなわち、これらの機構により基板１１にレーザ光２２に対して７割もしくは３割のパルスエネルギー強度のレーザ光２３を照射するか、レーザ光２３を非照射とするかを制御することができる。また同様に基板１２にレーザ光２２に対して、７割もしくは３割のエネルギー強度のレーザ光２４を照射するか、レーザ光２４を非照射とするかを制御することができる。ここで、基板１１と基板１２に照射されるエネルギー強度の比の組み合わせは、分岐前のレーザ光２２の強度を１０とし、基板に非照射である状態を０で示すと、７：３、３：７、７：０、０：７、３：０、０：３、０：０のいずれかとなる。

【0017】

次に、本実施形態のレーザ加工工程について、図２を参照しつつ説明する。レーザ発振器４からレーザ光２１がある一定の発振周波数でパルス発振される。レーザ光２１は１パルス毎に、制御装置８からの制御信号に応じて光変調素子７によりＰ偏光成分とＳ偏光成分の割合を変えることができ、加工スタート時はＰ偏光成分とＳ偏光成分の割合が７：３であるレーザ光２２に変換する。この制御によりポラライザ６を通過後のレーザ光を、レーザ光２２の強度に対して７割の強度を有するレーザ光２３と、３割の強度を有するレーザ光２４に分岐することができる（工程：Ｓ１１）。

【0018】

次にレーザ光２３の照射位置を基板１１の第１穴加工位置（第１の加工位置）に移動する。この移動はX−Y−Zステージ５１、またはスキャン機構をもった光学系、例えばガルバノスキャナとｆθレンズを組合せた光学系で構成された集光レンズ３１、またはその両方によって行われる。このとき同時にシャッター９１はレーザ光２３が基板１１を照射しない状態にする。同様にシャッター９２はレーザ光２４が基板１２を照射しない状態にする。レーザ光２３の照射位置が基板１１の第１穴加工位置（第１の加工位置）に移動完了したら、シャッター９１によりレーザ光２３（第１レーザ光）を基板１１の第１穴加工位置（第１の加工位置）に１００パルス照射して加工を行う。このとき基板１２に対してレーザ光２４（第２レーザ光）は非照射で、加工は行わない。本実施形態においては、ここで図２に示す「レーザ強」はレーザ光２２の強度に対して７割の強度を有するレーザ光とし、「レーザ弱」はレーザ光２２の強度に対して３割の強度を有するレーザ光とし、パルス数Ｌが同一の１００である場合について説明する（工程：Ｓ１２）。

【0019】

次に光変調素子７によりＰ偏光成分とＳ偏光成分の割合が３：７であるレーザ光２２に変換する。これによりポラライザ６を通過後のレーザ光を、レーザ光２２の強度に対して３割の強度を有するレーザ光２３（第３レーザ光）と、７割の強度を有するレーザ光２４（第４レーザ光）に分岐することができる（工程：Ｓ１３）。

【0020】

次に、レーザ光２４（第４レーザ光）の照射位置を基板１２の第１穴加工位置（第２の加工位置）に移動する。この移動はX−Y−Zステージ５２、またはスキャン機構をもった光学系、例えばガルバノスキャナとｆθレンズを組合せた光学系などで構成された集光レンズ３２、またはその両方によって行われる。この移動中は、シャッター９１はレーザ光２３（第３レーザ光）が基板１１を照射しない状態にする。同様にシャッター９２はレーザ光２４（第４レーザ光）が基板１２を照射しない状態にする。レーザ光２４（第４レーザ光）の照射位置を基板１２の第１穴加工位置（第２の加工位置）に移動させる。移動が完了したら、シャッター９１によりレーザ光２３（第３レーザ光）を、前記第１レーザ光を照射後の基板１１の第１穴加工位置（第１の加工位置）に１００パルス照射し加工を行って孔をあける。同時に、シャッター９２によりレーザ光２４（第４レーザ光）を基板１２の第１穴加工位置（第２の加工位置）に１００パルス照射して加工を行う（工程：Ｓ１４）。

【0021】

次に、光変調素子７によりＰ偏光成分とＳ偏光成分の割合が７：３のレーザ光２２に変換する。これによりポラライザ６を通過後のレーザ光を、レーザ光２２の強度に対して７割の強度を有するレーザ光２３（第５レーザ光）と、３割の強度を有するレーザ光２４（第６レーザ光）に分岐することができる（工程：Ｓ１５）。

【0022】

次に、レーザ光２３（第５レーザ光）の照射位置を基板１１の第２穴加工位置（第３の加工位置）に移動する。この移動はX−Y−Zステージ５１、またはスキャン機構をもった光学系、例えばガルバノスキャナとｆθレンズを組合せた光学系などで構成された集光レンズ３１、またはその両方によって行われる。この移動中はシャッター９１はレーザ光２３（第５レーザ光）が基板１１を照射しない状態にする。同様にシャッター９２はレーザ光２４（第６レーザ光）が基板１２を照射しない状態にする。レーザ光２３（第５レーザ光）の照射位置を基板１１の第２穴加工位置（第３の加工位置）に移動させる。移動が完了したら、シャッター９１、シャッター９２により、レーザ光２３（第５レーザ光）を基板１１の第２穴加工位置（第３の加工位置）に１００パルス照射する。そして、同時にレーザ光２４（第６レーザ光）を、前記第４レーザ光を照射後の基板１２の第１穴加工位置（第２の加工位置）に、１００パルス照射して加工を行う（工程：Ｓ１６）。

【0023】

次に、光変調素子７によりＰ偏光成分とＳ偏光成分の割合が３：７であるレーザ光２２に変換する。これによりポラライザ６を通過後のレーザ光を、レーザ光２２の強度に対して３割の強度を有するレーザ光２３（第７レーザ光）と、７割の強度を有するレーザ光２４（第８レーザ光）に分岐することができる（工程：Ｓ１７）。

【0024】

次に、レーザ光２４（第８レーザ光）の照射位置を基板１２の第２穴加工位置（第４の加工位置）に移動する。この移動はX−Y−Zステージ５２、またはスキャン機構をもった光学系、例えばガルバノスキャナとｆθレンズを組合せた光学系などで構成された集光レンズ３２、またはその両方によって行われる。この移動中、シャッター９１はレーザ光２３（第７レーザ光）が基板１１を照射しない状態にする。同様にシャッター９２はレーザ光２４（第８レーザ光）が基板１２を照射しない状態にする。レーザ光２４（第８レーザ光）の照射位置を基板１２の第２穴加工位置（第４の加工位置）に移動させる。移動が完了したら、シャッター９１、シャッター９２によりレーザ光２３（第７レーザ光）を、前記第５レーザ光を照射後の基板１１の第２穴加工位置（第３の加工位置）に、１００パルス照射する。そして同時に、レーザ光２４（第８レーザ光）を基板１２の第２穴加工位置（第４の加工位置）に１００パルス照射して加工を行う（工程：Ｓ１８）。

【0025】

図２に示す上記の工程Ｓ１５〜Ｓ１８を、基板１１に所望の穴数を加工し終るまで繰り返す。ここでは例として、基板１１と基板１２に加工する所望の穴数が１０００の場合について説明する。Ｓ１５〜Ｓ１８の工程を繰返し、１０００回目のＳ１８工程において、シャッター９１、シャッター９２によりレーザ弱であるレーザ光２３を基板１１の第１０００穴加工位置に、１００パルス照射する。そして同時に、レーザ強であるレーザ光２４を基板１２の第１０００穴加工位置に１００パルス照射して加工を行う。これにより基板１１に１０００穴の加工が完了する（工程：Ｓ１９）

【0026】

次に、光変調素子７によりＰ偏光成分とＳ偏光成分の割合が７：３であるレーザ光２２に変換する。これによりポラライザ６を通過後のレーザ光を、レーザ光２２の強度に対して７割の強度を有するレーザ光２３と、３割の強度を有するレーザ光２４に分岐することができる（工程：Ｓ２０）。

【0027】

次に、シャッター９２によりレーザ光２４を基板１２の第１０００穴加工位置に１００パルス照射して加工を行う。このときシャッター９１により、基板１１にレーザ光２３が照射されない状態にする。これにより基板１２への１０００穴の加工が完了し、すべての加工が完了となる（工程：Ｓ２１、Ｓ２２）。

【0028】

本実施形態の場合、レーザ光を少なくとも２つの異なるパルスエネルギーのレーザ光に分岐し、分岐された第一のレーザ光が照射されて加工された部分に第二以降のレーザ光を照射することでエネルギー利用効率の良い加工を実現することができる。

【0029】

また本実施形態においては、レーザ光２２を７：３と３：７のレーザ光に分岐したが、この分岐比率に限られず、６：４と４：６、５．５：４．５と４．５：５．５など、加工したい形状に応じた自由な分岐比率で実施することができる。また本実施形態においては加工のために照射した総パルスは１００パルス＋１００パルスで２００パルスとした。しかし、例えば１５０パルス＋１５０パルスで３００パルスや、８０パルス＋８０パルスで１６０パルスなど、加工したい形状に応じた自由なパルス数で実施できる。

【0030】

また、本実施形態においては基板毎にX−Y−Zステージを設けたが、集光レンズ９１、集光レンズ９２がスキャン機構を有していれば、図１（ｂ）に示すような１つのX−Y−Zステージに２つの基板を搭載した形態でも実施することができる。また、図１（ｃ）のように１つのX−Y−Zステージに１つの基板を搭載した形態でも実施することができる。

【0031】

また、本実施形態では加工点が２つである場合について説明したが、図１（ｄ）に示すように、先にビームスプリッタ３０でレーザ光を２つに分岐し、その後は上述した本実施形態の構成を採用し、実施することも可能である。また、先に３つ以上の複数のレーザ光に分岐し、その後は上述した本実施形態の構成を採用し、更に多い加工点で実施することも可能である。

【0032】

上記の実施形態で説明したレーザ加工装置及びレーザ加工方法により製造する基板としては、インクジェットヘッドの基板や、他の半導体材料基板や、ガラス基板、回路基板などが挙げられる。また、加工は先導孔のような穴あけ加工に限られず、溝形状や切断などの加工を行うことも可能である。また具体的な適用分野としては、インクジェットヘッドの先導孔加工に限られず、例えば回路基板の穴あけ加工や太陽電池基板のスクライビングなどが挙げられる。

【0033】

＜実施例＞
次に、実施例として、上記実施形態で説明したレーザ加工方法を用いて基板を製造する、基板の製造方法について説明する。本実施例では、製造する基板は、インクジェットヘッドの基板である。

【0034】

図３は、インクジェットプリンタのヘッド部分の断面面である。

【0035】

図３において、１３０は半導体基板（インクジェットヘッドの基板）、１３１はインクの経路となる垂直形状の溝である。また、１３２はヒータ、１３３は液室、１３４はオリフィスプレート、１３５は吐出孔、１３６はインクタンク、破線の矢印で示す１３７はインク経路、１３８は微小なインク滴を示す。溝１３１が形成された半導体基板１３０の下面にはインクを吐出させるためのヒータ１３２、液室１３３、オリフィスプレート１３４が形成される。また、半導体基板１３０の上面には、インクを貯蔵するインクタンク１３６が取り付けられる。インクは、インクタンク１３６から溝１３１及び液室１３３を経て、ヒータ１３２に到達する。ヒータ１３２の瞬間的な加熱／冷却により形成された気泡がインクを押上げ、オリフィスプレート１３４を貫通して形成された吐出孔１３５から微小なインク滴１３８となって吐出される。

【0036】

本実施例では、このようにインク滴１３８を吐出する吐出孔１３５にインクを供給する経路としての溝１３１となる部分に複数の先導孔を、上述の各実施形態で説明したようなレーザ加工によって形成する。即ち、被加工物として溝１３１を形成する前の半導体基板をステージに載置し、上述したようなレーザ加工を施して先導孔を形成する。この先導孔とは、レーザ加工の後工程の異方性エッチングの際に該先導孔にエッチング液を進入させることで、異方性エッチングの所要時間を短縮し、インク供給口の幅をより小さくするためのものである。そして、レーザによる先導孔加工後に、アルカリ性エッチング液中で例えば１５分程度異方性エッチングすることにより、最終的な溝形状を形成する。

【0037】

また、インクジェットヘッドの基板は、例えば、結晶面（１００）シリコン製の素材（被加工物）に加工を施して製造したものである。この被加工物にはヒータや電気配線、耐エッチング性を有するエッチングストップ層、エッチング保護膜など、インクを吐出するための機構やレーザ加工後のエッチング工程のための機構などが形成されている。また、被加工物の厚みは、例えば７２５μｍ程度である。

【0038】

このような被加工物に対して、上述の所望の先導孔の形状が形成されるまでレーザ光を照射する。この先導孔は、後工程の異方性エッチングの際にエッチング液を進入させて、異方性エッチングの所要時間を短縮し、インク供給口の幅をより小さくするために、直径φ５〜１００μｍとすることが好ましい。また、深さは被加工物として７２５μｍの厚さのものを用いた場合、６００〜７１０μｍが好ましい。

【符号の説明】

【0039】

１１ 基板
１２ 基板
２１ レーザ光
２２ レーザ光
２３ レーザ光
２４ レーザ光
２５ 加工点
２６ 加工点
３１ 集光レンズ
３２ 集光レンズ
４ レーザ発振器
５１ X−Y−Zステージ
５２ X−Y−Zステージ
６ ポラライザ
７ 光変調素子
８ 制御装置
９１ シャッター
９２ シャッター
２０ ミラー
３０ ビームスプリッタ
１３０ 半導体基板
１３１ 溝
１３２ ヒータ
１３３ 液室
１３４ オリフィスプレート
１３５ 吐出孔
１３６ インクタンク
１３７ インク経路
１３８ インク滴

【図1(a)】

【図1(b)】

【図1(c)】

【図1(d)】

【図2】

【図3】