図1は、本発明の透明材料加工装置の模式 的な側断面図である。透明材料加工装置10は� ��レーザに対して励起反応性のある第1流動性 物質14を第1透明材料15の裏面に接触させ、第1 透明材料15の表面からレーザを照射して第1透 明材料15の裏面から加工する装置である。そ� ��ため透明材料加工装置10は、レーザ装置11と 、レーザに対して励起反応性のある第1流動� �物質14を収容する第1容器12と、第1透明材料15 の裏面を第1流動性物質14に接触させるために 第1容器12に設けられた第1開口部12aと、レー� �に対して励起反応性のない第2流動性物質16� �収容する第2容器13と、第1透明材料15の表面� �第2流動性物質に接触させるために第2容器13� ��設けられた第2開口部13aとを備えている。

 第1透明材料15としては、使用するレーザ� ��長に対して透明性があればよい。例えば、� ��英ガラス、一般ガラス、フッ化カルシウム� ��フッ化マグネシウム、フッ化バリウム、フ� ��化リチウム、シリコンカーバイド、アルミ� ��、サファイア、水晶、ダイヤモンド、のよ� ��な無機材料、ポリカーボネイト樹脂、アク� ��ル樹脂、ビニル樹脂、フッ素樹脂などのプ� ��スチック材料、有機ガラス、有機結晶・固� ��化合物、及びそれらの混合物などが挙げら� ��る。第1透明材料15の形態は、図1で示した基 板状の他にも、容器状、管状など任意の形状 でよい。第1透明材料15の厚みは、約10μm~数mm� ��ものを用いることができる。

 レーザ装置11は、レーザを発振するレー� �光源系17と、発振されたレーザを所望の形状 に整えるとともに、焦点も移動させられる走 査光学系18とを有している。レーザとしては� ��ArF(λ=193nm)、KrCl(λ=222nm)、KrF(λ=248nm)、XeCl(λ=3 08nm)、XeF(λ=351nm)エキシマレーザ、YAGレーザ、 YVOレーザ、YLFレーザ、色素レーザ、炭酸ガス レーザ、Krイオンレーザ、Arイオンレーザ、� �蒸気レーザ、チタンサファイアレーザ等の� �本発振波長光、及びその基本発振波長光を� �線形光学素子などにより変換したものを用� �ることができる。例えば、YAGレーザに二倍� �調波(λ=532nm)、三倍高調波(λ=355nm)、四倍高調 波(λ=266nm)などが挙げられる。

 そして、エッチングを行うためのレーザ強� ��は、レーザ波長に対する第1流動性物質の吸 収によって異なるが、0.01~100J/cm ² /pulseが好ましい。さらに好ましくは、0.1~10J/c m ² /pulseである。レーザ強度が弱すぎるとエッチ ングが起こらず、強すぎると第1透明材料15に 損傷を与える。

 なお、走査光学系18の代わりに走査でき� �い光学系を用いて、エッチング時には第1透� ��材料15側を走査させてもよい。また、フォ� �マスクなどを用いて所望の形状のエッチン� �を行うようにしてもよい。

 第2容器13は、少なくともレーザが照射さ� ��る部分が、使用するレーザ波長に対して透� ��性、つまりレーザ透過性を有すればよい。� ��えば、上述した第1透明材料15に用いること� ��できる材料と同じ材料を用いることができ� ��。一方、第1容器12は、第2容器と同じ材料で ある必要はなく、レーザを吸収する材料でも 構わない。第1容器12及び第2容器13の壁面の厚 みには特に限定はないが、数mmの厚さがあれ� ��足りる。第1容器12及び第2容器13は、例えば� ��1に示すように、直方体の上面が開放された 形状とすることができる。この開放された上 面には異物侵入防止のために蓋を設けてもよ い。この上面から第1流動性物質14又は第2流� �性物質16及び第1透明材料15の入れ替えが行わ れる。

 第1開口部12aと第2開口部13aとは、第1透明� ��料15よりもひとまわり小さい開口であり、� �1では2つの開口部12a、13aは同じ大きさの四角 形状となっている。また図1では、第1透明材� ��15は、第2開口部13aの第2容器13内側面にOリン グ(不図示)などを介して固定されている。こ� ��固定にはネジやクリップやクランプなどの� ��定手段を用いればよい。

 なお、第1透明材料15は、図2のように、第 1開口部12aの第1容器12内側面に固定してもよ� �し、図3のように、第1開口部12aの第1容器外� �面にOリングを介して固定するとともに、第2 開口部13aの第2容器外側面にOリングを介して� ��定してもよい。また、図4のように、第1容� �12と第2容器13との間の壁面は1枚とし、共有� �てもよい。つまり、第1容器12と第2容器13と� �一体型にするということである。この場合� �第1開口部12aと第2開口部13aとは1つの開口部� �なり、第1透明材料15はこの開口部のどちら� �に固定してもよい。

 また、第1容器12又は第2容器13の側壁その� ��のを加工することもできる。この場合、第1 開口部12a又は第2開口部13aを壁面とし、その� �面を加工することになる。

 第1流動性物質14は、使用するレーザ波長� ��対して高い吸収率を有する物質であればよ� ��。例えば、ピレンのアセトン溶液、ベンジ� ��のアセトン溶液、ピレンのテトラヒドロフ� ��ン(THF)溶液、ローダミン6Gのエタノール溶液 、フタロシアニンのエタノール溶液などのよ うな芳香族環を含む有機化合物の溶液、ベン ゼン、トルエン、四塩化炭素などのような液 体状の化合物などが挙げられる。また、ピラ ニン水溶液、ナフタレン誘導体水溶液、有機 化合物、有機色素、無機顔料、あるいは炭素 などの微粒子を分散して作った溶液や、有機 化合物、有機色素、無機顔料、あるいは炭素 粉末などの微粒子や微結晶で作った流動性粉 体などが挙げられる。さらに、上述した物質 の2種類以上を混合して作られた流動性物質� �使用することができる。

 これらの物質は使用するレーザ波長に対� ��て高い吸収率を有することが必要で、例え� ��、第1流動性物質14と第1透明材料15との界面� ��ら、流動性物質内部に0.1mmの深さで10%以上� �吸収率を有することが好ましい。さらに好� �しくは、0.1mmの深さで50%以上の吸収率を有す ることである。吸収率が十分に高くない場合 には、エッチングの精密化及び微細化が十分 には達成されない。

 第2流動性物質16は、使用するレーザ波長� ��対して透明性を有する物質であればよい。� ��えば、上述した第1流動性物質14の溶媒とし� ��挙げられた水、アセトン、エタノール、THF� ��どを用いることができる。第2流動性物質16� ��、第1流動性物質14と混合したときに化学反� ��しない必要があるので、第1流動性物質14の� ��媒と同じものを用いることが望ましい。

 次に、上記の透明材料加工装置10を用い� �第1透明材料15の加工法について図1を用いて� ��明する。まず、第1透明材料15を図1のように 第2容器13の開放された上面から第2容器13内へ 移動させ、第2開口部13aに密着させるように� �定する。続いて第1流動性物質14を第1容器12� �、第2流動性物質16を第2容器13へそれぞれの� �面から注入する。それぞれの流動性物質は� �少なくとも第1透明材料15の加工位置よりも� �まで注ぐ。このとき気泡が混ざらないよう� �注意する。気泡は加工の妨げとなるからで� �る。

 これで、第1流動性物質14を第1透明材料15� ��裏面に、第2流動性物質16を第1透明材料15の� ��面に接触させた状態となる。次に、第2容器 13の外側から第1透明材料15へ向けてレーザを� ��射する。つまり、第1透明材料15の表面から� ��ーザを照射することになる。レーザの焦点� ��第1透明材料15の裏面と第1流動性物質14との� ��触面に合わせる。

 第1透明材料15に対するレーザの入射角は� ��意に設定でき、第1流動性物質14と第1透明材 料15との接触面にレーザが到達できればよい� ��また、単一のレーザビームを照射するか、� ��数のレーザビームを同時に又は続けて照射� ��るかは任意であり、少なくとも、1つのレー ザビームが第1透明材料15を通して第1流動性� �質14と第1透明材料15との接触面に照射されれ ばよい。したがって、上述したように、レー ザをレンズにより集光させて直接照射する方 法や、フォトマスクを介して照射する方法な ど、任意の方法によって行うことができる。

 このようにしてレーザを照射すると、第1 透明材料15のレーザ入射側である表面では何� ��変化はないが、第1流動性物質14と接触した� ��1透明材料15の面ではレーザ照射部分にのみ� ��択的にエッチングが行える。また、マスク� ��ターンを通してレーザ照射することによっ� ��、線幅が数μmの鮮明なエッチングパターン� ��形成も可能である。しかもエッチング部分� ��は何ら化学的な劣化や損傷を与えない。エ� ��チング速度はレーザ強度に依存し、エッチ� ��グ工程を精密に制御できる。また、エッチ� ��グの深さは、レーザパルス数に比例して増� ��するので、エッチング深さを精密に制御で� ��る。

 また、作業温度としては、第1流動性物質 14の流動性が保持される温度であれば特に限� ��はない。さらに、エッチングの安定性を高� ��るための手段、例えば、第1流動性物質14を� ��環する方法、あるいは、撹拌する方法など� ��用いてもよい。

 また、上記の実施形態では、第1透明材料 15を垂直に支持して水平レーザによって加工� ��る例を示したが、第1透明材料15を水平に支� ��して、垂直方向からレーザを照射する落射� ��式によっても実施することができる。その� ��には、レーザアブレーションによって発生� ��る気泡を継続的に除去することが望ましい� ��で、第1透明材料15の裏面に形成されている� ��1流動性物質14を循環又は撹拌させ、さらに� ��第1透明材料15の裏面への第1流動性物質14の� ��きつけを行う等の手法で気泡の影響をなく� ��ことが望ましい。

 上記の透明材料加工装置10及び加工法に� �れば、多段階リソグラフィ法による多段階� �工程が必要であることに比べて、一段階の� �理でエッチングができる。しかも、真空雰� �気が不要である。また、レーザ誘起プラズ� �法に比べて、未照射部分への損傷も避けら� �る。しかもレーザを直接集光する方法とマ� �クを通して照射する方法とのどちらでも可� �である。また、低レーザ強度のためエネル� �ー効率が良く、エッチングできる材料の対� �範囲も広くなる。さらに、低レーザ強度の� �めにマスクを通してパターン状のエッチン� �も可能で、エッチングパターンの精度は10μm 以下である。加えて、エッチング速度も制御 でき、エッチング面の化学組成にも変化を与 えないことから、本発明の加工法は微細化、 精密化、高品質化できる方法であるとともに 、非常に低コストであり、量産性に富む方法 である。

 また、上記の透明材料加工装置10及び加� �法では、貫通穴や底の薄い穴を精度良く量� �することもできる。この場合も上述したよ� �に、第1透明材料15の裏面からエッチングし� �いき、貫通するまでエッチングを続ければ� �通穴が得られ、貫通直前でエッチングを終� �すれば底の薄い穴を得ることができる。

 このエッチング工程において、従来のよ� ��に第2流動性物質16を用いない場合は、貫通� ��近で残肉が薄くなったとき、残肉の表裏の� ��気圧と第1流動性物質14との圧力差によって� ��肉部分が破損するおそれがあり、破損した� ��合、穴周辺にクラックや欠けが生じるおそ� ��もある。これは、貫通穴や底の薄い穴の径� ��大きくなるほど顕著に表れる。

 それに比べて本発明のように第2流動性物 質16を第1透明材料15の表面に接触させている� ��合は、貫通間近で残肉が薄くなったとき、� ��肉の表裏の第2流動性物質16と第1流動性物質 14との圧力差がないので残肉部分に力がかか� ��ず、破損することもクラックや欠けが生じ� ��こともない。

 このように、貫通穴や底の薄い穴を加工� ��る場合、第2流動性物質16を第1透明材料15の� ��面に接触させることで加工精度を飛躍的に� ��上させることができる。なお、貫通穴や底� ��薄い穴の形状は、円、楕円、多角形など、� ��意の形状に加工できる。また、貫通穴や底� ��薄い穴の形状を円とした場合、その直径は0 .01mm以上であれば加工可能であり、約0.1mmま� �が最適に加工可能である。この大きさの穴� �精度良く大量に加工できるので、例えばイ� �クジェット用ノズルの加工に利用すること� �できる。

 次に、本発明の透明材料加工装置の他の� ��施形態について説明する。図5は、本発明の 他の実施形態の透明材料加工装置の模式的な 側断面図である。この透明材料加工装置20が� ��1の透明材料加工装置10と異なる点は、第1容 器12に繋がる第1経路21と、第2容器13に繋がる� ��2経路22と、第1経路21に繋がる第3容器23と、� ��2経路22に繋がる第4容器24とが設けられてい� ��ことである。

 図5では、第1容器12の底面に第1経路21であ る穴が形成され、第2容器13の底面に第2経路22 である穴が形成されている。そして、第1経� �21の下方に第3容器23が、第2経路22の下方に第 4容器24が位置している。さらに、第1経路21の 上面には第1弁25が、第2経路22の上面には第2� �26が設けられている。なお、第1容器12及び第 2容器13は、図2~図4のような形態を利用しても よい。

 なお、第1経路21及び第2経路22は、管を用� ��てもよく、その場合、管は第1容器12及び第2 容器13の底面に接続してもよいし、第1容器12� ��び第2容器13の底面付近の側面に接続しても� ��い。

 第3容器23は、第1容器12より一回り大きく� ��その上面が開放されている。同様に、第4容 器24は、第2容器13より一回り大きく、その上� ��が開放されている。また、第3容器23と第4容 器24との間の壁面27は1枚とし、共有している� ��つまり、第3容器23と第4容器24とが一体とな� ��ている。この壁面27は、上下に折りたため� �ようになっており、例えば、蛇腹の樹脂を� �いることができる。また、壁面27の上端は、 第1経路21と第2経路22の間であって、第1容器12 又は第2容器13の底面に密着した状態で固定さ れている。また、第3容器23及び第4容器24は、 第1流動性物質14及び第2流動性物質16によって 劣化しない材料で作製されていればその材料 には特に限定はない。

 第1弁25は、第1経路21を通じて第1流動性物 質14を第1容器12と第3容器23との間で移動させ� ��り、せき止めたりできればよく、同様に、� ��2弁26は、第2経路22を通じて第2流動性物質16� ��第2容器13と第4容器24との間で移動させたり� ��せき止めたりできればよく、例えば、電磁� ��などを用いることができる。図5では、第1� �25及び第2弁26は、それぞれ第1経路21の上面又 は第2経路22の上面を覆うように設けられてい るが、その位置は特に限定はなく、第1経路21 又は第2経路22の中や下面に設けてもよい。な お、弁の代わりにコックなど他のせき止め手 段を用いてもよい。

 次に、上記の透明材料加工装置20を用い� �第1透明材料15の加工法について図5~図7を用� �て説明する。まず、第1透明材料15を図5のよ� ��に第2容器13の開放された上面から第2容器13� ��へ移動させ、第2開口部13aに密着させるよう に固定する。続いて第1流動性物質14を第1容� �12へ、第2流動性物質16を第2容器13へそれぞれ の上面から注入する。このとき第1弁25及び第 2弁26は閉じておく。それぞれの流動性物質は 、少なくとも第1透明材料15の加工位置よりも 上まで注ぐ。

 次に、第2容器13の外側から第1透明材料15� ��向けてレーザを照射する。これは、図1で説 明した方法と同様であるので、ここでは説明 を省略する。そして、加工が完了すると、レ ーザ照射を停止し、図6のように第1弁25を開� �し、第1容器12中の第1流動性物質14を第1経路2 1を通じて第3容器23へ落下させて収容する。� �様に、第2容器13中の第2流動性物質16を第2経� ��22を通じて第4容器24へ落下させて収容する� �その後、第1透明材料15を取り出す。

 続けて新たな第1透明材料15を加工する場� ��は、この状態で第1透明材料15を同様に取り� ��ける。そして、図7のように第1弁25及び第2� �26を開放した状態で、第3容器23及び第4容器24 を、流動性物質がこぼれ出さないように、徐 々にゆっくりと持ち上げる。これにより、第 1流動性物質14及び第2流動性物質16は、それぞ れ第3容器23及び第4容器24から第1経路21及び第 2経路22を通って第1容器12及び第2容器13へ収容 される。そして、第1流動性物質14及び第2流� �性物質16が十分に第1容器12及び第2容器13へ移 動したら、第1弁25及び第2弁26を閉じ、第3容� �23及び第4容器24を下方へ移動させ、図5の位� �まで戻す。その後、レーザ照射によって加� �する。

 このように、第3容器23及び第4容器24を用� ��ることにより、新たな透明材料に付け替え� ��ために、第1容器12及び第2容器13の上面から� ��動性物質を抜かなくてよいので、作業性が� ��上し、量産に適している。

 また、第1流動性物質14を第3容器23へ移動� ��せて再び第1容器12へ戻すことにより、第1流 動性物質14を循環させることができ、大面積� ��透明基板を加工するときに起こりうるエッ� ��ング付近の第1流動性物質14の劣化の影響を� ��減することができる。したがって、エッチ� ��グの精度を維持することができるとともに� ��エッチングの再現性も向上させることがで� ��る。

 なお、上記の透明材料加工装置20は、図8� ��示す透明材料加工装置30のような形態とし� �もよい。透明材料加工装置30は、透明材料加 工装置20から第1弁25及び第2弁26を省略し、少� ��くとも第4容器24の側面24aのレーザが照射さ� ��る部分が、使用するレーザ波長に対して透� ��性を有する構成としたものである。

 この構成によれば、図8のように第1及び� �2容器12、13と第3及び第4容器23、24とを重ねた 状態でレーザ照射可能である。そして、第1� �明材料15を取り替える際には、図9のように� �1及び第2容器12、13を持ち上げる。これによ� �、第1及び第2流動性物質14、16はそれぞれ第1� ��び第2経路21、22を通じて第3及び第4容器23、2 4へ移動するので、容易に第1透明材料15を取� �替えることができる。そして、第1弁25及び� �2弁26も不要となる。

 本発明において、貫通穴を加工した場合� ��貫通穴を通じて第1及び第2流動性物質14、16� ��互いに混ざることが考えられるが、多少混� ��って第1流動性物質14の濃度が多少薄くなっ� ��としてもレーザの吸収率はほとんど変わら� ��いので十分に再利用可能である。一方、第2 流動性物質14に第1流動性物質16が多少混ざっ� ��第2流動性物質が数%の濃度になったとして� �レーザに反応する濃度にはほど遠く、レー� �の焦点も透明材料の裏面にあるので、第2流� ��性物質16を再利用してもレーザによって透� �材料の表面が加工されてしまうことはない� �したがって、貫通穴を加工する場合、第1流� ��性物質14及び第2流動性物質16は何回も再利� �することができ経済的である。

 次に、本発明の透明材料加工装置のさら� ��他の実施形態について説明する。図10は、� �発明の透明材料加工装置の模式的な側断面� �である。透明材料加工装置40は、レーザに対 して励起反応性のある第1流動性物質14を第1� �明材料15の裏面に接触させ、第1透明材料15の 表面からレーザを照射して第1透明材料15の裏 面から加工する装置である。そのため透明材 料加工装置40は、レーザ装置11と、レーザに� �して励起反応性のある第1流動性物質14を収� �する第1容器12と、第1透明材料15の裏面を第1� ��動性物質14に接触させるために第1容器12に� �けられた第1開口部12aとを備えている。

 そして、第2透明材料41が第1透明材料15の� ��面に密着するように接触している。第2透明 材料41は、第1透明材料15を加工する際、加工� ��分が貫通間近で残肉が薄くなったときに生� ��る破損の防止や加工部分が貫通したときに� ��じる第1流動性物質14の流出の防止のために� ��さえておくダミーの材料である。

 第2透明材料41としては、使用するレーザ� ��長に対して透明性があればよい。例えば、� ��1透明材料15で例示した材料やゲルを用いる� ��とができる。ゲルとしては、シリコーンを� ��成分とするアルファゲル(ジェルテック社製 )などが挙げられる。第2透明材料41の形態は� �第1透明材料15に密着させるため、第1透明材� ��15の形態に沿った形態であれば、図10で示し た基板状の他にも、容器状、管状など任意の 形状でよい。そして、少なくとも加工部分を 覆う大きさであればよい。また、第2透明材� �41の厚みは、約10μm~数mmのものを用いること� ��できる。なお、第2透明材料41として第1透明 材料15そのものを用いれば、ダミーとして用� ��た第2透明材料41を、後で第1透明材料15とし� ��利用することができ無駄がでない。

 そして、エッチングを行うためのレーザ強� ��は、レーザ波長に対する第1流動性物質14の� ��収によって異なるが、0.01~100J/cm ² /pulseが好ましい。さらに好ましくは、0.1~10J/c m ² /pulseである。レーザ強度が弱すぎるとエッチ ングが起こらず、強すぎると第1透明材料15に 損傷を与える。

 なお、走査光学系18の代わりに走査でき� �い光学系を用いて、エッチング時には第1透� ��材料15側を走査させてもよい。また、フォ� �マスクなどを用いて所望の形状のエッチン� �を行うようにしてもよい。

 第1透明材料15は、第1開口部12aの第1容器12 外側面にOリング(不図示)などを介して固定さ れている。そして、第2透明材料41が第1透明� �料15に密着している。第1透明材料15及び第2� �明材料41の固定にはネジやクリップやクラン プなどの固定手段を用いればよい。

 なお、第1透明材料15及び第2透明材料41は� ��図11のように、第1開口部12aの内側面に固定� ��てもよい。また、第1容器12の側壁そのもの� ��加工することもできる。この場合、第1開口 部12aを壁面とし、その壁面を加工することに なる。

 次に、上記の透明材料加工装置40を用い� �第1透明材料15の加工法について図10を用いて 説明する。まず、第1透明材料15を第1開口部12 aに密着させるように固定する。続いて第2透� ��材料41を第1透明材料15の表面側に密着させ� �ように固定する。そして第1流動性物質14を� �1容器12へその上面から注入する。第1流動性� ��質14は、少なくとも第1透明材料15の加工位� �よりも上まで注ぐ。このとき気泡が混ざら� �いように注意する。気泡は加工の妨げとな� �からである。

 これで、第1流動性物質14を第1透明材料15� ��裏面に、第2透明材料41を第1透明材料15の表� ��に接触させた状態となる。次に、第2透明材 料41の表面側からレーザを照射する。つまり� ��第1透明材料15の表面からレーザを照射する� ��とになる。レーザの焦点は第1透明材料15の� ��面と第1流動性物質14との接触面に合わせる� ��

 第1透明材料15及び第2透明材料41に対する� ��ーザの入射角は任意に設定でき、第1流動性 物質14と第1透明材料15との接触面にレーザが� ��達できればよい。また、単一のレーザビー� ��を照射するか、複数のレーザビームを同時� ��又は続けて照射するかは任意であり、少な� ��とも、1つのレーザビームが第1流動性物質14 と第1透明材料15との接触面に照射されればよ い。したがって、上述したように、レーザを レンズにより集光させて直接照射する方法や 、フォトマスクを介して照射する方法など、 任意の方法によって行うことができる。

 このようにしてレーザを照射すると、第1 透明材料15のレーザ入射側である表面では何� ��変化はないが、第1流動性物質14と接触した� ��1透明材料15の面ではレーザ照射部分にのみ� ��択的にエッチングが行える。また、マスク� ��ターンを通してレーザ照射することによっ� ��、線幅が数μmの鮮明なエッチングパターン� ��形成も可能である。しかもエッチング部分� ��は何ら化学的な劣化や損傷を与えない。エ� ��チング速度はレーザ強度に依存し、エッチ� ��グ工程を精密に制御できる。また、エッチ� ��グの深さは、レーザパルス数に比例して増� ��するので、エッチング深さを精密に制御で� ��る。

 また、作業温度としては、第1流動性物質 14の流動性が保持される温度であれば特に限� ��はない。さらに、エッチングの安定性を高� ��るための手段、例えば、第1流動性物質14を� ��環する方法、あるいは、撹拌する方法など� ��用いてもよい。

 また、上記の実施形態では、第1透明材料 15を垂直に支持して水平レーザによって加工� ��る例を示したが、第1透明材料15を水平に支� ��して、垂直方向からレーザを照射する落射� ��式によっても実施することができる。その� ��には、レーザアブレーションによって発生� ��る気泡を継続的に除去することが望ましい� ��で、第1透明材料15の裏面に形成されている� ��1流動性物質14を循環又は撹拌させ、さらに� ��第1透明材料15の裏面への第1流動性物質14の� ��きつけを行う等の手法で気泡の影響をなく� ��ことが望ましい。

 このような透明材料加工装置の具体例を� ��12に示す。図12の透明材料加工装置50では、� ��ーザは、レーザ光源系17から水平方向に発� �され、反射鏡42で直角に反射させて鉛直上方 へ導き、走査光学系18で整形され、第2透明材 料41の下側から入射して第1透明材料15の上側� ��透過し、第1流動性物質14に吸収される構成� ��なっている。

 ここで第1容器12’は、直方体の1面が開放 された開放面を有する形状となっている。こ の開放面から第1流動性物質14の入れ替えを行 い、開放面の端部を第1透明材料15にOリング(� ��図示)などを介して固定することで第1流動� �物質14の漏れを防止し、第1透明材料15を下に 向けた状態で透明材料加工装置10に取り付け� ��。そして、第2透明材料41を第1透明材料15に� ��着させる。第1透明材料15及び第2透明材料41� ��固定にはネジやクリップやクランプなどの� ��定手段を用いればよい。

 上記の透明材料加工装置50を用いた第1透� ��材料15の加工法について図12を用いて説明す る。まず、第1容器12’に第1流動性物質14を注 入し、第1容器12’の開放面に第1透明材料15及 び第2透明材料41を取り付ける。そして、第1� �明材料15及び第2透明材料41が下向きになるよ うに第1容器12’を上下逆さまにし、走査光学 系18の上方の所定位置に取り付ける。このと� ��、第1流動性物質14に気泡が混ざらないよう� ��注意する。気泡は加工の妨げとなるからで� ��る。

 これで、第1流動性物質14を第1透明材料15� ��裏面に接触させた状態となる。次に、第2透 明材料41の下側からレーザを照射する。つま� ��、第1透明材料15の表面からレーザを照射す� ��ことになる。レーザの焦点は第1透明材料15� ��裏面と第1流動性物質14との接触面に合わせ� ��。このような透明材料加工装置50によって� �本発明の加工法を実現することができる。

 また、接着剤を用いて第2透明材料41を第1 透明材料15に接着する構成としてもよい。図1 3は、その透明材料加工装置60の模式的な側断 面図である。なお、この構成は図11や図12の� �置にももちろん適用できる。この透明材料� �工装置60が図10の透明材料加工装置40と異な� �点は、第2透明材料41と第1透明材料15を接着� �る接着剤43を設け、第2透明材料41を固定する クランプなどの固定手段を省略した点である 。なお、接着剤43は、少なくとも加工部分に� ��ければよい。

 接着剤43としては、第2透明材料41と第1透� ��材料15を接着でき、使用するレーザ波長に� �して透明性があればよい。さらに、分離が� �易であることが望ましい。例えば、エンチ� �ール樹脂系紫外線硬化型接着剤であるハー� �ロックOP(電気化学工業株式会社製)やアクリ� ��系紫外線硬化型接着剤であるハードロックU V(電気化学工業株式会社製)やポリビニルブチ ラール樹脂系接着剤などを用いることができ る。また、接着剤43の厚みは、数μm~数mmとす� ��ことができる。

 次に、上記の透明材料加工装置60を用い� �第1透明材料15の加工法について図13を用いて 説明する。まず、第2透明材料41又は/及び第1� ��明材料15に接着剤43を塗布し、第1透明材料15 と第2透明材料41とを接着する。続いて、第1� �明材料15を第1開口部12aに密着させるように� �定する。これ以降の加工法は上述した透明� �料加工装置40の場合と同様であるので説明を 省略する。

 加工後は、接着された状態の第2透明材料 41及び第1透明材料15を透明材料加工装置60か� �取り外し、接着剤43の種類と第1及び第2透明� ��料16、17の材質とに応じた適切な手法で第2� �明材料41と第1透明材料15を分離する。分離の 手法としては、例えば、接着剤43を有機溶剤� ��溶かしたり、接着剤43を高温で燃焼させた� �、接着剤43をプラズマ照射で昇華させたりす るなどの手法がある。

 このように、接着剤を用いて第2透明材料 41を第1透明材料15に接着することにより、第2 透明材料41を透明材料加工装置30に固定する� �めの固定手段が不要となり、装置を簡略化� �きるとともに着脱作業も簡略化される。ま� �、接着剤43による固定はクランプなどによる 固定よりも安定しているため、第2透明材料41 及び第1透明材料15が大面積である場合に最適 な手法である。

 上記の透明材料加工装置40、50、60及び加� ��法によれば、多段階リソグラフィ法による� ��段階の工程が必要であることに比べて、一� ��階の処理でエッチングができる。しかも、� ��空雰囲気が不要である。また、レーザ誘起� ��ラズマ法に比べて、未照射部分への損傷も� ��けられる。しかもレーザを直接集光する方� ��とマスクを通して照射する方法とのどちら� ��も可能である。

 また、低レーザ強度のためエネルギー効� ��が良く、エッチングできる材料の対象範囲� ��広くなる。さらに、低レーザ強度のために� ��スクを通してパターン状のエッチングも可� ��で、エッチングパターンの精度は10μm以下� �ある。加えて、エッチング速度も制御でき� �エッチング面の化学組成にも変化を与えな� �ことから、本発明の加工法は微細化、精密� �、高品質化できる方法であるとともに、非� �に低コストであり、量産性に富む方法であ� �。

 また、上記の透明材料加工装置40、50、60� ��び加工法では、貫通穴や底の薄い穴を精度� ��く量産することもできる。この場合も上述� ��たように、第1透明材料15の裏面からエッチ� ��グしていき、第2透明材料41が一部エッチン� ��されるまでエッチングを続ければ貫通穴が� ��られ、貫通直前でエッチングを終了すれば� ��の薄い穴を得ることができる。

 このエッチング工程において、従来のよ� ��に第2透明材料41を用いない場合は、貫通間� ��で残肉が薄くなったとき、残肉の表裏の大� ��圧と第1流動性物質14との圧力差によって残� ��部分が破損するおそれがあり、破損した場� ��、穴周辺にクラックや欠けが生じるおそれ� ��ある。これは、貫通穴や底の薄い穴の径が� ��きくなるほど顕著に表れる。

 それに比べて本発明のように、第2透明材 料41を第1透明材料15の表面に接触させている� ��合は、貫通間近で残肉が薄くなったときで� ��第2透明材料41が残肉を押さえているので、� ��1流動性物質14の圧力によって残肉部分が破� ��することもクラックや欠けが生じることも� ��い。

 また、従来のように第2透明材料41を用い� ��い場合は、貫通穴を開けると第1流動性物質 14が流出することになる。そして、流出した� ��1流動性物質14は、装置の光源系や駆動系に� ��大なダメージを与えるおそれがある。それ� ��比べて本発明のように、第2透明材料41を第1 透明材料15の表面に接触させている場合は、� ��1透明材料15が貫通したときでも第2透明材料 41がその貫通穴を封止するので、第1流動性物 質14が流出することがない。

 このように、貫通穴や底の薄い穴を加工� ��る場合、第2透明材料41を第1透明材料15の表� ��に接触させることで加工精度を飛躍的に向� ��させることができるとともに、光源系や駆� ��系へのダメージを防止することができる。� ��お、貫通穴や底の薄い穴の形状は、円、楕� ��、多角形など、任意の形状に加工できる。� ��た、貫通穴や底の薄い穴の形状を円とした� ��合、その直径は0.01mm以上であれば加工可能� ��あり、約0.1mmまでが最適に加工可能である� �この大きさの穴を精度良く大量に加工でき� �ので、例えばインクジェット用ノズルの加� �に利用することができる。