CN102089115A - 激光加工装置及激光加工方法 - Google Patents

Abstract

提供无金属粉产生的问题或在冷却构件附着的污垢附着于基板的问题，且摩擦导致的伤痕的发生亦不会产生的使用固体接触冷却方法的激光加工装置及激光加工方法。具备在脆性材料基板形成光束点的激光照射机构、形成冷却区域的基板冷却机构、沿在前述基板设定的加工预定线以光束点后冷却区域的顺序相对移动前述光束点及前述冷却区域的扫描机构，前述基板冷却机构是由将常温下为气体或液体的冷媒材料冷却而固体化的固相冷媒、使前述固相冷媒接触前述基板的按压机构构成。

Description

激光加工装置及激光加工方法

技术领域

本发明关于利用激光照射的脆性材料基板加工装置及加工方法，特别是关于以因激光照射导致的加热与其后立刻的冷却对基板给予热应力以使裂痕产生的激光加工装置及激光加工方法。

在此所谓脆性材料基板是指玻璃基板、烧结材料的陶瓷、单结晶硅、半导体晶圆、蓝宝石基板、陶瓷基板等。

背景技术

若使用对玻璃基板等脆性材料基板照射激光束，扫描形成于基板上的光束点并以直线状加热，再在加热后立刻吹送冷媒以冷却的激光划线加工，与由刀轮等进行的机械加工相比可减少切屑的产生，且可使端面强度提高。

因此，激光划线加工在以平面显示器为首必须分断加工玻璃基板等的各种制造过程被采用。

一般而言，在激光划线加工是设定将欲加工的假想线(称为加工预定线)。且在为加工预定线的始端的基板端以刀轮等形成初期龟裂(触发)，从在始端形成的初期龟裂的位置沿加工预定线扫描由激光束的照射产生的光束点。之后，对光束点刚通过的加工预定线吹送冷媒以进行冷却。此时，基于在加工预定线附近发生的温度分布(深度方向的温度分布或前后方向的温度分布)产生应力梯度的结果形成有限深度的裂痕(称为划线)或到达基板的背面而将基板完全分断的裂痕(称为全切线)(参考专利文献1、专利文献2、专利文献3)。

欲以激光加工使裂痕沿加工预定线高精度形成必须在加工预定线上使大热应力发生，必须沿加工预定线形成陡峭的温度梯度。又，选择可形成尽可能深的有限深度的裂痕(划线)的加工条件或可形成确实完全分断的裂痕(全切线)虽利于进行激光加工，但因此必须以加热后的冷却形成尽可能大的温度梯度。然而，以时至今日一般冷却方法即在非接触状态下吹送气体(亦可使含有液体)的方法冷却可能不充分。

针对此点，使大温度梯度发生的冷却方法有在光束点通过后使冷却构件机械式接触基板面的方法被揭示。

例如，有使冷媒循环的冷却管接触基板以冷却的方法被揭示(参考专利文献4)。

又，有使滚轮状的冷却构件(固体)或球状的冷却构件(固体)或棒状的冷却构件(固体)的前端为低温并接触基板表面以冷却的方法被揭示(专利文献5)。

此外，亦有使由在常温下蒸气压比水高的溶剂等构成的挥发性液体浸透由海绵、毡等素材构成的冷却构件，借由使此冷却构件(海绵等)接触基板涂布挥发性液体，利用挥发性液体蒸发时的气化热冷却(参考专利文献5)。

〔专利文献1〕日本特开2001-130921号公报

〔专利文献2〕日本特开2006-256944号公报

〔专利文献3〕WO 2003/008352号公报

〔专利文献4〕日本特开2002-100590号公报

〔专利文献5〕日本特开2002-362933号公报

发明内容

如上述接触冷却管或滚轮状的冷却构件或接触使挥发液体浸透的海绵、毡等冷却构件，借由将固体物质机械式接触基板进行冷却可沿加工预定线高效率冷却，可沿加工预定线高精度且确实形成裂痕。

然而，在冷却管或滚轮状的冷却构件是使用能将接触面冷却至低温的热传导率较高的金属(铜、铝)。若此种冷却构件在机械式接触基板的状态下移动，会因摩擦而有金属粉残留于基板上，基板会被污染。特别是若在冷却构件的接触面因任何原因而产生小伤痕，金属粉会更容易从伤痕的部分产生。又，由于伤痕部分的摩擦系数较高，故基板易因接触此部分而损伤。

另外，在使用使挥发性液体浸透的海绵、毡等冷却构件时，虽不会产生金属粉或摩擦导致的伤痕的问题，但会有海绵或毡的一部分剥落而附着于基板之虞。又，若污垢附着于海绵或毡，会使污垢附着于之后接触的基板。

针对此点，本发明以提供在激光划线加工中的加热后的冷却使用在使固体的冷却构件机械式接触机板时无从冷却构件本身产生金属粉的问题或在冷却构件附着的污垢附着于其他基板的问题，又，摩擦导致的伤痕的发生亦不会产生的冷却方法的激光加工装置及激光加工方法为目的。

为解决上述课题而为的本发明的脆性材料基板用的激光加工装置是借由改良不得不具备机械式接触基板的固体材料做为冷却构件的性质而成。

亦即，本发明的激光加工装置是脆性材料基板用的激光加工装置，具备在脆性材料基板形成借由照射激光束进行局部加热的光束点的激光照射机构、形成局部冷却前述基板的冷却区域的基板冷却机构，并进而具备沿在前述基板设定的加工预定线以光束点后冷却区域的顺序相对移动前述光束点及前述冷却区域的扫描机构。此外，基板冷却机构是使用将常温下为气体或液体的冷媒材料冷却而固体化的固相冷媒做为冷媒使用，并具备使前述固相冷媒接触前述基板的接触机构。

在此，相对移动前述光束点及前述冷却区域的扫描机构可将前述光束点及前述冷却区域为一定位置后移动基板，或使基板的位置为一定并使由激光照射机构产生的光束点及由基板冷却机构产生的冷却区域对基板移动。

又，所谓「常温下为气体或液体的冷媒材料」的「常温」是指进行激光加工的周围的空间的通常状态的温度(室温)，具体而言是指5℃以上40℃以下的温度范围。

利用本发明，基板冷却机构是以按压机构使将常温下为气体或液体的冷媒材料冷却而固体化的固相冷媒接触基板，固相冷媒一端面接触基板并被沿刚被加热的加工预定线扫描。借此，基板的加工预定线借由冷媒的接触面而高效率且高精度被冷却，固相冷媒则接触面气化、液化而逐渐被消耗。

利用本发明，可在与固相冷媒的接触面高效率冷却，由于不会因摩擦使固相冷媒损伤故基板不易损伤。又，由于冷却时接触面气化或液化而消耗，故即使以相同固相冷媒连续冷却基板，附着在固相冷媒的接触面的污垢亦不会附着于次一基板。

上述发明中，前述固相冷媒可使用冰、固体状态的酒精、干冰其中之一。

使用冰做为固相冷媒，将其接触经加热的基板后，一部分会液化成为水。又，若使用固体状态的酒精做为固相冷媒，一部分会成为液体酒精或气体酒精。又，若使用干冰做为固相冷媒，一部分会气化成为二氧化碳。此等材料由于皆不含如金属粉或海绵等固形物质，故不会以固形物残留于基板上使基板受伤或变脏。又，由于是在常温下会自然蒸发的材料，故不必除去，或即使有以未蒸发的液体状态附着亦可以纯水洗净简单除去。

此外，在使冰、固体状态的酒精、干冰做为固相冷媒与基板接触时，越将此等冷却便越可使固体温度低温化。因此，借由冷却固相冷媒的温度以形成低温，可更加提高冷却效率，形成陡峭的温度梯度以进行精度良好的加工。

上述发明中，前述基板冷却机构可另具备供给前述冷媒材料的冷媒供给部、将被供给的冷媒材料冷却至前述冷媒材料固体化的温度以下以形成固相冷媒的固体化部。

借此，固相冷媒的一部分气化或液化而消耗后，从冷媒供给部供给冷媒材料并冷却至固体化温度以形成固相冷媒，可追加消耗的固相冷媒，可连续进行冷却。又，即使固相冷媒有伤痕亦可修复。

在此，可为前述冷媒供给部具备喷射前述冷媒材料的喷嘴，前述固体化部是由设置对向在前述基板的端面并配置为从前述喷嘴被喷射的前述冷媒材料会附着于前述端面的芯材、将前述芯材的前述端面冷却至前述冷媒材料固体化的温度以下的芯材冷却部构成。

借此，从喷嘴对被芯材冷却部冷却的芯材(例如使前端面圆滑化的铜制的棒体)的端面喷射冷煤材料使附着于芯材端面的冷煤材料被冷却至固体化温度以下而固体化，附着于芯材端面，可形成覆盖芯材端面的固相冷媒。

之后借由使附着于芯材端面的固相冷媒机械式接触基板可使基板高效率冷却。此时由于芯材本身未与基板直接接触，故不会有芯材的一部分剥离而残留金属粉等。

又，在上述发明中，前述按压机构可具备在使前述固相冷媒的一端面对向在前述基板的状态下将前述固相冷媒支持为可装卸的支持构件。

借此，借由支持构件被安装为可装卸的固相冷媒被按压机构按压于基板。此外，在固相冷媒因与基板的接触而被消耗后，卸下之前使用的固相冷媒，交换为新固相冷媒。借此，可继续以固相冷媒冷却。

又，在上述发明中，前述基板冷却机构可另具备对固相冷媒整形与前述基板接触的固相冷媒的接触面的整形机构。

在此，整形机构整形的形状并未特别受限。具体而言，可将前端整形为半球形，亦可整形为角状。又，亦可为使易于配合加工预定线方向而整形为椭圆状。

又，为解决上述课题而由另一观点而为的本发明的激光加工方法是借由沿在脆性材料基板设定的加工预定线扫描以激光束的照射形成的光束点加热前述基板，其次借由冷却光束点刚通过的位置而沿前述加工预定线形成由热应力产生的裂痕的脆性材料基板用的激光加工方法，以使将常温下为气体或液体的冷媒材料冷却而固体化的固相冷媒接触前述基板进行基板的冷却。

利用本发明，可在与固相冷媒的接触面高效率冷却，由于不会因摩擦使固相冷媒损伤故基板不易损伤。又，由于冷却时接触面气化或液化而消耗，故即使以相同固相冷媒连续冷却基板，附着于固相冷媒的接触面的污垢亦不会附着于次一基板。

又，上述方法中，前述固相冷媒可使用冰、固体状态的酒精、干冰其中之一。

使用冰做为固相冷媒，将其接触经加热的基板后，一部分会液化成为水。又，若使用固体状态的酒精做为固相冷媒，一部分会成为液体酒精或气体酒精。又，若使用干冰做为固相冷媒，一部分会气化成为二氧化碳。此等材料由于皆不含如金属粉或海绵等固形物质，故不会以固形物残留于基板上使基板受伤或变脏。又，由于是在常温下会自然蒸发的材料，故不必除去，或即使有以未蒸发的液体状态附着亦可以纯水洗净简单除去。

在此，前述固相冷媒可含有表面活性剂或洗净剂做为添加剂。

借由使含有表面活性剂，在以固相冷媒冷却时表面活性剂被涂布于沿加工预定线被形成的裂痕，其结果可防止裂痕的表面间固着。又，借由使含有洗净剂，在以固相冷媒冷却时洗净剂被涂布于加工预定线，其结果洗净可简单且有效进行。

附图说明

图1为本发明的一实施形态的基板加工装置的全体构成图。

图2为显示图1的基板加工装置的一部分即基板冷却机构的构成的部分构成图。

图3为显示图1的基板加工装置的控制系统的方块图。

图4为显示利用图1的基板加工装置的加工动作流程的图。

图5为本发明的第二实施形态的基板加工装置的全体构成图。

图6为显示图5中的加热块的构成的图。

图7为显示图5的基板加工装置中的整形机构的动作流程的图。

图8为本发明的第三实施形态的基板加工装置的全体构成图。

图9为显示图8的基板加工装置的一部分即基板冷却机构的构成的部分构成图。

【主要元件符号说明】

2滑动平台                     7台座(扫描机构)

12旋转平台                    13激光装置(激光照射机构)

14光学保持具(激光照射机构)    20、20a基板冷却机构

21芯材(固体化部)              21a端面

22芯材冷却部                  24升降杆

25按压机构                    26升降机构

27喷嘴(冷媒供给部)            50整形机构

51加热块                      52移动机构

61支持构件                    A玻璃基板(脆性材料基板)

Cr裂痕                        CL固相冷媒

具体实施方式

(实施形态1)

以下，基于图面说明本发明的实施形态。

图1为可实施本发明的加工方法的基板加工装置LS1的全体构成图。图2为显示基板加工装置LS1的一部分即基板冷却机构的构成的部分构成图。

在本实施形态虽以加工玻璃基板为例说明，但即使为硅基板等脆性材料基板亦同。又，虽说明使用冰做为固相冷媒，但其他固相冷媒(固体酒精时是使用液态酒精，干冰时是使用液化二氧化碳气体)亦同。

首先说明基板加工装置LS1的全体构成。沿平行配置于水平的架台1上的一对导轨3、4设有在图1的纸面前后方向(以下称Y方向)往复移动的滑动平台2。在两导轨3、4之间沿前后方向配置有导螺杆5，在此导螺杆5螺合有固定于前述滑动平台2的支柱6，以马达(图示外)正反转导螺杆5使滑动平台2沿导轨3、4在Y方向往复移动。

在滑动平台2上沿导轨8配置有在图1的左右方向(以下称X方向)往复移动的水平台座7。在固定于台座7的支柱10a贯通螺合有借由马达9旋转的导螺杆10，导螺杆10正反转会使台座7沿导轨8于X方向往复移动。

在台座7上设有以旋转机构11旋转的旋转平台12，在此旋转平台12之上以水平的状态安装玻璃基板A。此玻璃基板A是例如切出小单位基板的母基板。旋转机构11使旋转平台12绕垂直的轴旋转，可旋转为对基准位置为任意旋转角度。又，玻璃基板A是以例如吸引夹头固定于旋转平台12。

在旋转平台12的上方有构成激光照射机构的激光装置13与光学保持具14受安装架15保持。

激光装置13做为脆性材料基板的加工用使用一般者即可，具体而言是使用准分子激光、YAG激光、二氧化碳气体激光或一氧化碳激光等。在玻璃基板A的加工使用发射玻璃材料的能量吸收效率较大的波长的光的二氧化碳气体激光较理想。

从激光装置13射出的激光借由组装有调整光束形状的透镜光学系统的光学保持具14，在玻璃基板A上形成具有长轴的形状(椭圆形状、长圆形状等)的光束点。在此是使光束点的形状为椭圆以使可沿划线预定线高效率加热。

在安装架15接近光学保持具14设有基板冷却机构20。如图2所示，基板冷却机构20主要是由由棒状体构成的芯材21、喷射在常温下为液体的水(水蒸气)的喷嘴27的2个构造体构成。芯材21是以良好热传导性的金属(例如铜、铝)形成。芯材21的下方侧的端面21a形成为无凹凸的镜面。此端面21a使从喷嘴27被喷射的冷却媒体附着。端面21a虽是形成为半球状，但亦可为其他形状，只要配合扫描的光束点的形状或宽度形成为适当的形状即可。在芯材21的上侧设有翼片21b，以使可透过翼片21b高效率冷却芯材21。

在芯材21的翼片21b的周围设有箱状的芯材冷却部22，使冷却媒体透过循环流路22a、22b流入、排出其中。被使用的冷却媒体是使用可将端面21a的温度冷却至所要的温度的低温流体。例如从喷嘴27使水做为冷媒材料喷射时，由于端面21a成为冰点(0℃)以下即可，故使用比其低温的气体(在冷冻回路低温化的氟氯烷气体)或液体(液化二氧化碳气体、液态氮)冷却芯材21。另外，亦可在芯材冷却部22使用帕耳帖(Peltier)元件冷却芯材21。

在芯材冷却部22的上面安装有绝热材23(例如陶瓷板)，在绝热材23的上面固定有升降杆24。绝热材23是为防止芯材冷却部22的低温被传达至升降杆24而被安装。

升降杆24连接于使芯材21接触基板A的按压机构25。按压机构25是借由由线圈弹簧与电磁阀(不图示)构成的升降机构26上下移动升降杆24以升降芯材21。且被调整为芯材21下降而接触基板A时，端面21a以由线圈弹簧产生的适度的力按压基板A。

喷嘴27是喷射方向朝向芯材21，并使透过开闭阀28被供给的水(水蒸气)从喷嘴27被喷射并附着于端面21a。附着于芯材21的周围的水会因芯材21被冷却至0℃以下而成为冰，覆盖端面21a。因此，若使此状态的芯材21下降并接触基板A，附着于端面21a的冰的部分会接触基板，借此基板被冷却。

又，在安装架15接近光学保持具14在与基板冷却机构20相反侧透过升降机构17安装有刀轮18。此刀轮18是用于在玻璃基板A的端缘形成初期龟裂时从上方暂时下降。

又，在基板加工装置LS1搭载有可检出刻印于玻璃基板A的定位用对准标记的摄影机19。从以摄影机19检出的对准标记的位置求取在基板A上设定的划线预定线的位置与旋转平台的位置关系，可正确定位为使刀轮下降的位置或使光束点照射的位置位于划线预定线上。

其次说明基板加工装置LS1的控制系统。图3为显示图1的基板加工装置LS1的控制系统的方块图。基板加工装置LS1是激光/光学系统驱动部31、基板冷却机构驱动部32、扫描机构驱动部33、触发机构驱动部34、摄影机驱动部35各驱动系统受以电脑(CPU)构成的控制部40控制。

在控制部40连接有由操作按钮、键盘、滑鼠等输入装置构成的输入部41、由进行各种显示的显示画面构成的显示部42，可将必要的资讯显示在显示画面且必要的操作、指示、设定可输入。

其次说明控制部40控制的各驱动部进行的动作。

激光/光学系统驱动部31是作动、停止激光装置13以进行激光束的照射动作或停止动作。激光束被照射后，透过光学保持具14内的透镜光学系统在基板上形成椭圆状的光束点。

基板冷却机构驱动部32是先以开闭阀28的控制进行从喷嘴27喷射冷媒的动作，再以按压机构25的控制进行使芯材21下降并使附着于芯材21的端面21a的冰层接触基板A的动作。

扫描机构驱动部33驱动滑动平台2、台座7、旋转机构11，进行移动基板A的动作。

触发机构驱动部34驱动刀轮18的升降机构17，进行于基板A形成初期龟裂的动作。

摄影机驱动部35驱动摄影机，进行将基板A的位置显示于显示部42的动作。

其次说明上述基板加工装置LS1的加工动作。图4为显示利用图1的基板加工装置LS1的激光划线加工的加工动作流程的图。

首先，如图4(a)所示，玻璃基板A被载置于旋转平台12之上，以吸引夹头固定。以摄影机20(图1)检出刻印于玻璃基板A的对准标记(不图示)，基于该检出结果连结加工预定线与旋转平台12、滑动平台2、台座7的位置关系。之后作动旋转平台12及滑动平台2，调整位置使刀轮18的刃前缘方向与加工预定线的方向相同。再在作动升降机构17使刀轮18下降的状态作动台座7，使刀轮18抵接于旋转平台12上的玻璃基板A的端部，形成初期龟裂。形成初期龟裂后作动升降机构17使往上方回避以使刀轮18不接触基板A。

在进行以上的动作期间同时从喷嘴27喷射水(水蒸气)以使附着于芯材21的端面21a，借此形成覆盖端面21a的冰层。

之后如图4(b)所示，先移动旋转平台12(台座7)至原本位置后作动激光源13使激光束照射。此外，停止从喷嘴27的水(水蒸气)的喷射。在此状态下驱动台座7开始旋转平台12的移动。

之后如图4(c)所示，借由旋转平台12(台座7)的移动使基板A通过激光束的下方近处。此时在基板A上光束点被形成、加热。此外，借由附着于芯材21的端面21a的冰接触刚加热后的位置，高效率被冷却。此时冰的一部分虽会溶解，但仅成为水，成为于基板造成伤痕的原因的金属粉等不会产生。因此，不会在基板形成伤痕。此外，因固相冷媒的接触形成大温度差，借此沿加工预定线(亦即光束点及冰移动的线)形成裂痕。

之后如图4(d)所示，光束点及冰在基板A的加工预定线上移动的结果，在基板A的加工预定线上形成裂痕Cr。另外，裂痕Cr随加热条件、冷却条件、基板的板厚，可能成为由有限深度的裂痕构成的划线亦或由将基板完全分断的裂痕构成的全切线。

(实施形态2)

图5为本发明的第二实施形态的基板加工装置LS2的全体构成图。借由对图中与基板加工装置LS1(图1)相同构成部分给予相同符号省略说明。在基板加工装置LS2，具备调整形成于芯材21的端面21a的冰的大小或形状的整形机构50的点与第一实施形态不同，此点以外的构成与第一实施形态相同。控制系统是基板冷却机构驱动部32亦驱动整形机构50的升降移动、旋转移动的点不同。此点以外的控制与第一实施形态的基板加工装置LS1相同。

整形机构50是由加热块51、为回避加热块51与旋转平台12碰撞而使加热块51上下移动及旋转移动的移动机构56构成。

如图6所示，在加热块51形成有插入芯材21的前端部分以整形的型孔52、排出孔53，安装有埋入加热器54。借由在此埋入加热器54通电，加热块51被加热。

图7为显示以基板加工装置LS2进行的整形动作例的图。

首先如图7(a)所示，在载置有玻璃基板A的旋转平台12位于从基板冷却机构20远离的加工开始位置的状态时，作动移动机构56使加热块51位于芯材21的正下方。

之后如图7(b)所示，上升加热块51，使芯材21插入型孔52。此时附着于芯材21的周围的冰层一部分溶化而从排出孔53被排出。其结果，附着于芯材21表面的冰层被整形为型孔52的底面形状即半球状。另外，型孔52的底面形状为半球以外亦可。例如，欲使接触面的面积尽可能小时可使其突起为角状(即使在此状况亦因为冰而在基版A上顺利移动，故不会伤害基板A)。另外，欲增大接触面的面积时可选择平坦的底面。

结束整形后，如图7(c)所示，加热块51下降，从芯材21远离。之后，加热块51返回不与旋转平台12碰撞的回避位置(图7(a)的位置)。

借由在激光划线加工时加入以上的整形动作(加入至图4(a)之后)，始终形成有一定形状的冰层的端面21a接触基板A，故可使加工精度更加提高。

(实施形态3)

图8为本发明的第三实施形态的基板加工装置LS3的全体构成图。图9为显示图8的基板加工装置LS3的一部分即基板冷却机构20a的构成的部分构成图。借由对图8、图9中与基板加工装置LS1(图1)相同构成部分给予相同符号省略说明。

在实施形态1的基板加工装置LS1及实施形态2的基板加工装置LS2是借由于基板冷却机构20冷却从喷嘴27喷射的冷却媒体而固体化形成固相冷媒。相对于此，在基板加工装置LS3是另准备交换用的固相冷媒，在使用中的固相冷媒消耗时交换为新固相冷媒。具体而言，以另外设置的冷冻装置形成圆柱状的冰备用，在必要时交换。

因此，在基板加工装置LS3具备具备可装卸固相冷媒CL的支持构件61的基板冷却机构20a。

说明支持构件61。支持构件61是由圆筒状的外壳62、在使事先被整形为圆柱状的冰(固相冷媒CL)的下端对向在基板A的状态下以不图示的夹固定冰(固相冷媒CL)的上端的把持部63、在把持部63内升降外壳62的把持部用的升降机构64、使冰(固相冷媒CL)朝向铅直下方的导引部65构成。冰(固相冷媒CL)是借由从外壳62下方沿导引部65插入而被以把持部63的夹固定。此外，把持部用的升降机构64对应于冰的消耗量逐渐下降，保持冰(固相冷媒CL)的下侧端面始终露出至外壳62的外侧。升降机构64的升降动作亦可计算基板A的冷却次数并与其连动。

外壳62的上面固定有升降杆24。升降杆24连接于使支持构件61接触基板A的按压机构25。按压机构25是借由由线圈弹簧与电磁阀(不图示)构成的升降机构26上下移动升降杆24以升降支持构件61。且被调整为支持构件61下降而冰(固相冷媒CL)接触基板A时，冰(固相冷媒CL)以由线圈弹簧产生的适度的力按压基板A。

基板加工装置LS3的控制系统是基板冷却机构驱动部32驱动把持部用的升降机构64的升降动作。此点以外的控制与第一实施形态的基板加工装置LS1相同。另外，亦可借由机械手臂使冰(固相冷媒CL)的交换自动化，此时，以机械手臂进行的交换动作亦由基板冷却机构驱动部32控制。

说明以基板加工装置LS3进行的加工动作。将最初的冰(固相冷媒CL)安装于支持构件61，与实施形态1同样借由实行光束点的扫描及冰(固相冷媒CL)的扫描沿加工预定线于基板形成利用急遽温度差的裂痕。随最初的冰(固相冷媒CL)消耗，作动把持部升降机构64使冰(固相冷媒CL)下降。最后，最初的冰(固相冷媒CL)几乎用尽后将剩余抽出，交换为新冰(固相冷媒CL)。如此使激光划线加工续行。

本发明可利用于可对玻璃基板等脆性材料基板沿加工预定线高精度形成裂痕的激光加工装置。

Claims (10)

1.一种脆性材料基板用的激光加工装置，具备在脆性材料基板形成借由照射激光束进行局部加热的光束点的激光照射机构、形成局部冷却前述基板的冷却区域的基板冷却机构、以及沿在前述基板设定的加工预定线以光束点后冷却区域的顺序相对移动前述光束点及前述冷却区域的扫描机构，借由冷却区域通过光束点刚通过的位置而沿前述加工预定线形成由热应力产生的裂痕，其特征在：

前述基板冷却机构是由将常温下为气体或液体的冷媒材料冷却而固体化的固相冷媒、以及使前述固相冷媒接触前述基板的按压机构构成。

2.如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在：其中，前述固相冷媒是使用冰、固体状态的酒精、干冰其中之一。

3.如权利要求1或2所述的激光加工装置，其特征在：其中，前述基板冷却机构另具备供给前述冷媒材料的冷媒供给部、以及将被供给的冷媒材料冷却至前述冷媒材料固体化的温度以下以形成固相冷媒的固体化部。

4.如权利要求3所述的激光加工装置，其特征在：其中，前述冷媒供给部具备喷射前述冷媒材料的喷嘴，前述固体化部是由设置对向在前述基板的端面并配置为从前述喷嘴被喷射的前述冷媒材料会附着于前述端面的芯材、以及将前述芯材的前述端面冷却至前述冷媒材料固体化的温度以下的芯材冷却部构成。

5.如权利要求1或2所述的激光加工装置，其特征在：其中，前述按压机构具备在使前述固相冷媒的一端面对向在前述基板的状态下将前述固相冷媒支持为可装卸的支持构件。

6.如权利要求1所述的激光加工装置，其特征在：其中，前述基板冷却机构另具备对固相冷媒整形与前述基板接触的固相冷媒的接触面的整形机构。

7.一种脆性材料基板用的激光加工方法，借由沿在脆性材料基板设定的加工预定线扫描以激光束的照射形成的光束点加热前述基板，其次借由冷却光束点刚通过的位置而沿前述加工预定线形成由热应力产生的裂痕，其特征在：

基板的冷却是以使将常温下为气体或液体的冷媒材料冷却而固体化的固相冷媒接触前述基板进行。

8.如权利要求7所述的激光加工方法，其特征在：其中，前述固相冷媒是使用冰、固体状态的酒精、干冰其中之一。

9.如权利要求7或8所述的激光加工方法，其特征在：其中，前述固相冷媒含有表面活性剂做为添加剂。

10.如权利要求7或8所述的激光加工方法，其特征在：其中，前述固相冷媒含有洗净剂做为添加剂。

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