JP2013147380A - レーザ加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 有効部に損傷が生じるのを防止しつつ、強化ガラス板を備える板状の加工対象物から有効部を切り出すことができるレーザ加工方法を提供する。
【解決手段】 このレーザ加工方法は、切断予定ライン５Ａに沿ってレーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、亀裂を発生させる改質領域をライン５Ａに沿って強化ガラス板１０の内部に形成する第１工程と、その後に、有効部１７Ａの内側に向かってライン５Ａに突き当たるように延在する切断予定ライン５Ｂに沿ってレーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、亀裂を発生させる改質領域をライン５Ｂに沿って強化ガラス板１０の内部に形成する第２工程と、を備える。第２工程では、レーザ光の集光点が移動する速度をパルス発振されたレーザ光の周波数で除した距離以上の距離、ライン５Ａから離れた位置で、レーザ光の照射を停止させる。
【選択図】 図７

Description

本発明は、強化ガラス板を備える板状の加工対象物から有効部を切り出すためのレーザ加工方法に関する。

上記技術分野のレーザ加工方法として、板状の加工対象物にレーザ光を照射することにより、切断予定ラインに沿って加工対象物の内部に改質領域を形成し、その改質領域から発生した亀裂を加工対象物の厚さ方向に伸展させることにより、切断予定ラインに沿って加工対象物を切断するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−３４３００８号公報

ところで、強化ガラス板を備える板状の加工対象物から、例えば互いに形状の異なる第１有効部及び第２有効部を切り出すような場合には、第２有効部の側面に沿う第２切断予定ラインが、第１有効部の内側に向かって、第１有効部の側面に沿う第１切断予定ラインに突き当たる状態が生じ得る。このような状態において、上述したようなレーザ加工方法を実施すると、第２切断予定ラインに沿って改質領域を形成した際に、その改質領域から発生した亀裂が第１有効部の内側に伸展し、第１有効部に損傷が生じるおそれがある。

そこで、本発明は、第２切断予定ラインが、第１有効部の内側に向かって、第１有効部の側面に沿う第１切断予定ラインに突き当たっている場合において、第１有効部に損傷が生じるのを防止しつつ、強化ガラス板を備える板状の加工対象物から第１有効部を切り出すことができるレーザ加工方法を提供することを目的とする。

本発明のレーザ加工方法は、強化ガラス板を備える板状の加工対象物から、少なくとも第１有効部を切り出すためのレーザ加工方法であって、第１有効部の側面に沿うように延在する第１切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、加工対象物の厚さ方向に伸展する第１亀裂を発生させる第１改質領域を、第１切断予定ラインに沿って強化ガラス板の内部に形成する第１工程と、第１工程の後に、第１有効部の内側に向かって第１切断予定ラインに突き当たるように延在する第２切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、加工対象物の厚さ方向に伸展する第２亀裂を発生させる第２改質領域を、第２切断予定ラインに沿って強化ガラス板の内部に形成する第２工程と、を備え、第２工程では、パルス発振されたレーザ光を所定の周波数で加工対象物に照射すると共に、第１切断予定ラインに近付くように所定の速度で集光点を相対的に移動させ、速度を周波数で除した距離以上の距離、第１切断予定ラインから離れた位置で、レーザ光の照射を停止させる。

このレーザ加工方法では、第１有効部の内側に向かって第１切断予定ラインに突き当たるように延在する第２切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させるときに、パルス発振されたレーザ光を所定の周波数で加工対象物に照射すると共に、第１切断予定ラインに近付くように所定の速度で集光点を相対的に移動させ、当該速度を当該周波数で除した距離以上の距離、第１切断予定ラインから離れた位置で、レーザ光の照射を停止させる。これにより、第２改質領域が第１有効部の内側に形成されること、及び第２改質領域から発生した第２亀裂が第１有効部の内側に伸展することが防止される。よって、このレーザ加工方法によれば、第２切断予定ラインが、第１有効部の内側に向かって、第１有効部の側面に沿う第１切断予定ラインに突き当たっている場合において、第１有効部に損傷が生じるのを防止しつつ、強化ガラス板を備える板状の加工対象物から第１有効部を切り出すことができる。

ここで、第２工程では、速度を周波数で除した距離以上且つ強化ガラス板の厚さに相当する距離以下の距離、第１切断予定ラインから離れた位置で、レーザ光の照射を停止させてもよい。これによれば、第２切断予定ラインにおける第１切断予定ライン側の端部において第２亀裂の蛇行を抑制し、加工対象物を第２切断予定ラインに沿って精度良く切断することができる。

また、第２切断予定ラインは、第１切断予定ラインの中間位置に突き当たるように延在していてもよい。これによれば、第１切断予定ラインに沿って形成された第１改質領域及び第１亀裂によって、第２改質領域から発生した第２亀裂の伸展（すなわち、第１有効部の内側への伸展）を止めることができる。

このとき、第１工程では、第１亀裂を加工対象物の表面及び裏面に到達させてもよい。これによれば、第１切断予定ラインに沿って形成された第１改質領域及び第１亀裂によって、第２改質領域から発生した第２亀裂の伸展（すなわち、第１有効部の内側への伸展）をより確実に止めることができる。

また、第２切断予定ラインは、第２有効部の側面に沿うように延在してもよい。これによれば、強化ガラス板を備える板状の加工対象物から、第１有効部に加えて、第２有効部を切り出すことができる。

本発明によれば、第２切断予定ラインが、第１有効部の内側に向かって、第１有効部の側面に沿う第１切断予定ラインに突き当たっている場合において、第１有効部に損傷が生じるのを防止しつつ、強化ガラス板を備える板状の加工対象物から第１有効部を切り出すことができるレーザ加工方法を提供することが可能となる。

改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。 改質領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。 図２の加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。 レーザ加工後の加工対象物の平面図である。 図４の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。 図４の加工対象物のVI−VI線に沿っての断面図である。 本発明の第１実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。 本発明の第１実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。 本発明の第１実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。 レーザ光の照射について説明するための概念図である。 本発明の第２実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物及び有効部の平面図である。 本発明の第２実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。 本発明の第２実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。 本発明の他の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本発明の一実施形態のレーザ加工方法では、切断予定ラインに沿って加工対象物にレーザ光を照射することにより、切断予定ラインに沿って加工対象物の内部に切断の起点となる改質領域を形成する。そこで、加工対象物の材料を限定せずに、改質領域の形成について、図１〜図６を参照して説明する。

図１に示すように、レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌをパルス発振するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの光軸（光路）の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、レーザ光Ｌを集光するための集光用レンズ１０５と、を備えている。また、レーザ加工装置１００は、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される加工対象物１を支持するための支持台１０７と、支持台１０７を移動させるためのステージ１１１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、ステージ１１１の駆動を制御するステージ制御部１１５と、を備えている。

このレーザ加工装置１００においては、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー１０３によってその光軸の向きを９０°変えられ、支持台１０７上に載置された加工対象物１の内部に集光用レンズ１０５によって集光される。これと共に、ステージ１１１が移動させられ、加工対象物１がレーザ光Ｌに対して切断予定ライン５に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン５に沿った改質領域が加工対象物１に形成されることとなる。

加工対象物１としては、種々の材料（例えば、ガラス、半導体材料、圧電材料等）からなる板状の部材（例えば、基板、ウェハ等）が用いられる。図２に示すように、加工対象物１には、加工対象物１を切断するための切断予定ライン５が設定されている。切断予定ライン５は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物１の内部に改質領域を形成する場合、図３に示すように、加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせた状態で、レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち、図２の矢印Ａ方向に）相対的に移動させる。これにより、図４〜図６に示すように、改質領域７が切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部に形成され、切断予定ライン５に沿って形成された改質領域７が切断起点領域８となる。

なお、集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン５は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物１の表面３に実際に引かれた線であってもよい。また、改質領域７は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域７は列状でも点状でもよく、要は、改質領域７は少なくとも加工対象物１の内部に形成されていればよい。また、改質領域７を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域７は、加工対象物１の外表面（表面、裏面、若しくは外周面）に露出していてもよい。

ちなみに、ここでのレーザ光Ｌは、加工対象物１を透過すると共に加工対象物１の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物１に改質領域７が形成される（すなわち、内部吸収型レーザ加工）。よって、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌが殆ど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。一般的に、表面３から溶融され除去されて穴や溝等の除去部が形成される（表面吸収型レーザ加工）場合、加工領域は表面３側から徐々に裏面側に進行する。

ところで、本実施形態で形成される改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある（これらをまとめて高密転移領域ともいう）。

また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との界面に亀裂（割れ、マイクロクラック等）を内包している場合がある。内包される亀裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物１としては、例えばシリコン、ガラス、ＬｉＴａＯ_３又はサファイア（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる基板やウェハ、又はそのような基板やウェハを含むものが挙げられる。

また、本実施形態においては、切断予定ライン５に沿って改質スポット（加工痕）を複数形成することによって、改質領域７を形成している。改質スポットとは、パルスレーザ光の１パルスのショット（つまり１パルスのレーザ照射：レーザショット）で形成される改質部分であり、改質スポットが集まることにより改質領域７となる。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも１つが混在するもの等が挙げられる。

この改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することが好ましい。
［第１実施形態］

図７に示すように、加工対象物１は、表面１ａ及び裏面１ｂを有する矩形板状の部材であり、強化ガラス板１０を備えている。強化ガラス板１０は、引張応力層、及びその引張応力層の両側に形成された圧縮応力層を有するガラス板である。強化ガラス板１０は、ガラス板を溶融塩に浸漬させ、イオン交換によってガラス板の表面層に圧縮応力層を形成したり（イオン交換法）、ガラス板を加熱した後、ガラス板の表面に空気を吹き付けるなどしてガラス板を急冷させたり（風冷強化法）することで製造される。強化ガラス板１０では、その厚さ方向が、引張応力層及び圧縮応力層の配列方向と一致している。

以上のように構成された加工対象物１から、以下のように、矩形板状の有効部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを切り出す。なお、有効部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃは、平面視において互いに外形が異なっている。このような有効部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃは、それぞれ異なる種類の携帯型端末のディスプレイの保護基板等に用いられる。

まず、加工対象物１をレーザ加工装置１００の支持台１０７上に載置する。このとき、加工対象物１の裏面１ｂにテープを貼ったり、或いは支持台１０７を多孔質状に形成して加工対象物１を真空吸着したりするなど、支持台１０７上において加工対象物１を保持する。そして、加工対象物１に対し、切断予定ライン５Ａ，５Ｂ，５Ｃを設定する。

切断予定ライン５Ａは、有効部１７Ａと有効部１７Ｂとの境界面、及び有効部１７Ａと有効部１７Ｃとの境界面に沿うように直線状に延在している。より詳細には、切断予定ライン５Ａは、有効部１７Ａの側面１９Ａのうちの一長辺に沿うように延在している。加えて、当該切断予定ライン５Ａは、有効部１７Ｂの側面１９Ｂのうちの一短辺、及び有効部１７Ａと隣り合う複数の有効部１７Ｃの側面１９Ｃのうちの一長辺に沿うように延在している。

切断予定ライン５Ｂは、有効部１７Ｂと有効部１７Ｃとの境界面に沿うように直線状に延在している。より詳細には、切断予定ライン５Ｂは、有効部１７Ｂの側面１９Ｂのうちの一長辺に沿うように延在している。加えて、当該切断予定ライン５Ｂは、有効部１７Ｂと隣り合う複数の有効部１７Ｃの側面１９Ｃのうちの一短辺に沿うように延在している。そして、切断予定ライン５Ｂは、有効部１７Ａの内側に向かって切断予定ライン５Ａの中間位置に突き当たるように延在している。

切断予定ライン５Ｃは、隣り合う有効部１７Ｃ，１７Ｃとの境界面に沿うように直線状に延在している。より詳細には、切断予定ライン５Ｃには、有効部１７Ｃの側面１９Ｃのうちの一短辺に沿うように延在するものと、有効部１７Ｃの側面１９Ｃのうちの一長辺に沿うように延在するものと、が存在する。そして、有効部１７Ｃの側面１９Ｃのうちの一短辺に沿うように延在する切断予定ライン５Ｃは、有効部１７Ａの内側に向かって切断予定ライン５Ａの中間位置に突き当たるように延在している。有効部１７Ｃの側面１９Ｃのうちの一長辺に沿うように延在する切断予定ライン５Ｃは、有効部１７Ｂの内側に向かって切断予定ライン５Ｂの中間位置に突き当たるように延在している。

続いて、図８（ａ）に示すように、加工対象物１の表面１ａをレーザ光入射面として強化ガラス板１０の内部にレーザ光Ｌの集光点を位置させ、切断予定ライン５Ａに沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５Ａに沿ってレーザ光Ｌの集光点を相対的に移動（スキャン）させる。これにより、加工対象物１の厚さ方向に伸展する亀裂８Ａを発生させる改質領域７Ａを（図８（ｂ）参照）、切断予定ライン５Ａに沿って強化ガラス板１０の内部に形成する（第１工程）。このとき、切断予定ライン５Ａに対する改質領域７Ａの形成に伴って（加工対象物１に何ら外力を作用させずに）、改質領域７Ａから発生した亀裂８Ａを加工対象物１の表面１ａ及び裏面１ｂに到達させる。

改質領域７Ａを形成した後に、図８（ｂ）に示すように、加工対象物１の表面１ａをレーザ光入射面として強化ガラス板１０の内部にレーザ光Ｌの集光点を位置させ、切断予定ライン５Ｂに沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５Ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点を相対的に移動（スキャン）させる。これにより、加工対象物１の厚さ方向に伸展する亀裂８Ｂを発生させる改質領域７Ｂを（図９（ａ）参照）、切断予定ライン５Ｂに沿って強化ガラス板１０の内部に形成する（第２工程）。このとき、切断予定ライン５Ｂに対する改質領域７Ｂの形成に伴って（加工対象物１に何ら外力を作用させずに）、改質領域７Ｂから発生した亀裂８Ｂを加工対象物１の表面１ａ及び裏面１ｂに到達させる。

改質領域７Ｂを形成した後に、図９（ａ）に示すように、加工対象物１の表面１ａをレーザ光入射面として強化ガラス板１０の内部にレーザ光Ｌの集光点を位置させ、各切断予定ライン５Ｃに沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５Ｃに沿ってレーザ光Ｌの集光点を相対的に移動（スキャン）させる。これにより、加工対象物１の厚さ方向に伸展する亀裂８Ｃを発生させる改質領域７Ｃを（図９（ｂ）参照）、切断予定ライン５Ｃに沿って強化ガラス板１０の内部に形成する。このとき、切断予定ライン５Ｃに対する改質領域７Ｃの形成に伴って（加工対象物１に何ら外力を作用させずに）、改質領域７Ｃから発生した亀裂８Ｃを加工対象物１の表面１ａ及び裏面１ｂに到達させる。

ここで、レーザ光Ｌの照射の停止位置について説明する。図１０に示すように、切断予定ライン５Ｂに沿って改質領域７Ｂを形成するときには、パルス発振されたレーザ光Ｌを所定の周波数（繰返し周波数）で加工対象物１に照射すると共に、切断予定ライン５Ａに近付くように所定の速度（相対的移動速度）でレーザ光Ｌの集光点を相対的に移動させる。そして、切断予定ライン５Ａから１パルスピッチ（すなわち、所定の速度／所定の周波数）以上の距離Ｄだけ離れた位置で、レーザ光Ｌの照射を停止させる。例えば、所定の周波数が５０ｋＨｚであり、所定の速度が５００ｍｍ／ｓであれば、距離Ｄは１０μｍ以上となる。

また、有効部１７Ｃの側面１９Ｃのうちの一短辺に沿うように延在する切断予定ライン５Ｃに沿って改質領域７Ｃを形成するときには、パルス発振されたレーザ光Ｌを所定の周波数で加工対象物１に照射すると共に、切断予定ライン５Ａに近付くように所定の速度でレーザ光Ｌの集光点を相対的に移動させる。そして、切断予定ライン５Ａから１パルスピッチ以上の距離Ｄだけ離れた位置で、レーザ光Ｌの照射を停止させる。

また、有効部１７Ｃの側面１９Ｃのうちの一長辺に沿うように延在する切断予定ライン５Ｃに沿って改質領域７Ｃを形成するときには、パルス発振されたレーザ光Ｌを所定の周波数で加工対象物１に照射すると共に、切断予定ライン５Ｂに近付くように所定の速度でレーザ光Ｌの集光点を相対的に移動させる。そして、切断予定ライン５Ｂから１パルスピッチ以上の距離Ｄだけ離れた位置で、レーザ光Ｌの照射を停止させる。

なお、距離Ｄは、強化ガラス板１０の厚さ（レーザ光Ｌの光軸方向における強化ガラス板１０の表面と裏面との距離）に相当する距離以下であることが好ましい。つまり、距離Ｄは、１パルスピッチ以上且つ強化ガラス板１０の厚さに相当する距離以下であることが好ましい。その理由は、切断予定ライン５Ｂにおける切断予定ライン５Ａ側の端部において亀裂８Ｂの蛇行を抑制し、加工対象物１を切断予定ライン５Ｂに沿って精度良く切断することができるからである。同様に、切断予定ライン５Ｃにおける切断予定ライン５Ａ側の端部、及び切断予定ライン５Ｃにおける切断予定ライン５Ｂ側の端部において亀裂８Ｃの蛇行を抑制し、加工対象物１を切断予定ライン５Ｃに沿って精度良く切断することができるからである。ここで、強化ガラス板１０は、引張応力層、及びその引張応力層の両側に形成された圧縮応力層を有する。そのため、強化ガラス板１０を備える板状の加工対象物１では、例えば、切断予定ライン５Ｂに沿って改質領域７Ｂを形成するときに、切断予定ライン５Ａから距離Ｄだけ離れた位置でレーザ光Ｌの照射を停止させても、改質領域７Ｂから発生した亀裂８Ｂを切断予定ライン５Ａまで伸展させることができる。

また、加工対象物１に対するレーザ光Ｌの照射のＯＮ／ＯＦＦの切替えは、例えば、レーザ光源１０１及びレーザ光源制御部１０２に超音波光変調器（ＡＯＭ）等の光学素子を付加することにより実現される。この場合、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌの繰返し周波数をＡＯＭによって全て間引くことで、加工対象物１に対するレーザ光Ｌの照射を停止させることができる。レーザ光Ｌの繰返し周波数の調整も、同様に、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌの繰返し周波数をＡＯＭによって間引くことで、加工対象物１に照射されるレーザ光Ｌの繰返し周波数を低くすることができる。また、例えば、レーザ光Ｌの光軸上にシャッタを配置し、そのシャッタを閉じることで、加工対象物１に対するレーザ光Ｌの照射を停止させることもできる。更に、例えば、レーザ光源１０１の出力を低下させ、レーザ光Ｌの強度を改質領域の形成閾値未満の強度に落とすことで、加工対象物１に対するレーザ光Ｌの照射を停止させることもできる。

以上の順序で改質領域７Ａ，７Ｂ，７Ｃを形成することにより、加工対象物１から矩形板状の有効部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを切り出す。なお、各切断予定ライン５Ａ，５Ｂ，５Ｃに沿ってレーザ光Ｌの集光点を相対的に移動させるために、加工対象物１側（支持台１０７等）を移動させてもよいし、レーザ光Ｌ側（レーザ光源１０１、ダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５等）を移動させてもよいし、或いは、加工対象物１側及びレーザ光Ｌ側の両方を移動させてもよい。また、支持台１０７上における加工対象物１の保持は、全ての改質領域７Ａ，７Ｂ，７Ｃを形成した後に解除する。

以上説明したように、第１実施形態のレーザ加工方法では、有効部１７Ａの内側に向かって切断予定ライン５Ａに突き当たるように延在する切断予定ライン５Ｂに沿って、レーザ光Ｌの集光点を相対的に移動させるときに、パルス発振されたレーザ光Ｌを所定の周波数で加工対象物に照射すると共に、切断予定ライン５Ａに近付くように所定の速度で集光点を相対的に移動させる。そして、切断予定ライン５Ａから１パルスピッチ以上の距離Ｄだけ離れた位置で、レーザ光Ｌの照射を停止させる。これにより、改質領域７Ｂが有効部１７Ａの内側に形成されること、及び改質領域７Ｂから発生した亀裂８Ｂが有効部１７Ａの内側に伸展することが防止される。

特に、切断予定ライン５Ｂが切断予定ライン５Ａの中間位置に突き当たるように延在しており、しかも、改質領域７Ａの形成に伴って亀裂８Ａを加工対象物１の表面１ａ及び裏面１ｂに到達させているので、切断予定ライン５Ａに沿って形成された改質領域７Ａ及び亀裂８Ａによって、改質領域７Ｂから発生した亀裂８Ｂの伸展（すなわち、有効部１７Ａの内側への伸展）が確実に止められる。

同様に、有効部１７Ｃの側面１９Ｃのうちの一短辺に沿うように延在する切断予定ライン５Ｃに沿って、レーザ光Ｌの集光点を相対的に移動させるときには、切断予定ライン５Ａから１パルスピッチ以上の距離Ｄだけ離れた位置で、レーザ光Ｌの照射を停止させる。これにより、改質領域７Ｃが有効部１７Ａの内側に形成されること、及び改質領域７Ｃから発生した亀裂８Ｃが有効部１７Ａの内側に伸展することが防止される。

特に、切断予定ライン５Ｃが切断予定ライン５Ａの中間位置に突き当たるように延在しており、しかも、改質領域７Ａの形成に伴って亀裂８Ａを加工対象物１の表面１ａ及び裏面１ｂに到達させているので、切断予定ライン５Ａに沿って形成された改質領域７Ａ及び亀裂８Ａによって、改質領域７Ｃから発生した亀裂８Ｃの伸展（すなわち、有効部１７Ａの内側への伸展）が確実に止められる。

更に、有効部１７Ｃの側面１９Ｃのうちの一長辺に沿うように延在する切断予定ライン５Ｃに沿って、レーザ光Ｌの集光点を相対的に移動させるときには、切断予定ライン５Ｂから１パルスピッチ以上の距離Ｄだけ離れた位置で、レーザ光Ｌの照射を停止させる。これにより、改質領域７Ｃが有効部１７Ｂの内側に形成されること、及び改質領域７Ｃから発生した亀裂８Ｃが有効部１７Ｂの内側に伸展することが防止される。

特に、切断予定ライン５Ｃが切断予定ライン５Ｂの中間位置に突き当たるように延在しており、しかも、改質領域７Ｂの形成に伴って亀裂８Ｂを加工対象物１の表面１ａ及び裏面１ｂに到達させているので、切断予定ライン５Ｂに沿って形成された改質領域７Ｂ及び亀裂８Ｂによって、改質領域７Ｃから発生した亀裂８Ｃの伸展（すなわち、有効部１７Ｂの内側への伸展）が確実に止められることになる。

以上により、第１実施形態のレーザ加工方法によれば、有効部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃに損傷が生じるのを防止しつつ、強化ガラス板１０を備える板状の加工対象物１から有効部１７Ａ，１７Ｂ，１７Ｃを切り出すことができる。
［第２実施形態］

第２実施形態のレーザ加工方法は、加工対象物１からその一部分を刳り貫くことで加工対象物１から有効部１７を切り出す点で、上述した第１実施形態のレーザ加工方法と主に相違している。第２実施形態のレーザ加工方法では、まず、図１１（ａ）に示すように、加工対象物１に対し、切断予定ライン５Ａ，５Ｂを設定する。

切断予定ライン５Ａは、有効部１７と刳り貫く一部分との境界面に沿うように円環状に延在している。換言すれば、切断予定ライン５Ａは、有効部１７の内側の側面１９ｂに沿うように延在している。

切断予定ライン５Ｂは、刳り貫く一部分を分断するように直線状に延在している。そして、切断予定ライン５Ｂは、有効部１７Ａの内側に向かって切断予定ライン５Ａの中間位置に突き当たるように延在している。

続いて、図１２に示すように、加工対象物１の表面１ａをレーザ光入射面として強化ガラス板１０の内部にレーザ光Ｌの集光点を位置させ、切断予定ライン５Ａに沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５Ａに沿ってレーザ光Ｌの集光点を相対的に移動（スキャン）させる。これにより、加工対象物１の厚さ方向に伸展する亀裂８Ａを発生させる改質領域７Ａを（図１３（ａ）参照）、切断予定ライン５Ａに沿って強化ガラス板１０の内部に形成する（第１工程）。このとき、切断予定ライン５Ａに対する改質領域７Ａの形成に伴って（加工対象物１に何ら外力を作用させずに）、改質領域７Ａから発生した亀裂８Ａを加工対象物１の表面１ａ及び裏面１ｂに到達させる。

改質領域７Ａを形成した後に、図１３（ａ）に示すように、加工対象物１の表面１ａをレーザ光入射面として強化ガラス板１０の内部にレーザ光Ｌの集光点を位置させ、各切断予定ライン５Ｂに沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５Ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点を相対的に移動（スキャン）させる。これにより、加工対象物１の厚さ方向に伸展する亀裂８Ｂを発生させる改質領域７Ｂを（図１３（ｂ）参照）、切断予定ライン５Ｂに沿って強化ガラス板１０の内部に形成する（第２工程）。このとき、切断予定ライン５Ｂに対する改質領域７Ｂの形成に伴って（加工対象物１に何ら外力を作用させずに）、改質領域７Ｂから発生した亀裂８Ｂを加工対象物１の表面１ａ及び裏面１ｂに到達させる。

ここで、切断予定ライン５Ｂに沿って改質領域７Ｂを形成するときには、上述した第１実施形態のレーザ加工方法と同様に、パルス発振されたレーザ光Ｌを所定の周波数で加工対象物１に照射すると共に、切断予定ライン５Ａに近付くように所定の速度でレーザ光Ｌの集光点を相対的に移動させる。そして、切断予定ライン５Ａから１パルスピッチ（すなわち、所定の速度／所定の周波数）以上の距離Ｄだけ離れた位置で、レーザ光Ｌの照射を停止させる。なお、切断予定ライン５Ｂにおいてレーザ光Ｌの照射を開始させる位置も、レーザ光Ｌの照射を停止させる位置と反対側の切断予定ライン５Ｂの端部であって、切断予定ライン５Ａから１パルスピッチ以上の距離Ｄだけ離れた位置であることが好ましい。この場合にも、距離Ｄは、強化ガラス板１０の厚さに相当する距離以下であることが好ましい。

以上の順序で改質領域７Ａ，７Ｂを形成することにより、図１１（ｂ）に示すように、加工対象物１からその一部分を刳り貫くことで加工対象物１から有効部１７を切り出す。なお、各切断予定ライン５Ａ，５Ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点を相対的に移動させるために、加工対象物１側を移動させてもよいし、レーザ光Ｌ側を移動させてもよいし、或いは、加工対象物１側及びレーザ光Ｌ側の両方を移動させてもよい。また、支持台１０７上における加工対象物１の保持は、全ての改質領域７Ａ，７Ｂを形成した後に解除する。

以上説明したように、第２実施形態のレーザ加工方法では、有効部１７Ａの内側に向かって切断予定ライン５Ａに突き当たるように延在する切断予定ライン５Ｂに沿って、レーザ光Ｌの集光点を相対的に移動させるときに、パルス発振されたレーザ光Ｌを所定の周波数で加工対象物に照射すると共に、切断予定ライン５Ａに近付くように所定の速度で集光点を相対的に移動させる。そして、切断予定ライン５Ａから１パルスピッチ以上の距離Ｄだけ離れた位置で、レーザ光Ｌの照射を停止させる。よって、第２実施形態のレーザ加工方法によれば、第１実施形態のレーザ加工方法と同様の効果が奏される。

以上、本発明の第１及び第２実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、加工対象物及び有効部の形状としては、矩形板状に限定されず、様々な形状を適用することができる。また、第２切断予定ラインが、第１有効部の内側に向かって、第１有効部の側面に沿う第１切断予定ラインに突き当たっている場合には、第２切断予定ラインが第１切断予定ラインの中間位置に突き当たる場合の他に、第２切断予定ラインが第１切断予定ラインの一端位置又は他端位置に突き当たる場合がある。

一例として、図１４に示すように、最密配置された六角形板状の有効部１７を互いに切り離す場合、切断予定ライン５Ａは、交点ＰＩにおいて切断予定ライン５Ｂ，５Ｃの一端位置又は他端位置に突き当たることになる。このような場合にも、切断予定ライン５Ａに沿ってレーザ光Ｌの集光点を相対的に移動させるときに、パルス発振されたレーザ光Ｌを所定の周波数で加工対象物に照射すると共に、切断予定ライン５Ａに近付くように所定の速度で集光点を相対的に移動させ、切断予定ライン５Ｂ，５Ｃから１パルスピッチ以上の距離Ｄだけ離れた位置で、レーザ光Ｌの照射を停止させれば、上述した第１及び第２実施形態のレーザ加工方法と同様の効果が奏される。なお、切断予定ライン５Ｂは、切断予定ライン５Ｃ，５Ａの一端位置又は他端位置に突き当たることになり、切断予定ライン５Ｃは、切断予定ライン５Ａ，５Ｂの一端位置又は他端位置に突き当たることになるので、切断予定ライン５Ｂ，５Ｃに沿ってレーザ光Ｌの集光点を相対的に移動させるときにも、上記と同様にレーザ光Ｌの照射を停止させればよい。

また、各切断予定ラインに対して、加工対象物の厚さ方向に並ぶように複数列の改質領域を形成してもよい。その場合にも、本発明によれば、有効部に損傷が生じるのを防止しつつ、強化ガラス板を備える板状の加工対象物から有効部を切り出すことができる。１本の切断予定ラインに対する改質領域の列数は、加工対象物の厚さ等に応じて適宜決定することができるものである。

また、上記実施形態では、各切断予定ラインに対する改質領域の形成に伴って（加工対象物に何ら外力を作用させずに）、改質領域から発生した亀裂を加工対象物の表面及び裏面に到達させたが、これに限定されない。つまり、改質領域の形成に伴って亀裂を発生されるだけで、加工対象物の表面及び裏面のいずれか一方に亀裂を到達させるだけでもよいし、或いは、加工対象物の表面及び裏面の両方に亀裂を到達させなくてもよい。これらの場合には、改質領域を形成した後に、切断予定ラインに沿って外力を作用させて、改質領域から発生した亀裂を加工対象物の表面及び裏面に到達させ、それにより、切断予定ラインに沿って加工対象物を切断すればよい。

また、加工対象物は、強化ガラス板の表面及び裏面の少なくとも一方に樹脂膜等が形成されたものであってもよい。また、改質領域としては、レーザ光の照射条件等によって、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等や、これらが混在した領域が形成される。

１…加工対象物、１ａ…表面、１ｂ…裏面、５Ａ…切断予定ライン（第１切断予定ライン）、５Ｂ…切断予定ライン（第１切断予定ライン、第２切断予定ライン）、５Ｃ…切断予定ライン（第２切断予定ライン）、７Ａ…改質領域（第１改質領域）、７Ｂ…改質領域（第１改質領域、第２改質領域）、７Ｃ…改質領域（第２改質領域）、８Ａ…亀裂（第１亀裂）、８Ｂ…亀裂（第１亀裂、第２亀裂）、８Ｃ…亀裂（第２亀裂）、１０…強化ガラス板、１７Ａ…有効部（第１有効部）、１７Ｂ…有効部（第１有効部、第２有効部）、１７Ｃ…有効部（第２有効部）、１９Ａ，１９Ｂ，１９Ｃ，１９ａ，１９ｂ…側面、Ｌ…レーザ光、Ｐ…集光点。

Claims (5)

1. 強化ガラス板を備える板状の加工対象物から、少なくとも第１有効部を切り出すためのレーザ加工方法であって、
   前記第１有効部の側面に沿うように延在する第１切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、前記加工対象物の厚さ方向に伸展する第１亀裂を発生させる第１改質領域を、前記第１切断予定ラインに沿って前記強化ガラス板の内部に形成する第１工程と、
   前記第１工程の後に、前記第１有効部の内側に向かって前記第１切断予定ラインに突き当たるように延在する第２切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、前記加工対象物の厚さ方向に伸展する第２亀裂を発生させる第２改質領域を、前記第２切断予定ラインに沿って前記強化ガラス板の内部に形成する第２工程と、を備え、
   前記第２工程では、パルス発振された前記レーザ光を所定の周波数で前記加工対象物に照射すると共に、前記第１切断予定ラインに近付くように所定の速度で前記集光点を相対的に移動させ、前記速度を前記周波数で除した距離以上の距離、前記第１切断予定ラインから離れた位置で、前記レーザ光の照射を停止させる、レーザ加工方法。
2. 前記第２工程では、前記速度を前記周波数で除した距離以上且つ前記強化ガラス板の厚さに相当する距離以下の距離、前記第１切断予定ラインから離れた位置で、前記レーザ光の照射を停止させる、請求項１記載のレーザ加工方法。
3. 前記第２切断予定ラインは、前記第１切断予定ラインの中間位置に突き当たるように延在している、請求項１又は２記載のレーザ加工方法。
4. 前記第１工程では、前記第１亀裂を前記加工対象物の表面及び裏面に到達させる、請求項３記載のレーザ加工方法。
5. 前記第２切断予定ラインは、第２有効部の側面に沿うように延在する、請求項１〜４のいずれか一項記載のレーザ加工方法。

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