JP2024501225A - 基板切断分離システムおよび方法 - Google Patents

Abstract

複数の欠陥部を、レーザビームを用いたレーザビーム焦線で、基板内に形成する方法であって、複数の欠陥部の各欠陥部は、基板内の約１０マイクロメートル以下の直径を有する破損トラックであり、複数の欠陥部は、輪郭線を基板上に形成する。基板は、第１の表面および第１の表面の反対側の第２の表面を有する。方法は、更に、（ｉ）第１の力を、基板の第１の表面に輪郭線に隣接した位置で、および、（ｉｉ）第２の力を、基板の第２の表面に輪郭線上の位置で、加える工程を含む。方法は、更に、基板を、輪郭線に沿って、第１の基板部分および第２の基板部分へと破断させる工程を含む。

Description

関連出願の相互参照

本願は、米国特許法第１１９条の下、２０２０年１２月２１日出願の米国仮特許出願第６３／１２８，２７９号、および、２０２１年９月２７日出願の米国仮特許出願第６３／２４８，７００号の優先権の利益を主張し、それらの内容は依拠され、全体として参照により本明細書に組み込まれる。

本願は、概して、基板を切断して分離する装置および方法に関し、特に、レーザビームおよび破断システムを用いた基板の切断分離に関する。

材料のレーザ処理分野は、異なる種類の材料の切断、穿孔、ミリング、溶接、溶融などを含む広範囲の様々な利用例を網羅する。これらの処理のうち、特に、ガラス、サファイア、または、溶融シリカなどの材料を含む異なる種類の基板の切断または分離が、電子装置用の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）または表示材料について重要である。従来から、基板を切断または分離するには、レーザビームで、基板に沿った刻み線を形成する必要がある。次に、機械的な力、または、他のレーザのいずれかを刻み線に与えて、基板を刻み線に沿って切断または分離する。

しかしながら、そのような従来のシステムは、望ましくないチッピングまたは亀裂を基板に生じることが多い。更に、そのような従来のシステムは、基板の表面に加えられた被膜を破損しうる。したがって、レーザビームを用いた基板の切断分離を改良する必要がある。

したがって、そのようなチッピングおよび亀裂を基板に生じることなく、基板を切断分離するシステムが必要である。更に、そのような切断分離処理を用いて、質の高い縁部を提供するシステムが必要である。

本開示の実施形態は、レーザ処理システム、および、基板破断システムを含み、基板を精密かつ正確に切断分離するシステムを含む。より具体的には、レーザ処理システムは、レーザビームを用いて、基板に、輪郭線を精密に形成する。次に、基板破断システムは、基板も、その上に加えられた被膜も破損することなく、基板を輪郭線に沿って分離する。そのようにして、効率的で容易なシステムを生成し、基板を正確に切断分離し、強化された縁部品質を有する切断基板を提供する。更に、本明細書に開示のシステムは、処理中の基板の亀裂もチッピングも防ぎながら、基板を精密に切断分離する。

第１の態様によれば、複数の欠陥部を、レーザビームを用いたレーザビーム焦線で、基板内に形成する方法を開示し、複数の欠陥部の各欠陥部は、基板内の約１０マイクロメートル以下の直径を有する破損トラックであり、複数の欠陥部は、輪郭線を基板上に形成する。基板は、第１の表面および第１の表面の反対側の第２の表面を有する。方法は、更に、（ｉ）第１の力を、基板の第１の表面に輪郭線に隣接した位置で、および、（ｉｉ）第２の力を、基板の第２の表面に輪郭線上の位置で、加える工程を含む。方法は、更に、基板を、輪郭線に沿って、第１の基板部分および第２の基板部分へと破断させる工程を含む。

第２の態様によれば、レーザビーム焦線へと合焦されたレーザビームを出射するように構成されたビーム源を含むレーザ処理システムと、第１の組の破断具バー、および、可撓性膜を含む基板破断システムとを含むシステムを開示する。第１の組の破断具バーは、第１の縁部を有する第１の破断具バー、第２の縁部を有する第２の破断具バー、および、第３の縁部を有する第３の破断具バーを含む。第１の破断具バー、および、第２の破断具バーは、可撓性膜の第１の側に配置され、第３の破断具バーは、可撓性膜の第２の側に配置されたものである。

本明細書に記載の処理およびシステムの更なる特徴および利点を、次の詳細な記載に示し、それは、部分的には、当業者には、その記載から明らかであるか、または、次の詳細な記載、請求項、および、添付の図面を含む本明細書に記載の実施形態を実施することによって分かるだろう。

ここまでの概略的記載および次の詳細な記載の両方が、様々な実施形態を記載し、請求した主題の本質および特徴を理解するための概観または枠組みを提供することを意図すると、理解すべきである。添付の図面は、様々な実施形態の更なる理解のために含められ、本明細書に組み込まれて、その一部を構成する。図面は本明細書に記載の様々な実施形態を示し、明細書の記載と共に、請求した主題の原理および動作を説明する役割を果たす。

図面に示した実施形態は、例を示し、例示的性質なものであり、請求項によって画定される主題を限定することを意図しない。次の例示的な実施形態の詳細な記載は、次の図面と共に読むことで理解しうるものであり、図面では、類似の構造を類似の参照番号で示している。

本発明の特徴および利点は、次に示す詳細な記載を図面と共に読むことで、より明らかになるものであり、全図を通して、類似の参照符号は対応する要素を特定している。図面において、概して、類似の参照番号は、同一、機能的に同様、および／または、構造的に同様の要素を示している。要素が最初に表された図面の図番を、対応する参照番号の先頭の桁に示している。

本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板の切断分離システムを示す概略図である。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による図１のシステムのレーザ処理システムを示す概略図である。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による図１Ａのレーザ処理システムのレーザビーム焦線の位置決めを示す概略図である。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による図１Ａのレーザ処理システムの光学アセンブリを示す概略図である。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による例示的なパルスバースト内のレーザパルスの相対強度と時間との関係を示すグラフである。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による他の例示的なパルスバースト内のレーザパルスの相対強度と時間との関係を示すグラフである。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムを示す概略図である。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムを示す概略図である。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムを示す概略図である。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による図４Ａから４Ｃの基板破断システムの破断具バーの組を示す。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による図４Ａから４Ｃの基板破断システムの破断具バーの組を示す。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムの概略図である。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムを基板と共に示す。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムを基板と共に示す。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムを基板と共に示す。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムのフィルムを示す。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムのフィルムを示す。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムのフィルムを示す。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムの破断手順を示す。 基板上に配置された本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムを示す。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムを示す概略図である。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムを示す概略図である。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板破断システムを示す概略図である。 本明細書に記載の１つ以上の実施形態による基板の切断分離処理を示す。

ここで、透明な被加工物をレーザ処理するシステムおよび処理の実施形態を詳細に記載し、例を添付の図面に示す。全図を通して、同じ、または、類似の部分を称するには、可能な限り同じ参照番号を用いている。

本明細書で用いるように、「レーザ処理」は、レーザビームを基板上に、および／または、基板の中に向ける工程を含む。いくつかの実施形態において、レーザ処理は、更に、レーザビームを基板に対して、例えば、輪郭線に沿って、改質線に沿って、または、他の経路に沿って平行移動させる工程を含む。レーザ処理の例は、レーザビームを用いて、基板の中へと延伸する一連の欠陥部を含む輪郭を形成する処理、および、レーザビームを用いて、改質トラックを基板に形成する処理を含む。

本明細書で用いるように、「輪郭」は、レーザを線に沿って平行移動させることによって基板に形成された１組の欠陥部のことを称する。本明細書で用いるように、輪郭は、基板中、または、基板上の仮想２次元形状または経路のことを称する。したがって、輪郭自体は仮想形状であるが、輪郭は、例えば、損傷線または亀裂によって現れうる。

本明細書で用いるように、「輪郭線」は、レーザビームが基板の平面内で移動する時に通った経路を画定する基板表面上の直線状、斜め、多角形状、または、湾曲した線を称し、１組の欠陥部によって生成される。輪郭線は、基板における望ましい分離面を画定する。様々な技術を用いて、例えば、パルス状レーザビームを輪郭線に沿った連続する点に向けて複数の欠陥部を基板に生成することによって、輪郭線を形成しうる。

本明細書で用いるように、「損傷線」は、接近して離間した一連の欠陥線のことを称し、それは、輪郭に沿って延伸し、輪郭に近似する。

本明細書で用いるように、「欠陥部」は、基板における改質された材料領域（例えば、バルク材料と比べて屈折率が変更された領域）、ボイド空間、亀裂、引っ掻き、傷、孔、穿孔、または、他の変形部を称する。本明細書の様々な実施形態において、これらの欠陥部を、欠陥線、または、破損トラックと称しうる。単一のレーザパルス、または、同じ位置の多数のパルスについて、欠陥線または破損トラックは、基板の単一の位置に向けられたレーザビームによって形成される。レーザを基板に沿って平行移動されることによって、輪郭線を形成する多数の欠陥線を生じる。焦線レーザについて、欠陥部は、直線状の形状を有しうる。

本明細書で用いるように、「ビーム断面」という用語は、レーザビームのビーム伝播方向に垂直な平面に沿ったレーザビームの断面、例えば、ビーム伝播方向がＺ方向の場合、ＸＹ平面に沿ったレーザビームの断面を称する。

本明細書で用いるように、「ビームスポット」は、入射面、つまり、レーザ光学機器に最も近い基板表面におけるレーザビームの断面（例えば、ビーム断面）のことを称する。

本明細書で用いるように、「入射面」は、レーザ光学機器に最も近い基板表面のことを称する。

本明細書で用いるように、「上流側」および「下流側」は、ビーム経路に沿った２つの位置または構成要素のビーム源に対する相対位置を称する。例えば、レーザビームが通る経路に沿って、第１の構成要素が第２の構成要素よりレーザ光学機器に近い場合、第１の構成要素は、第２の構成要素の上流側である。

本明細書で用いるように、「レーザビーム焦線」は、レーザビームの光線が相互作用する（例えば、交差する）パターンを称し、それは、光軸に平行で直線状の細長い合焦領域を形成する。レーザビーム焦線は、光軸に沿った異なる位置でレーザビームの光軸と相互作用する（例えば、交差する）収差のある光線を含む。更に、本明細書に記載のレーザビーム焦線は、詳細に後述するように数学的に定義された準非回折ビームを用いて形成される。

本明細書で用いるように、「透明基板」という用語は、透明ガラス、ガラス‐セラミック、または、他の材料から形成された基板を意味し、本明細書で用いるように、「透明」という用語は、材料深さ１ｍｍ当たり２０％未満、例えば、特定のパルス状レーザ波長について、材料深さ１ｍｍ当たり１０％未満、または、特定のパルス状レーザ波長について、材料深さ１ｍｍ当たり１％未満などの光吸収を有することを意味する。別段の記載がない限りは、材料は、材料深さ１ｍｍ当たり２０％未満の光吸収を有する。透明基板は、ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、アルミノケイ酸ガラス、アルカリアルミノケイ酸ガラス、アルカリ土類アルミノケイ酸ガラス、アルカリ土類ホウアルミノケイ酸ガラス、溶融シリカ、または、サファイア、ケイ素、炭化ケイ素、ヒ化ガリウム、若しくは、それらの組合せなどの結晶材料などのガラス組成物から形成されたガラスの被加工物を含みうる。いくつかの実施形態において、基板のレーザ処理前または後に、基板は、焼入れを介して熱的強化されうる。いくつかの実施形態において、ガラスは、イオン交換可能で、基板のレーザ処理前または後に、ガラス組成物は、ガラス強化のためにイオン交換されうる。例えば、基板は、ニューヨーク州、コーニング所在のＣｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから入手可能なＣｏｒｎｉｎｇ Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラス（例えば、コード２３１８、コード２３１９、および、コード２３２０）など、イオン交換されたイオン交換可能なガラスを含みうる。更に、そのようなイオン交換されたガラスは、約６ｐｐｍ／℃から約１０ｐｐｍ／℃の熱膨張係数（ＣＴＥ）を有しうる。他の例示的な透明基板は、ニューヨーク州、コーニング所在のＣｏｒｎｉｎｇ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄから入手可能なＥＡＧＬＥ ＸＧ（登録商標）、および、ＣＯＲＮＩＮＧ ＬＯＴＵＳ（商標）を含む。更に、基板は、例えば、サファイアまたはセレン化亜鉛などの結晶など、レーザの波長に透明な他の構成要素を含みうる。

イオン交換処理において、例えば、基板をイオン交換浴に部分的または完全に浸漬させることによって、基板の表層のイオンは、同じ原子価または酸化状態を有する、より大きいイオンと置換される。より小さいイオンを、より大きいイオンと置換することで、基板の１つ以上の表面から基板内の層深さと称される、ある深さまで延伸する圧縮応力層を生じる。圧縮応力は、（中心張力と称される）引張応力層と相殺されて、ガラスシート内の応力は差し引きゼロになる。ガラスシートの表面で圧縮応力を形成することで、ガラスを強化して機械的な破損に耐えるようにし、したがって、層深さを通って延伸しない傷について、ガラスシートが一気に破損するのを軽減する。いくつかの実施形態において、基板の表層のより小さいナトリウムイオンが、より大きいカリウムイオンと交換される。いくつかの実施形態において、表層のイオン、および、より大きいイオンは、Ｌｉ^＋（ガラスに存在する場合）、Ｎａ^＋、Ｋ^＋、Ｒｂ^＋、および、Ｃｓ^＋など、一価のアルカリ金属カチオンである。その代わりに、表層の一価のカチオンは、Ａｇ^＋、Ｔｌ^＋、Ｃｕ^＋など、アルカリ金属カチオン以外の一価のカチオンと置換されうる。

ここで、図１を参照すると、システム１０を、レーザ処理システム１００および基板破断システム２００を含むものとして、概略的に示している。更に後述するように、レーザ処理システム１００は、欠陥部（例えば、破損トラック）を基板１６０に形成することによって、基板１６０を改質させるように構成される。次に、基板破断システム２００は、基板を、欠陥部によって形成された線に沿って分離破断しうる。そのようにして、基板１６０を、少なくとも２つの部分に分離破断させる。したがって、レーザ処理システム１００および基板破断システム２００を組み合わせて、基板を、少なくとも２つの部分に切断分離する。

基板１６０（「被加工物」または「ウエハ」とも称しうる）は、ガラス、ガラス‐セラミック、または、セラミックでありうるもので、例示的な材料は、上記の通りである。したがって、例えば、基板１６０は、透明基板でありうる。その代わりに、基板１６０は、半導体ウエハ、または、非晶質基板であり、その上に実装された複数のダイを有する。いくつかの実施形態において、基板１６０は、積層基板を含み、例えば、接着剤または接合により、互いに固定されうる。いくつかの実施形態において、接合は、共晶、陽極、または、溶融接合を介して行われうる。積層基板１６０は、その中に、１つ以上の中間層を含みうる。

基板１６０は、約５０マイクロメートルから約１０ｍｍ、または、約１００マイクロメートルから約５ｍｍ、または、約０．３ｍｍから約３ｍｍの範囲の厚さを有しうる。

いくつかの実施形態において、基板１６０は、その上に配置された被膜を含みうる。例示的な被膜は、例えば、金属、導電性（例えば、ＩＴＯおよび有機導電被膜）、および／または、ポリマー被膜を含む。他の実施形態において、基板１６０は、例えば、エッチングおよび／または接合処理によって生成されたマイクロまたはナノ表面構造物を含みうる。例示的な表面構造物は、ボイド、開口部、および、チャネルを含む。被膜および／または表面構造物は、積層基板１６０内の基板１６０の間の中間層の中であるか、その中間層を形成しうる。いくつかの実施形態において、基板１６０は、基板１６０上に実装されるか配置された素子を含む。素子は、例えば、半導体素子、フォトニック素子、ＭＥＭＳ（マイクロ電気機械システム）素子、または、レンズでありうる。基板１６０は、例えば、矩形または円形の形状を含む任意の形状でありうる。いくつかの実施形態において、基板１６０は、円形のウエハである。

ここで、図２Ａ、２Ｂを参照すると、本明細書に記載の方法によりレーザ処理システム１００によってレーザ処理を行った例示的な基板１６０を概略的に示している。特に、図２Ａは、透明な被加工物１６０を分離するのに用いうる複数の欠陥部１７２を含む輪郭線１６５の形成を概略的に示している。透明な被加工物１６０を、輪郭線１６５に沿った平行移動方向１０１に移動する超短パルス状レーザビームを含みうるレーザビーム１１２で処理することによって、複数の欠陥部１７２を含む輪郭線１６５を形成しうる。欠陥部１７２は、例えば、透明な被加工物１６０の深さを通って延伸し、例示的な本実施形態においては、透明な被加工物１６０の入射面に直交しうる。更に、レーザビーム１１２は、最初に、基板１６０に入射面の特定の位置である入射位置１１５で接触する。図２Ａ、２Ｂに示すように、基板１６０の第１の表面１６２は、入射面を含むが、その代わりに、他の実施形態において、レーザビーム１１２は、最初に、基板１６０の第２の表面１６４を照射しうると理解すべきである。更に、図２Ａは、レーザビーム１１２が、基板１６０の第１の表面１６２に投射されるビームスポット１１４を形成するのを示している。

図２Ａ、２Ｂは、レーザビーム１１２がビーム経路１１１に沿って伝播し、例えば、アキシコン、および、１つ以上のレンズ（例えば、後述し、図２Ｃに示すような第１のレンズ１３０、および、第２のレンズ１３２）を含みうる非球面光学要素１２０（図２Ｃ）を用いて、レーザビーム１１２が基板１６０内のレーザビーム焦線１１３に合焦されるように向けられのを示している。レーザビーム焦線１１３の位置を、Ｚ軸に沿って、および、Ｚ軸を中心に制御しうる。更に、レーザビーム焦線１１３は、約０．１ｍｍから約１００ｍｍの範囲、または、約０．１ｍｍから約１０ｍｍの範囲の長さを有しうる。様々な実施形態は、約０．１ｍｍ、約０．２ｍｍ、約０．３ｍｍ、約０．４ｍｍ、約０．５ｍｍ、約０．７ｍｍ、約１ｍｍ、約２ｍｍ、約３ｍｍ、約４ｍｍ、または、約５ｍｍ、例えば、約０．５ｍｍから約５ｍｍの長さを有するレーザビーム焦線１１３を有するように構成されうる。更に、レーザビーム焦線１１３は、より詳細に以下に定義する準非回折ビームの一部でありうる。

動作において、レーザビーム１１２を、輪郭線１６５に沿って、基板１６０に対して（例えば、平行移動方向１０１に）平行移動し、輪郭線１６５の複数の欠陥部１７２を形成しうる。レーザビーム１１２を基板１６０の中に向けるか、局在化させることで、基板１６０内に吸収を生じさせて、基板１６０における化学結合を破断させるのに十分なエネルギーを輪郭線１６５に沿った離間位置で与えて、欠陥部１７２を形成する。１つ以上の実施形態によれば、基板１６０の動き（例えば、図２Ｃに示すように基板１６０に連結された平行移動ステージ１９０の動き）、レーザビーム１１２の動き（例えば、レーザビーム焦線１１３の動き）、または、基板１６０とレーザビーム焦線１１３の両方の動きによって、レーザビーム１１２を基板１６０に亘って平行移動しうる。レーザビーム焦線１１３を基板１６０に対して平行移動させることによって、複数の欠陥部１７２が基板１６０に形成されうる。

いくつかの実施形態において、欠陥部１７２は、概して、輪郭線１６５に沿った約０．１μｍから約５００μｍ、例えば、約１μｍから約２００μｍ、約２μｍから約１００μｍ、約５μｍから約２０μｍなどの距離で、互いに離間しうる。例えば、欠陥部１７２の間の適した間隔は、約５μｍから約１５μｍ、約５μｍから約１２μｍ、約７μｍから約１５μｍ、または、約７μｍから約１２μｍなど、約０．１μｍから約５０μｍでありうる。いくつかの実施形態において、隣接した欠陥部１７２の間の間隔は、約５０μｍ以下、４５μｍ以下、４０μｍ以下、３５μｍ以下、３０μｍ以下、２５μｍ以下、２０μｍ以下、１５μｍ以下、１０μｍ以下などでありうる。

図１Ａに示すように、輪郭線１６５の複数の欠陥部１７２は、基板１６０の中に延伸し、基板１６０を輪郭線１６５に沿って別々の部分に分離するための亀裂伝播経路を確立する。各欠陥部１７２は、基板１６０の全厚さを通って延伸するか、全厚さより短く延伸しうる。欠陥部１７２のサイズが小さいことから、本明細書では、複数の欠陥部１７２の形成を、ナノ穿孔工程と称しうる。例えば、各欠陥部１７２は、約１００マイクロメートル以下、または、約５０マイクロメートル以下、または、約１０マイクロメートル以下、または、約３マイクロメートル以下、または、約１マイクロメートル以下、または、約９００ｎｍ以下、または、約８００ｎｍ以下、または、約７００ｎｍ以下、または、約６００ｎｍ以下、または、約５００ｎｍ以下、または、約４００ｎｍ以下、または、約２００ｎｍから約１マイクロメートルの範囲、または、約３００ｎｍから約８００ｎｍの範囲の直径を有しうる。更に後述するように、複数の欠陥部１７２の位置が、次の破断工程の間にガラス基板１６０が分離される場所を支配する。

輪郭線１６５の形成工程は、レーザビーム１１２を基板１６０に対して（例えば、平行移動方向１０１に）線１７０に沿って平行移動させて、輪郭線１６５の複数の欠陥部１７２を形成する工程を含む。１つ以上の実施形態によれば、基板１６０の動き、レーザビーム１１２の動き（例えば、レーザビーム焦線１１３の動き）、または、基板１６０とレーザビーム焦線１１３の両方の動きによって、例えば、１つ以上の平行移動ステージ１９０（図２Ｃ）を用いて、レーザビーム１１２は基板１６０に亘って平行移動されうる。レーザビーム焦線１１３を基板１６０に対して平行移動することによって、複数の欠陥部１７２を基板１６０に形成しうる。更に、図２Ａに示した輪郭線１６５は直線であるが、輪郭線１６５は非直線でもありうる（つまり、湾曲を有する）。湾曲した輪郭を、例えば、基板１６０またはレーザビーム焦線１１３のいずれかを、他方に対して、一次元ではなく、二次元に平行移動させることによって形成しうる。

実施形態において、基板１６０は、更に、次の分離工程で、基板１６０の輪郭線１６５に沿った分離を生じるように作用される。更に後述するように、次の分離工程は、基板破断システム２００を用いて、輪郭線１６５に沿って亀裂を開始伝播させるために機械的な力を加える処理を含む。

図２Ａ、２Ｂを再び参照すると、欠陥部１７２を形成するのに用いたレーザビーム１１２は、更に、強度分布Ｉ（Ｘ、Ｙ、Ｚ）を有し、但し、図示したように、Ｚは、レーザビーム１１２のビーム伝播方向、Ｘ、Ｙは、その伝播方向に直交する方向である。Ｘ方向およびＹ方向を断面方向、ＸＹ平面を断面とも称しうる。レーザビーム１１２の断面における強度分布を、断面強度分布と称しうる。

ビームスポット１１４または他の断面におけるレーザビーム１１２は、レーザビーム１１２（例えば、パルス状ビーム源などのビーム源１１０を用いたガウスビームなどのレーザビーム１１２）を、図２Ｃに示した光学アセンブリ１０３について更に詳しく後述するような非球面光学要素１２０を通って伝播させることによって、準非回折ビーム、例えば、次に数学的に定義するような低ビーム発散を有するビームを含みうる。ビーム発散は、ビーム断面のビーム伝播方向（つまり、Ｚ方向）の拡大率を称する。本明細書に記載のビーム断面の一例は、透明な被加工物１６０に投射されたレーザビーム１１２のビームスポット１１４である。例示的な準非回折ビームは、ガウス‐ベッセルビーム、および、ベッセルビームを含む。

回折は、レーザビーム１１２の発散につながる１つの要因である。他の要因は、レーザビーム１１２を形成する光学システムによって生じる合焦またはデフォーカスか、または、界面での屈折および散乱を含む。輪郭線１６５の欠陥部１７２を形成するレーザビーム１１２は、低発散および弱回折で、レーザビーム焦線１１３を形成しうる。レーザビーム１１２の発散は、レイリー範囲Ｚ_Ｒによって特徴付けられ、それは、レーザビーム１１２の強度分布の分散σ^２、および、ビーム伝播係数Ｍ^２に関係する。ビーム発散に関する更なる情報は、「Ｎｅｗ Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓ ｉｎ Ｌａｓｅｒ Ｒｅｓｏｎａｔｏｒｓ」、Ａ．Ｅ．Ｓｉｅｇｍａｎ、ＳＰＩＥ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｓｅｒｉｅｓ Ｖｏｌ．１２２４、ｐ．２（１９９０）、および、「Ｍ^２ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ Ｂｅｓｓｅｌ－Ｇａｕｓｓ ｂｅａｍｓ」、Ｒ．Ｂｏｒｇｈｉ、および、Ｍ．Ｓａｎｔａｒｓｉｅｒｏ、Ｏｐｔｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ、Ｖｏｌ．２２（５）、２６２（１９９７）に見出しうるもので、これらの開示は、全体として参照により本明細書に組み込まれる。更なる情報は、「Ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ ｌａｓｅｒ－ｒｅｌａｔｅｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ-Ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｌａｓｅｒ ｂｅａｍ ｗｉｄｔｈｓ，ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ ａｎｇｌｅｓ ａｎｄ ｂｅａｍ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏｓ‐Ｐａｒｔ １：Ｓｔｉｇｍａｔｉｃ ａｎｄ ｓｉｍｐｌｅ ａｓｔｉｇｍａｔｉｃ ｂｅａｍｓ」という名称のＩＳＯ１１１４６－１：２００５（Ｅ）、「Ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ ｌａｓｅｒ‐ｒｅｌａｔｅｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ‐Ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｌａｓｅｒ ｂｅａｍ ｗｉｄｔｈｓ，ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ ａｎｇｌｅｓ ａｎｄ ｂｅａｍ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏｓ-Ｐａｒｔ２：Ｇｅｎｅｒａｌ ａｓｔｉｇｍａｔｉｃ ｂｅａｍｓ」という名称のＩＳＯ１１１４６－２：２００５（Ｅ）、および、「Ｌａｓｅｒｓ ａｎｄ ｌａｓｅｒ‐ｒｅｌａｔｅｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ‐Ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ ｌａｓｅｒ ｂｅａｍ ｗｉｄｔｈｓ，ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅ ａｎｇｌｅｓ ａｎｄ ｂｅａｍ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｒａｔｉｏｓ‐Ｐａｒｔ３：Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ａｎｄ ｇｅｏｍｅｔｒｉｃａｌ ｌａｓｅｒ ｂｅａｍ ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆ ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄｓ」という名称のＩＳＯ１１１４６－３：２００４（Ｅ）の各国際規格にも見出しうるもので、それらの開示は、全体として参照により本明細書に組み込まれる。

ビーム断面は、形状および寸法によって特徴付けられる。ビーム断面の寸法は、ビームのスポットサイズによって特徴付けられる。ガウスビームについて、スポットサイズは、ビームの強度がｗ_０と表される最大値の１／ｅ^２まで減少する半径方向範囲として定義されることが多い。ガウスビームの最大強度は、強度分布の中心（ｘ＝０、ｙ＝０（デカルト座標）、または、ｒ＝０（円筒座標））で生じ、スポットサイズを特定するのに用いる半径方向範囲は、中心に対して測定される。

軸対称の（つまり、ビーム伝播軸Ｚを中心に回転対称の）断面を有するビームは、ＩＳＯ１１１４６－１：２００５（Ｅ）の３．１２節に記載のようにビームウェスト位置で測定される単一の寸法またはスポットサイズによって特徴付けられうる。ガウスビームについて、スポットサイズは、２σ_０ｘまたは２σ_０ｙに対応するｗ_ｏに等しい。円形断面など、軸対称の断面を有する軸対称のビームについて、σ_０ｘ＝σ_０ｙである。したがって、軸対称のビームについて、断面寸法は、単一のスポットサイズパラメータによって特徴付けられ、但し、ｗ_ｏ＝２σ_０である。スポットサイズは、非軸対称ビーム断面について、同様に定義しうるもので、但し、軸対称のビームとは異なり、σ_０ｘ≠σ_０ｙである。したがって、ビームのスポットサイズが非軸対称の場合、非軸対称ビームの断面寸法を、２つのスポットサイズパラメータ：Ｘ方向およびＹ方向に、各々、ｗ_ｏｘおよびｗ_ｏｙで特徴付ける必要があり、

である。

更に、非軸対称ビームについて、軸（つまり、任意の回転角度の）対称性が欠けることは、σ_０ｘおよびσ_０ｙの値の計算結果は、Ｘ軸およびＹ軸の向きの選択に応じたものになることを意味する。ＩＳＯ１１１４６－１：２００５（Ｅ）は、これらの基準軸を、パワー密度分布の主軸と称し（３．３～３．５節）、以下の記載では、Ｘ軸およびＹ軸は、これらの主軸と位置合わせされているものとする。更に、非軸対称ビームについて、断面におけるＸ軸およびＹ軸を回転しうる角度φ（例えば、Ｘ軸およびＹ軸、各々についての基準位置に対するＸ軸およびＹ軸の角度）を用いて、スポットサイズパラメータの最小値（ｗ_{ｏ，ｍｉｎ}）および最大値（ｗ_{ｏ，ｍａｘ}）を定義しうる：

但し、

である。ビーム断面の軸非対称性の大きさは、アスペクト比によって定量化しうるもので、但し、アスペクト比は、ｗ_{ｏ，ｍａｘ}のｗ_{ｏ，ｍｉｎ}に対する比として定義される。軸対称のビーム断面は、１．０のアスペクト比を有するが、楕円、および、他の非軸対称ビーム断面は、１．０より大きい、例えば、１．１より大きい、１．２より大きい、１．３より大きい、１．４より大きい、１．５より大きい、１．６より大きい、１．７より大きい、１．８より大きい、１．９より大きい、２．０より大きい、３．０より大きい、５．０より大きい、１０．０より大きいなどのアスペクト比を有する。

ビーム伝播方向（例えば、透明な被加工物１６０の深さ方向）の欠陥部１７２の均一性を促進するために、低発散を有するレーザビーム１１２を用いうる。１つ以上の実施形態において、低発散を有するレーザビーム１１２を、欠陥部１７２を形成するために利用しうる。

ガウス強度プロファイルを有するビームは、得られるレーザパルスエネルギーがガラスなどの材料を改質可能にするように十分に小さいスポットサイズ（約１～５μｍ、または、約１～１０μｍなど、マイクロメートル範囲のスポットサイズなど）に合焦される場合に、ビームは強く回折されて短い伝播距離で大きく発散されるので、欠陥部１７２を形成するレーザ処理には相対的に好ましくないものでありうる。低発散を実現するには、パルス状レーザビームの強度分布を制御または最適化して、回折を削減するのが望ましい。パルス状レーザビームは、非回折か、弱く回折しうる。弱回折レーザビームは、準非回折レーザビームを含む。代表的な弱回折レーザビームは、ベッセルビーム、ガウス‐ベッセルビーム、エアリービーム、ウェーバービーム、および、マチュービームを含む。

非軸対称ビームについて、レイリー範囲Ｚ_ＲｘとＺ_Ｒｙは、等しくない。したがって、Ｚ_ＲｘおよびＺ_Ｒｙの値は変動し、各々、主軸に対応する最小値および最大値を有し、任意のビームプロファイルＺ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}およびＺ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}について、Ｚ_Ｒｘの最小値を、Ｚ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}と表し、Ｚ_Ｒｙの最小値を、Ｚ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}と表すと、

によって与えられるうる。

レーザビームの発散は、最小のレイリー範囲を有する方向に、より短い距離に亘って生じるので、欠陥部１７２を形成するのに用いるレーザビーム１１２の強度分布を制御して、Ｚ_ＲｘおよびＺ_Ｒｙ（または、軸対称のビームについては、Ｚ_Ｒの値）の最小値が、できるだけ大きくなるようにしうる。非軸対称ビームについて、Ｚ_Ｒｘの最小値Ｚ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}とＺ_Ｒｙの最小値Ｚ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}は異なるので、破損領域を形成する時に、Ｚ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}とＺ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}の小さい方を、できるだけ大きくする強度分布を有するレーザビーム１１２を用いうる。

いくつかの実施形態において、Ｚ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}とＺ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}の小さい方（または、軸対称のビームについては、Ｚ_Ｒの値）は、５０μｍ以上、１００μｍ以上、２００μｍ以上、３００μｍ以上、５００μｍ以上、１ｍｍ以上、２ｍｍ以上、３ｍｍ以上、５ｍｍ以上、５０μｍから１０ｍｍの範囲、１００μｍから５ｍｍの範囲、２００μｍから４ｍｍの範囲、３００μｍから２ｍｍの範囲などである。

本明細書で特定したＺ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}とＺ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}の小さい方（または、軸対称のビームについては、Ｚ_Ｒの値）の値および範囲は、式（３）に定義したスポットサイズパラメータｗ_{ｏ，ｍｉｎ}を調節することで、被加工物が透過する異なる波長について実現される。いくつかの実施形態において、スポットサイズパラメータｗ_{ｏ，ｍｉｎ}は、０．２５μｍ以上、０．５０μｍ以上、０．７５μｍ以上、１．０μｍ以上、２．０μｍ以上、３．０μｍ以上、５．０μｍ以上、０．２５μｍから１０μｍの範囲、０．２５μｍから５．０μｍの範囲、０．２５μｍから２．５μｍの範囲、０．５０μｍから１０μｍの範囲、０．５０μｍから５．０μｍの範囲、０．５０μｍから２．５μｍの範囲、０．７５μｍから１０μｍの範囲、０．７５μｍから５．０μｍの範囲、０．７５μｍから２．５μｍの範囲などである。

非回折または準非回折ビームは、概して、半径に対して非単調減少するものなど、複雑な強度プロファイルを有する。ガウスビームと同様に、非軸対称ビームについて、有効スポットサイズｗ_{ｏ，ｅｆｆ}を、最大強度（ｒ＝０）の半径方向位置から、強度が最大強度の１／ｅ^２まで減少する任意の方向の最短半径方向距離として定義しうる。更に、軸対称のビームについて、ｗ_{ｏ，ｅｆｆ}は、最大強度（ｒ＝０）の半径方向位置から、強度が最大強度の１／ｅ^２まで減少する半径方向距離である。非軸対称ビームについての有効スポットサイズｗ_{ｏ，ｅｆｆ}、および、軸対称のビームについてのスポットサイズｗ_ｏに基づくレイリー範囲の基準は、破損領域を形成する非回折または準非回折ビームとして、非軸対称のビームについては、式（７）、軸対称のビームについては、式（８）を用いて特定しうる；

但し、Ｆ_Ｄは、少なくとも１０、少なくとも５０、少なくとも１００、少なくとも２５０、少なくとも５００、少なくとも１０００、１０から２０００の範囲、５０から１５００の範囲、１００から１０００の範囲の値を有する無次元発散係数である。非回折または準非回折ビームについて、有効ビームサイズが２倍になる、式（７）のＺ_{Ｒｘ，ｍｉｎ}とＺ_{Ｒｙ，ｍｉｎ}の小さい方は、典型的ガウスビームプロファイルを用いた場合に予想される距離のＦ_Ｄ倍である。無次元発散係数Ｆ_Ｄは、レーザビームが準非回折かを判断する基準を提供する。本明細書で用いるように、レーザビーム１１２の特徴が、Ｆ_Ｄ≧１０の値で、式（７）または式（８）を満たす場合、レーザビーム１１２は準非回折と考えられる。Ｆ_Ｄの値が増加すると、レーザビーム１１２は、より完全に近い非回折状態に近付く。更に、式（８）は、式（７）を簡略化したものに過ぎず、したがって、式（７）は、軸対称と非軸対称の両方のパルス状レーザビーム１１２について、無次元発散係数Ｆ_Ｄを、数学的に記載すると理解すべきである。

ここで、図２Ｃを参照すると、レーザビーム１１２を生成する光学アセンブリ１０３を、概略的に示しており、レーザビーム１１２は、準非回折であり、レーザビーム焦線１１３を、非球面光学要素１２０（例えば、アキシコン１２２）を用いて基板１６０に形成する。光学アセンブリ１０３は、レーザビーム１１２を出射するビーム源１１０、第１のレンズ１３０、および、第２のレンズ１３２を含む。ビーム源１１０は、任意の既知の、または、これから開発されるビーム源１１０を含み、それは、レーザビーム１１２、例えば、パルス状レーザビーム、または、連続波レーザビームを出射するように構成される。いくつかの実施形態において、ビーム源１１０は、例えば、１０６４ｎｍ、１０３０ｎｍ、５３２ｎｍ、５３０ｎｍ、３５５ｎｍ、３４３ｎｍ、２６６ｎｍ、または、２１５ｎｍの波長を含むレーザビーム１１２を出射しうる。更に、欠陥部１７２を基板１６０に形成するのに用いたレーザビーム１１２は、選択されたパルス状レーザ波長を透過する材料に非常に適したものでありうる。

更に、基板１６０を、ビーム源１１０が出射したレーザビーム１１２が、例えば、非球面光学要素１２０を、その後に、第１のレンズ１３０と第２のレンズ１３２の両方を通った後に、基板１６０を照射するように配置しうる。光軸１０２は、ビーム源１１０と基板１６０の間に（図２Ｃに示した実施形態において、Ｚ軸に沿って）延伸し、ビーム源１１０がレーザビーム１１２を出射する時に、レーザビーム１１２のビーム経路１１１は、光軸１０２に沿って延伸する。

欠陥部１７２を形成するのに適したレーザ波長は、基板１６０による線形吸収および散乱の損失を合わせたものが十分に低い波長である。実施形態において、その波長での基板１６０による線形吸収および散乱による損失を組み合わせたものは、２０％／ｍｍ未満、または、１５％／ｍｍ未満、または、１０％／ｍｍ未満、または、５％／ｍｍ未満、または、１％／ｍｍであり、但し、寸法「／ｍｍ」は、基板１６０内のレーザビーム１１２のビーム伝播の方向（例えば、Ｚ方向）の距離１ミリメートル当たりを意味する。多くのガラス基板について代表的な波長は、Ｎｄ^３＋の基本波長および調波長（例えば、１０６４ｎｍ近くの基本波長、および、５３２ｎｍ、３５５ｎｍ、および、２６６ｎｍ近くの高調波の波長を有するＮｄ^３＋：ＹＡＧ、または、Ｎｄ^３＋：ＹＶＯ_４）を含む。所定の基板材料について線形吸収および散乱を組み合わせた損失要件を満たすスペクトルの紫外線、可視、および、赤外線部分における他の波長も用いうる。

動作において、ビーム源１１０によって出射されたレーザビーム１１２は、基板１６０に、多光子吸収（ＭＰＡ）を生じうる。ＭＰＡは、同一、または、異なる周波数の２つ以上の光子の同時吸収であり、分子を、１つの状態（通常、基底状態）から、より高いエネルギー電子状態（つまり、イオン化）に励起する。これに関与する分子のより低い状態と、より高い状態とのエネルギー差は、関与する光子のエネルギーの合計に等しい。ＭＰＡは、誘起吸収とも呼ばれ、２次または３次（または、より高次の）処理でありうるもので、例えば、線形吸収より数倍も弱い。それは、２次誘起吸収の強度は、光の強度の２乗に比例し、したがって、非線形光学処理である点で線形吸収とは異なる。

輪郭線１６５（図２Ａ、２Ｂ）を生成する穿孔工程は、ビーム源１１０（例えば、超短パルスレーザなどのパルス状ビーム源）を、非球面光学要素１２０、第１のレンズ１３０、および、第２のレンズ１３２と組み合わせて用いて、基板１６０を照射し、レーザビーム焦線１１３を生成しうる。レーザビーム焦線１１３は、既に定義したようなガウス‐ベッセルビームまたはベッセルビームなどの準非回折ビームを含み、基板１６０を完全または部分的に穿孔して、基板に欠陥部１７２を形成し、それが、輪郭線１６５を形成しうる。しかしながら、レーザビーム焦線１１３を、カーブ効果またはフィラメンテーションを用いて形成することも企図している。レーザビーム１１２がパルス状レーザビームを含む実施形態において、個々のパルスのパルス持続時間は、約１ピコ秒から約１００ピコ秒、５ピコ秒から約２０ピコ秒など、約１フェムト秒から約２００ピコ秒の範囲であり、個々のパルスの繰返し周波数は、約１０ｋＨｚから約３ＭＨｚ、または、約１０ｋＨｚから約６５０ｋＨｚの範囲など、約１ｋＨｚから４ＭＨｚの範囲でありうる。

図３Ａ、３Ｂも参照すると、上記個々のパルス繰返し周波数での単一のパルス動作に加えて、パルス状レーザビームを含む実施形態において、パルスを、２つ以上のサブパルス２０１Ａのパルスバースト２０１（例えば、１パルスバースト２０１当たり、３つのサブパルス、４つのサブパルス、５つのサブパルス、１０のサブパルス、１５のサブパルス、２０のサブパルス、または、それ以上など、パルスバースト２０１当たり１から３０のサブパルス、または、パルスバースト２０１当たり５から２０のサブパルスなど）で生成しうる。理論に縛られることを意図しないが、パルスバーストは、短く速い１群のサブパルスであり、単一のパルス動作を用いた場合には容易に達しえないタイムスケールで、光学エネルギーの材料との相互作用（つまり、基板１６０の材料のＭＰＡ）を生じる。更に、理論に縛られることを意図しないが、パルスバースト（つまり、一群のパルス）内のエネルギーは保存される。例として、１００μＪ／バーストのエネルギー、および、２つのサブパルスを有するパルスバーストについて、１００μＪ／バーストのエネルギーは、２つのパルスの間でサブパルス当たり５０μＪの平均エネルギーに分割され、１００μＪ／バーストのエネルギー、および、１０のサブパルスを有するパルスバーストについて、１００μＪ／バーストのエネルギーは、１０のサブパルスの間でサブパルス当たり１０μＪの平均エネルギーに分割される。更に、パルスバーストのサブパルス間のエネルギー分布は、均一である必要がない。実際、いくつかの例において、パルスバーストのサブパルス間のエネルギー分布は、指数関数的減衰の形態であり、パルスバーストの第１のサブパルスは、最大エネルギーを含み、パルスバーストの第２のサブパルスは、僅かに小さいエネルギーを含み、パルスバーストの第３のサブパルスは、更に小さいエネルギーを含むなどである。しかしながら、個々のパルスバースト内の他のエネルギー分布も可能であり、各サブパルスの正確なエネルギーを調整して、透明な被加工物１６０に異なる量の改質を与えうる。

更に、理論に縛られることを意図しないが、１つ以上の輪郭１７０の欠陥部１７２を、少なくとも２つのサブパルスを有するパルスバーストを用いて形成する場合、基板１６０を輪郭線１６５に沿って分離するのに必要な力（つまり、最大破断抵抗）を、同一の基板１６０における単一のパルスレーザを用いて形成した隣接した欠陥部１７２の間の間隔が同じである輪郭線１６５の最大破断抵抗と比べて削減する。例えば、単一のパルスを用いて形成した輪郭線１６５の最大破断抵抗は、２つ以上のサブパルスを有するパルスバーストを用いて形成した輪郭線１６５の最大破断抵抗の少なくとも２倍である。更に、単一のパルスを用いて形成した輪郭線１６５と、２つのサブパルスを有するパルスバーストを用いて形成した輪郭線１６５の最大破断抵抗の差は、２つのサブパルスを有するパルスバーストを用いて形成した輪郭線１６５と３つのサブパルスを有するパルスバーストを用いて形成した輪郭線１６５の最大破断抵抗の差より大きい。したがって、パルスバーストを用いて、単一のパルスレーザを用いて形成した輪郭線１６５より、容易に分離する輪郭線１６５を形成しうる。

図３Ａ、３Ｂを更に参照すると、パルスバースト２０１内のサブパルス２０１Ａを、例えば、約２０ナノ秒など、約１０ナノ秒から約３０ナノ秒など、約１ナノ秒から約５０ナノ秒の範囲の持続時間で隔てうる。他の実施形態において、パルスバースト２０１内のサブパルス２０１Ａを、１００ピコ秒まで（例えば、０．１ピコ秒、５ピコ秒、１０ピコ秒、１５ピコ秒、１８ピコ秒、２０ピコ秒、２２ピコ秒、２５ピコ秒、３０ピコ秒、５０ピコ秒、７５ピコ秒、または、それらの間の任意の範囲）の持続時間で隔てうる。所定のレーザについて、パルスバースト２０１内の隣接したサブパルス２０１Ａの間の時間間隔Ｔ_ｐ（図３Ｂ）は、比較的均一（例えば、互いに約１０％以内）でありうる。例えば、いくつかの実施形態において、パルスバースト２０１内の各サブパルス２０１Ａは、次のサブパルスから、約２０ナノ秒（５０ＭＨｚ）の時間で隔てられる。更に、各パルスバースト２０１間の時間は、例えば、約１マイクロ秒から約１０マイクロ秒、または、約３マイクロ秒から約８マイクロ秒など、約０．２５マイクロ秒から約１０００マイクロ秒でありうる。

本明細書に記載のビーム源１１０の例示的な実施形態のいくつかにおいて、時間間隔Ｔ_ｂ（図３Ｂ）は、約２００ｋＨｚのバースト繰返し周波数を含むレーザビーム１１２を出射するビーム源１１０について、約５マイクロ秒である。レーザバースト繰返し周波数は、バースト内の第１のパルスと、次のバースト内の第１のパルスの間の時間Ｔ_ｂに関係する（レーザバースト繰返し周波数＝１／Ｔ_ｂ）。いくつかの実施形態において、レーザバースト繰返し周波数は、約１ｋＨｚから約４ＭＨｚの範囲でありうる。実施形態において、レーザバースト繰返し周波数は、例えば、約１０ｋＨｚから６５０ｋＨｚの範囲でありうる。各バースト内の第１のパルスと、次のバースト内の第１のパルスの間の時間Ｔ_ｂは、約０．２５マイクロ秒（４ＭＨｚのバースト繰返し周波数）から約１０００マイクロ秒（１ｋＨｚのバースト繰返し周波数）、例えば、約０．５マイクロ秒（２ＭＨｚのバースト繰返し周波数）から約４０マイクロ秒（２５ｋＨｚのバースト繰返し周波数）、または、約２マイクロ秒（５００ｋＨｚのバースト繰返し周波数）から約２０マイクロ秒（５０ｋＨｚのバースト繰返し周波数）でありうる。正確なタイミング、パルス持続時間、および、バースト繰返し周波数は、レーザ設計に応じて異なりうるが、高い強度の短いパルス（Ｔ_ｄ＜２０ピコ秒、更に、いくつかの実施形態において、Ｔ_ｄ≦１５ピコ秒）が、特に良好に働くことが示された。

バースト繰返し周波数は、約１ｋＨｚから約２００ｋＨｚなど、約１ｋＨｚから約２ＭＨｚの範囲でありうる。バースティングまたはパルスバースト２０１の生成は、一種のレーザ動作であり、サブパルス２０１Ａの出力は、均一で安定した流れではなく、密集したパルスバースト２０１のクラスターである。パルスバーストレーザビームは、それが動作している基板１６０の材料に基づいて、その波長で基板１６０が略透明になるように選択した波長を有しうる。材料で測定したバースト当たり平均レーザパワーは、材料の厚さ１ｍｍ当たり、少なくとも約４０μＪでありうる。例えば、実施形態において、バースト当たり平均レーザパワーは、約４０μＪ／ｍｍから約２５００μＪ／ｍｍ、または、約５００μＪ／ｍｍから約２２５０μＪ／ｍｍでありうる。特定の例において、０．５ｍｍから０．７ｍｍの厚さのＣｏｒｎｉｎｇ「ＥＡＧＬＥ ＸＧ」基板について、約３００μＪから約６００μＪのパルスバーストは、基板を、切断および／または分離しうるもので、それは、約４２８μＪ／ｍｍから約１２００μＪ／ｍｍ（つまり、０．７ｍｍの「ＥＡＧＬＥ ＸＧ」ガラスについて、３００μＪ／０．７ｍｍ、および、０．５ｍｍの「ＥＡＧＬＥ ＸＧ」ガラスについて、６００μＪ／０．５ｍｍ）の例示的な範囲に対応する。

基板１６０を改質するのに必要なエネルギーは、パルスエネルギーであり、それは、パルスバーストエネルギー（つまり、各パルスバースト２０１が一連のサブパルス２０１Ａを含む場合、パルスバースト２０１内に含まれるエネルギー）の観点で、または、（その多くが、バーストを含みうる）単一のレーザパルスに含まれるエネルギーの観点で記載しうる。パルスエネルギー（例えば、パルスバーストエネルギー）は、約２５μＪから約７５０μＪ、例えば、約５０μＪから約５００μＪ、または、約５０μＪから約２５０μＪでありうる。いくつかのガラス組成物について、パルスエネルギー（例えば、パルスバーストエネルギー）は、約１００μＪから約２５０μＪでありうる。しかしながら、表示またはＴＦＴガラス組成物について、パルスエネルギー（例えば、パルスバーストエネルギー）は、高くなりうる（基板１６０の具体的なガラス組成物に応じて、例えば、約３００μＪから約５００μＪ、または、約４００μＪから約６００μＪ）。

理論に縛られることを意図しないが、パルスバーストを生成可能なパルス状レーザビームを含むレーザビーム１１２を用いることは、材料、例えば、ガラス材料を切断分離するのに有利である。単一のパルス状レーザの繰返し周波数によって時間的に隔てられた単一のパルスを用いた場合と比べて、パルスエネルギーをバースト内の急速なシーケンスのパルスに亘って拡散させるバーストシーエンスを用いることで、単一のパルスレーザの場合より大きいタイムスケールで、材料との高い強度の相互作用を可能にする。パルスバーストを（単一のパルス動作ではなく）用いることで、欠陥部１７２のサイズ（例えば、断面サイズ）を増加させ、基板１６０を１つ以上の輪郭線１６５に沿って分離する時に、隣接した欠陥部１７２の接続を容易にし、それにより、意図しない亀裂の形成を最小にする。更に、パルスバーストを用いて欠陥部１７２を形成することで、各欠陥部１７２から外側に向かって基板１６０のバルク材料へと延伸する亀裂向きのランダム性を増加させて、欠陥部１７２から外側に向かって延伸する個々の亀裂が、輪郭線１６５の分離に影響しないか、他の態様で影響しないようにして、欠陥部１７２の分離が輪郭線１６５に従うようにし、意図しない亀裂の形成を最小にする。

図２Ｃを再び参照すると、非球面光学要素１２０は、ビーム源１１０と基板１６０の間のビーム経路１１１内に配置される。動作において、レーザビーム１１２、例えば、入射したガウスビームは、非球面光学要素１２０を通って伝播すると、レーザビーム１１２は変化して、上記のように非球面光学要素１２０を超えて伝播するレーザビーム１１２の部分は準非回折しうる。非球面光学要素１２０は、非球面形状を含む任意の光学要素を含みうる。いくつかの実施形態において、非球面光学要素１２０は、例えば、負屈折アキシコンレンズ、正屈折アキシコンレンズ、反射アキシコンレンズ、回折アキシコンレンズ、プログラムブル空間光変調器アキシコンレンズ（例えば、位相アキシコン）などのアキシコンレンズなど、円錐波面を生成する光学要素を含みうる。

いくつかの実施形態において、非球面光学要素１２０は、少なくとも１つの非球面を含み、その形状は、以下のように数学的に表される：

但し、ｚ’は、非球面の表面サグであり、ｒは、非球面と光軸１０２の間の半径方向（例えば、Ｘ方向またはＹ方向）の距離であり、ｃは、非球面の表面曲率（つまり、ｃ_ｉ＝１／Ｒ_ｉであり、Ｒは、非球面の表面半径）、ｋは、円錐定数であり、係数ａ_ｉは、非球面を記述する１次から１２次の非球面係数、または、それより高次の非球面係数（多項式非球面）である。１つの例示的な実施形態において、非球面光学要素１２０の少なくとも１つの非球面は、以下の係数ａ_１～ａ_７：－０．０８５２７４７８８；０．０６５７４８８４５；０．０７７５７４９９５；－０．０５４１４８６３６；０．０２２０７７０２１；－０．００５４９８７４７２；０．０００６６８２９５５を、各々、含み、非球面係数ａ_８～ａ_１２は、ゼロである。本実施形態において、少なくとも１つの非球面は、ｋ＝０の円錐定数を有する。しかしながら、係数ａ_１は、ゼロではない値を有するので、ゼロではない値の円錐定数ｋを有するのと等しい。したがって、同等の表面を、ゼロではない円錐定数ｋ、ゼロではない係数ａ_１、または、ゼロではないｋとゼロではない係数ａ_１の組合せを特定することによって記述しうる。更に、いくつかの実施形態において、少なくとも１つの非球面を、ゼロではない値の少なくとも１つの高次の非球面係数ａ_２～ａ_１２によって、記述または画定する（つまり、ａ_２、ａ_３・・・ａ_１２の少なくとも１つ≠０）。１つの例示的な実施形態において、非球面光学要素１２０は、立方体形状の光学要素など、ゼロではない係数ａ_３を含む３次の非球面光学要素を含む。

いくつかの実施形態において、（図２Ｃに示すように）非球面光学要素１２０がアキシコン１２２を含む場合、アキシコン１２２は、約０．５°から約５°、または、約１°から約１．５°、または、更に約０．５°から約２０°など、約１．２°の角度を有するレーザ出射面１２６（例えば、円錐面）を有しうるもので、その角度は、レーザビーム１１２がアキシコン１２２に入射するレーザ入射面１２４（例えば、平面）に対して測定したものである。更に、レーザ出射面１２６は、円錐頂点で終端する。更に、非球面光学要素１２０は、レーザ入射面１２４からレーザ出射面１２６まで延伸して、円錐頂点で終端する中心線軸１２５を含む。他の実施形態において、非球面光学要素１２０は、ワキシコン、空間光変調器などの空間位相変調器、または、回折光学格子を含みうる。動作において、非球面光学要素１２０は、入射したレーザビーム１１２（例えば、入射したガウスビーム）を準非回折ビームに成形し、次に、それは、第１のレンズ１３０および第２のレンズ１３２を通るように向けられる。

図２Ｃを更に参照すると、第１のレンズ１３０は、第２のレンズ１３２の上流側に配置されて、レーザビーム１１２を、第１のレンズ１３０と第２のレンズ１３２の間の平行光化空間１３４内で平行光化させうる。更に、第２のレンズ１３２は、レーザビーム１１２を、イメージング面１０４に配置されうる基板１６０の中に合焦させうる。いくつかの実施形態において、第１のレンズ１３０および第２のレンズ１３２は、各々、平凸レンズを含む。第１のレンズ１３０および第２のレンズ１３２が、各々、平凸レンズを含む場合、第１のレンズ１３０および第２のレンズ１３２の曲面は、各々、平行光化空間１３４に向けられうる。他の実施形態において、第１のレンズ１３０は、他のコリメートレンズを含み、第２のレンズ１３２は、メニスカスレンズ、非球面レンズ、または、他の高次の補正された合焦レンズを含みうる。

ここで、図４Ａを参照すると、例示的な基板破断システム２００は、機械的な力を基板１６０に加えて、基板１６０を輪郭線１６５に沿って分離する。したがって、基板破断システム２００は、基板１６０を、輪郭線１６５に沿って少なくとも２つの部分に分離する。

図４Ａに示すように、基板破断システム２００は、複数の破断具バー２２０を含み、各々、機械的な力を基板１６０に加えるように構成される。更に後述するように、破断具バー２２０の１つ以上は、１つ以上の他の破断具バー２２０と異なる長さを有しうる。いくつかの実施形態において、破断具バー２２０は、複数の組の破断具バーとなるように配列される（例えば、各組が、複数の破断具バー２２０のうち、３つの個々の破断具バーを含む）。図４Ａは、例えば、第１の破断具バー２２２、第２の破断具バー２２４、および、第３の破断具バー２２６を含む第１の組の破断具バー２５１を示している。尚、複数の破断具バー２２０は、少なくとも第１、第２および第３の破断具バー２２２、２２４、２２６を含む。図４Ａの実施形態において、第１の組の破断具バー２５１は、３つの破断具バーを含む。第１および第２の破断具バー２２２、２２４は、基板１６０の第１の側（図２Ａに示すような第１の表面１６２など）に配置され、第３の破断具バー２２６は、基板１６０の第２の側（図２Ａに示すような第２の表面１６４など）に配置される。しかしながら、第１および第２の破断具バー２２２、２２４は、基板１６０の第２の表面１６４に配置され、第３の破断具バー２２６は、基板１６０の第１の表面１６２に配置しうることも企図している。

第１および第２の破断具バー２２２、２２４は、横方向に移動して、破断具バーが互いに近付いたり、離れたりするように移動しうる。更に、第３の破断具バー２２６も、第１および第２の破断具バー２２２、２２４に対して横方向に移動しうる。したがって、第３の破断具バー２２６は、第１および第２の破断具バー２２２、２２４の間の中間に配置されうる。それにより、更に記載するように、各破断具バーを、輪郭線１６５に対して正確な位置に配置しうる。

複数の破断具バー２２０は、各々、基板１６０を押圧して、基板を輪郭線１６５に沿って分離するための先鋭な先端、先鋭な線、丸まった縁部、または、先細の縁部を有する縁部２２５を含む。したがって、分離処理の間、縁部２２５は、基板１６０と接触する。図４Ａに示すように、いくつかの実施形態において、第３の破断具バー２２６の縁部２２５は、輪郭線１６５上に、それに沿って配置され、第１および第２の破断具バー２２２、２２４の縁部２２５は、輪郭線１６５に隣接するが、その外側に配置される。したがって、分離工程の間、第１および第２の破断具バー２２２、２２４の縁部２２５は、輪郭線１６５から、ある距離で離間しうる。第１の破断具バー２２２の縁部２２５と輪郭線１６５の間の距離は、第２の破断具バー２２４の縁部２２５と輪郭線１６５の間の距離と同じであるか、または、異なりうる。更に、基板１６０を輪郭線１６５に沿って分離するために、第１および第２の破断具バー２２２、２２４は、（図４Ａのように）下方に向かう圧力を基板１６０に加え、第３の破断具バー２２６は、（図４Ａのように）上方に向かう圧力を基板１６０に加える。しかしながら、本明細書で用いるように、「下方に」および「上方に」という用語は、圧力印加の相対的な違いを表すために用いたものであり、システム２００の向きに応じて異なりうる。

第１、第２および第３の破断具バー２２２、２２４、２２６の縁部２２５は、同じ、または、異なる材料で形成され、同じ、または、異なる縁部角度（例えば、縁部２２５における先鋭な先端または先細部の角度）を有し、更に、同じ、または、異なる長さ、および、幅を有しうる。縁部２２５は、基板１６０と接触する最小の表面を提供し、基板１６０の表面（例えば、表面１６２、および／または、表面１６４）に最大の力を提供する。いくつかの実施形態において、縁部２２５は、ナイフ、刃、または、先鋭な先端部でありうる。他の実施形態において、縁部２２５は、先細で丸まった縁部を有しうる。

複数の破断具バー２２０（各々の縁部２２５を含む）を、金属、特に、ステンレス鋼など、容易に機械加工可能な１つ以上の硬い材料で、または、硬質プラスチックなど、平面度適合性が高い１つ以上のより柔らかい材料で形成しうる。実施形態において、破断具バー２２０の長さは、基板１６０における輪郭線１６５の長さ以上である。いくつかの実施形態において、破断具バーの長さは、輪郭線１６５の長さを、輪郭線１６５の約１０％以上、または、約２０％以上、または、約３０％以上、または、約４０％以上の長さで超える。したがって、輪郭線１６５が、４００ｍｍの長さを有する場合、破断具バーの長さは、約４４０ｍｍである。

本明細書に開示の破断処理の間、各破断具バー２２０の縁部２２５のみが、基板１６０と接触し、したがって、基板１６０の破損を削減する。基板１６０が（第１の表面１６２および第２の表面１６４の一方または両方の上に）被膜を含む実施形態において、各破断具バー２２０の被膜に直に向けられた縁部２２５のみが被膜と接触し、したがって、被膜の破損を削減する。各縁部２２５は、約１００マイクロメートルから約３００マイクロメートル、または、約１５０マイクロメートルから約２５マイクロメートルの範囲の直径を有する非常に狭い先端部を有しうる。

図４Ａにも示すように、基板１６０は、支持部２６０上に配置される。更に後述するように、基板破断システム２００を用いた分離切断処理の間、支持部２６０は、基板１６０を固定保持する。更に、レーザ処理システム１００を用いたレーザ改質工程の間も、支持部２６０は、基板１６０を固定保持しうる。支持部２６０を含む実施形態において、第３の破断具バー２２６の縁部２２５は、分離工程の間、（基板１６０ではなく）支持部２６０に接触し、第１および第２の破断具バー２２２、２２４は、基板１６０に直に接触しうる。支持部２６０を含む他の実施形態において、第１および第２の破断具バー２２２、２２４は、（基板１６０ではなく）支持部２６０に接触し、第３の破断具バー２２６は、基板１６０に直に接触しうる。

複数の破断具バー２２０は、各々、システム２００に、例えば、１つ以上のベース部材２３０を用いて固定される。例えば、図４Ａの実施形態において、第１の破断具バー２２２は、第１のベース部材２３２を用いて固定され、第２の破断具バー２２４は、第２のベース部材２３４を用いて固定され、第３の破断具バー２２６は、第３のベース部材２３６を用いて固定される。更に、各破断具バー２２０は、ベース部材２３０に取り付けるための１つ以上の穴２４０を含みうる。

図４Ｂは、図４Ａの破断具バー２２０の拡大図を示している。更に、図４Ｃは、ベース部材２３０に固定された図４Ａの破断具バー２２０の拡大図を示している。

上記のように、図４Ａ～４Ｃは、３つの破断具バー（２２２、２２４、２２６）を含む第１の組の破断具バー２５１を示している。システム２００が１組より多くの組の破断具バーを含むことも企図している。各組の破断具バーが、３つより多く、または、少ない破断具バーを含みうることも企図している。図５Ａ、５Ｂは、システム２００が、円形の基板１６０を分離するのに用いる１組より多くの組の破断具バーを含む実施形態を示している。例えば、図５Ａ、５Ｂに示すように、システム２００は、複数の組の破断具バー（例えば、組２５１、２５２、２５３、２５４、２５５、２５６）を含みうる。各組は、上記のように、第１、第２および第３の破断具バー２２２、２２４、２２６など、３つの破断具バーを含む。

いくつかの実施形態において、異なる破断具バーの組の破断具バーは、異なる長さを有しうる。例えば、図５Ｂに示すように、第１の組の破断具バー２５１の破断具バーは、最長の長さを有して、基板１６０の中心線に、または、その近くに配置されうる。基板１６０が、図５Ｂに示した円形以外の形状を形成する場合、最長の破断具バーの組を、最長に延伸した輪郭線１６５に配置しうる。図５Ａ、５Ｂに示すような第３の組の破断具バー２５３の破断具バーは、第１の組の破断具バー２５１の破断具バーの長さより短いものでありうる。更に、第３の組の破断具バー２５３を、基板の中間領域、例えば、基板１６０の中心線と縁部の間に配置しうる。第６の組の破断具バー２５６の破断具バーは、第１および第３の組の破断具バー２５１、２５３の両方の破断具バーの長さより短いものでありうる。更に、第６の組の破断具バー２５６を、基板１６０の縁部（または、縁部の近く）に配置しうる。いくつかの実施形態において、第６の組の破断具バー２５６の破断具バーは、全ての破断具バーの中で最短の長さを有する破断具バーを含みうる。

複数の破断具バー２２０は、基板１６０のサイズに応じて、異なる長さを有しうる。例えば、各破断具バー２２０は、約４２０ｍｍ以下、または、約４００ｍｍ以下、または、約３３０ｍｍ以下、または、約３１０ｍｍ以下、または、約３００ｍｍ以下の長さを有しうる。更に、または、その代わりに、各破断具バー２２０の長さは、約３００ｍｍ以上、または、約３１０ｍｍ以上、または、約３３０ｍｍ以上、または、約４００ｍｍ以上、または、約４２０ｍｍ以上でありうる。いくつかの実施形態において、長さは、約３００ｍｍから約４２０ｍｍの範囲である。更に、１つ以上の破断具バー２２０は、１つ以上の他の破断具バー２２０から、約５０ｍｍから約８０ｍｍ、または、約５５ｍｍから約７５ｍｍ、または、約６０ｍｍから約７０ｍｍの長さで異なりうる。

図６は、いくつかの実施形態によるシステム２００の構成を示している。図６に示すように、システムは、上記のように多数の破断具バーを含み、破断具バーは、様々な長さである。更に、複数の破断具バー２２０は、第１の回転部材２７０上、および、第２の回転部材２７５上に配置される。より具体的には、上側破断具バー（例えば、２２２、２２４）は、第１の回転部材２７０上に配置され、下側破断具バー（例えば、２２６）は、第２の回転部材２７５上に配置される。各回転部材２７０、２７５は、異なる組の破断具バーを、基板を分離切断する位置に配置するために回転する。例えば、第１および第２の回転部材２７０、２７５は、最初に回転されて、第１の組の破断具バー２５１を、基板を第１の輪郭線１６５に沿って分離切断する位置に配置する。したがって、第１の組の第１および第２の破断具バー２２２、２２４は、基板１６０の上側に、第１の輪郭線１６５に隣接して配置され、第１の組の第３の破断具バー２２６は、基板１６５の下側に配置されて、（上記のように）第３の破断具バー２２６の縁部２２５が第１の輪郭線１６５上に、それに沿って配置されるようにする。次に、第１の組の破断具バー２５１は圧力を基板１６０に加えて、基板を第１の輪郭線１６５に沿って分離する。

次に、第１および第２の回転部材２７０、２７５の両方を、例えば、第３の組の破断具バー２５３が基板を第２の輪郭線１６５に沿って分離する位置に配置するために回転しうる。例えば、第２の輪郭線は、第１の輪郭線より長さが短く、比較的短い長さの第３の組の破断具バーを必要としうる。他の実施形態において、第３の組２５３の破断具バーは、第１の組２５１の破断具バーとは異なる縁部２２５（例えば、縁部における異なる先細の角度）を有しうる。したがって、第１および第２の回転部材２７０、２７５を回転して、第３の組の第１および第２の破断具バー２２２、２２４を第２の輪郭線１６５に隣接するように、第３の組の第３の破断具バー２２６を基板１６５の下側に配置して、（上記のように）第３の破断具バー２２６の縁部２２５が、第２の輪郭線１６５上に、それに沿って配置される。次に、第３の組の破断具バー２５３は、圧力を基板に加えて、基板を第２の輪郭線１６５に沿って分離しうる。

第１の回転部材２７０は、第１の回転方向２７１に回転し、第２の回転部材２７５は、第２の回転方向２７６に回転しうる。第１および第２の回転方向２７１、２７６は、同じ、または、異なる方向でありうる。更に、第１の回転部材２７０は、第２の回転部材２７５と同時に回転して、同じ制御下で、共に回転しうる。第１の回転部材２７０が独立に回転して、第２の回転部材２７５と別であることも企図している。

図６の実施形態において、第１および第２の回転部材２７０、２７５は、各々、五角形の断面を形成して、５つの組の破断具バー（２５１～２５５）が回転部材上に配置される。より具体的には、各組の破断具バーは、五角形の面（側面）上に配置される。しかしながら、第１および第２の回転部材２７０、２７５は、他の形状および構成も有しうることも企図している。例えば、第１および第２の回転部材２７０、２７５は、各々、正方形の断面を形成して、４つの組の破断具バーが回転部材上に配置されうる。他の実施形態において、第１および第２の回転部材２７０、２７５は、各々、三角形の断面を形成して、３つの組の破断具バーが回転部材上に配置される。従来から知られたような他の形状および構成も用いうることも企図している。

図６に示すように、システム２００は、更に、基板１６０、および／または、複数の破断具バー２２０を配置するように構成された位置決めアセンブリ３００を含みうる。位置決めアセンブリ３００を、図６の実施形態に示しているが、位置決めアセンブリ３００は、本明細書に開示の他の実施形態でも用いうるもので、本実施形態に限定されない。位置決めアセンブリ３００は、アセンブリを支持するように構成されたベース３１０を含む。更に、位置決めアセンブリ３００は、基板１６０および支持部２６０を移動配置するように構成された線形位置決めテーブル３２０、および、回転テーブル３３０を含む。より具体的には、線形位置決めテーブル３２０は、基板１６０および支持部２６０を、横方向のＸ、Ｙ、およびＺ方向に（例えば、上に、下に、紙面の奥に、紙面から手前に）移動するように構成される。回転テーブル３３０は、基板１６０および支持部２６０を、Ｘ軸、Ｙ軸、または、Ｚ軸のいずれかを中心に回転するように構成される。例えば、回転テーブル３３０は、基板１６０を回転させて、基板１６０の左端部を、基板１６０の右端部より高くしうる。

位置決めアセンブリ３００は、更に、支持部２６０をシステム２００上に固定する枠部３４０を含みうる。枠部３４０は、支持部２６０を、例えば、磁気要素、真空リング、または、任意の他の既知の取り付け機構を用いて固定しうる。

位置決めアセンブリ３００は、レーザ処理システム１００について記載したように、平行移動ステージ１９０の一部であるか、それを包含しうる。

線形位置決めテーブル３２０および回転テーブル３３０は、基板１６０および支持部２６０を、第１の回転部材２７０および第２の回転部材２７５に対して移動する。更に、または、その代わりに、位置決めシステム３００は、更に、第１の回転部材２７０、および／または、第２の回転部材２７５を、基板１６０および支持部２６０に対して配置移動するアセンブリを含みうる。更に、上記のように、特定の組の破断具バー２２０を、互いに近付くか、離れるように移動させて、輪郭線１６５に対して精密に配置しうる。例えば、図６に示すように、第１および第２の破断具バー２２２、２２４を、互いに近付くか、離れるように、横方向のＸ軸方向に移動しうる。

本明細書に開示の位置決めアセンブリは、例えば、モータによる精密に制御された移動を提供する精密機構でありうる。アセンブリは、更に、カメラを含み、基板１６０の第１および第２の回転部材２７０、２７５に対する位置合わせ、および、位置決めを容易にしうる。カメラは、破断具バー２２０の輪郭線１６５に対する位置合わせ、および、位置決めも容易にしうる。例えば、カメラは、破断具バー２２０の縁部２２５を、基板上の輪郭線１６５に対して精密に位置合わせ可能にしうる。

システムは、制御部を含み、破断動作を自動で行いうる。制御部は、プロセッサー、および、プロセッサーと通信するメモリを含む。メモリは、構成要素の相対的な位置決めの情報の少なくとも一部を保存するように構成されうる。本発明のいくつかの実施形態において、制御部は、システムに一体化した部分でありうる。制御部は、システムの付加要素でもありうる。

いくつかの実施形態において、基板１６０は、その上に実装された複数のダイを含む。例えば、基板１６０は、複数のダイが実装された半導体ウエハ、ガラス基板、または、非晶質基板でありうる。実装された素子の破損を防ぐために、複数の破断具バー２２０は、基板１６０の表面に、ダイの間の「非感知領域」のみで接触する。例えば、図７Ａ～７Ｃに示すように、基板１６０は、複数のダイ４１０が実装された半導体４００を含む。チャネル４２０のネットワークをダイ４１０間に形成し、「非感知領域」をダイ４１０の間に形成する。システム２００は、複数の破断具バー２２０の縁部２２５がチャネル４２０のみに接触し、ダイ４１０とは接触しないように配列される。したがって、これらの実施形態において、レーザ処理システム１００は、輪郭線１６５を、チャネル４２０に沿って、そこのみに生成し、ダイ４１０の中には生成しない。したがって、複数の破断具バー２２０は、半導体を分離切断する時に、ダイ４１０の中の感知材料を破損しない。

図７Ｃ（図７ＢのＢ－Ｂ線に沿った断面である）は、第１の組の破断具バー２５１が輪郭線１６５に対して配置される例を示している。本実施形態において、輪郭線１６５は、２つのダイ４１０を分離する第１のチャネル４２０’に沿って配置される。第１および第２の破断具バー２２２、２２４は、２つの別々のダイ４１０に隣接するチャネル４２０’’上に配置されて、第１および第２の破断具バー２２２、２２４が輪郭線１６５から２つの別々のダイ４１０によって隔てられる。第３の破断具バー２２６は、半導体４００の下側の輪郭線１６５上に、それに沿って配置される。

尚、隣接したチャネル４２０’’は、そこに形成された輪郭線１６５も含みうる。例えば、図７Ｃに示すように、隣接したチャネル４２０’’の１つは、そこに配置された第２の輪郭線１６５’を有する。そのような実施形態において、第２の破断具バー２２２は、基板を輪郭線１６５に沿って分離するために隣接したチャネル４２０’’に配置された時に、第２の輪郭線１６５’に接触しないようにすべきである。システム２００が基板を輪郭線１６５に沿って分離した後に、システム２００または基板の少なくとも一方を移動して構成要素を配置し、基板を第２の輪郭線１６５’に沿って分離しうる。

図８Ａ～８Ｃは、本明細書に開示の実施形態による支持部２６０の構成を示している。図８Ａに示すように、支持部２６０は、可撓性膜５２０に取り付けられた枠部５１０を含みうる。可撓性膜５２０は、フィルム、テープ、シート、または、ベルトでありうる。いくつかの実施形態において、可撓性膜５２０は、枠部５１０に亘って伸張される。枠部５１０は、図６を参照して記載した枠部３４０であるか、枠部３４０の一部でありうる。図８Ｂに示すように、基板１６０は、可撓性膜５２０の上面に配置されうる。更に後述するように、基板１６０を支持部２６０に載置する前または後に、輪郭線１６５を、基板１６０上に形成しうる。

可撓性膜５２０は、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、または、ポリオレフィンなどのポリマー材料を含みうる。いくつかの実施形態において、可撓性膜５２０の材料は、ケイ素を含む。他の実施形態において、可撓性膜５２０の材料は、ケイ素を含まず、それは、可撓性膜５２０の汚染を削減するのに有利でありうる。更に、可撓性膜２５０の材料は、レーザビーム１１２に耐えて、レーザビームによって破損されないものでありうる。更なる実施形態において、可撓性膜５２０の材料は、ＵＶに反応しないものでありうる。

可撓性膜５２０は、十分な弾性を有して、基板１６０の分離および／または切断工程の間に、曲げ、および、伸張を生じうる。例えば、第１、第２および第３の破断具バー２２２、２２４、２２６が圧力を基板１６０に加えて、基板１６０を輪郭線１６５に沿って破断させる時に、可撓性膜５２０は、上方に向かって、および／または、下方に向かって曲がるか、および、伸張するように構成されうる（図４Ａの実施形態において）。いくつかの実施形態において、可撓性膜５２０は、膜の水平、および／または、垂直方向に約１５０％以上、または、膜の水平、および／または、垂直方向に約１６０％以上、または、膜の水平、および／または、垂直方向に約２００％以上の弾性を有しうる。いくつかの実施形態において、水平方向の弾性は、垂直方向の弾性と異なりうる。いくつかの実施形態において、弾性は、水平方向に約１５０％で、垂直方向に１７０％か、または、水平方向に約１６０％で、垂直方向に約２００％でありうる。更に、弾性は、約２ｋｇ／２５ｍｍ以上、または、約３ｋｇ／２５ｍｍ以上の引張強さを含みうる。いくつかの実施形態において、水平方向の引張強さは、垂直方向の引張強さと異なりうる。例えば、水平方向の引張強さは、約３ｋｇ／２５ｍｍで、垂直方向の引張強さは、約３ｋｇ／２５ｍｍでありうる。

可撓性膜５２０の全厚さＴは、約５０マイクロメートル以上、または、約６０マイクロメートル以上、または、約７０マイクロメートル以上、または、約８０マイクロメートル以上、または、約９０マイクロメートル以上、または、約１００マイクロメートル以上、または、約１１０マイクロメートル以上、または、約１２０マイクロメートル以上、または、約１４０マイクロメートル以上、または、約１６０マイクロメートル以上、または、約１８０マイクロメートル以上、または、約２００マイクロメートル以上、または、約２２０マイクロメートル以上、または、約２４０マイクロメートル以上、または、約２６０マイクロメートル以上でありうる。更に、または、その代わりに、可撓性膜５２０の厚さＴは、約２８０マイクロメートル以下、または、約２６０マイクロメートル以下、または、約２４０マイクロメートル以下、または、約２２０マイクロメートル以下、または、約２００マイクロメートル以下、または、約１８０マイクロメートル以下、または、約１６０マイクロメートル以下、または、約１４０マイクロメートル以下、または、約１２０マイクロメートル以下、または、約１１０マイクロメートル以下、または、約１００マイクロメートル以下、または、約９０マイクロメートル以下、または、約８０マイクロメートル以下、または、約７０マイクロメートル以下でありうる。いくつかの実施形態において、可撓性膜５２０の厚さＴは、約５０マイクロメートルから約３００マイクロメートル、または、約８０マイクロメートルから約２７０マイクロメートル、または、約９０マイクロメートルから約１８０マイクロメートルの範囲でありうる。例えば、厚さＴは、約８０マイクロメートル、または、約９５マイクロメートル、または、約９８マイクロメートル、または、約１３０マイクロメートル、または、約１６８マイクロメートル、または、約２６８マイクロメートルでありうる。

図８Ｃに示すように、いくつかの実施形態において、可撓性膜５２０は、ベース層５２２および接着層５２４を含みうる。基板１６０は、可撓性膜５２０の接着層５２４に固定されうる。ベース層５２２は、上記のようなポリマー材料を含みうる。接着層５２４は、例えば、ゴム、および／または、アクリルを含みうる。一実施形態において、接着層５２４の接着力は、約３４ｇ／２５ｍｍである。

ベース層５２２は、約７０マイクロメートルから約２００マイクロメートル、または、約８０マイクロメートルから約１８０マイクロメートル、または、約１００マイクロメートルから約１６０マイクロメートルの範囲の厚さを有しうる。いくつかの実施形態において、ベース層５２２の厚さは、約７０マイクロメートル、または、約８０マイクロメートル、または、約１１５マイクロメートル、または、約１２５マイクロメートルである。

接着層５２４は、約５マイクロメートルから約１００マイクロメートル、または、約１０マイクロメートルから約９０マイクロメートル、または、約１５マイクロメートルから約８０マイクロメートルの範囲の厚さを有しうる。いくつかの実施形態において、接着層５２４の厚さは、約１０マイクロメートル、または、約１４マイクロメートル、または、約１５マイクロメートルである。接着層５２４の厚さは、ベース層５２２の厚さより薄いものでありうる。

可撓性膜５２０は、例えば、ＰＥＴで形成されたバッキングフィルム（不図示）を含みうる。いくつかの実施形態において、バッキングフィルムは、帯電防止層を形成する。バッキングフィルムは、約１０マイクロメートル以上、または、約２０マイクロメートル以上、または、約２５マイクロメートル以上の厚さを有しうる。バッキングフィルムを、ベース層５２２、接着層５２４、または、それらの両方に与えうる。更に、バッキングフィルムは、ＵＶ硬化後の接着を削減して、基板の個別片を解放可能にしうる。

ベース層５２２および接着層５２４は、各々、１つの一体の層、または、複数の独立した層を含みうる。例えば、層５２２および／または５２４は、各々、複数の副層から形成された積層構造で形成されうる。各層５２２および／または５２４の副層は、同じ、または、異なる材料から形成されうる。

システム２００が、基板１６０を輪郭線１６５に沿って破断させると、基板１６０は、第１の部分および第２の部分へと破断しうる。例えば、図９に示すように、システム２００の破断具バー２２２、２２４、２２６は、基板１６０を第１の部分１６１および第２の部分１６３へと破断させる。より具体的には、第１の破断具バー２２２および第２の破断具バー２２４は、下方に向かう力を基板１６０および支持部２６０に加える。更に、第３の破断具バー２２６は、上方に向かう力を基板１６０および支持部２６０に加える。そのような破断具バー２２２、２２４、２２６による力は、基板１６０を輪郭線１６５に沿って破断させて、第１の部分１６１および第２の部分１６３へと分離する。この破断手順の間、基板１６０は、支持部２６０に取り付けられたままである。したがって、図９に示すように、基板１６０の第１および第２の部分１６１、１６３の移動で、例えば、支持部２６０の可撓性膜５２０は上方に向かって曲がる。上記のように、可撓性膜５２０は、十分な弾性を有して、第１および第２の部分１６１、１６３の移動で、曲がり、撓みうる。それにより、破断手順の間、基板１６０は、可撓性膜５２０に取り付けられて固定されたままである。これにより、破断手順の間、第１および第２の部分１６１、１６３のチッピングまたは亀裂を防ぐ。例えば、第１および第２の部分１６１、１６３が互いに衝突した場合には、チッピングまたは亀裂を生じるが、可撓性膜５２０に固定されたままであることによって、破断手順の間または後に第１および第２の部分１６１、１６３が互いに衝突しない。更に、可撓性膜５２０に固定されたままであることによって、第１および第２の部分１６１，１６３が、不注意から地面などへ下方に落下するのを防ぐ。

いくつかの実施形態において、第１の破断具バー２２２は、第１の力Ｆを、基板１６０に、輪郭線１６５に隣接した位置Ｘで加える。第３の破断具バー２２６は、第２の力Ｆを、基板１６０に、輪郭線１６５上、または、それに沿った位置Ｙで加える。更に、第２の破断具バー２２４は、第３の力Ｆを、基板１６０に、輪郭線１６５に隣接した位置Ｚで加える。位置Ｘ、Ｚは、基板１６０を曲げて破断させるのに十分な距離で輪郭線１６５から離間するが、輪郭線１６５と重ならない程度に近くでありうる。いくつかの実施形態において、位置Ｘ、Ｚは、約２５マイクロメートル以上、または、約３０マイクロメートル以上、または、約３５マイクロメートル以上の距離で、輪郭線１６５から離間する。尚、位置Ｘは、位置Ｚとは異なる長さで、輪郭線１６５から離間しうる。第１、第２および第３の力Ｆは、基板１６０の破断抵抗を輪郭線１６５で超えるのに十分であり、したがって、基板を輪郭線１６５に沿って破断させる。いくつかの実施形態において、第１の力Ｆは、第３の力Ｆに等しい。尚、可撓性膜５２０を含む実施形態において、第１、第２および第３の力Ｆは、可撓性膜５２０にも加えられる。

レーザ処理システム１００を用いたレーザ処理工程の前または後のいずれかに、基板１６０は可撓性膜５２０に固定されうる。したがって、いくつかの実施形態において、基板１６０は、レーザ処理工程の前に、可撓性膜５２０に固定される。次に、基板１６０が可撓性膜５２０に固定された間に、レーザビーム１１２はビーム経路１１１を通って、複数の欠陥部１７２を形成し、それらが輪郭線１６５を形成する。したがって、複数の欠陥部１７２を形成する時に、レーザビーム１１２は可撓性膜５２０も通り抜ける。これらの実施形態において、可撓性膜５２０は、レーザビーム１１２によって破損しない材料で形成される。他の実施形態において、レーザ処理システム１００は、初めに、輪郭線１６５の複数の欠陥部１７２を形成し、次に、輪郭線１６５の形成後に、基板１６０を可撓性膜５２０に取り付ける。

いくつかの実施形態において、複数の欠陥部１７２は、破断システム２００を用いた破断工程の前に拡大されうる。例えば、欠陥部１７２を、例えば、ＨＦまたはＫＯＨなどのエッチング液か、イオン交換処理に曝しうる。

図１０は、本明細書に開示の実施形態による破断システム２００の５つの組の破断具バー２５１、２５２、２５３、２５４、２５５の例示的な構成を示している。本実施形態において、基板１６０は、支持部２６０の可撓性膜５２０上に配置される。上記のように、異なる組（２５１、２５２、２５３、２５４、２５５）の破断具バーは、異なる長さを有する。したがって、例えば、第５の組２５５の破断具バーは最短で、一方、第１の組２５１の破断具バーは最長である。破断具バーが異なる長さを有することは、基板１６０を、基板１６０の異なる長さ（例えば、直径）に対応する基板１６０の異なる部分に沿って破断させるのに適しうる。例えば、第１の組の破断具バー２５１は、基板１６０を、基板１６０が最大直径を有する第１の領域Ａ内の輪郭線１６５（したがって、最大輪郭線１６５）に沿って破断させる。第５の組の破断具バー２５５は、基板１６０を、基板１６０が最小直径を有する第５の領域Ｅ内の輪郭線１６５に沿って破断させる。更に、第２の組の破断具バー２５２は、基板を第２の領域Ｂ内の輪郭線１６５に沿って破断させ、第３の組の破断具バー２５３は、基板を第３の領域Ｃ内の輪郭線１６５に沿って破断させ、第４の組の破断具バー２５４は、基板を第４の領域Ｄ内の輪郭線１６５に沿って破断させる。尚、第５の領域Ｅの直径は第４の領域Ｄの直径より小さく、第４の領域Ｄの直径は第３の領域Ｃの直径より小さく、第３の領域Ｃの直径は第２の領域Ｂの直径より小さく、第２の領域Ｂの直径は第１の領域Ａの直径より小さい。

図１１Ａは、破断システム２００の他の実施形態を示し、第１の破断具バー２２２は第１の回転部材２７２上に配置され、第２の破断具バー２２４は第２の回転部材２７４上に配置され、第３の破断具バー２２６は第３の回転部材２７６上に配置される。上記のように、回転部材２７２、２７４、２７６は回転して、例えば、第１の組の破断具バーを、基板１６０を第１の輪郭線１６５に沿って破断させる位置に移動しうる。更に、回転部材２７２、２７４、２７６は回転して、例えば、第２の組の破断具バーを、基板１６０を第２の輪郭線１６５に沿って破断させる位置に移動しうる。

図１１Ａ、１１Ｂに更に示すように、第１および第２の回転部材２７２、２７４は、互いに（更に、第３の回転部材２７６に対して）、横方向のＸ軸方向に移動しうる。そのように第１および第２の回転部材２７１、２７２が移動することで、破断具バーを輪郭線１６５に対して正確に配置させる。第２の回転部材２７４は、その上に配置された各破断具バーの間に空洞部２７３を含みうる。空洞部２７３は、第１および第２の回転部材２７２、２７４が非常に近接するが、互いに接触しないクリアランスおよび空間を提供する。

図１１Ｃは、本明細書に開示の実施形態による破断システム２００の一部を示す斜視図である。特に、図１１Ｃは、第２の回転部材２７４上に配置された第２の破断具バー２２４を示している。上記のように、これらの第２の破断具バー２２４は、各々、異なる長さの異なる破断具バーの組の各部分である。したがって、例えば、第２の破断具バー２２４’は、第１の組の一部で、全ての第２の破断具バーのうち、最長の長さを有しうる。第２の破断具バー２２４’’は、第２の組の一部で、全ての第２の破断具バーのうち、最短の長さを有しうる。更に、第２の破断具バー２２４’’’は、第２の破断具バー２２４’’より長いが、第２の破断具バー２２４’より短い長さを有しうる。第２の破断具バー２２４’’’’は、第２の破断具バー２２４’’、２２４’’’より長いが、第２の破断具バー２２４’より短い長さを有しうる。

更に、図１１Ｃは、第２の回転部材２７４が載置されるロッド２８０を示している。第１および第３の回転部材２７２、２７６も、回転のために、同様のロッドに載置されうる。図１１Ｃの実施形態は、異なる長さを有する破断具バーを含むが、この特徴は、図１１Ｃの実施形態に限定されない。その代わりに、上記のように、異なるサイズの破断具バーを、本明細書に開示の任意の実施形態で用いうる。

図１２は、本明細書に開示の実施形態による処理４００を示している。工程４１０において、処理４００は、１つ以上の欠陥部１７２を基板１６０に形成する工程を含む。上記のように、欠陥部１７２を、レーザビーム１１２を用いて形成し、欠陥部１７２が共に輪郭線１６５を形成しうる。欠陥部１７２を形成する間、基板１６０は、支持部２６０の可撓性膜５２０上に配置されるか、配置されないものでありうる。工程４２０において、１組の破断具バーは、基板１６０上に輪郭線１６５に対して配置される。より具体的には、いくつかの実施形態において、２つの（第１の組の）上側破断具バーは、基板１６０の上面に輪郭線に隣接して配置され、（第１の組の）下側破断具バーは、基板１６０の下面で輪郭線１６５上に配置される。工程４３０において、破断具バーは、圧力（力）を基板１６０に加えて、基板１６０を輪郭線１６５に沿って分離する。したがって、基板１６０は、２つの別々の部分に分離される（工程４４０）。これらの分離工程の間、基板１６０は、可撓性膜５２０上に配置され固定されて、基板１６０の分離した部分がチッピングも亀裂も生じないようにしうる。

尚、欠陥部１７２を基板１６０に形成する間（処理４００の工程４１０）、基板１６０は元のままで、２つの部分に分離されない。したがって、この工程の間に、材料の除去も機械的な力も存在しない。その代わりに、処理４００の工程４３０、４４０の間にのみ、基板１６０は、（破断具バー２２０の機械的な力によって）分離される。したがって、本開示の実施形態は、基板１６０を可撓性膜５２０に取り付けながら、基板１６５を異なる部分に分離する前に、複数の欠陥部１７２を基板１６０に形成して輪郭線１６５を形成する工程を含む。

上記のように、レーザ処理システム１００は、高く制御されたシステムを提供し、高度に制御され特定された輪郭線１６５を生成する。更に、破断システム２００は、破断具バー２２０の位置を精密に制御して、基板１６０が輪郭線１６５に沿ってのみ分離されるようにしうる。したがって、基板１６０の切断分離を制御して、非常に精密で正確な切断線を実現しうる。更に、初めに輪郭線１６５を形成し、次に基板を輪郭線１６５に沿って分離することによって、基板１６０を分離するために必要な破断力は、従来のシステムより非常に小さく、改良された縁部品質につながる。特に、基板１６０の切断縁部でのいずれのチッピングも、約８０マイクロメートル以下、または、約５０マイクロメートル以下、または、約２０マイクロメートル以下でありうる。

本開示の実施形態は、破断具バー２２０が、基板１６０上の任意の感知材料とも干渉しない位置に配置されるのも可能にする。更に、本開示の実施形態は、非常に低い熱膨張率（ＣＴＥ）値、および／または、非常に小さいアスペクト比を有する基板（例えば、非常に薄く広い基板）を切断分離しうるシステムを提供する。いくつかの実施形態において、ガラス基板１６０は、約０．４ｐｐｍ／℃以下のＣＴＥ値を有するＨＰＦＳガラスから形成される。他の実施形態において、ガラス基板１６０は、約３．５ｐｐｍ／℃以下のＣＴＥを有する「Ｅａｇｌｅ ＸＧ」ガラスである。したがって、システム１０を、従来のシステムより様々な基板に用いうる。

更に、本開示の実施形態は、基板の上に加えられた被膜を破損することなく、基板を切断し破断させる。本開示の実施形態は、非常に厚い基板を切断分離することも可能である。

様々な実施形態を本明細書に記載したが、例であり、限定するものではない。本明細書に記載の教示およびガイダンスに基づく適合化および変更も、開示した実施形態の等価物の意味および範囲に含まれることを意図することが明らかなはずである。したがって、当業者には、本開示の精神および範囲を逸脱することなく、本明細書に開示の実施形態に、形状および詳細についての様々な変更を行いうることが明らかだろう。本明細書に記載の実施形態の要素は、必ずしも排他的ではなく、当業者には明らかなように、様々な状況に合うように交換可能である。

本開示の実施形態を、同一、または、機能的に同様の要素を指すのに類似の参照番号を用いた添付の図面に示した実施形態について、本明細書に詳細に記載した。「一実施形態」、「実施形態」、「いくつかの実施形態」、「ある実施形態において」などと記載した場合には、その記載した実施形態が、特定の特性、構造または特徴を含みうるが、全ての実施形態が、必ずしも、その特定の特性も、構造も、特徴も含まないものでありうることを示す。更に、そのような用語は、必ずしも、同じ実施形態を称するものではない。更に、特定の特性、構造または特徴を、ある実施形態との関係で記載した場合、明示したかに関わらず、そのような特性、構造または特徴は、他の実施形態との関係で影響を受けることが当業者には分かるだろう。

実施例は、例示するものであり、本開示を限定するものではない。当分野で通常直面し、当業者には明らかである様々な条件およびパラメータを適したものに変更および適合化することは、本開示の精神および範囲に含まれる。

本明細書で用いるように、「または」という用語は、包含することを意味し、より具体的には、「ＡまたはＢ」という用語は、「Ａ、Ｂ、または、ＡとＢの両方」を意味する。本明細書において、排他的な「または」を、例えば、「ＡまたはＢのいずれか」および「ＡまたはＢの一方」などの表現で用いている。

原文の英語の不定冠詞は、１つ、または、少なくとも１つの要素または構成要素が存在することを意味する。そのような不定冠詞は、通常、修飾した名詞が単数であることを示すために用いるが、具体的な場合に別段の記載がない限りは、本明細書で用いるように複数のものも含む。同様に、原文の英語の定冠詞も、具体的な場合に別段の記載がない限りは、修飾した名詞が単数または複数であることを意味する。

請求項で用いるように、「含む」は、非限定的な移行句である。「含む」という移行句で記載された一連の要素は、非排他的に挙げたものであり、これらの具体的に記載したものに追加の要素が存在しうる。請求項で用いるように、「実質的になる」または「実質的に構成される」は、材料の組成物を、特定の材料、および、材料の基本的および新規特徴に材料的に影響しないものに限定する。請求項で用いるように、「からなる」または「完全に構成される」は、材料の組成物を特定の材料に限定し、特定しない材料を排除する。

原文の英語の「ｗｈｅｒｅｉｎ」を、構造の一連の特徴の記載を導入するために、非限定的移行句として用いている。

本明細書において、上限値および下限値を含む数値範囲を記載する場合、別段の記載がない限りは、範囲は、端点、および、範囲内の全ての整数、端数を含むことを意図する。請求項の範囲が、範囲を画定するのに記載した特定の値に限定されることを意図しない。更に、量、濃度、または、他の値、若しくは、パラメータを、範囲、１つ以上の好ましい範囲、若しくは、好ましい上限値および好ましい下限値として与える場合、任意の上限値または好ましい値、並びに、任意の下限値または好ましい値の任意の対から形成される全ての範囲を、そのような対を別々に開示しているかに関わらず、具体的に開示していると理解すべきである。最後に、「約」という用語を、値または範囲の端点を記載するのに用いた場合、本開示は、その特定の値または端点を含むと理解すべきである。本明細書の数値または範囲の端点が「約」と記載するかに関わらず、数値または範囲の端点は、「約」で修飾された実施形態と、「約」で修飾されない実施形態の２つの実施形態を含むことを意図する。

本明細書で用いるように、「約」という用語は、量、サイズ、範囲、調合、パラメータ、並びに、他の量および特徴が、正確でないか、その必要がなく、概数であるか、および／または、許容度、換算係数、丸め操作、測定誤差など、および、当業者に知られた他の要因を反映して、望ましいように、それより大きいか、小さいものでありうることを意味する。

本実施形態を、特定の機能の実行、および、それらの関係を示す機能的ビルディングブロックの助けを用いて記載した。これらの機能的ビルディングブロックの境界は、本明細書における記載のために便宜的に任意に画定したものである。特定の機能および関係を適切に行いうる限りは、代わりの境界を確定しうる。

本明細書に用いたフレーズまたは用語は、記載のために用いたもので、限定するものではないと理解すべきである。本開示の範囲は、上記例示的な実施形態によって限定されず、次の請求項、および、その等価物によって画定されるべきである。

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

実施形態１
方法において、
複数の欠陥部を、レーザビームを用いたレーザビーム焦線で、第１の表面および該第１の表面の反対側の第２の表面を有する基板内に形成する工程であって、該複数の欠陥部の各欠陥部は、該基板内の約１０マイクロメートル以下の直径を有する破損トラックであり、該複数の欠陥部は、輪郭線を該基板上に形成するものである工程と、
（ｉ）第１の力を、前記基板の前記第１の表面に前記輪郭線に隣接した位置で、および、（ｉｉ）第２の力を、該基板の前記第２の表面に該輪郭線上の位置で、加える工程と、
前記基板を、前記輪郭線に沿って、第１の基板部分および第２の基板部分へと破断させる工程と
を含む方法。

実施形態２
第３の力を、前記基板の前記第１の表面に、前記第１の力とは前記輪郭線の反対側で該輪郭線に隣接した位置で、加える工程を、
更に含む、実施形態１に記載の方法。

実施形態３
前記第３の力は、前記第１の力と等しいものである、実施形態２に記載の方法。

実施形態４
前記第１の力を、第１の破断具バーを用いて加える工程であって、該第１の破断具バーは、該破断具バーの縁部のみで、前記基板に接触するものである工程を、
更に含む、実施形態１に記載の方法。

実施形態５
前記基板は、可撓性膜上に配置されるものであり、
前記第２の力を、前記可撓性膜および前記基板の前記第２の表面に加える工程を、
更に含む、実施形態１に記載の方法。

実施形態６
前記可撓性膜は、前記第１の力、および、前記第２の力の少なくとも一方を加えることにより、曲げ撓むものである、実施形態５に記載の方法。

実施形態７
前記可撓性膜は、前記第１の力、および、前記第２の力の少なくとも一方を加えても破断しないものである、実施形態６に記載の方法。

実施形態８
前記可撓性膜は、ポリマー材料を含むものである、実施形態５に記載の方法。

実施形態９
前記可撓性膜は、約５０マイクロメートルから約３００マイクロメートルの厚さを有するものである、実施形態５に記載の方法。

実施形態１０
前記可撓性膜は、該可撓性膜の水平方向に約１２０％以上の弾性、および、該可撓成膜の垂直方向に約１２０％以上の弾性を有するものである、実施形態５に記載の方法。

実施形態１１
前記破損トラックの直径は、約５マイクロメートル以下である、実施形態１に記載の方法。

実施形態１２
前記破損トラックの直径は、約３マイクロメートル以下である、実施形態１０に記載の方法。

実施形態１３
前記基板は、ガラス基板、ガラス‐セラミック基板、または、半導体ウエハを含むものである、実施形態１に記載の方法。

実施形態１４
前記基板は、透明ガラス基板を含むものである、実施形態１３に記載の方法。

実施形態１５
前記基板は、被膜を含むものである、実施形態１に記載の方法。

実施形態１６
第２の複数の欠陥部を、レーザビームで、前記基板内に形成する工程であって、該第２の複数の欠陥部の各欠陥部は、該基板内の約１０マイクロメートル以下の直径を有する破損トラックであり、該第２の複数の欠陥部は、第２の輪郭線を該基板上に形成するものである工程と、
（ｉ）第４の力を、前記基板の前記第１の表面に前記第２の輪郭線に隣接した位置で、および、（ｉｉ）第５の力を、該基板の前記第２の表面に該第２の輪郭線上の位置で、加える工程と、
前記基板を、前記第２の輪郭線に沿って、第３の基板部分および第４の基板部分へと破断させる工程と
を更に含む、実施形態１に記載の方法。

実施形態１７
前記レーザビームは、準非回折レーザビームである、実施形態１に記載の方法。

実施形態１８
前記レーザビームを前記基板に対して平行移動させる工程を、
更に含む、実施形態１に記載の方法。

実施形態１９
システムにおいて、
レーザビーム焦線へと合焦されたレーザビームを出射するように構成されたビーム源を含むレーザ処理システムと、
第１の組の破断具バー、および、可撓性膜を含む基板破断システムと
を含み、
前記第１の組の破断具バーは、第１の縁部を有する第１の破断具バー、第２の縁部を有する第２の破断具バー、および、第３の縁部を有する第３の破断具バーを含むものであり、
前記第１の破断具バー、および、前記第２の破断具バーは、前記可撓性膜の第１の側に配置され、前記第３の破断具バーは、該可撓性膜の第２の側に配置されたものであるシステム。

実施形態２０
第１の破断具バー、第２の破断具バー、および、第３の破断具バーを含む第２の組の破断具バーを、
更に含み、
前記第２の組の破断具バーの前記第１の破断具バーは、前記第１の組の破断具バーの前記第１の破断具バーより短い長さを有するものであり、
前記第２の組の破断具バーの前記第２の破断具バーは、前記第１の組の破断具バーの前記第２の破断具バーより短い長さを有するものであり、
前記第２の組の破断具バーの前記第３の破断具バーは、前記第１の組の破断具バーの前記第３の破断具バーより短い長さを有するものである、実施形態１９に記載のシステム。

実施形態２１
第１の回転部材を、
更に含み、
前記第１の破断具バー、および、前記第２の破断具バーは、前記第１の回転部材上に配置されたものである、実施形態１９に記載のシステム。

実施形態２２
前記第１の破断具バー、および、前記第２の破断具バーは、前記第１の回転部材の１つの側面に配置されたものである、実施形態２１に記載のシステム。

実施形態２３
第２の回転部材を、
更に含み、
前記第３の破断具バーは、前記第２の回転部材上に配置されたものである、実施形態２１に記載のシステム。

実施形態２４
前記可撓性膜は、ポリマー材料を含むものである、実施形態１９に記載のシステム。

実施形態２５
前記可撓性膜は、約５０マイクロメートルから約３００マイクロメートルの厚さを有するものである、実施形態１９に記載のシステム。

実施形態２６
前記可撓性膜は、該可撓性膜の水平方向に約１２０％以上の弾性、および、該可撓成膜の垂直方向に約１２０％以上の弾性を有するものである、実施形態１９に記載のシステム。

実施形態２７
前記可撓性膜は、ベース層、および、接着層を含むものである、実施形態１９に記載のシステム。

実施形態２８
前記第１の破断具バー、および、前記第２の破断具バーを、前記可撓性膜に対して移動させるように構成された位置決めアセンブリを、
更に含む、実施形態１９に記載のシステム。

実施形態２９
前記第１の縁部、前記第２の縁部、および、前記第３の縁部は、各々、先細の先端部を含むものである、実施形態１９に記載のシステム。

１００ レーザ処理システム
１０３ 光学アセンブリ
１６０ 基板
１６５ 輪郭線
１７２ 欠陥部
２００ 基板破断システム
２２０ 破断具バー
２７０、２７５ 回転部材
３００ 位置決めアセンブリ

Claims (10)

1. 方法において、
   複数の欠陥部を、レーザビームを用いたレーザビーム焦線で、第１の表面および該第１の表面の反対側の第２の表面を有する基板内に形成する工程であって、該複数の欠陥部の各欠陥部は、該基板内の約１０マイクロメートル以下の直径を有する破損トラックであり、該複数の欠陥部は、輪郭線を該基板上に形成するものである工程と、
   （ｉ）第１の力を、前記基板の前記第１の表面に前記輪郭線に隣接した位置で、および、（ｉｉ）第２の力を、該基板の前記第２の表面に該輪郭線上の位置で、加える工程と、
   前記基板を、前記輪郭線に沿って、第１の基板部分および第２の基板部分へと破断させる工程と
   を含む方法。
2. 第３の力を、前記基板の前記第１の表面に、前記第１の力とは前記輪郭線の反対側で該輪郭線に隣接した位置で、加える工程を、
   更に含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記第３の力は、前記第１の力と等しいものである、請求項２に記載の方法。
4. 前記第１の力を、第１の破断具バーを用いて加える工程であって、該第１の破断具バーは、該破断具バーの縁部のみで、前記基板に接触するものである工程を、
   更に含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記基板は、可撓性膜上に配置されるものであり、
   前記第２の力を、前記可撓性膜および前記基板の前記第２の表面に加える工程を、
   更に含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記可撓性膜は、前記第１の力、および、前記第２の力の少なくとも一方を加えることにより、曲げ撓むものである、請求項５に記載の方法。
7. 前記可撓性膜は、ポリマー材料を含むものである、請求項５または６に記載の方法。
8. 前記可撓性膜は、約５０マイクロメートルから約３００マイクロメートルの厚さを有するものである、請求項５から７のいずれか１項に記載の方法。
9. 前記可撓性膜は、該可撓性膜の水平方向に約１２０％以上の弾性、および、該可撓成膜の垂直方向に約１２０％以上の弾性を有するものである、請求項５から８のいずれか１項に記載の方法。
10. 第２の複数の欠陥部を、レーザビームで、前記基板内に形成する工程であって、該第２の複数の欠陥部の各欠陥部は、該基板内の約１０マイクロメートル以下の直径を有する破損トラックであり、該第２の複数の欠陥部は、第２の輪郭線を該基板上に形成するものである工程と、
    （ｉ）第４の力を、前記基板の前記第１の表面に前記第２の輪郭線に隣接した位置で、および、（ｉｉ）第５の力を、該基板の前記第２の表面に該第２の輪郭線上の位置で、加える工程と、
    前記基板を、前記第２の輪郭線に沿って、第３の基板部分および第４の基板部分へと破断させる工程と
    を更に含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。

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