【手続補正書】
【提出日】平成29年3月21日(2017.3.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平基板（２）に輪郭形状（１）を作製するため及び前記基板（２）から前記輪郭形状（１）を分離するため、特に、平基板（２）に内部輪郭形状（１）を作製するため及び前記基板（２）から前記内部輪郭形状（１）を除去するための、方法において、
前記基板（２）にわたり、作製されるべき前記輪郭形状を定める輪郭線（５）に沿ってレーザビーム（３）が誘導され、複数の離散内部損傷域（５-１，５-２，...）が前記基板の材料に形成される、輪郭形状決定工程（ａ）、及び
前記輪郭形状決定工程（ａ）の後に、前記基板（２）にわたって誘導される、及び／または前記基板（２）上に照射される、レーザビームにより実施され、材料除去によって及び／または塑性変形によって、基板材料が前記基板（２）から除去される、及び／または基板材料が前記基板（２）から分離される、材料除去及び／または材料変形工程（ｃ）、及び
前記基板（２）にわたり、前記輪郭線（５）から見て、前記輪郭線（５）から角度α＞０°をなして離れて、分離されるべき前記輪郭形状（１）内に至る、複数のクラック線領域（６ａ，６ｂ，...）に沿って誘導されるレーザビーム（３）によって、それぞれに複数の離散内部損傷域（６-１，６-２，...）が前記基板材料に形成される、前記材料除去及び／または材料変形工程（ｃ）の前で前記輪郭形状決定工程（ａ）の後に実施される、クラック決定工程（ｂ）、
を有してなることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記輪郭形状決定工程（ａ）の後に実施される前記材料除去及び／または材料変形工程（ｃ）が、前記輪郭線（５）に沿って延びているが、前記輪郭線（５）から間隔（８）がとられ、また分離されるべき前記輪郭形状（１）内にある、除去線（９）に沿って前記基板（２）にわたって誘導される材料除去レーザビーム（７）によって、前記基板材料が全基板厚（１０）にわたって除去される、材料除去工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記輪郭形状決定工程（ａ）の後に実施される前記材料除去及び／または材料変形工程（ｃ）が、分離されるべき前記輪郭形状（１）にわたって誘導されて、及び／または分離されるべき前記輪郭形状（１）上に照射されて、基板材料に塑性変形をおこさせるレーザビーム、特にＣＯ２レーザビームを用いて、分離されるべき前記輪郭形状（１）の基板材料が前記基板（２）から除去される、及び／または前記基板（２）から分離されるように、分離されるべき前記輪郭形状（１）の基板材料が熱変形されることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記除去線（９）が前記クラック線領域（６ａ，６ｂ，...）を横切っていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
分離されるべき前記輪郭形状（１）内を延び、前記輪郭線（５）の経路を近似する、少なくとも１本の応力解放線領域（１１）に沿って、前記基板（２）にわたって誘導されるレーザビーム（３）を用いて、それぞれに複数の離散内部損傷域（１１-１，１１-２，...）が前記基板材料に形成される、応力解放工程（ｄ）が前記前記材料除去及び／または材料変形工程（ｃ）の前に実施されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記輪郭形状（１）の前記基板（２）からの完全な分離のための、前記基板材料除去及び／または材料変形工程（ｃ）の後に実施される後処理工程において、
前記基板（２）におそらくは未だ連結されている前記輪郭形状（１）の残余領域（１ｒ）が、少なくともある程度、前記輪郭線（５）、前記クラック線領域（６ａ，６ｂ，...）及び／または前記応力解放線領域（１１）にわたる、前記輪郭形状残余領域（１ｒ）及び／または前記基板（２）の熱処理により、特にＣＯ２レーザビームの誘導による局所非一様加熱により、前記基板（２）から分離される、
並びに／若しくは
前記輪郭形状残余領域（１ｒ）が前記輪郭形状残余領域（１ｒ）及び／または前記基板（２）の超音波処理によって前記基板（２）から分離される、
並びに／若しくは
前記輪郭形状残余領域（１ｒ）が機械的力の印加によって前記基板（２）から分離される、
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記内部損傷域（５-１，５-２，...，６-１，６-２，...，１１-１，１１-２，...）が、基板材料のアブレーション及び溶融をおこさずに、形成されることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記内部損傷域（５-１，５-２，...，６-１，６-２，...，１１-１，１１-２，...）の内の少なくともいくつかが、それぞれの前記内部損傷域の場所における前記基板材料の内部への前記レーザビーム（３）の点集束によって形成される、及び／または
前記内部損傷域（５-１，５-２，...，６-１，６-２，...，１１-１，１１-２，...）の内の少なくともいくつかが、前記レーザビーム（３）のビーム方向で見て、レーザビーム焦線（３ｂ）の伸張領域（３ｃ）に沿って前記基板材料内に生じる誘起吸収によって形成される−前記吸収により、前記基板材料内で前記伸張領域（３ｃ）に沿う誘起クラック形成がおこる、
ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記クラック決定工程（ｂ）において、前記輪郭線（５）の同一の場所から同じ角度α＞０°で前記輪郭線（５）から離れる方向に、ただし、前記輪郭線（５）に沿って見て、相反する方向に、分離されるべき前記輪郭形状（１）内に、延びる２本のクラック線領域（６ａ，６ｂ）に沿ってそれぞれに、前記基板材料内に複数の離散内部損傷域（６-１，６-２，...）を形成することによって、Ｖ字形クラック線（６Ｖ）が形成され、
（ｉ）前記輪郭線（５）に沿って見て、複数本の前記Ｖ字形クラック線（６Ｖ-１，６Ｖ-２，...）が相互に間隔をおいて形成され、特に、分離されるべき内部輪郭形状（１）の閉じた輪郭線（５）の全長にかけて形成されている、及び／または
（ii）前記角度αが２０°と４０°の間である、
ことを特徴とする、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記応力解放工程（ｄ）において、除去されるべき内部輪郭形状（１）の中心から前記内部輪郭形状（１）の外縁を見て、除去されるべき前記内部輪郭形状（１）の閉じた輪郭線（５）に、螺旋を描いて、近づく、応力解放線領域（１１）に沿って、複数の離散内部損傷域（１１-１，１１-２，...）が形成されることによって、応力解放螺旋（１１Ｓ）が形成されることを特徴とする、請求項１から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
（Ｉ）  前記輪郭形状決定工程（ａ）、前記クラック決定工程（ｂ）及び／または前記応力解放工程（ｄ）において、同等のビーム特性を有する複数本のレーザビーム（３）が前記基板（２）にわたって誘導される、及び／または、前記輪郭形状決定工程（ａ）、前記クラック決定工程（ｂ）及び／または前記応力解放工程（ｄ）において、前記複数本のレーザビーム（３）が同一のレーザ（１２）によって発生されて、同一のビーム整形レンズ系（２０）によって前記基板（２）上に照射される、
並びに／若しくは
（II）  前記複数本のレーザビーム（３）の内の少なくとも１本を発生するレーザ（１２）の波長λが、前記基板材料が前記波長λにおいて透明であるかまたは基本的に透明であるように選ばれる−基本的に透明であるとは、前記基板材料内での、前記ビームの方向に沿って生じる、前記レーザビームの強度減衰が、侵入深さ１ｍｍ当たり、１０％以下であると了解される、
並びに／若しくは
（III） 前記基板（２）の照射表面上に入射するときの、前記複数本のレーザビーム（３）の内の少なくとも１本の平均直径δ、すなわちスポット径δが、０.５μｍと５μｍの間である、
並びに／若しくは
（IV）  前記複数本のレーザビーム（３）の内の少なくとも１本を発生するレーザ（１２）のパルス幅τが、前記基板材料との相互作用時間内の、前記基板内の熱拡散が無視できるように選ばれる、すなわち、（ｉ）τ、δ及び前記基板材料の熱拡散定数βがτ＜δ２/βにしたがって調節される、及び／または（ii）１０ｎｓより短いτが選ばれる、
並びに／若しくは
（Ｖ）  前記複数本のレーザビーム（３）の内の少なくとも１本を発生するレーザ（１２）のパルス繰返し周波数が１０ｋＨｚと１０００ｋＨｚの間にある、
並びに／若しくは
（VI）  前記複数本のレーザビーム（３）の内の少なくとも１本を発生するレーザ（１２）が単パルスレーザとして、またはバーストパルスレーザとして、動作する、
並びに／若しくは
（VII） 平均レーザパワーが、前記複数本のレーザビーム（３）の内の少なくとも１本を発生するレーザ（１２）のビーム出力側で直接に測定して、１０Ｗと１００Ｗの間である、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記材料除去工程において、例えば可視波長範囲において透明な基板（２）としてのガラス素子または結晶素子に対し、前記材料除去レーザビーム（７）を発生するため、波長λが１０６４ｎｍのＮｄ：ＹＡＧレーザ（１４）または波長λが１０３０ｎｍのＹ：ＹＡＧレーザ（１４）が用いられる、
並びに／若しくは
前記基板（２）の前記照射表面上に入射するときの、前記材料除去レーザビーム（７）の平均直径、すなわちスポット径が、５μｍと２００μｍの間である、
並びに／若しくは
前記材料除去レーザビーム（７）を発生する前記レーザ（１４）のパルス繰返し周波数が０.１ｋＨｚと２００ｋＨｚの間である、
並びに／若しくは
前記材料除去レーザビーム（７）を発生する前記レーザ（１４）が単パルスレーザとして、またはバーストインパルスレーザとして、動作する、
並びに／若しくは
平均レーザパワーが、前記材料除去レーザビーム（７）を発生する前記レーザ（１４）のビーム出力側で直接に測定して、１０Ｗと２００Ｗの間である、
ことを特徴とする、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記材料除去工程が以下のように実施される、
前記材料除去レーザビーム（７）の波長が、前記基板材料が前記波長に対して透明であるかまたは基本的に透明であるように選ばれる、
前記材料除去レーザビーム（７）が、前記基板（２）を通して、ビーム入射側基板表面（基板前面４ｖ）から離れる方向に向けられた基板背面（４ｒ）上に配された焦点（１５）に集束される、及び
前記材料除去レーザ光（７）が、全基板厚（１０）にわたって前記基板材料を除去するため、前記焦点（１５）を前記基板背面（４ｒ）から前記基板前面（４ｖ）に向けて連続的に変位させながら、前記除去線（９）に沿って数回誘導される、
ことを特徴とする、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記材料除去工程の開始前に以下が実施される、
初めに、前記基板（２）が取付具（１６）を用いて、分離されるべき前記輪郭形状（１）の前記基板背面（４ｒ）と前記取付具（１６）の間の領域において、気密キャビティ（１７）が形成されるように、取り付けられる、及び
続いて、前記基板（２）の取付け後に前記キャビティ（１７）内にあるように前記基板（２）の取付け前に配置された被着材料（１８）が、前記キャビティ（１７）内に、さらに、好ましくは前記被着材料（１８）上にも、集束されているレーザビーム（３，７）によって蒸気化される、
ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１５】
前記輪郭形状（１）が、基板（２）としての、平ガラス素子に、特に、強化ガラスまたは無強化ガラスでつくられたディスクに、あるいは平結晶素子に、作製され、前記平ガラス素子または前記平結晶素子から分離されることを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１６】
平基板（２）に輪郭形状（１）を作製するため及び前記基板（２）から前記輪郭形状（１）を分離するため、特に、平基板（２）に内部輪郭形状（１）を作製するため及び前記基板（２）から前記内部輪郭形状（１）を除去するための、装置において、
中央制御ユニット（２２）、並びに
ビーム発生、ビーム集束及びビーム偏向が前記中央制御ユニット（２２）により、
（ｉ）輪郭形状決定工程（ａ）において、作製されるべき前記輪郭形状（１）を定める輪郭線（５）に沿って前記基板（２）にわたって誘導されるレーザビーム（３）により、前記基板の材料に複数の離散内部損傷域（５-１，５-２，...）が形成される、及び
（ii）前記輪郭形状決定工程（ａ）後に実施される材料除去及び／または材料変形工程（ｃ）において、前記基板（２）にわたって誘導される、及び／または前記基板（２）上に照射される、レーザビームにより、基板材料が前記基板（２）から除去される、及び／または、基板材料が材料除去及び／または塑性変形によって前記基板（２）から分離される、
ような態様で制御されるように構成された、ビーム発生／ビーム整形ユニット（１９）、
を備え、
前記ビーム発生／ビーム整形ユニット（１９）の前記ビーム発生、前記ビーム集束及び前記ビーム偏向が前記中央制御ユニット（２２）により、前記材料除去及び／または材料変形工程（ｃ）の前で、好ましくは前記輪郭形状決定工程（ａ）の後に、前記輪郭線（５）から見て、前記輪郭線（５）から角度α＞０°をなして離れて、分離されるべき前記輪郭形状（１）内に至る、複数のクラック線領域（６ａ，６ｂ，...）に沿って前記基板（２）にわたって誘導される、レーザビーム（３）によって、それぞれに複数の離散内部損傷域（６-１，６-２，...）が前記基板材料に形成されるような態様で制御される、
ことを特徴とする装置。
【請求項１７】
前記ビーム発生／ビーム整形ユニット（１９）が、
前記輪郭形状決定工程（ａ）、前記クラック決定工程（ｂ）及び／または前記応力解放工程（ｄ）において誘導されるべき前記レーザビーム（３）を発生する第１のレーザ（１２）、
前記材料除去及び／または材料変形工程（ｃ）において誘導及び／または照射されるべき前記材料除去レーザビーム（７）、特に前記材料除去工程において誘導されるべき前記レーザビーム（７）を、発生する第２のレーザ（１４）、
前記輪郭形状決定工程（ａ）、前記クラック決定工程（ｂ）及び／または前記応力解放工程（ｄ）において、前記第１のレーザ（１２）によって発生される前記レーザビーム（３）がこれにより前記基板（２）にわたって誘導され得る、第１のビーム誘導光学ユニット（２０）、並びに
前記材料除去及び／または材料変形工程（ｃ）において、前記第２のレーザ（１４）によって発生される前記レーザビーム、特に前記材料除去レーザビーム（７）がこれにより前記基板（２）にわたって誘導され得る、及び／または前記基板（２）上に照射され得る、第２のビーム誘導光学ユニット（２１）、
を有することを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記ビーム発生／ビーム整形ユニット（１９）が、
一方では、前記輪郭形状決定工程（ａ）、前記クラック決定工程（ｂ）及び／または前記応力解放工程（ｄ）において誘導されるべき前記レーザビーム（３）を、他方では、前記材料除去工程において誘導されるべき前記材料除去レーザビームも、発生するレーザ、
前記輪郭形状決定工程（ａ）、前記クラック決定工程（ｂ）及び／または前記応力解放工程（ｄ）において、前記レーザによって発生される前記レーザビーム（３）がこれにより前記基板（２）にわたって誘導され得る、第１のビーム誘導光学ユニット（２０）、並びに
前記材料除去工程において、前記レーザによって発生される前記材料除去レーザビーム（７）がこれにより前記基板（２）にわたって誘導され得る、第２のビーム誘導光学ユニット（２１）、
を有することを特徴とする請求項１６に記載の装置。