(57)【要約】  薄型基板、特にガラス基板内の内部の輪郭設定された形状を、切断し、分割して取り外すための方法。本方法は、基板内に欠陥線を形成するための超短パルスレーザの利用を伴い、第２のレーザ光線を用いて上記欠陥線をたどることによって、内部輪郭によって画定された部品の分割を促進できる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板から物品を切断する方法であって、
前記方法は：
前記レーザ光線焦線に、パルスレーザ光線を集束させるステップ；
前記レーザ光線焦線を、第１の所定の経路に沿った第１の複数の場所において、前記基板へと配向するステップであって、前記レーザ光線焦線は、前記基板内に誘起吸収を生成し、前記誘起吸収は、前記レーザ光線焦線に沿って、前記基板内に、各前記第１の複数の場所において、欠陥線を生成し、前記第１の所定の経路は閉路である、ステップ；
前記基板を前記第１の所定の経路に沿って加熱して、前記第１の複数の場所の各前記欠陥線を通して割れを伝播させることにより、前記基板から内部プラグを分離するステップ；及び
前記分離するステップの後に、前記内部プラグを加熱して、前記プラグを前記基板から取り外すステップ
を含む、方法。
【請求項２】
前記レーザ光線焦線を、前記第１の所定の経路と交差しない第２の所定の経路に沿った第２の複数の場所において、前記基板へと配向するステップを更に含み、
前記レーザ光線焦線は、前記基板内に誘起吸収を生成し、前記誘起吸収は、前記レーザ光線焦線に沿って、前記基板内に、各前記第２の複数の場所において、欠陥線を生成する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板を前記第２の所定の経路に沿って加熱して、前記第２の複数の場所の各前記欠陥線を通して割れを伝播させるステップを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第１の所定の経路は円形路であり、前記第２の所定の経路は、前記第１の所定の円形路と同心の経路である、請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記基板を前記第１の所定の経路に沿って加熱する前記ステップは、第２のレーザ光線に、前記第１の所定の経路を通過させるステップを含む、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記プラグは、前記プラグの加熱中に変形する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記プラグの少なくとも１つの部分は、前記基板の軟化点以上の温度に加熱される、請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記プラグを加熱する前記ステップは、前記プラグの中央領域のみを加熱する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
前記内部プラグは冷却時に、前記内部プラグに機械的外力を印加することなく、前記基板から落下する、請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法によって作製された、ガラス物品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１６年６月１６日出願の米国仮特許出願第６２／３５０，９７８号及び２０１６年５月６日出願の米国仮特許出願第６２／３３２，６１８号の優先権の利益を主張するものであり、上記仮特許出願の内容は信頼できるものであり、参照によりその全体が、以下に完全に記載されているかのように本出願に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本開示は一般に、透明基板を切断するための装置及び方法に関し、より詳細には、ガラスシートから内部部分を切断して取り外すための装置及び方法に関する
【背景技術】
【０００３】
ガラス等の透明材料の薄型基板からの物品の切断は、基板材料を所定の輪郭に沿って融除する集束レーザ光線によって達成でき、ここでは、上記輪郭によって画定される部品が、外側の基板片に付着していない状態となるまで、複数のパスを用いて材料を１層ずつ取り外す。このような融除プロセスによる課題は、上記プロセスが、材料を１層ずつ取り外すために複数のパスのレーザ光線を必要とし、これら複数のパスは、物品の主表面を汚染する場合がある多量の破片を生成し、また分離された物品の縁部表面に沿った有意な表面下損傷及び表面の汚染を生成し得ることである。この損傷は、取り外しのための相当な研削又は研磨を必要とする場合があり、これにより、製造プロセスが更に複雑になり、また製造コストが上昇する。このような損傷はまた、欠陥のない縁部及び表面を必要とする物品、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）用のガラスプラッタ、デジタルエンコーダ、ディスプレイデバイス（例えばディスプレイパネル又はディスプレイカバーガラス）等の製造のためのプロセスにとって、特に有害となり得る。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書に記載の実施形態は、ガラス、ガラスセラミック、セラミック、又はサファイア等の選択された鉱物を含む薄型透明基板（例えば約１０ミリメートル以下、例えば約０．０１ミリメートル〜約１０ミリメートル、約０．０５ミリメートル〜約５ミリメートル、約０．０５〜約１ミリメートル、又は約０．０５ミリメートル〜約０．７ミリメートル）から、物品を切断するための、非融除プロセスに関する。
【０００５】
上記切断は、十分な強度のレーザ光線を基板に配向することによって、加工対象の材料において非線形吸収を誘発することに基づいており、上記基板は、比較的弱いレーザ強度において、上記レーザ光線に対して略透過性である。好ましくは、上記レーザ光線はパルスレーザ光線である。上記切断は、上記透明基板内に直線状焦線を形成し、上記焦線に沿って損傷を生成し、これによって欠陥線を生成するステップを含む。カー効果による自己集束に依存するレーザフィラメンテーションプロセスとは異なり、本明細書に記載の実施形態では、上記レーザ及び関連する光学素子は、上記基板の存在に左右されない線状焦点を生成する。本開示による方法は、上記線状焦点に沿って上記基板内に誘起吸収を生成し、これは、レーザフィラメンテーションを用いることなく、上記基板内に、上記レーザ光線の上記焦線に沿って、好ましくは上記基板の全厚にわたって、欠陥を生成する。得られた上記欠陥は、ポケット又は空隙を含んでよいが、典型的には、上記基板の全厚を通して詰まることなく延在した貫通孔ではない。
【０００６】
従って、基板から物品を切断する方法が開示され、上記方法は：上記基板の主表面に略直交して延在するレーザ光線焦線に、パルスレーザ光線を集束させるステップ；上記レーザ光線焦線を、第１の所定の経路に沿った第１の複数の場所において、上記基板へと配向するステップであって、上記レーザ光線焦線は、上記基板内に誘起吸収を生成し、上記誘起吸収は、上記レーザ光線焦線に沿って、上記基板内に、各上記第１の複数の場所において、欠陥線を生成し、上記第１の所定の経路は閉路である、ステップ；上記基板を上記第１の所定の経路に沿って加熱して、上記第１の複数の場所の各上記欠陥線を通して割れを伝播させることにより、上記基板から内部プラグ（ｐｌｕｇ）を分離するステップ；及び上記分離するステップの後に、上記内部プラグを加熱して、上記プラグを上記基板から取り外すステップを含む。上記基板は、上記パルスレーザ光線の波長において透過性である。上記第１の所定の経路は例えば円形路であってよい。上記基板は、ガラス、ガラスセラミック、セラミック又はサファイアを含んでよい。
【０００７】
いくつかの実施形態では、上記欠陥線は、上記基板の全厚を通って延在する。
【０００８】
いくつかの実施形態では、複数の基板、例えば２つの基板、３つの基板又はそれより多くの基板を積層してよく、上記レーザ光線焦線は、上記基板の積層体の各上記基板を通って延在し、これにより、上記基板の積層体の各上記基板を通って延在する欠陥線が形成される。
【０００９】
上記方法は更に、上記レーザ光線焦線を、上記第１の所定の経路と交差しない第２の所定の経路に沿った第２の複数の場所において、上記基板へと配向するステップを含んでよく、上記レーザ光線焦線は、上記基板内に誘起吸収を生成し、上記誘起吸収は、上記レーザ光線焦線に沿って、上記基板内に、各上記第２の複数の場所において、欠陥線を生成する。
【００１０】
上記方法は更に、上記基板を上記第２の所定の経路に沿って加熱して、上記第２の複数の場所の各上記欠陥線を通して割れを伝播させるステップを含んでよい。上記第２の所定の経路は例えば、上記第１の所定の円形路と同心の円形路であってよい。上記第２の所定の経路の半径は、上記第１の所定の経路の半径より大きくすることができ、これにより上記第１の所定の経路及び上記第２の所定の経路は、間に環を画定する。
【００１１】
上記方法は更に、上記レーザ光線焦線を、第３の所定の経路に沿った第３の複数の場所において、上記基板へと配向するステップを含んでよく、上記レーザ光線焦線は、上記基板内に誘起吸収を生成し、上記誘起吸収は、上記レーザ光線焦線に沿って、上記基板内に、各上記第３の複数の場所において、欠陥線を生成し、上記第３の所定の経路は、上記基板の縁部から上記第２の所定の経路まで延在する。
【００１２】
上記方法は更に、上記基板を上記第３の所定の経路に沿って加熱して、上記第３の複数の場所の各上記欠陥線を通して割れを伝播させるステップを含んでよい。上記基板を上記第１の所定の経路に沿って加熱する上記ステップは、第２のレーザ光線、例えばデフォーカスレーザ光線に、上記第１の所定の経路を通過させるステップを含んでよい。上記第２のレーザ光線は、連続波レーザ光線であってよい。上記第２のレーザ光線は、ＣＯ２レーザ光線又はＣＯレーザ光線、例えば連続波ＣＯ２レーザ又は連続波ＣＯレーザであってよい。
【００１３】
上記分離するステップの後に上記プラグを加熱する上記ステップは、第３のレーザ光線、赤外ＬＥＤ、赤外ランプ、及び電気抵抗ヒータからなる群から選択された熱源を用いて、上記プラグを加熱するステップを含んでよい。上記第３のレーザ光線は、上記第２のレーザ光線と同一のレーザから生成してよい。上記熱源は、上記プラグの中央領域のみを加熱してよい。
【００１４】
上記第３のレーザ光線は、上記プラグ上において、上記第１の所定の経路から離間した複数の閉路を通過してよい。上記プラグは、上記プラグの加熱中に変形し得る。いくつかの実施形態では、上記プラグは、上記プラグを加熱する上記ステップの間又は後に、外力を印加することなく、上記基板から落下し得る。
【００１５】
上記プラグの少なくとも１つの部分は、上記基板の軟化点以上の温度に加熱してよい。
【００１６】
上記方法は更に、支持用基板の第１の主表面上に上記基板を位置決めするステップを含んでよく、上記支持用基板の上記第１の主表面は、上記プラグの下方に位置決めされた凹部を備える。
【００１７】
上記基板は、上記基板の移動を防止するために、上記支持用基板上に拘束してよい。例えばいくつかの実施形態では、上記支持用基板は、上記支持用基板の上記第１の主表面から上記支持用基板の第２の主表面まで延在する、複数の通路を備えてよく、上記拘束は、上記複数の通路に真空を印加することを含む。
【００１８】
上記凹部は更に、上記凹部から上記支持用基板の上記第２の主表面まで延在する通路を備えてよく、上記方法は更に、上記凹部内の圧力を、上記凹部の床から上記第２の主表面まで延在する通路（この通路を通して真空を印加できる）を通して低減するステップを含む。上記凹部の深さは、上記プラグの厚さより大きくてよい。
【００１９】
上記方法は更に、上記プラグの上記加熱後に、上記内部プラグを冷却するステップを含んでよい。いくつかの実施形態では、上記内部プラグは冷却時に、上記内部プラグに機械的外力を印加することなく、上記基板から落下する。
【００２０】
別の実施形態では、上述の態様のうちのいずれによって作製されたガラス物品について説明する。
【００２１】
更に別の実施形態では、基板から物品を切断する方法が開示され、上記方法は：上記基板の主表面に略直交して延在するレーザ光線焦線に、パルスレーザ光線を集束させるステップ；上記レーザ光線焦線を、第１の所定の経路に沿った第１の複数の場所において、上記基板へと配向するステップであって、上記レーザ光線焦線は、上記基板内に誘起吸収を生成し、上記誘起吸収は、上記レーザ光線焦線に沿って、上記基板内に、各上記第１の複数の場所において、欠陥線を生成し、上記第１の所定の経路は閉路である、ステップ；上記基板を上記第１の所定の経路に沿って加熱して、上記第１の複数の場所の各上記欠陥線を通して割れを伝播させることにより、上記基板から内部プラグを分離するステップ；及び上記分離するステップの後に、上記内部プラグを冷却して、上記プラグを上記基板から取り外すステップを含む。
【００２２】
いくつかの実施形態では、複数の基板、例えば２つの基板、３つの基板又はそれより多くの基板を積層してよく、上記レーザ光線焦線は、上記基板の積層体の各上記基板、例えば上記積層体の全厚を通って延在し、これにより、上記基板の積層体の各上記基板を通って延在する欠陥線が形成される。
【００２３】
上記方法は更に、上記冷却するステップの前に上記プラグを加熱するステップを含んでよい。
【００２４】
上記プラグを加熱するステップは、第２のレーザ光線を上記プラグの中央領域に配向するステップを含んでよい。上記第２のレーザ光線は、例えばＣＯ２レーザ光線又はＣＯレーザ光線であってよい。
【００２５】
上記プラグを加熱するステップは、上記プラグの少なくとも一部分を、上記基板の軟化点以上の温度まで加熱するステップを含んでよい。
【００２６】
いくつかの実施形態では、上記プラグを冷却するステップは、例えば液体窒素である冷却流体を上記プラグに対して配向するステップを含んでよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、上記プラグを加熱するステップは、上記基板全体を加熱するステップを含んでよい。
【００２８】
更に別の実施形態では、ガラス物品が記載され、上記ガラス物品は：第１の主表面；上記第１の主表面とは反対側の第２の主表面；円形内周；上記内周と同心の円形外周であって、上記内周及び上記外周は間に、環と、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間に延在する、約１ミリメートル以下の厚さと、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間の、上記内周の周りに延在する第１の縁部表面と、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間の、上記外周の周りに延在する第２の縁部表面であって、上記第１の縁部表面及び上記第２の縁部表面のうちの少なくとも一方は、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間に直交して延在する複数の欠陥線を備える、第２の縁部表面とを画定する、円形外周を備え、各上記欠陥線の直径は約５マイクロメートル以下である。上記第１の主表面及び上記第２の主表面は、いずれのコーティングも含まなくてよい。上記第１の主表面及び上記第２の主表面は、未研削かつ未研磨であってよい。上記第１の縁部表面及び上記第２の縁部表面は、未研削かつ未研磨であってよい。
【００２９】
また別の実施形態では、ガラス物品が開示され、上記ガラス物品は：第１の主表面；上記第１の主表面とは反対側の第２の主表面；円形内周；上記内周と同心の円形外周であって、上記内周及び上記外周は間に、環と、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間に延在する、約１ミリメートル以下の厚さと、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間の、上記内周の周りに延在する第１の未研削かつ未研磨の縁部表面と、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間の、上記外周の周りに延在する第２の未研削かつ未研磨の縁部表面とを画定する、円形外周を備え、上記第１の縁部表面及び上記第２の縁部表面のうちの少なくとも一方のＲａ表面粗度は、約０．５マイクロメートル以下である。
【００３０】
上記第１の縁部表面及び上記第２の縁部表面のうちの少なくとも一方は、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間に直交して延在する複数の欠陥線を備えてよく、各上記欠陥線の直径は約５マイクロメートル以下である。
【００３１】
上記第１の縁部表面及び上記第２の縁部表面のうちのいずれか一方に沿った表面下損傷の深さは、約７５マイクロメートル以下、例えば約２５マイクロメートル以下であってよい。上記ガラス物品のねじれは、約５０マイクロメートル以下、例えば約１５マイクロメートル以下とすることができる。
【００３２】
上記ガラス物品のアニール点は、約７００℃以上、例えば約８００℃以上であってよい。
【００３３】
６００℃の温度に３０分の期間にわたって曝露し、２３℃まで冷却した後の、上記ガラス物品の収縮は、約３５ｐｐｍ以下、例えば約２０ｐｐｍ以下とすることができる。
【００３４】
上記ガラス物品は、約５ＭＰａ以下の内部残留応力を有してよい。
【００３５】
いくつかの実施形態では、上記ガラス物品は、化学強化ガラス、例えばイオン交換ガラスであってよい。
【００３６】
上記第１の主表面及び上記第２の主表面のうちのいずれか一方の平均粗度Ｒａは、約１ナノメートル以下、例えば約０．５ナノメートル以下とすることができる。
【００３７】
上記ガラス物品は、約０．５重量％以下のＳｎＯ２、例えば約０．１５重量％以下のＳｎＯ２を含んでよい。
【００３８】
上記複数の欠陥線のうちの隣接する上記欠陥線の間の距離は、約７マイクロメートル以下、例えば約５マイクロメートル以下、例えば約３マイクロメートル以下、例えば約１マイクロメートル以下であってよい。
【００３９】
上記ガラス物品は、０．１％以下のアルカリ金属酸化物を含んでよい。
【００４０】
いくつかの実施形態では、上記第１の主表面及び上記第２の主表面は、未研削かつ未研磨であってよい。上記第１の主表面及び上記第２の主表面は、いずれのコーティングも含まなくてよい。
【００４１】
いくつかの実施形態では、上記円形外周の直径は、所定の公称円形外径＋／−１５マイクロメートル、例えば上記所定の公称円形外径＋／−１０マイクロメートルである。
【００４２】
いくつかの実施形態では、上記円形内周の直径は、所定の公称内形外径＋／−２５マイクロメートル、例えば上記所定の公称円形内径＋／−１０マイクロメートルである。
【００４３】
いくつかの実施形態では、上記円形内周の中心と、上記円形外周の中心とは、約１０マイクロメートル以下だけ、例えば約５マイクロメートル以下だけ互いからずれている。
【００４４】
更に別の実施形態では、透明ガラス基板からガラス物品を切断する方法が記載され、上記方法は：第１の複数の欠陥を第１の閉路に沿って形成するステップであって、上記第１の複数の欠陥は、第１の主表面から反対側の第２の主表面まで、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直に、上記ガラス基板内へと延在する、ステップ；上記第１の複数の欠陥それぞれを通して割れを伝播させることによって、プラグを上記基板から分離するステップ；並びに上記分離するステップの後に、上記プラグを加熱するステップを含み、上記プラグは、上記加熱するステップの停止後に、外力の印加なしに上記基板から落下する。
【００４５】
上記方法は更に、第２の複数の欠陥を、上記第１の閉路と同心の第２の閉路に沿って形成するステップであって、上記第２の複数の欠陥は、上記第１の主表面から上記反対側の第２の主表面まで、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直に、上記ガラス基板内へと延在する、ステップを含んでよく、上記第２の閉路の半径は、上記第１の閉路の半径より大きい。
【００４６】
上記方法は更に、第３の複数の欠陥を、上記ガラス基板の縁部から上記第２の閉路までの第３の経路に沿って形成するステップであって、上記第３の複数の欠陥は、上記第１の主表面から上記反対側の第２の主表面まで、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直に、上記ガラス基板内へと延在する、ステップを含んでよい。
【００４７】
いくつかの実施形態では、複数の基板、例えば２つの基板、３つの基板又はそれより多くの基板を積層してよく、上記レーザ光線焦線は、上記基板の積層体の各上記基板を通って延在し、これにより、上記基板の積層体の各上記基板を通って延在する欠陥線が形成される。
【００４８】
上記方法は更に、上記ガラス基板を上記第２の閉路に沿って加熱することによって、上記第２の閉路に沿った割れを生成するステップを含んでよい。
【００４９】
上記方法は更に、上記ガラス基板を上記第３の閉路に沿って加熱することによって、上記第３の閉路に沿った割れを生成するステップを含んでよい。
【００５０】
また別の実施形態では、ガラス基板からガラス物品を切断する方法が開示され、上記方法は：第１の複数の欠陥を第１の閉路に沿って形成するステップであって、上記第１の複数の欠陥は、第１の主表面から反対側の第２の主表面まで、上記ガラス基板内へと延在し、また上記複数の欠陥線は、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直である、ステップ；上記第１の複数の欠陥線それぞれを通して割れを伝播させることによって、プラグを上記基板から分離するステップ；並びに上記分離するステップの後に、上記プラグを加熱するステップを含み、上記プラグは、上記加熱するステップの停止後に上記基板から落下する。
【００５１】
いくつかの実施形態では、複数の基板、例えば２つの基板、３つの基板又はそれより多くの基板を積層してよく、上記レーザ光線焦線は、上記基板の積層体の各上記基板を通って延在し、これにより、上記基板の積層体の各上記基板を通って延在する欠陥線が形成される。
【００５２】
上記方法は更に、上記第１の閉路の下方に位置決めされた凹部を備える支持用基板上に、上記ガラス基板を位置決めするステップを含んでよく、上記凹部の半径は、上記第１の閉路の半径より大きい。
【００５３】
上記方法は更に、上記加熱するステップの間又は後に、上記凹部に真空を印加するステップを含んでよい。
【００５４】
いくつかの実施形態では、上記形成するステップは、第１のパルスレーザ光線を、上記ガラス基板の上記第１の主表面と上記第２の主表面との間の、上記ガラス基板の全厚を通って略垂直に延在するレーザ光線焦線に集束させるステップを含み、上記レーザ光線焦線は、上記基板内で誘起吸収を生成し、上記誘起吸収は、上記レーザ光線焦線に沿って、上記基板内に欠陥を生成する。
【００５５】
いくつかの実施形態では、上記割れを伝播させるステップは、上記ガラス基板を、上記第１の閉路に沿って又は上記第１の閉路に隣接して、第２のレーザを用いて加熱するステップを含んでよい。上記第２のレーザは、例えばＣＯ２又はＣＯレーザであってよい。
【００５６】
また別の実施形態では、ガラス物品が記載され、上記ガラス物品は：第１の主表面と、上記第１の主表面とは反対側の、上記第１の主表面に対して略平行な第２の主表面と、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間の厚さとを含む、ガラスシート；及び第１の複数の円形断裂線を備え、上記第１の複数の円形断裂線の各円形断裂線は、上記ガラスシートの上記厚さを通って、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直に延在する、複数の欠陥線を含み、上記第１の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線の上記複数の欠陥線は、約２マイクロメートル〜約２０マイクロメートルの距離だけ離間しており、上記第１の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線は中心を含み、上記第１の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線の中心は、上記第１の複数の円形断裂線の隣接する上記円形断裂線からずれている。
【００５７】
上記ガラスシートは更に、第２の複数の円形断裂線を備えてよく、上記第２の複数の円形断裂線の各円形断裂線は、上記ガラスシートの上記厚さを通って、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直に延在する、複数の欠陥線を含み、上記第２の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線の上記欠陥線は、約２マイクロメートル〜約２０マイクロメートルの距離だけ離間しており、上記第１の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線は、上記第２の複数の円形断裂線のうちの１つの上記円形断裂線によって取り囲まれる。
【００５８】
いくつかの実施形態では、上記第１の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線は、内側断裂線であり、上記第２の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線は、外側断裂線であり、上記第２の複数の円形断裂線の各上記外側断裂線は、上記第１の複数の円形断裂線の各上記内側断裂線と同心である。
【００５９】
上記ガラスシートは、長さＬと、Ｌに対して垂直な幅Ｗとを備え、各上記外側断裂線は、半径ｒを有するディスクを画定し、いくつかの実施形態では（（Ｌ・Ｗ）−ｎπｒ２）／（Ｌ・Ｗ）は０．６６超であり、ここでｎは、上記ガラスシート上に画定された上記ディスクの総数を表す。いくつかの実施形態では、Ｌ・Ｗは６７１，６００ｍｍ２超であり、ｎは７０以上である。
【００６０】
上記ガラスシートの厚さは、約５０マイクロメートル〜約３ミリメートル、例えば約０．６ミリメートル〜約０．７ミリメートルであってよい。
【００６１】
いくつかの実施形態では、上記ガラスシートの上記第１の主表面及び上記第２の主表面は、未研削かつ未研磨であってよい。
【００６２】
更に別の実施形態では、ガラス基板からガラス物品を切断する方法が開示され、上記方法は：第１の複数の欠陥線を第１の閉路に沿って形成するステップであって、上記第１の複数の欠陥線は、第１の主表面から反対側の第２の主表面まで、上記ガラス基板内へと延在し、また上記複数の欠陥線は、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直である、ステップ；上記第１の複数の欠陥それぞれを通して割れを伝播させることによって、プラグを上記基板から分離するステップであって、上記プラグは、第１の外周内に画定される第１の主表面と、第２の外周内に画定される第２の主表面と、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間に延在する厚さＰｔｈｉｃｋｎｅｓｓと、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間に延在する縁部表面とを備え、上記縁部表面と上記第１の主表面との交線は、第１の縁部を画定し、上記縁部表面と上記第２の主表面との交線は、第２の縁部を画定する、ステップ；並びに上記プラグ及び／又は上記ガラス基板の温度を、Ｄｉｎｉｔｉａｌ＞ｓｑｒｔ（Ｄｆｉｎａｌ２＋Ｐｔｈｉｃｋｎｅｓｓ２）となるように変更するステップであって、Ｄｉｎｉｔｉａｌは、上記プラグの初期直径を表し、Ｄｆｉｎａｌは、上記温度を変更する上記ステップ後の、上記プラグの最終直径を表す、ステップを含む。
【００６３】
いくつかの実施形態では、複数の基板、例えば２つの基板、３つの基板又はそれより多くの基板を積層してよく、上記複数の欠陥線は、上記基板の積層体の各上記基板を通って延在する。
【００６４】
いくつかの実施形態では、上記温度を変更する上記ステップは、上記基板全体を加熱した後、上記プラグを冷却剤で冷却するステップを含んでよい。
【００６５】
いくつかの実施形態では、上記温度を変更する上記ステップは、上記プラグを冷却剤で冷却するステップを含んでよい。
【００６６】
本明細書中で開示される更なる特徴及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」に記載され、またその一部は、当業者には、「発明を実施するための形態」の記載から容易に明らかとなるか、又は以下の「発明を実施するための形態」、請求項及び添付の図面を含む本明細書に記載される実施形態を実践することにより認識されるであろう。
【００６７】
以上の「発明の概要」及び以下の「発明を実施するための形態」はいずれも、本開示の本質及び特性を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。添付の図面は、更なる理解を提供するために含まれており、また本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成する。これらの図面は、本開示の様々な実施形態を例示し、本明細書と併せて、上記様々な実施形態の原理及び動作を説明する役割を果たす。
【００６８】
以上の記載内容は、添付の図面に図示された、本明細書に含まれる例示的実施形態についての、以下の更に詳細な説明から明らかとなる。添付の図面では、異なる複数の図全体を通して、同様の参照記号は同一の部品を指す。これらの図面は必ずしも縮尺が正確ではなく、本開示の実施形態の図示に際して強調が施される。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】開始時の親基板から切断されることになる外側輪郭及び内側輪郭両方を含む物品の図であり、上記外側輪郭は上記物品を取り囲み、上記内側輪郭は、上記物品から取り外されることになるプラグを取り囲む
【図２】基板内に焦線を形成するための例示的な光学設備を示す概略図
【図３】ガラス基板に形成された欠陥線の上面図を示す走査電子顕微鏡画像であり、初期の孔と、噴射物の証拠を伴う、上記孔の周りのリムとを示す
【図４】ガラス基板の断面図である走査電子顕微鏡画像であり、ガラス基板に形成された複数の欠陥線を示す
【図５】基板支持体上に位置決めされた基板の概略図であり、１つ以上のレーザを用いて、基板内に欠陥線が生成され、またその後に断裂線が生成される
【図６】基板から取り外されることになる複数の部品を画定する複数の断裂線を備える基板の上面図
【図７】ある経路に沿って形成された複数の欠陥線を示す、基板の上面図
【図８】基板から取り外されることになる部品内へと延在する割れを示す概略図
【図９Ａ】断裂線に沿った分割が発生する順序によってもたらされるシナリオの概略図
【図９Ｂ】断裂線に沿った分割が発生する順序によってもたらされる異なるシナリオの概略図
【図９Ｃ】断裂線に沿った分割が発生する順序によってもたらされる異なるシナリオの概略図
【図９Ｄ】断裂線に沿った分割が発生する順序によってもたらされる異なるシナリオの概略図
【図１０】レーザを用いて、断裂線に沿った割れを推進する様子を示す、断面図
【図１１】支持用基板上に位置決めされた図８のガラス基板の断面図であり、ガラス基板に形成されたプラグの一部分は、上記プラグの軟化点に、又はそれを超える温度に、加熱される
【図１２】支持用基板上に位置決めされた図１１のガラス基板の断面図であり、上記支持用基板の凹部を通して、分離されたプラグに真空が印加され、これにより、上記プラグの上方に、上記プラグを上記ガラス基板から切り離すための空気圧が引き起こされる
【図１３】基板上に複数の部品を比較的密に充填した構成（例えば六方最密充填構造）を示す
【図１４Ａ】環を製造する元となる基板の元来のねじれの、ねじれを示すグラフ
【図１４Ｂ】図１４Ａの基板から製造された環のねじれを示すグラフ
【発明を実施するための形態】
【００７０】
本明細書で開示されるのは、例えば薄型透明材料である脆性材料の薄型基板から１つ以上の物品を切断して取り外すためのプロセスである。上記材料は例えば、透明ガラス材料、透明ガラスセラミック材料又は透明セラミック材料であってよい。上記プロセスは、内部に輪郭が形成された形状を透明ガラスの薄型基板から切断して取り外すために特に有用である。上記方法は、超短パルス幅レーザ光線と、これに付随する光学素子とを利用して、基板内の焦線に沿って、基板内に欠陥を形成する。上記焦線及び結果として得られる欠陥線は、基板の全厚を通って延在できるが、更なる実施形態では、上記焦線及び結果として得られる欠陥線は、基板の厚さの一部分のみを通って延在してよい。複数の欠陥線を所定の経路に沿って形成することによって、断裂線を形成してよい。上記所定の経路は閉路であってよく、従って上記所定の経路は、取り外されることになる部品を取り囲むが、更なる実施形態では、上記所定の経路は閉路でなくてよい。いくつかの実施形態では、断裂線の形成に続いて、レーザ光線、例えばＣＯ２レーザ光線を使用してよく、これは上記経路に沿って通過して、基板を断裂線に沿って加熱することにより、上記断裂線に沿った上記部品の完全な分割（分離）を促進する。以下で説明するこのレーザプロセスは、多様なガラスの全厚にわたる切断物を、わずかな表面下損傷（約７５マイクロメートル未満だけ延在）、及び優れた平均表面粗度（ここで、割断された縁部表面の平均表面粗度Ｒａは、約０．５マイクロメートル以下である）で生成できる。平均表面粗度は、単一の数的パラメータ（Ｒａ）で表された、線形プロファイル又は領域の相対粗度の定量的計算量である。平均表面粗度は例えば、光学的粗面計（例えば白色光若しくはレーザ干渉法）を用いて、又は（典型的にはダイヤモンドスタイラスを用いた）接触法によって、測定できる。好適な機器は例えば、Ｚｙｇｏ（登録商標）及びＮｉｋｏｎから入手できる。
【００７１】
本明細書中で使用される場合、「表面下損傷（ｓｕｂ‐ｓｕｒｆａｃｅ  ｄａｍａｇｅ：ＳＳＤ）」は、基板の切断縁部に対して垂直な割れ又は「チェック（ｃｈｅｃｋ）」の程度として定義される。いくつかの実施形態では、基板のタイプに応じて、基板の分割は、パルスレーザの単回のパスで達成できる。これらの割れが基板内へと延在する距離の大きさにより、縁部欠陥の除去及び縁部強度の改善のための、後で必要となり得る、研削及び研磨動作による材料除去の量を決定できる。ＳＳＤは例えば、共焦点顕微鏡又は蛍光発光染料を用いて、存在し得るいずれの割れから散乱する光を観察し、所与の切断縁部から基板及び／又は物品の本体内に割れが延在する最大距離を決定することによって、測定してよい。あるいは、共焦点顕微鏡を用いて検査しながら、露出した縁部を繰り返し研磨してもよい。材料が研磨されて落とされるに従って、割れの証拠の量が減少する。最終的に、全ての欠陥がなくなったときに、除去された材料の深さを表面下損傷として報告する。
【００７２】
以下の説明は、ガラス基板、例えばガラスシートに関して提示されているが、本開示の実施形態は、幅広い透明材料、例えばガラス、ガラスセラミック、セラミック又は選択された鉱物（例えばサファイア）に適用可能であることを認識されたい。
【００７３】
本明細書において範囲は、「約（ａｂｏｕｔ）」１つの特定の値から「約」別の特定の値までとして表すことができる。このような範囲が表される場合、別の実施形態は、上記１つの特定の値から、及び／又は上記別の特定の値までを含む。同様に、値が先行詞「約」の使用により近似値として表される場合、特定の値は別の実施形態を形成することが理解されるだろう。更に、各範囲の終点は、他方の終点に関して及び他方の終点とは関係なく重要であることが理解されるだろう。
【００７４】
本明細書中で使用される場合がある、方向に関する用語（例えば上（ｕｐ）、下（ｄｏｗｎ）、右（ｒｉｇｈｔ）、左（ｌｅｆｔ）、前（ｆｒｏｎｔ）、後ろ（ｂａｃｋ）、頂部（ｔｏｐ）、底部（ｂｏｔｔｏｍ））は、描かれた図面を参照してなされたものにすぎず、絶対的な配向を暗示することを意図していない。
【００７５】
明示的に述べられている場合を除き、本明細書に示すいずれの方法が、該方法のステップをある具体的な順序で実施することを要求するものとして解釈されること、又はいずれの装置について特定の配向が必要とされることは、全く意図されていない。従って、ある方法クレームが、その複数のステップが従うべき順序を実際に詳述していない、若しくはいずれの装置クレームが、個々の構成部品について順序若しくは配向を実際に詳述していない、又はそうでなくても、上記複数のステップがある特定の順序に限定されることが請求項若しくは本説明において明示的に述べられていない、若しくは装置の構成部品についてある特定の順序若しくは配向が詳述されていない場合、いかなる点においても、ある順序が推定されることは全く意図されていない。これは：ステップの構成、操作フロー、構成部品の順序又は構成部品の配向に関する論理の問題；文法構成又は句読法から引き出される単純な意味；及び明細書中に記載される実施形態の数又はタイプを含む、解釈に関するいずれの可能な非表現基準に対して成り立つ。
【００７６】
本明細書中で使用される場合、単数形「ある（ａ、ａｎ）」及び「その、上記、該（ｔｈｅ）」は、文脈がはっきりと指示する場合を除き、複数の指示対象を含む。従って、例えばある「構成要素（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）」に対する言及は、文脈がはっきりと指示する場合を除き、２つ以上のこのような構成要素を有する複数の態様を含む。
【００７７】
本明細書中で使用される場合、「透明（ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ）」は、欠陥線の形成に使用される入射レーザ光線が、線形吸収によって、基板内で伝播する距離１ｍｍあたり１０％以下の衝突エネルギを損失することを意味する。
【００７８】
本明細書中で使用される場合、用語「欠陥（ｄｅｆｅｃｔ）」は、微小割れを含む割れ、及び基板の分子構造に対する他の結合破壊性損傷を指す。欠陥は、機械的物体に対する基板の接触によるもの等の機械的損傷を含んでよく、又は損傷は、材料とレーザ光線等の電磁場との相互作用の結果であってよい。
【００７９】
本明細書中で使用される場合、「欠陥線（ｄｅｆｅｃｔ  ｌｉｎｅ）」は、基板の厚さ方向に（基板の主表面に対して垂直に）延在するのが典型的であるものの必ずしもそうではない、直線状の欠陥（単一の長い欠陥又は線状に並んだ一連の複数の欠陥）を指す。
【００８０】
本明細書中で使用される場合、「輪郭（ｃｏｎｔｏｕｒ）」又は「経路（ｐａｔｈ）」は、基板上の仮想２次元形状を指す。従って経路自体は仮想形状であるものの、この経路は例えば断裂線又は割れによって近似され得る。閉路は、連続的なループを形成する経路であり、この経路は内部領域を取り囲んでその境界を画定する。経路は例えば、基板の表面に衝突するレーザ光線がたどることができる。
【００８１】
本明細書中で使用される場合、「断裂線（ｆａｕｌｔ  ｌｉｎｅ）」は、ある経路に沿って位置決めされた一連の、狭い間隔で離間した複数の欠陥線を指す。同様に、「離脱線（ｒｅｌｅａｓｅ  ｌｉｎｅ）」は、典型的には基板の縁部から内部形状を画定する断裂線まで、又は内部形状を画定する２つの断裂線の間に延在する断裂線である。従って、離脱線は断裂線であるものの、本明細書中で使用される場合、用語「断裂線」はガラス基板の内部の（基板の縁部と交差しない）形状を記述するために使用され、その一方で離脱線は、基板の縁部から内部の１つの断裂線まで、又は内部の１つの断裂線から内部の別の１つの断裂線まで延在する断裂線を指す。
【００８２】
本明細書中で使用される場合、用語「分割（ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ）」は、２つの対向する表面を形成する、割れ又は他の欠陥（一般には割断部）といった、材料中の崩壊箇所（例えば損傷）を指す。ここで分割は、基板の隣接する別の部分からの、割断部によって境界が画定された基板のある部分の完全な分離をもたらさない、割断として解釈されるものとする。対照的に、「分離（ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）」は、所定の経路に沿って基板を完全に貫通して延在する割断部であって、上記割断部によって境界が画定された基板の第１の部分の、上記第１の部分に隣接する基板の別の部分からの完全な分離をもたらすことによって、上記第１の部分が上記隣接する部分に対して独立して移動できるようにする、割断部を指す。分離をもたらす割断部は例えば、基板内の閉路（即ち閉鎖輪郭）全体を巡るように延在してよく、更に基板の厚さ全体を通って延在してよい。このような割断部は、材料のうちの閉路の外側の部分から完全に分離される、材料の内部部分を画定し、従ってこの内側部分は、周囲の外側の部分と独立して運動できる。しかしながら、分離は閉路周囲の割断部を必要としないことに留意されたい。
【００８３】
本明細書に記載の実施形態は、切断、分離及び取り外しプロセスを用いて、透明材料を、具体的な所定の輪郭を形成された形状を有する１つ以上の物品へと切断するための方法に関し、上記取り外しプロセスは、分離及び取り外しプロセスによって物品を損傷することなく、上述のプロセスによって生成された高品質縁部を露出させる。図１は、親ガラス基板１０を示す。第１の所定の内側経路１２及び第２の所定の（内側経路１２に対する）外側経路１４も示されており、第１及び第２の経路はいずれも閉路を表す。図示されている実施形態では、第１の経路１２及び第２の経路１４は円形路であり、第２の経路１４は第１の経路１２と同心であるが、更なる実施形態では、第１及び第２の経路は円形である必要はない。図１の実施形態によると、第１の経路１２は、これ以降はプラグ１６と呼ばれる、第１の半径ｒ１を備える第１のディスクを画定し、また第２の経路１４は、第２の半径ｒ２を備える第２のディスク１８を画定する。第１の経路１２及び第２の経路１４は、間に環２０を画定する。即ち、得られる物品である環２０は、基板１０の周囲の材料から取り外された第２のディスク１８であり、かつこの第２のディスク１８からはプラグ１６が取り外されている。従って環２０は、基板１０の周囲部分から解放されていなければならず、またプラグ１６は第２のディスク１８の周囲材料から取り外されていなければならない。基板１０からの環２０の離脱（取り外し）は、第２の経路１４を巡る切断部と、上記環の取り外しのためのプロセスを容易にする、経路２２に沿った追加の切断部（離脱線）とによって達成できる。しかしながら、基板１０の内部部分、例えばプラグ１６に関しては、このような切断部は作製できない。というのは、このような切断部によって、周囲の環（これは本例では、関心対象の市販部品となる）が損傷するためである。更に本明細書に記載の上記プロセスは、切断カーフが略ゼロの切断部を形成する。従って、プラグ１６を周囲材料から分離することによってプラグ１６が独立して移動できるようにすることができる一方で、上記プラグは環の中に捕捉されたままとなる。上記プラグは環から押し出すことができるものの、環に対する損傷が発生する確率が高い。
【００８４】
本開示は、第２のディスク１８内に円形の孔を後に形成するための、第２のディスク１８からのプラグ１６の取り外し、及びガラス基板からの環２０の取り外しの両方について詳述するが、本明細書に記載の方法は、円形、三角形、長方形又はスロット形状といった通常の幾何学的形状を含むがこれらに限定されない任意の形状の多様な物品を取り外すために使用できる。基板から取り外された物品は、アール付き隅部を有してよく、又は上記隅部は鋭利な特徴部分（ある角度で交差する複数の縁部）であってよい。
【００８５】
ガラス基板内に内部閉鎖切断部を形成し、得られた内部部品を取り外して、例えばメモリディスク基板の中央スピンドル孔である開口部を形成する際の難点は、狭い間隔で離間した好適な欠陥線を所定の閉鎖経路に沿って生成して１つの断裂線を形成し、割れを上記欠陥線と交差する経路をたどるように伝播させることによって、上記内部部品を周囲材料から分離する場合であっても、切断プロセスが、切断カーフが略存在しないプロセスである点である。即ち、このプロセスによって形成される典型的な欠陥線は直径約１マイクロメートルであり、欠陥線と欠陥線との間に介在する割れにおける表面間分割が略存在しない。従って、上記内部部品は移動可能であるものの、周囲材料の縁部に捕捉される場合があり、取り外しを試みた場合に上記部品、周囲材料又はこれら両方の欠けが引き起こされる場合がある。よって、プラグ１６を第２のディスク１８から取り外して環２０を形成する際、プラグの取り外しが環に損傷を与える場合がある。分割及び取り外しプロセスを自動化する、ある困難な態様は、分離された内部部品を、周囲材料を損傷することなく周囲材料から落下させるステップを組み込んでいる。ディスク１８については、これは、第２のディスクの中央から取り外されるプラグと、環部分自体との両方に関して当てはまる。即ち環２０に対する損傷が、プラグ１６をディスク１８から取り外す際、及び環２０を周囲の基板材料から取り外す際の両方において回避されることになる。この問題は、切断対象の材料が高い内部応力を示し、内部に割れが容易に形成されるもの、例えばＧｏｒｉｌｌａ（登録商標）ガラスのような化学強化ガラス基板であるか、又は上記材料が低応力を示すもの、例えばＥａｇｌｅ  ＸＧ（登録商標）ガラス、Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｌｏｔｕｓ（商標）、Ｌｏｔｕｓ  ＸＴ及び／若しくはＬｏｔｕｓ  ＮＸＴガラスといったディスプレイパネルの形成に適したガラス基板であるかにかかわらず、存在する。本明細書中で使用される場合、高応力ガラスは、約２４メガパスカル（ＭＰａ）以上の（ガラスの厚さ方向における）中心張力を有するガラスである。低応力ガラスは典型的には、約２４ＭＰａ未満の中心張力を有する。ここではＧｏｒｉｌｌａガラス、Ｅａｇｌｅ  ＸＧガラス、Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｌｏｔｕｓ、Ｌｏｔｕｓ  ＸＴ及び／又はＬｏｔｕｓ  ＮＸＴガラスに具体的に言及したが、本明細書に添付の請求項はこれに限定されないものとする。というのは、例示的なプロセス及び方法は、アルカリ土類ボロアルミノシリケートガラス（アルカリを少量含むか又は含まない）、アルミノシリケートガラス、アルカリ土類含有ガラス等といった他のガラスにも適用可能であるためである。
【００８６】
上述のように、本開示は一般に、ガラス基板の部分を切断して取り外すための方法及び装置を対象とする。しかしながら特定の実施形態では、本開示は、ガラス基板から任意の形状の物品を、正確に切断し、分離し、取り外すための、レーザ法及び装置を対象とし、上記切断、分離及び取り外しは、制御された様式で行われ、無視できる程度の破片しか生じず、また切断縁部に対する損傷が最小限であり、これによって物品の強度が保持される。得られる物品は、縁部の仕上げ（研削及び／又は研磨）を最小限しか、又は全く必要としないものとすることができ、また特定の実施形態では、物品の主表面の仕上げは最小限しか、又は全く行わなくてよい。上記方法は、清浄で美しい品質の維持を可能とする低レーザ光線強度での、欠陥線の形成に使用されるレーザの波長における基板材料の透明度及び線形光吸収、並びにレーザ焦線に沿った高レーザ光線強度によって誘起される非線形吸収に依存したものである。このプロセスを実現可能とする重要な因子は、超短パルスレーザ光線によって生成される欠陥の高いアスペクト比であり、これにより、切断されることになる材料の主表面間に延在する欠陥線の生成が可能となる。原則としてこの欠陥線は、単一のレーザパルスによって生成できる。しかしながら、必要に応じて、追加のパルスを用いて処理対象領域のサイズ（例えば深さ及び幅）を増大させることができる。
【００８７】
短パルスピコ秒レーザ、及びこれに付随する、レーザ光線の長手方向軸に沿って（即ち光線の伝播方向に）焦線を生成する光学素子を用いて、一連の複数の欠陥線を、基板上の所定の経路又は輪郭に沿って狭い間隔で形成でき、これらの欠陥線は、例えばガラスシートである基板の厚さの少なくとも一部分を通って延在する。欠陥線は典型的には、直径数マイクロメートル未満である。ある経路に沿った一連の複数の欠陥線は断裂線と呼ばれ、上記一連の複数の欠陥線は、基板内の既存の応力によって、又は例えば第２のレーザ光線である熱源への曝露によって誘発された応力によって自己形成された、欠陥線と欠陥線との間の一連の割れによって接合でき、これにより基板のある部分を基板の別の部分から分離できる。
【００８８】
線状焦点を形成するための光学的方法は、例えばドーナツ状レーザ光線及び球面レンズ、アキシコンレンズ、回折素子を使用する複数の形態、又は高強度の線形領域を形成するための他の方法を取ることができる。基板又は加工物材料の集束領域における破壊を生成することにより、基板材料の破壊を生成するために十分な光学的強度に到達しさえすれば、レーザのタイプ（ピコ秒、フェムト秒等）及び波長のタイプ（ＩＲ、緑色、ＵＶ等）も変更できる。レーザ波長は典型的には、基板（例えばガラスシート）が放射に対して高い透過性を有するように選択される。ガラスの場合、１０６４ナノメートルの光は一般に好ましい波長であり、この場合、Ｎｄ：ＹＶＯ４を利得媒体として使用するもの等の高強度パルスレーザが利用可能である。レーザパルスがこれらの光学素子を通過する際、光エネルギは、基板の全厚を通って延在できる高強度の線形領域へと形成される。より一般には、選択される波長は約２マイクロメートル〜約１１マイクロメートル、例えば約１０．６マイクロメートル、５．３２マイクロメートル、３．５５マイクロメートル又は２．６６マイクロメートルであってよいが、材料によっては他の波長も好適となり得る。
【００８９】
いくつかの実施形態では、個々のパルスのパルス幅は約０．１ピコ秒〜約１００ピコ秒、例えば約５ピコ秒〜約２０ピコ秒とすることができ、個々のパルスの繰り返し数は、約１ｋＨｚ〜約４ＭＨｚ、例えば約１０ｋＨｚ〜約６５０ｋＨｚとすることができる。周波数が増大するに従って、プロセスを動作させることができる速度も上昇する。しかしながら周波数が増大するため、パルスあたりのエネルギは減少する。
【００９０】
レーザは、ガラス基板を貫通する欠陥線を生成する。欠陥線としては微小割れが挙げられるが、例えば直径およそ１マイクロメートルの内部開口又は空隙も挙げられる。これらの欠陥線は一般に、約１〜約２０マイクロメートル、例えば、約０．５〜約１５マイクロメートル、約０．５マイクロメートル〜約３マイクロメートル、又は約３マイクロメートル〜約１０マイクロメートルだけ離間している。例えばいくつかの実施形態では、隣接する欠陥線の間の周期性は、０．５マイクロメートル〜１．０マイクロメートルとすることができる。欠陥線は例えばガラス基板の全厚を通って延在でき、典型的には基板の主（平坦）表面に対して垂直であるが、更なる実施形態では、欠陥線は基板の厚さの一部分のみを通って延在してよい。更に、いくつかの実施形態では、例えば環２０について面取りされた縁部が望ましい場合、欠陥線を、基板の主表面に対してある角度で形成してよい。
【００９１】
上述の個々のパルス繰り返し数における単一パルス動作に加えて、パルスを、２個以上のパルス（例えば３パルス、４パルス、５パルス、１０パルス、１５パルス、２０パルス又はそれより多数のパルス）のバーストで生成でき、上記パルスは、パルスバースト内の個々のパルスの間の期間によって隔てられ、上記期間は約１ナノ秒〜約５０ナノ秒、例えば約１０ナノ秒〜約５０ナノ秒、約１０ナノ秒〜約３０ナノ秒、例えば約２０ナノ秒であり、またバースト繰り返し周波数は、約１キロヘルツ〜約４ＭＨｚとすることができる。所与のレーザに関して、あるバースト内の隣接するパルス間の時間間隔Ｔｐ（パルス間間隔）は比較的均一（例えば±１０％）である。例えば、約２０ナノ秒のパルス間隔Ｔｐを生成するレーザに関して、あるバースト内のパルス間間隔Ｔｐは、約±１０％以内、又は約±２ナノ秒以内に維持できる。パルスの各「バースト（ｂｕｒｓｔ）」の間の時間（即ちバースト間の時間間隔Ｔｂ）ははるかに長くなる（例えば０．２５≦Ｔｂ≦１０００マイクロ秒、例えば約１マイクロ秒〜約１０マイクロ秒又は約３マイクロ秒〜約８マイクロ秒）。例示的実施形態では、時間間隔Ｔｂは、パルスバースト繰り返し数、即ち周波数が約２００ｋＨｚであるレーザに関して、約５マイクロ秒とすることができる。レーザバースト繰り返し数は、あるバースト内の最初のパルスと次のバースト内の最初のパルスとの間の時間Ｔｂに関連する（レーザバースト繰り返し数＝１／Ｔｂ）。
【００９２】
いくつかの実施形態では、レーザバースト繰り返し周波数は、約１ｋＨｚ〜約６５０ｋＨｚであってよい。例えばレーザバースト繰り返し数は、約１ｋＨｚ〜約３００ｋＨｚとすることができる。各バースト内の最初のパルスと次のバースト内の最初のパルスとの間の時間Ｔｂは、約０．２５マイクロ秒（４ＭＨｚのバースト繰り返し数）〜約１０００マイクロ秒（１ｋＨｚのバースト繰り返し数）、例えば約０．５マイクロ秒（２ＭＨｚのバースト繰り返し数）〜約４０マイクロ秒（２５ｋＨｚのバースト繰り返し数）、又は約２マイクロ秒（５００ｋＨｚのバースト繰り返し数）〜約２０マイクロ秒（５０ｋＨｚのバースト繰り返し数）であってよい。個々のパルスは、最大１００ピコ秒（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；これらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む）のパルス幅Ｔｄを有してよい。バースト内の個々のパルスのエネルギ又は強度は、該バースト内の他のパルスのエネルギ又は強度と等しくない場合があり、あるバースト内の複数のパルスの強度分布は、いくつかの実施形態では、レーザの設計によって決定される指数関数的減衰に従ってよいが、他の実施形態では減衰が明らかでなくてもよい。正確なタイミング、パルス幅及びバースト繰り返し数は、レーザの設計によって変動し得るが、高強度の短パルス（Ｔｄ＜２０ピコ秒、及び好ましくはＴｄ≦１５ピコ秒）が特に良好に動作することが示されている。
【００９３】
基板材料において測定されるバーストあたりの平均レーザエネルギは、材料の厚さ１ミリメートルあたり４０マイクロジュール超、例えば約４０マイクロジュール／ｍｍ〜約２５００マイクロジュール／ｍｍ、例えば約２００マイクロジュール／ｍｍ〜約８００マイクロジュール／ｍｍとすることができる。換言すれば、バーストあたりのエネルギは典型的には、約２５マイクロジュール〜約７５０マイクロジュール、例えば約５０マイクロジュール〜約５００マイクロジュール、又は約５０マイクロジュール〜約２５０マイクロジュール（これらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む）である。いくつかの実施形態では、バーストあたりのエネルギは、約１００マイクロジュール〜約２５０マイクロジュールとすることができる。例えば厚さ約０．５ミリメートル〜約０．７ミリメートルのＣｏｒｎｉｎｇ  ２３２０非イオン交換ガラスに関して、２００マイクロジュールのパルスバーストを用いてガラスを切断及び分割でき、これは約２８５マイクロジュール／ｍｍ〜約４００マイクロジュール／ｍｍという例示的な範囲を与える。次に、基板とレーザ光線との間の相対運動を用いて、いずれの所望の１つ以上の部品（例えばプラグ）の形状をたどる一連の欠陥線を含む断裂線を生成できる。
【００９４】
特にアルカリ土類ボロアルミノシリケートガラス（アルカリを少量含むか又は含まない）に関して、約０．００５マイクロジュール／マイクロメートル３以上の体積エネルギ密度により、欠陥線が形成されることを保証できる。しかしながら、このようなエネルギ密度は、ガラスへの損傷を最小限しか招かないようにするために、約０．１００マイクロジュール／マイクロメートル３未満、例えば約０．００５マイクロジュール／マイクロメートル３〜約０．１００マイクロジュール／マイクロメートル３に維持するべきである。
【００９５】
パルスバースト内の個々のパルスのエネルギは上述のものより小さくなり、正確な個々のレーザパルスエネルギは、パルスバースト内のパルスの数、及び存在する場合は、時間によるレーザパルスの減衰率（例えば急激な減衰率）に左右されることになる。例えばバーストあたりのエネルギを一定にするために、あるパルスバーストが１０個の個々のレーザパルスを含む場合、個々のレーザパルスは、同一のパルスバーストが２つの個々のレーザパルスしか有しない場合よりも小さいエネルギを含むことになる。
【００９６】
このようなパルスバーストを生成できるレーザの使用は、透明材料、例えばガラスを切断又は改質するために有利である。単一パルスレーザの繰り返し数によって時間的に離間している複数の単一パルスの使用とは対照的に、レーザエネルギをバースト内のパルスの迅速なシーケンス全体にわたって広げるパルスバーストシーケンスの使用により、単一パルスレーザを用いて可能な材料との高強度相互作用のタイムスケールを長くすることができる。単一パルスを時間的に拡大できる一方で、パルス内強度をパルス幅にわたっておおよそ１だけ低下させなければならない。従って、１０ピコ秒の単一パルスが１０ナノ秒のパルスに拡大される場合、強度はおおよそ３桁下がる。このような低減により、非線形吸収がもはや重要でなくなり、かつ光‐材料間相互作用が切断を可能とすることができるほどには強くなくなる点まで、光の強度を低下させることができる。対照的に、パルスバーストレーザを用いると、バースト内の各パルス中の強度は極めて高いままとすることができ、例えば、およそ１０ナノ秒だけ時間的に離間している３つの１０ピコ秒パルスは、各パルス内の強度を依然として単一の１０ピコ秒パルスの強度のおおよそ３倍とすることができる。よってレーザは、３桁大きいタイムスケールにわたって基板と相互作用できる。あるバースト内の複数のパルスをこのように調整することにより、既存のプラズマプルームとの光のより強い又は弱い相互作用、初期又は過去のレーザパルスによって事前に励起された原子及び分子とのより強い又は弱い光‐材料間相互作用、及び微小割れの制御された成長を促進できる材料内のより強い又は弱い加熱効果を促進できるような方法で、レーザ‐材料間相互作用のタイムスケールを操作できる。材料を改質するために必要なバーストエネルギの量は、基板材料の組成、及び基板との相互作用に使用される線状焦点の特性に左右されることになる。相互作用範囲が長いほどエネルギは広がり、また必要となるバーストエネルギが高くなる。複数のパルスの単一のバーストが基板上の略同一の位置に当たると、欠陥線が基板に形成される。即ち単一のバースト内の複数のレーザパルスは、基板内の単一の欠陥線に対応する。当然のことながら、基板が（例えば連続移動ステージによって）並進移動するか、又は光線が基板に対して移動するため、バースト内の個々のパルスは、基板上の正確に同一の位置にあることはできない。しかしながら、個々のパルスは互いにマイクロメートルの範囲内にあり、即ちこれらは基本的に同一の位置で基板に当たる。例えば個々のパルス、互いから間隔ｓｐ（ここで０＜ｓｐ≦５００ナノメートル）で基板に当たることができる。例えば２０個のパルスのバーストが、ある基板位置に当たる場合、このバースト内の個々のパルスは、互いに２５０ｎｍの範囲内で基板に当たる。従っていくつかの実施形態では、間隔ｓｐは、約１ナノメートル〜約２５０ナノメートル、例えば約１ナノメートル〜約１００ナノメートルであってよい。
【００９７】
いくつかの実施形態では、超短（例えば、１０ピコ秒）バーストパルスレーザを用いて、高アスペクト比の欠陥線を、整合性のある、制御可能な、また反復可能な様式で生成できる。好適な欠陥線の形成に使用できる例示的な光学的設定の詳細は、これ以降、及び２０１３年１月１５日出願の米国特許出願第６１／７５２，４８９号明細書（その内容は参照によりその全体が本出願に援用される）に記載されている。この概念の本質は、超短（パルス幅がピコ秒又はフェムト秒の）ベッセル光線を用いて、高アスペクト比の、テーパ形状を有しない欠陥線の領域を生成するために、光学レンズ組立体内でアキシコンレンズ素子を使用することである。換言すれば、アキシコン及び他の関連する光学構成部品は、レーザ光線を、概ね円筒形の形状及び高アスペクト比（長さが長く、直径が短い）の領域へと集光する。集光されたレーザ光線内で生成される高い強度により、レーザ電磁場と基板材料との非線形相互作用が発生し、レーザエネルギが基板に移る。しかしながら、レーザエネルギの強度が十分に高くない領域（例えばガラス表面、中央の集束線を取り囲むガラス体積）では、これらの箇所におけるレーザ強度が線形及び非線形閾値両方より低いため、基板には何も起こらない。
【００９８】
図２に示すように、レーザ（図示せず）は、光学組立体３２の光線入射側にレーザ光線３０を放出する。光学組立体３２はレーザ光線３０を、レーザ光線軸に沿った所定の距離にわたって、光学組立体３２の出力側の、伸長したレーザ光線焦線３４へと変換する。焦線３４の長さの変化が、例えば空気中での伝播と基板内での伝播との間の、屈折率の変化によって発生し得ることは、当業者であれば認識するであろう。基板１０は、レーザ光線焦線３４と少なくとも部分的に重なる、光学組立体３２の後の光線経路内に位置決めされる。光学組立体３２は例えば、アキシコン３６、コリメートレンズ３７及び集束レンズ３８を含んでよい。参照番号４０は、光学組立体３２に対面する基板の主表面を指し、参照番号４２は、通常は主表面４０と平行な、基板１０の反対側の主表面を指す。（表面４０及び４２に対して垂直に測定された）基板厚さは、ｄで標識される。
【００９９】
光学組立体３２は、いわゆる擬似非回折光線を形成し、これは、従来のガウシアンレーザ光線よりもはるかに遅く回折する又は広がる光線である。これらの光学素子は、いわゆるガウス‐ベッセル光線の生成に非常によく使用され、これは、従来のガウシアン光線の優に１００倍、又は１０００倍もの長さにわたる厳格な集束を維持できる、非回折光線の一形態である。
【０１００】
レーザ光線焦線３４と基板１０とが重なる領域では、レーザ光線焦線３４は（レーザ光線焦線３４に沿って好適なレーザ強度を想定すると）、基板材料内で誘起吸収（非線形吸収）を生成し、これは基板材料内に欠陥線を形成する。欠陥の形成は、焦線の領域において局所的なだけでなく、基板１０内の焦線の全長にわたって発生する。レーザ光線焦線３４の平均直径は、例えば約０．１マイクロメートル〜約５マイクロメートル、例えば約０．１マイクロメートル〜約４マイクロメートル、例えば約０．１マイクロメートル〜約３マイクロメートル、例えば約０．１マイクロメートル〜約２マイクロメートル、例えば約０．１マイクロメートル〜約１マイクロメートルであってよく、その一方で焦点領域は長さ数ミリメートル（例えば約０．５〜約１０ミリメートル）にわたって延在する。
【０１０１】
上述のように、特段の記載がない限り、レーザ光線３０の波長λにおいて透明である基板材料を、焦線３４に沿った誘起非線形吸収によって加熱して、欠陥線を形成する。上述のプロセスは、垂直な複数の細溝から構成された極めて特徴的な縁部を有する片を生成する。各細溝は、単一レーザパルス、又はレーザパルスの単一のバーストの痕跡であり、欠陥線の一部分を表す。欠陥線と同様、これらの細溝は、およそ１〜５０マイクロメートル、例えば１〜２０マイクロメートル、例えば約５〜約１５マイクロメートルだけ、周期的に離間したものとすることができる。上記細溝は、集束したレーザのエネルギによる基板材料の改質を表し、これは、レーザ光線軸に対して平行な、長い直線状の損傷の軌跡（欠陥線）をもたらす。上記領域内の基板材料は、密集化し得るか、又は化学的に変化し得る。欠陥線は一般に、そこから出現する割れを含み、上記割れは、基板内へと軽方向におよそ５〜１０マイクロメートル、又は場合によっては最大２５マイクロメートルだけ延在し、上記割れのサイズは一般に、材料内に堆積したレーザエネルギの量に比例する。欠陥線は開放領域であってよいが、一般には、基板の厚さを通る連続した孔ではない。欠陥線の頂部及び底部には、開孔が存在することが多い。上記孔の開放領域は典型的には、１マイクロメートル未満の直径を有するが、条件によっては更に大きくすることができ、例えば直径を最大５マイクロメートルとすることができる。上記孔は多くの場合、この孔を取り囲む、噴射された溶融材料の隆起領域又は「クレーターリム（ｃｒａｔｅｒ  ｒｉｍ）」を有し、これは典型的には、約３マイクロメートル〜約８マイクロメートルの直径を示す。図３は、ガラス基板の表面上に見られる典型的な欠陥線の走査電子顕微鏡画像であり、上記リム及び噴射物を示す。図４は、ガラス基板の断面の走査電子顕微鏡画像であり、欠陥線を、その長さの少なくとも一部分に沿って示す。
【０１０２】
部品の縁部を画定するための欠陥線の使用により、得られる物品に高い寸法品質が提供される。物品を分離する割れが欠陥線によってガイドされるため、短パルスレーザ光線の空間的正確さ及び精度により、割れが伝播する方向が決定され、環状である場合を例とすると、内径及び外径をマイクロメートルレベルの精度、例えば２５マイクロメートル未満、例えば約１５マイクロメートル未満、及び典型的には約＋／−５マイクロメートル（ただし当然のことながら許容誤差を含む）の精度とすることができる。これは、割れを上述のような半径をたどるようにガイドできない機械的プロセスとは対照的である。またこれは、ＣＯ２レーザ切断等の他のレーザプロセスとも対照的であり、ＣＯ２レーザ切断の場合は、ＣＯ２レーザ光線によって形成された高温スポットを用いて割れをガイドすることによって割れを熱的に伝播させるものの、割れは、基板内に生成されたいずれの事前に画定された欠陥によってはガイドされない。ガイド用欠陥がないことにより、割れが逸れることがあり、これは上述のような厳格な（マイクロメートルレベルの）精度を達成できないことを意味する。基板の頂部に分岐又は割れを形成するためのガウシアン集束ＵＶ又は可視光レーザ融除といった他のレーザプロセスも、ガラスの１つの表面においてしか割れを制御しない傾向があるため、寸法制御の不足に悩まされる。
【０１０３】
表面の細溝にもかかわらず、基板の分割によってもたらされる割れ面は、（破壊強度、幾何学的寸法の正確さ、粗度、及び再機械加工の必要性の回避に関して）高い品質を有するものでなければならない。特に表面粗度が、焦線３４のスポットサイズ又はスポット直径によってもたらされる。例えばレーザの所与の波長λの場合に０．５マイクロメートル〜２マイクロメートルである小さいスポットサイズを達成するために、光学組立体３２の入力光線直径及び開口数に対して、特定の要件が課されることが多い。
【０１０４】
必要な開口数を達成するために、光学組立体は一方で、公知のアッベの式（開口数＝ｎ・ｓｉｎθ、ここでｎはガラスの屈折率を表し、θは開口半角を表し、θ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄ／２ｆ）であり；ここでＤは開口直径を表し、ｆは焦点距離を表す）に従った所与の焦点距離に関して必要な開口を有していなければならない。他方で、レーザ光線は、必要な開口数まで光学組立体を照明しなければならず、これは典型的には、例えばレーザと集束用光学素子との間の光線拡大用望遠鏡を用いた光線拡大によって、達成される。
【０１０５】
焦線に沿った均一な相互作用のために、スポットサイズはあまり大きく変化させてはならない。これは例えば、光線開口がわずかしか変化しないよう、従って開口数のパーセンテージがわずかしか変化しないよう、集束用光学素子を小さな円形領域においてのみ照明することによって、保証できる。これらの要件を満たし、かつ焦線３４を生成するために適用できる、好適な光学組立体３２としては、Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｌａｓｅｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから入手可能なレーザ加工デバイスＣＬＴ４５Ｇが挙げられる。
【０１０６】
なお焦線３４は、焦線３４全体が基板１０内にある、一方の主表面のみを横断する、又は基板の両方の主表面を横断するように、形成及び配設できる。基板の深さの一部分しか損傷しないようにするために、光学素子の焦点位置を十分に変更できる。このような場合、上記細溝は、基板の頂部から基板の中央部分のどこかまで、又は基板の底部から基板の内部のどこかまで、延在してよい。焦線３４全体が基板のバルク内にあることができる例では、表面閾値がバルク閾値と異なるため、典型的には入射光線によって、基板に入射及び出射孔、続いて無損傷領域、また続いて欠陥線が依然として形成されることを認識する必要がある。即ち、焦線３４全体が基板内にあることができるものの、表面損傷は依然として存在し得る。これらの場合、部品を基板から分割することは依然として可能であるが、割れの方向又は分割輪郭の完全な制御については妥協され得る。最良の結果は、主表面４０、４２の両方まで延在する焦線３４を用いて達成される。というのは、これは関心対象の部品を分離できる能力を改善し、かつ縁部強度の変動を最小化するためである。このようにして、基板の表面におけるフェザリング及び大型粒子の生成を回避しながら、実質的に理想の切断を達成できる。
【０１０７】
材料の特性（光吸収率、熱膨張率（ＣＴＥ）、応力、組成等）、及び選択された基板材料を加工するために選択されるレーザのパラメータによっては、物品の分割、場合によっては分離を誘発するために、断裂線の生成だけで十分となり得る。外的な機械的力を加えることなく、自発的なイベントとして、自己分割及び／又は自己分離が起こり得る。これは、相当な（即ち約２４ＭＰａ以上の）内部又は中心張力（ＣＴ）を有する、最大限に強化されたガラス（切断前に既にイオン交換を経ているガラス）の場合である。この場合、機械的に印加される張力（例えば曲げ力）又は（例えばレーザ光線を用いた）加熱といった二次プロセスは、分離（ただしプラグの取り外しではない）を促進するためには一般には不要である。
【０１０８】
以上の事実にもかかわらず、場合によっては、既存の応力又は断裂線の生成中に生成される応力は、内部部品を自動的に分離するには不十分である場合がある。分離を誘発するための断裂線の形成自体が不十分となることは、Ｅａｇｌｅ  ＸＧ、Ｌｏｔｕｓ、Ｌｏｔｕｓ  ＸＴ、及び／若しくはＬｏｔｕｓ  ＮＸＴのようなディスプレイタイプのガラスといった、残留応力が不十分な非強化ガラス、又はいずれのイオン交換ステップの前に切断されるその他のイオン交換性ガラスの場合に多い。よって、分離の促進のために二次プロセスが必要となり得る。例えば、機械的力の印加によって、又は断裂線の生成中にたどった以前の経路を赤外レーザ光線（例えばＣＯ２若しくはＣＯレーザ光線）で再度たどることによって基板を上記経路に沿って局所的に加熱し、融除を行うことなく、部品を分離させるために十分な熱応力を生成することによって、断裂線の生成後に分離を達成できる。即ち、断裂線に沿った１つ以上の全厚にわたる割れを生成し、これらの割れがその後内部部品を分離する。別の選択肢は、例えば所定の経路の一部のみをたどることにより、レーザには分割を開始させるのみとするものであり、この場合分離は、例えば曲げによって又は他の力の印加によって、手動で実施される。この任意のレーザ分割は、約９マイクロメートル〜約１１マイクロメートル、例えば１０．６マイクロメートルの波長、及びレーザのデューティサイクルを制御することによって調整された出力で放出を行う、デフォーカス連続波ＣＯ２レーザを用いて実施できるが、更なる実施形態では、他の波長及びレーザ媒体を使用してもよい（例えばＣＯレーザ）。焦点の変化（即ちデフォーカスの程度）を用いて、基板の表面上のレーザ光線のスポットサイズを変更することにより、誘発される熱応力を変更でき、ここで上記スポットサイズは、ピーク強度の１／ｅ２として定義される。断裂線の生成後、レーザ誘発型の分割及び分離は一般に、基板表面における約４０ワット〜４００ワットの出力、約２ミリメートル〜約１２ミリメートルのスポットサイズ、及び約５０ミリメートル／秒〜約３０００ミリメートル／秒、例えば約８０ミリメートル／秒〜約５００ミリメートル／秒の、断裂線に沿ったレーザ光線の通過速度を用いて達成できる。スポットサイズが小さすぎる（即ち約１ミリメートル未満である）場合、又はレーザ出力が高すぎる（約４００ワットを超える）場合、又は走査速度が遅すぎる（約１ミリメートル／秒未満である）場合、基板は過熱される場合があり、これは融除、溶融、又は熱によって生成される割れを生成し、これらは、分割される部品の縁部強度を低減し得るため望ましくない。好ましくは、レーザ光線の走査速度は、効率的で確実な部品の分割を誘発するために、約５０ミリメートル／秒より高い。しかしながら、スポットサイズが大きすぎる（約２０ミリメートルを超える）場合、又はレーザ出力が低すぎる（約１０ワット未満、若しくは場合によっては約３０ワット未満である）場合、又は走査速度が速すぎる（約５００ミリメートル／秒を超える）場合、不十分な加熱が生じる場合があり、これは、確実な部品の分割を誘発するためには低すぎる熱応力をもたらし得る。
【０１０９】
いくつかの実施形態では、２００ワットの出力で動作する、ガラス表面でのスポット直径がおよそ６ミリメートル、及び走査速度が約２５０ミリメートル／秒のＣＯ２レーザを使用して、上述のピコ秒レーザを用いて改質された０．７ミリメートル厚のＣｏｒｎｉｎｇ  Ｅａｇｌｅ  ＸＧガラスに関して部品の分割を誘発できる。厚い基板は、薄い基板に比べて、分割のために単位時間あたり多くのレーザ熱エネルギを必要とし得、又はＣＴＥが低い基板は、ＣＴＥが低い基板に比べて、分割のために多くのＣＯ２レーザ熱エネルギを必要とし得る。断裂線に沿った分割は、所与の位置をレーザスポットが通過する前又は通過した後、極めて迅速に（例えば約１秒以内に）、例えば１００ミリ秒以内、５０ミリ秒以内又は２５ミリ秒以内に発生し得る。
【０１１０】
しかしながら、基板が、断裂線の形成後に自己分割又は自己分離を開始するために十分な内部応力を有する場合であっても、部品の幾何学的形状により、周囲の基板材料からの部品の容易な取り外しが妨げられる場合がある。これは特に、取り外されることになる部品が、例えばプラグ１６である別の部品の内部部分である場合に当てはまる。従ってプラグは、プラグと周囲基板材料との間に十分なクリアランス（間隙）が存在しないことにより、元の位置に留まる場合がある。割れは、プラグを分離する欠陥線の間に伝播し得るが、プラグと周囲基板材料との間には、周囲材料を損傷させずにプラグを親基板から取り外すことができるようにするための余地が存在しない。離脱線は、関心対象である周囲の部品を破壊してしまうだけとなる。
【０１１１】
ここで図５及び６を参照して、ガラス基板１０から物品を切断して取り外すための方法を説明する。ただしこの方法は他の基板材料にも適用できることを理解されたい。上記方法は、平坦な支持用基板１００上に親ガラス基板１０を位置決めするステップを含んでよい。ガラス基板の厚さｄは、約５０マイクロメートル〜約３ミリメートル、例えば約１００マイクロメートル〜約２ミリメートル、例えば約３００マイクロメートル〜約１ミリメートルであってよい。例えばいくつかの実施形態では、ガラス基板の厚さは約０．５ミリメートル〜約０．７ミリメートルであってよい。好ましくは、ガラス基板１０はフュージョン成形されたガラス基板であり、第１の主表面４０及び第２の主表面４２は、ガラス基板に欠陥線を形成する前に研削又は研磨されないが、更なる実施形態では、ガラス基板は、研削及び／又は研磨された第１及び第２の主表面を含んでよく、また更なる実施形態では、ガラス基板１０は、フロート及びスロット成形プロセスを含むがこれらに限定されない他の成形プロセスで成形してよい。フュージョンプロセスで形成されたガラス基板の２つの表面は典型的には、ガラスが高温下にある間は機械的操作用表面と接触しない。これにより、表面の汚染物質又は他の欠陥を除去するために研磨を行う必要なしに、美しい表面を有するガラスの大型シートを形成できる。フュージョン成形されたガラス基板の表面は、研磨の痕跡、及びガラス縁部付近のＳｎの濃縮を有しない。フュージョン成形シートの表面粗度は典型的には１ナノメートルＲａ未満であるが、多くの場合約０．５ナノメートルＲａ未満である。
【０１１２】
対照的に、従来のフロートプロセスを用いて作製したガラスは、その片側が、成形プロセス中に溶融スズ（Ｓｎ）に曝露される。フロートガラスプロセスは多くの場合、フュージョンドロープロセスよりも低コストでガラスを形成できるが、多数の欠点を有する。スズの存在は、ガラスシート内に汚染物質又は化学的な痕跡を生成する。更にフロートプロセスでは、フュージョンドロープロセスほど平滑なガラスは作製されない。これは、Ｓｎ側を、最終粗度基準を満たすために、及びＳｎ汚染物質自体を除去するために、研磨しなければならないことを意味する。少なくとも上述の理由により、フュージョン成形されたガラスシートの採用が好ましい。
【０１１３】
実施形態では、ガラス基板１０は、約０℃〜約３００℃の温度範囲にわたって約３０×１０−７／℃〜約４０×１０−７／℃、例えば約３０×１０−７／℃〜４０×１０−７／℃、例えば約３０×１０−７／℃〜約３６×１０−７／℃（（これらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む）の熱膨張率を備えてよい。ガラス基板のアニール点は、約７００℃以上、例えば約８００℃以上とすることができる。いくつかの実施形態では、ガラス基板のアニール点は約７００℃〜約８２０℃、例えば約７１０℃〜約７３０℃であるが、他の実施形態では、ガラス基板のアニール点は約８００℃〜約８１０℃とすることができる。アニール点は、例えばＡＳＴＭ  Ｃ３３６（ファイバ伸長）又はＡＳＴＭ  Ｃ５９８（光線曲げ）を用いて測定できる。実施形態では、ガラス基板は、６００℃の温度に３０分の期間にわたって曝露し、室温（２３℃）まで冷却した後、約３５ｐｐｍ未満、例えば約２０ｐｐｍ未満の収縮を有する。収縮は、複数の基準マーキングを基板上に配置し、基板を熱サイクルに供した後、上記基準マーキング間の相対位置変化又は縮小を測定することによって測定してよい。
【０１１４】
実施形態では、いずれの研削又は研磨の前の、ガラス基板（主表面）の平均表面粗度（Ｒａ）は、約０．５ｎｍ以下である。ガラス基板は、酸化物（ＳｎＯ２）ベースで約０．５重量％以下、例えば約０．３重量％以下、例えば約０．２重量％以下のスズを含んでよい。いくつかの実施形態ではガラス基板は約０．１５重量％のＳｎＯ２を含んでよいが、更なる実施形態では、ガラス基板はＳｎＯ２を実質的に含まなくてよい。いくつかの実施形態では、ガラス基板は、約２５グラム／ｃｍ３以上の密度と、約７５ＧＰａ〜約９０ＧＰａ、例えば約８０ＧＰａ〜約８５ＧＰａ、例えば約８２ＧＰａ〜約８４ＧＰａ、（これらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む）のヤング率とを有してよい。ガラス密度は、計算式デジタル密度計を用いて測定できる。ヤング率は、ＡＳＴＭ  Ｅ１１１、例えばＥ１１１‐０４（２０１０）を用いて測定できる。ガラス基板は、約９００℃〜約１１００℃、例えば約９５０℃〜約１０５０℃、例えば約９７０℃〜約１０５０℃、例えば約１０２５℃〜約１０５０℃、例えば約１０４０℃〜約１０５０℃の軟化点を有してよい。いくつかの実施形態では、ガラス基板は、約１０４０℃〜約１０５０℃（これらの間の全ての範囲及び部分範囲を含む）の軟化点を有してよい。軟化点は、例えばＡＳＴＭ  Ｃ３３８を用いて測定できる。
【０１１５】
ガラスは好ましくは、アルカリ金属酸化物を含まない。というのは、アルカリ金属は時間経過とともに、高温への曝露によって移動する場合があり、これは、系内の他の層、例えばハードディスクの磁気層の、化学的汚染及び被毒を引き起こすためである。例えばいくつかの実施形態では、ガラスは、アルカリ金属酸化物非含有アルミノボロシリケートガラスである。本明細書中で使用される場合、「アルカリ金属酸化物非含有」は、約０．１重量％以下のアルカリ金属酸化物を意味する。ガラスは好ましくは、Ａｓ２Ｏ３を略含有せず、ここで句「Ａｓ２Ｏ３を略含有しない」は、不純物としての原材料等に由来するもの以外にＡｓ２Ｏ３が含有されておらず、ガラス組成物中のＡｓ２Ｏ３の含有量が０．１重量％以下（好ましくは５０ｐｐｍ以下）であることを意味する。ガラスは好ましくは、Ｓｂ２０３を略含有せず、ここで句「Ｓｂ２０３を略含有しない」は、不純物としての原材料等に由来するもの以外にＳｂ２０３が含有されておらず、ガラス組成物中のＳｂ２０３の含有量が０．１重量％以下（好ましくは５０ｐｐｍ以下）であることを意味する。
【０１１６】
支持用基板１００は、第１の主表面１０６及び第２の主表面１０８を備え、ガラス基板１０の第２の主表面４２は、支持用基板１００の第１の主表面１０６上に位置決めされる。図５、１０、１１及び１２では、単に分かりやすくするために、支持用基板１００をガラス基板１０から離して図示しており、実際にはガラス基板を、支持用基板の頂部上に直接位置決めできる。支持用基板１００は、表面１０６に１つ以上の凹部１１０を含むことができ、これにより、親ガラス基板１０を支持用基板１００上に位置決めする際、親ガラス基板１０上に配置された所定の内部輪郭の位置が、各凹部上に位置決めされる。即ち凹部１１０を、親ガラス基板１０の、内側断裂線が形成されることになる各位置の下方に位置決めできる。各凹部１１０は、複数の目的のために機能できる。まず凹部１１０は、後続の加工中に加熱されるガラス基板１０の複数の部分の間に間隙を提供できる。いくつかの実施形態では、支持用基板１００は好適なポリマー材料を含んでよく、これにより、ガラス基板が傷ついたり損傷したりするのが防止される。ポリマー材料は低い融点を有する場合があり、従って熱によって容易に損傷し得る。あるいはポリマー材料は、ポリマーが熱による影響を受けないよう、高い融点を有してよい。
【０１１７】
第２に、凹部１１０は、内側断裂線によって画定されたプラグ１６を、上記プラグをガラス基板から離脱させる際に捕捉できる領域を提供する。更に各凹部１１０は任意に、凹部の床又は底部から支持用基板の対向する表面、例えば表面１０８まで延在する通路１１２を含んでよい。通路１１２は真空源（図示せず）と流体連通していてよく、これにより、凹部に真空を印加することによって、ガラス基板１０からのプラグ１６の取り外しを支援できる。更に支持用基板１００は、凹部１１０の外側に位置決めされた追加の通路１１４を含んでよい。追加の通路１１４もまた、真空源（図示せず）と流体連通するよう配置してよく、この真空は、追加の通路１１４に印加された場合に、支持用基板１００に対するガラス基板１０の固定又はその他の据え付けを支援する。ガラス基板１０を支持用基板１００から取り外す際には、真空を中断できる。しかしながら他の実施形態では、例えば限定するものではないがクランプ留め若しくはテープ固定、又は当該技術分野で公知の他のいずれの据え付け方法といった、他の据え付け手段によって、ガラス基板１０を支持用基板１００に固定してよい。例えばいくつかの実施形態では、支持用基板１００を静電気力によって所定の位置に保持してよい。
【０１１８】
上記方法は更に、本明細書に記載の１つ以上の方法を用いて、目的とするガラス物品（例えば環２０）のための断裂線を生成するステップを含んでよく、ここではパルスレーザを用いて、ガラス基板の厚さｄを通って延在する焦線を生成することによって、所定の経路に沿って一連の複数の欠陥線を生成する。例えば図５を参照すると、パルスレーザ光線１１８を生成するレーザ１１６を用いて、所定の経路に沿って一連の複数の欠陥線１２０を生成することにより、図６において点線で表される複数の断裂線を形成してよい。欠陥線１２０は、上述のように、約１マイクロメートル〜約２０マイクロメートルの距離ｐだけ互いから離間していてよい（図７参照）。断裂線は、上記所定の経路と一致する。
【０１１９】
図５及び６に示す実施形態では、断裂線は、第１の半径を備える、第１の内側経路１２（図１参照）と一致する第１の内側円形断裂線１２２と、第２の内側経路１４（図１参照）と一致し、内側断裂線１２２と同心であり、更に第１の半径より大きい第２の半径を備える、第２の外側円形断裂線１２４とを含み、上記内側及び外側断裂線は、これらの間に環２０を画定する。実施形態では、第１の半径は約３３ミリメートル〜約３４ミリメートルとすることができ、第２の半径は約９ミリメートル〜約１１ミリメートルとすることができる。他の実施形態では、第１の半径は約４７ミリメートル〜４８ミリメートルとすることができ、第２の半径は約１２ミリメートル〜約１３ミリメートルとすることができるが、更なる実施形態では、第１及び第２の半径は、上述の距離より大きくも小さくもすることができる。
【０１２０】
複数の断裂線は、離脱線１２６を更に含んでよい。離脱線１２６は、親ガラス基板１０からの環２０の取り外しを促進する。例えばいくつかの離脱線は、ガラス基板１０の縁部１２８ａ〜１２８ｄから、外側断裂線１２２まで延在してよい。いくつかの実施形態では、内側断裂線１２２及び外側断裂線１２４が、離脱線１２６の生成前にまず生成される。図６に示す実施形態では、離脱線１２６は外側断裂線１２４に、およそ９０°で接近しているが、更なる実施形態では、離脱線１２６は外側断裂線１２４に他の角度で接近してよい。例えばいくつかの実施形態では、離脱線１２６は外側断裂線１２４に、小さい角度で接近してよく、これにより個々の離脱線は概ね、外側断裂線の接線となる。離脱線が外側断裂線におおよそ垂直に接近する例では、外側断裂線１２４は、接近してくる離脱線の形成前に形成しなければならない。
【０１２１】
断裂線を生成する順序が重要となり得る理由を説明するために、以下の例を考察する。レーザが、別の欠陥線に近接したある欠陥線を生成しようとする場合、相互作用が存在する。レーザ光線の線状焦点中のエネルギは、常にガラス基板の厚さを通って集束するはずである。しかしながら、付近に（典型的には数百マイクロメートル以内に）既存の欠陥線が存在する場合、この欠陥線は、線状焦点を形成する光錐の一部を横切ることになり、この欠陥線は、ガラスの深部に集束して新たな欠陥線を形成するはずだったレーザエネルギの一部を散乱させるか又は阻害する（相互作用の程度は、横切られる光錐の立体角に左右される）。これにより、ガラス基板の厚さを通る不完全な欠陥線がもたらされる場合があり、またいくつかの例では、欠陥線の形成が妨げられる場合がある。ガラス部品を分割する際、不完全な欠陥線、又は欠陥線の不在により、割れが逸れる場合がある。典型的には、この逸れは「シャドーイング（ｓｈａｄｏｗｉｎｇ）」と呼ばれ、既存の欠陥線の付近だけでなく、ガラス基板の縁部付近でも発生し得る。シャドーイング効果が重要となる正確な近接度は、光学素子の開口数、ガラス基板の厚さ、使用されるレーザエネルギ、ガラス組成等といった多くの事象に左右される。従って、シャドーイング効果が所望の物品のための良好に画定された断裂線を生成する能力に影響しないよう、所望の物品に関する断裂線（例えば内側断裂線１２２及び外側断裂線１２４）を完全なものとすることが好ましい。
【０１２２】
断裂線１２２、１２４及び離脱線１２６を形成した後、内部部品を分離できるようにするために、断裂線に沿った各欠陥線を隣接する欠陥線と接合するための、交差する割れを生成する必要があり得る。これは典型的には、自己開始型の割れの形成には不十分な残留応力しか存在しない、低残留応力ガラス基板、例えば非イオン交換又は非熱強化ガラス基板等の非強化ガラス基板の場合に当てはまる。従って、熱源、例えば赤外レーザ（例えばＣＯ２レーザ又はＣＯレーザ）といった赤外熱源を用いて、隣接する欠陥線の間に割れを伝播させてよい。上述の内側断裂線１２２及び外側断裂線１２４に関して、熱源に断裂線上をたどらせることにより、欠陥線の間の割れを生成するために十分な熱応力をガラス基板内に誘発してよい。例えば、ＣＯ２レーザからのレーザ光線に、ある特定の断裂線を形成するために使用したものと同一の経路をたどらせることにより、上記レーザ光線を上記断裂線に入射させてよいが、更なる実施形態では、他のレーザタイプを使用してよい。断裂線に沿ったレーザ加熱は、ガラス基板を静止状態に維持してレーザ光線を横断させることにより、又はレーザ光線を静止状態に維持してガラス基板を移動させることにより、又はガラス基板及びレーザ光線の両方を移動させることにより、ガラス基板とレーザ光線との間の相対運動を生み出すことによって実施してよい。例えばレーザは、少なくとも２次元（例えばガラス基板１０のある平面に平行な平面）内の移動が可能なガントリー上に位置決めしてよいが、更なる実施形態では、ガントリーは、第３の次元の、即ちガラス基板主表面に対して垂直な、レーザの移動も可能であってよい。いくつかの実施形態では、加熱対象の断裂線が多数存在する場合は、多数のレーザを用いて断裂線を加熱することにより、プロセス時間を節約してよい。いくつかの実施形態では、単一のレーザを採用してよく、この単一のレーザからのレーザ光線は光線分割ヘッドへと配向され、上記光線分割ヘッドは上記レーザ光線を、複数の独立して制御可能なレーザ光線に分割する。レーザ光線の分割によりプロセス時間を節約できるが、個々のレーザ光線それぞれの出力も低減され得るため、上記単一のレーザ源からは比較的高い出力が必要となる。また他の実施形態では、ガラス基板１０を高温オーブン内に入れることにより、ガラス基板に熱衝撃を与えて、交差する割れを形成してよい。これによってもプロセス時間を節約できるが、特に大型のガラス基板の場合に取り扱いが更に困難になり得る。
【０１２３】
しかしながら、断裂線及び離脱線の形成の場合と全く同様に、断裂線及び離脱線を通る割れ（即ち分割）を生成する順序を考慮しなければならないことに留意されたい。
【０１２４】
割れを生成する順序が重要となり得る理由を説明するために、この第２の例を考察する。割れがまず離脱線内で生成される場合、この割れが、隣接する断裂線のすぐ隣の離脱線の演舞に到達したときに、割れを停止させる要素は存在しない。従って割れが引き続き部品内へと伝播する可能性があり、欠陥を有する部品がもたらされる。
【０１２５】
図８は、第１の内側断裂線１２２と第２の外側断裂線１２４との間に画定された、点線で示されている環２０を備える、ガラス基板１０を示す。第１の断裂線１２２及び第２の断裂線１２４のいずれも、隣接する欠陥線の間の断裂線に沿って延在する割れによって連結されていない。図７は４つの離脱線１２６ａ〜１２６ｄを更に示し、ここで割れは、好適な熱源、例えば赤外レーザ光線を用いて、割れが離脱線１２６ａに沿って生成されている。従って離脱線１２６ａは実線で示される。割れが離脱線１２６ａに沿って伝播すると、矢印１２８に示すように、割れは第２の断裂線１２４と出会う。第２の断裂線１２４には割れはまだ存在しないため、離脱線１２６ａに沿って伝播した割れは、第２の断裂線１２４を超えて自由に延在でき、このプロセスにおいて、割れ部分１３０によって示されるような、所望の部品（即ち環２０）内への割れを形成する。これは、例えば離脱線を所望の部品の縁部から更に離して終端させることによって、軽減できる。しかしながら、適切な距離は、ガラス組成、厚さ、レーザ出力、速度、湿度等の因子に左右される。よって、離脱線に沿って割れを生成する前に、所望の部品を画定する断裂線に沿って、連結した複数の割れを生成することが好ましい。この例では、これは、割れを離脱線１２６ａに沿って生成する前に、第２の断裂線１２４を巡るように割れを生成することを意味する。
【０１２６】
以上の議論は、離脱線と断裂線との間の垂直な（又は略垂直な）交差に対処するものであったが、上述のように、離脱線は断裂線に接線として接近することもできる。例えば、断裂線１２４の一部分、この場合は円形断裂線の一部分と、上記断裂線に重なる接線としての離脱線１２６とを示す、図９Ａ〜９Ｄを参照。まず、（実線１３２で示されている）離脱線１２６に沿って伝播する割れが断裂線に接近すると、シャドーイングが発生し得ることに留意されたい。更に、図９Ａに示すように、割れの伝播（分割）が、断裂線に沿った分割の前に離脱線において始まる場合、伝播した割れは、矢印１３４が示すように離脱線から断裂線へとジャンプして、（実線１３６で示されているように）断裂線１２４を巡るように続くことができる。一方、分割が離脱線の前に断裂線において行われる場合、図７Ｂに示すように、上記と反対のことが発生し得、矢印１４０で示されているように、伝播する割れが断裂線から離脱線へとジャンプする。ガラスに付着した「ドッグイヤー（ｄｏｇ  ｅａｒ）」１４２は典型的には小さく、例えば研削によって除去できるが、それ以外に必要となった更なる研削を実施する必要があり得、追加の検査が必要となり得る。同様に、割れは図７Ｃに示すように断裂線から離脱線へとジャンプし得、これは部品の不完全な分割をもたらす。接線としての離脱線に関連する問題は例えば、図７Ｄに示すように離脱線１２６の末端と断裂線１２４との間に間隙Ｇが存在するように、離脱線を、断裂線に到達する前に終端させると、軽減できる。図７Ｄの実施形態では、伝播している割れがいずれの離脱線１２６にもジャンプする危険なしに、断裂線１２４に沿って分割を実施できる。断裂線１２４に沿った分割が完了した後、離脱線１２６に沿った分割を実施できる。
【０１２７】
離脱線のための欠陥線を形成する際に、断裂線のための欠陥線を形成する場合とは異なるレーザ条件を使用できることに、更に留意されたい。例えば離脱線に関しては、より「強力な（ａｇｇｒｅｓｓｉｖｅ）」レーザ条件（例えばより高いパルスエネルギ）を使用できる。というのは、所望の部品の縁部を画定する断裂線に関してよりも、縁部品質を考慮する必要が低いためである。
【０１２８】
図１０は、支持用基板１００上に位置決めされたガラス基板１０の断面図であり、プラグ１６を示す。図１０に示す図では、限定するものではないが本明細書に記載の方法等に従って、欠陥線が形成されている。図示されているように、プラグ１６は凹部１１０を覆うように位置決めされている。
【０１２９】
欠陥線の形成によって生成される応力が、プラグ１６を周囲の基板から自己開始型の分割によって分離するために不十分である例では、図１０に示されている任意のステップを実施してよく、ここでは、熱源、例えばレーザ光線１４６を生成する赤外レーザ１４４（例えば、ＣＯ２又はＣＯレーザ）を用いて、欠陥線の生成中に形成された断裂線及び離脱線をレーザ光線でたどり、即ち断裂線及び離脱線に沿った割れを生成することによって、分割を促進する。
【０１３０】
いくつかの実施形態では、複数のレーザを用いて、製造時間を節約できる。この任意のステップは例えば、基板１０が、自己分離を促進するために必要な中心張力を有しない場合に必要となり得る。断裂線の加熱は、ガラス基板の融除、溶融又は気化が起こらないように選択された条件下で実施されることを強調しておく。この目的のために、以下で詳細に記載するように、レーザ光線１４６をデフォーカスすることにより、ガラス基板の過熱を防止してよい。
【０１３１】
（中心張力が高い基板に関しては）自己分離、又は断裂線及び離脱線の加熱によって誘発された分離によって、分割及び／又は分離が達成された後、次のステップでは、プラグ１６を加熱してよい。例えばいくつかの実施形態では、（図１１に示すように）レーザ光線１５２を生成するレーザ１５０、例えばＣＯ２レーザを採用してよい。任意に、上記レーザは、前の任意の分割ステップで使用したレーザと同一のレーザ、即ちレーザ１４６であってよい。本実施形態によると、各プラグの一部分のみが、例えばプラグ材料（例えばガラス）の軟化点以上の温度まで加熱されるように、プラグ１６を加熱する。多数の加熱技法を用いてよい。例えば一実施形態では、レーザ光線１５２をプラグの中央に配向し、プラグの中央部分のみを、例えばプラグの軟化点以上の温度まで加熱する。別の実施形態では、レーザ光線１５２は、プラグを画定する所定の経路１２と略同一の形状であるものの、この経路１２からは離間したある経路に沿って、プラグ上を通過してよい。例えば所定の経路１２が円形路である場合、レーザ光線１５２は、経路１２から離間した経路１２の内部の円形路に沿って、プラグ上を通過してよい。レーザ光線は上記経路に沿って、１回だけ通過してよく、又は他の実施形態では、レーザ光線は上記経路上を複数回通過してよい。いくつかの実施形態では、レーザ光線１５２は、複数の経路、例えば異なる直径の複数の円形路の上を通過してよく、上記複数の経路は互いから離間している。また他の実施形態では、レーザ光線１５２はプラグ１６上を、第１の経路１２から離間した第１の経路１２の内部の螺旋状経路に沿って通過してよい。なお、断裂線上を直接通過させる、又は断裂線付近を通過させることによって、ＣＯ２レーザを用いて断裂線を加熱する例とは異なり、本例では、プラグの加熱は、プラグを画定する所定の輪郭から比較的離れた位置で実施される。更に、前の例では、レーザ光線はプラグの過熱を回避するためにデフォーカスレーザ光線であってよいが、この状況では過熱が望ましい。
【０１３２】
レーザ光線の通過は、例えばジャイロメータを用いて達成してよいが、更なる実施形態では、アキシコンを用いてリング状レーザ光線を生成することにより、いくつかの実施形態ではレーザ光線を通過させる必要を回避できる。いくつかの実施形態では、レーザは、ガラス基板に平行な平面内の少なくとも２次元の移動が可能なガントリー上に設置してよい。更なる実施形態では、ガントリーは３次元移動が可能であってよく、ガラス基板の平面に対して垂直な移動を含んでよい。他の実施形態では、相対運動は、基板を移動させ、レーザ組立体を静止状態に維持することによって、提供してよい。
【０１３３】
理論によって束縛されることを望むものではないが、プラグ１６の加熱は、例えばプラグが自重によって崩れることにより、プラグの変形を生成すると考えられる。従って、プラグ１６の加熱が完了した後、プラグを、プラグがガラス基板から落下するために十分な時間にわたって冷却する。好適な冷却時間は、典型的には約１０秒〜４０秒、例えば約２０秒〜約４０秒、例えば約２５秒〜約３５秒である。プラグの若干の崩れを引き起こすプラグの加熱、及び冷却によって、プラグ１６は縮み、これにより、プラグと周囲のガラス基板との間に、プラグの取り外しを促進するために十分な間隙が生成されると考えられる。このような例では、プラグの「頂部（ｔｏｐ）」表面（プラグの加熱される表面、例えば加熱用レーザ光線があたる表面）における、加熱及びそれに続く冷却の後のプラグの直径は、加熱前の頂部表面の直径より小さい。更に、加熱及びそれに続く冷却の後の（加熱される表面とは反対側の）底部表面の直径も同様に、加熱前の底部表面の直径より小さい。これら２つの直径（頂部及び底部）の差は、１桁分である。本実施形態では、頂部表面及び底部表面の直径は等しいか、又はほぼ等しい（測定精度内である）。しかしながら、プラグ中央領域の加熱及びそれに続く冷却の後、プラグの上面の直径は、プラグの下面の直径より小さい。プラグの強制（能動的）冷却を加熱後に用いることができるが、一般にはこれは不要であり、いくつかの例ではこれは不均一な冷却をもたらす場合がある。加熱及び冷却は、非対称な応力及び不均一な形状を防止するために、均一でなければならず、即ちプラグと周囲の基板との間の接触（これは欠けを引き起こす場合がある）を防止するために、プラグの周りに整合した間隙を形成することが望ましい。実際にはほとんどの場合、受動的な冷却の後、プラグは基板から自重によって落下し、追加の力を印加する必要はないことがわかっている。
【０１３４】
図１２に示す任意のステップでは、それが望ましい場合、矢印１６０で示すように真空を通路１０４に印加でき、これにより凹部１１０内の圧力を低下させる。その結果、矢印１６２で示されているプラグ１６の上方の空気圧を用いて、ガラス基板１０から凹部１０２内へのプラグ１６の抽出を支援できる。あるいは、例えばプッシュロッド又はパイプによって、機械的力をプラグ１６に印加してよい。
【０１３５】
プラグ１６をガラス基板１０から取り外した後、離脱線１２６によって接合された複数の周縁部の（スクラップ）片を含む、基板１０の他の部品を取り外すことができ、これによって環２０を取り外すことができる。
【０１３６】
本明細書に記載のプロセスを用いて、複数の物品、例えば複数の環を、単一の基板から迅速に製造できる。材料の利用を最大化するために、物品を基板上で近接させて位置決めできる。例えば図１３は、ガラス基板１０の利用を最大化するために、六方最密充填構造を使用する方法を示す。いくつかの実施形態では、基板を積層でき、ここでは互いの上下に位置決めされた複数の基板は、焦線が十分に長いものとすると、積層された基板内で同時に形成された欠陥線を有することができる。しかしながら、複数の基板に同時に欠陥線を形成するには、応力を有しない単一の基板においてと同様、割れの伝播を促進するために、欠陥線のレーザによってたどられる経路に沿った加熱が必要となり得る。よって複数の基板は、後続の加熱ステップを実施するために、積層した基板を単一の基板に分割する追加のステップを含んでよい。
【０１３７】
他の実施形態では、プラグ１６を取り外す他の方法を用いてよい。より一般には、プラグ１６の外径と環２０の内径との間の間隙は、以下の式：
Ｄｉｎｉｔｉａｌ＞ｓｑｒｔ（Ｄｆｉｎａｌ２＋Ｐｔｈｉｃｋｎｅｓｓ２）    （１）
に従って増大することになる。
【０１３８】
ここで、Ｄｉｎｉｔｉａｌはプラグ１６の初期直径を表し、Ｄｆｉｎａｌはプラグの最終直径を表し、Ｐｔｈｉｃｋｎｅｓｓはプラグの厚さ（これはガラス基板の厚さに等しくなる）を表す。換言すれば、プラグの上縁部からプラグの底縁部まで延在する対角線の最大長さ（上記対角線は、プラグの直径と同一平面内にある（上記平面は、プラグの主表面、及び同一の平面内にあるプラグの直径に対して垂直である））が、プラグの初期半径未満である場合、プラグはガラス基板から落下することになる。一例として、２５ミリメートルの初期直径Ｄｉｎｉｔｉａｌ及び０．７ミリメートルの厚さＰｔｈｉｃｋｎｅｓｓを有するプラグに関して、プラグの必要な縮みは、３９２ｐｐｍ超である。上述のようにプラグを歪ませるのに加えて、プラグの最終直径又は周囲のガラス（例えば環２０）の内径を低減する他の方法。このような方法としては、プラグの能動的な冷却が挙げられる。この例では、プラグの中央部分を加熱した後冷却する、又はプラグを受動的に冷却するのではなく、例えば液体窒素又は同様の流体のスプレー又は流れをプラグに配向することによって、プラグを能動的かつ迅速に冷却でき、これによりプラグを収縮させて、プラグと周囲材料との間に、周囲材料を損傷させることなくプラグを取り外せるようにするために十分な大きさの間隙を形成する。他の実施形態では、分離される部品を含むガラス基板全体を、例えばオーブン内で加熱でき、その後プラグを冷却できる。例えばガラス基板を、好適な高温、例えば約３．５ｐｐｍのＣＴＥに基づいて約１１２℃まで加熱でき、その後プラグを、ここでも液体窒素又は他の十分に低温の流体を用いて、約０℃まで冷却できる。
【０１３９】
本明細書に記載の方法は、レーザ加工の能力の上昇や、コスト節減、従って製造コストの低下につながり得る、以下の利点を提供する。本明細書に記載の切断プロセスは、切断される内部輪郭の完全な分割（分離）を提供する。本明細書に記載の方法は、フュージョンドロープロセス又は他のガラス成形プロセスによって製造されたイオン交換ガラス（例えばＧｏｒｉｌｌａガラス、Ｃｏｒｎｉｎｇガラスコード２３１８、２３１９、２３２０等）において、ガラス部品を化学強化する前又は後に、親基板からプラグを清浄かつ制御可能な様式で完全に取り外すことができる。本明細書に記載の方法は、表面下欠陥の低減及び優れた縁部品質も提供する。レーザと材料との間の超短パルス相互作用により、熱的相互作用がわずかとなり、従って、望ましくない応力及び断裂線の外側の微小割れを引き起こし得る、熱の影響を受ける領域が最小となる。更に、レーザ光線をガラスに集中させる光学素子は、部品の表面上に、典型的には直径約２マイクロメートル〜約５マイクロメートルである欠陥線を生成する。この欠陥線は周期的に離間していてよく、その間隔は、約１マイクロメートル〜約５０マイクロメートル、例えば約１マイクロメートル〜約２０マイクロメートル、例えば約５マイクロメートル〜約１５マイクロメートルとすることができる。部品を取り外した後、表面下損傷は典型的には約７５マイクロメートル未満であり、それが望ましい場合には約２５マイクロメートル未満に調整できる。分割された表面（即ち切断縁部）の粗度は、焦線のスポットサイズ又はスポット直径によって制御できる。分割（切断）縁部表面の粗度は、例えば約０．１〜約１マイクロメートル、又は例えば約０．２５〜約１マイクロメートルとすることができ、これは例えば、Ｒａ表面粗度統計（焦線のスポット直径によってもたらされる隆起の高さを含む、サンプリングした表面の高さの絶対値の算術平均）によって特性決定できる。このプロセスによって生成される表面粗度は、多くの場合約０．５マイクロメートル（Ｒａ）未満であり、０．１マイクロメートル（Ｒａ）もの小ささとすることができるが、予想外にも、縁部表面粗度と縁部強度とには弱い相関しか無いことが分かった。更に、研削及び研磨といった機械的仕上げプロセスをその後で用いて、縁部形状を修正する場合、部品に関して必要な材料除去量が低減され、また表面下損傷も減少する。これにより、仕上げステップが削減又は排除され、部品コストが低下する。本明細書に記載のプラグ離脱プロセスは、この線状焦点ピコ秒レーザ切断プロセスによって生成される高品質な縁部を十分に利用することにより、内部のガラス材料の除去を、ガラスを断裂線に沿ってきれいに離脱させる方法で行い、所望の部品縁部に対する融除による損傷、微小割れ又は他の欠陥をほとんど又は全く生成しない。
【０１４０】
所与の経路に沿って材料を単に融除するために集束レーザを用いるプロセスとは異なり、本明細書で開示されるレーザプロセスは、単回パスで断裂線を形成できる。断裂線は、関与するステージの加速能力に応じて約５０ミリメートル／秒〜約３０００ミリメートル／秒の速度の、本明細書に記載のピコ秒レーザプロセスによって生成できる。これは、材料が「１層ずつ（ｌａｙｅｒ  ｂｙ  ｌａｙｅｒ）」除去され、レーザ光線の位置１箇所あたり多数のパス又は長い滞留時間を必要とする、融除掘削法とは対照的である。
【０１４１】
本明細書に記載の方法は、ガラス又は他の透明脆性材料を、清浄な制御された様式で切断及び分割できる。従来の融除又は熱的レーザプロセスを用いるのは極めて困難である。というのは、上記プロセスは、ガラス又は他の基板の微小割れ又は複数のより小さい片への断片化を誘起する、熱の影響を受ける領域をトリガする傾向があるためである。本開示のレーザパルス、及び誘起される材料との相互作用の特徴により、これらの問題は回避される。というのは、欠陥の生成は極めて短いタイムスケールで発生し、欠陥線の形成に使用されるレーザ光線に対する材料の透過性により、誘起される熱的効果が最小化されているためである。欠陥線は基板内に生成されるため、切断ステップ中の破片及び付着粒子の存在は実質的に排除される。生成される欠陥線に由来するいずれの粒子が存在する場合、これら粒子は、部品が分離されるまで良好に内包される。
【０１４２】
本明細書に記載の方法は、他の競合技術では制約となり得る多くの形態及び形状に従って、ガラス及び他の基板を切断及び分割できる。小さな半径（例えば約２ミリメートル未満）を切断でき、これにより（携帯電話用途においてスピーカー及び／又はマイクロフォンに必要なもののような）小さな孔及びスロットを生成できる。
【０１４３】
いくつかの実施形態では、複数の基板、例えば２つの基板、３つの基板又はそれより多くの基板を積層してよく、レーザ光線焦線は、上記基板の積層体の各上記基板を通って延在し、これにより、上記基板の積層体の各上記基板を通って延在する欠陥線が形成される。
【０１４４】
新規のガラスパネルから、ガラスプレートを最終的なサイズ及び形状に加工するためのプロセスは、パネルの切断、あるサイズへの切断、仕上げ及び縁部成形、目標厚さへの部品の薄化、研磨、並びに場合によっては化学強化さえも包含する、複数のステップを伴う。これらのステップのうちのいずれを削除することにより、プロセス時間及び投入資本の観点において製造コストが改善されることになる。本明細書に記載の方法は、例えば破片及び縁部欠陥の生成を低減すること、並びに洗浄及び乾燥ステーションを本質的に排除すること、並びに試料をその最終的なサイズ、形状及び厚さに直接切断することによって仕上げラインの必要を排除することにより、ステップの数を削減できる。
【０１４５】
よっていくつかの実施形態によると、ガラス物品は、ガラスシートの面に対して垂直に少なくとも２５０マイクロメートル延在する複数の欠陥線（又はその一部分）を含む、少なくとも１つの内側輪郭を有し、上記欠陥線はそれぞれ、約５マイクロメートル以下の直径を有する。いくつかの実施形態では、ガラス物品は、基板の全厚にわたって延在する欠陥線を備える。欠陥線間の距離は例えば、約７マイクロメートル以下とすることができる。いくつかの実施形態では、内側輪郭縁部によって画定される内部輪郭の最小寸法又は幅は、約５ミリメートル未満とすることができ、例えば幅（又は直径）が０．１ミリメートル〜３ミリメートル、例えば約０．５ミリメートル〜約２ミリメートルであってよいが、更なる実施形態では、内側輪郭縁部は、約１０ミリメートル〜約１００ミリメートル、例えば約２０ミリメートル〜約５０ミリメートルといった、より大きな寸法を有することができる。いくつかの実施形態によると、ガラス物品は、イオン交換済みガラスを含む。いくつかの実施形態によると、欠陥線は、少なくとも１つの内側輪郭縁部の全厚にわたって延在する。少なくともいくつかの実施形態によると、上記少なくとも１つの縁部表面は、基板１０から部品を取り外した後において、約０．５マイクロメートル未満のＲａ表面粗度を有する。少なくともいくつかの実施形態によると、上記少なくとも１つの縁部は、深さが最大約７５マイクロメートル以下の表面下損傷を有する。
【０１４６】
上述のプロセスは、整合した縁部をもたらす。これにより、４点曲げ試験で測定される、厳格な分布を有する縁部強度が得られる。Ｃｏｒｎｉｎｇ  Ｅａｇｌｅ  ＸＧのような非化学強化ガラスに関しては、得られる縁部強度は、約９０ＭＰａを超える平均値を有することができ、標準偏差は典型的には約１５ＭＰａ未満である。更に、欠陥線は一般に、基板の全厚を通して対称に作製されるため、縁部強度は、部品の頂部又は底部表面が強度試験中に張力下にあるかどうかにかかわらず、略同一（１０％以内）となる。（曲げの方向に応じて）一方の主表面から反対側の主表面への強度分布の差は、平均強度分布の１０％未満である。縁部表面は、内側及び外側縁部表面の全周縁部に沿った幅５００マイクロメートルの領域を検査することによって評価される、横方向の約５０マイクロメートル超のサイズの欠けを示さない。
【０１４７】
上述のプロセスによって製造される物品は、図１４で確認できるように、小さなねじれしか示さない。図１４は、フュージョンドローガラス基板にわたる異なる複数の横方向地点において得られた、外径９５ミリメートルの環（内径２６ｍｍ）のねじれ（平坦性）データを示す。これらの環は、基板の１００×１００ミリメートルのセグメントから切断され、これらのセグメントは、環へのレーザ切断の前に平坦性が測定された（図１４Ａ）。環へのレーザ切断の後、各ディスクの平坦性を再測定した（図１４Ｂ）。図１４Ｂのデータは、最終的な環それぞれの平坦性を、フュージョンドローシート内における元々の空間的位置に応じて示す。これらのデータは、レーザ切断された環が、約１５マイクロメートル以下の平坦性を維持したことを示す。元の平坦性データとの比較により、各環の平坦性が、１００×１００ミリメートルに切断された正方形の平坦性と十分に合致したことも示される。本明細書に記載の方法で製造された物品は、約１０マイクロメートル以下の総厚さ変動（最大厚さと最小厚さとの間の差）を有することができる。平坦性（ねじれ）は、Ｎｉｋｏｎ（登録商標）から入手可能なＮＥＸＩＶ  ＶＭＲ  ３０２０座標測定システムを用い、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｒｆ製ＭｏｕｎｔａｉｎｓＭａｐ（登録商標）分析ソフトウェアを採用することによって測定した。
【０１４８】
上述のプロセスで製造された物品は、約５ＭＰａ以下の内部残留応力、及びいくつかの実施形態では約０．５ＭＰａ以下の残留応力を含んでよい。
【０１４９】
本明細書で開示されている方法によって製造される環は、約１５マイクロメートル以下、例えば約０マイクロメートル〜約１２マイクロメートル、約０マイクロメートル〜約１０マイクロメートル、約０マイクロメートル〜約５マイクロメートル、及びいくつかの実施形態では約２マイクロメートル〜約６マイクロメートルの、（環の内周の中心と外周の中心との間の距離として評価される）同心性を有することができる。環の外径は、公称直径の＋／−１２マイクロメートルとすることができる。同心性は、Ｎｉｋｏｎから入手可能なＮＥＸＩＶ  ＶＭＲ  ３０２０座標測定システムを用い、Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｕｒｆ製ＭｏｕｎｔａｉｎｓＭａｐ分析ソフトウェアを採用することによって測定した。
【０１５０】
物品がハードドライブデバイス用のプラッタである例では、例えば物品を追加の加工に供してよい。例えば物品の縁部表面を、ドライブ製造元の仕様へと研削及び／又は研磨してよい。環の縁部を更に面取りしてよい。いくつかの実施形態では、ガラス基板の主表面４０、４２を研削及び／又は研磨してよい。このような例では、物品を周囲基板から取り外した後、合計約０．１ｍｍ以下のガラスをガラス物品の主表面から除去する必要がある。更に、環を、ハードドライブプラッタに関する通例に従ってコーティングしてよい。例えば環を、磁性媒体のコーティングでコーティングしてよい。
【０１５１】
いくつかの実施形態では、ガラス基板をイオン交換することが望ましい場合がある。このような例では、イオン交換プロセスを、切断プロセスの前に実施することが好ましい。
【実施例】
【０１５２】
０．７ｍｍ厚のＣｏｒｎｉｎｇ  Ｌｏｔｕｓ  ＮＸＴガラス基板をポリマー製支持用基板上に位置決めした。上記支持用基板は複数の凹部を備え、各凹部は、３０ミリメートルの直径及び２ミリメートルの深さを有する。基板を、ポリマー基板内の一連の貫通孔によって所定の位置に保持し、これらの貫通孔に真空を印加した。２９ワットで動作する、パルス幅が約９ピコ秒、パルス周波数が１００ｋＨｚの、バーストあたり５パルスのバーストモードで動作するＣｏｈｅｒｅｎｔ  Ｈｙｐｅｒｒａｐｉｄピコ秒レーザを用いて、複数の第１の円形路及びこれら第１の閉路と同心の複数の第２の円形路に沿って、複数の欠陥を形成した。線状焦点の直径は、およそ２マイクロメートル（ＦＷＨＭ）であり、長さは１．２ミリメートルであった。レーザを１２メートル／分の速度で通過させて、第１及び第２の閉路それぞれに沿って、４マイクロメートル離間した欠陥線を形成した。第１の閉路の半径は２５ミリメートルであり、第２の閉路の半径は９５ミリメートルであった。第１及び第２の閉路は、複数の環を画定していた。複数の第１の閉路は、複数のプラグを画定していた。
【０１５３】
欠陥形成ステージの完了後、第１及び第２の閉路を、ガラス表面において光線直径７ミリメートルまでデフォーカスされた、１７０ワットで動作する２００ワットＳｙｎｒａｄ  ＣＷレーザでたどった。上記レーザ光線を約１２メートル／分で通過させることにより、上記第１及び第２の経路それぞれに沿った欠陥線を割れによって接合し、これにより、環をガラス基板から、及びプラグを第２の円形路によって画定されたディスクから、分離した。
【０１５４】
次にプラグを、ガラス表面において直径６ミリメートルのデフォーカスされたレーザ光線を生成するよう調整された、２００ワットで動作する、上記と同一のＳｙｎｒａｄ  ＣＷ  ＣＯ２レーザを用いて加熱した。このレーザ光線は、およそ４秒以内に、直径１０ミリメートルの円を４回たどった。プラグを受動的に（能動的な冷却を行うことなく）冷却し、このとき、プラグが、（加熱の停止時の）冷却の開始後約２５秒以内に、ガラスディスクから落下した。
【０１５５】
本明細書では複数の例示的実施形態について開示したが、添付の請求項が包含する本発明の範囲から逸脱することなく、上記例示的実施形態において形態及び細部の様々な変更を実施してよいことは、当業者には理解されるだろう。
【０１５６】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１５７】
実施形態１
基板から物品を切断する方法であって、
上記方法は：
上記レーザ光線焦線に、パルスレーザ光線を集束させるステップ；
上記レーザ光線焦線を、第１の所定の経路に沿った第１の複数の場所において、上記基板へと配向するステップであって、上記レーザ光線焦線は、上記基板内に誘起吸収を生成し、上記誘起吸収は、上記レーザ光線焦線に沿って、上記基板内に、各上記第１の複数の場所において、欠陥線を生成し、上記第１の所定の経路は閉路である、ステップ；
上記基板を上記第１の所定の経路に沿って加熱して、上記第１の複数の場所の各上記欠陥線を通して割れを伝播させることにより、上記基板から内部プラグを分離するステップ；及び
上記分離するステップの後に、上記内部プラグを加熱して、上記プラグを上記基板から取り外すステップ
を含む、方法。
【０１５８】
実施形態２
上記基板は、上記パルスレーザ光線の波長において透過性である、実施形態１に記載の方法。
【０１５９】
実施形態３
上記第１の所定の経路は円形路である、実施形態１又は２に記載の方法。
【０１６０】
実施形態４
上記欠陥線は、上記基板の全厚を通って延在する、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の方法。
【０１６１】
実施形態５
上記レーザ光線焦線を、上記第１の所定の経路と交差しない第２の所定の経路に沿った第２の複数の場所において、上記基板へと配向するステップを更に含み、
上記レーザ光線焦線は、上記基板内に誘起吸収を生成し、上記誘起吸収は、上記レーザ光線焦線に沿って、上記基板内に、各上記第２の複数の場所において、欠陥線を生成する、実施形態１〜４のいずれか１つに記載の方法。
【０１６２】
実施形態６
上記基板を上記第２の所定の経路に沿って加熱して、上記第２の複数の場所の各上記欠陥線を通して割れを伝播させるステップを更に含む、実施形態５に記載の方法。
【０１６３】
実施形態７
上記第１の所定の経路は円形路であり、上記第２の所定の経路は、上記第１の所定の円形路と同心の円形路である、実施形態５に記載の方法。
【０１６４】
実施形態８
上記第２の所定の経路の半径は、上記第１の所定の経路の半径より大きく、
上記第１の所定の経路及び上記第２の所定の経路は、間に環を画定する、実施形態７に記載の方法。
【０１６５】
実施形態９
上記レーザ光線焦線を、第３の所定の経路に沿った第３の複数の場所において、上記基板へと配向するステップを更に含み、
上記レーザ光線焦線は、上記基板内に誘起吸収を生成し、上記誘起吸収は、上記レーザ光線焦線に沿って、上記基板内に、各上記第３の複数の場所において、欠陥線を生成し、上記第３の所定の経路は、上記基板の縁部から上記第２の所定の経路まで延在する、実施形態５に記載の方法。
【０１６６】
実施形態１０
上記基板を上記第３の所定の経路に沿って加熱して、上記第３の複数の場所の各上記欠陥線を通して割れを伝播させるステップを更に含む、実施形態９に記載の方法。
【０１６７】
実施形態１１
上記基板を上記第１の所定の経路に沿って加熱する上記ステップは、第２のレーザ光線に、上記第１の所定の経路を通過させるステップを含む、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【０１６８】
実施形態１２
上記第２のレーザ光線は、デフォーカスレーザ光線である、実施形態１１に記載の方法。
【０１６９】
実施形態１
上記第２のレーザ光線は、連続波レーザ光線である、実施形態１２に記載の方法。
【０１７０】
実施形態１４
上記第２のレーザ光線は、ＣＯ２レーザ光線又はＣＯレーザ光線である、実施形態１２又は１３に記載の方法。
【０１７１】
実施形態１５
上記分離するステップの後に上記プラグを加熱する上記ステップは、第２のレーザ光線、赤外ＬＥＤ、赤外ランプ、及び電気抵抗ヒータからなる群から選択された熱源を用いて、上記プラグを加熱するステップを含む、実施形態１〜１０のいずれか１つに記載の方法。
【０１７２】
実施形態１６
上記熱源は、上記プラグの中央領域のみを加熱する、実施形態１５に記載の方法。
【０１７３】
実施形態１７
上記第２のレーザ光線は、連続波ＣＯ２レーザ又は連続波ＣＯレーザである、実施形態１５又は１６に記載の方法。
【０１７４】
実施形態１８
上記第２のレーザ光線は、上記プラグ上において、上記第１の所定の経路から離間した複数の閉路を通過する、実施形態１５に記載の方法。
【０１７５】
実施形態１９
上記プラグは、上記プラグの加熱中に変形する、実施形態１〜１８のいずれか１つに記載の方法。
【０１７６】
実施形態２０
上記プラグは、上記プラグを加熱する上記ステップの間又は後に、外力を印加することなく、上記基板から落下する、実施形態１〜１９のいずれか１つに記載の方法。
【０１７７】
実施形態２１
上記プラグの少なくとも１つの部分は、上記基板の軟化点以上の温度に加熱される、実施形態１〜２０のいずれか１つに記載の方法。
【０１７８】
実施形態２２
支持用基板の第１の主表面上に上記基板を位置決めするステップを更に含み、上記支持用基板の上記第１の主表面は、上記プラグの下方に位置決めされた凹部を備える、実施形態１〜２１のいずれか１つに記載の方法。
【０１７９】
実施形態２３
上記基板の移動を防止するために、上記基板を上記支持用基板上に拘束するステップを更に含む、実施形態２２に記載の方法。
【０１８０】
実施形態２４
上記支持用基板は、上記支持用基板の上記第１の主表面から上記支持用基板の第２の主表面まで延在する、複数の通路を備え、
上記拘束するステップは、上記複数の通路に真空を印加することを含む、実施形態２３に記載の方法。
【０１８１】
実施形態２５
上記凹部は更に、上記凹部から上記支持用基板の上記第２の主表面まで延在する通路を備える、実施形態２２〜２４のいずれか１つに記載の方法。
【０１８２】
実施形態２６
上記凹部内の圧力を低減するステップを更に含む、実施形態２５に記載の方法。
【０１８３】
実施形態２７
上記凹部の深さは、上記プラグの厚さより大きい、実施形態２２〜２６のいずれか１つに記載の方法。
【０１８４】
実施形態２８
上記プラグの上記加熱後に、上記内部プラグを冷却するステップを更に含む、実施形態１〜２７のいずれか１つに記載の方法。
【０１８５】
実施形態２９
上記内部プラグは冷却時に、上記内部プラグに機械的外力を印加することなく、上記基板から落下する、実施形態２８に記載の方法。
【０１８６】
実施形態３０
上記基板は、ガラス、ガラスセラミック、セラミック又はサファイアを含む、実施形態１〜２９のいずれか１つに記載の方法。
【０１８７】
実施形態３１
実施形態１〜３０のいずれか１つに記載の方法によって作製された、ガラス物品。
【０１８８】
実施形態３２
基板から物品を切断する方法であって、
上記方法は：
上記基板の主表面に略直交して延在するレーザ光線焦線に、パルスレーザ光線を集束させるステップ；
上記レーザ光線焦線を、第１の所定の経路に沿った第１の複数の場所において、上記基板へと配向するステップであって、上記レーザ光線焦線は、上記基板内に誘起吸収を生成し、上記誘起吸収は、上記レーザ光線焦線に沿って、上記基板内に、各上記第１の複数の場所において、欠陥線を生成し、上記第１の所定の経路は閉路である、ステップ；
上記基板を上記第１の所定の経路に沿って加熱して、上記第１の複数の場所の各上記欠陥線を通して割れを伝播させることにより、上記基板から内部プラグを分離するステップ；及び
上記分離するステップの後に、上記内部プラグを冷却して、上記プラグを上記基板から取り外すステップ
を含む、方法。
【０１８９】
実施形態３３
上記冷却するステップの前に上記プラグを加熱するステップを更に含む、実施形態３２に記載の方法。
【０１９０】
実施形態３４
上記プラグを加熱するステップは、第２のレーザ光線を上記プラグの中央領域に配向するステップを含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１９１】
実施形態３５
上記第２のレーザ光線は、ＣＯ２レーザ光線又はＣＯレーザ光線である、実施形態３４に記載の方法。
【０１９２】
実施形態３６
上記プラグを加熱するステップは、上記プラグの少なくとも一部分を、上記基板の軟化点以上の温度まで加熱するステップを含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１９３】
実施形態３７
上記プラグを冷却するステップは、冷却流体を上記プラグに対して配向するステップを含む、実施形態３２〜３６のいずれか１つに記載の方法。
【０１９４】
実施形態３８
上記冷却流体は液体窒素を含む、実施形態３７に記載の方法。
【０１９５】
実施形態３９
上記プラグを加熱するステップは、上記基板全体を加熱するステップを含む、実施形態３３に記載の方法。
【０１９６】
実施形態４０
ガラス物品であって、
上記ガラス物品は：
第１の主表面；
上記第１の主表面とは反対側の第２の主表面；
円形内周；
上記内周と同心の円形外周であって、上記内周及び上記外周は間に、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間に延在する、約１ミリメートル以下の厚さと、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間の、上記内周の周りに延在する第１の縁部表面と、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間の、上記外周の周りに延在する第２の縁部表面であって、上記第１の縁部表面及び上記第２の縁部表面のうちの少なくとも一方は、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間に直交して延在する複数の欠陥線を備える、第２の縁部表面とを画定する、円形外周
を備え、
各上記欠陥線の直径は約５マイクロメートル以下である、ガラス物品。
【０１９７】
実施形態４１
上記第１の主表面及び上記第２の主表面は、いずれのコーティングも含まない、実施形態４０に記載のガラス物品。
【０１９８】
実施形態４２
上記第１の主表面及び上記第２の主表面は、未研削かつ未研磨である、実施形態４０又は４１に記載のガラス物品。
【０１９９】
実施形態４３
上記第１の縁部表面及び上記第２の縁部表面は、未研削かつ未研磨である、実施形態４０〜４２のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２００】
実施形態４４
ガラス物品であって、
上記ガラス物品は：
第１の主表面；
上記第１の主表面とは反対側の第２の主表面；
円形内周；
上記内周と同心の円形外周であって、上記内周及び上記外周は間に、環と、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間に延在する、約１ミリメートル以下の厚さと、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間の、上記内周の周りに延在する第１の未研削かつ未研磨の縁部表面と、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間の、上記外周の周りに延在する第２の未研削かつ未研磨の縁部表面とを画定する、円形内周
を備え、
上記第１の縁部表面及び上記第２の縁部表面のうちの少なくとも一方のＲａ表面粗度は、約０．５マイクロメートル以下である、ガラス物品。
【０２０１】
実施形態４５
上記第１の縁部表面及び上記第２の縁部表面のうちの少なくとも一方は、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間に直交して延在する複数の欠陥線を備え、
各上記欠陥線の直径は約５マイクロメートル以下である、実施形態４４に記載のガラス物品。
【０２０２】
実施形態４６
上記第１の縁部表面及び上記第２の縁部表面のうちのいずれか一方に沿った表面下損傷の深さは、約７５マイクロメートル以下である、実施形態４４又は４５に記載のガラス物品。
【０２０３】
実施形態４７
上記表面下損傷の上記深さは、約２５マイクロメートル以下である、実施形態４６に記載のガラス物品。
【０２０４】
実施形態４８
上記ガラス物品のねじれは、約５０マイクロメートル以下である、実施形態４４〜４７のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２０５】
実施形態４９
上記ねじれは、約１５マイクロメートル以下である、実施形態４８に記載のガラス物品。
【０２０６】
実施形態５０
上記ガラス物品のアニール点は、約７００℃以上である、実施形態４４〜４９のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２０７】
実施形態５１
上記ガラス物品の上記アニール点は、約８００℃以上である、実施形態５０に記載のガラス物品。
【０２０８】
実施形態５２
６００℃の温度に３０分の期間にわたって曝露し、２３℃まで冷却した後の、上記ガラス物品の収縮は、約３５ｐｐｍ以下である、実施形態４４〜５１のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２０９】
実施形態５３
上記収縮は、約２０ｐｐｍ以下である、実施形態４４〜５２のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１０】
実施形態５４
上記ガラス物品は、５ＭＰａ以下の内部残留応力を有する、実施形態４４〜５３のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１１】
実施形態５５
上記ガラス物品は、化学強化ガラスである、実施形態４４〜５３のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１２】
実施形態５６
上記第１の主表面及び上記第２の主表面のうちのいずれか一方の平均粗度Ｒａは、約１ナノメートル以下である、実施形態４４〜５５のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１３】
実施形態５７
上記第１の主表面及び上記第２の主表面のうちのいずれか一方の上記平均粗度Ｒａは、約０．５ナノメートル以下である、実施形態５６に記載のガラス物品。
【０２１４】
実施形態５８
上記ガラス物品は、約０．５重量％以下のＳｎＯ２を含む、実施形態４４〜５７のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１５】
実施形態５９
上記ガラス物品は、約０．１５重量％以下のＳｎＯ２を含む、実施形態４４〜５８のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１６】
実施形態６０
上記複数の欠陥線のうちの隣接する上記欠陥線の間の距離は、約７マイクロメートル以下、である、実施形態４４〜５９のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１７】
実施形態６１
上記ガラス物品は、０．１％以下のアルカリ金属酸化物を含む、実施形態４４〜６０のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１８】
実施形態６２
上記第１の主表面及び上記第２の主表面は、未研削かつ未研磨である、実施形態４４〜６１のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２１９】
実施形態６３
上記第１の主表面及び上記第２の主表面は、いずれのコーティングも含まない、実施形態４４〜６２のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２２０】
実施形態６４
上記円形外周の直径は、所定の公称円形外径＋／−１５マイクロメートルである、実施形態４４〜６３のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２２１】
実施形態６５
上記円形外周の上記直径は、上記所定の公称円形外径＋／−１０マイクロメートルである、実施形態６４に記載のガラス物品。
【０２２２】
実施形態６６
上記円形内周の直径は、所定の公称内形外径＋／−２５マイクロメートルである、実施形態４４〜６５のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２２３】
実施形態６７
上記円形内周の上記直径は、上記所定の公称円形内径＋／−１０マイクロメートルである、実施形態６６に記載のガラス物品。
【０２２４】
実施形態６８
上記円形内周の中心と、上記円形外周の中心とは、約１０マイクロメートル以下だけ互いからずれている、実施形態４４〜６７のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２２５】
実施形態６９
上記円形内周の中心と、上記円形外周の中心とは、約５マイクロメートル以下だけ互いからずれている、実施形態６８に記載のガラス物品。
【０２２６】
実施形態７０
透明ガラス基板からガラス物品を切断する方法であって、
上記方法は：
第１の複数の欠陥を第１の閉路に沿って形成するステップであって、上記第１の複数の欠陥は、第１の主表面から反対側の第２の主表面まで、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直に、上記ガラス基板内へと延在する、ステップ；
上記第１の複数の欠陥それぞれを通して割れを伝播させることによって、プラグを上記基板から分離するステップ；並びに
上記分離するステップの後に、上記プラグを加熱するステップ
を含み、
上記プラグは、上記加熱するステップの停止後に、外力の印加なしに上記基板から落下する、方法。
【０２２７】
実施形態７１
第２の複数の欠陥を、上記第１の閉路と同心の第２の閉路に沿って形成するステップであって、上記第２の複数の欠陥は、上記第１の主表面から上記反対側の第２の主表面まで、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直に、上記ガラス基板内へと延在する、ステップを更に含み、
上記第２の閉路の半径は、上記第１の閉路の半径より大きい、実施形態７０に記載の方法。
【０２２８】
実施形態７２
第３の複数の欠陥を、上記ガラス基板の縁部から上記第２の閉路までの第３の経路に沿って形成するステップであって、上記第３の複数の欠陥は、上記第１の主表面から上記反対側の第２の主表面まで、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直に、上記ガラス基板内へと延在する、ステップを更に含む、実施形態７１に記載の方法。
【０２２９】
実施形態７３
上記ガラス基板を上記第２の閉路に沿って加熱することによって、上記第２の閉路に沿った割れを生成するステップを更に含む、実施形態７２に記載の方法。
【０２３０】
実施形態７４
上記ガラス基板を上記第３の閉路に沿って加熱することによって、上記第３の閉路に沿った割れを生成するステップを更に含む、実施形態７３に記載の方法。
【０２３１】
実施形態７５
ガラス基板からガラス物品を切断する方法であって、
上記方法は：
第１の複数の欠陥を第１の閉路に沿って形成するステップであって、上記第１の複数の欠陥は、第１の主表面から反対側の第２の主表面まで、上記ガラス基板内へと延在し、また上記複数の欠陥線は、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直である、ステップ；
上記第１の複数の欠陥線それぞれを通して割れを伝播させることによって、プラグを上記基板から分離するステップ；並びに
上記分離するステップの後に、上記プラグを加熱するステップ
を含み、
上記プラグは、上記加熱するステップの停止後に上記基板から落下する、方法。
【０２３２】
実施形態７６
上記第１の閉路の下方に位置決めされた凹部を備える支持用基板上に、上記ガラス基板を位置決めするステップを更に含み、
上記凹部の半径は、上記第１の閉路の半径より大きい、実施形態７５に記載の方法。
【０２３３】
実施形態７７
上記加熱するステップの間又は後に、上記凹部に真空を印加するステップを更に含む、実施形態７５又は７６に記載の方法。
【０２３４】
実施形態７８
上記形成するステップは、第１のパルスレーザ光線を、上記ガラス基板の上記第１の主表面と上記第２の主表面との間の、上記ガラス基板の全厚を通って略垂直に延在するレーザ光線焦線に集束させるステップを含み、
上記レーザ光線焦線は、上記基板内で誘起吸収を生成し、上記誘起吸収は、上記レーザ光線焦線に沿って、フィラメンテーションを生じずに、上記基板内に欠陥を生成する、実施形態７５〜７７のいずれか１つに記載の方法。
【０２３５】
実施形態７９
上記割れを伝播させるステップは、上記ガラス基板を、上記第１の閉路に沿って又は上記第１の閉路に隣接して、第２のレーザを用いて加熱するステップを含む、実施形態７５〜７８のいずれか１つに記載の方法。
【０２３６】
実施形態８０
上記第２のレーザは、ＣＯ２又はＣＯレーザである、実施形態７９に記載の方法。
【０２３７】
実施形態８１
ガラス物品であって、
上記ガラス物品は：
第１の主表面と、上記第１の主表面とは反対側の、上記第１の主表面に対して略平行な第２の主表面と、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間の厚さとを含む、ガラスシート；及び
第１の複数の円形断裂線であって、上記第１の複数の円形断裂線の各円形断裂線は、上記ガラスシートの上記厚さを通って、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直に延在する、複数の欠陥線を含み、上記第１の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線の上記複数の欠陥線は、約２マイクロメートル〜約２０マイクロメートルの距離だけ離間しており、上記第１の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線は中心を含む、第１の複数の円形断裂線
を備え、
上記第１の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線の中心は、上記第１の複数の円形断裂線の隣接する上記円形断裂線からずれている、ガラス物品。
【０２３８】
実施形態８２
上記ガラスシートは更に、第２の複数の円形断裂線を備え、
上記第２の複数の円形断裂線の各円形断裂線は、上記ガラスシートの上記厚さを通って、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直に延在する、複数の欠陥線を含み、
上記第２の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線の上記欠陥線は、約２マイクロメートル〜約２０マイクロメートルの距離だけ離間しており、
上記第１の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線は、上記第２の複数の円形断裂線のうちの１つの上記円形断裂線によって取り囲まれる、実施形態８１に記載のガラス物品。
【０２３９】
実施形態８３
上記第１の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線は、内側断裂線であり、
上記第２の複数の円形断裂線の各上記円形断裂線は、外側断裂線であり、
上記第２の複数の円形断裂線の各上記外側断裂線は、上記第１の複数の円形断裂線の各上記内側断裂線と同心である、実施形態８２に記載のガラス物品。
【０２４０】
実施形態８４
上記ガラスシートは、長さＬと、Ｌに対して垂直な幅Ｗとを備え、各上記外側断裂線は、半径ｒを有するディスクを画定し、
（（Ｌ・Ｗ）−ｎπｒ２）／（Ｌ・Ｗ）は０．６６超であり、ここでｎは、上記ガラスシート上に画定された上記ディスクの総数を表す、実施形態８３に記載のガラス物品。
【０２４１】
実施形態８５
Ｌ・Ｗは６７１，６００ｍｍ２超であり、ｎは７０以上である、実施形態８４に記載のガラス物品。
【０２４２】
実施形態８６
上記ガラスシートの上記厚さは、約５０マイクロメートル〜約３ミリメートルである、実施形態８１〜８５のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２４３】
実施形態８７
上記ガラスシートの上記厚さは、約０．６ミリメートル〜約０．７ミリメートルである、実施形態８６に記載のガラス物品。
【０２４４】
実施形態８８
上記ガラスシートの上記第１の主表面及び上記第２の主表面は、未研削かつ未研磨である、実施形態８１〜８７のいずれか１つに記載のガラス物品。
【０２４５】
実施形態８９
ガラス基板からガラス物品を切断する方法であって、
上記方法は：
第１の複数の欠陥線を第１の閉路に沿って形成するステップであって、上記第１の複数の欠陥線は、第１の主表面から反対側の第２の主表面まで、上記ガラス基板内へと延在し、また上記複数の欠陥線は、上記第１の主表面及び上記第２の主表面に対して垂直である、ステップ；
上記第１の複数の欠陥それぞれを通して割れを伝播させることによって、プラグを上記基板から分離するステップであって、上記プラグは、第１の外周内に画定される第１の主表面と、第２の外周内に画定される第２の主表面と、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間に延在する厚さＰｔｈｉｃｋｎｅｓｓと、上記第１の主表面と上記第２の主表面との間に延在する縁部表面とを備え、上記縁部表面と上記第１の主表面との交線は、第１の縁部を画定し、上記縁部表面と上記第２の主表面との交線は、第２の縁部を画定する、ステップ；並びに
上記プラグ及び／又は上記ガラス基板の温度を、Ｄｉｎｉｔｉａｌ＞ｓｑｒｔ（Ｄｆｉｎａｌ２＋Ｐｔｈｉｃｋｎｅｓｓ２）となるように変更するステップであって、Ｄｉｎｉｔｉａｌは、上記プラグの初期直径を表し、Ｄｆｉｎａｌは、上記温度を変更する上記ステップ後の、上記プラグの最終直径を表す、ステップ
を含む、方法。
【０２４６】
実施形態９０
上記温度を変更する上記ステップは、上記基板全体を加熱した後、上記プラグを冷却剤で冷却するステップを含む、実施形態８９に記載の方法。
【０２４７】
実施形態９１
上記温度を変更する上記ステップは、上記プラグを冷却材で冷却するステップを含む、実施形態９０に記載の方法。
【符号の説明】
【０２４８】
１０      親ガラス基板
１２      第１の所定の内側経路、内側経路、第１の経路
１４      第２の所定の外側経路、第２の経路
１６      プラグ
１８      第２のディスク
２０      環
２２      経路
３０      レーザ光線
３２      光学組立体
３４      レーザ光線焦線、焦線
３６      アキシコン
３７      コリメートレンズ
３８      集束レンズ
４０      基板１０の主表面、第１の主表面
４２      主表面４０と反対側の主表面、第２の主表面
１００    支持用基板
１０４    通路
１０６    支持用基板１００の第１の主表面
１０８    支持用基板１００の第２の主表面
１１０    凹部
１１２    通路
１１４    追加の通路
１１６    レーザ
１１８    パルスレーザ光線
１２０    欠陥線
１２２    第１の内側円形断裂線、内側断裂線
１２４    第２の外側円形断裂線、外側断裂線
１２６    離脱線
１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄ  離脱線
１２８    矢印
１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｄ  ガラス基板１０の縁部
１３０    割れ部分
１３２    離脱線１２６に沿って伝播する割れ
１３４    矢印
１３６    断裂線１２４を巡る割れを示す実線
１４０    矢印
１４２    ドッグイヤー
１４４    赤外レーザ
１４６、１５２    レーザ光線
１５０    レーザ
１６０    矢印
１６２    プラグ１６の上方の空気圧
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2019520291.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019520291.tif 000009
【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
2019520291.tif 000015
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2019520291.tif 000018
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【国際調査報告】
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2019520291.tif 000022
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