(57)【要約】  材料を切断するためのシステム及び方法を提供する。幾つかの実施形態によれば、材料を切断する方法は、材料に第１のレーザ出力を照射し、第１のレーザ出力に曝されると、第１のレーザ出力に曝された材料の材料特性を変化させるステップと、第１のレーザ出力に曝された材料に第２のレーザ出力を照射し、材料の切断によって生成された表面に欠陥がほとんど生じないように材料を切断するステップとを有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を切断する方法であって、
材料に第１のレーザ出力を照射し、該第１のレーザ出力に曝された上記材料の材料特性を変化させるステップと、
上記第１のレーザ出力に曝された材料に第２のレーザ出力を照射し、上記材料に生じる欠陥を大幅に減少させながら材料を切断するステップとを有することを特徴とする方法。
【請求項２】
上記第１のレーザ出力のレーザパルス幅は、
約１０ナノ秒以下、
約５０ピコ秒以下、及び
約１ピコ秒以下のうちの何れかであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
上記材料特性の変化は、
上記材料の材料格子で分子結合の分離、
上記材料の分子成分の幾何学的な再配向、及び
ビーム経路に沿った材料密度の変化のうちの何れかであることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
上記第１のレーザ出力は、可視光、赤外光及び紫外光から選択される波長を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
上記第２のレーザ出力は、
上記材料の温度上昇、
上記材料内の不連続な応力勾配、及び
上記材料中の音響衝撃波の伝播のうちの少なくとも何れか１つを引き起こすことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
上記第１のレーザ出力は、ビーム経路に沿って材料に照射され、上記第２のレーザ出力は、上記ビーム経路に沿って及び上記ビーム経路に直接隣接して材料に照射されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
上記第２のレーザ出力は、約３〜５０マイクロメートルから選択された波長を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
上記第２のレーザ出力は、約０．７８〜３マイクロメートルから選択された波長を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
上記第２のレーザ出力は、約５０〜１，０００マイクロメートルから選択された波長を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
上記第２のレーザ出力のレーザパルス幅は、
約１０ピコ秒以上、
約１マイクロ秒以上の何れかを含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
上記第２のレーザ出力は、連続波出力を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１２】
上記第１のレーザ出力を照射するステップ及び上記第２のレーザ出力を照射するステップは、第１のレーザ出力を最初に照射し、それとほぼ同時に実行されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１３】
上記材料の上面と材料の底面との間に位置する上記材料内のある深さに上記第１のレーザ出力を集光するステップを更に有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
材料を切断するレーザ装置であって、
材料の少なくとも一部に照射されると、材料の１つ以上の材料特性を変化させるレーザ出力を発生する第１のレーザ発光装置と、
上記第１のレーザ発光装置のレーザ出力に曝された材料に照射されると、上記材料に生じる欠陥を大幅に減少させながら切断された製品を製造するレーザ出力を発生する第２のレーザ発光装置とを備えることを特徴とするレーザ装置。
【請求項１５】
上記材料の上面と材料の底面との間に位置する上記材料内のある深さに上記第１のレーザ出力を集光するビーム集束アセンブリを更に備えることを特徴とする請求項１４記載のレーザ装置。
【請求項１６】
上記材料の上面に第１のレーザ発光装置のレーザ出力を集光し、上記除去材料の局在化体積を生成するビーム集束アセンブリを更に備える請求項１５記載のレーザ装置。
【請求項１７】
上記第１のレーザ発光装置のレーザ出力が上記材料に照射されると、上記材料に不連続な格子パターンを形成することを特徴とする請求項１５記載のレーザ装置。
【請求項１８】
上記第２のレーザ発光装置のレーザ出力が上記材料に照射されると、上記不連続格子パターンに熱膨張を引き起こし、該不連続格子パターンに沿って材料を切断することを特徴とする請求項１７記載のレーザ装置。
【請求項１９】
上記第１のレーザ発光装置及び第２のレーザ発光装置は、選択的にレーザパラメータを調整できる単一のレーザ装置を備えることを特徴とする請求項１５記載のレーザ装置。
【請求項２０】
上記材料は、ガラス材料、非晶質固体材料、結晶性材料、半導体材料、結晶性セラミクス、ポリマ及びこれらの組合せのうちの何れかであることを特徴とする請求項１５記載のレーザ装置。
【請求項２１】
加工によって製造された切断された製品であって、上記加工は、
ストック材料を準備するステップと、
ビーム経路に沿って上記材料に第１のレーザ出力を照射し、該ビーム経路に沿って該第１のレーザ出力に曝された材料の材料特性を変化させるステップと、
上記ビーム経路に沿って第２のレーザ出力を照射し、分離によって生成され切断された材料の表面に欠陥がほとんどに生じないように、該ビーム経路に沿って上記ストック材料から切断された材料を分離するステップとを有することを特徴とする製品。
【請求項２２】
上記切断された製品は、１つ以上の貫通孔を有する半導体を含むことを特徴とする請求項２１記載の加工。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、材料のレーザ加工に関し、より詳しく言うと、材料を切断（singulate）するシステム及び方法に関するが、これらに限定されない。
【背景技術】
【０００２】
切断（singulation）とは、一般的に言えば、材料分離工程であり、材料、特に、強化ガラス等の脆性材料への化学工程の適用及び／又は機械的な力の印加を含むことが多い。切断によって処理して製品を製造することが多い材料の他の一般的な具体例としては、非晶質固体材料、結晶性材料、半導体材料、結晶性セラミクス、ポリマ、樹脂等が挙げられるが、これらに限定されない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
幾つかの実施形態によれば、本発明は、材料を切断する方法に関する。この方法は、（ａ）材料に第１のレーザ出力を照射し、第１のレーザ出力に曝されると、材料の材料特性を変化させるステップと、（ｂ）第１のレーザ出力に曝された材料に第２のレーザ出力を照射し、材料に生じる欠陥を大幅に減少させながら材料を切断するステップとを有する。
【０００４】
他の実施形態では、本発明は、材料を切断するレーザ装置に関する。レーザ装置は、（ａ）材料の少なくとも一部に照射されると、材料の１つ以上の材料特性を変化させるレーザ出力を発生する第１のレーザ装置と、（ｂ）第１のレーザ装置のレーザ出力に曝された材料に照射されると、上記製品に生じる欠陥を大幅に減少させながら切断された製品を製造するレーザ出力を発生する第２のレーザ装置とを備える。
【０００５】
更なる実施形態では、本発明は、加工によって製造された切断された製品に関する。幾つかの実施形態では、加工は、（ａ）ストック材料を準備するステップと、（ｂ）ビーム経路に沿ってストック材料に第１のレーザ出力を照射し、ビーム経路に沿って第１のレーザ出力に曝されたストック材料の材料特性を変化させるステップと、（ｃ）ビーム経路に沿って第２のレーザ出力を照射し、切断された材料の表面に欠陥がほとんど生じないように、ビーム経路に沿ってストック材料から切断された材料を分離するステップとを有する。
【０００６】
本発明の幾つかの実施形態は、添付図面に示されている。なお、図面は、必ずしも実寸表記ではなく、本発明の理解に不要な細部を示しておらず、理解を困難にするその他の細部については省略している。本発明は、ここに例示する特定の実施形態に必ずしも限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明において使用される例示的な切断システムの概略図である。
【図２Ａ】材料への第１のレーザ出力の照射によって生じた特性変化領域を有する材料の斜視図である。
【図２Ｂ】材料内に生じた特性変化領域の微視的評価を示す材料の側面図である。
【図３】材料内の異なる深さに生じた様々な特性変化領域を示す材料の側面図である。
【図４Ａ】材料の特性変化領域を示す側面図の顕微鏡写真である。
【図４Ｂ】材料の深さ３ミリメートルでの図４Ａの側面図の他の顕微鏡写真である。
【図５】特性変化領域への第２のレーザ出力の照射によって２つの部分に切断された材料の斜視図である。
【図６】本発明の実施形態の実施に用いることができる例示的なコンピュータシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明は、多くの異なる形態の実施形態を有するが、幾つかの特定の実施形態を図面に示し以下に詳細に説明する。本発明の開示内容は、本発明の原理の例示と解釈すべきであり、以下に説明する実施形態に限定することを意図していない。
【０００９】
以下に述べる同じ又は同様の構成要素及び／又は構成部品には、全ての図面において同じ参照符号を付す。また、図面の幾つかは本発明の概略図に過ぎない。従って、図を明瞭にするために、部品のあるものは、実際の大きさとは異なる寸法で示している。
【００１０】
本発明は、一般的には、材料のレーザ加工に関し、より詳しくは、２つ以上の種類のレーザ出力を材料に照射することによって、材料、特に、切断された製品にはほとんど欠陥が生じない脆性材料を切断（singulate）するシステム及び方法に関するが、これらに限定されない。
【００１１】
切断によって材料を個々の製品に分離又は材料に特徴をフライス切削加工することができる。一般的な切断工程は、最終製品に微視亀裂又は欠け等の欠陥が生じるのを回避するために、ゆっくりと繰り返し実行される多数の加工工程を含むことが多い。複数工程の加工を行った場合において、材料に機械的な力を印加すると材料に欠陥が生じやすいため、現在の工程は歩留まりが悪い。
【００１２】
従って、機械的な材料分離装置及び／又は加工を必要としない材料を切断する簡単な工程の実現が望まれる。
【００１３】
本発明は、一般的に言えば、材料を２つ以上の異なる種類のレーザビーム出力に曝すことを含み、各々の種類のレーザビーム出力は、材料に異なる物理的メカニズムの変化を引き起こす。これらレーザビーム照射の組合せによって、綺麗な欠陥のない形状を有する製品が製造される。綺麗で欠陥のない形状を有する製品は、「ほぼ滑らかな」表面を有する製品とも言われる。
【００１４】
上述したように、切断によって処理して製品を製造することが多い材料の他の一般的な具体例としては、非晶質固体材料、結晶性材料、半導体材料、結晶性セラミクス、ポリマ、樹脂等が挙げられるが、これらに限定されない
ある。
【００１５】
例えば、強化ガラス板に２種類以上のレーザビーム出力を照射して、強化ガラス板を、タッチスクリーンデバイスの製造に利用できる１つ以上のタッチスクリーン基板に変えてもよい。強化ガラスの具体例としては、コーニング社のゴリラガラス（Gorilla Glass）及び旭硝子のドラゴントレイル（Dragontrail）等、高温放置又は化学処理による強化ガラスを挙げることができる。強化ガラス板は、従来の切断方法では欠陥が生じやすい特別の薄（約０．５ｍｍ以下）さでもよい。
【００１６】
概して、第１のレーザ出力は、材料特性を変化（modification）させ、第２のレーザ出力は、特性が変化した時点で材料を分離する。この二段階加工によって、割れ目又は他の表面の凹凸／変形等の欠陥がないエッジ面（及び製品全体）を有する切断された製品を製造することができる。すなわち、本発明は、機械的加工によって製造され分割された製品に比べて、切断されたエッジがより滑らかで、表面がより均一かつ平らで、表面に凹凸が少なく、機械的強度が大きい切断された製品を製造することができる。
【００１７】
本発明を用いて、幾何学的形状が大きく変化した切断された製品を製造することができる。更に、ここで示したシステム及び方法を用いて、高精度で特徴形状を形成することができる。特徴形状の具体例としては、小溝、開口、溝、切込み、エッチング等があるが、これらに限定されない。
【００１８】
より詳しく言うと、第１のレーザビームは、ビーム経路（工具経路とも呼ばれる）に沿って、材料の分子構造を不連続に変化させる。特性変化領域（modification）は、幾つか例を挙げれば、材料格子の分子結合の分離、分子構成の幾何学的な再配向、及び／又は分子種の空間的移動の何れかを含むことができる。特性変化領域は、巨視的には、屈折率の変動、光吸収、材料の残りの部分に対する機械的応力の変化又は材料の物理的密度の変化等を示す。
【００１９】
幾つかの実施形態では、第２のレーザビームは、第１のレーザビームと同じ経路を辿り、この経路に沿って熱効果を生じ、これにより、レーザビームが辿った経路に沿って、（特性変化領域に沿って）基板の断面間を完全に分離する。２つのレーザビームは、非常に小さな時間遅延で基板上に結像される。すなわち、第１のビーム伝送後の第２のビーム伝送までの時間遅延は非常に小さい（場合によっては、数分の１秒）。更に、２つのレーザビームは、単一の動き制御及びビーム伝送装置を用いて結像してもよい。２つのレーザビームによる基板の照射は、時間的に１つのレーザビームとして機能するように、ほぼ同時に行ってもよいが、それでも、最終的な材料特性の変化（例えば、切断）は、２つの別のレーザ誘発メカニズムの合併効果によって行われる。
【００２０】
本発明の他の例示的な実施形態によれば、短いパルスレーザを用いて材料に第１の特性変化を行い、長いパルス又は連続波レーザを用いて材料を分離する。短いパルスレーザに関連する最大出力は、上述した分子摂動の何れかを容易に引き起こす。これらの摂動は、短いパルスレーザの強電場の材料への印加に応じた電子の急速な加速によって引き起こされる。第１の特性変化は、材料の格子パターン（分子レベル）の不連続性等、一群のイオン化作用のうちの何れかを含んでもよい。
【００２１】
第２のレーザは、比較的高い平均出力及び低い最大出力でレーザビームを発生することができる。レーザビームは、光吸収により材料内に熱を発生させる。第２のレーザビームが照射された領域内の局所加熱によって、第１のレーザビームによって特性が変化した領域を選択的に加熱し、格子パターン不連続（例えば、特性変化領域）に沿って材料を分離することができる。また、その他の分離させる原因としては、材料の特性変化の領域の通過及び／又は材料の特性変化修正領域の
急激な温度勾配への音響衝撃波（acoustic Shockwave）（第２のレーザのレーザビーム照射によって生成される）の伝播が挙げられる。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態の実施に使用される例示的な切断システム（以下「システム１００」と呼ぶ。）を示す。一般的に言えば、システム１００は、第１のレーザ装置１０５及び第２のレーザ装置１１０を備え、これらは、それぞれビーム伝送アセンブリ１１５に選択的に接続されている。第１及び第２のレーザ装置のそれぞれについては以下に詳細に説明する。説明を明確にするため、第１及び第２のレーザ装置１０５，１１０は、ハウジング１２０内にお互いに別々に収容しても、任意の別のシステム（図示せず）に収容してもよいが、同じハウジング１２０内に配置されているものとして示す。
【００２３】
ビーム伝送アセンブリ１１５は、一般的に、第１及び第２のレーザ装置１０５、１１０で発生されたレーザビームを集光及び方向付けする光学的及び／又は構造部品を備えるものとして説明する。ビーム伝送アセンブリの構造及び動作は、本発明の当業者にとって周知である。従って、説明を簡潔にするため、ビーム伝送アセンブリ１１５の詳細な説明は省略することにする。
【００２４】
また、システム１００は、第１及び第２のレーザ装置１０５，１１０の下方に位置するプラットフォーム１２５を備えていてもよい。プラットフォーム１２５は、ストック材料（stock material）とも呼ばれる材料１３０を支持するために使用してもよい。
【００２５】
ここで、図１〜図２Ｂを参照して一括して説明すると、第１のレーザ装置１０５は、材料１３０中に１次電子エネルギ励起（primarily electronic energy excitation）を引き起こすレーザビーム１３５を発生するように適合された多くの異なる種類のレーザの何れ１つを含んでいてもよい。なお、第１のレーザ装置１０５は、可視光線、赤外線又は紫外線の何れかから選択される光の波長を有するレーザビームを発生することができる。
【００２６】
更に、第１のレーザ装置１０５は、約１０ナノ秒以下のレーザパルス幅を使用できる。他の実施形態では、第１のレーザ装置１０５は、約５０ピコ秒以下のレーザパルス幅を使用する。幾つかの実施形態では、第１のレーザ装置１０５は、約１ピコ秒以下のレーザパルス幅を使用する。第１のレーザ装置１０５のレーザパルス幅は、照射領域（特性変化領域の所望の領域）内で生成されるべき所望の電界強度に基づいて選択できる。レーザパルス幅及びレーザパルス強度は、密度や不透明度等の材料の物理的性質に基づいて変更してもよい。
【００２７】
第１のレーザ装置１０５は、ビーム経路１４０に沿って又はパターンに応じて、材料にレーザビームを選択的に照射できる。ビーム伝送アセンブリ１１５を選択的に調整することによって、材料のどんな深さにも電子エネルギ励起を引き起こすことができる（図３参照）。更に、第１のレーザ装置１０５の更なるパラメータ、例えば、ビーム伝送速度及びビームエネルギレベル等の追加パラマータを変化させることによって、電子エネルギ励起の量を選択的に調整できる。
【００２８】
材料の電子エネルギ励起によって、ビーム経路１４０に沿って、材料内で分子摂動を引き起こすことができる。一般論として、材料の摂動は、材料１３０の１つ以上の物理的特性の変化を含む。幾つかの摂動の例としては、例えば、材料の分子格子の分子結合の分離（格子パターン不連続性の生成としても知られている）、除去材料の局在化体積（スクライブとしても知られている）、材料分子の幾何学的な再配向及び／又はビーム経路に沿った材料密度の変化等を挙げることができる。
【００２９】
図２Ａ及び図２Ｂは、ビーム経路１４０の長さに沿って材料１３０の上面１５０と底面１５５との間に延びる特性変化領域１４５を示す。
【００３０】
図３は、材料３００内での長さ及び深さが変化した材料の特性変化流域を示す。例えば、特性変化領域３０５は、材料３００の上面３１０と底面３１５との間に延びている（図２Ａ及び図２Ｂの特性変化領域１４５と同じ）。特性変化領域３２０は、上面３１０から材料３００内のある深さまで達しているものとして示す。特性変化領域３２５は、上面３１０の下の少し離れた位置から始まり、底面３１５の上の所定の位置で終わるものとして示す。特性変化領域３３０は、材料３００の底面３１５から上向きに延び、上面３１０から少し離れた材料３００内の所定の位置で終わっている。これらの特性変化領域は、あくまで例示的なものに過ぎず、特性変化領域が、材料３００の上面３１０と底面３１５との間で任意の深さまで達していてもよいことを示している。
【００３１】
更に、ビーム伝送アセンブリ１１５の光学配置を変更することによって、ビーム経路１４０の幅を選択的に調整できる。幾つかの実施形態によれば、ビーム伝送アセンブリ１１５は、約１マイクロメートルから１００マイクロメートルの幅で第１のレーザ装置１０５の出力を集光することができる。ビーム幅を選択的に変更して、特性変化領域３０５の大きさを変更できることは、本発明の当業者にとって明らかである。
【００３２】
材料の材料特性の変化領域は、材料の機械的特性を検査することによって立証できる。例えば、特性変化によって、材料（特に透明又は半透明材料）の屈折率を特性変化領域に沿って変化させることができる。従って、材料の屈折を検査すれば、
特性が変化した材料を特性が変化していない材料から視覚的に区別することができる。
【００３３】
図４Ａ及び図４Ｂは、特性が変化した材料４００の屈折率検査の顕微鏡写真を示す。材料４００は、材料４００内の特性を変化４０５させた第１のレーザ出力に曝されている。この特性変化によって、第１のレーザ装置から放射されたビーム経路に沿って、材料４００の密度が変化したことが分かる。屈折率を検査するには、材料へ光を照射する。材料へ光を照射すると、特性変化領域４０５は、材料４００内を延びる暗線として現れる。暗線が現れる理由は、特性変化領域４０５に隣接する（両側）の材料４００の他の部分に対して、光が特性変化領域４０５を通過するとき光の伝播が遅くなる又は光吸収が大きくなるためである。
【００３４】
なお、材料４００内の３ミリメートルの深さを示す点を除いて、図４Ｂは、図４Ａと同じ材料４００の一部を示す。更に、材料４００は、少なくとも部分的に透明であり、光を透過することができるので、材料４００の拡大及び撮像が可能である。
【００３５】
図５は、特性が変化した材料５００（既に分割された構成で示す。）の第１の部分５０５及び第２の部分５１０等の個別の部分への分離（例えば、切断）を示す。第１及び第２の部分５０５、５１０は、第１の部分５０５のエッジ面５１５を示すためにだけ、お互いにずらして示している。特性が変化した材料は、予め第１のレーザ装置１０５の第１のレーザ出力が照射された材料を含むものと理解される。
【００３６】
特性が変化した材料５００の切断は、ビーム経路５２０に沿って、第２のレーザ装置１１０のレーザ出力によって行われる。なお、図示のためにだけ、ビーム経路５２０は、特性が変化した材料５００のエッジを超えて延びているものとして示す。
【００３７】
第２のレーザ装置１１０のレーザ出力は、ビーム経路５２０に沿って特性が変化した材料５００を加熱し、これによって、（ビーム経路５２０で示される）特性変化領域に沿って、特性が変化した材料を分離又は切断する。第２のレーザ装置１１０によって特性が変化した材料５００を分離することで、ほとんど欠陥がない切断された製品が製造される。例えば、切断されたエッジ面５１５等のエッジ面及び切断により生成された角部５２５、５３０は、割れ、欠け、歪み等の欠陥がほとんどない。これらの欠陥は、製品の機械的完全性及び破壊強度を低下させ及び／又は美観を損ねるおそれがある。図示していないが、第２の部分５１０もほとんど欠陥がない切断されたエッジ面を有する。
【００３８】
図示していないが、第２のレーザ装置１１０によって発生されたレーザビームは、特性が変化した材料に直接隣接する材料の温度を上昇させるのに十分な幅を有していてもよい。隣接する材料の温度が上昇することは、切断時、ビーム経路５２０に沿った欠陥の発生を防止するのに役立つ。
【００３９】
使用するレーザの種類に応じて、第２のレーザ装置１１０の第２の出力は、特性が変化した材料５００中を伝播する音響衝撃波を発生することができる。この音響衝撃波は、ビーム経路５２０に沿って、特性が変化した材料を破損させるおそれがある。なお、音響衝撃波は、超高速レーザ装置の出力によって発生することができる。
【００４０】
他の実施形態では、第２のレーザ装置１１０のレーザビームとして、約１０ピコ秒以上のレーザパルス幅を使用してもよい。他の実施形態では、約１マイクロ秒以上のレーザパルス幅を使用してもよい。
【００４１】
幾つかの実施形態では、第２のレーザ出力は、約０．７８〜３マイクロメートルの範囲（すなわち、近赤外光スペクトル）から選択された波長を含むことができる。他の実施形態では、第２のレーザ出力は、約３〜５０マイクロメートルの範囲（すなわち、中赤外光スペクトル）から選択された波長を含むことができる。他の実施形態では、第２のレーザ出力は、５０〜１，０００マイクロメートルの範囲（すなわち、遠赤外光スペクトル）から選択された波長を含むことができる。更に他の実施形態では、第２のレーザ装置１１０は、連続波レーザ装置を含む。
【００４２】
上述したように、第２のレーザ装置１１０のビーム幅は、特性変化領域１４５の幅に基づいて選択的に調整してもよい。ビーム幅は、ビーム伝送アセンブリ１１５の光学配置を変更することによって選択的に調整できる。幾つかの実施形態によれば、ビーム伝送アセンブリ１１５は、（第１のレーザ装置の出力によって引き起こされる特性変化領域の幅、すなわち約１〜１００μｍに基づいて）第２のレーザ装置１１０の出力を約１０μｍ〜１０ｍｍの幅に集光することができる。
【００４３】
幾つかの実施形態では、システム１００は、第１のレーザ装置１０５から、材料１３０のビーム経路１４０の全長に沿ってレーザ出力を照射し、この後、第２のレーザ装置１１０から、ビーム経路１４０の全長に沿ってレーザ出力を照射する。他の実施形態では、第１及び第２のレーザ装置１０５、１１０のレーザ出力の両方はほぼ同時に行われる。すなわち、第２のレーザ装置１１０出力は、第１のレーザ装置１０５の出力の照射後に行ってもよい。例えば、第２のレーザ装置１１０のレーザビームは、ビーム経路１４０に沿って、（所定の位置で）第１のレーザ装置１０５のレーザビームの後に続いて照射してもよい。
【００４４】
上述した具体例は、単一の矩形材料を２つの別々の矩形部分に分離するものであるが、システム１００を用いて、ストック材料から精密に成形された製品を製造できることは当業者にとって明らかである。例えば、上述した方法に基づき、強化ガラス板を加工して、複数のタッチスクリーン基板を製造することもできる。タッチスクリーン基板は、所望の如何なる幾何学的構成を有していてもよい。
【００４５】
更に、上述の加工を用いて、開口又はポート等の細かな細部をタッチスクリーン基板に作り込むこともできる。
【００４６】
他の例示的用途では、本発明により半導体基板を加工することもできる。例えば、本発明を用いてシリコン貫通電極（through-silicon vias）等の特徴形状を半導体基板に形成することができる。
【００４７】
幾つかの実施形態によれば、システムは、個別の第１及び第２のレーザ装置を備えるのではなく、様々なレーザ出力を発生することができる単一のレーザ発生／放射装置を備えていてもよい。例えば、単一のレーザ発生／放射装置は、短いパルス幅レーザビーム及び長いパルス幅レーザビーム両方を発生できるものであってもよい。また、単一のレーザ発生／放射装置は、任意の適切な波長範囲内のレーザビームを出力するものであってもよい。
【００４８】
第１及び第２のレーザ装置１０５，１１０の両方について、これらのレーザ装置は、（例えば、材料への又は材料内の）レーザビーム伝送のための多くの技術のうちの任意の１つを用いてもよいことは明らかである。レーザビーム伝送技術の非限定的な具体例としては、線形及び／又は非線形光伝播、静的及び／又は過渡的な導波路効果、光回折、屈折、反射、フィラメント形成、自己集束、並びに本発明の当業者に周知の立体、平面、線及び点の何れかに対するレーザエネルギの位置付けのための他のあらゆる技術／装置が含まれる。
【００４９】
更に、ここで述べるレーザ装置の合併効果は、広範囲の微細加工用途に使用してもよく、幾つかの例を挙げると、宝石原石の成形、半導体ウェハスクライビング又は切断、硬組織の外科的切断、透明装置内のシリアル番号又は製品番号のマーキング等の証印のマーキングが含まれるが、これらに限定されない。
【００５０】
図１に戻って説明すると、ストック材料１３０は、動作時、システム１００のプラットフォーム１２５に載置される。幾つかの実施形態では、実行可能な命令を用いて、システム１００の動作特性を選択的に変更して、ストック材料から製品を切断する。これらの命令は、図６を参照して説明するコンピュータシステム６００等のコンピュータシステムのプロセッサ（図示せず）で実行してもよい。コンピュータシステムは、システム１００の動作を制御して材料を切断する特定用途に特化したものであってもよい。
【００５１】
実行可能な命令は、材料１３０の物理的特性に基づいて選択された、第１のレーザ装置１０５のレーザパラメータを含むことができる。材料１３０の物理的特性は、ユーザが入力しても、１つ以上のセンサ（図示せず）から収集されたデータによって入力してもよい。次に、ビーム伝送アセンブリ１１５を選択的に調整して、第１のレーザ装置１０５のビームを材料１３０に対し特定の深さと幅に集光する。第１のレーザ装置１０５の出力は、所望の製品プロファイルに応じて、ビーム経路１４０に沿って照射される。すなわち、ビーム経路１４０は、所望の製品プロファイルの輪郭（例えば、矩形、円形、多角形、不規則形状等）を近似する。
【００５２】
第１のレーザ装置１０５の出力を照射すると、ビーム経路１４０に沿って、材料１３０の材料特性変化領域１４５が生じる。ビーム経路１４０に沿って材料１３０を分離又は切断するために、材料の物理的特性及び材料１３０内に生じた特性変化領域１４５に基づいて、第２のレーザ１１０のレーザパラメータを選択的に調整する。
【００５３】
次に、ビーム伝送装置１１５の構成を選択的に調整する。例えば、第２のレーザ装置１１０のビームの幅は、第２のレーザ装置１１０のビームが、特性変化領域１４５に隣接する材料の一部及び特性変化領域１４５自体に向けられるように選択される。
【００５４】
第２のレーザ装置１１０の出力を照射すると、材料１３０のエッジ面に（又は、材料１３０の他の部分）に欠陥を生じることなく、特性変化領域１４５に沿って、ストック材料１３０から製品（図示せず）が分離又は切断される。
【００５５】
図６は、本発明の実施形態の実施に用いることができる例示的なコンピュータシステム６００を示す。図６のシステム６００は、コンピュータシステム、ネットワーク、サーバ又はこれらの組合せ等において実装することができる。図６のコンピュータシステム６００は、１つ以上のプロセッサ６１０と、主記憶装置６２０とを備える。主記憶装置６２０は、プロセッサ６１０で実行される命令及びデータを部分的に格納する。主記憶装置６２０には、動作時に実行可能コードを格納してもよい。図６のシステム６００は、更に、大容量記憶装置６３０、携帯用記憶媒体ドライブ６４０、出力装置６５０、ユーザ入力装置６６０、グラフィックディスプレイ６７０及び周辺機器６８０も備える。
【００５６】
図６に示す構成部品は、単一のバス６９０を介して接続されているものとして示す。これらの構成部品は、１つ以上のデータ転送手段を介して接続してもよい。処理装置６１０及び主記憶装置６２０は、ローカルマイクロプロセッサバスを介して接続してもよく、大容量記憶装置６３０、周辺機器６８０、携帯用記憶装置６４０及び表示装置６７０は、１つ以上の入出力（Ｉ／Ｏ）バスを介して接続してもよい。
【００５７】
大容量記憶装置６３０は、磁気ディスクドライブ又は光ディスクドライブであってもよく処理装置６１０で使用されるデータ及び命令を格納する不揮発性記憶装置である。大容量記憶装置６３０は、本発明の実施形態を実施するシステムソフトウェアを主記憶装置６２０に格納できる。
【００５８】
携帯用記憶装置６４０は、例えば、フロッピーディスク、コンパクトディスク、デジタルビデオディスク、ＵＳＢメモリ等の携帯用不揮発性記憶媒体と共に動作し、図６のコンピュータシステム６００に／からデータ及びコードを入出力する。本発明の実施形態を実施するシステムソフトウェアは、このような携帯用端末に格納して、携帯用記憶装置６４０を介して、コンピュータシステム６００にロードしてもよい。
【００５９】
入力装置６６０は、ユーザインタフェースの一部を提供する。入力装置６６０は、英数字及び他の情報を入力するキーボード等の英数字キーパッド、又はマウス、トラックボール、スタイラス、カーソル矢印キー等のポインティングデバイスであってもよい。図６に示すシステム６００としては、出力装置６５０を含む。適切な出力装置としては、スピーカ、プリンタ、ネットワークインタフェース及びモニタ等が挙げられる。
【００６０】
表示装置６７０は、液晶ディスプレイ（liquid crystal display：ＬＣＤ）又は他の適切な表示装置であってもよい。表示装置６７０は、テキスト及びグラフィック情報を受け取り、これらの情報を処理して表示装置に出力する。
【００６１】
周辺機器６８０は、コンピュータシステムに機能を追加する如何なる種類のコンピュータ支援機器であってもよい。周辺機器６８０は、モデム又はルータを備えていてもよい。
【００６２】
図６のコンピュータシステム６００に設けられる構成部品は、本発明の実施形態で実施するのに適切なコンピュータシステムに通常見られるもので、当技術分野で周知の広範な範疇のコンピュータ構成部品を示すことを意図している。すなわち、図６のコンピュータシステム６００は、パーソナルコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータシステム、電話、モバイルコンピューティングシステム、ワークステーション、サーバ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ又は他の如何なるコンピュータシステムであってもよい。また、コンピュータは、ネットワーク接続されたプラットフォーム、マルチプロセッサプラットフォーム等、異なるバス構成を備えていてもよい。Ｕｎｉｘ、Ｌｉｎａｘ、Ｗｉｎｄｏｗｓ、ＭａｃｉｎｔｏｓｈＯＳ、ＰａｌｍＯＳ、Ａｎｄｒｏｉｄ、ｉＰｈｏｎｅＯＳ等、他の適切なオペレーティングシステムを含む様々なオペレーティングシステムを用いることができる。
【００６３】
本発明と共に用いるのが適切なここで述べた処理を実行するのに適する如何なるハードウェアプラットフォームを使用してもよい。コンピュータ読取可能な記憶媒体とは、中央演算処理装置（central processing unit：ＣＰＵ）、プロセッサ、マイクロコントローラ等に命令を与えるのに関与するあらゆる種類の媒体を指す。このような媒体は、光ディスク及び磁気ディスク等の不揮発性媒体、ダイナミックメモリ等の揮発性記憶媒体であってもよいが、これらに限定されない。コンピュータ読取可能な記憶媒体の一般的な形式としては、フロッピーディスク、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気テープ、他のあらゆる磁気記憶媒体、ＣＤ−ＲＯＭディスク、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）、他のあらゆる光記憶媒体、ＲＡＭ、ＰＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＦＬＡＳＨＥＰＲＯＭ及び他のあらゆるメモリチップ又はカートリッジが挙げられる。
【００６４】
上記において各種実施形態を説明したが、これらは、あくまで例示的なものに過ぎず、本発明を限定するものではない。これらの説明は、本発明の範囲を、ここで説明した特定の実施形態に限定することを意図していない。従って、好適な実施形態の広さ及び範囲は、上述したどの例示的な実施形態によっても限定すべきではない。すなわち、上述した説明は、あくまで例示的なものに過ぎず、限定するものではない。逆に、上述した説明は、添付の特許請求の範囲に規定されており、さもなければ当業者に理解されるように、本発明の精神と範囲に含まれるものとして、代替例、変更例及び均等物を包含することを意図している。従って、本発明の範囲は、上述した説明によってではなく、その代わりに均等物の全範囲と共に、添付の特許請求の範囲によって決定しなければならない。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【国際調査報告】
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