(57)【要約】【課題】本発明は、改質領域を形成するためのレーザ光の集光位置が分散されることを抑制することにより、改質領域の形成に寄与しない無駄なエネルギの発生を抑制することで、加工のために要するエネルギの増加を抑制することができるレーザ加工装置、レーザ加工方法、及び電気光学装置の製造方法を提供する。【解決手段】本発明によるレーザ加工方法は、複数の部材が貼り付けられたマザー基材を分割することで、マザー基材が分割された基材上に部材が貼り付けられた基材体を形成するレーザ加工方法であって、マザー基材の面上であって部材の周囲の空間に、少なくとも大気の屈折率より部材の屈折率に近い屈折率を有する液体を供給する液体供給工程と、レーザ照射装置から射出したレーザ光をマザー基材の内部に集光して改質領域を形成し、マザー基材とレーザ照射装置とを相対移動させることで、改質領域を連ねた改質層を形成する改質層形成工程と、を有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の部材が貼り付けられたマザー基材を分割することで、前記マザー基材が分割された基材上に前記複数の部材のそれぞれの部材が個別に貼り付けられた基材体を形成するレーザ加工方法であって、
前記マザー基材の面上であって前記部材の周囲の空間に、少なくとも大気の屈折率より前記部材の屈折率に近い屈折率を有する液体を供給する液体供給工程と、
レーザ照射装置から射出したレーザ光を前記マザー基材の内部に集光して改質領域を形成し、前記マザー基材と前記レーザ照射装置とを前記マザー基材の平面方向に相対移動させることで、前記改質領域を連続的に、又は離間して連ねた改質層を形成する改質層形成工程と、を有することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
両面が平坦な板状の形状を有し、前記複数の部材、及び前記液体が供給された前記マザー基材の面上であって前記部材の周囲の空間を覆う、カバー部材を設置するカバー部材設置工程を、さらに有することを特徴とする、請求項１に記載のレーザ加工方法。
【請求項３】
前記カバー部材は、前記液体又は前記部材の屈折率に略等しい屈折率を有する材料で形成されていることを特徴とする請求項２に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
複数の部材が貼り付けられたマザー基材を分割して、前記マザー基材が分割された基材上に前記複数の部材のそれぞれの部材が個別に貼り付けられた基材体を形成するレーザ加工方法であって、
レーザ照射装置のレーザ光射出口と前記マザー基材との間に、少なくとも大気の屈折率より前記部材の屈折率に近い屈折率である液体を満たした状態を維持しつつ、前記レーザ照射装置から射出したレーザ光を前記マザー基材の内部に集光して改質領域を形成し、前記マザー基材と前記レーザ照射装置とを前記マザー基材の平面方向に相対移動させることで、前記改質領域を連続的に、又は離間して連ねた改質層を形成する改質層形成工程を有することを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項５】
前記液体を堰き止めることにより、前記液体が前記マザー基材の面上であって前記部材の周囲の空間、又は前記レーザ光射出口と前記マザー基材との間に在る状態を維持することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記液体を堰き止めるための堰堤を、前記マザー基材の上に形成することを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
前記液体を堰き止めるための堰堤を、前記マザー基材を載置するためのステージの上に形成することを特徴とする請求項５に記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記マザー基材の周縁部を、前記液体に対して撥液性に処理する撥液化工程をさらに有することを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
前記マザー基材が、電気光学装置を構成するメイン基板が区画形成されたマザー基板であり、前記部材が、前記電気光学装置を構成する対向基板であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項１０】
複数の部材が貼り付けられたマザー基材を分割して、前記マザー基材が分割された基材上に前記複数の部材のそれぞれの部材が個別に貼り付けられた基材体を形成するためのレーザ加工装置であって、
レーザ光を射出するレーザ光源と、
前記レーザ光を集光して前記マザー基材に照射することで、前記レーザ光を前記マザー基材の内部の一点の近傍に集光する光学素子と、
前記マザー基材を載置するための載置面を有するステージと、
前記光学素子と前記ステージとを、前記載置面に平行な方向で相対移動させる移動装置と、
液体供給装置と、を備え、
当該液体供給装置によって、前記ステージ上に載置された前記マザー基材上の前記マザー基材の面上であって前記部材の周囲の空間に、少なくとも大気の屈折率より前記部材の屈折率に近い屈折率を有する液体を供給することを特徴とするレーザ加工装置。
【請求項１１】
両面が平坦な板状の形状を有し、前記複数の部材、及び前記液体が供給された前記マザー基材の面上であって前記部材の周囲の空間を覆うカバー部材を設置するカバー部材設置装置をさらに備えることを特徴とする、請求項１０に記載のレーザ加工装置。
【請求項１２】
前記カバー部材は、前記液体又は前記部材の屈折率に略等しい屈折率を有する材料で形成されていることを特徴とする、請求項１１に記載のレーザ加工装置。
【請求項１３】
前記液体供給装置によって、前記光学素子のレーザ光射出口と前記マザー基材との間に、前記液体を満たした状態を維持するように、前記液体を供給することを特徴とする、請求項１０に記載のレーザ加工装置。
【請求項１４】
前記液体を堰き止めるための堰堤を、さらに備えることを特徴とする、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１５】
前記ステージの周縁部が、前記液体に対して撥液性に処理されていることを特徴とする、請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１６】
前記マザー基材が、電気光学装置を構成するメイン基板が区画形成されたマザー基板であり、前記部材が、前記電気光学装置を構成する対向基板であることを特徴とする、請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置。
【請求項１７】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のレーザ加工方法を用いて、複数の電気光学装置が区画形成されたマザー電気光学装置基板を個別の前記電気光学装置に分割することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１０乃至１５のいずれか一項に記載のレーザ加工装置を用いて、複数の電気光学装置が区画形成されたマザー電気光学装置基板を個別の前記電気光学装置に分割することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を用いて加工対象物を加工するレーザ加工装置、レーザ加工方法、及びレーザ加工装置又はレーザ加工方法を用いた電気光学装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、基板又はウェハなどの加工対象物を任意の切断線に沿って切断する技術として、加工対象物の内部に多光子吸収による改質領域を、切断予定ラインに沿って形成し、当該改質領域を利用して切断する技術が知られている。この技術は、切断屑が生じ難いので、微細な加工に適している。特許文献１には、レーザ加工装置を用いてパルスレーザ光を加工対象物に照射し、改質させる部分に当該パルスレーザ光を集光させることによって、加工対象物の内部に改質領域を形成するレーザ加工方法が開示されている。このレーザ加工方法によれば、わずかな力を加えるだけで、改質領域を起点にして加工対象物を切断することができる。
【０００３】
特許文献２には、加工対象物の厚さが加工対象物の厚さ方向の改質領域の幅に比べて大きい場合に、一つの切断予定ラインに対して、加工対象物の厚さ方向における集光点の位置を変えながら複数回の改質領域形成工程を実行することで、改質領域を加工対象物の厚さ方向に積層して、加工対象物の平面方向の改質領域の面積を増すことなく、厚さ方向全域にわたる改質領域を形成する方法が開示されている。
【０００４】
これらのレーザ加工方法は、切断屑が生じ難いので、切断屑による加工対象物の損傷を防止する手段を講ずる必要が殆どないため、最終製品に近い状態での分割にも好適に用いることができる。大判のウェハ上で、分割すれば略最終製品となる状態まで工程を進めた状態での分割は、例えば、多数の表示パネル基板が区画形成され、各表示パネル基板の区画毎に対向基板が貼り付けられたマザー基板を、個別の表示パネルに分割する場合などである。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１９２３６７号公報
【特許文献２】特開２００２−２０５１８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、加工対象物に貼り付けられた小基板の周囲において加工対象物にレーザ光を照射する場合に、略一点に集光されるように射出されたレーザ光の中で、空気中を進んで加工対象物に達するレーザ光と、空気中と小基板の中とを進んで加工対象物に達するレーザ光とで、集光位置が異なるという課題があった。詳細には、図１１に示したように、集光レンズの対物レンズ５０１から射出されたレーザ光は、空気中を進んで集光点Ｆ５０に集光される。しかし、集光される光束の最外周の部分の光束である光束５２０は、小基板５１１に小基板５１１の上面から入射される際と、小基板５１１の側面から射出される際とで、共に、進行方向が図１１の下側に屈折させられる。このため、光束の最外周部分の光は集光点Ｆ５５の辺りに集光される。このように、通過した経路によって集光される位置が異なり、対物レンズ５０１から射出されたレーザ光が集光される位置は、集光点Ｆ５０から集光点Ｆ５５にかけて分散される。
【０００７】
集光位置が分散した状態においても、改質領域を形成できる充分なエネルギを加工対象物に印加するためには、集光位置が分散されることで改質領域の形成に寄与しない無駄なエネルギも含めた、大きなエネルギを供給する必要があった。即ち、加工のために要するエネルギが増大するという課題があった。特許文献２に開示された加工方法のように加工対象物の厚さ方向における集光位置を変えると、集光位置の分散のしかたも変わるため、加工対象物の厚さ方向における全ての位置に改質領域を形成できる充分なエネルギを加工対象物に印加するためには、さらに大きなエネルギを供給する必要があるという課題もあった。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するものであり、集光位置が分散されることを抑制することにより、改質領域の形成に寄与しない無駄なエネルギの発生を抑制することで、加工のために要するエネルギの増加を抑制することができるレーザ加工装置、レーザ加工方法、及び電気光学装置の製造方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によるレーザ加工方法は、複数の部材が貼り付けられたマザー基材を分割することで、マザー基材が分割された基材上に複数の部材のそれぞれの部材が個別に貼り付けられた基材体を形成するレーザ加工方法であって、マザー基材の面上であって部材の周囲の空間に、少なくとも大気の屈折率より部材の屈折率に近い屈折率を有する液体を供給する液体供給工程と、レーザ照射装置から射出したレーザ光をマザー基材の内部に集光して改質領域を形成し、マザー基材とレーザ照射装置とをマザー基材の平面方向に相対移動させることで、改質領域を連続的に、又は離間して連ねた改質層を形成する改質層形成工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
本発明に係るレーザ加工方法によれば、マザー基材上の部材の周囲の空間に、少なくとも大気の屈折率より部材の屈折率に近い屈折率を有する液体が供給された状態で、改質層形成工程が実施される。基材上に部材が個別に貼り付けられた基材体を形成するためには、改質層形成工程において、マザー基材における部材が貼り付けられた間の部分に改質層を形成する。大気中において、レーザ照射装置から射出されてマザー基材に入射するレーザ光は、大気中のみを進んでマザー基材に入射する部分と、大気中及び部材の中を進んでマザー基材に入射する部分とが存在する可能性がある。大気と部材を構成する材料とでは屈折率が異なることにより、レーザ光が大気中から部材に入射する部分で屈折させられることから、大気中のみを進んでマザー基材に入射する部分と、大気中及び部材の中を進んでマザー基材に入射する部分とで、集光される位置が異なる。
【００１１】
本発明に係るレーザ加工方法によれば、マザー基材の面上であって部材の周囲の空間に液体が供給されていることから、マザー基材に入射するレーザ光は、大気中と液体の中とを進んでマザー基材に入射する部分と、大気中及び部材の中を進んでマザー基材に入射する部分とが存在する。液体は少なくとも大気の屈折率より部材の屈折率に近い屈折率を有するため、レーザ光が大気中から液体に入射する部分では、大気中のみを進む場合より、レーザ光が大気中から部材に入射する部分で屈折させられる状態に近い状態で屈折させられる。これにより、レーザ光が大気中から部材に入射する部分で屈折させられることに起因する集光位置のずれを抑制することができる。集光位置のずれが抑制されることにより、レーザ光のエネルギがより狭い範囲に集中されてエネルギの集中度合いが向上することから、集中度合いが低いために改質領域の形成に寄与しない無駄なエネルギの発生を抑制することで、加工のために要するエネルギの増加を抑制することができる。
【００１２】
本発明において、レーザ加工方法は、両面が平坦な板状の形状を有し、複数の部材、及び液体が供給されたマザー基材の面上であって部材の周囲の空間を覆う、カバー部材を設置するカバー部材設置工程を、さらに有することが好ましい。
【００１３】
このレーザ加工方法によれば、マザー基材の面上であって部材の周囲の空間に供給された液体の表面が、当該部分を覆ったカバー部材の面に接触する。これにより、液体の表面がカバー部材の面に倣って平坦なることから、レーザ光が入射する液体の面を略均一な平坦面にすることができる。
【００１４】
本発明において、レーザ加工方法は、カバー部材が、液体又は部材の屈折率に略等しい屈折率を有する材料で形成されていることが好ましい。
【００１５】
このレーザ加工方法によれば、カバー部材の屈折率と、液体又は部材の屈折率との差が殆どなくなる。これにより、カバー部材と、液体又は部材との境界における、屈折率が異なることによって発生するレーザ光の屈折が殆ど発生しなくなることから、レーザ光がカバー部材を透過することが集光位置のずれに及ぼす影響を、殆どなくすることができる。
【００１６】
本発明によるレーザ加工方法は、複数の部材が貼り付けられたマザー基材を分割して、マザー基材が分割された基材上に複数の部材のそれぞれの部材が個別に貼り付けられた基材体を形成するレーザ加工方法であって、レーザ照射装置のレーザ光射出口とマザー基材との間に、少なくとも大気の屈折率より部材の屈折率に近い屈折率である液体を満たした状態を維持しつつ、レーザ照射装置から射出したレーザ光をマザー基材の内部に集光して改質領域を形成し、マザー基材とレーザ照射装置とをマザー基材の平面方向に相対移動させることで、改質領域を連続的に、又は離間して連ねた改質層を形成する改質層形成工程を有することを特徴とする。
【００１７】
本発明に係るレーザ加工方法によれば、レーザ光射出口とマザー基材との間に、少なくとも大気の屈折率より部材の屈折率に近い屈折率である液体を満たした状態で、改質層形成工程が実施される。基材上に部材が個別に貼り付けられた基材体を形成するためには、改質層形成工程において、マザー基材における部材が貼り付けられた間の部分に改質層を形成する。大気中において、レーザ照射装置から射出されてマザー基材に入射するレーザ光は、大気中のみを進んでマザー基材に入射する部分と、大気中及び部材の中を進んでマザー基材に入射する部分とが存在する可能性がある。大気と部材を構成する材料とでは屈折率が異なることにより、レーザ光が大気中から部材に入射する部分で屈折させられることから、大気中のみを進んでマザー基材に入射する部分と、大気中及び部材の中を進んでマザー基材に入射する部分とで、集光位置が異なる。
【００１８】
本発明に係るレーザ加工方法によれば、レーザ光射出口とマザー基材との間に液体が供給されていることから、マザー基材に入射するレーザ光は、液体の中とを進んでマザー基材に入射する部分と、液体中及び部材の中を進んでマザー基材に入射する部分とが存在する。液体の中のみを進むレーザ光は、殆ど直進する。液体中及び部材の中を進むレーザ光は、液体は少なくとも大気の屈折率より部材の屈折率に近い屈折率を有するため、レーザ光が液体中から部材に入射する部分では、レーザ光が大気中から部材に入射する部分で屈折させられるより小さい屈折角で屈折させられる。これにより、レーザ光が部材に入射する部分で屈折させられることに起因する集光位置のずれを抑制することができる。集光位置のずれが抑制されることにより、レーザ光のエネルギがより狭い範囲に集中されてエネルギの集中度合いが向上することから、集中度合いが低いために改質領域の形成に寄与しない無駄なエネルギの発生を抑制することで、加工のために要するエネルギの増加を抑制することができる。
【００１９】
本発明において、レーザ加工方法は、液体を堰き止めることにより、液体がマザー基材の面上であって部材の周囲の空間、又はレーザ光射出口とマザー基材との間に在る状態を維持することが好ましい。
【００２０】
このレーザ加工方法によれば、液体を堰き止めることにより、液体が流出することを抑制することができることから、液体がマザー基材の面上であって部材の周囲の空間に在る状態、又はレーザ光射出口とマザー基材との間に在る状態を、液体を堰き止めない場合に比べて、より確実に維持することができる。
【００２１】
本発明において、レーザ加工方法は、液体を堰き止めるための堰堤を、マザー基材の上に形成することが好ましい。
【００２２】
このレーザ加工方法によれば、マザー基材の上に形成された堰堤によって液体を堰き止めることにより、液体が流出することを抑制することができることから、液体がマザー基材の面上であって部材の周囲の空間に在る状態、又はレーザ光射出口とマザー基材との間に在る状態を、堰堤を形成しない場合に比べて、より確実に維持することができる。
【００２３】
本発明において、レーザ加工方法は、液体を堰き止めるための堰堤を、マザー基材を載置するためのステージの上に形成することが好ましい。
【００２４】
このレーザ加工方法によれば、マザー基材を載置するためのステージの上に形成された堰堤によって液体を堰き止めることにより、液体が流出することを抑制することができることから、液体がマザー基材の面上であって部材の周囲の空間に在る状態、又はレーザ光射出口とマザー基材との間に在る状態を、堰堤を形成しない場合に比べて、より確実に維持することができる。
【００２５】
本発明において、レーザ加工方法は、マザー基材の周縁部を、液体に対して撥液性に処理する撥液化工程をさらに有することが好ましい。
【００２６】
このレーザ加工方法によれば、撥液性に処理された部分を液体が乗り越えることは困難であるため、撥液性に処理されたマザー基材の周縁部によって液体を堰き止めることができる。液体を堰き止めることにより、液体が流出することが抑制されることから、液体がマザー基材の面上であって部材の周囲の空間に在る状態、又はレーザ光射出口とマザー基材との間に在る状態を、周縁部を撥液性に処理しない場合に比べて、より確実に維持することができる。
【００２７】
本発明において、レーザ加工方法は、マザー基材が、電気光学装置を構成するメイン基板が区画形成されたマザー基板であり、部材が、電気光学装置を構成する対向基板であってもよい。
【００２８】
本発明によるレーザ加工装置は、複数の部材が貼り付けられたマザー基材を分割して、マザー基材が分割された基材上に複数の部材のそれぞれの部材が個別に貼り付けられた基材体を形成するためのレーザ加工装置であって、レーザ光を射出するレーザ光源と、レーザ光を集光してマザー基材に照射することで、レーザ光をマザー基材の内部の一点の近傍に集光する光学素子と、マザー基材を載置するための載置面を有するステージと、光学素子とステージとを、載置面に平行な方向で相対移動させる移動装置と、液体供給装置と、を備え、当該液体供給装置によって、ステージ上に載置されたマザー基材上のマザー基材の面上であって部材の周囲の空間に、少なくとも大気の屈折率より部材の屈折率に近い屈折率を有する液体を供給することを特徴とする。
【００２９】
本発明に係るレーザ加工装置によれば、液体供給装置によって、マザー基材上の部材の周囲の空間に、少なくとも大気の屈折率より部材の屈折率に近い屈折率を有する液体を供給して、マザー基材の面上であって部材の周囲に液体が供給された状態で、改質層形成工程を実施できる。基材上に部材が個別に貼り付けられた基材体を形成するためには、改質層形成工程において、マザー基材における部材が貼り付けられた間の部分に改質層を形成する。大気中において、レーザ照射装置から射出されてマザー基材に入射するレーザ光は、大気中のみを進んでマザー基材に入射する部分と、大気中及び部材の中を進んでマザー基材に入射する部分とが存在する可能性がある。大気と部材を構成する材料とでは屈折率が異なることにより、レーザ光が大気中から部材に入射する部分で屈折させられることから、大気中のみを進んでマザー基材に入射する部分と、大気中及び部材の中を進んでマザー基材に入射する部分とで、集光位置が異なる。
【００３０】
本発明に係るレーザ加工装置によれば、液体供給装置によって、マザー基材の面上であって部材の周囲の空間に液体を供給できることから、マザー基材に入射するレーザ光は、大気中と液体の中とを進んでマザー基材に入射する部分と、大気中及び部材の中を進んでマザー基材に入射する部分とが存在する。液体は少なくとも大気の屈折率より部材の屈折率に近い屈折率を有するため、レーザ光が大気中から液体に入射する部分では、大気中のみを進む場合より、レーザ光が大気中から部材に入射する部分で屈折させられる状態に近い状態で屈折させられる。これにより、レーザ光が大気中から部材に入射する部分で屈折させられることに起因する集光位置のずれを抑制することができる。集光位置のずれが抑制されることにより、レーザ光のエネルギがより狭い範囲に集中されてエネルギの集中度合いが向上することから、集中度合いが低いために改質領域の形成に寄与しない無駄なエネルギの発生を抑制することで、加工のために要するエネルギの増加を抑制することができる。
【００３１】
本発明において、レーザ加工装置は、両面が平坦な板状の形状を有し、複数の部材、及び液体が供給されたマザー基材の面上であって部材の周囲の空間を覆うカバー部材を設置するカバー部材設置装置をさらに備えることが好ましい。
【００３２】
このレーザ加工装置によれば、カバー部材設置装置によって、カバー部材を設置することにより、部材及び液体が供給されたマザー基材の面上であって部材の周囲の空間を、カバー部材をもって覆うことができる。部材の周囲の空間に供給された液体の表面が、当該部分を覆ったカバー部材の面に接触する。これにより、液体の表面がカバー部材の面に倣って平坦になることから、レーザ光が入射する液体の面を略均一な平坦面にすることができる。
【００３３】
本発明において、レーザ加工装置は、カバー部材が、液体又は部材の屈折率に略等しい屈折率を有する材料で形成されていることが好ましい。
【００３４】
このレーザ加工装置によれば、カバー部材の屈折率と、液体又は部材の屈折率との差が殆どなくなる。これにより、カバー部材と、液体又は部材との境界における、屈折率が異なることによって発生するレーザ光の屈折が殆ど発生しなくなることから、レーザ光がカバー部材を透過することが集光位置のずれに及ぼす影響を、殆どなくすることができる。
【００３５】
本発明において、レーザ加工装置は、液体供給装置によって、光学素子のレーザ光射出口とマザー基材との間に、液体を満たした状態を維持するように、液体を供給することが好ましい。
【００３６】
このレーザ加工装置によれば、液体供給装置によって、光学素子のレーザ光射出口とマザー基材との間に、液体を満たした状態を維持して、改質層形成工程を実施することができる。基材上に部材が個別に貼り付けられた基材体を形成するためには、改質層形成工程において、マザー基材における部材が貼り付けられた間の部分に改質層を形成する。大気中において、レーザ照射装置から射出されてマザー基材に入射するレーザ光は、大気中のみを進んでマザー基材に入射する部分と、大気中及び部材の中を進んでマザー基材に入射する部分とが存在する可能性がある。大気と部材を構成する材料とでは屈折率が異なることにより、レーザ光が大気中から部材に入射する部分で屈折させられることから、大気中のみを進んでマザー基材に入射する部分と、大気中及び部材の中を進んでマザー基材に入射する部分とで、集光位置が異なる。
【００３７】
本発明に係るレーザ加工装置によれば、レーザ光射出口とマザー基材との間に液体が供給されていることから、マザー基材に入射するレーザ光は、液体の中とを進んでマザー基材に入射する部分と、液体の中及び部材の中を進んでマザー基材に入射する部分とが存在する。液体の中のみを進むレーザ光は、殆ど直進する。液体の中及び部材の中を進むレーザ光は、液体は少なくとも大気の屈折率より部材の屈折率に近い屈折率を有するため、レーザ光が液体から部材に入射する部分では、レーザ光が大気から部材に入射する部分で屈折させられるより小さい屈折角で屈折させられる。これにより、レーザ光が部材に入射する部分で屈折させられることに起因する集光位置のずれを抑制することができる。集光位置のずれが抑制されることにより、レーザ光のエネルギがより狭い範囲に集中されてエネルギの集中度合いが向上することから、集中度合いが低いために改質領域の形成に寄与しない無駄なエネルギの発生を抑制することで、加工のために要するエネルギの増加を抑制することができる。
【００３８】
本発明において、レーザ加工装置は、液体を堰き止めるための堰堤を、さらに備えることが好ましい。
【００３９】
このレーザ加工装置によれば、レーザ加工装置に形成された堰堤によって液体を堰き止めることにより、液体が流出することを抑制することができることから、液体がマザー基材の面上であって部材の周囲の空間に在る状態、又はレーザ光射出口とマザー基材との間に在る状態を、堰堤を形成しない場合に比べて、より確実に維持することができる。
【００４０】
本発明において、レーザ加工装置は、ステージの周縁部が、液体に対して撥液性に処理されていることが好ましい。
【００４１】
このレーザ加工装置によれば、撥液性に処理された部分を液体が乗り越えることは困難であるため、撥液性に処理されたステージの周縁部によって液体を堰き止めることができる。液体を堰き止めることにより、ステージ上から液体が流出することが抑制されることから、液体がマザー基材の面上であって部材の周囲の空間に在る状態、又はレーザ光射出口とマザー基材との間に在る状態を、周縁部を撥液性に処理しない場合に比べて、より確実に維持することができる。
【００４２】
本発明において、レーザ加工装置は、マザー基材が、電気光学装置を構成するメイン基板が区画形成されたマザー基板であり、部材が、電気光学装置を構成する対向基板であってもよい。
【００４３】
本発明による電気光学装置の製造方法は、上記したレーザ加工方法を用いて、複数の電気光学装置が区画形成されたマザー電気光学装置基板を個別の電気光学装置に分割することを特徴とする。
【００４４】
本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、レーザ光の集中度合いが低いことに起因して、マザー電気光学装置基板を個別の電気光学装置に分割するための改質領域の形成に寄与しない無駄なエネルギが発生することを抑制することで、加工のために要するエネルギの増加を抑制することができるレーザ加工方法を用いてマザー電気光学装置基板を分割する。これにより、加工のために要するエネルギの増加を抑制することができることから、少ないエネルギ消費でマザー電気光学装置基板を分割して、少ないエネルギ消費で電気光学装置を製造することができる。
【００４５】
本発明による電気光学装置の製造方法は、上記したレーザ加工装置を用いて、複数の電気光学装置が区画形成されたマザー電気光学装置基板を個別の電気光学装置に分割することを特徴とする。
【００４６】
本発明に係る電気光学装置の製造方法によれば、レーザ光の集中度合いが低いことに起因して、マザー電気光学装置基板を個別の電気光学装置に分割するための改質領域の形成に寄与しない無駄なエネルギが発生することを抑制することで、加工のために要するエネルギの増加を抑制することができるレーザ加工装置を用いてマザー電気光学装置基板を分割する。これにより、加工のために要するエネルギの増加を抑制することができることから、少ないエネルギ消費でマザー電気光学装置基板を分割して、少ないエネルギ消費で電気光学装置を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
以下、本発明に係るレーザ加工装置、レーザ加工方法、及び電気光学装置の製造方法の一実施形態について図面を参照して、説明する。本発明の実施形態は、電気光学装置の一例である液晶表示装置を構成する液晶表示パネルを製造する工程において、液晶表示パネルが区画形成されたマザー基板を切断して、個別の液晶表示パネルに分割する工程で用いられるレーザ加工方法及びレーザ加工装置を例に説明する。
【００４８】
（第一の実施形態）
＜液晶表示パネルの構成＞
最初に、液晶表示パネルについて説明する。図１は、液晶表示パネルの構造を示す模式図である。図１（ａ）は、液晶表示パネルについて、各構成要素とともに対向基板側から見た平面図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）にＡ−Ａで示した断面における断面形状を示す概略断面図である。なお、以下の説明に用いた各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせてある。
【００４９】
図１（ａ）及び（ｂ）に示すように、液晶表示パネル１０は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子３を有する素子基板１と、対向電極６を有する対向基板２と、シール材４によって接着された素子基板１と対向基板２との隙間に充填された液晶５とを備えている。素子基板１の外形は対向基板２より一回り大きく、額縁状に張り出した状態となっている。
【００５０】
素子基板１は、厚さおよそ１．２ｍｍの石英ガラス基板を用いており、その表面には画素を構成する画素電極（図示省略）と、３端子のうちの一つが画素電極に接続されたＴＦＴ素子３が形成されている。ＴＦＴ素子３の残りの２端子は、画素電極を囲んで互いに絶縁状態で格子状に配置されたデータ線（図示省略）と走査線（図示省略）とに接続されている。データ線は、Ｙ軸方向に引き出されて端子部１６においてデータ線駆動回路部９ａに接続されている。走査線は、Ｘ軸方向に引き出され、左右の額縁領域に形成された２つの走査線駆動回路部９ｂに個々に接続されている。各データ線駆動回路部９ａ及び走査線駆動回路部９ｂの入力側配線は、端子部１６に沿って配列した実装端子１１にそれぞれ接続されている。端子部１６とは反対側の額縁領域には、２つの走査線駆動回路部９ｂを繋ぐ配線１２が設けられている。
【００５１】
対向基板２は、厚みおよそ１．０ｍｍの透明な石英ガラス基板を用いており、共通電極としての対向電極６が設けられている。対向電極６は、対向基板２の四隅に設けられた上下導通部１４を介して素子基板１側に設けられた配線と導通しており、当該配線も端子部１６に設けられた実装端子１１に接続されている。
【００５２】
液晶５に面する素子基板１の表面及び対向基板２の表面には、それぞれ配向膜７、配向膜８が形成されている。
【００５３】
液晶表示パネル１０は、外部駆動回路と電気的に繋がる中継基板が実装端子１１に接続される。そして、外部駆動回路からの入力信号が各データ線駆動回路部９ａ及び走査線駆動回路部９ｂに入力されることにより、ＴＦＴ素子３が画素電極毎にスイッチングされ、画素電極と対向電極６との間に駆動電圧が印加されて表示が行われる。
【００５４】
なお、図１では図示省略したが、液晶表示パネル１０の表裏面には、それぞれ入出射する光を偏光する偏光板が設けられる。
【００５５】
＜液晶表示パネルのマザー基板＞
次に、液晶表示パネル１０を区画形成したマザー基板１０Ａについて、図２を参照して説明する。図２は、液晶表示パネルが区画形成されたマザー基板を示す概略図である。図２（ａ）はマザー基板の概略平面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）にＢ−Ｂで示した断面における断面形状を示す概略断面図である。なお、図２（ｂ）においては、シール材４は図示省略している。マザー素子基板１Ａなどの厚さに対するシール材４や液晶５などの厚さは非常に小さいが、上述した図１（ｂ）においては液晶５などを明示するために厚く表記している。
【００５６】
図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、マザー基板１０Ａは、１つの液晶表示パネル１０に相当する素子基板１が、ウェハ状のマザー素子基板１Ａに複数区画形成されている。そして、対向基板２が個々に、マザー基板１０Ａ上の区画形成された素子基板１と対応する位置に接着されている。１つの液晶表示パネル１０は、区画領域Ｄｘ，Ｄｙに沿った切断予定位置を切断して、マザー基板１０Ａから取り出される。この場合、マザー素子基板１Ａは、厚み１．２ｍｍ、直径１２インチの石英ガラス基板である。マザー基板１０Ａ上には、２００個分の液晶表示パネル１０が区画形成されている。対向基板２が、部材に相当し、マザー素子基板１Ａが、マザー基材に相当し、素子基板１が、基材に相当し、液晶表示パネル１０が、基材体に相当する。
【００５７】
＜レーザ加工装置＞
次に、本実施形態で用いるレーザ加工装置について説明する。図３は、レーザ加工装置の構成を示す模式図である。
【００５８】
図３に示すように、レーザ加工装置１００は、レーザ光源２１と、ダイクロイックミラー２２と、集光レンズ２３と、Ｚ軸スライド機構２４と、撮像装置２９と、給水ポンプ３９と、ステージ２０と、回動機構２５と、Ｘ軸スライド機構２７と、Ｙ軸スライド機構２６と、機台２８と、を備えている。
【００５９】
レーザ光源２１は、例えばイットリウム−アルミニウム−ガーネットにネオジウムをドープした結晶をレーザ媒質として用いる、いわゆるＮｄ：ＹＡＧレーザである。レーザ光源２１の励起方式は、例えばＬＤ励起である。石英ガラスからなるマザー素子基板１Ａに改質層を形成するためには、レーザ光は、Ｎｄ：ＹＡＧ−ＴＨＧ（第３高調波）を発振させて用いる。
【００６０】
レーザ光源２１から射出されたレーザ光は、ダイクロイックミラー２２で反射され、集光レンズ２３によって加工対象物Ｗの内部に集光される。加工対象物Ｗは、集光レンズ２３によってレーザ光が集光される集光位置が加工対象物Ｗの内部に位置するように、ステージ２０に載置される。集光レンズ２３はＺ軸スライド機構２４から延びたスライドアーム２４ａによって支持されており、Ｚ軸スライド機構２４は、ステージ２０に載置された加工対象物Ｗに対して集光レンズ２３を相対的に移動させてレーザ光の集光の位置を加工対象物Ｗの厚み方向（図３のＺ軸方向）で移動させる。撮像装置２９は、ダイクロイックミラー２２を挟んで集光レンズ２３と反対側に位置しており、加工対象物Ｗの像などを撮影する。
【００６１】
給水ポンプ３９には給水ノズル３９ａが連接されており、給水ポンプ３９から送出された水が、給水ノズル３９ａから吐出される。給水ノズル３９ａは、Ｚ軸スライド機構２４から延びたスライドアーム２４ｂによって支持されており、Ｚ軸スライド機構２４は、給水ノズル３９ａを集光レンズ２３と一緒に移動させる。給水ノズル３９ａは、集光レンズ２３に対して、給水ノズル３９ａから吐出される水が、集光レンズ２３の光軸の周辺に供給されるような位置に固定されている。
【００６２】
機台２８は、レーザ加工装置１００を構成する各機構などを支持する枠体である。Ｘ軸スライド機構２７を構成するＸ軸スライド台２７ｂが機台２８に固定されており、Ｘ軸スライド機構２７を構成するＸ軸スライダ２７ａが、Ｘ軸方向に摺動自在且つ固定可能にＸ軸スライド台２７ｂと係合している。Ｙ軸スライド機構２６を構成するＹ軸スライド台２６ｂがＸ軸スライダ２７ａに固定されており、Ｙ軸スライド機構２６を構成するＹ軸スライダ２６ａが、Ｙ軸方向に摺動自在且つ固定可能にＹ軸スライド台２６ｂと係合している。回動機構２５を構成する回動機構台２５ｂがＹ軸スライダ２６ａに固定されており、回動機構２５を構成する回動テーブル２５ａが、Ｚ軸回りに回動自在且つ固定可能に回動機構台２５ｂと係合している。Ｘ軸スライダ２７ａ、Ｙ軸スライダ２６ａ、回動テーブル２５ａは、それぞれＸ軸スライド台２７ｂ、Ｙ軸スライド台２６ｂ、回動機構台２５ｂとの間に構成されたサーボモータ（図示省略）によって駆動される。
【００６３】
ステージ２０は、回動テーブル２５ａに固定されており、加工対象物Ｗを載置するために用いられる。ステージ２０に載置された加工対象物Ｗは、ステージ２０に構成された例えば吸引装置で吸引されて、ステージ２０に固定される。ステージ２０に固定された加工対象物Ｗは、回動機構２５によって、Ｚ軸回りに回動可能であり、集光レンズ２３に対するＸ軸とＹ軸とに平行な方向（平面方向）の姿勢が調整される。さらに、ステージ２０に固定された加工対象物Ｗは、Ｘ軸スライド機構２７と、Ｙ軸スライド機構２６とによって、Ｘ軸とＹ軸とに平行な平面方向に移動され、加工対象物Ｗの任意の部位が集光レンズ２３に対向する位置に移動される。Ｘ軸スライド機構２７とＹ軸スライド機構２６とが、走移動装置に相当する。ステージ２０に載置され固定された加工対象物Ｗの厚さ方向がＺ軸方向となる。
【００６４】
レーザ加工装置１００は、上記各構成を制御する制御部としてのメインコンピュータ３０を備えている。メインコンピュータ３０は、ＣＰＵや各種メモリーの他に撮像装置２９が撮像した画像情報を処理する画像処理部３４を有している。撮像装置２９は、同軸落射型光源とＣＣＤ（固体撮像素子）が組み込まれたものである。同軸落射型光源から出射した可視光は、集光レンズ２３を透過して焦点を結ぶ。
【００６５】
メインコンピュータ３０には、レーザ制御部３１と、レンズ制御部３２と、ステージ制御部３３と、入力部３５と、表示部３６と、給水制御部３８と、が接続されている。入力部３５は、レーザ加工の際に用いられる各種加工条件のデータを入力するために用いられ、表示部３６は、レーザ加工時の各種情報を表示するために用いられる。レーザ制御部３１は、レーザ光源２１の出力やパルス幅、パルス周期を制御する。レンズ制御部３２は、Ｚ軸スライド機構２４を駆動して集光レンズ２３のＺ軸方向の位置を制御する。ステージ制御部３３は、回動機構２５と、Ｘ軸スライド機構２７と、Ｙ軸スライド機構２６とを駆動するサーボモータ（図示省略）を制御する。給水制御部３８は、給水ポンプ３９を制御して、給水ノズル３９ａから水を吐出させることにより、集光レンズ２３の光軸の周辺に、水を供給する。給水制御部３８と、給水ポンプ３９と、給水ノズル３９ａとが、液体供給装置に相当する。
【００６６】
集光レンズ２３をＺ軸方向に移動させるＺ軸スライド機構２４には、移動距離を検出可能な位置センサが内蔵されており、レンズ制御部３２は、この位置センサの出力を検出して集光レンズ２３のＺ軸方向の位置を制御可能となっている。従って、加工対象物Ｗの表面から任意の位置に集光レンズ２３の集光位置を合わせることが可能である。
【００６７】
＜改質領域の形成＞
ここで、多光子吸収による改質領域の形成について説明する。加工対象物Ｗが当てられた光に対して透過性を有する材料からなっていても、当該材料の吸収のバンドギャップＥｇよりも光子のエネルギｈνが非常に大きいと吸収が生じる。この吸収を多光子吸収と言う。多光子吸収を加工対象物Ｗの内部に起こさせると、多光子吸収のエネルギが熱エネルギに転化することで、加工対象物Ｗの内部に微小クラックが形成される。或は、レーザ光のパルス幅を極めて短くして、多光子吸収を加工対象物Ｗの内部に起こさせると、多光子吸収のエネルギが熱エネルギに転化せずに、イオン価数変化、結晶化又は分極配向等の永続的な構造変化が誘起されて屈折率変化領域が形成される。本実施形態では、これらの微小クラックが形成された領域や屈折率変化領域を、改質領域４０（図５参照）と呼ぶ。
【００６８】
パルスレーザ光によって改質領域４０を形成する場合、１パルスのレーザ光で１個の改質領域４０を形成する。集光位置を加工対象物Ｗの平面方向に移動させながら当該改質領域４０を形成することで、加工対象物Ｗの平面方向に連続して、又は若干の間隔を隔てて並ぶ、改質領域４０の列を形成する。この改質領域４０の列を、以降、改質層４２（図５又は図６参照）と表記する。集光位置を加工対象物Ｗの厚さ方向に移動して、形成されている改質層４２と加工対象物Ｗの平面方向で重なる位置に新たな改質層４２を形成することで、改質層４２が積層して改質領域４０が面状に並んだ改質帯４４（図５又は図６参照）を形成する。
【００６９】
＜液晶表示パネルの分離＞
次に、マザー基板１０Ａを、レーザ加工装置１００を用いたレーザスクライブ方法によって切断して個々の液晶表示パネル１０に分離する工程について、図４乃至図６を参照して説明する。上述したように、マザー基板１０Ａは、マザー素子基板１Ａに１つの液晶表示パネル１０に相当する素子基板１が複数区画形成されており、個々に区画形成された素子基板１に対向基板２が接着されている。マザー素子基板１Ａ上に形成された素子基板１の境界に改質帯を形成し、改質帯近傍に弱い曲げ力又は引張り力を加えることで、改質帯４４の部分で切り離して、液晶表示パネル１０を分離する。
【００７０】
図４は、マザー基板を、レーザスクライブ方法によって切断して個々の液晶表示パネルに分離する工程を示すフローチャートである。図５は、マザー素子基板に改質帯を形成する工程を示すマザー素子基板の模式断面図であり、図６は、マザー基板を改質帯が形成された部分で分断する様子を示す模式図である。なお、図５及び図６においては、マザー素子基板１Ａと対向基板２以外のシール材４などは図示省略している。
【００７１】
図４に示したステップＳ１では、改質帯４４を形成する準備段階として、マザー基板１０Ａをステージ２０にセットする。最初に、マザー基板１０Ａをステージ２０に固定し、次に、回動機構２５によってステージ２０をＺ軸回りに回動させて、マザー素子基板１Ａに区画形成された素子基板１の境界の一方の延在方向を、図３の例えばＹ軸方向と一致させる。
【００７２】
次に、ステップＳ２では、上述した給水制御部３８が、給水ポンプ３９を制御して、給水ノズル３９ａから水６０を吐出させることにより、マザー基板１０Ａの上に水６０を供給する。供給された水６０は、対向基板２の周囲にも供給されて、図５（ａ）に示すように、対向基板２の間の隙間に水６０が満たされる。水６０が、液体供給装置によって供給される液体に相当する。
【００７３】
次に、ステップＳ３では、カバーガラス６１を、対向基板２及び対向基板２の周囲の空間を覆うことができるように、マザー基板１０Ａ上にセットする。カバーガラス６１は、対向基板２と同じ、透明な石英ガラスで形成されている。水６０を充分供給した状態でカバーガラス６１をセットすることで、図５（ｂ）に示したように、マザー素子基板１Ａと対向基板２とカバーガラス６１とに囲まれた領域が水６０によって満たされた状態となる。なお、石英ガラスの屈折率は約１．４５であり、水の屈折率は約１．３３であり、大気の屈折率は約１．０００２９である。カバーガラス６１が、カバー部材に相当する。カバーガラス６１のセットは、マザー基板１０Ａをステージ２０上にセットする基板供給装置と同様のカバー部材設置装置を用いて実行する。或は、手作業で実行してもよい。
【００７４】
次に、ステップＳ４では、Ｘ軸スライド機構２７によって、ステージ２０に固定されたマザー基板１０ＡをＸ軸方向に移動して、素子基板１の延在方向をＹ軸方向と一致させた境界の一つを集光レンズ２３の光軸上にセットする。
【００７５】
次に、ステップＳ５では、集光レンズ２３の光軸上にセットされた境界に沿って改質領域４０を形成する。図５（ｃ）に示したように、集光レンズ２３の対物レンズ２３ａから射出されたレーザ光は、大気中からカバーガラス６１に入射する入射点６１ａ又は入射点６１ｂにおいて、大気の屈折率とカバーガラス６１の屈折率との差に応じた角度で屈折させられる。
【００７６】
カバーガラス６１から対向基板２に入射する入射点６２ａにおいては、カバーガラス６１と対向基板２とは同じ材質であり屈折率が同じであることから、レーザ光は直進する。カバーガラス６１から水６０に入射する入射点６２ｂにおいては、カバーガラス６１と水６０との屈折率の差に応じた角度で、レーザ光は屈折させられる。カバーガラス６１と水６０との屈折率の差は、カバーガラス６１と大気との屈折率の差より小さいため、入射点６２ｂにおける屈折角は、水６０が在ることで、水６０が無く、大気が在る場合より小さくなる。カバーガラス６１から水６０を透過するレーザ光の集光位置は、水６０がない場合に、カバーガラス６１から大気中を透過するレーザ光の集光位置より、カバーガラス６１から対向基板２を透過するレーザ光の集光位置に近くなる。
【００７７】
レーザ光は、対向基板２から水６０に入射する入射点６３ａにおいても、対向基板２と水６０との屈折率の差に応じた角度で屈折させられる。対向基板２と水６０との屈折率の差は、対向基板２と大気との屈折率の差に比べて小さいため、レーザ光が対向基板２から水６０に入射する場合の屈折角は、レーザ光が対向基板２から大気中に入射する場合の屈折角に比べて、小さい。従って、対向基板２から水６０に入射する入射点６３ａにおいて屈折させられたレーザ光の集光位置は、水６０が無い場合に対向基板２から入射点６３ａにおいて大気中に入射するレーザ光の集光位置より、入射点６２ｂにおいて水６０又は大気中に入射して直進したレーザ光の集光位置に近くなる。
【００７８】
従って、対物レンズ２３ａから射出されたレーザ光は、光軸方向に僅かに広がった集光点Ｆ５６に集光される。集光点Ｆ５６の光軸方向の広がりは、水６０が存在することで、僅かに広がるだけであって、水６０が存在せず、大気が存在する場合に比べて、小さくなる。集光点Ｆ５６の光軸方向の広がりが小さいことから、エネルギは改質領域４０を形成するのに充分な程度には集中されて、集光点Ｆ５６の周辺に改質領域４０が形成される。
【００７９】
マザー素子基板１Ａの断面の略全面に改質帯４４を形成するために、最初に、図５（ｄ）に示したように、レーザ光を、マザー素子基板１Ａのレーザ光の入射面の反対側の面の近傍に集光することで改質領域４０を形成する。改質領域４０の形成と並行して、Ｙ軸スライド機構２６によってマザー素子基板１Ａを矢印ａの方向に移動することで、改質領域４０が連続した、又は連なった改質層４２を形成する。上述したように、レーザ光の光源であるレーザ光源２１は、ＬＤ励起のＮｄ：ＹＡＧレーザである。本実施形態では、波長３５５ｎｍの第３高調波を用いる。波長３５５ｎｍのレーザ光による改質領域４０は、微小なクラックが形成された微小クラック形成領域となる。
【００８０】
１層の改質層４２の形成が終了したところで、集光位置をマザー素子基板１Ａの厚さ方向に移動して、その位置において同様に改質層４２を形成することで、マザー素子基板１Ａの厚さ方向に改質層４２を積層する。最後に、図５（ｅ）に示したように、レーザ光を、マザー素子基板１Ａのレーザ光の入射面の近傍に集光して改質領域４０を形成すると共に、マザー素子基板１Ａを矢印ａの方向に移動することで、入射面の近傍に改質層４２を形成して、図５（ｆ）に示したように、マザー素子基板１Ａの断面の略全面に改質帯４４を形成する。
【００８１】
次に、図４のステップＳ６では、マザー素子基板１Ａの断面の略全面にわたって改質帯４４が形成されたか否かを判定する。改質帯４４の形成が完了していなかった場合（ステップＳ６でＮＯ）には、ステップＳ５に戻り、ステップＳ５及びステップＳ６を繰返して、改質層４２を積層して改質帯４４を形成する。改質帯４４の形成が完了していた場合（ステップＳ６でＹＥＳ）には、ステップＳ７に進み、素子基板１の全ての境界において、改質帯４４が形成されたか否か、即ち、形成するべき全ての改質帯４４の形成が完了したか否かを判定する。
【００８２】
全ての改質帯４４の形成が完了していなかった場合（ステップＳ７でＮＯ）には、ステップＳ４に戻り、ステップＳ４からステップＳ７を繰返して、改質帯４４を形成する。全ての改質帯４４の形成が完了していた場合（ステップＳ７でＹＥＳ）には、ステップＳ８に進む。
【００８３】
ステップＳ８では、マザー基板１０Ａをステージ２０から取り外す。このとき、カバーガラス６１も、マザー基板１０Ａから取り外す。
【００８４】
次に、ステップＳ９では、マザー基板１０Ａを個々の液晶表示パネル１０に分離する。図６は、マザー基板を改質帯が形成された部分で分断する様子を示す模式図である。改質帯４４を挟んだ両側を互いに分離するように力を加えることで、改質帯４４の部分が分断される。例えば、図６（ａ）に示すように、改質帯４４が形成された直線上に押圧治具５０を押し当ててマザー素子基板１Ａの改質帯４４が形成された近傍に応力をかける。応力をかけられたマザー素子基板１Ａが、改質帯４４をきっかけにして、図６（ｂ）に示すように、改質帯４４が形成された面で分断されることで、マザー基板１０Ａは個々の液晶表示パネル１０に分離される。
【００８５】
以下に、第一の実施形態の効果を記載する。第一の実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）カバーガラス６１と水６０との屈折率の差は、カバーガラス６１と大気との屈折率の差より小さい。このため、対向基板２の周囲に、屈折率が大気より対向基板２に近い水６０を充填することにより、カバーガラス６１から水６０を透過するレーザ光の集光位置は、カバーガラス６１から大気中を透過する場合のレーザ光の集光位置より、カバーガラス６１から対向基板２を透過するレーザ光の集光位置に近くなる。従って、対向基板２を透過するレーザ光の集光位置と対向基板２を透過しないレーザ光の集光位置との差を小さくすることができる。
【００８６】
（２）対向基板２と水６０との屈折率の差は、対向基板２と大気との屈折率の差に比べて小さいため、レーザ光が対向基板２から水６０に入射する場合の屈折角は、レーザ光が対向基板２から大気中に入射する場合の屈折角に比べて、小さい。従って、対向基板２から水６０に入射する入射点６３ａにおいて屈折させられたレーザ光の集光位置は、水６０が無い場合に対向基板２から入射点６３ａにおいて大気中に入射するレーザ光の集光位置より、入射点６２ｂにおいて水６０又は大気中に入射して直進したレーザ光の集光位置に近くなる。従って、対向基板２の周囲に、屈折率が大気より対向基板２に近い水６０を充填することにより、対向基板２を透過するレーザ光の集光位置と対向基板２を透過しないレーザ光の集光位置との差を小さくすることができる。
【００８７】
（３）平坦な面を有するカバーガラス６１設けることで、カバーガラス６１に接する水６０の表面を平坦にすることにより、平坦でない面にレーザ光が入射することでレーザ光の方向がばらついて集光される位置が広がることを抑制することができる。
【００８８】
（第二の実施形態）
次に、本発明に係るレーザ加工装置、レーザ加工方法、及び電気光学装置の製造方法の第二の実施形態について説明する。本実施形態のレーザ加工装置は、第一の実施形態で説明したレーザ加工装置１００と実質的に同一のものである。第一の実施形態とは異なる液体供給装置の構成及び動作についてのみ説明する。
【００８９】
＜液体供給装置の構成＞
最初に、本実施形態で用いるレーザ加工装置の液体供給装置の構成について説明する。図７は、液体供給装置の構成及び液体供給装置から水が供給された状態を示す模式図である。
【００９０】
図７に示すように、液体供給装置は、複数の給水ノズル６９ａを備えている。図７では省略して、給水ノズル６９ａを２個のみ記載しているが、６個の給水ノズル６９ａがその先端を集光レンズ２３１の射出口の周辺に向けて、Ｚ軸スライド機構２４（図３参照）に固定されている。集光レンズ２３１は、第一の実施形態で説明した集光レンズ２３と同様に、Ｚ軸スライド機構２４にスライドアーム２４ａを介して固定されている。レーザ光源から射出されたレーザ光は、ダイクロイックミラー２２で反射され、集光レンズ２３１によって、マザー素子基板１Ａなどの加工対象物の内部に集光される。６個の給水ノズル６９ａは、それぞれ図７では図示省略した給水ポンプに接続されている。レーザ光を照射して改質領域４０を形成することで改質層４２を形成する場合には、当該形成工程が実行される間は、集光レンズ２３１の対物レンズ２３ａとマザー基板１０Ａとの間を水６０で満たすように、６個の給水ノズル６９ａから水６０の供給を連続して実行する。
【００９１】
＜集光位置＞
次に、本実施形態の液体供給装置位置を有するレーザ加工装置における、レーザ光の集光位置について説明する。対物レンズ２３ａから射出されたレーザ光は、水６０の中だけを進んでマザー素子基板１Ａに入射すると、集光点Ｆ６５に集光する。対物レンズ２３ａから射出されて対向基板２の間を進むレーザ光は、水６０の中だけを進んでマザー素子基板１Ａに入射するため、対物レンズ２３ａからマザー素子基板１Ａに直進して、集光点Ｆ６５に集光する。対物レンズ２３ａから射出されたレーザ光の光束の最外周の光は、入射点６４ａにおいて水６０から対向基板２に入射し、入射点６４ｂにおいて対向基板２から水６０に入射して、集光点Ｆ６６に集光する。対向基板２を通過する光路長によって集光位置が異なり、対物レンズ２３ａから射出されたレーザ光は、集光点Ｆ６５から集光点Ｆ６６の間に集光する。
【００９２】
水６０から対向基板２に入射する入射点６４ａにおいては、水６０と対向基板２との屈折率の差に応じた角度で、レーザ光は屈折させられる。水６０と対向基板２との屈折率の差は、大気と対向基板２との屈折率の差より小さいため、入射点６４ａにおける屈折角は、水６０が在ることで、水６０が無く、大気が在る場合より小さくなる。対向基板２から水６０に入射する入射点６４ｂにおいては、対向基板２と水６０との屈折率の差に応じた角度で屈折させられる。対向基板２と水６０との屈折率の差は、対向基板２と大気との屈折率の差に比べて小さいため、レーザ光が対向基板２から水６０に入射する場合の屈折角は、レーザ光が対向基板２から大気中に入射する場合の屈折角に比べて、小さくなる。従って、集光点Ｆ６６の位置は、水６０が無い場合に対向基板２を通過してマザー素子基板１Ａに入射するレーザ光が集光する位置より、集光点Ｆ６５に近くなる。レーザ光が集光する集光点Ｆ６５から集光点Ｆ６６の間距が小さいことから、エネルギは改質領域４０を形成するのに充分な程度には集中されて、集光点Ｆ６５から集光点Ｆ６６の周辺に改質領域４０が形成される。
【００９３】
以下に、第二の実施形態の効果を記載する。第二の実施形態によれば、上述した第一の実施形態の効果に加えて、以下の効果が得られる。
（１）対物レンズ２３ａとマザー基板１０Ａとの間は水６０で満たされており、対物レンズ２３ａから射出されたレーザ光は、水６０から対向基板２に入射する。対向基板２と水６０との屈折率の差は、対向基板２と大気との屈折率の差に比べて小さいため、レーザ光が水６０から対向基板２に入射する場合の屈折角は、レーザ光が大気中から対向基板２に入射する場合の屈折角に比べて、小さくなる。これにより、当該屈折の影響による集光位置のずれを抑制することができる。
【００９４】
（２）対物レンズ２３ａとマザー基板１０Ａとの間は水６０で満たされており、対物レンズ２３ａから射出されたレーザ光は、大気中から水６０に入射することなく、マザー基板１０Ａに入射する。大気中から水６０に入射することがないことにより、大気中から水６０に入射する際に屈折されることがないことから、当該屈折の影響による集光位置のずれを抑制することができる。
【００９５】
（第三の実施形態）
次に、本発明に係るレーザ加工装置、レーザ加工方法、及び電気光学装置の製造方法の第三の実施形態について説明する。本実施形態のレーザ加工装置は、第一又は第二の実施形態で説明したレーザ加工装置１００と実質的に同一のものである。第一又は第二の実施形態とは異なるステージの構成についてのみ説明する。
【００９６】
＜ステージの構成＞
最初に、本実施形態で用いるレーザ加工装置のステージ８０の構成について、図８を参照して説明する。図８は、ステージ及び排水装置の構成を示す模式図である。図８（ａ）は、ステージの平面図及び排水装置の構成を示す模式図であり、図８（ｂ）は、ステージの断面図である。
【００９７】
図８に示すように、ステージ８０は、マザー基板１０Ａなどの加工対象物を載置して吸着固定する、加工対象物保持装置であって、図示省略した負圧装置に連通する吸引穴と吸引穴に連通する吸引溝８２が、加工対象物を載置する載置面８３に形成されている。ステージ８０上に載置されたマザー基板１０Ａは、負圧装置と吸引穴と吸引溝８２とによって、ステージ８０に吸着させて固定することが可能である。
【００９８】
載置面８３の周縁には、載置面８３から突出した堰堤部８１が、載置面８３の全周を囲むように、形成されている。第一又は第二の実施形態で説明した液体供給装置の給水ノズル３９ａ又は給水ノズル６９ａから水６０を供給することで、図８（ｂ）に示すように、堰堤部８１の内側において、マザー基板１０Ａなどの加工対象物が水６０に浸された状態を維持することができる。堰堤部８１が、堰堤に相当する。
【００９９】
載置面８３には、また、吸引溝８２を囲む位置に排水溝８６が形成されており、排水溝８６の底部には、排水ポンプ８９に連通する排水孔８４が、４個所形成されている。排水ポンプ８９は、排水制御部８８によって制御されることにより、排水孔８４を介して排水孔８４に溜まった液体を吸引する。
【０１００】
以下に、第三の実施形態の効果を記載する。第三の実施形態によれば、上述した第一又は第二の実施形態の効果に加えて、以下の効果が得られる。
（１）載置面８３から突出して載置面８３の全周を囲む堰堤部８１によって、載置面８３の上に液体が溜まった状態を維持することができる。液体供給装置から供給された水６０を載置面８３の上に保持することにより、第一又は第二の実施形態で説明した、対向基板２の周囲に水６０が満たされた状態、又は対物レンズ２３ａとマザー基板１０Ａとの間が水６０で満たされた状態を容易に実現することができる。
【０１０１】
（２）排水溝８６、排水孔８４、排水ポンプ８９、及び排水制御部８８によって、載置面８３の上に溜まった液体を容易に排出することができる。
【０１０２】
（第四の実施形態）
次に、本発明に係るレーザ加工装置、レーザ加工方法、及び電気光学装置の製造方法の第四の実施形態について説明する。本実施形態のレーザ加工装置は、第一又は第二の実施形態で説明したレーザ加工装置１００と実質的に同一のものである。第一又は第二の実施形態とは異なる加工対象物の一例である液晶表示パネルのマザー基板９０Ａの構成についてのみ説明する。
【０１０３】
＜液晶表示パネルのマザー基板＞
マザー基板９０Ａは、第一の実施形態で説明した液晶表示パネル１０を区画形成したマザー基板である。マザー基板９０Ａについて、図９を参照して説明する。図９は、液晶表示パネルが区画形成されたマザー基板を示す概略図である。図９（ａ）はマザー基板の概略平面図、図９（ｂ）は、図９（ａ）にＣ−Ｃで示した断面における断面形状を示す概略断面図である。なお、図９（ｂ）においては、シール材４（図１参照）は図示省略している。
【０１０４】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、マザー基板９０Ａは、１つの液晶表示パネル１０に相当する素子基板１が、ウェハ状のマザー素子基板９１Ａに複数区画形成されている。そして、対向基板２が個々に、マザー基板９０Ａ上の区画形成された素子基板１と対応する位置に接着されている。１つの液晶表示パネル１０は、区画領域Ｄｘ，Ｄｙに沿った切断予定位置を切断して、マザー基板９０Ａから取り出される。
【０１０５】
マザー素子基板９１Ａの周縁には、マザー素子基板９１Ａの面から突出した堰堤部９２が、マザー素子基板９１Ａの全周を囲むように、形成されている。マザー素子基板９１Ａがステージ２０（図３参照）に載置された状態で、第一又は第二の実施形態で説明した液体供給装置の給水ノズル３９ａ又は給水ノズル６９ａから水６０を供給することで、図９（ｂ）に示すように、堰堤部９２の内側において、マザー基板１０Ａなどの加工対象物が水６０に浸された状態を維持することができる。マザー素子基板９１Ａが、マザー基材に相当し、堰堤部９２が、堰堤に相当する。
【０１０６】
以下に、第四の実施形態の効果を記載する。第四の実施形態によれば、上述した第一又は第二の実施形態の効果に加えて、以下の効果が得られる。
（１）マザー素子基板９１Ａの面から突出してマザー素子基板９１Ａの全周を囲む堰堤部９２によって、マザー素子基板９１Ａの面の上に液体が溜まった状態を維持することができる。液体供給装置から供給された水６０をマザー素子基板９１Ａの面の上に保持することにより、第一又は第二の実施形態で説明した、対向基板２の周囲に水６０が満たされた状態、又は対物レンズ２３ａとマザー基板１０Ａ（マザー基板９０Ａ）との間が水６０で満たされた状態を容易に実現することができる。
【０１０７】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明の実施形態は、前記実施形態に限らない。本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論であり、以下のように実施することもできる。
【０１０８】
（変形例１）前記第一の実施形態においては、カバーガラス６１を、対向基板２及び対向基板２の周囲の隙間を覆うことができるように、マザー基板１０Ａ上にセットした状態で改質帯４４を形成する工程を実施していたが、カバーガラス６１を用いることは必須ではない。図１０に示したように、カバーガラス６１を用いることなく、対向基板２の周囲の空間を水６０で満たすだけであってもよい。
【０１０９】
図１０は、対向基板の周囲の空間を水で満たした状態でのレーザ光の集光位置を示す模式図である。図１０に示したように、対物レンズ２３ａから射出されて、対向基板２も透過したレーザ光の最外周の光は、集光点Ｆ６７に集光され、対向基板２を透過しない光は、集光点Ｆ６８に集光される。対物レンズ２３ａから射出されたレーザ光は、集光点Ｆ６７から集光点Ｆ６８の範囲に集光される。
【０１１０】
対物レンズ２３ａから射出されたレーザ光は、大気中から対向基板２に入射する入射点６７ａにおいて、大気と対向基板２の屈折率の差に応じた角度で屈折させられる。大気中から水６０に入射する入射点６８ａにおいては、レーザ光は、大気と水６０との屈折率の差に応じた角度で、屈折させられる。水６０の屈折率の方が、大気の屈折率よりも、対向基板２の屈折率に近いため、入射点６８ａにおける屈折角は、水６０が無い状態でレーザ光が直進する場合より、入射点６７ａにおける屈折角に近くなる。
【０１１１】
レーザ光は、対向基板２から水６０に入射する入射点６７ｂにおいても、対向基板２と水６０との屈折率の差に応じた角度で屈折させられる。対向基板２と水６０との屈折率の差は、対向基板２と大気との屈折率の差に比べて小さいため、レーザ光が対向基板２から水６０に入射する場合の屈折角は、レーザ光が対向基板２から大気中に入射する場合の屈折角に比べて、小さい。従って、対向基板２から水６０に入射する入射点６７ｂにおいて屈折させられたレーザ光の集光位置は、水６０が無い場合に対向基板２から入射点６７ｂにおいて大気中に入射するレーザ光の集光位置より、入射点６８ａにおいて水６０に入射した、又は大気中を直進して、さらに直進したレーザ光の集光位置に近くなる。
【０１１２】
従って、対向基板２を透過するために入射点６７ａ及び入射点６７ｂにおいて発生する屈折の影響を小さくすることにより、集光点Ｆ６７が集光点Ｆ６８から離れる量を小さくすることで、レーザ光が集光する集光点Ｆ６７から集光点Ｆ６８の範囲を小さくすることができる。これにより、レーザ光のエネルギがより狭い範囲に集中されてエネルギの集中度合いが向上することから、集中度合いが低いために改質領域の形成に寄与しない無駄なエネルギの発生を抑制することで、加工のために要するエネルギの増加を抑制することができる。
【０１１３】
（変形例２）前記第四の実施形態においては、水６０を堰き止めるために、マザー素子基板９１Ａの周縁に堰堤部９２を形成したが、液体を堰き止めるためにマザー素子基板９１Ａなどのウェハにおいて堰堤を設けることは必須ではない。ウェハの周縁部の全周を水などの液体に対して撥液性となるようにに処理してもよい。
【０１１４】
撥液性部分は液体に濡れ難いため、液体は撥液性部分を乗り越え難い。従って、撥液性部分に囲まれた中の液体は撥液性部分の外に溢れ難いことから、ウェハの全周を囲む撥液性部分によって、ウェハの面の上に液体が溜まった状態を維持することができる。液体供給装置から供給された液体をウェハの面の上に保持することにより、第一又は第二の実施形態で説明した、対向基板２の周囲に水６０が満たされた状態、又は対物レンズ２３ａとマザー基板１０Ａ（ウェハ）との間が水６０で満たされた状態のような状態を容易に実現することができる。
【０１１５】
（変形例３）前記実施形態においては、対向基板２の周囲、又は対物レンズ２３ａとマザー基板１０Ａとの間を、水６０で満たす例について説明したが、対向基板２の周囲、又は対物レンズ２３ａとマザー基板１０Ａとの間を満たす液体は、水に限らない。大気の屈折率と比べて、液体の屈折率の方が対向基板２の屈折率に近ければ、前記実施形態で説明した効果を得ることができる。なお、液体の屈折率が対向基板２の屈折率に等しい場合には、レーザ光が対向基板２を通過することの影響を殆どなくすることができる。従って、液体の屈折率は、対向基板２の屈折率により近いことが好ましい。
【０１１６】
（変形例４）前記実施形態においては、集光レンズ２３に対してステージ２０をＺ軸に直交する方向に移動することで、集光レンズ２３とマザー基板１０Ａとを相対移動させていたが、ステージ２０側を移動させることは必須ではない。集光レンズ２３側を移動することで、集光レンズ２３とマザー基板１０Ａとの相対移動を実行してもよい。
【０１１７】
（変形例５）前記実施形態においては、改質領域を形成する各走査の走査方向が同一方向であったが、各走査の走査方向が同一方向であることは必須ではない。積層する改質層毎に走査方向を変えてもよい。往復両方向の走査で改質層を形成することにより、各走査の走査方向が単一方向である場合に比べて、改質帯を形成する時間を短縮することができる。
【０１１８】
（変形例６）前記実施形態においては、加工対象物の基板は石英ガラス基板であったが、本発明は、半導体などのシリコン基板や、水晶から成る水晶基板や、パイレックス（登録商標）やネオセラム（登録商標）やＯＡ−１０から成る基板にも適用することができる。
【０１１９】
（変形例７）前記実施形態においては、レーザ光源２１は、イットリウム−アルミニウム−ガーネットにネオジウムをドープした結晶をレーザ媒質として用いるＮｄ：ＹＡＧレーザであったが、レーザ光源は他のレーザ媒質を用いるレーザ光源であってもよい。例えば、他のＹＡＧレーザやＹＬＦレーザやＹＶＯ４レーザなどを用いることができる。Ｎｄ：ＹＡＧレーザも、第３高調波以外にも、Ｎｄ：ＹＡＧ基本波などを用いることができる。なお、レーザ媒質や発振させるレーザ光は、加工する材質に合わせて適切なものを選択することが好ましい。
【０１２０】
（変形例８）前記実施形態においては、電気光学装置としての液晶表示装置の液晶表示パネルについて説明したが、本発明は、液晶表示装置以外の電気光学装置の製造にも適用できる。例えば、有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示デバイスの製造にも本発明の適用が可能である。
【０１２１】
（変形例９）前記実施形態においては、改質領域を互いに略連接するように連ねて形成された改質層を例にして説明したが、改質層を構成する改質領域が略連接することは必須ではない。小さい応力をかけて分割できれば、改質領域を互いに間隔を隔てて連ねる構成であってもよい。間隔を隔てることで、改質領域を略連接させる構成に比べて相対移動速度を速くして、改質層を形成する際の加工速度を速くすることができる。一方、前記実施形態のように改質領域を互いに略連接するように連ねた構成の改質領域は、間隔を隔てる構成に比べて分割され易くなる。
【０１２２】
（変形例１０）前記実施形態においては、改質層を互いに間隔を隔てて積層する構成の改質帯を例に説明したが、改質層が間隔を隔てて積層することは必須ではない。小さい応力をかけて分割できれば、改質層を互いに間隔を隔てて積層する構成であっても、改質層を互いに略連接するように積層してもよい。改質層を互いに略連接するように積層することで、間隔を隔てる構成に比べて分割され易くなる。一方、前記実施形態のように間隔を隔てることで、改質層を略連接させる構成に比べて改質帯の形成に要する時間を短縮することができる。
【０１２３】
（変形例１１）前記実施形態においては、マザー基板１０Ａに対する集光位置のＺ軸方向の位置調整は、Ｚ軸スライド機構２４によって集光レンズ２３又は集光レンズ２３１を移動することでおこなっていたが、集光レンズ２３又は集光レンズ２３１を移動することは必須ではない。マザー基板１０Ａに対する集光位置のＺ軸方向の位置調整は、ステージ２０をＺ軸方向に移動して調整してもよい。レーザ光源２１や集光レンズ２３を含むレーザ光照射装置が調整装置を持たなくてすみ、レーザ光照射装置が調整装置を持つ場合に比べてレーザ光照射装置全体を軽量小型にすることができる。
【０１２４】
（変形例１２）前記第三の実施形態においては、水６０を堰き止めるために、ステージ８０の載置面８３の周縁に堰堤部８１を形成したが、液体を堰き止めるために堰堤を設けることは必須ではない。ステージの周縁部の全周を水などの液体に対して撥液性となるようにに処理してもよい。
【０１２５】
撥液性部分は液体に濡れ難いため、液体は撥液性部分を乗り越え難い。従って、撥液性部分に囲まれた中の液体は撥液性部分の外に溢れ難いことから、ステージの全周を囲む撥液性部分によって、ステージの載置面の上に液体が溜まった状態を維持することができる。液体供給装置から供給された液体を載置面の上に保持することにより、第一又は第二の実施形態で説明した、対向基板２の周囲に水６０が満たされた状態、又は対物レンズ２３ａとマザー基板１０Ａとの間が水６０で満たされた状態のような状態を容易に実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】液晶表示パネルの構造を示す模式図。
【図２】液晶表示パネルが区画形成されたマザー基板を示す概略図。
【図３】本発明のレーザ加工装置の構成を示す模式図。
【図４】マザー基板を、レーザスクライブ方法によって切断して個々の液晶表示パネルに分離する工程を示すフローチャート。
【図５】マザー素子基板に改質帯を形成する工程を示すマザー素子基板の模式断面図。
【図６】マザー基板を改質帯が形成された部分で分断する様子を示す模式図。
【図７】第二の実施形態における、液体供給装置の構成及び液体供給装置から水が供給された状態を示す模式図。
【図８】第三の実施形態における、ステージ及び排水装置の構成を示す模式図。
【図９】第四の実施形態における、液晶表示パネルが区画形成されたマザー基板を示す概略図。
【図１０】変形例における、対向基板の周囲の空間を水で満たした状態でのレーザ光の集光位置を示す模式図。
【図１１】従来のレーザ加工方法又はレーザ加工装置による、レーザ光の集光位置を示す模式図。
【符号の説明】
【０１２７】
１…素子基板、１Ａ，９１Ａ…マザー素子基板、２…対向基板、１０…液晶表示パネル、１０Ａ，９０Ａ…マザー基板、２０…ステージ、２１…レーザ光源、２３，２３１…集光レンズ、２３ａ…対物レンズ、２４…Ｚ軸スライド機構、２５…回動機構、２６…Ｙ軸スライド機構、２７…Ｘ軸スライド機構、３０…メインコンピュータ、３１…レーザ制御部、３８…給水制御部、３９…給水ポンプ、３９ａ，６９ａ…給水ノズル、４０…改質領域、４２…改質層、４４…改質帯、Ｆ５６，Ｆ６５，Ｆ６６，Ｆ６７，Ｆ６８…集光点、６０…水、６１…カバーガラス、６１ａ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６４ａ，６４ｂ，６７ａ，６７ｂ，６８ａ…入射点、８０…ステージ、８１…堰堤部、８３…載置面、９２…堰堤部、１００…レーザ加工装置、Ｗ…加工対象物。
【図１】
2008132501.tif 000003
【図２】
2008132501.tif 000004
【図３】
2008132501.tif 000005
【図４】
2008132501.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2008132501.tif 000009
【図８】
2008132501.tif 000010
【図９】
2008132501.tif 000011
【図１０】
2008132501.tif 000012
【図１１】
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