(57)【要約】【課題】  脆性材料を割断するための初亀裂を形成する際に、材料の割断予定ラインおよび材料の厚み方向に沿う方向にのみ初亀裂を発生させるための簡易な方法を提供する。【解決手段】  脆性材料１を割断する際の初亀裂１０を材料１に形成するための初亀裂形成方法であって、材料１の割断予定ラインＫと交差する材料側縁部１ａの個所に紫外線領域のパルスレーザＬＢを半円状に照射して、当該個所の材料を溶融または昇華させることにより、材料側縁部１ａの当該個所に初亀裂１０を形成する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
脆性材料を割断するための初亀裂を脆性材料に形成するための初亀裂形成方法であって、
材料の割断予定ラインと交差する材料側縁部の個所に紫外線領域のパルスレーザを照射して、当該個所の材料を溶融または昇華させることにより、前記側縁部の当該個所に初亀裂を形成するようにした、
ことを特徴とする脆性材料の初亀裂形成方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記パルスレーザが円形状または楕円状のレーザスポットを有しており、前記初亀裂の形成が前記レーザスポットの半円状部分を前記側縁部の当該個所に照射することにより、行われている、
ことを特徴とする脆性材料の初亀裂形成方法。
【請求項３】
請求項１において、
前記パルスレーザが、紫外線領域に波長変換したＹＡＧレーザである、
ことを特徴とする脆性材料の初亀裂形成方法。
【請求項４】
請求項１において、
前記パルスレーザがエキシマレーザである、
ことを特徴とする脆性材料の初亀裂形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガラスなどの脆性材料を割断する際の初亀裂を形成するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガラスやセラミック、半導体ウエハーなどの脆性材料を割断する際において、割断の始点となる初亀裂を形成する従来の方法としては、図６に示すように、材料１００の表面の割断予定ライン１０１と交差する材料側縁部１００ａの個所に、ダイヤモンド製または超硬製のカッター１１０を押し付けることにより、該側縁部１００ａの個所に初亀裂１０２を形成する機械的な手法が採られていた。
【０００３】
しかしながら、この場合には、初亀裂１０２の形成の際に、微細なガラス粉（カレット）が発生するため、その後の割断加工の障害となる場合があった。また、カッター１１０を押し付けることにより材料側縁部１００ａに発生する初亀裂１０２は、図７の拡大図に示すように、放射状に延びており、材料の割断予定ライン１０１の方向以外の方向にもマイクロクラックが発生している（同図中、マイクロクラック１０２ａのみが割断予定ライン１０１の方向に沿っている）。このため、初亀裂直後の割断部において、正確に割断予定ライン１０１に沿って割断が行われない場合があった。
【０００４】
そこで、近年、レーザビームを用いて初亀裂を形成する方法が開発されている（国際公開第２００３／００８３５２号パンフレット参照）。当該パンフレットに示すものでは、材料表面を加熱した状態で、ＹＡＧレーザの短波長を材料表面に照射しており、これにより、割断予定ラインと交差する材料側縁部を溶融または昇華させることにより、初亀裂を形成している。
【０００５】
しかしながら、前記公報に示す方法では、初亀裂の形成に先立って材料表面を予熱しておく必要があり、このため、手順がやや面倒である。
【特許文献１】国際公開第２００３／００８３５２号パンフレット（図２Ａ参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、脆性材料を割断するための初亀裂を形成する際に、材料の割断予定ラインおよび材料の厚み方向に沿う方向にのみ初亀裂を発生させるための簡易な方法を提供しようとしている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本願の請求項１の発明は、脆性材料を割断するための初亀裂を脆性材料に形成するための初亀裂形成方法であって、材料の割断予定ラインと交差する材料側縁部の個所に紫外線領域のパルスレーザを照射して、当該個所の材料を溶融または昇華させることにより、材料側縁部の当該個所に初亀裂を形成するようにしている。
【０００８】
請求項１の発明においては、パルスレーザを用いて材料の一部を溶融または昇華させることによって初亀裂を形成しているので、材料の割断予定ラインおよび材料の厚み方向に沿う方向と異なる方向に初亀裂を発生させることなく、材料の割断予定ラインおよび材料の厚み方向に沿う方向にのみ１本の初亀裂を発生させることが可能になる。しかも、この場合には、波長が短い紫外線領域のパルスレーザを用いるので、材料の割断予定ラインと交差する材料側縁部の個所に高エネルギのレーザビームを照射させることができる。これにより、初亀裂の形成前に材料を予熱しておく必要がなくなり、その結果、初亀裂の形成工程を簡略化できる。
【０００９】
請求項２の発明においては、パルスレーザが円形状または楕円状のレーザスポットを有しており、初亀裂の形成がレーザスポットの半円状部分を材料側縁部の前記個所に照射することにより、行われている。
【００１０】
この場合には、材料側縁部の前記個所に形成される初亀裂が、材料の外側に開口する略Ｖ字状または略Ｕ字状の形状を有するようになるので、その後の割断加工の際に材料の割断を容易に行えるようになる。
【００１１】
請求項３の発明においては、パルスレーザが、紫外線領域に波長変換したＹＡＧレーザである。
【００１２】
請求項４の発明においては、パルスレーザがエキシマレーザである。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように本発明によれば、波長が短い紫外線領域のパルスレーザを用いることにより、材料の割断予定ラインと交差する材料側縁部の個所に高エネルギのレーザビームを照射させることができるので、初亀裂の形成前に材料を予熱しておく必要がなくなり、初亀裂の形成工程を簡略化できる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図１ないし図４は本発明の一実施例による初亀裂形成方法を説明するための図であって、図１は初亀裂形成方法が適用される脆性材料の平面部分図、図２は脆性材料の斜視部分図、図３はその平面部分図、図４は側面図である。
【００１５】
本実施例による初亀裂形成方法においては、図１に示すように、脆性材料１の側縁部１ａ上において、材料１の割断予定ラインＫと交差する点Ａに紫外線領域のパルスレーザを照射する。このパルスレーザとしては、例えば、紫外線領域に波長変換したＹＡＧレーザを用いる。具体的には、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを波長変換することによりその基本波長（１０６４ｎｍ）から生成された３倍波（３５５ｎｍ）を用いた。なお、エキシマレーザを用いるようにしてもよい。
【００１６】
このパルスレーザは、円形状または楕円状のレーザスポットＬＢを有しており、レーザビームの照射時には、レーザスポットＬＢの中心を点Ａと一致させる。これにより、図１に示すように、レーザスポットＬＢの半円状部分が点Ａおよびその近傍領域に照射される。
【００１７】
ここで、照射されるパルスレーザが紫外線領域の短い波長を有しているので、材料１の側縁部１ａ上の点Ａおよびその近傍領域に高エネルギのレーザビームを照射させることができる。
【００１８】
このようなパルスレーザの照射により、点Ａおよびその近傍領域において材料１の一部が溶融または昇華し、その後、加工表面が収縮することにより、図２に示すように、側縁部１ａ上において材料１の割断予定ラインＫと交差する個所に初亀裂１０が形成された。初亀裂１０の割断予定ラインＫに沿った長さは、レーザスポットＬＢの径と同程度の２０μｍ以下であった。また、初亀裂１０の周囲にマイクロクラックの発生はなかった。
【００１９】
この場合には、パルスレーザを用いて材料１の一部を溶融または昇華させることによって初亀裂１０を形成しているので、材料１の割断予定ラインＫの方向および材料１の厚み方向と異なる方向に初亀裂１０を発生させることなく、割断予定ラインＫに沿う方向および材料１の厚み方向にのみ１本の初亀裂１０を発生させることができる。
【００２０】
しかも、この場合には、波長が短い紫外線領域のパルスレーザを用いるので、材料１の割断予定ラインＫと交差する材料側縁部１ａの点Ａに高エネルギのレーザビームを照射させることができる。これにより、初亀裂１０の形成前に材料１を予熱しておく必要がなくなり、その結果、初亀裂１０の形成工程を簡略化できる。
【００２１】
さらに、この場合には、初亀裂の形成が、レーザスポットＬＢの半円状部分を材料側縁部１ａ上の点Ａおよびその近傍領域に照射することにより行われるので、材料側縁部１ａに形成される初亀裂１０は、材料１の外側に開口する略Ｖ字状または略Ｕ字状の形状を有している（図３および図４参照）。これにより、その後の割断加工（機械的割断および熱割断の双方を含む）の際に材料の割断を容易に行えるようになる。
【００２２】
なお、前記実施例では、紫外線領域のパルスレーザを用いて初亀裂を形成する例を示したが、この紫外線領域のパルスレーザの出力を抑えたレーザビームを、図５に示すように、材料１の割断予定ラインＫに沿って照射して材料内部に熱応力を蓄積させることも可能である（図中、領域ＨＳは熱応力の蓄積領域を示している）。この場合には、パルスレーザの出力を抑えていることでレーザビームの照射時に材料の溶融や昇華が生じることはなく、その後、割断予定ラインＫに沿って冷却ポイントを移動させていくことで、割断予定ラインＫに沿った熱割断を精度よくしかも迅速に実行できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施例による初亀裂形成方法が適用される脆性材料の平面部分図である。
【図２】前記初亀裂形成方法が適用された脆性材料の斜視部分図である。
【図３】前記脆性材料（図２）の平面部分図である。
【図４】前記脆性材料（図２）の側面図である。
【図５】前記初亀裂形成方法で用いられる紫外線領域のパルスレーザの出力を抑えたものを材料の割断予定ラインに沿って照射して材料内部に熱応力を蓄積させる様子を説明するための図である。
【図６】従来の初亀裂形成方法を説明するための図である。
【図７】従来方法で形成された初亀裂の拡大図である。
【符号の説明】
【００２４】
１：  脆性材料
１ａ：  側縁部
１０：  初亀裂
ＬＢ：  レーザスポット
Ｋ：  割断予定ライン
【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】
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【図６】
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【図７】
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