JPH08197271A - 脆性材料の割断方法及び脆性材料の割断装置 - Google Patents
脆性材料の割断方法及び脆性材料の割断装置Info
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- JPH08197271A JPH08197271A JP7011152A JP1115295A JPH08197271A JP H08197271 A JPH08197271 A JP H08197271A JP 7011152 A JP7011152 A JP 7011152A JP 1115295 A JP1115295 A JP 1115295A JP H08197271 A JPH08197271 A JP H08197271A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 割断精度を向上させることができるととも
に、割断速度を向上させることができる。 【構成】 脆性材料からなる被加工物を割断する方法に
おいて、エネルギービームをその割断予定線に合わせた
ビームにして該被加工物に照射して該被加工物を割断す
る。
に、割断速度を向上させることができる。 【構成】 脆性材料からなる被加工物を割断する方法に
おいて、エネルギービームをその割断予定線に合わせた
ビームにして該被加工物に照射して該被加工物を割断す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、脆性材料の割断方法及
び脆性材料の割断装置に係り、詳しくは、ＬＣＤ用ガラ
ス基板、アルミナセラミックス等の切断、Ｓｉデバイ
ス、化合物半導体等のダイシングに適用することができ
る他、基板、レンズ等のバルク材料からの切り出しに応
用することができ、特に、割断精度を向上させることが
できるとともに、割断速度を向上させることができる脆
性材料の割断方法及び脆性材料の割断装置に関する。
び脆性材料の割断装置に係り、詳しくは、ＬＣＤ用ガラ
ス基板、アルミナセラミックス等の切断、Ｓｉデバイ
ス、化合物半導体等のダイシングに適用することができ
る他、基板、レンズ等のバルク材料からの切り出しに応
用することができ、特に、割断精度を向上させることが
できるとともに、割断速度を向上させることができる脆
性材料の割断方法及び脆性材料の割断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、被加工材料に発生する集中熱応力
を用いたレーザを熱源とする脆性材料の割断加工方法及
び割断加工装置については、特開平３−４８９号公報で
報告されたものがある。この従来の脆性材料の割断加工
方法及び割断加工装置では、脆性材料よりなる被加工材
料にレーザビームを高エネルギー密度に集束させて瞬時
に穴を空け、その穴の周りに亀裂を発生させて、これを
加工開始点とし、レーザビームを熱源として加工線近傍
を加熱することで発生する熱応力により、で亀裂を加工
線に沿って進展させるように構成している。
を用いたレーザを熱源とする脆性材料の割断加工方法及
び割断加工装置については、特開平３−４８９号公報で
報告されたものがある。この従来の脆性材料の割断加工
方法及び割断加工装置では、脆性材料よりなる被加工材
料にレーザビームを高エネルギー密度に集束させて瞬時
に穴を空け、その穴の周りに亀裂を発生させて、これを
加工開始点とし、レーザビームを熱源として加工線近傍
を加熱することで発生する熱応力により、で亀裂を加工
線に沿って進展させるように構成している。
【０００３】このため、被加工材料全体を冷却して亀裂
の進展速度を向上させることができるので、加工テーブ
ル上で脆性材料の割断加工の全ての工程を実施すること
ができ、複雑な形状の割断を行うことができるという利
点を有する。
の進展速度を向上させることができるので、加工テーブ
ル上で脆性材料の割断加工の全ての工程を実施すること
ができ、複雑な形状の割断を行うことができるという利
点を有する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の脆性材料の割断加工方法では、加工開始点とな
るポイントが同一ビームによる溶融加工により形成され
ており、その亀裂の伝播方向はビームによって与えられ
たブロードな熱応力分布に従っているため、伝播位置精
度を正確に規定することが難しく、割断精度が低下する
という問題があった。
た従来の脆性材料の割断加工方法では、加工開始点とな
るポイントが同一ビームによる溶融加工により形成され
ており、その亀裂の伝播方向はビームによって与えられ
たブロードな熱応力分布に従っているため、伝播位置精
度を正確に規定することが難しく、割断精度が低下する
という問題があった。
【０００５】また、単一ビームにより亀裂の伝播を順送
りしているため、その割断速度をある程度以上上げるこ
とができないという問題があった。そこで、本発明は、
割断精度を向上させることができるとともに、割断速度
を向上させることができる脆性材料の割断方法及び脆性
材料の割断装置を提供することを目的としている。
りしているため、その割断速度をある程度以上上げるこ
とができないという問題があった。そこで、本発明は、
割断精度を向上させることができるとともに、割断速度
を向上させることができる脆性材料の割断方法及び脆性
材料の割断装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
脆性材料からなる被加工物を割断する方法において、エ
ネルギービームをその割断予定線に合わせたビームにし
て該被加工物に照射して該被加工物を割断することを特
徴とするものである。請求項２記載の発明は、上記請求
項１記載の発明において、前記エネルギービームを前記
割断予定線上に複数本、同時に走査させることを特徴と
するものである。
脆性材料からなる被加工物を割断する方法において、エ
ネルギービームをその割断予定線に合わせたビームにし
て該被加工物に照射して該被加工物を割断することを特
徴とするものである。請求項２記載の発明は、上記請求
項１記載の発明において、前記エネルギービームを前記
割断予定線上に複数本、同時に走査させることを特徴と
するものである。
【０００７】請求項３記載の発明は、上記請求項２記載
の発明において、前記エネルギービームを同一ビームの
分波により形成することを特徴とするものである。請求
項４記載の発明は、上記請求項２記載の発明において、
前記エネルギービームの２本のうち、一方のエネルギー
ビームを熱応力を付与するためのビームとし、他方のエ
ネルギービームを亀裂を発生させるためのビームとする
ことを特徴とするものである。
の発明において、前記エネルギービームを同一ビームの
分波により形成することを特徴とするものである。請求
項４記載の発明は、上記請求項２記載の発明において、
前記エネルギービームの２本のうち、一方のエネルギー
ビームを熱応力を付与するためのビームとし、他方のエ
ネルギービームを亀裂を発生させるためのビームとする
ことを特徴とするものである。
【０００８】請求項５記載の発明は、上記請求項４記載
の発明において、熱応力を付与するための前記エネルギ
ービームをＹＡＧレーザとし、亀裂を発生させるための
前記エネルギービームを該ＹＡＧレーザの高調波とする
ことを特徴とするものである。請求項６記載の発明は、
上記請求項４記載の発明において、亀裂を発生させるた
めの前記エネルギービームを、エキシマレーザを走査す
ることによりポイント状に与えることを特徴とするもの
である。
の発明において、熱応力を付与するための前記エネルギ
ービームをＹＡＧレーザとし、亀裂を発生させるための
前記エネルギービームを該ＹＡＧレーザの高調波とする
ことを特徴とするものである。請求項６記載の発明は、
上記請求項４記載の発明において、亀裂を発生させるた
めの前記エネルギービームを、エキシマレーザを走査す
ることによりポイント状に与えることを特徴とするもの
である。
【０００９】請求項７記載の発明は、上記請求項４乃至
６記載の発明において、亀裂を発生させるための応力源
をダイヤモンド針の走査による物理的方法により形成す
ることを特徴とするものである。請求項８記載の発明
は、脆性材料からなる被加工物を割断する装置におい
て、エネルギービームを出射するビーム発生手段と、出
射したエネルギービームをその割断予定線に合わせたビ
ームに調整するビーム調整手段と、調整したビームを該
被加工物上に結像する結像手段とを有することを特徴と
するものである。
６記載の発明において、亀裂を発生させるための応力源
をダイヤモンド針の走査による物理的方法により形成す
ることを特徴とするものである。請求項８記載の発明
は、脆性材料からなる被加工物を割断する装置におい
て、エネルギービームを出射するビーム発生手段と、出
射したエネルギービームをその割断予定線に合わせたビ
ームに調整するビーム調整手段と、調整したビームを該
被加工物上に結像する結像手段とを有することを特徴と
するものである。
【００１０】請求項９記載の発明は、上記請求項８記載
の発明において、前記エネルギービームを前記割断予定
線上に複数本、同時に走査させる走査手段を設けること
を特徴とするものである。請求項１０記載の発明は、上
記請求項９記載の発明において、前記エネルギービーム
を同一ビームの分波により形成する形成手段を設けるこ
とを特徴とするものである。
の発明において、前記エネルギービームを前記割断予定
線上に複数本、同時に走査させる走査手段を設けること
を特徴とするものである。請求項１０記載の発明は、上
記請求項９記載の発明において、前記エネルギービーム
を同一ビームの分波により形成する形成手段を設けるこ
とを特徴とするものである。
【００１１】請求項１１記載の発明は、上記請求項９記
載の発明において、前記エネルギービームの２本のう
ち、一方のエネルギービームを熱応力を付与するための
ビームを生成する第１のビーム生成手段と、他方のエネ
ルギービームを亀裂を発生させるためのビームを生成す
る第２のビーム生成手段とを設けることを特徴とするも
のである。
載の発明において、前記エネルギービームの２本のう
ち、一方のエネルギービームを熱応力を付与するための
ビームを生成する第１のビーム生成手段と、他方のエネ
ルギービームを亀裂を発生させるためのビームを生成す
る第２のビーム生成手段とを設けることを特徴とするも
のである。
【００１２】請求項１２記載の発明は、上記請求項９記
載の発明において、熱応力を付与するためのエネルギー
ビームをＹＡＧレーザで出射する出射手段と、亀裂を発
生させるためのエネルギービームを該ＹＡＧレーザの高
調波に調整する調整手段とを設けることを特徴とするも
のである。請求項１３記載の発明は、上記請求項１１，
１２記載の発明において、前記第２のビーム生成手段
は、エキシマレーザからなることを特徴とするものであ
る。
載の発明において、熱応力を付与するためのエネルギー
ビームをＹＡＧレーザで出射する出射手段と、亀裂を発
生させるためのエネルギービームを該ＹＡＧレーザの高
調波に調整する調整手段とを設けることを特徴とするも
のである。請求項１３記載の発明は、上記請求項１１，
１２記載の発明において、前記第２のビーム生成手段
は、エキシマレーザからなることを特徴とするものであ
る。
【００１３】請求項１４記載の発明は、上記請求項１１
乃至１３記載の発明において、亀裂を発生させるダイヤ
モンド針を有する応力手段を設けることを特徴とするも
のである。
乃至１３記載の発明において、亀裂を発生させるダイヤ
モンド針を有する応力手段を設けることを特徴とするも
のである。
【００１４】
【作用】請求項１記載の発明では、エネルギービームを
その割断予定線に合わせたビームにして被加工物に照射
して被加工物を割断するように構成する。このため、エ
ネルギービームを割断予定線に沿ってアライメントする
ことができるので、割断方向をより正確に制御すること
ができる。従って、割断の方向性を向上させることがで
きるため、割断精度を向上させることができる。
その割断予定線に合わせたビームにして被加工物に照射
して被加工物を割断するように構成する。このため、エ
ネルギービームを割断予定線に沿ってアライメントする
ことができるので、割断方向をより正確に制御すること
ができる。従って、割断の方向性を向上させることがで
きるため、割断精度を向上させることができる。
【００１５】請求項２記載の発明では、エネルギービー
ムを割断予定線上に複数本、同時に走査させるように構
成する。このため、エネルギービームを割断予定線上に
複数本同時に走査することができるので、亀裂伝播方向
を規制して割断精度を向上させることができると同時
に、割断速度を飛躍的に向上させることができる。
ムを割断予定線上に複数本、同時に走査させるように構
成する。このため、エネルギービームを割断予定線上に
複数本同時に走査することができるので、亀裂伝播方向
を規制して割断精度を向上させることができると同時
に、割断速度を飛躍的に向上させることができる。
【００１６】請求項３記載の発明では、エネルギービー
ムを同一ビームの分波により形成するように構成する。
このため、複数のエネルギービームを同一ビーム源より
分割して取り出して割断予定線上にビームを照射するこ
とができるので、ビーム発振装置や電源を余分に増設し
ないで済ませることができ、装置の縮小化及び低コスト
化を図ることができる。
ムを同一ビームの分波により形成するように構成する。
このため、複数のエネルギービームを同一ビーム源より
分割して取り出して割断予定線上にビームを照射するこ
とができるので、ビーム発振装置や電源を余分に増設し
ないで済ませることができ、装置の縮小化及び低コスト
化を図ることができる。
【００１７】請求項４記載の発明では、エネルギービー
ムの２本のうち、一方のエネルギービームを熱応力を付
与するためのビームとし、他方のエネルギービームを亀
裂を発生させるためのビームとするように構成する。こ
のため、熱応力を付与するエネルギービームと亀裂を発
生させるエネルギービームとを各々別個に形成すること
ができるので、熱応力と亀裂を同時に与えることがで
き、割断位置（亀裂発生位置）をより正確に、かつ確実
に規定することができる。
ムの２本のうち、一方のエネルギービームを熱応力を付
与するためのビームとし、他方のエネルギービームを亀
裂を発生させるためのビームとするように構成する。こ
のため、熱応力を付与するエネルギービームと亀裂を発
生させるエネルギービームとを各々別個に形成すること
ができるので、熱応力と亀裂を同時に与えることがで
き、割断位置（亀裂発生位置）をより正確に、かつ確実
に規定することができる。
【００１８】請求項５記載の発明では、熱応力を付与す
るためのエネルギービームをＹＡＧレーザとし、亀裂を
発生させるためのエネルギービームをＹＡＧレーザの高
調波とするように構成する。このため、同一のエネルギ
ービーム源をＹＡＧとその高調波に分解することによ
り、割断予定線上にビームを照射することができるの
で、熱応力と亀裂を同時に効率良く与えることができ
る。しかも、発振器や電源を余分に設置しないで済ませ
ることができるため、装置の縮小化及び低コスト化を図
ることができる。
るためのエネルギービームをＹＡＧレーザとし、亀裂を
発生させるためのエネルギービームをＹＡＧレーザの高
調波とするように構成する。このため、同一のエネルギ
ービーム源をＹＡＧとその高調波に分解することによ
り、割断予定線上にビームを照射することができるの
で、熱応力と亀裂を同時に効率良く与えることができ
る。しかも、発振器や電源を余分に設置しないで済ませ
ることができるため、装置の縮小化及び低コスト化を図
ることができる。
【００１９】請求項６記載の発明では、亀裂を発生させ
るためのエネルギービームを、エキシマレーザを走査す
ることによりポイント状に与えるように構成する。この
ため、エキシマレーザによってミシン目状に亀裂発生位
置を与えることができるので、精密な割断を行うことが
できる。従って、より高精度な位置決めを行うことがで
きるため、より高精度な割断精度を期待することができ
る。
るためのエネルギービームを、エキシマレーザを走査す
ることによりポイント状に与えるように構成する。この
ため、エキシマレーザによってミシン目状に亀裂発生位
置を与えることができるので、精密な割断を行うことが
できる。従って、より高精度な位置決めを行うことがで
きるため、より高精度な割断精度を期待することができ
る。
【００２０】請求項７記載の発明では、亀裂を発生させ
るための応力源をダイヤモンド針の走査による物理的方
法により形成するように構成する。このため、亀裂を発
生させる応力源をダイヤモンド針等の機械的方法によっ
て与えて亀裂を発生させることができるので、装置の縮
小化及び低コスト化を図ることができる。
るための応力源をダイヤモンド針の走査による物理的方
法により形成するように構成する。このため、亀裂を発
生させる応力源をダイヤモンド針等の機械的方法によっ
て与えて亀裂を発生させることができるので、装置の縮
小化及び低コスト化を図ることができる。
【００２１】請求項８記載の発明では、エネルギービー
ムをビーム発生手段により出射し、出射したエネルギー
ビームをビーム調整手段によりその割断予定線に合わせ
たビームに調整し、調整したビームを結像手段により被
加工物に結像するように構成する。このため、エネルギ
ービームを割断予定線に沿ってアライメントすることが
できるので、割断方向をより正確に制御することができ
る。従って、割断の方向性を向上させることができるた
め、割断精度を向上させることができる。
ムをビーム発生手段により出射し、出射したエネルギー
ビームをビーム調整手段によりその割断予定線に合わせ
たビームに調整し、調整したビームを結像手段により被
加工物に結像するように構成する。このため、エネルギ
ービームを割断予定線に沿ってアライメントすることが
できるので、割断方向をより正確に制御することができ
る。従って、割断の方向性を向上させることができるた
め、割断精度を向上させることができる。
【００２２】請求項９記載の発明では、エネルギービー
ムを走査手段により割断予定線上に複数本、同時に走査
させるように構成する。このため、エネルギービームを
割断予定線上に複数本同時に走査することができるの
で、亀裂伝播方向を規制して割断精度を向上させること
ができると同時に、割断速度を飛躍的に向上させること
ができる。
ムを走査手段により割断予定線上に複数本、同時に走査
させるように構成する。このため、エネルギービームを
割断予定線上に複数本同時に走査することができるの
で、亀裂伝播方向を規制して割断精度を向上させること
ができると同時に、割断速度を飛躍的に向上させること
ができる。
【００２３】請求項１０記載の発明では、エネルギービ
ームを形成手段により同一ビームの分波により形成する
ように構成する。このため、複数のエネルギービームを
同一ビーム源より分割して取り出して割断予定線上にビ
ームを照射することができるので、ビーム発振装置や電
源を余分に増設しないで済ませることができ、装置の縮
小化及び低コスト化を図ることができる。
ームを形成手段により同一ビームの分波により形成する
ように構成する。このため、複数のエネルギービームを
同一ビーム源より分割して取り出して割断予定線上にビ
ームを照射することができるので、ビーム発振装置や電
源を余分に増設しないで済ませることができ、装置の縮
小化及び低コスト化を図ることができる。
【００２４】請求項１１記載の発明では、エネルギービ
ームの２本のうち、一方のエネルギービームを第１のビ
ーム生成手段により熱応力を付与するためのビームに生
成し、他方のエネルギービームを第２のビーム生成手段
により亀裂を発生させるためのビームに生成するように
構成する。このため、熱応力を付与するエネルギービー
ムと亀裂を発生させるエネルギービームとを各々別個に
形成することができるので、熱応力と亀裂を同時に与え
ることができ、割断位置（亀裂発生位置）をより正確
に、かつ確実に規定することができる。
ームの２本のうち、一方のエネルギービームを第１のビ
ーム生成手段により熱応力を付与するためのビームに生
成し、他方のエネルギービームを第２のビーム生成手段
により亀裂を発生させるためのビームに生成するように
構成する。このため、熱応力を付与するエネルギービー
ムと亀裂を発生させるエネルギービームとを各々別個に
形成することができるので、熱応力と亀裂を同時に与え
ることができ、割断位置（亀裂発生位置）をより正確
に、かつ確実に規定することができる。
【００２５】請求項１２記載の発明では、熱応力を付与
するためのエネルギービームを出射手段によりＹＡＧレ
ーザで出射し、亀裂を発生させるためのエネルギービー
ムを調整手段によりＹＡＧレーザの高調波に調整するよ
うに構成する。このため、同一のエネルギービーム源を
ＹＡＧとその高調波に分解することにより、割断予定線
上にビームを照射することができるので、熱応力と亀裂
を同時に効率良く与えることができる。しかも、発振器
や電源を余分に設置しないで済ませることができるた
め、装置の縮小化及び低コスト化を図ることができる。
するためのエネルギービームを出射手段によりＹＡＧレ
ーザで出射し、亀裂を発生させるためのエネルギービー
ムを調整手段によりＹＡＧレーザの高調波に調整するよ
うに構成する。このため、同一のエネルギービーム源を
ＹＡＧとその高調波に分解することにより、割断予定線
上にビームを照射することができるので、熱応力と亀裂
を同時に効率良く与えることができる。しかも、発振器
や電源を余分に設置しないで済ませることができるた
め、装置の縮小化及び低コスト化を図ることができる。
【００２６】請求項１３記載の発明では、亀裂を発生さ
せるためのエネルギービームを、エキシマレーザからな
るように構成する。このため、エキシマレーザによって
ミシン目状に亀裂発生位置を与えることができるので、
精密な割断を行うことができる。従って、より高精度な
位置決めを行うことができるため、より高精度な割断精
度を期待することができる。
せるためのエネルギービームを、エキシマレーザからな
るように構成する。このため、エキシマレーザによって
ミシン目状に亀裂発生位置を与えることができるので、
精密な割断を行うことができる。従って、より高精度な
位置決めを行うことができるため、より高精度な割断精
度を期待することができる。
【００２７】請求項１４記載の発明では、ダイヤモンド
針を有する応力手段により亀裂を発生させるように構成
する。このため、亀裂を発生させる応力源をダイヤモン
ド針等の機械的方法によって与えて亀裂を発生させるこ
とができるので、装置の縮小化及び低コスト化を図るこ
とができる。
針を有する応力手段により亀裂を発生させるように構成
する。このため、亀裂を発生させる応力源をダイヤモン
ド針等の機械的方法によって与えて亀裂を発生させるこ
とができるので、装置の縮小化及び低コスト化を図るこ
とができる。
【００２８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 （実施例１）図１は本発明に係る実施例１の脆性材料の
割断装置及び割断方法を示す図である。
する。 （実施例１）図１は本発明に係る実施例１の脆性材料の
割断装置及び割断方法を示す図である。
【００２９】本実施例では、まず、レーザ等のビーム発
生装置１によりエネルギービームを発振し、発振したエ
ネルギービームをアッテネータ２でエネルギー調整した
後、ビームホモジェナイザ３にて均一化する。そして、
ビームホモジェナイザ３で均一化したビームをマスク４
に通し、そのマスクイメージを結像レンズ系５と全反射
ミラー６でワーク７上に結像させる。
生装置１によりエネルギービームを発振し、発振したエ
ネルギービームをアッテネータ２でエネルギー調整した
後、ビームホモジェナイザ３にて均一化する。そして、
ビームホモジェナイザ３で均一化したビームをマスク４
に通し、そのマスクイメージを結像レンズ系５と全反射
ミラー６でワーク７上に結像させる。
【００３０】この時、マスクイメージは、図２に示す如
く、割断予定線に合致した線状Ａにしてワーク７面上に
結像させる。このように、本実施例（請求項１，８）で
は、ビーム発生装置１によりエネルギービームを出射
し、出射したエネルギービームを、アッテネータ２でエ
ネルギー調整し、ビームホモジェナイザ３で均一化した
後、マスク４に通し、このマスクイメージを、結像レン
ズ系５及び全反射ミラー６により割断予定線に合致した
線状ビームにしてワーク７に結像させるように構成して
いる。
く、割断予定線に合致した線状Ａにしてワーク７面上に
結像させる。このように、本実施例（請求項１，８）で
は、ビーム発生装置１によりエネルギービームを出射
し、出射したエネルギービームを、アッテネータ２でエ
ネルギー調整し、ビームホモジェナイザ３で均一化した
後、マスク４に通し、このマスクイメージを、結像レン
ズ系５及び全反射ミラー６により割断予定線に合致した
線状ビームにしてワーク７に結像させるように構成して
いる。
【００３１】このため、エネルギービームを線状ビーム
にして割断予定線に沿ってアライメントすることができ
るので、割断方向をより正確に制御することができる。
従って、割断の方向性を向上させることができる。ま
た、熱応力の発生位置を線状にすることができるため、
線状に割断する時、高精度で線状に割断することがで
き、割断精度を向上させることができる。
にして割断予定線に沿ってアライメントすることができ
るので、割断方向をより正確に制御することができる。
従って、割断の方向性を向上させることができる。ま
た、熱応力の発生位置を線状にすることができるため、
線状に割断する時、高精度で線状に割断することがで
き、割断精度を向上させることができる。
【００３２】なお、上記実施例１では、マスクイメージ
を、割断予定線にアライメントし易く、直線上に割断す
る時に好適な線状Ａにしてワーク７面上に結像させる場
合を説明したが、本発明はこれのみに限定されるもので
はなく、図２に示す如く、例えば割断予定線にアライメ
ントし易い楔形状Ｂにしてワーク７面上に結像させるよ
うに構成してもよい。また、例えば簡便に元ビームにシ
リンドリカルレンズをかませることによって、割断予定
線に合致した円形状Ｃのビーム形状をＤ部の如く、割断
方向に引き延ばすように構成してもよく、この場合、楕
円形状に割断したい時に有効である。 （実施例２）次に、図３は本発明に係る実施例２の脆性
材料の割断方法を示す図である。図示例は、図１，２の
脆性材料の割断方法に適用させることができる。
を、割断予定線にアライメントし易く、直線上に割断す
る時に好適な線状Ａにしてワーク７面上に結像させる場
合を説明したが、本発明はこれのみに限定されるもので
はなく、図２に示す如く、例えば割断予定線にアライメ
ントし易い楔形状Ｂにしてワーク７面上に結像させるよ
うに構成してもよい。また、例えば簡便に元ビームにシ
リンドリカルレンズをかませることによって、割断予定
線に合致した円形状Ｃのビーム形状をＤ部の如く、割断
方向に引き延ばすように構成してもよく、この場合、楕
円形状に割断したい時に有効である。 （実施例２）次に、図３は本発明に係る実施例２の脆性
材料の割断方法を示す図である。図示例は、図１，２の
脆性材料の割断方法に適用させることができる。
【００３３】本実施例（請求項２，９）では、エネルギ
ービームを走査手段により割断予定線上に３本、同時に
走査させて照射するように構成する。このため、エネル
ギービームを割断予定線上に３本同時に走査して照射す
ることができるので、割断予定線上に単数のエネルギー
ビームを照射する場合よりも、更に亀裂伝播方向を規制
して割断精度を向上させることができると同時に、割断
速度を飛躍的に向上させることができる。 （実施例３）次に、図４は本発明に係る実施例３の脆性
材料の割断装置及び割断方法を示す図である。図示例
は、図２の割断方法に適用することができる。
ービームを走査手段により割断予定線上に３本、同時に
走査させて照射するように構成する。このため、エネル
ギービームを割断予定線上に３本同時に走査して照射す
ることができるので、割断予定線上に単数のエネルギー
ビームを照射する場合よりも、更に亀裂伝播方向を規制
して割断精度を向上させることができると同時に、割断
速度を飛躍的に向上させることができる。 （実施例３）次に、図４は本発明に係る実施例３の脆性
材料の割断装置及び割断方法を示す図である。図示例
は、図２の割断方法に適用することができる。
【００３４】本実施例では、レーザ発振器１０から発振
されたレーザ光をハーフミラー１１，１２及び全反射ミ
ラー１３によって３本に分波し、各々のビームを割断予
定線上に投影させる。この時のビームの走査は、ワーク
７を走査させて構成してもよいし、各々ガルバノミラー
等によって走査させるように構成してもよい。本実施例
（請求項３，１０）では、ビーム発生装置１から発振し
たレーザ光をハーフミラー１１，１２及び全反射ミラー
１３によって３本に分波し、各々分波したビームを割断
予定線上に投影させるように構成している。
されたレーザ光をハーフミラー１１，１２及び全反射ミ
ラー１３によって３本に分波し、各々のビームを割断予
定線上に投影させる。この時のビームの走査は、ワーク
７を走査させて構成してもよいし、各々ガルバノミラー
等によって走査させるように構成してもよい。本実施例
（請求項３，１０）では、ビーム発生装置１から発振し
たレーザ光をハーフミラー１１，１２及び全反射ミラー
１３によって３本に分波し、各々分波したビームを割断
予定線上に投影させるように構成している。
【００３５】このため、３本のビームを同一ビーム源の
ビーム発生装置１よりハーフミラー１１，１２及び全反
射ミラー１３によって分割して取り出し割断予定線上に
各々ビームを照射することができるので、ビーム発振装
置や電源を余分に増設しないで済ませることができ、装
置の縮小化及び低コスト化を図ることができる。 （実施例４）次に、図５は本発明に係る実施例４の脆性
材料の割断装置及び割断方法を示す図である。図示例
は、図３の割断方法に適用することができる。
ビーム発生装置１よりハーフミラー１１，１２及び全反
射ミラー１３によって分割して取り出し割断予定線上に
各々ビームを照射することができるので、ビーム発振装
置や電源を余分に増設しないで済ませることができ、装
置の縮小化及び低コスト化を図ることができる。 （実施例４）次に、図５は本発明に係る実施例４の脆性
材料の割断装置及び割断方法を示す図である。図示例
は、図３の割断方法に適用することができる。
【００３６】本実施例（請求項４，１１）では、レーザ
発振器２０から発振したレーザ光を熱応力を発生させる
ためのビームとして全反射ミラー２２で反射して割断予
定線上に投影するとともに、レーザ発振器２０に後続の
レーザ発振器２１から発振したレーザ光を微小な亀裂を
発生させるためのビームとして全反射ミラー２３で反射
して割断予定線上に投影し、その割断位置を規定するよ
うに構成する。
発振器２０から発振したレーザ光を熱応力を発生させる
ためのビームとして全反射ミラー２２で反射して割断予
定線上に投影するとともに、レーザ発振器２０に後続の
レーザ発振器２１から発振したレーザ光を微小な亀裂を
発生させるためのビームとして全反射ミラー２３で反射
して割断予定線上に投影し、その割断位置を規定するよ
うに構成する。
【００３７】このため、熱応力を付与するエネルギービ
ームと亀裂を発生させるエネルギービームとを各々別個
に形成することができるので、熱応力と亀裂を同時に与
えることができ、割断位置（亀裂発生位置）をより正確
に、かつ確実に規定することができる。 （実施例５）次に、図６は本発明に係る実施例５の脆性
材料の割断装置及び割断方法を示す図である。図示例
は、図３の割断方法に適用することができる。
ームと亀裂を発生させるエネルギービームとを各々別個
に形成することができるので、熱応力と亀裂を同時に与
えることができ、割断位置（亀裂発生位置）をより正確
に、かつ確実に規定することができる。 （実施例５）次に、図６は本発明に係る実施例５の脆性
材料の割断装置及び割断方法を示す図である。図示例
は、図３の割断方法に適用することができる。
【００３８】本実施例では、レーザ発振器３１から発振
した熱応力を付与するためのレーザ光をＹＡＧレーザと
し、ハーフミラー３２により一部ワーク７上に照射した
後、ＦＨＧ，ＳＨＧ結晶３３を通して波長を短波長化
（高調波）して全反射ミラー３４で折り返し、結像レン
ズ系３５を通して所望の亀裂発生位置に照射する。この
ように、本実施例（請求項５，１２）では、レーザ発振
器３１から出射する熱応力を付与するためのエネルギー
ビームをＹＡＧレーザとして、ハーフミラー３２により
一部ワーク７上に照射し、亀裂を発生させるためのエネ
ルギービームを結晶３３に通してＹＡＧレーザの高調波
にして、全反射ミラー３４と結像レンズ系３５により所
望の亀裂発生位置に照射するように構成している。
した熱応力を付与するためのレーザ光をＹＡＧレーザと
し、ハーフミラー３２により一部ワーク７上に照射した
後、ＦＨＧ，ＳＨＧ結晶３３を通して波長を短波長化
（高調波）して全反射ミラー３４で折り返し、結像レン
ズ系３５を通して所望の亀裂発生位置に照射する。この
ように、本実施例（請求項５，１２）では、レーザ発振
器３１から出射する熱応力を付与するためのエネルギー
ビームをＹＡＧレーザとして、ハーフミラー３２により
一部ワーク７上に照射し、亀裂を発生させるためのエネ
ルギービームを結晶３３に通してＹＡＧレーザの高調波
にして、全反射ミラー３４と結像レンズ系３５により所
望の亀裂発生位置に照射するように構成している。
【００３９】このため、同一のエネルギービーム源をＹ
ＡＧとその高調波に分解することにより、割断予定線上
にビームを照射することができるので、熱応力と亀裂を
同時に効率良く与えることができる。しかも、発振器や
電源を余分に設置しないで済ませることができるため、
装置の縮小化及び低コスト化を図ることができる。な
お、上記実施例５では、亀裂を発生させるためのビーム
にＹＡＧレーザの高調波を用いて行う場合を説明した
が、本発明はこれのみに限定されるものではなく、本発
明（請求項６，１３）においては、亀裂を発生させるた
めのエネルギービームを、走査手段によりエキシマレー
ザを走査することによりポイント状に与えるように構成
してもよい。
ＡＧとその高調波に分解することにより、割断予定線上
にビームを照射することができるので、熱応力と亀裂を
同時に効率良く与えることができる。しかも、発振器や
電源を余分に設置しないで済ませることができるため、
装置の縮小化及び低コスト化を図ることができる。な
お、上記実施例５では、亀裂を発生させるためのビーム
にＹＡＧレーザの高調波を用いて行う場合を説明した
が、本発明はこれのみに限定されるものではなく、本発
明（請求項６，１３）においては、亀裂を発生させるた
めのエネルギービームを、走査手段によりエキシマレー
ザを走査することによりポイント状に与えるように構成
してもよい。
【００４０】この場合、エキシマレーザによってミシン
目状に亀裂発生位置を与えることができるので、ＹＡＧ
レーザの高調波を用いる場合よりも、精密な割断を行う
ことができる。従って、より高精度な位置決めを行うこ
とができるため、より高精度な割断精度を期待すること
ができる。 （実施例６）次に、図７は本発明に係る実施例６の脆性
材料の割断装置及び割断方法を示す図である。図示例
は、図５，６の割断方法に適用することができる。
目状に亀裂発生位置を与えることができるので、ＹＡＧ
レーザの高調波を用いる場合よりも、精密な割断を行う
ことができる。従って、より高精度な位置決めを行うこ
とができるため、より高精度な割断精度を期待すること
ができる。 （実施例６）次に、図７は本発明に係る実施例６の脆性
材料の割断装置及び割断方法を示す図である。図示例
は、図５，６の割断方法に適用することができる。
【００４１】本実施例（請求項７，１４）では、レーザ
発振器４１により出射する熱応力を発生させるためのレ
ーザ光を全反射ミラー４２で反射して熱応力集中位置に
照射するとともに、機械的応力を発生させ亀裂を与える
ためのダイヤモンド針４３を熱応力集中位置に重ね合わ
せて割断を行うように構成する。このため、亀裂を発生
させる応力源をダイヤモンド針等の機械的方法によって
与えて亀裂を発生させることができるので、装置の縮小
化及び低コスト化を図ることができる。
発振器４１により出射する熱応力を発生させるためのレ
ーザ光を全反射ミラー４２で反射して熱応力集中位置に
照射するとともに、機械的応力を発生させ亀裂を与える
ためのダイヤモンド針４３を熱応力集中位置に重ね合わ
せて割断を行うように構成する。このため、亀裂を発生
させる応力源をダイヤモンド針等の機械的方法によって
与えて亀裂を発生させることができるので、装置の縮小
化及び低コスト化を図ることができる。
【００４２】
【発明の効果】本発明によれば、割断精度を向上させる
ことができるとともに、割断速度を向上させることがで
きるという効果がある。
ことができるとともに、割断速度を向上させることがで
きるという効果がある。
【図１】本発明に係る実施例１の脆性材料の割断装置及
び割断方法を示す図である。
び割断方法を示す図である。
【図２】結像ビーム形状を示す図である。
【図３】本発明に係る実施例２の脆性材料の割断方法を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明に係る実施例３の脆性材料の割断装置及
び割断方法を示す図である。
び割断方法を示す図である。
【図５】本発明に係る実施例４の脆性材料の割断装置及
び割断方法を示す図である。
び割断方法を示す図である。
【図６】本発明に係る実施例５の脆性材料の割断装置及
び割断方法を示す図である。
び割断方法を示す図である。
【図７】本発明に係る実施例６の脆性材料の割断装置及
び割断方法を示す図である。
び割断方法を示す図である。
１ ビーム発生装置 ２ アッテネータ ３ ビームホモジェナイザ ４ マスク ５，３５ 結像レンズ系 ６，１３，２２，２３，３４，４２ 全反射ミラー ７ ワーク １０，２０，２１，３１，４１ レーザ発振器 １１，１２，３２ ハーフミラー ３３ 結晶 ４３ ダイヤモンド針
Claims (14)
- 【請求項１】脆性材料からなる被加工物を割断する方法
において、エネルギービームをその割断予定線に合わせ
たビームにして該被加工物に照射して該被加工物を割断
することを特徴とする脆性材料の割断方法。 - 【請求項２】前記エネルギービームを前記割断予定線上
に複数本、同時に走査させることを特徴とする請求項１
記載の脆性材料の割断方法。 - 【請求項３】前記エネルギービームを同一ビームの分波
により形成することを特徴とする請求項２記載の脆性材
料の割断方法。 - 【請求項４】前記エネルギービームの２本のうち、一方
のエネルギービームを熱応力を付与するためのビームと
し、他方のエネルギービームを亀裂を発生させるための
ビームとすることを特徴とする請求項２記載の脆性材料
の割断方法。 - 【請求項５】熱応力を付与するための前記エネルギービ
ームをＹＡＧレーザとし、亀裂を発生させるための前記
エネルギービームを該ＹＡＧレーザの高調波とすること
を特徴とする請求項４記載の脆性材料の割断方法。 - 【請求項６】亀裂を発生させるための前記エネルギービ
ームを、エキシマレーザを走査することによりポイント
状に与えることを特徴とする請求項４記載の脆性材料の
割断方法。 - 【請求項７】亀裂を発生させるための応力源をダイヤモ
ンド針の走査による物理的方法により形成することを特
徴とする請求項４乃至６記載の脆性材料の割断方法。 - 【請求項８】脆性材料からなる被加工物を割断する装置
において、エネルギービームを出射するビーム発生手段
と、出射したエネルギービームをその割断予定線に合わ
せたビームに調整するビーム調整手段と、調整したビー
ムを該被加工物上に結像する結像手段とを有することを
特徴とする脆性材料の割断装置。 - 【請求項９】前記エネルギービームを前記割断予定線上
に複数本、同時に走査させる走査手段を設けることを特
徴とする請求項８記載の脆性材料の割断装置。 - 【請求項１０】前記エネルギービームを同一ビームの分
波により形成する形成手段を設けることを特徴とする請
求項９記載の脆性材料の割断装置。 - 【請求項１１】前記エネルギービームの２本のうち、一
方のエネルギービームを熱応力を付与するためのビーム
を生成する第１のビーム生成手段と、他方のエネルギー
ビームを亀裂を発生させるためのビームを生成する第２
のビーム生成手段とを設けることを特徴とする請求項９
記載の脆性材料の割断装置。 - 【請求項１２】熱応力を付与するためのエネルギービー
ムをＹＡＧレーザで出射する出射手段と、亀裂を発生さ
せるためのエネルギービームを該ＹＡＧレーザの高調波
に調整する調整手段とを設けることを特徴とする請求項
９記載の脆性材料の割断装置。 - 【請求項１３】前記第２のビーム生成手段は、エキシマ
レーザからなることを特徴とする請求項１１，１２記載
の脆性材料の割断装置。 - 【請求項１４】亀裂を発生させるダイヤモンド針を有す
る応力手段を設けることを特徴とする請求項１１乃至１
３記載の脆性材料の割断装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7011152A JPH08197271A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 脆性材料の割断方法及び脆性材料の割断装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7011152A JPH08197271A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 脆性材料の割断方法及び脆性材料の割断装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08197271A true JPH08197271A (ja) | 1996-08-06 |
Family
ID=11770054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7011152A Pending JPH08197271A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 脆性材料の割断方法及び脆性材料の割断装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08197271A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US7566635B2 (en) | 2002-03-12 | 2009-07-28 | Hamamatsu Photonics K.K. | Substrate dividing method |
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| JP2017122046A (ja) * | 2012-11-14 | 2017-07-13 | ショット アクチエンゲゼルシャフトＳｃｈｏｔｔ ＡＧ | 透明ワークを分離する方法 |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP7011152A patent/JPH08197271A/ja active Pending
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| US7615721B2 (en) | 2000-09-13 | 2009-11-10 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and laser processing apparatus |
| US10796959B2 (en) | 2000-09-13 | 2020-10-06 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and laser processing apparatus |
| US7396742B2 (en) | 2000-09-13 | 2008-07-08 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method for cutting a wafer-like object by using a laser to form modified regions within the object |
| US8969761B2 (en) | 2000-09-13 | 2015-03-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method of cutting a wafer-like object and semiconductor chip |
| US7547613B2 (en) | 2000-09-13 | 2009-06-16 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and laser processing apparatus |
| US8946591B2 (en) | 2000-09-13 | 2015-02-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Method of manufacturing a semiconductor device formed using a substrate cutting method |
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| US7592238B2 (en) | 2000-09-13 | 2009-09-22 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and laser processing apparatus |
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| US7626137B2 (en) | 2000-09-13 | 2009-12-01 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser cutting by forming a modified region within an object and generating fractures |
| US8946592B2 (en) | 2000-09-13 | 2015-02-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | Laser processing method and laser processing apparatus |
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