レーザ加工方法
【課題】 面取りされた角部を有する有効部を板状の加工対象物から精度良く切り出すことを可能にするレーザ加工方法を提供する。
【解決手段】 板状の加工対象物１から、面取りされた角部１９を有する有効部１８を切り出すためのレーザ加工方法である。角部１９に至る有効部１８の一方の側面１８ａに沿いかつ角部１９を通るように延在する切断予定ライン５１に沿って、レーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させることにより、切断予定ライン５１に沿って加工対象物１の内部に改質領域を形成する。その後に、角部１９の面取り面１９ａに沿うように延在する切断予定ライン５３に沿って、レーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させることにより、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１の内部に改質領域を形成する。
【解決手段】 板状の加工対象物１から、面取りされた角部１９を有する有効部１８を切り出すためのレーザ加工方法である。角部１９に至る有効部１８の一方の側面１８ａに沿いかつ角部１９を通るように延在する切断予定ライン５１に沿って、レーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させることにより、切断予定ライン５１に沿って加工対象物１の内部に改質領域を形成する。その後に、角部１９の面取り面１９ａに沿うように延在する切断予定ライン５３に沿って、レーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させることにより、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１の内部に改質領域を形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の加工対象物から、面取りされた角部を有する有効部を切り出すためのレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野のレーザ加工方法として、次のようなものが知られている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、切断予定ラインの直線部に沿ってレーザ光の集光点を移動させるときには、レーザ光の集光点のスポット形状を楕円形にして、その長軸を切断予定ラインの直線部に一致させ、切断予定ラインの曲線部に沿ってレーザ光の集光点を移動させるときには、レーザ光の集光点のスポット形状を円形にするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０６２２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したようなレーザ加工方法にあっては、切断予定ラインの曲線部に沿ってレーザ光を照射した際に、曲線部から不要な方向に亀裂が伸展し、その結果、加工対象物から切り出すべき有効部に損傷が生じるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、面取りされた角部を有する有効部を板状の加工対象物から精度良く切り出すことを可能にするレーザ加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレーザ加工方法は、板状の加工対象物から、面取りされた角部を有する有効部を切り出すためのレーザ加工方法であって、角部に至る有効部の一方の側面に沿いかつ角部を通るように延在する第１の切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、第１の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる第１の改質領域を加工対象物の内部に形成する第１の工程と、第１の工程の後に、角部の面取り面に沿うように延在する第２の切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、第２の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる第２の改質領域を加工対象物の内部に形成する第２の工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このレーザ加工方法では、角部に至る有効部の一方の側面に沿いかつ角部を通るように延在する第１の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる第１の改質領域を形成し、その後に、角部の面取り面に沿うように延在する第２の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる第２の改質領域を形成する。これにより、面取り面に沿って形成された第２の改質領域から発生する亀裂は、既に形成された第１の改質領域に沿うように伸展することになる。よって、このレーザ加工方法によれば、面取り面から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することができ、その結果、面取りされた角部を有する有効部を板状の加工対象物から精度良く切り出すことが可能となる。
【０００８】
本発明のレーザ加工方法は、角部に至る有効部の他方の側面に沿いかつ角部を通るように第３の切断予定ラインが延在している場合には、第２の工程の前に、第３の切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、第３の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる第３の改質領域を加工対象物の内部に形成する第３の工程を更に備えていてもよい。この場合、面取り面に沿って形成された第２の改質領域から発生する亀裂は、既に形成された第１の改質領域及び第３の改質領域のそれぞれに沿うように伸展することになる。従って、面取り面から不要な方向に亀裂が伸展するのをより確実に防止することが可能となる。
【０００９】
本発明のレーザ加工方法においては、第１の切断予定ラインは、隣り合う有効部同士の境界面に沿うように延在していてもよい。この場合、一方の有効部の面取り面に沿って形成された第２の改質領域から発生する亀裂は、隣り合う有効部同士の境界面に沿って既に形成された第１の改質領域に沿うように伸展することになる。従って、一方の有効部の面取り面から他方の有効部内に亀裂が伸展するのを防止することが可能となる。
【００１０】
本発明のレーザ加工方法においては、第１の切断予定ラインは、有効部と、加工対象物の側面を含む外縁部との境界面に沿うように延在していてもよい。この場合、有効部から加工対象物の側面を切り落として、有効部の側面の品質を均一化することが可能となる。
【００１１】
本発明のレーザ加工方法においては、第１の切断予定ラインは、加工対象物を横切るように延在していてもよい。この場合、第１の切断予定ラインに沿って形成された第１の改質領域の端部から発生する亀裂は、加工対象物の側面に至ることになる。従って、第１の改質領域の端部から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することが可能となる。
【００１２】
本発明のレーザ加工方法においては、面取り面は、凸曲面であってもよいし、或いは、略平面であってもよい。いずれの場合にも、面取り面から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することが可能である。
【００１３】
本発明のレーザ加工方法においては、第１の工程では、第１の周波数でレーザ光をパルス発振させると共に、第１の速度で集光点を相対的に移動させ、第２の工程では、第１の周波数よりも低い第２の周波数でレーザ光をパルス発振させると共に、第１の速度よりも低い第２の速度で集光点を相対的に移動させてもよい。これによれば、第２の改質領域を面取り面に沿って精度良く形成することができ、しかも、第２の改質領域を、亀裂を伸展させ易いものとして形成することができる。
【００１４】
本発明のレーザ加工方法は、第２の工程の後に、第１の改質領域及び第２の改質領域から発生した亀裂を加工対象物の表面及び裏面に到達させることにより、第１の切断予定ライン及び第２の切断予定ラインに沿って加工対象物を切断する第４の工程を更に備えていてもよい。これによれば、面取りされた角部を有する有効部を板状の加工対象物から精度良く切り出すことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、面取りされた角部を有する有効部を板状の加工対象物から精度良く切り出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。
【図２】改質領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。
【図３】図２の加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。
【図４】レーザ加工後の加工対象物の平面図である。
【図５】図４の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。
【図６】図４の加工対象物のVI−VI線に沿っての断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１９】比較例の加工順序及び加工結果の写真を示す図である。
【図２０】第１の実施例の加工順序及び加工結果の写真を示す図である。
【図２１】第２の実施例の加工順序及び加工結果の写真を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
本発明の一実施形態のレーザ加工方法では、切断予定ラインに沿って加工対象物にレーザ光を照射することにより、切断予定ラインに沿って加工対象物の内部に切断の起点となる改質領域を形成する。そこで、まず、この改質領域の形成について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１９】
図１に示すように、レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌをパルス発振するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの光軸（光路）の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、レーザ光Ｌを集光するための集光用レンズ１０５と、を備えている。また、レーザ加工装置１００は、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される加工対象物１を支持するための支持台１０７と、支持台１０７を移動させるためのステージ１１１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、ステージ１１１の駆動を制御するステージ制御部１１５と、を備えている。
【００２０】
このレーザ加工装置１００においては、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー１０３によってその光軸の向きを９０°変えられ、支持台１０７上に載置された加工対象物１の内部に集光用レンズ１０５によって集光される。これと共に、ステージ１１１が移動させられ、加工対象物１がレーザ光Ｌに対して切断予定ライン５に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン５に沿った改質領域が加工対象物１に形成されることとなる。
【００２１】
加工対象物１としては、種々の材料（例えば、ガラス、半導体材料、圧電材料等）からなる板状の部材（例えば、基板、ウェハ等）が用いられる。図２に示すように、加工対象物１には、加工対象物１を切断するための切断予定ライン５が設定されている。切断予定ライン５は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物１の内部に改質領域を形成する場合、図３に示すように、加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせた状態で、レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち、図２の矢印Ａ方向に）相対的に移動させる。これにより、図４〜図６に示すように、改質領域７が切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部に形成され、切断予定ライン５に沿って形成された改質領域７が切断起点領域８となる。
【００２２】
なお、集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン５は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物１の表面３に実際に引かれた線であってもよい。また、改質領域７は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域７は列状でも点状でもよく、要は、改質領域７は少なくとも加工対象物１の内部に形成されていればよい。また、改質領域７を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域７は、加工対象物１の外表面（表面、裏面、若しくは外周面）に露出していてもよい。
【００２３】
ちなみに、ここでのレーザ光Ｌは、加工対象物１を透過すると共に加工対象物１の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物１に改質領域７が形成される（すなわち、内部吸収型レーザ加工）。よって、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌが殆ど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。一般的に、表面３から溶融され除去されて穴や溝等の除去部が形成される（表面吸収型レーザ加工）場合、加工領域は表面３側から徐々に裏面側に進行する。
【００２４】
ところで、本実施形態で形成される改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある（これらをまとめて高密転移領域ともいう）。
【００２５】
また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との界面に亀裂（割れ、マイクロクラック等）を内包している場合がある。内包される亀裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物１としては、例えばシリコン、ガラス、ＬｉＴａＯ３又はサファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる基板やウェハ、又はそのような基板やウェハを含むものが挙げられる。
【００２６】
また、本実施形態においては、切断予定ライン５に沿って改質スポット（加工痕）を複数形成することによって、改質領域７を形成している。改質スポットとは、パルスレーザ光の１パルスのショット（つまり１パルスのレーザ照射：レーザショット）で形成される改質部分であり、改質スポットが集まることにより改質領域７となる。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも１つが混在するもの等が挙げられる。
【００２７】
この改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することが好ましい。
［第１の実施形態］
【００２８】
図７は、本発明の第１の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。図７に示すように、第１の実施形態は、ガラスからなる矩形板状の加工対象物１を、その側面１ａ，１ｂに沿ってスペースを設けずに複数行複数列（ここでは、２行２列）に切断し、加工対象物１から矩形板状の有効部１８を複数（ここでは、４枚）切り出す場合である。有効部１８は、行方向に略平行な一対の側面１８ａ，１８ａ、列方向に略平行な一対の側面１８ｂ，１８ｂ、及び面取りされた４つの角部１９を有するように、加工対象物１から切り出される。角部１９は、その面取り面１９ａが凸曲面となるようにＲ面取りされる。このような有効部１８は、携帯型端末のディスプレイの保護基板等に用いられる。
【００２９】
加工対象物１には、切断予定ライン（第１の切断予定ライン）５１、切断予定ライン（第３の切断予定ライン）５２及び切断予定ライン（第２の切断予定ライン）５３が設定される。
【００３０】
切断予定ライン５１は、角部１９に至る一方の側面１８ａに沿いかつ角部１９を通るように延在している。ここでは、切断予定ライン５１は、列方向において隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。更には、切断予定ライン５１は、加工対象物１を横切るように延在している。すなわち、切断予定ライン５１は、列方向に略平行な一対の側面１ｂ，１ｂ間に渡っている。なお、切断予定ライン５１が角部１９を通るとは、有効部１８の一方の側面１８ａと角部１９の面取り面１９ａとの交線に交差するように（ここでは、略直交するように）切断予定ライン５１が延在していることを意味する。
【００３１】
切断予定ライン５２は、角部１９に至る他方の側面１８ｂに沿いかつ角部１９を通るように延在している。ここでは、切断予定ライン５２は、行方向において隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。更には、切断予定ライン５２は、加工対象物１を横切るように延在している。すなわち、切断予定ライン５２は、行方向に略平行な一対の側面１ａ，１ａ間に渡っている。なお、切断予定ライン５２が角部１９を通るとは、有効部１８の他方の側面１８ｂと角部１９の面取り面１９ａとの交線に交差するように（ここでは、略直交するように）切断予定ライン５２が延在していることを意味する。
【００３２】
切断予定ライン５３は、角部１９の面取り面１９ａに沿うように延在している。すなわち、切断予定ライン５３は、有効部１８の一方の側面１８ａと角部１９の面取り面１９ａとの交線と、有効部１８の他方の側面１８ｂと角部１９の面取り面１９ａとの交線との間に渡っている。
【００３３】
以上のように切断予定ライン５１，５２，５３が設定された加工対象物１から、以下のように、複数の有効部１８を切り出す。まず、加工対象物１をレーザ加工装置１００の支持台１０７上に載置する。このとき、加工対象物１の裏面４にテープを貼ったり、或いは支持台１０７を多孔質状に形成して加工対象物１を真空吸着したりするなど、加工対象物１を保持する。この状態で、加工対象物１の表面３から所定の距離だけ内側にレーザ光Ｌの集光点Ｐが位置するようにステージ１１１を駆動させる。
【００３４】
続いて、図８（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５１に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５１に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動（スキャン）させる。このとき、周波数Ｆ１でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１で集光点Ｐを相対的に移動させる。周波数Ｆ１が５０ｋＨｚであり、速度Ｖ１が５００ｍｍ／ｓであれば、レーザ光Ｌのパルスピッチ（速度Ｖ１／周波数Ｆ１）は１０μｍとなる。このようなレーザ光Ｌの照射によって、切断予定ライン５１に沿って、切断の起点となる改質領域（第１の改質領域）７１を加工対象物１の内部に形成する（図９(ａ)参照）。
【００３５】
続いて、図８（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５２に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５２に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ２でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ２で集光点Ｐを相対的に移動させる。周波数Ｆ２が５０ｋＨｚであり、速度Ｖ２が５００ｍｍ／ｓであれば、レーザ光Ｌのパルスピッチ（速度Ｖ２／周波数Ｆ２）は１０μｍとなる。このようなレーザ光Ｌの照射によって、切断予定ライン５２に沿って、切断の起点となる改質領域（第３の改質領域）７２を加工対象物１の内部に形成する（図９(ａ)参照）。
【００３６】
ここで、ステージ１１１がレーザ光Ｌの光軸に略垂直な平面内の２軸方向に移動可能であり、かつレーザ光Ｌの光軸回りに回転可能なものであれば、次のように、ステージ１１１を駆動させる。すなわち、切断予定ライン５１に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐが相対的に移動するようにステージ１１１を駆動させる。続いて、その状態で（レーザ光Ｌの光軸回りに回転するようにステージ１１１を駆動させずに）、切断予定ライン５２に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐが相対的に移動するようにステージ１１１を駆動させる。
【００３７】
一方、ステージ１１１がレーザ光Ｌの光軸に略垂直な平面内の１軸方向に移動可能であり、かつレーザ光Ｌの光軸回りに回転可能なものであれば、次のように、ステージ１１１を駆動させる。すなわち、切断予定ライン５１に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐが相対的に移動するようにステージ１１１を駆動させる。続いて、レーザ光Ｌの光軸回りに９０°回転するようにステージ１１１を駆動させ、その状態で、切断予定ライン５２に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐが相対的に移動するようにステージ１１１を駆動させる。
【００３８】
なお、切断予定ライン５２に沿ってのレーザ光Ｌの集光点Ｐの移動及び改質領域７２の形成を先に行い、切断予定ライン５１に沿ってのレーザ光Ｌの集光点Ｐの移動及び改質領域７１の形成を後に行ってもよい。また、切断予定ライン５１，５２に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させるために、レーザ光Ｌ側（レーザ光源１０１、ダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５等）を移動させてもよいし、加工対象物１側（支持台１０７等）及びレーザ光Ｌ側の両方を移動させてもよい。
【００３９】
切断予定ライン５１，５２に沿って改質領域７１，７２を形成した後に、図８（ｂ）に示すように、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１，Ｆ２よりも低い周波数Ｆ３でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１，Ｖ２よりも低い速度Ｖ３で集光点Ｐを相対的に移動させる。周波数Ｆ３が１ｋＨｚであり、速度Ｖ３が１０ｍｍ／ｓであれば、レーザ光Ｌのパルスピッチ（速度Ｖ３／周波数Ｆ３）は１０μｍとなる。このようなレーザ光Ｌの照射によって、切断予定ライン５３に沿って、切断の起点となる改質領域（第２の改質領域）７３を加工対象物１の内部に形成する（図９(ａ)参照）。
【００４０】
ここで、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する場合、図８（ｂ）に示すように、有効部１８の外縁に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐが矩形環状に移動するようステージ１１１を駆動させる。このとき、各角部１９の面取り面１９ａでは、加工対象物１にレーザ光Ｌが照射されるようにレーザ光Ｌの照射をＯＮに切り替え（図８（ｂ）の実線の矢印）、各側面１８ａ，１８ｂでは、加工対象物１にレーザ光Ｌが照射されないようにレーザ光Ｌの照射をＯＦＦに切り替える（図８（ｂ）の破線の矢印）。そして、各側面１８ａ，１８ｂでは、速度Ｖ３よりも高い速度（例えば、速度Ｖ１，Ｖ２に相当する速度）でレーザ光Ｌの集光点Ｐが移動するようステージ１１１を駆動させる。
【００４１】
なお、レーザ光Ｌの繰返し周波数の調整は、レーザ光源１０１及びレーザ光源制御部１０２に超音波光変調器（ＡＯＭ）等の光学素子を付加することにより実現される。ＡＯＭによって繰返し周波数を間引くことで、繰返し周波数を周波数Ｆ１，Ｆ２から周波数Ｆ３に低くすることができる。また、切断予定ライン５３に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させるために、レーザ光Ｌ側を移動させてもよいし、加工対象物１側及びレーザ光Ｌ側の両方を移動させてもよい。
【００４２】
図９（ａ）に示すように、切断予定ライン５１，５２，５３に沿って改質領域７１，７２，７３を形成した後に、切断予定ライン５１，５２，５３に沿って外力を作用させ、改質領域７１，７２，７３から発生した亀裂を加工対象物１の表面３及び裏面４に到達させることにより、切断予定ライン５１，５２，５３に沿って加工対象物１を切断する。以上のようにして、図９（ｂ）に示すように、加工対象物１から、面取りされた角部１９を有する有効部１８を切り出す。
【００４３】
以上説明したように、第１の実施形態のレーザ加工方法では、切断予定ライン５１，５２に沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂに沿って）改質領域７１，７２を形成し、その後に、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する。これにより、面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、既に形成された改質領域７１，７２に沿うように伸展することになる。よって、第１の実施形態のレーザ加工方法によれば、面取り面１９ａから不要な方向に亀裂が伸展するのを確実に防止し、面取りされた角部１９を有する有効部１８を板状の加工対象物１から精度良く切り出すことができる。このようなレーザ加工方法は、１枚の加工対象物１から複数の有効部１８を切り出す場合に極めて有効である。
【００４４】
ここで、切断予定ライン５１，５２は、隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。これにより、一方の有効部１８の面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿って既に形成された改質領域７１，７２に沿うように伸展することになる。従って、一方の有効部１８の面取り面１９ａから他方の有効部１８内に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００４５】
更に、切断予定ライン５１，５２は、加工対象物１を横切るように延在していている。これにより、切断予定ライン５１，５２に沿って形成された改質領域７１，７２の端部から発生する亀裂は、加工対象物１の側面１ａ，１ｂに至ることになる。従って、改質領域７１，７２の端部から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００４６】
また、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する場合には、切断予定ライン５１，５２に沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂに沿って）改質領域７１，７２を形成する場合に比べ、レーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度を低くする。これにより、有効部１８に対して面取り面１９ａの外側をレーザ光Ｌの集光点Ｐが通るような事態を防止し、改質領域７３を面取り面１９ａに沿って精度良く形成することができる。
【００４７】
更に、レーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度を低くすると共に、切断予定ライン５３に沿って改質領域７３を形成する場合には、切断予定ライン５１，５２に沿って改質領域７１，７２を形成する場合に比べ、レーザ光Ｌの繰返し周波数を低くする。レーザ光Ｌの繰返し周波数を低くせずにレーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度を低くすると、パルスピッチが短くなるため、改質スポット（レーザ光Ｌの１パルスの照射で形成される改質部分）が密の状態で改質領域７３が形成され、その結果、加工対象物１の厚さ方向等に亀裂が伸展し難くなるおそれがある。レーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度を低くすると共にレーザ光Ｌの繰返し周波数を低くすることで、パルスピッチが短くなるのを防止し、有効部１８の面取り面１９ａに沿った改質領域７３を、亀裂を伸展させ易いものとして形成することができる。
［第２の実施形態］
【００４８】
図１０は、本発明の第２の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。図１０に示すように、第２の実施形態は、ガラスからなる矩形板状の加工対象物１を、その側面１ａ，１ｂに沿ってスペースを設けて複数行複数列（ここでは、２行２列）に切断する点で、第１の実施形態と相違する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に第２の実施形態について説明する。
【００４９】
加工対象物１には、切断予定ライン（第１の切断予定ライン）５１ａ，５１ｂ、切断予定ライン（第３の切断予定ライン）５２ａ，５２ｂ及び切断予定ライン５３が設定される。
【００５０】
切断予定ライン５１ａ，５１ｂは、角部１９に至る一方の側面１８ａに沿いかつ角部１９を通るように延在している。ここでは、切断予定ライン５１ａは、列方向において隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。また、切断予定ライン５１ｂは、有効部１８と、加工対象物１の側面１ａを含む外縁部２１ａとの境界面に沿うように延在している。更には、切断予定ライン５１ａ，５１ｂは、加工対象物１を横切るように延在している。すなわち、切断予定ライン５１ａ，５１ｂは、列方向に略平行な一対の側面１ｂ，１ｂ間に渡っている。
【００５１】
切断予定ライン５２ａ，５２ｂは、角部１９に至る他方の側面１８ｂに沿いかつ角部１９を通るように延在している。ここでは、切断予定ライン５２ａは、行方向において隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。また、切断予定ライン５２ｂは、有効部１８と、加工対象物１の側面１ｂを含む外縁部２１ｂとの境界面に沿うように延在している。更には、切断予定ライン５２ａ，５２ｂは、加工対象物１を横切るように延在している。すなわち、切断予定ライン５２ａ，５２ｂは、行方向に略平行な一対の側面１ａ，１ａ間に渡っている。
【００５２】
以上のように切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３が設定された加工対象物１から、以下のように、複数（ここでは、４枚）の有効部１８を切り出す。まず、加工対象物１をレーザ加工装置１００の支持台１０７上に載置し、続いて、図１１（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５１ａ，５１ｂに沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５１ａ，５１ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５１ａ，５１ｂに沿って改質領域７１を加工対象物１の内部に形成する（図１２(ａ)参照）。
【００５３】
続いて、図１１（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５２ａ，５２ｂに沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５２ａ，５２ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ２でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ２で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５２ａ，５２ｂに沿って改質領域７２を加工対象物１の内部に形成する（図１２(ａ)参照）。
【００５４】
なお、切断予定ライン５２ａ，５２ｂに沿ってのレーザ光Ｌの集光点Ｐの移動及び改質領域７２の形成を先に行い、切断予定ライン５１ａ，５１ｂに沿ってのレーザ光Ｌの集光点Ｐの移動及び改質領域７１の形成を後に行ってもよい。
【００５５】
切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂに沿って改質領域７１，７２を形成した後に、図１１（ｂ）に示すように、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１，Ｆ２よりも低い周波数Ｆ３でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１，Ｖ２よりも低い速度Ｖ３で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５３に沿って改質領域７３を加工対象物１の内部に形成する（図１２(ａ)参照）。
【００５６】
なお、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する場合には、第１の実施形態と同様に、レーザ光Ｌの照射のＯＮ／ＯＦＦの切替え、及びレーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度の切替えを行う。
【００５７】
図１２（ａ）に示すように、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３に沿って改質領域７１，７２，７３を形成した後に、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３に沿って外力を作用させ、改質領域７１，７２，７３から発生した亀裂を加工対象物１の表面３及び裏面４に到達させることにより、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３に沿って加工対象物１を切断する。以上のようにして、図１２（ｂ）に示すように、加工対象物１から、面取りされた角部１９を有する有効部１８を切り出す。
【００５８】
以上説明したように、第２の実施形態のレーザ加工方法では、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂに沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂに沿って）改質領域７１，７２を形成し、その後に、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する。これにより、面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、既に形成された改質領域７１，７２に沿うように伸展することになる。よって、第２の実施形態のレーザ加工方法によれば、面取り面１９ａから不要な方向に亀裂が伸展するのを確実に防止し、面取りされた角部１９を有する有効部１８を板状の加工対象物１から精度良く切り出すことができる。
【００５９】
ここで、切断予定ライン５１ａ，５２ａは、隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。これにより、一方の有効部１８の面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿って既に形成された改質領域７１，７２に沿うように伸展することになる。従って、一方の有効部１８の面取り面１９ａから他方の有効部１８内に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００６０】
また、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂは、有効部１８と外縁部２１ａ，２１ｂとの境界面に沿うように延在している。これにより、有効部１８から加工対象物１の側面１ａ，１ｂを切り落として、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂの品質を均一化することができる。
【００６１】
更に、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂは、加工対象物１を横切るように延在していている。これにより、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂに沿って形成された改質領域７１，７２の端部から発生する亀裂は、加工対象物１の側面１ａ，１ｂに至ることになる。従って、改質領域７１，７２の端部から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００６２】
また、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する場合には、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂに沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂに沿って）改質領域７１，７２を形成する場合に比べ、レーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度、及びレーザ光Ｌの繰返し周波数を低くする。これにより、改質領域７３を面取り面１９ａに沿って精度良く形成することができ、しかも、改質領域７３を、亀裂を伸展させ易いものとして形成することができる。
［第３の実施形態］
【００６３】
図１３は、本発明の第３の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。図１３に示すように、第３の実施形態は、ガラスからなる矩形板状の加工対象物１を複数行１列（ここでは、２行１列）に切断する点で、第１の実施形態と相違する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に第３の実施形態について説明する。
【００６４】
加工対象物１には、切断予定ライン５１及び切断予定ライン５３が設定される。このように切断予定ライン５１，５３が設定された加工対象物１から、以下のように、複数（ここでは、２枚）の有効部１８を切り出す。まず、加工対象物１をレーザ加工装置１００の支持台１０７上に載置し、続いて、図１４（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５１に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５１に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５１に沿って改質領域７１を加工対象物１の内部に形成する（図１５(ａ)参照）。
【００６５】
切断予定ライン５１に沿って改質領域７１を形成した後に、図１４（ｂ）に示すように、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１よりも低い周波数Ｆ３でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１よりも低い速度Ｖ３で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５３に沿って改質領域７３を加工対象物１の内部に形成する（図１５(ａ)参照）。
【００６６】
なお、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する場合には、第１の実施形態と同様に、レーザ光Ｌの照射のＯＮ／ＯＦＦの切替え、及びレーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度の切替えを行う。
【００６７】
図１５（ａ）に示すように、切断予定ライン５１，５３に沿って改質領域７１，７３を形成した後に、切断予定ライン５１，５３に沿って外力を作用させ、改質領域７１，７３から発生した亀裂を加工対象物１の表面３及び裏面４に到達させることにより、切断予定ライン５１，５３に沿って加工対象物１を切断する。以上のようにして、図１５（ｂ）に示すように、加工対象物１から、面取りされた角部１９を有する有効部１８を切り出す。
【００６８】
以上説明したように、第３の実施形態のレーザ加工方法では、切断予定ライン５１に沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａに沿って）改質領域７１を形成し、その後に、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する。これにより、面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、既に形成された改質領域７１に沿うように伸展することになる。よって、第３の実施形態のレーザ加工方法によれば、面取り面１９ａから不要な方向に亀裂が伸展するのを確実に防止し、面取りされた角部１９を有する有効部１８を板状の加工対象物１から精度良く切り出すことができる。
【００６９】
ここで、切断予定ライン５１は、隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。これにより、一方の有効部１８の面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿って既に形成された改質領域７１に沿うように伸展することになる。従って、一方の有効部１８の面取り面１９ａから他方の有効部１８内に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００７０】
更に、切断予定ライン５１は、加工対象物１を横切るように延在していている。これにより、切断予定ライン５１に沿って形成された改質領域７１の端部から発生する亀裂は、加工対象物１の側面１ｂに至ることになる。従って、改質領域７１の端部から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００７１】
また、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する場合には、切断予定ライン５１に沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａに沿って）改質領域７１を形成する場合に比べ、レーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度、及びレーザ光Ｌの繰返し周波数を低くする。これにより、改質領域７３を面取り面１９ａに沿って精度良く形成することができ、しかも、改質領域７３を、亀裂を伸展させ易いものとして形成することができる。
［第４の実施形態］
【００７２】
図１６は、本発明の第４の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。図１６に示すように、第４の実施形態は、ガラスからなる矩形板状の加工対象物１を、その側面１ａ，１ｂに沿ってスペースを設けると共に、隣り合う有効部１８，１８間にスペースを設けて、１行複数列（ここでは、１行２列）に切断する点で、第１の実施形態と相違する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に第４の実施形態について説明する。
【００７３】
加工対象物１には、切断予定ライン５１ｂ、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃ及び切断予定ライン５３が設定される。
【００７４】
切断予定ライン５１ｂは、角部１９に至る一方の側面１８ａに沿いかつ角部１９を通るように延在している。ここでは、切断予定ライン５１ｂは、有効部１８と、加工対象物１の側面１ａを含む外縁部２１ａとの境界面に沿うように延在している。更には、切断予定ライン５１ｂは、加工対象物１を横切るように延在している。すなわち、切断予定ライン５１ｂは、列方向に略平行な一対の側面１ｂ，１ｂ間に渡っている。
【００７５】
切断予定ライン５２ｂ，５２ｃは、角部１９に至る他方の側面１８ｂに沿いかつ角部１９を通るように延在している。ここでは、切断予定ライン５２ｂは、有効部１８と、加工対象物１の側面１ｂを含む外縁部２１ｂとの境界面に沿うように延在している。また、切断予定ライン５２ｃは、有効部１８と、隣り合う有効部１８，１８間に介在された中間部２２との境界面に沿うように延在している。更には、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃは、加工対象物１を横切るように延在している。すなわち、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃは、行方向に略平行な一対の側面１ａ，１ａ間に渡っている。
【００７６】
以上のように切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃ，５３が設定された加工対象物１から、以下のように、複数（ここでは、２枚）の有効部１８を切り出す。まず、加工対象物１をレーザ加工装置１００の支持台１０７上に載置し、続いて、図１７（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５１ｂに沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５１ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５１ｂに沿って改質領域７１を加工対象物１の内部に形成する（図１８(ａ)参照）。
【００７７】
続いて、図１７（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃに沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃに沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ２でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ２で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃに沿って改質領域７２を加工対象物１の内部に形成する（図１８(ａ)参照）。
【００７８】
なお、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃに沿ってのレーザ光Ｌの集光点Ｐの移動及び改質領域７２の形成を先に行い、切断予定ライン５１ｂに沿ってのレーザ光Ｌの集光点Ｐの移動及び改質領域７１の形成を後に行ってもよい。
【００７９】
切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃに沿って改質領域７１，７２を形成した後に、図１７（ｂ）に示すように、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１，Ｆ２よりも低い周波数Ｆ３でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１，Ｖ２よりも低い速度Ｖ３で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５３に沿って改質領域７３を加工対象物１の内部に形成する（図１８(ａ)参照）。
【００８０】
なお、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する場合には、第１の実施形態と同様に、レーザ光Ｌの照射のＯＮ／ＯＦＦの切替え、及びレーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度の切替えを行う。
【００８１】
図１８（ａ）に示すように、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃ，５３に沿って改質領域７１，７２，７３を形成した後に、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃ，５３に沿って外力を作用させ、改質領域７１，７２，７３から発生した亀裂を加工対象物１の表面３及び裏面４に到達させることにより、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃ，５３に沿って加工対象物１を切断する。以上のようにして、図１８（ｂ）に示すように、加工対象物１から、面取りされた角部１９を有する有効部１８を切り出す。
【００８２】
以上説明したように、第４の実施形態のレーザ加工方法では、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃに沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂに沿って）改質領域７１，７２を形成し、その後に、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する。これにより、面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、既に形成された改質領域７１，７２に沿うように伸展することになる。よって、第４の実施形態のレーザ加工方法によれば、面取り面１９ａから不要な方向に亀裂が伸展するのを確実に防止し、面取りされた角部１９を有する有効部１８を板状の加工対象物１から精度良く切り出すことができる。
【００８３】
ここで、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂは、有効部１８と外縁部２１ａ，２１ｂとの境界面に沿うように延在している。これにより、有効部１８から加工対象物１の側面１ａ，１ｂを切り落として、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂの品質を均一化することができる。
【００８４】
更に、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃは、加工対象物１を横切るように延在していている。これにより、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃに沿って形成された改質領域７１，７２の端部から発生する亀裂は、加工対象物１の側面１ａ，１ｂに至ることになる。従って、改質領域７１，７２の端部から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００８５】
また、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する場合には、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃに沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂに沿って）改質領域７１，７２を形成する場合に比べ、レーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度、及びレーザ光Ｌの繰返し周波数を低くする。これにより、改質領域７３を面取り面１９ａに沿って精度良く形成することができ、しかも、改質領域７３を、亀裂を伸展させ易いものとして形成することができる。
【００８６】
次に、比較例及び実施例について説明する。ここでは、加工対象物として、外形６０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ９００μｍの強化ガラス板を用意した。この加工対象物に対して、出力２０μＪ、繰返し周波数１ｋＨｚ、集光点の相対的移動速度１０ｍｍ／ｓの条件でレーザ光を照射し、各切断予定ラインに対して、加工対象物の厚さ方向に並ぶように５列（「加工対象物のレーザ光入射面と集光点との距離」は、それぞれ、３８０μｍ，３１０μｍ，２４０μｍ，１７０μｍ，１００μｍ）の改質領域を形成した。そして、切断予定ラインに沿って加工対象物を切断するために、各切断予定ラインに沿って手で外力を作用させた。
【００８７】
図１９は、比較例の加工順序及び加工結果の写真を示す図である。図１９（ａ）に示すように、切断予定ライン（図１９（ａ）の一点鎖線）に沿ってレーザ光を照射し（図１９（ａ）の実線の矢印）、各切断予定ラインに対して５列の改質領域を形成した。加工順序は、縦横の切断予定ライン、正方形環状（外形３０ｍｍ×３０ｍｍ）の切断予定ライン、Ｒ５〜Ｒ１０（単位ｍｍ）の面取り面に沿った切断予定ラインの順序である。この比較例では、面取り面に沿った切断予定ラインが縦横の切断予定ラインの端点間に渡るように、縦横の切断予定ラインを交差させなかった。その結果、図１９（ｂ）に示すように、右下の面取り面の右上の端部からから右上に向かって、切断予定ラインから外れた不要な亀裂が伸展してしまった。
【００８８】
図２０は、第１の実施例の加工順序及び加工結果の写真を示す図である。図２０（ａ）に示すように、切断予定ライン（図２０（ａ）の一点鎖線）に沿ってレーザ光を照射し（図２０（ａ）の実線の矢印）、各切断予定ラインに対して５列の改質領域を形成した。加工順序は、縦横の切断予定ライン、正方形環状（外形３０ｍｍ×３０ｍｍ）の切断予定ライン、Ｒ５〜Ｒ１０（単位ｍｍ）の面取り面に沿った切断予定ラインの順序である。この第１の実施例では、面取り面に沿った切断予定ラインが縦横の切断予定ラインの中間点間に渡るように、縦横の切断予定ラインを交差させた。その結果、図２０（ｂ）に示すように、切断予定ラインから外れた不要な亀裂は伸展せずに、各切断予定ラインに沿って精度良く加工対象物を切断することができた。
【００８９】
図２１は、第２の実施例の加工順序及び加工結果の写真を示す図である。図２１（ａ）に示すように、切断予定ライン（図２１（ａ）の一点鎖線）に沿ってレーザ光を照射し（図２１（ａ）の実線の矢印）、各切断予定ラインに対して５列の改質領域を形成した。加工順序は、縦横の切断予定ライン、正方形環状（外形３０ｍｍ×３０ｍｍ）の切断予定ライン、Ｃ１〜Ｃ５（単位ｍｍ）の面取り面に沿った切断予定ラインの順序である。この第２の実施例では、面取り面に沿った切断予定ラインが縦横の切断予定ラインの中間点間に渡るように、縦横の切断予定ラインを交差させた。その結果、図２１（ｂ）に示すように、切断予定ラインから外れた不要な亀裂は伸展せずに、各切断予定ラインに沿って精度良く加工対象物を切断することができた。
【００９０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、各切断予定ラインに対して、加工対象物の厚さ方向に並ぶように複数列の改質領域を形成してもよい。その場合にも、本発明によれば、面取りされた角部を有する有効部を板状の加工対象物から精度良く切り出すことができる。１本の切断予定ラインに対する改質領域の列数は、加工対象物の厚さ等に応じて適宜決定することができるものである。
【００９１】
また、上記実施形態では、切断予定ラインに沿って外力を作用させて、改質領域から発生した亀裂を加工対象物の表面及び裏面に到達させたが、これに限定されない。各切断予定ラインに対する１列又は複数列の改質領域の形成に伴って（加工対象物に何ら外力を作用させずに）、改質領域から発生した亀裂を加工対象物の表面及び裏面に到達させて、それにより、切断予定ラインに沿って加工対象物を切断する場合もある。
【００９２】
また、有効部の角部は、その面取り面が略平面となるようにＣ面取りされたものであってもよい。その場合にも、本発明によれば、面取り面から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止し、面取りされた角部を有する有効部を板状の加工対象物から精度良く切り出すことができる。
【００９３】
また、加工対象物の材料としては、ガラスに限定されず、種々の材料が適用可能である。そして、改質領域としては、材料の種類及びレーザ光の照射条件等によって、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等や、これらが混在した領域が形成される。
【符号の説明】
【００９４】
１…加工対象物、１ａ，１ｂ…側面、３…表面、４…裏面、１８…有効部、１９…角部、１９ａ…面取り面、２１ａ，２１ｂ…外縁部、５１，５１ａ，５１ｂ…切断予定ライン（第１の切断予定ライン）、５２，５２ａ，５２ｂ…切断予定ライン（第３の切断予定ライン）、５３…切断予定ライン（第２の切断予定ライン）、７１…改質領域（第１の改質領域）、７２…改質領域（第３の改質領域）、７３…改質領域（第２の改質領域）、Ｌ…レーザ光、Ｐ…集光点。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板状の加工対象物から、面取りされた角部を有する有効部を切り出すためのレーザ加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野のレーザ加工方法として、次のようなものが知られている（例えば、特許文献１参照）。すなわち、切断予定ラインの直線部に沿ってレーザ光の集光点を移動させるときには、レーザ光の集光点のスポット形状を楕円形にして、その長軸を切断予定ラインの直線部に一致させ、切断予定ラインの曲線部に沿ってレーザ光の集光点を移動させるときには、レーザ光の集光点のスポット形状を円形にするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−０６２２８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述したようなレーザ加工方法にあっては、切断予定ラインの曲線部に沿ってレーザ光を照射した際に、曲線部から不要な方向に亀裂が伸展し、その結果、加工対象物から切り出すべき有効部に損傷が生じるおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、面取りされた角部を有する有効部を板状の加工対象物から精度良く切り出すことを可能にするレーザ加工方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレーザ加工方法は、板状の加工対象物から、面取りされた角部を有する有効部を切り出すためのレーザ加工方法であって、角部に至る有効部の一方の側面に沿いかつ角部を通るように延在する第１の切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、第１の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる第１の改質領域を加工対象物の内部に形成する第１の工程と、第１の工程の後に、角部の面取り面に沿うように延在する第２の切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、第２の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる第２の改質領域を加工対象物の内部に形成する第２の工程と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
このレーザ加工方法では、角部に至る有効部の一方の側面に沿いかつ角部を通るように延在する第１の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる第１の改質領域を形成し、その後に、角部の面取り面に沿うように延在する第２の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる第２の改質領域を形成する。これにより、面取り面に沿って形成された第２の改質領域から発生する亀裂は、既に形成された第１の改質領域に沿うように伸展することになる。よって、このレーザ加工方法によれば、面取り面から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することができ、その結果、面取りされた角部を有する有効部を板状の加工対象物から精度良く切り出すことが可能となる。
【０００８】
本発明のレーザ加工方法は、角部に至る有効部の他方の側面に沿いかつ角部を通るように第３の切断予定ラインが延在している場合には、第２の工程の前に、第３の切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、第３の切断予定ラインに沿って、切断の起点となる第３の改質領域を加工対象物の内部に形成する第３の工程を更に備えていてもよい。この場合、面取り面に沿って形成された第２の改質領域から発生する亀裂は、既に形成された第１の改質領域及び第３の改質領域のそれぞれに沿うように伸展することになる。従って、面取り面から不要な方向に亀裂が伸展するのをより確実に防止することが可能となる。
【０００９】
本発明のレーザ加工方法においては、第１の切断予定ラインは、隣り合う有効部同士の境界面に沿うように延在していてもよい。この場合、一方の有効部の面取り面に沿って形成された第２の改質領域から発生する亀裂は、隣り合う有効部同士の境界面に沿って既に形成された第１の改質領域に沿うように伸展することになる。従って、一方の有効部の面取り面から他方の有効部内に亀裂が伸展するのを防止することが可能となる。
【００１０】
本発明のレーザ加工方法においては、第１の切断予定ラインは、有効部と、加工対象物の側面を含む外縁部との境界面に沿うように延在していてもよい。この場合、有効部から加工対象物の側面を切り落として、有効部の側面の品質を均一化することが可能となる。
【００１１】
本発明のレーザ加工方法においては、第１の切断予定ラインは、加工対象物を横切るように延在していてもよい。この場合、第１の切断予定ラインに沿って形成された第１の改質領域の端部から発生する亀裂は、加工対象物の側面に至ることになる。従って、第１の改質領域の端部から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することが可能となる。
【００１２】
本発明のレーザ加工方法においては、面取り面は、凸曲面であってもよいし、或いは、略平面であってもよい。いずれの場合にも、面取り面から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することが可能である。
【００１３】
本発明のレーザ加工方法においては、第１の工程では、第１の周波数でレーザ光をパルス発振させると共に、第１の速度で集光点を相対的に移動させ、第２の工程では、第１の周波数よりも低い第２の周波数でレーザ光をパルス発振させると共に、第１の速度よりも低い第２の速度で集光点を相対的に移動させてもよい。これによれば、第２の改質領域を面取り面に沿って精度良く形成することができ、しかも、第２の改質領域を、亀裂を伸展させ易いものとして形成することができる。
【００１４】
本発明のレーザ加工方法は、第２の工程の後に、第１の改質領域及び第２の改質領域から発生した亀裂を加工対象物の表面及び裏面に到達させることにより、第１の切断予定ライン及び第２の切断予定ラインに沿って加工対象物を切断する第４の工程を更に備えていてもよい。これによれば、面取りされた角部を有する有効部を板状の加工対象物から精度良く切り出すことができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、面取りされた角部を有する有効部を板状の加工対象物から精度良く切り出すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】改質領域の形成に用いられるレーザ加工装置の概略構成図である。
【図２】改質領域の形成の対象となる加工対象物の平面図である。
【図３】図２の加工対象物のIII−III線に沿っての断面図である。
【図４】レーザ加工後の加工対象物の平面図である。
【図５】図４の加工対象物のV−V線に沿っての断面図である。
【図６】図４の加工対象物のVI−VI線に沿っての断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図９】本発明の第１の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１０】本発明の第２の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。
【図１４】本発明の第３の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１５】本発明の第３の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１６】本発明の第４の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。
【図１７】本発明の第４の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１８】本発明の第４の実施形態のレーザ加工方法が実施されている加工対象物の平面図である。
【図１９】比較例の加工順序及び加工結果の写真を示す図である。
【図２０】第１の実施例の加工順序及び加工結果の写真を示す図である。
【図２１】第２の実施例の加工順序及び加工結果の写真を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
本発明の一実施形態のレーザ加工方法では、切断予定ラインに沿って加工対象物にレーザ光を照射することにより、切断予定ラインに沿って加工対象物の内部に切断の起点となる改質領域を形成する。そこで、まず、この改質領域の形成について、図１〜図６を参照して説明する。
【００１９】
図１に示すように、レーザ加工装置１００は、レーザ光Ｌをパルス発振するレーザ光源１０１と、レーザ光Ｌの光軸（光路）の向きを９０°変えるように配置されたダイクロイックミラー１０３と、レーザ光Ｌを集光するための集光用レンズ１０５と、を備えている。また、レーザ加工装置１００は、集光用レンズ１０５で集光されたレーザ光Ｌが照射される加工対象物１を支持するための支持台１０７と、支持台１０７を移動させるためのステージ１１１と、レーザ光Ｌの出力やパルス幅等を調節するためにレーザ光源１０１を制御するレーザ光源制御部１０２と、ステージ１１１の駆動を制御するステージ制御部１１５と、を備えている。
【００２０】
このレーザ加工装置１００においては、レーザ光源１０１から出射されたレーザ光Ｌは、ダイクロイックミラー１０３によってその光軸の向きを９０°変えられ、支持台１０７上に載置された加工対象物１の内部に集光用レンズ１０５によって集光される。これと共に、ステージ１１１が移動させられ、加工対象物１がレーザ光Ｌに対して切断予定ライン５に沿って相対移動させられる。これにより、切断予定ライン５に沿った改質領域が加工対象物１に形成されることとなる。
【００２１】
加工対象物１としては、種々の材料（例えば、ガラス、半導体材料、圧電材料等）からなる板状の部材（例えば、基板、ウェハ等）が用いられる。図２に示すように、加工対象物１には、加工対象物１を切断するための切断予定ライン５が設定されている。切断予定ライン５は、直線状に延びた仮想線である。加工対象物１の内部に改質領域を形成する場合、図３に示すように、加工対象物１の内部に集光点Ｐを合わせた状態で、レーザ光Ｌを切断予定ライン５に沿って（すなわち、図２の矢印Ａ方向に）相対的に移動させる。これにより、図４〜図６に示すように、改質領域７が切断予定ライン５に沿って加工対象物１の内部に形成され、切断予定ライン５に沿って形成された改質領域７が切断起点領域８となる。
【００２２】
なお、集光点Ｐとは、レーザ光Ｌが集光する箇所のことである。また、切断予定ライン５は、直線状に限らず曲線状であってもよいし、仮想線に限らず加工対象物１の表面３に実際に引かれた線であってもよい。また、改質領域７は、連続的に形成される場合もあるし、断続的に形成される場合もある。また、改質領域７は列状でも点状でもよく、要は、改質領域７は少なくとも加工対象物１の内部に形成されていればよい。また、改質領域７を起点に亀裂が形成される場合があり、亀裂及び改質領域７は、加工対象物１の外表面（表面、裏面、若しくは外周面）に露出していてもよい。
【００２３】
ちなみに、ここでのレーザ光Ｌは、加工対象物１を透過すると共に加工対象物１の内部の集光点近傍にて特に吸収され、これにより、加工対象物１に改質領域７が形成される（すなわち、内部吸収型レーザ加工）。よって、加工対象物１の表面３ではレーザ光Ｌが殆ど吸収されないので、加工対象物１の表面３が溶融することはない。一般的に、表面３から溶融され除去されて穴や溝等の除去部が形成される（表面吸収型レーザ加工）場合、加工領域は表面３側から徐々に裏面側に進行する。
【００２４】
ところで、本実施形態で形成される改質領域は、密度、屈折率、機械的強度やその他の物理的特性が周囲とは異なる状態になった領域をいう。改質領域としては、例えば、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等があり、これらが混在した領域もある。更に、改質領域としては、加工対象物の材料において改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域や、格子欠陥が形成された領域がある（これらをまとめて高密転移領域ともいう）。
【００２５】
また、溶融処理領域や屈折率変化領域、改質領域の密度が非改質領域の密度と比較して変化した領域、格子欠陥が形成された領域は、更に、それら領域の内部や改質領域と非改質領域との界面に亀裂（割れ、マイクロクラック等）を内包している場合がある。内包される亀裂は改質領域の全面に渡る場合や一部分のみや複数部分に形成される場合がある。加工対象物１としては、例えばシリコン、ガラス、ＬｉＴａＯ３又はサファイア（Ａｌ２Ｏ３）からなる基板やウェハ、又はそのような基板やウェハを含むものが挙げられる。
【００２６】
また、本実施形態においては、切断予定ライン５に沿って改質スポット（加工痕）を複数形成することによって、改質領域７を形成している。改質スポットとは、パルスレーザ光の１パルスのショット（つまり１パルスのレーザ照射：レーザショット）で形成される改質部分であり、改質スポットが集まることにより改質領域７となる。改質スポットとしては、クラックスポット、溶融処理スポット若しくは屈折率変化スポット、又はこれらの少なくとも１つが混在するもの等が挙げられる。
【００２７】
この改質スポットについては、要求される切断精度、要求される切断面の平坦性、加工対象物の厚さ、種類、結晶方位等を考慮して、その大きさや発生する亀裂の長さを適宜制御することが好ましい。
［第１の実施形態］
【００２８】
図７は、本発明の第１の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。図７に示すように、第１の実施形態は、ガラスからなる矩形板状の加工対象物１を、その側面１ａ，１ｂに沿ってスペースを設けずに複数行複数列（ここでは、２行２列）に切断し、加工対象物１から矩形板状の有効部１８を複数（ここでは、４枚）切り出す場合である。有効部１８は、行方向に略平行な一対の側面１８ａ，１８ａ、列方向に略平行な一対の側面１８ｂ，１８ｂ、及び面取りされた４つの角部１９を有するように、加工対象物１から切り出される。角部１９は、その面取り面１９ａが凸曲面となるようにＲ面取りされる。このような有効部１８は、携帯型端末のディスプレイの保護基板等に用いられる。
【００２９】
加工対象物１には、切断予定ライン（第１の切断予定ライン）５１、切断予定ライン（第３の切断予定ライン）５２及び切断予定ライン（第２の切断予定ライン）５３が設定される。
【００３０】
切断予定ライン５１は、角部１９に至る一方の側面１８ａに沿いかつ角部１９を通るように延在している。ここでは、切断予定ライン５１は、列方向において隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。更には、切断予定ライン５１は、加工対象物１を横切るように延在している。すなわち、切断予定ライン５１は、列方向に略平行な一対の側面１ｂ，１ｂ間に渡っている。なお、切断予定ライン５１が角部１９を通るとは、有効部１８の一方の側面１８ａと角部１９の面取り面１９ａとの交線に交差するように（ここでは、略直交するように）切断予定ライン５１が延在していることを意味する。
【００３１】
切断予定ライン５２は、角部１９に至る他方の側面１８ｂに沿いかつ角部１９を通るように延在している。ここでは、切断予定ライン５２は、行方向において隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。更には、切断予定ライン５２は、加工対象物１を横切るように延在している。すなわち、切断予定ライン５２は、行方向に略平行な一対の側面１ａ，１ａ間に渡っている。なお、切断予定ライン５２が角部１９を通るとは、有効部１８の他方の側面１８ｂと角部１９の面取り面１９ａとの交線に交差するように（ここでは、略直交するように）切断予定ライン５２が延在していることを意味する。
【００３２】
切断予定ライン５３は、角部１９の面取り面１９ａに沿うように延在している。すなわち、切断予定ライン５３は、有効部１８の一方の側面１８ａと角部１９の面取り面１９ａとの交線と、有効部１８の他方の側面１８ｂと角部１９の面取り面１９ａとの交線との間に渡っている。
【００３３】
以上のように切断予定ライン５１，５２，５３が設定された加工対象物１から、以下のように、複数の有効部１８を切り出す。まず、加工対象物１をレーザ加工装置１００の支持台１０７上に載置する。このとき、加工対象物１の裏面４にテープを貼ったり、或いは支持台１０７を多孔質状に形成して加工対象物１を真空吸着したりするなど、加工対象物１を保持する。この状態で、加工対象物１の表面３から所定の距離だけ内側にレーザ光Ｌの集光点Ｐが位置するようにステージ１１１を駆動させる。
【００３４】
続いて、図８（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５１に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５１に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動（スキャン）させる。このとき、周波数Ｆ１でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１で集光点Ｐを相対的に移動させる。周波数Ｆ１が５０ｋＨｚであり、速度Ｖ１が５００ｍｍ／ｓであれば、レーザ光Ｌのパルスピッチ（速度Ｖ１／周波数Ｆ１）は１０μｍとなる。このようなレーザ光Ｌの照射によって、切断予定ライン５１に沿って、切断の起点となる改質領域（第１の改質領域）７１を加工対象物１の内部に形成する（図９(ａ)参照）。
【００３５】
続いて、図８（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５２に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５２に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ２でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ２で集光点Ｐを相対的に移動させる。周波数Ｆ２が５０ｋＨｚであり、速度Ｖ２が５００ｍｍ／ｓであれば、レーザ光Ｌのパルスピッチ（速度Ｖ２／周波数Ｆ２）は１０μｍとなる。このようなレーザ光Ｌの照射によって、切断予定ライン５２に沿って、切断の起点となる改質領域（第３の改質領域）７２を加工対象物１の内部に形成する（図９(ａ)参照）。
【００３６】
ここで、ステージ１１１がレーザ光Ｌの光軸に略垂直な平面内の２軸方向に移動可能であり、かつレーザ光Ｌの光軸回りに回転可能なものであれば、次のように、ステージ１１１を駆動させる。すなわち、切断予定ライン５１に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐが相対的に移動するようにステージ１１１を駆動させる。続いて、その状態で（レーザ光Ｌの光軸回りに回転するようにステージ１１１を駆動させずに）、切断予定ライン５２に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐが相対的に移動するようにステージ１１１を駆動させる。
【００３７】
一方、ステージ１１１がレーザ光Ｌの光軸に略垂直な平面内の１軸方向に移動可能であり、かつレーザ光Ｌの光軸回りに回転可能なものであれば、次のように、ステージ１１１を駆動させる。すなわち、切断予定ライン５１に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐが相対的に移動するようにステージ１１１を駆動させる。続いて、レーザ光Ｌの光軸回りに９０°回転するようにステージ１１１を駆動させ、その状態で、切断予定ライン５２に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐが相対的に移動するようにステージ１１１を駆動させる。
【００３８】
なお、切断予定ライン５２に沿ってのレーザ光Ｌの集光点Ｐの移動及び改質領域７２の形成を先に行い、切断予定ライン５１に沿ってのレーザ光Ｌの集光点Ｐの移動及び改質領域７１の形成を後に行ってもよい。また、切断予定ライン５１，５２に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させるために、レーザ光Ｌ側（レーザ光源１０１、ダイクロイックミラー１０３及び集光用レンズ１０５等）を移動させてもよいし、加工対象物１側（支持台１０７等）及びレーザ光Ｌ側の両方を移動させてもよい。
【００３９】
切断予定ライン５１，５２に沿って改質領域７１，７２を形成した後に、図８（ｂ）に示すように、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１，Ｆ２よりも低い周波数Ｆ３でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１，Ｖ２よりも低い速度Ｖ３で集光点Ｐを相対的に移動させる。周波数Ｆ３が１ｋＨｚであり、速度Ｖ３が１０ｍｍ／ｓであれば、レーザ光Ｌのパルスピッチ（速度Ｖ３／周波数Ｆ３）は１０μｍとなる。このようなレーザ光Ｌの照射によって、切断予定ライン５３に沿って、切断の起点となる改質領域（第２の改質領域）７３を加工対象物１の内部に形成する（図９(ａ)参照）。
【００４０】
ここで、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する場合、図８（ｂ）に示すように、有効部１８の外縁に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐが矩形環状に移動するようステージ１１１を駆動させる。このとき、各角部１９の面取り面１９ａでは、加工対象物１にレーザ光Ｌが照射されるようにレーザ光Ｌの照射をＯＮに切り替え（図８（ｂ）の実線の矢印）、各側面１８ａ，１８ｂでは、加工対象物１にレーザ光Ｌが照射されないようにレーザ光Ｌの照射をＯＦＦに切り替える（図８（ｂ）の破線の矢印）。そして、各側面１８ａ，１８ｂでは、速度Ｖ３よりも高い速度（例えば、速度Ｖ１，Ｖ２に相当する速度）でレーザ光Ｌの集光点Ｐが移動するようステージ１１１を駆動させる。
【００４１】
なお、レーザ光Ｌの繰返し周波数の調整は、レーザ光源１０１及びレーザ光源制御部１０２に超音波光変調器（ＡＯＭ）等の光学素子を付加することにより実現される。ＡＯＭによって繰返し周波数を間引くことで、繰返し周波数を周波数Ｆ１，Ｆ２から周波数Ｆ３に低くすることができる。また、切断予定ライン５３に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させるために、レーザ光Ｌ側を移動させてもよいし、加工対象物１側及びレーザ光Ｌ側の両方を移動させてもよい。
【００４２】
図９（ａ）に示すように、切断予定ライン５１，５２，５３に沿って改質領域７１，７２，７３を形成した後に、切断予定ライン５１，５２，５３に沿って外力を作用させ、改質領域７１，７２，７３から発生した亀裂を加工対象物１の表面３及び裏面４に到達させることにより、切断予定ライン５１，５２，５３に沿って加工対象物１を切断する。以上のようにして、図９（ｂ）に示すように、加工対象物１から、面取りされた角部１９を有する有効部１８を切り出す。
【００４３】
以上説明したように、第１の実施形態のレーザ加工方法では、切断予定ライン５１，５２に沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂに沿って）改質領域７１，７２を形成し、その後に、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する。これにより、面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、既に形成された改質領域７１，７２に沿うように伸展することになる。よって、第１の実施形態のレーザ加工方法によれば、面取り面１９ａから不要な方向に亀裂が伸展するのを確実に防止し、面取りされた角部１９を有する有効部１８を板状の加工対象物１から精度良く切り出すことができる。このようなレーザ加工方法は、１枚の加工対象物１から複数の有効部１８を切り出す場合に極めて有効である。
【００４４】
ここで、切断予定ライン５１，５２は、隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。これにより、一方の有効部１８の面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿って既に形成された改質領域７１，７２に沿うように伸展することになる。従って、一方の有効部１８の面取り面１９ａから他方の有効部１８内に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００４５】
更に、切断予定ライン５１，５２は、加工対象物１を横切るように延在していている。これにより、切断予定ライン５１，５２に沿って形成された改質領域７１，７２の端部から発生する亀裂は、加工対象物１の側面１ａ，１ｂに至ることになる。従って、改質領域７１，７２の端部から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００４６】
また、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する場合には、切断予定ライン５１，５２に沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂに沿って）改質領域７１，７２を形成する場合に比べ、レーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度を低くする。これにより、有効部１８に対して面取り面１９ａの外側をレーザ光Ｌの集光点Ｐが通るような事態を防止し、改質領域７３を面取り面１９ａに沿って精度良く形成することができる。
【００４７】
更に、レーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度を低くすると共に、切断予定ライン５３に沿って改質領域７３を形成する場合には、切断予定ライン５１，５２に沿って改質領域７１，７２を形成する場合に比べ、レーザ光Ｌの繰返し周波数を低くする。レーザ光Ｌの繰返し周波数を低くせずにレーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度を低くすると、パルスピッチが短くなるため、改質スポット（レーザ光Ｌの１パルスの照射で形成される改質部分）が密の状態で改質領域７３が形成され、その結果、加工対象物１の厚さ方向等に亀裂が伸展し難くなるおそれがある。レーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度を低くすると共にレーザ光Ｌの繰返し周波数を低くすることで、パルスピッチが短くなるのを防止し、有効部１８の面取り面１９ａに沿った改質領域７３を、亀裂を伸展させ易いものとして形成することができる。
［第２の実施形態］
【００４８】
図１０は、本発明の第２の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。図１０に示すように、第２の実施形態は、ガラスからなる矩形板状の加工対象物１を、その側面１ａ，１ｂに沿ってスペースを設けて複数行複数列（ここでは、２行２列）に切断する点で、第１の実施形態と相違する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に第２の実施形態について説明する。
【００４９】
加工対象物１には、切断予定ライン（第１の切断予定ライン）５１ａ，５１ｂ、切断予定ライン（第３の切断予定ライン）５２ａ，５２ｂ及び切断予定ライン５３が設定される。
【００５０】
切断予定ライン５１ａ，５１ｂは、角部１９に至る一方の側面１８ａに沿いかつ角部１９を通るように延在している。ここでは、切断予定ライン５１ａは、列方向において隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。また、切断予定ライン５１ｂは、有効部１８と、加工対象物１の側面１ａを含む外縁部２１ａとの境界面に沿うように延在している。更には、切断予定ライン５１ａ，５１ｂは、加工対象物１を横切るように延在している。すなわち、切断予定ライン５１ａ，５１ｂは、列方向に略平行な一対の側面１ｂ，１ｂ間に渡っている。
【００５１】
切断予定ライン５２ａ，５２ｂは、角部１９に至る他方の側面１８ｂに沿いかつ角部１９を通るように延在している。ここでは、切断予定ライン５２ａは、行方向において隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。また、切断予定ライン５２ｂは、有効部１８と、加工対象物１の側面１ｂを含む外縁部２１ｂとの境界面に沿うように延在している。更には、切断予定ライン５２ａ，５２ｂは、加工対象物１を横切るように延在している。すなわち、切断予定ライン５２ａ，５２ｂは、行方向に略平行な一対の側面１ａ，１ａ間に渡っている。
【００５２】
以上のように切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３が設定された加工対象物１から、以下のように、複数（ここでは、４枚）の有効部１８を切り出す。まず、加工対象物１をレーザ加工装置１００の支持台１０７上に載置し、続いて、図１１（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５１ａ，５１ｂに沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５１ａ，５１ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５１ａ，５１ｂに沿って改質領域７１を加工対象物１の内部に形成する（図１２(ａ)参照）。
【００５３】
続いて、図１１（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５２ａ，５２ｂに沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５２ａ，５２ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ２でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ２で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５２ａ，５２ｂに沿って改質領域７２を加工対象物１の内部に形成する（図１２(ａ)参照）。
【００５４】
なお、切断予定ライン５２ａ，５２ｂに沿ってのレーザ光Ｌの集光点Ｐの移動及び改質領域７２の形成を先に行い、切断予定ライン５１ａ，５１ｂに沿ってのレーザ光Ｌの集光点Ｐの移動及び改質領域７１の形成を後に行ってもよい。
【００５５】
切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂに沿って改質領域７１，７２を形成した後に、図１１（ｂ）に示すように、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１，Ｆ２よりも低い周波数Ｆ３でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１，Ｖ２よりも低い速度Ｖ３で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５３に沿って改質領域７３を加工対象物１の内部に形成する（図１２(ａ)参照）。
【００５６】
なお、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する場合には、第１の実施形態と同様に、レーザ光Ｌの照射のＯＮ／ＯＦＦの切替え、及びレーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度の切替えを行う。
【００５７】
図１２（ａ）に示すように、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３に沿って改質領域７１，７２，７３を形成した後に、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３に沿って外力を作用させ、改質領域７１，７２，７３から発生した亀裂を加工対象物１の表面３及び裏面４に到達させることにより、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂ，５３に沿って加工対象物１を切断する。以上のようにして、図１２（ｂ）に示すように、加工対象物１から、面取りされた角部１９を有する有効部１８を切り出す。
【００５８】
以上説明したように、第２の実施形態のレーザ加工方法では、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂに沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂに沿って）改質領域７１，７２を形成し、その後に、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する。これにより、面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、既に形成された改質領域７１，７２に沿うように伸展することになる。よって、第２の実施形態のレーザ加工方法によれば、面取り面１９ａから不要な方向に亀裂が伸展するのを確実に防止し、面取りされた角部１９を有する有効部１８を板状の加工対象物１から精度良く切り出すことができる。
【００５９】
ここで、切断予定ライン５１ａ，５２ａは、隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。これにより、一方の有効部１８の面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿って既に形成された改質領域７１，７２に沿うように伸展することになる。従って、一方の有効部１８の面取り面１９ａから他方の有効部１８内に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００６０】
また、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂは、有効部１８と外縁部２１ａ，２１ｂとの境界面に沿うように延在している。これにより、有効部１８から加工対象物１の側面１ａ，１ｂを切り落として、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂの品質を均一化することができる。
【００６１】
更に、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂは、加工対象物１を横切るように延在していている。これにより、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂに沿って形成された改質領域７１，７２の端部から発生する亀裂は、加工対象物１の側面１ａ，１ｂに至ることになる。従って、改質領域７１，７２の端部から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００６２】
また、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する場合には、切断予定ライン５１ａ，５１ｂ，５２ａ，５２ｂに沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂに沿って）改質領域７１，７２を形成する場合に比べ、レーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度、及びレーザ光Ｌの繰返し周波数を低くする。これにより、改質領域７３を面取り面１９ａに沿って精度良く形成することができ、しかも、改質領域７３を、亀裂を伸展させ易いものとして形成することができる。
［第３の実施形態］
【００６３】
図１３は、本発明の第３の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。図１３に示すように、第３の実施形態は、ガラスからなる矩形板状の加工対象物１を複数行１列（ここでは、２行１列）に切断する点で、第１の実施形態と相違する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に第３の実施形態について説明する。
【００６４】
加工対象物１には、切断予定ライン５１及び切断予定ライン５３が設定される。このように切断予定ライン５１，５３が設定された加工対象物１から、以下のように、複数（ここでは、２枚）の有効部１８を切り出す。まず、加工対象物１をレーザ加工装置１００の支持台１０７上に載置し、続いて、図１４（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５１に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５１に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５１に沿って改質領域７１を加工対象物１の内部に形成する（図１５(ａ)参照）。
【００６５】
切断予定ライン５１に沿って改質領域７１を形成した後に、図１４（ｂ）に示すように、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１よりも低い周波数Ｆ３でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１よりも低い速度Ｖ３で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５３に沿って改質領域７３を加工対象物１の内部に形成する（図１５(ａ)参照）。
【００６６】
なお、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する場合には、第１の実施形態と同様に、レーザ光Ｌの照射のＯＮ／ＯＦＦの切替え、及びレーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度の切替えを行う。
【００６７】
図１５（ａ）に示すように、切断予定ライン５１，５３に沿って改質領域７１，７３を形成した後に、切断予定ライン５１，５３に沿って外力を作用させ、改質領域７１，７３から発生した亀裂を加工対象物１の表面３及び裏面４に到達させることにより、切断予定ライン５１，５３に沿って加工対象物１を切断する。以上のようにして、図１５（ｂ）に示すように、加工対象物１から、面取りされた角部１９を有する有効部１８を切り出す。
【００６８】
以上説明したように、第３の実施形態のレーザ加工方法では、切断予定ライン５１に沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａに沿って）改質領域７１を形成し、その後に、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する。これにより、面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、既に形成された改質領域７１に沿うように伸展することになる。よって、第３の実施形態のレーザ加工方法によれば、面取り面１９ａから不要な方向に亀裂が伸展するのを確実に防止し、面取りされた角部１９を有する有効部１８を板状の加工対象物１から精度良く切り出すことができる。
【００６９】
ここで、切断予定ライン５１は、隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿うように延在している。これにより、一方の有効部１８の面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、隣り合う有効部１８，１８同士の境界面に沿って既に形成された改質領域７１に沿うように伸展することになる。従って、一方の有効部１８の面取り面１９ａから他方の有効部１８内に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００７０】
更に、切断予定ライン５１は、加工対象物１を横切るように延在していている。これにより、切断予定ライン５１に沿って形成された改質領域７１の端部から発生する亀裂は、加工対象物１の側面１ｂに至ることになる。従って、改質領域７１の端部から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００７１】
また、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する場合には、切断予定ライン５１に沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａに沿って）改質領域７１を形成する場合に比べ、レーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度、及びレーザ光Ｌの繰返し周波数を低くする。これにより、改質領域７３を面取り面１９ａに沿って精度良く形成することができ、しかも、改質領域７３を、亀裂を伸展させ易いものとして形成することができる。
［第４の実施形態］
【００７２】
図１６は、本発明の第４の実施形態のレーザ加工方法の対象となる加工対象物の平面図である。図１６に示すように、第４の実施形態は、ガラスからなる矩形板状の加工対象物１を、その側面１ａ，１ｂに沿ってスペースを設けると共に、隣り合う有効部１８，１８間にスペースを設けて、１行複数列（ここでは、１行２列）に切断する点で、第１の実施形態と相違する。以下、第１の実施形態との相違点を中心に第４の実施形態について説明する。
【００７３】
加工対象物１には、切断予定ライン５１ｂ、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃ及び切断予定ライン５３が設定される。
【００７４】
切断予定ライン５１ｂは、角部１９に至る一方の側面１８ａに沿いかつ角部１９を通るように延在している。ここでは、切断予定ライン５１ｂは、有効部１８と、加工対象物１の側面１ａを含む外縁部２１ａとの境界面に沿うように延在している。更には、切断予定ライン５１ｂは、加工対象物１を横切るように延在している。すなわち、切断予定ライン５１ｂは、列方向に略平行な一対の側面１ｂ，１ｂ間に渡っている。
【００７５】
切断予定ライン５２ｂ，５２ｃは、角部１９に至る他方の側面１８ｂに沿いかつ角部１９を通るように延在している。ここでは、切断予定ライン５２ｂは、有効部１８と、加工対象物１の側面１ｂを含む外縁部２１ｂとの境界面に沿うように延在している。また、切断予定ライン５２ｃは、有効部１８と、隣り合う有効部１８，１８間に介在された中間部２２との境界面に沿うように延在している。更には、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃは、加工対象物１を横切るように延在している。すなわち、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃは、行方向に略平行な一対の側面１ａ，１ａ間に渡っている。
【００７６】
以上のように切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃ，５３が設定された加工対象物１から、以下のように、複数（ここでは、２枚）の有効部１８を切り出す。まず、加工対象物１をレーザ加工装置１００の支持台１０７上に載置し、続いて、図１７（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５１ｂに沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５１ｂに沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５１ｂに沿って改質領域７１を加工対象物１の内部に形成する（図１８(ａ)参照）。
【００７７】
続いて、図１７（ａ）に示すように、加工対象物１の表面３をレーザ光入射面として、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃに沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃに沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ２でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ２で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃに沿って改質領域７２を加工対象物１の内部に形成する（図１８(ａ)参照）。
【００７８】
なお、切断予定ライン５２ｂ，５２ｃに沿ってのレーザ光Ｌの集光点Ｐの移動及び改質領域７２の形成を先に行い、切断予定ライン５１ｂに沿ってのレーザ光Ｌの集光点Ｐの移動及び改質領域７１の形成を後に行ってもよい。
【００７９】
切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃに沿って改質領域７１，７２を形成した後に、図１７（ｂ）に示すように、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する。つまり、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿ってレーザ光Ｌの集光点Ｐを相対的に移動させる。このとき、周波数Ｆ１，Ｆ２よりも低い周波数Ｆ３でレーザ光Ｌをパルス発振させると共に、速度Ｖ１，Ｖ２よりも低い速度Ｖ３で集光点Ｐを相対的に移動させる。これにより、切断予定ライン５３に沿って改質領域７３を加工対象物１の内部に形成する（図１８(ａ)参照）。
【００８０】
なお、有効部１８ごとに、切断予定ライン５３に沿って加工対象物１にレーザ光Ｌを照射する場合には、第１の実施形態と同様に、レーザ光Ｌの照射のＯＮ／ＯＦＦの切替え、及びレーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度の切替えを行う。
【００８１】
図１８（ａ）に示すように、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃ，５３に沿って改質領域７１，７２，７３を形成した後に、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃ，５３に沿って外力を作用させ、改質領域７１，７２，７３から発生した亀裂を加工対象物１の表面３及び裏面４に到達させることにより、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃ，５３に沿って加工対象物１を切断する。以上のようにして、図１８（ｂ）に示すように、加工対象物１から、面取りされた角部１９を有する有効部１８を切り出す。
【００８２】
以上説明したように、第４の実施形態のレーザ加工方法では、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃに沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂに沿って）改質領域７１，７２を形成し、その後に、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する。これにより、面取り面１９ａに沿って形成された改質領域７３から発生する亀裂は、既に形成された改質領域７１，７２に沿うように伸展することになる。よって、第４の実施形態のレーザ加工方法によれば、面取り面１９ａから不要な方向に亀裂が伸展するのを確実に防止し、面取りされた角部１９を有する有効部１８を板状の加工対象物１から精度良く切り出すことができる。
【００８３】
ここで、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂは、有効部１８と外縁部２１ａ，２１ｂとの境界面に沿うように延在している。これにより、有効部１８から加工対象物１の側面１ａ，１ｂを切り落として、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂの品質を均一化することができる。
【００８４】
更に、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃは、加工対象物１を横切るように延在していている。これにより、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃに沿って形成された改質領域７１，７２の端部から発生する亀裂は、加工対象物１の側面１ａ，１ｂに至ることになる。従って、改質領域７１，７２の端部から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止することができる。
【００８５】
また、切断予定ライン５３に沿って（すなわち、有効部１８の面取り面１９ａに沿って）改質領域７３を形成する場合には、切断予定ライン５１ｂ，５２ｂ，５２ｃに沿って（すなわち、有効部１８の側面１８ａ，１８ｂに沿って）改質領域７１，７２を形成する場合に比べ、レーザ光Ｌの集光点Ｐの相対的移動速度、及びレーザ光Ｌの繰返し周波数を低くする。これにより、改質領域７３を面取り面１９ａに沿って精度良く形成することができ、しかも、改質領域７３を、亀裂を伸展させ易いものとして形成することができる。
【００８６】
次に、比較例及び実施例について説明する。ここでは、加工対象物として、外形６０ｍｍ×６０ｍｍ、厚さ９００μｍの強化ガラス板を用意した。この加工対象物に対して、出力２０μＪ、繰返し周波数１ｋＨｚ、集光点の相対的移動速度１０ｍｍ／ｓの条件でレーザ光を照射し、各切断予定ラインに対して、加工対象物の厚さ方向に並ぶように５列（「加工対象物のレーザ光入射面と集光点との距離」は、それぞれ、３８０μｍ，３１０μｍ，２４０μｍ，１７０μｍ，１００μｍ）の改質領域を形成した。そして、切断予定ラインに沿って加工対象物を切断するために、各切断予定ラインに沿って手で外力を作用させた。
【００８７】
図１９は、比較例の加工順序及び加工結果の写真を示す図である。図１９（ａ）に示すように、切断予定ライン（図１９（ａ）の一点鎖線）に沿ってレーザ光を照射し（図１９（ａ）の実線の矢印）、各切断予定ラインに対して５列の改質領域を形成した。加工順序は、縦横の切断予定ライン、正方形環状（外形３０ｍｍ×３０ｍｍ）の切断予定ライン、Ｒ５〜Ｒ１０（単位ｍｍ）の面取り面に沿った切断予定ラインの順序である。この比較例では、面取り面に沿った切断予定ラインが縦横の切断予定ラインの端点間に渡るように、縦横の切断予定ラインを交差させなかった。その結果、図１９（ｂ）に示すように、右下の面取り面の右上の端部からから右上に向かって、切断予定ラインから外れた不要な亀裂が伸展してしまった。
【００８８】
図２０は、第１の実施例の加工順序及び加工結果の写真を示す図である。図２０（ａ）に示すように、切断予定ライン（図２０（ａ）の一点鎖線）に沿ってレーザ光を照射し（図２０（ａ）の実線の矢印）、各切断予定ラインに対して５列の改質領域を形成した。加工順序は、縦横の切断予定ライン、正方形環状（外形３０ｍｍ×３０ｍｍ）の切断予定ライン、Ｒ５〜Ｒ１０（単位ｍｍ）の面取り面に沿った切断予定ラインの順序である。この第１の実施例では、面取り面に沿った切断予定ラインが縦横の切断予定ラインの中間点間に渡るように、縦横の切断予定ラインを交差させた。その結果、図２０（ｂ）に示すように、切断予定ラインから外れた不要な亀裂は伸展せずに、各切断予定ラインに沿って精度良く加工対象物を切断することができた。
【００８９】
図２１は、第２の実施例の加工順序及び加工結果の写真を示す図である。図２１（ａ）に示すように、切断予定ライン（図２１（ａ）の一点鎖線）に沿ってレーザ光を照射し（図２１（ａ）の実線の矢印）、各切断予定ラインに対して５列の改質領域を形成した。加工順序は、縦横の切断予定ライン、正方形環状（外形３０ｍｍ×３０ｍｍ）の切断予定ライン、Ｃ１〜Ｃ５（単位ｍｍ）の面取り面に沿った切断予定ラインの順序である。この第２の実施例では、面取り面に沿った切断予定ラインが縦横の切断予定ラインの中間点間に渡るように、縦横の切断予定ラインを交差させた。その結果、図２１（ｂ）に示すように、切断予定ラインから外れた不要な亀裂は伸展せずに、各切断予定ラインに沿って精度良く加工対象物を切断することができた。
【００９０】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、各切断予定ラインに対して、加工対象物の厚さ方向に並ぶように複数列の改質領域を形成してもよい。その場合にも、本発明によれば、面取りされた角部を有する有効部を板状の加工対象物から精度良く切り出すことができる。１本の切断予定ラインに対する改質領域の列数は、加工対象物の厚さ等に応じて適宜決定することができるものである。
【００９１】
また、上記実施形態では、切断予定ラインに沿って外力を作用させて、改質領域から発生した亀裂を加工対象物の表面及び裏面に到達させたが、これに限定されない。各切断予定ラインに対する１列又は複数列の改質領域の形成に伴って（加工対象物に何ら外力を作用させずに）、改質領域から発生した亀裂を加工対象物の表面及び裏面に到達させて、それにより、切断予定ラインに沿って加工対象物を切断する場合もある。
【００９２】
また、有効部の角部は、その面取り面が略平面となるようにＣ面取りされたものであってもよい。その場合にも、本発明によれば、面取り面から不要な方向に亀裂が伸展するのを防止し、面取りされた角部を有する有効部を板状の加工対象物から精度良く切り出すことができる。
【００９３】
また、加工対象物の材料としては、ガラスに限定されず、種々の材料が適用可能である。そして、改質領域としては、材料の種類及びレーザ光の照射条件等によって、溶融処理領域、クラック領域、絶縁破壊領域、屈折率変化領域等や、これらが混在した領域が形成される。
【符号の説明】
【００９４】
１…加工対象物、１ａ，１ｂ…側面、３…表面、４…裏面、１８…有効部、１９…角部、１９ａ…面取り面、２１ａ，２１ｂ…外縁部、５１，５１ａ，５１ｂ…切断予定ライン（第１の切断予定ライン）、５２，５２ａ，５２ｂ…切断予定ライン（第３の切断予定ライン）、５３…切断予定ライン（第２の切断予定ライン）、７１…改質領域（第１の改質領域）、７２…改質領域（第３の改質領域）、７３…改質領域（第２の改質領域）、Ｌ…レーザ光、Ｐ…集光点。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の加工対象物から、面取りされた角部を有する有効部を切り出すためのレーザ加工方法であって、
前記角部に至る前記有効部の一方の側面に沿いかつ前記角部を通るように延在する第１の切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、前記第１の切断予定ラインに沿って前記加工対象物の内部に第１の改質領域を形成する第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記角部の面取り面に沿うように延在する第２の切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、前記第２の切断予定ラインに沿って前記加工対象物の内部に第２の改質領域を形成する第２の工程と、を備えることを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
前記角部に至る前記有効部の他方の側面に沿いかつ前記角部を通るように第３の切断予定ラインが延在している場合には、
前記第２の工程の前に、前記第３の切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、前記第３の切断予定ラインに沿って前記加工対象物の内部に第３の改質領域を形成する第３の工程を更に備え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】
前記第１の切断予定ラインは、隣り合う前記有効部同士の境界面に沿うように延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
前記第１の切断予定ラインは、前記有効部と、前記加工対象物の側面を含む外縁部との境界面に沿うように延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
前記第１の切断予定ラインは、前記加工対象物を横切るように延在していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記面取り面は、凸曲面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
前記面取り面は、略平面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記第１の工程では、第１の周波数で前記レーザ光をパルス発振させると共に、第１の速度で前記集光点を相対的に移動させ、
前記第２の工程では、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数で前記レーザ光をパルス発振させると共に、前記第１の速度よりも低い第２の速度で前記集光点を相対的に移動させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
前記第２の工程の後に、前記第１の改質領域及び前記第２の改質領域から発生した亀裂を前記加工対象物の表面及び裏面に到達させることにより、前記第１の切断予定ライン及び前記第２の切断予定ラインに沿って前記加工対象物を切断する第４の工程を更に備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項１】
板状の加工対象物から、面取りされた角部を有する有効部を切り出すためのレーザ加工方法であって、
前記角部に至る前記有効部の一方の側面に沿いかつ前記角部を通るように延在する第１の切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、前記第１の切断予定ラインに沿って前記加工対象物の内部に第１の改質領域を形成する第１の工程と、
前記第１の工程の後に、前記角部の面取り面に沿うように延在する第２の切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、前記第２の切断予定ラインに沿って前記加工対象物の内部に第２の改質領域を形成する第２の工程と、を備えることを特徴とするレーザ加工方法。
【請求項２】
前記角部に至る前記有効部の他方の側面に沿いかつ前記角部を通るように第３の切断予定ラインが延在している場合には、
前記第２の工程の前に、前記第３の切断予定ラインに沿って、レーザ光の集光点を相対的に移動させることにより、前記第３の切断予定ラインに沿って前記加工対象物の内部に第３の改質領域を形成する第３の工程を更に備え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】
前記第１の切断予定ラインは、隣り合う前記有効部同士の境界面に沿うように延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
【請求項４】
前記第１の切断予定ラインは、前記有効部と、前記加工対象物の側面を含む外縁部との境界面に沿うように延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載のレーザ加工方法。
【請求項５】
前記第１の切断予定ラインは、前記加工対象物を横切るように延在していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項６】
前記面取り面は、凸曲面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項７】
前記面取り面は、略平面であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項８】
前記第１の工程では、第１の周波数で前記レーザ光をパルス発振させると共に、第１の速度で前記集光点を相対的に移動させ、
前記第２の工程では、前記第１の周波数よりも低い第２の周波数で前記レーザ光をパルス発振させると共に、前記第１の速度よりも低い第２の速度で前記集光点を相対的に移動させることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【請求項９】
前記第２の工程の後に、前記第１の改質領域及び前記第２の改質領域から発生した亀裂を前記加工対象物の表面及び裏面に到達させることにより、前記第１の切断予定ライン及び前記第２の切断予定ラインに沿って前記加工対象物を切断する第４の工程を更に備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−２４０１０７（Ｐ２０１２−２４０１０７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１４８５２（Ｐ２０１１−１１４８５２）
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２３日（２０１１．５．２３）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
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