[发明专利]激光加工方法及激光加工装置

说明书

技术领域

本发明是关于激光加工方法及激光加工装置，特别是关于沿脆性材料基板表面的划线预定线照射激光，形成划线槽的激光加工方法及为实施该方法的激光加工装置。

背景技术

做为将玻璃基板、半导体基板、陶瓷基板等脆性材料基板分断加工的方法的1种，有使用激光的加工方法。在此方法是藉由先使激光沿脆性材料基板表面的划线预定线移动同时照射，形成划线槽。之后，藉由以折断装置等于脆性材料基板上对划线槽的两侧施加按压力而将基板沿划线槽分断(参照专利文献1及2)。

如以上的以激光于脆性材料基板表面形成划线槽的场合，被使用的激光是以聚光透镜聚集，焦点位置被设定于脆性材料基板的上面附近。藉由以上做法，在激光的焦点位置产生因光能吸收而导致的消熔(ablation)，可使焦点位置附近的脆性材料往外部蒸散。之后，藉由使焦点位置移动同时进行消熔加工可沿划线预定线形成划线槽。

专利文献1：日本特开2005-271563号公报

专利文献2：日本特开2005-314127号公报

发明内容

[发明欲解决的课题]

以使用记载于专利文献1的现有习知消熔加工形成划线槽的方法于消熔产生部分有冲击压导致的裂痕或熔融及急冷导致的微小裂痕产生的虞。因此，有端面强度变低的虞。

此外，以使用记载于专利文献2的现有习知消熔加工形成划线槽的方法可藉由减少被照射的脉冲激光的往玻璃的热扩散抑制熔融来抑制凹凸等表面缺陷、裂痕等的产生。然而，在如显示面板等非常薄(例如厚度0.5mm以下)的玻璃基板形成划线槽的场合，即使使用记载于专利文献2的方法亦无法获得充分的端面强度。

本发明的课题在于即使在将玻璃基板等脆性材料基板以脉冲激光消熔加工的场合，在加工部分亦不易产生缺陷、裂痕等，可维持加工后的高端面强度。

[解决课题的手段]

第1发明的激光加工方法是沿脆性材料基板表面的划线预定线照射激光，形成划线槽，包含：将脉冲激光聚光后对脆性材料基板表面照射的激光照射步骤；沿划线预定线扫瞄前述激光的激光扫瞄步骤；前述脉冲激光的激光强度是1.0×10⁸以上1.0×10¹⁰W/cm²以下；热输入量(J/cm²)×脆性材料的线膨胀系数(10^-7/K)的值为3000以上10000以下的范围；外接于前述脉冲激光的聚光径的正方形内的脉冲数为2脉冲以上。

此种激光加工方法是在激光消熔加工的同时，被激光照射的脆性材料基板受热影响而加工部熔融。以此种加工方法可抑制脆性材料基板的加工端面的缺陷或裂痕，维持高端面强度。

第2发明的激光加工方法是在第1发明的方法中，前述热输入量(J/cm²)×脆性材料的线膨胀系数(10^-7/K)的值更理想为3600以上8800以下的范围。

第3发明的激光加工方法是在第1发明的方法中，在前述热输入量(J/cm²)×脆性材料的线膨胀系数(10^-7/K)的值为3800以上7600以下的范围的场合，前述正方形内的脉冲数更理想为5脉冲以上。

在此，在线膨胀系数较小的场合，为使加工部熔融有必要使热输入量增多。针对此点，为使脉冲激光的重叠率增大，使外接于前述脉冲激光的聚光径的正方形内的脉冲数为5脉冲以上较理想。

第4发明的激光加工方法是在第1至第3发明的任一方法中，前述脉冲激光的脉冲宽度为1ns以上1000ns以下。

在此场合，脉冲激光对被照射的加工部位给予热影响较容易。因此，不提高脉冲激光的激光强度便可使加工端面熔融。

第5发明的激光加工方法是在第1至第4发明的任一方法中，前述脉冲激光是波长300nm以下的紫外线激光。

在此场合，以1个光子能量脆性材料基板内的电子的激发开始，可效率良好地脉冲激光。因此，不提高脉冲激光的激光强度便可使加工端面熔融。