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JP2013223886A - Laser machining method, laser cutting method, and method for dividing structure having multilayer substrate - Google Patents

Laser machining method, laser cutting method, and method for dividing structure having multilayer substrate Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for efficiently machining a work with ultrashort pulses.SOLUTION: In a method for machining a substrate and the like with a laser beam, an ultrashort pulse laser beam having a wavelength to which a work is transparent is collected and irradiated to the front surface of the work toward the back surface and a beam waist position of the collected laser beam is formed to be spaced from the back surface of the work, so that a beam collection channel long in the light beam traveling direction from a beam waist formed by a self focusing action due to the laser beam propagation in the work, is formed in the work. A substance in the channel is decomposed by the laser beam and the decomposed substance is discharged from the back surface, so that a cavity is formed in the channel. When the laser beam is scanned while forming the cavity, a machined surface is formed, and thereafter, the work can be cut with a weak bending stress. The method can be applied even when two substrates are disposed to oppose to each other, and can be used for dividing a glass substrate of a liquid crystal panel.

Description

本発明は、加工対象物体、とくに基板のような平板状を有する物体をその物体に対して透明となる波長の超短パルスレーザを用いて効率的且つ高品質に加工する方法に関する。
本発明は、また、少なくとも2枚の基板を平行に配置し、その間にスペーサを挿入した構造を有する、多層基板を有する構造体のレーザ光を用いた分割方法に関する。液晶表示パネル、プラズマ表示パネルなどのガラス基板を用いた平板表示パネルを分割するのに好適である。
The present invention relates to a method of processing an object to be processed, particularly an object having a flat shape such as a substrate, efficiently and with high quality using an ultrashort pulse laser having a wavelength that is transparent to the object.
The present invention also relates to a dividing method using a laser beam of a structure having a multilayer substrate having a structure in which at least two substrates are arranged in parallel and a spacer is inserted between the substrates. It is suitable for dividing a flat panel display panel using a glass substrate such as a liquid crystal display panel or a plasma display panel.

電子工業においてCPUやDRAM、SRAMなどの半導体デバイスの微細化は年々進展し、それにつれて内部の回路の高集積化が図られている。これらのデバイスの構造はシリコンウェハなどの半導体基板上に高集積な回路パターンで形成される。半導体ウェハから多数のチップを収穫するためにはチップの分割に要する面積を最小化する必要がある。このためにはスクライビング工程で加工除去物の飛散が少ないことが望まれる。液晶ディスプレイなどのガラス基板の切断工程では、正確に所定寸法で分割できることが望まれる。これらの分割工程では、加工部の周囲への熱損傷や機械的損傷の無い条件で除去加工することが必要であり、このためにナノ秒パルス以下の狭いパルスが使用されている。超短パルスレーザを用いた加工では、熱的加工変質層の発生が低減できることや、その波長にとって透明な材料であっても多光子吸収に代表される非線形な光吸収によって加工可能であることは周知技術である。
超短パルス発振のレーザ光を用いた透明体の加工方法は特許文献2により周知であり、さらに被加工物体を基板の裏面に集光してレーザ加工を施すことは特許文献3に記載されている。
In the electronics industry, miniaturization of semiconductor devices such as CPUs, DRAMs, and SRAMs has been progressing year by year, and the integration of internal circuits has been increased accordingly. The structure of these devices is formed with a highly integrated circuit pattern on a semiconductor substrate such as a silicon wafer. In order to harvest a large number of chips from a semiconductor wafer, it is necessary to minimize the area required for dividing the chips. For this purpose, it is desired that the processed removal is less scattered in the scribing process. In a cutting process of a glass substrate such as a liquid crystal display, it is desired that the glass substrate can be accurately divided into predetermined dimensions. In these division processes, it is necessary to perform removal processing under conditions that do not cause thermal damage or mechanical damage to the periphery of the processing portion. For this reason, a narrow pulse of nanosecond pulse or less is used. In processing using an ultrashort pulse laser, the generation of a thermally altered layer can be reduced, and even a transparent material for that wavelength can be processed by nonlinear light absorption typified by multiphoton absorption. This is a well-known technique.
A method of processing a transparent body using laser light of ultrashort pulse oscillation is well known from Patent Document 2, and further, it is described in Patent Document 3 that the object to be processed is focused on the back surface of the substrate to perform laser processing. Yes.

表面吸収の大きなUVレーザ光を照射すると照射表面からプラズマが発生し、そこでレーザ光が吸収されるので、レーザエネルギーの利用効率は低下するとともに、プラズマからの副次的は放射により周囲が照射され、周囲のデバイス特性に影響を与える場合もある。そこで半導体基板、薄膜トランジスタ用のガラス基板などを所定の大きさに分割するスクライビング工程として、切れ目を入れる面(加工面)と反対側の面から加工面に焦点を合わせてレーザ光を照射することで加工面に切れ目を加工する方法が特許文献3に記載されている。この方法ではレーザ光入射側と反対の面にレーザ光を集光させてレーザアブレーション加工行うため、加工溝の深さが十分得られない欠点がある。溝深さが十分深く得られないと、その溝に沿って分離するために、ブレーキングするために要する折り曲げの力が大きくなるばかりか、スクライブ線に沿って分割されないこともある。加工溝の深さが十分あれば、少ない応力でスクライブ線に沿って分割可能である。   When UV laser light with a large surface absorption is irradiated, plasma is generated from the irradiated surface, and the laser light is absorbed there, so that the efficiency of laser energy utilization is reduced and the surroundings are irradiated by radiation from the plasma. In some cases, the surrounding device characteristics may be affected. Therefore, as a scribing process for dividing a semiconductor substrate, a glass substrate for a thin film transistor, etc. into a predetermined size, a laser beam is focused on the processing surface from the surface opposite to the surface to be cut (processing surface). Patent Document 3 describes a method of machining a cut on a machined surface. In this method, since laser ablation processing is performed by condensing the laser beam on the surface opposite to the laser beam incident side, there is a drawback that the depth of the processing groove cannot be obtained sufficiently. If the groove depth is not sufficiently deep, the separation force along the groove increases the bending force required for braking, and the groove may not be divided along the scribe line. If the depth of the processed groove is sufficient, it can be divided along the scribe line with less stress.

一方、液晶表示装置の製造においては、パネルを構成する大型ガラス基板を切断する工程がある。液晶表示装置のパネル面は少なくとも2枚のガラス板を平行配置し、その間に表示装置に必要なカラーフィルタや液晶、薄膜トランジスタ(TFT)、制御電極などの配線が設けられている。これらのガラス板は製造工程では最終の表示装置の大きさより大きなガラスを用いて同時に多数枚の表示装置を製造することで同時に多数枚の表示パネルの製造を行い、効率化を図っている。従って、最終的に製品のパネルサイズに合わせて大きな多数枚のパネルが形成された大型ガラス基板から個別に切断する必要がある。従来のガラス板の切断方法はダイヤモンド刃、超硬刃等の刃等を利用してガラス表面を所望の切断すべき線に沿って切り込みを入れてスクライブ線を設け、その後応力を該スクライブ線に直角方向に加えて該スクライブ線に沿って破断して分離させる方法や、レーザ光線を所望の切断すべき線に沿って走査し、加熱し、熱応力をガラス基板に発生させて、その部分から破断分割する方法などがあり、この場合ガラス板に吸収率の大きなレーザ波長を用いて照射し、局部加熱させ、その後強制冷却し、照射位置から分割する。   On the other hand, in manufacturing a liquid crystal display device, there is a step of cutting a large glass substrate constituting a panel. On the panel surface of the liquid crystal display device, at least two glass plates are arranged in parallel, and wirings such as a color filter, a liquid crystal, a thin film transistor (TFT), and a control electrode necessary for the display device are provided therebetween. In the manufacturing process, these glass plates are manufactured by simultaneously manufacturing a large number of display devices by using a glass larger than the size of the final display device, thereby simultaneously manufacturing a large number of display panels to improve efficiency. Therefore, it is necessary to individually cut from a large glass substrate on which a large number of large panels are finally formed in accordance with the panel size of the product. A conventional method of cutting a glass plate uses a diamond blade, a carbide blade or the like to cut a glass surface along a desired line to be cut to provide a scribe line, and then apply stress to the scribe line. A method of breaking along and separating along the scribe line in addition to a perpendicular direction, or scanning a laser beam along a desired line to be cut, heating, generating thermal stress on the glass substrate, There is a method of breaking and dividing. In this case, the glass plate is irradiated with a laser wavelength having a large absorption rate, is locally heated, is then forcibly cooled, and is divided from the irradiation position.

2枚のガラス板の間に表示要素を挿入してガラスの周囲をシール剤で封止してから個別の表示パネルに分割する場合は、2枚重ねのガラス板の両面から片側ずつスクライビングを行い、その後切断する方法が実施される。これにはダイヤモンド刃で切り込みを入れるため、片面にスクライビング加工を行った後に、2層ガラス板を表裏反転させて残りの片面にスクライビングを施してから2枚重ねのガラス板を一緒に分割する方法となる。近年の市場が表示パネルのサイズの大型化の傾向により、パネルに用いるガラスの大きさが益々大きくなる傾向にあり、そのため製造用大型ガラス板の搬送装置が複雑化し、反転機構が大がかりになり高価な設備となる。そのため、ガラス板は反転しないで、片側からスクライビングする方法は実用的に有効な製造方法となる。紫外線レーザを2枚重ねのガラスの片側から各ガラス表面に照射し、2枚重ね構造の両方のガラス板の表面にスクライビングを施す提案が特許文献4に開示されている。この方法はガラスがレーザ光に対して透明性を有し、上部ガラス側からレーザ光を照射するとした場合、上部ガラスを通過して下部ガラス表面に紫外線レーザ光が到達することが必要条件となる。従って下部ガラスの上面や上部ガラス板の内面の金属配線などに用いる金属膜があるとレーザ光が照射されることにより金属膜が破損し、又は金属膜に遮られて下部ガラスまでレーザビームを導くことが困難となる。このように2枚ガラスの間に介在物がある場合、片側面からのレーザビーム照射では上部のガラス板を通じて下部のガラス板をスクライビングすることが困難である。   When the display element is inserted between two glass plates and the periphery of the glass is sealed with a sealing agent and then divided into individual display panels, scribing is performed one side at a time from both sides of the two glass plates, A method of cutting is performed. In order to make a cut with a diamond blade, after scribing on one side, flip the two-sided glass plate upside down and scribing on the other side, then split the two-layer glass plate together It becomes. In recent years, the size of the glass used for the panel tends to become larger due to the trend of increasing the size of the display panel. Therefore, the conveying device for large glass plates for manufacturing becomes complicated, the reversing mechanism becomes large and expensive. Equipment. Therefore, the method of scribing from one side without turning the glass plate is a practically effective production method. Patent Document 4 discloses a proposal in which an ultraviolet laser is irradiated on each glass surface from one side of a two-ply glass and scribing is performed on the surfaces of both glass plates having a two-ply structure. In this method, the glass is transparent to the laser beam, and when the laser beam is irradiated from the upper glass side, it is necessary that the ultraviolet laser beam reaches the lower glass surface through the upper glass. . Therefore, if there is a metal film used for the metal wiring on the upper surface of the lower glass or the inner surface of the upper glass plate, the laser beam is irradiated to damage the metal film, or it is blocked by the metal film and guides the laser beam to the lower glass. It becomes difficult. When there are inclusions between the two glasses in this way, it is difficult to scribe the lower glass plate through the upper glass plate by laser beam irradiation from one side.

米国再発行特許第37585号明細書US Reissue Patent No. 37585 Specification 特開2002−205179号公報JP 2002-205179 A 特開2004−351466号公報JP 2004-351466 A 特開2005-132694号公報JP 2005-132694 A 特開平8−64556号公報JP-A-8-64556

解決しようとする課題は、加工物体に対して透明となる波長の超短パルスレーザ光を用いて加工物体を入射側と反対の面(ウラ面)において高精度加工を実施する際に、加工物体内部に小さな直径のビームを集光点の焦点深度より長い範囲にわたってレーザ光進行方向に設ける点である。
また、さらなる課題は多層基板を有する構造体の一つの基板面側のみからレーザ光を照射して該構造体が分割できる方法を提供することである。また、2枚の基板の間に金属薄膜を有する構造において、金属薄膜を露出させるような分割方法を提供することである。また、2枚の基板間に封止部を有し、封止部内側に電子部品を形成した場合、該電子部品から封止部外側に配線を導出することを可能とする構造体の分割方法を提供することである。
The problem to be solved is that when a high-precision machining is performed on the surface opposite to the incident side (back surface) using an ultrashort pulse laser beam having a wavelength that is transparent to the workpiece, A small diameter beam is provided in the laser beam traveling direction over a range longer than the focal depth of the focal point.
A further problem is to provide a method in which the structure can be divided by irradiating laser light only from one substrate surface side of the structure having a multilayer substrate. Another object of the present invention is to provide a dividing method in which a metal thin film is exposed in a structure having a metal thin film between two substrates. In addition, in the case of having a sealing portion between two substrates and forming an electronic component inside the sealing portion, a structure dividing method that can lead out wiring from the electronic component to the outside of the sealing portion Is to provide.

加工物体内部に自己集束作用を発生させ、レーザ光による加工幅を小さくしたまま、レーザ光の進行方向の加工距離を通常のアブレーション加工よりも格段に大きくすることによって上記課題を解決する。   The above-mentioned problem is solved by generating a self-focusing action inside the workpiece and making the machining distance in the traveling direction of the laser beam much larger than that of normal ablation while keeping the machining width of the laser beam small.

上記課題を解決するため、本発明はレーザ加工方法であって、第1の面及び第2の面を有する被加工物体に対して透明となる波長を有する超短パルスレーザ光を集光手段を通して集光し、第1の面の側から、集光された前記レーザ光のビームウェスト位置が前記被加工物体の第1の面と第2の面の間に形成されるように前記レーザ光を照射し、前記被加工物体内部の超短パルス高ピークレーザ光伝播による自己集束作用により前記レーザ光の進行方向に集光チャンネルが形成されることにより、前記集光チャネル部分に第2の面に達する空洞、もしくは第2の面近傍に達する空洞が形成されることを特徴とする。それによって、レーザ光進行方向の加工距離を通常のアブレーション加工よりも大きくすることができる。   In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a laser processing method, wherein an ultrashort pulse laser beam having a wavelength that is transparent to an object to be processed having a first surface and a second surface is transmitted through a focusing means. The laser beam is condensed so that a beam waist position of the collected laser beam is formed between the first surface and the second surface of the workpiece from the first surface side. By irradiating and forming a condensing channel in the traveling direction of the laser beam by the self-focusing action by the ultrashort pulse high peak laser beam propagation inside the object to be processed, the condensing channel portion is formed on the second surface. A reaching cavity or a cavity reaching the vicinity of the second surface is formed. Thereby, the processing distance in the laser beam traveling direction can be made larger than that of normal ablation processing.

また、前記レーザ光進行方向の第2の面との交点近傍が周辺の表面よりも高く盛り上がっている機械強度の弱い盛り上がり構造が形成されることを特徴とする。また、前記集光チャネルが第2の面まで形成されることにより、前記空洞が第2の面まで形成されることを特徴とする。また、前記集光チャネルが第1の面から第2の面まで形成されることにより、前記空洞が第1の面から第2の面まで形成されることを特徴とする。また、前記集光チャネルが第1の面から前記加工物体内部まで形成されることにより、前記空洞が第1の面から前記加工物体内部まで形成されることを特徴とする。それぞれにより、レーザ光進行方向の加工距離を通常のアブレーション加工よりも大きくすることができる。   In addition, a raised structure having a low mechanical strength is formed in which the vicinity of the intersection with the second surface in the laser beam traveling direction is raised higher than the peripheral surface. The condensing channel is formed up to the second surface, whereby the cavity is formed up to the second surface. Further, the condensing channel is formed from the first surface to the second surface, so that the cavity is formed from the first surface to the second surface. Further, the condensing channel is formed from the first surface to the inside of the processed object, so that the cavity is formed from the first surface to the inside of the processed object. By each, the processing distance in the laser beam traveling direction can be made larger than that of normal ablation processing.

また、前記被加工物体が同種または異種の材料の平板状物体が2枚以上重なった多層構造であることを特徴とする。それによって、2枚以上の物体を同時に加工可能である。
また、前記被加工物体の第1の面側に前記レーザ波長に対して透明な他の物体を設置することで前記被加工物体に生成される自己集束作用による前記集光チャネルの長さを変更することを特徴とする。それによって、レーザ光進行方向の加工距離を調整することができる。
また、前記被加工物体の第1の面側に前記レーザ波長に対して透明な他の物体を設置することで前記被加工物体に生成される自己集束作用による前記集光チャネルを第1面に到達させることを特徴とする。それによって、基板のオモテ面まで加工することができる。
Further, the object to be processed has a multilayer structure in which two or more flat objects of the same kind or different materials overlap each other. Thereby, two or more objects can be processed simultaneously.
Moreover, the length of the condensing channel due to the self-focusing action generated in the object to be processed is changed by installing another object transparent to the laser wavelength on the first surface side of the object to be processed. It is characterized by doing. Thereby, the processing distance in the laser beam traveling direction can be adjusted.
In addition, by installing another object transparent to the laser wavelength on the first surface side of the object to be processed, the condensing channel by the self-focusing action generated in the object to be processed is provided on the first surface. It is made to reach. Thereby, it is possible to process up to the front side of the substrate.

また、前記集光手段で前記被加工物体内部に集光した前記超短パルスレーザ光を、切断する方向に沿って任意の速度で相対移動させることで、前記空洞の空間的な重なりを設けることを特徴とする。また、前記集光手段で前記被加工物体内部に集光した前記超短パルスレーザ光を、切断する方向に沿って任意の速度で相対移動させることで、前記空洞を空間的に離して設けることを特徴とする。それぞれにより、被加工物体に切断線を作成することができ、かつレーザ光進行方向の加工距離が大きいので少ない曲げ応力で切断することができる。
また、前記被加工物体が、平面状をした物体であり、前記超短パルスレーザの集光レーザ光を前記被加工物体の第1面の法線方向から一定の角度で傾斜して入射させ、前記集光レーザ光に前記角度の傾斜をもたせつつ回転させて円形の走査を行い、加工面を傾斜して加工することを特徴とする。それによって、円形の切断線を作成することができる。
また、前記相対移動を複数回行い各相対移動の間に前記レーザ光のビームウェストの高さを変更する操作を有することを特徴とする。それによって、被加工物体に深部に渡って空洞形成がなされるため、部分切断から全切断までの加工を施すことが可能である。
In addition, a spatial overlap of the cavities is provided by relatively moving the ultrashort pulse laser beam condensed inside the object to be processed by the condensing unit at an arbitrary speed along a cutting direction. It is characterized by. Further, the ultrashort pulse laser beam condensed inside the object to be processed by the condensing means is relatively moved at an arbitrary speed along the cutting direction, so that the cavities are spatially separated. It is characterized by. In each case, a cutting line can be created on the workpiece, and since the machining distance in the laser beam traveling direction is large, the workpiece can be cut with a small bending stress.
Further, the object to be processed is an object having a planar shape, and the condensed laser light of the ultrashort pulse laser is incident at an angle with respect to the normal direction of the first surface of the object to be processed, The condensed laser beam is rotated while giving the inclination of the angle to perform circular scanning, and the processing surface is inclined and processed. Thereby, a circular cutting line can be created.
Further, the present invention is characterized in that the relative movement is performed a plurality of times and the height of the beam waist of the laser beam is changed during each relative movement. Thereby, since a cavity is formed deeply in the workpiece, it is possible to perform processing from partial cutting to full cutting.

一方、本発明は被加工物体の切断方法であって、前記記載の被加工物体のレーザ加工を行った後に、加工部分にそって少ない応力で前記被加工物体を切断することを特徴とする。それによって、切断線に正しく沿って被加工物体を分割することができる。
また、液晶表示パネルの基板切断方法であって、液晶表示パネルは第1の基板と第2の基板の積層構造を有し、第2の基板の第1の基板側の表面上に搭載された部品の上に前記レーザ波長に対して不透明な材料を塗布もしくは接着もしくは密着させて第1の基板の側から第1の基板内にビームウェストを形成するようにレーザを照射するステップを有し、前記照射の際、第1の基板を通過したレーザ光が前記部品に損傷を与えないようにすることを特徴とする。
On the other hand, the present invention is a method for cutting an object to be processed, wherein the object to be processed is cut with a small amount of stress along a processed portion after laser processing of the object to be processed is performed. Thereby, the workpiece can be divided along the cutting line correctly.
Also, there is provided a substrate cutting method for a liquid crystal display panel, wherein the liquid crystal display panel has a laminated structure of a first substrate and a second substrate, and is mounted on the surface of the second substrate on the first substrate side. Irradiating a laser so that a beam waist is formed in the first substrate from the side of the first substrate by applying, adhering or closely adhering a material opaque to the laser wavelength on the component; In the irradiation, the laser beam that has passed through the first substrate is prevented from damaging the component.

また、本発明では、第1及び第2基板とそれらの間にスペーサを部分的に挟んで平行に配置された構造体の分割方法を提供する。方法は次の通りである。
第1及び第2基板に透明となる波長を有する、パルス幅100ps以下の超短パルスレーザを集光手段を通して集光し、第1基板の外側からビームウェスト位置がいずれか一方の基板の表面または内部に形成するように照射して、該超短パルスレーザ伝播による自己集束作用により該超短パルスレーザ光の進行方向に集光チャネルが形成されることにより、該集光チャネル部に空洞が形成し、該超短パルスレーザ光を相対的に移動することでスクライブ線を形成するスクライブ線形成ステップ、及びその後、該スクライブ線に沿って前記スクライブ線が形成された基板を切断する基板切断ステップを有する。レーザビームを多層基板、とくに2層の基板、を有する構造体の一方の面のみから照射して加工ができるので設備の簡素化が図れる。
また、本発明はさらに、前記スクライブ線形成ステップにおいて、下記ステップAを有し、該基板切断ステップにおいては下記ステップCを有することを特徴とする。
また、本発明は前記スクライブ線形成ステップにおいて、下記A及びBのステップを有しA、BまたはB、Aの順序で実施し、前記基板切断ステップにおいては下記C及びDのステップを有し、C、Dの順序で実施することを特徴とする。これにより、第1基板を対峙させない第2基板の部分を形成できるので、制御回路を第2基板の内側の面上に、又はその面の上部に形成することが可能となり、液晶パネルなど表示パネルの薄型化が図れる。
In addition, the present invention provides a method for dividing the first and second substrates and the structures disposed in parallel with a spacer partially interposed therebetween. The method is as follows.
An ultrashort pulse laser having a wavelength that is transparent on the first and second substrates and having a pulse width of 100 ps or less is condensed through a condensing unit, and a beam waist position from the outside of the first substrate is the surface of one of the substrates or Irradiated to form inside, a condensing channel is formed in the traveling direction of the ultrashort pulse laser beam by the self-focusing action by propagation of the ultrashort pulse laser, thereby forming a cavity in the condensing channel portion A scribe line forming step of forming a scribe line by relatively moving the ultrashort pulse laser beam, and then a substrate cutting step of cutting the substrate on which the scribe line is formed along the scribe line. Have. Since processing can be performed by irradiating a laser beam from only one surface of a structure having a multilayer substrate, particularly a two-layer substrate, the equipment can be simplified.
Further, the present invention is characterized in that the scribe line forming step includes the following step A, and the substrate cutting step includes the following step C.
Further, the present invention has the following A and B steps in the scribe line forming step, and is performed in the order of A, B or B, A, and the substrate cutting step has the following C and D steps, It carries out in order of C and D, It is characterized by the above-mentioned. As a result, a portion of the second substrate that does not oppose the first substrate can be formed, so that the control circuit can be formed on the inner surface of the second substrate or on the upper surface of the second substrate. Can be made thinner.

ステップA:第1基板を透過し、第2基板に該ビームウェストがくるように該超短パルスレーザを集光して第2基板に第1のスクライブ線を形成し、さらにビームウェストを第1基板に位置するように集光し第1スクライブ線と同じ平面位置で該超短パルスレーザを相対的に移動することで第1基板に第2のスクライブ線を形成する。
ステップB:前記ビームウェストを第1基板に位置するように前記超短パルスレーザを集光して、第2スクライブ線と所定の距離離して平行に前記超短パルスレーザ光を相対的に移動することで第1基板に第3のスクライブ線を形成する。
ステップC:第1及び第2スクライブ線に沿って第2及び第1の基板を切断することにより、該構造体を分割する。
ステップD:第3スクライブ線に沿って第1基板を切断することにより、第1基板の第2スクライブ線から第3スクライブ線の部分を除去する。
Step A: Transmitting the first substrate, condensing the ultrashort pulse laser so that the beam waist comes to the second substrate, forming a first scribe line on the second substrate, and further forming the first beam waist on the first substrate. The second scribe line is formed on the first substrate by focusing the light so as to be located on the substrate and relatively moving the ultrashort pulse laser at the same plane position as the first scribe line.
Step B: Condensing the ultrashort pulse laser so that the beam waist is positioned on the first substrate, and relatively moving the ultrashort pulse laser light in parallel with the second scribe line at a predetermined distance. Thus, a third scribe line is formed on the first substrate.
Step C: The structure is divided by cutting the second and first substrates along the first and second scribe lines.
Step D: By cutting the first substrate along the third scribe line, the portion of the third scribe line is removed from the second scribe line of the first substrate.

さらに、前記構造体が第2基板の第1基板側と対向した面上に、金属薄膜を有し、さらに、前記スペーサが、封止材であって第1及び第2基板と該封止材とで囲む空間を構成する該封止材を有し、該空間に電子部品を形成され、前記金属薄膜が該空間の内側と外側にまたがって存在し、前記金属薄膜が該電子部品と電気的に接続されると、金属薄膜が封止体を横切り、この金属薄膜が封止体内部に形成された該電子部品と電気的に接続されているので、この金属薄膜は配線として用いることができ、該電子部品を封止部の外側で配線することが可能になる。   Furthermore, the structure has a metal thin film on a surface of the second substrate facing the first substrate side, and the spacer is a sealing material, and the first and second substrates and the sealing material An electronic component is formed in the space, and the metal thin film exists between the inside and the outside of the space, and the metal thin film is electrically connected to the electronic component. Since the metal thin film crosses the sealing body and is electrically connected to the electronic component formed inside the sealing body, the metal thin film can be used as a wiring. The electronic component can be wired outside the sealing portion.

さらに、本発明はレーザ加工装置であって、超短パルスレーザ発生装置と、前記超短パルスレーザ発生装置から発生したパルスレーザ光を一定の角度で偏向させて回転する回転ミラーと、偏向された前記パルスレーザ光の光路と光軸が一致するように前記回転ミラーと同期して回転し、回転によって焦点が円軌跡を描く集光レンズと、前記集光レンズを前記光軸方向に沿って移動させる手段と加工物体搭載手段とを有することを特徴とする。該構成により、被加工物体に円形に切断線を入れることができ、さらに切断線に沿って円形に切断することが可能となる。   Furthermore, the present invention is a laser processing apparatus, comprising an ultrashort pulse laser generator, a rotating mirror that rotates by deflecting a pulse laser beam generated from the ultrashort pulse laser generator at a constant angle, and is deflected A condensing lens that rotates in synchronization with the rotating mirror so that the optical path and optical axis of the pulse laser beam coincide with each other, and the focal point draws a circular locus by the rotation, and moves the condensing lens along the optical axis direction And means for mounting a processed object. With this configuration, it is possible to make a cutting line in a circular shape in the workpiece, and it is possible to cut it into a circular shape along the cutting line.

自己収束作用の発生により、レーザ光の進行方向に集光チャネルが、ビームウェストよりも長い距離にわたって形成され、集光チャネル部分に空洞が形成され、集光チャネル部に第2の面に達する空洞、または第2の面近傍に達する空洞が形成されることから、レーザ光進行方向の加工距離を通常のアブレーション加工よりも大きくすることができる。   Due to the occurrence of the self-focusing action, a condensing channel is formed in a traveling direction of the laser light over a distance longer than the beam waist, a cavity is formed in the condensing channel portion, and a cavity reaching the second surface in the condensing channel portion Alternatively, since the cavity reaching the vicinity of the second surface is formed, the processing distance in the laser beam traveling direction can be made larger than that of normal ablation processing.

以下、本発明の実施形態を説明する。図1は本発明による加工方法の実施形態を示す図である。超短パルスレーザ発生装置1から出力される超短パルス15であるレーザ光(ビーム)2をコリメータ(図示されず)によって平行にし、集光レンズ3などの集光手段に入射し、集束レーザビーム5として被加工物体4のオモテ面45から入射させる。超短パルスのレーザとはパルス幅100ps以内のレーザとする。前記被加工物体4の例としては、ガラス、サファイア、もしくはダイヤモンドなどの誘電体材料、またはシリコンもしくは窒化ガリウムなどの半導体材料があげられる。また、被加工物体4は基板など平板状の物体が好適である。このため、以下、被加工物体4を基板と称することもある。レーザは、被加工物体に対して透明となる波長となるものを選ぶ。ここで透明とは、かならずしも100%光を透過するという意味とは限らない。レーザ光がある程度透過できる場合も含まれるものとする。例えば、被加工物体をシリコン基板とすると、波長が1μmないし2μmである赤外の領域であればよい。レーザ媒体の例として、チタンサファイア結晶(中心波長780nm)のほか、エルビウム添加ファイバー、イットリビウム添加ファイバー、Nd:YAG結晶、Nd:YVO結晶、Nd:YLF結晶などがあげられる。また、ガラス基板を被加工物体とする場合、レーザ媒体はチタンサファイア結晶(中心波長780nm)とするのが好ましい。
なお、オモテ面とは、レーザ光が入射する側の面であり、それとは反対側の面をウラ面と称する。集束レーザビーム5は被加工物体4の内部に集光点であるビームウェスト6を形成する。被加工物体4に収束レーザビーム5を照射し、そのビームウェスト6をオモテ面45からウラ面44までの被加工物体内部の適当な位置に合わせてビームを照射する。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a processing method according to the present invention. A laser beam (beam) 2, which is an ultrashort pulse 15 output from the ultrashort pulse laser generator 1, is collimated by a collimator (not shown), is incident on a condensing means such as a condensing lens 3, and the focused laser beam 5 is incident from the front surface 45 of the workpiece 4. The ultrashort pulse laser is a laser having a pulse width of 100 ps or less. Examples of the workpiece 4 include a dielectric material such as glass, sapphire, or diamond, or a semiconductor material such as silicon or gallium nitride. The object 4 to be processed is preferably a flat object such as a substrate. For this reason, hereinafter, the workpiece 4 may be referred to as a substrate. The laser is selected to have a wavelength that is transparent to the workpiece. Here, transparent does not necessarily mean that 100% of light is transmitted. The case where the laser beam can be transmitted to some extent is also included. For example, when the object to be processed is a silicon substrate, it may be an infrared region having a wavelength of 1 μm to 2 μm. Examples of the laser medium include titanium sapphire crystal (center wavelength 780 nm), erbium-doped fiber, yttrium-doped fiber, Nd: YAG crystal, Nd: YVO 4 crystal, Nd: YLF crystal, and the like. When the glass substrate is an object to be processed, the laser medium is preferably a titanium sapphire crystal (center wavelength 780 nm).
Note that the front surface is a surface on which laser light is incident, and the surface on the opposite side is referred to as a back surface. The focused laser beam 5 forms a beam waist 6 which is a condensing point inside the workpiece 4. The workpiece 4 is irradiated with the convergent laser beam 5, and the beam waist 6 is aligned with an appropriate position inside the workpiece from the front surface 45 to the back surface 44 to irradiate the beam.

収束レーザビーム5のエネルギー、波長及びパルス幅並びに前記集光レンズ3の焦点距離や集光位置を調整し、被加工物体4の内部において超短パルスを高パワー密度に集光すると、ビームウェスト6から進行方向に向かってカー効果に基づく自己集束作用が発生し、ビームウェスト6程度の直径を有する細いビームの伝播チャンネル8が形成される。図1において、被加工物体4の厚さ7の内部でウラ面44からオモテ面方向に、レーザビームウェスト6を形成するように照射条件を設定すると、入射する集束レーザビーム5はビームウェスト6からは、パワー密度が微弱でカー効果による自己集束作用が発生しない領域では、一旦ビームウェストで集光された後は発散性のビーム10として伝播するが、カー効果が現れる十分高いパワー密度の集光点がビームウェストに形成されると、フィラメント状のチャンネル8が距離13に渡って形成される、被加工物体内部のチャンネル8に沿って伝播し、レーザビームエネルギーを消費しながらウラ面44に向かって進み、ウラ面44においてもカー効果が維持できる程度のエネルギーが維持されていれば、チャンネル8にある被加工物体の一部は衝撃波により周囲に圧縮される結果、細い空洞が形成され、残りはウラ面から外部に排出され、または排出されない場合はウラ面44に盛り上がりが形成され、細長い空洞がチャンネル8に沿ってビームウェスト6からウラ面44までの距離14に渡って形成される。ウラ面44まで被加工物体に吸収されないで到達したビームは、もはや自己集束作用により閉じ込められることがないので発散性ビーム11として放出される。   By adjusting the energy, wavelength and pulse width of the convergent laser beam 5 and the focal length and condensing position of the condensing lens 3 and condensing the ultrashort pulse at a high power density inside the object 4, the beam waist 6 A self-focusing action based on the Kerr effect is generated in the direction of travel from the direction of travel, and a narrow beam propagation channel 8 having a diameter of about the beam waist 6 is formed. In FIG. 1, when the irradiation condition is set so that the laser beam waist 6 is formed in the thickness 7 of the workpiece 4 from the back surface 44 toward the front surface, the incident focused laser beam 5 is emitted from the beam waist 6. In a region where the power density is weak and the self-focusing action due to the Kerr effect does not occur, the beam is once condensed by the beam waist and then propagated as a divergent beam 10. When the point is formed in the beam waist, the filament-like channel 8 propagates along the channel 8 inside the object to be processed, which is formed over the distance 13, and moves toward the back surface 44 while consuming the laser beam energy. If the energy enough to maintain the Kerr effect is maintained even on the back surface 44, one of the workpieces in the channel 8 is maintained. Is compressed to the surroundings by the shock wave, and as a result, a thin cavity is formed, and the rest is discharged to the outside from the back surface, or if it is not discharged, a bulge is formed on the back surface 44, and an elongated cavity is formed along the channel 8 along the beam waist. 6 is formed over a distance 14 from the back surface 44. The beam that has reached the back surface 44 without being absorbed by the workpiece is no longer confined by the self-focusing action and is emitted as a divergent beam 11.

被加工物体中での自己収束作用によるビームの集光効果が顕著になる条件として、文献J. H. Marburger, Prog. Quantum Electron., Vol. 4, p.35 (1975).によると自己収束の臨界閾値パワーPcrと呼ばれる数式1で示す指標がある。

Figure 2013223886

数式1において、λはレーザ波長、n0は物体の屈折率、n2は物体の非線形屈折率とする。
数式1によると、例えば石英ガラスの自己収束の臨界閾値パワーは2.3MWであり、被加工物体に入射されたレーザパルスのピーク出力(レーザパルスエネルギーをレーザパルス幅で除算した値)がこの値よりも大きくなると自己収束作用が顕著に起こる。 According to the document JH Marburger, Prog. Quantum Electron., Vol. 4, p.35 (1975), the critical threshold for self-convergence There is an index represented by Formula 1 called power P cr .
Figure 2013223886

In Equation 1, λ is the laser wavelength, n 0 is the refractive index of the object, and n 2 is the nonlinear refractive index of the object.
According to Formula 1, for example, the critical threshold power of self-convergence of quartz glass is 2.3 MW, and the peak output of the laser pulse incident on the workpiece (the value obtained by dividing the laser pulse energy by the laser pulse width) is this value. When the value is larger than 1, the self-convergence effect is remarkable.

超短パルスレーザのエネルギー、波長、パルス幅、及び集光レンズの焦点距離、集光位置の調整を図ることにより、自己収束作用の発生状況を変えることができる。これにより、ウラ面に達する空洞、もしくはウラ面近傍に達する空洞が形成される。ここで面近傍とは、その面から内部方向に基板などの被加工対象である物体の厚さの1/10程度の距離まで含めるものとする。空洞形成状態はつぎのように設定可能である。
(1)空洞はウラ面まで達しないのでウラ面が周辺の表面よりも高く盛り上がっている機械強度の弱い盛り上がり構造が形成される。
(2)前記集光チャネルがウラ面まで形成されることにより、空洞がウラ面まで形成される。
(3)前記集光チャネルがオモテ面からウラ面まで形成されることにより、空洞がオモテ面からウラ面まで形成される。
(4)集光チャネルがオモテ面から加工物体内部までのみに形成されることにより、空洞がオモテ面から加工物体内部までのみ形成される。
By adjusting the energy, wavelength, pulse width, focal length of the condensing lens, and condensing position of the ultrashort pulse laser, it is possible to change the state of occurrence of the self-focusing action. Thereby, a cavity reaching the back surface or a cavity reaching the back surface is formed. Here, the vicinity of a surface includes a distance of about 1/10 of the thickness of an object to be processed such as a substrate in the inner direction from the surface. The cavity formation state can be set as follows.
(1) Since the cavity does not reach the back surface, a raised structure with low mechanical strength is formed in which the back surface is raised higher than the surrounding surface.
(2) By forming the condensing channel to the back surface, the cavity is formed to the back surface.
(3) The condensing channel is formed from the front surface to the back surface, so that a cavity is formed from the front surface to the back surface.
(4) The condensing channel is formed only from the front surface to the inside of the processed object, so that the cavity is formed only from the front surface to the inside of the processed object.

本発明によれば、被加工物体に対して透明な波長を有する超短パルスレーザ光を集光光学系により、基板内に十分小さなレーザ光断面積に集光させることで、集光点には高いパワー密度の集光点を実現し、それによって基板内に伝播するレーザ光は一旦集光されると、カー効果による自己集束作用を生じ、一方集光点にプラズマによるデフォーカス作用が発生し、この2作用のバランスによってレーザパルス光の伝播は、自己集束作用の自己トラップされたフィラメントを形成する。このトラップされる範囲は、通常のパワーレベルでの自己集束作用の現れない条件での焦点付近に形成されるビームウェストの焦点深度より、何倍も大きな距離の値まで自己集束作用によるレーザ光伝播チャンネルを形成できる。チャンネルの長さは、材料特性、レーザビームのパワー密度、エネルギーなどのパラメータで変化する。チャンネルのレーザ光伝播方向の端部がウラ面に到達し、その後にチャネル内部に蓄積されたエネルギーにより局所的な高温、高圧力状態が作り出され内部から外部に向かう力が働くため、上記自己集束作用の集光チャンネルの通過跡には空洞が形成されて残る。   According to the present invention, an ultrashort pulse laser beam having a wavelength transparent to an object to be processed is condensed to a sufficiently small laser beam cross-sectional area in a substrate by a condensing optical system. A high power density condensing point is realized, so that once the laser beam propagating into the substrate is condensed, a self-focusing action due to the Kerr effect occurs, while a defocusing action due to plasma occurs at the condensing point. Due to the balance between these two actions, the propagation of the laser pulse light forms a self-trapped filament with a self-focusing action. This trapped range is the propagation of laser light by self-focusing up to a distance many times greater than the depth of focus of the beam waist formed near the focal point under conditions where self-focusing does not appear at normal power levels. A channel can be formed. The length of the channel varies with parameters such as material properties, laser beam power density, and energy. The end of the channel in the laser beam propagation direction reaches the back surface, and then the energy accumulated inside the channel creates a local high-temperature, high-pressure state, and the force from the inside to the outside acts. A cavity is formed and remains in the trace of passage of the collecting channel of action.

図2に示すように、超短パルスレーザ光2を被加工物体4内のレーザ光の集光点から進行方向16に長く形成される自己集束作用による長い円筒型チャンネルによる空洞を走査線48に沿って形成する。さらに、形成後走査線48に直角方向に曲げ応力49を印加してブレーキングを行う場合、穴径に比べて非常に深い穴が形成されるため、その溝に沿った線(スクライブ線)がブレーキングの起点として作用し、スクライブ線に沿って比較的弱い応力でも切断することができる。基板のウラ面には連続した浅い溝や構造的に弱い盛り上がり構造が形成されているので、ブレーキング方向は走査線48、言い換えればスクライブ線に沿ってだけ確実に生じることになる。ウラ面近くで表面に穴が空く場合や、チャネル出口部が周囲の表面よりも高く盛り上がる機械強度が弱い構造となる場合があるが、いずれの場合でもレーザ光を基板の切断したい方向に走査することにより基板内部奥深くからウラ面に到る加工形状が、走査線48、言い換えればスクライブ線に沿って形成される。加工溝の深さが十分得られるので、その後少ない曲げ応力49で走査線48に沿って基板を切断することができる。スクライブ線の形成は、レーザ光の移動でなく、被加工物体4の移動によっても可能である。何れかの移動を相対的走査と称する。また破断したい方向にレーザ光を走査する場合、走査速度を調整することにより、破断面を連続的にスクライブ線を設けることも、また間隔を空けて離散的にスクライブ線を設けることも可能であり、いずれの場合も少ない曲げ応力によってスクライブ線に沿って基板を切断することが可能である。   As shown in FIG. 2, an ultrashort pulse laser beam 2 is formed into a scanning line 48 through a cavity formed by a long cylindrical channel formed by a self-focusing action formed long in the traveling direction 16 from the focal point of the laser beam in the workpiece 4. Form along. Furthermore, when braking is performed by applying a bending stress 49 in a direction perpendicular to the scanning line 48 after formation, a very deep hole is formed compared to the hole diameter, and therefore a line (scribe line) along the groove is formed. It acts as a starting point for braking and can be cut along the scribe line even with relatively weak stress. Since a continuous shallow groove or a structurally weak raised structure is formed on the back surface of the substrate, the braking direction is surely generated only along the scanning line 48, in other words, along the scribe line. If the surface has a hole near the back surface or the channel exit is higher than the surrounding surface, the mechanical strength may be weak. In either case, scan the laser beam in the direction you want to cut the substrate. Thus, a processed shape from the deep inside of the substrate to the back surface is formed along the scanning line 48, in other words, the scribe line. Since the depth of the processed groove is sufficiently obtained, the substrate can be cut along the scanning line 48 with a small bending stress 49 thereafter. The scribe line can be formed not only by moving the laser beam but also by moving the workpiece 4. Any movement is referred to as relative scanning. Also, when scanning the laser beam in the direction to be broken, it is possible to provide scribe lines continuously on the fracture surface by adjusting the scanning speed, or to provide scribe lines discretely at intervals. In any case, the substrate can be cut along the scribe line with a small bending stress.

図3には、被加工物体のある高さにレーザ光を集光しながら一度被加工物体を走査して加工した後にレーザ光集光点の集光位置を変更し、再度加工を行う方法を示す。まず、(a)に示すように、被加工物体4のウラ面44から内部へ空洞形成距離57(135μm程度)程度離れた個所にレーザ光のビームウェストを合わせ、自己収束作用によるチャネル8を形成し、走査方向47に沿って直線的に一度走査する。これにより、空洞列を直線的に形成する。つぎに(b)に示すように集光レンズ3を光軸方向に沿って移動し、空洞形成距離58程度だけビームウェストが形成される高さをオモテ面側にずらしてチャネル8を形成して再度走査する。このとき、初回の走査による加工線35の上を走査するので、空洞列が、初回の走査で形成された空洞列とほぼ連続的につながるように形成される。さらに、必要であれば、(c)に示すように、ビームウェストの高さ移動と空洞列形成のための走査を行う。高さ移動と走査は必要な回数だけ繰り返すものとする。この操作の繰り返しにより被加工物体4の内部に合体した直線状の空洞の壁が形成される。最後に被加工物体4に曲げ応力を与えて空洞の壁に沿って切断する。初回の走査は、必ずしも空洞がウラ面に到達する必要はない。また、ビームウェストがオモテ面に到達するまで高さ移動及び走査を繰り返すことも可能である。このような方法により、被加工物体に深部に渡って空洞形成を繰り返すため、部分切断から全切断までの加工を施すことが可能である。   FIG. 3 shows a method in which a laser beam is focused on a certain height of the workpiece, the workpiece is once scanned and machined, the laser beam condensing position is changed, and the machining is performed again. Show. First, as shown in (a), the beam waist of the laser beam is aligned with the cavity forming distance 57 (about 135 μm) away from the back surface 44 of the workpiece 4 to form the channel 8 by the self-focusing action. Then, it scans once along the scanning direction 47 linearly. Thereby, the cavity row is formed linearly. Next, as shown in (b), the condenser lens 3 is moved along the optical axis direction, and the channel 8 is formed by shifting the height at which the beam waist is formed by the cavity forming distance of about 58 to the front side. Scan again. At this time, since the scanning is performed on the processing line 35 by the first scan, the cavity row is formed so as to be connected almost continuously to the cavity row formed by the first scan. Further, if necessary, as shown in (c), scanning for beam waist height movement and cavity row formation is performed. The height movement and scanning are repeated as many times as necessary. By repeating this operation, a linear hollow wall is formed in the workpiece 4. Finally, a bending stress is applied to the workpiece 4 to cut along the cavity wall. The first scan does not necessarily require the cavity to reach the back surface. It is also possible to repeat the height movement and scanning until the beam waist reaches the front surface. By such a method, the formation of the cavity is repeated in the deep part in the object to be processed, so that it is possible to perform processing from partial cutting to full cutting.

加工対象物体である基板は、1枚とは限らない。同種または異種材料の2枚以上の基板を重ねた多層構造であってもすべての基板に対して加工が可能である。多層構造の場合、基板を密着しても、離してもよく、離した場合、空隙は空気とするほか、有機材料もしくは透明電極層であってもよい。基板2枚とした場合、図4のように、レーザ入射光側に置かれた上部基板81と反対側に置かれた下部基板82から構成され、空隙83が入る場合もある。この方法であれば、複数の層からなるガラスであっても本発明の方法が適用可能である。   The substrate that is the object to be processed is not limited to one. Even a multilayer structure in which two or more substrates of the same or different materials are stacked can be processed on all substrates. In the case of a multilayer structure, the substrate may be brought into close contact with or separated from the substrate. When separated, the air gap may be air, or may be an organic material or a transparent electrode layer. In the case of using two substrates, as shown in FIG. 4, it may be composed of a lower substrate 82 placed on the opposite side of the upper substrate 81 placed on the laser incident light side, and a gap 83 may enter. With this method, the method of the present invention can be applied even to a glass composed of a plurality of layers.

図4のように基板2枚の場合、下部基板82の方がレーザ伝搬方向により長い加工が行われる。これは自己収束作用が被加工物体中の伝搬距離に依存して増加するためである。また、自己収束作用による集光チャンネルが形成されるには、10ないし200μm程度の距離レーザが被加工物体内を伝播する必要がある。この距離が長いほど、同じエネルギーでも長い空洞が形成される。このことを利用すれば、基板のオモテ面側にそれと同種またはレーザ光に対する透明な異種材料からなる他の基板を載せることで実効的に自己収束作用を増強させ、空洞形成距離を長くすることが出来、より深い加工を行うことができる。とくに、被加工物体に集光チャネルをオモテ面からウラ面まで形成させて、空洞をオモテ面からウラ面までにわたって形成することもできる。被加工物体でない他の基板には空洞が形成されないことも形成されることもある。   In the case of two substrates as shown in FIG. 4, the lower substrate 82 is processed longer in the laser propagation direction. This is because the self-convergence action increases depending on the propagation distance in the workpiece. Further, in order to form a condensing channel due to a self-focusing action, a distance laser of about 10 to 200 μm needs to propagate through the object to be processed. The longer this distance, the longer the cavity is formed with the same energy. By utilizing this, it is possible to effectively enhance the self-focusing effect and increase the cavity formation distance by placing another substrate of the same kind or a transparent different material for laser light on the front side of the substrate. And deeper processing. In particular, it is possible to form a condensing channel on the object to be processed from the front surface to the back surface and to form a cavity from the front surface to the back surface. Cavities may or may not be formed on other substrates that are not workpieces.

この方法は、液晶表示パネルのガラス基板の切断に適用できる。液晶表示パネルのガラス基板は、空隙を挟んでレーザ入射光側に置かれた上部基板と反対側に置かれた下部基板から構成された構造をしている。
上部ガラス基板には上面側から、レーザビームウェストが該基板の表面または内部の適当な位置に来るよう超短パルスレーザを照射すると、上部ガラス基板に空洞が形成される。レーザ光を相対的に移動することにより、上部ガラス基板に切断面(スクライブ線)を形成する。
This method can be applied to cutting a glass substrate of a liquid crystal display panel. The glass substrate of the liquid crystal display panel has a structure composed of a lower substrate placed on the opposite side of the upper substrate placed on the laser incident light side with a gap interposed therebetween.
A cavity is formed in the upper glass substrate when the upper glass substrate is irradiated with an ultrashort pulse laser from the upper surface side so that the laser beam waist comes to an appropriate position on the surface or inside of the substrate. By moving the laser light relatively, a cut surface (scribe line) is formed on the upper glass substrate.

下部ガラス基板も上部ガラス基板の上面側から超短パルスレーザを照射することで、切断面を形成できる。レーザビームウェストが該基板の表面または内部の適当な位置に来るよう照射する。超短パルスレーザは上部ガラス基板に損傷を与えることなく透過し、下部ガラス基板に空洞を形成することができる。超短パルスレーザを走査することにより、下部ガラス基板に切断面(スクライブ線)を形成する。   The lower glass substrate can also be cut by irradiating an ultrashort pulse laser from the upper surface side of the upper glass substrate. Irradiation is performed so that the laser beam waist comes to an appropriate position on the surface or inside of the substrate. The ultrashort pulse laser can transmit without damaging the upper glass substrate, and can form a cavity in the lower glass substrate. By scanning with an ultrashort pulse laser, a cut surface (scribe line) is formed on the lower glass substrate.

図5(a)に液晶表示パネル断面図を示す。液晶表示パネル90は、ガラス基板2枚からなる積層構造からなる。上部ガラス基板91の内側表面には、透明電極、カラーフィルタ、薄膜トランジスタなどの部品95が形成され、下部ガラス基板92の内側表面には、電極などの部品96が形成される。また、2枚のガラス基板の間には液晶93が充填されている。液晶は、気密封止材94の中に封印されている。切断工程には、上部ガラス基板と第2のガラス基板とを同じ切断線に沿って切り離す場合または少し離れた別の切断線で切り離す工程とがある。同じ切断線に沿って切り離す場合は、前述した、図4に示したような2枚以上の基板を重ねてすべての基板に対して加工する場合を適用すればよい。   FIG. 5A shows a cross-sectional view of the liquid crystal display panel. The liquid crystal display panel 90 has a laminated structure including two glass substrates. Components 95 such as transparent electrodes, color filters, and thin film transistors are formed on the inner surface of the upper glass substrate 91, and components 96 such as electrodes are formed on the inner surface of the lower glass substrate 92. A liquid crystal 93 is filled between the two glass substrates. The liquid crystal is sealed in an airtight sealing material 94. In the cutting step, there is a step of separating the upper glass substrate and the second glass substrate along the same cutting line or a step of separating them by another cutting line slightly apart. When cutting along the same cutting line, the above-described case where two or more substrates as shown in FIG. 4 are stacked and processed on all the substrates may be applied.

図5(a)は、さらに、離れた別の切断線で切り離す工程を示している。この工程では、上部ガラス基板の切断97と下部ガラス基板の切断98を行う。収束レーザビーム5を、上部ガラス基板91のオモテ面から、レーザビームウェストが該基板の内部の適当な位置に来るよう照射すると、上部ガラス基板91のウラ面付近に空洞61が形成される。収束レーザビーム5を走査することにより、上部ガラス基板91に切断面を形成する。この際、上部ガラス基板91の加工に消費されなかったレーザビームが上部ガラス基板91を通過し、下部ガラス基板92上に形成された電極などの部品96に照射されることから、電極などの部品96にダメージを与え、最終的には液晶表示装置としての動作に悪影響を与える可能性がある。このような悪影響を防止するため、図5(b)に示すよう、事前に電極などの部品96のレーザビームが照射される位置上に保護用コーティング99を、塗布、接着または密着などして形成しておく。保護用コーティング99は、収束レーザビームの波長に対して不透明なものとする。ここで不透明とは、完全にレーザ光を透過しないという場合だけでなく、保護用コーティング99下の電極などの部品96にダメージを与えないという目的にかなえばわずかの光を透過することも含まれるものとする。   FIG. 5 (a) further shows a step of cutting along another separate cutting line. In this step, the upper glass substrate is cut 97 and the lower glass substrate is cut 98. When the focused laser beam 5 is irradiated from the front surface of the upper glass substrate 91 so that the laser beam waist comes to an appropriate position inside the substrate, a cavity 61 is formed near the back surface of the upper glass substrate 91. A cut surface is formed on the upper glass substrate 91 by scanning the convergent laser beam 5. At this time, the laser beam that has not been consumed for processing the upper glass substrate 91 passes through the upper glass substrate 91 and is irradiated onto the component 96 such as an electrode formed on the lower glass substrate 92. 96 may be damaged, and eventually the liquid crystal display device may be adversely affected. In order to prevent such an adverse effect, as shown in FIG. 5B, a protective coating 99 is formed in advance on the position where the laser beam of the component 96 such as an electrode is irradiated by application, adhesion or adhesion. Keep it. The protective coating 99 is opaque to the wavelength of the focused laser beam. Here, the term “opaque” includes not only the case where the laser beam is not completely transmitted, but also the case where a small amount of light is transmitted for the purpose of not damaging the component 96 such as the electrode under the protective coating 99. Shall.

上部ガラス基板91への加工とは別途下部ガラス基板92への加工を行う。これは、同様に、収束レーザビーム5を上部ガラス基板91のオモテ面から照射するが、レーザビームウェストが下部ガラス基板92内部の適当な位置に来るよう照射する。収束レーザビーム5は上部ガラス基板91を通過し、下部ガラス基板92のウラ面付近に空洞91を形成する。収束レーザビーム5を走査することにより、下部ガラス基板92に切断面を形成する。ガラス基板に応力を加えてガラス基板を切り離したあと、液晶表示パネルを他の部品との組み立て工程を経て、液晶表示装置が製造される。したがって、本方法は液晶表示パネル及び液晶表示装置の製造に用いることが可能である。   Processing to the lower glass substrate 92 is performed separately from processing to the upper glass substrate 91. Similarly, the focused laser beam 5 is irradiated from the front surface of the upper glass substrate 91, but the laser beam waist is irradiated so as to come to an appropriate position inside the lower glass substrate 92. The focused laser beam 5 passes through the upper glass substrate 91 and forms a cavity 91 near the back surface of the lower glass substrate 92. By scanning the convergent laser beam 5, a cut surface is formed on the lower glass substrate 92. After applying a stress to the glass substrate and separating the glass substrate, the liquid crystal display device is manufactured through an assembly process of the liquid crystal display panel with other components. Therefore, this method can be used for manufacturing a liquid crystal display panel and a liquid crystal display device.

複数基板となる場合の、別の実施形態を示す。この実施形態では、基板2枚からなる構造体の分割方法を示す。図6はこの実施形態を説明するための模式的な断面図である。
構造体70は上部ガラス基板91と下部ガラス基板92とが平行に配置されて構成された構造を有する。液晶表示パネルとして用いる場合、構造体70は2枚のガラス基板間にスペーサが部分的に挿入されている。2枚のガラス基板の間に空隙を設けるためにスペーサが必要である。例えば液晶表示パネルでは、球状のシリカまたはポリスチレンや円柱状のフォトレジスト材料などの物体が多数個配置される。本実施形態例では、2枚のガラス基板間に気密封止材94が挿入されており、本来は該ガラス基板とこの気密封止材94とで閉空間を構成するのが目的であるが、他に物体が挿入されていない場合は、スペーサとしての役割も果たす。気密封止材94を挿入しない場合は、別途スペーサ94が挿入されるものとする。下部ガラス基板92の上面には金属薄膜配線89がある範囲で設けられている。前記の気密封止材を有する場合、前述の閉空間の下部ガラス基板92上には、電子部品(図示されず)が配置され、また、金属薄膜配線89は、該電子部品に電気的に接続されており、気密封止材94を跨って、配置されることが好ましい。構造体が液晶表示パネルなら該閉空間には表示装置要素が形成される。
Another embodiment in the case of multiple substrates is shown. In this embodiment, a method of dividing a structure composed of two substrates is shown. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining this embodiment.
The structure 70 has a structure in which an upper glass substrate 91 and a lower glass substrate 92 are arranged in parallel. When used as a liquid crystal display panel, spacers are partially inserted into the structure 70 between two glass substrates. A spacer is required to provide a gap between the two glass substrates. For example, in a liquid crystal display panel, a large number of objects such as spherical silica or polystyrene or a cylindrical photoresist material are arranged. In the present embodiment example, an airtight sealing material 94 is inserted between two glass substrates. Originally, the glass substrate and the airtight sealing material 94 are intended to form a closed space. When no other object is inserted, it also serves as a spacer. When the hermetic sealing material 94 is not inserted, the spacer 94 is inserted separately. On the upper surface of the lower glass substrate 92, a metal thin film wiring 89 is provided in a range where there is. When the hermetic sealing material is provided, an electronic component (not shown) is disposed on the lower glass substrate 92 in the closed space, and the metal thin film wiring 89 is electrically connected to the electronic component. It is preferable that the airtight sealing material 94 is disposed. If the structure is a liquid crystal display panel, a display device element is formed in the closed space.

ここで下部ガラス基板92上の金属薄膜配線89を外部から接近可能にするために、構造体70を分離する。まず、上部ガラス基板91の上面側から超短パルスレーザビーム2を集光レンズ3により集光し、レーザビームウェストが下部ガラス板92の上面(レーザ光入射側の面)上または内部の適当な位置に来るように照射する(図ではレーザビームウェストが上面上にあるがこれに限らない、以下同様)。ただし、下部ガラス板のうち金属薄膜配線89がない位置とする。レーザビーム2は上部ガラス基板91を通過し、下部ガラス基板92内に自己収束作用による空洞64を形成する。レーザビーム2を相対的に移動することにより、連続的または離散的に空洞を形成し、下部ガラス基板92に第1のスクライブ線88を形成する。   Here, in order to make the metal thin film wiring 89 on the lower glass substrate 92 accessible from the outside, the structure 70 is separated. First, the ultrashort pulse laser beam 2 is condensed by the condenser lens 3 from the upper surface side of the upper glass substrate 91, and the laser beam waist is appropriate on the upper surface (laser light incident side surface) or inside of the lower glass plate 92. Irradiate so as to come to a position (in the figure, the laser beam waist is on the upper surface, but not limited to this, the same applies hereinafter). However, it is set as the position where there is no metal thin film wiring 89 among lower glass plates. The laser beam 2 passes through the upper glass substrate 91 and forms a cavity 64 in the lower glass substrate 92 by a self-focusing action. By relatively moving the laser beam 2, cavities are formed continuously or discretely, and a first scribe line 88 is formed in the lower glass substrate 92.

次いで、集光レンズ3を上方に移動し、レーザビームウェストを上部ガラス板91上面(レーザ光入射側の面)上または内部の適当な位置に来るように照射する。上部ガラス板91内に自己収束作用による空洞63を形成する。レーザビーム50を相対的に移動することにより、連続的または離散的に空洞を形成し、第2のスクライブ線87を上部ガラス基板91に形成する。第2のスクライブ線87は、第1のスクライブ線88の真上に形成される。次いで、または第1と第2のスクライブ線88及び87形成に先立って、第2のスクライブ線87と同様な方法にて、第3のスクライブ線86を上部ガラス板91に作成する。この過程では空洞62が形成される。第3のスクライブ線86は、上部及び下部のガラス基板91及び92間の気密封止材またはスペーサ94に接近した位置に設けるのが好ましく、通常下部ガラス基板92上面の金属薄膜配線89を跨るように形成される。また第3のスクライブ線86は、第2のスクライブ線87と距離77(ΔY)離して平行に形成する。   Next, the condenser lens 3 is moved upward, and the laser beam waist is irradiated so as to come to an appropriate position on the upper surface of the upper glass plate 91 (surface on the laser light incident side) or inside. A cavity 63 is formed in the upper glass plate 91 by a self-focusing action. By relatively moving the laser beam 50, cavities are formed continuously or discretely, and second scribe lines 87 are formed in the upper glass substrate 91. The second scribe line 87 is formed immediately above the first scribe line 88. Next, or prior to the formation of the first and second scribe lines 88 and 87, a third scribe line 86 is formed on the upper glass plate 91 in the same manner as the second scribe line 87. In this process, a cavity 62 is formed. The third scribe line 86 is preferably provided at a position close to the hermetic sealant or the spacer 94 between the upper and lower glass substrates 91 and 92, and usually straddles the metal thin film wiring 89 on the upper surface of the lower glass substrate 92. Formed. The third scribe line 86 is formed in parallel with the second scribe line 87 at a distance 77 (ΔY).

気密封止材を有し、気密封止材と2枚の基板で構成される閉空間の内部に電子部品が配置された場合、第3のスクライブ線は、該閉空間の外部で、該気密封止材94に接近した位置に設けるのが好ましい。   When the electronic component is disposed inside the closed space that includes the hermetic sealant and the two substrates, the third scribe line is outside the closed space. It is preferable to provide at a position close to the hermetic sealant 94.

この際、上部ガラス基板91における第3のスクライブライン作成86に消費されなかったレーザビーム2が上部ガラス基板91を通過し、金属薄膜配線89に照射されることからこれらにダメージを与える可能性がある。しかしながら、上部ガラス基板91を透過したレーザビーム2の強度は通常、これらにダメージを与えるほど十分に強くはない。またダメージを防止するため、事前に金属薄膜配線89のレーザビームが照射される位置上に保護用コーティングを、塗布、接着または密着などして形成しておくことも可能である。保護用コーティングは、後述のように第3のスクライブラインに沿って切断されて外部から接近可能になった後、取り除く。なお、保護用コーティングは、レーザビームの波長に対して不透明なものとし、不透明とは、完全にレーザ光を透過しないという場合だけでなく、該部品にダメージを与えないという目的にかなえばわずかの光を透過することも含まれる。   At this time, since the laser beam 2 that has not been consumed by the third scribe line creation 86 in the upper glass substrate 91 passes through the upper glass substrate 91 and is irradiated onto the metal thin film wiring 89, there is a possibility of damaging them. is there. However, the intensity of the laser beam 2 transmitted through the upper glass substrate 91 is usually not strong enough to damage them. In order to prevent damage, it is also possible to form a protective coating on the position of the metal thin film wiring 89 that is irradiated with the laser beam in advance by coating, bonding or adhering. The protective coating is removed after being cut along the third scribe line to be accessible from the outside as described later. The protective coating should be opaque to the wavelength of the laser beam. Opaque is not limited to not completely transmitting the laser beam, but it may be a slight amount for the purpose of not damaging the component. It also includes transmitting light.

このように第1から第3までのスクライブ線を形成後、構造体70に第1スクライブ線88とその真上の第2スクライブ線87に沿って折り曲げる応力をかけると、下部及び上部ガラス基板ともそれぞれ第1と第2のスクライブ線が設けられた部分が破断することで第1及び第2のスクライブ線に沿って構造体70が分割される。次いで、上部ガラス基板91に第3のスクライブ線に沿って折り曲げる応力をかけると上部ガラス基板91のうち第2と第3のスクライブ線の距離ΔY部分が分離される。以上の手順にて、構造体70を切断する。   After the first to third scribe lines are formed in this way, when the structure 70 is subjected to bending stress along the first scribe line 88 and the second scribe line 87 directly above the structure 70, both the lower and upper glass substrates are formed. The structure 70 is divided along the first and second scribe lines by breaking the portions where the first and second scribe lines are provided. Next, when a stress is applied to the upper glass substrate 91 along the third scribe line, the distance ΔY portion between the second and third scribe lines in the upper glass substrate 91 is separated. The structure 70 is cut by the above procedure.

図7にこのようにして切断した2層構造体を示す。第2及び第3のスクライブ線間隔11に相当するΔYだけ下部ガラス基板92が広がり、上部に上部ガラス基板91を有さない段差構造を有する。下部ガラス基板92が広がった部分には外部から接近することが可能となる。したがって、新たに制御回路などの電子部品や金属薄膜配線を形成することが可能となる。また、下部ガラス基板上に気密封止部内部から外側に導出された金属薄膜配線を有する場合は、外部に導出された部分の配線の接続が可能になる。   FIG. 7 shows the two-layer structure cut in this way. The lower glass substrate 92 extends by ΔY corresponding to the second and third scribe line intervals 11 and has a step structure that does not have the upper glass substrate 91 in the upper part. The portion where the lower glass substrate 92 spreads can be accessed from the outside. Therefore, it is possible to newly form electronic parts such as a control circuit and metal thin film wiring. Further, when the metal thin film wiring led out from the inside of the hermetic sealing portion is provided on the lower glass substrate, it is possible to connect the wiring of the portion led out to the outside.

図7において、下部ガラス基板92及び上部ガラス基板91のそれぞれの断面66,及び65はそれぞれ第1のスクライブ線88と第3のスクライブ線86を起点として分割された断面である。ガラス板の側面68,67は第1と第2のスクライブ線88及び87形成方法と同様に上部から超短レーザパルスを集光して下部及び上部のガラス基板にそれぞれスクライブ線を形成後、分割して形成できる。   In FIG. 7, each of the cross sections 66 and 65 of the lower glass substrate 92 and the upper glass substrate 91 is a cross section divided from the first scribe line 88 and the third scribe line 86 as starting points. The side surfaces 68 and 67 of the glass plate are divided after the ultrashort laser pulse is focused from the upper part to form the scribe lines on the lower and upper glass substrates, respectively, in the same way as the first and second scribe lines 88 and 87 are formed. Can be formed.

本実施形態により、レーザビームをガラス構造体の片面側からだけ照射して加工ができるので設備の簡素化が図れる。また、上部基板を上部に有さない下部基板の部分を形成できるので、外部から接近することが可能となり、制御回路などの電子部品または金属薄膜配線を下部基板上面から、又はその基板の上に設けることが可能となる。このため、表示パネルの薄型化が図れる。また、気密封止部内部から外側に導出された金属薄膜配線部分の他への接続が可能になる。   According to this embodiment, since the laser beam can be irradiated and processed only from one side of the glass structure, the equipment can be simplified. In addition, since the portion of the lower substrate that does not have the upper substrate can be formed, it is possible to access from the outside, and electronic components such as control circuits or metal thin film wiring can be provided from the upper surface of the lower substrate or on the substrate. It can be provided. For this reason, the display panel can be thinned. In addition, the metal thin film wiring portion led out from the inside of the hermetic sealing portion to the outside can be connected to the other.

図8は本実施形態を液晶パネルの製造に適用する場合の例を示した図である。液晶パネルが多数形成された上下2枚の大型のガラス基板91及び92を有する大型構造体70から液晶パネル製造後に個別パネル80に分割する工程に本実施形態を実施する。該ガラス基板91及び92及びこれらの間に挿入された気密封止材94で囲まれた空間には液晶表示パネルに必要なカラーフィルタ、液晶93、駆動トランジスタ、配線、スペーサ等(液晶以外は図示されず)が内蔵されている。(a)は上面図及び断面図であり、Y方向に沿って切断した断面図を拡大したものが(b)である。Z方向は紙面に垂直な方向とする。   FIG. 8 is a diagram showing an example in which the present embodiment is applied to the manufacture of a liquid crystal panel. This embodiment is implemented in the process of dividing the large structure 70 having the upper and lower large glass substrates 91 and 92 on which a large number of liquid crystal panels are formed into individual panels 80 after the liquid crystal panel is manufactured. In a space surrounded by the glass substrates 91 and 92 and an airtight sealant 94 inserted between them, a color filter, a liquid crystal 93, a driving transistor, a wiring, a spacer and the like necessary for the liquid crystal display panel (other than the liquid crystal are illustrated). Not built-in). (A) is a top view and a cross-sectional view, and (b) is an enlarged cross-sectional view cut along the Y direction. The Z direction is a direction perpendicular to the paper surface.

X方向に沿ったスクライブ線74−1〜74−mはつぎのように形成する。下部ガラス基板92への第1のスクライブ線88の形成は、その上面に下部ガラス板に金属薄膜配線89が無い部分に行う。また、上部ガラス基板91において第2のスクライブ線87を第1のスクライブ線88の上に形成する。また、上部ガラス基板には第3のスクライブ線を、好ましくは気密封止材94に接近した位置に設ける。第3のスクライブ線86は、第2のスクライブ線87と距離77(ΔY)離して平行にする。第3のスクライブ線86は、通常、金属薄膜配線89を跨るように形成される。   The scribe lines 74-1 to 74-m along the X direction are formed as follows. The first scribe line 88 is formed on the lower glass substrate 92 in a portion where the metal thin film wiring 89 is not provided on the lower glass plate on the upper surface. Further, the second scribe line 87 is formed on the first scribe line 88 in the upper glass substrate 91. Further, a third scribe line is preferably provided on the upper glass substrate at a position close to the hermetic sealant 94. The third scribe line 86 is parallel to the second scribe line 87 by a distance 77 (ΔY). The third scribe line 86 is usually formed so as to straddle the metal thin film wiring 89.

Y方向に沿ったスクライブ線73−1〜73−nは単にスクライブ線を1本ずつパネル幅76の間隔で設ければよい。前記第1と第2のスクライブ線を形成する方法と同様にして設けられる。   The scribe lines 73-1 to 73-n along the Y direction are simply provided one by one at an interval of the panel width 76 one by one. The first and second scribe lines are provided in the same manner as the method.

スクライブ線形成後、この上部と下部のガラス基板に形成されたスクライブ線に沿って分割する、このようにしてX、Y方向に分割できるから液晶表示パネル80が大型2層構造体70から多数枚製造することができる。その場合特に、液晶表示パネル80の少なくとも1つの側面には下部ガラス基板92の上に気密封止材94の内部から外部に向けて金属薄膜配線89がとりだされて、容易に外部から接近できるので各種電気的接続が可能な構造が実現できる。   After the scribe line is formed, the liquid crystal display panel 80 is divided along the scribe lines formed on the upper and lower glass substrates, and thus can be divided in the X and Y directions. Can be manufactured. In that case, in particular, a metal thin film wiring 89 is taken out from the inside of the hermetic sealant 94 to the outside on the lower glass substrate 92 on at least one side surface of the liquid crystal display panel 80 and can be easily accessed from the outside. Therefore, a structure capable of various electrical connections can be realized.

本実施形態による多数枚取りの大型2層構造体から複数の表示パネルを個別に分割する場合、レーザビームを片側からだけ照射することで2枚のガラス基板にスクライブ線を加工して設けることが可能なので、大型ガラスの反転搬送手段は不要である。さらに、表示パネルの内部構造から外部への電気配線等の金属膜などをレーザビームで損傷することなく、一方の基板上に外部から容易に接近が可能な、上下の2枚のガラス板にΔYの幅で段差構造を形成できる。下部ガラス基板の表面のスクライブ線に近くの上部ガラス板に対向する表面に設けられた金属薄膜や電子部品に上部ガラス基板の端が第2と第3スクライブ線間の部分として除去されるので、外部からの接近が容易になる。また、下部ガラス基板上に封止部を超えて表示パネル内部から導出された金属薄膜配線が可能になる。したがって配線を封止部外部から行うことが可能となる。   When a plurality of display panels are individually divided from a large two-layer structure having a large number of sheets according to the present embodiment, a scribe line is processed and provided on two glass substrates by irradiating a laser beam only from one side. Since it is possible, the reverse conveyance means of a large glass is unnecessary. Furthermore, ΔY is formed on two upper and lower glass plates that can be easily accessed from the outside on one substrate without damaging a metal film such as an electric wiring from the internal structure of the display panel to the outside with a laser beam. A step structure can be formed with a width of. Since the edge of the upper glass substrate is removed as a portion between the second and third scribe lines on the metal thin film or electronic component provided on the surface facing the upper glass plate near the scribe line on the surface of the lower glass substrate, Easy access from outside. Moreover, the metal thin film wiring led out from the inside of the display panel beyond the sealing portion on the lower glass substrate becomes possible. Therefore, wiring can be performed from the outside of the sealing portion.

本方法は、液晶表示パネルのみでなくプラズマ表示パネルなどの他の平板表示パネルの切断にも適用することができる。また、本方法は、これらの平板表示パネルの製造工程に用いることができる。   This method can be applied to cutting not only a liquid crystal display panel but also other flat panel display panels such as a plasma display panel. Moreover, this method can be used for the manufacturing process of these flat panel display panels.

構造体を構成する基板がガラスになっているが、発明が対象とする材料はこれに限定されるものではない。また、基板が2層となっているが、3層以上の基板を有する場合にも、適用されることは明らかである。   Although the substrate constituting the structure is made of glass, the material targeted by the invention is not limited to this. Further, although the substrate has two layers, it is obvious that the present invention can be applied to a case having three or more layers.

図9は、ベベル(傾斜面)加工方法の実施形態を示す。超短パルスレーザ発生装置1からの超短パルスレーザビーム2を回転ミラー51を用いて回転軸55の周りに一定角度θだけ偏向させながら回転52させる。回転するレーザビーム53及び54の光路と光軸が一致しながら回転ミラー51と一体的に回転する集光レンズ3を用いると、集光レンズ3の焦点は円軌跡を描く。ステージなどの加工物体搭載手段(図示せず)に基板状の被加工物体4を配置しておく。該円軌跡と加工物体搭載手段の搭載面とを平行にしておくなどによって基板状の被加工物体4をそのオモテ面に対する法線が回転軸55と平行になるよう配置すると、レーザ光照射位置を被加工物体4の上で回転走査させ円形軌跡の照射を行うことが可能となる。この場合、被加工物体4には回転軸55から角度θ傾けて傾斜加工を行うことになる。まず、被加工物体4のウラ面56から内部へ空洞形成距離57(135μm程度)程度離れた個所にビームウェストを合わせ、円形に走査することにより、法線から角度θずれた方向にフィラメント上の空洞列を円状に形成する。さらに集光レンズ3を光軸方向に沿って回転ミラー51の方向に移動させることにより、順次空洞形成距離58、59程度移動して移動のたびに空洞列を形成して走査を繰り返し、被加工物体4のオモテ面からウラ面にわたる円形の空洞の壁を形成する。その後、曲げて分離することによって、周囲が傾斜面の加工をされ、円形に切り出される。このように、本発明は被加工物体の表面近傍だけでなく、内部に渡っても、空洞形成を繰り返すことにより可能となり、部分切断から全切断までの加工を施すことが可能である。   FIG. 9 shows an embodiment of a bevel (inclined surface) machining method. The ultrashort pulse laser beam 2 from the ultrashort pulse laser generator 1 is rotated 52 while being deflected by a fixed angle θ around the rotation axis 55 using a rotating mirror 51. When the condensing lens 3 that rotates integrally with the rotating mirror 51 while the optical paths of the rotating laser beams 53 and 54 coincide with the optical axis is used, the focal point of the condensing lens 3 draws a circular locus. A substrate-like object to be processed 4 is arranged on a processing object mounting means (not shown) such as a stage. If the substrate-like workpiece 4 is arranged so that the normal to the front surface is parallel to the rotation axis 55 by keeping the circular locus parallel to the mounting surface of the processing object mounting means, the laser beam irradiation position is set. It is possible to rotate and scan the workpiece 4 to irradiate a circular locus. In this case, the workpiece 4 is tilted at an angle θ from the rotation shaft 55. First, the beam waist is aligned with the cavity forming distance 57 (about 135 μm) away from the back surface 56 of the workpiece 4 and scanned on the filament in a direction shifted by an angle θ from the normal line. A hollow row is formed in a circular shape. Further, by moving the condenser lens 3 in the direction of the rotating mirror 51 along the optical axis direction, the cavity formation distances 58 and 59 are sequentially moved to form a cavity row for each movement, and scanning is repeated. A circular hollow wall extending from the front side to the back side of the object 4 is formed. Then, by bending and separating, the periphery is processed into an inclined surface and cut into a circle. As described above, the present invention can be performed not only in the vicinity of the surface of the object to be processed but also in the interior by repeating the formation of the cavity, and can perform processing from partial cutting to full cutting.

以上のレーザ加工において、パルスエネルギーは1mJ以下が好ましく、さらには10μJ以下とすることが好ましい。10μJ以下の場合、きれいで滑らかな切断面を得られ、クラックの発生が少なく破壊強度が高い。クラックなどが存在するとガラスなど被加工物体の強度が弱くなるため不都合を来す場合がある。パルスエネルギーが大きい場合には、オモテ面付近を加工しようとすると、パルス先端部がオモテ面付近に作り出す自由電子プラズマによってパルス中心部ないし後端部が反射や散乱、吸収されてしまうため、ガラス内部に空洞を形成することが困難な場合がある。パルスエネルギーが小さい場合、オモテ面付近で発生する自由電子プラズマの密度が低くなり、パルスの伝搬を大きく阻害することがなくなるので、ガラス内部に空洞チャネルを容易に形成することが可能である。   In the above laser processing, the pulse energy is preferably 1 mJ or less, and more preferably 10 μJ or less. In the case of 10 μJ or less, a clean and smooth cut surface can be obtained, cracks are few and the fracture strength is high. If a crack exists, the strength of an object to be processed such as glass becomes weak, which may be inconvenient. When the pulse energy is large, when trying to process the vicinity of the front surface, the center or rear end of the pulse is reflected, scattered, or absorbed by the free electron plasma created by the front end of the pulse near the front surface. In some cases, it is difficult to form a cavity. When the pulse energy is small, the density of free electron plasma generated in the vicinity of the front surface is reduced, and the propagation of the pulse is not greatly inhibited, so that a hollow channel can be easily formed inside the glass.

また、超短パルスのレーザとはパルス幅100ps以内のレーザであり、またパルス幅は500fsないし10psとすることが好ましく、さらには2ps程度にした場合に最も好ましい。破断面を連続的に形成した後にガラス基板を割断する際に必要となる応力が低くなり、割断面の品質が良いためである。
また、ガラス基板を被加工物体とする場合、パルス幅150フェムト秒、出力エネルギー1μJ以上で好適であった。
The ultrashort pulse laser is a laser having a pulse width of 100 ps or less, and the pulse width is preferably 500 fs to 10 ps, and most preferably about 2 ps. This is because the stress required when cleaving the glass substrate after continuously forming the fracture surface is reduced, and the quality of the fractured surface is good.
Further, when a glass substrate is used as an object to be processed, a pulse width of 150 femtoseconds and an output energy of 1 μJ or more are suitable.

以上示したように、本発明は、超短パルスの集光ビームの焦点深度の小さなビームウェストを用い、被加工物体の内部に形成される自己集束作用を用いて、加工の実質的な焦点深度の増大を用いることができる新たな加工方法を提供する。この方法は、従来の加工方法には見られない、レーザビームと加工物との相互作用によって初めて実現できる精密加工方法である。   As described above, the present invention uses a beam waist having a small focal depth of a focused beam of ultrashort pulses, and uses a self-focusing action formed inside the object to be processed. A new processing method can be provided that can be used to increase the number of steps. This method is a precision machining method that can be realized only by the interaction between the laser beam and the workpiece, which is not found in the conventional machining method.

レーザ媒体はチタンサファイア結晶(中心波長780nm)とし、パルス幅150フェムト秒、出力エネルギー1μJ以上とした。また、加工対象はガラス基板であるCorning Eagle 2000であり、厚さ700μmとした。各実施例にこれと相違する記述がない場合には、これらはすべての実施例で共通である。   The laser medium was a titanium sapphire crystal (center wavelength 780 nm), a pulse width of 150 femtoseconds, and an output energy of 1 μJ or more. Further, the object to be processed was Corning Eagle 2000, which is a glass substrate, and the thickness was 700 μm. When there is no description different from this in each Example, these are common in all Examples.

本実施例は、図1に示した構成で、被加工物体にレーザ照射したときの集光位置をオモテ面から内部に移動した場合に被加工物体に生じる変化を観察し、本加工方法の原理を実証する実験例である。
被加工物体内に生じる変化を観察した断面図の顕微鏡写真を図10及び図11に示す。図10は被加工物体である基板のオモテ面45、図11はウラ面44近傍を示す。図1の構成に対してレンズの入射ビーム直径は6mm、集光レンズ3の焦点距離fは約3.1mmの収差補正された非球面レンズを使用した。レーザビームの横モードをガウス分布のビームとすると集光点におけるビーム直径は約1μmであり、ビームウェストにおけるエネルギーの90%を含む範囲の焦点深度は1μm以下であると算出される。このように焦点深度の小さな値を有する超短パルスレーザビームを被加工物体4に照射する場合、オモテ面45にビームウェストの位置が置かれるように集束してビームを照射する場合は、図10にオモテ面45から内部に深さ23で示される浅い部分21が除去加工され、更に内部にビームウェストを移動すると表面除去量は減少し、さらに内部にビームウェストの位置を移動すると被加工物体4の内部に光学的な歪みの生じる範囲24,25などがビームウェストの置かれる深さ方向の位置に応じてその周辺部分に発生した。内部にビームウェストを置くと、表面の除去加工は減少し、その代わり内部の光学的な歪が現れて、範囲24,25が現れた。
In this embodiment, the structure shown in FIG. 1 is used to observe changes that occur in the object to be processed when the condensing position when the object is irradiated with laser is moved from the front surface to the inside, and the principle of the present processing method is observed. This is an experimental example to demonstrate the above.
FIGS. 10 and 11 show micrographs of cross-sectional views in which changes occurring in the workpiece are observed. FIG. 10 shows the front surface 45 of the substrate, which is the workpiece, and FIG. 11 shows the vicinity of the back surface 44. For the configuration shown in FIG. 1, an aspherical lens with an aberration correction in which the incident beam diameter of the lens is 6 mm and the focal length f of the condenser lens 3 is about 3.1 mm is used. When the transverse mode of the laser beam is a Gaussian beam, the beam diameter at the focal point is about 1 μm, and the depth of focus in the range including 90% of the energy at the beam waist is calculated to be 1 μm or less. When the workpiece 4 is irradiated with an ultrashort pulse laser beam having a small value of the focal depth as described above, when the beam is focused and irradiated so that the position of the beam waist is placed on the front surface 45, FIG. Then, the shallow portion 21 indicated by the depth 23 is removed from the front surface 45, and when the beam waist is further moved to the inside, the surface removal amount is reduced. When the position of the beam waist is further moved to the inside, the workpiece 4 is moved. The areas 24, 25, etc. in which optical distortion occurs are generated in the peripheral portion according to the position in the depth direction where the beam waist is placed. When the beam waist was placed inside, the surface removal processing decreased, and instead the internal optical distortion appeared and the areas 24 and 25 appeared.

図11はさらに基板内部にビームウェストを移動させた場合の断面観察写真である。オモテ面45には変化のない条件ではビームウェスト部分に光学的変化を起こした部位31、32が生じていることが観察された。さらに被加工物体のウラ面44に接近するにしたがって内部からウラ面にわたり数100μmの範囲で光学的変化を起こした部位33が観察された。さらにビームウェストがウラ面44から約135μm近くになると、フィラメント状に内部からウラ面に渡り直線的に空洞34が形成された。さらにレーザビームウェストをウラ面44に合わせると、ウラ面の近傍だけが除去加工された。このような加工結果から、レーザビームの焦点深度37が前記のように1μm程度であるにもかかわらず、ビームウェストの直径であるフィラメント状の空洞34がビームの進行方向に向かって空洞形成距離(135μm程度)で形成され、自己集束作用が発現しない場合は、ビームの焦点深度(1μm程度)の範囲でのみ加工が行われるのに比べ、本方法では2桁程度長い範囲にわたりフィラメント状の空洞加工が行われた。   FIG. 11 is a cross-sectional observation photograph when the beam waist is further moved inside the substrate. It was observed that portions 31 and 32 in which an optical change occurred in the beam waist portion were generated on the front surface 45 with no change. Furthermore, a portion 33 was observed in which an optical change occurred within a range of several hundreds of μm from the inside to the back surface as it approached the back surface 44 of the workpiece. Further, when the beam waist was close to about 135 μm from the back surface 44, a cavity 34 was linearly formed from the inside to the back surface in the form of a filament. Further, when the laser beam waist was matched with the back surface 44, only the vicinity of the back surface was removed. From such a processing result, even though the focal depth 37 of the laser beam is about 1 μm as described above, the filament-shaped cavity 34 having the diameter of the beam waist has a cavity formation distance ( When the self-focusing effect is not exhibited, the filament-like cavity processing is performed over a range that is about two orders of magnitude longer than the processing only in the range of the focal depth of the beam (about 1 μm). Was done.

本実施例は、ウラ面付近に空洞チャネルを形成しながらレーザ光を走査し、空洞チャネルによる切断面を形成した場合である。
自己集束作用によるフィラメント状空洞が形成される場合、図12内の図に示すよう、ウラ面に漏斗形の部分43があわせて形成される場合がある。該漏斗形の部分43を互いに隣接部の重なりを持たせて、フィラメント状空洞はチャンネル8と同一箇所に個別に形成して、被加工物体のウラ面44に沿って、超短レーザパルスを相対的に走査することにより、走査方向に沿って所定の加工深さの包絡線46に並べられた多数のフィラメント状空洞を形成した。図12にはこのようにして形成したフィラメント状空洞による切断面の顕微鏡写真を合わせて示す。この例では3mm/sの走査速度でレーザパルスの走査後、走査線に沿って折り曲げて分割することにより断面を観察した。この図には、被加工物体の厚さ41の加工において、ウラ面44から深さ42に渡る範囲の包絡線46に渡りフィラメント状の空洞チャンネルの多数を形成し、そこを起点として分割した被加工物体の加工断面が示される。図13は空洞61の断面を撮影した走査型顕微鏡写真であり、また図14はウラ面近傍を特に拡大した走査型顕微鏡写真である。空洞61が形成されている箇所の表面が周囲より盛り上がった機械強度の弱い盛り上がり構造71を示している。
In this example, laser light is scanned while forming a cavity channel near the back surface, and a cut surface is formed by the cavity channel.
When a filament-like cavity is formed by the self-focusing action, a funnel-shaped portion 43 may be formed together with the back surface as shown in FIG. The funnel-shaped portions 43 are overlapped with each other, and the filament-like cavities are individually formed at the same location as the channel 8, and the ultrashort laser pulses are relative to each other along the back surface 44 of the workpiece. Thus, a large number of filamentous cavities arranged in an envelope 46 having a predetermined processing depth along the scanning direction were formed. FIG. 12 also shows a micrograph of the cut surface of the filamentous cavity formed in this way. In this example, after scanning with a laser pulse at a scanning speed of 3 mm / s, the cross section was observed by folding along a scanning line and dividing. In this figure, in processing of the thickness 41 of the object to be processed, a large number of filament-like hollow channels are formed across the envelope 46 in the range from the back surface 44 to the depth 42, and the object is divided from that as the starting point. A processed cross section of the processed object is shown. FIG. 13 is a scanning micrograph showing a cross section of the cavity 61, and FIG. 14 is a scanning micrograph in which the vicinity of the back surface is particularly enlarged. A raised structure 71 having a weak mechanical strength is shown in which the surface of the portion where the cavity 61 is formed is raised from the surroundings.

図3に示すような構成で、ビームウェストの高さを変えて、複数回の走査を行い、ウラ面付近に加工を行った。走査回数4回、パルスエネルギー10μJ、パルス幅2psとした場合の断面を図15に示す。パルスエネルギーを小さくし、パルス幅を最適化することにより、品質の高い加工領域36がウラ面付近に形成された。   In the configuration as shown in FIG. 3, the beam waist height was changed, scanning was performed a plurality of times, and processing was performed near the back surface. FIG. 15 shows a cross section when the number of scans is 4, the pulse energy is 10 μJ, and the pulse width is 2 ps. By reducing the pulse energy and optimizing the pulse width, a high-quality processed region 36 was formed near the back surface.

この実施例でも図3に示すような構成で、ビームウェストの高さを変えて、複数回の走査を行い加工を行った。この実施例では、ガラス基板のオモテ面付近に加工領域を設定するようにビームウェストを形成した。図16には走査回数10回パルスエネルギー1μJ、パルス幅2psとした場合の断面を示す。パルスエネルギー及びパルス幅を最適化することにより、オモテ面へわたる良好な加工領域36が得られた。   Also in this example, processing was performed by scanning a plurality of times while changing the height of the beam waist in the configuration as shown in FIG. In this example, the beam waist was formed so as to set the processing region near the front surface of the glass substrate. FIG. 16 shows a cross section when the number of scans is 10 and the pulse energy is 1 μJ and the pulse width is 2 ps. By optimizing the pulse energy and the pulse width, a good machining region 36 extending to the front surface was obtained.

本実施例は、被加工物体をガラス基板2枚の積層構成にした場合である。図4に示す構成とし、レーザの集光位置をガラス製の上部基板81のオモテ面からウラ面にわたって変化させて加工した。図17に2枚のガラス基板の加工後の顕微鏡写真示す。上部ガラス81だけでなくそのウラ面側に置かれた下部ガラス82にも加工が行われている。上部ガラス81には、最大150μmにわたり、下部ガラス82には最大250μmにわたって加工が行われた。前述のように下部におかれた基板の方がレーザ伝搬方向により長い加工が行われた。   In this embodiment, the object to be processed has a laminated structure of two glass substrates. With the configuration shown in FIG. 4, the laser condensing position was changed from the front surface to the back surface of the upper substrate 81 made of glass. FIG. 17 shows a micrograph after processing of two glass substrates. The processing is performed not only on the upper glass 81 but also on the lower glass 82 placed on the back side thereof. The upper glass 81 was processed over a maximum of 150 μm, and the lower glass 82 was processed over a maximum of 250 μm. As described above, the substrate placed underneath was processed longer in the laser propagation direction.

以上本発明の実施例を説明した。特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想から逸脱することなく、これらに変更を施すことができることは明らかである。   The embodiments of the present invention have been described above. Obviously, modifications may be made to the invention without departing from the scope of the invention as set forth in the appended claims.

この発明に関するカー効果による自己集束作用を用いた被加工物体の加工方法を説明する構成図である。It is a block diagram explaining the processing method of the to-be-processed object using the self-focusing effect | action by the Kerr effect regarding this invention. レーザを走査させ、基板加工を行う構成図である。It is a block diagram which scans a laser and performs substrate processing. 被加工物体を走査して加工した後にレーザ光集光点の集光位置を変更して、再度加工を行う方法を示す図である。It is a figure which shows the method of changing a condensing position of a laser beam condensing point, and processing again after scanning and processing a to-be-processed object. 2枚の基板からなる多層構造に加工をする構成図である。It is a block diagram which processes into the multilayer structure which consists of two board | substrates. 液晶パネル構造及び2枚のガラス基板を別位置で切断する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of cut | disconnecting a liquid crystal panel structure and two glass substrates in another position. 基板2枚からなる構造体の分割方法の説明するための模式的な断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the division | segmentation method of the structure which consists of two board | substrates. 基板2枚からなるガラス構造体の概観形状の1例を示す。An example of the general shape of a glass structure composed of two substrates is shown. 大型ガラス構造体から個別の液晶表示パネルに分割する場合の説明図である。It is explanatory drawing in the case of dividing | segmenting into a separate liquid crystal display panel from a large sized glass structure. 本発明の加工方法を傾斜面加工に適用した実施形態を示す図である。It is a figure which shows embodiment which applied the processing method of this invention to the inclined surface process. 第1の実施例の結果を示す図であり、被加工物体オモテ面付近の顕微鏡写真である。It is a figure which shows the result of a 1st Example, and is a microscope picture of the to-be-processed object front surface surface vicinity. 第1の実施例の結果を示す図であり、被加工物体ウラ面付近の顕微鏡写真である。It is a figure which shows the result of a 1st Example, and is a microscope picture of the to-be-processed object back surface vicinity. 第2の実施例の結果を示す図であり、空洞チャネルによる切断面の説明図とその顕微鏡写真である。It is a figure which shows the result of 2nd Example, and is explanatory drawing and the microscope picture of the cut surface by a cavity channel. 第2の実施例の結果を示す図であり、空洞61の断面を撮影した走査型顕微鏡写真である。It is a figure which shows the result of a 2nd Example, and is a scanning microscope picture which image | photographed the cross section of the cavity 61. FIG. 図13において、基板ウラ面近傍を特に拡大した走査型顕微鏡写真である。FIG. 13 is a scanning micrograph in which the vicinity of the substrate back surface is particularly enlarged. 第3の実施例の結果を示す図であり、切断面の顕微鏡写真である。It is a figure which shows the result of a 3rd Example, and is a microscope picture of a cut surface. 第4の実施例の結果を示す図であり、切断面の顕微鏡写真である。It is a figure which shows the result of a 4th Example, and is a microscope picture of a cut surface. 第5の実施例の結果を示す図であり、2枚の基板の加工後を示す顕微鏡写真である。It is a figure which shows the result of a 5th Example, and is a microscope picture which shows after the process of two board | substrates.

本発明の活用例として、半導体デバイス、液晶などの表示デバイスに用いられる被加工物体の加工において、シリコンウェハ、薄膜トランジスタや表示デバイスの基板分割、高耐圧パワー半導体基板加工、その他、多層構造電子素子の層内部の除去加工を表面から進行させる場合における微細、且つ熱影響の少ない加工に対して有効である。高集積回路製造において、加工幅の微小化、加工除去物の減少などにより製品歩留まり向上により電子部品の製造コストの低減が可能になる。更に、石英、サファイアなどの半導体デバイスの基板の穴加工等にも有効性が得られる。微細な穴を多数設けるフィルタの加工にも有効である。さらに、本発明は、液晶表示パネル、プラズマ表示パネルなどの多層ガラス構造を用いる電子装置の製造に利用可能である。 As an application example of the present invention, in processing of a workpiece to be used for a display device such as a semiconductor device or a liquid crystal, the substrate of a silicon wafer, a thin film transistor or a display device, high-voltage power semiconductor substrate processing, and other multi-layered electronic elements This is effective for fine processing with little thermal influence when the removal processing inside the layer proceeds from the surface. In the manufacture of highly integrated circuits, it is possible to reduce the manufacturing cost of electronic components by improving the product yield by reducing the processing width and reducing the amount of processed removal. Furthermore, the effectiveness can be obtained for drilling a substrate of a semiconductor device such as quartz or sapphire. It is also effective for processing a filter in which many fine holes are provided. Furthermore, the present invention can be used for manufacturing an electronic device using a multilayer glass structure such as a liquid crystal display panel and a plasma display panel.

以上本発明の実施例を説明した。特許請求の範囲に記載された発明の技術的思想から逸脱することなく、これらに変更を施すことができることは明らかである。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
(態様1)
第1の面及び第2の面を有する被加工物体に対して透明となる波長を有する超短パルスレーザ光を集光手段を通して集光し、第1の面の側から、集光された前記レーザ光のビームウェスト位置が前記被加工物体の第1の面と第2の面の間に形成されるように前記レーザ光を照射し、前記被加工物体内部の超短パルス高ピークレーザ光伝播による自己集束作用により前記レーザ光の進行方向に集光チャンネルが形成されることにより、前記集光チャネル部に第2の面に達する空洞、もしくは第2の面近傍に達する空洞が形成されることを特徴とするレーザ加工方法。
(態様2)前記パルスレーザ光は、パルス幅100ps以下である態様1に記載のレーザ加工方法。
(態様3)前記パルスレーザ光は、パルス幅500fsないし10psである態様2に記載のレーザ加工方法。
(態様4)前記レーザ光進行方向の第2の面との交点近傍が周辺の表面よりも高く盛り上がっている機械強度の弱い盛り上がり構造が形成されることを特徴とする態様1ないし3のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
(態様5)前記集光チャネルが第2の面まで形成されることにより、前記空洞が第2の面まで形成されることを特徴とする態様1ないし3のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
(態様6)前記集光チャネルが第1の面から第2の面まで形成されることにより、前記空洞が第1の面から第2の面まで形成されることを特徴とする態様1ないし3のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
(態様7)前記集光チャネルが第1の面から前記加工物体内部まで形成されることにより、前記空洞が第1の面から前記加工物体内部まで形成されることを特徴とする態様1ないし3のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
(態様8)前記被加工物体がガラス、サファイア、もしくはダイヤモンドなどの誘電体材料、またはシリコンもしくは窒化ガリウムなどの半導体材料であることを特徴とする態様1ないし7のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
(態様9)前記超短パルスレーザ光は、パルスエネルギー1mJ以下の出力パルスである態様1ないし8のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
(態様10)前記超短パルスレーザ光は、パルスエネルギー10μJ以下の出力パルスである態様1ないし8のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
(態様11)前記被加工物体が平板状の物体であることを特徴とする態様1ないし10のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
(態様12)前記被加工物体はシリコン基板とし、前記波長は1μmないし2μmとすることを特徴とする、態様1ないし11のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。
(態様13)前記被加工物体が同種または異種の材料の平板状物体が2枚以上重なった多層構造であることを特徴とする態様1ないし12のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。
(態様14)前記多層構造をなす被加工物体が密着しているかまたは間にエアーギャップ、有機材料もしくは透明電極層が存在することを特徴とする態様13に記載のレーザ加工方法。
(態様15)前記被加工物体の第1の面側に前記レーザ波長に対して透明な他の物体を設置することで前記被加工物体に生成される自己集束作用による前記集光チャネルの長さを変更することを特徴とする態様1ないし14のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。
(態様16)前記被加工物体の第1の面側に前記レーザ波長に対して透明な他の物体を設置することで前記被加工物体に生成される自己集束作用による前記集光チャネルを第1面に到達させることを特徴とする態様1ないし15のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。
(態様17)前記集光手段で前記被加工物体内部に集光した前記超短パルスレーザ光を、切断する方向に沿って任意の速度で相対移動させることで、前記空洞の空間的な重なりを設けることを特徴とする態様1ないし16のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。
(態様18)前記集光手段で前記被加工物体内部に集光した前記超短パルスレーザ光を、切断する方向に沿って任意の速度で相対移動させることで、前記空洞を空間的に離して設けることを特徴とする態様1ないし17のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。
(態様19)前記被加工物体が、平面状をした物体であり、前記超短パルスレーザの集光レーザ光を前記被加工物体の第1面の法線方向から一定の角度で傾斜して入射させ、前記集光レーザ光に前記角度の傾斜をもたせつつ回転させて円形の走査を行い、加工面を傾斜して加工することを特徴とする態様17または18に記載のレーザによる加工方法。
(態様20)前記相対移動を複数回行い各相対移動の間に前記レーザ光のビームウェストの高さを変更する操作を有する、態様17ないし19のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。
(態様21)態様17ないし20のいずれか1項に記載の方法による被加工物体のレーザ加工を行った後に、加工部分にそって少ない応力で前記被加工物体を切断することを特徴とする被加工物体の切断方法。
(態様22)態様21に記載の被加工物体の切断方法であって、前記被加工物体は、液晶表示パネルの基板であることを特徴とする液晶表示パネル基板切断方法。
(態様23)態様22に記載の被加工物体の切断方法であって、前記液晶表示パネルは第1の基板と第2の基板の積層構造を有し、第2の基板の第1の基板側の表面上に搭載された部品の上に前記レーザ波長に対して不透明な材料を塗布もしくは接着もしくは密着させて第1の基板の側から第1の基板内にビームウェストを形成するようにレーザを照射するステップを有し、前記照射の際、第1の基板を通過したレーザ光が前記部品に損傷を与えないようにすることを特徴とする液晶表示パネル基板切断方法。
(態様24)態様22または23に記載の液晶表示パネル基板切断方法を含むことを特徴とする、液晶表示パネルの製造方法。
(態様25)
第1及び第2基板とそれらの間にスペーサを部分的に挟んで平行に配置された構造体に、第1及び第2基板に透明となる波長を有する、パルス幅100ps以下の超短パルスレーザを集光手段を通して集光し、第1基板の外側からビームウェスト位置がいずれか一方の基板の表面または内部に形成するように照射して、該超短パルスレーザ伝播による自己集束作用により該超短パルスレーザ光の進行方向に集光チャネルが形成されることにより、該集光チャネル部に空洞が形成し、該超短パルスレーザ光を相対的に移動することでスクライブ線を形成するスクライブ線形成ステップ、及びその後該スクライブ線に沿って前記スクライブ線が形成された基板を切断する基板切断ステップを有し、該スクライブ線形成が下記Aを有し、該基板切断ステップが下記Cを有する該構造体の分割方法。
A:第1基板を透過し、第2基板に該ビームウェストがくるように該超短パルスレーザを集光して第2基板に第1のスクライブ線を形成し、さらにビームウェストを第1基板に位置するように集光し第1スクライブ線と同じ平面位置で該超短パルスレーザを相対的に移動することで第1基板に第2のスクライブ線を形成するステップ。
C:第1及び第2スクライブ線に沿って第2及び第1の基板を切断することにより、該構造体を分割するステップ。
(態様26)
前記スクライブ線形成ステップにさらに下記Bを有し、前記A、該Bまたは該B、前記Aの順序で実施し、前記基板切断ステップにさらに下記Dを有し、前記C、該Dの順序で実施する態様25に記載の方法。
B:前記ビームウェストを第1基板に位置するように前記超短パルスレーザを集光して、第2スクライブ線と所定の距離離して平行に前記超短パルスレーザ光を相対的に移動することで第1基板に第3のスクライブ線を形成するステップ。
D:第3スクライブ線に沿って第1基板を切断することにより、第1基板の第2スクライブ線から第3スクライブ線の部分を除去するステップ。
(態様27)
前記構造体が第1基板の第2基板側と対向した面上に、金属薄膜を有する、態様26に記載の方法。
(態様28)
第2基板に形成された第3スクライブ線が、前記金属薄膜を空間上横切る、態様27に記載の方法。
(態様29)
前記スペーサが、封止材であって第1及び第2基板と該封止材とで囲む空間を構成する該封止材を有する、態様25または26に記載の方法。
(態様30)
前記スペーサが、封止材であって第1及び第2基板と該封止材とで囲む空間を構成する該封止材を有し、該空間に電子部品を形成され、前記金属薄膜が該空間の内側と外側にまたがって存在し、前記金属薄膜が該電子部品と電気的に接続された態様27または28に記載の方法。
(態様31)
第1基板及び第2基板がいずれもガラス基板である、態様25ないし30の何れか一項に記載の方法。
(態様32)
前記構造体が液晶表示パネルまたはプラズマ表示パネルである、態様25ないし31の何れか一項に記載の方法。
(態様33)
態様32に記載の方法を含む液晶表示パネルまたはプラズマ表示パネルの製造方法。
(態様34)超短パルスレーザ発生装置と、
前記超短パルスレーザ発生装置から発生したパルスレーザ光を一定の角度で偏向させて回転する回転ミラーと、
偏向された前記パルスレーザ光の光路と光軸が一致するように前記回転ミラーと同期して回転し、回転によって焦点が円軌跡を描く集光レンズと、
前記集光レンズを前記光軸方向に沿って移動させる手段と
加工物体搭載手段
とを有する、レーザ加工装置。
The embodiments of the present invention have been described above. Obviously, modifications may be made to the invention without departing from the scope of the invention as set forth in the appended claims.
Moreover, this application contains the aspect described below.
(Aspect 1)
The ultrashort pulse laser beam having a wavelength that is transparent to the workpiece having the first surface and the second surface is condensed through the condensing means, and the condensed light is collected from the first surface side. The laser beam is irradiated so that the beam waist position of the laser beam is formed between the first surface and the second surface of the workpiece, and the ultrashort pulse high peak laser beam propagation inside the workpiece is performed. The condensing channel is formed in the traveling direction of the laser beam by the self-focusing action of the laser beam, so that a cavity reaching the second surface or near the second surface is formed in the condensing channel portion. A laser processing method characterized by the above.
(Aspect 2) The laser processing method according to aspect 1, wherein the pulse laser beam has a pulse width of 100 ps or less.
(Aspect 3) The laser processing method according to aspect 2, wherein the pulse laser beam has a pulse width of 500 fs to 10 ps.
(Aspect 4) Any one of Aspects 1 to 3, wherein a raised structure having a low mechanical strength is formed in which the vicinity of the intersection with the second surface in the laser beam traveling direction is raised higher than the peripheral surface. The laser processing method according to one item.
(Aspect 5) The laser processing according to any one of Aspects 1 to 3, wherein the condensing channel is formed up to the second surface, whereby the cavity is formed up to the second surface. Method.
(Aspect 6) Aspects 1 to 3 wherein the condensing channel is formed from the first surface to the second surface, whereby the cavity is formed from the first surface to the second surface. The laser processing method as described in any one of these.
(Aspect 7) Aspects 1 to 3, wherein the condensing channel is formed from the first surface to the inside of the processed object, whereby the cavity is formed from the first surface to the inside of the processed object. The laser processing method as described in any one of these.
(Aspect 8) The laser according to any one of Aspects 1 to 7, wherein the workpiece is a dielectric material such as glass, sapphire, or diamond, or a semiconductor material such as silicon or gallium nitride. Processing method.
(Aspect 9) The laser processing method according to any one of Aspects 1 to 8, wherein the ultrashort pulse laser beam is an output pulse having a pulse energy of 1 mJ or less.
(Aspect 10) The laser processing method according to any one of aspects 1 to 8, wherein the ultrashort pulse laser beam is an output pulse having a pulse energy of 10 μJ or less.
(Aspect 11) The laser processing method according to any one of Aspects 1 to 10, wherein the object to be processed is a flat object.
(Aspect 12) The laser processing method according to any one of aspects 1 to 11, wherein the object to be processed is a silicon substrate, and the wavelength is 1 μm to 2 μm.
(Aspect 13) The laser processing method according to any one of Aspects 1 to 12, wherein the object to be processed has a multilayer structure in which two or more flat objects of the same or different materials are stacked.
(Aspect 14) The laser processing method according to Aspect 13, wherein an object to be processed having the multilayer structure is in close contact or an air gap, an organic material, or a transparent electrode layer exists between them.
(Aspect 15) The length of the condensing channel due to the self-focusing action generated in the object to be processed by installing another object transparent to the laser wavelength on the first surface side of the object to be processed The laser processing method according to any one of aspects 1 to 14, wherein: is changed.
(Aspect 16) The condensing channel by the self-focusing action generated in the object to be processed is provided by placing another object transparent to the laser wavelength on the first surface side of the object to be processed. The laser processing method according to any one of aspects 1 to 15, wherein the laser processing method reaches the surface.
(Aspect 17) The ultrashort pulse laser beam condensed inside the object to be processed by the condensing unit is relatively moved at an arbitrary speed along the cutting direction, thereby spatially overlapping the cavities. The laser processing method according to any one of aspects 1 to 16, wherein the laser processing method is provided.
(Aspect 18) The ultrashort pulse laser beam condensed inside the object to be processed by the condensing means is relatively moved at an arbitrary speed along a cutting direction, thereby spatially separating the cavities. The laser processing method according to any one of aspects 1 to 17, wherein the laser processing method is provided.
(Aspect 19) The object to be processed is a planar object, and the focused laser beam of the ultrashort pulse laser is incident at an angle from the normal direction of the first surface of the object to be processed. The processing method using a laser according to the aspect 17 or 18, wherein the focused laser beam is rotated while giving the inclination of the angle, circular scanning is performed, and the processing surface is inclined and processed.
(Aspect 20) The laser processing method according to any one of Aspects 17 to 19, further comprising an operation of performing the relative movement a plurality of times and changing a height of a beam waist of the laser light between the relative movements.
(Aspect 21) The object to be processed is cut with a small amount of stress along the processed part after performing laser processing on the object to be processed by the method according to any one of aspects 17 to 20. Cutting method of processed object.
(Aspect 22) The method for cutting a workpiece according to Aspect 21, wherein the workpiece is a substrate of a liquid crystal display panel.
(Aspect 23) The method for cutting an object to be processed according to aspect 22, wherein the liquid crystal display panel has a laminated structure of a first substrate and a second substrate, and the first substrate side of the second substrate A laser is applied so that a beam waist is formed in the first substrate from the side of the first substrate by applying or adhering or adhering a material opaque to the laser wavelength on the component mounted on the surface of the first substrate. A method for cutting a liquid crystal display panel substrate, comprising the step of irradiating, wherein the laser beam that has passed through the first substrate does not damage the component during the irradiation.
(Aspect 24) A method for producing a liquid crystal display panel, comprising the liquid crystal display panel substrate cutting method according to Aspect 22 or 23.
(Aspect 25)
An ultrashort pulse laser having a pulse width of 100 ps or less, having a wavelength transparent to the first and second substrates, in the first and second substrates and a structure disposed in parallel with a spacer partially interposed therebetween. Is condensed through the condensing means, and irradiated from the outside of the first substrate so that the beam waist position is formed on the surface or inside of either one of the substrates. By forming a condensing channel in the traveling direction of the short pulse laser beam, a cavity is formed in the condensing channel portion, and a scribe line is formed by relatively moving the ultrashort pulse laser beam. And a substrate cutting step of cutting the substrate on which the scribe line is formed along the scribe line, and the scribe line formation includes the following A: Dividing method of the structure step has a following C.
A: The ultrashort pulse laser is focused so as to pass through the first substrate, and the beam waist comes to the second substrate to form the first scribe line on the second substrate, and the beam waist is further formed on the first substrate. Forming a second scribe line on the first substrate by focusing the light so as to be located at the same position and relatively moving the ultrashort pulse laser at the same plane position as the first scribe line.
C: dividing the structure by cutting the second and first substrates along the first and second scribe lines.
(Aspect 26)
The scribe line forming step further includes the following B, and is performed in the order of the A, the B or the B, the A, and the substrate cutting step further includes the following D, the C, the order of the D 26. A method according to embodiment 25 to be performed.
B: Condensing the ultrashort pulse laser so that the beam waist is positioned on the first substrate, and relatively moving the ultrashort pulse laser light in parallel with the second scribe line at a predetermined distance. And forming a third scribe line on the first substrate.
D: A step of removing the portion of the third scribe line from the second scribe line of the first substrate by cutting the first substrate along the third scribe line.
(Aspect 27)
27. The method according to aspect 26, wherein the structure has a metal thin film on a surface of the first substrate facing the second substrate side.
(Aspect 28)
The method according to aspect 27, wherein a third scribe line formed on the second substrate traverses the metal thin film in space.
(Aspect 29)
27. The method according to aspect 25 or 26, wherein the spacer includes a sealing material that forms a space surrounded by the first and second substrates and the sealing material.
(Aspect 30)
The spacer includes a sealing material that forms a space surrounded by the first and second substrates and the sealing material, an electronic component is formed in the space, and the metal thin film is 29. The method according to aspect 27 or 28, wherein the method is provided across an inner side and an outer side of a space, and the metal thin film is electrically connected to the electronic component.
(Aspect 31)
The method according to any one of aspects 25 to 30, wherein the first substrate and the second substrate are both glass substrates.
(Aspect 32)
32. The method according to any one of aspects 25 to 31, wherein the structure is a liquid crystal display panel or a plasma display panel.
(Aspect 33)
A method for manufacturing a liquid crystal display panel or a plasma display panel, comprising the method according to aspect 32.
(Aspect 34) Ultrashort pulse laser generator;
A rotating mirror that rotates by deflecting the pulse laser beam generated from the ultrashort pulse laser generator at a constant angle;
A condensing lens that rotates in synchronism with the rotating mirror so that the optical path and optical axis of the deflected pulsed laser light coincide with each other, and the focal point draws a circular locus by the rotation;
Means for moving the condenser lens along the optical axis direction;
Processed object mounting means
A laser processing apparatus.

Claims (34)

第1の面及び第2の面を有する被加工物体に対して透明となる波長を有する超短パルスレーザ光を集光手段を通して集光し、第1の面の側から、集光された前記レーザ光のビームウェスト位置が前記被加工物体の第1の面と第2の面の間に形成されるように前記レーザ光を照射し、前記被加工物体内部の超短パルス高ピークレーザ光伝播による自己集束作用により前記レーザ光の進行方向に集光チャンネルが形成されることにより、前記集光チャネル部に第2の面に達する空洞、もしくは第2の面近傍に達する空洞が形成されることを特徴とするレーザ加工方法。   The ultrashort pulse laser beam having a wavelength that is transparent to the workpiece having the first surface and the second surface is condensed through the condensing means, and the condensed light is collected from the first surface side. The laser beam is irradiated so that the beam waist position of the laser beam is formed between the first surface and the second surface of the workpiece, and the ultrashort pulse high peak laser beam propagation inside the workpiece is performed. The condensing channel is formed in the traveling direction of the laser beam by the self-focusing action of the laser beam, so that a cavity reaching the second surface or near the second surface is formed in the condensing channel portion. A laser processing method characterized by the above. 前記パルスレーザ光は、パルス幅100ps以下である請求項1記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 1, wherein the pulse laser beam has a pulse width of 100 ps or less. 前記パルスレーザ光は、パルス幅500fsないし10psである請求項2記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 2 , wherein the pulse laser beam has a pulse width of 500 fs to 10 ps. 前記レーザ光進行方向の第2の面との交点近傍が周辺の表面よりも高く盛り上がっている機械強度の弱い盛り上がり構造が形成されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。 4. A raised structure with low mechanical strength is formed in which the vicinity of the intersection with the second surface in the laser beam traveling direction is raised higher than the peripheral surface. The laser processing method as described. 前記集光チャネルが第2の面まで形成されることにより、前記空洞が第2の面まで形成されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 1, wherein the condensing channel is formed up to the second surface, whereby the cavity is formed up to the second surface. 前記集光チャネルが第1の面から第2の面まで形成されることにより、前記空洞が第1の面から第2の面まで形成されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。 4. The condensing channel is formed from the first surface to the second surface, so that the cavity is formed from the first surface to the second surface. The laser processing method according to one item. 前記集光チャネルが第1の面から前記加工物体内部まで形成されることにより、前記空洞が第1の面から前記加工物体内部まで形成されることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。 The said condensing channel is formed from the 1st surface to the inside of the said workpiece, The said cavity is formed from the 1st surface to the inside of the said workpiece, The Claim 1 thru | or 3 characterized by the above-mentioned. The laser processing method according to one item. 前記被加工物体がガラス、サファイア、もしくはダイヤモンドなどの誘電体材料、またはシリコンもしくは窒化ガリウムなどの半導体材料であることを特徴とする請求項1ないし7のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 1, wherein the object to be processed is a dielectric material such as glass, sapphire, or diamond, or a semiconductor material such as silicon or gallium nitride. 前記超短パルスレーザ光は、パルスエネルギー1mJ以下の出力パルスである請求項1ないし8のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 1, wherein the ultrashort pulse laser beam is an output pulse having a pulse energy of 1 mJ or less. 前記超短パルスレーザ光は、パルスエネルギー10μJ以下の出力パルスである請求項1ないし8のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 1, wherein the ultrashort pulse laser beam is an output pulse having a pulse energy of 10 μJ or less. 前記被加工物体が平板状の物体であることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 1, wherein the object to be processed is a flat object. 前記被加工物体はシリコン基板とし、前記波長は1μmないし2μmとすることを特徴とする、請求項1ないし11のいずれか一項に記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 1, wherein the object to be processed is a silicon substrate, and the wavelength is 1 μm to 2 μm. 前記被加工物体が同種または異種の材料の平板状物体が2枚以上重なった多層構造であることを特徴とする請求項1ないし12のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。 13. The laser processing method according to claim 1, wherein the object to be processed has a multilayer structure in which two or more flat objects of the same kind or different materials overlap each other. 前記多層構造をなす被加工物体が密着しているかまたは間にエアーギャップ、有機材料もしくは透明電極層が存在することを特徴とする請求項13に記載のレーザ加工方法。 The laser processing method according to claim 13, wherein an object to be processed having the multilayer structure is in close contact, or an air gap, an organic material, or a transparent electrode layer exists between them. 前記被加工物体の第1の面側に前記レーザ波長に対して透明な他の物体を設置することで前記被加工物体に生成される自己集束作用による前記集光チャネルの長さを変更することを特徴とする請求項1ないし14のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。 Changing the length of the condensing channel due to the self-focusing action generated in the workpiece by installing another object transparent to the laser wavelength on the first surface side of the workpiece. The laser processing method according to claim 1, wherein: 前記被加工物体の第1の面側に前記レーザ波長に対して透明な他の物体を設置することで前記被加工物体に生成される自己集束作用による前記集光チャネルを第1面に到達させることを特徴とする請求項1ないし15のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。 By placing another object transparent to the laser wavelength on the first surface side of the object to be processed, the condensing channel by the self-focusing action generated in the object to be processed reaches the first surface. The laser processing method according to claim 1, wherein: 前記集光手段で前記被加工物体内部に集光した前記超短パルスレーザ光を、切断する方向に沿って任意の速度で相対移動させることで、前記空洞の空間的な重なりを設けることを特徴とする請求項1ないし16のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。 A spatial overlap of the cavities is provided by relatively moving the ultrashort pulse laser beam condensed inside the object to be processed by the condensing means at an arbitrary speed along a cutting direction. The laser processing method according to any one of claims 1 to 16. 前記集光手段で前記被加工物体内部に集光した前記超短パルスレーザ光を、切断する方向に沿って任意の速度で相対移動させることで、前記空洞を空間的に離して設けることを特徴とする請求項1ないし17のいずれか1項に記載のレーザ加工方法。 The ultrashort pulse laser beam condensed inside the object to be processed by the condensing means is relatively moved at an arbitrary speed along a cutting direction, so that the cavities are spatially separated. The laser processing method according to any one of claims 1 to 17. 前記被加工物体が、平面状をした物体であり、前記超短パルスレーザの集光レーザ光を前記被加工物体の第1面の法線方向から一定の角度で傾斜して入射させ、前記集光レーザ光に前記角度の傾斜をもたせつつ回転させて円形の走査を行い、加工面を傾斜して加工することを特徴とする請求項17または18に記載のレーザによる加工方法。 The object to be processed is a planar object, and the focused laser beam of the ultrashort pulse laser is incident at an angle with respect to the normal direction of the first surface of the object to be processed, and The laser processing method according to claim 17 or 18, wherein the optical laser beam is rotated while the angle is inclined to perform circular scanning, and the processing surface is inclined to perform processing. 前記相対移動を複数回行い各相対移動の間に前記レーザ光のビームウェストの高さを変更する操作を有する、請求項17ないし19のいずれか1項記載のレーザ加工方法。 The relative movement carried out several times with the operation of changing the height of the beam waist of the laser beam during each relative movement, the laser processing method according to any one of claims 17 to 19. 請求項17ないし20のいずれか1項に記載の方法による被加工物体のレーザ加工を行った後に、加工部分にそって少ない応力で前記被加工物体を切断することを特徴とする被加工物体の切断方法。 21. An object to be machined, comprising: cutting the object to be machined with a small amount of stress along a machining part after performing laser machining on the object to be machined by the method according to any one of claims 17 to 20. Cutting method. 請求項21の被加工物体の切断方法であって、前記被加工物体は、液晶表示パネルの基板であることを特徴とする液晶表示パネル基板切断方法。 The method for cutting a workpiece according to claim 21, wherein the workpiece is a substrate of a liquid crystal display panel. 請求項22に記載の被加工物体の切断方法であって、前記液晶表示パネルは第1の基板と第2の基板の積層構造を有し、第2の基板の第1の基板側の表面上に搭載された部品の上に前記レーザ波長に対して不透明な材料を塗布もしくは接着もしくは密着させて第1の基板の側から第1の基板内にビームウェストを形成するようにレーザを照射するステップを有し、前記照射の際、第1の基板を通過したレーザ光が前記部品に損傷を与えないようにすることを特徴とする液晶表示パネル基板切断方法。 23. The method of cutting an object to be processed according to claim 22, wherein the liquid crystal display panel has a laminated structure of a first substrate and a second substrate, and the first substrate side surface of the second substrate. A step of irradiating a laser so that a beam waist is formed in the first substrate from the side of the first substrate by applying, bonding or adhering a material opaque to the laser wavelength on the component mounted on the substrate A method for cutting a liquid crystal display panel substrate, wherein the laser beam that has passed through the first substrate is not damaged during the irradiation. 請求項22または23に記載の液晶表示パネル基板切断方法を含むことを特徴とする、液晶表示パネルの製造方法。 24. A method of manufacturing a liquid crystal display panel, comprising the method of cutting a liquid crystal display panel substrate according to claim 22 or 23. 第1及び第2基板とそれらの間にスペーサを部分的に挟んで平行に配置された構造体に、第1及び第2基板に透明となる波長を有する、パルス幅100ps以下の超短パルスレーザを集光手段を通して集光し、第1基板の外側からビームウェスト位置がいずれか一方の基板の表面または内部に形成するように照射して、該超短パルスレーザ伝播による自己集束作用により該超短パルスレーザ光の進行方向に集光チャネルが形成されることにより、該集光チャネル部に空洞が形成し、該超短パルスレーザ光を相対的に移動することでスクライブ線を形成するスクライブ線形成ステップ、及びその後該スクライブ線に沿って前記スクライブ線が形成された基板を切断する基板切断ステップを有し、該スクライブ線形成が下記Aを有し、該基板切断ステップが下記Cを有する該構造体の分割方法。
A:第1基板を透過し、第2基板に該ビームウェストがくるように該超短パルスレーザを集光して第2基板に第1のスクライブ線を形成し、さらにビームウェストを第1基板に位置するように集光し第1スクライブ線と同じ平面位置で該超短パルスレーザを相対的に移動することで第1基板に第2のスクライブ線を形成するステップ。
C:第1及び第2スクライブ線に沿って第2及び第1の基板を切断することにより、該構造体を分割するステップ。
An ultrashort pulse laser having a pulse width of 100 ps or less, having a wavelength transparent to the first and second substrates, in the first and second substrates and a structure disposed in parallel with a spacer partially interposed therebetween. Is condensed through the condensing means, and irradiated from the outside of the first substrate so that the beam waist position is formed on the surface or inside of either one of the substrates. By forming a condensing channel in the traveling direction of the short pulse laser beam, a cavity is formed in the condensing channel portion, and a scribe line is formed by relatively moving the ultrashort pulse laser beam. And a substrate cutting step of cutting the substrate on which the scribe line is formed along the scribe line, and the scribe line formation includes the following A: Dividing method of the structure step has a following C.
A: The ultrashort pulse laser is focused so as to pass through the first substrate, and the beam waist comes to the second substrate to form the first scribe line on the second substrate, and the beam waist is further formed on the first substrate. Forming a second scribe line on the first substrate by focusing the light so as to be located at the same position and relatively moving the ultrashort pulse laser at the same plane position as the first scribe line.
C: dividing the structure by cutting the second and first substrates along the first and second scribe lines.
前記スクライブ線形成ステップにさらに下記Bを有し、前記A、該Bまたは該B、前記Aの順序で実施し、前記基板切断ステップにさらに下記Dを有し、前記C、該Dの順序で実施する請求項25記載の方法。
B:前記ビームウェストを第1基板に位置するように前記超短パルスレーザを集光して、第2スクライブ線と所定の距離離して平行に前記超短パルスレーザ光を相対的に移動することで第1基板に第3のスクライブ線を形成するステップ。
D:第3スクライブ線に沿って第1基板を切断することにより、第1基板の第2スクライブ線から第3スクライブ線の部分を除去するステップ。
The scribe line forming step further includes the following B, and is performed in the order of the A, the B or the B, the A, and the substrate cutting step further includes the following D, the C, the order of the D The method of claim 25 , wherein the method is performed.
B: Condensing the ultrashort pulse laser so that the beam waist is positioned on the first substrate, and relatively moving the ultrashort pulse laser light in parallel with the second scribe line at a predetermined distance. And forming a third scribe line on the first substrate.
D: A step of removing the portion of the third scribe line from the second scribe line of the first substrate by cutting the first substrate along the third scribe line.
前記構造体が第1基板の第2基板側と対向した面上に、金属薄膜を有する、請求項26記載の方法。 27. The method according to claim 26 , wherein the structure has a metal thin film on a surface of the first substrate facing the second substrate side. 第2基板に形成された第3スクライブ線が、前記金属薄膜を空間上横切る、請求項27記載の方法。 The method according to claim 27, wherein a third scribe line formed on the second substrate crosses the metal thin film in space. 前記スペーサが、封止材であって第1及び第2基板と該封止材とで囲む空間を構成する該封止材を有する、請求項25または26記載の方法。 27. The method according to claim 25 or 26 , wherein the spacer includes a sealing material that forms a space surrounded by the first and second substrates and the sealing material. 前記スペーサが、封止材であって第1及び第2基板と該封止材とで囲む空間を構成する該封止材を有し、該空間に電子部品を形成され、前記金属薄膜が該空間の内側と外側にまたがって存在し、前記金属薄膜が該電子部品と電気的に接続された請求項27または28記載の方法。 The spacer includes a sealing material that forms a space surrounded by the first and second substrates and the sealing material, an electronic component is formed in the space, and the metal thin film is 29. The method according to claim 27 or 28, wherein the thin metal film exists between the inside and outside of the space, and the metal thin film is electrically connected to the electronic component. 第1基板及び第2基板がいずれもガラス基板である、請求項25ないし30何れか一項記載の方法。 The method according to any one of claims 25 to 30, wherein the first substrate and the second substrate are both glass substrates. 前記構造体が液晶表示パネルまたはプラズマ表示パネルである、請求項25ないし31何れか一項記載の方法。 The method according to any one of claims 25 to 31, wherein the structure is a liquid crystal display panel or a plasma display panel. 請求項32に記載の方法を含む液晶表示パネルまたはプラズマ表示パネルの製造方法。   A method for manufacturing a liquid crystal display panel or a plasma display panel, comprising the method according to claim 32. 超短パルスレーザ発生装置と、
前記超短パルスレーザ発生装置から発生したパルスレーザ光を一定の角度で偏向させて回転する回転ミラーと、
偏向された前記パルスレーザ光の光路と光軸が一致するように前記回転ミラーと同期して回転し、回転によって焦点が円軌跡を描く集光レンズと、
前記集光レンズを前記光軸方向に沿って移動させる手段と
加工物体搭載手段
とを有する、レーザ加工装置。
An ultrashort pulse laser generator,
A rotating mirror that rotates by deflecting the pulse laser beam generated from the ultrashort pulse laser generator at a constant angle;
A condensing lens that rotates in synchronism with the rotating mirror so that the optical path and optical axis of the deflected pulsed laser light coincide with each other, and the focal point draws a circular locus by the rotation;
A laser processing apparatus, comprising: means for moving the condenser lens along the optical axis direction; and processing object mounting means.
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