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� �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、� ��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� �ら入射させる。超短パルスのレーザとはパ� �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� �くはダイヤモンドなどの誘電体材料、また� �シリコンもしくは窒化ガリウムなどの半導� �材料があげられる。また、被加工物体4は基� ��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� �限らない。レーザ光がある程度透過できる� �合も含まれるものとする。例えば、被加工� �体をシリコン基板とすると、波長が1μmない� ��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� �波長780nm)のほか、エルビウム添加ファイバ� �、イットリビウム添加ファイバー、Nd:YAG結� �、Nd:YVO ₄ 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� �るのが好ましい。
 なお、オモテ面とは、レーザ光が入射する� ��の面であり、それとは反対側の面をウラ面� ��称する。集束レーザビーム5は被加工物体4� �内部に集光点であるビームウェスト6を形成� ��る。被加工物体4に収束レーザビーム5を照� �し、そのビームウェスト6をオモテ面45から� �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。

 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� �や集光位置を調整し、被加工物体4の内部に� ��いて超短パルスを高パワー密度に集光する� ��、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� �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� �オモテ面方向に、レーザビームウェスト6を� ��成するように照射条件を設定すると、入射� ��る集束レーザビーム5はビームウェスト6か� �は、パワー密度が微弱でカー効果による自� �集束作用が発生しない領域では、一旦ビー� �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� �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� �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� ��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� ��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� �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� �とがないので発散性ビーム11として放出され る。

  被加工物体中での自己収束作用によるビ� �ムの集光効果が顕著になる条件として、文� �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 P _cr と呼ばれる数式1で示す指標がある。
 数式1において、λはレーザ波長、n ₀ は物体の屈折率、n ₂ 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� �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� �ザパルスエネルギーをレーザパルス幅で除� �した値)がこの値よりも大きくなると自己収� ��作用が顕著に起こる。

 超短パルスレーザのエネルギー、波長、パ� ��ス幅、及び集光レンズの焦点距離、集光位� ��の調整を図ることにより、自己収束作用の� ��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� ��達する空洞が形成される。ここで面近傍と� ��、その面から内部方向に基板などの被加工� ��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 。

 本発明によれば、被加工物体に対して透� ��な波長を有する超短パルスレーザ光を集光� ��学系により、基板内に十分小さなレーザ光� ��面積に集光させることで、集光点には高い� ��ワー密度の集光点を実現し、それによって� ��板内に伝播するレーザ光は一旦集光される� ��、カー効果による自己集束作用を生じ、一� ��集光点にプラズマによるデフォーカス作用� ��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。

 図2に示すように、超短パルスレーザ光2� �被加工物体4内のレーザ光の集光点から進行� ��向16に長く形成される自己集束作用による� �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� ��角方向に曲げ応力49を印加してブレーキン� �を行う場合、穴径に比べて非常に深い穴が� �成されるため、その溝に沿った線(スクライ� ��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� ��確実に生じることになる。ウラ面近くで表� ��に穴が空く場合や、チャネル出口部が周囲� ��表面よりも高く盛り上がる機械強度が弱い� ��造となる場合があるが、いずれの場合でも� ��ーザ光を基板の切断したい方向に走査する� ��とにより基板内部奥深くからウラ面に到る� ��工形状が、走査線48、言い換えればスクラ� �ブ線に沿って形成される。加工溝の深さが� �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� ��。スクライブ線の形成は、レーザ光の移動� ��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。

 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� �にレーザ光のビームウェストを合わせ、自� �収束作用によるチャネル8を形成し、走査方� ��47に沿って直線的に一度走査する。これに� �り、空洞列を直線的に形成する。つぎに(b)� �示すように集光レンズ3を光軸方向に沿って� ��動し、空洞形成距離58程度だけビームウェ� �トが形成される高さをオモテ面側にずらし� �チャネル8を形成して再度走査する。このと� ��、初回の走査による加工線35の上を走査す� �ので、空洞列が、初回の走査で形成された� �洞列とほぼ連続的につながるように形成さ� �る。さらに、必要であれば、(c)に示すよう� �、ビームウェストの高さ移動と空洞列形成� �ための走査を行う。高さ移動と走査は必要� �回数だけ繰り返すものとする。この操作の� �り返しにより被加工物体4の内部に合体した� ��線状の空洞の壁が形成される。最後に被加� ��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。

 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� �重ねた多層構造であってもすべての基板に� �して加工が可能である。多層構造の場合、� �板を密着しても、離してもよく、離した場� �、空隙は空気とするほか、有機材料もしく� �透明電極層であってもよい。基板2枚とした� ��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� �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。

 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� ��加工物体内を伝播する必要がある。この距� ��が長いほど、同じエネルギーでも長い空洞� ��形成される。このことを利用すれば、基板� ��オモテ面側にそれと同種またはレーザ光に� ��する透明な異種材料からなる他の基板を載� ��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� ��い加工を行うことができる。とくに、被加� ��物体に集光チャネルをオモテ面からウラ面� ��で形成させて、空洞をオモテ面からウラ面� ��でにわたって形成することもできる。被加� ��物体でない他の基板には空洞が形成されな� ��ことも形成されることもある。
 

 この方法は、液晶表示パネルのガラス基板� ��切断に適用できる。液晶表示パネルのガラ� ��基板は、空隙を挟んでレーザ入射光側に置� ��れた上部基板と反対側に置かれた下部基板� ��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� ��ムウェストが該基板の表面または内部の適� ��な位置に来るよう超短パルスレーザを照射� ��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、� ��部ガラス基板に切断面(スクライブ線)を形� �する。

 下部ガラス基板も上部ガラス基板の上面� ��から超短パルスレーザを照射することで、� ��断面を形成できる。レーザビームウェスト� ��該基板の表面または内部の適当な位置に来� ��よう照射する。超短パルスレーザは上部ガ� ��ス基板に損傷を与えることなく透過し、下� ��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、� ��部ガラス基板に切断面(スクライブ線)を形� �する。

 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� ��には、透明電極、カラーフィルタ、薄膜ト� ��ンジスタなどの部品95が形成され、下部ガ� �ス基板92の内側表面には、電極などの部品96� ��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� ��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� ��断線に沿って切り離す場合または少し離れ� ��別の切断線で切り離す工程とがある。同じ� ��断線に沿って切り離す場合は、前述した、� ��4に示したような2枚以上の基板を重ねてす� �ての基板に対して加工する場合を適用すれ� �よい。

 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� ��98を行う。収束レーザビーム5を、上部ガラ� ��基板91のオモテ面から、レーザビームウェ� �トが該基板の内部の適当な位置に来るよう� �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� ��を形成する。この際、上部ガラス基板91の� �工に消費されなかったレーザビームが上部� �ラス基板91を通過し、下部ガラス基板92上に� ��成された電極などの部品96に照射されるこ� �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� �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� ��または密着などして形成しておく。保護用� ��ーティング99は、収束レーザビームの波長� �対して不透明なものとする。ここで不透明� �は、完全にレーザ光を透過しないという場� �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� ��にかなえばわずかの光を透過することも含� ��れるものとする。

 上部ガラス基板91への加工とは別途下部� �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� ��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� �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。

 複数基板となる場合の、別の実施形態を示� ��。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� �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� ��する。液晶表示パネルとして用いる場合、� ��造体70は2枚のガラス基板間にスペーサが部� ��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� �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� ��目的であるが、他に物体が挿入されていな� ��場合は、スペーサとしての役割も果たす。� ��密封止材94を挿入しない場合は、別途スペ� �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� �けられている。前記の気密封止材を有する� �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、� ��属薄膜配線89は、該電子部品に電気的に接� �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。

 ここで下部ガラス基板92上の金属薄膜配� �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� �側から超短パルスレーザビーム2を集光レン� ��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� �たは内部の適当な位置に来るように照射す� �(図ではレーザビームウェストが上面上にあ� ��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� ��する。レーザビーム2は上部ガラス基板91を� ��過し、下部ガラス基板92内に自己収束作用� �よる空洞64を形成する。レーザビーム2を相� �的に移動することにより、連続的または離� �的に空洞を形成し、下部ガラス基板92に第1� �スクライブ線88を形成する。

 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� �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� ��ビーム50を相対的に移動することにより、� �続的または離散的に空洞を形成し、第2のス� ��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� �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� �クライブ線86を上部ガラス板91に作成する。� ��の過程では空洞62が形成される。第3のスク� ��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� �た位置に設けるのが好ましく、通常下部ガ� �ス基板92上面の金属薄膜配線89を跨るように� ��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。

 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� �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。

 この際、上部ガラス基板91における第3の� ��クライブライン作成86に消費されなかった� �ーザビーム2が上部ガラス基板91を通過し、� �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� ��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� ��ムが照射される位置上に保護用コーティン� ��を、塗布、接着または密着などして形成し� ��おくことも可能である。保護用コーティン� ��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。

 このように第1から第3までのスクライブ� �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� ��れた部分が破断することで第1及び第2のス� �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� �δY部分が分離される。以上の手順にて、構� �体70を切断する。

 図7にこのようにして切断した2層構造体� �示す。第2及び第3のスクライブ線間隔11に相� ��するδYだけ下部ガラス基板92が広がり、上� �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� ��部から接近することが可能となる。したが� ��て、新たに制御回路などの電子部品や金属� ��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� ��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� ��なる。

 図7において、下部ガラス基板92及び上部� ��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� �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� ��スを集光して下部及び上部のガラス基板に� ��れぞれスクライブ線を形成後、分割して形� ��できる。

 本実施形態により、レーザビームをガラ� ��構造体の片面側からだけ照射して加工がで� ��るので設備の簡素化が図れる。また、上部� ��板を上部に有さない下部基板の部分を形成� ��きるので、外部から接近することが可能と� ��り、制御回路などの電子部品または金属薄� ��配線を下部基板上面から、又はその基板の� ��に設けることが可能となる。このため、表� ��パネルの薄型化が図れる。また、気密封止� ��内部から外側に導出された金属薄膜配線部� ��の他への接続が可能になる。

 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� �板91及び92を有する大型構造体70から液晶パ� �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� �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� ��、スペーサ等(液晶以外は図示されず)が内� �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� ��が(b)である。Z方向は紙面に垂直な方向とす る。

 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� ��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� �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� �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� �スクライブ線87と距離77(δY)離して平行にす� �。第3のスクライブ線86は、通常、金属薄膜� �線89を跨るように形成される。

 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� ��成する方法と同様にして設けられる。

 スクライブ線形成後、この上部と下部の� ��ラス基板に形成されたスクライブ線に沿っ� ��分割する、このようにしてX、Y方向に分割� �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� �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。

 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� �して設けることが可能なので、大型ガラス� �反転搬送手段は不要である。さらに、表示� �ネルの内部構造から外部への電気配線等の� �属膜などをレーザビームで損傷することな� �、一方の基板上に外部から容易に接近が可� �な、上下の2枚のガラス板にδYの幅で段差構� ��を形成できる。下部ガラス基板の表面のス� ��ライブ線に近くの上部ガラス板に対向する� ��面に設けられた金属薄膜や電子部品に上部� ��ラス基板の端が第2と第3スクライブ線間の� �分として除去されるので、外部からの接近� �容易になる。また、下部ガラス基板上に封� �部を超えて表示パネル内部から導出された� �属薄膜配線が可能になる。したがって配線� �封止部外部から行うことが可能となる。

 本方法は、液晶表示パネルのみでなくプ� ��ズマ表示パネルなどの他の平板表示パネル� ��切断にも適用することができる。また、本� ��法は、これらの平板表示パネルの製造工程� ��用いることができる。

 構造体を構成する基板がガラスになって� ��るが、発明が対象とする材料はこれに限定� ��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。

 図9は、ベベル(傾斜面)加工方法の実施形� ��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� �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� �ー51と一体的に回転する集光レンズ3を用い� �と、集光レンズ3の焦点は円軌跡を描く。ス� ��ージなどの加工物体搭載手段(図示せず)に� �板状の被加工物体4を配置しておく。該円軌� ��と加工物体搭載手段の搭載面とを平行にし� ��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� ��るよう配置すると、レーザ光照射位置を被� ��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� ��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� ��方向にフィラメント上の空洞列を円状に形� ��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� ��、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� �形の空洞の壁を形成する。その後、曲げて� �離することによって、周囲が傾斜面の加工� �され、円形に切り出される。このように、� �発明は被加工物体の表面近傍だけでなく、� �部に渡っても、空洞形成を繰り返すことに� �り可能となり、部分切断から全切断までの� �工を施すことが可能である。

 以上のレーザ加工において、パルスエネ� ��ギーは1mJ以下が好ましく、さらには10μJ以� �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。

 また、超短パルスのレーザとはパルス幅100p s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� �度にした場合に最も好ましい。破断面を連� �的に形成した後にガラス基板を割断する際� �必要となる応力が低くなり、割断面の品質� �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。

 以上示したように、本発明は、超短パル� ��の集光ビームの焦点深度の小さなビームウ� ��ストを用い、被加工物体の内部に形成され� ��自己集束作用を用いて、加工の実質的な焦� ��深度の増大を用いることができる新たな加� ��方法を提供する。この方法は、従来の加工� ��法には見られない、レーザビームと加工物� ��の相互作用によって初めて実現できる精密� ��工方法である。