以下、本発明の実施形態を図面に基づいて� ��明する。説明の便宜上、初めに一般的なレ� ��ザスクライブ加工により形成されるクラッ� ��について説明しておく。
 図3はレーザスクライブ加工中のガラス基板 Gの状態を示す図であり、図3(a)は斜視図、図3 (b)は基板表面の一部を拡大した平面図である 。図3(c)は図4の各断面位置を示す図である。� ��た図4は図3(c)に示した位置のクラックの発� �状態を示す断面図である。

 ガラス基板G上に分断予定ラインL0を定め、� ��ーザビームを照射して楕円形のビームスポ� ��トBSを形成し、その長軸方向を分断予定ラ� �ンL0に向けて走査する。また図示しないノズ ルからビームスポットBSの後方に向けて、冷� ��(例えば水を含む圧縮空気)を噴射すること� �よって冷却スポットCSを形成し、ビームスポ ットBSを追随するように走査する。
 具体的には、ビームスポットBSを形成する� �ーザビーム、および、冷却スポットCSを形成 するノズルの位置を固定しておき、基板Gを� �断予定ラインL0に沿って手前方向(図中矢印� �向)に相対移動させることにより、ビームス� ��ットBSおよび冷却スポットCSを分断予定ライ ンL0方向に沿って初期亀裂TRから走査する。

 このとき基板表面近傍に発生する圧縮応力� ��よび引張応力を図3(b)に示す。図では圧縮応 力の大きさを破線矢印で示すとともに、引張 応力の大きさを実線矢印で示す。
 ビームスポットBSが通過するにつれて、圧� �応力が強くなっていく。続いて、ビームス� �ットBSの直後を冷却スポットCSが通過すると� ��圧縮応力から引張応力に一挙に反転する。� ��の後は少しずつ引張応力が緩和するように� ��り、また、内部の熱が表面に伝導して再び� ��い圧縮力に反転するようになり、亀裂が閉� ��る。

 図4(a)は、ビームスポットBSが通過した直� ��の断面A-A’(図3(c)参照。以下に説明する各� �面についても同じ)を示す図である。圧縮応� ��が働いているため、クラックは発生してい� ��い。図4(b)は冷却スポットCSが通過し、引張� ��力に反転した断面B-B’を示す図である。強� ��引張応力により太いクラックL1が発生し、� �かも大きな引張応力により亀裂が広がろう� �する状態になっている。図4(c)は冷却スポッ� ��が通過した後、引張応力が弱まっていく領� ��の断面C-C’を示す図である。弱い引張応力� ��よって太いクラックL1よりは亀裂の幅が狭� �なった細いクラックL2が残っている。図4(d)� �さらに時間が経過し、引張応力が消失して� �再び弱い圧縮応力に反転したときの断面D-D� �を示す図である。この領域では弱い圧縮応� �により、これまで見えていた細いクラックL2 は眼に見えないクラックL3(ブラインドクラッ クという)になる。

 次に、本発明のクラック形成方法につい� ��説明する。図5は本発明の一実施形態である クラック形成方法の各工程を示す図である。 本実施形態では、第一クラック形成工程、摩 擦係数降下剤の付着工程、第二クラック形成 の各工程を実行するが、第一クラック形成と 摩擦係数降下剤の付着とを同時に行うように している。

 図5(a)は、第一クラック形成工程および摩擦 係数降下剤の付着工程を示す図である。第一 クラック形成工程(および摩擦係数降下剤の� �着工程)では、図3、図4で説明したレーザス� �ライブ加工を実行する。ただし、冷媒に摩� �係数降下剤である微量のシリコーンオイル� �含めた点だけが異なる。
 すなわち、レーザビームLBを基板Gに照射し� ��楕円のビームスポットBSを形成する。また� �冷却ノズルCNから冷媒を噴射して冷却スポッ トCSを形成する。ビームスポットBSと冷却ス� �ットCSとの位置は固定し、基板Gを載置する� �ーブル(不図示)を駆動して、基板GをX方向に� ��いた分断予定ラインL0に沿って移動するこ� �により、ビームスポットBSおよび冷却スポッ トCSを、初期亀裂TRから基板Gを横断するよう� ��走査する。これにより第一クラック(X-1)を� �成する。

 冷媒には、摩擦係数降下剤であるシリコ� ��ンオイルを1%以下、たとえば0.4%として水(本 来の冷却剤)に含有させておき、圧縮空気と� �もにノズルから吹き付け可能な状態にして� �く。シリコーンオイルの濃度を高くすると� �ノズルから噴射できなくなるため、含有濃� �はかなり薄くしてある。

 このようにして、冷媒とともに摩擦係数� ��下剤を噴射させる。冷媒が噴射された直後� ��は、太いクラックL1が形成される。図4(b)で� ��明したように、太いクラックL1では大きな� �張応力によって亀裂が広がっており、亀裂� �にシリコーンオイルが付着しやすい。その� �、時間経過につれて、細いクラックL2を経て 、眼に見えないクラックL3(ブラインドクラッ ク)となるが、亀裂内の摩擦係数は、付着し� �シリコーンオイルにより低下している。続� �て、第二クラック形成工程を実行する。

 図5(b)は、第二クラック形成工程を示す図 である。第二クラック形成工程では、基板G� �走査方向をY方向に向けて、図3、図4で説明� �たレーザスクライブ加工を実行する。この� �きの冷媒には摩擦係数降下剤を含める必要� �ないので、水と圧縮空気だけの冷媒を用い� �ばよいが、シリコーンオイル(摩擦係数降下� ��)による悪影響がない限り、第一クラック形 成工程(および摩擦係数降下剤の付着工程))で 用いた冷媒をそのまま用いればよい。第二ク ラック形成工程では、第一クラック(X-1)との� ��差点Fに冷却スポットCSが到達し、さらに第� ��クラックを超えるまで走査を続ける。

 図6は冷却スポットCSの先端が第一クラック( X-1)に到達した状態を示す図であり、図6(a)は� ��視図、図6(b)は平面図である。また、図6(c)~� ��6(d)はそれぞれ図6(b)の領域Sについての異な� ��状態の拡大図である。このうち図6(c)は冷却 スポットCSが領域Sに到達する前の領域Sの状� �、図6(d)は第一クラック(X-1)にシリコーンオ� �ルが付着しているときの図6(b)の領域S、図6(e )は比較例として、第一クラック(X-1)にシリコ ーンオイルが付着していないときの図6(b)の� �域Sである。
 図6(c)~図6(e)には、4つのマーカP1~P4を図示し� ��ある。これらは第二クラック形成工程によ� ��基板の位置変化を、マーカの移動によって� ��明するために、便宜上付されたマーカであ� ��。

 このとき第一クラック(X-1)は、眼に見えな� �クラックL3(ブラインドクラック)になってい� ��が、亀裂内にはシリコーンオイル(摩擦係数 降下剤)が付着している。
 図6(c)に示すように、冷却スポットCSが領域S に到達する前は、Y方向の分断予定ライン(L0)� ��は、クラックが発生していない。このとき� ��4つのマーカP1~P4は、第一クラック(X-1)と分� �予定ライン(L0)との交差点Fから等距離に付さ れている。

 その後、冷却スポットCSが領域Sに到達す� ��と、図6(d)に示すように、分断予定ライン(L0 )に沿って第二クラック(Y-1)が形成される。冷 却スポットCSが通過した直後は強い引張応力� ��発生し、第二クラック(Y-1)は太いクラックL1 となっている。このとき第二クラック(Y-1)の� ��端は交差点Fで停止する。これは第一クラッ ク(X-1)の亀裂内の摩擦係数がシリコーンオイ� ��の付着によって低下しており、P1側(P2側)に� ��生している引張応力が交差点Fを越えてP4側( P3側)に伝達されないためである。このときP1� ��(P2側)の亀裂面がP4側(P3側)の亀裂面に対し矢 印方向に滑ることにより、クラックの進行が 停止される。

 このときビームスポットBSは交差点Fを越� ��て前方(P3,P4側)に到達しているが圧縮応力を 与えているだけでクラックを進行させること はない。交差点Fに初期亀裂TRが形成されてい ない限り、P4側(P3側)に多少の加熱が行われて もクラックは進行できない。

 図6(e)は比較例として、第一クラック(X-1)の� ��裂内にシリコーンオイルを付着させなかっ� ��ときに、冷却スポットCSが領域Sに到達した� ��合である。
 第一クラック(X-1)の亀裂面には圧縮応力が� �じているため摩擦により、P1側(P2側)の亀裂� �が第一クラックの方向に沿って移動すると� �P4側(P3側)の亀裂面は摩擦力で引きずられる� �うに移動する。すなわち、P1側の動きに連動 してP4側が移動し、P2側の動きに連動してP3側 が移動する。
 したがって、第二クラック形成工程で、冷� ��スポットCSが通過した直後に強い引張応力� �発生し、第二クラック(Y-1)が太いクラックL1� ��なって広がると、交差点Fを超えて太いクラ ックL1が伝達され、クラックL1と同じ亀裂幅� �広がる太いクラックL4が形成される。すなわ ち、交差点で停止することなく、クラックが 前方に進行してしまう。