【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、脆性材料の割断方法及
び脆性材料の割断装置に係り、詳しくは、ＬＣＤ用ガラ
ス基板、アルミナセラミックス等の切断、Ｓｉデバイ
ス、化合物半導体等のダイシングに適用することができ
る他、基板、レンズ等のバルク材料からの切り出しに応
用することができ、特に、割断精度を向上させることが
できるとともに、割断速度を向上させることができる脆
性材料の割断方法及び脆性材料の割断装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a brittle material cleaving method and a brittle material cleaving apparatus, and more specifically, it is applied to the cutting of glass substrates for LCDs, alumina ceramics, etc., and dicing of Si devices, compound semiconductors, etc. In addition to being capable of cutting, it can be applied to cutting from a bulk material such as a substrate and a lens, and in particular, it is possible to improve the cutting accuracy and the cutting speed of a brittle material and the brittle material. Cleaving device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、被加工材料に発生する集中熱応力
を用いたレーザを熱源とする脆性材料の割断加工方法及
び割断加工装置については、特開平３−４８９号公報で
報告されたものがある。この従来の脆性材料の割断加工
方法及び割断加工装置では、脆性材料よりなる被加工材
料にレーザビームを高エネルギー密度に集束させて瞬時
に穴を空け、その穴の周りに亀裂を発生させて、これを
加工開始点とし、レーザビームを熱源として加工線近傍
を加熱することで発生する熱応力により、で亀裂を加工
線に沿って進展させるように構成している。2. Description of the Related Art Conventionally, regarding a method and apparatus for cleaving a brittle material using a laser as a heat source, which uses a concentrated thermal stress generated in a material to be processed, one disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-489 has been disclosed. is there. In this conventional brittle material cleaving method and cleaving apparatus, a laser beam is focused on a work material made of a brittle material at a high energy density to instantly make a hole, and a crack is generated around the hole, With this as a processing start point, the thermal stress generated by heating the vicinity of the processing line using the laser beam as a heat source is configured to cause the crack to propagate along the processing line.
【０００３】このため、被加工材料全体を冷却して亀裂
の進展速度を向上させることができるので、加工テーブ
ル上で脆性材料の割断加工の全ての工程を実施すること
ができ、複雑な形状の割断を行うことができるという利
点を有する。Therefore, the entire material to be processed can be cooled to improve the rate of crack propagation, so that all the steps of cleaving the brittle material can be carried out on the processing table, and a complicated shape can be obtained. It has the advantage that it can be cleaved.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の脆性材料の割断加工方法では、加工開始点とな
るポイントが同一ビームによる溶融加工により形成され
ており、その亀裂の伝播方向はビームによって与えられ
たブロードな熱応力分布に従っているため、伝播位置精
度を正確に規定することが難しく、割断精度が低下する
という問題があった。However, in the above-mentioned conventional method for cutting brittle material, the starting point is formed by melting processing with the same beam, and the propagation direction of the crack is given by the beam. Since it follows the broadened thermal stress distribution, it is difficult to accurately define the propagation position accuracy, and there is a problem that the cutting accuracy is reduced.
【０００５】また、単一ビームにより亀裂の伝播を順送
りしているため、その割断速度をある程度以上上げるこ
とができないという問題があった。そこで、本発明は、
割断精度を向上させることができるとともに、割断速度
を向上させることができる脆性材料の割断方法及び脆性
材料の割断装置を提供することを目的としている。Further, there is a problem that the cleaving speed cannot be increased to a certain extent or more because the propagation of cracks is sequentially advanced by a single beam. Therefore, the present invention is
It is an object of the present invention to provide a brittle material cleaving method and a brittle material cleaving apparatus that can improve the cleaving accuracy and the cleaving speed.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
脆性材料からなる被加工物を割断する方法において、エ
ネルギービームをその割断予定線に合わせたビームにし
て該被加工物に照射して該被加工物を割断することを特
徴とするものである。請求項２記載の発明は、上記請求
項１記載の発明において、前記エネルギービームを前記
割断予定線上に複数本、同時に走査させることを特徴と
するものである。According to the first aspect of the present invention,
In a method of cleaving a work piece made of a brittle material, the method is characterized in that an energy beam is formed into a beam aligned with the planned cutting line and the work piece is irradiated with the beam to cut the work piece. According to a second aspect of the present invention, in the above-mentioned first aspect of the invention, a plurality of the energy beams are simultaneously scanned on the planned dividing line.
【０００７】請求項３記載の発明は、上記請求項２記載
の発明において、前記エネルギービームを同一ビームの
分波により形成することを特徴とするものである。請求
項４記載の発明は、上記請求項２記載の発明において、
前記エネルギービームの２本のうち、一方のエネルギー
ビームを熱応力を付与するためのビームとし、他方のエ
ネルギービームを亀裂を発生させるためのビームとする
ことを特徴とするものである。A third aspect of the invention is characterized in that, in the second aspect of the invention, the energy beam is formed by demultiplexing the same beam. The invention according to claim 4 is the same as the invention according to claim 2,
Of the two energy beams, one energy beam is a beam for applying thermal stress, and the other energy beam is a beam for generating a crack.
【０００８】請求項５記載の発明は、上記請求項４記載
の発明において、熱応力を付与するための前記エネルギ
ービームをＹＡＧレーザとし、亀裂を発生させるための
前記エネルギービームを該ＹＡＧレーザの高調波とする
ことを特徴とするものである。請求項６記載の発明は、
上記請求項４記載の発明において、亀裂を発生させるた
めの前記エネルギービームを、エキシマレーザを走査す
ることによりポイント状に与えることを特徴とするもの
である。According to a fifth aspect of the present invention, in the above-mentioned fourth aspect of the invention, the energy beam for applying thermal stress is a YAG laser, and the energy beam for generating a crack is a harmonic of the YAG laser. It is characterized by making waves. The invention according to claim 6 is
The invention according to claim 4 is characterized in that the energy beam for generating a crack is applied in a point shape by scanning an excimer laser.
【０００９】請求項７記載の発明は、上記請求項４乃至
６記載の発明において、亀裂を発生させるための応力源
をダイヤモンド針の走査による物理的方法により形成す
ることを特徴とするものである。請求項８記載の発明
は、脆性材料からなる被加工物を割断する装置におい
て、エネルギービームを出射するビーム発生手段と、出
射したエネルギービームをその割断予定線に合わせたビ
ームに調整するビーム調整手段と、調整したビームを該
被加工物上に結像する結像手段とを有することを特徴と
するものである。The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 4 to 6, characterized in that the stress source for generating a crack is formed by a physical method by scanning with a diamond needle. . According to an eighth aspect of the present invention, in an apparatus for cleaving a work piece made of a brittle material, a beam generating means for emitting an energy beam and a beam adjusting means for adjusting the emitted energy beam into a beam aligned with a planned cleavage line. And an image forming means for forming an image of the adjusted beam on the workpiece.
【００１０】請求項９記載の発明は、上記請求項８記載
の発明において、前記エネルギービームを前記割断予定
線上に複数本、同時に走査させる走査手段を設けること
を特徴とするものである。請求項１０記載の発明は、上
記請求項９記載の発明において、前記エネルギービーム
を同一ビームの分波により形成する形成手段を設けるこ
とを特徴とするものである。A ninth aspect of the present invention is characterized in that, in the eighth aspect of the invention, a scanning means for scanning a plurality of the energy beams on the planned dividing line at the same time is provided. According to a tenth aspect of the present invention, in the above-described ninth aspect, a forming means for forming the energy beam by demultiplexing the same beam is provided.
【００１１】請求項１１記載の発明は、上記請求項９記
載の発明において、前記エネルギービームの２本のう
ち、一方のエネルギービームを熱応力を付与するための
ビームを生成する第１のビーム生成手段と、他方のエネ
ルギービームを亀裂を発生させるためのビームを生成す
る第２のビーム生成手段とを設けることを特徴とするも
のである。According to an eleventh aspect of the present invention, in the invention according to the ninth aspect, one of the two energy beams is a first beam generation for generating a beam for applying thermal stress. Means and second beam generating means for generating a beam for generating a crack in the other energy beam are provided.
【００１２】請求項１２記載の発明は、上記請求項９記
載の発明において、熱応力を付与するためのエネルギー
ビームをＹＡＧレーザで出射する出射手段と、亀裂を発
生させるためのエネルギービームを該ＹＡＧレーザの高
調波に調整する調整手段とを設けることを特徴とするも
のである。請求項１３記載の発明は、上記請求項１１，
１２記載の発明において、前記第２のビーム生成手段
は、エキシマレーザからなることを特徴とするものであ
る。According to a twelfth aspect of the present invention, in the above-mentioned ninth aspect, the YAG laser emits an energy beam for applying thermal stress, and an energy beam for generating a crack is generated by the YAG laser. And adjusting means for adjusting to the harmonics of the laser. The invention according to claim 13 is the above-mentioned claim 11,
In the invention described in 12, the second beam generating means is an excimer laser.
【００１３】請求項１４記載の発明は、上記請求項１１
乃至１３記載の発明において、亀裂を発生させるダイヤ
モンド針を有する応力手段を設けることを特徴とするも
のである。The invention according to claim 14 is the above-mentioned claim 11.
The invention according to any one of claims 1 to 13 is characterized in that a stress means having a diamond needle for generating a crack is provided.
【００１４】[0014]
【作用】請求項１記載の発明では、エネルギービームを
その割断予定線に合わせたビームにして被加工物に照射
して被加工物を割断するように構成する。このため、エ
ネルギービームを割断予定線に沿ってアライメントする
ことができるので、割断方向をより正確に制御すること
ができる。従って、割断の方向性を向上させることがで
きるため、割断精度を向上させることができる。According to the first aspect of the present invention, the energy beam is formed into a beam that matches the planned cutting line, and the beam is irradiated onto the work to cut the work. For this reason, the energy beam can be aligned along the planned cutting line, so that the cutting direction can be controlled more accurately. Therefore, since the directionality of the cleaving can be improved, the cleaving accuracy can be improved.
【００１５】請求項２記載の発明では、エネルギービー
ムを割断予定線上に複数本、同時に走査させるように構
成する。このため、エネルギービームを割断予定線上に
複数本同時に走査することができるので、亀裂伝播方向
を規制して割断精度を向上させることができると同時
に、割断速度を飛躍的に向上させることができる。According to the second aspect of the invention, a plurality of energy beams are simultaneously scanned on the planned dividing line. For this reason, a plurality of energy beams can be simultaneously scanned on the planned cutting line, so that the crack propagation direction can be restricted to improve the cutting accuracy, and at the same time, the cutting speed can be dramatically improved.
【００１６】請求項３記載の発明では、エネルギービー
ムを同一ビームの分波により形成するように構成する。
このため、複数のエネルギービームを同一ビーム源より
分割して取り出して割断予定線上にビームを照射するこ
とができるので、ビーム発振装置や電源を余分に増設し
ないで済ませることができ、装置の縮小化及び低コスト
化を図ることができる。According to the third aspect of the invention, the energy beam is formed by demultiplexing the same beam.
Therefore, multiple energy beams can be split from the same beam source and extracted to irradiate the beam on the planned cutting line, so it is not necessary to add an additional beam oscillator or power supply, and the size of the device can be reduced. And cost reduction can be achieved.
【００１７】請求項４記載の発明では、エネルギービー
ムの２本のうち、一方のエネルギービームを熱応力を付
与するためのビームとし、他方のエネルギービームを亀
裂を発生させるためのビームとするように構成する。こ
のため、熱応力を付与するエネルギービームと亀裂を発
生させるエネルギービームとを各々別個に形成すること
ができるので、熱応力と亀裂を同時に与えることがで
き、割断位置（亀裂発生位置）をより正確に、かつ確実
に規定することができる。In the invention according to claim 4, of the two energy beams, one energy beam is a beam for applying thermal stress, and the other energy beam is a beam for generating a crack. Configure. Therefore, since the energy beam that gives the thermal stress and the energy beam that gives the crack can be formed separately, the thermal stress and the crack can be given at the same time, and the fracture position (crack occurrence position) can be more accurately determined. Can be specified reliably.
【００１８】請求項５記載の発明では、熱応力を付与す
るためのエネルギービームをＹＡＧレーザとし、亀裂を
発生させるためのエネルギービームをＹＡＧレーザの高
調波とするように構成する。このため、同一のエネルギ
ービーム源をＹＡＧとその高調波に分解することによ
り、割断予定線上にビームを照射することができるの
で、熱応力と亀裂を同時に効率良く与えることができ
る。しかも、発振器や電源を余分に設置しないで済ませ
ることができるため、装置の縮小化及び低コスト化を図
ることができる。According to the fifth aspect of the invention, the energy beam for applying the thermal stress is a YAG laser, and the energy beam for generating a crack is a harmonic of the YAG laser. Therefore, by decomposing the same energy beam source into YAG and its harmonics, it is possible to irradiate the beam on the planned cleavage line, so that thermal stress and cracks can be efficiently given at the same time. In addition, since it is not necessary to additionally install an oscillator and a power source, it is possible to reduce the size and cost of the device.
【００１９】請求項６記載の発明では、亀裂を発生させ
るためのエネルギービームを、エキシマレーザを走査す
ることによりポイント状に与えるように構成する。この
ため、エキシマレーザによってミシン目状に亀裂発生位
置を与えることができるので、精密な割断を行うことが
できる。従って、より高精度な位置決めを行うことがで
きるため、より高精度な割断精度を期待することができ
る。According to the sixth aspect of the invention, the energy beam for generating a crack is applied in a point shape by scanning an excimer laser. Therefore, since the crack generation position can be provided in a perforated shape by the excimer laser, precise cutting can be performed. Therefore, since more accurate positioning can be performed, higher accuracy of cleaving accuracy can be expected.
【００２０】請求項７記載の発明では、亀裂を発生させ
るための応力源をダイヤモンド針の走査による物理的方
法により形成するように構成する。このため、亀裂を発
生させる応力源をダイヤモンド針等の機械的方法によっ
て与えて亀裂を発生させることができるので、装置の縮
小化及び低コスト化を図ることができる。According to the seventh aspect of the invention, the stress source for generating the crack is formed by a physical method by scanning with a diamond needle. For this reason, a stress source that causes a crack can be applied by a mechanical method such as a diamond needle to cause a crack, so that the device can be downsized and the cost can be reduced.
【００２１】請求項８記載の発明では、エネルギービー
ムをビーム発生手段により出射し、出射したエネルギー
ビームをビーム調整手段によりその割断予定線に合わせ
たビームに調整し、調整したビームを結像手段により被
加工物に結像するように構成する。このため、エネルギ
ービームを割断予定線に沿ってアライメントすることが
できるので、割断方向をより正確に制御することができ
る。従って、割断の方向性を向上させることができるた
め、割断精度を向上させることができる。According to the invention described in claim 8, the energy beam is emitted by the beam generating means, the emitted energy beam is adjusted by the beam adjusting means to a beam in line with the planned cutting line, and the adjusted beam is formed by the image forming means. It is configured so as to form an image on the workpiece. For this reason, the energy beam can be aligned along the planned cutting line, so that the cutting direction can be controlled more accurately. Therefore, since the directionality of the cleaving can be improved, the cleaving accuracy can be improved.
【００２２】請求項９記載の発明では、エネルギービー
ムを走査手段により割断予定線上に複数本、同時に走査
させるように構成する。このため、エネルギービームを
割断予定線上に複数本同時に走査することができるの
で、亀裂伝播方向を規制して割断精度を向上させること
ができると同時に、割断速度を飛躍的に向上させること
ができる。According to a ninth aspect of the present invention, a plurality of energy beams are simultaneously scanned by the scanning means on the planned dividing line. For this reason, a plurality of energy beams can be simultaneously scanned on the planned cutting line, so that the crack propagation direction can be restricted to improve the cutting accuracy, and at the same time, the cutting speed can be dramatically improved.
【００２３】請求項１０記載の発明では、エネルギービ
ームを形成手段により同一ビームの分波により形成する
ように構成する。このため、複数のエネルギービームを
同一ビーム源より分割して取り出して割断予定線上にビ
ームを照射することができるので、ビーム発振装置や電
源を余分に増設しないで済ませることができ、装置の縮
小化及び低コスト化を図ることができる。In the tenth aspect of the present invention, the energy beam is formed by splitting the same beam by the forming means. Therefore, multiple energy beams can be split from the same beam source and extracted to irradiate the beam on the planned cutting line, so it is not necessary to add an additional beam oscillator or power supply, and the size of the device can be reduced. And cost reduction can be achieved.
【００２４】請求項１１記載の発明では、エネルギービ
ームの２本のうち、一方のエネルギービームを第１のビ
ーム生成手段により熱応力を付与するためのビームに生
成し、他方のエネルギービームを第２のビーム生成手段
により亀裂を発生させるためのビームに生成するように
構成する。このため、熱応力を付与するエネルギービー
ムと亀裂を発生させるエネルギービームとを各々別個に
形成することができるので、熱応力と亀裂を同時に与え
ることができ、割断位置（亀裂発生位置）をより正確
に、かつ確実に規定することができる。In the eleventh aspect of the invention, of the two energy beams, one energy beam is generated by the first beam generating means into a beam for applying thermal stress, and the other energy beam is generated by the second energy beam. The beam generating means is used to generate a beam for generating a crack. Therefore, since the energy beam that gives the thermal stress and the energy beam that gives the crack can be formed separately, the thermal stress and the crack can be given at the same time, and the fracture position (crack occurrence position) can be more accurately determined. Can be specified reliably.
【００２５】請求項１２記載の発明では、熱応力を付与
するためのエネルギービームを出射手段によりＹＡＧレ
ーザで出射し、亀裂を発生させるためのエネルギービー
ムを調整手段によりＹＡＧレーザの高調波に調整するよ
うに構成する。このため、同一のエネルギービーム源を
ＹＡＧとその高調波に分解することにより、割断予定線
上にビームを照射することができるので、熱応力と亀裂
を同時に効率良く与えることができる。しかも、発振器
や電源を余分に設置しないで済ませることができるた
め、装置の縮小化及び低コスト化を図ることができる。According to the twelfth aspect of the present invention, the energy beam for applying the thermal stress is emitted by the YAG laser by the emission means, and the energy beam for generating the crack is adjusted to the harmonics of the YAG laser by the adjustment means. To configure. Therefore, by decomposing the same energy beam source into YAG and its harmonics, it is possible to irradiate the beam on the planned cleavage line, so that thermal stress and cracks can be efficiently given at the same time. In addition, since it is not necessary to additionally install an oscillator and a power source, it is possible to reduce the size and cost of the device.
【００２６】請求項１３記載の発明では、亀裂を発生さ
せるためのエネルギービームを、エキシマレーザからな
るように構成する。このため、エキシマレーザによって
ミシン目状に亀裂発生位置を与えることができるので、
精密な割断を行うことができる。従って、より高精度な
位置決めを行うことができるため、より高精度な割断精
度を期待することができる。In the thirteenth aspect of the present invention, the energy beam for generating the crack is constituted by an excimer laser. For this reason, it is possible to give the crack generation position in a perforated shape by the excimer laser,
Precise cutting can be performed. Therefore, since more accurate positioning can be performed, higher accuracy of cleaving accuracy can be expected.
【００２７】請求項１４記載の発明では、ダイヤモンド
針を有する応力手段により亀裂を発生させるように構成
する。このため、亀裂を発生させる応力源をダイヤモン
ド針等の機械的方法によって与えて亀裂を発生させるこ
とができるので、装置の縮小化及び低コスト化を図るこ
とができる。According to the fourteenth aspect of the present invention, the stress means having the diamond needle causes the crack to be generated. For this reason, a stress source that causes a crack can be applied by a mechanical method such as a diamond needle to cause a crack, so that the device can be downsized and the cost can be reduced.
【００２８】[0028]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 （実施例１）図１は本発明に係る実施例１の脆性材料の
割断装置及び割断方法を示す図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a diagram showing a brittle material cleaving apparatus and method according to a first embodiment of the present invention.
【００２９】本実施例では、まず、レーザ等のビーム発
生装置１によりエネルギービームを発振し、発振したエ
ネルギービームをアッテネータ２でエネルギー調整した
後、ビームホモジェナイザ３にて均一化する。そして、
ビームホモジェナイザ３で均一化したビームをマスク４
に通し、そのマスクイメージを結像レンズ系５と全反射
ミラー６でワーク７上に結像させる。In the present embodiment, first, an energy beam is oscillated by a beam generator 1 such as a laser, the oscillated energy beam is adjusted in energy by an attenuator 2, and then homogenized by a beam homogenizer 3. And
The beam homogenized by the beam homogenizer 3 is used as a mask 4
Then, the mask image is formed on the work 7 by the imaging lens system 5 and the total reflection mirror 6.
【００３０】この時、マスクイメージは、図２に示す如
く、割断予定線に合致した線状Ａにしてワーク７面上に
結像させる。このように、本実施例（請求項１，８）で
は、ビーム発生装置１によりエネルギービームを出射
し、出射したエネルギービームを、アッテネータ２でエ
ネルギー調整し、ビームホモジェナイザ３で均一化した
後、マスク４に通し、このマスクイメージを、結像レン
ズ系５及び全反射ミラー６により割断予定線に合致した
線状ビームにしてワーク７に結像させるように構成して
いる。At this time, as shown in FIG. 2, the mask image is formed on the surface of the work 7 in the form of a line A which matches the planned cutting line. As described above, in this embodiment (claims 1 and 8), the energy beam is emitted by the beam generator 1, the energy beam is adjusted by the attenuator 2, and is homogenized by the beam homogenizer 3. The mask image is passed through the mask 4, and the image is formed on the work 7 by forming an image of this mask into a linear beam that matches the planned dividing line by the imaging lens system 5 and the total reflection mirror 6.
【００３１】このため、エネルギービームを線状ビーム
にして割断予定線に沿ってアライメントすることができ
るので、割断方向をより正確に制御することができる。
従って、割断の方向性を向上させることができる。ま
た、熱応力の発生位置を線状にすることができるため、
線状に割断する時、高精度で線状に割断することがで
き、割断精度を向上させることができる。Therefore, since the energy beam can be made into a linear beam and aligned along the planned cutting line, the cutting direction can be controlled more accurately.
Therefore, the directionality of cleaving can be improved. Also, since the position where the thermal stress is generated can be made linear,
When the linear cutting is performed, the linear cutting can be performed with high accuracy, and the cutting accuracy can be improved.
【００３２】なお、上記実施例１では、マスクイメージ
を、割断予定線にアライメントし易く、直線上に割断す
る時に好適な線状Ａにしてワーク７面上に結像させる場
合を説明したが、本発明はこれのみに限定されるもので
はなく、図２に示す如く、例えば割断予定線にアライメ
ントし易い楔形状Ｂにしてワーク７面上に結像させるよ
うに構成してもよい。また、例えば簡便に元ビームにシ
リンドリカルレンズをかませることによって、割断予定
線に合致した円形状Ｃのビーム形状をＤ部の如く、割断
方向に引き延ばすように構成してもよく、この場合、楕
円形状に割断したい時に有効である。 （実施例２）次に、図３は本発明に係る実施例２の脆性
材料の割断方法を示す図である。図示例は、図１，２の
脆性材料の割断方法に適用させることができる。In the first embodiment described above, the mask image is easily aligned with the planned cutting line, and a suitable line A is formed when cutting on a straight line to form an image on the work 7 surface. The present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 2, for example, a wedge shape B that can be easily aligned with the planned cutting line may be formed to form an image on the surface of the work 7. In addition, for example, by simply biting the original beam with a cylindrical lens, the beam shape of the circular shape C matching the planned cutting line may be extended in the cutting direction like the D portion. It is effective when you want to cut into shapes. (Embodiment 2) Next, FIG. 3 is a diagram showing a method of cleaving a brittle material according to a second embodiment of the present invention. The illustrated example can be applied to the method of cleaving a brittle material in FIGS.
【００３３】本実施例（請求項２，９）では、エネルギ
ービームを走査手段により割断予定線上に３本、同時に
走査させて照射するように構成する。このため、エネル
ギービームを割断予定線上に３本同時に走査して照射す
ることができるので、割断予定線上に単数のエネルギー
ビームを照射する場合よりも、更に亀裂伝播方向を規制
して割断精度を向上させることができると同時に、割断
速度を飛躍的に向上させることができる。 （実施例３）次に、図４は本発明に係る実施例３の脆性
材料の割断装置及び割断方法を示す図である。図示例
は、図２の割断方法に適用することができる。In this embodiment (claims 2 and 9), the scanning means irradiates by scanning three energy beams on the planned cutting line at the same time. Therefore, since three energy beams can be scanned and irradiated at the same time on the planned cutting line, the crack propagation direction can be further regulated to improve the cutting accuracy compared to the case where a single energy beam is irradiated on the planned cutting line. At the same time, the cutting speed can be dramatically improved. (Embodiment 3) Next, FIG. 4 is a view showing a brittle material cleaving apparatus and method according to a third embodiment of the present invention. The illustrated example can be applied to the cleaving method of FIG.
【００３４】本実施例では、レーザ発振器１０から発振
されたレーザ光をハーフミラー１１，１２及び全反射ミ
ラー１３によって３本に分波し、各々のビームを割断予
定線上に投影させる。この時のビームの走査は、ワーク
７を走査させて構成してもよいし、各々ガルバノミラー
等によって走査させるように構成してもよい。本実施例
（請求項３，１０）では、ビーム発生装置１から発振し
たレーザ光をハーフミラー１１，１２及び全反射ミラー
１３によって３本に分波し、各々分波したビームを割断
予定線上に投影させるように構成している。In this embodiment, the laser light oscillated from the laser oscillator 10 is demultiplexed into three beams by the half mirrors 11 and 12 and the total reflection mirror 13, and the respective beams are projected on the planned dividing line. Scanning of the beam at this time may be performed by scanning the work 7, or may be performed by scanning with a galvanometer mirror or the like. In the present embodiment (claims 3 and 10), the laser light oscillated from the beam generator 1 is demultiplexed into three beams by the half mirrors 11 and 12 and the total reflection mirror 13, and the demultiplexed beams are placed on the planned dividing line. It is configured to project.
【００３５】このため、３本のビームを同一ビーム源の
ビーム発生装置１よりハーフミラー１１，１２及び全反
射ミラー１３によって分割して取り出し割断予定線上に
各々ビームを照射することができるので、ビーム発振装
置や電源を余分に増設しないで済ませることができ、装
置の縮小化及び低コスト化を図ることができる。 （実施例４）次に、図５は本発明に係る実施例４の脆性
材料の割断装置及び割断方法を示す図である。図示例
は、図３の割断方法に適用することができる。For this reason, the three beams can be split by the half mirrors 11 and 12 and the total reflection mirror 13 from the beam generator 1 of the same beam source, and the beams can be irradiated on the planned cleavage lines. It is not necessary to add an additional oscillator or power supply, and the size and cost of the device can be reduced. (Embodiment 4) Next, FIG. 5 is a view showing a brittle material cleaving apparatus and method according to a fourth embodiment of the present invention. The illustrated example can be applied to the cleaving method of FIG.
【００３６】本実施例（請求項４，１１）では、レーザ
発振器２０から発振したレーザ光を熱応力を発生させる
ためのビームとして全反射ミラー２２で反射して割断予
定線上に投影するとともに、レーザ発振器２０に後続の
レーザ発振器２１から発振したレーザ光を微小な亀裂を
発生させるためのビームとして全反射ミラー２３で反射
して割断予定線上に投影し、その割断位置を規定するよ
うに構成する。In the present embodiment (claims 4 and 11), the laser light oscillated from the laser oscillator 20 is reflected by the total reflection mirror 22 as a beam for generating thermal stress and projected on the planned cutting line. The laser light oscillated from the laser oscillator 21 following the oscillator 20 is reflected by the total reflection mirror 23 as a beam for generating a minute crack, projected on the planned cutting line, and the cutting position is defined.
【００３７】このため、熱応力を付与するエネルギービ
ームと亀裂を発生させるエネルギービームとを各々別個
に形成することができるので、熱応力と亀裂を同時に与
えることができ、割断位置（亀裂発生位置）をより正確
に、かつ確実に規定することができる。 （実施例５）次に、図６は本発明に係る実施例５の脆性
材料の割断装置及び割断方法を示す図である。図示例
は、図３の割断方法に適用することができる。Therefore, since the energy beam for applying the thermal stress and the energy beam for generating the crack can be separately formed, the thermal stress and the crack can be applied at the same time, and the breaking position (crack occurrence position) Can be defined more accurately and surely. (Embodiment 5) Next, FIG. 6 is a view showing a brittle material cleaving apparatus and method according to a fifth embodiment of the present invention. The illustrated example can be applied to the cleaving method of FIG.
【００３８】本実施例では、レーザ発振器３１から発振
した熱応力を付与するためのレーザ光をＹＡＧレーザと
し、ハーフミラー３２により一部ワーク７上に照射した
後、ＦＨＧ，ＳＨＧ結晶３３を通して波長を短波長化
（高調波）して全反射ミラー３４で折り返し、結像レン
ズ系３５を通して所望の亀裂発生位置に照射する。この
ように、本実施例（請求項５，１２）では、レーザ発振
器３１から出射する熱応力を付与するためのエネルギー
ビームをＹＡＧレーザとして、ハーフミラー３２により
一部ワーク７上に照射し、亀裂を発生させるためのエネ
ルギービームを結晶３３に通してＹＡＧレーザの高調波
にして、全反射ミラー３４と結像レンズ系３５により所
望の亀裂発生位置に照射するように構成している。In this embodiment, a laser beam for giving a thermal stress oscillated from the laser oscillator 31 is a YAG laser, and the half mirror 32 irradiates a part of the work 7 and then the wavelength is passed through the FHG and SHG crystals 33. The wavelength is shortened (harmonic), folded back by the total reflection mirror 34, and irradiated to a desired crack generation position through the imaging lens system 35. As described above, in the present embodiment (claims 5 and 12), the YAG laser is used as the energy beam for applying the thermal stress emitted from the laser oscillator 31, and the half mirror 32 irradiates a part of the work 7 to cause cracking. An energy beam for generating a laser beam is passed through the crystal 33 to generate a harmonic wave of the YAG laser, and the total reflection mirror 34 and the imaging lens system 35 irradiate it at a desired crack generation position.
【００３９】このため、同一のエネルギービーム源をＹ
ＡＧとその高調波に分解することにより、割断予定線上
にビームを照射することができるので、熱応力と亀裂を
同時に効率良く与えることができる。しかも、発振器や
電源を余分に設置しないで済ませることができるため、
装置の縮小化及び低コスト化を図ることができる。な
お、上記実施例５では、亀裂を発生させるためのビーム
にＹＡＧレーザの高調波を用いて行う場合を説明した
が、本発明はこれのみに限定されるものではなく、本発
明（請求項６，１３）においては、亀裂を発生させるた
めのエネルギービームを、走査手段によりエキシマレー
ザを走査することによりポイント状に与えるように構成
してもよい。Therefore, the same energy beam source is set to Y
By decomposing into AG and its harmonics, it is possible to irradiate the beam on the planned cleavage line, so that thermal stress and cracks can be efficiently given simultaneously. Moreover, since it is not necessary to install an oscillator or power supply,
It is possible to reduce the size and cost of the device. In addition, in the above-described fifth embodiment, the case where the harmonic for the YAG laser is used for the beam for generating the crack has been described, but the present invention is not limited to this, and the present invention (claim 6). , 13), the energy beam for generating a crack may be point-shaped by scanning the excimer laser with the scanning means.
【００４０】この場合、エキシマレーザによってミシン
目状に亀裂発生位置を与えることができるので、ＹＡＧ
レーザの高調波を用いる場合よりも、精密な割断を行う
ことができる。従って、より高精度な位置決めを行うこ
とができるため、より高精度な割断精度を期待すること
ができる。 （実施例６）次に、図７は本発明に係る実施例６の脆性
材料の割断装置及び割断方法を示す図である。図示例
は、図５，６の割断方法に適用することができる。In this case, since the crack generation position can be given in a perforated shape by the excimer laser, YAG
More precise cleaving can be performed as compared with the case of using a laser harmonic. Therefore, since more accurate positioning can be performed, higher accuracy of cleaving accuracy can be expected. (Embodiment 6) Next, FIG. 7 is a diagram showing a brittle material cleaving apparatus and method according to a sixth embodiment of the present invention. The illustrated example can be applied to the cleaving method of FIGS.
【００４１】本実施例（請求項７，１４）では、レーザ
発振器４１により出射する熱応力を発生させるためのレ
ーザ光を全反射ミラー４２で反射して熱応力集中位置に
照射するとともに、機械的応力を発生させ亀裂を与える
ためのダイヤモンド針４３を熱応力集中位置に重ね合わ
せて割断を行うように構成する。このため、亀裂を発生
させる応力源をダイヤモンド針等の機械的方法によって
与えて亀裂を発生させることができるので、装置の縮小
化及び低コスト化を図ることができる。In the present embodiment (claims 7 and 14), the laser beam for generating the thermal stress emitted from the laser oscillator 41 is reflected by the total reflection mirror 42 to irradiate it at the thermal stress concentration position, and the mechanical stress is mechanically applied. A diamond needle 43 for generating a stress and giving a crack is superposed on the thermal stress concentration position to perform the cutting. For this reason, a stress source that causes a crack can be applied by a mechanical method such as a diamond needle to cause a crack, so that the device can be downsized and the cost can be reduced.
【００４２】[0042]
【発明の効果】本発明によれば、割断精度を向上させる
ことができるとともに、割断速度を向上させることがで
きるという効果がある。According to the present invention, the cutting accuracy can be improved and the cutting speed can be improved.
【図１】本発明に係る実施例１の脆性材料の割断装置及
び割断方法を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a brittle material cleaving apparatus and a cleaving method according to a first embodiment of the present invention.
【図２】結像ビーム形状を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an imaging beam shape.
【図３】本発明に係る実施例２の脆性材料の割断方法を
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a method of cleaving a brittle material according to a second embodiment of the present invention.
【図４】本発明に係る実施例３の脆性材料の割断装置及
び割断方法を示す図である。FIG. 4 is a view showing a brittle material cleaving apparatus and a cleaving method according to a third embodiment of the present invention.
【図５】本発明に係る実施例４の脆性材料の割断装置及
び割断方法を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a brittle material cleaving apparatus and a cleaving method according to a fourth embodiment of the present invention.
【図６】本発明に係る実施例５の脆性材料の割断装置及
び割断方法を示す図である。FIG. 6 is a view showing a brittle material cleaving apparatus and a cleaving method according to a fifth embodiment of the present invention.
【図７】本発明に係る実施例６の脆性材料の割断装置及
び割断方法を示す図である。FIG. 7 is a view showing a brittle material cleaving apparatus and a cleaving method according to a sixth embodiment of the present invention.
１ ビーム発生装置 ２ アッテネータ ３ ビームホモジェナイザ ４ マスク ５，３５ 結像レンズ系 ６，１３，２２，２３，３４，４２ 全反射ミラー ７ ワーク １０，２０，２１，３１，４１ レーザ発振器 １１，１２，３２ ハーフミラー ３３ 結晶 ４３ ダイヤモンド針 1 Beam Generator 2 Attenuator 3 Beam Homogenizer 4 Mask 5,35 Imaging Lens System 6,13,22,23,34,42 Total Reflection Mirror 7 Workpiece 10,20,21,31,41 Laser Oscillator 11,12 , 32 Half mirror 33 Crystal 43 Diamond needle
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