激光加工方法及切割方法以及具有多层基板的结构体的分割方法技术

提供一种通过超短脉冲有效地对被加工物体进行加工的方法。一种基板等的激光加工方法。对相对于被加工物体为透明波长的超短脉冲激光进行聚光，从表面向被加工物体的背面照射，使聚光后的激光束腰位置与被加工物体的背面间隔开。由此，由在被加工物体内的激光传播的自聚束作用下而形成的束腰在物体内部的光行进方向上形成长的聚光通道。该通道内的物质被激光分解并从被加工物体的背面排出，从而在上述通道中形成空洞。在一边形成空洞一边扫描激光时，由于形成加工面，因而其后可以以较小的弯曲应力切割被加工物体。本方法也适用于两块基板面对面配置的情况，可用于液晶面板的玻璃基板分割。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对加工对象物体特别是如基板那样平板状的物体使用 相对于该物体为透明波长的超短脉沖激光高效且高质量地进行加工的 方法。本专利技术还涉及采用激光对具有多层基板的结构体进行分割的分割 方法，其中的多层基板具有至少两块基板平行配置且之间插入了隔片 的结构。本专利技术适用于分割液晶显示面板、等离子显示面板等采用了 玻璃基板的平板显示面4反。
技术介绍
在电子工业中，CPU、 DRAM、 SRAM等半导体设备的微型化逐 年进步，与此同时，实现了内部电路的高集成化。这些设备的结构是 在硅晶片等半导体基板上以高集成的电路图案形成。为了从半导体晶片上获得多个芯片，必须使芯片分割所需的面积最小化。因此希望在 划线(义夕，4匕'》夕、、)工序中加工去除物的飞散少。希望在液晶显 示器等的玻璃基板的切割工序中，能够以规定尺寸准确地分割。在这 些分割工序中，需要在不对加工部周围造成热损伤和机械损伤的条件 下进行去除加工，因此4吏用纳秒脉冲以下的窄脉冲。在使用超短脉冲 激光的加工中，能够降低热加工变质层的产生的技术、以及即4吏对于 该波长为透明的材料也可以通过以多光子吸收为代表的非线性光吸收 进行加工的技术属于已知技术。根据专利文献2,采用超短脉冲振荡的激光的透明体加工方法是 已知的，而且在专利文献3中记载了在基板的背面聚光对被加工物体 进行激光加工的方法。用表面吸收率大的UV激光照射时，从照射表面产生等离子体， 因此激光被吸收，所以激光能量的利用效率低，同时，还存在周围因也有由于来自等离子体的二次放射而被照射、从而对周围的设备的特 性产生影响的情况。因此作为将半导体基板、薄膜晶体管用的玻璃基板分割为规定大小的划线工序，在专利文献3中记载有从与切缝进入面(加工面)相反的面将焦点对准加工面照射激光来对加工面加工切 缝的方法。在该方法中，由于使激光聚光在与激光入射侧相反的面上 进行激光烧蚀加工，因而存在加工槽深度不足的缺点。当槽深度不够 深时，为了沿该槽进行分离，不仅断裂所需的弯曲力变大，而且有时 不能沿划线分割。如果加工槽足够深，那么以较小的应力就可以沿划 线分割。另一方面，在液晶显示装置的制造中，包含对构成面板的大型玻 璃基板进行切割的工序。液晶显示装置的面板面平行配置至少两块玻璃板，其间设有显示装置所需的彩色滤光器、液晶、薄膜晶体管(TFT )、 控制电极等的布线。这些玻璃板通过在制造工序中采用比最终的显示 装置大的玻璃来同时地制造多片显示装置，从而同时进行多块显示面 板的制造，以提高效率。因此，为了最终与产品的面板尺寸一致，需 要从形成较大的多块面板的大型玻璃基板上分别切割。现有的玻璃板 的切割方法有利用金刚石刀具、超硬刀具之类的刀具等沿着所希望 的切割线切入玻璃表面来设置划线，之后在垂直于该划线的方向上施 加应力，使其沿该划线断裂分离的方法；以及，使激光沿所希望的切 割线扫描、加热，在玻璃基板上产生热应力，使基板从该部分断裂来 进行分割的方法等。在这种情况下，采用吸收率大的激光波长对玻璃 板进行照射，使其局部加热，之后强制冷却，以从照射位置分割。在两块玻璃板之间插入显示单元并用密封剂将玻璃的周围封住之 后分割成各个显示面板的情况下，实施从两块重叠的玻璃板的两面对 每一侧进4亍划线然后进4亍切割的方法。为此，由于以金刚石刀具进行 切入，因而成为在对一面进行了划线加工后使双层玻璃板的表面和背 面反转以对其余面进行划线、然后 一起分割两块重叠玻璃板的方法。 由于近年的市场存在显示面板的尺寸大型化的趋势，因而用于面板的 玻璃的大小也呈现越来越大的趋势。因此，用于制造大型玻璃板的搬8运装置复杂化，反转机构变得规模庞大而成为高价设备。因此，在不 反转的情况下从单侧对玻璃板进行划线的方法成为实用且有效的制造 方法。在专利文献4中公开了一种从两块重叠的玻璃的一侧向各玻璃 表面照射紫外激光，在重叠结构的两块玻璃板的表面实施划线的方案。 在该方法中，在玻璃相对激光有透明性、从上部玻璃侧照射激光的情 况下，紫外激光通过上部玻璃到达下部玻璃表面成为必要条件。因此，如果有用于下部玻璃的上面或上部玻璃板背面的金属布线等的金属 膜，那么由于激光照射而使金属膜破损，或者由于金属膜的遮挡激光 光束难以到达下部玻璃板。这样，在两块玻璃之间有介入物的情况下， 以从单侧照射激光光束难以经过上部的玻璃板对下部的玻璃板进行划 线。专利文献l:美国再发行专利第37585号说明书 专利文献2:特开2002-205179号公报 专利文献3:特开2004-351466号公报 专利文献4:特开2005-132694号公报 专利文献5:特开平8-64556号^2>报
技术实现思路
专利技术要解决的课题要解决的课题是，在采用相对于加工物体为透明波长的超短脉冲 激光在与入射侧相反的面(背面)对加工物体实施高精度加工时，在 加工物体内部将小直径的光束掠过比聚光点的焦点深度长的范围设置 在激光的行进方向上。另外，进一步的课题是，提供一种对具有多层基板的结构体仅从 一个基板面侧照射激光就能够分割该结构体的方法。另外，在两块基 板之间具有金属薄膜的结构中，提供使金属薄膜露出的分割方法。另 外，提供一种在两块基板间具有密封部且在密封部内侧形成电子部件 的情况下可以将布线从该电子部件导出到密封部外侧的结构体的分割 方法。解决课题的方案通过使加工物体内部产生自聚束作用，使激光的加工宽度变小， 从而使激光的行进方向的加工距离与通常的烧蚀加工相比特别大，由 此解决上述课题。为解决上述课题，本专利技术提供一种激光加工方法，其中，通过聚 光装置对具有相对于包含第一面以及第二面的被加工物体为透明波长的 超短脉冲激光进行聚光，从第 一面侧照射所述激光以使聚光后的所述激 光的束腰位置形成于所述被加工物体的第一面和第二面之间，通过所述 被加工物体内部的超短脉沖高峰值激光传播的自聚束作用，在所述激光 的行进方向上形成聚光通道，由此在所述聚光通道部形成到达第二面的 空洞或者到达第二面附近的空洞。由此，能够使激光行进方向的加工距 离大于通常的烧蚀加工。在所述激光行进方向的与第二面的交点附近形成有比周围表面凸出 更高的机械强度弱的凸出构造。另外，通过使所述聚光通道形成至第二 面使得所述空洞形成至第二面。另外，通过使所述聚光通道从第一面形 成至第二面使得所述空洞从第一面形成至第二面。另外，通过所述聚光 通道从第一面形成至所述加工物体内部使得所述空洞从第一面形成至所 述加工物体内部。由上述这些方式，能够使激光行进方向的加工距离大于通常的烧蚀(77、、1/一、>3 y )加工。另外，所述被加工物体为两块以上同种或不同种材料的平板状物体 重叠的多层结构。由此，可同时加工两块以上的物体。另外，通过在所述被加工物体的第一面侧设置相对于所述激光波长 为透明的其他物体来改变由所述被加工物体的自聚束作用形成的所述聚 光通道的长度。由此，可以调整激光行进方向的加工距离。另外，通过在所述被加工物体的第一面侧设置相对于所述激光波长 为透明的其他物体，使由所述被加工物体的自聚束作用形成的所述聚光 通道到达第一面。由此，可加工至基4反的表面。另外，通过使以所述聚光装置在所述被加工物体内部聚光的所述超 短脉冲激光沿切割方向以任意的速本文档来自技高网...

【技术保护点】
激光加工方法，其特征在于，通过聚光装置使超短脉冲激光进行聚光，所述超短脉冲激光具有对于包含第一面以及第二面的被加工物体为透明的波长，从第一面侧照射所述激光以使聚光后的所述激光的束腰形成于所述被加工物体的第一面和第二面之间，通过所述被加工物体内部超短脉冲高峰值激光传播的自聚束作用，在所述激光的行进方向上形成聚光通道，由此在所述聚光通道部形成到达第二面的空洞或者到达第二面附近的空洞。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：镰田将尚，住吉哲实，辻川晋，关田仁志，
申请(专利权)人：彩覇阳光株式会社，査目工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]