JP2010070388A - Laser beam machining device and laser beam machining method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To modify and temper the optional range at the inside of a glass object without having an influence of dusting, deformation or the like on the outside of the glass object. <P>SOLUTION: A crack repairing apparatus 100 includes: a laser unit 102 emitting an ultrashort pulse laser beam; and a condensing optical system 104 condensing the laser beam on the inside of a glass substrate 1. The crack repairing apparatus 100, when the irradiation range 2 to be irradiated with the laser beam is decided, controls the relative position between the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 in such a manner that the focus of the condensing optical system 104 is positioned in the irradiation range 2. The laser unit 102 emits the laser beam in a state where the relative position is controlled in such a manner that the inside of the glass substrate 1 is melted in the irradiation range 2. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、レーザ光を用いてガラス物体を加工する技術に関する。   The present invention relates to a technique for processing a glass object using laser light.

ガラスは広く工業製品に利用されており、ガラス物体を加工するための様々な技術も知られている。例えば、レーザ光を用いてガラス基板を割断するレーザダイシング技術が知られている。   Glass is widely used in industrial products, and various techniques for processing glass objects are also known. For example, a laser dicing technique for cleaving a glass substrate using laser light is known.

しかし、レーザダイシング技術は、加熱によるクラック(ひび割れ)の発生のしやすさの証左でもある。そして、一般には、望まないクラックは各種の問題を引き起こす原因である。従来、ガラスの溶融溶接は、加熱によるクラックの発生をともなうために一般の条件下では実用不能な加工方法である、と考えられていた。   However, the laser dicing technique also proves the ease of occurrence of cracks due to heating. In general, undesired cracks cause various problems. Conventionally, it has been considered that glass fusion welding is a processing method that is not practical under general conditions because it involves the generation of cracks due to heating.

ところが近年、パルス幅がフェムト秒(fs)乃至ピコ秒(ps)のオーダーであるような超短パルスレーザ光を用いたガラスの溶融溶接技術が知られるようになった(例えば、非特許文献1を参照。)。超短パルスレーザを用いることで、クラックの発生をともなわずに、ガラス板同士を溶融溶接することが可能である。また、超短パルスレーザが照射された領域のガラスは、改質されて強度が増す。   However, in recent years, a technique for melting and welding glass using an ultrashort pulse laser beam having a pulse width on the order of femtosecond (fs) to picosecond (ps) has been known (for example, Non-Patent Document 1). See). By using an ultrashort pulse laser, it is possible to melt weld glass plates without generating cracks. In addition, the glass in the region irradiated with the ultrashort pulse laser is modified to increase the strength.

このように、ガラスの加工技術には様々なものがあり、様々な分野でガラスを用いた製品が製造されている。しかしながら、依然として、製造工程における機械的衝撃などによってチップ(欠け)またはクラックが発生するのを完全に抑制することは難しい。また、機械的衝撃以外にも熱ストレスなどが原因でクラックが発生することは避けがたい。そして、チップが成長してクラックとなる可能性もあり、クラックが成長して製造途中の製品が完全に割れてしまう可能性もある。   As described above, there are various glass processing techniques, and products using glass are manufactured in various fields. However, it is still difficult to completely suppress the occurrence of chips (chips) or cracks due to mechanical impacts in the manufacturing process. In addition to mechanical impact, it is unavoidable that cracks are caused by thermal stress. The chip may grow and become a crack, and the crack may grow and the product being manufactured may be completely broken.

そこで、チップまたはクラックに関して、発生を防ぎ、発生後には成長を抑制し、可能なら修正するための各種の対策が求められる。
例えば、近年では、薄板ガラスを基板として用いた薄型表示装置が広く製造されている。薄型表示装置は一般にフラットパネルディスプレイ(FPD;Flat Panel Display)と呼ばれる。FPDには、液晶ディスプレイ(LCD;Liquid Crystal Display)、プラズマディスプレイパネル(PDP;Plasma Display Panel)、有機EL(ElectroLuminescence)ディスプレイ、表面電界ディスプレイ(SED;Surface-conduction Electron-emitter Display)などがある。
Therefore, various measures are required to prevent occurrence of chips or cracks, suppress growth after the occurrence, and correct if possible.
For example, in recent years, thin display devices using thin glass as a substrate have been widely manufactured. The thin display device is generally called a flat panel display (FPD). The FPD includes a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic EL (ElectroLuminescence) display, and a surface-conduction electron-emitter display (SED).

近年、FPD用の「マザーガラス」と呼ばれるガラス基板の大型化は著しく、クラックへの対策の重要性が増している。その理由は下記のとおりである。
第1に、何らかの原因で生じたクラックが成長してガラス基板が割れてしまうと、1枚のガラス基板から製造するはずだった複数枚のディスプレイパネルのすべてを廃棄せざるを得ない。近年はガラス基板および個々のディスプレイパネルが大型化しており、それにともなって価格も高価になっている。よって、高単価の材料であるガラス基板の損失という意味からも、本来販売して利益を得るはずだった個々のディスプレイパネルの損失という意味からも、ガラス基板が割れたときの金銭的損失が大きい。
In recent years, the size of glass substrates called “mother glass” for FPDs has increased significantly, and the importance of countermeasures against cracks has increased. The reason is as follows.
First, if a crack generated for some reason grows and the glass substrate breaks, all of the plurality of display panels that should have been manufactured from one glass substrate must be discarded. In recent years, glass substrates and individual display panels have become larger, and the price has increased accordingly. Therefore, both the loss of the glass substrate, which is a high-priced material, and the loss of individual display panels that were originally supposed to be profitable, the monetary loss when the glass substrate breaks is large. .

第2に、ガラス基板が割れるときには一般に細かい粒子が飛散するが、FPDの製造において粉塵は、表示不良をもたらす原因であり、避けねばならない。よって、1枚のガラス基板が製造途中に割れると、生産ラインを止めて、クリーンルームおよびFPD製造装置などの各種装置を清掃しなくてはならない。清掃にかかる労力は多大である。また、割れたガラス基板と同じ室内で製造中だった他のガラス基板は、飛散した粒子が付着しているので廃棄せざるを得ない。   Secondly, fine particles are generally scattered when the glass substrate is cracked. However, in the manufacture of FPD, dust is a cause of display defects and must be avoided. Therefore, if one glass substrate breaks during production, the production line must be stopped and various devices such as a clean room and an FPD production device must be cleaned. The labor required for cleaning is great. In addition, other glass substrates that are being manufactured in the same room as the broken glass substrate must be discarded because scattered particles are attached.

第3に、クリーンルームと各種装置を清掃し、生産ラインが復旧するまでには長時間を要する。すなわち、生産ラインを止めることによって、本来製造することができたはずの製品の製造が不可能になり、機会損失も大きい。   Third, it takes a long time to clean the clean room and various devices and restore the production line. That is, by stopping the production line, it becomes impossible to manufacture a product that could have been originally manufactured, resulting in a large opportunity loss.

第4に、上記の第1〜第3の理由から、ガラス基板が完全に割れてしまうことは可能な限り避けるべきであり、そのため、予防的にガラス基板の廃棄が行われることがある。例えば、まだ割れてはいないがクラックが生じているガラス基板は、割れる可能性が高いので、次工程に送らずに廃棄することがある。予防的に廃棄されるガラス基板についても、当然、第1の理由と同様の金銭的損失が生じる。   Fourth, for the first to third reasons described above, it is necessary to avoid the glass substrate from being completely broken as much as possible. For this reason, the glass substrate may be discarded prophylactically. For example, a glass substrate that has not yet broken but has cracked is likely to break, and may be discarded without being sent to the next step. As a matter of course, a monetary loss similar to that of the first reason also occurs for a glass substrate that is discarded proactively.

このような種々の理由から、FPDの製造過程においては、たとえクラックが発生してもガラス基板全体が割れてしまわないように、クラックを修復することが求められる。
例えば、ガラス基板の少なくとも一方の面に予め修復用金属膜を形成しておき、このガラス基板にクラックが生じた場合に、修復用金属膜を介してクラック発生部にレーザ光を照射して該クラック発生部のガラスを溶融し、クラックを修復することもできる(例えば、特許文献1を参照。)。
For these various reasons, in the FPD manufacturing process, it is required to repair the crack so that the entire glass substrate does not break even if a crack occurs.
For example, a repair metal film is formed in advance on at least one surface of a glass substrate, and when a crack occurs in the glass substrate, the crack generation portion is irradiated with laser light through the repair metal film. It is also possible to melt the crack generating glass and repair the crack (for example, see Patent Document 1).

また、例えば、液晶を挟んで互いに対向する一対のガラス基板を有する液晶表示装置において、一対のガラス基板の側端面に、レーザ光の照射によって熱処理を加えることができる。ガラス基板の側端面には、液晶パネルの製造過程においてクラックが生じることがあるが、熱処理によって基板側面の適所を溶解することによりそのクラックを消滅することができる(例えば、特許文献2を参照。)。
宮本勇「超短パルスレーザによるガラスの新しい溶融溶接技術」、日本機械学会誌、2007年11月、第110巻、第1068号、853〜855ページ 特開2006−206372号公報 特開平10−111497号公報
For example, in a liquid crystal display device including a pair of glass substrates facing each other with a liquid crystal interposed therebetween, heat treatment can be applied to the side end surfaces of the pair of glass substrates by laser light irradiation. Although cracks may occur on the side end surfaces of the glass substrate during the manufacturing process of the liquid crystal panel, the cracks can be eliminated by dissolving an appropriate position on the side surface of the substrate by heat treatment (see, for example, Patent Document 2). ).
Isamu Miyamoto “New Melt Welding Technology of Glass with Ultrashort Pulse Laser”, Journal of the Japan Society of Mechanical Engineers, November, 110, 1068, 853-855 JP 2006-206372 A JP 10-1111497 A

しかしながら、修復用金属膜の形成は、製造工程数の増加をもたらし、また、修復用金属膜の剥離による発塵を招くおそれがある。
また、側端面からのレーザ光の照射では、側端面から離れた箇所まで進行したクラックの先端付近に十分な熱処理を加えることは難しい。よって、クラックの先端が熱処理されずに残り、そこからクラックが成長するおそれがある。逆に言えば、クラックの先端付近に十分な熱処理を加えるには、高出力でレーザ光を照射する必要があり、側端面付近での熱変形などの熱による各種の影響が懸念される。
However, the formation of the repair metal film leads to an increase in the number of manufacturing steps, and may cause dust generation due to peeling of the repair metal film.
In addition, with laser light irradiation from the side end face, it is difficult to apply sufficient heat treatment to the vicinity of the tip of the crack that has progressed to a location far from the side end face. Therefore, the tip of the crack remains without being heat-treated, and the crack may grow from there. In other words, it is necessary to irradiate laser light at a high output in order to perform sufficient heat treatment near the tip of the crack, and there is a concern about various influences due to heat such as thermal deformation near the side end face.

そこで本発明の目的は、発塵や変形などの、ガラス物体の外側への影響がないように、ガラス物体の内部の任意の範囲を改質して強化する装置および方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide an apparatus and method for modifying and strengthening an arbitrary range inside a glass object so that the outside of the glass object, such as dust generation and deformation, is not affected. .

本発明の一態様によればレーザ加工装置が提供され、本発明の他の態様によれば前記レーザ加工装置が実行する方法が提供される。
前記レーザ加工装置は、レーザ光を用いてガラス物体を加工するレーザ加工装置であって、射出手段と集光光学系と決定手段と制御手段とを備える。
According to one aspect of the present invention, a laser processing apparatus is provided, and according to another aspect of the present invention, a method performed by the laser processing apparatus is provided.
The laser processing apparatus is a laser processing apparatus that processes a glass object using laser light, and includes an emission unit, a condensing optical system, a determination unit, and a control unit.

前記射出手段は、前記レーザ光をレーザ光源から射出する。
前記集光光学系は、前記レーザ光源から射出された前記レーザ光を前記ガラス物体の内部に集光する。
The emission means emits the laser light from a laser light source.
The condensing optical system condenses the laser light emitted from the laser light source inside the glass object.

前記決定手段は、前記ガラス物体の前記内部において前記レーザ光を照射すべき照射範囲を決定するための手段である。
前記制御手段は、前記集光光学系の焦点が、前記決定手段が決定した前記照射範囲に位置するように、前記集光光学系と前記ガラス物体との相対位置を制御する。
The determining means is a means for determining an irradiation range in which the laser light is to be irradiated inside the glass object.
The control unit controls a relative position between the condensing optical system and the glass object so that a focal point of the condensing optical system is located in the irradiation range determined by the determining unit.

そして、前記射出手段は、前記レーザ光の前記照射範囲への照射により前記照射範囲において前記ガラス物体の前記内部を溶融させるように、前記制御手段によって前記相対位置が制御された状態で前記レーザ光を前記レーザ光源から射出する。   The emission means is configured to emit the laser light in a state in which the relative position is controlled by the control means so that the inside of the glass object is melted in the irradiation range by irradiation of the laser light to the irradiation range. Are emitted from the laser light source.

本発明によれば、ガラス物体の内部に決定された照射範囲に集光光学系の焦点が位置した状態でレーザ光が照射される。よって、焦点の合っていないガラス物体の外面にレーザ光が与える影響はごくわずかである。また、本発明では、金属膜等の補助的な物質を利用していないので、発塵のおそれもない。   According to the present invention, the laser beam is irradiated in a state where the focal point of the condensing optical system is located in the irradiation range determined inside the glass object. Therefore, the influence of the laser beam on the outer surface of the out-of-focus glass object is negligible. Further, in the present invention, since no auxiliary substance such as a metal film is used, there is no risk of dust generation.

また、本発明によれば、集光光学系とガラス物体との相対位置が制御されるので、例えば側端面といった特定の箇所のみからしかレーザ光の照射が行われない場合と比較して、加工可能な範囲の自由度が高い。   In addition, according to the present invention, since the relative position between the condensing optical system and the glass object is controlled, processing is performed in comparison with a case where laser light irradiation is performed only from a specific location such as a side end surface. High degree of freedom in the possible range.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら次の順序で詳細に説明する。
まず、いくつか前提条件について述べてから、FPD用のガラス基板に生じたクラックを修正するクラック修正装置に関する第1実施形態について、図1〜図5を参照して説明する。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail in the following order with reference to the drawings.
First, after describing some preconditions, a first embodiment relating to a crack correcting apparatus for correcting a crack generated in a glass substrate for FPD will be described with reference to FIGS.

その後、第1実施形態のクラック修正装置の各部の配置を変形した第2実施形態について、図6を参照して説明する。さらに、第1および第2実施形態におけるレーザ照射の様々なパターンについて、図7〜図10を参照して説明する。最後に、その他の様々な実施形態について説明する。なお、同様の構成要素には同じ参照符号を付して、適宜説明を省略する。   Then, 2nd Embodiment which changed the arrangement | positioning of each part of the crack correction apparatus of 1st Embodiment is described with reference to FIG. Furthermore, various patterns of laser irradiation in the first and second embodiments will be described with reference to FIGS. Finally, various other embodiments will be described. In addition, the same referential mark is attached | subjected to the same component and description is abbreviate | omitted suitably.

さて、第1実施形態は、FPD用のガラス基板に生じたクラックの修正に関する実施形態である。すなわち、第1実施形態において、加工すべきガラス物体は、FPD用のガラス基板であり、「加工」の種類は、クラックを修正するための加工である。なお、FPDは複数の工程を経て製造されるが、第1実施形態によるクラックの修正は、任意の段階で行うことができる。   The first embodiment is an embodiment relating to correction of a crack generated in a glass substrate for FPD. That is, in the first embodiment, the glass object to be processed is a glass substrate for FPD, and the type of “processing” is processing for correcting a crack. In addition, although FPD is manufactured through a several process, the correction of the crack by 1st Embodiment can be performed in arbitrary steps.

以下では特に断らない限り、クラックの「修正」とは、クラックの一部または全部を消滅させることだけではなく、クラックがさらに成長するのを抑止するための加工も含むものとする。   In the following description, unless otherwise specified, “correction” of a crack includes not only the disappearance of a part or all of the crack, but also a process for suppressing further growth of the crack.

また、以下では「ガラス基板」は、表面すなわち上面に回路パターンなどが形成されたものも、まだ回路パターンが形成されていないものも含む。説明の簡単化のため、ガラス基板は薄板状であり、回路パターンを形成すべき表面が長方形であると仮定する。そして、長方形の互いに直交する2辺の方向の座標軸をx軸およびy軸とし、ガラス基板の厚み方向の座標軸をz軸とする。   In the following description, the “glass substrate” includes a substrate on which a circuit pattern or the like is formed on the surface, that is, an upper surface, and a substrate on which a circuit pattern is not yet formed. For simplicity of explanation, it is assumed that the glass substrate is thin and the surface on which the circuit pattern is to be formed is rectangular. The coordinate axes in the directions of two sides of the rectangle orthogonal to each other are taken as the x-axis and the y-axis, and the coordinate axes in the thickness direction of the glass substrate are taken as the z-axis.

FPDには様々な種類があるが、第1実施形態におけるガラス基板は、どの種類のFPDのガラス基板であってもよい。例えば、LCD用や有機ELディスプレイ用には約0.7mmの厚みのガラス基板が広く使われ、PDP用には約1.4mmの厚みのガラス基板が広く使われている。また、ガラス基板の縦と横の寸法も様々である。しかし、いずれの種類のガラス基板に対しても、本実施形態のクラック修正装置100によるクラックの修正が可能である。   Although there are various types of FPDs, the glass substrate in the first embodiment may be any type of FPD glass substrate. For example, a glass substrate having a thickness of about 0.7 mm is widely used for LCDs and organic EL displays, and a glass substrate having a thickness of about 1.4 mm is widely used for PDPs. Also, the vertical and horizontal dimensions of the glass substrate are various. However, any type of glass substrate can be corrected for cracks by the crack correcting apparatus 100 of the present embodiment.

また、以下の説明における「ユーザ」は、例えばFPD製造工場においてクラックの修正工程を担当する職員などである。
以下、第1実施形態における装置の構成および動作について詳細に説明する。
The “user” in the following description is, for example, a staff member in charge of a crack correction process in an FPD manufacturing factory.
Hereinafter, the configuration and operation of the apparatus according to the first embodiment will be described in detail.

図1は、第1実施形態によるクラック修正装置100の構成図である。クラック修正装置100は、ガラス基板1を載置するステージ101と、ガラス基板1にレーザ光を照射するためのレーザーユニット102を備える。レーザーユニット102は、図3に示すレーザ光源115からレーザ光を射出する射出手段として機能し、射出のタイミングの制御や、射出するレーザ光の断面形状の制御なども行う。   FIG. 1 is a configuration diagram of a crack correcting apparatus 100 according to the first embodiment. The crack correcting apparatus 100 includes a stage 101 on which the glass substrate 1 is placed, and a laser unit 102 for irradiating the glass substrate 1 with laser light. The laser unit 102 functions as an emission unit that emits laser light from the laser light source 115 illustrated in FIG. 3, and performs control of emission timing, cross-sectional shape of the emitted laser light, and the like.

また、クラック修正装置100は、ステージ移動機構103も備えている。ステージ移動機構103は、ガラス基板1内部の任意の範囲にレーザ光を照射することができるようにするため、かつ、ガラス基板1の任意の位置を観察面とするための機構である。ステージ移動機構103は、レーザーユニット102からガラス基板1までレーザ光を導く光学系と、ガラス基板1との相対位置を、x方向およびy方向に移動させる機能を有する。   The crack correcting apparatus 100 also includes a stage moving mechanism 103. The stage moving mechanism 103 is a mechanism for making it possible to irradiate laser light to an arbitrary range inside the glass substrate 1 and for setting an arbitrary position of the glass substrate 1 as an observation surface. The stage moving mechanism 103 has a function of moving the relative position between the glass substrate 1 and the optical system that guides the laser light from the laser unit 102 to the glass substrate 1 in the x direction and the y direction.

なお、一般には、ガラス基板1、クラック修正装置100、および後述する不図示のクラック検出装置のそれぞれを基準とした異なる3つの座標系が存在する。そして、例えばクラック検出装置とクラック修正装置100など、異なる装置間でやり取りされる座標のデータは、ガラス基板1を基準とした座標系により表される。そして、ガラス基板1、クラック検出装置、およびクラック修正装置100にはそれぞれ、歪み、たわみ、および反りがある。   In general, there are three different coordinate systems based on the glass substrate 1, the crack correcting device 100, and a crack detecting device (not shown) described later. For example, coordinate data exchanged between different devices such as the crack detection device and the crack correction device 100 is represented by a coordinate system based on the glass substrate 1. The glass substrate 1, the crack detection device, and the crack correction device 100 have distortion, deflection, and warpage, respectively.

そのため、一般には、座標系間での座標の変換には、何らかの補正が必要である。しかし、本実施形態では座標系変換のための任意の補正手法を利用することができるので、以下では、座標系変換の誤差の影響はないものとして説明する。   Therefore, in general, some correction is required for the conversion of coordinates between coordinate systems. However, since an arbitrary correction method for coordinate system conversion can be used in the present embodiment, the following description will be given assuming that there is no influence of coordinate system conversion errors.

すなわち、図1に示したxyz座標系は、上記のとおりガラス基板1を基準として各座標軸の方向が定められている。クラック修正装置100は、実際には、クラック修正装置100自体を基準とした、xyz座標系とは異なる座標系に基づいて位置の認識などを行う。しかし、適切な補正が行われるという前提のもとでは、座標系変換による誤差の影響なしに、クラック修正装置100がxyz座標系にしたがって位置を認識し、所望の位置への相対移動を行うことができる。したがって、以下では、座標系としてxyz座標系のみを示す。   That is, in the xyz coordinate system shown in FIG. 1, the direction of each coordinate axis is determined based on the glass substrate 1 as described above. In practice, the crack correcting device 100 recognizes the position based on a coordinate system different from the xyz coordinate system with reference to the crack correcting device 100 itself. However, on the premise that appropriate correction is performed, the crack correcting apparatus 100 recognizes the position according to the xyz coordinate system and performs relative movement to a desired position without being affected by errors due to coordinate system conversion. Can do. Therefore, in the following, only the xyz coordinate system is shown as the coordinate system.

ここで、クラック修正装置100の構成の説明に戻ると、クラック修正装置100は、さらに集光光学系104を備える。集光光学系104は、レーザーユニット102が備える不図示のレーザ光源から射出されたレーザ光を、ガラス基板1の内部に集光する光学系であり、対物レンズおよびその他の光学素子を備える。   Here, returning to the description of the configuration of the crack correcting apparatus 100, the crack correcting apparatus 100 further includes a condensing optical system 104. The condensing optical system 104 is an optical system that condenses laser light emitted from a laser light source (not shown) included in the laser unit 102 inside the glass substrate 1, and includes an objective lens and other optical elements.

対物レンズの光軸はz軸に平行であり、集光光学系104とガラス基板1とのz方向の相対位置は調節可能である。よって、ガラス基板1内部の任意の深さに対物レンズの焦点を設定することができる。   The optical axis of the objective lens is parallel to the z axis, and the relative position in the z direction between the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 can be adjusted. Therefore, the focus of the objective lens can be set to an arbitrary depth inside the glass substrate 1.

また、第1実施形態においてレーザーユニット102からガラス基板1までレーザ光を導く光学系は、ミラー105と、レーザ光をガラス基板1の内部で結像させるための結像レンズ106と、ビームスプリッタ107と、上記集光光学系104とを含む。   In the first embodiment, an optical system for guiding laser light from the laser unit 102 to the glass substrate 1 includes a mirror 105, an imaging lens 106 for imaging the laser light inside the glass substrate 1, and a beam splitter 107. And the condensing optical system 104.

さらに、クラック修正装置100は、修正すべきクラックや修正の結果などをユーザが観察するための観察系108も備えている。詳しくは図3とともに後述するが、観察系108は、例えば撮像部120と表示部121を含む。   Furthermore, the crack correcting apparatus 100 also includes an observation system 108 for a user to observe a crack to be corrected, a correction result, and the like. As will be described in detail later with reference to FIG. 3, the observation system 108 includes, for example, an imaging unit 120 and a display unit 121.

以上のように構成されたクラック修正装置100におけるクラックの修正の概要は以下のとおりである。
まず、ガラス基板1の内部においてレーザ光を照射すべき照射範囲2が決められる。照射範囲2の決定の詳細については後述するが、クラックの修正に適した範囲が照射範囲2として決められる。
The outline of the crack correction in the crack correcting apparatus 100 configured as described above is as follows.
First, an irradiation range 2 to be irradiated with laser light is determined inside the glass substrate 1. Although details of the determination of the irradiation range 2 will be described later, a range suitable for crack correction is determined as the irradiation range 2.

例えば、図1は、ガラス基板1内部の照射範囲2にレーザ光を照射すべきである、と決められた例を示す。照射範囲2は、例えばレーザ光のスポット照射によって照射される範囲であってもよいし、直線状または曲線状の範囲であってもよい。   For example, FIG. 1 shows an example in which it is decided that the irradiation range 2 inside the glass substrate 1 should be irradiated with laser light. The irradiation range 2 may be, for example, a range irradiated by laser beam spot irradiation, or may be a linear or curved range.

照射範囲2が決定されると、集光光学系104の対物レンズの焦点が照射範囲2に位置するように、集光光学系104とガラス基板1との相対位置が、x方向、y方向、およびz方向にそれぞれ制御され、調整される。そして、その状態で、レーザーユニット102がレーザ光をレーザ光源から射出する。   When the irradiation range 2 is determined, the relative position between the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 is set in the x direction, the y direction, and so that the focal point of the objective lens of the condensing optical system 104 is located in the irradiation range 2. And adjusted in the z and z directions, respectively. In this state, the laser unit 102 emits laser light from the laser light source.

すると、レーザーユニット102から射出されたレーザ光は、ミラー105で反射し、結像レンズ106を介してビームスプリッタ107に到達し、ビームスプリッタ107で反射されて集光光学系104に入射する。   Then, the laser light emitted from the laser unit 102 is reflected by the mirror 105, reaches the beam splitter 107 via the imaging lens 106, is reflected by the beam splitter 107, and enters the condensing optical system 104.

ここで、集光光学系104は、対物レンズの焦点が照射範囲2に位置するように既に調整されているので、集光光学系104に入射したレーザ光は、照射範囲2に照射される。クラック修正装置100は、図1に示したとおり、ガラス基板1の表面から、z軸に平行な集光光学系104の光軸に沿って、レーザ光をガラス基板1の内部の照射範囲2に照射するように、各部が配置されている。   Here, since the condensing optical system 104 has already been adjusted so that the focal point of the objective lens is positioned in the irradiation range 2, the laser light incident on the condensing optical system 104 is irradiated on the irradiation range 2. As shown in FIG. 1, the crack correcting apparatus 100 transmits laser light from the surface of the glass substrate 1 to the irradiation range 2 inside the glass substrate 1 along the optical axis of the condensing optical system 104 parallel to the z axis. Each part is arrange | positioned so that it may irradiate.

ガラス基板1に使われたガラスの物性などに応じて、適切な波長および波形のレーザ光を生成するレーザーユニット102が、適切な時間にわたってレーザ光の照射を続けると、照射範囲2においてガラス基板1は溶融する。   When the laser unit 102 that generates laser light having an appropriate wavelength and waveform according to the physical properties of the glass used for the glass substrate 1 continues to irradiate the laser light for an appropriate time, the glass substrate 1 in the irradiation range 2 is obtained. Melts.

例えば、レーザ光の好適な波形として、パルス幅が10ps以下でパルス繰り返し周波数が100kHz〜1MHz程度のパルス波形が挙げられる。パルス幅がfs乃至psのオーダーである超短パルスレーザ光によってガラス物体を溶融することができることは、近年知られるようになってきており、上述のとおり、例えばガラス板同士の溶融溶接に利用されている。本実施形態では、超短パルスレーザ光によるガラス物体の溶融現象を、クラックの修正に利用している。   For example, a suitable waveform of the laser beam includes a pulse waveform having a pulse width of 10 ps or less and a pulse repetition frequency of about 100 kHz to 1 MHz. In recent years, it has become known that glass objects can be melted by ultrashort pulse laser light having a pulse width of the order of fs to ps. As described above, it is used for melting welding of glass plates, for example. ing. In this embodiment, the melting phenomenon of the glass object by the ultrashort pulse laser beam is used for correcting the crack.

例えば10ps以下といった非常に狭いパルス幅のレーザ光を使用することで、レーザ光が照射された箇所から近傍への熱の拡散の影響が非常に小さくなる。したがって、超短パルスレーザ光の使用により、照射範囲2という特定の範囲のみを選択的に加熱し溶融することが可能となる。   For example, by using a laser beam having a very narrow pulse width such as 10 ps or less, the influence of the diffusion of heat from the portion irradiated with the laser beam to the vicinity becomes very small. Therefore, by using the ultrashort pulse laser beam, only a specific range of the irradiation range 2 can be selectively heated and melted.

また、例えば100kHz〜1MHzといった高いパルス繰り返し周波数でレーザ光を照射することにより、照射範囲2内のガラスに熱を効率よく伝えることが可能となる。
なお、集光光学系104の対物レンズは、例えば収差補正が加えられたものが好ましい。なぜなら、エネルギー密度の高い集光点のごく近傍ではガラスの温度が急激に上昇して溶融する一方で、集光点から離れた箇所では温度上昇の影響がほとんどない、といった選択的な加工における対照が、より際立つからである。
In addition, by irradiating laser light at a high pulse repetition frequency of, for example, 100 kHz to 1 MHz, heat can be efficiently transferred to the glass in the irradiation range 2.
Note that the objective lens of the condensing optical system 104 is preferably, for example, an aberration corrected. The contrast in selective processing is that the temperature of the glass rapidly rises and melts in the immediate vicinity of the condensing point where the energy density is high, while there is almost no influence of the temperature rise at a location far from the condensing point. Because it stands out more.

レーザ光の強度、パルス幅、パルス繰り返し周波数、照射時間、および波長などは、例えば実験によって調べた適切な値とすることが好ましい。
レーザ光の照射によって溶融した照射範囲2内のガラスは改質され、強化される。また、照射範囲2内にクラックによる約10μm以下の幅の微小な空隙があった場合、溶融したガラスによって空隙がふさがれる。したがって、照射範囲2の溶融により、クラックの成長を抑制し、クラックの少なくとも一部を消滅させることが可能であり、換言すれば、上記で定義した意味においてクラックを「修正」することができる。
The intensity, pulse width, pulse repetition frequency, irradiation time, wavelength, and the like of the laser light are preferably set to appropriate values that have been examined through experiments, for example.
The glass in the irradiation range 2 melted by the laser beam irradiation is modified and strengthened. Further, when there is a minute gap having a width of about 10 μm or less due to a crack in the irradiation range 2, the gap is blocked by the molten glass. Therefore, by melting the irradiation range 2, it is possible to suppress the growth of cracks and eliminate at least part of the cracks. In other words, the cracks can be “corrected” in the sense defined above.

また、ガラス基板1の表面で反射した照明光などの光は、集光光学系104を介してビームスプリッタ107に入射し、ビームスプリッタ107を透過して観察系108に至る。ユーザは、観察系108を介してガラス基板1の状態を表面から観察することができる。つまり、ビームスプリッタ107は、レーザ光の光路と観察系108の光軸とを、加工対象であり観察対象でもあるガラス基板1上で一致させる。   Further, light such as illumination light reflected from the surface of the glass substrate 1 enters the beam splitter 107 via the condensing optical system 104, passes through the beam splitter 107, and reaches the observation system 108. The user can observe the state of the glass substrate 1 from the surface via the observation system 108. That is, the beam splitter 107 matches the optical path of the laser beam and the optical axis of the observation system 108 on the glass substrate 1 that is a processing target and an observation target.

続いて、修正の対象であるガラス基板1の具体例を、図2とあわせて説明する。
図2は、クラックとチップの発生したガラス基板の例を示す上面図である。すなわち、図2において垂直方向の軸がx軸、水平方向の軸がy軸、紙面を貫く軸がz軸である。
Next, a specific example of the glass substrate 1 to be corrected will be described with reference to FIG.
FIG. 2 is a top view showing an example of a glass substrate in which cracks and chips are generated. That is, in FIG. 2, the vertical axis is the x-axis, the horizontal axis is the y-axis, and the axis passing through the page is the z-axis.

図2のガラス基板1は、4枚のパネルを製造するためのもので、図2は各パネルに対応した4つのパネル領域4a〜4dの長方形を含む。図2では、図示の都合上、クラックおよびチップを大きく表現している。   The glass substrate 1 of FIG. 2 is for manufacturing four panels, and FIG. 2 includes rectangles of four panel regions 4a to 4d corresponding to each panel. In FIG. 2, cracks and chips are greatly represented for the convenience of illustration.

例えば、ガラス基板1をステージ101上に位置決めする際の機械的な衝撃や、ガラス基板1をステージ101上で保持するためにクランプで挟むことなどが原因で、ガラス基板1にはチップ5aや5bなどが生じることがある。そして、チップ5bから延びているクラック3aとして図示したように、一旦生じたチップからは、クラックが成長することがある。もちろん、チップの発生以外の要因によってクラックが生じることもある。   For example, the glass substrate 1 may have chips 5a and 5b due to mechanical impacts when positioning the glass substrate 1 on the stage 101 or clamping the glass substrate 1 to hold it on the stage 101. May occur. Then, as illustrated as a crack 3a extending from the chip 5b, a crack may grow from the chip once generated. Of course, cracks may occur due to factors other than the generation of chips.

例えば、クラック3bのように、どのパネル領域4a〜4dとも重ならないクラックは、今すぐ直接にFPD製品の品質劣化を引き起こすものではない。しかし、クラック3bは、成長して例えばパネル領域4bに至ってパネルの不良の原因となる可能性もあり、最悪の場合はガラス基板1が割れる原因となる可能性もある。したがって、クラックの発生が検出されたら、発生場所や大きさによらず修正することが望ましい。   For example, a crack that does not overlap any of the panel regions 4a to 4d, such as the crack 3b, does not directly cause the quality deterioration of the FPD product. However, the crack 3b may grow to, for example, reach the panel region 4b and cause a panel failure. In the worst case, the crack 3b may cause the glass substrate 1 to break. Therefore, if the occurrence of a crack is detected, it is desirable to correct it regardless of the location and size.

また、検出のタイミングによっては、既にパネル領域4bにまで進行した状態でクラック3cが検出されることもある。この場合も、クラック3cの修正は決して手遅れではない。   Further, depending on the detection timing, the crack 3c may be detected in a state where the panel region 4b has already been advanced. In this case, the correction of the crack 3c is not too late.

つまり、クラック3cによってパネル領域4bは損傷されているが、パネル領域4a、4cおよび4dはまだ損傷されていない。そこで、ガラス基板1から3枚のパネルだけでも製造すれば、金銭的損失を最小限に食い止めることができる。そのためには、ガラス基板1が割れてしまうことを防ぐ必要があり、具体的にはクラック3cを修正し、クラック3cの進行を阻止することが必要である。すなわち、クラックの進行の度合いによらず、検出したクラックを修正することが、歩留まり向上に寄与する。   That is, the panel region 4b is damaged by the crack 3c, but the panel regions 4a, 4c and 4d are not yet damaged. Therefore, if only three panels are manufactured from the glass substrate 1, monetary loss can be minimized. For that purpose, it is necessary to prevent the glass substrate 1 from being broken. Specifically, it is necessary to correct the crack 3c and prevent the crack 3c from proceeding. That is, correcting the detected crack contributes to yield improvement regardless of the degree of progress of the crack.

このように、第1実施形態は、様々な状態のクラックの修正を対象としている。以下では、クラック修正装置100のより詳細な機能と動作について説明する。
図3は、第1実施形態によるクラック修正装置100の機能ブロック図であり、図1をより詳細に表した図である。図3には、図1と同様にガラス基板1、ステージ101、レーザーユニット102、ステージ移動機構103、集光光学系104、ミラー105、結像レンズ106、ビームスプリッタ107、および観察系108が示されている。
As described above, the first embodiment is intended for correction of cracks in various states. Below, the more detailed function and operation | movement of the crack correction apparatus 100 are demonstrated.
FIG. 3 is a functional block diagram of the crack correcting apparatus 100 according to the first embodiment, and is a diagram showing FIG. 1 in more detail. 3 shows the glass substrate 1, the stage 101, the laser unit 102, the stage moving mechanism 103, the condensing optical system 104, the mirror 105, the imaging lens 106, the beam splitter 107, and the observation system 108 as in FIG. Has been.

また、図3では、レーザーユニット102からガラス基板1へ至る光路上の光学系が、機能に応じてレーザ光学系109、観察光学系110、集光光学系104、と分類されている。レーザー光学系109は、図1にも示したミラー105および結像レンズ106を含む。   In FIG. 3, the optical system on the optical path from the laser unit 102 to the glass substrate 1 is classified into a laser optical system 109, an observation optical system 110, and a condensing optical system 104 according to functions. The laser optical system 109 includes the mirror 105 and the imaging lens 106 also shown in FIG.

また、クラック修正装置100は、各部を制御する制御部111を備える。制御部111は、汎用的なコンピュータにより実現することもでき、専用のハードウェア回路により実現することもできる。   Moreover, the crack correction apparatus 100 is provided with the control part 111 which controls each part. The control unit 111 can be realized by a general-purpose computer or can be realized by a dedicated hardware circuit.

例えば、制御部111を実現するコンピュータは、CPU(Central Processing Unit)と、プログラムなどを格納するROM(Read Only Memory)と、作業領域として使われるRAM(Random Access Memory)と、ハードディスク装置などの外部記憶装置とを備え、これらの要素はバスで互いに接続されている。コンピュータはさらに、コンピュータ読み取り可能な可搬型記憶媒体の駆動装置を備えていてもよい。ROM、ハードディスク装置、または駆動装置にセットされた可搬型記憶媒体に格納されたプログラムを、CPUがRAMにロードして実行することにより、後述の制御部111内の各部の機能が実現される。   For example, a computer that implements the control unit 111 includes a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory) that stores programs, a RAM (Random Access Memory) that is used as a work area, and an external device such as a hard disk device. These elements are connected to each other by a bus. The computer may further include a drive device for a computer-readable portable storage medium. When the CPU loads the program stored in the portable storage medium set in the ROM, the hard disk device, or the drive device to the RAM and executes it, the functions of the respective units in the control unit 111 described later are realized.

図3に示すように、クラック修正装置100はさらに、ユーザからのデータ入力を受け付けるためのデータ入力部112、および外部の装置との通信を行うための通信部113を備える。例えば、コンピュータが制御部111を実現する場合、データ入力部112は、コンピュータが備える、マウスまたはタッチパネルなどのポインティングデバイス、キーボード、マイクなどの1種以上の入力装置であってもよい。また、通信部113は、制御部111を実現するコンピュータが備える、有線または無線による通信インターフェイスであってもよい。   As shown in FIG. 3, the crack correcting apparatus 100 further includes a data input unit 112 for receiving data input from a user and a communication unit 113 for communicating with an external device. For example, when the computer implements the control unit 111, the data input unit 112 may be one or more types of input devices such as a pointing device such as a mouse or a touch panel, a keyboard, and a microphone that are included in the computer. The communication unit 113 may be a wired or wireless communication interface provided in a computer that implements the control unit 111.

さらに、クラック修正装置100は、クラック修正装置100におけるワークであるガラス基板1の搬入および搬出を行うワーク入れ替え部114を備える。ワーク入れ替え部114は、例えば、先端に把持用のクランプを有するアームを備えた機構であってもよい。あるいは、ステージ101が、空気の噴出によりガラス基板1を浮上させる浮上式ステージである場合は、ワーク入れ替え部114は、空気の噴出を制御することで、ガラス基板1を特定の方向に動かし、ガラス基板1の入れ替えを行う機構であってもよい。   Furthermore, the crack correcting device 100 includes a workpiece replacement unit 114 that carries in and out the glass substrate 1 that is a workpiece in the crack correcting device 100. The workpiece replacement unit 114 may be, for example, a mechanism including an arm having a gripping clamp at the tip. Alternatively, when the stage 101 is a levitation type stage that floats the glass substrate 1 by air ejection, the workpiece replacement unit 114 moves the glass substrate 1 in a specific direction by controlling the air ejection, and the glass A mechanism for replacing the substrate 1 may be used.

また、図1におけるレーザーユニット102は、図3に示すように、レーザ光源115、レーザ発振制御部116、ガイド照明光源117、ビームスプリッタ118、および加工形状設定部119を備える。   The laser unit 102 in FIG. 1 includes a laser light source 115, a laser oscillation control unit 116, a guide illumination light source 117, a beam splitter 118, and a processing shape setting unit 119, as shown in FIG.

レーザ光源115はレーザ光を射出し、レーザ発振制御部116はレーザ光源115におけるレーザ発振を制御する。例えば、レーザ発振制御部116は照射時間および照射タイミングを制御する。レーザ光の強度、パルス幅、パルス繰り返し周波数などは固定されていてもよいが、レーザ発振制御部116が制御してもよい。レーザ光源115の出力は、例えば数mJ程度でもよい。   The laser light source 115 emits laser light, and the laser oscillation control unit 116 controls laser oscillation in the laser light source 115. For example, the laser oscillation control unit 116 controls the irradiation time and irradiation timing. The laser light intensity, pulse width, pulse repetition frequency, and the like may be fixed, but may be controlled by the laser oscillation control unit 116. The output of the laser light source 115 may be about several mJ, for example.

ガイド照明光源117は可視光レーザ光源であり、ユーザが視認しやすいように色味を帯びたガイド照明光を射出する。
ビームスプリッタ118は、レーザ光源115から射出されたレーザ光と、ガイド照明光源117から射出されたガイド照明光との光路を揃えるためのものである。すなわち、レーザ光源115から射出されてビームスプリッタ118を透過したレーザ光と、ガイド照明光源117から射出されてビームスプリッタ118で反射されたガイド照明光は、以後、同一の光路上を進む。
The guide illumination light source 117 is a visible light laser light source, and emits a guide illumination light with a color so that the user can easily recognize it.
The beam splitter 118 is for aligning the optical paths of the laser light emitted from the laser light source 115 and the guide illumination light emitted from the guide illumination light source 117. In other words, the laser light emitted from the laser light source 115 and transmitted through the beam splitter 118 and the guide illumination light emitted from the guide illumination light source 117 and reflected by the beam splitter 118 travel on the same optical path thereafter.

ビームスプリッタ118により光路が揃えられたレーザ光とガイド照明光は、加工形状設定部119に入射する。加工形状設定部119は、入射したレーザ光およびガイド照明光のビーム断面形状を設定する。加工形状設定部119によってビーム断面形状が設定されたレーザ光とガイド照明光は、レーザーユニット102から射出され、ミラー105に入射する。   The laser light and the guide illumination light whose optical paths are aligned by the beam splitter 118 enter the machining shape setting unit 119. The machining shape setting unit 119 sets the beam cross-sectional shapes of the incident laser light and guide illumination light. The laser light and the guide illumination light whose beam cross-sectional shape is set by the processing shape setting unit 119 are emitted from the laser unit 102 and enter the mirror 105.

例えば、加工形状設定部119は、スリットなどの開口を有する部品と、開口の大きさや形状を制御する制御部を含んでもよい。あるいは、加工形状設定部119は、DMD(Digital Micromirror Device)などの空間光変調器と、空間光変調器の制御部とを含んでもよい。   For example, the processing shape setting unit 119 may include a component having an opening such as a slit and a control unit that controls the size and shape of the opening. Alternatively, the processing shape setting unit 119 may include a spatial light modulator such as a DMD (Digital Micromirror Device) and a control unit of the spatial light modulator.

また、図1における観察系108は、図3に示すように、撮像部120と表示部121を備える。
撮像部120は、ビームスプリッタ107を透過した光を受光素子で受けて画像データに変換し、画像データを出力する画像センサである。撮像部120は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)画像センサでもよく、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)画像センサでもよい。また、撮像部120は、モノクロームの輝度画像を撮像するものでも、カラー画像を撮像するものでもよい。撮像部120の受光面は、集光光学系104の光軸に対して垂直である。
The observation system 108 in FIG. 1 includes an imaging unit 120 and a display unit 121 as shown in FIG.
The imaging unit 120 is an image sensor that receives light transmitted through the beam splitter 107 by a light receiving element, converts the light into image data, and outputs the image data. The imaging unit 120 may be, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor) image sensor. Further, the imaging unit 120 may capture a monochrome luminance image or a color image. The light receiving surface of the imaging unit 120 is perpendicular to the optical axis of the condensing optical system 104.

表示部121は、撮像部120から出力された画像データを表示するモニタディスプレイである。例えば、制御部111がコンピュータにより実現される場合、表示部121はコンピュータが備えるモニタディスプレイであってもよい。   The display unit 121 is a monitor display that displays the image data output from the imaging unit 120. For example, when the control unit 111 is realized by a computer, the display unit 121 may be a monitor display included in the computer.

また、観察光学系110は、ビームスプリッタ107と集光光学系104の間に位置し、照明光学系122、ビームスプリッタ123、AF(AutoFocus)ミラー124、焦点補正光学系125、および光学系制御部126を備える。   The observation optical system 110 is located between the beam splitter 107 and the condensing optical system 104, and includes an illumination optical system 122, a beam splitter 123, an AF (AutoFocus) mirror 124, a focus correction optical system 125, and an optical system control unit. 126.

照明光学系122は、観察系108による観察を可能とするための照明光をガラス基板1に当てる。クラック修正装置100の周囲が十分に明るい環境においては、照明光学系122を省略することもできる。   The illumination optical system 122 irradiates the glass substrate 1 with illumination light for enabling observation by the observation system 108. In an environment where the periphery of the crack correcting device 100 is sufficiently bright, the illumination optical system 122 can be omitted.

ビームスプリッタ123は、照明光学系122から照射される照明光を反射して集光光学系104に導く。また、ビームスプリッタ123は、集光光学系104を通過してきたガラス基板1からの光を透過させ、ビームスプリッタ107へと導く。   The beam splitter 123 reflects the illumination light emitted from the illumination optical system 122 and guides it to the condensing optical system 104. The beam splitter 123 transmits the light from the glass substrate 1 that has passed through the condensing optical system 104 and guides it to the beam splitter 107.

AFミラー124は、ガラス基板1の表面と集光光学系104の対物レンズとのz方向の相対位置を決めるためのAF動作において利用される。また、図3のAFミラー124は、ビームスプリッタ123と107を結ぶ光路上に位置しているため、ビームスプリッタ123を透過した光がビームスプリッタ107に到達可能なように、例えば次のように構成されている。   The AF mirror 124 is used in an AF operation for determining the relative position in the z direction between the surface of the glass substrate 1 and the objective lens of the condensing optical system 104. 3 is positioned on the optical path connecting the beam splitters 123 and 107, so that the light transmitted through the beam splitter 123 can reach the beam splitter 107, for example, as follows. Has been.

例えば、AFミラー124は、ビームスプリッタ123とビームスプリッタ107を結ぶ光路上から退避可能な可動式のミラーであってもよい。あるいは、AFミラー124は、ビームスプリッタ123からの入射光の一部を透過させるミラーであってもよく、AF用に特定の波長の光を用いる場合には、ダイクロイックミラーであってもよい。   For example, the AF mirror 124 may be a movable mirror that can be retracted from the optical path connecting the beam splitter 123 and the beam splitter 107. Alternatively, the AF mirror 124 may be a mirror that transmits a part of incident light from the beam splitter 123, and may be a dichroic mirror when light having a specific wavelength is used for AF.

AF動作は次のように行われる。すなわち、集光光学系104を通過してきたガラス基板1からの光は、AFミラー124で反射されると、焦点補正光学系125が備える不図示の検出器で検出される。そして、検出器による検出結果に応じて、焦点補正光学系125は、集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置を移動させることにより、集光光学系104とガラス基板1とのz方向の相対位置を移動させる。   The AF operation is performed as follows. That is, when the light from the glass substrate 1 that has passed through the condensing optical system 104 is reflected by the AF mirror 124, it is detected by a detector (not shown) included in the focus correction optical system 125. Then, in accordance with the detection result by the detector, the focus correction optical system 125 moves the relative position in the z direction between the condensing optical system 104 and the stage 101, so that the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 are moved. The relative position in the z direction is moved.

また、焦点補正光学系125は、AFミラー124を用いたAF動作のほかに、集光光学系104とガラス基板1とのz方向の相対位置を外部からの指定にしたがって移動させる動作も行う。   In addition to the AF operation using the AF mirror 124, the focus correction optical system 125 also performs an operation of moving the relative position in the z direction between the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 in accordance with an external designation.

光学系制御部126は、照明光学系122および焦点補正光学系125を制御する。例えば、光学系制御部126は、照明光の光量、照明角度などを照明光学系122に対して指定してもよい。また、光学系制御部126は、集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置を変化させるための相対移動の量を、焦点補正光学系125に対して指定してもよい。   The optical system control unit 126 controls the illumination optical system 122 and the focus correction optical system 125. For example, the optical system control unit 126 may specify the amount of illumination light, the illumination angle, and the like for the illumination optical system 122. Further, the optical system control unit 126 may specify an amount of relative movement for changing the relative position of the condensing optical system 104 and the stage 101 in the z direction with respect to the focus correction optical system 125.

制御部111は、処理部127、画像処理部128、レーザ制御部129、光学系制御指示部130、およびステージ制御部131を備える。
処理部127は、様々なデータを受け取り、受け取ったデータに基づいて制御部111内の各部を制御する。例えば、処理部127は、データ入力部112からデータを受け取り、通信部113を介して外部の装置からデータを受け取り、画像処理部128から処理結果を受け取る。
The control unit 111 includes a processing unit 127, an image processing unit 128, a laser control unit 129, an optical system control instruction unit 130, and a stage control unit 131.
The processing unit 127 receives various data, and controls each unit in the control unit 111 based on the received data. For example, the processing unit 127 receives data from the data input unit 112, receives data from an external device via the communication unit 113, and receives a processing result from the image processing unit 128.

画像処理部128は、撮像部120が出力した画像データを受け取り、画像データに対して画像認識処理を行い、画像認識処理の結果を処理部127に出力する。
レーザ制御部129は、処理部127による制御に基づいて、レーザーユニット102内の各部を制御する。例えば、レーザ制御部129は、レーザ発振制御部116にレーザ光の照射タイミングなどを指示し、ガイド照明光源117にガイド照明光の照射タイミングなどを指示し、加工形状設定部119にビーム断面形状を指示する。
The image processing unit 128 receives the image data output from the imaging unit 120, performs image recognition processing on the image data, and outputs the result of the image recognition processing to the processing unit 127.
The laser control unit 129 controls each unit in the laser unit 102 based on control by the processing unit 127. For example, the laser control unit 129 instructs the laser oscillation control unit 116 about the irradiation timing of the laser light, instructs the guide illumination light source 117 about the irradiation timing of the guide illumination light, and sets the beam cross-sectional shape to the processing shape setting unit 119. Instruct.

光学系制御指示部130は、処理部127による制御に基づいて、観察光学系110を制御する。具体的には、光学系制御指示部130は、観察光学系110内の光学系制御部126に指示を与えることで、間接的に照明光学系122と焦点補正光学系125を制御する。   The optical system control instruction unit 130 controls the observation optical system 110 based on the control by the processing unit 127. Specifically, the optical system control instruction unit 130 indirectly controls the illumination optical system 122 and the focus correction optical system 125 by giving an instruction to the optical system control unit 126 in the observation optical system 110.

ステージ制御部131は、処理部127による制御に基づいて、ステージ移動機構103を制御する。すなわち、ステージ制御部131は、集光光学系104とガラス基板1とのx方向およびy方向の相対位置を変化させるための制御を行う。ステージ制御部131は、例えば上述のような、ガラス基板1とクラック修正装置100をそれぞれ基準とする2つの座標系間の座標変換なども行う。   The stage control unit 131 controls the stage moving mechanism 103 based on the control by the processing unit 127. That is, the stage control unit 131 performs control for changing the relative positions of the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 in the x direction and the y direction. The stage control unit 131 performs, for example, coordinate conversion between two coordinate systems based on the glass substrate 1 and the crack correcting apparatus 100 as described above.

ガラス基板1はステージ101に保持されているので、集光光学系104とステージ101とのx方向およびy方向の相対位置の変化により、集光光学系104とガラス基板1とのx方向およびy方向の相対位置が変化する。このように、制御部111、光学系制御部126、および焦点補正光学系125は、集光光学系104の焦点が照射範囲2に位置するように集光光学系104とガラス基板1との相対位置を制御する制御手段として機能している。   Since the glass substrate 1 is held by the stage 101, the x direction and y of the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 are changed by the change in the relative position between the condensing optical system 104 and the stage 101 in the x direction and the y direction. The relative position of the direction changes. As described above, the control unit 111, the optical system control unit 126, and the focus correction optical system 125 are relative to each other between the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 so that the focus of the condensing optical system 104 is positioned in the irradiation range 2. It functions as a control means for controlling the position.

なお、集光光学系104とステージ101との相対位置を可変とするために、クラック修正装置100は、例えば以下の(1)、(2)または(3)のように構成されている。
(1)ステージ101は床に対して固定されている。クラック修正装置100は不図示のガントリーを備える。ガントリーは、ステージ101の上方に架かった水平な梁と、ステージ101を挟んで梁を支える2本の支柱を有する。ガントリーはx軸に平行に移動可能であり、梁はy軸に平行である。
In addition, in order to make the relative position of the condensing optical system 104 and the stage 101 variable, the crack correction apparatus 100 is configured as, for example, (1), (2), or (3) below.
(1) The stage 101 is fixed to the floor. The crack correcting device 100 includes a gantry (not shown). The gantry has a horizontal beam that extends over the stage 101 and two columns that support the beam with the stage 101 interposed therebetween. The gantry is movable parallel to the x axis and the beam is parallel to the y axis.

また、図3の集光光学系104、観察光学系110、ビームスプリッタ107、観察系108、レーザー光学系109、レーザーユニット102からなる部分が、1つの光学ユニットにまとめられている。光学ユニットは、梁に沿ってy方向に移動可能なように、ガントリーの梁に取り付けられている。   In addition, a portion including the condensing optical system 104, the observation optical system 110, the beam splitter 107, the observation system 108, the laser optical system 109, and the laser unit 102 in FIG. 3 is combined into one optical unit. The optical unit is attached to the beam of the gantry so as to be movable in the y direction along the beam.

ステージ制御部131による制御にしたがって、ステージ移動機構103がガントリーをx方向に移動させ、光学ユニットをy方向に移動させることにより、集光光学系104とステージ101との相対位置が変化する。その結果、集光光学系104とガラス基板1との相対位置も変化する。
(2)ステージ101は、x方向に関してのみ、床に対して移動可能である。そして、床に対して固定されている点のみが(1)と異なるガントリーを、クラック修正装置100は備えている。また、(1)と同様の光学ユニットが、梁に沿ってy方向に移動可能なように、ガントリーの梁に取り付けられている。
According to the control by the stage controller 131, the stage moving mechanism 103 moves the gantry in the x direction and moves the optical unit in the y direction, so that the relative position between the condensing optical system 104 and the stage 101 changes. As a result, the relative position between the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 also changes.
(2) The stage 101 can move relative to the floor only in the x direction. And the crack correction apparatus 100 is provided with the gantry which only differs in the point fixed with respect to the floor from (1). An optical unit similar to (1) is attached to the beam of the gantry so as to be movable in the y direction along the beam.

ステージ制御部131による制御にしたがって、ステージ移動機構103がステージ101をx方向に移動させ、光学ユニットをy方向に移動させることにより、集光光学系104とステージ101との相対位置が変化する。その結果、集光光学系104とガラス基板1との相対位置も変化する。
(3)x方向およびy方向に関して、集光光学系104が床に対して固定されており、ステージ101はx方向およびy方向に移動可能である。
According to the control by the stage controller 131, the stage moving mechanism 103 moves the stage 101 in the x direction and moves the optical unit in the y direction, so that the relative position between the condensing optical system 104 and the stage 101 changes. As a result, the relative position between the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 also changes.
(3) Regarding the x direction and the y direction, the condensing optical system 104 is fixed to the floor, and the stage 101 is movable in the x direction and the y direction.

ステージ制御部131による制御にしたがって、ステージ移動機構103がステージ101をx方向およびy方向に移動させることにより、集光光学系104とステージ101との相対位置が変化する。その結果、集光光学系104とガラス基板1との相対位置も変化する。   The relative position between the condensing optical system 104 and the stage 101 is changed by the stage moving mechanism 103 moving the stage 101 in the x direction and the y direction according to the control by the stage control unit 131. As a result, the relative position between the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 also changes.

以上、クラック修正装置100の構成について説明した。
続いてクラック修正装置100の動作について説明する。
図4は、第1実施形態におけるクラック修正装置100の動作を示すフローチャートである。図4は1枚のガラス基板1に関するフローチャートである。
The configuration of the crack correcting device 100 has been described above.
Next, the operation of the crack correcting apparatus 100 will be described.
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the crack correcting apparatus 100 in the first embodiment. FIG. 4 is a flowchart relating to one glass substrate 1.

ステップS101において、例えば、データ入力部112がユーザから指示を受け取り、指示の受け取りを契機として、ワーク入れ替え部114にガラス基板1の搬入開始を通知する。搬入開始の契機は、実施形態に応じて、例えば通信部113を介して指示を外部から受け取ることであってもよい。   In step S <b> 101, for example, the data input unit 112 receives an instruction from the user, and notifies the workpiece replacement unit 114 of the start of loading of the glass substrate 1 when the instruction is received. The trigger for starting to carry in may be, for example, receiving an instruction from the outside via the communication unit 113 according to the embodiment.

搬入開始が通知されると、ワーク入れ替え部114は、新たなガラス基板1の搬入を開始する。すなわち、ワーク入れ替え部114は、例えばクランプで挟んだり吸着ヘッドで吸着したりすることによりガラス基板1を把持しながら、ステージ101上の予め決められた基準位置の上までガラス基板1を移動させ、ガラス基板1をステージ101に降ろす。   When the start of loading is notified, the workpiece replacement unit 114 starts loading a new glass substrate 1. That is, the workpiece replacement unit 114 moves the glass substrate 1 to a predetermined reference position on the stage 101 while gripping the glass substrate 1 by holding it with a clamp or sucking with a suction head, for example. The glass substrate 1 is lowered onto the stage 101.

また、ステップS101では、こうしてステージ101上に載置されたガラス基板1に対し位置合わせが行われる。位置合わせは一般に、機械的な位置合わせによる粗調整と、ガラス基板1を撮像した画像を用いた微調整とを含む。また、微調整においては各種の補正が行われる。例えば、上記で説明した座標系変換の誤差を補正するための補正が、この微調整においてなされてもよい。   In step S101, alignment is performed on the glass substrate 1 thus placed on the stage 101. The alignment generally includes rough adjustment by mechanical alignment and fine adjustment using an image obtained by imaging the glass substrate 1. In the fine adjustment, various corrections are performed. For example, correction for correcting the error of the coordinate system conversion described above may be performed in this fine adjustment.

本実施形態では、位置合わせの手法は任意であり、利用可能な任意の補正を利用することができる。よって、以下では位置合わせの誤差の影響はないものとして説明する。
ステップS101ではさらに、不図示のクラック検出装置から、通信部113を介して処理部127が、クラックの疑いがある箇所のデータを受け取る。このデータを以下「入力データ」という。
In the present embodiment, the alignment method is arbitrary, and any available correction can be used. Therefore, in the following description, it is assumed that there is no influence of alignment errors.
In step S101, the processing unit 127 further receives data on a portion suspected of cracking from a crack detection device (not shown) via the communication unit 113. This data is hereinafter referred to as “input data”.

クラック検出装置は、例えば、ガラス基板1を上からラインセンサでスキャンしながら撮像し、ガラス基板1の表面全体の画像を取得する。クラック検出装置は、同様にしてガラス基板1の裏面すなわち下面全体の画像を取得してもよい。   For example, the crack detection device captures an image of the glass substrate 1 while scanning with a line sensor from above, and acquires an image of the entire surface of the glass substrate 1. Similarly, the crack detection apparatus may acquire an image of the entire back surface, that is, the bottom surface of the glass substrate 1.

クラック検出装置は、取得した表面、裏面、または表裏両面の画像に対して画像処理を行うことにより、クラックの疑いのある箇所を検出する。クラック検出装置は、検出したクラックの座標と形状を組にして記憶している。   The crack detection device detects a portion suspected of cracking by performing image processing on the acquired images on the front surface, the back surface, or both the front and back surfaces. The crack detection device stores the coordinates and shape of the detected crack as a set.

クラックを検出するための画像処理は、例えば、エッジ検出処理を含んでもよい。あるいは、クラック検出装置は、クラックのない理想的なガラス基板を表す基準画像と、クラックを検出する対象であるガラス基板1を撮像した画像との差分画像を取得することでクラックを検出してもよい。   Image processing for detecting cracks may include, for example, edge detection processing. Or even if a crack detection apparatus detects a crack by acquiring the difference image of the standard image showing the ideal glass substrate without a crack, and the image which imaged the glass substrate 1 which is the object which detects a crack, Good.

本実施形態のステップS101においてクラック修正装置100が受け取る入力データは、クラック検出装置が上記のようにしてガラス基板1に対して検出して記憶した、1つ以上のクラックそれぞれについての、座標と形状の組からなるデータである。また、本実施形態では、入力データにおけるクラックの座標は、x座標とy座標の組によって2次元的に表現されている。   The input data received by the crack correcting device 100 in step S101 of the present embodiment is the coordinates and shape of each of one or more cracks detected and stored by the crack detecting device with respect to the glass substrate 1 as described above. This data consists of In the present embodiment, the coordinates of the crack in the input data are two-dimensionally expressed by a set of x and y coordinates.

また、クラックの座標は、実施形態によって、クラックの中心、起点、先端など、クラックを代表して表す1つ以上の点の座標であってよい。本実施形態では、クラックの起点の座標を入力データが含むものとする。また、クラックは一般に、ガラス基板1の表面または裏面において、側面と接する辺上の点を起点として発生する。換言すれば、クラックの起点の座標は、ガラス基板1の表面または裏面をなす長方形の4辺のいずれかの上にある。   Further, the coordinates of the crack may be coordinates of one or more points that represent the crack, such as the center, the starting point, and the tip of the crack, depending on the embodiment. In the present embodiment, the input data includes the coordinates of the crack starting point. In general, cracks are generated starting from a point on the side in contact with the side surface on the front or back surface of the glass substrate 1. In other words, the coordinates of the starting point of the crack are on any of the four sides of the rectangle forming the front surface or the back surface of the glass substrate 1.

さらに、実施形態によって、クラック検出装置が記憶する項目および入力データを構成する項目は様々であってよい。例えば、入力データは、クラックの座標のみからなっていてもよく、あるいは、クラックの識別子や種別など、他の項目をさらに含んでいてもよい。   Furthermore, the items that the crack detection device stores and the items that constitute the input data may vary depending on the embodiment. For example, the input data may consist only of the coordinates of the crack, or may further include other items such as the identifier and type of the crack.

ステップS101では続いて、処理部127が、受け取った入力データのうち1つのクラックについてのデータを選択する。そして、処理部127は、選択したクラックの座標が観察系108による観察視野に入るように、x方向およびy方向の相対移動を行うよう、ステージ制御部131に指示する。   Subsequently, in step S101, the processing unit 127 selects data for one crack from the received input data. Then, the processing unit 127 instructs the stage control unit 131 to perform relative movement in the x direction and the y direction so that the coordinates of the selected crack are within the observation field of view by the observation system 108.

例えば、上記のとおり本実施形態では入力データがクラックの起点の座標を含む。そこで、処理部127は、選択したクラックの起点が観察視野の中心となるよう、ステージ制御部131に指示する。   For example, as described above, in the present embodiment, the input data includes the coordinates of the crack starting point. Therefore, the processing unit 127 instructs the stage control unit 131 so that the selected crack starting point is the center of the observation visual field.

ステージ制御部131は、処理部127からの指示にしたがって、例えばステージ移動機構103に指定するためのモータやアクチュエータの駆動量を計算し、ステージ移動機構103を制御する。ステージ制御部131は、例えば、ステージ移動機構103の基準位置と現在の位置との差、および、処理部127から指示されたクラックの座標に基づいて、モータやアクチュエータの駆動量を計算する。   In accordance with an instruction from the processing unit 127, the stage control unit 131 controls the stage moving mechanism 103 by calculating, for example, a driving amount of a motor or actuator for designating to the stage moving mechanism 103. The stage control unit 131 calculates the driving amount of the motor and the actuator based on, for example, the difference between the reference position of the stage moving mechanism 103 and the current position and the coordinates of the crack instructed from the processing unit 127.

その結果、ガラス基板1を載置したステージ101と、集光光学系104とのx方向およびy方向の相対位置が変化し、処理部127が選択したクラックの座標が観察視野に入る。   As a result, the relative positions of the stage 101 on which the glass substrate 1 is placed and the condensing optical system 104 in the x direction and the y direction change, and the coordinates of the crack selected by the processing unit 127 enter the observation field of view.

すると、次のステップS102では、集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置を変化させる制御を処理部127が行いながら、撮像部120が集光光学系104を介してガラス基板1を撮像する。そして、撮像した画像に基づいてガラス基板1の表面または裏面が検出される。   Then, in the next step S102, the imaging unit 120 performs the control to change the relative position in the z direction between the condensing optical system 104 and the stage 101, while the imaging unit 120 performs the glass substrate 1 via the condensing optical system 104. Image. And the front surface or back surface of the glass substrate 1 is detected based on the imaged image.

処理部127によるz方向の相対位置の制御は、例えば、次のように行われてもよい。
すなわち、データ入力部112がユーザからの入力を受け取って処理部127に出力する。そして、処理部127は、データ入力部112からの入力に基づいて、集光光学系104とステージ101との間のz方向の相対位置を変化させるよう、光学系制御指示部130に指示する。
The control of the relative position in the z direction by the processing unit 127 may be performed as follows, for example.
That is, the data input unit 112 receives an input from the user and outputs it to the processing unit 127. Based on the input from the data input unit 112, the processing unit 127 instructs the optical system control instruction unit 130 to change the relative position in the z direction between the condensing optical system 104 and the stage 101.

その結果、光学系制御指示部130、光学系制御部126、および焦点補正光学系125を介して、データ入力部112が受け取った入力に基づいて、集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置が変化する。したがって、集光光学系104とガラス基板1とのz方向の相対位置も変化する。   As a result, the z direction between the condensing optical system 104 and the stage 101 is determined based on the input received by the data input unit 112 via the optical system control instruction unit 130, the optical system control unit 126, and the focus correction optical system 125. The relative position of changes. Therefore, the relative position of the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 in the z direction also changes.

あるいは、処理部127によるz方向の相対位置の制御は、光学系制御指示部130、光学系制御部126、および焦点補正光学系125を介して、次のように行われてもよい。   Alternatively, the control of the relative position in the z direction by the processing unit 127 may be performed as follows via the optical system control instruction unit 130, the optical system control unit 126, and the focus correction optical system 125.

ガラス基板1の品種により、ガラス基板1の厚みは既知である。そこで、処理部127は、既知の厚みtを不図示の記憶装置から読み出す。処理部127は、読み出したガラス基板1の厚みtに、適宜マージンmを加えた値(t+m)を初期値として設定する。   The thickness of the glass substrate 1 is known depending on the type of the glass substrate 1. Therefore, the processing unit 127 reads the known thickness t from a storage device (not shown). The processing unit 127 sets a value (t + m) obtained by appropriately adding a margin m to the read thickness t of the glass substrate 1 as an initial value.

そして、ステージ101上のガラス基板1の載置面よりも、設定した初期値(t+m)だけ高い位置に、集光光学系104の対物レンズの焦点が位置するよう、処理部127は、集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置を制御する。その後、処理部127は、集光光学系104とガラス基板1とのz方向の距離を徐々に縮めるように、集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置を制御する。   Then, the processing unit 127 collects light so that the focal point of the objective lens of the condensing optical system 104 is positioned higher than the placement surface of the glass substrate 1 on the stage 101 by a set initial value (t + m). The relative position in the z direction between the optical system 104 and the stage 101 is controlled. Thereafter, the processing unit 127 controls the relative position in the z direction between the condensing optical system 104 and the stage 101 so that the distance in the z direction between the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 is gradually reduced.

いずれにしろ、処理部127による制御にしたがって集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置が変化している状態で、撮像部120がガラス基板1を撮像する。なお、z方向の相対位置を変化させるべき範囲を、ガラス基板1の既知の厚みtに基づいて限定するよう、処理部127が制御することが好ましい。   In any case, the imaging unit 120 images the glass substrate 1 in a state where the relative position in the z direction between the condensing optical system 104 and the stage 101 is changed according to the control by the processing unit 127. In addition, it is preferable that the process part 127 controls so that the range which should change the relative position of az direction is limited based on the known thickness t of the glass substrate 1. FIG.

ここで、上記のとおり、クラックの起点が観察視野に入るように集光光学系104とガラス基板1とのx方向およびy方向の相対位置がステップS101で調整済みである。また、上記のとおり一般に、クラックの起点は、ガラス基板1の表面または裏面が、側面となす辺上にある。したがって、ガラス基板1と外部との境界が観察視野内に入っている。   Here, as described above, the relative positions of the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 in the x direction and the y direction have been adjusted in step S101 so that the starting point of the crack is in the observation visual field. Further, as described above, generally, the starting point of the crack is on the side that the front surface or the back surface of the glass substrate 1 forms the side surface. Therefore, the boundary between the glass substrate 1 and the outside is in the observation visual field.

一般に、ガラスのように透明な物体は、観察系108を用いた観察によって認識することが難しく、焦点補正光学系125がAF動作によって透明な物体の表面に焦点を合わせることも難しい。しかし、境界は認識が容易である。よって、集光光学系104とガラス基板1とのz方向の相対位置が連続的あるいは断続的に変化している状態で撮像部120が撮像した複数の画像における境界の鮮明さに基づいて、ガラス基板1の表面または裏面の検出が可能である。   In general, a transparent object such as glass is difficult to recognize by observation using the observation system 108, and it is also difficult for the focus correction optical system 125 to focus on the surface of the transparent object by AF operation. However, the boundary is easy to recognize. Therefore, based on the clearness of the boundaries in the plurality of images captured by the imaging unit 120 in a state where the relative position in the z direction between the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 is continuously or intermittently changed, the glass The front surface or the back surface of the substrate 1 can be detected.

例えば、撮像部120は撮像した画像を表示部121に出力し、表示部121は出力された画像を表示する。データ入力部112は、境界が最も鮮明に写っていると判断したところでユーザが行う入力を受け取る。すなわち、データ入力部112は、表面または裏面の検出を通知する入力を受け取り、処理部127に出力する。   For example, the imaging unit 120 outputs the captured image to the display unit 121, and the display unit 121 displays the output image. The data input unit 112 receives an input made by the user when it is determined that the boundary is most clearly reflected. That is, the data input unit 112 receives an input for notifying the detection of the front surface or the back surface, and outputs it to the processing unit 127.

あるいは、撮像部120は、撮像した画像を表示部121だけではなく、さらに画像処理部128に出力してもよい。そして、画像処理部128は、例えばエッジ抽出処理により、ガラス基板1の境界を示す線を画像から抽出し、抽出した線の輪郭のコントラストを算出してもよい。そして、画像処理部128は、コントラストが高いほど画像の合焦度が高いと判断し、最も合焦度が高い画像を、ガラス基板1の表面または裏面を撮像した画像として検出し、画像処理部128に通知してもよい。   Alternatively, the imaging unit 120 may output the captured image not only to the display unit 121 but also to the image processing unit 128. Then, the image processing unit 128 may extract a line indicating the boundary of the glass substrate 1 from the image, for example, by edge extraction processing, and calculate the contrast of the contour of the extracted line. The image processing unit 128 determines that the higher the contrast is, the higher the degree of focusing of the image is. The image processing unit 128 detects the image with the highest focusing degree as an image obtained by imaging the front surface or the back surface of the glass substrate 1. 128 may be notified.

上記のとおり、処理部127は、撮像が行われている間、集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置を変化させるための制御をしている。よって、処理部127は、データ入力部112または画像処理部128からの通知がなされたときに表示部121が表示していた画像を撮像部120が撮像したときの、集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置を認識することができる。   As described above, the processing unit 127 performs control for changing the relative position in the z direction between the condensing optical system 104 and the stage 101 while imaging is performed. Therefore, the processing unit 127 includes the condensing optical system 104 and the stage when the imaging unit 120 captures the image displayed on the display unit 121 when the data input unit 112 or the image processing unit 128 is notified. The relative position in the z direction with respect to 101 can be recognized.

処理部127が認識した相対位置は、ガラス基板1の表面または裏面に集光光学系104の対物レンズの焦点が位置するときの、集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置である。例えば、既知のガラス基板1の厚みに基づいて、処理部127は、認識した相対位置が、ガラス基板1の表面と裏面のどちらに対応するのかを判断してもよい。   The relative position recognized by the processing unit 127 is the relative position in the z direction between the condensing optical system 104 and the stage 101 when the focal point of the objective lens of the condensing optical system 104 is positioned on the front or back surface of the glass substrate 1. is there. For example, based on the known thickness of the glass substrate 1, the processing unit 127 may determine whether the recognized relative position corresponds to the front surface or the back surface of the glass substrate 1.

あるいは、ガラス基板1の表面または裏面の一方を検出した後、さらに集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置を変化させて他方の面も検出するように、処理部127が制御を行ってもよい。   Alternatively, after detecting one of the front and back surfaces of the glass substrate 1, the processing unit 127 performs control so that the other surface is also detected by changing the relative position of the condensing optical system 104 and the stage 101 in the z direction. May be performed.

以下では説明の簡単化のため、クラックの起点はガラス基板1の表面が側面となす辺上にあり、ステップS102においてガラス基板1の表面が検出されたものとする。
続いてステップS103〜S105において、クラックの先端をレーザ光の加工対象点に位置させるための、微調整が行われる。ここで、微調整の動作について説明する前に、クラックの具体例について図5とともに説明する。
In the following, for simplification of explanation, it is assumed that the starting point of the crack is on the side formed by the surface of the glass substrate 1 and the surface of the glass substrate 1 is detected in step S102.
Subsequently, in steps S103 to S105, fine adjustment is performed for positioning the tip of the crack at the processing target point of the laser beam. Here, before explaining the fine adjustment operation, a specific example of a crack will be described with reference to FIG.

図5は、第1実施形態におけるクラックおよびレーザ光の照射範囲の例を示す斜視図である。
図5(a)に示すように、ガラス基板1に生じたクラック3を修正するため、本実施形態では、クラック3の先端を含む範囲がレーザ光の照射範囲2として決定される。レーザ光が照射されると、照射範囲2内部のガラスは溶融し、その結果として改質され、強化される。したがって、照射範囲2の強化により、クラック3がこれ以上進行することを防ぐことができる。
FIG. 5 is a perspective view showing an example of an irradiation range of cracks and laser light in the first embodiment.
As shown in FIG. 5A, in order to correct the crack 3 generated in the glass substrate 1, in this embodiment, the range including the tip of the crack 3 is determined as the laser light irradiation range 2. When the laser beam is irradiated, the glass inside the irradiation range 2 is melted and, as a result, is modified and strengthened. Therefore, the crack 3 can be prevented from proceeding further by strengthening the irradiation range 2.

また、クラック3は、x方向、y方向、z方向にそれぞれ任意に進行しうる。例えば、図5(b)のクラック3は、ガラス基板1の表面と側面がなす辺上の点を起点とする。図示したように、クラック3は、ガラス基板1の表面および側面に微小な開口を生じさせるだけではなく、進行にしたがってクラック3による空隙はガラス基板1の内部に潜ってゆく。したがってクラック3の先端は、ガラス基板1の外面上にはない。   Further, the crack 3 can proceed arbitrarily in the x direction, the y direction, and the z direction, respectively. For example, the crack 3 in FIG. 5B starts from a point on the side formed by the surface and the side surface of the glass substrate 1. As shown in the figure, the crack 3 not only causes minute openings on the surface and side surfaces of the glass substrate 1, but also the gap due to the crack 3 dives into the glass substrate 1 as it progresses. Therefore, the tip of the crack 3 is not on the outer surface of the glass substrate 1.

クラック3を修正するには、ガラス基板1の表面または側面に生じた開口をふさぐことも有益であるが、クラック3の先端を含む領域を強化することも有益である。よって、本実施形態では、図5(c)のように、たとえクラック3の先端がガラス基板1の表面または裏面上になくても、クラック3の先端の位置を特定し、クラック3の先端を含む領域を照射範囲2として決定する。   In order to correct the crack 3, it is beneficial to close the opening formed on the surface or side surface of the glass substrate 1, but it is also beneficial to strengthen the region including the tip of the crack 3. Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 5C, even if the tip of the crack 3 is not on the front or back surface of the glass substrate 1, the position of the tip of the crack 3 is specified, and the tip of the crack 3 is The area to be included is determined as the irradiation range 2.

また、図5(c)に示すように、本実施形態における照射範囲2は、点状(つまりスポット状)の範囲ではなく、線状の範囲である。なお、線状の範囲は、直線状でも曲線状でもよい。   Further, as shown in FIG. 5C, the irradiation range 2 in the present embodiment is not a dot-like (that is, spot-like) range but a linear range. The linear range may be linear or curved.

線状にレーザ光を照射するには、例えば、加工形状設定部119が、レーザ光を線状のスリットに通すことで、線状に形成してもよい。加工形状設定部119は、スリットの代わりに、線状に光を空間変調するよう設定した空間光変調器を利用することもできる。あるいは、レーザーユニット102が不図示のガルバノスキャナなどのスキャニング機構をさらに備え、レーザ制御部129がレーザマーキングの要領で線状にレーザ光をスキャニングさせるよう制御してもよい。あるいは、x方向、y方向、またはxy両方向に、ステージ101と集光光学系104との相対位置を移動させながらレーザ光の照射を行うよう、処理部127が、レーザ制御部129とステージ制御部131とを制御してもよい。   In order to irradiate the laser beam in a linear shape, for example, the processing shape setting unit 119 may form the linear shape by passing the laser light through a linear slit. The processing shape setting unit 119 can use a spatial light modulator that is set so as to spatially modulate light linearly instead of the slit. Alternatively, the laser unit 102 may further include a scanning mechanism such as a galvano scanner (not shown), and the laser control unit 129 may be controlled to scan the laser beam linearly in the manner of laser marking. Alternatively, the processing unit 127 may perform irradiation with laser light while moving the relative position between the stage 101 and the condensing optical system 104 in the x direction, the y direction, or both xy directions, and the laser control unit 129 and the stage control unit. 131 may be controlled.

また、点状ではなく線状にレーザ光を照射する理由は、第1に、レーザ光の照射位置を設定する精度が少々低い場合に、点状よりも線状の照射範囲2の方が、より確実に1回の照射でクラック3の先端を含む範囲にレーザ光を照射することが可能であるためである。また、第2に、点状よりも線状の範囲の方が広いため、強化される範囲が広く、より確実にクラック3の進行を防ぐことができるためである。   Also, the reason for irradiating the laser beam in a line rather than a point is that, first, when the accuracy of setting the irradiation position of the laser beam is slightly lower, the linear irradiation range 2 than the point is This is because it is possible to irradiate a laser beam in a range including the tip of the crack 3 more reliably by one irradiation. Second, since the linear range is wider than the dot shape, the range to be strengthened is wide, and the progress of the crack 3 can be prevented more reliably.

ここで図4の説明に戻ると、集光光学系104とステージ101との相対位置が、ステップS103においてx方向およびy方向に微調整され、ステップS104においてz方向に微調整される。そして、ステップS105で照射位置が決定したか否かが判断され、照射位置が決定するまでステップS103とS104の微調整が繰り返される。なお、「照射位置」とは照射範囲を代表して表す点の位置であるとする。例えば、図5(c)の照射範囲2は、クラック3の先端の位置により代表される。   Returning to the description of FIG. 4, the relative position between the condensing optical system 104 and the stage 101 is finely adjusted in the x and y directions in step S103, and finely adjusted in the z direction in step S104. Then, it is determined whether or not the irradiation position is determined in step S105, and fine adjustments in steps S103 and S104 are repeated until the irradiation position is determined. The “irradiation position” is a position of a point representing the irradiation range. For example, the irradiation range 2 in FIG. 5C is represented by the position of the tip of the crack 3.

すなわち、ステップS103〜S105の繰り返しは、クラック3の起点から先端まで徐々にたどっていき、先端の位置を特定する処理である。ステップS103〜S105は、具体的には、例えば、常に撮像部120がガラス基板1を撮像し、撮像された画像を表示部121が表示している状態で、以下のように行われる。   That is, the repetition of steps S103 to S105 is a process of gradually tracing from the starting point of the crack 3 to the tip and identifying the position of the tip. Specifically, steps S103 to S105 are performed as follows, for example, in a state where the imaging unit 120 always images the glass substrate 1 and the captured image is displayed on the display unit 121.

ステップS103において、データ入力部112は、表示部121を見ながらクラック3を確認しているユーザから、x方向およびy方向の相対移動量に関する指示を受け取り、処理部127に出力する。ステップS103における指示は、現在表示部121が表示しているクラック3の部分から見て、よりクラック3の先端の近くに集光光学系104が位置するようにするための相対移動についての指示である。   In step S <b> 103, the data input unit 112 receives an instruction regarding the relative movement amount in the x direction and the y direction from the user who has confirmed the crack 3 while viewing the display unit 121, and outputs the instruction to the processing unit 127. The instruction in step S103 is an instruction for relative movement for causing the condensing optical system 104 to be positioned closer to the tip of the crack 3 when viewed from the portion of the crack 3 currently displayed on the display unit 121. is there.

例えば、処理部127は表示部121にポインタを表示させ、データ入力部112はポインタの移動量を入力として受け取り、処理部127に出力してもよい。この場合、処理部127は、ポインタの移動量から、ステージ101と集光光学系104とのx方向およびy方向の相対移動量を算出する。   For example, the processing unit 127 may display a pointer on the display unit 121, and the data input unit 112 may receive the movement amount of the pointer as an input and output it to the processing unit 127. In this case, the processing unit 127 calculates the relative movement amount in the x direction and the y direction between the stage 101 and the condensing optical system 104 from the movement amount of the pointer.

続いて、ステップS104において、ステップS103によるx方向およびy方向の相対移動の後に観察視野に写っている部分のクラック3に集光光学系104の焦点を合わせるための、z方向の相対移動が行われる。   Subsequently, in step S104, the relative movement in the z direction is performed in order to focus the condensing optical system 104 on the portion of the crack 3 in the observation field after the relative movement in the x and y directions in step S103. Is called.

例えば、データ入力部112がユーザから、z方向の相対移動に関する指示を受け取り、処理部127に出力する。そして、処理部127は、データ入力部112から入力された指示にしたがい、光学系制御指示部130、光学系制御部126、および焦点補正光学系125を介して、集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置を制御する。   For example, the data input unit 112 receives an instruction regarding relative movement in the z direction from the user, and outputs the instruction to the processing unit 127. Then, in accordance with the instruction input from the data input unit 112, the processing unit 127 passes through the optical system control instruction unit 130, the optical system control unit 126, and the focus correction optical system 125, and the condensing optical system 104 and the stage 101. To control the relative position in the z direction.

ステップS104は試行錯誤的に行われてもよい。すなわち、上記のようにしてz方向の相対位置が制御された後に撮像部120が撮像した画像に基づく指示を、再度データ入力部112がユーザから受け取り、処理部127が再度z方向の相対位置の制御を行ってもよい。そして、適宜以上の動作を繰り返してもよい。   Step S104 may be performed by trial and error. That is, after the relative position in the z direction is controlled as described above, an instruction based on the image captured by the imaging unit 120 is received again from the user by the data input unit 112, and the processing unit 127 again determines the relative position in the z direction. Control may be performed. Then, the above operations may be repeated as appropriate.

例えば、ユーザは、試行錯誤的に、z方向の相対移動に関する指示をデータ入力部112に入力しながら、表示部121を確認し、クラック3が鮮明に見えるような、集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置を探索する。   For example, the user confirms the display unit 121 while trying to input an instruction regarding relative movement in the z direction to the data input unit 112 by trial and error, and the condensing optical system 104 and the stage so that the crack 3 can be seen clearly. The relative position in the z direction with respect to 101 is searched.

あるいは、クラック3がある程度鮮明な線として撮像されていれば、データ入力部112からの入力によらず、焦点補正光学系125がAF動作によって、ステップS104のz方向の相対移動を実現することもできる。   Alternatively, if the crack 3 is captured as a clear line to some extent, the focus correction optical system 125 may realize the relative movement in the z direction in step S104 by the AF operation regardless of the input from the data input unit 112. it can.

続いてステップS105において、データ入力部112は、クラック3の先端に到達したか否かの入力をユーザから受け付ける。クラック3の先端に到達していなければ、処理はステップS103に戻る。   Subsequently, in step S105, the data input unit 112 receives an input as to whether or not the tip of the crack 3 has been reached from the user. If the tip of the crack 3 has not been reached, the process returns to step S103.

もしクラック3の先端に到達していれば、先端を照射位置として決定し、すなわち先端を含む範囲を照射範囲として決定することができる。例えば、データ入力部112がユーザから照射範囲を決定するための入力を受け取って処理部127に出力し、処理部127がデータ入力部112からの入力に応じて照射範囲を決定してもよい。   If the tip of the crack 3 has been reached, the tip can be determined as the irradiation position, that is, the range including the tip can be determined as the irradiation range. For example, the data input unit 112 may receive an input for determining the irradiation range from the user and output the input to the processing unit 127, and the processing unit 127 may determine the irradiation range according to the input from the data input unit 112.

例えば、データ入力部112は、表示部121が表示している画像上で図5(b)のクラック3の先端を示す点の座標と、照射範囲を規定する直線の傾きとを、入力として受け取ってもよい。あるいは、データ入力部112は、直線状の照射範囲の両端点の座標を受け取ってもよい。処理部127は、データ入力部112からの入力に応じて、例えば画像内の座標を、ガラス基板1を基準としたxy座標系に変換するなどの処理を行い、図5(c)の照射範囲2を決定する。   For example, the data input unit 112 receives as input the coordinates of a point indicating the tip of the crack 3 in FIG. 5B on the image displayed on the display unit 121 and the slope of a straight line that defines the irradiation range. May be. Alternatively, the data input unit 112 may receive the coordinates of both end points of the linear irradiation range. In response to the input from the data input unit 112, the processing unit 127 performs processing such as converting the coordinates in the image into an xy coordinate system with the glass substrate 1 as a reference, and the irradiation range in FIG. 2 is determined.

あるいは、画像処理部128が、撮像部120から出力された画像に対してエッジ抽出などの処理を行ってクラック3の先端の座標および先端付近での傾きを検出し、検出結果に応じた傾きの直線で規定される照射範囲2を決定し、処理部127に通知してもよい。   Alternatively, the image processing unit 128 performs processing such as edge extraction on the image output from the imaging unit 120 to detect the coordinates of the tip of the crack 3 and the inclination near the tip, and the inclination according to the detection result The irradiation range 2 defined by a straight line may be determined and notified to the processing unit 127.

このように、例えばデータ入力部112と処理部127の組み合わせ、あるいは撮像部120と画像処理部128と処理部127の組み合わせが、クラック3の位置または範囲を認識する認識手段として機能している。   Thus, for example, a combination of the data input unit 112 and the processing unit 127 or a combination of the imaging unit 120, the image processing unit 128, and the processing unit 127 functions as a recognition unit that recognizes the position or range of the crack 3.

また、撮像部120、表示部121、データ入力部112、および処理部127は、ガラス物体であるガラス基板1の内部においてレーザ光を照射すべき照射範囲2を決定するための決定手段として機能する。また、場合によっては、画像処理部128も決定手段の一部として機能する。そして、決定手段として機能する各部は、クラック3の位置に基づいて照射範囲2を決定している。   In addition, the imaging unit 120, the display unit 121, the data input unit 112, and the processing unit 127 function as a determination unit for determining the irradiation range 2 to be irradiated with laser light inside the glass substrate 1 that is a glass object. . In some cases, the image processing unit 128 also functions as part of the determining unit. And each part which functions as a determination means determines the irradiation range 2 based on the position of the crack 3.

照射範囲2の決定後、処理はステップS106に移行する。
ステップS106において、処理部127は、決定した照射範囲2をレーザ制御部129に通知する。すると、レーザ制御部129は、ガイド照明光を射出するようガイド照明光源117を制御する。また、レーザ制御部129は、照射範囲2に合わせてガイド照明光のビーム断面形状を加工するよう、加工形状設定部119を制御する。
After the irradiation range 2 is determined, the process proceeds to step S106.
In step S <b> 106, the processing unit 127 notifies the laser control unit 129 of the determined irradiation range 2. Then, the laser control unit 129 controls the guide illumination light source 117 to emit guide illumination light. In addition, the laser control unit 129 controls the processing shape setting unit 119 so as to process the beam cross-sectional shape of the guide illumination light in accordance with the irradiation range 2.

その結果、ステップS106において、ガイド照明光源117が射出したガイド照明光はビームスプリッタ118で反射され、加工形状設定部119でビーム断面形状が加工され、レーザー光学系109、観察光学系110、および集光光学系104を介してガラス基板1へと照射される。ガイド照明光の照射が行われる間、撮像部120はガラス基板1を撮像し、撮像した画像を表示部121に出力する。よってユーザは、表示部121を見て、ガイド照明光が正しく照射範囲2に照射されたか否かを確認することができる。   As a result, in step S106, the guide illumination light emitted from the guide illumination light source 117 is reflected by the beam splitter 118, the beam cross-sectional shape is processed by the processing shape setting unit 119, and the laser optical system 109, the observation optical system 110, and the collected light are collected. The glass substrate 1 is irradiated through the optical optical system 104. While the guide illumination light is irradiated, the imaging unit 120 images the glass substrate 1 and outputs the captured image to the display unit 121. Therefore, the user can check whether or not the guide illumination light is correctly irradiated on the irradiation range 2 by looking at the display unit 121.

例えば、不図示のガルバノスキャナなどを用いてレーザ光のスキャニングを行うことによって線状の照射範囲2へのレーザ光の照射を行うようクラック修正装置100が構成されている場合には、ステップS106においてもスキャニングが行われる。よって、ユーザは、表示部121を見て、スキャニングの軌跡を確認することができる。   For example, when the crack correction apparatus 100 is configured to perform laser beam irradiation on the linear irradiation range 2 by performing laser beam scanning using a galvano scanner (not shown) or the like, in step S106 Scanning is also performed. Therefore, the user can check the scanning locus by looking at the display unit 121.

続いてステップS107とステップS108において、必要に応じて微調整が行われる。
ステップS106において、照射範囲2がx方向、y方向、またはxy両方向にずれているとユーザが判断した場合、ステップS107の処理は次のとおりである。
Subsequently, in step S107 and step S108, fine adjustment is performed as necessary.
In step S106, when the user determines that the irradiation range 2 is shifted in the x direction, the y direction, or both xy directions, the process in step S107 is as follows.

すなわち、データ入力部112は、x方向、y方向、またはxy両方向の、集光光学系104とステージ101との相対移動の量に関する指示をユーザから受け取る。そして、データ入力部112は受け取った指示を処理部127に出力する。処理部127は、ステージ制御部131を介して、集光光学系104とステージ101とのx方向、y方向、またはxy両方向の相対位置を制御し、微調整する。このように、ステップS106はステップS103と類似のステップである。   That is, the data input unit 112 receives an instruction regarding the amount of relative movement between the condensing optical system 104 and the stage 101 in the x direction, the y direction, or both xy directions from the user. Then, the data input unit 112 outputs the received instruction to the processing unit 127. The processing unit 127 controls and finely adjusts the relative position of the condensing optical system 104 and the stage 101 in the x direction, y direction, or both xy directions via the stage control unit 131. Thus, step S106 is a step similar to step S103.

また、ステップS106において、照射範囲2がz方向にずれているとユーザが判断した場合、次のステップS108では次のような処理が行われる。
すなわち、データ入力部112は、集光光学系104とステージ101とのz方向の相対移動の量に関する指示をユーザから受け取る。そして、データ入力部112は受け取った指示を処理部127に出力する。処理部127は、光学系制御指示部130、光学系制御部126、および焦点補正光学系125を介して、集光光学系104とステージ101とのz方向の相対位置を制御する。このように、ステップS108はステップS104と類似のステップである。
In step S106, when the user determines that the irradiation range 2 is shifted in the z direction, the following processing is performed in the next step S108.
That is, the data input unit 112 receives an instruction from the user regarding the amount of relative movement between the condensing optical system 104 and the stage 101 in the z direction. Then, the data input unit 112 outputs the received instruction to the processing unit 127. The processing unit 127 controls the relative position in the z direction between the condensing optical system 104 and the stage 101 via the optical system control instruction unit 130, the optical system control unit 126, and the focus correction optical system 125. Thus, step S108 is a step similar to step S104.

以上のようにして、ステップS106のガイド照明光の照射の結果、何らかの誤差が残っていた場合には、ステップS107およびS108において適宜微調整が行われる。
なお、ステップS107およびS108が実行されている間は、ガイド照明光源117がガイド照明光を射出し続け、撮像部120がガラス基板1を撮像し続け、表示部121が画像を表示し続けることが好ましい。また、ステップS106〜S108は、試行錯誤的に繰り返されてもよい。
As described above, if any error remains as a result of the irradiation of the guide illumination light in step S106, fine adjustment is appropriately performed in steps S107 and S108.
While steps S107 and S108 are being performed, the guide illumination light source 117 may continue to emit guide illumination light, the imaging unit 120 may continue to image the glass substrate 1, and the display unit 121 may continue to display an image. preferable. Steps S106 to S108 may be repeated by trial and error.

そして、続くステップS109において、処理部127はレーザ制御部129にレーザ光の照射を指示する。
すると、レーザ制御部129は、ガラス基板1の修正に適したパルス幅、パルス繰り返し周波数、および照射時間で、レーザ光源115からレーザ光を射出するための制御をレーザ発振制御部116に行わせる。なお、データ入力部112が加工条件として、ユーザから、パルス幅、パルス繰り返し周波数、および照射時間などのデータを受け取り、処理部127を介してレーザ制御部129に通知してもよい。また、加工形状設定部119は、既に照射範囲2に合わせてビームの断面形状を設定している。
In step S109, the processing unit 127 instructs the laser control unit 129 to irradiate laser light.
Then, the laser control unit 129 causes the laser oscillation control unit 116 to perform control for emitting laser light from the laser light source 115 with a pulse width, a pulse repetition frequency, and an irradiation time suitable for correcting the glass substrate 1. The data input unit 112 may receive data such as a pulse width, a pulse repetition frequency, and an irradiation time from the user as processing conditions, and notify the laser control unit 129 via the processing unit 127. Further, the processing shape setting unit 119 has already set the cross-sectional shape of the beam in accordance with the irradiation range 2.

したがって、ステップS109では、レーザ光源115から射出されたレーザ光が加工形状設定部119により整形され、レーザー光学系109、観察光学系110、および集光光学系104を介してガラス基板1の内部の照射範囲2に照射される。   Therefore, in step S109, the laser light emitted from the laser light source 115 is shaped by the processing shape setting unit 119, and the inside of the glass substrate 1 is passed through the laser optical system 109, the observation optical system 110, and the condensing optical system 104. The irradiation range 2 is irradiated.

また、本実施形態ではスキャニングによって線状の照射範囲2へのレーザ光の照射を実現するものとすると、次のステップS110において、レーザ光のスキャニングが行われる。レーザ制御部129は、例えばスキャン速度の制御も行う。   Further, in the present embodiment, when the laser beam irradiation to the linear irradiation range 2 is realized by scanning, the laser beam scanning is performed in the next step S110. The laser control unit 129 also controls the scan speed, for example.

以上のようにして照射範囲2へのレーザ光の照射がなされると、ステップS111においてレーザ制御部129はガイド照明光源117に消灯を指示する。つまり、ステップS109とS110における実際のレーザ光の照射は、ガイド照明光がともに照射された状態で行われている。   When the laser beam is irradiated onto the irradiation range 2 as described above, the laser control unit 129 instructs the guide illumination light source 117 to turn off in step S111. That is, actual laser light irradiation in steps S109 and S110 is performed in a state where both guide illumination light is irradiated.

そして、次のステップS112において、撮像部120がガラス基板1を撮像し、表示部121に撮像した画像を出力する。超短パルスレーザ光が適切に照射されると、照射範囲2においてガラスが改質されるため、照射範囲2外とは屈折率などに差が生じる。そのため、表示部121に表示された画像において、レーザ光が照射された範囲の輪郭は視認可能である。ステップS112において照明光学系122は、例えばステップS102とは異なる角度からガラス基板1に照明光を当ててもよい。   In step S112, the imaging unit 120 images the glass substrate 1 and outputs the captured image on the display unit 121. When the ultrashort pulse laser beam is appropriately irradiated, the glass is modified in the irradiation range 2, so that a difference in refractive index and the like occurs from outside the irradiation range 2. Therefore, in the image displayed on the display unit 121, the outline of the range irradiated with the laser light is visible. In step S112, the illumination optical system 122 may apply illumination light to the glass substrate 1 from an angle different from that in step S102, for example.

ステップS112において、例えば、データ入力部112が、ステップS109〜S110による照射範囲2へのレーザ光の照射が適切であったか否かに関するユーザからの入力を受け付けて処理部127に出力する。その結果、処理部127は、ステップS109〜S110による照射範囲2へのレーザ光の照射が適切であったか否かを判断することができる。   In step S112, for example, the data input unit 112 receives an input from the user regarding whether or not the irradiation of the irradiation range 2 in steps S109 to S110 is appropriate, and outputs the input to the processing unit 127. As a result, the processing unit 127 can determine whether or not the irradiation of the laser beam to the irradiation range 2 in steps S109 to S110 is appropriate.

レーザ光の照射が適切であれば、処理はステップS113に移行し、不適切であれば処理はステップS106に戻る。例えば、実際にレーザ光が照射された範囲が所望の照射範囲と異なる場合や、照射が不十分なために照射範囲2内のガラスの改質が認められない場合などには、処理はステップS106に戻る。   If the laser beam irradiation is appropriate, the process proceeds to step S113, and if it is inappropriate, the process returns to step S106. For example, when the range in which the laser beam is actually irradiated is different from the desired irradiation range, or when the modification of the glass in the irradiation range 2 is not recognized due to insufficient irradiation, the processing is step S106. Return to.

ステップS113では、ステップS101で受け付けた入力データに、未処理の次の欠陥すなわちクラックについてのデータが残っているか否かを、処理部127が判断する。未処理のクラックが残っている場合、処理はステップS114に進み、入力データ中のすべての欠陥について修正済みであれば、処理はステップS115に進む。   In step S113, the processing unit 127 determines whether or not data regarding the next unprocessed defect, that is, a crack remains in the input data received in step S101. If unprocessed cracks remain, the process proceeds to step S114. If all the defects in the input data have been corrected, the process proceeds to step S115.

ステップS114では、処理部127が、ステップS101で受け付けた入力データのうち未処理のクラックを1つ選択する。そして、処理部127は、ステップS101と同様にして、選択したクラックの座標が観察系108による観察視野に入るように、x方向およびy方向の相対移動を行うよう、ステージ制御部131に指示する。そして、処理はステップS102に戻る。   In step S114, the processing unit 127 selects one unprocessed crack from the input data received in step S101. Then, the processing unit 127 instructs the stage control unit 131 to perform the relative movement in the x direction and the y direction so that the coordinates of the selected crack are within the observation field of view by the observation system 108, as in step S101. . Then, the process returns to step S102.

ステップS115では、ステップS101で受け付けた入力データ中のすべてのクラックについて修正済みなので、ガラス基板1のクラック修正装置100からの払い出し作業をワーク入れ替え部114が行う。そして、図4の処理が終了する。クラック修正装置100は、図4の処理が終了すると、次のガラス基板1に関して再び図4の処理を実行する。   In step S115, since all the cracks in the input data received in step S101 have been corrected, the workpiece replacement unit 114 performs a payout operation of the glass substrate 1 from the crack correcting device 100. Then, the process of FIG. 4 ends. When the process of FIG. 4 is completed, the crack correcting apparatus 100 performs the process of FIG. 4 again on the next glass substrate 1.

なお、図4のフローチャートでは簡単のため、クラック検出装置が検出したすべてのクラックをクラック修正装置100が修正するものとして説明した。しかし、例えばステップS103〜S105によって詳細にガラス基板1を観察する過程で、例えば糸状のごみなど実際にはクラックではないものが誤ってクラックとして検出されたと判明することもある。その場合には、例えば、データ入力部112がユーザから「クラックではないので修正が不要である」と示す入力を受け取ることにより、クラック修正装置100はステップS106〜S112を省略することができる。   For the sake of simplicity, the flowchart of FIG. 4 has been described assuming that the crack correcting device 100 corrects all the cracks detected by the crack detecting device. However, in the process of observing the glass substrate 1 in detail in, for example, steps S103 to S105, it may be found that something that is not actually a crack, such as a thread-like dust, is erroneously detected as a crack. In that case, for example, when the data input unit 112 receives an input indicating that “there is no crack since it is not a crack” from the user, the crack correcting apparatus 100 can omit steps S106 to S112.

また、実施形態によっては、図3においてガイド照明光源117を省略し、図4においてガイド照明光源117からのガイドパターンの印加を省略してもよい。すなわち、ステップS106〜S108におけるガイド照明光に基づく微調整を省略し、ステップS109とS110ではレーザ光のみが照射されるようにし、ステップS111を省略する実施形態も可能である。   In some embodiments, the guide illumination light source 117 may be omitted in FIG. 3, and the application of the guide pattern from the guide illumination light source 117 may be omitted in FIG. That is, an embodiment in which fine adjustment based on the guide illumination light in steps S106 to S108 is omitted, only laser light is irradiated in steps S109 and S110, and step S111 is omitted is also possible.

以上説明したように、第1実施形態によれば、ガラス基板1の内部において加工すべき範囲である照射範囲2に集光光学系104の焦点が位置している状態で、超短パルスレーザ光がレーザーユニット102から射出される。超短パルスレーザ光によるガラス物質の加工に関しては、開発の歴史が浅く、第1実施形態のような利用法は知られていないようである。   As described above, according to the first embodiment, the ultrashort pulse laser beam is obtained in a state where the focus of the condensing optical system 104 is located in the irradiation range 2 that is the range to be processed inside the glass substrate 1. Is emitted from the laser unit 102. Regarding the processing of glass materials by ultrashort pulse laser light, the history of development is short, and it seems that the method of use as in the first embodiment is not known.

第1実施形態によれば、任意の位置においてクラック3の修正が可能となり、ガラス基板1の割れを防ぐことができ、金銭的損失、清掃のための多大な労力、生産ライン復旧までの機会損失といった種々の問題を回避することができる。   According to the first embodiment, the crack 3 can be corrected at an arbitrary position, the glass substrate 1 can be prevented from being broken, financial loss, great labor for cleaning, and opportunity loss until the production line is restored. Various problems such as these can be avoided.

また、第1実施形態は次のような利点を有する。
第1に、ガラス基板の外面に修復用金属膜を形成し、金属膜にレーザ光を照射することで間接的にガラス基板を加熱して溶融させる方法と比較して、成膜の工程が不要である。また、クラックの修正後に残った不要な金属膜を除去する工程も不要である。
The first embodiment has the following advantages.
First, a film forming step is not required compared to a method in which a metal film for repair is formed on the outer surface of a glass substrate and the glass film is indirectly heated by melting the metal film by laser irradiation. It is. Moreover, the process of removing the unnecessary metal film remaining after the correction of the crack is not necessary.

第2に、金属膜はわずかな衝撃でも剥離しやすいが、第1実施形態は修復用金属膜を利用しないので、一旦形成した金属膜が剥離して発塵の原因となる、といった懸念がない。したがって、第1実施形態は、クリーンルーム内で製造し、検査し、修正すべき各種FPD用のガラス基板1におけるクラックの修正に好適である。   Second, the metal film is easy to peel off even with a slight impact, but the first embodiment does not use a repair metal film, so there is no concern that the metal film once formed peels off and causes dust generation. . Therefore, 1st Embodiment is suitable for the correction of the crack in the glass substrate 1 for various FPD which should be manufactured, inspected, and corrected in a clean room.

第3に、第1実施形態は、ガラス基板1内の任意の範囲にレーザ光を照射することができる。
ガラス基板の側端面など、特定の箇所からレーザ光を照射する場合は、ガラス基板の中央付近に十分な強度でレーザ光を照射することができない可能性がある。換言すれば、ガラス基板の中央付近に十分な強度でレーザ光を照射しようとすると、高出力の照射が必要となり、側端面付近でのガラス基板の変形などの影響が懸念される。よって、変形などの影響がないように強度を抑制すると、レーザ光の照射による加工可能範囲が限られてしまう。
Third, the first embodiment can irradiate a laser beam to an arbitrary range in the glass substrate 1.
When laser light is irradiated from a specific location such as a side end surface of the glass substrate, there is a possibility that the laser light cannot be irradiated with sufficient intensity near the center of the glass substrate. In other words, if laser light is irradiated with sufficient intensity near the center of the glass substrate, high-power irradiation is required, and there is a concern about the influence of deformation of the glass substrate near the side end face. Therefore, if the intensity is suppressed so as not to be affected by deformation or the like, the processable range by laser light irradiation is limited.

例えば、湾曲しながらガラス基板の中央付近まで進行したクラックがあったとすると、クラックの先端は修正可能な範囲の外に位置する可能性がある。このように、修正可能な範囲が限定されると、修正可能な範囲外にあるクラックが進行し、最終的にはガラス基板が割れてしまうおそれがある。   For example, if there is a crack that has curved and has progressed to the vicinity of the center of the glass substrate, the tip of the crack may be located outside the correctable range. Thus, if the range which can be corrected is limited, the crack which exists outside the range which can be corrected will advance, and there exists a possibility that a glass substrate may crack finally.

しかし、第1実施形態では、x方向、y方向、およびz方向のいずれに関しても、集光光学系104とガラス基板1との相対位置を任意に変更することができる。すなわち、第1実施形態によれば、ガラス基板1内の任意の範囲に焦点を合わせてレーザ光を照射することができ、任意の範囲の加工が可能である。   However, in the first embodiment, the relative position between the condensing optical system 104 and the glass substrate 1 can be arbitrarily changed in any of the x direction, the y direction, and the z direction. That is, according to the first embodiment, it is possible to irradiate laser light while focusing on an arbitrary range in the glass substrate 1, and processing in an arbitrary range is possible.

第4に、第1実施形態では、ガラス基板1内部の照射範囲2に焦点を合わせて超短パルスレーザ光を照射するので、例えばガラス基板1の外面など、焦点の合っていない部分に対するレーザ光の影響はごくわずかである。   Fourthly, in the first embodiment, since the ultrashort pulse laser beam is irradiated while being focused on the irradiation range 2 inside the glass substrate 1, for example, the laser beam with respect to an unfocused portion such as the outer surface of the glass substrate 1 The impact of is negligible.

例えば10ps以下といったパルス幅の超短パルスレーザ光によるガラス物質の溶融は、熱変形が小さいという特長を持つことが知られている。FPDの製造工程では、レーザ光を用いてガラス基板の表面に付着した異物を除去するレーザリペア装置が利用されているが、レーザリペア装置で利用されるレーザ光のパルス幅は、例えば数nsである。パルス幅によって、レーザ光が起こす反応プロセスは異なり、超短パルスレーザ光を用いることで、ガラス基板1をほとんど変形させずに加工することができる。   For example, it is known that melting of a glass material by an ultrashort pulse laser beam having a pulse width of 10 ps or less has a feature that thermal deformation is small. In an FPD manufacturing process, a laser repair device that uses a laser beam to remove foreign matter attached to the surface of a glass substrate is used. The pulse width of the laser beam used in the laser repair device is, for example, a few ns. is there. The reaction process caused by the laser beam varies depending on the pulse width, and the glass substrate 1 can be processed with almost no deformation by using the ultrashort pulse laser beam.

したがって、第1実施形態によれば、レーザ光の照射によってガラス基板1の外形が歪むといった悪影響はほとんどなく、無視することができる。
例えば、ガラス基板の外面に修復用金属膜を形成する方法では、修正すべきクラックが金属膜によって隠されてしまう。よって、実際の照射時にクラックの正確な位置を外観から確認することができない。また、金属膜へのレーザ光の照射によって実際にクラックが意図どおりに修正されたか否かを外観から判断することもできない。
Therefore, according to the first embodiment, there is almost no adverse effect that the outer shape of the glass substrate 1 is distorted by laser light irradiation, and can be ignored.
For example, in a method of forming a repair metal film on the outer surface of a glass substrate, a crack to be corrected is hidden by the metal film. Therefore, the exact position of the crack cannot be confirmed from the appearance during actual irradiation. Moreover, it cannot be judged from the appearance whether the crack is actually corrected as intended by the irradiation of the laser beam on the metal film.

よって、修正用金属膜を利用する方法において確実にクラックを修正するには、出力を高めに設定したレーザ光を、広めに設定した照射範囲に照射する必要が生じるであろう。しかしながら、結果的には不必要に高出力かつ広範囲にレーザ光が照射され、ガラス基板が盛り上がるといった変形や、回路パターンあるいはその上層に設けられたカラーフィルタなどを構成する物質の変質などを招く可能性がある。   Therefore, in order to reliably correct the crack in the method using the correcting metal film, it may be necessary to irradiate the irradiation range set to be wider with the laser beam set to have a higher output. However, as a result, the laser beam may be irradiated unnecessarily at a high output and in a wide range, and the glass substrate may be deformed, or the circuit pattern or the color filter provided on the upper layer may be altered. There is sex.

他方、第1実施形態では、上記のとおり、焦点の合っていない部分に対するレーザ光の影響はごくわずかである。そして、ガラス基板の外形を歪ませることなくクラックの修正が可能であることは、例えばLCD用のガラス基板の製造において非常に有益である。   On the other hand, in the first embodiment, as described above, the influence of the laser beam on the out-of-focus portion is negligible. The ability to correct cracks without distorting the outer shape of the glass substrate is very beneficial in the production of glass substrates for LCDs, for example.

その理由は次のとおりである。LCDパネルは、TFT(Thin Film Transistor)が形成されたガラス基板と対向電極側のガラス基板との間に液晶層を挟んだ構成であるが、近年では液晶層の厚み(すなわちセルギャップ)は2〜5μm程度にまで縮んでいる。そして、セルギャップを精密に管理することがLCDパネルの製造工程では要求されている。すなわち、近年では、液晶層に接するガラス基板の表面に生じたわずかな凹凸が、セルギャップの制御を困難にし、表示不良に直結する度合いが高まっている。よって、ガラス基板の変形という副作用のない第1実施形態は有益である。   The reason is as follows. The LCD panel has a configuration in which a liquid crystal layer is sandwiched between a glass substrate on which a TFT (Thin Film Transistor) is formed and a glass substrate on the counter electrode side. In recent years, the thickness of the liquid crystal layer (that is, the cell gap) is 2. Shrinks to about ~ 5 μm. In addition, precise management of the cell gap is required in the LCD panel manufacturing process. That is, in recent years, the slight unevenness generated on the surface of the glass substrate in contact with the liquid crystal layer makes it difficult to control the cell gap and directly increases the display defect. Therefore, the first embodiment without the side effect of deformation of the glass substrate is beneficial.

以上、第1実施形態について説明したので、続いて、図6を参照して第2実施形態について説明する。
図6は、第2実施形態によるクラック修正装置200の構成図である。クラック修正装置200は、ガラス基板1の裏面、すなわちトランジスタや配線などの回路パターンの形成されない面の側からレーザ光の照射を行うように構成されている点で、第1実施形態のクラック修正装置100と異なる。このような構成は、次の点に鑑みてなされたものである。
The first embodiment has been described above. Next, the second embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a configuration diagram of a crack correcting apparatus 200 according to the second embodiment. The crack correcting apparatus 200 is configured to irradiate laser light from the back surface of the glass substrate 1, that is, the side of the surface on which a circuit pattern such as a transistor or a wiring is not formed, so that the crack correcting apparatus according to the first embodiment is used. Different from 100. Such a configuration has been made in view of the following points.

すなわち、超短パルスレーザ光の照射により溶融するガラス物質は、瞬間的に数千度に達するが、ガラス基板1上に形成される回路パターンに用いられる金属やその他の物質の融点は、場合によっては数百度である。あるいは、融点まで達しなくても、高温にさらされることが好ましくない場合もある。   That is, a glass material that melts by irradiation with an ultrashort pulse laser beam instantaneously reaches several thousand degrees, but the melting point of a metal or other material used in a circuit pattern formed on the glass substrate 1 may vary depending on circumstances. Is a few hundred degrees. Alternatively, it may not be preferable to be exposed to a high temperature even if the melting point is not reached.

焦点の合っていないガラス基板1の表面におけるレーザ光の影響は、第1実施形態では無視していたが、無視すべきでない場合もありうる。そこで、第2実施形態では、レーザ光の光路上に、回路パターンを構成する金属やその他の物質が存在しないように、回路パターンの形成されていない裏面からレーザ光が照射するよう、クラック修正装置200が構成されている。   Although the influence of the laser beam on the surface of the glass substrate 1 that is not in focus has been ignored in the first embodiment, it may not be ignored. Therefore, in the second embodiment, the crack correcting device is configured so that the laser beam is irradiated from the back surface on which the circuit pattern is not formed so that the metal or other material constituting the circuit pattern does not exist on the optical path of the laser beam. 200 is configured.

具体的には、クラック修正装置200は、ガラス基板1を両側で保持する中抜き構造のステージ101を備え、さらに、第1実施形態とは配置が異なるものの機能は同様の、レーザーユニット102、ステージ移動機構103、集光光学系104、ミラー105、結像レンズ106、ビームスプリッタ107、観察系108、および制御部111を備える。   Specifically, the crack correction apparatus 200 includes a stage 101 having a hollow structure that holds the glass substrate 1 on both sides, and further has a laser unit 102 and a stage that are similar in function to those of the first embodiment except for the arrangement. The moving mechanism 103, the condensing optical system 104, the mirror 105, the imaging lens 106, the beam splitter 107, the observation system 108, and the control part 111 are provided.

また、図6には、観察系108およびレーザーユニット102を載置する台132も図示してある。例えば、台132はy軸と平行な搬送軸にそって動くことができる台でもよい。その場合、図3と同様に制御部111が備える不図示のステージ制御部131が、台132の搬送軸に沿った動きを制御する。それにより、ステージ101と集光光学系104とのy方向の相対移動が実現される。   FIG. 6 also shows a table 132 on which the observation system 108 and the laser unit 102 are placed. For example, the stage 132 may be a stage that can move along a conveyance axis parallel to the y-axis. In that case, a stage control unit 131 (not shown) included in the control unit 111 controls the movement of the table 132 along the conveyance axis, as in FIG. Thereby, relative movement in the y direction between the stage 101 and the condensing optical system 104 is realized.

クラック修正装置200は、ステージ101bの中抜き部分に集光光学系104の光軸が位置するよう、各部が配置されている。また、ステージ移動機構103は、xy座標で指定されたガラス基板1内の位置が、ステージ101bの中抜き部分の上に位置するように調整しながら、ステージ101と集光光学系104との相対位置をx方向およびy方向に移動させる。   Each part of the crack correcting device 200 is arranged so that the optical axis of the condensing optical system 104 is positioned in the hollow portion of the stage 101b. In addition, the stage moving mechanism 103 adjusts the relative position between the stage 101 and the condensing optical system 104 while adjusting the position in the glass substrate 1 specified by the xy coordinates so as to be positioned on the hollow portion of the stage 101b. The position is moved in the x and y directions.

ステージ101と同様に、ステージ101bも浮上式ステージでもよい。また、図6に示したステージ101bは、x方向に2つに分かれた部分の中間に中抜き部分の空間があるが、中抜き部分の空間の形状は任意である。例えば、ステージ101bが四角形の枠状であり、四角形の空間が中抜きにされていてもよい。   Similar to the stage 101, the stage 101b may be a floating stage. Further, the stage 101b shown in FIG. 6 has a space for a hollow portion in the middle of two portions divided in the x direction, but the shape of the space for the hollow portion is arbitrary. For example, the stage 101b may have a rectangular frame shape, and the rectangular space may be hollowed out.

また、ガラス基板1の端を中抜き部分の上に位置させる際に、バランスを崩さずにガラス基板1を保持するため、不図示のクランプまたは吸着パッドなどをステージ101bが備えていてもよい。   Further, in order to hold the glass substrate 1 without losing the balance when the end of the glass substrate 1 is positioned on the hollow portion, the stage 101b may include a clamp or a suction pad (not shown).

クラック修正装置200においてレーザ光は、以下の光路をたどる。すなわち、レーザ光は、まずレーザーユニット102から射出され、ミラー105で反射し、結像レンズ106を介してビームスプリッタ107に到達する。そして、レーザ光は、ビームスプリッタ107で反射して集光光学系104に入射し、集光光学系104を介してガラス基板1内の照射範囲2に照射される。   In the crack correcting apparatus 200, the laser beam follows the following optical path. That is, the laser light is first emitted from the laser unit 102, reflected by the mirror 105, and reaches the beam splitter 107 via the imaging lens 106. Then, the laser beam is reflected by the beam splitter 107 and enters the condensing optical system 104, and is irradiated to the irradiation range 2 in the glass substrate 1 through the condensing optical system 104.

この光路は、集光光学系104がガラス基板1の裏面側に配置されており、それにともなって他の要素もガラス基板1の裏面側に配置されているという以外は、第1実施形態と同様である。   This optical path is the same as that of the first embodiment except that the condensing optical system 104 is arranged on the back side of the glass substrate 1 and other elements are arranged on the back side of the glass substrate 1 accordingly. It is.

また、第2実施形態においては、ガラス基板1の表面側からの透過光およびガラス基板1の裏面における反射光は、集光光学系104を介してビームスプリッタ107に到達しし、ビームスプリッタ107を透過して、集光光学系104の光軸上に設けられた不図示の撮像部120を含む観察系108において観察される。つまり、ガラス基板1から観察系108に至る光路も、ガラス基板1の裏面側であるという点以外は、第1実施形態と同様である。   In the second embodiment, the transmitted light from the front surface side of the glass substrate 1 and the reflected light on the back surface of the glass substrate 1 reach the beam splitter 107 via the condensing optical system 104, The light is transmitted and observed in an observation system 108 including an imaging unit 120 (not shown) provided on the optical axis of the condensing optical system 104. That is, the optical path from the glass substrate 1 to the observation system 108 is the same as in the first embodiment except that the optical path is on the back side of the glass substrate 1.

このように、第2実施形態は、レーザ光の照射される方向以外は第1実施形態と同様であるので、動作などの詳しい説明は省略する。なお、クラック修正装置200は、図6に示した観察系108に加えて、さらに、ガラス基板1を上方から観察するための第2の観察系をさらに有していてもよい。   Thus, since 2nd Embodiment is the same as that of 1st Embodiment except the direction to which a laser beam is irradiated, detailed description, such as an operation | movement, is abbreviate | omitted. In addition to the observation system 108 shown in FIG. 6, the crack correction apparatus 200 may further include a second observation system for observing the glass substrate 1 from above.

以上説明した第2実施形態は、第1実施形態と同様の効果に加えて、さらに次の効果を有する。
すなわち、裏面からレーザ光が照射されるので、第2実施形態は、集光光学系104の焦点が合っていない箇所においてレーザ光がガラス以外の物質に対して与える影響を無視することができない場合にも好適である。つまり、第2実施形態によれば、表面に形成される、配線、導電膜、絶縁膜などからなる回路パターンを構成する物質によらず、回路パターンへのダメージを避けつつ、クラックのみを選択的に修正をすることが可能である。
The second embodiment described above has the following effects in addition to the same effects as the first embodiment.
That is, since the laser beam is irradiated from the back surface, the second embodiment cannot ignore the influence of the laser beam on the substance other than the glass in the place where the focusing optical system 104 is not focused. Also suitable. In other words, according to the second embodiment, only cracks are selectively avoided while avoiding damage to the circuit pattern, regardless of the material constituting the circuit pattern made of wiring, conductive film, insulating film, etc. formed on the surface. It is possible to make corrections.

以上、第1および第2実施形態について詳細に説明したが、いずれの実施形態においても、照射範囲2のパターンは図5に例示した第1のパターンに限らず、様々なパターンが可能である。そこで以下では、第1および第2実施形態の双方に適用可能な、レーザ照射の様々なパターンについて、図7〜図10を参照して説明する。   As described above, the first and second embodiments have been described in detail. In any of the embodiments, the pattern of the irradiation range 2 is not limited to the first pattern illustrated in FIG. 5, and various patterns are possible. In the following, various laser irradiation patterns applicable to both the first and second embodiments will be described with reference to FIGS.

図7は、レーザ光の照射範囲の第2の例を示す斜視図である。図7(a)は、ガラス基板1に生じた線状のクラック3に沿って、複数箇所を照射範囲とするパターンを示す。
図7(a)のように、クラック3に沿った複数箇所にレーザ光を照射する場合、そのうちの1箇所はクラック3の先端を含むことが望ましい。なぜなら、クラック3の先端は、今後クラック3が成長する起点となるため、クラック3の先端を修正することが、より確実なクラック3の修正につながるからである。
FIG. 7 is a perspective view showing a second example of a laser light irradiation range. FIG. 7A shows a pattern in which a plurality of places are irradiated along a linear crack 3 generated in the glass substrate 1.
As shown in FIG. 7A, when laser light is irradiated to a plurality of locations along the crack 3, it is desirable that one of the locations includes the tip of the crack 3. This is because the tip of the crack 3 is a starting point for the growth of the crack 3 in the future, so that correcting the tip of the crack 3 leads to a more reliable correction of the crack 3.

また、特にクラック3が既にある程度成長している場合などは、図7(a)のように、複数箇所を照射範囲とすることで、より確実にクラック3の成長を防ぐことができる。
図7(a)の例では、クラック3の先端を含む照射範囲2aに加えて、照射範囲2bと2cにレーザ光が照射される。照射範囲2a〜2cはそれぞれ直線状の範囲であるが、曲線状の範囲であってもよい。クラック修正装置100または200は、これらの照射範囲2a〜2c内のガラスを溶融させて改質強化することで、クラック3を修正する。
Moreover, especially when the crack 3 has already grown to some extent, the growth of the crack 3 can be prevented more reliably by setting a plurality of locations as the irradiation range as shown in FIG.
In the example of FIG. 7A, the irradiation ranges 2b and 2c are irradiated with laser light in addition to the irradiation range 2a including the tip of the crack 3. The irradiation ranges 2a to 2c are each a linear range, but may be a curved range. The crack correcting device 100 or 200 corrects the crack 3 by melting and strengthening the glass in the irradiation ranges 2a to 2c.

クラック3に沿った複数箇所を照射範囲とする場合、照射の順序は任意である。例えば、図7(b)は、クラック3の途中でクラック3を横断する照射範囲2に、先にレーザ光を照射する例を示す。   In the case where a plurality of locations along the crack 3 are set as the irradiation range, the order of irradiation is arbitrary. For example, FIG. 7B shows an example in which the laser beam is first irradiated to the irradiation range 2 that crosses the crack 3 in the middle of the crack 3.

クラック修正装置100または200は、このようにクラック3の途中でクラック3を横断する照射範囲2に先にレーザ光を照射した後、クラック3の先端を含む不図示の照射範囲にレーザ光を照射してもよい。あるいは、照射の順番は逆でもよい。   The crack correcting device 100 or 200 irradiates the irradiation range (not shown) including the tip of the crack 3 after irradiating the irradiation range 2 that crosses the crack 3 in the middle of the crack 3 in this way. May be. Alternatively, the order of irradiation may be reversed.

ところで、図7(a)では、x座標あるいはy座標の範囲が異なる複数の照射範囲を例示したが、クラック修正装置100または200は、図8に示すように、z座標が異なる複数の照射範囲にレーザ光を照射することにより、クラック3を修正してもよい。   By the way, although FIG. 7A illustrates a plurality of irradiation ranges having different x-coordinate or y-coordinate ranges, the crack correcting device 100 or 200 has a plurality of irradiation ranges having different z-coordinates as shown in FIG. The crack 3 may be corrected by irradiating with laser light.

図8は、レーザ光の照射範囲の第3の例を示す断面図である。すなわち、図8は、z軸に平行な平面によるガラス基板1の断面図である。
図8には、V字型のクラック3の断面が示されている。クラック3による空隙は、図8のようにガラス基板1の表面に開口を有する場合もあるし、ガラス基板1の裏面に開口を有する場合もある。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a third example of the laser light irradiation range. That is, FIG. 8 is a cross-sectional view of the glass substrate 1 taken along a plane parallel to the z axis.
FIG. 8 shows a cross section of the V-shaped crack 3. The gap due to the crack 3 may have an opening on the surface of the glass substrate 1 as shown in FIG. 8 or may have an opening on the back surface of the glass substrate 1.

クラック3により生じた空隙は、肉眼では認識できないこともある。しかし、ミクロレベルでは、図8のように、互いに向き合う破断面6aおよび6bに挟まれた狭い空隙が存在する。   The gap generated by the crack 3 may not be recognized with the naked eye. However, at the micro level, as shown in FIG. 8, there is a narrow gap sandwiched between the fracture surfaces 6a and 6b facing each other.

クラック修正装置100または200は、ガラス基板1の厚み方向であるz方向に関しても、クラック3の先端を含む範囲にレーザ光を照射することが好ましい。そこで、図8の例では、クラック3のz方向における先端を含む照射範囲2bに、レーザ光が照射される。   It is preferable that the crack correcting apparatus 100 or 200 irradiates a laser beam in a range including the tip of the crack 3 also in the z direction that is the thickness direction of the glass substrate 1. Therefore, in the example of FIG. 8, the laser beam is irradiated to the irradiation range 2b including the tip of the crack 3 in the z direction.

さらに、図8の例では、より確実にクラック3を修正するために、照射範囲2bよりも浅い領域、すなわちガラス基板1の表面により近い領域に、もう1つの照射範囲2aが設定されており、照射範囲2aにもレーザ光が照射される。照射範囲2aは、破断面6aと6bの間のクラック3の空隙を横断する範囲である。   Furthermore, in the example of FIG. 8, in order to correct the crack 3 more reliably, another irradiation range 2a is set in a region shallower than the irradiation range 2b, that is, a region closer to the surface of the glass substrate 1. The laser beam is also irradiated to the irradiation range 2a. The irradiation range 2a is a range that crosses the gap of the crack 3 between the fracture surfaces 6a and 6b.

もし空隙の幅が十分に狭ければ、照射範囲2aへのレーザ光の照射によって溶融したガラスにより、照射範囲2aの深さにおいて、破断面6aと6bは溶接され、クラック3の空隙はふさがれる。つまり、レーザマーキングの要領で連続的になされるレーザ光の照射により、照射範囲2aにおいては連続した溶融面が形成され、溶融したガラスが破断面6aと6bを横断してつなぐ。例えば、空隙の幅が約10μm程度であれば、空隙がふさがれるであろう。   If the width of the gap is sufficiently narrow, the fracture surfaces 6a and 6b are welded at the depth of the irradiation range 2a by the glass melted by the laser beam irradiation to the irradiation range 2a, and the gap of the crack 3 is blocked. . That is, by continuous laser beam irradiation in the manner of laser marking, a continuous molten surface is formed in the irradiation range 2a, and the molten glass is connected across the fracture surfaces 6a and 6b. For example, if the width of the gap is about 10 μm, the gap will be blocked.

空隙がふさがれることは、少なくともクラック3の一部が消滅することを意味する。つまり、空隙をふさぐことで、クラック3はより確実に修正される。よって、空隙の幅が約10μm以下となる深さに照射範囲を設定することが好ましい。   That the air gap is blocked means that at least a part of the crack 3 disappears. That is, the crack 3 is more reliably corrected by closing the gap. Therefore, it is preferable to set the irradiation range to a depth at which the gap width is about 10 μm or less.

図8の例によれば、ガラスの溶融強化層が深さ方向に2層、形成されるので、例えば照射範囲2bにのみレーザ光を照射する場合と比べて、破断面6aと6bの溶接強度が上がる。したがって、図8の例によれば、溶接強度が上がった分、より確実に、クラック3の成長を阻害することができ、ガラス基板1全体が割れてしまうことを防ぐことができる。   According to the example of FIG. 8, since two glass melt strengthening layers are formed in the depth direction, the weld strength of the fracture surfaces 6a and 6b is compared with, for example, the case where the irradiation range 2b is irradiated with laser light only. Goes up. Therefore, according to the example of FIG. 8, the growth of the crack 3 can be more reliably inhibited by the increase in the welding strength, and the entire glass substrate 1 can be prevented from being broken.

なお、図8の照射範囲2aと2bは、z軸に垂直な直線状の範囲であるが、z軸に垂直な平面上の曲線に沿った範囲が照射範囲であってもよい。また、z軸に垂直な平面上の直線または曲線に沿った照射範囲へのレーザ光の照射は、x方向およびy方向の一方または双方にレーザ光をスキャンさせることで行ってもよいが、レーザ光はスキャンさせなくてもよい。すなわち、後者の場合であっても、加工形状設定部119が直線状または曲線状にビーム断面形状を設定することで、z軸に垂直な平面上の直線または曲線に沿った照射範囲にレーザ光が照射される。   The irradiation ranges 2a and 2b in FIG. 8 are linear ranges perpendicular to the z-axis, but a range along a curve on a plane perpendicular to the z-axis may be the irradiation range. The irradiation of the laser beam to the irradiation range along the straight line or curve on the plane perpendicular to the z axis may be performed by scanning the laser beam in one or both of the x direction and the y direction. The light need not be scanned. That is, even in the latter case, the processing shape setting unit 119 sets the beam cross-sectional shape in a linear shape or a curved shape, so that the laser beam is irradiated in an irradiation range along a straight line or a curved line on a plane perpendicular to the z axis. Is irradiated.

続いて、連続的に何度もクラック3を横断するようにレーザ光を照射するパターンについて説明する。
図9は、レーザ光の照射範囲の第4の例を示す斜視図および断面図である。図7および図8は、互いに離れた複数の照射範囲にレーザ光が照射される例である。しかし、クラック修正装置100または200は、クラック3に沿ってジグザグ状かつ連続的にレーザ光を照射することで、より確実にクラック3を修正してもよい。
Next, a pattern in which laser light is irradiated so as to cross the crack 3 continuously and repeatedly will be described.
FIG. 9 is a perspective view and a cross-sectional view showing a fourth example of the laser light irradiation range. 7 and 8 are examples in which laser light is irradiated to a plurality of irradiation ranges separated from each other. However, the crack correcting device 100 or 200 may correct the crack 3 more reliably by irradiating the laser beam along the crack 3 in a zigzag manner.

例えば、図9(a)には、xy平面に平行な平面上で、ジグザグ状の線に沿ってレーザ光を照射する例を示した。すなわち、図9(a)における照射範囲2は、一部がクラック3の先端を横断しており、かつ、クラック3に沿ってジグザグに進む線に沿った範囲である。   For example, FIG. 9A shows an example in which laser light is irradiated along a zigzag line on a plane parallel to the xy plane. In other words, the irradiation range 2 in FIG. 9A is a range along a line that partially crosses the tip of the crack 3 and proceeds zigzag along the crack 3.

図9(a)のような照射範囲2にレーザ光を照射する場合は、図4の処理を次のように変形してもよい。すなわち、図4の処理は、ステップS103〜S105の繰り返しによってクラック3の先端を探した後にステップS106〜S112による照射を行うという処理である。図4における処理順を変えて、クラック修正装置100または200は、クラック3をたどりながら直線状のレーザ光の照射を行うことを繰り返してもよい。繰り返しの結果として、照射範囲2は、複数の直線状の範囲が連結された、全体としてはジグザグ状の範囲となる。   When irradiating the irradiation range 2 as shown in FIG. 9A with the laser beam, the processing in FIG. 4 may be modified as follows. That is, the process of FIG. 4 is a process of performing irradiation by steps S106 to S112 after searching for the tip of the crack 3 by repeating steps S103 to S105. By changing the processing order in FIG. 4, the crack correcting apparatus 100 or 200 may repeat the irradiation of the linear laser light while following the crack 3. As a result of repetition, the irradiation range 2 is a zigzag range as a whole, in which a plurality of linear ranges are connected.

また、図9(b)には、z軸に平行な平面上で、ジグザグ状の線に沿ってレーザ光を照射する例、すなわち、深さ方向に何度もクラック3を横断するようにレーザ光を照射する例を示した。図9(b)のようなジグザグ状の照射は、例えば下記のように複数回に分けて実行してもよい。   FIG. 9B shows an example in which laser light is irradiated along a zigzag line on a plane parallel to the z-axis, that is, a laser so as to cross the crack 3 many times in the depth direction. An example of light irradiation was shown. The zigzag irradiation as shown in FIG. 9B may be executed in a plurality of times as follows, for example.

・クラック3のz方向の先端を含む、直線状の照射範囲2aへのレーザ光の照射
・照射範囲2aに連結している直線状の照射範囲2bへのレーザ光の照射
・照射範囲2bに連結している直線状の照射範囲2cへのレーザ光の照射
また、照射範囲を規定するジグザグ状の線は、x軸、y軸、z軸のいずれにも平行ではない平面上にあってもよい。
Laser irradiation to the linear irradiation range 2a including the tip of the crack 3 in the z direction Laser irradiation to the linear irradiation range 2b connected to the irradiation range 2a Link to the irradiation range 2b Further, the zigzag line that defines the irradiation range may be on a plane that is not parallel to any of the x-axis, y-axis, and z-axis. .

あるいは、クラック修正装置100は、3次元的な広がりを有するジグザグ状の線に沿った照射範囲に、レーザ光を照射してもよい。この場合、例えば、ステージ移動機構103によるx方向およびy方向の相対移動と、光学系制御部126を介しての集光光学系104とステージ101との間のz方向の相対移動とを、同時に行うよう、処理部127がクラック修正装置100全体を制御する。   Or the crack correction apparatus 100 may irradiate a laser beam to the irradiation range along the zigzag-shaped line | wire which has a three-dimensional expansion. In this case, for example, the relative movement in the x direction and the y direction by the stage moving mechanism 103 and the relative movement in the z direction between the condensing optical system 104 and the stage 101 via the optical system control unit 126 are simultaneously performed. The processing unit 127 controls the entire crack correcting device 100 so as to perform it.

続いて、クラック3を周囲から連続的に囲うことでクラック3の進行を抑制するパターンについて説明する。
図10は、レーザ光の照射範囲の第5の例を示す斜視図および断面図である。図10に示すパターンは、幅が例えば約10μm以下といった、ごく細いクラック3の修正に適している。
Then, the pattern which suppresses the progress of the crack 3 by surrounding the crack 3 continuously from the periphery is demonstrated.
FIG. 10 is a perspective view and a cross-sectional view showing a fifth example of a laser light irradiation range. The pattern shown in FIG. 10 is suitable for correcting a very thin crack 3 having a width of, for example, about 10 μm or less.

図10(a)には、xy平面に平行な平面上で、またはクラック3の深さに合わせてz座標を変えながら、クラック3を起点から先端までレーザマーキングの要領で囲うように、曲線状の照射範囲2にレーザ光を照射する例を示す。照射範囲2にレーザ光を照射することで、クラック3の周辺は強化されたガラスで囲われることになり、クラック3の伸張を防ぐことができる。   FIG. 10A shows a curved shape so as to surround the crack 3 from the origin to the tip in the manner of laser marking on a plane parallel to the xy plane or while changing the z coordinate according to the depth of the crack 3. The example which irradiates laser beam to the irradiation range 2 is shown. By irradiating the irradiation range 2 with laser light, the periphery of the crack 3 is surrounded by tempered glass, and the extension of the crack 3 can be prevented.

また、図10(b)は、z方向に複数の層にわたって、クラック3を囲って曲線状にレーザ光を照射するパターンを表す。すなわち、図10(b)は、ガラス基板1の表面に近い側から順に次の3層に照射範囲がそれぞれ設定された例である。   FIG. 10B shows a pattern in which the laser beam is irradiated in a curved shape surrounding the crack 3 over a plurality of layers in the z direction. That is, FIG. 10B is an example in which irradiation ranges are set in the next three layers in order from the side closer to the surface of the glass substrate 1.

・断面が照射範囲2aと2dにより表され、クラック3を囲う曲線に沿った照射範囲
・断面が照射範囲2bと2eにより表され、クラック3を囲う曲線に沿った照射範囲
・断面が照射範囲2cと2fにより表され、クラック3を囲う曲線に沿った照射範囲
図10(b)は、複数の溶融層を形成するように、複数の照射範囲へレーザ光を照射することで、クラック3をより確実に修正するという点において、図7(a)および図8と同様である。
The cross section is represented by the irradiation ranges 2a and 2d and the irradiation range is along the curve surrounding the crack 3. The cross section is represented by the irradiation ranges 2b and 2e and the irradiation range is along the curve surrounding the crack 3. The cross section is the irradiation range 2c. FIG. 10B shows the irradiation range along the curve surrounding the crack 3 by irradiating laser light to the plurality of irradiation ranges so as to form a plurality of molten layers. This is the same as FIG. 7A and FIG.

以上、図7〜図10を参照して様々な照射パターンを説明したが、図5および図7〜図10に示したいずれの照射パターンも以下の特徴がある。すなわち、ガラス基板1の外面の盛り上がりなどの変形を避けるため、照射範囲2および2a〜2fは、ガラス基板1の表面と裏面のいずれにも接しないように設定されている。したがって、ガラス基板1がLCD用のものであった場合に、クラック3を修正した後のガラス基板1においても精密なセルギャップ制御が可能である。   As mentioned above, although various irradiation patterns were demonstrated with reference to FIGS. 7-10, all the irradiation patterns shown in FIG. 5 and FIGS. 7-10 have the following characteristics. In other words, the irradiation ranges 2 and 2a to 2f are set so as not to come into contact with either the front surface or the back surface of the glass substrate 1 in order to avoid deformation such as swell of the outer surface of the glass substrate 1. Therefore, when the glass substrate 1 is for LCD, precise cell gap control is possible even in the glass substrate 1 after the crack 3 is corrected.

なお、本発明は上記の実施形態に限られるものではなく、様々に変形可能である。以下にその例をいくつか述べる。
変形の第1の観点は、レーザ光を照射する対象物である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified. Some examples are described below.
A first aspect of deformation is an object to be irradiated with laser light.

第1および第2実施形態では、FPD用のガラス基板に発生したクラックを修正するクラック修正装置100および200を例示した。しかし、FPD用のガラス基板以外の、任意の形状および大きさのガラス物体を対象としてクラックの修正を行うように、第1または第2実施形態を変形してもよい。例えば、ガラス物体を載置するステージの大きさや、z軸方向の相対移動の可動範囲などは、修正対象のガラス物体の形状や大きさに応じ、実施形態によって適宜定めることができる。   In 1st and 2nd embodiment, the crack correction apparatuses 100 and 200 which correct the crack which generate | occur | produced in the glass substrate for FPD were illustrated. However, the first or second embodiment may be modified so that a crack is corrected for a glass object having an arbitrary shape and size other than the glass substrate for FPD. For example, the size of the stage on which the glass object is placed, the movable range of relative movement in the z-axis direction, and the like can be appropriately determined according to the embodiment according to the shape and size of the glass object to be corrected.

変形の第2の観点は、レーザ光を照射する目的である。すなわち、既に生じてしまったクラックに対する修正以外の用途に、上記のクラック修正装置100または200を利用することもできる。   The second viewpoint of deformation is the purpose of irradiating laser light. That is, the crack correcting device 100 or 200 described above can be used for purposes other than correction for a crack that has already occurred.

例えば、図2に示したように、何らかの原因でチップ5aまたは5bが発生すると、クラックに成長する可能性が高い。そこで、チップが発生した場合は、例えばクラック修正装置100または200が、図10と同様にしてチップの周りにレーザ光を照射してもよい。   For example, as shown in FIG. 2, when the chip 5a or 5b is generated for some reason, the possibility of growing into a crack is high. Therefore, when a chip is generated, for example, the crack correcting device 100 or 200 may irradiate a laser beam around the chip in the same manner as in FIG.

すると、チップの周辺のガラスが強化されるので、チップがクラックに成長するのを防ぐことが可能である。このように、第1および第2実施形態は、クラックの修正以外にクラックの予防の用途にも利用することができる。   Then, since the glass around the chip is strengthened, it is possible to prevent the chip from growing into a crack. Thus, 1st and 2nd embodiment can be utilized also for the use of the prevention of a crack other than correction of a crack.

また、クラックとは関係なく、ガラス物体内部の一部分を改質するためのレーザ加工装置として、クラック修正装置100または200を利用することもできる。すなわち、上記実施形態によれば、クラックの修正、クラックの発生の予防、ガラス物体内部の改質強化、ガラス物体内部の屈折率の変化などの、ガラス物体内部に対する種々の加工を行うレーザ加工装置およびレーザ加工方法が提供される。   Further, the crack correcting device 100 or 200 can be used as a laser processing device for modifying a part inside the glass object irrespective of the crack. That is, according to the above-described embodiment, a laser processing apparatus that performs various processing on the inside of a glass object, such as correction of cracks, prevention of occurrence of cracks, modification and strengthening inside the glass object, and change in the refractive index inside the glass object. And a laser processing method are provided.

変形の第3の観点は、レーザ光の照射範囲である。照射範囲は、上記に例示したパターンに限らず、例示したパターンの任意の組み合わせでもよい。また、その他種々のパターンでの照射も可能である。   A third aspect of the deformation is a laser light irradiation range. The irradiation range is not limited to the pattern exemplified above, and any combination of the exemplified patterns may be used. Further, irradiation with various other patterns is also possible.

すなわち、クラックの修正に有効であれば、どのような直線または曲線に沿った照射範囲であってもよい。例えば、直線状または曲線状の照射範囲は、クラックに接していてもよく、クラックを横断してもよく、クラックから離れていてもよい。例えば、図9(a)は、クラック3から離れてクラック3の成長する側に位置する照射範囲2を示している。図9(a)では、レーザ光の照射によって照射範囲2に作られた溶融層が、クラックの進行に対する障壁となっている。   That is, any irradiation range along any straight line or curve may be used as long as it is effective for correcting cracks. For example, the linear or curved irradiation range may be in contact with the crack, cross the crack, or away from the crack. For example, FIG. 9A shows an irradiation range 2 located on the side where the crack 3 grows away from the crack 3. In FIG. 9A, the molten layer formed in the irradiation range 2 by the laser beam irradiation serves as a barrier against the progress of cracks.

一般にクラックは、先端からさらに進行する可能性があるので、クラックの先端から見て起点と逆側は、クラックの成長する側である。また、一般にクラックは、クラックによってガラス基板の表面、裏面、または側面上に生じた微細な開口の幅がさらに広がるという進行をたどる可能性もある。よって、例えば図9(a)においてクラック3の左右を囲む照射範囲2も、クラックの成長する側に位置していると言える。   In general, since a crack may further progress from the tip, the side opposite to the starting point when viewed from the tip of the crack is the side on which the crack grows. In general, the crack may follow the progress that the width of the fine opening generated on the front surface, the back surface, or the side surface of the glass substrate is further expanded by the crack. Therefore, for example, in FIG. 9A, it can be said that the irradiation range 2 surrounding the left and right of the crack 3 is also located on the crack growing side.

上述した以外のレーザ光の照射パターンとしては、例えば、以下のような例が挙げられる。
クラック修正装置100または200は、図9(a)のジグザグ状の照射範囲2を、図10(b)と類似の仕方でz方向の複数の層に設定し、レーザ光を照射してもよい。
Examples of laser light irradiation patterns other than those described above include the following examples.
The crack correcting apparatus 100 or 200 may set the zigzag irradiation range 2 of FIG. 9A to a plurality of layers in the z direction in a manner similar to that of FIG. .

また、図10(a)では、照射範囲2がクラック3の起点から先端までを囲う曲線状であるが、照射範囲2は、クラック3の先端付近の一部を囲う曲線状の範囲であってもよい。円、楕円、または多角形のように閉じた線状の照射範囲がクラック3の先端付近を囲う実施形態も可能である。   In FIG. 10A, the irradiation range 2 is a curved shape that surrounds the crack 3 from the starting point to the tip, but the irradiation range 2 is a curved range that surrounds a portion near the tip of the crack 3. Also good. An embodiment in which a closed linear irradiation range such as a circle, an ellipse, or a polygon surrounds the vicinity of the tip of the crack 3 is also possible.

なお、図示した照射範囲はいずれも、直線状または曲線状に連続した範囲であるが、照射範囲は、断続的に直線状または曲線状に連なる複数の点からなる集合であってもよい。
以上のように照射範囲の形状は様々であるが、例えば、処理部127は、クラック3の形状に合わせて、クラック3を囲う図10(a)のような照射範囲2を設定することもでき、クラック3を何度も横断する図9(a)のような照射範囲2を設定することもできる。例えば、画像処理部128がエッジ抽出処理を行ったり、データ入力部112がユーザから入力を受け付けたりすることにより、処理部127はクラック3の形状を認識することができる。よって、処理部127は、認識した形状に合わせて照射範囲2を決定してもよい。
The illustrated irradiation range is a linear or curved continuous range, but the irradiation range may be a set of a plurality of points that are intermittently continuous in a linear or curved shape.
As described above, the shape of the irradiation range is various. For example, the processing unit 127 can set the irradiation range 2 as shown in FIG. 10A surrounding the crack 3 in accordance with the shape of the crack 3. The irradiation range 2 as shown in FIG. 9A that crosses the crack 3 many times can also be set. For example, the processing unit 127 can recognize the shape of the crack 3 when the image processing unit 128 performs edge extraction processing or the data input unit 112 receives input from the user. Therefore, the processing unit 127 may determine the irradiation range 2 according to the recognized shape.

また、例えば、予め用意された複数の照射パターンの中から適用すべき照射パターンを指定する入力を、データ入力部112がユーザから受け取って処理部127に出力してもよい。処理部127は、必要ならクラック3の形状を認識して、指定された照射パターンにしたがったレーザ光の照射を制御することができる。   In addition, for example, the data input unit 112 may receive an input designating an irradiation pattern to be applied from a plurality of irradiation patterns prepared in advance from the user and output the input to the processing unit 127. If necessary, the processing unit 127 can recognize the shape of the crack 3 and control the irradiation of the laser light according to the designated irradiation pattern.

変形の第4の観点は、クラック修正装置100、200、またはその他の上記変形例によるレーザ加工装置における光学素子の配置である。例えば、クラック修正装置100において下記の(1)および(2)のような変形が可能である。もちろん、クラック修正装置200やその他のレーザ加工装置において類似の変形が可能である。また、(1)と(2)以外の変形も可能であり、例えば、ガラス基板1の表面と裏面の双方からレーザ光を照射することが可能なように、クラック修正装置を構成することもできる。
(1)図1のクラック修正装置100において、観察系108と加工用のレーザーユニット102との位置が逆であってもよい。
A fourth aspect of the deformation is the arrangement of the optical elements in the laser processing apparatus according to the crack correcting apparatuses 100 and 200 or other modified examples. For example, the crack correcting apparatus 100 can be modified as shown in the following (1) and (2). Of course, similar modifications are possible in the crack correcting apparatus 200 and other laser processing apparatuses. Further, modifications other than (1) and (2) are possible, and for example, the crack correcting device can be configured so that laser light can be irradiated from both the front surface and the back surface of the glass substrate 1. .
(1) In the crack correction apparatus 100 of FIG. 1, the positions of the observation system 108 and the processing laser unit 102 may be reversed.

すなわち、レーザーユニット102が射出したレーザ光が、ビームスプリッタ107を透過して集光光学系104を介して照射範囲2に照射されるよう、レーザーユニット102が集光光学系104の光軸上に配置されていてもよい。   That is, the laser unit 102 is placed on the optical axis of the condensing optical system 104 so that the laser light emitted from the laser unit 102 passes through the beam splitter 107 and is irradiated to the irradiation range 2 through the condensing optical system 104. It may be arranged.

(1)の場合、結像レンズ106は、例えばレーザーユニット102とビームスプリッタ107の間に配置されてもよい。また、ガラス基板1から集光光学系104を介してビームスプリッタ107に到達した光は、ビームスプリッタ107で反射し、ミラー105で再度反射して観察系108に入射する。
(2)図1のクラック修正装置100において、ミラー105を省略してもよい。
In the case of (1), the imaging lens 106 may be disposed between the laser unit 102 and the beam splitter 107, for example. Further, the light that has reached the beam splitter 107 from the glass substrate 1 via the condensing optical system 104 is reflected by the beam splitter 107, is reflected again by the mirror 105, and enters the observation system 108.
(2) The mirror 105 may be omitted in the crack correcting apparatus 100 of FIG.

図1においてミラー105を省略し、レーザーユニット102からのレーザ光の射出光路が結像レンズ106の光軸に一致するように、レーザーユニット102の位置を変えてもよい。   In FIG. 1, the mirror 105 may be omitted, and the position of the laser unit 102 may be changed so that the optical path of the laser light from the laser unit 102 coincides with the optical axis of the imaging lens 106.

また、(1)の場合において(2)と同様にミラー105を省略し、ビームスプリッタ107からの反射光の光路に観察系108の不図示の撮像部120の光軸が一致するように、観察系108を配置してもよい。   In the case of (1), the mirror 105 is omitted as in (2), and observation is performed so that the optical axis of the imaging unit 120 (not shown) of the observation system 108 matches the optical path of the reflected light from the beam splitter 107. System 108 may be arranged.

第1実施形態によるクラック修正装置の構成図である。It is a block diagram of the crack correction apparatus by 1st Embodiment. クラックとチップの発生したガラス基板の例を示す上面図である。It is a top view which shows the example of the glass substrate which the crack and the chip | tip generate | occur | produced. 第1実施形態によるクラック修正装置100の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the crack correction apparatus 100 by 1st Embodiment. 第1実施形態におけるクラック修正装置100の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of the crack correction apparatus 100 in 1st Embodiment. 第1実施形態におけるクラックおよびレーザ光の照射範囲の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the example of the irradiation range of the crack and laser beam in 1st Embodiment. 第2実施形態によるクラック修正装置の構成図である。It is a block diagram of the crack correction apparatus by 2nd Embodiment. レーザ光の照射範囲の第2の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the 2nd example of the irradiation range of a laser beam. レーザ光の照射範囲の第3の例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 3rd example of the irradiation range of a laser beam. レーザ光の照射範囲の第4の例を示す斜視図および断面図である。It is the perspective view and sectional drawing which show the 4th example of the irradiation range of a laser beam. レーザ光の照射範囲の第5の例を示す斜視図および断面図である。It is the perspective view and sectional drawing which show the 5th example of the irradiation range of a laser beam.

符号の説明Explanation of symbols

1 ガラス基板
2、2a〜2f 照射範囲
3 クラック
4a〜4d パネル領域
5a、5b チップ
6a、6b 破断面
100、200 クラック修正装置
101、101b ステージ
102 レーザーユニット
103 ステージ移動機構
104 集光光学系
105 ミラー
106 結像レンズ
107 ビームスプリッタ
108 観察系
109 レーザ光学系
110 観察光学系
111 制御部
112 データ入力部
113 通信部
114 ワーク入れ替え部
115 レーザ光源
116 レーザ発振制御部
117 ガイド照明光源
118 ビームスプリッタ
119 加工形状設定部
120 撮像部
121 表示部
122 照明光学系
123 ビームスプリッタ
124 AFミラー
125 焦点補正光学系
126 光学系制御部
127 処理部
128 画像処理部
129 レーザ制御部
130 光学系制御指示部
131 ステージ制御部
132 台
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2, 2a-2f Irradiation range 3 Crack 4a-4d Panel area | region 5a, 5b Chip 6a, 6b Fracture surface 100, 200 Crack correction apparatus 101, 101b Stage 102 Laser unit 103 Stage moving mechanism 104 Condensing optical system 105 Mirror DESCRIPTION OF SYMBOLS 106 Imaging lens 107 Beam splitter 108 Observation system 109 Laser optical system 110 Observation optical system 111 Control part 112 Data input part 113 Communication part 114 Work replacement part 115 Laser light source 116 Laser oscillation control part 117 Guide illumination light source 118 Beam splitter 119 Processing shape Setting unit 120 Imaging unit 121 Display unit 122 Illumination optical system 123 Beam splitter 124 AF mirror 125 Focus correction optical system 126 Optical system control unit 127 Processing unit 128 Image processing unit 129 Laser control unit 130 Optical system control instruction unit 131 Stage control unit 132 units

Claims (10)

レーザ光を用いてガラス物体を加工するレーザ加工装置であって、
前記レーザ光をレーザ光源から射出する射出手段と、
前記レーザ光源から射出された前記レーザ光を前記ガラス物体の内部に集光する集光光学系と、
前記ガラス物体の前記内部において前記レーザ光を照射すべき照射範囲を決定するための決定手段と、
前記集光光学系の焦点が、前記決定手段が決定した前記照射範囲に位置するように、前記集光光学系と前記ガラス物体との相対位置を制御する制御手段とを備え、
前記射出手段は、前記レーザ光の前記照射範囲への照射により前記照射範囲において前記ガラス物体の前記内部を溶融させるように、前記制御手段によって前記相対位置が制御された状態で前記レーザ光を前記レーザ光源から射出する、
ことを特徴とするレーザ加工装置。
A laser processing apparatus for processing a glass object using laser light,
An emitting means for emitting the laser light from a laser light source;
A condensing optical system for condensing the laser light emitted from the laser light source inside the glass object;
Determining means for determining an irradiation range to be irradiated with the laser light in the inside of the glass object;
Control means for controlling the relative position of the light collecting optical system and the glass object so that the focal point of the light collecting optical system is located in the irradiation range determined by the determining means;
The emission means is configured to emit the laser light in a state where the relative position is controlled by the control means so that the inside of the glass object is melted in the irradiation range by irradiation of the laser light to the irradiation range. Emitted from the laser light source,
The laser processing apparatus characterized by the above-mentioned.
前記レーザ光は、パルスレーザ光であることを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser beam is a pulsed laser beam. 前記パルスレーザ光のパルス幅は10ps以下であることを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 2, wherein a pulse width of the pulsed laser light is 10 ps or less. 前記ガラス物体に生じたクラックまたは欠けの位置または範囲を認識する認識手段をさらに備え、
前記決定手段は、前記認識手段が認識した前記クラックまたは前記欠けの前記位置または前記範囲に基づいて、1つ以上の前記照射範囲を決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
Recognizing means for recognizing the position or range of cracks or chips generated in the glass object,
The determining unit determines one or more irradiation ranges based on the position or the range of the crack or the chip recognized by the recognition unit.
The laser processing apparatus according to claim 1.
前記照射範囲のうちの少なくとも1つは、前記クラックの先端の点を含むことを特徴とする請求項4に記載のレーザ加工装置。   The laser processing apparatus according to claim 4, wherein at least one of the irradiation ranges includes a point at a tip of the crack. 1つ以上の前記照射範囲の各々は、
前記クラック上の点、
前記クラックに接するか、前記クラックを横断するか、前記クラックからは離れて前記クラックの成長する側に位置するか、前記クラックのうち少なくとも先端を含む一部を囲むか、または前記欠けを囲むかしている、直線または曲線、および
前記直線または前記曲線に沿って断続的に分布する複数の点の集合、
のいずれかであることを特徴とする請求項4に記載のレーザ加工装置。
Each of the one or more irradiation ranges is
A point on the crack,
Whether it touches, crosses the crack, is located on the side where the crack grows away from the crack, surrounds at least a part of the crack including the tip, or surrounds the chip A line or curve, and a set of points that are intermittently distributed along the line or curve,
The laser processing apparatus according to claim 4, wherein the laser processing apparatus is any one of the following.
前記照射範囲のうちの少なくとも1つは前記クラックを横断しており、
前記射出手段は、ガラスの溶融によって前記クラックの破断面同士を溶接するように、前記レーザ光を前記レーザ光源から射出する、
ことを特徴とする請求項6に記載のレーザ加工装置。
At least one of the irradiation ranges crosses the crack;
The emission means emits the laser light from the laser light source so as to weld the fracture surfaces of the cracks by melting glass.
The laser processing apparatus according to claim 6.
前記ガラス物体は、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板であり、
前記レーザ光源と前記集光光学系は、回路パターンが形成された前記ガラス基板の表面の側と、前記表面に対向する裏面の側の一方または双方から、前記レーザ光が照射されるように配置されている、
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工装置。
The glass object is a glass substrate for a flat panel display,
The laser light source and the condensing optical system are arranged so that the laser light is irradiated from one or both of the surface side of the glass substrate on which a circuit pattern is formed and the back side facing the surface. Being
The laser processing apparatus according to claim 1.
レーザ光を用いてガラス物体を加工するレーザ加工装置が、
ユーザからの指示に基づいて、前記ガラス物体の内部において前記レーザ光を照射すべき照射範囲を決定し、
前記レーザ光を前記ガラス物体の前記内部に集光する集光光学系の焦点が、決定した前記照射範囲に位置するように、前記集光光学系と前記ガラス物体との相対位置を制御し、
前記照射範囲において前記ガラス物体の前記内部を溶融させるために前記レーザ光をレーザ光源から射出して前記照射範囲に照射する、
ことを特徴とするレーザ加工方法。
A laser processing apparatus that processes a glass object using laser light,
Based on an instruction from the user, determine an irradiation range to be irradiated with the laser light inside the glass object,
Control the relative position of the condensing optical system and the glass object so that the focal point of the condensing optical system that condenses the laser light inside the glass object is located in the determined irradiation range,
In order to melt the inside of the glass object in the irradiation range, the laser light is emitted from a laser light source to irradiate the irradiation range.
The laser processing method characterized by the above-mentioned.
前記照射範囲は、
前記ガラス物体に生じたクラック上の点、
前記クラックに接するか、前記クラックを横断するか、前記クラックからは離れて前記クラックの成長する側に位置するか、前記クラックのうち少なくとも先端を含む一部を囲むか、または前記ガラス物体に生じた欠けを囲むかしている、直線または曲線、および
前記直線または前記曲線に沿って断続的に分布する複数の点の集合、
のいずれかであることを特徴とする、請求項9に記載のレーザ加工方法。
The irradiation range is
A point on a crack generated in the glass object,
It contacts the crack, crosses the crack, is located on the side where the crack grows away from the crack, surrounds at least a part including the tip of the crack, or occurs in the glass object A straight line or a curve surrounding or surrounding the chip, and a set of points intermittently distributed along the straight line or the curve,
The laser processing method according to claim 9, wherein the laser processing method is any one of the following.
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