JP5923765B2 - Laser processing apparatus for a glass substrate - Google Patents

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    • C03B33/09Severing cooled glass by thermal shock
    • C03B33/091Severing cooled glass by thermal shock using at least one focussed radiation beam, e.g. laser beam

Description

本発明は、表面強化ガラス基板をダイシングするガラス基板のレーザ加工装置に関し、特に、ガラス基板に環状の加工痕を形成するのに好適なガラス基板のレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus for a glass substrate of dicing the surface strengthened glass substrate, in particular, it relates to a laser processing apparatus suitable glass substrate to form an annular machining mark on the glass substrate.

液晶表示パネルの製造に際し、ガラス基板上に露光及び現像を繰り返して、所定の画素及び回路からなるパターンを形成する。 In the production of liquid crystal display panel, repeatedly exposed and developed on a glass substrate to form a pattern of a predetermined pixel and circuit. この場合に、1枚のガラス基板に対し、複数枚のパネル分のパターンを同時に形成し、その後、ガラス基板を分割することにより、個々のパネルを製造している。 In this case, with respect to one glass substrate, simultaneously forming a plurality of panels fraction pattern, then, by dividing the glass substrate to produce individual panels. 従来、このガラス基板の分割は、切断予定線を回転刃で線状に研削する機械的なダイシング加工により行っている(特許文献1)。 Traditionally, the division of the glass substrate is carried out by mechanical dicing process for grinding linearized with rotary blades the cutting line (Patent Document 1).

しかしながら、この機械的ダイシング加工においては、ダイシングブレードを低速度で切断予定線に沿って移動させる必要があり、1個のガラス基板当たりの処理時間が長くかかり、製造タクトが悪いという問題点がある。 However, in this mechanical dicing, it is necessary to move along the dicing blade to cut line at a low speed, it takes a processing time per one glass substrate is long, there is a problem that production tact poor . また、ダイシング工程の途中でガラス基板が割れやすく、歩留が低いと共に、回転刃による切削に際し、切削屑が発生するという問題点もある。 Further, there is a glass substrate fragile during the dicing process, the low yield, upon cutting with a rotary blade, a problem that cutting chips are generated. 特に、表面強化ガラスの場合は、上記問題点が更に著しくなる。 Particularly, in the case of surface tempered glass, the problem becomes more remarkable.

よって、例えばレーザ加工によりガラスに加工痕を形成する技術が提案されている。 Thus, for example, a technique for forming a processed traces on glass have been proposed by laser processing. 即ち、ガラスの表面又は深さ方向の内部にレーザ光を点状又は線状に集光することにより、エネルギ密度の高いレーザ光をガラスに照射して、ガラスの切断予定線に沿って加工痕を形成し、加工痕に沿って機械的に力を印加することにより、ガラスを切断予定線で容易に切断することができる。 That is, by focusing the laser beam on the interior surface or the depth direction of the glass to a point or linear, is irradiated with a high laser beam energy density in the glass, machining marks along the cutting line of the glass was formed by applying a mechanical force along the processing marks, it is possible to easily cut the glass cutting line. レーザ光によるガラス基板の加工は、機械的ダイシング加工に比して、製造タクトを短縮できるだけではなく、ガラス基板が加工の途中で割れにくく、切削屑も発生しにくいため、特に、表面強化ガラスの加工に好適である。 Processing of the glass substrate by the laser beam is different from the mechanical dicing, not only can shorten the manufacturing tact, the glass substrate is difficult to break in the course of processing, for cutting debris hardly occur, in particular, surface enhancement of the glass it is suitable for processing.

例えば、特許文献2には、YAGレーザ発振装置によりガラス基板にレーザ光を照射した後、ガラス基板表面のレーザ光が照射された位置をホイールカッターで走査することにより、例えば合わせガラス等の表面にクラックを発生させる技術が開示されている。 For example, Patent Document 2, after irradiation with the laser beam to the glass substrate by a YAG laser oscillator, by scanning the position of the laser beam of the glass substrate surface is irradiated by the wheel cutter, the surface of glass or the like combined e.g. techniques for generating cracks is disclosed.

特許文献3においては、ガラスに照射するビームスポット形状を30mm以上の最大寸法を有する細長いものにし、これをガラス上で線状に走査することにより、ガラスに部分的にクラックを生じさせている。 In Patent Document 3, a beam spot shape is irradiated to the glass to those elongated having a maximum dimension greater than 30 mm, by which the scanned linearly on a glass, which cause partial crack in the glass.

特許文献4においては、レーザ加工装置において、ガラス等の切断対象物への加工速度を向上させるために、切断対象物の厚さ方向及び厚さ方向に直交する方向に延びるように1対の線状焦点を形成し、ガラス等の切断対象物の内部を改質する技術が開示されている。 In Patent Document 4, in the laser processing apparatus, in order to improve the processing speed of the workpiece to be cut such as glass, a pair of lines so as to extend in a direction perpendicular to the thickness direction and the thickness direction of the workpiece to be cut Jo focus is formed, a technique for modifying the interior of the cutting object such as glass are disclosed.

特開2007−229831号公報 JP 2007-229831 JP 特開2005−104819号公報 JP 2005-104819 JP 特開2008−273837号公報 JP 2008-273837 JP 特開2008−36641号公報 JP 2008-36641 JP

しかしながら、特許文献2乃至4の技術は、いずれもガラスに連続的な線状の加工痕又は線状の切断予定線に沿った複数個の点状の加工痕を形成するものである。 However, the technique of Patent Documents 2 to 4 are all those which form a plurality of point-like machining marks along a continuous linear machining marks or linear cutting line on the glass. よって、ガラス基板に無端の閉じた形状の加工痕を形成する場合には、レーザ光をガラス基板の切断予定線に沿って連続的に走査するか、又はレーザ光の照射位置を切断予定線に沿って移動させながらレーザ光を複数回照射する必要があり、製造タクトが長期化するという問題点がある。 Therefore, when forming the processing marks the closed shape of the endless in the glass substrate, or a laser beam continuously scans along the cutting line of the glass substrate, or the irradiation position of the laser beam cutting line while moving along the laser beam must be irradiated a plurality of times, production tact is disadvantageously prolonged.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ガラス基板に無端の閉じた形状の加工痕を容易に形成でき、ガラス基板の分割のための処理時間を短縮することができるガラス基板のレーザ加工装置を提供することを目的とする。 The present invention was made in view of the above problems, the processing marks the closed shape of the endless glass substrate can be easily formed, a glass substrate which can shorten the processing time for the glass substrate divided and to provide a laser machining apparatus.

本発明に係るガラス基板のレーザ加工装置は、ガラス基板の無端の閉じた形状の切断予定線にレーザ光を集光して、前記ガラス基板に加工痕を形成するガラス基板のレーザ加工装置において、 Laser processing apparatus for a glass substrate according to the present invention, the cutting line of the closed shape of endless glass substrate by focusing a laser beam, the laser processing apparatus for a glass substrate forming the processing marks on the glass substrate,
レーザ光を出射するレーザ光源と、 A laser light source for emitting a laser beam,
前記レーザ光源からのレーザ光を前記ガラス基板に対して前記切断予定線に対応させて集光する環状のシリンドリカルレンズと、 An annular cylindrical lens for condensing light to laser light to correspond to the cutting line with respect to the glass substrate from the laser light source,
前記レーザ光源からのレーザ光の照射領域を、前記シリンドリカルレンズに対して相対的に第1方向に移動させる駆動装置と、 The irradiation area of ​​the laser beam from the laser light source, a driving device for moving relatively the first direction with respect to the cylindrical lens,
前記レーザ光源及び駆動装置を制御する制御装置と、 A control device for controlling the laser light source and the driving device,
を有し、 Have,
前記レーザ光源から出射されるレーザ光の照射領域は、その光軸に直交する面内で、前記第1方向に直交する第2方向における幅が、前記シリンドリカルレンズの前記第2方向における幅より大きく、 Irradiation area of ​​the laser beam emitted from the laser light source, in a plane perpendicular to the optical axis, the width in the second direction perpendicular to the first direction is larger than the width in the second direction of the cylindrical lens ,
前記制御装置は、前記駆動装置により前記レーザ光の照射領域を前記シリンドリカルレンズに対して前記第1方向に移動させる過程で、前記レーザ光源からレーザ光を複数回出射させ、前記ガラス基板に線状の加工痕を形成していくことにより、これらの複数回のレーザ光の照射によって、前記線状の加工痕が接続されて無端の閉じた形状となることを特徴とする。 Said controller, in the course of moving the irradiation area of ​​the laser beam by the driving device in the first direction relative to the cylindrical lens, the plurality of times to emit a laser beam from the laser light source, linear on the glass substrate of by going to form the processed traces, by irradiation of the plurality of times of laser beam, characterized in that a shape the wire-like machining marks were closed of connected endless.


上述のガラス基板のレーザ加工装置において、例えば前記制御装置は、前記複数回のレーザ光の照射による前記ガラス基板上の照射領域が前記切断予定線上で一部が重なるように、前記照射領域を制御する。 In the laser processing apparatus for a glass substrate described above, for example the control device such that said partially overlap multiple irradiation region on the glass substrate by irradiation of laser light is in the cut line, controls the irradiation region to. この場合に、前記制御装置は、例えば前記複数回のレーザ光の照射による前記切断予定線上の投入エネルギが一定となるように、前記照射領域の重なりを制御する。 In this case, the control device, for example, as the multiple input energy of the cut line by irradiation of laser light is constant, controlling the overlap of the irradiation region.

前記シリンドリカルレンズは、前記レーザ光の焦点位置を、前記ガラス基板の厚さ方向の内部とすると共に、焦点深度を前記ガラス基板の厚さよりも短く、好ましくは前記ガラス基板の厚さの1/100以下に設定することが好ましい。 The cylindrical lens, the focal position of the laser beam, with the interior in the thickness direction of the glass substrate, shorter than the focal depth thickness of the glass substrate, 1/100, preferably the thickness of the glass substrate it is preferable to set the following. これにより、ガラス基板の内部にレーザ光の照射による加工痕を形成することができる。 Thus, it is possible to form the processed traces in the glass substrate by laser light irradiation. このため、レーザビームの照射により表面に割れが発生することが確実に防止される。 Therefore, it is reliably prevented that cracks on the surface by irradiation of the laser beam is generated.

また、本発明のガラス基板のレーザ加工装置は、表面強化ガラス基板に適用すると、有益である。 Further, the laser processing apparatus for a glass substrate of the present invention, when applied to the surface strengthened glass substrate, is beneficial. 表面強化ガラス基板は、表面の性質が硬いため、ダイシング刃を使用した機械的ダイシングにおいてはなおさらのこと、レーザダイシングでもその焦点位置がガラス基板の表面である場合は、加工中に割れてしまう。 Surface strengthened glass substrate, because the nature of the surface is hard, even more of it in the mechanical dicing using a dicing blade, when the focal position in the laser dicing is the surface of the glass substrate is cracked during processing. 本発明は、レーザ光の波長は250乃至400nmであり、シリンドリカルレンズによるレーザ光の焦点位置を、前記表面強化ガラス基板の厚さ方向の内部であって、前記表面強化ガラス基板の表面強化層よりも深い位置に設定しているので、表面強化ガラス基板でも、加工中に割れることが防止される。 The present invention, the wavelength of the laser light is 250 to 400 nm, the focal position of the laser beam by a cylindrical lens, an internal in the thickness direction of the surface strengthened glass substrate, the surface reinforcing layer of said surface strengthened glass substrate since the set also deep position, even in the surface strengthened glass substrate, it is prevented from cracking during processing.

本発明のガラス基板のレーザ加工装置は、レーザ光源からのレーザ光をガラス基板に対して切断予定線に対応させて集光する環状のシリンドリカルレンズを有し、移動装置により、シリンドリカルレンズに対するレーザ光の照射領域が第1方向に移動される。 Laser processing apparatus for a glass substrate of the present invention has an annular cylindrical lens for focusing in correspondence to the cutting line with respect to the glass substrate with laser light from the laser light source, a moving unit, the laser light with respect to the cylindrical lens irradiation region is moved in the first direction. レーザ光源から出射されるレーザ光の照射領域は、その光軸に直交する面内で、第1方向に直交する第2方向における幅が、シリンドリカルレンズの第2方向における幅より大きく、制御装置は、駆動装置により、レーザ光の照射領域をシリンドリカルレンズに対して相対的に第1方向に移動させる過程で、レーザ光源からレーザ光を複数回出射させる。 Irradiation area of ​​the laser beam emitted from the laser light source, in a plane perpendicular to the optical axis, the width in the second direction perpendicular to the first direction is larger than the width in the second direction of the cylindrical lens, the control device , by the drive unit, in the course of moving the irradiation area of ​​the laser beam relative the first direction relative to the cylindrical lens, to a plurality of times it emits a laser beam from the laser light source. これにより、シリンドリカルレンズに対するレーザ光の照射領域に対応して、ガラス基板の無端の閉じた形状の切断予定線に対応してガラス基板に線状の加工痕が形成されていき、複数回のレーザ光の照射により、この線状の加工痕が接続されて無端の閉じた形状となる。 Thus, in response to the irradiation area of ​​the laser beam with respect to the cylindrical lens, a linear machining mark on the glass substrate corresponding to the closed configuration of the cutting line of the endless glass substrate will be formed, a plurality of times of laser by light irradiation, processed traces of the linear is the closed shape of the connected endless. よって、本発明によれば、レーザ光をガラス基板の環状の切断予定線に沿って照射していく場合に比して、加工痕の形成時間が短く、ガラス基板の分割のための処理時間を短縮することができる。 Therefore, according to the present invention, as compared with the case going laser beam is irradiated along the annular cutting line of the glass substrate, short forming time of processing marks, the processing time for the glass substrate divided it can be shortened.

また、本発明においては、制御装置は、駆動装置によりレーザ光の照射領域をシリンドリカルレンズに対して第1方向に移動させる過程で、レーザ光源からレーザ光を複数回出射させるため、シリンドリカルレンズの全体にレーザ光を照射するような大きなレーザ光源は不要であり、また、シリンドリカルレンズをガラス基板の切断予定線の形状に対応させて他のシリンドリカルレンズに交換した場合においても、レーザ光源を交換する必要もない。 Also, overall in the present invention, the control device, the irradiation region of the laser beam by the drive unit in the process of moving in a first direction relative to the cylindrical lens, for several times emits a laser beam from the laser light source, cylindrical lens large laser light source such as a laser beam is not necessary, and in case of a cylindrical lens to correspond to the shape of the cutting line of the glass substrate is replaced with other cylindrical lenses, it must be replaced with a laser light source Nor.

(a)は、本発明の実施形態に係るガラス基板のレーザ加工装置において、レーザ光の照射領域とガラス基板に形成される加工痕を示す平面図、(b)は同じく斜視図であって、シリンドリカルレンズの断面形状を示す図である。 (A), in the laser processing apparatus for a glass substrate according to an embodiment of the present invention, a plan view showing a machining marks formed on the irradiation region and the glass substrate of the laser beam, (b) is a same perspective view, it is a diagram showing a sectional shape of the cylindrical lens. 本発明の実施形態に係るガラス基板のレーザ加工装置において、シリンドリカルレンズを示す斜視図である。 In the laser processing apparatus for a glass substrate according to an embodiment of the present invention, it is a perspective view showing a cylindrical lens. 本発明の実施形態に係るガラス基板のレーザ加工装置を示す斜視図である。 The laser processing apparatus for a glass substrate according to an embodiment of the present invention is a perspective view showing. (a)乃至(c)は、本発明の実施形態に係るガラス基板のレーザ加工装置において、レーザ光の照射領域の移動に伴ってガラス基板に形成されていく加工痕を時系列的に示す図である。 (A) to (c), in the laser processing apparatus for a glass substrate according to an embodiment of the present invention, showing a machining mark going formed on the glass substrate with the movement of the irradiation region of the laser beam in a time series it is. 表面強化ガラス基板の透過特性を示すグラフ図である。 Is a graph showing the transmission characteristics of a surface strengthened glass substrate.

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. 図1(a)は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置において、レーザ光の照射領域とガラス基板に形成される加工痕を示す平面図、図1(b)は同じく斜視図であって、シリンドリカルレンズの断面形状を示す図、図2は、本発明の実施形態に係るレーザ加工装置において、シリンドリカルレンズを示す斜視図、図3は、本発明の実施形態に係るガラス基板のレーザ加工装置を示す斜視図である。 1 (a) is, in the laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, a plan view showing a machining marks formed on the irradiation region and the glass substrate of the laser beam, FIG. 1 (b) is a same perspective view FIG, 2 showing a sectional shape of the cylindrical lens, the laser processing apparatus according to an embodiment of the present invention, a perspective view of a cylindrical lens, Fig. 3, the laser processing apparatus for a glass substrate according to an embodiment of the present invention is a perspective view showing a. 図3に示すように、ステージ1上に、被加工物である露光現像処理後の表面強化ガラス基板等のガラス基板2が載置される。 As shown in FIG. 3, on the stage 1, the glass substrate 2 of the surface strengthened glass substrate or the like after exposure and development processing as a workpiece is placed. このステージ1に対し、このステージ1の幅方向の全域をまたぐ門型の移動部材3が、矢印a方向に往復移動可能に支持されている。 For this stage 1, the movable member 3 of the portal spanning the entire region of the width direction of the stage 1, and is reciprocally movable in the direction of arrow a. そして、この移動部材3には、ステージ1の幅方向(矢印b方向)に往復移動可能に、支持部4が設置されており、この支持部4にパルスレーザ発振器6が支持されている。 Then, this moving member 3, movable back and forth on the stage 1 in the width direction (arrow b direction), the support portion 4 is installed, a pulse laser oscillator 6 is supported by the support portion 4. ガラス基板2の上方には、環状に設けられたシリンドリカルレンズ7が配置されており、パルスレーザ発振器6からのパルスレーザ光5を、ガラス基板2の切断予定線に対応させて集光するようになっている。 Above the glass substrate 2 is arranged a cylindrical lens 7 provided annularly, a pulsed laser beam 5 from the pulse laser oscillator 6, in correspondence with the cutting line of the glass substrate 2 so as to condense light going on.

このレーザ加工装置においては、ステージ1上に表面強化ガラス基板等のガラス基板2が載置され、移動部材3が矢印a方向に移動すると共に、パルスレーザ発振器6からパルスレーザ光5が間欠的に出射され、シリンドリカルレンズ7により集光されたパルスレーザ光5がガラス基板2に照射される。 In the laser processing apparatus is the glass substrate 2 is placed on the surface strengthened glass substrate or the like on the stage 1, the movable member 3 moves in the direction of arrow a, the pulsed laser beam 5 from the pulsed laser oscillator 6 is intermittently is emitted, the pulsed laser beam 5 condensed by the cylindrical lens 7 is irradiated to the glass substrate 2. 図1(a)に示すように、このパルスレーザ光5の照射領域は、その光軸に直交する面内における形状が例えば矩形であり、方向bにおける幅W が、同じく方向bにおけるシリンドリカルレンズ7の幅W よりも大きくなるように調節されている。 As shown in FIG. 1 (a), the irradiation area of the pulse laser beam 5, the is shaped in, for example, rectangular in the optical axis perpendicular to the plane, the width W 5 in the direction b, similarly cylindrical lens in the direction b It is adjusted to be larger than the width W 7 of 7. そして、レーザ光5の照射領域は、方向bについて、シリンドリカルレンズ7を包含するように調節されている。 Then, the irradiation region of the laser beam 5, the direction b, and is adjusted to encompass the cylindrical lens 7. これにより、ガラス基板2に対して、切断予定線上で、レーザ光5が線状に照射される。 Thus, the glass substrate 2, with cut line, the laser beam 5 is irradiated linearly. この場合に、移動部材3が移動している間に、パルスレーザ発振器6からレーザ光5を照射しても良いし、移動部材3を移動後一旦停止させた状態で、パルスレーザ発振器6からレーザ光5を照射してもよい。 In this case, while the moving member 3 is moving, to a pulsed laser oscillator 6 may be irradiated with laser light 5, in a state in which after the movement temporarily stopping the movable member 3, the laser pulse the laser oscillator 6 light 5 may be irradiated. ガラス基板2の上方に配置されるシリンドリカルレンズ7は、焦点距離が異なるものを交換できるようにすることができる。 A cylindrical lens 7 disposed above the glass substrate 2 may be to exchange those having different focal lengths. これにより、シリンドリカルレンズ7から加工対象のガラス基板2の表面性状等に応じて焦点深度が最適のシリンドリカルレンズを選択して、レーザ加工を行うことができるようになっている。 Thus, the depth of focus depending from the cylindrical lens 7 in the surface properties of the glass substrate 2 and the like to be processed is to select the best cylindrical lens, and is capable of performing laser processing.

又は、シリンドリカルレンズ7は、切断予定線の形状に対応するものを交換することもできる。 Or, a cylindrical lens 7 may also exchange corresponds to the shape of the cutting line. 図1及び図2に示すように、ガラス基板2の上方に配置されるシリンドリカルレンズ7は、上方に凸の均一な断面形状を有する環状のレンズであり、いずれの断面においてもその下方の焦点距離が一定となるように構成されている。 As shown in FIGS. 1 and 2, a cylindrical lens 7 disposed above the glass substrate 2 is an annular lens having a uniform cross-sectional shape of the convex upward, in any cross-section focal length thereunder There has been configured to be constant. よって、シリンドリカルレンズ7は、その焦点を繋ぐ線が、環状のシリンドリカルレンズ7と相似的に環状となる。 Thus, the cylindrical lens 7, a line connecting the focal point, a similar manner annular and annular cylindrical lens 7. 本発明においては、切断予定線の形状とシリンドリカルレンズ7の環状の焦点形状とが同一となるようなシリンドリカルレンズ7が選択されて使用される。 In the present invention, the cylindrical lens 7 such that the annular focal shape the same shape as the cylindrical lens 7 of cutting line is selected and used. 本実施形態においては、円形の切断予定線に対応させて、シリンドリカルレンズ7は、その焦点形状が円形となるものが使用されており、その中心軸がパルスレーザ光5の光軸に平行となるように配置されている。 In the present embodiment, corresponding to the circular cutting line, a cylindrical lens 7, the focal shape are used made circular, its central axis is parallel to the optical axis of the pulsed laser beam 5 It is arranged to. このシリンドリカルレンズ7は、パルスレーザ発振器6から出射されたパルスレーザ光5をガラス基板2に集光させる。 The cylindrical lens 7, a pulsed laser beam 5 emitted from the pulsed laser oscillator 6 is converged on the glass substrate 2. このパルスレーザ光5は、例えば波長が250〜400nmであり、シリンドリカルレンズ7により、その焦点位置が、ガラス基板2の厚さ方向の内部であり、焦点深度が前記ガラス基板の厚さよりも短く設定され、好ましくはガラス基板2の厚さの1/100以下の範囲に設定されている。 The pulsed laser beam 5 is, for example, wavelength of 250 to 400 nm, by the cylindrical lens 7, the focal position, an internal thickness direction of the glass substrate 2, shorter than the depth of focus thickness of the glass substrate It is preferably set to 1/100 or less of the range of the thickness of the glass substrate 2.

レーザ光5は、図1(a)に矩形の細線で示すように、方向bについてシリンドリカルレンズ7を包含するように照射する。 The laser beam 5, as shown by a rectangular thin line in FIG. 1 (a), irradiated to encompass the cylindrical lens 7 the direction b. パルスレーザ発振器6からのレーザ光5の照射タイミング及び移動部材3の移動距離及び移動のタイミングは、制御装置(図示せず)により制御される。 Travel distance and timing of movement of the irradiation timing and the moving member 3 of the laser beam 5 from the pulse laser oscillator 6 is controlled by a control device (not shown).

パルスレーザ光5の波長は、例えば250〜400nmである。 The wavelength of the pulsed laser beam 5 is, for example, 250 to 400 nm. 図5は、横軸に波長をとり、縦軸にレーザ光の透過率をとって、表面強化ガラスの透過特性を示すグラフ図である。 Figure 5 takes the wavelength on the horizontal axis, the vertical axis represents the transmittance of the laser beam is a graph showing the transmission characteristics of a surface strengthened glass. 波長が532nmのレーザ光の場合、ガラス基板に対する透過率が高く、即ち、ガラス基板におけるエネルギの吸収率が悪く、ガラス基板に加工痕を形成しにくい。 If the wavelength of the laser light of 532 nm, a high transmittance to the glass substrate, i.e., poor absorption of energy in the glass substrate, it is difficult to form the processed traces on the glass substrate. これに対し、水銀ランプでいうi線(波長365nm)付近で、エネルギの吸収が始まり、加工痕を形成できるようになる。 In contrast, in the i-line (wavelength 365 nm) near mentioned mercury lamp, energy absorption begins, it is possible to form the processed traces. また、波長が266nmのレーザ光を使用することにより、極めて高いエネルギ吸収率を得ることができる。 Further, by wavelength using a laser beam of 266 nm, it is possible to obtain a very high energy absorption rate. よって、本発明においては、250〜400nmの波長域において、ガラス基板に加工痕を形成する。 Therefore, in the present invention, in the wavelength region of 250 to 400 nm, to form a processed traces on the glass substrate.

本実施形態においては、制御装置は、複数回のレーザ光5の照射によりガラス基板2上の照射領域が切断予定線上で一部が重なるように、レーザ光5の照射領域を制御する。 In this embodiment, the control device, the irradiation area on the glass substrate 2 by laser light irradiation 5 multiple times so as to partially overlap with cut line, to control the irradiation area of ​​the laser beam 5. 例えば、制御装置は、シリンドリカルレンズ7に対するレーザ光5の照射領域が従前のレーザ光5の照射領域の一部と重なるように、レーザ光源6からレーザ光を出射させるように構成されている。 For example, the control device, the irradiation region of the laser beam 5 is so as to overlap a part of the irradiation region of the previous laser beam 5, and is configured to emit a laser beam from the laser light source 6 for the cylindrical lens 7. よって、レーザ光5は、シリンドリカルレンズ7への照射領域に対応してガラス基板2の円形の切断予定線上に集光されてガラス基板2に加工痕20が形成されていき、複数回のレーザ光5の照射により、この線状の加工痕20が接続されて円形に形成される。 Therefore, the laser beam 5 corresponds to the irradiation area of ​​the cylindrical lens 7 is focused to a circular cut line of the glass substrate 2 will be processed traces 20 formed on the glass substrate 2, a plurality of times of laser beam the irradiation 5, the linear machining mark 20 is formed in a circular shape is connected.

本実施形態においては、光軸に直交する面内における形状が矩形のレーザ光5を出射するため、図1(a)に示すように、シリンドリカルレンズ7に対するレーザ光5の照射領域は、シリンドリカルレンズ7の中心軸に直交する面内において、中心軸から半径方向にみたときに、シリンドリカルレンズ7の全体に照射されている領域5aとシリンドリカルレンズ7の一部に照射されている領域5bとが生じる。 In the present embodiment, since the shape in a plane perpendicular to the optical axis for emitting a laser beam 5 of a rectangular, as shown in FIG. 1 (a), the irradiation area of ​​the laser beam 5 for the cylindrical lens 7, a cylindrical lens in a plane orthogonal to 7 central axis of, when viewed in the radial direction from the center axis, and a region 5b which is irradiated to a portion of the whole and the region 5a being irradiated cylindrical lens 7 of the cylindrical lens 7 is caused . よって、ガラス基板2に投入されるレーザ光のエネルギは、領域5bよりも領域5aの方が大きく、従って、領域5aに対応してガラス基板2上に形成される加工痕20aと領域5bに対応してガラス基板2上に形成される加工痕20bとでは、ガラス基板2が変質する程度に差異が生じる。 Therefore, the energy of the laser beam is introduced into the glass substrate 2, larger in area 5a than the region 5b, therefore, it corresponds to the processing marks 20a and the region 5b formed on the glass substrate 2 corresponding to the region 5a and a processing trail 20b formed on the glass substrate 2 by, discrepancies to the extent that the glass substrate 2 is deteriorated. 制御装置は、例えば複数回のレーザ光5の照射による切断予定線上の投入エネルギが一定となるように、ガラス基板2上における照射領域の重なりを制御する。 Controller, for example, as input energy to cut line by irradiation with multiple laser beams 5 is constant, controlling the overlap of the irradiation region on the glass substrate 2. これにより、前記ガラス基板2の変質程度の差異を解消することができる。 Thus, it is possible to eliminate a difference of about deterioration of the glass substrate 2. なお、このレーザ光5の照射による投入エネルギとは、ガラス基板2上に投入される熱量を意味する。 Here, the applied energy by irradiation with the laser beam 5, which means the amount of heat put on the glass substrate 2.

次に、本実施形態の動作について、制御装置の制御態様と共に説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described together with the control aspect of the control apparatus. 制御装置は、先ず、図3に示すように、ガラス基板2の切断予定線上に配置されたシリンドリカルレンズ7に対して、移動部材3により、パルスレーザ発振器6をシリンドリカルレンズ7の方向aにおける一端部側の上方に移動させて配置し、パルスレーザ発振器6から矩形ビーム形状で出射されたレーザ光5をガラス基板2に照射する。 Control apparatus, first, as shown in FIG. 3, with respect to the cylindrical lens 7 disposed on the cut line of the glass substrate 2, the movable member 3, one end of the pulsed laser oscillator 6 in the direction a of the cylindrical lens 7 place moved upward side, a laser beam 5 emitted by the rectangular beam shape from the pulse laser oscillator 6 is irradiated on the glass substrate 2. これにより、図4(a)に示すように、このレーザ光5の照射により、ガラス基板2には、線状の加工痕20(20a,20b)が形成される。 Thus, as shown in FIG. 4 (a), by irradiation of the laser beam 5, the glass substrate 2, linear processing marks 20 (20a, 20b) are formed. このとき、レーザ光照射領域5bに対応してガラス基板2に投入されるエネルギは、領域5aに対応してガラス基板2に投入されるエネルギよりも小さい。 At this time, the energy to be introduced into the glass substrate 2 corresponding to the laser light irradiation area 5b is smaller than the energy that is put in correspondence to the region 5a on the glass substrate 2. よって、領域5bに対応してガラス基板2に形成される加工痕20bは、領域5aに対応して形成される加工痕20aに比して、ガラス基板2の変質程度が小さい。 Therefore, machining marks 20b formed corresponding to the glass substrate 2 in the region 5b is different from the processing traces 20a formed corresponding to the region 5a, about deterioration of the glass substrate 2 is small.

その後、制御装置は、パルスレーザ発振器6を矢印a方向にガラス基板2及びシリンドリカルレンズ7に対して相対的に移動させ、図4(b)に示すように、シリンドリカルレンズ7に対するレーザ光5の照射領域が1回目のレーザ光5の照射領域の一部と重なるように、2回目のレーザ光5の照射を行う。 Thereafter, the control device, a pulse laser oscillator 6 is moved relative to the glass substrate 2 and the cylindrical lens 7 in the direction of arrow a, as shown in FIG. 4 (b), the irradiation of the laser beam 5 for the cylindrical lens 7 region so as to overlap with part of the first irradiation region of the laser beam 5, to irradiate the second laser light 5. このとき、制御装置は、例えば1回目のレーザ光5の照射では最大エネルギが投入されていなかった図4(a)における領域5bに最大エネルギが投入されるように、シリンドリカルレンズ7に対するレーザ光5の照射領域の重なりを制御する。 At this time, the control device, for example, such that the maximum energy to the region 5b in FIG. 4 the maximum energy has not been turned on (a) the irradiation of the first laser light 5 is turned on, the laser beam 5 for the cylindrical lens 7 controlling the overlap of the irradiation area of ​​the. よって、ガラス基板2上の加工痕20bが形成されていた部分にも図4(a)と同じ加工痕20aが形成される。 Thus, Figure 4 also part processing marks 20b were formed on the glass substrate 2 (a) and the same processing marks 20a are formed. そして、2回目のレーザ光5のショットにより、1ショット目の加工痕20aに対して連続的に線状の加工痕20(20a,20b)が形成される。 Then, by the second shot of the laser light 5, 1 shot continuous linear machining mark 20 with respect to processing marks 20a (20a, 20b) are formed. このように、シリンドリカルレンズ7に対するレーザ光5の照射領域の重なりを制御することにより、切断予定線上の投入エネルギが一定となり、変質程度が均一な加工痕20aを形成することができる。 Thus, it is possible by controlling the overlap of the irradiation area of ​​the laser beam 5 for the cylindrical lens 7, input energy of cut line is constant, about alteration to form a uniform processing marks 20a.

その後、制御装置は、同様に、パルスレーザ発振器6を矢印a方向にガラス基板2及びシリンドリカルレンズ7に対して相対的に移動させ、シリンドリカルレンズ7に対するレーザ光5の照射領域が2回目のレーザ光5の照射領域の一部と重なるように、3回目のレーザ光5の照射を行う(図4(c))。 Thereafter, the control unit is likewise pulsed laser oscillator 6 is moved relative to the glass substrate 2 and the cylindrical lens 7 in the direction of arrow a, the irradiation region of the laser beam 5 for the cylindrical lens 7 is the second laser beam so as to overlap with 5 portion of the irradiation area of ​​irradiation is performed third laser beam 5 (FIG. 4 (c)). これにより、1ショット目及び2ショット目の加工痕20aに対して連続的に線上の加工痕20(20a,20b)が形成され、4回目のレーザ光5の照射により、図4(d)に示すように、線状の加工痕20(20a,20b)が接続されて無端の閉じた形状の円形の加工痕20aが形成される。 Thus, the first shot and continuous line of processed traces 20 to the second shot processing marks 20a (20a, 20b) are formed by irradiation of the laser beam 5 of the fourth, in FIG. 4 (d) as shown, linear processing marks 20 (20a, 20b) is circular processing traces 20a of closed shape of the connected endless is formed.

レーザ光5の1ショットにおいては、シリンドリカルレンズ7に対するレーザ光5の照射領域は、シリンドリカルレンズ7の中心軸に直交する面内において、中心軸から半径方向にみたときに、シリンドリカルレンズ7の全体に照射されている領域5aとシリンドリカルレンズ7の一部に照射されている領域5bとが生じ、ガラス基板2に集光されるレーザ光5のエネルギ密度の差異に起因して、加工痕20aと加工痕20bとでは、ガラス基板2が変質する程度に差異が生じる。 In one shot of the laser beam 5, the irradiation region of the laser beam 5 for the cylindrical lens 7, in a plane perpendicular to the central axis of the cylindrical lens 7, when viewed in the radial direction from the center axis, the whole of the cylindrical lens 7 It occurs and a region 5b which is irradiated to a portion of the region 5a and the cylindrical lens 7 being irradiated, due to the difference in the energy density of the laser light 5 is condensed on the glass substrate 2, processing and processed traces 20a in the marks 20b, a difference occurs in the degree to which the glass substrate 2 is deteriorated. しかし、制御装置により、シリンドリカルレンズ7に対するレーザ光5の照射領域が従前のレーザ光5の照射領域の一部と重なるように、レーザ光源6からレーザ光を出射させることにより、前記ガラス基板2の変質程度の差異を解消することができる。 However, the control device, so that the irradiation area of ​​the laser beam 5 for the cylindrical lens 7 overlaps a part of the irradiation region of the previous laser beam 5, by emitting laser light from the laser light source 6, the glass substrate 2 it is possible to eliminate the difference of the order of alteration. この場合に、制御装置が複数回のレーザ光5の照射による切断予定線上の投入エネルギが一定となるように、ガラス基板2上における照射領域の重なりを制御することが好ましく、ガラス基板2に形成される加工痕20の全周にわたり、その変質の程度が均一となる。 In this case, as the control device applied energy of cut line by irradiation with multiple laser beams 5 is constant, it is preferable to control the overlap of the irradiation region on the glass substrate 2, formed on the glass substrate 2 over the entire circumference of the processed traces 20 that is, the degree of alteration is uniform. 加工痕20の形成後は、例えば、手で曲げ応力を印加することにより、ガラス基板2を切断予定線で円形に割断することができる。 After formation of the working mark 20, for example, by applying a bending stress by hand, it can be fractured circular glass substrate 2 at a cutting line.

本実施形態においては、このように、複数回のレーザ光5の照射により、切断予定線の無端の閉じた形状と同一の加工痕20を形成することができ、レーザ光5をガラス基板2の環状の切断予定線に沿って照射して従来のレーザ加工方法に比して、環状の加工痕20の形成時間が短く、ガラス基板2の分割のための処理時間を短縮することができる。 In the present embodiment, thus, by the irradiation of the laser beam 5 of a plurality of times, it is possible to form the same processing marks 20 and closed shape of endless cutting line, the laser beam 5 of the glass substrate 2 compared with the conventional laser processing method by irradiating along the annular cutting line a short time for forming the annular processing marks 20, it is possible to shorten the processing time for the split glass substrate 2.

また、レーザ光5をガラス基板に複数回に分けて照射するため、シリンドリカルレンズ7の全体にレーザ光5を照射するような大きなレーザ光源6は不要である。 Also, for irradiating a laser beam 5 a plurality of times on a glass substrate, a large laser light source 6 so as to irradiate the laser beam 5 to the whole of the cylindrical lens 7 is not necessary.

例えば、波長が532nmのレーザ光5を使用し、パルス幅を約7nsecとし、照射エネルギ密度を25J/cm として、表面強化ガラス基板2の内部にレーザ光5を照射した場合、ガラス基板2にクラックが進展し、ガラス基板全体が乱雑に割れてしまう。 For example, a wavelength using a laser beam 5 of 532 nm, a pulse width of about 7Nsec, as 25 J / cm 2 irradiation energy density, when the laser beam 5 on the inner surface strengthened glass substrate 2, the glass substrate 2 cracks developed, the entire glass substrate resulting in messy cracked. これに対し、波長が355nmのレーザ光5を使用し、パルス幅を約7nsecとし、照射エネルギ密度を10J/cm として、表面強化ガラス基板5の内部にレーザ光5を照射した場合、ガラス基板2の内部に加工痕20が形成され、ガラス基板2に手で曲げ応力を印加すると、この加工痕20をもとに綺麗に円形の切断線により割断することができる。 In contrast, wavelength using a laser beam 5 of 355 nm, when the pulse width is about 7Nsec, the irradiation energy density of 10J / cm 2, it was irradiated with laser light 5 to the internal surface strengthened glass substrate 5, a glass substrate processing marks 20 in the interior of 2 is formed by applying a bending stress by hand on the glass substrate 2, the processing marks 20 can be fractured by neatly circular cutting line basis.

また、レーザ光5の焦点位置は、ガラス基板の表面でもよいが、このレーザ光5の焦点位置を、ガラス基板2の内部とすることにより、ガラス基板2に割れが発生することを確実に防止することができる。 The focal point of the laser beam 5 may be a surface of a glass substrate, but prevent the focal position of the laser beam 5, by the inside of the glass substrate 2, to ensure that cracking is generated in the glass substrate 2 can do. 即ち、レーザ光5の焦点位置を、ガラス基板2の厚さ方向の内部とし、焦点深度をガラス基板2の厚さよりも短く設定し、好ましくはガラス基板2の厚さの1/100以下に設定することにより、表面強化ガラス基板であっても、その表面の改質部を避けて、その内部にレーザ光5のエネルギを集中することができる。 That is, setting the focal position of the laser beam 5, the interior of the thickness direction of the glass substrate 2, depth of focus is set shorter than the thickness of the glass substrate 2, preferably below 1/100 of the thickness of the glass substrate 2 by, it is a surface strengthened glass substrate, it is possible to avoid the modification of its surface, to concentrate the energy of the laser beam 5 in its interior. ガラス基板2が表面強化ガラス基板である場合は、レーザ光5の焦点位置がガラス基板2の内部でなく、表面強化ガラス基板の表面の改質部にレーザエネルギが集中すると、ガラス基板2に乱雑なクラックが発生して乱雑に割れやすくなる。 When the glass substrate 2 is a surface strengthened glass substrate, the focal position of the laser beam 5 is not inside the glass substrate 2, the laser energy is concentrated to the reforming of the surface of the surface strengthened glass substrate, clutter on the glass substrate 2 cracks are likely randomly cracking occurred such. また、このレーザ光5の焦点深度が、ガラス基板2の厚さ以上であると、レーザ光5がガラス基板2の裏面にまで到達して、ガラス基板2が割れてしまう。 Also, the focal depth of the laser beam 5, if it is more than the glass substrate 2 thick, the laser beam 5 reaches up to the back surface of the glass substrate 2, the glass substrate 2 is cracked. このため、レーザ光5の焦点深度は、ガラス基板2の厚さよりも短くし、好ましくは、ガラス基板2の厚さの1/100以下の範囲とすることが望ましい。 Therefore, the focal depth of the laser beam 5, and shorter than the thickness of the glass substrate 2, preferably, it is desirable to 1/100 or less of the range of the thickness of the glass substrate 2.

なお、レーザ光5のビーム形状は、上記実施形態のように、矩形に限らず、例えば、円形及び楕円形等、種々の形状を使用することができる。 The beam shape of the laser beam 5, as in the above embodiment is not limited to a rectangle, for example, it may be used circular or elliptical or the like, a variety of shapes.

また、本実施形態においては、円形の切断予定線に対応させて、シリンドリカルレンズ7は、その焦点形状が円形となるようなものを使用した場合について説明したが、シリンドリカルレンズ7としては、環状であればその他の形状のものも使用することができる。 In the present embodiment, corresponding to the circular cutting line, the cylindrical lens 7 is the focal shape is described for the case of using something like a circular, the cylindrical lens 7, an annular it can also be used as other shapes, if any. 例えば平面形状が楕円形又は矩形のシリンドリカルレンズを使用することができる。 For example it is possible to plane shape using an elliptical or rectangular cylindrical lens.

更に、本実施形態においては、レーザ光5を4回ショットすることにより、無端の閉じた形状の加工痕20aを形成する場合について説明したが、レーザ光5のショット数は、例えば2回又は3回でもよく、5回以上であってもよい。 Further, in the present embodiment, by shot laser beam 5 4 times, has been described the case of forming the processing marks 20a of closed shape of an endless number of shots of the laser beam 5, for example 2 or 3 may be at times, it may be greater than or equal to 5 times.

1:ステージ、2:ガラス基板、20,20a,20b:加工痕、3:移動部材、4:支持部材、5:(パルス)レーザ光、6:パルスレーザ発振器、7:シリンドリカルレンズ 1: Stage 2: a glass substrate, 20, 20a, 20b: processing marks, 3: moving member, 4: supporting member, 5 :( pulsed) laser beam, 6: pulse laser oscillator, 7: cylindrical lens

Claims (5)

  1. ガラス基板の無端の閉じた形状の切断予定線にレーザ光を集光して、前記ガラス基板に加工痕を形成するガラス基板のレーザ加工装置において、 The cutting line of the closed shape of endless glass substrate by focusing a laser beam, the laser processing apparatus for a glass substrate forming the processing marks on the glass substrate,
    レーザ光を出射するレーザ光源と、 A laser light source for emitting a laser beam,
    前記レーザ光源からのレーザ光を前記ガラス基板に対して前記切断予定線に対応させて集光する環状のシリンドリカルレンズと、 An annular cylindrical lens for condensing light to laser light to correspond to the cutting line with respect to the glass substrate from the laser light source,
    前記レーザ光源からのレーザ光の照射領域を、前記シリンドリカルレンズに対して相対的に第1方向に移動させる駆動装置と、 The irradiation area of ​​the laser beam from the laser light source, a driving device for moving relatively the first direction with respect to the cylindrical lens,
    前記レーザ光源及び駆動装置を制御する制御装置と、 A control device for controlling the laser light source and the driving device,
    を有し、 Have,
    前記レーザ光源から出射されるレーザ光の照射領域は、その光軸に直交する面内で、前記第1方向に直交する第2方向における幅が、前記シリンドリカルレンズの前記第2方向における幅より大きく、 Irradiation area of ​​the laser beam emitted from the laser light source, in a plane perpendicular to the optical axis, the width in the second direction perpendicular to the first direction is larger than the width in the second direction of the cylindrical lens ,
    前記制御装置は、前記駆動装置により前記レーザ光の照射領域を前記シリンドリカルレンズに対して前記第1方向に移動させる過程で、前記レーザ光源からレーザ光を複数回出射させ、前記ガラス基板に線状の加工痕を形成していくことにより、これらの複数回のレーザ光の照射によって、前記線状の加工痕が接続されて無端の閉じた形状となることを特徴とするガラス基板のレーザ加工装置。 Said controller, in the course of moving the irradiation area of ​​the laser beam by the driving device in the first direction relative to the cylindrical lens, the plurality of times to emit a laser beam from the laser light source, linear on the glass substrate by the going to form the processed traces, these by irradiation a plurality of times of laser beam, the laser processing apparatus for a glass substrate on which the linear machining marks, characterized in that the closed shape of the connected endless .
  2. 前記制御装置は、前記複数回のレーザ光の照射による前記ガラス基板上の照射領域が前記切断予定線上で一部が重なるように、前記照射領域を制御することを特徴とする請求項1に記載のガラス基板のレーザ加工装置。 The control device such that said partially overlap in multiple irradiation area the cut line of the glass substrate by laser irradiation, according to claim 1, wherein the controller controls the irradiation region laser processing apparatus for a glass substrate.
  3. 前記制御装置は、前記複数回のレーザ光の照射による前記切断予定線上の投入エネルギが一定となるように、前記照射領域の重なりを制御することを特徴とする請求項2に記載のガラス基板のレーザ加工装置。 Wherein the control device, so that the multiple input energy of the cut line by irradiation of laser light is constant, the glass substrate according to claim 2, characterized by controlling the overlap of the irradiation region laser processing equipment.
  4. 前記シリンドリカルレンズは、前記レーザ光の焦点位置を、前記ガラス基板の厚さ方向の内部とすると共に、焦点深度を前記ガラス基板の厚さよりも短く設定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のガラス基板のレーザ加工装置。 The cylindrical lens, the focal position of the laser beam, with the interior in the thickness direction of the glass substrate, the depth of focus of claims 1 to 3, characterized in that set shorter than the thickness of the glass substrate laser processing apparatus for a glass substrate according to any one.
  5. 前記ガラス基板は、表面強化ガラス基板であり、前記シリンドリカルレンズは、前記レーザ光の焦点位置を、前記表面強化ガラス基板の厚さ方向の内部であって、前記表面強化ガラス基板の表面強化層よりも深い位置に設定することを特徴とする請求項4に記載のガラス基板のレーザ加工装置。 The glass substrate is a surface strengthened glass substrate, the cylindrical lens, the focal position of the laser beam, an internal in the thickness direction of the surface strengthened glass substrate, the surface reinforcing layer of said surface strengthened glass substrate laser processing apparatus for a glass substrate according to claim 4, characterized in that also set the deep position.
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