KR101306673B1 - Chamfering apparatus - Google Patents

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KR101306673B1
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잇세이 구마타니
토미히사 스나타
세이지 시미즈
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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

C면 혹은 R면 등의 모따기 가공면으로 할 수 있는 취성 재료 기판의 모따기 가공 장치를 제공한다.  레이저 광원(13)과 집광 부재(15)와의 사이의 레이저 빔의 광로에 설치되어, 레이저 빔의 집광 부재로의 입사 광로를 편향하여 집광 부재로부터 출사되는 레이저 빔이 형성하는 집광점의 위치를 주사시키는 빔 편향부(14)와, 에지 라인(EL)의 비스듬히 전방으로부터 에지 라인을 향하여 레이저 빔이 조사되어, 에지 라인 근방의 기판 표면 또는 기판 내부에 집광점이 에지 라인과 교차되는 면을 따라서 주사되도록 기판을 지지하는 기판 지지부(2, 7, 11, 12)를 구비하고, 집광 부재(15)는, 에지 라인과 교차되는 면에 형성되는 집광점의 주사 궤적이 집광 부재로부터 볼때 오목 형상 또는 직선 형상이 되는 광학 소자 유닛으로 함으로써, 기판 외측을 향하여 볼록 형상의 모따기 가공을 행한다.The chamfering apparatus of a brittle material board | substrate which can be used as a chamfering surface, such as C surface or an R surface, is provided. It is provided in the optical path of the laser beam between the laser light source 13 and the light converging member 15, and scans the position of the light converging point formed by the laser beam emitted from the light converging member by deflecting the incident light path to the light converging member. The laser beam is irradiated from the oblique front side of the edge line EL and the beam deflection portion 14 to the edge line so as to be scanned along the surface where the light collecting point intersects the edge line on the substrate surface near the edge line or inside the substrate. The substrate support parts 2, 7, 11, and 12 which support a board | substrate are provided, and the light condensing member 15 has a concave shape or a straight line shape when the scanning locus of the light converging point formed in the surface which intersects an edge line is seen from the light collecting member. By setting it as the optical element unit used, convex chamfering process is performed toward a board | substrate outer side.

Description

모따기 가공 장치{CHAMFERING APPARATUS}Chamfer Processing Equipment {CHAMFERING APPARATUS}

본 발명은, 취성 재료 기판(brittle material substrate)의 단면(端面)에 형성되는 에지 라인(edg line;능선)의 모따기 가공 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저 빔의 조사에 의해 에지 라인의 R모따기(chamfering) 또는 C모따기를 행하는 모따기 가공 방법 및 모따기 가공 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for chamfering an edge line (ridgeline) formed in a cross section of a brittle material substrate, and more particularly, to R of an edge line by irradiation of a laser beam. A chamfering method and a chamfering apparatus which perform chamfering or C chamfering.

여기에서 가공 대상이 되는 취성 재료 기판에는, 유리 기판 외에, 석영, 단결정 실리콘, 사파이어, 반도체 웨이퍼, 세라믹 등의 기판이 포함된다.In addition to the glass substrate, the brittle material substrate to be processed includes substrates such as quartz, single crystal silicon, sapphire, semiconductor wafers and ceramics.

유리 기판 등의 취성 재료 기판은, 소망하는 치수, 형상으로 가공함으로써 각종의 제품에 이용되고 있다. 일반적으로, 취성 재료 기판의 가공은, 다이싱(dicing), 휠 스크라이브(wheel scribing), 레이저 스크라이브 등의 기존의 가공 기술에 의해 행해지지만, 이들 가공 기술에 의해 분단(dividing)된 기판 단면의 에지 라인은 매우 예리하여, 근소한 충격이 가해지는 것만으로도 치핑(chipping)이나 마이크로 크랙(crack) 등의 문제가 발생한다. 예를 들면, 플랫 패널 디스플레이(FPD)용의 유리 기판에서는, 에지의 이가 빠짐으로써 발생한 파편이 FPD용 기판의 표면에 흠집을 내는 원인이 되어, 제품의 수율(yield)에 영향을 준다.Brittle material substrates, such as a glass substrate, are used for various products by processing to a desired dimension and shape. Generally, processing of brittle material substrates is performed by conventional processing techniques such as dicing, wheel scribing, laser scribing, etc., but the edges of the substrate cross-section divided by these processing techniques The lines are so sharp that problems such as chipping or microcracks arise just by applying a slight impact. For example, in the glass substrate for flat panel displays (FPD), the debris which generate | occur | produces by falling off of the edge becomes a cause of a flaw in the surface of the board | substrate for FPD, and affects the yield of a product.

그 때문에, 기판을 분단한 후에 발생하는 기판의 에지 부분의 이빠짐 등을 방지하기 위해, 에지 라인을 따라 모따기 가공이 행해지고 있다.Therefore, the chamfering process is performed along the edge line, in order to prevent the edge part of the board | substrate, etc. which generate | occur | produce after splitting a board | substrate.

종래부터의 모따기 가공의 하나로, 다량의 물을 공급하면서 다이아몬드 지석(砥石)에 의해 연마하는 웨트(wet) 연마법이 있다. 그러나, 웨트 연마법에 의해 형성되는 모따기 가공면에는, 미소한 크랙이 연속적으로 잔존해 있어, 모따기 가공면의 강도는 주위보다 현저하게 저하하는 것으로 되어 있었다.As one of the conventional chamfering processes, there is a wet polishing method of polishing by diamond grindstone while supplying a large amount of water. However, on the chamfered surface formed by the wet polishing method, minute cracks remain continuously, and the strength of the chamfered surface is considerably lowered than the surroundings.

이에 대하여, 모따기 가공을 행하려고 하는 에지 라인을 따라서 레이저 빔을 주사하여, 에지 라인을 따라서, 레이저 빔의 초점이 이동함으로써 에지 상(上)이 가열 용융함으로써 모따기를 행하는 가열 용융법이 제안되고 있다. 예를 들면 유리 부재 전체를 상온보다 높은 온도로 유지(여열(余熱))한 상태에서, 능선부 근방을 레이저 가열하여 능선부를 연화(軟化)시켜 둥글게 함으로써 모따기를 행하는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 1 참조).On the other hand, the heat-melting method which scans a laser beam along the edge line which is going to perform a chamfering process, and performs a chamfer by heat-melting the edge image by moving the focal point of a laser beam along an edge line is proposed. . For example, the method of carrying out chamfering by laser heating the vicinity of a ridge part and softening and rounding a ridge part in the state which hold | maintained (heated) the glass member whole at higher temperature than normal temperature is disclosed (patent document) 1).

도 8은, CO2 레이저 광원을 이용하여 가열 용융법에 의해 모따기 가공을 행할 때의 레이저 조사 상태를 나타내는 단면도이다. 미리, 도시하지 않은 히터를 이용하여 유리 기판(10) 전체를 연화 온도보다 낮은 소정 온도로 서서히 가열해 두고, 이어서 소정 온도로 유지된 유리 기판(10)의 모따기 가공을 행할 에지 라인(51)을 따라서, CO2 레이저 광원(50)으로부터의 레이저광을 집광 렌즈(53)에 의해 집광하여, 초점을 가공 부분 근방에 맞춰 주사한다. 그때, 레이저 출력, 주사 속도를 조정함으로써, 레이저 조사된 에지 부분이 고온이 되어 연화되도록 하고, 이에 따라 레이저 조사된 에지 부분이 둥그스름함을 띠도록 가공한다.8 is a cross-sectional view showing a laser irradiation state when performing the chamfering by the heating and melting method using a CO 2 laser source. The edge line 51 which previously heats the whole glass substrate 10 gradually to predetermined temperature lower than a softening temperature using the heater which is not shown in figure, and then performs chamfering of the glass substrate 10 maintained at predetermined temperature is carried out. Therefore, the laser beam from the CO 2 laser light source 50 is collected by the condenser lens 53, and the focal point is scanned in the vicinity of the processed portion. At that time, by adjusting the laser output and the scanning speed, the edge irradiated with the laser becomes high temperature and softened, thereby processing the edge irradiated with the laser to be rounded.

이 경우, 예비 가열, 가공 후의 냉각에 시간이 걸린다. 또한, 기판 전체를 예비 가열할 필요가 있어, 가열할 수 없는 디바이스나 센서 등의 기능막이 기판 상에 이미 형성되어 있는 경우에는, 이 방법에 의한 모따기 가공을 실시할 수 없는 경우도 있다. 또한, 여열이 불충분하면 열응력에 의해 균열(크랙)이 발생하여, 양호한 모따기 가공을 할 수 없게 된다. 또한, 전술한 가열 용융법에 의한 모따기 가공에서는, 용융 부분이 변형하여 그 일부(둥그스름함을 띤 부분의 일부)가 주위보다도 부풀어 버려, 기판 단면의 평탄도가 손상되는 경우가 있다.In this case, preheating and cooling after processing take time. In addition, when the whole board | substrate needs to be preheated and the functional film | membrane, such as a device which cannot be heated, or a sensor is already formed on the board | substrate, the chamfering process by this method may not be performed. Insufficient heat may cause cracks (cracks) due to thermal stress, which prevents good chamfering. In addition, in the chamfering process by the above-mentioned heat melting method, the molten portion deforms and a part (a part of the rounded portion) swells more than the surroundings, and the flatness of the substrate cross section may be damaged.

가열 용융법과는 달리, 예비 가열의 필요가 없는 레이저 조사에 의한 모따기 방법으로서, 에지 근방에 레이저광을 조사하여 가열함으로써 유리 기판(10)에 크랙을 발생시켜, 레이저광을 상대적으로 에지 라인 방향으로 주사함으로써 크랙을 에지 라인을 따라서 성장시켜, 유리 기판으로부터 에지 근방을 분리함으로써 모따기를 행하는 레이저 스크라이브법이 개시되어 있다(특허문헌 2).Unlike the heat melting method, as a chamfering method by laser irradiation, which does not require preheating, cracks are generated in the glass substrate 10 by heating by irradiating a laser light near the edges, thereby causing the laser light to be relatively moved in the edge line direction. The laser scribing method which grows a crack along an edge line by scanning and isolates the edge vicinity from a glass substrate, and performs chamfering (patent document 2) is disclosed.

도 9는, CO2 레이저 광원을 이용하여 레이저 스크라이브에 의해 모따기 가공을 행할 때의 레이저 조사 상태를 나타내는 도면이다. 유리 기판(10)의 에지 라인(51) 부근에 CO2 레이저 광원(50)으로부터의 레이저광을 집광 렌즈(53)에 의해 국소적으로 조사하여, 연화 온도보다 낮은 온도로 가열한다. 이때 국소적 열팽창에 수반하는 열응력에 의해 크랙(52)이 발생한다. 그리고, 에지 라인(51)을 따라서 레이저광을 주사함으로써, 순차 발생하는 크랙(52)이 에지 라인(51)을 따라서 성장하여, 에지 라인(51)을 포함하는 에지 근방(모서리 부분)이 분리된다.9 is a diagram illustrating a laser irradiation state when chamfering is performed by a laser scribe using a CO 2 laser light source. The laser beam from the CO 2 laser light source 50 is locally irradiated by the condensing lens 53 near the edge line 51 of the glass substrate 10 and heated to a temperature lower than the softening temperature. At this time, the crack 52 is generated by the thermal stress accompanying the local thermal expansion. Then, by scanning the laser beam along the edge line 51, cracks 52 sequentially generated grow along the edge line 51, and the vicinity of the edge (edge portion) including the edge line 51 is separated. .

특허문헌 2에 의하면, 레이저 스크라이브에 의한 모따기 가공을 행함으로써, 유리 기판의 정밀도를 손상시키는 일 없이, 높은 생산성과 세정 공정을 필요로 하지 않는 모따기 가공을 행할 수 있다고 되어 있다.According to patent document 2, it is supposed that by performing a chamfering process by a laser scribe, the chamfering process which does not require high productivity and a washing process can be performed, without impairing the precision of a glass substrate.

일본공개특허공보 평2-241684호Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 2-241684 일본공개특허공보 평9-225665호Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-225665

여기에서, 레이저 스크라이브에 의한 모따기 가공에 의해 형성되는 가공면에 대해서 설명한다. 도 10은, CO2 레이저를 이용한 레이저 스크라이브에 의해 모따기 가공을 행했을 때의 가공 단면(斷面)의 확대도이다.Here, the processing surface formed by the chamfering process by a laser scribe is demonstrated. FIG. 10 is an enlarged view of a processing cross section when chamfering is performed by a laser scribe using a CO 2 laser. FIG.

모따기 가공에 의해, 유리 기판(10)의 모서리 부분(U)이 분리(박리)되어, 유리 기판(10)의 에지 라인(53)은 모서리 부분(U)과 함께 소실되지만, 새로이 모따기 가공면(54)이 형성된다.By the chamfering process, the edge portion U of the glass substrate 10 is separated (peeled), so that the edge line 53 of the glass substrate 10 is lost together with the edge portion U, but the newly chamfered surface ( 54) is formed.

이 모따기 가공면(54)의 단면 형상을 관찰하면, 유리 기판(10) 측으로 패인 원호 형상의 역(逆)R면을 갖고 있다. 모따기 가공면(54)이 패여 있는 결과, 유리 기판(S)의 기판 표면(55, 56)과의 교차 부분에는, 2개의 에지 라인(57, 58)이 형성되게 된다. 이들 에지 라인(57, 58)은, 당초의 에지 라인(53)에 비하면 에지의 예리함은 개선되어 있지만, 그래도 패임이 커지면, 예리한 에지가 형성되어 버리게 된다.When the cross-sectional shape of this chamfering process surface 54 is observed, it has a reverse arc surface of the arc shape which dug to the glass substrate 10 side. As a result of the chamfering processing surface 54 being dug, two edge lines 57 and 58 are formed in the intersection part with the substrate surface 55 and 56 of the glass substrate S. As shown in FIG. These edge lines 57 and 58 have improved edge sharpness as compared to the original edge line 53. However, if the dent increases, sharp edges are formed.

특히 플랫 패널 디스플레이용(FPD용) 유리 기판에서는, 에지 라인(57, 58)의 바로 위에 TAB 테이프가 배선되는 경우가 있어, 모따기 가공 후에, 이 부분에 예리한 에지가 남아 있으면 TAB 테이프가 단선될 가능성이 높아진다.In particular, in glass substrates for flat panel displays (for FPDs), the TAB tape may be wired directly above the edge lines 57 and 58, and after chamfering, if a sharp edge remains in this portion, the TAB tape may be disconnected. Is higher.

그 때문에, 모따기 가공면(54)은, 패임을 없애고, 모따기 부분이 평면인 C면, 혹은, 외측을 향하여 볼록 형상이 되는 R면으로 하는 것이 요구되고 있다.Therefore, it is desired that the chamfered surface 54 removes the dents, and sets the chamfered portion to a C surface where the chamfered portion is a flat surface or an R surface that becomes convex toward the outside.

그러나, 전술한 바와 같은 종래의 CO2 레이저를 이용한 레이저 스크라이브법에 의한 모따기 가공면(54)에서는 아무래도 모따기 가공면에 패임이 발생해 버린다. 이는 에지 라인(53)에 조사하는 레이저의 조사 방향을 변화시키거나 해도, 결과는 거의 동일하여, 모따기 가공면의 형상을 제어하는 것이 곤란했다.However, in the chamfered surface 54 by a conventional laser scribing method using a CO 2 laser as described above it ends up somehow a depression occurs in the chamfered surface. Even if this changes the irradiation direction of the laser which irradiates the edge line 53, the result is substantially the same and it was difficult to control the shape of the chamfering process surface.

최근, 플랫 패널 디스플레이(FPD)용 유리 기판 등에서는, 종래보다도 대형의 유리 기판이 이용되어, 유리 기판의 대형화에 수반하여, 기판의 가공 품질에 대해서도, 지금까지 이상으로 높은 정밀도나 신뢰성이 요구되게 되고 있다. 모따기 가공면의 형상에 대해서도, 지금까지 이상으로 높은 정밀도와 신뢰성이 요구되고 있다.In recent years, in glass substrates for flat panel displays (FPDs), larger glass substrates have been used than in the past, and with the increase in the size of the glass substrates, the processing quality of the substrates is required to be higher than ever before. It is becoming. Also about the shape of the chamfering surface, high precision and reliability are calculated | required more than ever.

그래서 본 발명은, 레이저 조사에 의해 형성되는 모따기 가공면을, 역R면이 아니라, C면 혹은 R면, 혹은 기판 외측을 향하여 볼록하게 되는 곡면으로 할 수 있는 모따기 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, an object of the present invention is to provide a chamfering apparatus in which the chamfered surface formed by laser irradiation can be a curved surface that is convex toward the C surface, the R surface, or the substrate outside, instead of the reverse R surface. do.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명의 모따기 가공 장치는, 특수한 광학 소자 유닛을 이용하여 레이저 빔의 집광점을 주사함으로써 C면, R면, 기판 외측을 향하여 볼록하게 되는 곡면의 모따기 가공을 실현하도록 하고 있다.In order to solve the above problems, the chamfering apparatus of the present invention uses a special optical element unit to scan the converging point of the laser beam to realize the chamfering processing of the curved surface which is convex toward the C surface, the R surface, and the outside of the substrate. Doing.

즉, 본 발명의 모따기 가공 장치는, 취성 재료 기판의 모따기 가공을 행하는 모따기 가공 장치로서, 레이저 광원과, 레이저 광원으로부터 방사된 레이저 빔을 집광하여 기판으로 유도하는 집광 부재와, 레이저 광원으로부터 집광 부재를 통하여 기판에 이르기까지의 레이저 빔의 광로 상에 설치되어, 레이저 빔의 입사 광로를 편향하여 레이저 빔이 형성하는 집광점의 위치를 주사시키는 빔 편향부와, 모따기 가공을 행하는 에지 라인에 대하여, 에지 라인을 단변(端邊)으로 하는 2개의 인접면의 경사진 전방(前方)으로부터 에지 라인을 향하여 레이저 빔이 조사되어, 에지 라인 근방의 기판 표면 또는 기판 내부에 상기 집광점이 에지 라인과 교차되는 면을 따라서 주사되도록 기판을 지지하는 기판 지지부를 구비하고, 집광 부재는, 에지 라인과 교차되는 면에 형성되는 집광점의 주사 궤적이 집광 부재로부터 볼때 오목 형상 또는 직선 형상이 되는 광학 파라미터를 갖는 광학 소자 유닛으로 이루어지도록 하고 있다.That is, the chamfering apparatus of this invention is a chamfering apparatus which chamfers a brittle material substrate, Comprising: A light source for condensing a laser light source, the laser beam radiated from the laser light source to a board | substrate, and a light collecting member from a laser light source. A beam deflector provided on the optical path of the laser beam through the laser beam to the substrate, for deflecting the incident optical path of the laser beam to scan the position of the focusing point formed by the laser beam, and an edge line for chamfering, The laser beam is irradiated toward the edge line from an inclined front of two adjacent surfaces having the edge line as the short side, so that the condensing point intersects the edge line on the substrate surface or inside the substrate near the edge line. And a substrate support for supporting the substrate to be scanned along the surface, wherein the light collecting member crosses the edge line. The scanning locus of the light-converging point judging from the converging member formed to have to occur in the optical element unit having the optical parameters which the concave shape or a linear shape.

여기에서, 취성 재료 기판에는, 유리 기판, 석영 기판, 실리콘 기판, 사파이어 기판, 실리콘 그 외의 반도체 웨이퍼, 세라믹 기판이 포함된다.Here, the brittle material substrate includes a glass substrate, a quartz substrate, a silicon substrate, a sapphire substrate, a silicon or other semiconductor wafer, and a ceramic substrate.

또한, 레이저 광원은, 레이저광의 파장에 의해 기판의 흡수 특성이 다르기 때문에, 기판의 종류, 기판 표면으로부터 주사할지 기판 내부를 주사할지에 따라, 사용할 레이저 광원을 선택한다.In addition, since the absorption characteristic of a board | substrate differs with the wavelength of a laser beam, a laser light source selects the laser light source to be used according to the kind of board | substrate, whether it scans from the substrate surface, or the inside of a board | substrate.

예를 들면, 유리 기판에 대하여, 표면 부근을 주사하는 경우에는 기판 재료의 흡수 계수가 큰 CO2 레이저나 CO 레이저를 이용하는 것이 바람직하다(단 기판 표면을 주사하는 경우는 레이저를 집광하기만 하면 흡수가 작은 레이저라도 사용할 수 있다). 한편, 기판 내부를 주사하는 경우에는 기판 재료의 흡수 계수가 작은 YAG 레이저(Nd-YAG 레이저, Er-YAG 레이저 등)를 이용하는 것이 바람직하다.For example, for a glass substrate, in the case of scanning the vicinity of the surface, it is preferred to use a CO 2 laser is the absorption coefficient of the substrate material large or CO laser (simply by the light-converging the laser when scanning the end surface of the substrate absorb Small lasers can be used). On the other hand, when scanning the inside of a board | substrate, it is preferable to use the YAG laser (Nd-YAG laser, Er-YAG laser etc.) with a small absorption coefficient of a board | substrate material.

또한, 집광 부재가 되는 광학 소자 유닛에는, 렌즈 유닛 또는 미러 유닛을 이용할 수 있다. 일반적으로, 렌즈 유닛에서는 그 굴절률 분포, 렌즈 곡면 형상을 조정함으로써, 또한, 미러 유닛에서는 그 반사면 형상을 조정함으로써, 렌즈 유닛, 미러 유닛으로의 입사광에 대한 출사광의 광로 방향이나 집광점을 설계할 수 있다. 따라서, 본 발명에 이용하는 광학 소자 유닛(렌즈 유닛, 미러 유닛)의 광학 파라미터로서, 빔 편향부에 의해 입사 광로가 편향되었을 때에 집광 부재에 의해 형성되는 집광점의 주사 궤적이 집광 부재로부터 볼때 오목 형상 또는 직선 형상이 되는 광학 파라미터를 갖는 것을 이용한다. 또한, 이러한 주사 궤적을 얻는 광학 파라미터는 기하학적인 계산, 혹은 유한 요소법에 의한 해석, 혹은 시행착오적인 설계를 행함으로써 구할 수 있다.In addition, a lens unit or a mirror unit can be used for the optical element unit used as a light condensing member. In general, in the lens unit, by adjusting the refractive index distribution and the lens curved shape, and in the mirror unit, by adjusting the reflection surface shape, the optical path direction or the converging point of the outgoing light with respect to the incident light to the lens unit and the mirror unit can be designed. Can be. Therefore, as the optical parameters of the optical element unit (lens unit, mirror unit) used in the present invention, when the incident light path is deflected by the beam deflector, the scanning locus of the light collecting point formed by the light collecting member is concave when viewed from the light collecting member. Or the thing which has an optical parameter becoming linear form is used. In addition, the optical parameter which acquires such a scanning trace can be calculated | required by performing geometric calculation, analysis by a finite element method, or trial and error design.

또한, 여기에서 말하는 광학 소자 유닛에는, 단일렌즈뿐만 아니라, 조합 렌즈와 같이, 복수의 렌즈나 거울을 직렬로 늘어놓은 구조로 함으로써, 소자 전체적으로, 집광점의 주사 궤적이 집광 부재로부터 볼때 오목 형상이 되도록 한 것도 포함된다.In addition, the optical element unit described herein has a structure in which a plurality of lenses and mirrors are arranged in series, not only a single lens but a combination lens, so that the scanning trajectory of the light collection point as a whole is concave when viewed from the light collecting member. Included are also included.

본 발명에 의하면, 레이저 광원으로부터 방사되는 레이저 빔이, 빔 편향부, 집광 부재를 거쳐, 기판의 모따기 가공을 행하는 에지 라인에 대하여, 기판의 경사진 전방 방향으로부터 조사되도록 광학계가 배치된다. 빔 편향부는, 레이저 광원으로부터 방사된 레이저 빔의 집광 부재로의 입사 광로를 편향한다. 집광 부재는 빔 편향부에 의해 입사 광로가 편향됨으로써, 집광 부재로부터 출사되는 레이저 빔의 진행 방향이 편향된다. 그 결과, 집광 부재로부터 출사되는 레이저 빔에 의해 형성되는 집광점의 위치가, 기판의 에지 라인 근방에서 주사되게 된다. 이때 집광 부재에는, 에지 라인과 교차되는 면에 형성되는 집광점의 주사 궤적이 집광 부재로부터 볼때 오목 형상 또는 직선 형상이 되는 광학 파라미터를 갖는 광학 소자 유닛을 이용하고 있기 때문에, 에지 라인 근방의 집광점의 주사 궤적이 집광 부재로부터 볼때 오목 형상 또는 직선 형상이 된다. 그리고 기판 표면 또는 기판 내부에서 집광점이 주사되면, 그 궤적을 따라서 어블레이션(ablation) 현상이 발생하게 되어, 집광점의 주사 궤적을 따라서 기판의 일부가 제거되게 된다. 따라서 주사 궤적이 직선 형상인 경우는 C면의 모따기 가공이 행해지고, 주사 궤적이 집광 부재로부터 볼때 오목 형상인 경우는, 그 오목 형상에 대응하여 정해지는 R면, 포물면, 타원면 등의 볼록 형상의 모따기 가공이 행해진다.According to this invention, an optical system is arrange | positioned so that the laser beam radiated | emitted from a laser light source may be irradiated from the inclined front direction of a board | substrate with respect to the edge line which performs a chamfering process of a board | substrate through a beam deflection part and a light condensing member. The beam deflector deflects the incident optical path of the laser beam emitted from the laser light source to the light collecting member. The light converging member deflects the incident light path by the beam deflector, so that the traveling direction of the laser beam emitted from the light converging member is deflected. As a result, the position of the light converging point formed by the laser beam emitted from the light collecting member is scanned near the edge line of the substrate. At this time, the light collecting point near the edge line is used for the light collecting member because the scanning trajectory of the light collecting point formed on the surface intersecting the edge line is used as an optical element unit having an optical parameter that becomes concave or straight when viewed from the light collecting member. The scanning trajectory of the is concave or straight when viewed from the light converging member. When the light collecting point is scanned on the substrate surface or inside the substrate, ablation occurs along the trajectory, and a part of the substrate is removed along the scanning trajectory of the light collecting point. Therefore, when the scan trajectory is straight, the C plane is chamfered, and when the scan trajectory is concave when viewed from the light collecting member, the convex chamfers such as the R plane, the parabolic plane, and the ellipsoid are determined according to the concave shape. Processing is performed.

본 발명에 의하면, 레이저 조사에 의해 형성되는 모따기 가공면을, C면, 혹은 R면, 혹은, 기판 외측을 향하여 볼록하게 되는 곡면으로 할 수 있다.According to this invention, the chamfering process surface formed by laser irradiation can be made into the C surface, the R surface, or the curved surface which becomes convex toward the board | substrate outer side.

(그 외의 과제 해결 수단 및 효과) (Other problem solving means and effects)

상기 발명에 있어서, 집광 부재는 fθ렌즈 또는 fθ미러로 이루어지는 광학 소자 유닛이라도 좋다.In the above invention, the light collecting member may be an optical element unit made of a fθ lens or a fθ mirror.

집광 부재를 fθ렌즈 또는 fθ미러로 이루어지는 광학 소자 유닛으로 한 경우의 집광점의 주사 궤적은, 직선 형상이 되기 때문에, C면의 모따기 가공을 행할 수 있다.Since the scanning trajectory of the condensing point when the light collecting member is an optical element unit composed of an fθ lens or an fθ mirror becomes a linear shape, the C plane can be chamfered.

상기 발명에 있어서, 집광 부재는, 텔레센트릭(telecentric)이 아닌 fθ렌즈와 평면 평행판을 조합한 광학 소자 유닛이라도 좋다.In the above invention, the light collecting member may be an optical element unit combining a f? Lens and a planar parallel plate which are not telecentric.

집광 부재를 텔레센트릭이 아닌 fθ렌즈와 평면 평행판을 조합한 광학 소자 유닛으로 한 경우의 집광점의 주사 궤적은, 기판 외측을 향하여 볼록 형상이 되기 때문에, 당해 볼록 형상의 모따기 가공을 행할 수 있다.When the light collecting member is an optical element unit combining a fθ lens and a planar parallel plate instead of telecentric, the scanning locus of the light collecting point becomes convex toward the outside of the substrate, so that the convex chamfering process can be performed. have.

상기 발명에 있어서, 집광점이 상기 에지 라인을 따라서 상대 이동하도록 기판 측 또는 레이저 빔 측을 이동시키는 이송 기구를 구비하도록 해도 좋다.In the said invention, you may make it provide the conveyance mechanism which moves a board | substrate side or a laser beam side so that a light-converging point may move relatively along the said edge line.

이에 의하면, 에지 라인을 따라서, 에지 라인 전체의 모따기 가공을 행할 수 있다.According to this, the chamfering process of the whole edge line can be performed along an edge line.

상기 발명에 있어서, 기판 지지부는 기판을 수평으로 올려놓는 테이블로 이루어지며, 상기 집광 부재 및 빔 편향부는 수평으로 올려놓여진 기판의 에지 라인에 대하여 45도 경사진 방향을 중심 방향으로 하여 상기 집광점이 주사되게 배치되도록 해도 좋다.In the above invention, the substrate support portion is formed of a table on which the substrate is placed horizontally, and the light collecting member and the beam deflection portion are scanned at the condensing point with the centering direction inclined 45 degrees with respect to the edge line of the substrate placed horizontally. It may be arranged to be.

이에 의하면, 기판을 수평인 테이블 상에 안정되게 올려놓은 채로 모따기 가공을 행할 수 있다.According to this, a chamfering process can be performed, putting a board | substrate on the horizontal table stably.

상기 발명에 있어서, 빔 편향부는 갈바노 미러(galvano mirror) 또는 폴리곤 미러(polygon mirror)에 의해 구성되도록 해도 좋다.In the above invention, the beam deflection portion may be constituted by a galvano mirror or a polygon mirror.

갈바노 미러의 경우는 반사경의 요동 운동에 의해, 또한, 폴리곤 미러의 경우는 반사경의 회전 운동에 의해, 간단한 기구로 집광 부재로 향하는 레이저 빔을 정확하고 그리고 재현성 좋게 편향시킬 수 있다.In the case of the galvano mirror, the laser beam that is directed to the light collecting member can be deflected accurately and reproducibly with a simple mechanism by the oscillating motion of the reflector, and the polygon mirror in the rotational motion of the reflector.

상기 발명에 있어서, 기판 또는 상기 집광 부재의 위치를 레이저 빔의 조사 방향으로 이동함으로써 상기 집광점의 기판에 대한 깊이 방향의 위치를 조정하는 깊이 조정 기구를 추가로 구비하도록 해도 좋다.In the said invention, you may further provide the depth adjustment mechanism which adjusts the position of the said light converging point with respect to the board | substrate by moving the position of a board | substrate or the said light converging member to the irradiation direction of a laser beam.

이에 의하면, 집광점의 기판 내의 깊이 위치를, 모따기 가공의 가공 예정 깊이에 맞춰 모따기 가공을 행함으로써, 소망하는 깊이의 모따기 가공을 행할 수 있다.According to this, a chamfering process of a desired depth can be performed by performing a chamfering process to the depth position in the board | substrate of a light collection point in accordance with the process planned depth of a chamfering process.

또한, 깊은 모따기 가공을 행하는 바와 같은 경우에, 얕은 모따기 가공을 행하고, 서서히 깊이를 변화시켜 깊은 모따기 가공을 행하도록 하여, 깊이 방향의 주사 위치를 조정하면서 에지 라인의 기점에서 종점까지 연속적으로 상대 이동시킴으로써, 무리가 없는 모따기 가공을 행할 수 있다.In addition, in the case of performing a deep chamfering process, the shallow chamfering process is performed, and the depth is gradually changed to perform the deep chamfering process, and the relative movement is continuously performed from the start point of the edge line to the end point while adjusting the scanning position in the depth direction. By doing this, a chamfering process can be performed without difficulty.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태인 취성 재료 기판의 모따기 가공 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 주사 광학계의 확대도이다.
도 3은 도 1의 모따기 가공 장치의 제어계의 블록도이다.
도 4는 모따기 가공면을 깊게 형성하는 경우의 수순을 나타내는 도면이다.
도 5는 주사 광학계의 변형예의 확대도이다.
도 6은 주사 광학계의 변형예의 확대도이다.
도 7은 주사 광학계의 변형예의 확대도이다.
도 8은 CO2 레이저 광원을 이용하여 가열 용융법에 의해 모따기 가공을 행할 때의 레이저 조사 상태를 나타내는 단면도이다.
도 9는 CO2 레이저 광원을 이용하여 레이저 스크라이브법에 의해 모따기 가공을 행할 때의 레이저 조사 상태를 나타내는 도면이다.
도 10는 CO2 레이저를 이용한 레이저 스크라이브법에 의해 모따기 가공을 행했을 때의 가공 단면의 확대도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure of the chamfering apparatus of the brittle material substrate which is one Embodiment of this invention.
FIG. 2 is an enlarged view of the scanning optical system of FIG. 1.
3 is a block diagram of a control system of the chamfering processing device of FIG. 1.
It is a figure which shows the procedure in the case of deeply forming a chamfering process surface.
5 is an enlarged view of a modification of the scanning optical system.
6 is an enlarged view of a modification of the scanning optical system.
7 is an enlarged view of a modification of the scanning optical system.
Figure 8 is a cross-sectional view showing a laser irradiation state when performing the chamfering by the heating and melting method using a CO 2 laser source.
9 is a view showing a laser irradiation state at the time using a CO 2 laser source to be chamfered by a laser scribe method.
Figure 10 is an enlarged view of the processing section when performing the chamfered by a laser scribing method using a CO 2 laser.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)Best Mode for Carrying Out the Invention [

이하, 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 이용하여 설명한다. 여기에서는, 유리 기판에 대한 모따기 가공에 대해서 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the chamfering process with respect to a glass substrate is demonstrated.

또한, 본 발명은, 이하에 설명하는 바와 같은 실시 형태에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지의 실시 형태가 포함되는 것은 말할 필요도 없다.In addition, this invention is not limited to embodiment as described below, Needless to say that various embodiment is included in the range which does not deviate from the meaning of this invention.

도 1은, 본 발명의 일 실시 형태인 취성 재료 기판의 모따기 가공 장치(LM)를 나타내는 도면이다. 도 2는, 도 1의 주사 광학계를 나타내는 확대도이다.1: is a figure which shows the chamfering apparatus LM of the brittle material substrate which is one Embodiment of this invention. FIG. 2 is an enlarged view illustrating the scanning optical system of FIG. 1.

모따기 가공 장치(LM)는, 수평인 가대(架臺;stand; 1) 상에 평행으로 배치된 한 쌍의 가이드 레일(3, 4)을 따라서, 도 1의 지면(紙面) 전후 방향(이하 Y방향이라고 함)으로 왕복 이동하는 슬라이드 테이블(2)이 설치되어 있다. 양 가이드 레일(3, 4)의 사이에, 스크루 나사(5)가 전후 방향을 따라서 배치되고, 이 스크루 나사(5)에, 상기 슬라이드 테이블(2)에 고정된 스테이(6)가 나사결합되어 있어, 스크루 나사(5)를 모터(도시 하지않음)에 의해 정, 역회전함으로써, 슬라이드 테이블(2)이 가이드 레일(3, 4)을 따라서 Y방향으로 왕복 이동하도록 형성되어 있다.The chamfering processing apparatus LM is along the pair of guide rails 3 and 4 arranged in parallel on a horizontal stand 1, and the front and rear directions in the ground of FIG. 1 (hereinafter referred to as Y). Direction) is provided with a slide table 2 for reciprocating. The screw screw 5 is arrange | positioned along the front-back direction between both guide rails 3 and 4, The stay 6 fixed to the said slide table 2 is screwed to this screw screw 5, As a result, the slide table 2 is formed to reciprocate in the Y direction along the guide rails 3 and 4 by rotating the screw screw 5 forward and backward with a motor (not shown).

슬라이드 테이블(2) 상에는, 수평인 대좌(臺座;pedestal; 7)가 가이드 레일(8)을 따라서, 도 1의 좌우 방향(이하 X방향이라고 함)으로 왕복 이동하도록 배치되어 있다. 대좌(7)에 고정된 스테이(10a)에, 모터(9)에 의해 회전하는 스크루 나사(10)가 관통 나사결합되어 있어, 스크루 나사(10)가 정, 역회전함으로써, 대좌(7)가 가이드 레일(8)을 따라서, X방향으로 왕복 이동한다.On the slide table 2, a horizontal pedestal 7 is arranged along the guide rail 8 so as to reciprocate in the left-right direction (hereinafter referred to as the X-direction) in FIG. The screw screw 10 which is rotated by the motor 9 is screwed through to the stay 10a fixed to the pedestal 7, and the screw screw 10 rotates forward and reverse, and the pedestal 7 is Along the guide rail 8, it reciprocates in the X direction.

대좌(7) 상에는, 높이 방향(이하 Z방향이라고 함)의 조정을 행하는 승강 테이블(11)과, 흡인척(chuck)을 탑재한 흡착 테이블(12)이 설치되어 있고, 이 흡착 테이블(12)의 위에, 유리 기판(G)이 수평인 상태로 세트된다. 이때, 모따기 가공을 행하는 에지 라인(EL)은 상방으로 향해지고, 후술하는 레이저 빔이 45도 경사진 방향으로부터 입사되도록 지지된다.On the pedestal 7, a lifting table 11 for adjusting the height direction (hereinafter referred to as Z direction) and a suction table 12 on which a suction chuck is mounted are provided, and the suction table 12 is provided. On the above, the glass substrate G is set in a horizontal state. At this time, the edge line EL which chamfers is directed upward, and it is supported so that the laser beam mentioned later may be incident from the 45 degree inclination direction.

또한, 유리 기판(G)은 카메라(20) 및 기판에 형성된 얼라인먼트 마크(alignment mark;도시하지 않음)를 이용하여 위치 결정을 행하고, 에지 라인(EL)을 Y방향으로 향하도록 한다. 기판(G)이 일정한 경우에는, 흡착 테이블(12)의 표면에 위치 결정용의 가이드를 설치해 두고, 기판의 일부를 가이드에 맞닿게 하여 위치 결정을 행해도 좋다.In addition, the glass substrate G performs positioning using the alignment mark (not shown) formed in the camera 20 and the board | substrate, and makes the edge line EL face a Y direction. When the board | substrate G is constant, the positioning guide may be provided in the surface of the adsorption table 12, and a part of board | substrate may contact a guide, and positioning may be performed.

유리 기판(G)의 상방에는, 레이저 광원(13)과, 갈바노 미러(14)(빔 편향부)와, 렌즈 유닛(15)(집광 부재)이 부착되어 있다. 갈바노 미러(14)와 렌즈 유닛(15)은 주사 광학계(16)를 구성한다.Above the glass substrate G, the laser light source 13, the galvano mirror 14 (beam deflection part), and the lens unit 15 (condensing member) are attached. The galvano mirror 14 and the lens unit 15 constitute the scanning optical system 16.

레이저 광원(13)에는 Nd-YAG 레이저 광원이 이용된다. 레이저 광원(13)은 XZ면 내에서 출사 방향이 왼쪽 하방으로 45도 경사져 향해 있다.The Nd-YAG laser light source is used for the laser light source 13. The emission direction of the laser light source 13 is inclined 45 degrees downward to the left in the XZ plane.

갈바노 미러(14)는, 레이저 광원(13)으로부터 출사되는 레이저 빔의 광로 상에 반사경을 배치하고 있어, 레이저 빔을 오른쪽 하방으로 경사져 출사함과 함께, 반사경의 요동 운동에 의해, 빔의 출사 방향을 XZ면 내에서 편향한다. 이때의 갈바노 미러(14)의 요동 운동의 범위는, 가공 대상물의 모따기 가공을 행하는 각도 범위에 따라 조정한다.The galvano mirror 14 arrange | positions a reflecting mirror on the optical path of the laser beam radiate | emitted from the laser light source 13, emits a laser beam inclined downward and to the right, and emits a beam by the oscillation motion of a reflecting mirror. Deflect in the XZ plane. The range of the rocking motion of the galvano mirror 14 at this time is adjusted according to the angle range which chamfers the object to be processed.

렌즈 유닛(15)은, 갈바노 미러(14)로부터 출사되는 레이저 빔을 집광하여, 집광점을 형성한다. 또한, 갈바노 미러(14)에 의해 출사 방향이 편향되고, 레이저 빔의 렌즈 유닛(15)으로의 입사 위치가 주사되는 결과, 렌즈 유닛(15)으로부터 출사되는 레이저 빔에 의한 집광점은, XZ면 내(즉 에지 라인(EL)에 직교하는 면 내)에서 주사되어, 주사 궤적이 렌즈 유닛 측으로부터 볼때 오목 형상(기판 외측을 향하여 볼록 형상)이 된다.The lens unit 15 condenses a laser beam emitted from the galvano mirror 14 to form a condensing point. In addition, as a result of the emission direction being deflected by the galvano mirror 14 and the incident position of the laser beam into the lens unit 15 being scanned, the converging point by the laser beam emitted from the lens unit 15 is XZ. Scanned in the plane (that is, in the plane orthogonal to the edge line EL), the scanning trajectory is concave (convex toward the substrate outside) when viewed from the lens unit side.

예를 들면 도 2에 나타내는 바와 같이, 갈바노 미러(14)의 요동 운동에 의해 집광점의 주사 궤적은 F0, F1, F2를 잇는 호(R0)가 된다.For example, as shown in FIG. 2, the scanning locus of a light-converging point becomes the arc R0 which connects F0, F1, F2 by the rocking motion of the galvano mirror 14. As shown in FIG.

여기에서 렌즈 유닛(15)의 구체예에 대해서 설명한다. 렌즈 유닛(15)은, 텔레센트릭(telecentric)이 아닌 fθ렌즈와 평면 평행판을 조합한 렌즈 유닛으로 함으로써, 집광점의 주사 궤적을 전술한 F0, F1, F2를 잇는 호(R0)와 같은 형상(기판 외측을 향하여 볼록 형상)으로 할 수 있다.Here, the specific example of the lens unit 15 is demonstrated. The lens unit 15 is a lens unit that combines a non-telecentric fθ lens and a planar parallel plate, so that the scanning locus of the condensing point is the same as the arc R0 connecting the F0, F1, and F2 described above. It can be set as a shape (a convex shape toward a board | substrate outer side).

갈바노 미러(14)와 렌즈 유닛(15)은 장치의 프레임에 고정되어 있고, 이들 광학 소자에 의해 형성되는 집광점의 위치 및 집광점의 주사 궤적은, 일정한 위치 및 궤적이 되기 때문에, 미리, 집광점의 좌표(F0, F1, F2의 좌표)나 궤적(호(R0))을 나타내는 함수를 기하학적 계산에 의해(또는 실측으로) 구해 둘 수 있다.Since the galvano mirror 14 and the lens unit 15 are fixed to the frame of the apparatus, the positions of the condensing points and the scanning locus of the condensing points formed by these optical elements become constant positions and locus, A function indicating the coordinates (F0, F1, F2 coordinates) or the trajectory (arc R0) of the condensing point can be obtained by geometric calculation (or measurement).

따라서, 유리 기판(G)을 세트한 후, 슬라이드 테이블(2) 및 대좌(7) 및 승강 테이블(11)에 의한 XYZ방향의 위치 조정을 행함으로써, 집광점 F0을 에지 라인(EL) 상, 혹은 에지 라인(EL) 근방으로 설정한 가공 예정면의 위치에 맞추도록 한다.Therefore, after setting the glass substrate G, by adjusting the position of the XYZ direction by the slide table 2, the pedestal 7, and the elevation table 11, condensing point F0 is set on the edge line EL, Or it is made to match with the position of the process plan surface set near the edge line EL.

이어서, 모따기 가공 장치(LM)의 제어계에 대해서 설명한다. 도 3은 제어계의 블록도이다. 모따기 가공 장치(LM)는, 각종 제어 데이터, 설정 파라미터 및 프로그램(소프트웨어)을 기억하는 메모리, 연산 처리를 실행하는 CPU로 이루어지는 제어부(50)를 구비하고 있다.Next, the control system of the chamfering processing apparatus LM is demonstrated. 3 is a block diagram of a control system. The chamfering processing apparatus LM is equipped with the control part 50 which consists of a memory which stores various control data, setting parameters, and a program (software), and a CPU which performs arithmetic processing.

이 제어부(50)는, 슬라이드 테이블(2), 대좌(7), 승강 테이블(11)의 위치 결정이나 이동을 행하기 위한 모터(모터(9) 등)를 구동하는 테이블 구동부(51), 흡착 테이블(12)의 흡인척을 구동하는 흡착 기구 구동부(52), 갈바노 미러(14)를 구동하는 빔 편향부 구동부(53), 레이저 조사를 행하는 레이저 구동부(54)의 각 구동계를 제어한다. 또한, 제어부(50)는, 키보드, 마우스 등으로 이루어지는 입력부(도시하지 않음), 및, 표시 화면 상에 각종 표시를 행하는 표시부(도시하지 않음)가 접속되어, 필요한 정보가 화면에 표시됨과 함께, 필요한 지령이나 설정을 입력할 수 있도록 되어 있다.This control part 50 is a table drive part 51 which drives the motor (motor 9 etc.) for positioning and moving the slide table 2, the pedestal 7, and the elevation table 11, and adsorption | suction. Each drive system of the suction mechanism drive part 52 which drives the suction chuck of the table 12, the beam deflector part drive part 53 which drives the galvano mirror 14, and the laser drive part 54 which irradiates a laser is controlled. In addition, the control unit 50 is connected to an input unit (not shown) made of a keyboard, a mouse, or the like, and a display unit (not shown) for performing various types of display on the display screen, and necessary information is displayed on the screen. Necessary commands and settings can be entered.

다음으로, 모따기 가공 장치(LM)에 의한 모따기 동작에 대해서 설명한다. 기판(G)을 흡착 테이블(12)에 얹고, 카메라(20)를 이용하여 위치 조정을 행한다. 그리고 에지 라인(EL)을 Y방향으로 향하게 함과 함께, 집광점 F0의 좌표가 에지 라인(EL) 상 또는 이 근방의 가공 예정면의 깊이에 오도록 슬라이드 테이블(2), 대좌(7), 승강 테이블(11)에 의해 위치 조정한다.Next, the chamfering operation by the chamfering apparatus LM is demonstrated. The board | substrate G is mounted on the suction table 12, and position adjustment is performed using the camera 20. FIG. Then, the edge line EL is oriented in the Y direction, and the slide table 2, the pedestal 7, and the lift are placed so that the coordinates of the light collection point F0 are at the depth of the machining plan surface on or near the edge line EL. The position is adjusted by the table 11.

이 경우, 대좌(7)와 승강 테이블(11)을 연동하여 이동시키면, 기판을 경사진 방향으로 이동할 수 있기 때문에, 집광점 F0의 기판의 깊이 방향의 위치 조정 기구로서 이용할 수 있다.In this case, when the base 7 and the elevating table 11 are moved in conjunction with each other, the substrate can be moved in the inclined direction, and thus it can be used as a position adjustment mechanism in the depth direction of the substrate at the condensing point F0.

이어서, 갈바노 미러(14) 및 레이저 광원(13)을 구동하여 레이저 빔을 에지 라인 근방에서 주사한다. 그 결과, 집광점 근방에서 어블레이션에 의해 기판 재료가 용융 제거되어, 모따기 가공면이 형성된다.Then, the galvano mirror 14 and the laser light source 13 are driven to scan the laser beam in the vicinity of the edge line. As a result, the substrate material is melted and removed by ablation near the condensing point, and a chamfered surface is formed.

에지 라인(EL)의 전체길이에 걸쳐서 모따기를 행할 때는, 슬라이드 테이블(2)을 일정 속도로 움직여, 레이저 빔의 주사면(XZ면)에 대하여 기판(G)을 Y방향으로 이동한다. 이때, 슬라이드 테이블(2)을 간헐적으로 움직여, 동일한 가공 위치에 대하여 복수회 레이저 빔이 주사되도록 해도 좋다.When chamfering is performed over the entire length of the edge line EL, the slide table 2 is moved at a constant speed to move the substrate G in the Y direction with respect to the scanning surface (XZ surface) of the laser beam. At this time, the slide table 2 may be moved intermittently so that the laser beam may be scanned multiple times for the same machining position.

또한, 모따기 가공면을 깊게 형성하는 경우에는, 복수회로 나누어 모따기 가공을 행한다. 즉, 도 4에 나타내는 바와 같이, 첫 회의 모따기 가공은 에지 라인(EL)에 가까운 얕은 위치에 집광점을 설정하여 Y방향으로 이동하면서 가공을 행하고, 두 번째 이행은 집광점의 위치를 기판 내부 측으로 조금씩 시프트시켜 동일한 가공을 반복하도록 한다.In addition, when forming a chamfering surface deeply, it divides into multiple times and performs a chamfering process. That is, as shown in Fig. 4, the first chamfering process is performed while setting the condensing point at a shallow position close to the edge line EL and moving in the Y direction, and the second transition moves the condensing point to the inside of the substrate. Shift by little to repeat the same machining.

다음으로, 변형 실시예에 대해서 설명한다.Next, the modified embodiment is described.

도 5는, 집광 부재를 렌즈 유닛(15)으로부터, fθ렌즈(15a)로 바꾸었을 때의 주사 광학계의 확대도이다. 이 경우는, 집광점의 주사 궤적이 XZ면에서 직선 형상이 되기 때문에 C면의 모따기 가공을 행할 수 있다.5 is an enlarged view of the scanning optical system when the light collecting member is changed from the lens unit 15 to the f? Lens 15a. In this case, since the scanning locus of the condensing point becomes a straight line in the XZ plane, the C plane can be chamfered.

또한, 렌즈 유닛(15)의 곡면 형상, 곡률 반경, 굴절률 등의 광학 파라미터를 적절히 설계하면, 소망하는 주사 궤적을 그릴 수 있는 자유 곡면 렌즈를 작성할 수 있기 때문에, 이 자유 곡면 렌즈를 이용하여, 모따기 가공면을 포물면으로 하거나 타원면으로 하거나 임의의 자유 곡면으로 할 수도 있다. 또한, 렌즈에 의한 주사 궤적과 동일한 궤적을, 렌즈 대신에 반사경을 이용하여 그리게 할 수도 있다.In addition, if the optical parameters such as curved shape, curvature radius, and refractive index of the lens unit 15 are properly designed, a free curved lens capable of drawing a desired scanning trajectory can be created. The machined surface may be a parabolic surface, an elliptical surface, or any free curved surface. In addition, the same trace as the scanning trace by the lens can be drawn using a reflecting mirror instead of the lens.

또한, 빔 편향부를 갈바노 미러로부터 폴리곤 미러로 바꾸어도 동일한 모따기 가공을 행할 수 있다.Moreover, the same chamfering process can be performed even if a beam deflection part is changed into a polygon mirror from a galvano mirror.

도 6은 주사 광학계의 변형예이다. 도 2와 동일한 것에 대해서는 동일부호를 붙임으로써 설명을 생략한다. 도 2의 주사 광학계에서는 갈바노 미러(14)에 의해 초점의 위치를 주사했지만, 여기에서는 갈바노 미러(14) 대신에, 렌즈 유닛(15)의 평면 평행판에 요동 기구(도시하지 않음)를 부착하여, 이것을 요동시킴으로써, 실질적으로 도 2와 동일한 주사 궤적을 이루도록 하고 있다.6 is a modification of the scanning optical system. The same components as in Fig. 2 are omitted by the same reference numerals. In the scanning optical system of FIG. 2, the position of the focal point is scanned by the galvano mirror 14, but instead of the galvano mirror 14, a swing mechanism (not shown) is applied to the plane parallel plate of the lens unit 15. By attaching and rocking, the scanning trajectory is substantially the same as in FIG. 2.

또한, 도 7은 집광 부재를 텔레센트릭이 아닌 fθ미러와 평면 평행판으로 이루어지는 유닛(15b)으로 바꾸었을 때의 주사 광학계의 확대도이다.FIG. 7 is an enlarged view of the scanning optical system when the light collecting member is replaced with a unit 15b consisting of a fθ mirror and a flat parallel plate rather than a telecentric one.

유닛(15b)에 대해서도, 도 2에서 설명한 텔레센트릭이 아닌 fθ렌즈와 평면 평행판과의 조합 때와 동일하게, 집광점의 주사 궤적을 전술한 F0, F1, F2를 잇는 호(R0)와 같은 형상(기판 외측을 향하여 볼록 형상)으로 할 수 있다.Also for the unit 15b, the scanning trajectory of the light-converging point and the arc R0 connecting F0, F1, and F2 described above are the same as when the non-telecentric fθ lens described in Fig. 2 is combined with the planar parallel plate. It can be set as the same shape (convex shape toward a board | substrate outer side).

이러한 주사 광학계를 이용한 경우도, 도 2와 동일한 모따기 가공을 행할 수 있다.Even when such a scanning optical system is used, the same chamfering process as in FIG. 2 can be performed.

또한, 유한 요소법을 이용하여 적절한 광학 파라미터를 갖는 비(非)구면 렌즈나 비구면 미러를 설계함으로써, 단일렌즈 혹은 단일미러만으로, 텔레센트릭이 아닌 fθ렌즈와 평면 평행판의 조합 렌즈와 등가인 광학계를 형성하는 것도 가능하다.In addition, by designing a non-spherical lens or an aspheric mirror with appropriate optical parameters using the finite element method, an optical system that is equivalent to a combination lens of a non-telecentric fθ lens and a planar parallel plate only with a single lens or a single mirror It is also possible to form a.

또한, 에지 라인(EL)을 따라서 모따기 가공을 행할 때에, 도 2의 모따기 가공 장치(LM)에서는 기판(G)을 얹은 슬라이드 테이블(2)을 이동했지만, 주사 광학계(갈바노 미러(14), 렌즈 유닛(15)) 측을 이동할 수도 있다.In addition, when performing the chamfering process along the edge line EL, although the slide table 2 which mounted the board | substrate G was moved in the chamfering apparatus LM of FIG. 2, the scanning optical system (galvano mirror 14, The lens unit 15 may be moved to the side.

이상, 유리 기판에 대한 모따기 가공에 대해서 설명했지만, 다른 취성 재료 기판에 대해서도, 각각의 기판 재료의 흡수 특성에 따라 사용 가능한 레이저 광원을 선택함으로써, 동일한 모따기 가공을 실현할 수 있다.As mentioned above, although the chamfering process with respect to a glass substrate was demonstrated, the same chamfering process can be implement | achieved by selecting the laser light source which can be used also with respect to the other brittle material substrate according to the absorption characteristic of each board | substrate material.

본 발명은 유리 기판 등의 취성 재료 기판의 모따기 가공에 이용된다.This invention is used for the chamfering process of brittle material board | substrates, such as a glass substrate.

2 : 슬라이드 테이블
7 : 대좌(臺座)
11 : 승강 테이블
12 : 흡착 테이블
13 : 레이저 광원
14 : 갈바노 미러(빔 편향부)
14a : 폴리곤 미러
15 : 렌즈 유닛(집광 부재)
15a : fθ렌즈
15b : 유닛
16 : 주사 광학계
2: slide table
7: pedestal
11: lifting table
12: adsorption table
13: laser light source
14 galvano mirror (beam deflection part)
14a: polygon mirror
15: lens unit (condensing member)
15a: fθ lens
15b: unit
16: scanning optical system

Claims (8)

취성 재료 기판의 모따기(chamfering) 가공을 행하는 모따기 가공 장치로서,
레이저 광원과,
상기 레이저 광원으로부터 방사된 레이저 빔을 집광하여 상기 기판으로 유도하는 집광 부재와,
상기 레이저 광원으로부터 상기 집광 부재를 통하여 상기 기판에 이르기까지의 레이저 빔의 광로 상에 설치되어, 레이저 빔의 입사 광로를 편향하여 레이저 빔이 형성하는 집광점의 위치를 주사시키는 빔 편향부와,
모따기 가공을 행하는 에지 라인에 대하여, 상기 에지 라인을 단변(端邊)으로 하는 2개의 인접면의 경사진 전방으로부터 에지 라인을 향하여 레이저 빔이 조사되어, 에지 라인 근방의 기판 표면 또는 기판 내부에 상기 집광점이 에지 라인과 교차되는 면을 따라서 주사되도록 기판을 지지하는 기판 지지부와,
레이저 어블레이션에 의해 집광점의 주사 궤적을 따라서 기판의 일부를 제거하는 레이저 조사를 행하는 레이저 구동부와,
상기 집광점이 상기 에지 라인을 따라 상대이동 하도록 기판 측 또는 레이저빔 측을 이동시키는 이송 기구를 구비하고,
상기 집광 부재는, 에지 라인과 교차되는 면에 형성되는 집광점의 주사 궤적이 집광 부재로부터 볼때 오목 형상 또는 직선 형상이 되는 광학 파라미터를 갖는 광학 소자 유닛인 것을 특징으로 하는 모따기 가공 장치.
A chamfering apparatus for chamfering a brittle material substrate,
Laser light source,
A light collecting member for collecting and guiding the laser beam radiated from the laser light source to the substrate;
A beam deflection portion provided on the optical path of the laser beam from the laser light source to the substrate via the light collecting member, and for deflecting the incident optical path of the laser beam to scan the position of the condensing point formed by the laser beam;
With respect to the edge line for chamfering, a laser beam is irradiated toward the edge line from an inclined front of two adjacent surfaces having the edge line as the short side, and the substrate surface or the inside of the substrate is located near the edge line. A substrate support for supporting the substrate such that the focusing point is scanned along the plane intersecting the edge line;
A laser driver for performing laser irradiation to remove a part of the substrate along the scanning trajectory of the light collecting point by laser ablation;
And a transfer mechanism for moving the substrate side or the laser beam side such that the focusing point moves relative along the edge line,
And the light collecting member is an optical element unit having an optical parameter such that a scanning trajectory of a light collecting point formed on a surface intersecting an edge line is concave or linear when viewed from the light collecting member.
제1항에 있어서,
집광 부재가, fθ렌즈 또는 fθ미러로 이루어지는 광학 소자 유닛인 모따기 가공 장치.
The method of claim 1,
The chamfering processing apparatus whose optical collection unit consists of f (theta) lenses or f (theta) mirrors.
제1항에 있어서,
집광 부재가, 텔레센트릭(telecentric)이 아닌 fθ렌즈와 평면 평행판을 조합한 광학 소자 유닛인 모따기 가공 장치.
The method of claim 1,
A chamfering device, wherein the light collecting member is an optical element unit combining a non-telecentric fθ lens and a planar parallel plate.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 기판 지지부는 기판을 수평으로 올려놓는 테이블로 이루어지며, 상기 집광 부재 및 빔 편향부는 수평으로 올려놓여진 기판의 에지 라인에 대하여 45도 경사진 방향을 중심 방향으로 하여 상기 집광점이 주사되도록 배치되는 모따기 가공 장치.
The method of claim 1,
The substrate support part includes a table on which the substrate is placed horizontally, and the light collecting member and the beam deflection portion are chamfered so that the condensing point is scanned with the center direction in a direction inclined 45 degrees with respect to the edge line of the substrate placed horizontally. Processing equipment.
제1항에 있어서,
빔 편향부는 갈바노 미러(galvano mirror) 또는 폴리곤 미러(polygon mirror)에 의해 구성되는 모따기 가공 장치.
The method of claim 1,
The chamfering apparatus in which a beam deflection part is comprised by a galvano mirror or a polygon mirror.
제3항에 있어서,
상기 집광 부재의 상기 평면 평행판이 요동 가능하게 구성되어, 빔 편향부로서 겸용되는 모따기 가공 장치.
The method of claim 3,
The chamfering apparatus which the said planar parallel plate of the said light converging member is comprised so that rocking is possible, and serves as a beam deflection part.
제1항에 있어서,
상기 기판 또는 상기 집광 부재의 위치를 레이저 빔의 조사 방향으로 이동함으로써 상기 집광점의 기판에 대한 깊이 방향의 위치를 조정하는 깊이 조정 기구를 추가로 구비한 모따기 가공 장치.
The method of claim 1,
The chamfering apparatus further equipped with the depth adjustment mechanism which adjusts the position of the said light converging point with respect to the board | substrate by moving the position of the said board | substrate or the said light converging member to the irradiation direction of a laser beam.
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