JP3823108B2

JP3823108B2 - Chamfering method for brittle material substrate

Info

Publication number: JP3823108B2
Application number: JP2003520519A
Authority: JP
Inventors: 治雄若山
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date: 2001-08-10
Filing date: 2002-08-09
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2022-08-09
Also published as: WO2003015976A1; CN1283409C; CN1491144A; TWI252788B; JPWO2003015976A1; KR20040024537A; KR100820689B1

Description

技術分野
本発明は、フラットパネルディスプレイ（以下ＦＰＤと表記する）に使用されるガラス基板、半導体ウェハ等の側縁であるエッジ部を面取りする際に実施される脆性材料基板の面取り方法およびその面取り方法の実施に使用される面取り装置に関する。
背景技術
以下においては、脆性材料基板の一種であるガラス基板が貼り合わされて形成されたＦＰＤについての従来技術を説明する。通常、大寸法の一対のマザーガラス同士が相互に貼り合わされたＦＰＤは、各マザーガラスがそれぞれ所定の大きさのガラス基板になるように分断されて、所定の大きさの一対のガラス基板とされる。マザーガラスをガラス基板に分断する際には、通常、ダイヤモンドカッター等のカッターによって機械的にスクライブラインを形成し、形成されたスクライブラインに沿ってマザーガラスが分断される。
このように、マザーガラスを分断する際に、カッター等によって機械的にスクライブラインを形成すると、形成されたスクライブラインの周辺部には、応力が蓄積された状態になる。そして、スクライブラインに沿ってガラス基板を分断すると、分断されて形成されるガラス基板の表面における側縁のエッジ部およびその周辺部には、残留した応力が蓄積される。このような残留応力は、ガラス基板の表面付近に不用なクラックを伸長させる潜在的な応力であり、この残留応力が解放されると、不用なクラックが発生してエッジ部が欠けるおそれがある。エッジ部が欠けることによって発生する破片は、製造されるＦＰＤの基板表面にキズを付ける等、悪影響を及ぼすおそれがある。
このようなガラス基板のエッジ部の欠けを防止するために、所定の大きさに分断されたガラス基板のエッジ部を面取りすることが行われている。エッジ部の面取りは、エッジ部に水等の媒体を多量に供給しつつ、ダイヤモンド砥石によってエッジ部を研磨するウエット研磨、エッジ部にレーザビームを照射するドライ研磨等によって行われている。ドライ研磨では、レーザビームの照射による熱応力によってエッジ部を剥離するか、レーザビームの照射によってエッジ部を溶融することによって、エッジ部を面取りする。
ダイヤモンド砥石を使用したウエット研磨では、面取りされた部分に微小なクラックが連続的に残存しており、エッジ部が面取りされた部分近傍の強度は、周囲の強度よりも著しく低下するという問題がある。
レーザビームを照射して面取りするドライ研磨では、熱応力によってエッジ部を剥離する場合には、図７に示すように、ガラス基板５０における面取りされた部分に、新たに２つのエッジ５０ａおよび５０ｂが形成されることになる。
また、レーザビームを照射してエッジ部を溶融することによって面取りする場合には、ガラス基板には、分断に際して機械的にスクライブラインを形成することによって形成されたガラス基板のエッジ部の残留応力が、エッジ部を溶融するレーザビームによって急激に加熱され、残留応力が、瞬間的に解放されて、ガラス基板の側面から内部に向かう不用なクラックが順次伸展していくおそれがある。このような不用なクラックがカラス基板に形成されると、ＦＰＤのガラス基板としては使用することができなくなる。
本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、ガラス基板等の脆性材料基板のエッジ部を、不用なクラックを発生させることなく、確実に面取りすることができる脆性材料基板の面取り方法および面取り装置を提供することにある。
発明の開示
本発明の脆性材料基板の面取り方法は、脆性材料基板の側縁における面取り予定のエッジ部の近傍部分を、該エッジ部に沿って連続して加熱する予熱工程と、該予熱工程に連続して、該エッジ部を連続して加熱して溶融させる溶融工程と、を包含することを特徴とする。
前記予熱工程および溶融工程は、レーザビームの照射によって所定の熱エネルギー強度分布を有するように形成されるレーザスポットによって実施されることを特徴とする。
前記レーザスポットは、長軸方向の一方の端部が、脆性材料基板における面取り予定のエッジ部の近傍の予熱部分に位置されて、長軸方向の他方の端部が、面取り予定のエッジ部上に位置されるように、該長軸方向が該エッジ部に対して傾斜した状態になっていることを特徴とする。
レーザスポットの長軸方向が脆性材料基板のエッジ部に対して傾斜している状態とは以下の複数の状態を含む。例えば、図８に示されているようにレーザスポットＬＳ１の長軸が、Ｘ−Ｙ平面状でガラス基板５０のエッジ部５１に対して傾斜している状態、例えば、図１０（ａ）に示されているようにＸ−Ｙ面に傾斜してレーザビームが照射されて、ガラス基板５０のエッジ部５１に沿ってレーザスポットＬＳ１が形成されている状態、例えば、図１０（ｂ）に示されているようにレーザスポットＬＳ１の長軸がガラス基板のエッジ部５１に対して傾斜している状態、例えば図１０（ｃ）に示されているようにＸ−Ｙ面及びＸ−Ｚ面のぞれぞれの面に対して所定の角度傾斜させてレーザビームを照射して、レーザスポットＬＳ１を形成すると共に、レーザスポットの長軸がガラス基板のエッジ部５１に対して傾斜している状態などを包含する。
前記レーザスポットの熱エネルギーの強度分布は、前記予熱部分に位置する端部の熱エネルギー強度が小さく、前記面取り予定のエッジ部上に位置される端部において熱エネルギー強度が最大になっていることを特徴とする。
前記溶融工程の後に、溶融されたエッジ部を連続して加熱する再加熱工程をさらに包含することを特徴とする。
前記再加熱工程は、別のレーザビームの照射によって実施されることを特徴とする。
前記別のレーザビームは前記脆性基板の表面に対して傾斜して照射されることを特徴とする。
本発明の脆性材料基板の面取り装置は、脆性材料基板の側縁におけるエッジ部を面取りする脆性材料基板の面取り装置であって、該エッジ部の近傍部分を該エッジ部に沿って連続して予熱するとともに、該エッジ部を連続して加熱して溶融させる加熱手段を有することを特徴とする。
前記加熱手段は、レーザビームを発振するレーザビーム発振器と、該レーザビーム発振器から発振されたレーザビームを、前記脆性材料基板上において、所定形状のレーザスポットに形成する光学系とを有し、該光学系によって形成されるレーザスポットは、長軸方向の一方の端部が、脆性材料基板における面取り予定のエッジ部の近傍の予熱部分に位置されるとともに、長軸方向の他方の端部が、面取り予定のエッジ部上に位置されるように、該長軸方向が該エッジ部に対して傾斜した状態とされることを特徴する。
前記光学系は、前記レーザスポットの熱エネルギーの強度分布を、前記予熱部分に位置する端部において熱エネルギー強度が小さく、前記面取り予定のエッジ部上に位置される端部において熱エネルギー強度が最大になるように形成することを特徴とする。
前記加熱手段によって溶融されたエッジ部を連続して加熱する再加熱手段がさらに設けられていることを特徴とする。
前記再加熱手段は、第２のレーザビームを発振する第２のレーザビーム発振器と、該第２のレーザビーム発振器から発振された第２のレーザビームを、前記脆性材料基板上において、所定形状のレーザスポットに形成する光学系とを有することを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の脆性材料基板の面取り方法の実施状態を示す概略平面図である。この面取り方法は、例えば、液晶表示パネル等のＦＰＤを構成するガラス基板が、マザーガラスを、ダイヤモンドカッター等によって機械的にスクライブラインを形成した後に分断されて形成された場合に、好適に実施される。
図１に示すように、ガラス基板５０は、矢印Ｘで示す方向に移動される。この場合、ガラス基板５０において面取りされるエッジ部５１に対して、一対のレーザビームが照射される。第１のレーザスポットＬＳ１は、ガラス基板５０における面取りされるエッジ部５１に対して所定の角度θだけ傾斜した楕円形状の第１レーザスポットＬＳ１を形成するように、第１のレーザビームがガラス基板５０に照射される。
第１レーザスポットＬＳ１は、例えば、長径が３０．０ｍｍ、短径が１．０ｍｍの楕円形状になっている。第１レーザスポットＬＳ１は、長軸方向の一方の端部ｂが、面取りされる予定のエッジ部５１上に位置されており、長軸方向の他方の端部ａが、ガラス基板５０の移動方向Ｘとは反対方向であって、エッジ部５１からガラス基板５０の内部に適当な間隔をあけたエッジ部５１近傍部分になっている。従って、第１レーザスポットＬＳ１は、ガラス基板５０がＸ方向に移動するにつれて、まず、長軸方向の一方の端部ａによって、エッジ部５１の近傍部分を、エッジ部５１に沿って連続的に加熱（予熱）し、その後、長軸方向の他方の端部ｂによって、エッジ部５１を連続的に加熱する。そして、エッジ部５１が加熱されることにより、エッジ部５１が溶融状態とされる。
ガラス基板５０のエッジ部５１には、この第１レーザスポットＬＳ１に連続して、楕円形状の第２レーザスポットＬＳ２が形成されるように、第２のレーザビームが照射される。第２レーザスポットＬＳ２は、エッジ部５１に沿って延びる楕円形状になっており、第１レーザスポットＬＳ１と同様に、例えば、長径が３０．０ｍｍ、短径が１．０ｍｍになっている。この第２レーザスポットＬＳ２によって、溶融状態になったエッジ部５１がガラスの溶融温度よりも低い温度で加熱される。
図８は本発明の脆性材料基板の面取り方法の実施状態を示す概略斜視図である。第１のレーザビーム及び第２のレーザービームがＸ−Ｙ平面に対して略垂直に照射され、第１レーザスポットＬＳ１、第２レーザスポットＬＳ２が形成される様子を示している。
また、第１レーザスポットＬＳ１はガラス基板５０のエッジ部５１に対して所定角度θ傾いて形成される。
図２は、ガラス基板５０に照射される第１レーザスポットＬＳ１の長軸方向に沿った熱エネルギー強度の分布図である。レーザスポットＬＳ１の熱エネルギー強度は、ガラス基板５０におけるエッジ部５１近傍部分を予熱する長軸方向の一方の端部ａから他方の端部ｂにかけて、緩やかに増加しているが、その強度レベルは、比較的小さくなっており、ガラス基板５０を溶融するおそれがない。そして、長軸方向の他方の端部ｂにおいては、その強度レベルが急激に増加しており、その端部ｂの熱エネルギー強度は、ガラス基板５０を溶融し得るレベルになっている。
第１レーザスポットＬＳ１に連続して、ガラス基板５０を加熱する第２レーザスポットＬＳ２は、第１レーザスポットＬＳ１と同様の楕円形状になっているが、その長軸方向が、ガラス基板５０の面取りされるエッジ部５１に沿っている。この第２レーザスポットＬＳ２の熱エネルギー強度は、残留応力が残らない条件に適正に分布を調整される。面取り速度やガラス材質等にもよるが、第２レーザスポットＬＳ２の熱エネルギー強度はｂ点が最も高く長軸方向になだらかに傾斜する分布が望ましい。
ガラス基板５０は、第１レーザスポットＬＳ１および第２レーザスポットＬＳ２に対して、図１に矢印Ｘで示す方向に移動される。ガラス基板５０が移動されると、第１レーザスポットＬＳ１における長軸方向の端部ａが、ガラス基板５０における面取りされるエッジ部５１に対して適当な間隔をあけた位置に照射されて、その部分を、溶融させることなく緩やかに予熱する。そして、ガラス基板５０がＸ方向に移動されることにより、第１レーザスポットＬＳ１は、順次、面取りされるエッジ部５１に接近し、その後、熱エネルギー強度が最大になった長軸方向の端部ｂが、面取りされるエッジ部５１の端部であるコーナー部５２上に位置される。
この場合、ガラス基板５０のエッジ部５１の周囲には、ガラス基板５０が分断される際に機械的にスクライブラインが形成されていることによって、スクライブラインの近傍付近には圧縮応力が蓄積されて残留応力が形成されているが、第１レーザスポットＬＳ１によって、残留した応力が蓄積された付近は、その周辺部から緩やかに加熱される。これにより、残留応力は圧縮されて（閉じこめられて）、不用なクラックの内部への成長が抑制される。
ガラス基板５０の表面におけるエッジ部５１の端部であるコーナー部５２に、第１レーザスポットＬＳ１における熱エネルギー強度が最大になった端部ｂが位置されると、エッジ部５１の端部であるコーナー部５２が、第１レーザスポットＬＳ１の最大エネルギー強度によって加熱されて溶融される。これにより、エッジ部５１は、面取りされた状態になる。その後、ガラス基板５０の移動に伴って、第１レーザスポットＬＳ１における熱エネルギー強度が最大になった端部ｂによって、順次、ガラス基板５０のエッジ部５１が加熱されて、そのエッジ部５１が連続して溶融されて面取りされる。
図９は本発明の面取り方法で面取りされたガラス基板のエッジ部の状態の説明図である。
第１レーザスポットＬＳ１における熱エネルギー強度が最大になった端部ｂによって溶融される量は、図９に示すようにガラス基板５０のエッジ部５１（稜線）の先端の極微量であり、エッジ部５１の先端からＹ方向に０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ離れたＺ方向のラインと、Ｚ方向に０．０１ｍｍ〜０．１ｍｍ離れたＹ方向のラインと、エッジ部５１を形成するガラス基板５０の表面５０ａと端面５０ｂで囲まれた領域（図９の斜線部）となるよう第１レーザスポットＬＳ１の熱エネルギー強度を調整することが好ましい。
また、図９のようにエッジ部５１を曲面とすることで、面取り後の材料のエッジ強度は飛躍的に大きくなる。
このように、ガラス基板５０のエッジ部５１が溶融されて面取りされた状態になると、溶融状態になったエッジ部５１に対して、第２レーザスポットＬＳ２が連続して照射される。これにより、溶融されたエッジ部５１が徐冷されるために、空気によって急冷されるおそれがなく、従って、溶融されたエッジ部５１に、応力が残留するおそれがなく、面取りされたエッジ部５１が残留応力によって破壊されるおそれがない。
図１１は本発明の面取り方法による第１のレーザビーム及び第２のレーザビームの強度分布とエッジ部の温度分布を説明する図である。
第２のレーザビームの強度分布は第１レーザスポットＬＳ１と第２レーザスポットＬＳ２の相対移動速度等により第２レーザスポットＬＳ２の強度分布が図１１（ａ）に示される分布に調整され、除冷（アニール）によるエッジ部５１の温度分布が図１１（ｂ）に示すような分布となるようにされることが好ましい。
図３は、本発明の脆性材料基板の面取り装置の実施形態を示す概略構成図である。この面取り装置は、例えば、ＦＰＤに使用されるガラス基板の端面部を面取りするために使用され、図３に示すように、水平な架台１１上に所定の水平方向（Ｙ方向）に沿って往復移動するスライドテーブル１２を有している。
スライドテーブル１２は、架台１１の上面にＹ方向に沿って平行に配置された一対のガイドレール１４および１５に、水平な状態で各ガイドレール１４および１５に沿ってスライド可能に支持されている。両ガイドレール１４および１５の中間部には、各ガイドレール１４および１５と平行にボールネジ１３が、モータ（図示せず）によって回転するように設けられている。ボールネジ１３は、正転および逆転可能になっており、このボールネジ１３にボールナット１６が螺合する状態で取り付けられている。ボールナット１６は、スライドテーブル１２に回転しない状態で一体的に取り付けられており、ボールネジ１３の正転および逆転によって、ボールネジ１３に沿って両方向にスライドする。これにより、ボールナット１６と一体的に取り付けられたスライドテーブル１２が、各ガイドレール１４および１５に沿ってＹ方向にスライドする。
スライドテーブル１２上には、台座１９が水平な状態で配置されている。台座１９は、スライドテーブル１２上に平行に配置された一対のガイドレール２１に、スライド可能に支持されている。各ガイドレール２１は、スライドテーブル１２のスライド方向であるＹ方向と直交するＸ方向に沿って配置されている。また、各ガイドレール２１間の中央部には、各ガイドレール２１と平行にボールネジ２２が配置されており、ボールネジ２２がモータ２３によって正転および逆転されるようになっている。
ホールネジ２２には、ボールナット２４が螺合する状態で取り付けられている。ボールナット２４は、台座１９に回転しない状態で一体的に取り付けられており、ボールネジ２２の正転および逆転によって、ボールネジ２２に沿って両方向に移動する。これにより、台座１９が、各ガイドレール２１に沿ったＸ方向にスライドする。
台座１９上には、回転機構２５が設けられており、この回転機構２５上に、切断対象であるガラス基板５０が載置される回転テーブル２６が水平な状態で設けられている。回転機構２５は、回転テーブル２６を、垂直方向に沿った中心軸の周りに回転させるようになっており、基準位置に対して任意の回転角度θになるように、回転テーブル２６を回転させることができる。回転テーブル２６上には、ガラス基板５０が、例えば吸引チャックによって固定される。
回転テーブル２６の上方には、回転テーブル２６とは適当な間隔をあけて、支持台３１が配置されている。この支持台３１は、垂直状態で配置された第１光学ホルダー３３の下端部に水平な状態で支持されている。第１光学ホルダー３３の上端部は、架台１１上に設けられた取付台３２の下面に取り付けられている。取付台３２上には、第１レーザビームを発振する第１レーザ発振器３４が設けられており、第１レーザ発振器３４から発振されるレーザビームが、第１光学ホルダー３３内に保持された光学系に照射される。
第１レーザ発振器３４から発振されるレーザビームは、熱エネルギー強度分布が正規分布になっており、第１光学ホルダー３３内に設けられた光学系によって、図２に示すような所定の熱エネルギー強度分布を有する楕円形状の第１レーザスポットＬＳ１とされて、しかも、その長軸方向が、回転テーブル２６上に載置されたガラス基板５０のＸ方向に対して所定の角度θだけ傾斜した状態になるように、照射される。
また、取付台３２には、第２レーザビームを発振する第２レーザ発振器４１が設けられており、この第２レーザ発振器４１から発振されたレーザビームが、支持台３１に第１光学ホルダー３３に隣接して設けられた第２光学ホルダー４２内の光学系に照射される。第２レーザ発振器４１から発振されるレーザビームは、第１レーザスポットＬＳ１で加熱された後のガラス基板５０に残留応力が残らない適正な分布となっており、第２光学ホルダー４２内に設けられた光学系によって、楕円形状の第２レーザスポットＬＳ２とされて、その長軸方向が、回転テーブル２６上に載置されたガラス基板５０のＸ方向に沿った状態で、第１レーザスポットＬＳ１に隣接するように照射される。
なお、スライドテーブル１２および台座１９の位置決め、回転機構２５の制御、第１レーザ発振器３４、第２レーザ発振器４１等は、制御部によって制御される。
図４（ａ）は、第１光学ホルダー３３内に設けられる光学系の概略構成図である。第１レーザ発振器３４から発振された第１レーザビームは、第１光学ホルダー３３内に設けられた全反射ミラー３３ａによって全反射されて、回折格子レンズ３３ｂに照射される。回折格子レンズ３３ｂは、照射されるレーザビームの熱エネルギー強度分布が、図４（ｂ）に示すように、長軸方向に沿って順次変化し、一方の端部において最大になるように、格子ピッチおよび格子幅が設定されている。
このような面取り装置によってガラス基板５０のエッジ部を面取りする場合には、まず、面取りされるガラス基板５０のサイズ、面取りされるエッジ部の位置、長さ等の情報が、制御部に入力される。
そして、面取りされるガラス基板５０が、スクライブ装置の回転テーブル２６上に載置されて吸引手段によって固定される。このような状態になると、ＣＣＤカメラ３８および３９によって、ガラス基板５０に設けられたアライメントマークが撮像される。撮像されたアライメントマークは、モニター２８および２９によって表示され、画像処理装置でアライメントマークの位置情報が処理される。
その後、支持台３１に対して、ガラス基板５０を載置した回転テーブル２６が移動して、ガラス基板５０の面取りされるエッジ部を含むコーナー部に、第１光学ホルダー３３から照射される第１レーザスポットＬＳ１における熱エネルギー強度が最大となる端部が位置するとともに、その第１レーザスポットＬＳ１がエッジ部に対して所定の傾斜角度θとなるように、さらには、第２光学ホルダー４２から照射される第２レーザスポットＬＳ２の長軸方向がエッジ部に沿った状態になるように、回転テーブル２６が位置決めされる。回転テーブル２６の位置決めは、スライドテーブル１２のスライド、台座１９のスライド、および回転機構２５による回転テーブル２６の回転によって行われる。
このような状態になると、第１レーザ発振器３４および第２レーザ発振器４１から第１レーザビームおよび第２レーザビームを照射しつつ、回転テーブル２６がＸ方向に沿ってスライドされる。これにより、図１にて説明したように、ガラス基板５０にクラックが形成されることなく、エッジ部５１が、順次、溶融されて面取りされる。
図５（ａ）は、第１光学ホルダー３３内に設けられる光学系の他の例を示す概略構成図である。第１レーザ発振器３４から発振された第１レーザビームは、光学ホルダー３３内に設けられた回折格子ミラー３３ｃによって、全反射される。この場合、回折格子ミラー３３ｃは、全反射されるレーザビームの熱エネルギー強度分布が、図５（ｂ）に示すように、長軸方向に沿って順次変化して一方の端部において最大になるように、格子ピッチおよび格子幅が設定されている。
図６（ａ）は、第１光学ホルダー３３内に設けられる光学系のさらに他の例を示す概略構成図である。第１レーザ発振器３４から発振された第１レーザビームは、光学ホルダー３３内に設けられたＸ軸ガルバノミラー３３ｄによって、Ｘ軸方向に高速で走査された後に、Ｙ軸ガルバノミラー３３ｅによって、Ｙ軸方向に高速で走査されて、楕円形状のレーザスポットとされる。そして、Ｙ軸ガルバノミラー３３ｅによって楕円形状とされたレーザスポットは、ｆ−θレンズ３３ｆによって、熱エネルギー強度分布が、図６（ｂ）に示すように、長軸方向に沿って順次変化して一方の端部において最大強度とされる。
上述までの説明においては、第１のレーザビーム及び第２のレーザビームがガラス基板５０の表面５０ａ（Ｘ−Ｙ平面）に対して略垂直に照射され、第１レーザスポットＬＳ１及び第２レーザスポットＬＳ２が形成され、第１レーザスポットＬＳ１がガラス基板５０のエッジ部５１に対して所定角度θ傾いて形成される場合を主に説明してきたが、以下に示すように第１レーザスポットの長軸方向が脆性材料基板のエッジ部に対して傾斜している状態であってもよい。
レーザスポットの長軸方向が脆性材料基板のエッジ部に対して傾斜している状態とは、例えば、図８に示されているようにレーザスポットＬＳ１の長軸が、Ｘ−Ｙ平面上でガラス基板５０のエッジ部５１に対して傾斜している状態、また、例えば、図１０（ａ）に示されているようにＸ−Ｙ面に傾斜してレーザビームが照射されて、ガラス基板５０のエッジ部５１に沿ってレーザスポットＬＳ１が形成されている状態、さらに、例えば、図１０（ｂ）に示されているようにレーザスポットＬＳ１の長軸がガラス基板のエッジ部５１に対して傾斜している状態、またさらに、例えば図１０（Ｃ）に示されているようにＸ−Ｙ面及びＸ−Ｚ面のぞれぞれの面に対して所定の角度傾斜させてレーザビームを照射して、レーザスポットＬＳ１を形成すると共に、レーザスポットＬＳ１の長軸がガラス基板のエッジ部５１に対して傾斜している状態などを包含する。
また、第２レーザスポットＬＳ２は、例えば、図１２に示されているようにＸ−Ｙ面に傾斜してレーザビームが照射されて、ガラス基板５０のエッジ部５１に沿って形成されてもよい。
さらに、例えば、Ｘ−Ｙ面及びＸ−Ｚ面のぞれぞれの面に対して所定の角度傾斜させてレーザビームを照射させて、ガラス基板５０のエッジ部５１に沿ってレーザスポットＬＳ２を形成させてもよい。
上記のようなレーザビームの照射方法のいずれかを採用した場合、第１レーザスポットＬＳ１及び第２レーザスポットＬＳ２のエッジ部５１に沿った強度分布は図１１（ａ）に示される分布となることが好ましく、それぞれのレーザスポットによって加熱されるエッジ部の温度分布は図１１（ｂ）に示される分布となることが好ましい。
産業上の利用可能性
本発明の脆性材料基板の面取り方法および面取り装置は、このように、脆性材料基板を、クラックを成長させることなく、確実に面取りすることができる。しかも、面取りされた部分に応力が残留することを防止することによって、面取りされた部分が破壊されることも防止することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の脆性材料基板の面取り方法の実施状態を示す概略平面図である。
図２は、ガラス基板に照射される第１レーザスポットの長軸方向に沿った熱エネルギー強度の分布図である。
図３は、本発明の脆性材料基板の面取り装置の一例を示す概略構成図である。
図４（ａ）は、本発明の面取り装置に使用される光学系の一例を示す概略構成図、図４（ｂ）は、その光学系によって形成されるレーザスポットの長軸方向に沿った熱エネルギー強度の分布図である。
図５（ａ）は、本発明の面取り装置に使用される光学系の他の例を示す概略構成図、図５（ｂ）は、その光学系によって形成されるレーザスポットの長軸方向に沿った熱エネルギー強度の分布図である。
図６（ａ）は、本発明の面取り装置に使用される光学系のさらに他の例を示す概略構成図、図６（ｂ）は、その光学系によって形成されるレーザスポットの長軸方向に沿った熱エネルギー強度の分布図である。
図７は、ガラス基板を従来の方法で面取りした状態の説明図である。
図８は、本発明の脆性材料基板の面取り方法の実施状態を示す概略斜視図である。
図９は、本発明の面取り方法で面取りされたガラス基板のエッジ部の状態の説明図である。
図１０（ａ）は第１レーザスポットの長軸方向が脆性材料基板のエッジ部に対して傾斜している状態を示す図、図１０（ｂ）は第１レーザスポットの長軸方向が脆性材料基板のエッジ部に対して傾斜している状態を示す別の図、図１０（ｃ）は第１レーザスポットの長軸方向が脆性材料基板のエッジ部に対して傾斜している状態を示すさらに別の図である。
図１１（ａ）は本発明の面取り方法による第１のレーザビーム及び第２のレーザビームの強度分布を説明する図、図１１（ｂ）は本発明の面取り方法によるエッジ部の温度分布を説明する図である。
図１２は、第２レーザスポットが、Ｘ−Ｙ面に傾斜してレーザビームが照射されて、脆性材料基板のエッジ部に沿って形成される状態を示す図である。Technical field
The present invention relates to a method for chamfering a brittle material substrate and a chamfering method thereof, which are performed when chamfering an edge portion which is a side edge of a glass substrate, a semiconductor wafer or the like used for a flat panel display (hereinafter referred to as FPD). The present invention relates to a chamfering device used for implementation.
Background art
Below, the prior art about FPD formed by bonding together the glass substrate which is 1 type of a brittle material board | substrate is demonstrated. Usually, an FPD in which a pair of large-sized mother glasses is bonded to each other is divided so that each mother glass becomes a glass substrate of a predetermined size, thereby forming a pair of glass substrates of a predetermined size. The When the mother glass is divided into glass substrates, usually, a scribe line is mechanically formed by a cutter such as a diamond cutter, and the mother glass is divided along the formed scribe line.
As described above, when the scribe line is mechanically formed by a cutter or the like when the mother glass is divided, stress is accumulated in the peripheral portion of the formed scribe line. When the glass substrate is divided along the scribe line, the residual stress is accumulated at the edge portion of the side edge and the peripheral portion of the surface of the glass substrate formed by the division. Such residual stress is a potential stress that extends unnecessary cracks in the vicinity of the surface of the glass substrate. If this residual stress is released, unnecessary cracks may occur and the edge portion may be lost. Debris generated when the edge portion is chipped may have an adverse effect such as scratching the substrate surface of the manufactured FPD.
In order to prevent such chipping of the edge portion of the glass substrate, chamfering of the edge portion of the glass substrate that has been divided into a predetermined size has been performed. The chamfering of the edge portion is performed by wet polishing for polishing the edge portion with a diamond grindstone, dry polishing for irradiating the edge portion with a laser beam, or the like while supplying a large amount of medium such as water to the edge portion. In dry polishing, the edge portion is chamfered by peeling off the edge portion by thermal stress caused by laser beam irradiation or by melting the edge portion by laser beam irradiation.
In wet polishing using a diamond grindstone, minute cracks remain continuously in the chamfered portion, and the strength in the vicinity of the chamfered edge portion is significantly lower than the surrounding strength. .
In dry polishing in which chamfering is performed by laser beam irradiation, when the edge portion is peeled off due to thermal stress, two edges 50a and 50b are newly formed in the chamfered portion of the glass substrate 50 as shown in FIG. Will be formed.
In addition, when chamfering is performed by irradiating a laser beam to melt the edge portion, the glass substrate has a residual stress at the edge portion of the glass substrate formed by mechanically forming a scribe line at the time of cutting. Then, the edge portion is rapidly heated by the laser beam that melts the edge portion, and the residual stress is released instantaneously, and there is a possibility that unnecessary cracks that extend from the side surface of the glass substrate to the inside will be successively extended. If such an unnecessary crack is formed on the crow substrate, it cannot be used as an FPD glass substrate.
The present invention solves such a problem, and an object of the present invention is to provide a brittle material substrate capable of reliably chamfering an edge portion of a brittle material substrate such as a glass substrate without generating unnecessary cracks. The present invention provides a chamfering method and a chamfering apparatus.
Disclosure of the invention
A method for chamfering a brittle material substrate according to the present invention includes a preheating step of continuously heating a portion near a chamfered edge portion at a side edge of the brittle material substrate along the edge portion, and a continuous heating step. And a melting step of continuously heating and melting the edge portion.
The preheating step and the melting step are performed by a laser spot formed so as to have a predetermined thermal energy intensity distribution by irradiation with a laser beam.
The laser spot has one end in the long axis direction positioned at a preheating portion in the vicinity of the edge portion to be chamfered in the brittle material substrate, and the other end portion in the long axis direction on the edge portion to be chamfered. The major axis direction is inclined with respect to the edge portion so as to be positioned at the position.
The state in which the major axis direction of the laser spot is inclined with respect to the edge portion of the brittle material substrate includes the following plural states. For example, as shown in FIG. 8, the long axis of the laser spot LS <b> 1 is in an XY plane and is inclined with respect to the edge portion 51 of the glass substrate 50, for example, as shown in FIG. As shown in FIG. 10B, the laser spot LS1 is formed along the edge portion 51 of the glass substrate 50 by being irradiated with the laser beam inclined to the XY plane. As shown in FIG. 10C, the long axis of the laser spot LS1 is inclined with respect to the edge portion 51 of the glass substrate, for example, the XY plane and the XZ plane. A laser beam is irradiated at a predetermined angle with respect to each surface to form a laser spot LS1, and the long axis of the laser spot is inclined with respect to the edge portion 51 of the glass substrate. Is included.
The intensity distribution of the thermal energy of the laser spot is such that the thermal energy intensity at the end located at the preheating portion is small, and the thermal energy intensity is maximized at the end located on the edge portion to be chamfered. It is characterized by.
The method further includes a reheating step of continuously heating the melted edge portion after the melting step.
The reheating step is performed by irradiation with another laser beam.
The another laser beam is irradiated at an angle with respect to the surface of the brittle substrate.
The brittle material substrate chamfering apparatus of the present invention is a brittle material substrate chamfering device for chamfering an edge portion at a side edge of the brittle material substrate, and continuously preheating a portion near the edge portion along the edge portion. And having heating means for continuously heating and melting the edge portion.
The heating means includes a laser beam oscillator that oscillates a laser beam, and an optical system that forms a laser beam oscillated from the laser beam oscillator on a laser beam having a predetermined shape on the brittle material substrate, The laser spot formed by the optical system has one end portion in the long axis direction positioned at a preheated portion near the edge portion to be chamfered in the brittle material substrate, and the other end portion in the long axis direction is The long axis direction is inclined with respect to the edge portion so as to be positioned on the edge portion to be chamfered.
In the optical system, the thermal energy intensity distribution of the laser spot is such that the thermal energy intensity is small at the end located at the preheating portion, and the thermal energy intensity is maximum at the end located on the edge portion to be chamfered. It forms so that it may become.
Reheating means for continuously heating the edge portion melted by the heating means is further provided.
The reheating means is configured to cause a second laser beam oscillator that oscillates a second laser beam and a second laser beam oscillated from the second laser beam oscillator to have a predetermined shape on the brittle material substrate. And an optical system formed on the laser spot.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic plan view showing an implementation state of a method for chamfering a brittle material substrate according to the present invention. This chamfering method is preferably implemented when, for example, a glass substrate constituting an FPD such as a liquid crystal display panel is formed by dividing a mother glass after mechanically forming a scribe line with a diamond cutter or the like. The
As shown in FIG. 1, the glass substrate 50 is moved in the direction indicated by the arrow X. In this case, a pair of laser beams is applied to the edge portion 51 chamfered in the glass substrate 50. The first laser spot LS1 forms an elliptical first laser spot LS1 that is inclined by a predetermined angle θ with respect to the chamfered edge portion 51 of the glass substrate 50. 50 is irradiated.
The first laser spot LS1 has, for example, an elliptical shape with a major axis of 30.0 mm and a minor axis of 1.0 mm. In the first laser spot LS1, one end b in the long axis direction is positioned on the edge 51 to be chamfered, and the other end a in the long axis direction is the moving direction of the glass substrate 50. It is the direction opposite to X, and is the vicinity of the edge portion 51 with an appropriate interval from the edge portion 51 to the inside of the glass substrate 50. Therefore, as the glass substrate 50 moves in the X direction, the first laser spot LS1 is first continuously moved along the edge portion 51 in the vicinity of the edge portion 51 by one end portion a in the long axis direction. The edge part 51 is continuously heated by the other end part b in the major axis direction after heating (preheating). And when the edge part 51 is heated, the edge part 51 will be made into a molten state.
The edge portion 51 of the glass substrate 50 is irradiated with the second laser beam so that the elliptical second laser spot LS2 is formed continuously with the first laser spot LS1. The second laser spot LS2 has an elliptical shape extending along the edge portion 51, and has a major axis of 30.0 mm and a minor axis of 1.0 mm, for example, like the first laser spot LS1. By this second laser spot LS2, the edge portion 51 in a molten state is heated at a temperature lower than the melting temperature of the glass.
FIG. 8 is a schematic perspective view showing an implementation state of the method for chamfering a brittle material substrate according to the present invention. It shows a state in which the first laser beam and the second laser beam are irradiated substantially perpendicularly to the XY plane and the first laser spot LS1 and the second laser spot LS2 are formed.
Further, the first laser spot LS1 is formed with a predetermined angle θ inclined with respect to the edge portion 51 of the glass substrate 50.
FIG. 2 is a distribution diagram of thermal energy intensity along the major axis direction of the first laser spot LS1 irradiated on the glass substrate 50. As shown in FIG. The thermal energy intensity of the laser spot LS1 gradually increases from one end part a in the long axis direction to the other end part b in the vicinity of the edge part 51 in the glass substrate 50, but the intensity level thereof is The glass substrate 50 is relatively small and there is no possibility of melting the glass substrate 50. The strength level of the other end b in the major axis direction increases rapidly, and the thermal energy intensity of the end b is at a level at which the glass substrate 50 can be melted.
The second laser spot LS2 that heats the glass substrate 50 continuously to the first laser spot LS1 has an elliptical shape similar to that of the first laser spot LS1, but the major axis direction of the glass substrate 50 is chamfered. Along the edge 51 to be formed. The distribution of the thermal energy intensity of the second laser spot LS2 is appropriately adjusted under the condition that no residual stress remains. Although depending on the chamfering speed, the glass material, and the like, the thermal energy intensity of the second laser spot LS2 is preferably a distribution in which the b point is the highest and is gently inclined in the major axis direction.
The glass substrate 50 is moved in the direction indicated by the arrow X in FIG. 1 with respect to the first laser spot LS1 and the second laser spot LS2. When the glass substrate 50 is moved, the end a in the long axis direction of the first laser spot LS1 is irradiated to a position at an appropriate interval with respect to the chamfered edge 51 in the glass substrate 50. The part is gently preheated without melting. Then, by moving the glass substrate 50 in the X direction, the first laser spot LS1 sequentially approaches the chamfered edge portion 51, and then the end portion in the long axis direction where the thermal energy intensity is maximized. b is positioned on the corner 52 which is the end of the edge 51 to be chamfered.
In this case, a scribe line is mechanically formed around the edge portion 51 of the glass substrate 50 when the glass substrate 50 is divided, so that compressive stress is accumulated in the vicinity of the scribe line. Although the residual stress is formed, the vicinity where the residual stress is accumulated by the first laser spot LS1 is gradually heated from the peripheral portion. As a result, the residual stress is compressed (contained), and the growth of unnecessary cracks inside is suppressed.
When the end b where the thermal energy intensity in the first laser spot LS1 is maximized is positioned at the corner 52 which is the end of the edge 51 on the surface of the glass substrate 50, the end of the edge 51 is obtained. The corner portion 52 is heated and melted by the maximum energy intensity of the first laser spot LS1. Thereby, the edge part 51 will be in the chamfered state. Thereafter, as the glass substrate 50 moves, the edge portion 51 of the glass substrate 50 is sequentially heated by the end portion b where the thermal energy intensity at the first laser spot LS1 is maximized, and the edge portion 51 continues. Then it is melted and chamfered.
FIG. 9 is an explanatory diagram of the state of the edge portion of the glass substrate chamfered by the chamfering method of the present invention.
The amount melted by the end b where the thermal energy intensity at the first laser spot LS1 is maximum is a very small amount at the tip of the edge 51 (ridge line) of the glass substrate 50 as shown in FIG. The glass substrate 50 that forms the edge portion 51 and the Z-direction line that is 0.01 mm to 0.1 mm away from the tip of the 51 in the Y-direction, the Y-direction line that is 0.01 mm to 0.1 mm away in the Z-direction It is preferable to adjust the thermal energy intensity of the first laser spot LS1 so as to be a region (shaded portion in FIG. 9) surrounded by the surface 50a and the end surface 50b.
Further, by making the edge portion 51 a curved surface as shown in FIG. 9, the edge strength of the material after chamfering is dramatically increased.
As described above, when the edge portion 51 of the glass substrate 50 is melted and chamfered, the second laser spot LS2 is continuously irradiated onto the edge portion 51 in the molten state. Thereby, since the melted edge portion 51 is gradually cooled, there is no fear of being rapidly cooled by air. Therefore, there is no possibility that stress remains in the melted edge portion 51, and the chamfered edge portion 51 is left. There is no risk of destruction due to residual stress.
FIG. 11 is a diagram for explaining the intensity distribution of the first laser beam and the second laser beam and the temperature distribution of the edge portion by the chamfering method of the present invention.
The intensity distribution of the second laser beam is adjusted to the distribution shown in FIG. 11A according to the relative movement speed of the first laser spot LS1 and the second laser spot LS2, and the like. It is preferable that the temperature distribution of the edge portion 51 by (annealing) be a distribution as shown in FIG.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a chamfering device for a brittle material substrate according to the present invention. This chamfering device is used, for example, for chamfering an end surface portion of a glass substrate used for FPD, and reciprocates along a predetermined horizontal direction (Y direction) on a horizontal base 11 as shown in FIG. It has a slide table 12 that moves.
The slide table 12 is supported by a pair of guide rails 14 and 15 disposed in parallel along the Y direction on the upper surface of the gantry 11 so as to be slidable along the guide rails 14 and 15 in a horizontal state. A ball screw 13 is provided at an intermediate portion between the guide rails 14 and 15 so as to be rotated by a motor (not shown) in parallel with the guide rails 14 and 15. The ball screw 13 is capable of normal rotation and reverse rotation, and is attached in a state where a ball nut 16 is screwed onto the ball screw 13. The ball nut 16 is integrally attached to the slide table 12 so as not to rotate, and slides in both directions along the ball screw 13 due to normal rotation and reverse rotation of the ball screw 13. Accordingly, the slide table 12 attached integrally with the ball nut 16 slides in the Y direction along the guide rails 14 and 15.
A pedestal 19 is arranged on the slide table 12 in a horizontal state. The pedestal 19 is slidably supported by a pair of guide rails 21 arranged in parallel on the slide table 12. Each guide rail 21 is arranged along the X direction orthogonal to the Y direction, which is the sliding direction of the slide table 12. A ball screw 22 is arranged in the center between the guide rails 21 in parallel with the guide rails 21, and the ball screw 22 is rotated forward and reverse by a motor 23.
A ball nut 24 is attached to the hole screw 22 in a state where it is screwed. The ball nut 24 is integrally attached to the pedestal 19 so as not to rotate, and moves in both directions along the ball screw 22 by forward and reverse rotation of the ball screw 22. Thereby, the pedestal 19 slides in the X direction along each guide rail 21.
A rotating mechanism 25 is provided on the pedestal 19, and a rotating table 26 on which the glass substrate 50 to be cut is placed is provided on the rotating mechanism 25 in a horizontal state. The rotation mechanism 25 rotates the rotation table 26 around the central axis along the vertical direction, and rotates the rotation table 26 so as to have an arbitrary rotation angle θ with respect to the reference position. Can do. On the turntable 26, the glass substrate 50 is fixed by, for example, a suction chuck.
A support base 31 is disposed above the turntable 26 with an appropriate distance from the turntable 26. The support base 31 is supported in a horizontal state at the lower end portion of the first optical holder 33 arranged in a vertical state. The upper end portion of the first optical holder 33 is attached to the lower surface of the attachment base 32 provided on the gantry 11. A first laser oscillator 34 that oscillates the first laser beam is provided on the mount 32, and an optical system in which the laser beam oscillated from the first laser oscillator 34 is held in the first optical holder 33. Is irradiated.
The laser beam oscillated from the first laser oscillator 34 has a normal distribution of thermal energy intensity, and a predetermined thermal energy intensity as shown in FIG. 2 is obtained by an optical system provided in the first optical holder 33. The first laser spot LS1 having an elliptical shape having a distribution, and the long axis direction thereof is inclined by a predetermined angle θ with respect to the X direction of the glass substrate 50 placed on the rotary table 26. It is irradiated so that it may become.
The mounting base 32 is provided with a second laser oscillator 41 that oscillates the second laser beam. The laser beam oscillated from the second laser oscillator 41 is applied to the support base 31 and the first optical holder 33. The light is irradiated to the optical system in the second optical holder 42 provided adjacently. The laser beam oscillated from the second laser oscillator 41 has an appropriate distribution in which no residual stress remains on the glass substrate 50 after being heated by the first laser spot LS1, and is provided in the second optical holder. The second laser spot LS2 having an elliptical shape is formed by the optical system, and the first laser spot LS1 is formed in a state in which the major axis direction is along the X direction of the glass substrate 50 placed on the rotary table 26. Irradiated to be adjacent.
The positioning of the slide table 12 and the pedestal 19, the control of the rotation mechanism 25, the first laser oscillator 34, the second laser oscillator 41, and the like are controlled by the control unit.
FIG. 4A is a schematic configuration diagram of an optical system provided in the first optical holder 33. The first laser beam oscillated from the first laser oscillator 34 is totally reflected by the total reflection mirror 33a provided in the first optical holder 33, and is applied to the diffraction grating lens 33b. As shown in FIG. 4B, the diffraction grating lens 33b is arranged so that the thermal energy intensity distribution of the irradiated laser beam sequentially changes along the long axis direction and becomes maximum at one end. Pitch and grid width are set.
When the edge portion of the glass substrate 50 is chamfered by such a chamfering device, first, information such as the size of the glass substrate 50 to be chamfered, the position of the edge portion to be chamfered, and the length is input to the control unit. The
Then, the glass substrate 50 to be chamfered is placed on the rotary table 26 of the scribe device and fixed by the suction means. In such a state, the CCD cameras 38 and 39 image the alignment marks provided on the glass substrate 50. The captured alignment mark is displayed on the monitors 28 and 29, and the position information of the alignment mark is processed by the image processing apparatus.
Thereafter, the rotary table 26 on which the glass substrate 50 is placed moves relative to the support base 31, and the first optical holder 33 irradiates the corner portion including the edge portion of the glass substrate 50 that is chamfered. Further, the second optical holder 42 irradiates the laser spot LS1 so that the end portion where the thermal energy intensity is maximum is located and the first laser spot LS1 has a predetermined inclination angle θ with respect to the edge portion. The rotary table 26 is positioned so that the major axis direction of the second laser spot LS2 is in a state along the edge portion. The rotary table 26 is positioned by the slide of the slide table 12, the slide of the base 19, and the rotation of the rotary table 26 by the rotation mechanism 25.
In such a state, the rotary table 26 is slid along the X direction while irradiating the first laser beam and the second laser beam from the first laser oscillator 34 and the second laser oscillator 41. Accordingly, as described with reference to FIG. 1, the edge portions 51 are sequentially melted and chamfered without forming a crack in the glass substrate 50.
FIG. 5A is a schematic configuration diagram showing another example of an optical system provided in the first optical holder 33. The first laser beam oscillated from the first laser oscillator 34 is totally reflected by the diffraction grating mirror 33 c provided in the optical holder 33. In this case, in the diffraction grating mirror 33c, as shown in FIG. 5B, the thermal energy intensity distribution of the totally reflected laser beam sequentially changes along the long axis direction and becomes maximum at one end. As described above, the grating pitch and the grating width are set.
FIG. 6A is a schematic configuration diagram showing still another example of the optical system provided in the first optical holder 33. The first laser beam oscillated from the first laser oscillator 34 is scanned at a high speed in the X-axis direction by the X-axis galvano mirror 33d provided in the optical holder 33, and is then scanned by the Y-axis galvano mirror 33e. The laser beam is scanned in the direction at a high speed to form an elliptical laser spot. Then, the laser spot having an elliptical shape by the Y-axis galvanometer mirror 33e has its thermal energy intensity distribution sequentially changed along the long axis direction by the f-θ lens 33f as shown in FIG. 6B. The maximum strength is set at one end.
In the above description, the first laser beam and the second laser beam are irradiated substantially perpendicularly to the surface 50a (XY plane) of the glass substrate 50, and the first laser spot LS1 and the second laser spot are irradiated. The case where LS2 is formed and the first laser spot LS1 is formed at a predetermined angle θ with respect to the edge portion 51 of the glass substrate 50 has been mainly described, but the long axis of the first laser spot is described below. The direction may be inclined with respect to the edge portion of the brittle material substrate.
The state in which the major axis direction of the laser spot is inclined with respect to the edge portion of the brittle material substrate is, for example, that the major axis of the laser spot LS1 is glass on the XY plane as shown in FIG. The glass substrate 50 is irradiated with a laser beam inclined to the edge portion 51 of the substrate 50, for example, as shown in FIG. In a state where the laser spot LS1 is formed along the edge portion 51, and further, for example, as shown in FIG. 10B, the long axis of the laser spot LS1 is inclined with respect to the edge portion 51 of the glass substrate. Further, for example, as shown in FIG. 10C, the laser beam is irradiated with a predetermined angle with respect to each of the XY plane and the XZ plane. To form the laser spot LS1. Together, including such conditions in which the long axis of the laser spot LS1 is tilted with respect to the glass substrate of the edge portion 51.
Further, the second laser spot LS2 may be formed along the edge portion 51 of the glass substrate 50 by being irradiated with a laser beam inclined to the XY plane as shown in FIG. .
Further, for example, a laser beam is irradiated at a predetermined angle with respect to each of the X-Y plane and the X-Z plane, and the laser spot LS <b> 2 is formed along the edge portion 51 of the glass substrate 50. It may be formed.
When any one of the above laser beam irradiation methods is employed, the intensity distribution along the edge portion 51 of the first laser spot LS1 and the second laser spot LS2 is the distribution shown in FIG. Preferably, the temperature distribution of the edge portion heated by each laser spot is preferably the distribution shown in FIG.
Industrial applicability
The brittle material substrate chamfering method and chamfering apparatus of the present invention can thus reliably chamfer the brittle material substrate without growing cracks. In addition, the chamfered portion can be prevented from being destroyed by preventing the stress from remaining in the chamfered portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic plan view showing an implementation state of a method for chamfering a brittle material substrate according to the present invention.
FIG. 2 is a distribution diagram of thermal energy intensity along the long axis direction of the first laser spot irradiated onto the glass substrate.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of a chamfering device for a brittle material substrate according to the present invention.
FIG. 4A is a schematic configuration diagram showing an example of an optical system used in the chamfering apparatus of the present invention, and FIG. 4B is a diagram showing heat along the long axis direction of a laser spot formed by the optical system. It is a distribution map of energy intensity.
FIG. 5A is a schematic configuration diagram showing another example of the optical system used in the chamfering apparatus of the present invention, and FIG. 5B is along the long axis direction of the laser spot formed by the optical system. FIG. 6 is a distribution diagram of thermal energy intensity.
FIG. 6A is a schematic configuration diagram showing still another example of the optical system used in the chamfering apparatus of the present invention, and FIG. 6B is a diagram in the major axis direction of a laser spot formed by the optical system. It is a distribution map of the thermal energy intensity along.
FIG. 7 is an explanatory diagram of a state in which a glass substrate is chamfered by a conventional method.
FIG. 8 is a schematic perspective view showing an implementation state of the method for chamfering a brittle material substrate according to the present invention.
FIG. 9 is an explanatory diagram of the state of the edge portion of the glass substrate chamfered by the chamfering method of the present invention.
FIG. 10A shows a state in which the major axis direction of the first laser spot is inclined with respect to the edge portion of the brittle material substrate, and FIG. 10B shows the major axis direction of the first laser spot being a brittle material. FIG. 10C is a diagram showing a state in which the first laser spot is tilted with respect to the edge portion of the brittle material substrate. It is another figure.
FIG. 11A illustrates the intensity distribution of the first laser beam and the second laser beam by the chamfering method of the present invention, and FIG. 11B illustrates the temperature distribution of the edge portion by the chamfering method of the present invention. It is a figure to do.
FIG. 12 is a diagram illustrating a state in which the second laser spot is formed along the edge portion of the brittle material substrate by being irradiated with the laser beam while being inclined on the XY plane.

Claims

A preheating step of continuously heating the vicinity of the edge portion to be chamfered at the side edge of the brittle material substrate along the edge portion;
Including the melting step of continuously heating and melting the edge portion continuously with the preheating step,
The preheating step and the melting step are performed by relatively moving one laser spot formed in an elliptical shape having a predetermined thermal energy intensity distribution by irradiation with a laser beam along the edge portion,
The laser spot has one end in the long axis direction positioned at a preheating portion in the vicinity of the edge portion in the brittle material substrate, and the other end in the long axis direction is on the edge portion. The major axis direction is inclined with respect to the edge portion so as to be positioned,
The intensity distribution of the thermal energy of the laser spot is the maximum thermal energy intensity at the other end located on the edge portion, and the thermal energy intensity decreases gradually toward the one end located at the preheating portion. A method for chamfering a brittle material substrate, characterized by comprising:

After the melting step, further includes a reheating step of continuously heating the melted edge portion at a temperature lower than the heating temperature in the melting step,
The reheating step is performed by a laser spot formed by irradiation with a laser beam different from the laser beam, and the laser spot is inclined with respect to the surface of the brittle substrate and is formed on the edge portion. 2. The method for chamfering a brittle material substrate according to claim 1, wherein the chamfering method is formed in a state along the surface.