專利名稱：脆性材料基板的倒角加工方法及倒角加工裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在脆性材料基板端面形成的邊緣線(棱線)的倒角加工方法，進一步 詳細(xì)而言，涉及通過照射激光束進行邊緣線的圓弧倒角或斜面倒角的倒角加工方法和倒角
加工裝置。在此，作為加工對象的脆性材料基板除了玻璃基板以外，還包括石英、單結(jié)晶硅、 藍(lán)寶石、半導(dǎo)體晶片、陶瓷等基板。
背景技術(shù)：
玻璃基板等脆性材料基板通過加工成預(yù)期的尺寸、形狀而被用于各種產(chǎn)品。一般 而言，脆性材料基板的加工利用切割(dicing)、砂輪劃線(wheel scribe)、激光劃線(laser scribe)等現(xiàn)有的加工技術(shù)進行，然而利用這些加工技術(shù)分割的基板端面的邊緣線非常鋒 利，存在僅施加微小的沖擊都會產(chǎn)生碎屑(chipping)、微裂紋(microcrack)等不良情況。 例如，在平板顯示器(FPD)用玻璃基板中，因邊緣缺損而產(chǎn)生的碎片會導(dǎo)致在FPD用基板的 表面產(chǎn)生損傷，對產(chǎn)品的成品合格率造成影響。因此，為了防止在將基板分割后產(chǎn)生的基板的邊緣部分的缺損等，沿邊緣線進行 倒角加工?，F(xiàn)有的倒角加工中的一種為濕式研磨法一邊供應(yīng)大量的水一邊利用金剛石磨石 進行研磨。然而，在利用濕式研磨法形成的倒角加工面上，連續(xù)殘存有微小的裂紋，使倒角 加工面的強度比周圍顯著降低。相對于此，提出有加熱熔融法沿著要進行倒角加工的邊緣線掃描激光束，并沿邊 緣線移動激光束的焦點而將邊緣上加熱熔融，由此進行倒角。例如公開有如下方法在將玻 璃部件整體保持比常溫高的溫度(余熱)的狀態(tài)下，對棱線部附近進行激光加熱，使棱線部 軟化而變圓，由此進行倒角(參考專利文獻(xiàn)1)。圖8是表示使用CO2激光光源通過加熱熔融法進行倒角加工時的激光照射狀態(tài)的 剖視圖。預(yù)先使用未圖示的加熱器將玻璃基板10整體逐漸加熱至比軟化溫度低的預(yù)定溫 度，接著沿被保持于預(yù)定溫度的玻璃基板10的要進行倒角加工的邊緣線51，利用聚光透鏡 53將來自CO2激光光源50的激光聚光，將焦點對準(zhǔn)加工部分附近進行掃描。此時，通過調(diào) 整激光輸出、掃描速度，使被激光照射到的邊緣部分升至高溫并軟化，由此加工成使激光照 射后的邊緣部分帶有圓度。此時，預(yù)熱和加工后的冷卻耗費時間。此外，必須將基板整體預(yù)熱，當(dāng)在基板上已 形成無法加熱的器件、傳感器等的功能膜的情況下，有時無法利用此方法實施倒角加工。此 外，若余熱不足則會因熱應(yīng)力產(chǎn)生裂縫(裂紋)，無法進行良好的倒角加工。再有，在上述的 加熱熔融法的倒角加工中，有時熔融部分會變形導(dǎo)致其一部分(帶有圓度的部分的局部) 相對于周圍膨脹，有損于基板端面的平面度。作為與加熱熔融法不同的、無須預(yù)熱的激光照射的倒角方法，已公開有如下的激 光劃線法通過將激光照射至邊緣附近進行加熱，使玻璃基板10產(chǎn)生裂紋，并通過使激光相對地沿邊緣線方向進行掃描，使裂紋沿邊緣線成長，將邊緣附近從玻璃基板分離，由此進 行倒角(專利文獻(xiàn)2)。圖9是表示使用CO2激光光源通過激光劃線進行倒角加工時的激光照射狀態(tài)的 圖。來自CO2激光光源50的激光通過聚光透鏡53局部地照射于玻璃基板10的邊緣線51 附近，以比軟化溫度低的溫度進行加熱。此時，隨著與局部熱膨脹相伴的熱應(yīng)力產(chǎn)生裂紋 52。進而，通過沿邊緣線51掃描激光，依次產(chǎn)生的裂紋52沿邊緣線51成長，包含邊緣線51 的邊緣附近(角部分)被分離。根據(jù)專利文獻(xiàn)2，通過進行激光劃線的倒角加工，能夠在不損及玻璃基板精度的情 況下實施高生產(chǎn)性且無須清洗工序的倒角加工。專利文獻(xiàn)1 日本特開平2-241684號公報專利文獻(xiàn)2 日本特開平9-225665號公報此處，針對通過激光劃線的倒角加工形成的加工面進行說明。圖10是通過使用CO2 激光的激光劃線進行倒角加工時的加工剖面的放大圖。通過倒角加工，玻璃基板10的角部分U被分離(剝離)，玻璃基板10的邊緣線53 與角部分U—起消失，但重新形成有倒角加工面54。觀察該倒角加工面54的截面形狀，具有向玻璃基板10側(cè)凹陷的圓弧狀的倒圓弧 面。倒角加工面54凹陷的結(jié)果是，在與玻璃基板10的基板表面55、56交叉的部分形成兩 條邊緣線57、58。與原來的邊緣線53相比，這些邊緣線57、58的邊緣的鋒利度有所改善，不 過雖然如此，如果凹陷變大的話，還是會形成鋒利的邊緣。特別是在平板顯示器用(FPD用)玻璃基板中，有時會在邊緣線57、58正上方實施 TAB (Tape Automated Bonding 卷帶自動結(jié)合)卷帶的配線，在倒角加工之后，如果在該部 分殘留有鋒利的邊緣，則TAB卷帶斷線的可能性會變高。因此，對于倒角加工面54，要求消除凹陷且將倒角部分形成為作為平面的斜面(C 面)或朝向外側(cè)呈凸?fàn)畹膱A弧面(R面)。然而，通過上述現(xiàn)有的使用CO2激光的激光劃線法形成的倒角加工面54總是會在 倒角加工面產(chǎn)生凹陷。即使改變向邊緣線53照射的激光的照射方向，其結(jié)果還是大致相 同，難以控制倒角加工面的形狀。近年來，在平板顯示器(FPD)用玻璃基板等中，采用了比以往更大型的玻璃基板， 隨著玻璃基板的大型化，對基板的加工質(zhì)量也逐漸要求比目前更高的精度、可靠性。針對倒 角加工面的形狀，也要求比目前更高的精度和可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種倒角加工方法及倒角加工裝置，能夠使通過激 光照射形成的倒角加工面不是倒圓弧面，而形成為斜面、圓弧面、或朝向外側(cè)呈凸?fàn)畹那鸀榱私鉀Q上述課題而做出的本發(fā)明的倒角加工方法并非從要進行倒角加工的邊 緣線前方的空間照射激光束并加熱該邊緣線，而是使從基板背側(cè)穿透基板內(nèi)的激光束在邊 緣線附近聚光，并且在掃描與邊緣線交叉的面內(nèi)的同時進行加熱，通過消融進行倒角加工。S卩，對進行脆性材料基板的倒角加工的邊緣線以穿透基板內(nèi)的方式照射激光束，并且將聚光部件配置于激光束的光路上，在邊緣線附近的基板表面或基板內(nèi)部形成激光束 的會聚點，在與邊緣線交叉的面內(nèi)對與倒角加工的加工預(yù)定寬度對應(yīng)的范圍掃描會聚點， 通過會聚點附近的消融處理沿會聚點的掃描軌跡進行倒角加工。此處，脆性材料基板包括玻璃基板、石英基板、硅基板、藍(lán)寶石基板、硅及其他的半 導(dǎo)體晶片、陶瓷基板。照射至脆性材料基板的激光束根據(jù)進行倒角加工的基板材料來選擇適當(dāng)波長的 激光。即，采用如下的波長光在使激光束一邊聚光一邊向基板照射時，在會聚點附近產(chǎn)生 由多光子吸收引起的消融現(xiàn)象，而在會聚點附近以外的激光束所通過的光路上幾乎不被吸 收。具體而言，例如對于玻璃基板，能夠采用波長為193nm 1064nm的激光，作為激光 光源能夠采用Nd-YAG激光、ArF準(zhǔn)分子激光、KrF準(zhǔn)分子激光等。此外，例如對于硅基板，能 夠采用波長為IlOOnm以上的激光。另一方面，對于加工對象物來說吸收率大而幾乎無法穿透基板內(nèi)的激光光源，無 法用于本發(fā)明的倒角加工。例如對于玻璃基板來說，由于CO2激光、CO激光(波長為5. 3μπι) 的吸收率大，因此幾乎無法穿透玻璃基板內(nèi)，因此在加工對象物為玻璃基板的情況下，將 CO2激光、CO激光從本發(fā)明所使用的倒角加工用激光光源中排除。配置于激光束的光路上的聚光部件只要是能發(fā)揮聚光功能的光學(xué)元件即可。具體 而言，能夠使用凸透鏡(也包括多枚的組合凸透鏡)或凹面鏡。此外，在使倒角加工面形成 預(yù)期的曲面(然而為了聚光而形成為凸?fàn)?的情況下，調(diào)整聚光部件的光學(xué)參數(shù)(折射率、 曲率半徑、曲面形狀等)，從而通過后述的射束偏轉(zhuǎn)部沿該曲面形狀掃描會聚點。具體而言，會聚點的掃描軌跡除了球面(圓弧面)以外，例如形成為拋物面或橢圓 面。此外，通過使聚光部件形成為所謂f θ透鏡，也能夠?qū)⒌菇羌庸っ嫘纬蔀槠矫?。根?jù)本發(fā)明，相對于進行脆性材料基板的倒角加工的邊緣線以穿透基板內(nèi)的方式 從背側(cè)照射激光束。此時，將聚光部件配置于激光束的光路上，將激光束的會聚點形成于邊 緣線附近的基板表面或基板內(nèi)部。進而，在與邊緣線交叉的面內(nèi)掃描會聚點。該掃描包含 與倒角加工的加工預(yù)定寬度對應(yīng)的范圍。這樣，通過聚光后的激光照射產(chǎn)生消融現(xiàn)象，使會 聚點附近局部熔融并被除去。進而，通過在與邊緣線交叉的面內(nèi)掃描該會聚點，形成沿掃描 軌跡的形狀的倒角加工面。因此，利用聚光部件的光學(xué)參數(shù)來調(diào)整會聚點的掃描軌跡，以進 行圓弧面、斜面的倒角加工。根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)⑼ㄟ^激光照射而形成的倒角加工面形成為斜面、圓弧面、或朝 向外側(cè)呈凸?fàn)畹那妗?其他的課題解決手段和效果)在上述發(fā)明中，也可以在使會聚點沿邊緣線相對移動的同時重復(fù)在與邊緣線交叉 的面內(nèi)的會聚點的掃描，從而沿邊緣線進行倒角加工。由此，就邊緣線而言，能夠?qū)φ麄€邊緣線進行倒角加工。在該情況下，可以從邊緣 線的起點至終點連續(xù)地相對移動，但是在進行較深的倒角加工的情況下，也可以視情況間 歇地相對移動以賦予充分的能量，從而可靠地進行倒角加工。在上述發(fā)明中，也可以使會聚點在基板內(nèi)的深度位置與倒角加工的加工預(yù)定深度 對應(yīng)地進行倒角加工。
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由此，由于使會聚點在基板內(nèi)的深度位置與倒角加工的加工預(yù)定深度對應(yīng)，因此 通過進行掃描能夠一次便使倒角加工達(dá)到預(yù)定深度。在上述發(fā)明中，也可以重復(fù)多次所述會聚點向邊緣線方向的相對移動，隨著相對 移動的移動次數(shù)增加，會聚點的深度位置就會向基板內(nèi)部側(cè)移位。由此，在倒角加工的深度較深時，能夠進行最初較淺并逐漸增加深度的倒角加工。此外，與上述發(fā)明相關(guān)并根據(jù)其他觀點完成的本發(fā)明的倒角加工裝置為對脆性材 料基板進行倒角加工的倒角加工裝置，該倒角加工裝置具備激光光源；聚光部件，所述聚 光部件對從激光光源放射的激光束進行聚光；射束偏轉(zhuǎn)部，所述射束偏轉(zhuǎn)部設(shè)于激光光源 和聚光部件之間的激光束的光路上，并以如下方式使激光束的行進方向偏轉(zhuǎn)掃描從激光 光源放射的激光束向聚光部件照射的照射位置，并掃描從聚光部件射出的激光束所形成的 會聚點；以及基板支撐部，所述基板支撐部構(gòu)成為在使所述激光束穿透基板內(nèi)并進行倒 角加工的邊緣線附近的基板表面或基板內(nèi)部使所述會聚點在與邊緣線交叉的面內(nèi)進行掃 描，并且在邊緣線露出于空間中的狀態(tài)下支撐所述基板。由此，在激光光源與聚光部件之間的激光束的光路上設(shè)置的射束偏轉(zhuǎn)部掃描從激 光光源放射的激光束向聚光部件照射的照射位置。聚光部件根據(jù)激光束的照射位置使激光 束的射出方向偏轉(zhuǎn)。其結(jié)果是，從聚光部件射出的激光束所形成的會聚點在邊緣線附近且 在與邊緣線交叉的面內(nèi)進行掃描，沿會聚點的掃描軌跡形成通過消融產(chǎn)生的倒角加工面。 此時的會聚點的掃描軌跡由聚光部件的光學(xué)參數(shù)確定。一般而言，由于利用聚光部件形成 的掃描軌跡朝向激光束的行進方向呈凸?fàn)?例如在聚光部件為凸透鏡、凹面鏡的情況下的 掃描軌跡為呈凸?fàn)畹幕?，因此形成了與由聚光部件的光學(xué)參數(shù)所確定的凸?fàn)顠呙柢壽E對 應(yīng)的倒角加工面。在上述倒角加工裝置中，也可以具備進給機構(gòu)，所述進給機構(gòu)使基板側(cè)或激光束 側(cè)移動，以使會聚點沿邊緣線相對移動。由此，就邊緣線而言，能夠?qū)φ麄€邊緣線進行倒角加工。在上述倒角加工裝置中，基板支撐部也可以由水平地載置基板的工作臺構(gòu)成，并 且聚光部件和射束偏轉(zhuǎn)部被配置成使激光束相對于基板傾斜入射。由此，能夠在將基板穩(wěn)定地載置于水平的工作臺上的狀態(tài)下進行倒角加工。在該情況下，也可以構(gòu)成為，聚光部件和射束偏轉(zhuǎn)部被配置成使激光束相對于基 板從上方傾斜入射，在進行倒角加工的邊緣線在從工作臺面的外側(cè)離開的位置朝向下方露 出的狀態(tài)下被支撐。由此，由于進行倒角加工的邊緣線朝向下方，因此利用消融除去的基板材料的殘 渣向下方擴散，由此可減少附著在基板上的附著量。在上述倒角加工裝置中，射束偏轉(zhuǎn)部也可以由電流鏡(Galvanomirror)或多面鏡 (polygon mirror)構(gòu)成。在電流鏡的情況下通過反射鏡的擺動運動，而在多面鏡的情況下則通過反射鏡的 旋轉(zhuǎn)運動，都能夠使朝向聚光部件的激光束偏轉(zhuǎn)。在上述倒角加工裝置中，聚光部件也可以由凸透鏡或形成實質(zhì)上與凸透鏡等效的 會聚點的凹面鏡構(gòu)成。由此，能夠使由會聚點的掃描軌跡形成的倒角加工面形成為圓弧面。
在上述倒角加工裝置中，聚光部件也可以由f θ透鏡或形成實質(zhì)上與f θ透鏡等 效的會聚點的非球面鏡構(gòu)成。由此，能夠使由會聚點的掃描軌跡形成的倒角加工面形成為斜面。在上述倒角加工裝置中，也可以構(gòu)成為，聚光部件由如下這樣確定光學(xué)參數(shù)的非 球面透鏡或非球面鏡構(gòu)成在通過射束偏轉(zhuǎn)部掃描激光束向聚光部件照射的照射位置時， 使從聚光部件射出的激光束所形成的會聚點的軌跡描繪出凸?fàn)畹淖杂汕€。由此，能夠使由會聚點的掃描軌跡形成的倒角加工面形成為預(yù)期的凸?fàn)钋妗?br>

圖1是表示作為本發(fā)明的一個實施方式的脆性材料基板的倒角加工裝置的結(jié)構(gòu) 的圖。圖2是圖1的掃描光學(xué)系統(tǒng)的放大圖。圖3是圖1的倒角加工裝置的控制系統(tǒng)的框圖。圖4是表示形成較深的倒角加工面的情況下的步驟的圖。圖5是掃描光學(xué)系統(tǒng)的變形例的放大圖。圖6是掃描光學(xué)系統(tǒng)的變形例的放大圖。圖7是掃描光學(xué)系統(tǒng)的變形例的放大圖。圖8是表示使用CO2激光光源通過加熱熔融法進行倒角加工時的激光照射狀態(tài)的 剖視圖。圖9是表示使用CO2激光光源通過激光劃線法進行倒角加工時的激光照射狀態(tài)的 圖。圖10是通過利用CO2激光的激光劃線法進行倒角加工時的加工剖面的放大圖。標(biāo)號說明2 滑動工作臺；7 基座；11 升降工作臺；12 吸附工作臺；13 激光光源；14 電 流鏡(射束偏轉(zhuǎn)部)；14a:多面鏡；15:凸透鏡(聚光部件)；15a:f θ透鏡；15b 凹面鏡； 16 掃描光學(xué)系統(tǒng)。
具體實施例方式以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。此處，對玻璃基板的倒角加工進行 說明。另外，本發(fā)明當(dāng)然并不限于以下說明的實施方式，在不超出本發(fā)明的主旨的范圍 內(nèi)包含各種形態(tài)。圖1是表示作為本發(fā)明的一個實施方式的脆性材料基板的倒角加工裝置LM的圖。 圖2是表示圖1的掃描光學(xué)系統(tǒng)的放大圖。倒角加工裝置LM設(shè)有滑動工作臺2，該滑動工作臺2沿平行配置于水平的架臺1 上的一對導(dǎo)軌3、4在圖1的紙面前后方向(以下稱為Y方向)往復(fù)移動。在兩導(dǎo)軌3、4之 間，導(dǎo)螺桿5沿前后方向進行配置，固定于所述滑動工作臺2的支柱6螺合于該導(dǎo)螺桿5，通 過電動機(未圖示)使導(dǎo)螺桿5正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，從而使滑動工作臺2沿導(dǎo)軌3、4在Y方向往 復(fù)移動。
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在滑動工作臺2上，水平的基座7被配置成沿導(dǎo)軌8在圖1的左右方向(以下稱 為X方向)往復(fù)移動。在固定于基座7的支柱IOa中貫通螺合有通過電動機9進行旋轉(zhuǎn)的 導(dǎo)螺桿10，通過導(dǎo)螺桿10正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，基座7沿導(dǎo)軌8在X方向往復(fù)移動。在基座7上，設(shè)有進行高度方向(以下稱為Z方向)的調(diào)整的升降工作臺11、及 搭載有吸引卡盤的吸附工作臺12，玻璃基板G以水平的狀態(tài)被設(shè)置于該吸附工作臺12上。 此時，玻璃基板G以包含進行倒角加工的邊緣線的基板的那一部分突出于吸附工作臺12的 外側(cè)的狀態(tài)被吸附。因此，以進行倒角加工的邊緣線EL朝向下方露出的狀態(tài)進行支撐。此外，玻璃基板G利用攝像機20和在基板上形成的對準(zhǔn)標(biāo)記(未圖示)進行定位， 并使邊緣線EL朝向Y方向。在基板G —定的情況下，也可以預(yù)先將定位用的引導(dǎo)件設(shè)于吸 附工作臺12表面，以使基板的一部分與引導(dǎo)件抵接的方式進行定位。在玻璃基板G的上方安裝有激光光源13、電流鏡14 (射束偏轉(zhuǎn)部)、以及凸透鏡 15 (聚光部件)。電流鏡14與凸透鏡15構(gòu)成掃描光學(xué)系統(tǒng)16。激光光源13采用Nd-YAG激光光源。激光光源13在XZ面內(nèi)，且射出方向為向左 下方傾斜45度。電流鏡14將反射鏡配置于從激光光源13射出的激光束的光路上，使激光束向右 下方傾斜射出，并通過反射鏡的擺動運動，使射束的射出方向在XZ面內(nèi)偏轉(zhuǎn)。此時的電流 鏡14的擺動運動的范圍依據(jù)對加工對象物進行倒角加工的角度范圍來調(diào)整。凸透鏡15將從電流鏡14射出的激光束聚光，形成會聚點。另外，激光束的強度等 被設(shè)定成在形成于加工對象物的會聚點處產(chǎn)生多光子吸收。此外，通過電流鏡14使射出方 向偏轉(zhuǎn)，并掃描激光束向凸透鏡15入射的入射位置，其結(jié)果是，從凸透鏡15射出的激光束 的會聚點在XZ面內(nèi)(亦即，與邊緣線EL正交的面內(nèi))被掃描到，掃描軌跡朝向光束的行進 方向呈凸?fàn)?。例如，如圖2所示，通過電流鏡14的擺動運動，會聚點的掃描軌跡形成為連結(jié)F0、 F1、F2 的弧 R0。由于通過電流鏡14和凸透鏡15形成的會聚點的位置和會聚點的掃描軌跡為一定 的位置及軌跡，因此可預(yù)先通過幾何計算(或?qū)崪y)求出表示會聚點的坐標(biāo)(F0，F(xiàn)l, F2的 坐標(biāo))、軌跡(弧R0)的函數(shù)。因此，在設(shè)置好玻璃基板G之后，通過對滑動工作臺2、基座7以及升降工作臺11 進行XYZ方向的位置調(diào)整，使會聚點FO對準(zhǔn)在邊緣線EL上或邊緣線EL附近設(shè)定的加工預(yù) 定面的位置。接著，對倒角加工裝置LM的控制系統(tǒng)進行說明。圖3是控制系統(tǒng)的框圖。倒角加 工裝置LM具備控制部50，該控制部50由用于存儲各種控制數(shù)據(jù)、設(shè)定參數(shù)及程序(軟件) 的存儲器及用于執(zhí)行運算處理的CPU構(gòu)成。該控制部50控制以下各驅(qū)動系統(tǒng)工作臺驅(qū)動部51，所述工作臺驅(qū)動部51驅(qū)動 用于進行滑動工作臺2、基座7的定位、移動的電動機(電動機9等)；吸附機構(gòu)驅(qū)動部52， 所述吸附機構(gòu)驅(qū)動部52驅(qū)動吸附工作臺12的吸引卡盤；射束偏轉(zhuǎn)部驅(qū)動部53，所述射束 偏轉(zhuǎn)部驅(qū)動部53驅(qū)動電流鏡14 ；以及激光驅(qū)動部54，所述激光驅(qū)動部54進行激光照射。 此外，控制部50連接有由鍵盤、鼠標(biāo)等構(gòu)成的輸入部56、以及在顯示屏幕上進行各種顯示 的顯示部57，并形成為能夠在屏幕上顯示必要的信息，且能夠輸入必要的指令、設(shè)定。
接下來，對倒角加工裝置LM的倒角動作進行說明。將基板G裝載于吸附工作臺 12，并使用攝像機20進行位置調(diào)整。接著，使邊緣線EL朝向Y方向，并且利用滑動工作臺 2、基座7、升降工作臺11進行位置調(diào)整，以使會聚點FO的坐標(biāo)到達(dá)邊緣線EL上或邊緣線 EL附近的加工預(yù)定面的深度。接著，驅(qū)動電流鏡14和激光光源13，使激光束在邊緣線附近掃描。其結(jié)果是，會聚 點通過消融來熔融除去基板材料，形成倒角加工面。另外，在邊緣線EL的全長范圍內(nèi)進行倒角時，以一定速度移送滑動工作臺2，使基 板G相對于激光束的掃描面(XZ面)向Y方向移動。此時，也可以間歇地移送滑動工作臺 2，以使激光束對同一加工位置進行多次掃描。此外，在形成較深的倒角加工面的情況下，分成多次進行倒角加工。亦即，如圖4 所示，第一次的倒角加工將會聚點設(shè)定于接近邊緣線EL的較淺位置，并在向Y方向移動的 同時進行加工，第二次以后的倒角加工則使會聚點的位置逐漸向基板內(nèi)部側(cè)移位，并重復(fù) 進行同樣的加工。接下來，對變形實施例進行說明。圖5是以f θ透鏡15a取代凸透鏡15作為聚光部件時的掃描光學(xué)系統(tǒng)的放大圖。 在該情況下，由于會聚點的掃描軌跡在XZ面呈直線狀，因此能夠進行斜面的倒角加工。此外，如果適當(dāng)?shù)卦O(shè)計透鏡的曲面形狀、曲率半徑、折射率等光學(xué)參數(shù)，能夠制作 出可描繪預(yù)期的掃描軌跡的自由曲面透鏡，因此利用該自由曲面透鏡，也能夠?qū)⒌菇羌庸?面形成為拋物面、橢圓面、或任意的自由曲面。再有，采用反射鏡取代透鏡也能夠描繪與透 鏡的掃描軌跡相同的軌跡。圖6是以多面鏡14a取代電流鏡14作為射束偏轉(zhuǎn)部時的掃描光學(xué)系統(tǒng)的放大圖。 圖7是以凹面鏡15b來取代透鏡作為聚光部件時的掃描光學(xué)系統(tǒng)的放大圖。在使用這些掃 描光學(xué)系統(tǒng)的情況下，也能夠進行與圖2相同的倒角加工。此外，在沿邊緣線EL進行倒角加工時，在圖2的倒角加工裝置LM中，雖是移動了 裝載基板G的滑動工作臺2，不過也可以移動掃描光學(xué)系統(tǒng)(電流鏡14、凸透鏡15)側(cè)。以上，雖然對玻璃基板的倒角加工作了說明，不過對于其它脆性材料基板，通過根 據(jù)各種脆性材料基板的基板材料的吸收特性選擇可使用的激光光源，也能夠?qū)崿F(xiàn)相同的倒 角加工。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可用于玻璃基板等脆性材料基板的倒角加工。
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權(quán)利要求
一種脆性材料基板的倒角加工方法，其特征在于，對進行脆性材料基板的倒角加工的邊緣線以穿透基板內(nèi)的方式照射激光束，并且將聚光部件配置于激光束的光路上，在邊緣線附近的基板表面或基板內(nèi)部形成激光束的會聚點，在與所述邊緣線交叉的面內(nèi)，對與倒角加工的加工預(yù)定寬度對應(yīng)的范圍掃描所述會聚點，通過所述會聚點附近的消融處理沿會聚點的掃描軌跡進行倒角加工。
2.如權(quán)利要求1所述的倒角加工方法，其中，使所述會聚點沿所述邊緣線相對移動的同時重復(fù)在與所述邊緣線交叉的面內(nèi)的所述 會聚點的掃描，沿邊緣線進行倒角加工。
3.如權(quán)利要求1所述的倒角加工方法，其中，使所述會聚點在基板內(nèi)的深度位置與倒角加工的加工預(yù)定深度對應(yīng)地進行倒角加工。
4.如權(quán)利要求2所述的倒角加工方法，其中，重復(fù)多次所述會聚點向所述邊緣線方向的相對移動，隨著相對移動的移動次數(shù)增加， 會聚點的深度位置向基板內(nèi)部側(cè)移位。
5.一種倒角加工裝置，該倒角加工裝置對脆性材料基板進行倒角加工，其特征在于， 該倒角加工裝置具備激光光源；聚光部件，所述聚光部件對從所述激光光源放射的激光束進行聚光； 射束偏轉(zhuǎn)部，所述射束偏轉(zhuǎn)部設(shè)于所述激光光源和所述聚光部件之間的激光束的光路 上，以如下方式使激光束的行進方向偏轉(zhuǎn)掃描從激光光源放射的激光束向聚光部件照射 的照射位置，并掃描從聚光部件射出的激光束所形成的會聚點；以及基板支撐部，所述基板支撐部構(gòu)成為，在所述激光束穿透所述基板內(nèi)并進行倒角加工 的邊緣線附近的基板表面或基板內(nèi)部使所述會聚點在與邊緣線交叉的面內(nèi)進行掃描，并且 在邊緣線露出于空間中的狀態(tài)下支撐所述基板。
6.如權(quán)利要求5所述的倒角加工裝置，其中，該倒角加工裝置具備進給機構(gòu)，所述進給機構(gòu)使基板側(cè)或激光束側(cè)移動，以使所述會 聚點沿所述邊緣線相對移動。
7.如權(quán)利要求5所述的倒角加工裝置，其中，所述基板支撐部由水平地載置基板的工作臺構(gòu)成，所述聚光部件和射束偏轉(zhuǎn)部被配置 成使激光束相對于基板傾斜入射。
8.如權(quán)利要求7所述的倒角加工裝置，其中，所述聚光部件和射束偏轉(zhuǎn)部被配置成使激光束相對于基板從上方傾斜入射， 在進行倒角加工的邊緣線在從工作臺表面的外側(cè)離開的位置朝向下方露出的狀態(tài)被 支撐。
9.如權(quán)利要求5所述的倒角加工裝置，其中， 射束偏轉(zhuǎn)部由電流鏡或多面鏡構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求5所述的倒角加工裝置，其中，聚光部件由凸透鏡或形成實質(zhì)上與凸透鏡等效的會聚點的凹面鏡構(gòu)成。
11.如權(quán)利要求5所述的倒角加工裝置，其中，聚光部件由fθ透鏡或形成實質(zhì)上與fθ透鏡等效的會聚點的非球面鏡構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求5所述的倒角加工裝置，其中，聚光部件由如下這樣確定光學(xué)參數(shù)的非球面透鏡或非球面鏡構(gòu)成在通過射束偏轉(zhuǎn)部 掃描激光束向聚光部件照射的照射位置時，使從聚光部件射出的激光束所形成的會聚點的 軌跡描繪出凸?fàn)畹淖杂汕€。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠形成斜面或圓弧面等倒角加工面的脆性材料基板的倒角加工方法。對進行倒角加工的邊緣線(EL)以穿透基板內(nèi)的方式照射激光束，并且將聚光部件(15)配置于激光束的光路上，在邊緣線附近的基板表面或基板內(nèi)部形成激光束的會聚點，在與邊緣線交叉的面內(nèi)對與倒角加工的加工預(yù)定寬度對應(yīng)的范圍掃描會聚點，通過會聚點附近的消融處理沿會聚點的掃描軌跡進行倒角加工。
文檔編號B23K26/36GK101903128SQ20088012150
公開日2010年12月1日 申請日期2008年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月19日
發(fā)明者清水政二, 熊谷一星, 砂田富久 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司