JP5760251B2

JP5760251B2 - Laser processing equipment for glass substrates

Info

Publication number: JP5760251B2
Application number: JP2011178803A
Authority: JP
Inventors: 水村　通伸; 通伸水村
Original assignee: V Technology Co Ltd
Current assignee: V Technology Co Ltd
Priority date: 2011-04-06
Filing date: 2011-08-18
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2031-08-18
Also published as: JP2012224531A

Description

本発明は、表面強化ガラス基板をダイシングするのに好適のガラス基板のレーザ加工装置に関する。 The present invention relates to a laser processing apparatus for a glass substrate suitable for dicing a surface-reinforced glass substrate.

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

特開２００７−２２９８３１号公報JP 2007-229831 A

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

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、ガラス基板の分割のための処理時間を短縮することができ、ゴミの発生が防止されたガラス基板のレーザ加工装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and provides a laser processing apparatus for a glass substrate capable of reducing the processing time for dividing the glass substrate and preventing the generation of dust. Objective.

本発明に係るガラス基板のレーザ加工装置は、波長が２５０〜４００ｎｍのパルスレーザ光を出射するレーザ光源と、複数個のマイクロレンズが所定のピッチｐで一列又は円周上に配列され切断対象のガラス基板に対向するように設置されたマイクロレンズアレイと、このマイクロレンズアレイを前記マイクロレンズの配列方向に前記ガラス基板に対して相対的に移動させる駆動装置と、前記レーザ光源及び駆動装置を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記マイクロレンズアレイによりレーザ光を前記ガラス基板に１ショットで照射してピッチｐで加工痕を形成した後、前記マイクロレンズアレイを前記ガラス基板に対して前記マイクロレンズの配列方向にｐ／２だけ直線移動させるか又は前記円の中心の周りに回転させて次順のショットでレーザ光を前記ガラス基板に照射することにより、距離ｐあたり２個の加工痕を等間隔で形成するものであり、
前記マイクロレンズアレイは、前記レーザ光の焦点位置を、前記ガラス基板の厚さ方向の内部とすると共に、焦点深度を前記ガラス基板の厚さよりも短く設定することを特徴とする。 A laser processing apparatus for a glass substrate according to the present invention includes a laser light source that emits a pulsed laser beam having a wavelength of 250 to 400 nm and a plurality of microlenses arranged in a row or on a circumference at a predetermined pitch p. A microlens array installed so as to face the glass substrate, a driving device that moves the microlens array relative to the glass substrate in the arrangement direction of the microlens, and the laser light source and the driving device are controlled. A control device,
The controller irradiates the glass substrate with laser light in one shot by the microlens array to form a processing mark at a pitch p, and then the microlens array is arranged with respect to the glass substrate. By moving the glass substrate linearly by p / 2 or rotating around the center of the circle and irradiating the glass substrate with the laser beam in the next shot, two processing marks are formed at equal intervals per distance p. Is what
The microlens array is characterized in that the focal position of the laser light is set in the thickness direction of the glass substrate and the depth of focus is set shorter than the thickness of the glass substrate .

本発明に係る他のガラス基板のレーザ加工装置は、波長が２５０〜４００ｎｍのパルスレーザ光を出射するレーザ光源と、複数個のマイクロレンズが所定のピッチｐで一列又は円周上に配列され切断対象のガラス基板に対向するように設置されたマイクロレンズアレイと、このマイクロレンズアレイを前記マイクロレンズの配列方向に前記ガラス基板に対して相対的に移動させる駆動装置と、前記レーザ光源及び駆動装置を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、前記マイクロレンズアレイによりレーザ光を前記ガラス基板に照射して第１ショットのピッチｐの加工痕を形成し、前記マイクロレンズアレイを前記ガラス基板に対して前記マイクロレンズの配列方向に直線移動させるか又は前記円の中心の周りに回転させてレーザ光を前記ガラス基板に照射して第２ショットのピッチｐの加工痕を従前のショットの加工痕の中間の位置に形成し、以後、同様にして、前記マイクロレンズアレイを前記ガラス基板に対して相対的に直線移動させるか又は前記円の中心の周りに回転させてレーザ光を従前のショットの加工痕の中間の位置に照射する工程を繰り返すことにより、距離ｐあたり複数個の加工痕を形成するものであり、
前記マイクロレンズアレイは、前記レーザ光の焦点位置を、前記ガラス基板の厚さ方向の内部とすると共に、焦点深度を前記ガラス基板の厚さよりも短く設定することを特徴とする。 Another glass substrate laser processing apparatus according to the present invention includes a laser light source that emits a pulsed laser beam having a wavelength of 250 to 400 nm and a plurality of microlenses arranged in a row or on a circumference at a predetermined pitch p. A microlens array installed so as to face the target glass substrate, a driving device that moves the microlens array relative to the glass substrate in the arrangement direction of the microlenses, the laser light source, and the driving device A control device for controlling
The controller irradiates the glass substrate with laser light from the microlens array to form a processing mark having a pitch p of the first shot, and the microlens array is arranged with respect to the glass substrate. Or rotating around the center of the circle and irradiating the glass substrate with a laser beam to form a processing mark having a pitch p of the second shot at a position intermediate between the processing marks of the previous shot, Thereafter, in the same manner, the microlens array is linearly moved relative to the glass substrate or rotated around the center of the circle to irradiate a laser beam at a position intermediate between the processing marks of the previous shot. By repeating the process of forming a plurality of processing traces per distance p ,
The microlens array is characterized in that the focal position of the laser light is set in the thickness direction of the glass substrate and the depth of focus is set shorter than the thickness of the glass substrate .

本発明に係る更に他のガラス基板のレーザ加工装置は、波長が２５０〜４００ｎｍのパルスレーザ光を出射するレーザ光源と、複数個のマイクロレンズが所定のピッチｐで一列又は円周上に配列され切断対象のガラス基板に対向するように設置されたマイクロレンズアレイと、このマイクロレンズアレイを前記マイクロレンズの配列方向に前記ガラス基板に対して相対的に移動させる駆動装置と、前記レーザ光源及び駆動装置を制御する制御装置と、を有し、
前記制御装置は、ｎを整数として前記マイクロレンズアレイによりレーザ光を前記ガラス基板に照射した後、前記マイクロレンズアレイを前記ガラス基板に対して前記マイクロレンズの配列方向にｐ／ｎだけ相対的に直線移動させるか又は前記円の中心の周りに回転させて次順のレーザ光の照射を行い、更に前記マイクロレンズアレイを前記ガラス基板に対して前記マイクロレンズの配列方向にｐ／ｎだけ相対的に直線移動させるか又は前記円の中心の周りに回転させて更に次順のレーザ光の照射を行うという工程を繰り返すことにより、距離ｐあたりｎ個の加工痕を等間隔で形成するものであり、
前記マイクロレンズアレイは、前記レーザ光の焦点位置を、前記ガラス基板の厚さ方向の内部とすると共に、焦点深度を前記ガラス基板の厚さよりも短く設定することを特徴とする。
In still another glass substrate laser processing apparatus according to the present invention, a laser light source that emits a pulse laser beam having a wavelength of 250 to 400 nm and a plurality of microlenses are arranged in a row or on a circumference at a predetermined pitch p. A microlens array installed so as to face the glass substrate to be cut, a driving device for moving the microlens array relative to the glass substrate in the arrangement direction of the microlenses, the laser light source, and driving A control device for controlling the device,
The control device irradiates the glass substrate with laser light by the microlens array, where n is an integer, and then the microlens array is relatively relative to the glass substrate by p / n in the arrangement direction of the microlenses. It is moved linearly or rotated around the center of the circle to irradiate the next laser beam, and the microlens array is relative to the glass substrate by p / n in the arrangement direction of the microlenses. In this case, n processing traces are formed at equal intervals per distance p by repeating the step of linearly moving to the center of the circle or rotating around the center of the circle and further irradiating the next laser beam . ,
The microlens array is characterized in that the focal position of the laser light is set in the thickness direction of the glass substrate and the depth of focus is set shorter than the thickness of the glass substrate .

上述のガラス基板のレーザ加工装置において、前記マイクロレンズアレイは、前記レーザ光の焦点位置を、前記ガラス基板の厚さ方向の内部とすると共に、焦点深度を前記ガラス基板の厚さよりも短く、好ましくは前記ガラス基板の厚さの１／１００以下に設定することが好ましい。これにより、ガラス基板の内部にレーザ光の照射による加工痕を形成することができる。このため、レーザビームの照射により表面に割れが発生することが確実に防止される。 In the laser processing apparatus for a glass substrate described above, the microlens array preferably has the focal position of the laser light in the thickness direction of the glass substrate, and the focal depth is shorter than the thickness of the glass substrate. Is preferably set to 1/100 or less of the thickness of the glass substrate. Thereby, the process trace by irradiation of a laser beam can be formed in the inside of a glass substrate. This reliably prevents the surface from being cracked by the laser beam irradiation.

また、本発明のガラス基板のレーザ加工装置は、表面強化ガラス基板に適用すると、有益である。表面強化ガラス基板は、表面の性質が硬いため、ダイシング刃を使用した機械的ダイシングにおいてはなおさらのこと、レーザダイシングでもその焦点位置がガラス基板の表面である場合は、加工中に割れてしまう。本発明は、マイクロレンズによるレーザ光の焦点位置を、前記表面強化ガラス基板の厚さ方向の内部であって、前記表面強化ガラス基板の表面強化層よりも深い位置に設定しているので、表面強化ガラス基板でも、加工中に割れることが防止される。 The glass substrate laser processing apparatus of the present invention is beneficial when applied to a surface-reinforced glass substrate. Since the surface tempered glass substrate has a hard surface property, the surface tempered glass substrate is further broken in mechanical dicing using a dicing blade, and even in laser dicing, if the focal position is the surface of the glass substrate, it is broken during processing. In the present invention, the focal position of the laser light by the microlens is set in the thickness direction of the surface strengthened glass substrate and at a position deeper than the surface strengthened layer of the surface strengthened glass substrate. Even a tempered glass substrate is prevented from cracking during processing.

本発明によれば、波長が２５０〜４００ｎｍのレーザ光を使用し、マイクロレンズアレイを使用して、レーザ光を、先ず、ピッチｐという大きな間隔で照射し、ピッチｐの間隔で加工痕を形成する。このレーザ光の照射間隔は大きいので、レーザ光の照射により、ガラス基板の表面に、不規則な割れが生じることはない。その後、マイクロレンズアレイをマイクロレンズの配列方向に、ｐ／２又はｐ／ｎ等の距離だけ移動させて、次順のレーザ光の照射を行う。このようにして、１ピッチあたり、複数個の加工痕を形成する。最初のパルスレーザ光の照射は、照射位置の間隔が大きいので、この最初のレーザ光の照射で、ガラス基板が不規則に割れることはなく、その後の１又は複数回のレーザショットで、ガラス基板にはより細かい間隔で加工痕が形成されるが、２ショット目以降は、最初のショットによる加工痕が形成されているので、２ショット目以降もガラス基板に不規則に割れが生じることはない。従って、本発明により、高精度で切断予定線に沿って、ガラス基板を割断することができる。 According to the present invention, a laser beam having a wavelength of 250 to 400 nm is used, and a microlens array is used to first irradiate the laser beam at a large interval of a pitch p, thereby forming a processing trace at an interval of the pitch p. To do. Since the irradiation interval of the laser beam is large, the surface of the glass substrate is not irregularly cracked by the irradiation of the laser beam. Thereafter, the microlens array is moved in the arrangement direction of the microlens by a distance such as p / 2 or p / n, and the next laser beam irradiation is performed. In this way, a plurality of processing marks are formed per pitch. Since the irradiation of the first pulse laser beam has a large interval between the irradiation positions, the glass substrate is not irregularly broken by the irradiation of the first laser beam, and the glass substrate is obtained by one or more subsequent laser shots. In the second shot, processing marks are formed at finer intervals, but since the processing marks are formed by the first shot after the second shot, the glass substrate will not be irregularly cracked after the second shot. . Therefore, according to the present invention, the glass substrate can be cleaved along the planned cutting line with high accuracy.

本発明の第１実施形態のレーザ加工装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the laser processing apparatus of 1st Embodiment of this invention. 同じくそのレーザ光の照射による加工工程を示す模式図である。It is a schematic diagram which similarly shows the processing process by the irradiation of the laser beam. 表面強化ガラス基板の透過特性を示すグラフ図である。It is a graph which shows the permeation | transmission characteristic of a surface strengthened glass substrate. （ａ）は本発明の第４実施形態のレーザ加工装置において、マイクロレンズアレイを示す図、（ｂ）はレーザ光の照射による加工工程を示す図、（ｃ）はガラス基板に形成された加工痕を示す図である。(A) is a figure which shows a microlens array in the laser processing apparatus of 4th Embodiment of this invention, (b) is a figure which shows the process process by irradiation of a laser beam, (c) is the process formed in the glass substrate It is a figure which shows a trace. 図４に示すレーザ加工装置において、マイクロレンズアレイを回転した図であり、（ａ）はマイクロレンズアレイを示す図、（ｂ）はレーザ光の照射による加工工程を示す図、（ｃ）はガラス基板に形成された加工痕を示す図である。In the laser processing apparatus shown in FIG. 4, it is the figure which rotated the micro lens array, (a) is a figure which shows a micro lens array, (b) is a figure which shows the process process by irradiation of a laser beam, (c) is glass It is a figure which shows the process trace formed in the board | substrate.

以下、本発明の実施形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の実施形態に係るガラス基板のレーザ加工装置を示す斜視図である。ステージ１上に、被加工物である露光現像処理後の表面強化ガラス基板等のガラス基板２が載置される。このステージ１に対し、このステージ１の幅方向の全域をまたぐ門型の移動部材３が、矢印ａ方向に往復移動可能に支持されている。そして、この移動部材３には、ステージ１の幅方向（矢印ｂ方向）に往復移動可能に、支持部４が設置されており、この支持部４にパルスレーザ発振器６が支持されている。このパルスレーザ発振器６の下方には、マイクロレンズアレイ４０が設けられており、パルスレーザ発振器６からのパルスレーザ光を、ガラス基板２に集光させるようになっている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a laser processing apparatus for a glass substrate according to an embodiment of the present invention. On the stage 1, a glass substrate 2 such as a surface-reinforced glass substrate after exposure and development processing, which is a workpiece, is placed. A gate-shaped moving member 3 straddling the entire region in the width direction of the stage 1 is supported on the stage 1 so as to be capable of reciprocating in the direction of arrow a. The moving member 3 is provided with a support portion 4 that can reciprocate in the width direction (arrow b direction) of the stage 1, and a pulse laser oscillator 6 is supported on the support portion 4. A microlens array 40 is provided below the pulse laser oscillator 6 so that the pulse laser light from the pulse laser oscillator 6 is condensed on the glass substrate 2.

このレーザ加工装置においては、ステージ１上に表面強化ガラス基板等のガラス基板２が載置され、移動部材３が矢印ａ方向に移動すると共に、パルスレーザ発振器６からパルスレーザ光が間欠的に出射され、マイクロレンズアレイ４０により集光されたパルスレーザ光がガラス基板２に照射される。これにより、ガラス基板２に対して、切断予定線上で、レーザ光が適宜間隔で照射される。この場合に、移動部材３が移動している間に、パルスレーザ発振器６からレーザ光を照射しても良いし、移動部材３を移動後一旦停止させた状態で、パルスレーザ発振器６からレーザ光を照射しても良い。このガラス基板２に対するパルスレーザ光の照射位置は、切断予定線に合わせるために、支持部４を移動部材３上で矢印ｂ方向に移動させて、調節することができる。また、支持部４に取り付けられるマイクロレンズアレイ５は、焦点距離が異なるものを交換できるようにすることができる。これにより、これらのマイクロレンズアレイ５から加工対象のガラス基板２の表面性状等に応じて焦点深度が最適のマイクロレンズアレイを選択して、レーザ加工を行うことができるようになっている。 In this laser processing apparatus, a glass substrate 2 such as a surface tempered glass substrate is placed on a stage 1, the moving member 3 moves in the direction of arrow a, and pulsed laser light is emitted intermittently from a pulsed laser oscillator 6. Then, the pulsed laser light condensed by the microlens array 40 is irradiated onto the glass substrate 2. Thereby, a laser beam is irradiated to the glass substrate 2 at appropriate intervals on the planned cutting line. In this case, the laser beam may be emitted from the pulse laser oscillator 6 while the moving member 3 is moving, or the laser beam is emitted from the pulse laser oscillator 6 in a state where the moving member 3 is stopped after moving. May be irradiated. The irradiation position of the pulse laser beam on the glass substrate 2 can be adjusted by moving the support portion 4 on the moving member 3 in the direction of the arrow b in order to match the planned cutting line. Further, the microlens array 5 attached to the support portion 4 can be exchanged with a different focal length. As a result, a laser processing can be performed by selecting a microlens array having an optimum focal depth from these microlens arrays 5 according to the surface properties of the glass substrate 2 to be processed.

図２は、このレーザ加工の工程を示す模式図であり、（ａ）はガラス基板２の平面図、（ｂ）はマイクロレンズアレイ４０の平面図、（ｃ）はマイクロレンズアレイによるレーザ光の照射動作を示す正面図である。図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、マイクロレンズアレイ４０は、複数個のマイクロレンズ４１（図示は、簡略化のために４個のみ示す）を一列に配列して構成されている。このマイクロレンズアレイ４０の各マイクロレンズ４１は、パルスレーザ発振器６から出射されたパルスレーザ光４２をガラス基板２に集光させる。このパルスレーザ光４２は、波長が２５０〜４００ｎｍであり、マイクロレンズ４１により、その焦点位置が、ガラス基板２の厚さ方向の内部であり、焦点深度が前記ガラス基板の厚さよりも短く設定され、好ましくはガラス基板２の厚さの１／１００以下の範囲に設定されている。 2A and 2B are schematic views showing the laser processing steps, where FIG. 2A is a plan view of the glass substrate 2, FIG. 2B is a plan view of the microlens array 40, and FIG. 2C is a plan view of laser light by the microlens array. It is a front view which shows irradiation operation | movement. As shown in FIGS. 2B and 2C, the microlens array 40 is configured by arranging a plurality of microlenses 41 (only four are shown for simplification) arranged in a line. . Each microlens 41 of the microlens array 40 condenses the pulsed laser light 42 emitted from the pulsed laser oscillator 6 on the glass substrate 2. The pulsed laser light 42 has a wavelength of 250 to 400 nm, and the focal position of the pulsed laser light 42 is set in the thickness direction of the glass substrate 2 by the microlens 41, and the focal depth is set shorter than the thickness of the glass substrate. Preferably, it is set to a range of 1/100 or less of the thickness of the glass substrate 2.

また、マイクロレンズアレイ４０のマイクロレンズ４１はピッチがｐの等間隔で配置されており、マイクロレンズ４１に内蔵されている開口絞りにより、レーザ光４２を例えば正方形又は長方形の矩形等のビーム形状に成形して、ガラス基板２に照射する。このレーザ光４２は、図２（ａ）に破線にて示す切断予定線上に照射する。パルスレーザ発振器６のレーザ光の照射タイミング及び移動部材３の移動距離及び移動のタイミングは、制御装置（図示せず）により制御される。 Further, the microlenses 41 of the microlens array 40 are arranged at equal intervals with a pitch of p, and the laser light 42 is formed into a beam shape such as a square or a rectangular rectangle by an aperture stop built in the microlens 41. It shape | molds and it irradiates to the glass substrate 2. FIG. The laser beam 42 is irradiated on a planned cutting line indicated by a broken line in FIG. The laser beam irradiation timing of the pulse laser oscillator 6 and the movement distance and movement timing of the moving member 3 are controlled by a control device (not shown).

パルスレーザ光４２の波長は、２５０〜４００ｎｍである。図３は、横軸に波長をとり、縦軸にレーザ光の透過率をとって、表面強化ガラスの透過特性を示すグラフ図である。波長が５３２ｎｍのレーザ光の場合、ガラス基板に対する透過率が高く、即ち、ガラス基板におけるエネルギの吸収率が悪く、ガラス基板に加工痕を形成しにくい。これに対し、水銀ランプでいうｉ線（波長３６５ｎｍ）付近で、エネルギの吸収が始まり、加工痕を形成できるようになる。また、波長が２６６ｎｍのレーザ光を使用することにより、極めて高いエネルギ吸収率を得ることができる。よって、本発明においては、２５０〜４００ｎｍの波長域において、ガラス基板に加工痕を形成する。 The wavelength of the pulse laser beam 42 is 250 to 400 nm. FIG. 3 is a graph showing the transmission characteristics of the surface-reinforced glass, with the horizontal axis representing wavelength and the vertical axis representing laser light transmittance. In the case of laser light having a wavelength of 532 nm, the transmittance with respect to the glass substrate is high, that is, the energy absorption rate of the glass substrate is poor, and it is difficult to form a processing mark on the glass substrate. On the other hand, energy absorption starts near the i-line (wavelength 365 nm) of a mercury lamp, and a processing mark can be formed. Further, by using a laser beam having a wavelength of 266 nm, an extremely high energy absorption rate can be obtained. Therefore, in this invention, a process trace is formed in a glass substrate in the wavelength range of 250-400 nm.

次に、本実施形態の動作について、制御装置の制御態様と共に説明する。制御装置は、先ず、図２（ｃ）に示すように、移動装置３により、ガラス基板２に対して、マイクロレンズアレイ４０をガラス基板２の一端部上に移動させて配置し、パルスレーザ発振器６から出射されたレーザ光４２を、マイクロレンズアレイ４０のマイクロレンズ４１により、矩形ビーム形状のレーザ光４２に成形して、ガラス基板２に照射する。これにより、このレーザ光４２の照射により、ガラス基板２には、複数個の加工痕１２がピッチｐで形成される。その後、図２（ｃ）に示すように、制御装置は、マイクロレンズアレイ４０を矢印方向にガラス基板２に対して相対的に移動させ、マイクロレンズ４１の位置が、最初のレーザショットの位置からｐ／２だけ移動したときに、２回目のレーザ光の照射を行う。これにより、１ショット目の加工痕１２の中間の位置に、２ショット目の加工痕１３が形成される。このようにして、第１のショットの加工痕１２と第２ショットの加工痕１３とが、ｐ／２のピッチで、切断予定線上に並んで形成される。そして、マイクロレンズアレイ４０を更に移動させて、第１のショットの複数個の加工痕１２のうち端部の加工痕１２からｐだけ離隔した位置から、再度、マイクロレンズアレイ４０によりガラス基板２にレーザ光を照射して、この第３ショットにより、第１ショットの加工痕１２に対して同一のピッチｐで連なる加工痕１２を形成する。その後、マイクロレンズアレイ４０をｐ／２だけ移動させて、レーザ光４２を照射することにより、第３ショットの加工痕１２の中間位置に、第４ショットの加工痕１３を形成する。これを繰り返して、ガラス基板２の切断予定線の全域に、ｐ／２のピッチで加工痕１２，１３を形成する。 Next, the operation of this embodiment will be described together with the control mode of the control device. First, as shown in FIG. 2C, the control device moves the microlens array 40 to one end of the glass substrate 2 with respect to the glass substrate 2 by the moving device 3, and arranges the pulse laser oscillator. The laser beam 42 emitted from the laser beam 6 is shaped into a rectangular beam-shaped laser beam 42 by the microlens 41 of the microlens array 40 and irradiated onto the glass substrate 2. Thereby, a plurality of processing marks 12 are formed at a pitch p on the glass substrate 2 by the irradiation of the laser light 42. Thereafter, as shown in FIG. 2C, the control device moves the microlens array 40 relative to the glass substrate 2 in the direction of the arrow, and the position of the microlens 41 is changed from the position of the first laser shot. When moved by p / 2, the second laser light irradiation is performed. As a result, a second shot processing mark 13 is formed at an intermediate position of the first shot processing mark 12. In this way, the first shot machining trace 12 and the second shot machining trace 13 are formed side by side on the planned cutting line at a pitch of p / 2. Then, the microlens array 40 is further moved so that the microlens array 40 again causes the glass substrate 2 to be moved from the position separated by p from the processing marks 12 at the end of the plurality of processing marks 12 of the first shot. By irradiating laser beam, the third shot forms the processing trace 12 that is continuous with the same pitch p with respect to the processing trace 12 of the first shot. Thereafter, by moving the microlens array 40 by p / 2 and irradiating the laser beam 42, the fourth shot processing trace 13 is formed at an intermediate position of the third shot processing trace 12. By repeating this, the processing marks 12 and 13 are formed at a pitch of p / 2 over the entire cutting line of the glass substrate 2.

第１ショット、更には、繰り返される場合には、第３ショット及びその後の奇数回のショットにおいては、ピッチｐで加工痕１２が形成される。このピッチｐは、比較的大きな間隔であるので、レーザ光４２の照射により、ガラス基板２の表面に不規則な方向に亀裂が入り、乱雑な方向に割れが進行するということはない。換言すれば、ピッチｐは、ガラス基板２の表面に不規則な亀裂又は割れが発生しないのに十分な大きさに設定する。第２ショット、及び繰り返される場合には、その後の偶数回のショットにおいては、第１ショット及び奇数回のショットの加工痕１２に対して、ｐ／２の距離の位置に、レーザ光を照射する。この第２ショット及び偶数回のショットにより、ガラス基板２に割れが発生する可能性があるが、割れが発生する場合は、第１ショット及び奇数回のショットの加工痕１２が近傍に存在するので、第２ショット及び偶数回のショットの位置から加工痕１２に向かう方向に割れが進行し、不規則な方向に割れが発生することはない。これにより、ガラス基板２を、切断予定線に沿って、正確に割断することができる。第２ショットのレーザ照射によって、ガラス基板２に割れが発生しない場合は、加工痕１２及び１３が切断予定線上で交互にｐ／２のピッチで連なるように形成されるので、例えば、手で曲げ応力を印加することにより、ガラス基板２を切断予定線で割断することができる。 When the first shot is repeated, and further, in the third shot and the subsequent odd shots, the processing marks 12 are formed at the pitch p. Since this pitch p is a relatively large interval, the laser beam 42 does not cause cracks in irregular directions on the surface of the glass substrate 2, and cracks do not advance in messy directions. In other words, the pitch p is set to a sufficient size so that irregular cracks or cracks do not occur on the surface of the glass substrate 2. When the second shot is repeated, and in the subsequent even-numbered shots, the laser beam is irradiated to the position of the distance of p / 2 with respect to the processing marks 12 of the first shot and the odd-numbered shots. . There is a possibility that the glass substrate 2 is cracked by the second shot and the even number of shots. However, when the crack is generated, the processing marks 12 of the first shot and the odd number of shots exist in the vicinity. In addition, the crack proceeds in the direction from the position of the second shot and the even number of shots toward the machining mark 12, and the crack does not occur in an irregular direction. Thereby, the glass substrate 2 can be accurately cleaved along the planned cutting line. When the glass substrate 2 is not cracked by the second shot laser irradiation, the processing marks 12 and 13 are formed so as to be alternately connected at a pitch of p / 2 on the planned cutting line. By applying the stress, the glass substrate 2 can be cleaved along the planned cutting line.

例えば、波長が５３２ｎｍのレーザ光を使用し、パルス幅を約７ｎｓｅｃとし、照射エネルギ密度を２５Ｊ／ｃｍ^２として、表面強化ガラス基板の内部にレーザ光を照射した場合、ガラス基板にクラックが進展し、ガラス基板全体が乱雑に割れてしまう。これに対し、波長が３５５ｎｍのレーザ光を使用し、パルス幅を約７ｎｓｅｃとし、照射エネルギ密度を１０Ｊ／ｃｍ^２として、表面強化ガラス基板の内部にレーザ光を照射した場合、ガラス基板の内部に加工痕が形成され、ガラス基板に手で曲げ応力を印加すると、この加工痕をもとに綺麗に直線状の切断線により割断することができる。 For example, when laser light having a wavelength of 532 nm is used, the pulse width is about 7 nsec, the irradiation energy density is 25 J / cm ² , and laser light is irradiated inside the surface-reinforced glass substrate, cracks develop in the glass substrate. The entire glass substrate is broken randomly. In contrast, when laser light having a wavelength of 355 nm is used, the pulse width is about 7 nsec, the irradiation energy density is 10 J / cm ² , and the laser light is irradiated inside the surface-reinforced glass substrate, the inside of the glass substrate is When a processing mark is formed and bending stress is applied to the glass substrate by hand, it can be cleaved neatly by a straight cutting line based on the processing mark.

また、レーザ光４２の焦点位置は、ガラス基板の表面でも良い。レーザ光４２を相互に近傍の位置に照射していくと、即ち、図２に示すレーザ光４２の照射位置の間隔が短いと、レーザ光の照射によりガラス基板には乱雑な方向に亀裂が進展し、不規則な割れが発生してしまう。しかし、本実施形態においては、レーザ光４２の照射位置は、十分に大きな間隔（ピッチｐ）に設定されているので、焦点位置がガラス基板の表面であっても、レーザ光４２の照射により不規則な割れが発生することはない。 Further, the focal position of the laser beam 42 may be the surface of the glass substrate. When the laser beams 42 are irradiated at positions close to each other, that is, when the interval between the irradiation positions of the laser beams 42 shown in FIG. 2 is short, cracks develop in a messy direction due to the laser beam irradiation. And irregular cracks will occur. However, in this embodiment, the irradiation position of the laser beam 42 is set at a sufficiently large interval (pitch p). There is no regular cracking.

しかし、このレーザ光４２の焦点位置を、ガラス基板２の内部とすることにより、このガラス基板の割れ発生をより一層確実に防止することができる。即ち、レーザ光４２の焦点位置を、ガラス基板２の厚さ方向の内部とし、焦点深度をガラス基板２の厚さよりも短く設定し、好ましくはガラス基板２の厚さの１／１００以下に設定することにより、表面強化ガラス基板であっても、その表面の改質部を避けて、その内部にレーザ光のエネルギを集中することができる。ガラス基板２が表面強化ガラス基板である場合は、レーザビームの焦点位置がガラス基板２の内部でなく、表面強化ガラス基板の表面の改質部にレーザエネルギが集中すると、ガラス基板２に乱雑なクラックが発生して乱雑に割れやすくなる。また、このレーザ光の焦点深度が、ガラス基板の厚さ以上であると、レーザ光がガラス基板の裏面にまで到達して、ガラス基板が割れてしまう。このため、レーザ光の焦点深度は、ガラス基板の厚さよりも短くし、好ましくは、ガラス基板の厚さの１／１００以下の範囲とすることが望ましい。 However, by setting the focal position of the laser light 42 to the inside of the glass substrate 2, it is possible to prevent the occurrence of cracks in the glass substrate more reliably. That is, the focal position of the laser beam 42 is set in the thickness direction of the glass substrate 2, and the focal depth is set shorter than the thickness of the glass substrate 2, preferably 1/100 or less of the thickness of the glass substrate 2. By doing so, even if it is a surface tempered glass substrate, the modification part of the surface can be avoided and the energy of a laser beam can be concentrated in the inside. When the glass substrate 2 is a surface tempered glass substrate, if the laser beam is focused not on the inside of the glass substrate 2 but on the modified portion of the surface of the surface tempered glass substrate, the glass substrate 2 is messy. Cracks are generated and easily broken randomly. Further, when the focal depth of the laser light is equal to or greater than the thickness of the glass substrate, the laser light reaches the back surface of the glass substrate, and the glass substrate is broken. For this reason, the focal depth of the laser light is shorter than the thickness of the glass substrate, and preferably within a range of 1/100 or less of the thickness of the glass substrate.

加工痕１２を形成するレーザ光４２の焦点位置と、加工痕１３を形成するレーザ光４２の焦点位置とを、ガラス基板２の厚さ方向について異ならせても良いことは勿論である。例えば、加工痕１２を形成するためのレーザ光４２として、波長が２６６ｎｍのパルスレーザ光を使用し、加工痕１３を形成するためのレーザ光４２として、波長が３５５ｎｍのパルスレーザ光を使用し、その焦点位置を加工痕１２用のレーザ光の方が浅く、加工痕１３用のレーザ光の方が深くなるように設定することができる。このように、照射位置の相違により、レーザ光４２の焦点位置を、ガラス基板の深さ方向に異ならせることにより、エネルギを集中させる位置がガラス基板２の深さ方向に異なり、エネルギを集中させる領域が重なってしまうことを防止できる。 Of course, the focal position of the laser beam 42 that forms the processing mark 12 and the focal position of the laser beam 42 that forms the processing mark 13 may be different in the thickness direction of the glass substrate 2. For example, a pulse laser beam having a wavelength of 266 nm is used as the laser beam 42 for forming the processing mark 12, and a pulse laser beam having a wavelength of 355 nm is used as the laser beam 42 for forming the processing mark 13. The focal position can be set so that the laser beam for the machining mark 12 is shallower and the laser beam for the machining mark 13 is deeper. In this way, by varying the focal position of the laser light 42 in the depth direction of the glass substrate due to the difference in the irradiation position, the energy concentration position differs in the depth direction of the glass substrate 2 and the energy is concentrated. It is possible to prevent the areas from overlapping.

なお、レーザ光４２のビーム形状は、上記実施形態のように、正方形に限らず、例えば、長方形、円形及び楕円形等、種々の形状を使用することができる。 The beam shape of the laser light 42 is not limited to a square as in the above-described embodiment, and various shapes such as a rectangle, a circle, and an ellipse can be used.

次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２に示す第１実施形態においては、制御装置は、マイクロレンズアレイ４０によりレーザ光４２をガラス基板２に照射して第１ショットのピッチｐの加工痕１２を形成し、マイクロレンズアレイ４０をガラス基板２に対して移動させてレーザ光４２をガラス基板２に照射して第２ショットのピッチｐの加工痕１３を、第１ショットの加工痕１２の中間の位置に形成する。これにより、ｐ／２のピッチで、加工痕１２，１３が連なるようにレーザ加工することができる。本第２実施形態においては、更に、ｐ／２ピッチで配列された加工痕１２と加工痕１３との中間位置に、マイクロレンズアレイ４０により別のレーザショットを行う。このようにして、第１ショットのピッチｐの加工痕の中間位置に、第２ショットのピッチｐの加工痕を形成して、加工痕のピッチをｐ／２とし、更に、これらのｐ／２のピッチの加工痕の中間位置に、第３ショットのピッチｐの加工痕を形成して、加工痕のピッチをｐ／４とし、必要に応じて、更に、マイクロレンズアレイ４０を使用してレーザ光の照射を行うことにより、加工痕のピッチを、ｐ／８、ｐ／１６・・・と細かくすることができる。このように、ガラス基板２の同一領域に複数回のレーザショットを行うことにより、加工痕のピッチを細かくすることができ、これにより、切断予定線に沿ってより高精度で割断することができる。本実施形態も、レーザ光のショット時に、ガラス基板が割れる可能性があるが、この場合も、従前の加工痕に向かって割れるので、切断予定線に沿って割断することができる。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment shown in FIG. 2, the control device irradiates the glass substrate 2 with the laser light 42 by the microlens array 40 to form the processing marks 12 having the pitch p of the first shot. The glass substrate 2 is moved with respect to the glass substrate 2 to irradiate the glass substrate 2 with the processing mark 13 having the pitch p of the second shot at a position intermediate to the processing mark 12 of the first shot. Thereby, laser processing can be performed so that the processing marks 12 and 13 are connected at a pitch of p / 2. In the second embodiment, another laser shot is performed by the microlens array 40 at an intermediate position between the processing marks 12 and the processing marks 13 arranged at the p / 2 pitch. In this way, a processing mark having the pitch p of the second shot is formed at an intermediate position of the processing mark having the pitch p of the first shot, and the pitch of the processing mark is set to p / 2. A processing mark having a pitch p of the third shot is formed at an intermediate position of a processing mark having a pitch of 4 mm, and the pitch of the processing mark is set to p / 4. If necessary, a laser is further used by using the microlens array 40. By performing the light irradiation, the pitch of the processing marks can be reduced to p / 8, p / 16, and so on. In this way, by performing laser shots a plurality of times on the same region of the glass substrate 2, the pitch of the processing marks can be made finer, so that it can be cleaved with higher accuracy along the planned cutting line. . Also in this embodiment, there is a possibility that the glass substrate breaks when the laser beam is shot. In this case, too, the glass substrate breaks toward the previous processing mark, and therefore, the glass substrate can be broken along the planned cutting line.

次に、本発明の第３実施形態について説明する。本第３実施形態においては、制御装置は、マイクロレンズアレイ４０によりレーザ光をガラス基板２に照射するが、１ショットの照射後、ｎを整数として、マイクロレンズアレイ４０をガラス基板２に対して、ｐ／ｎだけ移動させて次順のレーザ光の照射を行い、更に、このｐ／ｎだけ移動させて次順のレーザ光の照射を行うという工程を繰り返して、距離ｐ毎に、ｎ個の加工痕を形成する。これにより、ピッチがｐ／ｎの加工痕を等間隔で形成することができる。このようにして、極めて細かい加工痕を、切断予定線上に、等間隔で形成することができ、切断予定線に沿ってより高精度で割断することができる。本実施形態も、レーザ光のショット時に、ガラス基板が割れる可能性があるが、この場合も、従前の加工痕に向かって割れるので、切断予定線に沿って割断することができる。 Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, the control device irradiates the glass substrate 2 with laser light by the microlens array 40. After one shot, n is an integer and the microlens array 40 is attached to the glass substrate 2. , The laser beam is irradiated by the next order after being moved by p / n, and the process of irradiating the laser beam by the next order by moving by p / n is repeated for each distance p. The processing trace is formed. Thereby, it is possible to form processing marks having a pitch of p / n at regular intervals. In this way, extremely fine machining marks can be formed on the planned cutting line at equal intervals, and can be cleaved with higher accuracy along the planned cutting line. Also in this embodiment, there is a possibility that the glass substrate breaks when the laser beam is shot. In this case, too, the glass substrate breaks toward the previous processing mark, and therefore, the glass substrate can be broken along the planned cutting line.

次に、本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態は、加工痕を同一円周上に形成し、ガラス基板を円形に切断するものである。図４（ａ）は本発明の第４実施形態のレーザ加工装置において、マイクロレンズアレイを示す図、図４（ｂ）はレーザ光の照射による加工工程を示す図、図４（ｃ）はガラス基板に形成された加工痕を示す図である。第１乃至第３実施形態においては、マイクロレンズアレイ４０のマイクロレンズ４１はピッチｐで一列に配置されていたが、本実施形態においては、図４（ａ）に示すように、マイクロレンズアレイ４３のマイクロレンズ４１は、同一円周上にピッチｐ（円周上の距離）で等間隔に配置されている。本実施形態においては、図１に示すレーザ加工装置には、更に、マイクロレンズアレイ４３をそのマイクロレンズ４１が配列された円の中心４４の周りに回転させる機構（図示せず）が設けられており、前記マイクロレンズアレイ４３を円の中心４４のまわりに矢印ｃ方向に回転させるように構成されている。制御装置は、パルスレーザ発振器６のレーザ光の照射タイミング、移動部材３の移動距離、及び移動のタイミングに加えて、マイクロレンズアレイ４３の回転角度及び回転のタイミングを制御するように構成されている。即ち、制御装置は、移動部材３の移動により、パルスレーザ発振器６及びマイクロレンズアレイ４３をガラス基板２上の所定の切断予定領域上に移動させ、パルスレーザ発振器６から１ショットのパルスレーザ光を照射して同一円周上に並ぶ複数個の加工痕を形成し、更に回転機構によりマイクロレンズアレイ４３を回転させて２ショット目のパルスレーザ光を照射するように回転機構等を制御する。本実施形態においては、マイクロレンズアレイ４３を回転機構により回転させながら、各マイクロレンズ４１が所定のショット位置に到達したタイミングで、パルスレーザ発振器６から間欠的にパルスレーザ光を照射して加工痕を形成することもできる。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, processing marks are formed on the same circumference, and the glass substrate is cut into a circle. 4A is a view showing a microlens array in a laser processing apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 4B is a view showing a processing step by laser light irradiation, and FIG. It is a figure which shows the process trace formed in the board | substrate. In the first to third embodiments, the microlenses 41 of the microlens array 40 are arranged in a line at a pitch p. However, in the present embodiment, as shown in FIG. The microlenses 41 are arranged at equal intervals on the same circumference at a pitch p (distance on the circumference). In the present embodiment, the laser processing apparatus shown in FIG. 1 is further provided with a mechanism (not shown) for rotating the microlens array 43 around the center 44 of the circle in which the microlenses 41 are arranged. The microlens array 43 is rotated around the center 44 of the circle in the direction of arrow c. The control device is configured to control the rotation angle and the rotation timing of the microlens array 43 in addition to the laser beam irradiation timing of the pulse laser oscillator 6, the movement distance of the moving member 3, and the movement timing. . That is, the control device moves the pulse laser oscillator 6 and the microlens array 43 to a predetermined scheduled cutting area on the glass substrate 2 by moving the moving member 3, and emits one shot of pulse laser light from the pulse laser oscillator 6. The rotation mechanism and the like are controlled so as to form a plurality of processing marks arranged on the same circumference by irradiation, and further rotate the microlens array 43 by the rotation mechanism to irradiate the second shot pulse laser beam. In the present embodiment, while the microlens array 43 is rotated by a rotation mechanism, the pulse laser oscillator 6 intermittently irradiates the pulse laser beam at the timing when each microlens 41 reaches a predetermined shot position, thereby processing traces. Can also be formed.

次に、本実施形態の動作について、制御装置の制御態様と共に説明する。制御装置は、先ず、図４（ｂ）に示すように、移動装置３により、マイクロレンズアレイ４３をガラス基板２上の切断予定領域の上方に移動させて配置し、パルスレーザ発振器６から出射されたレーザ光４２を、マイクロレンズアレイ４３のマイクロレンズ４１により、ガラス基板２に照射する。これにより、このレーザ光４２の照射により、ガラス基板２には、複数個の加工痕１４が同一円周上にピッチｐで形成される。その後、図５（ａ）に示すように、制御装置は、マイクロレンズアレイ４３を円の中心４４まわりに矢印ｃ方向に回転させ、マイクロレンズアレイ４３の各マイクロレンズ４１をガラス基板２に対して中心４４の周りに相対的に回転させる。そして、マイクロレンズ４１の位置が、最初のレーザショットの位置から円周上でｐ／２ピッチだけ移動したときに、２回目のレーザ光の照射を行う（図５（ｂ））。これにより、図５（ｃ）に示すように、１ショット目の加工痕１４の中間の位置に、２ショット目の加工痕１５が形成される。このようにして、第１のショットの加工痕１４と第２のショットの加工痕１５とが、ｐ／２のピッチで、同一円周の切断予定線上に並んで形成される。 Next, the operation of this embodiment will be described together with the control mode of the control device. First, as shown in FIG. 4 (b), the control device moves the microlens array 43 by moving the microlens array 43 above the planned cutting area on the glass substrate 2 and emits it from the pulse laser oscillator 6. The glass substrate 2 is irradiated with the laser beam 42 by the microlens 41 of the microlens array 43. Thereby, a plurality of processing marks 14 are formed on the glass substrate 2 at the pitch p on the same circumference by the irradiation of the laser beam 42. Thereafter, as shown in FIG. 5A, the control device rotates the microlens array 43 around the center 44 of the circle in the direction of the arrow c, and each microlens 41 of the microlens array 43 with respect to the glass substrate 2. Rotate relatively around the center 44. Then, when the position of the microlens 41 is moved by p / 2 pitch on the circumference from the position of the first laser shot, the second laser light irradiation is performed (FIG. 5B). As a result, as shown in FIG. 5C, a second shot machining mark 15 is formed at an intermediate position of the first shot machining mark 14. In this way, the first shot machining trace 14 and the second shot machining trace 15 are formed side by side on the same circumferential cut planned line at a pitch of p / 2.

その後、制御装置は、移動部材３の移動により、パルスレーザ発振器６及びマイクロレンズアレイ４３をガラス基板２上の次の切断予定領域上に移動させ、この位置で、同様に、パルスレーザ発振器６から１ショットのレーザ光を照射して同一円周上に並ぶ複数個の加工痕１４を形成した後、回転機構によりマイクロレンズアレイ４３を回転させて２ショット目のパルスレーザ光を照射して加工痕１５を形成するように、パルスレーザ発振器及び回転機構等を制御する。 After that, the control device moves the pulse laser oscillator 6 and the microlens array 43 onto the next scheduled cutting area on the glass substrate 2 by the movement of the moving member 3. After irradiating one shot of laser light to form a plurality of processing marks 14 arranged on the same circumference, the microlens array 43 is rotated by a rotating mechanism to irradiate the second shot with pulsed laser light. The pulse laser oscillator, the rotation mechanism, and the like are controlled so as to form 15.

本実施形態においても、第１ショットにおいては、同一円周上にピッチｐで加工痕１４が形成される。このピッチｐは、比較的大きな間隔であるので、レーザ光４２の照射により、ガラス基板２の表面に不規則な方向に亀裂が入り、乱雑な方向に割れが進行するということはない。換言すれば、ピッチｐは、ガラス基板２の表面に不規則な亀裂又は割れが発生しないのに十分な大きさに設定する。第２ショットにおいては、第１ショットの加工痕１４に対して、ｐ／２の距離の位置に、レーザ光を照射する。この第２ショットにより、ガラス基板２に割れが発生する可能性があるが、割れが発生する場合は、第１ショットの加工痕１４が近傍に存在するので、第２ショットの位置から加工痕１４に向かう方向に割れが進行し、不規則な方向に割れが発生することはない。これにより、ガラス基板２を、円形の切断予定線に沿って、正確に切断することができる。第２ショットのレーザ照射によって、ガラス基板２に割れが発生しない場合は、加工痕１４及び１５が同一円周の切断予定線上で交互にｐ／２のピッチで連なるように形成されるので、例えば、手で押圧力を印加することにより、ガラス基板２を切断予定線で円形に切断することができる。 Also in the present embodiment, in the first shot, the processing marks 14 are formed at the pitch p on the same circumference. Since this pitch p is a relatively large interval, the laser beam 42 does not cause cracks in irregular directions on the surface of the glass substrate 2, and cracks do not advance in messy directions. In other words, the pitch p is set to a sufficient size so that irregular cracks or cracks do not occur on the surface of the glass substrate 2. In the second shot, the laser beam is irradiated to the position of the distance p / 2 with respect to the processing mark 14 of the first shot. There is a possibility that the glass substrate 2 is cracked by the second shot. However, when the crack is generated, the processing mark 14 of the first shot is present in the vicinity, and therefore the processing mark 14 from the position of the second shot. Cracks proceed in the direction toward the surface, and cracks do not occur in irregular directions. Thereby, the glass substrate 2 can be cut | disconnected correctly along a circular scheduled cutting line. When cracks do not occur in the glass substrate 2 due to the second shot laser irradiation, the processing marks 14 and 15 are formed so as to be alternately connected at a pitch of p / 2 on the planned cutting line of the same circumference. By applying a pressing force by hand, the glass substrate 2 can be cut into a circle along a planned cutting line.

本実施形態においても、例えば波長が３５５ｎｍのレーザ光を使用し、パルス幅を約７ｎｓｅｃとし、照射エネルギ密度を１０Ｊ／ｃｍ^２として、表面強化ガラス基板の内部にレーザ光を照射した場合、ガラス基板の内部に加工痕が形成され、ガラス基板に手で押圧力を印加すると、この加工痕をもとに綺麗に円形の切断線により切断することができる。 Also in this embodiment, for example, when a laser beam having a wavelength of 355 nm is used, the pulse width is set to about 7 nsec, the irradiation energy density is set to 10 J / cm ² , and the laser beam is irradiated inside the surface-reinforced glass substrate, the glass substrate When a processing mark is formed inside the glass substrate and a pressing force is applied to the glass substrate by hand, the processing mark can be cleanly cut with a circular cutting line.

また、本実施形態においても、レーザ光４２の焦点位置は、ガラス基板の表面でも良く、レーザ光４２の照射位置が、十分に大きな間隔（ピッチｐ）に設定されているので、焦点位置がガラス基板の表面であっても、レーザ光４２の照射により不規則な割れが発生することはない。しかし、このレーザ光４２の焦点位置を、ガラス基板２の内部とすることにより、ガラス基板の割れ発生をより一層確実に防止することができる。即ち、レーザ光４２の焦点位置を、ガラス基板２の厚さ方向の内部とし、焦点深度をガラス基板２の厚さよりも短く設定し、好ましくはガラス基板２の厚さの１／１００以下に設定する。これにより、表面強化ガラス基板であっても、その表面の改質部を避けて、その内部にレーザ光のエネルギを集中することができる。 Also in this embodiment, the focal position of the laser beam 42 may be the surface of the glass substrate, and the irradiation position of the laser beam 42 is set at a sufficiently large interval (pitch p), so that the focal position is glass. Even on the surface of the substrate, irregular cracks do not occur due to the irradiation of the laser beam 42. However, by setting the focal position of the laser light 42 to the inside of the glass substrate 2, it is possible to more reliably prevent the glass substrate from being cracked. That is, the focal position of the laser beam 42 is set in the thickness direction of the glass substrate 2, and the focal depth is set shorter than the thickness of the glass substrate 2, preferably 1/100 or less of the thickness of the glass substrate 2. To do. Thereby, even if it is a surface strengthened glass substrate, the modification part of the surface can be avoided and the energy of a laser beam can be concentrated inside.

更に、加工痕１４を形成するレーザ光４２の焦点位置と、加工痕１５を形成するレーザ光４２の焦点位置とを、ガラス基板２の厚さ方向について異ならせても良い。例えば、加工痕１４を形成するためのレーザ光４２として、波長が２６６ｎｍのパルスレーザ光を使用し、加工痕１５を形成するためのレーザ光４２として、波長が３５５ｎｍのパルスレーザ光を使用し、その焦点位置を加工痕１４用のレーザ光の方が浅く、加工痕１５用のレーザ光の方が深くなるように設定することができる。このように、照射位置の相違により、レーザ光４２の焦点位置を、ガラス基板の深さ方向に異ならせることにより、エネルギを集中させる位置がガラス基板２の深さ方向に異なり、エネルギを集中させる領域が重なってしまうことを防止できる。 Further, the focal position of the laser beam 42 that forms the processing mark 14 and the focal position of the laser beam 42 that forms the processing mark 15 may be different in the thickness direction of the glass substrate 2. For example, a pulse laser beam having a wavelength of 266 nm is used as the laser beam 42 for forming the processing mark 14, and a pulse laser beam having a wavelength of 355 nm is used as the laser beam 42 for forming the processing mark 15, The focal position can be set so that the laser beam for the machining mark 14 is shallower and the laser beam for the machining mark 15 is deeper. In this way, by varying the focal position of the laser light 42 in the depth direction of the glass substrate due to the difference in the irradiation position, the energy concentration position differs in the depth direction of the glass substrate 2 and the energy is concentrated. It is possible to prevent the areas from overlapping.

なお、本実施形態においても、レーザ光４２のビーム形状は、上記実施形態のように、円形に限らず、例えば、正方形、長方形及び楕円形等、種々の形状を使用することができる。 Also in the present embodiment, the beam shape of the laser light 42 is not limited to a circle as in the above embodiment, and various shapes such as a square, a rectangle, and an ellipse can be used.

次に、本実施形態の変形例について説明する。上記第４実施形態においては、ガラス基板２上の１の切断予定領域上にパルスレーザ発振器６及びマイクロレンズアレイ４３を配置し、パルスレーザ発振器６からのパルスレーザ光の照射と回転機構によるマイクロレンズアレイ４３の回転とを交互に行うことにより、１の切断予定領域における加工痕の形成を行った後、移動部材３の移動により、パルスレーザ発振器６及びマイクロレンズアレイ４３をガラス基板２上の次の切断予定領域上に移動させて、移動後の切断予定領域における加工痕の形成を行う場合のものである。これに対し、本変形例においては、制御装置は、１の切断予定領域において１ショット目のパルスレーザ光の照射が完了した後、移動部材３の移動により、パルスレーザ発振器６及びマイクロレンズアレイ４３を次の切断予定領域上に移動させ、この移動後の切断予定領域において、パルスレーザ発振器６から１ショット目のパルスレーザ光を照射させて加工痕を形成するようにパルスレーザ発振器６、マイクロレンズアレイ４３及び移動部材３を制御する。そして、これを繰り返すことにより、全ての切断予定領域に１ショット目のパルスレーザ光を照射して加工痕を形成する。その後、全ての切断予定領域に対する１ショット目のパルスレーザ光の照射が終了した後、制御装置は、回転機構により、マイクロレンズアレイ４３を回転させる。そして、制御装置は、上記の場合と同様に、移動部材３によるパルスレーザ発振器６及びマイクロレンズアレイ４３の移動とパルスレーザ発振器６からのパルスレーザ光の照射とを繰り返すように、パルスレーザ発振器６等を制御し、各切断予定領域に対して、２ショット目のパルスレーザ光の照射による加工痕の形成を行う。この場合においても、第４実施形態と同様に加工痕１４，１５が交互に並ぶ加工痕をガラス基板２上に形成することができ、第４実施形態と同様の効果が得られる。 Next, a modification of this embodiment will be described. In the fourth embodiment, the pulse laser oscillator 6 and the microlens array 43 are arranged on one cutting scheduled area on the glass substrate 2, and the microlens is irradiated by the pulse laser light from the pulse laser oscillator 6 and the rotation mechanism. By alternately rotating the array 43 and forming a processing trace in one cutting scheduled region, the moving member 3 moves to move the pulse laser oscillator 6 and the microlens array 43 to the next on the glass substrate 2. This is a case where the machining trace is formed in the planned cutting area after the movement. On the other hand, in this modification, the control device completes the pulse laser oscillator 6 and the microlens array 43 by moving the moving member 3 after completing the irradiation of the first shot of the pulse laser light in one scheduled cutting region. Is moved to the next planned cutting region, and the pulse laser oscillator 6 and the microlens are formed so that a processing trace is formed by irradiating the pulse laser light of the first shot from the pulse laser oscillator 6 in the planned cutting region after the movement. The array 43 and the moving member 3 are controlled. Then, by repeating this, all the planned cutting regions are irradiated with the first shot of pulsed laser light to form processing marks. Thereafter, after the irradiation of the first-shot pulsed laser light with respect to all the planned cutting regions is completed, the control device rotates the microlens array 43 by a rotation mechanism. Then, similarly to the above case, the control device repeats the movement of the pulse laser oscillator 6 and the microlens array 43 by the moving member 3 and the irradiation of the pulse laser light from the pulse laser oscillator 6. Etc. are controlled, and a processing trace is formed by irradiating the second shot pulse laser beam to each of the planned cutting regions. Even in this case, the processing traces in which the processing traces 14 and 15 are alternately arranged can be formed on the glass substrate 2 as in the fourth embodiment, and the same effect as in the fourth embodiment can be obtained.

次に、第４実施形態の他の変形例について説明する。本第２変形例においては、制御装置は、移動装置３を移動させながら、パルスレーザ発振器６から間欠的にパルスレーザ光を照射するように移動装置３等を制御する。即ち、パルスレーザ光をショットする時間（照射時間）に比して、移動装置３の移動速度が十分遅い場合においては、パルスレーザ光をショットする間にパルスレーザ光の照射位置が移動する距離は、加工痕の大きさに対して十分に小さい。よって、移動装置３を移動させながら、パルスレーザ発振器６及びマイクロレンズアレイ４３が各切断予定領域上に到達したタイミングでパルスレーザ光を照射しても、加工痕を高精度で形成することができる。本変形例においても、全ての切断予定領域に対する１ショット目のパルスレーザ光の照射が終了した後、制御装置は、回転機構により、マイクロレンズアレイ４３を回転させる。そして、上記の場合と同様に、移動装置３を移動させながら、パルスレーザ発振器６から間欠的にパルスレーザ光を照射するように移動装置３等を制御し、２ショット目のパルスレーザ光の照射による加工痕の形成を行う。この場合においても、第４実施形態と同様の加工痕１４，１５をガラス基板２上に形成することができ、第４実施形態と同様の効果が得られる。 Next, another modification of the fourth embodiment will be described. In the second modification, the control device controls the moving device 3 and the like so that the pulse laser beam 6 is intermittently irradiated from the pulse laser oscillator 6 while moving the moving device 3. That is, when the moving speed of the moving device 3 is sufficiently slow compared to the time (irradiation time) for shooting the pulse laser beam, the distance that the irradiation position of the pulse laser beam moves during the shot of the pulse laser beam is , Small enough for the size of the processing mark. Therefore, even if the pulse laser oscillator 6 and the microlens array 43 are irradiated with the pulsed laser light at the timing when the moving device 3 is moved and reach the respective scheduled cutting regions, the processing trace can be formed with high accuracy. . Also in the present modification, after the irradiation of the first shot pulse laser beam to all the scheduled cutting regions is completed, the control device rotates the microlens array 43 by the rotation mechanism. Similarly to the above case, while moving the moving device 3, the moving device 3 and the like are controlled so as to intermittently irradiate the pulse laser beam from the pulse laser oscillator 6, and the second shot of the pulse laser beam is irradiated. The processing mark is formed by. Even in this case, the processing marks 14 and 15 similar to those of the fourth embodiment can be formed on the glass substrate 2, and the same effects as those of the fourth embodiment can be obtained.

次に、第４実施形態の更に他の変形例について説明する。本第３変形例においては、上記第２変形例のレーザ加工装置において、制御装置は、移動装置３の移動速度を変化させるように構成されている。そして、パルスレーザ発振器６及びマイクロレンズアレイ４３は、一の切断予定領域から次の切断予定領域に移動する間の大部分を高速で移動し、各切断予定領域上に近づいたときに、移動装置３の移動速度を遅くして、パルスレーザ発振器６及びマイクロレンズアレイ４３の移動速度を十分に低下させ、第２変形例と同様の速度で移動中にレーザ光を照射する。本変形例においては、移動装置３の移動によるパルスレーザ発振器６及びマイクロレンズアレイ４３の移動の速度変化と、パルスレーザ発振器６からのパルスレーザ光の照射タイミングとを同期させて、第２変形例と同様に、全ての切断予定領域の１ショット目のレーザ光照射と、全ての切断予定領域の２ショット目のレーザ光照射とにより加工痕１４，１５を形成する。本変形例は、第４実施形態と同様の効果が得られると共に、第２変形例に比して、加工痕の形成に必要な処理時間を短くできる。 Next, still another modification of the fourth embodiment will be described. In the third modified example, in the laser processing apparatus of the second modified example, the control device is configured to change the moving speed of the moving device 3. Then, the pulse laser oscillator 6 and the microlens array 43 move at high speed during moving from one scheduled cutting area to the next scheduled cutting area, and move closer to each scheduled cutting area. 3 is slowed down to sufficiently reduce the moving speed of the pulse laser oscillator 6 and the microlens array 43, and the laser beam is irradiated while moving at the same speed as in the second modification. In the present modification, the second modification is performed by synchronizing the movement speed change of the pulse laser oscillator 6 and the microlens array 43 due to the movement of the moving device 3 and the irradiation timing of the pulse laser light from the pulse laser oscillator 6. Similarly, the processing marks 14 and 15 are formed by the first-shot laser beam irradiation of all the planned cutting regions and the second-shot laser beam irradiation of all the planned cutting regions. This modification can obtain the same effect as that of the fourth embodiment, and can shorten the processing time required for forming the processing marks as compared with the second modification.

次に、本発明の第５実施形態について説明する。図４及び図５に示す第４実施形態においては、制御装置は、マイクロレンズアレイ４３によりレーザ光４２をガラス基板２に照射して第１ショットのピッチｐの加工痕１４を形成し、マイクロレンズアレイ４３を各マイクロレンズ４１が配列された円の中心４４のまわりに矢印ｃ方向に回転させてレーザ光４２をガラス基板２に照射して第２ショットのピッチｐの加工痕１５を、第１ショットの加工痕１４の中間の位置に形成する。これにより、ｐ／２のピッチで、加工痕１４，１５が連なるようにレーザ加工することができる。本第５実施形態においては、更に、ｐ／２ピッチで配列された加工痕１４と加工痕１５との中間位置に、マイクロレンズアレイ４０により別のレーザショットを行う。このようにして、第１ショットのピッチｐの加工痕の中間位置に、第２ショットのピッチｐの加工痕を形成して、加工痕のピッチをｐ／２とし、更に、これらのｐ／２のピッチの加工痕の中間位置に、第３ショットのピッチｐの加工痕を形成して、加工痕のピッチをｐ／４とし、必要に応じて、更に、マイクロレンズアレイ４３を使用してレーザ光の照射を行うことにより、加工痕のピッチを、ｐ／８、ｐ／１６・・・と細かくすることができる。このように、ガラス基板２の同一領域に複数回のレーザショットを行うことにより、加工痕のピッチを細かくすることができ、これにより、ガラス基板２を円形の切断予定線に沿ってより高精度で切断することができる。本実施形態も、レーザ光のショット時に、ガラス基板が割れる可能性があるが、この場合も、従前の加工痕に向かって割れるので、切断予定線に沿って切断することができる。 Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the control device irradiates the glass substrate 2 with the laser light 42 by the microlens array 43 to form the processing marks 14 having the pitch p of the first shot, and the microlens. The array 43 is rotated around the center 44 of the circle in which the microlenses 41 are arranged in the direction of the arrow c to irradiate the glass substrate 2 with the laser light 42 to form the processing marks 15 having the pitch p of the second shot. It is formed at an intermediate position of the shot processing mark 14. Thereby, it is possible to perform laser processing so that the processing marks 14 and 15 are continuous at a pitch of p / 2. In the fifth embodiment, another laser shot is further performed by the microlens array 40 at an intermediate position between the processing marks 14 and the processing marks 15 arranged at the p / 2 pitch. In this way, a processing mark having the pitch p of the second shot is formed at an intermediate position of the processing mark having the pitch p of the first shot, and the pitch of the processing mark is set to p / 2. A processing mark having a pitch p of the third shot is formed at an intermediate position of the processing mark having a pitch of / 4, and the pitch of the processing mark is set to p / 4. If necessary, a laser is further used by using the microlens array 43. By performing the light irradiation, the pitch of the processing marks can be reduced to p / 8, p / 16, and so on. As described above, by performing laser shots a plurality of times on the same region of the glass substrate 2, the pitch of the processing marks can be made finer, and thereby the glass substrate 2 can be more accurately along the circular planned cutting line. Can be cut with. Also in this embodiment, there is a possibility that the glass substrate breaks when the laser beam is shot. However, in this case as well, the glass substrate is broken toward the previous processing mark, so that it can be cut along the planned cutting line.

なお、本実施形態においても、第４実施形態と同様の種々の変形が可能である。例えば、制御装置は、１の切断予定領域における加工痕の形成を行った後、移動部材３の移動により、パルスレーザ発振器６及びマイクロレンズアレイ４３をガラス基板２上の次の切断予定領域上に移動させて、移動後の切断予定領域における加工痕の形成を行うように、移動部材３等を制御してもよく、移動装置３を移動させながら、パルスレーザ発振器６から間欠的にパルスレーザ光を照射するように、パルスレーザ発振器６からのパルスレーザ光の照射タイミング等を制御してもよい。また、例えば制御装置は、移動装置３の移動によるパルスレーザ発振器６及びマイクロレンズアレイ４３の移動の速度変化と、パルスレーザ発振器６からのパルスレーザ光の照射タイミングとを同期させるように移動装置３等を制御してもよい。 In this embodiment, various modifications similar to those in the fourth embodiment are possible. For example, the control device forms a processing mark in one scheduled cutting region, and then moves the moving member 3 to move the pulse laser oscillator 6 and the microlens array 43 onto the next scheduled cutting region on the glass substrate 2. The moving member 3 or the like may be controlled so as to move and form a processing mark in the planned cutting area after the movement, and the pulse laser beam is intermittently emitted from the pulse laser oscillator 6 while moving the moving device 3. The irradiation timing of the pulse laser beam from the pulse laser oscillator 6 may be controlled so as to irradiate. In addition, for example, the control device synchronizes the movement speed change of the pulse laser oscillator 6 and the microlens array 43 due to the movement of the moving device 3 and the irradiation timing of the pulse laser light from the pulse laser oscillator 6. Etc. may be controlled.

次に、本発明の第６実施形態について説明する。本第６実施形態においては、制御装置は、マイクロレンズアレイ４３によりレーザ光をガラス基板２に照射するが、１ショットの照射後、ｎを整数として、マイクロレンズアレイ４３を各マイクロレンズ４１が配列された円の中心４４のまわりに回転させることにより、各マイクロレンズ４１を円周上でｐ／ｎだけ移動させて次順のレーザ光の照射を行い、更に、このｐ／ｎだけ移動させて次順のレーザ光の照射を行うという工程を繰り返して、距離ｐ毎に、ｎ個の加工痕を形成する。これにより、ピッチがｐ／ｎの加工痕を等間隔で形成することができる。このようにして、極めて細かい加工痕を、切断予定線上に、等間隔で形成することができ、ガラス基板２を円形の切断予定線に沿ってより高精度で切断することができる。本実施形態も、レーザ光のショット時に、ガラス基板が割れる可能性があるが、この場合も、従前の加工痕に向かって割れるので、切断予定線に沿って切断することができる。 Next, a sixth embodiment of the present invention will be described. In the sixth embodiment, the control device irradiates the glass substrate 2 with laser light by the microlens array 43, but after one shot of irradiation, the microlens 41 is arranged in the microlens array 43 with n being an integer. By rotating around the center 44 of the formed circle, each microlens 41 is moved by p / n on the circumference to irradiate the next laser beam, and further moved by this p / n. The process of performing the next sequential laser light irradiation is repeated to form n processing traces for each distance p. Thereby, it is possible to form processing marks having a pitch of p / n at regular intervals. In this way, extremely fine processing marks can be formed on the planned cutting line at equal intervals, and the glass substrate 2 can be cut with higher accuracy along the circular cutting planned line. Also in this embodiment, there is a possibility that the glass substrate breaks when the laser beam is shot. However, in this case as well, the glass substrate is broken toward the previous processing mark, so that it can be cut along the planned cutting line.

なお、本実施形態においても、第４実施形態及び第５実施形態と同様の種々の変形が可能である。 In this embodiment, various modifications similar to those in the fourth and fifth embodiments are possible.

１：ステージ
２：ガラス基板
３：移動部材
４：支持部材
６：パルスレーザ発振器
１２，１３，１４，１５：加工痕
４０，４３：マイクロレンズアレイ
４１：マイクロレンズ
４２：レーザ光
４４：（円の）中心 1: Stage 2: Glass substrate 3: Moving member 4: Support member 6: Pulse laser oscillator 12, 13, 14, 15: Processing mark 40, 43: Micro lens array 41: Micro lens 42: Laser light 44: (circle )center

Claims

A laser light source that emits a pulse laser beam having a wavelength of 250 to 400 nm, and a microlens in which a plurality of microlenses are arranged in a row or on the circumference at a predetermined pitch p and are opposed to a glass substrate to be cut. An array, a drive device that moves the microlens array relative to the glass substrate in the arrangement direction of the microlenses, and a control device that controls the laser light source and the drive device,
The controller irradiates the glass substrate with laser light in one shot by the microlens array to form a processing mark at a pitch p, and then the microlens array is arranged with respect to the glass substrate. By moving the glass substrate linearly by p / 2 or rotating around the center of the circle and irradiating the glass substrate with the laser beam in the next shot, two processing marks are formed at equal intervals per distance p. Is what
The microlens array has the focal position of the laser light in the thickness direction of the glass substrate and the depth of focus is set shorter than the thickness of the glass substrate. apparatus.

A laser light source that emits a pulse laser beam having a wavelength of 250 to 400 nm, and a microlens in which a plurality of microlenses are arranged in a row or on the circumference at a predetermined pitch p and are opposed to a glass substrate to be cut. An array, a drive device that moves the microlens array relative to the glass substrate in the arrangement direction of the microlenses, and a control device that controls the laser light source and the drive device,
The controller irradiates the glass substrate with laser light from the microlens array to form a processing mark having a pitch p of the first shot, and the microlens array is arranged with respect to the glass substrate. Or rotating around the center of the circle and irradiating the glass substrate with a laser beam to form a processing mark having a pitch p of the second shot at a position intermediate between the processing marks of the previous shot, Thereafter, in the same manner, the microlens array is linearly moved relative to the glass substrate or rotated around the center of the circle to irradiate a laser beam at a position intermediate between the processing marks of the previous shot. By repeating the process of forming a plurality of processing traces per distance p ,
The microlens array has the focal position of the laser light in the thickness direction of the glass substrate and the depth of focus is set shorter than the thickness of the glass substrate. apparatus.

A laser light source that emits a pulse laser beam having a wavelength of 250 to 400 nm, and a microlens in which a plurality of microlenses are arranged in a row or on the circumference at a predetermined pitch p and are opposed to a glass substrate to be cut. An array, a drive device that moves the microlens array relative to the glass substrate in the arrangement direction of the microlenses, and a control device that controls the laser light source and the drive device,
The control device irradiates the glass substrate with laser light by the microlens array, where n is an integer, and then the microlens array is relatively relative to the glass substrate by p / n in the arrangement direction of the microlenses. It is moved linearly or rotated around the center of the circle to irradiate the next laser beam, and the microlens array is relative to the glass substrate by p / n in the arrangement direction of the microlenses. In this case, n processing traces are formed at equal intervals per distance p by repeating the step of linearly moving to the center of the circle or rotating around the center of the circle and further irradiating the next laser beam . ,
The microlens array has the focal position of the laser light in the thickness direction of the glass substrate and the depth of focus is set shorter than the thickness of the glass substrate. apparatus.

The glass substrate is a surface tempered glass substrate, and the microlens array has a focal position of laser light by the microlens in the thickness direction of the surface tempered glass substrate, The laser processing apparatus for a glass substrate according to any one of claims 1 to 4, wherein the laser processing apparatus is set at a position deeper than the surface reinforcing layer.

The first laser beam shot uses a pulsed laser beam having a wavelength of 266 nm, the next laser beam shot uses a pulsed laser beam having a wavelength of 355 nm, and the focal position is determined based on the laser beam of the first shot. 5. The glass substrate laser processing apparatus according to claim 1, wherein the laser beam is set to be shallower and the laser beam of the next shot becomes deeper. 6.