JP2000263258A - 非金属材料基板の加工方法及びその装置 - Google Patents

非金属材料基板の加工方法及びその装置

Info

Publication number
JP2000263258A
JP2000263258A JP11068306A JP6830699A JP2000263258A JP 2000263258 A JP2000263258 A JP 2000263258A JP 11068306 A JP11068306 A JP 11068306A JP 6830699 A JP6830699 A JP 6830699A JP 2000263258 A JP2000263258 A JP 2000263258A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
material substrate
processing
metallic material
laser beam
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11068306A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuyuki Imoto
克之 井本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Cable Ltd filed Critical Hitachi Cable Ltd
Priority to JP11068306A priority Critical patent/JP2000263258A/ja
Publication of JP2000263258A publication Critical patent/JP2000263258A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/09Severing cooled glass by thermal shock
    • C03B33/091Severing cooled glass by thermal shock using at least one focussed radiation beam, e.g. laser beam
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/02Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/023Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor the sheet or ribbon being in a horizontal position

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 割断速度が速く、割断したエッジ部の丸め化
を促進できる非金属材料基板の加工方法及びその装置を
提供する。 【解決手段】 非金属材料基板1表面にフッ素を含んだ
不活性ガス8−1、8−2を吹き付けながらレーザビー
ム3−2を照射して亀裂5を発生させ、その亀裂5を進
展させていく際に、レーザビーム3−2の照射とフッ素
を含んだ不活性ガス8−1、8−2の吹き付けとによ
り、基板1の表面がプラズマ状態となり、亀裂5の進展
速度がより速くなり、かつ発生した亀裂5のエッジ面が
フッ素ガスでエッチングされて丸め化される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非金属材料基板の
加工方法及びその装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ガラス基板等の非金属材料基板を切断加
工する方法として種々の方法が知られている。切断加工
方法の中にレーザ照射による切断加工方法がある。
【0003】図9は従来の非金属材料基板の加工方法を
示す概念図である。
【0004】この加工方法は、平行ビームで伝搬してき
たレーザビーム(例えばCO2 レーザビーム)3−1を
集光レンズ4で集光して加工用ガラス基板1上にレーザ
ビーム3−2として照射し、光エネルギーを利用して加
工用ガラス基板1上に熱応力による亀裂5を発生させる
と共に、加工用ガラス基板1を矢印2方向に所望速度で
移動させ、亀裂5を進展させることにより、加工用ガラ
ス基板1を分断する、いわゆる割断方法である。この割
断を利用して加工用ガラス基板1を分断すると、図10
に示すように、分断されたガラス基板1−1及びガラス
基板1−2の割断面は、略垂直な端面となる。なお、図
10は図9に示した加工方法で切断されたガラス基板の
断面図である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ガラス基板の加工方法には以下のような問題がある。
【0006】(1) 割断面6a、6bは垂直な端面のた
め、割断エッジ部7−1、7−2、7−3、7−4が他
の部材(図示せず)に接触すると、割断エッジ部7−1
〜7−4から亀裂5が発生し、その亀裂5が進展して加
工用ガラス基板1にクラックが生じやすい。
【0007】(2) (1) で述べた接触により、割断エッジ
部7−1〜7−4からガラス片のチッピングが生じやす
い。
【0008】(3) (1),(2) を解決するためには割断エッ
ジ部7−1〜7−4を砥石や研磨材を用いて丸め加工を
施さなければならないが、丸め加工には水処理が必要で
ある。しかし、切断されたガラス基板1−1、1−2が
水に漬かるため、乾燥工程を設けなければならないが、
経費がかかるためコスト高になる。また、ガラス基板1
(1−1、1−2)が水に濡れると電気的特性や光学的
特性に影響を及ぼす。
【0009】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、割断速度が速く、割断したエッジ部の丸め化を促進
できる非金属材料基板の加工方法及びその装置を提供す
ることにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の非金属材料基板の加工方法は、非金属材料基
板を所望速度で移動させ、その非金属材料基板の表面に
レーザビームを照射し、レーザビームの熱エネルギーを
利用して非金属材料基板に熱応力による亀裂を発生さ
せ、亀裂を進展させることにより非金属材料基板を割断
する非金属材料基板の加工方法において、レーザビーム
の照射された非金属材料基板表面に、フッ素を含んだ不
活性ガスを吹き付けるものである。
【0011】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工方法は、非金属材料基板を移動させる代わりにレー
ザビームを移動させてもよい。
【0012】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工方法は、割断された非金属材料基板のエッジ部に、
再度レーザビームを照射しながらフッ素を含んだ不活性
ガスを吹き付けるのが好ましい。
【0013】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工方法は、フッ素を含んだ不活性ガスとして、C
4 、C3 8 、C2 6 、XeF2 等を少なくとも1
種類含んだHeガスあるいはArガスを用いるのが好ま
しい。
【0014】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工方法は、レーザビームとして、CO2 、CO、エキ
シマ等のレーザビームを用いるのが好ましい。
【0015】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工方法は、非金属材料基板表面に照射されるレーザビ
ーム形状として、略円形、略楕円形あるいは所望幅と所
望長さとを有する線形のいずれかとするのが好ましい。
【0016】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工方法は、非金属材料基板を溝付きワークテーブル上
に固定し、レーザビームを非金属材料基板に照射すると
共に、その照射位置が溝付きワークテーブルの溝の上に
なるようにするのが好ましい。
【0017】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工方法は、非金属材料基板のレーザビームの照射面の
直後を急冷することにより、急加熱と、急冷とを行うの
が好ましい。
【0018】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工方法は、加工は強制排気機構付きボックス内で行う
のが好ましい。
【0019】本発明の非金属材料基板の加工装置は、非
金属材料基板を固定して所望速度で少なくとも1軸方向
に移動させることが可能な移動ステージと、非金属材料
基板の表面にレーザビームを照射するレーザ発振装置と
を備えた非金属材料基板の加工装置において、非金属材
料基板表面にフッ素を含んだ不活性ガスを吹き付ける吹
き付け装置を有するものである。
【0020】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工装置は、レーザビームを移動させるレーザビーム移
動機構を有するのが好ましい。
【0021】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工装置は、不活性ガスでフッ素ガスを搬送させる搬送
機構を有するのが好ましい。
【0022】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工装置は、レーザ発振装置として、CO2 、CO、エ
キシマ等のレーザ発振装置を用いるのが好ましい。
【0023】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工装置は、レーザ発振装置からのレーザビームを略円
形、略楕円形あるいは所望幅と長さとを有する線形のい
ずれかに変形できる変形機構を有するのが好ましい。
【0024】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工装置は、移動ステージ上の非金属材料基板を固定す
るワークテーブルを有し、そのワークテーブル上に溝が
形成されているのが好ましい。
【0025】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工装置は、非金属材料基板表面を急冷するための急冷
装置を有するのが好ましい。
【0026】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工装置は、非金属材料基板あるいはレーザビームを所
望方向に往復移動させる往復機構を有してもよい。
【0027】上記構成に加え本発明の非金属材料基板の
加工装置は、非金属材料基板の加工部には強制排気機構
付きボックスが設けられているのが好ましい。
【0028】本発明の加工方法によれば、基板表面にフ
ッ素を含んだ不活性ガス(HeガスやArガス等)を吹
き付けながらレーザビームを照射して亀裂を発生させ、
その亀裂を進展させていく際に、レーザビーム照射とフ
ッ素を含んだ不活性ガスの吹き付けとにより、基板表面
がプラズマ状態となり、亀裂の進展速度がより速くな
り、かつ発生した亀裂のエッジ面がフッ素ガスでエッチ
ングされて丸め加工される。
【0029】特に非金属材料基板として、ガラス基板を
用いた場合にはフッ素を含んだ不活性ガスの吹き付けは
エッジ部のエッチングを強力に促進させることができ
る。
【0030】また、不活性ガスでフッ素ガスを搬送させ
ることにより、エッチングが促進される。
【0031】本発明の加工方法によれば、ステージを移
動させる代わりにレーザビームを移動させることにより
割断することにより、加工装置を小形化することができ
る。
【0032】さらに、本発明の加工方法によれば、非金
属材料基板の割断エッジ面をより高速で丸め化すること
が可能なフッ素系ガス(CF4 、C3 8 、C2 6
XeF2 等)の中から基板の材料に応じて選択すること
ができる。しかもこれらのフッ素系ガスはレーザビーム
照射で局部的に高温(500〜800℃)に加熱された
基板表面に吹き付けられて反応するので、その基板表面
のエッチングと亀裂の進展とが促進され、他の基板表面
には悪影響を及ぼさない。また、フッ素系ガスの吹き付
けプロセスはクリーンドライプロセスであるのでHFが
発生しにくい。
【0033】本発明の加工方法によれば、非金属材料基
板(ガラス、セラミックス、サファイア、LiNb
3 、LiTaO5 、絶縁膜付きSi等)にレーザビー
ムがよく吸収されるCO2 、CO、エキシマ等のレーザ
ビームを用いるので、高速で割断を行うことができる。
【0034】本発明の加工方法によれば、基板表面に照
射するレーザビーム形状として、略円形、略楕円形ある
いは線形のいずれかを選択することができるので、種々
の非金属材料基板を割断することができる。
【0035】本発明の加工方法によれば、非金属材料基
板を溝付きワークテーブル上に固定し、レーザビームを
その溝の上の基板表面に照射するので、割断した基板の
表面と裏面のエッジ部にフッ素を含んだ不活性ガスが吹
き付けられ、両エッジ部を丸め化することができる。
【0036】本発明の加工方法によれば、レーザビーム
の照射されている基板表面の直後を急冷することによ
り、非常に高い温度差が基板に与えられるので、割断速
度の向上と、割断寸法精度の向上を図ることができる。
【0037】本発明の加工方法によれば、フッ素を含ん
だガスを吹き付けながらレーザビーム照射で割断した
後、再度割断した基板エッジ部にフッ素を含んだガスを
吹き付けながらレーザビームを照射することにより、基
板エッジ部をより丸め化することができる。
【0038】本発明の加工方法によれば、非金属材料基
板の割断加工を強制排気機構付きボックス内で行うよう
にしているので、大気中の水分やゴミが基板に付着する
ことがなくなる。またフッ素を含んだ不活性ガスが外部
に漏れることもなく安全な作業を行うことができる。
【0039】本発明の加工装置によれば、非金属材料基
板の割断と、その割断したエッジ部の丸め化を行うこと
ができる。
【0040】本発明の加工装置によれば、より低価格、
小型の装置を提供することができる。
【0041】本発明の加工装置によれば、非金属材料基
板の種類によってレーザ発振装置の種類を選択すること
ができ、広範な非金属材料基板の加工装置として使用で
きる。
【0042】本発明の加工装置によれば、レーザビーム
形状の変形機構を用いることにより、種々の非金属材料
基板に対して、直線割断、曲線割断、高速割断、高寸法
精度割断等を行うことができる。
【0043】本発明の加工装置によれば、非金属材料基
板の割断した表及び裏のエッジ部の丸め化を行うことが
できる。
【0044】本発明の加工装置によれば、より高速、高
寸法精度で非金属材料基板の割断を行うことができる。
【0045】本発明の加工装置によれば、割断工程と、
丸め化工程と、さらなる丸め化工程を有する装置を提供
することができる。
【0046】本発明の加工装置によれば、ドライクリー
ンな加工工程と、より安全な加工工程とを有する装置を
提供することができる。
【0047】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて詳述する。
【0048】図1は本発明の非金属材料基板の加工方法
の一実施の形態を示す概念図である。
【0049】この方法は非金属材料基板(以下「基板」
という。)1を矢印2方向に所望速度で移動させている
状態で、基板1の一方の端(図では左端)からCO2
ーザビーム3−2を照射しつつ、矢印8−1、8−2方
向にCF4 を含んだHeガス(以下「8−1、8−2で
表す」)を吹き付けて、一方の端から他方の端(図では
右端)まで徐々に亀裂5を発生、進展させて割断させる
方法である。
【0050】CO2 レーザビームは平行ビーム3−1を
集光レンズ4を通すことによって集光させたレーザビー
ム3−2を用いる。このレーザビーム3−2は連続発振
あるいはパルス発振したもののいずれを用いてもよい。
CF4 を含んだHeガス8−1、8−2はレーザビーム
3−2の伝搬方向に沿って吹き付ける。このガス圧は
0.5kg/cm2 から数kg/cm2 の範囲が好まし
い。割断エッジ部の丸め化を促進させるにはガス圧は高
い方が好ましい。基板1としては石英系ガラス、多成分
系ガラス(ホウケイ酸ガラス、ソーダライムガラス、無
アルカリガラス等)、セラミックス、サファイア、Li
NbO5 等を用いることができる。
【0051】特に割断エッジ部の丸め化を必要とする多
成分系ガラス、セラミックス基板はこの加工方法に好適
である。
【0052】次に図1に示した加工方法を詳しく説明す
る。
【0053】基板1には無アルカリガラス基板(サイ
ズ:厚さ1.1mm、長さ500mm、幅750mm)
を用い、この基板1を20mm/secで移動させ、C
2 レーザビーム(連続発振出力80W、ビームスポッ
ト径1.5mmの略円形)3−2を照射し、かつ、CF
4 を500cc/minをHeガスで搬送させ、直径2
mmのノズルから矢印8−1、8−2方向に2kg/c
2 の圧力で噴射させて基板1に亀裂5を発生させるこ
とができ、その亀裂5を進展させて基板1を二つに分
断、割断を行うことができた。割断した基板1のエッジ
部は手で触れても手に傷がつかない程度に丸め化されて
いた。
【0054】なお、CF4 を含んだHeガスの効果を確
認するためにCF4 を流さないで割断を行った結果、割
断速度は約8%遅くなることが分かった。また、割断エ
ッジ部は明らかに垂直エッジとなっており、フッ素ガス
の導入効果が有効であることが確認できた。
【0055】図2は本発明の非金属材料基板の加工方法
の他の実施の形態を示す概念図である。
【0056】この加工方法は、図1に示した加工方法で
割断した基板1−1と基板1−2との間に隙間gをもた
せ、この隙間gに再びCF4 を含んだHeガスを矢印8
−1、8−2方向に吹き付けながらCO2 レーザビーム
3−2を照射して割断した基板1−1、1−2のエッジ
部9−1、9−2、9−3、9−4を丸め化する方法で
ある。
【0057】なお、基板1−1と基板1−2とは所望速
度で移動させながら割断加工を行う。
【0058】図3は図2に示した方法で丸め加工を行っ
た後の割断エッジ部の概略図である。
【0059】基板1の表面及び裏面のエッジ部9−1〜
9−4を丸め化することができた。なお、図2におい
て、CO2 レーザビーム3−2の焦点は基板1−1(1
−2)の厚さの略真中の部分に集光させるようにしてお
くのが好ましい。
【0060】図4は本発明の非金属材料基板の加工方法
を適用した加工装置の概念図である。
【0061】この加工装置は、基板1を固定して所望速
度で少なくとも1軸方向に移動させることが可能な移動
ステージ16と、基板1の表面にレーザビーム3−2を
照射するレーザ発振器10とを備えた加工装置であっ
て、基板1表面にフッ素を含んだ不活性ガスを吹き付け
る吹き付け装置を有することを特徴とする。
【0062】基板1は溝付きワークテーブル14の上に
真空吸着により固定されている。ワークテーブル14は
XYZθ移動ステージ16によって、X軸方向、Y軸方
向、Z軸方向及びθ軸方向(XY平面におけるX軸を基
準とする回転角度)にモータ駆動(図示せず)により移
動されるようになっている。CO2 レーザ発振器10か
ら出射した平行ビーム3はフード12内に全反射ミラー
11−1、11−2によって反射されながら矢印3−
0、3−1方向に伝搬し、集光レンズ4に案内される。
この集光レンズ4によってレーザビームは矢印3−2の
ように集光され、基板1上に照射される。
【0063】ここで、レーザビームの照射位置はワーク
テーブル14の溝15−1、15−2の真上の基板1の
表面上に設定される。レーザビーム3−2の外周からは
CF4 、C3 8 、C2 6 、XeF2 等のフッ素系ガ
スを少なくとも1種類含んだ不活性ガスがノズル13を
通って矢印8−1、8−2方向に吹き付けられる。フッ
素系ガスを含んだ不活性ガスは基板1に発生した亀裂の
わずかな隙間を通って溝15−1内に入り込み、基板1
の裏面の割断エッジ部をエッチングする。
【0064】なお、ワークテーブル14はX軸方向、Y
軸方向、Z軸方向及びθ軸方向のいずれの方向にも基板
1を正方向及び逆方向に移動させることができる。すな
わち、ワークテーブル14は基板1を往復運動させるこ
とができるようになっている。
【0065】図4において、全反射ミラー11−1と、
全反射ミラー11−2との間の距離を自由に変化させる
ことができるようなフード機構(例えばジャバラ構造、
ズーム構造等)を設けることにより、ワークテーブル1
4を移動させる代わりにレーザビーム3−2を移動させ
て基板1を割断することができる。この結果、XYZθ
移動ステージ16を簡単な構造にすることができ、低価
格な装置を実現することができる。また、CO2 レーザ
発振器10の代わりに、COレーザ発振器やエキシマレ
ーザ発振器等を用いてもよい。
【0066】図5は本発明の非金属材料基板の加工方法
の他の実施の形態を示す概念図である。図5(a)は非
金属材料基板が固定されたワークテーブルの正面図であ
り、図5(b)は非金属材料基板が固定されたワークテ
ーブルの側面図である。
【0067】図5(a)、(b)に示すように矢印2−
1方向に所望速度で移動するワークテーブル14上に固
定された基板1上にCO2 レーザビームを照射しつつフ
ッ素ガスを含んだ不活性ガスを吹き付けて割断と丸め化
とを同時に進行させる。なお、この工程においてCO2
レーザビーム3−2の形状が略円形か略楕円形の場合に
は、デフォーカス状態で基板1上に照射される。また、
CO2 レーザビーム3−2の形状が幅W、長さLの略線
形の場合には集光レンズ4と基板1との間にZnSeの
円柱か円管を挿入し、集光レンズ4と円柱(あるいは円
管)の距離か円柱(あるいは円管)と基板1との間の距
離等を調節することにより、幅W、長さLを制御する。
【0068】同図5(a)、(b)に示すように二つに
割断された基板1−1、1−2は図6(a)、(b)に
示すように割断エッジ部の丸め化が行われる。
【0069】図6は本発明の非金属材料基板の加工方法
の他の実施の形態を示す概念図である。図6(a)は非
金属材料基板が固定されたワークテーブルの正面図であ
り、図6(b)は非金属材料基板が固定されたワークテ
ーブルの側面図である。
【0070】すなわち、この加工方法は、ワークテーブ
ル14上の割断された基板1−1、1−2の間にわずか
な隙間をもたせて固定し、ワークテーブル14を矢印2
−2方向に所望速度で移動させつつCO2 レーザビーム
3−2の照射とフッ素を含んだ不活性ガスを吹き付ける
方法である。
【0071】ここで、図5(a)、(b)に示したレー
ザビームにはCO2 レーザビームを用い、図6(a)、
(b)に示したレーザビームにはCO2 レーザビーム以
外にエキシマレーザビームを用いてもよい。
【0072】図7は本発明の非金属材料基板の加工方法
の他の実施の形態を示す概念図である。図7(a)は非
金属材料基板が固定されたワークテーブルの正面図であ
り、図7(b)は非金属材料基板が固定されたワークテ
ーブルの側面図である。
【0073】図7(a)、(b)は図5(a)、(b)
に示した加工方法に他の工程を付加したものである。す
なわち、図7(a)、(b)において、基板1上を移動
するCO2 レーザビーム3−2の照射面の直後に急冷剤
を矢印17方向に吹き付けて急加熱、急冷却することに
よって、より高速に割断を促進させるようにしたもので
ある。急冷剤としては、例えばオゾン層を破壊しないフ
ロンガス(ハイドロフフロロカーボン、商品名HFC1
34a、ハイドロクロロアルカン、商品名HFA134
d、瞬間凍結剤の商品名マイナス96、フリーズイット
2000等)を用いることができる。
【0074】図7(a)、(b)に示す二つに割断され
た基板1−1、1−2は図8(a)、(b)に示すよう
に割断エッジ部の丸め化が行われる。
【0075】なお、図8は本発明の非金属材料基板の加
工方法の他の実施の形態を示す概念図である。図8
(a)は非金属材料基板が固定されたワークテーブルの
正面図であり、図8(b)は非金属材料基板が固定され
たワークテーブルの側面図である。
【0076】本発明は上記実施の形態に限定されない。
まず図4において、加工部(破線18で囲んだ部分)を
強制排気装置付きボックスで覆い、強制排気を行いなが
ら加工を行うようにするとドライクリーンで、かつ安全
性の高い加工を実現することができる。
【0077】ここで、フッ素ガスを搬送するガスとして
は、Heの方が丸め化を促進させる上で最もよいが、A
rガスを用いてもよい。また、CF4 にH2 を混合させ
たHeガスを用いてもよい。さらにCF4 、C3 8
2 6 、XeF2 以外のエッチング用フッ素ガスを用
いることも可能である。
【0078】以上において本発明によれば、 (1) フッ素ガスを含んだHeあるいはAr等の不活性ガ
スを吹き付けながらレーザビーム照射によって、より割
断速度を速くすることができると共に、割断したエッジ
部の丸め加工も合わせて行うことができる。
【0079】(2) 割断エッジ部に再度フッ素ガスを含ん
だ不活性ガスを吹き付けながらレーザビームを照射する
ことにより、エッジ部をさらに丸め化を促進させること
ができる。
【0080】(3) 非金属材料基板の種類や加工形状によ
って、CO2 、CO、エキシマ等のレーザビームを使い
分けることができ、レーザビーム形状を略円形、略楕円
形、略線形等に使い分けることができる。
【0081】(4) 非金属材料基板を固定するワークテー
ブルに溝付きのものを用い、その溝の真上の基板上にレ
ーザビーム照射とフッ素を含んだ不活性ガスを吹き付け
ることにより、基板表面及び裏面の割断エッジ部の丸め
化を行うことができる。
【0082】(5) レーザビーム照射とフッ素系ガス吹き
付け以外に、基板上のレーザビーム照射部の直後を急冷
することにより、割断速度の向上と割断寸法精度の向上
を図ることができる。
【0083】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
【0084】割断速度が速く、割断したエッジ部の丸め
化を促進できる非金属材料基板の加工方法及びその装置
の提供を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の非金属材料基板の加工方法の一実施の
形態を示す概念図である。
【図2】本発明の非金属材料基板の加工方法の他の実施
の形態を示す概念図である。
【図3】図2に示した方法で丸め加工を行った後の割断
エッジ部の概略図である。
【図4】本発明の非金属材料基板の加工方法を適用した
加工装置の概念図である。
【図5】本発明の非金属材料基板の加工方法の他の実施
の形態を示す概念図である。
【図6】本発明の非金属材料基板の加工方法の他の実施
の形態を示す概念図である。
【図7】本発明の非金属材料基板の加工方法の他の実施
の形態を示す概念図である。
【図8】本発明の非金属材料基板の加工方法の他の実施
の形態を示す概念図である。
【図9】従来の非金属材料基板の加工方法を示す概念図
である。
【図10】図9に示した加工方法で切断されたガラス基
板の断面図である。
【符号の説明】
1 基板(非金属材料基板) 3−2 レーザビーム 5 亀裂 8−1、8−2 不活性ガス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B23K 26/10 B23K 26/10 26/12 26/12 26/14 26/14 Z 26/16 26/16 31/00 31/00 C03B 33/09 C03B 33/09 C03C 15/02 C03C 15/02

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 非金属材料基板を所望速度で移動させ、
    その非金属材料基板の表面にレーザビームを照射し、該
    レーザビームの熱エネルギーを利用して上記非金属材料
    基板に熱応力による亀裂を発生させ、該亀裂を進展させ
    ることにより上記非金属材料基板を割断する非金属材料
    基板の加工方法において、上記レーザビームの照射され
    た非金属材料基板表面に、フッ素を含んだ不活性ガスを
    吹き付けることを特徴とする非金属材料基板の加工方
    法。
  2. 【請求項2】 上記非金属材料基板を移動させる代わり
    に上記レーザビームを移動させる請求項1に記載の非金
    属材料基板の加工方法。
  3. 【請求項3】 割断された非金属材料基板のエッジ部
    に、再度レーザビームを照射しながらフッ素を含んだ不
    活性ガスを吹き付ける請求項1または2に記載の非金属
    材料基板の加工方法。
  4. 【請求項4】 上記フッ素を含んだ不活性ガスとして、
    CF4 、C3 8 、C2 6 、XeF2 等を少なくとも
    1種類含んだHeガスあるいはArガスを用いる請求項
    1から3のいずれかに記載の非金属材料基板の加工方
    法。
  5. 【請求項5】 上記レーザビームとして、CO2 、C
    O、エキシマ等のレーザビームを用いる請求項1から4
    のいずれかに記載の非金属材料基板の加工方法。
  6. 【請求項6】 上記非金属材料基板表面に照射されるレ
    ーザビーム形状として、略円形、略楕円形あるいは所望
    幅と所望長さとを有する線形のいずれかとする請求項1
    から5のいずれかに記載の非金属材料基板の加工方法。
  7. 【請求項7】 上記非金属材料基板を溝付きワークテー
    ブル上に固定し、上記レーザビームを上記非金属材料基
    板に照射すると共に、その照射位置が上記溝付きワーク
    テーブルの溝の上になるようにする請求項1から6のい
    ずれかに記載の非金属材料基板の加工方法。
  8. 【請求項8】 上記非金属材料基板の上記レーザビーム
    の照射面の直後を急冷することにより、急加熱と、急冷
    とを行う請求項1から7のいずれかに記載の非金属材料
    基板の加工方法。
  9. 【請求項9】 上記加工は強制排気機構付きボックス内
    で行う請求項1から8のいずれかに記載の非金属材料基
    板の加工方法。
  10. 【請求項10】 非金属材料基板を固定して所望速度で
    少なくとも1軸方向に移動させることが可能な移動ステ
    ージと、上記非金属材料基板の表面にレーザビームを照
    射するレーザ発振装置とを備えた非金属材料基板の加工
    装置において、上記非金属材料基板表面にフッ素を含ん
    だ不活性ガスを吹き付ける吹き付け装置を有することを
    特徴とする非金属材料基板の加工装置。
  11. 【請求項11】 上記レーザビームを移動させるレーザ
    ビーム移動機構を有する請求項10に記載の非金属材料
    基板の加工装置。
  12. 【請求項12】 不活性ガスで上記フッ素ガスを搬送さ
    せる搬送機構を有する請求項10または11に記載の非
    金属材料基板の加工装置。
  13. 【請求項13】 上記レーザ発振装置として、CO2
    CO、エキシマ等のレーザ発振装置を用いた請求項10
    から12のいずれかに記載の非金属材料基板の加工装
    置。
  14. 【請求項14】 上記レーザ発振装置からのレーザビー
    ムを略円形、略楕円形あるいは所望幅と長さとを有する
    線形のいずれかに変形できる変形機構を有する請求項1
    0から13のいずれかに記載の非金属材料基板の加工装
    置。
  15. 【請求項15】 上記移動ステージ上の非金属材料基板
    を固定するワークテーブルを有し、そのワークテーブル
    上に溝が形成されている請求項10から14のいずれか
    に記載の非金属材料基板の加工装置。
  16. 【請求項16】 上記非金属材料基板表面を急冷するた
    めの急冷装置を有する請求項10から15のいずれかに
    記載の非金属材料基板の加工装置。
  17. 【請求項17】 上記非金属材料基板あるいはレーザビ
    ームを所望方向に往復移動させる往復機構を有する請求
    項10から16のいずれかに記載の非金属材料基板の加
    工装置。
  18. 【請求項18】 上記非金属材料基板の加工部には強制
    排気機構付きボックスが設けられている請求項10から
    17のいずれかに記載の非金属材料基板の加工装置。
JP11068306A 1999-03-15 1999-03-15 非金属材料基板の加工方法及びその装置 Pending JP2000263258A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11068306A JP2000263258A (ja) 1999-03-15 1999-03-15 非金属材料基板の加工方法及びその装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11068306A JP2000263258A (ja) 1999-03-15 1999-03-15 非金属材料基板の加工方法及びその装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000263258A true JP2000263258A (ja) 2000-09-26

Family

ID=13369992

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11068306A Pending JP2000263258A (ja) 1999-03-15 1999-03-15 非金属材料基板の加工方法及びその装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000263258A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006176403A (ja) * 2000-12-15 2006-07-06 Lzh Laserzentrum Hannover Ev 切断ゾーンを開始する方法
JP2011517427A (ja) * 2008-03-18 2011-06-09 エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド 多層半導体ウエハの処理
JP2013079177A (ja) * 2011-10-05 2013-05-02 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラスフィルム及びガラスロール
JP2017507034A (ja) * 2014-01-30 2017-03-16 アップル インコーポレイテッド 複数のガス媒質を使用してサファイアをレーザー切断するためのシステム及び方法
CN110523558A (zh) * 2019-08-28 2019-12-03 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 一种涂布机构

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006176403A (ja) * 2000-12-15 2006-07-06 Lzh Laserzentrum Hannover Ev 切断ゾーンを開始する方法
JP2011517427A (ja) * 2008-03-18 2011-06-09 エレクトロ サイエンティフィック インダストリーズ インコーポレーテッド 多層半導体ウエハの処理
JP2013079177A (ja) * 2011-10-05 2013-05-02 Nippon Electric Glass Co Ltd ガラスフィルム及びガラスロール
JP2017507034A (ja) * 2014-01-30 2017-03-16 アップル インコーポレイテッド 複数のガス媒質を使用してサファイアをレーザー切断するためのシステム及び方法
CN110523558A (zh) * 2019-08-28 2019-12-03 昆山工研院新型平板显示技术中心有限公司 一种涂布机构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5113462B2 (ja) 脆性材料基板の面取り方法
TWI260843B (en) Focusing an optical beam to two foci
JP5539625B2 (ja) レーザ加工方法
KR101404250B1 (ko) 취성 재료의 분할 장치 및 할단 방법
KR100849696B1 (ko) 취성재료의 스크라이브 방법 및 스크라이브 장치
TWI395721B (zh) 由雷射導引迴旋管光束之玻璃片切割
KR101467157B1 (ko) 취성 재료 기판의 스크라이브 방법
JP2010138046A (ja) 被割断材の加工方法および加工装置
JP2009084089A (ja) ガラス切断装置及び方法
TWI292352B (ja)
JP2011230940A (ja) 脆性材料基板の割断方法
JP3210934B2 (ja) 脆性材料の割断方法
JP2009040665A (ja) 脆性材料のフルボディ割断方法
KR20020047479A (ko) 비금속재료의 레이저 절단 방법
KR20050005525A (ko) 취성재료 기판의 스크라이브 장치 및 스크라이브 방법
JP2000323441A (ja) セラミックス基板上に形成した光導波回路チップの切断方法
JP2000117471A (ja) ガラスの加工方法及びその装置
JP2000263258A (ja) 非金属材料基板の加工方法及びその装置
JP2002100590A (ja) 割断装置及びその方法
WO2013094059A1 (ja) 脆性材料基板の割断方法
JP2004035315A (ja) 脆性材料基板の分断方法および脆性材料基板分断装置
JP2009107304A (ja) 脆性材料の熱応力割断方法
JP2010184457A (ja) 脆性材料基板の割断方法
JPH091369A (ja) 基板の割断方法及びその割断装置
JP2002184724A (ja) シリコンインゴット切断装置、シリコンインゴットの切断方法、及びシリコンウェハ