JP5729604B2 - Glass substrate processing equipment - Google Patents
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Description
本発明はスマートフォンやタブレット端末、ノートパソコン、タッチテーブルのスクリーンやテレビのスクリーンなどに使用されるフラットパネルディスプレイ用ガラスなどに使用されるガラス基板の加工装置に関し、特にガラス表面を化学強化したアルミノケイ酸ガラスやフロートガラスに熱処理を加えて風冷強化した強化ガラス、あるいは厚さが３ｍｍ以上の肉厚ガラス（以下これらを強化ガラスと総称する）の加工に好適なガラス基板の加工装置に関する。 The present invention relates to a glass substrate processing apparatus used for flat panel display glass used for smartphones, tablet terminals, notebook computers, touch table screens, television screens, and the like, and in particular, aluminosilicate having a chemically strengthened glass surface. The present invention relates to an apparatus for processing a glass substrate suitable for processing tempered glass obtained by heat-treating glass or float glass by air cooling, or thick glass having a thickness of 3 mm or more (hereinafter collectively referred to as tempered glass).
最近ガラス割断において、過去１世紀にわたって使用されてきたダイヤモンドチップによる機械的方法に代わって、レーザビーム照射による熱応力スクライブ方法（以下レーザスクライブと略記する）が使用されるようになってきた。 Recently, in the glass cleaving, a thermal stress scribing method (hereinafter abbreviated as laser scribing) using laser beam irradiation has been used in place of the mechanical method using a diamond tip that has been used for the past century.
レーザスクライブによれば、機械的方法に固有の欠点、すなわちマイクロクラック発生によるガラス強度の低下、割断時のカレット発生による汚染、適用板厚の下限値の存在などが一掃できる。 According to laser scribing, defects inherent in the mechanical method, that is, a decrease in glass strength due to the occurrence of microcracks, contamination due to the occurrence of cullet at the time of cleaving, the presence of a lower limit value of the applied plate thickness, and the like can be eliminated.
レーザスクライブにおいては一般に、ガラスを局所的に加熱し、気化、溶融やクラックが発生しない程度のレーザ光照射を行なう。この時ガラス加熱部は熱膨張しようとするが周辺ガラスからの反作用にあい十分な膨張ができず、この加熱領域には圧縮応力が発生する。周辺の非加熱領域でも、加熱部からの膨張に押されてさらに周辺に対して歪みが発生し、その結果圧縮応力が発生する。こうした圧縮応力は加熱中心点を原点とした半径方向のもので、加熱が発生後ほとんど音速でガラス板全域に伝播する。ところで物体に圧縮応力がある場合には、その直交方向にはポアソン比に比例した引っ張り応力が発生する。 In laser scribing, generally, glass is locally heated and irradiated with laser light to the extent that vaporization, melting, and cracks do not occur. At this time, the glass heating portion tries to expand thermally, but cannot sufficiently expand due to the reaction from the surrounding glass, and compressive stress is generated in this heating region. Even in the peripheral non-heated region, the peripheral portion is further distorted by the expansion from the heating portion, and as a result, compressive stress is generated. Such compressive stress is in the radial direction with the heating center point as the origin, and propagates throughout the glass plate almost at the speed of sound after heating occurs. When the object has a compressive stress, a tensile stress proportional to the Poisson's ratio is generated in the orthogonal direction.
引張り応力の存在位置に亀裂がある場合にはこの亀裂先端では応力拡大が発生し、この拡大された応力が材料の破壊靱性値を超えると亀裂が拡大する。すなわち、亀裂先端から加熱中心に向かって亀裂が進展するという制御された割断が生じることになる。したがって、レーザ照射点を先行走査することで、亀裂を延長させていくことができる。 If there is a crack at the position where the tensile stress is present, stress expansion occurs at the crack tip, and if the expanded stress exceeds the fracture toughness value of the material, the crack expands. That is, a controlled cleaving occurs in which the crack progresses from the crack tip toward the heating center. Therefore, the crack can be extended by scanning the laser irradiation point in advance.
ガラスのレーザスクライブはこの原理を使用しており、引張り応力の最大点付近に冷却を行なうと、このときガラスの収縮によって増幅される引張り応力が割断強化に役立ち、加熱と冷却の併用によって割断が効率よく実現できることが提案されている（特許文献１参照）。 Glass laser scribing uses this principle, and when cooling is performed near the maximum point of tensile stress, the tensile stress amplified by the shrinkage of the glass at this time is useful for strengthening the cleaving. It has been proposed that it can be realized efficiently (see Patent Document 1).
特許文献１によれば、加熱用レーザ光としてはＣＯ２レーザ光が使用される。ＣＯ２レーザ光のビームスポットにおけるエネルギーの９９％は、ガラス板６の深さ３．７μｍのガラス表面層において吸収され、ガラス板の全厚さにわたって透過しない。これは、ＣＯ2レーザ波長におけるガラスの吸収係数が著しく大きいことによる。この結果、加熱はガラス板の表面層のみで発生し、この加熱領域では圧縮応力が発生する。 According to Patent Document 1, a CO 2 laser beam is used as the heating laser beam. 99% of the energy in the beam spot of the CO 2 laser light is absorbed in the glass surface layer having a depth of 3.7 μm of the glass plate 6 and is not transmitted through the entire thickness of the glass plate. This is due to the extremely large absorption coefficient of glass at the CO 2 laser wavelength. As a result, heating occurs only in the surface layer of the glass plate, and compressive stress is generated in this heating region.
一方、この加熱領域から外れた位置にある冷却点で冷却を行なうと引張り応力が発生し、この冷却点から後方に初亀裂を出発点とする表面スクライブが発生する。このスクライブの深さは、ソーダガラスなどでは通常１００μｍ程度である。しかしながら、ガラス板は脆性が強く、このスクライブ線にあわせて曲げ応力を印加し機械的に割断することが容易である。この曲げ応力の印加によって割断するプロセスをブレイクと称する。レーザビームは走査方向の方向に走査される。この方法は従来方法である機械的方法に比較すれば数多くの長所があり、フラットパネルディスプレイ装置の生産に徐々に応用されるようになって来た。 On the other hand, when the cooling is performed at a cooling point located outside the heating region, tensile stress is generated, and surface scribes starting from the initial crack are generated behind the cooling point. The depth of this scribe is usually about 100 μm for soda glass or the like. However, the glass plate is highly brittle and it is easy to mechanically cleave it by applying a bending stress in accordance with this scribe line. The process of cleaving with the application of bending stress is called breaking. The laser beam is scanned in the scanning direction. This method has many advantages compared with the conventional mechanical method, and has gradually been applied to the production of flat panel display devices.
ガラスのレーザスクライブ加工においては、ガラスをガラス基板保持テーブル上に載置し、ガラスの割断予定線に沿ってガラスが気化、溶融やクラックが発生しない程度のレーザ光を照射して局所的に加熱し、加熱領域から外れた位置を冷却すると、この冷却位置から後方に初亀裂を出発点とする表面スクライブ溝が形成される。その後スクライブ溝に沿っていわゆるブレイク加工を行なうことによりガラスを割断している。 In laser laser scribing, glass is placed on a glass substrate holding table and locally heated by irradiation with laser light that does not cause vaporization, melting, or cracking of the glass along the planned cutting line of the glass. When the position outside the heating region is cooled, a surface scribe groove starting from the initial crack is formed behind the cooling position. Thereafter, the glass is cleaved by performing a so-called breaking process along the scribe grooves.
このガラスのレーザスクライブ加工の際、ガラスの平面性を保つためにガラスを載置するガラス基板保持テーブルとしてカーボンなどの多孔質の物質からなる平面テーブルを使用し、この多孔質平面テーブル上に載置したガラス基板を下方から真空吸着してガラス基板の平面性を維持しながら固定する方法が採用されている（たとえば特許文献２参照）。 When laser scribing the glass, a flat table made of a porous material such as carbon is used as a glass substrate holding table for placing the glass in order to maintain the flatness of the glass, and the glass is placed on the porous flat table. A method is adopted in which the placed glass substrate is vacuum-adsorbed from below and fixed while maintaining the flatness of the glass substrate (see, for example, Patent Document 2).
一方、近年、スマートフォンやタブレット端末、ノートパソコン、タッチテーブルのスクリーンやテレビのスクリーンなどのフラットパネルディスプレイ用ガラスとしてガラス表面の硬度を増すためにガラス表面を化学強化したアルミノケイ酸ガラスやフロートガラスに熱処理を加えて風冷強化したガラスや厚さが３ｍｍ以上の肉厚ガラスなどの強化ガラスが活用されている。 On the other hand, in recent years, heat treatment has been applied to aluminosilicate glass and float glass whose glass surface has been chemically strengthened to increase the hardness of the glass surface as glass for flat panel displays such as smartphones, tablet terminals, laptop computers, touch table screens and TV screens. Tempered glass such as glass tempered by adding air and thick glass having a thickness of 3 mm or more is used.
ガラス基板が強化ガラスである場合、ガラス基板の外周部に反りが発生しやすい。反りが発生したガラス基板を多孔質のガラス基板保持テーブル上に載置して下方から真空吸着した場合、真空吸着力が小さいとガラス基板の外周部がガラス基板保持テーブルの表面から浮いた状態になってしまい、この状態でスクライブするとガラス基板の端面付近が大きく割れて割れ目が裏面にまで達して、外周部において割断予定線から外れた曲がった割断面が形成されてしまう。したがって、割断予定線からに沿ったスクライブ溝を形成することができない。 When the glass substrate is tempered glass, warpage tends to occur at the outer peripheral portion of the glass substrate. When a warped glass substrate is placed on a porous glass substrate holding table and vacuum-adsorbed from below, the outer periphery of the glass substrate floats from the surface of the glass substrate holding table if the vacuum adsorption force is small. Therefore, when the scribing is performed in this state, the vicinity of the end face of the glass substrate is largely cracked, the crack reaches the back surface, and a bent fractured section deviating from the planned cutting line is formed in the outer peripheral portion. Therefore, the scribe groove along the planned cutting line cannot be formed.
これを防止するために真空吸着力を大きくしてガラス基板の外周部をガラス基板保持テーブルの表面に密着させると、ガラス基板の外周部以外の内部部分が多孔質のガラス基板保持テーブルに強い引張力で吸引されるので、ガラス基板の内部部分に歪みが発生し、その歪みのためにレーザ照射と冷却により制御されたスクライブ力が影響を受けてスクライブ品質に悪影響が生じ、特にガラス基板の内部部分における真空吸着力が大きすぎると歪み力がスクライブ力より大きくなって、スクライブ加工することができなくなり所望のスクライブ溝が形成できないという課題がある。 To prevent this, if the vacuum adsorption force is increased and the outer periphery of the glass substrate is brought into close contact with the surface of the glass substrate holding table, the inner portion other than the outer periphery of the glass substrate is strongly pulled against the porous glass substrate holding table. Because of the suction, the internal part of the glass substrate is distorted, and the scribe force controlled by laser irradiation and cooling is affected by the distortion, which adversely affects the scribe quality, especially inside the glass substrate. If the vacuum suction force in the portion is too large, the distortion force becomes larger than the scribe force, and there is a problem that the scribe process cannot be performed and a desired scribe groove cannot be formed.
本発明はこのような課題を解決するもので、ガラス基板、特に外周部に反りが発生しやすい強化ガラスにおいてもガラス基板の外周部の反りの影響を確実に防止するとともに、ガラス基板の内部部分の歪みもなく割断予定線に沿った高品質のスクライブ加工を可能とするガラス基板の加工装置を提供することを目的とするものである。 The present invention solves such problems, and reliably prevents the influence of the warpage of the outer peripheral portion of the glass substrate even in the tempered glass in which the warpage is likely to occur in the glass substrate, in particular, the inner portion of the glass substrate. An object of the present invention is to provide a glass substrate processing apparatus capable of performing high-quality scribe processing along a planned cutting line without distortion.
上記目的を達成するために、本発明は、ガラス基板を載置するガラス基板保持テーブルとしてカーボンなどの多孔質の物質からなる平面テーブルを使用し、この多孔質平面テーブルに載せるガラス基板の外周部に対応する部分の多孔質部材の粒径とガラス基板の内部部分に対応する部分の多孔質部材の粒径を異ならせて、多孔質平面テーブルの外周部における吸着力を強く、内部部分における吸着力を弱くしたものである。多孔質平面テーブルの外周部における吸着力を強くするには、多孔質平面テーブルの外周部において多孔質部材の粒径を大きくし、多孔質平面テーブルの内部部分における吸着力を弱くするには、多孔質部材の粒径を外周部の粒径よりも小さくすればよい。 In order to achieve the above object, the present invention uses a planar table made of a porous material such as carbon as a glass substrate holding table for placing a glass substrate, and the outer peripheral portion of the glass substrate placed on the porous planar table. The particle size of the porous member in the portion corresponding to the portion and the particle size of the porous member in the portion corresponding to the inner portion of the glass substrate are made different so that the adsorption force at the outer peripheral portion of the porous flat table is strong and the adsorption at the inner portion It is a weakened force. To increase the adsorption force at the outer peripheral portion of the porous flat table, to increase the particle size of the porous member at the outer peripheral portion of the porous flat table, and to weaken the adsorption force at the inner portion of the porous flat table, What is necessary is just to make the particle size of a porous member smaller than the particle size of an outer peripheral part.
上記構成によれば、ガラス基板をガラス基板保持テーブル上に載置してガラス基板保持テーブルの下方から真空吸着してガラス基板を固定した際に、ガラス基板の外周部に対応する部分の吸着力が大きいので、外周部が上方に反った強化ガラスのようなガラス基板であっても、ガラス基板の外周部がガラス基板保持用テーブルに比較的強めの力で吸着され、ガラス基板の内部部分はガラス基板保持用テーブルに比較的弱めの力で吸着される。この結果、ガラス基板の浮きやすい外周部を確実にガラス基板保持用テーブル面上に固定しつつガラス基板の内部部分には歪みが加わらない状態、すなわち、ガラス基板の外周部における反りが矯正された平面状で固定することができる。したがって、ガラス基板をスクライブする際に、レーザ照射と冷却により制御されたスクライブ力に悪影響を与えずに良好な品質のスクライブ加工をすることができる。 According to the above configuration, when the glass substrate is placed on the glass substrate holding table and vacuum-sucked from below the glass substrate holding table to fix the glass substrate, the suction force of the portion corresponding to the outer peripheral portion of the glass substrate Therefore, even if the outer peripheral portion is a glass substrate such as tempered glass warped upward, the outer peripheral portion of the glass substrate is adsorbed to the glass substrate holding table with a relatively strong force, and the inner portion of the glass substrate is Adsorbed to the glass substrate holding table with a relatively weak force. As a result, the inner peripheral portion of the glass substrate is not distorted while the outer peripheral portion of the glass substrate that is likely to float is securely fixed on the glass substrate holding table surface, that is, the warpage in the outer peripheral portion of the glass substrate is corrected. It can be fixed in a flat shape. Therefore, when scribing the glass substrate, it is possible to perform scribing with good quality without adversely affecting the scribing force controlled by laser irradiation and cooling.
多孔質平面テーブルの外周部と多孔質平面テーブルの内部部分で粒径を異ならせる場合、外周部全体を粒径の大きい第１の粒径にし、
内部部分全体を粒径の小さい第２の粒径とすればよいが、外周部の一部を部分的に粒径の大きい第１の粒径とし、内部部分の一部を部分的に粒径の小さい第２の粒径とするようにしてもよく、多孔質平面テーブルが全体として外周部における吸着力が強く内部部分における吸着力が弱くなるように構成すればよい。
When making the particle size different between the outer peripheral portion of the porous flat table and the inner portion of the porous flat table, the entire outer peripheral portion is made the first particle size having a large particle size,
The entire inner portion may be the second particle size having a small particle size, but a part of the outer peripheral portion is a first particle size having a large particle size, and a part of the inner portion is partially particle size The second flat particle size may be made small, and the porous flat table as a whole may be configured such that the adsorption force at the outer peripheral portion is strong and the adsorption force at the inner portion is weak.
多孔質平面テーブルとしては、グラファイト、多孔質金属、セラミックス、シリカ、アルミナ、ゼオライトなどの各種の多孔質材料を使用することができる。 As the porous flat table, various porous materials such as graphite, porous metal, ceramics, silica, alumina, and zeolite can be used.
本発明によれば、ガラス基板を載置するガラス基板保持テーブルとして多孔質材料からなる平面テーブルを使用し、この多孔質平面テーブルに載せるガラス基板の外周部に対応する部分の多孔質部材の粒径とガラス基板の内部部分に対応する部分の多孔質部材の粒径を異ならせて、多孔質平面テーブルの外周部における吸着力を強く、内部部分における吸着力を弱くしたものである。上記構成によれば、ガラス基板をガラス基板保持テーブル上に載置してガラス基板保持テーブルの下方から真空吸着してガラス基板を固定した際に、ガラス基板の外周部に対応する部分の吸着力が大きいので、外周部が上方に反った強化ガラスのようなガラス基板であっても、ガラス基板の外周部がガラス基板保持テーブルに比較的強めの力で吸着され、ガラス基板の内部部分はガラス基板保持テーブルに比較的弱めの力で吸着される。この結果、ガラス基板の浮きやすい外周部を確実にガラス基板保持テーブル面上に固定しつつガラス基板の内部部分には歪みが加わらない状態で固定することができる。したがって、レーザ照射と冷却により制御されたスクライブ力に影響を与えずに良好な品質のスクライブ加工をすることができる。 According to the present invention, a plane table made of a porous material is used as a glass substrate holding table on which a glass substrate is placed, and a portion of the porous member particles corresponding to the outer peripheral portion of the glass substrate placed on the porous plane table. The diameter and the particle size of the porous member in the portion corresponding to the inner portion of the glass substrate are made different so that the suction force at the outer peripheral portion of the porous flat table is strong and the suction force at the inner portion is weakened. According to the above configuration, when the glass substrate is placed on the glass substrate holding table and vacuum-sucked from below the glass substrate holding table to fix the glass substrate, the suction force of the portion corresponding to the outer peripheral portion of the glass substrate Therefore, even if it is a glass substrate such as tempered glass whose outer periphery warps upward, the outer periphery of the glass substrate is adsorbed to the glass substrate holding table with a relatively strong force, and the inner part of the glass substrate is made of glass. Adsorbed to the substrate holding table with a relatively weak force. As a result, it is possible to fix the inner peripheral portion of the glass substrate without distortion while securely fixing the outer peripheral portion of the glass substrate that is likely to float on the glass substrate holding table surface. Therefore, it is possible to perform scribing with good quality without affecting the scribing force controlled by laser irradiation and cooling.
本発明は、ガラス基板を載置するガラス基板保持テーブルとして多孔質部材からなる平面テーブルを使用し、この多孔質平面テーブルに載せるガラス基板の外周部に対応する部分の多孔質部材の粒径とガラス基板の内部部分に対応する部分の多孔質部材の粒径を異ならせて、多孔質平面テーブルの外周部における吸着力を強く、内部部分における吸着力を弱くしたものである。
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の実施例においては、ガラス基板として周辺が反りやすい強化ガラスを例に説明するが、強化ガラスではない通常のガラス基板についても適用可能であることは勿論である。
The present invention uses a planar table made of a porous member as a glass substrate holding table for placing a glass substrate, and the particle size of the porous member in a portion corresponding to the outer peripheral portion of the glass substrate placed on the porous planar table The particle size of the porous member in the portion corresponding to the inner portion of the glass substrate is made different so that the adsorption force at the outer peripheral portion of the porous flat table is strong and the adsorption force at the inner portion is weakened.
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
In the following examples, tempered glass whose periphery is likely to warp will be described as an example of the glass substrate, but it is needless to say that the present invention can also be applied to a normal glass substrate that is not tempered glass.
図１は本発明によるガラスの加工装置の全体構成を示す概念図である。強化ガラス基板１はガラス基板保持テーブル１０上に載置され、ガラス基板保持テーブル１０はＸ−Ｙ駆動装置によりＸ−Ｙ平面において移動する。図においては、ガラスの移動方向であるＹ軸駆動用のサーボモータ８とシャフト軸９のみが示されており、Ｘ軸駆動系は図示省略されている。 FIG. 1 is a conceptual diagram showing the overall configuration of a glass processing apparatus according to the present invention. The tempered glass substrate 1 is placed on a glass substrate holding table 10, and the glass substrate holding table 10 is moved in the XY plane by an XY driving device. In the figure, only the Y-axis drive servomotor 8 and the shaft 9 that are glass moving directions are shown, and the X-axis drive system is not shown.
ガラス基板１を加熱するレーザ発振器２は、ガラス基板１に対して不透明な波長のレーザ光線を出力するレーザ光源、例えば、波長１０．６μｍのレーザ光線を出力するＣＯ２ガスレーザ光源が使用される。レーザ発振器２はたとえば最大出力１００Ｗのガス封じ切り型が使用される。なお、ガラス基板１の表面強化層が厚い強化ガラスやガラス基板１の厚さが３ｍｍ以上など厚い肉厚ガラスの場合にはブレイクが困難である場合がしばしばあるので、最大出力が２００Ｗのレーザ発振器を使用することが好ましい。レーザ照射装置２から出力されるレーザビーム３は、反射鏡４により下向きに反射されてビーム変換装置１２に入射される。 As the laser oscillator 2 for heating the glass substrate 1, a laser light source that outputs a laser beam having an opaque wavelength to the glass substrate 1, for example, a CO 2 gas laser light source that outputs a laser beam having a wavelength of 10.6 μm is used. The laser oscillator 2 is, for example, a gas sealing type with a maximum output of 100 W. In the case of a tempered glass having a thick surface reinforcing layer on the glass substrate 1 or a thick glass having a thickness of 3 mm or more such as a glass substrate 1, the break is often difficult. Is preferably used. The laser beam 3 output from the laser irradiation device 2 is reflected downward by the reflecting mirror 4 and enters the beam conversion device 12.
レーザ発振器２はたとえば最大出力１００Ｗのガス封じ切り型が使用される。ガラス基板１１の表面強化層が厚かったりガラス基板１１の厚さが３ｍｍ以上など厚い強化ガラス基板の場合にはブレイクが困難である場合がしばしばあるので、最大出力が２００Ｗのレーザ発振器を使用することが好ましい。 The laser oscillator 2 is, for example, a gas sealing type with a maximum output of 100 W. In the case of a tempered glass substrate having a thick surface reinforcing layer on the glass substrate 11 or a thick glass substrate 11 having a thickness of 3 mm or more, it is often difficult to break, so use a laser oscillator with a maximum output of 200 W. Is preferred.
ビーム変換装置１２は、平行に対向配置された全反射面および部分反射面を備えており、反射鏡４から反射された一本のレーザビーム３をビーム変換装置１２に斜入射させると、レーザビーム３は全反射面および部分反射面の間において複数回多重反射して、部分反射面からビームエネルギーの一部を順次に透過することにより割断予定線の方向に配列した複数本のビームよりなるレーザビーム列５に変換される。このレーザビーム列５はガラス基板１に斜照射される。 The beam conversion device 12 includes a total reflection surface and a partial reflection surface arranged in parallel to face each other. When one laser beam 3 reflected from the reflection mirror 4 is incident on the beam conversion device 12 obliquely, the laser beam 3 is a laser comprising a plurality of beams arranged in the direction of the planned cutting line by performing multiple reflections between the total reflection surface and the partial reflection surface a plurality of times and sequentially transmitting a part of the beam energy from the partial reflection surface. It is converted into a beam train 5. The laser beam train 5 is obliquely irradiated on the glass substrate 1.
複数本のビームよりなるレーザビーム列５の照射位置の前方には、ガラス基板１の割断予定線の始点に亀裂を形成するための初期亀裂形成装置７が設けられている。初期亀裂形成装置７はたとえばレーザ光になどの局所熱源やダイヤモンドカッタなどで構成される。 An initial crack forming device 7 for forming a crack at the starting point of the planned cutting line of the glass substrate 1 is provided in front of the irradiation position of the laser beam row 5 composed of a plurality of beams. The initial crack forming apparatus 7 is constituted by a local heat source such as a laser beam or a diamond cutter.
一方、複数本のビームよりなるビーム列５の照射位置の後方には、レーザビーム列５による加熱領域に間隔をあけて追従しながら加熱されたガラス基板１の表面に水ミストなどの冷媒を吹き付けて急冷却する冷却装置６が配置されている。 On the other hand, a coolant such as water mist is sprayed on the surface of the heated glass substrate 1 while following the heating region by the laser beam train 5 with a space behind the irradiation position of the beam train 5 composed of a plurality of beams. A cooling device 6 for rapid cooling is arranged.
図２にガラス基板保持テーブル１０の斜視図を示す。ガラス基板保持テーブル１０の一主面には加工するガラス基板１が載置される。ガラス基板保持テーブル１０は、多孔質部材からなる多孔質平面テーブルで構成されており、多孔質平面テーブル上に載せるガラス基板１の外周部に対応する部分を支持する外周部１５を第１の粒径を有する多孔質部材で構成し、多孔質平面テーブル上に載せるガラス基板１の内部に対応する部分を支持する内部１６を第２の粒径を有する部材で構成して粒径を異ならせる。具体的には、多孔質平面テーブルの外周部１５の粒径を大きくし、多孔質平面テーブルの内部１６の粒径を小さくして、多孔質平面テーブルの外周部１５における吸着力を強く、多孔質平面テーブルの内部１６における吸着力を弱くする。
ガラス基板保持テーブル１０を構成する多孔質部材としては、グラファイト、多孔質金属、セラミックス、シリカ、アルミナ、ゼオライトなどの各種の多孔質材料を使用することができる。
FIG. 2 is a perspective view of the glass substrate holding table 10. A glass substrate 1 to be processed is placed on one main surface of the glass substrate holding table 10. The glass substrate holding table 10 is composed of a porous flat table made of a porous member, and an outer peripheral portion 15 that supports a portion corresponding to the outer peripheral portion of the glass substrate 1 placed on the porous flat table is provided with a first grain. The inside 16 that supports the portion corresponding to the inside of the glass substrate 1 placed on the porous flat table is made of a member having the second particle size, and is made different in particle size. Specifically, the particle size of the outer peripheral portion 15 of the porous flat table is increased, the particle size of the inner portion 16 of the porous flat table is decreased, and the adsorbing force at the outer peripheral portion 15 of the porous flat table is increased. The adsorption force in the interior 16 of the texture plane table is weakened.
As the porous member constituting the glass substrate holding table 10, various porous materials such as graphite, porous metal, ceramics, silica, alumina, and zeolite can be used.
なお、ガラス基板保持テーブル１０を構成する多孔質平面テーブルの外周部１５を第１の粒径を有する多孔質部材で構成し、内部１６を第２の粒径を有する部材で構成する場合、図２に示すように、外周部１５の全体を第１の粒径を有する多孔質部材で構成し、内部１６の全体を第２の粒径を有する部材で構成すればよいが、外周部１５の一部を部分的に第１の粒径とし、内部１６の一部を部分的に第２の粒径とするようにしてもよく、ガラス基板保持テーブル１０にガラス基板１を載置したとき、全体としてガラス基板１に対する外周部における吸着力が強く、内部における吸着力が弱くなるように構成すればよい。 In the case where the outer peripheral portion 15 of the porous flat table constituting the glass substrate holding table 10 is constituted by a porous member having a first particle size, and the inside 16 is constituted by a member having a second particle size, FIG. 2, the entire outer peripheral portion 15 may be configured with a porous member having a first particle size, and the entire inner portion 16 may be configured with a member having a second particle size. A portion may be partially the first particle size, and a portion of the interior 16 may be partially the second particle size, when the glass substrate 1 is placed on the glass substrate holding table 10, What is necessary is just to comprise so that the adsorption | suction force in the outer peripheral part with respect to the glass substrate 1 may be strong as a whole, and the adsorption | suction force in an inside may become weak.
次に、図１および図２により本発明によるガラス基板の加工装置の動作を説明する。
強化ガラスを加工するために、まず、ガラス基板１の割断予定線２５の始端に初亀裂形成装置７により初亀裂２６を形成する。この初亀裂２６がガラス基板１１の加工の出発位置となる。初亀裂２６を形成するには、まず、ガラス基板保持テーブル１０の上に載置されたガラス基板１をサーボモータ８により−Ｙ方向に移動させ、ガラス基板１の割断予定線２５の始端を初亀裂形成装置７の加工具の直下に位置させて、ガラス基板１１の割断予定線２５の始端に初亀裂２６となるクラックを形成する。
Next, the operation of the glass substrate processing apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
In order to process the tempered glass, first, the initial crack 26 is formed by the initial crack forming apparatus 7 at the start end of the planned cutting line 25 of the glass substrate 1. This initial crack 26 is a starting position for processing the glass substrate 11. In order to form the initial crack 26, first, the glass substrate 1 placed on the glass substrate holding table 10 is moved in the −Y direction by the servo motor 8, and the starting end of the planned cutting line 25 of the glass substrate 1 is first set. A crack to be the initial crack 26 is formed at the start end of the planned cutting line 25 of the glass substrate 11 by being positioned immediately below the processing tool of the crack forming apparatus 7.
つぎに、初亀裂形成装置７をガラス基板１の表面から離間させ、ガラス基板保持テーブル１０の上に載置されたガラス基板１をサーボモータ８により＋Ｙ方向に移動させながら、レーザ照射装置２を発振させてレーザビーム３を出射する。出射されたレーザビーム３は、反射鏡４により下向きに反射されてビーム変換装置１２に斜入射され、ビーム変換装置１２の全反射面および部分反射面の間において複数回多重反射して、部分反射面から割断予定線２５の方向に配列した複数本のビームよりなるレーザビーム列５に変換されてガラス基板１に斜照射される。この結果、ガラス基板１は初亀裂２６を始端として割断予定線２５に沿ってレーザビーム列５により加熱される。可動式テーブル１０をサーボモータ８によりさらに＋Ｙ方向に移動させるとガラス基板１もさらに＋Ｙ方向に移動し、レーザビーム列５により加熱された領域は冷却装置６の真下の位置に達する。このとき、冷却装置６から冷媒となる水ミストを噴射すると、ガラス基板１は冷却点直下で初亀裂２６から拡大した亀裂がガラス基板１１の板厚方向に発生する。 Next, the laser irradiation apparatus 2 is moved while separating the initial crack forming apparatus 7 from the surface of the glass substrate 1 and moving the glass substrate 1 placed on the glass substrate holding table 10 in the + Y direction by the servo motor 8. The laser beam 3 is emitted after being oscillated. The emitted laser beam 3 is reflected downward by the reflecting mirror 4 and obliquely incident on the beam conversion device 12, and is reflected multiple times between the total reflection surface and the partial reflection surface of the beam conversion device 12 to be partially reflected. The glass substrate 1 is converted into a laser beam array 5 composed of a plurality of beams arranged in the direction of the planned cutting line 25 from the surface and obliquely irradiated onto the glass substrate 1. As a result, the glass substrate 1 is heated by the laser beam train 5 along the planned cutting line 25 starting from the initial crack 26. When the movable table 10 is further moved in the + Y direction by the servo motor 8, the glass substrate 1 is also moved in the + Y direction, and the region heated by the laser beam row 5 reaches a position directly below the cooling device 6. At this time, when water mist serving as a refrigerant is ejected from the cooling device 6, the glass substrate 1 is cracked in the thickness direction of the glass substrate 11, expanding from the initial crack 26 immediately below the cooling point.
初亀裂２６の付近で板厚方向に拡大した亀裂は、レーザビーム列５および冷却点の組み合わせがガラス基板１に対して相対的に移送するのに伴って、割断予定線１２に沿って亀裂を拡大させることができる。この結果、ガラス基板１１表面にスクライブ溝が形成される。 The crack expanded in the plate thickness direction in the vicinity of the initial crack 26 is cracked along the planned cutting line 12 as the combination of the laser beam train 5 and the cooling point is transferred relative to the glass substrate 1. Can be enlarged. As a result, a scribe groove is formed on the surface of the glass substrate 11.
前述したように、強化ガラスによるガラス基板１はガラス基板保持テーブル１０に載置したとき、反りによりガラス基板保持テーブル１０の表面から浮きやすい。反りが発生したガラス基板１１をガラス基板保持テーブル１０上に載置して下方から真空吸着しても、真空吸着力が弱いとガラス基板１の外周部がガラス基板保持テーブル１０の表面から浮いた状態になってしまい、この状態でスクライブするとガラス基板１の端面付近が大きく割れて割れ目が裏面にまで達して、ガラス基板１の外周部において割断予定線２５から外れた曲がった割断面が形成されてしまう。したがって、割断予定線２５に沿ったスクライブ溝を形成することができない。 As described above, when the glass substrate 1 made of tempered glass is placed on the glass substrate holding table 10, it tends to float from the surface of the glass substrate holding table 10 due to warping. Even when the warped glass substrate 11 is placed on the glass substrate holding table 10 and vacuum-sucked from below, if the vacuum suction force is weak, the outer periphery of the glass substrate 1 is lifted from the surface of the glass substrate holding table 10. If the scribing is performed in this state, the vicinity of the end surface of the glass substrate 1 is greatly cracked, and the crack reaches the back surface, so that a bent split section is formed at the outer peripheral portion of the glass substrate 1 and deviated from the planned cutting line 25. End up. Therefore, a scribe groove along the planned cutting line 25 cannot be formed.
本発明においては、ガラス基板保持テーブル１０として多孔質部材からなる平面テーブルを使用し、ガラス基板保持テーブル１０におけるガラス基板１の外周部に対応する部分の多孔質部材の粒径と内部に対応する部分の多孔質部材の粒径を異ならせているので、ガラス基板保持テーブル１０にガラス基板１を載置してガラス基板保持テーブル１０の下方から真空吸引したとき、ガラス基板１の外周部における吸引力が内部部分における吸引力より強いので、ガラス基板１の外周部に反りがあって浮き上がっていても、浮き上っている外周部が強い吸引力でガラス基板保持テーブル１０に固定されて反りによるガラス基板１の浮きが除去される。一方、ガラス基板１の内部部分は外周部に比較して吸引力が小さいので内部部分に歪力が加わることはない。したがって、ガラス基板１全体がガラス基板保持テーブル１０上に安定した平面状で固定される。 In the present invention, a planar table made of a porous member is used as the glass substrate holding table 10, and the particle size and the inside of the portion corresponding to the outer peripheral portion of the glass substrate 1 in the glass substrate holding table 10 correspond to the inside. Since the particle sizes of the porous members of the portions are different, when the glass substrate 1 is placed on the glass substrate holding table 10 and vacuum suction is performed from below the glass substrate holding table 10, suction at the outer peripheral portion of the glass substrate 1 is performed. Since the force is stronger than the suction force in the inner portion, even if the outer peripheral portion of the glass substrate 1 is warped and lifted, the outer peripheral portion that is floating is fixed to the glass substrate holding table 10 with a strong suction force and is caused by warpage. The float of the glass substrate 1 is removed. On the other hand, the inner portion of the glass substrate 1 has a smaller suction force than the outer peripheral portion, so that no distortion force is applied to the inner portion. Accordingly, the entire glass substrate 1 is fixed on the glass substrate holding table 10 in a stable flat shape.
したがって、ガラス基板１の外周部において割断予定線２５から外れた曲がった割断面が形成されてしまうことはなく、内部においても歪力が加わることがないので、レーザ照射と冷却により制御されたスクライブ力に悪影響を与えずに割断予定線２５に沿って真直の高品質な割断面を形成することができる。 Therefore, there is no formation of a curved split section deviating from the planned cutting line 25 in the outer peripheral portion of the glass substrate 1, and no distorting force is applied inside, so that the scribe controlled by laser irradiation and cooling is performed. A straight, high-quality split section can be formed along the planned cutting line 25 without adversely affecting the force.
本発明によるガラス基板の加工装置は、近年、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイなどのフラットパネルディスプレイや携帯電話、携帯端末などの表示装置用に用いられているガラス表面に強化層を形成した強化ガラスや厚さが厚い厚ガラスの鏡面割断に適用して好適である。 In recent years, a glass substrate processing apparatus according to the present invention includes a tempered glass having a tempered layer formed on a glass surface used for flat panel displays such as liquid crystal displays and plasma displays, and display devices such as mobile phones and portable terminals. It is suitable for application to the mirror cleaving of thick thick glass.
１ ガラス基板
２ レーザ発振器
３ レーザビーム
４ 反射鏡
５ レーザビーム列
６ 冷却装置
７ 初期亀裂形成装置
８ サーボモータ
９ シャフト軸
１０ ガラス基板保持テーブル
１２ ビーム変換装置
１５ 多孔質平面テーブルの外周部
１６ 多孔質平面テーブルの内部
２５ 割断予定線
２６ 初亀裂
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Glass substrate 2 Laser oscillator 3 Laser beam 4 Reflecting mirror 5 Laser beam row | line | column 6 Cooling device 7 Initial crack formation apparatus 8 Servo motor 9 Shaft shaft 10 Glass substrate holding table 12 Beam converter 15 The outer peripheral part 16 of a porous plane table Porous Inside of flat table 25 Planned cutting line 26 First crack
Claims (4)
2. The glass substrate processing apparatus according to claim 1, wherein the porous member is any one of graphite, porous metal, ceramics, silica, alumina, and zeolite.
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