(57)【要約】  Ｃ面あるいはＲ面等の面取り加工面にすることができる脆性材料基板の面取り加工方法を提供する。  面取り加工を行うエッジラインＥＬに対し基板内を透過するようにレーザビームを照射するとともに、レーザビームの光路上に集光部材１５を配置してエッジライン近傍の基板表面又は基板内部にレーザビームの集光点を形成し、エッジラインに交差する面内で、面取り加工の加工予定幅に対応する範囲に対して集光点を走査し、集光点近傍のアブレーション処理により集光点の走査軌跡に沿った面取り加工を行う。
2009078324.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脆性材料基板の面取り加工を行うエッジラインに対し基板内を透過するようにレーザビームを照射するとともに、レーザビームの光路上に集光部材を配置してエッジライン近傍の基板表面又は基板内部にレーザビームの集光点を形成し、
前記エッジラインに交差する面内で、面取り加工の加工予定幅に対応する範囲に対して前記集光点を走査し、
前記集光点近傍のアブレーション処理により集光点の走査軌跡に沿った面取り加工を行うことを特徴とする脆性材料基板の面取り加工方法。
【請求項２】
前記エッジラインに沿って前記集光点を相対移動させながら、前記エッジラインに交差する面内での前記集光点の走査を繰り返すことによりエッジラインに沿って面取り加工を行う請求項１に記載の面取り加工方法。
【請求項３】
前記集光点の基板内の深さ位置を、面取り加工の加工予定深さに合わせて面取り加工を行う請求項１に記載の面取り加工方法。
【請求項４】
前記エッジラインの方向への前記集光点の相対移動を複数回繰り返し、相対移動の移動回数が増えるごとに集光点の深さ位置を基板内部側にシフトする請求項２に記載の面取り加工方法。
【請求項５】
脆性材料基板の面取り加工を行う面取り加工装置であって、
レーザ光源と、
前記レーザ光源から放射されたレーザビームを集光する集光部材と、
前記レーザ光源と前記集光部材との間のレーザビームの光路に設けられ、レーザ光源から放射されたレーザビームの集光部材への照射位置を走査して集光部材から出射するレーザビームにより形成される集光点が走査されるようにレーザビームの進行方向を偏向するビーム偏向部と、
前記基板内を前記レーザビームが透過して面取り加工を行うエッジライン近傍の基板表面又は基板内部で前記集光点がエッジラインと交差する面内で走査されるようにするとともに、エッジラインが空間に開放された状態で前記基板を支持する基板支持部とを備えたことを特徴とする面取り加工装置。
【請求項６】
前記集光点が前記エッジラインに沿って相対移動するように基板側又はレーザビーム側を移動させる送り機構を備えた請求項５に記載の面取り加工装置。
【請求項７】
前記基板支持部は基板を水平に載置するテーブルからなり、前記集光部材およびビーム偏向部は基板に対しレーザビームが斜め入射するように配置される請求項５に記載の面取り加工装置。
【請求項８】
前記集光部材およびビーム偏向部は基板に対しレーザビームが上方から斜め入射するように配置され、面取り加工を行うエッジラインがテーブル面の外側に離れた位置で下方に向けて開放された状態で支持される請求項７に記載の面取り加工装置。
【請求項９】
ビーム偏向部はガルバノミラー又はポリゴンミラーにより構成される請求項５に記載の面取り加工装置。
【請求項１０】
集光部材が、凸レンズ又は実質的に凸レンズと等価な集光点を形成する凹面鏡からなる請求項５に記載の面取り加工装置。
【請求項１１】
集光部材が、ｆθレンズ又は実質的にｆθレンズと等価な集光点を形成する非球面鏡からなる請求項５に記載の面取り加工装置。
【請求項１２】
集光部材は、ビーム偏向部によりレーザビームの集光部材への照射位置が走査されたときに集光部材から出射するレーザビームにより形成される集光点の軌跡が凸状の自由曲線を描くように光学パラメータが定められた非球面レンズ又は非球面鏡からなる請求項５に記載の面取り加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脆性材料基板の端面に形成されるエッジライン（稜線）の面取り加工方法に関し、さらに詳細にはレーザビームの照射によりエッジラインのＲ面取りまたはＣ面取りを行う面取り加工方法および面取り加工装置に関する。
ここで加工対象となる脆性材料基板には、ガラス基板のほか、石英、単結晶シリコン、サファイヤ、半導体ウェハ、セラミック等の基板が含まれる。【０００２】
ガラス基板等の脆性材料基板は、所望の寸法、形状に加工することにより各種の製品に用いられている。一般に、脆性材料基板の加工は、ダイシング、ホイールスクライブ、レーザスクライブ等の既存の加工技術により行われるが、これらの加工技術により分断された基板端面のエッジラインは非常に鋭く、わずかな衝撃が加わるだけでもチッピングやマイクロクラック等の不具合が生じる。例えば、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用のガラス基板では、エッジが欠けることにより発生した破片がＦＰＤ用基板の表面に傷を付ける原因となり、製品の歩留まりに影響を与える。
そのため、基板を分断した後に発生する基板のエッジ部分の欠け等を防止するために、エッジラインに沿って面取り加工が行われている。【０００３】
従来からの面取り加工のひとつに、多量の水を供給しつつダイヤモンド砥石により研磨するウェット研磨法がある。しかしながら、ウェット研磨法により形成される面取り加工面には、微小なクラックが連続的に残存しており、面取り加工面の強度は周囲より著しく低下することになっていた。【０００４】
これに対し、面取り加工を行おうとするエッジラインに沿ってレーザビームを走査し、エッジラインに沿って、レーザビームの焦点が移動することによりエッジ上が加熱溶融することにより面取りを行う加熱溶融法が提案されている。たとえばガラス部材全体を常温より高い温度に保持（余熱）した状態で、稜線部近傍をレーザ加熱して稜線部を軟化させて丸くすることにより面取りを行う方法が開示されている（特許文献１参照）。【０００５】
図８は、ＣＯ２レーザ光源を用いて加熱溶融法により面取り加工を行う際のレーザ照射状態を示す断面図である。予め、図示しないヒータを用いてガラス基板１０全体を軟化温度より低い所定温度に徐々に加熱しておき、続いて所定温度に保持されたガラス基板１０の面取り加工を行うエッジライン５１に沿って、ＣＯ２レーザ光源５０からのレーザ光を集光レンズ５３により集光し、焦点を加工部分近傍に合わせて走査する。その際、レーザ出力、走査速度を調整することにより、レーザ照射されたエッジ部分が高温になって軟化するようにし、これによりレーザ照射されたエッジ部分が丸みを帯びるように加工する。【０００６】
この場合、予備加熱、加工後の冷却に時間がかかる。また、基板全体を予備加熱する必要があり、加熱できないデバイスやセンサ等の機能膜が基板上に既に形成されている場合には、この方法による面取り加工を実施できない場合もある。また、余熱が不十分であれば熱応力により割れ（クラック）が発生し、良好な面取り加工ができなくなる。さらに、上述した加熱溶融法による面取り加工では、溶融部分が変形してその一部（丸みを帯びた部分の一部）が周囲よりも膨れてしまい、基板端面の平坦度が損なわれることがある。【０００７】
加熱溶融法とは異なり、予備加熱の必要がないレーザ照射による面取り方法として、エッジ近傍にレーザ光を照射して加熱することでガラス基板１０にクラックを発生させ、レーザ光を相対的にエッジライン方向に走査することによりクラックをエッジラインに沿って成長させ、ガラス基板からエッジ近傍を分離することにより面取りを行うレーザスクライブ法が開示されている（特許文献２）。【０００８】
図９は、ＣＯ２レーザ光源を用いてレーザスクライブにより面取り加工を行う際のレーザ照射状態を示す図である。ガラス基板１０のエッジライン５１付近にＣＯ２レーザ光源５０からのレーザ光を集光レンズ５３により局所的に照射し、軟化温度より低い温度で加熱する。このとき局所的熱膨張にともなう熱応力によってクラック５２が発生する。そして、エッジライン５１に沿ってレーザ光を走査することにより、順次発生するクラック５２がエッジライン５１に沿って成長し、エッジライン５１を含むエッジ近傍（角部分）が分離される。
特許文献２によれば、レーザスクライブによる面取り加工を行うことにより、ガラス基板の精度を損なうことなく、高い生産性と洗浄工程を必要としない面取り加工を施すことができるとされている。
【特許文献１】特開平２−２４１６８４号公報
【特許文献２】特開平９−２２５６６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ここで、レーザスクライブによる面取り加工によって形成される加工面について説明する。図１０は、ＣＯ２レーザを用いたレーザスクライブにより面取り加工を行ったときの加工断面の拡大図である。【００１０】
面取り加工により、ガラス基板１０の角部分Ｕが分離（剥離）され、ガラス基板１０のエッジライン５３は角部分Ｕとともに消失するが、新たに面取り加工面５４が形成される。
この面取り加工面５４の断面形状を観察すると、ガラス基板１０側に凹んだ円弧形状の逆Ｒ面を有している。面取り加工面５４が凹んでいる結果、ガラス基板Ｓの基板表面５５、５６との交差部分には、２つのエッジライン５７、５８が形成されることになる。これらエッジライン５７、５８は、当初のエッジライン５３に比べるとエッジの鋭さは改善されているが、それでも凹みが大きくなると、鋭利なエッジが形成されてしまうことになる。
特にフラットパネルディスプレイ用（ＦＰＤ用）ガラス基板では、エッジライン５７、５８の直上にＴＡＢテープが配線されることがあり、面取り加工後に、この部分に鋭利なエッジが残っているとＴＡＢテープが断線される可能性が高くなる。
そのため、面取り加工面５４は、凹みをなくし、面取り部分が平面であるＣ面、あるいは、外側に向けて凸状になるＲ面にすることが求められている。【００１１】
しかしながら、上述したような従来のＣＯ２レーザを用いたレーザスクライブ法による面取り加工面５４ではどうしても面取り加工面に凹みが発生してしまう。これはエッジライン５３に照射するレーザの照射方向を変化させたりしても、結果はほぼ同じであり、面取り加工面の形状を制御することが困難であった。【００１２】
近年、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用ガラス基板等では、従来よりも大型のガラス基板が用いられ、ガラス基板の大型化に伴って、基板の加工品質についても、これまで以上に高い精度や信頼性が求められるようになってきている。面取り加工面の形状についても、これまで以上に高い精度と信頼性が求められている。【００１３】
そこで本発明は、レーザ照射により形成される面取り加工面を、逆Ｒ面ではなく、Ｃ面あるいはＲ面、あるいは外側に向けて凸になる曲面にすることができる面取り加工方法および面取り加工装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するためになされた本発明の面取り加工方法は、面取り加工を行うエッジラインを、そのエッジラインの前方の空間からレーザビームを照射して加熱するのではなく、基板の裏側から基板内を透過したレーザビームをエッジライン近傍で集光させるとともに、エッジラインに交差する面内を走査しながら加熱し、アブレーションによって面取り加工を行うようにしている。
すなわち、脆性材料基板の面取り加工を行うエッジラインに対し基板内を透過するようにレーザビームを照射するとともに、レーザビームの光路上に集光部材を配置してエッジライン近傍の基板表面又は基板内部にレーザビームの集光点を形成し、エッジラインに交差する面内で、面取り加工の加工予定幅に対応する範囲に対して集光点を走査し、集光点近傍のアブレーション処理により集光点の走査軌跡に沿った面取り加工を行う。【００１５】
ここで、脆性材料基板には、ガラス基板、石英基板、シリコン基板、サファイヤ基板、シリコンその他の半導体ウェハ、セラミック基板が含まれる。
脆性材料基板に照射するレーザビームは、面取り加工を行う基板材料に応じて適当な波長のレーザ光が選択される。すなわち、レーザビームを集光させながら基板に照射したときに、集光点近傍で多光子吸収によるアブレーション現象が発生し、集光点近傍以外のレーザビームが通過する光路上ではほとんど吸収されない波長光が用いられる。
具体的には、例えばガラス基板では、波長が１９３ｎｍから１０６４ｎｍのレーザを用いることができ、レーザ光源としてＮｄ−ＹＡＧレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、ＫｒＦエキシマレーザなどを使用できる。また、例えばシリコン基板では、波長が１１００ｎｍ以上のレーザを用いることができる。
一方、加工対象物に対して吸収率が大きく基板内をほとんど透過させることができないレーザ光源は、本発明の面取り加工に用いることができない。例えばガラス基板では、ＣＯ２レーザやＣＯレーザ（波長５．３μｍ）は、吸収率が大きいため、ガラス基板内をほとんど透過させることができないため、加工対象物がガラス基板である場合、本発明で用いる面取り加工用のレーザ光源からは除外される。【００１６】
レーザビームの光路上に配置する集光部材は、集光機能を奏する光学素子であればよい。具体的には凸レンズ（複数枚の組み合わせ凸レンズも含む）、あるいは凹面鏡を用いることができる。また、面取り加工面を所望の曲面(但し集光するために凸状にする)にする場合は、後述するビーム偏向部により、その曲面形状に沿って集光点が走査されるように、集光部材の光学パラメータ（屈折率、曲率半径、曲面形状等）を調整する。
具体的には集光点の走査軌跡を、球面（Ｒ面）以外、例えば放物面にしたり、楕円面にしたりする。なお、集光部材をいわゆるｆθレンズにすることにより面取り加工面を平面にすることもできる。【００１７】
本発明によれば、脆性材料基板の面取り加工を行うエッジラインに対し、基板内を透過するように、裏側からレーザビームを照射する。このときレーザビームの光路上に集光部材を配置して、エッジライン近傍の基板表面又は基板内部にレーザビームの集光点を形成する。そして、エッジラインに交差する面内で集光点を走査する。この走査は、面取り加工の加工予定幅に対応する範囲を含むようにする。このようにして、集光させたレーザ照射によってアブレーション現象を発生し、集光点近傍を局所的に溶融、除去する。そして、この集光点を、エッジラインに交差する面内で走査することにより、走査軌跡に沿った形状の面取り加工面が形成される。したがって、集光部材の光学パラメータにより集光点の走査軌跡を調整するようにして、Ｒ面やＣ面の面取り加工を行うようにする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、レーザ照射によって形成される面取り加工面を、Ｃ面、あるいはＲ面、あるいは外側に向けて凸になる曲面にすることができる。【００１９】
（その他の課題解決手段および効果）
上記発明において、エッジラインに沿って集光点を相対移動させながら、エッジラインに交差する面内での集光点の走査を繰り返すことにより、エッジラインに沿って面取り加工を行うようにしてもよい。
これによれば、エッジラインがエッジライン全体に面取り加工を行うことができる。この場合、エッジラインの起点から終点まで連続的に相対移動させればよいが、深い面取り加工を行うような場合に、場合によって間欠的に相対移動させて十分なエネルギーを与えることにより、確実に面取り加工を行うようにしてもよい。【００２０】
上記発明において、集光点の基板内の深さ位置を、面取り加工の加工予定深さに合わせて面取り加工を行うようにしてもよい。
これによれば、集光点の基板内の深さ位置を、面取り加工の加工予定深さに合わせてあるので、走査を行うことにより、予定深さまで一挙に面取り加工を行うことができる。【００２１】
上記発明において、エッジラインの方向への前記集光点の相対移動を複数回繰り返し、相対移動の移動回数が増えるごとに集光点の深さ位置を基板内部側にシフトするようにしてもよい。
これによれば、面取り加工の深さが深いときに、最初は浅く、徐々に深さを増した面取り加工を行うことができる。【００２２】
また、上記発明と関連して別の観点からなされた本発明の面取り加工装置は、脆性材料基板の面取り加工を行う面取り加工装置であって、レーザ光源と、レーザ光源から放射されたレーザビームを集光する集光部材と、レーザ光源と集光部材との間のレーザビームの光路に設けられ、レーザ光源から放射されたレーザビームの集光部材への照射位置を走査して集光部材から出射するレーザビームにより形成される集光点が走査されるようにレーザビームの進行方向を偏向するビーム偏向部と、基板内を前記レーザビームが透過して面取り加工を行うエッジライン近傍の基板表面又は基板内部で前記集光点がエッジラインと交差する面内で走査されるようにするとともに、エッジラインが空間に開放された状態で前記基板を支持する基板支持部とを備えるようにしている。【００２３】
これによれば、レーザ光源と集光部材との間のレーザビームの光路上に設けられたビーム偏向部は、レーザ光源から放射されたレーザビームの集光部材への照射位置を走査する。集光部材はレーザビームの照射位置に応じてレーザビームの出射方向を偏向する。その結果、集光部材から出射されるレーザビームにより形成される集光点が、エッジライン近傍においてエッジラインと交差する面内で走査されるようになり、集光点の走査軌跡に沿ってアブレーションによる面取り加工面が形成される。このときの集光点の走査軌跡は、集光部材の光学パラメータによって定まる。一般に集光部材で形成される走査軌跡はレーザビームの進行方向に向かって凸状になるので（例えば集光部材が凸レンズや凹面鏡の場合の走査軌跡は凸となる弧になる）、集光素子の光学パラメータで定まる凸状の走査軌跡に応じた面取り加工面が形成される。【００２４】
上記面取り加工装置において、集光点がエッジラインに沿って相対移動するように基板側又はレーザビーム側を移動させる送り機構を備えるようにしてもよい。
これによれば、エッジラインがエッジライン全体に面取り加工を行うことができる。【００２５】
上記面取り加工装置において、基板支持部は基板を水平に載置するテーブルからなり、集光部材およびビーム偏向部は基板に対しレーザビームが斜め入射するように配置されるようにしてもよい。
これによれば、基板を水平なテーブル上に安定に載置したまま面取り加工を行うことができる。【００２６】
この場合に、集光部材および偏向部は基板に対しレーザビームが上方から斜め入射するように配置され、面取り加工を行うエッジラインがテーブル面の外側に離れた位置で下方に向けて開放された状態で支持されるようにしてもよい。
これによれば、面取り加工が行われるエッジラインが下方に向けられているので、アブレーションにより除去された基板材料の残渣が下方に拡散することで基板への付着量が低減される。【００２７】
上記面取り装置において、ビーム偏向部はガルバノミラー又はポリゴンミラーにより構成されるようにしてもよい。
ガルバノミラーの場合は反射鏡の揺動運動により、また、ポリゴンミラーの場合は反射鏡の回転運動により、集光部材に向かうレーザビームを偏向させることができる。【００２８】
上記面取り装置において、集光部材が凸レンズ又は実質的に凸レンズと等価な集光点を形成する凹面鏡からなるようにしてもよい。
これによれば、集光点の走査軌跡によって形成される面取り加工面をＲ面にすることができる。【００２９】
上記面取り装置において、集光部材が、ｆθレンズ又は実質的にｆθレンズと等価な集光点を形成する非球面鏡からなるようにしてもよい。
これによれば、集光点の走査軌跡によって形成される面取り加工面をＣ面にすることができる。【００３０】
上記面取り装置において、集光部材は、ビーム偏向部によりレーザビームの集光部材への照射位置が走査されたときに集光部材から出射するレーザビームにより形成される集光点の軌跡が凸状の自由曲線を描くように光学パラメータが定められた非球面レンズ又は非球面鏡からなるようにしてもよい。
これによれば、集光点の走査軌跡によって形成される面取り加工面を、所望の凸状曲面にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施形態である脆性材料基板の面取り加工装置の構成を示す図。
【図２】図１の走査光学系の拡大図。
【図３】図１の面取り加工装置の制御系のブロック図。
【図４】面取り加工面を深く形成する場合の手順を示す図。
【図５】走査光学系の変形例の拡大図。
【図６】走査光学系の変形例の拡大図。
【図７】走査光学計の変形例の拡大図。
【図８】ＣＯ２レーザ光源を用いて加熱溶融法により面取り加工を行う際のレーザ照射状態を示す断面図。
【図９】ＣＯ２レーザ光源を用いてレーザスクライブ法により面取り加工を行う際のレーザ照射状態を示す図。
【図１０】ＣＯ２レーザを用いたレーザスクライブ法により面取り加工を行ったときの加工断面の拡大図。
【符号の説明】
【００３２】
２  スライドテーブル
７  台座
１１  昇降テーブル
１２  吸着テーブル
１３  レーザ光源  
１４  ガルバノミラー（ビーム偏向部）
１４ａ  ポリゴンミラー
１５  凸レンズ（集光部材）
１５ａ  ｆθレンズ
１５ｂ  凹面鏡
１６  走査光学系
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。ここでは、ガラス基板についての面取り加工について説明する。
なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれることはいうまでもない。【００３４】
図１は、本発明の一実施形態である脆性材料基板の面取り加工装置ＬＭを示す図である。図２は、図１の走査光学系を示す拡大図である。【００３５】
面取り加工装置ＬＭは、水平な架台１上に平行に配置された一対のガイドレール３、４に沿って、図１の紙面前後方向（以下Ｙ方向という）に往復移動するスライドテーブル２が設けられている。両ガイドレール３、４の間に、スクリューネジ５が前後方向に沿って配置され、このスクリューネジ５に、前記スライドテーブル２に固定されたステー６が螺合されており、スクリューネジ５をモータ（図示外）によって正、逆転することにより、スライドテーブル２がガイドレール３、４に沿ってＹ方向に往復移動するように形成されている。【００３６】
スライドテーブル２上には、水平な台座７がガイドレール８に沿って、図１の左右方向（以下Ｘ方向という）に往復移動するように配置されている。台座７に固定されたステー１０ａに、モータ９によって回転するスクリューネジ１０が貫通螺合されており、スクリューネジ１０が正、逆転することにより、台座７がガイドレール８に沿って、Ｘ方向に往復移動する。【００３７】
台座７上には、高さ方向（以下Ｚ方向という）の調整を行う昇降テーブル１１と、吸引チャックを搭載した吸着テーブル１２が設けられており、この吸着テーブル１２の上に、ガラス基板Ｇが水平な状態でセットされる。このときガラス基板Ｇは、面取り加工を行うエッジラインを含めた基板の一部が、吸着テーブル１２の外側に飛び出た状態で吸着される。したがって、面取り加工を行うエッジラインＥＬは下方に向けて開放された状態で支持される。
なお、ガラス基板Ｇはカメラ２０および基板に形成されたアライメントマーク（不図示）を利用して位置決めを行い、エッジラインＥＬをＹ方向に向けるようにする。基板Ｇが一定である場合には、吸着テーブル１２の表面に位置決め用のガイドを設けておき、基板の一部をガイドに当接させるようにして位置決めを行ってもよい。【００３８】
ガラス基板Ｇの上方には、レーザ光源１３と、ガルバノミラー１４（ビーム偏向部）と、凸レンズ１５（集光部材）とが取り付けられている。ガルバノミラー１４と凸レンズ１５とは走査光学系１６を構成する。
レーザ光源１３にはＮｄ−ＹＡＧレーザ光源が用いられる。レーザ光源１３はＸＺ面内で出射方向が左斜め下方４５度に向けられている。
ガルバノミラー１４は、レーザ光源１３から出射されるレーザビームの光路上に反射鏡を配置してあり、レーザビームを右斜め下方に出射するとともに、反射鏡の揺動運動により、ビームの出射方向をＸＺ面内で偏向する。このときのガルバノミラー１４の揺動運動の範囲は、加工対象物の面取り加工を行う角度範囲に応じて調整する。
凸レンズ１５は、ガルバノミラー１４から出射されるレーザビームを集光し、集光点を形成する。なおレーザビームの強度などは、加工対象物に形成された集光点で多光子吸収が生じるように設定される。また、ガルバノミラー１４によって出射方向が偏向されて、レーザビームの凸レンズ１５への入射位置が走査される結果、凸レンズ１５から出射されるレーザビームによる集光点は、ＸＺ面内（すなわちエッジラインＥＬに直交する面内）で走査され、走査軌跡がビームの進行方向に向けて凸状になる。
例えば図２に示すように、ガルバノミラー１４の揺動運動により集光点の走査軌跡はＦ０、Ｆ１、Ｆ２を結ぶ弧Ｒ０となる。【００３９】
ガルバノミラー１４と凸レンズ１５とにより形成される集光点の位置および集光点の走査軌跡は、一定の位置および軌跡になるので、予め、集光点の座標（Ｆ０，Ｆ１，Ｆ２の座標）や軌跡（弧Ｒ０）を表す関数を幾何学的計算により（または実測で）求めておくことができる。【００４０】
したがって、ガラス基板Ｇをセットした後、スライドテーブル２および台座７および昇降テーブル１１によるＸＹＺ方向の位置調整を行うことにより、集光点Ｆ０をエッジラインＥＬ上、あるいはエッジラインＥＬ近傍に設定した加工予定面の位置に合わせるようにする。【００４１】
続いて、面取り加工装置ＬＭの制御系について説明する。図３は制御系のブロック図である。面取り加工装置ＬＭは、各種制御データ、設定パラメータおよびプログラム（ソフトウェア）を記憶するメモリ、演算処理を実行するＣＰＵからなる制御部５０を備えている。【００４２】
この制御部５０は、スライドテーブル２、台座７の位置決めや移動を行うためのモータ（モータ９等）を駆動するテーブル駆動部５１、吸着テーブル１２の吸引チャックを駆動する吸着機構駆動部５２、ガルバノミラー１４を駆動するビーム偏向部駆動部５３、レーザ照射を行うレーザ駆動部５４の各駆動系を制御する。また、制御部５０は、キーボード、マウスなどからなる入力部５６、および、表示画面上に各種表示を行う表示部５７が接続され、必要な情報が画面に表示するとともに、必要な指令や設定が入力できるようにしてある。【００４３】
次に、面取り加工装置ＬＭによる面取り動作について説明する。基板Ｇを吸着テーブル１２に載せ、カメラ２０を用いて位置調整を行う。そしてエッジラインＥＬをＹ方向に向けるとともに、集光点Ｆ０の座標がエッジラインＥＬ上またはこの近傍の加工予定面の深さにくるようにスライドテーブル２、台座７、昇降テーブル１１により位置調整する。
続いて、ガルバノミラー１４およびレーザ光源１３を駆動してレーザビームをエッジライン近傍で走査する。その結果、集光点ではアブレーションにより基板材料が溶融除去され、面取り加工面が形成される。【００４４】
なお、エッジラインＥＬの全長にわたって面取りを行うときは、スライドテーブル２を一定速度で送り、レーザビームの走査面（ＸＺ面）に対し基板ＧをＹ方向へ移動する。このとき、スライドテーブル２を間欠的に送り、同じ加工位置に対して複数回レーザビームが走査されるようにしてもよい。【００４５】
また、面取り加工面を深く形成する場合には、複数回に分けて面取り加工を行う。すなわち、図４に示すように、初回の面取り加工はエッジラインＥＬに近い浅い位置に集光点を設定してＹ方向へ移動しながら加工を行い、２回目移行は集光点の位置を基板内部側に少しずつシフトさせて同様の加工を繰り返すようにする。【００４６】
次に、変形実施例について説明する。
図５は、集光部材を凸レンズ１５からｆθレンズ１５ａに代えたときの走査光学系の拡大図である。この場合は、集光点の走査軌跡がＸＺ面で直線状になるのでＣ面の面取り加工を行うことができる。【００４７】
また、レンズの曲面形状、曲率半径、屈折率等の光学パラメータを適宜設計すれば、所望の走査軌跡を描くことができる自由曲面レンズを作成することができるので、この自由曲面レンズを用いて、面取り加工面を放物面にしたり、楕円面にしたり、任意の自由曲面にすることもできる。さらにレンズによる走査軌跡と同じ軌跡を、レンズに代えて反射鏡を用いて描かせることもできる。【００４８】
図６はビーム偏向部をガルバノミラー１４からポリゴンミラー１４aに代えたときの走
査光学系の拡大図である。図７は集光部材をレンズから凹面鏡１５ｂに代えたときの走査光学系の拡大図である。これらの走査光学系を用いた場合も図２と同様の面取り加工を行うことができる。【００４９】
また、エッジラインＥＬに沿って面取り加工を行う際に、図２の面取り加工装置ＬＭでは基板Ｇを載せたスライドテーブル２を移動したが、走査光学系（ガルバノミラー１４、凸レンズ１５）側を移動することもできる。【００５０】
以上、ガラス基板についての面取り加工について説明したが、他の脆性材料基板についても、それぞれの基板材料の吸収特性に応じて使用可能なレーザ光源を選択することにより、同様の面取り加工を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、ガラス基板等の脆性材料基板の面取り加工に利用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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