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JP2016030288A - Laser processing method and manufacturing method of sheet glass blank - Google Patents

Laser processing method and manufacturing method of sheet glass blank Download PDF

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JP2016030288A
JP2016030288A JP2014154909A JP2014154909A JP2016030288A JP 2016030288 A JP2016030288 A JP 2016030288A JP 2014154909 A JP2014154909 A JP 2014154909A JP 2014154909 A JP2014154909 A JP 2014154909A JP 2016030288 A JP2016030288 A JP 2016030288A
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JP
Japan
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workpiece
laser beam
ingot
laser
boule
Prior art date
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Pending
Application number
JP2014154909A
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Japanese (ja)
Inventor
英紀 長田
Hidenori Osada
英紀 長田
寛文 松山
Hirofumi Matsuyama
寛文 松山
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Opi Co Ltd
Original Assignee
Opi Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method capable of efficiently processing an object to be processed of high hardness composed of a single crystal sapphire, etc.SOLUTION: In a laser processing method for processing an object 1 to be processed which transmits a laser beam 2 used for laser processing with the laser beam 2, the laser beam 2 applied toward the object 1 to be processed is converged to a lower surface 6 of the object 1 to be processed in an optical axial direction Z, thereby, material of the object 1 to be processed is vaporized by generating multiphoton absorption on a focal position Fp of the laser beam 2, at the same time, the focal position Fp is moved toward the upper surface 5 from the lower surface 6 of the object 1 to be processed in the optical axial direction Z of the laser beam 2 and, thereby, a penetration part 7 is formed on the object 1 to be processed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、レーザ光を用いて被加工物を加工するレーザ加工方法、および、板ガラスブランクスの製造方法に関する。   The present invention relates to a laser processing method for processing a workpiece using laser light, and a method for manufacturing plate glass blanks.

一般に、スマートフォンなどの携帯型電子機器のカバーガラスには化学強化ガラスが使用されている。ただし近年においては、スマートフォンなどのカバーガラスに単結晶サファイアガラス(以下、単に「サファイアガラス」という。)が採用されるようになってきている。その理由は、サファイアガラスは、カバーガラスに要求される耐熱性や耐食性、光透過性に優れるほか、化学強化ガラスよりも高い耐摩耗性を有するからである。ただし、サファイアガラスは、ダイヤモンドに次ぐ硬度を有するため、加工が非常に難しいという難点がある。   Generally, chemically tempered glass is used as a cover glass for portable electronic devices such as smartphones. However, in recent years, single crystal sapphire glass (hereinafter, simply referred to as “sapphire glass”) has been adopted as a cover glass for smartphones and the like. This is because sapphire glass has excellent heat resistance, corrosion resistance, and light transmittance required for the cover glass, and has higher wear resistance than chemically tempered glass. However, since sapphire glass has hardness next to diamond, there is a difficulty that processing is very difficult.

従来、単結晶サファイアはGaN(窒化ガリウム)系のLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)の素子成長基板やSOS(Silicon on Sapphire)半導体素子成長基板に多く用いられている。これらの基板製造は以下のような方法で行っている。   Conventionally, single crystal sapphire has been widely used for device growth substrates of GaN (gallium nitride) based LED (Light Emitting Diode) and SOS (Silicon on Sapphire) semiconductor device growth substrates. These substrates are manufactured by the following method.

成長結晶(以下、「Boule(ブール)」という)から基板(以下、Wafer「ウェーハ」という)を切り出す工程を説明する。
まず、成長初期の欠陥の集合体や不純分析出など単結晶として品質の劣るブールの上端と下端を除去する。これをクロッピング(Cropping)と呼ぶ。
次に、ブールから所定の径と長さの円柱形状(以下、「Ingot(インゴット)」という)を切り出す。円周先端部にダイアモンドチップを接合したカップ型の円筒ドリル(以下、「コアドリル」という)を高速回転させてくり抜く。この工程をコアリングと呼ぶ。くり抜く方向と角度は円筒端面がウェーハの主面方位となるようにする。
A process of cutting a substrate (hereinafter referred to as a Wafer “wafer”) from a grown crystal (hereinafter referred to as “Boule”) will be described.
First, the upper and lower ends of the boule, which is inferior in quality as a single crystal, such as a collection of defects at the early stage of growth or impurity analysis, are removed. This is called cropping.
Next, a cylindrical shape (hereinafter referred to as “Ingot”) having a predetermined diameter and length is cut out from the boule. A cup-shaped cylindrical drill (hereinafter referred to as “core drill”) with a diamond tip joined to the circumferential tip is rotated at a high speed and cut out. This process is called coring. The hollowing direction and angle are set so that the cylindrical end face is the main surface orientation of the wafer.

続いて、インゴット外周部の一部または複数の帯状領域をインゴット軸に平行に平面研削する。これはインゴット端面の法線に直交する一意の結晶軸を示すオリエンテーションフラットと呼ばれ、切断時に切断方向を選定するのに必要である。
次に、マルチワイヤソーを用いてインゴットをスライスすることにより、一つのインゴットから複数のウェーハを得る。マルチワイヤソーに関しては、ワイヤと材料の相対的位置は絶えず変化するから、ワイヤの切り込み方向と角度は微妙に変動するという本質的な課題がある。そのため、実際の加工では切断面からわずかに傾いたままワイヤが走行するトラッキングと呼ばれる現象が少なからず見受けられる。このような現象を低減する目的で、ワークを機械的に揺動したり(特許文献1)、ワークに超音波パルスを加えて圧縮性応力を相殺したりすることが試みられている。また、より高速の切断加工として、金属ワイヤを電極とし、ワイヤを送りながらワークとの間で放電するワイヤ放電が検討されている(特許文献2)。
Subsequently, part or a plurality of belt-like regions on the outer periphery of the ingot are surface-ground parallel to the ingot axis. This is called an orientation flat showing a unique crystal axis perpendicular to the normal line of the ingot end face, and is necessary for selecting a cutting direction at the time of cutting.
Next, a plurality of wafers are obtained from one ingot by slicing the ingot using a multi-wire saw. With respect to a multi-wire saw, since the relative position of the wire and the material constantly changes, there is an essential problem that the cutting direction and the angle of the wire vary slightly. For this reason, in actual machining, a phenomenon called tracking in which the wire travels while slightly tilting from the cut surface can be seen. In order to reduce such a phenomenon, attempts have been made to mechanically swing the workpiece (Patent Document 1) or to cancel the compressive stress by applying an ultrasonic pulse to the workpiece. Further, as a higher-speed cutting process, a wire discharge in which a metal wire is used as an electrode and discharge is performed between the workpiece while feeding the wire has been studied (Patent Document 2).

特開2011−240449号公報JP 2011-240449 A 特開2014−8592号公報JP 2014-8592 A

しかしながら上述した従来の方法では、マルチワイヤソーを用いたスライス工程に長い時間がかかっている。   However, in the conventional method described above, the slicing process using a multi-wire saw takes a long time.

具体的には、マルチワイヤソーを用いてインゴットをスライスするには、ワイヤ線径を大きくして高張力かつ高速度でワイヤを送る事が望ましいが、線径が大きければカーフロスと呼ばれる材料の欠損が大きくなる。通常は芯線の径が180μm、ダイヤモンドの微粒子層を70μm固着した線径250μmのワイヤを使用することが一般的である。この場合、切断速度は単結晶サファイアの場合、4インチで10時間、6インチで15時間を要し、炭化ケイ素の場合だと4インチで20時間、6インチで40時間を要する。さらに、ダイヤモンド固着層は切断によって脱落するから、高い切断精度を維持するには1回の切断ごとにワイヤを交換する必要がある。それほど高い切断精度を要しない場合でも3〜5回の切断毎にワイヤ交換が必要となる。このため、ワイヤ交換にともなう工程時間のロス、ワイヤの費用が別途必要になる。   Specifically, in order to slice an ingot using a multi-wire saw, it is desirable to increase the wire diameter and feed the wire with high tension and high speed. However, if the wire diameter is large, a loss of material called kerfloss occurs. growing. Usually, a wire having a core diameter of 180 μm and a wire diameter of 250 μm in which a fine particle layer of diamond is fixed to 70 μm is used. In this case, the cutting speed is 10 hours for 4 inches and 15 hours for 6 inches for single crystal sapphire, and 20 hours for 4 inches and 40 hours for 6 inches for silicon carbide. Furthermore, since the diamond fixing layer is dropped by cutting, it is necessary to change the wire for each cutting in order to maintain high cutting accuracy. Even when cutting accuracy is not so high, it is necessary to replace the wire every 3 to 5 times. For this reason, the loss of the process time accompanying wire exchange and the expense of a wire are needed separately.

本発明の主な目的は、単結晶サファイアなどで構成された高硬度の被加工物を効率良く加工することができる技術を提供することにある。   A main object of the present invention is to provide a technique capable of efficiently processing a high-hardness workpiece made of single crystal sapphire or the like.

本発明の第1の態様は、
レーザ加工に用いるレーザ光を透過する被加工物を前記レーザ光によって加工するレーザ加工方法であって、
前記被加工物に向けて照射したレーザ光を該レーザ光の光軸方向において前記被加工物の一方の主表面に収束させることにより、前記レーザ光の焦点位置で多光子吸収を生じさせて前記被加工物の材料を蒸発させるとともに、前記レーザ光の光軸方向において前記被加工物の一方の主表面から他方の主表面に向かって前記焦点位置を移動させる
ことを特徴とするレーザ加工方法である。
The first aspect of the present invention is:
A laser processing method for processing a workpiece that transmits laser light used for laser processing with the laser light,
The laser beam irradiated toward the workpiece is converged on one main surface of the workpiece in the optical axis direction of the laser beam, thereby causing multiphoton absorption at the focal position of the laser beam. In the laser processing method, the material of the workpiece is evaporated, and the focal position is moved from one main surface of the workpiece to the other main surface in the optical axis direction of the laser beam. is there.

本発明の第2の態様は、
前記レーザ光を走査しながら前記レーザ光の焦点位置を前記被加工物の一方の主表面から他方の主表面に向かって移動させる
ことを特徴とする上記第1の態様に記載のレーザ加工方法である。
The second aspect of the present invention is:
In the laser processing method according to the first aspect, the focal position of the laser light is moved from one main surface of the workpiece to the other main surface while scanning the laser light. is there.

本発明の第3の態様は、
前記被加工物の一方の主表面は、前記被加工物に向けて前記レーザ光を照射した際に、前記レーザ光の出射側に位置する主表面である
ことを特徴とする上記第2の態様に記載のレーザ加工方法である。
The third aspect of the present invention is:
The second aspect of the present invention is characterized in that one main surface of the workpiece is a main surface located on an emission side of the laser beam when the laser beam is irradiated toward the workpiece. It is a laser processing method as described in above.

本発明の第4の態様は、
前記被加工物は円柱形をなし、
前記被加工物の中心軸を中心に前記被加工物を回転させるとともに、該回転中の前記被加工物に対して前記被加工物の中心軸と直交する方向から前記レーザ光を照射し、かつ、前記レーザ光の光軸方向において前記被加工物の一方の主表面から他方の主表面に向かって前記焦点位置を移動させる
ことを特徴とする上記第1〜第3の態様のいずれか一つに記載のレーザ加工方法である。
The fourth aspect of the present invention is:
The workpiece has a cylindrical shape,
Rotating the workpiece about the central axis of the workpiece, irradiating the rotating workpiece with the laser beam from a direction orthogonal to the central axis of the workpiece; and The focus position is moved from one main surface of the workpiece to the other main surface in the optical axis direction of the laser beam. Any one of the first to third aspects, It is a laser processing method as described in above.

本発明の第5の態様は、
前記被加工物の主表面である外周面に前記レーザ光が入射したときの光学的な効果と逆の効果を果たす補正レンズを通して前記被加工物に前記レーザ光を照射する
ことを特徴とする上記第4の態様に記載のレーザ加工方法である。
According to a fifth aspect of the present invention,
Irradiating the workpiece with the laser light through a correction lens that has an effect opposite to the optical effect when the laser beam is incident on the outer peripheral surface, which is the main surface of the workpiece. It is the laser processing method as described in a 4th aspect.

本発明の第6の態様は、
前記被加工物は、単結晶サファイアまたは炭化珪素によって構成されている
ことを特徴とする上記第1〜第5の態様のいずれか一つに記載のレーザ加工方法である。
The sixth aspect of the present invention is:
The workpiece is made of single crystal sapphire or silicon carbide. The laser processing method according to any one of the first to fifth aspects.

本発明の第7の態様は、
電子機器の表示面を覆うカバーガラス用の板ガラスブランクスの製造方法であって、
単結晶サファイアからなるブールの上端および下端を切除する第1工程と、
前記ブールからインゴットを切り出す第2工程と、
前記インゴットをスライスして前記板ガラスブランクスを得る第3工程と、を有し、
前記第2工程においては、レーザ加工によって前記インゴットを切り出し、
前記レーザ加工においては、前記ブールに向けて照射したレーザ光を前記ブールの上端または下端の主表面に収束させることにより、前記レーザ光の焦点位置で多光子吸収を生じさせて前記ブールの材料を蒸発させるとともに、前記レーザ光を走査しながら前記焦点位置を前記ブールの高さ方向に移動させる
ことを特徴とする板ガラスブランクスの製造方法である。
The seventh aspect of the present invention is
It is a manufacturing method of plate glass blanks for cover glass that covers the display surface of an electronic device,
A first step of excising the upper and lower ends of a boule made of single crystal sapphire;
A second step of cutting an ingot from the boule;
A third step of slicing the ingot to obtain the plate glass blanks,
In the second step, the ingot is cut out by laser processing,
In the laser processing, by converging the laser beam irradiated toward the boule to the main surface of the upper end or the lower end of the boule, multiphoton absorption is caused at the focal position of the laser beam, and the boule material is changed. A method for producing a sheet glass blank, characterized by evaporating and moving the focal position in the height direction of the boule while scanning the laser beam.

本発明の第8の態様は、
電子機器の表示面を覆うカバーガラス用の板ガラスブランクスの製造方法であって、
単結晶サファイアからなるブールの上端および下端を切除する第1工程と、
前記ブールからインゴットを切り出す第2工程と、
前記インゴットをスライスして前記板ガラスブランクスを得る第3工程と、を有し、
前記第3工程においては、レーザ加工によって前記インゴットをスライスし、
前記レーザ加工においては、前記インゴットの中心軸を中心に前記インゴットを回転させ、該回転中の前記インゴットに対して前記インゴットの中心軸と直交する方向から照射したレーザ光を前記インゴットの主表面に収束させることにより、前記レーザ光の焦点位置で多光子吸収を生じさせて前記インゴットの材料を蒸発させるとともに、前記レーザ光の光軸方向において前記インゴットの主表面から中心軸に向かって前記焦点位置を移動させる
ことを特徴とする板ガラスブランクスの製造方法である。
The eighth aspect of the present invention is
It is a manufacturing method of plate glass blanks for cover glass that covers the display surface of an electronic device,
A first step of excising the upper and lower ends of a boule made of single crystal sapphire;
A second step of cutting an ingot from the boule;
A third step of slicing the ingot to obtain the plate glass blanks,
In the third step, the ingot is sliced by laser processing,
In the laser processing, the ingot is rotated about the central axis of the ingot, and laser light irradiated from a direction orthogonal to the central axis of the ingot is applied to the main surface of the ingot with respect to the rotating ingot. Converging causes multiphoton absorption at the focal position of the laser beam to evaporate the material of the ingot, and the focal position from the main surface of the ingot toward the central axis in the optical axis direction of the laser beam It is a manufacturing method of the plate glass blanks characterized by moving.

本発明によれば、単結晶サファイアなどで構成された高硬度の被加工物を効率良く加工することができる。   According to the present invention, a high-hardness workpiece made of single crystal sapphire or the like can be processed efficiently.

本発明の実施の形態に係るレーザ加工方法の一例を説明する概略図である。It is the schematic explaining an example of the laser processing method which concerns on embodiment of this invention. レーザ光の焦点位置を移動させた場合の被加工物の状態の変化を時系列に示す図である。It is a figure which shows the change of the state of a workpiece at the time of moving the focus position of a laser beam in time series. 本発明の実施の形態に係るレーザ加工方法を利用して直方体の被加工物を切断する場合の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example in the case of cut | disconnecting a rectangular parallelepiped workpiece using the laser processing method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るレーザ加工方法を利用して直方体の被加工物を切断する場合の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure in the case of cut | disconnecting a rectangular parallelepiped workpiece using the laser processing method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るレーザ加工方法を利用して円柱形の被加工物を切断する場合の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example in the case of cut | disconnecting a cylindrical workpiece using the laser processing method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るレーザ加工方法を利用して円柱形の被加工物を切断する場合の手順を説明する図である。It is a figure explaining the procedure in the case of cut | disconnecting a cylindrical workpiece using the laser processing method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る板ガラスブランクスの製造方法の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the manufacturing method of the plate glass blanks which concern on embodiment of this invention. クロッピング工程の内容を説明する図である。It is a figure explaining the content of the cropping process. 切り出し工程の内容を説明する図である。It is a figure explaining the content of the cutting-out process. スライス工程の内容を説明する図である。It is a figure explaining the content of the slice process. レーザ加工で使用するレーザ加工装置の構成例を示す概略図である。It is the schematic which shows the structural example of the laser processing apparatus used by laser processing. スライス工程に適用されるレーザ加工方法を説明する図である。It is a figure explaining the laser processing method applied to a slicing process. インゴットの切り出し形状の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the cut shape of an ingot.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(レーザ加工方法)
まず、本発明の実施の形態に係るレーザ加工方法について説明する。
図1は本発明の実施の形態に係るレーザ加工方法の一例を説明する概略図である。
図1においては、レーザ加工の対象となる被加工物1を直方体とし、この被加工物1をレーザ光2の照射によって加工する場合を想定している。被加工物1は、レーザ加工に用いるレーザ光2を透過する性質を有する。ここでは一例として被加工物1が単結晶サファイアによって構成されているものとする。レーザ加工に際して、レーザ光2は、集光レンズ3を通して被加工物1に照射される。このため、被加工物1に向かって照射されたレーザ光2のビーム径は、集光レンズ3の光学的な効果によって徐々に小さく絞られている。ここではレーザ光2のビーム径が最小になったところをレーザ光2の焦点位置Fpとする。そして、この焦点位置Fpでのレーザ光2のビーム径をスポット径という。
(Laser processing method)
First, a laser processing method according to an embodiment of the present invention will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example of a laser processing method according to an embodiment of the present invention.
In FIG. 1, it is assumed that the workpiece 1 to be laser processed is a rectangular parallelepiped, and the workpiece 1 is processed by irradiation with laser light 2. The workpiece 1 has a property of transmitting laser light 2 used for laser processing. Here, as an example, it is assumed that the workpiece 1 is made of single crystal sapphire. During laser processing, the laser beam 2 is irradiated to the workpiece 1 through the condenser lens 3. For this reason, the beam diameter of the laser beam 2 irradiated toward the workpiece 1 is gradually narrowed down by the optical effect of the condenser lens 3. Here, the position where the beam diameter of the laser beam 2 is minimized is defined as the focal position Fp of the laser beam 2. The beam diameter of the laser beam 2 at the focal position Fp is called a spot diameter.

被加工物1の上面5および下面6は、レーザ光2の光軸J1に対してそれぞれ直角をなして配置されている。本明細書において、「レーザ光の光軸」とは、集光レンズ3から被加工物1に至り、この被加工物1を透過するまでのレーザ光2の光軸J1を意味するものとする。このため、レーザ光2の進行方向において、たとえば、集光レンズ3よりも上流側でレーザ光2がミラー等によって反射されていたとしても、レーザ光2の光軸J1は一義に決まることになる。   The upper surface 5 and the lower surface 6 of the workpiece 1 are respectively arranged at right angles to the optical axis J1 of the laser beam 2. In this specification, the “optical axis of the laser beam” means the optical axis J1 of the laser beam 2 from the condenser lens 3 to the workpiece 1 and passing through the workpiece 1. . For this reason, in the traveling direction of the laser beam 2, for example, even if the laser beam 2 is reflected by a mirror or the like upstream of the condenser lens 3, the optical axis J1 of the laser beam 2 is uniquely determined. .

集光レンズ3から被加工物1に向けてレーザ光2を照射すると、このレーザ光2は、被加工物1の上面5に垂直に入射し、被加工物1の下面6から垂直に出射する。このため、被加工物1の上面5はレーザ光2の入射側に位置し、被加工物1の下面6はレーザ光2の出射側に位置することになる。また、被加工物1の上面5および下面6は、それぞれレーザ光2の光軸J1上に存在する被加工物1の主表面となる。   When the laser beam 2 is irradiated from the condenser lens 3 toward the workpiece 1, the laser beam 2 is incident perpendicularly on the upper surface 5 of the workpiece 1 and is emitted perpendicularly from the lower surface 6 of the workpiece 1. . For this reason, the upper surface 5 of the workpiece 1 is positioned on the incident side of the laser beam 2, and the lower surface 6 of the workpiece 1 is positioned on the emission side of the laser beam 2. Further, the upper surface 5 and the lower surface 6 of the workpiece 1 are the main surfaces of the workpiece 1 existing on the optical axis J1 of the laser beam 2, respectively.

実際のレーザ加工では、まず、被加工物1に向けて照射したレーザ光2を、レーザ光2の光軸方向Z(以下、「Z方向」ともいう。)において、被加工物1の下面6に収束させる。これにより、レーザ光2の焦点位置Fpが被加工物1の下面6に合う。レーザ光2の焦点位置Fpでは、レーザ光2の収束によって光子密度が非常に高くなる。そして、レーザ光2のパワー密度が一定の閾値を超えると、被加工物1を構成している物質が多数個の光子を同時に吸収する多光子吸収(二光子吸収を含む)が起こる。   In actual laser processing, first, the lower surface 6 of the workpiece 1 is irradiated with the laser beam 2 irradiated toward the workpiece 1 in the optical axis direction Z (hereinafter also referred to as “Z direction”) of the laser beam 2. To converge. Thereby, the focal position Fp of the laser beam 2 is aligned with the lower surface 6 of the workpiece 1. At the focal position Fp of the laser beam 2, the photon density becomes very high due to the convergence of the laser beam 2. When the power density of the laser beam 2 exceeds a certain threshold value, multiphoton absorption (including two-photon absorption) in which the material constituting the workpiece 1 absorbs a large number of photons simultaneously occurs.

本発明のレーザ加工方法では、被加工物1にレーザ光2を照射したときに、被加工物1にレーザアブレーション(以下、単に「アブレーション」という。)を生じさせることができる短波長のパルスレーザを用いる。具体的には、ナノ秒レーザ、ピコ秒レーザ、フェムト秒レーザなどを用いることができる。被加工物1を構成している物質(本形態例では単結晶サファイア)がレーザ光2の焦点位置Fpで多光子吸収を起こすために必要なレーザ光の条件としては、たとえば、レーザ光の波長=1064nm、繰り返し周波数=500kHz、パワー=50W、パルス幅=10ps、パルスエネルギー=0.1mJ、ピークパワー=10MW、スポット径=30μmに集光したときのパワー密度=1.4TW(テラワット)/cmといった条件を挙げることができる。 In the laser processing method of the present invention, a short-wavelength pulse laser capable of causing laser ablation (hereinafter simply referred to as “ablation”) to the workpiece 1 when the workpiece 1 is irradiated with the laser beam 2. Is used. Specifically, a nanosecond laser, a picosecond laser, a femtosecond laser, or the like can be used. As a condition of the laser beam necessary for the substance (single crystal sapphire in this embodiment) constituting the workpiece 1 to cause multiphoton absorption at the focal position Fp of the laser beam 2, for example, the wavelength of the laser beam = 1064 nm, repetition frequency = 500 kHz, power = 50 W, pulse width = 10 ps, pulse energy = 0.1 mJ, peak power = 10 MW, power density when focused to 30 μm in spot diameter = 1.4 TW (terawatt) / cm 2 can be mentioned.

上述のように被加工物1の下面6にレーザ光2の焦点位置Fpを合わせ、そこで多光子吸収を生じさせると、被加工物1の材料の一部がアブレーションによって蒸発する。このため、被加工物1の下面6に局所的な凹みが形成される。この凹みの大きさは、レーザ光2のスポット径によって変わる。アブレーションによって被加工物1の材料を蒸発させる場合は、蒸発させた材料を効率良く取り除くために、必要に応じて被加工部に圧縮ガスを吹き付けるとよい。被加工物1が酸化しやすい材料である場合は、不活性ガス(たとえば、窒素ガス)を吹き付けてもよい。   As described above, when the focal position Fp of the laser beam 2 is aligned with the lower surface 6 of the workpiece 1 and multiphoton absorption is caused there, a part of the material of the workpiece 1 is evaporated by ablation. For this reason, a local dent is formed in the lower surface 6 of the workpiece 1. The size of the recess varies depending on the spot diameter of the laser beam 2. In the case where the material of the workpiece 1 is evaporated by ablation, a compressed gas may be blown onto the workpiece as necessary in order to efficiently remove the evaporated material. When the workpiece 1 is a material that is easily oxidized, an inert gas (for example, nitrogen gas) may be sprayed.

このようにレーザ光2の焦点位置Fpで多光子吸収を生じさせて被加工物1の材料を蒸発させたら、それに続いてレーザ光2の焦点位置Fpを被加工物1の下面6から上面5に向かって垂直に移動させる。具体的には、レーザ光2の光軸方向Zにおいて、集光レンズ3を含むレーザ光学系全体を上昇させるか、被加工物1を下降させることにより、レーザ光2の焦点位置Fpを移動させる。これにより、図2(A)〜(D)に時系列に示すように、被加工物1の内部がレーザ光2の焦点位置Fpの移動とともに削り取られる。そして、レーザ光2の焦点位置Fpが被加工物1の上面5に到達した段階で、被加工物1に貫通部7(図1を参照)が形成される。   When multi-photon absorption is caused at the focal position Fp of the laser beam 2 to evaporate the material of the workpiece 1, the focal position Fp of the laser beam 2 is subsequently changed from the lower surface 6 to the upper surface 5 of the workpiece 1. Move vertically toward. Specifically, the focal position Fp of the laser beam 2 is moved by raising the entire laser optical system including the condenser lens 3 or lowering the workpiece 1 in the optical axis direction Z of the laser beam 2. . As a result, the inside of the workpiece 1 is scraped off along with the movement of the focal position Fp of the laser beam 2 as shown in time series in FIGS. Then, when the focal position Fp of the laser beam 2 reaches the upper surface 5 of the workpiece 1, the penetrating portion 7 (see FIG. 1) is formed in the workpiece 1.

上記のレーザ加工方法を利用すれば、被加工物1に貫通部7などを形成するだけでなく、被加工物1を切断することが可能となる。以下、2つの具体例を挙げて説明する。   If the above laser processing method is used, not only the through portion 7 and the like are formed in the workpiece 1 but also the workpiece 1 can be cut. Hereinafter, two specific examples will be described.

(第1の具体例:被加工物が直方体の場合)
被加工物1が図3に示すような直方体の場合は、図中下向きの矢印で示すレーザ光2の光軸J1に対して、これと直交する方向(図中、左右方向)Xに被加工物1を往復移動させながら、上記同様にレーザ光2の焦点位置Fp(図2を参照)を被加工物の下面6から上面5に向かって移動させる。そうすると、被加工物1は以下のような手順で削り取られる。
(First specific example: When the workpiece is a rectangular parallelepiped)
In the case where the workpiece 1 is a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 3, the workpiece 1 is machined in a direction X (left and right direction in the drawing) orthogonal to the optical axis J1 of the laser beam 2 indicated by the downward arrow in the drawing. While the object 1 is reciprocated, the focal position Fp (see FIG. 2) of the laser beam 2 is moved from the lower surface 6 to the upper surface 5 of the workpiece as described above. If it does so, the to-be-processed object 1 will be scraped off in the following procedures.

まず、図4(A)に示すように、X方向において、被加工物1の下面6の左端にレーザ光2の焦点位置Fpを合わせる。このとき、被加工物1の側面でレーザ光2の一部が反射しても、焦点位置Fpでアブレーションが生じるようにレーザ光の条件を設定しておく。次に、X方向の一方に被加工物1を移動させることにより、図4(B)に示すように、レーザ光2の焦点位置Fpを被加工物1の右端まで移動させる。そうすると、被加工物1の下面6が焦点位置Fpの移動によって直線状に削り取られる。   First, as shown in FIG. 4A, the focal position Fp of the laser beam 2 is aligned with the left end of the lower surface 6 of the workpiece 1 in the X direction. At this time, even if a part of the laser beam 2 is reflected by the side surface of the workpiece 1, the condition of the laser beam is set so that ablation occurs at the focal position Fp. Next, by moving the workpiece 1 in one direction in the X direction, the focal position Fp of the laser beam 2 is moved to the right end of the workpiece 1 as shown in FIG. If it does so, the lower surface 6 of the to-be-processed object 1 will be scraped off linearly by the movement of the focus position Fp.

次に、図4(C)に示すように、レーザ光2の焦点位置Fpを所定の量だけ上方に移動させる。所定の量とは、レーザスポット径を30μmに設定した時には、30μm程度が考えられる。次に、X方向の他方に被加工物1を移動させることにより、図4(D)に示すように、レーザ光2の焦点位置Fpを被加工物1の左端まで移動させる。そうすると、被加工物1の下面6が先ほどよりも深く削り取られる。
以降は、同様の動作の繰り返しによって被加工物1が徐々に深く削り取られていく。
Next, as shown in FIG. 4C, the focal position Fp of the laser beam 2 is moved upward by a predetermined amount. The predetermined amount may be about 30 μm when the laser spot diameter is set to 30 μm. Next, by moving the workpiece 1 to the other side in the X direction, the focal position Fp of the laser beam 2 is moved to the left end of the workpiece 1 as shown in FIG. Then, the lower surface 6 of the workpiece 1 is cut deeper than before.
Thereafter, the workpiece 1 is gradually and deeply scraped by repeating the same operation.

したがって、X方向におけるレーザ光2の走査範囲を被加工物1の全幅W(図3参照)以上に設定し、この設定条件でレーザ光2をX方向に走査しながらレーザ光2の焦点位置Fpを被加工物1の上面5まで移動させることにより、図3のハッチングで示す位置で被加工物1を切断することもできる。   Therefore, the scanning range of the laser beam 2 in the X direction is set to be equal to or greater than the full width W (see FIG. 3) of the workpiece 1, and the focal position Fp of the laser beam 2 is scanned while scanning the laser beam 2 in the X direction under this setting condition. Is moved to the upper surface 5 of the workpiece 1 so that the workpiece 1 can be cut at a position indicated by hatching in FIG.

(第2の具体例:被加工物が円柱形の場合)
被加工物1aが図5に示すような円柱形の場合は、図中下向きの矢印で示すレーザ光2の光軸J1に対して、被加工物1aの中心軸J2が直交する向きに被加工物1aを配置する。そして、被加工物1aにレーザ光2を照射するときは、被加工物1aの中心軸J2と直交する方向からレーザ光2を照射する。この場合、レーザ光2の光軸J1上に存在する被加工物1aの外周面は、被加工物1aの主表面に相当する面となる。
(Second specific example: When the workpiece is cylindrical)
When the workpiece 1a has a cylindrical shape as shown in FIG. 5, the workpiece 1a is processed in a direction in which the central axis J2 of the workpiece 1a is orthogonal to the optical axis J1 of the laser beam 2 indicated by the downward arrow in the figure. Arrange the object 1a. And when irradiating the workpiece 1a with the laser beam 2, the laser beam 2 is irradiated from the direction orthogonal to the central axis J2 of the workpiece 1a. In this case, the outer peripheral surface of the workpiece 1a existing on the optical axis J1 of the laser beam 2 is a surface corresponding to the main surface of the workpiece 1a.

レーザ加工に際しては、まず、図6(A)に示すように、レーザ光2の出射側に位置する被加工物1aの下側の外周面にレーザ光2の焦点位置Fpを合わせる。また、被加工物1aの中心軸J2を中心に被加工物1aを回転させる。これにより、被加工物1aの外周面が1周にわたって細い溝状に削り取られる。このとき削り取られる溝幅は、レーザ光2のスポット径によって変わる。次に、図6(B)の矢印で示すように、レーザ光2の焦点位置Fpを被加工物1aの下側の外周面(一方の主表面)から上側の外周面(他方の主表面)に向かって移動させる。そうすると、焦点位置Fpの移動にしたがって被加工物1aの外周面が中心軸J2に向かって徐々に深く削り取られていく。その後、図6(C)の矢印で示すように、レーザ光2の焦点位置Fpを被加工物1の中心軸J2まで移動させると、上記図5に示すハッチング位置で被加工物1aが完全に削り取られる。このため、レーザ光2の焦点位置Fpを被加工物1aの中心軸J2まで移動させることにより、上記図5のハッチングで示す位置で被加工物1aを切断することができる。   In the laser processing, first, as shown in FIG. 6A, the focal position Fp of the laser light 2 is aligned with the lower outer peripheral surface of the workpiece 1a located on the laser light 2 emission side. Further, the workpiece 1a is rotated around the central axis J2 of the workpiece 1a. Thereby, the outer peripheral surface of the to-be-processed object 1a is scraped off in the shape of a thin groove over 1 round. The groove width that is scraped off at this time varies depending on the spot diameter of the laser beam 2. Next, as shown by the arrow in FIG. 6B, the focal position Fp of the laser beam 2 is changed from the lower outer peripheral surface (one main surface) to the workpiece 1a to the upper outer peripheral surface (the other main surface). Move towards. Then, the outer peripheral surface of the workpiece 1a is gradually scraped away toward the central axis J2 as the focal position Fp moves. Thereafter, as indicated by the arrow in FIG. 6C, when the focal position Fp of the laser beam 2 is moved to the central axis J2 of the workpiece 1, the workpiece 1a is completely at the hatching position shown in FIG. Scraped off. Therefore, by moving the focal position Fp of the laser beam 2 to the central axis J2 of the workpiece 1a, the workpiece 1a can be cut at the position indicated by hatching in FIG.

なお、上記第1の具体例においては、被加工物1をX方向に往復移動させるとしたが、これに限らず、レーザ光学系をX方向に往復移動させてもよい。   In the first specific example, the workpiece 1 is reciprocated in the X direction. However, the present invention is not limited to this, and the laser optical system may be reciprocated in the X direction.

また、上記各具体例においては、被加工物1,1aに対してレーザ光2を垂直方向(上方)から照射しているが、これに限らず、レーザ光2を水平方向から照射してもよい。   In each of the above specific examples, the laser beam 2 is irradiated from the vertical direction (above) to the workpieces 1 and 1a. However, the present invention is not limited to this, and the laser beam 2 may be irradiated from the horizontal direction. Good.

また、被加工物1,1aの材料は、単結晶サファイアの他にも、レーザ加工に用いるレーザ光2を透過するものであればよく、たとえば、炭化珪素であってもよい。   Moreover, the material of the to-be-processed objects 1 and 1a should just transmit the laser beam 2 used for laser processing other than single crystal sapphire, for example, may be silicon carbide.

また、レーザ光2の光軸方向Zで焦点位置Fpを移動させる場合は、上述した第1の具体例とは逆に、被加工物1の上面5に先にレーザ光2の焦点位置FPを合わせ、そこから被加工物1の下面6に向かって焦点位置Fpを移動させてもよい。ただし、本発明を実施するにあたっては、レーザ光2の焦点位置Fpを被加工物1の下面6から上面5に向かって移動させた方が好ましい。その理由は、以下のとおりである。   When the focal position Fp is moved in the optical axis direction Z of the laser light 2, the focal position FP of the laser light 2 is first set on the upper surface 5 of the workpiece 1, contrary to the first specific example described above. In addition, the focal position Fp may be moved from there toward the lower surface 6 of the workpiece 1. However, in carrying out the present invention, it is preferable to move the focal position Fp of the laser beam 2 from the lower surface 6 to the upper surface 5 of the workpiece 1. The reason is as follows.

まず、被加工物1の上面5にレーザ光2の焦点位置Fpを合わせると、多光子吸収にともなうアブレーションによって被加工物1の上面5に局所的な凹みが形成される。また、そこからレーザ光2の焦点位置Fpを被加工物1の下面6に向かって移動させると、被加工物1の内部が徐々に深く削り取られていく。この場合は、レーザ光2の進行方向の上流側に被加工物1の凹み部分が存在し、それよりも下流側にレーザ光2の焦点位置Fpが存在することになる。このため、凹み部分の存在がレーザ光2の収束の仕方に光学的な影響を与えるおそれがある。   First, when the focal position Fp of the laser beam 2 is aligned with the upper surface 5 of the workpiece 1, a local recess is formed on the upper surface 5 of the workpiece 1 by ablation accompanying multiphoton absorption. Further, when the focal position Fp of the laser beam 2 is moved from there toward the lower surface 6 of the workpiece 1, the inside of the workpiece 1 is gradually scraped deeply. In this case, the recessed portion of the workpiece 1 exists on the upstream side in the traveling direction of the laser beam 2, and the focal position Fp of the laser beam 2 exists on the downstream side thereof. For this reason, there exists a possibility that presence of a dent part may have an optical influence on the method of convergence of the laser beam 2. FIG.

これに対して、レーザ光2の焦点位置Fpを被加工物1の下面6から上面5に向かって移動させる場合は、レーザ光2の焦点位置Fpよりも上流側(上方)に上記凹み部分が存在することがない。このため、凹み部分の存在がレーザ光2の収束の仕方に光学的な影響を与えるおそれがない。また、被加工物1は下面6から上面5に向かって削り取られるため、被加工部が下向きに開放された状態になる。このため、アブレーションによって蒸発させた被加工物1の材料を、重力の作用を利用してスムーズに取り除くことができる。この点は、上述した第2の具体例についても同様である。   On the other hand, when the focal position Fp of the laser beam 2 is moved from the lower surface 6 to the upper surface 5 of the workpiece 1, the concave portion is located upstream (upward) from the focal position Fp of the laser beam 2. Never exist. For this reason, there is no possibility that the presence of the recessed portion optically affects the way the laser beam 2 converges. Moreover, since the workpiece 1 is scraped away from the lower surface 6 toward the upper surface 5, the processed portion is opened downward. For this reason, the material of the workpiece 1 evaporated by ablation can be removed smoothly using the action of gravity. This also applies to the second specific example described above.

(板ガラスブランクスの製造方法)
続いて、本発明の実施の形態に係る板ガラスブランクスの製造方法について説明する。
本発明の実施の形態においては、一例として、種々の電子機器の表示面のなかでも、特にスマートフォンに代表される携帯型電子機器の表示面を覆うためのカバーガラス用の板ガラスブランクスを製造する板ガラスブランクスの製造方法について説明する。
(Manufacturing method of plate glass blanks)
Then, the manufacturing method of the plate glass blanks which concern on embodiment of this invention is demonstrated.
In an embodiment of the present invention, as an example, a plate glass for producing a plate glass blank for a cover glass for covering a display surface of a portable electronic device typified by a smartphone, among display surfaces of various electronic devices. A method for manufacturing blanks will be described.

本実施の形態に係る板ガラスブランクスの製造方法は、カバーガラスやこれを用いたタッチパネルの原版となる板ガラスブランクスのガラス素材に、単結晶サファイアからなるサファイアガラスを用いるものである。板ガラスブランクスは、少なくとも一つのカバーガラスを平面的に並べることができる大きさに製造される。また、カバーガラスは、最終的には表面および裏面を研磨することによって仕上げられる。このため、後述するインゴットから板ガラスブランクスを切り出す場合は、最終的に得られるカバーガラスの厚み寸法によりも厚く板ガラスブランクスを切り出すことになる。   The manufacturing method of the plate glass blank which concerns on this Embodiment uses the sapphire glass which consists of single-crystal sapphire for the glass material of the plate glass blanks used as the cover glass or the original plate of the touch panel using this. The plate glass blanks are manufactured in such a size that at least one cover glass can be arranged in a plane. Further, the cover glass is finally finished by polishing the front surface and the back surface. For this reason, when cutting out a plate glass blank from the ingot mentioned later, a plate glass blank is cut out thickly also by the thickness dimension of the cover glass finally obtained.

板ガラスブランクスの製造方法は、図7に示すように、クロッピング工程S1、研磨工程S2、切り出し工程S3、および、スライス工程S4を有する。   The manufacturing method of plate glass blanks has a cropping step S1, a polishing step S2, a cutting step S3, and a slicing step S4 as shown in FIG.

(クロッピング工程S1)
まず、図8(A)に示すように単結晶サファイアからなるブール10を結晶成長によって作製した後、図8(B)に示すようにブール10の上端および下端を切除する。結晶成長によって得られる単結晶サファイアのブール10には、外周部を含めて全体的に凹凸がついた柱状になっている。そこで、クロッピング工程S1では、ダイヤモンドの微粒子を先端部に固着した鋼製の外周刃または内周刃を備える加工機を用いて、ブール10の上端および下端をそれぞれ平面(平坦)に切除する。これにより、ブール19の上端および下端にそれぞれ平らな上端面11および下端面12が形成される。切除後のブール10の上端面11および下端面12は、互いに平行な平面となる。
(Cropping step S1)
First, a boule 10 made of single crystal sapphire is produced by crystal growth as shown in FIG. 8A, and then the upper end and lower end of the boule 10 are cut off as shown in FIG. 8B. The boule 10 of single crystal sapphire obtained by crystal growth has a columnar shape with unevenness as a whole including the outer periphery. Therefore, in the cropping step S1, the upper end and the lower end of the boule 10 are cut into a plane (flat) using a processing machine including a steel outer peripheral blade or an inner peripheral blade with diamond fine particles fixed to the tip. Thereby, flat upper end surface 11 and lower end surface 12 are formed at the upper end and lower end of boule 19, respectively. The upper end surface 11 and the lower end surface 12 of the boule 10 after excision are parallel to each other.

(研磨工程S2)
次に、ブール10の少なくとも上端面11を研磨加工する。この研磨加工は、このあとの工程で被加工物にレーザ光を照射した際に、被加工物の上端面でのレーザ光の反射を抑制し、より多くのレーザ光を被加工物の内部に透過(入射)させるために行われる。
(Polishing step S2)
Next, at least the upper end surface 11 of the boule 10 is polished. This polishing process suppresses the reflection of the laser beam at the upper end surface of the workpiece when the workpiece is irradiated with the laser beam in the subsequent process, and allows more laser light to enter the workpiece. This is done for transmission (incident).

(切り出し工程S3)
次に、図9に示すように、ブール10から円柱形のインゴット14を切り出す。これにより、外径Dが一定のインゴット14が得られる。切り出し工程S3では、レーザ光を用いたレーザ加工によってブール10からインゴット14を切り出す。使用するレーザ加工装置の構成や具体的なレーザ加工方法については後述する。
(Cutting step S3)
Next, as shown in FIG. 9, a cylindrical ingot 14 is cut out from the boule 10. Thereby, the ingot 14 with a constant outer diameter D is obtained. In the cutting step S3, the ingot 14 is cut out from the boule 10 by laser processing using laser light. A configuration of a laser processing apparatus to be used and a specific laser processing method will be described later.

(スライス工程S4)
次に、図10に示すように、インゴット14をスライスすることにより、円板状の板ガラスブランクス15を切り出す。スライス工程S4では、レーザ光を用いたレーザ加工によってインゴット10から板ガラスブランクス15を切り出す。使用するレーザ加工装置の構成や具体的なレーザ加工方法については後述する。
以上の工程により、板ガラスブランクス15が得られる。
(Slicing step S4)
Next, as shown in FIG. 10, the ingot 14 is sliced to cut out disk-shaped plate glass blanks 15. In the slicing step S4, the plate glass blanks 15 are cut out from the ingot 10 by laser processing using laser light. A configuration of a laser processing apparatus to be used and a specific laser processing method will be described later.
The plate glass blanks 15 are obtained by the above process.

(レーザ加工装置の構成)
図11はレーザ加工で使用するレーザ加工装置の構成例を示す概略図である。
図示したレーザ加工装置20は、レーザ発振器21と、伝搬光学系22と、ガルバノスキャナ23と、集光レンズ24と、ワーク保持機構25と、相対位置可変機構26と、を備えている。このうち、レーザ発振器21、伝搬光学系22、ガルバノスキャナ23および集光レンズ24は、一つのレーザ光学系27を構成している。
(Configuration of laser processing equipment)
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating a configuration example of a laser processing apparatus used in laser processing.
The illustrated laser processing apparatus 20 includes a laser oscillator 21, a propagation optical system 22, a galvano scanner 23, a condenser lens 24, a work holding mechanism 25, and a relative position variable mechanism 26. Among these, the laser oscillator 21, the propagation optical system 22, the galvano scanner 23, and the condenser lens 24 constitute a single laser optical system 27.

レーザ発振器21は、レーザ加工に用いる所定波長のレーザ光(レーザビーム)を出射するものである。レーザ発振器21は、たとえば、YAGレーザなどの固定レーザを用いて構成することができる。
伝搬光学系22は、レーザ発振器21から出射されたレーザ光を伝搬するものである。伝搬光学系22は、レーザ発振器21とガルバノスキャナ23の間に配置されている。
ガルバノスキャナ23は、伝搬光学系22によって伝搬されたレーザ光を複数のミラーによって反射させるとともに、各々のミラーの角度を適宜変更することにより予め決められた条件にしたがってレーザ光を走査するものである。ガルバノスキャナ23の走査用の駆動軸は、二軸構成または三軸構成になっている。
集光レンズ24は、ガルバノスキャナ23によって走査されるレーザ光を集光するものである。
The laser oscillator 21 emits laser light (laser beam) having a predetermined wavelength used for laser processing. The laser oscillator 21 can be configured using, for example, a fixed laser such as a YAG laser.
The propagation optical system 22 propagates the laser light emitted from the laser oscillator 21. The propagation optical system 22 is disposed between the laser oscillator 21 and the galvano scanner 23.
The galvano scanner 23 reflects the laser beam propagated by the propagation optical system 22 by a plurality of mirrors and scans the laser beam according to a predetermined condition by appropriately changing the angle of each mirror. . The scanning drive shaft of the galvano scanner 23 has a two-axis configuration or a three-axis configuration.
The condensing lens 24 condenses the laser light scanned by the galvano scanner 23.

ワーク保持機構25は、被加工物となるブール10を保持するものである。
相対位置可変機構26は、ワーク保持機構25に保持されたブール10とレーザ光学系27との相対位置をZ方向(上下方向)で変更するものである。
The workpiece holding mechanism 25 holds the boule 10 serving as a workpiece.
The relative position variable mechanism 26 changes the relative position between the boule 10 held by the work holding mechanism 25 and the laser optical system 27 in the Z direction (vertical direction).

(切り出し工程でのレーザ加工)
続いて、切り出し工程S3に適用されるレーザ加工方法について説明する。切り出し工程S3においては、上記構成のレーザ加工装置20を用いる。
(Laser processing in the cutting process)
Then, the laser processing method applied to cutting-out process S3 is demonstrated. In the cutting-out step S3, the laser processing apparatus 20 having the above configuration is used.

まず、被加工物となるブール10をワーク保持機構25により保持する。このとき、集光レンズ24を通して照射されるレーザ光28の光軸に対してブール10の中心軸J3が平行となるように、ワーク保持機構25によってブール10を保持する。これにより、ワーク保持機構25では、ブール10の上端面11が集光レンズ24に対向する状態で、ブール10が垂直姿勢に保持される。また、ブール10の上端面11は上向き、ブール10の下端面12は下向きに配置される。   First, the boule 10 serving as a workpiece is held by the workpiece holding mechanism 25. At this time, the boule 10 is held by the work holding mechanism 25 so that the central axis J3 of the boule 10 is parallel to the optical axis of the laser beam 28 irradiated through the condenser lens 24. Thereby, in the workpiece holding mechanism 25, the boule 10 is held in a vertical posture with the upper end surface 11 of the boule 10 facing the condenser lens 24. Further, the upper end surface 11 of the boule 10 is disposed upward, and the lower end surface 12 of the boule 10 is disposed downward.

次に、レーザ発振器21から所定波長のレーザ光を出射する。このレーザ光は、伝搬光学系22およびガルバノスキャナ23を経由して集光レンズ24に達し、さらにこの集光レンズ24を通してブール10に照射される。このとき、レーザ加工装置20の初期設定条件として、集光レンズ24で集光させたレーザ光28が、このレーザ光20の光軸上においてブール10の下端面12よりも下方で収束するように、ブール10とレーザ光学系27との相対位置を相対位置可変機構26により設定しておく。この初期設定条件のもとでは、ブール10から外れたところにレーザ光の焦点位置が存在する。   Next, laser light having a predetermined wavelength is emitted from the laser oscillator 21. This laser light reaches the condenser lens 24 via the propagation optical system 22 and the galvano scanner 23, and is further irradiated to the boule 10 through the condenser lens 24. At this time, as an initial setting condition of the laser processing apparatus 20, the laser light 28 condensed by the condenser lens 24 is converged below the lower end surface 12 of the boule 10 on the optical axis of the laser light 20. The relative position between the boule 10 and the laser optical system 27 is set by the relative position variable mechanism 26. Under this initial setting condition, the focal position of the laser beam exists at a position deviating from the boule 10.

次に、上記初期設定条件のもとでガルバノスキャナ23により図中二点鎖線の矢印で示すようにレーザ光28を円形に走査する。レーザ光を走査するときの円の直径は、ブール10から切り出すインゴット14の外径D(図9を参照)にあわせて設定する。そして、ガルバノスキャナ23によりレーザ光28を円形に走査しながら、相対位置可変機構26によりブール10を集光レンズ24から遠ざかる方向、つまり下方に移動させる。これにより、集光レンズ24で集光させたレーザ光28をブール10の移動の途中でブール10の下端面12に収束させる。そうすると、ブール10の下端面12にレーザ光28の焦点位置(不図示)が合う。レーザ光28の焦点位置では、レーザ光28の収束によって光子密度が非常に高くなる。そして、レーザ光のパワー密度が一定の閾値を超えると、多光子吸収(二光子吸収を含む)が起こる。   Next, under the above initial setting conditions, the galvano scanner 23 scans the laser light 28 in a circle as indicated by the two-dot chain line arrow in the figure. The diameter of the circle when scanning with the laser light is set according to the outer diameter D (see FIG. 9) of the ingot 14 cut out from the boule 10. Then, while the galvano scanner 23 scans the laser beam 28 in a circle, the relative position variable mechanism 26 moves the boule 10 away from the condenser lens 24, that is, downward. Thereby, the laser beam 28 condensed by the condenser lens 24 is converged on the lower end surface 12 of the boule 10 during the movement of the boule 10. Then, the focal position (not shown) of the laser light 28 is aligned with the lower end surface 12 of the boule 10. At the focal position of the laser beam 28, the photon density becomes very high due to the convergence of the laser beam 28. When the power density of the laser light exceeds a certain threshold, multiphoton absorption (including two-photon absorption) occurs.

上述のようにレーザ光の焦点位置となるブール10の下端面12で多光子吸収が起こると、ブール10の材料(原子、分子等)がアブレーションによって蒸発する。このため、ガルバノスキャナ23でレーザ光28を円形に走査すると、ブール10の下端面12がアブレーションによって円形(リング形)に削り取られる。また、ガルバノスキャナ23でレーザ光28を円形に走査しながら、相対位置可変機構26でレーザ光28の焦点位置をブール10の下端面12から上端面11に向かって徐々に移動させると、レーザ光の焦点位置の移動にしたがってブール10が深く削り取られていく。そして、レーザ光28の焦点位置がブール10の上端面11に到達したところで、ブール10からインゴット14(図9を参照)が切り離される。このため、ブール10から円柱形のインゴット14を切り出すことができる。このとき、インゴット14を取り出した後のブール10は、内部が円柱形にくり抜かれた状態になる。   As described above, when multiphoton absorption occurs at the lower end surface 12 of the boule 10 which is the focal position of the laser beam, the material (atoms, molecules, etc.) of the boule 10 is evaporated by ablation. For this reason, when the galvano scanner 23 scans the laser light 28 in a circular shape, the lower end surface 12 of the boule 10 is cut into a circular shape (ring shape) by ablation. Further, when the focal position of the laser beam 28 is gradually moved from the lower end surface 12 to the upper end surface 11 of the boule 10 while the galvano scanner 23 scans the laser beam 28 in a circle, the laser beam is moved. As the focal position moves, the boule 10 is deeply cut away. Then, when the focal position of the laser light 28 reaches the upper end surface 11 of the boule 10, the ingot 14 (see FIG. 9) is separated from the boule 10. For this reason, the cylindrical ingot 14 can be cut out from the boule 10. At this time, the boule 10 after taking out the ingot 14 is in a state in which the inside is hollowed out into a cylindrical shape.

なお、上記の形態例では、ガルバノスキャナ23を用いてレーザ光28を円形に走査することとしたが、本発明はこれに限らない。たとえば図示はしないが、レーザ光学系に回転ヘッド機構を設け、この回転ヘッド機構の駆動によってレーザ光を円形に走査する構成としてもよい。また、ブールを保持するワーク保持機構に回転機構を設け、この回転機構の駆動によってブールを回転させることによりレーザ光を円形に走査する構成としてもよい。   In the above embodiment, the galvano scanner 23 is used to scan the laser beam 28 in a circular shape, but the present invention is not limited to this. For example, although not shown, a rotary optical mechanism may be provided in the laser optical system, and the laser light may be scanned in a circle by driving the rotary head mechanism. Alternatively, a rotation mechanism may be provided in the workpiece holding mechanism that holds the boule, and the laser beam may be scanned in a circular shape by rotating the boule by driving the rotation mechanism.

(スライス工程でのレーザ加工)
次に、スライス工程S4に適用されるレーザ加工方法について、図12を用いて説明する。図12(A)はレーザ加工中のインゴットを該インゴットの中心軸方向から見た図であり、図12(B)は(A)のE矢視図である。
図示したレーザ加工方法においては、上記構成のレーザ加工装置20とは異なるレーザ加工装置を用いている。具体的には、スライス工程S4ではレーザ加工中にレーザ光を走査する必要がないため、レーザ光学系の構成としてはガルバノスキャナを備えていなくてもよい。つまり、レーザ光学系としては、レーザ発振器、伝搬光学系、集光レンズを備えていればよい。また、レーザ光学系は、集光レンズ31に加えて補正レンズ32を備えていることが望ましい。その理由は後述する。
(Laser processing in slicing process)
Next, the laser processing method applied to slice process S4 is demonstrated using FIG. FIG. 12A is a view of an ingot during laser processing as seen from the central axis direction of the ingot, and FIG. 12B is a view taken along arrow E in FIG.
In the illustrated laser processing method, a laser processing apparatus different from the laser processing apparatus 20 configured as described above is used. Specifically, since it is not necessary to scan the laser beam during the laser processing in the slicing step S4, the configuration of the laser optical system may not include a galvano scanner. That is, the laser optical system only needs to include a laser oscillator, a propagation optical system, and a condenser lens. The laser optical system desirably includes a correction lens 32 in addition to the condenser lens 31. The reason will be described later.

一方、ワーク保持機構(不図示)は、被加工物となる円柱形のインゴット14を保持するものであるが、この場合はインゴット14を水平に保持するものとする。また、相対位置可変機構(不図示)は、インゴット14をθ方向(またはそれと反対方向)に回転させる回転機構と、インゴット14をZ方向に移動させる移動機構(以下、「垂直移動機構」という。)と、インゴット14をY方向に移動させる移動機構(以下、「水平移動機構」という。)と、を備えるものとする。このうち、回転機構は、インゴット14の中心軸J4を中心にインゴット14を回転させるものである。また、垂直移動機構は、集光レンズ31からインゴット14に向けて照射されるレーザ光33の光軸と平行な方向(Z方向)にインゴット14を移動させるものであり、水平移動機構は、インゴット14の中心軸J4と平行な方向(Y方向)にインゴット14を移動させるものである。   On the other hand, the work holding mechanism (not shown) holds a cylindrical ingot 14 that is a workpiece, and in this case, the ingot 14 is held horizontally. Further, the relative position variable mechanism (not shown) is referred to as a rotation mechanism that rotates the ingot 14 in the θ direction (or the opposite direction) and a moving mechanism that moves the ingot 14 in the Z direction (hereinafter referred to as “vertical movement mechanism”). ) And a moving mechanism for moving the ingot 14 in the Y direction (hereinafter referred to as “horizontal moving mechanism”). Among these, the rotation mechanism rotates the ingot 14 around the central axis J4 of the ingot 14. Further, the vertical movement mechanism moves the ingot 14 in a direction (Z direction) parallel to the optical axis of the laser beam 33 irradiated from the condenser lens 31 toward the ingot 14, and the horizontal movement mechanism is the ingot. The ingot 14 is moved in a direction (Y direction) parallel to the center axis J4.

補正レンズ32は、インゴット14の外周面にレーザ光33が入射したときの光学的な効果と逆の効果を果たすレンズである。インゴット14の外周面は、インゴット14の中心軸方向から見ると、レーザ光33に対して凸面となる。このため、インゴット14の外周面にレーザ光33を照射(入射)すると、レーザ光33の一部が上記凸面の影響を受ける。そこで本実施の形態では、インゴット14の凸面(外周面)の光学的な効果を弱める(打ち消す)ために、該凸面と凹凸関係が逆の凹面を有する補正レンズ32を付加している。インゴット14の凸面と補正レンズ32の凹面とは、インゴット14の中心軸方向から見たときの曲率が互いに等しいことが望ましい。この補正レンズ32を付加することにより、被加工物1の外周面(凸面)の影響を低減することができる。   The correction lens 32 is a lens that achieves an effect opposite to the optical effect when the laser beam 33 is incident on the outer peripheral surface of the ingot 14. When viewed from the central axis direction of the ingot 14, the outer peripheral surface of the ingot 14 becomes a convex surface with respect to the laser beam 33. For this reason, when the laser beam 33 is irradiated (incident) on the outer peripheral surface of the ingot 14, a part of the laser beam 33 is affected by the convex surface. Therefore, in the present embodiment, in order to weaken (cancel) the optical effect of the convex surface (outer peripheral surface) of the ingot 14, a correction lens 32 having a concave surface whose concavo-convex relationship is opposite to that of the convex surface is added. It is desirable that the convex surface of the ingot 14 and the concave surface of the correction lens 32 have the same curvature when viewed from the central axis direction of the ingot 14. By adding the correction lens 32, the influence of the outer peripheral surface (convex surface) of the workpiece 1 can be reduced.

実際にレーザ加工によってインゴット14をスライスする場合は、インゴット14をワーク保持機構により保持する。このとき、集光レンズ32を通して照射されるレーザ光33の光軸に対してインゴット14の中心軸J4が直交するように、インゴット14を水平に支持する。この状態では、レーザ光33の光軸J1上にインゴット14の中心軸J4が位置する。   When the ingot 14 is actually sliced by laser processing, the ingot 14 is held by the work holding mechanism. At this time, the ingot 14 is supported horizontally so that the central axis J4 of the ingot 14 is orthogonal to the optical axis of the laser beam 33 irradiated through the condenser lens 32. In this state, the central axis J4 of the ingot 14 is positioned on the optical axis J1 of the laser beam 33.

次に、レーザ発振器(不図示)から所定波長のレーザ光を出射する。このレーザ光は、伝搬光学系(不図示)から集光レンズ31および補正レンズ32を通してインゴット14に照射される。このとき、レーザ加工装置の初期設定条件として、集光レンズ31で集光させたレーザ光33がZ方向においてインゴット14の下側の外周面よりも少し下方で収束するように、インゴット14とレーザ光学系との相対位置を垂直移動機構により設定しておく。また、Y方向においては、インゴット14の一方の端面を基準にして、板ガラスブランクスの厚み寸法に応じた量だけインゴット14の他方の端面側にずれた位置をスライス位置に設定し、このスライス位置にレーザ光33の光軸J1の位置を合わせる。この初期設定条件の下では、インゴット14から外れたところにレーザ光33の焦点位置(不図示)が存在する。   Next, laser light having a predetermined wavelength is emitted from a laser oscillator (not shown). This laser light is applied to the ingot 14 through a condensing lens 31 and a correction lens 32 from a propagation optical system (not shown). At this time, as an initial setting condition of the laser processing apparatus, the ingot 14 and the laser are arranged so that the laser light 33 collected by the condenser lens 31 converges slightly below the outer peripheral surface on the lower side of the ingot 14 in the Z direction. A relative position with respect to the optical system is set by a vertical movement mechanism. In the Y direction, a position shifted to the other end face side of the ingot 14 by an amount corresponding to the thickness dimension of the plate glass blanks with respect to one end face of the ingot 14 is set as a slice position. The position of the optical axis J1 of the laser beam 33 is adjusted. Under this initial setting condition, the focal position (not shown) of the laser beam 33 exists at a position off the ingot 14.

次に、上記初期設定条件の下でインゴット14をθ方向に回転させるとともに、該回転中のインゴット14に対してレーザ光33の焦点位置Fpを相対的に上方に移動させる。焦点位置Fpの移動は、垂直移動機構によってインゴット14を下降させることにより行う。これにより、上記図12に示すように、集光レンズ31で集光させたレーザ光33をインゴット14の下側の外周面に収束させる。そうすると、インゴット14の下側の外周面にレーザ光33の焦点位置Fpが合う。これにより、レーザ光33の焦点位置Fpとなるインゴット14の下側の外周面で多光子吸収が起こり、インゴット14の材料がアブレーションによって蒸発する。また、インゴット14の回転により、インゴット14の外周面は一周にわたって細い溝状に削り取られる。さらにその状態からレーザ光33の焦点位置Fpを相対的に上方に移動させていくと、それにしたがってインゴット14の外周面が中心軸J4に向かって徐々に深く削り取られていく。   Next, the ingot 14 is rotated in the θ direction under the initial setting condition, and the focal position Fp of the laser light 33 is moved relatively upward with respect to the rotating ingot 14. The focal position Fp is moved by lowering the ingot 14 by a vertical movement mechanism. Thereby, as shown in FIG. 12, the laser beam 33 condensed by the condenser lens 31 is converged on the lower outer peripheral surface of the ingot 14. Then, the focal position Fp of the laser beam 33 is aligned with the lower outer peripheral surface of the ingot 14. As a result, multiphoton absorption occurs on the outer peripheral surface of the lower side of the ingot 14 at the focal position Fp of the laser beam 33, and the material of the ingot 14 is evaporated by ablation. Further, the outer surface of the ingot 14 is scraped off into a thin groove over the entire circumference by the rotation of the ingot 14. Further, when the focal position Fp of the laser beam 33 is moved relatively upward from that state, the outer peripheral surface of the ingot 14 is gradually scraped away toward the central axis J4 accordingly.

その後、インゴット14の下降によってレーザ光の焦点位置Fpがインゴット14の中心軸J4の高さに到達すると、インゴット14の一部(板ガラスブランクスとなる部分)がスライス位置で切り離される。このため、インゴット14から1枚の板ガラスブランクス15(図10を参照)を切り出すことができる。なお、スライス工程S4に適用されるレーザ加工方法は、基本的に上記図5および図6を用いて説明した方法と同様である。   Thereafter, when the focal position Fp of the laser beam reaches the height of the central axis J4 of the ingot 14 by the descending of the ingot 14, a part of the ingot 14 (part that becomes a plate glass blank) is cut off at the slice position. Therefore, one sheet glass blank 15 (see FIG. 10) can be cut out from the ingot 14. Note that the laser processing method applied to the slicing step S4 is basically the same as the method described with reference to FIGS.

こうしてインゴット14から1枚の板ガラスブランクス15を切り出したら、2枚目の板ガラスブランクス15を切り出すために、Y方向において板ガラスブランクスの厚み寸法に応じた量だけインゴット14を水平移動機構により移動させる。そして、インゴット14とレーザ光学系との相対位置を初期設定条件に戻して上記同様の動作を行う。これによりインゴット14から再び板ガラスブランクス15を切り出すことができる。以降は、上記同様の動作を繰り返すことにより、一つのインゴット14から複数枚の板ガラスブランクス15が得られる。   When one sheet glass blank 15 is cut out from the ingot 14 in this way, in order to cut out the second sheet glass blank 15, the ingot 14 is moved by the horizontal movement mechanism in an amount corresponding to the thickness dimension of the sheet glass blank in the Y direction. Then, the relative position between the ingot 14 and the laser optical system is returned to the initial setting condition, and the same operation as described above is performed. Thereby, the plate glass blanks 15 can be cut out from the ingot 14 again. Thereafter, a plurality of plate glass blanks 15 are obtained from one ingot 14 by repeating the same operation as described above.

ここで、インゴット14をスライスして板ガラスブランク15を得る場合、従来の方法を用いたときと本発明の方法を用いたときの加工時間の違いについて記述する。
まず、マルチワイヤソーを用いる従来の方法では、先述したように0.08〜0.27mm/minの加工速度となるため、インゴットの外径が4インチであるとすると、1回のスライス加工に10時間ほどかかり、6インチになると15時間ほどかかる。これに対して、本発明の実施の形態に係る方法によれば、使用するレーザのパワーにもよるが、たとえば100Wのパワーのレーザを使用した場合は200mm/秒以上の加工速度が得られる。このため、インゴットの外径を4インチとすると、1回のスライス加工が2時間以下となり、6インチであっても3時間以下で済む。したがって、スライス工程の加工時間を大幅に短縮することが可能となる。また、従来の方法ではワイヤの交換が必要であるが、本発明の実施の形態に係る方法では、それが不要になる。このため、板ガラスブランクスやこれを用いたカバーガラスの製造コストを大幅に低減することが可能となる。
Here, when slicing the ingot 14 to obtain the plate glass blank 15, the difference in processing time between using the conventional method and using the method of the present invention will be described.
First, in the conventional method using a multi-wire saw, since the processing speed is 0.08 to 0.27 mm / min as described above, if the outer diameter of the ingot is 4 inches, 10 slices per slice processing. It takes about 15 hours for 6 inches. On the other hand, according to the method according to the embodiment of the present invention, although depending on the power of the laser used, for example, when a laser with a power of 100 W is used, a processing speed of 200 mm / second or more can be obtained. For this reason, when the outer diameter of the ingot is 4 inches, one slicing process is 2 hours or less, and even 6 inches is 3 hours or less. Therefore, the processing time of the slicing process can be greatly shortened. Further, in the conventional method, the wire needs to be replaced, but in the method according to the embodiment of the present invention, it is not necessary. For this reason, it becomes possible to reduce significantly the manufacturing cost of plate glass blanks and cover glass using the same.

なお、上記レーザ加工を用いたスライス工程S4では、インゴット14に照射されたレーザ光が、インゴット14の外周面に形成される細溝部分を通してインゴット14の内部に入射することになる。ただし、その細溝部分の溝幅(たとえば、30μm以下)は、インゴット14の上側の外周面に入射するレーザ光のビーム径(たとえば、3000μm以上)に比して十分に小さい寸法となるため、インゴット14の外周面に存在する細溝部分がレーザ加工に与える影響は相対的に小さくなる。   In the slicing step S4 using the laser processing, the laser light irradiated on the ingot 14 enters the inside of the ingot 14 through the narrow groove portion formed on the outer peripheral surface of the ingot 14. However, the groove width of the narrow groove portion (for example, 30 μm or less) is sufficiently smaller than the beam diameter (for example, 3000 μm or more) of the laser light incident on the upper outer peripheral surface of the ingot 14. The influence of the narrow groove portion existing on the outer peripheral surface of the ingot 14 on the laser processing becomes relatively small.

また、上記レーザ加工を用いた切り出し工程S3では、ガルバノスキャナ23によりレーザ光28を円形に走査することにより、ブール10から円柱形のインゴット14を切り出すようにしたが、本発明はこれに限らず、ガルバノスキャナ23によりレーザ光28を任意の形状に走査することにより、当該走査形状を断面形状とする柱状のインゴットを切り出すことができる。具体例として、ガルバノスキャナ23によりレーザ光28を長方形(正方形を含む)に走査した場合は、ブール10から図13に示すような角柱状(直方体に近い形状で4角のコーナ部は角Rを有する)のインゴット14aを切り出すことができる。さらにその場合、長方形の角でレーザ光2をラウンド形状に走査することにより、図例のように柱の角に丸みをつけた角柱状のインゴット14aを切り出すことができる。また、この角柱状のインゴット14aを上記のレーザ加工方法を用いてスライスすることにより、4つの角に丸みをつけた長方形の板ガラスブランクスを得ることもできる。   Further, in the cutting step S3 using the laser processing, the cylindrical ingot 14 is cut out from the boule 10 by scanning the laser beam 28 in a circle with the galvano scanner 23. However, the present invention is not limited to this. By scanning the laser light 28 into an arbitrary shape by the galvano scanner 23, a columnar ingot having the scanning shape as a cross-sectional shape can be cut out. As a specific example, when the galvano scanner 23 scans the laser light 28 into a rectangle (including a square), a rectangular column shape (a shape close to a rectangular parallelepiped as shown in FIG. 13) from the boule 10 has an angle R. Ingot 14a can be cut out. Further, in that case, by scanning the laser beam 2 in a round shape with a rectangular corner, a prismatic ingot 14a with a rounded corner can be cut out as shown in the figure. Further, by slicing the prismatic ingot 14a using the above laser processing method, rectangular plate glass blanks having four rounded corners can be obtained.

1,1a…被加工物
2…レーザ光
3…集光レンズ
5…上面
6…下面
10…ブール
11…上端面
12…下端面
14…インゴット
15…板ガラスブランクス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1a ... Workpiece 2 ... Laser beam 3 ... Condensing lens 5 ... Upper surface 6 ... Lower surface 10 ... Boule 11 ... Upper end surface 12 ... Lower end surface 14 ... Ingot 15 ... Sheet glass blanks

Claims (8)

レーザ加工に用いるレーザ光を透過する被加工物を前記レーザ光によって加工するレーザ加工方法であって、
前記被加工物に向けて照射したレーザ光を該レーザ光の光軸方向において前記被加工物の一方の主表面に収束させることにより、前記レーザ光の焦点位置で多光子吸収を生じさせて前記被加工物の材料を蒸発させるとともに、前記レーザ光の光軸方向において前記被加工物の一方の主表面から他方の主表面に向かって前記焦点位置を移動させる
ことを特徴とするレーザ加工方法。
A laser processing method for processing a workpiece that transmits laser light used for laser processing with the laser light,
The laser beam irradiated toward the workpiece is converged on one main surface of the workpiece in the optical axis direction of the laser beam, thereby causing multiphoton absorption at the focal position of the laser beam. A laser processing method characterized by evaporating a material of a workpiece and moving the focal position from one main surface of the workpiece toward the other main surface in the optical axis direction of the laser beam.
前記レーザ光を走査しながら前記レーザ光の焦点位置を前記被加工物の一方の主表面から他方の主表面に向かって移動させる
ことを特徴とする請求項1に記載のレーザ加工方法。
The laser processing method according to claim 1, wherein the focal position of the laser beam is moved from one main surface of the workpiece toward the other main surface while scanning the laser beam.
前記被加工物の一方の主表面は、前記被加工物に向けて前記レーザ光を照射した際に、前記レーザ光の出射側に位置する主表面である
ことを特徴とする請求項2に記載のレーザ加工方法。
The one main surface of the workpiece is a main surface positioned on the laser beam emission side when the laser beam is irradiated toward the workpiece. Laser processing method.
前記被加工物は円柱形をなし、
前記被加工物の中心軸を中心に前記被加工物を回転させるとともに、該回転中の前記被加工物に対して前記被加工物の中心軸と直交する方向から前記レーザ光を照射し、かつ、前記レーザ光の光軸方向において前記被加工物の一方の主表面から他方の主表面に向かって前記焦点位置を移動させる
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のレーザ加工方法。
The workpiece has a cylindrical shape,
Rotating the workpiece about the central axis of the workpiece, irradiating the rotating workpiece with the laser beam from a direction orthogonal to the central axis of the workpiece; and The focal position is moved from one main surface of the workpiece to the other main surface in the optical axis direction of the laser beam. Laser processing method.
前記被加工物の主表面である外周面に前記レーザ光が入射したときの光学的な効果と逆の効果を果たす補正レンズを通して前記被加工物に前記レーザ光を照射する
ことを特徴とする請求項4に記載のレーザ加工方法。
The laser beam is irradiated to the workpiece through a correction lens that has an effect opposite to an optical effect when the laser beam is incident on an outer peripheral surface that is a main surface of the workpiece. Item 5. The laser processing method according to Item 4.
前記被加工物は、単結晶サファイアまたは炭化珪素によって構成されている
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のレーザ加工方法。
The laser processing method according to claim 1, wherein the workpiece is made of single crystal sapphire or silicon carbide.
電子機器の表示面を覆うカバーガラス用の板ガラスブランクスの製造方法であって、
単結晶サファイアからなるブールの上端および下端を切除する第1工程と、
前記ブールからインゴットを切り出す第2工程と、
前記インゴットをスライスして前記板ガラスブランクスを得る第3工程と、を有し、
前記第2工程においては、レーザ加工によって前記インゴットを切り出し、
前記レーザ加工においては、前記ブールに向けて照射したレーザ光を前記ブールの上端または下端の主表面に収束させることにより、前記レーザ光の焦点位置で多光子吸収を生じさせて前記ブールの材料を蒸発させるとともに、前記レーザ光を走査しながら前記焦点位置を前記ブールの高さ方向に移動させる
ことを特徴とする板ガラスブランクスの製造方法。
It is a manufacturing method of plate glass blanks for cover glass that covers the display surface of an electronic device,
A first step of excising the upper and lower ends of a boule made of single crystal sapphire;
A second step of cutting an ingot from the boule;
A third step of slicing the ingot to obtain the plate glass blanks,
In the second step, the ingot is cut out by laser processing,
In the laser processing, by converging the laser beam irradiated toward the boule to the main surface of the upper end or the lower end of the boule, multiphoton absorption is caused at the focal position of the laser beam, and the boule material is changed. A method for producing a plate glass blank, characterized by evaporating and moving the focal position in the height direction of the boule while scanning the laser beam.
電子機器の表示面を覆うカバーガラス用の板ガラスブランクスの製造方法であって、
単結晶サファイアからなるブールの上端および下端を切除する第1工程と、
前記ブールからインゴットを切り出す第2工程と、
前記インゴットをスライスして前記板ガラスブランクスを得る第3工程と、を有し、
前記第3工程においては、レーザ加工によって前記インゴットをスライスし、
前記レーザ加工においては、前記インゴットの中心軸を中心に前記インゴットを回転させ、該回転中の前記インゴットに対して前記インゴットの中心軸と直交する方向から照射したレーザ光を前記インゴットの主表面に収束させることにより、前記レーザ光の焦点位置で多光子吸収を生じさせて前記インゴットの材料を蒸発させるとともに、前記レーザ光の光軸方向において前記インゴットの主表面から中心軸に向かって前記焦点位置を移動させる
ことを特徴とする板ガラスブランクスの製造方法。
It is a manufacturing method of plate glass blanks for cover glass that covers the display surface of an electronic device,
A first step of excising the upper and lower ends of a boule made of single crystal sapphire;
A second step of cutting an ingot from the boule;
A third step of slicing the ingot to obtain the plate glass blanks,
In the third step, the ingot is sliced by laser processing,
In the laser processing, the ingot is rotated about the central axis of the ingot, and laser light irradiated from a direction orthogonal to the central axis of the ingot is applied to the main surface of the ingot with respect to the rotating ingot. Converging causes multiphoton absorption at the focal position of the laser beam to evaporate the material of the ingot, and the focal position from the main surface of the ingot toward the central axis in the optical axis direction of the laser beam The manufacturing method of the sheet glass blanks characterized by moving.
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