WO2003026861A1

WO2003026861A1 - Procede pour ecrire sur un substrat de materiau friable et pointe a tracer

Info

Publication number: WO2003026861A1
Application number: PCT/JP2002/009742
Authority: WO
Inventors: Masato Matsumoto; Tougo Gonoe
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2003-04-03
Also published as: US7772522B2; EP1428640A4; TW568809B; JPWO2003026861A1; KR20040035861A; CN1871104A; JP4156513B2; CN1871104B; EP1428640A1; US20050029239A1; KR100582506B1

Description

明細書

脆性材料基板のスクライブ方法およびスクライブ装置技術分野

本発明は、フラットパネルディスプレイ（以下 F P Dと表記する）に使用されるガラス基板、半導体ウェハ等の脆性材料基板を分断するために、脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するためのスクライブ方法およびスクライブ装置に関する。背景技術

本願の明細書においては、脆性材料基板の一種であるガラス基板に属する液晶表示パネルのマザ一ガラス基板に、スクライブラインを形成することを一例として説明する。

—対のガラス基板を貼り合わせて構成される液晶表示パネル等の F P Dを製造する場合には、大寸法の一対のマザ一ガラス基板同士を相互に貼り合わせた後に、各マザ一ガラス基板を、 F P Dを構成するガラス基板の大きさになるように分断するようになつている。各マザ一ガラス基板を分断する場合には、各マザーガラス基板に、予めカツ夕一によってスクライブラインが形成される。

近年、マザ一ガラス基板の表面にスクライブラインを形成するためにレーザビ —ムを使用する方法が実用化されている。レーザビームを使用してマザ一ガラス基板にスクライブラインを形成する方法では、図 6に示すように、マザ一ガラス基板 5 0に対して、レーザ発振装置 6 1からレーザビーム L Bが照射される。レ一ザ発振装置 6 1から照射されるレーザビーム L Bは、マザ一ガラス基板 5 0上に形成されるスクライブ予定ライン S Lに沿つた楕円形状のレーザスポット L S をマザ一ガラス基板 5 0の表面に形成する。マザ一ガラス基板 5 0と、レーザ発振装置 6 1から照射されるレーザビーム L Bとは、レーザスポット L Sの長手方向に沿つて相対的に移動させられる。

マザ一ガラス基板 5 0は、レ一ザビーム L Bによって、マザ一ガラス基板 5 0 が溶融される軟ィヒ点よりも低い温度に加熱される。これにより、レーザスポット L Sが形成されたマザ一ガラス基板 5 0の表面は、溶融されることなく加熱される。

また、マザ一ガラス基板 5 0の表面におけるレーザビーム L Bの照射領域の近傍には、スクライブラインが形成されるように、冷却水等の冷却媒体が、冷却ノズル 6 2から吹き付けられるようになつている。レーザビ一ム L Bが照射されるマザ一ガラス基板 5 0の表面には、レーザビーム L Bによる加熱によって圧縮応力が生じるとともに、冷却媒体が吹き付けられることにより、引張り応力が生じる。このように、圧縮応力が生じた領域に近接して引張り応力が生じるために、両領域間に、それぞれの応力に基づく応力勾配が発生し、マザ一ガラス基板 5 0 には、マザ一ガラス基板 5 0の端部に予め形成された切り込み T Rからスクライブ予定ライン S Lに沿つた垂直クラックが形成されていく。

図 7は、スクライブ装置によってスクライブされるマザ一ガラス基板 5 0上のレーザビーム L Bの照射状態を示す模式的斜視図、図 8は、そのマザ一ガラス基板 5 0上の物理変化状態を模式的に示す平面図である。

レーザ発振装置 6 1から発振されたレーザビーム L Bは、マザ一ガラス基板 5 0の表面に、楕円形状のレ一ザスポット L Sを形成する。レーザスポット L Sは、例えば、長径 bが 3 0 . 0 mm、短径 aが 1 . 0 mmの楕円形状になっており、長軸が、スクライブ予定ライン S Lに一致するように照射される。

この場合、マザ一ガラス基板 5 0に形成されるレーザスポット L Sは、外周縁部の熱エネルギー強度が、中央部の熱エネルギー強度よりも大きくなつている。このようなレーザスポット L Sは、熱エネルギー強度が正規分布であるレーザビ —ムを、長軸方向の各端部が最大の熱エネルギー強度となるような熱エネルギー分布とされてマザ一ガラス基板 5 0に照射される。従って、スクライブ予定ライン S L上に位置する長軸方向の各端部において、熱エネルギー強度がそれぞれ最大となり、各端部間にて挟まれたレ一ザスポット L Sの中央部分の熱エネルギー強度は、各端部における熱エネルギー強度よりも小さくなっている。

マザ一ガラス基板 5 0は、レーザスポット L Sの長軸方向に沿って相対的に移動されるようになっており、従って、マザ一ガラス基板 5 0は、スクライブ予定ライン S Lに沿って、レ一ザスポット L Sの一方の端部における大きな熱ェネルギー強度にて加熱された後に、レーザスポット L Sの中央部の小さな熱エネルギ —強度にて加熱され、さらにその後に大きな熱エネルギー強度にて加熱される。そして、その後に、レ一ザスポット L Sの端部が照射される領域に対して、例えば、レーザスポット L Sの長軸方向に 0〜数 mmの間隔 Lをあけたスクライブラィン上の冷却ポィン卜 C Pに、冷却ノズル 6 2から冷却水が吹き付けられる。これにより、レーザスポット L Sと冷却ポイント C Pとの間に温度勾配が生じ、冷却ボイント C Pに対してレーザスポット L Sとは反対側の領域に大きな引張り応力が生じる。そして、この引張り応力を利用して、マザ一ガラス基板 5 0の端部に形成された切り込み T Rからスクライブ予定ラインに沿って、マザ一ガラス基板 5 0の厚さ t方向に垂直クラックが形成されていく。

マザ一ガラス基板 5 0は、楕円形状のレーザスポッ卜 L Sによって加熱される。この場合、マザ一ガラス基板 5 0は、レーザスポット L Sの一方の端部における大きな熱エネルギー強度により、その表面から熱が垂直方向に沿つて内部に伝わつていくが、レーザスポット L Sがマザ一ガラス基板 5 0に対して相対的に移動することにより、レーザスポット L Sの前端部によって加熱された部分は、レーザスポット L Sの中央部における小さな熱エネルギー強度によって加熱された後に、再度、レーザスポット L Sの後端部における大きな熱エネルギー強度によつて加熱される。

このように、マザ一ガラス基板 5 0の表面は、大きな熱エネルギー強度によつて加熱された後に、小さな熱エネルギー強度によって加熱されている間に、その熱が内部にまで確実に伝導される。また、このとき、マザ一ガラス基板 5 0の表面が大きな熱エネルギー強度によって加熱され続けることが防止され、マザーガラス基板 5 0の表面の溶融が防止されることになる。その後、再度、大きな熱ェネルギ一強度によってマザ一ガラス基板 5 0が加熱されると、マザ一ガラス基板 5 0の内部にまで確実に熱が行き渡ることになり、マザ一ガラス基板 5 0の表面および内部に、圧縮応力が発生する。そして、このような圧縮応力が発生した領域の近傍の冷却ボイン卜 C Pに冷却水が吹き付けられることにより引張り応力が発生する。

レーザスポット L Sによる加熱領域に圧縮応力が発生し、冷却水による冷却ポイント C Pに引張り応力が発生すると、レーザスポット L Sと冷却ポイント C P との間の熱拡散領域に発生している圧縮応力により、冷却ボイント C Pに対してレーザスポット L Sとは反対側の領域に大きな引張り応力が発生する。そして、この引張り応力を利用して、マザ一ガラス基板 5 0の端部に形成された切り込み T Rからブラインドクラックがスクライブ予定ラインに沿つて発生する。

スクライブラインとしてのブラインドクラックがマザ一ガラス基板 5 0に形成されると、マザ一ガラス基板 5 0は、次の分断工程に供給されて、ブラインドクラックの両側に、ブラインドクラックがマザ一ガラス基板 5 0の厚さ方向に伸展するような曲げモ一メン卜が発生するようにマザ一ガラス基板 5 0に力が加えられる。これにより、マザ一ガラス基板 5 0は、スクライブ予定ライン S Lに沿つて形成されたブラインドクラックに沿つて分断される。

このようなスクライブ装置では、マザ一ガラス基板 5 0の表面に形成されるレ一ザスポット L Sによる加熱と、冷却ポイント C Pにおける冷却との間の応力勾配によって垂直クラックを形成するために、レーザスポット L Sによって形成される圧縮応力と、冷却ボイント C Pにおける引張り応力との応力差を大きくする必要がある。このために、レーザスポット L Sによる加熱と冷却ポイント C Pによる冷却とを、それぞれ十分に行うために、マザ一ガラス基板とレーザスポット L Sおよび冷却ボイント C Pとの相対的な移動速度を小さくしなければならず、その結果、垂直クラックの形成効率が悪くなるという問題がある。

また、図 9 ( a ) に示すように、スクライブ予定ラインに沿って、レーザスポット L Sによって加熱が開始されるマザ一ガラス基板 5 0の側縁部において、レ —ザスポット L Sの端部によって急激に加熱されると、マザ一ガラス基板 5 0には、レーザスポット L Sの前方に、制御不能なクラック C Rが形成されるおそれがある。

マザ一ガラス基板 5 0の側縁部は、マザ一ガラス基板 5 0を所定形状に分断した際に、応力が残留した状態になっており、その残留応力が、レ一ザスポット L Sによって急激に加熱することにより解放されて、クラックが発生する。このように、レーザスポット L Sの前方に形成されるクラック C Rは、制御不能であり、スクライブ予定ラインに沿つて形成することができない。

さらに、図 9 ( b ) ,に示すように、スクライブ予定ラインに沿ってブラインドクラック B Cを形成して、レーザスボット L Sによって加熱が終了するマザ一ガラス基板 5 0の側縁部においても、レーザスポット L Sの端部によって急激に加熱されると、マザ一ガラス基板 5 0には、マザ一ガラス基板 5 0の側面から、レ一ザスポット L Sの移動方向とは反対方向に向かって制御不能なクラック C が形成されるおそれがある。このクラック C Rも、制御不能であり、スクライブ予定ラインに沿って形成することができない。

本発明は、このような問題を解決するものであり、その目的は、マザ一ガラス基板等の脆性材料基板にスクライブラインを、効率よく、しかも確実に形成することができる脆性材料基板のスクライブ方法およびスクライブ装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、脆性材料基板の側縁部において、制御不能なクラックが形成されることを確実に予防することができる脆性材料基板のスクライブ方法およびスクライブ装置を提供することにある。発明の開示

本発明の脆性材料基板のスクライブ方法は、脆性材料基板の表面におけるスクライブラインの形成が予定されるスクライブ予定ラインに沿って、第 1レーザスポッ卜によって連続的に該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度に加熱しつつ、その第 1レーザスポッ卜に近接した領域をスクライブ予定ラインに沿って連続して冷却し、さらに、前記第 1レーザスポットとは反対側において前記冷却される領域に近接した領域を、前記スクライブ予定ラインに沿って、第 2レーザスポットによつて連続的に該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度に加熱することを特徴とする。

前記冷却領域が、前記スクライブ予定ラインに沿って長くなつている。

前記脆性材料基板の側縁部における前記スクライブ予定ラインの両側が、第 1 レーザスポッ卜によって加熱される直前に、予備加熱される。

前記脆性材料基板における前記スクライブ予定ラインの両側が、第 1レーザスポットによる加熱と同時に、予備加熱される。

また、本発明の脆性材料基板のスクライブ装置は、脆性材料基板の表面におけるスクライブラインの形成が予定されるスクライブ予定ラインに沿つてクラックを形成する脆性材料基板のスクライブ装置であって、第 1レーザスポッ卜が形成されるようにレーザビームを連続的に該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度に照射する手段と、その第 1レーザスポッ卜によって加熱される領域の近傍の領域をスクライブ予定ラインに沿って連続して冷却する手段と、前記第 1レーザスポッ卜とは反対側の前記冷却される領域に近接した領域を、前記スクライブ予定ラィンに沿って、第 2レーザスポットによって連続的に該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度に照射する手段と、を具備することを特徴とする。図面の簡単な説明 . 図 1は、本発明のスクライブ方法の実施状態の一例を示す模式的平面図である。図 2は、本発明のスクライブ方法の実施状態の他の例を示す模式的平面図である。

図 3は、本発明のスクライブ装置の実施の形態の一例を示す正面図である。図 4は、本発明のスクライブ方法の実施状態のさらに他の例を示す模式的平面図である。

図 5は、本発明のスクライブ装置に使用されるレーザ発振機構の一例を示す概略構成図である。

図 6は、レ一ザビームを使用したスクライブ方法を説明する概略図である。図 7は、スクライブ装置によるスクライブライン形成中のマザ一ガラス基板の状態を模式的に示す斜視図である。

図 8は、そのマザ一ガラス基板の状態を模式的に示す平面図である。

図 9は、（a ) および（b ) は、それぞれ、そのマザ一ガラス基板の側縁部に形成される制御不能なクラックの発生状態を模式的に示す平面図である。

図 1 0は、本発明のスクライブ方法の実施状態の他の例を示す模式的平面図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明の脆性材料基板のスクライブ方法は、例えば、マザ一ガラス基板を分断して、液晶表示パネル等の F P Dを構成する複数のガラス基板とするために、マザ一ガラス墓板を分断する前に、マザ一ガラス基板にスクライプラインとなるブラインドクラックを形成するために実施される。図 1は、そのスクライブ方法を実施する際におけるマザ一ガラス基板表面の状態の模式図である。

図 1に示すように、マザ一ガラス基板の表面には、スクライブ予定ライン S L に沿って、レーザビームの照射によって第 1レーザスポット L S 1が形成される。なお、マザ一ガラス表面におけるスクライブ予定ライン S Lの端部には、そのスクライブ予定ラインに沿う方向に切り込みが形成されている。

第 1レ一ザスポット L S 1は、例えば、長径が 3 0 . O mm、短径が 1 · O m mの楕円形状になっており、長径がスクライブ予定ライン S Lに沿った状態で、マザ一ガラス基板の表面に対して矢印 Aで示す方向に相対的に移動される。

マザ一ガラスの表面に形成される第 1レーザスポット L S 1の長軸方向に沿つた熱エネルギー強度の分布は、長軸方向の各端部においてそれぞれ最大の熱エネルギ一強度になり、両者の中間部においては、熱エネルギー強度が低くなつている。楕円形状の第 1レーザスポット L S 1は、マザ一ガラス基板の表面におけるスクライブ予定ライン S Lに沿つて移動し、スクライブ予定ライン S Lを、順次、加熱する。

第 1レ一ザスポット L S 1は、マザ一ガラス基板が溶融される軟ィ匕点よりも低い温度で、マザ一ガラス基板を加熱する。これにより、レーザスポット L S Iが形成されたマザ一ガラス基板の表面は、溶融されることなく加熱される。

マザ一ガラス基板の表面には、第 1レーザスポット L S 1の進行方向の後方に、第 1レーザスポット L S 1に近接したスクライブ予定ライン S L上に、小さな円形状の冷却ボイン卜 C Pが形成される。冷却ポイント C Pは、冷却ノズルからマザ一ガラス基板の表面に吹き付けられる冷却水、圧縮空気、水と圧縮空気の混合流体、 H eガス、 N ₂ガス、 C〇 ₂ガス等の冷却媒体によって形成され、マザーガラス基板に対する第 1レーザスポット L S 1と同方向に同様の速度で、マザ一ガラス基板の表面のスクライブ予定ライン S Lに沿って移動される。

マザ一ガラス基板の表面には、冷却ボイント C Pの進行方向の後方であって、冷却ボイント C Pに近接して、スクライブ予定ラインに沿って延びる円形または楕円形状の第 2レーザスポッ卜 L S 2が形成される。

本実施の形態では第 2レーザスポッ卜が楕円形状場合を一例として説明する。第 2レーザスポット L S 2は、例えば、第 1レーザスポット L S 2と同様に、長径が 3 0 . 0 mm、短径が 1 . 0 mmの楕円形状になっており、長径がスクライブ予定ライン S Lに沿った状態で、マザ一ガラス基板の表面に対して、第 1レ —ザスポット L S 1および冷却ボイント C Pと同方向に同様の速度で移動される。第 2レーザスポット L S 2の長軸方向に沿った熱エネルギー強度の分布も、第 1レーザスポット L S 1の強度分布と同様に、長軸方向の各端部においてそれぞれ最大の熱エネルギー強度になり、両者の中間部においては、熱エネルギー強度が低くなつている。

第 2レーザスポット L S 2も、マザ一ガラス基板が溶融される温度よりも低い温度、すなわち、マザ一ガラス基板の軟化点よりも低い温度で、しかも、マザ一ガラス基板に対して高速で移動しつつ、マザ一ガラス基板を加熱する。

マザ一ガラス基板の表面は、スクライブ予定ライン S Lに沿って、第 1レ一ザスポット L S 1によって順次加熱された後に、その加熱部分が、冷却ボイント C Pによって順次冷却され、さらにその後に、その冷却部分が、第 2レ一ザスポッ卜 L S 2によって順次加熱される。

このように、第 1レ一ザビーム L S 1の後端部における最大の熱エネルギー強度による加熱によって圧縮応力が生じ、冷却ボイント C Pによって冷却されると、弓 I張り応力が生じ、両者の応力勾配が発生する。

第 1レーザビ一ム L S 1と冷却ボイント C Pとの間に応力勾配が発生することにより、マザ一ガラス基板には、スクライブ予定ライン S Lに沿って垂直方向のブラインドクラックが形成される。

スクライブ予定ライン S Lに沿つて垂直方向にプラインドクラックが形成されると、ブラインドクラックが形成された領域が、第 2レーザスポット L S 2によつて、再度加熱される。これにより、マザ一ガラス基板に形成された垂直クラックがさらに垂直方向に沿って伸展し、脆性材料基板の板底まで達する（脆性材料基板がフルボディカットされる）。

なお、第 1レーザスポット L S 1と第 2レーザスポット L S 2の間に設けられる冷却ポイント C Pは、円形状に限らず、図 2に示すように、スクライブ予定ライン S Lに沿って長くなつた長方形状であってもよい。このように、冷却ポイント C Pが、スクライブ予定ライン S Lに沿って長く形成されていることにより、第 1レ一ザスポット L S 1によって加熱された領域が、確実に冷却されることになる。

スクライブ予定ライン S Lに沿つて長く延びる冷却ボイント C Pは、冷却ノズルの冷却媒体の噴射孔を長方形状とすることにより、あるいは、冷却ノズルにおける小さな円形状の噴射孔を、スクライブ予定ライン S Lに沿って列状して線的に設けることにより、形成される。

図 3は、本発明の脆性材料基板のスクライブ装置の実施形態を示す概略構成図である。本発明のスクライブ装置は、例えば、大寸法のマザ一ガラス基板から F P Dに使用されるガラス基板を分断するためのスクライブラインを形成する。このスクライブ装置は、図 3に示すように、水平な架台 1 1上に所定の水平方向（Y 方向）に沿って往復移動するスライドテーブル 1 2を有している。

スライドテ一ブル 1 2は、架台 1 1の上面に Y方向に沿って平行に配置された一対のガイドレール 1 4および 1 5に、水平な状態で各ガイドレール 1 4および 1 5に沿ってスライド可能に支持されている。両ガイドレール 1 4および 1 5の中間部には、各ガイドレール 1 4および 1 5と平行にポールネジ 1 3が、モータ (図示せず）によって回転するように設けられている。ポールネジ 1 3は、正転および逆転可能になっており、このポ一ルネジ 1 3にポールナツ卜 1 6が螺合する状態で取り付けられている。ポールナット 1 6は、スライドテーブル 1 2に回転しない状態で一体的に取り付けられており、ポールネジ 1 3の正転および逆転によって、ボールネジ 1 3に沿って両方向にスライドする。これにより、ポールナット 1 6と一体的に取り付けられたスライドテ一ブル 1 2が、各ガイドレール 1 4および 1 5に沿って Y方向にスライドする。

スライドテ—プル 1 ₂上には、台座 1 9が水平な状態で配置されている。台座 1 9は、スライドテーブル 1 2上に平行に配置された一対のガイドレール 2 1に、スライド可能に支持されている。各ガイドレール 2 1は、スライドテーブル 1 2 のスライド方向である Y方向と直交する X方向に沿って配置されている。また、各ガイドレール 2 1間の中央部には、各ガイドレール 2 1と平行にポールネジ 2 2が配置されており、ボールネジ 2 2がモータ 2 3によって正転および逆転されるようになっている。

ホールネジ 2 2には、ポールナツト 2 4が螺合する状態で取り付けられている。ポールナット 2 4は、台座 1 9に回転しない状態で一体的に取り付けられており、ポールネジ 2 2の正転および逆転によって、ポールネジ 2 2に沿って両方向に移動する。これにより、台座 1 9が、各ガイドレール 2 1に沿った X方向にスライドする。

^座 1 9上には、回転機構 2 5が設けられており、この回転機構 2 5上に、切断対象であるマザ一ガラス基板 5 0が載置される回転テーブル 2 6が水平な状態で設けられている。回転機構 2 5は、回転テーブル 2 6を、垂直方向に沿った中心軸の周りに回転させるようになつており、基準位置に対して任意の回転角度 0 になるように、回転テーブル 2 6を回転させることができる。回転テーブル 2 6 上には、マザ一ガラス基板 5 0が、例えば吸引チャックによって固定される。回転テーブル 2 6の上方には、回転テーブル 2 6とは適当な間隔をあけて、支持台 3 1が配置されている。この支持台 3 1は、垂直状態で配置された第 1光学ホルダ一 3 3の下端部に水平な状態で支持されている。第 1光学ホルダー 3 3の上端部は、架台 1 1上に設けられた取付台 3 2の下面に取り付けられている。取付台 3 2上には、第 1レーザビームを発振する第 1レ一ザ発振器 3 4が設けられており、第 1レーザ発振器 3 4から発振されるレ一ザビームが、第 1光学ホルダ一 3 3内に保持された光学系に照射される。

第 1レーザ発振器 3 4から発振されるレーザビームは、熱エネルギー強度分布が正規分布になっており、第 1光学ホルダ一 3 3内に設けられた光学系によつて、所定の熱エネルギー強度分布を有する楕円形状の第 1レーザスポット L S 1をガラス基板 5 0の表面に形成するように、しかも、その長軸方向が、回転テーブル 2 6上に載置されたマザ一ガラス基板 5 0の X方向に平行になるように、照射される。

· また、取付台 3 2には、第 1レ一ザ発振器 3 4に隣接して、第 2レ一ザビームを発振する第 2レーザ発振器 4 1が設けられており、この第 2レーザ発振器 4 1 から発振されたレーザビームが、支持台 3 1に第 1光学ホルダー 3 3に隣接して設けられた第 2光学ホルダー 4 2内の光学系に照射される。第 2レーザ発振器 4 1から発振されるレーザビームは、熱エネルギー強度分布が正規分布となっており、第 2光学ホルダ一 4 2内に設けられた光学系によって、所定の熱エネルギー強度分布を有する楕円形状の第 2レーザビーム L S 2をガラス基板 5 0の表面に形成するように、その長軸方向が、回転テーブル 2 6上に載置されたマザ一ガラス基板 5 0の X方向に沿った状態で、第 1レーザスポット L S 1に適当な間隔をあけた状態で照射される。

支持台 3 1における第 1光学ホルダ一 3 3と第 2光学ホルダ一 4 2との間には、回転テーブル 2 6上に載置されたマザ一ガラス 5 0に対向して、冷却ノズル 3 7 が配置されている。この冷却ノズル 3 7は、第 1光学ホルダ一 3 3から照射される第 1レーザスポット L S 1および第 2光学ホルダ一 4 2から照射される第 2レ —ザスポット L S 2のそれぞれの間に、長軸方向に沿った長方形状に冷却水などの冷媒を吹き付けるようになつている。

なお、冷却ノズル 3 7としては、このように長方形状に冷却水を吹き付ける構成にかえて、小さな円形領域に冷却水をそれぞれ吹き付ける多数の冷却ノズルを、 X方向に並べるように配置してもよい。

また、支持台 3 1には、第 1光学ホルダ一から照射される第 1レーザスポット L S Iに対して、冷却ノズル 3 7とは反対側に、回転テ一ブル 2 6上に載置されたマザ一ガラス 5 0に対向して、カッターホイールチップ 3 5が設けられている。カッターホイールチップ 3 5は、第 1光学ホルダ一 3 3から照射される第 1レ一ザスポット L S 1の長軸方向に沿って配置されており、回転テーブル 2 6上に載置されたマザ一ガラス 5 0の側縁部に、スクライブ予定ラインに沿って切り込みを形成する。

なお、スライドテ一ブル 1 2および台座 1 9の位置決め、回転機構 2 5の制御、第 1レーザ発振器 3 4、第 2レーザ発振器 4 1等は、制御部によって制御される。このようなスクライブ装置によつてマザ一ガラス基板 5 0の表面にブラインドクラックを形成する塲合には、まず、マザ一ガラス基板 5 0のサイズ、スクライブ予定ラインの位置等の情報が、制御部に入力される。

そして、マザ一ガラス基板 5 0が、回転テーブル 2 6上に載置されて吸引手段によって固定される。このような状態になると、 C C Dカメラ 3 8および 3 9によって、マザ一ガラス基板 5 0に設けられたァライメントマークが撮像される。撮像されたァライメントマークは、モニター 2 8および 2 9によって表示され、画像処理装置でァライメン卜マークの位置情報が処理される。

回転テ一ブル 2 6が支持台 3 1に対して位置決めされると、回転テーブル 2 6 が X方向に沿ってスライドされて、マザ一ガラス基板 5 0の側縁部におけるスクライブ予定ラインが、カツ夕一ホイールチップ 3 5に対向される。そして、カツ夕一ホイールチップ 3 5が下降されて、マザ一ガラス基板 5 0のスクライブ予定ラインの端部に切り込みが形成される。

その後、回転テーブル 2 6が、スクライブ予定ラインに沿って X方向にスライドされつつ、'第 1レーザ発振装置 3 4および第 2レーザ発振装置 4 1から、それぞれ、第 1レーザビームおよび第 2レーザビームが発振されるとともに、冷却ノズル 3 7から冷却水が圧縮エア一とともに噴射され、スクライブ予定ラインに沿つて長くなつた長方形状の冷却ボイン卜が形成される。

第 1レーザ発振装置 3 4から発振されるレーザビームにより、マザ一ガラス基板 5 0上には、マザ一ガラス基板 5 0の走査方向に沿って、 X軸方向に沿って長くなつた楕円形状の第 1レーザスポット L S 1が形成される。そして、そのレーザスポット L S 1の後方に、冷却水がスクライブ予定ラインに沿って吹き付けられて冷却ポイント C Pが形成される。さらに、第 2レーザ発振装置 4 1から発振されるレ一ザビームにより、マザ一ガラス基板 5 0上には、冷却ポイント C Pの後方に、 X軸方向に沿って長くなつた楕円形状の第 2レーザスポット L S 2が形成される。

このように、第 1レーザスポット L S 1による加熱と、冷却ポイント C Pによる冷却との応力勾配により、マザ一ガラス基板 5 0に、ブラインドクラックが形成される。そして、冷却水が吹き付けられた冷却ボイント C Pに近接した領域が、第 2レーザスポット L S 2によって加熱されることにより、すでに形成されたブラインドクラックは、マザ一ガラス基板 5 0の裏面に向かってさらに深く伸展していく。

ブラインドクラックがマザ一ガラス基板 5 0に形成されると、マザ一ガラス基板 5 0は、次の分断工程に供給されて、ブラインドクラックの幅方向に曲げモーメントが作用するようにマザ一ガラス基板に力が加えられる。これにより、マザ —ガラス基板 5 0は、ブラインドクラックに沿って分断される。

なお、マザ一ガラス基板 5 0の側縁部に、第 1レーザスポット L S 1が照射される直前に、図 4に示すように、スクライブ予定ラインの両側に、予備加熱用レ一ザスポット L S 3をそれぞれ照射して加熱するようにしてもよい。このように、スクライブ予定ラインに第 1レーザスポット L S 1が照射される直前に、応力が残留しているマザ一ガラス基板の側縁部におけるスクライブ予定ラインの両側が、予備加熱用レーザスポッ卜 L S 3によってそれぞれ加熱されると、マザ一ガラス基板 5 0の側緣部に残留する応力がスクライブ予定ラインの両側で同程度に近い状態に緩和される。これにより、その後に、マザ一ガラス基板 5 0の側縁部に第 1レーザスポット L S 1が照射されても、マザ一ガラス基板 5 0の側面から第 1 レーザスポット L S 1の移動方向の前方にクラックが形成されることが防止される。

同様に、マザ一ガラス基板 5 0に照射される第 1レーザスポット L S 1が、マザ一ガラス基板 5 0の反対側の側縁部に達する直前にも、スクライブ予定ラインの両側に、予備加熱用レーザスポット L S 3をそれぞれ照射して加熱するようにしてもよい。このように、第 1レ一ザスポット L S 1がマザ一ガラス基板 5 0の側縁部に達する直前に、応力が残留するマザ一ガラス基板 5 0の側縁部におけるスクライブ予定ラインの両側が予備加熱用レーザスポット L S 3によって、それぞれ加熱されると、マザ一ガラス基板 5 0の側縁部に残留する応力が、スクライブ予定ラインの両側において同程度に近い状態で緩和される。これにより、その後に、マザ一ガラス基板 5 0の側縁部に第 1レーザスポット L S 1が照射されても、マザ一ガラス基板 5 0の側面から、第 1レーザスポット L S 1の移動方向の先の箇所でクラックが形成されることが防止される。

なお、一対の予備加熱用レーザスポット L S 3は、第 1レーザスポット L S I がマザ一ガラス基板 5 0に照射される直前、または、マザ一ガラス基板 5 0の反対側の側縁部に達する直前に、それぞれ照射される構成に限らず、第 1レーザスポット L S 1の前方において、マザ一ガラス基板 5 0に対して連続的に照射するようにしてもよい。

さらに、一対の予備加熱用レーザスポット L S 3は、図 1 0に示すように第 1 レーザスポット L S 1の両側に第 1レ一ザスポットと平行となるように照射してもよい。

図 5は、一対の予備加熱用レーザスポット L S 3を形成するレーザ照射機構の概略構成図である。このレーザ照射機構には、一対の予備加熱用レーザ発振器 7 1および 7 2から、それぞれ発振されるレーザビームが照射される。第 1の予備加熱用レーザ発振器 7 1は、水平方向にレーザビームを照射し、第 2の予備加熱用レーザ発振器 7 2は、下方に向かって垂直にレーザビームを照射する。

各予備加熱用レーザ発振器 7 1および 7 2から照射されるレーザビームは、水平方向に対して 4 5 ° 傾斜したシャツ夕一 7 3に与えられている。シャッター 7 3は、光を透過させる状態では、第 1の予備加熱用レーザ発振器 7 1から水平方向に照射されるレーザビームを、水平に透過させ、光を遮断する状態では、第 1 の予備加熱用レーザ発振器 7 1から水平方向に照射されるレーザビームを、下方に向かって垂直に反射する。

また、シャツ夕一 7 3は、光を透過させる状態では、第 2の予備加熱用レーザ発振器 7 2から下方に向かって照射されるレーザビームを、垂直に透過させ、光を遮断する状態では、第 2の予備加熱用レーザ発振器 7 2から下方に照射されるレーザビームを、水平方向に反射させる。

シャツ夕一 7 3の下方には、第 1の予備加熱用レーザ発振器 7 1から照射されてシャツ夕一 7 3によって下方に向かって反射されるレ一ザビーム、第 2の予備加熱用レーザ発振器 7 2から照射されてシャッター 7 3を透過したレーザビームがそれぞれ照射される冷却板 7 4が設けられている。

第 1の予備加熱用レーザ発振器 7 1から照射されてシャツ夕一 7 3を水平に透過したレーザビーム、および、第 2の予備加熱用レーザ発振器 7 2から照射されてシャツ夕一 7 3にて水平方向に反射されたレーザビームは、ツインスポット形式のレンズ 7 5に照射される。このレンズ 7 5は、照射される一対のレーザビ一ムを、それぞれ平行な光束として、反射ミラ一 7 6に与えており、反射ミラー 7 6に与えられた各光束が、反射ミラー 7 6にてそれぞれ反射されて、集光レンズ 7 7に照射されており、集光レンズ 7 7は、マザ一ガラス基板 5 0の表面におけるスクライブ予定ラインの両側に、所定形状のレーザスポットをそれぞれ形成する。

シャッター 7 3は、光を透過させる状態を「〇N」とし、光を遮断する状態を「O F F」とすると、高速で「〇N」と「〇F F」が切り替えられる。

このようなレーザ照射機構は、図 3に示すスクライブ装置に、第 1光学ホルダ一 3 3に対して第 2光学ホルダ一 4 2とは反対側に配置される。そして、マザ一ガラス基板 5 0の側縁部におけるスクライブ予定ラインの両側に、レーザ照射機構から照射される一対のレーザビームによって、予備加熱用レーザスポット L S 3がそれぞれ形成される。

本願では、脆性材料基板の一例として液晶表示パネルのマザ一ガラス基板を用いて説明したが、貼り合わせガラス基板、単板ガラス、半導体ウェハ、セラミツクス等のスクライブ加工においても同様の効果が得られる。

また、本発明のスクライブ方法およびスクライブ装置は、ガラス基板同士を貼り合わせた液晶表示基板、透過型プロジェクタ一基板、有機 E L素子、 P D P (プラズマディスプレイパネル) 、 F E D (フィールドエミッションディスプレイ) やガラス基板とシリコン基板とを貼り合わせた反射型プロジェクタ一基板等のマザ一基板のスクライブに対しても適用可能である。産業上の利用可能性

本発明の脆性材料基板のスクライブ方法および装置は、このように、マザ一ガラス基板等の脆性材料基板の表面が、第 1レーザスポットによる加熱された後に冷却され、さらにその後に、第 2レーザスポットによって加熱されるために、垂直方向に深くなったブラインドクラックを確実に形成することができる。

また、脆性材料基板の側縁部が、第 1レーザスポットによる加熱される直前に予備加熱されることにより、制御不能なクラックが形成されるおそれがない。

Claims

請求の範囲

1 . 脆性材料基板の表面におけるスクライブラインの形成が予定されるスクライブ予定ラインに沿って、第 1レーザスポッ卜によって連続的に該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度に加熱しつつ、その第 1レーザスポットに近接した領域を

•5 スクライブ予定ラインに沿って連続して冷却し、さらに、前記第 1レーザスポッ卜とは反対側において前記冷却される領域に近接した領域を、前記スクライブ予定ラインに沿って、第 2レーザスポッ卜によって連続的に該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度に加熱することを特徴とする脆性材料基板のスクライブ方法。

2 . 前記冷却領域が、前記スクライブ予定ラインに沿って長くなつている請求の0 範囲第 1項に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。

3 . 前記脆性材料基板の側縁部における前記スクライブ予定ラインの両側が、第 1レーザスポットによって加熱される直前に、予備加熱される請求の範囲第 1項に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。

4. 前記脆性材料基板における前記スクライブ予定ラインの両側が、第 1レーザ5 スポットによる加熱と同時に、予備加熱される請求の範囲第 1項に記載の脆性材料基板のスクライブ方法。

5 . 脆性材料基板の表面におけるスクライブラインの形成が予定されるスクライブ予定ラインに沿ってクラックを形成する脆性材料基板のスクライブ装置であつて、

0 第 1レーザスポッ卜が形成されるようにレ一ザビームを連続的に該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度に照射する手段と、

その第 1レ一ザスポッ卜によって加熱される領域の近傍の領域をスクライブ予定ラインに沿って連続して冷却する手段と、

前記第 1レーザスポットとは反対側の前記冷却される領域に近接した領域を、5 前記スクライブ予定ラインに沿って、第 2レ一ザスポットによって連続的に該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度に照射する手段と、を具備することを特徴とする脆性材料基板のスクライブ装置。