脆性材料基板的划线装置和脆性材料基板的划线方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种脆性材料基板的划线装置。其中，以沿着脆性材料基板的划痕预定线方向具有多个强度分布峰值的方式，形成多个激光光斑，按照形成暗裂纹的脆性材料基板的种类，设定多个激光光斑间的间隔及激光光斑的强度分布的峰值的间隔。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在切断用于平面显示器(下面表示为FPD)的玻璃基板、半导体晶片等脆性材料基板时使用的划线装置(スクライブ装置)。
技术介绍
将一对玻璃基板粘贴在一起的FPD，通过把大尺寸的一对母体玻璃基板彼此相互粘贴在一起之后，切断成预定的大小而制成。在切断母体玻璃基板时，预先在母体玻璃基板上用切割器(カッタ)形成划痕线。在用切割器形成划痕线时，或者在形成划痕线后，在截断玻璃基板时，会产生微细的玻璃粉末及碎玻璃屑，引起各种不良状况。为了避免在使用切割器划线、截断时产生微细的玻璃粉末及碎玻璃屑，近年来，为了形成划痕线使用激光束的方法已经实用化。在使用激光束于玻璃基板上形成划痕线的方法中，如图5所示，用从激光振荡装置61发出的激光束对玻璃基板50进行照射。从激光振荡装置61照射的激光束，在玻璃基板50上，沿着形成于玻璃基板50上的划痕预定线，形成长圆形的激光光斑LS。使玻璃基板50和从激光振荡装置61照射的激光束，沿着激光光斑的纵长方向相对移动。玻璃基板50被激光束加热到低于将玻璃基板50熔融的温度，即，加热到低于玻璃基板的软化点的温度。借此，将被激光光斑LS照射的玻璃基板50的表面加热，但不使之熔融。此外，在玻璃基板50的表面上被激光束照射的区域附近，为了形成划痕线，从冷却喷嘴62喷射冷却水等冷却媒体。在激光束照射的玻璃基板的表面上，被激光束加热产生压缩应力之后，通过喷射冷却媒体，产生拉应力。这样，由于在靠近产生压缩压力的区域产生拉应力，所以，在两个区域之间，产生基于各个应力的应力梯度，在玻璃基板50上，从预先形成于玻璃基板50的端部的切缝起，沿着划痕预定线，形成沿玻璃的厚度方向的垂直裂纹BC前进发展的划痕线。由于这样形成在玻璃基板50的表面上的垂直裂纹是微细的，通常用肉眼不能观察到，所以，称之为暗裂纹(ブラインドクラツク)BC。图6是示意地表示利用激光划线装置在被划线的玻璃基板50上的光束照射状态的立体图，图7是示意地表示在该玻璃基板50上的物理变化状态的俯视图。从激光振荡装置61发射的激光光束LB在玻璃基板50的表面上形成长圆形的激光光斑LS。激光光斑LS，例如，呈长直径b为30.0mm，短直径a为1.0mm的长圆形状，以长轴与所形成的划痕线的方向相一致的方式进行照射。在这种情况下，形成在玻璃基板50上的激光光斑LS，外周缘部的光束强度比中央部的光束强度大。从而，在位于划痕预定线上的长轴方向的各端部上，光束强度分别成为最大，被夹持在各端部之间的激光光斑LS的中央部分的光束强度小于各端部的光束强度。玻璃基板50沿着激光光斑LS的长轴方向相对移动，从而，玻璃基板50，沿划痕预定线被对应于在激光光斑LS的一个端部处的大的光束强度加热之后，被对应于激光光斑LS的中央部分的小的光束强度加热，此后，再被大的光束强度加热。同时，在此之后，相对激光光斑LS的端部照射区域，例如，沿激光光斑LS的长轴方向在离开的间隔L为2.5mm的划痕预定线上的冷却点CP处，从冷却喷嘴62喷射冷却水。借此，在激光光斑LS与冷却点CP之间的区域产生温度梯度(勾配)，相对于冷却点CP而言，在与激光光斑LS相反侧的区域产生大的拉应力。同时，利用该拉应力，在玻璃基板50的端部，从利用轮刀式切割器35形成的切缝起，暗裂纹BC沿划痕预定线发展。玻璃基板50被长圆形激光光斑LS加热。在这种情况下，玻璃基板50被激光光斑LS的一个端部处的大的光束强度加热，热量从其表面沿垂直方向传递到内部，但，通过令激光束相对于玻璃基板50相对移动，在由激光光斑LS的端部加热的部分被对应于激光光斑LS的中央部分的小的光束强度加热之后，再次被对应于激光光斑LS的端部的大光束强度加热。这样，在玻璃基板50的表面上，最初被用大的光束强度加热的部分，在以后被用小的光束强度加热的期间，其热量被可靠地传递到玻璃基板的内部。此外，需要防止用大的光束强度连续加热玻璃基板50的表面，以便防止玻璃基板50的表面的熔融。然后，当再次用大的光束强度加热玻璃基板50，将玻璃基板50的内部可靠地加热时，玻璃基板50的表面和内部产生压缩应力。然后，经过这样的时间之后，通过在发生压缩应力的区域的附近的冷却点CP处喷射冷却水，产生拉应力。当用激光光斑LS加热的区域产生压缩应力、用冷却水在冷却点CP处产生拉应力时，借助在激光光斑LS与冷却点CP之间的热扩散区域HD产生的压缩应力，相对于冷却点CP，在与激光光斑相反侧的区域产生大的拉应力。同时，利用该拉应力，从在玻璃基板50的端部用轮刀式切割器35形成的切缝起，暗裂纹BC沿划痕预定线发展。此外，通过降低激光光束相对于玻璃基板50的相对移动速度，暗裂纹BC(垂直裂缝)沿玻璃基板50的厚度方向伸展，以贯穿玻璃基板50的状态沿划痕预定线发展(这样进行的划线，通常称之为将玻璃基板50整体切断)。在上述现有技术例的说明中，说明了暗裂纹BC从在玻璃基板50的端部用轮刀式切割器(ホイ一ルカツタ)35形成的切缝起发展的例子，但用轮刀式切割器35形成的切缝并不一定必须在玻璃基板50的端部。此外，为了形成暗裂纹BC，也并不一定必须在玻璃基板50上形成切缝。当在玻璃基板50上形成作为划痕线的暗裂纹BC时，将玻璃基板50提供给下面的截断工序，以沿着作为图6的箭头所示的方向的暗裂纹BC的宽度方向作用弯曲力矩的方式，向玻璃基板上施加力。借此，将玻璃基板50沿着作为暗裂纹BC的线的划痕线截断。在这种划线装置中，当玻璃基板50的材质、厚度等条件变化时，需要改变用激光光束加热的条件。为了使发出的激光光束在玻璃基板50上形成预定的长圆形的激光光斑LS，激光振荡装置需要预先设定透镜等光学系统的配置、焦点等，在改变利用激光光束的加热条件时，需要改变形成在玻璃基板50的表面上的激光光斑LS的形状。从而，为了改变激光光斑LS的形状，需要进行光学系统的透镜等的更换、焦点的调整，进而，需要调整从激光振荡器发出的激光的模式等，存在着这些调整并不是很容易的问题。本专利技术为了解决这种问题，其目的是提供一种在玻璃基板等脆性基板上形成划痕线时，即使脆性材料基板的材质、厚度等条件发生变化，也能够很容易地对应所述脆性材料基板的条件的脆性材料基板的划线装置。
技术实现思路
本专利技术的脆性材料基板的划线装置，在沿着脆性材料基板表面上的预定形成划痕线的区域，以形成比该脆性材料基板的软化点的温度低的照射光斑的方式，连续地或者高速断续地照射激光光束的同时，通过连续地冷却该激光光斑附近的区域，沿着划痕预定线形成垂直裂纹的脆性材料基板的划线装置中，其特征在于， 从产生相同波长或者不同波长的激光光束的多个激光振荡器中振荡发出的激光光束，为了在脆性材料基板上形成多个照射光斑，在以高速调整激光光束的扫描速度及扫描路径的状态下，被照射到脆性材料基板上。同时，其特征在于，前述多个的激光光斑具有多个强度分布的峰值。进而，其特征在于，前述多个的激光光斑的强度分布是非高斯模式。此外，本专利技术的脆性材料基板的划线装置，在沿着脆性材料基板的表面上的预定形成划痕线的区域，以形成比该脆性材料基板的软化点的温度低的照射光斑的方式，连续地或者高速断续地照射激光光束的同时，通过连续地冷却该激光光斑附近的区域，沿着划痕线形成垂直裂纹的脆性材料基板的划线装置中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种脆性材料基板的划线装置，在沿着脆性材料基板表面上的预定形成划痕线的区域，以形成比该脆性材料基板的软化点的温度低的照射光斑的方式，连续地或者高速断续地照射激光光束的同时，通过连续地冷却该激光光斑附近的区域，沿着划痕预定线形成垂直裂纹的脆性材料基板的划线装置中，其特征在于，　　　　从产生相同波长或者不同波长的激光光束的多个激光振荡器中振荡发出的激光光束，为了在脆性材料基板上形成多个照射光斑，在以高速调整激光光束的扫描速度及扫描路径的状态下，被照射到脆性材料基板上。

【技术特征摘要】
JP 2001-7-16 215055/20011.一种脆性材料基板的划线装置，在沿着脆性材料基板表面上的预定形成划痕线的区域，以形成比该脆性材料基板的软化点的温度低的照射光斑的方式，连续地或者高速断续地照射激光光束的同时，通过连续地冷却该激光光斑附近的区域，沿着划痕预定线形成垂直裂纹的脆性材料基板的划线装置中，其特征在于，从产生相同波长或者不同波长的激光光束的多个激光振荡器中振荡发出的激光光束，为了在脆性材料基板上形成多个照射光斑，在以高速调整激光光束的扫描速度及扫描路径的状态下，被照射到脆性材料基板上。2.如权利要求1所述的脆性材料基板的划线装置，其特征在于，前述多个的激光光斑具有多个强度分布的峰值。3.如权利要求1所述的脆性材料基板的划线装置，其特征在于，前述多个的激光光斑的强度分布是非高斯模式。4.一种脆性材料基板的划线装置，在沿着脆性材料基板的表面上的预定形成划痕线的区域，以形成比该脆性材料基板的软化点的温度低的照射光斑...

【专利技术属性】
技术研发人员：若山治雄，
申请(专利权)人：三星宝石工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]