CN100411825C - 脆性材料基板的划线装置和脆性材料基板的划线方法 - Google Patents

Abstract

本发明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。

Description

脆性材料基板的划线装置和脆性材料基板的划线方法

本申请是2004年1月14日提交的，题为“脆性材料基板的划线装置和脆性材料基板的划线方法”、申请号为02814182.2的中国专利申请的分案申请，该原案申请日为2002年7月16日。

技术领域

本发明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)。

背景技术

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(カツタ)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。

本发明为了解决这种问题，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。

发明内容

本发明的脆性材料基板的划线装置，沿着划痕预定线形成垂直裂纹，包括：至少一个激光振荡器，发出连续或者高速断续地照射的激光光束，以沿着脆性材料基板的表面上预定形成划痕线的区域，形成比该脆性材料基板的软化点的温度低的照射光斑；光学机构，对由该激光振荡器振荡发出的激光光束进行光学处理，并调整该光斑的扫描速度和扫描路径，或形成单一或多个光斑，或改变强度分布；冷却机构，供给用于连续冷却该激光照射光斑附近的冷却媒体，

其特征在于，

该光学机构如下构成：照射由该激光振荡器振荡发出的激光光束，利用照射的激光光束在该脆性材料基板上形成多个激光光斑，并且调整照射的激光光束的扫描速度及扫描路径，多个激光光斑分别具有多个强度分布的峰值；

当该脆性材料基板的条件被变更时，由该光学机构将沿该划痕预定线形成的所述多个激光光斑的间隔、以及所述多个激光光斑的强度分布的状态设定为适合于脆性材料基板的条件的状态。

本发明的脆性材料基板的划线装置，其特征在于，前述多个激光光斑的强度分布是非高斯模式。

本发明的脆性材料基板的划线方法，沿着划痕预定线形成垂直裂纹，包括：从至少一个激光振荡器连续或者高速断续地照射激光光束，以沿着脆性材料基板的表面上预定形成划痕线的区域，形成比该脆性材料基板的软化点的温度低的照射光斑的步骤；

利用光学机构对来自上述激光振荡器的激光光束进行光学处理，并调整该光斑的扫描速度和扫描路径，或形成单一或多个光斑，或改变强度分布的步骤，

利用供给用于冷却的冷却媒体的冷却机构，对所述的激光光斑的附近区域连续进行冷却的步骤，

其特征在于，

该光学机构如下构成：照射由该激光振荡器振荡发出的激光光束，利用照射的激光光束在该脆性材料基板上形成多个激光光斑，并且调整照射的激光光束的扫描速度及扫描路径，多个激光光斑分别具有多个强度分布的峰值；

由该光学机构进行如下动作：

当该脆性材料基板的条件被变更时，由该光学机构将沿该划痕预定线形成的所述多个激光光斑的间隔、以及所述多个激光光斑的强度分布的状态设定为适合于脆性材料基板的条件的状态。

附图说明

图1是表示本发明的脆性材料基板的划线装置的实施形式的一个例子的主视图。

图2是表示用于本发明的划线装置的激光振荡装置及光学系统的一个例子的简略结构图。

图3(a)是表示用于本发明的划线装置的激光振荡装置及光学系统的另一个例子的简略结构图，图3(b)及(c)分别是表示从该装置照射到玻璃基板上的激光光斑的强度分布的示意图。

图4(a)是表示用于本发明的划线装置的激光振荡装置及光学系统的进一步的另一个例子的简略结构图，图4(b)及(c)分别是表示从该装置照射到玻璃基板上的激光光斑的强度分布的示意图。

图5是说明使用激光光束的划线装置的动作用的简略图。

图6是示意地表示利用激光划线装置形成划痕线的作业中的玻璃基板的状态的立体、图。

图7是示意地表示该玻璃基板的状态的俯视图。

图8(a)是表示利用图3(a)及图4(b)所示的本发明的划线装置中所使用的激光振荡装置及光学系统在玻璃基板上形成的多个激光光斑的示意图，图8(b)是激光光斑的放大图及强度分布图。

具体实施方式

下面，根据附图说明本发明的实施形式。

图1是表示本发明的脆性材料基板的划线装置的实施形式的简略结构图。该划线装置，例如，在截断用于FPD的玻璃基板时，用于在玻璃基板50上形成划痕线，如图1所示，在水平的机架11上具有沿预定的水平方向(Y方向)往复移动的滑动台12。

滑动台12由在机架11的上表面沿Y方向平行配置的一对导轨14和15支承，所述滑动台12能够在水平状态沿着各导轨14和15滑动。在两个导轨14及15的中间部，以利用马达(图中未示出)旋转的方式设置与各个导轨14及15平行的滚珠丝杠13。滚珠丝杠13能够正转和反转，滚珠螺母16以螺纹配合的状态安装到该滚珠丝杠13上。滚珠螺母16以不能旋转的状态成一整体地被安装在滑动台12上，通过滚珠丝杠13的正转和反转，滚珠螺母16沿着滚珠丝杠13向两个方向滑动。借此，与滚珠螺母16成一整体地安装的滑动台12，沿各导轨14及15向Y方向滑动。

在滑动台12上，以水平的状态配置台座19。台座19可滑动地被支承在平行地配置在滑动台12上的一对导轨21上。各导轨21被沿着与作为滑动台12的滑动方向的Y方向正交的X方向配置。此外，在各导轨21之间的中央部，与各导轨21平行地配置有滚珠丝杠22，滚珠丝杠22能够借助马达23正转及反转。

在滚珠丝杠22上以螺纹配合的状态安装有滚珠螺母24。滚珠螺母24在不旋转的状态下成一整体地被安装在台座19上，通过滚珠丝杠22的正转及反转，滚珠螺母24沿滚珠丝杠22向两个方向移动。借此，台座19沿各个导轨21向X方向滑动。

在台座19上，设置旋转机构25，在该旋转机构25上，以水平状态设置载置作为切断对象的玻璃基板50的旋转台26。旋转机构25，使旋转台26围绕沿垂直方向的中心轴旋转(θ方向)。例如，利用吸引式卡盘将玻璃基板50固定到旋转台26上。

在旋转台26的上方，与旋转台26隔开适当的间隔，配置支承台31。该支承台31以水平的状态被支承在以垂直状态配置的光学保持器33的下端部。光学保持器33的上端部，安装在设于机架11上的安装台32的下表面。在安装台32上，设置发射激光光束的激光振荡装置34。

激光振荡装置34，将从激光振荡器发出的激光光束照射到被保持在光学保持器33内的光学系统上。

在安装在光学保持器33的下端部的支承台31上，设置在玻璃基板50的端面部形成切缝的轮刀式切割器35。该轮刀式切割器35，相对于照射玻璃基板50的激光光束的纵长方向的端部，离开适当的间隔、而且沿着激光光束的纵长方向呈线状地配置，利用刀片保持器36可升降地被保持。

此外，在支承台31上，靠近光学保持器33，设置冷却喷嘴37。从该冷却喷嘴37向玻璃基板50上喷射冷却水、He气、N2气、CO2气体等的冷却媒体。从冷却喷嘴37喷射出的冷却媒体，吹到靠近从光学保持器33向玻璃基板50照射的激光光斑的纵长方向的端部的位置上。

此外，在安装台32上，设置对预先刻印在玻璃基板50上的对准(校准)标记进行摄像的一对CCD摄像机(或摄像头)38和39，显示用各CCD摄像机38和39摄制的图像的监视器28及29，分别被设置在安装台32上。

图2是设于激光振荡装置34及光学保持器33内的光学系统的简略结构图。激光振荡装置34具有发射一个激光光束的激光振荡器34a，由该激光振荡器34a发出的激光光束，经由X轴电流反射镜(ガルバノミラ)34b，Y轴电流反射镜(galvano mirror)34c，以及配置在光学保持器33内的f-θ透镜33a，照射到玻璃基板50上。

X轴电流反射镜34b高速旋转，高速扫描由激光振荡器34a照射出的激光光束，并使其向Y轴电流反射镜34c反射。此外，Y轴电流反射镜34c也高速旋转，从而高速扫描由X轴电流反射镜34b照射来的激光光束，并使其朝着玻璃基板50反射。并且，由Y轴电流反射镜34c反射的激光光束，借由f-θ透镜33a被照射到玻璃基板50上。

经由f-θ透镜33a照射到玻璃基板50上的激光光束，根据X轴电流反射镜34b和Y轴电流反射镜34c的各自的旋转速度，分别形成沿Y轴方向和X轴方向的椭圆形的激光光斑LS1和LS2。

用于由上述Y轴电流反射镜34c反射的激光光束的透镜并不局限于f-θ透镜。

各激光光束LS1和LS2的间隔，通过调整X轴电流反射镜34b和Y轴电流反射镜34c的各自的旋转速度来变更。同时，从冷却喷嘴37向靠近沿X轴方向的椭圆形LS2的位置上喷射冷却水。

在利用这样的划线装置将玻璃基板50划线时，首先，将分割成预定大小的玻璃基板50载置在划线装置的旋转台26，用吸引装置将其固定。然后，利用CCD摄像机38和39，将设于玻璃基板50上的对准标记进行摄像。用监视器28和29显示被摄制的对准标记，根据该显示将玻璃基板50定位在预定的位置上。

利用激光在相对于位于光学保持器33的下端的支承台31定位的玻璃基板50上进行划线。在对玻璃基板50划线时，从光学保持器33来的照射到玻璃基板50表面上的各个激光光斑LS1和LS2，形成在玻璃基板50的划痕预定线上。旋转台26的定位，通过滑动台12的滑动，台座19的滑动，以及利用旋转机构25使旋转台26的旋转来进行。

当旋转台26已相对于支承台31定位时，将旋转台26沿X方向滑动，玻璃基板50的端部与轮刀式切割器35对置。然后，使轮刀式切割器35下降。在玻璃基板50的端部，沿划痕预定线形成切缝。

然后，一面将旋转台26沿划痕预定线向X方向滑动，一面使从激光振荡装置34来的激光光束振荡，同时从冷却喷嘴与压缩空气喷射冷却媒体，例如，将冷却水和压缩空气一起喷射。

利用从激光振荡装置34来的振荡的激光光束，在玻璃基板50上，沿着玻璃基板50的扫描方向，离开预先设定的预定距离地形成沿Y轴方向变长的椭圆形的激光光斑LS1，和沿X轴方向变长的椭圆形的激光光斑LS2。同时，对于该激光光斑LS2，在与玻璃基板50的移动方向相反侧隔开预定间隔的区域内，喷射冷却水。借此，在玻璃基板50上，作为划痕线形成暗裂纹。

当在玻璃基板50上形成作为划痕线的暗裂纹时，将玻璃基板50供应给接下来的截断工序，以在划痕线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沿划痕线截断。

当利用划线装置形成划痕线的玻璃基板50的种类变更时，分别调整激光振荡装置34中X轴电流反射镜34b及Y轴电流反射镜34c的旋转速度，调整由激光光束形成在玻璃基板50的表面上的激光光斑LS1与LS2之间的间隔。

此外，通过利用X轴电流反射镜34b及Y轴电流反射镜34c改变激光光束的扫描图案，可以使激光光斑LS1和LS2沿各自的长轴方向的强度分布具有多个峰值。

借此，使激光光斑LS1和LS2的间隔及其各自的强度分布的状态，变成适合于玻璃基板50的材质等的种类的状态，由于激光光束照射到玻璃基板50上，所以，玻璃基板50被加热到用于在其整个内部深深形成暗裂纹所必须的状态。

进而，通过利用X轴电流反射镜34b及Y轴电流反射镜34c改变激光光束的扫描图案，以预定的间隔串列式地形成多个激光光斑LS2，可以将所形成的多个激光光斑的强度分布状态设定成各种各样的。

优选地，通过将形成多个激光光斑LS2的多个强度分布的峰值设置在一个直线上，可以成为更进一步地适应于玻璃基板50的材质等种类的状态，形成深的暗裂纹所需的条件设定变得容易。

如上所述，通过以高速调整激光光束的扫描速度和扫描路径，形成多个激光光斑。所述多个激光光斑就好象多模式的激光光斑一样形成在玻璃基板50上。

在玻璃基板50比较厚的情况下，或者在导热率低的情况下，将激光光斑LS1与LS2的间隔设定较小，此外，在LS2为多个时，将LS2相互之间的间隔设定得较小，进而，将沿X轴的激光光斑的强度分布的峰值的间隔也设定得较小。相反地，在玻璃基板50比较薄，或者导热率高的情况下，将激光光斑LS1与LS2的间隔设定得较大，此外，在LS2为多个时，将LS2相互之间的间隔设定得较大，进而，将沿X轴的多个激光光斑的强度分布的峰值的间隔也设定得较大。

这样，在改变被划线的玻璃基板50的材质等条件的情况下，由于能够很容易地将照射玻璃基板的激光光束改变成适合于该玻璃基板50的状态，所以，可以很容易对应于各种条件的玻璃基板。

激光光斑LS1，以整个光斑的强度分布是均匀的方式形成。或者，优选地，激光光斑LS1以夹持着划痕预定线、具有两个强度分布峰值的方式沿Y轴形成。

借此，在划痕预定线上，由该线的两侧施加压缩应力，在利用激光光斑LS1向玻璃基板50上的划痕预定线上加热时，可以防止由玻璃基板50的端部等产生与暗裂纹不同的异常龟裂。

在上面的说明中，对如图2所示的、具有激光振荡装置34a和光学系统，配备有从激光振荡装置34a发出一个激光光束的激光振荡装置34和光学保持器33的划线装置的情况进行了说明，但也可以是配备有多个激光振荡装置和与之对应的多个光学保持器、在多个光学保持器上设置图2所示的光学系统的划线装置。

这样，通过配备多个激光振荡装置和多个光学保持器，可以将具有多个不同波长的激光光束照射到玻璃基板50上。通常，在材料中，具有吸收光的最佳的光的波长区域，当利用接近该波长区域的激光光束照射材料时，可以短时间内加热到材料的内部。从而，通过照射接近于脆性材料基板的光吸收波长的激光光束，容易形成暗裂纹。

为了截断各种脆性材料基板形成最佳的暗裂纹线，有必要将形成在脆性材料基板上的多个激光光斑的间隔、多个激光光斑的强度分布、进而，形成多个激光光斑的激光光束的波长调整为最佳状态。因此，采用配备有多个激光振荡装置和多个光学保持器的划线装置。

进而，激光光斑LS1和多个激光光斑LS2的强度分布，也可以是非高斯模式(ガウスモ一ド)的。

图3是表示激光振荡装置34和光学系统的另外一个例子的简略结构图。激光振荡装置34，具有第一激光振荡器34a和第二激光振荡器34g。第一和第二各个激光振荡器34a及34g，分别使具有高斯模式强度分布的激光光束相互平行地沿水平方向照射。

由第一激光振荡器34a振荡的激光光束利用安装在移动台33d上的第一反射镜33c向玻璃基板50垂直反射。第一反射镜33c，利用移动台33d沿相对于第一激光振荡器34a靠近和远离的方向移动。移动台33d用步进马达移动，借此，微调第一反射镜33c相对于第一激光振荡器34c的位置。

此外，从第二激光振荡器34g照射的激光光束，照射到固定在第一反射镜33c的下方的移动台33d’上的第一半圆镜33f上。该第一半圆镜33f，使利用配置在其上方的第一反射镜33c反射的激光光束透过的同时，将从第二激光振荡器34g照射的激光光束向下方反射。

照射到第一半圆镜33f 上的从第一及第二各个激光振荡器发出的振荡激光光束，变成相位偏移的状态，在第一半圆镜33f处，合成具有一对强度分布峰值的激光光束。在这种情况下，各强度分布峰值的间隔，通过由移动台33d和33d’调整第一反射镜33c和第一半圆镜33f的位置，可以随时使之变化，重新设定。

这样，利用第一半圆镜33f以具有一对强度分布的峰值的方式合成的激光光束，经由f-θ透镜33a照射到玻璃基板50上。

此外，用于利用第一半圆镜33f合成的激光光束的透镜并不局限于f-θ透镜。

利用第一半圆镜33f合成的激光光束，以其强度分布的峰值成为沿着作为玻璃基板50的移动方向的X轴方向的状态，被照射到玻璃基板50上。

具有这样的激光振荡装置和光学系统的划线装置，将沿X轴方向具有一对强度分布峰值的激光光束照射到沿X轴方向移动的玻璃基板50上，将玻璃基板50的表面加热。同时，在靠近被激光光束的照射加热的部分的玻璃基板50的表面上，通过喷射冷却媒体，在玻璃基板上形成作为划痕线的暗裂纹。

在这种情况下，当利用划线装置形成暗裂纹的玻璃基板50的材质及厚度等变化时，借助移动台33d及/或33d’调整由第一反射镜33c向第一半圆镜33f反射激光光束的位置，调整由激光光束形成在玻璃基板50的表面上的激光光斑的强度分布的峰值的间隔。借此，变成适合于玻璃基板50的材质等的状态。这样，当沿着玻璃基板50的移动方向在玻璃基板50上形成具有一对强度分布的峰值的激光光斑时，跨越整个玻璃基板50的内部被有效地加热到形成暗裂纹所必须的状态。

从而，具有图3所示的光学系统的划线装置，在被划线的玻璃基板50的材质等条件变化时，也可以将照射到玻璃基板上的激光光束的各种物理参数很容易地变更到适合于该玻璃基板50的状态，即使对于各种条件变动情况下的玻璃基板也能够很容易地对应。

图3(b)是描述从激光振荡器34a、34g振荡来的激光光束的强度分布为高斯模式时，获得相对于玻璃基板50具有一对强度分布的峰值的激光光斑的状态的示意图。

此外，可以通过调整移动台33d和33d’使峰值之间的距离变化，在必要时，可以使两个峰值的排列顺序变更。

此外，通过以高速多次节距(pitch)进给移动图3(a)所示的第一反射镜33c，可以在玻璃基板50上形成图8所示的多个激光光斑。这时形成的激光光斑之间的间隔等于第一反射镜33c节距进给的移动量。通过改变该移动量，在被划线的玻璃基板50的材质等条件变化时，可以很容易地将照射到玻璃基板上的多个激光光束的间隔变化成适合于该玻璃基板50的状态，可以很容易地与各种条件的玻璃基板相对应。

当从激光振荡器34a和34g振荡来的激光光束的强度分布是高斯模式时，形成在玻璃基板50上的激光光斑的外周部分，不直接参予玻璃基板50的加热，有降低玻璃基板50的加热效率的可能性。因此，图3(c)所示，优选地，令由激光振荡器34a和34g振荡来的激光光束的强度分布是非高斯模式的。

此外，优选地，采用在图3所示的结构中追加多个激光振荡器、与之对应的半圆镜以及使半圆镜移动的机构，经由33a的透镜将多个激光光束照射到玻璃基板50上，形成在玻璃基板50上的激光光斑，沿玻璃基板50的移动方向获得多个强度分布的峰值的结构。

进而，多个激光振荡器可以是振荡出不同的波长的激光光束的激光振荡器。

图4是表示激光振荡装置34及光学系统的其它例子的简略结构图。在这种情况下，在激光振荡装置34上只设置第一激光振荡器34a，由该激光振荡器34a振荡发出的激光光束，照射在固定地配置在移动台33b’上的第二半透射半反射镜(ハ一フミラ一)33b上。第二半透射半反射镜33b将由激光振荡器34a发出的激光光束，分割成向第一反射镜透射的光束，和向下方反射的光束。

由第二半透射半反射镜33b向下方反射的激光光束，由配置在第二半透射半反射镜33b的下方的第二反射镜33e，照射到第一半圆镜33f上。

其它结构与图3所示的激光振荡装置及光学系统的结构相同。

在这种结构的情况下，由第二半透射半反射镜33b分割的激光光束，被第一半圆镜33f合成，经过f-θ透镜33a照射到玻璃基板50上，在玻璃基板50的表面上形成具有一对强度分布的峰值的激光光斑。与图3的情况同样，通过利用移动台33d、33d’和33b’的移动，调整由第一反射镜33c向第一半圆镜反射激光光束时的反射位置，可以恰当地设定激光光斑的一对强度分布的峰值的间隔。从而，在被划线的玻璃基板50的材质等条件变化时，也可以很容易地将照射到玻璃基板50上的激光光束的强度分布和相互间隔变化成适合于该玻璃基板50的状态，可以很容易地对应各种条件的玻璃基板。

图4(b)是描绘由激光振荡器34a振荡发出的激光模式的强度分布是高斯模式时，相对于玻璃基板50获得一对热能峰值的激光光斑的状态的示意图。

此外，通过调整移动台33d、33d’和33b’可以使峰值间的距离变化，在必要的情况下，也可以使两个峰值的排列顺序改变。

此外，通过以高速多次节距进给移动图4(a)的第一反射镜33c，可以在玻璃基板50上形成图8所示的多个激光光斑。这时形成的激光光斑之间的间隔等于第一反射镜33c节距进给的移动量。通过改变该移动量，在被划线的玻璃基板50的材质等条件变化时，可以很容易将照射到玻璃基板上的多个激光光束的间隔变化成适合于该玻璃基板50的状态，可以很容易地对应各种条件的玻璃基板。

此外，这样，在将由一个激光振荡器34a振荡发出的激光光束分割后合成的情况下，当由激光振荡器34a发出的激光光束的强度分布是高斯模式时，被形成在玻璃基板50上的激光光斑的外周部分，在玻璃基板50的划线过程中照射后并不过多地直接参予加热，会降低玻璃基板50的加热效率。因此，如图4(c)所示，优选地令由激光振荡器34a发出的激光光束的强度分布为非高斯模式。

工业上的可利用性

本发明，在脆性材料基板的划线装置的技术领域中，即使形成暗裂纹的玻璃基板等脆性材料基板的种类及厚度等发生变化，也可以很容易地与之相对应，能够对应各种脆性材料基板可靠地形成深的暗裂纹。

Claims (3)

1. 一种脆性材料基板的划线装置，用于沿着该脆性材料基板上的划痕预定线形成垂直裂纹，包括：至少一个激光振荡器，发出连续或者高速断续地照射的激光光束，以沿着脆性材料基板的表面上预定形成划痕线的区域，形成比该脆性材料基板的软化点的温度低的照射光斑；光学机构，对由该激光振荡器振荡发出的激光光束进行光学处理，并调整该光斑的扫描速度和扫描路径，或形成单一或多个光斑，或改变强度分布；冷却机构，供给用于连续冷却该激光照射光斑附近的冷却媒体，

其特征在于，

该光学机构如下构成：照射由该激光振荡器振荡发出的激光光束，利用照射的激光光束在该脆性材料基板上形成多个激光光斑，并且调整照射的激光光束的扫描速度及扫描路径，多个激光光斑分别具有多个强度分布的峰值；

当该脆性材料基板的条件被变更时，由该光学机构将沿该划痕预定线形成的所述多个激光光斑的间隔、以及所述多个激光光斑的强度分布的状态设定为适合于脆性材料基板的条件的状态。

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，前述多个激光光斑的强度分布是非高斯模式。

3. 一种脆性材料基板的划线方法，用于沿着该脆性材料基板上的划痕预定线形成垂直裂纹，包括：从至少一个激光振荡器连续或者高速断续地照射激光光束，以沿着脆性材料基板的表面上预定形成划痕线的区域，形成比该脆性材料基板的软化点的温度低的照射光斑的步骤；

利用光学机构对来自上述激光振荡器的激光光束进行光学处理，并调整该光斑的扫描速度和扫描路径，或形成单一或多个光斑，或改变强度分布的步骤，

利用供给用于冷却的冷却媒体的冷却机构，对所述的激光光斑的附近区域连续进行冷却的步骤，

其特征在于，

该光学机构如下构成：照射由该激光振荡器振荡发出的激光光束，利用照射的激光光束在该脆性材料基板上形成多个激光光斑，并且调整照射的激光光束的扫描速度及扫描路径，多个激光光斑分别具有多个强度分布的峰值；

由该光学机构进行如下动作：

当该脆性材料基板的条件被变更时，由该光学机构将沿该划痕预定线形成的所述多个激光光斑的间隔、以及所述多个激光光斑的强度分布的状态设定为适合于脆性材料基板的条件的状态。

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