CN102026926B - 脆性材料基板的加工方法 - Google Patents

Abstract

提供能进行稳定的激光裂断处理的脆性材料基板的加工方法。在沿第1基板端至第2基板端的划线预定线进行加工时，进行(a)以与第1基板端分离的方式形成第1初期龟裂的步骤；(b)使第1次激光照射的光束点自第1基板端侧相对移动至第2基板端，对该光束点通过后的部位立即喷吹冷媒以使其冷却，借以利用产生于划线预定线的深度方向的应力梯度形成有限深度的划线的步骤；(c)于第1基板端或第1基板端与第1初期龟裂之间形成第2初期龟裂的步骤；(d)使第2次激光照射的光束点自第1基板端相对移动至第2基板端，而使划线进一步渗透或完全地断开的步骤。

Description

脆性材料基板的加工方法

技术领域

本发明是关于一种脆性材料基板的加工方法，是对脆性材料基板扫描激光以进行局部加热，其次沿加热部位进行冷却，借此利用于基板表面与基板内部之间产生的热应力形成有限深度的裂痕。本发明是关于下述的脆性材料基板的加工方法，沿设定于基板的划线预定线照射第一次的激光光束，在基板上形成由有限深度的裂痕构成的划线，其次照射第2次的激光光束，以使划线更深地渗透或完全地断开。

此处的脆性材料基板是指玻璃基板、烧结材料的陶瓷、单结晶硅、半导体晶圆、蓝宝石基板、陶瓷基板等。

背景技术

若使用对玻璃基板等的脆性材料基板照射激光光束、扫描形成于基板上的光束点进行线状加热并进而在加热后立即喷吹冷媒以使其冷却的激光划线加工方法，即能使碎屑的产生较使用刀轮等机械式加工更为减低，且能提升端面强度。

因此，在分割以平面面板显示器为首的玻璃基板等所需的各种工艺中，是采用激光划线加工。

一般而言，激光划线加工中，设定欲从该处分割的假想线(称为划线预定线)。接着，借由刀轮等于划线预定线的开始端即基板端形成初期龟裂，从形成于开始端的初期龟裂的位置沿划线预定线扫描光束点及冷却点(喷射冷媒的区域)。此时，在基于划线预定线附近所产生的温度分布而产生应力梯度的结果，即会形成线状的裂痕(参照专利文献1、专利文献2、专利文献3)。

此外，借由对脆性材料基板扫描激光光束而形成的线状裂痕中，有裂痕的深度方向的前端未到达基板背面的“有限深度的裂痕”、以及裂痕到达基板背面而使基板一次断开的“贯通裂痕”(参照例如专利文献2)。

借由前者的“有限深度的裂痕”而形成的切痕称为划线，后者的贯通裂痕的分割线称为全割断线。上述是借由不同的方式形成。

图7是以示意方式显示形成有限深度的方式的基板的截面图。亦即，借由先进行的激光加热，而如图7(a)所示于基板GA产生压缩应力HR。其次，借由加热后的冷却，而如图7(b)所示于基板表面产生拉伸应力CR。此时因热的移动而使压缩硬力HR于基板内部移动，而形成内部的应力场Hin。其结果即如图7(c)所示，产生深度方向的应力梯度，而形成裂痕Cr。

借由上述方式形成裂痕Cr的条件中，需为了阻止存在于基板内部的压缩应力场Hin往裂痕Cr的深度方向进一步渗透，裂痕Cr是在基板内部的压缩应力场Hin前停止，原理上裂痕Cr即形成有限深度。因此，为了使基板完全断开，在形成裂痕Cr的有限深度的划线后，必须进一步进行裂断处理。另一方面，裂痕Cr的划线的加工端面非常漂亮(表面凹凸小)且直进性优异，作为加工端面为理想状态。

图8是以示意方式显示形成贯通裂痕的方式的基板的立体图(图8A)与俯视图(图8B)。亦即借由从初期龟裂TR的位置扫描的激光光束的光束点BS，使基板表面产生压缩应力HR。同时，借由位于光束点BS后方的冷却点CS，使基板表面产生拉伸应力CR。其结果，于扫描线上(划线预定线L上)形成前后方向的应力梯度，借由此应力梯度，产生沿扫描线方向使基板左右裂开的力量，而形成贯通裂痕，借以使基板断开。

形成此“贯通裂痕”的情形，具有在不进行裂断处理的情况下即能使基板断开(全切断)的优点，依加工用途的不同虽亦有使用此方式的断开较佳的情形，然而与上述划线的加工端面相较，有时会有全切断线的加工端面的直进性受损的情形，又，全切断线的端面的漂亮程度(表面的凹凸)与上述划线相较其品质亦较差。

此外，借由激光划线加工形成划线或全切断线，取决于加热条件(激光波长、照射时间、输出功率、扫描速度等)、冷却条件(冷媒温度、喷吹量、喷吹位置等)、基板的板厚等。一般而言，玻璃基板的板厚较薄的情形与较厚的情形相较，较容易成为全切断线，能形成划线的加工条件的工艺容许度较为狭窄。又，有越是急遽加热基板或急遽冷却基板的越极端的条件，即越容易形成全切断线的倾向。

基于上述情事，当欲对玻璃基板等进行端面品质优异的分割加工时，选择不形成全切断线而形成划线的方式的加热条件、冷却条件进行激光划线。其后进行裂断处理。

在激光划线加工后进行的裂断处理方法，有利用机械式的裂断处理，亦即将裂断具等紧压于划线以施加弯曲力矩。在机械式裂断处理的情形，当对基板施加较大的弯曲力矩时即会产生碎屑。因此，在须避免碎屑产生的工艺中，需尽可能地形成深划线，并仅施加较小弯曲力矩来进行裂断处理。

因此，以往是进行以下的激光裂断处理：沿透过激光划线加工形成的划线进行第二次的激光照射，使有限深度的裂痕更深地渗透(此时是进行再度裂断处理)或使裂痕渗透至背面以使其断开(参照例如专利文献1～专利文献3)。

专利文献1：日本特开2001-130921号公报

专利文献2：日本特开2006-256944号公报

专利文献3：WO2003/008352号公报

发明内容

如上述，借由第1次的激光照射进行用以形成划线的激光划线加工，其次借由第2次的激光照射进行激光裂断处理，即能实现可抑制碎屑产生的断开加工。然而，当激光划线加工、亦即借由第1次的激光照射而形成的划线较浅时，即难以借由其后的激光裂断处理使裂痕到达基板背面。因此，欲借由激光裂断处理使基板完全地断开，须在激光划线加工时先形成较深的划线。

又，即使透过激光裂断处理不完全使基板断开的情形，在激光划线加工先形成较深的划线，亦能在其后的激光裂断处理中较容易地形成更深的划线，因此非常理想。

此外，当欲借由激光划线加工形成较以往技术深的划线，则须变更以往形成划线时的加热条件或冷却条件。具体而言，需提高激光输出以增大加热的热输入量，或增大冷却时的冷媒喷吹量，设定成较以往更容易产生深度方向的温度差的极端条件，以增大于基板产生的深度方向的应力梯度。

然而，若按照以往激光划线加工的加工步骤，移行至增大应力梯度的加热条件、冷却条件，即无法借由第1次的激光照射形成较深的划线，反倒是裂痕会贯通基板(移行至形成贯通裂痕的方式)，而形成全切断线。亦即，借由适当地选择激光划线加工时的加热条件或冷却条件虽能较容易地形成浅划线，然而即使欲形成较深划线，而将加热条件或冷却条件变更为较以往所使用的条件稍微极端的条件，即会有可供设定的加热条件或冷却条件的范围不存在或即使存在但可供设定的范围(工艺容许度)亦狭窄而不稳定，导致突然移行至形成全切断线的条件，而难以形成所欲的较深划线。

再者，除了移行至全切断线的问题以外，亦会产生易产生“先行”现象的问题。所谓“先行”，是指图9所示，在划线预定线L的开始端附近，形成于开始端的初期龟裂TR被光束点BS加热时，在以光束点BS的加热区域为起点朝向光束点前方的无法控制的方向形成裂痕K的现象。当产生“先行”现象时，即无法形成沿着划线预定线L的划线，划线的直进性显著受损。

在欲形成较深划线而将加热条件或冷却条件调整至较以往更极端的加热条件或冷却条件时，上述“先行”现象产生的频率亦增高。

因此，本发明的第1目的在于，提供能将有限深度的划线所构成的划线形成为较现有习知技术具有充分深度的加工方法。

又，第2目的在于，提供非透过全切断线、而是能扩大能形成划线的加热条件或冷却条件的工艺容许度，能稳定地形成划线的加工方法。

又，第3目的在于，提供不易产生“先行”现象的划线的加工方法。

又，本发明的目的在于提供一种脆性材料基板的加工方法，其能稳定地执行透过激光划线加工于基板形成划线、进而进行激光裂断处理使基板完全断开或形成较深的裂痕的加工。再者，本发明的目的在于提供一种脆性材料基板的加工方法，其能稳定地执行加工端面的端面品质优异的断开加工。

为解决上述课题，本发明的脆性材料基板的加工方法，对脆性材料基板设定以基板端为开始端的划线预定线，并沿划线预定线形成有限深度的裂痕，对划线预定线的该开始端附近且自开始端往基板内侧方向分离的划线预定线上的位置，压接刀轮以形成与开始端分离的初期龟裂；其次，使借由激光照射而形成于基板面的光束点，一边从开始端通过该初期龟裂上、一边沿划线预定线相对移动，借此以软化温度以下的温度进行局部加热，接着借由冷却局部加热后的区域的后方近处，以沿划线预定线形成以初期龟裂的位置为起点的有限深度的裂痕。

根据本发明，当于划线预定线上形成初期龟裂时，初期龟裂的形成位置并非脆性材料基板的基板端而是自基板端稍往基板内侧方向分离的位置，以使初期龟裂与基板端分离。初期龟裂，是借由将刀轮往划线预定线的方向压接而形成，初期龟裂的方向是朝向划线预定线的线方向。其次，使光束点沿划线预定线相对移动，借此从划线预定线的开始端通过初期龟裂上而局部加热基板。进而，冷却局部加热后的区域的后方近处。此时，由于在基板端不存在初期龟裂，因此裂痕不会自基板端行进。接着，使光束点从基板端前进，将稍微分离的位置的初期龟裂上加热(此时于初期龟裂表面产生压缩应力而使龟裂不会行进)，进而稍微前进，在已冷却初期龟裂上的时间点(此时因于初期龟裂表面产生拉伸应力而于初期龟裂内部产生压缩应力)，形成以初期龟裂为起点的有限深度的裂痕。

此时，即使于基板端附近形成前后方向(划线预定线方向)的应力分布而产生往左右拉断之力(诱导全切断线之力)，由于在基板端未形成有初期龟裂，因此不会形成自基板端行进的全切断线。接着，一旦形成以初期龟裂为起点的有线深度的裂痕后，其后即随着光束点的扫描在划线预定线上连续形成有限深度的裂痕，而形成所欲的划线。如上述，由于营造了一种不易形成全切断线的状况，因此即使不将光束点的加热条件或冷却条件变更为较以往更极端的条件，亦不会移行至全切断线，取而代之地形成较深的划线。

根据本发明，在进行激光划线时，不易形成全切断线，且能扩大能形成有限深度的裂痕所构成的划线的工艺容许度(可供设定的加热条件或冷却条件的范围)。其结果，能稳定地形成划线。

又，根据本发明，即使不将激光划线的加工条件(加热条件、冷却条件)变更为较以往更极端的条件，亦不会形成全切断线，而能形成划线。其结果，能形成较以往深的划线。再者，由于不于基板端形成裂痕，因此能抑制“先行”现象的产生。

上述发明中，亦可使用于刀尖形成有周期槽的具槽部刀轮来作为刀轮。

又，上述发明中，划线预定线的开始端至初期龟裂的分离距离亦可为2mm～7mm。

又，为解决上述课题的其他脆性材料基板的加工方法，沿设定于脆性材料基板的第1基板端至第2基板端的划线预定线，以下述步骤进行二度激光照射以对该基板进行加工。

(a)首先执行第1初期龟裂形成步骤，在第1基板端附近的划线预定线上，以与第1基板端分离的方式于基板内侧形成第1初期龟裂。(b)其次执行激光划线步骤，使第1次激光照射的光束点自第1基板端侧沿划线预定线相对移动至第2基板端，而将基板以软化温度以下的温度加热，且对光束点通过后的部位立即喷吹冷媒以使其冷却，借以利用产生于划线预定线的深度方向的应力梯度沿划线预定线形成有限深度的划线。

此时，借由适当地选择光束点的加热条件、冷却点的冷却条件，而能形成基于深度方向的应力梯度形成的有限深度的裂痕所构成的划线，而不致形成全切断线。具体而言，若过于设定使基板表面的温度差变为极端的加热条件(例如增大激光输出)或冷却条件(例如增大冷媒喷射量)，即会有较划线更容易形成为全切断线的倾向，因此不将加热条件或冷却条件设定成过于极端的条件。不过，由于在第1基板端未形成初期龟裂，因此不易产生从基板端开始的全切断线，而能选择的工艺容许度增大，因此能以温度差较以往大的加热条件、冷却条件进行激光划线加工。

(c)其次执行第2初期龟裂形成步骤，在第1基板端或第1基板端与第1初期龟裂之间的划线预定线的至少其中之一形成第2初期龟裂。

借此，能在下一激光裂断步骤时将用以诱导裂痕的行进方向的切痕先形成于第1基板端附近。

(d)其次执行激光裂断步骤，使第2次激光照射的光束点沿划线自第1基板端相对移动至第2基板端，而使划线进一步渗透或完全地断开。

借此，能使裂痕自第1基板端行进至第2基板端，而确实地形成裂痕，且能诱导借由第2初期龟裂而形成于第1基板端附近的裂痕的行进方向，因此能防止形成如“先行”现象的无法控制的裂痕。

根据本发明，能将激光划线步骤所形成的划线形成为较深的划线，或能简单地进行断开加工。

又，在进行激光划线加工时，由于能扩大可供设定的工艺容许度(作为加工条件能设定的范围)，因此能使用较以往极端的加热条件、冷却条件形成较深的划线。又，借由形成较深的划线，而能使激光裂断处理时可供设定的工艺容许度(作为加工条件能设定的范围)扩大，可在不移行至全切断的状态下稳定地将划线形成为较深或稳定地完全断开。

上述(c)的第2初期龟裂形成步骤中，第2初期龟裂是沿该划线预定线自第1基板端连续形成至第1初期龟裂。

借此，借由在次一激光裂断步骤时，使裂痕沿划线预定线自第1基板端行进至第1初期龟裂，而能完全解决先行现象。

又，上述发明中，第1初期龟裂及第2初期龟裂亦可借由压接刀轮而形成。借此，即使在与基板端分离的基板面上，亦可确实地形成细切痕的初期龟裂。

特别是，借由使用于刀尖形成有周期槽的刀轮，在刀尖于基板面变得不易滑动，而于与基板端分离的位置形成初期龟裂时，能仅滚动较短的距离(1mm～2mm左右)即确实地形成稳定的初期龟裂。作为于刀尖形成有周期槽的具槽部刀轮，具体而言可使用三星钻石工业股份有限公司制的高渗透刀尖“PENET”(注册商标)或“APIO”(注册商标)。

又，上述发明中，第1初期龟裂亦可借由压接刀轮而形成，第2初期龟裂亦可借由自第1初期龟裂上朝向第1基板端侧的激光的部分地照射而形成。

借此，基板上的第1初期龟裂可借由刀轮确实地形成细切痕的初期龟裂。又，关于第2初期龟裂，由于已形成第1初期龟裂，因此能借由自第1初期龟裂上朝向第1基板端侧的激光的部分地照射而使裂痕行进，借以诱导第2初期龟裂。

又，上述发明中，第2初期龟裂亦可形成为较第1初期龟裂深。具体而言，只要在形成例如第2初期龟裂时的刀轮的压接力较形成第1初期龟裂时强即可。

借此，能在接着进行的激光裂断步骤中简单地加深裂痕的深度。

附图说明

图1是在实施本发明的基板加工方法时所使用的基板加工装置的概略构成图。

图2(a)及图2(b)是显示具周期槽部的刀轮构成的图。

图3(a)～图3(e)是本发明一实施形态的加工方法的部分动作步骤图。

图4(a)～图4(d)是本发明一实施形态的加工方法的部分动作步骤图。

图5是示意地显示将在激光裂断处理时形成的应力梯度的截面图。

图6(a)～图6(d)是本发明另一实施形态的加工方法的部分动作步骤图。

图7(a)～图7(c)是以示意方式显示形成有限深度的方式的截面图。

图8(a)及图8(b)是以示意方式显示形成全切断线的方式的基板的立体图及俯视图。

图9是显示在基板端产生的先行现象的图。

2：滑动台                 7：台座

12：旋转台                13：激光装置

16：冷却嘴                17：升降机构

18：具周期槽部的刀轮      A：玻璃基板(脆性材料基板)

BS：光束点                CS：冷却点

Cr：裂痕                  Cr2：裂痕

Tr：初期龟裂

具体实施方式

以下，根据图式说明本发明的实施形态。

最初，说明实施本发明的加工方法时所使用的基板加工装置一例。

图1是能实施本发明的加工方法的基板加工装置LS1的概略构成图。此处虽以加工玻璃基板的情形为例进行说明，但硅基板等的脆性材料基板亦相同。

首先，说明基板加工装置LS1的整体构成。设有滑动台2，该滑动台2可沿着于水平架台1上平行配置的一对导轨3、4在图1纸面前后方向(以下称为Y方向)上往复移动。且形成为：在两导轨3、4之间沿着前后方向配置有导螺杆5，在该导螺杆5上螺合有固定于滑动台2的固定件6，并借由以马达(未图示)使导螺杆5正、反转动，使滑动台2沿着导轨3、4往复移动于Y方向上。

在滑动台2上配置有沿着导轨8往复移动于图1的左右方向(以下称为X方向)的水平台座7。在固定于台座7上的支架10a上贯通并螺合有以马达9转动的导螺杆10，借由导螺杆10正、反转动，使台座7沿着导轨8往复移动于X方向。

在台座7上设置有以旋转机构11转动的旋转台12，且玻璃基板A在水平的状态下安装于该旋转台12上。该玻璃基板A是例如用于切出较小单位基板的母基板。旋转机构11使旋转台12绕垂直的轴旋转，且形成为可以相对于基准位置成为任意旋转角度的方式进行旋转。又，玻璃基板A借由吸引夹头固定于旋转台12上。

在旋转台12的上方，激光装置13与光学保持器14保持于安装框架15上。

激光装置13，作为脆性材料基板的加工用途，使用通常的激光装置即可，具体而言，使用准分子激光、YAG激光、二氧化碳激光或一氧化碳激光等。在玻璃基板A的加工中，较佳为使用可振荡出玻璃材料的能量吸收效率较大的波长光的二氧化碳激光。

自激光装置13射出的激光光束，其预先设定的形状的光束点借由组装有用于调整光束形状的透镜光学系统的光学保持器14照射至玻璃基板A上。关于光束点的形状，虽具有长轴的形状(椭圆形、长圆形等)可沿着划线预定线高效率地进行加热这一方面较为优异，但只要可在低于软化温度的温度下进行加热的形状，光束点的形状并无特别限定。本实施形态中系形成椭圆形状的光束点。

在安装框架15，接近光学保持器14设置有冷却嘴16。冷媒由冷却嘴16进行喷射。冷媒可使用冷却水、压缩空气、氦气、二氧化碳等，在本实施形态中系喷射压缩空气。从冷却嘴16喷射出的冷却媒体朝向自光束点的左端稍微分离的位置，借以于玻璃基板A表面形成冷却点。

又，在安装框架15透过升降机构17安装有具周期槽部的刀轮18。该刀轮18是在于玻璃基板A形成初期龟裂Tr时，从玻璃基板A上方暂时地下降而使用。

图2是具周期槽部的刀轮的示意图，图2A是主视图，图2B是侧视图。此具周期槽部的刀轮18是沿刀尖18a周期性地形成有槽部18b(此外，图2中为了方便说明，将位于刀尖18a的槽部18b的大小较实际更为夸张地描绘)。具体而言是按照1～20mm的刀轮径，在20μm～200μm的范围设置槽间距。又，槽深为2μm～2500μm。

借由使用上述特殊刀尖的刀轮，不仅能形成较不具槽部的刀轮更深地渗透的裂痕，且刀尖不易于基板面滑动，因此在形成初期龟裂时，能仅滚动较短的距离(1mm～2mm左右)即于基板面确实地形成初期龟裂。

又，于基板加工装置LS1中搭载有可检测刻印于玻璃基板A上的用于定位的对准标记的摄影机20，可自借由摄影机20所检测出的对准标记的位置求出设定于基板A上的划线预定线的位置与旋转台12的对应位置关系，并正确地定位成刀轮18的下降位置或激光光束的照射位置可到达划线预定线上。

继而，就上述基板加工装置LS1的加工动作进行说明。图3是显示借由第1次激光照射而形成有限深度的划线为止的激光划线加工的加工动作步骤图，图4是显示借由第2次激光照射而进行激光裂断处理为止的加工动作步骤图。此外，图3、图4中仅图示图1的主要部位。

首先，如图3(a)所示，将玻璃基板A载置于旋转台12之上，且以吸引夹头固定。借由摄影机20(图1)检测出刻印于玻璃基板A的对准标记(未图示)，并根据其检测结果，建立划线预定线、旋转台12、滑动台2、台座7的位置关系。之后，使旋转台12以及滑动台2作动，以将位置调整成刀轮18的刀尖方向与划线预定线的方向一致。

其次，如图3(b)所示，使台座7(图1)作动以使旋转台12移动，以使刀轮18来到玻璃基板A中将形成第1初期龟裂的第1基板端A1附近且与第1基板端A1分离的位置的上方。

其次，如图3(c)所示，使升降机构17作动而使刀轮18下降。接着使刀尖压接于基板A以形成第1初期龟裂Tr1。此时使台座7移动2mm左右而在基板上使刀轮18滚动，借以确实地形成稳定的第1初期龟裂Tr1。

其次，如图3(d)所示，使升降机构17及旋转台12返回原来的位置(图3(a)的位置)，并使激光装置13作动以照射激光光束。且自冷却嘴16喷射冷媒。此时照射的激光输出或冷媒喷射量等的加热条件、冷却条件，设定在不会于第1初期龟裂Tr1的位置产生贯通裂痕(亦即不成为全切断)的范围内。

由于将第1初期龟裂Tr1与基板端(第1基板端A1)分离而形成于基板内侧位置，因此即使于第1基板端A1产生往左右拉裂的力(使之成为全切断状态之力)，第1基板端A1仍难以产生裂痕的状态，因此与预先于基板端A1形成初期龟裂的情形相较，不易成为全切断。又，关于所照射的激光输出或冷媒喷射量等加热条件、冷却条件，可选择不致成为全切断的条件的工艺容许度增加。因此，作为所设定的加热条件或冷却条件，亦可选择较初期龟裂形成于基板端时更极端的条件、亦即可形成更深划线的条件。

其次，如图3(e)所示，使台座7移动，以使形成于基板A上的激光光束的光束点及来自冷却嘴16的冷媒的冷却点沿划线预定线扫描。

借由以上动作，在基板A形成以第1初期龟裂Tr1的位置为起点的由有限深度的裂痕Cr所构成的划线。接着，在不致成为贯通裂痕的范围内适当地选择(亦即在不致成为全切断的范围内的极端条件)激光的加热条件或冷媒的冷却条件，借此能形成以往难以形成的较深划线。此外，在基板A的第1初期龟裂Tr1侧的基板端(第1基板端A1)存在未形成有裂痕Cr的区域。

其次，说明激光裂断处理。

如图4(a)所示，使旋转台12返回原来的位置(图3(a)的位置)，并使升降机构17作动以使刀轮18下降。

其次，如图4(b)所示，使基板A与刀轮18移动成彼此接近，使刀轮18抵接于第1基板端A1，以于基板端形成第2初期龟裂Tr2。此时亦可使旋转台12持续移动，使第2初期龟裂Tr2连续形成至第1初期龟裂Tr1。

又，亦可借由改变压接力将第2初期龟裂Tr2形成为较第1初期龟裂Tr1深。此时，能如后述将裂痕简单地形成较深。

其次，如图4(c)所示，使升降机构17及旋转台12(台座7)返回原来位置(图3(a)的位置)，使激光装置13作动以照射激光光束。此时照射的激光输出等的加热条件，留待后述。

其次，如图4(d)所示，使基板A移动，以将形成于基板A上的光束点沿划线从第1基板端A1朝向第2基板端A2扫描。借此，由于以第2初期龟裂Tr2(亦即第1基板端A1)为起点使较深裂痕Cr2沿裂痕Cr(划线)行进，因此可将较以往深的划线形成至第2基板端A2。

此处，说明激光裂断处理时的加热条件。激光输出等的加热条件，虽亦可与第1次激光照射时相同，但最好设定成如下。

在激光裂断处理中，设定成使扫描速度较第1次激光照射时更快，缩短在划线上的各点的加热时间(激光输出设定成较高)，且对划线表层仅加热短时间。其理由在于，如此可在基板表层与基板内部之间形成用以使裂痕Cr深入渗透的应力梯度。

图5，以示意方式显示将在激光裂断处理时形成的应力梯度的截面图。短时间加热基板表层而形成加热区域H。接着，在基板表层形成较大压缩应力HR，受到其影响使基板内部产生相反的拉伸应力CR。当于基板内部存在裂痕Cr时，拉伸应力即集中于裂痕Cr前端，其结果，裂痕Cr可更深地渗透。

若逐渐增长基板表层的加热时间，热即传递至基板内部使产生于深度方向的温度差变小。其结果使深度方向的应力梯度变弱。因此，在激光裂断处理中，为了设定易于基板表层形成压缩应力、在基板内部形成拉伸应力的加热条件、冷却条件，最好选择在基板不软化的温度范围内于短时间内强烈加热的加热条件。又，亦可借由在加热前预先喷吹冷媒先予以冷却，即能使深度方向的温度差变大，以较容易于基板内部产生拉伸应力。

又，说明借由将第2初期龟裂形成为较第1初期龟裂，即能简单地形成更深的划线的理由。

借由以形成于第1基板端A1附近的较深的第2初期龟裂Tr2作为激光裂断处理的开始端，能将拉伸应力集中的裂痕前端的初期位置设为基板的较深位置。在此状态下进行激光照射，借此能给予基板表层强烈的压缩应力。借此，拉伸应力集中于较深位置的裂痕前端，基板表面至裂痕前端的距离越长至某程度，即越能使欲将裂痕扩展开的较大力量(力矩)作用于拉断裂痕前端的方向，因此能使裂痕简单地渗透。

如上述，在激光裂断处理时，借由从形成于第1基板端的第2初期龟裂朝向第2基板端照射第2次的激光照射，而能形成较以往更深的裂痕Cr2所构成的划线，又，当裂痕Cr2深达背面时即能借由激光裂断处理使基板完全断开。

借由此方式形成的断开面非常漂亮且直进性优异，作为加工端面为理想状态。

其次，说明本发明的第2实施形态的加工方法。此处，借由激光照射形成第2初期龟裂Tr2。图6显示第2实施形态的加工方法的激光裂断步骤的加工动作步骤图。此外，至激光划线步骤为止均与图3相同，因此省略说明。

借由与至图3(e)为止的步骤相同的激光划线加工，在基板A形成以第1初期龟裂Tr1的位置为起点的由有限深度的裂痕Cr所构成的划线。在此状态下移行至激光裂断处理。

如图6(a)所示，使旋转台12稍微返回，以使第1初期龟裂Tr1来到光学保持器14下方。

其次，如图6(b)所示，使激光装置13作动以照射激光光束，借以加热第1初期龟裂Tr1，且使旋转台12(台座7)移动，使光束点往第1基板端A1侧移动。借此，使裂痕从第1初期龟裂Tr1朝向第1基板端A1行进，而将第2初期龟裂Tr2从第1基板端A1连续形成至第1初期龟裂。

其次，如图6(c)所示，使旋转台12(台座7)返回原来的位置(图3(a)的位置)，并使激光装置13作动以照射激光光束。

其次，如图6(d)所示，使基板A移动，以将形成于基板A上的光束点沿划线从第1基板端A1朝向第2基板端A2扫描。借此，由于以第2初期龟裂Tr2(亦即第1基板端A1)为起点使较深裂痕Cr2沿裂痕Cr(划线)行进，因此可将较深的划线形成至第2基板端A2。

此外，上述两个实施形态中，虽均是第2初期龟裂连续形成至第1初期龟裂，但只要初期龟裂彼此接近至某程度，即使在未连续的情形下进行激光裂断处理，其结果仍能形成连续的划线。又，即使将第2初期龟裂Tr2仅形成于第1基板端，只要至第1初期龟裂为止的距离充分近，即能形成连续的划线。

本发明，能利用于将较深划线形成于玻璃基板等的脆性材料基板的加工，或利用于使之完全断开的加工。

Claims (5)

1.一种脆性材料基板的加工方法，沿设定于脆性材料基板的第1基板端至第2基板端的划线预定线进行二度激光照射，以对该基板进行加工，其特征在于，具有：

(a)第1初期龟裂形成步骤，是在第1基板端附近的划线预定线上，以和第1基板端分离的方式形成第1初期龟裂；

(b)激光划线步骤，使第1次激光照射的光束点自第1基板端侧沿该划线预定线相对移动至第2基板端，而将该基板以软化温度以下的温度加热，且对该光束点通过后的部位立即喷吹冷媒以使其冷却，借以沿该划线预定线形成有限深度的划线；

(c)第2初期龟裂形成步骤，在第1基板端或第1基板端与第1初期龟裂之间的划线预定线的至少其中之一形成第2初期龟裂；

(d)激光裂断步骤，使第2次激光照射的光束点沿该划线自第1基板端相对移动至第2基板端，而使该划线进一步渗透或完全地断开。

2.根据权利要求1的脆性材料基板的加工方法，其特征在于，在所述(c)的第2初期龟裂形成步骤中，第2初期龟裂是沿该划线预定线自第1基板端连续形成至第1初期龟裂。

3.根据权利要求1的脆性材料基板的加工方法，其特征在于，所述第1初期龟裂及第2初期龟裂借由压接刀轮而形成。

4.根据权利要求1的脆性材料基板的加工方法，其特征在于，所述第1初期龟裂借由压接刀轮而形成，所述第2初期龟裂借由自第1初期龟裂上朝向第1基板端侧的激光的部分地照射而形成。

5.根据权利要求1的脆性材料基板的加工方法，其特征在于，所述第2初期龟裂形成为较第1初期龟裂深。

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