CN1929978A - 脆性基板的垂直裂痕形成方法及垂直裂痕形成装置 - Google Patents

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Abstract

本发明目的是提供藉由分割即能获得良好端面的脆性基板的垂直裂痕形成方法及垂直裂痕形成装置。该基板的垂直裂痕形成方法，其具备沿脆性基板上的垂直裂痕形成预定线照射激光束来以点状加热，并对所加热的部位喷射冷煤的步骤，以形成垂直裂痕，其特征在于：该步骤，是将1个加热点的形成、与中止激光束的照射后接着进行的1个冷却点的形成构成为1个裂痕形成单位动作；裂痕形成单位动作，是设定成藉由以冷却点冷却被加热点加热的部位，来恢复该点与其周围的热平衡。

Description

脆性基板的垂直裂痕形成方法及垂直裂痕形成装置
技术领域
本发明是关于脆性基板的垂直裂痕形成方法及垂直裂痕形成装置，特别是关于具备沿脆性基板上的垂直裂痕形成预定线将激光束以点状照射来加热、并对所加热部位喷吹冷煤的步骤的脆性基板的垂直裂痕形成方法及垂直裂痕形成装置。
背景技术
为分割半导体晶圆、玻璃基板、以及陶瓷基板等的脆性基板，先前已有一种垂直裂痕形成方法，是在沿脆性基板上的垂直裂痕形成预定线使激光束相对移动的同时在基板上形成加热点来加热基板，且对基板上已加热的部位喷射冷媒来形成冷却点。
此种使用激光束的垂直裂痕形成方法，是根据产生于加热点周围的压缩应力与产生于冷却点周围的拉伸应力间的应力差，来形成垂直裂痕。
通常，是使用刀具等工具将刻痕形成于基板端面，并以此刻痕为突破口来形成加热点与冷却点，藉此能使往基板板厚方向渗透的垂直裂痕往基板的面方向进展。
于专利文献1中，已揭示一种使激光束移动并进行照射来加热玻璃，并对所加热的部位喷射冷却剂来切割玻璃的方法及装置。根据此文献，是藉由根据光束的移动位置来改变光束的移动速度或能量，提高玻璃的切割品质。
【专利文献1】日本特开2003-321234号公报
于专利文献2中已揭示一种藉由绕射光学元件使入射光束绕射，沿基板上的分割预定线生成具有长边方向的带状光束的基板分割方法。由于藉由将此种带状光束生成于基板上，而能缩小涉及与基板上分割预定线正交的方向的热影响范围，因此能减少对形成于基板上的配线、元件的热影响。
【专利文献2】日本特开2004-66745号公报
发明内容
如专利文献1所记载，在使激光束一边移动一边进行连续照射时，即使连续进行冷却剂喷雾的冷却，亦容易于基板板厚方向残存高温区域。
如专利文献2所记载，在沿基板上的分割预定线生成具有长边方向的带状光束时，产生于加热点的压缩应力与产生于冷却点的拉伸应力间的应力梯度，在沿基板上分割预定线的方向时会变大，而在与基板上分割预定线正交的方向时则会变小。产生于后者的方向的应力梯度是有助于垂直裂痕的形成。
如此，若要使用于基板上的分割预定线具有长边方向的带状光束，来使垂直裂痕往沿基板上分割预定线的方向进展的话，即须有较大的能量。因此，于基板板厚方向容易残存高温区域。
由于残存于基板中的高温区域会产生残留应力的作用，因此所形成的垂直裂痕深度即会较板厚小，造成于其后进行的分割所形成的基板端面品质不充分。
本发明有鉴于上述问题点，其目的是提供藉由分割即能获得良好基板端面的脆性基板的垂直裂痕形成方法及垂直裂痕形成装置。
根据本发明，是提供一种脆性基板的垂直裂痕形成方法，其具备沿脆性基板上的垂直裂痕形成预定线将激光束以点状照射来加热，并对所加热的部位喷射冷煤的步骤，以形成垂直裂痕，其特征在于：该步骤，是将1个加热点的形成、与中止激光束的照射后接着进行的1个冷却点的形成构成为1个裂痕形成单位动作；裂痕形成单位动作，是设定成藉由以冷却点冷却被加热点加热的部位，来恢复该点与其周围的热平衡。
根据本发明的另一观点，是提供一种脆性基板的垂直裂痕形成装置，其特征在于，具备：激光束照射机构，是用以照射激光束而在脆性基板上形成加热点，以加热基板；激光束移动机构，是沿脆性基板上的垂直裂痕形成预定线，使从激光束照射机构所照射的激光束与脆性基板相对移动；冷媒喷射机构，是对脆性基板上形成有加热点的部位喷射冷煤；以及控制部，是控制该各机构；激光束照射机构是形成加热点，该加热点是在与垂直裂痕形成预定线正交的方向具有长边轴的形状；控制部，是执行至少1次由加热点的形成、与在中止激光束的照射后接着进行的形成冷却点的步骤所构成的裂痕形成单位动作，使往基板板厚方向渗透的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线仅形成单位长度，其次，对该各机构发出指令，来改变点的形成位置并至少执行1次该裂痕形成单位动作，藉此形成该单位长度的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线连续的裂痕，裂痕形成单位动作，是设定成藉由以冷却点冷却被加热点加热的部位，来恢复该点周围的热平衡。
本发明的基板的垂直裂痕形成方法中，由于其步骤，是将1个加热点的形成以及中止激光束的照射后、接着所进行的1个冷却点的形成作为1次裂痕形成单位动作所构成；且裂痕形成单位动作，是设定成藉由以冷却点冷却被加热点加热的部位，来恢复该点与其周围的热平衡，因此能在每结束1个裂痕形成单位动作时，对已进行该裂痕形成单位动作的点进行热计算。因此，能在不残留热应力的状况下依序并间歇地连续形成垂直裂痕，且能形成裂断后的截面品质良好的裂痕。
加热点，只要是一在与垂直裂痕形成预定线正交的方向具有长边轴的形状，即能使较大的压缩应力产生在与垂直裂痕形成预定线正交的方向。藉此，由于能有效地活用所附加的激光束能量，在抑制残留应力产生的同时，于沿垂直裂痕形成预定线的方向形成垂直裂痕，因此能抑制残留应力的产生。
若藉由至少执行1次裂痕形成单位动作(由加热点的形成、与中止激光束的照射后接着进行的冷却点的形成所构成)，来将往基板板厚方向渗透的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线仅形成单位长度，其次，藉由改变点的形成位置并至少执行1次该裂痕形成单位动作，来形成该单位长度的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线连续的垂直裂痕，即可视基板的厚度或材质、裂痕形成位置等各条件来适当设定裂痕形成单位动作时间长度与各动作的反复次数，藉此能在不浪费能量的情形下加以活用。
又，由于非如习知般一边连续照射热加热点一边使其移动的形成方法，因此不会损及将加热点形成为在与垂直裂痕形成预定线正交的方向具有长边轴的形状的优点，能有效地活用所附加的激光束能量，沿垂直裂痕形成预定线的方向形成垂直裂痕。
只要在作为垂直裂痕形成预定线开始点的基板端部附近，在不改变各点形成位置的状态下反复进行复数次的裂痕形成单位动作，如此即使不另外使用刀具等工具，亦能在基板端面形成开始点刻痕(作为用以使垂直裂痕往基板的面方向进展的触发点)，并以此开始点刻痕为突破口，使往基板板厚方向渗透的垂直裂痕往基板的面方向进展。
只要能将冷却点形成为主要使用冷媒的蒸发潜热，来冷却较加热点大的范围的话，即能迅速冷却加热点并迅速恢复热平衡。
若冷却点是藉由喷墨方式的冷媒液体的喷射来形成的话，即可缩短裂痕形成单位动作的周期，且能将足以除热的量的冷媒供应至加热点。
只要加热点是以激光束的照射输出、照射时间、加热点的形状或加热点的间隔为参数来加以设定，即能视基板的厚度或材质、裂痕形成位置等各条件来适当改变裂痕形成单位动作的最合适条件。
若将藉由执行1次裂痕形成单位动作所形成的垂直裂痕于垂直裂痕形成预定线方向的单位长度设为L时，加热点的间隔D是设定成满足L/2＜D＜L的关系的话，即能使单位长度的裂痕重叠一部分、或将单位长度的裂痕毫无间隙地形成，而形成不中断的1条裂痕。
由于只要藉由在基板端部附近，改变加热点长边轴与垂直裂痕形成预定线相交的角度，即能使产生于加热点的压缩应力与产生于冷却点的拉伸应力间的应力梯度方向变化，因此能校正易于基板端部附近产生的垂直裂痕弯曲，将垂直裂痕形成为沿垂直裂痕形成预定线的直线。
又，藉由将如上述校正垂直裂痕的弯曲的动作设为曲线形状的垂直裂痕形成预定线，而能形成连续的曲线裂痕。
当垂直裂痕形成预定线位于接近与垂直裂痕形成预定线平行的基板边缘部时，亦可使加热点长边轴以与垂直裂痕形成预定线的交点为中心从接近基板的边缘部后退至远侧，并以上述状态反复进行裂痕形成单位动作。藉此能校正易于前述基板端部附近产生的垂直裂痕弯曲，将垂直裂痕形成为沿垂直裂痕形成预定线的直线。
亦可是如下述的构成，即：藉由至少执行1次裂痕形成单位动作(由向垂直裂痕形成方向大致同时形成N个加热点，其次于所形成的各加热点大致同时形成冷却点的步骤所构成)，来将往基板板厚方向渗透的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线仅形成N个单位长度，其次，藉由改变点的形成位置并至少执行1次该裂痕形成单位动作，来形成该单位长度的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线连续的垂直裂痕。
根据此种构成，由于能在每一次改变点形成位置时形成N个加热点，因此能增长点的距离并减少照射次数，以提高垂直裂痕形成速度。
将基板上的加热点长边轴长度设为a、基板板厚设为t时，即可将加热点形成为0＜a＜4t的关系，藉此能形成对应基板板厚的能量的加热点。
若将形成于基板上的加热点长边轴长度设为a、形成于基板上的冷却点的圆相当直径设为C时，以构成0＜C＜a/2的关系的方式进行冷媒喷射的话，由于藉此能设定成该点与其周围的热平衡会恢复，因此能在每结束1个裂痕形成单位动作时，对已进行该裂痕形成单位动作的点进行热计算。藉此，能抑制残留应力的残存量。
根据本发明的基板的垂直裂痕形成装置，其亦可是：控制部，是至少执行1次由加热点的形成、与中止激光束的照射后接着进行的冷却点的形成所构成的裂痕形成单位动作，使往基板板厚方向渗透的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线仅形成单位长度，其次，对该各机构发出指令，来改变点的形成位置并至少执行1次该裂痕形成单位动作，藉此形成该单位长度的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线连续的裂痕，裂痕形成单位动作，是设定成藉由以冷却点冷却被加热点加热的部位，来恢复该点周围的热平衡。
藉此，能在每结束1个裂痕形成单位动作时，对已进行该裂痕形成单位动作的点进行热计算。因此，能在极力减少热应力残存量的同时形成垂直裂痕。由于能视基板的厚度或材质、裂痕形成位置等的各条件适当设定裂痕形成单位动作的次数，因此能在不浪费能量的情况下加以活用。
又，由于非如习知般一边连续照射热加热点一边移动的形成方法，因此不会损及将加热点形成为在与垂直裂痕形成预定线正交的方向具有长边轴的形状的优点，能有效地使所附加的激光束能量发挥作用，沿垂直裂痕形成预定线的方向形成垂直裂痕。
只要控制部是对该各机构发出指令，在作为垂直裂痕形成预定线开始点的基板端部附近，在不改变各点形成位置的状态下反复进行复数次的裂痕形成单位动作，如此即使不另外使用刀具等工具，亦能在基板端面形成开始点刻痕(作为用以使垂直裂痕往基板面方向进展的触发点)，并以此开始点刻痕为突破口，使往基板板厚方向渗透的垂直裂痕能往基板的面方向进展。
只要冷媒喷射机构是藉由喷墨方式的冷媒液体的喷射来形成冷却点，即可缩短裂痕形成单位动作的周期且能将足以除热的量的冷媒供应至加热点。
只要冷媒喷射机构，是在以冷媒喷射而形成冷却点后，再以辅助冷却机构来冷却较加热点更大的范围，即能迅速冷却加热点并迅速恢复热平衡。
只要控制部是对该各机构发出指令，以激光束的照射输出、照射时间、加热点的形状或加热点的间隔为参数来设定加热点，即能视基板的厚度或材质、裂痕形成位置等各条件来适当改变裂痕形成单位动作。
只要控制部是对激光束移动机构发出指令，设定成当将裂痕的单位长度设为L时，加热点的间隔D能满足L/2＜D＜L的关系，即能藉由使单位长度的裂痕重叠一部分，或将单位长度的裂痕毫无间隙地形成，而能形成不中断的1条裂痕。
只要控制部是对激光束照射机构发出指令，在基板端部附近，改变加热点长边轴与垂直裂痕形成预定线相交的角度，即能使产生于加热点的压缩应力与产生于冷却点的拉伸应力间的应力梯度方向变化，而能校正易于基板端部附近产生的垂直裂痕弯曲，将垂直裂痕形成为沿该垂直裂痕形成预定线的直线。
只要控制部是对该各机构发出指令，当垂直裂痕形成预定线位于接近与垂直裂痕形成预定线平行的基板边缘部附近时，使加热点的长边轴以与垂直裂痕形成预定线的交点为中心从接近基板的边缘部后退至远侧，并反复进行该裂痕形成单位动作，即能校正易于基板端部附近产生的垂直裂痕弯曲，将垂直裂痕形成为沿垂直裂痕形成预定线的直线。
控制部亦可是对各机构发出指令，藉由至少执行1次裂痕形成单位动作(由向垂直裂痕形成方向大致同时形成N个加热点，并中止激光束的照射后，于所形成的各加热点大致同时形成冷却点所构成)，来将往基板板厚方向渗透的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线仅形成N个单位长度，其次，藉由改变点的形成位置并至少执行1次该裂痕形成单位动作，来形成该单位长度的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线连续的垂直裂痕。
藉此，由于能在每一次改变点的形成位置时形成N个加热点，因此能增长点的形成位置的移动距离并减少移动次数，提高垂直裂痕形成速度。
只要控制部是对激光照射机构发出指令，在将基板上的加热点长边轴长度设为a、基板板厚设为t时，将加热点形成为0＜a＜4t的关系，如此即能形成对应基板板厚的能量的加热点。
只要控制部是对冷煤喷射机构发出指令，在将形成于基板上的加热点长边轴长度设为a、形成于基板上的冷却点的圆相当直径设为C时，将冷却点形成为0＜C＜a/2的关系，如此即能以使该点与其周围的热平衡恢复的方式设定，因此能在每结束1个裂痕形成单位动作时，对已进行该裂痕形成单位动作的点进行热计算。藉此，能在极力减少热应力残存量的同时形成垂直裂痕。
附图说明
图1是说明本发明中将沿垂直裂痕形成预定线连续的裂痕形成的步骤的图。
图2是说明激光束的照射位置设定的图。
图3是显示垂直裂痕形成装置的构成的示意图。
图4是显示图3的头部5的构成的示意图。
图5是说明垂直裂痕形成预定线S在位于接近与垂直裂痕形成预定线S平行的基板边缘部时的校正的图。
图6是说明曲线状垂直裂痕的形成方法的说明图。
1：垂直裂痕形成装置        2：激光束照射机构
3：冷媒喷射机构            4：驱动部
5：头部                    6：激光束移动机构
7：控制部                  10：加热点
11：激光振荡器             12：光束分离器
15：反射镜移动机构部       20：冷却点
21：激光射出口部           31：冷媒喷射口部
具体实施方式
以下，根据图式详细说明本发明的实施形态。
此外，本发明的脆性基板对其形态、材质、用途及大小并未特别限定，可以是单板所构成的基板或将2片以上的单板彼此贴合的贴合基板，亦可将薄膜或端子部等的半导体材料贴附或包含于此等表面或内部。
作为脆性基板的材质，例如有玻璃、烧结材料的陶瓷、单结晶材料的硅、蓝宝石等，作为其用途，例如可以是液晶显示面板、电浆显示面板、以及有机EL显示面板等的平板显示器(FPD)用面板或陶瓷电容器用陶瓷基板、半导体晶片用晶圆基板等。
以下虽显示本发明的垂直裂痕形成装置的实施形态，但本发明并不限定于此。
使用图1至图6说明本发明的实施形态。
本发明中，为了沿垂直裂痕形成预定线形成连续的垂直裂痕，具备在沿脆性基板上的垂直裂痕形成预定线使激光束与脆性基板相对移动的同时，在基板上形成加热点来加热基板，且藉由将冷煤喷射于基板上的已加热部位来形成冷却点的步骤。
前述步骤，是将1个加热点的形成以及中止激光束的照射后、接着进行的1个冷却点的形成作为1个裂痕形成单位动作。
此外，本发明所谓的垂直裂痕，是往脆性基板板厚方向渗透的裂痕，其包含：肉眼难以观察的盲裂痕、尚未到达基板的完全分割的裂痕、以及已形成的垂直裂痕，藉由此等裂痕使基板呈大致完全分割的状态。
图1及图2，是说明沿垂直裂痕形成预定线连续的裂痕的形成步骤的图。
如图1所示，藉由激光束的照射而形成于基板上的加热点10，是往与垂直裂痕形成预定线S正交的方向具有长边轴b，以a表示长直径。
此种加热点10的形状，相较沿垂直裂痕形成预定线S的方向能使更大的压缩应力(以虚线示意显示)产生在与垂直裂痕形成预定线S正交的方向。
为减少在1处的裂痕形成单位动作的重复次数，加热点10是以垂直裂痕的形成所需且充分的最小单位的激光能量构成。
其次，藉由对加热点10附近喷射冷媒来形成冷却点20，使加热部位急速冷却。冷却点20，通常在垂直裂痕形成预定线S上且形成于长边轴b的加热点大致中央部，其直径以C表示。
冷却点20的大小或冷媒使用量，是设定成能恢复加热点10与其周围的热平衡。藉此，能在每结束1个裂痕形成单位动作时，对已进行该裂痕形成单位动作的点部位进行热计算。如此，由于能抑制残留应力的产生，且只要将形成冷却点20的冷媒喷射所需最小限度的量于加热点10附近，因此能在不过度浪费冷媒的情形下冷却加热点10。
如图1所示，藉由冷却点20的形成，而往与垂直裂痕形成预定线S正交的方向产生较大的拉伸应力(以实线示意显示)。藉此，往与垂直裂痕形成预定线S正交的方向产生应力差，而沿前述垂直裂痕形成预定线S形成往基板板厚方向渗透、单位长度L的垂直裂痕。以下，将冷却点20(沿前述垂直裂痕形成预定线S所形成)的单位长度L的垂直裂痕称为单位裂痕n。
为沿垂直裂痕形成预定线S来形成此种单位裂痕n，须使较大的应力差产生于与垂直裂痕形成预定线S正交的方向。其原因在于，产生于沿垂直裂痕形成预定线S的方向的应力差，非但无助于沿垂直裂痕形成预定线S所形成的单位裂痕n的形成，反而会阻碍此种单位裂痕n的形成。
若如习知般使用在沿垂直裂痕形成预定线S的方向具有长边轴形状的加热点时，须将沿垂直裂痕形成预定线S的方向的应力差设定得较大，消除沿垂直裂痕形成预定线S的方向的压力差并使其无效。
相对于此，本发明的加热点10，由于在与垂直裂痕形成预定线S正交的方向具有长边轴b的形状，因此能以所需最小限度的激光束的照射时间及照射能量来产生单位裂痕n。
本发明的裂痕形成单位动作中，加热点10，是在停止激光束的移动的状态下进行照射。
其原因在于，若如习知般在使激光束移动的状态下连续照射时，所形成的加热点10，最后会成为往沿垂直裂痕形成预定线S的方向伸长的带状，而损害本发明的加热点10(在与垂直裂痕形成预定线S正交的方向具有长边轴b)的优点。
结束冷却点20的形成后，即决定次一激光束的照射位置。
图2是说明激光束的照射位置的图。
如图2所示，将单位裂痕n的单位长度设为L、相邻的加热点10的间隔设为D时，藉由激光束的照射所形成的加热点10间隔D最好是能满足L/2＜D＜L的关系。
亦即，是设定成至少在相邻形成的单位裂痕n彼此间没有间隙，且单位裂痕n彼此不会重叠于其长度的一半以上。
决定激光束的照射位置后，即移至次一裂痕形成单位动作。1个裂痕形成单位动作的周期，亦即从加热点的形成开始至次一加热点的形成开始的时间为0.01～0.1秒。
如图1所示，藉由反复进行裂痕形成单位动作，以形成单位裂痕n沿垂直裂痕形成预定线S连续的垂直裂痕E。
本发明，如图1所示，在作为垂直裂痕形成预定线S的开始点的基板端部附近m，将裂痕形成单位动作在不改变各点的形成位置的状态下反复复数次。藉此，即使不另外使用刀具等工具，亦能在基板端面形成开始点刻痕(作为用以使垂直裂痕往基板的面方向进展的触发点)，并以此开始点刻痕为突破口，使往基板板厚方向渗透的垂直裂痕往基板的面方向进展。
上述在同一点位置的裂痕形成单位动作的反复，不仅能在作为垂直裂痕形成预定线S的开始点的基板端部附近m进行，亦能在基板上的所欲部位进行，其次数可视加工对象的基板的材质、厚度、以及激光照射源的设定输出等作适当设定。
此外，若将基板上的加热点10长边轴长度(长直径)设为a、基板的板厚设为t时，加热点10的形成最好是0＜a＜4t的关系，若将基板上所形成的加热点10长边轴长度设为a、将冷却点20的圆相当直径(直径)设为C时，冷却点20最好是0＜C＜a/2的关系。藉此，较佳的基板板厚t与冷却点20的圆相当直径C的关系是0＜C＜2t。
图3及图4是显示本发明的垂直裂痕形成装置一例的图。
图3是显示垂直裂痕形成装置的构成的示意图。
如图3所示，垂直裂痕形成装置1，具备激光束照射机构2、冷媒喷射机构3、上述机构的驱动部4的头部5、使头部5与脆性基板相对移动的激光束移动机构6、以及控制前述各机构的控制部7。
图4是显示头部5的构成的示意图。
如图4所示，头部5，具备：激光振荡器11，是射出激光束；复数个光束分离器12，是将从激光振荡器11射出的激光束以既定比例分配成反射光与透射光；光闸13，是使光束分离器12所反射的各激光束以既定的时序及通过时间通过；光学系统14，将通过光闸13的激光束调整成任意形状的加热点10；以及反射镜移动机构部15，是调整各光束分离器12。
激光振荡器11，例如是二氧化碳激光，其设定在脉冲频率0～200kHz、脉冲宽度0.01～0.1秒、激光振荡输出3～20W的范围。本案发明中，与RF振荡源的频率相关联的脉冲宽度是连续者。
光学系统14，能沿基板上的垂直裂痕形成预定线S调整所欲的形状及大小，亦即能调整加热点10的长短轴的长度比例及最大直径、或加热点10的长轴与基板上的垂直裂痕形成预定线S相交叉的角度θ。
反射镜移动机构部15，是藉由调整复数个光束分离器12彼此的间隔或各光束分离器12的角度姿势，而能设定使单位裂痕n彼此重叠的长度。
如图3所示，激光束照射机构2，具备从图4所示的光学系统14向基板上射出激光束的复数个激光射出口部21。又，冷媒喷射机构3，具备喷射液滴状冷媒的复数个冷媒喷射口部31。激光射出口部21与冷媒喷射口部31是彼此相邻而形成1个单元51，头部5是将N个单元51配置成一列所构成。
激光束移动机构6，具备使头部5以所欲的周期断续地往3个轴方向(包含垂直裂痕形成预定线S的方向在内)移动的构成。冷媒喷射口部31，例如，具备于印表机等广泛使用的喷墨方式液滴喷射机构，作为所喷射的冷媒，例如有水、氨、液态氮的液体。又，作为所喷射的冷媒，亦可是前述液体与氦、空气或二氧化碳等气体的混合物。
控制部7，是透过驱动部4控制激光束照射机构2的N个加热点10的形成。具体而言，从N个激光射出口部21大致同时射出激光束来形成N个加热点10。
其次，控制部7对冷媒喷射机构3发出指令，使冷媒大致同时喷射于所形成的各加热点10附近。藉此，从各冷媒喷射口部31喷射冷媒，而于前述各加热点10附近分别形成冷却点20。
根据加热点10所产生的压缩应力与冷却点20所产生的拉伸应力间的应力差，形成N个单位裂痕n。此时，依序形成的单位裂痕n，会随时间进展而使相邻的单位裂痕n彼此连接。
又，由于冷却点20主要是使用冷媒的蒸发潜热而形成为能冷却较加热点10宽的范围，因此能迅速冷却加热点10并迅速恢复热平衡。
如前所述，将1个裂痕形成单位动作的周期设为T时，由于垂直裂痕形成装置1会将N个点同时形成，因此垂直裂痕形成装置1的1个裂痕形成单位动作的周期为T/N。
此外，进行喷墨方式的冷媒喷射后，亦可使用空气冷却等的辅助冷却机构。
垂直裂痕形成装置1中，藉由连续执行裂痕形成单位动作(由形成加热点10与冷却点20的步骤所构成)，首先，将往基板板厚方向渗透的单位裂痕n沿垂直裂痕形成预定线S连结N个，来形成单位长度L×N个的垂直裂痕(图3中的N1)，其次，藉由移动头部5来改变点的形成位置，并与前述同样地，沿垂直裂痕形成预定线S连结单位裂痕n，以形成单位长度L×N个的垂直裂痕(图3中的N2)。上述动作会反复执行至图中的Nn。
如此，能于每一次改变点的形成位置时形成N个加热点，与具备激光射出口部21与冷媒喷射口部31各1个的情形相较，能将改变点的形成位置的次数减少，使垂直裂痕的形成速度更为提高。
其次，说明垂直裂痕形成预定线S在位于接近与垂直裂痕形成预定线S平行的基板边缘部时的校正。
图5是说明垂直裂痕形成预定线S在位于接近与垂直裂痕形成预定线S平行的基板边缘部时的校正的图。
垂直裂痕形成预定线S，在与平行于垂直裂痕形成预定线S的基板的边缘部相隔较远时，在反复进行单位动作后，于垂直裂痕形成预定线S两侧较能保持温度分布的对称性。
不过，在垂直裂痕形成预定线S位于接近与垂直裂痕形成预定线S平行的基板边缘部时，温度分布的对称性即会消失，使所形成的单位裂痕n前端被拉至较垂直裂痕形成预定线S更靠端面侧，因而产生偏移至较垂直裂痕形成预定线S更靠端面侧的现象。
因此，本发明中，控制部7是对激光束照射机构2及激光束移动机构6发出指令，当垂直裂痕形成预定线S位于接近与垂直裂痕形成预定线S平行的基板边缘部h时，使加热点10的长边轴b以与垂直裂痕形成预定线S的交点为中心、从接近基板的边缘部h后退至远侧，并以此状态反复进行该裂痕形成单位动作，
亦即，如图5所示，当垂直裂痕形成预定线S位于接近与垂直裂痕形成预定线S平行的基板右侧边缘部hr时，是在使加热点10的长边轴b后退至远离前述右侧边缘部hr侧的状态下，往图中箭头方向反复进行单位动作。另一方面，当垂直裂痕形成预定线S位于接近与垂直裂痕形成预定线S平行的基板左侧边缘部h1时，是在使加热点10的长边轴b后退至远离前述左侧边缘部h1侧的状态下，往图中箭头方向反复进行单位动作。
藉此，能形成单位裂痕n沿垂直裂痕形成预定线S连续的直线裂痕。
本发明的垂直裂痕形成方法及垂直裂痕形成装置，能使单位裂痕n连续来形成曲线状的垂直裂痕。
图6是说明形成曲线状垂直裂痕形的动作的说明图。
使用垂直裂痕形成装置1时，如图6所示其控制部7是对激光束照射机构2、冷媒喷射机构3、以及激光束移动机构6发出指令，在沿曲线状垂直裂痕形成预定线S’来形成曲线状的垂直裂痕时，是以使加热点10的长边轴b正交的状态，对垂直裂痕形成预定线S’的接线反复进行裂痕形成单位动作。
分别由激光束照射机构2及冷媒喷射机构3构成的N个单元51，是根据垂直裂痕形成预定线S’的曲率等，以其中的1个或数个来进行裂痕形成单位动作。能从N组单元51中选择并改变在每1个裂痕形成单位动作别时所使用的单元51。
藉此，能形成单位裂痕n所连续的1条曲线裂痕U。
本发明，能利用于用以分割半导体晶圆、玻璃基板、陶瓷基板等的脆性基板的垂直裂痕形成方法及垂直裂痕形成装置。

Claims (24)

1.一种脆性基板的垂直裂痕形成方法，是具备沿脆性基板上的垂直裂痕形成预定线将激光束以点状照射来加热，并对所加热的部位喷射冷煤的步骤，以形成垂直裂痕，其特征在于：
该步骤，是将1个加热点的形成、与停止激光束的照射后接着进行的1个冷却点的形成构成为1个裂痕形成单位动作；
裂痕形成单位动作，是设定成藉由以冷却点冷却被加热点加热的部位，来恢复该点与其周围的热平衡。
2.如权利要求1所述的垂直裂痕形成方法，其中，加热点，是一在与垂直裂痕形成预定线正交的方向具有长边轴的形状。
3.如权利要求1所述的垂直裂痕形成方法，其中，藉由至少执行1次裂痕形成单位动作，来将往基板板厚方向渗透的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线仅形成单位长度，其次，藉由改变加热点的形成位置并至少执行1次该裂痕形成单位动作，来形成该单位长度的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线连续的垂直裂痕。
4.如权利要求1至3任一项所述的垂直裂痕形成方法，其中，是在作为垂直裂痕形成预定线开始点的基板端部附近，在不改变各点形成位置的状态下反复进行复数次的裂痕形成单位动作。
5.如权利要求1所述的垂直裂痕形成方法，其中，冷却点，主要是形成为能使用冷媒的蒸发潜热来冷却较加热点大的范围。
6.如权利要求1所述的垂直裂痕形成方法，其中，冷却点，是藉由喷墨方式的冷媒液体的喷射所形成。
7.如权利要求1所述的垂直裂痕形成方法，其中，加热点，是以激光束的照射输出、照射时间、加热点的形状或加热点的间隔为参数来加以设定。
8.如权利要求3所述的垂直裂痕形成方法，其中，将藉由执行1次裂痕形成单位动作所形成的垂直裂痕于垂直裂痕形成预定线方向的单位长度设为L时，加热点的间隔D是设定成满足L/2＜D＜L的关系。
9.如权利要求2所述的垂直裂痕形成方法，其中，是于基板端部附近，改变加热点长边轴与垂直裂痕形成预定线相交的角度。
10.如权利要求1或2所述的垂直裂痕形成方法，其中，在垂直裂痕形成预定线是位于接近与垂直裂痕形成预定线平行的基板边缘部时，是使加热点长边轴以与垂直裂痕形成预定线的交点为中心从接近基板的边缘部后退至远侧，藉由在此状态下反复进行裂痕形成单位动作，来形成沿该垂直裂痕形成预定线连续的直线状垂直裂痕。
11.如权利要求1所述的垂直裂痕形成方法，其中，是藉由至少执行1次由朝向垂直裂痕形成方向大致同时形成N个加热点、在停止激光束的照射后于所形成的各加热点大致同时形成冷却点的步骤所构成的裂痕形成单位动作，来将往基板板厚方向渗透的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线仅形成N个单位长度，接着，藉由改变点的形成位置并至少执行1次该裂痕形成单位动作，来形成该单位长度的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线连续的垂直裂痕。
12.如权利要求1或2所述的垂直裂痕形成方法，其中，将基板上的加热点长边轴长度设为a、基板板厚设为t时，将加热点形成为0＜a＜4t的关系。
13.如权利要求1或2所述的垂直裂痕形成方法，其中，将形成于基板上的加热点长边轴长度设为a、形成于基板上的冷却点的圆相当直径设为C时，将冷却点形成为0＜C＜a/2的关系。
14.一种脆性基板的垂直裂痕形成装置，其特征在于，具备：
激光束照射机构，是用以照射激光束而在脆性基板上形成加热点，以加热基板；
激光束移动机构，是沿脆性基板上的垂直裂痕形成预定线使从激光束照射机构所照射的激光束与脆性基板相对移动；
冷媒喷射机构，是对脆性基板上形成有加热点的部位喷射冷煤；以及
控制部，是控制该各机构；
该激光束照射机构是形成加热点，该加热点是在与垂直裂痕形成预定线正交的方向具有长边轴的形状；
该控制部，是至少执行1次由加热点的形成以及停止激光束的照射后、接着进行的冷却点的形成所构成的裂痕形成单位动作，使往脆性基板板厚方向渗透的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线仅形成单位长度，其次，对该各机构发出指令，来改变点的形成位置并至少执行1次该裂痕形成单位动作，藉此形成该单位长度的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线连续的裂痕，裂痕形成单位动作，是设定成藉由以冷却点冷却被加热点加热的部位来恢复该点周围的热平衡。
15.如权利要求14所述的垂直裂痕形成装置，其中，控制部是对该各机构发出指令，在作为垂直裂痕形成预定线开始点的基板端部附近，在不改变各点形成位置的状态下反复进行复数次的裂痕形成单位动作。
16.如权利要求14所述的垂直裂痕形成装置，其中，冷媒喷射机构，是藉由喷墨方式的冷媒液体的喷射来形成冷却点。
17.如权利要求14所述的垂直裂痕形成装置，其中，冷媒喷射机构，是在以冷媒的喷射来形成冷却点后，再以辅助冷却机构来冷却较加热点更大的范围。
18.如权利要求14所述的垂直裂痕形成装置，其中，控制部是对该各机构发出指令，以激光束的照射输出、照射时间、加热点的形状或加热点的间隔为参数来设定加热点。
19.如权利要求14所述的垂直裂痕形成装置，其中，控制部是对激光束移动机构发出指令，设定成当将裂痕的单位长度设为L时，加热点的间隔D能满足L/2＜D＜L的关系。
20.如权利要求14所述的垂直裂痕形成装置，其中，控制部是对激光束照射机构发出指令，改变加热点的长边轴与垂直裂痕形成预定线相交的角度。
21.如权利要求14所述的垂直裂痕形成装置，其中，控制部是对该各机构发出指令，在垂直裂痕形成预定线位于接近与垂直裂痕形成预定线平行的基板端部附近时，使加热点的长边轴以和垂直裂痕形成预定线的交点为中心从接近基板的边缘部后退至远侧，并反复进行该裂痕形成单位动作，藉此，形成该单位长度的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线连续的直线状垂直裂痕。
22.如权利要求14所述的垂直裂痕形成装置，其中，控制部是对该各机构发出指令，至少执行1次由向垂直裂痕形成方向大致同时形成N个加热点、并在照射激光束后于所形成的各加热点大致同时形成冷却点的步骤所构成的裂痕形成单位动作，来将往基板板厚方向渗透的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线仅形成N个单位长度，其次，藉由改变点的形成位置并至少执行1次该裂痕形成单位动作，来形成该单位长度的裂痕沿该垂直裂痕形成预定线连续的垂直裂痕。
23.如权利要求14所述的垂直裂痕形成装置，其中，控制部是对激光照射机构发出指令，在将基板上的加热点长边轴长度设为a、基板板厚设为t时，将加热点形成为0＜a＜4t的关系。
24.如权利要求14所述的垂直裂痕形成装置，其中，控制部是对冷媒喷射机构发出指令，将形成于基板上的加热点长边轴长度设为a、形成于基板上的冷却点的圆相当直径设为C时，将冷却点形成为0＜C＜a/2的关系。
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