JP2008049375A - Cutting apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、割断ラインの高い直線性と、高い位置決め精度を実現することができる割断装置、および当該割断装置を用いた割断方法に関する。 The present invention relates to a cleaving device capable of realizing high linearity of a cleaving line and high positioning accuracy, and a cleaving method using the cleaving device.
従来から、脆性材料からなる被加工基板60を割断する方法では、レーザ光LB2によって、被加工基板60をレーザ加熱部(図示せず)によって局所的に加熱する加熱領域HAと、冷却部40から冷却媒体Cを局所的に吹き付けて冷却する冷却領域CAを形成し、被加工基板60を割断する(図9参照)。
Conventionally, in the method of cleaving the substrate to be processed 60 made of a brittle material, the laser beam LB2 is used to locally heat the substrate to be processed 60 by a laser heating unit (not shown), and from the
すなわち、図9において、被加工基板60の割断予定線65上を加熱領域HAで加熱した後、冷却領域CAで冷却することによって、割断予定線65近傍に、圧縮応力と引っ張り応力を発生させて、クラックを形成することができる。そして、このクラックの進展方向を制御することで、所望の割断予定線65に沿って割断する。このような冷却媒体Cとしては、被加工基板60上の加熱された箇所を均一に冷却するために、水と空気を混合した冷却媒体が多く用いられている。
That is, in FIG. 9, after heating the
しかしながら、水と空気の混合物を被加工基板60上に吹き付ける場合、水と空気の混合物は、噴霧状になって被加工基板60上を浮遊する。このため、図9に示すように、水と空気の混合物は、加熱領域を照射するレーザ光付近に到達し,被加工基板60の加熱を阻害することがある。
However, when a mixture of water and air is sprayed onto the
とりわけ、ガラスからなる被加工基板(ガラス基板)60を割断する場合には、レーザ光LB2の光源として、一般的に、高出力でありかつガラス基板60に対する吸収率が高いCO2レーザが使われることが多い。しかしながら、CO2レーザから照射されるレーザ光LB2の波長は10.6μmであり、水への吸収率は、ほぼ100%である。
In particular, when the substrate to be processed (glass substrate) 60 made of glass is cleaved, a CO2 laser having a high output and a high absorption rate for the
このため,レーザ光LB2の光路中に水の噴霧が入ってしまうと、水の噴霧によってレーザ光LB2が吸収されてしまい、加工点に到達するレーザ光によるエネルギーが低下し、割断性能が低下してしまう。 For this reason, if water spray enters the optical path of the laser beam LB2, the laser beam LB2 is absorbed by the water spray, the energy of the laser beam reaching the processing point is reduced, and the cleaving performance is reduced. End up.
具体的には,加工点に到達するレーザ光LB2によるエネルギーが低下することによって、レーザ光LB2による加熱が不十分になる。このため、割断に必要な温度にまで被加工基板60の表面を加熱することができなくなり、スクライブの深さが浅くなるという現象が発生する。このように、スクライブの深さが浅くなることによって、割断ラインの直線性と位置決め精度が低下してしまい、加工品質が劣化してしまっている。
Specifically, the energy of the laser beam LB2 that reaches the processing point is reduced, so that the heating by the laser beam LB2 becomes insufficient. For this reason, the surface of the to-
本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、被加工基板の表面を十分に加熱することができ、割断ラインの高い直線性と、高い位置決め精度を実現することができる割断装置、および当該割断装置を用いた割断方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and the surface of the substrate to be processed can be sufficiently heated, and the cleaving line can achieve high linearity and high positioning accuracy. An object is to provide a device and a cleaving method using the cleaving device.
本発明は、脆性材料からなる被加工基板を、割断予定線に沿って局部的に加熱および冷却し、その際に生じる応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する割断装置において、被加工基板を保持する基板ホルダと、基板ホルダに保持された被加工基板の割断予定線近傍の加熱領域に、レーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱部と基板ホルダに保持された被加工基板のうち、レーザ加熱部からのレーザ光によって加熱された割断予定線近傍の冷却領域に、流動性のある冷却剤を噴射する冷却部とを備え、レーザ加熱部から照射されるレーザ光によって局部的に加熱される被加工基板の加熱領域と、冷却部から流動性のある冷却剤が噴射される被加工基板の冷却領域との間に、冷却部から噴射される流動性のある冷却剤が当該加熱領域へ侵入することを防止する遮蔽体を設けたことを特徴とする割断装置である。 The present invention relates to a cleaving apparatus that heats and cools a substrate to be processed made of a brittle material locally along a planned cutting line and generates a crack in the substrate to be processed by a stress generated at that time. A substrate holder that holds the processed substrate, a laser heating unit that irradiates the heated region in the vicinity of the planned cutting line of the substrate to be processed held by the substrate holder and locally heats the substrate, and a substrate held by the substrate holder. Among the processed substrates, a cooling region near the planned cutting line heated by the laser beam from the laser heating unit is provided with a cooling unit that injects a fluid coolant, and the laser beam emitted from the laser heating unit A fluid coolant sprayed from the cooling unit between a heated region of the substrate to be heated locally and a cooling region of the substrate to be processed from which the fluid coolant is sprayed from the cooling unit Is A fracturing device, characterized in that a shield to prevent the entering the hot zone.
このような構成によって、被加工基板の表面を十分に加熱することができ、割断ラインの高い直線性と、高い位置決め精度を実現することができる。 With such a configuration, the surface of the substrate to be processed can be sufficiently heated, and high linearity of the cleaving line and high positioning accuracy can be realized.
本発明は、遮蔽体が、被加工基板のうち、レーザ加熱部から照射されるレーザ光によって局部的に加熱される加熱領域の周縁外方を囲む側壁からなる遮蔽フードを有し、当該遮蔽フードにより、冷却部から噴射される流動性のある冷却剤が当該加熱領域へ侵入することを防止することを特徴とする割断装置である。 The present invention includes a shielding hood having a shielding hood including a side wall that surrounds the outer periphery of a heating region of a substrate to be processed, which is locally heated by laser light emitted from a laser heating unit. This prevents the fluid coolant injected from the cooling unit from entering the heating region.
このような構成により、冷却部から噴射される流動性のある冷却媒体が加熱領域に達することを効率よく防止することができる。 With such a configuration, it is possible to efficiently prevent the fluid cooling medium ejected from the cooling unit from reaching the heating region.
本発明は、遮蔽フードの側壁で囲まれた領域の平面形状が、加熱領域と相似形であることを特徴とする割断装置である。 The present invention is the cleaving device characterized in that the planar shape of the region surrounded by the side wall of the shielding hood is similar to the heating region.
このような構成により、冷却部から噴射される流動性のある冷却媒体が加熱領域に達することを、均等にバランスよく防止することができる。 With such a configuration, it is possible to prevent the fluid cooling medium ejected from the cooling unit from reaching the heating region evenly in a well-balanced manner.
本発明は、遮蔽フードの被加工基板と反対側は、レーザ加熱部から照射されるレーザ光が通過する透過窓で覆われ、遮蔽フードの側壁と透過窓によって空間を形成し、遮蔽フードの側壁と透過窓によって囲まれた空間に不活性ガスまたは空気を流入する流入管を設けたことを特徴とする割断装置である。 In the present invention, the opposite side of the shielding hood to the substrate to be processed is covered with a transmission window through which the laser beam irradiated from the laser heating unit passes, and a space is formed by the side wall of the shielding hood and the transmission window. The cleaving device is characterized in that an inflow pipe through which an inert gas or air flows is provided in a space surrounded by the transmission window.
このような構成により、不活性ガスまたは空気の流れによって、遮蔽体と被加工基板の間の間隙から、冷却部から噴射される流動性のある冷却媒体が流入することを確実に防止することができる。 With such a configuration, it is possible to reliably prevent the flowable cooling medium injected from the cooling unit from flowing in through the gap between the shield and the workpiece substrate due to the flow of the inert gas or air. it can.
本発明は、透過窓が、遮蔽フードの側壁の被加工基板側と反対側の端部に設けられ、流入管が、遮蔽フードの側壁に連結されたことを特徴とする割断装置である。 The present invention is the cleaving apparatus characterized in that the transmission window is provided at the end of the side wall of the shielding hood opposite to the substrate to be processed, and the inflow pipe is connected to the side wall of the shielding hood.
本発明は、レーザ加熱部が、レーザ光を照射するレーザ発振器と、レーザ発振器からのレーザ光を基板上で走査する走査ミラーとを有し、遮蔽フードが、走査ミラーの上方まで延びるとともに、レーザ発振器から走査ミラーに達するレーザ光を通過させる通過穴を有することを特徴とする割断装置である。 In the present invention, the laser heating unit includes a laser oscillator that irradiates laser light and a scanning mirror that scans the laser light from the laser oscillator on the substrate, and the shielding hood extends to above the scanning mirror, and the laser A cleaving device having a passage hole through which laser light reaching an scanning mirror from an oscillator passes.
このような構成により、遮蔽フードの上方から、冷却部から噴射される流動性のある冷却媒体が流入することを確実に防止することができる。 With such a configuration, it is possible to reliably prevent the flowable cooling medium injected from the cooling unit from flowing in from above the shielding hood.
本発明は、遮蔽体が、遮蔽体自体を加熱する加熱機構を有することを特徴とする割断装置である。 The present invention is a cleaving device characterized in that the shield has a heating mechanism for heating the shield itself.
このような構成により、冷却部から噴射される流動性のある冷却媒体が、加熱領域へ侵入することをより確実に防止することができる。 With such a configuration, it is possible to more reliably prevent a fluid cooling medium injected from the cooling unit from entering the heating region.
本発明は、脆性材料からなる被加工基板を、割断予定線に沿って局部的に加熱および冷却し、その際に生じる応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する割断装置において、被加工基板を保持する基板ホルダと、基板ホルダに保持された被加工基板の割断予定線近傍の加熱領域に、レーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱部と、基板ホルダに保持された被加工基板のうち、レーザ加熱部からのレーザ光によって加熱された割断予定線近傍の冷却領域に、流動性のある冷却剤を噴射する冷却部とを備え、レーザ加熱部から照射されるレーザ光によって局部的に加熱される被加工基板の加熱領域と、冷却部から流動性のある冷却剤が噴射される被加工基板の冷却領域との間に、空気または不活性ガスを噴出し、当該冷却剤が当該加熱領域へ侵入することを防止する噴出機構を設けたことを特徴とする割断装置である。 The present invention relates to a cleaving apparatus that heats and cools a substrate to be processed made of a brittle material locally along a planned cutting line and generates a crack in the substrate to be processed by a stress generated at that time. A substrate holder that holds the processed substrate, a laser heating unit that irradiates the heating region near the planned cutting line of the substrate to be processed held by the substrate holder and locally heats the substrate by a laser beam, and the substrate holder A laser beam irradiated from the laser heating unit, including a cooling unit that injects a fluid coolant in a cooling region in the vicinity of the cutting line that is heated by the laser beam from the laser heating unit in the workpiece substrate. Air or an inert gas is jetted between a heated region of the substrate to be heated locally by the substrate and a cooling region of the substrate to be processed from which a fluid coolant is injected from the cooling unit. Agent A fracturing device, characterized in that a jetting mechanism to prevent from entering the heating zone.
このような構成によって、被加工基板の表面を十分に加熱することができ、割断ラインの高い直線性と、高い位置決め精度を実現することができる。 With such a configuration, the surface of the substrate to be processed can be sufficiently heated, and high linearity of the cleaving line and high positioning accuracy can be realized.
本発明は、冷却部が、流動性のある冷却剤を噴射する冷却ノズルを有することを特徴とする割断装置である。 The present invention is the cleaving device characterized in that the cooling unit has a cooling nozzle for injecting a fluid coolant.
本発明は、脆性材料からなる被加工基板を、割断予定線に沿って局部的に加熱および冷却し、その際に生じる応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する割断方法において、基板ホルダによって、被加工基板を保持する基板保持工程と、レーザ加熱部によって、基板ホルダに保持された被加工基板の割断予定線近傍の加熱領域に、レーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱工程と、冷却部によって、基板ホルダに保持された被加工基板のうち、レーザ加熱部からのレーザ光によって加熱された割断予定線近傍の冷却領域に、流動性のある冷却剤を噴射する冷却工程とを備え、レーザ加熱部から照射されるレーザ光によって局部的に加熱される被加工基板の加熱領域と、冷却部から流動性のある冷却剤が噴射される被加工基板の冷却領域との間に遮蔽体を設け、冷却部から噴射される流動性のある冷却剤が当該加熱領域へ侵入することを防止することを特徴とする割断方法である。 The present invention relates to a cleaving method in which a substrate to be processed made of a brittle material is heated and cooled locally along a planned cutting line, and the substrate to be processed is cracked by a stress generated at that time. A substrate holding process for holding the substrate to be processed by the holder, and a laser that locally heats the heating region near the planned cutting line of the substrate to be processed held by the substrate holder by the laser heating unit. Cooling that injects a fluid coolant into the cooling region near the planned cutting line heated by the laser beam from the laser heating unit among the substrate to be processed held by the substrate holder by the heating step and the cooling unit. And a substrate to be processed that is heated locally by laser light emitted from the laser heating unit, and a substrate to be processed on which a fluid coolant is injected from the cooling unit. The shield is provided between the cooling area, flowable coolant injected from the cooling unit is a cleaving method characterized by prevented from entering into the heating zone.
このような構成によって、被加工基板の表面を十分に加熱することができ、割断ラインの高い直線性と、高い位置決め精度を実現することができる。 With such a configuration, the surface of the substrate to be processed can be sufficiently heated, and high linearity of the cleaving line and high positioning accuracy can be realized.
本発明は、脆性材料からなる被加工基板を、割断予定線に沿って局部的に加熱および冷却し、その際に生じる応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する割断方法において、基板ホルダによって、被加工基板を保持する基板保持工程と、レーザ加熱部によって、基板ホルダに保持された被加工基板の割断予定線近傍の加熱領域に、レーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱工程と、冷却部によって、基板ホルダに保持された被加工基板のうち、レーザ加熱部からのレーザ光によって加熱された割断予定線近傍の冷却領域に、流動性のある冷却剤を噴射する冷却工程とを備え、レーザ加熱部近傍に設けた噴出機構によって、レーザ光によって局部的に加熱される被加工基板の加熱領域と、冷却部から流動性のある冷却剤が噴射される被加工基板の冷却領域との間に、空気または不活性ガスを噴出し、当該冷却剤が当該加熱領域へ侵入することを防止することを特徴とする割断方法である。 The present invention relates to a cleaving method in which a substrate to be processed made of a brittle material is heated and cooled locally along a planned cutting line, and the substrate to be processed is cracked by a stress generated at that time. A substrate holding process for holding the substrate to be processed by the holder, and a laser that locally heats the heating region near the planned cutting line of the substrate to be processed held by the substrate holder by the laser heating unit. Cooling that injects a fluid coolant into the cooling region near the planned cutting line heated by the laser beam from the laser heating unit among the substrate to be processed held by the substrate holder by the heating step and the cooling unit. And a flowable coolant is jetted from the heating region of the substrate to be processed, which is locally heated by the laser beam, and the cooling unit. Between the cooling area of the substrate to be processed that is, the air or inert gas is ejected, a splitting method of the coolant, characterized in that to prevent the entering the said heating zone.
このような構成によって、被加工基板の表面を十分に加熱することができ、割断ラインの高い直線性と、高い位置決め精度を実現することができる。 With such a configuration, the surface of the substrate to be processed can be sufficiently heated, and high linearity of the cleaving line and high positioning accuracy can be realized.
本発明によれば、冷却部から噴射される流動性のある冷却剤が当該加熱領域へ侵入することを防止することによって、被加工基板の表面を十分に加熱することができ、割断ラインの高い直線性と、高い位置決め精度を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to sufficiently heat the surface of the substrate to be processed by preventing the fluid coolant sprayed from the cooling unit from entering the heating region, and the cutting line is high. Linearity and high positioning accuracy can be realized.
第1の実施の形態
以下、本発明に係る割断装置の第1の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図1および図2は本発明の第1の実施の形態を示す図である。
First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of a cleaving apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1 and FIG. 2 are views showing a first embodiment of the present invention.
本発明の割断装置は、脆性材料からなる被加工基板60を、割断予定線65に沿って局部的に加熱および冷却し、その際に生じる応力によって当該被加工基板60に亀裂を生じさせて割断する。
The cleaving apparatus of the present invention heats and cools a substrate to be processed 60 made of a brittle material locally along the planned
図1および図2に示すように、割断装置は、被加工基板60を保持する基板ホルダ50と、基板ホルダ50に保持された被加工基板60の割断予定線65上に、レーザ光LB1を照射して局部的に予熱するレーザ予熱部20と、レーザ予熱部20の下流側(図1のx方向の正方向)に配置され、レーザ予熱部20からのレーザ光LB1によって予熱された割断予定線65上に、レーザ光LB2を照射して局部的に加熱するレーザ加熱部30と、レーザ加熱部30の下流側(図1のx方向の正方向)に配置され、基板ホルダ50に保持された被加工基板60のうち、レーザ加熱部30からのレーザ光LB2によって加熱された割断予定線65上に、流動性のある冷却媒体Cを噴射する冷却部40とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the cleaving apparatus irradiates a laser beam LB <b> 1 onto a
図1に示すレーザ予熱部20は、被加工基板60上にレーザ光LB1を照射して被加工基板60を局部的に予熱するためのものである。図1に示すように、レーザ予熱部20は、200W程度のCO2レーザ光を出射するレーザ発振器21と、レーザ発振器21により出射されたレーザ光LB1を反射する反射ミラー22と、反射ミラー22により反射されたレーザ光LB1を被加工基板60上で走査するポリゴンミラー23とを有している。そして、レーザ発振器21から出射したレーザ光LB1は、反射ミラー22を経てポリゴンミラー23で反射され、被加工基板60上で割断予定線65に沿って繰り返し走査される。
The
レーザ発振器21から出射されるレーザ光LB1は、レーザ発振器21から出射された直後は、その横断面が円形状からなっている。しかしながら、当該レーザ光LB1が、ポリゴンミラー23に達すると、当該ポリゴンミラー23によって、その横断面が円形状から楕円形状または長円形状に変形される。このため、被加工基板60上であって、レーザ光LB1によって予熱される領域(予熱領域)は、楕円形状または長円形状からなっている。
The laser beam LB1 emitted from the
なお、上記ではポリゴンミラー23を用いて説明したが、これに限ることなく、ポリゴンミラー23の代わりに、ガルバノミラーやシリンドリカルレンズを用いてもよい。
In the above description, the
図1に示すレーザ加熱部30は、被加工基板60上にレーザ光LB2を照射して被加工基板60を局部的に加熱して、被加工基板60に亀裂を生じさせるためのものである。図1に示すように、レーザ加熱部30は、数十W〜百数十W程度のCO2レーザ光を出射するレーザ発振器31と、レーザ発振器31により出射されたレーザ光LB2を反射する反射ミラー32と、反射ミラー32により反射されたレーザ光LB2を被加工基板60上で走査するポリゴンミラー33とを有している。そして、レーザ発振器31から出射したレーザ光LB2は、反射ミラー32を経てポリゴンミラー33で反射され、被加工基板60上で割断予定線65に沿って繰り返し走査される。
The
レーザ発振器31から出射されるレーザ光LB2は、レーザ発振器31から出射された直後は、その横断面が円形状からなっている。しかしながら、当該レーザ光LB2が、ポリゴンミラー33に達すると、当該ポリゴンミラー33によって、その横断面が円形状から楕円形状または長円形状に変形される。このため、被加工基板60上であって、レーザ光LB2によって加熱される領域(加熱領域)HAは、楕円形状または長円形状からなっている(図2参照)。
The laser beam LB2 emitted from the
なお、上記ではポリゴンミラー33を用いて説明したが、これに限ることなく、ポリゴンミラー33の代わりに、ガルバノミラーやシリンドリカルレンズを用いてもよい。
In the above description, the
図1に示す冷却部40は、局部的に加熱された被加工基板60上の割断予定線65に流動性のある冷却媒体Cを噴射して冷却するためのものである。このような冷却媒体Cとしては、水や霧(水と気体との混合物)、窒素、ヘリウム等の気体、二酸化炭素粒子(ドライアイス)等の微粒子固体、アルコール等の液体、霧状のアルコール、雪状のドライアイス等を用いることができる。
The
また、図1および図2に示すように、冷却部40は、流動性のある冷却媒体Cを噴射する冷却ノズル41を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the cooling
また、図1および図2に示すように、レーザ加熱部30から照射されるレーザ光LB2によって局部的に加熱される加熱領域HAと、冷却部40から流動性のある冷却媒体Cが噴射される冷却領域CAとの間を遮るように、遮蔽フード(遮蔽体)1が設けられている。
Further, as shown in FIGS. 1 and 2, a heating area HA that is locally heated by the laser light LB <b> 2 irradiated from the
この遮蔽フード1は、図2に示すように、被加工基板60のうち、レーザ加熱部30から照射されるレーザ光LB2によって局部的に加熱される加熱領域HAの周縁外方を囲む側壁1sからなり、冷却部40から噴射される流動性のある冷却媒体Cが当該加熱領域HAへ侵入することを防止するためものである。
As shown in FIG. 2, the shielding
また、図2に示すように、遮蔽フード1の側壁1sで囲まれた領域SAの平面形状は、加熱領域HAと相似形になっている。
As shown in FIG. 2, the planar shape of the area SA surrounded by the
また、図1に示すように、基板ホルダ50は、水平方向に移動自在な水平方向移動機構55上に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
まず、基板ホルダ50によって、被加工基板60が保持される(基板保持工程)(図1参照)。
First, the
次に、レーザ予熱部20によって、レーザ光LB1が照射されて、基板ホルダ50に保持された被加工基板60の割断予定線65上の一領域が、局部的に予熱される(第一予熱工程)(図1参照)。
Next, the
次に、水平方向移動機構55によって、基板ホルダ50に保持された被加工基板60を、図1および図2のx方向に所定距離だけ移動させる。
Next, the
次に、レーザ加熱部30によって、レーザ光LB2が照射されて、レーザ予熱部20からのレーザ光LB1によって予熱された割断予定線65上の一領域が、局部的に加熱される(第一加熱工程)(図1および図2参照)。この間、レーザ予熱部20によって、レーザ光LB1が照射されて、被加工基板60の割断予定線65上の他領域が、局部的に予熱される(第二予熱工程)(図1参照)。
Next, the
次に、水平方向移動機構55によって、基板ホルダ50に保持された被加工基板60を、図1および図2のx方向に所定距離だけ移動させる。
Next, the
次に、レーザ加熱部30の下流側に配置された冷却部40によって、流動性のある冷却媒体Cが噴射されて、基板ホルダ50に保持された被加工基板60のうち、レーザ加熱部30からのレーザ光LB2によって加熱された割断予定線65上の一領域が、局部的に冷却される(第一冷却工程)(図1および図2参照)。このことによって、被加工基板60の一領域が、割断予定線65上で割断される。この間、レーザ加熱部30によって、レーザ光LB2が照射されて、レーザ予熱部20からのレーザ光LB1によって予熱された割断予定線65上の他領域が、局部的に加熱される(第二加熱工程)(図1および図2参照)。
Next, a cooling
この場合、レーザ加熱部30によって加熱される被加工基板60上の他領域は、一領域の上流側直近に位置することになる。
In this case, the other region on the substrate to be processed 60 heated by the
また、レーザ加熱部30から照射されるレーザ光LB2によって局部的に加熱される他領域は加熱領域HAとなり、冷却部40によって冷却される一領域は冷却領域CAとなるが、レーザ加熱部30から照射されるレーザ光LB2によって加熱される他領域(HA)と、冷却部40から噴射される流動性のある冷却媒体Cによって冷却される冷却領域CA(一領域)との間には遮蔽フード1が設けられている。
Further, the other region locally heated by the laser beam LB2 irradiated from the
このため、遮蔽フード1によって、冷却部40から噴射される流動性のある冷却媒体Cが、加熱領域HAへ侵入することを防止することができる(図1および図2参照)。この結果、被加工基板60上の加熱領域HAの温度を高温に保つことができるので、被加工基板60の一領域を割断予定線65上で精度良く割断することができる。すなわち、被加工基板60の一領域を、割断予定線65上に正確に位置決めした位置で、真っ直ぐに割断することができる。
Therefore, the shielding
また、図2に示すように、遮蔽フード1は加熱領域HAを覆う形状になっているため、冷却部40から噴射される流動性のある冷却媒体Cが加熱領域HAに達することを効率よく防止することができる。
Moreover, as shown in FIG. 2, since the shielding
また、図2に示すように、遮蔽フード1の側壁1sで囲まれた領域SAの平面形状が、加熱領域HAと相似形になっているため、冷却部40から噴射される流動性のある冷却媒体Cが加熱領域HAに達することを、均等にバランスよく防止することができる。
Further, as shown in FIG. 2, the planar shape of the area SA surrounded by the
なお、被加工基板60の一領域について行った、第一予熱工程、第一加熱工程および第一冷却工程を、被加工基板60の割断予定線65上の全ての領域について行うことによって、被加工基板60を完全に割断することができる。
The first preheating step, the first heating step, and the first cooling step performed for one region of the substrate to be processed 60 are performed for all the regions on the
また、遮蔽フード1は、遮蔽フード1自体を加熱する加熱機構(図示せず)を有してもよい。このように、遮蔽フード1が加熱機構を有することによって、冷却部40から噴射される流動性のある冷却媒体Cが、当該加熱領域HAへ侵入することをより確実に防止することができる。このため、被加工基板60を割断予定線65上でより精度良く割断することができる。
Moreover, the shielding
また、上記では遮蔽体として、加熱領域HAの周縁外方を囲む側壁1sからなる遮蔽フード1を用いて説明したが、これに限ることなく、レーザ加熱部30から照射されるレーザ光LB2によって局部的に加熱される加熱領域HAと、冷却部40から流動性のある冷却媒体Cが噴射される冷却領域CAとの間を遮蔽できるものであれば、遮蔽体として用いることができる。
In the above description, the shielding
第2の実施の形態
次に図3および図4により本発明の第2の実施の形態について説明する。図3および図4に示す第2の実施の形態は、遮蔽フード1の側壁1sの上端(被加工基板60側と反対側の端部)を、レーザ加熱部30から照射されるレーザ光LB2が通過する透過窓3を用いて覆ったものである。また、遮蔽フード1の側壁1sに、遮蔽フード1の側壁1sと透過窓3によって形成された空間に不活性ガスまたは空気を流入する流入管4を連結したものである。その他の構成は、図1および図2に示す第1の実施の形態と略同一である。
Second Embodiment Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the second embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the upper end of the
図3および図4に示す第2の実施の形態において、図1および図2に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In the second embodiment shown in FIG. 3 and FIG. 4, the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. 1 and FIG.
図3および図4に示すように、遮蔽フード1の側壁1sの上端が透過窓3によって覆われ、かつ遮蔽フード1の側壁1sに、遮蔽フード1の側壁1sと透過窓3によって形成された空間に不活性ガスまたは空気を流入する流入管4が連結されている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the upper end of the
このため、遮蔽フード1の側壁1sと透過窓3によって囲まれた空間に、流入管4を介して不活性ガスまたは空気を流入することができる。従って、不活性ガスまたは空気の流れによって、遮蔽フード1と被加工基板60の間の間隙から、冷却部40から噴射される流動性のある冷却媒体Cが流入することを確実に防止することができる。この結果、被加工基板60を割断予定線65上で精度良く割断することができる。
For this reason, an inert gas or air can flow into the space surrounded by the
第3の実施の形態
次に図5および図6により本発明の第3の実施の形態について説明する。図5および図6に示す第3の実施の形態は、ポリゴンミラー(走査ミラー)33の上方まで延びるとともに、レーザ発振器31からポリゴンミラー33に達するレーザ光LB2を通過させる通過穴7を有する遮蔽フード1を用いたものであり、その他は、図1および図2に示す第1の実施の形態と略同一である。
Third Embodiment Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The third embodiment shown in FIGS. 5 and 6 is a shielding hood having a through hole 7 that extends to above the polygon mirror (scanning mirror) 33 and allows the laser beam LB2 reaching the
図5および図6に示す第3の実施の形態において、図1および図2に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In the third embodiment shown in FIG. 5 and FIG. 6, the same parts as those in the first embodiment shown in FIG. 1 and FIG.
図5および図6に示すように、遮蔽フード1は、ポリゴンミラー33の上方まで延びている。このため、遮蔽フード1の上方から、冷却部40から噴射される流動性のある冷却媒体Cが流入することを確実に防止することができる。この結果、被加工基板60を割断予定線65上で精度良く割断することができる。
As shown in FIGS. 5 and 6, the shielding
第4の実施の形態
次に図7および図8により本発明の第4の実施の形態について説明する。図7および図8に示す第4の実施の形態は、遮蔽フード1を設ける代わりに、被加工基板60のうち、レーザ加熱部30から照射されるレーザ光LB2によって局部的に加熱される加熱領域HAと、冷却部40から流動性のある冷却媒体Cが噴射される冷却領域CAとの間に、空気または不活性ガスを噴出し、当該冷却媒体Cが当該加熱領域HAへ侵入することを防止する噴出機構11を設けたものであり、その他は、図1および図2に示す第1の実施の形態と略同一である。
Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the fourth embodiment shown in FIG. 7 and FIG. 8, instead of providing the shielding
図7および図8に示す第4の実施の形態において、図1および図2に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。 In the fourth embodiment shown in FIGS. 7 and 8, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
まず、基板ホルダ50によって、被加工基板60が保持される(基板保持工程)(図7参照)。
First, the
次に、レーザ予熱部20によって、レーザ光LB1が照射されて、基板ホルダ50に保持された被加工基板60の割断予定線65上の一領域が、局部的に予熱される(第一予熱工程)(図7参照)。
Next, the
次に、水平方向移動機構55によって、基板ホルダ50に保持された被加工基板60を、図7および図8のx方向に所定距離だけ移動させる。
Next, the
次に、レーザ加熱部30によって、レーザ光LB2を照射されて、レーザ予熱部20からのレーザ光LB1によって予熱された割断予定線65上の一領域が、局部的に加熱される(第一加熱工程)(図7および図8参照)。この間、レーザ予熱部20によって、レーザ光LB1が照射されて、被加工基板60の割断予定線65上の他領域が、局部的に予熱される(第二予熱工程)(図7参照)。
Next, the
次に、水平方向移動機構55によって、基板ホルダ50に保持された被加工基板60を、図7および図8のx方向に所定距離だけ移動させる。
Next, the
次に、レーザ加熱部30の下流側に配置された冷却部40によって、流動性のある冷却媒体Cが噴射されて、基板ホルダ50に保持された被加工基板60のうち、レーザ加熱部30からのレーザ光LB2によって加熱された割断予定線65上の一領域が、局部的に冷却される(第一冷却工程)(図7および図8参照)。このことによって、被加工基板60の一領域が、割断予定線65上で割断される。この間、レーザ加熱部30によって、レーザ光LB2が照射されて、レーザ予熱部20からのレーザ光LB1によって予熱された割断予定線65上の他領域が、局部的に加熱される(第二加熱工程)(図7および図8参照)。
Next, a cooling
このとき、レーザ加熱部30近傍に設けた噴出機構11によって、被加工基板60のうち、レーザ加熱部30から照射されるレーザ光LB2によって局部的に加熱される加熱領域HAと、冷却部40から流動性のある冷却媒体Cが噴射される冷却領域CAとの間に、空気または不活性ガスが噴出される(図7および図8参照)。
At this time, the
このため、冷却部40から噴射される流動性のある冷却媒体Cが加熱領域HAへ侵入することを防止することができるので、被加工基板60上の加熱領域HAの温度を高温に保つことができる。この結果、被加工基板60の一領域を割断予定線65上で精度良く割断することができる。すなわち、被加工基板60の一領域を、割断予定線65上に正確に位置決めした位置で、真っ直ぐに割断することができる。
For this reason, since the fluid cooling medium C injected from the cooling
なお、被加工基板60の一領域について行った、第一予熱工程、第一加熱工程および第一冷却工程を、被加工基板60の割断予定線65上の全ての領域について行うことによって、被加工基板60を完全に割断することができる。
The first preheating step, the first heating step, and the first cooling step performed for one region of the substrate to be processed 60 are performed for all the regions on the
また、噴出機構11によって噴出される空気や不活性ガスが加熱領域HAに達したとしても、レーザ加熱部30から照射されるレーザ光LB2によって被加工基板60を加熱することに対して、何ら影響を与えない。
Further, even if air or inert gas ejected by the
1 遮蔽フード(遮蔽体)
1s 遮蔽フードの側壁
3 透過窓
4 流入管
7 通過穴
11 噴出機構
20 レーザ予熱部
30 レーザ加熱部
33 ポリゴンミラー(走査ミラー)
40 冷却部
41 冷却ノズル
50 基板ホルダ
60 被加工基板
65 割断予定線
CA 冷却領域
HA 加熱領域
SA 遮蔽フードの側壁で囲まれた領域
1 Shielding hood (shielding body)
1 s Side wall of shielding
40 Cooling
Claims (11)
被加工基板を保持する基板ホルダと、
基板ホルダに保持された被加工基板の割断予定線近傍の加熱領域に、レーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱部と、
基板ホルダに保持された被加工基板のうち、レーザ加熱部からのレーザ光によって加熱された割断予定線近傍の冷却領域に、流動性のある冷却剤を噴射する冷却部とを備え、
レーザ加熱部から照射されるレーザ光によって局部的に加熱される被加工基板の加熱領域と、冷却部から流動性のある冷却剤が噴射される被加工基板の冷却領域との間に、冷却部から噴射される流動性のある冷却剤が当該加熱領域へ侵入することを防止する遮蔽体を設けたことを特徴とする割断装置。 In a cleaving apparatus that heats and cools a substrate to be processed made of a brittle material locally along a cleaving line, and generates a crack in the substrate to be cleaved by stress generated at that time,
A substrate holder for holding the substrate to be processed;
A laser heating unit that irradiates a laser beam to a heating region near a planned cutting line of a substrate to be processed held by a substrate holder and locally heats the substrate;
Of the substrate to be processed held by the substrate holder, provided with a cooling unit for injecting a fluid coolant in the cooling region near the cutting line heated by the laser beam from the laser heating unit,
A cooling unit is provided between a heating region of the processing substrate that is locally heated by the laser light emitted from the laser heating unit and a cooling region of the processing substrate that is injected with a fluid coolant from the cooling unit. A cleaving apparatus comprising a shield that prevents fluid coolant sprayed from an intrusion into the heating region.
当該遮蔽フードにより、冷却部から噴射される流動性のある冷却剤が当該加熱領域へ侵入することを防止することを特徴とする請求項1記載の割断装置。 The shielding body has a shielding hood composed of a side wall surrounding the outer periphery of the heating region that is locally heated by the laser light emitted from the laser heating portion of the substrate to be processed,
2. The cleaving device according to claim 1, wherein the shielding hood prevents the fluid coolant sprayed from the cooling unit from entering the heating region.
遮蔽フードの側壁と透過窓によって空間を形成し、
遮蔽フードの側壁と透過窓によって囲まれた空間に不活性ガスまたは空気を流入する流入管を設けたことを特徴とする請求項2記載の割断装置。 The opposite side of the shielding hood to the workpiece substrate is covered with a transmission window through which the laser light emitted from the laser heating unit passes,
A space is formed by the side wall of the shielding hood and the transmission window,
3. The cleaving apparatus according to claim 2, wherein an inflow pipe through which an inert gas or air flows is provided in a space surrounded by the side wall of the shielding hood and the transmission window.
遮蔽フードは、走査ミラーの上方まで延びるとともに、レーザ発振器から走査ミラーに達するレーザ光を通過させる通過穴を有することを特徴とする請求項2記載の割断装置。 The laser heating unit includes a laser oscillator that emits laser light, and a scanning mirror that scans the laser light from the laser oscillator on the substrate,
3. The cleaving device according to claim 2, wherein the shielding hood has a passage hole that extends to above the scanning mirror and allows the laser light reaching the scanning mirror from the laser oscillator to pass therethrough.
被加工基板を保持する基板ホルダと、
基板ホルダに保持された被加工基板の割断予定線近傍の加熱領域に、レーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱部と、
基板ホルダに保持された被加工基板のうち、レーザ加熱部からのレーザ光によって加熱された割断予定線近傍の冷却領域に、流動性のある冷却剤を噴射する冷却部とを備え、
レーザ加熱部から照射されるレーザ光によって局部的に加熱される被加工基板の加熱領域と、冷却部から流動性のある冷却剤が噴射される被加工基板の冷却領域との間に、空気または不活性ガスを噴出し、当該冷却剤が当該加熱領域へ侵入することを防止する噴出機構を設けたことを特徴とする割断装置。 In a cleaving apparatus that heats and cools a substrate to be processed made of a brittle material locally along a cleaving line, and generates a crack in the substrate to be cleaved by stress generated at that time,
A substrate holder for holding the substrate to be processed;
A laser heating unit that irradiates a laser beam to a heating region near a planned cutting line of a substrate to be processed held by a substrate holder and locally heats the substrate;
Of the substrate to be processed held by the substrate holder, provided with a cooling unit for injecting a fluid coolant in the cooling region near the cutting line heated by the laser beam from the laser heating unit,
Between the heating region of the substrate to be processed that is locally heated by the laser light emitted from the laser heating unit and the cooling region of the substrate to be processed where the fluid coolant is injected from the cooling unit, air or A cleaving apparatus comprising an ejection mechanism that ejects an inert gas and prevents the coolant from entering the heating region.
基板ホルダによって、被加工基板を保持する基板保持工程と、
レーザ加熱部によって、基板ホルダに保持された被加工基板の割断予定線近傍の加熱領域に、レーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱工程と、
冷却部によって、基板ホルダに保持された被加工基板のうち、レーザ加熱部からのレーザ光によって加熱された割断予定線近傍の冷却領域に、流動性のある冷却剤を噴射する冷却工程とを備え、
レーザ加熱部から照射されるレーザ光によって局部的に加熱される被加工基板の加熱領域と、冷却部から流動性のある冷却剤が噴射される被加工基板の冷却領域との間に遮蔽体を設け、冷却部から噴射される流動性のある冷却剤が当該加熱領域へ侵入することを防止することを特徴とする割断方法。 In a cleaving method in which a substrate to be processed made of a brittle material is heated and cooled locally along a planned cutting line, and the substrate to be processed is cracked by a stress generated at that time.
A substrate holding step for holding the substrate to be processed by the substrate holder;
A laser heating step in which a heating region in the vicinity of the planned cutting line of the substrate to be processed held by the substrate holder is irradiated with a laser beam and heated locally by the laser heating unit;
A cooling step of injecting a fluid coolant to a cooling region in the vicinity of the cutting line that is heated by the laser beam from the laser heating unit, out of the substrate to be processed held by the substrate holder by the cooling unit. ,
A shield is provided between the heating region of the substrate to be processed that is locally heated by the laser light emitted from the laser heating unit and the cooling region of the substrate to be processed to which a fluid coolant is injected from the cooling unit. A cleaving method comprising: providing a fluid coolant injected from a cooling unit to prevent entry into the heating region.
基板ホルダによって、被加工基板を保持する基板保持工程と、
レーザ加熱部によって、基板ホルダに保持された被加工基板の割断予定線近傍の加熱領域に、レーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱工程と、
冷却部によって、基板ホルダに保持された被加工基板のうち、レーザ加熱部からのレーザ光によって加熱された割断予定線近傍の冷却領域に、流動性のある冷却剤を噴射する冷却工程とを備え、
レーザ加熱部近傍に設けた噴出機構によって、レーザ光によって局部的に加熱される被加工基板の加熱領域と、冷却部から流動性のある冷却剤が噴射される被加工基板の冷却領域との間に、空気または不活性ガスを噴出し、当該冷却剤が当該加熱領域へ侵入することを防止することを特徴とする割断方法。 In a cleaving method in which a substrate to be processed made of a brittle material is heated and cooled locally along a planned cutting line, and the substrate to be processed is cracked by a stress generated at that time.
A substrate holding step for holding the substrate to be processed by the substrate holder;
A laser heating step in which a heating region in the vicinity of the planned cutting line of the substrate to be processed held by the substrate holder is irradiated with a laser beam and heated locally by the laser heating unit;
A cooling step of injecting a fluid coolant to a cooling region in the vicinity of the cutting line that is heated by the laser beam from the laser heating unit, out of the substrate to be processed held by the substrate holder by the cooling unit. ,
Between the heating area of the substrate to be processed, which is locally heated by the laser beam, by the ejection mechanism provided in the vicinity of the laser heating section, and the cooling area of the substrate to be processed, where a fluid coolant is injected from the cooling section In addition, the cleaving method is characterized in that air or an inert gas is ejected to prevent the coolant from entering the heating region.
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