JP2009090598A - Curved crack-forming method of brittle material substrate, and brittle material substrate - Google Patents

Curved crack-forming method of brittle material substrate, and brittle material substrate Download PDF

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Koji Yamamoto
山本  幸司
Shuichi Inoue
修一 井上
Toru Kumagai
透 熊谷
Togo Itsudo
統悟 五戸
Atsushi Imura
淳史 井村
Nozomi Akiyama
望美 秋山
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of forming a crack along a curved possible dividing line. <P>SOLUTION: Covering means ML and MR mounted on the surface of the substrate have a band-like opening area R whose central line coincides with the possible dividing line CL, and shield the surface of the substrate other than the opening area so that a heat spot does not pass the same area when the heat spot HS is relatively moved along the possible dividing line. The heat spot HS having a wider width than the lateral width Wo of the opening area is relatively moved along the possible dividing line CL to cover a part of the opening area. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、脆性材料基板に曲線形状のクラックを形成する方法に関し、さらに詳細には脆性材料基板に設定した曲線形状の分断予定ラインに沿ってレーザビームを相対移動しながら照射することにより加熱し、その後、冷却することにより、このとき基板に生じる応力を利用して基板にクラックを形成する方法に関する。   The present invention relates to a method of forming a curved crack in a brittle material substrate. More specifically, the present invention relates to heating by irradiating a laser beam while moving relatively along a curved segmentation scheduled line set in the brittle material substrate. Then, the present invention relates to a method of forming a crack in the substrate by using the stress generated in the substrate at this time by cooling.

ここで脆性材料には、ガラス基板の他に、セラミックス、単結晶シリコン、半導体ウエハ、サファイア等の材料が含まれる。
また、クラックには、基板の表面から裏面まで浸透するクラックであって、基板がクラックにより一挙に分断される場合(フルカットと呼ばれる)と、基板の表面近傍に浅く形成されるクラックであって、基板が完全に分断されることなくスクライブラインが形成される場合(スクライブと呼ばれる)とが含まれる。
Here, the brittle material includes materials such as ceramics, single crystal silicon, a semiconductor wafer, and sapphire in addition to the glass substrate.
In addition, the crack is a crack that penetrates from the front surface to the back surface of the substrate, and when the substrate is divided at once by the crack (called full cut), it is a crack that is shallowly formed near the surface of the substrate. The case where the scribe line is formed without being completely divided (referred to as scribe) is included.

ガラス基板等の脆性材料基板を分断する際に、優れた品質の分断面が得られる加工方法として、基板の軟化点以下の温度でレーザ照射による局所加熱を行い、次いで冷却を行うことによって、基板に応力勾配を発生させ、予め基板の端縁に形成した初期亀裂を起点として、クラックを形成する方法が実用化されている。   When cutting a brittle material substrate such as a glass substrate, as a processing method that can obtain a sectional surface with excellent quality, local heating by laser irradiation at a temperature below the softening point of the substrate, followed by cooling, the substrate A method of forming a crack starting from an initial crack formed in advance on the edge of a substrate by generating a stress gradient in the substrate has been put into practical use.

一般に、レーザ照射によるクラック形成方法は、直線形状の分断予定ラインに沿って基板を分断するときに利用されることが多い。そのため、レーザビームの加熱スポット(基板表面に照射されるレーザビームの照射断面)を、直線形状の分断予定ラインに対して左右対称な形状にし、さらに効率よく加熱するために、分断予定ライン方向を長軸にした楕円形、長円形等の加熱スポットにしている。   In general, a crack forming method by laser irradiation is often used when a substrate is divided along a straight line to be divided. Therefore, in order to make the laser beam heating spot (irradiation cross section of the laser beam irradiated on the substrate surface) symmetric with respect to the linearly scheduled dividing line, and to heat it more efficiently, the direction of the scheduled dividing line is set. The heating spot is an ellipse or oval with a long axis.

例えば、集束レンズ等で楕円形状の加熱スポットを形成し、基板上に設定した分断予定ラインに沿って加熱スポットを相対移動させ、次いでノズルから冷媒を噴射することにより形成した円形の冷却スポットを、加熱スポットが通過した軌跡を追うように相対移動させることにより、直線状にクラックを形成し分断する方法が開示されている(特許文献1参照)。   For example, a circular cooling spot formed by forming an elliptical heating spot with a focusing lens or the like, moving the heating spot relative to the dividing line set on the substrate, and then ejecting a coolant from the nozzle, A method is disclosed in which cracks are linearly formed and divided by relative movement so as to follow the trajectory through which the heating spot has passed (see Patent Document 1).

また、別の文献によれば、設定した分断予定ラインに沿ってレーザ照射位置を移動しながら基板をレーザ加熱し、このとき熱源(照射部)付近に発生した圧縮応力と熱源(照射部)周辺に発生した引張り応力を利用して、基板を分断することが開示されている(特許文献2参照)。すなわちレーザ照射後に、積極的に冷媒を噴射して強制冷却することなく、基板が自然冷却されることによる応力分布によって基板を切断することが開示されている。   According to another document, the substrate is laser-heated while moving the laser irradiation position along the set dividing line, and the compressive stress generated near the heat source (irradiation part) and the vicinity of the heat source (irradiation part) It is disclosed that the substrate is divided using the tensile stress generated in (see Patent Document 2). That is, it is disclosed that, after laser irradiation, the substrate is cut by a stress distribution due to natural cooling of the substrate without positively injecting the coolant and forcibly cooling.

一方、ガラス基板等の用途によっては、例えば基板を円形に加工したり、基板を長方形に加工し四隅のコーナー部分に丸みを持たせたりする場合のように、基板を曲線形状に沿って切り出したい場合がある。このとき、曲線形状の分断予定ラインを設定し、このラインに沿って、加熱スポットや冷却スポットを移動させてクラックを形成することが必要になる。   On the other hand, depending on the application of the glass substrate or the like, for example, when the substrate is processed into a circle, or when the substrate is processed into a rectangle and the corners of the four corners are rounded, the substrate is to be cut out along a curved shape. There is a case. At this time, it is necessary to set a curve-shaped division planned line and move a heating spot or a cooling spot along this line to form a crack.

曲線形状の分断ラインに沿ってクラックを形成する場合に、直線状に分断するときと同様の加熱スポット(例えば楕円形の加熱スポット)、冷却スポットを用いて、曲線形状の分断予定ラインに沿ってこれらを移動させると、分断予定ラインから外れた位置にクラックが形成されてしまう位置ずれ現象が生じることがある(特許文献2の図5(c)参照)。   When forming a crack along a curved dividing line, use a heating spot (for example, an elliptical heating spot) or a cooling spot that is the same as that used when dividing a line, along a curved dividing line. When these are moved, there may occur a positional shift phenomenon in which a crack is formed at a position deviated from the planned dividing line (see FIG. 5C of Patent Document 2).

図14は、曲線形状の分断予定ラインに沿って加熱スポット、冷却スポットを移動したときに、分断予定ラインCLと実際に形成されるクラックCRとの間で生じる位置ずれの典型例を示す図である。この場合は、分断予定ラインCLに対し、発生するクラックCRがオーバーシュートしている。この位置ずれは、加熱スポットHS、冷却スポットCSを分断予定ラインCLに沿って移動させたときに、基板に生じる熱分布が、分断予定ラインCLの左右で非対称になることによる。   FIG. 14 is a diagram showing a typical example of the positional deviation that occurs between the planned dividing line CL and the crack CR that is actually formed when the heating spot and the cooling spot are moved along the curved dividing planned line. is there. In this case, the generated crack CR overshoots the line to be divided CL. This positional shift is due to the fact that the heat distribution generated on the substrate becomes asymmetrical on the left and right of the planned dividing line CL when the heating spot HS and the cooling spot CS are moved along the planned dividing line CL.

分断予定ラインCLの左右で熱分布が非対称になる理由のひとつは、通常、加熱スポットHSを作るレーザと冷却スポットCSを作る冷媒噴射ノズルとは、互いの位置関係を維持しながら移動することによる。この場合、単に、直線形状の分断予定ラインに沿ってまっすぐ加熱スポットHS、冷却スポットCSを移動するだけのときは、両スポットの軌跡を同じ分断予定ラインCL上にすることができる。しかし曲線形状の分断予定ラインCLに沿って移動させようとするときは、加熱スポットHSが通過する軌跡と冷却スポットCSの通過する軌跡とを一致させることは困難になる。   One of the reasons why the heat distribution becomes asymmetrical on the left and right of the division line CL is usually because the laser that creates the heating spot HS and the refrigerant injection nozzle that creates the cooling spot CS move while maintaining the mutual positional relationship. . In this case, when the heating spot HS and the cooling spot CS are simply moved along the linearly scheduled dividing line, the locus of both spots can be on the same scheduled dividing line CL. However, when trying to move along the cut-scheduled line CL having a curved shape, it is difficult to match the trajectory through which the heating spot HS passes with the trajectory through which the cooling spot CS passes.

図15は、曲線形状の分断予定ラインCLに沿って加熱スポットHSを移動させたときの加熱スポットHSの軌跡と冷却スポットCSの軌跡との一例を示す図である。ここでは楕円形の加熱スポットHSの中心(図中白丸で示す)を、分断予定ラインCLに沿って移動させるものとする。冷却スポットCSは円形であるとし、円の中心(図中黒丸で示す)が楕円の中心から一定距離Lだけ後方に離れた位置にあるものとする。   FIG. 15 is a diagram illustrating an example of the locus of the heating spot HS and the locus of the cooling spot CS when the heating spot HS is moved along the curve-shaped division schedule line CL. Here, the center of the elliptical heating spot HS (indicated by a white circle in the figure) is moved along the scheduled dividing line CL. The cooling spot CS is assumed to be circular, and the center of the circle (indicated by a black circle in the figure) is located at a position away from the center of the ellipse by a predetermined distance L.

この場合、加熱スポットHSの中心を分断予定ラインCLに沿って移動するようにするとき、加熱スポットの中心と冷却スポットの中心とを結ぶ線(すなわち楕円形の長軸方向)が分断予定ラインの接線方向になるように加熱スポットHSが回転しながら進むようにすると、冷却スポットCSの中心は分断予定ラインCLの外側を移動するようになる。   In this case, when the center of the heating spot HS is moved along the division line CL, a line connecting the center of the heating spot and the center of the cooling spot (that is, the major axis direction of the ellipse) is the line to be divided. When the heating spot HS advances while rotating so as to be in the tangential direction, the center of the cooling spot CS moves outside the line to be cut CL.

その結果、加熱スポットHSの中心が通過する分断予定ラインCLから外れた位置にクラックが形成され、オーバーシュートが生じることになる。このオーバーシュート現象は、分断予定ラインCLの曲線形状の曲率半径が小さくなるほど顕著に現れる。   As a result, a crack is formed at a position deviated from the planned dividing line CL through which the center of the heating spot HS passes, and an overshoot occurs. This overshoot phenomenon becomes more prominent as the radius of curvature of the curve shape of the division line CL becomes smaller.

熱分布が非対称になる第二の理由は、加熱スポットHSを曲線形状の分断予定ラインCLに沿って移動する場合に、加熱スポットHSの移動速度が大きくなるにつれて、加熱スポットHS中の加熱ピーク位置(最も高温に加熱される位置)が、熱緩和によるタイムラグにより、後方側にシフトすることによる。   The second reason that the heat distribution becomes asymmetrical is that when the heating spot HS is moved along the cut line CL having a curved shape, the heating peak position in the heating spot HS increases as the moving speed of the heating spot HS increases. This is because (the position heated to the highest temperature) shifts backward due to a time lag due to thermal relaxation.

図16は、停止中および移動中の加熱スポットHSについて、最も高温になる加熱のピーク位置HSを示す図である。加熱スポットHSは楕円形であって、図16(a)に示すように、停止状態のときに加熱ピーク位置HSが加熱スポットHSの中心になるようにレーザビームのエネルギー密度を調整してあるものとする(例えばガウス分布)。このような加熱スポットHSであっても、これを移動させると、熱緩和によるタイムラグにより、図16(b)に示すように、見かけ上、移動中の加熱のピーク位置HSは加熱スポットHSの中心より少し後方にシフトすることになる。すなわち、移動中の加熱スポットHSは、見かけ上は中心から距離ΔLだけ後方にシフトした位置に加熱ピーク位置HSがあるものとして加熱されるようになる。このシフト量ΔLは、加熱スポットHSの基板に対する移動速度により変動するため、移動中の加熱スポットHSにおける加熱ピーク位置HSを特定することは困難である。
したがって、加熱スポットHSの中心が曲線形状の分断予定ラインCLの真上を通過するよう移動させると、加熱のピーク位置HSの軌跡は分断予定ラインCLから外れてしまうことになり、クラックの形成される位置が分断予定ラインCLから外れてしまうことになる。
FIG. 16 is a diagram showing the heating peak position HS T at which the temperature becomes highest for the heating spot HS that is stopped and moving. The heating spot HS is elliptical, and as shown in FIG. 16A, the energy density of the laser beam is adjusted so that the heating peak position HS T is at the center of the heating spot HS in the stop state. (For example, Gaussian distribution). Even if such a heating spot HS is moved, due to the time lag due to thermal relaxation, as shown in FIG. 16B, the peak position HS T of the heating during the movement is apparently the position of the heating spot HS. It will shift slightly backward from the center. That is, the heat spot HS in moving, apparently will be heated as being a distance ΔL by heating peak position HS T at a position shifted backward from the center. Since this shift amount ΔL varies depending on the moving speed of the heating spot HS with respect to the substrate, it is difficult to specify the heating peak position HS T in the moving heating spot HS.
Therefore, moving to center of the heat spot HS passes directly over division planned line CL of the curved shape, the trajectory of the heating of the peak position HS T will be deviated from the cutting-scheduled line CL, the formation of cracks The position to be deviated from the division planned line CL.

なお、上記説明では停止状態での加熱ピーク位置HSが加熱スポットHSの中心にある場合(ガウス分布等)について説明したが、加熱スポットHSの停止状態のピーク位置HSがどこにあってもまた、加熱スポットHSがどんな形状であっても、加熱スポットHSが移動すると、熱緩和によるタイムラグにより、後方にシフトすることになるので、移動中の加熱ピーク位置を予測して分断予定ライン上を通過させることは困難である。 In the above description, the case where the heating peak position HS T in the stopped state is at the center of the heating spot HS (Gaussian distribution or the like) has been described. However, the peak position HS T in the stopped state of the heating spot HS can be found anywhere. Regardless of the shape of the heating spot HS, if the heating spot HS moves, it will shift backward due to the time lag due to thermal relaxation, so it predicts the heating peak position during movement and passes on the planned dividing line It is difficult to make it.

そして、実際の基板においては、これらの2つの理由による位置ずれが複合して生じることになる。このように、曲線形状の分断予定ラインに沿ってクラックを形成する場合に、直線形状に対してなされていた従来の加熱スポットの移動、あるいは加熱スポットと冷却スポットとの移動によるクラック形成方法をそのまま適用するだけでは、分断予定ラインから外れてしまうことがあった。   In an actual substrate, misalignment due to these two reasons occurs in combination. In this way, when forming a crack along a curved line to be divided, the conventional method of forming a crack by moving a heating spot or moving a heating spot and a cooling spot, which has been performed for a linear shape, is used as it is. By simply applying it, it sometimes deviated from the planned dividing line.

これに対し、曲線形状の分断予定ラインに沿って正確に分断することが可能な方法が開示されている(特許文献3参照)。これによれば、曲線形状の分断予定ライン(自由形態の分割線)の各部の輪郭に応じて、レーザビームの「線状焦点」の形状が調整可能にしてあり、レーザビームの照射位置が移動することにより分断予定ラインの曲率が変化すると、これに合わせて「線状焦点」の湾曲形状が調整され、「線状焦点」が分断予定ライン上に維持されるようにしてレーザ照射が行われる。さらに「線状焦点」に沿ってコールドスポット(冷却スポット)の位置が調整されながら案内される。したがって、どんな形状の分断であっても分断が可能とされている。
特許第3027768号公報 特許第3498895号公報 特表2003−520682号公報
On the other hand, a method capable of accurately dividing along a curve-shaped dividing line is disclosed (see Patent Document 3). According to this, the shape of the “linear focal point” of the laser beam can be adjusted according to the contour of each part of the curved line to be divided (free-form dividing line), and the irradiation position of the laser beam can be moved. If the curvature of the line to be cut changes as a result, the curved shape of the “linear focus” is adjusted accordingly, and laser irradiation is performed so that the “line focus” is maintained on the line to be cut. . Further, the position of the cold spot (cooling spot) is guided while being adjusted along the “linear focus”. Therefore, any shape can be divided.
Japanese Patent No. 3027768 Japanese Patent No. 3498895 Special table 2003-520682 gazette

レーザ照射によるクラック形成方法を用いて、ガラス基板等を所望の曲線形状に沿って分断することは、上述した特許文献3に記載された方法により可能とされている。
しかしながら、この方法により基板を分断するには、分断予定ラインに沿って線状焦点全体の位置を代表する基準点(通常は線状焦点の中央の位置を基準点とする)を移動するためのプログラムが必要であるだけでなく、分断予定ラインの各部の曲線形状に合わせて線状焦点の形状を変化させるプログラムを形成することが必要になる。さらに、曲率半径が小さくなるほど線状焦点の長さを短くするように、曲線の曲率半径に応じて線状焦点の長さを調整するプログラムが必要になる。
It is possible to divide a glass substrate or the like along a desired curved shape using a crack forming method by laser irradiation by the method described in Patent Document 3 described above.
However, in order to divide the substrate by this method, a reference point that represents the position of the entire linear focal point (usually, the central position of the linear focal point is used as a reference point) along the scheduled dividing line is used. In addition to the need for a program, it is necessary to form a program that changes the shape of the linear focal point in accordance with the curved shape of each part of the line to be divided. Furthermore, a program for adjusting the length of the linear focus in accordance with the curvature radius of the curve is required so that the length of the linear focus becomes shorter as the curvature radius becomes smaller.

このように、複雑な制御プログラムを用意する必要がある。さらに、レーザを照射する際に、曲線形状と線状焦点とを正確に位置合わせしておかないと、曲線形状と線状焦点との位置ずれが生じ、分断予定ラインから外れた形状で分断されることになる。
また、コールドスポット(冷却スポット)の調整機構を設けるとともに、線状焦点に対応させてコールドスポット(冷却スポット)の位置を調整することが必要になる。
Thus, it is necessary to prepare a complicated control program. Furthermore, if the curved shape and the linear focal point are not accurately aligned when irradiating the laser, a positional deviation between the curved shape and the linear focal point will occur, and the shape will be separated from the line to be separated. Will be.
In addition, it is necessary to provide a cold spot (cooling spot) adjusting mechanism and adjust the position of the cold spot (cooling spot) in correspondence with the linear focal point.

そこで、本発明は、曲線形状の各部分で線状焦点の形状を変化させるプログラムや、曲率半径に応じて線状焦点の長さを調整するプログラムを用意することなく、簡単な形状の加熱スポットや冷却スポットを利用することができ、それでいて曲線形状の分断予定ラインに沿ってクラック形成を行うことができる方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a simple heating spot without preparing a program for changing the shape of the linear focus in each part of the curved shape or a program for adjusting the length of the linear focus according to the radius of curvature. Another object of the present invention is to provide a method in which a cooling spot can be used and a crack can be formed along a curved dividing line.

上記課題を解決するためになされた第一のクラック形成方法は、脆性材料からなる基板に対して曲線形状の分断予定ラインを設定し、レーザビームにより形成される加熱スポットを前記分断予定ラインに沿って相対移動させて軟化点以下の温度で加熱することにより前記基板にクラックを形成する脆性材料基板の曲線状クラック形成方法であって、中心線が前記分断予定ラインと一致する帯状の開口領域を有し、分断予定ラインに沿って前記加熱スポットを相対移動させたときに開口領域以外の前記基板表面上を加熱スポットが通過しないよう遮蔽する被覆手段を基板表面に設け、前記開口領域の横幅より幅広な加熱スポットを形成し、この加熱スポットが開口領域の一部を覆いながら分断予定ラインに沿って相対移動させるようにしている。   A first crack forming method made to solve the above-described problem is to set a curve-shaped dividing line for a substrate made of a brittle material, and to set a heating spot formed by a laser beam along the dividing line. And forming a crack in the brittle material substrate by forming a crack in the substrate by heating at a temperature equal to or lower than the softening point. And a covering means for shielding the heating spot from passing over the substrate surface other than the opening region when the heating spot is relatively moved along the division line, and provided on the substrate surface, from the lateral width of the opening region A wide heating spot is formed, and this heating spot covers a part of the opening area and moves relative to the line to be divided.

また、上記課題を解決するためになされた第二のクラック形成方法は、脆性材料からなる基板に対して曲線形状の分断予定ラインを設定し、レーザビームにより形成される加熱スポットを前記分断予定ラインに沿って相対移動させて軟化点以下の温度で加熱し、次いで冷媒が噴射される冷却スポットを前記分断予定ラインに沿って相対移動させることにより前記基板にクラックを形成する脆性材料基板の曲線状クラック形成方法であって、中心線が前記分断予定ラインと一致する帯状の開口領域を有し、分断予定ラインに沿って前記加熱スポットおよび冷却スポットを相対移動させたときに開口領域以外の前記基板表面上を加熱スポットおよび冷却スポットが通過しないよう遮蔽する被覆手段を基板表面に設け、前記開口領域の横幅より幅広な加熱スポットを形成し、この加熱スポットが開口領域の一部を覆いながら分断予定ラインに沿って相対移動させ、前記開口領域の横幅より幅広な冷却スポットを形成し、この冷却スポットが開口領域の一部を覆いながら前記加熱スポットが通過した直後を分断予定ラインに沿って相対移動させるようにしている。   Further, a second crack forming method made to solve the above-mentioned problem is to set a curved dividing line for a substrate made of a brittle material, and to set a heating spot formed by a laser beam to the dividing line. A brittle material substrate that is heated at a temperature equal to or lower than the softening point and then moved at a temperature equal to or lower than the softening point and then relatively moved along the planned dividing line to form a crack in the substrate. A method of forming a crack, wherein the substrate has a band-shaped opening region whose center line coincides with the planned dividing line, and the heating spot and the cooling spot are moved relative to each other along the planned dividing line. Covering means is provided on the surface of the substrate to shield the heating spot and cooling spot from passing over the surface and is wider than the lateral width of the opening area. A heating spot is formed, and the heating spot covers a part of the opening area and is relatively moved along the line to be divided, thereby forming a cooling spot wider than the lateral width of the opening area. Immediately after the heating spot has passed, the relative movement is made along the planned dividing line while covering the portion.

ここで、レーザビームは、脆性材料基板に照射したときに基板がレーザ光を吸収して加熱することができる種類のレーザ光源を使用すればよく、炭酸ガスレーザ、エキシマレーザ、YAGレーザ、一酸化炭素レーザ等から脆性材料基板に応じて、適当な光源を使用すればよい。具体的には、例えばガラス基板の場合、炭酸ガスレーザを用いることができる。   Here, the laser beam may be a laser light source that can absorb and heat a laser beam when irradiated on a brittle material substrate, such as a carbon dioxide laser, excimer laser, YAG laser, carbon monoxide. An appropriate light source may be used from a laser or the like according to the brittle material substrate. Specifically, for example, in the case of a glass substrate, a carbon dioxide laser can be used.

また、加熱スポットの照射面や冷却スポットの噴射面の形状は、開口領域の横幅より幅広であり、開口領域の一部を覆いながら移動できさえすれば、円、楕円など簡単な形状でよく、どのような形状であってもよい。   In addition, the shape of the irradiation surface of the heating spot and the injection surface of the cooling spot is wider than the width of the opening area, and may be a simple shape such as a circle or an ellipse as long as it can move while covering a part of the opening area, Any shape is acceptable.

第一のクラック形成方法によれば、脆性材料基板の基板表面上に被覆手段が設けられる。この被覆手段は、帯状の開口領域を有しており、開口領域の中心線が曲線形状の分断予定ラインに沿うようにしてある。そして被覆手段は、レーザビームにより形成される加熱スポットが分断予定ラインに沿って移動するときに、開口領域以外では基板表面に加熱スポットが照射されないように基板表面を遮蔽している。一方、加熱スポットは開口領域の横幅(中心線に垂直な方向の開口幅)より幅広に形成してあり、この加熱スポットを分断予定ラインに沿って移動させることにより、加熱スポットが分断予定ラインに沿って移動すると、帯状の開口領域が満遍なく加熱されるようになる。このとき開口領域の外側も加熱スポットの一部が通過するようになるが被覆手段が基板への直接の照射を妨げる結果、開口領域に比べて加熱の影響はほとんどなくなる。したがって、開口領域の内側は、ほぼ均等に加熱がなされるようになり、その結果、開口領域の中心線、すなわち分断予定ラインに沿って熱応力が形成され、分断予定ラインに沿ってクラックが形成される。   According to the first crack forming method, the covering means is provided on the substrate surface of the brittle material substrate. This covering means has a band-shaped opening area, and the center line of the opening area is set along a curve-shaped parting line. The covering means shields the substrate surface so that the heating spot is not irradiated on the substrate surface except in the opening region when the heating spot formed by the laser beam moves along the line to be cut. On the other hand, the heating spot is formed wider than the lateral width of the opening area (opening width in the direction perpendicular to the center line). By moving the heating spot along the planned dividing line, the heating spot is changed to the planned dividing line. As it moves along, the band-like open area is evenly heated. At this time, a part of the heating spot also passes outside the opening region, but the coating means prevents direct irradiation onto the substrate, and as a result, the influence of heating is almost less than that of the opening region. Therefore, the inside of the opening area is heated almost evenly. As a result, thermal stress is formed along the center line of the opening area, that is, the planned dividing line, and cracks are formed along the planned dividing line. Is done.

また、第二のクラック形成方法によれば、上記第一のクラック形成方法において、加熱スポットを分断予定ラインに沿って相対移動させて加熱した直後に、さらに冷却スポットを分断予定ラインに沿って相対移動させる。このとき、冷却スポットについても、開口領域の横幅より幅広になるようにする。これにより加熱スポットが分断予定ラインに沿って移動すると、帯状の開口領域を満遍なく加熱され、その後、冷却スポットによって開口領域が万遍なく急冷されるようになる。このとき開口領域の外側においても、加熱スポットおよび冷却スポットの一部が通過するようになるが、被覆手段が基板への直接の加熱スポットの照射、基板への直接の冷却スポットの噴射を妨げる結果、開口領域に比べて加熱、冷却の影響はほとんどなくなる。したがって、開口領域に沿ってほぼ均等に加熱がなされた後、急冷されるようになり、その結果、開口領域の中心線、すなわち分断予定ラインに沿って大きな熱応力が形成され、分断予定ラインに沿ってクラックが形成される。   Further, according to the second crack forming method, in the first crack forming method, immediately after the heating spot is relatively moved along the scheduled dividing line and heated, the cooling spot is further aligned along the scheduled dividing line. Move. At this time, the cooling spot is also made wider than the lateral width of the opening region. As a result, when the heating spot moves along the line to be divided, the band-shaped opening area is uniformly heated, and then the opening area is rapidly cooled uniformly by the cooling spot. At this time, a part of the heating spot and the cooling spot also pass outside the opening region, but the covering means prevents the direct heating spot irradiation to the substrate and the direct injection of the cooling spot to the substrate. In comparison with the opening area, the influence of heating and cooling is almost eliminated. Therefore, after heating is performed almost evenly along the opening area, it is rapidly cooled, and as a result, a large thermal stress is formed along the center line of the opening area, i.e., the planned dividing line, in the planned dividing line. A crack is formed along.

上述した第一のクラック形成方法によれば、簡単な形状の加熱スポットを形成し、また、第二のクラック形成方法によれば、簡単な形状の加熱スポットおよび冷却スポットを形成し、これらを分断予定ラインに沿って移動させるだけで、曲線形状の分断予定ラインに沿った曲線形状のクラックを形成することができる。
しかも、加熱スポットや冷却スポットは、開口領域の一部を覆いながら移動することができればよいので、分断予定ラインに対して高い精度での位置合わせを行う必要がなくなる。
According to the first crack forming method described above, a simple shaped heating spot is formed, and according to the second crack forming method, a simple shaped heating spot and a cooling spot are formed and divided. Only by moving along the planned line, a curved crack along the curved segmented planned line can be formed.
In addition, since the heating spot and the cooling spot only need to be able to move while covering a part of the opening region, it is not necessary to perform alignment with high accuracy with respect to the planned dividing line.

(その他の課題を解決するための手段及び効果)
上記発明において、被覆手段は基板表面に形成される被膜からなるようにしてもよい。具体的には、電極膜、レジスト膜、各種保護膜、各種機能膜として基板表面に形成される材料であって、レーザ光を透過しない材料であればよい。これによれば、塗布により、あるいは真空蒸着、スパッタ等の既存の薄膜形成技術により、基板表面に簡単に被膜を形成することができる。
(Means and effects for solving other problems)
In the above invention, the covering means may comprise a coating formed on the substrate surface. Specifically, any material that is formed on the substrate surface as an electrode film, a resist film, various protective films, and various functional films may be used as long as it does not transmit laser light. According to this, a coating film can be easily formed on the surface of the substrate by coating or by an existing thin film forming technique such as vacuum deposition or sputtering.

また、前記被膜は、被膜上を通過する加熱スポットのレーザビームを反射し、被膜上を冷却スポットが通過する場合は冷媒による冷熱を熱伝導により拡散する金属膜(例えばアルミニウム、銀、金)、透明導電膜(例えばITO膜、SnO膜)のいずれかであるのが好ましい。
これによれば、被膜である金属膜または透明導電膜に、加熱スポットの一部が照射されても、また、冷却スポットの一部が噴射されても、金属膜または透明導電膜が基板への熱の伝達を効率よく、かつ、有効に阻止することができる。
Further, the coating reflects a laser beam of a heating spot that passes over the coating, and when the cooling spot passes over the coating, a metal film (for example, aluminum, silver, gold) that diffuses the cold heat generated by the refrigerant by heat conduction, A transparent conductive film (for example, ITO film or SnO 2 film) is preferred.
According to this, even if a part of the heating spot is irradiated to the metal film or the transparent conductive film which is a coating, or a part of the cooling spot is jetted, the metal film or the transparent conductive film is applied to the substrate. Heat transfer can be efficiently and effectively prevented.

また、前記脆性材料基板には、基板の一部に機能を生じさせるための金属膜または透明導電膜からなる機能膜領域が形成され、前記被膜は機能膜領域が形成されるときに機能膜領域と同材料を用いて同時に形成されるようにしてもよい。
これによれば、脆性材料基板に機能膜を形成するときに、機能膜と同じ材料を用いて、同時に被膜を形成することができるので、被膜を形成するための工程を追加する必要がなくなる。
Further, the brittle material substrate is formed with a functional film region made of a metal film or a transparent conductive film for generating a function in a part of the substrate, and the coating is a functional film region when the functional film region is formed. It may be formed simultaneously using the same material.
According to this, when the functional film is formed on the brittle material substrate, it is possible to simultaneously form a film using the same material as the functional film, so that it is not necessary to add a process for forming the film.

また、上記発明において、被覆手段は、前記基板の表面に載置または固着されるシート部材からなるようにしてもよい。
これによれば、シート部材を基板表面に載置したり、固着したりすることにより、基板表面に簡単に被覆手段を取り付けてレーザ光を遮蔽することができる。
In the above invention, the covering means may be made of a sheet member placed on or fixed to the surface of the substrate.
According to this, by mounting or fixing the sheet member on the substrate surface, it is possible to easily attach the covering means to the substrate surface and shield the laser beam.

シート部材は、シート部材上を通過する加熱スポットのレーザビームを反射し、シート部材上を冷却スポットが通過する場合は冷媒による冷熱を熱伝導により拡散する金属マスクまたは金属テープからなるようにしてもよい。
これによれば、金属マスクまたは金属テープに、加熱スポットの一部が照射された場合であっても、冷却スポットの一部が噴射された場合であっても、金属マスクまたは金属テープにより、基板への熱の伝達を効率よく、かつ、有効に阻止することができる。
The sheet member may be made of a metal mask or a tape that reflects the laser beam of the heating spot that passes over the sheet member and diffuses the cold heat generated by the refrigerant by heat conduction when the cooling spot passes over the sheet member. Good.
According to this, even if a part of the heating spot is irradiated on the metal mask or the metal tape, or a part of the cooling spot is jetted, the substrate can be obtained by the metal mask or the metal tape. It is possible to efficiently and effectively prevent the heat transfer to.

シート部材は、開口領域の左側に配置される左側シート部材と、開口領域の右側に配置される右側シート部材と、左側シート部材と右側シート部材とを開口領域の上で接続する複数の連結部とからなり、各連結部は加熱スポット、冷却スポットが通過したときに各連結部直下でクラックの進行が妨げられることのない縦幅で左側シート部材と右側シート部材とが接続されるようにしてもよい。
これによれば、連結部により左右のシート部材を接続することにより一体構造にすることができるので、左側シート部材と右側シート部材との位置合わせをする必要がなくなる。しかも、各連結部は加熱スポット、冷却スポットが通過したときに各連結部直下でクラックの進行が妨げられることのないように狭い幅で左側シート部材と右側シート部材とが接続されるようにしてあるので、クラックの進行にも影響を与えることがない。
The sheet member includes a left sheet member disposed on the left side of the opening region, a right sheet member disposed on the right side of the opening region, and a plurality of connecting portions that connect the left sheet member and the right sheet member on the opening region. Each connecting portion is configured such that when the heating spot and the cooling spot pass, the left sheet member and the right sheet member are connected with a vertical width that does not hinder the progress of cracks immediately below each connecting portion. Also good.
According to this, since the left and right sheet members can be integrated by connecting the left and right sheet members by the connecting portion, it is not necessary to align the left and right sheet members. In addition, each connecting portion is configured such that when the heating spot and the cooling spot pass, the left sheet member and the right sheet member are connected with a narrow width so that the progress of cracks is not hindered immediately below each connecting portion. Therefore, it does not affect the progress of cracks.

各連結部の縦幅は、0.1mm〜2mmであるのが好ましい。開口領域の縦幅をこの範囲にすることにより、連結部がクラックの進行を妨げないようにすることができる。   The vertical width of each connecting portion is preferably 0.1 mm to 2 mm. By setting the vertical width of the opening region within this range, the connecting portion can be prevented from obstructing the progress of the crack.

また、開口領域の横幅は0.1mm〜2mmであるようにするのが好ましい。
これによれば、開口領域に横幅をこの範囲にすることにより、実用上要求される精度で、開口領域の中心線にある分断予定ラインに沿ってクラックを形成することができる。
The lateral width of the opening region is preferably 0.1 mm to 2 mm.
According to this, by setting the lateral width of the opening region within this range, it is possible to form a crack along the planned dividing line at the center line of the opening region with the accuracy required for practical use.

また、レーザビームは、基板表面から内部にかけて吸収される波長のレーザが用いられ、曲線形状の分断予定ラインに沿って基板に対し斜めに入射するようにしてもよい。
これによれば、曲線形状に沿ってくり抜き加工を行う場合に、抜き勾配を容易に形成することができる。
In addition, a laser beam having a wavelength that is absorbed from the substrate surface to the inside may be used, and the laser beam may be incident on the substrate obliquely along a curved dividing line.
According to this, when performing the punching process along the curved shape, the draft can be easily formed.

また、別の観点からなされた本発明の脆性材料基板は、曲線形状の分断予定ラインが設定され、前記分断予定ラインを中心線として帯状の開口領域を形成するように基板表面に被膜が形成されている。
これによれば、帯状の開口領域の横幅より幅広な加熱スポット、または加熱スポットと冷却スポットとを形成して、開口領域の上を移動させることにより、帯状の開口領域が満遍なく加熱、冷却されるようになる。したがって、開口領域の内側の基板表面は、ほぼ均等に加熱、冷却されるようになり、その結果、開口領域の中心線、すなわち分断予定ラインに沿って熱応力が形成され、分断予定ラインに沿ってクラックが形成される。
Further, the brittle material substrate of the present invention made from another point of view has a curve-shaped segmentation planned line, and a coating is formed on the substrate surface so as to form a strip-shaped opening region with the segmentation planned line as a center line. ing.
According to this, a heating spot wider than the width of the band-shaped opening area, or a heating spot and a cooling spot are formed, and the band-shaped opening area is uniformly heated and cooled by moving on the opening area. It becomes like this. Therefore, the substrate surface inside the opening region is heated and cooled almost uniformly, and as a result, thermal stress is formed along the center line of the opening region, that is, the planned dividing line, and along the planned dividing line. Cracks are formed.

上記基板において、開口領域の横幅は0.1mm〜2mmであるようにするのが好ましい。これによれば、開口領域に横幅をこの範囲にすることにより、実用上要求される精度で、開口領域の中心線にある分断予定ラインに沿ってクラックを形成することができる。   In the substrate, the lateral width of the opening region is preferably 0.1 mm to 2 mm. According to this, by setting the lateral width of the opening region within this range, it is possible to form a crack along the planned dividing line at the center line of the opening region with the accuracy required for practical use.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態では、ガラス基板に曲線形状のクラックを形成する場合について説明しているが、他の脆性材料基板にクラックを形成する場合においても適用することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, although the following embodiment demonstrated the case where a curved crack is formed in a glass substrate, it is applicable also when forming a crack in another brittle material board | substrate.

(実施形態1)
図1は本発明の一実施形態である曲線状クラック形成方法の各工程におけるガラス基板の平面図である。図2は図1(b)、図1(c)、図1(d)におけるA−A’断面図である。図1、図2に基づいて、ガラス基板に曲線形状のクラックを形成する方法について説明する。ここでは、円形基板を切り出す場合を例に説明を行う。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view of a glass substrate in each step of a curved crack forming method according to an embodiment of the present invention. 2 is a cross-sectional view taken along line AA ′ in FIGS. 1B, 1C, and 1D. A method of forming a curved crack in a glass substrate will be described with reference to FIGS. Here, a case where a circular substrate is cut out will be described as an example.

(基板準備工程)
まず、加工用基板として、方形のガラス基板Gが用意される(図1(a))。ガラス基板Gには、予め、位置決め用のマーカGm、Gnが形成してあり、加工の際の基準点として用いられる。また、ガラス基板Gには、分断予定ラインCLが設定されている。この分断予定ラインCLは、形成しようとするクラックの位置を示す仮想線であり、基板Gに対する分断予定ラインCLの形状および位置(座標)は、正確に定められている。したがって、加工基準点のマーカGm、Gnに対する分断予定ラインCLの形状および位置が一意的に定められていることになる。
(Board preparation process)
First, a rectangular glass substrate G is prepared as a processing substrate (FIG. 1A). Markers Gm and Gn for positioning are formed in advance on the glass substrate G, and are used as reference points for processing. Further, a division line CL is set on the glass substrate G. The division line CL is a virtual line indicating the position of the crack to be formed, and the shape and position (coordinates) of the division line CL with respect to the substrate G are accurately determined. Therefore, the shape and position of the parting planned line CL with respect to the markers Gm and Gn of the processing reference point are uniquely determined.

なお、分断予定ラインCLは、図1(a)に示されるように、切り出そうとする円形基板の外形となる円形部分CLと、基板Gの一辺から始まり円形部分CLに接するまで引かれる直線部分CLとからなる。直線部分CLは、後述する初期亀裂TR(図1(c))からクラックを進行させて、円形部分CLにクラックを導くために利用される。 Incidentally, pull up be cut line CL, as shown in FIG. 1 (a), a circular portion CL 1 to be the external shape of the circular substrate to be Kiridaso, contact from one side of the substrate G at the beginning circular portion CL 1 made from the linear portion CL 0 Metropolitan withering. The straight line portion CL 0 is used to guide the crack to the circular portion CL 1 by advancing the crack from an initial crack TR (FIG. 1C) described later.

(被膜形成工程)
続いて、ガラス基板Gの表面に、開口領域Rを残してレーザ光を反射させるための被膜として、金属膜MR、MLを形成する(図1(b))。この金属膜MR、MLは、例えばアルミ膜が用いられ、スパッタリング法等によりパターン形成される。すなわち、分断予定ラインCLを中心線とする帯状の部分(後に開口領域Rとなる部分)を覆うためのパターニング用マスク(不図示)が、基板Gに載置される。このときパターニング用マスクに設けてあるマーカ(不図示)と、基板GのマーカGm、Gnとにより、基板とマスクとの位置合わせが行われる。そして、位置合わせを終えた状態で、スパッタリング法等による膜形成を行うことにより、開口領域Rを残して基板Gの表面に金属膜MR、MLが形成されることになる。
(Film formation process)
Subsequently, metal films MR and ML are formed on the surface of the glass substrate G as a film for reflecting the laser light leaving the opening region R (FIG. 1B). As the metal films MR and ML, for example, an aluminum film is used, and a pattern is formed by a sputtering method or the like. That is, a patterning mask (not shown) for covering a belt-like portion (a portion that will later become the opening region R) having the dividing line CL as a center line is placed on the substrate G. At this time, alignment between the substrate and the mask is performed by markers (not shown) provided on the patterning mask and the markers Gm and Gn of the substrate G. Then, by performing film formation by sputtering or the like after the alignment is completed, the metal films MR and ML are formed on the surface of the substrate G leaving the opening region R.

パターニング用マスクにより形成される開口領域Rの横幅(開口領域を横断する幅)は、0.1mm〜2mmの範囲で設定する。開口領域Rの横幅がこの範囲より小さ過ぎると、加熱不足でクラックが形成されにくくなり、横幅がこの範囲より大き過ぎるとクラックの位置と分断予定ラインCL(中心線)との位置誤差が目立つようになる。   The lateral width (width across the opening region) of the opening region R formed by the patterning mask is set in the range of 0.1 mm to 2 mm. If the width of the open region R is too small than this range, cracks are difficult to be formed due to insufficient heating, and if the width is too large, the position error between the position of the crack and the planned dividing line CL (center line) may be noticeable. become.

本実施形態では、被膜材料にアルミ膜を用いているが、加熱に使用されるレーザ光を反射することができ、レーザ照射時の熱、冷媒噴射時の冷熱を熱伝導により拡散させることができる材料であれば、他の金属膜やITO膜等の透明導電膜を用いてもよい。これらの他の被膜もスパッタリング法や蒸着法、あるいは塗布法等の従来からよく知られた被膜形成技術により形成することができる。また、本実施形態では、開口領域Rを残して基板の表面全体を被膜で被覆しているが、レーザ光が照射される開口領域Rの近くを部分的に被覆するようにして、レーザ光が照射されない部分は露出させておいてもよい。   In this embodiment, an aluminum film is used as the coating material, but the laser beam used for heating can be reflected, and the heat at the time of laser irradiation and the cold at the time of refrigerant injection can be diffused by heat conduction. As long as it is a material, a transparent conductive film such as another metal film or ITO film may be used. These other coatings can also be formed by a well-known coating forming technique such as sputtering, vapor deposition, or coating. Further, in this embodiment, the entire surface of the substrate is covered with a film while leaving the opening region R. However, the laser beam is not covered by partially covering the vicinity of the opening region R irradiated with the laser light. You may expose the part which is not irradiated.

(クラック形成工程)
続いて、基板Gの端面に初期亀裂TRを形成した後、レーザビームによる加熱スポットHSを初期亀裂TRから分断予定ラインCL(直線部分CL)に沿って移動する(図1(c))。初期亀裂TRは、後述するクラック形成装置LS1(図3)のカッターホイール18を、分断予定ラインCLの起点Pの位置に押し当てることにより形成される。また加熱スポットHSの形状や大きさは、後述するクラック形成装置LS1において、レーザ13からの照射光を調整するための調整機構を内蔵した光学ホルダー14により調整される。図2に示すように、加熱スポットHSが基板G(金属膜MR、MLの一部も含む)を照射する幅Whは、開口領域Rの横幅Wo(開口領域Rを横断する幅)よりも幅広になるようにして、加熱スポットHSが移動するときに加熱スポットHSの照射範囲が開口領域Rから外れないように調整される。なお、幅Whは加熱スポットHSの形状が円形に調整される場合は直径に相当し、楕円形や長円形に調整する場合は楕円、長円の短径に相当する。
(Crack formation process)
Subsequently, after the initial crack TR is formed on the end face of the substrate G, the heating spot HS by the laser beam is moved from the initial crack TR along the planned split line CL (straight line portion CL 0 ) (FIG. 1C). Initial crack TR is formed by pressing a cutter wheel 18 described later crack forming apparatus LS1 (FIG. 3), the position of the starting point P 0 of the cutting-scheduled line CL. The shape and size of the heating spot HS are adjusted by an optical holder 14 that incorporates an adjustment mechanism for adjusting the irradiation light from the laser 13 in a crack forming apparatus LS1 described later. As shown in FIG. 2, the width Wh that the heating spot HS irradiates the substrate G (including part of the metal films MR and ML) is wider than the lateral width Wo (width across the opening region R) of the opening region R. Thus, the heating spot HS is adjusted so that the irradiation range of the heating spot HS does not deviate from the opening region R when the heating spot HS moves. The width Wh corresponds to the diameter when the shape of the heating spot HS is adjusted to a circle, and corresponds to the short diameter of an ellipse or an ellipse when adjusted to an ellipse or an ellipse.

さらに加熱スポットHSを移動していき、曲線形状の分断予定ラインCL(円形部分CL)に沿って移動する(図1(d))。曲線形状の分断予定ラインCLに沿って移動するときにも、加熱スポットHSの照射範囲が開口領域Rから外れないように加熱スポットの幅Whが調整されている。
加熱スポットHSが移動すると、加熱スポットが通過した直後の開口領域R内の基板表面近傍には圧縮応力が生じる。一方、加熱スポットHSが通過してしばらく経過した基板表面は、一旦加熱された後に自然冷却されて引張応力が生じる。それゆえ、開口領域Rに沿って応力勾配が生じる結果、図に示すように、加熱スポットHSから少し距離を隔てた位置で、加熱スポットHSを追うようにクラックCR(直線部分CR、円形部分CR)が形成される。
Further, the heating spot HS is moved and moved along a curve-parting line CL (circular portion CL 1 ) (FIG. 1D). The width Wh of the heating spot is adjusted so that the irradiation range of the heating spot HS does not deviate from the opening region R also when moving along the curved segmentation line CL.
When the heating spot HS moves, a compressive stress is generated in the vicinity of the substrate surface in the opening region R immediately after the heating spot passes. On the other hand, the substrate surface that has passed for a while after passing through the heating spot HS is once heated and then naturally cooled to generate a tensile stress. Therefore, as a result of the stress gradient generated along the opening region R, as shown in the figure, the crack CR (straight line portion CR 0 , circular portion) follows the heating spot HS at a position slightly spaced from the heating spot HS. CR 1 ) is formed.

さらに加熱スポットHSの移動を続け、分断予定ラインCLの終点Pまで移動した時点で、加熱スポットHSの照射を終える(図1(e))。本実施形態では、円形基板を切り出すのが目的であるため、分断予定ラインCLの円形部分CLの全周を照射し終えた点で終了する。なお、切り出す形状が円のような閉曲線でない場合は、基板Gのいずれかの辺が終点になる。加熱スポットHSの照射を終えてからしばらくすると、クラックが終点Pまで進行するようになる。 Further continues to move the heating spot HS, at the time of the move to the end point P 1 of the division planned line CL, terminates irradiation heating spot HS (FIG. 1 (e)). In the present embodiment, since the cutting out a circular substrate is the object, and ends at the point you have finished irradiated the entire circumference of the circular portion CL 1 of the division planned line CL. Note that if the shape to be cut out is not a closed curve such as a circle, one of the sides of the substrate G is the end point. Some time after finishing the irradiation of the heat spot HS, so cracks progresses to the end point P 1.

(被膜除去工程)
続いて、金属膜MR、MLを除去する(図1(f))。金属膜MR、MLの除去には、例えばHCLガスや塩素含有ガスをエッチャントとするドライプロセス、あるいは希塩酸等のウェットプロセス等のエッチングプロセスが用いられる。なお、被膜に他の金属膜や透明導電膜を用いたときは、それぞれの被膜の除去に適したエッチャントを用いる。
(Coating removal process)
Subsequently, the metal films MR and ML are removed (FIG. 1 (f)). For the removal of the metal films MR and ML, for example, an etching process such as a dry process using an HCL gas or a chlorine-containing gas as an etchant or a wet process such as dilute hydrochloric acid is used. Note that when another metal film or a transparent conductive film is used for the coating, an etchant suitable for removing each coating is used.

以上の工程を実行することにより、分断予定ラインCLに沿ってクラックCRが形成された基板Gが形成される。   By executing the above steps, the substrate G in which the crack CR is formed along the dividing line CL is formed.

次に、図1、図2を用いて説明した曲線状クラック形成方法を実施する際に用いるクラック形成装置について説明する。
図3は図1(c)、図1(d)、図1(e)の工程で用いるクラック形成装置の一例を示す概略構成図である。図4は図3のクラック形成装置における制御系の構成を示すブロック図である。図5は、図3のクラック形成装置における光学ホルダーの調整機構を説明する図である。図6は図3のクラック形成装置に対するティーチングを示す図である。
Next, a crack forming apparatus used when the curvilinear crack forming method described with reference to FIGS. 1 and 2 is performed will be described.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an example of a crack forming apparatus used in the steps of FIGS. 1C, 1D, and 1E. FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a control system in the crack forming apparatus of FIG. FIG. 5 is a view for explaining an adjusting mechanism of the optical holder in the crack forming apparatus of FIG. FIG. 6 is a diagram showing teaching for the crack forming apparatus of FIG.

まず、図3を参照しながら、クラック形成装置LS1の全体構成について説明する。
水平な架台1上に平行に配置された一対のガイドレール3,4に沿って、図3の紙面前後方向(以下Y方向という)に往復移動するスライドテーブル2が設けられている。両ガイドレール3,4の間に、スクリューネジ5が前後方向に沿って配置され、このスクリューネジ5に、スライドテーブル2に固定されたステー6が螺合されており、スクリューネジ5をモータ(不図示)によって正、逆転することにより、スライドテーブル2がガイドレール3,4に沿ってY方向に往復移動するように形成されている。
First, the overall configuration of the crack forming apparatus LS1 will be described with reference to FIG.
A slide table 2 that reciprocates in the front-rear direction (hereinafter referred to as the Y direction) in FIG. 3 is provided along a pair of guide rails 3 and 4 arranged in parallel on a horizontal base 1. A screw screw 5 is disposed between the guide rails 3 and 4 along the front-rear direction, and a stay 6 fixed to the slide table 2 is screwed to the screw screw 5. The slide table 2 is formed so as to reciprocate in the Y direction along the guide rails 3 and 4 by forward and reverse rotation (not shown).

スライドテーブル2上に、水平な台座7がガイドレール8に沿って、図3の左右方向(以下X方向という)に往復移動するように配置されている。台座7に固定されたステー10に、モータ9によって回転するスクリューネジ10aが貫通螺合されており、スクリューネジ10aが正、逆転することにより、台座7がガイドレール8に沿って、X方向に往復移動する。   A horizontal pedestal 7 is arranged on the slide table 2 so as to reciprocate in the left-right direction in FIG. A screw screw 10a rotated by a motor 9 is threaded through a stay 10 fixed to the pedestal 7, and the pedestal 7 is moved along the guide rail 8 in the X direction when the screw screw 10a is rotated forward and backward. Move back and forth.

台座7上には、回転機構11によって回転する回転テーブル12が設けられており、この回転テーブル12に、ガラス基板Gが水平な状態で取り付けられる。回転機構11は、回転テーブル12を、垂直な軸の周りで回転させるようになっており、基準位置に対して任意の回転角度になるように回転できるように形成されている。また、基板Gは、例えば吸引チャックによって回転テーブル12に固定される。   A rotating table 12 that is rotated by a rotating mechanism 11 is provided on the pedestal 7, and the glass substrate G is attached to the rotating table 12 in a horizontal state. The rotation mechanism 11 is configured to rotate the rotary table 12 around a vertical axis, and is configured to be rotated at an arbitrary rotation angle with respect to a reference position. The substrate G is fixed to the rotary table 12 by, for example, a suction chuck.

回転テーブル12の上方には、レーザ13に連なる光学ホルダー14がフレーム15に保持されている。図5に示すように、光学ホルダー14には、レーザ13から発信されたレーザビームを、予め設定した形状(円形、楕円形等)の加熱スポットHSとして基板G上に照射するためのレンズ光学系14aが設けられている。本実施形態ではレンズ光学系14aにより、円形の加熱スポットHSを照射するものとする。また、レンズ光学系14aの下には、基板表面からの高さhを変化させて焦点位置Fを上下に移動することにより,加熱スポットHSの直径Wh(図2の幅Whに相当)を拡大、縮小する調整レンズ14bが設けられている。なお、加熱スポットのHSが拡大、縮小されると、基板面に照射されるエネルギー密度も変化するので、調整レンズ14bにより加熱スポットHSが拡大されるとレーザ発信器13の出力を増大し、加熱スポットHSが縮小されるとレーザ発信器13の出力を減少するよう調整している。   An optical holder 14 connected to the laser 13 is held on the frame 15 above the rotary table 12. As shown in FIG. 5, the optical holder 14 has a lens optical system for irradiating the substrate G with a laser beam transmitted from the laser 13 as a heating spot HS having a preset shape (circular, elliptical, etc.). 14a is provided. In the present embodiment, it is assumed that the circular heating spot HS is irradiated by the lens optical system 14a. Further, below the lens optical system 14a, the diameter Wh (corresponding to the width Wh in FIG. 2) of the heating spot HS is enlarged by changing the height h from the substrate surface and moving the focal position F up and down. An adjusting lens 14b for reducing is provided. When the heating spot HS is enlarged or reduced, the energy density irradiated on the substrate surface also changes. Therefore, when the heating spot HS is enlarged by the adjusting lens 14b, the output of the laser transmitter 13 is increased and the heating is performed. When the spot HS is reduced, the output of the laser transmitter 13 is adjusted to decrease.

クラック形成装置LS1の左上方には、一対のCCDカメラ20(21)が固定されている。図1で説明したように、回転テーブル12に載置されたガラス基板Gには加工基準点となる一対のマーカGm、Gn(アラインメントマーク)が付されており、一対のCCDカメラ20(21)は、回転テーブル12が原点位置に復帰した状態(図3の回転テーブル12を左端に移動した状態)で、これらマーカGm、Gnを撮像する。なお、図3では紙面手前のCCDカメラ20のみが図示され、紙面奥側のCCDカメラ21は図示されていない。   A pair of CCD cameras 20 (21) are fixed to the upper left of the crack forming apparatus LS1. As described in FIG. 1, the glass substrate G placed on the turntable 12 is provided with a pair of markers Gm and Gn (alignment marks) serving as processing reference points, and a pair of CCD cameras 20 (21). The image of these markers Gm and Gn is taken in a state where the rotary table 12 has returned to the origin position (the rotary table 12 in FIG. 3 has been moved to the left end). In FIG. 3, only the CCD camera 20 in front of the paper surface is shown, and the CCD camera 21 on the back side of the paper surface is not shown.

このCCDカメラ20、21により映し出された基板Gの画像をモニタしながら、スライドテーブル2、台座7、回転テーブル12の調整を行うことにより、クラック形成装置LS1に対する基板Gの位置合わせが行われる。この位置合わせを終えることで、基板Gの各点が、クラック形成装置LS1に設定された座標系と対応付けられることになる。   By adjusting the slide table 2, the pedestal 7, and the rotary table 12 while monitoring the image of the substrate G projected by the CCD cameras 20, 21, the substrate G is aligned with the crack forming device LS1. By completing this positioning, each point of the substrate G is associated with the coordinate system set in the crack forming apparatus LS1.

回転テーブル12の上方には、上下移動調節機構17を介してカッターホイール18が取り付けられている。このカッターホイール18は、焼結ダイヤモンドまたは超硬合金を材料とし、外周面に頂点を刃先とするV字形の稜線部を備えたものであって、ガラス基板Gへの圧接力が上下移動調節機構17によって微細に調整できるようになっている。カッターホイール18は、専ら、ガラス基板Gの端縁に初期亀裂TRを形成するときに、台座7を待機位置からX方向に移動させつつ一時的に下降させ待機位置へ戻るようにして用いる。   A cutter wheel 18 is attached above the rotary table 12 via a vertical movement adjusting mechanism 17. The cutter wheel 18 is made of sintered diamond or cemented carbide, and has a V-shaped ridge line portion with a vertex on the outer peripheral surface, and the pressure contact force to the glass substrate G is a vertical movement adjustment mechanism. 17 can be finely adjusted. When the initial crack TR is formed at the edge of the glass substrate G, the cutter wheel 18 is used so that the pedestal 7 is temporarily lowered from the standby position in the X direction and returned to the standby position.

続いて、図4を参照しながら制御系について説明する。クラック形成装置LS1において、スライドテーブル2および台座7の位置決めを行うためのモータ(モータ9等)を駆動するテーブル駆動部51、レーザビーム照射のためにレーザ13および光学ホルダー14の調整レンズ14bを駆動するレーザ駆動部52、カッターホイール18の位置決めおよびガラス基板Gに対する圧接力の調整を行うカッター駆動部54、CCDカメラ20、21による撮像を行うカメラ駆動部55の各駆動系が、コンピュータ(CPU)で構成される制御部50によってコントロールされる。   Next, the control system will be described with reference to FIG. In the crack forming apparatus LS1, a table driving unit 51 that drives a motor (such as the motor 9) for positioning the slide table 2 and the base 7, and a laser 13 and an adjustment lens 14b of the optical holder 14 are driven for laser beam irradiation. Each drive system of the laser drive unit 52, the cutter drive unit 54 that positions the cutter wheel 18 and adjusts the pressure contact force with respect to the glass substrate G, and the camera drive unit 55 that performs imaging by the CCD cameras 20 and 21 is a computer (CPU). It is controlled by the control unit 50 constituted by

制御部50には、キーボード、マウス等の入力装置からなる入力部56、および各種の表示を行う表示画面からなる表示部57が接続され、必要なメッセージが表示画面に表示されるとともに、必要な指示や設定が入力できるようにしてある。   The control unit 50 is connected to an input unit 56 composed of an input device such as a keyboard and a mouse, and a display unit 57 composed of a display screen for performing various displays so that necessary messages are displayed on the display screen and necessary. Instructions and settings can be entered.

また、制御部50には、ティーチング操作あるいはキーボード等によるデータ入力操作により分断予定ラインCLに関する位置データの入力を受ける分断予定ライン情報入力部58と、ハードディスク等のメモリからなり、分断予定ライン情報入力部58に入力されたデータを記憶する分断予定ライン情報記憶部59とを備えている。   Further, the control unit 50 includes a division line information input unit 58 that receives position data related to the division line CL by a teaching operation or a data input operation using a keyboard, and a memory such as a hard disk. A segmentation scheduled line information storage unit 59 for storing data input to the unit 58.

ここで、ティーチング操作によるクラック形成装置LS1への分断予定ライン情報の入力について、図6を参照しながら説明する。以下に説明するティーチングは、画面上に表示された基板の画像に対し、マウス等を用いて位置を指定することにより行う。ティーチングは、通常の加工モードからティーチングモードに移行する入力操作が行われ、分断予定ラインCLの位置に関する入力データを分断予定ライン情報入力部58が分断予定ライン情報記憶部59に記憶するプログラムを実行することにより行われる。   Here, the input of the division line information to the crack forming apparatus LS1 by the teaching operation will be described with reference to FIG. The teaching described below is performed by designating the position of the substrate image displayed on the screen using a mouse or the like. In teaching, an input operation for shifting from the normal machining mode to the teaching mode is performed, and a program for storing the input data related to the position of the planned cutting line CL in the planned cutting line information input unit 58 is executed in the planned cutting line information storage unit 59. Is done.

予め、回転テーブル12に載置した基板Gの位置合わせをしておく。すなわち、CCDカメラ20、21により表示部58に映し出された基板GのマーカGm、Gnの画像をモニタしながら、スライドテーブル2、台座7、回転テーブル12の調整を行うことにより、基板Gのクラック形成装置LS1に対する位置合わせを行い、基板Gの各点をクラック形成装置LS1に設定された座標系に対応付けておく。   The substrate G placed on the turntable 12 is previously aligned. That is, by adjusting the slide table 2, the base 7, and the rotary table 12 while monitoring the images of the markers Gm and Gn of the substrate G displayed on the display unit 58 by the CCD cameras 20 and 21, cracks in the substrate G Positioning with respect to the forming apparatus LS1 is performed, and each point of the substrate G is associated with a coordinate system set in the crack forming apparatus LS1.

次いで、図6に示すように、表示部57に映し出された画像上で、クラックを形成しようとする帯状開口領域Rの起点Pから終点Pまでの中心線(すなわち分断予定ラインCL)に沿った多数の点(図中Xで示す)を、マウス等の入力部56により順次指定し、ティーチングを行う。指定された各点の座標が算出され、これら各点をつないだ折れ線(曲線)が、分断予定ラインCLの入力データとして、分断予定ライン情報記憶部59に記憶する。このとき、数学的な近似処理を行って、分断予定ラインCLを滑らかな曲線にするための処理を行ってもよい。 Next, as shown in FIG. 6, on the image projected on the display unit 57, the center line from the starting point P 0 to the ending point P 1 of the strip-shaped opening region R where cracks are to be formed (that is, the planned dividing line CL). A number of points along the line (indicated by X in the figure) are sequentially designated by the input unit 56 such as a mouse to perform teaching. The coordinates of each designated point are calculated, and a polygonal line (curve) connecting these points is stored in the planned division line information storage unit 59 as input data of the planned division line CL. At this time, a mathematical approximation process may be performed to perform a process for making the planned dividing line CL into a smooth curve.

なお、以上のティーチング操作による入力に代えて、分断予定ラインCLに対応する座標データを直接入力してもよいし、分断予定ラインCLが関数で表現できる場合は関数式を入力してもよい。
ティーチング操作により記憶された分断予定ラインCLの情報は、クラック形成装置LS1を加工モードに戻してクラックを形成する際に参照される。
In addition, instead of the input by the above teaching operation, coordinate data corresponding to the planned division line CL may be directly input, or a function formula may be input when the planned division line CL can be expressed by a function.
The information on the scheduled cutting line CL stored by the teaching operation is referred to when the crack forming device LS1 is returned to the processing mode to form a crack.

次に、クラック形成装置LS1の動作について説明する。まず、クラック形成装置LS1をティーチングモードにしてティーチングを行い、分断予定ライン情報記憶部59に分断予定ラインCLを記憶する。   Next, the operation of the crack forming apparatus LS1 will be described. First, teaching is performed with the crack forming device LS <b> 1 in the teaching mode, and the planned split line CL is stored in the planned split line information storage unit 59.

続いて、通常の加工モードに切り換え、クラック形成を開始する。処理がスタートすると、記憶された分断予定ラインCLの位置データが読み出され、起点Pにカッターホイール18が近づくようにスライドテーブル2、台座7が移動する。さらにカッターホイールが降下した状態で、基板端がカッターホイールに近づくことにより、基板端に初期亀裂TRが形成される。 Subsequently, the normal processing mode is switched to start crack formation. When the process is started, the position data of the stored be cut line CL are read, the slide table 2 so as the cutter wheel 18 approaches the starting point P 0, the base 7 is moved. Further, when the cutter wheel is lowered, the substrate end approaches the cutter wheel, whereby an initial crack TR is formed at the substrate end.

続いて、加熱スポットHSが初期亀裂TRの直前の位置にくるように、スライドテーブル2、台座7が移動する。その後、終点Pに至るまで分断予定ラインCLに沿って加熱スポットHSが走査され、これにより、分断予定ラインCLに沿ったクラックCRが形成される(図1(c)〜図1(e)参照)。 Subsequently, the slide table 2 and the base 7 are moved so that the heating spot HS comes to a position immediately before the initial crack TR. Thereafter, the scanned heated spot HS along section scheduled line CL up to the end point P 1, thereby, cracks CR along the cutting-scheduled line CL is formed (FIG. 1 (c) ~ FIG 1 (e) reference).

(実施形態2)
次に、本発明の第二の実施形態について図面を参照しながら説明する。図7は本発明の第二の実施形態である曲線状クラック形成方法の各工程における基板の平面図である。図8は図7(c)におけるB−B’断面図である。本実施形態では、第一の実施形態において、加熱スポットにより基板を加熱した直後に、冷却スポットによる冷却を行うようにしている。なお、図1、図2で説明した構成と共通部分については、同符号を付すことにより、説明の一部を省略する。また、本実施形態でも円形基板を切り出す場合を例に説明を行う。
(Embodiment 2)
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a plan view of the substrate in each step of the curved crack forming method according to the second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. In this embodiment, in the first embodiment, immediately after the substrate is heated by the heating spot, the cooling by the cooling spot is performed. In addition, about the structure which is common in the structure demonstrated in FIG. 1, FIG. 2, the description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol. In the present embodiment, the case where a circular substrate is cut out will be described as an example.

(基板準備工程)
加工用基板として、方形のガラス基板Gが用意される(図7(a))。この工程は、実施形態1において図1(a)を用いて説明した内容と同じであり、説明を省略する。
(Board preparation process)
A rectangular glass substrate G is prepared as a processing substrate (FIG. 7A). This process is the same as that described in the first embodiment with reference to FIG.

(被膜形成工程)
続いて、ガラス基板Gの表面に、レーザ光を反射させる被膜として、金属膜MR、MLを形成する(図7(b))。この工程も、実施形態1において図1(b)を用いて説明した内容と同じであり、説明を省略する。
(Film formation process)
Subsequently, metal films MR and ML are formed on the surface of the glass substrate G as a film for reflecting laser light (FIG. 7B). This process is also the same as that described in the first embodiment with reference to FIG.

(クラック形成工程)
続いて、基板Gの端面に初期亀裂TRを形成した後、レーザビームの加熱スポットHSを初期亀裂TRから分断予定ラインCL(最初は直線部分CL)に沿って移動し、さらに、加熱スポットHSが移動した後を追うように、冷却スポットCSを移動する(図7(c))。初期亀裂TRは、後述するクラック形成装置LS2(図9)のカッターホイール18を、分断予定ラインCLの起点Pの位置に押し当てることにより形成される。
(Crack formation process)
Subsequently, after forming an initial crack TR on the end face of the substrate G, the heating spot HS of the laser beam is moved from the initial crack TR along the line CL (initially a straight line portion CL 0 ) to be divided, and further, the heating spot HS The cooling spot CS is moved so as to follow after the movement (FIG. 7C). Initial crack TR is formed by pressing a cutter wheel 18 described later crack forming apparatus LS2 (Fig. 9), the position of the starting point P 0 of the cutting-scheduled line CL.

加熱スポットHSの形状や大きさは、後述するクラック形成装置LS2において、レーザ13からの照射光を調整するための調整機構を内蔵した光学ホルダー14により調整される。実施形態1の図2で説明したように、加熱スポットHSが基板G(金属膜MR、MLの一部も含む)を照射する幅Whは、開口領域Rの横幅Wo(開口領域Rを横断する幅)よりも幅広になるようにして、加熱スポットHSが移動するときに加熱スポットHSの照射範囲が開口領域Rから外れないように調整される。なお、幅Whは加熱スポットHSの形状が円形に調整される場合は直径に相当し、楕円形や長円形に調整する場合は楕円、長円の短径に相当する。   The shape and size of the heating spot HS are adjusted by an optical holder 14 that incorporates an adjustment mechanism for adjusting the irradiation light from the laser 13 in a crack forming apparatus LS2 described later. As described with reference to FIG. 2 of the first embodiment, the width Wh that the heating spot HS irradiates the substrate G (including part of the metal films MR and ML) crosses the lateral width Wo (opening region R) of the opening region R. The width of the heating spot HS is adjusted so as not to deviate from the opening region R when the heating spot HS moves. The width Wh corresponds to the diameter when the shape of the heating spot HS is adjusted to a circle, and corresponds to the short diameter of an ellipse or an ellipse when adjusted to an ellipse or an ellipse.

冷却スポットCSは、後述するクラック形成装置LS2(図9)において、冷却ノズル16から噴射される冷却媒体により形成される。図8に示すように、冷却スポットCSが基板G(金属膜MR、MLの一部も含む)に吹き付ける幅Wcは、開口領域Rの横幅Wo(開口領域Rを横断する幅)よりも幅広になるようにして、冷却スポットCSが移動するときに冷却スポットCSの照射範囲が開口領域Rから外れないように調整される。なお、幅Wcは冷却スポットCSの形状を円形にした場合は直径に相当する。通常、冷却媒体は、図8に示すように斜めに配置された冷却ノズルから吹き付けられるので、冷却スポットCSは円形が少し歪んだ卵形になるが、その場合、幅Wcは短径側に相当する。     The cooling spot CS is formed by a cooling medium ejected from the cooling nozzle 16 in a crack forming apparatus LS2 (FIG. 9) described later. As shown in FIG. 8, the width Wc of the cooling spot CS sprayed onto the substrate G (including part of the metal films MR and ML) is wider than the lateral width Wo (width across the opening region R) of the opening region R. Thus, the irradiation range of the cooling spot CS is adjusted so as not to deviate from the opening region R when the cooling spot CS moves. The width Wc corresponds to the diameter when the shape of the cooling spot CS is circular. Normally, the cooling medium is sprayed from the cooling nozzles arranged obliquely as shown in FIG. 8, so that the cooling spot CS has an oval shape in which the circular shape is slightly distorted. In this case, the width Wc corresponds to the short diameter side. To do.

さらに加熱スポットHSおよび冷却スポットCSを移動し、曲線形状の分断予定ラインCL(円形部分CL)に沿って移動する(図7(d))。このとき、曲線形状に合わせて基板Gを回転させることにより、加熱スポットHSと冷却スポットCSとがともに基板Gの分断予定ラインCLから外れないように移動する。これは、後述するクラック形成装置LS2(図9)においては、スライドテーブル2と台座7とによる並進移動(XY方向移動)に、回転テーブル12による回転移動を加えるようにして基板Gを移動する。 Further, the heating spot HS and the cooling spot CS are moved, and moved along a curved dividing line CL (circular portion CL 1 ) (FIG. 7D). At this time, by rotating the substrate G in accordance with the curved shape, both the heating spot HS and the cooling spot CS move so as not to deviate from the division line CL of the substrate G. In the crack forming apparatus LS2 (FIG. 9), which will be described later, the substrate G is moved in such a manner that a rotational movement by the rotary table 12 is added to a translational movement (XY direction movement) by the slide table 2 and the base 7.

加熱スポットHSが移動すると、加熱スポットが通過した直後の開口領域R内の基板表面近傍には圧縮応力が生じる。続いて、加熱スポットHSが通過した直後を冷却スポットCSが通過すると、基板表面近傍は一旦加熱された直後に強制的に急冷されて、強い引張応力が生じる。このとき冷却スポットが通過した近傍では、基板内部に圧縮応力が残っており、強制冷却によりその上の基板表面に引張応力が生じた結果、深さ(上下)方向に強い応力勾配がる。その結果、図7(d)に示すように、冷却スポットCSの直後から直ちに開口領域Rに沿ってクラックCR(直線部分CR、円形部分CR)が形成される。 When the heating spot HS moves, a compressive stress is generated in the vicinity of the substrate surface in the opening region R immediately after the heating spot passes. Subsequently, when the cooling spot CS passes immediately after the heating spot HS passes, the vicinity of the substrate surface is forcibly quenched immediately after being heated once, and a strong tensile stress is generated. At this time, in the vicinity where the cooling spot has passed, compressive stress remains inside the substrate, and tensile stress is generated on the surface of the substrate thereon by forced cooling, resulting in a strong stress gradient in the depth (up and down) direction. As a result, as shown in FIG. 7D, a crack CR (straight line portion CR 0 , circular portion CR 1 ) is formed along the opening region R immediately after the cooling spot CS.

さらに加熱スポットHSおよび冷却スポットCSの移動を続け、冷却スポットCSが分断予定ラインCLの終点Pまで移動した時点で、加熱スポットHSの照射および冷却スポットの冷媒噴射を終える(図7(e))。 Further continues to move the heating spot HS and cooling spot CS, when the cooling spot CS is moved to the end point P 1 of the division planned line CL, terminate the irradiation and the refrigerant injection cooling spot of the heating spot HS (FIG. 7 (e) ).

(被膜除去工程)
続いて、金属膜MR、MLを除去する(図7(f))。この工程は、実施形態1において図1(f)を用いて説明した内容と同じであり、説明を省略する。
以上の結果、分断予定ラインCLに沿ってクラックCRが形成された基板Gが形成される。
(Coating removal process)
Subsequently, the metal films MR and ML are removed (FIG. 7F). This process is the same as that described in the first embodiment with reference to FIG.
As a result, the substrate G in which the crack CR is formed along the division line CL is formed.

次に、図7、図8を用いて説明した曲線状クラック形成方法を実施する際に用いるクラック形成装置について説明する。
図9は図7(c)、図7(d)、図7(e)の工程で用いるクラック形成装置の一例を示す概略構成図である。図10は図9のクラック形成装置における制御系の構成を示すブロック図である。なお、図3、図4で説明した構成と共通部分については、同符号を付すことにより、説明の一部を省略する。
Next, a crack forming apparatus used when the curvilinear crack forming method described with reference to FIGS. 7 and 8 is performed will be described.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an example of a crack forming apparatus used in the steps of FIGS. 7C, 7D, and 7E. FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a control system in the crack forming apparatus of FIG. 3 and FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and a part of the description is omitted.

図9に示すように、クラック形成装置LS2は、クラック形成装置LS1において説明した構成を基本構造として備えるとともに、フレーム15には、光学ホルダー14に近接して、冷却ノズル16が設けられている。この冷却ノズル16からは、冷却水、Heガス、炭酸ガス等の冷却媒体がガラス基板Gに噴射されるようになっている。冷却媒体は、ガラス基板Gに照射された加熱スポットHSに近接した位置に吹き付けられて、ガラス基板Gの表面に略円形の冷却スポットCSを形成する。冷却スポットCSの大きさは冷却ノズル16の先端と基板面との距離により調整する。また、加熱スポットHSに対する冷却スポットCSの方向を特定しておくため、冷却スポットCSの位置は、加熱スポットHSに対して−X軸方向にくるようにする。これにより基板Gを特定方向(X軸方向)に移動すれば、加熱スポットHSが通過した直後に、加熱部位を、必ず冷却スポットCSが通過するようにしておく。   As shown in FIG. 9, the crack forming device LS <b> 2 includes the configuration described in the crack forming device LS <b> 1 as a basic structure, and the frame 15 is provided with a cooling nozzle 16 adjacent to the optical holder 14. From the cooling nozzle 16, a cooling medium such as cooling water, He gas, and carbon dioxide gas is jetted onto the glass substrate G. The cooling medium is sprayed to a position close to the heating spot HS irradiated on the glass substrate G to form a substantially circular cooling spot CS on the surface of the glass substrate G. The size of the cooling spot CS is adjusted by the distance between the tip of the cooling nozzle 16 and the substrate surface. Further, in order to specify the direction of the cooling spot CS with respect to the heating spot HS, the position of the cooling spot CS is set to be in the −X axis direction with respect to the heating spot HS. Thus, if the substrate G is moved in a specific direction (X-axis direction), the cooling spot CS always passes through the heating portion immediately after the heating spot HS passes.

また、図10に示すように、クラック形成装置LS2は制御系についてもクラック形成装置LS1において説明した各構成を備えており、さらに、冷却ノズル16に接続され冷媒噴射を制御する開閉弁(不図示)を駆動するノズル駆動部53を備えている。
なお、テーブル駆動部51は、スライドテーブル2、台座7のモータ(モータ9等)とともに、回転テーブル12の位置決めを行う回転機構11のモータ(不図示)についても駆動する。これにより、XY方向の移動制御とともに、回転テーブル12による回転移動の制御も行うことができるようにしてある。
Further, as shown in FIG. 10, the crack forming apparatus LS2 also includes the components described in the crack forming apparatus LS1 for the control system, and is further connected to the cooling nozzle 16 to control an on-off valve (not shown). ) Is provided.
The table drive unit 51 drives the motor (not shown) of the rotation mechanism 11 that positions the rotary table 12 as well as the motors of the slide table 2 and the pedestal 7 (such as the motor 9). Thereby, in addition to movement control in the XY directions, control of rotational movement by the rotary table 12 can be performed.

次に、クラック形成装置LS2の動作について説明する。クラック形成装置LS1と同様に、クラック形成装置LS2をティーチングモードにしてティーチングを行い、分断予定ライン情報記憶部59に分断予定ラインCLを記憶する。   Next, the operation of the crack forming apparatus LS2 will be described. Similarly to the crack forming device LS1, teaching is performed with the crack forming device LS2 in the teaching mode, and the planned dividing line CL is stored in the planned dividing line information storage unit 59.

続いて、通常の加工モードに切り換え、クラック形成を開始する。処理がスタートすると、記憶された分断予定ラインCLのデータが読み出され、起点Pにカッターホイール18が近づくようにスライドテーブル2、台座7が移動する。さらにカッターホイールが降下した状態で、基板端がカッターホイールに近づくことにより、基板端に初期亀裂TRが形成される。 Subsequently, the normal processing mode is switched to start crack formation. When the process is started, data of the stored be cut line CL are read, the slide table 2 so as the cutter wheel 18 approaches the starting point P 0, the pedestal 7 is moved. Further, when the cutter wheel is lowered, the substrate end approaches the cutter wheel, whereby an initial crack TR is formed at the substrate end.

続いて、初期亀裂TRの位置(起点P)を開始点として、分断予定ラインCLに沿って加熱スポットHSおよび冷却スポットCSが移動するように、スライドテーブル2、台座7、回転テーブル12を駆動する。
具体的には、分断予定ラインCLの各点(最初は起点P)において、記憶された分断予定ラインCLのデータに基づいて、各点での接線方向を算出する。加熱スポットHSと冷却スポットCSとは、X軸方向に並ぶように調整してあるので、分断予定ラインCLに沿って加熱スポットHSを移動させる際に、各点での分断予定ラインCLの接線方向がX軸方向になるように回転テーブル12を回転し、さらにスライドテーブル2、台座7により照射位置の調整を行う。これにより、確実に、分断予定ラインCL上を、加熱スポットHSと冷却スポットCSとが通過するようになる。
Subsequently, the slide table 2, the pedestal 7, and the rotary table 12 are driven so that the heating spot HS and the cooling spot CS move along the scheduled cutting line CL, starting from the position of the initial crack TR (starting point P 0 ). To do.
Specifically, the tangent direction at each point is calculated based on the stored data of the scheduled division line CL at each point (initially the starting point P 0 ) of the planned division line CL. Since the heating spot HS and the cooling spot CS are adjusted so as to be aligned in the X-axis direction, when the heating spot HS is moved along the division line CL, the tangential direction of the division line CL at each point The rotary table 12 is rotated so that is in the X-axis direction, and the irradiation position is adjusted by the slide table 2 and the base 7. Thereby, the heating spot HS and the cooling spot CS are surely passed through the scheduled dividing line CL.

その後、終点Pに至るまで分断予定ラインCLに沿って加熱スポットHSおよび冷却スポットが走査され、これにより、分断予定ラインCLに沿ったクラックCRが形成される(図7(c)〜図7(e)参照)。 Thereafter, the scanned heated spot HS and cooling spot along section scheduled line CL up to the end point P 1, thereby, cracks CR along the cutting-scheduled line CL is formed (FIG. 7 (c) ~ 7 (See (e)).

(実施形態3)
実施形態1、実施形態2では、方形のガラス基板Gから円板基板を切り出す場合について説明した。ここでは、配線用の電極膜(機能膜)が形成された実装用基板について曲線形状の分断を行う場合について説明する。
(Embodiment 3)
Embodiment 1 and Embodiment 2 demonstrated the case where a disk substrate was cut out from the square glass substrate G. FIG. Here, a case where a curved substrate is divided into a mounting substrate on which a wiring electrode film (functional film) is formed will be described.

図11は、ガラス製の実装用基板の一例を示す平面図である。実装基板G0は、四隅のコーナー部分を丸く曲線形状に加工した基板形状を有しており、完成品の状態で基板の中央付近にITO膜(透明導電膜)からなる電極部Eが形成されている。   FIG. 11 is a plan view showing an example of a glass mounting board. The mounting substrate G0 has a substrate shape in which the corner portions of the four corners are rounded and curved, and an electrode portion E made of an ITO film (transparent conductive film) is formed in the vicinity of the center of the substrate in a finished product state. Yes.

図12は、加工用ガラス基板から上記実装基板G0を作成するときの各工程における基板の平面図である。
まず、図12(a)に示すように、長方形のガラス基板G1を用意する。
続いて、パターンニング用マスクを用いてスパッタリング法により、ガラス基板G1上に電極部Eをパターン形成する。このとき電極部Eを形成するパターニング用マスクを用いて、同時に、被膜E、Eをパターン形成する。被膜E、Eは、分断予定ラインCLが中心線となる帯状の開口領域Rを挟むように形成される。これにより、図12(b)に示したようなパターニングがなされた基板G2が形成される。
FIG. 12 is a plan view of the substrate in each step when the mounting substrate G0 is created from the processing glass substrate.
First, as shown in FIG. 12A, a rectangular glass substrate G1 is prepared.
Subsequently, an electrode portion E is patterned on the glass substrate G1 by a sputtering method using a patterning mask. In this case using a patterning mask for forming the electrode portions E, at the same time, to coat E L, the E R patterning. The coatings E L and E R are formed so as to sandwich the band-shaped opening region R in which the division line CL is the center line. As a result, a substrate G2 patterned as shown in FIG. 12B is formed.

続いて、実施形態1、実施形態2で説明したクラック形成装置LS1、LS2のいずれかを用いて、加熱スポットHS(あるいは加熱スポットHSおよび冷却スポットCS)を分断予定ラインCLに沿って移動する。これにより、分断予定ラインCLに沿ってクラックが形成され、ブレイク工程を行うことにより、図12(c)に示した基板G3が形成される。   Subsequently, the heating spot HS (or the heating spot HS and the cooling spot CS) is moved along the scheduled cutting line CL by using any one of the crack forming apparatuses LS1 and LS2 described in the first and second embodiments. Thereby, a crack is formed along the division | segmentation planned line CL, and the board | substrate G3 shown in FIG.12 (c) is formed by performing a break process.

続いて、電極部Eの上にレジスト膜を塗布し、被覆Eは露出させて、ITO膜除去可能なエッチャントによりエッチングを行う。これにより、図12(d)に示すように、完成品の基板G0が形成される。
本実施形態によれば、電極部Eを形成するときに、同時に被膜E、Eを形成することができるので、余分な工程を追加することなく、曲線形状を切り出すための被膜を作成することができる。
Subsequently, a resist film is applied on the electrode portion E, the coating EL is exposed, and etching is performed with an etchant capable of removing the ITO film. As a result, as shown in FIG. 12D, a finished substrate G0 is formed.
According to this embodiment, when forming the electrode portions E, it is possible to form coating E L, the E R simultaneously without adding an extra step to produce a film for cutting the curved shape be able to.

(実施形態4)
これまでの実施形態では、被膜として金属膜、あるいは透明導電膜を用いたが、レーザ光を遮光することができ、レーザ照射により発生する熱の基板への伝達を阻止できる材料の被膜であれば金属膜、透明導電膜以外を開口領域形成用の被膜として利用することもできる。例えば、基板加工の工程中に、レジスト膜、保護膜等を塗布する工程を含み、これらの膜が開口領域を形成するための被膜として利用できる材料である場合は、塗布工程で開口領域形成用の被膜を同時に形成するようにする。これにより、レジスト膜、保護膜等の材料を被膜としてレーザ光を照射し、曲線形状のクラックを形成することができる。
(Embodiment 4)
In the embodiments so far, a metal film or a transparent conductive film has been used as the film. However, any film can be used as long as it can block laser light and prevent the heat generated by laser irradiation from being transmitted to the substrate. A film other than a metal film and a transparent conductive film can also be used as a film for forming the opening region. For example, if the substrate processing step includes a step of applying a resist film, a protective film, etc., and these films are materials that can be used as a film for forming the opening region, the coating step is for forming the opening region. These films are formed simultaneously. Thereby, a laser beam can be irradiated with a material such as a resist film or a protective film as a coating, and a curved crack can be formed.

(実施形態5)
実施形態1〜実施形態4では、被膜形成工程により、加工用基板に開口領域形成用の被膜を形成している。本実施形態では、被膜形成工程に代えて、シート部材を基板に載置する工程を実行することにより被覆を行う。
(Embodiment 5)
In the first to fourth embodiments, the film for forming the opening region is formed on the processing substrate by the film forming process. In this embodiment, it coat | covers by replacing with a film formation process and performing the process of mounting a sheet | seat member on a board | substrate.

図13は、方形のガラス基板G1に載置するシート部材の一例を示す平面図である。シート部材SHは、薄いステンレスの金属マスクで形成され、縦Sa、横Sbの長さを基板G1に一致させることで、基板との位置合わせが容易になるようにしてある。   FIG. 13 is a plan view showing an example of a sheet member placed on the square glass substrate G1. The sheet member SH is formed of a thin stainless steel metal mask, and the length Sa and the width Sb are made to coincide with the substrate G1, thereby facilitating alignment with the substrate.

シート部材SHは、左側シート部材SHと右側シート部材SHと複数の連結部材SHとからなり、左側シート部材SHと右側シート部材SHとが分断予定ラインCLを中心線とする帯状の開口領域Rを挟むように配置される。連結部材SHは、シート部材SHを一体化している。これにより、左側シート部材SHと右側シート部材SHとの間での位置調整の必要がなくなる。なお、連結部材SHの上を加熱スポットや冷却スポットが通過したときに、直下でクラックの進行が妨げられることのないように、縦幅Wを十分小さくするようにする。具体的には縦幅Wを0.1mm〜2mmの範囲で設定している。 The belt-like sheet member SH is the consists of a left seat member SH R and right seat member SH L and a plurality of connecting members SH B, and the left seat member SH L and the right seat member SH R is the center line be cut line CL Are arranged so as to sandwich the opening region R. The connecting member SH B integrates the sheet member SH. This eliminates the need of position adjustment between the left seat member SH L and the right seat member SH R. Incidentally, when the heat spots or cool spots on the coupling member SH B has passed, so as not to progress of the crack is prevented immediately below, a longitudinal width W L to be sufficiently small. Specifically have set longitudinal width W L in the range of 0.1 mm to 2 mm.

基板G1とシート部材SHとの固定は、レーザ照射や冷媒噴射を妨げない位置に固定治具を用いて行うようにしてもよい。また、シート部材SHに粘着層を設けて基板G1に固着するようにしてもよい。また、金属マスクをテープ状にして、基板G1に貼り付けるようにしてもよい。   The substrate G1 and the sheet member SH may be fixed using a fixing jig at a position that does not hinder laser irradiation or refrigerant injection. Further, an adhesive layer may be provided on the sheet member SH to be fixed to the substrate G1. Further, the metal mask may be taped and attached to the substrate G1.

本実施形態によれば、被膜を形成しない基板に対して、基板上にシート部材を載置するだけで、分断予定ラインに沿った被覆を形成することができる。   According to this embodiment, it is possible to form a coating along a planned dividing line by simply placing a sheet member on a substrate on which a film is not formed.

(実施形態6)
次に、基板に閉曲線形状のクラックを形成することにより、くり抜き加工を行う場合のさらなる改良について説明する。曲線部を含むスクライブラインを閉曲線状に形成する場合には、元の基板から閉曲線内部の部材となる基板の一部を取り出す必要がある。実際の応用例としては、元の基板の内側の部材(くり抜き部分)を取り出して外側の基板を用いる場合(ケース1)、内側の部材を取り出して用いるが外側の元の基板は端材処理される場合(ケース2)、HDなどの記憶媒体用基板として加工して用いられる様な場合として、一番外側の元の基板は廃材処理され、内側の部材の中央部分はくり抜いてドーナツ状の部材が基板として用いられる場合(ケース3)等が考えられる。
(Embodiment 6)
Next, a further improvement in the case of performing the punching process by forming a closed-curved crack on the substrate will be described. When the scribe line including the curved portion is formed in a closed curve shape, it is necessary to take out a part of the substrate that is a member inside the closed curve from the original substrate. As an actual application example, when taking out the inner member (cut-out part) of the original substrate and using the outer substrate (case 1), the inner member is taken out and used, but the outer original substrate is processed into end materials. (Case 2), as a case of processing and using as a substrate for a storage medium such as HD, the outermost original substrate is treated as a waste material, and the central portion of the inner member is cut out to form a donut-shaped member Is used as a substrate (case 3).

このような異形切りと呼ばれる加工の場合、スクライブ加工が行われた後、基板の所定部分を取り出す作業(くり抜き作業)が楽になる様に、抜き勾配を設けてくり抜き作業が楽になるようにする配慮が必要である。
これまでの説明は、レーザを基板の上方から照射させて形成されるクラックが基板表面から垂直方向に形成されることを想定した内容であった。しかしながら、特に基板の厚みが増えた場合の異形切りでは、垂直なクラックを形成するのではなく、上記説明の抜き勾配を設ける加工処理が有効となってくる。
In such a process called profile cutting, after scribing is performed, consideration should be given to provide a draft so that the predetermined part of the substrate can be taken out easily. is required.
The description so far has been based on the assumption that cracks formed by irradiating a laser beam from above the substrate are formed in the vertical direction from the substrate surface. However, in the case of profile cutting especially when the thickness of the substrate is increased, the processing for providing the draft described above is effective instead of forming a vertical crack.

脆性材料の加工の内、ガラスに対しては一般にCOレーザが用いられるが、その波長のレーザ光は基板表面近傍で殆どのレーザ光のエネルギーが吸収されてしまい(表面吸収)、その後熱伝導により基板内部へ3次元的に熱が伝導されていく結果、冷却後に形成されるクラックも基板表面から垂直方向に伸びるようになる。 Of the processing of brittle materials, a CO 2 laser is generally used for glass, but most of the laser beam energy is absorbed in the vicinity of the substrate surface (surface absorption), and then heat conduction. As a result of heat being transferred three-dimensionally into the substrate, cracks formed after cooling also extend vertically from the substrate surface.

そこで、抜き勾配を設ける要求がある場合には、表面吸収だけではなく、基板内部深くまでレーザ光が吸収される(内部吸収)波長帯の光を発信させるレーザ発信器を採用し、レーザ照射後の冷却動作を伴うレーザスクライブ後に形成されるクラックが、基板表面の垂直方向から必要な角度だけ傾斜する方向に伸びるクラックを形成させるようにする。 なお、上記の基板内部深くまでレーザ光が吸収される波長帯の光とは、COレーザの場合の様に基板表面近くだけで殆ど全ての照射エネルギーが吸収されてしまうのではなく、基板の内部まで照射エネルギーが届き、熱伝導で熱が伝わる形ではなく直接照射エネルギーが基板内部深くまで熱エネルギーに変換される状況を創出する波長帯のレーザ光の事を指す(例えばEr:YAGレーザ、Ho:YAGレーザ)。こうしたレーザ光を用いて加工することに関しては、関連する先行出願としてPCT/JP03/02961(WO03/076151)がある。 Therefore, when there is a need to provide a draft, not only surface absorption but also a laser transmitter that emits light in the wavelength band where laser light is absorbed deeply into the substrate (internal absorption) is used. Cracks formed after laser scribing with the cooling operation are formed to extend in a direction inclined by a necessary angle from the vertical direction of the substrate surface. The light in the wavelength band in which the laser beam is absorbed deep inside the substrate does not absorb almost all of the irradiation energy just near the substrate surface as in the case of a CO 2 laser. It refers to laser light in a wavelength band that creates a situation where irradiation energy reaches the inside and heat is not transferred by heat conduction but directly converted into heat energy deep inside the substrate (for example, Er: YAG laser, Ho: YAG laser). Regarding processing using such laser light, there is PCT / JP03 / 02961 (WO03 / 076151) as a related prior application.

そうした波長帯のレーザ光を発信するレーザ発信器からのレーザビームを基板表面の垂直方向から必要な角度だけ傾斜させた状態で、加工対象の基板とレーザビームとを必要とされる加工速度で相対移動させてクラックを形成させる。 また、そのクラックの深さを深くして抜き勾配の効果を高める為に、1回目のレーザ照射による加熱と冷却の後、2回目のレーザ照射を行う場合にも同様の波長帯のレーザ光にて同様に斜め方向から照射させることで深くさせることができる。   With the laser beam from the laser transmitter that emits laser light in such a wavelength band tilted by the required angle from the vertical direction of the substrate surface, the substrate to be processed and the laser beam are relative to each other at the required processing speed. Move to form cracks. In order to increase the crack depth and enhance the draft effect, the laser beam of the same wavelength band is also used when the second laser irradiation is performed after the heating and cooling by the first laser irradiation. Similarly, it can be deepened by irradiating from an oblique direction.

本発明は、ガラス基板を始めとする脆性材料基板に対し、曲線形状のクラックを形成し、基板を分断する際に利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used when a curved crack is formed on a brittle material substrate such as a glass substrate and the substrate is divided.

本発明の一実施形態である曲線状クラック形成方法の各工程における基板の平面図。The top view of the board | substrate in each process of the curvilinear crack formation method which is one Embodiment of this invention. 図1(b)、図1(c)、図1(d)におけるA−A’断面図。A-A 'sectional view in Drawing 1 (b), Drawing 1 (c), and Drawing 1 (d). 図1(c)、図1(d)、図1(e)の工程で用いるクラック形成装置の一例を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows an example of the crack formation apparatus used at the process of FIG.1 (c), FIG.1 (d), and FIG.1 (e). 図3のクラック形成装置における制御系の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the control system in the crack formation apparatus of FIG. 図3のクラック形成装置における光学ホルダーの調整機構を説明する図。The figure explaining the adjustment mechanism of the optical holder in the crack formation apparatus of FIG. 図3のクラック形成装置に対するティーチングを示す図。The figure which shows teaching with respect to the crack formation apparatus of FIG. 本発明の他の一実施形態である曲線状クラック形成方法の各工程における基板の平面図。The top view of the board | substrate in each process of the curvilinear crack formation method which is other one Embodiment of this invention. 図7(c)におけるB−B’断面図。B-B 'sectional drawing in FIG.7 (c). 図7(c)、図7(d)、図7(e)の工程で用いるクラック形成装置の一例を示す概略構成図。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing an example of a crack forming apparatus used in the steps of FIGS. 7C, 7D, and 7E. 図9のクラック形成装置における制御系の構成を示すブロック図。The block diagram which shows the structure of the control system in the crack formation apparatus of FIG. 実装用基板の一例を示す平面図。The top view which shows an example of the board | substrate for mounting. 実装基板を作成するときの各工程を説明する工程図。Process drawing explaining each process when producing a mounting substrate. 方形基板に載置するシート部材の一例を示す平面図。The top view which shows an example of the sheet | seat member mounted in a square board | substrate. 曲線形状の分断予定ラインと実際に形成されるクラックとの間で生じる位置ずれの典型例を示す図The figure which shows the typical example of the position shift which arises between the curve scheduled division line and the crack actually formed. 曲線形状の分断予定ラインに沿って加熱スポットを移動させたときの加熱スポットの軌跡と冷却スポットの軌跡との一例を示す図。The figure which shows an example of the locus | trajectory of a heating spot and the locus | trajectory of a cooling spot when a heating spot is moved along the division | segmentation plan line of a curve shape. 停止中の加熱スポットおよび移動中の加熱スポットについての加熱スポット中の加熱のピーク位置HSを示す図。It shows a peak position HS T of the heating in the heating spot of the heating spot and the heat spot in the movement stopped.

符号の説明Explanation of symbols

2 スライドテーブル
12 回転テーブル
13 レーザ
14 光学ホルダー
16 冷却ノズル
18 カッターホイール
50 制御部
51 テーブル駆動部
52 レーザ駆動部
53 ノズル駆動部
54 カッター駆動部
55 カメラ駆動部
56 入力部
57 表示部
58 分断予定ライン情報入力部
59 分断予定ライン情報記憶部
20,21 カメラ
G,G0〜G4 ガラス基板
CL 分断予定ライン
,M 被膜
R 開口領域
TR 初期亀裂
CR クラック
E 電極部
,E 被膜
SH シート部材
SH,SH シート部材
HS 加熱スポット
CS 冷却スポット
2 Slide table 12 Rotating table 13 Laser 14 Optical holder 16 Cooling nozzle 18 Cutter wheel 50 Control unit 51 Table drive unit 52 Laser drive unit 53 Nozzle drive unit 54 Cutter drive unit 55 Camera drive unit 56 Input unit 57 Display unit 58 Line to be divided information input unit 59 be cut line information storage unit 20, 21 camera G, G0~G4 a glass substrate CL be cut line M L, M R film opened R region TR initial crack CR cracks E electrode unit E L, E R coating SH sheet Member SH L , SH R sheet member HS Heating spot CS Cooling spot

Claims (14)

脆性材料からなる基板に対して曲線形状の分断予定ラインを設定し、レーザビームにより形成される加熱スポットを前記分断予定ラインに沿って相対移動させて軟化点以下の温度で加熱することにより前記基板にクラックを形成する脆性材料基板の曲線状クラック形成方法であって、
中心線が前記分断予定ラインと一致する帯状の開口領域を有し、分断予定ラインに沿って前記加熱スポットを相対移動させたときに開口領域以外の前記基板表面上を加熱スポットが通過しないよう遮蔽する被覆手段を基板表面に設け、
前記開口領域の横幅より幅広な加熱スポットを形成し、この加熱スポットが開口領域の一部を覆いながら分断予定ラインに沿って相対移動させることを特徴とする脆性材料基板の曲線状クラック形成方法。
The substrate is formed by setting a curve-shaped segmentation scheduled line for a substrate made of a brittle material, and relatively heating a heating spot formed by a laser beam along the segmentation planned line and heating it at a temperature below the softening point. A method for forming a curved crack in a brittle material substrate that forms a crack in the substrate,
A center line has a band-shaped opening region that coincides with the planned dividing line, and shields the heating spot from passing over the substrate surface other than the opening region when the heating spot is relatively moved along the planned dividing line. Coating means to be provided on the substrate surface,
A method for forming a curved crack in a brittle material substrate, wherein a heating spot wider than a lateral width of the opening region is formed, and the heating spot is relatively moved along a division line while covering a part of the opening region.
脆性材料からなる基板に対して曲線形状の分断予定ラインを設定し、レーザビームにより形成される加熱スポットを前記分断予定ラインに沿って相対移動させて軟化点以下の温度で加熱し、次いで冷媒が噴射される冷却スポットを前記分断予定ラインに沿って相対移動させることにより前記基板にクラックを形成する脆性材料基板の曲線状クラック形成方法であって、
中心線が前記分断予定ラインと一致する帯状の開口領域を有し、分断予定ラインに沿って前記加熱スポットおよび冷却スポットを相対移動させたときに開口領域以外の前記基板表面上を加熱スポットおよび冷却スポットが通過しないよう遮蔽する被覆手段を基板表面に設け、
前記開口領域の横幅より幅広な加熱スポットを形成し、この加熱スポットが開口領域の一部を覆いながら分断予定ラインに沿って相対移動させ、
前記開口領域の横幅より幅広な冷却スポットを形成し、この冷却スポットが開口領域の一部を覆いながら前記加熱スポットが通過した直後を分断予定ラインに沿って相対移動させることを特徴とする脆性材料基板の曲線状クラック形成方法。
A cutting line with a curved shape is set for a substrate made of a brittle material, a heating spot formed by a laser beam is relatively moved along the cutting line, and heated at a temperature below the softening point. A method for forming a curved crack in a brittle material substrate in which a crack is formed in the substrate by relatively moving a sprayed cooling spot along the division planned line,
A center line has a band-shaped opening region that coincides with the planned dividing line, and when the heating spot and the cooling spot are relatively moved along the planned dividing line, the heating spot and cooling are performed on the substrate surface other than the opening region. A coating means for shielding the spot from passing is provided on the substrate surface,
A heating spot that is wider than the lateral width of the opening region is formed, and the heating spot is moved relative to the parting line while covering a part of the opening region.
A brittle material characterized in that it forms a cooling spot wider than the lateral width of the opening region, and the cooling spot moves relative to the parting line immediately after the heating spot passes while covering a part of the opening region. A method for forming a curved crack in a substrate.
前記被覆手段は前記基板表面に形成される被膜からなる請求項1または請求項2に記載の曲線状クラック形成方法。   The curved crack forming method according to claim 1, wherein the covering means is a film formed on the surface of the substrate. 前記被膜は、被膜上を通過する加熱スポットのレーザビームを反射し、被膜上を冷却スポットが通過する場合は冷媒による冷熱を熱伝導により拡散する金属膜、透明導電膜のいずれかである請求項3に記載の曲線状クラック形成方法。   The film is a metal film or a transparent conductive film that reflects a laser beam of a heating spot that passes over the film and diffuses cold heat generated by a refrigerant by heat conduction when a cooling spot passes over the film. 4. The method for forming a curved crack according to 3. 前記脆性材料基板には、基板の一部に機能を生じさせるための金属膜または透明導電膜からなる機能膜領域が形成され、前記被膜は機能膜領域が形成されるときに機能膜領域と同材料を用いて同時に形成される請求項4に記載の曲線状クラック形成方法。   The brittle material substrate is formed with a functional film region made of a metal film or a transparent conductive film for generating a function in a part of the substrate, and the coating is the same as the functional film region when the functional film region is formed. The method for forming a curved crack according to claim 4, wherein the method is formed simultaneously using a material. クラックが形成された後に、前記機能膜領域を残して前記被膜を除去する請求項5に記載の曲線状クラック形成方法。   6. The curved crack forming method according to claim 5, wherein after the crack is formed, the coating film is removed leaving the functional film region. 前記被覆手段は、前記基板の表面に載置または固着されるシート部材からなる請求項1または請求項2に記載の曲線状クラック形成方法。   The curved crack forming method according to claim 1, wherein the covering means is a sheet member that is placed on or fixed to the surface of the substrate. 前記シート部材は、シート部材上を通過する前記加熱スポットのレーザビームを反射し、シート部材上を前記冷却スポットが通過する場合は冷媒による冷熱を熱伝導により拡散する金属マスクからなる請求項7に記載の曲線状クラック形成方法。   The sheet member is formed of a metal mask that reflects a laser beam of the heating spot that passes over the sheet member, and diffuses cold heat generated by the refrigerant by heat conduction when the cooling spot passes over the sheet member. The method for forming a curved crack as described. 前記シート部材は、開口領域の左側に配置される左側シート部材と、開口領域の右側に配置される右側シート部材と、左側シート部材と右側シート部材とを開口領域の上で接続する複数の連結部とからなり、各連結部は加熱スポット、冷却スポットが通過したときに各連結部直下でクラックの形成が妨げられることのない縦幅で左側シート部材と右側シート部材とが接続される請求項7または請求項8に記載の曲線状クラック形成方法。   The sheet member includes a left sheet member disposed on the left side of the opening region, a right sheet member disposed on the right side of the opening region, and a plurality of connections that connect the left sheet member and the right sheet member on the opening region. The left sheet member and the right sheet member are connected to each other at a vertical width that does not hinder the formation of cracks immediately below each connecting portion when the heating spot and the cooling spot pass through each connecting portion. The curved crack formation method of Claim 7 or Claim 8. 前記各連結部の縦幅は、0.1mm〜2mmである請求項9に記載の曲線状クラック形成方法。   The method for forming a curved crack according to claim 9, wherein a vertical width of each of the connecting portions is 0.1 mm to 2 mm. 前記開口領域の横幅は0.1mm〜2mmである請求項1〜請求項9のいずれかに記載の曲線状クラック形成方法。   The method for forming a curved crack according to any one of claims 1 to 9, wherein a width of the opening region is 0.1 mm to 2 mm. 曲線形状の分断予定ラインが設定され、前記分断予定ラインを中心線として帯状の開口領域を形成するように基板表面に被膜が形成されていることを特徴とする脆性材料基板。   A brittle material substrate, characterized in that a cut line having a curved shape is set, and a coating is formed on the surface of the substrate so as to form a band-shaped opening region with the cut line as a center line. 前記開口領域の横幅は0.1mm〜2mmである請求項12に記載の脆性材料基板。   The brittle material substrate according to claim 12, wherein a lateral width of the opening region is 0.1 mm to 2 mm. レーザビームは、基板表面から基板内部にかけて吸収可能な波長のレーザ光が用いられ、閉曲線を形成する分断予定ラインに沿って基板に対し斜め入射するように照射して抜き勾配を形成することを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれかに記載の曲線状クラック形成方法。   A laser beam having a wavelength that can be absorbed from the substrate surface to the inside of the substrate is used, and a draft angle is formed by irradiating the laser beam obliquely with respect to the substrate along a planned dividing line forming a closed curve. The curvilinear crack forming method according to any one of claims 1 to 11.
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