JP2009172668A - Laser scribing apparatus and laser scribing method - Google Patents

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卓也 恩地
Takeshi Tsuneyoshi
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser scribing apparatus and a laser scribing method which can reliably determine, during forming a scribe line, whether or not the scribe line formed by the laser scribing method is normal. <P>SOLUTION: The invented laser scribing apparatus (10) is designed to form the scribe line (SB) on a predetermined splitting line (J) by causing relative movement of a laser beam (L) and a substrate (K) to be split so as to follow the predetermined splitting line (J) on the substrate (K) to be split. The laser scribing apparatus (10) is equipped with an imaging device (1) and a determining means (43). The imaging device (1) takes images (S1) of cracked portions on the scribe line (SB) just after forming the scribe line (SB). The determining means (43) determines in real time whether or not the scribe line (SB) is formed normally, on the basis of the images (S1) taken by the imaging device (1). <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はレーザスクライブ装置及びレーザスクライブ方法に関する。より詳しくは、被割断基板における割断予定線にレーザ光を用いてスクライブ線を形成する装置及び方法に関する。   The present invention relates to a laser scribing apparatus and a laser scribing method. More specifically, the present invention relates to an apparatus and a method for forming a scribe line using a laser beam on a planned cutting line on a substrate to be cut.

ガラス板、セラミックスまたはウエハーなどの脆性材料(以下、単に基板と記述することがある)の割断は、次のようにして行っている。まず、基板表面にスクライブ線を形成する。スクライブ線とは、基板における割断予定線上に連続して形成される浅い亀裂である。次いで、このスクライブ線のまわりに物理的な力(曲げモーメント)を加え、浅い亀裂を基板の板厚方向に伸展させることで割断予定線を境にブレイク(分断)する。スクライブ線の形成には、回転刃等のメカ二カルな刃(以下、メカ刃と記述する)を使うメカスクライブ法や、レーザ光を使うレーザスクライブ法が用いられる。   Cleaving of brittle materials (hereinafter sometimes simply referred to as substrates) such as glass plates, ceramics or wafers is performed as follows. First, scribe lines are formed on the substrate surface. A scribe line is a shallow crack formed continuously on a planned cutting line in a substrate. Next, a physical force (bending moment) is applied around the scribe line, and a shallow crack is extended in the plate thickness direction of the substrate, thereby breaking (dividing) at the dividing line. For forming the scribe line, a mechanical scribe method using a mechanical blade such as a rotary blade (hereinafter referred to as a mechanical blade) or a laser scribe method using a laser beam is used.

メカスクライブ法では、基板とメカ刃とを接触させた状態で割断予定線を辿るようにその始端から終端まで相対移動させることにより、スクライブ線を形成する(例えば特許文献1参照)。   In the mechanical scribe method, a scribe line is formed by moving the substrate and the mechanical blade relative to each other from the start end to the end so as to follow the planned cutting line in a state where the substrate is in contact with the mechanical blade (see, for example, Patent Document 1).

レーザスクライブ法では、基板に対し、まず、その割断予定線の始端に初期亀裂を形成する。次いで、割断予定線を辿るようにその始端から終端までレーザ光により短時間内に加熱するとともに、加熱された部位をそのレーザ光に追随して急冷させることにより、スクライブ線を形成する(例えば特許文献2参照)。   In the laser scribing method, an initial crack is first formed on the starting edge of the planned cutting line for the substrate. Next, the laser beam is heated within a short time from the beginning to the end so as to follow the planned cutting line, and the heated portion is rapidly cooled following the laser beam to form a scribe line (for example, a patent) Reference 2).

メカスクライブ法或いはレーザスクライブ法によりスクライブ線を形成した場合に、正常なスクライブ線が形成されないことがある。例えばメカスクライブ装置において、メカ刃が破損していたり、メカ刃の高さ位置が不適切であったりする場合である。また、レーザスクライブ装置において、初期亀裂が形成されていなかったり、スクライブ線の形成動作中にレーザ光の強度が低下していたりする場合である。   When a scribe line is formed by a mechanical scribe method or a laser scribe method, a normal scribe line may not be formed. For example, in a mechanical scribe device, the mechanical blade is damaged or the height position of the mechanical blade is inappropriate. Further, in the laser scribing apparatus, the initial crack is not formed or the intensity of the laser beam is reduced during the operation of forming the scribe line.

正常なスクライブ線が形成されないと、ブレイク工程において基板を割断できない。特に、スクライブ工程からブレイク工程へ移る際の時間ギャップが長い場合は、異常に気付くのが遅れ、多くの基板に異常なスクライブ線を形成してしまう。これにより、歩留まりの低下を引き起こす。また、リワークが必要となり生産時間の延長を招く。従って、形成されたスクライブ線が正常か異常かを割断前に判定する必要がある。   If a normal scribe line is not formed, the substrate cannot be cleaved in the breaking process. In particular, when the time gap during the transition from the scribe process to the break process is long, the abnormal notice is delayed and abnormal scribe lines are formed on many substrates. This causes a decrease in yield. In addition, rework is required, leading to an increase in production time. Therefore, it is necessary to determine whether the formed scribe line is normal or abnormal before cleaving.

一般にメカスクライブで形成されたスクライブ線は、スクライブ線形成後に時間が経過しても、スクライブ線を視認できる。このため、メカスクライブで形成されたスクライブ線は、カメラを用いた基板の外観検査技術(例えば特許文献3参照)によって、その正常/異常の判定を行うことができる。スクライブ線を形成する工程の後段に、この外観検査工程を設けて良否判定を行うようにすればよい。
特開平6−102480号公報 特開平9−150286号公報 特開2001−33395号公報
In general, a scribe line formed by mechanical scribing can be visually recognized even if time elapses after the scribe line is formed. For this reason, the scribe line formed by mechanical scribing can be determined as normal / abnormal by a substrate appearance inspection technique using a camera (see, for example, Patent Document 3). This visual inspection step may be provided after the step of forming the scribe line so as to make a pass / fail judgment.
Japanese Patent Laid-Open No. 6-102480 JP-A-9-150286 JP 2001-33395 A

これに対して、レーザスクライブ法により形成されたスクライブ線は、終端までスクライブが終わった後では、目視しても或いは光学顕微鏡で観察しようとしてもその存在自体が確認できず、実際に割断してみなければ、スクライブ線が正常であったか否かは分からない。スクライブ線形成の直後に間もなく基板表面の亀裂が閉じてしまうからである。レーザスクライブ法により形成されたスクライブ線が正常であるか否かを、スクライブ線形成中に確実に判定できる技術が要望されている。   On the other hand, the scribe line formed by the laser scribing method cannot be confirmed by visual observation or observation with an optical microscope after the scribing to the end is finished. If not, it is not known whether the scribe line was normal. This is because the crack on the substrate surface is closed soon after the scribe line is formed. There is a need for a technique that can reliably determine whether a scribe line formed by a laser scribe method is normal or not during scribe line formation.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、レーザスクライブ法により形成されたスクライブ線が正常であるか否かを、スクライブ線形成中に確実に判定することのできるレーザスクライブ装置及びレーザスクライブ方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and a laser scribing apparatus capable of reliably determining whether a scribe line formed by a laser scribe method is normal or not during scribe line formation. And a laser scribing method.

上記目的は、下記の本発明により達成される。なお「特許請求の範囲」及びこの「課題を解決するための手段」の欄において各構成要素に付した括弧書きの符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。   The above object is achieved by the present invention described below. The reference numerals in parentheses attached to each component in the “Claims” and “Means for Solving the Problems” column indicate the correspondence with the specific means described in the embodiments described later. It is.

本発明は、被割断基板(K)における割断予定線(J)を辿るようにレーザ光(L)と被割断基板(K)とを相対移動させることによりこの割断予定線(J)上にスクライブ線(SB)を形成するように構成されたレーザスクライブ装置(10)において、スクライブ線(SB)を形成した直後に当該スクライブ線(SB)における亀裂発生部分(R)の画像(S1)を撮像する撮像装置(1)と、撮像装置(1)による撮像で得た画像(S1)に基づいて、正常なスクライブ線形成が行われているか否かをリアルタイムで判定する判定手段(43)とを備えることを特徴とする。   In the present invention, the laser beam (L) and the substrate to be cut (K) are moved relative to each other so as to follow the planned cutting line (J) in the substrate to be cut (K), thereby scribing on the cutting planned line (J). In the laser scribing apparatus (10) configured to form a line (SB), immediately after the scribe line (SB) is formed, an image (S1) of a crack occurrence portion (R) in the scribe line (SB) is taken. An imaging device (1) that performs the determination, and a determination unit (43) that determines in real time whether or not normal scribe line formation is performed based on an image (S1) obtained by imaging by the imaging device (1). It is characterized by providing.

前記判定手段(43)により異常なスクライブ線形成が行われていると判定されたときに、警報を発する警報装置(5)を備えることが好ましい。   It is preferable to provide an alarm device (5) that issues an alarm when it is determined by the determining means (43) that an abnormal scribe line is being formed.

前記判定手段(43)は、撮像装置(1)による撮像で得た画像(S1)の中に亀裂発生部分(R)が認識できる場合はレーザスクライブ動作が正常であると判定し、認識できない場合はレーザスクライブ動作が異常であると判定するように構成されることが好ましい。なお、本発明で言うところの「警報を発する」には、例えばアラーム音や合成音声を発する形態の他、常時消灯のランプを点灯させる形態、或いはこれとは反対に常時点灯のランプを消灯させる形態なども含める。   The determination means (43) determines that the laser scribing operation is normal when the crack occurrence portion (R) can be recognized in the image (S1) obtained by imaging by the imaging device (1), and cannot recognize it. Is preferably configured to determine that the laser scribing operation is abnormal. Note that in the present invention, “alert an alarm” includes, for example, an alarm sound or a synthesized voice, an always-on lamp that is turned on, or the always-on lamp is turned off. Including form.

また、本発明は、被割断基板(K)における割断予定線(J)を辿るようにレーザ光(L)と被割断基板(K)とを相対移動させることによりこの割断予定線(J)上にスクライブ線(SB)を形成するレーザスクライブ方法において、スクライブ線(SB)を形成した直後に当該スクライブ線(SB)における亀裂発生部分(R)の画像(S1)を撮像するステップ(145)と、撮像で得た亀裂発生部分(R)の画像(S1)に基づいて、正常なスクライブ線形成が行われているか否かをリアルタイムで判定するステップ(147)とを備えることを特徴とする。   In addition, the present invention is configured to move the laser beam (L) and the substrate to be cut (K) relative to each other so as to follow the planned cutting line (J) on the substrate to be cut (K). In the laser scribing method for forming a scribe line (SB), a step (145) of capturing an image (S1) of a crack occurrence portion (R) in the scribe line (SB) immediately after forming the scribe line (SB); And (147) determining in real time whether or not normal scribe line formation is performed based on the image (S1) of the crack occurrence portion (R) obtained by imaging.

本発明の作用効果について説明する。本発明によると、撮像装置(1)は、スクライブ線(SB)を形成した直後に当該スクライブ線(SB)における亀裂発生部分(R)の画像(S1)を撮像する。判定手段(43)は、撮像装置(1)による撮像で得た亀裂発生部分(R)の画像(S1)に基づいて、正常なスクライブ線形成が行われているか否かをリアルタイムで判定する。スクライブ線形成直後においては、亀裂発生部分(R)は開いた状態であり、認識が可能である。   The function and effect of the present invention will be described. According to the present invention, the imaging device (1) captures an image (S1) of the crack occurrence portion (R) in the scribe line (SB) immediately after forming the scribe line (SB). The determination means (43) determines in real time whether or not normal scribe line formation is performed based on the image (S1) of the crack occurrence portion (R) obtained by imaging by the imaging device (1). Immediately after the scribe line is formed, the cracked portion (R) is in an open state and can be recognized.

亀裂発生部分(R)とは、図6のように、スクライブ線(SB)を中心としてこのスクライブ線(SB)に直交する水平方向両側に微少長さ(D1)及び微少幅(D2)で開口する領域である。亀裂発生部分(R)は、レーザ光(L)に追随した冷却用ミスト(M)を噴射した直後にのみ表れる。本発明は、この現象を撮像装置(1)で捉えることで、スクライブ線形成の正常/異常の判定を行う。判定は、例えば正常なスクライブ線形成時に得られる亀裂発生部分(R)の像のコントラストの違いと形状の違いとの両方またはいずれか一方に基づいて行うことができる。これにより、正常なスクライブ線(SB)が確実に形成されているか否かを、スクライブ線形成中に確認することができる。そしてスクライブ線形成が異常であった場合、直ちに対処できるので、ブレイク工程において基板を確実に割断できるようになる。また、続けて多くの基板に異常なスクライブ線(SB)を形成してしまうことが防止でき、歩留まりの向上を図ることができる。併せて生産時間の延長も招かない。   As shown in FIG. 6, the crack occurrence portion (R) is opened with a minute length (D1) and a minute width (D2) on both sides in the horizontal direction perpendicular to the scribe line (SB) with the scribe line (SB) as the center. It is an area to do. The crack occurrence portion (R) appears only immediately after the cooling mist (M) following the laser beam (L) is injected. In the present invention, whether or not scribe line formation is normal is determined by capturing this phenomenon with the imaging apparatus (1). The determination can be made based on, for example, both or one of the difference in the contrast and the difference in the shape of the image of the crack occurrence portion (R) obtained during normal scribe line formation. Thereby, it can be confirmed during scribe line formation whether the normal scribe line (SB) is formed reliably. If the scribe line formation is abnormal, it can be dealt with immediately, so that the substrate can be reliably cleaved in the breaking process. Further, it is possible to prevent abnormal scribe lines (SB) from being formed on many substrates in succession, and to improve the yield. At the same time, the production time is not extended.

本発明によると、レーザスクライブ法により形成されたスクライブ線が正常であるか否かを、スクライブ線形成中に確実に判定することができる。   According to the present invention, whether or not a scribe line formed by a laser scribe method is normal can be reliably determined during scribe line formation.

以下に、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を説明する。図1は本発明に係るレーザスクライブ装置10の正面概略図、図2は解析用コンピュータの構成概要を示す図、図3はレーザスクライブ装置10によるスクライブ線形成動作を示すフローチャート、図4は本発明に係るレーザスクライブ装置10によるレーザスクライブ動作を平面視的に示す図である。各構成図において直交座標系の3軸をX、Y、Zとし、XY平面は水平面、Z方向は鉛直方向であり、Z方向まわりの回転方向をθ方向とする。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic front view of a laser scribing apparatus 10 according to the present invention, FIG. 2 is a diagram illustrating a schematic configuration of an analysis computer, FIG. 3 is a flowchart illustrating a scribe line forming operation by the laser scribing apparatus 10, and FIG. It is a figure which shows the laser scribing operation | movement by the laser scribing apparatus 10 which concerns on planar view. In each configuration diagram, the three axes of the orthogonal coordinate system are X, Y, and Z, the XY plane is the horizontal plane, the Z direction is the vertical direction, and the rotation direction around the Z direction is the θ direction.

図1に示すように、レーザスクライブ装置10は、可動テーブル20、初期亀裂形成機構30、レーザ光照射ユニット40、冷却ユニット50及びスクライブ状態検査装置60を備える。初期亀裂形成機構30、レーザ光照射ユニット40、冷却ユニット50及び撮像装置1は、可動テーブル20よりも高い位置において一体的に基台70に固設される。なお、撮像装置1はスクライブ状態検査装置60の構成要素の一つである。   As shown in FIG. 1, the laser scribing apparatus 10 includes a movable table 20, an initial crack forming mechanism 30, a laser light irradiation unit 40, a cooling unit 50, and a scribe state inspection apparatus 60. The initial crack formation mechanism 30, the laser light irradiation unit 40, the cooling unit 50, and the imaging device 1 are integrally fixed to the base 70 at a position higher than the movable table 20. The imaging device 1 is one of the components of the scribe state inspection device 60.

可動テーブル20は、載置された基板Kを真空吸着により保持可能なテーブル面を備えると共に、テーブル駆動装置21によりXYZθ各方向に駆動可能とされる。スクライブ線形成時はY1方向に駆動される。   The movable table 20 includes a table surface that can hold the placed substrate K by vacuum suction, and can be driven in each of XYZθ directions by a table driving device 21. When the scribe line is formed, it is driven in the Y1 direction.

初期亀裂形成機構30は、可動テーブル20に載置保持された基板Kにおける割断予定線Jの始端JSに極微少な初期亀裂Cを形成可能に構成される。その構成要素として、回転刃ユニット32を備える。回転刃ユニット32は、上下駆動可能とされた回転刃31を先端に有する。   The initial crack forming mechanism 30 is configured to be able to form a very small initial crack C at the start end JS of the planned cutting line J in the substrate K placed and held on the movable table 20. As the component, a rotary blade unit 32 is provided. The rotary blade unit 32 has a rotary blade 31 that can be driven vertically.

レーザ光照射ユニット40は、レーザ発振器から出力されたレーザ光Lを、反射ミラーやエキスパンドレンズなどからなる光学系を経由して、レーザ照射窓41から基板Kの表面に向けて照射可能に構成される。レーザ照射窓41から照射されるレーザ光Lは、基板Kにスクライブ線SBを形成するのに十分な出力を有するものとされる。レーザ照射窓41は、スクライブ線形成時における可動テーブル20に対するレーザ光Lの相対移動の方向Y2を基準に回転刃31の後方部に設けられる。   The laser beam irradiation unit 40 is configured to be able to irradiate the laser beam L output from the laser oscillator toward the surface of the substrate K from the laser irradiation window 41 via an optical system including a reflection mirror and an expanding lens. The The laser light L emitted from the laser irradiation window 41 has a sufficient output for forming the scribe line SB on the substrate K. The laser irradiation window 41 is provided at the rear portion of the rotary blade 31 with reference to the direction Y2 of the relative movement of the laser light L with respect to the movable table 20 when the scribe line is formed.

冷却ユニット50は、霧状の冷却ミストMを噴射可能な噴射ノズル51を備える。噴射ノズル51は、スクライブ線形成時における可動テーブル20に対するレーザ光Lの相対移動の方向Y2を基準にレーザ照射窓41の後方部に設けられる。即ち、スクライブ線形成時に基板K上に照射されるレーザ光Lに追随するように設けられる。   The cooling unit 50 includes an injection nozzle 51 capable of injecting a mist-like cooling mist M. The injection nozzle 51 is provided in the rear part of the laser irradiation window 41 with reference to the direction Y2 of the relative movement of the laser light L with respect to the movable table 20 when the scribe line is formed. That is, it is provided so as to follow the laser beam L irradiated onto the substrate K when the scribe line is formed.

スクライブ状態検査装置60は、撮像装置1、解析用コンピュータ4、警報装置5及び制御装置6などを備える。   The scribe state inspection device 60 includes an imaging device 1, an analysis computer 4, an alarm device 5, a control device 6, and the like.

撮像装置1は、予め指定されたシャッター時間で撮像を行う撮像部2を有する。撮像部2は、CCD(Charge Coupled Device)搭載カメラからなり、撮像により取得した画像S1を解析用コンピュータ4にリアルタイムで送信可能に構成される。また、撮像時は照明用光を照射するように構成される。撮像装置1の配置位置は、スクライブ線形成時におけるレーザ光照射ユニット40及び冷却ユニット50の相対移動方向Y2を基準として、冷却ユニット50の後方に設けられる。撮像部2は、冷却ユニット50により噴射した冷却ミストMの直後の映像を撮像できる位置に取り付けられる。つまり、スクライブ線形成時に冷却ユニット50に追随してスクライブ線SBにおける亀裂発生部分の画像S1を撮像できる位置取り付けられる。   The imaging device 1 includes an imaging unit 2 that performs imaging with a shutter time specified in advance. The imaging unit 2 includes a CCD (Charge Coupled Device) mounted camera, and is configured to be able to transmit an image S1 acquired by imaging to the analysis computer 4 in real time. Moreover, it is comprised so that the light for illumination may be irradiated at the time of imaging. The arrangement position of the imaging device 1 is provided behind the cooling unit 50 with reference to the relative movement direction Y2 of the laser light irradiation unit 40 and the cooling unit 50 when the scribe line is formed. The imaging unit 2 is attached at a position where an image immediately after the cooling mist M ejected by the cooling unit 50 can be captured. That is, it is attached at a position where the image S1 of the crack occurrence portion in the scribe line SB can be taken following the cooling unit 50 when the scribe line is formed.

解析用コンピュータ4は、図2に示すように、画像処理部43を有する。画像処理部43は、撮像装置1から送られた画像S1に基づいて、形成中のスクライブ線SBが正常か否かを解析するように構成される。具体的には、撮像装置1で撮像した画像S1の中にスクライブ線SBが認識できる場合はレーザスクライブ動作が正常であると判定し、認識できない場合は、異常であると判定して異常信号S3を出力するように構成される。正常/異常の判定は、予め指定したパラメータにより行なうように構成される。更に具体的には、上記画像S1が認識可能か不可能かの判定基準は、像のコントラストの違いと形状の違いとの両方またはいずれか一方に基づいて行うように構成される。このような画像処理部43は、メモリチップやマイクロプロセッサーなどを主体とした適当なハードウエア及びこれに組み込んだコンピュータプログラムにより実現される。   As shown in FIG. 2, the analysis computer 4 has an image processing unit 43. The image processing unit 43 is configured to analyze whether or not the scribe line SB being formed is normal based on the image S1 sent from the imaging device 1. Specifically, when the scribe line SB can be recognized in the image S1 captured by the imaging device 1, it is determined that the laser scribing operation is normal, and when it cannot be recognized, it is determined abnormal and the abnormal signal S3 is detected. Is configured to output. The determination of normal / abnormal is configured so as to be performed according to parameters specified in advance. More specifically, the criterion for determining whether or not the image S1 is recognizable is configured to be performed based on or both of a difference in image contrast and a difference in shape. Such an image processing unit 43 is realized by appropriate hardware mainly including a memory chip and a microprocessor and a computer program incorporated therein.

警報装置5は、解析用コンピュータ4から異常信号S3を受信したときに、ブザーやランプにより警報を発するように構成される。   The alarm device 5 is configured to issue an alarm with a buzzer or a lamp when the abnormality signal S3 is received from the analysis computer 4.

制御装置6は、解析用コンピュータ4が出力した異常信号S3に基づいて、レーザ光照射ユニット40、冷却ユニット50及びテーブル駆動装置21を停止させると共に警報装置5を励起させるように構成される。   The control device 6 is configured to stop the laser light irradiation unit 40, the cooling unit 50, and the table driving device 21 and to excite the alarm device 5 based on the abnormal signal S3 output from the analysis computer 4.

次に、図3,4を参照して、レーザスクライブ装置10のスクライブ線形成動作について説明する。   Next, the scribe line forming operation of the laser scribing apparatus 10 will be described with reference to FIGS.

まず、ステップ100において、テーブル駆動装置21は、基板Kを載置保持した可動テーブル20を、回転刃31と基板Kにおける割断予定線Jの始端JSとを結ぶ直線t1(図4(A)参照)がY方向に平行となるように駆動配置する。続いて、ステップ110において、初期亀裂形成機構30は回転刃31を降下させて、その刃先が基板Kの表面よりも低くなる位置に配置する。   First, in step 100, the table driving device 21 connects the movable table 20 on which the substrate K is placed and held to the straight line t1 connecting the rotary blade 31 and the starting end JS of the planned cutting line J on the substrate K (see FIG. 4A). ) Is arranged so as to be parallel to the Y direction. Subsequently, in step 110, the initial crack formation mechanism 30 lowers the rotary blade 31 and places it at a position where the blade tip is lower than the surface of the substrate K.

続いて、ステップ120において、テーブル駆動装置21は、可動テーブル20をY1方向に駆動する(図4(B)参照)。可動テーブル20の移動により、回転刃31が基板Kにおける割断予定線Jの始端JSに衝突する(ステップ124)。その直後に初期亀裂形成機構30は回転刃31を上昇させる(ステップ126)。これにより、割断予定線Jの始端JSに所定深さ及び長さの極微少な初期亀裂Cが形成される。   Subsequently, in step 120, the table driving device 21 drives the movable table 20 in the Y1 direction (see FIG. 4B). Due to the movement of the movable table 20, the rotary blade 31 collides with the start end JS of the planned cutting line J on the substrate K (step 124). Immediately thereafter, the initial crack formation mechanism 30 raises the rotary blade 31 (step 126). As a result, a very small initial crack C having a predetermined depth and length is formed at the starting end JS of the planned cutting line J.

初期亀裂Cが形成されると、ステップ130において、レーザ光照射ユニット40は、レーザ照射窓41から基板Kに向けてレーザ光Lを照射する。また、ステップ140において、冷却ユニット50は、レーザ光Lに追随するように噴射ノズル51から冷却ミストMを噴射する。基板Kに対するレーザ光L及び冷却ミストMの相対的な移動により、始端JSを起点として、レーザ光Lは割断予定線Jを急激に加熱し局所的に熱膨張させて圧縮応力を生じさせ、冷却ミストMがその直後に加熱部分を急激に冷却することで局所的に収縮させて引張応力を生じさせる。これにより、初期亀裂Cを亀裂進展の開始点として、基板Kの表面に、割断予定線Jに沿う微小亀裂を連続成長させてスクライブ線SBを形成していく。   When the initial crack C is formed, the laser beam irradiation unit 40 irradiates the substrate K with the laser beam L from the laser irradiation window 41 in step 130. In Step 140, the cooling unit 50 ejects the cooling mist M from the ejection nozzle 51 so as to follow the laser beam L. Due to the relative movement of the laser beam L and the cooling mist M with respect to the substrate K, the laser beam L suddenly heats the planned cutting line J and locally expands thermally by generating a compressive stress from the starting end JS. Immediately after that, the mist M rapidly cools the heated portion and locally contracts to generate tensile stress. As a result, the initial crack C is used as the starting point of crack propagation, and microcracks along the planned cutting line J are continuously grown on the surface of the substrate K to form the scribe line SB.

スクライブ線SBの形成時に、撮像装置1は、当該スクライブ線SBにおける亀裂発生部分の画像S1をリアルタイムで撮像して解析用コンピュータ4に送信している(ステップ145)。解析用コンピュータ4は、画像処理部43において、撮像装置1で撮像された画像S1が認識できるか否かを判定し(ステップ147)、認識できている限りは(ステップ150でイエス)、割断予定線Jの終端JEに至るまでレーザスクライブ動作を続行する。終端JEまでスクライブ線SBを形成した時点で(ステップ170でイエス)、レーザ光Lの照射、冷却ミストMの噴射、及び可動テーブル20の走行を停止する(ステップ180)。   At the time of forming the scribe line SB, the imaging device 1 captures an image S1 of a crack occurrence portion in the scribe line SB in real time and transmits it to the analysis computer 4 (step 145). The analysis computer 4 determines whether or not the image processing unit 43 can recognize the image S1 captured by the imaging device 1 (step 147), and as long as the image S1 can be recognized (Yes in step 150), the analysis schedule is scheduled. The laser scribing operation is continued until reaching the end JE of the line J. When the scribe line SB is formed up to the end JE (Yes in Step 170), the irradiation of the laser light L, the injection of the cooling mist M, and the traveling of the movable table 20 are stopped (Step 180).

割断予定線Jの終端JEまでに到達するまでに、撮像した画像が認識できない部分があった場合は(ステップ150でノー)、画像処理部43はレーザスクライブ動作が異常であると判定して異常信号S3を出力する。制御装置6は、異常信号S3により機器制御信号S4を出力する。機器制御信号S4により、警報装置5が励起して警報を発し(ステップ160)、レーザ光Lの照射、冷却ミストMの噴射、及び可動テーブル20の走行を停止する(ステップ180)。   If there is a portion where the captured image cannot be recognized before reaching the end JE of the planned cutting line J (No in step 150), the image processing unit 43 determines that the laser scribing operation is abnormal and causes an abnormality. The signal S3 is output. The control device 6 outputs a device control signal S4 in response to the abnormal signal S3. The alarm device 5 is excited by the device control signal S4 to generate an alarm (step 160), and the irradiation of the laser light L, the injection of the cooling mist M, and the traveling of the movable table 20 are stopped (step 180).

このように、レーザスクライブ装置10によると、正常なスクライブ線SBが確実に形成されているか否かを、スクライブ線形成中に確認することができる。スクライブ線形成が異常であった場合、直ちに対処できるので、ブレイク工程において基板を確実に割断できるようになる。また、続けて多くの基板に異常なスクライブ線を形成してしまうことが防止でき、歩留まりの向上を図ることができる。併せて生産時間の延長も招かない。   Thus, according to the laser scribing apparatus 10, it can be confirmed during the scribe line formation whether or not the normal scribe line SB is reliably formed. If the scribe line formation is abnormal, it can be dealt with immediately, so that the substrate can be reliably cleaved in the breaking process. Further, it is possible to prevent abnormal scribe lines from being formed on many substrates in succession, and to improve the yield. At the same time, the production time is not extended.

以下、本発明を実施例により説明する。図5は本発明の実施例に用いたレーザスクライブ装置11の正面概略図、図6は図5に示すレーザスクライブ装置11により得た正常時の画像と異常時の画像を示す図であり、図6(A)は正常時の画像を示し、図6(B)は異常時の画像を示す。なお、各図において、基板Kにおいてハッチングされた部分は照明用光の照射されていない部分を示し、ハッチングされていない部分は照明用光の照射された部分を示す。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples. FIG. 5 is a schematic front view of the laser scribing apparatus 11 used in the embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a normal image and an abnormal image obtained by the laser scribing apparatus 11 shown in FIG. 6 (A) shows an image when normal, and FIG. 6 (B) shows an image when abnormal. In each figure, a hatched portion in the substrate K indicates a portion not irradiated with illumination light, and a non-hatched portion indicates a portion irradiated with illumination light.

スクライブ状態検査装置60を有さない従来型のレーザスクライブ装置11における噴射ノズル51の直後に、撮像装置1を図5のように取り付け、画像処理ユニット7を介し、カメラモニタ8に接続し、正常レーザスクライブ時、及び異常レーザスクライブ時の画像を観測した。   Immediately after the injection nozzle 51 in the conventional laser scribing device 11 that does not have the scribing state inspection device 60, the imaging device 1 is attached as shown in FIG. 5 and connected to the camera monitor 8 via the image processing unit 7, and is normal. Images were observed during laser scribe and abnormal laser scribe.

このときの具体的諸元は次のとおりである。
〔基板〕製造会社: コーニング株式会社、型番:EAGLE2000、
品種:厚さ0.5mmのガラス基板
〔テーブル速度〕300mm/sec
〔カメラ〕製造会社: 株式会社キーエンス、型番:CV−35M
〔画像処理ユニット〕製造会社:株式会社キーエンス、型番:CV−3000
〔カメラモニタ〕製造会社:ウィンメイト、型式:R15L630−RMC3
Specific specifications at this time are as follows.
[Substrate] Manufacturing company: Corning Corporation, Model number: EAGLE2000,
Type: 0.5mm thick glass substrate [table speed] 300mm / sec
[Camera] Manufacturer: Keyence Corporation, Model Number: CV-35M
[Image processing unit] Manufacturing company: Keyence Corporation, model number: CV-3000
[Camera Monitor] Manufacturer: Winmate, Model: R15L630-RMC3

異常スクライブ線形成は、レーザ光Lのパワーを上げることで行った。レーザパワーが規程値よりも高いとスクライブ線SBが波打ったり、途中で止まってしまったりする。規定値よりも低いとスクライブ線SBは初期亀裂から進展せずに止まってしまう。このように、レーザ出力が規程値から逸脱している場合や、冷却ミストMの噴射量が規程値から逸脱している場合や、スクライブ速度が規定値から逸脱している場合には、スクライブ線SBを認識できないことで正常なスクライブ形成であるか異常なスクライブ形成であるか判定することができる。   The abnormal scribe line was formed by increasing the power of the laser beam L. If the laser power is higher than the specified value, the scribe line SB will wave or stop halfway. If it is lower than the specified value, the scribe line SB stops without progressing from the initial crack. As described above, when the laser output deviates from the regulation value, the injection amount of the cooling mist M deviates from the regulation value, or the scribe speed deviates from the regulation value, the scribe line Since SB cannot be recognized, it can be determined whether the scribe formation is normal or abnormal scribe formation.

以上、本発明の実施の形態について説明を行ったが、上に開示した実施の形態は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこの実施の形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、更に特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むことが意図される。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, embodiment disclosed above is an illustration to the last, Comprising: The scope of the present invention is not limited to this embodiment. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

本発明に係るレーザスクライブ装置の正面概略図である。1 is a schematic front view of a laser scribing apparatus according to the present invention. 解析用コンピュータの構成概要を示す図である。It is a figure which shows the structure outline | summary of the computer for analysis. 本発明に係るレーザスクライブ装置によるレーザスクライブ動作を平面視的に示す図である。It is a figure which shows planarly the laser scribing operation | movement by the laser scribing apparatus which concerns on this invention. レーザスクライブ装置によるスクライブ線形成動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the scribe line formation operation | movement by a laser scribing apparatus. 本発明の実施例に用いたレーザスクライブ装置の正面概略図である。It is the front schematic of the laser scribing apparatus used for the Example of this invention. 図5に示すレーザスクライブ装置により得た正常スクライブ線形成時の画像と異常スクライブ線形成時の画像を示す図である。It is a figure which shows the image at the time of normal scribe line formation and the image at the time of abnormal scribe line formation which were obtained by the laser scribing apparatus shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 撮像装置
5 警報装置
10 レーザスクライブ装置
43 画像処理部(判定手段)
145 ステップ
147 ステップ
J 割断予定線
K 基板(被割断基板)
L レーザ光
S1 画像
SB スクライブ線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging device 5 Alarm device 10 Laser scribing device 43 Image processing part (determination means)
145 Step 147 Step J Planned cutting line K Substrate (Substrate to be cut)
L Laser light S1 Image SB Scribe line

Claims (6)

被割断基板(K)における割断予定線(J)を辿るようにレーザ光(L)と被割断基板(K)とを相対移動させることによりこの割断予定線(J)上にスクライブ線(SB)を形成するように構成されたレーザスクライブ装置(10)において、
スクライブ線(SB)を形成した直後に当該スクライブ線(SB)における亀裂発生部分(R)の画像(S1)を撮像する撮像装置(1)と、
撮像装置(1)による撮像で得た亀裂発生部分(R)の画像(S1)に基づいて、正常なスクライブ線形成が行われているか否かをリアルタイムで判定する判定手段(43)と
を備えることを特徴とするレーザスクライブ装置。
The scribe line (SB) is placed on the planned cutting line (J) by relatively moving the laser beam (L) and the cutting board (K) so as to follow the planned cutting line (J) on the cut board (K). In a laser scribing device (10) configured to form
An imaging device (1) that captures an image (S1) of a crack occurrence portion (R) in the scribe line (SB) immediately after forming the scribe line (SB);
Determination means (43) for determining in real time whether or not normal scribe line formation is performed based on the image (S1) of the crack occurrence portion (R) obtained by imaging by the imaging device (1). A laser scribing apparatus.
前記判定手段(43)により異常なスクライブ線形成が行われていると判定されたときに、警報を発する警報装置(5)を備える請求項1に記載のレーザスクライブ装置。   The laser scribing apparatus according to claim 1, further comprising an alarm device (5) that issues an alarm when it is determined by the determination means (43) that an abnormal scribe line is being formed. 前記判定手段(43)は、撮像装置(1)による撮像で得た画像(S1)の中に亀裂発生部分(R)が認識できる場合はレーザスクライブ動作が正常であると判定し、認識できない場合はレーザスクライブ動作が異常であると判定するように構成された請求項1または請求項2に記載のレーザスクライブ装置。   The determination means (43) determines that the laser scribing operation is normal when the crack occurrence portion (R) can be recognized in the image (S1) obtained by imaging by the imaging device (1), and cannot recognize it. The laser scribing apparatus according to claim 1, wherein the laser scribing operation is determined to be abnormal. 被割断基板(K)における割断予定線(J)を辿るようにレーザ光(L)と被割断基板(K)とを相対移動させることによりこの割断予定線(J)上にスクライブ線(SB)を形成するレーザスクライブ方法において、
スクライブ線(SB)を形成した直後に当該スクライブ線(SB)における亀裂発生部分(R)の画像(S1)を撮像するステップ(145)と、
撮像で得た亀裂発生部分(R)の画像(S1)に基づいて、正常なスクライブ線形成が行われているか否かをリアルタイムで判定するステップ(147)と
を備えることを特徴とするレーザスクライブ方法。
The scribe line (SB) is placed on the planned cutting line (J) by relatively moving the laser beam (L) and the cutting board (K) so as to follow the planned cutting line (J) on the cut board (K). In a laser scribing method for forming
Immediately after forming the scribe line (SB), a step (145) of capturing an image (S1) of the cracked portion (R) in the scribe line (SB);
And (147) determining in real time whether or not normal scribe line formation is performed based on the image (S1) of the crack occurrence portion (R) obtained by imaging, Method.
前記判定により異常なスクライブ線形成が行われていると判定されたときに、警報を発する請求項4に記載のレーザスクライブ方法。   The laser scribing method according to claim 4, wherein an alarm is issued when it is determined by the determination that an abnormal scribe line is being formed. 前記撮像で得た画像(S1)の中に亀裂発生部分(R)が認識できる場合はレーザスクライブ動作が正常であると判定し、認識できない場合はレーザスクライブ動作が異常であると判定する請求項4または請求項5に記載のレーザスクライブ方法。   The laser scribing operation is determined to be normal if the crack occurrence portion (R) can be recognized in the image (S1) obtained by the imaging, and the laser scribing operation is determined to be abnormal if the crack cannot be recognized. The laser scribing method according to claim 4 or 5.
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