JP2009226725A - Laser scribing method of sapphire substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はサファイア基板のスクライブ加工方法に関するものである。 The present invention relates to a method for scribing a sapphire substrate.
レーザー光線を使用して表面に半導体を形成したサファイア基板をスクライブすることは従来より行われていた。サファイア基板は光吸収率が低いため、レーザー光線の走査速度を遅くするか、又はレーザー光線の強度を上げて照射密度を高くしてスクライブしていた。照射密度を上げて加工すると、発生する加工熱によりスクライブラインの脇にマイクロクラックが発生し、半導体に影響を与えるため、所謂ストリート幅を広くしなければならず、サファイア基板の使用効率が低下していた。(特許文献1参照) It has been conventionally performed to scribe a sapphire substrate having a semiconductor formed on the surface using a laser beam. Since the sapphire substrate has low light absorptance, the laser beam scanning speed was slowed, or the laser beam intensity was increased to increase the irradiation density and scribe. When processing with increased irradiation density, micro cracks are generated on the side of the scribe line due to the generated processing heat, affecting the semiconductor, so the so-called street width must be widened, and the use efficiency of the sapphire substrate decreases. It was. (See Patent Document 1)
図5はサファイア基板の表面に半導体を形成したマザーSOS基板を使用して液晶表示素子を形成する際のマザーSOS基板(以下単にSOS基板という)とマザーガラス基板(以下単にガラス基板という)をシール剤を介して貼付した正面図であり、マザー基板から32枚の液晶表示素子を形成する例である。 FIG. 5 shows a mother SOS substrate (hereinafter simply referred to as an SOS substrate) and a mother glass substrate (hereinafter simply referred to as a glass substrate) when a liquid crystal display element is formed using a mother SOS substrate having a semiconductor formed on the surface of a sapphire substrate. It is the front view stuck through the agent, and is an example in which 32 liquid crystal display elements are formed from the mother substrate.
図6はSOS基板をスクライブするためのレーザー光線の走査方法を例示した模式図であり、右下の0点より走査を開始して、サファイア単結晶のC結晶軸に平行に矢印に従い上下に走査し、続いてM結晶軸に平行に左右に走査する。 FIG. 6 is a schematic view illustrating a laser beam scanning method for scribing the SOS substrate. Scanning starts from the 0 point on the lower right, and scans up and down according to the arrows parallel to the C crystal axis of the sapphire single crystal. Subsequently, scanning is performed to the left and right parallel to the M crystal axis.
図7はレーザー光線の走査を説明するための模式図であり、側面断面図であるが、見やすくするためにハッチングは省略してある。1はSOS基板、2はガラス基板、3は台座である。レーザー光線は上から下に照射されているが、中抜き矢印の方向にA、B、Cと順次走査される。サファイアは光吸収率が低いため、照射密度が低いとレーザー光線は吸収されず、SOS基板1の表面に焦点を合わせてあるレーザー光線は透過してしまい、スクライブされない。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the scanning of the laser beam and is a side sectional view, but hatching is omitted for easy viewing.
そのため、SOS基板1の表面に照射密度を上げたレーザー光線を照射して浅い溝を形成し、再度照射密度を下げたレーザー光線を照射する方法が考案された。図8、図9は前記方法を説明するための模式図で側面断面図であるが、見やすくするために加工部以外のハッチングは省略してある。
Therefore, a method has been devised in which a shallow groove is formed by irradiating the surface of the
図8において、照射密度を上げたレーザー光線は紙面右側から左に向けて中抜き矢印方向に照射される。SOS基板1の表面のサファイアS1が浅く加工されスクライブラインに沿ってスクライブされる。図10はQスイッチにより照射密度を上げたレーザー光線による加工後の模式図で、正面図であるが、レーザー光線のスポットを飛びとびに順次照射するためスクライブラインの両側が円弧の接続された形状に波打っている。
In FIG. 8, the laser beam whose irradiation density has been increased is irradiated in the direction of the hollow arrow from the right side to the left side of the drawing. Sapphire S1 on the surface of the
図9において、照射密度を下げたレーザー光線を図8で形成したスクライブラインに沿って再度スクライブする。図8における加工深さは5μm〜10μmであるが、2回目のスクライブS2ではSOS基板の厚さの1/2位になるよう、レーザー光線の照射密度と走査速度を選択する。この後のブレイクは熱衝撃による方法、機械的な衝撃による方法等あるが、方法は適宜選択すればよい。 In FIG. 9, the laser beam with the lowered irradiation density is scribed again along the scribe line formed in FIG. The processing depth in FIG. 8 is 5 μm to 10 μm, but in the second scribe S2, the irradiation density and scanning speed of the laser beam are selected so as to be about ½ of the thickness of the SOS substrate. Subsequent breaks include a method using thermal shock and a method using mechanical shock, and the method may be selected as appropriate.
1.1回目のスクライブを照射密度の高いレーザー光線で行うため、デブリが多く発生する。
2.同一箇所を2度スクライブするために時間がかかり、効率が悪い。また、切断面が汚い。
Since the first scribing is performed with a laser beam having a high irradiation density, a large amount of debris is generated.
2. It takes time to scribe the same part twice, which is inefficient. Also, the cut surface is dirty.
サファイア基板のレーザー光線によるスクライブ加工方法において、レーザー光線がサファイア基板領域外からサファイ基板領域に入る食い付きの部分を超音波Qスイッチによる高密度照射で加工をし、次にCWレーザにより低密度照射でスクライブするサファイア基板のスクライブ加工方法とする。 In the scribing method using a laser beam on a sapphire substrate, the biting portion where the laser beam enters the sapphire substrate region from outside the sapphire substrate region is processed by high-density irradiation with an ultrasonic Q switch, and then scribed by low-density irradiation with a CW laser. The sapphire substrate scribing method is used.
前記スクライブを碁盤の目に行うスクライブ加工方法において、前記高密度照射加工は一方向(縦又は横)のみであるスクライブ加工方法とする。 In the scribing method in which the scribing is performed on the grid, the high-density irradiation processing is a scribing method in only one direction (vertical or horizontal).
食い付き部以外は1回のスクライブで済むため、作業時間を短くすることができ、また高密度照射による加工部が少ないのでデブリの発生が少なくなる。実際の切断部は低密度照射による1回のスクライブになるので、切断面が綺麗にできる。 Since the scribing portion other than the biting portion only needs to be scribed once, the working time can be shortened, and since there are few processed portions by high-density irradiation, the occurrence of debris is reduced. Since the actual cut part is scribed once by low density irradiation, the cut surface can be made clean.
サファイア基板のレーザー光線によるスクライブ加工方法において、レーザー光線がサファイア基板領域外からサファイ基板領域に入る食い付きの部分を超音波Qスイッチによる高密度照射で加工をし、次にCWレーザにより低密度照射でスクライブするサファイア基板のスクライブ加工方法とする。 In the scribing method using a laser beam on a sapphire substrate, the biting portion where the laser beam enters the sapphire substrate region from outside the sapphire substrate region is processed by high-density irradiation with an ultrasonic Q switch, and then scribed by low-density irradiation with a CW laser. The sapphire substrate scribing method is used.
図1、図2、図3、図4は本発明によるSOS基板のレーザースクライブ方法を説明するための模式図で側面断面図であるが、見やすくするために加工部以外のハッチングは省略してある。符号は前図面で共通であり、同じ符号を付したものは同じものである。 1, 2, 3, and 4 are schematic cross-sectional side views for explaining a laser scribing method for an SOS substrate according to the present invention, but hatching other than a processed portion is omitted for easy viewing. . The reference numerals are common to the previous drawings, and the same reference numerals are the same.
図1において、1はSOS基板、2はガラス基板であり、サファイア基板に形成された半導体はガラス基板2に対向する面にある。3はレーザー光線によりスクライブするためにワークを搭載する台座である。台座はX−Yテーブル(不図示)に搭載されている。レーザー光線は上から下に照射され、紙面右から左に中抜き矢印で示すC結晶軸方向に走査される。本実施例で使用するレーザー装置はオムロンレーザーフロント社のSL412Sであり、高密度照射はQスイッチパルス(50KHz)、走査速度100mm/S、0.5W、スポット径φ30μmの時のパワー密度:2.26×e13 W/m2、このときの電界強度:1.306×e8 V/m、低密度照射は連続照射で走査速度は40mm/S、16.3Wである。最初に、図1に示すように高密度照射によりC結晶軸に平行にサファイア基板の端部から長さL=5mm程スクライブS1する(図6で示す例では7箇所)。次に、同様にM結晶軸に平行にサファイア基板1(厚さは600μm)の端部から長さL=5mm程(液晶表示素子領域にかからない様にする)スクライブする。前記条件でスクライブの深さはほぼ10μmとなる。
In FIG. 1,
次に、図2に示すように低密度照射によりスクライブS2をする。最初のスクライブS1が食い付き部にあるため、前記条件でもスクライブが可能であり、スクライブS2の深さは300μmに達する。スクライブが進みS1が無い部分に入ってもスクライブ2は問題なく形成される。C結晶軸に平行なスクライブが終了すると次にM結晶軸に平行にスクライブをする。
Next, scribe S2 is performed by low-density irradiation as shown in FIG. Since the first scribe S1 is in the bite portion, scribe is possible even under the above conditions, and the depth of the scribe S2 reaches 300 μm. The
図3、図4はM結晶軸方向のスクライブを示す図であるが、基本的にはC結晶軸方向のスクライブと同じである。異なるのは、すでにC結晶軸方向のスクライブ溝が形成されている点だけである。本実施例ではスクライブS1を形成しているが、スクライブS1を形成しなくてもM結晶軸方向のスクライブS2は必ずC結晶軸方向のスクライブ溝と交差するので、スクライブ溝の側壁が食い付き点になりスクライブできる。図6から分かるように、液晶表示素子として分割するラインは全てスクライブされているので目的は達成できる。 3 and 4 are diagrams showing the scribe in the M crystal axis direction, which is basically the same as the scribe in the C crystal axis direction. The only difference is that a scribe groove in the direction of the C crystal axis has already been formed. In this embodiment, the scribe S1 is formed. However, even if the scribe S1 is not formed, the scribe S2 in the M crystal axis direction always intersects with the scribe groove in the C crystal axis direction. You can scribe. As can be seen from FIG. 6, all the lines divided as the liquid crystal display element are scribed, so the object can be achieved.
以上説明したように、本発明によるスクライブは液晶表示素子に係るスクライブを全て低密度照射でできるので、前述のような効果が得られる。本発明の実施例を液晶表示素子のサファイア基板で説明したが、本発明は液晶表示素子のサファイア基板のスクライブに限定されるものでないことは言うまでもない。 As described above, the scribe according to the present invention can achieve the above-described effects because all the scribes related to the liquid crystal display element can be irradiated with low density. Although the embodiment of the present invention has been described with the sapphire substrate of the liquid crystal display element, it goes without saying that the present invention is not limited to the scribing of the sapphire substrate of the liquid crystal display element.
1 SOS基板
2 ガラス基板
3 台座
S1 高密度照射によるスクライブ
S2 低密度照射によるスクライブ
1
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008074591A JP2009226725A (en) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | Laser scribing method of sapphire substrate |
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JP2008074591A JP2009226725A (en) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | Laser scribing method of sapphire substrate |
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JP2009226725A true JP2009226725A (en) | 2009-10-08 |
Family
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JP2008074591A Pending JP2009226725A (en) | 2008-03-21 | 2008-03-21 | Laser scribing method of sapphire substrate |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010093244A (en) * | 2008-09-12 | 2010-04-22 | Omron Corp | Method and apparatus for forming scribe line for cleaving |
-
2008
- 2008-03-21 JP JP2008074591A patent/JP2009226725A/en active Pending
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