JPH0919781A - Method and device for spliting substrate - Google Patents

Method and device for spliting substrate

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Publication number
JPH0919781A
JPH0919781A JP7168913A JP16891395A JPH0919781A JP H0919781 A JPH0919781 A JP H0919781A JP 7168913 A JP7168913 A JP 7168913A JP 16891395 A JP16891395 A JP 16891395A JP H0919781 A JPH0919781 A JP H0919781A
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JP
Japan
Prior art keywords
substrate
processing
dummy
carbon dioxide
laser beam
Prior art date
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Pending
Application number
JP7168913A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuyuki Imoto
克之 井本
Shinobu Sato
佐藤  忍
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Hitachi Cable Ltd
Original Assignee
Hitachi Cable Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0919781A publication Critical patent/JPH0919781A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To split precisely in following the irradiation locus of laser beam and not to generate a microcrack on the edge surface, rear surface and side surface of substrate to be split in cutting a substrate. SOLUTION: In a substrate splitting method to split from one end of a substrate 1 to the other end by traveling the substrate l while irradiating on the surface of substrate to be worked made of non-metallic material with laser beam by causing assist gas to flow along the transfer direction of a carbon dioxide gas laser beam 3, by closely adhering dummy substrates 2-1, 2-2 made of non-metallic material on one end and the other end of the substrate 1 to be worked, the substrate l to be worked is cut together with the dummy substrates 2-1, 2-2.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、炭酸ガスレーザ光
の伝搬方向に沿ってアシストガスを流しながら非金属材
料の表面に炭酸ガスレーザ光を照射しつつ、非金属材料
を移動させて非金属材料を加工する非金属材料の加工方
法及びその加工装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention irradiates a surface of a non-metallic material with carbon dioxide laser light while flowing an assist gas along the direction of propagation of carbon dioxide laser light, and moves the non-metal material to remove the non-metal material. The present invention relates to a method of processing a non-metallic material to be processed and a processing apparatus therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、ガラス材料、磁性材料、半導体材
料及び誘電体材料等の非金属材料の基板上や基板中に、
集積回路、光回路を実装した光集積回路或いは電気回路
と光回路とを一体化した電気/光集積回路の製品開発が
活発化してきた。
2. Description of the Related Art In recent years, on and in substrates of non-metal materials such as glass materials, magnetic materials, semiconductor materials and dielectric materials,
Product development of integrated circuits, optical integrated circuits having optical circuits mounted therein, or electric / optical integrated circuits in which electric circuits and optical circuits are integrated has become active.

【0003】この種の集積回路は、サイズが3インチか
ら10数インチの円形或いは四角形の基板に数十から数
万個の範囲で高密度に集積化される。例えば図4に示す
ように基板701を切断してそれぞれn×m個の集積回
路702のチップに分離される。基板701の切断、分
離方法としては基板701を一点鎖線703a〜703
n、704a〜704mに沿ってダイヤモンドブレード
ダイシングを行うか、又はレーザ光を照射することによ
りスクライビングを行っている。
This type of integrated circuit is densely integrated in a range of several tens to several tens of thousands on a circular or square substrate having a size of 3 inches to 10 and several inches. For example, as shown in FIG. 4, the substrate 701 is cut and separated into n × m integrated circuit 702 chips. As a method of cutting and separating the substrate 701, the substrate 701 is defined by alternate long and short dash lines 703a to 703.
n, 704a to 704m, diamond blade dicing is performed or scribing is performed by irradiating a laser beam.

【0004】図5は本発明者が先に提案した炭酸ガスレ
ーザ光の照射によるガラス切断装置の構成図である(特
願平6−247436号)。
FIG. 5 is a block diagram of a glass cutting device by irradiation of carbon dioxide gas laser light previously proposed by the present inventor (Japanese Patent Application No. 6-247436).

【0005】これは炭酸ガス(CO2 )レーザ801か
ら出射した後集光レンズLeで集光されたレーザ光Lの
回りに、アシストガス導入管802を通してアシストガ
スGを吹き付けつつ、ベース803上に真空吸着で固定
されたガラス基板804に照射してA、B2つに切断加
工するものである。尚805は貫通口である。
[0005] This is on the base 803 while blowing the assist gas G through the assist gas introduction pipe 802 around the laser light L which is emitted from the carbon dioxide gas (CO 2 ) laser 801 and then condensed by the condenser lens Le. The glass substrate 804 fixed by vacuum suction is irradiated and cut into two pieces A and B. Reference numeral 805 is a through hole.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図5に示し
た装置を用いてセラミックス基板やガラス基板のような
脆性材料を割断すると以下のような問題点が生じること
がわかった。
By the way, it has been found that when the brittle material such as a ceramic substrate or a glass substrate is cleaved by using the apparatus shown in FIG. 5, the following problems occur.

【0007】(1) 図6(a)は本発明者が先に提案した
炭酸ガスレーザ光照射装置を用いて割断した非金属材料
の平面図であり、図6(b)はその側面図である。図6
(a)に示すように厚さが0.5mm、1.0mm、
1.5mmのセラミックス基板(サイズ:50mm×5
0mm)901を、矢印902方向に一定速度で移動さ
せながら、セラミックス基板901の表面に炭酸ガスレ
ーザ光を照射し、矢印A方向にセラミックス基板901
を割断すると、セラミックス基板901の一方の端面側
のスタート部分及び他方の端面側のエンド部分に不連続
で非直線的な割れによる欠陥部904、905が生じる
ことがわかった。これらの欠陥部904、905は必ず
炭酸ガスレーザ光が最初に照射される一方の端面側と最
後に照射される他方の端面側に生じることが分かった。
このような非直線的な割れは欠陥部904、905を不
良品として扱わなければならず、結果的にセラミックス
基板の有効利用を阻害することになった。しかもこのよ
うな欠陥部の面積は数mm2 から十数mm2 にも及ぶこ
とが分かった。
(1) FIG. 6 (a) is a plan view of a non-metallic material cleaved by using the carbon dioxide gas laser irradiation device previously proposed by the present inventor, and FIG. 6 (b) is a side view thereof. . FIG.
As shown in (a), the thickness is 0.5 mm, 1.0 mm,
1.5 mm ceramic substrate (size: 50 mm x 5
(0 mm) 901 is moved in the direction of arrow 902 at a constant speed, the surface of the ceramic substrate 901 is irradiated with carbon dioxide laser light, and the ceramic substrate 901 is moved in the direction of arrow A.
It was found that when cleaved, the defect portions 904 and 905 due to discontinuous and non-linear cracks were generated at the start portion on one end face side and the end portion on the other end face side of the ceramic substrate 901. It has been found that these defective portions 904 and 905 are always generated on one end face side where the carbon dioxide laser light is first irradiated and the other end face side where the carbon dioxide gas laser beam is finally irradiated.
Such non-linear cracks have to treat the defective portions 904 and 905 as defective products, resulting in impeding effective use of the ceramic substrate. Moreover, it has been found that the area of such a defective portion extends from several mm 2 to several tens of mm 2 .

【0008】また、欠陥部904、905での割れ方も
図6(a)、(b)に示すように一定しておらず、目標
とする割断位置906から0.数mm〜数mmもずれた
位置907で割れることが分かった。
Further, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the manner of cracking at the defective portions 904 and 905 is not constant, and the target cutting position 906 to 0. It was found that cracking occurred at a position 907 displaced by several mm to several mm.

【0009】(2) 欠陥部904、905の発生は、セラ
ミックス基板901の移動速度や炭酸ガスレーザ光のパ
ワーを変えてもなかなか抑えることができなかった。た
だ、炭酸レーザ光のビームスポット径を小さくすると減
少する傾向にあった。しかし、スポット径を小さくして
いくと、割断条件からはずれ、割ることができなかっ
た。
(2) The generation of the defective portions 904 and 905 could not be easily suppressed even if the moving speed of the ceramic substrate 901 or the power of the carbon dioxide laser light was changed. However, it tended to decrease when the beam spot diameter of the carbon dioxide laser light was reduced. However, when the spot diameter was reduced, the cutting condition was deviated from the cutting condition, and the cutting could not be performed.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、炭酸ガスレーザ光の伝搬方向に沿ってアシ
ストガスを流しながらレーザ光を非金属材料からなる加
工用の基板の表面上に照射しつつ、基板を移動させて基
板の一端から他端までを割断する基板の割断方法におい
て、加工用の基板の一端及び他端側に非金属材料からな
るダミー用基板を密着させ、ダミー用基板ごと加工用の
基板を割断するようにしたものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a laser beam on the surface of a processing substrate made of a non-metallic material while flowing an assist gas along the propagation direction of carbon dioxide laser beam. In the method of cutting a substrate by moving the substrate while irradiating and cutting the substrate from one end to the other end, a dummy substrate made of a non-metal material is adhered to one end and the other end of the substrate for processing to make a dummy. The substrate for processing is cut together with the substrate.

【0011】上記構成に加え本発明は、ダミー用基板と
加工用の基板とが加工時に分離しないように移動ステー
ジ上に両基板を強制的に密着、固定するものである。
In addition to the above structure, the present invention forcibly adheres and fixes both substrates on the moving stage so that the dummy substrate and the processing substrate are not separated during processing.

【0012】上記構成に加え本発明は、ダミー用基板と
加工用の基板とを密着、固定する移動ステージは金属材
料からなるものである。
In addition to the above structure, according to the present invention, the moving stage for adhering and fixing the dummy substrate and the processing substrate is made of a metal material.

【0013】本発明は、炭酸ガスレーザ装置と、炭酸ガ
スレーザ装置から出射されたレーザ光をレンズで集光す
ると共に加工用の基板へ案内する光学系と、非金属材料
からなるダミー用基板ではさんだ非金属材料からなる加
工用の基板を少なくとも一方向に移動させるステージ
と、ステージ上にダミー用基板と加工用の基板とを強制
的に密着、固定させる密着固定機構とを備えたものであ
る。
The present invention includes a carbon dioxide gas laser device, an optical system for collecting laser light emitted from the carbon dioxide gas laser device with a lens and guiding the laser light to a substrate for processing, and a dummy substrate made of a non-metallic material. A stage for moving a processing substrate made of a metal material in at least one direction and a contact fixing mechanism for forcibly contacting and fixing the dummy substrate and the processing substrate on the stage are provided.

【0014】上記構成によれば、基板の一方の端面側の
スタート部分及び他方の端面側のエンド部分にそれぞれ
ダミー用基板を密着したまま炭酸ガスレーザ光を照射し
て割断すると、割断のスタート部分及びエンド部分に不
連続で非直線的な割れが生じるが加工用基板には不連続
で非直線的な割れは生じない。このため、レーザ光の照
射軌跡にしたがって加工用の基板を忠実に割断すること
ができ、しかも割断した基板のエッジ表面、裏面及び側
面にマイクロクラックが生じない。
According to the above construction, when the carbon dioxide laser light is irradiated while the dummy substrate is in close contact with the start portion on one end face side and the end portion on the other end face side of the substrate, the start portion of the cleavage and Discontinuous and non-linear cracks are generated at the end portion, but discontinuous and non-linear cracks are not generated in the processing substrate. Therefore, the substrate for processing can be faithfully cut according to the irradiation trajectory of the laser beam, and microcracks do not occur on the edge surface, back surface and side surface of the cut substrate.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】本発明を基板の割断に適用した場
合には、基板の一方の端面側のスタート部分及び他方の
端面側のエンド部分にそれぞれダミー用基板を密着した
まま炭酸ガスレーザ光を照射することで基板が割断す
る。割断のスタート部分及びエンド部分にのみ不連続で
非直線的な割れが生じる。このため、レーザ光の照射軌
跡にしたがって加工用の基板を忠実に割断することがで
き、しかも割断した基板のエッジ表面、裏面及び側面に
マイクロクラックが生じない。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION When the present invention is applied to the cutting of a substrate, carbon dioxide laser light is applied while the dummy substrate is in close contact with the start portion on one end face side of the substrate and the end portion on the other end face side. The substrate is cut by the irradiation. Discontinuous and non-linear cracks occur only at the start and end of the fracture. Therefore, the substrate for processing can be faithfully cut according to the irradiation trajectory of the laser beam, and microcracks do not occur on the edge surface, back surface and side surface of the cut substrate.

【0016】加工用の基板としてはセラミックスやガラ
ス等を用いる。ダミー用基板としては加工用の基板と同
じものを用いる。アシストガスとしては、N2 、Ar、
2 、空気或いはこれらの混合ガスを用いる。
Ceramics, glass or the like is used as the substrate for processing. The same dummy substrate is used as the dummy substrate. As the assist gas, N 2 , Ar,
O 2 , air or a mixed gas thereof is used.

【0017】[0017]

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

【0018】図1は本発明の基板の割断方法の原理を説
明するための説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view for explaining the principle of the substrate cutting method of the present invention.

【0019】割断すべく加工用セラミックス基板1の両
端側にダミー用のセラミックス基板2−1、2−2が密
に接して配置され、これらの基板1、2−1、2−2が
あたかも1枚の一体化基板のようにXY移動ステージ
(図示せず)上に固定されている。各基板1、2−1、
2−2の接触面はほとんど隙間無く密着されている。X
Y移動ステージ上に固定された基板1、2−1、2−2
は矢印B方向に一定速度で移動される。基板1、2−
1、2−2上に炭酸ガスレーザ光(以下「レーザビー
ム」という。)3を照射する。このレーザビーム3の伝
搬方向に沿ってアシストガスが矢印C方向にレーザビー
ム3を覆うように同心円状に吹き付けられる。
Dummy ceramic substrates 2-1 and 2-2 are arranged in close contact with each other on both sides of the processing ceramic substrate 1 so as to be cut. It is fixed on an XY moving stage (not shown) like a single integrated substrate. Each board 1, 2-1,
The contact surface 2-2 is in close contact with almost no space. X
Substrates 1, 2-1, 2-2 fixed on the Y moving stage
Is moved in the direction of arrow B at a constant speed. Substrate 1, 2-
Carbon dioxide laser light (hereinafter referred to as “laser beam”) 3 is irradiated onto the surfaces 1 and 2-2. Assist gas is blown concentrically along the propagation direction of the laser beam 3 in the direction of arrow C so as to cover the laser beam 3.

【0020】ここで、レーザビーム3は基板の上方向の
6mmから12mmの位置で焦点を結び、基板1上には
わずかにビームのスポット径が拡がった状態(ビームの
スポット径:200〜700μmφ)で照射される。こ
のようにレーザビーム3のスポット径を拡げ、かつアシ
ストガス(N2 、Ar、O2 、空気等)の圧力として
2.5Kg/cm2 から5Kg/cm2 に選び、レーザ
ビーム3のパワーを50〜80W、矢印B方向の移動速
度を4mm/secから10mm/secの範囲に選べ
ば基板1上に、図示したように熱応力による亀裂4が発
生し、この亀裂がレーザビーム3の移動軌跡に沿って進
展し、結果的に基板1が割断されることが分かった。こ
の割断による切り代幅Wは「0」であった。そして、ダ
ミー用の基板2−1、2−2の一方の端面側のスタート
部分に欠陥部5が生じた。また図には示してないが、基
板1の他方の端面側のエンド部分にも欠陥部が生じた。
しかし、本来加工すべき基板1はレーザビーム3の移動
軌跡に忠実にしたがって割断することができた(この場
合のレーザビーム3の移動軌跡は直線であり、基板1を
直線的に割断することができた)。
Here, the laser beam 3 is focused at a position of 6 mm to 12 mm above the substrate, and the spot diameter of the beam is slightly expanded on the substrate 1 (beam spot diameter: 200 to 700 μmφ). Is illuminated by. In this way, the spot diameter of the laser beam 3 is expanded, and the pressure of the assist gas (N 2 , Ar, O 2 , air, etc.) is selected from 2.5 Kg / cm 2 to 5 Kg / cm 2 , and the power of the laser beam 3 is set. 50-80 W, if the moving speed in the direction of arrow B is selected in the range of 4 mm / sec to 10 mm / sec, a crack 4 due to thermal stress is generated on the substrate 1 as shown in the figure, and this crack causes a movement locus of the laser beam 3. It was found that the substrate 1 was cleaved and consequently the substrate 1 was cleaved. The cutting margin width W by this cutting was "0". Then, the defective portion 5 was formed at the start portion on one end surface side of the dummy substrates 2-1 and 2-2. Although not shown in the figure, a defect portion was also generated in the end portion on the other end surface side of the substrate 1.
However, the substrate 1 to be originally processed could be cleaved according to the movement trajectory of the laser beam 3 (the movement trajectory of the laser beam 3 in this case is a straight line, and the substrate 1 can be cleaved linearly. did it).

【0021】図2は本発明の基板の割断方法を適用した
割断装置の一実施例を示す。
FIG. 2 shows an embodiment of a cleaving apparatus to which the substrate cleaving method of the present invention is applied.

【0022】同図において、20は炭酸ガスレーザ装置
であり、ボックス21内には外付けグレーティング部2
2と炭酸ガスレーザ管23とが設けられている。炭酸ガ
スレーザ管23の両端には内部鏡24とブルースター窓
25とがそれぞれ設けられている。炭酸ガスレーザ管2
3には混合気体(CO2 、N2 、Heを混合比8:1
8:74の割合で混合した気体)26が封入されてい
る。炭酸ガスレーザ管23の端部付近には一対の電極2
7−1、27−2が設けられており、両電極27−1、
27−2は駆動電源28にそれぞれ接続されている。
In the figure, reference numeral 20 is a carbon dioxide laser device, and an external grating portion 2 is provided in a box 21.
2 and a carbon dioxide laser tube 23 are provided. An internal mirror 24 and a Brewster window 25 are provided at both ends of the carbon dioxide laser tube 23, respectively. Carbon dioxide laser tube 2
3 is a mixed gas (CO 2 , N 2 and He at a mixing ratio of 8: 1).
Gas mixed in a ratio of 8:74) 26 is enclosed. A pair of electrodes 2 is provided near the end of the carbon dioxide laser tube 23.
7-1, 27-2 are provided, and both electrodes 27-1,
27-2 are connected to the drive power supply 28, respectively.

【0023】炭酸ガスレーザ装置20の出射口(内部鏡
24側)には、出射したレーザ光L1の一部L2を取り
出すためのハーフミラーからなるモニタ光検出用ミラー
29が設けられている。モニタ光検出用ミラー29で反
射されたレーザ光L2はモニタ光検出器30でモニタさ
れ、モニタ信号31として取り出されるようになってい
る。このモニタ信号31を基にしたフィードバック信号
32が駆動電源28にフィードバックされ、レーザ光L
1の出力が一定に保たれるようになっている。
At the emission port (on the side of the internal mirror 24) of the carbon dioxide laser device 20, there is provided a monitor light detecting mirror 29 consisting of a half mirror for taking out a part L2 of the emitted laser light L1. The laser light L2 reflected by the monitor light detecting mirror 29 is monitored by a monitor light detector 30 and is taken out as a monitor signal 31. A feedback signal 32 based on the monitor signal 31 is fed back to the drive power source 28, and the laser light L
The output of 1 is kept constant.

【0024】モニタ光検出用ミラー29を透過したレー
ザ光L3は、光シャッタ開閉調節部33を経て全反射ミ
ラー34で加工用の基板35側(図では下側)へ反射さ
れる。全反射ミラー34で反射されたレーザ光L3は集
光レンズ36で集光されてレーザビームとなる。
The laser light L3 transmitted through the monitor light detecting mirror 29 is reflected by the total reflection mirror 34 to the processing substrate 35 side (lower side in the figure) through the optical shutter opening / closing adjusting section 33. The laser light L3 reflected by the total reflection mirror 34 is condensed by the condenser lens 36 to be a laser beam.

【0025】これら全反射ミラー34と集光レンズ36
とで光学系37が形成されており、光学系37はモニタ
光検出用ミラー29、光シャッタ開閉調節部33の光シ
ャッタ38と共に断面L字形状の筒状体からなる筐体3
9内に収容されている。
These total reflection mirror 34 and condenser lens 36
An optical system 37 is formed by the optical system 37, and the optical system 37 includes a monitor light detection mirror 29, an optical shutter 38 of the optical shutter opening / closing adjustment unit 33, and a housing 3 formed of a tubular body having an L-shaped cross section.
9.

【0026】光学系37の筐体39のレーザ光出射口に
はレーザ光L3の伝搬方向に沿ってアシストガスG1を
吹き付けるためのガス供給口40とガスノズル41とか
らなるガス導入系42が設けられている。ガス導入系4
2の下には基板保持移動装置43が配置されている。
A gas introduction system 42 including a gas supply port 40 and a gas nozzle 41 for blowing the assist gas G1 along the propagation direction of the laser beam L3 is provided at the laser beam emission port of the casing 39 of the optical system 37. ing. Gas introduction system 4
A substrate holding / moving device 43 is arranged below 2.

【0027】基板保持移動装置43は、加工用の基板3
5及びダミー用基板44−1、44−2を少なくともX
方向(或いはY方向)に移動させることが可能なステー
ジとしての基板固定台45と、基板固定台45上に各基
板35、44−1、44−2を強制的に密着固定させる
ためのストッパ45−1、45−2と真空吸引装置46
とからなる密着固定機構47とで構成されている。尚4
8は基板固定台45を移動させるXY移動装置である。
The substrate holding and moving device 43 is used for processing the substrate 3
5 and the dummy substrates 44-1 and 44-2 at least X
Substrate fixing base 45 as a stage that can be moved in the direction (or Y direction), and a stopper 45 for forcibly and closely fixing the substrates 35, 44-1 and 44-2 on the substrate fixing base 45. -1,45-2 and vacuum suction device 46
And the close contact fixing mechanism 47. 4
Reference numeral 8 denotes an XY moving device that moves the substrate fixing base 45.

【0028】このような加工装置を用いてセラミックス
やガラス等からなる基板を割断するためには、基板35
は集光レンズ36の焦点距離Fから距離Sだけ下方に設
置する必要がある。ここでSは6mmから12mmの範
囲が好適である。またレーザビームのパワーやXY移動
装置48の移動速度やアシストガス圧力等は前述した値
が好適である。
In order to cut a substrate made of ceramics, glass or the like using such a processing apparatus, the substrate 35
Must be installed a distance S below the focal length F of the condenser lens 36. Here, S is preferably in the range of 6 mm to 12 mm. Further, the power of the laser beam, the moving speed of the XY moving device 48, the assist gas pressure and the like are preferably the above-mentioned values.

【0029】次に実施例の作用を述べる。Next, the operation of the embodiment will be described.

【0030】加工用の基板35の一方の端面側のスター
ト部分及び他方の端面側のエンド部分にそれぞれダミー
用基板44−1、44−2が配置されるように、基板固
定台45に基板35とダミー用基板44−1、44−2
とを載せる。ストッパ45−1、45−2でダミー用基
板44−1及び基板35を両側からはさんで密着させ、
真空吸引装置46で各基板35、44−1、44−2を
基板固定台45上に固定させる。
The substrate 35 is mounted on the substrate fixing base 45 so that the dummy substrates 44-1 and 44-2 are arranged at the start portion on one end surface side and the end portion on the other end surface side of the processing substrate 35, respectively. And dummy substrates 44-1 and 44-2
And put. The dummy substrates 44-1 and 35 are sandwiched from both sides by the stoppers 45-1 and 45-2 so as to be in close contact with each other,
The substrates 35, 44-1 and 44-2 are fixed on the substrate fixing base 45 by the vacuum suction device 46.

【0031】アシストガスG1を基板35へ吹き付ける
と共に、レーザビームをスタート部分側のダミー用基板
44−1に照射して割断すると、割断のスタート部分及
びエンド部分に不連続で非直線的な割れが生じるが、基
板35には不連続で非直線的な割れは生じない。このた
め、レーザビームの照射軌跡にしたがって基板35を忠
実に割断することができ、しかも割断した基板35のエ
ッジ表面、裏面及び側面にはマイクロクラックが生じな
い。
When the assist gas G1 is blown to the substrate 35 and the dummy substrate 44-1 on the start portion side is irradiated with the laser beam to be cleaved, discontinuous and non-linear cracks are generated at the cleaved start and end portions. However, the substrate 35 does not have discontinuous and non-linear cracks. Therefore, the substrate 35 can be faithfully cut according to the irradiation trajectory of the laser beam, and no microcracks are generated on the edge surface, back surface, and side surface of the cut substrate 35.

【0032】以上において、加工用の基板の一端及び他
端側に非金属材料からなるダミー用基板を密着させ、ダ
ミー用基板ごと加工用の基板を割断することにより、レ
ーザ光の照射軌跡にしたがって忠実に割断することがで
き、しかも割断した基板のエッジ表面、裏面及び側面に
マイクロクラックが生じない。
In the above, by adhering the dummy substrate made of a non-metal material to one end and the other end of the processing substrate, and cutting the processing substrate together with the dummy substrate, the laser light irradiation locus is followed. It can be faithfully cleaved, and micro-cracks do not occur on the edge surface, back surface and side surfaces of the cleaved substrate.

【0033】次に角型形状の非金属材料基板をマトリク
ス状に割断する場合の割断方法の概略図を図3に示す。
Next, FIG. 3 shows a schematic view of a cleaving method for cleaving a square non-metal material substrate in a matrix.

【0034】これは、角型形状の加工用セラミックス基
板50に割断により亀裂51−1、51−2、51−
3、51−4、51−5、51−6を発生させ、マトリ
クス状に加工する場合の例を示したものである。この場
合に、加工用セラミックス基板50の外周にダミーのセ
ラミックス基板52−1、52−2、52−3、52−
4を密着、固定して配置し、ダミーのセラミックス基板
52−1、52−2、52−3、52−4を含めて加工
用のセラミックス基板50を割断するようにしたもので
ある。このような構成で割断することにより、加工用の
セラミックス基板50を均一に割断することができた。
This is because cracks 51-1, 51-2, 51- are formed in the rectangular ceramic substrate for processing 50 by cleaving.
3, 51-4, 51-5, 51-6 are generated and processed in a matrix. In this case, dummy ceramic substrates 52-1, 52-2, 52-3, 52- are provided on the outer periphery of the processing ceramic substrate 50.
4 are arranged in close contact with each other and fixed, and the ceramic substrate 50 for processing including the dummy ceramic substrates 52-1, 52-2, 52-3 and 52-4 is cut. By cleaving with such a configuration, the ceramic substrate 50 for processing could be cleaved uniformly.

【0035】また、割断した基板50のエッジの表面及
び裏面の凹凸は数μm以内であった。さらに割断した基
板50の側面も略鏡面に近い平坦な面であった。また前
述した条件下ではマイクロクラックが発生しなかった。
The unevenness of the front and back surfaces of the edge of the cut substrate 50 was within several μm. Further, the side surface of the cleaved substrate 50 was also a flat surface which was substantially a mirror surface. No microcracks were generated under the above-mentioned conditions.

【0036】以上において、炭酸ガスレーザ光の伝搬方
向に沿ってアシストガスを流しながらレーザ光を非金属
材料からなる加工用の基板の表面上に照射しつつ、基板
を移動させて基板の一端から他端までを割断する基板の
割断方法において、加工用の基板の一端及び他端側に非
金属材料からなるダミー用基板を密着させ、ダミー用基
板ごと加工用の基板を割断するようにしたので、レーザ
ビーム照射によって割断した加工用の基板のエッジ表面
及び裏面にはわずか数μmの凹凸しか生じなかった。ま
た割断面にはマイクロクラックが全く入らなかった。
In the above, while irradiating the laser beam onto the surface of the processing substrate made of a non-metallic material while flowing the assist gas along the propagation direction of the carbon dioxide gas laser beam, the substrate is moved to move from one end of the substrate to the other. In the method of cleaving the substrate to cleave up to the edge, the dummy substrate made of a non-metal material is closely adhered to one end and the other end of the substrate for processing, so that the substrate for processing is cleaved together with the dummy substrate. Only a few μm unevenness was produced on the front and back surfaces of the edge of the substrate for processing which was cleaved by the laser beam irradiation. No microcracks were found on the fractured surface.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次のよう
な優れた効果を発揮する。
In summary, according to the present invention, the following excellent effects are exhibited.

【0038】加工用の基板の一端及び他端側に非金属材
料からなるダミー用基板を密着させ、ダミー用基板ごと
加工用の基板を割断するようにしたので、レーザ光の照
射軌跡にしたがって忠実に割断することができ、しかも
割断した基板のエッジ表面、裏面及び側面にマイクロク
ラックが生じない。
Since the dummy substrate made of a non-metallic material is adhered to one end and the other end of the processing substrate and the processing substrate is cut together with the dummy substrate, it is faithful to the laser light irradiation trajectory. The substrate can be cleaved, and microcracks do not occur on the edge surface, back surface and side surface of the cleaved substrate.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の基板の割断方法の原理を説明するため
の説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram for explaining the principle of a substrate cleaving method of the present invention.

【図2】本発明の基板の割断方法を適用した割断装置の
一実施例を示す。
FIG. 2 shows an embodiment of a cleaving apparatus to which the substrate cleaving method of the present invention is applied.

【図3】本発明の基板の割断方法を適用して角型形状の
非金属材料基板をマトリクス状に割断する場合を示す。
FIG. 3 shows a case where a rectangular-shaped non-metal material substrate is cut into a matrix by applying the substrate cutting method of the present invention.

【図4】集積回路の切断、分離方法を説明するための基
板材料の平面図を示す。
FIG. 4 is a plan view of a substrate material for explaining a method of cutting and separating an integrated circuit.

【図5】本発明者が先に提案した炭酸ガスレーザ光の照
射によるガラス切断装置の構成図を示す。
FIG. 5 shows a configuration diagram of a glass cutting device by irradiation of carbon dioxide laser light previously proposed by the present inventor.

【図6】本発明者が先に提案した炭酸ガスレーザ光照射
装置を用いて割断した非金属材料を示す。
FIG. 6 shows a non-metallic material cleaved by using the carbon dioxide gas laser irradiation device previously proposed by the present inventor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 加工用の基板 2−1、2−2 ダミー用基板 3 炭酸ガスレーザ光(レーザビーム) 1 Substrate for processing 2-1, 2-2 Dummy substrate 3 Carbon dioxide laser light (laser beam)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 炭酸ガスレーザ光の伝搬方向に沿ってア
シストガスを流しながら上記レーザ光を非金属材料から
なる加工用の基板の表面上に照射しつつ、該基板を移動
させて該基板の一端から他端までを割断する基板の割断
方法において、上記加工用の基板の一端及び他端側に非
金属材料からなるダミー用基板を密着させ、該ダミー用
基板ごと上記加工用の基板を割断するようにしたことを
特徴とする基板の割断方法。
1. The one end of the substrate is moved by irradiating the surface of a substrate for processing made of a non-metallic material with the laser beam while flowing an assist gas along the propagation direction of the carbon dioxide laser beam and moving the substrate. In the method of cleaving a substrate from the other end to the other end, a dummy substrate made of a non-metal material is brought into close contact with one end and the other end of the working substrate, and the working substrate is cleaved together with the dummy substrate. A method for cutting a substrate, characterized in that
【請求項2】 上記ダミー用基板と上記加工用の基板と
が加工時に分離しないように移動ステージ上に両基板を
強制的に密着、固定する請求項1記載の基板の割断方
法。
2. The substrate cutting method according to claim 1, wherein both the dummy substrate and the processing substrate are forcibly brought into close contact with each other and fixed on a moving stage so that they are not separated during processing.
【請求項3】 上記ダミー用基板と上記加工用の基板と
を密着、固定する移動ステージは金属材料からなる請求
項1又は2記載の基板の割断方法。
3. The method of cleaving a substrate according to claim 1, wherein the moving stage for adhering and fixing the dummy substrate and the processing substrate is made of a metal material.
【請求項4】 炭酸ガスレーザ装置と、該炭酸ガスレー
ザ装置から出射されたレーザ光をレンズで集光すると共
に加工用の基板へ案内する光学系と、非金属材料からな
るダミー用基板ではさんだ非金属材料からなる加工用の
基板を少なくとも一方向に移動させるステージと、該ス
テージ上にダミー用基板と加工用の基板とを強制的に密
着、固定させる密着固定機構とを備えたことを特徴とす
る基板の割断装置。
4. A carbon dioxide gas laser device, an optical system that collects laser light emitted from the carbon dioxide gas laser device with a lens and guides the laser light to a substrate for processing, and a non-metal sandwiched by a dummy substrate made of a non-metal material. A stage for moving a processing substrate made of a material in at least one direction, and a contact fixing mechanism for forcibly contacting and fixing the dummy substrate and the processing substrate on the stage. Substrate cleaving device.
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