JPWO2007119740A1 - スクライブ方法、スクライブ装置、及びこの方法または装置を用いて割断した割断基板 - Google Patents

Abstract

【課題】レーザ割断基板を得るためのスクライブ線を、比較的小さい超硬工具押し付け力またはレーザエネルギーで被割断基板に形成できるようにする。【解決手段】被割断基板Ｋを割断する割断工程に先立ち、被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿ってスクライブ線Ｓを形成するスクライブ方法において、まず、第１レーザ光Ｌ１を被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿って相対移動させることにより被割断基板Ｋの内部に被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿う内部変質層Ｎを形成し、次いで、被割断基板Ｋの表面に被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿うスクライブ線Ｓを形成する。スクライブ線Ｓの形成に先立ち、第１レーザ光Ｌ１により内部変質層Ｎを被割断基板Ｋの内部に予め形成しておくと、内部変質層Ｎを予め形成しない場合と比較して、被割断基板Ｋを割断可能とするのに十分な深さのスクライブ線Ｓを、より低いエネルギーで形成することができる。【選択図】 図１０

Description

本発明は、スクライブ方法、スクライブ装置、及びこの方法または装置を用いて割断した割断基板に関する。より詳しくは、ガラス板、セラミックス板、ウエハー等の脆性材料（被割断基板）を割断するにあたり、割断工程に先立ち、脆性材料の割断予定線に沿ってスクライブ線を形成する方法、装置及びこれらを用いて割断した割断基板に関する。

スクライブ方法は、脆性材料を割断するにあたり、割断工程に先立ち、脆性材料の割断予定線に沿って連続した微小な亀裂、つまりスクライブ線を形成する方法である。スクライブ方法の代表的なものとして、ダイヤモンド刃等の超硬工具を脆性材料に対して押し付けながら割断予定線に沿って相対移動させるメカニカルスクライブ法（例えば特許文献１、２）と、脆性材料の割断予定線に沿ってレーザ光を相対移動させると共にこれに追随して冷却剤を噴射するレーザスクライブ法（例えば特許文献３、４）とがある。
特開平６−１０２４８０ 特開平１１−３２２３５５ 再公表特許ＷＯ２００３／００８３５２ 特開２００３−１１７９２１

メカニカルスクライブ法では、超硬工具を脆性材料に対して押し付けながら相対移動させるため、切り屑や微細な破片などが発生するという問題がある。この押し付け力を小さくすることで、切り屑や微細な破片などの発生を少なくできるが、あまり小さくするとスクライブ線が浅くなってしまい、割断工程時に割断できなくなってしまう。そこで、小さな押し付け力でも、十分な深さのスクライブ線が形成できる方法が望まれている。

一方、レーザスクライブ法では、切り屑や微細な破片などの発生はないが、スクライブ時に用いるレーザ光は、次の理由により、できるだけ小さいエネルギーであることが望まれている。すなわち、このような基板割断技術では、生産性の良さが重要であり、そのための手段の一つとして、スクライブ線の形成速度の向上が挙げられる。例えばガラス板Ｋに対するレーザ光の相対速度を速くすることで、スクライブ線の形成速度の向上を実現できる。ここで、単位面積当たりに加わるレーザ光のエネルギーは、レーザ光の相対速度に反比例するため、相対速度をあまり速くすると、割断予定線が受けるレーザ光のエネルギーが小さくなり、割断工程時に完全に割断されないことがあるからである。したがって、レーザ光の相対速度を速くする場合には、それに伴ってレーザ光の出力を上げる必要がある。しかし、レーザ光の出力には限界があると共に、高出力での連続使用はレーザ発振器の寿命を縮める要因となる。

このように、メカニカルスクライブ法においては、小さい押し付け力でも十分に割断可能となるスクライブ線を形成できることが望まれ、レーザスクライブ法においては、小さいレーザエネルギーでも割断可能となるスクライブ線を形成できることが望まれている。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、割断基板を得るためのスクライブ線を、比較的小さい超硬工具押し付け力またはレーザエネルギーで被割断基板に形成することができるスクライブ方法及びスクライブ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のスクライブ方法は、被割断基板Ｋを割断する割断工程に先立ち、被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿ってスクライブ線Ｓを形成するスクライブ方法において、まず、第１レーザ光Ｌ１を被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿って相対移動させることにより被割断基板Ｋの内部に被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿う内部変質層Ｎを形成し、次いで、被割断基板Ｋの表面に被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿うスクライブ線Ｓを形成することを特徴とする。

また、本発明のスクライブ装置１は、被割断基板Ｋを割断する割断工程に先立ち、被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿ってスクライブ線Ｓを形成するスクライブ装置１において、第１レーザ光Ｌ１を被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿って相対移動させることにより被割断基板Ｋの内部に被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿う内部変質層Ｎを形成する内部変質層形成手段８，４と、被割断基板Ｋの表面に被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿うスクライブ線Ｓを形成するスクライブ線形成手段６，７，４とを備えることを特徴とする。

本発明によると、まず、第１レーザ光Ｌ１により被割断基板Ｋの内部に割断予定線Ｊに沿う内部変質層Ｎを形成し、次いで、被割断基板Ｋの表面に割断予定線Ｊに沿うスクライブ線Ｓを形成する。スクライブ線Ｓと内部変質層Ｎとは同一垂直平面内で略平行となる。このようにスクライブ線Ｓの形成に先立ち、第１レーザ光Ｌ１により内部変質層Ｎを被割断基板Ｋの内部に予め形成しておくと、内部変質層Ｎを予め形成しない場合と比較して、被割断基板Ｋを割断可能とするのに十分な深さのスクライブ線Ｓを、より低いエネルギーで形成することができる。つまり、メカニカルスクライブ法においては、割断基板を得るためのスクライブ線Ｓを、比較的小さい超硬工具押し付け力で被割断基板Ｋに形成することができる。また、レーザスクライブ法においては、割断基板を得るためのスクライブ線Ｓを、比較的小さいレーザエネルギーで被割断基板Ｋに形成することができる。

第１レーザ光Ｌ１として、被割断基板Ｋを透過する発振波長のレーザ光を用いることが好ましい。具体的には、発振波長が５００ｎｍ〜５５０ｎｍ、望ましくは５２３〜５３２ｎｍ付近のグリーンレーザを用いることが好ましいが、被割断基板Ｋを透過する波長特性を示すレーザ光であればよい。本発明で言う「内部変質層」は、亀裂や割れなどのクラック層、周囲の材料を押し広げる力が働く層、変質層の周囲と屈折率が異なる層などを意味する。

また、被割断基板Ｋに対し第２レーザ光Ｌ２を被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿って相対移動させることにより、被割断基板Ｋの割断予定線Ｊに沿うスクライブ線Ｓを形成することで、レーザスクライブ法に適用することができる。この場合、第２レーザ光Ｌ２は被割断基板Ｋを透過しない発振波長のレーザ光が好ましい。また、被割断基板Ｋは脆性材料であることが好ましい。

被割断基板Ｋが透明ガラス板である場合、第１レーザ光Ｌ１を走査することにより透明ガラス板Ｋの内部にマーキングを行うことも可能である。マーキングとは、マーキング加工で光の屈折率の異なる領域を作ることを意味する。

被割断基板Ｋが可視光線に対して不透明な基板である場合でも、この基板が特定の波長に対して当該波長を透過する物質から構成されているのであれば、該波長の第１レーザ光光Ｌ１を走査することにより、被割断基板Ｋの内部にマーキングを行うことも可能である。

例えば、被割断基板がシリコンウェハーである場合、近赤外線の波長を持つ第１レーザ光Ｌ１を走査することにより、被割断基板Ｋの内部にマーキングを行うことも可能である
。

内部にマーキングが施された基板は、割断後のトレーサビリティを実施することが可能となる。

なお、本発明で言う「透明」は、無色透明及び有色透明のどちらも含み、特定の波長を吸収しないことを意味する。

つまり、基板が可視光線に対して不透明であっても、特定の波長に対して当該波長を透過する物質から構成されているのであれば、透明とみなす。

また、透過には、完全透過だけでなく一部透過も含み、透過量の多い少ないに関わらず特定の波長が一部吸収される場合も含めて、透過とみなす。

マーキングの識別手段は、人が目視で確認することだけでなく、カメラなどの光学的認識手段を含み、可視領域だけでなく紫外・赤外などの非可視領域の認識手段も含む。

本発明によると、割断基板を得るためのスクライブ線を、比較的小さい超硬工具押し付け力またはレーザエネルギーで被割断基板に形成することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を、添付図面を参照しながら説明する。

図１は本発明に係るレーザスクライブ装置の概略を示す正面図、図２は図１のＩ−Ｉ線矢示図、図３は本発明に係るレーザスクライブ装置の構成要部を示す斜視図、図４は第１レーザ光ユニットの光学系を示す図、図５は第２レーザ光ユニットの光学系を示す図である。各図において、レーザスクライブ装置の据え付け面を基準とした固定座標系を直交Ｘ，Ｙ軸で表し、テーブルを基準とした移動座標系を直交ｘ，ｙ軸で表す。またｘ，ｙ軸に直交するｚ軸の軸回り方向をθで表す。

図１，２，３に示すように、本発明に係るレーザスクライブ装置１は、基台２、テーブル３、テーブル駆動装置４、基板位置決め装置５、初期亀裂形成機構１０、第１レーザ光ユニット８、第２レーザ光ユニット６、冷却ユニット７及び制御装置９などを備える。

基台２は、レーザスクライブ装置１の各構成要素を取り付けるための基本となるフレーム体であり、床面等の据え付け面Ｇに固設される。

テーブル３は、平面視が方形を呈する載置面３１を備える。載置面３１は、十分な平面度を有するように加工されると共に、置かれたガラス板Ｋを真空吸着するための多数の吸着穴を備える。なお、対象となるガラス板Ｋは透明ガラスであるものとする。載置面３１における四辺のうち互いに隣り合う二辺に沿った部分には、それぞれ長尺状の規制部材３２１ｘ，３２１ｙが取り付けられる。二本の規制部材３２１ｘ，３２１ｙは、載置面３１に対するレーザ光Ｌ１，Ｌ２の相対移動方向Ｙに対し選択的に直交可能となるように、平面視が互いに直交するように取り付けられる。

テーブル駆動装置４は、テーブル３の下方に取り付けられ、ｘ方向駆動部４１とｙ方向駆動部４２とθ方向駆動部４３とを備える。ｘ方向駆動部４１は、テーブル３をｘ方向に直線駆動可能なリニアモータまたはボールねじ式直動機構などにより実現される。ｙ方向駆動部４２は、テーブル３をｙ方向に直線駆動可能なリニアモータまたはボールねじ式直動機構などにより実現される。θ方向駆動部４３は、テーブル３をθ方向に回転駆動可能なサーボモータ式回転機構などにより実現される。

基板位置決め装置５は、載置面３１の四つの頂点のうち規制部材３２１ｘ，３２１ｙを含まない頂点側に配設される。そして、ガラス板Ｋの２辺ｃ，ｄにそれぞれ押し当て可能な押し当て部材５１と、押し当て部材５１を対角線方向Ｄ１に駆動するエアシリンダ５２とを備える。

初期亀裂形成機構１０は、上下駆動可能とされた回転刃１１を備え、テーブル３に載置保持されたガラス板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。

第１レーザ光ユニット８は、テーブル３の上方において基台２に懸架支持され、図４に示すように、レーザ発振器８１と照射光学系８２とを備える。レーザ発振器８１として、使用時の発振波長が５２３〜５３２ｎｍのグリーンレーザを用いることができる。また、使用時の発振波長が７８０ｎｍ付近のフェムト秒レーザを用いてもよい。他に、発振波長が３５１〜３５５ｎｍ付近の紫外レーザ、発振波長が１０４７〜１０６４ｎｍ付近の赤外レーザなども使用できる。赤外レーザとして例示できるのは、ＹＬＦレーザやＹＡＧレーザやＹＶＯ４レーザやＹｂレーザなどである。グリーンレーザには赤外レーザの第２高調波成分を使用するものが例示できる。紫外レーザとしては、赤外レーザの第３高調波成分を使用するものが例示できる。

上記レーザ以外のガス励起レーザなども使用可能であり、被割断基板が表示器などに用いられるガラスである場合、概ね３４０ｎｍ〜２７００ｎｍの波長に対して透過率が８０％以上であるから透過もしくは部分透過とみなせ、本発明の第１レーザ光Ｌ１として使用可能である。被割断基板がガラス以外の場合、その材料に対して透過もしくは部分透過する波長のレーザ光を適宜選定することが可能である。レーザ光の発振形態としては、連続発振可能なＣＷレーザ、断続的に発振可能なパルスレーザが例示できる。パルスレーザとしてミリ秒、ナノ秒、ピコ秒、フェムト秒など発振時間で表現可能であるが、内部変質層Ｎを形成するためであればどの様なものを使用してもよい。また、瞬時的に大きなエネルギーを照射可能なＱスイッチ方式も使用できる。

照射光学系８２は、シャッター８６、偏向ミラー８３ａ，８３ｂ、一対のガルバノミラー８４ａ，８４ｂ及びｆθレンズ８５を備える。シャッター８６は、レーザ発振器８１の光軸上に制御信号により開閉自在に配設される。偏向ミラー８３ａは、レーザ発振器８１から出射したレーザ光Ｌ１の光軸上にその反射面を偏角させて配設される。偏向ミラー８３ｂは、その反射面を偏向ミラー８３ａの反射面に対向させて偏向ミラー８３ａの垂直下方に配設される。一対のガルバノミラー８４ａ，８４ｂは、それぞれ駆動モータの駆動軸に取り付けられ駆動軸の回動に伴って各反射面の角度を可変に構成され、偏向ミラー８３ｂで反射したレーザ光Ｌ１をｆθレンズ８５に導くように配置される。ｆθレンズ８５は、ガルバノミラー８４ｂで反射したレーザ光Ｌ１を、載置面３１に置いたガラス板Ｋの内部に結像可能に配設される。

第２レーザ光ユニット６は、レーザ光Ｌ１に追随するように、ガラス板Ｋに対するレーザ光Ｌ１の相対移動時の進行方向Ｙ２を基準にｆθレンズ８５の後方位置で基台２に懸架支持される。そして、図５に示すように、レーザ発振器６１と照射光学系６２とを備える。レーザ発振器６１として、使用時の発振波長が８μｍ〜１２μｍの炭酸ガスレーザが例示できる。被割断基板が表示器などに用いられるガラスである場合、概ね３μｍ以上の波長の光に対して吸収特性を示し、８μｍ〜１２μｍの波長のレーザ光は主として材料表面で吸収される。被割断基板がガラス以外の場合、その材料に対して吸収する波長のレーザ光を適宜選定することが可能である。

照射光学系６２は、シャッター６５、偏向ミラー６３ａ，６３ｂ，６３ｃ、集光レンズ６４ａ及びエキスパンドレンズ６４ｂを備える。シャッター６５は、レーザ発振器６１の光軸上に制御信号により開閉自在に配設される。偏向ミラー６３ａは、レーザ発振器６１から出射したレーザ光Ｌ２の光軸上にその反射面を偏角させて配設される。偏向ミラー６３ｂは、その反射面を偏向ミラー６３ａの反射面に対向させて偏向ミラー６３ａの垂直下方に配設される。偏向ミラー６３ｃは、その反射面を偏向ミラー６３ｂの反射面に対向させて偏向ミラー６３ｂの水平方向に配設される。集光レンズ６４ａは、偏向ミラー６３ｃで反射したレーザ光Ｌ２を集光するように配設される。エキスパンドレンズ６４ｂは、集光レンズ６４ａから出たレーザ光Ｌ２を、載置面３１に置いたガラス板Ｋ上に適宜成形して照射可能に配設される。

図１に戻って、冷却装置７は、冷却剤噴射管７１と開閉バルブ７２と冷却剤貯蔵部７３とを備える。冷却剤噴射管７１は、レーザ光Ｌ２に追随するように、ガラス板Ｋに対するレーザ光Ｌ２の相対移動時の進行方向Ｙ２を基準にエキスパンドレンズ６４ｂの後方部に設けられる。開閉バルブ７２は、冷却剤噴射管７１と冷却剤貯蔵部７３との間に設けられ、制御信号により開閉自在に構成される。冷却剤貯蔵部７３は、純水、液体窒素、または液体ヘリウム等の冷却剤（ミスト）Ｍを貯蔵するタンクである。

制御装置９は、レーザスクライブ装置１におけるレーザスクライブ動作の開始命令等の諸命令や諸条件を入力するための入力部を備える。そして、入力された命令または条件に応じてテーブル駆動装置４、基板位置決め装置５、初期亀裂形成機構１０、第１レーザ光ユニット８、第２レーザ光ユニット６及び冷却ユニット７等の各機器を所定のシーケンスにより制御することでレーザスクライブ装置１を機能動作させる。

次に、以上のように構成されたレーザスクライブ装置１の動作について説明する。図６はガラス板の割断予定線を示す図、図７は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の流れを示すフローチャート、図８は本発明に係るレーザスクライブ法の要部を説明するための図、図９は内部変質層、スクライブ線及びガラス内マーキングを形成したガラス板の平面図である。

図６に示すように、ガラス板Ｋには、互いに平行な２本の割断予定線Ｊ１，Ｊ２、及びこれらの割断予定線Ｊ１，Ｊ２に直行する１本の割断予定線Ｊ３があるものとして説明する。また、初期状態におけるテーブル３のｘ軸、ｙ軸は、それぞれ据え付け面のＸ軸、Ｙ軸に一致しており、レーザ発振器６１，８１は共にオン、シャッター６５，８６は共に閉じているものとして説明する。

まず、作業者はガラス板Ｋを手で持ってきて、その割断予定線Ｊ１がｙ軸に沿うように載置面３１に置く。なお、ガラス板Ｋを載置面３１上に置く操作をロボットに行わせるようにしてもよい（ステップ１００）。続いて、作業者はこのガラス板Ｋに対するレーザスクライブ動作の開始命令を、制御装置９の入力部から入力する（ステップ１１０）。これにより基板位置決め装置５はエアシリンダ５２を伸延させ、押当て部材５１をガラス板Ｋの辺ｃ，ｄに押し当ててガラス板Ｋを対角線方向Ｄ１に押し込む。その結果、ガラス板Ｋは対角線方向Ｄ１に移動し、辺ａ，ｂがそれぞれ規制板３２１ｘ，３２１ｙに当接したところで停止し位置決めがなされる。ガラス板Ｋが位置決めされると、載置面３１の吸着穴に真空圧が作用し、ガラス板Ｋを載置面３１上に吸着保持する（ステップ１２０）。

続いて、ｘ方向駆動部４１及びｙ方向駆動部４２は、テーブル３を駆動して割断予定線Ｊ１のスクライブ開始位置に移動させる。スクライブ開始位置とは、ガラス板Ｋの割断予
定線Ｊ１の始端ＪＳが回転刃１１の下方手前に来る位置である（ステップ１３０）。この状態で初期亀裂形成機構１０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。続いて、ｙ方向駆動部４２は、テーブル３をｙ１（Ｙ１）方向に所定の速度で駆動する（ステップ１３５）。

テーブル３がｙ１方向に走行することにより、回転刃１１が基板Ｋにおける割断予定線Ｊの始端ＪＳに衝突する。その直後に初期亀裂形成機構１０は回転刃１１を上昇させる。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。なお、初期亀裂Ｃの形成は、回転刃１１でなくレーザ光により行うことも可能である。

続いて、シャッター８６が開き、レーザ発振器８１から出射したレーザ光Ｌ１は、偏向ミラー８３ａ，８３ｂの順にそれらの各反射面で反射して進行方向を９０度ずつ変えて進み、ガルバノミラー８４ａ，８４ｂで反射して、ｆθレンズ８５へ導かれる。このとき、ガルバノミラー８４ａ，８４ｂはそれぞれの駆動モータにより回動することなく所定位置で停止状態とされる（ステップ１４０）。

ガラス板Ｋに対するレーザ光Ｌ１の相対的な移動により、レーザ光Ｌ１は、ガラス板Ｋの内部に始端ＮＳを起点として、割断予定線Ｊ１に沿ってＹ方向に連続した変質層からなる内部変質層Ｎを形成していく。

シャッター８６に続いてシャッター６５が開き、レーザ発振器６１から出射したレーザ光Ｌ２は、偏向ミラー６３ａ，６３ｂ，６３ｃの順にそれらの各反射面で反射して進行方向を９０度ずつ変えて進む。偏向ミラー６３ｃで反射したレーザ光Ｌ２は、集光レンズ６４ａを介してエキスパンドレンズ６４ｂに導かれる。レーザ光Ｌ２はエキスパンドレンズ６４ｂにより、ガラス板Ｋ上に適宜成形されて照射される（ステップ１４５）。

シャッター６５の開動作に続いて開閉バルブ７２が開き、冷却剤噴射管７１は、冷却剤貯蔵部７３から導かれた冷却剤Ｍを噴出する（ステップ１５０）。ガラス板Ｋに対するレーザ光Ｌ２及び冷却剤Ｍの相対的な移動により、始端JＳを起点として、レーザ光Ｌ２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、冷却剤Ｍは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、ガラス板Ｋの表面に、ガラス板Ｋの割断予定線Ｊに沿う微小クラックを連続成長させてスクライブ線Ｓを形成していく。

ステップ１３５からステップ１５０の動作を、図８を参照して具体的に説明する。まず、レーザ光Ｌ１によりガラス板Ｋの内部に割断予定線Ｊに沿う内部変質層Ｎを形成し、次いで、レーザ光Ｌ２によりガラス板Ｋの表面に割断予定線Ｊに沿うスクライブ線Ｓを形成する。スクライブ線Ｓと内部変質層Ｎとは同一垂直平面内で略平行となる。このようにレーザ光Ｌ２によるスクライブ線Ｓの形成に先立ち、レーザ光Ｌ１により内部変質層Ｎをガラス板Ｋの内部に予め形成しておくと、レーザ光Ｌ２は、内部変質層Ｎを予め形成しない場合と比較して、ガラス板Ｋを割断可能とするのに十分な深さのスクライブ線Ｓを、より低いエネルギーで形成することができる。その裏付けとなる実施例については後述する。

ガラス板Ｋが終端ＪＥに到達して内部変質層Ｎ及びスクライブ線Ｓの形成が終ると（ステップ１６０でイエス）、シャッター８６、シャッター６５及び開閉バルブ７２が閉じ、レーザ光Ｌ１の照射、レーザ光Ｌ２の照射及び冷却剤Ｍの噴出が停止する（ステップ１７０）。そして、ｙ方向駆動部４２は、テーブル３をｙ２（Ｙ２）方向に駆動し元の位置に戻す（ステップ１８０）。

続いて、ｘ方向駆動部４１は、テーブル３をＸ１方向に駆動することで（ステップ２１０）、割断予定線Ｊ２のスクライブ開始位置に移動させ、その後、割断予定線Ｊ１に沿う内部変質層Ｎ及びスクライブ線Ｓの形成時と同様な要領で、割断予定線Ｊ２に沿う内部変質層及びスクライブ線を形成する（ステップ１３０〜ステップ１８０）。

割断予定線Ｊ２に沿う内部変質層及びスクライブ線の形成が終ると、θ方向駆動部４３は、テーブル３をθ方向に９０度回転駆動する（ステップ２２０）。その後、割断予定線Ｊ１，Ｊ２に沿う内部変質層及びスクライブ線の形成時と同様な要領で、割断予定線Ｊ３に沿う内部変質層及びスクライブ線を形成する（ステップ１３０〜ステップ１８０）。なお、割断予定線Ｊ３に沿う内部変質層及びスクライブ線の形成時は、割断予定線Ｊ１，Ｊ２に沿う内部変質層及びスクライブ線の形成時とは異なり、ステップ１３５においてｘ方向駆動部４１がテーブル３を駆動してＹ１方向に移動させる。

続いて、内部変質層Ｎ及びスクライブ線Ｓを形成したガラス板Ｋに対し、内部マーキング処理を行う（ステップ２３０）。内部マーキング処理は次のようにして行う。まず、テーブル駆動装置４は、ガラス板Ｋにおけるマーキング予定位置が第１レーザユニット８におけるｆθレンズ８５の下方に来るようにテーブル３を移動させる。続いて、シャッター８６を開くと共に、マーキングすべき文字２０に応じた動作でガルバノミラー８４ａ，８４ｂを駆動しレーザ光Ｌ１を走査することでガラス板Ｋの内部に文字２０をマーキングする。なお、内部マーキング処理を内部変質層Ｎ及びスクライブ線Ｓの形成前に行うようにしてもよい。

内部マーキング処理が不要な装置の場合は、偏向ミラー８３ｂやガルバノミラー８４ａ，８４ｂを省略でき、偏向ミラー８３ａで反射したレーザ光を直接ｆθレンズ８５に入射させることも可能（図示せず）である。この場合、偏向ミラー８３ｂの位置を適宜配置し直すことは言うまでもない。

以上のようにして内部変質層Ｎ、スクライブ線Ｓ及びガラス内マーキング２０を形成したガラス板Ｋ（図９参照）に対し、手または専用の加圧器を用いて機械的な応力、例えばスクライブ線Ｓの回りの曲げモーメントを加えて割断予定線Ｊを境に割断する。

以下、本発明を実施例及び比較例により更に説明する。図１０は本発明の実施例を説明するための図であり、図１０（Ａ）はレーザ光Ｌ１を用いないでレーザ光Ｌ２のみでスクライブ線Ｓを形成している状態を示し、図１０（Ｂ），１０（Ｃ）はレーザ光Ｌ１及びレーザ光Ｌ２を用いてスクライブ線Ｓを形成している状態を示す。

〔実施例１〕
上述の実施の形態で記述したレーザスクライブ装置１を用い、レーザ発振器８１の出力は一定とし、レーザ発振器６１の出力を３段階に変えて、内部変質層Ｎ及びスクライブ線Ｓを形成し、それぞれの出力に対するスクライブ線Ｓの深さを測定した。測定条件を以下に示し、測定結果を表１に示す。

測定条件：
（１）ガラス板Ｋ
製品名：コーニング株式会社製１７３７ 板厚：０.７ｍｍ 材質；無アルカリガラス
形態：素ガラス
（２）内部変質層形成用のレーザ発振器８１
発振波長：５２７ｎｍ 設定エネルギー：０．５ｍＪ／パルス
（３）スクライブ線形成用のレーザ発振器６１
発振波長：１０.６μｍ
（４）テーブル３の走行速度：４００ｍｍ／ｓ

〔比較例１〕
上述の実施の形態で記述したレーザスクライブ装置１を用いて、レーザ光Ｌ１を照射しないことにより内部変質層Ｎは形成せずに、スクライブ線Ｓのみを形成し、その深さを測定した。測定結果を表２に示す。

〔考察〕
内部変質層Ｎを形成したモード１と、内部変質層Ｎを形成しなかったモード４とを比較すると、スクライブ線Ｓを形成するためのレーザ発振器６１の出力は同じであるが、モード１の方がモード４よりも深いスクライブ線Ｓを形成することができた。このことは言い方を変えれば、レーザ光Ｌ１により内部変質層Ｎを予め形成することにより、レーザ光Ｌ２はより低いエネルギーで、割断に必要なスクライブ線Ｓを形成することができる、ということになる。

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。例示した機構や部材については適宜省略や追加が可能である。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。

本発明に係るレーザスクライブ装置の概略を示す正面図である。 図１のＩ−Ｉ線矢示図である。 本発明に係るレーザスクライブ装置の構成要部を示す斜視図である。 第１レーザ光ユニットの光学系を示す図である。 第２レーザ光ユニットの光学系を示す図である。 ガラス板の割断予定線を示す図である。 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の流れを示すフローチャートである。 本発明に係るレーザスクライブ方法の要部を説明するための図である。 内部変質層、スクライブ線及びガラス内マーキングを形成したガラス板の平面図である。 本発明の実施例を説明するための図である。

符号の説明

１ レーザスクライブ装置（スクライブ装置）
４ テーブル駆動装置（スクライブ線形成手段、内部変質層形成手段）
６ 第２レーザ光ユニット（スクライブ線形成手段）
７ 冷却ユニット（スクライブ線形成手段）
８ 第１レーザ光ユニット（内部変質層形成手段）
８４ ガルバノミラー（第１レーザ光走査手段）
Ｊ 割断予定線
Ｋ ガラス板（被割断基板）
Ｌ１ レーザ光（第１レーザ光）
Ｌ２ レーザ光（第２レーザ光）
Ｎ 内部変質層
Ｓ スクライブ線

Claims (18)

1. 被割断基板を割断する割断工程に先立ち、被割断基板の割断予定線に沿ってスクライブ線を形成するスクライブ方法において、まず、第１レーザ光を被割断基板の割断予定線に沿って相対移動させることにより被割断基板の内部に被割断基板の割断予定線に沿う内部変質層を形成し、次いで、被割断基板の表面に被割断基板の割断予定線に沿うスクライブ線を形成することを特徴とするスクライブ方法。
2. 被割断基板に対し第２レーザ光を被割断基板の割断予定線に沿って相対移動させることにより、被割断基板の割断予定線に沿うスクライブ線を形成する請求項１に記載のスクライブ方法。
3. 第１レーザ光として、被割断基板を透過する発振波長のレーザ光を用いる請求項１または請求項２に記載のスクライブ方法。
4. 第２レーザ光として、被割断基板を透過しない発振波長のレーザ光を用いる請求項２または請求項３に記載のスクライブ方法。
5. 第２レーザ光の照射出力が、第１レーザ光を使用しない場合の照射出力よりも小さい請求項２から請求項４のいずれかに記載のスクライブ方法。
6. 被割断基板が脆性材料である請求項１から請求項５のいずれかに記載のスクライブ方法。
7. 被割断基板が透明ガラス板である請求項１から請求項６のいずれかに記載のスクライブ方法。
8. 第１レーザ光を走査することにより被割断基板の内部にマーキングを行う請求項１から請求項７のいずれかに記載のスクライブ方法。
9. 被割断基板を割断する割断工程に先立ち、被割断基板の割断予定線に沿ってスクライブ線を形成するスクライブ装置において、第１レーザ光を被割断基板の割断予定線に沿って相対移動させることにより被割断基板の内部に被割断基板の割断予定線に沿う内部変質層を形成する内部変質層形成手段と、被割断基板の表面に被割断基板の割断予定線に沿うスクライブ線を形成するスクライブ線形成手段とを備えることを特徴とするスクライブ装置。
10. スクライブ線形成手段は、被割断基板に対し第２レーザ光を被割断基板の割断予定線に沿って相対移動させることにより、被割断基板の割断予定線に沿うスクライブ線を形成する構成とした請求項９に記載のスクライブ装置。
11. 第１レーザ光として、被割断基板を透過する発振波長のレーザ光を用いる請求項９または請求項１０に記載のスクライブ装置。
12. 第２レーザ光として、被割断基板を透過しない発振波長のレーザ光を用いる請求項１０または請求項１１に記載のスクライブ方法。
13. 第２レーザ光の照射出力が、第１レーザ光を使用しない場合の照射出力よりも小さい請求項１０から請求項１２のいずれかに記載のスクライブ装置。
14. 被割断基板が脆性材料である請求項９から請求項１３のいずれかに記載のスクライブ装置。
15. 被割断基板が透明ガラス板である請求項９から請求項１４のいずれかに記載のスクライブ装置。
16. 内部変質層形成手段は、第１レーザ光を走査することにより被割断基板の内部にマーキングを行う第１レーザ光走査手段を備える請求項９から請求項１５のいずれかに記載のスクライブ装置。
17. 請求項１から請求項８のいずれかに記載のスクライブ方法を用いてスクライブした被割断基板Ｋを割断して得られた割断基板。
18. 請求項９から請求項１６のいずれかに記載のスクライブ装置を用いてスクライブした被割断基板Ｋを割断して得られた割断基板。

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