KR100551527B1 - Method and device for scribing brittle material substrate - Google Patents
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Abstract
레이저 발진기34로부터 발진되는 레이저 빔이 머더 글래스 기판50의 표면에 있어서의 스크라이브 예정라인을 따라 조사된다. 이에 따라 머더 글래스 기판50 상에 레이저 스폿이 형성된다. 레이저 스폿에 근접하여 냉각노즐37로부터 냉각수가 분사된다. 레이저 스폿은 냉각수가 분사되는 영역에 근접한 단부에 있어서만 열에너지 강도가 최대로 되어 있어, 냉각수가 분사되는 영역과의 사이에 큰 응력구배가 형성된다. 이에 따라 머더 글래스 기판50에는 수직 방향을 따르는 크랙이 확실하게 형성된다. 이에 따라 머더 글래스 기판에 확실하게 또한 효율적으로 스크라이브 라인을 형성할 수 있다.The laser beam oscillated from the laser oscillator 34 is irradiated along the scribe scheduled line on the surface of the mother glass substrate 50. As a result, a laser spot is formed on the mother glass substrate 50. Cooling water is injected from the cooling nozzle 37 in proximity to the laser spot. The laser spot has a maximum thermal energy intensity only at an end portion close to the region where the coolant is sprayed, so that a large stress gradient is formed between the laser spot and the region where the coolant is sprayed. As a result, cracks along the vertical direction are reliably formed in the mother glass substrate 50. As a result, a scribe line can be reliably and efficiently formed on the mother glass substrate.
Description
본 발명은, 플랫 패널 디스플레이(이하, FPD(flat panel display)라 한다)에 사용되는 글래스 기판(glass 基板), 반도체 웨이퍼(半導體 wafer) 등의 취성재료기판(脆性材料基板)을 절단하기 위하여 취성재료기판의 표면에 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하기 위한 스크라이브 방법 및 스크라이브 장치에 관한 것이다.The present invention is brittle to cut brittle material substrates such as glass substrates, semiconductor wafers, and the like used in flat panel displays (hereinafter referred to as flat panel displays). A scribe method and a scribe device for forming a scribe line on a surface of a material substrate.
취성재료기판의 일종인 글래스 기판이 접합되어 구성되는 액정표시패널(液晶表示 panel)의 머더 글래스 기판(mother glass 基板)에 스크라이브 라인을 형성하는 것을 일례로 들어서 설명한다.An example will be described in which a scribe line is formed on a mother glass substrate of a liquid crystal display panel formed by bonding a glass substrate, which is a kind of a brittle material substrate.
한 쌍의 글래스 기판을 접합시켜 구성되는 액정표시패널 등의 FPD는, 크기가 큰 한 쌍의 머더 글래스 기판을 서로 접합시킨 후에 각 머더 글래스 기판이 FPD를 구성하는 글래스 기판의 크기가 되도록 절단된다. 각 머더 글래스 기판은 미리 다이아몬드(diamond)로 만든 커터(cutter) 등에 의하 여 스크라이브 라인이 형성되고 그 스크라이브 라인을 따라 절단된다.An FPD such as a liquid crystal display panel formed by bonding a pair of glass substrates is bonded to each other by bonding a pair of large mother glass substrates to each other so that each mother glass substrate is cut to have a size of a glass substrate constituting the FPD. Each mother glass substrate has a scribe line formed by a cutter made of diamond in advance and cut along the scribe line.
커터 등에 의하여 기계적으로 스크라이브 라인을 형성하면, 형성된 스크라이브 라인의 주변부에는 응력(應力)이 축적된 상태가 된다. 그리고 스크라이브 라인을 따라 머더 글래스 기판을 절단하면, 절단된 글래스 기판의 표면에 있어서의 테두리의 엣지부(edge 部) 및 그 주변부에는 응력이 축적되어 응력응축이 형성된다. 이러한 응력응축에는 글래스 기판의 표면 부근에 크랙(crack)을 신장시키는 잠재적인 응력이 축적되어 있어 이 응력응축에 축적된 응력이 해방되면 크랙이 발생하여 엣지부가 떨어져 나갈 우려가 있다. 엣지부가 떨어져 나감으로써 발생하는 파편은 제조되는 FPD에 악영향을 미칠 우려가 있다.When a scribe line is mechanically formed by a cutter or the like, stress is accumulated in the periphery of the formed scribe line. When the mother glass substrate is cut along the scribe line, stress is accumulated at edges and peripheral portions of the edges of the cut glass substrate to form stress condensation. In such stress condensation, potential stresses that cause cracks to accumulate near the surface of the glass substrate are accumulated, and when the stress accumulated in the stress condensation is released, cracks may occur and the edge portion may fall off. Debris generated by the edge portion falling off may adversely affect the FPD to be produced.
최근에 머더 글래스 기판의 표면에 스크라이브 라인을 형성하기 위하여 레이저 빔(laser beam)을 사용하는 방법이 실용화되어 있다. 레이저 빔을 사용하여 머더 글래스 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 방법에서는, 도4에 나타나 있는 바와 같이 머더 글래스 기판50에 대하여 레이저 발진장치(laser 發振裝置)61로부터 레이저 빔이 조사(照射)된다. 레이저 발진장치61로부터 조사되는 레이저 빔은, 머더 글래스 기판50 상에 형성되는 스크라이브 예정라인(scribe 豫定 line)SL을 따라 타원형상의 레이저 스폿(laser spot)LS를 머더 글래스 기판50의 표면에 형성한다. 머더 글래스 기판50과 레이저 발진장치61로부터 조사되는 레이저 빔은 레이저 스폿LS의 길이방향을 따라 상대적으로 이동시킬 수 있다.Recently, a method of using a laser beam for forming a scribe line on the surface of a mother glass substrate has been put to practical use. In the method of forming a scribe line on a mother glass substrate using a laser beam, a laser beam is irradiated from the
머더 글래스 기판50은 머더 글래스 기판50이 용융(溶融)되는 온도보다 낮은 온도로 레이저 빔에 의하여 가열된다. 이에 따라 레이저 스폿LS가 조사된 머더 글래스 기판50의 표면은 용융되지 않으면서 가열된다.The
또한 머더 글래스 기판50의 표면에 있어서의 레이저 빔의 조사영역의 근방에는, 스크라이브 라인이 형성되도록 냉각수 등의 냉각매체(冷却媒體)가 냉각노즐(冷却 nozzle)62로부터 분사(噴射)되도록 되어 있다. 레이저 빔이 조사되는 머더 글래스 기판50의 표면에는 레이저 빔에 의한 가열에 의하여 압축응력(壓縮應力)이 발생함과 아울러 냉각매체가 분사됨으로써 인장응력(引張應力)이 발생한다. 이와 같이 압축응력이 발생한 영역에 근접하여 인장응력이 발생하기 때문에 양쪽 영역 사이에 각각의 응력에 의거하는 응력구배(應力勾配 : stress gradient)가 발생하고, 머더 글래스 기판50에는 머더 글래스 기판50의 단부(端部)에 미리 형성된 가는 홈의 칼자국TR로부터 스크라이브 예정라인SL을 따라 수직크랙(垂直 crack)이 발생한다.In the vicinity of the laser beam irradiation area on the surface of the
이렇게 하여 머더 글래스 기판50의 표면에 형성되는 수직크랙은 아주 작기 때문에 보통은 육안(肉眼)으로는 볼 수 없으므로 블라인드 크랙(blind crack)이라고 부르고 있다.The vertical cracks formed on the surface of the
도5는 레이저 스크라이브 장치에 의하여 스크라이브 되는 머더 글래스 기판50 상의 블라인드 크랙의 형성상태를 나타내는 모식적인 사시도이고, 도6은 그 머더 글래스 기판50 상의 물리적인 변화의 상태를 모식적으로 나타내는 평면도이다.FIG. 5 is a schematic perspective view showing the formation of blind cracks on the
레이저 발진장치61로부터 발진된 레이저 빔은 머더 글래스 기판50의 표면에 타원형상의 레이저 스폿LS를 형성한다. 레이저 스폿LS는, 예를 들면 장경(長徑)b가 30.0mm, 단경(短徑)a가 1.0mm의 타원형상으로서 장축(長軸)이 스크라이브 예정라인SL과 일치하도록 조사된다.The laser beam oscillated from the
이 경우에 머더 글래스 기판50에 형성되는 레이저 스폿LS는, 외주(外周) 가장자리부의 열에너지 강도(熱 energy 强度)가 중앙부의 열에너지 강도보다 크게 되어 있다. 이러한 레이저 스폿LS는, 열에너지 강도가 가우스 분포(gauss 分布)인 레이저 빔에 있어서 장축방향의 각 단부가 최대의 열에너지 강도가 되도록 열에너지 강도분포를 조정함으로써 형성된다. 따라서 스크라이브 예정라인SL 상에 위치하는 장축방향의 각 단부에 있어서 열에너지 강도가 각각 최대가 되고, 양 단부 사이에 있는 레이저 스폿LS의 중앙 부분의 열에너지 강도는, 각 단부에 있어서의 열에너지 강도보다 작게 되어 있다.In this case, in the laser spot LS formed on the
머더 글래스 기판50은 레이저 스폿LS의 장축방향을 따라 상대적으로 이동되도록 되어 있고, 따라서 머더 글래스 기판50은, 스크라이브 예정라인SL을 따라 레이저 스폿LS의 일방(一方)의 단부에 있어서의 큰 열에너지 강도로 가열된 후에 레이저 스폿LS의 중앙부의 작은 열에너지 강도로 가열되며, 또한 그 후에 큰 열에너지 강도로 가열된다. 그리고 그 후에 레이저 스폿LS의 후방측 단부로부터 예를 들면 장축방향으로 2.5mm의 간격L이 벌어진 스크라이브 라인 상의 냉각 포인트(冷却 point)CP에 냉각노즐62로부터 냉각수 가 분사된다.The
이에 따라 레이저 스폿LS와 냉각 포인트CP의 사이에 온도구배(溫度勾配 : temperature gradient)가 발생하여 냉각 포인트CP에 대하여 레이저 스폿LS와는 반대측의 영역에 큰 인장응력이 발생한다. 그리고 이 인장응력을 이용하여 머더 글래스 기판50의 단부에 형성된 칼자국TR로부터 스크라이브 예정라인을 따라 머더 글래스 기판50의 두께t 방향으로 수직크랙이 형성된다.As a result, a temperature gradient occurs between the laser spot LS and the cooling point CP, and a large tensile stress is generated in the region on the side opposite to the laser spot LS with respect to the cooling point CP. Using this tensile stress, vertical cracks are formed from the cut marks formed at the ends of the
머더 글래스 기판50은 타원형상의 레이저 스폿LS에 의하여 가열된다. 이 경우에 머더 글래스 기판50은, 레이저 스폿LS의 일방의 단부에 있어서의 큰 열에너지 강도에 의하여 그 표면으로부터 열이 수직방향을 따라 내부로 전달되지만, 레이저 스폿LS가 머더 글래스 기판50에 대하여 상대적으로 이동함으로써 레이저 스폿LS의 전단부(前端部)에 의하여 가열된 부분은 레이저 스폿LS의 중앙부에 있어서의 작은 열에너지 강도에 의하여 가열된 후에 다시 레이저 스폿LS의 후단부(後端部)에 있어서의 큰 열에너지 강도에 의하여 가열된다.The
이와 같이 머더 글래스 기판50의 표면은, 큰 열에너지 강도에 의하여 가열된 후에 작은 열에너지 강도에 의하여 가열되고 있는 사이에 그 열이 내부까지 확실하게 전도(傳導)된다. 또한 이 때에 머더 글래스 기판50의 표면이 큰 열에너지 강도에 의하여 계속하여 가열되는 것이 방지되어 머더 글래스 기판50의 표면의 용융이 방지된다. 그 후에 다시 큰 열에너지 강도에 의하여 머더 글래스 기판50이 가열되면 머더 글래스 기판50의 내부까지 확실하게 가열되어 머더 글래스 기판50의 표면 및 내부에 압축응력이 발생한다. 그리고 이러한 압축응력이 발생한 영역 근방의 냉각 포인트CP에 냉각수가 분사됨으로써 인장응력이 발생한다.In this way, the surface of the
레이저 스폿LS에 의한 가열영역에 압축응력이 발생하고 냉각수에 의한 냉각 포인트CP에 인장응력이 발생하면, 레이저 스폿LS와 냉각 포인트CP 사이의 열확산영역(熱擴散領域)에 발생하고 있는 압축응력에 의하여 냉각 포인트CP에 대하여 레이저 스폿LS와는 반대측의 영역에 큰 인장응력이 발생한다. 그리고 이 인장응력을 이용하여 머더 글래스 기판50의 단부에 형성된 칼자국TR로부터 블라인드 크랙이 스크라이브 예정라인을 따라 발생한다.When compressive stress is generated in the heating area by laser spot LS and tensile stress is generated at cooling point CP by cooling water, the compressive stress is generated in the heat diffusion region between laser spot LS and cooling point CP. A large tensile stress is generated in the region on the side opposite to the laser spot LS with respect to the cooling point CP. By using the tensile stress, blind cracks are generated along the scribe scheduled line from the cut TR formed at the end of the
스크라이브 라인으로서의 블라인드 크랙이 머더 글래스 기판50에 형성되면, 머더 글래스 기판50은 다음의 절단공정으로 공급되어 블라인드 크랙의 양측에 블라인드 크랙이 넓어지도록 하는 휨 모멘트(bending moment)가 발생하도록 머더 글래스 기판50에 힘이 가해진다. 이에 따라 머더 글래스 기판50은 스크라이브 예정라인SL을 따라 형성된 블라인드 크랙을 따라 절단된다.When a blind crack as a scribe line is formed on the
이러한 스크라이브 장치에서는 머더 글래스 기판50의 표면에 형성되는 레이저 스폿LS는, 장축방향에서 열에너지 강도가 최대가 되도록 열에너지 강도분포를 취하고 있다. 이와 같이 열에너지 강도가 장축방향의 각 단부에 있어서 최대로 되기 때문에 각 단부에 있어서의 열에너지 강도의 절대치가 상대적으로 작게 되어 있다. 이 때문에 레이저 스폿LS와 머더 글래스 기판50의 상대적인 이동속도가 빨라지면, 냉각 포인트CP에 근접한 레이저 스 폿LS의 후단부는 최대의 열에너지 강도로 되어 있음에도 불구하고 머더 글래스 기판50이 충분하게 가열되지 않을 우려가 있어 냉각 포인트CP와의 사이에 있어서 충분한 응력구배가 얻어지지 않을 우려가 있다.In such a scribing apparatus, the laser spot LS formed on the surface of the
이와 같은 경우에는 머더 글래스 기판50과 레이저 스폿LS와의 상대적인 이동속도를 느리게 하여 레이저 스폿LS의 단부에 의한 가열시간을 길게 하지 않으면 안되고, 그 결과 블라인드 크랙을 효율적으로 형성할 수 없게 될 우려가 있다.In such a case, the relative movement speed between the
본 발명은 이러한 문제를 해결하고자 하는 것으로서, 그 목적은, 머더 글래스 기판 등의 취성재료기판에 스크라이브 라인을 효율적이고 또한 확실하게 형성할 수 있는 취성재료기판의 스크라이브 방법 및 스크라이브 장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a scribing method and a scribing apparatus for a brittle material substrate which can efficiently and reliably form a scribe line on a brittle material substrate such as a mother glass substrate.
본 발명의 취성재료기판(脆性材料基板)의 스크라이브(scribe) 방법은, 취성재료기판의 표면에 있어서의 스크라이브 예정라인(scribe 豫定 line)을 따라 그 취성재료기판의 연화점(軟化點)보다 낮은 온도의 레이저 스폿(laser spot)이 형성되도록 레이저 빔(laser beam)을 연속적으로 조사(照射)하면서, 그 레이저 스폿에 연속하여 그 레이저 스폿에 근접한 영역을 스크라이브 예정라인을 따라 연속하여 냉각함으로써 스크라이브 예정라인을 따라 크랙(crack)을 형성하는 취성재료기판의 스크라이브 방법으로서, 상기 레이저 스폿은, 냉각되는 영역에 근접한 일방(一方)의 단부(端部)에 있어서만 최대의 열에너지 강도(熱 energy 强度)로 되어 있는 것을 특징으로 한다.The scribe method of the brittle material substrate of the present invention is lower than the softening point of the brittle material substrate along the scribe predetermined line on the surface of the brittle material substrate. The laser beam is continuously irradiated so that a laser spot of temperature is formed, while the area adjacent to the laser spot is successively cooled along the scribe line by continuously cooling the laser beam. A method of scribing a brittle material substrate in which cracks are formed along a line, wherein the laser spot has a maximum thermal energy intensity only at one end portion close to the region to be cooled. It is characterized in that.
상기 냉각영역이 상기 스크라이브 예정라인을 따라 길게 되어 있는 것을 특징으로 한다.The cooling region is characterized in that the elongated along the scheduled scribe line.
상기 냉각영역에 대하여 상기 레이저 스폿과는 반대측에 있어서, 상기 냉각영역에 근접한 영역이, 상기 스크라이브 예정라인을 따라 연속적으로 가열되는 제2가열영역으로 되어 있는 것을 특징으로 한다.The cooling zone is characterized in that the region adjacent to the cooling zone is a second heating zone that is continuously heated along the scribe scheduled line.
상기 제2가열영역은 레이저 빔에 의하여 형성되는 레이저 스폿에 의하여 가열되는 것을 특징으로 한다.The second heating region is heated by a laser spot formed by a laser beam.
상기 제2가열영역의 레이저 스폿은, 냉각되는 영역에 근접한 단부에 있어서 최대의 열에너지 강도로 되어 있는 것을 특징으로 한다.The laser spot of the second heating region has a maximum thermal energy intensity at an end portion close to the region to be cooled.
또한 본 발명의 취성재료기판의 스크라이브 방법은, 취성재료기판의 표면에 있어서의 스크라이브 예정라인을 따라 그 취성재료기판의 연화점보다 낮은 온도의 레이저 스폿이 형성되도록 레이저 빔을 연속적으로 조사하면서 이동시키고, 그 레이저 스폿에 연속하여 그 레이저 스폿에 근접한 영역을 스크라이브 예정라인을 따라 연속하여 냉각함으로써 스크라이브 예정라인을 따라 크랙을 형성하는 취성재료기판의 스크라이브 방법으로서, 상기 레이저 스폿에 의하여 가열된 취성재료기판의 온도분포가, 냉각되는 영역에 근접한 일방의 단부에 있어서만 최고온도로 되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the scribing method of the brittle material substrate of the present invention moves the laser beam continuously while irradiating a laser spot at a temperature lower than the softening point of the brittle material substrate along a scribe scheduled line on the surface of the brittle material substrate. A method of scribing a brittle material substrate in which cracks are formed along a scribe scheduled line by continuously cooling an area adjacent to the laser spot along a scribe scheduled line in succession to the laser spot, the scribing method of a brittle material substrate heated by the laser spot. The temperature distribution is at a maximum temperature only at one end close to the region to be cooled.
상기 냉각영역이 상기 스크라이브 예정라인을 따라 길게 되어 있는 것을 특징으로 한다.The cooling region is characterized in that the elongated along the scheduled scribe line.
상기 냉각영역에 대하여 상기 레이저 스폿과는 반대측에 있어서, 상기 냉각영역에 근접한 영역이, 상기 스크라이브 예정라인을 따라 상기 냉각영역에 연속하여 연속적으로 가열되는 제2가열영역으로서 추가되는 것을 특징으로 한다.An area close to the cooling area, on the side opposite to the laser spot with respect to the cooling area, is added as a second heating area continuously heated to the cooling area along the scribe scheduled line.
상기 제2가열영역은 냉각되는 영역에 근접한 단부에 있어서 최고온도로 되어 있는 것을 특징으로 한다.The second heating zone is characterized by a maximum temperature at an end near the cooling zone.
본 발명의 취성재료기판의 스크라이브 장치는, 취성재료기판의 표면에 있어서의 스크라이브 예정라인을 따라 크랙을 형성하는 취성재료기판의 스크라이브 장치로서, 그 취성재료기판의 연화점보다 낮은 온도의 레이저 스폿이 형성되도록 레이저 빔을 연속적으로 조사하는 수단과, 그 레이저 스폿에 의하여 가열되는 영역의 근방을 스크라이브 예정라인을 따라 연속하여 냉각하는 수단을 구비하고, 상기 레이저 스폿은 냉각되는 영역에 근접한 단부에 있어서만 최대의 열에너지 강도로 되어 있는 것을 특징으로 한다.The scribing apparatus of the brittle material substrate of the present invention is a scribing apparatus of a brittle material substrate which forms a crack along a predetermined scribe line on the surface of the brittle material substrate, wherein a laser spot having a temperature lower than the softening point of the brittle material substrate is formed. Means for irradiating the laser beam as continuously as possible, and means for continuously cooling the vicinity of the region heated by the laser spot along a predetermined scribe line, the laser spot being maximum only at an end proximate to the region to be cooled. It is characterized in that the heat energy intensity of.
또한 본 발명의 취성재료기판의 스크라이브 장치는, 취성재료기판의 표면에 있어서의 스크라이브 예정라인을 따라 크랙을 형성하는 취성재료기판의 스크라이브 장치로서, 그 취성재료기판의 연화점보다 낮은 온도의 제1레이저 스폿과 제2레이저 스폿이 형성되도록 레이저 빔을 연속적으로 조사하는 수단과, 상기 제1레이저 스폿에 의하여 가열되는 영역의 근방을 스크라이브 예정라인을 따라 연속하여 냉각하는 수단을 구비하고, 상기 제1레이저 스폿 및 제2레이저 스폿은 냉각되는 영역에 근접한 단부에 있어서만 최대의 열에너지 강도로 되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the scribing apparatus for a brittle material substrate of the present invention is a scribing apparatus for a brittle material substrate that forms a crack along a predetermined scribe line on the surface of the brittle material substrate, wherein the first laser has a temperature lower than the softening point of the brittle material substrate. Means for continuously irradiating a laser beam so that a spot and a second laser spot are formed, and means for continuously cooling the vicinity of an area heated by the first laser spot along a scribe scheduled line, the first laser The spot and the second laser spot are characterized in that they have a maximum thermal energy intensity only at the end close to the region to be cooled.
도1(a)는 본 발명의 스크라이브 방법의 실시상태를 나타내는 모식적인 평면도이고, 도1(b)는 그 방법에 사용되는 각 레이저 스폿의 열에너지 강도분포이다.Fig. 1 (a) is a schematic plan view showing an embodiment of the scribing method of the present invention, and Fig. 1 (b) is a heat energy intensity distribution of each laser spot used in the method.
도2는 본 발명의 스크라이브 장치의 실시예의 일례를 나타내는 정면도이다.2 is a front view showing an example of an embodiment of a scribing apparatus of the present invention.
도3은 본 발명의 스크라이브 장치에 사용되는 레이저 발진장치 및 광학장치의 일례를 나타내는 개략적인 구성도이다.3 is a schematic configuration diagram showing an example of a laser oscillation apparatus and an optical apparatus used in the scribing apparatus of the present invention.
도4는 레이저 빔을 사용한 스크라이브 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.4 is a schematic diagram for explaining the operation of the scribing apparatus using the laser beam.
도5는 레이저 스크라이브 장치에 의하여 스크라이브 되는 머더 글래스 기판 상의 블라인드 크랙의 형성상태를 모식적으로 나타내는 사시도이다.Fig. 5 is a perspective view schematically showing a state of formation of blind cracks on a mother glass substrate scribed by a laser scribe device.
도6은 레이저 스크라이브 장치에 의하여 스크라이브 되는 머더 글래스 기판상의 물리적인 변화상태를 모식적으로 나타내는 평면도이다.Fig. 6 is a plan view schematically showing a physical change state on a mother glass substrate scribed by a laser scribe device.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the Example of this invention is described based on drawing.
도1(a)은 본 발명의 취성재료기판(脆性材料基板)의 스크라이브 방법의 실시상태를 나타내는 머더 글래스 기판(mother glass 基板) 표면의 개략적인 평면도이다. 이 스크라이브 방법은, 예를 들면 대형의 머더 글래스 기판을 절단하여 액정표시패널(液晶表示 panel) 등의 FPD(flat panel display)를 구성하는 복수의 글래스 기판(glass 基板)을 형성할 때에, 머더 글래스 기판을 절단하기 전에 머더 글래스 기판에 스크라이브 라인(scribe line)이 되는 블라인드 크랙(blind crack)을 형성하기 위하여 실시된다.Fig. 1 (a) is a schematic plan view of the surface of a mother glass substrate showing an embodiment of a scribing method of a brittle material substrate of the present invention. This scribing method is, for example, by cutting a large mother glass substrate to form a plurality of glass substrates constituting a flat panel display such as a liquid crystal display panel. Prior to cutting the substrate, it is carried out to form a blind crack that becomes a scribe line on the mother glass substrate.
도1(a)에 나타나 있는 바와 같이 머더 글래스 기판의 표면에는, 스크라이브 예정라인(scribe 豫定 line)SL을 따라 레이저 빔(laser beam)의 조사(照射)에 의하여 제1레이저 스폿(第一 laser spot)LS1이 형성된다. 또한 머더 글래스 기판의 표면에 있어서의 스크라이브 예정라인SL의 연장선 상의 머더 글래스 기판의 단부(端部)에는, 그 스크라이브 예정라인을 따르는 가는 홈 모양의 칼자국이 형성되어 있다.As shown in Fig. 1 (a), a first laser spot is formed on the surface of the mother glass substrate by irradiation of a laser beam along a scribe predetermined line SL. spot) LS1 is formed. Further, a thin groove-shaped cut along the scribe line is formed at an end portion of the mother glass substrate on the extension line of the scribe line SL on the surface of the mother glass substrate.
제1레이저 스폿LS1은, 예를 들면 장경(長徑)이 30.0mm, 단경(短涇)이 1.0mm의 타원형상으로서 장경이 스크라이브 예정라인SL을 따르는 상태에서 머더 글래스 기판의 표면에 대하여 화살표A로 나타나 있는 방향으로 상대적으로 이동된다.The first laser spot LS1 is, for example, an oval shape having a long diameter of 30.0 mm and a short diameter of 1.0 mm, and has an arrow A with respect to the surface of the mother glass substrate in a state where the long diameter is along the scribe line SL. It is relatively moved in the direction indicated by.
이 경우에 머더 글래스의 표면에 형성되는 제1레이저 스폿LS1의 장축 방향을 따르는 열에너지 강도(熱 energy 强度)의 분포는, 도1(b)에 나타나 있는 바와 같이 머더 글래스 기판에 대한 진행방향의 전단부(前端部)에서 후단부(後端部)에 걸쳐 완만하게 증가하고 있지만, 그 강도 레벨(强度 level)은 비교적 작고 진행방향의 후단부에 있어서는 그 강도 레벨이 급격하게 증가하고 있어, 그 후단부에 있어서만 최대의 열에너지 강도로 되어 있다. 타원형상의 제1레이저 스폿LS1은, 머더 글래스 기판의 표면에 있어서의 스크라이브 예정라인SL을 따라 이동하여 스크라이브 예정라인SL을 순차적으로 가열한다.In this case, the distribution of the thermal energy intensity along the long axis direction of the first laser spot LS1 formed on the surface of the mother glass is sheared in the advancing direction with respect to the mother glass substrate as shown in Fig. 1 (b). Although gradually increasing from the front part to the rear end part, the strength level is relatively small, and at the rear end part of the advancing direction, the strength level rapidly increases, The maximum thermal energy intensity is obtained only at the end portion. The elliptical first laser spot LS1 moves along the scribe scheduled line SL on the surface of the mother glass substrate and sequentially heats the scribe scheduled line SL.
제1레이저 스폿LS1은, 머더 글래스 기판이 용융(溶融)되는 온도보다 낮은 온도로 또한 머더 글래스 기판에 대하여 고속으로 이동하면서 머더 글래스 기판을 가열한다. 이에 따라 레이저 스폿LS1이 조사된 머더 글래스 기판의 표면은 용융되지 않으면서 가열된다.The first laser spot LS1 heats the mother glass substrate while moving at a high temperature with respect to the mother glass substrate at a temperature lower than the temperature at which the mother glass substrate is melted. As a result, the surface of the mother glass substrate irradiated with the laser spot LS1 is heated without melting.
머더 글래스 기판의 표면에는, 제1레이저 스폿LS1의 진행방향의 후방에 제1레이저 스폿LS1에 근접하여 스크라이브 예정라인SL을 따라 연장되는 직사각형 모양의 냉각 포인트(冷却 point)CA가 형성된다. 냉각 포인트CA는, 냉각노즐(冷却 nozzle)로부터 머더 글래스 기판의 표면에 냉각수, He가스, N2가스, CO2가스 등의 냉각매체(冷却媒體)를 분사(噴射)함으로써 형성되고, 머더 글래스 기판에 대한 제1레이저 스폿LS1과 동일한 방향에서 같은 속도로 머더 글래스 기판의 표면의 스크라이브 예정라인SL을 따라 이동된다.On the surface of the mother glass substrate, a rectangular cooling point CA is formed in the rear of the traveling direction of the first laser spot LS1 extending along the scribe plan line SL in proximity to the first laser spot LS1. Cooling point CA is formed by the cooling nozzle cooling water, He gas, N 2 gas, spraying a cooling medium (冷却媒體), such as CO 2 gas (噴射) on the surface of the mother glass substrate from (冷却nozzle), a mother glass substrate Is moved along the scribe schedule line SL of the surface of the mother glass substrate at the same speed in the same direction as the first laser spot LS1 for.
머더 글래스 기판의 표면에는, 냉각 포인트CA의 진행방향의 후방이며 냉각 포인트CA에 근접하여 스크라이브 예정라인을 따라 연장되는 타원형상의 제2레이저 스폿LS2가 형성된다. 제2레이저 스폿LS2는, 예를 들면 제1레이저 스폿LS1과 마찬가지로 장경이 30.0mm, 단경이 1.0mm의 타원형상으로 되어 있고, 장경이 스크라이브 예정라인SL을 따른 상태에서 머더 글래스 기판의 표면에 대하여 제1레이저 스폿LS1 및 냉각 포인트CA와 동일한 방향에서 같은 속도로 이동된다.On the surface of the mother glass substrate, an elliptical second laser spot LS2 is formed, which extends along the scribe plan line in the rear of the advancing direction of the cooling point CA and close to the cooling point CA. For example, the second laser spot LS2 has an elliptical shape having a long diameter of 30.0 mm and a short diameter of 1.0 mm, similarly to the first laser spot LS1, and with respect to the surface of the mother glass substrate in a state where the long diameter is along the scribe scheduled line SL. It moves at the same speed in the same direction as the first laser spot LS1 and the cooling point CA.
이 경우에 머더 글래스 기판의 표면에 형성되는 제2레이저 스폿LS2의 장축 방향을 따르는 열에너지 강도의 분포는, 도1(b)에 나타나 있는 바와 같이 제1레이저 스폿LS1의 강도분포와는 대칭적인 것으로서 머더 글래스 기판에 대한 진행방향의 전단부에 있어서만 최대의 열에너지 강도 레벨을 취하고 있고, 최대 열에너지 강도 레벨의 부분으로부터 후단부에 걸쳐 비교적 작은 열에너지 강도 레벨로 완만하게 감소하고 있다.In this case, the distribution of the thermal energy intensity along the long axis direction of the second laser spot LS2 formed on the surface of the mother glass substrate is symmetrical with the intensity distribution of the first laser spot LS1 as shown in FIG. The maximum heat energy intensity level is taken only at the front end portion of the mother glass substrate in the advancing direction, and gradually decreases from the portion of the maximum heat energy intensity level to a relatively small heat energy intensity level from the rear end portion.
제2레이저 스폿LS2도 머더 글래스 기판이 용융되는 온도보다 낮은 온도에서 또한 머더 글래스 기판에 대하여 고속으로 이동하면서 머더 글래스 기판을 가열한다.The second laser spot LS2 also heats the mother glass substrate at a temperature lower than the temperature at which the mother glass substrate is melted and moving at a high speed with respect to the mother glass substrate.
머더 글래스 기판의 표면은, 스크라이브 예정라인SL을 따라 제1레이저 스폿LS1에 의하여 순차적으로 가열된 후에 그 가열 부분이 냉각 포인트CA에 의하여 순차적으로 냉각되고 또한 그 후에 그 냉각 부분이 제2레이저 스폿LS2에 의하여 순차적으로 가열된다.The surface of the mother glass substrate is sequentially heated by the first laser spot LS1 along the scribe scheduled line SL, and then the heating portion thereof is sequentially cooled by the cooling point CA, and after that, the second laser spot LS2 is cooled. Heated sequentially.
이 경우에 제1레이저 스폿LS1은, 머더 글래스 기판의 표면에 대한 진행방향의 후단부에 있어서만 열에너지 강도가 최대로 되어 머더 글래스 기판 의 표면이 완만하게 가열된 후에 그 후단부에 있어서 강하게 가열된다. 그리고 제1레이저 스폿LS1의 후단부에 의하여 강하게 가열된 부분은 냉각 포인트CA에 의하여 냉각된다.In this case, the first laser spot LS1 has a maximum thermal energy intensity only at the rear end portion of the mother glass substrate in the advancing direction, and is heated strongly at the rear end thereof after the surface of the mother glass substrate is gently heated. . The portion strongly heated by the rear end of the first laser spot LS1 is cooled by the cooling point CA.
이와 같이 제1레이저 빔LS1의 후단부에 있어서의 최대의 열에너지 강도에 의한 가열에 의하여 압축응력(壓縮應力)이 발생하고, 냉각 포인트CA에 의하여 냉각되면 인장응력(引張應力)이 발생한다. 이 경우에 제1레이저 빔LSl의 후단부에 있어서의 열에너지 강도의 절대치(絶對値)가 커서 큰 압축응력이 발생하고 있기 때문에 냉각 포인트CP에 의하여 발생하는 인장응력과의 응력구배(應力勾配 : stress gradient)가 커지게 된다.Thus, compressive stress is generated by the heating by the maximum thermal energy intensity at the rear end of the first laser beam LS1, and tensile stress is generated when cooled by the cooling point CA. In this case, because the absolute value of the thermal energy intensity at the rear end of the first laser beam LSl is large, and a large compressive stress is generated, a stress gradient with the tensile stress generated by the cooling point CP is used. the gradient becomes large.
이와 같이 제1레이저 빔LS1의 후단부에 있어서의 열에너지 강도의 절대치가 크기 때문에 스크라이브 예정라인SL의 가열시간을 짧게 할 수 있고, 이에 따라 제1레이저 빔LS1과 머더 글래스 기판과의 상대적인 이동속도를 고속으로 할 수 있다. 그 결과, 제1레이저 빔LS1과 냉각 포인트CA의 거리를 짧게 할 수 있고, 이에 따라 제1레이저 빔LSl과 냉각 포인트CA의 사이의 응력구배를 크게 할 수 있다.As such, since the absolute value of the thermal energy intensity at the rear end of the first laser beam LS1 is large, the heating time of the scribe scheduled line SL can be shortened, so that the relative movement speed between the first laser beam LS1 and the mother glass substrate can be reduced. I can do it at high speed. As a result, the distance between the first laser beam LS1 and the cooling point CA can be shortened, whereby the stress gradient between the first laser beam LSl and the cooling point CA can be increased.
이와 같이 제1레이저 빔LS1과 냉각 포인트CA의 사이에 큰 응력구배가 발생함으로써 머더 글래스 기판에는 스크라이브 예정라인SL을 따라 수직방향의 블라인드 크랙(blind crack)이 확실하게 형성된다. 또한 제1레이저 빔LS1과 머더 글래스 기판과의 상대적인 이동속도를 고속으로 할 수 있기 때문에 블라인드 크랙을 효율적으로 형성할 수 있다. As such, a large stress gradient is generated between the first laser beam LS1 and the cooling point CA so that a blind crack in the vertical direction along the scribe line SL is surely formed on the mother glass substrate. In addition, since the relative movement speed between the first laser beam LS1 and the mother glass substrate can be made high, blind cracks can be efficiently formed.
이렇게 하여 스크라이브 예정라인SL을 따라 수직크랙(垂直 crack)이 형성되면, 블라인드 크랙이 형성된 영역이 제2레이저 스폿LS2에 의하여 다시 가열된다. 이에 따라 냉각 포인트CA의 냉각에 의하여 인장응력이 발생한 영역과 제2레이저 스폿LS2의 가열에 의하여 압축응력이 발생한 영역과의 사이에 응력구배가 발생하고, 그 응력구배에 의하여 머더 글래스 기판에 형성된 수직크랙이 수직방향을 따라 더 깊게 형성된다.In this way, when a vertical crack is formed along the scribe scheduled line SL, the area where the blind crack is formed is heated again by the second laser spot LS2. As a result, a stress gradient is generated between the region where the tensile stress is generated by the cooling of the cooling point CA and the region where the compressive stress is generated by the heating of the second laser spot LS2, and the stress gradient perpendicularly forms the mother glass substrate. Cracks are formed deeper along the vertical direction.
이 경우에 냉각 포인트CA는 스크라이브 예정라인SL을 따라 길게 형성되어 있기 때문에 제1레이저 스폿LS1에 의하여 가열된 영역이 확실하게 냉각된다. 냉각 포인트CA에 의하여 냉각된 영역의 후방에 형성된 제2레이저 스폿LS2는 냉각 포인트CA에 근접한 전단부에서만 최대의 열에너지 강도를 취하고 있기 때문에, 그 전단부에 있어서의 열에너지 강도의 절대치가 크게 되어 냉각 포인트CA와의 사이에 큰 응력구배가 발생한다. 이에 따라 스크라이브 예정라인SL을 따라 형성된 수직크랙은 머더 글래스 기판의 이면(裏面)을 향하여 더 깊게 형성된다.In this case, since the cooling point CA is formed long along the scribe scheduled line SL, the area heated by the 1st laser spot LS1 is surely cooled. Since the second laser spot LS2 formed at the rear of the region cooled by the cooling point CA has the maximum thermal energy intensity only at the front end portion close to the cooling point CA, the absolute value of the thermal energy intensity at the front end portion is increased and the cooling point is increased. A large stress gradient occurs between CA. As a result, the vertical cracks formed along the scribe scheduled line SL are formed deeper toward the rear surface of the mother glass substrate.
또한 제2레이저 스폿LS2는 전단부만이 최대의 열에너지 강도를 구비하고 있어 그 후에는 비교적 작은 열에너지 강도로 가열한다. 이에 따라 수직크랙이 형성된 주변영역의 조직이 어닐(aneal)됨으로써 변화하여 머더 글래스 기판에 잔류하는 응력을 완화시킬 수 있다.In addition, the second laser spot LS2 has only a maximum heat energy intensity at the front end portion thereof, and is then heated to a relatively small heat energy intensity. As a result, the structure of the peripheral region in which the vertical crack is formed may be annealed to change, thereby alleviating the stress remaining on the mother glass substrate.
도2는 본 발명의 취성재료기판의 스크라이브 장치에 대한 실시예를 나타내는 개략적인 구성도이다. 본 발명의 스크라이브 장치는, 예를 들면 대형의 머더 글래스 기판으로부터 FPD에 사용되는 복수의 글래스 기판으로 절단하기 위한 스크라이브 라인을 형성하는 장치이다. 이 스크라이브 장치는, 도2에 나타나 있는 바와 같이 수평한 설치대(設置臺)11 상에 소정의 수평방향(Y방향)을 따라 왕복 이동하는 슬라이드 테이블(slide table)12를 구비하고 있다.Fig. 2 is a schematic block diagram showing an embodiment of a scribing apparatus for a brittle material substrate of the present invention. The scribing apparatus of this invention is an apparatus which forms the scribe line for cutting into the several glass substrate used for FPD, for example from a large mother glass substrate. This scribe apparatus is provided with the slide table 12 which reciprocates along a predetermined horizontal direction (Y direction) on the horizontal mounting
슬라이드 테이블12는, 설치대11의 상면에 Y방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 가이드 레일(guide rail)14, 15에 지지되어 수평한 상태에서 각 가이드 레일14, 15를 따라 슬라이드(slide) 할 수 있다. 양 가이드 레일14, 15의 중간부에는 볼 나사(ball screw)13이 모터(도면에는 나타내지 않는다)에 의하여 회전하도록 각 가이드 레일14, 15와 평행하게 설치되어 있다. 볼 나사13은 정회전(正回轉) 및 역회전(逆回轉)이 가능하고, 이 볼 나사13에 볼 너트(ball nut)16이 나사결합하는 상태로 부착되어 있다. 볼 너트16은, 회전하지 않는 상태로 슬라이드 테이블12에 일체적(一體的)으로 부착되고 있어 볼 나사13의 정회전 및 역회전에 의하여 볼 나사13을 따라 양쪽 방향으로 슬라이드 한다. 이에 따라 볼 너트16과 일체적으로 부착된 슬라이드 테이블12가 각 가이드 레일14, 15를 따라 Y방향으로 슬라이드 한다.The slide table 12 is supported by a pair of
슬라이드 테이블12 상에는 대좌(臺座)19가 수평한 상태로 배치되어 있다. 대좌19는 슬라이드 테이블12 상에 평행하게 배치되는 한 쌍의 가이드 레일21에 지지되어 슬라이드 할 수 있다. 각 가이드 레일21은, 슬라이드 테이블12의 슬라이드 방향인 Y방향과 직교하는 X방향을 따라 배치되어 있다. 또한 각 가이드 레일21 사이의 중앙부에는 각 가이드 레일21과 평행하게 볼 나사22가 배치되어 있고, 볼 나사22는 모터23에 의하여 정회전 및 역회전 되도록 되어 있다.On the slide table 12, the
볼 나사22에는 볼 너트24가 나사결합하는 상태로 부착되어 있다. 볼 너트24는, 회전하지 않는 상태로 대좌19에 일체적으로 부착되어 있어 볼 나사22의 정회전 및 역회전에 의하여 볼 나사22를 따라 양쪽 방향으로 이동한다. 이에 따라 대좌19가 각 가이드 레일21을 따라 X방향으로 슬라이드 한다.A
대좌19 상에는 회전기구(回轉機構)25가 설치되어 있고, 이 회전기구25 상에 절단(切斷) 대상인 머더 글래스 기판50이 재치(載置)되는 회전 테이블(回轉 table)26이 수평한 상태로 설치되어 있다. 회전기구25는, 수직방향을 따르는 중심축을 중심으로 하여 회전 테이블26을 회전시키도록 되어 있고, 기준위치에 대하여 임의의 회전각도θ가 되도록 회전 테이블26을 회전시킬 수 있다. 회전 테이블26 상에는 머더 글래스 기판50이 예를 들면 흡인 척(吸引 chuck)에 의하여 고정된다.A
회전 테이블26의 상방에는 회전 테이블26과는 적당한 간격을 두고 지지대(支持臺)31이 배치되어 있다. 이 지지대31은 수직상태로 배치되는 제1광학홀더(第一光學 holder)33의 하단부에 수평한 상태로 지지되어 있다. 제1광학홀더33의 상단부는 설치대11 상에 설치되는 부착대32의 하면(下面)에 부착되어 있다. 부착대32 상에는 제1레이저 빔을 발진하는 제1레이저 발진기(第一 laser 發振器)34가 설치되어 있고, 제1레이저 발진기34로부터 발진되는 레이저 빔이 제1광학홀더33 내에서 지지되는 광학장치로 조사된다.The support table 31 is arrange | positioned above the rotating table 26 at the appropriate interval from the rotating table 26. As shown in FIG. This
제1레이저 발진기34로부터 발진되는 레이저 빔은 열에너지 강도(熱 energy 强度分布)가 정규분포(正規分布)를 나타내고 있고, 제1광학홀더33 내에 설치되는 광학장치에 의하여 도1(b)에 나타나 있는 바와 같은 소정의 열에너지 강도분포를 구비하는 타원형상의 제1레이저 스폿LS1을 형성하고 또한 그 장축방향이 회전 테이블26 상에 재치된 머더 글래스 기판50의 X방향과 평행이 되도록 조사된다.The laser beam oscillated from the
또한 부착대32에는 제1레이저 발진기34에 인접하여 제2레이저 빔을 발진하는 제2레이저 발진기41이 설치되어 있고, 이 제2레이저 발진기41로부터 발진된 레이저 빔이 제1광학홀더33에 인접하여 지지대31에 설치되는 제2광학홀더42 내의 광학장치로 조사된다. 제2레이저 발진기41로부터 발진되는 레이저 빔은 열에너지 강도분포가 정규분포를 이루고 있고, 제2광학홀더42 내에 설치된 광학장치에 의하여 도1(b)에 나타나 있는 바와 같은 소정의 열에너지 강도분포를 갖는 타원형상의 제2레이저 빔LS2를 형성하며, 그 장축방향이 회전 테이블26 상에 재치된 머더 글래스 기판50의 X방향을 따르는 상태에서 제1레이저 스폿LS1과 적당한 간격을 둔 상태로 조사된다.In addition, the mounting table 32 is provided with a
지지대31에 있어서의 제1광학홀더33과 제2광학홀더42의 사이에는, 회전 테이블26 상에 재치된 머더 글래스50과 대향(對向)하여 냉각노즐(冷却 nozzle)37이 배치되어 있다. 이 냉각노즐37은, 제1광학홀더33으로부터 조사되는 제1레이저 스폿LS1 및 제2광학홀더42로부터 조사되는 제2레이저 스폿LS2의 사이에서 장축방향을 따르는 직사각형 모양으로 냉각수를 분사하도록 되어 있다.Between the first
또한 냉각노즐37로서는 이와 같이 직사각형 모양으로 냉각수를 분사하는 구성 대신에, 좁은 영역에 냉각수를 분사하는 다수의 냉각노즐을 X방향으로 한 줄로 세우는 구성을 채용하더라도 좋다.As the cooling
또한 지지대31에는 제1광학홀더33으로부터 조사되는 제1레이저 스폿LSl에 대하여 냉각노즐37과는 반대측에, 회전 테이블26 상에 재치된 머더 글래스50과 대향하여 휠 커터(wheel cutter)35가 설치되어 있다. 휠 커터35는, 제1광학홀더33으로부터 조사되는 제1레이저 스폿LS1의 장축방향을 따라 배치되어 있고, 회전 테이블26에 재치된 머더 글래스50의 가장자리부에 스크라이브 예정라인을 따르는 방향으로 칼자국을 형성한다.In addition, the
또한 슬라이드 테이블12 및 대좌9의 위치결정, 회전기구25의 제어, 제1레이저 발진기34, 제2레이저 발진기41 등은 제어부(制御部)에 의하여 제어된다.In addition, the positioning of the slide table 12 and the pedestal 9, the control of the
도3은 제1광학홀더33 내에 설치되는 광학장치의 개략적인 구성도이다. 제1레이저 발진기34로부터 발진된 제1레이저 빔은 제1광학홀더33 내에 설치되는 반사 거울33a에 의하여 전반사(全反射)되어 회절격자 렌즈(回折格子 lens)33b로 조사된다. 회절격자 렌즈33b는, 조사되는 레이저 빔의 열에너지 강도분포가 도1(b)에 나타나 있는 제1레이저 스폿LS1의 강도분포, 즉 장축방향을 따라 순차적으로 변화되고 일방의 단부에 있어서 최대가 되도록 격자 피치(格子 pitch) 및 격자 폭(格子 幅)이 설정되어 있다.3 is a schematic configuration diagram of an optical device installed in the first
또한 제2광학홀더42 내에도 제2레이저 발진기41로부터 발진된 제2레이저 빔을 전반사시키는 반사 거울과 반사 거울에 의하여 반사된 빛이 조사되는 회절격자 렌즈를 구비하고 있어, 회절격자 렌즈에 의하여 조사되는 레이저 빔의 열에너지 강도분포가 도1(b)에 나타나 있는 제2레이저 스폿LS2의 강도분포, 즉 장축방향을 따라 순차적으로 변화되고 일방의 단부에 있어서 최대가 되도록 격자 피치 및 격자 폭이 설정되어 있다.Also in the second
이러한 스크라이브 장치에 의하여 머더 글래스 기판50의 표면에 블라인드 크랙을 형성하는 경우에는, 우선 머더 글래스 기판50의 사이즈(size), 스크라이브 예정라인의 위치 등의 정보가 제어부에 입력된다.When blind cracks are formed on the surface of the
그리고 머더 글래스 기판50이 회전 테이블26 상에 재치되어 흡인수단(吸引手段)에 의하여 고정된다. 이러한 상태가 되면, CCD카메라38, 39에 의하여 머더 글래스 기판50에 형성된 얼라인먼트 마크(alignment mark)가 촬영된다. 촬영된 얼라인먼트 마크는 모니터(monitor)28, 29에 의하여 표시되고, 화상처리장치(畵像處理裝置)에서 얼라인먼트 마크의 위치정보가 처리된다.Then, the
회전 테이블26이 지지대31에 대하여 위치가 결정되면, 회전 테이블26이 X방향을 따라 슬라이드 되어 머더 글래스 기판50의 가장자리부에 있어서의 스크라이브 예정라인이 휠 커터35와 대향하게 된다. 그리고 휠 커터35가 하 강되어 머더 글래스 기판50의 스크라이브 예정라인의 단부를 따라 칼자국이 형성된다.When the rotary table 26 is positioned relative to the
그 후에 회전 테이블26이 스크라이브 예정라인을 따라 X방향으로 슬라이드 되면서 제1레이저 발진장치34 및 제2레이저 발진장치41로부터 각각 제1레이저 빔 및 제2레이저 빔이 발진됨과 아울러 냉각노즐37로부터 냉각수가 압축 에어(壓縮 air)와 함께 분사되어 스크라이브 예정라인을 따라 긴 직사각형 모양의 냉각 포인트CA가 형성된다.Thereafter, the rotary table 26 slides in the X direction along the scribe scheduled line, so that the first laser beam and the second laser beam are oscillated from the
제1레이저 발진장치34로부터 발진되는 레이저 빔에 의하여 머더 글래스 기판50 상에는 머더 글래스 기판50의 주사(走査) 방향을 따라 X축방향을 따라 길이가 긴 타원형상의 제1레이저 스폿LS1이 형성된다. 그리고 그 레이저 스폿LS1의 후방에 냉각수가 스크라이브 예정라인을 따라 분사되어 냉각 포인트CA가 형성된다. 또한 제2레이저 발진장치41로부터 발진되는 레이저 빔에 의하여 머더 글래스 기판50 상에는 냉각 포인트CA의 후방에 X축방향을 따라 길이가 긴 타원형상의 제2레이저 스폿LS2가 형성된다.The laser beam oscillated from the first
이 경우에 머더 글래스 기판50의 표면에 형성되는 제1레이저 스폿LS1은 냉각수가 분사되는 냉각 포인트CA에 근접한 후단부에 있어서만 열에너지 강도가 최대로 되어 있고, 따라서 그 후단부에 있어서 머더 글래스 기판50이 확실하게 가열된다. 그리고 상기한 바와 같이 그 레이저 스폿LS1의 단부에 있어서의 가열과 냉각 포인트CA에 의한 냉각의 응력구배에 의하여 머더 글래스 기판50에 블라인드 크랙이 형성된다. 또한 제2레이저 스폿LS2도 냉각수 가 분사되는 냉각 포인트CA에 근접한 전단부에 있어서만 열에너지 강도가 최대로 되어 있고, 따라서 그 전단부에 있어서 머더 글래스 기판50이 확실하게 가열되어 이미 형성된 블라인드 크랙은 머더 글래스 기판50의 이면을 향하여 더 깊게 전진한다.In this case, the first laser spot LS1 formed on the surface of the
블라인드 크랙이 머더 글래스 기판50에 형성되면, 머더 글래스 기판50은 다음의 절단공정으로 공급되어 블라인드 크랙의 폭 방향으로 휨 모멘트(bending moment)가 작용하도록 머더 글래스 기판에 힘이 가해진다. 이에 따라 머더 글래스 기판50은 그 단부에 형성된 칼자국으로부터 블라인드 크랙을 따라 절단된다.When the blind crack is formed on the
상기의 설명에 있어서는 제1레이저 스폿LS1과 제2레이저 스폿LS2가 도1과 같은 열에너지 강도분포인 예를 설명하였지만, 제1레이저 스폿LS1과 제2레이저 스폿LS2에 의하여 가열되는 취성재료기판의 온도분포만 도1의 제1레이저 스폿LS1과 제2레이저 스폿LS2의 강도분포와 동일한 분포로 되어 있더라도 좋다.In the above description, the example in which the first laser spot LS1 and the second laser spot LS2 are heat energy intensity distributions as shown in FIG. 1 has been described, but the temperature of the brittle material substrate heated by the first laser spot LS1 and the second laser spot LS2 is shown. Only the distribution may have the same distribution as the intensity distribution of the first laser spot LS1 and the second laser spot LS2 in FIG.
또한 제1레이저 스폿LS1과 제2레이저 스폿LS2의 강도분포가 도1에 나타나 있는 바와 같음으로써 제1레이저 스폿LS1과 제2레이저 스폿LS2에 의하여 가열되는 가열영역의 온도분포가, 제1레이저 스폿LS1과 제2레이저 스폿LS2의 강도분포가 동일한 분포로 되는 것이 바람직하다.Further, the intensity distributions of the first laser spot LS1 and the second laser spot LS2 are as shown in Fig. 1, so that the temperature distribution of the heating region heated by the first laser spot LS1 and the second laser spot LS2 is the first laser spot. It is preferable that the intensity distributions of LS1 and the second laser spot LS2 have the same distribution.
상기 실시예에서는 취성재료기판의 일례로서 액정표시패널의 머더 글래스 기판을 사용하여 설명하였지만, 접합 글래스 기판(接合 glass 基板), 단판 글래스(單板 glass), 반도체 웨이퍼(半導體 wafer), 세라믹스(ceramics) 등의 스크라이브 가공에 있어서도 같은 효과가 얻어진다.
In the above embodiment, a mother glass substrate of a liquid crystal display panel has been described as an example of a brittle material substrate, but a bonded glass substrate, a single plate glass, a semiconductor wafer, ceramics The same effect is obtained also in scribing process, such as).
본 발명의 취성재료기판의 스크라이브 방법 및 장치는, 이와 같이 머더 글래스 기판 등의 취성재료기판의 표면에 형성되는 레이저 스폿이 냉각 포인트에 근접한 단부에 있어서만 최대의 열에너지 강도로 되어 있기 때문에 냉각 포인트와의 사이에 큰 응력구배를 형성할 수 있어 블라인드 크랙을 확실하게 또한 효율적으로 형성할 수 있다.In the scribing method and apparatus for the brittle material substrate of the present invention, since the laser spot formed on the surface of the brittle material substrate such as the mother glass substrate has a maximum thermal energy intensity only at an end portion close to the cooling point, A large stress gradient can be formed between and the blind crack can be formed reliably and efficiently.
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