TW200845165A - Laser scribing apparatus and method - Google Patents

Description

200845165 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 明係關於雷射劃割裝置及雷射劃割方法。更詳細而 :二發明係關於如下之裝置及方法，即，使雷射光沿被 上::=Γ割預定線相對移動，藉此於該切割預定線 上^成sj告彳線。 【先前技術】 ::為：玻璃板、陶竟或晶圓等脆性材料進行切斷加工之 被切判射/」法。對於雷射㈣法而言，針對作為 被刀。]基板之脆性材料(以下’有時僅 先’於上述脆性材料上之切割預定線 為基， Γ其次，沿切割預定線之始端至末端，藉 呀間内進行加熱，並且以追隨上述雷射光之方’ n 熱之部位驟冷，藉此於基板之表面形成連續之龜使經加 成劃割線。繼而，對上述劃割線之周圍施力；衣即形 力矩），使較淺之龜裂於基板之板厚方向 “曲 劃割線為邊界來割斷基板。使用具有可動载物错此以 裂形成機構、雷射光照射單元、及冷卻單元騎°干初期龜 裝置，並藉由雷射劃割法來形成劃割線。寺之雷射劃割 對於雷射劃割裝置而言，於正在形成劃割線日士， 形成初期龜裂，或雷射光之強度下降，有時I、、'例如未 冰度之正常之劃割線。於上述情形時，無法於^成規定 割斷基板。因此，較理想的是，可於割斷基板割斷步驟中 形成之劃割線為正常或異常。然而，即使^ t前判吻所 ^或者利用光 12I006.doc 200845165 亦無法準確地判斷利用雷射劃割法形 ’只有於實際中進行割斷，才可知上 因此’目測以外之檢查方法較為有 作為目測以认 直^ 卜之脆性材料之檢查方法，於專利文獻！及 寻利文獻2中搞；士 & y、有/、使用聲發射法丨以下’略記為六^法） 之跪性材料夕}47

、去g 檢查相關的技術。因此，考慮有如下方 p例如於形成劃割線之步驟之後段，設置使用專利 文獻1及專利文料 — /欣2中揭示之技術來檢查劃割線之狀態的 驟，對自查1丨刻綠 — s 環形成步驟搬出之基板逐張依序進行檢查， #除I成有異常之劃割線之基板。 [專利文獻1]曰本專利特開平8_94592號公報 [專和文獻2]日本專利特開2〇〇3_232782號公報 【發明内容】 [舍明所欲解決之問題]

學顯微鏡進行觀察， 成之劃割線是否正常 述劃割線是否正常。 效。 …、而’根據上述方法，即使可確認是否形成正常之劃割 、泉口灰劃割線形成步驟之後段進行檢查，故會浪費已形 成異#之劃割線之基板，從而無法避免良率之下降。而且 ㈢k長生產B寸間。本發明係鑒於上述情形所完成者，其目 的在方；^供可於正在形成劃割線時，確認是否可靠地形成 正常之劃割線之雷射劃割裝置及雷射劃割方法。 [解決問題之技術手段] 為達成上述目的，本發明之雷射劃割裝置丨〇包括··載物 台2〇 ’其用以載置保持被切割基板κ ;雷射光照射單元 12 1006.doc 200845165 〇、’、可朝被切剎基板κ之表面照射用以形成劃割線之雷 射光L，及驅動機構2 1，其使載物台20與雷射光照射單元 40相對私動’使雷射光L以沿被切割基板κ上之切割預定 線J之方式相對移動，藉此於此切割預定線；上形成劃割線 之雷射劃割裝置1〇，其特徵在於包括·则應器】，其即 時地檢測於形成劃割線時，自該劃割線SB上之龜裂產生部 刀放出之超θ波’記憶機構42 ’其預先登錄形成正常 線時自該正常_線上之龜裂產生部分放出之超作= 正常超音波信號S2;及判定機構43,其根 為 輸出之超音波信號S1與登錄於記憶機構42中之正常超^ “虎S2 ’判定是否形成正常之劃割線。 又，本發明之雷射劃割方法包括：載物台2〇，直用 置保持被切割基板K;雷射光照射單㈣，其可朝载 基板κ之表面照射用以形成劃割線之雷射光 仙，其使載物㈣與雷射光照射單元4Q㈣移動:2 射紅以沿被切割基板K上之切割預定線J之方式相^ 動猎此於此切割預定線】上形成劃割線者，其特徵1 夕 於.將形成正常劃割線時自該正常劃割線上：土 ^放出之超音波作為正常超音波信號S2而預先登錚^生部

Si2中；藉由AE感應器1即時地檢測於形物線$憶 "4副線SB上之龜裂產生部分放出之超音波一寺’ ::，根據自AE感應器1輸出之超音波信號S1:=^ 。己fe、機構42中之正常超音波信號幻， 、且，彔於 劃割線。 疋公形成正常之 12 1006.doc 200845165 再者，較好的是，藉由上述判定機構43判定形〜 劃割線時’自警報裝置5發出警報。又，較好的' 自上述AE感應器1輸出超立 、疋，根擄 機構…正常超音二^ 進行上述判定。虎之振幅及/或頻率之不同來 [發明之效果] 根據本發明之雷射劃割裝置及雷射劃割方法 ^劃割線時，確認是否已可靠地形成正常之劃割線。I /成異吊之劃割線時’立即進行處理，因此可 中可靠地割斷基板。又，可防止繼續於更多之基 異常之劃割線，因此可提高良率 1 形成 時間。 +❿且’亦不會延長生產 【實施方式】 。以下’ -面參照隨附圖式’―面說明用以實施本發明之 圖1係本發明之雷射劃割裝置1。之正視概略 ° 2係俯視地表不由本發明之雷射劃割裝置⑺進 ^射劃割動作之圖’圖3係表示分析用電腦之構成概要之 圖。各圖中’將正交座標系統之3個轴設Μ、γ、ζ，灯 平面為水平面’ Ζ方向為鉛直方向，將圍繞2方向旋 向設為Θ方向。 如圖1所示，雷射劃割裝置10包括可動載物台2〇、初 龜裂形成機構30、雷射光照射單元4〇、冷卻單元5〇 割狀態檢查裝置60。初期龜裂形成機構3〇、雷射 1 凡40、及冷卻單元50於高於可動載物台2〇之位置，—體地 121006.doc 10- 200845165 固定設置於基台70。 並且可#由载物台驅動裝 ，上述載物臺面可利用直办 形成劃割線時，上述可動； 可動載物台20具有載物臺面 置2 1而於χγζθ各方向上驅動 吸附來保持所載置之基板K。 物台20向Y1方向驅動。 子刀朋龜裂形成機構30具備旋轉刀 保持於可動載物△ 2〇之美纟κ ，且可於载置 , 之基板κ上之切割預定線;之始端心 形成極微小之初期龜裂C，上 处 有旋輕刀Η”θ 疋轉刀片早兀32於前端具 啕奴轉刀片3 1且可上下驅動。 ” 雷射光照射單元4〇可經由由反 ng Iens)等構成之光學系統，自 ^透叙 板K之表面照射由雷 射口 41朝基 ^ 孟為輸出之雷射光L·。自帝射日， 射口 4丨照射出之雷射光L具有 自田射知 須之充分之浐Ψ ^ 、 上形成劃割線SB所 兄刀之知出。雷射照射口41以形 L相對於可動載物台 σ、、、才之雷射光 X切口 20私動之方向丫2為 刀片31之後方部。 +叹置於旋轉 “Ρ早兀50具備噴嘴5 i，該 霧M。噴嘴51以追 ' $ 務狀之冷卻氣 形成劃割線時之雷 方式，以 γ2Λ . ^ 射先L相對於可動載物台20移動之 Υ2為基準，設 矽助之方向 、田射照射口 41之後方部。 釗割狀態檢查裝置6〇包括： 載物台20，以可於 忍—’其安袭於可動 ^成Η1]割線時即時地檢測白 上之龜裂產生部分 心利自上述劃割線 m 〇〇 . 出之超音波；放大器2，1妨士 Λ c 應益1之輸出信號；A 其放大AE感 轉換益3 ’其對放大器2之輸出信號 121006.doc 200845165 進灯Α D(頰比-數位)轉換；分析用電 換器3 ;警報裝置5，其利用 ^、、接於AD轉 以及控制裝置6,其根據由分析用，報燈來發出警報； 〇3 , - ^ 析用電腦4輸出之显當广味 使每射光照射單元4〇、A ~ i _ 1口说 置2:停止，並激發警報裝置5?凡5°、及載物台驅動裝 刀析用電腦4係分析正在形成之 腦，如圖3所示’該分析用電腦4具有= 部43。’ ϋ己隱部42與比較處理 心部42中預先登錄有 …里 S2。亦即，所士田下#加立 ’、正吊超音波信號 斤明正吊起音波信號S2 割動作時，龜裂成長時自該龜列“：於正吊之雷射劃 波信號。比較處理部 口有之音 =2，s,'與登錄於記._中之 不:致兩者—致時判斷雷射劃割動作為正常，告兩者 I:由/判斷雷射劃割動作為異常，並輸出異常心S; ί 1Γ體晶片或微處理器等為主體之適當二Γ: 入该硬體之雷聯护版及裝 43。 王"，而實現上述記憶部42及比較處理部 動Γ，參照圖4,說明由雷射劃割裝置1。形成書"i複 流程圖。 4相裝置10形成劃割線之動作之 首先，於步驟100中， 基板Κ之可動栽物”。進載物台驅動裝置21對載置保持有 31與基板Κ上之切：預進广驅動配置，以使連結旋轉刀片 2_方向平行：：：幻之始端JS的編(參照圖 …而，於步驟1 1 0中，初期龜裂形成 12 1006.doc 200845165 機構3 0使旋轉刀片3 1下降，將該旋轉刀片3丨之刀尖配置於 低於基板Κ之表面之位置。 繼而，於步驟120中，載物台驅動裝置2 1使可動載物台 20向Υ1方向驅動（參照圖2(B))。藉由可動載物台2〇之移 動，旋轉刀片3 1碰撞基板Κ上之切割預定線j之始端j $。其 後，初期龜裂形成機構30立即使旋轉刀片3丨上升。藉此，

l 於切割預定線J之始端JS形成特定深度及長度之極微小之 初期龜裂C。 形成初期龜裂C之後，於步驟丨30中’雷射光照射單元4〇 自雷射照射口 “朝基板κ照射雷射仏…於步驟14〇 中，冷卻單元50以追隨雷射光L之方4，自喷嘴51喷射冷 卻氣霧Μ。雷射光L及冷卻_相對於基板κ而相對移動， 藉此以始端為起點，雷射紅驟然對切割預定線】進行加 熱’使局部熱膨脹後產生壓縮應力，其後冷卻靠立即使 ^部分驟然冷卻’由此使局部收縮後產生拉伸應力。藉 上吏：二龜衣。為開始龜裂之開始點，於基板Κ之表面 割線^預定線J之微小龜裂連續成長，逐步形成劃 …形成劃割線SB之動作 述書丨j割绫SR μ +命 心心' -即時地檢測自 - 線SB上之龜裂產生部分放出之 波發送至分析$ + 曰/ ，並將該超音 刀析用電腦4。分析用電 較自AE感應器丨輸 於比車父處理部43中比 御出之知日波信號S 1、盥八力々 中之正常超音波信號S2。只要檢測=錄於記憶部42 常超音波信號82_致，則 3音波信號S1與正 則比車父處理部4_^自㈣ 121006.doc 200845165 為正常（步驟150中為是）， ^ 、，k,進仃雷射劃割動作直至到達 下刀」頂疋線j之末端JE 咬 ,1SB. Bi 匕為止。於直至末端JE為止形成刳g

綠b!3之時點，停止昭 口J ^ f, # , …、、每射光L，停止喷射氣霧Μ，並使 可動載物台20停止走行(步驟18〇)。 I使 當到達切割預定線J之夫 喊之末^JE之珂，存在上述兩種超音 波仏號不一致之部分 ,+ ^ Φί 中為否），比較處理部43判

辦由射劃割動作為異當， J .^ 、 亚‘出異常信號S3。控制穿詈6 根據異常信號S3而輸出# 、置6 ，ς 4 “ 出枝為控制信號S 4。II由機器控制俨 唬S4而激發警報裝置5後發出盤 吕報（步驟160)，停止照射雷 射先L ’停止噴射氣霧M， w 1Rn, 使了動載物台20停止走行（步 称1 8 0 )〇再者，對於剌 v ^ 料對於判疋上述兩種超音波信號一致或不一 狀判定基準而言’較好^根據振幅及/或頻率進 疋，亦即’較好的是根據振幅強度之不同與頻率之不同中 之兩方或其中一方進行判定。 ，為防止因噪音引起之判 ㈣失-，較好的是預先除去100kHz以下、2〇〇

C 頻率信號。 < 如此，根據雷射劃割裝置10， j万、正在形成劃割線時， 確認是否已可靠地形成正常 ^ ^ ^ 士 里J剎線。當形成異常之劃， 線時，立即進行處理，因此可於 〇 、断步驟中可靠地割斷美 板。又，對於割斷後之基板而 土 剖断部分之直進性或剖 面品質優良。又，可防止繼續於 汽万、更多之基板上形成異常之 劃割線，因此可提高良率。而且 亦不會延長生產時間。 [實施例] 以下’利用實施例來說明本發明 +〜明。圖5係本發明之實施 I2I006.doc 14 200845165 例中所使用之雷射劃割裝置11之正視概略圖，同〃 由圖5所示之+身+告, υ θ ，圖6係表示 "不之雷射劃割裝置"所獲 異常超音波信號之圖，圖魏示正常二二“號與 6⑻表示異常超音波信號。 號’圖 將ΑΕ感應器丨以圖5所示之方 熊檢杳F署* 女衣至不具有劃割狀 :，：ΪΑ:之先前之雷射劃割裝置11中的可動載物台2。

Ο …广…感應器1經由放大器2、$監別器7、及AD轉換器 J而Α不波器8連接，觀測正常雷射書 、 時之波形。 身…時及異常雷射劃割 此時之具體各規格如下所述。 口〔基板〕製造公司：旭石肖子有限公司，㉟號：ΑΝ】⑽， 口口種·厚度為0·7 mm之玻璃基板 〔載物台速度〕100 mm/sec

〔AE感應器〕製造公司：^^?電路設計塊股份有限公 司，型號：AE901S-WP 〔鑑別器〕製造公司：NF電路設計塊股份有限公司， 型號：AE9922 A成異¥之劃割線時’有意地不於基板κ上之切割預定 線J之始端J s處形成初期龜裂C而照射雷射光L，並喷射氣 霧Μ。再者，因噪音多，故藉由鑑別器7來除去丨〇〇 kHz以 下、200 kHz以上之頻率信號。其結果表明，異常超音波 #號之振幅大於正常超音波信號之振幅。其原因在於，於 正常之龜裂發展時，自劃割線上之龜裂產生部分（發展部 分）放出之音波，大於異常之龜裂發展時自劃割線上之龜 121000.doc 15 200845165 衣產生部分放屮夕立 日士 σ、尸 出之音波。此外，當雷射輸出脫離規定值 日寸’或氣霧之喷射量脫離規定值時，與正常時相比，波形 =性存在差異’因此可將該差異作為正常或異常之判定 形=已說明了本發明之實施形態，但上述揭示之實施 發明之二^不本發明之範圍不限定於上述實施形態。本 範圍^圍由申請專利範圍之揭示所表示，進而本發明之 巳匕括與申請專利範 更。 〃于心心心及轭圍内之所有變 【圖式簡單說明】 係本發明之雷射劃割裝置之正視概略圖。 ® 2(A)、圖2(B)係俯視地表示 進行之雷射劃割動作之圖。 “之雷射劃割裝置 =係表示分析用電腦之構成概要之圖。 ®係表示由雷射劃割裝置進行、 程圖。 S d線形成動作之流 圖5係本發明之實施例中所 概略圖。 之田射劃割裝置之正視 圖6係表示由圖5所示之雷 波信號與異常超音波信號之圖:^衣置所獲得之正常超音 【主要元件符號說明】 1 AE感應器 5 警報裝置 雷射劃割裝置 121006.doc 200845165 2 0 可動載物台（載物台） 2 1 載物台驅動裝置（驅動機構） 40 雷射光照射單元 42 記憶部（記憶機構） 43 比較處理部（判定機構） J 切割預定線 K „ 基板（被切割基板） L 雷射光 S1 超音波信號 S2 正常超音波信號 121006.doc

Claims (1)

1. 200845165 十、申請專利範圍： 1 · 一種雷射劃割裝置，其係包括··載物台（2())，其用以載 置保持被切割基板（K);雷射光照射單元（40)，其可朝被 切割基板（κ)之表面照射用以形成劃割線之雷射光（l); 辱品動機構(21)，纟使載物台（2〇)與雷射丨照射單元（⑽） 她多動；使雷射光(L)以沿被切割基板(K)上之切割預 疋線⑺之方式相對移動，藉此於此切割預定線⑺上形成 劃割線之雷射劃割裝置⑽，其特徵在於包括·· 感應态⑴’其即時地檢測於形成劃割線時，自該 劃割線（SB)上之龜裂產生部分放出之超音波； # St構(42)，其預先登錄形成正常劃割線時自該正 :秦上之龜裂產生部分放出之超音波作為正 波信號（S2);及 判定機構（43)，JL稂攄ό APrV 缺…、“ ，、根據自AE感應器⑴輸出之超音波信 號（S1)與登錄於記憶 ^ e ^ , _(42)中之正常超音波信號（S2)， 判疋疋否形成正常之劃割線。 2. 铲二：員1之田射劃割裝置，其中包括警報裝置(5)，其 仏方；错由上述判定機構 發出警報。. ）心形成異〶之劃割線時， 3. 4. 如請求項1或2之雷射劃 根據自輪器⑴輸出=，/中上 記憶機構（42)中之9波信號（S1)與預先登錄於 的不门士 正节超音波信號⑽之振幅及/或頻率 的不同來進行上述判定。 貝丰 種雷射劃割方法，1 、 一 “匕括·載物台（20)，其用以載 121006.doc 200845165 切割基板（κ)之表面照射用以；：'成童早元（4〇)’其可朝被 及驅動機構⑺），盆使載物A /9割線之雷射光（L); 相對移動；使雷射光（u …、射早π (40) 定物…广切割基板⑷上之切，預 疋、、泉（J)之方式相對移動，藉 預 劃割線者，其特徵在於：此切割預定線⑺上形成 將形成正常劃#丨線時自該正# t彳 分放出之超音波作為正f超立線上之龜裂產生部 記憶機構（42)巾； 日心5郎2)*預先登錄於 精由AE感應器⑴即時地檢測於 劃割線（SB)上之龜成」°]、線日”自該 泉產生°卩分放出之超音波· 藉由判定機構⑷）， ， 信號（S1)盥登# α應為（〗）輸出之超音波 h、且錄於記憶機 (S2)，判定是否形+ )中之正常超音波信號 ^到疋疋否形成正常之劃割線。 I月求項4之雷射劃#J (43)判定形成I ^ 干於稭由上述判定機構 J疋沿成異常之劃割線時， 報。 ㈢e報裝置（5)發出警 6 · 如請求項4或5之雷射劃割方法 器⑴輪出之超立、、… T根據自上述AE感應 日'皮k號（S 1 )與預先登錄於Μ ϋ ^ 1、 中之正常超音波 隐機構（42) 上述判定。以（S2)之振幅及/或頻率之不同來進行 121006.doc