TW592868B - Device and method for scribing fragile material substrate - Google Patents

Description

592868 A7 ______B7_____ 五、發明說明（！） [發明之詳細說明] [發明所屬之技術領域] 本發明係有關分割脆性材料基板時使用之劃線裝置及 劃線方法，該脆性材料基板係平面板顯示器(以下均以FPD 表示)所使用之玻璃基板、半導體晶圓等。 ’[習知技術] 將一對玻璃基板貼合而成之FPD之一種液晶面板，係 將一對大尺寸母玻璃.彼此貼合後並分割爲既定大小製造而 成。分割母玻璃基板，須於母玻璃基板以刀具事先形成劃 線。以刀具形成劃線時，或於劃線形成後分割母玻璃基板 之際，會產生微細的玻璃粉、玻璃屑，引起種種不良。 爲避免於使用刀具劃線並分割時產生之微細的玻璃粉 、玻璃屑，近年來，採用以雷射光束形成劃線之方法，取 代了使用前述刀具之方法。圖3，係顯示使用雷射光束來 於玻璃基板形成劃線之方法的示意圖。使用雷射或刀鋒之 劃線動作來形成劃線，在劃線形成前先對沿著該劃線之處 進行各種前處理操作。在有關這種處理操作之說明中，將 使用劃線形成預定線或劃線預定線之用語來代表有劃線形 成之處。於玻璃基板50側緣部，事先沿著劃線形成預定線 形成初期龜裂TR，雷射振盪裝置61將雷射光束LB從該 初期龜裂起沿著劃線預定線照射。 由雷射振盪裝置61照射出之雷射光束LB，將沿著劃 線預定線(形成於玻璃基板50上)之長圓形雷射光點LS形 成於玻璃基板50上。玻璃基板50，係相對於由雷射振盪 ____ 3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公髮) ' " -------------------訂---------線 (請先闉讀背面之注意事項再填寫本頁) 592868 A7 ___Β7____ 五、發明說明（π ) 、 裝置61照射出之雷射光束LB，沿著雷射光點LS之長邊 方向移動。 又，自冷卻噴嘴62對玻璃基板50表面上受雷射光束 LB照射加熱之區域附近噴上冷卻水等冷卻媒體。在受雷射 光束照射之玻璃基板表面，由於雷射光束之加熱而產生壓 縮應力，對其附近之區域噴上冷卻媒體，使拉伸應力產生 。如此一來，·有壓縮應力之區域並且在靠近該區域之區域 有拉伸應力產生，於兩區域間產生依據各應力之應力梯度 ，於玻璃基板50，沿著劃線預定線之垂直裂縫就自形成於 玻璃基板50側緣部之初期龜裂TR起進展下去。 於玻璃基板50表面形成之垂直裂縫因爲是微細的，通 常無法以肉眼目視，故稱爲盲裂縫。 當作爲劃線之盲裂縫於玻璃基板50形成時，玻璃基板 5〇就供給下一分割過程/並對玻璃基板施加力量，使彎曲 力矩沿盲裂縫幅方向作用。藉此將玻璃基板50沿著盲裂縫 分割。 [發明欲解決之課題] 這種劃線裝置，係於玻璃基板50側緣部形成初期龜裂 TR，在有該初期龜裂TR形成之玻璃基板50表面上，沿著 劃線預定線照射雷射光束而加熱。此時，玻璃基板50表面 上之初期龜裂附近由於雷射光束而急劇地受到加熱，可能 使得自初期龜裂TR又衍生出多餘的龜裂、。因此，自初期 龜裂衍生之龜裂是無法控制的，且非沿著劃線預定線形成 者，故產生這種龜裂之玻璃基板就成爲不良品。 ____4______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------^ -lull--訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 592868 A7 _'_B7___ 五、發明說明（>)) 又，沿著X方向形成盲裂縫後，再以與該盲裂縫交叉 或正交之方式沿著Y方向形成盲裂縫時，有時如圖4所示 進一步於新Y方向劃線預定線之玻璃基板端部與X方向盲 裂縫之交點之正後方位置設置初期龜裂，在此情形，當有 初期龜裂形成之部分因雷射光束之照射而急劇地加熱時， 也有可能自初期龜裂又衍生多餘的龜裂。 又，利用雷射照射使玻璃基板之X方向變成整體切割 (full-body-cut，盲裂縫抵達玻璃內面之狀態)之後，於Y方 向形成盲裂縫，並欲進行整體切割化時，有時須進一步於 Y方向劃線預定線之玻璃基板端部與於X方向被整體切割 化之交點之正後方位置設置初期龜裂，在此情形，當有初 期龜裂形成之部分因雷射光束之照射而急劇地受到加熱時 ，也有可能自初期龜裂起又衍生出多餘的龜裂。 本發明，係用來解決這種問題者，其目的在於提供一 種脆性材料基板之劃線裝置及劃線方法，使得在玻璃基板 等脆性材料基板之表面因形成盲裂縫而受到急劇的加熱的 情形以及在劃線動作開始後之情形，均不會自初期龜裂進 一步衍生出多餘的龜裂。 [解決課題之手段] - 本發明之脆性材料基板之劃線裝置之特徵在於具有： 加熱機構，沿著脆性材料基板表面上有劃線形成之區域， 以比前述脆性材料基板之軟化點爲低的溫度連續加熱；冷 卻機構，用來冷卻前述加熱機構所加熱之脆性材料基板表 面之區域附近，及龜裂形成機構’其在則述脆性材料表面 _5_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------^ — I—^--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 592868 A7 ___B7____ 五、發明說明（ψ) 之既定處被前述加熱機構加熱後，於前述既定處形成沿著 劃線形成預定線之初期龜裂。 , 又設有第2加熱機構，用來將被前述冷卻機構冷卻之 區域附近進一步加熱。 該龜裂形成機構具有短波長之脈衝雷射振盪器。 本發明之脆性材料基板之劃線方法，係沿著脆性材料 基板表面上有劃線形成之區域，以比前述脆性材料基板之 軟化點爲低的溫度予以加熱，並且連續冷卻該加熱區域附 近之區域，而沿者劃線形成預疋線形成裂縫；其特徵在於 :將前述脆性材料基板上初期龜裂之形成預定處予以加熱 後才於前述預定處形成沿著劃線形成預定線之初期龜裂。 該初期龜裂利用短波長之脈衝雷射光束來形成。 該初期龜裂於劃線形成後緊接著就形成並且與該劃線 交叉。 [發明之實施形態] 以下，基於圖式說明本發明之實施形態。 ' 圖1，係顯示本發明之脆性材料基板之劃線裝置之實 施形態的槪略構成圖。該劃線裝置用來切割例如FPD所使 用之玻璃基板，如圖1所示具有滑動台12，其在水平的架 台11上沿著既定水平方向(Υ方向)往復移動。 、滑動台12，係支撐於一對配置於架台、11上面沿γ方 向平行之導軌14及15，並可以水平狀態沿著各導軌14及 15滑動。在兩導軌14及15之中間部，設有平行於各導軌 14及15之滾珠螺桿13，其利用馬達(未圖示)旋轉。滾珠 , __6_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） Μ--------訂---------^w. (請先閲讀背面之注意事項再，填寫本頁) 592868 ______B7___ 五、發明說明（< ) ，螺桿13可正轉及反轉，於該滾珠螺桿13並螺合滾珠螺帽 16。滾珠螺帽16，係以不隨滑動台12旋轉之狀態安裝成 一體，並利用滾珠螺桿13之正轉及反轉，沿著滾珠螺桿 ,13兩方向滑動。藉此，與滾珠螺帽16安裝成一體之滑動 台12會沿著各導軌14及15往Y方向滑動。 於滑動台12上以水平的狀態配置台座19。台座19被 一對平行配置於滑動台12上之導軌21以可滑動之方式所 支撐。各導軌21彳系沿著滑動台12之滑動方向亦；g卩與γ方 向正交之X方向配置。又，於各導軌21間中央部，與各導 軌21平行配置滾珠螺桿22，滾珠螺桿22利用馬達23正 轉及反轉。 於滾珠螺桿22安裝與其螺合之滾珠螺帽24。滾珠螺 帽24，以不隨台座19旋轉之狀態與台座24安裝成一體， 並利用滾珠螺桿22之正轉及反轉，沿著滾珠螺桿22往兩 方向移動。藉此，台座19沿著各導軌往X方向滑動。 在台座19上設有旋轉機構25，在該旋轉機構25上以 水平狀態設有旋轉台26，其載置切割對象亦即玻璃基板50 。旋轉機構25使旋轉台26圍繞沿著垂直方向之中心軸旋 轉，並可使旋轉台26旋轉至相對於基準位置之任意旋轉角 度。在旋轉台26上利用例如吸附夾頭固定玻璃基板50。 於旋轉台26上方，與旋轉台26相隔適當間隔配置有 支撐台31。該支撐台31以水平狀態被支撐於以垂直狀態 配置之光學支撐具33下端部。光學支撐具33上端部安裝 於設於架台11上之安裝台32的下面。在安裝台32上設有 _______7__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 裝--------訂---------^__w (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 592868 A7 ______Β7 _____ 五、發明說明（b ) 供振盪出劃線用雷射光束之第1加熱用雷射振盪器34，由 第1加熱用雷射振盪器34所振盪出之雷射光束會對保持於 光學支撐具33之光學系照射。 往光學支撐具33內照射之雷射光束，自光學支撐具 33下端面往旋轉台26上載置之玻璃基板50照射。利用光 學支撐具33所保持之光學系，將沿著既定方向拉長之長圓 狀雷射光點照射在玻璃基板50上。 又，於支撐台31，靠近光學支撐具33之處，以安裝 位置可變之方式設有冷卻噴嘴37。該冷卻噴嘴37將冷卻 水' He氣體、N2氣體、CO氣體等冷卻媒體噴射在玻璃基 板50上。冷卻噴嘴37所噴射出之冷卻媒.體，噴在靠近自 光學支撐具33照射在玻璃基板50之雷射光點長邊方向端 部的位置，而於玻璃基板50表面形成冷卻點。 。又，於支撐台31之光學支撐具33與冷卻噴嘴37之間 設有光學支撐具42,其連接於形成初期龜裂之龜裂用雷射 振邊器41(振邊出YAG雷射之短波長）。YAG雷射之短波 長係比YAG基本波之高密度短脈衝雷射還容易形成龜裂。 將龜裂用雷射振盪器41所振盪出之短波長之脈衝雷射透過 光學支撐具42照射在玻璃基板50上。被光學支撐具42照 射出之脈衝雷射所照射之處，係玻璃基板50之表面區域中 ，自光學支撐具33照射在玻璃基板50上之雷射光點長邊 方向之端部，與被冷卻噴嘴37噴上冷卻水之冷卻點之間的 位置。 又，於支撐台31，靠近冷卻噴嘴37，設有連接於第2 _' _8 ___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ’ ----:!—----*4^裝--------訂--------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 592868 A7 _____B7_ 五、發明說明（q ) 加熱用雷射振盪器43之光學支撐具44。將第2加熱用雷 射振盪器43照射出之雷射光束透過光學支撐具44照射在 玻璃基板50表面。被光學支撐具44照射出之雷射光束所 照射之處，成爲靠近由冷卻噴嘴37噴上冷卻水之區域。 又，滑動台12及台座19之定位、旋轉機構25之控制 、劃線用雷射振盪器34、龜裂用雷射振盪器41、第2加熱 用雷射振盪器43等受到未圖示之控制部所控制。 利用這種劃線裝置對玻璃基板.50劃線時，首先將分割 成既定大小之玻璃基板50的尺寸、劃線之形成位置、初期 龜裂之形成位置等資訊輸入控制部。 又，分割成既定大小之玻璃基板50被載置於劊線裝置 之旋轉台26上並以吸附機構加以固定。當成爲這種狀態時 ，利用CCD攝影機38及39對設於玻璃基板50之對準標 記進行拍攝。被拍攝下之對準標記利用監視器28及29顯 示。 然後，將相對於支撐台31固定之玻璃基板50予以移 動，玻璃基板50側緣與既定之劃線形成預定線之交點部被 置於光學支撐具33下方，並且將旋轉台26定位成該光學 支撐具33照射出之長圓狀雷射光點之長邊方向會沿著該劃 線之X方向。旋轉台26之定位，係藉由滑動台12之滑動 、台座19之谱動、及旋轉機構25所產生之旋轉台26旋轉 來進行。 當成爲這種狀態時，第1加熱用雷射振盪器34照射出 雷射光束的同時，旋轉台26沿著+X方向滑動。藉此，如 ________ ______ 9 、 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ~：' (请先la讀背面之汶意事項再填寫本頁) 裝

n ϋ I n^OJV ϋ ϋ n ϋ ϋ I 592868 A7 __B7__ 五、發明說明U ) 圖2A(a)所示，於玻璃基板50側緣部之表面，沿著劃線預 定線SL有長圓狀雷射光點LS形成。 雷射光點LS係例如長徑30.0mm且短徑1.0mm之長 圓狀，以長軸與待形成劃線預定線SL —致之方式照射。 在此情形，雷射光點LS之加熱溫度，係比玻璃基板50熔 融之溫度爲低，亦即比玻璃基板之軟化點爲低的溫度。藉 此，受雷射光點LS照射之玻璃基板50表面就以不熔融之 方式被加熱。 在此情形，於玻璃基板50表面沒有初期龜裂形成，故 即俾玻璃基板50表面由於雷射光點LS受到加熱，也不會 自初期龜裂又衍生多餘的龜裂，而可利用雷射光點LS，對 玻璃基板50表面充分加熱而可確實形成盲裂縫。 又，藉由將玻璃基板50往+X方向移動，雷射光點LS 會在玻璃基板50表面沿著劃線預定線SL移動，如圖 2A(b)所示，使玻璃基板50側緣部面向連接於龜裂用雷射 振盪器41之光學支撐器42下端部。 當變爲這種狀態時，自龜裂用雷射振盪器41振盪出 YAG之短波長脈衝雷射，脈衝雷射被照射在玻璃基板5〇 側緣部之劃線預定線SL上。藉此，玻璃基板5〇側緣部之 劃線預定線SL上熔融或昇華，而有初期龜裂tr形成。 然後，藉由進一步將玻璃基板50往+χ方向滑動，雷 射光點LS會在玻璃基板50表面沿著劃線預定線SL移動 ，如圖2A(c)所示，冷卻噴嘴37會面向玻璃基板5〇側緣 邰之有龜裂Tk形成之部分，自冷卻噴嘴37將冷卻媒體例 —__10_ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21Gx 297公爱) —-- II-------^ ill----I------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 592868 A7 ___B7 ___ 五、發明說明（3 ) 如冷卻水與壓縮空氣一起對該部分噴射。 冷卻噴嘴37，對於離有雷射光點LS照射之區域，往 雷射光點LS之長軸方向例如相隔2.5mm之間隔之劃線預 定線SL上噴冷卻媒體。藉此，玻璃基板50表面被冷卻而 有冷卻點CP形成。因此，在雷射光點LS與冷卻點CP之 間之區域產生溫度梯度。 在玻璃基板50表面上被雷射光點LS加熱之區域產生 壓縮應力，而且在被冷卻水噴之冷卻點CP產生拉伸應力 。因此，在雷射光點LS所造成之加熱區域產生壓縮應力 ，在冷卻水所造成之冷卻點CP產生拉伸應力，於是，藉 由在雷射光點LS與冷卻點CP之間之熱擴散區域產生之壓 縮應力，在相對於冷卻點CP與雷射光點LS相反側之區域 產生大拉伸應力。又，藉由該拉伸應力之作用，自於玻璃 基板50側緣部形成之初期龜裂TR起，盲裂縫沿著劃線預 定線進展下去。 ‘ 然後，藉由進一步將玻璃基板50往+X方向滑動，雷 射光點LS在玻璃基板50表面沿著劃線預定線SL移動， 並且自冷卻噴嘴37噴出之冷卻媒體所造成之冷卻點CP也 沿著劃線預定線SL移動，如圖2A(d)所示，連接於第2加 熱用雷射振盪器43之光學支撐具44下端部面向玻璃基板 50側緣部中有初期龜裂TR形成之部分，自第2加熱用雷 射振盪器43振盪出之雷射光束會照射在玻璃基板50表面 中有初期龜裂TR形成之側緣部。藉此，加熱光點HS於肓 裂縫上形成。 _______ 11 _____ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） I I I I ·1111111 ^ . - — — — — — — — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 592868 A7 ___B7 _ .五、發明說明（一） 因此，當形成於玻璃基板50之盲裂縫被加熱時，盲裂 縫自玻璃基板5 0表面起往丨朵度方向伸展並到達玻璃基板 50內面。 以後，藉由沿著玻璃基板50之劃線預定線SL依序實 施雷射光束所造成之第1加熱、冷卻媒體所造成之冷卻、 及雷射光束所造成之第2加熱，盲裂縫會沿著劃線預定線 SL以抵達玻璃基板50內面之狀態來形成。 圖2A(a)-(d)中，有別於習知雷射劃線方法之情形，因 雷射照射後有初期龜裂形成，故可防止不可預測且不可控 制的龜裂從初期龜裂形成附近之處起進展。在圖2A(a)之 情形，因對初期龜裂預定形成之處在龜裂形成前照射雷射 光束，故在其周圍產生壓縮應力。在這種狀況形成初期龜 裂之情形，相較於在常溫基板表面端部形成初期龜裂之情 形，會產生困難之情形。爲避免這種問題，可採甩其次說 明之另一方法： 圖2B(a)-(f)，係與圖2A(a)-(d)之情形相同，雷射照射 後有初期龜裂形成，顯示可將雷射劃線動作穩定化之劃線 方法的示意圖。在以下說明中，就與圖2A(a)-(d)之情形相 同之情形而言，重複說明將予以省略。 圖2B(a)，係與圖2A(a)所示者相同，顯示於玻璃基板 50之側緣部表面沿著劃線預定線SL形成長圓狀雷射光點 LS之狀況。在此情形，雷射光點LS之一部分於端面形成 ，當該處部分在既定時間內被加熱後，就停止將自第1加 熱用雷射振盪裝置34振盪出之雷射光束照射在玻璃基板 ___12______ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） --— — — — — — — — i I I I I I I ^ « — — — — — — I— (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 592868 A7 _______;_B7___ 五、發明說明（\Λ) 50上。緊接著藉由將玻璃基板50往+Χ方向（圖面右側)滑 動，如圖2B(b)所示，使冷卻噴嘴37面向玻璃基板50側 緣部中有龜裂TR形成之部分，並自冷卻噴嘴37將冷卻媒 體例如冷卻水與壓縮空氣一起噴射在該部分上。 其此，藉由將玻璃基板50往-X方向滑動，如圖2B(c) 所示，使玻璃基板側緣部中有龜裂TR形成之部分面向連 接於龜裂用雷射振盪器41之光學支撐具42的下端部。在 此狀態，自龜裂用雷射振盪器41振盪出YAG之短波長脈 衝光束，將脈衝光束照射在玻璃基板50側緣部之劃線預定 線SL之起點位置。藉此，玻璃基板50側緣部之劃線預定 線SL之起點位置被熔融或昇華而形成初期龜裂TR。 然後，如圖2B(d)所示，藉由進一步將玻璃基板50往-X方向滑動，以雷射光點LS形成之位置會在初期龜裂形成 之位置附近之方式，而且如圖2B(d)所示，當移動至在該 雷射光點LS內部含有龜裂處之位置時，自第1加熱用雷 射振盪器34照射出雷射光束，雷射光點LS於基板50上 形成。接著，將基板50往與之前相反之方向之+X方向移 動以準備形成裂縫。‘ 亦即，如圖2B(e)所示，雷射光點LS在玻璃基板50 表面沿著劃線預定線SL移動，並且冷卻噴嘴37移動至初 期龜裂TR形成之處，將冷卻媒體噴設在初期龜裂TR之處 〇 接著，從冷卻噴嘴37噴出之冷卻媒體所造成之冷卻點 CP也沿著劃線預定線SL移動，如圖2B(f)所示，使玻璃基 ______13__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------^ - - - - ----^------I--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 592868 A7 ____B7_____ 五、發明說明（ 板50側緣部中有初期龜裂TR形成之部分移動至’面向連 接於第2加熱用雷射振盪器43之光學支撐具44的下端部 之位置，從第2加熱用雷射振盪器43照射出之雷射光束所 造成之加熱光點HS於玻璃基板50表面中有初期龜裂TR .形成之側緣部形成。藉此，加熱光點HS於盲裂縫上形成 。因此，當形成於玻璃基板50之盲裂縫被加熱時，盲裂縫 會從玻璃基板50表面往深度方向伸展’並抵達玻璃基板 50內面。 以後，沿著玻璃基板50之劃線預定線SL依序實施雷 射光束所造成之第1加熱、冷卻水所造成之冷卻及雷射光 • 束所造成之第2加熱，使盲裂縫沿著劃線預定線SL以到 達玻璃基板50內面之狀態形成。 在圖1所示使用雷射之劃線裝置之機器構成中，在第 1加熱用雷射振盪器34之光學支撐具33及龜裂用雷射振 盪器41之光學支撐器42之旁邊安裝有冷卻噴嘴37，但也 可採用其他的機器構成。例如也可在光學支撐具33之旁邊 設置冷卻噴嘴37，並在其旁邊再設置光學支撐具42。就後 者之情形之機器構成之情形而言’參閱圖2B(a)-(f)特別在 以下詳細說明與上述說明文之不同點。 與圖2B(a)相同，利用雷射光點LS將基板50加熱。 然後，將基板50往+X方向移動，與圖2B(b)之狀況相同 ，基板50端面被冷卻。然後，進一步將基板50往+X方向 移動，圖2B(c’)所示，基板50端面來到龜裂用雷射振盪器 41之光學支撐具42正下方附近之後，照射來自龜裂用雷 _______u___ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ------------------訂· — ！ · · (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 592868 A7 _ ___. B7 _ 五、發明說明（Λ ) 射振盪器41之雷射光束。其結果，初期龜裂TR於基板50 端面形成。然後，將基板50往反方向之-X方向移動到雷 射光點LS後端部位於基板50端面之處爲止。如圖2B(d) 所示，自該處起開始自第1加熱用雷射振盪器34照射出雷 射光束，再將基板50往+X方向移動下去。然後，與上述 相同，如圖2B⑷及圖2B(f)所示，劃線形成並進一步使裂 縫深度加大。 - 藉此，當於玻璃基板50沿著X方向形成抵達玻璃基 板50內面之盲裂縫時，亦即變成玻璃基板50被整體切割 * 之狀態，在與X方向交叉或正交之Y方向，之後，形成盲 裂縫或到達玻璃基板50內面之盲裂縫變得困難。 此時，有關X方向及γ方向之盲裂縫之形成，利用第 1加熱用雷射光點預熱之後，僅冷卻玻璃基板50之初期龜 裂形成區^或，然後，爲了利用YAG雷射形成初期龜裂，於 未冷卻之初期龜裂形成區域附近，因壓縮應力隔著劃線預 定線產生作用，故不會自初期龜裂再衍生新的龜裂。 以後，同樣地，藉由將垂直裂縫形成來於玻璃基板50 形成棋盤格狀盲裂縫。· 在上述實施側中，舉例具備第2加熱用雷射振盪器43 ，並產生到達玻璃基板50內面之盲裂縫，但藉由第1加熱 雷射振盪器34、龜裂用雷射振盪器41、及冷卻噴嘴37之 構成來形成肓裂縫時，相對於在_X方向形成之盲裂縫，於 .沿著與其交叉或正交之Y方向上劃線預定線所交叉的交點 附近，以及於劃線開始之玻璃基板50端面部，當進行上述 15__ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ---------_·?,-------訂 --------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 592868 A7 ___ B7______ 五、發明說明（A ) 照射時，有時會形成初期龜裂。 雷射光點LS造成之預熱及初期龜裂形成區域之冷卻 實施後，有時由於龜裂用雷射振盪器41而有初期龜裂TR 形成。例如，此情形爲當X方向及Y方向上所形成之盲裂 縫之線之一部分再度接合後，於該接合之部分又形成盲裂 縫。 此時，X方向或Y方向之盲裂縫形成，係利用第1加 熱用雷射光點預熱後，僅冷卻玻璃基板50之初期龜裂形成 區域，然後，因利用YAG雷射形成初期龜裂，於未冷卻之 初期龜裂形成區域附近，隔著劃線預定線有壓縮應力產生 作用，故不會自初期龜裂又衍生新的龜裂。 X方向及Y方向之盲裂縫(包含整體切割)之形成，係 將初期龜裂之形成區域以第1加熱用雷射光點預熱後，使 用冷卻機構冷卻，然後，因利用YAG雷射形成初期龜裂， 故不會自初期龜裂又衍生新的多餘的龜裂。又，在本實施 例中，雖將YAG雷射使用於初期龜裂形成機構，但也可使 用脆性材料基板之劃線加工上使用之切割刀，例如輪形刀 或點狀刀(point-cutter)等作爲初期龜裂之形成機構。 又，脆性材料基板包含玻璃基板，例如在將一對母玻 璃基板彼此貼合後的情形之構成各母玻璃基板之玻璃基板 ，還有如圖5(a)及(b)所示，玻璃基板71爲將一方之母玻 璃基板分割成既定尺寸而製成者，將該玻璃基板71再貼合 於他方之母玻璃基板72的情形之作爲母玻璃基板之玻璃基 板72，以及半導體晶圓、陶瓷基板等。 16 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -----------!—1T---------· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 592868 A7 _ B7___ 五、發明說明（< ) 在此情形，盲裂縫沿著X方向形成並到達玻璃基板50 內面，對於Y方向劃線預定線與該盲裂縫所交叉之交點緊 臨之部分，以及劃線開始之玻璃基板50端面部，按照輸入 控制部之資料启龜裂用雷射振盪器41照射出之短波長脈衝 雷射在上述時點受到控制照射’而形成初期龜裂。亦即， 以到達沿著X方向所形成之盲裂縫的方式沿著γ方向形成 盲裂縫，於是，隔著沿著X方向之盲裂縫，於未形成盲裂 縫之玻璃基板50表面，以與沿著X方向之盲裂縫成直角 接觸之方式，初期龜裂又在上述時點形成，自該初期龜裂 起依序形成新的盲裂縫。 此時，X方向及Y方向之盲裂縫形成，係第1加熱用 雷射光點通過後，因利用YAG雷射形成初期龜裂，故不會 自初期龜裂衍生出新的龜裂/ 此時，X方向及Y方向之盲裂縫形成，係第1加熱用 雷射光點通過後，因YAG雷射形成初期龜裂，故不會自初 期龜裂又衍生多餘的龜裂。又’在本實施例中，雖將YAG 雷射使用於初期龜裂之形成機構，但也可使用脆性材料基 ，板之劃線加工使用之切割刀，例如輪刀或點狀刀等作爲初 期龜裂之形成機構。在此場合，就機器構成而言，不用龜 裂形成用雷射’則要將安裝有刀具刀鋒之刀片支撑器安裝 於光學支撐具33之附近。該刀片支撐器，係當須具備可昇 降之機構形成初期龜裂時’須將刀鋒前端作成可接觸基板 之該處的構成來使用。 又，脆性材料基板包含玻璃基板，利用將一對母玻璃 ^ 17 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -------

Aw- ---------------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 592868 • A7 ______B7_ 五、發明說明（、L ) 基板彼此貼合後的場合之構成各母玻璃基板之玻璃基板， 如圖5(a)及(b)所示，玻璃基板71爲將一方之母玻璃基板 分割成既定尺寸而製成者，將該玻璃基板71再貼合於他方 之母玻璃基板72的情形之作爲母玻璃基板之玻璃基板72 ，以及半導體晶圓、陶瓷基板等。 本發明之劃線裝置及劃線方法，係對於將玻璃基板彼 此貼合而成之液晶顯示基板、透過型液晶顯示基板、有機 EL元件、PDP(電漿顯示面板)基板、FED(場發光顯示器)基 板、或將玻璃基板及矽基板貼合而成之反射型液晶顯示基 板等之劃線也可適用。 [發明效果] 本發明之脆性材料基板之劃線裝置及劃線方法，係加 熱脆性材料基板後再冷卻而使肓裂縫形成時，句期龜裂之 形成是在脆性材料基板被加熱後才進行，因此，加熱脆性 材料基板時，不會自初期龜裂又衍生多餘的龜裂。又，在 形成到達脆性材料基板內面之盲裂縫的場合，在彼此交叉 之乂點之緊臨處可谷易形成初期龜裂，因此，可將到達玻 璃基板內面之盲裂縫確實地以交叉狀態形成。 [圖式之簡單說明] 圖1，係顯不本發明之脆性材料基板之劃線裝置之實 方也形態之一例的則視圖。 圖2A(a)〜（d)，.係分別顯示利用本發明劃線裝置之劃 線形成作業過程之示意圖。 . 圖2B(a)〜（f)，係分別顯示利用本發明劃線裝置之劃 18 本%中國國家標準（CNS)A4規格（210、297公釐） '--- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

裝----I ·11111111 592868 A7 _B7__ 五、發明說明（、Ί) 線形成作業過程之示意圖。 圖3，係顯示習知之盲裂縫形成狀態的示意圖。 圖4，係顯示習知之初期龜裂形成狀態的示意圖。 圖5，係(a)顯示脆性材料基板之一例的槪略俯視圖， (b)爲其側視圖。 圖6，係玻璃基板上之局部放大示意圖，顯示以2方 向交叉之方式形成盲裂縫之狀況。 — — — — — — — —·裝· — — — — ί —訂----I I-- (請先閲讀背面之生意事項再填寫本頁) [符號說明] 12 滑動台 19 台座 25 旋轉機構 26 旋轉台 33 光學支撐器 34 第1加熱用雷射振盪器 37 冷卻噴嘴 41 龜裂用雷射振盪器 42 光學支撐器 43 第2加熱用雷射振盪器 44 光學支撐器 19 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

1. 592868 3588 25 ABCD 六、申請專利範圍 第〇9ΐιι_2號專利申請案夺月1/ρΊ;:Λ·丨 申請專利範圍替換本（2004年 1.一種脆性基板之劃線裝置，其特徵在於具有： 加熱機構，沿著脆性基板之表面之劃線預定線，以比 該脆性基板之軟化點爲低的溫度將該脆性基板之表面連續 加熱； 冷卻機構，用來冷卻該加熱機構所加熱之脆性基板表 面之區域附近； 舊 龜裂形成機構，用來形成作爲垂直裂縫起始點之初期 f龜裂，藉以沿劃線預定線形成垂直裂縫；及 $ 控制部；用以控制該加熱機構、冷卻機構、及龜裂形 哥成機構，且 | 該控制部，係用以使該等機構進行下列動作：沿劃線 I預定線將該脆性基板之表面連續加熱，其次，於該劃線預 t定線之附近形成初期龜裂後，冷卻被加熱之脆性基板表面 :夢 :i領域之附近。 | 2.如申請專利範圍第1項之脆性基板之劃線裝置，其 ^ 中設有第2加熱機構，用來將被前述冷卻機構冷卻之區域 附近進一步加熱。 3. 如申請專利範圍第1項之脆性基板之劃線裝置，其 中龜裂形成機構，係短波長之脈衝雷射振盪器。 4. 一種脆性基板之劃線方法，係沿著脆性基板之表面 之劃線預定線，以比該脆性基板之軟化點爲低的溫度將該 脆性基板之表面連續加熱，並且冷卻被加熱之脆性基板表 面區域附近，而於脆性基板之表面沿著劃線預定線形成垂 直裂縫；其特徵在於： _____1______ 張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 592868 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 沿劃線預定線將該脆性基板之表面連續加熱， 於該劃線預定線之附近形成作爲垂直裂縫開始點^ 裂後，冷卻被加熱之脆性基板表面區域之附近。 / _ 5·如申請專利範圍第4項之脆性基板之劃線方法，_ 中初期龜裂係利用短波長之脈衝雷射光束來形成。 ^ 6·如申請專利範圍第4項之脆性基板之劃線方法，_ 中初期龜裂形成於脆性基板側緣部。 ~ 7·如申請專利範圍第6項之脆性基板之劃線方丨去，_ 中初期龜裂，係於形成之劃線之緊臨處形成，並且 與該形成之劃線接觸。 8.—種脆性基板之劃線裝置，係具備： 加熱機構，沿著脆性基板之表面之劃線預定線， 該脆性基板之軟化點爲低的溫度將該脆性基板之袠___ 加熱； 冷卻機構，用來冷卻該加熱機構所加熱之脆性 面之區域附近，以沿劃線預定線形成垂直裂縫；及 龜裂形成機構，用來將沿該劃線預定線之初期^ 形成於脆性基板表面之初期龜裂之形成預定處；其# 於： 藉由該加熱機構將該初期龜裂之形成預定處予以 、藉由該冷卻機構將該垂直裂縫予以形成前，於該初_^ 縫之形成預定處之周圍有壓縮應力產生之狀況下， 龜裂形成機構來形成沿該劃線預定線之初期龜裂。 ^ 9·如申請專利範圍第8項之脆性基板之劃線方法，_ 2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 592868 3988 55 ABCD 3 、丄 N/)/ 六、申請專利範圍 中設有第2加熱機構，用來將被前述冷卻機構冷卻之區域 附近進一步加熱。 10.如申請專利範圍第8項之脆性基板之劃線裝置，其 中龜裂形成機構，係短波長之脈衝雷射振盪器。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)