WO2004002705A1

WO2004002705A1 - 脆性材料基板のスクライブ装置及びスクライブ方法

Info

Publication number: WO2004002705A1
Application number: PCT/JP2003/008158
Authority: WO
Inventors: Kenji Otoda; Yoshitaka Nishio
Original assignee: Mitsuboshi Diamond Industrial Co.,Ltd.
Priority date: 2002-07-01
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2004-01-08
Also published as: TW200407209A; KR20050005525A; TWI297295B; CN1665656A; JPWO2004002705A1; KR100647454B1; AU2003246209A1; JP4134033B2

Abstract

　レーザスポットを脆性材料基板端部において、スクライブラインを形成中の速度よりも遅くなるように、または一旦停止するように移動させる。これにより、カッターホイール等のスクライブ用カッターを用いることなく、トリガー（切り目）を形成し、引き続き脆性材料基板のスクライブを行うことができる。

Description

明細書

脆性材料基板のスクライブ装置及びスクライブ方法技術分野

本発明は、フラットパネルディスプレイ（以下 F P Dと表記する）に使用されるガラス基板、半導体ウェハ等の脆性材料基板を分断するために、脆性材料基板表面にスクライブラインを形成するためのスクライブ方法及びスクライブラインを形成するためのスクライブ装置に関する。背景技術

本願の明細書においては、脆性材料基板の一種であるガラス基板に属する、液晶パネル等の F P Dのマザ一ガラス基板に、スクライブラインを形成することを一例として説明する。

一対のガラス基板を貼り合わせて構成される液晶パネルは、大寸法の一対のマザ一ガラス基板同士を相互に貼り合わせた後に、各マザ一ガラス基板を所定の大きさに分断することにより製造される。或いは、単板のマザ一ガラス基板を複数のガラス基板に分断した後、分断された各ガラス基板をそれぞれ貼り合わせることにより製造される。単板のマザ一ガラス基板を分断する手順について簡単に説明する。この手 ili頁は、分断対象となるマザ一ガラス基板の表面上に分断予定方向に沿つたスクライブラインを形成するスクライブ工程と、形成されたスクライブ 'ラインに沿ってガラス基板を分断する分断工程との 2工程を順次実施することにより行われる。スクライブ工程には、例えば、カッターホイールが使用される。この場合、マザ一ガラス基板の表面上に、カッターホイ一ルを加圧しながら所望の方向に転動させることによって、垂直クラックを連続して生成させることによりスクライブラインが形成される。続いて実施される分断工程では、このスクラ

：沿って曲げ応力を作用させるように力が加えられ、この応力の作用によつて垂直クラックがマザーガラス基板の厚み方向に伸展し、マザーガラス基板が分断される。

近年、スクライブ用の力ッ夕一を圧接することにより脆性材料基板にスクライブラインを形成する方法とは別に、レ一ザビームを脆性材料基板に照射させて熱歪み応力を発生させ、この熱歪み応力を利用してスクライブラインを形成する方法が実用化されている。

このレーザビームを使用してガラス基板にスクライブラインを形成する方法では、レーザビームをガラス基板上に照射させる前に、ポイントダイヤモンドをガラス基板の表面に圧接させたり、力ッ夕ーホイールを圧接しつつ転動させることによって、ガラス基板の表面上の端部の所定のスクライブ開始位置に、垂直クラックの生成の開始点となるトリガーとして切れ目を形成する。次いで、端部に切れ目が形成されたガラス基板にレーザ発振器からレーザビームを照射する。レ一ザ発振装置から照射されるレーザビームは、ガラス基板上に対してスクライブラインの形成が予め決められているスクライブ予定ラインに沿って長い楕円形状のレーザスポットをガラス基板上に形成する。レーザ発振装置から照射されるレーザビームは、スクライプ予定ラインに沿つてガラス基板に対して相対的に移動させられる。

ガラス基板上には、ガラス基板が溶融される温度、すなわち、ガラス基板の軟化点よりも低い温度に加熱されるようにビーム強度が調整されたレーザビームが照射される。これにより、レーザスポットが形成されたガラス基板の表面は、溶融されることなく加熱される。

また、ガラス基板の表面におけるレ一ザビームの照射領域の近傍には、スクライブラインが形成されるように、冷却水等の冷却媒体が、冷却ノズルから吹き付けられるようになつている。レーザビームが照射されるガラス基板の表面には、レ一ザビームによる加熱によって圧縮応力が生じ、また、冷却媒体が吹き付けられることによって、レーザビームの照射領域の近傍部分に引張り応力が生じる。このように、圧縮応力が生じた領域に近接して引張り応力が生じるために、両領域間に、それぞれの応力に基づく応力勾配が発生し、ガラス基板の端部等に予め形成されたトリガーを起点として、スクライブ予定ラインに沿うスクライブラインがガラス基板に形成される（垂直クラックが連続するラインが生成される）。レ一ザビームを使用してガラス基板にスクライブラインを形成すると、カツ夕

—ホイールを圧接しながら転動させてスクライブラインを形成する方法に比べて、カッターホイールがガラス基板を圧接転動する過程で生じる欠片（カレット）を大幅に低減させることができるので、生じた欠片（カレット）によって、ガラス基板にキズ等が発生することを低減させることができる。

しかし、上記のようにレーザビ一ムを用いてガラス基板にスクライブラインを形成する方法においても、カツ夕一ホイール等を用いて、ガラス基板上にスクライブライン形成の開始点となるトリガ一（切れ目）を形成しているので、このトリガ一（切れ目）を形成する際に、少量ながら欠片（カレット）が発生する。したがって、スクライブラインを形成するために、上記方法を用いた場合においても、欠片に起因してガラス基板上にキズ等が発生する弊害は、依然として存在する。

また、最近では、ガラス基板等の脆性材料基板が使用される表示装置として、液晶表示装置の他に、プラズマディスプレイが製造されている。

このプラズマディスプレイに使用されるガラス基板には、プラズマを発生させるために所定の圧力に加圧されたガスを封止してプラズマ室が形成されるため、液晶表示装置等に使用されるガラス基板に比較して厚型のガラス基板が用いられる。

このような厚型のガラス基板にカツ夕一ホイールでトリガーとしての切れ目を形成する場合には、液晶表示装置等に使用されるガラス基板比べて深い切り目（トリガ一）を形成する必要があるため、カツ夕一ホイールのガラス基板に対する加圧力が高く設定される。このため、トリガ一（切れ目）を形成するときに発生する欠片（カレット）が増えて、この欠片（カレット）によってガラス基板の表面にキズ等が発生するおそれが液晶表示装置用のガラス基板の塲合に比較してさらに強くなる。

また、今後、このような厚型のガラス基板を有するプラズマディスプレイの需要が拡大することが見込まれおり、プラズマディスプレイの製造を量産化した場合に、スクライブ工程にて発生する欠片（カレット）の量も量産化に応じて大量になる。

以上のような事情により、カッターホイール等を用いた機械的なトリガ一（切れ目）形成手段に代えて、レーザピ一ム照射等を用いてトリガーを形成する技術を開発することが強く求められている。

このようにカツ夕一ホイール等を用いないトリガ一（切れ目）形成手段として、 c o ₂レーザを用いることが試みられている。しかしながら、 c o₂レーザを用いる方法では、ガラス基板の表面に所定の熱エネルギー分布を有する楕円形状のレ一ザスポットをガラス基板の端部に形成した場合に、トリガ一から予測できない方向に不要なクラックが派生する、いわゆる、先走りの現象が発生することがすでに知られている。このため、スクライブラインを形成するために使用されるレーザビームとは異なる種類のレーザビームである Y A Gレーザ等を照射して卜リガ一（切れ目）を形成する方法がさらに提案されている。

しかし、この場合には、スクライブラインを形成するためのレ一ザ発振器とは別に、 Y A Gレーザを発振する Y A Gレーザ発振器を備える必要があるため、装置構成が複雑になるという問題がある。また、スクライブラインを形成するためのレーザ発振器と、 Y A Gレーザ発振器とを、それぞれメンテナンスするための費用が大きくなるという問題もある。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、トリガー（切れ目）を形成するためのレ一ザビームを、スクライブラインを形成するためのレーザビームと共通とし、スクライブライン形成の開始点（垂直クラックの生成の開始点）となるトリガー（切れ目）を欠片（カレット）を生じることなく形成し、引き続きスクライブラインを形成す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。発明の開示

上記課題を解決するための本発明の脆性材料基板のスクライブ装置は脆性材料基板の軟化点よりも低い温度の第 1のレーザスポッ卜が、スクライブ予定ラインに沿って形成されるようにレ一ザビームを連続的に照射する手段と、該第 1のレーザスポットによつて加熱された領域の近傍を冷却する冷却手段とを具備し、該脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブ装置において、該第 1のレーザスポットが該脆性材料基板のスクライブ予定ラインの端部に切り目を形成し、引き続き、該脆性材料基板にスクライブラインを形成することを特徴する。

また、前記第 1レーザスポットは前記レーザビームによって前記脆性材料基板上に形成される第 2のレーザスポットを所定形状の軌道上を高速で走査させることによって形成されることを特徴とする。

さらに、前記第 2のレーザスポットは熱エネルギー分布が中央部分になるに従つて大きくなる山型であることを特徴とする。

上記課題を解決するための本発明の脆性材料基板のスクライブ方法は、脆性材料基板の表面におけるスクライブ予定ラインに沿って、該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度の第 1のレ一ザスポッ卜が形成されるようにレ一ザビームを連続的に照射しつつ移動させ、該第 1のレーザスポッ卜に近接した領域をスクライブ予定ラインに沿って連続して冷却することにより、スクライブ予定ラインにそつてスクライブラインを形成するスクライブ方法において、該第 1のレーザスポッ卜が該脆性材料基板のスクライブ予定ラインの端部に切り目を形成し、引き続いて、該脆性材料基板にスクライブラインを形成することを特徴する。また、前記第 1レーザスポットは前記レーザビームによって前記脆性材料基板上に形成される第 2のレーザスポットを所定形状の軌道上を高速で走査させることによって形成されることを特徴とする。

さらに、前記第 2のレ一ザスポットは熱エネルギ一分布が中央部分になるに従つて大きくなる山型であることを特徴とする。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の実施の形態のスクライブ装置の概略構成を示す構成図である。図 2は、そのスクライブ装置に使用されるレ一ザ発振装置及び光学系の一例を示す概略構成図である。

図 3は、ガルバノスキャンにより楕円形状に形成されたレーザスポットの一例を示す平面図である。

図 4 ( a ) 及び（b ) は、それぞれ、ガルバノスキャンにより楕円形状に形成されたレーザスポットの一例を示す平面図であり、（a ) は、中央部分に照射スポットを集約した場合、（b ) は、長軸の両端部分に照射スポットを集約した場合を示している。

図 5 ( a ) 及び（b ) は、ガルバノスキャンにより楕円形状のビ一ムスポットを形成した場合の熱エネルギー分布を示しており、（a ) は、領域 Aに照射スポットを集中させた場合、（b ) は、領域 Bに照射スポットを集中させた場合を、それぞれ示している。

図 6は、ガラス基板の端部に、第一の方法によりトリガ一を形成する方法を示す説明図である。

図 7は、ガラス基板の端部に：の方法によりトリガーを形成する方法を示す説明図である。

図 8は、ガラス基板の端部に円形状の照射スポッ卜を用いてトリガ一を形成する方法を示す説明図である。図 9は、ガルバノスキャンによる楕円状のレーザスポッ卜を形成した場合において、ガラス基板上に形成される熱エネルギー分布を示す図である。

図 1 0は、スクライブ方向の前後に、 2つの楕円形状のレーザスポットを有するように形成した 8の字楕円のレーザスポットを示す図である。発明を実施するための最良の形態

以下、本発明に係るスクライブ装置及びスクライブ方法を図面に基づいて説明する。

図 1は、本発明の一実施の形態のスクライブ装置を示す概略構成図である。このスクライブ装置は、例えば、プラズマディスプレイ等の F P Dに使用されるガラス基板等の脆性材料基板を分断する際に、脆性材料基板にスクライブラインを形成するために使用され、図 1に示すように、水平な架台 1 1上に所定の水平方向（Y方向）に沿って往復移動するスライドテーブル 1 2を有している。スライドテーブル 1 2は、架台 1 1の上面に Y方向に沿って平行に配置された一対のガイドレール 1 4及び 1 5に、水平な状態で各ガイドレール 1 4及び 1 5 に沿ってスライド可能に支持されている。両ガイドレール 1 4及び 1 5の中間部には、各ガイドレール 1 4及び 1 5と平行にポ一ルネジ 1 3が、モータ（図示せず）によって回転するように設けられている。ポールネジ 1 3は、正転及び逆転可能になっており、このポールネジ 1 3にポールナツト 1 6がネジ結合する状態で取り付けられている。ポールナツ卜 1 6は、スライドテ一ブル 1 2に回転しない状態で一体的に取り付けられており、ボールネジ 1 3の正転及び逆転によつて、ポールネジ 1 3に沿って両方向にスライドする。これにより、ボールナツト 1 6 と一体的に取り付けられたスライドテーブル 1 2が、各ガイドレール 1 4及び 1 5に沿って Y方向にスライドする。

スライドテーブル 1 2上には、台座 1 9が水平な状態で配置されている。台座

1 9は、スライドテーブル 1 2上に平行に配置された一対のガイドレール 2 1に、スライド可能に支持されている。各ガイドレール 2 1は、スライドテーブル 1 2 のスライド方向である Y方向と直交する X方向に沿って配置されている。また、各ガイドレール 2 1間の中央部には、各ガイドレール 2 1と平行にポールネジ 2 2が配置されており、ボールネジ 2 2がモータ 2 3によって正転及び逆転されるようになつている。

ボ一ルネジ 2 2には、ポールナツト 2 4がネジ結合する状態で取り付けられている。ポールナット 2 4は、台座 1 9に回転しない状態で一体的に取り付けられており、ポールネジ 2 2の正転及び逆転によって、ポ一ルネジ 2 2に沿って両方向に移動する。これにより、ポールナット 2 4と一体的に取り付けられた台座 1 9が、各ガイドレール 2 1に沿った X方向にスライドする。

台座 1 9上には、回転機構 2 5が設けられており、この回転機構 2 5上に、スクライブ対象であるガラス基板が載置される回転テーブル 2 6が水平な状態で設けられている。回転機構 2 5は、回転テ一ブル 2 6を、垂直方向に沿った中心軸の周りに回転させるようになつている。回転テーブル 2 6上には、ガラス基板 5 0が、例えば、吸引チャックによって固定される。

回転テーブル 2 6の上方には、回転テーブル 2 6とは適当な間隔をあけて、支持台 3 1が配置されている。この支持台 3 1は、垂直状態で配置された光学ホルダー 3 3の下端部に水平な状態で支持されている。光学ホルダ一 3 3の上端部は、架台 1 1の両側端部の鉛直方向に延材する部材に架設された取付台 3 2の下面に取り付けられている。取付台 3 2上には、レーザビームを発振するレーザ発振装置 3 4が設けられている。

レーザ発振装置 3 4は、レーザ発振器から照射されるレーザビームを光学ホルダー 3 3内に保持された光学系に照射する。

光学ホルダー 3 3の下端部に取り付けられた支持台 3 1には、光学ホルダー 3 3に近接して、冷却ノズル 3 7が設けられている。この冷却ノズル 3 7からは、冷却水、 H eガス、 N ₂ガス、 C〇₂ガス等の冷却媒体がガラス基板 5 0に噴射されるようになつている。冷却ノズル 3 7から噴射される冷却媒体は、ガラス基板 5 0の表面に形成される楕円形状のレーザスポットの長手方向の端部に近接した位置に吹き付けられる。

図 2は、レーザ発振装置 3 4及び光学ホルダ一 3 3内に設けられる光学系の概略構成図である。

レーザ発振装置 3 4は、 1本のレーザビームを発振するレーザ発振器 3 4 aを有しており、このレーザ発振器 3 4 aから発振されるレ一ザビーム Lが、 X軸ガルバノミラー 3 4 b、 Y軸ガルバノミラ一 3 4 c及び光学ホルダー 3 3内に配置された光学レンズ 3 3 aを介して、ガラス基板 5 0の表面に照射されるようになつている。

X軸ガルバノミラ一 3 4 bは、スキャンモー夕 3 4 dによって高速回転移動できるようになつており、レーザ発振器 3 4 aから照射されるレーザビ一ム Lを高速で走査して、 Y軸ガルバノミラー 3 4 cに向かって反射させている。また、 Y軸ガルバノミラー 3 4 cは、スキャンモータ 3 4 eによって高速回転移動できるようになっており、 X軸ガルバノミラー 3 4 bから反射されるレ一ザビームを高速で走査して、ガラス基板 5 0に向かって反射させている。そして、 Y軸ガルパノミラ一 3 4 cにて反射されたレーザビームが、光学レンズ 3 3 aを介してガラス基板 5 0上に照射される。

光学レンズ 3 3 aを介してガラス基板 5 0上に照射されるレーザビームは、図 2に示すような円形状の照射スポッ卜 L S 1をガラス基板 5 0の表面上に形成する。

この円形状の照射スポット L S 1 (第 2のレ一ザスポット）を、 X軸ガルバノミラー 3 4 bおよび Y軸ガルバミラー 3 4 cにより図 3に示すようにガラス基板 5 0の楕円軌道上を高速で走査することにより、ガラス基板 5 0に楕円形状のレ —ザスポット L S 2 (第 1のレーザスポット）を形成する。

このような楕円形状のレーザスポット L S 2を形成する場合、円形状の照射スポット L S 1を楕円軌道上の何箇所にわたって照射するかが重要となる。照射する円形状レーザスポッ卜 LS 1の数が少なくなると、ガラス基板 50上に与えられる熱量が不足し、楕円形状のレーザスポッ卜 LS 2の熱エネルギー分布が連続でなくなるおそれがある。また、照射する円形状レーザスポット LS 1の数が多すぎると、楕円軌道を 1周するためのサイクルタイムが遅くなるおそれがある。このため、例えば、更新サイクルタイムを 12. 96msとして、長軸方向の長さ 25mm、短軸方向の長さ 1 mmの楕円軌道上に 108箇所にわたって円形状の照射スポット LS 1を照射することにより形成された楕円形状のレーザスポット LS 2が用いられる。

このようにガルバノスキャンを用いて形成した楕円形状のレ一ザスポット LS

2は、レ一ザスポット LS 2の短軸方向の長さが lmm程度であるため、円形状のレーザスポット LS 1を走査軌道である楕円軌道上での分布を変動させることによって、レ一ザスポット LS 2の長軸方向のエネルギー分布を調整することが可能である。

すなわち、図 3に示すように、円形状の照射スポット LS 1を楕円軌道上の全体にわたって均一に分布させた場合、楕円状のレーザスポット LS 2のエネルギ一分布は、全体にわたって均一になる。また、図 4 (a) に示すように、円形状の照射スポット LS 1を、楕円軌道の中心側に偏って分布させた場合に形成される楕円状のレーザスポット LS 2 Aのエネルギー分布は、楕円状のスポットの中心よりにエネルギーが高くなつたエネルギー分布が形成される。また、図 4 (b ) に示すように、円形状の照射スポット LS 1を、楕円軌道の長軸の両端部に偏つて分布させた場合に形成される楕円状のレーザスポッ卜 LS 2Bのエネルギー分布は、楕円状のスポッ卜の長軸の両端部寄りにエネルギ一が高くなつたエネルギー分布が形成される。このように、円形状の照射スポット LS 1の楕円軌道上への分布を調整することによって、楕円状のレーザスポット LS 2のエネルギー分布を調整することができる。楕円状のレーザスポット L S 2のエネルギー分布は、実際には、コンピュータのソフトにより、描いた楕円に対してパーセンテージ入力することによって調整することが可能である。便宜上、以下の説明では、楕円軌道上に均等に円形状の照射スポッ卜 L S 1を分布させた場合を 1 0 0 %と表記し、円形状の照射スポッ卜 L S 1を図 5中の Aで示される楕円形状の中心寄りに分布を集中させる塲合を、パーセンテージ入力の数値を小さくなるように表記し、円形状の照射スポット L S 1を図 5中の Bで示される楕円形状の長軸の両端部寄りに集中させる場合を、パーセンテージ入力の数値が大きくなるように表記する。図 5 ( a ) には、ソフトにより描いた楕円に対して、パーセンテージ入力を低くして、 Aの領域に示される中央寄りに、熱エネルギー分布が集中したパターンを示しており、図 5 ( b ) には、ソフトにより描いた楕円に対して、パーセンテージを高くして、 Bの領域に示される長軸の両端部寄りに、熱エネルギー分布が集中したパターンを示している。

上記構成のスクライブ装置を用いてガラス基板にスクライブラインを形成する方法について説明する。

まず、ガラス基板 5 0が、回転テーブル 2 6上に載置されて吸引手段によって固定される。このような状態になると、回転テーブル 2 6が所定の撮影位置に移動し、 C C Dカメラ 3 8および 3 9によって、ガラス基板 5 0に設けられたァラィメントマークが撮像される。撮像されたァライメントマークは、モニター 2 8 および 2 9に表示され、画像処理装置を用いてァライメントマークのスクライブ装置内の位置情報が処理される。

その後、ガラス基板 5 0のスクライブ予定ラインと実際スクライブ方向が一致するように、回転テーブル 2 6は移動して支持台 3 1に対して位置決めされる。このように位置決めされた回転テーブル 2 6に保持されているガラス基板 5 0 の端部に、上記のガルバノスキャンによって楕円形状のレーザスポット L S 2を形成して、スクライブライン形成の開始点となるトリガー（切れ目）を形成する _c 3 008158

ガラス基板 5 0に照射されるレ一ザピ一ムは高速で楕円軌道上に走査されて、この楕円軌道上に 1 0 8箇所に円形状の照射スポット L S 1を形成し、ガラス基板に長軸方向の長さ 2 5 mm、短軸方向の長さ 1 mmの楕円形状のレーザスポッ卜 L S 2を形成する。さらに、ソフトにより描いた楕円に対して、入力されるパ —センテージを 8 8 %として、熱エネルギーの分布が中央に山型になるように調整し、楕円形状のレーザスポット L S 2 Aとする。

このようなガルバノスキャンによって.形成された入力パーセンテージ 8 8 %の熱分布を有するレ一ザスポット L S 2 Aを、レーザスポット L S 2 Aの中央部がガラス基板 5 0の端部に一致するまでガラス基板 5 0に対して相対的に 1 0 0 m mZ s e c以下の低速で移動させる。このように、レ一ザスポット L S 2 Aをガラス基板 5 0の端部に低速で移動させることにより、ガラス基板 5 0の端部にトリガ一（切り目）が形成される。

ガラス基板 5 0の端部にトリガ一（切り目）が形成された後、引き続いて、レ一ザスポット L S 2 Aの走行を継続させる。

レーザスポット L S 2 Aをガラス基板 5 0に対して相対的に走行させ、レ一ザスポット L S 2 Aの走行方向の後部側に設置されている冷却ノズル 3 7カら冷却媒体がガラス基板 5 0に噴出される。冷却ノズル 3 7から冷却媒体が噴射して形成される冷却領域（冷却スポット）が、ガラス基板 5 0の端部の切れ目に達したときに、スクライブラインの形成が開始され、ガラス基板 5 0に形成された切れ目をトリガ一としてこの切れ目から垂直クラックが連続して生成される。このスクライブを実施するときのレ一ザスポッ卜のガラス基板 5 0に対する相対的な走行スピードは、トリガ一を形成したときのレーザスポッ卜の走行スピードよりも高速化され、 5 O mmZ s e c ~ 3 0 O mmZ s e cとされる。

ガラス基板 5 0へのスクライブラインの形成が完了すると、ガラス基板 5 0は、次のブレーク工程へ搬送されて、本発明のスクライブ装置を備えたスクライブェ程で形成されたスクライブラインに対して曲げ応力が作用するようにガラス基板 5 0に力が加えられる。これにより、ガラス基板 5 0はスクライブライン沿って分断される。

以上説明したように、本実施の形態のスクライブ装置では、カッターホイール等によるガラス基板 5 0に対する加圧力を加えることなく、ガラス基板 5 0にトリガ一（切れ目）を形成することができるため、ガラス基板 5 0に対してスクラィプラインを形成するスクライブ工程で、欠片（カレット）が全く生じることがなく、プラズマディスプレイ等の厚型のガラス基板を大量に分断する場合に問題となる欠片（カレット）の発生を解消することができる。

上記のガルバノスキャンを用いた楕円形状のレ一ザスポット L S 2を用いることによってガラス基板 5 0にトリガ一（切れ目）を形成する工程は、分断されるガラス基板 5 0の種類、厚さ等によって最適な条件が異なると考えられるので、種々のガラス基板 5 0に対するトリガー（切れ目）の形成の最適条件について検討する実験を行った。以下、その実験結果について説明する。また、この実験では、最適条件の設定に併せて、ガラス基板 5 0に対するガルバノスキャンによるレーザスポットを照射する方法についても、検討したので、その方法について、それぞれ説明する。

まず、第 1のトリガ一形成条件として、図 6に示すように、レーザスポット L S 2をガラス基板 5 0に対して 1 0 O mm/ s e c以下の速度で低速走行させることにより卜リガ一を形成する場合について検討した。このときの実験条件を、下記の表 1に示している。

表 1

また、第 2のトリガー形成条件として、図 7に示すように、レーザスポット L S 2の中央部分をガラス基板 5 0の端部上に位置させた状態で、レーザスポット L S 2の走行を停止し、ガラス基板 5 0の端部にトリガーを形成した後に、再び、レ一ザスポット L S 2をガラス基板 5 0に対して走行させてスクライブラインを形成した。このときの実験における条件を、下記の表 2に示す。

表 2

また、比較のため、上記のガルバノスキャンによる楕円形状のレーザスポット

L S 2をガラス基板 5 0の表面に形成する代わりに、図 8に示すように、円形状の照射スポット L S Iを、ガラス基板 5 0の端部上に照射した状態で、レーザスポット L S 1の走行を停止し、このレーザスポット L S 1の照射によってガラス基板 5 0にトリガーを形成した後に、ガルバノスキャンによりレーザビームを高速走査させて楕円形状のレーザスポット L S 2を形成し、ガラス基板に対して相対的に走行させてスクライブラインを形成したときの実験条件を下記の表 3に示す。

表 3

上記の各実験条件により、ガラス基板上に照射されるガルバノスキャンによる楕円形状のレーザスポット L S 2の照射条件を調整することによって、ソ一ダガラス等の厚型のガラス基板に対しても、トリガ一を形成できることが明らかになつた。これに対して、比較例のように、円形状の照射スポット L S 1をガラス基板 5 0の端部に形成することにより、ガラス基板 5 0の端部にトリガーを形成した場合には、トリガー（切れ目）から予測できない方向に不要なクラックが派生する「先走り」現象が発生することが、確認された。

また、上記各実験条件にて、レーザスポットを照射することにより形成されたトリガ一は、カッターホイール等のスクライブカツ夕一によって形成されたトリガ一（切れ目）と比較して、その深さが、約 2 0 %程度深くなるという結果も得られている。

図 6または図 7に示すような楕円形状のレーザスポット L S 2において、レーザスポッ卜の中央部付近の熱エネルギー強度が高くなつているレーザスポットを用いることによって、ガラス基板の端部にトリガーが形成されることが可能になる。

以下、このように、ガルバノスキャンによる山型の熱エネルギー分布を有するレーザスポットを用いることによる効果について説明する。

図 9は、上記ガルバノスキャンにより円形状の照射スポット L S 1をガラス基板に照射した場合に形成されるレーザスポット L S 2が山型の熱エネルギー分布を有している状況を示している。図中 Aで表される領域は、レーザスポット L S 2の移動方向の前方側を示しており、この領域 Aでは、熱エネルギー強度が前方側になるに従って徐々に低下する。一方、図中 Bで表される領域はレーザスポッ卜の移動方向の後方側を示しており、この領域 Bでは熱エネルギー強度が後方側になるに従って徐々に低下する。

領域 Aは、ガラス基板 5 0にトリガーを形成する場合に、ガラス基板 5 0の表面を予熱する領域として機能すると考えられ、領域 Bは、ガラス基板 5 0にトリガーを形成する場合に、トリガーを形成するための形成領域になっていると考えられる。

領域 Aについては、ガラス基板 5 0を除々に予熱するためにある程度の距離が必要になる。領域 Aの長さが短い場合には、ガラス基板 5 0にトリガーを形成する場合に、十分な予熱を行うことができない状態で、熱分布のピークポイントがガラス基板 5 0の端部に乗り上がることになり、いわゆる「先走り」と呼ばれる現象が発生するおそれがある。また、この領域 Aの熱分布は、熱エネルギー分布のピ一クポイントである中央部分に向かってなだらかに熱エネルギーが上昇する分布になっていることが好ましいと考えられる。

例えば、領域 Aの熱分布が上記と逆に、周縁に向かって上昇している場合には、「先走り」の現象が生じるおそれがある。

次に、領域 Bについては、ガラス基板 5 0の端部に所定の深さのトリガ一（切り目）を形成するためには、熱がガラス基板の表面からある程度の深さまで伝熱させる必要があるために、ガラス基板の材質や厚み等に応じた長さが必要になる。この領域 Bの長さが短い場合には、ガラス基板 5 0に卜リガ一を形成することが困難になる。

また、ガラス基板の表面に形成される照射スポット L S 1を楕円軌道上にガルバノスキャンにより高速で走査させることによって形成される楕円形状のレーザスポット L S 2はスクライブ予定ライン上等に熱が拡散する領域が確保され、ガラス基板の圧縮力、引っ張り力等の特性を引き出したバランスをとることができると考えられる。これに対して、レーザスポット L S 1をスクライブ予定ライン上にのみ高速走查させた場合には、スクライブラインを形成することが困難になる。すなわち、基板面の垂直方向に熱量が蓄積され、ガラス基板の表面が熔融する。

また、楕円軌道上にビームスポットが照射されない空間を形成した場合、空間が形成された領域で熱量が低下する。

さらに、楕円形状のレーザスポットの幅は、レーザ発振器により出射される円形状の照射スポッ卜が有する直径の 2倍を超えない程度にすることが好ましい。また、上述の説明においては、ガラス基板 5 0上に形成されるレーザスポッ卜として、楕円形状のものについて説明したが、図 1 0に示すように、スクライブ W

方向の前後に、 2つの楕円形状を有するように 8の字状のレーザスポットとしてもよい。

前後の 2つの楕円軌道上に円形状のレーザスポット L S 1を高速で 8の字状に走査させることにより形成される 2つの楕円形状を有するレーザスポッ卜は楕円形状のレーザスポットが 1つである場合よりも、ガラス基板に対してより多くのエネルギー（熱量）を加えることができる。

また、前後 2つの楕円形状のレーザスポット L S 1および L S 2の熱エネルギ分布を、それぞれ、図 9で説明した予熱領域（図 9の Aの領域）及びトリガー形成領域（図 9の Bの領域）に適するように、任意に形状を変更することが可能になる。

図 1 0の前方側の楕円形状のレーザスポッ卜 L S 3の長さ方向の寸法 a及び幅方向の寸法 bについて、それぞれ、適正な長さをガラス基板の種類に応じて変更することができる。例えば、薄型のガラス基板にトリガーを形成する場合には、長さ方向寸法 aを短くし、硬質ガラスまたは厚型のガラス基板にトリガーを形成する場合には、長さ方向寸法 aを長く形成する。一方、ガラス基板に与える熱量を多くする場合には、幅方向寸法 bを短くし、ガラス基板に与える熱量を少なくする場合には、幅方向寸法 bを長くする。

以上説明したように、本発明のスクライブ装置及びスクライブ方法によれば、レ一ザビームを照射することにより、スクライブラインの形成の開始点となる卜リガ一（切り目）を形成し、引き続きスクライブラインを形成するため、スクライブラインを形成するスクライブ工程において、欠片（カレット）を発生させることなくガラス基板をスクライブすることができ、また、プラズマディスプレイ等に用いられる厚型のガラス基板に対して、大量にスクライブラインを形成しても、欠片（カレット）によるガラス基板表面上に付与されるキズ等が発生することを防止することができる。

また、トリガーを形成するための力ッターホイール等のスクライブカッ夕ーを備える必要がないので、装置構成をコンパクトで且つ安価にすることができ、さらに、力ッ夕一ホイ一ル等の消耗品を削減することができる。

本願では、脆性材料基板の一例として F P Dのマザ一ガラス基板を用いて説明したが、半導体ウェハ、セラミックス等のスクライブ加工においても有効に適用させることができる。

また、本願のスクライブ装置およびスクライブ方法はガラス基板同士を貼り合わせた液晶パネル、透過型プロジェクター基板、有機 E L素子、 P D P (ブラズマディスプレイパネル) 、 F E D (フィールドェミッションディスプレイ）ゃガラス基板とシリコン基板とを貼り合わせた反射型プロジェク夕一基板等のマザ一基板のスクライブに対しても有効に適用させることができる。

産業上の利用可能性

本発明のスクライブ装置及びスクライブ形成方法は、ガルバノスキヤンにより脆性材料基板に照射される照射スポットを高速で走査することで熱エネルギー強度が中央部分になるに従って大きくなる山型になったレーザスポットを形成し、そのレーザスポットの移動は、脆性材料基板の端部において、スクライブラインを形成中の速度よりも遅くなるように、または一旦停止するようにされる。これにより、カツ夕一ホイール等の刃先を用いることなく、スクライブの開始点となるトリガ一を形成することができるので、スクライブ工程において、欠片（カレッ卜）が発生することが無く、プラズマディスプレイ等に用いられる厚型のガラス基板に対して、大量にトリガ一（切れ目）を形成しても、欠片（カレット）によるガラス基板表面上に付与されるキズ等が発生することを防止することができる。

また、トリガ一を形成するための力ッターホイール等の刃先を備える必要がないので、装置構成をコンパクトで且つ安価にすることができ、さらに、カツ夕一ホイール等の消耗品を削減することができる。

Claims

請求の範囲

1 . 脆性材料基板の軟化点よりも低い温度の第 1のレーザスポットが、スクライブ予定ラインに沿って形成されるようにレーザビームを連続的に照射する手段と、

該第 1のレーザスポッ卜によって加熱された領域の近傍を冷却する冷却手段とを具備し、脆性材料基板の表面にスクライブラインを形成するスクライブ装置において、

該第 1のレーザスポットが該脆性材料基板のスクライブ予定ラインの端部に切り目を形成し、引き続き、該脆性材料基板にスクライブラインを形成することを特徴するスクライブ装置。

2 . 前記第 1レーザスポットは前記レーザビームによって前記脆性材料基板上に形成される第 2のレーザスポットを所定形状の軌道上を高速で走査させることによつて形成されることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のスクライブ装置。

3 . 前記第 2のレーザスポットは熱エネルギー分布が中央部分になるに従って大きくなる山型であることを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載の

4 . 脆性材料基板の表面におけるスクライブ予定ラインに沿って、該脆性材料基板の軟化点よりも低い温度の第 1のレーザスポッ卜が形成されるようにレーザビームを連続的に照射しつつ移動させ、該第 1のレーザスポッ卜に近接した領域をスクライブ予定ラインに沿つて連続して冷却することにより、スクライブ予定ラインにそってスクライブラインを形成するスクライブ方法において、

該第 1のレーザスポッ卜が該脆性材料基板のスクライブ予定ラインの端部に切り目を形成し、引き続いて、該脆性材料基板にスクライブラインを形成することを特徴するスクライブ方法。

5 . 前記第 1レーザスポットは前記レーザビームによって前記脆性材料基板上に形成される第 2のレーザスポッ卜を所定形状の軌道上を高速で走査させることによつて形成されることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載のスクライブ方法。

6 . 前記第 2のレーザスポットは熱エネルギー分布が中央部分になるに従って大きくなる山型であることを特徴とする請求の範囲第 1項または第 2項に記載のスクライブ方法。