WO2004014625A1 - Method and device for scribing fragile material substrate - Google Patents

Method and device for scribing fragile material substrate Download PDF

Info

Publication number
WO2004014625A1
WO2004014625A1 PCT/JP2003/009899 JP0309899W WO2004014625A1 WO 2004014625 A1 WO2004014625 A1 WO 2004014625A1 JP 0309899 W JP0309899 W JP 0309899W WO 2004014625 A1 WO2004014625 A1 WO 2004014625A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
cooling
glass substrate
mother glass
scribe line
spot
Prior art date
Application number
PCT/JP2003/009899
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Fujii
Shuichi Inoue
Original Assignee
Mitsuboshi Diamond Industrial Co.,Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsuboshi Diamond Industrial Co.,Ltd. filed Critical Mitsuboshi Diamond Industrial Co.,Ltd.
Priority to AU2003252389A priority Critical patent/AU2003252389A1/en
Priority to KR1020047011519A priority patent/KR100649894B1/en
Priority to JP2004527333A priority patent/JP4080484B2/en
Publication of WO2004014625A1 publication Critical patent/WO2004014625A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/073Shaping the laser spot
    • B23K26/0736Shaping the laser spot into an oval shape, e.g. elliptic shape
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/14Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring using a fluid stream, e.g. a jet of gas, in conjunction with the laser beam; Nozzles therefor
    • B23K26/1462Nozzles; Features related to nozzles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/40Removing material taking account of the properties of the material involved
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/40Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B23K26/402Removing material taking account of the properties of the material involved involving non-metallic material, e.g. isolators
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/003Cooling means
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/02Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/023Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor the sheet or ribbon being in a horizontal position
    • C03B33/03Glass cutting tables; Apparatus for transporting or handling sheet glass during the cutting or breaking operations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/09Severing cooled glass by thermal shock
    • C03B33/091Severing cooled glass by thermal shock using at least one focussed radiation beam, e.g. laser beam
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26

Definitions

  • a scribe line is formed on the surface of a brittle material substrate in order to cut a brittle material substrate such as a glass substrate or a semiconductor wafer ⁇ used in a flat panel display (hereinafter referred to as FPD). It relates to rice scribing and scribing equipment. Background art
  • the following describes the conventional technology for forming scribe lines on a glass substrate, which is a type of brittle material substrate used in various flat panel displays, and a mother brittle material substrate that is formed by bonding the brittle material substrates together.
  • An FPD such as a liquid crystal display panel, which is composed of a pair of glass substrates, is bonded to each other, and then each mother glass substrate has a predetermined size that constitutes the FPD. It is divided so that it may become a glass substrate.
  • Each mother glass substrate is cut along a scribe line after a scribe line is formed in advance by a diamond cutter or the like.
  • a scribe line may be formed on the mother glass substrate before bonding, and the mother glass substrate may be divided. When the scribe line is mechanically formed by force etc., the formed scribe line
  • the peripheral part is in a state where the residual stress is accumulated.
  • residual stress is accumulated at the edge portion of the side edge and the peripheral portion of the surface of the glass substrate formed by the division.
  • Such residual stress is caused by unnecessary clans and socks near the surface of the glass substrate.
  • unnecessary cracks may occur and the edge of the glass substrate may be broken. Fragments generated by chipping of the edge of the glass substrate's cross section may adversely affect the manufactured FPD.
  • the laser beam LB is irradiated from the laser oscillator 61 to the mother glass substrate 50 as shown in FIG.
  • the laser beam LB emitted from the laser oscillation device 61 forms an elliptical laser spot LS along the planned scribe line SL on the mother glass substrate 50 on the surface of the mother glass substrate 50.
  • the mother glass substrate 50 and the laser beam LB irradiated from the laser oscillation device 61 are relatively moved along the longitudinal direction of the laser spot LS.
  • the mother glass substrate 50 is heated by the laser beam LB to a temperature lower than the temperature at which the mother glass substrate 50 is softened. Thereby, the surface of the mother glass substrate 50 on which the laser spot LS is formed is heated without being softened.
  • a cooling medium such as cooling water is sprayed from the cooling nozzle 62 so that a scribe line is formed near the irradiation region of the laser beam LB on the surface of the mother glass substrate 50. It is summer.
  • a compression stress is generated on the surface of the mother glass substrate 50 irradiated with the laser beam LB by heating with the laser beam LB, and a tensile stress is generated by spraying a cooling medium.
  • tensile stress is generated in a region adjacent to the region where the compressive stress is generated, and therefore, a stress gradient based on each stress is generated between the two regions, and the mother glass substrate 50 has a mother glass.
  • a vertical crack is formed in the thickness direction (vertical direction) of the mother glass substrate 50 along the planned scribe line SL from the notch TR formed in advance at the end of the substrate 50. That is, this vertical crack line is Prine.
  • the vertical cracks formed on the surface of the mother glass substrate 50 in this way are so minute that they are usually invisible to the naked eye, so they are called blind cracks B C.
  • Figure 9 shows a mother glass substrate scribed by a laser scribing device.
  • FIG. 10 is a plan view schematically showing a physical change state on the mother glass substrate 50.
  • the laser beam oscillated from the laser oscillator 61 forms an elliptical laser spot L S on the surface of the mother glass substrate 50.
  • the laser spot L S is irradiated so that the long axis coincides with the scribe line S L.
  • the thermal energy intensity at the outer peripheral edge is larger than the thermal energy intensity at the center.
  • a laser spot LS is formed by making a laser beam having a Gaussian distribution of thermal energy into a thermal energy distribution such that each end in the major axis direction has the maximum thermal energy intensity. . Therefore, at each end in the major axis direction located on the planned scribe line SL, the thermal energy intensity is maximized, and the thermal energy intensity of the center portion of the laser spot LS sandwiched between each end is It is smaller than the thermal energy intensity at each end.
  • the mother glass substrate 50 is relatively moved along the long axis direction of the laser spot LS. Therefore, the mother glass substrate 50 is moved along the planned scribe line SL by the laser. After heating with a large thermal energy intensity at one end in the long axis direction of the spot LS, it is heated with a small thermal energy intensity at the center of the laser spot LS, and then applied with a large thermal energy intensity. Be heated. Then, after that, the cooling medium is sprayed from the cooling nozzle 62 to the cooling point CP on the scribe line with a predetermined interval L in the long axis direction from the rear side end of the laser spot LS, for example.
  • the mother glass substrate 50 is heated by an elliptical laser spot L S.
  • heat is transferred three-dimensionally from the surface toward the inside due to the large thermal energy intensity at one end of the laser spot LS.
  • the portion heated by the front end portion of the laser spot LS is heated again by the small thermal energy intensity at the center portion of the laser spot LS, and then again.
  • the laser spot LS is heated by a large intensity of heat energy at the rear end of the laser spot LS.
  • the heat is reliably conducted to the inside while being heated by the small thermal energy intensity. .
  • the surface of the mother glass substrate 50 is prevented from continuing to be heated by a large thermal energy intensity, and the surface of the mother glass substrate 50 is prevented from being softened.
  • the mother glass substrate 50 is surely heated to the inside, and the surface of the mother glass substrate 50 is heated.
  • Compressive stress is generated inside and inside.
  • a tensile stress is generated by spraying the cooling medium onto the cooling point CP in the vicinity of the region where the compressive stress is generated.
  • the laser spot LS formed on the surface of the mother glass substrate 50 has a heat energy intensity distribution that maximizes the heat energy intensity in the major axis direction.
  • the thermal energy intensity is maximum at each end in the major axis direction, and the surface of the mother glass substrate 50 is heated in two stages, so that the mother glass substrate 50 is placed inside the substrate. Heat is transferred. Therefore, a sufficient thermal stress gradient cannot be obtained with the cooling point CP only by cooling with the refrigerant forming the cooling point CP, and a deep blind crack (vertical crack) is not formed. For this reason, there was a risk of causing a separation failure of the mother glass substrate 50 in the aforementioned separation step.
  • the present invention solves such a problem, and its object is to scribe a brittle material substrate by which a scribe line can be efficiently and reliably formed on a brittle material substrate such as a mother glass substrate. And to provide a scribing device. Disclosure of the invention
  • the brittle material substrate scribing method according to the present invention is such that a laser spot is continuously formed along a planned scribe line on the surface of the brittle material substrate so that a laser spot having a temperature lower than the softening point of the brittle material substrate is formed.
  • a cooling spot is formed by cooling around the area along the planned scribe line behind the laser spot with a cooling medium, and a blind crack is formed along the planned scribe line.
  • at least one assist cooling spot for cooling the region in the laser spot side from the cooling spot along the planned scribe line with a coolant in advance is provided. It is characterized by scribing while forming.
  • the assist cooling spot is formed by a refrigerant having a cooling temperature higher than the cooling temperature forming the cooling spot.
  • the brittle material substrate scribing apparatus of the present invention moves while continuously irradiating a laser beam so that a laser spot having a temperature lower than the softening point of the brittle material substrate is formed on the surface of the brittle material substrate.
  • a laser beam irradiating means and a cooling means for continuously cooling the vicinity of the region along the planned scribe line behind the region heated by the laser spot with a coolant, and scribing on the surface of the brittle material substrate.
  • an area closer to the laser spot formed by the laser beam irradiating means than an area cooled by the cooling means is disposed on the cooling means. Equipped with at least one assisted cooling means that cools with a refrigerant having a temperature higher than that of the refrigerant.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing an implementation state of the scribing method of the present invention.
  • FIG. 2 is a front view showing an example of the embodiment of the scribing apparatus of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing the results of forming blind cracks in Example 1.
  • FIG. 4 is a graph showing the result of forming a crack in Example 2.
  • FIG. 5 is a graph showing the result of forming a crack in Example 3.
  • FIG. 6 is a graph showing the result of forming blind cracks in Example 4.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the operation of a conventional laser scribing apparatus using a laser beam.
  • FIG. 9 is a perspective view schematically showing the state of blind crack formation on the mother glass substrate scribed by the laser scribing apparatus.
  • FIG. 10 is a plan view schematically showing a physical change state on the mother glass substrate scribed by the laser scribe device.
  • FIG. 1 is a schematic plan view of the surface of a mother glass substrate schematically illustrating an implementation state of the scribing method for a brittle material substrate according to the present invention.
  • This scribing method is used, for example, when dividing a mother glass substrate to form a plurality of glass substrates constituting an FPD such as a liquid crystal display panel, before dividing the mother glass substrate. It is carried out to form blind cracks that become scribe lines.
  • a laser spot LS 1 is formed on the surface of the mother glass substrate 50 by laser beam irradiation along a scribe line SL.
  • the scribe line SL on the surface of the mother glass substrate 50 A cut TR along the planned scribe line is formed in advance on the side edge of the mother glass substrate 50 near the tip start position.
  • the laser spot L S 1 has an elliptical shape, and is moved relative to the surface of the mother glass substrate 50 in the direction indicated by the arrow A in a state where the major axis is along the planned scribing line S L.
  • the thermal energy intensity at the outer peripheral edge is larger than the thermal energy intensity at the center.
  • a laser spot LS 1 is formed by making a laser beam having a Gaussian distribution of thermal energy into a thermal energy distribution in which each end portion in the major axis direction has a maximum thermal energy intensity. Therefore, the thermal energy intensity is maximized at each end in the major axis direction located on the scribe line SL, and the thermal energy intensity at the central portion of the laser spot LS 1 sandwiched between the ends is It is smaller than the thermal energy intensity at the edge.
  • the elliptical laser spot L S 1 moves along the scheduled scribe line S L on the surface of the mother glass substrate 50, and sequentially heats the scheduled scribe line S L.
  • the laser spot LS 1 heats the mother glass substrate 50 while moving at a high speed relative to the mother glass substrate 50 at a temperature lower than the softening point temperature at which the mother glass substrate 50 softens. To do. Accordingly, the surface of the mother glass substrate 50 on which the laser spot L S 1 is formed is heated without being melted.
  • a main cooling point MCP is formed on the surface of the mother glass substrate 50 behind the laser spot LS 1 in the traveling direction.
  • Main cooling point MCP is the surface of the motherboard first glass substrate 5 0 from the cooling nozzle, the cooling water, water mixed fluid of the compressed air, compressed air, H e gas, N 2 gas, a cooling medium such C_ ⁇ 2 gas
  • the laser spot LSI is transferred. It is moved along the planned scribe line SL on the surface of the mother glass substrate 50 at a speed equal to the moving speed.
  • an assist cooling point ACP is formed along the scheduled scribe line SIJ, in front of the main cooling point MCP in the traveling direction, in proximity to the main cooling point MCP.
  • Assisted cooling point A CP is the surface of the motherboard first glass substrate 50 from the cooling nozzle, spraying cooling water, water mixed fluid of the compressed air, compressed air, He gas, N 2 gas, a cooling medium such C_ ⁇ 2 gas
  • the surface of the mother glass substrate 50 is cooled in a state in which the temperature of the refrigerant blown to the assist cooling point ACP is higher than the temperature of the refrigerant blown to the main cooling point MCP.
  • the ASSIS ⁇ cooling point ACP is also the same as the laser spot LS I with respect to the mother glass substrate 50, and at a speed equal to the moving speed of the laser spot LS 1 It is moved along the scheduled scribe line SL on the surface.
  • the surface of the mother glass substrate 50 is sequentially heated by the laser spot LS 1 along the scheduled scribe line SL, and immediately before the heated portion is cooled by the refrigerant forming the main cooling boiler MCP.
  • the coolant that forms the cooling point ACP is cooled at a higher cooling temperature than the main cooling boiler ⁇ MC P, and then cooled to a cooling temperature that is lower than the assist cooling point AC P by the refrigerant that forms the main cooling point MCP. Is done.
  • the mother glass substrate 50 When the mother glass substrate 50 is heated by the laser spot LS 1, a compressive stress is generated on the surface thereof. After that, the mother glass substrate 50 is once cooled by the refrigerant that forms the assist cooling point ACP, and then the main cooling point MCP is set. It is further cooled by the refrigerant that forms. As a result, a blind crack BC line deep in the vertical direction is formed along the planned scribe line.
  • the surface of the mother glass substrate 50 is heated and compressed by the laser spot LS 1. After the force is generated, tensile stress is generated by once cooling the surface of the mother glass substrate 50 by the refrigerant that forms the assist cooling point ACP. When the tensile stress is generated and further cooled by the refrigerant forming the main cooling point MCP, the surface of the mother glass substrate 50 is already in a state where the tensile stress has been generated. Therefore, the tensile stress generated by the cooling by the refrigerant that forms the main cooling point MCP is more likely to act on the surface of the mother glass substrate 50. Deep crack crack BC is considered to be formed.
  • the surface of the mother glass substrate 50 is heated with the laser spot LS, and then the cooling medium is sprayed on the surface of the mother glass substrate 50. Since the surface is cooled, it is considered that there is a useless thermal shock in forming blind cracks.
  • the assist cooling point ACP between the main cooling point MCP and the laser spot LS 1
  • the above-mentioned wasteful thermal shock is alleviated and thermal shock is caused. It is thought that the energy that was lost was spent on the force to extend the blind crack.
  • the mother glass substrate 50 When a blind crack as a scribe line is formed on the mother glass substrate 50, the mother glass substrate 50 is supplied to the next cutting process, and the blind crack is formed on both sides of the plinde crack. A force is applied to the mother glass substrate 50 so as to generate a bending moment that extends in the thickness direction of zero. Thereby, the mother glass substrate 50 is divided along the blind crack formed along the scribe line S IJ.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a scribing device for a brittle material substrate according to the present invention.
  • the scribing apparatus of the present invention is an apparatus for forming a scribe line for dividing a mother glass substrate 50 into a plurality of glass substrates used for FPD, for example.
  • this scribing device is mounted on a horizontal base 1 1 1
  • the slide table 1 2 reciprocates along the horizontal direction (Y direction).
  • Slide table 1 2 is slidable along a pair of guide rails 14 and 1 5 in a horizontal state on a pair of guide rails 14 and 15 arranged in parallel along the ⁇ direction on the top surface of the base 1 1 It is supported by.
  • a pole screw 13 is provided at an intermediate portion between the guide rails 14 and 15 so as to be rotated by a motor (not shown) in parallel with the guide rails 14 and 15.
  • the pole screw 13 can be rotated forward and backward, and is attached in a state where the ball nut 16 is screwed onto the pole screw 13.
  • the pole nut 16 is integrally attached to the slide table 12 2 without rotating, and slides in both directions along the pole screw 13 by the forward and reverse rotation of the pole screw 1 3.
  • the slide table 1 2 attached integrally with the pole nut 16 is slid along the guide rails 14 and 15 in the ⁇ direction.
  • a pedestal 19 is arranged in a horizontal state.
  • the base 19 is slidably supported by a pair of guide rails 21 arranged in parallel on the slide table 12.
  • Each guide rail 21 is arranged along the X direction perpendicular to the heel direction, which is the sliding direction of the slide table 12.
  • pole screws 2 2 are arranged in the center between the guide rails 2 1 in parallel with the guide rails 21, and the pole screws 2 2 are rotated forward and reverse by the motor 2 3. Yes.
  • a pole nut 2 24 is attached to the pole screw 2 2 in a state where it is screwed.
  • the ball nut 24 is integrally attached to the pedestal 19 so as not to rotate, and moves in both directions along the pole screw 2 2 by forward and reverse rotation of the pole screw 2 2.
  • the base 19 slides in the X direction along each guide rail 21.
  • a rotating mechanism 25 is provided on the base 19, and a rotating table 26 on which the mother glass substrate 50 to be cut is placed on the rotating mechanism 25 is in a horizontal state. It is provided in a state.
  • the rotating mechanism 2 5 rotates the rotating table 2 6 around the central axis along the vertical direction, and the rotating table 2 6 is set so that an arbitrary rotation angle is 0 with respect to the reference position. Can be rotated.
  • a mother glass substrate 50 is fixed by, for example, a suction chuck.
  • a support base 31 is disposed at an appropriate distance from the turntable 26.
  • the support base 31 is supported in a horizontal state at the lower end portion of the optical holder 33 arranged in a vertical state.
  • the upper end of the optical holder 33 is attached to the lower surface of a mounting base 3 2 provided on the base 11.
  • a laser oscillator 3 4 that oscillates a laser beam is provided on the mount 3 2.
  • the laser beam oscillated from the laser oscillator 3 4 irradiates the optical system held in the optical holder 1 3 3. Is done.
  • the laser beam oscillated from the laser oscillator 34 has a normal distribution of thermal energy intensity, and an elliptical laser as shown in Fig. 1 is formed by the optical system provided in the optical holder 33.
  • the spot LS 1 is set so that its long axis direction is parallel to the X direction as the moving direction of the rotary table 26. Irradiated.
  • an assist cooling nozzle 41 is arranged facing the mother glass substrate 50 placed on the rotating table 26 6 at an appropriate interval with respect to the optical holder 33.
  • the assist cooling nozzle 4 1 is provided with a cooling water, a mixed fluid of water and compressed air, a compression at a position behind the laser spot LS 1 formed on the mother glass substrate by the laser beam irradiated from the optical holder 33.
  • a cooling medium such as air or He gas is blown.
  • a main cooling nozzle 37 is disposed on the support base 31 at a distance of 4 mm or more with respect to the assist cooling nozzle 41.
  • This main cooling nozzle 37 is provided with a cooling medium such as cooling water, a mixed fluid of water and compressed air, compressed air, and He gas at a position behind the mother glass substrate cooled by the assistant cooling nozzle 41. Like to spray It has become.
  • the cooling temperature of the cooling medium sprayed from the main cooling nozzle 37 to the mother glass substrate 50 is lower than the cooling temperature of the cooling medium sprayed from the assist cooling nozzle 41 to the mother glass substrate 50. .
  • a cutlet wheel 3 5 is provided on the support table 31.
  • the force utter wheel 35 is arranged along the long axis direction of the laser spot LS 1 irradiated from the optical holder 33, and the mother glass substrate 5 placed on the rotating table 26. Cuts (cuts) in the direction along the scribe line at the side edge of 0.
  • the positioning of the slide table 12 and the base 19, the rotation mechanism 25, the laser oscillator 34, and the like are controlled by a control unit (not shown).
  • the mother glass substrate 50 is placed on the rotary table 26 and fixed by the suction means.
  • the alignment marks provided on the mother glass substrate 50 are imaged by the C CD cameras 38 and 39.
  • the captured alignment marks are displayed on the monitors 28 and 29, and the position information of the alignment marks on the mother glass substrate 50 is processed by the image processing apparatus.
  • the rotary table 26 When the rotary table 26 is positioned with respect to the support base 31, the rotary table 26 is slid along the X direction, and the planned scribe line at the side edge of the mother glass substrate 50 is cut. One wheel is opposed to 3-5. Then, the cutter wheel 35 is lowered, and a cut (cut) TR is formed at the side edge portion of the scribe line of the mother glass substrate 50. After that, the rotating table 26 is slid in the X direction along the scribe line, while the laser beam is oscillated from the laser oscillation device 34, and from the cooling nozzle 41, cooling water, etc. The cooling medium is injected, and cooling water is injected from the main cooling nozzle 37 together with the compressed air.
  • an elliptical laser spot L S 1 that is elongated along the X-axis direction is formed along the strike direction of the mother glass substrate 50.
  • the cooling medium is blown from the assist cooling nozzle 41 along the planned scribe line to form an assist cooling pin A CP.
  • a cooling medium is sprayed from the main cooling nozzle 37 along the planned scribe line S L behind the assist cooling point A C P to form a main cooling boiler ⁇ M C P.
  • the assist cooling point ACP is not adopted for the mother glass substrate 50 due to the stress gradient formed by the heating by the laser spot LS 1 and the cooling by the assist cooling point ACP and the main cooling point MCP. Compared with the conventional combination, vertical blind cracks are formed deeper.
  • the mother glass substrate 50 is supplied to the next cutting step so that the bending moment acts in the width direction of the blind crack. A force is applied to the glass substrate. As a result, the mother glass substrate 50 is divided along the blind crack from the notch TR provided in the side edge portion thereof.
  • the main cooling point MCP and the assist cooling point ACP are directly connected to the cooling line SL from the main cooling nozzle 37 and the assist cooling nozzle 41 on the planned scribe line SL, respectively.
  • the main cooling nozzle 37 and the assist cooling nose are formed.
  • 4 1 is equipped with a mechanism to move in the X and Y directions independently, and on the scribe line, the distance between the laser spot LS 1 and the assist ⁇ cooling point AC ⁇ ⁇ and the Assist ⁇ cooling point ACP and main cooling point MCP It is preferable that the position of the assist cooling point ACP and the main cooling point MCP can be set at a position shifted from the planned scribe line.
  • the mother glass substrate of the liquid crystal display panel is described as an example of the brittle material substrate.
  • the present invention includes a bonded glass substrate, a single plate glass, a semiconductor wafer, ceramics, and the like. It can also be applied to scribe processing.
  • the thermal energy intensity at the outer peripheral edge of the laser spot LS 1 formed on the mother glass substrate 50 is larger than the thermal energy intensity at the center has been described.
  • the thermal energy distribution of the laser spot LS 1 may have a Gaussian distribution.
  • the laser spot LS 1 formed on the glass substrate has, for example, an elliptical shape with a major axis of 40 mm and a minor axis of 1.5 thigh, and a main cooling point MC formed by the refrigerant blown from the main cooling nozzle 37 P is located 85 mm away from the center of the laser spot LS 1, and the assist cooling point ACP formed by the refrigerant sprayed from the assist cooling nozzle 41 is the laser spot LS 1 side from the main cooling point MCP.
  • a main cooling nozzle 37 having a nozzle tip inner diameter of 0.6 mm is used, and an assistant cooling nozzle 41 having a nozzle tip inner diameter of 0.8 mm is used.
  • a mixed fluid of water and compressed air is sprayed from a height of 5 mm to the surface of the glass substrate at a pressure of 0.5 MPa (flow rate: 1 OL / min). It has become.
  • compressed air is sprayed from the assist cooling nozzle 41 at a pressure of 0.2 MPa (flow rate: 14 L / min) from a height of 1 mm to the surface of the glass substrate.
  • the moving speed of the glass substrate was changed stepwise from 100 mmZs to 1 S OmmZs in steps of 1 OmmZ s to form blind cracks in the glass substrate, and the depth ⁇ was measured.
  • the results are shown in the graph in Fig. 3.
  • the depth ⁇ of the blind crack of the joint that does not form the assist cooling point AC soot by the assist cooling nozzle 41 is also shown in the graph of FIG.
  • the depth of the blind crack was about 10% deeper than when the assist cooling point AC P was not formed.
  • the glass substrate is a soda glass substrate with a thickness of 1.1 mm, and a mixed fluid of water and compressed air is injected from the main cooling nozzle 37 at a pressure of 0.5 MPa (flow rate: l OLZmin). Compressed air is also injected from the assist cooling nozzle 41 at a pressure of 0.2 MPa (flow rate: 14 LZmin), and the assist cooling nozzle 41 is spaced 7 mm from the main cooling nozzle 37. Arranged.
  • the glass substrate moving speed was changed stepwise from 10 OmmZs to 40 Omm / s by 20 mm / s to form blind cracks in the glass substrate, and the depth ⁇ was measured. The results are shown in the graph in Fig. 4. For comparison, the depth ⁇ of the weld crack when the assist cooling point AC ⁇ ⁇ ⁇ is not formed by the assist cooling nozzle 41 is also shown in the graph of FIG.
  • the assistance cooling point AC by the assistance cooling nozzle 41 is also used.
  • the depth of blind crack ⁇ 5 was about 10% deeper than when no assist cooling point AC P was formed.
  • the position of the assist cooling point AC P by the assist cooling nozzle 41 is changed between 0111111 and 1 5111111 with respect to the main cooling point MCP by the main cooling nozzle 37, and the cooling medium is injected by the assist cooling nozzle 41. Except that the pressure was changed to 0. IMP a (flow rate: 7L / min), 0.2MPa (flow rate: 14LZmin) and 0.3MPa (2lL / min). A blind crack was formed under the same conditions as in Example 1, and the depth ⁇ 5 was measured. The results are shown in the graph in Fig. 5.
  • the assist cooling point ACP is formed by forming the asis ⁇ cooling point AC P on the glass substrate so that the distance between the Asis ⁇ cooling nozzle 41 and the main cooling nozzle 37 is about 10 mm.
  • the depth of blind crack ⁇ 5 was about 10% deeper than when not.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing another embodiment of the present invention.
  • the laser beam oscillated from the laser oscillator 34 forms an elliptical laser spot LS 1 that is elongated along the X-axis direction along the scanning direction of the mother glass substrate 50 on the mother glass substrate 50. Is done.
  • the cooling medium is sprayed from the plurality of assist cooling nozzles 41 along the scheduled scribe line to form a plurality of assist cooling points A CP. Further, a cooling medium is sprayed from the main cooling nozzle 37 along the planned scribe line SL behind the plurality of assist cooling points AC P to form the main cooling point MCP.
  • the surface of the mother glass substrate 50 is sequentially heated by the laser spot LS 1 along the scheduled scribe line SL, and then the plurality of assist cooling is sequentially performed immediately before the heated portion is cooled by the main cooling point MCP.
  • Point ACP is cooled at a temperature higher than the temperature of the refrigerant that forms the main cooling point MCP, and then the refrigerant that forms the main cooling point MCP is higher than the temperature of the refrigerant that forms the assist cooling point ACP. Is also cooled by the lower temperature.
  • the mother glass substrate 50 When the mother glass substrate 50 is heated by the laser spot LS 1, a compressive stress is generated on the surface thereof. After that, the mother glass substrate 50 is once cooled by a plurality of assist cooling points AC P and then cooled by the main cooling point MCP. It is further cooled. This forms a blind crack line that is deep in the vertical direction along the planned scribe line.
  • the surface of the mother glass substrate 50 is heated by the laser spot LS, and then the surface of the mother glass substrate 50 is cooled by spraying a cooling medium. It is thought that an unnecessary thermal shock has occurred in forming a land crack.
  • the cooling medium for forming the main cooling point and the assist cooling point on the glass substrate is the same as that for forming the one assist cooling point on the mother glass substrate, and will not be described in detail here.
  • the scribing device for example, a mechanism in which the main cooling nozzle 37 and the plurality of assist cooling nozzles 41 are independently moved in the X direction and the Y direction, and the laser spot LS 1 on the planned scribe line is provided.
  • the distance between the assist cooling point ACP located closest to the laser spot, the distance between the assist cooling point ACP and main cooling point MCP located closest to the main cooling point MCP, and the distance between multiple assist cooling points can be adjusted freely. Further, it is preferable that the positions of the plurality of assist cooling points ACP and the main cooling point MCP can be set at positions shifted from the scribe line.
  • the present invention is achieved by providing at least one assist cooling point between the laser spot on the mother glass substrate and the main cooling void.
  • the brittle material substrate scribing method and apparatus according to the present invention is between the laser spot formed on the surface of the brittle material substrate such as a mother-glass substrate and the main cooling spot, and Since the assist cooling spot is formed at a position close to the spot, the blind crack can be deeply formed, and therefore the blind crack can be efficiently formed.

Abstract

A method for scribing a fragile material substrate, comprising the steps of cooling a mother glass substrate (50) in an area in proximity to laser spots (LS) along a predicted scribe line (SL) while continuously radiating laser beam onto the surface of the mother glass substrate (50) so that the laser spots (LS) with a temperature lower than the softening point of the mother glass substrate can be formed along the predicted scribe line (SL) to form a main cooling spot (MCP), whereby cracks can be continuously formed along the predicted scribe line (SL), and an assist cooling spot (ACP) for pre-cooling an area positioned on the laser spot (LS) side of the main cooling spot (MCP) can be formed along the predicted scribe line (SL) in proximity to the main cooling spot (MCP).

Description

脆性材料基板のスクライブ方法およびスクライブ装置 技術分野  Technical Field of Scribing Method and Scribing Device for Brittle Material Substrate
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、 半導体ゥェ Λ等の脆明性材料基板を分断するために、 脆性材料基板 の表面にスクライブラインを形成するた田めのスクライプ方法およびスクライブ装 置に関する。 背景技術  In the present invention, a scribe line is formed on the surface of a brittle material substrate in order to cut a brittle material substrate such as a glass substrate or a semiconductor wafer Λ used in a flat panel display (hereinafter referred to as FPD). It relates to rice scribing and scribing equipment. Background art
以下においては、 各種フラットパネルディスプレイに用いられる脆性材料基板 の一種であるガラス基板やその脆性材料基板が貼り合わされて構成されるマザ一 脆性材料基板に、 スクライブラインを形成する場合の従来技術を説明する。 一対のガラス基板を貼り合わせて構成される液晶表示パネル等の F P Dは、 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が、 F P Dを構成する所定の大きさのガラス基板になるように分断される。 各マザ一 ガラス基板は、 予めダイヤモンド製のカッター等によってスクライブラインが形 成された後、 そのスクライブラインに沿って分断される。 尚、 フラットパネルデ イスプレイの種類や製造方法の違いにより、 貼り合わせ前のマザ一ガラス基板に スクライブラインを形成して、 そのマザ一ガラス基板を分断する場合もある。 力ッ夕一等によって機械的にスクライブラインを形成すると、 形成されたスク  The following describes the conventional technology for forming scribe lines on a glass substrate, which is a type of brittle material substrate used in various flat panel displays, and a mother brittle material substrate that is formed by bonding the brittle material substrates together. To do. An FPD such as a liquid crystal display panel, which is composed of a pair of glass substrates, is bonded to each other, and then each mother glass substrate has a predetermined size that constitutes the FPD. It is divided so that it may become a glass substrate. Each mother glass substrate is cut along a scribe line after a scribe line is formed in advance by a diamond cutter or the like. Depending on the type of flat panel display and the manufacturing method, a scribe line may be formed on the mother glass substrate before bonding, and the mother glass substrate may be divided. When the scribe line is mechanically formed by force etc., the formed scribe line
)周辺部は、 残留した応力が蓄積された状態になる。 そして、 スク :沿ってマザ一ガラス基板を分断すると、 分断されて形成されるガ ラス基板の表面における側縁のエッジ部およびその周辺部には、 残留した応力が 蓄積される。 このような残留応力は、 ガラス基板の表面付近に不必要なクラ、ソク を伸張させる潜在的な応力であり、 この残留した応力が開放されると、 不必要な クラックが発生してガラス基板の分断面のエッジ部が欠ける恐れがある。 ガラス 基板の分断面のエッジ部が欠けることによって発生する破片は、 製造される F P Dに悪影響を及ぼすおそれがある。 ) The peripheral part is in a state where the residual stress is accumulated. When the mother glass substrate is divided along the skirt: residual stress is accumulated at the edge portion of the side edge and the peripheral portion of the surface of the glass substrate formed by the division. Such residual stress is caused by unnecessary clans and socks near the surface of the glass substrate. When this residual stress is released, unnecessary cracks may occur and the edge of the glass substrate may be broken. Fragments generated by chipping of the edge of the glass substrate's cross section may adversely affect the manufactured FPD.
近年、 マザ一ガラス基板の表面にスクライブラインを形成するためにレーザビ ームを使用する方法が実用化されている。 レ一ザビームを使用してマザ一ガラス 基板にスクライブラインを形成する方法では、 図 8に示すように、 マザ一ガラス 基板 5 0に対して、 レーザ発振装置 6 1からレ一ザビーム L Bが照射される。 レ 一ザ発振装置 6 1から照射されるレーザビーム L Bは、 マザ一ガラス基板 5 0上 のスクライブ予定ライン S Lに沿った長円形状のレ一ザスポット L Sをマザーガ ラス基板 5 0の表面に形成する。 マザ一ガラス基板 5 0と、 レーザ発振装置 6 1 から照射されるレーザビーム L Bとは、 レーザスポット L Sの長手方向に沿って 相対的に移動させられる。  In recent years, a method using a laser beam has been put into practical use in order to form a scribe line on the surface of a mother glass substrate. In the method of forming a scribe line on a mother glass substrate using a laser beam, the laser beam LB is irradiated from the laser oscillator 61 to the mother glass substrate 50 as shown in FIG. The The laser beam LB emitted from the laser oscillation device 61 forms an elliptical laser spot LS along the planned scribe line SL on the mother glass substrate 50 on the surface of the mother glass substrate 50. To do. The mother glass substrate 50 and the laser beam LB irradiated from the laser oscillation device 61 are relatively moved along the longitudinal direction of the laser spot LS.
マザ一ガラス基板 5 0は、 レーザビ一ム L Bによって、 マザ一ガラス基板 5 0 が軟ィヒされる温度よりも低い温度に加熱される。 これにより、 レーザスポット L Sが形成されたマザ一ガラス基板 5 0の表面は、軟化されることなく加熱される。 また、 マザ一ガラス基板 5 0の表面におけるレーザビーム L B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 6 2から吹き付けられるようになつている。 レーザビーム L Bが照射される マザ一ガラス基板 5 0の表面には、 レーザビーム L Bによる加熱によって圧縮応 力が生じるとともに、 冷却媒体が吹き付けられることにより、 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た領域に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生じ、 マザ一ガラス基板 5 0には、 マザ一ガラス基板 5 0の端部に予め形成された切り込み T Rからスク ライブ予定ライン S Lに沿って、 マザ一ガラス基板 5 0の厚さ方向 (垂直方向) に垂直クラックが形成される。 すなわち、 この垂直クラックのラインがスクライ プラインである。 The mother glass substrate 50 is heated by the laser beam LB to a temperature lower than the temperature at which the mother glass substrate 50 is softened. Thereby, the surface of the mother glass substrate 50 on which the laser spot LS is formed is heated without being softened. In addition, a cooling medium such as cooling water is sprayed from the cooling nozzle 62 so that a scribe line is formed near the irradiation region of the laser beam LB on the surface of the mother glass substrate 50. It is summer. A compression stress is generated on the surface of the mother glass substrate 50 irradiated with the laser beam LB by heating with the laser beam LB, and a tensile stress is generated by spraying a cooling medium. As described above, tensile stress is generated in a region adjacent to the region where the compressive stress is generated, and therefore, a stress gradient based on each stress is generated between the two regions, and the mother glass substrate 50 has a mother glass. A vertical crack is formed in the thickness direction (vertical direction) of the mother glass substrate 50 along the planned scribe line SL from the notch TR formed in advance at the end of the substrate 50. That is, this vertical crack line is Prine.
このようにしてマザ一ガラス基板 5 0の表面に形成される垂直クラックは微小 なため、 通常、 肉眼では目視することができないため、 ブラインドクラック B C と称せられている。  The vertical cracks formed on the surface of the mother glass substrate 50 in this way are so minute that they are usually invisible to the naked eye, so they are called blind cracks B C.
図 9は、 レーザスクライブ装置によってスクライブされるマザ一ガラス基板 5 Figure 9 shows a mother glass substrate scribed by a laser scribing device.
0上のブラインドクラック B Cの形成状態を示す模式的斜視図、 図 1 0は、 その マザ一ガラス基板 5 0上の物理変化状態を模式的に示す平面図である。 FIG. 10 is a plan view schematically showing a physical change state on the mother glass substrate 50. FIG.
レ一ザ発振装置 6 1から発振されたレーザビームは、 マザ一ガラス基板 5 0の 表面に、 長円形状のレーザスポット L Sを形成する。 レーザスポット L Sは、 長 軸が、 スクライブ予定ライン S Lに一致するように照射される。  The laser beam oscillated from the laser oscillator 61 forms an elliptical laser spot L S on the surface of the mother glass substrate 50. The laser spot L S is irradiated so that the long axis coincides with the scribe line S L.
この場合、 マザ一ガラス基板 5 0に形成されるレ一ザスポット L Sは、 外周縁 部の熱エネルギー強度が、 中央部の熱エネルギー強度よりも大きくなつている。 このようなレ一ザスポット L Sは、 熱エネルギー強度がガウス分布であるレーザ ビームを、 長軸方向の各端部が最大の熱エネルギー強度となるような熱エネルギ 一分布とすることで形成される。 従って、'スクライブ予定ライン S L上に位置す る長軸方向の各端部において、 熱エネルギー強度がそれぞれ最大となり、 各端部 間にて挟まれたレーザスポッ卜 L Sの中央部分の熱エネルギー強度は、 各端部に おける熱エネルギー強度よりも小さくなつている。  In this case, in the laser spot L S formed on the mother glass substrate 50, the thermal energy intensity at the outer peripheral edge is larger than the thermal energy intensity at the center. Such a laser spot LS is formed by making a laser beam having a Gaussian distribution of thermal energy into a thermal energy distribution such that each end in the major axis direction has the maximum thermal energy intensity. . Therefore, at each end in the major axis direction located on the planned scribe line SL, the thermal energy intensity is maximized, and the thermal energy intensity of the center portion of the laser spot LS sandwiched between each end is It is smaller than the thermal energy intensity at each end.
マザ一ガラス基板 5 0は、 レーザスポット L Sの長軸方向に沿って相対的に移 動されるようになっており、 従って、 マザ一ガラス基板 5 0は、 スクライブ予定 ライン S Lに沿って、 レーザスポット L Sの長軸方向の一方の端部における大き な熱エネルギー強度にて加熱された後に、 レーザスポット L Sの中央部の小さな 熱エネルギー強度にて加熱され、 さらにその後に大きな熱エネルギー強度にて加 熱される。 そして、 その後に、 レ一ザスポット L Sの後方側端部から例えば、 長 軸方向に所定の間隔 Lをあけたスクライブライン上の冷却ポイント C Pに、 冷却 ノズル 6 2から冷却媒体が吹き付けられる。 これにより、レーザスポット L Sと冷却ボイント C Pとの間に温度勾配が生じ、 冷却ボイント C Pに対してレーザスポッ卜 L Sとは反対側の領域に大きな引張り 応力が生じる。 そして、 この引張り応力を利用して、 マザ一ガラス基板 5 0の端 部に形成された切り込み T Rからスクライブ予定ラインに沿ってマザ一ガラス基 板 5 0の厚さ tの方向に垂直クラックが形成される。 The mother glass substrate 50 is relatively moved along the long axis direction of the laser spot LS. Therefore, the mother glass substrate 50 is moved along the planned scribe line SL by the laser. After heating with a large thermal energy intensity at one end in the long axis direction of the spot LS, it is heated with a small thermal energy intensity at the center of the laser spot LS, and then applied with a large thermal energy intensity. Be heated. Then, after that, the cooling medium is sprayed from the cooling nozzle 62 to the cooling point CP on the scribe line with a predetermined interval L in the long axis direction from the rear side end of the laser spot LS, for example. As a result, a temperature gradient is generated between the laser spot LS and the cooling point CP, and a large tensile stress is generated in a region opposite to the laser spot LS with respect to the cooling point CP. Then, using this tensile stress, a vertical crack is formed in the direction of the thickness t of the mother glass substrate 50 along the planned scribe line from the cut TR formed at the end of the mother glass substrate 50. Is done.
マザ一ガラス基板 5 0は、長円形状のレーザスポット L Sによって加熱される。 この場合、 マザ一ガラス基板 5 0は、 レーザスポット L Sの一方の端部における 大きな熱エネルギー強度により、 その表面から熱が内部に向かって三次元的に伝 わっていくが、 レーザスポット L Sがマザ一ガラス基板 5 0に対して相対的に移 動することにより、 レーザスポット L Sの前端部によって加熱された部分は、 レ 一ザスポット L Sの中央部における小さな熱エネルギー強度によって加熱された 後に、 再度、 レーザスポット L Sの後端部における大きな熱エネルギ一強度によ つて加熱される。  The mother glass substrate 50 is heated by an elliptical laser spot L S. In this case, in the mother glass substrate 50, heat is transferred three-dimensionally from the surface toward the inside due to the large thermal energy intensity at one end of the laser spot LS. By moving relative to one glass substrate 50, the portion heated by the front end portion of the laser spot LS is heated again by the small thermal energy intensity at the center portion of the laser spot LS, and then again. The laser spot LS is heated by a large intensity of heat energy at the rear end of the laser spot LS.
このように、 マザ一ガラス基板 5 0の表面は、 大きな熱エネルギー強度によつ て加熱された後に、 小さな熱エネルギー強度によって加熱されている間に、 その 熱が内部にまで確実に伝導される。 また、 このとき、 マザ一ガラス基板 5 0の表 面が大きな熱エネルギー強度によって加熱され続けることが防止され、 マザーガ ラス基板 5 0の表面の軟化が防止されることになる。 その後、 再度、 大きな熱ェ ネルギー強度によってマザ一ガラス基板 5 0が加熱されると、 マザ一ガラス基板 5 0の内部にまで確実に加熱されることになり、 マザ一ガラス基板 5 0の表面お よび内部に、 圧縮応力が発生する。 そして、 このような圧縮応力が発生した領域 の近傍の冷却ボイント C Pに冷却媒体が吹き付けられることにより引張り応力が 発生する。  In this way, after the surface of the mother glass substrate 50 is heated by the large thermal energy intensity, the heat is reliably conducted to the inside while being heated by the small thermal energy intensity. . At this time, the surface of the mother glass substrate 50 is prevented from continuing to be heated by a large thermal energy intensity, and the surface of the mother glass substrate 50 is prevented from being softened. After that, when the mother glass substrate 50 is heated again with a large heat energy strength, the mother glass substrate 50 is surely heated to the inside, and the surface of the mother glass substrate 50 is heated. Compressive stress is generated inside and inside. A tensile stress is generated by spraying the cooling medium onto the cooling point CP in the vicinity of the region where the compressive stress is generated.
レーザスポッ卜 L Sによる加熱領域に圧縮応力が発生し、 冷却媒体による冷却 ポイント C Pに引張り応力が発生すると、 レーザスポット L Sと冷却ポイント C Pとの間の熱拡散領域に発生している圧縮応力により、 冷却ボイント C Pに対し てレーザスポット L Sとは反対側の領域に大きな引張り応力が発生する。そして、 この引張り応力を利用して、 マザ一ガラス基板 5 0の端部に形成された切り込み T Rからブラインドクラックがスクライブ予定ラインに沿って発生する。 形成されると、 マザ一ガラス基板 5 0は、 次の分断工程に供給されて、 ブライン ドクラック B Cの両側に、 ブラインドクラック B Cをマザ一ガラス基板 5 0の厚 み方向に伸展させるような曲げモーメントが発生するようにマザ一ガラス基板 5 0に力が加えられる。 これにより、 マザ一ガラス基板 5 0は、 スクライブ予定ラ イン S Lに沿つて形成されたブラインドクラック B Cに沿つて分断される。 When a compressive stress is generated in the heating area by the laser spot LS and a tensile stress is generated at the cooling point CP by the cooling medium, the cooling is caused by the compressive stress generated in the thermal diffusion area between the laser spot LS and the cooling point CP. For Boynt CP Thus, a large tensile stress is generated in a region opposite to the laser spot LS. Then, using this tensile stress, a blind crack is generated along the scribe line from the cut TR formed in the end portion of the mother glass substrate 50. Once formed, the mother glass substrate 50 is supplied to the next cutting step, and a bending moment that causes the blind crack BC to extend in the thickness direction of the mother glass substrate 50 on both sides of the blind crack BC. A force is applied to the mother glass substrate 50 so as to generate. As a result, the mother glass substrate 50 is divided along the blind crack BC formed along the scribe line SL.
このようなスクライブ装置では、 マザ一ガラス基板 5 0の表面に形成されるレ 一ザスポット L Sは、 長軸方向に熱エネルギー強度が最大となるような熱ェネル ギー強度分布になっている。 このように、 熱エネルギー強度が長軸方向の各端部 において最大となっていて、 2段階でマザ一ガラス基板 5 0の表面を加熱するこ とで、 マザ一ガラス基板 5 0は基板内部に熱が伝熱された状態とされる。 このた め冷却ボイント C Pを形成する冷媒による冷却のみでは冷却ボイント C Pとの間 において、十分な熱応力勾配が得られず深いブラインドクラック(垂直クラック) が形成されない。 このため、 前述分断工程でマザ一ガラス基板 5 0の分断不良を 発生させるおそれがあった。  In such a scribing apparatus, the laser spot LS formed on the surface of the mother glass substrate 50 has a heat energy intensity distribution that maximizes the heat energy intensity in the major axis direction. In this way, the thermal energy intensity is maximum at each end in the major axis direction, and the surface of the mother glass substrate 50 is heated in two stages, so that the mother glass substrate 50 is placed inside the substrate. Heat is transferred. Therefore, a sufficient thermal stress gradient cannot be obtained with the cooling point CP only by cooling with the refrigerant forming the cooling point CP, and a deep blind crack (vertical crack) is not formed. For this reason, there was a risk of causing a separation failure of the mother glass substrate 50 in the aforementioned separation step.
このような場合には、 マザ一ガラス基板 5 0とレーザスポット L Sとの相対移 動速度を遅くして、 レーザスポット L Sの端部による加熱時間を長くしなければ ならず、 その結果、 ブラインドクラック B Cを効率よく形成することができなく なるおそれがある。  In such a case, it is necessary to slow the relative movement speed of the mother glass substrate 50 and the laser spot LS, and to increase the heating time by the end of the laser spot LS. There is a risk that BC cannot be formed efficiently.
本発明は、 このような問題を解決するものであり、 その目的は、 マザ一ガラス 基板等の脆性材料基板にスクライブラインを、 効率よく、 しかも確実に形成する ことができる脆性材料基板のスクライブ方法およびスクライプ装置を提供するこ とにある。 発明の開示 The present invention solves such a problem, and its object is to scribe a brittle material substrate by which a scribe line can be efficiently and reliably formed on a brittle material substrate such as a mother glass substrate. And to provide a scribing device. Disclosure of the invention
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レーザス ポットが形成されるようにレーザビームを連続的に照射し移動させつつ、 そのレ —ザスポッ卜の後方のスクライブ予定ラインに沿った領域付近を冷却媒体にて冷 却することにより冷却スポットを形成して、 スクライブ予定ラインに沿ってブラ インドクラックを連続して形成する脆性材料基板のスクライブ方法において、 前記冷却スポッ卜よりもレーザスポット側であって、 スクライブ予定ラインに 沿った領域を予め冷媒にて冷却するための少なくとも一つのアシスト冷却スポッ トを形成しつつスクライブすることを特徴とする。 . 前記アシスト冷却スポットは、 前記冷却スポットを形成する冷却温度よりも高 い冷却温度の冷媒よって形成される。  The brittle material substrate scribing method according to the present invention is such that a laser spot is continuously formed along a planned scribe line on the surface of the brittle material substrate so that a laser spot having a temperature lower than the softening point of the brittle material substrate is formed. A cooling spot is formed by cooling around the area along the planned scribe line behind the laser spot with a cooling medium, and a blind crack is formed along the planned scribe line. In the scribing method of the brittle material substrate formed continuously, at least one assist cooling spot for cooling the region in the laser spot side from the cooling spot along the planned scribe line with a coolant in advance is provided. It is characterized by scribing while forming. The assist cooling spot is formed by a refrigerant having a cooling temperature higher than the cooling temperature forming the cooling spot.
また、 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 も低い温度のレーザスポットが該脆性材料基板の表面に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るレーザビ一ム照射手段と、 そのレーザス ポッ卜によって加熱される領域の後方のスクライブ予定ラインに沿った領域付近 を連続して冷媒にて冷却する冷却手段を具備し、 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つてブラインドクラックを形成する脆性材料基板のスク ライプ装置において、 該冷却手段によって冷却される領域よりも前記レ一ザビー ム照射手段によって形成されるレーザスポッ卜側の領域を、 冷却手段の冷媒の温 度より高い温度の冷媒によって冷却する少なくとも一つのアシス卜冷却手段を具 備することを特徴とする。 図面の簡単な説明  Further, the brittle material substrate scribing apparatus of the present invention moves while continuously irradiating a laser beam so that a laser spot having a temperature lower than the softening point of the brittle material substrate is formed on the surface of the brittle material substrate. A laser beam irradiating means and a cooling means for continuously cooling the vicinity of the region along the planned scribe line behind the region heated by the laser spot with a coolant, and scribing on the surface of the brittle material substrate. In a scribing apparatus for a brittle material substrate that forms a blind crack along a predetermined line, an area closer to the laser spot formed by the laser beam irradiating means than an area cooled by the cooling means is disposed on the cooling means. Equipped with at least one assisted cooling means that cools with a refrigerant having a temperature higher than that of the refrigerant. And it features. Brief Description of Drawings
図 1は、 本発明のスクライブ方法の実施状態を示す模式的平面図である。 図 2は、 本発明のスクライブ装置の実施の形態の一例を示す正面図である。 図 3は、 実施例 1において、 ブラインドクラックを形成した結果を示すグラフ である。 FIG. 1 is a schematic plan view showing an implementation state of the scribing method of the present invention. FIG. 2 is a front view showing an example of the embodiment of the scribing apparatus of the present invention. FIG. 3 is a graph showing the results of forming blind cracks in Example 1.
図 4は、 実施例 2において、 プラインドクラックを形成した結果を示すグラフ である。  FIG. 4 is a graph showing the result of forming a crack in Example 2.
図 5は、 実施例 3において、 プラインドクラックを形成した結果を示すグラフ である。  FIG. 5 is a graph showing the result of forming a crack in Example 3.
図 6は、 実施例 4において、 ブラインドクラックを形成した結果を示すグラフ である。  FIG. 6 is a graph showing the result of forming blind cracks in Example 4.
図 7は、 本発明の別の実施形態を示す模式的平面図である。  FIG. 7 is a schematic plan view showing another embodiment of the present invention.
図 8は、 レーザビームを使用した従来のレーザスクライブ装置の動作説明のた めの模式図である。  FIG. 8 is a schematic diagram for explaining the operation of a conventional laser scribing apparatus using a laser beam.
図 9は、 そのレーザスクライブ装置によってスクライブされるマザ一ガラス基 板上のブラインドクラックの形成の状態を模式的に示す斜視図である  FIG. 9 is a perspective view schematically showing the state of blind crack formation on the mother glass substrate scribed by the laser scribing apparatus.
図 1 0は、 そのレ一ザスクライブ装置によってスクライブされるマザ一ガラス 基板上の物理変化状態を模式的に示す平面図である。 発明を実施するための最良の形態  FIG. 10 is a plan view schematically showing a physical change state on the mother glass substrate scribed by the laser scribe device. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
図 1は、 本発明の脆性材料基板のスクライブ方法の実施状態を模式的に示すマ ザ一ガラス基板表面の概略平面図である。 このスクライブ方法は、 例えば、 マザ 一ガラス基板を分断して、 液晶表示パネル等の F P Dを構成する複数のガラス基 板を形成する際に、 マザ一ガラス基板を分断する前に、 マザ一ガラス基板にスク ライブラインとなるブラインドクラックを形成するために実施される。  FIG. 1 is a schematic plan view of the surface of a mother glass substrate schematically illustrating an implementation state of the scribing method for a brittle material substrate according to the present invention. This scribing method is used, for example, when dividing a mother glass substrate to form a plurality of glass substrates constituting an FPD such as a liquid crystal display panel, before dividing the mother glass substrate. It is carried out to form blind cracks that become scribe lines.
図 1に示すように、 マザ一ガラス基板 5 0の表面には、 スクライブ予定ライン S Lに沿って、レーザビームの照射によってレ一ザスポット L S 1が形成される。 なお、 マザ一ガラス基板 5 0の表面におけるスクライブ予定ライン S Lのスクラ ィプ開始位置付近のマザ一ガラス基板 5 0の側縁部には、 そのスクライブ予定ラ インに沿った切り込み (切れ目) T Rが予め形成されている。 As shown in FIG. 1, a laser spot LS 1 is formed on the surface of the mother glass substrate 50 by laser beam irradiation along a scribe line SL. Note that the scribe line SL on the surface of the mother glass substrate 50 A cut TR along the planned scribe line is formed in advance on the side edge of the mother glass substrate 50 near the tip start position.
レーザスポット L S 1は楕円形状になっており、 長径がスクライプ予定ライン S Lに沿った状態で、 マザ一ガラス基板 5 0の表面に対して矢印 Aで示す方向に 相対的に移動される。  The laser spot L S 1 has an elliptical shape, and is moved relative to the surface of the mother glass substrate 50 in the direction indicated by the arrow A in a state where the major axis is along the planned scribing line S L.
この場合、 マザ一ガラス基板 5 0に形成されるレーザスポット L S 1は、 外周 縁部の熱エネルギー強度が、中央部の熱エネルギー強度よりも大きくなつている。 このようなレーザスポット L S 1は、 熱エネルギー強度がガウス分布であるレー ザビームを、 長軸方向の各端部が最大の熱エネルギー強度となるような熱ェネル ギー分布とすることで形成される。 従って、 スクライブ予定ライン S L上に位置 する長軸方向の各端部において、 熱エネルギー強度がそれぞれ最大となり、 各端 部間にて挟まれたレーザスポット L S 1の中央部分の熱エネルギー強度は、 各端 部における熱エネルギー強度よりも小さくなっている。  In this case, in the laser spot L S 1 formed on the mother glass substrate 50, the thermal energy intensity at the outer peripheral edge is larger than the thermal energy intensity at the center. Such a laser spot LS 1 is formed by making a laser beam having a Gaussian distribution of thermal energy into a thermal energy distribution in which each end portion in the major axis direction has a maximum thermal energy intensity. Therefore, the thermal energy intensity is maximized at each end in the major axis direction located on the scribe line SL, and the thermal energy intensity at the central portion of the laser spot LS 1 sandwiched between the ends is It is smaller than the thermal energy intensity at the edge.
楕円形状のレーザスポット L S 1は、 マザ一ガラス基板 5 0の表面におけるス クライブ予定ライン S Lに沿って移動し、 スクライブ予定ライン S Lを、 順次、 加熱する。  The elliptical laser spot L S 1 moves along the scheduled scribe line S L on the surface of the mother glass substrate 50, and sequentially heats the scheduled scribe line S L.
レーザスポッ卜 L S 1は、 マザ一ガラス基板 5 0が軟化する軟化点の温度より も低い温度で、 しかも、 マザ一ガラス基板 5 0に対して高速で移動しつつ、 マザ —ガラス基板 5 0を加熱する。 これにより、 レーザスポット L S 1が形成された マザ一ガラス基板 5 0の表面は、 溶融されることなく加熱される。  The laser spot LS 1 heats the mother glass substrate 50 while moving at a high speed relative to the mother glass substrate 50 at a temperature lower than the softening point temperature at which the mother glass substrate 50 softens. To do. Accordingly, the surface of the mother glass substrate 50 on which the laser spot L S 1 is formed is heated without being melted.
マザ一ガラス基板 5 0の表面には、レーザスポット L S 1の進行方向の後方に、 主冷却ポイント M C Pが形成される。 主冷却ポイント M C Pは、 冷却ノズルから マザ一ガラス基板 5 0の表面に、 冷却水、 水と圧縮空気の混合流体、 圧縮空気、 H eガス、 N 2ガス、 C〇2ガス等の冷却媒体を吹き付けることによって、 マザ一 ガラス基板 5 0の表面を冷却するように形成されており、 マザ一ガラス基板 5 0 に対するレーザスポット L S 1と同方向に、 しかも、 レーザスポット L S Iの移 動速度に等しい速度で、 マザ一ガラス基板 50の表面のスクライブ予定ライン S Lに沿って移動させられる。 A main cooling point MCP is formed on the surface of the mother glass substrate 50 behind the laser spot LS 1 in the traveling direction. Main cooling point MCP is the surface of the motherboard first glass substrate 5 0 from the cooling nozzle, the cooling water, water mixed fluid of the compressed air, compressed air, H e gas, N 2 gas, a cooling medium such C_〇 2 gas By spraying, the surface of the mother glass substrate 50 is formed to be cooled. In the same direction as the laser spot LS 1 with respect to the mother glass substrate 50, the laser spot LSI is transferred. It is moved along the planned scribe line SL on the surface of the mother glass substrate 50 at a speed equal to the moving speed.
また、 マザ一ガラス基板 50の表面には、 主冷却ポイント M CPの進行方向の 前方であって、 主冷却ポイント MCPに近接して、 スクライブ予定ライン SIJ 沿ってアシスト冷却ポイント ACPが形成されている。 アシスト冷却ポイント A CPは、 冷却ノズルからマザ一ガラス基板 50の表面に、 冷却水、 水と圧縮空気 の混合流体、 圧縮空気、 Heガス、 N2ガス、 C〇2ガス等の冷却媒体を吹き付け ることによって、 マザ一ガラス基板 50の表面を、 主冷却ポイント MCPに吹き 付けられる冷媒の温度よりもアシスト冷却ポイント A C Pに吹き付けられる冷媒 の温度が高い状態で、 冷却するようになっている。 アシス卜冷却ポイント ACP も、 主冷却ポイント MCPと同様に、 マザ一ガラス基板 50に対するレーザスポ ット LS Iと同方向に、 しかも、 レーザスポット LS 1の移動速度に等しい速度 で、 マザ一ガラス基板 50の表面のスクライブ予定ライン SLに沿って移動させ られる。 Also, on the surface of the mother glass substrate 50, an assist cooling point ACP is formed along the scheduled scribe line SIJ, in front of the main cooling point MCP in the traveling direction, in proximity to the main cooling point MCP. . Assisted cooling point A CP is the surface of the motherboard first glass substrate 50 from the cooling nozzle, spraying cooling water, water mixed fluid of the compressed air, compressed air, He gas, N 2 gas, a cooling medium such C_〇 2 gas Thus, the surface of the mother glass substrate 50 is cooled in a state in which the temperature of the refrigerant blown to the assist cooling point ACP is higher than the temperature of the refrigerant blown to the main cooling point MCP. As is the case with the main cooling point MCP, the ASSIS 卜 cooling point ACP is also the same as the laser spot LS I with respect to the mother glass substrate 50, and at a speed equal to the moving speed of the laser spot LS 1 It is moved along the scheduled scribe line SL on the surface.
マザ一ガラス基板 50の表面は、 スクライブ予定ライン SLに沿って、 レーザ スポット L S 1によって順次加熱された後に、 その加熱部分が、 主冷却ボイン卜 MCPを形成する冷媒によって冷却される直前に、 アシスト冷却ボイント A C P を形成する冷媒によって、主冷却ボイン卜 MC Pよりも高い冷却温度で冷却され、 その後に、 主冷却ポイント MCPを形成する冷媒によって、 アシスト冷却ポイン ト AC Pよりも低い冷却温度に冷却される。  The surface of the mother glass substrate 50 is sequentially heated by the laser spot LS 1 along the scheduled scribe line SL, and immediately before the heated portion is cooled by the refrigerant forming the main cooling boiler MCP. The coolant that forms the cooling point ACP is cooled at a higher cooling temperature than the main cooling boiler ボ MC P, and then cooled to a cooling temperature that is lower than the assist cooling point AC P by the refrigerant that forms the main cooling point MCP. Is done.
マザ一ガラス基板 50は、 レーザスポット LS 1によって加熱されると、 その 表面に圧縮応力が発生し、 その後、 アシスト冷却ポイント ACPを形成する冷媒 によって、 一旦、 冷却された後に、 主冷却ポイント MCPを形成する冷媒によつ て、 さらに冷却される。 これにより、 スクライブ予定ラインに沿って、 垂直方向 に深くなつたブラインドクラック BCのラインが形成される。  When the mother glass substrate 50 is heated by the laser spot LS 1, a compressive stress is generated on the surface thereof. After that, the mother glass substrate 50 is once cooled by the refrigerant that forms the assist cooling point ACP, and then the main cooling point MCP is set. It is further cooled by the refrigerant that forms. As a result, a blind crack BC line deep in the vertical direction is formed along the planned scribe line.
レーザスポット L S 1によってマザ一ガラス基板 50の表面を加熱して圧縮応 力を発生させた後に、 ァシスト冷却ボイント A C Pを形成する冷媒によつてマザ —ガラス基板 5 0の表面を一旦冷却することにより、 引張り応力が発生する。 そ して、 このような引張り応力が発生した状態で、 さらに、 主冷却ポイント M C P を形成する冷媒によって冷却すると、 マザ一ガラス基板 5 0の表面には、 すでに 引張り応力が発生した状態になっているために、 主冷却ポイント M C Pを形成す る冷媒による冷却によって発生する引張り応力が、 マザ一ガラス基板 5 0の表面 に対して作用しやすくなつて、 マザ一ガラス基板 5 0には、 垂直方向に深いブラ インドクラック B Cが形成されると考えられる。 The surface of the mother glass substrate 50 is heated and compressed by the laser spot LS 1. After the force is generated, tensile stress is generated by once cooling the surface of the mother glass substrate 50 by the refrigerant that forms the assist cooling point ACP. When the tensile stress is generated and further cooled by the refrigerant forming the main cooling point MCP, the surface of the mother glass substrate 50 is already in a state where the tensile stress has been generated. Therefore, the tensile stress generated by the cooling by the refrigerant that forms the main cooling point MCP is more likely to act on the surface of the mother glass substrate 50. Deep crack crack BC is considered to be formed.
また、 図 1 0に示した従来技術のレ一ザによるスクライブ方法では、 レ一ザス ポット L Sでマザ一ガラス基板 5 0の表面を加熱した後、 冷却媒体を吹き付けて マザ一ガラス基板 5 0の表面を冷却するため、 ブラインドクラックを形成する上 で無駄なサーマルショックが発生していると考えられる。  Further, in the scribing method using the conventional laser shown in FIG. 10, the surface of the mother glass substrate 50 is heated with the laser spot LS, and then the cooling medium is sprayed on the surface of the mother glass substrate 50. Since the surface is cooled, it is considered that there is a useless thermal shock in forming blind cracks.
そして、 本発明のスクライブ方法では、 アシスト冷却ポイント A C Pを主冷却 ポイント M C Pとレ一ザスポット L S 1との間に設けることによって、 上述の無 駄なサ一マルショックが緩和されて、 サーマルショックで失われていたエネルギ —がブラインドクラックを伸長させる力に費やされたとも考えられる。  In the scribing method of the present invention, by providing the assist cooling point ACP between the main cooling point MCP and the laser spot LS 1, the above-mentioned wasteful thermal shock is alleviated and thermal shock is caused. It is thought that the energy that was lost was spent on the force to extend the blind crack.
スクライブラインとしてのブラインドクラックがマザ一ガラス基板 5 0に形成 されると、 マザ一ガラス基板 5 0は、 次の分断工程に供給されて、 プラインドク ラックの両側に、 ブラインドクラックをマザ一ガラス基板 5 0の厚み方向に伸張 させるような曲げモーメントが発生するように、 マザ一ガラス基板 5 0に力が加 えられる。 これにより、 マザ一ガラス基板 5 0は、 スクライブ予定ライン S IJ 沿つて形成されたブラインドクラックに沿つて分断される。  When a blind crack as a scribe line is formed on the mother glass substrate 50, the mother glass substrate 50 is supplied to the next cutting process, and the blind crack is formed on both sides of the plinde crack. A force is applied to the mother glass substrate 50 so as to generate a bending moment that extends in the thickness direction of zero. Thereby, the mother glass substrate 50 is divided along the blind crack formed along the scribe line S IJ.
図 2は、 本発明の脆性材料基板のスクライブ装置の実施形態を示す概略構成図 である。 本発明のスクライブ装置は、 例えば、 マザ一ガラス基板 5 0から F P D に使用される複数のガラス基板に分断するためのスクライブラインを形成する装 置である。 このスクライブ装置は、 図 2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一ブル 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 Υ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および 1 5に、 水平な状態で各ガイドレール 1 4および 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および 1 5の 中間部には、 各ガイドレール 1 4および 1 5と平行にポールネジ 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 および逆転可能になっており、 このポールネジ 1 3にボ一ルナツト 1 6が螺合す る状態で取り付けられている。 ポールナツト 1 6は、 スライドテ一プル 1 2に回 転しない状態で一体的に取り付けられており、 ポールネジ 1 3の正転および逆転 によって、 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、 ポール ナット 1 6と一体的に取り付けられたスライドテ一ブル 1 2が、 各ガイドレ一ル 1 4および 1 5に沿って Υ方向にスライドする。 FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of a scribing device for a brittle material substrate according to the present invention. The scribing apparatus of the present invention is an apparatus for forming a scribe line for dividing a mother glass substrate 50 into a plurality of glass substrates used for FPD, for example. As shown in Fig. 2, this scribing device is mounted on a horizontal base 1 1 The slide table 1 2 reciprocates along the horizontal direction (Y direction). Slide table 1 2 is slidable along a pair of guide rails 14 and 1 5 in a horizontal state on a pair of guide rails 14 and 15 arranged in parallel along the Υ direction on the top surface of the base 1 1 It is supported by. A pole screw 13 is provided at an intermediate portion between the guide rails 14 and 15 so as to be rotated by a motor (not shown) in parallel with the guide rails 14 and 15. The pole screw 13 can be rotated forward and backward, and is attached in a state where the ball nut 16 is screwed onto the pole screw 13. The pole nut 16 is integrally attached to the slide table 12 2 without rotating, and slides in both directions along the pole screw 13 by the forward and reverse rotation of the pole screw 1 3. As a result, the slide table 1 2 attached integrally with the pole nut 16 is slid along the guide rails 14 and 15 in the Υ direction.
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 Υ方向と直交する X方向に沿って配置されている。 また、 各ガイドレ一ル 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、 ポールネジ 2 2がモータ 2 3によって正転および逆転され るようになっている。  On the slide table 1 2, a pedestal 19 is arranged in a horizontal state. The base 19 is slidably supported by a pair of guide rails 21 arranged in parallel on the slide table 12. Each guide rail 21 is arranged along the X direction perpendicular to the heel direction, which is the sliding direction of the slide table 12. In addition, pole screws 2 2 are arranged in the center between the guide rails 2 1 in parallel with the guide rails 21, and the pole screws 2 2 are rotated forward and reverse by the motor 2 3. Yes.
ポールネジ 2 2には、ポールナツ卜 2 4が螺合する状態で取り付けられている。 ボールナツト 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の正転おょぴ逆転によって、 ポ一ルネジ 2 2に沿って両方向に移 動する。 これにより、 台座 1 9が、 各ガイドレ一ル 2 1に沿った X方向にスライ ドする。  A pole nut 2 24 is attached to the pole screw 2 2 in a state where it is screwed. The ball nut 24 is integrally attached to the pedestal 19 so as not to rotate, and moves in both directions along the pole screw 2 2 by forward and reverse rotation of the pole screw 2 2. As a result, the base 19 slides in the X direction along each guide rail 21.
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、 切 断対象であるマザ一ガラス基板 5 0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、 回転テーブル 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おり、 基準位置に対して任意の回転角度 0になるように、 回転テーブル 2 6を回転させることができる。 回転テーブル 2 6上には、 マザ一ガラス基板 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。光学ホルダー 3 3の上端部は、 架台 1 1上に設けられた取付台 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器 3 4が設けられており、 レーザ発振 器 3 4から発振されるレーザビームが、 光学ホルダ一 3 3内に保持された光学系 に照射される。 A rotating mechanism 25 is provided on the base 19, and a rotating table 26 on which the mother glass substrate 50 to be cut is placed on the rotating mechanism 25 is in a horizontal state. It is provided in a state. The rotating mechanism 2 5 rotates the rotating table 2 6 around the central axis along the vertical direction, and the rotating table 2 6 is set so that an arbitrary rotation angle is 0 with respect to the reference position. Can be rotated. On the turntable 26, a mother glass substrate 50 is fixed by, for example, a suction chuck. Above the turntable 26, a support base 31 is disposed at an appropriate distance from the turntable 26. The support base 31 is supported in a horizontal state at the lower end portion of the optical holder 33 arranged in a vertical state. The upper end of the optical holder 33 is attached to the lower surface of a mounting base 3 2 provided on the base 11. On the mount 3 2, a laser oscillator 3 4 that oscillates a laser beam is provided. The laser beam oscillated from the laser oscillator 3 4 irradiates the optical system held in the optical holder 1 3 3. Is done.
レ一ザ発振器 3 4から発振されるレーザビームは、 熱エネルギー強度分布が正 規分布になっており、 光学ホルダー 3 3内に設けられた光学系によって、 図 1に 示すような楕円形状のレーザスポット L S 1とされて、しかも、その長軸方向が、 回転テーブル 2 6の移動方向である X方向に平行になるように、 回転テーブル 2 6上に載置されたマザ一ガラス基板 5 0に照射される。  The laser beam oscillated from the laser oscillator 34 has a normal distribution of thermal energy intensity, and an elliptical laser as shown in Fig. 1 is formed by the optical system provided in the optical holder 33. On the mother glass substrate 50 placed on the rotary table 26, the spot LS 1 is set so that its long axis direction is parallel to the X direction as the moving direction of the rotary table 26. Irradiated.
支持台 3 1には、 光学ホルダー 3 3に対して適当な間隔をあけて、 回転テープ ル 2 6上に載置されたマザ一ガラス基板 5 0に対向して、 アシスト冷却ノズル 4 1が配置されている。 このアシスト冷却ノズル 4 1は、 光学ホルダー 3 3から照 射されるレーザビームによってマザ一ガラス基板に形成されるレーザスポット L S 1の後方の位置に、 冷却水、 水と圧縮空気の混合流体、 圧縮空気、 H eガス等 の冷却媒体を吹き付けるようになつている。  On the support base 31, an assist cooling nozzle 41 is arranged facing the mother glass substrate 50 placed on the rotating table 26 6 at an appropriate interval with respect to the optical holder 33. Has been. The assist cooling nozzle 4 1 is provided with a cooling water, a mixed fluid of water and compressed air, a compression at a position behind the laser spot LS 1 formed on the mother glass substrate by the laser beam irradiated from the optical holder 33. A cooling medium such as air or He gas is blown.
また、 支持台 3 1には、 このアシスト冷却ノズル 4 1に対して 4 mm以上の間 隔をあけて、 主冷却ノズル 3 7が配置されている。 この主冷却ノズル 3 7は、 ァ シスト冷却ノズル 4 1にて冷却されたマザ一ガラス基板の後方の位置に、冷却水、 水と圧縮空気の混合流体、 圧縮空気、 H eガス等の冷却媒体を吹き付けるように なっている。 主冷却ノズル 3 7からマザ一ガラス基板 5 0に吹き付けられる冷却 媒体の冷却温度は、 アシスト冷却ノズル 4 1からマザ一ガラス基板 5 0に吹き付 けられる冷却媒体の冷却温度よりも低くなつている。 Further, a main cooling nozzle 37 is disposed on the support base 31 at a distance of 4 mm or more with respect to the assist cooling nozzle 41. This main cooling nozzle 37 is provided with a cooling medium such as cooling water, a mixed fluid of water and compressed air, compressed air, and He gas at a position behind the mother glass substrate cooled by the assistant cooling nozzle 41. Like to spray It has become. The cooling temperature of the cooling medium sprayed from the main cooling nozzle 37 to the mother glass substrate 50 is lower than the cooling temperature of the cooling medium sprayed from the assist cooling nozzle 41 to the mother glass substrate 50. .
また、 支持台 3 1には、 光学ホルダー 3 3から照射されるレーザスポット L S 1に対して、 主冷却ノズル 3 7とは反対側に、 回転テーブル 2 6上に載置された マザ一ガラス基板 5 0に対向して、 カツ夕一ホイール 3 5が設けられている。 力 ッターホイール 3 5は、 光学ホルダー 3 3から照射されるレ一ザスポッ卜 L S 1 の長軸方向に沿って配置されており、 回転テ一ブル 2 6上に載置されたマザ一ガ ラス基板 5 0の側縁部に、スクライブ予定ラインに沿う方向に切り込み(切れ目) を形成する。  Further, on the support table 31, the mother glass substrate placed on the rotary table 26 on the opposite side of the main cooling nozzle 37 with respect to the laser spot LS 1 irradiated from the optical holder 33. Opposite to 0 0, a cutlet wheel 3 5 is provided. The force utter wheel 35 is arranged along the long axis direction of the laser spot LS 1 irradiated from the optical holder 33, and the mother glass substrate 5 placed on the rotating table 26. Cuts (cuts) in the direction along the scribe line at the side edge of 0.
なお、 スライドテーブル 1 2および台座 1 9の位置決め、 回転機構 2 5、 レ一 ザ発振器 3 4等は、 制御部 (図示せず) によって制御される。  The positioning of the slide table 12 and the base 19, the rotation mechanism 25, the laser oscillator 34, and the like are controlled by a control unit (not shown).
このようなスクライブ装置によってマザ一ガラス基板 5 0の表面にブラインド クラックを形成する場合には、 まず、 マザ一ガラス基板 5 0のサイズ、 スクライ ブ予定ラインの位置等の情報が、 制御部に入力される。  When blind cracks are formed on the surface of the mother glass substrate 50 using such a scribing device, first, information such as the size of the mother glass substrate 50 and the position of the scribe line is input to the control unit. Is done.
そして、 マザ一ガラス基板 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、 C C Dカメラ 3 8および 3 9に よって、 マザ一ガラス基板 5 0に設けられたァライ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、 モニタ一 2 8および 2 9によって表示され、 画像処理装置でマザ一ガラス基板 5 0上のァライメントマークの位置情報が処理 される。  Then, the mother glass substrate 50 is placed on the rotary table 26 and fixed by the suction means. In such a state, the alignment marks provided on the mother glass substrate 50 are imaged by the C CD cameras 38 and 39. The captured alignment marks are displayed on the monitors 28 and 29, and the position information of the alignment marks on the mother glass substrate 50 is processed by the image processing apparatus.
回転テーブル 2 6が支持台 3 1に対して位置決めされると、 回転テーブル 2 6 が X方向に沿ってスライドされて、 マザ一ガラス基板 5 0の側縁部におけるスク ライブ予定ラインが、 カツ夕一ホイール 3 5に対向される。 そして、 カッターホ ィール 3 5が下降されて、 マザ一ガラス基板 5 0のスクライブ予定ラインの側縁 部に切り込み (切れ目) T Rが形成される。 その後、 回転テ一ブル 2 6が、 スクライブ予定ラインに沿って X方向にスライ ドされつつ、 レーザ発振装置 3 4から、 レーザビームが発振され、 また、 アシス 卜冷却ノズル 4 1から、 冷却水等の冷却媒体が噴射されるとともに、 主冷却ノズ ル 3 7から冷却水等が圧縮エアーとともに噴射される。 When the rotary table 26 is positioned with respect to the support base 31, the rotary table 26 is slid along the X direction, and the planned scribe line at the side edge of the mother glass substrate 50 is cut. One wheel is opposed to 3-5. Then, the cutter wheel 35 is lowered, and a cut (cut) TR is formed at the side edge portion of the scribe line of the mother glass substrate 50. After that, the rotating table 26 is slid in the X direction along the scribe line, while the laser beam is oscillated from the laser oscillation device 34, and from the cooling nozzle 41, cooling water, etc. The cooling medium is injected, and cooling water is injected from the main cooling nozzle 37 together with the compressed air.
レーザ発振装置 3 4から発振されるレーザビームにより、 マザ一ガラス基板 5 Laser oscillating device 3 Mother glass substrate 5 4
0上には、 マザ一ガラス基板 5 0の走查方向に沿って、 X軸方向に沿って長くな つた楕円形状のレーザスポット L S 1が形成される。 そして、 そのレーザスポッ 卜 L S Iの後方に、 アシスト冷却ノズル 4 1から、 冷却媒体がスクライブ予定ラ ィンに沿って吹き付けられてアシス卜冷却ボイン卜 A C Pが形成される。さらに、 そのアシスト冷却ポイント A C Pの後方に、 主冷却ノズル 3 7から冷却媒体がス クライブ予定ライン S Lに沿つて吹き付けられて、 主冷却ボイン卜 M C Pが形成 される。 On top of 0, an elliptical laser spot L S 1 that is elongated along the X-axis direction is formed along the strike direction of the mother glass substrate 50. Then, behind the laser spot L S I, the cooling medium is blown from the assist cooling nozzle 41 along the planned scribe line to form an assist cooling pin A CP. Further, a cooling medium is sprayed from the main cooling nozzle 37 along the planned scribe line S L behind the assist cooling point A C P to form a main cooling boiler 卜 M C P.
これにより、 前述したように、 レーザスポット L S 1による加熱と、 アシスト 冷却ポイント A C Pおよび主冷却ポイント M C Pによる冷却によって形成される 応力勾配により、 マザ一ガラス基板 5 0に、 アシスト冷却ポイント A C Pを採用 しないこれまでの塲合と比べて、 垂直なブラインドクラックがより深く形成され る。  As a result, as described above, the assist cooling point ACP is not adopted for the mother glass substrate 50 due to the stress gradient formed by the heating by the laser spot LS 1 and the cooling by the assist cooling point ACP and the main cooling point MCP. Compared with the conventional combination, vertical blind cracks are formed deeper.
ブラインドクラックがマザ一ガラス基板 5 0に形成されると、 マザ一ガラス基 板 5 0は、 次の分断工程に供給されて、 ブラインドクラックの幅方向に曲げモー メントが作用するように、 マザ一ガラス基板に力が加えられる。 これにより、 マ ザ一ガラス基板 5 0は、 その側縁部に設けられた切り込み T Rから、 ブラインド クラックに沿つて分断される。  When the blind crack is formed on the mother glass substrate 50, the mother glass substrate 50 is supplied to the next cutting step so that the bending moment acts in the width direction of the blind crack. A force is applied to the glass substrate. As a result, the mother glass substrate 50 is divided along the blind crack from the notch TR provided in the side edge portion thereof.
なお、 これまでの実施の形態の説明においては、 主冷却ポイント M C P及びァ シスト冷却ポイント A C Pを、 それぞれ主冷却ノズル 3 7及びアシスト冷却ノズ ル 4 1からスクライブ予定ライン S L上に、 直接、 冷却媒体を照射することによ つて形成する構成であつたが、 例えば、 主冷却ノズル 3 7及びアシスト冷却ノズ ル 4 1が単独で X方向及び Y方向に移動させる機構を備え、 スクライブ予定ライ ン上でレーザスポット L S 1とアシス卜冷却ポイント A C Ρの間隔及びアシス卜 冷却ボイント A C Pと主冷却ボイント M C Pの間隔が自在に調節されたり、 ァシ スト冷却ボイント A C P及び主冷却ボイント M C Pの位置がスクライブ予定ライ ン上からずれた位置に設定することができる構成であることが好ましい。 In the description of the embodiments so far, the main cooling point MCP and the assist cooling point ACP are directly connected to the cooling line SL from the main cooling nozzle 37 and the assist cooling nozzle 41 on the planned scribe line SL, respectively. For example, the main cooling nozzle 37 and the assist cooling nose are formed. 4 1 is equipped with a mechanism to move in the X and Y directions independently, and on the scribe line, the distance between the laser spot LS 1 and the assist 卜 cooling point AC 及 び and the Assist 卜 cooling point ACP and main cooling point MCP It is preferable that the position of the assist cooling point ACP and the main cooling point MCP can be set at a position shifted from the planned scribe line.
また、 本発明の実施の形態では、 脆性材料基板の一例として液晶表示パネルの マザ一ガラス基板を用いて説明したが、 本発明は、 貼り合わせガラス基板、 単板 ガラス、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適用できる。 尚、 上述までの説明においては、 マザ一ガラス基板 5 0に形成されるレーザス ポット L S 1の外周縁部の熱エネルギー強度が、 中央部の熱エネルギー強度より も大きくなつている場合を説明したが、 レーザスポット L S 1の熱エネルギー分 布がガウス分布であってもよい。  In the embodiment of the present invention, the mother glass substrate of the liquid crystal display panel is described as an example of the brittle material substrate. However, the present invention includes a bonded glass substrate, a single plate glass, a semiconductor wafer, ceramics, and the like. It can also be applied to scribe processing. In the above description, the case where the thermal energy intensity at the outer peripheral edge of the laser spot LS 1 formed on the mother glass substrate 50 is larger than the thermal energy intensity at the center has been described. The thermal energy distribution of the laser spot LS 1 may have a Gaussian distribution.
<実施例 >  <Example>
次に、 このスクライブ装置を用いて、 各種条件にて、 ガラス基板にブラインド クラックを形成した実施例について説明する。  Next, examples in which blind cracks are formed on a glass substrate under various conditions using this scribing apparatus will be described.
<実施例 1 >  <Example 1>
レーザ発振器 3 4から発振されるレーザビームを、 2 0 0 Wとして、 厚さ 3 . 0 mmのソーダガラス基板に照射してブラインドクラックを形成した。 ガラス基 板に形成したレーザスポット L S 1は、 例えば長軸が 4 0 mm、 短軸が 1 . 5腿 の楕円形状であり、 主冷却ノズル 3 7から吹き付けられる冷媒によって形成され る主冷却ボイント MC Pは、 レーザスポット L S 1の中心から 8 5 mm離れた位 置に、 また、 アシスト冷却ノズル 4 1から吹き付けられる冷媒によって形成され るアシスト冷却ボイント A C Pは、 主冷却ボイント M C Pからレーザスポット L S 1側に 1 0 mmの位置にそれぞれ形成する。  Blind cracks were formed by irradiating a soda glass substrate having a thickness of 3.0 mm with a laser beam oscillated from the laser oscillator 34 at 20 W. The laser spot LS 1 formed on the glass substrate has, for example, an elliptical shape with a major axis of 40 mm and a minor axis of 1.5 thigh, and a main cooling point MC formed by the refrigerant blown from the main cooling nozzle 37 P is located 85 mm away from the center of the laser spot LS 1, and the assist cooling point ACP formed by the refrigerant sprayed from the assist cooling nozzle 41 is the laser spot LS 1 side from the main cooling point MCP. Are formed at 10 mm positions.
主冷却ノズル 3 7にはノズルの先端内径は 0 . 6 mmであるものを使用し、 ァ シスト冷却ノズル 4 1にはノズルの先端内径は 0 . 8 mmであるものを使用する。 主冷却ノズル 37からは、 水と圧縮空気の混合流体を、 0. 5MP a (流量: 1 OL/mi n) の圧力で、 ガラス基板の表面に対して高さ 5 mmから噴射させ るようになっている。 また、 アシスト冷却ノズル 41からも圧縮空気を、 0. 2 MP a (流量: 14L/m i n) の圧力で、 ガラス基板の表面に対して高さ 1 m mから噴射させるようになつている。 さらに、 ガラス基板の移動速度は、 100 mmZsから 1 S OmmZsまで、 1 OmmZ sずつ段階的に変化させてガラス 基板にブラインドクラックを形成し、 その深さ δを測定した。 その結果を、 図 3 のグラフに示す。 なお、 比較のために、 アシスト冷却ノズル 41によるアシスト 冷却ボイント A C Ρを形成しない塲合のブラインドクラックの深さ δを、 図 3の グラフに併記する。 A main cooling nozzle 37 having a nozzle tip inner diameter of 0.6 mm is used, and an assistant cooling nozzle 41 having a nozzle tip inner diameter of 0.8 mm is used. From the main cooling nozzle 37, a mixed fluid of water and compressed air is sprayed from a height of 5 mm to the surface of the glass substrate at a pressure of 0.5 MPa (flow rate: 1 OL / min). It has become. In addition, compressed air is sprayed from the assist cooling nozzle 41 at a pressure of 0.2 MPa (flow rate: 14 L / min) from a height of 1 mm to the surface of the glass substrate. Furthermore, the moving speed of the glass substrate was changed stepwise from 100 mmZs to 1 S OmmZs in steps of 1 OmmZ s to form blind cracks in the glass substrate, and the depth δ was measured. The results are shown in the graph in Fig. 3. For comparison, the depth δ of the blind crack of the joint that does not form the assist cooling point AC soot by the assist cooling nozzle 41 is also shown in the graph of FIG.
この場合、 アシスト冷却ノズル 41によるアシスト冷却ポイント AC Ρを形成 することにより、 アシスト冷却ポイント AC Pを形成しない場合に比較して、 ブ ラインドクラックの深さ が 10%程度深くなつていた。  In this case, by forming the assist cooling point AC に よ る by the assist cooling nozzle 41, the depth of the blind crack was about 10% deeper than when the assist cooling point AC P was not formed.
<実施例 2 >  <Example 2>
ガラス基板を、 厚さが 1. 1mmのソーダガラス基板とし、 主冷却ノズル 37 から、 水と圧縮空気の混合流体を、 0. 5MP a (流量: l OLZmi n) の圧 力で噴射させ、また、アシスト冷却ノズル 41からも圧縮空気を 0. 2 MP a (流 量: 14LZmi n) の圧力で噴射させるようにし、 さらに、 アシスト冷却ノズ ル 41を主冷却ノズル 37に対して 7mmの間隔をあけて配置した。 そして、 ガ ラス基板の移動速度は、 10 OmmZsから 40 Omm/sまで、 20mm/s ずつ段階的に変化させてガラス基板にブラインドクラックを形成し、 その深さ δ を測定した。 その結果を、 図 4のグラフに示す。 なお、 比較のために、 アシスト 冷却ノズル 41によるアシスト冷却ポイント AC Ρを形成しない場合のプライン ドクラックの深さ δを、 図 4のグラフに併記する。  The glass substrate is a soda glass substrate with a thickness of 1.1 mm, and a mixed fluid of water and compressed air is injected from the main cooling nozzle 37 at a pressure of 0.5 MPa (flow rate: l OLZmin). Compressed air is also injected from the assist cooling nozzle 41 at a pressure of 0.2 MPa (flow rate: 14 LZmin), and the assist cooling nozzle 41 is spaced 7 mm from the main cooling nozzle 37. Arranged. The glass substrate moving speed was changed stepwise from 10 OmmZs to 40 Omm / s by 20 mm / s to form blind cracks in the glass substrate, and the depth δ was measured. The results are shown in the graph in Fig. 4. For comparison, the depth δ of the weld crack when the assist cooling point AC に よ る is not formed by the assist cooling nozzle 41 is also shown in the graph of FIG.
また、 その他の実施条件は実施例 1と同様である。  Other implementation conditions are the same as in Example 1.
この塲合にも、 アシス卜冷却ノズル 41によるアシス卜冷却ポイント AC Ρを 形成することにより、アシスト冷却ボイント AC P 形成しない場合に比較して、 ブラインドクラックの深さ <5が 10 %程度深くなっていた。 In this combination, the assistance cooling point AC by the assistance cooling nozzle 41 is also used. By forming, the depth of blind crack <5 was about 10% deeper than when no assist cooling point AC P was formed.
<実施例 3> <Example 3>
アシス卜冷却ノズル 41によるアシスト冷却ポイント AC Pの位置を、 主冷却 ノズル 3 7による主冷却ポイント MCPに対して、 0111111〜1 5111111の間で変ィ匕 させ、 アシスト冷却ノズル 41によって冷却媒体を噴射させる際の圧力を、 0. IMP a (流量: 7L/mi n) , 0. 2 MP a (流量: 14LZmi n) およ び 0. 3MPa (2 lL/mi n) と変化させたこと以外は、 実施例 1と同様の 条件でブラインドクラックを形成して、 その深さ <5を測定した。 その結果を、 図 5のグラフに示す。  The position of the assist cooling point AC P by the assist cooling nozzle 41 is changed between 0111111 and 1 5111111 with respect to the main cooling point MCP by the main cooling nozzle 37, and the cooling medium is injected by the assist cooling nozzle 41. Except that the pressure was changed to 0. IMP a (flow rate: 7L / min), 0.2MPa (flow rate: 14LZmin) and 0.3MPa (2lL / min). A blind crack was formed under the same conditions as in Example 1, and the depth <5 was measured. The results are shown in the graph in Fig. 5.
この場合、 アシス卜冷却ノズル 41と主冷却ノズル 37との間の距離が 10m m付近となるように、 アシス卜冷却ポイント AC Pをガラス基板上に形成するこ とにより、 アシスト冷却ポイント ACPを形成しない場合に比較して、 ブライン ドクラックの深さ <5が 10%程度深くなつていた。  In this case, the assist cooling point ACP is formed by forming the asis 卜 cooling point AC P on the glass substrate so that the distance between the Asis 卜 cooling nozzle 41 and the main cooling nozzle 37 is about 10 mm. The depth of blind crack <5 was about 10% deeper than when not.
<実施例 4>  <Example 4>
アシスト冷却ノズル 41によるアシスト冷却ポイント AC Pの位置を、 主冷却 ノズル 37による主冷却ポイント MCPからの距離において、 5mm〜9mmの 間で変化させ、 アシスト冷却ノズル 41によって冷却媒体を噴射させる際の圧力 を、 0. 1 MP a (7 L/m i n) 、 0. 2 MP a (14L/m i n) および 0. 3 MP a (2 lL/mi n) と変化させたこと以外は、 実施例 2と同様の条件で ブラインドクラックを形成して、 その深さ δを測定した。 その結果を、 図 6のグ ラフに示す。  The pressure at which the cooling medium is injected by the assist cooling nozzle 41 by changing the position of the assist cooling point AC P by the assist cooling nozzle 41 between 5 mm and 9 mm at the distance from the main cooling point MCP by the main cooling nozzle 37. Is changed to 0.1 MPa (7 L / min), 0.2 MPa (14 L / min) and 0.3 MPa (2 lL / min), as in Example 2. A blind crack was formed under the following conditions, and its depth δ was measured. The results are shown in the graph of Fig. 6.
この場合にも、 アシスト冷却ノズル 41と主冷却ノズル 37との間の距離が 7 mm付近となるように、 アシスト冷却ポイント AC Pをガラス基板上に形成する ことにより、 アシスト冷却ポイント AC Pを形成しない場合に比較して、 ブライ ンドクラックの深さ δが 10 %程度深くなつていた。 図 7は本発明の別の実施形態を示す模式的平面図である。 レーザ発振装置 34 から発振されるレーザビームにより、 マザ一ガラス基板 50上には、 マザーガラ ス基板 50の走査方向に沿って、 X軸方向に沿って長くなつた楕円形状のレーザ スポット LS 1が形成される。 そして、 そのレーザスポット LS 1の後方に、 複 数のアシスト冷却ノズル 41から、 冷却媒体がスクライブ予定ラインに沿って吹 き付けられて複数のアシスト冷却ポイント A CPが形成される。 さらに、 その複 数のアシスト冷却ポイント AC Pの後方に、 主冷却ノズル 37から冷却媒体がス クライブ予定ライン S Lに沿つて吹き付けられて、 主冷却ボイント M C Pが形成 される。 In this case as well, the assist cooling point AC P is formed on the glass substrate so that the distance between the assist cooling nozzle 41 and the main cooling nozzle 37 is about 7 mm, thereby forming the assist cooling point AC P. Compared to the case of not, the depth δ of the crack was about 10% deeper. FIG. 7 is a schematic plan view showing another embodiment of the present invention. The laser beam oscillated from the laser oscillator 34 forms an elliptical laser spot LS 1 that is elongated along the X-axis direction along the scanning direction of the mother glass substrate 50 on the mother glass substrate 50. Is done. Then, behind the laser spot LS 1, the cooling medium is sprayed from the plurality of assist cooling nozzles 41 along the scheduled scribe line to form a plurality of assist cooling points A CP. Further, a cooling medium is sprayed from the main cooling nozzle 37 along the planned scribe line SL behind the plurality of assist cooling points AC P to form the main cooling point MCP.
マザ一ガラス基板 50の表面は、 スクライブ予定ライン SLに沿って、 レーザ スポット LS 1によって順次加熱された後に、 その加熱部分が、 主冷却ポイント MCPによって冷却される直前に、 順次、 複数のアシスト冷却ポイント ACPに よって、主冷却ボイント MC Pを形成する冷媒の温度よりも高い温度で冷却され、 その後に、 主冷却ポイント MCPを形成する冷媒によって、 アシスト冷却ポイン ト AC Pを形成する冷媒の温度よりも低い温度によって冷却される。  The surface of the mother glass substrate 50 is sequentially heated by the laser spot LS 1 along the scheduled scribe line SL, and then the plurality of assist cooling is sequentially performed immediately before the heated portion is cooled by the main cooling point MCP. Point ACP is cooled at a temperature higher than the temperature of the refrigerant that forms the main cooling point MCP, and then the refrigerant that forms the main cooling point MCP is higher than the temperature of the refrigerant that forms the assist cooling point ACP. Is also cooled by the lower temperature.
マザ一ガラス基板 50は、 レーザスポット LS 1によって加熱されると、 その 表面に圧縮応力が発生し、その後、複数のアシスト冷却ポイント AC Pによって、 一旦、 冷却された後に、 主冷却ポイント MCPによって、 さらに冷却される。 こ れにより、 スクライブ予定ラインに沿って、 垂直方向に深くなつたブラインドク ラックのラインが形成される。  When the mother glass substrate 50 is heated by the laser spot LS 1, a compressive stress is generated on the surface thereof. After that, the mother glass substrate 50 is once cooled by a plurality of assist cooling points AC P and then cooled by the main cooling point MCP. It is further cooled. This forms a blind crack line that is deep in the vertical direction along the planned scribe line.
また、 図 8に示した従来技術のレーザによるスクライブ方法では、 レーザスポ ット LSでマザ一ガラス基板 50の表面を加熱した後、 冷却媒体を吹き付けてマ ザ一ガラス基板 50の表面を冷却するため、 プランドクラックを形成する上で無 駄なサ一マルショックが発生していると考えられる。  In addition, in the conventional laser scribing method shown in FIG. 8, the surface of the mother glass substrate 50 is heated by the laser spot LS, and then the surface of the mother glass substrate 50 is cooled by spraying a cooling medium. It is thought that an unnecessary thermal shock has occurred in forming a land crack.
そして、 複数のアシスト冷却ポイント ACPを主冷却ポイント MCPからレー ザスポット L S 1側に設けることによって、 上述の無駄なサーマルショックが緩 和されて、 サ一マルショックで失われていたエネルギーがブラインドクラックを 伸長させる力に費やされたとも考えられ、 アシスト冷却ポイントを複数とするこ とで、 順次、 マザ一ガラス基板を冷却し、 無駄なサ一マルショックの発生を皆無 にすることができ、 アシスト冷却ボイン卜が 1つである場合よりもさらに深いブ ラインドクラック (垂直クラック) を形成することができる。 By providing multiple assist cooling points ACP on the laser spot LS 1 side from the main cooling point MCP, the above-mentioned useless thermal shock is alleviated. It is thought that the energy lost by the thermal shock was spent on the force to extend the blind crack, and by using multiple assist cooling points, the mother glass substrate was cooled sequentially. The generation of useless thermal shock can be eliminated, and deeper cracks (vertical cracks) can be formed than in the case where there is only one assist cooling boiler.
主冷却ボイントとアシスト冷却ボイントをガラス基板に形成する冷却媒体は 前述の一つのアシスト冷却ポイントをマザ一ガラス基板に形成する場合と同様 であるため、 ここでは詳述しない。  The cooling medium for forming the main cooling point and the assist cooling point on the glass substrate is the same as that for forming the one assist cooling point on the mother glass substrate, and will not be described in detail here.
また、 スクライブ装置の構成としては、 例えば、 主冷却ノズル 3 7及び複数の アシスト冷却ノズル 4 1が単独で X方向及び Y方向に移動させる機構を備え、 ス クライブ予定ライン上でレーザスポット L S 1と最もレーザスポット側に位置す るアシスト冷却ボイント A C Pの間隔、 最も主冷却ボイント M C P側に位置する アシスト冷却ボイント A C Pと主冷却ボイント M C Pの間隔および複数のアシス ト冷却ポイントの相互の間隔が自在に調節され、 更に、 複数のアシスト冷却ボイ ント A C P及び主冷却ボイント M C Pの位置がスクライブ予定ライン上からずれ た位置に設定することができる構成であることが好ましい  As a configuration of the scribing device, for example, a mechanism in which the main cooling nozzle 37 and the plurality of assist cooling nozzles 41 are independently moved in the X direction and the Y direction, and the laser spot LS 1 on the planned scribe line is provided. The distance between the assist cooling point ACP located closest to the laser spot, the distance between the assist cooling point ACP and main cooling point MCP located closest to the main cooling point MCP, and the distance between multiple assist cooling points can be adjusted freely. Further, it is preferable that the positions of the plurality of assist cooling points ACP and the main cooling point MCP can be set at positions shifted from the scribe line.
このように、 本発明は少なくとも一つのアシスト冷却ポイントをマザ一ガラス 基板上のレーザスポットと主冷却ボイン卜の間に設けることより達成される。 産業上の利用可能性  As described above, the present invention is achieved by providing at least one assist cooling point between the laser spot on the mother glass substrate and the main cooling void. Industrial applicability
本発明の脆性材料基板のスクライブ方法および装置は、 このように、 マザ一ガ ラス基板等の脆性材料基板の表面に形成されるレーザスポットと、 主冷却スポッ 卜との間であって、 主冷却スポッ卜に近接した位置にアシスト冷却スポットを形 成するために、 ブラインドクラックを深く形成することができ、 従って、 ブライ ンドクラックを効率よく形成することができる。  The brittle material substrate scribing method and apparatus according to the present invention, as described above, is between the laser spot formed on the surface of the brittle material substrate such as a mother-glass substrate and the main cooling spot, and Since the assist cooling spot is formed at a position close to the spot, the blind crack can be deeply formed, and therefore the blind crack can be efficiently formed.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
1 . 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レーザスポットが形成されるようにレーザビ一ム を連続的に照射し移動させつつ、 そのレーザスポットの後方のスクライブ予定ラ ィンに沿った領域付近を冷却媒体にて冷却することにより冷却スポッ卜を形成し て、 スクライブ予定ラインに沿ってブラインドクラックを連続して形成する脆性 材料基板のスクライブ方法において、 1. A laser beam is continuously irradiated and moved so that a laser spot having a temperature lower than the softening point of the brittle material substrate is formed along a planned scribe line on the surface of the brittle material substrate. Scribing a brittle material substrate by forming a cooling spot by cooling the vicinity of the area along the planned scribe line behind the spot with a cooling medium, and continuously forming blind cracks along the planned scribe line In the method
前記冷却スポッ卜よりもレーザスポット側であって、 スクライブ予定ラインに 沿った領域を予め冷媒にて冷却するための少なくとも一つのアシスト冷却スポッ トを形成しつつスクライブすることを特徴とする脆性材料基板のスクライブ方法。 A brittle material substrate that is scribed while forming at least one assist cooling spot on the laser spot side with respect to the cooling spot and along the planned scribe line with a coolant in advance. Scribe method.
2。 前記アシスト冷却スポットは、 前記冷却スポットを形成する冷媒の冷却温度 よりも高い冷却温度の冷媒によって形成される請求項 1に記載の脆性材料基板の スクライブ方法。 2 The brittle material substrate scribing method according to claim 1, wherein the assist cooling spot is formed by a refrigerant having a cooling temperature higher than a cooling temperature of the refrigerant forming the cooling spot.
3. 脆性材料基板の軟化点よりも低い温度のレーザスポットが該脆性材料基板 の表面に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るレーザ ビーム照射手段と、 3. a laser beam irradiation means for continuously moving a laser beam so that a laser spot having a temperature lower than the softening point of the brittle material substrate is formed on the surface of the brittle material substrate;
そのレーザスポッ卜によって加熱される領域の後方のスクライブ予定ラインに 沿った領域付近を連続して冷媒にて冷却する冷却手段を具備し、 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ブラインドクラックを形成する脆性 材料基板のスクライブ装置において、  Cooling means that continuously cools the vicinity of the region along the planned scribe line behind the region heated by the laser spot with a coolant forms blind cracks along the planned scribe line on the surface of the brittle material substrate. In a brittle material substrate scribing device,
該冷却手段によって冷却される領域よりも前記レーザビーム照射手段によって 形成されるレーザスポット側の領域を、 冷却手段の冷媒の温度より高い温度の冷 媒によって冷却する少なくとも一つのアシスト冷却手段  At least one assist cooling means for cooling a region closer to the laser spot formed by the laser beam irradiation means than an area cooled by the cooling means with a coolant having a temperature higher than the temperature of the refrigerant of the cooling means.
を具備することを特徴とする脆性材料基板のスクライプ装置。  A scribing apparatus for a brittle material substrate, comprising:
PCT/JP2003/009899 2002-08-09 2003-08-04 Method and device for scribing fragile material substrate WO2004014625A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2003252389A AU2003252389A1 (en) 2002-08-09 2003-08-04 Method and device for scribing fragile material substrate
KR1020047011519A KR100649894B1 (en) 2002-08-09 2003-08-04 Method and device for scribing fragile material substrate
JP2004527333A JP4080484B2 (en) 2002-08-09 2003-08-04 Scribing method and scribing apparatus for brittle material substrate

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002-234049 2002-08-09
JP2002234049 2002-08-09

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2004014625A1 true WO2004014625A1 (en) 2004-02-19

Family

ID=31711886

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2003/009899 WO2004014625A1 (en) 2002-08-09 2003-08-04 Method and device for scribing fragile material substrate

Country Status (6)

Country Link
JP (1) JP4080484B2 (en)
KR (1) KR100649894B1 (en)
CN (1) CN1298523C (en)
AU (1) AU2003252389A1 (en)
TW (1) TWI277612B (en)
WO (1) WO2004014625A1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005262727A (en) * 2004-03-19 2005-09-29 Shibaura Mechatronics Corp System and method for splitting brittle material
WO2006046525A1 (en) * 2004-10-25 2006-05-04 Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. Method and device for forming crack
JP2008503355A (en) * 2004-06-21 2008-02-07 アプライド フォトニクス,インク. Substrate material cutting, dividing or dividing apparatus, system and method
JP2009083119A (en) * 2007-09-27 2009-04-23 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd Processing method of brittle material substrate
US8720228B2 (en) 2010-08-31 2014-05-13 Corning Incorporated Methods of separating strengthened glass substrates
US8932510B2 (en) 2009-08-28 2015-01-13 Corning Incorporated Methods for laser cutting glass substrates
US8946590B2 (en) 2009-11-30 2015-02-03 Corning Incorporated Methods for laser scribing and separating glass substrates
US9610653B2 (en) 2012-09-21 2017-04-04 Electro Scientific Industries, Inc. Method and apparatus for separation of workpieces and articles produced thereby
US9938180B2 (en) 2012-06-05 2018-04-10 Corning Incorporated Methods of cutting glass using a laser
WO2021157300A1 (en) * 2020-02-04 2021-08-12 日本電気硝子株式会社 Glass plate and method for manufacturing glass plate

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100740456B1 (en) * 2006-08-31 2007-07-18 로체 시스템즈(주) Nonmetal-plate cutting method and device using precooling
CN101687686A (en) * 2007-04-30 2010-03-31 康宁股份有限公司 Be used to delineate device, the system and method for moving glass ribbon
JP2013500224A (en) * 2009-07-22 2013-01-07 コーニング インコーポレイテッド Heating and quenching scoring process
JPWO2011162392A1 (en) * 2010-06-25 2013-08-22 旭硝子株式会社 Cleaving method and cleaving device
TWI400137B (en) * 2010-12-17 2013-07-01 Ind Tech Res Inst Device for removing defects on edges of glass sheets and method therefor
CN102643017B (en) * 2011-03-14 2014-09-10 京东方科技集团股份有限公司 Non-contact type breaking method and equipment and method and equipment for cutting and breaking
CN106573819A (en) * 2014-08-20 2017-04-19 康宁股份有限公司 Method and apparatus for yielding high edge strength in cutting of flexible thin glass
CN110480192B (en) * 2019-08-28 2021-06-11 业成科技(成都)有限公司 Method for cutting brittle material

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000233936A (en) * 1999-02-10 2000-08-29 Mitsuboshi Diamond Kogyo Kk Glass cutting device
JP2001064029A (en) * 1999-08-27 2001-03-13 Toyo Commun Equip Co Ltd Multilayered glass substrate and its cutting method
JP2002144067A (en) * 2000-10-21 2002-05-21 Samsung Electronics Co Ltd Method and device for cutting non-metallic substrate with laser beam

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6384789A (en) * 1986-09-26 1988-04-15 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Light working method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000233936A (en) * 1999-02-10 2000-08-29 Mitsuboshi Diamond Kogyo Kk Glass cutting device
JP2001064029A (en) * 1999-08-27 2001-03-13 Toyo Commun Equip Co Ltd Multilayered glass substrate and its cutting method
JP2002144067A (en) * 2000-10-21 2002-05-21 Samsung Electronics Co Ltd Method and device for cutting non-metallic substrate with laser beam

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005262727A (en) * 2004-03-19 2005-09-29 Shibaura Mechatronics Corp System and method for splitting brittle material
JP4619024B2 (en) * 2004-03-19 2011-01-26 芝浦メカトロニクス株式会社 Brittle material cleaving system and method
JP2008503355A (en) * 2004-06-21 2008-02-07 アプライド フォトニクス,インク. Substrate material cutting, dividing or dividing apparatus, system and method
JP4722054B2 (en) * 2004-10-25 2011-07-13 三星ダイヤモンド工業株式会社 Crack forming method and crack forming apparatus
WO2006046525A1 (en) * 2004-10-25 2006-05-04 Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. Method and device for forming crack
JPWO2006046525A1 (en) * 2004-10-25 2008-05-22 三星ダイヤモンド工業株式会社 Crack forming method and crack forming apparatus
US7726532B2 (en) 2004-10-25 2010-06-01 Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd. Method and apparatus for forming cracks
CN101396771B (en) * 2007-09-27 2013-05-08 三星钻石工业股份有限公司 Processing method of brittle material substrate
JP2009083119A (en) * 2007-09-27 2009-04-23 Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd Processing method of brittle material substrate
US8932510B2 (en) 2009-08-28 2015-01-13 Corning Incorporated Methods for laser cutting glass substrates
US9533910B2 (en) 2009-08-28 2017-01-03 Corning Incorporated Methods for laser cutting glass substrates
US8946590B2 (en) 2009-11-30 2015-02-03 Corning Incorporated Methods for laser scribing and separating glass substrates
US10358374B2 (en) 2009-11-30 2019-07-23 Corning Incorporated Methods for laser scribing and separating glass substrates
US8720228B2 (en) 2010-08-31 2014-05-13 Corning Incorporated Methods of separating strengthened glass substrates
US9938180B2 (en) 2012-06-05 2018-04-10 Corning Incorporated Methods of cutting glass using a laser
US9610653B2 (en) 2012-09-21 2017-04-04 Electro Scientific Industries, Inc. Method and apparatus for separation of workpieces and articles produced thereby
WO2021157300A1 (en) * 2020-02-04 2021-08-12 日本電気硝子株式会社 Glass plate and method for manufacturing glass plate
JP7459536B2 (en) 2020-02-04 2024-04-02 日本電気硝子株式会社 Glass plate and method for producing the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP4080484B2 (en) 2008-04-23
JPWO2004014625A1 (en) 2005-12-02
TWI277612B (en) 2007-04-01
KR100649894B1 (en) 2006-11-27
TW200403193A (en) 2004-03-01
KR20050018636A (en) 2005-02-23
CN1298523C (en) 2007-02-07
CN1638931A (en) 2005-07-13
AU2003252389A1 (en) 2004-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4156513B2 (en) Scribing method and scribing apparatus for brittle material substrate
JP4414473B2 (en) Cutting method
WO2004014625A1 (en) Method and device for scribing fragile material substrate
JP4133812B2 (en) Scribing apparatus and scribing method for brittle material substrate
US7015118B2 (en) Method for forming a scribe line on a semiconductor device and an apparatus for forming the scribe line
JP2011230940A (en) Cutting method for brittle material substrate
JP4134033B2 (en) Scribing apparatus and scribing method for brittle material substrate
JP2005212364A (en) Fracturing system of brittle material and method thereof
KR100551527B1 (en) Method and device for scribing brittle material substrate
JP2004042423A (en) Scribing apparatus
KR101442067B1 (en) Method for dividing brittle material substrate
WO2010092964A1 (en) Method for cutting brittle material substrate
JP2004035315A (en) Method and apparatus for dividing brittle material substrates
JP5554158B2 (en) Cleaving method of brittle material substrate
JP5444158B2 (en) Cleaving method of brittle material substrate
WO2008010457A1 (en) Cutting apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AE AG AL AM AT AU AZ BA BB BG BR BY BZ CA CH CN CO CR CU CZ DE DK DM DZ EC EE ES FI GB GD GE GH GM HR HU ID IL IN IS JP KE KG KP KR KZ LC LK LR LS LT LU LV MA MD MG MK MN MW MX MZ NI NO NZ OM PG PH PL PT RO RU SC SD SE SG SK SL SY TJ TM TN TR TT TZ UA UG US UZ VC VN YU ZA ZM ZW

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): GH GM KE LS MW MZ SD SL SZ TZ UG ZM ZW AM AZ BY KG KZ MD RU TJ TM AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LU MC NL PT RO SE SI SK TR BF BJ CF CG CI CM GA GN GQ GW ML MR NE SN TD TG

DFPE Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101)
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2004527333

Country of ref document: JP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020047011519

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 20038049163

Country of ref document: CN

122 Ep: pct application non-entry in european phase