WO2006046525A1 - クラック形成方法およびクラック形成装置 - Google Patents

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crack
cooling
line
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Togo Gonoe
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Mitsuboshi Diamond Industrial Co., Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to a crack forming method for forming a substrate crack to mainly cut a brittle material substrate such as glass, sintered ceramics, single crystal silicon, sapphire, semiconductor wafer, and ceramic substrate. More particularly, the present invention relates to a crack forming method and a crack forming apparatus for forming a crack by irradiating a substrate with a laser beam.
  • a scribe line is formed on the surface of the substrate using mechanical processing means such as a cutter wheel, and then the substrate is moved so that cracks progress from the scribe line.
  • a method of breaking the substrate by constricting was used.
  • Patent Document 1 a method of forming a vertical crack on a substrate using a laser beam and cutting the substrate has been put into practical use (see, for example, Patent Document 1).
  • FIG. 8 is a diagram for explaining the operation of a conventional crack forming apparatus.
  • a spot beam is irradiated from a laser irradiation position 102, and a coolant is formed.
  • a coolant is injected from the nozzle 103 to form a cooling spot (refrigerant injection region) C.
  • the glass substrate 101 is moved in the cutting direction (arrow direction in the figure), and scanning is performed so that the beam spot B moves relative to the glass substrate 101.
  • the major axis direction of the beam spot B is made to coincide with the moving direction of the glass substrate 101.
  • the cooling spot C is configured such that the coolant is injected on the extended line in the long axis direction of the beam spot B and at a position behind the beam spot B.
  • Elliptical beam spot B force By moving along the long axis direction, the region through which beam spot B passes is continuously heated below the melting temperature of the substrate while beam spot B passes through. Compressive stress is generated in the heated area and its vicinity In the area heated by the beam spot B, the cooling spot C passes immediately afterwards. As a result, a cooling region is generated near the heating region where the compressive stress is generated, and a tensile stress is generated in the cooling region. Based on the stress difference between the compressive stress and the tensile stress, a vertical crack formed perpendicularly from the substrate surface is obtained along the line through which the beam spot B and the cooling spot C have passed.
  • Patent Document 1 JP 2001-130921 A
  • the shape of the beam spot is made to be a shape extending in one direction, such as an oval shape, so that the major axis direction of the beam spot can be defined.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the positional relationship between a beam spot and a cooling spot in a conventional crack forming apparatus.
  • the major axis direction of the beam spot B and the moving direction of the beam spot B (the center of the major axis of the beam spot B move).
  • the direction of the beam spot B is the same as the direction of movement of the beam spot B), and the total irradiation time at each point through which the beam spot B passes is extended to increase the heating efficiency, and the beam Even when the moving speed of the film is made as fast as possible, it can be heated sufficiently at a temperature below the melting temperature.
  • the crack is generated in the desired direction. To be formed.
  • the temperature distribution in the beam spot is such that the beam spot is stopped and the beam spot is The position where the maximum temperature is reached differs depending on the state of movement!
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the positions of the maximum temperature reaching points between the stationary beam spot (FIG. 10 (a)) and the moving beam spot (FIG. 10 (b)).
  • a laser beam having a temperature distribution (Gaussian distribution) having the highest temperature at the center position of beam spot B is used.
  • the maximum temperature reaching point P on the substrate due to the moving beam spot B is shown in Fig. 10 (b) due to the influence of the time lag due to thermal relaxation.
  • the center force of the beam spot is shifted backward.
  • the deviation of the maximum temperature reaching point P from the center of the beam spot is determined by the mode (distribution form) of the laser beam.
  • M substrate a mother substrate
  • substrate which becomes a base plate when a unit substrate is cut out
  • the first object of the present invention is to provide a vertical crack with a high degree of accuracy in a desired direction that ensures a good cross-sectional quality even when it is difficult to ensure the positioning accuracy because the M substrate is enlarged. It is an object of the present invention to provide a crack forming method and a crack forming apparatus that can be formed.
  • the center of the long axis of beam spot B moves in a direction different from the long axis direction (reference axis direction) of beam spot B, the center of the long axis of beam spot B will be affected by the time lag due to thermal relaxation.
  • the trajectory of movement (referred to as the beam travel line) and the trajectory of the maximum temperature reaching point on the substrate due to the beam spot pass through different lines.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the measurement of the amount of misalignment and the linear interpolation by the alignment mark engraved on the M substrate.
  • alignment marks P and Q for positioning are formed at two positions apart from each other on the M substrate, and along the straight line connecting the two alignment marks P and Q.
  • the major axis direction of beam spot B (referred to as the reference axis direction) shall be set accurately in the X-axis direction of the device.
  • the beam spot B can be moved in the XY plane (that is, including the oblique direction with respect to the reference axis (X axis)), and linear interpolation is performed in the Y axis direction to obtain the reference axis (X).
  • X the reference axis
  • FIG. 12 is a diagram for explaining a movement state of a beam spot having a long axis by linear interpolation.
  • the oval beam spot B is translated in an oblique direction, and the entire beam spot B passes through the parallelogram region H.
  • the maximum temperature reaching point due to beam spot B, which is moving, is the trajectory along which the center of the long axis of beam spot B moves.
  • the locus M of the actual maximum temperature reaching point shifted backward from the center of the long axis, and shifted to the rear of the beam travel line L in parallel.
  • the cooling spot C at a position extending rearward along the long axis direction (reference axis direction) of the beam spot B passes through a locus N parallel to the beam travel line L.
  • the trajectory M of the maximum temperature reaching point passes through a third line that is different from the beam travel line L and also from the cooling spot trajectory N.
  • the trajectory M of the maximum temperature reaching point is a line that has been most intensely heated and subjected to a large thermal strain, and is a line where cracks are most likely to occur due to subsequent cooling (strictly speaking, depending on the arrangement of the cooling spots).
  • the crack formation position changes slightly). Therefore, as long as the subsequent cooling spot is properly cooled, cracks can be formed on this line or in the vicinity of the line, so the locus M of the highest temperature point (or the locus of points near the highest temperature point) Is the crack formation line M.
  • the distance between the beam travel line L and the crack formation scheduled line M (hereinafter referred to as offset amount O) is an inclination angle ⁇ , which is an angle formed between the major axis direction of the beam spot and the beam travel line. It depends on the distance between the beam spot and the cooling spot.
  • FIG. 13 shows the beam travel line L, the crack formation planned line M, and the cooling spot trajectory N when the direction of the reference axis (X-axis direction, long-axis direction of the beam spot) is directed to the lateral direction. It is a figure explaining positional relationship.
  • the crack formation scheduled line M is displaced by an offset amount O from the beam travel line, and also displaced from the locus N of the cooling spot.
  • the position where compressive stress is generated due to heating and the position where tensile stress is generated due to cooling are separated from each other.
  • the vertical crack cannot be formed in the desired direction.
  • An object of the present invention is to provide a crack forming method and a crack forming apparatus capable of forming a crack in a desired position and direction (position where the beam travel line L force is also separated by an offset amount) when forming a crack. .
  • the state of crack formation differs between the central portion and the end portion of the M substrate. That is, heat propagates isotropically at the center of the M substrate, but heat propagates unevenly at the substrate end, that is, at the start (entrance) and end (outlet) of the division.
  • the beam spot B has a long axis and the cooling spot C is arranged rearward along the long axis direction of the beam spot B, the substrate center, the substrate end, Then, the amount of heat in and out due to heating and cooling becomes different.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining “sedge” that occurs when a crack is formed in a substrate.
  • “sedge” means that a crack K formed by a horizontal scriber formed in the glass substrate G in the vertical direction is a vertical direction at a ⁇ position near the back surface of the glass substrate G. It means a phenomenon that extends diagonally from the bottom and reaches the back side of the glass substrate G. Since “sedge” impairs the flatness or perpendicularity of the dividing surface of the glass substrate G, the quality of the dividing surface is degraded.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining the “previous run” that occurs when a crack is formed on a substrate.
  • first run means that the front of the laser spot LS cannot be controlled from the tip of the scribe line heated by the laser spot LS near the scribe start point at the end of the glass substrate G.
  • Horizontal crack CR is formed in the direction, or as shown in Fig. 17 (b), the edge surface force of the substrate near the scribe end point at the edge of the glass substrate G toward the laser spot LS, that is, the moving direction of the laser spot LS
  • a horizontal crack CR is formed in a direction opposite to the direction that cannot be controlled.
  • the straightness of the scribe line is significantly impaired.
  • the beam spot is set relatively to the M substrate.
  • An object is to provide a crack forming method and a crack forming apparatus.
  • the crack forming method of the present invention irradiates a brittle material substrate with a laser beam on which a beam spot having a substantially long axis is formed, and jets a coolant.
  • a crack forming method for forming a vertical spot on the substrate by forming a cooling spot and locally generating thermal strain by heating by irradiation with a laser beam and cooling by a cooling spot, wherein the major axis of the beam spot is The beam spot is relative to the substrate so that the direction of the beam travel line, which is the locus of movement of the center of the long axis of the beam spot, is oblique with respect to the reference axis direction that is determined to match the direction.
  • the force that relatively moves the cooling spot “along the crack formation line” is not limited to the crack formation line.
  • Embodiments that are performed in parallel with the crack formation line are also included in the present invention.
  • the position of the center of the cooling spot may be separated as long as it is within a range of several millimeters from the planned crack formation line.
  • the brittle material substrate is irradiated with a laser beam that forms a beam spot having a substantially long axis.
  • a beam spot having a substantially long axis an elliptical (oval) shaped beam spot is suitable.
  • a circular beam spot is arranged in series with a slight gap, or a crack formation line is sandwiched between them.
  • Any beam spot can be used as long as the major axis direction can be substantially defined as compared to other directions, such as a plurality of beam spots arranged on both sides.
  • the major axis of the beam spot is, for example, about 10 to 30 mm.
  • the long axis direction of the beam spot is defined as the reference axis direction for convenience in determining the moving direction of the beam spot.
  • the formation of cracks in this invention means that a beam spot is formed by laser irradiation (laser heating). Then, a cooling spot is formed (rapid cooling), and a crack (called a “blind crack” because it cannot be visually confirmed after a certain period of time has elapsed after the occurrence of a crack) due to the stress difference caused by the spot is formed.
  • a beam spot and cooling spot By causing the beam spot and cooling spot to move relative to the substrate on the substrate, by guiding the cracks that have propagated in the thickness direction of the substrate in the horizontal direction, It means to form a scribe line (including the case of complete division (full body cut)).
  • Trajectory (beam travel line) force of movement of the center of the long axis of the beam spot The beam spot is moved so as to be inclined with respect to the reference axis. In other words, the beam spot is also moved in the Y-axis direction while moving in the X-axis direction (reference axis direction) relative to the substrate.
  • the locus of the maximum temperature reaching point formed by the movement of the beam spot passes on a line different from the beam travel line.
  • the maximum temperature reaching point by the beam spot passes through a position separated from the beam travel line by a finite distance (offset amount).
  • the offset amount may be about several mm, for example.
  • Vertical cracks occur along the locus of the maximum temperature reaching point (the crack formation line). For example, if the cooling spot moves relatively on the crack formation line, the location where compressive stress is generated due to heating matches the location where tensile stress is generated due to cooling. As a result, vertical cracks can be generated due to the stress difference on the locus of the maximum temperature reaching point (the crack formation planned line).
  • Measures the temperature distribution on the substrate surface during laser beam travel (for example, using an infrared thermometer without contact), collects position data for the maximum temperature arrival point, and performs laser scribing while changing the position of the cooling spot. It's okay. If the position control of the cooling spot by such continuous measurement is difficult to adopt due to the high cost of the temperature measuring device, the temperature measurement data from the previous scribing may be used.
  • the first object described above can be solved.
  • the substrate becomes larger and the substrate cannot be accurately positioned with respect to the reference axis direction determined so as to coincide with the major axis direction of the beam spot.
  • the travel line oblique to the reference axis direction (the same direction as the crack formation line)
  • vertical cracks are formed in a desired direction other than the reference axis direction (the same direction as the beam travel line). be able to.
  • said crack formation method can solve about the 2nd objective mentioned above.
  • the direction of the beam travel line is oblique to the major axis direction (reference axis direction) of the beam spot, by moving the cooling spot relative to the crack formation planned line, It is possible to accurately form a vertical crack along the line.
  • the planned crack formation line is a movement locus of the maximum temperature reaching point formed by the beam spot.
  • the line with the largest thermal strain due to laser beam heating becomes the crack formation line.
  • the crack forming method when the beam spot is moved relative to the substrate, an inclination angle between the reference axis and the beam travel line is obtained, and at least the inclination angle is set as a parameter.
  • the offset amount By determining the offset amount as one, the position of the crack formation line is estimated in advance, and the cooling spot is relatively positioned on the estimated crack formation line or in the vicinity of the crack formation line (for example, within a few mm). Set the position of the cooling spot to move.
  • the offset amount depends on the inclination angle between the reference axis and the beam travel line. Therefore, for example, when the substrate is set, if the reference axis direction and the beam travel line direction cannot be matched, the inclination angle of the substrate at that time is obtained, thereby determining the inclination angle based on the inclination angle.
  • By calculating the offset amount it is possible to estimate the crack formation scheduled line. Therefore, by moving the cooling spot along the estimated crack formation line or its vicinity, a vertical crack can be accurately formed on or near the crack formation line (for example, within several mm). .
  • the beam spot and the cooling can be used in addition to the crack forming method.
  • the distance from the spot can be used as a parameter.
  • the distance between the beam spot and the cooling spot (the distance on the line on which the cooling spot on the substrate travels) depends on the length of the major axis of the beam spot, but may be, for example, about 0 to 50 mm.
  • the amount of offset depends not only on the tilt angle but also on the distance between the beam spot and the cooling spot (especially when the crack is formed by changing the distance between the beam spot and the cooling spot). If the crack formation planned line is estimated based on this parameter, the crack formation planned line can be estimated more accurately.
  • the distance between the beam spot and the cooling spot is expressed by the distance in the X-axis direction and the distance in the Y-axis direction on the substrate mounting surface when a scribe table equipped with an X-axis and Y-axis moving mechanism is used.
  • the position of the cooling spot in the above crack formation method if the position of the cooling spot is changed in a direction perpendicular to the beam travel line, it can be obtained.
  • the offset amount can be used as it is as the distance for changing the position.
  • a trigger as a crack starting point is formed in advance on the substrate edge on the crack formation line.
  • the beam spot may be moved relative to the substrate.
  • the third object described above can also be solved.
  • a trigger at the end of the crack formation line, the position where the crack occurs and the start point of the crack formation line almost completely match, so a problem such as a sogyo advance may occur. Disappear.
  • the substrate is placed on the substrate on which the alignment mark serving as an index of the substrate position is formed using the substrate placing portion for placing the substrate in a plane including the reference axis direction.
  • the relative position of the alignment mark of the substrate with respect to the reference mounting position related to the reference axis direction is detected, and the position of the substrate with respect to the reference axis is detected based on the detected position of the alignment mark.
  • Linear interpolation value that is the amount of deviation is calculated, the direction of the beam travel line is determined based on the calculated linear interpolation value, and the tilt angle between the determined beam travel line direction and the reference axis direction is calculated.
  • the beam travel line force offset amount is determined by determining the offset amount using at least the tilt angle as one of the parameters. Estimate in advance the position of the planned crack formation line across the gap, and set the position of the cooling spot so that the cooling spot moves relatively on or near the estimated planned crack formation line.
  • the alignment mark formed on the substrate is used to calculate the displacement amount of the set substrate, that is, the linear interpolation value, and further the inclination angle, and determine the beam travel line direction. Then, by determining the calculated tilt angle force offset amount, the crack formation scheduled line is estimated at a position separated from the determined beam travel line cover by the offset amount. Furthermore, the position of the cooling spot is set so that the cooling spot moves along the estimated crack formation line.
  • the amount of substrate displacement is determined from the alignment marks formed on the substrate, and beam travel is performed according to the amount of displacement.
  • the line and offset amount it is possible to accurately form a vertical crack on the estimated crack formation line.
  • a crack forming apparatus of the present invention includes a laser beam irradiation unit that irradiates a laser beam that forms a beam spot having a substantially long axis.
  • a cooling unit that forms a cooling spot
  • a beam spot driving unit that moves the beam spot relative to the substrate placed on the substrate mounting table, and a cooling spot that moves the cooling spot relative to the substrate.
  • a crack forming apparatus that includes a drive unit and a control unit that controls each of the units, and that forms a crack in the substrate by moving the beam spot and the cooling spot relative to the substrate.
  • the direction of the beam travel line which is the trajectory where the center of the beam moves, is oblique with respect to the reference axis direction determined so as to coincide with the major axis direction of the beam spot.
  • the movement of the beam spot by the beam spot drive unit is controlled so that it is in the same direction as the crack formation planned line).
  • the movement of the cooling spot by the cooling spot driving unit is controlled so that the cooling spot moves relatively.
  • the brittle material substrate is irradiated with a beam spot having a major axis direction by the laser beam irradiation unit.
  • This beam spot is Under such control, the beam spot drive unit can be relatively moved on the substrate.
  • a cooling spot is formed on the brittle material substrate by the cooling unit, and is locally cooled. This cooling spot can be moved on the substrate along the planned crack formation line by the cooling spot driving unit under the control of the control unit.
  • the control unit controls the beam spot drive unit to determine that the direction of the beam travel line, which is the locus of movement of the center of the long axis of the beam spot, coincides with the substantial long axis direction of the beam spot. Move the beam spot so that it is oblique to the reference axis direction. As a result, due to the time lag due to thermal relaxation, the maximum temperature reaching point due to the moving beam spot deviates from the beam traveling line force, and the beam traveling linker is also moved to a position that is a finite distance (offset amount) away from the maximum A trajectory of the temperature reaching point (a crack formation planned line) is formed.
  • the control unit moves the cooling spot along the planned crack formation line by controlling the cooling spot driving unit. As a result, a tensile stress due to cooling can be generated along a crack formation planned line in which a compressive stress is generated, and a vertical crack caused by a stress difference can be formed.
  • the crack forming apparatus further includes an offset amount storage unit that stores a relationship between an inclination angle between the reference axis and the beam travel line and an offset amount, and the control unit moves the beam spot.
  • the offset amount is determined by referring to the offset amount storage section using at least one parameter as the inclination angle, and the estimated crack formation line is estimated based on the determined offset amount.
  • the movement of the cooling spot may be controlled by the cooling spot drive unit so that the cooling spot moves relative to the substrate in the vicinity of the crack formation line.
  • the offset amount depends on the inclination angle between the reference axis direction and the beam traveling line
  • the relationship between the inclination angle between the reference axis direction and the beam traveling line direction and the offset amount is obtained in advance. And stored in the offset amount storage unit. If the base axis direction does not match the beam travel line direction when the substrate is set, the offset amount is determined by referring to the offset amount storage unit according to the tilt angle of the substrate. By determining the offset amount, it is possible to estimate the planned crack formation line at a position where the beam travel line force is also separated by the offset amount distance. Therefore, by moving the cooling spot along the estimated crack formation line or its vicinity by the beam spot drive unit, a vertical crack can be accurately formed on or in the vicinity of the crack formation line. .
  • the relationship between the offset amount using the distance between the beam spot and the cooling spot as a parameter in addition to the inclination angle may be stored.
  • the amount of offset depends on the distance between the beam spot and the cooling spot (not just the tilt angle, so when controlling the beam spot driving unit and cooling spot driving unit by the control unit, these are changed to form cracks.
  • the relationship between the inclination angle and the distance parameter between the beam spot and the cooling spot is stored in the offset amount storage unit, and crack formation is performed based on these parameters.
  • the crack formation scheduled line (the locus of the maximum temperature reaching point) may be estimated as described above.
  • the force may be actually measured by collecting the position data of the maximum temperature reaching point due to the laser spot.
  • the position data of the maximum temperature reaching point can be collected, for example, by measuring the temperature distribution on the substrate surface when the laser beam travels.
  • the temperature distribution on the substrate surface can be measured in a non-contact manner with an infrared thermometer, for example.
  • the beam spot driving unit and the cooling spot driving unit are integrally configured so that the beam spot and the cooling spot are interlocked, and further, the position of the cooling spot with respect to the beam spot is adjusted.
  • a cooling spot position adjustment unit that controls the position of the cooling spot with respect to the beam spot according to the offset amount determined by referring to the offset amount storage unit (or according to the position data of the maximum temperature reaching point). Adjust it with the cooling spot position adjuster.
  • the beam spot driving unit and the cooling spot driving unit configured integrally are operated, so that a linear crack is generated. It can be formed easily.
  • the cooling spot position adjustment unit adjusts the offset amount as it is if the position of the cooling spot is changed in a direction perpendicular to the beam travel line. It can be used as the position change amount of the part.
  • the crack forming apparatus further includes a trigger forming unit that forms a trigger serving as a starting point of crack formation, and a trigger position adjusting unit that adjusts the position of the trigger forming unit, and the control unit includes: When starting crack formation at the substrate edge, the position of the trigger forming part may be set in advance at the substrate edge on the estimated crack formation line.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a crack forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a functional block diagram illustrating, for each function, a control unit of the crack forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating contents stored in an offset amount storage unit used in a crack forming apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a flow chart for explaining an operation flow of the crack forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the operating state in each step (states (A) to (D)) during the crack forming operation of the crack forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining the positional relationship between a trigger, a beam spot, and a cooling spot with respect to the substrate in the state (B) of the crack forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view for explaining the positional relationship between the beam spot and the cooling spot with respect to the substrate in the state (C) of the crack forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating the operation of a conventional crack forming apparatus.
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the positional relationship between a beam spot and a cooling spot in a conventional crack forming apparatus.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating heating peak positions of a stationary beam spot and a moving beam spot.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining the measurement of the amount of misalignment and the linear interpolation using the alignment mark engraved on the substrate.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating a moving state of a beam spot having a long axis by linear interpolation.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining the relationship between the beam travel line and the crack formation line and the relationship between the major axis direction (reference axis direction) in the case of a beam spot having a major axis.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating a state of a crack formed on a substrate using a conventional crack forming apparatus.
  • FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of a crack forming apparatus which is still another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining “sedge” generated when a crack is formed on a substrate.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining “first run” that occurs when a crack is formed in a substrate. Explanation of symbols
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a crack forming apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • This crack forming apparatus is used, for example, as an apparatus for dividing a mother glass substrate (M substrate) into a plurality of glass substrates used for FPD (flat panel display).
  • M substrate mother glass substrate
  • FPD flat panel display
  • the present apparatus has a slide table 12 that reciprocates along the Y-axis direction on a gantry 11 having a horizontal XY plane.
  • the slide table 12 is supported by a pair of guide rails 14 and 15 arranged in parallel on the top surface of the gantry 11 along the Y-axis direction so as to be slidable along the guide rails 14 and 15 in a horizontal state.
  • a guide screw 14 and 15 parallel to each guide rail 14 and ball screw 13 are not shown. Rotate by.
  • the ball screw 13 can be rotated forward and backward, and is attached in a state where the ball nut 16 is screwed onto the ball screw 13.
  • the ball nut 16 is integrally attached to the slide table 12 without rotating, and slides in both forward and reverse directions along the ball screw 13 by forward and reverse rotation of the ball screw 13. Thereby, the slide table 12 attached integrally with the ball nut 16 slides in the Y-axis direction along the guide rails 14 and 15. Therefore, these parts constitute the Y-axis drive mechanism.
  • a pedestal 19 is disposed on the slide table 12 in a horizontal state.
  • the pedestal 19 is slidably supported by a pair of guide rails 21 arranged in parallel on the slide table 12 (in addition to the illustrated guide rail 21, there is a guide rail of the same shape on the back side of the paper).
  • Each guide rail 21 is arranged along the X direction orthogonal to the Y direction, which is the direction in which the slide table 12 slides.
  • a ball screw 22 is disposed in the middle of each guide rail 21 in parallel with each guide rail 21, and the ball screw 22 is rotated forward and reverse by a motor 23.
  • a ball nut 24 is attached to the ball screw 22 so as to be screwed together.
  • the ball nut 24 is integrally attached to the pedestal 19 so as not to rotate, and moves in both forward and reverse directions along the ball screw 22 by forward and reverse rotation of the ball screw 22.
  • the base 19 slides in the X-axis direction along each guide rail 21. Therefore, these parts constitute an X-axis drive mechanism.
  • a table 26 on which the M substrate G to be divided is placed is provided in a horizontal state.
  • the M substrate G is fixed by, for example, a suction chuck.
  • the table 26 has a reference mounting position (not shown) associated with the X-axis direction, and the M substrate G that is accurately placed at the reference mounting position has the above-described slide mechanism (X-axis direction drive).
  • the movement mechanism and the Y-axis direction drive mechanism can be moved accurately along the X-axis and Y-axis directions.
  • a scribe head 31 is arranged with an appropriate interval on the surface force of the table 26.
  • the scribe head 31 is an optical holder 33 arranged in a vertical state. Is supported in a horizontal state by an elevating mechanism (not shown) so as to be movable up and down.
  • the upper end of the optical holder 33 is attached to the lower surface of a mounting base 32 provided on the gantry 11.
  • a laser oscillator 34 for example, a CO laser, a semiconductor laser (YAG laser, etc.) that oscillates a laser beam is provided on the mounting base 32.
  • the substrate G is irradiated through a lens optical system 35 supported in the optical holder 33.
  • a cylindrical lens is used for the lens optical system 35, and an oval laser spot having a major axis direction is irradiated onto the M substrate G.
  • the major axis direction of the laser spot formed at this time is aligned with the X-axis direction, that is, the direction in which the base 19 is moved by the ball screw 22, the motor 23, and the ball nut 24.
  • the division direction (crack formation direction) of the M substrate G is set so that it faces the long axis direction (reference axis) of the laser spot. It is.
  • a cooling unit 40 is attached to one end of the scribe head 31.
  • the cooling unit 40 injects a refrigerant (helium gas, N gas, CO gas, etc.) supplied from the refrigerant source 41 to cool the cooling spot.
  • a refrigerant helium gas, N gas, CO gas, etc.
  • Nozzle 42 for forming C Nozzle X-axis adjustment mechanism 43 for moving the position of nozzle 42 in the X-axis direction
  • Nozzle for moving the nozzle position in the Y-axis direction Y-axis adjustment mechanism 44
  • Consists of the relative position of the cooling spot with respect to the beam spot can be adjusted in the XY plane.
  • the X-axis direction may be fixed and the Y-axis direction may be adjusted.
  • a trigger forming unit 45 for example, a cutter wheel that forms a trigger at the end of the base plate, and a trigger forming unit 45
  • a trigger adjustment mechanism 46 for moving the position is attached. It is desirable that this trigger adjustment mechanism 46 can be adjusted in the X-axis direction and the Y-axis direction, but at least it should be adjustable in the Y-axis direction.
  • nozzle X-axis adjustment mechanism 43 the nozzle Y-axis adjustment mechanism 44, and the trigger adjustment mechanism 46 are omitted, a commercially available simple drive mechanism using a stepping motor may be used.
  • the X-axis direction drive mechanism consisting of functions as a beam spot drive unit that moves the beam spot irradiated to the M substrate G from the scribe head 31 in any direction in the X and Y planes.
  • the X-axis direction drive mechanism is a cooling spot drive unit that moves the cooling spot formed by the refrigerant injected from the nozzle 42 attached to the scribe head 31 to the M substrate G in any direction in the X and Y planes. Also works.
  • the nozzle X-axis adjustment mechanism 43 and the nozzle Y-axis adjustment mechanism 44 provided in the scribe head 31 function as a cooling spot position adjustment unit that adjusts the position of the cooling spot with respect to the beam spot.
  • the nozzle 42 can be driven in any direction within the XY plane. Therefore, if the nozzle 42 is driven in the direction perpendicular to the beam travel line, an offset amount described later can be used as it is as the position adjustment distance of the nozzle 42.
  • a position reading mechanism including CCD cameras 38 and 39 is provided.
  • the alignment mark engraved on the M substrate G is photographed, and the alignment mark is recorded by a so-called image recognition method.
  • the position can be recognized.
  • the amount of positional deviation of the M substrate G placed on the table 26 can be obtained.
  • the images taken by the CCD cameras 38 and 39 can be confirmed visually by the monitors 48 and 49.
  • the control unit 50 and the offset amount storage unit 62 are a CPU and a memory, and a computer system for control. Part of the system. This computer system controls various operations of the entire device using application software for crack formation and the input setting parameters.
  • Figure 2 shows the control operations performed by the control unit 50 and the offset amount storage unit 62 for each function.
  • FIG. 3 is a functional block diagram for explaining in detail.
  • the control unit 50 includes a laser irradiation control unit 51, a refrigerant injection control unit 52, a substrate position reading control unit 53, a beam spot / cooling spot drive control unit 54, a cooling spot position adjustment control unit 55, an offset amount determination unit 57, A cooling spot position adjustment amount determination unit (crack formation scheduled line estimation unit) 58, a trigger position adjustment control unit 59, and a scribe head lifting control unit 60.
  • the laser irradiation control unit 51 drives the laser oscillator 34 to form a beam spot B, and controls operations for irradiating the M substrate G.
  • the refrigerant injection control unit 52 controls the operation for injecting the refrigerant from the refrigerant source 41 to form the cooling spot C on the M substrate G.
  • the substrate position reading control unit 53 reads the alignment mark imprinted on the M substrate G by using the image recognition method by the position reading mechanism, and performs control for detecting the positional deviation of the M substrate G.
  • Beam spot 'Cooling spot drive control unit 54 drives a motor 23a (not shown) that rotates the ball screw 13 and a motor 23 that rotates the ball screw 22, so that the beam spot B and the cooling spot C are transferred to the M substrate. Controls the movement to move in any direction relative to the X axis direction, which is the long axis (reference axis) direction of beam spot B on G.
  • the cooling spot position adjustment control unit 55 drives the nozzle X-axis adjustment mechanism 43 and the nozzle Y-axis adjustment mechanism 44 to control the operation for moving the position of the cooling spot with respect to the beam spot. .
  • the position of the nozzle 42 is adjusted so as to change the position of the cooling spot in a direction perpendicular to the beam traveling line direction.
  • the offset amount determined by the offset amount determining unit described later can be used as it is as the position adjustment amount of the cooling spot.
  • the offset amount determination unit 57 responds to the positional deviation amount in the Y-axis direction. Then, the offset amount is determined with reference to the offset amount storage unit 62. That is, the substrate position reading control unit 53 detects the amount of positional deviation and determines the amount of offset based on the amount of positional deviation remaining at that time.
  • the offset amount storage unit 62 referred to by the offset amount determination unit 57 stores the inclination angle ⁇ (the beam travel line and the long axis of the beam spot (reference axis, X axis) as shown in FIG.
  • the relationship between the two parameters of the distance between the beam spot and the cooling spot and the offset amount is stored in a database.
  • FIG. 3 An example showing the relationship between the parameters in FIG. 3 and the offset amount is a bonded substrate made of non-alkali glass with a substrate G thickness of 0.7 mm and vertical and horizontal dimensions of 360 X 460 mm. The data applied when forming a scribe line using a beam spot of mm is shown.
  • the applied data is also different.
  • This data is obtained in advance by experimentally changing each parameter. Then, by referring to the data in this offset amount storage unit based on the tilt angle calculated by a simple calculation using the displacement amount force trigonometric function and the preset beam spot distance between the cooling spots, the offset amount Is determined.
  • the distance between the beam spot and the cooling spot is not changed, only the value of the inclination angle needs to be stored as a parameter.
  • parameters other than the distance between the beam spot and the cooling spot may be stored if it is desired to add further parameters as necessary.
  • the cooling spot position adjustment amount determination unit (crack formation scheduled line estimation unit) 58 draws a line drawn to a position where the distance of the offset amount determined by the offset amount determination unit 57 is shifted with respect to the beam travel line. Estimated as the crack formation line that moves the cooling spot.
  • the trigger position adjustment control unit 59 controls the movement operation for driving the trigger adjustment mechanism 46 to position the trigger forming unit 45 on the planned crack formation line.
  • the scribing head lifting / lowering control unit 60 performs control to raise / lower the scribing head 31 and raise / lower the trigger forming unit 45. That is, the trigger is formed with the scribe head 31 lowered. Move part 45 closer to the end of M substrate G to form a trigger on the substrate end, and then immediately raise trigger forming unit 45 to move away from M substrate G so that only the substrate end is Control is performed to form a trigger.
  • FIG. 4 is a flowchart for explaining an embodiment of the control operation by this apparatus in the case where the substrate on which the alignment mark is imprinted is cut.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an operation state in each step (states (A) to (D)).
  • the alignment mark on the substrate G is read by the position reading mechanism (sl01). Then, the amount of misalignment in the Y-axis direction (linear interpolation value in FIG. 11) is read.
  • the linear direction connecting alignment marks P and Q is determined as the direction of beam travel line L, and the current beam travel line and Find the angle (tilt angle 0) formed by the long axis (reference axis, X axis) of the beam spot (sl02).
  • the offset amount O is determined with reference to the offset amount storage unit 62 (sl03).
  • the position where the beam travel line L force is also shifted by the offset amount O is estimated as the crack formation scheduled line M (sl04).
  • the position of the cooling unit 40 is adjusted by the nozzle X-axis adjusting mechanism 43 and the nozzle Y-axis adjusting mechanism 44 so that the cooling spot C moves along the estimated crack formation line M. At this time, it is preferable to move it perpendicular to the beam travel line (see FIG. 6). Further, the trigger adjusting mechanism 46 is adjusted so that the trigger forming portion 45 comes to the estimated position on the crack forming line M (sl05).
  • FIG. 6 is a diagram showing a positional relationship between the beam spot B, the cooling spot C, and the trigger forming portion 45 with respect to the M substrate G in the state (B).
  • Estimated crack-shaped There is a planned line M, and the trigger forming part 45 is located at the edge of the substrate through which the crack forming line M passes. Furthermore, the cooling spot C force S is placed on the extension line of the crack formation planned line M.
  • FIG. 7 is a diagram showing the positional relationship between the beam spot B and the cooling spot C when moving in the central portion of the M substrate G in the state (C).
  • the cooling spot C is placed at a position (on the crack formation line M) separated from the beam travel line by an offset amount O, and on the extended line of the long axis (X axis) of the beam spot. Also deviate from.
  • the cooling spot C crosses the substrate G along the crack formation line M.
  • the trigger T that is the starting point of the crack is the estimated crack formation line.
  • cracks are linearly formed between alignment marks.
  • the beam travel axis relative to the long axis (reference axis) of the beam spot A crack may be formed along a curved shape by sequentially changing the angle of in L (inclination angle 0).
  • the offset amount O is sequentially obtained in accordance with the inclination angle ⁇ , and the crack formation scheduled line is estimated.
  • the cooling spot C is moved along the planned crack formation line. According to this, a vertical crack can be formed along a desired curved shape.
  • the drive mechanism for driving the table 26 on which the M substrate G is placed in the two directions of the X-axis and the Y-axis is provided, but the scribe head 31 attached to the mounting base 32 is provided.
  • a drive mechanism that drives in the X-axis direction and drives the table 26 on which the substrate G is placed in the Y-axis direction may be provided.
  • FIG. 15 shows another embodiment of the crack forming apparatus of the present invention.
  • the crack forming device 70 includes a bridge 66 that can move in the Y-axis direction along a rail 61 fixed to a gantry (not shown), and a main body 63 of the bridge 66. And a scribing head 64 movable in the axial direction. Below the scribe head 64, a table 65 capable of moving the glass substrate G in the Y-axis direction in the figure is arranged.
  • the crack forming apparatus 70 includes a control unit 50 and an offset amount storage unit 62 as with the crack forming apparatus 10 described above.
  • the glass substrate G is divided into a predetermined length.
  • the scribe head 64 performs the same linear interpolation operation as that of the crack forming apparatus 10 by the control unit 50. That is, the beam spot and the glass substrate G are moved relative to each other so that the beam travel line is inclined with respect to the long axis (reference axis) of the beam spot while moving the cooling spot relatively along the planned crack formation line. It is moved to create cracks.
  • the glass substrate G can be divided into, for example, a rectangular shape with four corners having right angles and four sides having linear forces.
  • the trigger on the crack formation planned line the position where the crack occurs coincides with the planned crack formation line, so the glass substrate that is in the vicinity of the scribe start point and end point. Occurrence of defects such as cracks at the edges of G is prevented.
  • the present invention can be used for manufacturing a crack forming apparatus that accurately forms a crack in a brittle material substrate.
  • Specific applications include flat display panels such as liquid crystal panels, plasma display panels, and organic EL display panels, or processing of brittle material substrates such as ceramic capacitors and semiconductor chips.

Abstract

　大型の脆性材料基板を加工用載置テーブル上に位置決めする際に位置ズレを起こしても、精確な方向にクラックを形成することができるクラック形成方法を提供する。ビームスポットＢの実質的な長軸方向と一致するように定められる基準軸方向Ｘに対し、ビームスポットの中心が移動する軌跡であるビーム走行ラインＬの方向が斜め方向になるようにしてビームスポットＢを基板Ｇに対して相対的に移動させることにより、ビーム走行ラインＬからオフセット量Ｏだけ離れた位置にクラック形成予定ラインＭが形成されるようにし、さらに、クラック形成予定ラインＭに沿って冷却スポットＣを相対的に移動させることによりクラック形成予定ラインＭに沿って垂直クラックを形成する。

Description

明 細 書
クラック形成方法およびクラック形成装置
技術分野
[0001] 本発明は、ガラス、焼結材料のセラミックス、単結晶シリコン、サフアイャ、半導体ゥ エノ、、セラミック基板など、主として脆性材料基板を分断するために、基板〖こクラック を形成するクラック形成方法およびクラック形成装置に関し、さらに詳細には、基板に レーザビームを照射してクラックを形成するクラック形成方法およびクラック形成装置 に関する。
背景技術
[0002] ガラス基板などの脆性材料基板の分断では、カッターホイールなどの機械的加工 手段を用いて、基板表面にスクライブラインを形成し、その後、このスクライブラインか らクラックが進行するように基板を橈ませることによって、基板をブレイクする方法が利 用されていた。
このような機械的分断手法に替えて、近年、レーザビームを用いて、基板に垂直ク ラックを形成し、基板を分断する方法が実用化されている (例えば特許文献 1参照)。
[0003] 図 8は、従来からのクラック形成装置の動作を説明する図である。レーザビームを用 いたクラック形成方法では、図 8に示すように、ガラス基板 101に長円状のレーザビー ム照射領域 Bを形成するためにレーザ照射位置 102からスポットビームを照射しなが ら、冷媒ノズル 103から冷媒を噴射して、冷却スポット (冷媒噴射領域) Cを形成する。 そして、ガラス基板 101を切り出す方向（図中矢印方向）に移動させ、ビームスポット Bがガラス基板 101に対して相対的に移動するように走査させる。このとき、ビームス ポット Bの長軸方向は、ガラス基板 101の移動方向と一致するようにしてある。また冷 却スポット Cは、ビームスポット Bの長軸方向の延長線上で、かつ、ビームスポット Bの 後方の位置に、冷媒が噴射されるようにしてある。
[0004] 長円状のビームスポット B力 その長軸方向に沿って移動することにより、ビームス ポット Bが通過する領域は、ビームスポット Bが通過する間は基板の溶融温度以下で 連続的に加熱され、加熱された領域およびその周囲近傍には圧縮応力が発生する ビームスポット Bにより加熱された領域では、その後すぐに、冷却スポット Cが通過す る。その結果、圧縮応力が発生した加熱領域の付近に、冷却領域が生じ、冷却領域 には引張り応力が生じる。そして、圧縮応力と引っ張り応力との応力差に基づいて、 ビームスポット Bおよび冷却スポット Cが通過したラインに沿って、基板表面から垂直 に形成される垂直クラックが得られる。
特許文献 1 :特開 2001— 130921号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0005] レーザビームを用いたクラック形成方法では、上述したように、ビームスポットの形状 を、長円形状等の一方向に延びた形状にし、ビームスポットの長軸方向が定義できる 形状としている。
図 9は、従来からのクラック形成装置におけるビームスポットと冷却スポットとの位置 関係を説明する図である。そして、図 9に示すように、基板上でビームスポット Bを移 動する際に、ビームスポット Bの長軸方向と、ビームスポット Bの移動方向（ビームスポ ット Bの長軸の中心が移動する方向のことをビームスポット Bの移動方向という）とが一 致するようにして、ビームスポット Bが通過する各点でのトータルでの照射時間を長く することで、加熱効率を高めるようにし、ビームの移動速度をできるだけ速くした場合 でも、溶融温度以下の温度で十分に加熱できるようにして 、る。
[0006] このように、ビームスポット Bの移動方向とビームスポット Bの長軸方向とを一致させ、 さらに、ビームスポット Bの長軸方向の後方への延長線上に冷却スポット Cを配置する ことにより、応力差によって生じるクラックは、ビームスポット Bの長軸方向と同一の軸 線下に形成されることになる。
そのため、クラックを形成しょうとする基板上の方向を、正確に、ビームスポット Bの 長軸と一致するように、基板をセットした上で、ビームスポット Bを走査することにより、 所望の方向にクラックが形成されるようにして 、る。
[0007] ところで、長軸方向を有するビームスポット Bによる加熱の場合、ビームスポット内（ 加熱領域)での温度分布は、ビームスポットが停止している状態と、ビームスポットが 移動して!/、る状態とで、最高温度到達点の位置が異なる。
図 10は、静止中のビームスポット（図 10 (a) )と移動中のビームスポット（図 10 (b) ) との最高温度到達点の位置を説明する図である。例えば、図 10 (a)に示すように、ビ 一ムスポット Bの中心位置の温度が最も高い温度分布 (ガウシアン分布）を呈するレ 一ザビームを用いる。この場合に、ビームスポット Bを、長軸方向に沿って移動させる と、熱緩和によるタイムラグの影響で、移動中のビームスポット Bによる基板における 最高温度到達点 Pは、図 10 (b)に示すように、ビームスポットの中心力 後方にずれ るよつになる。
この最高温度到達点 Pのビームスポット中心からのずれは、レーザビームのモード（ 分布形態）によって決定される。
[0008] 例えば、モードがガウシアン分布を呈するレーザビームを用いた場合には、最高温 度到達点 Pは、熱源中心（ビームスポット中心）よりずれる。このずれ量は、レーザスク ライブで利用される通常のビームスポット移動速度領域 (lOOmmZS以上)では、ほぼ 一定になると考えられて 、る。
[0009] ビームスポット Bの長軸方向と、ビームスポット Bの移動方向とが同一方向となるよう に、基板をセットしていた場合は、このビームスポットの移動に伴う基板における最高 温度到達点のずれの存在は、特に問題となることがなぐ特に注意を払う必要性もな かった。
[0010] 近年、単位基板を切り出そうとする際の素板となるマザ一基板 (以下、「M基板」又 は単に「基板」と称する）のサイズが大型化する傾向があり、大きいサイズのガラス基 板等に対し、所望の方向に沿って、直進性に優れ分断後の断面品質がよいスクライ ブラインを高 ヽ精度で形成することが望まれて!/ヽる。
しカゝしながら、ガラス基板が大型化するほど、 M基板をスクライブテーブル上に載置 する際の位置決めの為のハンドリングが困難となる。 M基板の一端側でわずかな位 置ずれ誤差が生じても、大型の M基板の他端側では、誤差が拡大してしまうため、ガ ラス基板の位置や方向を精度よくスクライブテーブル上にセットすることが困難になり 、どうしても、 M基板のセッティング精度が悪くなつていた。また、ビームスポットの長 軸の方向をスクライブ方向に一致させることも困難である。そのため、従来のように、 ビームスポット Bの長軸方向と、ビームスポットの移動方向とを、一致させた上で、クラ ックを形成することが困難になってきた。
大型の M基板の基板セッティングの位置精度を確保するには、さらに精度の高い 位置決め機構を備えた高価な基板載置台が必要になる。
[0011] また、スクライブテーブルにー且載置された M基板を正しい位置に載置し直そうとし ても、 M基板の位置や方向を精度よくセットすることが困難であるために時間の浪費 になるだけでなぐ M基板に不要な応力を生じさせたり M基板を損傷させたりすること になる。
[0012] そこで、本発明は、第 1の目的として、 M基板が大型化して位置決め精度の確保が 困難な場合でも、良好な断面品質が保証される垂直クラックを所望の方向に高い精 度で形成することができるクラック形成方法およびクラック形成装置を提供することを 目的とする。
[0013] また、 M基板のセッティングの際に生じる位置決め誤差に応じて、これを補正するよ うに、ビームスポットの移動方向を調整できる機構、すなわち、二次元駆動機構 (XY ステージ）を用いた場合でも、ビームスポット Bの長軸の中心の移動方向とビームスポ ット Bの長軸方向（基準軸方向）とを一致させることはできない。
[0014] ビームスポット Bの長軸方向（基準軸方向）とは異なる方向に、ビームスポット Bの長 軸の中心が移動すると、熱緩和によるタイムラグの影響で、ビームスポット Bの長軸の 中心が移動する軌跡 (ビーム走行ラインという）と、ビームスポットによる基板における 最高温度到達点の軌跡とは、異なるラインを通過するようになる。
[0015] このことを、図を用いて説明する。図 11は、 M基板に刻印されたァライメントマーク による位置ずれ量の測定と直線補間を説明する図である。図 11に示すように、 M基 板上の互いに離隔した 2つの位置に、位置決め用のァライメントマーク P、 Qが形成さ れており、 2つのァライメントマーク P、 Qを結ぶ直線に沿ってクラックを形成し、分断 する場合を考える。ビームスポット Bの長軸方向（基準軸方向という）は、装置の X軸 方向に正確に設定されて 、るものとする。
[0016] 従来は、 2つのァライメントマーク P、 Q力 ともに X軸上に並ぶまで、 M基板の方向 を調整（回転)するようにしていた。しかしながら、 M基板が大型化するにつれ、 M基 板の位置の微調整が困難となり、正確な位置合わせが困難となったため、ビームスポ ット Bを、基準軸方向 (X軸方向）だけではなぐこれと垂直な Y軸方向にも移動できる ようにして、すなわち、 XY面内で (すなわち基準軸 (X軸）に対して斜め方向も含めて )、ビームスポット Bを移動できるようにして、 Y軸方向に直線補間をかけて、基準軸（ X軸）に対し、斜めにビームスポット Bを移動させることにより、斜め方向にクラックを形 成させることを試みた。
[0017] 例えば、カッターホイールチップによってスクライブするガラススクラバーについては 、 M基板における所望のスクライブ方向が、装置の基準ラインとずれている場合に、 M基板を載置するテーブルを回動する代わりに、ガラスカッターの移動方向（スクライ ブ方向）を、 M基板における所望のスクライブ方向に一致させるようにすることが知ら れて ヽる（特公平 6— 2597)。
これに対し、長軸を有するビームスポットが形成されるレーザビームによってスクライ ブするスクライバーにおいては、 M基板における所望のスクライブ方向力 装置の基 準ラインとずれている場合に、その都度、ビームスポットの長軸の方向を M基板にお ける所望のスクライブ方向に一致させることが困難であるため、単に、ビームスポット を所望のスクライブ開始位置に移動させるだけでは、所望の方向にクラックを形成さ せることができなかった。
[0018] 図 12は、長軸を有するビームスポットの直線補間による移動状態を説明する図であ る。この場合、図 12に示すように、長円状のビームスポット Bは、斜めに平行移動する こととなり、ビームスポット B全体では、平行四辺形の領域 Hを通過することになる。ビ 一ムスポット Bの長軸の中心が移動する軌跡であるビーム走行ライン Lに対し、移動 中のビームスポット Bによる最高温度到達点は、熱緩和によるタイムラグの影響で、ビ 一ムスポット Bの長軸の中心より後方にずれ、実際の最高温度到達点の軌跡 Mは、ビ ーム走行ライン Lに対して、後方に、平行にシフトしてしまうこととなった。
[0019] 一方、ビームスポット Bの長軸方向（基準軸方向）に沿って、後方に延長した位置に ある冷却スポット Cは、ビーム走行ライン Lと平行である軌跡 Nを通るようになる。 結局、最高温度到達点の軌跡 Mは、ビーム走行ライン Lとも異なり、また、冷却スポ ットの軌跡 Nとも異なる第 3のラインを通ることになる。 この最高温度到達点の軌跡 Mは、最も激しく加熱され、大きな熱歪を受けた跡であ つて、その後の冷却によってクラックが最も発生しやすいラインである（厳密には、冷 却スポットの配置によってクラック形成位置は多少変化する）。したがって、その後の 冷却スポットによる冷却を適切に行う限り、このライン上あるいはライン近傍にクラック を形成することができるので、最高温度到達点の軌跡 M (または最高温度到達点近 傍の点の軌跡）を、クラック形成予定ライン Mとする。
[0020] そして、ビーム走行ライン Lとクラック形成予定ライン Mとの距離 (以下、オフセット量 Oと呼ぶ。）は、ビームスポットの長軸方向とビーム走行ラインとのなす角である傾斜 角 Θ、およびビームスポットと冷却スポットの距離に依存して定まることになる。
[0021] 図 13は、基準軸の方向（X軸方向、ビームスポットの長軸の方向）を真横方向に向 けたときの、ビーム走行ライン L、クラック形成予定ライン M、冷却スポットの軌跡 Nの 位置関係を説明する図である。このように、クラック形成予定ライン Mは、ビーム走行 ラインしから、オフセット量 Oだけ位置がずれるとともに、冷却スポットの軌跡 Nからも、 位置ずれを起こすことになる。その結果、加熱による圧縮応力が発生する位置と冷却 による引っ張り応力が発生する位置とが離れてしま 、、応力差に基づ 、て生じるクラ ックは、必ずしも予定どおりに、クラック形成予定ライン M上に発生しなくなるため、所 望の方向に垂直クラックを形成することができなくなった。
[0022] そこで、本発明は、第 2の目的として、ビーム走行ライン Lの方向が、ビームスポット Bの長軸方向（基準軸方向）に対して斜めになるように、基板を相対的に移動させて クラックを形成する際に、所望の位置、方向（ビーム走行ライン L力もオフセット量だけ 離れた位置）にクラックを形成することができるクラック形成方法、クラック形成装置を 提供することを目的とする。
[0023] さらに、 M基板の中央部と端部とでは、クラック形成の状況が相違する。すなわち、 M基板の中央部においては、熱が等方的に伝播するが、基板端部、すなわち、分断 の起点 (入り部）や終点（抜け部）では、熱が不均等に伝播する。その上、ビームスポ ット Bが長軸を有しており、さらに冷却スポット Cがビームスポット Bの長軸方向に沿つ て後方に配置されていることから、基板中央部と、基板端部とでは、加熱、冷却による 熱の出入り量が相違するようになる。 [0024] 図 8や図 9のように、ビームスポット Bの長軸方向とビームスポット Bの移動方向（ビー ム走行ライン L)とが一致しているときは、 M基板中央部と M基板端部とでの熱の伝播 の差異はそれほど問題とはならなかったが、ビーム走行ライン Lの方向が、ビームス ポット Bの長軸 (基準軸）に対して斜め方向になり、クラック形成予定ライン Mがビーム 走行ライン Lから外れると、 M基板中央部と M基板端部とでの熱伝播等の相違により 、「ソゲ」と呼ばれる曲線状のクラックが発生したり、「先走り」と呼ばれる不具合が発生 したりするようになる。
[0025] 図 16は、基板におけるクラックの形成時に発生する「ソゲ」を説明する図である。「ソ ゲ」とは、例えば、図 16に示すように、ガラス基板 Gに水平方向に形成されたスクライ ブラインカも垂直方向に伸展したクラック Kが、ガラス基板 Gの裏面近傍の γ位置で 垂直方向から斜め方向に伸展してガラス基板 Gの裏面に達するような現象を意味す る。「ソゲ」によってガラス基板 Gの分断面の平坦度あるいは直角度は損なわれるので 、分断面の品質を低下させる。
[0026] 図 17は、基板におけるクラックの形成時に発生する「先走り」を説明する図である。「 先走り」とは、例えば、図 17(a)に示すように、ガラス基板 G端部のスクライブ開始点付 近においてレーザスポット LSによって加熱されたスクライブラインの先端からレーザス ポット LS前方の制御できな 、方向に水平クラック CRが形成されたり、図 17(b)に示す ように、ガラス基板 G端部のスクライブ終了点付近において基板の端面力 レーザス ポット LSに向かって、すなわちレーザスポット LSの移動方向とは反対向きの制御で きない方向に水平クラック CRが形成されたりする。このように、「先走り」により、スクラ イブ形成予定ラインカゝらずれたガラス基板 G上の位置にスクライブラインが形成される ので、スクライブラインの直進性は著しく損なわれる。
[0027] 例えば、起点 (入り部）にお ヽて、ビーム走行ライン L上の基板端に、クラックの発生 場所となるトリガを形成し、常にトリガカゝらクラックが成長するようにした場合、ビームス ポット Βと冷却スポット C力 図 13に示した位置関係で移動するようにした場合に、熱 の伝播、熱の出入り量の相違に起因して、図 14に示すように、基板端部に「ソゲ」と 呼ばれる曲線のクラック U、 Vが発生するようになる。
[0028] そこで、本発明は、第 3の目的として、ビームスポットを、 M基板に対して相対的に 移動させてクラックを形成する際に、ビーム走行ライン Lの方向が、ビームスポット Bの 長軸 (基準軸）に対して斜めになつても、ソゲゃ先走りのような不具合が生じることの な ヽクラック形成方法およびクラック形成装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0029] 上記課題を解決するためになされた本発明のクラック形成方法は、実質的に長軸 を有するビームスポットが形成されるレーザビームを脆性材料基板に照射するととも に、冷媒が噴射される冷却スポットを形成し、レーザビームの照射による加熱と冷却ス ポットによる冷却とにより局所的に熱歪を生じさせて前記基板に垂直クラックを形成す るクラック形成方法であって、ビームスポットの長軸方向と一致するように定められる 基準軸方向に対し、ビームスポットの長軸の中心が移動する軌跡であるビーム走行ラ インの方向が斜め方向になるようにしてビームスポットを前記基板に対して相対的に 移動させ、ビーム走行ラインカゝらオフセット量だけ離れた位置 (クラック形成予定ライン )に沿って冷却スポットを相対的に移動させることにより、クラック形成予定ラインに沿 つてクラックを形成するよう〖こして 、る。
なお、上記の記載において、冷却スポットを、「クラック形成予定ラインに沿って」相 対的に移動させることになる力 冷却スポットの相対的な移動はクラック形成予定ライ ン上に限定されることなぐクラック形成予定ラインと平行に行われる形態も本発明に 含まれる。冷却スポットの中心の位置は、例えば、クラック形成予定ラインから、数 mm 以内の範囲であれば、離れていてもよい。
[0030] この発明のクラック形成方法によれば、脆性材料基板に、実質的に長軸を有するビ 一ムスポットを形成するレーザビームを照射する。実質的に長軸を有するビームスポ ットとしては、長円（楕円）形状のビームスポットが好適である力 円形のビームスポッ トをわずかな間隙を空けて直列に、あるいはクラック形成予定ラインを挟んでその両 側に複数並べたビームスポットのように、他の方向に比べて実質的に長軸方向が定 義できるビームスポットであればよい。ビームスポットの長軸は、例えば、 10〜30mm 程度である。ビームスポットの長軸方向は、ビームスポットの移動方向を定める上で、 便宜上、基準軸方向として定義される。
この発明のクラックの形成とは、レーザ照射でビームスポットを形成（レーザ加熱）し 、その後、冷却スポットを形成 (急冷)し、それによつて生じる応力差によってクラック（ クラック発生後一定時間経過すると目視確認できなくなるので「ブラインドクラック」と 呼ばれる）を形成し、形成されたクラックを基板の厚さ方向へ進展させ、ビームスポット および冷却スポットを基板上で基板に対して相対的に移動させることにより、基板の 厚さ方向へ進展させたクラックを水平方向へ誘導していくことによって、スクライブライ ンを形成すること (完全に分断 (フルボディカット)する場合を含む)を意味する。
[0031] ビームスポットの長軸の中心が移動する軌跡 (ビーム走行ライン）力 基準軸に対し 、斜めになるようにビームスポットを移動させる。すなわち、ビームスポットを基板に対 して相対的に X軸方向（基準軸方向）に移動させながら Y軸方向にも移動させる。こ れにより、熱緩和によるタイムラグの影響で、ビームスポットの移動によって形成される 最高温度到達点の軌跡が、ビーム走行ラインとは異なるライン上を通過するようにな る。すなわち、ビーム走行ラインから、有限の距離 (オフセット量)だけ離れた位置を、 ビームスポットによる最高温度到達点が通過するようになる。オフセット量は、例えば 、数 mm程度であってもよい。
この最高温度到達点の軌跡 (クラック形成予定ライン）に沿って垂直クラックが発生 する。例えば、クラック形成予定ライン上を冷却スポットが相対的に移動するようにす ると、加熱により圧縮応力が発生する場所と、冷却により引っ張り応力が発生する場 所とがー致する。これにより、最高温度到達点の軌跡 (クラック形成予定ライン)上に、 応力差〖こよって垂直クラックを発生させることができる。レーザビーム走行時に基板表 面の温度分布を (例えば、赤外線温度計にて、非接触にて)計測し、最高温度到達 点の位置データを収集し、冷却スポットの位置を変化させながらレーザスクライブして もよい。そうした連続計測による冷却スポットの位置制御が、温度測定器が高額にな ること等により、採用が困難な場合には、前回スクライブした際の温度測定データを 利用する様にしてもよい。
発明の効果
[0032] 上記のクラック形成方法によれば、上述した第一の目的について解決することがで きる。すなわち、基板が大型化し、ビームスポットの長軸方向と一致するように定めら れる基準軸方向に対して、基板の正確な位置決めができない場合であっても、ビー ム走行ラインを基準軸方向に対して斜め方向（クラック形成予定ラインと同じ方向）に することにより、基準軸方向以外の所望の方向（ビーム走行ラインと同じ方向）に、垂 直クラックを形成することができる。
また、上記のクラック形成方法によれば、上述した第二の目的について解決するこ とができる。すなわち、ビーム走行ラインの方向が、ビームスポットの長軸方向（基準 軸方向）に対して斜めになる場合でも、クラック形成予定ラインに沿って冷却スポット を相対的に移動させることにより、クラック形成予定ラインに沿って、精確に垂直クラッ クを形成することがでさる。
[0033] (その他の課題を解決するための手段および効果）
上記クラック形成方法において、クラック形成予定ラインが、ビームスポットによって 形成される最高温度到達点の移動軌跡であるようにするのが好ましい。この場合は、 レーザビーム加熱による熱歪の最も大きいラインがクラック形成予定ラインとなるので
、最も容易かつ精確に、クラック形成予定ラインに沿って垂直クラックを形成すること ができる。
[0034] また、上記クラック形成方法にぉ 、て、基板に対してビームスポットを相対的に移動 する際に、基準軸とビーム走行ラインとの傾斜角を求め、少なくとも前記傾斜角をパラ メータの一つとしてオフセット量を決定することにより、クラック形成予定ラインの位置 を予め推定し、推定したクラック形成予定ライン上またはクラック形成予定ライン近傍 ( 例えば、数 mm以内）を、冷却スポットが相対的に移動するように、冷却スポットの位 置を設定するようにしてもょ 、。
オフセット量は、基準軸とビーム走行ラインとの傾斜角に依存する。したがって、例 えば、基板をセットした際に、基準軸方向とビーム走行ライン方向とを一致させること ができな力つた場合に、そのときの基板の傾斜角を求めることにより、傾斜角に基づ いてオフセット量を求めることにより、クラック形成予定ラインを推定することができる。 したがって、推定したクラック形成予定ラインあるいはその近傍に沿って冷却スポッ トを移動させることにより、クラック形成予定ライン上またはその近傍 (例えば、数 mm 以内）に、精確に垂直クラックを形成することができる。
[0035] また、上記クラック形成方法にぉ 、て、前記傾斜角に加えて、ビームスポットと冷却 スポットとの距離をパラメータとしてもよ ヽ。ビームスポットと冷却スポットとの距離 (基 板上の冷却スポットが走行するライン上の距離）は、ビームスポットの長軸の長さにも よるが、例えば、 0〜50mm程度であってもよい。オフセット量は、傾斜角だけではな ぐビームスポットと冷却スポットとの距離にも依存するので（特に、ビームスポットと冷 却スポットの距離を変化させてクラックを形成する場合には）、傾斜角とともに、このパ ラメータに基づいて、クラック形成予定ラインを推定すれば、より正確に、クラック形成 予定ラインを推定することができる。
上記のビームスポットと冷却スポットとの距離は、 X軸および Y軸移動機構を備えた スクライブテーブルを用いる場合は、基板載置面における X軸方向の距離および Y 軸方向の距離で表される。
[0036] また、上記クラック形成方法にお!ヽて、冷却スポットの位置を設定する際に、冷却ス ポットの位置を、ビーム走行ラインに対し、垂直な方向に変化させるようにすれば、求 めたオフセット量をそのまま、位置変化させる距離として利用することができる。
[0037] また、上記クラック形成方法にお!、て、基板端にお!、てクラック形成を開始する際に 、予め、クラック形成予定ライン上の基板端に、クラックの起点となるトリガを形成した 上で、基板に対しビームスポットを相対的に移動させるようにしてもよい。
これによれば、上述した第 3の目的についても解決することができる。すなわち、トリ ガをクラック形成予定ライン端に形成することにより、クラックの発生する位置と、クラッ ク形成予定ラインの開始点がほぼ完全に一致するので、ソゲゃ先走りのような不具合 が生じることがなくなる。
[0038] また、上記クラック形成方法において、基準軸方向を含む平面内で基板を載置する 基板載置部を用い、基板位置の指標となるァライメントマークが形成された基板を基 板載置部に載置し、前記基準軸方向に関係付けられた基準載置位置に対する前記 基板の前記ァライメントマークの相対位置を検出し、検出されたァライメントマークの 位置に基づいて基準軸に対する基板のずれ量である (直線補間値)を算出し、算出 した直線補間値に基づ ヽてビーム走行ラインの方向を決定し、決定したビーム走行 ライン方向と前記基準軸方向との傾斜角を算出し、少なくとも前記傾斜角をパラメ一 タの一つとしてオフセット量を決定することにより、ビーム走行ライン力 オフセット量 を隔てたクラック形成予定ラインの位置を予め推定し、推定したクラック形成予定ライ ン上または推定したクラック形成予定ライン近傍を、冷却スポットが相対的に移動する ように冷却スポットの位置を設定するようにしてもょ 、。
これによれば、基板に形成されたァライメントマークを利用して、セットした基板の位 置ずれ量、すなわち、直線補間値、さらには傾斜角を算出し、ビーム走行ライン方向 を決定する。そして、算出した傾斜角力 オフセット量を定めることにより、決定したビ ーム走行ラインカゝらオフセット量を隔てた位置に、クラック形成予定ラインを推定する 。さらに、推定したクラック形成予定ラインに沿って冷却スポットが移動するように冷却 スポットの位置を設定する。
このようにして、基板が正確に位置決めできていない場合であっても、基板に形成 されたァライメントマークから、基板の位置ずれ量を判断して、その位置ずれ量に応 じて、ビーム走行ラインやオフセット量を決定することにより、推定したクラック形成予 定ラインに 、つて、正確〖こ垂直クラックを形成することができる。
[0039] また、別の観点カゝら上記課題を解決するためになされた本発明のクラック形成装置 は、実質的に長軸を有するビームスポットを形成するレーザビームを照射するレーザ ビーム照射部と、冷却スポットを形成する冷却部と、基板載置台に載置された基板に 対しビームスポットを相対的に移動するビームスポット駆動部と、基板に対し冷却スポ ットを相対的に移動する冷却スポット駆動部と、前記各部を制御する制御部とを備え 、基板に対しビームスポットおよび冷却スポットを移動させることにより基板にクラック を形成するクラック形成装置であって、制御部は、ビームスポットの長軸の中心が移 動する軌跡であるビーム走行ラインの方向が、ビームスポットの長軸方向と一致する ように定められる基準軸方向に対して斜め方向（クラック形成予定ラインと同じ方向） になるように、ビームスポット駆動部によるビームスポットの移動を制御し、このときビ ーム走行ラインカゝらオフセット量だけ離れた位置 (クラック形成予定ライン）に沿って冷 却スポットを相対的に移動するように冷却スポット駆動部による冷却スポットの移動を 制御するようにしている。
[0040] このクラック形成装置によれば、レーザビーム照射部により、実質的に長軸方向を 有するビームスポットが脆性材料基板に照射される。このビームスポットは、制御部に よる制御の下で、ビームスポット駆動部により、基板上を相対的に移動できるようにし てある。また、冷却部により脆性材料基板上に冷却スポットが形成され、局所的に冷 却される。この冷却スポットは、制御部による制御の下で、冷却スポット駆動部により、 基板上をクラック形成予定ラインに沿って移動できるようにしてある。
制御部は、ビームスポット駆動部を制御することにより、ビームスポットの長軸の中心 が移動する軌跡であるビーム走行ラインの方向が、ビームスポットの実質的な長軸方 向と一致するように定められる基準軸方向に対して斜め方向になるように、ビームス ポットを移動する。これにより、熱緩和によるタイムラグによって、移動中のビームスポ ットによる最高温度到達点がビーム走行ライン力 外れるようになり、ビーム走行ライ ンカも有限の距離 (オフセット量)離れた位置に、加熱による最高温度到達点の軌跡 (クラック形成予定ライン)が形成される。制御部は、冷却スポット駆動部を制御するこ とにより、クラック形成予定ラインに沿って冷却スポットを移動する。これにより、圧縮 応力が発生したクラック形成予定ラインに沿って冷却による引っ張り応力を発生させ て、応力差〖こよる垂直クラックを形成することができる。
また、上記クラック形成装置において、前記基準軸とビーム走行ラインとの間の傾斜 角とオフセット量との関係を記憶するオフセット量記憶部をさらに備え、制御部は、ビ 一ムスポットを移動する際の傾斜角を少なくとも 1つのパラメータとしてオフセット量記 憶部を参照してオフセット量を決定し、決定したオフセット量に基づ ヽてクラック形成 予定ラインを推定し、推定したクラック形成予定ライン上または推定したクラック形成ラ イン近傍を、冷却スポットが基板に対して相対的に移動するように冷却スポット駆動部 による冷却スポットの移動を制御するようにしてもょ 、。
この発明によれば、オフセット量は、基準軸方向とビーム走行ラインとの傾斜角に依 存するので、予め、基準軸方向とビーム走行ライン方向との間の傾斜角とオフセット 量との関係を求めて、オフセット量記憶部に記憶しておく。基板をセットしたとき、基準 軸方向とビーム走行ライン方向とがー致していない場合に、基板の傾斜角に応じて、 オフセット量記憶部を参照して、オフセット量を決定する。オフセット量を決定すること により、ビーム走行ライン力もオフセット量の距離を隔てた位置に、クラック形成予定ラ インを推定することができる。 したがって、推定したクラック形成予定ラインあるいはその近傍に沿ってビームスポ ット駆動部により、冷却スポットを移動させることにより、クラック形成予定ライン上また はその近傍に、精確に垂直クラックを形成することができる。
[0042] また、上記クラック形成装置にぉ 、て、オフセット量記憶部力 前記傾斜角に加えて 、ビームスポットと冷却スポットとの距離をパラメータとしてオフセット量との関係を記憶 するようにしてちょい。
オフセット量は、（傾斜角だけではなぐビームスポットと冷却スポットの距離にも依 存するので、制御部によるビームスポット駆動部および冷却スポット駆動部を制御す る際に、これらを変化させてクラックを形成する場合には)傾斜角との関係とともにビ 一ムスポットと冷却スポットとの距離のパラメータとの関係を、オフセット量記憶部に記 憶させておくことにより、これらのパラメータに基づいて、クラック形成予定ラインを推 定すれば、より正確に、クラック形成予定ラインを推定することができる。
[0043] クラック形成予定ライン (最高温度到達点の軌跡）は、上記のように推定してもよ ヽ 力 レーザスポットによる最高温度到達点の位置データを収集することにより、実測し てもよい。最高温度到達点の位置データは、例えば、レーザビーム走行時に基板表 面の温度分布を計測することにより、収集することができる。基板表面の温度分布は 、例えば、赤外線温度計にて非接触にて計測することができる。
[0044] また、上記クラック形成装置において、ビームスポット駆動部と冷却スポット駆動部と は、ビームスポットと冷却スポットとが連動するように一体に構成され、さらに、ビーム スポットに対する冷却スポットの位置を調整する冷却スポット位置調整部を備え、制御 部はオフセット量記憶部を参照して決定したオフセット量に応じて (又は最高温度到 達点の位置データに応じて）、ビームスポットに対する冷却スポットの位置を、冷却ス ポット位置調整部により調整するようにしてもょ 、。
これによれば、冷却スポット位置調整部により、ビームスポットに対する冷却スポット の位置を調整した上で、一体に構成されたビームスポット駆動部および冷却スポット 駆動部を動作させることにより、直線形状のクラックを容易に形成することができる。
[0045] この場合、冷却スポット位置調整部は、冷却スポットをビーム走行ラインに対し垂直 な方向に位置変化させるようにすれば、オフセット量をそのまま冷却スポット位置調整 部の位置変化量として利用することができる。
[0046] また、上記クラック形成装置にぉ 、て、クラック形成の起点となるトリガを形成するトリ ガ形成部とトリガ形成部の位置を調整するトリガ位置調整部とをさらに備え、制御部 は、基板端においてクラック形成を開始する際に、予め、推定したクラック形成予定ラ イン上の基板端に、トリガ形成部の位置を設定するようにしてもょ 、。
これによれば、基板端部において、推定したクラック形成予定ライン上にトリガが形 成されるので、確実に、クラック形成予定ライン上にクラックを形成することができる。 図面の簡単な説明
[0047] [図 1]本発明の一実施形態であるクラック形成装置の構成を示す図である。
[図 2]本発明の一実施形態であるクラック形成装置の制御部を機能ごとに説明する機 能ブロック図である。
[図 3]本発明の他の一実施形態であるクラック形成装置に用いるオフセット量記憶部 に記憶された内容を説明する図である。
[図 4]本発明の一実施形態であるクラック形成装置の動作フローを説明するフローチ ヤートである。
[図 5]本発明の一実施形態であるクラック形成装置のクラック形成動作中の各工程（ 状態 (A)〜 (D) )での動作状態を説明する図である。
[図 6]本発明の一実施形態であるクラック形成装置の状態 (B)での基板に対するトリ ガ、ビームスポット、冷却スポットの位置関係を説明する図である。
[図 7]本発明の一実施形態であるクラック形成装置の状態 (C)での基板に対するビー ムスポット、冷却スポットの位置関係を説明する図である。
[図 8]従来力ものクラック形成装置の動作を説明する図である。
[図 9]従来力ものクラック形成装置におけるビームスポットと冷却スポットとの位置関係 を説明する図である。
[図 10]静止中のビームスポットと移動中のビームスポットとの加熱ピーク位置を説明す る図である。
[図 11]基板に刻印されたァライメントマークによる位置ずれ量の測定と直線補間を説 明する図である。 圆 12]長軸を有するビームスポットの直線補間による移動状態を説明する図である。
[図 13]長軸を有するビームスポットの場合のビーム走行ラインとクラック形成予定ライ ンとの関係および長軸方向（基準軸方向）との関係を説明する図。
圆 14]従来のクラック形成装置を用いて基板に形成されるクラックの状態を説明する 図である。
圆 15]本発明のさらに別の実施形態であるクラック形成装置の構成を説明する図で ある。
圆 16]基板におけるクラックの形成時に発生する「ソゲ」を説明する図である。
圆 17]基板におけるクラックの形成時に発生する「先走り」を説明する図である。 符号の説明
11: ：架台
12: ：スライドテーブル
13: ：ボーノレネジ
14、 .15:ガイドレール
16: ：ボーノレナット
19: ：台座
21: ：ガイドレール
22: ：ボーノレネジ
23: ：モータ
24: ：ボーノレナット
26: ：テーブル
31: ：スクライブヘッド
33: ：光学ホルダ
34: ：レーザ発振器
35: ：レンズ光学系
38、 .39: CCDカメラ
40: ：冷却部
42: ：ノズル 43：ノズル X軸方向駆動機構
44：ノズル Y軸方向駆動機構
45：トリガ形成部（カッターホイール）
46 :トリガ調整機構
50 :制御部
51 :レーザ照射制御部
52 :冷媒噴射制御部
53 :基板位置読取制御部
54：ビームスポット ·冷却スポット駆動制御部
55：冷却スポット位置調整制御部
57 :オフセット量決定部
58：クラック形成予定ライン推定部
59 :トリガ位置調整制御部
60：スクライブヘッド昇降制御部
62 :オフセット量記憶部
発明を実施するための最良の形態
[0049] (装置構成）
以下、本発明のクラック形成方法およびクラック形成装置について図面を用いて説 明する。
図 1は、本発明の一実施形態であるクラック形成装置 10の概略構成を示す図であ る。このクラック形成装置は、例えば、マザ一ガラス基板 (M基板)を、 FPD (フラットパ ネルディスプレイ）に使用される複数のガラス基板に分断するための装置として用い られるちのである。
[0050] 本装置は、水平な XY平面を有する架台 11上で、 Y軸方向に沿って往復移動する スライドテーブル 12を有している。このスライドテーブル 12は、架台 11の上面に Y軸 方向に沿って、平行に配置された一対のガイドレール 14、 15に、水平な状態で各ガ イドレール 14、 15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 14、 15の 中間部には、各ガイドレール 14、 15と平行〖こ、ボールネジ 13が、図示しないモータ によって回転するようにしてある。ボールネジ 13は、正転、逆転可能になっており、こ のボールネジ 13にボールナット 16が螺合する状態で取り付けられている。
[0051] ボールナット 16は、スライドテーブル 12に回転しない状態で一体に取り付けられて おり、ボールネジ 13の正転および逆転によって、ボールネジ 13に沿って、正逆の両 方向にスライドする。これにより、ボールナット 16と一体的に取り付けられたスライドテ 一ブル 12が、ガイドレール 14、 15に沿って、 Y軸方向にスライドする。したがって、こ れら各部により Y軸駆動機構が構成される。
[0052] スライドテーブル 12上には、台座 19が水平な状態で配置されている。台座 19は、 スライドテーブル 12上に平行に配置された一対のガイドレール 21 (図示されたガイド レール 21以外に紙面奥側に同形状のガイドレールがある）に、スライド可能に支持さ れている。各ガイドレール 21は、スライドテーブル 12がスライドする方向である Y方向 と直交する X方向に沿って配置されている。また、各ガイドレール 21の中間部には、 各ガイドレール 21と平行にボールネジ 22が配置されており、ボールネジ 22がモータ 23によって正転、逆転されるようにしてある。
[0053] ボールネジ 22には、ボールナット 24が螺合する状態で取り付けられている。ボール ナット 24は、台座 19に回転しない状態で一体的に取り付けられており、ボールネジ 2 2の正転、逆転によって、ボールネジ 22に沿って、正逆の両方向に移動する。これに より、台座 19が、各ガイドレール 21に沿った X軸方向にスライドする。したがって、こ れら各部により、 X軸駆動機構が構成される。
[0054] 台座 19上には、分断対象である M基板 Gが載置されるテーブル 26が水平な状態 で設けられている。テーブル 26上には、 M基板 Gが、例えば、吸引チャックによって 固定される。
テーブル 26には、 X軸方向と関係付けられた図示しない基準載置位置が定めてあ り、基準載置位置に正確に載置された M基板 Gは、上記のスライド機構 (X軸方向駆 動機構、 Y軸方向駆動機構）により、 X軸方向や Y軸方向に沿って、正確に移動させ ることがでさるよう〖こしてある。
[0055] テーブル 26の上方には、テーブル 26表面力も適当な間隔をあけて、スクライブへッ ド 31が配置されている。スクライブヘッド 31は、垂直状態で配置された光学ホルダ 33 の下端部に、水平な状態で、図示しない昇降機構によって昇降可能に支持されてい る。光学ホルダ 33の上端部は、架台 11上に設けられた取付台 32の下面に取り付け られている。取付台 32上には、レーザビームを発振するレーザ発振器 34 (例えば， C Oレーザ、半導体レーザ (YAGレーザ等)）が設けられており、レーザ発振器 34から
2
発振されるレーザビーム力 光学ホルダ 33内で支持されたレンズ光学系 35を介して 基板 Gに照射される。
[0056] レンズ光学系 35には、例えばシリンドリカルレンズを用いており、長軸方向を有する 長円状のレーザスポットが、 M基板 G上に照射される。
このとき形成されるレーザスポットの長軸方向は、 X軸方向、すなわち、台座 19がボ 一ルネジ 22、モータ 23、ボールナット 24によって移動される方向に合わせてある。 そのため、テーブル 26の基準載置位置に正確に載置された M基板 Gでは、 M基 板 Gの分断方向（クラックの形成方向）がレーザスポットの長軸方向（基準軸）に向くよ うに設定してある。
[0057] スクライブヘッド 31の一端には、冷却部 40が取り付けてある。冷却部 40は、冷媒源 41から供給される冷媒 (ヘリウムガス、 Nガス、 COガスなど）を噴射して冷却スポット
2 2
Cを形成するためのノズル 42と、ノズル 42の位置を X軸方向に移動するためのノズル X軸調整機構 43と、ノズルの位置を Y軸方向に移動するためのノズル Y軸調整機構 44とからなる。このノズル X軸調整機構 43、ノズル Y軸調整機構 44とにより、ビームス ポットに対する冷却スポットの相対的な位置を XY面内で調整可能にしてある。ただし 、 X軸方向は固定で、 Y軸方向に調整ができるようにしてもよい。
[0058] 又、冷却部 40が取り付けられた側とは反対側のスクライブヘッド 31の一端には、基 板端にトリガを形成するトリガ形成部 45 (例えばカッターホイール）と、トリガ形成部 45 の位置を移動するためのトリガ調整機構 46とが取り付けられている。このトリガ調整機 構 46についても、 X軸方向と Y軸方向とに調整できるようにすることが望ましいが、少 なくとも Y軸方向に調整ができるようにしてあればょ 、。
[0059] なお、ノズル X軸調整機構 43、ノズル Y軸調整機構 44、トリガ調整機構 46の詳細 構造については説明を省略するが、ステッピングモータを用いた市販の簡単な駆動 機構を用いればよい。 [0060] 上記構成により、スライドテーブル 12、ボールネジ 13、ボールネジ 13を回転する図 示しないモータ 23a、ボールナット 16からなる Y軸方向駆動機構、および、台座 19、 ボールネジ 22、モータ 23、ボールナット 24からなる X軸方向駆動機構は、スクライブ ヘッド 31から M基板 Gに照射されるビームスポットを、 X、 Y面内で任意の方向に移 動させるビームスポット駆動部として機能する。
[0061] また、スライドテーブル 12、ボールネジ 13、ボールネジ 13を回転する図示しないモ ータ 23a、ボールナット 16からなる Y軸方向駆動機構、および、台座 19、ボールネジ 22、モータ 23、ボールナット 24からなる X軸方向駆動機構は、スクライブヘッド 31に 取り付けたノズル 42から M基板 Gに噴射された冷媒により形成される冷却スポットを、 X、 Y面内で任意の方向に移動させる冷却スポット駆動部としても機能する。
[0062] このように、ビームスポット駆動部、冷却スポット駆動部として機能する駆動機構が、 同一の駆動機構で構成されるため、この駆動機構を動作させることにより、ビームス ポットと冷却スポットとが、連動して動くことになる。
[0063] さらに、スクライブヘッド 31に設けられるノズル X軸調整機構 43およびノズル Y軸調 整機構 44は、ビームスポットに対する冷却スポットの位置を調整する冷却スポット位 置調整部として機能する。ノズル X軸調整機構 43とノズル Y軸調整機構 44との協働 により、ノズル 42は、 XY面内で任意の方向に駆動できる。したがって、ビーム走行ラ インに垂直方向にノズル 42を駆動すれば、後述するオフセット量をそのままノズル 42 の位置調整距離として利用することができるようになる。
[0064] 光学ホルダ 33の横には、 CCDカメラ 38、 39からなる位置読取機構が設けられ、 M 基板 Gに刻印されたァライメントマークを撮影して、いわゆる画像認識手法により、ァ ライメントマークの位置が認識できるようにしてある。この位置読取部により、テーブル 26上に載置された M基板 Gの位置ずれ量を求めることができる。
なお、 CCDカメラ 38、 39により撮影された画像は、モニタ 48、 49により、 目視によ つても位置ずれ量を確認できるようにしてある。
[0065] (制御系）
次に、クラック形成装置 10の動作の制御を行う制御系について説明する。制御部 5 0およびオフセット量記憶部 62は、 CPU、メモリであり、制御用のコンピュータシステ ムの一部を構成する。このコンピュータシステムは、クラック形成用のアプリケーション ソフト、および、入力した設定パラメータにより、本装置全体の各種の動作の制御を行 図 2は、制御部 50およびオフセット量記憶部 62による制御動作を機能ごとに分けて 、詳細に説明するための機能ブロック図である。
制御部 50は、レーザ照射制御部 51、冷媒噴射制御部 52、基板位置読取制御部 5 3、ビームスポット ·冷却スポット駆動制御部 54、冷却スポット位置調整制御部 55、ォ フセット量決定部 57、冷却スポット位置調整量決定部 (クラック形成予定ライン推定 部） 58、トリガ位置調整制御部 59、スクライブヘッド昇降制御部 60とからなる。
[0066] レーザ照射制御部 51は、 M基板 Gを加熱する際に、レーザ発振器 34を駆動してビ 一ムスポット Bを形成し、 M基板 Gに照射するための動作の制御を行う。
冷媒噴射制御部 52は、 M基板 Gを冷却する際に、冷媒源 41から冷媒を噴射して、 M基板 G上に冷却スポット Cを形成するための動作の制御を行う。
基板位置読取制御部 53は、位置読取機構により、画像認識手法を用いて M基板 Gに刻印されたァライメントマークを読み取り、 M基板 Gの位置ずれを検出するため の制御を行う。
[0067] ビームスポット '冷却スポット駆動制御部 54は、ボールネジ 13を回転する図示しな いモータ 23a、ボールネジ 22を回転するモータ 23を駆動して、ビームスポット Bや冷 却スポット Cを、 M基板 G上でビームスポット Bの長軸（基準軸）方向である X軸方向を 基準にして、任意の方向に相対的に移動させるための動作の制御を行う。
[0068] 冷却スポット位置調整制御部 55は、ノズル X軸調整機構 43、および、ノズル Y軸調 整機構 44を駆動して、ビームスポットに対する冷却スポットの位置を移動するための 動作の制御を行う。
このとき、ノズル X軸調整機構 43とノズル Y軸調整機構 44との協働により、ビーム走 行ライン方向に対し、垂直な方向に冷却スポットの位置を変化させるようにノズル 42 の位置を調整するようにすることで、後述するオフセット量決定部により決定したオフ セット量を、そのまま冷却スポットの位置調整量として用いることができる。
[0069] オフセット量決定部 57は、基板 Gをセットした後に、 Y軸方向の位置ずれ量に応じ て、オフセット量記憶部 62を参照して、オフセット量を決定する。すなわち、基板位置 読取制御部 53がこの位置ずれ量を検出し、そのときに残っている位置ずれ量に基づ V、てオフセット量を決定する。
このときにオフセット量決定部 57が参照するオフセット量記憶部 62には、図 3に示 すように、傾斜角 Θ (ビーム走行ラインとビームスポットの長軸 (基準軸、 X軸）とのな す角）、ビームスポットと冷却スポットとの間の距離の 2つのパラメータとオフセット量と の関係が、データベース化されて記憶されている。
[0070] 図 3のパラメータとオフセット量との関係を示す例は、基板 Gが厚さ 0. 7mm、縦横 寸法 360 X 460mmの無アルカリガラスを材料とする貼り合せ基板を、軸寸法 2 X 60 mmのビームスポットを用いてスクライブラインを形成する際に適用されるデータを示 す。
したがって、上記の条件が異なる場合には、適用されるデータも異なるものとなる。 このデータは、予め、実験的に、各パラメータを変化させて求めたものである。そし て、位置ずれ量力 三角関数を用いた簡単な演算により算出された傾斜角と、予め 設定したビームスポット '冷却スポット間距離とにより、このオフセット量記憶部のデー タを参照して、オフセット量が決定される。
なおビームスポットと冷却スポットとの間の距離を変化させない場合は、傾斜角の値 だけをパラメータとして記憶させておけばよい。逆に、ビームスポットと冷却スポットと の間の距離以外のパラメータを、必要に応じて、さらに追加したい場合は、記憶させ ておけばよい。
[0071] 冷却スポット位置調整量決定部（クラック形成予定ライン推定部） 58は、ビーム走行 ラインに対して、オフセット量決定部 57により決定したオフセット量の距離をシフトした 位置に引いたラインを、冷却スポットを移動させるクラック形成予定ラインとして推定 する。
[0072] トリガ位置調整制御部 59は、トリガ調整機構 46を駆動して、トリガ形成部 45をクラッ ク形成予定ライン上に位置させるための移動動作の制御を行う。
[0073] スクライブヘッド昇降制御部 60は、スクライブヘッド 31を昇降して、トリガ形成部 45 を昇降する制御を行う。すなわち、スクライブヘッド 31を降ろした状態で、トリガ形成 部 45を M基板 Gの端部に接近させて、基板端にトリガを形成し、その後、すぐにトリガ 形成部 45を上昇させて、 M基板 Gから離れた状態にすることで、基板端のみにトリガ を形成するための制御を行う。
[0074] (動作例）
次に、このクラック形成装置を直線補間動作に適用させた場合の動作例について 説明する。
図 4は、ァライメントマークが刻印された基板を分断する場合の本装置による制御動 作の一実施例を説明するフローチャートである。図 5は、各工程 (状態 (A)〜(D) )で の動作状態を説明する図である。
[0075] まず、図 5の状態 (A)で、位置読取機構により、基板 Gのァライメントマークを読み 取る（sl01)。そして、 Y軸方向の位置ずれ量（図 11の直線補間値)を読み取る。
[0076] 読み取った位置ずれ量 (直線補間値）に基づ!/、て、ァライメントマーク P、 Qを結ぶ 直線方向を、ビーム走行ライン Lの方向として決定し、そのときのビーム走行ライン と ビームスポットの長軸 (基準軸、 X軸）とがなす角度 (傾斜角 0 )を求める（sl02)。
[0077] 求めた傾斜角 Θをパラメータとして（あるいは、ビームスポット '冷却スポット間距離と ともにパラメータとして）、オフセット量記憶部 62を参照して、オフセット量 Oを決定す る（sl03)。そして、ビーム走行ライン L力もオフセット量 Oだけシフトした位置を、クラ ック形成予定ライン Mと推定する（sl04)。
続いて、推定したクラック形成予定ライン Mに沿って、冷却スポット Cが移動するよう に、冷却部 40の位置をノズル X軸調整機構 43、ノズル Y軸調整機構 44により調整す る。このときビーム走行ラインに垂直に移動させるのが好ましい (図 6参照)。更に、推 定したクラック形成ライン M上の位置に、トリガ形成部 45がくるように、トリガ調整機構 46により調整する（sl05)。
[0078] 続いて、状態 (B)では、スクライブヘッド昇降制御部 60により、スクライブヘッド 31を 降ろしてトリガ形成部 45を基板 Gに接触させ、基板端にトリガを形成する（sl06)。 図 6は、状態（B)のときの M基板 Gに対するビームスポット B、冷却スポット C、トリガ 形成部 45の位置関係を示す図である。ビームスポット Bの長軸の中心が通過する軌 跡であるビーム走行ラインしから、オフセット量 Oを隔てた位置に、推定したクラック形 成予定ライン Mがあり、クラック形成予定ライン Mが通過する基板端の位置に、トリガ 形成部 45がきている。さらに、クラック形成予定ライン Mの延長線上に冷却スポット C 力 Sくるようにしてある。
[0079] 続 、て、状態 (C)では、基板端にトリガ Tを形成した後、スクライブヘッド昇降部 60 がスクライブヘッド 31を上昇させ、その状態で、ビーム走行ライン Lに沿ってビームス ポット Bが M基板 Gを横断し、推定したクラック形成予定ライン Mに沿って、冷却スポッ ト Cが基板 Gを横断するように、ボールネジ 13を回転する図示しないモータ 23a、ボ 一ルネジ 22を回転するモータ 23を駆動する（sl07)。これによつて、冷却スポット C が移動したクラック形成予定ライン M下に垂直クラックが形成される。
図 7は、状態 (C)のときの M基板 G中央部分を移動する際のビームスポット B、冷却 スポット Cの位置関係を示す図である。
図 6と同様に、冷却スポット Cは、ビーム走行ライン から、オフセット量 Oを隔てた位 置（クラック形成予定ライン M上の位置）に配置され、ビームスポットの長軸 (X軸）の 延長線上からも外れる。そして冷却スポット Cは、クラック形成予定ライン Mに沿って 基板 Gを横断する。
[0080] 続 、て、状態（D)では、ビームスポットおよび冷却スポットが基板 Gを完全に通過し
、一連の動作を終了する。
以上の動作により、クラックの起点となるトリガ Tが、推定したクラック形成予定ライン
M上に形成され、さらに、冷却スポット Cがこのラインに沿って移動することにより、 M 基板全体にわたって、まっすぐな垂直クラックが形成される。
[0081] 上記動作例では、ビームスポット Bが M基板 Gの中央部分を移動する際、冷却スポ ット Cをクラック形成予定ライン M上に配置した力 ビームスポット Bが M基板 Gの端部 を移動する際にはビームスポット Bの長軸の中心の位置がクラックの形成する位置に 対して支配的となるため、必ずしも冷却スポット Cの位置をクラック形成予定ライン M 上の位置に配置しなくてもよい。
[0082] (変形動作例）
上記動作例では、ァライメントマーク間に、直線的にクラックを形成するようにしたが
、ビームスポット Bの移動中に、ビームスポットの長軸（基準軸）に対するビーム走行ラ イン Lの角度 (傾斜角 0 )を逐次変化させることにより、曲線形状に沿ってクラックを形 成させてもよい。この場合、傾斜角 Θが変動することになるので、傾斜角 Θに合わせ てオフセット量 Oを逐次求めて、クラック形成予定ラインを推定する。そして、冷却スポ ット Cをクラック形成予定ラインに沿って移動させる。これによれば、所望の曲線形状 に沿って垂直クラックを形成することができる。
[0083] 上記の実施の形態では、 M基板 Gが載置されるテーブル 26を X軸および Y軸の二 方向へ駆動させる駆動機構を設けたが、取付台 32に取り付けられたスクライブヘッド 31を X軸方向へ駆動させ、基板 Gが載置されるテーブル 26を Y軸方向へ駆動させる 駆動機構を設けてもよい。
[0084] 図 15は、この発明のクラック形成装置の他の実施の形態を示す。
[0085] 図 15において、クラック形成装置 70は、図示しない架台に固定されたレール 61に 沿って図中 Y軸方向へ移動可能なブリッジ 66と、ブリッジ 66の本体部 63に沿って図 中 X軸方向へ移動可能なスクライブヘッド 64とを有する。スクライブヘッド 64の下方 には、ガラス基板 Gを図中 Y軸方向へ移動可能なテーブル 65が配置される。
クラック形成装置 70は、前記したクラック形成装置 10と同様に制御部 50およびオフ セット量記憶部 62を具備する。
テーブル 65がガラス基板 Gを図中 Y軸方向へ移動させるとき、ブリッジ 66がレール 61に沿って図中 Y軸方向へ移動する速度およびスクライブヘッド 64がブリッジ 66の 本体部 63に沿って図中 X軸方向へ移動する速度を制御しながら、ガラス基板 Gを所 定の長さに分断する。
このとき、クラック形成装置 70では、制御部 50によってスクライブヘッド 64が前記の クラック形成装置 10と同様の直線補間動作を行う。すなわち、クラック形成予定ライン に沿って冷却スポットを相対的に移動させながら、ビーム走行ラインがビームスポット の長軸 (基準軸）に対して斜めになるように、ビームスポットとガラス基板 Gとを相対的 に移動させてクラックを形成する。それによつてガラス基板 Gを、例えば、四隅が直角 を呈し、かつ四辺が直線力もなる矩形形状に分断することができる。また、トリガをクラ ック形成予定ライン上に形成することにより、クラックの発生する位置と、クラック形成 予定ラインが一致するので、スクライブの開始点および終点の近傍であるガラス基板 Gの端部におけるソゲゃ先割れのような不具合の発生が防止される。
産業上の利用可能性
本発明は、脆性材料基板に、精度よくクラックを形成するクラック形成装置の製造に 利用することができる。具体的な用途としては、液晶パネル、プラズマディスプレイパ ネル、有機 ELディスプレイパネル等のフラットディスプレイパネル、あるいは、セラミツ クコンデンサ、半導体チップなどの脆性材料基板加工用に用いられる。

Claims

請求の範囲
[1] 実質的に長軸を有するビームスポットが形成されるレーザビームを脆性材料基板に 照射するとともに、冷媒が噴射される冷却スポットを形成し、レーザビームの照射によ る加熱と冷媒の噴射による冷却とにより局所的に熱歪を生じさせて前記基板に垂直 クラックを形成するクラック形成方法であって、
ビームスポットの長軸方向と一致するように定められる基準軸方向に対し、ビームス ポットの長軸の中心が移動する軌跡であるビーム走行ラインの方向が斜め方向にな るようにしてビームスポットを前記基板に対して相対的に移動させることにより、ビーム 走行ライン力 オフセット量だけ離れた位置 (クラック形成予定ライン）に沿って冷却ス ポットを相対的に移動させることを特徴とするクラック形成方法。
[2] クラック形成予定ラインに沿って垂直クラックを形成することを特徴とする請求項 1に 記載のクラック形成方法。
[3] クラック形成予定ラインが、ビームスポットによって形成される最高温度到達点の軌 跡であることを特徴とする請求項 1に記載のクラック形成方法。
[4] レーザビーム走行時に基板表面の温度分布を非接触にて赤外線温度計にて計測 し、最高温度到達点の位置データを収集しながらレーザスクライブすることを特徴と する請求項 3に記載のクラック形成方法。
[5] 基板に対してビームスポットを相対的に移動する際に、前記基準軸とビーム走行ラ インとの傾斜角を求め、少なくとも前記傾斜角をパラメータの一つとしてオフセット量 を決定することによりクラック形成予定ラインの位置を予め推定し、推定したクラック形 成予定ライン上またはクラック形成予定ライン近傍を、冷却スポットが相対的に移動 するように冷却スポットの位置を設定することを特徴とする請求項 1に記載のクラック 形成方法。
[6] 前記傾斜角にカ卩えて、ビームスポットと冷却スポットとの距離をパラメータとしてオフ セット量を決定することを特徴とする請求項 5に記載のクラック形成方法。
[7] 冷却スポットの位置を設定する際に、冷却スポットをビーム走行ラインに対し垂直な 方向に位置を変化させることを特徴とする請求項 5に記載のクラック形成方法。
[8] 基板端においてクラック形成を開始する際に、予め、クラック形成予定ライン上の基 板端に、クラックの起点となるトリガを形成した上で、基板に対しビームスポットを相対 的に移動させることを特徴とする請求項 1に記載のクラック形成方法。
[9] 前記基準軸を含む平面内で基板を載置する基板載置部を用い、基板位置の指標 となるァライメントマークが形成された基板を基板載置部に載置し、前記基準軸方向 に関係付けられた基準載置位置に対する前記ァライメントマークの相対位置を検出 し、検出されたァライメントマークの位置に基づ!/、て基準軸に対する基板のずれ量で ある直線補間値を算出し、算出した直線補間値に基づいてビーム走行ラインの方向 を決定し、決定したビーム走行ラインと前記基準軸との傾斜角を算出し、少なくとも前 記傾斜角をパラメータの一つとしてオフセット量を決定することにより、ビーム走行ライ ンカもオフセット量を隔てたクラック形成予定ラインの位置を予め推定し、推定したク ラック形成予定ライン上または推定したクラック形成予定ライン近傍を、冷却スポットが 相対的に移動するように冷却スポットの位置を設定することを特徴とする請求項 5に 記載のクラック形成方法。
[10] 実質的に長軸を有するビームスポットを形成するレーザビームを照射するレーザビ ーム照射部と、冷却スポットを形成する冷却部と、基板載置台に載置される脆性材料 基板に対しビームスポットを相対的に移動するビームスポット駆動部と、前記基板に 対し冷却スポットを相対的に移動する冷却スポット駆動部と、前記各部を制御する制 御部とを備え、基板に対しビームスポットおよび冷却スポットを移動させることで加熱 と冷却による局所的な熱歪を生じさせることにより、脆性材料基板にクラックを形成す るクラック形成装置であって、制御部は、ビームスポットの長軸の中心が移動する軌 跡であるビーム走行ラインの方向が、ビームスポットの実質的な長軸方向と一致する ように定められる基準軸方向に対して斜め方向になるように、ビームスポット駆動部に よるビームスポットの移動を制御し、このときビーム走行ライン力もオフセット量だけ離 れた位置 (クラック形成予定ライン）に沿って冷却スポットを相対的に移動するように 冷却スポット駆動部による冷却スポットの移動を制御することを特徴とするクラック形 成装置。
[11] さらに、レーザビーム走行時に基板表面の温度分布を非接触にて計測する赤外線 温度計を備え、制御部が赤外線温度計により計測された基板表面の温度分布から 最高温度到達点の位置データを収集し、該位置データから前記オフセット量を算出 する請求項 10に記載のクラック形成装置。
[12] 前記基準軸とビーム走行ラインとの間の傾斜角とオフセット量との関係を記憶する オフセット量記憶部をさらに備え、
制御部は、ビームスポットを移動する際の傾斜角を少なくとも 1つのパラメータとして オフセット量記憶部を参照してオフセット量を決定し、決定したオフセット量に基づ ヽ てクラック形成予定ラインを推定し、推定したクラック形成予定ライン上または推定し たクラック形成ライン近傍を、冷却スポットが相対的に移動するように冷却スポット駆 動部による冷却スポットの移動を制御することを特徴とする請求項 10に記載のクラッ ク形成装置。
[13] オフセット量記憶部力 前記傾斜角に加えて、ビームスポットと冷却スポットとの距離 をパラメータとしてオフセット量との関係を記憶することを特徴とする請求項 12に記載 のクラック形成装置。
[14] ビームスポット駆動部と冷却スポット駆動部とは、ビームスポットと冷却スポットとが連 動するように一体に構成され、さらに、ビームスポットに対する冷却スポットの位置を 調整する冷却スポット位置調整部を備え、制御部はオフセット量記憶部を参照して決 定したオフセット量に応じて、ビームスポットに対する冷却スポットの位置を、冷却スポ ット位置調整部により調整することを特徴とする請求項 12に記載のクラック形成装置
[15] 冷却スポット位置調整部は、冷却スポットをビーム走行ラインに対し垂直な方向に 位置変化させることを特徴とする請求項 14に記載のクラック形成装置。
[16] クラック形成の起点となるトリガを形成するトリガ形成部とトリガ形成部の位置を調整 するトリガ位置調整部とをさらに備え、
制御部は、基板端においてクラック形成を開始する際に、予め、推定したクラック形 成予定ライン上の基板端に、トリガ形成部の位置を設定することを特徴とする請求項
12に記載のクラック形成装置。
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