レーザスクライブ装置及び方法
【課題】 レーザスクライブを行いながら、実際にスクライブされた位置を検出し、予め設定された割断予定線に近づくようにフィードバック補正を行う装置及び方法を提供する。
【解決手段】 被割断基板上の予め設定された割断予定線に沿ってスクライブ線が形成されるように、レーザ光線からなる加熱ビームを照射させ、冷却剤を吹き付ける、レーザスクライブ装置において、前記スクライブ線の発生位置を検出するスクライブ線発生位置検出手段と、前記割断予定線に対する前記スクライブ線の発生位置のずれ量を演算するスクライブ位置ずれ量演算手段と、前記割断予定線に対するスクライブ線の発生位置を変更できるスクライブ位置変更手段とを用いた、装置及び方法。
【解決手段】 被割断基板上の予め設定された割断予定線に沿ってスクライブ線が形成されるように、レーザ光線からなる加熱ビームを照射させ、冷却剤を吹き付ける、レーザスクライブ装置において、前記スクライブ線の発生位置を検出するスクライブ線発生位置検出手段と、前記割断予定線に対する前記スクライブ線の発生位置のずれ量を演算するスクライブ位置ずれ量演算手段と、前記割断予定線に対するスクライブ線の発生位置を変更できるスクライブ位置変更手段とを用いた、装置及び方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被割断基板に設定した割断予定線に、スクライブ線を形成する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレーや半導体チップなどの製造工程では、製造効率を上げるために、１つのウエハーや基板（以下、基板）にいくつもの製品を形成した後、所定の大きさに分割する方法が採用されている。前記フラットパネルディスプレーや半導体チップは、ガラスやセラミックス、シリコンなどの脆性材料で形成されており、前記基板の分割（以下、割断）は、次のように行われている。
【０００３】
まず、被割断基板の表面にスクライブ線を形成する。前記スクライブ線とは、被割断基板において、割断予定線上に連続して形成される浅い亀裂のことである。
【０００４】
次いで、形成した前記スクライブ線のまわりに曲げモーメントを加え、浅い亀裂を被割断基板の板厚方向に伸展させることで割断予定線を境に、被割断基板が割断される。
【０００５】
前記スクライブ線の形成法の一つに、レーザスクライブ法がある。
レーザスクライブ法とは、
１）被割断基板上に予め割断予定線を設定し、
２）前記割断予定線に沿って、前記割断予定線をなぞるように、赤外線レーザを用いた加熱ビームを照射させて、被割断基板表面を加熱し、
３）前記加熱された部分に追従させて、冷却用のミストを噴霧して、前記加熱された部分を冷却し、
前記加熱と前記冷却を連続して実施することで、被割断基板の表面に、連続した浅い亀裂を形成する手法である。
【０００６】
前記レーザスクライブ法では、割断予定線上の、被割断基板の割断開始端部に、微小な初期亀裂が形成される。前記初期亀裂部分から、前記加熱と前記冷却が連続して行われるので、被割断基板表面上に、連続した浅い亀裂が形成される。
【０００７】
前記加熱ビームは所定の幅と長さを有しており、前記加熱ビームの照射により、被割断基板表面で吸収された熱が内部伝わり、被割断基板内部の温度も上昇する。この時、加熱された部分では、材料が加熱によって膨張しようとする力が働いた状態になっている。
【０００８】
次いで、前記加熱された部分を冷却すると、材料が収縮しようとする力が働いた状態になる。この時、被割断基板の表面は冷却されて、収縮しようとする力が働くが、被割断基板の材料内部は未だ温度が高く、膨張しようとする力が働いたままであるため、表面の亀裂が広がる。その後、基板表面と内部の温度が均一となり、亀裂は見えなくなる。
【０００９】
レーザスクライブされた被割断基板は、割断予定線に正しくレーザスクライブが施されたものとして、割断が行われる。
【００１０】
レーザスクライブ法では、加熱と冷却を続けて行うことによって起きる、被割断基板の表面と内部に生じる力の変化を利用している。そのため、力のバランスを保つことが、スクライブ線の直進性を高めることにつながる。
【００１１】
特許文献１によれば、レーザスクライブにより形成された亀裂部分に、マーキング剤を噴霧することで、前記亀裂が認識できるようする技術が開示されている。
【００１２】
特許文献２によれば、レーザスクライブにより形成されたスクライブ線に、再びレーザを照射して被割断基板を割断する際に、割断発生の位置を検知し、その場所が適正であるかを判断し、調整する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−０１８７２３
【特許文献２】特表２００８−５０３３５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
レーザスクライブ法による脆性材料の割断において、加熱部分や冷却部分、割断予定線付近に働く力のバランスが変わると、スクライブ線の直進性が変化してしまう。
【００１５】
図５に、従来のレーザスクライブ装置及び方法により割断された基板の平面図を示す。
被割断基板１０に対して、割断予定線８１ａ，８２ａ，８３ａを設定する。割断予定線８１ａ，８２ａ，８３ａに対する、実際の割断線を８１ｂ，８２ｂ，８３ｂとする。この状態は、レーザスクライブが正しく行われなかった場合の典型例である。
【００１６】
実際の割断線８１ｂは、割断途中で割断予定線８１ａから逸脱し、途中で割断が止まっている。
【００１７】
実際の割断線８２ｂは、割断予定線８２ａに対してやや蛇行するものの、概ね割断予定線８２ａに沿って形成されている。
【００１８】
実際の割断線８３ｂは、割断予定線８３ａに沿っているが、割断予定線８３ａから少し離れた状態で形成されている。
【００１９】
前述のように、レーザスクライブが正しく行われていないと、途中で割断が止まり基板の割断ができなかったり、割断後の蛇行の幅が所望の値より大きかったり、所定の位置からずれて割断されたりする。
【００２０】
前述のスクライブ線の直進性を変化させる、力のバランスが変わる要因として、
レーザ発信器や光学部品の経時変化などにより、加熱ビームの形状や温度分布などが変化する場合や、
冷却ミストの粒子分布や噴霧形状、噴霧位置などが変化する場合や、
被割断基板の内部組成や厚みの均一性などにばらつきがある場合や、
被割断基板と、前記基板を支える手段との平行度にばらつきがある場合や、
被割断基板を支える手段から働く、前記基板を保持する力などの外力に変化がある場合、などが挙げられる。
【００２１】
前述の要因は、突発的に表れたり、実際の直進性に影響が及ぶ程度が小さいといったこともあり、レーザスクライブ装置が、一般公差や所定の公差の範囲内で加工及び組立されていれば、許容されていた場合もあった。しかし、レーザスクライブで割断された基板を組み込んだ製品に対して、高い加工精度が求めらるようになり、許容し難くなってきた。
【００２２】
そのため、予め設定した割断予定線に対して、実際に形成されたスクライブ線を一致させることは、加工精度の向上に繋がり、割断後の基板を組み込んだ製品を組み立てる際に、重要となる。
【００２３】
レーザスクライブ法では、前記スクライブ線の加工精度が規定範囲内かどうかは、実際に割断してからでないと、分からない。しかし、亀裂部分にマーキング剤を使用することは、被割断基板を汚し、後洗浄工程を要し、採用できない場合が多い。
【００２４】
もし、前記スクライブ線が途中までしか形成されていなかったとか、前記スクライブ線の加工精度が悪くなっていたことが、基板の割断後に分かったとしても、不良品が発生してしまっているので、生産を中断して再調整する必要がある。
【００２５】
さらに、前記スクライブ線の加工の位置を再調整する作業と、許容できる範囲かどうかの確認のための作業に、多大な時間と労力を費やしていた。
【００２６】
そこで本発明の目的は、レーザスクライブを行いながら、実際にスクライブされた位置を検出し、予め設定された割断予定線に近づくようにフィードバック補正を行う装置及び方法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】
【００２７】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
被割断基板上の予め設定された割断予定線に沿って、スクライブ線が形成されるように、レーザ光線からなる加熱ビームを照射させる手段と、冷却剤を吹き付ける手段とを備えた、レーザスクライブ装置において、
前記スクライブ線の発生位置を検出する、位置検出手段と、
前記割断予定線に対する、前記スクライブ線の発生位置のずれ量を演算する、位置ずれ量演算手段と、
前記割断予定線に対するスクライブ線の発生位置を変更できる、スクライブ位置変更手段とを備えることを特徴とする、レーザスクライブ装置である。
【００２８】
請求項２に記載の発明は、
前記スクライブ線の形成中に、前記位置ずれ量演算手段からの情報を用いて、前記スクライブ線の発生位置を調節ができることを特徴とする、請求項１に記載のレーザスクライブ装置である。
【００２９】
請求項３に記載の発明は、
前記スクライブ位置変更手段が、少なくとも前記加熱ビームの照射位置を変更させる手段若しくは、前記冷却剤の吹き付ける位置を変更させる手段のいずれかを含むことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のレーザスクライブ装置である。
【００３０】
請求項４に記載の発明は、
被割断基板上の予め設定された割断予定線に沿って、スクライブ線が形成されるように、レーザ光線からなる加熱ビームを照射させるステップと、冷却剤を吹き付けるステップとを有する、レーザスクライブ方法において、
前記スクライブ線の発生位置を検出する、位置検出ステップと、
前記割断予定線に対する、前記スクライブ線の発生位置のずれ量を演算する、位置ずれ量演算ステップと、
前記割断予定線に対するスクライブ線の発生位置を調節する、スクライブ位置変更ステップを有することを特徴とする、レーザスクライブ方法である。
【００３１】
請求項５に記載の発明は、
前記スクライブ線を形成しながら、前記位置ずれ量演算ステップにおける情報を用いて、前記スクライブ位置変更ステップにおける前記スクライブ線の発生位置を調節するステップを有することを特徴とする、
請求項４に記載のレーザスクライブ方法である。
【００３２】
請求項６に記載の発明は、
前記スクライブ位置変更ステップが、少なくとも前記加熱ビームの照射位置を変更させるステップ若しくは、前記冷却剤の吹き付ける位置を変更させるステップのいずれかを有することを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載のレーザスクライブ方法である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の装置及び方法を用いるので、真直度の高いスクライブ線を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のレーザスクライブ装置の斜視図である。
【図２】本発明のスクライブヘッド部の主要機器構成を示した要部構成図である。
【図３】本発明のレーザスクライブ装置のシステム構成図である。
【図４】本発明のレーザスクライブの手順を示すフロー図である。
【図５】従来のレーザスクライブ装置及び方法により割断された基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、レーザスクライブ装置を示した斜視図である。
図２は、レーザスクライブ装置のスクライブヘッド部の主要機器構成を示した要部構成図である。各図において直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面は水平面、Ｚ方向は鉛直方向である。
【００３６】
レーザスクライブ装置１は、装置ベース１１と、装置ベース１１上に取り付けられた支柱１２と、支柱１２の上に取り付けられた梁部１３とからなる門型の構造物を含んで、構成されている。さらに、レーザスクライブ装置１は、ステージ部２と、スクライブヘッド部３と、各部の機器を制御するためのコントローラや、装置の操作を行うための機器が収納された、制御部９とが含まれて構成されている。
【００３７】
ステージ部２は、装置ベース１１上に取り付けられた、Ｘ軸ステージ２１と、Ｘ軸ステージ２１上に取り付けられた、テーブル２２が含まれて、構成されている。Ｘ軸ステージ２１は、テーブル２２を、Ｘ方向に移動させることができる。
【００３８】
テーブル２２上には、被割断基板１０が載置される。テーブル２２の表面には、溝や孔が設けられており、前記溝や孔は、開閉制御用バルブを介して真空源に接続されている。テーブル２２に載置された被割断基板１０は、負圧により吸着保持され、移動中に位置ずれしないようになっている。
【００３９】
ステージ部２は、前記のような構成をしているので、テーブル２２上に載置された被割断基板１０をＸ方向に移動させることができる。
【００４０】
スクライブヘッド部３は、レーザスクライブ装置１の装置ベース１１上に取り付けられた、支柱１２と梁１３とからなる門型の構造物に取り付けられた、Ｙ１軸ステージ３１に取り付けられており、Ｙ方向に移動できるように構成されている。
【００４１】
また、スクライブヘッド部３は、下面が開いた箱型の筐体３０からなり、筐体３０内側に取り付けられた、初期亀裂形成手段４と、レーザ光線照射ユニット５と、冷却ユニット６と、スクライブ位置検出部７とを含んで構成されている。
【００４２】
初期亀裂形成手段４は、アクチュエータ４１と、アクチュエータ４１に取り付けられたホイールホルダ４２と、ホイールホルダ４２に取り付けられたスクライブホイール４３とを含んで、構成されている。
【００４３】
アクチュエータ４１がＺ方向下向きに動くことにより、ホイールホルダ４２とスクライブホイール４３がＺ方向下向きに移動し、スクライブホイール４３が被割断基板１０に押し付けられることで、被割断基板１０の割断開始端部に微小な初期亀裂４０を付ける事ができる。
【００４４】
レーザ光線照射ユニット５は、スクライブヘッド部３の筐体３０上に取り付けられた、Ｙ２軸ステージ５４と、Ｙ２軸ステージ５４上に取り付けられたホルダ５５と、ホルダ５５に取り付けられた、ミラー５３とレンズ５６とを含んで構成されている。
【００４５】
レーザ発信器５１から照射され、ミラーやレンズなどを用いて導かれたレーザ光線５２が、レーザ光線照射ユニット５のミラー５３に向けてに照射されている。ミラー５３に照射されたレーザ光線５２は、角度を変えて反射され、レンズ５６に照射される。
【００４６】
レンズ５６に照射されたレーザ光線は、所定の形状に成形され、被割断基板１０に向かって、加熱ビーム５０として照射される。
【００４７】
Ｙ２軸ステージ５４は、ホルダ５５を、Ｙ方向に移動させることができる。これにより、被割断基板１０に対する加熱ビーム５０の照射位置を、Ｙ方向に移動させることができる。
【００４８】
冷却ユニット６は、空気や水、その他の流体や混合物からなる冷媒などの冷却剤を供給する冷却剤供給手段と、ガラス基板に向かって前記冷却剤を吹き付ける手段である冷却ノズル６１とを含んで構成されている。
【００４９】
冷却ノズル６１は、スクライブヘッド部３の筐体３０上に取り付けられた、Ｙ３軸ステージ６２上に取り付けられており、Ｙ方向に移動させることができる。これにより、被割断基板１０に対する冷却ミスト６０の噴霧位置を、Ｙ方向に移動させることができる。
【００５０】
スクライブ位置検出部７は、位置検出器７１を含んで構成されている。位置検出器７１から、被割断基板１０に向かって、測定用光線７０が照射される。
【００５１】
測定用光線７０は、被割断基板１０で反射され、位置検出器７１の受光部に照射される。前記受光部に照射される光線は、被割断基板の表面の凹凸や、レーザスクライブ直後に開口した部分１０ｃのＹ方向の位置を検出することができる。
【００５２】
被割断基板１０は、テーブル２２に載置された状態で、矢印２０で示される方向に移動される。また、初期亀裂形成手段４のスクライブホイール４３を用いて、予め設定された割断予定線１０ａの端部に微小な初期亀裂４０が付けられる。
【００５３】
初期亀裂４０を付けた後は、アクチュエータ４１をＺ方向上向きに動かし、スクライブホイール４３を被割断基板１０から遠ざける。
【００５４】
引き続き、割断予定線１０ａは、レーザ光線照射ユニット５から出射される加熱ビーム５０により加熱され、冷却ユニット６から吹き付けられる冷却ミスト６０によって冷却される。この一連の動作によって、微小な初期亀裂４０が開始点となり、被割断基板１０の表面にレーザスクライブと呼ばれる処理が施され、実際のスクライブ線１０ｂが連続して形成される。
【００５５】
実際のスクライブ線１０ｂは、時間が経つと、光学的な観察手段では、全く検知できない。しかし、被割断基板１０を加熱し、冷却した直後は、ごく僅かではあるが、上面の一部が開口した状態になる。開口した部分１０ｃを観察できるように、位置検出器７１を冷却ノズル６１の近傍に配置し、開口した部分１０ｃに位置検出器７１の測定用光線７０を照射する。
【００５６】
図３は、本発明のレーザスクライブ装置のシステム構成図である。
図３に示すように、制御部９には、制御用コンピュータ９０と、情報入力手段９１と、情報出力手段９２と、発報手段９３と、情報記録手段９４と、機器制御ユニット９５とが接続されて含まれている。
【００５７】
制御用コンピュータ９０としては、マイコン、パソコン、ワークステーションなどの、数値演算ユニットが搭載されたものが例示される。
情報入力手段９１としては、キーボードやマウスやスイッチなどが例示される。
情報出力手段９２としては、画像表示ディスプレイやランプなどが例示される。
【００５８】
発報手段９３としては、ブザーやスピーカ、ランプなど、作業者に注意喚起できるものが例示される。
情報記録手段９４としては、メモリーカードやデータディスクなどの、半導体記録媒体や磁気記録媒体や光磁気記録媒体などが例示される。
機器制御ユニット９５としては、プログラマブルコントローラやモーションコントローラと呼ばれる機器などが例示される。
【００５９】
機器制御ユニット９５には、Ｘ軸ステージ２１と、Ｙ１軸ステージ３１と、イニシャルクラック生成手段部４のアクチュエータ４１と、レーザ発信器５１と、ミスト６０のＯＮ／ＯＦＦ切替用制御バルブ、Ｙ２軸ステージ５４、Ｙ３軸ステージ６２、位置検出器７１と、その他の制御機器（図示せず）とが、接続されている。
【００６０】
機器制御ユニット９５は、前述の接続された各機器に対して制御用信号を与えることにより、前記各機器を動作させたり静止させたりすることができるようになっている。
【００６１】
スクライブ位置やスクライブに必要な諸条件の設定は、制御部９の制御コンピュータ９０に接続された、情報入力手段９１を用いて行われ、情報表示手段９２によって確認することができる。また、前記設定は、適宜読み出し、編集し、変更することができ、制御コンピュータ９０に接続された情報記録手段９４に登録することが可能である。
【００６２】
図４は、レーザスクライブ装置１を用いて行う、レーザスクライブの手順を各ステップ毎に示した、フロー図である。
被割断基板１０をテーブル２２に載置し（ｓ１０１）、被割断基板１０を吸着保持する（ｓ１０２）。
【００６３】
次に、被割断基板１０上のアライメントマークを読み取り（ｓ１０３）、テーブル２２上に載置された被割断基板１０のアライメント動作を行う。
【００６４】
次に、被割断基板１０上の割断予定線１０ａに沿って、レーザスクライブ動作を行う（ｓ１０４）。この時、位置検出器７１を用いて、スクライブ直後の開口した部分１０ｃの位置を検出し、実際のスクライブ線１０ｂの発生位置として検出する（ｓ１０５）。
【００６５】
次に、割断予定線１０ａに対する、実際のスクライブ線１０ｂの発生位置のＹ方向のずれ量を演算する（ｓ１０６）。
【００６６】
次に、前記Ｙ方向のずれ量が、予め設定しておいた、適正範囲かどうかを判断する（ｓ１０７）。
【００６７】
もし、前記Ｙ方向のずれ量が適正範囲内であれば、スクライブを継続（ｓ１０８）し、１ラインのスクライブが終了しているかどうかを判断する（ｓ１０９）。
【００６８】
スクライブ中であれば、スクライブを継続し、再びスクライブ線の発生位置を検出し（ｓ１０５）、前記ステップ（ｓ１０６〜ｓ１０９）を継続する。
【００６９】
１ラインのスクライブが終了すれば、それで全てのスクライブが終了かどうかを判断する（ｓ１１０）。他にスクライブを行う必要があれば、被割断基板１０上の割断予定線に沿って、レーザスクライブ動作を行い（ｓ１０４）、前記ステップ（ｓ１０５〜ｓ１１０）を継続する。
【００７０】
全てのスクライブが終了すれば、基板載置テーブル２２を、被割断基板の払出位置に移動させる。
【００７１】
次に、被割断基板１０の吸着を解除し（ｓ１１１）、被割断基板１０を基板載置テーブル２２から取り出す（ｓ１１２）。
【００７２】
前記ステップｓ１０７において、前記Ｙ方向のずれ量が、適正範囲でなければ、事前に選択されたケースＡ〜Ｃに従って動作が継続される（ｓ１１３）。
【００７３】
ケースＡ：加熱ビーム５０の照射位置や、冷却ミスト６０の噴霧位置をＹ方向に変更し、スクライブ線の発生位置を変更させる（ｓ１１４）。
【００７４】
この時、割断予定線１０ａに対して、実際のスクライブ線１０ｂの発生位置が、Ｙ方向の矢印の方向に５０μｍずれていたとすると、加熱ビーム５０の照射位置や、冷却ミスト６０の噴霧位置をＹ方向の矢印と反対方向に５０μｍずらす。そうすることで、実際のスクライブ線１０ｂの発生位置が、割断予定線１０ａに近づく。
【００７５】
ケースＢ：そのままの状態で、スクライブを継続させる（ｓ１１５）。ケースＣ：スクライブを中断させる（ｓ１１６）。その後、発報手段９３を通じて、作業者にスクライブ位置のＹ方向のずれ量が適正範囲から外れたことを知らせる（ｓ１１７）。
【００７６】
前記ステップｓ１１４において、加熱ビームの照射位置だけを変更したり、冷却ミストの噴霧位置だけを変更したり、共に変更するかは、事前に設定しておく。また、スクライブヘッド全体の位置をＹ方向に変更しても良い。
【００７７】
レーザスクライブ装置１は、前記のように、スクライブ線の発生位置を検出する、位置検出手段である位置検出部７と、割断予定線１０ａに対するスクライブ線の発生位置のずれ量を演算する、位置ずれ量演算手段である、制御用コンピュータ９０を制御部９を含んだ構成をしているので、被割断基板１０上に設定された割断予定線に対して、レーザスクライブを行い、その後すぐに実際にスクライブされて開口した部分１０ｃの位置を知ることができる。
【００７８】
その上、少なくとも加熱ビーム５０の照射位置変更手段若しくは、冷却ミスト６０の吹き付け位置変更手段のいずれかを含む構成をしているため、割断予定線１０ａ上に予め設定したＹ方向の範囲内でレーザスクライブができるように、加熱ビーム５０の照射位置や冷却ミスト６０の噴霧位置をフィードバック補正しながら逐次変更することができる。
【００７９】
加熱ビーム５０の照射位置や冷却ミスト６０の噴霧位置のどちらを、どの程度変更させるかといったフィードバック補正の条件は、事前に行ったテスト結果を元に決定すれば良い。また、前記フィードバック補正の条件は、制御部９の情報記録手段９４に登録し、制御用コンピュータ９０にて適宜読み出して用いれば良い。
【００８０】
前述のようにすることで、真直度の高いスクライブ線を形成することができ、次工程で基板を割断した時に、割断面の寸法精度が高くなる。割断面の寸法精度が高くなったことにより、フレームにはめ込む場合に、寸法が合わずにはめ込みできないという不具合を減らすことができる。
【００８１】
フレームと被割断基板との間に、緩衝材料となるような材料を注入する場合においても、適正な隙間が保てるようになる。その結果、緩衝材料を適切に使用することができ、強度低下を防ぐことができる。
【００８２】
また、被割断基板の内部に残留応力がある被割断基板をスクライブする場合や、テーブル２２の平坦度が悪い場合や、被割断基板を保持する仕方や重力によって被割断基板基板に外力が加わった場合には、従来のレーザスクライブ装置及び方法では、図５で示した実際の割断線８１ｂの様な現象が頻発していた。
【００８３】
しかし、本発明のレーザスクライブ装置及び方法では、予め設定した割断予定線から大きく逸脱することなく、連続したスクライブ線が形成された。そのため、割断不良で廃棄する基板が減り、歩留まりが向上した。
【実施例】
【００８４】
被割断基板１０として、Ｘ方向に５００ｍｍ、Ｙ方向に４００ｍｍ、Ｚ方向に（厚さ）０．７ｍｍの、無アルカリガラスを用い、矢印２０の方向に２００ｍｍ／秒の速度で、レーザスクライブを行った。従来の装置及び方法を用いてレーザスクライブした場合では、Ｙ方向に±７０〜１００μｍの範囲であった。本発明の装置及び方法を用いてレーザスクライブした後、割断後の実際の割断線の位置を測定したところ、予め設定された割断予定線に対して、Ｙ方向に±１０〜３０μｍの範囲であった。よって、本発明の装置及び方法を用いることで、スクライブ線の直進性が向上したことが認められた。
【符号の説明】
【００８５】
１ レーザスクライブ装置
２ ステージ部
３ スクライブヘッド部
４ 初期亀裂形成手段
５ レーザ光線照射ユニット
６ 冷却ユニット
７ スクライブ位置検出部
９ 制御部
１０ 被割断基板
１０ａ 割断予定線
１０ｂ 実際のスクライブ線
１０ｃ 開口した部分
１１ 装置ベース
１２ 支柱
１３ 梁部
２０ 矢印
２１ Ｘ軸ステージ
２２ テーブル
３０ 筐体
３１ Ｙ１軸ステージ
４０ 初期亀裂
４１ アクチュエータ
４２ ホイールホルダ
４３ スクライブホイール
５０ 加熱ビーム
５１ レーザ発信器
５２ レーザ光線
５３ ミラー
５４ Ｙ２軸ステージ
５５ ホルダ
５６ レンズ
６０ 冷却ミスト
６１ 冷却ノズル
６２ Ｙ３軸ステージ
７０ 計測用光線
７１ 位置検出器
８１ａ スクライブ予定線
８１ｂ 実際の割断線
８２ａ スクライブ予定線
８２ｂ 実際の割断線
８３ａ スクライブ予定線
８３ｂ 実際の割断線
９０ 制御用コンピュータ
９１ 情報入力手段
９２ 情報表示手段
９３ 発報手段
９４ 情報記録手段
９５ 機器制御ユニット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被割断基板に設定した割断予定線に、スクライブ線を形成する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フラットパネルディスプレーや半導体チップなどの製造工程では、製造効率を上げるために、１つのウエハーや基板（以下、基板）にいくつもの製品を形成した後、所定の大きさに分割する方法が採用されている。前記フラットパネルディスプレーや半導体チップは、ガラスやセラミックス、シリコンなどの脆性材料で形成されており、前記基板の分割（以下、割断）は、次のように行われている。
【０００３】
まず、被割断基板の表面にスクライブ線を形成する。前記スクライブ線とは、被割断基板において、割断予定線上に連続して形成される浅い亀裂のことである。
【０００４】
次いで、形成した前記スクライブ線のまわりに曲げモーメントを加え、浅い亀裂を被割断基板の板厚方向に伸展させることで割断予定線を境に、被割断基板が割断される。
【０００５】
前記スクライブ線の形成法の一つに、レーザスクライブ法がある。
レーザスクライブ法とは、
１）被割断基板上に予め割断予定線を設定し、
２）前記割断予定線に沿って、前記割断予定線をなぞるように、赤外線レーザを用いた加熱ビームを照射させて、被割断基板表面を加熱し、
３）前記加熱された部分に追従させて、冷却用のミストを噴霧して、前記加熱された部分を冷却し、
前記加熱と前記冷却を連続して実施することで、被割断基板の表面に、連続した浅い亀裂を形成する手法である。
【０００６】
前記レーザスクライブ法では、割断予定線上の、被割断基板の割断開始端部に、微小な初期亀裂が形成される。前記初期亀裂部分から、前記加熱と前記冷却が連続して行われるので、被割断基板表面上に、連続した浅い亀裂が形成される。
【０００７】
前記加熱ビームは所定の幅と長さを有しており、前記加熱ビームの照射により、被割断基板表面で吸収された熱が内部伝わり、被割断基板内部の温度も上昇する。この時、加熱された部分では、材料が加熱によって膨張しようとする力が働いた状態になっている。
【０００８】
次いで、前記加熱された部分を冷却すると、材料が収縮しようとする力が働いた状態になる。この時、被割断基板の表面は冷却されて、収縮しようとする力が働くが、被割断基板の材料内部は未だ温度が高く、膨張しようとする力が働いたままであるため、表面の亀裂が広がる。その後、基板表面と内部の温度が均一となり、亀裂は見えなくなる。
【０００９】
レーザスクライブされた被割断基板は、割断予定線に正しくレーザスクライブが施されたものとして、割断が行われる。
【００１０】
レーザスクライブ法では、加熱と冷却を続けて行うことによって起きる、被割断基板の表面と内部に生じる力の変化を利用している。そのため、力のバランスを保つことが、スクライブ線の直進性を高めることにつながる。
【００１１】
特許文献１によれば、レーザスクライブにより形成された亀裂部分に、マーキング剤を噴霧することで、前記亀裂が認識できるようする技術が開示されている。
【００１２】
特許文献２によれば、レーザスクライブにより形成されたスクライブ線に、再びレーザを照射して被割断基板を割断する際に、割断発生の位置を検知し、その場所が適正であるかを判断し、調整する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００８−０１８７２３
【特許文献２】特表２００８−５０３３５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
レーザスクライブ法による脆性材料の割断において、加熱部分や冷却部分、割断予定線付近に働く力のバランスが変わると、スクライブ線の直進性が変化してしまう。
【００１５】
図５に、従来のレーザスクライブ装置及び方法により割断された基板の平面図を示す。
被割断基板１０に対して、割断予定線８１ａ，８２ａ，８３ａを設定する。割断予定線８１ａ，８２ａ，８３ａに対する、実際の割断線を８１ｂ，８２ｂ，８３ｂとする。この状態は、レーザスクライブが正しく行われなかった場合の典型例である。
【００１６】
実際の割断線８１ｂは、割断途中で割断予定線８１ａから逸脱し、途中で割断が止まっている。
【００１７】
実際の割断線８２ｂは、割断予定線８２ａに対してやや蛇行するものの、概ね割断予定線８２ａに沿って形成されている。
【００１８】
実際の割断線８３ｂは、割断予定線８３ａに沿っているが、割断予定線８３ａから少し離れた状態で形成されている。
【００１９】
前述のように、レーザスクライブが正しく行われていないと、途中で割断が止まり基板の割断ができなかったり、割断後の蛇行の幅が所望の値より大きかったり、所定の位置からずれて割断されたりする。
【００２０】
前述のスクライブ線の直進性を変化させる、力のバランスが変わる要因として、
レーザ発信器や光学部品の経時変化などにより、加熱ビームの形状や温度分布などが変化する場合や、
冷却ミストの粒子分布や噴霧形状、噴霧位置などが変化する場合や、
被割断基板の内部組成や厚みの均一性などにばらつきがある場合や、
被割断基板と、前記基板を支える手段との平行度にばらつきがある場合や、
被割断基板を支える手段から働く、前記基板を保持する力などの外力に変化がある場合、などが挙げられる。
【００２１】
前述の要因は、突発的に表れたり、実際の直進性に影響が及ぶ程度が小さいといったこともあり、レーザスクライブ装置が、一般公差や所定の公差の範囲内で加工及び組立されていれば、許容されていた場合もあった。しかし、レーザスクライブで割断された基板を組み込んだ製品に対して、高い加工精度が求めらるようになり、許容し難くなってきた。
【００２２】
そのため、予め設定した割断予定線に対して、実際に形成されたスクライブ線を一致させることは、加工精度の向上に繋がり、割断後の基板を組み込んだ製品を組み立てる際に、重要となる。
【００２３】
レーザスクライブ法では、前記スクライブ線の加工精度が規定範囲内かどうかは、実際に割断してからでないと、分からない。しかし、亀裂部分にマーキング剤を使用することは、被割断基板を汚し、後洗浄工程を要し、採用できない場合が多い。
【００２４】
もし、前記スクライブ線が途中までしか形成されていなかったとか、前記スクライブ線の加工精度が悪くなっていたことが、基板の割断後に分かったとしても、不良品が発生してしまっているので、生産を中断して再調整する必要がある。
【００２５】
さらに、前記スクライブ線の加工の位置を再調整する作業と、許容できる範囲かどうかの確認のための作業に、多大な時間と労力を費やしていた。
【００２６】
そこで本発明の目的は、レーザスクライブを行いながら、実際にスクライブされた位置を検出し、予め設定された割断予定線に近づくようにフィードバック補正を行う装置及び方法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】
【００２７】
以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、
被割断基板上の予め設定された割断予定線に沿って、スクライブ線が形成されるように、レーザ光線からなる加熱ビームを照射させる手段と、冷却剤を吹き付ける手段とを備えた、レーザスクライブ装置において、
前記スクライブ線の発生位置を検出する、位置検出手段と、
前記割断予定線に対する、前記スクライブ線の発生位置のずれ量を演算する、位置ずれ量演算手段と、
前記割断予定線に対するスクライブ線の発生位置を変更できる、スクライブ位置変更手段とを備えることを特徴とする、レーザスクライブ装置である。
【００２８】
請求項２に記載の発明は、
前記スクライブ線の形成中に、前記位置ずれ量演算手段からの情報を用いて、前記スクライブ線の発生位置を調節ができることを特徴とする、請求項１に記載のレーザスクライブ装置である。
【００２９】
請求項３に記載の発明は、
前記スクライブ位置変更手段が、少なくとも前記加熱ビームの照射位置を変更させる手段若しくは、前記冷却剤の吹き付ける位置を変更させる手段のいずれかを含むことを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載のレーザスクライブ装置である。
【００３０】
請求項４に記載の発明は、
被割断基板上の予め設定された割断予定線に沿って、スクライブ線が形成されるように、レーザ光線からなる加熱ビームを照射させるステップと、冷却剤を吹き付けるステップとを有する、レーザスクライブ方法において、
前記スクライブ線の発生位置を検出する、位置検出ステップと、
前記割断予定線に対する、前記スクライブ線の発生位置のずれ量を演算する、位置ずれ量演算ステップと、
前記割断予定線に対するスクライブ線の発生位置を調節する、スクライブ位置変更ステップを有することを特徴とする、レーザスクライブ方法である。
【００３１】
請求項５に記載の発明は、
前記スクライブ線を形成しながら、前記位置ずれ量演算ステップにおける情報を用いて、前記スクライブ位置変更ステップにおける前記スクライブ線の発生位置を調節するステップを有することを特徴とする、
請求項４に記載のレーザスクライブ方法である。
【００３２】
請求項６に記載の発明は、
前記スクライブ位置変更ステップが、少なくとも前記加熱ビームの照射位置を変更させるステップ若しくは、前記冷却剤の吹き付ける位置を変更させるステップのいずれかを有することを特徴とする、請求項４又は請求項５に記載のレーザスクライブ方法である。
【発明の効果】
【００３３】
本発明の装置及び方法を用いるので、真直度の高いスクライブ線を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明のレーザスクライブ装置の斜視図である。
【図２】本発明のスクライブヘッド部の主要機器構成を示した要部構成図である。
【図３】本発明のレーザスクライブ装置のシステム構成図である。
【図４】本発明のレーザスクライブの手順を示すフロー図である。
【図５】従来のレーザスクライブ装置及び方法により割断された基板の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
図１は、レーザスクライブ装置を示した斜視図である。
図２は、レーザスクライブ装置のスクライブヘッド部の主要機器構成を示した要部構成図である。各図において直交座標系の３軸をＸ、Ｙ、Ｚとし、ＸＹ平面は水平面、Ｚ方向は鉛直方向である。
【００３６】
レーザスクライブ装置１は、装置ベース１１と、装置ベース１１上に取り付けられた支柱１２と、支柱１２の上に取り付けられた梁部１３とからなる門型の構造物を含んで、構成されている。さらに、レーザスクライブ装置１は、ステージ部２と、スクライブヘッド部３と、各部の機器を制御するためのコントローラや、装置の操作を行うための機器が収納された、制御部９とが含まれて構成されている。
【００３７】
ステージ部２は、装置ベース１１上に取り付けられた、Ｘ軸ステージ２１と、Ｘ軸ステージ２１上に取り付けられた、テーブル２２が含まれて、構成されている。Ｘ軸ステージ２１は、テーブル２２を、Ｘ方向に移動させることができる。
【００３８】
テーブル２２上には、被割断基板１０が載置される。テーブル２２の表面には、溝や孔が設けられており、前記溝や孔は、開閉制御用バルブを介して真空源に接続されている。テーブル２２に載置された被割断基板１０は、負圧により吸着保持され、移動中に位置ずれしないようになっている。
【００３９】
ステージ部２は、前記のような構成をしているので、テーブル２２上に載置された被割断基板１０をＸ方向に移動させることができる。
【００４０】
スクライブヘッド部３は、レーザスクライブ装置１の装置ベース１１上に取り付けられた、支柱１２と梁１３とからなる門型の構造物に取り付けられた、Ｙ１軸ステージ３１に取り付けられており、Ｙ方向に移動できるように構成されている。
【００４１】
また、スクライブヘッド部３は、下面が開いた箱型の筐体３０からなり、筐体３０内側に取り付けられた、初期亀裂形成手段４と、レーザ光線照射ユニット５と、冷却ユニット６と、スクライブ位置検出部７とを含んで構成されている。
【００４２】
初期亀裂形成手段４は、アクチュエータ４１と、アクチュエータ４１に取り付けられたホイールホルダ４２と、ホイールホルダ４２に取り付けられたスクライブホイール４３とを含んで、構成されている。
【００４３】
アクチュエータ４１がＺ方向下向きに動くことにより、ホイールホルダ４２とスクライブホイール４３がＺ方向下向きに移動し、スクライブホイール４３が被割断基板１０に押し付けられることで、被割断基板１０の割断開始端部に微小な初期亀裂４０を付ける事ができる。
【００４４】
レーザ光線照射ユニット５は、スクライブヘッド部３の筐体３０上に取り付けられた、Ｙ２軸ステージ５４と、Ｙ２軸ステージ５４上に取り付けられたホルダ５５と、ホルダ５５に取り付けられた、ミラー５３とレンズ５６とを含んで構成されている。
【００４５】
レーザ発信器５１から照射され、ミラーやレンズなどを用いて導かれたレーザ光線５２が、レーザ光線照射ユニット５のミラー５３に向けてに照射されている。ミラー５３に照射されたレーザ光線５２は、角度を変えて反射され、レンズ５６に照射される。
【００４６】
レンズ５６に照射されたレーザ光線は、所定の形状に成形され、被割断基板１０に向かって、加熱ビーム５０として照射される。
【００４７】
Ｙ２軸ステージ５４は、ホルダ５５を、Ｙ方向に移動させることができる。これにより、被割断基板１０に対する加熱ビーム５０の照射位置を、Ｙ方向に移動させることができる。
【００４８】
冷却ユニット６は、空気や水、その他の流体や混合物からなる冷媒などの冷却剤を供給する冷却剤供給手段と、ガラス基板に向かって前記冷却剤を吹き付ける手段である冷却ノズル６１とを含んで構成されている。
【００４９】
冷却ノズル６１は、スクライブヘッド部３の筐体３０上に取り付けられた、Ｙ３軸ステージ６２上に取り付けられており、Ｙ方向に移動させることができる。これにより、被割断基板１０に対する冷却ミスト６０の噴霧位置を、Ｙ方向に移動させることができる。
【００５０】
スクライブ位置検出部７は、位置検出器７１を含んで構成されている。位置検出器７１から、被割断基板１０に向かって、測定用光線７０が照射される。
【００５１】
測定用光線７０は、被割断基板１０で反射され、位置検出器７１の受光部に照射される。前記受光部に照射される光線は、被割断基板の表面の凹凸や、レーザスクライブ直後に開口した部分１０ｃのＹ方向の位置を検出することができる。
【００５２】
被割断基板１０は、テーブル２２に載置された状態で、矢印２０で示される方向に移動される。また、初期亀裂形成手段４のスクライブホイール４３を用いて、予め設定された割断予定線１０ａの端部に微小な初期亀裂４０が付けられる。
【００５３】
初期亀裂４０を付けた後は、アクチュエータ４１をＺ方向上向きに動かし、スクライブホイール４３を被割断基板１０から遠ざける。
【００５４】
引き続き、割断予定線１０ａは、レーザ光線照射ユニット５から出射される加熱ビーム５０により加熱され、冷却ユニット６から吹き付けられる冷却ミスト６０によって冷却される。この一連の動作によって、微小な初期亀裂４０が開始点となり、被割断基板１０の表面にレーザスクライブと呼ばれる処理が施され、実際のスクライブ線１０ｂが連続して形成される。
【００５５】
実際のスクライブ線１０ｂは、時間が経つと、光学的な観察手段では、全く検知できない。しかし、被割断基板１０を加熱し、冷却した直後は、ごく僅かではあるが、上面の一部が開口した状態になる。開口した部分１０ｃを観察できるように、位置検出器７１を冷却ノズル６１の近傍に配置し、開口した部分１０ｃに位置検出器７１の測定用光線７０を照射する。
【００５６】
図３は、本発明のレーザスクライブ装置のシステム構成図である。
図３に示すように、制御部９には、制御用コンピュータ９０と、情報入力手段９１と、情報出力手段９２と、発報手段９３と、情報記録手段９４と、機器制御ユニット９５とが接続されて含まれている。
【００５７】
制御用コンピュータ９０としては、マイコン、パソコン、ワークステーションなどの、数値演算ユニットが搭載されたものが例示される。
情報入力手段９１としては、キーボードやマウスやスイッチなどが例示される。
情報出力手段９２としては、画像表示ディスプレイやランプなどが例示される。
【００５８】
発報手段９３としては、ブザーやスピーカ、ランプなど、作業者に注意喚起できるものが例示される。
情報記録手段９４としては、メモリーカードやデータディスクなどの、半導体記録媒体や磁気記録媒体や光磁気記録媒体などが例示される。
機器制御ユニット９５としては、プログラマブルコントローラやモーションコントローラと呼ばれる機器などが例示される。
【００５９】
機器制御ユニット９５には、Ｘ軸ステージ２１と、Ｙ１軸ステージ３１と、イニシャルクラック生成手段部４のアクチュエータ４１と、レーザ発信器５１と、ミスト６０のＯＮ／ＯＦＦ切替用制御バルブ、Ｙ２軸ステージ５４、Ｙ３軸ステージ６２、位置検出器７１と、その他の制御機器（図示せず）とが、接続されている。
【００６０】
機器制御ユニット９５は、前述の接続された各機器に対して制御用信号を与えることにより、前記各機器を動作させたり静止させたりすることができるようになっている。
【００６１】
スクライブ位置やスクライブに必要な諸条件の設定は、制御部９の制御コンピュータ９０に接続された、情報入力手段９１を用いて行われ、情報表示手段９２によって確認することができる。また、前記設定は、適宜読み出し、編集し、変更することができ、制御コンピュータ９０に接続された情報記録手段９４に登録することが可能である。
【００６２】
図４は、レーザスクライブ装置１を用いて行う、レーザスクライブの手順を各ステップ毎に示した、フロー図である。
被割断基板１０をテーブル２２に載置し（ｓ１０１）、被割断基板１０を吸着保持する（ｓ１０２）。
【００６３】
次に、被割断基板１０上のアライメントマークを読み取り（ｓ１０３）、テーブル２２上に載置された被割断基板１０のアライメント動作を行う。
【００６４】
次に、被割断基板１０上の割断予定線１０ａに沿って、レーザスクライブ動作を行う（ｓ１０４）。この時、位置検出器７１を用いて、スクライブ直後の開口した部分１０ｃの位置を検出し、実際のスクライブ線１０ｂの発生位置として検出する（ｓ１０５）。
【００６５】
次に、割断予定線１０ａに対する、実際のスクライブ線１０ｂの発生位置のＹ方向のずれ量を演算する（ｓ１０６）。
【００６６】
次に、前記Ｙ方向のずれ量が、予め設定しておいた、適正範囲かどうかを判断する（ｓ１０７）。
【００６７】
もし、前記Ｙ方向のずれ量が適正範囲内であれば、スクライブを継続（ｓ１０８）し、１ラインのスクライブが終了しているかどうかを判断する（ｓ１０９）。
【００６８】
スクライブ中であれば、スクライブを継続し、再びスクライブ線の発生位置を検出し（ｓ１０５）、前記ステップ（ｓ１０６〜ｓ１０９）を継続する。
【００６９】
１ラインのスクライブが終了すれば、それで全てのスクライブが終了かどうかを判断する（ｓ１１０）。他にスクライブを行う必要があれば、被割断基板１０上の割断予定線に沿って、レーザスクライブ動作を行い（ｓ１０４）、前記ステップ（ｓ１０５〜ｓ１１０）を継続する。
【００７０】
全てのスクライブが終了すれば、基板載置テーブル２２を、被割断基板の払出位置に移動させる。
【００７１】
次に、被割断基板１０の吸着を解除し（ｓ１１１）、被割断基板１０を基板載置テーブル２２から取り出す（ｓ１１２）。
【００７２】
前記ステップｓ１０７において、前記Ｙ方向のずれ量が、適正範囲でなければ、事前に選択されたケースＡ〜Ｃに従って動作が継続される（ｓ１１３）。
【００７３】
ケースＡ：加熱ビーム５０の照射位置や、冷却ミスト６０の噴霧位置をＹ方向に変更し、スクライブ線の発生位置を変更させる（ｓ１１４）。
【００７４】
この時、割断予定線１０ａに対して、実際のスクライブ線１０ｂの発生位置が、Ｙ方向の矢印の方向に５０μｍずれていたとすると、加熱ビーム５０の照射位置や、冷却ミスト６０の噴霧位置をＹ方向の矢印と反対方向に５０μｍずらす。そうすることで、実際のスクライブ線１０ｂの発生位置が、割断予定線１０ａに近づく。
【００７５】
ケースＢ：そのままの状態で、スクライブを継続させる（ｓ１１５）。ケースＣ：スクライブを中断させる（ｓ１１６）。その後、発報手段９３を通じて、作業者にスクライブ位置のＹ方向のずれ量が適正範囲から外れたことを知らせる（ｓ１１７）。
【００７６】
前記ステップｓ１１４において、加熱ビームの照射位置だけを変更したり、冷却ミストの噴霧位置だけを変更したり、共に変更するかは、事前に設定しておく。また、スクライブヘッド全体の位置をＹ方向に変更しても良い。
【００７７】
レーザスクライブ装置１は、前記のように、スクライブ線の発生位置を検出する、位置検出手段である位置検出部７と、割断予定線１０ａに対するスクライブ線の発生位置のずれ量を演算する、位置ずれ量演算手段である、制御用コンピュータ９０を制御部９を含んだ構成をしているので、被割断基板１０上に設定された割断予定線に対して、レーザスクライブを行い、その後すぐに実際にスクライブされて開口した部分１０ｃの位置を知ることができる。
【００７８】
その上、少なくとも加熱ビーム５０の照射位置変更手段若しくは、冷却ミスト６０の吹き付け位置変更手段のいずれかを含む構成をしているため、割断予定線１０ａ上に予め設定したＹ方向の範囲内でレーザスクライブができるように、加熱ビーム５０の照射位置や冷却ミスト６０の噴霧位置をフィードバック補正しながら逐次変更することができる。
【００７９】
加熱ビーム５０の照射位置や冷却ミスト６０の噴霧位置のどちらを、どの程度変更させるかといったフィードバック補正の条件は、事前に行ったテスト結果を元に決定すれば良い。また、前記フィードバック補正の条件は、制御部９の情報記録手段９４に登録し、制御用コンピュータ９０にて適宜読み出して用いれば良い。
【００８０】
前述のようにすることで、真直度の高いスクライブ線を形成することができ、次工程で基板を割断した時に、割断面の寸法精度が高くなる。割断面の寸法精度が高くなったことにより、フレームにはめ込む場合に、寸法が合わずにはめ込みできないという不具合を減らすことができる。
【００８１】
フレームと被割断基板との間に、緩衝材料となるような材料を注入する場合においても、適正な隙間が保てるようになる。その結果、緩衝材料を適切に使用することができ、強度低下を防ぐことができる。
【００８２】
また、被割断基板の内部に残留応力がある被割断基板をスクライブする場合や、テーブル２２の平坦度が悪い場合や、被割断基板を保持する仕方や重力によって被割断基板基板に外力が加わった場合には、従来のレーザスクライブ装置及び方法では、図５で示した実際の割断線８１ｂの様な現象が頻発していた。
【００８３】
しかし、本発明のレーザスクライブ装置及び方法では、予め設定した割断予定線から大きく逸脱することなく、連続したスクライブ線が形成された。そのため、割断不良で廃棄する基板が減り、歩留まりが向上した。
【実施例】
【００８４】
被割断基板１０として、Ｘ方向に５００ｍｍ、Ｙ方向に４００ｍｍ、Ｚ方向に（厚さ）０．７ｍｍの、無アルカリガラスを用い、矢印２０の方向に２００ｍｍ／秒の速度で、レーザスクライブを行った。従来の装置及び方法を用いてレーザスクライブした場合では、Ｙ方向に±７０〜１００μｍの範囲であった。本発明の装置及び方法を用いてレーザスクライブした後、割断後の実際の割断線の位置を測定したところ、予め設定された割断予定線に対して、Ｙ方向に±１０〜３０μｍの範囲であった。よって、本発明の装置及び方法を用いることで、スクライブ線の直進性が向上したことが認められた。
【符号の説明】
【００８５】
１ レーザスクライブ装置
２ ステージ部
３ スクライブヘッド部
４ 初期亀裂形成手段
５ レーザ光線照射ユニット
６ 冷却ユニット
７ スクライブ位置検出部
９ 制御部
１０ 被割断基板
１０ａ 割断予定線
１０ｂ 実際のスクライブ線
１０ｃ 開口した部分
１１ 装置ベース
１２ 支柱
１３ 梁部
２０ 矢印
２１ Ｘ軸ステージ
２２ テーブル
３０ 筐体
３１ Ｙ１軸ステージ
４０ 初期亀裂
４１ アクチュエータ
４２ ホイールホルダ
４３ スクライブホイール
５０ 加熱ビーム
５１ レーザ発信器
５２ レーザ光線
５３ ミラー
５４ Ｙ２軸ステージ
５５ ホルダ
５６ レンズ
６０ 冷却ミスト
６１ 冷却ノズル
６２ Ｙ３軸ステージ
７０ 計測用光線
７１ 位置検出器
８１ａ スクライブ予定線
８１ｂ 実際の割断線
８２ａ スクライブ予定線
８２ｂ 実際の割断線
８３ａ スクライブ予定線
８３ｂ 実際の割断線
９０ 制御用コンピュータ
９１ 情報入力手段
９２ 情報表示手段
９３ 発報手段
９４ 情報記録手段
９５ 機器制御ユニット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被割断基板上の予め設定された割断予定線に沿って、スクライブ線が形成されるように、レーザ光線からなる加熱ビームを照射させる手段と、冷却剤を吹き付ける手段とを備えた、レーザスクライブ装置において、
前記スクライブ線の発生位置を検出する、位置検出手段と、
前記割断予定線に対する、前記スクライブ線の発生位置のずれ量を演算する、位置ずれ量演算手段と、
前記割断予定線に対するスクライブ線の発生位置を変更できる、スクライブ位置変更手段とを備えることを特徴とする、レーザスクライブ装置。
【請求項２】
前記スクライブ線の形成中に、前記位置ずれ量演算手段からの情報を用いて、前記スクライブ線の発生位置を調節ができることを特徴とする、
請求項１に記載のレーザスクライブ装置
【請求項３】
前記スクライブ位置変更手段が、少なくとも前記加熱ビームの照射位置を変更させる手段若しくは、前記冷却剤の吹き付ける位置を変更させる手段のいずれかを含むことを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載のレーザスクライブ装置。
【請求項４】
被割断基板上の予め設定された割断予定線に沿って、スクライブ線が形成されるように、レーザ光線からなる加熱ビームを照射させるステップと、冷却剤を吹き付けるステップとを有する、レーザスクライブ方法において、
前記スクライブ線の発生位置を検出する、位置検出ステップと、
前記割断予定線に対する、前記スクライブ線の発生位置のずれ量を演算する、位置ずれ量演算ステップと、
前記割断予定線に対するスクライブ線の発生位置を調節する、スクライブ位置変更ステップを有することを特徴とする、レーザスクライブ方法。
【請求項５】
前記スクライブ線を形成しながら、前記位置ずれ量演算ステップにおける情報を用いて、前記スクライブ位置変更ステップにおける前記スクライブ線の発生位置を調節するステップを有することを特徴とする、
請求項４に記載のレーザスクライブ方法。
【請求項６】
前記スクライブ位置変更ステップが、少なくとも前記加熱ビームの照射位置を変更させるステップ若しくは、前記冷却剤の吹き付ける位置を変更させるステップのいずれかを有することを特徴とする、
請求項４又は請求項５に記載のレーザスクライブ方法。
【請求項１】
被割断基板上の予め設定された割断予定線に沿って、スクライブ線が形成されるように、レーザ光線からなる加熱ビームを照射させる手段と、冷却剤を吹き付ける手段とを備えた、レーザスクライブ装置において、
前記スクライブ線の発生位置を検出する、位置検出手段と、
前記割断予定線に対する、前記スクライブ線の発生位置のずれ量を演算する、位置ずれ量演算手段と、
前記割断予定線に対するスクライブ線の発生位置を変更できる、スクライブ位置変更手段とを備えることを特徴とする、レーザスクライブ装置。
【請求項２】
前記スクライブ線の形成中に、前記位置ずれ量演算手段からの情報を用いて、前記スクライブ線の発生位置を調節ができることを特徴とする、
請求項１に記載のレーザスクライブ装置
【請求項３】
前記スクライブ位置変更手段が、少なくとも前記加熱ビームの照射位置を変更させる手段若しくは、前記冷却剤の吹き付ける位置を変更させる手段のいずれかを含むことを特徴とする、
請求項１又は請求項２に記載のレーザスクライブ装置。
【請求項４】
被割断基板上の予め設定された割断予定線に沿って、スクライブ線が形成されるように、レーザ光線からなる加熱ビームを照射させるステップと、冷却剤を吹き付けるステップとを有する、レーザスクライブ方法において、
前記スクライブ線の発生位置を検出する、位置検出ステップと、
前記割断予定線に対する、前記スクライブ線の発生位置のずれ量を演算する、位置ずれ量演算ステップと、
前記割断予定線に対するスクライブ線の発生位置を調節する、スクライブ位置変更ステップを有することを特徴とする、レーザスクライブ方法。
【請求項５】
前記スクライブ線を形成しながら、前記位置ずれ量演算ステップにおける情報を用いて、前記スクライブ位置変更ステップにおける前記スクライブ線の発生位置を調節するステップを有することを特徴とする、
請求項４に記載のレーザスクライブ方法。
【請求項６】
前記スクライブ位置変更ステップが、少なくとも前記加熱ビームの照射位置を変更させるステップ若しくは、前記冷却剤の吹き付ける位置を変更させるステップのいずれかを有することを特徴とする、
請求項４又は請求項５に記載のレーザスクライブ方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２０１４０（Ｐ２０１１−２０１４０Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１６６６５８（Ｐ２００９−１６６６５８）
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月１５日（２００９．７．１５）
【出願人】（０００２１９３１４）東レエンジニアリング株式会社 (505)
【Ｆターム（参考）】
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