(57)【要約】  スクライブ予定ラインに沿って直進性の優れたスクライブラインを形成する方法を提供する。  スクライブ予定ラインの左右両側近傍の基板状態が相違することによりビームスポットが走査されるときのスクライブ予定ラインの左右両側の熱分布が非対称になる領域に対してレーザビーム照射機構を相対移動する際に、スクライブ予定ラインを中心とする熱分布が左右対称になるようにするための照射面積調整手段４４ｂを、レーザビーム照射機構または基板のいずれかに取り付けた状態で前記レーザビーム照射機構を相対移動させる。
2009047990.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脆性材料基板に対してレーザビーム照射機構を相対移動させながらレーザビームを照射することによりスクライブ予定ラインに沿ってレーザビームのビームスポットを走査して基板を加熱し、次いで前記スクライブ予定ラインに沿って基板を冷却することによりスクライブ予定ラインに沿ったスクライブラインを形成する脆性材料基板のレーザスクライブ方法であって、
レーザビームが照射される基板の表面の範囲が前記スクライブ予定ラインに対して非対称になる領域に対して、
レーザビームが照射される基板の表面の範囲がスクライブ予定ラインに対して対称となるようにレーザビームを遮蔽する照射面積調整手段を、レーザビーム照射機構または基板の表面のいずれかに取り付けた状態でレーザビームを照射することを特徴とする脆性材料基板のレーザスクライブ方法。
【請求項２】
脆性材料基板は、基板表面の一部に被膜領域が形成され、
被膜領域は、走査されたビームスポットの一部が被膜領域を通る位置に設けられ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方法。
【請求項３】
ビームスポットは、走査されたビームスポットの一部が基板の端部より外側を通るように走査され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方法。
【請求項４】
レーザビーム照射機構に取り付けられる照射面積調整手段は、スクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がりを狭めるように遮光するシャッタ部材からなり、このシャッタ部材を介して基板に照射されるビームスポットによって基板表面に生じる熱分布がスクライブ予定ラインに対し左右対称になるようにシャッタ部材の開口を制限す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方法。
【請求項５】
脆性材料基板に取り付けられる照射面積調整手段は、スクライブ予定ラインに沿ってスクライブ予定ライン近傍の被膜領域の反対側に形成されたダミー被膜からな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方法。
【請求項６】
レーザビーム照射機構と、冷却機構と、前記レーザビーム照射機構と冷却機構とを基板に対し相対的に移動させる走査機構とを備え、基板に設定されたスクライブ予定ラインに沿ってレーザビームのビームスポットが、その中心がスクライブ予定ライン上に位置して走査されるようにレーザビーム照射機構を基板に対して相対移動させて基板を軟化点以下の温度で加熱し、次いでビームスポットが通過した軌跡に沿って冷却機構を相対移動させて基板を冷却することによりスクライブ予定ラインに沿ってスクライブラインを形成する脆性材料基板用のレーザスクライブ装置において、
ビームスポットが、基板に照射されることにより表面に生じる熱分布が、スクライブ予定ラインの全長にわたって左右対称になるように、スクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がりを絞り込むシャッタを備えたことを特徴とするレーザスクライブ装置。
【請求項７】
前記シャッタは、スクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がりを調整するシャッタ幅調整機構を有し、スクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がりが、スクライブ予定ラインからこのスクライブ予定ライン近傍に存在する被膜領域および基板端縁までの最短距離の２倍または２倍よりも短くなるように設定されることを特徴とする請求項６に記載のレーザスクライブ装置。
【請求項８】
前記シャッタはスクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がりを調整するシャッタ幅調整機構を有し、
さらに、走査機構によりスクライブ予定ライン全長に沿って相対的に移動させながら、スクライブ予定ライン近傍に存在する被膜領域および基板端縁の画像情報を撮像するカメラ部と、
カメラ部により撮像された画像情報に基づいてスクライブ予定ラインから被膜領域または基板端縁までの最短距離を抽出し、抽出した最短距離に基づいてスクライブ予定ラインの幅方向のビームスポット幅を決定し、シャッタ幅調整機構を制御するシャッタ幅制御部とを備えたことを特徴とする請求項６に記載のレーザスクライブ装置。
【請求項９】
前記シャッタはスクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がりを調整するシャッタ幅調整機構を有し、
さらに、予め設定された、スクライブ予定ラインから被膜領域または基板端縁までの最短距離を距離データとして入力する距離データ入力部と、距離データ入力部に入力された距離データを記憶する距離データ記憶部と、距離データ記憶部に記憶された距離データを読み取り、読み取った距離データに基づいてスクライブ予定ラインの幅方向のビームスポット幅を決定し、シャッタ幅調整機構を制御するシャッタ幅制御部とを備えたことを特徴とする請求項６に記載のレーザスクライブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脆性材料基板にレーザビームを照射し、次いで冷却することにより、基板に垂直クラックを発生させてスクライブラインを形成するレーザスクライブ方法およびレーザスクライブ装置に関し、特に、透明導電膜等の被膜がコーティングされた脆性材料基板の被膜近傍、あるいは脆性材料基板の端縁に対し、レーザビームを照射してスクライブラインを形成する脆性材料基板のスクライブ方法およびスクライブ装置に関する。
ここで脆性材料基板とは、ガラス基板、焼結材料のセラミックス、単結晶シリコン、半導体ウエハ、セラミック基板、サファイア基板等をいう。また、脆性材料基板は、一枚の基板からなる単板だけでなく、基板を貼り合わせた貼り合せ基板も含まれる。
【背景技術】
【０００２】
上記のガラス基板、サファイア基板等の脆性基板において、レーザビーム照射により基板上に形成される加熱スポット（ビームスポットともいう）を、予め基板に設定されたスクライブ予定ラインに沿って相対移動させることにより基板を加熱し、次いで、冷媒噴射により形成される冷却スポットを、加熱スポットの軌跡を追うように移動させて基板を冷却することにより、スクライブ予定ライン上にスクライブラインを形成するレーザスクライブ方法が知られている（例えば特許文献１参照）。【０００３】
このようなレーザスクライブ加工では、加熱スポットの周囲に生じた圧縮応力と、冷却スポットの周囲に生じた引張り応力とに基づいて垂直クラックが形成される。この場合、垂直クラック形成に先立ってスクライビングホイール等の工具を用いて基板の端面に刻み目（初期亀裂）をつけ、次いで、この刻み目を開始点にしてレーザビームによる加熱スポットと冷媒による冷却スポットとを走査することにより、基板の板厚方向に浸透する垂直クラックを基板の面方向に進展させるようにしている。【０００４】
一般に、レーザスクライブ加工を行う場合には、レーザビームのビームスポットを左右対称な形状（円、楕円、長円等）にし、ビームスポットの中心がスクライブ予定ライン上を通過するように照射位置の位置決めをした上で、レーザビームを走査するようにしている。具体的には、円形ビームスポットでは円の中心、楕円形や長円形のビームスポットでは左右方向、前後方向の中心線となる長軸、短軸の交点をビームスポットの中心として、スクライブ予定ライン上を移動するように走査している。そしてビームスポットが通過した軌跡を追うように冷却スポットを走査している。
一方、レーザスクライブ加工が施されるガラス基板等の脆性基板は、ビームスポットが走査されるスクライブ予定ライン近傍にはレーザ照射に支障となる物が存在しないようにしてある。【０００５】
このような条件下でレーザスクライブ加工が行われることにより、ビームスポットの中心が移動する走行ライン（すなわちスクライブ予定ライン）を挟んだ左右両側の領域で、発生する熱応力の大きさが等しくなり、さらにビームスポット中心が移動する走行ラインの直下で熱応力が最大となる結果、熱応力に起因して発生するクラックは、走行ラインの直下（スクライブ予定ラインの直下）に形成されるようになる。
【特許文献１】特許第３０２７７６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来のレーザスクライブ方法では、通常スクライブラインの形成が予定されるライン上を含めてそのライン近辺には照射されるレーザビームの照射を阻害する要因が存在しない事が前提とされている。阻害要因として考えられるのは、例えば基板上に存在し、照射されるレーザビームを基板のみの場合と違って、異常にレーザ光を吸収したり又は反射したりする物質である。そうした物質が基板上のスクライブ予定ライン近くに存在すると、そのライン上をレーザビームの中心が移動するときにラインの左右の基板内で吸収される光エネルギーの量が異なり、発生する熱応力の大きさが違ってくる。この結果、スクライブ予定ライン付近が冷却されて発生する熱応力変化も予定ラインの左右で異なってくる。そうなった場合には、得られるクラックは予定されたラインの位置と一致しなくなる。具体的には、以下のようなケースの場合に、クラックとスクライブ予定ラインとの不一致が予想される。【０００７】
（第１ケース）  レーザ光の照射による加熱作用に支障となる物質が異物として基板上に存在する場合がある。具体例としては、基板が平面表示体であるフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）用の基板で、ＴＦＴ素子などを形成させる為の成膜工程において、本来スクライブ予定ライン付近には形成されない膜成分が誤って付着したり、あるいは本来は前工程で除去されるべき膜成分がスクライブ予定ライン付近に残存していたりする場合が考えられる。いずれの場合も、そうした膜成分が基板に照射されるレーザビームにより大きな影響を受ける光学特性を有する場合で、その膜成分がスクライブ予定ライン付近に存在し、更に基板上に照射されるレーザビームの基板に及ぼす熱の影響がラインの左右で大きく異なる場合には、レーザ加熱と冷却により形成されるクラックの位置がスクライブ予定ラインの位置からずれてくる事が予想される。【０００８】
（第２ケース）  基板上に機能部材として形成されている透明導電膜があって、その導電膜の近くを出来るだけ接近させてスクライブし、クラックを形成させる必要がある場合である。  例えば、基板の分断後の寸法とその結果得られる表示画面の寸法との兼ね合いでそうした必要が出て来る場合が考えられる。そうした透明導電膜が基板に照射されるレーザビームを反射させて、その導電膜がスクライブ予定ライン付近に存在し、更に基板上に照射されるレーザビームの基板に及ぼす熱の影響がラインの左右で大きく異なる場合には、レーザ加熱と冷却により形成されるクラックの位置がスクライブ予定ラインの位置から同様にずれてくる事が予想される。【０００９】
（第３ケース）  基板の端近くを出来るだけ基板端に接近させてスクライブし、クラックを形成させる必要がある場合である。例えば、基板の分断後の寸法とその結果得られる表示画面の寸法との兼ね合いでそうした必要が出て来る場合が考えられる。そうした場合はスクライブ予定ライン付近に基板端が存在し、レーザビームの一部が基板上に照射されずに基板に及ぼす熱の影響が予定ラインの左右で大きく異なってくる場合は、レーザ加熱と冷却により形成されるクラックの位置がスクライブ予定ラインの位置から同様にずれてくる事が予想される。【００１０】
すなわち、スクライブ予定ライン近傍で左右非対称に異物が存在することがあり、この異物部分にレーザビームが照射されると、レーザビームの一部がこの異物により反射、吸収されてしまう。その結果、スクライブ予定ラインの左右で、基板への照射面積が異なるようになり、基板に吸収されるエネルギーの量に差が生じてしまう。
また、ガラス基板等では透明導電膜としてＩＴＯ膜が塗布されることがある。ＩＴＯ膜はＣＯ２レーザの波長光を反射させる特性を有している。そのため、ガラス基板にＣＯ２レーザが照射され、一部がＩＴＯ膜表面で反射されると、ＩＴＯ膜の下側のガラス基板領域は実質的に照射されなくなって基板に吸収されるエネルギー量が減少し、温度上昇が抑制されることになる。
これとは逆に、被膜がレーザビームの波長光を吸収する特性を有している場合には、その被膜部分の下側のガラス基板領域は実質的に吸収エネルギー量が増大し、温度上昇が加速されることになる。
さらには、スクライブ予定ラインの近傍に形成される被膜の厚さが変わることで吸収されるエネルギー量が変化する場合もある。
また、被膜の膜厚がレーザ光の波長に近くなって多重反射が生じるようになると、レーザ光の波長と被膜の膜厚との関係が、特定の条件を満たす場合に、吸収特性を有する被膜であっても吸収エネルギーが極小になって吸収エネルギー量が変化する場合がある。逆に反射特性を有する被膜であってもレーザ光の波長と被膜の膜厚との関係が、特定の条件を満たす場合に吸収が極大になって、吸収エネルギー量が変化する場合もある。【００１１】
被膜等の異物のスクライブ予定ライン近傍での非対称な配置による影響により、基板に吸収されるエネルギー量がスクライブ予定ラインの左右で異なるようになると、基板に生じる熱分布がスクライブ予定ラインの左右で非対称になり、基板内部に発生する熱応力の分布もスクライブ予定ラインの左右で非対称になる。熱応力分布が非対称になると、レーザ照射後の冷媒噴射による熱応力変化についても、スクライブ予定ラインの左右で非対称となり、その結果、実際にスクライブライン（クラック）が形成される位置が、スクライブ予定ラインから外れてしまうことになる。【００１２】
一方、基板の端部近傍にスクライブラインを形成する必要が生じた場合に、レーザビームを端部近傍のスクライブ予定ラインに沿って移動させながら照射していくと、スクライブ予定ラインを挟んで基板端側を照射するビームスポットについては、基板の端までしか照射されず、一部は基板端からはみ出してしまうことになる。その結果、スクライブ予定ラインを挟んで、左右両側で照射面積が異なるようになり、吸収されるエネルギー量が異なるようになって、やはり熱応力の分布がスクライブ予定ラインの左右で非対称になる。その結果、この場合も実際にスクライブライン（クラック）が形成される位置が、スクライブ予定ラインから外れてしまうことになる。【００１３】
スクライブ予定ライン近傍に異物が非対称に存在する場合に形成されるスクライブラインや基板端に形成されるスクライブラインの具体例について、図を用いて説明する。
図１４は、レーザスクライブ方法により１枚のガラス製マザー基板Ａから単位表示基板Ｕを切り離す場合の一例を示す図である。【００１４】
レーザスクライブ装置にセットされたマザー基板Ａに対して、長円形状のビームスポットＰの中心（左右方向の中心線となる長軸と前後方向の中心線となる短軸との交点）が、スクライブ予定ラインＳ上を移動するように走査されて局所加熱が行なわれ、さらにビームスポットＰが通過した軌跡を追うように冷媒（不図示）が吹き付けられて冷却される。【００１５】
単位表示基板Ｕの領域に透明導電膜等の被膜領域Ｃ（異物）が存在する場合、この被膜領域Ｃの端縁Ｃ１の近傍をスクライブ予定ラインＳに沿ってレーザビームのビームスポットＰを走査すると、ビームスポットＰの一部が、スクライブ予定ラインＳ近傍の被膜領域Ｃにも照射される。【００１６】
このとき、被膜領域Ｃが存在する部分と被膜領域Ｃが存在しない部分では、ビームスポットＰの照射による熱の吸収の度合いが異なる（つまり、熱の反射の度合いが異なる）ので、スクライブ予定ラインＳの左右で、ビームスポットＰが通過したときの基板表面の熱分布が非対称となる。【００１７】
この場合、ビームスポットＰが被膜領域Ｃにかからない位置でのスクライブラインＴ１は、スクライブ予定ラインＳと一致するのに対し、ビームスポットＰが被膜領域Ｃ上にかかる領域のスクライブラインＴ２は、被膜領域Ｃから遠ざかるようにスクライブ予定ラインＳから外れる。
したがって、形成されたスクライブラインＴ１とスクライブラインＴ２との間で、位置ずれが生じることになる。【００１８】
また、図１５は、ガラス製マザー基板Ａの基板端付近で、単位表示基板Ｕを切り離す場合の一例を示す図である。レーザスクライブ装置にセットされたマザー基板Ａに対して、円形のビームスポットＰ（ビーム形状は図１４のような長円や楕円でもよい）の中心が、スクライブ予定ラインＳ上を移動するように走査されて局所加熱が行われ、さらにビームスポットＰが通過した軌跡を追うように冷媒（不図示）が吹き付けられて冷却される。
基板の端縁Ｍ１からスクライブ予定ラインＳまでの距離ｄ２が、被膜領域Ｃの端縁Ｃ１からスクライブ予定ラインＳまでの距離ｄ１に比べて短い位置にスクライブ予定ラインＳが設定されてある場合には、基板Ａに照射されたビームスポットＰのうちの図中斜線部が基板Ａに照射されず、基板外に外れてしまう。このため、スクライブ予定ラインＳの左右で照射面積が異なり、レーザ照射によって基板Ａの表面に生じる熱分布がスクライブ予定ラインの左右で非対称になり、異物が非対称に存在するときと同様の位置ずれの問題が生じることになる。
さらに、スクライブ予定ラインＳと基板Ａの端縁Ｍ１とが平行ではなく、スクライブ予定ラインＳから上記端縁Ｍ１までの距離が変動する場合には、やはりレーザ照射による熱分布がスクライブ予定ラインＳの左右で非対称になり、同様の問題が生じることになる。
なお、上記問題はガラス以外の材料からなる基板においても同様に生じる可能性がある。【００１９】
そこで、本発明は第一に、スクライブ予定ラインの近傍にレーザ照射を阻害する異物、例えば被膜が存在している場合であっても、その存在による影響を回避するようにしてレーザスクライブ加工を行うことを目的とする。
第二に、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板等で透明導電膜（ＩＴＯ膜等）が基板上に形成されている場合であっても、これを異物と捉えて、その近傍にスクライブ予定ラインを設定し、これに沿ってスクライブ加工を行うことができるスクライブ方法を提供することを目的とする。
第三に、基板端近くに設定されるクライブ予定ラインであっても、スクライブ予定ラインに沿ってスクライブ加工を行うことができるスクライブ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】
【００２０】
上記課題を解決するためになされた本発明のレーザスクライブ方法は、脆性材料基板に対してレーザビーム照射機構を相対移動させながらレーザビームを照射することによりスクライブ予定ラインに沿ってレーザビームのビームスポットを走査して基板を加熱し、次いで前記スクライブ予定ラインに沿って基板を冷却することによりスクライブ予定ラインに沿ったスクライブラインを形成する脆性材料基板のレーザスクライブ方法であって、レーザビームが照射される基板の表面の範囲が前記スクライブ予定ラインに対して非対称になる領域に対して、レーザビームが照射される基板の表面の範囲がスクライブ予定ラインに対して対称となるようにレーザビームを遮蔽する照射面積調整手段を、レーザビーム照射機構または基板の表面のいずれかに取り付けた状態でレーザビームを照射するようにしている。【００２１】
ここで、レーザビームとしては、脆性材料基板の材質に応じてレーザを用いたスクライブに通常用いられるものを使用すればよく、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ、炭酸ガスレーザ又は一酸化炭素レーザなどのレーザを本発明の実施に適用することが可能である。
また、「レーザビームが照射される基板の表面の範囲がスクライブ予定ラインに対して非対称になる領域」は、具体的には、スクライブ予定ライン近傍の基板表面の状態が左右で異なっていたり、スクライブ予定ライン近傍の基板表面に被膜等の異物が左右非対称に形成されていたり、スクライブ予定ラインの左右両側近傍の基板形状が異なっていたりする領域が含まれる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、レーザビーム照射機構または基板のいずれかに照射面積調整手段が取り付けてある。スクライブ予定ラインに沿ってレーザビームのビームスポットが走査されたときに、レーザビームが照射される基板の表面の範囲がスクライブ予定ラインに対して非対称になる領域については、照射面積調整手段によって、レーザビームが照射される基板の表面の範囲がスクライブ予定ラインに対して対称となるようにレーザビームが遮蔽される。これにより、スクライブ予定ライン全体にわたって、左右両側の熱分布が対称になるように調整される。その結果、直進性の良好なスクライブラインが形成できる。【００２３】
（その他の課題を解決するための手段及び効果）
上記発明において、脆性材料基板は、基板表面の一部に被膜領域が形成され、被膜領域は、走査されたビームスポットの一部が被膜領域を通る位置に設けられるようにしてもよい。
ここで、被膜領域を形成する「被膜」は、レーザビームに対して反射特性または吸収特性を有する被膜であればよく、特に限定されない。例えば電極や無反射コーティングとして用いる透明導電膜（例えばＩＴＯ膜等）、電極や光反射面として用いる金属膜（例えばアルミ、銀、金）などが代表例である。その他の例として、レジスト膜、各種保護膜、各種機能性膜であってもよい。
この発明によれば、スクライブ予定ラインの近傍に被膜が形成されている場合にも、被膜の影響を受けずにスクライブラインを引くことができ、その結果、直進性に優れたスクライブラインを形成することができる。【００２４】
また、上記発明において、ビームスポットは、走査されたビームスポットの一部が基板の端部より外側を通るように走査されてもよい。
この発明によれば、例えばスクライブ予定ラインが基板の端縁間際の位置に設定される場合や、スクライブ予定ラインが基板の端縁に対し平行に設定できない場合や、スクライブ予定ライン近傍の基板端縁にスクライブ予定ラインの幅方向に凹凸がある場合に、レーザビーム照射機構からのビームスポットを照射したときでも、スクライブ予定ラインから基板の端縁までの距離の影響を受けずにスクライブラインを引くことができ、直進性に優れたスクライブラインを形成することができる。【００２５】
また、上記発明において、レーザビーム照射機構に取り付けられる照射面積調整手段は、スクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がりを狭めるように遮光するシャッタ部材からなり、このシャッタ部材を介して基板に照射されるビームスポットによって生じる熱分布がスクライブ予定ラインに対し左右対称になるようにシャッタ部材の開口を制限するようにしてもよい。
本発明によれば、スクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がり（すなわちビームスポットの幅であり、以下、スポット幅と称する）を、シャッタ部材の開口を狭めることで絞り込み、スクライブ予定ラインの全体にわたり、ビームスポットによって生じる熱分布が、スクライブ予定ラインに対し左右対称になるように基板に照射させるようにする。これにより、直進性の良好なスクライブラインが形成できる。【００２６】
また、レーザビームのビームスポットの形状は、スクライブ予定ラインに沿って熱分布を対称にするために左右対称な形状が好ましい。例えば、円形、楕円、長円が一般的であるが、実質的に左右対称な形状であれば特に限定されない。
例えば、スクライブ予定ラインに対して左右対称な位置に分離され、左右対称な形状で形成された一対のビームスポットを形成するようにしてもよい。このように一対のビームスポットにすることで、スクライブ予定ライン直下の応力分布が改善され基板厚み方向に垂直クラックを深く進展させることができる。（ＷＯ２００６／０３８３６５号公報参照）【００２７】
また、上記発明において、脆性材料基板に取り付けられる照射面積調整手段は、スクライブ予定ラインに沿って左右いずれか片側に被膜が形成されている場合には、ビームスポットによって生じる熱分布がスクライブ予定ラインに対して左右対称になるようにスクライブ予定ラインを挟んで他方側にダミー被膜を形成するようにしてもよい。
本発明によれば、スクライブ予定ラインの左右いずれか片側に被膜領域が形成されている場合に、スクライブ予定ラインを挟んで他方側にダミー被膜を形成することにより、レーザビームの反射、吸収による熱の影響をスクライブ予定ラインの左右でバランスさせて熱分布をスクライブ予定ラインの左右で対称にすることができる。【００２８】
ここでダミー被膜の材料は、特に限定されず、被膜領域を形成する材料と同じであってもよいし、反射および吸収等の光学的特性が同等であれば材料は異なっていてもよい。例えば電極や無反射コーティングとして用いる透明導電膜（たとえばＩＴＯ膜）が被膜領域としてスクライブ予定ラインの片側に形成されている場合に、他方側に同じ透明導電膜からなるダミー被膜を形成してもよい。液晶表示パネル用のマザー基板では、被膜領域として透明導電膜をパターン形成してあるが、この透明導電膜パターン形成時に、本来は透明導電膜を形成する必要がない領域であるスクライブ予定ラインを挟んで被膜領域と反対側の領域に、ダミー被膜を同時に形成しておくようにすれば、効率的にダミー被膜を形成することができる。【００２９】
また、別の観点からなされた本発明の他の実施態様であるレーザスクライブ装置は、レーザビーム照射機構と、冷却機構と、前記レーザビーム照射機構と冷却機構とを基板に対し相対的に移動させる走査機構とを備え、基板に設定されたスクライブ予定ラインに沿ってレーザビームのビームスポットが走査されるようにレーザビーム照射機構を基板に対して相対移動させて基板を軟化点以下の温度で局所加熱し、次いでビームスポットが通過した軌跡に沿って冷却機構を相対移動させて基板を局所冷却することによりスクライブ予定ラインに沿ってスクライブラインを形成する脆性材料基板用のレーザスクライブ装置において、ビームスポットが前記基板に照射されることにより生じる基板の熱分布が、スクライブ予定ラインの全長にわたって左右対称になるように、ビームスポットのスポット幅を絞り込むシャッタを備えるようにしている。
本発明によれば、シャッタにより、ビームスポットのスポット幅を狭めるようにし、スクライブ予定ラインの全体にわたり、ビームスポットによって生じる熱分布が、スクライブ予定ラインに対し左右対称になるように基板に照射するようにする。これにより、直進性の良好なスクライブラインが形成できる。【００３０】
上記スクライブ装置において、シャッタは、ビームスポットのスポット幅を調整するシャッタ幅調整機構を有し、ビームスポットのスポット幅が、スクライブ予定ライン近傍に存在する被膜領域および基板端縁からスクライブ予定ラインまでの最短距離の２倍よりも短くなるように設定されるようにしてもよい。
本発明によれば、ビームスポットが走査されるときにビームスポットが被膜領域および基板端縁にかからないように調整することができるので、ビームスポットをスクライブ予定ラインに沿って対称に照射するだけで熱分布を対称にすることができる。【００３１】
上記スクライブ装置において、シャッタはビームスポットのスポット幅を調整するシャッタ幅調整機構を有し、さらに、走査機構によりスクライブ予定ライン全長に沿って相対的に移動させながら、スクライブ予定ライン近傍に存在する被膜領域および基板端縁の画像情報を撮像するカメラ部と、カメラ部により撮像された画像情報に基づいてスクライブ予定ラインから被膜領域または基板端縁までの最短距離を抽出し、抽出した最短距離に基づいてスクライブ予定ラインの幅方向のビームスポット幅を決定し、シャッタ幅調整機構を制御することによりビームスポット幅を調整するシャッタ幅制御部とを備えるようにしてもよい。
本発明によれば、カメラ部を走査機構によりスクライブ予定ライン全長に沿って相対的に移動させながら、スクライブ予定ライン近傍に存在する被膜領域および基板端縁を撮像する。シャッタ幅制御部は、撮像した画像情報からスクライブ予定ライン近傍に存在する被膜領域および基板端縁までの最短距離を抽出する。そして抽出された最短距離に基づいて、スクライブ予定ラインの幅方向のビームスポットのスポット幅を決定し、ビームスポット幅をシャッタ幅調整機構により制御する。
これにより、スクライブ予定ライン近傍に存在する被膜領域および基板端縁までの最短距離を自動的に検出して、照射されるスポット幅を自動調整することができる。
本発明によれば、予め設定された、スクライブ予定ラインから被膜領域または基板端縁までの最短距離を距離データとして入力し、入力された距離データを記憶させる。シャッタ幅制御部は、記憶された距離データを読み取り、読み取った距離データに基づいてスクライブ予定ラインの幅方向のビームスポット幅を決定し、シャッタ幅調整機構を制御する。
これにより、スクライブ予定ライン近傍に存在する被膜領域および基板端縁までの最短距離のデータを前もって記憶させておくだけで、照射されるスポット幅を自動調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態であるレーザスクライブ装置の概略構成図。
【図２】図１のレーザスクライブ装置の制御系の構成を示す図。
【図３】ビームスポットを形成するための光学ホルダーを説明する図。
【図４】ビームスポットを形成するための光学ホルダーの他の例を説明する図。
【図５】シャッタの構成を説明する概略構成図。
【図６】被膜領域が形成されたガラス基板にレーザビームを照射する際のシャッタとの位置関係を説明する側面図。
【図７】被膜領域が形成されたガラス基板にレーザビームを照射する際のシャッタとの位置関係を説明する平面図。
【図８】ガラス基板の基板端縁の近傍に形成されたスクライブ予定ラインに沿ってスクライブする場合を説明する図。
【図９】本発明の他の一実施形態であるレーザスクライブ装置の概略構成図。
【図１０】図９のレーザスクライブ装置の制御系の構成を示す図。
【図１１】本発明のさらに他の一実施形態であるレーザスクライブ装置において、1本のスクライブ予定ラインＳに沿って撮像された一連の画像を示す図。
【図１２】本発明の他の一実施形態であるレーザスクライブ方法を説明する図。
【図１３】被膜領域とパターン形成されるダミー被膜の一例を示す図。
【図１４】従来技術によって、被膜領域がスクライブ予定ラインの近傍に形成されているマザー基板上で、スクライブ予定ラインに沿ってビームスポットを走査したときに形成されるスクライブラインを示した模式図。
【図１５】従来技術によって、基板の端縁Ｍ１からの距離が極めて短い位置にスクライブ予定ラインＳおよび被膜領域が形成されているマザー基板上で、スクライブ予定ラインに沿ってビームスポットを走査したときに形成されるスクライブラインを示した模式図。
【符号の説明】
【００３３】
２  スライドテーブル
１２  回転テーブル
１３  レーザ発信器
１４  光学ホルダー
１６  冷却ノズル
１８  スクライビングホイール
４１  光学分割素子
４２，４３  集光レンズ
４４  シャッタ
４４ｂ  シャッタ板
５１  テーブル駆動部
５２  レーザ駆動部
５３  ノズル駆動部
５４  カッター駆動部
５５  シャッタ駆動部
５６  制御部
５７  入力部
５８  表示部
５９  距離データ記憶部
６１  カメラ
６２  シャッタ幅制御部
７１〜７５  ダミー被膜
Ａ  ガラス基板（マザー基板）
Ｃ  被膜領域
Ｄ  ダミー被膜間隔
ＬＤ  制限ビームスポット
Ｗｏ 開口幅
Ｗ 制限ビームスポット幅
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態であるレーザスクライブ装置ＬＳ１の概略構成図である。図２は図１のレーザスクライブ装置ＬＳ１の制御系の構成を示す図である。図３はビームスポットを調整するための光学系を内蔵した光学ホルダーの構造を説明する図である。
まず、図１に基いて、レーザスクライブ装置ＬＳ１の全体構成について説明する。
水平な架台１上に平行に配置された一対のガイドレール３，４に沿って、図１の紙面前後方向（以下Ｙ方向という）に往復移動するスライドテーブル２が設けられている。両ガイドレール３，４の間に、スクリューネジ５がＹ方向に沿って配置され、このスクリューネジ５に、前記スライドテーブル２に固定されたステー６が螺合されており、スクリューネジ５をモータ（図示外）によって正、逆転することにより、スライドテーブル２がガイドレール３，４に沿ってＹ方向に往復移動するように形成されている。【００３５】
スライドテーブル２上に、水平な台座７がガイドレール８に沿って、図１の左右方向（以下Ｘ方向という）に往復移動するように配置されている。台座７に固定されたステー１０に、モータ９によって回転するスクリューネジ１０ａが貫通螺合されており、スクリューネジ１０が正、逆転することにより、台座７がガイドレール８に沿って、Ｘ方向に往復移動する。【００３６】
台座７上には、回転機構１１によって回転する回転テーブル１２が設けられており、この回転テーブル１２に、切断対象物であるガラス基板等の脆性材料基板（以下これを単にマザー基板Ａという）が水平な状態で取り付けられる。回転機構１１は、回転テーブル１２を、垂直な軸の周りで回転させるようになっており、基準位置に対して任意の回転角度になるように回転できるように形成されている。また、分断対象物であるマザー基板Ａは、例えば吸引チャックによって回転テーブル１２に固定される。【００３７】
回転テーブル１２の上方には、レーザ発振器１３に連なる光学ホルダー１４が取付フレーム１５に保持されている。レーザ発振器１３から発信されたレーザビームは光学ホルダー１４内部の光学系によって予め設定された形状のビームスポット（ここではスクライブ予定ライン方向に沿って、長く延びる略長円形状のビームスポットとする）としてマザー基板Ａ上に照射される。なお、光学ホルダー１４内部の光学系については後述する。
回転テーブル１２の上方には、一対のＣＣＤカメラ２０（２１）が位置調整自在に配設されている。切断対象物であるマザー基板Ａには、通常、回転テーブル１２に載置された際の加工基準点を設定するための一対のアラインメントマークが基板の両端付近に付されており、一対のＣＣＤカメラ２０（２１）はこれらアラインメントマークをそれぞれ撮像可能に配設される。なお、図１では紙面手前のＣＣＤカメラ２０のみが図示され、紙面奥側のＣＣＤカメラ２１は図示されていない。
光学ホルダー１４は、図２の制御部５６により回転テーブル１２上における移動が制御される。一般に、レーザを用いるスクライブ装置の基本的な機器構成では、レーザビームの射出によってマザー基板Ａに形成されるビームスポットの中心位置と光学ホルダー１４の中心位置が通常は一致しないが、被加工対象物の表面と垂直方向に所定距離だけ離れた位置を移動する光学ホルダー１４の中心位置座標を座標データとして取り扱うことでビームスポットが照射する中心位置を制御装置側が位置データとして検出可能である。もし、他の装置部分の位置を座標データとして採用するのであれば、オフセット量を装置の移動データを管理する制御部に記憶させておき、必要に応じてオフセット量に関する加算又は減算をすることで、光学ホルダーの移動に関する制御が可能である。
また、光学ホルダーから射出されるビームの形状がほぼ円形であれば、その中心座標（Ｒｘ，Ｒｙ）をビームの中心座標データとし、ビーム形状が走行方向に延びた形で走行方向の左右に対称な楕円形であれば、その長軸と短軸が交差する位置（Ｅｘ，Ｅｙ）をビームの座標データとする。
ビームの中心位置と光学ホルダー１４の中心位置が一致していない場合は、両者の位置の違いの値をオフセット量として取り扱うことでどちらか一方の位置を把握しておけば他方の位置はオフセット量を加味することで直ぐに求めることが可能である。
例えば、光学ホルダー１４の中心位置座標とビームの中心座標（Ｒｘ，Ｒｙ）とのずれ量をオフセット量として把握し、光学ホルダー１４の位置データを装置の制御データとして制御プログラム中に入力しておけば、必要な場合にオフセットに関する演算処理により基板上におけるビームの実際の座標位置を求めることが可能となる。
なお、ビームの座標データと上記の光学ホルダーの座標データを把握することによって、スクライブ動作中の光学ホルダー１４の現在位置及びビーム中心の現在位置を制御部に接続されたディスプレイ上に映し出して確認することが可能である。
以下の説明では、話を簡単にする為に、ビーム中心位置と光学ホルダー１４の中心位置が一致しているとして説明を進める。【００３８】
また、取付フレーム１５には、光学ホルダー１４に近接して、冷却ノズル１６が設けられている。この冷却ノズル１６からは、冷却水、Ｈｅガス、炭酸ガス等の冷却媒体がガラス基板に噴射されるようになっている。この冷却媒体は、先に光学ホルダー１４からマザー基板Ａに照射されたビームスポットの長手方向の端部に近接した位置に吹き付けられて、マザー基板Ａの表面に冷却スポットを形成する。【００３９】
更に、スクライビングホイール１８が、上下移動調節機構１７を介して取り付けられている。このスクライビングホイール１８は、焼結ダイヤモンドまたは超硬合金を材料とし、外周面に頂点を刃先とするＶ字形の稜線部を備えたものであって、マザー基板Ａへの圧接力が上下移動調節機構１７によって微細に調整できるようになっている。スクライビングホイール１８は、専ら、マザー基板Ａの端縁に初期亀裂（トリガ）を形成するときに、台座７を待機位置からＸ方向に移動させつつ一時的にホイール１８を下降させ待機位置へ戻るようにして用いる。【００４０】
続いて、図２に基いて制御系について説明する。レーザスクライブ装置ＬＳ１において、スライドテーブル２及び台座１２の位置決めを行うためのモータ（モータ９等）を駆動するテーブル駆動部５１、レーザビーム照射のためにレーザ発振器１３を駆動するレーザ駆動部５２、冷却ノズル１６に接続され冷媒噴射を制御する開閉弁（不図示）を駆動するノズル駆動部５３、スクライビングホイール１８の位置決めおよびマザー基板Ａに対する圧接力の調整を行うホイール駆動部５４、シャッタ４４の開口幅Ｗｏの調整を行うシャッタ駆動部５５の各駆動系が、コンピュータ（ＣＰＵ）で構成される制御部５６によってコントロールされる。制御部５６には、キーボード、マウスなどからなる入力部（不図示）、および各種の表示を行う表示画面からなる表示部５８が接続され、必要なメッセージが画面に表示されるとともに、必要な指示や設定が入力できるようにしてある。
さらに制御部５６には、予め設定された、スクライブ予定ラインＳから被膜領域Ｃまたは基板端縁Ｍ１までの最短距離と対応する座標データとを距離データとして入力する距離データ入力部５７と、距離データ入力部５７に入力された距離データを記憶する距離データ記憶部５９と、距離データ記憶部５９に記憶された距離データを読み取り、読み取った距離データに基づいてスクライブ予定ラインの幅方向のビームスポットの広がり、すなわち制限ビームスポット幅Ｗを決定するために、シャッタ板４４ｂの開口幅Ｗｏを調整するシャッタ幅制御部４４を備えている。これにより、自動的にシャッタ板４４ｂの開口幅Ｗｏを決定した上でスクライブを行うことができる。【００４１】
次に、図３に基づいて光学ホルダー１４の内部構造について説明する。図３に示すように、光学ホルダー１４はレーザ発信器１３からのレーザビームＬＢを、長円形状のビームスポットを有するレーザビームＬＣに変形する集光レンズ４２、４３と、レーザビームＬＣの外側部分を遮光してスポット幅を制限した制限ビームスポットＬＤにするシャッタ４４とを備えている。なお、制限ビームスポットＬＤの制限スポット幅をＷとして示す。
なお、図４に示すように、制限ビームスポットＬＤの長軸方向の中央ラインに沿って遮光された部分を設け、制限スポット幅Ｗを有する左右一対のビームスポットＬＤ２を形成するようにしてもよい。このときは、ビームスポット中央部分を遮光するための光学分割素子４１（例えば中央ラインを遮光するスリット板）を光路上に取り付けるようにする。これにより、基板厚み方向により深く垂直に進展したスクライブラインを形成することができる。
なお、図４に示したように、レーザビームの照射を受けない非照射部分をスクライブライン上に形成するビームスポットは、下記の特許文献３に記載されている。このようなビームスポットは、レーザビームの照射と冷媒噴射により、脆性材料基板の板厚方向において、垂直クラック進展時に内部圧縮応力場がスクライブラインの直下に形成されるのが阻止されるので、脆性材料基板の板厚方向にまっすぐな垂直クラックの形成が可能となる（ＷＯ２００６／０３８３６５号公報参照）。【００４２】
図５は、シャッタ４４の構成を説明する概略構成図である。シャッタ４４はレーザビームＬＣを透過する窓４５を有する基台４４ａ上に、遮光性材料（例えば金属テープ）で形成されたシャッタ板４４ｂが設けてある。シャッタ板４４ｂは、２枚のシャッタ片からなり、シャッタ駆動部５５によってそれぞれのシャッタ片が、レーザビームＬＣが走査される方向（Ｘ方向）と垂直な方向（Ｙ方向）に、窓４５の中心線０から等しい任意の移動距離Ｗｏ’ずつスライドすることにより、開口幅Ｗｏだけ開口するように調整可能である（ただし、開口幅Ｗｏ＝Ｗｏ’×２）。【００４３】
図６は被膜領域Ｃが形成されたマザー基板Ａにレーザビームを照射する際のシャッタ４４ｂとの位置関係を説明する側面図であり、図７はその平面図である。シャッタ板４４ｂの開口幅Ｗｏは、スクライブ予定ラインＳから被膜領域Ｃの基板端縁Ｃ１までの最短距離に基づいてシャッタ板４４ｂとマザー基板Ａ上に形成されるビームスポットまでの距離とともに調整される。例えば、図６に示すように、マザー基板Ａ上に形成された透明導電膜からなる被膜領域Ｃの領域に、ビームスポットＬＤの一部が照射されないように、シャッタ板４４ｂの開口幅Ｗｏを調整する。これにより、マザー基板Ａ上にはビームスポットの中心がスクライブ予定ラインＳに位置し、スポット幅が制限された制限ビームスポットＬＤを形成することができる。
なお、図６においては、図面の簡略化のためにシャッタ４４の位置をシャッタ板４４ｂのみで図示する。【００４４】
次に、図１および図２を参照しながら、上記レーザスクライブ装置ＬＳ１による動作について説明する。
先ず所定の大きさに分断されるマザー基板Ａのサイズ、スクライブラインの形成位置（すなわちスクライブ予定ラインＳ）、スクライビングホイール１８のマザー基板Ａに対する圧接力（スクライブ荷重）が入力される。
スクライブラインの形成位置は、それぞれのマザー基板Ａに付された一対のアライメントマークを一対のＣＣＤカメラ２０（２１）で撮像し、画像処理に基いてスライドテーブル２及び台座１２の位置決めを行うことによって設定される。このような位置決めを行う手法は特許第３０７８６６８号公報等において公知の技術であり詳細な説明は省略する。
次いで、距離データ入力部５７には、予め設定された、スクライブ予定ラインＳから被膜領域Ｃまたは基板端縁Ｍ１までの最短距離が距離データとして入力される。
距離データ記憶部５９は、距離データ入力部５７に入力された距離データを記憶すると、距離データ記憶部５９に記憶された距離データを読み取り、読み取った距離データに基づいて制限ビームスポット幅Ｗを決定するためにシャッタ板４４ｂの開口幅Ｗｏを調整する。
なお、距離データ記憶部５９に記憶される距離データは、１本のスクライブ予定ラインＳ毎の上記最短距離であってもよいし、1枚のマザー基板から得られた最小の上記最短距離であってもよい。
次いで、ビームスポットＬＤの長軸がスクライブ予定ラインＳに重なり、かつ図６、図７で説明したように、レーザビームの一部がスクライブ予定ラインＳ近傍の被膜領域Ｃに照射されないように、シャッタ板４４ｂの開口幅Ｗｏを設定する。そしてマザー基板Ａが、回転テーブル１２上の予め設定した位置に固定される。【００４５】
次に、初期亀裂（トリガ）を形成するために、スクライビングホイール１８を上下移動調節機構１７により下降させた状態でマザー基板Ａを移動し、基板端に初期亀裂を形成する。
続いて、レーザ発信器１３および冷却ノズル１６を駆動する。そして、スクライブ予定ラインＳに沿って、レーザビームのビームスポットを走査し、次いで冷却媒体を噴射するようにマザー基板Ａを移動し、スクライブを行う。このとき、図７に示すように、ビームスポットＬＣは光学ホルダー１４のシャッタ板４４ｂにより、スクライブ予定ラインＳの幅方向のスポット幅が制限された状態の制限ビームスポットＬＤ（図３、図４）となって照射される。したがって、被膜領域Ｃによる反射又は吸収の影響を受けずに、スクライブ予定ラインＳ全体にわたって熱分布が左右対称となるように加熱されるので、直進性の良好なスクライブラインを形成することができる。【００４６】
また、図８はマザー基板Ａの基板端縁Ｍ１の近傍に形成されたスクライブ予定ラインＳに沿ってスクライブする状態を説明する図である。
スクライブ予定ラインＳがマザー基板Ａの基板端縁Ｍ１の近傍に位置するとき、図に示すように、ビームスポットＬＣの一部（ハッチング部分）が基板Ａの外側に外れてしまうことになる。このような場合、スクライブ予定ラインＳと基板端縁Ｍ１との間隔ｄ１、スクライブ予定ラインＳと被膜領域Ｃとの間隔ｄ２のいずれか短い方を基準とした左右対称の制限スポット幅Ｗ（すなわちｄ１またはｄ２のいずれか短い方の２倍のスポット幅）になるようにシャッタ板４４ｂの開口幅Ｗｏを調整した制限ビームスポットＬＤを照射するようにする。
なお、図５において、シャッタ部材として２枚のシャッタ片からなるシャッタ４４の構成を説明したが、シャッタ部材はこのような構成に限定されることはなく、シャッタ片の形状、移動方向および枚数は変更可能であり、公知の技術を適用できる。【００４７】
（実施形態２）
図９は本発明の他の一実施形態であるレーザスクライブ装置ＬＳ２の構成を示す図である。図１０は図９のレーザスクライブ装置ＬＳ２の制御系の構成を示す図である。図１、図２と同じ構成については同符号を付すことにより共通部分の説明を省略する。
レーザスクライブ装置ＬＳ２は、上述したレーザスクライブ装置ＬＳ１を基本構造とし、さらに、基板Ａに設定されたスクライブ予定ラインＳを撮像領域の中心としてスクライブ予定ラインＳに沿って基板Ａの表面を映し出すカメラ６１を備えている。カメラ６１はアーム２４により自由に位置が移動できるようにして支持される。アーム２４は図１０に示したカメラ駆動部６３により制御される。カメラ６１は、基板Ａに形成された被膜領域が抽出できるように被膜の種類に応じて、赤外線カメラ、光学カメラ（可視光カメラ）、Ｘ線カメラ等から最適なものが利用される。【００４８】
また、レーザスクライブ装置ＬＳ２の制御部５６には、カメラ６１により撮像された画像情報に基づいてパターン認識により、スクライブ予定ラインＳから被膜領域Ｃまたは基板端縁Ｍ１までの最短距離を抽出し、抽出した最短距離に基づいてスクライブ予定ラインの幅方向のビームスポットの広がり、すなわち制限スポット幅Ｗを決定するために、シャッタ板４４ｂの開口幅Ｗｏを調整するシャッタ幅制御部６２を備えている。【００４９】
シャッタ幅制御部６２の動作を図１１により説明する。
図１１（ａ〜ｇ）は、カメラ６１を１本のスクライブ予定ラインＳに沿って走査させたときに撮像された画像情報を部分的に抜粋した一連の画像である。
各撮像領域は、スクライブ予定ラインＳと直交する方向に伸びた長辺と、スクライブ予定ラインＳと平行する方向に伸びた短辺とからなる矩形領域で構成され、長辺の長さはスポット幅が制限される以前のビームのスポット幅に設定され、カメラの撮像領域の中心点Ｏをカメラの中心位置座標（Ｘ０，Ｙ０）とし、Ｙ軸がスクライブ予定ラインＳに重なるようにカメラ６１の走行ラインが設定される。なお、ここでは基板Ａは方形であって、一辺Ｓx1およびこの対辺Ｓxnに対し垂直な方向に、スクライブ予定ラインが設定されているものとする。
まず、図１１（ａ）に示すように、カメラ６１の撮像領域のＸ軸が、Ｘ軸と平行に設定された基板Ａの一辺Ｓｘ１と重なるようにし、さらに撮像領域の中心点０が、スクライブ予定ラインの一端Ｓｏと重なるように撮像開始点を設定する。
カメラ６１を１本のスクライブ予定ラインＳに沿って走行させながら、図１１（ｇ）に示すように、カメラ６１の撮像領域のＸ軸が、Ｘ軸と平行に設定されたスクライブ予定ラインＳｘｎと重なる撮像終了点Ｓｅまで走行させる。
この走行によって得られた画像に基いて、公知の手法でスクライブ予定ラインＳの左右の被膜をパターン認識し、スクライブ予定ラインＳから被膜までの最短距離をスクライブ予定ラインＳの左側とスクライブ予定ラインＳの右側のそれぞれについて算出する。例えば、スクライブ予定ラインＳの左側に位置する被膜までの最短距離ｄＬ（図１１（ｄ））と、スクライブ予定ラインＳの右側に位置する被膜までの最短距離ｄＲ（図１１（ｆ））とを算出して距離データとして記憶させる。次いで、両者を比較して最小値を求め、この最小値に基づいてカメラ６１によって撮像されたスクライブ予定ラインＳにおける制限スポット幅Ｗが決定される。次いで、決定された制限スポット幅Ｗと予め入力されたレーザビームの形状、寸法およびマザー基板Ａからシャッタ４４までの距離データが関係式に入力され、シャッタ板４４ｂの移動距離Ｗｏ’が算出される。これにより、自動的にシャッタ板４４ｂの開口幅Ｗｏを決定した上でスクライブを行うことができる。
実施形態２では、シャッタ幅制御部６２が撮像された画像情報に基づいてスクライブ予定ラインＳの近傍に位置する被膜をパターン認識し、スクライブ予定ラインから被膜領域までの最短距離を算出してシャッタ板４４ｂの開口幅Ｗｏを決定したが、被膜の代わりに基板端縁であっても同様に行うことができる。
実施形態２では、カメラ６１により撮像された画像情報に基づいてパターン認識により、スクライブ予定ラインＳから被膜領域Ｃまたは基板端縁Ｍ１までの最短距離を抽出し、抽出した最短距離に基づいてシャッタ板４４ｂの開口幅Ｗｏを調整する構成としたが、カメラ６１の使用は上記に限定されない。例えば、実施形態１に記載されたように、予め設定された、スクライブ予定ラインＳから被膜領域Ｃまたは基板端縁Ｍ１までの最短距離が距離データとして入力され、これらを記憶した距離データと、カメラ６１により撮像された画像情報に基づいてパターン認識により得られた距離データの両データに基づいてシャッタ板４４ｂの開口幅Ｗｏを調整する構成としてもよい。
また、実施形態２では、レーザスクライブ装置ＬＳ２が、それぞれのマザー基板Ａに付された一対のアライメントマークを撮像してそれぞれのマザー基板Ａにおけるスクライブラインの形成位置を求める一対のＣＣＤカメラ２０（２１）と、スクライブ予定ラインＳに沿ってライン全体にわたって撮像してシャッタ板４４ｂの開口幅Ｗｏを調整するカメラ６１とを備える構成としたが、１基または２基のカメラで上記の撮像領域を兼用する構成としてもよい。【００５０】
（実施形態３）
上記の実施形態１〜２では、レーザスクライブ装置側に照射面積調整手段を取り付けて、レーザ照射後にスクライブ予定ラインを中心とする基板Ａの熱分布が左右対称になるようにしていたが、本実施形態３では、基板Ａ側に照射面積調整手段を取り付けてレーザ照射後にスクライブ予定ラインを挟んで基板Ａの熱分布が左右対称になるように調整する。【００５１】
図１２は本発明の基板Ａ側に照射面積調整手段を取り付けて行うスクライブ方法を説明する図である。この例では、マザー基板Ａ（マザー基板）の単位表示基板Ｕとなる領域に被膜領域Ｃが形成されている。【００５２】
そして、スクライブ予定ラインＳと被膜領域Ｃの端縁Ｃ１との間隔d1が、スクライブ予定ラインＳとダミー被膜７１との間隔Ｄ(以下、「ダミー被膜間隔」と称する)と等距離になるように、予めダミー被膜７１を形成しておく。【００５３】
このマザー基板Ａから単位表示基板Ｕを切り出す際には、マザー基板Ａをレーザスクライブ装置（例えば図１で説明したレーザスクライブ装置ＬＳ１）にセットし、レーザビームを照射する。このときのビームスポットＬＥは、スクライブ予定ラインＳを中心に左右対称な形状にすればよい。すなわち、ビームスポットＬＥの一部が被膜領域Ｃで反射されるときには、ダミー被膜７１側でも同様に反射されるので、スクライブ予定ラインＳを中心に左右対称の熱分布にすることができる。
図１３は、パターン形成されるダミー被膜の一例を示す。Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３およびＣ４は被膜領域であり、７２，７３，７４および７５はこれらの被膜領域に対応するダミー被膜である。説明の便宜上、被膜領域は様々な形状で示しているが、同じ形状、簡単な形状等であってもよい。
それぞれのダミー被膜間隔は、スクライブ予定ラインＳと各被膜領域の端縁との間隔に等しい。また、ダミー被膜の形状は、被膜領域Ｃのスクライブ予定ラインＳ寄りの周縁部分の形状が、スクライブ予定ラインを軸として対称な形になって反映されていればよい。ダミー被膜の幅は、ビームスポットＬＥのスポット幅（横幅）に応じて設定され、例えば、図１２においては、ダミー被膜７１を横断してスクライブ予定ラインＳとは反対側の領域７６が照射されない範囲で設定されればよい。【００５４】
ダミー被膜の形成は、被膜領域Ｃの形成と同時に行ってもよいし、被膜領域Ｃが形成された基板に対して行ってもよいし、あるいは被膜領域Ｃが形成される以前のその基板に対して行ってもよい。
被膜領域Ｃと同じ材料の透明導電膜からなるダミー被膜７１を形成する場合は、被膜領域Ｃを形成するときに同時にダミー被膜７１をパターン形成しておけばよいので、製造工程を簡単にすることができる。
【実施例】
【００５５】
以下、本発明の実施形態についての具体例を説明する。
（実験Ｎｏ１）
透明導電膜（ＩＴＯ膜）が形成されたガラス基板に対し、本発明のレーザスクライブ装置ＬＳ１を用いて、シャッタの開口幅Ｗｏを調整し、その効果を比較した。実験条件は以下のとおりである。
基板仕様：    材質：無アルカリガラス  厚さ：０．５ｍｍ
ビームスポット形状：楕円
スクライブ速度：  ２００ｍｍ／ｓｅｃ
シャッタ：    遮光時：開口幅Ｗｏ  ０．４ｍｍ  （制限スポット幅Ｗ  ０．４ｍｍ）
配置高さ（ガラス面からの高さ）：  ３ｍｍ
（実験Ｎｏ２）
透明導電膜（ＩＴＯ膜）が形成されたガラス基板に対し、スクライブ予定ラインを挟んで対称な位置に本発明のダミー被膜を形成した基板と形成していない基板とを比較した。実験条件は以下のとおりである。
基板仕様：    材質：無アルカリガラス  厚さ：０．５ｍｍ
ビームスポット形状：楕円
スクライブ速度：  ２００ｍｍ／ｓｅｃ
ダミー被膜：  材質：  反射アルミテープ【００５６】
これらの実験結果をまとめると以下のとおりである。いずれの場合も、ビームスポットを対称に照射させることにより、スクライブラインの位置ずれが激減し、スクライブラインの直進性が向上した。【００５７】
【表１】
2009047990.tif 000003
【００５８】
なお、上記実施の形態１〜３では、楕円形状のビームスポットを用いたが、この発明ではビームスポットの形状は、スクライブ予定ラインの左右方向に対し対称な形状であれば特に限定されない。
また、スクライブによる加工対象としてガラス基板を用いて説明したが、加工対象はガラス基板に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のレーザスクライブ方法およびレーザスクライブ装置は、ガラス、焼結材料のセラミックス、単結晶シリコン、半導体ウエハ、セラミック基板、サファイア基板の他に、ガラス基板どうしを貼り合わせた液晶表示基板、透過型液晶表示基板、有機ＥＬ素子基板、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）基板、ガラス基板とシリコン基板とを張り合わせた反射型液晶表示基板等のスクライブライン形成に適用させることができる。
【図１】
2009047990.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年3月15日(2010.3.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脆性材料基板に対してレーザビーム照射機構を相対移動させながらレーザビームを照射することによりスクライブ予定ラインに沿ってレーザビームのビームスポットを走査して基板を加熱し、次いで前記スクライブ予定ラインに沿って基板を冷却することによりスクライブ予定ラインに沿ったスクライブラインを形成する脆性材料基板のレーザスクライブ方法であって、
レーザビームが照射される基板の表面の範囲が前記スクライブ予定ラインに対して非対称になる領域に対して、
レーザビームが照射される基板の表面の範囲がスクライブ予定ラインに対して対称となるようにレーザビームを遮蔽する照射面積調整手段を、レーザビーム照射機構または基板の表面のいずれかに取り付けた状態でレーザビームを照射することを特徴とする脆性材料基板のレーザスクライブ方法。
【請求項２】
脆性材料基板は、スクライブ予定ライン近傍の基板上に被膜領域が形成され、
脆性材料基板に取り付けられる照射面積調整手段は、スクライブ予定ラインに沿ってスクライブ予定ライン近傍の被膜領域の反対側に形成されたダミー被膜からな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方法。
【請求項３】
脆性材料基板は、基板表面の一部に被膜領域が形成され、
被膜領域は、走査されたビームスポットの一部が被膜領域を通る位置に設けられ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方法。
【請求項４】
ビームスポットは、走査されたビームスポットの一部が基板の端部より外側を通るように走査され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方法。
【請求項５】
レーザビーム照射機構に取り付けられる照射面積調整手段は、スクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がりを狭めるように遮光するシャッタ部材からなり、このシャッタ部材を介して基板に照射されるビームスポットによって基板表面に生じる熱分布がスクライブ予定ラインに対し左右対称になるようにシャッタ部材の開口を制限す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方法。
【請求項６】
レーザビーム照射機構と、冷却機構と、前記レーザビーム照射機構と冷却機構とを基板に対し相対的に移動させる走査機構とを備え、基板に設定されたスクライブ予定ラインに沿ってレーザビームのビームスポットが、その中心がスクライブ予定ライン上に位置して走査されるようにレーザビーム照射機構を基板に対して相対移動させて基板を軟化点以下の温度で加熱し、次いでビームスポットが通過した軌跡に沿って冷却機構を相対移動させて基板を冷却することによりスクライブ予定ラインに沿ってスクライブラインを形成する脆性材料基板用のレーザスクライブ装置において、
ビームスポットが、基板に照射されることにより表面に生じる熱分布が、スクライブ予定ラインの全長にわたって左右対称になるように、スクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がりを絞り込むシャッタを備えたことを特徴とするレーザスクライブ装置。
【請求項７】
前記シャッタは、スクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がりを調整するシャッタ幅調整機構を有し、スクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がりが、スクライブ予定ラインからこのスクライブ予定ライン近傍に存在する被膜領域および基板端縁までの最短距離の２倍または２倍よりも短くなるように設定されることを特徴とする請求項６に記載のレーザスクライブ装置。
【請求項８】
前記シャッタはスクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がりを調整するシャッタ幅調整機構を有し、
さらに、走査機構によりスクライブ予定ライン全長に沿って相対的に移動させながら、スクライブ予定ライン近傍に存在する被膜領域および基板端縁の画像情報を撮像するカメラ部と、
カメラ部により撮像された画像情報に基づいてスクライブ予定ラインから被膜領域または基板端縁までの最短距離を抽出し、抽出した最短距離に基づいてスクライブ予定ラインの幅方向のビームスポット幅を決定し、シャッタ幅調整機構を制御するシャッタ幅制御部とを備えたことを特徴とする請求項６に記載のレーザスクライブ装置。
【請求項９】
前記シャッタはスクライブ予定ラインの幅方向におけるビームスポットの広がりを調整するシャッタ幅調整機構を有し、
さらに、予め設定された、スクライブ予定ラインから被膜領域または基板端縁までの最短距離を距離データとして入力する距離データ入力部と、距離データ入力部に入力された距離データを記憶する距離データ記憶部と、距離データ記憶部に記憶された距離データを読み取り、読み取った距離データに基づいてスクライブ予定ラインの幅方向のビームスポット幅を決定し、シャッタ幅調整機構を制御するシャッタ幅制御部とを備えたことを特徴とする請求項６に記載のレーザスクライブ装置。
【国際調査報告】
2009047990.tif 000019
2009047990.tif 000020
2009047990.tif 000021
2009047990.tif 000022