(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脆性材料基板の表面におけるスクライブ形成予定ラインに沿って、該脆性材料基板が溶融される温度よりも低い温度で該脆性材料基板の表面を連続して加熱する加熱手段と、
該加熱手段によって加熱された前記脆性材料基板の表面に対して所定の間隔をあけた前記スクライブ形成予定ライン上の領域を連続して冷却して前記スクライブ形成予定ラインに沿ってクラックを形成する冷却手段と、
前記脆性材料基板表面における前記スクライブ形成予定ライン上の領域に初期亀裂を形成する亀裂形成手段とを具備し、
前記亀裂形成手段は、前記加熱手段によって加熱されて圧縮応力が発生した領域に初期亀裂を形成することを特徴とする脆性材料基板のスクライブ装置。
【請求項２】
脆性材料基板の表面におけるスクライブ形成予定ラインに沿って、該脆性材料基板が溶融される温度よりも低い温度で該脆性材料基板の表面を連続して加熱する加熱手段と、
該加熱手段によって加熱された前記脆性材料基板の表面に対して所定の間隔をあけた前記スクライブ形成予定ライン上の領域を連続して冷却して前記スクライブ形成予定ラインに沿ってクラックを形成する冷却手段と、
前記脆性材料基板の表面における前記スクライブ形成予定ライン上の領域に初期亀裂を形成する亀裂形成手段とを具備し、
前記亀裂形成手段は、前記加熱手段によって加熱されて圧縮応力が発生した領域の一部を前記冷却手段によって冷却した後に、その冷却された部分に前記初期亀裂を形成することを特徴とする脆性材料基板のスクライブ装置。
【請求項３】
脆性材料基板の表面におけるスクライブ形成予定ラインに沿って、該脆性材料基板が溶融される温度よりも低い温度で該脆性材料基板の表面を連続して加熱して圧縮応力を発生させる加熱工程と、
該加熱工程によって加熱された前記脆性材料基板の表面に対して所定の間隔をあけた領域を連続して冷却して前記スクライブ形成予定ラインに沿ってクラックを形成する冷却工程とを包含する脆性材料基板のスクライブ方法であって、
前記加熱工程の後に、該加熱工程によって前記圧縮応力が発生した領域に初期亀裂を形成する初期亀裂形成工程をさらに含むことを特徴とする脆性材料基板のスクライブ方法。
【請求項４】
脆性材料基板の表面におけるスクライブ形成予定ラインに沿って、該脆性材料基板が溶融される温度よりも低い温度で該脆性材料基板の表面を連続して加熱して圧縮応力を発生させる加熱工程と、
該加熱工程によって加熱された前記脆性材料基板の表面に対して所定の間隔をあけた領域を連続して冷却して前記スクライブ形成予定ラインに沿ってクラックを形成する冷却工程とを包含する脆性材料基板のスクライブ方法であって、
前記加熱工程の前に、前記脆性材料基板の表面における前記スクライブ形成予定ライン上の領域を加熱して圧縮応力を発生させ、圧縮応力が発生した領域の一部を冷却した後に、その冷却された部分に初期亀裂を形成する初期亀裂形成工程をさらに含むことを特徴とする脆性材料基板のスクライブ方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、フラットパネルディスプレイ（以下ＦＰＤと表記する）に使用されるガラス基板、半導体ウエハ等の脆性材料基板を分断する際に使用されるスクライブ装置およびスクライブ方法に関する。
背景技術
一対のガラス基板を貼り合わせて形成されるＦＰＤの一種である液晶パネルは、それぞれが大寸法の一対のマザーガラス同士が相互に貼り合わされた後に、所定の大きさになる様に分断されて製造される。マザーガラス基板を分断する場合には、マザーガラス基板に、予めカッターによってスクライブラインが形成される。カッターでスクライブラインを形成する際、またはスクライブラインを形成後にマザーガラス基板を分断する際に、微細なガラス粉やガラスカレットが発生し種々の不具合を起こすことがあった。
カッターを用いてスクライブし、分断する際の微細なガラス粉やガラスカレットの発生を回避するため、近年、この様なカッターを使用する方法に代わって、スクライブラインを形成するためにレーザビームを使用する方法が実用化されている。図３は、レーザビームを使用してガラス基板にスクライブラインを形成する方法を示す模式図である。レーザ又は刃先を用いるスクライブ動作の結果形成されるスクライブラインに沿った箇所に対して、スクライブラインが形成される前に各種前処理操作がされる。そうした処理操作に関連する説明において、スクライブラインが形成される箇所に対して、スクライブ形成予定ライン又はスクライブ予定ラインという表現を用いて説明する。ガラス基板５０の側縁部に、スクライブ形成予定ラインに沿って、予め初期亀裂ＴＲを形成しておき、その初期亀裂からスクライブ予定ラインに沿って、レーザ発振装置６１からレーザビームＬＢが照射される。
レーザ発振装置６１から照射されるレーザビームＬＢは、ガラス基板５０上に形成されるスクライブ予定ラインに沿った長円形状のレーザスポットＬＳをガラス基板５０上に形成する。ガラス基板５０は、レーザ発振装置６１から照射されるレーザビームＬＢに対して、レーザスポットＬＳの長手方向に沿って相対的に移動される。
また、ガラス基板５０の表面におけるレーザビームＬＢが照射されて加熱された領域の近傍に、冷却水等の冷却媒体が、冷却ノズル６２から吹き付けられる様になっている。レーザビームが照射されるガラス基板の表面には、レーザビームによる加熱によって圧縮応力が生じ、その近傍の領域に、冷却媒体が吹き付けられることにより、引張り応力が生じる。この様に、圧縮応力が生じている領域と、その領域に近接した領域に引張り応力が生じているために、両領域間に、それぞれの応力に基づく応力勾配が発生し、ガラス基板５０には、スクライブ予定ラインに沿った垂直クラックが、ガラス基板５０の側縁部に形成された初期亀裂ＴＲから進展していく。
この様にしてガラス基板５０の表面に形成される垂直クラックは微細なため、通常、肉眼では目視することができず、ブラインドクラックと称せられている。
スクライブラインとしてのブラインドクラックがガラス基板５０に形成されると、ガラス基板５０は、次の分断工程に供給されて、ブラインドクラックの幅方向に曲げモーメントが作用する様にガラス基板に力が加えられる。これにより、ガラス基板５０は、ブラインドクラックに沿って分断される。
この様なスクライブ装置では、ガラス基板５０の側縁部に初期亀裂ＴＲが形成されて、その初期亀裂ＴＲが形成されたガラス基板５０の表面に、スクライブ予定ラインに沿って、レーザビームが照射されて加熱される。この場合、ガラス基板５０の表面の初期亀裂付近がレーザビームによって急激に加熱されることによって、初期亀裂ＴＲから新たに不要な亀裂が派生するおそれがある。この様に、初期亀裂から派生する亀裂は、制御不能であり、スクライブ予定ラインに沿って形成されるものではなく、従って、この様な亀裂が発生したガラス基板は不良品となる。
また、Ｘ方向に沿ってブラインドクラックを形成した後に、そのブラインドクラックに対して交差又は直交する様にＹ方向に沿ってブラインドクラックを形成する場合には、図４の様に新たにＹ方向のスクライブ予定ラインのガラス基板の端部とＸ方向に沿ったブラインドクラックとの交点の直後の位置に初期亀裂が設けられることがあるが、この場合も、初期亀裂が形成された部分がレーザビームの照射によって急激に加熱されると、初期亀裂から新たに不要な亀裂が派生するおそれがある。
さらに、レーザ照射によりガラス基板のＸ方向がフルボディカット（ブラインドクラックがガラスの裏面に至った状態）にされた後に、Ｙ方向にブラインドクラックを形成したり、フルボディカットしようとする場合にも、新たにＹ方向のスクライブ予定ラインのガラス基板の端部とＸ方向にブルボディカットされた交点の直後の位置に初期亀裂を設ける必要があるが、この場合も、初期亀裂が形成された部分がレーザビームの照射によって急激に加熱されると、初期亀裂から新たに不要な亀裂が派生するおそれがある。
本発明は、この様な問題を解決するものであり、その目的は、ガラス基板等の脆性材料基板の表面が、ブラインドクラックを形成するために急激に加熱されスクライブ動作が開始された場合にも、初期亀裂から新たに不要な亀裂が派生するおそれのない脆性材料基板のスクライブ装置およびスクライブ方法を提供することにある。
発明の開示
本発明の脆性材料基板のスクライブ装置は、脆性材料基板の表面におけるスクライブラインが形成される領域に沿って、前記脆性材料基板の軟化点よりも低い温度で連続して加熱する加熱手段と、前記加熱手段によって加熱された脆性材料基板表面の領域の近傍を冷却する冷却手段と、前記加熱手段によって前記脆性材料表面の所定箇所が加熱された後に、スクライブ形成予定ラインに沿った初期亀裂を前記所定箇所に形成させる亀裂形成手段と、を具備することを特徴とする。
前記冷却手段にて冷却された領域の近傍をさらに加熱する第２の加熱手段が設けられていることを特徴とする。
前記亀裂形成手段は、短波長のパルスレーザ発振器を有していることを特徴とする。
脆性材料基板の表面におけるスクライブラインが形成される領域に沿って、前記脆性材料基板の軟化点よりも低い温度で加熱しつつ、その加熱領域の近傍の領域を連続して冷却することにより、スクライブ形成予定ラインに沿ってクラックを形成する脆性材料基板のスクライブ方法であって、
本発明の脆性材料基板のスクライブ方法は、前記脆性材料基板における初期亀裂の形成予定箇所が、まず加熱された後の時点で前記予定箇所にスクライブ形成予定ラインに沿った初期亀裂を形成することを特徴とする。
前記初期亀裂は、短波長のパルスレーザビームによって形成されることを特徴とする。
前記初期亀裂は、脆性材料基板の側縁部に形成されることを特徴とする。
前記初期亀裂は、すでに形成されたスクライブラインに対して、形成されたスクライブラインの直後に、交差する様に形成されることを特徴とする。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の脆性材料基板のスクライブ装置の実施形態を示す概略構成図である。このスクライブ装置は、例えば、ＦＰＤに使用されるガラス基板を切断するために使用され、図１に示す様に、水平な架台１１上に所定の水平方向（Ｙ方向）に沿って往復移動するスライドテーブル１２を有している。
スライドテーブル１２は、架台１１の上面にＹ方向に沿って平行に配置された一対のガイドレール１４及び１５に、水平な状態で各ガイドレール１４及び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及び１５の中間部には、各ガイドレール１４及び１５と平行にボールネジ１３が、モータ（図示せず）によって回転する様に設けられている。ボールネジ１３は、正転及び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。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的に取り付けられており、ボールネジ１３の正転及び逆転によって、ボールネジ１３に沿って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ーブル１２が、各ガイドレール１４及び１５に沿ってＹ方向にスライドする。
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のスライド方向であるＹ方向と直交するＸ方向に沿って配置されている。また、各ガイドレール２１間の中央部には、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によって正転及び逆転される様になっている。
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２２の正転及び逆転によって、ボールネジ２２に沿って両方向に移動する。これにより、台座１９が、各ガイドレール２１に沿ったＸ方向にスライドする。
台座１９上には、回転機構２５が設けられており、この回転機構２５上に、切断対象であるガラス基板５０が載置される回転テーブル２６が水平な状態で設けられている。回転機構２５は、回転テーブル２６を、垂直方向に沿った中心軸の周りに回転させる様になっており、基準位置に対して任意の回転角度θになる様に、回転テーブル２６を回転させることができる。回転テーブル２６上には、ガラス基板５０が、例えば吸引チャックによって固定される。
回転テーブル２６の上方には、回転テーブル２６と適当な間隔をあけて、支持台３１が配置されている。この支持台３１は、垂直状態で配置された光学ホルダー３３の下端部に水平な状態で支持されている。光学ホルダー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、スクライブ用のレーザビームを発振する第１加熱用レーザ発振器３４が設けられており、第１加熱用レーザ発振器３４から発振されるレーザビームが、光学ホルダー３３内に保持された光学系に照射される。
光学ホルダー３３内に照射されるレーザビームは、光学ホルダー３３の下端面から、回転テーブル２６上に載置されたガラス基板５０に照射される。ガラス基板５０には、光学ホルダー３３内に保持された光学系によって、所定方向に沿って長く延びる長円形状のレーザスポットとして照射される。
また、支持台３１には、光学ホルダー３３に近接して、取付位置可変に冷却ノズル３７が設けられている。この冷却ノズル３７からは、冷却水、Ｈｅガス、Ｎ２ガス、ＣＯ２ガス等の冷却媒体がガラス基板５０に噴射される様になっている。冷却ノズル３７から噴射される冷却媒体は、光学ホルダー３３からガラス基板５０に照射されるレーザスポットの長手方向の端部に近接した位置に吹き付けられて、ガラス基板５０表面に冷却スポットを形成する。
また、支持台３１には、光学ホルダー３３と冷却ノズル３７との間に、初期亀裂を形成するためのＹＡＧレーザの短波長を発振する亀裂用レーザ発振器４１に接続された光学ホルダー４２が設けられている。ＹＡＧレーザの短波長はＹＡＧ基本波の高密度短パルスレーザよりも亀裂を形成しやすい。亀裂用レーザ発振器４１から発振される短波長のパルスレーザは、光学ホルダー４２を介して、ガラス基板５０に照射される。光学ホルダー４２から照射されるパルスレーザが照射される箇所は、光学ホルダー３３からガラス基板５０に照射されるレーザスポットの長手方向の端部と、冷却ノズル３７によって冷却水が吹き付けられる冷却スポットとの間に位置するガラス基板５０の表面領域になっている。
さらに、支持台３１には、冷却ノズル３７に近接して、第２加熱用レーザ発振器４３に接続された光学ホルダー４４が設けられている。第２加熱用レーザ発振器４３から照射されるレーザビームは、光学ホルダー４４を介して、ガラス基板５０の表面に照射される。光学ホルダー４４から照射されるレーザビームで照射される箇所は、冷却ノズル３７によって冷却水が吹き付けられる領域に近接した領域になっている。
なお、スライドテーブル１２及び台座１９の位置決め、回転機構２５の制御、スクライブ用レーザ発振器３４、亀裂用レーザ発振器４１、第２加熱用レーザ発振器４３等は、図示しない制御部によって制御される。
この様なスクライブ装置によってガラス基板５０をスクライブする場合には、まず、所定の大きさに分断されるガラス基板５０のサイズ、スクライブラインの形成位置、初期亀裂の形成位置等の情報が、制御部に入力される。
そして、所定の大きさに分断されるガラス基板５０が、スクライブ装置の回転テーブル２６上に載置されて吸引手段によって固定される。この様な状態になると、ＣＣＤカメラ３８及び３９によって、ガラス基板５０に設けられたアライメントマークが撮像される。撮像されたアライメントマークは、モニター２８及び２９によって表示される。
その後、支持台３１に対して固定されたガラス基板５０が移動させられて、ガラス基板５０の側縁と所定のスクライブ形成予定ラインとの交点部が、光学ホルダー３３の下方に位置されるとともに、その光学ホルダー３３から照射される長円形状のレーザスポットの長手方向が、そのスクライブラインに沿ったＸ方向になる様に、回転テーブル２６が位置決めされる。回転テーブル２６の位置決めは、スライドテーブル１２のスライド、台座１９のスライド、及び回転機構２５による回転テーブル２６の回転によって行われる。
この様な状態になると、第１加熱用レーザ発振器３４からレーザビームが照射される一方、回転テーブル２６が＋Ｘ方向に沿ってスライドされる。これにより、図２Ａ（ａ）に示す様に、ガラス基板５０における側縁部表面に、スクライブ予定ラインＳＬに沿って、長円形状のレーザスポットＬＳが形成される。
レーザスポットＬＳは、例えば、長径が３０．０ｍｍ、短径が１．０ｍｍの長円形状になっており、長軸が、形成するスクライブ予定ラインＳＬに一致する様に照射される。この場合、レーザスポットＬＳによる加熱温度は、ガラス基板５０が溶融される温度より低い、すなわち、ガラス基板の軟化点よりも低い温度とされる。これにより、レーザスポットＬＳが照射されたガラス基板５０の表面は、溶融されることなく加熱される。
この場合、ガラス基板５０の表面には、初期亀裂が形成されていないために、レーザスポットＬＳによってガラス基板５０の表面が加熱されても、初期亀裂からさらに新たに不要な亀裂が派生するといった問題が発生するおそれがなく、レーザスポットＬＳによって、ガラス基板５０の表面を、ブラインドクラックが確実に形成され得る様に十分に加熱することができる。
そして、ガラス基板５０が＋Ｘ方向に移動させられることにより、レーザスポットＬＳは、ガラス基板５０の表面をスクライブ予定ラインＳＬに沿って移動し、図２Ａ（ｂ）に示す様に、ガラス基板５０の側縁部が、亀裂用レーザ発振器４１に接続された光学ホルダー４２の下端部と対向した状態にされる。
この様な状態になると、亀裂用レーザ発振器４１からＹＡＧの短波長パルスレーザが発振され、ガラス基板５０の側縁部におけるスクライブ予定ラインＳＬ上にパルスレーザが照射される。これにより、ガラス基板５０の側縁部におけるスクライブ予定ラインＳＬ上が溶融又は昇華されて、初期亀裂ＴＲが形成される。
その後、さらにガラス基板５０が＋Ｘ方向にスライドされることにより、レーザスポットＬＳは、ガラス基板５０の表面をスクライブ予定ラインＳＬに沿って移動し、図２Ａ（ｃ）に示す様に、ガラス基板５０の側縁部における亀裂ＴＲが形成された部分に、冷却ノズル３７が対向した状態になり、冷却ノズル３７から冷却媒体、例えば、冷却水が圧縮エアーとともに噴射される。
冷却ノズル３７は、レーザスポットＬＳが照射される領域に対して、レーザスポットＬＳの長軸方向に例えば、２．５ｍｍの間隔をあけたスクライブ予定ラインＳＬ上に冷却媒体を吹き付ける。これにより、ガラス基板５０の表面が冷却されて冷却ポイントＣＰが形成される。その結果、レーザスポットＬＳと冷却ポイントＣＰとの間の領域に温度勾配が生じる。
レーザスポットＬＳによって加熱されたガラス基板５０の表面の領域には、圧縮応力が発生し、また、冷却水が吹き付けられた冷却ポイントＣＰには、引張り応力が発生する。この様に、レーザスポットＬＳによる加熱領域に圧縮応力が発生し、冷却水による冷却ポイントＣＰに引張り応力が発生すると、レーザスポットＬＳと冷却ポイントＣＰとの間の熱拡散領域に発生している圧縮応力により、冷却ポイントＣＰに対してレーザスポットＬＳとは反対側の領域に大きな引張り応力が生じる。そして、この引張り応力の作用により、ガラス基板５０の側縁部に形成された初期亀裂ＴＲから、ブラインドクラックが、スクライブ予定ラインＳＬに沿って進展していく。
その後、さらにガラス基板５０が＋Ｘ方向にスライドされることにより、レーザスポットＬＳは、ガラス基板５０の表面をスクライブ予定ラインＳＬに沿って移動するとともに、冷却ノズル３７から吹き付けられる冷却媒体による冷却ポイントＣＰもスクライブ予定ラインＳＬに沿って移動し、図２Ａ（ｄ）に示す様に、ガラス基板５０の側縁部における初期亀裂ＴＲが形成された部分に、第２加熱用レーザ発振器４３に接続された光学ホルダー４４の下端部が対向した状態になり、第２加熱用レーザ発振器４３から発振されるレーザビームが、ガラス基板５０の表面における初期亀裂ＴＲが形成された側縁部に照射される。これにより、加熱スポットＨＳが、ブラインドクラック上に形成される。
この様に、ガラス基板５０に形成されたブラインドクラックが加熱されると、ブラインドクラックは、ガラス基板５０の表面から深さ方向へ伸展し、ガラス基板５０の裏面にまで達する状態になる。
以後、ガラス基板５０のスクライブ予定ラインＳＬに沿って、レーザビームによる第１加熱と、冷却媒体による冷却と、レーザビームによる第２加熱とが順番に実施されることにより、スクライブ予定ラインＳＬに沿ってブラインドクラックが、ガラス基板５０の裏面に達した状態で形成される。
図２Ａ（ａ）〜（ｄ）においては、従来のレーザスクライブ方法の場合と違って、レーザ照射後に初期亀裂が形成される為に、初期亀裂の形成付近の箇所から予測不可で制御不可能な亀裂が進展することを防止することが可能となる。図２Ａ（ａ）の場合は、初期亀裂が形成される予定の箇所に亀裂形成前にレーザビームが照射される為に、その周辺に圧縮応力が発生している。このように、初期亀裂が形成される予定の箇所の周辺に圧縮応力が発生した状況で初期亀裂を形成することは、常温の基板表面の端部に初期亀裂を形成する場合と比較すると困難を伴う場合が出てくる。こうした問題を回避する為に、次に説明する別の方法を採用することが可能である。
図２Ｂ（ａ）〜（ｆ）は、図２Ａ（ａ）〜（ｄ）の場合と同様に、レーザ照射後に初期亀裂が形成され、レーザスクライブ動作を安定化させることが可能なスクライブ方法を示す模式図である。以下の説明で、図２Ａ（ａ）〜（ｄ）の場合と同様な場合については重複する説明は省略する。
図２Ｂ（ａ）は、図２Ａ（ａ）に示すのと同様に、ガラス基板５０における側縁部表面に、スクライブ予定ラインＳＬに沿って、長円形状のレーザスポットＬＳが形成される状況を示している。この場合、レーザスポットＬＳの一部分が端面に形成され所定時間の間に所定箇所が加熱された時点で、第１加熱用レーザ発振装置３４から発振されるレーザビームがガラス基板５０上に照射されることが停止される。レーザビームのガラス基板５０上への照射が停止された直後に、ガラス基板５０が＋Ｘ方向（図面の右側）にスライドされることにより、図２Ｂ（ｂ）に示す様に、ガラス基板５０の側縁部に冷却ノズル３７が対向した状態にされ、冷却ノズル３７から冷却媒体、例えば、冷却水が圧縮エアーとともに噴射される。これにより、ガラス基板５０の表面が冷却されて冷却ポイントＣＰが形成される。
次に、ガラス基板５０が−Ｘ方向にスライドされることにより、図２Ｂ（ｃ）に示す様に、ガラス基板の側縁部が、亀裂用レーザ発振器４１に接続された光学ホルダー４２の下端部と対向した状態にされる。この様な状態で、亀裂用レーザ発振器４１からＹＡＧの短波長パルスビームが発振され、ガラス基板５０の側縁部におけるスクライブ予定ラインＳＬの始点位置にパルスビームが照射される。これにより、ガラス基板５０の側縁部におけるスクライブ予定ラインＳＬの始点位置が溶融又は昇華されて、初期亀裂ＴＲが形成される。
その後、図２Ｂ（ｄ）に示す様に、さらにガラス基板５０が−Ｘ方向にスライドされることにより、レーザスポットＬＳが形成される位置が初期亀裂が形成された位置付近に来る様に、しかも図２Ｂ（ｄ）に示す様に亀裂箇所をそのレーザスポットＬＳの内部に含む位置に迄移動してきた時点で、第１加熱用レーザ発振器３４からレーザビームが照射され、これによりレーザスポットＬＳが基板５０上に形成される。引続いて基板５０がそれ迄と逆方向の＋Ｘ方向に移動されてクラックの形成の準備が行われる。
即ち、図２Ｂ（ｅ）に示す様に、レーザスポットＬＳは、ガラス基板５０の表面をスクライブ予定ラインＳＬに沿って移動させられるとともに、冷却ノズル３７が初期亀裂ＴＲが形成されている箇所に移動してきて、冷却媒体が初期亀裂ＴＲに噴射される。引続いて、冷却ノズル３７から吹き付けられる冷却媒体による冷却ポイントＣＰもスクライブ予定ラインＳＬに沿って、ガラス基板５０の側縁部における初期亀裂ＴＲに移動する。
冷却ポイントＣＰがガラス基板５０の側縁部における初期亀裂ＴＲに移動した後、図２Ｂ（ｆ）に示す様に、ガラス基板５０の側縁部における初期亀裂ＴＲが形成された部分に、第２加熱用レーザ発振器４３に接続された光学ホルダー４４の下端部が対向する位置に移動させられた状態になり、第２加熱用レーザ発振器４３から照射されるレーザビームによる加熱スポットＨＳが、ガラス基板５０の表面における初期亀裂ＴＲが形成された側縁部に形成される。これにより、加熱スポットＨＳが、ブラインドクラック上に形成される。この様に、ガラス基板５０に形成されたブラインドクラックが加熱されると、ブラインドクラックは、ガラス基板５０の表面から深さ方向へ伸展し、ガラス基板５０の裏面にまで達した状態になる。
以後、ガラス基板５０のスクライブ予定ラインＳＬに沿って、レーザビームによる第１加熱と、冷却水による冷却と、レーザビームによる第２加熱とが順番に実施されることにより、スクライブ予定ラインＳＬに沿ってブラインドクラックが、ガラス基板５０の裏面（図示せず）に達した状態で形成される。
図１に示されたレーザを用いたスクライブ装置の機器構成では、第１加熱用レーザ発振器３４の光学ホルダー３３と亀裂用レーザ発振器４１の光学ホルダー４２の次に冷却ノズル３７が取り付けられているが、これ以外の機器構成を採用することも可能である。例えば、光学ホルダー３３の次に冷却ノズル３７を設け、その次に光学ホルダー４２を設けておいてもよい。この後者の場合の機器構成の場合について、図２Ｂ（ａ）〜（ｆ）を参照して説明した上記の説明文と相違する点について特に詳しく以下に説明する。
図２Ｂ（ａ）と同様に、レーザスポットＬＳが形成された基板５０の部分が加熱される。その後、基板５０が＋Ｘ方向に移動させられて、図２Ｂ（ｂ）の状況と同様に、冷却ポイントＣＰが形成された基板５０の端面が冷却される。その後、更に基板５０は＋Ｘ方向に移動させられ、図２Ｂ（ｃ’）に示す様に、亀裂用レーザ発振器４１の光学ホルダー４２の真下付近に基板５０の端面が来た時点で亀裂用レーザ発振器４１からのレーザビームが照射される。その結果、初期亀裂ＴＲが基板５０の端面に形成される。その後、レーザスポットＬＳの後端部が、基板５０の端面に位置する箇所まで逆方向の−Ｘ方向に基板５０が移動させられる。図２Ｂ（ｄ）に示される様に、その箇所から第１加熱用レーザ発振器３４からのレーザビームの照射が開始され、基板５０が再び＋Ｘ方向に移動させられて行く。その後は、図２Ｂ（ｅ）および図２Ｂ（ｆ）を参照して説明した様にスクライブラインが形成されて更にクラックの深さが大きくされていく。
この様にして、ガラス基板５０に対してＸ方向に、ガラス基板５０の裏面に達するブラインドクラックが形成されると、即ちガラス基板５０がフルボディカットされる状態にされると、Ｘ方向に交差又は直交するＹ方向に、後でブラインドクラックやガラス基板５０の裏面に達するブラインドクラックを形成することが困難となる。
この状況を詳しく図６を用いて説明する。図６は、２方向に交差する形でブラインドクラックが形成される状況を模式的に示すガラス基板５０上の部分拡大図である。この場合、Ｘ方向（図面において横方向）に沿って先に形成されたガラス基板５０の裏面に達するブラインドクラックと、Ｙ方向（図面において縦方向）のスクライブ予定ラインが交差する交点付近と、スクライブが開始されるガラス基板５０の端面部においては、制御部に入力されたデータに基づいて、上述のように、次の２つの方法によって初期亀裂が形成される。即ち、（１）レーザスポットＬＳによる加熱及び亀裂用レーザ発振器４１（又は、脆性材料基板のスクライブ加工に用いられるカッタ、例えばホイールカッタやポイントカッタ等の刃先）で初期亀裂ＴＲが形成されるか、または、（２）レーザスポットＬＳによる予熱及び初期亀裂形成領域の冷却が実施された後、亀裂用レーザ発振器４１（又は、脆性材料基板のスクライブ加工に用いられるカッタ、例えばホイールカッタやポイントカッタ等の刃先）で初期亀裂ＴＲが形成される。
このとき、Ｘ方向及びＹ方向のブラインドクラックの形成において、第１の加熱用レーザスポットにより予熱した後に、ガラス基板５０の初期亀裂形成領域のみを冷却し、さらにその後に、ＹＡＧレーザにより初期亀裂を形成するため、冷却されていない初期亀裂形成領域付近には、スクライブ予定ラインを挟んで圧縮応力がはたらいているため、初期亀裂から新たな亀裂が派生するおそれがない。
以後、同様にして、垂直クラックが形成されることにより、ガラス基板５０には、碁盤目状のブラインドクラックが形成される。
上記実施例では第２の加熱用レーザ発振器４３を備え、ガラス基板５０の裏面に達する様なブラインドクラックを生じさせる例を示したが、第１加熱レーザ発振器３４と亀裂用レーザ発振器４１と冷却ノズル３７の構成によりブラインドクラックを形成するときにも、Ｘ方向に形成したブラインドクラックに対して、交差又は直交するＹ方向に沿ったスクライブ予定ラインの交差する交点付近とスクライブが開始されるガラス基板５０の端面部に上述の照射タイミングにおいて初期亀裂を形成することがある。
レーザスポットＬＳによる予熱及び初期亀裂形成領域の冷却が実施された後、亀裂用レーザ発振器４１で初期亀裂ＴＲが形成されることがある。例えば、Ｘ方向及びＹ方向に一旦形成されたブラインドクラックのラインの一部分が再び接合してしまった時、その接合してしまった部分に再びブラインドクラックを形成する場合である。
このときも、Ｘ方向もしくはＹ方向のブラインドクラックの形成において、第１の加熱用レーザスポットにより予熱した後に、ガラス基板５０の初期亀裂の形成領域のみを冷却し、さらにその後に、ＹＡＧレーザにより初期亀裂を形成する為、冷却されていない初期亀裂形成領域付近には、スクライブ予定ラインを挟んで圧縮応力が働いている為、初期亀裂から新たな亀裂が派生するおそれがない。
Ｘ方向及びＹ方向のブラインドクラック（フルボディカットを含む）の形成において、初期亀裂の形成領域を第１の加熱用レーザスポットで予熱した後、冷却手段を用いて冷却し、さらにその後、ＹＡＧレーザにより初期亀裂を形成するため、初期亀裂から新たに不用な亀裂が派生するおそれがない。なお、本実施例では初期亀裂の形成手段にＹＡＧレーザを用いたが、この他に、脆性材料基板のスクライブ加工に用いられるカッタ、例えばホイールカッタやポイントカッタ等を初期亀裂の形成手段として用いても良い。
また、脆性材料基板にはガラス基板、一対のマザーガラス基板同士を貼り合わせた場合における各マザーガラス基板を構成するガラス基板、また、図５（ａ）および（ｂ）に示すように、一方のマザーガラス基板を所定の寸法に分断したガラス基板７１を他方のマザーガラス基板７２に貼り合わせた場合におけるマザーガラス基板であるガラス基板７２、半導体ウェハ、セラミックス基板等が含まれる。
この場合、Ｘ方向に沿って形成されたガラス基板５０の裏面に達するブラインドクラックとＹ方向のスクライブ予定ラインが交差する交点直後の部分と、スクライブが開始されるガラス基板５０の端面部においては、制御部に入力されたデータに基づいて亀裂用レーザ発振器４１から照射される短波長のパルスレーザが上述のタイミングで制御されて照射され、初期亀裂が形成される。すなわち、Ｘ方向に沿って形成されたブラインドクラックに到達する様にＹ方向に沿ってブラインドクラックが形成されると、Ｘ方向に沿ったブラインドクラックを挟んでブラインドクラックが形成されていないガラス基板５０の表面に、Ｘ方向に沿ったブラインドクラックに直角に接する様に、新たに初期亀裂が上述のタイミングで形成され、その初期亀裂から新たなブラインドクラックが順次形成される。
このとき、Ｘ方向及びＹ方向のブラインドクラックの形成において、第１の加熱用レーザスポットが通過した後にＹＡＧレーザにより初期亀裂を形成するため、初期亀裂から新たな亀裂が派生するおそれがない。
このときも、Ｘ方向及びＹ方向のブラインドクラックの形成において、第１の加熱用レーザスポットが通過した後にＹＡＧレーザにより初期亀裂を形成するため、初期亀裂から新たに不要な亀裂が派生するおそれがない。なお、本実施例では初期亀裂の形成手段にＹＡＧレーザを用いたが、この他に、脆性材料基板のスクライブ加工に用いられるカッタ、例えばホイールカッタやポイントカッタ等を初期亀裂の形成手段として用いても良い。その場合には、機器構成としては亀裂形成用レーザの代わりにカッター刃先を取り付けたチップホルダーを光学ホルダー３３の近くに取り付けることとなる。そのチップホルダーは昇降可能な機構を備えていて初期亀裂を形成する必要がある際には刃先の先端が基板の該当個所に接触可能な構成で使用されることが必要である。
また、脆性材料基板にはガラス基板、一対のマザーガラス基板同士を貼り合わせた場合における各マザーガラス基板を構成するガラス基板、図５（ａ）及び（ｂ）に示す様に、一方のマザーガラス基板を所定の寸法に分断したガラス基板７１を他方のマザーガラス基板７２に貼り合わせた場合のおけるマザーガラス基板であるガラス基板７２、半導体ウェハ、セラミックス等が含まれる。
本発明のスクライブ装置及びスクライブ方法は、ガラス基板同士を貼り合せた液晶表示基板、透過型液晶表示基板、有機ＥＬ素子、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）基板、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）基板や、ガラス基板とシリコン基板とを貼り合せた反射型液晶表示基板等のスクライブに対しても適用可能である。
産業上の利用可能性
本発明の脆性材料基板のスクライブ装置及びスクライブ方法は、この様に、脆性材料基板を加熱した後に冷却することによってブラインドクラックを形成する際に、初期亀裂の形成を、脆性材料基板が加熱された後に行う様になっており、従って、脆性材料基板を加熱する際に、初期亀裂から新たに不要な亀裂が派生するおそれがない。また、脆性材料基板の裏面に達する様なブラインドクラックを形成する場合にも、相互に交差する交点の直後に初期亀裂を容易に形成することができ、従って、ガラス基板の裏面に達するブラインドクラックを、交差状態で確実に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の脆性材料基板のスクライブ装置の実施の形態の一例を示す正面図である。
図２Ａ（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、本発明のスクライブ装置によるスクライブライン形成作業工程を示す模式図である。
図２Ｂ（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ、本発明のスクライブ装置によるスクライブライン形成作業工程を示す模式図である。
図３は、従来のブラインドクラックの形成状態を示す模式図である。
図４は、従来の初期亀裂の形成の状態を示す模式図である。
図５（ａ）は、脆性材料基板の一例を示す概略平面図、図５（ｂ）は、その側面図である。
図６は、２方向に交差する形でブラインドクラックが形成される状況を模式的に示すガラス基板上の部分拡大図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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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