(57)【要約】【課題】サファイア基板を低密度レーザー光線でスクライブする。【解決手段】サファイア基板のレーザー光線によるスクライブ加工方法において、レーザー光線がサファイア基板領域外からサファイ基板領域に入る食い付きの部分を超音波Ｑスイッチによる高密度照射で加工をし、次にＣＷレーザにより低密度照射でスクライブするサファイア基板のスクライブ加工方法とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サファイア基板のレーザー光線によるスクライブ加工方法において、レーザー光線がサファイア基板領域外からサファイ基板領域に入る食い付きの部分を超音波Ｑスイッチによる高密度照射で加工をし、次にＣＷレーザにより低密度照射でスクライブすることを特徴とするサファイア基板のスクライブ加工方法。
【請求項２】
前記スクライブを碁盤の目に行うスクライブ加工方法において、前記高密度照射加工は一方向（縦又は横）のみであることを特徴とする請求項１記載のスクライブ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はサファイア基板のスクライブ加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザー光線を使用して表面に半導体を形成したサファイア基板をスクライブすることは従来より行われていた。サファイア基板は光吸収率が低いため、レーザー光線の走査速度を遅くするか、又はレーザー光線の強度を上げて照射密度を高くしてスクライブしていた。照射密度を上げて加工すると、発生する加工熱によりスクライブラインの脇にマイクロクラックが発生し、半導体に影響を与えるため、所謂ストリート幅を広くしなければならず、サファイア基板の使用効率が低下していた。（特許文献１参照）
【０００３】
図５はサファイア基板の表面に半導体を形成したマザーＳＯＳ基板を使用して液晶表示素子を形成する際のマザーＳＯＳ基板（以下単にＳＯＳ基板という）とマザーガラス基板（以下単にガラス基板という）をシール剤を介して貼付した正面図であり、マザー基板から３２枚の液晶表示素子を形成する例である。
【０００４】
図６はＳＯＳ基板をスクライブするためのレーザー光線の走査方法を例示した模式図であり、右下の０点より走査を開始して、サファイア単結晶のＣ結晶軸に平行に矢印に従い上下に走査し、続いてＭ結晶軸に平行に左右に走査する。
【０００５】
図７はレーザー光線の走査を説明するための模式図であり、側面断面図であるが、見やすくするためにハッチングは省略してある。１はＳＯＳ基板、２はガラス基板、３は台座である。レーザー光線は上から下に照射されているが、中抜き矢印の方向にＡ、Ｂ、Ｃと順次走査される。サファイアは光吸収率が低いため、照射密度が低いとレーザー光線は吸収されず、ＳＯＳ基板１の表面に焦点を合わせてあるレーザー光線は透過してしまい、スクライブされない。
【０００６】
そのため、ＳＯＳ基板１の表面に照射密度を上げたレーザー光線を照射して浅い溝を形成し、再度照射密度を下げたレーザー光線を照射する方法が考案された。図８、図９は前記方法を説明するための模式図で側面断面図であるが、見やすくするために加工部以外のハッチングは省略してある。
【０００７】
図８において、照射密度を上げたレーザー光線は紙面右側から左に向けて中抜き矢印方向に照射される。ＳＯＳ基板１の表面のサファイアＳ１が浅く加工されスクライブラインに沿ってスクライブされる。図１０はＱスイッチにより照射密度を上げたレーザー光線による加工後の模式図で、正面図であるが、レーザー光線のスポットを飛びとびに順次照射するためスクライブラインの両側が円弧の接続された形状に波打っている。
【０００８】
図９において、照射密度を下げたレーザー光線を図８で形成したスクライブラインに沿って再度スクライブする。図８における加工深さは５μｍ〜１０μｍであるが、２回目のスクライブＳ２ではＳＯＳ基板の厚さの１／２位になるよう、レーザー光線の照射密度と走査速度を選択する。この後のブレイクは熱衝撃による方法、機械的な衝撃による方法等あるが、方法は適宜選択すればよい。
【０００９】
【特許文献１】特開昭６１−３００４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
１．１回目のスクライブを照射密度の高いレーザー光線で行うため、デブリが多く発生する。
２．同一箇所を２度スクライブするために時間がかかり、効率が悪い。また、切断面が汚い。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
サファイア基板のレーザー光線によるスクライブ加工方法において、レーザー光線がサファイア基板領域外からサファイ基板領域に入る食い付きの部分を超音波Ｑスイッチによる高密度照射で加工をし、次にＣＷレーザにより低密度照射でスクライブするサファイア基板のスクライブ加工方法とする。
【００１２】
前記スクライブを碁盤の目に行うスクライブ加工方法において、前記高密度照射加工は一方向（縦又は横）のみであるスクライブ加工方法とする。
【発明の効果】
【００１３】
食い付き部以外は１回のスクライブで済むため、作業時間を短くすることができ、また高密度照射による加工部が少ないのでデブリの発生が少なくなる。実際の切断部は低密度照射による１回のスクライブになるので、切断面が綺麗にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
サファイア基板のレーザー光線によるスクライブ加工方法において、レーザー光線がサファイア基板領域外からサファイ基板領域に入る食い付きの部分を超音波Ｑスイッチによる高密度照射で加工をし、次にＣＷレーザにより低密度照射でスクライブするサファイア基板のスクライブ加工方法とする。
【実施例１】
【００１５】
図１、図２、図３、図４は本発明によるＳＯＳ基板のレーザースクライブ方法を説明するための模式図で側面断面図であるが、見やすくするために加工部以外のハッチングは省略してある。符号は前図面で共通であり、同じ符号を付したものは同じものである。
【００１６】
図１において、１はＳＯＳ基板、２はガラス基板であり、サファイア基板に形成された半導体はガラス基板２に対向する面にある。３はレーザー光線によりスクライブするためにワークを搭載する台座である。台座はＸ−Ｙテーブル（不図示）に搭載されている。レーザー光線は上から下に照射され、紙面右から左に中抜き矢印で示すＣ結晶軸方向に走査される。本実施例で使用するレーザー装置はオムロンレーザーフロント社のＳＬ４１２Ｓであり、高密度照射はＱスイッチパルス（５０ＫＨｚ）、走査速度１００ｍｍ／Ｓ、０．５Ｗ、スポット径φ３０μｍの時のパワー密度：２．２６×ｅ１３  Ｗ／ｍ2、このときの電界強度：１．３０６×ｅ８  Ｖ／ｍ、低密度照射は連続照射で走査速度は４０ｍｍ／Ｓ、１６．３Ｗである。最初に、図１に示すように高密度照射によりＣ結晶軸に平行にサファイア基板の端部から長さＬ＝５ｍｍ程スクライブＳ１する（図６で示す例では７箇所）。次に、同様にＭ結晶軸に平行にサファイア基板１（厚さは６００μｍ）の端部から長さＬ＝５ｍｍ程（液晶表示素子領域にかからない様にする）スクライブする。前記条件でスクライブの深さはほぼ１０μｍとなる。
【００１７】
次に、図２に示すように低密度照射によりスクライブＳ２をする。最初のスクライブＳ１が食い付き部にあるため、前記条件でもスクライブが可能であり、スクライブＳ２の深さは３００μｍに達する。スクライブが進みＳ１が無い部分に入ってもスクライブ２は問題なく形成される。Ｃ結晶軸に平行なスクライブが終了すると次にＭ結晶軸に平行にスクライブをする。
【００１８】
図３、図４はＭ結晶軸方向のスクライブを示す図であるが、基本的にはＣ結晶軸方向のスクライブと同じである。異なるのは、すでにＣ結晶軸方向のスクライブ溝が形成されている点だけである。本実施例ではスクライブＳ１を形成しているが、スクライブＳ１を形成しなくてもＭ結晶軸方向のスクライブＳ２は必ずＣ結晶軸方向のスクライブ溝と交差するので、スクライブ溝の側壁が食い付き点になりスクライブできる。図６から分かるように、液晶表示素子として分割するラインは全てスクライブされているので目的は達成できる。
【００１９】
以上説明したように、本発明によるスクライブは液晶表示素子に係るスクライブを全て低密度照射でできるので、前述のような効果が得られる。本発明の実施例を液晶表示素子のサファイア基板で説明したが、本発明は液晶表示素子のサファイア基板のスクライブに限定されるものでないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明によるＳＯＳ基板のレーザースクライブ方法を説明するための模式図で側面断面図
【図２】本発明によるＳＯＳ基板のレーザースクライブ方法を説明するための模式図で側面断面図
【図３】本発明によるＳＯＳ基板のレーザースクライブ方法を説明するための模式図で側面断面図
【図４】本発明によるＳＯＳ基板のレーザースクライブ方法を説明するための模式図で側面断面図
【図５】ＳＯＳ基板とガラス基板をシール剤を介して貼付した正面図
【図６】ＳＯＳ基板をスクライブするためのレーザー光線の走査方法を例示した模式図
【図７】レーザー光線の走査を説明するための模式図であり、側面断面図
【図８】レーザースクライブ方法説明するための模式図で側面断面図
【図９】レーザースクライブ方法説明するための模式図で側面断面図
【図１０】Ｑスイッチにより照射密度を上げたレーザー光線による加工後の模式図で、正面図
【符号の説明】
【００２１】
１    ＳＯＳ基板
２    ガラス基板
３    台座
Ｓ１    高密度照射によるスクライブ
Ｓ２    低密度照射によるスクライブ
【図１】
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【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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