[发明专利]脆性材料基板的划线形成方法及划线形成装置

说明书

技术领域

本发明涉及对以玻璃、作为烧结材料的陶瓷、单晶硅、半导体晶片、 陶瓷基板等为主的由脆性材料构成的单片及贴合母基板进行分割时用于 在基板上形成划线(scribe line)的方法及其装置。

背景技术

一般对玻璃基板等脆性材料基板进行分割时，广泛地利用如下方法， 即，使轮刀(cutter wheel)等旋转刀在基板表面上转动，由此在基板上刻出 划线，沿着该划线在厚度方向产生裂痕，由此对基板进行分割。以轮刀 形成划线时，要以强压接力将轮刀紧压在脆性基板表面并同时进行转动 来刻出划线，因此会产生各种缺陷。例如，在利用轮刀来形成划线时， 除了在厚度方向会产生垂直裂痕外，有时亦会产生水平裂痕。随着该水 平裂痕的产生，会在划线附近产生废碎玻璃(cullet)。在大尺寸的脆性材 料基板(母基板)上形成多条划线来获取多个小基板等的情况下，随着轮刀 所形成的划线累计长度的增大，废碎玻璃的产生量会随之增加。其结果， 必须频繁地在划线装置或断裂装置(划线形成后使用)的工作台上进行飞 散以清扫废碎玻璃。

此外，所产生的废碎玻璃会进入用于对轮刀刀口的转动进行轴支撑 的旋转部分，从而使得轴支撑部的磨损加速，或使得轴支撑部的旋转不 圆滑导致刀口的磨损加速，结果会缩短切割刀寿命。

为了避免上述缺陷，例如使用专利文献1～专利文献3所示的激光束 (laser beam)来形成划线的方法已进入实用化。

专利文献1：日本特表平8-509947号公报

专利文献2：日本特开2001-58281号公报

专利文献3：日本特开2001-130921号公报

发明内容

在上述的激光划线的情况下，与使用轮刀来形成划线相比，因废碎 玻璃仅限于在采用轮刀于基板端形成初期龟裂(触发，trigger)时产生，因 此能减少废碎玻璃的产生量。此外还能提高以断裂装置进行断裂(break) 后的端面强度值。

另一方面，由于脆性材料基板(加工对象)的热加工经历、表面状态、 材质、单元基板情况下的单元间隙(cell gap)的内部构造等的不同，即使为 激光划线的方法，脆性材料基板表面附近所形成的裂痕深度亦有较浅的 情况，会造成断裂动作不稳定，产生难以期待断裂后的分割面品质稳定 化的问题。此外，在交叉划线动作中，在与已形成的第1方向的第1划 线相交叉地朝第2方向形成第2划线时，会出现在其交点附近产生已经 形成的垂直裂痕发生中断、使其以后形成的划线不合格的情况。

此外，若垂直裂痕的深度较浅，则在后续的断裂步骤需要向基板施 加大负荷，从而会造成装置规模变大、或在断裂后的截面品质上产生问 题。

在平面显示体的用途方面，在计算机用显示器或平面电视中，具备 大尺寸显示面积画面的商品越来越受欢迎，结果导致母基板大面积化的 趋势，划线形成时的直线性则要求更高的稳定性。此外，对于便携电话 或游戏机所代表的可携式终端机(PDA)，一方面携带上要求基板的薄型 化，另一方面要求端面强度具有更高的品质。为了要满足如上述各种品 质方面的严格要求，仅使用公知的刀口划线法或激光划线法已成为无法 对应市场要求的状况。

因此，本发明的主要目的在于提供脆性基板材料的划线形成方法及 其装置，该方法充分利用激光划线及轮刀划线两者的特征，即沿划线的 形成预定线实施激光划线后，利用切割刀在划线上描线，使垂直裂痕深 度加深，由此获得直线性良好且截面品质优异的效果。

为达成上述目的，本发明采用如下的技术手段。即，本发明涉及脆 性材料基板的划线形成方法，其特征在于，其包含以下工序：

利用激光束以低于所述脆性材料基板的软化点的温度沿着划线的形 成预定线对脆性材料基板表面进行加热的工序；

在加热后立即对加热区域进行冷却来形成第1深度的裂痕的工序； 以及随后

使切割刀以压接状态沿着划线在基板表面上移动从而在基板内形成 比第1深度更深的第2裂痕的工序。

此外，本发明涉及脆性材料基板的划线形成装置，其构成中具备：

激光束扫描机构，该机构以低于该脆性材料基板的软化点的温度沿 着划线的形成预定线在脆性材料基板表面进行激光加热同时扫描激光 束；

第1裂痕形成机构，该机构由冷却机构形成，在利用所述激光束加 热后立即对加热区域进行冷却；以及