[发明专利]脆性材料基板、脆性材料基板的激光划线方法及激光划线装置

说明书

技术领域

本发明涉及对脆性材料基板照射激光束之后进行冷却从而使基板产 生垂直裂缝以形成划线的激光划线方法及激光划线装置，特别涉及对涂 布有透明导电膜等覆膜的脆性材料基板的覆膜附近或脆性材料基板的端 缘照射激光束以形成划线的脆性材料基板的划线方法及划线装置。

在此，所谓脆性材料基板是指玻璃基板、烧结材料的陶瓷、单结晶 硅、半导体晶片、陶瓷基板和蓝宝石基板等。此外，脆性材料基板不仅 包含由一块基板构成的单板外，也包含将基板贴合起来而形成的贴合基 板。

背景技术

已知如下的激光划线方法：在上述的玻璃基板和蓝宝石基板等脆性 基板中，使通过照射激光束而在基板上形成的加热点（也称作光束点） 沿预先设定于基板的划线预定线相对移动以加热基板，接下来使通过喷 射制冷剂而形成的冷却点以追踪加热点的轨迹的方式移动以冷却基板， 由此在划线预定线上形成划线（例如参考专利文献1）。

在这种激光划线加工中，基于在加热点周围产生的压缩应力和在冷 却点周围产生的拉伸应力而形成垂直裂缝。在此情况下，在形成垂直裂 缝之前先使用划线轮等工具在基板的端面形成刻痕（初始裂纹），接下来 以该刻痕为起始点扫描由激光束形成的加热点和由制冷剂形成的冷却 点，由此使沿基板的板厚方向渗透的垂直裂缝沿基板的表面方向伸展。

一般在进行激光划线加工的情况下，将激光束的光束点形成为左右 对称的形状（圆、椭圆和长圆等），并对照射位置进行定位以使光束点的 中心通过划线预定线，然后才扫描激光束。具体而言，在圆形光束点的 情况下以圆的中心为光束点的中心，在椭圆形和长圆形光束点的情况下 则以左右方向的中心线（即长轴）和前后方向的中心线（即短轴）相交 的交点为光束点的中心，以在划线预定线上移动的方式进行扫描。进而 以追踪光束点所通过的轨迹的方式来扫描冷却点。

另一方面，被施以激光划线加工的玻璃基板等脆性基板形成为在用 于扫描光束点的划线预定线附近不存在阻碍激光照射的物体。

通过在这种条件下进行激光划线加工，使在夹着光束点的中心移动 的行进线（即划线预定线）的左右两侧的区域所发生的热应力的大小相 等，进而在光束点的中心移动的行进线的正下方，热应力达到最大，结 果因热应力而产生的裂缝便形成于行进线的正下方（划线预定线的正下 方）。

专利文献1：日本专利第3027768号公报

现有的激光划线方法通常以包含预定形成划线的线上及该线附近不 存在妨碍对被照射的激光束进行照射的因素为前提。妨碍因素可以被认 为是这样的物质，该物质例如存在于基板上，且与所照射的激光束仅照 射在基板上的情况不同，该物质异常地吸收激光或反射激光。如果这种 物质存在于基板上的划线预定线附近，则当激光束的中心在该线上移动 时，被该线左右的基板内吸收的光能量不同，产生的热应力大小也不同。 其结果是，因划线预定线附近被冷却而发生的热应力变化在划线预定线 左右也不同。在该情况下，所得到的裂缝会与预定的线的位置不一致。 具体而言，预想到在以下状况下裂缝与划线预定线会不一致。

（第一状况）

有时，对由激光束的照射引起的加热作用产生妨碍的物质作为异物 存在于基板上。作为具体例子可考虑到如下情况，在基板为平面显示体 即平板显示器（FPD）用基板时，在用于形成TFT（Thin Film Transistor： 薄膜晶体管）元件等的成膜工序中，本来不形成于划线预定线附近的膜 成分不经意间附着于划线预定线附近，或者本来应在先前工序中被除去 的膜成分残存于划线预定线附近。任一种状况都为所述膜成分具有由于 被照射到基板的激光束而受到较大影响的光学特性的状况，可以预想到， 在该膜成分存在于划线预定线附近且使进一步被照射至基板上的激光束 对基板的热影响在线的左右大大不同的情况下，通过激光加热和冷却而 形成的裂缝的位置会从划线预定线的位置偏离。

（第二状况）

有时，在基板上具有形成为功能部件的透明导电膜，需要尽可能地 靠近该导电膜的附近划线以形成裂缝。例如是考虑到要兼顾将基板剖分 后的尺寸与结果得到的显示屏幕的尺寸而产生这种需求的。可以预想到， 这种透明导电膜使照射至基板的激光束反射，该导电膜存在于划线预定 线附近且使进一步照射至基板上的激光束对基板的热影响在线的左右大 大不同，在这种情况下，通过激光加热和冷却而形成的裂缝的位置同样 会从划线预定线的位置偏离。