專利名稱：裂痕形成方法及裂痕形成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及為了分割玻璃、燒結(jié)材料的陶瓷、單晶硅、藍寶石、半導體晶片、以及陶瓷基板等脆性材料基板而在基板上形成裂痕的裂痕形成方法及裂痕形成裝置，更詳細地說，涉及將激光束照射在基板上以形成裂痕的裂痕形成方法及裂痕形成裝置。
背景技術(shù)：
在玻璃基板等脆性材料基板的分割中，使用如下的方法，即使用刀輪等機械加工手段在基板表面形成劃線后，彎曲基板使裂痕從該劃線行進，由此來折斷基板。
代替上述機械式分割手法，近年來，一種使用激光束在基板上形成垂直裂痕以分割基板的方法已實用化(例如參考專利文獻1)。
圖8是用于說明以往的裂痕形成裝置的動作的圖。在使用了激光束的裂痕形成方法中，如圖8所示，為了在玻璃基板101上形成橢圓狀激光束照射區(qū)域B，從激光照射位置102照射點狀光束，同時從制冷劑噴嘴103噴射制冷劑來形成冷卻點(制冷劑噴射區(qū)域)C。
接著，使玻璃基板101沿裁切方向(圖中箭頭方向)移動，并使射束點B以相對于玻璃基板101移動的方式來進行掃描。此時，使射束點B的長軸方向與玻璃基板101的移動方向一致。另外，制冷劑所噴射出的冷卻點C位于射束點B的長軸方向的延長線上、且位于射束點B的后方位置。
通過使橢圓狀射束點B沿其長軸方向移動，射束點B所通過的區(qū)域在射束點B通過期間以基板熔融溫度以下的溫度被連續(xù)加熱，從而在被加熱的區(qū)域及其周圍附近產(chǎn)生壓縮應(yīng)力。
在被射束點B加熱的區(qū)域中，之后很快地有冷卻點C通過。其結(jié)果，在產(chǎn)生壓縮應(yīng)力的加熱區(qū)域附近產(chǎn)生冷卻區(qū)域，而在冷卻區(qū)域產(chǎn)生拉伸應(yīng)力。并且，根據(jù)壓縮應(yīng)力與拉伸應(yīng)力的應(yīng)力差，可沿射束點B及冷卻點C通過的線從基板表面得到垂直形成的垂直裂痕。
專利文獻1日本特開2001-130921號公報發(fā)明內(nèi)容在使用了激光束的裂痕形成方法中，如上所述，射束點的形狀為在橢圓形狀等的一個方向上延伸的形狀，即，能定義射束點的長軸方向的形狀。
圖9是用于說明以往的裂痕形成裝置的射束點與冷卻點的位置關(guān)系的圖。并且，如圖9所示，在基板上移動射束點B時，使射束點B的長軸方向與射束點B的移動方向(將射束點B的長軸中心移動的方向稱為射束點B的移動方向)一致，通過延長射束點B所通過的各點上的總照射時間，來提高加熱效率，從而即使在盡可能加快光束的移動速度的情況下，也可按照熔融溫度以下的溫度充分地加熱。
這樣，使射束點B的移動方向與射束點B的長軸方向一致，且將冷卻點C配置于射束點B的朝向長軸方向后方的延長線上，由此，因應(yīng)力差而產(chǎn)生的裂痕會形成于與射束點B的長軸方向相同的軸線下。
因此，在按照使要形成裂痕的基板上的方向準確地與射束點B的長軸一致的方式來設(shè)置基板后，通過掃描射束點B，即可在所期望的方向上形成裂痕。
此外，當通過具有長軸方向的射束點B來加熱時，射束點內(nèi)(加熱區(qū)域)的溫度分布在射束點停止的狀態(tài)下與射束點移動的狀態(tài)下，最高溫度到達點的位置不同。
圖10是用于說明靜止中的射束點(圖10(a))與移動中的射束點(圖10(b))的最高溫度到達點的位置的圖。例如，如圖10(a)所示，使用射束點B的中心位置溫度為最高的溫度分布(高斯分布)的激光束。此時，當使射束點B沿長軸方向移動時，受熱緩和的時間延遲(time lag)的影響，而如圖10(b)所示，移動中的射束點B在基板上的最高溫度到達點P從射束點中心偏移至后方。
該最高溫度到達點P從射束點中心的偏移量由激光束的模式(分布形態(tài))來決定。
例如，當使用了模式為高斯分布的激光束時，最高溫度到達點P會從熱源中心(射束點中心)偏移。該偏移量在激光劃線方法所利用的通常的射束點移動速度區(qū)域(100mm/S以上)中，可考慮為大致一定。
在按照使射束點B的長軸方向與射束點B的移動方向為同一方向的方式來設(shè)置基板時，隨著該射束點的移動而使基板存在最高溫度到達點的偏移并不會成為特別的問題，因此不須特別處理。
近年來，作為要裁切單位基板時的素板的母基板(以下稱為“M基板”或僅稱為“基板”)的尺寸有趨于大型化的傾向，而希望能對大尺寸玻璃基板等沿所期望的方向高精度地形成直線性優(yōu)良且分割后的截面品質(zhì)好的劃線。
然而，玻璃基板越大型，用于將M基板裝載于劃線臺上時的定位的操作越困難。即使在M基板一端側(cè)產(chǎn)生微小的位置偏差，在大型M基板的另一端側(cè)誤差也會擴大，因此將玻璃基板的位置或方向以良好精度設(shè)置于劃線臺上相當困難，無論怎樣都會造成M基板的設(shè)置精度不良。另外，也難以使射束點的長軸方向與劃線方向一致。因此，像以往那樣，使射束點B的長軸方向與射束點的移動方向一致后來形成裂痕是很困難的。
要想確保大型M基板的基板設(shè)置的位置精度，需要具備更高精度的定位機構(gòu)的昂貴基板裝載臺。
另外，即使要將暫時裝載于劃線臺上的M基板重新裝載至正確位置上時，也不易以良好精度設(shè)置M基板的位置或方向，因此不僅造成時間的浪費，也會在M基板上產(chǎn)生多余應(yīng)力或損傷M基板。
因此，本發(fā)明的第1目的提供一種裂痕形成方法及裂痕形成裝置，即使在因M基板較大型而難以確保定位精度時，也能在所期望的方向上以高精度形成可保證良好截面品質(zhì)的垂直裂痕。
另外，即使使用可調(diào)整射束點移動方向的機構(gòu)、即二維驅(qū)動機構(gòu)(XY載臺)，使得根據(jù)M基板的設(shè)置時所產(chǎn)生的定位誤差來予以校正，也無法使射束點B的長軸中心的移動方向與射束點B的長軸方向(基準軸方向)一致。
當射束點B的長軸中心向與射束點B的長軸方向(基準軸方向)不同的方向移動時，會因受到熱緩和的時間延遲的影響，使射束點B的長軸中心的移動軌跡(稱為光束行進路線)與射束點在基板上的最高溫度到達點的軌跡通過不同的路線。
使用圖式來說明該情況。圖11是說明以刻印于M基板上的對準標記來進行位置偏移量的測定與線性內(nèi)插的圖。如圖11所示，考慮將定位用對準標記P、Q形成于M基板上的相互分離的兩個位置上，沿連接兩個對準標記P、Q的直線來形成裂痕并加以分割的情況。假定射束點B的長軸方向(稱為基準軸方向)準確地設(shè)定于裝置的X軸方向。
以往，調(diào)整(旋轉(zhuǎn))M基板的方向，直到兩個對準標記P、Q均排列于X軸上為止。然而，隨著M基板的大型化，M基板位置的微調(diào)整逐漸變得困難，而難以進行正確的定位，因此作了下述嘗試使射束點B不僅可在基準軸方向(X軸方向)上移動，也能在與其垂直的Y軸方向上移動，即，使射束點B能在XY面內(nèi)(即，也包含傾斜于基準軸(X軸)的方向)移動，并且在Y軸方向上施以線性內(nèi)插，使射束點B以傾斜于基準軸(X軸)的方式來進行移動，由此在傾斜方向上形成裂痕。
例如，關(guān)于以刀輪片來劃線的玻璃切割器，公知有在M基板的所期望的劃線方向與裝置的基準線偏離時，代替轉(zhuǎn)動用于裝載M基板的載臺，而使玻璃刀的移動方向(劃線方向)與M基板的所期望的劃線方向一致(日本特公平6-2597)。
相對于此，在通過形成有具有長軸的射束點的激光束來進行劃線的切割器中，當M基板的所期望的劃線方向偏離于裝置的基準線時，由于該情況下難以使射束點的長軸方向與M基板的所期望的劃線方向一致，因此只是將射束點移動至所期望的劃線開始位置，并無法在所期望的方向上形成裂痕。
圖12是說明具有長軸的射束點的線性內(nèi)插的移動狀態(tài)的圖。此時，如圖12所示，橢圓形射束點B沿傾斜方向平行移動，射束點B整體通過平行四邊形的區(qū)域H。相對于作為射束點B的長軸中心移動的軌跡的光束行進路線L，移動中的射束點B的最高溫度到達點因受到熱緩和的時間延遲的影響，而從射束點B的長軸中心向后方偏移，使實際最高溫度到達點的軌跡M相對于光束行進路線L，平行地向后方偏移。
另一方面，位于沿射束點B的長軸方向(基準軸方向)向后方延長的位置的冷卻點C通過與光束行進路線L平行的軌跡N。
其結(jié)果，最高溫度到達點的軌跡M通過不同于光束行進路線L、且不同于冷卻點的軌跡N的第3路線。
該最高溫度到達點的軌跡M是受到最強烈的加熱、具有最大熱變形的痕跡，是經(jīng)由之后的冷卻而最容易產(chǎn)生裂痕的線(嚴格說來，裂痕形成位置會隨冷卻點的配置而有些許改變)。因此，由于只要適當?shù)剡M行之后的冷卻點的冷卻，即可在該線上或線附近形成裂痕，因此將最高溫度到達點的軌跡M(或最高溫度到達點附近的點的軌跡)當作裂痕形成預(yù)定線M。
另外，光束行進路線L與裂痕形成預(yù)定線M的距離(以下稱為偏置量O)根據(jù)射束點的長軸方向與光束行進路線間所成的角度、即傾斜角θ、及射束點與冷卻點間的距離來決定。
圖13是說明將基準軸的方向(X軸方向、射束點的長軸方向)朝向橫方向時的光束行進路線L、裂痕形成預(yù)定線M、以及冷卻點的軌跡N的位置關(guān)系的圖。如圖所示，裂痕形成預(yù)定線M的位置與光束行進路線L偏離偏置量O，同時也偏離于冷卻點的軌跡N。其結(jié)果，加熱的壓縮應(yīng)力產(chǎn)生的位置與冷卻的拉伸應(yīng)力產(chǎn)生的位置分離，根據(jù)應(yīng)力差而產(chǎn)生的裂痕由于不一定會依照預(yù)定那樣產(chǎn)生在裂痕形成預(yù)定線M上，因此不能在所期望的方向上形成垂直裂痕。
因此，本發(fā)明的第2目的提供一種裂痕形成方法及裂痕形成裝置，當按照使光束行進路線L的方向傾斜于射束點B的長軸方向(基準軸方向)的方式使基板相對地進行移動來形成裂痕時，可在所期望的位置、方向(與光束行進路線L相距偏置量的位置)上形成裂痕。
另外，裂痕的形成狀況在M基板的中央部與端部不同。即，在M基板的中央部，熱以各向同性的方式傳播，但在基板端部、即分割的起點(切入部)或終點(脫離部)，熱以非均等的方式傳播。而且，由于射束點B具有長軸，且冷卻點C沿射束點B的長軸方向配置于后方，因此在基板中央部與基板端部，加熱、冷卻所產(chǎn)生的熱的進出量并不相同。
如圖8或圖9所示，當射束點B的長軸方向與射束點B的移動方向(光束行進路線L)一致時，在M基板中央部與M基板端部的熱傳播的差異性不太會成為問題，但當光束行進路線L的方向相對射束點B的長軸(基準軸)為傾斜方向、裂痕形成預(yù)定線M偏離光束行進路線L時，因在M基板中央部與M基板端部的熱傳播等的差異，而產(chǎn)生被稱為“偏折”的曲線狀裂痕、或產(chǎn)生被稱為“先行裂痕”的不良狀況。
圖16是說明在基板上形成裂痕時產(chǎn)生的“偏折”的圖。所謂“偏折”是指如下的現(xiàn)象例如圖16所示，從沿水平方向形成于玻璃基板G上的劃線往垂直方向伸展的裂痕K，在玻璃基板G的背面附近的γ位置從垂直方向向傾斜方向伸展，而到達玻璃基板G的背面。由于“偏折”使玻璃基板G的分割面的平坦度或直角度受損，因此降低分割面的品質(zhì)。
圖17是說明在基板上形成裂痕時所產(chǎn)生的“先行裂痕”的圖。所謂“先行裂痕”，例如圖17(a)所示，在玻璃基板G端部的劃線開始點附近，從受到激光點LS的加熱的劃線前端開始，往激光點LS前方的無法控制的方向形成水平裂痕CR，或如圖17(b)所示，在玻璃基板G端部的劃線終止點附近，從基板端面往激光點LS的方向、即往與激光點LS的移動方向相反方向的無法控制的方向形成水平裂痕CR。由于該種“先行裂痕”的產(chǎn)生導致在偏離于分割形成預(yù)定線的玻璃基板G上的位置形成劃線，因此會使劃線的直線性明顯受損。
例如，當在起點(切入部)的光束行進路線L上的基板端，形成作為裂痕的產(chǎn)生位置的起始點(trigger)，并從起始點開始使裂痕一直成長時，在射束點B與冷卻點C以圖13所示的位置關(guān)系來移動的情況下，會因熱傳導、熱的進出量的相異，而如圖14所示那樣在基板端部產(chǎn)生被稱為“偏折”的曲線裂痕U，V。
因此，本發(fā)明的第3目的是提供一種裂痕形成方法及裂痕形成裝置，在使射束點相對M基板移動以形成裂痕時，即使光束行進路線L的方向傾斜于射束點B的長軸(基準軸)，也不會產(chǎn)生偏折或先行裂痕之類的不良狀況。
為了解決上述課題，本發(fā)明的裂痕形成方法將形成實質(zhì)上具有長軸的射束點的激光束照射于脆性材料基板上，并且形成噴射制冷劑的冷卻點，通過激光束照射所進行的加熱與冷卻點所進行的冷卻，在局部產(chǎn)生熱變形，從而在該基板上形成垂直裂痕，其特征在于以光束行進路線的方向相對于被設(shè)定為與射束點的長軸方向一致的基準軸方向呈傾斜方向的方式，使射束點相對于上述基板移動，并且使冷卻點沿與光束行進路線相距偏置量的位置(裂痕形成預(yù)定線)相對移動，由此，沿裂痕形成預(yù)定線形成裂痕，其中，所述光束行進路線是射束點的長軸中心移動的軌跡。
此外，在上述記載中，雖然使冷卻點“沿裂痕形成預(yù)定線”相對移動，但冷卻點的相對移動，并不限定于裂痕形成預(yù)定線上，本發(fā)明亦包含與裂痕形成預(yù)定線平行進行移動的方式。例如，冷卻點的中心位置，只要在距離裂痕形成預(yù)定線為幾mm以內(nèi)的范圍的話，就可彼此分離。
根據(jù)本發(fā)明的裂痕形成方法，將形成實質(zhì)上具有長軸的射束點的激光束照射于脆性材料基板上。作為實質(zhì)上具有長軸的射束點，雖然橢圓形狀的射束點較為合適，但例如將圓形射束點以空出微小間隙的方式來排列成直列、或隔著裂痕形成預(yù)定線在其兩側(cè)排列多個而得到的射束點那樣，只要具有與其它方向相比可實質(zhì)上定義長軸方向的射束點即可。射束點的長軸例如為10～30mm左右。將射束點的長軸方向定為射束點的移動方向后，為了方便說明，也定義為基準軸方向。
本發(fā)明的裂痕的形成是指通過激光照射來形成(激光加熱)射束點，然后形成(急劇冷卻)冷卻點，利用由此產(chǎn)生的應(yīng)力差來形成裂痕(裂痕產(chǎn)生后經(jīng)一段時間不能由目視確認，因此被稱為“盲裂痕”)，使所形成的裂痕向基板的厚度方向進展，使射束點及冷卻點在基板上相對于基板移動，由此將向基板厚度方向進展的裂痕向水平方向引導，以形成劃線(包含完全分割(整體切割，full body cut)的情況)。
以射束點的長軸中心的移動軌跡(光束行進路線)傾斜于基準軸的方式來移動射束點。即，一邊使射束點相對于基板在X軸方向上(基準軸方向)移動，一邊也在Y軸方向上移動。由此，因受到熱緩和的時間延遲的影響，因射束點的移動而形成的最高溫度到達點的軌跡會通過不同于光束行進路線的線上。即，射束點的最高溫度到達點會通過與光束行進路線相距有限距離(偏置量)的位置。偏置量例如為幾mm左右。
沿該最高溫度到達點的軌跡(裂痕形成預(yù)定線)產(chǎn)生垂直裂痕。例如，當使冷卻點在裂痕形成預(yù)定線上相對移動時，因加熱而產(chǎn)生壓縮應(yīng)力的位置與因冷卻而產(chǎn)生拉伸應(yīng)力的位置一致。由此，能根據(jù)應(yīng)力差，使垂直裂痕產(chǎn)生于最高溫度到達點的軌跡(裂痕形成預(yù)定線)上。也可在激光束行進時(例如由紅外線溫度計以非接觸方式)測量基板表面的溫度分布，收集最高溫度到達點的位置數(shù)據(jù)，一邊改變冷卻點的位置一邊進行激光劃線。這種連續(xù)測量所進行的冷卻點的位置控制在因溫度測定器過于昂貴等原因而難以采用時，也可利用前述劃線時的溫度測定數(shù)據(jù)的方式。
根據(jù)上述的裂痕形成方法，即可解決上述第1目的。即，即使因基板大型化，而無法將基板準確定位于被設(shè)定為與射束點的長軸方向一致的基準軸方向時，通過使光束行進路線相對于基準軸方向呈傾斜的方向(與裂痕形成預(yù)定線相同方向)，可在基準軸方向以外的所期望的方向(與光束行進路線相同方向)上形成垂直裂痕。
另外，根據(jù)上述裂痕形成方法，可解決上述第2目的。即，即使光束行進路線的方向傾斜于射束點的長軸方向(基準軸方向)時，也可通過使冷卻點沿裂痕形成預(yù)定線進行相對移動，從而精確地沿裂痕形成預(yù)定線來形成垂直裂痕。
在上述裂痕形成方法中，裂痕形成預(yù)定線最好是射束點所形成的最高溫度到達點的移動軌跡。此時，由于激光束的加熱導致的熱變形最大的線成為裂痕形成預(yù)定線，因此能最容易且精確地沿裂痕形成預(yù)定線來形成垂直裂痕。
并且，在上述裂痕形成方法中，可在使射束點相對于基板移動時，求出基準軸與光束行進路線間的傾斜角，至少將該傾斜角作為參數(shù)之一來決定偏置量，由此預(yù)先推定裂痕形成預(yù)定線的位置，并將冷卻點的位置設(shè)定成使冷卻點在所推定的裂痕形成預(yù)定線上或裂痕形成預(yù)定線附近(例如幾mm以內(nèi))進行相對移動。
偏置量取決于基準軸與光束行進路線間的傾斜角。因此，例如在設(shè)置基板時，無法使基準軸方向與光束行進路線方向一致的情況下，可求出此時的基板的傾斜角，并根據(jù)傾斜角來求出偏置量，由此可推定出裂痕形成預(yù)定線。
因此，使冷卻點沿所推定的裂痕形成預(yù)定線或其附近移動，由此可在裂痕形成預(yù)定線上或其附近(例如幾mm以內(nèi))精確地形成垂直裂痕。
并且，在上述裂痕形成方法中，除了該傾斜角以外，也可將射束點與冷卻點間的距離作為參數(shù)。射束點與冷卻點間的距離(基板上的冷卻點行進的線上的距離)，雖然也取決于射束點的長軸長度，但是例如也可為0～50mm左右。由于偏置量不僅取決于傾斜角，也取決于射束點與冷卻點間的距離(特別是在改變射束點與冷卻點間的距離以形成裂痕時)，因此若根據(jù)傾斜角與上述參數(shù)來推定裂痕形成預(yù)定線的話，能更正確地推定出裂痕形成預(yù)定線。
在使用具備X軸及Y軸移動機構(gòu)的劃線臺時，上述射束點與冷卻點間的距離由基板裝載面上的X軸方向的距離及Y軸方向的距離來表示。
并且，在上述裂痕形成方法中，在設(shè)定冷卻點的位置時，只要使冷卻點在與光束行進路線垂直的方向上改變位置，即可將所求出的偏置量直接利用為使位置變化的距離。
并且，在上述裂痕形成方法中，也可在基板端開始形成裂痕時，預(yù)先在裂痕形成預(yù)定線上的基板端形成作為裂痕起點的起始點后，使射束點相對于基板移動。
由此，可解決上述第3目的。即，通過在裂痕形成預(yù)定線端形成起始點，使裂痕的產(chǎn)生位置與裂痕形成預(yù)定線的開始點大致完全一致，因此能避免產(chǎn)生偏折或先行裂痕之類的不良狀況。
并且，在上述裂痕形成方法中，也可使用在包含基準軸方向的平面內(nèi)裝載基板的基板裝載部，將形成有作為基板位置指針的對準標記的基板裝載于基板裝載部上，檢測上述基板的上述對準標記相對于和上述基準軸方向相關(guān)聯(lián)的基準裝載位置的相對位置，并根據(jù)檢測出的對準標記位置，算出基板相對于基準軸的偏離量(線性內(nèi)插值)，根據(jù)所算出的線性內(nèi)插值來決定光束行進路線的方向，并算出所決定的光束行進路線方向與上述基準軸方向的傾斜角，至少將上述傾斜角作為參數(shù)之一來決定偏置量，由此預(yù)先推定與光束行進路線相距偏置量的裂痕形成預(yù)定線的位置，并將冷卻點的位置設(shè)定成使冷卻點在所推定的裂痕形成預(yù)定線上或所推定的裂痕形成預(yù)定線附近進行相對移動。
由此，利用形成于基板上的對準標記，算出已設(shè)置的基板的位置偏離量、即線性內(nèi)插值，且進一步算出傾斜角，決定光束行進路線方向。并且，由所算出的傾斜角來決定偏置量，從而在與所決定的光束行進路線相距偏置量的位置上推定裂痕形成預(yù)定線。進一步地，將冷卻點的位置設(shè)定成使冷卻點沿所推定的裂痕形成預(yù)定線移動。
這樣，即使在基板無法準確定位時，也能從形成于基板上的對準標記來判斷基板的位置偏離量，并根據(jù)該位置偏離量來決定光束行進路線或偏置量，由此能準確地沿所推定的裂痕形成預(yù)定線來形成垂直裂痕。
并且，從其它觀點來看，為了解決上述課題所進行的本發(fā)明的裂痕形成裝置具備激光束照射部，其照射形成實質(zhì)上具有長軸的射束點的激光束；冷卻部，其形成冷卻點；射束點驅(qū)動部，其使射束點相對于裝載于基板裝載臺上的基板移動；冷卻點驅(qū)動部，其使冷卻點相對于基板進行移動；以及控制部，其控制上述各部；通過使射束點及冷卻點相對于基板移動，在基板上形成裂痕，其特征在于控制部控制射束點驅(qū)動部進行的射束點的移動，使射束點的長軸中心的移動軌跡、即光束行進路線的方向，相對于被設(shè)定為與射束點的長軸方向一致的基準軸方向呈傾斜方向(與裂痕形成預(yù)定線相同的方向)，此時，控制冷卻點驅(qū)動部進行的冷卻點的移動，使得冷卻點沿與光束行進路線相距偏置量的位置(裂痕形成預(yù)定線)進行相對移動。
根據(jù)該裂痕形成裝置，通過激光束照射部將實質(zhì)上具有長軸方向的射束點照射于脆性材料基板上。該射束點在控制部的控制下，可通過射束點驅(qū)動部在基板上相對移動。并且，通過冷卻部在脆性材料基板上形成冷卻點，來進行局部冷卻。該冷卻點在控制部的控制下，可通過冷卻點驅(qū)動部在基板上沿裂痕形成預(yù)定線移動。
控制部通過控制射束點驅(qū)動部來移動射束點，使得射束點的長軸中心移動的軌跡、即光束行進路線方向，相對于被設(shè)定為與射束點的實質(zhì)的長軸方向一致的基準軸方向呈傾斜方向。由此，因熱緩和的時間延遲，使移動中的射束點的最高溫度到達點偏離于光束行進路線，而在與光束行進路線相距有限距離(偏置量)的位置，形成因加熱產(chǎn)生的最高溫度到達點的軌跡(裂痕形成預(yù)定線)?？刂撇客ㄟ^控制冷卻點驅(qū)動部，使冷卻點沿裂痕形成預(yù)定線移動。由此，沿已產(chǎn)生壓縮應(yīng)力的裂痕形成預(yù)定線產(chǎn)生冷卻所造成的拉伸應(yīng)力，利用應(yīng)力差來形成垂直裂痕。
另外，在上述裂痕形成裝置中，還可具備偏置量存儲部，其存儲上述基準軸和光束行進路線間的傾斜角與偏置量的關(guān)系，控制部將射束點移動時的傾斜角作為至少一個參數(shù)，參照偏置量存儲部來決定偏置量，根據(jù)所決定的偏置量推定裂痕形成預(yù)定線，并控制冷卻點驅(qū)動部進行的冷卻點的移動，使得冷卻點在所推定的裂痕形成預(yù)定線上或所推定的裂痕形成預(yù)定線附近相對于基板進行移動。
根據(jù)該發(fā)明，偏置量由于取決于基準軸方向與光束行進路線的傾斜角，因此預(yù)先求出基準軸方向和光束行進路線方向間的傾斜角與偏置量的關(guān)系，并存儲于偏置量存儲部中。在設(shè)置基板時，基準軸方向與光束行進路線方向不一致的情況下，根據(jù)基板的傾斜角，參照偏置量存儲部來決定偏置量。通過決定偏置量，可在與光束行進路線相隔偏置量的位置上推定裂痕形成預(yù)定線。
因此，利用射束點驅(qū)動部，使冷卻點沿所推定的裂痕形成預(yù)定線或其附近移動，由此可精確地將垂直裂痕形成于裂痕形成預(yù)定線上或其附近。
并且，在上述裂痕形成裝置中，偏置量存儲部除了該傾斜角以外，還將射束點與冷卻點間的距離作為參數(shù)來存儲與偏置量的關(guān)系。
將偏置量(由于不僅取決于傾斜角，也取決于射束點與冷卻點間的距離，因此在以控制部控制射束點驅(qū)動部及冷卻點驅(qū)動部時，在改變它們來形成裂痕的情況下)與傾斜角的關(guān)系，連同與射束點和冷卻點間的距離的參數(shù)的關(guān)系一起先存儲于偏置量存儲部中，由此，只要根據(jù)這些參數(shù)來推定裂痕形成預(yù)定線的話，就能更準確地推定裂痕形成預(yù)定線。
雖然裂痕形成預(yù)定線(最高溫度到達點的軌跡)可向上述那樣進行推定，但也可通過收集激光點的最高溫度到達點的位置數(shù)據(jù)來進行實測。最高溫度到達點的位置數(shù)據(jù)，例如，可通過在激光束行進時測量基板表面的溫度分布來加以收集?；灞砻娴臏囟确植?，例如可通過紅外線溫度計以非接觸方式來測量。
并且，在上述裂痕形成裝置中，還可以為，射束點驅(qū)動部與冷卻點驅(qū)動部以射束點與冷卻點連動的方式構(gòu)成為一體，另外，所述裂痕形成裝置還具備用于調(diào)整冷卻點相對于射束點的位置的冷卻點位置調(diào)整部，控制部根據(jù)參照偏置量存儲部所決定的偏置量(或者根據(jù)最高溫度到達點的位置數(shù)據(jù))，通過冷卻點位置調(diào)整部來調(diào)整冷卻點相對于射束點的位置。
據(jù)此，利用冷卻點位置調(diào)整部來調(diào)整冷卻點相對于射束點的位置后，通過使一體構(gòu)成的射束點驅(qū)動部及冷卻點驅(qū)動部進行動作，能容易地形成直線形狀的裂痕。
此時，冷卻點位置調(diào)整部只要使冷卻點在與光束行進路線垂直的方向上改變位置，即可將偏置量直接利用為冷卻點位置調(diào)整部的位置變化量。
并且，在上述裂痕形成裝置中，還可以具備起始點形成部，其形成作為裂痕形成的起點的起始點；以及起始點位置調(diào)整部，其調(diào)整起始點形成部的位置，控制部在基板端開始形成裂痕時，預(yù)先在所推定的裂痕形成預(yù)定線上的基板端，設(shè)定起始點形成部的位置。
據(jù)此，由于可在基板端部的所推定的裂痕形成預(yù)定線上形成起始點，因此能可靠地將裂痕形成于裂痕形成預(yù)定線上。


圖1是表示作為本發(fā)明的一個實施方式的裂痕形成裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖2是按照每個功能說明作為本發(fā)明的一個實施方式的裂痕形成裝置的控制部的功能框圖。
圖3是說明作為本發(fā)明的另一個實施方式的裂痕形成裝置中使用的偏置量存儲部所存儲內(nèi)容的圖。
圖4是說明作為本發(fā)明的一個實施方式的裂痕形成裝置的動作流程的流程圖。
圖5(A)～(D)是說明作為本發(fā)明的一個實施方式的裂痕形成裝置的裂痕形成動作中的各步驟(狀態(tài)(A)～(D))的動作狀態(tài)的圖。
圖6是說明作為本發(fā)明的一個實施方式的裂痕形成裝置在狀態(tài)(B)下，起始點、射束點、以及冷卻點相對于基板的位置關(guān)系的圖。
圖7是說明作為本發(fā)明的一個實施方式的裂痕形成裝置在狀態(tài)(C)下，射束點、以及冷卻點相對于基板的位置關(guān)系的圖。
圖8是說明以往的裂痕形成裝置的動作的圖。
圖9是說明以往的裂痕形成裝置的射束點與冷卻點的位置關(guān)系的圖。
圖10是說明靜止中的射束點與移動中的射束點的加熱峰值位置的圖。
圖11是說明以刻印于基板上的對準標記來測定位置偏移量和進行線性內(nèi)插的圖。
圖12是說明具有長軸的射束點基于線性內(nèi)插的移動狀態(tài)的圖。
圖13是說明在具有長軸的射束點的情況下，光束行進路線與裂痕形成預(yù)定線的關(guān)系、以及與長軸方向(基準軸方向)的關(guān)系的圖。
圖14是說明使用以往的裂痕形成裝置在基板上形成裂痕的狀態(tài)的圖。
圖15是說明作為本發(fā)明的再一個實施方式的裂痕形成裝置的結(jié)構(gòu)的圖。
圖16是說明在基板上形成裂痕時產(chǎn)生的“偏折”的圖。
圖17是說明在基板上形成裂痕時產(chǎn)生的“先行裂痕”的圖。
符號說明11架臺12滑動臺13，22滾珠螺桿14，15，21導軌16，24滾珠螺帽19臺座23馬達26載臺31劃線頭33光學保持器34激光振蕩器35透鏡光學系統(tǒng)38，39CCD照相機40冷卻部42噴嘴43噴嘴X軸方向驅(qū)動機構(gòu)44噴嘴Y軸方向驅(qū)動機構(gòu)45起始點形成部(刀輪)46起始點調(diào)整機構(gòu)50控制部51激光照射控制部52制冷劑噴射控制部53基板位置讀取控制部54射束點/冷卻點驅(qū)動控制部55冷卻點位置調(diào)整控制部
57偏置量決定部58裂痕形成預(yù)定線推定部59起始點位置調(diào)整控制部60劃線頭升降控制部62偏置量存儲部具體實施方式
(裝置結(jié)構(gòu))以下，使用

本發(fā)明的裂痕形成方法及裂痕形成裝置。
圖1是表示作為本發(fā)明的一個實施方式的裂痕形成裝置10的概略結(jié)構(gòu)的圖。該裂痕形成裝置例如可作為用于將母玻璃基板(M基板)分割成用于FPD(平板顯示器)的多個玻璃基板的裝置。
本裝置在具有水平的XY平面的架臺11上，具有沿Y軸方向往復移動的滑動臺12。該滑動臺12被一對導軌14，15支撐成能以水平狀態(tài)沿各導軌14，15滑動，該一對導軌14，15在架臺11上面沿Y軸方向平行配置。在兩導軌14，15的中間部，滾珠螺桿13與各導軌14，15平行地由未圖示的馬達旋轉(zhuǎn)。滾珠螺桿13可進行正轉(zhuǎn)及逆轉(zhuǎn)，滾珠螺帽16以螺合于該滾珠螺桿13上的狀態(tài)被安裝。
滾珠螺帽16以不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)一體地安裝于滑動臺12上，通過滾珠螺桿13的正轉(zhuǎn)及逆轉(zhuǎn)沿滾珠螺桿13在正逆兩個方向上滑動。由此，與滾珠螺帽16一體安裝的滑動臺12沿導軌14，15在Y軸方向上滑動。因此，由這些各部構(gòu)成Y軸驅(qū)動機構(gòu)。
臺座19以水平狀態(tài)配置于滑動臺12上。臺座19被平行配置于滑動臺12上的一對導軌21(除了圖示的導軌21以外，在紙面內(nèi)側(cè)還有同形狀的導軌)以可滑動的方式支撐著。各導軌21沿與滑動臺12滑動方向(即Y方向)正交的X方向配置。并且，在各導軌21的中間部配置有與各導軌21平行的滾珠螺桿22，滾珠螺桿22通過馬達23進行正轉(zhuǎn)及逆轉(zhuǎn)。
在滾珠螺桿22上以螺合的狀態(tài)安裝有滾珠螺帽24。滾珠螺帽24以不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)一體地安裝于臺座19上，通過滾珠螺桿22的正轉(zhuǎn)及逆轉(zhuǎn)，沿滾珠螺桿22在正逆兩個方向上移動。由此，臺座19能沿各導軌21在X軸方向上滑動。因此，由這些各部構(gòu)成X軸驅(qū)動機構(gòu)。
在臺座19上，以水平狀態(tài)設(shè)有用于裝載作為分割對象的M基板G的載臺26。M基板G例如由吸附夾頭固定在載臺26上。
載臺26上固定有與X軸方向相關(guān)聯(lián)的未圖示的基準裝載位置，準確地裝載于基準裝載位置的M基板G能通過上述滑動機構(gòu)(X軸方向驅(qū)動機構(gòu)、Y軸方向驅(qū)動機構(gòu))而準確地沿X軸方向或Y軸方向移動。
在載臺26的上方，與載臺26表面相距適當間距地配置有劃線頭31。劃線頭31在水平狀態(tài)下以能通過未圖示的升降機構(gòu)進行升降的方式被支撐在以垂直狀態(tài)配置的光學保持器33的下端部。光學保持器33的上端部安裝于設(shè)在架臺11上的安裝臺32的下面。安裝臺32上設(shè)有用于振蕩激光束的激光振蕩器34(例如CO2激光、半導體激光(YAG激光等))，從激光振蕩器34振蕩的激光束，經(jīng)由支撐在光學保持器33內(nèi)的透鏡光學系統(tǒng)35照射到基板G上。
透鏡光學系統(tǒng)35例如使用柱面透鏡，以將具有長軸方向的橢圓狀激光點照射于M基板G上。
此時形成的激光點的長軸方向與X軸方向一致，即與臺座19通過滾珠螺桿22、馬達23、以及滾珠螺帽24而移動的方向一致。
因此，在準確地裝載于載臺26的基準裝載位置的M基板G中，M基板G的分割方向(裂痕的形成方向)被設(shè)定成朝向激光點的長軸方向(基準軸)。
在劃線頭31的一端安裝有冷卻部40。冷卻部40具備噴嘴42，其用于噴射從制冷劑源41供應(yīng)的制冷劑(氦氣、N2氣、CO2氣體等)以形成冷卻點C；噴嘴X軸調(diào)整機構(gòu)43，其用于將噴嘴42的位置在X軸方向上移動；以及噴嘴Y軸調(diào)整機構(gòu)44，其用于將噴嘴位置在Y軸方向上移動。通過該噴嘴X軸調(diào)整機構(gòu)43與噴嘴Y軸調(diào)整機構(gòu)44，可在XY面內(nèi)調(diào)整冷卻點相對射束點的位置。但是，也可在X軸方向上進行固定而在Y軸方向上進行調(diào)整。
另外，在安裝有冷卻部40的一側(cè)的相反側(cè)的劃線頭31的一端，安裝有用于在基板端形成起始點的起始點形成部45(例如刀輪)與用于移動起始點形成部45的位置的起始點調(diào)整機構(gòu)46。該起始點調(diào)整機構(gòu)46最好也能在X軸方向與Y軸方向上進行調(diào)整，但至少要能在Y軸方向上進行調(diào)整即可。
此外，省略對噴嘴X軸調(diào)整機構(gòu)43、噴嘴Y軸調(diào)整機構(gòu)44、以及起始點調(diào)整機構(gòu)46的詳細結(jié)構(gòu)的說明，只要使用市售的具備步進馬達的簡單驅(qū)動機構(gòu)即可。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，由滑動臺12、滾珠螺桿13、用于旋轉(zhuǎn)滾珠螺桿13的未圖示的馬達23a、和滾珠螺帽16構(gòu)成的Y軸方向驅(qū)動機構(gòu)，以及由臺座19、滾珠螺桿22、馬達23、和滾珠螺帽24構(gòu)成的X軸方向驅(qū)動機構(gòu)能發(fā)揮射束點驅(qū)動部的功能，可將從劃線頭31照射至M基板G的射束點在X、Y面內(nèi)的任意方向上移動。
另外，由滑動臺12、滾珠螺桿13、用于旋轉(zhuǎn)滾珠螺桿13的未圖示的馬達23a、和滾珠螺帽16構(gòu)成的Y軸方向驅(qū)動機構(gòu)，以及由臺座19、滾珠螺桿22、馬達23、和滾珠螺帽24構(gòu)成的X軸方向驅(qū)動機構(gòu)能發(fā)揮冷卻點驅(qū)動部的功能，可將由安裝于劃線頭31上的噴嘴42對M基板G噴射的制冷劑所形成的冷卻點，在X、Y面內(nèi)的任意方向上移動。
這樣，發(fā)揮射束點驅(qū)動部、冷卻點驅(qū)動部的功能的驅(qū)動機構(gòu)由于由同一驅(qū)動機構(gòu)構(gòu)成，因此通過使該驅(qū)動機構(gòu)動作，可使射束點與冷卻點以連動方式來移動。
再者，設(shè)于劃線頭31上的噴嘴X軸調(diào)整機構(gòu)43及噴嘴Y軸調(diào)整機構(gòu)44發(fā)揮冷卻點位置調(diào)整部的功能，以調(diào)整冷卻點相對于射束點的位置。通過噴嘴X軸調(diào)整機構(gòu)43與噴嘴Y軸調(diào)整機構(gòu)44的共同動作，可將噴嘴42在XY面內(nèi)向任意方向驅(qū)動。因此，只要將噴嘴42在光束行進路線上向垂直方向驅(qū)動，即可將后述偏置量直接利用作噴嘴42的位置調(diào)整距離。
在光學保持器33的旁邊設(shè)有由CCD照相機38，39構(gòu)成的位置讀取機構(gòu)，拍攝刻印于M基板G上的對準標記，通過所謂圖像辨識方法，可辨識出對準標記的位置。通過該位置讀取部，可求出裝載于載臺26的M基板G的位置偏離量。
此外，通過監(jiān)視器48，49，由CCD照相機38，39拍攝的圖像即使以目視也能確認位置偏離量。
(控制系統(tǒng))接著，說明用于進行裂痕形成裝置10的動作控制的控制系統(tǒng)?？刂撇?0及偏置量存儲部62是CPU及內(nèi)存，其構(gòu)成控制用計算機系統(tǒng)的一部分。該計算機系統(tǒng)通過形成裂痕用的應(yīng)用軟件及所輸入的設(shè)定參數(shù)，來控制本裝置整體的各種動作。
圖2是用于按照每個功能區(qū)分來詳細說明控制部50及偏置量存儲部62的控制動作的功能方框圖。
控制部50由激光照射控制部51、制冷劑噴射控制部52、基板位置讀取控制部53、射束點/冷卻點驅(qū)動控制部54、冷卻點位置調(diào)整控制部55、偏置量決定部57、冷卻點位置調(diào)整量決定部(裂痕形成預(yù)定線推定部)58、起始點位置調(diào)整控制部59、以及劃線頭升降控制部60構(gòu)成。
激光照射控制部51用于進行如下的動作控制在加熱M基板G時，驅(qū)動激光振蕩器34來形成射束點B，并照射M基板G。
制冷劑噴射控制部52用于進行如下的動作控制在冷卻M基板G時，從制冷劑源41噴射制冷劑，在M基板G上形成冷卻點C。
基板位置讀取控制部53用于進行如下的控制通過位置讀取機構(gòu)，使用圖像辨識方法來讀取刻印于M基板G上的對準標記，來檢測M基板G的位置偏離。
射束點/冷卻點驅(qū)動控制部54用于進行如下的動作控制驅(qū)動用于旋轉(zhuǎn)滾珠螺桿13的未圖示的馬達23a、以及用于旋轉(zhuǎn)滾珠螺桿22的馬達23，進行使射束點B或冷卻點C能在M基板G上以射束點B的長軸(基準軸)方向、即X軸方向為基準，相對地在任意方向上移動。
冷卻點位置調(diào)整控制部55用于進行如下的動作控制驅(qū)動噴嘴X軸調(diào)整機構(gòu)43及噴嘴Y軸調(diào)整機構(gòu)44，來移動冷卻點相對于射束點的位置。
此時，通過噴嘴X軸調(diào)整機構(gòu)43與噴嘴Y軸調(diào)整機構(gòu)44的共同動作，調(diào)整噴嘴42的位置，使得在與光束行進路線垂直的方向上改變冷卻點的位置，由此能將后述偏置量決定部所決定的偏置量直接使用作冷卻點的位置調(diào)整量。
偏置量決定部57在設(shè)置了基板G后，根據(jù)Y軸方向的位置偏離量，并參考偏置量存儲部62來決定偏置量。即，基板位置讀取控制部53檢測該位置偏離量，并根據(jù)此時殘留的位置偏離量決定偏置量。
此時，在偏置量決定部57所參照的偏置量存儲部62中，如圖3所示，傾斜角θ(光束行進路線與射束點的長軸(基準軸、X軸)所成的角度)、射束點與冷卻點間的距離的兩個參數(shù)、以及偏置量之間的關(guān)系以數(shù)據(jù)庫的形式進行存儲。
圖3的表示參數(shù)與偏置量的關(guān)系的例子，示出了在使用軸尺寸2×60mm的射束點在基板G上形成劃線時所適用的數(shù)據(jù)，該基板G是以厚度0.7mm、長寬尺寸360×460mm的無堿玻璃為材料的貼合基板。
因此，在上述條件不同的情況下，所適用的數(shù)據(jù)也不同。
該數(shù)據(jù)是預(yù)先以實驗方式改變各參數(shù)來求出的。并且，根據(jù)從位置偏離量以三角函數(shù)的簡單運算所算出的傾斜角、與預(yù)先設(shè)定的射束點/冷卻點間距離，并參照該偏置量存儲部的數(shù)據(jù)來決定偏置量。
此外，在不改變射束點與冷卻點間的距離時，只要僅將傾斜角的值作為參數(shù)來存儲即可。相反地，在根據(jù)需要，而想進一步追加射束點與冷卻點間的距離以外的參數(shù)時，也可將該參數(shù)預(yù)先存儲。
冷卻點位置調(diào)整量決定部(裂痕形成預(yù)定線推定部)58相對于光束行進路線，將引到位移了偏置量決定部57所決定的偏置量距離的位置的線，推定為使冷卻點移動的裂痕形成預(yù)定線。
起始點位置調(diào)整控制部59用于進行如下的移動動作控制驅(qū)動起始點調(diào)整機構(gòu)46，使起始點形成部45位于裂痕形成預(yù)定線上。
劃線頭升降控制部60進行如下的控制升降劃線頭31，使起始點形成部45升降。即，進行如下的控制在降下劃線頭31的狀態(tài)下，使起始點形成部45接近M基板G的端部，在基板端形成起始點，然后，立即使起始點形成部45上升，成為離開M基板G的狀態(tài)，因而僅在基板端部形成起始點。
(動作例)接著，說明將該裂痕形成裝置適用于線性內(nèi)插動作時的動作例。
圖4是說明分割刻印有對準標記的基板時的本裝置的控制動作的一個實施例的流程圖。圖5是說明各步驟(狀態(tài)(A)～(D))中的動作狀態(tài)的圖。
首先，在圖5的狀態(tài)(A)下，利用位置讀取機構(gòu)來讀取基板G的對準標記(s101)。接著，讀取Y軸方向的位置偏離量(圖11的線性內(nèi)插值)。
根據(jù)所讀取的位置偏離量(線性內(nèi)插值)，將連接對準標記P、Q的直線方向決定為光束行進路線L的方向，求出此時的光束行進路線L與射束點的長軸(基準軸、X軸)所成的角度(傾斜角θ)(s102)。
將求出的傾斜角θ作為參數(shù)(或者，連同射束點/冷卻點間距離一并作為參數(shù))，參照偏置量存儲部62來決定偏置量O(s103)。并且，將從光束行進路線L位移了偏置量O的位置推定成裂痕形成預(yù)定線M(s104)。
接著，以噴嘴X軸調(diào)整機構(gòu)43與噴嘴Y軸調(diào)整機構(gòu)44來調(diào)整冷卻部40的位置，使得冷卻點C沿所推定的裂痕形成預(yù)定線M移動。此時最好是在與光束行進路線垂直的方向上移動(參照圖6)。進一步地，由起始點調(diào)整機構(gòu)46進行調(diào)整，使得起始點形成部45來到所推定的裂痕形成預(yù)定線M上的位置(s105)。
接著，在狀態(tài)(B)下，通過劃線頭升降控制部60來降下劃線頭31，使起始點形成部45接觸基板G，在基板端部形成起始點(s106)。
圖6是表示狀態(tài)(B)時的射束點B、冷卻點C、以及起始點形成部45相對于M基板G的位置關(guān)系的圖。在與射束點B長軸中心所通過的軌跡、即光束行進路線L相距偏置量O的位置上有所推定的裂痕形成預(yù)定線M，起始點形成部45來到裂痕形成預(yù)定線M所通過的基板端的位置。進一步地，使冷卻點C來到裂痕形成預(yù)定線M的延長線上。
接著，在狀態(tài)(C)下，在基板端形成起始點T后，由劃線頭升降部60來使劃線頭31上升，在該狀態(tài)下，驅(qū)動用于旋轉(zhuǎn)滾珠螺桿13的未圖示的馬達23a與用于旋轉(zhuǎn)滾珠螺桿22的馬達23，使射束點B沿光束行進路線L橫切M基板G，并使冷卻點C沿所推定的裂痕形成預(yù)定線M橫切M基板G(s107)。由此，在冷卻點C所移動的裂痕形成預(yù)定線M下形成垂直裂痕。
圖7是表示在狀態(tài)(C)下，在M基板G中央部分移動時，射束點B和冷卻點C的位置關(guān)系的圖。
與圖6同樣地，冷卻點C配置于與光束行進路線L相距偏置量O的位置(裂痕形成預(yù)定線M上的位置)上，并且也脫離射束點的長軸(X軸)的延長線上。另外，冷卻點C沿裂痕形成預(yù)定線M而橫切基板G。
接著，在狀態(tài)(D)下，使射束點與冷卻點完全通過基板G，結(jié)束一連串的動作。
通過以上的動作，將作為裂痕的起點的起始點T形成于所推定的裂痕形成預(yù)定線M上，然后使冷卻點C沿該線移動，由此，能在M基板的整體上形成筆直的垂直裂痕。
在上述動作例中，射束點B在M基板G中央部分移動時，將冷卻點C配置于裂痕形成預(yù)定線M上，但由于射束點B在M基板G端部移動時，由射束點B的長軸中心位置來支配裂痕的形成位置，因此不一定必須將冷卻點C位置配置于裂痕形成預(yù)定線M上的位置。
(變形動作例)在上述動作例中，在對準標記間形成了直線的裂痕，但也可通過在射束點B的移動中，逐漸改變光束行進路線L相對于射束點的長軸(基準軸)的角度(傾斜角θ)，而沿曲線形狀形成裂痕。此時，由于傾斜角θ會變動，因此按照傾斜角θ逐一求出偏置量O，再推定出裂痕形成預(yù)定線。接著，使冷卻點C沿裂痕形成預(yù)定線移動。由此，能沿著所期望的曲線形狀來形成垂直裂痕。
在上述實施方式中，設(shè)有向X軸及Y軸的兩個方向驅(qū)動裝載有M基板G的載臺26的驅(qū)動機構(gòu)，但也可設(shè)置向X軸方向驅(qū)動安裝于安裝臺32上的劃線頭31、向Y軸方向驅(qū)動裝載有基板G的載臺26的驅(qū)動機構(gòu)。
圖15示出本發(fā)明的裂痕形成裝置的另一實施方式。
在圖15中，裂痕形成裝置70具備橋部66，其可沿固定在未圖示的架臺上的導軌61向圖中Y軸方向移動；以及劃線頭64，其可沿橋部66的主體部63向圖中X軸方向移動。在劃線頭64的下方，配置有能使玻璃基板G向圖中Y軸方向移動的載臺65。
裂痕形成裝置70與前述裂痕形成裝置10同樣具備控制部50及偏置量存儲部62。
當載臺65將玻璃基板G向圖中Y軸方向移動時，一邊控制橋部66沿導軌61向圖中Y軸方向移動的速度、以及劃線頭64沿橋部66的主體部63向圖中X軸方向移動的速度，一邊將玻璃基板G分割成規(guī)定的長度。
此時，在裂痕形成裝置70中，通過控制部50使劃線頭64進行與前述裂痕形成裝置10相同的線性內(nèi)插動作。即，一邊使冷卻點沿裂痕形成預(yù)定線進行相對移動，一邊以使光束行進路線相對射束點的長軸(基準軸)呈傾斜的方式，使射束點與玻璃基板G進行相對移動來形成裂痕。由此，可將玻璃基板G例如分割成四角呈直角、且四邊為直線的矩形。另外，通過在裂痕形成預(yù)定線上形成起始點，由于可使裂痕產(chǎn)生位置與裂痕形成預(yù)定線一致，因此可防止在劃線的開始點及終點附近、即玻璃基板G的端部，產(chǎn)生偏折或先行裂痕之類的不良狀況。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明可用于制造對脆性材料基板以良好精度形成裂痕的裂痕形成裝置。作為具體的用途，可用于液晶面板、等離子體顯示面板、有機EL顯示面板等平板顯示面板、或陶瓷電容器、半導體芯片等脆性材料基板的加工。
權(quán)利要求
1.一種裂痕形成方法，該方法將形成實質(zhì)上具有長軸的射束點的激光束照射于脆性材料基板上，并且形成噴射制冷劑的冷卻點，通過激光束照射所進行的加熱與制冷劑噴射所進行的冷卻，在局部產(chǎn)生熱變形，從而在該基板上形成垂直裂痕，其特征在于以光束行進路線的方向相對于被設(shè)定為與射束點的長軸方向一致的基準軸方向呈傾斜方向的方式，使射束點相對于上述基板移動，由此使冷卻點沿與光束行進路線相距偏置量的位置(裂痕形成預(yù)定線)相對移動，其中，所述光束行進路線是射束點的長軸中心移動的軌跡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂痕形成方法，其特征在于，沿裂痕形成預(yù)定線來形成垂直裂痕。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂痕形成方法，其特征在于，裂痕形成預(yù)定線是射束點所形成的最高溫度到達點的軌跡。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裂痕形成方法，其特征在與，在激光束行進時，利用紅外線溫度計以非接觸方式測量基板表面的溫度分布，一邊收集最高溫度到達點的位置數(shù)據(jù)、一邊進行激光劃線。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂痕形成方法，其特征在于，在射束點相對于基板移動時，求出上述基準軸與光束行進路線間的傾斜角，至少將該傾斜角作為參數(shù)之一來決定偏置量，由此預(yù)先推定裂痕形成預(yù)定線的位置，并將冷卻點的位置設(shè)定成使冷卻點在所推定的裂痕形成預(yù)定線上或裂痕形成預(yù)定線附近進行相對移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裂痕形成方法，其特征在于，除了上述傾斜角以外，還將射束點與冷卻點間的距離作為參數(shù)來決定偏置量。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裂痕形成方法，其特征在于，在設(shè)定冷卻點的位置時，使冷卻點在與光束行進路線垂直的方向上改變位置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裂痕形成方法，其特征在于，在基板端開始形成裂痕時，預(yù)先在裂痕形成預(yù)定線上的基板端形成作為裂痕起點的起始點后，再使射束點相對于基板移動。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裂痕形成方法，其特征在于，使用在包含上述基準軸的平面內(nèi)裝載基板的基板裝載部，將形成有作為基板位置指針的對準標記的基板裝載于基板裝載部上，檢測上述對準標記相對于和該基準軸方向相關(guān)聯(lián)的基準裝載位置的相對位置，根據(jù)檢測出的對準標記的位置，算出基板相對于基準軸的偏離量，即線性內(nèi)插值，根據(jù)所算出的線性內(nèi)插值來決定光束行進路線的方向，并算出所決定的光束行進路線與該基準軸的傾斜角，至少將上述傾斜角作為參數(shù)之一來決定偏置量，由此預(yù)先推定與光束行進路線相距偏置量的裂痕形成預(yù)定線的位置，并將冷卻點的位置設(shè)定成使冷卻點在所推定的裂痕形成預(yù)定線上或所推定的裂痕形成預(yù)定線附近進行相對移動。
10.一種裂痕形成裝置，該裝置具備激光束照射部，其照射形成實質(zhì)上具有長軸的射束點的激光束；冷卻部，其形成冷卻點；射束點驅(qū)動部，其使射束點相對于裝載于基板裝載臺上的脆性材料基板移動；冷卻點驅(qū)動部，其使冷卻點相對于上述基板進行移動；以及控制部，其控制上述各部；通過使射束點及冷卻點相對于基板移動，以產(chǎn)生由加熱與冷卻所造成的局部熱變形，由此在脆性材料基板上形成裂痕，其特征在于控制部控制射束點驅(qū)動部進行的射束點的移動，使射束點的長軸中心的移動軌跡、即光束行進路線的方向，相對于被設(shè)定為與射束點的實質(zhì)長軸方向一致的基準軸方向呈傾斜方向，此時，控制冷卻點驅(qū)動部進行的冷卻點的移動，使得冷卻點沿與光束行進路線相距偏置量的位置(裂痕形成預(yù)定線)進行相對移動。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裂痕形成裝置，其特征在于，該裝置還具備紅外線溫度計，其在激光束行進時以非接觸方式測量基板表面的溫度分布，控制部從紅外線溫度計所測量的基板表面的溫度分布收集最高溫度到達點的位置數(shù)據(jù)，并從該位置數(shù)據(jù)算出該偏置量。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裂痕形成裝置，其特征在于，該裝置還具備偏置量存儲部，其存儲上述基準軸與光束行進路線間的傾斜角與偏置量的關(guān)系，控制部將射束點移動時的傾斜角作為至少一個參數(shù)，參照偏置量存儲部來決定偏置量，根據(jù)所決定的偏置量推定裂痕形成預(yù)定線，并控制冷卻點驅(qū)動部進行的冷卻點的移動，使得冷卻點在所推定的裂痕形成預(yù)定線上或所推定的裂痕形成預(yù)定線附近進行相對移動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裂痕形成裝置，其特征在于，偏置量存儲部除了上述傾斜角以外，還將射束點與冷卻點間的距離作為參數(shù)來存儲與偏置量的關(guān)系。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裂痕形成裝置，其特征在于，射束點驅(qū)動部與冷卻點驅(qū)動部以射束點與冷卻點連動的方式構(gòu)成為一體，另外，所述裂痕形成裝置還具備用于調(diào)整冷卻點相對于射束點的位置的冷卻點位置調(diào)整部，控制部根據(jù)參照偏置量存儲部所決定的偏置量，通過冷卻點位置調(diào)整部來調(diào)整冷卻點相對于射束點的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裂痕形成裝置，其特征在于，冷卻點位置調(diào)整部使冷卻點在與光束行進路線垂直的方向上改變位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裂痕形成裝置，其特征在于，該裝置還具備起始點形成部，其形成作為裂痕形成的起點的起始點；以及起始點位置調(diào)整部，其調(diào)整起始點形成部的位置，控制部在基板端開始形成裂痕時，預(yù)先在所推定的裂痕形成預(yù)定線上的基板端，設(shè)定起始點形成部的位置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種裂痕形成方法及裂痕形成裝置，即使將大型脆性材料基板定位于加工用載臺上時產(chǎn)生位置偏離，也能沿精確的方向形成裂痕。以光束行進路線(L)的方向相對于被設(shè)定為與射束點(B)的實質(zhì)長軸方向一致的基準軸方向(X)呈傾斜方向的方式，使射束點(B)相對于基板(G)移動，由此使裂痕形成預(yù)定線(M)形成在與光束行進路線(L)相距偏置量(O)的位置，進一步地，通過使冷卻點(C)沿裂痕形成預(yù)定線(M)進行相對移動，來沿裂痕形成預(yù)定線(M)形成垂直裂痕，其中，上述光束行進路線是射束點(B)的中心移動的軌跡。
文檔編號B28D5/00GK101048255SQ200580036559
公開日2007年10月3日 申請日期2005年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月25日
發(fā)明者五戶統(tǒng)悟 申請人:三星鉆石工業(yè)股份有限公司