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JP2007301624A - Cleaving device and cleaving method - Google Patents

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JP2007301624A
JP2007301624A JP2006134944A JP2006134944A JP2007301624A JP 2007301624 A JP2007301624 A JP 2007301624A JP 2006134944 A JP2006134944 A JP 2006134944A JP 2006134944 A JP2006134944 A JP 2006134944A JP 2007301624 A JP2007301624 A JP 2007301624A
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JP
Japan
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heating
substrate
processed
laser
heating light
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2006134944A
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Japanese (ja)
Inventor
Masakazu Hayashi
正 和 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Mechatronics Corp
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Publication date
Application filed by Shibaura Mechatronics Corp filed Critical Shibaura Mechatronics Corp
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Abstract

【課題】被加工基板を割断予定線に対応する垂直な面で割断し、ソゲ量を小さく抑えること。
【解決手段】本発明の割断装置は、脆性材料からなる被加工基板60を、割断予定線71に沿って局部的に加熱し、その際に生じる熱応力によって当該被加工基板60に亀裂を生じさせて割断するものである。割断装置は、被加工基板60を保持する基板ホルダ50と、基板ホルダ50に保持された被加工基板60の割断予定線71に沿うレーザ光照射位置LPにレーザ光LBを照射して局部的に加熱するレーザ加熱部30と、割断予定線71の近傍であって、レーザ光LBのレーザ光照射位置LPと異なる加熱光照射位置HPにレーザ加熱部30と異なる波長の加熱光HBを照射する加熱光照射部35とを備えている。加熱光照射部35から照射される加熱光HBによって、被加工基板60の被加工基板60の内部を割断予定線71の側方に沿って加熱する。
【選択図】図2
The object of the present invention is to cut a substrate to be processed along a vertical plane corresponding to a planned cutting line so as to reduce the amount of soggy.
The cleaving apparatus of the present invention locally heats a substrate to be processed 60 made of a brittle material along a planned cutting line 71, and causes cracks in the substrate to be processed 60 due to thermal stress generated at that time. It will be cut off. The cleaving device irradiates the laser beam LB locally to the substrate holder 50 that holds the substrate to be processed 60 and the laser beam irradiation position LP along the planned cutting line 71 of the substrate to be processed 60 held by the substrate holder 50. Heating to irradiate the heating light HB having a wavelength different from that of the laser heating unit 30 to the laser heating unit 30 to be heated and the heating light irradiation position HP different from the laser light irradiation position LP of the laser light LB in the vicinity of the planned cutting line 71. And a light irradiation unit 35. The inside of the substrate to be processed 60 of the substrate to be processed 60 is heated along the side of the planned cutting line 71 by the heating light HB irradiated from the heating light irradiation unit 35.
[Selection] Figure 2

Description

本発明は、被加工基板にレーザ光を照射して熱応力によって割断する割断装置及び割断方法に係り、とりわけ、被加工基板を割断する際に発生するソゲ量を抑えて割断する割断装置及び割断方法に関する。   The present invention relates to a cleaving apparatus and a cleaving method for irradiating a workpiece substrate with laser light and cleaving due to thermal stress. Regarding the method.

従来から、脆性材料からなる被加工基板に対して割断加工を行う方法として、レーザ光を用いて脆性材料からなる被加工基板を局部的に加熱するとともに、水霧等により局部的に冷却し、その熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する方法が提案されている(特許文献1参照)。   Conventionally, as a method of cleaving a work substrate made of a brittle material, the work substrate made of a brittle material is locally heated using laser light, and is locally cooled by water fog or the like. There has been proposed a method in which cracks are generated in the substrate to be processed by the thermal stress (see Patent Document 1).

このような被加工基板の割断方法において、被加工基板の割断の品位の良否は実用上非常に重要である。一般的に、液晶パネル等で用いられる長方形のガラス基板等において、その割断の品位は、直線性とソゲ量とによって評価される。図8に示すように、「直線性」とは、被加工基板60の表面における割断線68の直線性(割断予定線71からの割断線68のずれδw)をいい、「ソゲ量」とは、被加工基板60の表面に対する割断面68aの厚さ方向の直角度(割断予定線71に対応する垂直な面からの割断面68aのずれδw)をいう。なお、実際の製品では、これらの直線性及びソゲ量に関して上限値が決められている。具体的には、直線性に関して±数十μm以下(±数百μm以下)、ソゲ量に関して±数十μm以下(±数百μm以下)程度である。これらの数値は、メーカーや製品に応じて異なるものであるが、例えば、縦1900mm×横2200mmであって、厚さ0.7mmの被加工基板を割断する際には、直線性に関して±50μm以下、ソゲ量に関して±70μm(=厚さ×10%)以下程度であることが好ましい。 In such a method for cleaving a substrate to be processed, the quality of the cleaving of the substrate to be processed is very important in practice. Generally, in a rectangular glass substrate or the like used in a liquid crystal panel or the like, the quality of the cleaving is evaluated by linearity and the amount of sedges. As shown in FIG. 8, “linearity” refers to the linearity of the breaking line 68 on the surface of the substrate 60 to be processed (the deviation δw 1 of the breaking line 68 from the planned breaking line 71). Means the perpendicularity in the thickness direction of the split section 68a with respect to the surface of the substrate 60 to be processed (the deviation δw 2 of the split section 68a from the vertical plane corresponding to the planned cutting line 71). In an actual product, an upper limit is determined for the linearity and the amount of sedges. Specifically, the linearity is about ± several tens μm or less (± several hundreds μm or less), and the amount of soge is about ± several tens μm or less (± several hundreds μm or less). These numbers vary depending on the manufacturer and product. For example, when cutting a processed substrate having a length of 1900 mm × width of 2200 mm and a thickness of 0.7 mm, the linearity is ± 50 μm or less. The amount of soge is preferably about ± 70 μm (= thickness × 10%) or less.

このようなソゲ(割断予定線71に対応する垂直な面から割断面68aがずれること)が発生する理由としては、以下のようなことが考えられている(例えば、非特許文献1参照)。すなわち、被加工基板60を加熱及び冷却して割断する際、加熱した割断予定線71を冷却することで、被加工基板60の割断予定線71に引張応力を発生させ亀裂を進展させる。このとき、加熱される被加工基板60の表面と、その直下部は、加熱によって高温となっているため、内部へ進行しようとする亀裂の進行は抑制されてしまう。この結果、大きなソゲが発生してしまう。   The following is considered as a reason why such a sedge (the split section 68a deviates from a vertical plane corresponding to the planned cutting line 71) (see, for example, Non-Patent Document 1). That is, when the substrate 60 to be processed is heated and cooled to cleave, the heated cleave line 71 is cooled, thereby generating a tensile stress on the cleave line 71 of the substrate 60 and causing a crack to develop. At this time, since the surface of the substrate 60 to be heated and the immediately lower portion thereof are heated to a high temperature, the progress of cracks going to proceed inside is suppressed. As a result, a large sodge occurs.

従来から、被加工基板60に複数のレーザ光を照射することは知られている(例えば、特許文献2)。しかしながら、このように複数のレーザ光を照射する目的は、被加工基板60を迅速に加工するためのものであり、ソゲ量を抑えるためのものではない。このため、当然、レーザ光のレーザ光照射位置LPと異なる加熱光照射位置HPにレーザ加熱部と異なる波長の加熱光を照射して、被加工基板60の内部を割断予定線71の側方に沿って加熱すること(図2(b)参照)については、一切触れられていない。
特表平8−509947号公報 特開2003−574401号公報 ガラスのレーザスクライブにおける熱応力解析(精密工学会71巻12号)
Conventionally, it is known to irradiate a substrate to be processed 60 with a plurality of laser beams (for example, Patent Document 2). However, the purpose of irradiating a plurality of laser beams in this way is to process the substrate 60 to be processed quickly, and not to reduce the amount of soggy. For this reason, naturally, the heating light irradiation position HP different from the laser light irradiation position LP of the laser light is irradiated with heating light having a wavelength different from that of the laser heating portion, and the inside of the substrate to be processed 60 is lateral to the planned cutting line 71. There is no mention of heating along (see FIG. 2 (b)).
Japanese National Patent Publication No. 8-509947 JP 2003-574401 A Thermal stress analysis in glass laser scribe (Precision Engineering Society Vol.71 No.12)

本発明は、このような点を考慮してなされたものであり、被加工基板を割断予定線に対応する垂直な面で割断し、ソゲ量を小さく抑える割断装置及び割断方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of such points, and provides a cleaving apparatus and a cleaving method for cleaving a substrate to be processed along a vertical plane corresponding to a cleaving line and reducing the amount of soggy. Objective.

本発明は、脆性材料からなる被加工基板を、割断予定線に沿って局部的に加熱し、その際に生じる熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する割断装置において、被加工基板を保持する基板ホルダと、基板ホルダに保持された被加工基板の割断予定線に沿うレーザ光照射位置にレーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱部と、前記割断予定線の近傍であって、レーザ光のレーザ光照射位置と異なる加熱光照射位置にレーザ加熱部と異なる波長の加熱光を照射して、被加工基板の内部を割断予定線の側方に沿って加熱する加熱光照射部と、を備えていることを特徴とする割断装置である。   The present invention relates to a cleaving apparatus that heats a substrate to be processed made of a brittle material locally along a planned cutting line and generates a crack in the substrate to be processed by thermal stress generated at that time. A substrate holder for holding the substrate, a laser heating unit for locally heating the laser beam irradiation position along the planned cutting line of the substrate to be processed held by the substrate holder, and the vicinity of the planned cutting line In this case, the heating light irradiation position different from the laser light irradiation position of the laser light is irradiated with heating light having a wavelength different from that of the laser heating portion, and the inside of the substrate to be processed is heated along the side of the cutting line. And a light irradiation unit.

このような構成によって、被加工基板を割断予定線に対応する垂直な面で割断し、ソゲ量を小さく抑えることができる。   With such a configuration, the substrate to be processed can be cleaved by a vertical plane corresponding to the planned cleaving line, and the amount of soggy can be kept small.

本発明は、加熱光照射部から照射される加熱光が、割断予定線の一側にある加熱光照射位置に照射されることを特徴とする割断装置である。   The present invention is a cleaving apparatus characterized in that the heating light irradiated from the heating light irradiation unit is irradiated to a heating light irradiation position on one side of the planned cutting line.

このような構成によって、被加工基板内の温度分布を、割断予定線に対して、効率よく略対称にすることができる。   With such a configuration, the temperature distribution in the substrate to be processed can be efficiently and substantially symmetric with respect to the planned cutting line.

本発明は、加熱光照射部から照射される加熱光が、被加工基板に対する吸収率が90%以下であり、当該被加工基板の内部を加熱することを特徴とする割断装置である。   The present invention is a cleaving apparatus characterized in that the heating light irradiated from the heating light irradiation section has an absorptance of 90% or less with respect to the substrate to be processed, and heats the inside of the substrate to be processed.

このような構成によって、被加工基板の内部を効率よく加熱することができる。   With such a configuration, the inside of the substrate to be processed can be efficiently heated.

本発明は、加熱光照射部から照射される加熱光が、被加工基板に対する吸収率が90%以下であり、当該被加工基板の内部に焦点を形成することを特徴とする割断装置である。   The present invention is a cleaving apparatus characterized in that the heating light irradiated from the heating light irradiation section has an absorptance of 90% or less with respect to the substrate to be processed, and forms a focal point inside the substrate to be processed.

このような構成によって、被加工基板の内部を効率よく加熱することができる。   With such a configuration, the inside of the substrate to be processed can be efficiently heated.

本発明は、加熱光照射部から照射される加熱光が、レーザ光からなることを特徴とする割断装置である。   The present invention is a cleaving apparatus characterized in that the heating light irradiated from the heating light irradiation unit is a laser beam.

本発明は、加熱光照射部から照射されるレーザ光は、波長が概ね2700nm〜4500nmであることを特徴とする割断装置である。   The present invention is the cleaving apparatus characterized in that the laser light emitted from the heating light irradiation unit has a wavelength of approximately 2700 nm to 4500 nm.

本発明は、加熱光照射部から照射されるレーザ光が、HFレーザ光、半導体レーザ光又は長波長変換したYAGレーザ光からなることを特徴とする割断装置である。   The present invention is a cleaving apparatus characterized in that the laser light emitted from the heating light irradiation unit is composed of HF laser light, semiconductor laser light, or YAG laser light having a long wavelength converted.

本発明は、加熱光照射部と被加工基板との間に、柱状レンズもしくは柱状ミラーを更に設けたことを特徴とする割断装置である。   The present invention is a cleaving apparatus in which a columnar lens or a columnar mirror is further provided between the heating light irradiation unit and the substrate to be processed.

このような構成によって、割断装置の製造コストを低く抑えることができる。   With such a configuration, the manufacturing cost of the cleaving device can be kept low.

本発明は、加熱光照射部から柱状レンズもしくは柱状ミラーを介して被加工基板に照射される加熱光照射位置の形状が、長辺が割断予定線に沿って延びた楕円形状であることを特徴とする割断装置である。   The present invention is characterized in that the shape of the heating light irradiation position irradiated to the substrate to be processed through the columnar lens or columnar mirror from the heating light irradiation unit is an elliptical shape whose long side extends along the planned cutting line. This is a cleaving device.

このような構成によって、被加工基板内の温度分布を、割断予定線に対して、効率よく略対称にすることができる。   With such a configuration, the temperature distribution in the substrate to be processed can be efficiently and substantially symmetric with respect to the planned cutting line.

本発明は、レーザ加熱部が、レーザ光を照射するレーザ光発振器を有し、加熱光照射部が、加熱光を照射する加熱光発振器を有し、レーザ光発振器と被加工基板との間に、レーザ光発振器から照射されるレーザ光を反射するとともに、揺動軸に対して揺動自在に連結された第一反射部を設け、加熱光発振器と被加工基板との間に、加熱光発振器から照射される加熱光を反射するとともに、第一反射部の側方であって、前記揺動軸に揺動自在に連結された第二反射部を設けたことを特徴とする割断装置である。   In the present invention, the laser heating unit has a laser light oscillator that irradiates laser light, the heating light irradiation unit has a heating light oscillator that irradiates heating light, and the laser light oscillator is disposed between the laser light oscillator and the substrate to be processed. A first reflecting portion that reflects the laser light emitted from the laser light oscillator and is swingably connected to the swing shaft, and is provided between the heating light oscillator and the substrate to be processed. The cleaving device is characterized in that it includes a second reflecting portion that reflects the heating light emitted from the first reflecting portion and is slidably connected to the oscillating shaft at a side of the first reflecting portion. .

このような構成によって、割断装置を配置するのに必要なスペースを小さくすることができる。   With such a configuration, it is possible to reduce the space necessary for arranging the cleaving device.

本発明は、加熱光照射部から照射される加熱光が、インコヒーレント光からなることを特徴とする割断装置である。   The present invention is the cleaving apparatus characterized in that the heating light irradiated from the heating light irradiation unit is incoherent light.

本発明は、加熱光照射部が、互いに波長が異なる加熱光を照射する複数の単位加熱光照射部を有することを特徴とする割断装置である。   The present invention is a cleaving apparatus characterized in that the heating light irradiation unit has a plurality of unit heating light irradiation units that irradiate heating light having different wavelengths.

このような構成によって、割断対象となる被加工基板の性質に合った条件で、被加工基板を割断することができ、ソゲ量をより小さく抑えることができる。   With such a configuration, the substrate to be processed can be cleaved under conditions suitable for the properties of the substrate to be cleaved, and the amount of soggy can be further reduced.

本発明は、脆性材料からなる被加工基板を、割断予定線に沿って局部的に加熱し、その際に生じる熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する割断方法において、被加工基板を保持する保持工程と、保持された被加工基板の割断予定線に沿うレーザ光照射位置にレーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱工程と、前記割断予定線の近傍であって、レーザ光のレーザ光照射位置と異なる加熱光照射位置にレーザ加熱部と異なる波長の加熱光を照射して、被加工基板の内部を割断予定線の側方に沿って加熱する加熱光照射工程と、を備えたことを特徴とする割断方法である。   The present invention relates to a cleaving method in which a substrate to be processed made of a brittle material is locally heated along a planned cutting line, and the substrate to be processed is cracked by thermal stress generated at that time. A holding step for holding the substrate, a laser heating step for locally heating the laser beam irradiation position along the planned cutting line of the held substrate by irradiating the laser beam, and the vicinity of the planned cutting line A heating light irradiation process in which the heating light irradiation position different from the laser light irradiation position of the laser light is irradiated with heating light having a wavelength different from that of the laser heating unit, and the inside of the substrate to be processed is heated along the side of the cutting line. And a cleaving method characterized by comprising:

本発明によれば、割断予定線の近傍であって、レーザ光のレーザ光照射位置と異なる加熱光照射位置にレーザ加熱部と異なる波長の加熱光を照射して、被加工基板の内部を割断予定線の側方に沿って加熱することによって、被加工基板を割断予定線に対応する垂直な面で割断することができ、これによりソゲ量を小さく抑えることができる。   According to the present invention, the inside of the substrate to be processed is cleaved by irradiating the heating light irradiation position near the planned cutting line and different from the laser light irradiation position of the laser light with the heating light having a wavelength different from that of the laser heating unit. By heating along the side of the planned line, the substrate to be processed can be cleaved by a vertical plane corresponding to the planned cleaved line, thereby reducing the amount of soggy.

第1の実施の形態
以下、本発明に係る割断装置の第1の実施の形態について、図面を参照して説明する。ここで、図1乃至図5は本発明の第1の実施の形態を示す図である。
First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of a cleaving apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. Here, FIG. 1 to FIG. 5 are diagrams showing a first embodiment of the present invention.

図1に示すように、本発明による割断装置は、脆性材料からなる被加工基板60を、割断予定線71に沿って局部的に加熱し、その際に生じる熱応力によって当該被加工基板60に亀裂を生じさせて割断するものである。本願においては、割断対象となる被加工基板60として、2枚のガラス基板(表面板61及び裏面板62)がシール材(接着剤)65a,65bを介して貼り合わされた貼合基板60が用いられる(図2(a)参照)。また、表面板61、裏面板62及びシール材65a,65bによって形成された区画内には、液晶66が滴下されている(図2(a)参照)。   As shown in FIG. 1, the cleaving apparatus according to the present invention locally heats a substrate to be processed 60 made of a brittle material along a planned cutting line 71 and causes the substrate 60 to be processed by thermal stress generated at that time. Cracks are generated and cleaved. In the present application, a bonded substrate 60 in which two glass substrates (a front plate 61 and a back plate 62) are bonded via sealing materials (adhesives) 65a and 65b is used as the substrate 60 to be cleaved. (See FIG. 2 (a)). Moreover, the liquid crystal 66 is dripped in the compartment formed by the front surface plate 61, the back surface plate 62, and the sealing materials 65a and 65b (see FIG. 2A).

図1に示すように、本発明による割断装置は、貼合基板60を保持部51で保持する基板ホルダ50と、基板ホルダ50の保持部51で保持された貼合基板60の割断予定線71に沿うレーザ光照射位置LP(図2(b)参照)にCOレーザ光(レーザ光)LBを照射して局部的に加熱するレーザ加熱部30と、割断予定線71の近傍であって、COレーザ光LBのレーザ光照射位置LPと異なる加熱光照射位置HP(図2(b)参照)にレーザ加熱部30と異なる波長の加熱レーザ光(加熱光)HBを照射して、貼合基板60の内部を割断予定線71の側方に沿って加熱する加熱光照射部35とを備えている。 As shown in FIG. 1, the cleaving apparatus according to the present invention includes a substrate holder 50 that holds a bonded substrate 60 by a holding unit 51 and a planned cutting line 71 of the bonded substrate 60 that is held by the holding unit 51 of the substrate holder 50. a laser heating unit 30 for locally heating the laser beam irradiation position LP (see FIG. 2 (b)) is irradiated with a CO 2 laser beam (laser beam) LB along and in the vicinity of the planned cutting line 71, A heating light irradiation position HP (see FIG. 2B) different from the laser light irradiation position LP of the CO 2 laser light LB is irradiated with a heating laser light (heating light) HB having a wavelength different from that of the laser heating unit 30 and bonded. A heating light irradiation unit 35 that heats the inside of the substrate 60 along the side of the planned cutting line 71 is provided.

この場合、加熱レーザ光HBの加熱光照射位置HPは、割断予定線71の一側に位置するとともに、COレーザ光LBのレーザ光照射位置LPと部分的に重なるが、レーザ光照射位置LPと完全に一致していない。 In this case, the heating light irradiation position HP of the heating laser light HB is located on one side of the planned cutting line 71 and partially overlaps the laser light irradiation position LP of the CO 2 laser light LB, but the laser light irradiation position LP And not exactly match.

また、図1に示すように、レーザ加熱部30の下流側には、基板ホルダ50の保持部51で保持された貼合基板60に対して相対的に移動するとともに、レーザ加熱部30によって局部的に加熱された割断予定線71を、冷却位置CP(図2(b)参照)において局部的に冷却する冷却部40が設けられている。   Further, as shown in FIG. 1, the laser heating unit 30 moves relative to the bonding substrate 60 held by the holding unit 51 of the substrate holder 50 and is locally localized by the laser heating unit 30 on the downstream side of the laser heating unit 30. A cooling unit 40 is provided that locally cools the planned cutting line 71 that is heated locally at the cooling position CP (see FIG. 2B).

また、図1に示すように、基板ホルダ50は、レーザ加熱部30、加熱光照射部35及び冷却部40に対して相対的に移動する移動ステージ55上に設けられている。また、図1に示すように、レーザ加熱部30、加熱光照射部35及び冷却部40は、貼合基板60上で割断予定線71に沿って相対的に移動するように構成されている。   As shown in FIG. 1, the substrate holder 50 is provided on a moving stage 55 that moves relative to the laser heating unit 30, the heating light irradiation unit 35, and the cooling unit 40. Moreover, as shown in FIG. 1, the laser heating unit 30, the heating light irradiation unit 35, and the cooling unit 40 are configured to move relatively along the planned cutting line 71 on the bonding substrate 60.

以下、レーザ加熱部30、加熱光照射部35及び冷却部40の詳細について説明する。   Hereinafter, the details of the laser heating unit 30, the heating light irradiation unit 35, and the cooling unit 40 will be described.

(レーザ加熱部30)
まず、レーザ加熱部30について詳細に説明する。図1に示すように、レーザ加熱部30は、貼合基板60上にCOレーザ光LBを照射して貼合基板60を局部的に加熱することにより、貼合基板60に亀裂を生じさせるためのものであり、数十W〜百数十W程度のCOレーザ光LBを出射するレーザ光発振器37と、レーザ光発振器37からレンズ31aを介して入射したCOレーザ光LBを反射する反射ミラー38と、反射ミラー38により反射されたCOレーザ光LBを貼合基板60上で走査する走査ミラー39とを有している。このため、レーザ光発振器37により出射されたCOレーザ光LBは、反射ミラー38を経て走査ミラー39で反射され、貼合基板60上で割断予定線71に沿って所定の長さL内で繰り返し走査されることで照射パターンを有するレーザ光LBが生成される。なお、COレーザ光LBを走査させる手段としては、上述のような走査ミラーを用いる代わりに、回転式ポリゴンミラーを用いてもよい。
(Laser heating unit 30)
First, the laser heating unit 30 will be described in detail. As shown in FIG. 1, the laser heating unit 30 causes the bonding substrate 60 to crack by irradiating the bonding substrate 60 with CO 2 laser light LB to locally heat the bonding substrate 60. because are those of the laser beam oscillator 37 that emits tens W~ hundred W about CO 2 laser beam LB, which reflects the CO 2 laser beam LB incident from the laser beam oscillator 37 through a lens 31a The reflection mirror 38 and the scanning mirror 39 that scans the CO 2 laser beam LB reflected by the reflection mirror 38 on the bonding substrate 60 are provided. For this reason, the CO 2 laser beam LB emitted from the laser beam oscillator 37 is reflected by the scanning mirror 39 via the reflection mirror 38 and within the predetermined length L along the planned cutting line 71 on the bonding substrate 60. By repeatedly scanning, the laser beam LB having the irradiation pattern is generated. As a means for scanning the CO 2 laser beam LB, a rotary polygon mirror may be used instead of using the scanning mirror as described above.

なお、図2(b)に示すように、線状のCOレーザ光LBは、割断予定線71に沿う方向に延びる線状の照射パターンを有するものである。COレーザ光LBの幅(割断予定線71に直交する方向の長さ)Wは、十分の数mm〜十数mm程度であり、その長さ(割断予定線71に沿う方向の長さ)Lは数mm〜百mm程度となっていることが好ましい。 2B, the linear CO 2 laser beam LB has a linear irradiation pattern extending in a direction along the planned cutting line 71. As shown in FIG. The width (the length in the direction orthogonal to the planned cutting line 71) W of the CO 2 laser beam LB is about several millimeters to several tens of millimeters, and the length (the length in the direction along the planned cutting line 71). L is preferably about several mm to a hundred mm.

(加熱光照射部35)
次に、加熱光照射部35について詳細に説明する。図1に示すように、加熱光照射部35は、貼合基板60に対する吸収率が90%以下となる加熱レーザ光HBを照射する加熱レーザ光発振器(加熱光発振器)32と、加熱レーザ光発振器32と貼合基板60との間に設けられた柱状レンズ21とからなっている。
(Heating light irradiation unit 35)
Next, the heating light irradiation unit 35 will be described in detail. As shown in FIG. 1, the heating light irradiation unit 35 includes a heating laser light oscillator (heating light oscillator) 32 that irradiates a heating laser light HB having an absorption rate of 90% or less with respect to the bonding substrate 60, and a heating laser light oscillator. 32 and the columnar lens 21 provided between the bonding substrate 60 and the laminated substrate 60.

また、図1に示すように、加熱光照射部35から照射される加熱レーザ光HBは、柱状レンズ21を介して貼合基板60に照射されており、その加熱光照射位置HPの形状は、図2(b)に示すように、長辺が割断予定線71の一側に沿って延びた楕円形状になっている。このような柱状レンズ21を用いれば、加熱レーザ光HBを割断予定線71の一側で走査する機構を設ける必要が無く、割断装置の製造コストを低く抑えることができる。なお、図2(b)に示すように、加熱光照射位置HPは、割断予定線71に対してシール材65aの反対側に位置している。   Moreover, as shown in FIG. 1, the heating laser beam HB irradiated from the heating light irradiation part 35 is irradiated to the bonding board | substrate 60 via the columnar lens 21, The shape of the heating light irradiation position HP is as follows. As shown in FIG. 2B, the long side has an elliptical shape extending along one side of the planned cutting line 71. If such a columnar lens 21 is used, it is not necessary to provide a mechanism for scanning the heating laser beam HB on one side of the planned cutting line 71, and the manufacturing cost of the cutting apparatus can be kept low. In addition, as shown in FIG.2 (b), the heating light irradiation position HP is located in the other side of the sealing material 65a with respect to the cutting projected line 71. FIG.

なお、上述のように、加熱光照射部35から照射される加熱レーザ光HBを、柱状レンズ21を介して貼合基板60に照射する代わりに、加熱光照射部35から照射される加熱レーザ光HBを、柱状ミラー(図示せず)で反射して貼合基板60に照射してもよい。   As described above, instead of irradiating the bonding substrate 60 with the heating laser beam HB irradiated from the heating beam irradiation unit 35 via the columnar lens 21, the heating laser beam irradiated from the heating beam irradiation unit 35 is used. HB may be reflected by a columnar mirror (not shown) and applied to the bonding substrate 60.

ところで、加熱光照射部35から照射される加熱レーザ光HBは、貼合基板60の表面板61に対する吸収率が90%以下となっているので、加熱レーザ光HBは、表面板61の内部に焦点FSを形成するとともに、表面板61の内部を加熱することができる。具体的には、加熱レーザ光HBは、表面板61の内部深さεの位置に、直径φの焦点FSを結ぶように構成されている(図2(a)参照)。なお、加熱レーザ光HBは、波長が概ね2700nm〜4500nmとなっていることが好ましい。このような加熱レーザ光HBとしては、例えば、HFレーザ光、半導体レーザ光、長波長変換したYAGレーザ光等を挙げることができる。   By the way, since the heating laser beam HB irradiated from the heating beam irradiation unit 35 has an absorptivity of 90% or less with respect to the surface plate 61 of the bonded substrate 60, the heating laser beam HB is placed inside the surface plate 61. While forming the focus FS, the inside of the surface plate 61 can be heated. Specifically, the heating laser beam HB is configured to form a focal point FS having a diameter φ at the position of the internal depth ε of the surface plate 61 (see FIG. 2A). The heating laser beam HB preferably has a wavelength of approximately 2700 nm to 4500 nm. Examples of such heating laser light HB include HF laser light, semiconductor laser light, and long-wavelength converted YAG laser light.

なお、図2(a)は、COレーザ光LB及び加熱レーザ光HBを照射している貼合基板60の断面図を示したものであり、図2(b)は、COレーザ光LB及び加熱レーザ光HBを照射している貼合基板60の平面図を示したものであり、図2(c)は、貼合基板60の厚さ方向に対するCOレーザ光LB及び加熱レーザ光HBの強度を示したものである。 2A shows a cross-sectional view of the bonding substrate 60 that is irradiated with the CO 2 laser beam LB and the heating laser beam HB, and FIG. 2B shows the CO 2 laser beam LB. FIG. 2C is a plan view of the bonding substrate 60 that is irradiated with the heating laser beam HB, and FIG. 2C shows the CO 2 laser beam LB and the heating laser beam HB with respect to the thickness direction of the bonding substrate 60. It shows the strength of.

(冷却部40)
次に、冷却部40について詳細に説明する。図1に示すように、冷却部40は、レーザ加熱部30のCOレーザ光LBによって局部的に加熱された貼合基板60の割断予定線71に、冷却剤Cを吹き付けて局部的に冷却するためのものである。なお、冷却剤Cとしては、水や霧(水と気体との混合物)、窒素やヘリウムなどの気体、二酸化炭素粒子(ドライアイス)などの微粒子固体、アルコールなどの液体、霧状のアルコール、雪状のドライアイスなどを用いることができる。
(Cooling unit 40)
Next, the cooling unit 40 will be described in detail. As shown in FIG. 1, the cooling unit 40 is locally cooled by spraying the coolant C on the planned cutting line 71 of the bonded substrate 60 heated locally by the CO 2 laser beam LB of the laser heating unit 30. Is to do. As the coolant C, water and mist (a mixture of water and gas), a gas such as nitrogen and helium, a fine particle solid such as carbon dioxide particles (dry ice), a liquid such as alcohol, a mist-like alcohol, snow Dry ice or the like can be used.

また、図1に示すように、冷却部40は、冷却剤Cを貼合基板60の表面に噴射する冷却ノズル41を有している。なお、この冷却ノズル41の直径(内径)は、数mm以下であることが好ましい。   Moreover, as shown in FIG. 1, the cooling unit 40 includes a cooling nozzle 41 that injects the coolant C onto the surface of the bonded substrate 60. In addition, it is preferable that the diameter (inner diameter) of this cooling nozzle 41 is several mm or less.

なお、図1に示すレーザ加熱部30、加熱光照射部35及び冷却部40はいずれも、貼合基板60上で割断予定線71に沿って適切な間隔で一直線状に配置されるよう、アライメント調整できるようになっている。   Note that the laser heating unit 30, the heating light irradiation unit 35, and the cooling unit 40 shown in FIG. 1 are all aligned in a straight line at appropriate intervals along the planned cutting line 71 on the bonding substrate 60. It can be adjusted.

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について述べる。   Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.

(割断方法)
最初に、図1、図2(a)−(c)及び図5を参照として、内部に液晶66を滴下した貼合基板60を割断する方法について説明する。
(Cleaving method)
First, with reference to FIG. 1, FIG. 2 (a)-(c), and FIG. 5, the method to cleave the bonding board | substrate 60 which dripped the liquid crystal 66 inside is demonstrated.

まず、貼合基板60を以下のようにして準備する。すなわち、裏面板62(厚さ0.7mm)の所定箇所に、シール材65a,65b(厚さ5μm)を塗布する(シール材塗布工程81)(図2(a)及び図5参照)。   First, the bonding substrate 60 is prepared as follows. That is, the sealing materials 65a and 65b (thickness 5 μm) are applied to predetermined portions of the back plate 62 (thickness 0.7 mm) (sealing material application step 81) (see FIGS. 2A and 5).

次に、裏面板62上で、シール材65a,65bに囲まれた区画内に液晶66を滴下する(液晶滴下工程82)(図2(a)及び図5参照)。   Next, on the back surface plate 62, the liquid crystal 66 is dropped into a section surrounded by the sealing materials 65a and 65b (liquid crystal dropping step 82) (see FIGS. 2A and 5).

次に、裏面板62に、シール材65a,65bを介して表面板61(厚さ0.7mm)を接合、真空封止する。このようにして貼合基板60を製造する(貼合工程83)(図2(a)及び図5参照)。   Next, the front surface plate 61 (thickness 0.7 mm) is joined to the back surface plate 62 via the sealing materials 65a and 65b and vacuum-sealed. Thus, the bonding board | substrate 60 is manufactured (bonding process 83) (refer Fig.2 (a) and FIG. 5).

次に、割断対象となる貼合基板60を基板ホルダ50の保持部51によって、貼合基板60を保持する(保持工程84a)(図1及び図5参照)。   Next, the bonding board | substrate 60 is hold | maintained by the holding part 51 of the board | substrate holder 50 (bonding process 84a) (refer FIG.1 and FIG.5).

次に、レーザ加熱部30によって、基板ホルダ50に保持された貼合基板60の表面板61の割断予定線71に沿うレーザ光照射位置LPにCOレーザ光LBを照射して局部的に加熱する(レーザ加熱工程85a)(図1、図2(a)−(c)及び図5参照)。ここで、後述するように、COレーザ光LBはガラスからなる表面板61で吸収されるので、表面板61は加熱され、割断予定線71近傍で熱応力が発生する。 Next, the laser heating unit 30 irradiates the CO 2 laser beam LB to the laser beam irradiation position LP along the planned cutting line 71 of the surface plate 61 of the bonded substrate 60 held by the substrate holder 50 and locally heats it. (Laser heating step 85a) (see FIGS. 1, 2A to 2C, and FIG. 5). Here, as described later, since the CO 2 laser beam LB is absorbed by the surface plate 61 made of glass, the surface plate 61 is heated and a thermal stress is generated in the vicinity of the planned cutting line 71.

この際、表面板61の割断予定線71の一側にある加熱光照射位置HPに、レーザ光発振器37から照射されるCOレーザ光LBと異なる波長の加熱レーザ光HB(例えば、HFレーザ光)を照射して、貼合基板60の内部を割断予定線71の側方に沿って加熱する(加熱光照射工程86)(図1、図2(a)−(c)及び図5参照)。 At this time, the heating laser beam HB (for example, HF laser beam) having a wavelength different from that of the CO 2 laser beam LB irradiated from the laser beam oscillator 37 is applied to the heating beam irradiation position HP on one side of the planned cutting line 71 of the surface plate 61. ) To heat the inside of the bonding substrate 60 along the side of the cutting line 71 (heating light irradiation step 86) (see FIGS. 1, 2A to 2C, and FIG. 5). .

この場合、後述のように、加熱レーザ光HBの波長を限定することにより、貼合基板60の表面板61内部を十分に加熱することができ、表面板61を割断する際に発生するソゲ量を抑制することができる。なお、(ソゲ量の抑制)及び(加熱レーザ光HBの波長限定)については後述する。   In this case, as will be described later, by limiting the wavelength of the heating laser beam HB, the inside of the surface plate 61 of the bonded substrate 60 can be sufficiently heated, and the amount of soot generated when the surface plate 61 is cleaved. Can be suppressed. In addition, (suppression of the amount of sores) and (wavelength limitation of the heating laser beam HB) will be described later.

その後、冷却部40によって、レーザ加熱部30によって局部的に加熱された表面板61の割断予定線71を、局部的に冷却する(冷却工程87a)。このように冷却することによって、表面板61の表面が収縮し、引張応力が発生する。このため、COレーザ光LBによって誘起された応力を拡大させることができ、表面板61を割断予定線71で、効率よく割断することができる(図1及び図5参照)。 Thereafter, the cleaving line 71 of the surface plate 61 heated locally by the laser heating unit 30 is locally cooled by the cooling unit 40 (cooling step 87a). By cooling in this way, the surface of the surface plate 61 contracts and tensile stress is generated. For this reason, the stress induced by the CO 2 laser beam LB can be increased, and the surface plate 61 can be efficiently cleaved by the cleaved planned line 71 (see FIGS. 1 and 5).

次に、貼合基板60を裏返(反転)し、この裏返した貼合基板60を基板ホルダ50の保持部51によって保持する(保持工程84b)(図1及び図5参照)。   Next, the bonding substrate 60 is turned over (inverted), and the turned bonding substrate 60 is held by the holding portion 51 of the substrate holder 50 (holding step 84b) (see FIGS. 1 and 5).

次に、レーザ加熱部30によって、基板ホルダ50の保持部51で保持された貼合基板60の裏面板62の割断予定線71に沿うレーザ光照射位置LPにCOレーザ光LBを照射して局部的に加熱する(レーザ加熱工程85b)(図1及び図5参照)。 Next, the laser heating unit 30 irradiates the laser beam irradiation position LP along the planned cutting line 71 of the back surface plate 62 of the bonded substrate 60 held by the holding unit 51 of the substrate holder 50 with the CO 2 laser beam LB. Heat locally (laser heating step 85b) (see FIGS. 1 and 5).

最後に、冷却部40によって、レーザ加熱部30によって局部的に加熱された裏面板62の割断予定線71を、局部的に冷却する(冷却工程87b)(図1及び図5参照)。このことによって、貼合基板60の裏面板62の割断予定線71に亀裂が入り、貼合基板60を割断することができる。そして、割断された貼合基板60を保持部51より搬出する。   Finally, the cutting line 71 of the back plate 62 heated locally by the laser heating unit 30 is locally cooled by the cooling unit 40 (cooling step 87b) (see FIGS. 1 and 5). By this, a crack enters into the cutting planned line 71 of the back surface plate 62 of the bonding substrate 60, and the bonding substrate 60 can be cut. Then, the cut bonded substrate 60 is unloaded from the holding unit 51.

(ソゲ量の抑制)
次に、図3(a)(b)を用いて、表面板61を割断する際に発生するソゲ量を小さくし、抑制する方法について説明する。なお、図3(a)(b)は、貼合基板60内の温度分布を概略的に示したものである。
(Reducing the amount of soge)
Next, with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b), a method for reducing and suppressing the amount of soggy generated when the surface plate 61 is cleaved will be described. 3A and 3B schematically show the temperature distribution in the bonding substrate 60. FIG.

図1及び図3(b)において、レーザ加熱部30からのCOレーザ光LBによって貼合基板60の表面板61の割断予定線71上で発生する熱は、レーザ光照射位置LPから遠いシール材65bよりも、近いシール材65aを介して、裏面板62へ伝達される。実際、図3(b)に示すように、表面板61内の温度分布を示す等温線(破線で示す)は、割断予定線71からシール材65aの方向に向かって大きく偏った形状になり、熱がシール材65aを介して裏面板62へ伝達される。 1 and 3 (b), the heat generated by the CO 2 laser beam LB from the laser heating unit 30 on the planned cutting line 71 of the surface plate 61 of the bonding substrate 60 is distant from the laser beam irradiation position LP seal It is transmitted to the back plate 62 via a seal material 65a that is closer than the material 65b. In fact, as shown in FIG. 3B, the isotherm (indicated by a broken line) indicating the temperature distribution in the surface plate 61 has a shape greatly deviated from the planned cutting line 71 toward the sealing material 65a. Heat is transmitted to the back plate 62 through the sealing material 65a.

このように、COレーザ光LBによって発生する熱がシール材65aを介して裏面板62へ伝達されることにより、表面板61のうちシール材65a近傍の温度が高くなる。そして、表面板61のシール材65a近傍には引張応力が発生する。このため、図3(b)に示すように、表面板61を加熱及び冷却することよって形成される割断面68aは、割断予定線71に対してシール材65a側に曲がってしまう。 As described above, the heat generated by the CO 2 laser beam LB is transmitted to the back plate 62 through the sealing material 65a, so that the temperature in the vicinity of the sealing material 65a of the front surface plate 61 is increased. A tensile stress is generated in the vicinity of the sealing material 65a of the surface plate 61. For this reason, as shown in FIG. 3B, the fractured surface 68 a formed by heating and cooling the surface plate 61 is bent toward the sealing material 65 a side with respect to the planned fracture line 71.

なお、ソゲは、被加工基板の割断予定線71に対して非対称に熱が伝達されると発生するので、上述のようなシール材65a,65bによって表面板61及び裏面板62が貼り合わされた貼合基板60を割断する場合だけでなく、例えば、一枚のガラス基板を割断する際にも、発生することがある。   The soge is generated when heat is transferred asymmetrically with respect to the planned cutting line 71 of the substrate to be processed. Therefore, the surface plate 61 and the back plate 62 are bonded to each other by the sealing materials 65a and 65b as described above. It may occur not only when the laminated substrate 60 is cleaved but also when, for example, a single glass substrate is cleaved.

本発明によれば、表面板61の割断予定線71に対してシール材65aの反対側に、表面板61での吸収率が90%以下となる波長の加熱レーザ光HBを照射するため、貼合基板60の内部を割断予定線71に対してシール材65aの反対側を加熱することができる。このため、表面板61内の温度分布を割断予定線71に対して略対称にバランス良く形成することができる。この結果、図3(a)に示すように、表面板61を割断する際に発生する割断面68aのソゲ量を抑えることができる。   According to the present invention, the laser beam HB having a wavelength at which the absorption rate of the surface plate 61 is 90% or less is irradiated on the opposite side of the sealing material 65a with respect to the planned cutting line 71 of the surface plate 61. The inside of the composite substrate 60 can be heated on the opposite side of the sealing material 65 a with respect to the planned cutting line 71. For this reason, the temperature distribution in the surface plate 61 can be formed substantially symmetrically with a good balance with respect to the planned cutting line 71. As a result, as shown in FIG. 3A, it is possible to suppress the amount of shading in the split section 68 a that occurs when the surface plate 61 is cut.

なお、このときの表面坂61内の温度分布を示す等温線は、図3(a)に示すように、割断予定線71に対して略対称な形状になっている。   In addition, the isothermal line which shows the temperature distribution in the surface slope 61 at this time is a shape substantially symmetrical with respect to the cutting planned line 71, as shown to Fig.3 (a).

また、加熱光照射部35から加熱レーザ光HBを照射することによって、表面板61内の温度を上昇することができるため、表面板61の割断予定線71上に大きな引張応力を発生させることができる。このため、表面板61の割断速度を向上させることができる。   Moreover, since the temperature in the surface plate 61 can be raised by irradiating the heating laser beam HB from the heating light irradiation unit 35, a large tensile stress can be generated on the planned cutting line 71 of the surface plate 61. it can. For this reason, the cleaving speed of the surface plate 61 can be improved.

(加熱レーザ光HBの波長限定)
次に、図4を用いて、表面板61での吸収率が90%以下となる波長の加熱レーザ光HBを照射する理由について、説明する。なお図4は、光の波長と、当該光のガラス基板(厚さ0.7mm)での透過率との関係を示すグラフ図である。
(Limiting the wavelength of the heating laser beam HB)
Next, the reason for irradiating the heating laser beam HB having a wavelength at which the absorptivity at the surface plate 61 is 90% or less will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the wavelength of light and the transmittance of the light through a glass substrate (thickness 0.7 mm).

図4に示すように、ガラス基板に光を照射した際の透過率は、波長によって変化し、波長が5000nm以上となる光を照射すると、その透過率はほぼ0%となる。レーザ加熱部30から照射されるCOレーザ光LBは、その波長が10,000nmであるため、ガラス基板に対する透過率は非常に低く、ガラス基板の表面近傍(数十μm)で、ほぼ全てが吸収される。このため、ガラスからなる表面板61及び裏面板62に照射するレーザ光LBとしてCOレーザ光LBを用いることによって、表面板61及び裏面板62の表面を効率よく加熱することができる。 As shown in FIG. 4, the transmittance when the glass substrate is irradiated with light varies depending on the wavelength, and when the light having a wavelength of 5000 nm or more is irradiated, the transmittance is almost 0%. Since the wavelength of the CO 2 laser beam LB emitted from the laser heating unit 30 is 10,000 nm, the transmittance with respect to the glass substrate is very low, and almost all is near the surface of the glass substrate (several tens of μm). Absorbed. For this reason, the surface of the front plate 61 and the back plate 62 can be efficiently heated by using the CO 2 laser beam LB as the laser beam LB irradiated to the front plate 61 and the back plate 62 made of glass.

しかしながら、このようなCOレーザ光LBは、上述のようにガラスからなる表面板61の表面近傍でほぼ全てが吸収されるため、表面板61の内部を加熱することができない。この結果、レーザ加熱部30から照射されるCOレーザ光LBの強度を調整しても、表面板61内部の温度を調整することが難しい。 However, since almost all of the CO 2 laser beam LB is absorbed in the vicinity of the surface of the surface plate 61 made of glass as described above, the inside of the surface plate 61 cannot be heated. As a result, even if the intensity of the CO 2 laser beam LB emitted from the laser heating unit 30 is adjusted, it is difficult to adjust the temperature inside the surface plate 61.

本発明によれば、表面板61での吸収率が90%以下となる波長の加熱レーザ光HBを照射することによって、効率よく、貼合基板60の表面板61の内部を加熱することができる。この結果、表面板61内の温度分布を、割断予定線71に対して略対称にバランス良く形成することができ、ソゲ量を小さく抑えることができる。   According to the present invention, the inside of the surface plate 61 of the bonded substrate 60 can be efficiently heated by irradiating the heating laser beam HB having a wavelength at which the absorption rate at the surface plate 61 is 90% or less. . As a result, the temperature distribution in the surface plate 61 can be formed in a substantially balanced manner with a good balance with respect to the planned cutting line 71, and the amount of soggy can be kept small.

なお、このような加熱レーザ光HBとしては、HFレーザ光を用いることが好ましい。これは、HFレーザ光の波長は2.9μmであるため、表面板61での透過率が約55%となり(図5参照)、効率よく表面板61の内部を加熱することができるためである。   Note that it is preferable to use HF laser light as the heating laser light HB. This is because, since the wavelength of the HF laser light is 2.9 μm, the transmittance of the surface plate 61 is about 55% (see FIG. 5), and the inside of the surface plate 61 can be efficiently heated. .

上述した、加熱レーザ光の波長を限定した場合の作用効果について、より詳細に説明する。   The above-described effects when the wavelength of the heating laser beam is limited will be described in more detail.

レーザ加熱部30から照射されるCOレーザ光LBは、大気中では一定の強度を持つが、ガラス基板である表面板61に入射すると、その強度は、深さ数十μmでゼロになってしまう(図2(c)参照)。これに対して、COレーザ光LBと異なり、表面板61での吸収率が90%以下となる波長を有する加熱レーザ光HBは、表面板61の内部まで透過し、強度I=I×exp(―αd)を有している(図2(c)参照)。ここで、dは、表面板61の厚さ方向に対する任意の深さを示し、αは、ガラスの透過率係数を示している。 The CO 2 laser beam LB emitted from the laser heating unit 30 has a constant intensity in the atmosphere, but when it enters the surface plate 61 that is a glass substrate, the intensity becomes zero at a depth of several tens of μm. (See FIG. 2C). On the other hand, unlike the CO 2 laser beam LB, the heating laser beam HB having a wavelength at which the absorption rate at the surface plate 61 is 90% or less is transmitted to the inside of the surface plate 61, and the intensity I = I 0 × It has exp (−αd) (see FIG. 2C). Here, d represents an arbitrary depth with respect to the thickness direction of the surface plate 61, and α represents the transmittance coefficient of the glass.

そして、表面板61内で形成される加熱ビーム光の焦点FSの直径φを、φ(d)=F(d−ε)で示すと、加熱レーザ光HBの焦点FSにおける温度θは、θ∝exp(―αd)×F(d−ε)となる。ここでεは、表面板61の厚さ方向に対する加熱レーザ光HBの焦点FSの深さを示している。 When the diameter φ of the focal point FS of the heating beam light formed in the surface plate 61 is represented by φ (d) = F (d−ε), the temperature θ at the focal point FS of the heating laser beam HB is θ 、 exp (−αd) × F (d−ε) 2 Here, ε represents the depth of the focal point FS of the heating laser beam HB with respect to the thickness direction of the surface plate 61.

このため、加熱レーザ光HBの波長を選択する(これは、αを選択することに相当する)とともに、関数F及び焦点FSの深さεを調整することによって、表面板61内の温度を適宜調整することができる。   Therefore, the wavelength of the heating laser beam HB is selected (this corresponds to selecting α), and the function F and the depth ε of the focal point FS are adjusted to appropriately adjust the temperature in the surface plate 61. Can be adjusted.

なお、上記では、加熱光照射部35から照射される加熱光として、加熱レーザ光HBを用いて説明したが、これに限ることなく、加熱光としてインコヒーレント光を用いても良い。   In the above description, the heating laser light HB is used as the heating light emitted from the heating light irradiation unit 35. However, the present invention is not limited to this, and incoherent light may be used as the heating light.

また、加熱光照射部35は、互いに波長が異なる加熱光を照射する複数の単位加熱光照射部(図示せず)からなっていてもよい。このように、加熱光照射部35が、互いに波長の異なる加熱光を照射する複数の単位加熱光照射部を有することによって、割断対象となる貼合基板60の表面板61の光学特性に合った、より適切な波長の加熱レーザ光HBを選択することができる。この結果、表面板61を割断する際に発生するソゲ量をより小さく抑えることができる。なお、この単位加熱光照射部の各々は、上述した加熱光照射部35と略同一な構成からなっている。   Moreover, the heating light irradiation part 35 may consist of the several unit heating light irradiation part (not shown) which irradiates the heating light from which a wavelength mutually differs. As described above, the heating light irradiation unit 35 has a plurality of unit heating light irradiation units that irradiate heating light having different wavelengths, so that it matches the optical characteristics of the surface plate 61 of the bonded substrate 60 to be cleaved. The heating laser beam HB having a more appropriate wavelength can be selected. As a result, it is possible to further reduce the amount of sedge generated when the surface plate 61 is cleaved. Note that each of the unit heating light irradiators has substantially the same configuration as the heating light irradiator 35 described above.

第1の変形例
次に図6により本発明の第1の変形例について説明する。図6に示す第1の変形例では、加熱光照射部35が、加熱レーザ光HBを出射する加熱レーザ光発振器32と、加熱レーザ光発振器32により出射された加熱レーザ光HBを反射する反射ミラー33と、反射ミラー33により反射され、レンズ31bを介して入射した加熱レーザ光HBを貼合基板60上で走査する走査ミラー34とを有している。その他の構成は、図1乃至図5に示す第1の実施の形態と略同一である。
First Modification Next, a first modification of the present invention will be described with reference to FIG. In the first modification shown in FIG. 6, the heating light irradiation unit 35 emits the heating laser light HB, and the reflection mirror that reflects the heating laser light HB emitted by the heating laser light oscillator 32. 33 and a scanning mirror 34 that scans the bonding substrate 60 with the heating laser beam HB reflected by the reflection mirror 33 and incident through the lens 31b. Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIGS.

図6に示す第1の変形例において、図1乃至図5に示す第1の実施の形態と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   In the first modification shown in FIG. 6, the same parts as those of the first embodiment shown in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図6に示す第1の変形例では、加熱レーザ光発振器32により出射された加熱レーザ光HBが反射ミラー33を経て走査ミラー34で反射され、表面板61のうち、割断予定線71に対してシール材65aの反対側に走査される。このように、表面板61の割断予定線71に対してシール材65aとは反対側に、加熱光照射部35から加熱レーザ光HBを照射することによって、表面板61内の温度分布を、割断予定線71に対して略対称にバランス良く形成することができる。このため、表面板61で発生するソゲ量を抑制することができる。   In the first modified example shown in FIG. 6, the heating laser beam HB emitted from the heating laser beam oscillator 32 is reflected by the scanning mirror 34 through the reflection mirror 33, and with respect to the planned cutting line 71 in the surface plate 61. Scanning is performed on the opposite side of the sealing material 65a. Thus, the temperature distribution in the surface plate 61 is cleaved by irradiating the heating laser beam HB from the heating light irradiation unit 35 on the opposite side to the sealing material 65a with respect to the cleaving line 71 of the surface plate 61. It can be formed substantially symmetrically with good balance with respect to the planned line 71. For this reason, it is possible to suppress the amount of soggy generated on the surface plate 61.

なお、加熱レーザ光HBを走査させる手段としては、上述のような走査ミラー34を用いる代わりに、回転式ポリゴンミラーを用いてもよい。   As a means for scanning the heating laser beam HB, a rotary polygon mirror may be used instead of using the scanning mirror 34 as described above.

第2の変形例
次に図7により本発明の第2の変形例について説明する。図7に示す第2の変形例は、レーザ光発振器37と貼合基板60との間に設けられた走査ミラー39、及び加熱レーザ光発振器32と貼合基板60との間に設けられた走査ミラー34の代わりに、一台の走査スキャナ45を設けたものである。この走査スキャナ45は、レーザ光発振器37と貼合基板60との間に設けられ、レーザ光発振器37から照射されるCOレーザ光LBを反射するとともに、揺動軸48に対して揺動自在に連結された第一反射部46と、加熱レーザ光発振器32と貼合基板60との間に設けられ、加熱レーザ光発振器32から照射される加熱レーザ光HBを反射するとともに、第一反射部46の側方であって、前記揺動軸48に揺動自在に連結された第二反射部47とを有している。その他の構成は、図6に示す第1の変形例と略同一である。
Second Modification Next, a second modification of the present invention will be described with reference to FIG. The second modification shown in FIG. 7 includes a scanning mirror 39 provided between the laser light oscillator 37 and the bonding substrate 60 and a scanning provided between the heating laser light oscillator 32 and the bonding substrate 60. Instead of the mirror 34, a single scanning scanner 45 is provided. The scanning scanner 45 is provided between the laser light oscillator 37 and the bonding substrate 60, reflects the CO 2 laser light LB emitted from the laser light oscillator 37, and can swing with respect to the swing shaft 48. The first reflection unit 46 connected to the heating laser beam oscillator 32 and the bonding substrate 60 are provided to reflect the heating laser beam HB emitted from the heating laser beam oscillator 32, and the first reflection unit 46 and a second reflecting portion 47 that is swingably connected to the swing shaft 48. Other configurations are substantially the same as those of the first modification shown in FIG.

図7に示す第2の変形例において、図6に示す第1の変形例と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。   In the second modification example shown in FIG. 7, the same parts as those in the first modification example shown in FIG.

図7に示す第2の変形例では、レーザ光発振器37により出射されたCOレーザ光LBが、第一反射部46で反射され、表面板61上の割断予定線71に対して繰り返し走査されることで、照射パターンを有するレーザ光LBが生成される。また、加熱レーザ光発振器32により出射された加熱レーザ光HBは、第二反射部47で反射され、表面板61のうち、割断予定線71に対してシール材65aの反対側で走査される。このように、一台の走査スキャナ45で、レーザ光発振器37から照射されるCOレーザ光LBを走査するとともに、加熱レーザ光発振器32から照射される加熱レーザ光HBを走査することができる。このため、割断装置を配置するのに必要なスペースを、小さくすることができる。 In a second modification shown in FIG. 7, CO 2 laser beam LB emitted by the laser beam oscillator 37 is reflected by the first reflecting portion 46 is repeatedly scanned with respect to expected splitting line 71 on the surface plate 61 Thus, the laser beam LB having the irradiation pattern is generated. Further, the heating laser beam HB emitted from the heating laser beam oscillator 32 is reflected by the second reflecting portion 47 and scanned on the surface plate 61 on the opposite side of the sealing material 65 a with respect to the planned cutting line 71. Thus, the single scanning scanner 45 can scan the CO 2 laser light LB emitted from the laser light oscillator 37 and the heated laser light HB emitted from the heating laser light oscillator 32. For this reason, the space required to arrange the cleaving device can be reduced.

本発明による割断装置の第1の実施の形態の全体を示す縦断面図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The longitudinal cross-sectional view which shows the whole 1st Embodiment of the cleaving apparatus by this invention. 本発明による割断装置の第1の実施の形態において、レーザ光及び加熱レーザ光が照射された被加工基板を示す図。The figure which shows the to-be-processed substrate irradiated with the laser beam and the heating laser beam in 1st Embodiment of the cleaving apparatus by this invention. 本発明による割断装置の第1の実施の形態において、加熱レーザ光が照射することによって得られる作用効果を説明するための断面図。Sectional drawing for demonstrating the effect obtained by irradiating with a heating laser beam in 1st Embodiment of the cleaving apparatus by this invention. 本発明による割断装置の第1の実施の形態において、光の波長と、当該光のガラスからなる被加工基板での透過率との関係を示すグラフ図。The graph which shows the relationship between the transmittance | permeability in the to-be-processed substrate which consists of glass of the said light in the 1st Embodiment of the cleaving apparatus by this invention. 本発明による割断方法の第1の実施の形態を示すフロー図。The flowchart which shows 1st Embodiment of the cleaving method by this invention. 本発明による割断装置の第1の変形例の全体を示す縦断面図。The longitudinal cross-sectional view which shows the whole the 1st modification of the cleaving apparatus by this invention. 本発明による割断装置の第2の変形例を示す斜視図。The perspective view which shows the 2nd modification of the cleaving apparatus by this invention. 被加工基板の割断線の直線性と、割断面の直角性(ソゲ量)を説明するための斜視図。The perspective view for demonstrating the linearity of the cutting line of a to-be-processed substrate, and the orthogonality (sedge amount) of a cut surface.

符号の説明Explanation of symbols

21 柱状レンズ
30 レーザ加熱部
32 加熱光発振器
35 加熱光照射部
37 レーザ光発振器
46 第一反射部
47 第二反射部
48 揺動軸
50 基板ホルダ
60 貼合基板(被加工基板)
71 割断予定線
84 保持工程
85 レーザ加熱工程
86 加熱光照射工程
LP レーザ光照射位置
LB レーザ光
HP 加熱光照射位置
HB 加熱レーザ光(加熱光)
21 Columnar Lens 30 Laser Heating Unit 32 Heating Light Oscillator 35 Heating Light Irradiation Unit 37 Laser Light Oscillator 46 First Reflecting Unit 47 Second Reflecting Unit 48 Oscillating Shaft 50 Substrate Holder 60 Bonding Substrate (Substrate Substrate)
71 Scheduled cutting line 84 Holding process 85 Laser heating process 86 Heating light irradiation process LP Laser light irradiation position LB Laser light HP Heating light irradiation position HB Heating laser light (heating light)

Claims (13)

脆性材料からなる被加工基板を、割断予定線に沿って局部的に加熱し、その際に生じる熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する割断装置において、
被加工基板を保持する基板ホルダと、
基板ホルダに保持された被加工基板の割断予定線に沿うレーザ光照射位置にレーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱部と、
前記割断予定線の近傍であって、レーザ光のレーザ光照射位置と異なる加熱光照射位置にレーザ加熱部と異なる波長の加熱光を照射して、被加工基板の内部を割断予定線の側方に沿って加熱する加熱光照射部と、
を備えていることを特徴とする割断装置。
In a cleaving apparatus that heats a substrate to be processed made of a brittle material locally along a planned cutting line and generates a crack in the substrate to be processed by thermal stress generated at that time,
A substrate holder for holding the substrate to be processed;
A laser heating unit that irradiates a laser beam to a laser beam irradiation position along the planned cutting line of the substrate to be processed held by the substrate holder and locally heats the laser beam;
The heating light irradiation position different from the laser beam irradiation position of the laser beam near the planned cutting line is irradiated with heating light having a wavelength different from that of the laser heating unit, and the inside of the substrate to be processed is lateral to the cutting target line. A heating light irradiation section for heating along
A cleaving device comprising:
加熱光照射部から照射される加熱光は、割断予定線の一側にある加熱光照射位置に照射されることを特徴とする請求項1記載の割断装置。   The cleaving apparatus according to claim 1, wherein the heating light irradiated from the heating light irradiation unit is irradiated to a heating light irradiation position on one side of the planned cutting line. 加熱光照射部から照射される加熱光は、被加工基板に対する吸収率が90%以下であり、当該被加工基板の内部を加熱することを特徴とする請求項1記載の割断装置。   2. The cleaving apparatus according to claim 1, wherein the heating light irradiated from the heating light irradiation section has an absorptance of 90% or less with respect to the substrate to be processed, and heats the inside of the substrate to be processed. 加熱光照射部から照射される加熱光は、被加工基板に対する吸収率が90%以下であり、当該被加工基板の内部に焦点を形成することを特徴とする請求項1記載の割断装置。   2. The cleaving apparatus according to claim 1, wherein the heating light irradiated from the heating light irradiation unit has an absorptance of 90% or less with respect to the substrate to be processed, and forms a focal point inside the substrate to be processed. 加熱光照射部から照射される加熱光は、レーザ光からなることを特徴とする請求項1記載の割断装置。   2. The cleaving apparatus according to claim 1, wherein the heating light irradiated from the heating light irradiation unit is a laser beam. 加熱光照射部から照射されるレーザ光は、波長が概ね2700nm〜4500nmであることを特徴とする請求項5記載の割断装置。   6. The cleaving apparatus according to claim 5, wherein the laser light emitted from the heating light irradiation unit has a wavelength of approximately 2700 nm to 4500 nm. 加熱光照射部から照射されるレーザ光は、HFレーザ光、半導体レーザ光又は長波長変換したYAGレーザ光からなることを特徴とする請求項5記載の割断装置。   6. The cleaving apparatus according to claim 5, wherein the laser light emitted from the heating light irradiator comprises HF laser light, semiconductor laser light, or YAG laser light having a long wavelength converted. 加熱光照射部と被加工基板との間に、柱状レンズもしくは柱状ミラーを更に設けたことを特徴とする請求項5記載の割断装置。   6. The cleaving apparatus according to claim 5, further comprising a columnar lens or a columnar mirror provided between the heating light irradiation unit and the substrate to be processed. 加熱光照射部から柱状レンズもしくは柱状ミラーを介して被加工基板に照射される加熱光照射位置の形状は、長辺が割断予定線に沿って延びた楕円形状であることを特徴とする請求項8記載の割断装置。   The shape of the heating light irradiation position irradiated to the substrate to be processed through the columnar lens or columnar mirror from the heating light irradiation unit is an elliptical shape having a long side extending along a planned cutting line. 8. The cleaving device according to 8. レーザ加熱部は、レーザ光を照射するレーザ光発振器を有し、
加熱光照射部は、加熱光を照射する加熱光発振器を有し、
レーザ光発振器と被加工基板との間に、レーザ光発振器から照射されるレーザ光を反射するとともに、揺動軸に対して揺動自在に連結された第一反射部を設け、
加熱光発振器と被加工基板との間に、加熱光発振器から照射される加熱光を反射するとともに、第一反射部の側方であって、前記揺動軸に揺動自在に連結された第二反射部を設けたことを特徴とする請求項1記載の割断装置。
The laser heating unit has a laser light oscillator that irradiates laser light,
The heating light irradiation unit has a heating light oscillator that radiates heating light,
Between the laser light oscillator and the substrate to be processed, a first reflecting portion that reflects the laser light emitted from the laser light oscillator and is swingably connected to the swing shaft is provided.
A heating light irradiated from the heating light oscillator is reflected between the heating light oscillator and the substrate to be processed, and the second reflection light is connected to the swing shaft at a side of the first reflecting portion and swingably. The cleaving apparatus according to claim 1, further comprising a second reflecting portion.
加熱光照射部から照射される加熱光は、インコヒーレント光からなることを特徴とする請求項1記載の割断装置。   The cleaving apparatus according to claim 1, wherein the heating light irradiated from the heating light irradiation unit is incoherent light. 加熱光照射部は、互いに波長が異なる加熱光を照射する複数の単位加熱光照射部を有することを特徴とする請求項1記載の割断装置。   The cleaving apparatus according to claim 1, wherein the heating light irradiation unit includes a plurality of unit heating light irradiation units that irradiate heating light having different wavelengths. 脆性材料からなる被加工基板を、割断予定線に沿って局部的に加熱し、その際に生じる熱応力によって当該被加工基板に亀裂を生じさせて割断する割断方法において、
被加工基板を保持する保持工程と、
保持された被加工基板の割断予定線に沿うレーザ光照射位置にレーザ光を照射して局部的に加熱するレーザ加熱工程と、
前記割断予定線の近傍であって、レーザ光のレーザ光照射位置と異なる加熱光照射位置にレーザ加熱部と異なる波長の加熱光を照射して、被加工基板の内部を割断予定線の側方に沿って加熱する加熱光照射工程と、
を備えたことを特徴とする割断方法。
In a cleaving method in which a substrate to be processed made of a brittle material is locally heated along a planned cutting line, and the substrate to be processed is cracked by thermal stress generated at that time.
A holding step for holding the substrate to be processed;
A laser heating step of locally heating the laser beam irradiation position to the laser beam irradiation position along the planned cutting line of the held substrate;
The heating light irradiation position different from the laser beam irradiation position of the laser beam near the planned cutting line is irradiated with heating light having a wavelength different from that of the laser heating unit, and the inside of the substrate to be processed is lateral to the cutting target line. A heating light irradiation process for heating along
A cleaving method characterized by comprising:
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