[发明专利]脆性材料基板的加工方法

说明书

技术领域

本发明是关于一种脆性材料基板的加工方法，更详言之，是沿设定在基板的划线预定线照射第一次的激光(即雷射)光束，在基板上形成由有限深度的裂痕构成的划线，其次照射第2次的激光光束，以使划线更深地渗透或完全地断开。

此处的脆性材料基板是指玻璃基板、烧结材料的陶瓷、单结晶硅、半导体晶圆、蓝宝石基板、陶瓷基板等。

背景技术

若使用对玻璃基板等的脆性材料基板照射激光光束、扫描形成在基板上的光束点进行线状加热并进而在加热后立即喷吹冷媒以使其冷却的激光划线加工方法，即能使碎屑的产生较使用刀轮等机械式加工更为减低，且能提升端面强度。

因此，在分割以平面面板显示器为首的玻璃基板等所需的各种工艺中，是采用激光划线加工。

一般而言，激光划线加工中，是设定欲从该处分割的假想线(称为划线预定线)。接着，藉由刀轮等在划线预定线的开始端即基板端形成初期龟裂，从形成于开始端的初期龟裂的位置沿划线预定线扫描光束点及冷却点(喷射冷媒的区域)。此时，在基于划线预定线附近所产生的温度分布而产生应力梯度的结果，即会形成线状的裂痕(参照专利文献1、专利文献2、专利文献3)。

此外，藉由对脆性材料基板扫描激光光束而形成的线状裂痕中，有裂痕的深度方向的前端未到达基板背面的「有限深度的裂痕」、以及裂痕到达基板背面而使基板一次断开的「贯通裂痕」(参照例如专利文献2)。

藉由前者的「有限深度的裂痕」而形成的切痕称为划线，后者的贯通裂痕的分割线称为全切断线。此等是藉由不同的方式形成。

图8是以示意方式显示形成有限深度的方式的基板的截面图。亦即，藉由先进行的激光加热，而如图8(a)所示在基板GA产生压缩应力HR。其次，藉由加热后的冷却，而如图8(b)所示在基板表面产生拉伸应力CR。此时因热的移动而使压缩应力HR在基板内部移动，而形成内部的应力场Hin。其结果，即如图8(c)所示，产生深度方向的应力梯度，而形成裂痕Cr。

藉由上述方式形成裂痕Cr的条件中，需为了阻止存在于基板内部的压缩应力场Hin往裂痕Cr的深度方向进一步渗透，裂痕Cr是在基板内部的压缩应力场Hin前停止，原理上裂痕Cr即形成有限深度。因此，为了使基板完全断开，在形成裂痕Cr的有限深度的划线后，必须进一步进行裂断处理。另一方面，裂痕Cr的划线的加工端面非常漂亮(表面凹凸小)且直进性优异，作为加工端面为理想状态。

图9是以示意方式显示形成贯通裂痕的方式的基板的立体图(图9(a))与俯视图(图9(b))。亦即藉由从初期龟裂TR的位置扫描的激光光束的光束点BS，使基板表面产生压缩应力HR。同时，藉由位于光束点BS后方的冷却点CS，使基板表面产生拉伸应力CR。其结果，在扫描线上(划线预定线L上)形成前后方向的应力梯度，藉由此应力梯度，产生沿扫描线方向使基板左右裂开的力量，而形成贯通裂痕，藉以使基板断开。

形成此「贯通裂痕」的情形，具有在不进行裂断处理的情况下即能使基板断开(全切断)的优点，依加工用途的不同虽亦有使用此方式的断开较佳的情形，然而与上述划线的加工端面相较，有时会有全切断线的加工端面的直进性受损的情形，又，全切断线的端面的漂亮程度(表面的凹凸)与上述划线相较其品质亦较差。

此外，藉由激光划线加工形成划线或全切断线，是取决于加热条件(激光波长、照射时间、输出功率、扫描速度等)、冷却条件(冷媒温度、喷吹量、喷吹位置等)、基板的板厚等。一般而言，玻璃基板的板厚较薄的情形与较厚的情形相较，较容易成为全切断线，能形成划线的加工条件的工艺容许度较为狭窄。

基于上述，当欲对玻璃基板等进行端面品质优异的分割加工时，是选择不形成全切断线而形成划线的方式的条件进行激光划线，其后进行裂断处理。

在激光划线加工后进行的裂断处理方法，有利用机械式的裂断处理，亦即将裂断具等紧压于划线以施加弯曲力矩。在机械式裂断处理的情形，当对基板施加较大的弯曲力矩时即会产生碎屑。因此，在须避免碎屑产生的工艺中，需尽可能地形成深划线，并仅施加较小弯曲力矩来进行裂断处理。

因此，以往是进行以下的激光裂断处理：沿透过激光划线加工形成的划线进行第二次的激光照射，使有限深度的裂痕更深地渗透(此时是再度进行机械式裂断处理)或使裂痕渗透至背面以使其断开(参照例如专利文献1～专利文献3)。

专利文献1：日本特开2001-130921号公报

专利文献2：日本特开2006-256944号公报

专利文献3：WO2003/008352号公报

发明内容