JP2016050159A - Substrate dividing method, and substrate dividing apparatus - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a substrate dividing method using a laser of a low output, which is of non-contact, excellent productivity, and compact in construction, and a substrate dividing apparatus.SOLUTION: A substrate dividing method for dividing a substrate along a cutting-scheduled line, comprises: the line drawing step of forming a line-shaped film along said cutting-scheduled line on the surface of said substrate; the heating step of heating said substrate surface through said film by irradiating said film with a laser beam; and the cutting step of cutting said substrate along said cutting-scheduled line by the deformation of said substrate due to said heating step.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、基板割断方法及び基板割断装置に関する。   The present invention relates to a substrate cleaving method and a substrate cleaving apparatus.

強化ガラス等の基板の割断方法として、特許文献１には、クラックが形成されたスクライブラインに沿って基板にローラで振動を加えて、基板を割断する技術が記載されている。また、特許文献２には、ＣＯ２レーザ等の炭酸ガスレーザを基板上に描画された線に沿って照射することで、基板を割断する技術が記載されている。特許文献３には、基板の割断に用いられるレーザ光として、半導体レーザを用いる技術が記載されている。   As a method for cleaving a substrate such as tempered glass, Patent Document 1 describes a technique for cleaving a substrate by applying vibration to the substrate along a scribe line in which a crack is formed. Patent Document 2 describes a technique of cleaving a substrate by irradiating a carbon dioxide laser such as a CO2 laser along a line drawn on the substrate. Patent Document 3 describes a technique using a semiconductor laser as a laser beam used for cleaving a substrate.

特開２０１２−１４４０５０号公報JP 2012-144050 A 特開平０９−２５３８７９号公報JP 09-253879 A 特開２００７−３０１６２４号公報JP 2007-301624 A

特許文献１に記載された技術では、クラックに振動を加えるローラの移動速度に限界があり、基板を割断するスピードが向上できず、生産性の向上に限界がある。また、基板とローラとが直接接触するため、基板の表面品質においてあまり好ましくない。特許文献２に記載された技術では、レーザの照射エネルギのみで基板を割断するため、高出力のレーザを使用しなければならず、装置が大型化してしまう。特許文献３に記載された技術では、使用された半導体レーザは、低出力のため、割断箇所の内部温度の調整に用いられるのであり、基板の割断に直接寄与することがない。   In the technique described in Patent Document 1, there is a limit to the moving speed of the roller that vibrates the crack, the speed at which the substrate is cleaved cannot be improved, and the improvement in productivity is limited. In addition, since the substrate and the roller are in direct contact, it is not preferable in terms of the surface quality of the substrate. In the technique described in Patent Document 2, since the substrate is cleaved only by laser irradiation energy, a high-power laser must be used, and the apparatus becomes large. In the technique described in Patent Document 3, since the used semiconductor laser has a low output, it is used for adjusting the internal temperature of the cleaved portion, and does not directly contribute to the cleaving of the substrate.

従って、本発明の目的は、非接触で、生産性よく、装置構成がコンパクトな低出力のレーザを用いた基板割断方法及び基板割断装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a substrate cleaving method and a substrate cleaving apparatus using a low-power laser that is non-contact, has high productivity, and has a compact apparatus configuration.

本発明は、割断予定線で基板を割断する基板割断方法であって、前記割断予定線に沿って、前記基板の表面上に線状の膜を形成する線描工程と、レーザ光を前記膜に照射して、前記膜を介して前記基板表面を加熱する加熱工程と、前記加熱工程に起因する前記基板の変形によって、前記割断予定線において前記基板を割断する割断工程とを備えることを特徴とする。   The present invention is a substrate cleaving method for cleaving a substrate along a planned cutting line, wherein a line drawing step for forming a linear film on the surface of the substrate along the planned cutting line, and laser light on the film A heating step of irradiating and heating the surface of the substrate through the film; and a cleaving step of cleaving the substrate along the planned cutting line by deformation of the substrate resulting from the heating step. To do.

また、本発明は、割断予定線で、複数層の積層体を含む基板を割断する基板割断方法であって、前記割断予定線に沿ってレーザ光を前記基板に照射して、前記基板の内部における前記割断予定線に対応した前記積層体中の中間層に線状の欠損部を形成する欠損部形成工程と、レーザ光を前記欠損部およびその周辺部に照射して、前記中間層を介して前記中間層に隣接する少なくとも一層を加熱する加熱工程と、前記加熱工程に起因する前記基板の変形によって、前記割断予定線において前記基板を割断する割断工程とを備えることを特徴とする。   The present invention is also a substrate cleaving method for cleaving a substrate including a laminate of a plurality of layers with a planned cutting line, wherein the substrate is irradiated with laser light along the planned cutting line, and the inside of the substrate A defect forming step of forming a linear defect in the intermediate layer in the laminate corresponding to the planned cutting line, and irradiating the defect and its peripheral part with the laser beam, through the intermediate layer A heating step of heating at least one layer adjacent to the intermediate layer, and a cleaving step of cleaving the substrate along the planned cleaving line due to deformation of the substrate caused by the heating step.

また、本発明は、断続する切断部を含む割断予定線で基板を割断する基板割断装置であって、前記基板の表面上に線状の膜を形成する成膜ヘッドを有する成膜ユニットと、レーザ光を照射するレーザヘッドを有するレーザユニットと、前記成膜ヘッドと前記レーザヘッドとを前記割断予定線に沿って移動させる移動機構と、前記成膜ヘッドによる前記膜の塗布、前記移動機構による前記成膜ヘッド及び前記レーザヘッドの移動、及び前記レーザヘッドによる前記レーザ光の照射を制御する制御部とを備えることを特徴とする。   Further, the present invention is a substrate cleaving apparatus for cleaving a substrate with a planned cutting line including an intermittent cutting part, a film forming unit having a film forming head for forming a linear film on the surface of the substrate, A laser unit having a laser head for irradiating laser light, a moving mechanism for moving the film forming head and the laser head along the planned cutting line, coating of the film by the film forming head, and by the moving mechanism And a controller that controls movement of the film forming head and the laser head and irradiation of the laser light by the laser head.

本発明によれば、非接触で、生産性よく、装置構成がコンパクトな低出力のレーザを用いた基板割断方法及び基板割断装置を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a substrate cleaving method and a substrate cleaving apparatus using a low-power laser that is non-contact, has high productivity, and has a compact apparatus configuration.

本発明の一実施形態に係る基板割断装置の斜視図。The perspective view of the board | substrate cleaving apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の基板割断方法の説明図。Explanatory drawing of the substrate cutting method of this invention. 本発明の基板割断方法の説明図。Explanatory drawing of the substrate cutting method of this invention. 基板割断装置の要部の実施形態を示す側面図。The side view which shows embodiment of the principal part of a board | substrate cleaving apparatus. 他の実施形態における基板割断方法の説明図。Explanatory drawing of the board | substrate cleaving method in other embodiment. 他の実施形態における基板割断方法の説明図。Explanatory drawing of the board | substrate cleaving method in other embodiment. 他の実施形態における基板割断方法の説明図。Explanatory drawing of the board | substrate cleaving method in other embodiment.

＜基板割断装置＞
図１は、本発明の一実施形態に係る基板割断装置１を示す斜視図である。図中、矢印Ｘ及びＹは水平方向であって互いに直交する２方向を示し、矢印Ｚは垂直方向を示す。基板割断装置１は、基板となるワークＷを後述する割断予定線Ｔ（図２（Ａ）〜図２（Ｃ）を参照）に沿って割断する装置である。基板割断装置１は、作業台１０の上面に、複数の浮上ユニット１１を備えている。複数の浮上ユニット１１は、それぞれその上面に複数の開口部（図中黒い点）が形成されており、この開口部から図示しない圧縮空気供給装置を介して、圧縮空気を排出することで、浮上ユニット１１の上部に配置されたワークＷを浮上させる。こうすることで、ワークＷと浮上ユニット１１とを接触させずに作業台１０上でワークＷを搬送することが可能である。 <Substrate cleaving device>
FIG. 1 is a perspective view showing a substrate cleaving apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. In the drawing, arrows X and Y indicate two directions that are horizontal and orthogonal to each other, and an arrow Z indicates a vertical direction. The substrate cleaving apparatus 1 is a device that cleaves a workpiece W serving as a substrate along a cleaving line T (see FIGS. 2A to 2C) described later. The substrate cleaving apparatus 1 includes a plurality of floating units 11 on the upper surface of the work table 10. Each of the plurality of levitation units 11 has a plurality of openings (black dots in the figure) formed on the upper surface thereof, and the levitation units 11 are levitated by discharging compressed air from the openings via a compressed air supply device (not shown). The work W arranged on the upper part of the unit 11 is levitated. By doing so, it is possible to transport the workpiece W on the work table 10 without bringing the workpiece W and the floating unit 11 into contact with each other.

また作業台１０には、Ｘ軸案内部材１２と、移動体１３と、Ｙ軸案内部材１４と、割断ユニット１５とが配置されている。Ｘ軸案内部材１２は、Ｘ方向である作業台１０の長手方向に延びる長尺部材で、作業台１０のＹ方向の両端部に一対設けられている。それぞれのＸ軸案内部材１２には、移動体１３が、図示しないボールねじ機構、ラックピニオン機構、リニアモータ機構等のリニアスライダ駆動機構を介して、摺動可能に設けられている。一対の移動体１３、１３の間には、Ｙ方向へ延びる長尺部材であるＹ軸案内部材１４が架け渡されている。後述するレーザヘッド３０ａ等を備えた割断ユニット１５は、図示しないボールねじ機構、ラックピニオン機構、リニアモータ機構等のリニアスライダ駆動機構を介して、Ｙ軸案内部材１４に摺動可能に設けられている。したがって、割断ユニット１５は、作業台１０上を、移動体１３を介してＸ軸案内部材１２に沿ってＸ方向へ移動可能で、Ｙ軸案内部材１４に沿ってＹ方向へ移動可能である。   Further, the work table 10 is provided with an X-axis guide member 12, a moving body 13, a Y-axis guide member 14, and a cleaving unit 15. The X-axis guide members 12 are long members extending in the longitudinal direction of the work table 10 in the X direction, and a pair of X-axis guide members 12 are provided at both ends of the work table 10 in the Y direction. Each X-axis guide member 12 is provided with a movable body 13 slidably via a linear slider drive mechanism such as a ball screw mechanism, a rack and pinion mechanism, and a linear motor mechanism (not shown). A Y-axis guide member 14 that is a long member extending in the Y direction is bridged between the pair of moving bodies 13 and 13. A cleaving unit 15 having a laser head 30a and the like, which will be described later, is slidably provided on the Y-axis guide member 14 via a linear slider driving mechanism such as a ball screw mechanism, a rack and pinion mechanism, and a linear motor mechanism (not shown). Yes. Therefore, the cleaving unit 15 can move in the X direction along the X axis guide member 12 via the movable body 13 on the work table 10, and can move in the Y direction along the Y axis guide member 14.

ワークＷ、すなわち基板は、本実施形態において、例えば、化学強化ガラス、サファイヤガラス等の難削ガラス材のガラス基板や、複数層の積層体を含む液晶パネル等を例示するがこれに限定されるものではない。また、図１には、基板割断装置１に隣接して、基板割断装置１を制御する制御装置Ｃが配置されている。制御装置Ｃに搭載された制御部となる制御ユニットによって、割断ユニット１５の移動と、割断ユニット１５に搭載された後述する成膜ユニット２０及びレーザユニット３０の駆動制御をしている。   In the present embodiment, the workpiece W, that is, the substrate, is exemplified by a glass substrate of difficult-to-cut glass material such as chemically tempered glass or sapphire glass, or a liquid crystal panel including a multi-layer laminate, but is not limited thereto. It is not a thing. In FIG. 1, a control device C that controls the substrate cutting device 1 is disposed adjacent to the substrate cutting device 1. The control unit which is a control unit mounted on the control device C controls the movement of the cleaving unit 15 and drive control of a film forming unit 20 and a laser unit 30 which will be described later mounted on the cleaving unit 15.

＜ワークＷと割断予定線Ｔとの配置＞
図２及び図３を参照して、本発明の基板割断方法について説明する。図２（Ａ）には、一枚のワークＷから、九枚の最終ワークｗ１−ｗ９を切り出すため、九か所に破線で示す割断予定線Ｔを配置する様子を示している。割断予定線Ｔは、最終ワークｗ１−ｗ９の外縁となる部分から１００μｍ以下の範囲において、外縁の直上又は外側に形成される。すなわち、割断予定線Ｔで囲まれた部分の内側が、最終ワークｗ１−ｗ９及びその周縁部となる。割断予定線Ｔを最終ワークの外縁から僅かにずらすのは、最終ワークｗ１−ｗ９の割断後、最終ワークｗ１−ｗ９の端面を研磨する研磨しろとするためである。もちろん、最終ワークｗ１−ｗ９の端面の研磨を行う必要が無いのであれば、割断予定線Ｔは最終ワークの外縁と重なっていても、または同一であっても良い。なお、本実施形態では、一枚のワークＷから３行３列の合計九枚の最終ワークｗ１−ｗ９を切り出すことを想定している。なお、最終ワークｗ１−ｗ９の数や、外縁からの割断予定線Ｔまでの距離は、上記のものに限定されるものではなく、最終ワークｗ１−ｗ９の大きさ等に応じて、適宜設定されるものである。 <Arrangement of work W and planned cutting line T>
With reference to FIG.2 and FIG.3, the board | substrate cleaving method of this invention is demonstrated. FIG. 2 (A) shows a state in which the planned cutting lines T indicated by broken lines are arranged at nine locations in order to cut out nine final workpieces w1-w9 from one workpiece W. FIG. The planned cutting line T is formed immediately above or outside the outer edge within a range of 100 μm or less from the portion that becomes the outer edge of the final workpiece w1-w9. That is, the inner side of the portion surrounded by the planned cutting line T is the final workpiece w1-w9 and its peripheral portion. The reason why the planned cutting line T is slightly shifted from the outer edge of the final work is that the final work w1-w9 is cleaved and the end surface of the final work w1-w9 is used as a polishing margin. Of course, if it is not necessary to polish the end surfaces of the final workpieces w1-w9, the planned cutting line T may overlap the outer edge of the final workpiece or may be the same. In the present embodiment, it is assumed that a total of nine final workpieces w1-w9 in three rows and three columns are cut out from one workpiece W. The number of final workpieces w1-w9 and the distance from the outer edge to the planned cutting line T are not limited to those described above, and are set as appropriate according to the size of the final workpieces w1-w9. Is.

図２（Ｂ）には、図２（Ａ）における図中左上の最終ワークｗ１の拡大図を例示している。最終ワークｗ１に対して、ワークＷにおける割断予定線Ｔよりも外側の部分を余剰部分Ｓとしている。余剰部分Ｓとは、一枚のワークＷから、複数の最終ワークｗ１−ｗ９を切り出した際に残る不要となる部分のことを示す。基板表面上となる余剰部分Ｓの表面上には、割断予定線Ｔから所定距離離間した外周に後述する膜Ｃが形成されている。また、図２（Ｂ）には、二点鎖線で割断ユニット１５を示している。割断ユニット１５はワークＷの上方で、後述する割断ユニット１５の成膜ユニット２０及びレーザユニット３０が、割断予定線Ｔと平行になるように並んで配置されている。後述する基板割断方法において、割断ユニット１５は、成膜ユニット２０で膜Ｃを形成するとともに、レーザヘッド３０ａで膜Ｃにレーザ光を照射するため、膜Ｃに沿って配置されると共に、図２（Ｂ）において矢印Ａ１で示す方向へ移動して、割断予定線Ｔに沿って移動することができる。なお、Ｙ軸案内部材１４に、割断ユニット１５に代えて、図示しない短パルスレーザ発振器を取り付けることで、基板割断装置１において後述する切断部Ｐを形成することができる。   FIG. 2B illustrates an enlarged view of the final work w1 at the upper left in the drawing in FIG. With respect to the final workpiece w1, a portion outside the planned cutting line T in the workpiece W is set as a surplus portion S. The surplus portion S indicates an unnecessary portion that remains when a plurality of final workpieces w1-w9 are cut out from one workpiece W. On the surface of the surplus portion S on the substrate surface, a film C, which will be described later, is formed on the outer periphery spaced apart from the planned cutting line T by a predetermined distance. In FIG. 2B, the cleaving unit 15 is indicated by a two-dot chain line. In the cleaving unit 15, a film forming unit 20 and a laser unit 30 of the cleaving unit 15, which will be described later, are arranged side by side above the workpiece W so as to be parallel to the cleaving line T. In the substrate cleaving method to be described later, the cleaving unit 15 forms the film C by the film forming unit 20 and irradiates the film C with laser light by the laser head 30a. In (B), it can move in the direction shown by arrow A1 and can move along the planned cutting line T. Note that, by attaching a short pulse laser oscillator (not shown) to the Y-axis guide member 14 instead of the cleaving unit 15, the substrate cleaving apparatus 1 can form a cutting portion P described later.

＜割断ユニット１５＞
図２（Ｃ）に、割断ユニット１５の詳細を示す。図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図で、図２（Ｂ）の割断予定線ＴでワークＷを切断した状態を示しており、ワークＷには、割断予定線Ｔに沿って断続する切断部Ｐが形成されている。切断部Ｐは、ワークＷの厚さ方向（図中上下方向）にわたって形成され、割断予定線Ｔに沿った方向（図中左右方向）に断続して複数形成されている。言い換えると、切断部Ｐは、上下方向に複数非連続で連なる長穴の集合体である。図２（Ｃ）には、移動機構となる割断ユニット１５が、成膜ユニット２０とレーザユニット３０とを割断予定線Ｔに沿って、矢印Ａ１方向へ移動させる構成が示されている。また、割断ユニット１５は、ワークＷの表面上に線状の膜Ｃを形成する成膜ヘッド２０ａを有する成膜ユニット２０と、レーザ光を照射するレーザヘッド３０ａを有するレーザユニット３０とを備えている。図２（Ｃ）においては、上面から下面近傍までの範囲に切断部Ｐが形成されている場合、“下面残し”を例に挙げており、ワークＷの下面及びその近傍には切断部Ｐは形成されていない。すなわち、ワークＷの下面及びその近傍は、通常のワークＷと全く同じ領域である。 <Cleaving unit 15>
FIG. 2C shows details of the cleaving unit 15. 2C is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG. 2B and shows a state in which the workpiece W is cut along the planned cutting line T in FIG. 2B. A cut portion P that is intermittent along T is formed. The cutting part P is formed over the thickness direction (vertical direction in the drawing) of the workpiece W, and a plurality of cutting portions P are formed intermittently in the direction along the planned cutting line T (horizontal direction in the drawing). In other words, the cutting part P is an aggregate of a plurality of long holes that are discontinuously connected in the vertical direction. FIG. 2C shows a configuration in which the cleaving unit 15 serving as a moving mechanism moves the film forming unit 20 and the laser unit 30 along the planned cleaving line T in the arrow A1 direction. Further, the cleaving unit 15 includes a film forming unit 20 having a film forming head 20a for forming a linear film C on the surface of the workpiece W, and a laser unit 30 having a laser head 30a for irradiating laser light. Yes. In FIG. 2C, when the cut portion P is formed in the range from the upper surface to the vicinity of the lower surface, “bottom surface remaining” is taken as an example, and the cut portion P is formed on the lower surface of the workpiece W and in the vicinity thereof. Not formed. That is, the lower surface of the workpiece W and the vicinity thereof are the same region as the normal workpiece W.

割断ユニット１５の移動方向（矢印Ａ１方向）に対して、成膜ヘッド２０ａは、レーザヘッド３０ａよりも前方に配置されている。こうすることで、成膜ヘッド２０ａがワークＷ表面上に形成した膜Ｃに対して、即座にレーザヘッド３０ａが膜Ｃにレーザ光を照射することができる。成膜ヘッド２０ａとレーザヘッド３０ａとは、上記した制御装置Ｃに搭載された制御ユニットによって制御され、具体的には、成膜ユニット２０の成膜ヘッド２０ａによる膜Ｃの塗布、移動機構である割断ユニット１５による成膜ヘッド２０ａ及びレーザヘッド３０ａの移動、及びレーザヘッド３０ａによるレーザ光の照射を制御している。図２（Ｃ）には、成膜ヘッド２０ａによって形成された膜Ｃと、レーザヘッド３０ａによってレーザ光を照射された後の膜Ｃ１を示している。なお、レーザヘッド３０ａによってレーザ光を照射された後の膜Ｃ１は、後述するようにレーザ光により加熱気化されるため、ワークＷ表面上に膜Ｃの痕跡は残らないが、図２（Ｃ）では説明の便宜上、膜Ｃ１の痕跡を示している。   The film forming head 20a is disposed in front of the laser head 30a with respect to the moving direction of the cleaving unit 15 (arrow A1 direction). By doing so, the laser head 30a can immediately irradiate the film C with laser light on the film C formed on the surface of the workpiece W by the film forming head 20a. The film forming head 20a and the laser head 30a are controlled by a control unit mounted on the above-described control device C, and specifically, a film C coating and moving mechanism by the film forming head 20a of the film forming unit 20. The movement of the film forming head 20a and the laser head 30a by the cleaving unit 15 and the irradiation of the laser beam by the laser head 30a are controlled. FIG. 2C shows a film C formed by the film forming head 20a and a film C1 after being irradiated with laser light by the laser head 30a. Note that the film C1 after being irradiated with the laser beam by the laser head 30a is heated and vaporized by the laser beam as will be described later, so that no trace of the film C remains on the surface of the workpiece W, but FIG. For the sake of convenience, the trace of the film C1 is shown.

＜基板割断方法＞
図３を参照して、基板割断方法の工程について説明する。図３に示す図は、いずれも図２（Ｂ）のＩＩＩ-ＩＩＩ断面の位置における様子を示しており、割断予定線Ｔに対して直交する平面でワークＷを切断した図である。また、図３（Ｃ）、図３（Ｅ）、図３（Ｆ）、図３（Ｇ）、図３（Ｈ）には、割断予定線Ｔ付近の拡大図を示す。 <Substrate breaking method>
With reference to FIG. 3, the process of the substrate cutting method will be described. 3 shows the state at the position of the III-III cross section of FIG. 2B, and is a view in which the workpiece W is cut along a plane orthogonal to the planned cutting line T. FIG. 3C, FIG. 3E, FIG. 3F, FIG. 3G, and FIG. 3H show enlarged views near the planned cutting line T. FIG.

図３（Ａ）に、割断予定線Ｔを形成する工程を示す。割断予定線Ｔには、スクライブカッタにより垂直クラックを形成するメカニカルスクライブ加工を採用してもよいが、本実施形態では、改質層として、短パルスレーザＳＰＬにより断続する切断部Ｐを形成する加工を採用する。短パルスレーザＳＰＬとしては、例えば、固体レーザや、ＣＯ２レーザ等が採用可能であるがこれらに限定されるものではない。切断部Ｐは、ワークＷに対して複数の最終ワークｗ１−ｗ９の配置を設定したＣＡＤ図面等に基づき、短パルスレーザＳＰＬをワークＷに照射して、短パルスレーザＳＰＬで切断部Ｐとなる切れ目をワークＷの平面視で割断予定線Ｔに沿って断続して形成している。   FIG. 3A shows a process of forming the cutting line T. Mechanical scribing that forms vertical cracks with a scribe cutter may be adopted for the planned cutting line T, but in this embodiment, processing for forming a cut portion P that is interrupted by a short pulse laser SPL as a modified layer. Is adopted. As the short pulse laser SPL, for example, a solid laser, a CO2 laser, or the like can be used, but is not limited thereto. The cutting part P irradiates the work W with the short pulse laser SPL based on a CAD drawing in which the arrangement of the plurality of final works w1-w9 is set with respect to the work W, and becomes the cutting part P with the short pulse laser SPL. The cut is intermittently formed along the planned cutting line T in the plan view of the workpiece W.

短パルスレーザＳＰＬは、図２（Ｂ）で示す最終ワークｗ１の形状である矩形状となるように、ワークＷに対して照射される。切断部Ｐは、縦断面視でミシン目のように、ワークＷの厚さ方向に断続した空間を形成した形状（図２（Ｃ）参照）となっているが、図３、図５、図６では、説明を簡略にするため三角形の形状で示している。切断部Ｐの深さは、ワークＷの強度や、割断までの時間により、ワークＷの厚さ方向の全部に入れることもあるが、上下面の一部にのみ入れてもよい。例えば、化学強化ガラスの場合、上下両面の化学強化層を残して、厚さ方向の内部に切断部Ｐを形成する場合や、上面または下面の化学強化層のみを残して、厚さ方向に切断部Ｐを形成してもよい。また、上記した断続する切断部Ｐを形成する切断部形成工程は、後述する線描工程の後に実施してもよい。   The short pulse laser SPL is applied to the workpiece W so as to have a rectangular shape which is the shape of the final workpiece w1 shown in FIG. The cutting part P has a shape (see FIG. 2C) in which a space that is interrupted in the thickness direction of the workpiece W is formed as a perforation in a longitudinal sectional view (see FIG. 2C). In FIG. 6, it is shown in a triangular shape for the sake of simplicity. The depth of the cutting part P may be included in the entire thickness direction of the workpiece W depending on the strength of the workpiece W and the time until the cutting, but may be included only in a part of the upper and lower surfaces. For example, in the case of chemically strengthened glass, when the cut portion P is formed inside the thickness direction while leaving the upper and lower chemical strengthen layers, or only the upper or lower surface of the chemically strengthened layer is left and cut in the thickness direction. The part P may be formed. Moreover, you may implement the cutting part formation process which forms the above-mentioned intermittent cutting part P after the line drawing process mentioned later.

図３（Ｂ）は、成膜ユニット２０により、割断予定線Ｔに沿って、ワークＷの表面上に線状の膜Ｃを塗布して形成する線描工程を示す。膜Ｃは、ワークＷの余剰部分Ｓの表面上に、割断予定線Ｔと所定距離間隔をあけて塗布形成される線状の薄膜である。本実施形態では、膜Ｃの塗布方法として、ノズルからインク滴を吐出させるインクジェット機構を備えた成膜ヘッド２０ａを採用し、これを割断予定線Ｔに沿って、ワークＷの表面上を移動させて、割断予定線Ｔの外周に矩形状の輪郭を含んだ線状の膜Ｃを描いている（図２（Ｂ）及び図２（Ｃ）参照）。   FIG. 3B shows a line drawing process in which a linear film C is applied and formed on the surface of the workpiece W along the planned cutting line T by the film forming unit 20. The film C is a linear thin film that is applied and formed on the surface of the surplus portion S of the work W with a predetermined distance from the planned cutting line T. In the present embodiment, as a coating method of the film C, a film forming head 20a having an ink jet mechanism that discharges ink droplets from nozzles is employed, and this is moved along the planned cutting line T on the surface of the workpiece W. Thus, a linear film C including a rectangular contour is drawn on the outer periphery of the planned cutting line T (see FIGS. 2B and 2C).

なお、膜Ｃの塗布方法としては、上記インクジェット機構を採用した成膜ヘッド２０ａに限定されるものではなく、例えば、ワークＷ表面に多関節ロボットに保持させた線描装置(例えばインクノズルやペン等)を用いて膜Ｃを直接塗布する方法や、ワークＷが液晶パネル等の場合には、パネルの製造工程におけるフォトリソグラフィ工程の際に膜Ｃを形成しておくようにしてもよい。   Note that the coating method of the film C is not limited to the film forming head 20a adopting the ink jet mechanism, and for example, a line drawing device (for example, an ink nozzle or a pen) held on the surface of the work W by an articulated robot. ), Or when the workpiece W is a liquid crystal panel or the like, the film C may be formed during the photolithography process in the panel manufacturing process.

図３（Ｃ）は、割断予定線Ｔと線状の膜Ｃとの配置を詳細に示す拡大図である。本実施形態においては、例えば、０．５５ｍｍの板厚の強化ガラスを割断するものを例示している。割断予定線Ｔと膜Ｃとの所定距離の間隔Ｄは、例えば、０．２ｍｍから１ｍｍとし、膜Ｃの幅ＷＣは例えば、０．３ｍｍから０．５ｍｍとしているが、これに限定されるものではなく、最終ワークの大きさ、ワークＷの強度、割断までの時間により、適宜設定されるものである。また、レーザ発振器の電流値やワークＷとの相対速度も適宜設定される。なお、図３（Ｃ）及び図３（Ｅ）では、説明の便宜上本実施形態の作用の理解を容易にするために膜Ｃの幅を強調して示している。   FIG. 3C is an enlarged view showing in detail the arrangement of the planned cutting line T and the linear film C. FIG. In this embodiment, what cleaves the tempered glass of 0.55 mm plate thickness is illustrated, for example. The distance D of the predetermined distance between the planned cutting line T and the film C is, for example, 0.2 mm to 1 mm, and the width WC of the film C is, for example, 0.3 mm to 0.5 mm, but is not limited thereto. Instead, it is set as appropriate depending on the size of the final workpiece, the strength of the workpiece W, and the time until cleaving. Further, the current value of the laser oscillator and the relative speed with the workpiece W are also set as appropriate. In FIG. 3C and FIG. 3E, the width of the film C is emphasized to facilitate understanding of the operation of the present embodiment for convenience of explanation.

図３（Ｄ）は、レーザ光を膜Ｃに照射して、膜Ｃを介してワークＷの表面を加熱する加熱工程を示す。ここで、レーザ光としては、ワークＷ、例えばガラス基板に吸収されにくい波長域のレーザ光が挙げられ、好ましくは、可視領域から近赤外領域の波長域のレーザ光を例示でき、例えば、半導体レーザＳＬの発振光である。なお、本実施形態においては、半導体レーザＳＬの発振光を採用したが、これに限定されず、同様の傾向、特性を示すレーザ光であればいずれの形態のレーザ光を採用してもよい。なおこのとき、図２（Ｃ）に示すレーザユニット３０は、半導体レーザＳＬを発振させるレーザ発振器を備える。   FIG. 3D shows a heating process in which the film C is irradiated with laser light and the surface of the workpiece W is heated through the film C. Here, examples of the laser light include laser light in a wavelength region that is difficult to be absorbed by the workpiece W, for example, a glass substrate. Preferably, laser light in a wavelength region from the visible region to the near infrared region can be exemplified. This is the oscillation light of the laser SL. In the present embodiment, the oscillation light of the semiconductor laser SL is used. However, the present invention is not limited to this, and any form of laser light may be adopted as long as the laser light exhibits the same tendency and characteristics. At this time, the laser unit 30 shown in FIG. 2C includes a laser oscillator that oscillates the semiconductor laser SL.

半導体レーザＳＬを膜Ｃの中央に照射すると、膜Ｃの塗料と反応し、膜Ｃは瞬時に１００度から８００度の温度に加熱され、瞬時に気化する。この膜Ｃの加熱及び気化の際、膜Ｃからの熱伝導により膜Ｃが接した部分のガラス表面が加熱される。ここで、膜Ｃの気化と同時にワークＷのガラス面が現れるが、上記したように半導体レーザＳＬのレーザ光はガラスに吸収されにくいので、膜Ｃの気化後にワークＷであるガラスがレーザ光で直接加熱されることはない。したがって、膜Ｃが気化するのと同時に、ガラス面が現れるため、高精度に、かつ、瞬間的に、膜Ｃが接した部分のガラス表面のみを加熱することができる。   When the semiconductor laser SL is irradiated onto the center of the film C, it reacts with the coating material of the film C, and the film C is instantaneously heated to a temperature of 100 to 800 degrees and vaporized instantaneously. When the film C is heated and vaporized, the glass surface of the portion in contact with the film C is heated by heat conduction from the film C. Here, the glass surface of the workpiece W appears simultaneously with the vaporization of the film C. However, since the laser light of the semiconductor laser SL is not easily absorbed by the glass as described above, the glass as the workpiece W is vaporized by the laser light after the vaporization of the film C. There is no direct heating. Accordingly, since the glass surface appears at the same time as the film C is vaporized, only the glass surface of the portion in contact with the film C can be heated with high accuracy and instantaneously.

ここで、膜Ｃの材料としては、半導体レーザＳＬに対して高い吸光性を有し、レーザ光による加熱温度（例えば、１００度から８００度）の温度で瞬時に蒸発、気化する材料であれば特に限定するものではないが、ビーム照射熱によってすべての成分、または略すべての成分が蒸発する材料が好ましい。これらの材料を用いることにより、ワークＷの表面に膜Ｃの材料が残存、残留するおそれがなくなることから、ワークＷの表面品質の観点でより好ましい。   Here, the material of the film C is a material that has a high light absorbency with respect to the semiconductor laser SL and can be instantly evaporated and vaporized at a heating temperature (for example, 100 degrees to 800 degrees) by the laser beam. Although it does not specifically limit, the material from which all the components or almost all components evaporate with a beam irradiation heat is preferable. Use of these materials is more preferable from the viewpoint of the surface quality of the workpiece W because the material of the film C remains and does not remain on the surface of the workpiece W.

図３（Ｅ）に、膜Ｃの気化によるガラス表面の発熱する様子を示す。説明のため、気化する膜Ｃ１を図中点線で示し、その下部のガラス表面に膜Ｃ１によって加熱された箇所Ｈを示す。   FIG. 3E shows how the glass surface generates heat due to the vaporization of the film C. FIG. For the sake of explanation, the film C1 to be vaporized is indicated by a dotted line in the figure, and a portion H heated by the film C1 is shown on the glass surface below the film C1.

図３（Ｆ）、図３（Ｇ）、図３（Ｈ）に、加熱工程に起因するワークＷの変形によって、割断予定線ＴにおいてワークＷを割断する割断工程を示す。図３（Ｆ）は加熱工程直後、図３（Ｇ）は割断工程中、図３（Ｈ）は、割断工程が終了した状態を示している。なお、いずれの図においても理解を容易にするため便宜的にワークＷの変形を強調して描いている。   FIG. 3F, FIG. 3G, and FIG. 3H show a cleaving process for cleaving the work W along the planned cleaving line T by deformation of the work W caused by the heating process. FIG. 3F shows a state immediately after the heating process, FIG. 3G shows a state in which the cleaving process is completed, and FIG. 3H shows a state in which the cleaving process has been completed. In any of the drawings, the deformation of the workpiece W is emphasized for the sake of convenience for easy understanding.

図３（Ｆ）には、加熱工程直後の様子を示している。加熱工程直後には、ワークＷの余剰部分Ｓのガラス表面の一部（図中Ｈ）だけが加熱され、余剰部分Ｓにおける加熱領域Ｈの両側部に外側（図３（Ｆ）中では左右両側）に向かって熱膨張が生じる。この熱膨張によって、切断部Ｐの上部において圧縮応力による“割れ”や“歪み”が生じ、割断がスタートする（又は割断の“起点”となる）。このとき、余剰部分Ｓにおける加熱領域Ｈと反対側の面（図中下側）は加熱されず、また熱伝導もないことから、温度が上がる等の変化をすることがなく、熱膨張が生じることはない。   FIG. 3F shows a state immediately after the heating step. Immediately after the heating step, only a part of the glass surface (H in the figure) of the surplus portion S of the workpiece W is heated, and the outside (on the left and right sides in FIG. ) Thermal expansion occurs. This thermal expansion causes “cracking” or “distortion” due to compressive stress in the upper portion of the cut portion P, and cleaving starts (or becomes a “starting point” of cleaving). At this time, the surface opposite to the heating region H in the surplus portion S (the lower side in the figure) is not heated and does not conduct heat, so that the temperature does not change and the thermal expansion occurs. There is nothing.

次いで、図３（Ｇ）に示すように、図３（Ｆ）に示した加熱領域Ｈが放熱により徐々に温度が下がることで、余剰部分Ｓにおける加熱領域Ｈの両側部が内側に収縮していく。この熱収縮によって、切断部Ｐの上部において生じていた“割れ”に引っ張り応力が加わり、“割れ”が切断部Ｐの下方に向かって進行していく。   Next, as shown in FIG. 3 (G), the heating region H shown in FIG. 3 (F) gradually decreases in temperature due to heat radiation, so that both side portions of the heating region H in the surplus portion S shrink inward. Go. Due to this heat shrinkage, a tensile stress is applied to the “crack” generated in the upper portion of the cut portion P, and the “crack” advances toward the lower portion of the cut portion P.

“割れ”の進行がワークＷの下面まで達すると、図３（Ｈ）に示すように、ワークＷが完全に割断され、最終ワークと余剰部分Ｓとが得られる。本実施形態によれば、レーザ光を利用することで割断速度は１０００ｍｍ/ｓｅｃ以上となり、迅速に割断を行うことができる。すなわち、最終ワークＷの生産性を向上することができる。また、膜Ｃを加熱気化させることにより高精度に特定箇所を加熱することができるから、従来の割断方法よりもワークＷの余剰部分Ｓの面積を小さくすることができ、１枚のワークＷから切り出される最終ワークＷの数を多くすることができる。すなわち、従来と比較して最終ワークＷの更なる多面取りが可能となり、歩留まりが向上する。また、割断予定線Ｔ等の割断箇所を直接レーザ光によって加熱することがないので、例えばＴＦＴ基板等に適用した際にパターン破損や装飾部への熱影響を少なくすることができる。さらに、低価格で、光ファイバで送ることができる半導体レーザＳＬを使用することで、装置を小型化できると共に、ミラー、ガス、レンズ等を用いることが少ないので、メンテナンスを行う回数も低減できる。また、加熱工程で膜Ｃが加熱気化されることで発生する気体を吸引する吸引工程をさらに備えてもよい。   When the progress of “cracking” reaches the lower surface of the workpiece W, the workpiece W is completely cleaved as shown in FIG. 3 (H), and the final workpiece and the surplus portion S are obtained. According to this embodiment, the cleaving speed is 1000 mm / sec or more by using laser light, and cleaving can be performed quickly. That is, the productivity of the final workpiece W can be improved. Moreover, since the specific location can be heated with high accuracy by heating and vaporizing the film C, the area of the surplus portion S of the workpiece W can be made smaller than that of the conventional cleaving method. The number of final workpieces W to be cut can be increased. That is, further multi-chamfering of the final workpiece W is possible as compared with the conventional case, and the yield is improved. Further, since the cleaved portion such as the cleaved line T is not directly heated by the laser beam, for example, when applied to a TFT substrate or the like, it is possible to reduce the pattern damage and the thermal effect on the decorative portion. Further, by using the semiconductor laser SL that can be sent by an optical fiber at a low price, the apparatus can be miniaturized and the number of maintenance operations can be reduced because fewer mirrors, gases, lenses, and the like are used. Moreover, you may further provide the attraction | suction process of attracting | sucking the gas which generate | occur | produces when the film | membrane C is heated and vaporized by a heating process.

＜割断ヘッドの他の実施形態＞
図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）に、それぞれ異なる実施形態の割断ユニット１５を示す。図４（Ａ）には、成膜ヘッド２０ａとレーザヘッド３０ａとをそれぞれ別々に移動させるため、成膜ユニット２０とレーザユニット３０とに、それぞれ別々の移動ユニットを備える構成が示されている。こうすることで、成膜ヘッド２０ａによる線状の膜Ｃの描画から、レーザヘッド３０ａによる膜Ｃの加熱までの時間等を成膜ユニット２０とレーザユニット３０との移動速度を制御することにより調整することができる。また、成膜ユニット２０とレーザユニット３０とをそれぞれ別々の最終ワークに対して作業させることができる。 <Another embodiment of the cleaving head>
4 (A), 4 (B), and 4 (C) show the cleaving unit 15 of different embodiments. FIG. 4A shows a configuration in which the film forming unit 20 and the laser unit 30 are provided with separate moving units in order to move the film forming head 20a and the laser head 30a separately. Thus, the time from the drawing of the linear film C by the film forming head 20a to the heating of the film C by the laser head 30a is adjusted by controlling the moving speed between the film forming unit 20 and the laser unit 30. can do. Further, the film forming unit 20 and the laser unit 30 can be operated on separate final workpieces.

図４（Ｂ）には、図２（Ｃ）に示した割断ユニット１５に、レーザ光を膜Ｃに照射して、膜Ｃが加熱気化されることで発生する気体を吸引する吸引機構４０をさらに備える構成が示されている。吸引機構４０は、割断ユニット１５を覆う下方が開口した二重の箱形状の筐体４１、４２を備える。外側の筐体４１の下面は、成膜ヘッド２０ａ及びレーザヘッド３０ａがワークＷに臨む部分に開口４３を有する。また、内側の筐体４２は割断ユニット１５の全体を覆う有蓋無底の箱形状である。筐体４２は、その下縁部が筐体４１の底面に対して所定の隙間を有するように吊設されており、この隙間が気体を吸引する吸引部４０ａを構成する。箱体４１の上部には、図示しない吸引機構に接続された排出部４０ｂが設けられる。吸引部４０ａから吸引された気体は、図４（Ｂ）中矢印で示すように、筐体４１，４２間の空間、排出部４０ｂを介して排気される。本実施形態においては、加熱気化された膜Ｃの気体がワークＷの表面に再付着することが防止され、最終ワークの表面を良好な状態に保つことができる。   In FIG. 4B, a suction mechanism 40 that irradiates the cleave unit 15 shown in FIG. 2C with laser light to the film C and sucks the gas generated when the film C is heated and vaporized. A further arrangement is shown. The suction mechanism 40 includes double box-shaped casings 41 and 42 that are open at the bottom and cover the cleaving unit 15. The lower surface of the outer casing 41 has an opening 43 at a portion where the film forming head 20a and the laser head 30a face the workpiece W. In addition, the inner casing 42 has a box shape with a lid and a bottom that covers the entire cleaving unit 15. The casing 42 is suspended so that a lower edge portion thereof has a predetermined gap with respect to the bottom surface of the casing 41, and the gap constitutes a suction portion 40a that sucks gas. A discharge part 40b connected to a suction mechanism (not shown) is provided on the top of the box 41. The gas sucked from the suction part 40a is exhausted through the space between the casings 41 and 42 and the discharge part 40b as shown by arrows in FIG. 4B. In the present embodiment, the gas of the film C that has been vaporized by heating is prevented from reattaching to the surface of the workpiece W, and the surface of the final workpiece can be kept in a good state.

図４（Ｃ）には、吸引機構４０の他の実施形態を示している。図４（Ｃ）に示した実施形態は、レーザユニット３０に隣接したノズル４０ｃを採用した吸引機構４０である。本実施形態においては、吸引機構４０が成膜ヘッド２０ａ及びレーザヘッド３０ａと一体に設けられている。吸引部４０ｃの先端部は、レーザヘッド３０ａの下方領域におけるワークＷの表面に臨む位置に配置される。吸引部４０ｃの他端部は、成膜ヘッド２０ａ及びレーザヘッド３０ａを束ねる筐体１５１に対して一体に設けられており、図示しない吸引機構に接続される。本実施の形態においても、図４（Ｂ）に示す前実施の形態と同様に、膜Ｃの気化ガスを迅速に吸引することができる。また、吸引機構４０を成膜ヘッド２０ａ及びレーザヘッド３０ａと一体に設けることで、成膜ヘッド２０ａ及びレーザヘッド３０ａの移動に追従させることができると共に、割断ユニット１５の構成を簡略化することができる。また、膜Ｃの気化ガスをピンポイントに吸引することができるため、吸引ポンプ等の付属装置として、小型、低出力のものを使用することができる。本実施形態におけるノズル４０ｃを採用した吸引機構４０を図４（Ａ）に示す駆動機構を備えたレーザユニット３０に装着してもよい。   FIG. 4C shows another embodiment of the suction mechanism 40. The embodiment shown in FIG. 4C is a suction mechanism 40 that employs a nozzle 40 c adjacent to the laser unit 30. In the present embodiment, the suction mechanism 40 is provided integrally with the film forming head 20a and the laser head 30a. The tip of the suction part 40c is arranged at a position facing the surface of the workpiece W in the lower region of the laser head 30a. The other end of the suction unit 40c is provided integrally with a housing 151 that bundles the film forming head 20a and the laser head 30a, and is connected to a suction mechanism (not shown). Also in the present embodiment, the vaporized gas in the film C can be rapidly sucked, as in the previous embodiment shown in FIG. Further, by providing the suction mechanism 40 integrally with the film forming head 20a and the laser head 30a, the movement of the film forming head 20a and the laser head 30a can be followed, and the configuration of the cleaving unit 15 can be simplified. it can. Further, since the vaporized gas of the membrane C can be pinpointed, a small and low output device can be used as an accessory device such as a suction pump. The suction mechanism 40 employing the nozzle 40c in the present embodiment may be mounted on the laser unit 30 provided with the drive mechanism shown in FIG.

＜複数の積層体を備える基板の割断方法＞
図５から図７を参照して、他の実施形態として、複数層の積層体を含む基板の割断方法を説明する。本実施形態では、基板として液晶パネルＬＣＰに本発明の基板割断方法を適用した例を説明する。液晶パネルＬＣＰは、カラーフィルタ基板ＣＦ、ブラックマトリックスＢＭ、液晶層ＬＣＬ（図７（Ａ）から図７（Ｄ）を参照）、液晶層ＬＣＬを封止するシール部材であるシールＳＭ、アレイ基板となるＴＦＴ基板ＴＦＴを含む。液晶パネルＬＣＰは、最外層にカラーフィルタ基板ＣＦとＴＦＴ基板ＴＦＴとを配置し、これらの間にブラックマトリックスＢＭ、液晶層ＬＣＬ、シールＳＭを配置し、ブラックマトリックスＢＭはカラーフィルタ基板ＣＦの内側面に取り付けられ、ブラックマトリックスＢＭとＴＦＴ基板ＴＦＴとの間に液晶層ＬＣＬが配置されている。シールＳＭは、液晶層ＬＣＬを封止する封止材であり、液晶層ＬＣＬに隣接して、ブラックマトリックスＢＭとＴＦＴ基板ＴＦＴとの間に配置されている。 <Cleaving method of a substrate provided with a plurality of laminates>
With reference to FIGS. 5 to 7, as another embodiment, a method for cleaving a substrate including a multi-layer laminate will be described. In this embodiment, an example in which the substrate cutting method of the present invention is applied to a liquid crystal panel LCP as a substrate will be described. The liquid crystal panel LCP includes a color filter substrate CF, a black matrix BM, a liquid crystal layer LCL (see FIGS. 7A to 7D), a seal SM that is a seal member for sealing the liquid crystal layer LCL, an array substrate, Including a TFT substrate TFT. In the liquid crystal panel LCP, the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT are disposed in the outermost layer, and the black matrix BM, the liquid crystal layer LCL, and the seal SM are disposed therebetween, and the black matrix BM is the inner surface of the color filter substrate CF. The liquid crystal layer LCL is disposed between the black matrix BM and the TFT substrate TFT. The seal SM is a sealing material that seals the liquid crystal layer LCL, and is disposed between the black matrix BM and the TFT substrate TFT adjacent to the liquid crystal layer LCL.

図５及び図６では、シールＳＭに隣接した箇所を割断予定線Ｔとして基板を割断する方法を例示する。図５（Ａ）では、液晶パネルＬＣＰの内部のシールＳＭに隣接した箇所に半導体レーザＳＬを照射して、ブラックマトリックスＢＭとシールＳＭの一部を加熱焼失させ、欠損部ＬＰを形成する工程である欠損部形成工程を示す。上記したように半導体レーザＳＬは、ガラスに吸収されにくいので、液晶パネルＬＣＰ内部のブラックマトリックスＢＭとシールＳＭとを集中的に加熱することができる。この工程では、割断予定線Ｔに沿って半導体レーザＳＬのレーザ光を液晶パネルＬＣＰに照射して、液晶パネルＬＣＰの内部に照射範囲ＡＩ１で示す箇所にレーザ光を集光する。すると、液晶パネルＬＣＰの積層体中の中間層となるブラックマトリックスＢＭとシールＳＭとに線状の欠損部ＬＰが形成される（図５（Ｂ）参照）。なお、本実施形態においては、図示するシールＳＭに隣接するブラックマトリックスＢＭとＴＦＴ基板ＴＦＴとの間に液晶層ＬＣＬ（図示せず）は含まれないものとする。   5 and 6 exemplify a method of cleaving a substrate with a portion adjacent to the seal SM as a cleaving planned line T. FIG. In FIG. 5A, a portion adjacent to the seal SM inside the liquid crystal panel LCP is irradiated with the semiconductor laser SL, and the black matrix BM and a part of the seal SM are heated and burned to form a defective portion LP. A certain defect formation process is shown. As described above, since the semiconductor laser SL is not easily absorbed by glass, the black matrix BM and the seal SM inside the liquid crystal panel LCP can be intensively heated. In this step, the laser light of the semiconductor laser SL is irradiated onto the liquid crystal panel LCP along the planned cutting line T, and the laser light is condensed at a position indicated by the irradiation range AI1 inside the liquid crystal panel LCP. Then, a linear defect portion LP is formed in the black matrix BM and the seal SM which are intermediate layers in the laminate of the liquid crystal panel LCP (see FIG. 5B). In the present embodiment, it is assumed that the liquid crystal layer LCL (not shown) is not included between the black matrix BM adjacent to the illustrated seal SM and the TFT substrate TFT.

図５（Ｂ）及び図５（Ｃ）では、上記欠損部ＬＰが形成された後、カラーフィルタ基板ＣＦとＴＦＴ基板ＴＦＴに短パルスレーザＳＰＬを照射して、断続する切断部Ｐを形成する切断部形成工程を示す。図５（Ｂ）では、ＴＦＴ基板ＴＦＴに切断部Ｐを形成する様子を示し、図５（Ｃ）では、カラーフィルタ基板ＣＦに切断部Ｐを形成する様子を示す。なお、本実施形態においては、カラーフィルタ基板ＣＦとＴＦＴ基板ＴＦＴとに対して別々に短パルスレーザＳＰＬを照射して切断部Ｐを形成したが、カラーフィルタ基板ＣＦとＴＦＴ基板ＴＦＴとの両方に対して一度の短パルスレーザＳＰＬの照射で切断部Ｐを形成してもよい。   In FIG. 5B and FIG. 5C, after the defect portion LP is formed, the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT are irradiated with a short pulse laser SPL to form an intermittent cut portion P. A part formation process is shown. 5B shows a state where the cut portion P is formed on the TFT substrate TFT, and FIG. 5C shows a state where the cut portion P is formed on the color filter substrate CF. In this embodiment, the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT are separately irradiated with the short pulse laser SPL to form the cut portion P. However, both the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT are used. On the other hand, the cutting part P may be formed by one-time irradiation of the short pulse laser SPL.

図５（Ｄ）では、切断部Ｐが形成されたカラーフィルタ基板ＣＦとＴＦＴ基板ＴＦＴとの表面に上記した成膜ユニット２０によって膜Ｃを形成する描画工程を示す。本実施形態では、切断部Ｐの直上、つまり割断予定線Ｔ上に膜Ｃを形成する。本実施形態においては、カラーフィルタ基板ＣＦとＴＦＴ基板ＴＦＴとの外側表面に膜Ｃを形成するため、ＴＦＴ基板ＴＦＴに対しては、図中下側から成膜ユニット２０をＴＦＴ基板ＴＦＴに近づけて膜Ｃを形成している。   FIG. 5D shows a drawing process in which the film C is formed by the film forming unit 20 on the surfaces of the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT on which the cut portion P is formed. In the present embodiment, the film C is formed immediately above the cutting portion P, that is, on the planned cutting line T. In this embodiment, since the film C is formed on the outer surfaces of the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT, the film forming unit 20 is brought closer to the TFT substrate TFT from the lower side in the figure with respect to the TFT substrate TFT. A film C is formed.

図６（Ｅ）では、カラーフィルタ基板ＣＦ側の膜Ｃに半導体レーザＳＬを照射して、膜Ｃを加熱気化させる様子を示す。図６（Ｆ）では、図６（Ｅ）に示す膜Ｃの加熱気化により、カラーフィルタ基板ＣＦが上記した熱応力に伴う熱膨張及び熱収縮による作用で、割断予定線Ｔに沿って割断される様子を示す。本実施形態においては、割断予定線Ｔ上に膜Ｃを形成し、この膜Ｃを加熱気化させている。このとき、シールＳＭによってＴＦＴ基板ＴＦＴと一体とされ、シールＳＭが配置されている側のカラーフィルタ基板ＣＦ（図中右側）における上記熱による作用は、シールＳＭが配置されていない側のカラーフィルタ基板ＣＦ（図中左側）における上記熱による作用よりも小さい。したがって、図６（Ｆ）に示すように、シールＳＭが配置されていない側のカラーフィルタ基板ＣＦ（図中左側）が熱膨張及び熱収縮に伴って変形し、カラーフィルタ基板ＣＦは割断予定線Ｔに沿って割断される。   FIG. 6E shows a state in which the film C on the color filter substrate CF side is irradiated with the semiconductor laser SL, and the film C is heated and vaporized. In FIG. 6 (F), the color filter substrate CF is cleaved along the planned cutting line T due to the thermal expansion and contraction caused by the above-described thermal stress due to the vaporization of the film C shown in FIG. 6 (E). The state is shown. In the present embodiment, a film C is formed on the planned cutting line T, and the film C is heated and vaporized. At this time, the effect of the heat on the color filter substrate CF (right side in the figure) that is integrated with the TFT substrate TFT by the seal SM and on the side where the seal SM is disposed is the color filter on the side where the seal SM is not disposed. This is smaller than the effect of heat on the substrate CF (left side in the figure). Accordingly, as shown in FIG. 6 (F), the color filter substrate CF (left side in the figure) on the side where the seal SM is not arranged is deformed along with thermal expansion and contraction, and the color filter substrate CF is broken. It is cleaved along T.

図６（Ｇ）及び図６（Ｈ）には、ＴＦＴ基板ＴＦＴ側の膜Ｃに半導体レーザＳＬを照射して、膜Ｃを加熱気化させ、割断する様子を示す。詳細については、上記した図６（Ｅ）及び図６（Ｆ）で説明した作用と同様である。こうして、図６（Ｈ）で示すように複数の積層体を備える液晶パネルＬＣＰに、本実施形態の基板割断方法を適用して、液晶パネルＬＣＰが割断されることになる。なお、本実施形態においては、カラーフィルタ基板ＣＦとＴＦＴ基板ＴＦＴとに対して別々に半導体レーザＳＬを照射して熱応力による割断を実施したが、カラーフィルタ基板ＣＦとＴＦＴ基板ＴＦＴとの両方に対して一度に半導体レーザＳＬを照射して、カラーフィルタ基板ＣＦとＴＦＴ基板ＴＦＴとの両方の膜Ｃを加熱気化することで、割断予定線Ｔでの割断を実施してもよい。このとき、半導体レーザＳＬは、カラーフィルタ基板ＣＦまたはＴＦＴ基板ＴＦＴのどちらか一方側からのみ照射されることで、膜Ｃを加熱気化させることができる。   FIGS. 6G and 6H show a state in which the film C on the TFT substrate TFT side is irradiated with the semiconductor laser SL, the film C is heated and vaporized, and the film C is cut. The details are the same as those described in FIGS. 6E and 6F. In this way, the liquid crystal panel LCP is cleaved by applying the substrate cleaving method of the present embodiment to the liquid crystal panel LCP having a plurality of stacked bodies as shown in FIG. 6 (H). In this embodiment, the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT are separately irradiated with the semiconductor laser SL and cleaved by thermal stress. However, both the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT are applied. On the other hand, the semiconductor laser SL may be irradiated at once to heat and vaporize both the film C of the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT, so that the cleaving along the planned cutting line T may be performed. At this time, the semiconductor laser SL is irradiated from only one side of the color filter substrate CF or the TFT substrate TFT, whereby the film C can be heated and vaporized.

図７では、シールＳＭが配置された箇所を割断予定線Ｔとして基板である液晶パネルＬＣＰを割断する方法を例示する。図７（Ａ）では、割断予定線Ｔに沿った照射範囲ＡＩ１に半導体レーザＳＬを液晶パネルＬＣＰに照射する様子を示す。これは、半導体レーザＳＬによって、液晶パネルＬＣＰの内部における割断予定線Ｔに対応した液晶パネルＬＣＰ中の中間層となるブラックマトリックスＢＭ及びシールＳＭに線状の欠損部ＬＰを形成する欠損部形成工程となる。上記図５（Ａ）で説明した作用と同様に、液晶パネルＬＣＰ中のブラックマトリックスＢＭとシールＳＭとに線状の欠損部ＬＰが形成される。なお、本実施形態においては、シールＳＭに隣接して、液晶層ＬＣＬが含まれているものとする。   FIG. 7 illustrates a method of cleaving the liquid crystal panel LCP that is a substrate with the portion where the seal SM is disposed as a cleaving planned line T. FIG. 7A shows a state in which the liquid crystal panel LCP is irradiated with the semiconductor laser SL in the irradiation range AI1 along the planned cutting line T. This is a defective portion forming step in which a linear defective portion LP is formed in the black matrix BM and the seal SM as an intermediate layer in the liquid crystal panel LCP corresponding to the planned cutting line T inside the liquid crystal panel LCP by the semiconductor laser SL. It becomes. Similar to the operation described with reference to FIG. 5A, a linear defect portion LP is formed in the black matrix BM and the seal SM in the liquid crystal panel LCP. In the present embodiment, it is assumed that the liquid crystal layer LCL is included adjacent to the seal SM.

図７（Ｂ）では、上記欠損部ＬＰが形成された後、カラーフィルタ基板ＣＦとＴＦＴ基板ＴＦＴとに短パルスレーザＳＰＬを用いて、断続する切断部Ｐを形成する切断部形成工程を示す。本実施形態においては、カラーフィルタ基板ＣＦとＴＦＴ基板ＴＦＴとの両方に対して一度の短パルスレーザＳＰＬの照射で切断部Ｐを形成している。   FIG. 7B shows a cutting part forming step in which the intermittent cutting part P is formed on the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT using the short pulse laser SPL after the defect part LP is formed. In the present embodiment, the cut portion P is formed by one-time irradiation of the short pulse laser SPL with respect to both the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT.

図７（Ｃ）では、ブラックマトリックスＢＭとシールＳＭとに半導体レーザＳＬを照射して、これらを加熱気化させる加熱工程を示す。本実施形態では、カラーフィルタ基板ＣＦとＴＦＴ基板ＴＦＴ上に成膜ユニット２０によって膜Ｃを形成していない点で、上記図５及び図６で示した基板割断方法と異なっている。つまり、本実施形態においては、ブラックマトリックスＢＭ及びシールＳＭの一部を上記膜Ｃとして用いている。したがって、半導体レーザＳＬを欠損部ＬＰおよびその周辺部の照射範囲ＡＩ２に照射して、ブラックマトリックスＢＭ及びシールＳＭを介してこれらに隣接するカラーフィルタ基板ＣＦ及びＴＦＴ基板ＴＦＴを加熱する。また、このとき、半導体レーザＳＬを適宜調整して、ブラックマトリックスＢＭ及びシールＳＭの少なくともいずれか一層に半導体レーザＳＬを照射するようにしてもよい。   FIG. 7C shows a heating process in which the black matrix BM and the seal SM are irradiated with the semiconductor laser SL to heat and vaporize them. This embodiment is different from the substrate cleaving method shown in FIGS. 5 and 6 in that the film C is not formed by the film forming unit 20 on the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT. That is, in the present embodiment, a part of the black matrix BM and the seal SM is used as the film C. Therefore, the semiconductor laser SL is irradiated to the defect part LP and the irradiation range AI2 around the defect part LP, and the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT adjacent thereto are heated through the black matrix BM and the seal SM. At this time, the semiconductor laser SL may be appropriately adjusted so that at least one of the black matrix BM and the seal SM is irradiated with the semiconductor laser SL.

本実施形態では、半導体レーザＳＬの焦点距離を調整することで、カラーフィルタ基板ＣＦの割断及びＴＦＴ基板ＴＦＴの割断を行うことができる。具体的には、カラーフィルタ基板ＣＦ側の割断の際は、ブラックマトリックスＢＭを加熱気化することでカラーフィルタ基板ＣＦの内側面が加熱され、これによってカラーフィルタ基板ＣＦの割断がなされる。一方、ＴＦＴ基板ＴＦＴ側の割断の際は、ＴＦＴ基板ＴＦＴに隣接するシールＳＭの一部を加熱することでＴＦＴ基板ＴＦＴの内側面が加熱され、これによってＴＦＴ基板ＴＦＴの割断がなされる。つまり、図７（Ｃ）で照射範囲ＡＩ２として示す箇所に、半導体レーザＳＬを照射することで、カラーフィルタ基板ＣＦとシールＳＭの一部を加熱気化させている。カラーフィルタ基板ＣＦ及びシールＳＭの内側がブラックマトリックスＢＭ及びシールＳＭの加熱気化によって加熱される。この加熱に起因するカラーフィルタ基板ＣＦ及びＴＦＴ基板ＴＦＴの熱応力による熱膨張及び熱収縮による変形が生じる。なお、この変形は上記した作用と同様である。こうして、図７（Ｄ）で示すように、シールＳＭに対応する位置を割断予定線Ｔとした、液晶パネルＬＣＰの割断が完了する。   In this embodiment, the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT can be cleaved by adjusting the focal length of the semiconductor laser SL. Specifically, when the color filter substrate CF is cleaved, the inner surface of the color filter substrate CF is heated by vaporizing the black matrix BM, whereby the color filter substrate CF is cleaved. On the other hand, when the TFT substrate TFT is cleaved, the inner surface of the TFT substrate TFT is heated by heating a part of the seal SM adjacent to the TFT substrate TFT, whereby the TFT substrate TFT is cleaved. That is, the color filter substrate CF and a part of the seal SM are heated and vaporized by irradiating the portion indicated by the irradiation range AI2 in FIG. 7C with the semiconductor laser SL. The inside of the color filter substrate CF and the seal SM is heated by heating and vaporizing the black matrix BM and the seal SM. The color filter substrate CF and the TFT substrate TFT caused by this heating cause thermal expansion due to thermal stress and deformation due to thermal contraction. This deformation is the same as the above-described action. Thus, as shown in FIG. 7D, the cleaving of the liquid crystal panel LCP is completed with the position corresponding to the seal SM as the cleaving planned line T.

また、本実施形態においては、膜Ｃをカラーフィルタ基板ＣＦ及びＴＦＴ基板ＴＦＴに塗布せずに割断する方法を例示したが、これに限定するものではない。例えば、上記図５及び図６に示した方法のようにカラーフィルタ基板ＣＦ及びＴＦＴ基板ＴＦＴの表面上に膜Ｃを形成して、この膜Ｃを半導体レーザＳＬによって加熱することで、基板を割断するようにしてもよい。   In the present embodiment, the method of cleaving the film C without applying it to the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT is exemplified, but the present invention is not limited to this. For example, the film C is formed on the surface of the color filter substrate CF and the TFT substrate TFT as in the method shown in FIGS. 5 and 6, and the substrate is cleaved by heating the film C with the semiconductor laser SL. You may make it do.

２０ａ 成膜ヘッド、３０ａ レーザヘッド、４０ａ 吸引部、４０ 吸引機構、Ｔ 割断予定線、Ｗ ワーク、Ｐ 切断部、ＬＰ 欠損部、ＬＣＰ 液晶パネル、ＳＭ シール、ＳＬ 半導体レーザ、Ｓ 余剰部分、Ｃ 膜 20a Deposition head, 30a Laser head, 40a Suction part, 40 Suction mechanism, T cutting planned line, W work, P cutting part, LP defect part, LCP liquid crystal panel, SM seal, SL semiconductor laser, S surplus part, C film

Claims (19)

割断予定線で基板を割断する基板割断方法であって、
前記割断予定線に沿って、前記基板の表面上に線状の膜を形成する線描工程と、
レーザ光を前記膜に照射して、前記膜を介して前記基板表面を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程に起因する前記基板の変形によって、前記割断予定線において前記基板を割断する割断工程と、
を備えることを特徴とする基板割断方法。 A substrate cleaving method for cleaving a substrate along a cleaving line,
A line drawing step for forming a linear film on the surface of the substrate along the planned cutting line;
A heating step of irradiating the film with laser light to heat the substrate surface through the film;
A cleaving step of cleaving the substrate at the planned cutting line due to deformation of the substrate resulting from the heating step;
A substrate cleaving method comprising: 断続する切断部を前記割断予定線に形成する切断部形成工程をさらに備え、
前記切断部形成工程の後、前記線描工程を行うことを特徴とする請求項１記載の基板割断方法。 Further comprising a cutting part forming step of forming a cutting part to be interrupted in the planned cutting line,
The substrate cutting method according to claim 1, wherein the drawing step is performed after the cutting portion forming step. 断続する切断部を前記割断予定線に形成する切断部形成工程をさらに備え、
前記線描工程の後、前記切断部形成工程を行うことを特徴とする請求項１記載の基板割断方法。 Further comprising a cutting part forming step of forming a cutting part to be interrupted in the planned cutting line,
The substrate cutting method according to claim 1, wherein the cutting part forming step is performed after the line drawing step. 前記基板は、複数層の積層体を含み、
前記割断予定線に沿ってレーザ光を前記基板に照射して、前記基板の内部における前記割断予定線に対応した前記積層体中の中間層に線状の欠損部を形成する欠損部形成工程と、
断続する切断部を前記割断予定線に形成する切断部形成工程と、
をさらに備え、
前記線描工程の前に前記欠損部形成工程と前記切断部形成工程とを行うことを特徴とする請求項１記載の基板割断方法。 The substrate includes a laminate of a plurality of layers,
A defect forming step of irradiating the substrate with laser light along the planned cutting line to form a linear defective part in the intermediate layer in the laminate corresponding to the planned cutting line inside the substrate; ,
A cutting portion forming step of forming a cutting portion to be interrupted in the planned cutting line;
Further comprising
2. The substrate cleaving method according to claim 1, wherein the defect forming step and the cut portion forming step are performed before the line drawing step. 割断予定線で、複数層の積層体を含む基板を割断する基板割断方法であって、
前記割断予定線に沿ってレーザ光を前記基板に照射して、前記基板の内部における前記割断予定線に対応した前記積層体中の中間層に線状の欠損部を形成する欠損部形成工程と、
レーザ光を前記欠損部およびその周辺部に照射して、前記中間層を介して前記中間層に隣接する少なくとも一層を加熱する加熱工程と、
前記加熱工程に起因する前記基板の変形によって、前記割断予定線において前記基板を割断する割断工程と、
を備えることを特徴とする基板割断方法。 It is a substrate cleaving method for cleaving a substrate including a multi-layer laminate with a cleaving planned line,
A defect forming step of irradiating the substrate with laser light along the planned cutting line to form a linear defective part in the intermediate layer in the laminate corresponding to the planned cutting line inside the substrate; ,
A heating step of irradiating the defect portion and its peripheral portion with laser light to heat at least one layer adjacent to the intermediate layer via the intermediate layer;
A cleaving step of cleaving the substrate at the planned cutting line due to deformation of the substrate resulting from the heating step;
A substrate cleaving method comprising: 前記基板は液晶パネルであり、前記中間層はシール部材を含むことを特徴とする請求項５記載の基板割断方法。   6. The substrate cleaving method according to claim 5, wherein the substrate is a liquid crystal panel, and the intermediate layer includes a sealing member. 断続する切断部を前記割断予定線に形成する切断部形成工程をさらに備え、
前記欠損部形成工程の後、前記切断部形成工程を行うことを特徴とする請求項５または６記載の基板割断方法。 Further comprising a cutting part forming step of forming a cutting part to be interrupted in the planned cutting line,
7. The substrate cleaving method according to claim 5, wherein the cut portion forming step is performed after the defect portion forming step. 前記基板はガラス基板を含み、前記レーザ光は、可視領域から近赤外領域の波長域の光であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項記載の基板割断方法。   The substrate cutting method according to any one of claims 1 to 7, wherein the substrate includes a glass substrate, and the laser light is light in a wavelength region from a visible region to a near infrared region. 前記レーザ光は、半導体レーザの発振光であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項記載の基板割断方法。   9. The substrate cleaving method according to claim 1, wherein the laser light is oscillation light of a semiconductor laser. 前記膜は、前記基板における余剰部分の、前記基板表面上に形成されることを特徴とする請求項１から４、８、９のいずれか一項記載の基板割断方法。   10. The substrate cleaving method according to claim 1, wherein the film is formed on a surface of the substrate in an excessive portion of the substrate. 11. 前記線描工程は、前記膜の材料を前記基板に塗布することによって行うことを特徴とする請求項１から４、８から１０のいずれか一項記載の基板割断方法。   11. The substrate cleaving method according to claim 1, wherein the line drawing step is performed by applying a material of the film to the substrate. 前記加熱工程で前記膜が加熱気化されることで発生する気体を吸引する吸引工程をさらに備えることを特徴とする１から４、８から１１のいずれか一項記載の基板割断方法。   The substrate cleaving method according to any one of claims 1 to 4, and 8 to 11, further comprising a suction step of sucking a gas generated by heating and vaporizing the film in the heating step. 断続する切断部を含む割断予定線で基板を割断する基板割断装置であって、
前記基板の表面上に線状の膜を形成する成膜ヘッドを有する成膜ユニットと、
レーザ光を照射するレーザヘッドを有するレーザユニットと、
前記成膜ヘッドと前記レーザヘッドとを前記割断予定線に沿って移動させる移動機構と、
前記成膜ヘッドによる前記膜の塗布、前記移動機構による前記成膜ヘッド及び前記レーザヘッドの移動、及び前記レーザヘッドによる前記レーザ光の照射を制御する制御部と、
を備えることを特徴とする基板割断装置。 A substrate cleaving device that cleaves a substrate along a cleaving line including a cut portion to be interrupted,
A film forming unit having a film forming head for forming a linear film on the surface of the substrate;
A laser unit having a laser head for irradiating a laser beam;
A moving mechanism for moving the film forming head and the laser head along the planned cutting line;
A controller that controls application of the film by the film formation head, movement of the film formation head and the laser head by the moving mechanism, and irradiation of the laser light by the laser head;
A substrate cleaving device comprising: 前記レーザユニットは、半導体レーザを発振させるレーザ発振器を備えることを特徴とする請求項１３記載の基板割断装置。   14. The substrate cutting apparatus according to claim 13, wherein the laser unit includes a laser oscillator that oscillates a semiconductor laser. 前記成膜ヘッドは、前記基板における余剰部分の、前記基板表面上に、前記膜を形成することを特徴とする請求項１３または１４記載の基板割断装置。   15. The substrate cleaving apparatus according to claim 13, wherein the film forming head forms the film on the surface of the substrate in an excess portion of the substrate. 前記移動機構は、前記成膜ヘッドと前記レーザヘッドとを共に移動させる一つの移動ユニットを備えることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか一項記載の基板割断装置。   16. The substrate cleaving apparatus according to claim 13, wherein the moving mechanism includes one moving unit that moves the film forming head and the laser head together. 前記移動機構は、前記成膜ヘッドと前記レーザヘッドとをそれぞれ別々に移動させる二つの移動ユニットを備えることを特徴とする請求項１３から１５のいずれか一項記載の基板割断装置。   16. The substrate cleaving apparatus according to claim 13, wherein the moving mechanism includes two moving units that move the film forming head and the laser head separately. 前記レーザ光を前記膜に照射して、前記膜が加熱気化されることで発生する気体を吸引する吸引部を有する吸引機構をさらに備えることを特徴とする請求項１３から１７のいずれか一項記載の基板割断装置。   18. The apparatus according to claim 13, further comprising a suction mechanism that has a suction unit that irradiates the film with the laser light and sucks a gas generated by heating and vaporizing the film. The board | substrate cleaving apparatus of description. 前記吸引部は、前記移動機構による前記レーザヘッドの移動に追従させるべく、前記レーザヘッドと一体に設けられることを特徴とする請求項１８記載の基板割断装置。   19. The substrate cleaving apparatus according to claim 18, wherein the suction unit is provided integrally with the laser head so as to follow the movement of the laser head by the moving mechanism.

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