WO2007037118A1

WO2007037118A1 - Laser cutting device, laser cutting system and laser cutting method for brittle material

Info

Publication number: WO2007037118A1
Application number: PCT/JP2006/318039
Authority: WO
Inventors: Hirotaka Koyama; Masakazu Hayashi
Original assignee: Shibaura Mechatronics Corporation
Priority date: 2005-09-28
Filing date: 2006-09-12
Publication date: 2007-04-05
Also published as: TW200730287A

Abstract

A laser cutting device for a brittle material capable of realizing the high quality and high speed cutting of a substrate formed of the brittle material to be cut irrespective of the size of the substrate to be cut. In the laser cutting device (1), the substrate (60) is positioned on the holding table (11) of a substrate holding mechanism (10) while its lower end part is supported by rollers (16). The holding table (11) is kept in a titled state by a predetermined angle (θ) relative to a vertical direction (P) so that the substrate (60) can be held on the holding table (11) in such a state that a planned cutting line (71) for the substrate (60) is tilted by the predetermined angle (θ) relative to the vertical direction (P). The substrate (60) is held in a floated state by pressure air (G) jetted from the pressure air holes (12) of the holding table (11). When a laser radiation unit (20) and a cooling unit (30) are moved, by a moving unit (40), from the upper side to the lower side of the substrate (60) along the planned cutting line (71) for the substrate (60) relative to the substrate (60) positioned by the substrate holding mechanism (10), a crack (61) advances from the upper side to the lower side of the substrate (60) along the planned cutting line (71).

Description

明細書 Specification

脆性材料のレーザ割断装置、レーザ割断システム及びその方法技術分野 Technical Field of the Invention Fragile material laser cleaving apparatus, laser cleaving system and method

[0001] 本発明は、脆性材料 (硬く脆い材料)からなる被加工基板を局部的に加熱し、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加工を行うレーザ割断装置に係り、とりわけ、脆性材料カゝらなる被加工基板の高品位でかつ高速な割断加工を実現することができる、脆性材料のレーザ割断装置及びその方法に関する。なお、本明細書において「被加工基板」とは、脆性材料力もなる基板一般をいい、ガラス基板に限らず、セラミック材ゃシリコン、ガリユウム砒素、サフアイャ等カもなる各種の板状の基板をも含むものとする。 TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a laser cleaving apparatus that locally heats a work substrate made of a brittle material (hard and brittle material), and causes the work substrate to crack by the thermal stress. In particular, the present invention relates to a brittle material laser cleaving apparatus and method capable of realizing high-quality and high-speed cleaving of a substrate to be processed such as a brittle material. In this specification, the “substrate to be processed” means a general substrate having brittle material strength, and is not limited to a glass substrate, but includes various plate-like substrates including ceramic materials such as silicon, gallium arsenide, and sapphire. Shall also be included.

背景技術 Background art

[0002] 従来から、脆性材料カゝらなる被加工基板に対して割断加工を行う方法として、レーザビームを用いて脆性材料力もなる被加工基板を局部的に加熱するとともに水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 1〜3参照)。 Conventionally, as a method of cleaving a workpiece substrate made of a brittle material cover, the workpiece substrate that also has brittle material force is locally heated using a laser beam, and locally by water or the like. Has been proposed in which the substrate to be processed is cracked by the thermal stress (see Patent Documents 1 to 3).

[0003] 例えば、被加工基板としてフラットパネルディスプレイ用のガラス基板 (「FPD基板」ともいう）が用いられる場合を例に挙げると、このような FPD基板に対する割断加工は、通常、 FPD基板を保持機構 (例えば載置テーブル等)上に水平に置いた状態で行われる。 [0003] For example, when a glass substrate for a flat panel display (also referred to as an "FPD substrate") is used as a substrate to be processed, such a cleaving process for an FPD substrate usually holds the FPD substrate. It is performed in a state where it is placed horizontally on a mechanism (such as a mounting table).

[0004] この場合、 FPD基板の基板サイズが小さい場合にはあまり問題にならないが、基板サイズが大きくなると、 FPD基板の表面と保持機構との間の摩擦抵抗等により FPD 基板がその面内方向への移動に関して拘束力を受け、割断加工を精度よく行うことが困難になる。 [0004] In this case, this is not a problem when the substrate size of the FPD substrate is small. However, when the substrate size increases, the FPD substrate moves in the in-plane direction due to frictional resistance between the surface of the FPD substrate and the holding mechanism. It becomes difficult to perform cleaving with high accuracy due to the restraining force with respect to the movement to.

[0005] そこで一般には、このような問題を避けるために、 FPD基板を保持する保持機構として、 FPD基板との接触面積を極力減らすような表面形状を持つ載置テーブルを用 V、たり、 FPD基板を浮力して保持することが可能な圧力エアテーブルを用いたりしている。 [0006] しカゝしながら、上述したような保持機構を用いる従来の方法では、 FPD基板の全体を均一に水平にすることが困難であり、 FPD基板自体の自重によって FPD基板の部位に生じている応力に不均衡が生まれやすい。このため、このような状態で割断加工を行った場合には、 FPD基板の割断予定線の近傍の部分に加わる応力が均一とならず、 FPD基板に形成される亀裂 (割断線)が曲がったり、また、割断加工自体が途中で停止してしまうという問題がある。また、上述したような保持機構を用いる従来の方法では、 FPD基板が元々持つ厚みの公差やそり、内部残留応力等を考慮して保持機構を設計しなければならな、という問題もある。 Therefore, in general, in order to avoid such a problem, a mounting table having a surface shape that reduces the contact area with the FPD substrate as much as possible is used as a holding mechanism for holding the FPD substrate. A pressure air table that can hold the FPD substrate buoyant is used. [0006] However, with the conventional method using the holding mechanism as described above, it is difficult to uniformly level the entire FPD board. The weight of the FPD board itself causes the FPD board to move to the position of the FPD board. Imbalance is likely to occur in the stress that is generated. For this reason, when cleaving is performed in such a state, the stress applied to the portion of the FPD board near the planned cutting line is not uniform, and the crack (breaking line) formed in the FPD board is bent. In addition, there is a problem that the cutting process itself stops in the middle. In addition, the conventional method using the above-described holding mechanism has a problem that the holding mechanism must be designed in consideration of the thickness tolerance, warpage, internal residual stress, and the like inherent in the FPD substrate.

特許文献 1 :特開平 7— 328781号公報 Patent Document 1: JP-A-7-328781

特許文献 2：特開平 7— 323384号公報 Patent Document 2: JP-A-7-323384

特許文献 3：特開 2003 - 34545号公報 Patent Document 3: Japanese Patent Laid-Open No. 2003-34545

発明の開示 Disclosure of the invention

発明が解決しょうとする課題 Problems to be solved by the invention

[0007] 本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、被カ卩ェ基板の大きさにかかわらず、脆性材料力なる被加工基板の高品位でかつ高速な割断加工を実現することができる、脆性材料のレーザ割断装置及びその方法を提供することを目的とする。課題を解決するための手段 [0007] The present invention has been made in consideration of such points, and can perform high-quality and high-speed cutting of a substrate to be processed that has brittle material strength regardless of the size of the substrate to be covered. An object of the present invention is to provide a brittle material laser cleaving apparatus and method that can be realized. Means for solving the problem

[0008] 本発明は、その第 1の解決手段として、脆性材料カゝらなる被加工基板を局部的に加熱し、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加工を行うレ一ザ割断装置において、被加工基板を保持する基板保持機構と、前記基板保持機構により保持された前記被加工基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱することにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせるレーザ照射ュ-ットと、前記レーザ照射ユニットにより前記被加工基板に生じた亀裂が当該被加工基板の割断予定線に沿って進展するように、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させる移動ユニットとを備え、前記基板保持機構は、前記被加工基板に対して加えられる法線方向の保持力が最小限に抑えられるように当該被加工基板の割断予定線が略鉛直方向を向く状態又は前記割断予定線が鉛直方向から所定の角度だけ倒れた状態で当該被加工基板をその少なくとも一方の面の側から保持する基板面保持部と、この基板面保持部により保持された前記被加工基板の下端部を支持する下端支持部とを有することを特徴とするレーザ割断装置を提供する。 [0008] The first solution of the present invention is a method of locally heating a substrate to be processed, which is a brittle material cover, and cracking the substrate by causing the thermal stress to crack. In the cleaving apparatus, a substrate holding mechanism that holds a substrate to be processed, and a laser beam is irradiated onto the substrate to be processed held by the substrate holding mechanism to locally heat the substrate to be processed. The laser irradiation unit that causes cracks in the substrate to be processed and the cracks generated in the substrate to be processed by the laser irradiation unit so that the cracks propagate along the planned cutting line of the substrate to be processed. A moving unit that moves a region heated locally on the processing substrate relative to the processing substrate, and the substrate holding mechanism is a normal line applied to the processing substrate. Directional holding force The substrate to be processed while the state or where the expected splitting line expected splitting line of the substrate to be processed to be suppressed is oriented substantially vertically fell by a predetermined angle from the vertical direction to a minimum A laser cleaving apparatus comprising: a substrate surface holding portion that is held from at least one surface side; and a lower end support portion that supports a lower end portion of the substrate to be processed held by the substrate surface holding portion. provide.

[0009] なお、上述した本発明の第 1の解決手段において、前記基板保持機構の前記基板面保持部は、前記被加工基板の割断予定線が鉛直方向から所定の角度だけ倒れた状態で当該被加工基板をその片方の面の側カゝら保持する保持テーブルを有することが好ましい。ここで、前記保持テーブルは、前記被加工基板へ向けて圧力空気を噴き出すための少なくとも 1つ以上の圧力空気孔を有し、この圧力空気孔が圧力空気を供給するための圧力空気供給機構に接続されているとよい。また、前記保持テ一ブルは、前記被カ卩ェ基板の面内方向への移動に対する拘束力を最小限に抑えることが可能な接触構造を有して、てもよ、。 [0009] Note that in the first solving means of the present invention described above, the substrate surface holding portion of the substrate holding mechanism is in a state where the planned cutting line of the substrate to be processed is tilted by a predetermined angle from the vertical direction. It is preferable to have a holding table for holding the substrate to be processed from the side of one side thereof. Here, the holding table has at least one pressure air hole for ejecting the pressure air toward the substrate to be processed, and the pressure air supply mechanism for supplying the pressure air by the pressure air hole It is good to be connected to. Further, the holding table may have a contact structure capable of minimizing a restraining force with respect to the movement of the substrate to be covered in the in-plane direction.

[0010] また、上述した本発明の第 1の解決手段において、前記保持テーブルは、前記被加工基板に対して当該保持テーブルの側力レーザビームを照射することができるように少なくとも前記被加工基板の割断予定線の近傍の部分に開口部を有して、てちょい。 [0010] Further, in the first solving means of the present invention described above, at least the substrate to be processed so that the holding table can irradiate the workpiece substrate with a side force laser beam of the holding table. Have an opening in the vicinity of the planned cutting line.

[0011] さらに、上述した本発明の第 1の解決手段において、前記基板保持機構の前記基板面保持部は、前記被加工基板の割断予定線が略鉛直方向を向く状態又は前記割断予定線が鉛直方向から所定の角度だけ倒れた状態で当該被加工基板をその両方の面の側から保持する一対の保持テーブルを有し、これらの一対の保持テープルのうちの少なくとも一つは、前記被加工基板に対してレーザビームを照射することができるように少なくとも前記被加工基板の割断予定線の近傍の部分に開口部を有していてもよい。ここで、前記各保持テーブルは、前記被加工基板へ向けて圧力空気を噴き出すための少なくとも 1つ以上の圧力空気孔を有し、この圧力空気孔が圧力空気を供給するための圧力空気供給機構に接続されているとよい。また、前記各保持テーブルは、前記被加工基板の面内方向への移動に対する拘束力を最小限に抑えることが可能な接触構造を有して、てもよ、。 [0011] Furthermore, in the first solving means of the present invention described above, the substrate surface holding portion of the substrate holding mechanism is in a state in which a planned cutting line of the substrate to be processed is oriented in a substantially vertical direction or the planned cutting line. Has a pair of holding tables that hold the substrate to be processed from both sides in a state where the substrate is tilted by a predetermined angle from the vertical direction, and at least one of the pair of holding tables includes An opening may be provided at least in the vicinity of the planned cutting line of the substrate to be irradiated with the laser beam. Here, each holding table has at least one or more pressure air holes for ejecting the pressure air toward the substrate to be processed, and the pressure air holes for supplying the pressure air. It may be connected to a supply mechanism. Further, each holding table may have a contact structure capable of minimizing a restraining force against movement of the substrate to be processed in an in-plane direction.

[0012] さらに、上述した本発明の第 1の解決手段において、前記基板保持機構の前記下端支持部は、前記被加工基板の面内方向のうち前記割断予定線に垂直な方向への当該被加工基板の移動に対する拘束力を最小限に抑えることが可能な接触構造を有することが好ましい。ここで、前記基板保持機構の前記下端支持部は、前記被カロェ基板の支持位置を任意に変えるように前記下端支持部を前記基板面保持部に対して相対的に移動させる支持位置移動機構を有するとよい。また、前記基板保持機構の前記下端支持部は、前記被加工基板により加えられる荷重を検出する荷重センサを有するとよい。さらに、前記荷重センサにより検出された検出結果に基づいて前記支持位置移動機構を制御する制御装置をさらに備えてよい。なお、前記制御装置は、前記荷重センサにより検出された検出結果に基づいて前記移動ユニット及び前記レーザ照射ユニットのうちの少なくとも一つを制御してもよい。 [0012] Further, in the first solving means of the present invention described above, the lower end support portion of the substrate holding mechanism extends in a direction perpendicular to the planned cutting line in an in-plane direction of the substrate to be processed. It is preferable to have a contact structure capable of minimizing the restraining force against the movement of the substrate to be processed. Here, the lower end support portion of the substrate holding mechanism moves the lower end support portion relative to the substrate surface holding portion so as to arbitrarily change the support position of the substrate to be caloeed. It is good to have a mechanism. The lower end support part of the substrate holding mechanism may have a load sensor for detecting a load applied by the substrate to be processed. Furthermore, a control device that controls the support position moving mechanism based on a detection result detected by the load sensor may be further provided. The control device may control at least one of the moving unit and the laser irradiation unit based on a detection result detected by the load sensor.

[0013] さらに、上述した本発明の第 1の解決手段において、前記移動ユニットは、前記レ一ザ照射ユニットにより前記被加工基板に生じた亀裂が当該被加工基板の割断予定線に沿って当該被加工基板の上方側から下方側へ進展するように、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させることが好ましい。 [0013] Further, in the first solving means of the present invention described above, in the moving unit, the crack generated in the workpiece substrate by the laser irradiation unit may be along a cutting schedule line of the workpiece substrate. It is preferable to move the locally heated region on the substrate to be processed relative to the substrate to be processed so as to progress from the upper side to the lower side of the substrate to be processed.

[0014] さらに、上述した本発明の第 1の解決手段においては、前記レーザ照射ユニットにより前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を局部的に冷却する冷却ュニットをさらに備え、前記移動ユニットは、前記レーザ照射ユニット及び前記冷却ュニットにより前記被加工基板上で局部的に加熱及び冷却が行われた領域を当該被カロェ基板に対して相対的に移動させることが好ましい。 [0014] Further, in the first solving means of the present invention described above, there is further provided a cooling unit for locally cooling a region heated locally on the workpiece substrate by the laser irradiation unit. And the moving unit moves a region heated and cooled locally on the substrate to be processed by the laser irradiation unit and the cooling unit relative to the substrate to be processed. It is preferable.

[0015] なお、上述した本発明の第 1の解決手段において、前記被加工基板は、フラットパネルディスプレイ、太陽電池パネル又はその他の機能パネル用の基板であることが好ましい。 [0015] In the first solving means of the present invention described above, the substrate to be processed is preferably a substrate for a flat panel display, a solar cell panel, or other functional panel.

[0016] 本発明は、その第 2の解決手段として、脆性材料カゝらなる被加工基板を局部的に加熱し、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加工を行うレ一ザ割断方法において、割断対象となる被加工基板を、当該被加工基板の割断予定線が略鉛直方向を向く状態又は前記割断予定線が鉛直方向から所定の角度だけ倒れた状態で準備する準備工程と、前記準備工程により準備された前記被加工基板の状態を維持しながら、前記被加工基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱しつつ、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板の割断予定線に沿って移動させることにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせるとともに当該亀裂を進展させる割断工程とを含むことを特徴とするレーザ割断方法を提供する。 [0016] As a second solution, the present invention locally heats a substrate to be processed, which is a brittle material cover, and cracks the substrate to be cut by the thermal stress to perform cleaving. In the cleaving method, prepare a substrate to be cut in a state where the cutting line of the substrate to be processed is in a substantially vertical direction or the planned cutting line is tilted by a predetermined angle from the vertical direction. While maintaining the state of the substrate to be processed prepared in the preparation step and the preparation step, the substrate to be processed is irradiated with a laser beam while the substrate to be processed is irradiated. While the substrate is heated locally, the region heated on the substrate to be processed is moved along the planned cutting line of the substrate to be processed, thereby causing a crack in the substrate to be processed. And a cleaving step for causing the crack to propagate, and a laser cleaving method characterized by comprising the following:

[0017] なお、上述した本発明の第 2の解決手段においては、前記割断工程において、前記被加工基板に生じた亀裂が当該被加工基板の割断予定線に沿って当該被加工基板の上方側から下方側へ進展するように、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させることが好ましい。 [0017] Note that, in the above-described second solving means of the present invention, in the cleaving step, a crack generated in the substrate to be processed is located above the substrate to be processed along a planned cutting line of the substrate to be processed. It is preferable that the region heated locally on the substrate to be processed is moved relative to the substrate to be processed so as to progress downward from the side.

[0018] また、上述した本発明の第 2の解決手段においては、前記割断工程において、前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を冷却しながら、前記被加工基板上で局部的に加熱及び冷却が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させることが好ましい。 [0018] Further, in the second solving means of the present invention described above, in the cleaving step, the region heated locally on the substrate to be processed is cooled on the substrate to be processed. It is preferable to move the region heated and cooled locally relative to the substrate to be processed.

[0019] 本発明は、基板保持機構の基板面保持部が、被加工基板の割断予定線近傍に開口部を有し、レーザ照射ユニットが、基板面保持部の裏面側に設けられ、レーザビームを照射して、前記基板面保持部の開口部を通過させ、当該被加工基板の一方の面の割断予定線を局部的に加熱することにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせる第一レーザ照射ユニットと、基板面保持部の表面側に設けられ、レーザビームを照射して当該被加工基板の他方の面の割断予定線を局部的に加熱することにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせる第二レーザ照射ユニットとを有し、移動ユニットは、第一レーザ照射ユニットを保持して移動させる第一移動ユニットと、第二レーザ照射ユニットを保持して移動させる第二移動ユニットとを有することを特徴とするレーザ割断装置である。 In the present invention, the substrate surface holding portion of the substrate holding mechanism has an opening near the planned cutting line of the substrate to be processed, and the laser irradiation unit is provided on the back side of the substrate surface holding portion. The substrate to be processed is cracked by locally irradiating the planned cutting line on one surface of the substrate to be processed through the opening of the substrate surface holding portion. One laser irradiation unit and a substrate surface holding portion are provided on the surface side of the substrate to be processed, and the laser beam is irradiated to locally heat the cleaved line on the other surface of the substrate to be processed. A second laser irradiation unit that causes a crack in the first moving unit that holds and moves the first laser irradiation unit, and a second movement that moves while holding the second laser irradiation unit. Having a unit and A laser breaking device according to symptoms.

[0020] 本発明は、基板面保持部の裏面側に設けられ、第一移動ユニットにより保持され移動するとともに、第一レーザ照射ユニットにより加熱された被加工基板の一方の面の割断予定線を冷却する第一冷却ユニットと、基板面保持部の表面側に設けられ、第二移動ユニットにより保持され移動するとともに、第二レーザ照射ユニットにより加熱された被加工基板の他方の面の割断予定線を冷却する第二冷却ユニットとを更に備えたことを特徴とするレーザ割断装置である。 [0021] 本発明は、第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニットと第一冷却ユニットとの間の距離、又は第二移動ユニットにより保持された第二レーザ照射ュ- ットと第二冷却ユニットとの間の距離が、任意に変更できることを特徴とするレーザ割断装置である。 [0020] The present invention is provided on the back surface side of the substrate surface holding portion, is held and moved by the first moving unit, and is a cutting line for cutting one surface of the substrate to be processed heated by the first laser irradiation unit. A first cooling unit that cools the substrate and a surface of the substrate surface holding portion, and is held and moved by the second moving unit, and the other surface of the substrate to be processed heated by the second laser irradiation unit is cleaved. A laser cleaving apparatus further comprising a second cooling unit for cooling the planned line. [0021] The present invention provides a distance between the first laser irradiation unit and the first cooling unit held by the first moving unit, or the second laser irradiation unit and the first laser irradiation unit held by the second moving unit. The laser cleaving apparatus is characterized in that the distance between the two cooling units can be arbitrarily changed.

[0022] 本発明は、第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニットと、第二移動ユニットにより保持された第二レーザ照射ユニットとの相対位置、又は第一移動ュ- ットにより保持された第一冷却ユニットと、第二移動ユニットにより保持された第二冷却ユニットとの相対位置が、任意に変更できることを特徴とするレーザ割断装置である。 [0022] The present invention relates to a relative position between the first laser irradiation unit held by the first moving unit and the second laser irradiation unit held by the second moving unit, or held by the first moving unit. The laser cleaving apparatus is characterized in that the relative position between the first cooling unit and the second cooling unit held by the second moving unit can be arbitrarily changed.

[0023] 本発明は、第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニット及び第一冷却ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向が各々、第二移動ユニットにより保持された第二レーザ照射ユニット及び第二冷却ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向と、独立に変更できることを特徴とする記載の装置である。 [0023] In the present invention, the relative moving speed and Z or moving direction of the first laser irradiation unit and the first cooling unit held by the first moving unit with respect to the substrate to be processed are each held by the second moving unit. The second laser irradiation unit and the second cooling unit that have been moved can be changed independently of the relative moving speed and Z or moving direction with respect to the substrate to be processed.

[0024] 本発明は、第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニット及び第一冷却ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向が各々、第二移動ユニットにより保持された第二レーザ照射ユニット及び第二冷却ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向と、異なることを特徴とするレーザ割断装置である。 [0024] In the present invention, the relative moving speed and Z or moving direction of the first laser irradiation unit and the first cooling unit held by the first moving unit with respect to the substrate to be processed are each held by the second moving unit. The laser cleaving apparatus is characterized in that the relative movement speed and Z or movement direction of the second laser irradiation unit and the second cooling unit are different with respect to the substrate to be processed.

[0025] 本発明は、第一レーザ照射ユニット及び第一冷却ユニットを保持する第一移動ュ- ットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向が、第二レーザ照射ユニット及び第二冷却ユニットを保持する第二移動ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向と、独立に変更できることを特徴とするレーザ割断装置である。 [0025] In the present invention, the relative movement speed and Z or movement direction of the first moving unit holding the first laser irradiation unit and the first cooling unit with respect to the substrate to be processed are such that the second laser irradiation unit and The laser cleaving apparatus, wherein the second moving unit holding the second cooling unit can be changed independently of the relative moving speed and Z or moving direction with respect to the substrate to be processed.

[0026] 本発明は、第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニットと第一冷却ユニットとの間の距離、及び第二移動ユニットにより保持された第二レーザ照射ュ- ットと第二冷却ユニットとの間の距離が、リアルタイムで調整でき、第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニットと、第二移動ユニットにより保持された第二レ一ザ照射ユニットとの相対位置、及び第一移動ユニットにより保持された第一冷却ュニットと、第二移動ユニットにより保持された第二冷却ユニットとの相対位置が、リアルタイムで調整でき、第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニット及び第一冷却ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び z又は移動方向と、第二移動ユニットにより保持された第二レーザ照射ユニット及び第二冷却ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向が、リアルタイムで調整できることを特徴とするレーザ割断装置である。 [0026] The present invention relates to the distance between the first laser irradiation unit and the first cooling unit held by the first moving unit, and the second laser irradiation unit and the second laser irradiation unit held by the second moving unit. The distance between the two cooling units can be adjusted in real time, and the first laser irradiation unit held by the first moving unit and the second laser held by the second moving unit. The relative position between the first cooling unit and the relative position between the first cooling unit held by the first moving unit and the second cooling unit held by the second moving unit can be adjusted in real time. The relative moving speed and z or moving direction of the first laser irradiation unit and the first cooling unit held by the one moving unit with respect to the substrate to be processed, and the second laser irradiation unit and the second holding unit held by the second moving unit. The laser cleaving apparatus is characterized in that the relative moving speed and Z or moving direction of the cooling unit with respect to the substrate to be processed can be adjusted in real time.

[0027] 本発明は、第一レーザ照射ユニット及び第二レーザ照射ユニットから被加工基板に照射されるレーザ光の照射条件が、調整自在であり、第一冷却ユニット及び第二冷却ユニットによって、加熱された被加工基板の割断予定線を冷却する冷却条件は、調整自在であることを特徴とするレーザ割断装置である。 [0027] In the present invention, the irradiation condition of the laser beam irradiated onto the substrate to be processed from the first laser irradiation unit and the second laser irradiation unit is adjustable, and the first cooling unit and the second cooling unit The laser cleaving apparatus is characterized in that the cooling condition for cooling the cleaved line of the heated substrate to be processed is adjustable.

[0028] 本発明は、上述のレーザ割断装置と、脆性材料力なる板状部材をニ枚以上貼り合わせてなる被加工基板とを備え、レーザ割断装置によって、被加工基板に亀裂を生じさせて割断加工することを特徴とするレーザ割断システムである。 [0028] The present invention includes the laser cleaving apparatus described above and a substrate to be processed in which two or more plate-like members having brittle material strength are bonded together, and the laser cleaving apparatus causes a crack in the substrate to be processed. A laser cleaving system characterized by cleaving.

[0029] 本発明は、被カ卩ェ基板力フラットパネルディスプレイ又は太陽電池パネルであることを特徴とするレーザ割断システムである。 [0029] The present invention is a laser cleaving system characterized in that the substrate power is a flat panel display or a solar cell panel.

発明の効果 The invention's effect

[0030] 本発明によれば、割断対象となる被加工基板を、基板保持機構により、被加工基板の割断予定線が略鉛直方向を向く状態又は鉛直方向から所定の角度だけ倒れた状態で保持するとともに、この状態で、基板保持機構により位置決めされた被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を相対的に移動させることにより割断加工を行うようにしているので、被加工基板に対して加えられる法線方向の保持力を最小限に抑えることができる。このため、被加工基板の面内方向のうち割断予定線に垂直な方向（水平方向）への当該被加工基板の移動に対する拘束力（摩擦抵抗等)を可能な限り小さくすることができ、被加工基板の割断加工を高品位でかつ高速に行うことができる。また、被加工基板の面内方向のうち割断予定線に垂直な方向（水平方向）への当該被加工基板の移動に対する拘束力が小さいので、被加工基板の面内方向に力かる応力の不均衡も相当程度解消することができる。図面の簡単な説明 [0030] According to the present invention, the substrate to be processed that is to be cleaved is placed in a state in which the planned cleaving line of the substrate to be cleaved faces in a substantially vertical direction or is tilted by a predetermined angle from the vertical direction by the substrate holding mechanism. In this state, the cleaving process is performed by relatively moving the region heated locally on the workpiece substrate positioned by the substrate holding mechanism. The holding force in the normal direction applied to the processed substrate can be minimized. For this reason, the restraining force (friction resistance, etc.) against the movement of the substrate to be processed in the direction perpendicular to the cutting line (horizontal direction) in the in-plane direction of the substrate to be processed can be minimized. It is possible to cleave the substrate to be processed with high quality and high speed. In addition, since the restraining force against the movement of the substrate to be processed in the direction perpendicular to the cutting line (horizontal direction) in the in-plane direction of the substrate to be processed is small, there is no stress applied to the in-plane direction of the substrate to be processed. Equilibrium can be resolved to a considerable extent. Brief Description of Drawings

[0031] [図 1A]本発明の第 1の実施形態に係る脆性材料のレーザ割断装置を示す斜視図。 FIG. 1A is a perspective view showing a brittle material laser cleaving apparatus according to a first embodiment of the present invention.

[図 1B]図 1Aに示すレーザ割断装置を IB方向力も見た側面図。 FIG. 1B is a side view of the laser cleaving apparatus shown in FIG.

[図 2]図 1A及び図 1Bに示すレーザ割断装置のうち被加工基板を保持する基板保持機構の保持テーブルの一変形例を示す要部斜視図。 FIG. 2 is a perspective view of an essential part showing a modified example of a holding table of a substrate holding mechanism that holds a substrate to be processed in the laser cleaving apparatus shown in FIGS. 1A and 1B.

[図 3A]本発明の第 2の実施形態に係る脆性材料のレーザ割断装置を示す斜視図。 FIG. 3A is a perspective view showing a brittle material laser cleaving apparatus according to a second embodiment of the present invention.

[図 3B]図 3Aに示すレーザ割断装置の ΙΠΒ— ΠΙΒ線に沿った断面図。 FIG. 3B is a cross-sectional view of the laser cleaving apparatus shown in FIG.

[図 4]本発明の第 3の実施形態に係る脆性材料のレーザ割断装置を示す斜視図。 FIG. 4 is a perspective view showing a laser cleaving apparatus for a brittle material according to a third embodiment of the present invention.

[図 5]図 4に示すレーザ割断装置の V部分の拡大図。 FIG. 5 is an enlarged view of a V portion of the laser cleaving apparatus shown in FIG.

[図 6]割断対象となる被加工基板の割断予定線に加えられる応力を説明するための概略図。 FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the stress applied to the planned cutting line of the substrate to be cut.

[図 7]本発明によるレーザ割断装置 1の第 4の実施の形態を示す斜視図。 FIG. 7 is a perspective view showing a fourth embodiment of the laser cleaving apparatus 1 according to the present invention.

[図 8]本発明によるレーザ割断装置 1の第 4の実施の形態の変形例を示す斜視図。発明を実施するための形態 FIG. 8 is a perspective view showing a modification of the fourth embodiment of the laser cleaving apparatus 1 according to the present invention. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

[0032] 以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[0033] 第 1の実施形態 [0033] First Embodiment

まず、図 1A及び図 1Bにより、本発明の第 1の実施形態に係るレーザ割断装置について説明する。 First, the laser cleaving apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A and 1B.

[0034] 図 1A及び図 1Bに示すように、本発明の第 1の実施形態に係るレーザ割断装置 1 は、脆性材料力もなる被加工基板 60を局部的に加熱し、その熱応力によって被加工基板 60に亀裂 (割断線) 61を生じさせて割断加工を行うものであり、被加工基板 60 を保持する基板保持機構 10と、基板保持機構 10により保持された被加工基板 60に対して割断加工を行うためのレーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30と、被力卩ェ基板 60に対してレーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30を相対的に移動させる移動ユニット 40とを備えている。なおここでは、割断対象となる被加工基板 60として、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板 (「FPD基板」とも、う）が用いられるものとする [0034] As shown in FIGS. 1A and 1B, the laser cleaving apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention locally heats a substrate to be processed 60 that also has brittle material force, and the workpiece is processed by the thermal stress. The substrate 60 is cleaved by generating cracks (breaking lines) 61. The substrate holding mechanism 10 that holds the substrate 60 to be processed and the substrate 60 that is held by the substrate holding mechanism 10 are cleaved. A laser irradiation unit 20 and a cooling unit 30 for performing processing, and a moving unit 40 for moving the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 relative to the target substrate 60 are provided. Here, a glass substrate for flat panel display (also called “FPD substrate”) is used as the substrate 60 to be cut.

[0035] このうち、基板保持機構 10は、被加工基板 60に対して加えられる法線方向の保持力が最小限に抑えられるように被加工基板 60の割断予定線 71が鉛直方向 Pから所定の角度 Θだけ倒れた状態で当該被加工基板 60をその裏面側から保持する保持テーブル (基板面保持部） 11と、この保持テーブル 11により保持された被加工基板 6 0の下端部を支持する複数のローラ（下端支持部） 16とを有する。ここで、保持テープル 11は、被加工基板 60へ向けて圧力空気 Gを噴き出すための複数の圧力空気孔 1 2を有しており、被カ卩ェ基板 60の面内方向への移動に対する拘束力を最小限に抑えることができるようになつている。なお、圧力空気孔 12は、保持テーブル 11内の内部連通孔 13及び圧力空気用導管 14を介して、圧力空気を供給するためのポンプ（圧力空気供給機構） 15に接続されている。また、各ローラ 16は、支軸 16aにより保持テーブル 11に回動自在に取り付けられており、被加工基板 60の下端部への接触構造として、被加工基板 60の面内方向のうち割断予定線 71に垂直な方向（水平方向）への当該被加工基板 60の移動に対する拘束力を最小限に抑えることが可能な接触構造を備えている。すなわち、被加工基板 60の下端部への接触構造には、被加工基板 60の重量とほぼ同じ分の負荷力かかるので、この負荷によって被カ卩ェ基板 60 の面内方向のうち割断予定線 71に垂直な方向（水平方向）への当該被加工基板 60 の移動が拘束されることとなる。ここでは、被加工基板 60の下端部への接触構造として、支軸 16aにより保持テーブル 11に回動自在に取り付けられたローラ 16を用いているので、被加工基板 60が面内方向のうち割断予定線 71に垂直な方向（水平方向 )へ自由に移動することが可能となる。 Of these, the substrate holding mechanism 10 holds the normal direction applied to the substrate 60 to be processed. A holding table (substrate surface) that holds the substrate 60 to be processed from its back side in a state where the planned cutting line 71 of the substrate 60 is tilted from the vertical direction P by a predetermined angle Θ so that the force is minimized. Holding portion) 11 and a plurality of rollers (lower end support portions) 16 that support the lower end portion of the substrate 60 to be processed held by the holding table 11. Here, the holding table 11 has a plurality of pressure air holes 12 for ejecting the pressure air G toward the substrate 60 to be processed, and the movement of the substrate 60 to be moved in the in-plane direction. The binding force can be minimized. The pressure air hole 12 is connected to a pump (pressure air supply mechanism) 15 for supplying pressure air via an internal communication hole 13 and a pressure air conduit 14 in the holding table 11. Each roller 16 is pivotally attached to the holding table 11 by a support shaft 16a, and is scheduled to be cleaved in the in-plane direction of the substrate 60 to be processed as a contact structure to the lower end portion of the substrate 60 to be processed. A contact structure is provided that can minimize the restraining force against the movement of the substrate 60 to be processed in the direction perpendicular to the line 71 (horizontal direction). That is, the contact force to the lower end portion of the substrate 60 to be processed is applied with a load force that is approximately the same as the weight of the substrate 60 to be processed, so that this load causes the planned cutting line in the in-plane direction of the substrate 60 to be processed. The movement of the substrate 60 to be processed in the direction perpendicular to the horizontal direction (horizontal direction) 71 is restricted. Here, since the roller 16 that is rotatably attached to the holding table 11 by the support shaft 16a is used as the contact structure to the lower end portion of the substrate to be processed 60, the substrate to be processed 60 is in the in-plane direction. It is possible to move freely in the direction perpendicular to the planned cutting line 71 (horizontal direction).

[0036] レーザ照射ユニット 20は、被カ卩ェ基板 60上にレーザビーム Lを照射して被力卩ェ基板 60を局部的に加熱することにより、被カ卩ェ基板 60に亀裂 61を生じさせるためのものであり、数十 W〜数百 W程度の COレーザ光を出射するレーザ発振器 21と、レー The laser irradiation unit 20 irradiates a laser beam L onto the substrate 60 to be heated and locally heats the substrate 60 to be cracked. A laser oscillator 21 that emits CO laser light of about several tens of W to several hundred W, and a laser

2 2

ザ発振器 21により出射されたレーザビーム Lを反射する反射ミラー 22と、反射ミラー 22により反射されたレーザビーム光する集光レンズ 23とを有している。 A reflection mirror 22 that reflects the laser beam L emitted from the oscillator 21 and a condenser lens 23 that emits the laser beam reflected by the reflection mirror 22 are provided.

[0037] 冷却ユニット 30は、被カ卩ェ基板 60に冷却剤 Cを吹き付けて被カ卩ェ基板 60上で局部的に加熱が行われた領域を局部的に冷却するためのものであり、水や霧 (水と気体との混合物）、窒素等の気体、二酸ィ匕炭素粒子 (ドライアイス)等の微粒子固体、ァルコール等の液体、霧状のアルコール、雪状のドライアイス等の冷却剤 Cを供給する冷却剤供給部 31と、冷却剤供給部 31から供給された冷却剤 Cを導いて被加工基板 60の表面に噴射する冷却剤用導管 32とを有している。 [0037] The cooling unit 30 is for locally cooling a region heated locally on the substrate 60 by spraying the coolant C onto the substrate 60 to be covered. , Water and mist (mixture of water and gas), gas such as nitrogen, fine particle solid such as carbon dioxide (dry ice), liquid such as alcohol, mist-like alcohol, snow-like dry ice Supply coolant C, etc. A coolant supply unit 31 and a coolant conduit 32 that guides the coolant C supplied from the coolant supply unit 31 and injects the coolant C onto the surface of the substrate 60 to be processed.

[0038] なお、レーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30はいずれも被カ卩ェ基板 60の面内方向に移動することができるようになっており、レーザ照射ユニット 20及び冷却ュ-ット 30が、ずれも被加工基板 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にァライメント調整を行うことができるようになって!/、る。 [0038] Note that both the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 can move in the in-plane direction of the substrate to be covered 60, and the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 can be moved. Therefore, the alignment can be adjusted so that the deviation is arranged in a straight line at an appropriate interval along the planned cutting line 71 on the substrate 60 to be processed!

[0039] 移動ユニット 40は、レーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30により被カ卩ェ基板 60 に生じた亀裂 61が当該被加工基板 60の割断予定線 71に沿って進展するように、被加工基板 60に対してレーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30を相対的に移動させ、当該被加工基板 60上で局部的に加熱が行われた領域 (レーザビーム Lの照射ノターン 62)及び冷却が行われた領域 (冷却剤 Cの吹付パターン 63)を当該被加工基板 60に対して相対的に移動させるものである。なお、移動ユニット 40は、好ましくは、被加工基板 60に生じた亀裂 61が当該被加工基板 60の割断予定線 71に沿って当該被加工基板 60の上方側から下方側へ進展するように、被加工基板 60に対してレーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30を相対的に移動させるとよい。これにより、割断の進行に伴って、割断を抑制する方向に応力が働くことがなくなり、保持機構の構成及び制御の簡素化を図ることができる。 [0039] The moving unit 40 is configured so that the crack 61 generated in the substrate 60 to be processed by the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 propagates along the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be processed. The laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 are relatively moved with respect to 60, and the region (laser beam L irradiation pattern 62) heated locally on the workpiece substrate 60 is cooled. The region (coolant C spray pattern 63) is moved relative to the substrate 60 to be processed. The moving unit 40 is preferably configured so that the crack 61 generated in the workpiece substrate 60 progresses from the upper side to the lower side of the workpiece substrate 60 along the planned cutting line 71 of the workpiece substrate 60. The laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 may be moved relative to the substrate 60 to be processed. As a result, as the cleaving progresses, no stress acts in the direction to suppress the cleaving, and the configuration and control of the holding mechanism can be simplified.

[0040] 次に、このような構成力もなる本発明の第 1の実施形態の作用について説明する。 [0040] Next, the operation of the first embodiment of the present invention having such a configuration force will be described.

[0041] 図 1A及び図 1Bに示すレーザ割断装置 1において、割断対象となる被加工基板 60 を基板保持機構 10の保持テーブル 11上にてその下端部がローラ 16により支持された状態で位置決めする。このとき、保持テーブル 11は、図 1Bに示すように、鉛直方向 Pから所定の角度 Θだけ倒れた状態に維持されており、これに伴って、割断対象となる被加工基板 60が、保持テーブル 11上にて被加工基板 60の割断予定線 71が鉛直方向 Pから角度 Θだけ倒れた状態で保持されている。また、割断対象となる被加工基板 60が保持テーブル 11上に載置された時点で、保持テーブル 11に圧力空気用導管 14を介して接続されたポンプ 15が稼働され、保持テーブル 11の圧力空気孔 1 2から噴き出された圧力空気 Gにより被加工基板 60が浮上された状態で保持される。 In the laser cleaving apparatus 1 shown in FIGS. 1A and 1B, the substrate 60 to be cut is positioned on the holding table 11 of the substrate holding mechanism 10 with its lower end supported by the roller 16. . At this time, as shown in FIG. 1B, the holding table 11 is maintained in a state of being tilted from the vertical direction P by a predetermined angle Θ, and accordingly, the substrate 60 to be cleaved is held. On the table 11, the planned cutting line 71 of the work substrate 60 is held in a state where it is tilted from the lead straight direction P by an angle Θ. Further, when the substrate 60 to be cut is placed on the holding table 11, the pump 15 connected to the holding table 11 via the pressure air conduit 14 is operated, and the pressure air of the holding table 11 is operated. The substrate 60 to be processed is held in a floating state by the pressurized air G blown from the holes 12.

[0042] そして、この状態で、移動ユニット 40によりレーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30を移動させ、基板保持機構 10により位置決めされた被加工基板 60の割断予定線 71上にレーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30を位置付ける。なお、レーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30は、被カ卩ェ基板 60の割断予定線 71上に位置付けられたときに当該割断予定線 71に沿って適切な間隔で配置されるように予めァライメント調整が行われている。 [0042] In this state, the laser irradiation unit 20 and the cooling unit are moved by the moving unit 40. 30 is moved, and the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 are positioned on the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be processed positioned by the substrate holding mechanism 10. The laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 are previously aligned so that they are arranged at appropriate intervals along the planned cutting line 71 when positioned on the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be covered. Adjustments have been made.

[0043] この状態で、移動ユニット 40により、基板保持機構 10により位置決めされた被加工基板 60に対してレーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30を被カ卩ェ基板 60の割断予定線 71に沿って被加工基板 60の上方側から下方側へ相対的に移動させる。 In this state, the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 are moved along the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be processed by the moving unit 40 with respect to the substrate 60 to be processed positioned by the substrate holding mechanism 10. The workpiece 60 is moved relatively from the upper side to the lower side.

[0044] これ〖こより、図 1A及び図 1Bに示すように、まず、被加工基板 60上で割断予定線 7 1に沿ってレーザ照射ユニット 20が相対的に移動し、被カ卩ェ基板 60上にレーザビーム Lを照射することにより、被加工基板 60を所定の温度で局部的に加熱する。なおこのとき、レーザ照射ユニット 20においては、レーザ発振器 21により出射されたレーザビーム Lが反射ミラー 22を経て集光レンズ 22で集光され、被加工基板 60の表面に所定の照射パターン 62で照射される。 From this, as shown in FIG. 1A and FIG. 1B, first, the laser irradiation unit 20 relatively moves along the planned cutting line 71 on the substrate to be processed 60, and the substrate to be coated 60 By irradiating the laser beam L thereon, the substrate to be processed 60 is locally heated at a predetermined temperature. At this time, in the laser irradiation unit 20, the laser beam L emitted from the laser oscillator 21 is condensed by the condenser lens 22 through the reflection mirror 22, and irradiated on the surface of the substrate 60 to be processed with a predetermined irradiation pattern 62. Is done.

[0045] その後、このようにしてレーザ照射ユニット 20により局部的に加熱された被力卩ェ基板 60上で割断予定線 71に沿って冷却ユニット 30が相対的に移動し、レーザ照射ュニット 20により被加工基板 60上に冷却剤 Cを吹き付けることにより、被加工基板 60を局部的に冷却する。なおこのとき、冷却ユニット 30においては、冷却剤用導管 32から噴射された冷却剤 Cが被加工基板 60の表面に所定の吹付パターン 63で吹き付けられる。 [0045] Thereafter, the cooling unit 30 relatively moves along the planned cutting line 71 on the target substrate 60 heated locally by the laser irradiation unit 20 in this way, and the laser irradiation unit. The coolant 60 is sprayed onto the substrate 60 by 20 to locally cool the substrate 60 to be processed. At this time, in the cooling unit 30, the coolant C sprayed from the coolant conduit 32 is sprayed onto the surface of the substrate 60 to be processed with a predetermined spray pattern 63.

[0046] このようにして、被カ卩ェ基板 60上で割断予定線 71に沿って、レーザ照射ユニット 2 0による加熱及び冷却ユニット 30による冷却が順次行われると、主として被加工基板 60の加熱により発生した熱応力（引張応力）と被加工基板 60の冷却により発生した引張応力とによって亀裂 61が形成され、かつ、レーザ照射ユニット 20及び冷却ュ- ット 30が被カ卩ェ基板 60上で割断予定線 71に沿って相対的に移動することに伴って割断予定線 71に沿って亀裂 61が被加工基板 60の上方側から下方側へ進展する。なおこのとき、被加工基板 60の割断予定線 71の部分に力かる応力が主として、割断加工を促進するのに役立つ引張応力（図 6の符号 72参照）のみとなり、割断加工を抑制する圧縮応力（図 6の符号 73参照）の発生が抑えられる。 In this way, when the heating by the laser irradiation unit 20 and the cooling by the cooling unit 30 are sequentially performed on the substrate 60 to be cut along the planned cutting line 71, the substrate 60 is mainly heated. The crack 61 is formed by the thermal stress (tensile stress) generated by the tension and the tensile stress generated by cooling the workpiece substrate 60, and the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 are mounted on the substrate 60 to be coated. With the relative movement along the planned cutting line 71, the crack 61 propagates along the planned cutting line 71 from the upper side to the lower side of the substrate 60 to be processed. At this time, the stress applied to the portion of the planned cutting line 71 of the substrate to be processed 60 is mainly the tensile stress (see reference numeral 72 in FIG. 6) that helps to promote the cutting process. Generation of compressive stress (see reference numeral 73 in FIG. 6) is suppressed.

[0047] このように本発明の第 1の実施形態によれば、割断対象となる被加工基板 60を、基板保持機構 10により、被加工基板 60の割断予定線 71が鉛直方向 Pから所定の角度 Θだけ倒れた状態で保持するとともに、この状態で、移動ユニット 40により、基板保持機構 10により位置決めされた被加工基板 60に対してレーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30を相対的に移動させることにより割断加工を行うようにしているので、被加工基板 60に対して加えられる法線方向の保持力を最小限に抑えることができる。このため、被加工基板 60の面内方向のうち割断予定線 71に垂直な方向（水平方向）への当該被加工基板 60の移動に対する拘束力（摩擦抵抗等)を可能な限り小さくすることができ、被カ卩ェ基板 60の割断加工を高品位でかつ高速に行うことができる。また、被加工基板 60の面内方向のうち割断予定線 71に垂直な方向（水平方向）への当該被カ卩ェ基板 60の移動に対する拘束力が小さいので、被カ卩ェ基板 60の面内方向にかかる応力の不均衡も相当程度解消することができる。 As described above, according to the first embodiment of the present invention, the cutting target line 60 of the substrate to be processed 60 is predetermined from the vertical direction P by the substrate holding mechanism 10. In this state, the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 are relatively moved by the moving unit 40 with respect to the workpiece 60 positioned by the substrate holding mechanism 10. Since the cleaving process is performed by moving, the holding force in the normal direction applied to the workpiece substrate 60 can be minimized. Therefore, the restraining force (friction resistance, etc.) for the movement of the substrate 60 to be processed in the direction perpendicular to the planned cutting line 71 (horizontal direction) in the in-plane direction of the substrate 60 to be processed is minimized. Therefore, the cutting process of the substrate 60 to be covered can be performed with high quality and at high speed. Further, since the restraining force with respect to the movement of the substrate 60 to be processed in the direction (horizontal direction) perpendicular to the planned cutting line 71 in the in-plane direction of the substrate 60 is small, the surface of the substrate 60 to be processed The stress imbalance in the inward direction can be resolved to a considerable extent.

[0048] また、本発明の第 1の実施形態によれば、割断対象となる被加工基板 60の裏面が保持される保持テーブル 11に、被加工基板 60へ向けて圧力空気 Gを噴き出すための複数の圧力空気孔 12が設けられ、また、被加工基板 60の下端部が、支軸 16aにより保持テーブル 11に回動自在に取り付けられたローラ 16により支持されて、るので、被カ卩ェ基板 60の面内方向のうち割断予定線 71に垂直な方向（水平方向）への当該被加工基板 60の移動に対する拘束力（摩擦抵抗等)を最小限に抑えることができ、被加工基板 60の割断加工をより高品位でかつ高速に行うことができる。 [0048] Further, according to the first embodiment of the present invention, the pressure air G is ejected toward the workpiece substrate 60 onto the holding table 11 on which the back surface of the workpiece 60 to be cleaved is held. A plurality of pressurized air holes 12 are provided, and the lower end portion of the substrate 60 to be processed is supported by the roller 16 rotatably attached to the holding table 11 by the support shaft 16a. The restraint force (friction resistance, etc.) against the movement of the substrate 60 to be processed in the direction perpendicular to the cutting line 71 (horizontal direction) in the in-plane direction of the substrate 60 can be minimized, and Cleaving processing of the processed substrate 60 can be performed with higher quality and higher speed.

[0049] さらに、本発明の第 1の実施形態によれば、移動ユニット 40により、基板保持機構 1 0により位置決めされた被カ卩ェ基板 60に対してレーザ照射ユニット 20及び冷却ュ- ット 30を、被加工基板 60の割断予定線 71に沿って被加工基板 60の上方側から下方側へ相対的に移動させることにより割断加工を行うようにしているので、被加工基板 60の割断予定線 71の部分に力かる応力が主として、割断加工を促進するのに役立つ引張応力のみとなり、割断加工を抑制する圧縮応力の発生が抑えられる。このため、被カ卩ェ基板 50の割断加工をより高品位でかつ高速に行うことができる。 [0049] Furthermore, according to the first embodiment of the present invention, the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 60 are moved by the moving unit 40 with respect to the substrate 60 to be positioned positioned by the substrate holding mechanism 10. 30 is relatively moved from the upper side to the lower side of the processed substrate 60 along the planned cutting line 71 of the processed substrate 60. The stress applied to the portion of the planned cutting line 71 is mainly the tensile stress that helps to promote the cleaving process, and the generation of compressive stress that suppresses the cleaving process is suppressed. For this reason, the cutting process of the substrate to be coated 50 can be performed with high quality and at high speed.

[0050] さらにまた、本発明の第 1の実施形態によれば、割断対象となる被加工基板 60が、基板保持機構 10により、被加工基板 60の割断予定線 71が鉛直方向 Pから所定の角度 Θだけ倒れた状態で保持されているので、後述する本発明の第 2の実施形態の構成とは異なり、基板保持機構 10により保持される被加工基板 60を片方の面の側力ものみ保持すればよぐこのため、基板保持機構 10の構成を比較的簡素化することができる。ただし、本発明の第 1の実施形態の構成及び後述する第 2の実施の形態の構成のいずれを採用するかについては、割断対象となる被加工基板 60の基板サィズや、被加工基板 60を搬入及び搬出するためのローダ及びアンローダ等の他の装置構成等を考慮して適宜決定することが好ましヽ。 [0050] Furthermore, according to the first embodiment of the present invention, the substrate 60 to be cleaved is Unlike the configuration of the second embodiment of the present invention described later, the substrate holding mechanism 10 holds the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be tilted by a predetermined angle Θ from the vertical direction P. Therefore, it is only necessary to hold the substrate 60 to be processed held by the substrate holding mechanism 10 only on the side of one side, so that the configuration of the substrate holding mechanism 10 can be relatively simplified. However, as to which of the configuration of the first embodiment of the present invention and the configuration of the second embodiment to be described later is adopted, the substrate size of the substrate 60 to be cleaved or the substrate to be processed It is preferable to determine appropriately considering other device configurations such as loader and unloader for loading and unloading 60.

[0051] なお、上述した第 1の実施形態において、基板保持機構 10の保持テーブル 11には、被カ卩ェ基板 60の面内方向への移動に対する拘束力を最小限に抑えるための手段として、被加工基板 60へ向けて圧力空気 Gを噴き出すための複数の圧力空気孔 1 2を設けている力これに限らず、被カ卩ェ基板 60の面内方向への移動に対する拘束力を最小限に抑えることが可能な接触構造を設けるようにしてもよい。具体的には例えば、図 2に示す基板保持機構 10' の保持テーブル 11' のように、被加工基板 60 の裏面に接触して当該裏面の接触部を相対的に移動自在に支持する自在ボール 4 2を収容するボール支持部 41を、保持テーブル 11の表面上に複数設けるようにしてもよい。また、これ以外にも、ブラシやスプリング等のような、被加工基板 60に対して法線方向以外への力（拘束力）を加えにくい接触構造を、保持テーブル 11の表面上に複数設けるようにしてもよヽ。 [0051] In the first embodiment described above, the holding table 11 of the substrate holding mechanism 10 is provided with a means for minimizing the restraining force against the movement of the substrate 60 to be moved in the in-plane direction. For example, a force that provides a plurality of pressurized air holes 12 for ejecting the pressurized air G toward the substrate 60 to be processed is not limited to this, and a restraining force against the movement of the substrate 60 to be moved in the in-plane direction. A contact structure that can be minimized may be provided. Specifically, for example, like the holding table 11 ′ of the substrate holding mechanism 10 ′ shown in FIG. 2, it is free to contact the back surface of the substrate 60 to be processed and support the contact portion of the back surface relatively movably. A plurality of ball support portions 41 for accommodating the balls 42 may be provided on the surface of the holding table 11. In addition, a plurality of contact structures, such as brushes and springs, on the surface of the holding table 11 that do not easily apply a force (restraint force) to the substrate 60 other than the normal direction. Anyway ヽ.

[0052] また、上述した第 1の実施形態においては、被加工基板 60の下端部への接触構造として、支軸 16aにより保持テーブル 11に回動自在に取り付けられた複数のローラ 1 6を用いている力被カ卩ェ基板 60の面内方向のうち割断予定線 71に垂直な方向（水平方向）への当該被加工基板 60の移動に対する拘束力を最小限に抑えることができれば、それ以外の任意の接触構造 (コロやボール、スライド機構等を用いた構造）を用いることができる。なお、被加工基板 60の下端部への接触構造としては、被加工基板 60の下端部を点接触 (複数点)又は線接触により支持する構造の他、被加工基板 60の下端部の全面を支持する構造をとることもできる。 [0052] In the first embodiment described above, a plurality of rollers 16 rotatably attached to the holding table 11 by the support shaft 16a are used as the contact structure to the lower end portion of the substrate 60 to be processed. If the restraining force against the movement of the substrate 60 to be processed in the direction perpendicular to the cutting line 71 (horizontal direction) in the in-plane direction of the substrate 60 to be covered can be minimized Any other contact structure (a structure using a roller, a ball, a slide mechanism, etc.) can be used. The contact structure to the lower end portion of the substrate 60 to be processed includes a structure in which the lower end portion of the substrate 60 to be processed is supported by point contact (multiple points) or line contact, and the entire lower end portion of the substrate 60 to be processed. The structure which supports can also be taken.

[0053] さらに、上述した第 1の実施形態においては、被カ卩ェ基板 60に対して保持テープル 11の反対側からレーザビーム Lを照射したり冷却剤 Cを吹き付けたりして、るが、これに限らず、被カ卩ェ基板 60に対して保持テーブル 11の側からレーザビーム Lを照射したり冷却剤 Cを吹き付けたりするようにしてもよい。なお、この場合、保持テーブル 11には、被カ卩ェ基板 60に対して保持テーブル 11の側からレーザビーム Lを照射したり冷却剤 Cを吹き付けたりすることができるように少なくとも被加工基板 60の割断予定線 71の近傍の部分に開口部（図示せず)を設ける必要がある。 Furthermore, in the first embodiment described above, the holding tape is attached to the substrate 60 to be covered. The laser beam L is irradiated from the opposite side of the laser 11 or the coolant C is sprayed. However, the present invention is not limited to this, and the laser beam L is applied from the holding table 11 side to the substrate 60 to be covered. Irradiation or coolant C may be applied. In this case, at least the substrate 60 to be processed can be applied to the holding table 11 so that the laser beam L can be applied to the substrate 60 to be covered from the holding table 11 side or the coolant C can be sprayed. It is necessary to provide an opening (not shown) in the vicinity of the cutting schedule line 71.

[0054] 第 2の実施形態 [0054] Second Embodiment

次に、図 3A及び図 3Bにより、本発明の第 2の実施形態に係るレーザ割断装置について説明する。なお、本発明の第 2の実施形態は、被加工基板を保持する基板保持機構が、被加工基板をその両方の面の側から保持する一対の保持テーブルを有し、被加工基板の割断予定線が鉛直方向を向く状態で被加工基板を保持するようにした点を除いて、他は図 1A及び図 1Bに示す第 1の実施形態と略同一である。図 3A 及び図 3Bに示す第 2の実施形態において、図 1A及び図 1Bに示す第 1の実施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。 Next, a laser cleaving apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. In the second embodiment of the present invention, the substrate holding mechanism that holds the substrate to be processed has a pair of holding tables that hold the substrate to be processed from both sides, and the substrate to be processed is cleaved. The rest is substantially the same as the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B, except that the substrate to be processed is held with the planned line facing the vertical direction. In the second embodiment shown in FIGS. 3A and 3B, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

[0055] 図 3A及び図 3Bに示すように、本発明の第 2の実施形態に係るレーザ割断装置 1 ' は、被加工基板 60を保持する基板保持機構として、被加工基板 60をその両方の面の側力も保持する一対の保持テーブル (基板面保持部） 18, 19を有する基板保持機構 17を用い、被加工基板 60の割断予定線 71が鉛直方向を向く状態で被加工基板 60を保持している。 As shown in FIGS. 3A and 3B, the laser cleaving apparatus 1 ′ according to the second embodiment of the present invention uses the substrate 60 to be processed as a substrate holding mechanism for holding the substrate 60 to be processed. Using the substrate holding mechanism 17 having a pair of holding tables (substrate surface holding parts) 18 and 19 that also hold the side force of the surface, the substrate 60 to be processed is placed with the planned cutting line 71 of the substrate 60 being oriented in the vertical direction. keeping.

[0056] 基板保持機構 17の保持テーブル 18, 19は、被加工基板 60へ向けて圧力空気 G を噴き出すための複数の圧力空気孔 12を有しており、被加工基板 60の面内方向への移動に対する拘束力を最小限に抑えることができるようになつている。なお、圧力空気孔 12は、保持テーブル 11内の内部連通孔 13及び圧力空気用導管 14を介して、圧力空気を供給するためのポンプ (圧力空気供給機構） 15に接続されている。 [0056] The holding tables 18 and 19 of the substrate holding mechanism 17 have a plurality of pressurized air holes 12 for injecting the pressure air G toward the substrate 60 to be processed, and in the in-plane direction of the substrate 60 to be processed. The restraining force with respect to the movement of can be minimized. The pressure air hole 12 is connected to a pump (pressure air supply mechanism) 15 for supplying pressure air via an internal communication hole 13 and a pressure air conduit 14 in the holding table 11.

[0057] また、基板保持機構 17の保持テーブル 18, 19のうちレーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30が配置される側の保持テーブル 19は、レーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30の移動を妨げないような構成を備えている。さらに、保持テーブル 19には、被カ卩ェ基板 60に対して保持テーブル 19の側からレーザビーム Lを照射したり冷却剤 Cを吹き付けたりすることができるように少なくとも被加工基板 60の割断予定線 71 の近傍の部分に開口部 19aが設けられている。 Further, the holding table 19 on the side where the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 are arranged in the holding tables 18 and 19 of the substrate holding mechanism 17 does not hinder the movement of the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30. It has such a configuration. Further, the holding table 19 is irradiated with a laser beam L from the holding table 19 side or cooled on the substrate 60 to be covered. An opening 19a is provided at least in the vicinity of the planned cutting line 71 of the substrate 60 so that the agent C can be sprayed.

[0058] さらに、基板保持機構 17の保持テーブル 18, 19のうちの一つ（ここでは保持テーブル 18)には、支軸 16aにより回動自在に取り付けられた複数のローラ（下端支持部 ) 16が設けられており、被加工基板 60の下端部への接触構造として、被加工基板 6 0の面内方向のうち割断予定線 71に垂直な方向（水平方向）への当該被加工基板 6 0の移動に対する拘束力を最小限に抑えることが可能な接触構造を備えている。 [0058] Further, one of the holding tables 18 and 19 (here, the holding table 18) of the substrate holding mechanism 17 is provided with a plurality of rollers (lower end support portions) rotatably attached by a support shaft 16a. As a contact structure to the lower end portion of the substrate 60 to be processed, the substrate 6 to be processed in a direction (horizontal direction) perpendicular to the planned cutting line 71 in the in-plane direction of the substrate 60 to be processed is provided. A contact structure capable of minimizing the restraining force against zero movement is provided.

[0059] このように本発明の第 2の実施形態によれば、被加工基板 60を保持する基板保持機構 17が、被加工基板 60をその両方の面の側カゝら保持する一対の保持テーブル 1 8, 19を有し、被加工基板 60の割断予定線 71が鉛直方向 Pを向く状態で当該被カロェ基板 60を保持するようにしてヽるので、被加工基板 60に対して加えられる法線方向の保持力を略 0にすることが可能となり、上述した第 1の実施形態の作用効果をより効果的に奏することができる。 [0059] As described above, according to the second embodiment of the present invention, the substrate holding mechanism 17 that holds the substrate 60 to be processed holds the pair of holders that hold the substrate 60 to be processed on the side surfaces of both surfaces thereof. Tables 1 and 19 are provided, and the cutting target line 71 of the processed substrate 60 is held in a state where the cutting target line 71 faces the vertical direction P. The holding force in the normal direction can be made substantially zero, and the effects of the first embodiment described above can be achieved more effectively.

[0060] なお、上述した第 2の実施形態においては、基板保持機構 17により、被加工基板 6 0の割断予定線 71が鉛直方向 Pを向く状態で被加ェ基板 60を保持してヽるが、これに限らず、被加工基板 60の割断予定線 71が鉛直方向 Pから所定の角度だけ倒れた状態で被加工基板 60を保持するようにしてもょ、。 Note that, in the second embodiment described above, the substrate 60 is held by the substrate holding mechanism 17 with the planned cutting line 71 of the substrate to be processed 60 facing the vertical direction P. However, the present invention is not limited to this, and the cutting target line 71 of the substrate 60 to be processed may be held with the substrate 60 in a state where the cutting line 71 is tilted from the vertical direction P by a predetermined angle.

[0061] 第 3の実施形態 [0061] Third Embodiment

次に、図 4及び図 5により、本発明の第 3の実施形態に係るレーザ割断装置について説明する。なお、本発明の第 3の実施形態は、被加工基板を保持する基板保持機構の下端支持部の構成が異なる点を除いて、他は図 1A及び図 1Bに示す第 1の実施形態と略同一である。図 4及び図 5に示す第 3の実施形態において、図 1A及び図 1Bに示す第 1の実施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 Next, a laser cleaving apparatus according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4 and FIG. The third embodiment of the present invention is the same as the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B, except that the configuration of the lower end support portion of the substrate holding mechanism that holds the substrate to be processed is different. Is almost the same. In the third embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the same parts as those in the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

[0062] 図 4及び図 5に示すように、本発明の第 3の実施形態に係るレーザ割断装置 1〃は、被加工基板 60の下端部を保持する基板保持機構 10〃の下端支持部として、保持テーブル 11の下端部に取り付けられた支持ブロック 56上に配置された複数の下端支持ユニット 50を用いてヽる。 [0063] ここで、各下端支持ユニット 50は、図 5に詳細に示すように、被加工基板 60の下端部に接触するローラ 51と、ローラ 51を支軸 51aにより回動自在に支持する支持ァーム 52と、支持アーム 52の下部に取り付けられ被カ卩ェ基板 60により加えられる荷重を検出する荷重センサ 53と、被加工基板 60の支持位置を任意に変えるように下端支持ユニット 50を保持テーブル 11に対して相対的に移動させる移動部（支持位置移動機構） 54とを有している。 As shown in FIGS. 4 and 5, the laser cleaving apparatus 1 装置 according to the third embodiment of the present invention is used as a lower end support portion of the substrate holding mechanism 10〃 that holds the lower end portion of the substrate 60 to be processed. The holding table 11 is turned up using a plurality of lower end support units 50 arranged on a support block 56 attached to the lower end portion of the holding table 11. Here, as shown in detail in FIG. 5, each lower end support unit 50 includes a roller 51 that contacts the lower end portion of the substrate to be processed 60, and a support that rotatably supports the roller 51 by a support shaft 51a. The arm 52, a load sensor 53 that is attached to the lower part of the support arm 52 and detects the load applied by the substrate 60 to be processed, and the lower end support unit 50 so as to arbitrarily change the support position of the substrate 60 to be processed And a moving part (supporting position moving mechanism) 54 for moving the frame relative to the holding table 11.

[0064] なお、図 4に示すように、各下端支持ユニット 50の荷重センサ 53及び移動部 54には制御装置 45が接続されており、荷重センサ 53により検出された検出結果に基づいて移動部 54を制御することにより、被加工基板 60との接触部が所望の位置となるように被加工基板 60の支持状態を能動的に変更することができる。また、制御装置 4 5はさらに、移動ユニット 40及びレーザ照射ユニット 20に接続されており、制御装置 4 5において、荷重センサ 53により検出された検出結果に基づいて移動ユニット 40、レ一ザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30を制御することができるようになって、る。これにより、移動ユニット 40による加工点の移動速度や、レーザ照射ユニット 20によるレーザ出力や冷却ユニット 30による冷却状態等の加工条件を能動的に制御することができる。 [0064] As shown in FIG. 4, a control device 45 is connected to the load sensor 53 and the moving unit 54 of each lower end support unit 50 and moves based on the detection result detected by the load sensor 53. By controlling the portion 54, the support state of the substrate 60 to be processed can be actively changed so that the contact portion with the substrate 60 to be processed becomes a desired position. Further, the control device 45 is further connected to the moving unit 40 and the laser irradiation unit 20, and based on the detection result detected by the load sensor 53 in the control device 45, the moving unit 40 and the laser irradiation unit. 20 and the cooling unit 30 can be controlled. As a result, the processing conditions such as the moving speed of the processing point by the moving unit 40, the laser output by the laser irradiation unit 20, and the cooling state by the cooling unit 30 can be actively controlled.

[0065] また、上記の下端支持ユニット 50の移動部 54は、保持テーブル 11の面方向に沿つて上下に移動することもできる。このため、各移動部 54は、当該移動部 54に連結された荷重センサ 53により検出される荷重の値が各々同一になるよう、当該移動部 54 に連結されたローラ 51を保持テーブル 11の面方向に沿って上下に移動させることができる。この結果、移動部 54は、被加工基板 60の割断予定線 71近傍に加わる応力を均一にすることができるので、レーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30は、被カロェ基板 60を精度良く割断することができる。 Further, the moving part 54 of the lower end support unit 50 can also move up and down along the surface direction of the holding table 11. For this reason, each moving part 54 moves the roller 51 connected to the moving part 54 of the holding table 11 so that the load values detected by the load sensor 53 connected to the moving part 54 are the same. It can be moved up and down along the surface direction. As a result, the moving unit 54 can uniformize the stress applied to the vicinity of the planned cutting line 71 of the substrate 60 to be processed, so that the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 cleave the substrate 60 with high accuracy. be able to.

[0066] なお、上述した第 1乃至第 3の実施形態においては、レーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30により被カ卩ェ基板 60に亀裂 61を生じさせている力レーザ照射ユニット 20に先行して移動するユニットとして、被カ卩ェ基板 60上に数百 W程度の COレーザ In the first to third embodiments described above, the force that causes the crack 61 in the substrate 60 to be cracked by the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 precedes the laser irradiation unit 20. As a moving unit, a CO laser of about several hundred watts on the substrate 60 to be covered

2 ビームを照射して被加工基板 60を局部的に予熱する予熱ユニットをさらに設けるようにしてもよい。また、レーザ照射ユニット 20に先行して移動するユニットとして、被カロェ基板 60の表面に百分の数 μ m〜数十 μ m程度の深さの圧痕 (微細な表面クラック )を形成する割断線リードユニットをさらに設けるようにしてもよい。これにより、レーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30により形成される亀裂 61の真直性等をさらに向上させることができる。 A preheating unit for locally preheating the workpiece substrate 60 by irradiating the two beams may be further provided. Also, as a unit that moves ahead of the laser irradiation unit 20, A break lead unit for forming indentations (fine surface cracks) having a depth of several hundreds of μm to several tens of μm on the surface of the substrate 60 may be further provided. Thereby, the straightness of the crack 61 formed by the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 can be further improved.

[0067] また、上述した第 1乃至第 3の実施形態においては、移動ユニット 40により被カロェ基板 60に対してレーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30側を移動させることによりレーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30と被加工基板 60との相対的な移動を実現するようにしているが、これに限らず、被加工基板 60側 (基板保持機構 10側）を移動させることによりレーザ照射ユニット 20及び冷却ユニット 30と被カ卩ェ基板 60との相対的な移動を実現するようにしてもょ、。 In the first to third embodiments described above, the laser irradiation unit 20 and the cooling unit are moved by moving the laser irradiation unit 20 and the cooling unit 30 side relative to the substrate 60 to be subjected to the movement by the moving unit 40. However, the present invention is not limited to this, and the laser irradiation unit 20 and the processing substrate 60 are moved by moving the processing substrate 60 side (substrate holding mechanism 10 side). It may be possible to realize relative movement between the cooling unit 30 and the substrate 60 to be covered.

[0068] さらに、上述した第 1乃至第 3の実施形態においては、被加工基板 60として、フラットパネルディスプレイ用のガラス基板が用いられる場合を例に挙げて説明した力これに限らず、被加工基板 60として、太陽電池パネル用の基板やその他の機能パネル用の基板を用いてもよい。 [0068] Furthermore, in the first to third embodiments described above, the force described by taking as an example the case where a glass substrate for a flat panel display is used as the substrate to be processed 60 is not limited to this. As the processed substrate 60, a substrate for a solar cell panel or another functional panel substrate may be used.

[0069] 第 4の実施の形態 [0069] Fourth embodiment

次に図 7及び図 8により本発明の第 4の実施の形態について説明する。図 7及び図 8に示す第 4の実施の形態は、フラットパネルディスプレイ又は太陽電池パネルと!/、つた、脆性材料カゝらなるガラス基板 60a, 60bを二枚以上貼り合わせてなる被加工基板 60と、当該被加工基板 60を割断加工するレーザ割断装置 1とからなるレーザ割断システム 90に関するものである。なお本実施の形態においては、二枚のガラス基板 60 a, 60bの間に、液晶が注入され、封入されたフラットパネルディスプレイブランク（液晶ディスプレイブランク） 60'を割断する場合を例にとって、以下説明する。 Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The fourth embodiment shown in FIGS. 7 and 8 is a work piece formed by laminating two or more glass substrates 60a, 60b made of a brittle material cover and a flat panel display or a solar battery panel! The present invention relates to a laser cleaving system 90 comprising a substrate 60 and a laser cleaving apparatus 1 for cleaving the substrate 60 to be processed. In this embodiment, liquid crystal is injected between the two glass substrates 60a and 60b, and the flat panel display blank (liquid crystal display blank) 60 ′ is cut as an example. explain.

[0070] 図 7に示すように、レーザ割断装置 1は、液晶ディスプレイブランク 60 'の割断予定線 71近傍に開口部 82を有する保持テーブル 11を備えている。 As shown in FIG. 7, the laser cleaving apparatus 1 includes a holding table 11 having an opening 82 in the vicinity of the planned cutting line 71 of the liquid crystal display blank 60 ′.

[0071] また図 7に示すように、レーザ割断装置 1は、保持テーブル 11の裏面側に設けられ、レーザビームを照射して、前記保持テーブル 11の開口部 82を通過させ、当該液晶ディスプレイブランク 60，の一方の面 (裏面側のガラス基板) 60aの割断予定線 71を局部的に加熱する第一レーザ照射ユニット 20aと、保持テーブル 11の表面側に設けられ、レーザビームを照射して当該液晶ディスプレイブランク 60'の他方の面 (表面側のガラス基板) 60bの割断予定線 71を局部的に加熱する第二レーザ照射ユニット 20 bとを有するレーザ照射ユニット 20を備えてヽる。 Further, as shown in FIG. 7, the laser cleaving apparatus 1 is provided on the back side of the holding table 11 and irradiates a laser beam so as to pass through the opening 82 of the holding table 11, and the liquid crystal display blank. 60 is provided on the front surface side of the holding table 11 and the first laser irradiation unit 20a that locally heats the planned cutting line 71 of 60a on one side (glass substrate on the back side) 60a. Laser irradiation unit having a second laser irradiation unit 20b that locally irradiates the planned cutting line 71 of the other surface (surface side glass substrate) 60b of the liquid crystal display blank 60 'by irradiation with a laser beam. Speak with 20

[0072] また図 7に示すように、レーザ割断装置 1は、第一レーザ照射ユニット 20aを保持して移動させる第一移動ユニット 40aと、第二レーザ照射ユニット 20bを保持して移動させる第二移動ユニット 40bとを有する移動ユニット 40を備えている。 Also, as shown in FIG. 7, the laser cleaving apparatus 1 includes a first moving unit 40a that holds and moves the first laser irradiation unit 20a, and a first moving unit that holds and moves the second laser irradiation unit 20b. A mobile unit 40 having two mobile units 40b is provided.

[0073] さらに図 7に示すように、レーザ割断装置 1は、保持テーブル 11の裏面側に設けられた第一移動ユニット 40aにより保持され移動するとともに、第一レーザ照射ユニット 20aにより加熱された液晶ディスプレイブランク 60'の一方の面の割断予定線 71を冷却する第一冷却ユニット 30aと、保持テーブル 11の表面側に設けられた第二移動ュニット 40bにより保持され移動するとともに、第二レーザ照射ユニット 20bにより加熱された液晶ディスプレイブランク 60'の他方の面の割断予定線 71を冷却する第二冷却ユニット 30bとを有する冷却ユニット 30を備えて、る。 Further, as shown in FIG. 7, the laser cleaving apparatus 1 is held and moved by the first moving unit 40a provided on the back surface side of the holding table 11, and heated by the first laser irradiation unit 20a. The liquid crystal display blank 60 ′ is held and moved by the first cooling unit 30a for cooling the planned cutting line 71 on one surface of the liquid crystal display blank 60 ′ and the second moving unit 40b provided on the surface side of the holding table 11. A cooling unit 30 having a second cooling unit 30b for cooling the planned cutting line 71 on the other surface of the liquid crystal display blank 60 ′ heated by the laser irradiation unit 20b.

[0074] その他の構成は、図 1A及び図 1Bに示す第 1の実施の形態と略同一である。図 7に示す第 4の実施の形態において、図 1A及び図 1B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。 Other configurations are substantially the same as those of the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B. In the fourth embodiment shown in FIG. 7, the same components as those in the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

[0075] 本実施の形態におけるレーザ割断装置 1は、上述のように、液晶ディスプレイブランク 60'の裏面側に設けられ、裏面側のガラス基板 60aの割断予定線 71を加熱する第一レーザ照射ユニット 20aと、液晶ディスプレイブランク 60'の裏面側に設けられ、第一レーザ照射ユニット 20aにより加熱されたガラス基板 60aの割断予定線 71を冷却し割断する第一冷却ユニット 30aとを有し、かつ液晶ディスプレイブランク 60'の表面側に設けられ、表面側のガラス基板 60bの割断予定線 71を加熱する第二レーザ照射ユニット 20bと、液晶ディスプレイブランク 60'の表面側に設けられ、第二レーザ照射ユニット 20bにより加熱されたガラス基板 60bの割断予定線 71を冷却し割断する第二冷却ユニット 30bとを有している。このため、二枚のガラス基板 60a, 60bを貼り合わせてなる液晶ディスプレイブランク 60'を割断する場合であっても、液晶ディスプレイブランク 60'を反転させることなぐ裏面側の第一レーザ照射ユニット 20a及び第一冷却ユニット 30aと、表面側の第二レーザ照射ユニット 20b及び第二冷却ユニット 30bとによって、二枚のガラス基板 60a, 60bを確実に割断することができる。 As described above, the laser cleaving apparatus 1 in the present embodiment is provided on the back side of the liquid crystal display blank 60 ′, and the first laser irradiation for heating the planned cutting line 71 of the glass substrate 60a on the back side. A unit 20a and a first cooling unit 30a that is provided on the back side of the liquid crystal display blank 60 'and that cools and cleaves the cutting line 71 of the glass substrate 60a heated by the first laser irradiation unit 20a, and The second laser irradiation unit 20b, which is provided on the surface side of the liquid crystal display blank 60 ', and heats the planned cutting line 71 of the glass substrate 60b on the surface side, and the second laser irradiation is provided on the surface side of the liquid crystal display blank 60'. And a second cooling unit 30b for cooling and cleaving the planned cutting line 71 of the glass substrate 60b heated by the unit 20b. For this reason, even when the liquid crystal display blank 60 ′ formed by bonding the two glass substrates 60a and 60b is cleaved, the first laser irradiation unit 20a on the back surface side without inverting the liquid crystal display blank 60 ′. And the first cooling unit 30a, the second laser irradiation unit 20b on the front side, and the second cooling unit 30b Thus, the two glass substrates 60a and 60b can be reliably cleaved.

[0076] このため、二枚のガラス基板 60a, 60bを貼り合わせた液晶ディスプレイブランク 60 [0076] Therefore, a liquid crystal display blank 60 in which two glass substrates 60a and 60b are bonded together

'を割断する場合でも、液晶ディスプレイブランク 60'を反転させる反転装置（図示せず)を新たに導入する必要がない。なお、液晶ディスプレイブランク 60，の大きさは、例えば第 8世代では、 2200mm〜2600mm程度であるため、このような液晶ディスプレイブランク 60'を反転させる装置は、 5m〜6m程度になり、大きなものになってしまつ。 There is no need to introduce a reversing device (not shown) for reversing the liquid crystal display blank 60 'even when cutting'. In addition, since the size of the liquid crystal display blank 60 is, for example, about 2200 mm to 2600 mm in the 8th generation, the device for inverting such a liquid crystal display blank 60 'is about 5 m to 6 m, which is a large one. It becomes matsu.

[0077] なお、一方のガラス基板 (裏面側のガラス基板 60a又は表面側のガラス基板 60b) が割断されて、剛性が落ちた液晶ディスプレイブランク 60'を反転させると、破損してしまうことも考えられる力本実施の形態におけるレーザ割断装置 1によれば、液晶デイスプレイブランク 60'を反転させる必要がないので、このような反転が原因で、液晶ディスプレイブランク 60，が破損してしまうことはない。 [0077] If one of the glass substrates (the glass substrate 60a on the back surface side or the glass substrate 60b on the front surface side) is cleaved and the liquid crystal display blank 60 'having reduced rigidity is inverted, it may be damaged. Force to be obtained According to the laser cleaving apparatus 1 in the present embodiment, it is not necessary to invert the liquid crystal display blank 60 ', so that the inversion does not cause the liquid crystal display blank 60 to be damaged. .

[0078] また図 7にお!/、て、液晶ディスプレイブランク 60，の裏面側のガラス基板 60aの材質、厚みなどに応じて、第一移動ユニット 40aにより保持された第一レーザ照射ユニット 20aと第一冷却ユニット 30aとの間の距離を任意に変更することができる。また、液晶ディスプレイブランク 60'の表面側のガラス基板 60bの材質、厚みなどに応じて、第二移動ユニット 40bにより保持された第二レーザ照射ユニット 20bと第二冷却ユニット 30bとの間の距離を、任意に変更することができる。 [0078] Further, in FIG. 7, the first laser irradiation unit 20a held by the first moving unit 40a and the glass substrate 60a on the back surface side of the liquid crystal display blank 60, depending on the material, thickness, etc. The distance from the first cooling unit 30a can be arbitrarily changed. Further, the distance between the second laser irradiation unit 20b and the second cooling unit 30b held by the second moving unit 40b is determined according to the material and thickness of the glass substrate 60b on the surface side of the liquid crystal display blank 60 ′. Can be changed arbitrarily.

[0079] このため、割断対象の液晶ディスプレイブランク 60'の各ガラス基板 60a, 60bに応じた最適な条件で、液晶ディスプレイブランク 60'を割断することができる。 [0079] Therefore, the liquid crystal display blank 60 'can be cleaved under the optimum conditions corresponding to the glass substrates 60a and 60b of the liquid crystal display blank 60' to be cleaved.

[0080] また図 7において、第一移動ユニット 40aにより保持された第一レーザ照射ユニット 20aと、第二移動ユニット 40bにより保持された第二レーザ照射ユニット 20bとの相対位置を、任意に変更することができる。また、第一移動ユニット 40aにより保持された第一冷却ユニット 30aと、第二移動ユニット 40bにより保持された第二冷却ユニット 30 bとの相対位置は、任意に変更することができる。 In FIG. 7, the relative position between the first laser irradiation unit 20a held by the first moving unit 40a and the second laser irradiation unit 20b held by the second moving unit 40b is arbitrarily changed. be able to. Further, the relative position between the first cooling unit 30a held by the first moving unit 40a and the second cooling unit 30b held by the second moving unit 40b can be arbitrarily changed.

[0081] このため、液晶ディスプレイブランク 60'の表面側のガラス基板 60bと裏面側のガラス基板 60aの材質、厚み等が異なる場合であっても、各ガラス基板 60a, 60bに合つた適宜条件に調整して割断することができる。 [0082] また図 7に示すように、第一レーザ照射ユニット 20a及び第一冷却ユニット 30aを保持する第一移動ユニット 40aと、第二レーザ照射ユニット 20b及び第二冷却ユニット 3 Obを保持する第二移動ユニット 40bは、制御装置 45 'に接続されている。 [0081] For this reason, even if the material, thickness, etc. of the glass substrate 60b on the front surface side and the glass substrate 60a on the back surface side of the liquid crystal display blank 60 'are different from each other, the glass substrate 60a and 60b are appropriately matched to each other. It is possible to cleave by adjusting to the conditions. Further, as shown in FIG. 7, the first moving unit 40a holding the first laser irradiation unit 20a and the first cooling unit 30a, and the second laser irradiation unit 20b and the second cooling unit 3 Ob are held. The second moving unit 40b is connected to the control device 45 ′.

[0083] そして、この制御装置 45，によって、第一レーザ照射ユニット 20a及び第一冷却ュニット 30aを保持する第一移動ユニット 40aの液晶ディスプレイブランク 60 'に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向を、第二レーザ照射ユニット 20b及び第二冷却ユニット 30bを保持する第二移動ユニット 40bの液晶ディスプレイブランク 60 'に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向と、独立に変更することができる。 [0083] Then, with this control device 45, relative movement speed and Z or movement direction of the first moving unit 40a holding the first laser irradiation unit 20a and the first cooling unit 30a with respect to the liquid crystal display blank 60 '. Can be changed independently of the relative moving speed and Z or moving direction of the second moving unit 40b holding the second laser irradiation unit 20b and the second cooling unit 30b with respect to the liquid crystal display blank 60 '.

[0084] このとき、第一移動ユニット 40aの液晶ディスプレイブランク 60'に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向は、第二移動ユニット 40bの液晶ディスプレイブランク 60 'に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向と、当然、異なっていても良い [0084] At this time, the relative moving speed and Z or the moving direction of the first moving unit 40a with respect to the liquid crystal display blank 60 'are the relative moving speed and the Z or moving direction of the second moving unit 40b with respect to the liquid crystal display blank 60'. Of course, it may be different from the moving direction.

[0085] これらのことより、裏面側のガラス基板 60aと表面側のガラス基板 60bでカ卩ェ形状が異なる場合や、液晶ディスプレイブランク 60'の裏面側のガラス基板 60aと表面側のガラス基板 60bの材質、厚み等が異なる場合であっても、各ガラス基板 60a, 60bに応じて適宜条件を調整して割断することができる。 [0085] For these reasons, the back side glass substrate 60a and the front side glass substrate 60b have different casing shapes, or the back side glass substrate 60a and the front side glass substrate 60b of the liquid crystal display blank 60 '. Even when the materials, thicknesses, and the like are different, they can be cleaved by appropriately adjusting the conditions according to the glass substrates 60a and 60b.

[0086] なお図 8に示すように、制御装置 45 'に接続され、液晶ディスプレイブランク 60'の割断状況を検知する検知装置 80を更に設けてもょ、。 [0086] As shown in FIG. 8, a detection device 80 connected to the control device 45 'and detecting the breaking status of the liquid crystal display blank 60' may be further provided.

[0087] このとき、制御装置 45 'には、図 8に示すように、第一レーザ照射ユニット 20a、第一冷却ユニット 30a、第二レーザ照射ユニット 20b及び第二冷却ユニット 30bの各々が接続されている。 At this time, as shown in FIG. 8, each of the first laser irradiation unit 20a, the first cooling unit 30a, the second laser irradiation unit 20b, and the second cooling unit 30b is connected to the control device 45 ′. ing.

[0088] このように、第一レーザ照射ユニット 20a、第一冷却ユニット 30a、第二レーザ照射ユニット 20b及び第二冷却ユニット 30bと、検知装置 80とを制御装置 45 'に接続することによって、制御装置 45 'は、検知装置 80によって検知された液晶ディスプレイブランク 60，の割断状況に従って、第一移動ユニット 40aにより保持された第一レーザ照射ユニット 20aと第一冷却ユニット 30aとの間の距離、及び第二移動ユニット 40bにより保持された第二レーザ照射ユニット 20bと第二冷却ユニット 30bとの間の距離を、リアルタイムで調整することができる。 [0089] また、制御装置 45 'は、検知装置 80によって検知された液晶ディスプレイブランク 6 0'の割断状況に従って、第一移動ユニット 40aにより保持された第一レーザ照射ュニット 20aと、第二移動ユニット 40bにより保持された第二レーザ照射ユニット 20bとの相対位置、及び第一移動ユニット 40aにより保持された第一冷却ユニット 30aと、第二移動ユニット 40bにより保持された第二冷却ユニット 30bとの相対位置を、リアルタイムで調整することができる。 [0088] In this way, control is performed by connecting the first laser irradiation unit 20a, the first cooling unit 30a, the second laser irradiation unit 20b, the second cooling unit 30b, and the detection device 80 to the control device 45 '. The device 45 ′ has a distance between the first laser irradiation unit 20 a and the first cooling unit 30 a held by the first moving unit 40 a according to the breaking status of the liquid crystal display blank 60 detected by the detection device 80. In addition, the distance between the second laser irradiation unit 20b and the second cooling unit 30b held by the second moving unit 40b can be adjusted in real time. [0089] Further, the control device 45 'has the first laser irradiation unit 20a held by the first movement unit 40a and the second movement according to the cleaving situation of the liquid crystal display blank 60' detected by the detection device 80. The relative position of the second laser irradiation unit 20b held by the unit 40b and the first cooling unit 30a held by the first moving unit 40a and the second cooling unit 30b held by the second moving unit 40b The relative position can be adjusted in real time.

[0090] さらに、制御装置 45 'は、検知装置 80によって検知された液晶ディスプレイブランク 60 'の割断状況に従って、当該制御装置 45 'によって、第一移動ユニット 40aに保持された第一レーザ照射ユニット 20a及び第一冷却ユニット 30aの液晶ディスプレイブランク 60'に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向と、第二移動ユニット 40 bに保持された第二レーザ照射ユニット 20b及び第二冷却ユニット 30bの液晶ディスプレイブランク 60'に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向を、リアルタイムで調整でき、かつ各々独立に変更することができる。 [0090] Furthermore, the control device 45 'uses the first laser irradiation unit 20a held by the first moving unit 40a by the control device 45' in accordance with the breaking status of the liquid crystal display blank 60 'detected by the detection device 80. And the relative moving speed and Z or moving direction of the first cooling unit 30a with respect to the liquid crystal display blank 60 ', and the liquid crystal of the second laser irradiation unit 20b and the second cooling unit 30b held by the second moving unit 40b. The relative moving speed and Z or moving direction relative to the display blank 60 'can be adjusted in real time and can be changed independently.

[0091] なお、このとき、第一移動ユニット 40aに保持された第一レーザ照射ユニット 20a及び第一冷却ユニット 30aの液晶ディスプレイブランク 60'に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向は各々、第二移動ユニット 40bに保持された第二レーザ照射ュニット 20b及び第二冷却ユニット 30bの液晶ディスプレイブランク 60'に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向と、異なって!、てもよ、。 [0091] At this time, the relative moving speed and Z or moving direction of the first laser irradiation unit 20a and the first cooling unit 30a held by the first moving unit 40a with respect to the liquid crystal display blank 60 'are respectively The relative moving speed and Z or moving direction of the second laser irradiation unit 20b and the second cooling unit 30b held by the second moving unit 40b with respect to the liquid crystal display blank 60 ′ may be different.

[0092] このように、制御装置 45 'は、検知装置 80によって検知された液晶ディスプレイブランク 60，の割断状況に従って、第一レーザ照射ユニット 20a、第一冷却ユニット 30a、第二レーザ照射ユニット 20b及び第二冷却ユニット 30bの各々を、リアルタイムで適宜制御することができる。このため、割断が進行するのに従って、割断個所から二枚のガラス基板 60a, 60bを貼り合わせているシール材までの距離が変化したり、割断しているガラス基板 60a, 60bの厚みが変化したりすること等によって、各ガラス基板 6 0a, 60bの割断最適条件が変化する場合であっても、スムーズに割断することができる。 As described above, the control device 45 ′ determines the first laser irradiation unit 20 a, the first cooling unit 30 a, and the second laser irradiation unit 20 b according to the cleaving status of the liquid crystal display blank 60 detected by the detection device 80. Each of the second cooling units 30b can be appropriately controlled in real time. For this reason, as the cleaving progresses, the distance from the cleaved portion to the sealing material to which the two glass substrates 60a and 60b are bonded changes, or the thickness of the cleaved glass substrates 60a and 60b changes. Even when the optimum cutting condition of each glass substrate 60a, 60b changes due to the above, etc., it can be cut smoothly.

[0093] なお図 7及び図 8において、第一レーザ照射ユニット 20a及び第二レーザ照射ュ- ット 20bから液晶ディスプレイブランク 60'に照射されるレーザ光の照射条件は、調整自在になっている。同様に、第一冷却ユニット 30a及び第二冷却ユニット 30bによつて、加熱された液晶ディスプレイブランク 60'の割断予定線 71を冷却する冷却条件は、調整自在になっている。 In FIG. 7 and FIG. 8, the irradiation condition of the laser beam irradiated to the liquid crystal display blank 60 ′ from the first laser irradiation unit 20a and the second laser irradiation unit 20b is adjusted. It is free. Similarly, the first cooling unit 30a and the second cooling unit 30b can adjust the cooling conditions for cooling the planned cutting line 71 of the heated liquid crystal display blank 60 ′.

[0094] このため、割断する液晶ディスプレイブランク 60，の各ガラス基板 60a, 60bの厚みや材質などに応じた条件を、適宜選択することができる。 [0094] Therefore, conditions according to the thickness and material of the glass substrates 60a, 60b of the liquid crystal display blank 60 to be cut can be selected as appropriate.

[0095] なお、上記説明では、液晶ディスプレイブランク 60'の二枚のガラス基板 60a, 60b を、同時進行で割断する態様を示したが、これに限ることなぐ必要に応じて、裏面側のガラス基板 60a又は表面側のガラス基板 60bを一枚ずつ割断してもよい。 In the above description, the mode in which the two glass substrates 60a and 60b of the liquid crystal display blank 60 ′ are cleaved simultaneously has been described. However, the present invention is not limited to this. The substrate 60a or the glass substrate 60b on the front side may be cleaved one by one.

[0096] また、液晶ディスプレイブランク 60，のガラス基板 60a, 60bの割断予定線 71の両側を加圧して、割断する加圧機構（図示せず)を更に設けても良い。このような加圧機構を設けることによって、液晶ディスプレイブランク 60 'の一部のみ、加熱及び冷却によって割断すればよいので、液晶ディスプレイブランク 60'の割断処理を迅速に行うことができる。 [0096] In addition, a pressurizing mechanism (not shown) may be further provided that pressurizes and splits both sides of the planned cutting lines 71 of the glass substrates 60a and 60b of the liquid crystal display blank 60. By providing such a pressurizing mechanism, only a part of the liquid crystal display blank 60 ′ needs to be cleaved by heating and cooling, so that the cleaving process of the liquid crystal display blank 60 ′ can be performed quickly.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims

[1] 脆性材料力もなる被加工基板を局部的に加熱し、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加工を行うレーザ割断装置において、 [1] In a laser cleaving apparatus that locally heats a substrate to be processed that also has brittle material strength, and that cleaves the substrate by causing the thermal stress to crack.

被加工基板を保持する基板保持機構と、 A substrate holding mechanism for holding a substrate to be processed;

前記基板保持機構により保持された前記被加工基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱することにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせるレーザ照射ユニットと、 A laser irradiation unit for generating a crack in the processed substrate by irradiating a laser beam on the processed substrate held by the substrate holding mechanism and locally heating the processed substrate;

前記レーザ照射ユニットにより前記被加工基板に生じた亀裂が当該被加工基板の割断予定線に沿って進展するように、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させる移動ユニットとを備え、前記基板保持機構は、前記被加工基板に対して加えられる法線方向の保持力が最小限に抑えられるように当該被加工基板の割断予定線が略鉛直方向を向く状態又は前記割断予定線が鉛直方向から所定の角度だけ倒れた状態で当該被加工基板をその少なくとも一方の面の側カゝら保持する基板面保持部と、この基板面保持部により保持された前記被加工基板の下端部を支持する下端支持部とを有することを特徴とするレーザ割断装置。 A region that is locally heated on the substrate to be processed so that a crack generated in the substrate to be processed by the laser irradiation unit propagates along a planned cutting line of the substrate to be processed. The substrate holding mechanism is configured to cleave the substrate to be processed so that the holding force in the normal direction applied to the substrate to be processed is minimized. A substrate surface holding portion for holding the substrate to be processed from the side of at least one surface thereof in a state in which the line is oriented in a substantially vertical direction or in a state where the planned cutting line is tilted by a predetermined angle from the vertical direction; A laser cleaving apparatus comprising: a lower end support portion that supports a lower end portion of the substrate to be processed held by a substrate surface holding portion.

[2] 前記基板保持機構の前記基板面保持部は、前記被加工基板の割断予定線が鉛直方向から所定の角度だけ倒れた状態で当該被加工基板をその片方の面の側から保持する保持テーブルを有することを特徴とする、請求項 1に記載のレーザ割断装置。 [2] The substrate surface holding portion of the substrate holding mechanism holds the substrate to be processed from the one surface side in a state in which a cutting line of the substrate to be processed is tilted by a predetermined angle from the lead straight direction. 2. The laser cleaving apparatus according to claim 1, further comprising a holding table.

[3] 前記保持テーブルは、前記被加工基板へ向けて圧力空気を噴き出すための少なくとも 1つ以上の圧力空気孔を有し、この圧力空気孔が圧力空気を供給するための圧力空気供給機構に接続されていることを特徴とする、請求項 2に記載のレーザ割断装置。 [3] The holding table has at least one or more pressurized air holes for ejecting pressurized air toward the workpiece substrate, and the pressurized air supply for the pressurized air to supply the pressurized air. The laser cleaving apparatus according to claim 2, wherein the laser cleaving apparatus is connected to a mechanism.

[4] 前記保持テーブルは、前記被加工基板の面内方向への移動に対する拘束力を最小限に抑えることが可能な接触構造を有することを特徴とする、請求項 2に記載のレ一ザ割断装置。 [4] The label according to claim 2, wherein the holding table has a contact structure capable of minimizing a restraining force against movement of the substrate to be processed in an in-plane direction. The cleaving device.

[5] 前記保持テーブルは、前記被加工基板に対して当該保持テーブルの側からレーザビームを照射することができるように少なくとも前記被加工基板の割断予定線の近傍の部分に開口部を有することを特徴とする、請求項 2乃至 4のいずれか一項に記載のレーザ割断装置。 [5] The holding table is arranged with respect to the substrate to be processed from the side of the holding table. The laser cleaving according to any one of claims 2 to 4, wherein the laser cleaving has an opening at least in a portion near a planned cutting line of the substrate to be irradiated with the beam. apparatus.

[6] 前記基板保持機構の前記基板面保持部は、前記被加工基板の割断予定線が略鉛直方向を向く状態又は前記割断予定線が鉛直方向から所定の角度だけ倒れた状態で当該被加工基板をその両方の面の側カゝら保持する一対の保持テーブルを有し、これらの一対の保持テーブルのうちの少なくとも一つは、前記被加工基板に対してレーザビームを照射することができるように少なくとも前記被加工基板の割断予定線の近傍の部分に開口部を有することを特徴とする、請求項 1に記載のレーザ割断装置。 [6] The substrate surface holding portion of the substrate holding mechanism may be configured such that the planned cutting line of the substrate to be processed is in a substantially vertical direction or the planned cutting line is tilted from the vertical direction by a predetermined angle. It has a pair of holding tables that hold the processed substrate from the sides of both surfaces, and at least one of the pair of holding tables can irradiate the processed substrate with a laser beam. 2. The laser cleaving apparatus according to claim 1, wherein the laser cleaving apparatus has an opening in at least a portion in the vicinity of the planned cutting line of the substrate to be processed.

[7] 前記各保持テーブルは、前記被加工基板へ向けて圧力空気を噴き出すための少なくとも 1つ以上の圧力空気孔を有し、この圧力空気孔が圧力空気を供給するための圧力空気供給機構に接続されていることを特徴とする、請求項 6に記載のレーザ割断装置。 [7] Each holding table has at least one or more pressure air holes for ejecting the pressure air toward the substrate to be processed, and the pressure air holes supply the pressure air. The laser cutting device according to claim 6, wherein the laser cutting device is connected to a supply mechanism.

[8] 前記各保持テーブルは、前記被加工基板の面内方向への移動に対する拘束力を最小限に抑えることが可能な接触構造を有することを特徴とする、請求項 6に記載のレーザ割断装置。 [8] The laser cleaving according to claim 6, wherein each holding table has a contact structure capable of minimizing a restraining force against movement of the substrate to be processed in an in-plane direction. apparatus.

[9] 前記基板保持機構の前記下端支持部は、前記被加工基板の面内方向のうち前記割断予定線に垂直な方向への当該被加工基板の移動に対する拘束力を最小限に抑えることが可能な接触構造を有することを特徴とする、請求項 1乃至 8のいずれか一項に記載のレーザ割断装置。 [9] The lower end support portion of the substrate holding mechanism can minimize a restraining force against movement of the substrate to be processed in a direction perpendicular to the planned cutting line in an in-plane direction of the substrate to be processed. 9. The laser cleaving apparatus according to claim 1, wherein the laser cleaving apparatus has a possible contact structure.

[10] 前記基板保持機構の前記下端支持部は、前記被加工基板の支持位置を任意に変えるように前記下端支持部を前記基板面保持部に対して相対的に移動させる支持位置移動機構を有することを特徴とする、請求項 1乃至 9のいずれか一項に記載のレーザ割断装置。 [10] The lower end support portion of the substrate holding mechanism moves the lower end support portion relative to the substrate surface holding portion so as to arbitrarily change the support position of the substrate to be processed. The laser cleaving device according to any one of claims 1 to 9, characterized by comprising:

[11] 前記基板保持機構の前記下端支持部は、前記被加工基板により加えられる荷重を検出する荷重センサを有することを特徴とする、請求項 10に記載のレーザ割断装置 11. The laser cleaving apparatus according to claim 10, wherein the lower end support portion of the substrate holding mechanism has a load sensor that detects a load applied by the substrate to be processed.

[12] 前記荷重センサにより検出された検出結果に基づいて前記支持位置移動機構を制御する制御装置をさらに備えたことを特徴とする、請求項 11に記載のレーザ割断装置。 12. The laser cleaving apparatus according to claim 11, further comprising a control device that controls the support position moving mechanism based on a detection result detected by the load sensor.

[13] 前記制御装置は、前記荷重センサにより検出された検出結果に基づいて前記移動ユニット及び前記レーザ照射ユニットのうちの少なくとも一つを制御することを特徴とする、請求項 12に記載のレーザ割断装置。 13. The laser according to claim 12, wherein the control device controls at least one of the moving unit and the laser irradiation unit based on a detection result detected by the load sensor. Cleaving device.

[14] 前記移動ユニットは、前記レーザ照射ユニットにより前記被加工基板に生じた亀裂が当該被加工基板の割断予定線に沿って当該被加工基板の上方側から下方側へ進展するように、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させることを特徴とする、請求項 1乃至 13のいずれか一項に記載のレーザ割断装置。 [14] The moving unit may be configured so that a crack generated in the processed substrate by the laser irradiation unit progresses from an upper side to a lower side of the processed substrate along a planned cutting line of the processed substrate. 14. The laser cleaving apparatus according to claim 1, wherein a region heated locally on the substrate to be processed is moved relative to the substrate to be processed.

[15] 前記レーザ照射ユニットにより前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を局部的に冷却する冷却ユニットをさらに備え、 [15] The apparatus further comprises a cooling unit for locally cooling a region heated locally on the substrate to be processed by the laser irradiation unit,

前記移動ユニットは、前記レーザ照射ユニット及び前記冷却ユニットにより前記被加工基板上で局部的に加熱及び冷却が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させることを特徴とする、請求項 1乃至 14のいずれか一項に記載のレ一ザ割断装置。 The moving unit moves a region heated and cooled locally on the substrate to be processed by the laser irradiation unit and the cooling unit relative to the substrate to be processed, The laser cleaving device according to any one of claims 1 to 14.

[16] 前記被加工基板は、フラットパネルディスプレイ、太陽電池パネル又はその他の機能パネル用の基板であることを特徴とする、請求項 1乃至 15のいずれか一項に記載のレーザ割断装置。 16. The laser cleaving apparatus according to claim 1, wherein the substrate to be processed is a substrate for a flat panel display, a solar cell panel, or another functional panel.

[17] 脆性材料力もなる被加工基板を局部的に加熱し、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加工を行うレーザ割断方法において、 [17] In a laser cleaving method in which a substrate to be processed having brittle material strength is locally heated, and the substrate is cleaved by cracking the substrate to be processed by the thermal stress.

割断対象となる被加工基板を、当該被加工基板の割断予定線が略鉛直方向を向く状態又は前記割断予定線が鉛直方向から所定の角度だけ倒れた状態で準備する準備工程と、 A preparation step of preparing a substrate to be cut in a state in which a planned cutting line of the processed substrate is in a substantially vertical direction or in a state in which the planned cutting line is tilted by a predetermined angle from the vertical direction;

前記準備工程により準備された前記被加工基板の状態を維持しながら、前記被カロェ基板上にレーザビームを照射して当該被加工基板を局部的に加熱しつつ、当該被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板の割断予定線に沿って移動させることにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせるとともに当該亀裂を進展させる割断工程とを含むことを特徴とするレーザ割断方法。 While maintaining the state of the substrate to be processed prepared by the preparation step, the substrate to be processed is irradiated with a laser beam to locally heat the substrate to be processed, and locally on the substrate to be processed. The area that was heated automatically to the planned cutting line of the substrate to be processed And a cleaving step of causing the crack to develop while causing a crack in the substrate to be processed by moving along the substrate.

[18] 前記割断工程において、前記被加工基板に生じた亀裂が当該被加工基板の割断予定線に沿って当該被加工基板の上方側から下方側へ進展するように、当該被カロェ基板上で局部的に加熱が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させることを特徴とする、請求項 17に記載のレーザ割断方法。 [18] In the cleaving step, on the substrate to be processed so that a crack generated in the substrate to be processed progresses from an upper side to a lower side of the substrate to be processed along a planned cutting line of the substrate to be processed. 18. The laser cleaving method according to claim 17, wherein the locally heated region is moved relative to the substrate to be processed.

[19] 前記割断工程において、前記被加工基板上で局部的に加熱が行われた領域を冷却しながら、前記被加工基板上で局部的に加熱及び冷却が行われた領域を当該被加工基板に対して相対的に移動させることを特徴とする、請求項 17又は 18に記載のレーザ割断方法。 [19] In the cleaving step, the region heated and cooled locally on the substrate to be processed is cooled while the region heated locally on the substrate to be processed is cooled. 19. The laser cleaving method according to claim 17 or 18, wherein the laser cleaving method is moved relative to the substrate.

[20] 基板保持機構の基板面保持部は、被加工基板の割断予定線近傍に開口部を有しレーザ照射ユニットは、基板面保持部の裏面側に設けられ、レーザビームを照射して、前記基板面保持部の開口部を通過させ、当該被加工基板の一方の面の割断予定線を局部的に加熱することにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせる第一レーザ照射ユニットと、基板面保持部の表面側に設けられ、レーザビームを照射して当該被加工基板の他方の面の割断予定線を局部的に加熱することにより、当該被加工基板に亀裂を生じさせる第二レーザ照射ユニットとを有し、 [20] The substrate surface holding portion of the substrate holding mechanism has an opening in the vicinity of the planned cutting line of the substrate to be processed, and the laser irradiation unit is provided on the back side of the substrate surface holding portion, A first laser irradiation unit that causes a crack to occur in the substrate to be processed by passing the opening of the substrate surface holding portion and locally heating a cleaving line on one surface of the substrate to be processed; The substrate surface holding portion is provided on the front surface side, and a laser beam is irradiated to locally heat the cleaved line on the other surface of the substrate to be processed, thereby causing a crack in the substrate to be processed. Two laser irradiation units,

移動ユニットは、第一レーザ照射ユニットを保持して移動させる第一移動ユニットと The moving unit includes a first moving unit that holds and moves the first laser irradiation unit.

、第二レーザ照射ユニットを保持して移動させる第二移動ユニットとを有することを特徴とする請求項 1記載のレーザ割断装置。 2. The laser cleaving apparatus according to claim 1, further comprising a second moving unit that holds and moves the second laser irradiation unit.

[21] 基板面保持部の裏面側に設けられ、第一移動ユニットにより保持され移動するとともに、第一レーザ照射ユニットにより加熱された被加工基板の一方の面の割断予定線を冷却する第一冷却ユニットと、基板面保持部の表面側に設けられ、第二移動ュニットにより保持され移動するとともに、第二レーザ照射ユニットにより加熱された被カロェ基板の他方の面の割断予定線を冷却する第二冷却ユニットとを更に備えたことを特徴とする請求項 20記載のレーザ割断装置。 [21] Provided on the back surface side of the substrate surface holding portion, held and moved by the first moving unit, and cooling the cleaved line on one surface of the substrate to be processed heated by the first laser irradiation unit The first cooling unit is provided on the surface side of the substrate surface holding portion, is held and moved by the second moving unit, and is a planned cutting line for the other surface of the substrate to be heated heated by the second laser irradiation unit. 21. The laser cleaving apparatus according to claim 20, further comprising a second cooling unit that cools the liquid.

[22] 第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニットと第一冷却ユニットとの間の距離、 [22] The first laser irradiation unit held by the first moving unit and the first cooling unit The distance between,

又は第二移動ユニットにより保持された第二レーザ照射ユニットと第二冷却ユニットとの間の距離は、任意に変更できることを特徴とする請求項 21記載のレーザ割断装置。 The laser cleaving apparatus according to claim 21, wherein the distance between the second laser irradiation unit and the second cooling unit held by the second moving unit can be arbitrarily changed.

[23] 第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニットと、第二移動ユニットにより保持された第二レーザ照射ユニットとの相対位置、 [23] Relative position between the first laser irradiation unit held by the first moving unit and the second laser irradiation unit held by the second moving unit,

又は第一移動ユニットにより保持された第一冷却ユニットと、第二移動ユニットにより保持された第二冷却ユニットとの相対位置は、任意に変更できることを特徴とする請求項 21記載のレーザ割断装置。 Alternatively, the relative position between the first cooling unit held by the first moving unit and the second cooling unit held by the second moving unit can be arbitrarily changed, and the laser cleaving device according to claim 21 .

[24] 第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニット及び第一冷却ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向は各々、第二移動ュニットにより保持された第二レーザ照射ユニット及び第二冷却ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向と、独立に変更できることを特徴とする請求項 21のレーザ割断装置。 [24] The relative moving speed and the Z or moving direction of the first laser irradiation unit and the first cooling unit held by the first moving unit with respect to the substrate to be processed are each held by the second moving unit. 22. The laser cleaving apparatus according to claim 21, wherein the laser cleaving apparatus and the second cooling unit can be changed independently of the relative moving speed and Z or moving direction with respect to the substrate to be processed.

[25] 第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニット及び第一冷却ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向は各々、第二移動ュニットにより保持された第二レーザ照射ユニット及び第二冷却ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向と、異なることを特徴とする請求項 21記載のレーザ割断装置。 [25] The relative moving speed and Z or moving direction of the first laser irradiation unit and the first cooling unit held by the first moving unit with respect to the substrate to be processed are respectively the second holding by the second moving unit. The laser cleaving apparatus according to claim 21, wherein the laser irradiation unit and the second cooling unit are different from a relative moving speed and a Z or moving direction with respect to the substrate to be processed.

[26] 第一レーザ照射ユニット及び第一冷却ユニットを保持する第一移動ユニットの被カロェ基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向は、第二レーザ照射ュニット及び第二冷却ユニットを保持する第二移動ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向と、独立に変更できることを特徴とする請求項 21記載のレーザ割断装置。 [26] The relative moving speed and Z or moving direction of the first moving unit holding the first laser irradiating unit and the first cooling unit with respect to the substrate to be subjected to calorie change the second laser irradiating unit and the second cooling unit. The laser cleaving apparatus according to claim 21, wherein the laser cleaving apparatus can be changed independently of a relative moving speed and Z or moving direction of the second moving unit to be held with respect to the substrate to be processed.

[27] 第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニットと第一冷却ユニットとの間の距離、及び第二移動ユニットにより保持された第二レーザ照射ユニットと第二冷却ユニットとの間の距離は、リアルタイムで調整でき、 [27] The distance between the first laser irradiation unit and the first cooling unit held by the first moving unit, and between the second laser irradiation unit and the second cooling unit held by the second moving unit. Can be adjusted in real time,

第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニットと、第二移動ユニットにより保持された第二レーザ照射ユニットとの相対位置、及び第一移動ユニットにより保持された第一冷却ユニットと、第二移動ユニットにより保持された第二冷却ユニットとの相対位置は、リアルタイムで調整でき、 The first laser irradiation unit held by the first moving unit and the second moving unit The relative position of the second laser irradiation unit held by the second cooling unit and the relative position of the first cooling unit held by the first moving unit and the second cooling unit held by the second moving unit are in real time. Can be adjusted,

第一移動ユニットにより保持された第一レーザ照射ユニット及び第一冷却ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向と、第二移動ユニットにより保持された第二レーザ照射ユニット及び第二冷却ユニットの被加工基板に対する相対的な移動速度及び Z又は移動方向は、リアルタイムで調整できることを特徴とする請求項 21記載のレーザ割断装置。 The relative moving speed and Z or moving direction of the first laser irradiation unit and the first cooling unit held by the first moving unit with respect to the substrate to be processed, and the second laser irradiation unit and the first moving unit held by the second moving unit The laser cleaving apparatus according to claim 21, wherein the relative moving speed and Z or moving direction of the two cooling units with respect to the substrate to be processed can be adjusted in real time.

[28] 第一レーザ照射ユニット及び第二レーザ照射ユニットから被加工基板に照射されるレーザ光の照射条件は、調整自在であり、 [28] The irradiation condition of the laser beam irradiated to the substrate to be processed from the first laser irradiation unit and the second laser irradiation unit is adjustable,

第一冷却ユニット及び第二冷却ユニットによって、加熱された被加工基板の割断予定線を冷却する冷却条件は、調整自在であることを特徴とする請求項 21記載のレーザ割断装置。 The laser cleaving apparatus according to claim 21, wherein a cooling condition for cooling the cleaving line for the heated substrate to be processed by the first cooling unit and the second cooling unit is adjustable.

[29] 請求項 20乃至 28のヽずれかに記載のレーザ割断装置と、 [29] The laser cleaving device according to any one of claims 20 to 28;

脆性材料からなる板状部材をニ枚以上貼り合わせてなる被加工基板とを備え、レーザ割断装置によって、被加工基板に亀裂を生じさせて割断加工することを特徴とするレーザ割断システム。 A laser cleaving system comprising: a substrate to be processed formed by laminating two or more plate-like members made of a brittle material; and cleaving the substrate to be processed by generating a crack with a laser cleaving apparatus.

[30] 被カ卩ェ基板は、フラットパネルディスプレイ又は太陽電池パネルであることを特徴とする請求項 29記載のレーザ割断システム。 30. The laser cleaving system according to claim 29, wherein the substrate to be covered is a flat panel display or a solar cell panel.