(57)【要約】【課題】脆性材料基板を切断加工する時に基板のチッピングの発生を抑制することができる脆性材料基板の加工方法を提供する。【解決手段】本発明は、脆性材料基板の加工ラインと一定間隔離隔されて設けられるガイドラインに沿って脆性材料基板の表面を一定深さでレーザ加工する工程と、脆性材料基板の加工ラインに沿って基板の裏面から表面方向へ脆性材料基板をレーザ加工する工程とを含む基板加工方法を提供して、脆性材料基板を切断加工する時に脆性材料基板のチッピングの発生を抑制することができ、不良率を減少させて生産効率を向上させることができる効果がある。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面及び裏面を有する脆性材料基板の加工ラインと一定間隔離隔されて設けられるガイドラインに沿って前記脆性材料基板の表面を一定深さでレーザ加工する工程と、
前記脆性材料基板の前記加工ラインに沿って前記脆性材料基板の裏面から表面方向へ前記脆性材料基板をレーザ加工する工程と
を含む脆性材料基板の加工方法。
【請求項２】
前記ガイドラインに沿って前記脆性材料基板の表面を一定深さでレーザ加工する工程の後に、
前記レーザのビームスポットを前記脆性材料基板の裏面へ移動させる工程をさらに含む請求項１に記載の脆性材料基板の加工方法。
【請求項３】
前記レーザ加工する工程では、
前記脆性材料基板が固定された状態でレーザ光学系によって前記レーザのビームスポットを移動させることにより前記脆性材料基板を加工することを特徴とする請求項１または２に記載の脆性材料基板の加工方法。
【請求項４】
前記レーザ加工で使用されるレーザは、ナノ秒パルスレーザであることを特徴とする請求項１または２に記載の脆性材料基板の加工方法。
【請求項５】
前記ガイドラインは、前記レーザのビームスポットの大きさに基づいて前記加工ラインと４０〜１００μｍの間隔を有するように離隔されて設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の脆性材料基板の加工方法。
【請求項６】
前記ガイドラインの加工深さは、４０〜６０μｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の脆性材料基板の加工方法。
【請求項７】
前記ガイドラインは、前記加工ラインの両側に一定間隔離隔されて一対が設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の脆性材料基板の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脆性材料基板の加工方法に関し、さらに詳しくは、脆性材料基板を切断加工する時に基板のチッピングの発生を抑制することができる脆性材料基板の加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ガラス基板や半導体ウェーハなどの脆性材料基板を切断加工する時には、切断線の縁に沿って通常チッピングと呼ばれる不定形の欠けが発生する問題点がある。
【０００３】
一方、最近は、脆性材料基板を切断加工する時に非接触式加工方法としてレーザビームを利用した加工方法が多く使用されている。
【０００４】
レーザビームを使用した基板の加工方法では、レーザ発振装置から発振されたレーザビームをレーザ光学系を通じて基板に照射することにより基板を加工する。レーザビームを利用した脆性材料基板の加工方法は、基板の加工しようとする部分にビームスポットを形成することにより、熱エネルギを加えて基板を加工するので精密加工が可能であり、工程時間を減少することができる。
【０００５】
ところで、このようなレーザビームを利用した脆性材料基板の加工方法においても、脆性材料基板の切断加工を行う場合には、基板に切断加工が終わる地点の縁でチッピングが発生し得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、前述の問題点を解決するためのものであって、脆性材料基板を切断加工する時に基板のチッピングの発生を抑制することができる脆性材料基板の加工方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するための本発明は、脆性材料基板の加工ラインと一定間隔離隔されて設けられるガイドラインに沿って前記脆性材料基板の表面を一定深さでレーザ加工する工程と、前記脆性材料基板の前記加工ラインに沿って前記脆性材料基板の裏面から表面方向へ前記脆性材料基板をレーザ加工する工程とを含む脆性材料基板の加工方法を提供する。
【０００８】
前記脆性材料基板の加工方法は、前記ガイドラインに沿って前記脆性材料基板の表面を一定深さでレーザ加工する工程の後に、前記レーザのビームスポットを前記脆性材料基板の裏面へ移動させる工程をさらに含んでもよい。
【０００９】
前記レーザ加工する工程では、前記脆性材料基板が固定された状態でレーザ光学系によって前記レーザのビームスポットを移動させることにより前記脆性材料基板を加工することができる。
【００１０】
前記レーザ加工で使用されるレーザは、ナノ秒パルスレーザとすることができる。
【００１１】
前記ガイドラインは、前記レーザのビームスポットの大きさに基づいて前記加工ラインと４０〜１００μｍの間隔を有するように離隔されて設けることが出来る。
【００１２】
前記ガイドラインの加工深さは、４０〜６０μｍとすることができる。
【００１３】
前記ガイドラインは、前記加工ラインの両側に一定間隔離隔されて一対が設けられることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の脆性材料基板の加工方法によると、脆性材料基板を切断加工する時に基板のチッピングの発生を抑制することができる効果がある。
【００１５】
これにより、脆性材料基板の切断加工時に不良率を減少させて生産効率を向上させることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る脆性材料基板の加工方法により加工される基板の表面を示した図である。
【図２】図２は、図１のＡ-Ａに係る断面図である。
【図３】図３は、図１の基板でクラック拡散防止効果を説明する図である。
【図４】図４は、本発明の一実施例に係る脆性材料基板の加工方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好ましい実施例を添付の図を参照して詳しく説明する。まず、各図の構成要素に参照符号を付加するに際し、同一の構成要素に対しては、たとえ異なる図上に表示されても可能な限り同一符号を有するようにする。また、以下に本発明の好ましい実施例を説明するが、本発明の技術的思想は、これに限定または制限されず、通常の技術者によって変形され、様々に実施され得ることは勿論である。
【００１８】
図１は、本発明の一実施例に係る脆性材料基板の加工方法により加工される基板の表面を示した図であり、図２は、図１のＡ-Ａに係る断面図である。
【００１９】
このような図１乃至図２は、本発明を概念的に明確に理解するために、主要特徴部分のみを概念的に示したものである。
【００２０】
図４は、本発明の一実施例に係る脆性材料基板の加工方法の順序図である。
【００２１】
図４を参照すると、本発明の一実施例による脆性材料基板の加工方法は、脆性材料基板の加工ラインと一定間隔離隔されて設けられるガイドラインに沿って基板の表面を一定深さでレーザ加工する工程(Ｓ１００)と、レーザのビームスポットを基板の裏面へ移動させる工程(Ｓ２００)と、基板の加工ラインに沿って基板の裏面から表面方向へ基板をレーザ加工する工程(Ｓ３００)を含む。
【００２２】
ガイドラインに沿って基板の表面を一定深さでレーザ加工する工程(Ｓ１００)では、レーザ加工装置によりガイドラインに沿って基板表面に一定深さの溝を形成する。
【００２３】
図１及び図２を参照すると、ガイドラインは、加工ラインと一定間隔離隔されて設けられる。加工ラインは、基板が実際に加工されるラインであり、ガイドラインは、加工ラインと一定間隔離隔された所に一定深さで溝を形成するためのラインである。
【００２４】
図１に示された加工ラインは、基板の一部領域を孔開け加工するために形成されたラインである。
【００２５】
本実施例に使用されるレーザ加工装置(図示しない)は、レーザ発振部から発振されたレーザビームをレーザ光学系を通じて基板に照射することにより基板を加工する。レーザ加工装置の制御部は、レーザ光学系を制御してレーザのビームスポットを基板の加工しようとする部分に形成して基板を加工する。
【００２６】
すなわち、レーザ加工装置は、加工しようとする脆性材料基板は定位置に固定させた状態でレーザ光学系を制御して、ビームスポットをガイドラインに沿って移動させることにより基板を加工する。
【００２７】
レーザ加工装置でビームスポットは、レーザ光学系によって、図１及び図２に表示されたＸ、Ｙ軸方向及びＺ軸方向(基板の厚さ方向)にも移動が可能である。したがって、レーザ加工装置は、ガイドラインに沿ってビームスポットをＸ、Ｙ軸方向に移動して基板を加工すると同時に、Ｚ軸方向にも移動して基板の表面を一定深さで加工する。
【００２８】
レーザのビームスポットを基板の裏面へ移動させる工程(Ｓ２００)では、基板の表面にガイドラインに沿って溝加工が完了した後、レーザ加工装置はレーザ出力をオフさせた状態でレーザ光学系を制御して、ビームスポットが形成される位置を基板の裏面の加工ライン上へ移動させる。この時にも基板は、固定された状態でレーザ光学系によってビームスポットの形成位置のみが移動されるため、基板の移動による誤差なく精密な加工が可能である。
【００２９】
基板の加工ラインに沿って基板の裏面から表面方向へ基板をレーザ加工する工程(Ｓ３００)では、レーザ加工装置により加工ラインに沿って基板の裏面から表面へ切断加工する。
【００３０】
この工程(Ｓ３００)でも基板は、固定された状態が維持され、レーザ加工装置のレーザ光学系によってビームスポットを基板の裏面で加工ラインに沿って移動しながら基板が加工される。ビームスポットが加工ラインに沿って移動されると同時に、一定速度で基板の裏面から表面に向かってＺ軸方向に移動されるため、基板が加工ラインに沿って切断加工される。
【００３１】
このような構成を有する脆性材料基板の加工方法の作用について次のとおり説明する。
【００３２】
基板の表面にガイドラインに沿って形成される一定深さの溝は、基板が加工ラインに沿って切断加工される際に、加工が基板の表面に達して基板の切断加工が完了する部分で切断線の縁に沿って発生するチッピングまたはクラックが拡散することを防止する。
【００３３】
図３は、図１の基板でクラック拡散防止効果を説明する図である。
【００３４】
図３を参照すると、予め形成された基板の表面の加工されたガイドラインは、基板の切断が完了する基板の表面部分加工ラインの縁に沿って発生するクラックがガイドラインの外側へ拡散することを防止する。
これにより、チッピングを最小化して製品の不良率を減少させる効果がある。
【００３５】
レーザを利用した基板の切断加工時に切断線の縁に発生するチッピングは、熱伝導によるエネルギなどにより、切断加工が終わる地点の縁で主に発生する。したがって、予め加工されたガイドラインは、基板の切断加工が終わる表面部に予め溝を形成して、このようなチッピング発生時のクラックの拡散を防止して製品不良率を減少させる。
【００３６】
ガイドラインは、レーザのビームスポットの大きさを考慮して加工ラインと一定間隔を有するように設けられる。ガイドラインが加工ラインと近すぎる場合には、ガイドラインに沿って予め形成された溝部分が加工ラインに沿って加工する工程で共にレーザ加工されることがある。また、ガイドラインが加工ラインと遠すぎる場合には、加工ラインの縁で発生するチッピングの拡散防止効果がないこともある。したがって、ガイドラインは、このような条件を考慮して加工ラインと ４０〜１００μｍの間隔を有することが好ましい。
【００３７】
ガイドラインの加工深さは、チッピングが主に発生する領域を考慮して決定する。この他にも基板に強化層がある場合、強化層では、チッピングが発生しやすいので、強化層を貫通できる深さで加工される。一般に、加工効率を考慮してガイドラインは４０〜６０μｍの深さで加工することが好ましい。
【００３８】
本発明の脆性材料基板の加工方法によると、次のような効果がある。
【００３９】
第一に、前述のように、脆性材料基板の切断加工時に切断線の縁に沿って発生するチッピングまたはクラックの拡散を防止して製品不良率を減少させて生産性を向上することができる。
【００４０】
第二に、基板は固定された状態でレーザ光学系を制御して、レーザのビームスポットのみを移動させて加工するため加工精度が高い。
【００４１】
第三に、脆性材料基板のレーザ加工時にナノ秒パルスレーザを使用して生産コストを節減させることができる。脆性材料基板のレーザ加工時に基板で発生する熱的損傷を減少させてチッピング及びクラックを減少させるために、ピコ秒パルスレーザを使用することができる。しかし、ピコ秒パルスレーザを使用する加工装備は、ナノ秒パルスレーザを使用する加工装備に比べて価格が格段に高く、製造単価が高くなる問題がある。しかし、本発明の加工方法を使用する場合には、ナノ秒パルスレーザを使用する加工装置においても不良率を減少することができ、生産コストの節減効果がある。
【００４２】
一方、前述の実施例では、脆性材料基板の一定領域を孔開け加工するための加工ラインを対象として発明を説明したが、様々な変形実施が可能である。
【００４３】
例えば、基板の一定領域を孔開けする加工ではなく、単純に基板を切断加工する場合にも本発明の加工方法を使用することができる。この場合には、基板の加工ラインの両側に一定間隔離隔されてガイドラインが設けられることができる。すなわち、孔開け加工では、孔開けされる部分は捨てられるため、孔開けされる部分にガイドラインを形成する必要がないが、加工ラインを基準として両側の部分が全て使用される部分であれば、加工ラインの両側の全てにガイドラインを形成して加工する。
【００４４】
以上の説明は、本発明の技術思想を例示的に説明したものに過ぎないものであって、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者であれば、本発明の本質的な特性から脱しない範囲内で様々な修正、変更及び置換が可能であろう。 したがって、本発明に開示された実施例及び添付された図は、本発明の技術思想を限定するためではなく、一例として説明するためのものであって、このような実施例及び添付された図によって本発明の権利範囲が限定されるものではない。本発明の権利範囲は、特許請求の範囲によって解釈されるべきであり、それと同等な範囲内にある全ての技術思想は、本発明の権利範囲に含まれるものと解釈されるべきであろう。
【符号の説明】
【００４５】
１０：基板
１１：加工ライン
１２：ガイドライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
2015231739.tif 000005
【図４】
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