CN103567630B - 贴合基板的加工方法及加工装置 - Google Patents

贴合基板的加工方法及加工装置 Download PDF

Info

Publication number
CN103567630B
CN103567630B CN201310273624.6A CN201310273624A CN103567630B CN 103567630 B CN103567630 B CN 103567630B CN 201310273624 A CN201310273624 A CN 201310273624A CN 103567630 B CN103567630 B CN 103567630B
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser beam
mentioned
focus
laser
adhesive substrates
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310273624.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103567630A (zh
Inventor
中谷郁祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Original Assignee
Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd filed Critical Mitsuboshi Diamond Industrial Co Ltd
Publication of CN103567630A publication Critical patent/CN103567630A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103567630B publication Critical patent/CN103567630B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20—Bonding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/40—Removing material taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/50—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26
    • B23K2103/56—Inorganic material, e.g. metals, not provided for in B23K2103/02 – B23K2103/26 semiconducting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
    • B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0643—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising mirrors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/064—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms
    • B23K26/0648—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by means of optical elements, e.g. lenses, mirrors or prisms comprising lenses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
    • B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
    • B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/362—Laser etching
    • B23K26/364—Laser etching for making a groove or trench, e.g. for scribing a break initiation groove
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/50—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece
    • B23K26/57—Working by transmitting the laser beam through or within the workpiece the laser beam entering a face of the workpiece from which it is transmitted through the workpiece material to work on a different workpiece face, e.g. for effecting removal, fusion splicing, modifying or reforming
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04—Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0461—Welding tables

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Dicing (AREA)

Abstract

本发明是有关于一种同时对贴合基板的上侧基板与下侧基板进行加工的基板加工方法及加工装置。本发明的基板加工方法对载置于平台上的贴合基板W照射激光束而进行划线槽的加工者，且自激光光源射出脉冲宽度为10‑10秒以下的短脉冲激光束，而使该激光束分支为2束，使上述2束激光束L1、L2分别以不同的发散角透过焦点形成用凸透镜而形成焦点位置不同的2个焦点P′、S′，使一激光束的焦点S′到达至贴合基板W的上侧基板W1，使另一激光束的焦点S′到达至贴合基板W的下侧基板W2，而借由上述2个激光束的焦点同时对上述上侧基板W1与上述下侧基板W2进行加工。

Description

贴合基板的加工方法及加工装置
技术领域
本发明是关于一种使用激光束的玻璃、蓝宝石等脆性材料的贴合基板的加工方法及加工装置。
背景技术
作为对玻璃基板、硅基板、蓝宝石基板等脆性材料基板形成如划线槽(切割槽)的分割起点的加工方法，已知有使用脉冲激光的加工方法。上述加工方法借由利用脉冲激光照射的能量对基板进行加热方面共通，但形成分割起点的机制各自存在较大差异，而具有不同的特征。
例如，将玻璃基板切断时，为了切断预定在线形成划线槽，而使用借由“热应变”的激光划线加工(专利文献1)。该激光划线加工是如下加工：首先，沿切断预定线照射激光束，借此，在软化温度以下(即玻璃不会变质的温度范围)进行加热，继而，朝向刚加热后的高温区域进行冷媒喷射。借由加热及冷却，对基板赋予局部的热应力分布，借由因该热应力而导致产生的热应变，而在基板表面上形成沿切断预定线的划线槽(裂痕)。
在利用热应变的激光划线加工中，可将所形成的划线槽的端面加工地非常精美，因此，能够进行端面强度较大的加工，被广泛利用于玻璃基板的加工中。
又，对于硅基板或蓝宝石基板的加工中，自先前以来，作为使用YAG(YttriumAluminum Garnet，钇铝石榴石)激光等高输出脉冲激光(脉冲宽度10-9～10-7秒)对基板进行加工的方法，利用“激光剥蚀(Laser Ablation)”或“多光子吸收”。即，使激光光在于基板表面附近或基板内部聚光，在基板表面附近产生剥蚀而形成划线槽(专利文献2)，或者借由多光子吸收于基板内部形成加工变质部(专利文献3)，从而将上述加工部分作为用以断裂的分割起点。
又，近年来，揭示有使用短脉冲宽度且高输出脉冲的激光的新激光加工方法(专利文献4)。
根据上述专利文献所记载的使用短脉冲激光束的加工方法，使用Nd:YAG(Neodymium-doped Yttrium Aluminium Garnet，掺钕钇铝石榴石)激光(波长1064nm)，以使具有较短的脉冲宽度(2微微秒～8毫微秒)及高功率密度(15GW/cm2～8TW/cm2以上)的短脉冲激光束在蓝宝石基板的表面附近聚光的方式调整焦点而射出。此时的激光光在聚光点附近以外不被基板材料(蓝宝石)吸收，但在聚光点处引起多光子吸收，而瞬间且局部地产生熔融、升华(局部的微小剥蚀)。而且，自基板的表层部位至表面的范围内形成由冲击压引起的微小裂痕。根据该加工方法，由于熔融痕迹被微小化，故而基板的透明性得以维持，而适合于要求光的提取率的LED的制造步骤中的蓝宝石基板的加工。
进而，作为经改良的利用短脉冲激光束的加工方法，揭示有如下方法：使用极短的脉冲宽度即毫微微秒级的短脉冲激光束，对于1条分割预定线，改变扫描速度而重复进行激光束的扫描，借此，在基板内部形成切断预定线的方向上不连续的改质部，进而在表面形成切断预定线的方向上连续的槽部，从而相对于基板的深度方向上下形成槽部及改质部(专利文献5)。此处，所谓短脉冲激光束指脉冲宽度未达10微微秒的激光。记载有据此可进行200μm左右的蓝宝石基板的加工。
[先前技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特表平8-509947号公报
[专利文献2]日本专利特开2004-009139号公报
[专利文献3]日本专利特开2004-268309号公报
[专利文献4]日本专利特开2005-271563号公报
[专利文献5]日本专利特开2008-098465号公报
由此可见，上述现有的技术在结构与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。因此如何能创设一种新型结构的贴合基板的加工方法及加工装置，亦成为当前业界极需改进的目标。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术存在的缺陷，而提供一种新型结构的贴合基板的加工方法及加工装置，所要解决的技术问题是使其提供一种对贴合基板进行加工情形时，能够借由自单侧的1次激光束的扫描，而上侧的基板及下侧的基板上加工成为分割起点的划线槽的贴合基板的加工方法及加工装置。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种贴合基板的加工方法，其中对载置于平台上的贴合基板照射激光束而进行划线槽的加工者；且自激光光源射出脉冲宽度为10-10秒以下的短脉冲激光束并使该激光束分支为2束；使上述2束激光束分别以不同的发散角透过焦点形成用透镜而形成焦点位置不同的2个焦点；使一激光束的焦点到达至贴合基板的上侧基板，使另一激光束的焦点到达至贴合基板的下侧基板，而借由上述2个激光束的焦点同时对上述上侧基板与上述下侧基板进行加工。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的贴合基板的加工方法，其特征在于使输出调整部介于上述被分支为2束的激光束的至少其中一束的光路途中，而调整各个激光束的照射能量。
前述的贴合基板的加工方法，其特征在于沿划线预定线间歇性地照射对贴合基板所照射的激光束，借此，断续地形成于上述2个焦点位置产生的激光束点。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种贴合基板的加工装置，其中对载置平台上的贴合基板照射激光束而进行加工者；且包括：激光光源，其输出脉冲宽度为10-10秒以下的短脉冲激光；光路分支部，其将自上述激光光源射出的短脉冲激光束分支为第一光路侧的激光束与第二光路侧的激光束；双焦点作成部，其合成上述2束激光束并使其分别以不同的发散角透过焦点形成用透镜，从而形成焦点位置不同的2个焦点；以及使载置有上述贴合基板的平台相对于自上述双焦点作成部照射的合成激光束相对移动的机构；且上述双焦点作成部以如下方式形成：能以使一激光束的焦点到达至上述贴合基板的上侧基板，且使另一激光束的焦点到达至贴合基板的下侧基板的方式调整各个焦点。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的贴合基板的加工装置，其特征在于使调整激光束的照射能量的输出调整部介于上述被分支为2束的激光束的至少其中一束的光路途中而成。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案可知，本发明的主要技术内容如下：在液晶面板的制造步骤中，包括将贴合玻璃基板切断而加工成各个单位制品的步骤。借由激光加工将贴合玻璃基板切断的情形时，以往一直进行如上述专利文献1所记载的利用“热应变”的激光划线加工。在激光划线加工中，使用YAG激光等，但为了贴合基板的正背两面进行划线，而对单侧面进行激光照射后，将基板反转，对相反侧面进行激光照射，从而必需2次激光划线加工。因此，本发明的目的在提供一种对贴合基板进行加工的情形时，能够借由自单侧的1次激光束的扫描，而在上侧的基板及下侧的基板上加工成为分割起点的划线槽的贴合基板的加工方法及加工装置。为了达成上述目的而完成的本发明的基板加工方法对载置平台上的贴合基板照射激光束而进行划线槽的加工者，且自激光光源射出脉冲宽度为10-10秒以下的短脉冲激光束而使该激光束分支为2束，使上述2束激光束分别以不同的发散角透过焦点形成用透镜而形成焦点位置不同的2个焦点，使一激光束的焦点到达至贴合基板的上侧基板，使另一激光束的焦点到达至贴合基板的下侧基板，借由上述2个激光束的焦点而同时对上述上侧基板与上述下侧基板进行加工。此处，在贴合基板中主要使用玻璃基板，但只要根据材料利用透过基板的波长的光源，则亦可应用Si基板、蓝宝石基板、及SiC基板等。又，本发明是一种贴合基板的加工装置，其对载置于平台上的贴合基板照射激光束而进行加工者，包括：激光光源，其输出脉冲宽度为10-10秒以下的短脉冲激光；光路分支部，其使自上述激光光源射出的短脉冲激光束分支为第一光路侧的激光束与第二光路侧的激光束；双焦点作成部，其合成上述2束激光束，并使其等分别以不同的发散角透过焦点形成用透镜而形成焦点位置不同的2个焦点；以及使载置有上述贴合基板的平台相对于自上述双焦点作成部照射的合成激光束相对移动的机构；且上述双焦点作成部以如下方式形成：能以使一激光束的焦点到达至上述贴合基板的上侧基板，且使另一激光束的焦点到达至贴合基板的下侧基板的方式调整各个焦点。上述发明中，较佳为使输出调整部介于上述被分支为2束的激光束的至少任一束的光路途中，而调整各个激光束的照射能量。借此，可根据所加工的贴合基板的材料的特性或厚度将各激光束的照射能量调整为最佳状态。上述发明中，较佳为沿划线预定线间歇性地照射对贴合基板照射的激光束，借此，断续地形成上述2个焦点位置上产生的激光束点。此时，邻接的激光点彼此以借由因激光点形成时的冲击而产生的微小裂痕而连接的间隔形成。借此，可在贴合基板的上侧基板与下侧基板上同时且确实地形成连续的划线槽。
借由上述技术方案，本发明贴合基板的加工方法及加工装置至少具有下列优点及有益效果：根据本发明，借由使2束激光束分别以不同的发散角透过焦点形成用透镜而形成焦点位置不同的2个焦点，该一激光束的焦点达到至贴合基板的上侧基板，并且使另一激光束的焦点到达至贴合基板的下侧基板，因此，各个焦点位置上同时形成能量集中的激光点。各激光点处瞬间且局部地产生熔融、升华(局部的微小剥蚀)，从而可贴合基板的上侧基板与下侧基板上同时形成成为分割起点的划线槽。借此，可同时对上下玻璃基板进行加工，而可减少激光束的扫描次数，并且亦无需使基板反转，从而可谋求加工时间的缩短。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1表示用以实施本发明的基板加工方法的基板加工装置的整体构成图。
图2表示本发明中的激光光学系统的方框图。
图3表示图2中的双焦点作成部的放大图。
图4(a)和图4(b)表示在基板上形成光束点的状态的模式图。
A：基板加工装置 K：激光点
L1：第一光路侧的激光束
L2：第二光路侧的激光束
P’：第一光路侧的激光束的焦点
S’：第二光路侧的激光束的焦点
W：贴合基板 W1：上侧基板
W2：下侧基板 12：平台
20：激光光源 21：激光光学系统
22：旋转式遮光器 23：1/2波长板
24：分支用偏振分光镜 26、33：输出调整部
30：双焦点作成部 37：焦点形成用凸透镜
40：合成用偏振分光镜
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的贴合基板的加工方法及加工装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
以下，使用图式对本发明的贴合基板的加工方法进行说明。本实施例中，对贴合玻璃基板的加工进行说明。
图1表示用以实施本发明的加工方法的基板加工装置的一例。
基板加工装置A设置有移动台2，该移动台2沿着平行配置于水平架台1上的一对导轨3、4，图1的前后方向(以下称为Y方向)上往返移动。基板加工装置A以如下方式构成：在两导轨3、4之间沿Y方向配置有螺钉5，相对于该螺钉5螺合在有固定于移动台2上的撑条6，且借由马达(未图示)使螺钉5旋转，借此，使移动台2沿着导轨3、4在Y方向上移动。
在移动台2上，以沿着导轨8在图1的左右方向(以下称为X方向)上往返移动的方式配置有水平的基座7。在固定基座7上的撑条10a上贯通螺合在有借由马达9而旋转的螺钉10，借由螺钉10进行旋转，而使基座7沿着导轨8X方向上移动，且借由马达的正、反旋转而使其往返移动。
在基座7上设置有借由旋转机构11而旋转的平台12，该平台12的载置面上呈水平状态载置成为加工对象的贴合基板W。贴合基板W可借由设置于平台12上的吸引夹盘机构(未图示)而保持。旋转机构11以如下方式形成：可使平台12以垂直于载置面的轴作为旋转轴而旋转，且可旋转为任意的旋转角度。
在平台12的上方，在定位贴合基板W时使用的位置检测用相机13、以及用以朝向贴合基板W照射直线偏光的短脉冲激光束的激光光源20及激光光学系统21(参阅图2)固定于框架14上。
对激光光源20，选择可射出能够进行利用微小剥蚀的加工的脉冲宽度为10-10秒以下的短脉冲激光束者。激光的种类只要为激光光可在某种程度上透过玻璃基板、且可进入内部的波长即可，具体而言，可使用UV(ultraviolet，紫外线)激光、绿光(Green)激光、IR(infrared，红外线)激光。再者，自先前以来用于对玻璃基板的激光划线的YAG激光或CO2激光仅在上侧玻璃基板的表面附近即被吸收，而不会到达至下侧基板，故而在本发明中无法应用。
图2表示激光光学统21的方框图。
自激光光源20射出的直线偏光的短脉冲激光束L0经由旋转式遮光器(rotaryshutter)22而通过1/2波长板23。旋转式遮光器22用以间歇性地阻断激光束L0、或完全开口而使激光束L0连续地透过者，且在选择间歇性地照射激光束而进行加工的情形、及连续地照射激光束而进行加工的情形时使用。
1/2波长板23使入射光源产生1/2波长的相位差者，且若入射的直线偏光的振动方向相对于1/2波长板23的光轴方向以角度θ(例如45度)入射，则作为振动方向旋转2θ(90度)的直线偏光而射出。借由改变该1/2波长板的上述角度θ，而可控制射出的直线偏光的照射能量(输出功率)。
通过1/2波长板23的激光束L0借由作为光路分支部的分支用偏振分光镜24而分支为第一光路侧的激光束(P波)L1与第二光路侧的激光束(S波)L2。
第一光路侧的激光束L1借由半镜面25而折射并通过输出调整部26。输出调整部26是调整第一光路侧激光束L1的照射能量(输出功率)者，具体而言由1/2波长板27与偏振分光镜28构成。借由调整1/2波长板27相对偏振分光镜28的相位角，而使利用偏光而通过的激光束L1的照射能量(输出功率)衰减。因此，可借由输出调整部26调整第一光路侧激光束L1的照射能量。再者，输出调整部26的偏振分光镜28使激光束L1沿光轴前进方向透过。
通过输出调整部26的激光束L1借由半镜面29而折射后被送至下述双焦点作成部30。
又，第二光路侧的激光束L2经由半镜面31、32而入射至输出调整部33。输出调整部33与上述第一光路侧的输出调整部26相同，由1/2波长板34与偏振分光镜35构成，且与上述输出调整部26同样地，调整第二光路侧激光束L2的照射能量(输出功率)。通过输出调整部26的激光束L2被送至双焦点作成部30。
双焦点作成部30由透镜群(36、37、38、39)及合成用偏振分光镜40所构成，合成第一光路侧激光束L1与第二光路侧激光束L2，而生成将上述重合而成的合成激光束。在该合成激光束中，第一光路侧的激光束L1的焦点P’与第二光路侧的激光束L2的焦点S’分别在不同的位置上连结，即，形成2个焦点。具体而言，如图4(a)和图4(b)所示，在使第二光路侧的激光束L2的焦点S’到达至贴合基板W的上侧的基板W1的表面附近时，使第一光路侧的激光束L1的焦点P’到达至下侧的基板W2的表面附近、或下表面附近。
如图3中详细表示，通过第一光路侧的凹透镜36的激光束L1成为向放射方向扩散的发散光(将其称为正发散光)并透过合成用偏振分光镜40而被送至焦点形成用凸透镜37。
另一方面，通过第二光路侧的凹透镜38而成为正发散光的激光束L2成为借由凸透镜39而朝向焦点聚光的光(将其称为负发散光)后被送至合成用偏振分光镜40，借由分光镜40的反射面40a产生折射而与第一光路侧的激光束L1合成，并被送至焦点形成用凸透镜37。此时，来自第一光路侧的激光束L1与来自第二光路侧的激光束L2入射至凸透镜37时的发散角不同，即，第一光路侧的激光束L1成为向放射方向扩散的正发散光，第二光路侧的激光束L2成为朝向一点聚光的负发散光，因此，通过凸透镜37的第一光路侧的激光束L1的焦点距离变得较第二光路侧的激光束L2的焦点距离长，结果，形成2个焦点。
其次，对利用基板加工装置A所进行的加工动作进行说明。在开始加工之前，预先设定加工条件。具体而言，预先根据所加工的贴合基板W的厚度或材料的特性调整利用1/2波长板23的激光束L1的输出功率、及利用输出调整部26、33的调整的第一光路侧与第二光路侧的激光束L1、L2的输出功率之比。
同时，如图4(a)所示，以使第二光路侧激光束L2的焦点S’达到至贴合基板W的上侧基板W1的上表面附近、且使第一光路侧激光束L1的焦点P’到达至下侧基板W2的上表面附近的方式，预先调整焦点形成用凸透镜37或凹透镜36、38的位置。再者，上述焦点位置基板W的内部可调整为任意的位置，例如，如图4(b)所示，亦可以使第一光路侧激光束L1的焦点P’到达至下侧基板W2的下表面附近的方式进行调整。
又，借由旋转式遮光器22间歇性地阻断来自激光光源20的激光束L0，并且调节载置有基板的平台12的移动速度而使激光束留出特定的间隔照射至基板W上。借此，在基板W上留出特定的间隔而沿着划线预定线呈直线形成有激光照射点S。上述所谓“特定的间隔”是指如邻接的激光点彼此借由因激光点形成时的冲击而产生的微小裂痕而连接的距离。
进行上述设定后，将贴合基板W载置于平台12上，并以相机13进行加工位置的定位，其后使来自光源20的激光束振动，而沿X方向扫描平台12。借此，贴合基板W上留出特定的间隔而形成激光照射点K。此时，如图4(a)所示，使第一光路侧激光束L1的焦点P’与第二光路侧激光束L2的焦点S’到达至基板W的上侧基板W1与下侧基板W2的上表面附近，因此，激光点K在各个焦点位置上同时形成2个部位。
激光点K中，在焦点处瞬间且局部地产生熔融、升华(局部的微小剥蚀)。而且，邻接的激光点彼此借由因加工时的冲击而产生的微少裂痕而连接，借此，可在上侧基板W1与下侧基板W2上同时形成连续的划线槽。
以上，使用短脉冲激光，在上述实施例中，借由旋转式遮光器22间歇性地阻断来自激光光源20的激光束L0，而留出固定的间隔形成激光照射点K，但亦可使旋转式遮光器22完全开口而连续地将激光束照射至基板W上。
上述实施形态中，对适合玻璃贴合基板的加工的加工方法进行了说明，但只要根据加工对象的基板材料，选择仅在基板表面不会被吸收而能够进入至基板内部的激光的种类，则可进行相同的加工。例如，在加工对象为蓝宝石基板的情形时，作为可使激光光入射至基板内部的激光，例如可利用Nd:YAG激光等。
以上，对本发明的代表性实施例进行了说明，但本发明未必特定为上述实施形态，可达成本发明的目的且不脱离申请专利范围的范围内适当进行修正、变更。
例如，亦可使输出调整部26、33仅位于任一单侧，而借由载置基板G的平台12进行调整。
[产业上的可利用性]
本发明的基板加工方法利用由玻璃基板等脆性材料构成的贴合基板的划线加工。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种贴合基板的加工方法，其特征在于其对载置于平台上的贴合基板照射激光束而进行划线槽的加工者；且
自激光光源射出脉冲宽度为10-10秒以下的短脉冲激光束并使该激光束分支为2束；
使上述2束激光束分别以不同的发散角透过焦点形成用透镜而形成焦点位置不同的2个焦点；
使一激光束的焦点到达至贴合基板的上侧基板，使另一激光束的焦点到达至贴合基板的下侧基板，而借由上述2束激光束的焦点同时对上述上侧基板与上述下侧基板进行加工；
使输出调整部介于上述被分支为2束的激光束的至少其中一束的光路途中，而调整各个激光束的照射能量。
2.如权利要求1所述的贴合基板的加工方法，其特征在于沿划线预定线间歇性地照射对贴合基板所照射的激光束，借此，断续地形成于上述2个焦点位置产生的激光束点。
3.一种贴合基板的加工装置，其特征在于其对载置平台上的贴合基板照射激光束而进行加工者；且包括：
激光光源，其输出脉冲宽度为10-10秒以下的短脉冲激光；
光路分支部，其将自上述激光光源射出的短脉冲激光束分支为第一光路侧的激光束与第二光路侧的激光束；
双焦点作成部，其合成上述2束激光束并使其分别以不同的发散角透过焦点形成用透镜，从而形成焦点位置不同的2个焦点；以及
使载置有上述贴合基板的平台相对于自上述双焦点作成部照射的合成激光束相对移动的机构；且
上述双焦点作成部以如下方式形成：能以使一激光束的焦点到达至上述贴合基板的上侧基板，且使另一激光束的焦点到达至贴合基板的下侧基板的方式调整各个焦点；
使调整激光束的照射能量的输出调整部介于上述被分支为2束的激光束的至少其中一束的光路途中而成。
CN201310273624.6A 2012-07-31 2013-06-28 贴合基板的加工方法及加工装置 Expired - Fee Related CN103567630B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012-170132 2012-07-31
JP2012170132A JP5965239B2 (ja) 2012-07-31 2012-07-31 貼り合わせ基板の加工方法並びに加工装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103567630A CN103567630A (zh) 2014-02-12
CN103567630B true CN103567630B (zh) 2017-05-24

Family

ID=50040808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310273624.6A Expired - Fee Related CN103567630B (zh) 2012-07-31 2013-06-28 贴合基板的加工方法及加工装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP5965239B2 (zh)
KR (1) KR101891341B1 (zh)
CN (1) CN103567630B (zh)
TW (1) TWI587959B (zh)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6184341B2 (ja) * 2014-02-18 2017-08-23 三菱電機株式会社 半導体基板の切断方法
JP2016052672A (ja) * 2014-09-04 2016-04-14 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP6561566B2 (ja) * 2015-04-30 2019-08-21 三星ダイヤモンド工業株式会社 貼り合わせ基板の分割方法及び分割装置
JP6571437B2 (ja) * 2015-07-29 2019-09-04 リンテック株式会社 半導体装置の製造方法
KR102202933B1 (ko) * 2016-03-31 2021-01-14 주식회사 엘지화학 레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법
CN106298451A (zh) * 2016-08-18 2017-01-04 昆山国显光电有限公司 激光晶化方法及装置
CN106425112B (zh) * 2016-11-02 2018-11-06 国神光电科技（上海）有限公司 一种激光划片的方法及系统
CN106410573A (zh) * 2016-11-02 2017-02-15 国神光电科技（上海）有限公司 一种激光器
KR101902991B1 (ko) * 2017-02-20 2018-10-02 (주)큐엠씨 레이저 스크라이빙 장치
JP6981800B2 (ja) * 2017-07-28 2021-12-17 浜松ホトニクス株式会社 積層型素子の製造方法
JP6980444B2 (ja) * 2017-07-28 2021-12-15 浜松ホトニクス株式会社 積層型素子の製造方法
JP7223828B2 (ja) * 2017-07-28 2023-02-16 浜松ホトニクス株式会社 積層型素子の製造方法
KR102582734B1 (ko) * 2017-09-27 2023-09-27 주식회사 탑 엔지니어링 기판 절단 장치
KR102176869B1 (ko) * 2018-07-30 2020-11-11 주식회사 탑 엔지니어링 기판 가공 장치 및 기판 가공 방법
TWI706614B (zh) * 2018-11-10 2020-10-01 鴻超環保能源股份有限公司 雷射光源模組
CN110064841B (zh) * 2019-04-24 2021-03-30 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种激光加工装置、激光开槽方法和激光全切方法
EP3908423A4 (en) * 2019-06-20 2022-08-24 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. SYSTEMS AND METHODS FOR LASER CUTTING OF CONNECTED STRUCTURES
WO2022205082A1 (en) * 2021-03-31 2022-10-06 Yangtze Memory Technologies Co., Ltd. Laser system for dicing semiconductor structure and operation method thereof

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4527098B2 (ja) * 2002-03-12 2010-08-18 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法
WO2003076119A1 (en) * 2002-03-12 2003-09-18 Hamamatsu Photonics K.K. Method of cutting processed object
US6580054B1 (en) 2002-06-10 2003-06-17 New Wave Research Scribing sapphire substrates with a solid state UV laser
JP3895287B2 (ja) 2003-03-06 2007-03-22 弘明 三澤 サファイア基板の分割方法及び分割装置
JP2004337903A (ja) * 2003-05-14 2004-12-02 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2004337902A (ja) * 2003-05-14 2004-12-02 Hamamatsu Photonics Kk レーザ加工装置及びレーザ加工方法
JP2005028438A (ja) * 2003-07-11 2005-02-03 Disco Abrasive Syst Ltd レーザ光線を利用する加工装置
CN1925945A (zh) * 2004-03-05 2007-03-07 奥林巴斯株式会社 激光加工装置
JP2005271563A (ja) 2004-03-26 2005-10-06 Daitron Technology Co Ltd 硬脆材料板体の分割加工方法及び装置
JP4354376B2 (ja) * 2004-09-28 2009-10-28 株式会社ディスコ レーザ加工装置
JP4527488B2 (ja) * 2004-10-07 2010-08-18 株式会社ディスコ レーザ加工装置
JP2006123228A (ja) * 2004-10-27 2006-05-18 Disco Abrasive Syst Ltd レーザ加工方法およびレーザ加工装置
KR101074408B1 (ko) * 2004-11-05 2011-10-17 엘지디스플레이 주식회사 펨토초 레이저 발생장치 및 이를 이용한 기판의 절단방법
JP4791248B2 (ja) * 2005-05-24 2011-10-12 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP2007142000A (ja) * 2005-11-16 2007-06-07 Denso Corp レーザ加工装置およびレーザ加工方法
JP2007229758A (ja) * 2006-02-28 2007-09-13 Fukami Seisakusho:Kk レーザ加工装置
JP5232375B2 (ja) 2006-10-13 2013-07-10 アイシン精機株式会社 半導体発光素子の分離方法
JP5154838B2 (ja) * 2007-05-31 2013-02-27 株式会社ディスコ レーザー加工装置
JP5775265B2 (ja) * 2009-08-03 2015-09-09 浜松ホトニクス株式会社 レーザ加工方法及び半導体装置の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP5965239B2 (ja) 2016-08-03
TWI587959B (zh) 2017-06-21
TW201404512A (zh) 2014-02-01
JP2014028388A (ja) 2014-02-13
CN103567630A (zh) 2014-02-12
KR20140017421A (ko) 2014-02-11
KR101891341B1 (ko) 2018-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103567630B (zh) 贴合基板的加工方法及加工装置
US11345625B2 (en) Method and device for the laser-based machining of sheet-like substrates
CN104339081B (zh) 用于在透明材料内执行激光成丝的方法和设备
KR101302336B1 (ko) 레이저 가공 방법, 레이저 가공 장치 및 그 제조 방법
JP5193326B2 (ja) 基板加工装置および基板加工方法
TW200304858A (en) Laser processing method
JP2008087027A (ja) レーザ加工装置
CN105392593A (zh) 借助激光从平坦基板中切割轮廓的设备及方法
JP2007260773A (ja) 基板切断方法及びこれを用いた基板切断装置
US8950217B2 (en) Method of cutting object to be processed, method of cutting strengthened glass sheet and method of manufacturing strengthened glass member
JP2002192369A (ja) レーザ加工方法及びレーザ加工装置
JP2003334812A (ja) レーザ加工方法
JP2013157452A (ja) 半導体デバイスの製造方法
CN102139484B (zh) 激光划线方法以及装置
KR20080093321A (ko) 레이저가공 장치
KR100862522B1 (ko) 레이저가공 장치 및 기판 절단 방법
KR100843411B1 (ko) 레이저가공 장치 및 기판 절단 방법

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20170524

Termination date: 20210628

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee