JP2018170475A - 金属膜付き脆性材料基板の分断方法並びに分断装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の分断方法において、前記収差レーザビームの最も集束する最集束部を前記脆性材料基板の厚みの中間位置に合わせてスキャンすることが好ましい。
ここで、収差レーザビームの最集束部は、収差レーザビームの照射方向に沿って、ビームプロファイル(強度分布)を測定したときに、ビームプロファイルのピークパワーが最も高くなる位置(収差レーザビームの照射方向に沿った位置)を意味する。
さらに、本発明において、前記収差レーザビームの光源が波長0.7〜2.5μm(例えば、Nd:YAGレーザの基本波)の近赤外レーザであり、かつ、パルス幅が100ピコ秒以下のレーザビームのバーストを用いるようにするのがよい。
図1は本発明に係るスクライブ装置(分断装置)Aを示す図である。
スクライブ装置Aには、左右の支柱1、1にX方向に沿ったガイド2を備えた水平なビーム(横梁)3が設けられている。このビーム3のガイド2には、収差レーザビーム発光部材4を備えたスクライブヘッド5と、分断用レーザビーム発光部材6を備えたスクライブヘッド7とがモータM1によりX方向に移動できるように取り付けられている。加工対象基板Wを載置して吸着保持するテーブル8は、縦軸を支点とする回動機構9を介して台盤10上に保持されており、台盤10は、モータM2によって駆動するスクリューネジ11によってY方向(図1における前後方向)に移動できるように形成されている。なお、本実施例では、収差レーザビーム発光部材4と分断用レーザビーム発光部材6とは個別のスクライブヘッド5、7に振り分けて取り付けられているが、共通のスクライブヘッドに取り付けるようにしてもよい。
なお、光源4aには波長0.7〜2.5μmの近赤外レーザを使用することができ、本実施例では波長1.064μmの近赤外線レーザを用いた。
また、パルスレーザビームのバースト列を出射させる光変調器4bについては、例えば特表2012−515450号公報に開示されており、ここでは公知の光変調器を利用してパルスレーザビームのバースト列を出射するものとし、詳細については説明を省略する。
なお、基板Wを受けるテーブル8には、収差レーザビームL2を照射したときに、基板Wを透過したレーザビームを下方に逃がすことができるように空間8aを設けておくのが好ましい。
レーザ出力 : 9.7W
繰り返し周波数 : 32.5kHz
パルス幅 : 10ピコ秒
パルス間隔(レーザパルスの基板上での照射スポットの照射間隔): 3μm
バースト : 2パルス
パルスエネルギー : 149μJ/1バースト
走査速度 : 97.5mm/s
なお、加工深さや加工状態は、上記したレーザ出力、繰り返し周波数、パルス幅、バースト数やパルス間隔、収差等の調整により容易にコントロールすることができる。
図7はブレイクバーを用いたブレイク手段を示すものであって、図7(a)に示すように、ステージ12上にゴム等からなる弾性シート13を敷設し、この弾性シート13上に改質層Kが加工された金属膜付き脆性材料基板Wを、金属膜W2側が上になるようにして載置する。そして図7(b)に示すように、上方からブレイクバー14を改質層Kに向かって押し付けることにより、脆性材料基板W1を撓ませて改質層Kから基板Wを分断することができる。
レーザ出力 : 7.6W
繰り返し周波数 : 13kHz
パルス幅 : 10ピコ秒
パルス間隔(レーザパルスの基板上での照射スポットの照射間隔): 4μm
バースト : 4パルス
パルスエネルギー : 146μJ/1バースト
走査速度 : 52mm/s
F 高エネルギー分布領域
K 改質層
L1 レーザビーム
L2 収差レーザビーム
L3 分断用レーザビーム(CO2レーザビーム)
V 分断溝
W 金属膜付き脆性材料基板
W1 脆性材料基板
W2 金属膜
2 ガイド
4 収差レーザビーム発光部材
4a 光源
4b 光変調器
4c 収差生成レンズ
5 スクライブヘッド
6 分断用レーザビーム発光部材
7 スクライブヘッド
8 テーブル
14 ブレイクバー
Claims (6)
- 脆性材料基板の片側の一面に金属膜を付着させた金属膜付き脆性材料基板の分断方法であって、
パルスレーザビームのバーストを含むレーザビームを、収差を生じさせる収差生成レンズを透過させて収差レーザビームに生成し、
前記収差レーザビームの最集束部を前記金属膜付き脆性材料基板の母体となる脆性材料基板の表面から分断予定ラインに沿ってスキャンして、前記脆性材料基板に強度が低下した改質層を形成すると同時に前記金属膜に分断溝を形成し、
次いで、前記改質層に沿ってブレイク手段を介して前記金属膜付き脆性材料基板を前記分断予定ラインに沿って分断することを特徴とする金属膜付き脆性材料基板の分断方法。 - 前記収差レーザビームの光源が波長0.7〜2.5μmの近赤外レーザであり、かつ、パルス幅が100ピコ秒以下のレーザビームのバーストを用いる請求項1に記載の金属膜付き脆性材料基板の分断方法。
- 前記ブレイク手段が分断用レーザビームを含む光学系で形成され、前記改質層を形成した分断予定ラインに沿って前記分断用レーザビームを照射することにより熱で前記脆性材料基板を分断するようにした請求項1または2に記載の金属膜付き脆性材料基板の分断方法。
- 前記分断用レーザビームが、のCO2レーザビームである請求項1〜3の何れかに記載の金属膜付き脆性材料基板の分断方法。
- 前記ブレイク手段がブレイクバーを含むメカニカル系で形成され、前記改質層を形成した分断予定ラインに沿って前記ブレイクバーを押し付けることにより前記脆性材料基板を撓ませて前記分断予定ラインに沿って分断するようにした請求項1〜3の何れかに記載の金属膜付き脆性材料基板の分断方法。
- 脆性材料基板の片側の一面に金属膜を付着させた金属膜付き脆性材料基板の分断装置であって、
前記金属膜付き脆性材料基板を載置するテーブルと、
光源から出射されたパルスレーザビームのバーストを含んだレーザビームを、収差を生じさせる収差生成レンズを介して収差レーザビームに生成する収差レーザビーム発光部材と、
前記収差レーザビーム発光部材を前記金属膜付き脆性材料基板の分断予定ラインに沿って相対的に移動させて母体となる脆性材料基板に強度が低下した改質層を加工すると同時に金属膜に分断溝を形成する移動機構と、
前記改質層に沿って前記金属膜付き脆性材料基板を分断するブレイク手段とからなる金属膜付き脆性材料基板の分断装置。
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