JP6971330B2 - レーザスクライビング装置 - Google Patents

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Description

本発明はレーザスクライビング装置に関する。
ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ）は低電力、高い耐久性、高輝度、迅速な応答速度、環境にやさしい特性などによって携帯電話のスイッチ、ＬＥＤ ＴＶ用ＢＬＵ（Ｂａｃｋ Ｌｉｇｈｔ Ｕｎｉｔ）など電子部品に使用されており、照明分野に適用範囲が拡大しながら年々使用量が増加している。
ＬＥＤ製作工程は大きくＩｎＧａＮ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｇａｌｌｉｕｍ Ｎｉｔｒｉｄｅ）を成長させるＥＰＩ工程、チップ生成工程、パッケージング（Ｐａｃｋａｇｉｎｇ）工程、そしてモジュール化工程に分けられる。また、チップ生成工程中のスクライビング（Ｓｃｒｉｂｉｎｇ）はチップを切断するための工程として加工方式によってチップの特性及び生産量が決定される重要な工程である。
特に、スクライビング加工時に発生するＩＲ（Ｒｅｖｅｒｓｅ ｃｕｒｒｅｎｔ）、Ｄｏｕｂｌｅ ｃｈｉｐ、Ｍｅａｎｄｅｒｉｎｇ、Ｃｈｉｐｐｉｎｇなどの不良はＬＥＤチップの生産収率を低下させ、工程の最適化及び定量化を困難にする要素として作用する。
また、従来はダイヤモンドチップを利用して切断したが、チップの外観不良、生産性低下及び工程のコスト高という大きな問題点を抱えており、多くのＬＥＤ生産業者らがレーザを利用したスクライビング装備の利用を増やす傾向にある。
レーザスクライビングは、ウェハまたは基板を各チップ単位で切断または切断線生成作業を行うことであって、強度が高いサファイアウェハを使用するＬＥＤ産業とセラミック基板を使用するパッケージ産業に使用されている。
これと関連して、韓国公開特許第１０−２００４−０１０００４２号（発明の名称：レーザを利用したスクライビング装置）では、レーザ加工対象物が配置されるテーブルと、テーブル上の加工対象物にレーザビームを出射するレーザ発振器と、テーブルの上部に設置されて、レーザ発振器から伝送されたレーザビームを加工対象物に照射する集光レンズと、レーザ発振器と集光レンズとの間に連結されてレーザ発振器から出射されたレーザビームをヘッドまで伝送するビーム伝達装置で構成が開示されている。
しかし、このような従来のスクライビング装置は厚みがある加工対象物を加工するのに限界がある問題点がある。
本願は上述の従来技術の問題点を解決するためのものであって、加工対象物に焦点距離が異なる２つのレーザビームを照射するレーザスクライビング装置を提供することを目的とする。
但し、本実施形態が成し遂げようとする技術的課題は、上記のような技術的課題に限定されず、また他の技術的課題が存在し得る。
上記の技術的課題を達成するための技術的手段であって、本願の一実施形態にかかるレーザスクライビング装置は、Ｐ偏光又はＳ偏光のレーザビームを出力するレーザ光源と、前記レーザビームを、その偏光状態を変更せずに第１レーザビーム及び第２レーザビームに分割するスプリッタと、前記スプリッタによって分割された第１レーザビームまたは第２レーザビームの経路上に位置して、前記第１レーザビームまたは第２レーザビームの偏光方向を９０度回転する第１波長板と、前記第１レーザビームまたは第２レーザビーム経路上で発散角を調節するビームエキスパンダテレスコープと、前記第１レーザビーム及び第２レーザビームを結合するビームコンバイナ、及び前記ビームコンバイナによって結合された第１レーザビーム及び第２レーザビームを集光する集光レンズを含む。この時、前記第１レーザビーム及び第２レーザビームの焦点距離が異なり、前記ビームコンバイナに入射する前記第１レーザビーム及び第２レーザビームの一方はＳ偏光であり、他方はＰ偏光であることを特徴とする。
上述の本願の課題解決手段によれば、レーザ光源から出力されたレーザビームをスプリッタを利用して２つのレーザビームに分割し、分割された第１レーザビーム及び第２レーザビームを一つの集光レンズに照射して、一回のフォーカシングで加工対象物の内部に垂直方向に焦点距離が異なる第１レーザビーム及び第２レーザビームを照射して厚いウェハを切断することができる効果がある。
図１は本発明の第１実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図２は本発明の第２実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図３は本発明の第３実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図４は本発明の第４実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図５は本発明の第５実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図６は本発明の第６実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図７は本発明の第７実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図８は本発明の第８実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図９は本発明の第９実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図１０は本発明の第１０実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図１１は本発明の第１１実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図１２は本発明の第１２実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図１３は本発明の第１３実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図１４は本発明の第１４実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図１５は本発明の第１５実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図１６は本発明の第１６実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図１７は本発明の第１７実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図１８は本発明の第１８実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図１９は本発明の第１９実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図２０は本発明の第２０実施形態にかかるレーザスクライビング装置を示した図面である。 図２１は本発明のレーザスクライビング装置を利用して基板内部に形成された内部クラック列を撮った写真である。
下記では添付の図面を参照して本願が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施することができるように本願の実施形態を詳細に説明する。しかし、本願は多様に異なる形態で具現されることができ、ここで説明する実施形態に限定されない。そして、図面で本願を明確に説明するために説明と関係がない部分は省略して、明細書全体を通じて類似する部分については類似する図面符号を付した。
本願の明細書全体で、ある部分が他の部分と“連結”されていると言う時、これは“直接的に連結”されている場合だけでなく、その中間に他の素子を間に介して“電気的に連結”されている場合も含む。
本願の明細書全体で、ある部材が他の部材“上に”位置していると言う時、これはある部材が他の部材に接している場合だけでなく、二つの部材間にまた他の部材が存在する場合も含む。
本願の明細書全体で、ある部分がある構成要素を“含む”と言う時、これは特に反対の記載がない限り他の構成要素を除外するものでなく、他の構成要素をさらに含み得ることを意味する。本願の明細書全体で使用される程度の用語“約”、“実質的に”などは言及された意味に固有の製造及び物質許容誤差が提示される時、その数値でまたはその数値に近接した意味で使用され、本願の理解を助けるために正確あるいは絶対的な数値が言及された開示内容を非良心的な侵害者が不当に利用することを防止するために使用される。本願の明細書全体で使用される程度の用語“〜（する）段階”または“〜の段階”は“〜のための段階”を意味しない。
本発明はレーザスクライビング装置１０に関する。
例示的に、レーザスクライビング装置１０はレーザ光源１００から出射されたレーザビームを集光レンズ６００を介した１番目の焦点（Ｆ１）は加工対象物の表面または内部にフォーカシングして、２番目の焦点（Ｆ２）は加工対象物の表面または内部にフォーカシングする。ここで第１レーザビームと第２レーザビームの発散角を異にして１番目の焦点と２番目の焦点の位置は異なるように形成される。また、加工対象物としては一般的にレーザ波長に対して透過率が高い材質の基板が使用され、例えばサファイア基板またはガラス基板などが使用され得るが、これに限定されるものではない。
図１は本発明の第１実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図２は本発明の第２実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図３は本発明の第３実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図４は本発明の第４実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図５は本発明の第５実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図６は本発明の第６実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図７は本発明の第７実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図８は本発明の第８実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図９は本発明の第９実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図１０は本発明の第１０実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図１１は本発明の第１１実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図１２は本発明の第１２実施形態によるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図１３は本発明の第１３実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図１４は本発明の第１４実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図１５は本発明の第１５実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図１６は本発明の第１６実施形態によるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図１７は本発明の第１７実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図１８は本発明の第１８実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図１９は本発明の第１９実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図２０は本発明の第２０実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０を示した図面であり、図２１は本発明のレーザスクライビング装置１０を利用して基板内部に形成された内部クラック列を撮った写真である。
以下、本発明のレーザスクライビング装置１０について説明する。
図１ないし図３を参照すると、レーザスクライビング装置１０はレーザビームを出力するレーザ光源１００と、レーザを第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）に分割するスプリッタ２００と、スプリッタ２００によって分割された第１レーザビーム（Ｌ２）の偏光方向を９０度回転する波長板３２０と、第１レーザビーム（Ｌ１）または第２レーザビーム（Ｌ２）の発散角を調節するビームエキスパンダテレスコープ（ＢＥＡＭ ＥＸＰＡＮＤＥＲ ＴＥＬＥＳＣＯＰＥ、４００）と、第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）を結合するビームコンバイナ５００、及びビームコンバイナ５００によって結合された第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）を集光する集光レンズ６００を含む。この時、第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）の焦点距離が異なることを特徴とする。
また、第１レーザビーム（Ｌ１）は垂直偏光状態（Ｓ偏光）であり、第２レーザビーム（Ｌ２）は水平偏光状態（Ｐ偏光）であり得る。参考までに、図１ないし図２０に表示された
Figure 0006971330
は光軸に垂直なＳ偏光（Ｓ−ｐｏｌａｉｚｅｄ ｌｉｇｈｔ）を意味し、
Figure 0006971330
は光軸に水平なＰ偏光（Ｐ−ｐｏｌａｉｚｅｄ ｌｉｇｈｔ）を意味する。
例示的に、レーザ光源１００から出力されたレーザビームはＰ偏光レーザが挙げられる。また、レーザ光源１００から出力されたレーザビームはスプリッタ２００を通過しながら、Ｐ偏光の第１レーザビーム（Ｌ１）とＰ偏光第２レーザビーム（Ｌ２）に分割され得る。
また、Ｐ偏光第１レーザビーム（Ｌ１）は第１波長板３２０を通過しながら、Ｓ偏光に偏光方向が９０度回転するようになる。
また、図１及び図２を参照すると、第１レーザビーム（Ｌ１）または第２レーザビーム（Ｌ２）はビームエキスパンダテレスコープ４００によって発散角度が調節され得る。即ち、ビームエキスパンダテレスコープ４００を介してレーザビームが発散する場合（Ｄｉｖｅｒｇｅｎｃｅｄ Ｂｅａｍ）には焦点距離が長くなり、平行光（Ｃｏｌｌｉｍａｔｅｄ Ｂｅａｍ）状態になるが、収斂する場合（Ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｄ Ｂｅａｍ）には焦点距離が短くなることを特徴とする。
図３を参照すると、ビームエキスパンダテレスコープ４００は第１レーザビーム（Ｌ１）の経路及び第２レーザビーム（Ｌ２）の経路にそれぞれ位置し得て、それぞれのビームエキスパンダテレスコープ４００によって第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）の加工対象物内の焦点位置を調節し得る。
このために、ビームエキスパンダテレスコープ４００は少なくとも二つ以上のレンズを含み得る。また、第１レーザビーム（Ｌ１）または第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上に位置したビームエキスパンダテレスコープ４００のレンズ間の間隔を調節することによって、集光レンズ６００に入射されるレーザビームの角度（収斂角及び発散角）が変わり、第１レーザビーム（Ｌ１）または第２レーザビーム（Ｌ２）の焦点位置が変更されることができる。
また、第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）はビームコンバイナ５００を通過しながら結合される。また、ビームコンバイナ５００によって結合された第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）は集光レンズ６００を介して加工対象物に集光され得る。
また、レーザスクライビング装置１０はレーザの光経路を変更する複数のミラー部（Ｍ１、Ｍ２）を含み得る。これによって、レーザスクライビング装置１０の寸法を小さく製作することができる効果がある。
以下、図１を参照すると、本発明の第１実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０について詳細に説明する。
レーザ光源１００から出力されたＰ偏光レーザビームはスプリッタ２００に出力されて、スプリッタ２００はレーザ光源１００から出力されたＰ偏光レーザビームをＰ偏光第１レーザビーム（Ｌ１）及びＰ偏光第２レーザビーム（Ｌ２）に分割し得る。
また、Ｐ偏光第１レーザビーム（Ｌ１）は第１ミラー部（Ｍ１）によって第１波長板３２０に出力され、第１波長板３２０を通過して、Ｓ偏光第１レーザビーム（Ｌ１）に偏光状態が変わるようになる。また、第１レーザビーム（Ｌ１）は第１レーザビーム（Ｌ１）経路上に位置するビームエキスパンダテレスコープ４００によって集光レンズ６００に入射される発散角度が調節され得る。また、ビームエキスパンダテレスコープ４００を通過したＳ偏光第１レーザビーム（Ｌ１）は第２ミラー部（Ｍ２）によって反射されてビームコンバイナ５００に出力され得る。また、第１波長板３２０とビームエキスパンダテレスコープ４００は第２レーザビーム（Ｌ２）経路上に位置し得る。
また、Ｓ偏光第１レーザビーム（Ｌ１）とＰ偏光第２レーザビーム（Ｌ２）はビームコンバイナ５００を通過しながら互いに結合され得る。換言すると、Ｓ偏光第１レーザビーム（Ｌ１）とＰ偏光第２レーザビーム（Ｌ２）はビームコンバイナ５００によって同一の経路上に位置し得る。また、集光レンズ６００を介してＳ偏光第１レーザビーム（Ｌ１）は第１焦点（Ｆ１）に照射されて、Ｐ偏光第２レーザビーム（Ｌ２）は第２焦点（Ｆ２）に照射され得る。
即ち、レーザスクライビング装置１０は互いに異なる焦点距離を有する第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）が発生して、加工対象物内部に厚さ方向に異なる高さを有する焦点を形成するようになる。例示的に、第１レーザビーム（Ｌ１）がビームエキスパンダテレスコープ４００によって発散する場合、第１レーザビーム（Ｌ１）は加工対象物内で第２レーザビーム（Ｌ２）の第２焦点（Ｆ２）よりも下部に第１焦点（Ｆ１）を結ぶようになる。反対に、第１レーザビーム（Ｌ１）がビームエキスパンダテレスコープ４００によって収斂する場合、第１レーザビーム（Ｌ１）は加工対象物内で第２レーザビーム（Ｌ２）の第２焦点（Ｆ２）よりも上部に第１焦点（Ｆ１）を結ぶようになる。
また、加工対象物内部の集光点にレーザビームがフォーカシングされた状態で、レーザビームまたは加工対象物を第１方向に沿って移動させる。これによって、加工対象物内部には内部クラック列が形成される。即ち、レーザビーム（Ｌ１、Ｌ２）を加工対象物の切断予定ラインに沿って移動させるようになると、第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）によって加工対象物内の上部及び下部に第１及び第２内部クラック列が同時に形成されることができる。
図２を参照して、本発明の第２実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０について説明する。
本発明の第２実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は第１実施形態と異なりビームエキスパンダテレスコープ４００が第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上に位置することを特徴とする。
換言すると、第２レーザビーム（Ｌ２）はビームエキスパンダテレスコープ４００を介して集光レンズ６００に入射される発散角度が調節され得る。例示的に、第２レーザビーム（Ｌ２）がビームエキスパンダテレスコープ４００によって発散する場合、第２レーザビーム（Ｌ２）は加工対象物内で第１レーザビーム（Ｌ１）の第１焦点（Ｆ１）よりも下部に第２焦点（Ｆ２）を結ぶようになる。反対に、第２レーザビーム（Ｌ２）がビームエキスパンダテレスコープ４００によって収斂する場合、第２レーザビーム（Ｌ２）は加工対象物内で第１レーザビーム（Ｌ１）の第１焦点（Ｆ１）よりも上部に第２焦点（Ｆ２）を結ぶようになる。また、第１波長板３２０は第２レーザビーム（Ｌ２）上に、ビームエキスパンダテレスコープ４００は第１レーザビーム（Ｌ１）上に位置し得る。
図３を参照して、本発明の第３実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０について説明する。
本発明の第３実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０はビームエキスパンダテレスコープ４００が第１レーザビーム（Ｌ１）の経路及び第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上にそれぞれ位置することを特徴とする。
換言すると、第１レーザビーム（Ｌ１）は第１レーザビーム（Ｌ１）の経路上に位置したビームエキスパンダテレスコープ４００によって集光レンズ６００に入射される発散角度が調節され、第２レーザビーム（Ｌ２）は第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上に位置したビームエキスパンダテレスコープ４００によって集光レンズ６００に入射される発散角度が調節され得る。これによって、第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）は加工対象物内の使用者が所望する位置にそれぞれ焦点を結ぶようにすることができる。これによって、本発明の第３実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は加工対象物の厚さによってそれぞれ異なる焦点距離を有する第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）を照射することができる。また、第１波長板３２０は第１レーザビーム（Ｌ１）または第２レーザビーム（Ｌ２）経路上に位置し得る。
以下、図４ないし図１０を参照して、本発明の第４ないし第１０実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０について説明する。
本発明の第４ないし第１０実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は減衰器７００及び第２波長板３３０のうち少なくとも一つ以上を含み得る。ここで減衰器７００は検光子（Ａｎａｌｙｚｅｒ）または偏光光線分割器（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）を含む偏光子またはアッテネータ（Ａｔｔｅｎｕａｔｏｒ）が挙げられる。参考までに、図４ないし図１０に示された本発明の第４ないし第１０実施形態にかかるレーザスクライビング装備１０は本発明の第１実施形態を基準に減衰器７００及び第２波長板３３０のうち少なくとも一つ以上を含む。しかし、本発明はこれに限らず、第２実施形態または第３実施形態に減衰器７００及び第２波長板３３０のうち少なくとも一つ以上を備えて実施してもよい。
図４を参照すると、本発明の第４実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は第１波長板３２０の出力端に結合して、第１レーザビーム（Ｌ１）のエネルギーを調節する偏光子（図示しない）をさらに含み得る。この時、第１レーザビーム（Ｌ１）は第１波長板３２０を透過したビームの偏光方向と偏光子の偏光方向との間の角によって第１レーザビーム（Ｌ１）のエネルギーが調節され得る。
減衰器を透過したビームの強度は下記のようにマリュスの法則（Ｍａｌｕｓ’ｓ Ｌａｗ）で表現することができる。上述の減衰器とは第１波長板３２０及び偏光子を含み得るが、これに限らない。
［数式１］
Figure 0006971330
前記［数式１］で、Ｉ（０）は偏光板に入射するビームの強度であり、θは波長板を透過したビームの偏光方向と偏光板偏光方向との間の角である。ここで、波長板を透過したビームの偏光方向と偏光板偏光方向が同じ場合を０度とする。
図５を参照すると、本発明の第５実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上に位置して、第２レーザビーム（Ｌ２）のエネルギーを調節する減衰器７００をさらに含み得る。例示的に、減衰器７００は第２レーザビーム（Ｌ２）の偏光状態を調節する波長板（図示しない）及び偏光子（図示しない）を含む形態またはアッテネータで構成され得る。この時、減衰器７００の波長板の偏光角度及び偏光子の設定状態によって第２レーザビーム（Ｌ２）のエネルギーが調節され得る。詳細には、減衰器７００の波長板は垂直方向に形成された複数の溝が交互に形成されて、溝を通過したレーザビームのみが通過して、垂直な方向に波長を有するレーザを獲得し得て、減衰器７００の波長板角度を回転させる場合、角度によって水平偏光レーザビームと垂直偏光レーザビームの比率が調節され得る。
図６を参照すると、本発明の第６実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０はビームコンバイナ５００の出力端に結合して、第１レーザビーム（Ｌ１）と第２レーザビーム（Ｌ２）の偏光状態を円偏光状態に調節する第２波長板３３０をさらに含み得る。例示的に、第２偏光板３３０は１／４波長板（ｑｕａｒｔｅｒ ｗａｖｅ ｐｌａｔｅ）が挙げられ、第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）のそれぞれ異なる線偏光を同一の円偏光に変更し得る。参考までに、図６に示された◎は円偏光を意味する。
図７を参照すると、本発明の第７実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は第１波長板３２０の出力端に結合して、第１レーザビーム（Ｌ１）のエネルギーを調節する減衰器７００及び第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上に位置して、第２レーザビーム（Ｌ２）のエネルギーを調節する減衰器７００をさらに含み得る。
図８を参照すると、本発明の第８実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上に位置して、第２レーザビーム（Ｌ２）のエネルギーを調節する減衰器７００及びビームコンバイナ５００の出力端に結合して、第１レーザビーム（Ｌ１）と第２レーザビーム（Ｌ２）の偏光状態を円偏光状態に調節する第２波長板３３０をさらに含み得る。換言すると、減衰器７００によってエネルギーが調節された第２レーザビーム（Ｌ２）と第１レーザビーム（Ｌ１）は第２波長板３３０によって円偏光状態に調節され得る。
図９を参照すると、本発明の第９実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は第１波長板３２０の出力端に結合して、第１レーザビーム（Ｌ１）のエネルギーを調節する減衰器７００及びビームコンバイナ５００の出力端に結合して、第１レーザビーム（Ｌ１）と第２レーザビーム（Ｌ２）の偏光状態を円偏光状態に調節する第２波長板３３０をさらに含み得る。換言すると、第１レーザビーム（Ｌ１）は減衰器７００によってエネルギーが調節され得る。また、エネルギーが調節された第１レーザビーム（Ｌ１）と第２レーザビーム（Ｌ２）は第２波長板３３０によって偏光状態が調節されて、円偏光状態のレーザビームが照射され得る。
図１０を参照すると、本発明の第１０実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は第１波長板３２０の出力端に結合して第１レーザビーム（Ｌ１）のエネルギーを調節する減衰器７００と、第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上に位置して、第２レーザビーム（Ｌ２）のエネルギーを調節する減衰器７００及びビームコンバイナ５００の出力端に結合して、第１レーザビーム（Ｌ１）と第２レーザビーム（Ｌ２）の偏光状態を円偏光状態に調節する第２波長板３３０をさらに含み得る。換言すると、本発明の第１０実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は減衰器７００を介して第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）のエネルギーを調節し得る。また、エネルギーが制御された第１レーザビーム（Ｌ１）とエネルギーが制御された第２レーザビーム（Ｌ２）は第２波長板３３０によって偏光状態が調節されて、円偏光状態のレーザビームが照射され得る。
以下、図１１ないし図２０を参照して、本発明の第１１ないし第２０実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０について説明する。
本発明の第１１ないし第２０実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０はスプリッタ２００に出力されるレーザビームの偏光状態が円形偏光であり、スプリッタ２００は偏光光線分割器（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ Ｂｅａｍ Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）が挙げられる。換言すると、レーザ光源１００から発振された円形偏光のレーザビームが偏光光線分割器であるスプリッタ２００を通過するとＳ偏光の第１レーザビーム（Ｌ１）とＰ偏光の第２レーザビーム（Ｌ２）に分割され得る。換言すると、本発明の第１１ないし第２０実施形態は第１ないし１０実施形態と異なり第１波長板３２０が不要である。
図１１を参照して、本発明の第１１実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０について説明する。
本発明の第１１実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０では、Ｓ偏光第１レーザビーム（Ｌ１）は第１レーザビーム（Ｌ１）経路上にあるビームエキスパンダテレスコープ４００によって集光レンズに６００に入射される発散角度が調節され得る。また、Ｓ偏光第１レーザビーム（Ｌ１）とＰ偏光第２レーザビーム（Ｌ２）はビームコンバイナ５００を通過しながら互いに結合され得る。
換言すると、Ｓ偏光第１レーザビーム（Ｌ１）とＰ偏光第２レーザビーム（Ｌ２）はビームコンバイナ５００によって同一の経路上に位置し得る。また、集光レンズ６００を介してＳ偏光第１レーザビーム（Ｌ１）は第１焦点（Ｆ１）に照射されて、Ｐ偏光第２レーザビーム（Ｌ２）は第２焦点（Ｆ２）に照射され得る。
図１２を参照して、本発明の第１２実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０について説明する。
本発明の第１２実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は第１１実施形態と異なりビームエキスパンダテレスコープ４００が第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上に位置することを特徴とする。
換言すると、第２レーザビーム（Ｌ２）はビームエキスパンダテレスコープ４００を介して集光レンズ６００に入射される発散角度が調節され得る。
図１３を参照して、本発明の第１３実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０について説明する。
本発明の第１３実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０はビームエキスパンダテレスコープ４００が第１レーザビーム（Ｌ１）の経路及び第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上にそれぞれ位置することを特徴とする。
換言すると、第１レーザビーム（Ｌ１）は第１レーザビーム（Ｌ１）の経路上に位置したビームエキスパンダテレスコープ４００によって集光レンズ６００に入射される発散角度が調節され、第２レーザビーム（Ｌ２）は第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上に位置したビームエキスパンダテレスコープ４００によって集光レンズ６００に入射される発散角度が調節され得る。これによって、第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）は加工対象物内の使用者が所望する位置にそれぞれ焦点を結ぶようにすることができる。これによって、本発明の第１３実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は加工対象物の厚さによってそれぞれ異なる焦点距離を有する第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）を照射することができる。
以下、図１４ないし図２０を参照して、本発明の第１４ないし第２０実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０について説明する。
本発明の第１４ないし第２０実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は減衰器７００及び第２波長板３３０のうち少なくとも一つ以上を含み得る。参考までに、図１４ないし図２０に示された本発明の第１４ないし第２０実施形態によるレーザスクライビング装備１０は本発明の第１１実施形態を基準に減衰器７００、及び第２波長板３３０のうち少なくとも一つ以上を含む。しかし、本発明はこれに限らずに、第１２実施形態または第１３実施形態に減衰器７００、及び第２波長板３３０のうち少なくとも一つ以上を備えて実施してもよい。
図１４を参照すると、本発明の第１４実施形態によるレーザスクライビング装置１０は第１レーザビーム（Ｌ１）経路上に、第１レーザビーム（Ｌ１）のエネルギーを調節する減衰器７００をさらに含み得る。
図１５を参照すると、本発明の第１５実施形態によるレーザスクライビング装置１０は第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上に位置して、第２レーザビーム（Ｌ２）のエネルギーを制御する減衰器７００をさらに含み得る。
図１６を参照すると、本発明の第１６実施形態によるレーザスクライビング装置１０はビームコンバイナ５００の出力端に結合して、第１レーザビーム（Ｌ１）と第２レーザビーム（Ｌ２）の偏光状態を円偏光状態に調節する第２波長板３３０をさらに含み得る。例示的に、第２偏光板３３０は１／４波長板（ｑｕａｒｔｅｒ ｗａｖｅ ｐｌａｔｅ）が挙げられ、第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）のそれぞれ異なる線偏光を同一の円偏光に変更し得る。参考までに、図１６に示された◎は円偏光を意味する。
図１７を参照すると、本発明の第１７実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は、第１レーザビーム（Ｌ１）経路上に位置して第１レーザビーム（Ｌ１）のエネルギーを制御する減衰器７００と第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上に位置して、第２レーザビーム（Ｌ２）のエネルギーを制御する減衰器７００をさらに含み得る。換言すると、第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）は減衰器７００によってエネルギーが制御され得る。
図１８を参照すると、本発明の第１８実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は第１レーザビーム（Ｌ１）の経路上に位置して、第１レーザビーム（Ｌ１）のエネルギーを制御する減衰器７００及びビームコンバイナ５００の出力端に結合して、第１レーザビーム（Ｌ１）と第２レーザビーム（Ｌ２）の偏光状態を円偏光状態に調節する第２波長板３３０をさらに含み得る。換言すると、減衰器７００によってエネルギーが調節された第１レーザビーム（Ｌ１）と第２レーザビーム（Ｌ２）は第２波長板３３０によって円偏光状態に調節され得る。
図１９を参照すると、本発明の第１９実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は、第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上に位置して、第２レーザビーム（Ｌ２）のエネルギーを制御する減衰器及びビームコンバイナ５００の出力端に結合して、第１レーザビーム（Ｌ１）と第２レーザビーム（Ｌ２）の偏光状態を円偏光状態に調節する第２波長板３３０をさらに含み得る。換言すると、第２レーザビーム（Ｌ２）は減衰器７００によってエネルギーが制御され得る。また、第１レーザビーム（Ｌ１）とエネルギーが制御された第２レーザビーム（Ｌ２）は第２波長板３３０によって偏光状態が調節されて、円偏光状態のレーザビームが照射され得る。
図２０を参照すると、本発明の第２０実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は第１レーザビーム（Ｌ１）の経路上に位置して、第１レーザビーム（Ｌ１）のエネルギーを制御する減衰器７００と、第２レーザビーム（Ｌ２）の経路上に位置して、第２レーザビーム（Ｌ２）のエネルギーを制御する減衰器７００、及びビームコンバイナ５００の出力端に結合して、第１レーザビーム（Ｌ１）と第２レーザビーム（Ｌ２）の偏光状態を円偏光状態に調節する第２波長板３３０をさらに含み得る。換言すると、本発明の第２０実施形態にかかるレーザスクライビング装置１０は減衰器７００を介して第１レーザビーム（Ｌ１）及び第２レーザビーム（Ｌ２）のエネルギーを制御し得る。また、エネルギーが制御された第１レーザビーム（Ｌ１）とエネルギーが制御された第２レーザビーム（Ｌ２）は第２波長板３３０によって偏光状態が調節されて、円偏光状態のレーザビームが照射され得る。
図２１は本発明のレーザスクライビング装置１０を利用して基板内部に形成された内部クラック列を撮った写真である。
図２１に示されたように、レーザスクライビング装置１０は２００ｕｍ以上の加工対象物でもクラック列を充分な厚さで形成することができ、厚い加工対象物をスクライビングすることができることを証明している。
前述の本願の説明は例示のためのものであり、本願が属する技術分野の通常の知識を有する者は本願の技術的思想や必須的な特徴を変更せずに他の具体的な形態に容易に変形が可能であることを理解することができる。そのため、以上で記述した実施形態はすべての面で例示的なものであり、限定的でないものとして理解しなければならない。例えば、単一型として説明されている各構成要素は分散して実施されることもでき、同様に分散したものとして説明されている構成要素も結合された形態で実施されることができる。
本願の範囲は前記詳細な説明よりは後述する特許請求の範囲によって示されて、特許請求の範囲の意味及び範囲、そしてその均等概念から導き出されるすべての変更または変形された形態が本願の範囲に含まれるものとして解釈されなければならない。
１０ レーザスクライビング装置
１００ レーザ光源
２００ スプリッタ
３２０ 第１波長板
３３０ 第２波長板
４００ ビームエキスパンダテレスコープ
５００ ビームコンバイナ
６００ 集光レンズ
７００ 減衰器
Ｌ１ 第１レーザビーム
Ｌ２ 第２レーザビーム
Ｍ１、Ｍ２ ミラー部

Claims (9)

  1. レーザスクライビング装置において、
    Ｐ偏光又はＳ偏光のレーザビームを出力するレーザ光源と、
    前記レーザビームを、その偏光状態を変更せずに第１レーザビーム及び第２レーザビームに分割するスプリッタと、
    前記スプリッタによって分割された第１レーザビームまたは第２レーザビームの経路上に位置して、前記第１レーザビームまたは第２レーザビームの偏光方向を９０度回転する第１波長板と、
    前記第１レーザビーム及び／または第２レーザビーム経路上で発散角を調節するビームエキスパンダテレスコープと、
    前記第１レーザビーム及び第２レーザビームを結合するビームコンバイナ、及び
    前記ビームコンバイナによって結合された第１レーザビーム及び第２レーザビームを集光する集光レンズを含み、
    前記第１レーザビーム及び第２レーザビームの焦点距離が異なり、前記ビームコンバイナに入射する前記第１レーザビーム及び第２レーザビームの一方はＳ偏光であり、他方はＰ偏光であるレーザスクライビング装置。
  2. 前記第２レーザビームの経路上に位置して、前記第２レーザビームのエネルギーを調節する減衰器をさらに含む請求項１に記載のレーザスクライビング装置。
  3. 前記第１波長板の出力端に結合して、前記第１レーザビームのエネルギーを調節する減衰器をさらに含む請求項１に記載のレーザスクライビング装置。
  4. 前記ビームコンバイナの出力端に結合して、前記第１レーザビームと第２レーザビームの偏光状態を円偏光状態に調節する第２波長板をさらに含む請求項２に記載のレーザスクライビング装置。
  5. 前記ビームコンバイナの出力端に結合して、前記第１レーザビームと第２レーザビームの偏光状態を円偏光状態に調節する第２波長板をさらに含む請求項３に記載のレーザスクライビング装置。
  6. 前記減衰器は前記第２レーザビームの偏光状態を調節する波長板及び前記波長板の出力端に結合して第２レーザビームのエネルギーを調節する偏光子またはアッテネータを含む請求項２に記載のレーザスクライビング装置。
  7. 前記第１波長板の出力端に結合して、前記第１レーザビームのエネルギーを調節する偏光子をさらに含む請求項１に記載のレーザスクライビング装置。
  8. 前記ビームコンバイナの出力端に結合して、前記第１レーザビームと第２レーザビームの偏光状態を円偏光状態に調節する第２波長板をさらに含む請求項７に記載のレーザスクライビング装置。
  9. 前記ビームコンバイナの出力端に結合して、前記第１レーザビームと第２レーザビームの偏光状態を円偏光状態に調節する第２波長板をさらに含む請求項１に記載のレーザスクライビング装置。
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