KR101211019B1 - Laser processing apparatus - Google Patents
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Abstract
양면 스크라이브 가공으로부터 양면 브레이크 가공까지를 간단하고 또한 확실하게 실행할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공한다. 평행 광속으로 이루어지는 제 1 빔으로 정형하고, 기판 표면측으로 인도하여 주사하는 제 1 빔 주사 광학계(22a)와, 평행 광속으로 이루어지는 제 2 빔으로 정형하고, 기판 이면측으로 인도하여 주사하는 제 2 빔 주사 광학계(22b)와, 제 2 빔을 기판 이면으로 인도하기 위한 광로가 되는 홈(49)에 의해 분할된 기판 재치면(41)을 갖는 테이블을 구비하고, 기판 재치면에는 다공질 부재로 형성되어, 기판에 기체를 불어 부상시키는 부상 기구(41, 47)가 설치되고, 부상한 기판의 기판 측면에 접촉하여 기판의 수평방향의 이동을 제한하는 접촉부(54)를 설치하고, 기판 재치면에 올려놓은 상태에서 양면 스크라이브 가공을 행하고, 부상시킨 상태에서 편면씩 브레이크 가공을 행한다. Provided is a laser processing apparatus that can carry out simple and reliable double side scribing to double side brake processing. The first beam scanning optical system 22a which is shaped by the first beam made of parallel light beams and guides and scans to the substrate surface side, and the second beam scan which is shaped by the second beam made of parallel light beams and guides and scans to the back surface side of the substrate A table having an optical system 22b and a substrate placing surface 41 divided by a groove 49 serving as an optical path for guiding the second beam to the rear surface of the substrate, and formed of a porous member on the substrate placing surface, Floating mechanisms 41 and 47 are provided to float the gas on the substrate, and contact portions 54 are provided on the substrate mounting surface to contact the substrate side of the injured substrate to limit the horizontal movement of the substrate. Both sides scribe processing is performed in the state, and brake processing is performed for each one side in the state which floated.
Description
본 발명은, 기판의 표면과 이면에 대하여, 레이저빔을 주사함으로써 기판의 양면 가공을 행하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다. 구체적으로는, 예를 들면, 액정 패널용 기판과 같은 첩합(貼合) 기판의 양면 분단 가공 등에 사용하는 레이저 가공 장치에 관한 것이다. TECHNICAL FIELD This invention relates to the laser processing apparatus which performs both sides processing of a board | substrate by scanning a laser beam with respect to the front surface and the back surface of a board | substrate. Specifically, it is related with the laser processing apparatus used for double-sided parting of a bonded substrate like a liquid crystal panel substrate, etc., for example.
피가공 기판에 대한 레이저빔의 조사 위치를, 상대적으로 이동시켜 가공을 행하는 주사형의 레이저 가공 장치는 유리 기판 등의 취성 재료 기판의 가공에 이용되고 있다. The scanning laser processing apparatus which processes by moving the irradiation position of a laser beam with respect to a to-be-processed board | substrate relatively, is used for the processing of brittle material substrates, such as a glass substrate.
최근에는 액정 패널용 기판과 같은 2장의 유리 기판을 첩합한 첩합 기판에 대하여, 1개의 레이저광원으로부터 조사되는 레이저빔을 빔 스플리터로 분기시키거나, 또는 2개의 레이저광원으로부터 독립적으로 레이저빔을 조사시켜, 기판 양면에 레이저빔을 동시 조사하여 스크라이브 하거나, 분단하거나 하는 레이저 가공 장치도 제안되어 있다(특허문헌 1, 특허문헌 2 참조). In recent years, the bonded substrate which bonded two glass substrates, such as a liquid crystal panel board | substrate, splits the laser beam irradiated from one laser light source with a beam splitter, or irradiates a laser beam independently from two laser light sources. Also, the laser processing apparatus which scribes or divides a laser beam on both surfaces of a board | substrate simultaneously is proposed (refer
그리고, 특허문헌 1에는, 기판의 표리 각각에 제 1 레이저 스폿, 냉각영역, 제 2 레이저 스폿을 형성하도록 하여 주사를 행함으로써, 크랙을 보다 깊게 진전시키게 하여, 1회의 스크라이브 공정에서(이 동안에 2번의 레이저 조사가 행해짐), 첩합 기판을 분단하는 것이 기재되어 있다. In
이러한 레이저 가공 장치에서는, 가공을 행할 때의 가공폭을 좁게 하여 가공 정밀도를 높이거나, 또, 가열할 때에 가열효율을 높여서 주사 속도를 향상하거나 할 목적을 위하여, 레이저광원으로부터 출사된 단면 형상이 원형인 레이저빔(원 빔)을 광로상에서 조정하고, 기판의 가공면에 빔을 집광하거나(특허문헌 2), 기판까지의 높이(거리)에 의해 빔 스폿의 면적이 변화되는 타원형의 빔 스폿이 형성되도록 하고 있다(특허문헌 1). In such a laser processing apparatus, the cross-sectional shape emitted from the laser light source is circular for the purpose of narrowing the processing width at the time of processing to increase the processing accuracy, or the heating efficiency at the time of heating to improve the scanning speed. The laser beam (circle beam) is adjusted on the optical path, the beam is focused on the processing surface of the substrate (Patent Document 2), or an elliptical beam spot is formed in which the area of the beam spot is changed by the height (distance) to the substrate. (Patent Document 1).
또한, 형성하는 빔 스폿의 형상은 문자 그대로의 「타원형」뿐만 아니라, 타원, 그 밖의 장축방향을 갖는 가늘고 긴 형상의 빔 스폿으로 해도, 타원형과 동일하게 가공 정밀도나 가열효율을 높이거나 할 수 있다. 따라서, 여기에서는 「타원형」의 빔 스폿이라고 하는 경우에는, 타원 형상 등의 빔 스폿, 복수의 원형 빔을 직렬 형상으로 배열한 빔 스폿 등의 장축방향을 정의할 수 있는 빔 스폿을 포함하는 것으로 한다. In addition, the shape of the beam spot to be formed is not only a literal "ellipse" but also an elongated beam spot having an ellipse or other major axis direction, so that the processing accuracy and the heating efficiency can be increased in the same way as an ellipse. . Therefore, the term "elliptical" beam spot herein includes beam spots that can define long-axis directions such as beam spots such as elliptic shapes and beam spots in which a plurality of circular beams are arranged in series. .
레이저광원으로부터 출사되는 원형 단면의 원 빔으로부터 타원 형상의 빔 스폿을 형성하는 방법으로서는, 렌즈 광학계를 사용하여 장축을 갖는 빔 스폿을 형성하는 방법이 실용되고 있다. 예를 들면, 레이저빔의 광로 상에 실린드리컬 렌즈와 집광렌즈를 배치함으로써, 원형 단면의 원 빔을, 타원형의 레이저빔으로 정형하는 것이 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 3 참조). As a method of forming an elliptic beam spot from a circular beam having a circular cross section emitted from a laser light source, a method of forming a beam spot having a long axis using a lens optical system is practical. For example, by arranging a cylindrical lens and a condenser lens on the optical path of a laser beam, shaping a circular beam of a circular cross section into an elliptical laser beam is disclosed (for example, refer patent document 3).
도 10은 주사형의 레이저 가공 장치의 하나인 크랙 형성 장치(500)(레이저 스크라이브 장치)의 종래예를 도시하는 구성도이다. 이 장치는, 레이저빔의 조사 위치가 움직이지 않도록 고정하고, 테이블이 2차원 방향(XY방향)과 회전방향(θ방향)으로 이동하도록 되어 있다. FIG. 10: is a block diagram which shows the prior art example of the crack forming apparatus 500 (laser scribe apparatus) which is one of a scanning laser processing apparatus. The device is fixed so that the irradiation position of the laser beam does not move, and the table is moved in the two-dimensional direction (XY direction) and the rotation direction (θ direction).
즉, 받침대(501) 상에 평행하게 배치된 1쌍의 가이드 레일(503, 504)을 따라, 도 10의 지면 전후방향(Y방향이라고 함)으로 왕복이동하는 슬라이드 테이블(502)이 설치되어 있다. 양쪽 가이드 레일(503, 504) 사이에, 스크루 나사(505)가 전후방향을 따라 배치되고, 이 스크루 나사(505)에, 슬라이드 테이블(502)에 고정된 스테이(506)가 나사결합되어 있고, 스크루 나사(505)를 모터(도시하지 않음)에 의해 정, 역회전함으로써, 슬라이드 테이블(502)이 가이드 레일(503, 504)을 따라 Y방향으로 왕복이동하도록 형성되어 있다. That is, along the pair of
슬라이드 테이블(502) 상에, 수평한 대좌(507)가 가이드 레일(508)을 따라, 도 10의 좌우측 방향(X방향으로 함)으로 왕복이동하도록 배치되어 있다. 대좌(507)에 고정된 스테이(510a)에, 모터(509)에 의해 회전하는 스크루 나사(510)가 관통 나사결합되어 있어, 스크루 나사(510)가 정, 역회전함으로써, 대좌(507)가 가이드 레일(508)을 따라, X방향으로 왕복이동한다. On the slide table 502, a
대좌(507) 상에는, 회전 기구(511)에 의해 회전하는 회전 테이블(512)이 설치되어 있고, 이 회전 테이블(512)에 유리 기판(G)이 수평한 상태로 부착된다. 회전 기구(511)는 회전 테이블(512)을 수직한 축의 주위로 회전시키게 되어 있어, 기준위치에 대하여 임의의 회전각도가 되도록 회전할 수 있게 형성되어 있다. 또, 기판(G)은, 예를 들면, 흡인 척에 의해 회전 테이블(512)에 고정된다. On the
회전 테이블(512)의 상방에는 레이저 발진기(513)에 이어지는 광학 홀더(514)가 프레임(515)에 유지되어 있다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 광학 홀더(14)에는, 레이저 발진기(513)로부터 발진된 레이저빔을, 타원형의 가열 스폿(HS)으로 하여 기판(G) 상에 조사하기 위한 렌즈 광학계(514a)(예를 들면, 실린드리컬 렌즈)가 설치되어 있다. 또, 렌즈 광학계(514a)의 아래에는, 초점 위치를 상하로 이동함으로써, 가열 스폿(HS)의 영역을 확대, 축소하는 조정 렌즈(514b)가 설치되어 있다. 가열 스폿(HS)이 확대, 축소되면, 기판면에 조사되는 면적, 에너지밀도가 변화된다. 그 때문에, 예를 들면, 조정 렌즈(514b)에 의해 가열 스폿(HS)을 확대할 때는 레이저 발진기(513)의 출력을 증대하고, 가열 스폿(HS)을 축소할 때는 레이저 발진기(513)의 출력을 감소하도록 조정하여 사용된다. Above the turn table 512, an
또한, 광학 홀더(514)의 근방에는, 가열 스폿의 후측의 위치를 향하여 냉매를 분무하여 냉각 스폿을 형성하고, 급랭함으로써 열응력의 발생을 촉진하기 위한 냉각 노즐(516)을 설치해도 된다. Further, in the vicinity of the
크랙 형성 장치(500)의 좌측 상방에는, 1쌍의 CCD 카메라(520(521))가 고정되어 있다. 이들 기판의 위치 검출에 사용한다. 즉, 회전 테이블(512)에 재치(載置)된 유리 기판(G)에는 가공 기준점이 되는 1쌍의 마커(얼라인먼트 마크)가 붙여져 있고, 1쌍의 CCD 카메라(520(521))는 회전 테이블(512)이 원점위치로 복귀한 상태(도 10의 회전 테이블(512)을 좌단으로 이동한 상태)에서, 이들 마커를 촬상한다. 또한, 도 10에서는 지면 앞쪽의 CCD 카메라(520)만이 도시되고, 지면 안쪽측의 CCD 카메라(521)는 도시되어 있지 않다. A pair of CCD cameras 520 (521) is fixed to the upper left side of the
CCD 카메라(520, 521)에 의해 비추어진 기판(G)의 화상을, 표시부(557)(후술)에서 모니터링하면서, 슬라이드 테이블(502), 대좌(507), 회전 테이블(512)의 조정을 행함으로써, 기판(G)의 위치맞춤이 행해진다. 위치맞춤을 끝냄으로써 기판(G)의 각 점이 크랙 형성 장치(500)에 설정된 좌표계와 대응되게 된다. The slide table 502, the
회전 테이블(512)의 상방에는, 상하이동 조절 기구(517)를 통하여 커터 휠(518)이 부착되어 있다. 커터 휠(518)은, 오로지, 유리 기판(G)의 끝가장자리에 초기 균열(TR)을 형성할 때에, 대좌(507)를 대기위치로부터 X방향으로 이동시킴과 아울러 일시적으로 커터 휠(518)을 하강시켜, 대기위치로 되돌리도록 하여 사용한다. Above the rotary table 512, a
이어서, 도 11을 참조하면서 크랙 형성 장치(500)의 제어계에 대하여 설명한다. 크랙 형성 장치(500)에서, 슬라이드 테이블(502) 및 대좌(507)의 위치결정을 행하기 위한 모터(모터(509) 등)를 구동하는 테이블 구동부(551), 레이저빔 조사를 위해 레이저 발진기(513) 및 광학 홀더(514)의 조정 렌즈(514b)를 구동하는 레이저 구동부(552), 냉각 노즐(516)을 설치하는 경우에는 냉매의 분무를 행하는 냉각 노즐 구동부(553), 커터 휠(518)의 위치결정 및 유리 기판(G)에 대한 압접력의 조정을 행하는 커터 구동부(554), CCD 카메라(520, 521)에 의한 촬상을 행하는 카메라 구동부(555)의 각 구동계가 컴퓨터(CPU)로 구성되는 제어부(550)에 의해 컨트롤 된다. Next, the control system of the
제어부(550)에는, 키보드, 마우스 등의 입력장치로 이루어지는 입력부(556), 및 각종 표시를 행하는 표시화면으로 이루어지는 표시부(557)가 접속되어, 필요한 메시지가 표시화면에 표시됨과 아울러, 필요한 지시나 설정을 입력할 수 있게 되어 있다. The
다음에 크랙 형성 장치(500)의 동작에 대하여 설명한다. 유리 기판(G)이 회전 테이블(512)의 위에 재치된다. 이 때 카메라(520, 521)를 사용하여 위치결정이 행해진다. 크랙 형성 장치(500)에 분단 예정 라인(CL)을 기억시킨다. Next, the operation of the
계속해서, 크랙 형성을 개시한다. 처리가 스타트되면, 기억된 분단 예정 라인(CL)의 위치 데이터가 읽혀지고, 기점(P0)에 커터 휠(518)이 근접하도록 슬라이드 테이블(502), 대좌(507)(회전 테이블(512))가 이동한다. 또한 커터 휠(518)이 강하한 상태에서, 기판 끝이 커터 휠(518)에 근접하도록 대좌(507)(회전 테이블(512))가 구동됨으로써, 기판 끝에 초기 균열(TR)이 형성된다. Then, crack formation is started. When the process starts, the stored position data of the division scheduled line CL is read, and the slide table 502 and the pedestal 507 (rotation table 512) are placed so that the
계속해서, 빔 스폿(BS)이 초기 균열(TR)의 직전의 위치에 오도록, 슬라이드 테이블(502), 대좌(507)(회전 테이블(512))가 이동한다. 그 후, 레이저 발진기(513)가 발진되고 레이저빔이 조사되어 빔 스폿(BS)이 형성되고, 기점(P0)으로부터 종점(P1)에 이르기까지 분단 예정 라인(CL)을 따라 주사된다(필요에 따라 냉각 노즐(516)에 의한 냉각 스폿이 추종하도록 주사됨). Subsequently, the slide table 502 and the pedestal 507 (rotation table 512) move so that the beam spot BS may be at a position immediately before the initial crack TR. Thereafter, the
이상의 처리가 실행됨으로써 분단 예정 라인(CL)을 따른 크랙이 형성된다. As the above process is executed, a crack along the division scheduled line CL is formed.
일반적으로, 기판이 재치되는 테이블을, 기판과 함께 2차원 방향(XY방향)으로 이동하거나, 또는 1차원 방향(X방향)으로 이동하거나 하는 테이블 병진 기구를 구비한 레이저 가공 장치는 빔 스폿의 주사의 안정성이 우수하고, 재현성이 좋은 레이저 가공을 행할 수 있다. Generally, a laser processing apparatus having a table translation mechanism for moving a table on which a substrate is placed in a two-dimensional direction (XY direction) or a one-dimensional direction (X direction) together with the substrate is used to scan a beam spot. The laser processing with excellent stability and good reproducibility can be performed.
그렇지만, 테이블을 이동시킬 필요가 있는 관계상, 테이블의 이동개시위치로부터 이동종료위치까지의 스페이스가 필요하게 되어, 테이블이 고정된 장치에 비교하면, 장치 전체의 설치 스페이스가 어쨌든 2배 정도(1차원 구동의 경우), 또는 4배(2차원 구동의 경우) 정도 커지는 경향이 있다. However, since the table needs to be moved, the space from the start position of the table to the end position of the table is required, and compared to the apparatus where the table is fixed, the installation space of the entire apparatus is about twice as much (1). In the case of dimensional driving), or 4 times (in the case of two-dimensional driving), it tends to be large.
특히, 최근은 액정 패널용의 유리 기판을 가공하는 경우와 같이, 가공대상의 기판의 면적이 커지는 경향이 있다. 그러므로 기판 면적이 커짐에 따라, 더욱 큰 설치 스페이스가 필요하게 된다. In particular, in recent years, the area of the substrate to be processed tends to increase as in the case of processing a glass substrate for a liquid crystal panel. Therefore, as the substrate area becomes larger, a larger installation space is required.
거기에서, 레이저빔측에 2차원(XY방향) 병진 기구를 설치한 레이저 절단 장치(레이저 가공 장치)가 제안되어 있다(특허문헌 3 참조). There, the laser cutting device (laser processing apparatus) which provided the two-dimensional (XY direction) translation mechanism in the laser beam side is proposed (refer patent document 3).
이것에 의하면, 빔 스폿 형상을 조정할 수 있는 레이저 광학계(굴절 렌즈, 포커싱 렌즈 군) 전체를, 레이저빔의 주사방향으로 이동하는 구동 기구를 구비하도록 하고 있다. According to this, the whole laser optical system (refractive lens, focusing lens group) which can adjust a beam spot shape is provided with the drive mechanism which moves to a scanning direction of a laser beam.
(발명의 개시)(Initiation of invention)
(발명이 해결하고자 하는 과제)(Problems to be Solved by the Invention)
테이블을 이동하는 병진 기구 대신, 레이저 광학계 전체를 주사방향으로 이동시키는 병진 기구를 구비한 레이저 가공 장치는, 설치 스페이스를 작게 할 수 있으므로, 콤팩트한 장치 구성으로 할 수 있다. The laser processing apparatus provided with the translation mechanism which moves the whole laser optical system in a scanning direction instead of the translation mechanism which moves a table can make small installation space, and can be made into a compact apparatus structure.
그런데, 테이블의 병진 기구를 가지지 않고 레이저 광학계를 이동하는 콤팩트한 장치구성을, 기판의 양면 가공을 행하는 레이저 가공 장치에 적용하는 경우, 기판 이면측에 대해서는 테이블이 존재하기 때문에, 테이블이 레이저 가공의 방해가 되지 않도록 한 광학계의 배치나 테이블 구조로 할 필요가 있다. By the way, when applying the compact apparatus structure which moves a laser optical system without having a translation mechanism of a table to a laser processing apparatus which performs double-sided processing of a board | substrate, a table exists on the back surface side of a board | substrate, It is necessary to arrange the optical system and the table structure so that it does not interfere.
또, 특허문헌 1에 기재된 양면 가공을 행하는 레이저 가공 장치에서는, 상기한 바와 같이, 레이저 스크라이브로부터 레이저 브레이크까지를 1회의 주사로 행하여, 일거에 분단하는 것이 개시되어 있다(특허문헌 1). 그렇지만, 이 가공을 행하기 위해서는 피가공 기판의 종류, 두께 등의 상황에 따라 가공조건을 설정하는 조정작업이 필요하고, 그 조건 만들기나 조정작업에 시간을 요한다. 특히, 기판의 판 두께에 의해(광로 길이가 변화되기 때문에), 빔 스폿의 크기가 변화되므로, 기판의 판 두께에 맞추어 조정할 필요가 있다. Moreover, in the laser processing apparatus which performs the double-sided process of
그래서, 본 발명은 기판 등에 대한 분단 가공을 위한 가공조건에 대하여 제약을 적게 할 수 있어, 기판의 종류나 두께에 의존하지 않고, 스크라이브 가공 및 브레이크 가공을 행할 수 있는 양면 가공용의 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, the present invention provides a laser processing apparatus for double-sided machining that can reduce the restrictions on the processing conditions for the dividing process for a substrate and the like, and can perform scribing and brake processing without depending on the type or thickness of the substrate. It aims to do it.
또, 본 발명은, 기판 두께에 의존하지 않고, 1개의 가공 장치로 간단하게 스크라이브 가공부터 브레이크 가공까지를 행할 수 있는 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Moreover, an object of this invention is to provide the laser processing apparatus which can perform from scribing to brake processing easily with one processing apparatus, regardless of board | substrate thickness.
(과제를 해결하기 위한 수단)(MEANS FOR SOLVING THE PROBLEMS)
상기 과제를 해결하기 위하여 행해진 본 발명의 레이저 가공 장치는, 양면 가공을 행하는 기판을 테이블에 재치한 상태에서 양면을 동시에 스크라이브 가공을 행하고, 그 후, 기판을 부상시킨 상태에서 한쪽씩 브레이크 가공을 행할 수 있게 하고 있다. In order to solve the above problems, the laser processing apparatus of the present invention performs scribing on both surfaces simultaneously while placing a substrate on which a double-sided processing is placed on a table, and then performs brake processing one by one in a state where the substrate is raised. I'm making it possible.
즉, 본 발명의 레이저 가공 장치는, 취성 재료로 이루어지는 기판의 표리 2면에 대하여 레이저빔을 주사하여 가공을 행하는 레이저 가공 장치로서, 레이저광원으로부터 출사되는 레이저빔을 평행 광속으로 이루어지는 제 1 빔으로 정형하고, 기판 표면측으로 인도하여 주사하는 제 1 빔 주사 광학계와, 레이저광원으로부터 출사되는 레이저빔을 평행 광속으로 이루어지는 제 2 빔으로 정형하고, 기판 이면측으로 인도하여 주사하는 제 2 빔 주사 광학계와, 제 2 빔을 기판 이면으로 인도하기 위한 광로가 되는 홈에 의해 분할된 기판 재치면을 갖는 테이블을 구비하고, 기판 재치면에는 다공질 부재로 형성되고, 다공질 부재를 통하여 기판에 기체를 불어 부상시키는 부상 기구가 설치되고, 또한, 부상한 기판의 기판 측면에 접촉하여 기판의 수평방향의 이동을 제한하는 접촉부를 설치하도록 하고 있다. That is, the laser processing apparatus of this invention is a laser processing apparatus which scans a laser beam with respect to the front and back of the board | substrate which consists of a brittle material, and processes it, The laser beam radiate | emitted from a laser light source is made into the 1st beam which consists of parallel beams. A first beam scanning optical system for shaping and guiding and scanning to the substrate surface side, a second beam scanning optical system for shaping and guiding the laser beam emitted from the laser light source into a second beam consisting of parallel light beams, and guiding and scanning to the rear surface of the substrate; A table having a substrate placing surface divided by a groove serving as an optical path for guiding the second beam to the rear surface of the substrate, the substrate placing surface being formed of a porous member, and floating to blow a gas onto the substrate through the porous member A mechanism is provided, and the substrate moves in the horizontal direction in contact with the substrate side of the floating substrate. It is intended to provide a contact for limiting the pressure.
여기에서, 취성 재료 기판으로서는, 주로 유리의 첩합 기판에 사용되지만, 이것에 한정되지 않고, 실리콘 기판, 사파이어 기판, 그 밖의 반도체 기판, 세라믹 기판 등의 첩합 기판이어도 된다. Here, as a brittle material board | substrate, although mainly used for the bonding board | substrate of glass, it is not limited to this, Bonding board | substrates, such as a silicon substrate, a sapphire substrate, another semiconductor substrate, a ceramic substrate, may be sufficient.
또, 기판 이면에 레이저빔을 인도하기 위한 광로가 되는 홈은 1개이어도 복수개이어도 되고, 기판 형상, 분단 가공하고 싶은 기판 상의 위치, 가공 개수에 따라, 테이블의 홈의 위치, 개수를 정하면 된다. Moreover, the groove | channel which becomes an optical path for guiding a laser beam to the back surface of a board | substrate may be sufficient as one, and what is necessary is just to determine the position and number of the groove | channel of a table according to a board shape, the position on the board | substrate which you want to divide, and the number of processes.
또, 접촉부는 기판이 정형인 경우에는 기판 재치면 상에 고정되어 있어도 된다. 기판이 정형이 아닌 경우에는 이동가능한 가동의 접촉부가 바람직하다. The contact portion may be fixed on the substrate placing surface when the substrate is shaped. If the substrate is not shaped, movable movable contacts are preferred.
본 발명에 의하면, 테이블 상에 기판이 재치된다. 기판 부상 기구가 작동하면, 기판에 기체가 불어짐으로써 기판이 부상한다. 이 때 접촉부가 기판의 수평방향의 이동을 제한하도록 되어 있다. 한편, 기판 표면측으로 조사하는 제 1 빔 및 제 2 빔은 평행 광속으로 정형된 다음 기판 표면, 기판 이면으로 인도된다. 또, 테이블은, 기판 재치면에 제 2 빔을 기판 이면에 인도하기 위한 광로가 되는 홈이 형성되어 있고, 이 홈을 통하여 기판 이면으로 제 2 빔이 조사되도록 되어 있다. 따라서, 기판을 테이블 상에 재치한 상태에서 양면에 1회째의 레이저빔을 조사하여 스크라이브 가공을 행하고, 계속해서, 기판을 부상시킨 상태에서 어느 한쪽 기판면에 2회째의 레이저빔을 조사하여 한쪽면의 브레이크 가공을 행한다. 이 때, 레이저빔은 평행 광속으로 조사되고 있으므로, 테이블 상에 재치된 상태의 기판과 부상한 상태의 기판과의 높이의 차에 의해 빔의 조사 위치 관계가 변화되는 것이 없어지므로, 광학계의 조정을 행할 필요는 없다. 계속해서, 기판을 부상시킨 상태에서, 반대측 기판면에 2회째의 레이저빔을 조사하여 타방의 기판면의 브레이크 가공을 행한다. 이 때에도 레이저빔은 평행 광속이 조사되고 있으므로, 테이블 상에 재치된 상태의 기판과, 부상한 상태의 기판과의 높이의 차에 의해, 레이저빔의 조사 위치나 빔 스폿의 형상이 변화되지는 않아, 광학계를 조정할 필요가 없다. 이렇게 하여, 스크라이브 가공을 행하고나서, 브레이크 가공을 한쪽면씩 행할 수 있고, 게다가 부상한 상태(자유 지지 상태)에서 레이저를 조사하여 브레이크를 행하므로, 테이블의 기판 재치면에 접한 상태에서 브레이크를 행하는 경우에 비해, 간단하고 또한 확실하게 분단할 수 있다. According to this invention, a board | substrate is mounted on a table. When the substrate floating mechanism is operated, the substrate is floated by blowing gas into the substrate. At this time, the contact portion is configured to limit the movement in the horizontal direction of the substrate. On the other hand, the first beam and the second beam irradiated toward the substrate surface side are shaped into parallel light beams and then guided to the substrate surface and the substrate back surface. Moreover, the table is provided with the groove | channel which becomes an optical path for guiding a 2nd beam to the back surface of a board | substrate on the board | substrate mounting surface, and a 2nd beam is irradiated to the back surface of a board | substrate through this groove | channel. Therefore, in a state where the substrate is placed on a table, scribe processing is performed by irradiating a first laser beam on both surfaces, and then, by irradiating a second laser beam to either substrate surface while the substrate is floating, Brake processing is performed. At this time, since the laser beam is irradiated with parallel luminous flux, the relationship between the irradiation position of the beam does not change due to the difference between the height of the substrate placed on the table and the substrate in the floating state, thus adjusting the optical system. There is no need to do it. Subsequently, in a state where the substrate is floated, the second laser beam is irradiated to the opposite substrate surface, and the other substrate surface is braked. At this time, since the parallel beam is irradiated with the laser beam, the difference between the height of the substrate placed on the table and the substrate in the floating state does not change the irradiation position of the laser beam or the shape of the beam spot. There is no need to adjust the optical system. In this way, after scribing, brake processing can be performed on one side, and the brake is applied by irradiating a laser in a floating state (free support state), so that the brake is performed in contact with the substrate placing surface of the table. In comparison with this, it can be divided simply and reliably.
본 발명에 의하면, 기판을 기판 재치면 상에 올려놓은 상태와, 기판을 부상시킨 상태에 있어서, 기판의 수평방향의 위치가 동일하게 되도록 제한할 수 있고, 게다가 레이저빔을 평행 광속으로 하고 있으므로, 기판 재치면에서 스크라이브 가공을 행하고, 부상 상태에서 브레이크 가공을 행해도, 기판의 높이 방향의 차이에 기인하는 광학계의 위치조정을 행하지 않고 가공할 수 있다. 또, 부상 상태에서 브레이크 가공을 행하므로, 테이블에 재치한 상태에서 브레이크 가공을 행하는 경우에 비교하면, 간단하게 분단할 수 있다. According to the present invention, in the state where the substrate is placed on the substrate placing surface and in the state in which the substrate is floating, the position in the horizontal direction of the substrate can be restricted to be the same, and the laser beam is a parallel light flux. Even if scribing is performed on the substrate placing surface and brake processing is performed in the floating state, the processing can be performed without adjusting the position of the optical system due to the difference in the height direction of the substrate. Moreover, since brake processing is performed in a floating state, it can be segmented easily compared with the case of performing brake processing in a state where it is placed on a table.
또, 본 발명은, 기판 두께에 의존하지 않고, 1개의 가공 장치로 간단하게 스크라이브 가공으로부터 브레이크 가공까지를 행할 수 있다. Moreover, this invention can carry out from scribing to brake processing easily with one processing apparatus, regardless of board | substrate thickness.
(그 밖의 과제를 해결하기 위한 수단 및 효과)(Means and effects to solve other problems)
상기 발명에서, 테이블에는, 다공질 부재를 통하여 기판을 흡착하는 흡착 기구가 더 설치되어도 된다. In the said invention, the table may further be provided with the adsorption mechanism which adsorb | sucks a board | substrate through a porous member.
이것에 의하면, 스크라이브 가공 시에 기판을 흡착하여 스크라이브 할 수 있으므로, 정확하고 또한 재현성이 좋은 스크라이브 가공이 가능하게 된다. 특히, 기판의 판 두께가 얇은 경우의 스크라이브 가공에서는, 크로스컷을 행하는 점에서 스크라이브 라인의 깊이를 정확하게 제어할 필요가 있지만, 흡착 기구에서 스크라이브 가공을 행함으로써, 스크라이브 가공 시에 정밀도가 좋은 깊이 제어가 가능하게 된다. According to this, since a board | substrate can be adsorbed and scribed at the time of scribing, the scribing process which is accurate and is reproducible becomes possible. Particularly, in scribing in the case where the board thickness of the substrate is thin, it is necessary to precisely control the depth of the scribe line at the point of performing crosscutting. Becomes possible.
상기 발명에서, 제 1 빔 주사 광학계와 제 2 빔 주사 광학계는, 각각, 빔 단면을, 단면이 타원인 스크라이브용 평행 광속, 스크라이브용 평행 광속보다도 단면적이 큰 브레이크용 평행 광속 중 어느 하나로 전환하는 빔 단면 확대부를 구비하도록 해도 된다. In the above invention, the first beam scanning optical system and the second beam scanning optical system each convert a beam cross section into one of a parallel beam for scribing which has an elliptical cross section and a parallel beam for brake having a larger cross-sectional area than the scribe parallel beam. You may provide a cross-sectional enlargement part.
이것에 의하면, 스크라이브 가공 시에는 타원 빔, 브레이크 가공 때로는 스크라이브용 평행 광속보다도 단면적을 크게 한 빔으로 할 수 있으므로, 각각의 가공에 적합한 빔 스폿 형상으로 가공할 수 있다. According to this, at the time of scribing, an elliptical beam and a brake can be made into a beam whose cross-sectional area is larger than the parallel luminous flux for scribing, so that it can be processed into a beam spot shape suitable for each processing.
상기 발명에서, 접촉부를 수평이동함으로써 기판 측면을 수평한 방향으로 밀어 기판을 유도하는 기판 유도 기구를 설치하도록 해도 된다. In the above invention, a substrate guide mechanism for guiding the substrate may be provided by pushing the substrate side in the horizontal direction by horizontally moving the contact portion.
이것에 의하면, 테이블 상에서 기판의 위치의 미세 조정을 하거나, 기판의 회전이동을 행하거나 할 수 있다. According to this, fine adjustment of the position of a board | substrate on a table, or rotational movement of a board | substrate can be performed.
상기 발명에서, 홈의 폭을 조정하는 홈폭 조정 기구를 구비해도 된다. In the above invention, a groove width adjusting mechanism for adjusting the width of the grooves may be provided.
이것에 의하면, 분단 예정 라인의 위치나 개수에 의해, 홈폭을 조정할 수 있다. 예를 들면, 접근하는 2개의 분단 예정 라인이 있는 경우에, 이들 2개의 분단 예정 라인을 가공할 수 있는 홈폭으로 조정할 수 있다. 또, 분단 예정 라인의 개수가 적을 때는, 불필요한 홈을 닫을 수도 있다. According to this, the groove width can be adjusted by the position and the number of the division scheduled lines. For example, when there are two dividing scheduled lines approaching, these two dividing scheduled lines can be adjusted to the groove width which can be processed. In addition, when the number of dividing scheduled lines is small, unnecessary grooves can be closed.
도 1은 본 발명의 1실시형태인 레이저 가공 장치(LM1)의 전체 구성도.
도 2는 도 1의 레이저 가공 장치(LM1)의 단면 구성을 도시하는 모식도.
도 3은 타원형의 평행 빔을 출사하는 빔 정형부의 구성예를 도시하는 도면.
도 4는 타원계의 빔 스폿의 장축 길이의 조정 방법을 나타내는 도면.
도 5는 테이블의 단면구조를 도시하는 도면.
도 6은 기판 유도 기구의 구성을 도시하는 도면.
도 7은 도 1의 레이저 가공 장치(LM1)의 제어계를 나타내는 블럭도.
도 8은 도 1의 레이저 가공 장치(LM1)에 의한 동작예를 나타내는 플로우차트.
도 9는 도 1의 레이저 가공 장치(LM1)에 의한 다른 동작예를 나타내는 플로우차트.
도 10은 종래의 레이저 가공 장치(크랙 형성 장치)의 일례를 도시하는 도면.
도 11은 도 10의 레이저 가공 장치의 제어계를 도시하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The whole block diagram of the laser processing apparatus LM1 which is one Embodiment of this invention.
FIG. 2: is a schematic diagram which shows the cross-sectional structure of the laser processing apparatus LM1 of FIG.
3 is a diagram showing an example of the configuration of a beam shaping portion that emits an elliptical parallel beam;
4 is a diagram illustrating a method for adjusting the long axis length of the beam spot of an ellipsoidal system.
5 shows a cross-sectional structure of a table.
6 is a diagram illustrating a configuration of a substrate guide mechanism.
7 is a block diagram showing a control system of the laser processing apparatus LM1 of FIG. 1.
8 is a flowchart showing an example of operation performed by the laser processing apparatus LM1 in FIG. 1.
9 is a flowchart showing another example of operation by the laser processing apparatus LM1 in FIG. 1.
10 is a diagram illustrating an example of a conventional laser processing apparatus (cracks forming apparatus).
FIG. 11 is a diagram illustrating a control system of the laser processing apparatus of FIG. 10. FIG.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)(Best Mode for Carrying Out the Invention)
이하, 본 발명의 실시형태를 주로 유리 기판 가공용의 레이저 가공 장치를 예로 하여, 도면에 기초하여 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described based on drawing mainly using the laser processing apparatus for glass substrate processing as an example.
도 1은 본 발명의 1실시형태인 레이저 가공 장치(LM1)의 전체 구성도이다. 도 2는 레이저 가공 장치(LM1)의 단면 구성을 도시하는 모식도이다. 레이저 가공 장치(LM1)는, 주로, 상하 1쌍의 레이저광원(10)(10a, 10b), 상하 1쌍의 레이저 주사 광학계(20)(20a, 20b)(단 20b는 테이블(40)을 사이에 끼우고 20a와 대칭인 위치에 있기 때문에 도 1에서는 도시하고 있지 않음), 테이블(40), 기판 유도 기구(50), 트리거 기구(60)로 구성된다. 1 is an overall configuration diagram of a laser processing apparatus LM1 which is one embodiment of the present invention. FIG. 2: is a schematic diagram which shows the cross-sectional structure of laser processing apparatus LM1. The laser processing apparatus LM1 mainly comprises a pair of upper and lower laser light sources 10 (10a, 10b) and a pair of upper and lower laser scanning optical systems 20 (20a, 20b) (where 20b is a table 40). 1, a table 40, a
이하의 설명에서는, 동일한 부재가 상하에 1쌍 형성되어 있을 경우에 상측에 a, 하측에 b를 붙여서 구별하지만, 상하 동일한 부재의 설명에 대해서는, 장황한 설명이 되는 것을 피하기 때문에, 일부의 설명에 대하여 a, b의 기재를 생략하고 설명한다. In the following description, when a pair of the same member is formed above and below, a and b are attached to the upper side and the lower side, but the description of the same upper and lower parts is avoided to be a long explanation, so that the description of some Description of a, b is abbreviate | omitted.
(레이저광원)(Laser light source)
레이저광원(10)(10a, 10b)으로는 CO2 레이저가 사용된다. CO2 레이저 대신에 CO 레이저, 엑시머 레이저를 사용해도 된다. 레이저광원(10)으로부터는 단면 형상이 원형인 레이저빔(원 빔(L0))이 출사된다. As the laser light source 10 (10a, 10b), a CO 2 laser is used. Instead of a CO 2 laser, a CO laser or an excimer laser may be used. From the
(레이저 주사 광학계)(Laser scanning optical system)
레이저 주사 광학계(20)(20a, 20b)는, 대별하면, 레이저빔(원 빔)의 단면 형상을 평행 광속의 타원 빔으로 조정하는 빔 정형부(21)(21a, 21b)와, 레이저빔(원 빔)의 단면 형상을 원형 빔인 채로 확대하여 평행 광속의 원형 빔으로서 출사하는 빔 단면 확대부(24)(24a, 24b)와, 레이저빔을 테이블면(XY방향)을 따라 이동(주사) 하는 주사 기구(22)(22a, 22b)와, 빔 정형부(21) 및 빔 단면 확대부(24)로부터 출사한 레이저빔을 주사 기구(22)에 인도하는 광로 조정부(23)(23a, 23b)와, 레이저빔(원 빔)의 광로를 빔 정형부(21)와 빔 단면 확대부(24) 사이에서 전환하는 빔 단면 전환 기구(29)(29a, 29b)로 이루어진다. 또한, 테이블면 중 X방향을 주사축방향(스크라이브 가공이나 브레이크 가공을 행하는 방향), Y방향을 이송축방향으로 한다. The laser scanning optical system 20 (20a, 20b) is roughly divided into beam shaping parts 21 (21a, 21b) for adjusting the cross-sectional shape of a laser beam (circle beam) to an elliptical beam of parallel light beam, and a laser beam ( The beam cross-sectional enlargement part 24 (24a, 24b) which expands the cross-sectional shape of a circular beam, and emits it as a circular beam of parallel beams, and moves (scans) a laser beam along a table surface (XY direction). Optical path adjusting portions 23 (23a, 23b) for guiding the laser beams emitted from the scanning mechanisms 22 (22a, 22b), the beam shaping portion 21, and the beam end face expansion portion 24 to the scanning mechanism 22. And beam end face switching mechanisms 29 (29a, 29b) for switching the optical path of the laser beam (circular beam) between the beam shaping section 21 and the beam end face expansion section 24. In the table surface, the X direction is the scanning axis direction (the direction in which scribing or brake processing is performed) and the Y direction is the feeding axis direction.
빔 정형부(21)(21a, 21b)에 대하여 설명한다. 빔 정형부(21)는 레이저광원(10)으로부터 출사된 원 빔을, 단면 형상이 타원형인 평행 빔으로 정형함과 아울러, 평행 빔의 장축 직경, 단축 직경을 조정하기 위한 복수의 광학소자로 이루어진다. The beam shaping part 21 (21a, 21b) is demonstrated. The beam shaping portion 21 is formed of a plurality of optical elements for shaping the original beam emitted from the
도 3(a)는 타원형의 평행 빔을 출사하는 빔 정형부(21)(21a, 21b)의 구성예를 도시하는 도면이다. 이 빔 정형부(21)는 제 1 포물면 거울(오목면)(M1), 제 2 포물면 거울(볼록면)(M2), 제 3 포물면 거울(M3)(볼록면), 제 4 포물면 거울(M4)(오목면)의 4개의 광학소자로 이루어진다. 이 중 제 1 포물면 거울(오목면)(M1)과 제 2 포물면 거울(볼록면)(M2)은 서로의 초점을 일치시켜, 공초점(F12)이 되도록 배치되어 있다. 또, 제 3 포물면 거울(볼록면)(M3)과 제 4 포물면 거울(오목면)(M4)에 대해서도 서로의 초점이 일치하여, 공초점(F34)이 되도록 배치되어 있다. Fig. 3A is a diagram showing an example of the configuration of the beam shaping portions 21 (21a, 21b) that emit an elliptical parallel beam. The beam shaping portion 21 includes a first parabolic mirror (concave surface) M1, a second parabolic mirror (convex surface) M2, a third parabolic mirror M3 (convex surface), and a fourth parabolic mirror M4. It consists of four optical elements (). Among them, the first parabolic mirror (concave surface) M1 and the second parabolic mirror (convex surface) M2 are arranged so as to coincide with each other and become a confocal point F 12 . Further, the third parabolic mirror (convex surface) M3 and the fourth parabolic mirror (concave surface) M4 are also arranged so as to coincide with each other and become a confocal point F34.
그리고, 제 1 포물면 거울(오목면)(M1)로부터 제 2 포물면 거울(볼록면)(M2)을 향하는 레이저빔의 진행방향이 XY면 방향으로 되고, 제 2 포물면 거울(M2)에서 반사한 레이저빔은 제 3 포물면 거울(M3)로 향해지고, 제 3 포물면 거울(볼록면)(M3)로부터 제 4 포물면 거울(오목면)(M4)로 향하는 레이저빔의 진행방향이 XZ면이 되도록, 이들 4개의 포물면 거울이 입체적으로 배치된다. Then, the traveling direction of the laser beam from the first parabolic mirror (concave surface) M1 to the second parabolic mirror (convex surface) M2 becomes the XY plane direction, and the laser reflected by the second parabolic mirror M2 The beam is directed to the third parabolic mirror M3, so that the traveling direction of the laser beam from the third parabolic mirror (convex surface) M3 to the fourth parabolic mirror (concave surface) M4 becomes the XZ plane, Four parabolic mirrors are arranged in three dimensions.
이러한 배치에 의해, 제 1 포물면 거울(M1)은 X방향으로 진행하는 원형 단면의 원 빔(L0)(도 3(b) 참조)을 XY면 방향으로 반사한다. 그 때 Z방향의 빔 폭은 그대로이며 Y방향의 빔 폭은 집속하면서 진행하게 되고, 제 2 포물면 거울(M2)에 입사한다. 제 2 포물면 거울(M2)은, 공초점(F12)이 되도록 배치되어 있음으로써, Y방향으로 집속하는 레이저빔을 반사하면, 다시 평행 빔(L1)(도 3(c) 참조)이 되어, X방향을 향하여 진행하게 된다. 이 평행 빔(L1)의 Z방향의 빔 폭은 원 빔(L0)인 상태이며, Y방향의 빔 폭이 축소된 타원 형상의 단면을 갖는 레이저빔으로 된다. By this arrangement, the first parabolic mirror M1 reflects the circular beam L0 (see Fig. 3 (b)) having a circular cross section traveling in the X direction in the XY plane direction. At that time, the beam width in the Z direction remains the same, and the beam width in the Y direction proceeds while focusing and enters the second parabolic mirror M2. A second parabolic mirror (M2) is, by being arranged so that the confocal (F 12), when reflected a home laser beams belonging in the Y direction, back parallel to the beam (L1) (see Fig. 3 (c)) is the, Progress toward the X direction. The beam width in the Z direction of the parallel beam L1 is in the state of the original beam L0, and the laser beam has an elliptical cross section in which the beam width in the Y direction is reduced.
또한, 평행 빔(L1)이 진행하여 제 3 포물면 거울(M3)에서 반사되면, Y방향의 빔 폭은 그대로이며 X방향의 빔 폭을 확대하면서 XZ면 내를 진행하게 되고, 제 4 포물면 거울(M4)에 입사한다. Further, when the parallel beam L1 proceeds and is reflected from the third parabolic mirror M3, the beam width in the Y direction remains as it is, and the beam width in the X direction is expanded while the parallel beam L1 travels in the XZ plane, and the fourth parabolic mirror ( Enters M4).
제 4 포물면 거울(M4)은, 공초점(F34)이 되도록 배치되어 있음으로써, X방향으로 확대하는 레이저빔을 반사하면, 다시 평행 빔(L2)(도 3(d) 참조)으로 되어, X방향을 향하여 진행하게 된다. 이 평행 빔(L2)의 Z방향의 빔 폭은, 원 빔(L0)보다 확대되고, Y방향의 빔 폭은 원 빔보다 축소된 긴 장축의 타원 형상의 단면을 갖는 레이저빔으로 된다. The fourth parabolic mirror (M4) has become a by being arranged such that the confocal (F 34), when reflecting the laser beam to extend in the X direction, and again parallel beam (L2) (see Fig. 3 (d)), Progress toward the X direction. The beam width in the Z direction of the parallel beam L2 is larger than the original beam L0, and the beam width in the Y direction is a laser beam having an elliptic cross section with a long major axis reduced than the original beam.
그리고, 빔 정형부(21)에 의해 정형된 단면 형상이 타원형의 평행 빔(L2)은, 후단의 광로 조정부(23) 및 주사 기구(22)를 거쳐, 기판(G) 상에 타원 형상의 빔 스폿(BS)을 형성하게 된다. 따라서, 이들 4개의 포물면 거울(M1(M1a, M1b)~M4(M4a, M4b))의 광학 정수를 조정함으로써, 원하는 타원 형상의 빔 스폿을 형성할 수 있다. And the parallel beam L2 of the elliptical cross-sectional shape shape formed by the beam shaping part 21 passes through the optical path adjusting part 23 and the scanning mechanism 22 of the rear end, and has an elliptical beam shape on the board | substrate G. The spot BS is formed. Therefore, by adjusting the optical constants of these four parabolic mirrors M1 (M1a, M1b) to M4 (M4a, M4b), a desired elliptic beam spot can be formed.
다음에 광로 조정부(23)(23a, 23b)에 대하여 설명한다. 광로 조정부(23)는 도 1에 도시하는 바와 같이, 2개의 평면거울(M5(M5a, M5b), M6(M6a, M6b))로 이루어진다. 평면거울(M5)은 X방향으로 진행하는 평행 빔(L2)을 굴곡하여, Z방향으로 진행하는 평행 빔(L3)을 형성한다. 평행 빔(L2)의 광로 길이(M4~M5 간 거리)를 조정함으로써, 주사 기구(22)와의 사이의 X방향의 조정이 행해진다. 또, 평면거울(M6)은 Z방향으로 진행하는 평행 빔(L3)을 Y방향으로 굴곡하여, Y방향으로 진행하는 평행 빔(L4)을 형성한다. 평행 빔(L3)의 광로 길이(M5~M6 간 거리)를 조정함으로써, 주사 기구(22)와의 사이의 높이(Z방향) 조정이 행해진다. 또한 후술하는 주사 기구의 평면거울(M7)(M7a, M7b)이 원점위치(M6에 가장 가까운 위치)에 있을 때의 평행 빔(L4)의 광로 길이(M6~M7 간 거리)를 조정함으로써, 주사 기구(22)와의 사이의 Y방향의 조정이 행해진다. Next, the optical path adjusting units 23 (23a, 23b) will be described. As shown in FIG. 1, the optical path adjusting unit 23 includes two flat mirrors M5 (M5a and M5b) and M6 (M6a and M6b). The plane mirror M5 bends the parallel beam L2 traveling in the X direction to form the parallel beam L3 running in the Z direction. The adjustment of the X direction with the scanning mechanism 22 is performed by adjusting the optical path length (distance between M4-M5) of parallel beam L2. Further, the planar mirror M6 bends the parallel beam L3 traveling in the Z direction in the Y direction to form the parallel beam L4 running in the Y direction. By adjusting the optical path length (distance between M5-M6) of parallel beam L3, height (Z direction) adjustment with the scanning mechanism 22 is performed. Moreover, scanning is performed by adjusting the optical path length (distance between M6-M7) of the parallel beam L4 when the plane mirrors M7 (M7a, M7b) of the scanning mechanism mentioned later are in the home position (position closest to M6). The Y direction adjustment with the mechanism 22 is performed.
다음에 빔 단면 확대부(24)(24a, 24b)에 대하여 설명한다. 빔 단면 확대부(24)는 원 빔의 빔 직경을 확대함과 아울러 평행 광속으로 하여 출사하는 조합 렌즈(28)로 이루어진다. 예를 들면, 오목렌즈와 볼록 렌즈의 조합에 의해 확대한 평행 광속으로 할 수 있다. 또한, 확대한 빔 단면의 단면적은 빔 정형부(21)에서 형성되는 타원 빔보다 커지도록 조정하게 되어 있다. 이것은, 일반적으로 레이저 스크라이브 가공 후에 행하는 레이저 브레이크 가공 때에, 넓은 범위에서 가열하는 쪽이 브레이크 하기 쉽기 때문이다. 단, 스크라이브 가공 시와 동일한 빔 스폿 형상으로 브레이크 가공을 행하도록 해도 된다. Next, the beam cross-sectional expansion part 24 (24a, 24b) is demonstrated. The beam cross-sectional enlargement part 24 consists of the
다음에 빔 단면 전환 기구(29)에 대하여 설명한다. 빔 단면 전환 기구(29)(29a, 29b)는, 2개의 반사경(M11(M11a, M11b), M12(M12a, M12b))으로 이루어지고, 도시하지 않은 구동 기구에 의해, 레이저빔의 광로에 출입할 수 있게 되어 있다. 광로 상에 넣은 상태로 하면, 빔 정형부(21)를 향하는 레이저빔의 광로는 빔 단면 확대부(24)를 향하도록 전환되고, 조합 렌즈(28)에 의해 확대된 평행 광속의 원형 빔이 광로 조정부(23)로 나아가도록 되어 있다. Next, the beam cross section switching mechanism 29 will be described. The beam cross-section switching mechanism 29 (29a, 29b) consists of two reflecting mirrors M11 (M11a, M11b) and M12 (M12a, M12b), and enters and exits an optical path of a laser beam by a drive mechanism not shown. I can do it. When placed on the optical path, the optical path of the laser beam directed to the beam shaping part 21 is switched to face the beam end face expanding part 24, and the circular beam of the parallel light beam enlarged by the combined
따라서, 레이저빔의 광로가 빔 정형부(21)를 향하는지, 빔 단면 확대부(24)를 향하는지에 따라, 타원 빔의 평행 광속 또는 확대된 원형 빔의 평행 광속 중 어느 하나가 광로 조정부(23)에 입사하도록 되어 있다. Therefore, depending on whether the optical path of the laser beam is directed toward the beam shaping section 21 or the beam cross-sectional expansion section 24, either the parallel luminous flux of the elliptic beam or the parallel luminous flux of the enlarged circular beam is the optical path adjusting section 23. ) Is to enter.
다음에, 주사 기구(22)(22a, 22b)에 대하여 설명한다. 주사 기구(22)는 축선이 Y방향으로 향해진 가이드 레일(25)(25a, 25b)과, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 가이드 레일(25)을 따라 이동 가능하게 부착되는 평면거울(M7)(M7a, M7b)과, 평면거울(M7)에 일체로 고정되고, 축선이 X방향으로 향해진 가이드 레일(26)(26a, 26b)과, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 가이드 레일(26)을 따라 이동 가능하게 부착되는 평면거울(M8)(M8a, M8b)과, 수평방향에 대한 평면거울(M8)의 부착각도(XZ면의 부착각도)를 조정하는 각도 조정용의 어저스터(27)(27a, 27b)로 이루어진다. Next, the injection mechanism 22 (22a, 22b) is demonstrated. The scanning mechanism 22 is a guide mirror 25 (25a, 25b) with an axis line directed in the Y-direction, and a flat mirror M7 movably attached along the guide rail 25 by a driving mechanism (not shown) ( M7a, M7b, guide rails 26 (26a, 26b) integrally fixed to the flat mirror M7, whose axes are directed in the X direction, and along the guide rails 26 by a driving mechanism (not shown). Angle adjuster 27 (27a) for angle adjustment which adjusts the attachment angle (attachment angle of XZ surface) of the plane mirror M8 (M8a, M8b) which is attached so that a movement is possible, and the plane mirror M8 with respect to the horizontal direction. 27b).
편의상, 가이드 레일(25)의 가장 평면거울(M6)에 가까운 위치를 평면거울(M7)의 원점위치로 한다. 평면거울(M7)은 원점위치에서 평면거울(M6)로부터의 평행 빔(L4)을 굴곡하고, 평행 빔(L5)을 평면거울(M8)로 인도하도록 각도가 조정되어 있다. 이 때 평행 빔(L4)은 Y방향으로 진행하고, 또, 평면거울(M7)도 가이드 레일(25)을 따라 Y방향으로 이동하므로, 평면거울(M7)이 가이드 레일(25)의 어느 위치로 이동해도, 평행 빔(L4)은 평면거울(M7)에서 반사되어, 평면거울(M8)로 인도되게 된다. For convenience, the position closest to the plane mirror M6 of the guide rail 25 is the origin position of the plane mirror M7. The plane mirror M7 is angled so as to bend the parallel beam L4 from the plane mirror M6 at the origin position, and guide the parallel beam L5 to the plane mirror M8. At this time, the parallel beam L4 proceeds in the Y direction, and the plane mirror M7 also moves along the guide rail 25 in the Y direction, so that the plane mirror M7 moves to any position of the guide rail 25. Even if it moves, the parallel beam L4 is reflected by the plane mirror M7, and is led to the plane mirror M8.
평면거울(M8)보다도 앞에 대해서는, 평면거울(M8a)과 평면거울(M8b) 사이에서, 테이블의 유무에 의한 차가 발생한다. 상측의 평면거울(M8a)은 평행 빔(L5)을 굴곡하여, 기판(G)의 면에 빔 스폿(BS)을 형성한다. 이 때 평행 빔(L5)은 X방향으로 진행하고, 또, 평면거울(M8)도 가이드 레일(26)을 따라 X방향으로 이동하므로, 평면거울(M8)이 가이드 레일(26)의 어느 위치로 이동해도, 평행 빔(L5)은 평면거울(M8a)에서 반사되어, 기판(G)의 위에 동일 형상의 빔 스폿(BS)이 형성된다. 게다가 형성되는 빔 스폿은 항상 X방향으로 장축이 향해진 타원 형상의 빔 스폿이 형성된다. In front of the flat mirror M8, a difference between the flat mirror M8a and the flat mirror M8b is caused by the presence or absence of a table. The upper planar mirror M8a bends the parallel beam L5 to form a beam spot BS on the surface of the substrate G. As shown in FIG. At this time, the parallel beam L5 proceeds in the X direction, and the plane mirror M8 also moves along the guide rail 26 in the X direction, so that the plane mirror M8 moves to any position of the guide rail 26. Even if it moves, the parallel beam L5 is reflected by the planar mirror M8a, and the beam spot BS of the same shape is formed on the board | substrate G. As shown in FIG. Furthermore, the beam spot to be formed always has an elliptic beam spot with its long axis directed in the X direction.
한편, 하측의 평면거울(M8b)은 후술하는 테이블(40)의 홈(49)에 대면하는 위치에 평면거울(M7b)이 이동하고, 평면거울(M8b)에서 반사한 평행 광속의 레이저빔이 홈(49)을 통과하여 기판 이면에 도달할 수 있을 때에, 기판(G)의 이면 상에 빔 스폿(BS)이 형성된다. On the other hand, the flat mirror M7b moves to a position facing the
그리고, 평면거울(M8)을 X방향으로 이동함으로써, 타원 형상의 빔 스폿(BS)은 장축을 X방향을 향하면서 X방향으로 주사되게 된다. Then, by moving the plane mirror M8 in the X direction, the elliptical beam spot BS is scanned in the X direction while the long axis is directed in the X direction.
다음에 어저스터(27)에 의한 빔 스폿(BS)의 조정에 대하여 설명한다. 빔 스폿(BS)의 형상은 주로 빔 정형부(21)의 광학소자의 광학 정수를 변경함으로써 조정할 수 있는데, 빔 스폿(BS)의 장축 길이를 변경하는 경우에는, 빔 정형부(21)를 그대로 하고, 어저스터(27)에 의해 행할 수 있다. 도 4는 어저스터(27)에 의한 장축 길이의 조정상태를 나타내는 도면이다. 어저스터(27)에 의해 평면거울(M8)의 부착각도를 변경하고, 평행 빔(L5)의 기판으로의 입사각을 조정함으로써, 기판 상에 기울기 비스듬히 입사된다. 그 결과, 빔 스폿(BS)의 장축 길이를 변경할 수 있다. 따라서, 어저스터(27)를 간편한 빔 길이의 조정 기구로서 이용할 수 있다. Next, adjustment of the beam spot BS by the adjuster 27 will be described. The shape of the beam spot BS can be adjusted mainly by changing the optical constants of the optical elements of the beam shaping section 21. However, when changing the long axis length of the beam spot BS, the beam shaping section 21 is left as it is. This can be done by the adjuster 27. 4 is a diagram illustrating an adjustment state of the major axis length by the adjuster 27. By adjusting the attachment angle of the planar mirror M8 by the adjuster 27, and adjusting the incident angle of the parallel beam L5 to the substrate, it is incident obliquely on the substrate. As a result, the long axis length of the beam spot BS can be changed. Therefore, the adjuster 27 can be used as a simple beam length adjustment mechanism.
(테이블)(table)
다음에, 테이블(40)에 대하여 설명한다. 도 1에 도시되는 바와 같이 테이블(40)은 홈(49)에 의해 부분 테이블(40a, 40b)로 2분할 되어 있다. 도 5(a)는 부분 테이블(40a)(40b도 동일)의 단면 구조를 도시하는 도면이다. 테이블(40a)은, 다공질 부재로 이루어지고 기판(G)(도 1 참조)이 재치되는 상면 부재(41)(기판 재치면)와, 상면 부재(41)의 주위에 밀착하고, 또한 밑바닥면이 형성되고, 상면 부재(41)와의 사이에 중공 공간(42a)이 형성되는 보디(42)와, 중공 공간(42a)에 연결되는 유로(43)가 형성되고, 외부 유로(44)에 접속되는 플러그(45)와, 유로(43), 외부 유로(44)를 통하여 중공 공간(42a)을 감압하는 진공펌프(46)와, 유로(43), 외부 유로(44)를 통하여 중공 공간(42a)으로 가압공기를 보내는 에어원(47)으로 이루어진다. Next, the table 40 will be described. As shown in FIG. 1, the table 40 is divided into two parts by the groove |
이들 중, 중공 공간(42a), 유로(43), 외부 유로(44), 진공펌프(46)에 의해, 기판(G)을 상면 부재(41)에 흡착시키는 흡착 기구가 형성된다. 또, 중공 공간(42a), 유로(43), 외부 유로(44), 에어원(47)에 의해, 기판(G)을 상면 부재(41)로부터 부상시키는 부상 기구가 형성된다. Among these, the adsorption mechanism which adsorb | sucks the board | substrate G to the
이 테이블(40a(40b))은, 기판(G)을 상면 부재(41)의 위에 재치한 상태에서, 진공펌프(46)를 기동하여 개폐밸브를 개방함으로써, 중공 공간(42a)이 감압상태로 되고, 다공질 부재의 상면 부재(41)를 통하여 기판(G)이 흡착된다. The table 40a (40b) is a state in which the substrate G is placed on the
한편, 기판(G)을 상면 부재(41)의 위에 재치한 상태에서, 개폐밸브를 개방하여 에어원(47)으로부터 공기를 보냄으로써, 중공 공간(42a)이 가압상태로 되고, 다공질 부재의 상면 부재(41)를 통하여 가압공기가 분출되어 기판(G)이 부상되게 된다. 또한, 이 때는 후술하는 기판 유도 기구(50)에 의해, 기판(G)의 이동이 제한되게 된다. On the other hand, in a state where the substrate G is placed on the
또, 일방의 테이블(40b)에는, 홈(49)의 간격을 조정하기 위한 홈폭 조정 기구(90)(도 1)가 부착되어 있다. 홈폭 조정 기구(90)는 모터 구동에 의해 테이블(40b)을 홈(49)과 직교하는 방향으로 슬라이드 하도록 되어 있다. 홈폭 조정 기구(90)를 구동함으로써, 원하는 홈폭으로 설정할 수 있게 되어 있다. Moreover, the groove | channel width adjustment mechanism 90 (FIG. 1) for adjusting the space | interval of the groove |
또한, 테이블은 2분할에 한하지 않고, 적당하게 정하면 된다. 도 5(b)와 같이 종횡 4분할이어도 된다. 나아가서는 6분할, 8분할 등이어도 된다. In addition, the table is not limited to two divisions, but may be appropriately determined. The vertical and horizontal four divisions may be used as shown in Fig. 5B. Furthermore, 6 divisions, 8 divisions, etc. may be sufficient.
또, 도 5(b)와 같이 Y방향을 따라 스크라이브 가공을 행하는 경우, 타원 빔의 장축방향을 Y방향으로 변환할 필요가 있다. 상세한 설명은 생략하지만, 예를 들면, 광로 조정부(M5)(M5a, M5b)의 위치에, 평면반사경을 조합한 광학 회로를 전환 가능하게 부착하고, 장축방향을 회전하도록 하면 된다. In addition, when scribing is performed along the Y direction as shown in Fig. 5B, it is necessary to change the major axis direction of the elliptic beam to the Y direction. Although the detailed description is omitted, for example, an optical circuit combining a planar reflector may be attached to the positions of the optical path adjusting units M5 (M5a and M5b) so as to be switchable and rotate in the major axis direction.
(기판 유도 기구)(Substrate induction mechanism)
다음에, 기판 유도 기구(50)에 대하여 설명한다. 도 6은 기판 유도 기구(50)의 구조를 도시하는 도면이다. 기판 유도 기구(50)는 사각형의 테이블(40a, 40b)의 대각 코너(48a, 48b)의 근방에 부착되는 1쌍의 가동 접촉부(51a, 51b)에 의해 구성된다. Next, the
각 가동 접촉부(51a, 51b)는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 지지축(52a, 52b)을 중심으로 병진동작이나 선회동작이 행해지는 다관절 암(53a, 53b)을 갖는다. 다관절 암(53a, 53b)의 선단 부분에는, 도시하지 않은 구동 기구에 의해 선회동작이 행해지는 금속제의 접촉 부재(54a, 54b)가 부착된다. 접촉 부재(54a, 54b)는, 각각 선단이 좌우로 분기하도록 부착되고, 기판(G)과 접하는 부위가 원기둥형으로 되어 있다. 이 원기둥의 축방향은 연직방향으로 향해져 있다. Each
따라서, 기판(G)을 X방향, Y방향으로 이동하고 싶을 때, 또는 회전이동하고 싶을 때에, 에어원(47)(도 5)을 작동하여 기판(G)을 부상시킨 상태에서, 기판(G)을 접촉 부재(54a, 54b)로 누름으로써, 기판(G)이 접촉 부재(54a, 54b)에 가볍게 접하면서, 원하는 위치로 이동하게 된다. 나아가서는, 브레이크 처리를 행할 때에, 부상상태의 기판(G)의 수평이동을 제한할 수 있게 되어 있다. 또, 접촉 부재(54a, 54b)의 위치를 원하는 위치에서 정지시켜, 에어원(47)을 정지하고, 진공펌프(46)를 작동함으로써, 기판(G)을 원하는 위치에 흡착시킬 수 있다. Therefore, when the substrate G is to be moved in the X direction, the Y direction, or when it is desired to rotate, the air source 47 (FIG. 5) is operated to raise the substrate G in the state where the substrate G is raised. ) Is pressed against the
또한, 가공하는 기판의 형상이 정형인 경우에는, 기판을 정위치에 부착할 수 있으면 되므로, 이동하지 않는 위치 고정의 접촉 부재를 기판의 위치결정용의 가이드로서 테이블 위로 부착해도 된다. In addition, when the shape of the substrate to be processed is a fixed shape, the substrate can be attached to a fixed position. Therefore, a stationary contact member that does not move may be attached onto the table as a guide for positioning the substrate.
또한, 얼라인먼트 마크가 형성되어 있는 기판(G)의 경우에는, 테이블(40)에 정의되는 좌표계에 대한 부착 위치가 미리 계측되어 있는 카메라(55a, 55b)를 사용하고, 얼라인먼트 마크를 촬영하는 것보다, 얼라인먼트 마크의 현재 위치로부터 기판(G)의 위치 벗어남량을 요구하고, 이동량을 산출하고, 기판 유도 기구(50)에 의해 이동시키는 으로써 기판(G)의 위치를 자동조정할 수도 있다. In addition, in the case of the board | substrate G in which the alignment mark is formed, using the
(트리거 기구)(Trigger mechanism)
다음에 초기 균열 형성용의 트리거 기구에 대하여 설명한다. 또한, 트리거 기구의 부착 여부는 임의이며, 트리거 기구를 부착하지 않을 때는, 예를 들면, 레이저 어블레이션 가공에 의해 대용시킬 수도 있다. Next, a trigger mechanism for initial crack formation will be described. In addition, whether or not a trigger mechanism is attached is arbitrary, and when a trigger mechanism is not attached, it can also substitute by a laser ablation process, for example.
도 1에 도시하는 바와 같이, 트리거 기구(60)는 커터 휠(61)과, 승강 기구(62)와, 다관절 암(63)으로 이루어진다. 다관절 암(63)은 기판 유도 기구(50)의 다관절 암(53a, 53b)과 동일한 움직임을 한다. 커터 휠(61)의 칼끝은 X방향을 향해 있다. As shown in FIG. 1, the trigger mechanism 60 includes a
초기 균열(TR)을 형성할 때는, 다관절 암(63)에 의해, 커터 휠(61)이 초기 균열을 형성하는 위치의 바로 위에 이르도록 한다. 그리고, 승강 기구(62)에 의해, 커터 휠(61)을 일시적으로 하강시켜 압접함으로써 초기 균열(TR)을 형성한다. When forming the initial crack TR, the articulated
(제어계)(Control system)
이어서, 레이저 가공 장치(LM1)의 제어계에 대하여 설명한다. 도 7은 레이저 가공 장치(LM1)의 제어계를 도시하는 블럭도이다. 레이저 가공 장치(LM1)는, 테이블(40)의 흡착 기구 및 부상 기구를 구동하는 흡착/부상 기구 구동부(81), 기판 유도 기구(50)의 가동 접촉부(51a, 51b)를 구동하는 기판 유도 기구 구동부(82), 트리거 기구(60)의 승강 기구(62) 및 다관절 암(63)을 구동하는 트리거 기구 구동부(83), 주사 기구(22)의 평면거울(M7, M8)을 이동시키는 주사 기구 구동부(84), 레이저빔을 조사하는 레이저 구동부(85), 냉각 노즐을 설치하여 빔 스폿(BS)에 추종하는 냉각 스폿을 형성할 때는 냉각 노즐로부터 냉매의 분무를 행하는 냉각 노즐 구동부(86), CCD 카메라(55a, 55b)에 의한 촬상을 행하는 카메라 구동부(87), 광로를 전환하는 빔 단면 전환 기구 구동부(88), 홈(49)의 폭을 조정하는 홈폭 조정 기구 구동부(89)의 각 구동계가 컴퓨터(CPU)로 구성되는 제어부(80)에 의해 컨트롤 된다. Next, the control system of the laser processing apparatus LM1 is demonstrated. 7 is a block diagram showing a control system of the laser processing apparatus LM1. The laser processing apparatus LM1 carries out the adsorption / injury
제어부(80)에는, 키보드, 마우스 등의 입력장치로 이루어지는 입력부(91), 및 각종 표시를 행하는 표시화면으로 이루어지는 표시부(92)가 접속되고, 필요한 메세지가 표시화면에 표시됨과 아울러, 필요한 지시나 설정을 입력할 수 있게 되어 있다. The
(동작예 1)(Operation Example 1)
다음에, 레이저 가공 장치(LM1)에 의한 전형적인 가공동작예에 대하여 설명한다. 여기에서는 얼라인먼트 마크가 새겨진 첩합 유리 기판(G)에 대하여, 양면 동시에 레이저 스크라이브 가공을 행하고, 그 후, 편면씩 레이저 조사에 의한 브레이크 가공을 행하는 경우에 대하여 설명한다. Next, an example of typical processing operation by the laser processing apparatus LM1 will be described. Here, the case where the laser scribe process is performed simultaneously with both surfaces with respect to the bonded glass substrate G in which the alignment mark was engraved, and after that, the brake process by laser irradiation is performed one by one is demonstrated.
설명의 편의상, 분단 방향을 유리 기판의 x방향으로 하고, 얼라인먼트 마크로 위치결정을 행했을 때, x방향이 레이저 주사 광학계의 X방향에 일치하는 것으로 한다. For convenience of explanation, when the dividing direction is the x direction of the glass substrate and positioning is performed with the alignment mark, the x direction shall coincide with the X direction of the laser scanning optical system.
도 8은 동작예를 나타내는 플로우차트이다. 8 is a flowchart showing an example of operation.
유리 기판(G)이 테이블(40)의 위에 재치되면, 우선, 기판 유도 기구(50)를 사용하여 기판(G)의 위치결정을 행한다(S101). 위치결정은, 카메라(55a, 55b)에 의해, 기판(G)의 얼라인먼트 마크를 검출하고, 위치 벗어남량을 구한다. 계속해서 가동 접촉부(51a, 51b)를 구동하고, 접촉 부재(54a, 54b)를 기판(G)의 기판 측면에 접근시킨다. 동시에 부상 기구를 작동시켜, 기판(G)을 테이블면으로부터 부상시킨다. 이 때 유리 기판(G)은 접촉 부재(54a, 54b)와의 접점(4개소)에서 이동이 제한된다. 계속해서, 가동 접촉부(51a, 51b)를 구동하여, 기판(G)을 수평방향으로 이동(병진, 회전)하고, 위치 벗어남량이 0이 되는 위치에서 정지시킨다. 그리고 부상 기구를 정지하고, 흡착 기구를 작동시킴으로써, 기판(G)을 테이블면에 고정한다. 그 결과, 기판(G)의 x방향이 레이저 주사 광학계의 X방향에 일치한 상태에서 위치결정이 완료된다. When the glass substrate G is placed on the table 40, first, the substrate G is positioned using the substrate guide mechanism 50 (S101). Positioning detects the alignment mark of the board | substrate G with
계속해서, 트리거 기구(60)를 구동하여, 유리 기판(G)의 스크라이브 개시위치에 초기 균열(TR)을 작성한다(S102). Subsequently, the trigger mechanism 60 is driven to create an initial crack TR at the scribe start position of the glass substrate G (S102).
계속해서, 주사 기구부(22)를 구동하여, 평면거울(M7(M7a, M7b), M8(M8a, M8b))의 위치를 조정하고, 빔 스폿(BS)이 기판(G)의 스크라이브 개시 위치의 외측에 오도록 한다. 그리고 빔 정형부(21)에 의해 타원형으로 정형된 레이저빔을 조사하면서 평면거울(M8(M8a, M8b))을 X방향으로 이동(주사)함으로써, 유리 기판의 x방향으로 스크라이브 가공을 행한다(S103). Subsequently, the scanning mechanism 22 is driven to adjust the positions of the planar mirrors M7 (M7a, M7b) and M8 (M8a, M8b), and the beam spot BS is positioned at the scribe start position of the substrate G. Be on the outside Then, the surface mirrors M8 (M8a, M8b) are moved (scanned) in the X direction while irradiating an oval shaped laser beam by the beam shaping portion 21 to perform scribing in the x direction of the glass substrate (S103). ).
(X 방향의 홈이 복수 형성된 테이블을 사용한 경우, 스크라이브를 복수회 반복할 때는, 평면거울(M7)(M7a, M7b)에 의한 Y방향의 이동(레이저 정지)과, 평면거울(M8)(M8a, M8b)에 의한 X방향의 이동(주사)(레이저 조사)을 번갈아 행한다.)(When a table having a plurality of grooves in the X direction is used, when the scribe is repeated a plurality of times, the movement in the Y direction (laser stop) by the plane mirrors M7 (M7a, M7b) and the plane mirrors M8 (M8a) , M8b) alternately moves (scans) (laser irradiation) in the X direction.)
스크라이브 가공을 끝내면, 흡착 기구를 정지하고, 부상 기구를 작동시켜 기판(G)을 부상시킨다(S104). 이 때 가동 접촉부(51a, 51b)에 의해 기판(G)의 수평방향의 이동을 제한한다. When the scribing process is finished, the adsorption mechanism is stopped and the floating mechanism is operated to float the substrate G (S104). At this time, the horizontal contact of the substrate G is restricted by the
계속해서, 상측의 레이저광원(10a)만을 발진하고, 빔 단면 전환 기구(29a)를 작동하여, 빔 단면 확대부(24a)에 의해 형성되는 확대 빔을 기판의 상면측(표면측)에 주사하고, 상면측을 브레이크 가공한다(S105). 이 때 기판을 부상시킨 상태에서 브레이크 가공이 행해지므로, 첩합 기판의 상면측은 간단하게 분단된다. Subsequently, only the upper
계속해서, 하측의 레이저광원(10b)만을 발진하고, 빔 단면 전환 기구(29b)를 작동하여, 빔 단면 확대부(24b)에 의한 확대 빔을 기판의 하면측(이면측)에 주사하고, 하면측을 브레이크 가공한다(S106). 이 때도 기판을 부상시킨 상태에서 브레이크 가공이 행해지므로, 첩합 기판의 하면측은 간단하게 분단된다. 이상의 동작에 의해, 유리 기판(G)의 x방향의 분단 가공을 완료한다. Subsequently, only the lower
(동작예 2)(Operation Example 2)
다음에 사각형의 첩합 유리 기판(G)을, 서로 직교하는 x방향과 y방향의 2방향으로 가공(크로스컷)하는 경우의 레이저 가공 장치(LM1)에 의한 전형적인 가공동작예에 대하여 설명한다. 이 경우에는 기판 유도 기구(50)를 사용하여 기판(G)을 90도 회전함으로써 2방향의 가공을 행한다. 도 9는 동작예를 나타내는 플로우차트이다. Next, the typical example of the operation | movement operation by the laser processing apparatus LM1 in the case of processing (crosscut) the rectangular bonded glass substrate G in the two directions of the x direction and the y direction orthogonal to each other is demonstrated. In this case, the board | substrate G is rotated 90 degrees using the board |
여기에서는, 복수 개수의 x방향의 양면 동시 레이저 스크라이브 가공, 복수 개수의 y방향의 양면 동시 레이저 스크라이브 가공을 행하고, 그 후, y방향에 대하여 편면씩 레이저 조사에 의한 브레이크 가공을 행하는 경우에 대해 설명한다. 또한, y방향의 브레이크 가공에 의해, 유리 기판(G)은 띠 형상으로 되어 버리므로, 그 후에 행하는 x방향의 브레이크 가공에 대해서는, 본 장치 이외의 브레이크 장치에 의해 브레이크 가공을 행하는 것으로 한다. 또한, 설명의 편의상, 최초에 스크라이브 가공하는 방향을 유리 기판(G)의 x방향으로 한다. 또, 레이저 가공 장치(LM1)의 제어부(80)에는, x방향의 가공개수와, y방향의 가공개수가 설정되어 있어, 가공마다, 가공개수가 카운트되도록 되어 있다. Here, a description will be given of a case where a plurality of double-sided simultaneous laser scribing processing in a plurality of x directions and a plurality of double-sided simultaneous laser scribing processing in a plurality of y directions are performed, and thereafter, brake processing is performed by laser irradiation one side in the y direction. do. In addition, since the glass substrate G turns into a strip | belt shape by the brake process of ay direction, about the brake process of the x direction performed after that, it shall be brake process by brake apparatuses other than this apparatus. In addition, for convenience of description, the direction to be scribed initially is made into the x direction of glass substrate G. As shown in FIG. In addition, in the
테이블(40)의 가공영역의 위에 기판(G)을 세팅한다(S201). 기판(G)의 얼라인먼트 마크와, 카메라(55a, 55b)와, 기판 유도 기구(50)를 사용하여, 기판(G)의 x방향과 테이블(40)의 X방향과의 방향 조정을 행한다. The substrate G is set on the processing area of the table 40 (S201). The alignment mark of the board | substrate G, the
x방향의 스크라이브 예정 라인을 따라, 양면 스크라이브 가공을 행한다(S202). 최초의 가공위치가 홈(49)의 위에 오도록 위치결정을 행한 다음에 기판(G)을 흡착한다. 트리거 기구(60)를 작동하여 초기 균열을 형성하고, 계속해서, 주사 기구부(22)를 구동하여, 평면거울(M7(M7a, M7b), M8(M8a, M8b))의 위치를 조정하고, 빔 스폿(BS)이 기판(G)의 스크라이브 개시위치의 외측에 오도록 한다. 그리고 빔 정형부(21)에 의해 타원형으로 정형된 레이저빔을 조사하면서 평면거울(M8)(M8a, M8b)을 X방향으로 이동(주사)함으로써, 기판(G)의 x방향으로 양면 스크라이브 가공을 행한다. A double-sided scribing process is performed along the scribe scheduled line in the x direction (S202). Positioning is performed so that the first machining position is on the
계속해서, x방향의 복수 개수의 양면 스크라이브 가공이 모두 종료했는지를 판정한다(S203). 아직 종료되지 않았을 때는 S204로 진행되고, 모두 종료되었을 때는 y방향의 스크라이브 가공으로 옮겨가기 위하여, S206으로 진행된다. Subsequently, it is determined whether all of the plurality of double-sided scribing operations in the x-direction are finished (S203). When it is not finished yet, the process proceeds to S204. When all are finished, the process proceeds to S206 in order to move to the scribe processing in the y direction.
S203에서, x방향의 양면 스크라이브 가공이 종료되지 않았을 때는, 기판을 부상시켜(S204), 다음 가공위치가 홈(49)의 위에 오도록, 기판 유도 기구(50)를 사용하여 기판(G)의 위치를 테이블(40)의 Y방향으로 시프트 한다(S205). 그리고 S202로 되돌아와, 다음 가공위치에 대하여, 동일한 양면 스크라이브 가공을 반복한다. 이후, 동일한 가공을 모든 x방향의 가공을 끝낼 때까지 반복한다. In S203, when the double-sided scribing in the x-direction is not finished, the substrate is lifted up (S204), and the position of the substrate G using the
S203에서, x방향의 양면 스크라이브 가공이 모두 완료되었을 때는, 기판(G)을 부상시키고(S206), 기판 유도 기구(50)를 사용하여 90도 회전하고, 기판(G)의 y방향을 홈(49)을 향하게 한다. 이것에 의해 기판(G)의 y방향이 테이블(40)의 가공영역의 위에 세팅된다(S207). 기판(G)의 얼라인먼트 마크와, 카메라(55a, 55b)와, 기판 유도 기구(50)를 사용하여, 기판(G)의 y방향과 테이블(40)의 X방향과의 방향조정을 행한다. In S203, when both x-direction scribing processes are completed, the board | substrate G is floated (S206), it rotates 90 degrees using the board |
계속해서, 기판(G)의 y방향의 스크라이브 예정 라인을 따라 양면 스크라이브 가공을 행한다(S208). y방향의 최초의 가공위치가 홈(49)의 위에 오도록 위치결정을 행한 다음, 기판(G)을 흡착한다. 트리거 기구(60)를 작동하여 초기 균열을 형성하고, 계속해서, 주사 기구부(22)를 구동하여, 평면거울(M7(M7a, M7b), M8(M8a, M8b))의 위치를 조정하고, 빔 스폿(BS)이 기판(G)의 스크라이브 개시위치의 외측에 오도록 한다. 그리고 빔 정형부(21)에 의해 타원형으로 정형된 레이저빔을 조사하면서 평면거울(M8(M8a, M8b))을 X방향으로 이동(주사)함으로써, 기판(G)의 y방향에 양면 스크라이브 가공을 행한다. Subsequently, double-sided scribing is performed along the scribe scheduled line in the y-direction of the substrate G (S208). Positioning is performed so that the first machining position in the y direction is above the
y방향의 복수 개수의 양면 스크라이브 가공이 모두 종료되었는지를 판정한다(S209). y방향의 전제 스크라이브가 종료되어 있지 않을 때는 S210으로 진행되고, 전체 스크라이브가 종료되었을 때는 계속하여 y방향의 브레이크 가공으로 옮겨지기 위하여, S212로 진행된다. It is determined whether all of the plurality of double-sided scribing operations in the y-direction are finished (S209). When the entire scribe in the y direction is not finished, the process proceeds to S210. When the entire scribe is finished, the process proceeds to S212 in order to continue to move to the braking process in the y direction.
S209에서, y방향의 양면 스크라이브 가공이 종료되지 않았을 때는, 기판을 부상시키고(S210), 다음 가공위치가 홈(49)의 위에 오도록, 기판 유도 기구(50)를 사용하여 기판(G)의 위치를 테이블의 Y방향으로 시프트 한다(S211). 그리고 S208로 되돌아와, 다음의 가공위치에 대하여, 동일한 양면 스크라이브 가공을 반복한다. 이후, 동일한 가공을 모든 y방향의 가공을 끝낼 때까지 반복한다. In S209, when the double-sided scribing in the y-direction is not finished, the substrate is floated (S210), and the position of the substrate G using the
S209에서, y방향의 모든 양면 스크라이브 가공이 완료되었을 때는, 기판(G)을 부상시키고(S212), 기판 유도 기구(50)를 사용하여, 기판(G)에 형성되어 있는 복수 개의 스크라이브 라인 중, 최초에 브레이크 가공을 행하는 위치를, 테이블(40)의 홈(49)의 방향을 향하게 하여, 위치결정한다(S213). In S209, when all the double-sided scribing in the y direction is completed, the substrate G is floated (S212), and among the plurality of scribe lines formed on the substrate G by using the
계속해서, 상측의 레이저광원(10a)만을 발진하고, 빔 단면 전환 기구(29a)를 작동해서, 빔 단면 확대부(24a)에 의해 형성되는 확대 빔을, 기판의 상면측(표면측)에 주사하여, 상면측을 브레이크 가공한다(S214). 이 때 기판을 부상시킨 상태에서 브레이크 가공이 행해지므로, 첩합 기판의 상면측은 간단하게 분단된다. Subsequently, only the upper
계속해서, 하측의 레이저광원(10b)만을 발진하고, 빔 단면 전환 기구(29b)를 작동해서, 빔 단면 확대부(24b)에 의한 확대 빔을 기판의 하면측(이면측)에 주사하여, 하면측을 브레이크 가공한다(S215). 이 때도 기판을 부상시킨 상태에서 브레이크 가공이 행해지므로, 첩합 기판의 하면측은 간단하게 분단된다. Subsequently, only the lower
이상의 동작에 의해, 유리 기판(G)의 y방향의 최초의 1개의 브레이크 가공을 종료한다. By the above operation | movement, the 1st 1st brake process of the y direction of glass substrate G is complete | finished.
계속해서, y방향의 복수 개수의 브레이크 가공이 모두 종료되었는지를 판정한다(S216). y방향의 전체 브레이크가 종료되지 않았을 때는 기판을 부상시키고(S217), 다음 가공 위치가 홈(49)의 위에 오도록, 기판 유도 기구(50)를 사용하여 기판(G)의 위치를 테이블의 Y방향으로 시프트 한다(S218). 그리고 S213으로 되돌아오고, 다음의 가공위치에 대하여, 동일한 수순으로 상면 브레이크 가공, 하면 양면 브레이크 가공을 반복한다. 이후, 동일한 가공을, 모든 y방향의 브레이크 가공을 완료할 때까지 반복한다. Subsequently, it is determined whether all the plurality of brake processes in the y-direction are finished (S216). When the entire brake in the y direction is not finished, the substrate is floated (S217), and the position of the substrate G is changed by using the
S216에서, y방향의 전체 브레이크가 완료되었다고 판정되었을 때는, 본 장치에 의한 브레이크 가공을 종료한다. In S216, when it is determined that all the brakes in the y-direction are completed, the brake processing by the apparatus is terminated.
그 결과, 띠 형상으로 분단된 기판이 얻어지고, 이것들은 다른 브레이크 장치로 이동되어, 적당히 분단됨으로써 브레이크가 완료된다. As a result, a board | substrate divided | segmented into strip | belt shape is obtained, these are moved to another brake apparatus, and it breaks down suitably and a brake is completed.
이상, 스크라이브 가공으로부터 브레이크 가공까지를, 간단하게 행할 수 있고, 부상상태에서의 브레이크 가공에 의해 확실한 분단을 실현할 수 있다. As described above, from scribing to brake processing can be easily performed, and reliable division can be realized by brake processing in a floating state.
(산업상의 이용가능성)(Industrial availability)
본 발명은 레이저 조사에 의해 스크라이브 가공이나 브레이크 가공이 행해지는 레이저 가공 장치에 이용할 수 있다. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a laser processing apparatus in which scribing or brake processing is performed by laser irradiation.
10a, 10b 레이저광원 20a, 20b 레이저 주사 광학계
21a, 21b 빔 정형부 22a, 22b 주사 기구부
23a, 23b 광로 조정부 24a, 24b 빔 단면 확대부
29a, 29b 빔 단면 전환 기구 40 테이블
40a, 40b 부분 테이블 41 상부 부재(다공질 부재)
46 진공펌프 47 에어원
49 홈 50 기판 유도 기구
51a, 51b 가동 접촉부 54a, 54b 접촉 부재
55a, 55b 카메라10a, 10b
21a, 21b beam shaping 22a, 22b injection mechanism
23a, 23b
29a, 29b beam
40a, 40b part table 41 upper member (porous member)
46
49
51a, 51b
55a, 55b camera
Claims (5)
레이저광원으로부터 출사되는 레이저빔을 평행 광속으로 이루어지는 제 1 빔으로 정형하고, 기판 표면측으로 인도하여 주사하는 제 1 빔 주사 광학계와,
레이저광원으로부터 출사되는 레이저빔을 평행 광속으로 이루어지는 제 2 빔으로 정형하고, 기판 이면측으로 인도하여 주사하는 제 2 빔 주사 광학계와,
상기 제 2 빔을 기판 이면으로 인도하기 위한 광로가 되는 홈에 의해 분할된 기판 재치면을 갖는 테이블을 구비하고,
상기 기판 재치면에는 다공질 부재로 형성되고, 다공질 부재를 통하여 기판에 기체를 불어 부상시키는 부상 기구가 설치되고,
또한, 부상한 기판의 기판 측면에, 기판을 사이에 끼우는 배치에서 접촉하여 기판의 수평방향의 이동을 제한하는 1쌍의 접촉부와,
상기 1쌍의 접촉부를 수평이동 함으로써 기판 측면을 수평한 방향으로 밀어 기판을 유도하는 기판 유도 기구를 설치한 것을 특징으로 하는 레이저 가공 장치.A laser processing apparatus for processing by scanning a laser beam on two front and back surfaces of a substrate made of a brittle material,
A first beam scanning optical system for shaping the laser beam emitted from the laser light source into a first beam composed of parallel light beams and guiding and scanning the substrate surface side;
A second beam scanning optical system for shaping the laser beam emitted from the laser light source into a second beam made of parallel light beams and guiding and scanning the substrate back side;
A table having a substrate placing surface divided by a groove serving as an optical path for guiding the second beam to the substrate back surface,
The substrate mounting surface is formed of a porous member, and a floating mechanism is installed to blow air onto the substrate through the porous member.
In addition, a pair of contact portions contacting the substrate side of the floating substrate in an arrangement sandwiching the substrate therebetween to limit the horizontal movement of the substrate;
And a substrate induction mechanism for guiding the substrate by pushing the side surface of the substrate in a horizontal direction by horizontally moving the pair of contact portions.
The laser processing apparatus according to claim 1, further comprising a groove width adjusting mechanism for adjusting a width of the groove.
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