KR101407993B1 - Method for cutting substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 기판 절단방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 기판의 절단 예정선을 따라 레이저빔을 조사하면서 수평 방향으로 이동시켜 기판을 절단하는 기판 절단방법에 관한 것이다.The present invention relates to a substrate cutting method, and more particularly, to a substrate cutting method for cutting a substrate by horizontally moving a laser beam along a line along which a substrate is to be cut.
일반적으로 터치스크린 및 핸드폰과 같은 휴대단말기 등에 적용되는 강화유리 셀은 평판표시패널의 외층에 해당되는 것으로서, LCD, OLED 등의 평판표시패널에 스크래치가 생성되는 것을 방지하거나 외부 충격으로부터 보호하는 기능을 담당하도록 장착된다. 이러한 강화유리 셀은 터치스크린 및 휴대단말기의 형태에 따라 다양한 외형을 갖게 되는데, 이를 위해 유리기판의 재단 등 가공작업이 필수적으로 이루어진다.Generally, a tempered glass cell applied to a portable terminal such as a touch screen and a cell phone corresponds to an outer layer of a flat panel display panel. The tempered glass cell functions to prevent scratches from being generated on a flat panel display panel such as an LCD or an OLED, . Such a tempered glass cell has a variety of shapes depending on the shapes of the touch screen and the portable terminal. For this purpose, a cutting operation such as cutting of the glass substrate is indispensable.
도 1은 일반적인 기판 절단방법의 일례를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 종래의 기판 절단방법의 기본 원리 및 그에 의해 절단된 유리기판의 단면을 나타내는 도면이다.Fig. 1 is a view for explaining an example of a general substrate cutting method, and Fig. 2 is a diagram showing a basic principle of a conventional substrate cutting method and a cross section of a glass substrate cut by the same.
도 1 및 도 2를 참조하면, 우선, 기판 절단방법의 가공대상물이 되는 유리기판(10)은 유리기판에 강화층 및 터치층이 부착된 강화유리 기판일 수 있고, 강화층만이 부착된 강화유리 기판일 수도 있다. 또한 유리기판(10)은 강화층이나 터치층이 부착되지 않고 화학적 처리 또는 열처리 등에 의해 강화된 강화유리 기판일 수도 있다.1 and 2, the
강화유리 셀(12)은 유리기판(10)으로부터 절단되어 휴대단말기 형상을 가지는 것을 말하며, 강화유리 셀(12)과 강화유리 셀(12) 사이에 절단 예정선(11)이 형성되어 있다. 절단 예정선(11)을 따라 레이저빔(L)을 이동시키면서 유리기판(10)을 절단하면 다수의 강화유리 셀(12)이 추출된다.The
그러나, 종래의 기판 절단방법에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 유리기판(10) 내부의 일 위치에 레이저빔의 초점(f)이 형성되었다. 이러한 상태에서 유리기판(10)을 절단하면, 유리기판(10)의 단면 중 레이저빔의 초점(f)이 형성된 부분부터 절단이 시작되고 유리기판(10)의 단면 중 나머지 부분으로 크랙이 전파되면서 유리기판(10)의 전체 단면이 절단된다.However, in the conventional substrate cutting method, as shown in Fig. 2, the focal point f of the laser beam is formed at a position inside the
유리기판(10)의 단면 중 초점(f)이 형성되지 않은 부분으로 크랙이 전파되면서 절단이 이루어짐으로써, 유리기판(10)의 절단된 단면의 품질이 고르지 못한 문제점이 있다. 심지어 레이저빔의 초점(f)이 형성된 부분에 과도한 에너지의 집중으로 단면이 손상되는 현상까지 발생할 수 있다.There is a problem in that the quality of the cut section of the
이와 같이 종래의 기판 절단방법에서는, 유리기판의 절단된 단면의 품질이 고르지 못해 추후 절단 단면을 매끄럽게 연마하는 공정을 추가해야 하므로, 강화유리 셀의 생산수율이 현저히 떨어지는 문제가 있다.As described above, in the conventional substrate cutting method, since the quality of the cut section of the glass substrate is uneven, it is necessary to add a step of smoothly polishing the cut surface later, so that the production yield of the tempered glass cell is significantly reduced.
위와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 유리기판(10) 내부에 형성되는 레이저빔(L)의 초점 심도(Depth Of Focus, DOF)를 길게 하여 유리기판(10)을 절단할 수 있는데, 초점 심도를 길게 하는 경우에는 초점(f)의 스팟 사이즈가 커져 유리기판(10)의 미세 가공이 불가능하여 가공 효율이 저하되는 문제가 있다.The depth of focus (DOF) of the laser beam L formed in the
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 기판의 두께 방향 전체에 걸쳐 균일한 에너지를 공급하면서 기판을 절단함으로써, 기판의 절단된 단면의 품질을 향상시키고, 터치스크린 또는 휴대단말기의 표시패널을 보호하는 강화유리 셀의 생산수율을 현저하게 향상시킬 수 있는 기판 절단방법을 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to solve the problems of the prior art described above and to provide a method of manufacturing a touch screen or a touch screen by cutting a substrate while supplying uniform energy over the entire thickness direction of the substrate, The present invention provides a substrate cutting method capable of remarkably improving the production yield of a tempered glass cell that protects a display panel of a portable terminal.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 기판 절단방법은, 가우시안 형태의 에너지 분포를 가지는 레이저빔을, 절단하고자 하는 기판의 두께 이상의 길이를 가지고 스팟 사이즈는 10㎛ 이하인 베셀빔으로 성형하는 베셀빔 성형단계; 상기 베셀빔의 길이 내에 상기 기판이 위치하도록, 상기 기판에 상기 베셀빔을 조사하는 조사단계; 및 상기 기판의 절단 예정선을 따라 상기 기판 또는 상기 베셀빔을 수평 방향으로 이동시키는 이동단계;를 포함하고, 상기 베셀빔 성형단계는, 함몰된 원추 형상의 출사면을 가지는 오목 엑시콘 렌즈와, 상기 오목 엑시콘 렌즈와 상기 기판 사이에 배치되고 상기 오목 엑시콘 렌즈를 통과한 레이저빔을 수렴시키는 집광렌즈를 이용하며, 상기 오목 엑시콘 렌즈의 입사면으로 입사된 레이저빔이 상기 오목 엑시콘 렌즈의 출사면에서 출사되고 상기 집광렌즈에 의해 수렴되면서 상기 집광렌즈로부터 이격된 위치에서 베셀빔으로 성형되는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate cutting method for cutting a laser beam having a Gaussian energy distribution into a vessel beam having a length of at least a thickness of a substrate to be cut and a spot size of 10 탆 or less, Molding step; Irradiating the substrate with the vessel beam so that the substrate is positioned within the length of the vessel beam; And moving the substrate or the vessel beam in a horizontal direction along a line along which the substrate is to be cut, wherein the vessel beam forming step includes: a concave exicon lens having a concave conical exit surface; And a converging lens that is disposed between the concave exicon lens and the substrate and that converges the laser beam passed through the concave exicon lens, wherein a laser beam incident on an incident surface of the concave exicon lens is incident on the concave exicon lens, And is converged by the condenser lens and is formed into a vessel beam at a position spaced apart from the condenser lens.
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본 발명에 따른 기판 절단방법에 있어서, 상기 레이저빔의 펄스폭은 1 펨토초 이상 100 피코초 이하일 수 있다.In the method of cutting a substrate according to the present invention, the pulse width of the laser beam may be 1 femtosecond to 100 picoseconds.
본 발명에 따른 기판 절단방법에 있어서, 상기 레이저빔의 펄스당 에너지는 1 μJ 이상 10 mJ 이하일 수 있다.In the substrate cutting method according to the present invention, the energy per pulse of the laser beam may be 1 μJ or more and 10 mJ or less.
본 발명에 따른 기판 절단방법에 있어서, 상기 기판은 취성재료의 기판일 수 있다.In the substrate cutting method according to the present invention, the substrate may be a substrate of a brittle material.
본 발명의 기판 절단방법에 따르면, 기판의 단면 전체에 균일한 에너지가 공급되면서, 기판 단면의 절단 품질을 향상시킬 수 있다.According to the substrate cutting method of the present invention, it is possible to improve the cutting quality of the end face of the substrate while supplying uniform energy to the entire end face of the substrate.
또한, 본 발명의 기판 절단방법에 따르면, 추가적인 연마 공정이 필요치 않아, 강화유리 셀의 생산수율을 현저하게 향상시킬 수 있다.Further, according to the substrate cutting method of the present invention, an additional polishing step is not required, and the production yield of the tempered glass cell can be remarkably improved.
도 1은 일반적인 기판 절단방법의 일례를 설명하기 위한 도면이고,
도 2는 종래의 기판 절단방법의 기본 원리 및 그에 의해 절단된 유리기판의 단면을 나타내는 도면이고,
도 3은 본 발명의 기판 절단방법의 기본 원리를 개략적으로 도시한 도면이고,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 5는 도 4의 기판 절단방법에 의해 절단된 유리기판의 단면을 나타내는 도면이고,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이고,
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view for explaining an example of a general substrate cutting method,
2 is a view showing a basic principle of a conventional substrate cutting method and a cross section of a glass substrate cut by the same,
3 is a view schematically showing the basic principle of the substrate cutting method of the present invention,
4 is a view schematically showing a substrate cutting method according to the first embodiment of the present invention,
Fig. 5 is a view showing a cross section of a glass substrate cut by the substrate cutting method of Fig. 4,
6 is a view schematically showing a substrate cutting method according to a second embodiment of the present invention,
7 is a view schematically showing a substrate cutting method according to a third embodiment of the present invention,
8 is a view schematically showing a substrate cutting method according to a fourth embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 기판 절단방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the substrate cutting method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3은 본 발명의 기판 절단방법의 기본 원리를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5는 도 4의 기판 절단방법에 의해 절단된 유리기판의 단면을 나타내는 도면이다.4 is a view schematically showing a method of cutting a substrate according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a substrate cutting method according to the present invention, 1 is a view showing a cross section of a glass substrate cut by a cutting method.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 따른 기판 절단방법은, 기판의 절단 예정선을 따라 레이저빔을 조사하면서 수평 방향으로 이동시켜 기판을 절단하는 것으로서, 베셀빔 성형단계와, 조사단계와, 이동단계를 포함한다.3 to 5, a substrate cutting method according to the present embodiment is a method of cutting a substrate by horizontally moving a laser beam along a line along which a substrate is to be cut, thereby forming a vessel beam forming step, And a moving step.
우선, 본 명세서에서 베셀빔에 의해 절단되는 기판은 유리기판(10)인 경우를 예로 들어 설명한다. 본 발명의 기판은 유리기판에 한정되는 것이 아니라, 취성재료의 기판, 예를 들어 실리콘 기판, 세라믹 기판 등을 포함할 수 있다.First, the substrate to be cut by the vessel beam in this specification will be described as an example of the
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 기판 절단방법의 기본 원리는, 유리기판(10)을 절단할 수 있는 정도의 에너지 강도를 균일하게 유지할 수 있는 레이저빔(L)의 절단영역(CF)을 유리기판(10)의 두께만큼 길게 연장하여 형성한 후, 유리기판(10)을 절단하는 것이다. 레이저빔(L)의 절단영역(CF) 내에서는 에너지 강도가 실질적으로 균일하므로, 레이저빔(L)의 절단영역(CF)을 유리기판(10)의 두께만큼 연장하면 유리기판(10)의 두께 방향 전체에 걸쳐 균일한 에너지를 공급하면서 유리기판(10)을 절단할 수 있다.3, the basic principle of the substrate cutting method of the present invention is that the cutting area CF of the laser beam L, which can uniformly maintain the energy intensity enough to cut the
상기 베셀빔 성형단계는, 가우시안 형태의 에너지 분포를 가지는 레이저빔(L)을, 절단하고자 하는 유리기판(10)의 두께 이상의 길이를 가지고 스팟 사이즈는 10㎛ 이하인 베셀빔(B)으로 성형한다.In the vesselell beam forming step, a laser beam L having a Gaussian energy distribution is formed into a vessel beam B having a length of at least the thickness of the
도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 볼록 엑시콘 렌즈(110)를 이용하여 베셀빔(B)을 성형한다. 볼록 엑시콘 렌즈(110)는 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되며, 평면 형상으로 형성된 입사면(111)과, 입사면(111)의 반대측으로 돌출된 원추 형상으로 형성된 출사면(112)을 각각 구비한다.Referring to FIG. 4, in the present embodiment, a vessel beam B is formed using a convex
볼록 엑시콘 렌즈(110)의 입사면(111)으로 입사된 가우시안 형태의 에너지 분포를 가지는 레이저빔(L)은, 광축(C)을 따라 진행하면서 볼록 엑시콘 렌즈(110)의 출사면(112)의 돌출된 원추 형상의 꼭지점을 향해 진행방향이 굴절된다. 이와 같이 원추 형상의 꼭지점을 향해 진행방향이 굴절되면서 출사면(112) 근처에 베셀빔(B)이 형성될 수 있다.The laser beam L having a Gaussian energy distribution incident on the
볼록 엑시콘 렌즈(110)의 출사면(112)의 원추 형상의 각도를 변경하면, 베셀빔(B)의 길이를 변경할 수 있다. 절단해야 하는 유리기판(10)의 두께가 변경될 경우, 출사면(112)의 원추 형상의 각도가 다른 볼록 엑시콘 렌즈로 교체함으로써, 변경된 유리기판(10)의 두께 이상의 길이를 가지는 베셀빔(B)을 성형할 수 있다.The length of the vessel beam B can be changed by changing the conical angle of the
본 실시예에서 유리기판(10)을 절단하기 위한 베셀빔(B)의 스팟 사이즈는 10㎛ 이하인 것이 바람직하며, 베셀빔(B)은 유리기판(10)의 두께 이상의 길이 내에서 10㎛ 이하의 스팟 사이즈를 유지한다.It is preferable that the spot size of the vessel beam B for cutting the
베셀빔(B)의 스팟 사이즈가 10㎛ 보다 큰 경우에는 큰 스팟 사이즈로 인해 유리기판(10)을 절단할 수 있는 충분한 에너지 강도가 유리기판(10)에 제공되지 않아 절단 가공 자체가 불가능하며, 큰 스팟 사이즈로 인해 미세 가공 또한 곤란해지는 문제가 있다.When the spot size of the vessel beam B is larger than 10 mu m, sufficient energy intensity sufficient to cut the
베셀빔(B)으로 성형되는 레이저빔(L)은 펨토초의 펄스폭 또는 피코초의 펄스폭과 같이 펄스폭이 짧은 레이저빔(L)을 이용하는 것이 바람직하다. 일반적으로 유리기판(10)을 형성하는 재질의 열확산시간보다 짧은 펄스폭을 가지는 레이저빔(L)을 유리기판(10)에 조사하여 분자간의 결합을 끊어내는 광화학 반응을 주된 메커니즘으로 하여 절단하면, 절단되는 경로의 형상이나 길이를 제어하면서 유리기판(10)의 절단 공정을 효과적으로 수행할 수 있다. 바람직하게는, 본 실시예의 레이저빔(L)의 펄스폭은 1 펨토초 이상 100 피코초 이하이다.It is preferable to use a laser beam L having a short pulse width such as a pulse width of femtosecond or a pulse width of picosecond. When a photochemical reaction in which the laser beam L having a pulse width shorter than the thermal diffusion time of the material forming the
또한, 레이저빔(L)의 펄스당 에너지는 1 μJ 이상 10 mJ 이하인 것이 바람직하며, 자외선 파장대를 가지는 레이저빔을 이용하는 것이 바람직하다.The energy per pulse of the laser beam L is preferably 1 μJ or more and 10 mJ or less, and it is preferable to use a laser beam having an ultraviolet wavelength band.
상기 조사단계는 베셀빔(B)의 길이 내에 유리기판(10)이 위치하도록, 유리기판(10)에 베셀빔(B)을 조사한다. 유리기판(10)의 두께 이상의 길이를 가지는 베셀빔(B) 영역 내에 유리기판(10)의 두께 전체가 수용될 수 있도록 베셀빔(B)과 유리기판(10)의 상대 위치를 조정한 후, 유리기판(10)에 베셀빔(B)을 조사한다.The irradiating step irradiates the
상기 이동단계는 유리기판(10)의 절단 예정선을 따라 유리기판(10) 또는 베셀빔(B)을 수평 방향으로 이동시킨다.The moving step moves the
본 실시예의 이동단계에서는 베셀빔(B)을 수평 방향으로 이동시키는 것이 바람직하다. 베셀빔(B)을 수평 방향으로 이동시키기 위해서는, 예를 들어 베셀빔(B)을 성형하는 볼록 엑시콘 렌즈(110)를 X축 또는 Y축 방향을 따라 이동시키는 직선이송유닛(미도시)을 이용할 수 있다. 직선이송유닛은 리니어 모터 등에 의해 구현될 수 있다. 한편, 유리기판(10)을 지지하는 기판 지지대에 직선이송유닛을 설치하여, 유리기판(10)을 수평 방향으로 이동시킬 수도 있다.In the moving step of the present embodiment, it is preferable to move the vessel beam B in the horizontal direction. In order to move the vessel beam B in the horizontal direction, for example, a linear transport unit (not shown) for moving the
이동단계에서는 절단 공정이 완료될 때까지 베셀빔(B) 영역 내에 유리기판(10)이 들어오는 상태를 유지하면서 유리기판(10) 또는 베셀빔(B)을 수평 방향으로 이동시키는 것이 바람직하다.It is preferable to move the
상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 기판 절단방법은, 레이저빔을 기판의 두께 이상으로 베셀빔으로 성형하고 이를 이용하여 기판을 절단함으로써, 기판의 절단된 단면 전체에 균일한 에너지를 공급하면서 기판을 절단할 수 있다. 따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 유리기판의 단면 전체에 균일한 에너지가 공급되면서 절단된 강화유리 셀의 측면이 상대적으로 매끈한 상태를 유지할 수 있으며, 절단된 강화유리 셀의 가공품질이 향상될 수 있는 효과를 얻을 수 있다.The substrate cutting method of this embodiment configured as described above forms a beam beam at a thickness equal to or greater than the thickness of the substrate and cuts the substrate using the beam beam to cut the substrate while supplying uniform energy to the entire cut cross- can do. Therefore, as shown in FIG. 5, uniform energy is supplied to the entire cross-section of the glass substrate, the side of the cut tempered glass cell can be kept relatively smooth, and the quality of the cut tempered glass cell can be improved The effect can be obtained.
또한, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 기판 절단방법은 기판의 절단 단면이 매끄럽게 가공되므로, 추가적인 연마 공정이 필요치 않아, 강화유리 셀의 생산수율을 현저하게 향상시킬 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
In addition, the substrate cutting method of the present embodiment configured as described above has an advantage that the production yield of the tempered glass cell can be remarkably improved because a cutting edge of the substrate is smoothly processed, so that no additional polishing process is required.
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 실시예의 베셀빔 성형단계에서는 오목 엑시콘 렌즈(120)를 이용하여 베셀빔(B)을 성형하는 것을 특징으로 한다.6 is a view schematically showing a substrate cutting method according to a second embodiment of the present invention. In the vessel beam forming step of the present embodiment, the vessel beam B is formed by using the
도 6을 참조하면, 오목 엑시콘 렌즈(120)는 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되며, 평면 형상으로 형성된 입사면(121)과, 입사면(121)을 향해 함몰된 원추 형상으로 형성된 출사면(122)을 각각 구비한다. 또한, 집광렌즈(126)는 오목 엑시콘 렌즈(120)와 유리기판(10) 사이에 배치되고, 오목 엑시콘 렌즈(120)를 통과한 레이저빔(L)을 광축(C)을 따라 수렴시킨다.6, the
오목 엑시콘 렌즈(120)의 입사면(121)으로 입사된 가우시안 형태의 에너지 분포를 가지는 레이저빔(L)은, 광축(C)을 따라 진행하면서 오목 엑시콘 렌즈(120)의 출사면(122)의 함몰된 원추 형상에 의해 원추 형상의 꼭지점으로부터 멀어지는 방향을 향해 진행방향이 굴절된다. 굴절된 레이저빔(L)은 원추 형상의 꼭지점으로부터 멀어지는 방향을 향해 진행하다가 집광렌즈(126)에 의해 광축(C) 측으로 수렴되고, 이로 인해 집광렌즈(126)로부터 이격된 위치에서 베셀빔(B)이 형성될 수 있다.The laser beam L having a Gaussian energy distribution incident on the
마찬가지로 오목 엑시콘 렌즈(120)의 출사면(122)의 원추 형상의 각도를 변경하면, 베셀빔(B)의 길이를 변경할 수 있다. 절단해야 하는 유리기판(10)의 두께가 변경될 경우, 출사면(122)의 원추 형상의 각도가 다른 오목 엑시콘 렌즈로 교체함으로써, 변경된 유리기판(10)의 두께 이상의 길이를 가지는 베셀빔(B)을 성형할 수 있다.
Similarly, by changing the conical angle of the
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 실시예의 베셀빔 성형단계에서는 회절광학소자(DOE, 130)를 이용하여 베셀빔(B)을 성형하는 것을 특징으로 한다.7 is a view schematically showing a substrate cutting method according to a third embodiment of the present invention. The vessel beam forming step of the present embodiment is characterized in that the vessel beam B is formed by using the DOE (130).
도 7을 참조하면, 회절광학소자(130)는 전체적으로 원기둥 형상으로 형성되며, 평면 형상으로 형성된 입사면(131)과, 입사면(131) 반대측을 향해 돌출된 원추 형상이 프레넬 렌즈 타입으로 형성된 출사면(132)을 각각 구비한다.7, the diffractive
즉, 돌출된 원추 형상을 광축(C)을 중심으로 복수의 동심원 형태로 분할한 후, 각각의 동심원 형태를 광축(C)을 중심으로 평면상에 배치함으로써, 회절광학소자(130)의 출사면(132)을 형성할 수 있다.That is, the protruding conical shape is divided into a plurality of concentric circular shapes around the optical axis C, and then the concentric circular shapes are arranged on a plane with the optical axis C as a center, (132) can be formed.
회절광학소자(130)의 입사면(131)으로 입사된 가우시안 형태의 에너지 분포를 가지는 레이저빔(L)은, 광축(C)을 따라 진행하면서 회절광학소자(130)의 출사면(132)의 광축(C)을 향해 진행방향이 굴절된다. 이와 같이 광축(C)을 향해 진행방향이 굴절되면서 출사면(132) 근처에 베셀빔(B)이 형성될 수 있다.The laser beam L having a Gaussian energy distribution incident on the
마찬가지로, 회절광학소자(130)의 출사면(132)의 원추 형상의 각도를 변경하면, 베셀빔(B)의 길이를 변경할 수 있다. 절단해야 하는 유리기판(10)의 두께가 변경될 경우, 출사면(132)의 원추 형상의 각도가 다른 회절광학소자로 교체함으로써, 변경된 유리기판(10)의 두께 이상의 길이를 가지는 베셀빔(B)을 성형할 수 있다.
Similarly, by changing the conical angle of the
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 본 실시예의 베셀빔 성형단계에서는 한 쌍의 관통홀(141)을 이용하여 베셀빔(B)을 성형하는 것을 특징으로 한다.8 is a view schematically showing a substrate cutting method according to a fourth embodiment of the present invention. In the vessel beam forming step of the present embodiment, the vessel beam B is formed by using the pair of through
도 8을 참조하면, 한 쌍의 관통홀(141)은 레이저빔(L)의 진행 방향과 교차하는 방향으로 일정 거리 이격되게 배치된다. 집광렌즈(142)는 레이저빔(L)의 진행 방향을 따라 한 쌍의 관통홀(141)로부터 이격되게 배치되고, 한 쌍의 관통홀(141)을 통과한 레이저빔(L)들을 수렴시킨다.Referring to FIG. 8, the pair of through-
한 쌍의 관통홀(141)을 통과한 레이저빔(L)들은 집광렌즈(142)에 의해 각각 수렴되면서 광축(C)을 향해 진행방향이 굴절된다. 이와 같이 광축(C)을 향해 진행방향이 굴절되면서 집광렌즈(142)의 출사면 근처에 베셀빔(B)이 형성될 수 있다.
The laser beams L having passed through the pair of through
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, but can be implemented in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.
10 : 유리기판
11 : 절단 예정선
110 : 볼록 엑시콘 렌즈
120 : 오목 엑시콘 렌즈
B : 베셀빔10: glass substrate
11: Line to be cut
110: Convex lens system
120: concave exicon lens
B: Bessel beam
Claims (8)
상기 베셀빔의 길이 내에 상기 기판이 위치하도록, 상기 기판에 상기 베셀빔을 조사하는 조사단계; 및
상기 기판의 절단 예정선을 따라 상기 기판 또는 상기 베셀빔을 수평 방향으로 이동시키는 이동단계;를 포함하고,
상기 베셀빔 성형단계는,
함몰된 원추 형상의 출사면을 가지는 오목 엑시콘 렌즈와, 상기 오목 엑시콘 렌즈와 상기 기판 사이에 배치되고 상기 오목 엑시콘 렌즈를 통과한 레이저빔을 수렴시키는 집광렌즈를 이용하며,
상기 오목 엑시콘 렌즈의 입사면으로 입사된 레이저빔이 상기 오목 엑시콘 렌즈의 출사면에서 출사되고 상기 집광렌즈에 의해 수렴되면서 상기 집광렌즈로부터 이격된 위치에서 베셀빔으로 성형되는 것을 특징으로 하는 기판 절단방법.A Bezel beam shaping step of shaping a laser beam having an energy distribution of a Gaussian shape into a Bezel beam having a spot length equal to or longer than a thickness of a substrate to be cut and having a spot size of 10 탆 or less;
Irradiating the substrate with the vessel beam so that the substrate is positioned within the length of the vessel beam; And
And moving the substrate or the vessel beam in a horizontal direction along a line along which the substrate is to be cut,
The vessel beam forming step includes:
And a converging lens that is disposed between the concave axial lens and the substrate and that converges the laser beam that has passed through the concave axial lens,
Wherein a laser beam incident on an incident surface of the concave axial lens is emitted from an exit surface of the concave axial lens and is converged by the focusing lens and is formed into a vessel beam at a position spaced apart from the focusing lens. Cutting method.
상기 레이저빔의 펄스폭은 1 펨토초 이상 100 피코초 이하인 것을 특징으로 하는 기판 절단방법.The method according to claim 1,
Wherein the pulse width of the laser beam is 1 femtosecond to 100 picoseconds.
상기 레이저빔의 펄스당 에너지는 1 μJ 이상 10 mJ 이하인 것을 특징으로 하는 기판 절단방법.The method of claim 6,
Wherein the energy per pulse of the laser beam is 1 μJ or more and 10 mJ or less.
상기 기판은 취성재료의 기판인 것을 특징으로 하는 기판 절단방법.The method according to claim 1,
Wherein the substrate is a brittle material substrate.
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