KR101407993B1 - Method for cutting substrate - Google Patents

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박홍진
서종현
유승협
김영규
유희재
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주식회사 엘티에스
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Abstract

The present invention relates to a method for cutting a substrate which includes a Bessel beam forming step, a radiation step, and a transferring step. In the Bessel beam forming step, a laser beam having Gaussian energy distribution is formed into Bessel beam having a length of no less than the thickness of the substrate to be cut and a spot size of no greater than 10 μm. In the radiation step, Bessel beam is radiated on the substrate to place the substrate within the extent of length of the Bessel beam. In the transferring step, the substrate or Bessel beam is horizontally transferred along the cutting line of the substrate.

Description

기판 절단방법{Method for cutting substrate} A substrate cutting method for cutting Method {substrate}

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, the present invention relates to a substrate cutting method for cutting a substrate is moved in the horizontal direction, while applying a laser beam along a line along which the substrate.

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. In general, glass cells to be applied to a portable terminal such as a touch screen and a cell phone is prevented from being scratched produced a flat panel display panel, LCD, OLED, etc. as that for the outer layer of the flat display panel or the ability to protect against external impact, It is equipped to serve. 이러한 강화유리 셀은 터치스크린 및 휴대단말기의 형태에 따라 다양한 외형을 갖게 되는데, 이를 위해 유리기판의 재단 등 가공작업이 필수적으로 이루어진다. The glass cell is given a different appearance depending on the type of the touch screen and the portable terminal, the machining operation such as cutting of the glass substrate is composed of essential for this purpose.

도 1은 일반적인 기판 절단방법의 일례를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 종래의 기판 절단방법의 기본 원리 및 그에 의해 절단된 유리기판의 단면을 나타내는 도면이다. 1 is a view for explaining an example of a generic substrate cutting method, Fig. 2 is a view showing a section of the glass substrate and thereby cutting the basic principle of a conventional substrate cutting method.

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. 1 and 2, first, the glass substrate 10 on which the object to be processed of the substrate cutting method may be a glass substrate reinforcing layer and the touch layer is adhered to the glass substrate, a reinforced hardened layer only this attached glass It may be a substrate. 또한 유리기판(10)은 강화층이나 터치층이 부착되지 않고 화학적 처리 또는 열처리 등에 의해 강화된 강화유리 기판일 수도 있다. In addition, the glass substrate 10 may be a glass substrate reinforced by a chemical treatment or heat treatment without the strengthening layer and the touch layer is not attached.

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. Glass cell 12 is a means that is cut off from the glass substrate 10 having a mobile terminal shape, glass cell 12 and the glass cell 12 will line 11 between the cut is formed. 절단 예정선(11)을 따라 레이저빔(L)을 이동시키면서 유리기판(10)을 절단하면 다수의 강화유리 셀(12)이 추출된다. When intended to be cut along the lines 11, cutting the glass substrate 10 while moving the laser beam (L) a plurality of glass cell 12 is extracted.

그러나, 종래의 기판 절단방법에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 유리기판(10) 내부의 일 위치에 레이저빔의 초점(f)이 형성되었다. However, in the conventional substrate cutting method, also, the focus (f) of the laser beam was formed at one position inside the glass substrate 10 as shown in Fig. 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. When cutting the glass substrate 10. In this state, while cutting is started from the point of focus (f) is formed of a laser beam of the end face of the glass substrate 10 and the crack is propagating to the rest of the end face of the glass substrate 10 the total cross section of the glass substrate 10 is cut.

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. By cutting as with a crack that is not the focus (f) forming part of the end face of the glass substrate 10 spread yirueojim, the quality of the cut end surface uneven problem of the glass substrate 10. 심지어 레이저빔의 초점(f)이 형성된 부분에 과도한 에너지의 집중으로 단면이 손상되는 현상까지 발생할 수 있다. It can even cause damage to the phenomenon of cross-section as the concentration of excessive energy to the portion of focus (f) is formed of a laser beam.

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, it can not be the quality of the cut end surface of the glass substrate uneven, add a step of polishing a smooth subsequent cutting section, the production yield of the glass cell is significantly less problem.

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. In order to solve the above problems, to hold a focal depth (Depth Of Focus, DOF) of the laser beam (L) is formed in the glass substrate 10 may be cut to the glass substrate 10, and hold the depth of focus there is a problem that the machining efficiency is lowered and the spot size of the focus (f) the fine processing of the glass substrate 10 is not large, if applicable.

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. Therefore, as to solve the conventional problems purpose is this of the present invention, while supplying a uniform energy over the entire thickness direction of the substrate by cutting the substrate, to improve the quality of the cut end surface of the substrate, a touch screen, or It is a substrate cutting method which can significantly improve the production yield of the glass cell for protecting the display panel of the wireless terminal to provide.

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; Bessel beam to the substrate cutting method according to the present invention achieving the above object is, with a laser beam having a Gaussian energy distribution, the length is at least the thickness of the substrate to be cut is formed in a spot size less than 10㎛ Bessel beam shaping step; 상기 베셀빔의 길이 내에 상기 기판이 위치하도록, 상기 기판에 상기 베셀빔을 조사하는 조사단계; Irradiation step in which the substrate is positioned within the length of the Bessel beam, irradiating the Bessel beam to the substrate; 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. And the negative eksi cone lens having an exit surface of including and the Bessel beam forming step, the recessed conical shape; and along the predetermined cut line of the substrate moving step of moving the substrate or the Bessel beam in the horizontal direction the concave eksi cone lens is disposed between the substrate on which the concave eksi cone lens which utilizes a light-converging lens for converging the laser beam passed through the laser beam wherein the concave eksi cone lens is incident to the incident surface of the concave eksi cone lens as the emitting surface is emitted from the convergence by the condenser lens it is characterized in that molded into the vessel beam at a spaced location 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. A substrate cutting method according to the present invention, the pulse width of the laser beam may be less than 100 picoseconds, more than 1 femtosecond.

본 발명에 따른 기판 절단방법에 있어서, 상기 레이저빔의 펄스당 에너지는 1 μJ 이상 10 mJ 이하일 수 있다. A substrate cutting method according to the invention, the energy per pulse of the laser beam may be up to more than 1 μJ 10 mJ.

본 발명에 따른 기판 절단방법에 있어서, 상기 기판은 취성재료의 기판일 수 있다. A substrate cutting method according to the 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 according to the present invention, as the energy is supplied uniformly to the entire cross-section of the substrate, it is possible to improve the cutting quality of the substrate section.

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 according to the present invention, do not require an additional grinding process, it is possible to significantly improve the production yield of the glass cell.

도 1은 일반적인 기판 절단방법의 일례를 설명하기 위한 도면이고, 1 is a view for explaining an example of a generic substrate cutting method,
도 2는 종래의 기판 절단방법의 기본 원리 및 그에 의해 절단된 유리기판의 단면을 나타내는 도면이고, Figure 2 is a view showing a section of a glass substrate cut by the basic principle of a conventional substrate cutting method, and hence,
도 3은 본 발명의 기판 절단방법의 기본 원리를 개략적으로 도시한 도면이고, 3 is a block diagram illustrating a basic principle of a substrate cutting method of the present invention,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이고, Figure 4 is a view schematically showing the substrate cutting method according to the first embodiment of the present invention,
도 5는 도 4의 기판 절단방법에 의해 절단된 유리기판의 단면을 나타내는 도면이고, 5 is a view showing a section of a glass substrate cut by the substrate cutting method of Figure 4,
도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이고, 6 is a view schematically showing the substrate cutting method according to a second embodiment of the present invention,
도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이고, 7 is a view schematically showing the substrate cutting method according to the third embodiment of the present invention,
도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 8 is a view schematically showing the substrate cutting method according to the fourth embodiment of the present invention.

이하, 본 발명에 따른 기판 절단방법의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. With reference to the accompanying drawings, embodiments of a substrate cutting method according to the present invention will be described in detail.

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. The substrate of FIG. 3 is a block diagram illustrating a basic principle of a substrate cutting method of the present invention, Figure 4 is a view schematically showing the substrate cutting method according to the first embodiment of the present invention, Figure 5 is a 4 a view showing a section of a glass substrate cut by the 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. When 3 to 5, the substrate cutting method according to the present embodiment, along a cut planned line of a substrate with a laser beam as to cut the substrate is moved in the horizontal direction, Bessel beam shaping step and, the irradiation step and, a movement phase.

우선, 본 명세서에서 베셀빔에 의해 절단되는 기판은 유리기판(10)인 경우를 예로 들어 설명한다. First, the substrate is cut by a Bessel beam to herein will be described for the case of the glass substrate 10 as an example. 본 발명의 기판은 유리기판에 한정되는 것이 아니라, 취성재료의 기판, 예를 들어 실리콘 기판, 세라믹 기판 등을 포함할 수 있다. The substrate of the present invention can include not limited to a glass substrate, a substrate of a brittle material, such as a silicon substrate, a ceramic substrate, or the like.

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. 3, the cutting area (CF) of the basic principle of a substrate cutting method of the present invention, the glass substrate 10, the laser beam (L) to maintain the energy intensity uniformly enough to cut the after the formation of the extended as long as the thickness of the glass substrate 10, is to cut the glass substrate 10. 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. Cutting area of ​​a laser beam (L) (CF) within the energy intensity is therefore substantially uniform thickness of the laser beam (L) glass substrate 10, if extending the cutting area (CF) by the thickness of the glass substrate 10 of the while it is feeding the uniform energy over the direction to cut the glass substrate 10.

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. The Bessel beam forming step, it has a length than the thickness of the glass substrate 10 that the Gaussian shape of the laser beam (L) having an energy distribution, the spot size should be cut molded into the vessel beam (B) not more than 10㎛.

도 4를 참조하면, 본 실시예에서는 볼록 엑시콘 렌즈(110)를 이용하여 베셀빔(B)을 성형한다. 4, in the present embodiment by using a convex cone lens eksi 110 to mold a Bessel beam (B). 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. Convex eksi cone lens 110 is entirely formed in a cylindrical shape and has an emitting surface 112 formed in a conical shape projecting to a side opposite to the incident surface 111 and the incident surface 111 formed in a planar shape, respectively.

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. The exit face of the convex eksi cone lens 110, the incident surface 111, a Gaussian form of a laser beam (L) having an energy distribution, the convex eksi cone lens 110 while proceeding along the optical axis (C) incident on the (112 ) the moving direction is refracted toward the vertex of the projecting cone shape. 이와 같이 원추 형상의 꼭지점을 향해 진행방향이 굴절되면서 출사면(112) 근처에 베셀빔(B)이 형성될 수 있다. Thus, there is a Bessel beam (B) near the exit surface (112) while the traveling direction refraction can be formed toward the vertex of the cone-shaped.

볼록 엑시콘 렌즈(110)의 출사면(112)의 원추 형상의 각도를 변경하면, 베셀빔(B)의 길이를 변경할 수 있다. Changing the angle of the conical shape of the exit surface 112 of the convex eksi cone lens 110 can change the length of the Bessel beam (B). 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. When the thickness of the glass substrate 10 to be cut is changed, the Bessel beam having a length of at least the thickness of the exit surface of glass substrate 10, the angle of the conical shape of the 112 is changed, by changing to a different convex eksi cone lens ( B) a can be molded.

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. Beam spot size of the vessels (B) for cutting the glass substrate 10 in this embodiment is preferably not more than 10㎛, Bessel beam (B) is less than the 10㎛ in the above thickness of the glass substrate 10, the length It maintains the spot size.

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. If the beam spot size of the vessels (B) is greater than 10㎛ and not due to a large spot size sufficient energy intensity to cut the glass substrate 10 is provided on a glass substrate 10, the cutting itself is not possible, due to the large spot size which is also fine processing becomes difficult problems.

베셀빔(B)으로 성형되는 레이저빔(L)은 펨토초의 펄스폭 또는 피코초의 펄스폭과 같이 펄스폭이 짧은 레이저빔(L)을 이용하는 것이 바람직하다. A laser beam (L) to be formed into a Bessel beam (B) is preferably used with a laser beam (L) is a short pulse width such as femtosecond pulse width, or pico-second pulse width. 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. In general, cutting of a photochemical reaction that is irradiated with the laser beam (L) having a shorter pulse width than the thermal diffusion time of the material forming the glass substrate 10 on the glass substrate 10 cut off the binding of molecules to the main mechanism, while controlling the shape and the length of the cutting path, it is possible to effectively perform a cutting process of the glass substrate 10. 바람직하게는, 본 실시예의 레이저빔(L)의 펄스폭은 1 펨토초 이상 100 피코초 이하이다. Preferably, the pulse width of the laser beam (L) of this embodiment is less than or equal to 100 picoseconds, more than 1 femtosecond.

또한, 레이저빔(L)의 펄스당 에너지는 1 μJ 이상 10 mJ 이하인 것이 바람직하며, 자외선 파장대를 가지는 레이저빔을 이용하는 것이 바람직하다. In addition, the energy per laser beam (L) pulse is preferably at least 1 μJ 10 mJ or less, it is preferable to use a laser beam having a UV wavelength range.

상기 조사단계는 베셀빔(B)의 길이 내에 유리기판(10)이 위치하도록, 유리기판(10)에 베셀빔(B)을 조사한다. The irradiation step is to investigate the Bessel beam (B) on the glass substrate 10 to the glass substrate 10 located within the length of the Bessel beam (B). 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. After adjusting the relative positions of the Bessel beam (B) and the glass substrate 10 to allow the thickness of the entire glass substrate 10 is accommodated in the vessel beam (B) region having a length more than the thickness of the glass substrate 10, irradiates the Bessel beam (B) on the glass substrate 10.

상기 이동단계는 유리기판(10)의 절단 예정선을 따라 유리기판(10) 또는 베셀빔(B)을 수평 방향으로 이동시킨다. It said moving step moves the glass substrate 10 or Bessel beam (B) in the horizontal direction along the line along which the glass substrate 10.

본 실시예의 이동단계에서는 베셀빔(B)을 수평 방향으로 이동시키는 것이 바람직하다. In this embodiment, the mobile phase it is preferred to move the Bessel beam (B) in the horizontal direction. 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. In order to move the vessel beam (B) in the horizontal direction, for example the vessel beam linear transport unit (not shown) for (B) moves along a convex eksi cone lens 110, the X-axis or Y-axis direction for forming the a It can be used. 직선이송유닛은 리니어 모터 등에 의해 구현될 수 있다. Linear conveying unit may be implemented by a linear motor. 한편, 유리기판(10)을 지지하는 기판 지지대에 직선이송유닛을 설치하여, 유리기판(10)을 수평 방향으로 이동시킬 수도 있다. On the other hand, by installing the linear transport unit a substrate support for supporting a glass substrate 10, it is also possible to move the glass substrate 10 in the horizontal direction.

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. In the mobile phase it is preferred to maintain the Bessel beam state glass substrate 10 falling within the (B) zone until the cutting process is complete, move the glass substrate 10 or Bessel beam (B) in the horizontal direction.

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. Cutting a substrate of this embodiment the substrate cutting method, by cutting the substrate by forming a Bessel beam with a laser beam more than the thickness of the substrate, and using this, by supplying it with a uniform energy to the whole cut end face of the substrate configured as described above can do. 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. Thus, as shown in Figure 5, the side surface of the glass cell cut as supplying a uniform energy to the whole of the glass substrate cross-section to be relatively and to maintain a smooth state, it improves the processing quality of the cut glass cell the effect can be achieved that.

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. Furthermore, advantages are obtained in cases A substrate cutting method of this embodiment can be smoothly processed, so the cut end face of the substrate, do not require an additional polishing step, significantly improve the production yield of the glass cell constructed as described above.

도 6은 본 발명의 제2실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 6 is a view schematically showing the substrate cutting method according to a second embodiment of the present invention. 본 실시예의 베셀빔 성형단계에서는 오목 엑시콘 렌즈(120)를 이용하여 베셀빔(B)을 성형하는 것을 특징으로 한다. In this embodiment the vessel beamforming step using a concave cone lens eksi 120 is characterized in that the beam shaping of the vessel (B).

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. 6, the concave eksi cone lens 120 is entirely formed in a cylindrical shape, formed in a planar shape the incident surface 121 and the entrance face the exit surface (122) formed in the recessed conical shape towards 121 and a, respectively. 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. In addition, the convergence along the condenser lens 126 is concave eksi cone lens 120 and the glass substrate 10 is disposed between the concave eksi cone lens optical axis of the laser beam (L) passing through the 120 (C) .

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. Concave exit surface (122 eksi cone lens 120, the incident surface of the Gaussian shape of the laser beam (L) having an energy distribution incident on the 121 is concave, while proceeding along the optical axis (C) eksi cone lens 120 of the the traveling direction is refracted toward the direction away from the vertex of the conical shape by a cone-shaped depression in). 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) is while proceeding toward the direction away from the vertex of the cone-shaped and converging toward the optical axis (C) by the condenser lens 126, resulting in the vessel at a position spaced from the condenser lens 126, beam refraction (B ) it may be formed.

마찬가지로 오목 엑시콘 렌즈(120)의 출사면(122)의 원추 형상의 각도를 변경하면, 베셀빔(B)의 길이를 변경할 수 있다. Similarly, changing the angle of the conical shape of the exit surface 122 of the concave cone lens eksi 120, can change the beam length of the vessel (B). 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. When the thickness of the glass substrate 10 to be cut is changed, the Bessel beam having a length of at least the thickness of the exit surface cone-shaped glass substrate 10, the angle is, modified by replacement with another concave eksi cone lens of 122 ( B) a can be molded.

도 7은 본 발명의 제3실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 7 is a view schematically showing the substrate cutting method according to the third embodiment of the present invention. 본 실시예의 베셀빔 성형단계에서는 회절광학소자(DOE, 130)를 이용하여 베셀빔(B)을 성형하는 것을 특징으로 한다. In this embodiment the vessel beam shaping step is characterized in that the beam shaping of the vessel (B) by using a diffractive optical element (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 optical element 130 is entirely formed in a cylindrical shape, if formed into a planar shape the incident 131, the cone-shaped protrusion toward a side opposite to the incident surface 131 formed by a Fresnel lens type It includes the output surface 132, respectively.

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 exit surface of the partition of a plurality of concentric circles the extrusion cone shape around the optical axis (C) After that, by arranging the respective concentric circles around the optical axis (C) on a plane, the diffraction optical element 130 (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. The exit surface 132 of the diffractive optical element 130, the incident surface 131, the gaussian shape of the laser beam (L) is diffracted and proceeds along the optical axis (C) an optical device 130 having the energy distribution incident on the the traveling direction is refracted towards the optical axis (C). 이와 같이 광축(C)을 향해 진행방향이 굴절되면서 출사면(132) 근처에 베셀빔(B)이 형성될 수 있다. In this way it can be a Bessel beam (B) formed near the exit surface 132. As the travel direction refracted towards the optical axis (C).

마찬가지로, 회절광학소자(130)의 출사면(132)의 원추 형상의 각도를 변경하면, 베셀빔(B)의 길이를 변경할 수 있다. Similarly, a change in the angle of the conical shape of the exit surface 132 of the diffractive optical element 130, it is possible to change the length of the Bessel beam (B). 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. When the thickness of the glass substrate 10 to be cut is changed, by changing the angle of the conical shape of the exit surface 132 to the other diffractive optical element, having a length more than the thickness of the changed glass substrate 10 Bessel beam (B ) it can be formed.

도 8은 본 발명의 제4실시예에 따른 기판 절단방법을 개략적으로 도시한 도면이다. 8 is a view schematically showing the substrate cutting method according to the fourth embodiment of the present invention. 본 실시예의 베셀빔 성형단계에서는 한 쌍의 관통홀(141)을 이용하여 베셀빔(B)을 성형하는 것을 특징으로 한다. In this embodiment the vessel beamforming step using a through-hole 141 of a pair is characterized in that the beam shaping of the vessel (B).

도 8을 참조하면, 한 쌍의 관통홀(141)은 레이저빔(L)의 진행 방향과 교차하는 방향으로 일정 거리 이격되게 배치된다. 8, a pair of through holes 141 are disposed in a predetermined distance apart in a direction intersecting the traveling direction of the laser beam (L). 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. A condenser lens 142 is spaced apart from the through-hole 141 of one along the traveling direction of the laser beam (L) pair, thereby converging the laser beam (L) passing through the through-hole 141 of the pair.

한 쌍의 관통홀(141)을 통과한 레이저빔(L)들은 집광렌즈(142)에 의해 각각 수렴되면서 광축(C)을 향해 진행방향이 굴절된다. Through holes 141, a laser beam (L) passing through the pair of convergence are as respectively by the condenser lens 142. The advancing direction is refracted towards the optical axis (C). 이와 같이 광축(C)을 향해 진행방향이 굴절되면서 집광렌즈(142)의 출사면 근처에 베셀빔(B)이 형성될 수 있다. As thus refracted toward the traveling direction of the optical axis (C) can be a Bessel beam (B) formed near the exit surface of the light-converging lens 142.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예 및 변형례에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. The scope of the present invention may be implemented in embodiments of different forms within the appended claims is not limited to the above-described embodiments and modifications. 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. Those of ordinary skill in the art without departing from the subject matter of the present invention claimed in the invention that the claims if to anyone deformable range deemed to be within the scope of the claims described in the present invention.

10 : 유리기판 10: glass substrate
11 : 절단 예정선 11: Cutting line will
110 : 볼록 엑시콘 렌즈 110: a convex cone lens eksi
120 : 오목 엑시콘 렌즈 120: concave cone lens eksi
B : 베셀빔 B: Bessel beam

Claims (8)

  1. 가우시안 형태의 에너지 분포를 가지는 레이저빔을, 절단하고자 하는 기판의 두께 이상의 길이를 가지고 스팟 사이즈는 10㎛ 이하인 베셀빔으로 성형하는 베셀빔 성형단계; Has a length at least the thickness of the substrate to be cut with a laser beam having a Gaussian energy distribution, the spot size is a Bessel beam shaping step of shaping a vessel or less 10㎛ beam;
    상기 베셀빔의 길이 내에 상기 기판이 위치하도록, 상기 기판에 상기 베셀빔을 조사하는 조사단계; Irradiation step in which the substrate is positioned within the length of the Bessel beam, irradiating the Bessel beam to the substrate; And
    상기 기판의 절단 예정선을 따라 상기 기판 또는 상기 베셀빔을 수평 방향으로 이동시키는 이동단계;를 포함하고, Is intended to be cut along the line of the substrate moving step of moving the substrate or the Bessel beam in a horizontal direction; includes,
    상기 베셀빔 성형단계는, The Bessel beam forming step,
    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, And the concave cone lens eksi with the exit surface of the recessed conical shape, is disposed between the concave eksi cone lens and the substrate and using the light-converging lens for converging the laser beam passed through the concave cone lens eksi,
    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 substrate, characterized in that the laser beam incident on the incident surface of the concave eksi cone lens is emitted from the exit surface of the concave eksi cone lens as converged by the converging lens is formed into a Bessel beam at a spaced location from the condenser lens cutting method.
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  6. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 레이저빔의 펄스폭은 1 펨토초 이상 100 피코초 이하인 것을 특징으로 하는 기판 절단방법. The pulse width of the laser beam is a substrate cutting method, characterized in that less than 100 picoseconds, more than 1 femtosecond.
  7. 청구항 6에 있어서, The method according to claim 6,
    상기 레이저빔의 펄스당 에너지는 1 μJ 이상 10 mJ 이하인 것을 특징으로 하는 기판 절단방법. The substrate cutting method according to a pulse energy of 10 mJ wherein less than 1 μJ per of the laser beam.
  8. 청구항 1에 있어서, The method according to claim 1,
    상기 기판은 취성재료의 기판인 것을 특징으로 하는 기판 절단방법. Wherein the substrate is a substrate cutting method, characterized in that a substrate of a brittle material.
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