KR102422912B1 - 가공 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 금속을 포함하는 적층체가 절단 예정 라인에 겹쳐 형성된 판형의 피가공물을 가공할 때에, 가공의 품질을 유지하면서 가공의 속도를 높일 수 있는 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
절단 예정 라인에 겹쳐 형성된 금속을 포함하는 적층체를 표면측에 갖는 판형의 피가공물을 가공하는 가공 방법으로서, 피가공물의 표면측을 유지 테이블로 유지하는 유지 단계와, 유지 단계를 실시한 후, 피가공물에 대해 흡수성을 갖는 파장의 레이저 빔을 절단 예정 라인을 따라 피가공물의 이면에 조사하여, 적층체에 도달하지 않는 레이저 가공홈을 형성하는 레이저 가공 단계와, 레이저 가공 단계를 실시한 후, 절삭 블레이드로 레이저 가공홈의 바닥부를 절삭하여 피가공물을 적층체와 함께 절단 예정 라인을 따라 절단하는 절삭 단계를 포함하고, 절삭 단계에서는, 피가공물에 유기산과 산화제를 포함하는 절삭액을 공급하면서 절삭을 수행한다.

Description

가공 방법{PROCESSING METHOD}
본 발명은 금속을 포함하는 적층체가 절단 예정 라인에 겹쳐 형성된 판형의 피가공물을 가공하기 위한 가공 방법에 관한 것이다.
휴대 전화기나 퍼스널 컴퓨터로 대표되는 전자 기기에서는, 전자 회로 등의 디바이스를 구비하는 디바이스 칩이 필수적인 구성 요소로 되어 있다. 디바이스 칩은, 예컨대 실리콘 등의 반도체 재료로 이루어지는 웨이퍼의 표면을 복수의 절단 예정 라인(스트리트)으로 구획하고, 각 영역에 디바이스를 형성한 후, 이 절단 예정 라인을 따라 웨이퍼를 절단함으로써 얻어진다.
최근에 와서는, 전술한 바와 같은 웨이퍼의 절단 예정 라인 상에, 디바이스의 전기적 특성을 평가하기 위한 TEG(Test Elements Group)라고 불리는 평가용의 소자를 배치하는 경우가 많다(예컨대, 특허문헌 1, 2 등 참조). 절단 예정 라인 상에 TEG를 배치함으로써, 디바이스 칩의 취득수를 최대한으로 확보할 수 있고, 평가 후의 불필요한 TEG를 웨이퍼의 절단과 동시에 제거할 수 있다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 평성 제6-349926호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 제2005-21940호 공보
그러나, 결합재에 지립이 분산되어 이루어지는 절삭 블레이드로 TEG와 같은 금속을 포함하는 적층체를 절삭, 제거하려고 하면, 적층체에 포함되는 금속이 절삭 시에 신장하여, 버어(burr)라고 불리는 돌기가 발생하기 쉬워진다. 또한, 절삭 블레이드에 의한 가공의 속도가 높아져 발열량이 증가하면, 버어도 커지기 쉽다. 그 때문에, 이 방법에서는, 가공의 품질이 저하되지 않도록, 가공의 속도를 낮게 억제할 필요가 있었다.
본 발명은 이러한 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 금속을 포함하는 적층체가 절단 예정 라인에 겹쳐 형성된 판형의 피가공물을 가공할 때에, 가공의 품질을 유지하면서 가공의 속도를 높일 수 있는 가공 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 양태에 의하면, 절단 예정 라인에 겹쳐 형성된 금속을 포함하는 적층체를 표면측에 갖는 판형의 피가공물을 가공하는 가공 방법으로서, 피가공물의 표면측을 유지 테이블로 유지하는 유지 단계와, 상기 유지 단계를 실시한 후, 피가공물에 대해 흡수성을 갖는 파장의 레이저 빔을 상기 절단 예정 라인을 따라 피가공물의 이면에 조사하여, 상기 적층체에 도달하지 않는 레이저 가공홈을 형성하는 레이저 가공 단계와, 상기 레이저 가공 단계를 실시한 후, 절삭 블레이드로 상기 레이저 가공홈의 바닥부를 절삭하여 피가공물을 상기 적층체와 함께 상기 절단 예정 라인을 따라 절단하는 절삭 단계를 포함하고, 상기 절삭 단계에서는, 피가공물에 유기산과 산화제를 포함하는 절삭액을 공급하면서 절삭을 수행하는 가공 방법이 제공된다.
전술한 본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 절삭 단계를 실시하기 전에, 피가공물의 상기 표면에 보호 부재를 배치하는 보호 부재 배치 단계를 더 포함하고, 상기 절삭 단계는, 상기 보호 부재를 통해 피가공물의 상기 표면측을 유지한 상태에서 실시되어도 좋다.
또한, 전술한 본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 절삭 단계에서는, 상기 레이저 가공홈의 폭보다 두께가 얇은 상기 절삭 블레이드를 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 전술한 본 발명의 일 양태에 있어서, 상기 레이저 가공 단계를 실시한 후, 상기 절삭 단계를 실시하기 전에, 피가공물의 상기 이면에 보호 부재를 배치하는 보호 부재 배치 단계를 더 포함하고, 상기 절삭 단계는, 상기 보호 부재를 통해 피가공물의 상기 이면측을 유지한 상태에서 실시되어도 좋다.
본 발명의 일 양태에 따른 가공 방법에서는, 금속을 포함하는 적층체를 절단할 때에, 유기산과 산화제를 포함하는 절삭액을 피가공물에 공급하면서 절삭을 수행하기 때문에, 적층체에 포함되는 금속을 유기산과 산화제로 개질하여 그 연성(延性)을 저하시키면서 절삭을 수행할 수 있다. 이에 의해, 가공의 속도를 높여도 버어의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 가공의 품질을 유지하면서 가공의 속도를 높일 수 있다.
도 1의 (a)는 피가공물의 구성예를 모식적으로 도시한 사시도이고, 도 1의 (b)는 피가공물의 표면측의 일부를 확대한 평면도이다.
도 2의 (a)는 제1 시트 접착 단계를 설명하기 위한 사시도이고, 도 2의 (b)는 제1 유지 단계를 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다.
도 3은 레이저 가공 단계를 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다.
도 4의 (a)는 제2 시트 접착 단계를 설명하기 위한 사시도이고, 도 4의 (b)는 제2 유지 단계를 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다.
도 5는 절삭 단계를 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다.
도 6의 (a)는 변형예에 따른 레이저 가공 단계를 설명하기 위한 일부 단면 측면도이고, 도 6의 (b)는 변형예에 따른 절삭 단계를 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다.
도 7은 절삭액을 공급하기 위한 다른 양태의 노즐을 도시한 측면도이다.
첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 일 양태에 따른 실시형태에 대해 설명한다. 본 실시형태에 따른 가공 방법은, 절단 예정 라인에 겹쳐 형성된 금속을 포함하는 적층체를 표면측에 갖는 판형의 피가공물을 가공하기 위한 가공 방법으로서, 제1 시트 접착 단계(제1 보호 부재 배치 단계)[도 2의 (a) 참조], 제1 유지 단계[도 2의 (b) 참조], 레이저 가공 단계[도 3 참조], 제2 시트 접착 단계(제2 보호 부재 배치 단계)[도 4의 (a) 참조], 제2 유지 단계[도 4의 (b) 참조], 및 절삭 단계[도 5 참조]를 포함한다.
제1 시트 접착 단계에서는, 표면측에 적층체를 갖는 피가공물의 표면에 시트(보호 부재)를 붙인다(배치한다). 제1 유지 단계에서는, 피가공물의 표면측을 레이저 가공 장치의 척 테이블(제1 유지 테이블)로 유지한다. 레이저 가공 단계에서는, 피가공물에 흡수되는 파장(피가공물에 대해 흡수성을 갖는 파장)의 레이저 빔을 이면측에 조사하여, 적층체에 도달하지 않는 깊이의 레이저 가공홈을 절단 예정 라인을 따라 형성한다.
제2 시트 접착 단계에서는, 피가공물의 이면에 시트(보호 부재)를 붙인다(배치한다). 제2 유지 단계에서는, 피가공물의 이면측을 절삭 장치의 척 테이블(제2 유지 테이블)로 유지한다. 절삭 단계에서는, 유기산과 산화제를 포함하는 절삭액을 공급하면서 레이저 가공홈의 바닥부를 절삭하여, 피가공물을 적층체와 함께 절단 예정 라인을 따라 절단한다. 이하, 본 실시형태에 따른 가공 방법에 대해 상세히 서술한다.
도 1의 (a)는 본 실시형태에 따른 가공 방법으로 가공되는 피가공물(11)의 구성예를 모식적으로 도시한 사시도이고, 도 1의 (b)는 피가공물(11)의 표면(11a)측의 일부를 확대한 평면도이다. 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 본 실시형태의 피가공물(11)은, 실리콘(Si) 등의 반도체 재료를 이용하여 원반형으로 형성된 웨이퍼이고, 그 표면(11a)측은, 중앙의 디바이스 영역과, 디바이스 영역을 둘러싸는 외주 잉여 영역으로 나누어진다.
디바이스 영역은, 격자형으로 배열된 절단 예정 라인(스트리트)(13)에 의해 또한 복수의 영역으로 구획되어 있고, 각 영역에는, IC(Integrated Circuit) 등의 디바이스(15)가 형성되어 있다. 또한, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이, 절단 예정 라인(13) 상에는, 금속을 포함하는 적층체(17)가 형성되어 있다. 이 적층체(17)에 의해, 예컨대 TEG(Test Elements Group) 등으로 불리는 평가용의 소자가 형성된다.
한편, 본 실시형태에서는, 실리콘 등의 반도체 재료로 이루어지는 원반형의 웨이퍼를 피가공물(11)로 하고 있으나, 피가공물(11)의 재질, 형상, 구조, 크기 등에 제한은 없다. 마찬가지로, 디바이스(15)나 적층체(17)의 종류, 수량, 형상, 구조, 크기, 배치 등에도 제한은 없다. 예컨대, 전극으로서 기능하는 적층체(17)가 절단 예정 라인(13)을 따라 형성된 패키지 기판 등을 피가공물(11)로서 이용할 수도 있다.
본 실시형태의 가공 방법에서는, 먼저 전술한 피가공물(11)의 표면(11a)에 시트(보호 부재)를 붙이는(배치하는) 제1 시트 접착 단계(제1 보호 부재 배치 단계)를 행한다. 도 2의 (a)는 제1 시트 접착 단계를 설명하기 위한 사시도이다. 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 시트 접착 단계에서는, 피가공물(11)보다 직경이 큰 수지제의 시트(보호 부재)(21)를 피가공물(11)의 표면(11a)측에 붙인다. 또한, 시트(21)의 외주 부분에 환형의 프레임(23)을 고정한다.
이에 의해, 피가공물(11)은, 시트(21)를 통해 환형의 프레임(23)에 지지된다. 한편, 본 실시형태에서는, 시트(21)를 통해 환형의 프레임(23)에 지지된 상태의 피가공물(11)을 가공하는 예에 대해 설명하지만, 시트(21)나 프레임(23)을 이용하지 않고 피가공물(11)을 가공할 수도 있다. 이 경우에는, 제1 시트 접착 단계가 생략된다. 또한, 수지제의 시트(21) 대신에, 피가공물(11)과 동등한 웨이퍼나 그 외의 기판 등을 보호 부재로서 피가공물(11)에 붙여도 좋다.
제1 시트 접착 단계 후에는, 피가공물(11)을 레이저 가공 장치의 척 테이블(제1 유지 테이블)로 유지하는 제1 유지 단계를 행한다. 도 2의 (b)는 제1 유지 단계를 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다. 제1 유지 단계는, 예컨대 도 2의 (b)에 도시된 레이저 가공 장치(2)를 이용하여 행해진다. 레이저 가공 장치(2)는, 피가공물(11)을 흡인, 유지하기 위한 척 테이블(제1 유지 테이블)(4)을 구비하고 있다.
척 테이블(4)은, 모터 등의 회전 구동원(도시 생략)에 연결되어 있고, 연직 방향에 대략 평행한 회전축 주위로 회전한다. 또한, 척 테이블(4)의 하방에는, 이동 기구(도시 생략)가 설치되어 있고, 척 테이블(4)은, 이 이동 기구에 의해 가공 이송 방향(제1 수평 방향) 및 인덱싱 이송 방향(제2 수평 방향)으로 이동한다.
척 테이블(4)의 상면의 일부는, 피가공물(11)[시트(21)]을 흡인, 유지하기 위한 유지면(4a)으로 되어 있다. 유지면(4a)은, 척 테이블(4)의 내부에 형성된 흡인로(도시 생략) 등을 통해 흡인원(도시 생략)에 접속되어 있다. 흡인원의 부압을 유지면(4a)에 작용시킴으로써, 피가공물(11)은, 척 테이블(4)에 흡인, 유지된다. 이 척 테이블(4) 주위에는, 환형의 프레임(23)을 고정하기 위한 복수의 클램프(6)가 설치되어 있다.
제1 유지 단계에서는, 먼저, 피가공물(11)의 표면(11a)측에 붙여져 있는 시트(21)를 척 테이블(4)의 유지면(4a)에 접촉시키고, 흡인원의 부압을 작용시킨다. 아울러, 클램프(6)로 프레임(23)을 고정한다. 이에 의해, 피가공물(11)은, 이면(11b)측이 상방으로 노출된 상태로 유지된다.
제1 유지 단계 후에는, 피가공물(11)의 이면(11b)측으로부터 레이저 빔을 조사하여, 적층체(17)에 도달하지 않는 깊이의 레이저 가공홈을 절단 예정 라인을 따라 형성하는 레이저 가공 단계를 행한다. 레이저 가공 단계는, 계속해서 레이저 가공 장치(2)를 이용하여 행해진다. 도 3은 레이저 가공 단계를 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 가공 장치(2)는, 척 테이블(4)의 상방에 배치된 레이저 조사 유닛(8)을 더 구비하고 있다.
레이저 조사 유닛(8)은, 레이저 발진기(도시 생략)에서 펄스 발진된 레이저 빔(8a)을 소정의 위치에 조사, 집광한다. 레이저 발진기는, 피가공물(11)에 흡수되는 파장[피가공물(11)에 대해 흡수성을 갖는 파장, 흡수되기 쉬운 파장]의 레이저 빔(8a)을 펄스 발진할 수 있도록 구성되어 있다.
레이저 가공 단계에서는, 먼저, 척 테이블(4)을 회전시켜, 대상이 되는 절단 예정 라인(13)이 신장하는 방향을 레이저 가공 장치(2)의 가공 이송 방향에 맞춘다. 또한, 척 테이블(4)을 이동시켜, 대상이 되는 절단 예정 라인(13)의 연장선 상에 레이저 조사 유닛(8)의 위치를 맞춘다. 한편, 예컨대, 적외선에 감도가 있는 카메라 등을 이용함으로써, 절단 예정 라인(13)의 위치를 이면(11b)측으로부터 확인할 수 있다.
그리고, 도 3에 도시된 바와 같이, 레이저 조사 유닛(8)으로부터, 피가공물(11)의 노출된 이면(11b)을 향해 레이저 빔(8a)을 조사하면서, 척 테이블(4)을 가공 이송 방향으로 이동시킨다. 여기서는, 예컨대, 피가공물(11)의 이면(11b)이나 내부 등에 레이저 빔(8a)을 집광시킨다. 또한, 레이저 빔(8a)의 에너지(파워, 반복 주파수 등)는, 피가공물(11)을 절단하지 않는 범위에서 조정된다.
이에 의해, 대상이 되는 절단 예정 라인(13)을 따라 레이저 빔(8a)을 조사하여, 적층체(17)에 도달하지 않는 깊이의 레이저 가공홈(19a)을 절단 예정 라인(13)을 따라 형성할 수 있다. 전술한 동작을 반복하여, 예컨대, 모든 절단 예정 라인(13)을 따라 레이저 가공홈(19a)이 형성되면, 레이저 가공 단계는 종료된다.
레이저 가공 단계 후에는, 피가공물(11)의 이면(11b)에 시트(보호 부재)를 붙이는(배치하는) 제2 시트 접착 단계(제2 보호 부재 배치 단계)를 행한다. 도 4의 (a)는 제2 시트 접착 단계를 설명하기 위한 사시도이다. 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2 시트 접착 단계에서는, 피가공물(11)보다 직경이 큰 수지제의 시트(보호 부재)(25)를 피가공물(11)의 이면(11b)에 붙인다. 또한, 시트(25)의 외주 부분에 환형의 프레임(27)을 고정한다.
이에 의해, 피가공물(11)은, 시트(25)를 통해 환형의 프레임(27)에 지지된다. 한편, 본 실시형태에서는, 시트(25)를 통해 환형의 프레임(27)에 지지된 상태의 피가공물(11)을 가공하는 예에 대해 설명하지만, 시트(25)나 프레임(27)을 이용하지 않고 피가공물(11)을 가공할 수도 있다. 이 경우에는, 제2 시트 접착 단계가 생략된다. 또한, 수지제의 시트(25) 대신에, 피가공물(11)과 동등한 웨이퍼나 그 외의 기판 등을 보호 부재로서 피가공물(11)에 붙여도 좋다.
제2 시트 접착 단계 후에는, 피가공물(11)을 절삭 장치의 척 테이블(제2 유지 테이블)로 유지하는 제2 유지 단계를 행한다. 도 4의 (b)는 제2 유지 단계를 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다. 한편, 제2 유지 단계 전에는, 표면(11a)측의 시트(21) 및 프레임(23)이 제거된다. 제2 유지 단계는, 예컨대 도 4의 (b)에 도시된 절삭 장치(12)를 이용하여 행해진다. 절삭 장치(12)는, 피가공물(11)을 흡인, 유지하기 위한 척 테이블(제2 유지 테이블)(14)을 구비하고 있다.
척 테이블(14)은, 모터 등의 회전 구동원(도시 생략)에 연결되어 있고, 연직 방향에 대략 평행한 회전축 주위로 회전한다. 또한, 척 테이블(14)의 하방에는, 가공 이송 기구(도시 생략)가 설치되어 있고, 척 테이블(14)은, 이 가공 이송 기구에 의해 가공 이송 방향(제1 수평 방향)으로 이동한다.
척 테이블(14)의 상면의 일부는, 피가공물(11)[시트(25)]을 흡인, 유지하기 위한 유지면(14a)으로 되어 있다. 유지면(14a)은, 척 테이블(14)의 내부에 형성된 흡인로(도시 생략) 등을 통해 흡인원(도시 생략)에 접속되어 있다. 흡인원의 부압을 유지면(14a)에 작용시킴으로써, 피가공물(11)은, 척 테이블(14)에 흡인, 유지된다. 이 척 테이블(14) 주위에는, 환형의 프레임(27)을 고정하기 위한 복수의 클램프(16)가 설치되어 있다.
제2 유지 단계에서는, 먼저 피가공물(11)의 이면(11b)측에 붙여져 있는 시트(25)를 척 테이블(14)의 유지면(14a)에 접촉시키고, 흡인원의 부압을 작용시킨다. 아울러, 클램프(16)로 프레임(27)을 고정한다. 이에 의해, 피가공물(11)은, 표면(11a)측의 적층체(17)가 상방으로 노출된 상태로 유지된다.
제2 유지 단계 후에는, 레이저 가공홈(19a)의 바닥부를 절삭하여, 피가공물(11)을 적층체(17)와 함께 절단 예정 라인(13)을 따라 절단하는 절삭 단계를 행한다. 도 5는 절삭 단계를 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다. 절삭 단계는, 계속해서 절삭 장치(12)를 이용하여 행해진다. 도 5에 도시된 바와 같이, 절삭 장치(12)는, 척 테이블(14)의 상방에 배치된 절삭 유닛(18)을 더 구비하고 있다.
절삭 유닛(18)은, 가공 이송 방향에 대해 대략 수직인 회전축이 되는 스핀들(도시 생략)을 구비하고 있다. 스핀들의 일단측에는, 결합재에 지립이 분산되어 이루어지는 환형의 절삭 블레이드(20)가 장착되어 있다. 스핀들의 타단측에는, 모터 등의 회전 구동원(도시 생략)이 연결되어 있고, 스핀들의 일단측에 장착된 절삭 블레이드(20)는, 이 회전 구동원으로부터 전해지는 힘에 의해 회전한다.
또한, 스핀들은, 이동 기구(도시 생략)에 지지되어 있다. 절삭 블레이드(20)는, 이 이동 기구에 의해, 가공 이송 방향에 수직인 인덱싱 이송 방향(제2 수평 방향), 및 연직 방향으로 이동한다. 절삭 블레이드(20)의 측방에는, 한 쌍의 노즐(22)이 절삭 블레이드(20)를 사이에 두도록 배치되어 있다. 노즐(22)은, 절삭 블레이드(20)나 피가공물(11)에 대해 절삭액(24)을 공급할 수 있도록 구성된다.
절삭 단계에서는, 먼저 척 테이블(14)을 회전시켜, 대상이 되는 레이저 가공홈(19a)[즉, 절단 예정 라인(13)]이 신장하는 방향을 절삭 장치(12)의 가공 이송 방향에 맞춘다. 또한, 척 테이블(14) 및 절삭 유닛(18)을 상대적으로 이동시켜, 대상이 되는 레이저 가공홈(19a)의 연장선 상에 절삭 블레이드(20)의 위치를 맞춘다. 그리고, 절삭 블레이드(20)의 하단을 적층체(17)의 하면보다 낮은 위치까지 이동시킨다.
그 후, 절삭 블레이드(20)를 회전시키면서 가공 이송 방향으로 척 테이블(14)을 이동시킨다. 아울러, 노즐(22)로부터, 절삭 블레이드(20) 및 피가공물(11)에 대해, 유기산과 산화제를 포함하는 절삭액(24)을 공급한다. 이에 의해, 대상인 레이저 가공홈(19a)을 따라 절삭 블레이드(20)를 절입시키고, 레이저 가공홈(19a)의 바닥부를 절삭하여, 적층체(17)와 함께 피가공물(11)을 두께 방향으로 절단하는 것과 같은 커프(kerf)(벤 자국)(19b)를 형성할 수 있다.
본 실시형태와 같이, 절삭액(24)에 유기산을 포함시킴으로써, 적층체(17) 중의 금속을 개질하여, 그 연성을 억제할 수 있다. 또한, 절삭액(24)에 산화제를 포함시킴으로써, 적층체(17) 중의 금속의 표면이 산화되기 쉬워진다. 그 결과, 적층체(17) 중의 금속의 연성을 충분히 낮춰 가공성을 높일 수 있다.
절삭액(24)에 포함되는 유기산으로서는, 예컨대 분자 내에 적어도 하나의 카르복실기와 적어도 하나의 아미노기를 갖는 화합물을 이용할 수 있다. 이 경우, 아미노기 중 적어도 하나는, 2급 또는 3급의 아미노기이면 바람직하다. 또한, 유기산으로서 이용하는 화합물은, 치환기를 갖고 있어도 좋다.
유기산으로서 이용할 수 있는 아미노산으로서는, 글리신, 디히드록시에틸글리신, 글리실글리신, 히드록시에틸글리신, N-메틸글리신, β-알라닌, L-알라닌, L-2-아미노부티르산, L-노르발린, L-발린, L-류신, L-노르류신, L-알로이소류신, L-이소류신, L-페닐알라닌, L-프롤린, 사르코신, L-오르니틴, L-리신, 타우린, L-세린, L-트레오닌, L-알로트레오닌, L-호모세린, L-티록신, L-티로신, 3,5-디요오도-L-티로신, β-(3,4-디히드록시페닐)-L-알라닌, 4-히드록시-L-프롤린, L-시스테인, L-메티오닌, L-에티오닌, L-란티오닌, L-시스타티오닌, L-시스틴, L-시스테산, L-글루타민산, L-아스파라긴산, S-(카르복시메틸)-L-시스테인, 4-아미노부티르산, L-아스파라긴, L-글루타민, 아자세린, L-카나바닌, L-시트룰린, L-아르기닌, δ-히드록시-L-리신, 크레아틴, L-키누레닌, L-히스티딘, 1-메틸-L-히스티딘, 3-메틸-L-히스티딘, L-트립토판, 악티노마이신 C1, 에르고티오네인, 아파민, 안지오텐신 I, 안지오텐신 Ⅱ 및 안티파인 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 글리신, L-알라닌, L-프롤린, L-히스티딘, L-리신, 디히드록시에틸글리신이 바람직하다.
또한, 유기산으로서 이용할 수 있는 아미노폴리산으로서는, 이미노디아세트산, 니트릴로트리아세트산, 디에틸렌트리아민펜타아세트산, 에틸렌디아민테트라아세트산, 히드록시에틸이미노디아세트산, 니트릴로트리스메틸렌포스폰산, 에틸렌디아민-N,N,N',N'-테트라메틸렌술폰산, 1,2-디아미노프로판테트라아세트산, 글리콜에테르디아민테트라아세트산, 트랜스시클로헥산디아민테트라아세트산, 에틸렌디아민오르토히드록시페닐아세트산, 에틸렌디아민디숙신산(SS체), β-알라닌디아세트산, N-(2-카르복실레이트에틸)-L-아스파라긴산, N,N'-비스(2-히드록시벤질)에틸렌디아민-N,N'-디아세트산 등을 들 수 있다.
또한, 유기산으로서 이용할 수 있는 카르복실산으로서는, 포름산, 글리콜산, 프로피온산, 아세트산, 부티르산, 발레르산, 헥산산, 옥살산, 말론산, 글루타르산, 아디프산, 말산, 숙신산, 피멜산, 메르캅토아세트산, 글리옥실산, 클로로아세트산, 피루브산, 아세토아세트산, 글루타르산 등의 포화 카르복실산이나, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산, 메사콘산, 시트라콘산, 아코니트산 등의 불포화 카르복실산, 벤조산류, 톨루엔산, 프탈산류, 나프토산류, 피로멜리트산, 나프탈산 등의 환형 불포화 카르복실산 등을 들 수 있다.
절삭액(24)에 포함되는 산화제로서는, 예컨대 과산화수소, 과산화물, 질산염, 요오드산염, 과요오드산염, 차아염소산염, 아염소산염, 염소산염, 과염소산염, 과황산염, 중크롬산염, 과망간산염, 세륨산염, 바나딘산염, 오존수 및 은(Ⅱ)염, 철(Ⅲ)염이나, 그 유기 착염 등을 이용할 수 있다.
또한, 절삭액(24)에는, 방식제가 혼합되어도 좋다. 방식제를 혼합함으로써, 피가공물(11)에 포함되는 금속의 부식(용출)을 방지할 수 있다. 방식제로서는, 예컨대 분자 내에 3개 이상의 질소 원자를 갖고, 또한 축환 구조를 갖는 복소 방향환 화합물, 또는 분자 내에 4개 이상의 질소 원자를 갖는 복소 방향환 화합물을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 방향환 화합물은, 카르복실기, 설포기, 히드록시기, 알콕시기를 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 테트라졸 유도체, 1,2,3-트리아졸 유도체, 및 1,2,4-트리아졸 유도체인 것이 바람직하다.
방식제로서 이용할 수 있는 테트라졸 유도체로서는, 테트라졸환을 형성하는 질소 원자 상에 치환기를 갖지 않고, 또한 테트라졸의 5위치에, 설포기, 아미노기, 카르바모일기, 카본아미드기, 설파모일기 및 설폰아미드기로 이루어지는 군에서 선택된 치환기, 또는 히드록시기, 카르복시기, 설포기, 아미노기, 카르바모일기, 카본아미드기, 설파모일기 및 설폰아미드기로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 치환기로 치환된 알킬기가 도입된 것을 들 수 있다.
또한, 방식제로서 이용할 수 있는 1,2,3-트리아졸 유도체로서는, 1,2,3-트리아졸환을 형성하는 질소 원자 상에 치환기를 갖지 않고, 또한 1,2,3-트리아졸의 4위치 및/또는 5위치에, 히드록시기, 카르복시기, 설포기, 아미노기, 카르바모일기, 카본아미드기, 설파모일기 및 설폰아미드기로 이루어지는 군에서 선택된 치환기, 혹은 히드록시기, 카르복시기, 설포기, 아미노기, 카르바모일기, 카본아미드기, 설파모일기 및 설폰아미드기로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 치환기로 치환된 알킬기 또는 아릴기가 도입된 것을 들 수 있다.
또한, 방식제로서 이용할 수 있는 1,2,4-트리아졸 유도체로서는, 1,2,4-트리아졸환을 형성하는 질소 원자 상에 치환기를 갖지 않고, 또한 1,2,4-트리아졸의 2위치 및/또는 5위치에, 설포기, 카르바모일기, 카본아미드기, 설파모일기 및 설폰아미드기로 이루어지는 군에서 선택된 치환기, 혹은 히드록시기, 카르복시기, 설포기, 아미노기, 카르바모일기, 카본아미드기, 설파모일기, 및 설폰아미드기로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 하나의 치환기로 치환된 알킬기 또는 아릴기가 도입된 것을 들 수 있다.
전술한 절차를 반복하여, 모든 절단 예정 라인(13)을 따라 피가공물(11)이 절단되면, 절삭 단계는 종료된다.
이상과 같이, 본 실시형태에 따른 가공 방법에서는, 유기산과 산화제를 포함하는 절삭액(24)을 피가공물(11)에 공급하면서 절삭을 수행하기 때문에, 적층체(17)에 포함되는 금속을 유기산과 산화제로 개질하여 그 연성을 저하시키면서 절삭을 수행할 수 있다. 이에 의해, 가공의 속도를 높여도 버어의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 가공의 품질을 유지하면서 가공의 속도를 높일 수 있다.
한편, 본 발명은 상기 실시형태의 기재에 제한되지 않고 여러 가지로 변경하여 실시할 수 있다. 예컨대, 레이저 가공 단계에서 형성되는 레이저 가공홈의 폭을, 절삭 단계에서 사용되는 절삭 블레이드의 두께보다 넓게 해도 좋다. 즉, 절삭 단계에서 사용되는 절삭 블레이드의 두께를, 레이저 가공 단계에서 형성되는 레이저 가공홈의 폭보다 얇게 해도 좋다.
도 6의 (a)는 변형예에 따른 레이저 가공 단계를 설명하기 위한 일부 단면 측면도이고, 도 6의 (b)는 변형예에 따른 절삭 단계를 설명하기 위한 일부 단면 측면도이다. 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 변형예에 따른 레이저 가공 단계는, 상기 실시형태와 동일한 레이저 가공 장치(2)를 이용하여 행해진다.
변형예에 따른 레이저 가공 단계에서는, 먼저 척 테이블(4)을 회전시켜, 대상이 되는 절단 예정 라인(13)이 신장하는 방향을 레이저 가공 장치(2)의 가공 이송 방향에 맞춘다. 또한, 척 테이블(4)을 이동시켜, 대상이 되는 절단 예정 라인(13)의 연장선 상에 레이저 조사 유닛(8)의 위치를 맞춘다.
그리고, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 레이저 조사 유닛(8)으로부터, 피가공물(11)의 노출된 이면(11b)을 향해 레이저 빔(8b)을 조사하면서, 척 테이블(4)을 가공 이송 방향으로 이동시킨다. 여기서는, 예컨대 피가공물(11)의 이면(11b)이나 내부 등에 레이저 빔(8b)을 집광시킨다. 또한, 레이저 빔(8b)의 에너지(파워, 반복 주파수 등)는, 피가공물(11)을 절단하지 않는 범위에서 조정된다.
이에 의해, 대상이 되는 절단 예정 라인(13)을 따라 레이저 빔(8b)을 조사하여, 적층체(17)에 도달하지 않는 깊이의 레이저 가공홈(19c)을 절단 예정 라인(13)을 따라 형성할 수 있다. 한편, 이 레이저 가공 단계에서는, 이후의 절삭 단계에서 사용되는 절삭 블레이드의 두께보다 폭이 넓은 레이저 가공홈(19c)을 형성할 수 있도록, 레이저 빔(8b)의 조사 조건을 조정하면 된다. 전술한 동작을 반복하여, 예컨대 모든 절단 예정 라인(13)을 따라 레이저 가공홈(19c)이 형성되면, 변형예에 따른 레이저 가공 단계는 종료된다.
레이저 가공 단계 후에는, 제2 시트 접착 단계를 행하지 않고, 제2 유지 단계를 행한다. 변형예에 따른 제2 유지 단계는, 상기 실시형태와 동일한 절삭 장치(12)를 이용하여 행해진다. 제2 유지 단계에서는, 먼저 피가공물(11)의 표면(11a)측에 붙여져 있는 시트(21)를 척 테이블(14)의 유지면(14a)에 접촉시키고, 흡인원의 부압을 작용시킨다. 아울러, 클램프(16)로 프레임(23)을 고정한다. 이에 의해, 피가공물(11)은, 이면(11b)측이 상방으로 노출된 상태로 유지된다.
제2 유지 단계 후에는, 절삭 단계를 행한다. 변형예에 따른 절삭 단계는, 계속해서 절삭 장치(12)를 이용하여 행해진다. 단, 이 변형예에 따른 절삭 단계에서는, 레이저 가공홈(19c)의 폭보다 두께가 얇은 절삭 블레이드(20)가 사용된다.
먼저, 척 테이블(14)을 회전시켜, 대상이 되는 레이저 가공홈(19c)[즉, 절단 예정 라인(13)]이 신장하는 방향을 절삭 장치(12)의 가공 이송 방향에 맞춘다. 또한, 척 테이블(14) 및 절삭 유닛(18)을 상대적으로 이동시켜, 대상이 되는 레이저 가공홈(19c)의 연장선 상에 절삭 블레이드(20)의 위치를 맞춘다. 그리고, 절삭 블레이드(20)의 하단을 적층체(17)의 하면보다 낮은 위치까지 이동시킨다.
그 후, 절삭 블레이드(20)를 회전시키면서 가공 이송 방향으로 척 테이블(14)을 이동시킨다. 아울러, 노즐(22)로부터, 절삭 블레이드(20) 및 피가공물(11)에 대해, 유기산과 산화제를 포함하는 절삭액(24)을 공급한다. 이에 의해, 대상인 레이저 가공홈(19c)을 따라 절삭 블레이드(20)를 절입시키고, 레이저 가공홈(19c)의 바닥부를 절삭하여, 적층체(17)와 함께 피가공물(11)을 두께 방향으로 절단하는 것과 같은 커프(벤 자국)(19d)를 형성할 수 있다.
이와 같이, 절삭액(24)에 유기산을 포함시킴으로써, 적층체(17) 중의 금속을 개질하여, 그 연성을 억제할 수 있다. 또한, 절삭액(24)에 산화제를 포함시킴으로써, 적층체(17) 중의 금속의 표면이 산화되기 쉬워진다. 그 결과, 적층체(17) 중의 금속의 연성을 충분히 낮춰 가공성을 높일 수 있다.
또한, 변형예에 따른 절삭 단계에서는, 레이저 가공홈(19c)의 폭보다 두께가 얇은 절삭 블레이드(20)를 사용하고 있기 때문에, 레이저 가공홈(19c)과 절삭 블레이드(20) 사이에 절삭액(24)이 고이기 쉽다. 그 결과, 적층체(17)에 충분한 양의 절삭액(24)을 공급할 수 있게 되어, 피가공물(11)의 가공성을 더욱 높일 수 있다.
한편, 전술한 변형예에서는, 제2 시트 접착 단계를 행하지 않고 제2 유지 단계 및 절삭 단계를 행하고 있으나, 제2 시트 접착 단계를 행한 후에, 제2 유지 단계나 절삭 단계를 행해도 좋다. 이 경우에는, 피가공물(11)의 이면(11b)측을 척 테이블(14)로 유지하고, 표면(11a)측에 절삭 블레이드(20)를 절입시킨다. 또한, 전술한 실시형태에 있어서, 제2 시트 접착 단계를 행하지 않고 제2 유지 단계 및 절삭 단계를 행할 수도 있다.
또한, 전술한 절삭 단계에서는, 절삭 블레이드(20)를 사이에 두는 한 쌍의 노즐(22)로부터 절삭액(24)을 공급하고 있으나, 절삭액(24)을 공급하기 위한 노즐의 양태에 특별한 제한은 없다. 도 7은 절삭액(24)을 공급하기 위한 다른 양태의 노즐을 도시한 측면도이다. 도 7에 도시된 바와 같이, 변형예에 따른 절삭 유닛(18)은, 절삭 블레이드(20) 및 한 쌍의 노즐(22)에 더하여, 절삭 블레이드(20)의 전방(또는 후방)에 배치되는 노즐(샤워 노즐)(26)을 갖고 있다.
이 노즐(26)로부터 절삭액(24)을 공급함으로써, 커프(벤 자국)(19b, 19d)에 절삭액(24)이 공급되기 쉬워져, 적층체(17) 중의 금속을 보다 효과적으로 개질할 수 있게 된다. 특히, 도 7에 도시된 바와 같이, 노즐(26)의 분사구를 비스듬히 하방[예컨대, 절삭 블레이드(20)의 가공점 부근]으로 향하게 하면, 커프(19b, 19d)에 많은 절삭액(24)을 공급, 충전하여, 적층체(17) 중의 금속을 더욱 효과적으로 개질할 수 있기 때문에 바람직하다. 한편, 도 7에서는, 한 쌍의 노즐(22)과 함께 노즐(26)을 이용하고 있으나, 노즐(26)만을 단독으로 이용해도 좋다.
그 외, 상기 실시형태에 따른 구조, 방법 등은, 본 발명의 목적의 범위를 일탈하지 않는 한에 있어서 적절히 변경하여 실시할 수 있다.
11: 피가공물 11a: 표면
11b: 이면 13: 절단 예정 라인(스트리트)
15: 디바이스 17: 적층체
19a: 레이저 가공홈 19b: 커프(벤 자국)
19c: 레이저 가공홈 19d: 커프(벤 자국)
21: 시트(보호 부재) 23: 프레임
25: 시트(보호 부재) 27: 프레임
2: 레이저 가공 장치 4: 척 테이블(제1 유지 테이블)
4a: 유지면 6: 클램프
8: 레이저 조사 유닛 12: 절삭 장치
14: 척 테이블(제2 유지 테이블) 14a: 유지면
16: 클램프 18: 절삭 유닛
20: 절삭 블레이드 22: 노즐
24: 절삭액 26: 노즐(샤워 노즐)

Claims (4)

  1. 절단 예정 라인에 겹쳐 형성된 금속을 포함하는 적층체를 표면측에 갖는 판형의 피가공물을 가공하는 가공 방법으로서,
    피가공물의 표면측을 유지 테이블로 유지하는 유지 단계와,
    상기 유지 단계를 실시한 후, 피가공물에 대해 흡수성을 갖는 파장의 레이저 빔을 상기 절단 예정 라인을 따라 피가공물의 이면에 조사하여, 상기 적층체에 도달하지 않는 레이저 가공홈을 형성하는 레이저 가공 단계와,
    상기 레이저 가공 단계를 실시한 후, 절삭 블레이드로 상기 레이저 가공홈의 바닥부를 상기 표면측으로부터 절삭하여 피가공물을 상기 적층체와 함께 상기 절단 예정 라인을 따라 절단하는 절삭 단계
    를 포함하고,
    상기 절삭 단계에서는, 피가공물에 유기산과 산화제를 포함하는 절삭액을 공급하면서 절삭을 수행하며,
    상기 적층체가 TEG(Test Elements Group)인 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 절삭 단계에서는, 상기 레이저 가공홈의 폭보다 두께가 얇은 상기 절삭 블레이드를 사용하는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 레이저 가공 단계를 실시한 후, 상기 절삭 단계를 실시하기 전에, 피가공물의 상기 이면에 보호 부재를 배치하는 보호 부재 배치 단계를 더 포함하고,
    상기 절삭 단계는, 상기 보호 부재를 통해 피가공물의 상기 이면측을 유지한 상태에서 실시되는 것을 특징으로 하는 가공 방법.
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