KR102448766B1 - 대상체 가공 방법 - Google Patents

Abstract

대상체 가공 방법이 개시되며, 상기 대상체 가공 방법은, 대상체를 제1 레이저로 커팅하는 단계; 및 상기 커팅하는 단계에서 발생된 대상체의 커팅면에 제2 레이저를 조사하여 상기 커팅면에 발생된 버닝을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

대상체 가공 방법{OBJECT PROCESSING METHOD}

본원은 대상체 가공 방법에 관한 것이다.

대상체를 레이저로 커팅하게 되면, 커팅면에는 버닝(이를 테면, 레이저 가공에 따른 표면 손상(예를 들어, 그을음 등)이 발생 될 수 있다. 이에 따라, 대상체에 대한 커팅 후 커팅면에 대하여 버닝 제거가 이루어질 수 있다.

이와 관련하여, 종래에는 습식 클리닝(wet cleaning)이 사용되었다. 습식 클리닝은 화학적 용매(chemical solvents)를 사용하는 것으로서, 황산(H₂SO₄), 염산(HCl), 암모니아(NH₄OH), 과산화수소(H₂O₂), 불화수소(HF) 등의 화학적 용매를 물과 혼합하여 사용하며, 초음파(ultrasonic 또는 megasonic) 발생장치를 함께 사용하였다.

그런데, 이러한 습식 클리닝은 상당량의 화학약품을 사용함에 따라 환경오염 문제, 느린 작업속도, 거대 세정장비 필요, 복잡하고 열악한 작업환경 등의 문제가 있어, 이를 대체하기 위한 건식 클리닝(dry cleaning) 방법에 대한 연구가 활발히 진행되어왔다.

본원의 배경이 되는 기술은 한국공개특허공보 제 10-2010-0078358호에 개시되어 있다.

본원은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 용이하게 대상체를 커팅하고 클리닝할 수 있는 대상체 가공 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

다만, 본원의 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들도 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.

상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본원의 제1 측면에 따른 대상체 가공 방법은, 대상체를 제1 레이저로 커팅하는 단계; 및 상기 커팅하는 단계에서 발생된 대상체의 커팅면에 제2 레이저를 조사하여 상기 커팅면에 발생된 버닝을 제거하는 단계를 포함할 수 있다.

본원의 일 구현예에 따른 대상체 가공 방법에 있어서, 상기 제2 레이저는 펄스 에너지가 상기 제1 레이저의 펄스 에너지보다 작을 수 있다.

본원의 일 구현예에 따른 대상체 가공 방법은, 상기 커팅하는 단계와 상기 버닝을 제거하는 단계 사이에, 상기 커팅면이 상기 제2 레이저의 조사 영역 중 미리 설정된 영역 내에 위치하도록 상기 제2 레이저의 광원 위치를 이동시키는 단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본원을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.

전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 대상체가 레이저에 의해 커팅될 수 있고, 커팅된 대상체가 레이저에 의해 클리닝될 수 있으므로, 용이한 커팅 및 클리닝이 이루어질 수 있다.

또한, 전술한 본원의 과제 해결 수단에 의하면, 커팅된 대상체가 레이저에 의해 클리닝되므로 화학약품 사용이 필요 없고 작업속도가 빨라질 수 잇고, 세정방비가 불필요해 친환경적이고 시간 및 비용을 절약할 수 있는 클리닝이 이루어질 수 있다.

도 1 은 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 개략적인 블록도이다.
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 S100 단계를 설명하기 위한 개략적인 개념 측면도이다.
도 3은 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 S100 단계 수행시 제1 레이저의 조사 영역과 대상체의 커팅 예정 라인의 위치를 설명하기 위해 레이저가 조사 중인 대상체를 상측에서 내려다보고 도시한 개략적인 개념 평면도이다.
도 4는 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 커팅된 대상체의 커팅면에 형성된 버닝을 설명하기 위한 확대도가 도시된 개념 측면도이다.
도 5는 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 S300 단계를 설명하기 위한 개략적인 개념 측면도이다.
도 6은 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 S500 단계를 설명하기 위한 개략적인 개념 측면도이다.
도 7은 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 S500 단계의 제2 레이저의 광원의 위치를 옮기는 이유를 설명하기 위한 개략적인 대상체의 커팅면의 일부를 확대하여 도시한 개념 측면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에", "상부에", "상단에", "하에", "하부에", "하단에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본원은 대상체 가공 방법에 관한 것이다.

이하에서는 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법(이하 '본 대상체 가공 방법'일 함)에 대해 설명한다.

참고로, 본원에 있어서, 대상체라 함은 반도체 패키지, pcb 기판, 웨이퍼 등일 수 있다. 이에 따라, 본 대상체 가공 방법은 다양한 분야에 적용 가능하다.

도 1 은 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 개략적인 블록도이고, 도 2는 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 S100 단계를 설명하기 위한 개략적인 개념 측면도이며, 도 3은 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 S100 단계 수행시 제1 레이저의 조사 영역과 대상체의 커팅 예정 라인의 위치를 설명하기 위해 레이저가 조사 중인 대상체를 상측에서 내려다보고 도시한 개략적인 개념 평면도이고, 도 4는 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 커팅된 대상체의 커팅면에 형성된 버닝을 설명하기 위한 확대도가 도시된 개념 측면도이며, 도 5는 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 S300 단계를 설명하기 위한 개략적인 개념 측면도이고, 도 6은 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 S500 단계를 설명하기 위한 개략적인 개념 측면도이며, 도 7은 본원의 일 실시예에 따른 대상체 가공 방법의 S500 단계의 제2 레이저의 광원의 위치를 옮기는 이유를 설명하기 위한 개략적인 대상체의 커팅면의 일부를 확대하여 도시한 개념 측면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 대상체 가공 방법은 대상체(9)를 제1 레이저로 커팅하는 단계(S100)를 포함한다. S100 단계는 레이저 광원(레이저 조사 장치의 레이저를 조사하는 레이저 조사부)(8)으로 제1 레이저를 조사할 수 있다. 도 3을 참조하면, 제1 레이저의 조사 영역(a)의 적어도 일부는 대상체(9)의 손상 임계값(substrate damage threshold energy)보다 큰 에너지를 가질 수 있다. S100 단계는 제1 레이저의 조사 영역(a) 중 손상 임계값보다 큰 에너지를 갖는 영역이 대상체(9)의 커팅 예정 부분에 위치(도달)할 수 있도록 제1 레이저를 조사할 수 있다. 레이저 광원(8)은 이러한 제1 레이저 조사가 이루어지도록 제1 미리 설정된 위치에서 제1 레이저를 조사할 수 있다.

이러한 S100 단계에 의하면, 서로 인접(이웃)해 있던 부분이 커팅되기 때문에, 레이저 가공시 발생되는 열 및 증기가 막혀 외부로 빠져나갈 수 없어 도 4를 참조하면, 커팅면(91)에 버닝이 발생될 수 있다. 버닝은 다양한 형태로 발생될 수 있는데, 도 4를 참조하면, 커팅면(91)으로부터 커팅면(91)의 반대 방향(외측)으로 돌출부가 하나 이상 발생하는 형태로 버닝이 발생될 수 있다.

또한, 도 1 및 도 5를 참조하면, 본 대상체 가공 방법은 S100 단계에서 발생된 대상체(9)의 커팅면(91)에 제2 레이저를 조사하여 커팅면(91)에 발생된 버닝을 제거하는 단계(S300)를 포함한다.

제2 레이저는 펄스 에너지(에너지)가 제1 레이저의 펄스 에너지보다 작을 수 있다. 이는, 제1 레이저는 대상체(9)의 커팅을 위한 것이므로 대상체(9)의 손상 임계값보다 크게 설정될 수 있는 반면, 제2 레이저는 대상체(9)의 커팅이 아니라 클리닝을 위한 것이므로, 대상체(9)의 손상 임계값보다 작게 설정될 수 있기 때문이다.

또한, S300 단계는S100 단계에서 제1 레이저를 조사한 광원(8)으로 제2 레이저를 조사할 수 있다. 이를 위해, S100 단계와 S300 단계 사이에는 광원(8)이 제2 레이저를 조사하도록 광원(8)의 설정을 조정하는 단계가 수행될 수 있다. 예를 들어, 광원(8)의 설정을 조사하는 단계는 광원(8)이 조사하는 레이저의 펄스 에너지가 제2 레이저의 펄스 에너지에 대응되도록, 펄스 에너지를 낮출 수 있다.

또한, 제2 레이저의 조사 영역의 적어도 일부는 에너지(펄스 에너지)가 커팅면(91)의 클리닝을 위한(버닝을 제거하기 위한) 최소 임계값(cleaning threshold energy)보다 커야 하고, 대상체(9)의 손상 임계값(substrate damage threshold energy)보다는 작을 수 있는데, 클리닝을 위한 최소 임계값과 대상체(9)의 손상 임계값 사이의 값(사이의 영역)이의 에너지를 갖는 부분이 최적 클리닝 영역(optimum cleaning region)일 수 있다. 이에 따라, 제2 레이저의 에너지 분포의 영역 중 최적 클리닝 영역에 해당하는 영역 내에 위치하는 부분이 클리닝될 수 있다. 다시 말해, 제2 레이저가 조사되면, 제2 레이저의 조사 영역 모두에서 클리닝이 이루어지는 것이 아니라, 조사 영역 중 최적 클리닝 영역에서 클리닝이 이루어질 수 있다.

이 점을 고려하면, 도 6 및 도 7을 참조하면, 본 대상체 가공 방법은 S100 단계와 S300 단계 사이에, 커팅면(91)이 제2 레이저의 조사 영역 중 미리 설정된 영역 내에 위치하도록 제2 레이저의 광원(8)의 위치를 이동시키는 단계(S500)를 포함할 수 있다.

이를 테면, S500 단계는, 대상체(9)의 일면에 커팅면(91)이 형성된 경우, 광원을 타측으로 이동시킬 수 있다. 이는 최적 클리닝 영역은 제2 레이저의 조사 영역 중 중심부에 형성될 수 있는데, 도 7을 참조하면, S100 단계 수행시 및 수행 직후 S100 단계 수행에 따라 형성된 버닝이 제1 레이저의 조사 영역의 중심부의 중심을 지나는 가상의 라인(A)으로부터 벗어나 있을 수 있다. 이에 따라, S500 단계는 커팅면(91)에 형성된 돌출된 것들의 적어도 일부가 바로 이 제2 레이저의 조사 영역의 중심부(최적 클리닝 영역) 내로 위치하게(제2 레이저의 조사 영역의 중심부의 중심을 지나는 가상의 라인(B)이 돌출된 것들을 지나가게) 하기 위함일 수 있다.

전술한 본원의 설명은 예시를 위한 것이며, 본원이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본원의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본원의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본원의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

9: 대상체
91: 커팅면
8: 광원

Claims (6)

1. 대상체 가공 방법에 있어서,
   광원으로 상기 대상체의 상측에서 하측으로 제1 레이저를 직진시켜 조사하여 대상체를 상기 제1 레이저로 커팅하는 단계; 및
   상기 커팅하는 단계에서 발생된 대상체의 커팅면에 상기 제1 레이저를 조사한 후 수평 이동한 동일한 상기 광원으로 상기 대상체의 상측에서 하측으로 제2 레이저를 직진시켜 조사하여 상기 커팅면에 발생된 버닝을 제거하는 단계를 포함하되,
   상기 커팅하는 단계와 상기 버닝을 제거하는 단계 사이에,
   상기 커팅면이 상기 제2 레이저의 조사 영역 중 미리 설정된 영역 내에 위치하도록 상기 제2 레이저의 상기 광원의 위치를 이동시키는 단계를 더 포함하고,
   상기 버닝의 적어도 일부는 상기 커팅면이 향하는 방향을 향해 돌출되고,
   상기 버닝을 제거하는 단계는, 상기 커팅면이 향하는 방향을 향해 돌출되는 버닝이 제거되도록, 상기 제2 레이저를 상기 커팅면이 향하는 방향에 수직하게 상기 대상체의 상측에서 하측으로 조사하며,
   상기 제2 레이저의 조사 영역의 적어도 일부는 상기 버닝을 제거하기 위한 최소 임계값 보다는 크고 대상체의 손상 임계값보다 작은 에너지를 가지며,
   상기 제2 레이저의 광원 위치를 이동시키는 단계는, 상기 제2 레이저의 조사 영역 중 상기 버닝을 제거하기 위한 최소 임계값 보다는 크고 대상체의 손상 임계값보다 작은 에너지를 갖는 영역에 상기 커팅면이 향하는 방향을 향해 돌출되는 버닝이 위치하도록 상기 제2 레이저의 광원 위치를 수평 방향으로 이동시키고,
   상기 버닝을 제거하는 단계에서, 상기 광원은, 상기 커팅면이 향하는 방향을 향해 돌출되는 버닝이 상기 제2 레이저의 조사 영역 중 상기 버닝을 제거하기 위한 최소 임계값 보다는 크고 대상체의 손상 임계값보다 작은 에너지를 갖는 영역에 위치하게 구비되는 것인, 대상체 가공 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 레이저는 펄스 에너지가 상기 제1 레이저의 펄스 에너지보다 작은 것인, 대상체 가공 방법.
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