KR20040017248A - 취성재료기판의 스크라이브 장치 - Google Patents

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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

취성재료기판의 스크라이브 예정라인을 따르는 방향으로 복수의 강도분포의 피크를 갖도록 복수의 레이저 스폿을 형성하고, 복수의 레이저 스폿 사이의 간격 및 레이저 스폿의 강도분포의 피크 간격을 스크라이브 라인을 형성하는 취성재료기판의 종류에 따라 설정한다.

Description

취성재료기판의 스크라이브 장치{SCRIBING DEVICE FOR FRAGILE MATERIAL SUBSTRATE}
한 쌍의 글래스 기판을 접합시킨 FPD는, 각각이 큰 치수의 한 쌍의 머더 글래스 기판(mother glass 基板)을 서로 접합시킨 후에 소정의 크기가 되도록 절단되어 제조된다. 머더 글래스 기판을 절단할 때에는, 머더 글래스 기판에 미리 커터(cutter)에 의하여 스크라이브 라인(scribe line)이 형성된다. 커터에 의하여 스크라이브 라인을 형성할 때 또는 스크라이브 라인을 형성한 후에 글래스 기판을 절단할 때에 미세한 글래스 가루 및 글래스 컬릿(glass cullet)이 발생하여 여러 가지의 불량을 일으키는 경우가 있었다.
커터를 이용하여 스크라이브 하여 절단할 때의 미세한 글래스 가루및 글래스 컬릿의 발생을 피하기 위하여, 최근에는 스크라이브 라인을 형성하기 위하여 레이저 빔(laser beam)을 사용하는 방법이 실용화되어 있다. 레이저 빔을 사용하여 글래스 기판에 스크라이브 라인을 형성하는 방법에서는, 도5에 나타나 있는 바와 같이 글래스 기판50에 대하여 레이저 발진장치(laser 發振裝置)61로부터 레이저 빔이 조사(照射)된다. 레이저 발진장치61로부터 조사되는 레이저 빔은, 글래스 기판50 상에 형성되는 스크라이브 예정라인(scribe 豫定 line)을 따르는 길이가 긴 타원 형상의 레이저 스폿(laser spot)LS를 글래스 기판50 상에 형성시킨다. 글래스 기판50과 레이저 발진장치61로부터 조사되는 레이저 빔은 레이저 스폿의 길이방향을 따라 상대적으로 이동된다.
글래스 기판50은, 레이저 빔에 의하여 글래스 기판50이 용융(溶融)되는 온도, 즉 글래스 기판의 연화점(軟化點)보다 낮은 온도로 가열된다. 이에 따라 레이저 스폿LS가 조사된 글래스 기판50의 표면은 용융되지 않고 가열된다.
또한 글래스 기판50의 표면에 있어서의 레이저 빔의 조사영역의 근방에는, 스크라이브 라인이 형성되도록 냉각수 등의 냉각매체(冷却媒體)가 냉각노즐(冷却 nozzle)62로부터 분사되도록 되어 있다. 레이저 빔이 조사되는 글래스 기판의 표면에는, 레이저 빔에 의한 가열에 의하여 압축응력(壓縮應力)이 발생한 후에 냉각매체가 분사(噴射)됨으로써 인장응력(引張應力)이 발생한다. 이와 같이 압축응력이 발생한 영역에 근접하여 인장응력이 발생하기 때문에 양쪽 영역 사이에 각각의 응력에 의거하는 응력구배(應力勾配 : stress gradient)가 발생하여 글래스 기판50에는, 글래스 기판50의 끝 부분에 미리 형성된 컷 라인(cut line)으로부터 스크라이브 예정라인을 따라 글래스의 두께 방향의 수직크랙(垂直 crack)BC가 진전되어 스크라이브 라인이 형성된다.
이렇게 하여 글래스 기판50의 표면에 형성되는 수직크랙은 미세하여 보통 육안(肉眼)으로는 볼 수 없기 때문에 블라인드 크랙(blind crack)BC라고 불리어지고 있다.
도6은 레이저 스크라이브 장치에 의하여 스크라이브 되는 글래스 기판50 상의 빔의 조사 상태를 나타내는 모식적인 사시도이고, 도7은 그 글래스 기판50 상의 물리적인 변화상태를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
레이저 발진장치61로부터 발진된 레이저 빔LB은 글래스 기판50의 표면에 타원 형상의 레이저 스폿LS를 형성한다. 레이저 스폿LS는, 예를 들면 장경(長徑)b가 30.0mm, 단경(短涇)a가 1.0mm의 타원형상으로 되어 있고, 형성되는 스크라이브 라인의 방향과 장축(長軸)이 일치하도록 조사된다.
이 경우에 글래스 기판50에 형성되는 레이저 스폿LS는, 외주(外周) 가장자리부의 빔 강도(beam 强度)가 중앙부의 빔 강도보다 커지도록 되어 있다. 따라서 스크라이브 예정라인 상에 위치하는 장축 방향의 각 끝 부분에 있어서 빔 강도가 각각 최대가 되고, 각 끝 부분 사이에 있는 레이저 스폿LS의 중앙 부분의 빔 강도는 각 끝 부분에 있어서의 빔 강도보다 작아지도록 되어 있다.
글래스 기판50은 레이저 스폿LS의 장축 방향을 따라 상대적으로 이동하도록 되어 있고, 따라서 글래스 기판50은, 스크라이브 예정라인을 따라 레이저 스폿LS의 일방(一方)의 끝 부분에 있어서의 큰 빔 강도에 따라 가열된 후에 레이저 스폿LS의 중앙부의 작은 빔 강도에 따라 가열되고 또한 그 후에 큰 빔 강도에 따라 가열된다. 그리고 그 후에 레이저 스폿LS의 끝 부분이 조사되는 영역에 대하여, 예를 들면 레이저 스폿LS의 장축 방향으로 2.5mm의 간격L을 두고 스크라이브 예정라인 상의 냉각 포인트(冷却 point)CP에 냉각노즐62로부터 냉각수가 분사된다.
이에 따라 레이저 스폿LS와 냉각 포인트CP 사이의 영역에 온도구배(溫度勾配 : temperature gradient)가 발생하여 냉각 포인트CP에 대하여 레이저 스폿LS와는 반대측의 영역에 큰 인장응력이 발생한다. 그리고 이 인장응력을 이용하여 글래스 기판50의 끝 부분에 휠 커터(wheel cutter)35에 의하여 형성되는 컷 라인으로부터 블라인드 크랙BC가 스크라이브 예정라인을 따라 진전된다.
글래스 기판50은 타원 형상의 레이저 스폿LS에 의하여 가열된다. 이 경우에 글래스 기판50은 레이저 스폿LS의 일방의 끝 부분에 있어서의 큰 빔 강도에 의하여 그 표면으로부터 열이 수직방향을 따라 내부로 전달되지만, 레이저 빔이 글래스 기판50에 대하여 상대적으로 이동함으로써 레이저 스폿LS의 끝 부분에 의하여 가열된 부분은, 레이저 스폿LS의 중앙부에 있어서의작은 빔 강도에 따라 가열된 후에 다시 레이저 스폿LS의 끝 부분에 있어서의 큰 빔 강도에 따라 가열된다.
이와 같이 글래스 기판50의 표면에 있어서는, 최초에 큰 빔 강도에 따라 가열된 부분은, 그 후에 작은 빔 강도에 따라 가열되고 있는 사이에 그 열이 글래스 기판의 내부로 확실하게 전도(傳導)된다. 또한 글래스 기판50의 표면이 큰 빔 강도에 따라 계속하여 가열되는 것이 방지되어 글래스 기판50 표면의 용융이 방지된다. 그 후에 다시 큰 빔 강도에 따라 글래스 기판50이 가열되어 글래스 기판50의 내부를 확실하게 가열하도록 하면 글래스 기판50의 표면 및 내부에 압축응력이 발생한다.
그리고 이러한 시간이 경과한 후에 압축응력이 발생한 영역 근방의 냉각 포인트CP에 냉각수가 분사됨으로써 인장응력이 발생한다. 레이저 스폿LS에 의한 가열영역에 압축응력이 발생하고 냉각수에 의한 냉각 포인트CP에 인장응력이 발생하면, 레이저 스폿LS와 냉각 포인트CP 사이의 열확산영역(熱擴散領域)HD에 발생하고 있는 압축응력에 의하여 냉각 포인트CP에 대하여 레이저 스폿과는 반대측의 영역에 큰 인장응력이 발생한다. 그리고 이 인장응력을 이용하여 글래스 기판50의 끝 부분에 휠 커터35에 의하여 형성된 컷 라인으로부터 블라인드 크랙BC가 스크라이브 예정라인을 따라 진전된다.
또한 레이저 빔의 글래스 기판50에 대한 상대적인 이동속도를 저속으로 함으로써 블라인드 크랙BC(수직크랙)는 글래스 기판50의 두께 방향으로 확산(擴散)되어 글래스 기판50을 관통한 상태에서 스크라이브 예정라인을 따라진전된다(이와 같이 스크라이브 하는 것은 보통 글래스 기판50을 풀 보디 커트(full body cut)하는 것이라고 불리어진다).
상기의 종래의 예에 관한 설명에 있어서는, 글래스 기판50의 끝 부분에 휠 커터35에 의하여 형성된 컷 라인으로부터 블라인드 크랙BC가 진전되는 예를 설명하였지만, 휠 커터35에 의하여 형성되는 컷 라인은 반드시 글래스 기판50의 끝 부분이 아니더라도 좋다.
또한 블라인드 크랙BC의 형성에는 글래스 기판50에 가는 홈을 반드시 형성할 필요는 없다.
스크라이브 라인으로서의 블라인드 크랙BC가 글래스 기판50에 형성되면, 글래스 기판50은 다음의 절단공정으로 공급되어 도6의 화살표로 나타나 있는 방향인 블라인드 크랙BC의 폭(幅) 방향으로 휨 모멘트(bending moment)가 작용하도록 글래스 기판에 힘이 가해진다. 이에 따라 글래스 기판50은 블라인드 크랙BC의 라인인 스크라이브 라인을 따라 절단된다.
이러한 스크라이브 장치에서는, 글래스 기판50의 재질, 두께 등의 조건이 변경되면 레이저 빔에 의한 가열조건도 변경할 필요가 있다. 레이저 발진장치는, 발진된 레이저 빔이 글래스 기판50 상에 있어서 소정의 타원 형상의 레이저 스폿LS가 되도록 렌즈 등의 광학장치의 배치, 초점(焦點) 등이 미리 설정되어 있어 레이저 빔에 의한 가열조건을 변경하는 경우에는 글래스 기판50 표면 상에 형성되는 레이저 스폿LS의 형상도 변경시킬 필요가 있다. 그러나 레이저 스폿LS의 형상을 변경하기 위해서는, 광학장치의렌즈 등의 교환, 초점의 조정 또한 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저 모드의 조정도 필요하게 되는 등 그 조정이 용이하지 않다는 문제가 있다.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 그 목적은 글래스 기판 등의 취성재료기판에 스크라이브 라인을 형성할 때에 취성재료기판의 재질, 두께 등의 조건이 변경되는 경우에도 그 취성재료기판의 조건에 용이하게 대응할 수 있는 취성재료기판의 스크라이브 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명은, 플랫 패널 디스플레이(이하 FPD(flat panel display)라고 표기한다)에 사용되는 글래스 기판(glass 基板), 반도체 웨이퍼(半導體 wafer) 등의 취성재료기판(脆性材料基板)을 절단할 때에 사용되는 스크라이브 장치(scribe 裝置)에 관한 것이다.
도1은 본 발명에 있어서의 취성재료기판의 스크라이브 장치의 실시예의 일례를 나타내는 정면도이다.
도2는 본 발명에 있어서의 스크라이브 장치에 사용되는 레이저 발진장치 및 광학장치의 일례를 나타내는 개략적인 구성도이다.
도3(a)는 본 발명의 스크라이브 장치에 사용되는 레이저 발진장치 및 광학장치의 다른 예를 나타내는 개략적인 구성도이고, 도3(b) 및 (c)는 각각 그 장치로부터 글래스 기판으로 조사되는 레이저 스폿의 강도분포(强度分布)를 나타내는 모식도이다.
도4(a)는 본 발명의 스크라이브 장치에 사용되는 레이저 발진장치 및 광학장치의 또 다른 예를 나타내는 개략적인 구성도이고, 도4(b) 및 (c)는 각각 그 장치로부터 글래스 기판으로 조사되는 레이저 스폿의 강도분포를 나타내는 모식도이다.
도5는 레이저 빔을 사용한 스크라이브 장치의 동작을 설명하기 위한 개략도이다.
도6은 레이저 스크라이브 장치에 의한 스크라이브 라인 형성작업 중의 글래스 기판의 상태를 모식적으로 나타내는 사시도이다.
도7은 그 글래스 기판의 상태를 모식적으로 나타내는 평면도이다.
도8(a)는 도3(a) 및 도4(b)에 나타나 있는 본 발명의 스크라이브 장치에 사용되는 레이저 발진장치 및 광학장치에 의하여 글래스 기판에 형성되는 복수의 레이저 스폿을 나타내는 모식도이고, 도8(b)는 레이저 스폿의 확대도 및 강도분포도이다.
본 발명의 취성재료기판(脆性材料基板)의 스크라이브 장치(scribe 裝置)는, 취성재료기판의 표면에 있어서의 스크라이브 라인(scribe line)의 형성이 예정되는 영역을 따라 그 취성재료기판의 연화점(軟化點)보다 낮은 온도의 조사 스폿(照射 spot)이 형성되도록 레이저 빔(laser beam)을 연속 또는 고속으로 단속적(斷續的)으로 조사하면서, 그 레이저 스폿의 근방 영역을 연속하여 냉각함으로써 스크라이브 예정라인(scribe 豫定 line)을 따라 수직크랙(垂直 crack)이 형성되는 취성재료기판의 스크라이브 장치로서, 동일한 파장(波長) 또는 파장이 다른 레이저 빔을 발생시키는 복수의 레이저 발진기(laser 發振器)로부터 발진되는 레이저 빔이, 취성재료기판에 복수의 조사 스폿이 형성되도록 레이저 빔의 주사속도(走査速度)나 주사경로(走査經路)를 고속으로 조정한 상태에서 취성재료기판에 조사되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 복수의 레이저 스폿이 복수의 강도분포(强度分布)의 피크(peak)를 갖는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 복수의 레이저 스폿의 강도분포가 비가우스 모드(非 gauss mode)인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 취성재료기판의 스크라이브 장치는, 취성재료기판의 표면에 있어서의 스크라이브 라인의 형성이 예정되는 영역을 따라 그 취성재료기판의 연화점보다 낮은 온도의 조사 스폿이 형성되도록 레이저 빔을 연속 또는 고속으로 단속적으로 조사하면서, 그 레이저 스폿의 근방 영역을 연속하여 냉각함으로써 스크라이브 예정라인을 따라 수직크랙이 형성되는 취성재료기판의 스크라이브 장치로서,
복수의 레이저 발진기로부터 각각 발진되는 레이저 빔이, 복수의 강도분포의 피크가 얻어지도록 합성되어 취성재료기판에 조사되는 것을 특징으로 한다.
상기 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저 빔의 강도분포가 가우스 모드(gauss mode)인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저 빔의 강도분포가 비가우스 모드인 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 취성재료기판의 스크라이브 장치는, 취성재료기판의표면에 있어서의 스크라이브 라인의 형성이 예정되는 영역을 따라 그 취성재료기판의 연화점보다 낮은 온도의 조사 스폿이 형성되도록 레이저 빔을 연속 또는 고속으로 단속적으로 조사하면서, 그 레이저 스폿의 근방 영역을 연속하여 냉각함으로써 스크라이브 예정라인을 따라 수직크랙이 형성되는 취성재료기판의 스크라이브 장치로서, 1개의 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저 빔으로부터 복수의 강도분포의 피크가 얻어지도록 일단 분할된 후에 합성되어 취성재료기판에 조사되는 것을 특징으로 한다.
상기 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저 빔의 강도분포가 가우스 모드인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저 빔의 강도분포가 비가우스 모드인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면에 의거하여 설명한다.
도1은 본 발명에 있어서의 취성재료기판(脆性材料基板)의 스크라이브 장치(scribe 裝置)의 실시예를 나타내는 개략적인 구성도이다. 이 스크라이브 장치는, 예를 들면 FPD에 사용되는 글래스 기판(glass 基板)을 절단할때에 글래스 기판50에 스크라이브 라인(scribe line)을 형성하기 위하여 사용되고, 도1에 나타나 있는 바와 같이 수평한 설치대(設置臺)11 상에 소정의 수평방향(Y방향)을 따라 왕복 이동하는 슬라이드 테이블(slide table)12를 구비하고 있다.
슬라이드 테이블12는, 수평한 상태에서 각 가이드 레일(guide rail)14, 15를 따라 슬라이드 가능하도록 설치대11의 상면에 Y방향을 따라 평행하게 배치되는 한 쌍의 가이드 레일14, 15에 지지되어 있다. 양쪽 가이드 레일14, 15의 중간부에는, 각 가이드 레일14, 15와 평행하게 볼 나사(ball screw)13이 모터(도면에는 나타내지 않는다)에 의하여 회전하도록 설치되어 있다. 볼 나사13은 정회전(正回轉) 및 역회전(逆回轉)할 수 있도록 되어 있고, 이 볼 나사13에 볼 너트(ball nut)16이 나사결합하는 상태로 설치되어 있다. 볼 너트16은, 회전하지 않도록 하기 위하여 슬라이드 테이블12에 일체적(一體的)으로 설치되어 있고, 볼 나사13의 정회전 및 역회전에 의하여 볼 나사13을 따라 양쪽 방향으로 슬라이드 한다. 이에 따라 볼 너트16과 일체적으로 부착된 슬라이드 테이블12가 각 가이드 레일14, 15를 따라 Y방향으로 슬라이드 한다.
슬라이드 테이블12 상에는 대좌(臺座)19가 수평한 상태로 배치되어 있다. 대좌19는 슬라이드 테이블12 상에 평행하게 배치되는 한 쌍의 가이드 레일21에 슬라이드 가능하게 지지되어 있다. 각 가이드 레일21은 슬라이드 테이블12의 슬라이드 방향인 Y방향과 직교하는 X방향을 따라 배치되어 있다. 또한 각 가이드 레일21 사이의 중앙부에는, 각 가이드 레일21과 평행하게 볼 나사22가 배치되어 있고, 볼 나사22가 모터23에 의하여 정회전 및 역회전하도록 되어 있다.
볼 나사22에는 볼 너트24가 나사결합하는 상태로 설치되어 있다. 볼 너트24는, 회전하지 않도록 하기 위하여 대좌19에 일체적으로 설치되어 있고, 볼 나사22의 정회전 및 역회전에 의하여 볼 나사22를 따라 양쪽 방향으로 이동한다. 이에 따라 대좌19가 각 가이드 레일21을 따라 X방향으로 슬라이드 한다.
대좌19 상에는 회전기구(rotation mechanism)25가 설치되어 있고, 이 회전기구25 상에 절단 대상인 글래스 기판50이 재치(載置)되는 회전 테이블(rotation table)26이 수평한 상태로 설치되어 있다. 회전기구25는, 수직방향을 따르는 중심축(中心軸)을 중심으로 하여 회전 테이블26을 회전시키도록 되어 있다. 회전 테이블26 상에는, 글래스 기판50이 예를 들면 흡인 척(suction chuck)에 의하여 고정된다.
회전 테이블26의 상방에는, 회전 테이블26과는 적당한 간격을 두고 지지대(支持臺)31이 배치되어 있다. 이 지지대31은 수직상태로 배치되는 광학 홀더(optical holder)33의 하단부에 수평한 상태로 지지되어 있다. 광학 홀더33의 상단부는 설치대11 상에 설치되는 부착대32의 하면에 부착되어 있다. 부착대32 상에는, 레이저 빔(laser beam)을 발진하는 레이저 발진기(laser oscillator)34가 설치되어 있다.
레이저 발진장치34는 레이저 발진기로부터 조사(照射)되는 레이저 빔을 광학 홀더33 내에 지지되는 광학장치로 조사한다.
광학 홀더33의 하단부에 부착된 지지대31에는, 글래스 기판50의 끝면부에 컷 라인(cut line)을 형성하는 휠 커터(wheel cutter)35가 설치되어 있다. 이 휠 커터35는, 글래스 기판50으로 조사되는 레이저 빔의 길이방향의 끝 부분에 대하여 적당한 간격을 두고 또한 레이저 빔의 길이방향을 따르는 선(線) 모양을 따라 배치되어 있고, 팁 홀더(tip holder)36에 의하여 승강(昇降)시킬 수 있도록 지지되어 있다.
또한 지지대31에는, 광학 홀더33에 근접하여 냉각노즐(cooling nozzle)37이 설치되어 있다. 이 냉각노즐37로부터는 냉각수, He가스, N2가스, CO2가스 등의 냉각매체가 글래스 기판50으로 분사(噴射)되도록 되어 있다. 냉각노즐37에서 분사되는 냉각매체(冷却媒體)는 광학 홀더33으로부터 글래스 기판50으로 조사되는 레이저 스폿(laser spot)의 길이방향의 끝 부분에 근접하는 위치에 분사된다.
또한 부착대32에는, 글래스 기판50에 미리 각인(刻印)된 얼라인먼트 마크(alignment mark)를 촬영하는 한 쌍의 CCD카메라38, 39가 설치되어 있고, 각 CCD카메라38, 39에 의하여 촬영된 화상(畵像)을 표시하는 모니터(monitor)28, 29가 부착대32 상에 각각 설치되어 있다.
도2는 레이저 발진장치34 및 광학 홀더33 내에 설치되는 광학장치의개략적인 구성도이다. 레이저 발진장치34는, 1개의 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진기34a를 구비하고 있고, 이 레이저 발진기34a로부터 발진되는 레이저 빔이 X축 갈바노미러(X軸 galvanomirror)34b, Y축 갈바노미러34c 및 광학 홀더33 내에 배치된 f-θ렌즈33a를 통하여 글래스 기판50에 조사되도록 되어 있다.
X축 갈바노미러34b는 고속으로 회전하고 있고, 레이저 발진기34a로부터 조사되는 레이저 빔을 고속으로 주사(走査)하여 Y축 갈바노미러34c를 향하여 반사시키고 있다. 또한 Y축 갈바노미러34c도 마찬가지로 고속으로 회전하고 있고, X축 갈바노미러34c로부터 조사되는 레이저 빔을 고속으로 주사하여 글래스 기판50을 향하여 반사시키고 있다. 그리고 Y축 갈바노미러34c에서 반사된 레이저 빔이 f-θ렌즈33a를 통하여 글래스 기판50 상으로 조사된다.
f-θ렌즈33a를 통하여 글래스 기판50 상으로 조사되는 레이저 빔은, X축 갈바노미러34b 및 Y축 갈바노미러34c의 각각의 회전속도에 의거하여 Y축 방향 및 X축 방향을 따르는 타원 형상의 레이저 스폿LS1 및 LS2를 각각 형성한다.
상기의 Y축 갈바노미러34c에서 반사된 레이저 빔에 사용되는 렌즈는 f-θ렌즈에 한하지 않는다.
각 레이저 빔LS1과 LS2의 간격은, X축 갈바노미러34b 및 Y축 갈바노미러34c의 각각의 회전속도를 조정함으로써 변경된다. 그리고 X축 방향을 따르는 타원 형상LS2에 근접한 위치에 냉각노즐37로부터 냉각수가 분사된다.
이러한 스크라이브 장치에 의하여 글래스 기판50을 스크라이브 하는 경우에는, 우선, 소정의 크기로 절단되는 글래스 기판50이 스크라이브 장치의 회전 테이블26 상에 재치되어 흡인수단(吸引手段)에 의하여 고정된다. 그리고 CCD카메라38, 39에 의하여 글래스 기판50에 형성된 얼라인먼트 마크가 촬영된다. 촬영된 얼라인먼트 마크는 모니터28, 29로 표시되고, 그 표시에 의거하여 글래스 기판50이 소정의 위치에 위치결정된다.
광학 홀더33의 하단에 위치하는 지지대31에 대하여 위치결정된 글래스 기판50에 레이저에 의한 스크라이브가 실시된다. 글래스 기판50을 스크라이브 할 때에는, 광학 홀더33으로부터 글래스 기판50의 표면으로 조사되는 각 레이저 스폿LS1 및 LS2이 글래스 기판50의 스크라이브 예정라인(scribe 豫定 line) 상에 형성된다. 회전 테이블26의 위치결정은, 슬라이드 테이블12의 슬라이드, 대좌19의 슬라이드 및 회전기구25에 의한 회전 테이블26의 회전에 의하여 이루어진다.
회전 테이블26이 지지대31에 대하여 위치결정되면, 회전 테이블26이 X방향을 따라 슬라이드 되어 글래스 기판50의 끝 부분이 휠 커터35에 대향(對向)하게 된다. 그리고 휠 커터35가 하강되어 글래스 기판50의 끝 부분에 스크라이브 예정라인을 따라 컷 라인이 형성된다.
그 후에 회전 테이블26이 스크라이브 예정라인을 따라 X방향으로 슬라이드 되면서 레이저 발진장치34로부터 레이저 빔이 발진됨과 동시에 냉각노즐37로부터 냉각매체, 예를 들면 냉각수가 압축에어(壓縮 air)와 함께 분사된다.
레이저 발진장치34로부터 발진되는 레이저 빔에 의하여 글래스 기판50 상에는, 글래스 기판50의 주사방향을 따라, Y축 방향을 따라 길이가 긴 타원 형상의 레이저 스폿LS1과 X축 방향을 따라 길이가 긴 타원 형상의 레이저 스폿LS2가 미리 설정된 소정의 거리만큼 떨어져서 형성된다. 그리고 그 레이저 스폿LS2에 대하여 글래스 기판50의 이동방향과는 반대측에 소정의 간격을 두는 영역에 냉각수가 분사된다. 이에 따라 글래스 기판50에 블라인드 크랙(blind crack)이 스크라이브 라인으로서 형성된다.
스크라이브 라인으로서의 블라인드 크랙이 글래스 기판50에 형성되면, 글래스 기판50은 다음의 절단공정으로 공급되어 스크라이브 라인의 폭(幅) 방향으로 휨 모멘트(bending moment)가 작용하도록 글래스 기판에 힘이 가하여진다. 이에 따라 글래스 기판50은 스크라이브 라인을 따라 절단된다.
스크라이브 장치에 의하여 스크라이브 라인이 형성되는 글래스 기판50의 종류가 변경되면, 레이저 발진장치34에 있어서의 X축 갈바노미러34b 및 Y축 갈바노미러34c의 회전속도가 각각 조정되어 레이저 빔에 의하여 글래스 기판50의 표면에 형성되는 레이저 스폿LS1과 LS2의 간격이 조정된다.
또한 X축 갈바노미러34b와 Y축 갈바노미러34c에 의하여 레이저 빔의 주사패턴(走査 pattern)을 변화시킴으로써 레이저 스폿LS1과 LS2의 각각의 장축(長軸) 방향을 따르는 강도분포(强度分布)에 복수의 피크(peak)를 갖게 할 수 있다.
이들로부터 레이저 스폿LS1과 LS2의 간격 및 각각의 강도분포의 상태가 글래스 기판50의 재질 등의 종류에 적당한 상태로 되어 레이저 빔이 글래스 기판50에 조사되기 때문에, 글래스 기판50은 그 내부에 걸쳐 블라인드 크랙이 깊게 형성되기 위하여 필요로 되는 상태까지 확실하게 가열된다.
또한 X축 갈바노미러34b와 Y축 갈바노미러34c에 의하여 레이저 빔의 주사패턴을 변화시킴으로써 복수의 레이저 스폿LS2를 직렬(直列)로 소정의 간격으로 형성하고, 형성된 복수의 레이저 스폿의 강도분포의 상태를 여러 가지로 설정할 수 있다.
바람직하게는, 복수의 레이저 스폿LS2에 형성되는 복수의 강도분포의 피크를 일직선 상으로 형성함으로써 글래스 기판50에 재질 등의 종류에 따라 더 적응한 상태로 할 수 있어 블라인드 크랙을 깊게 형성하기 위한 조건설정이 용이하게 된다.
상기한 바와 같이 레이저 빔의 주사속도(走査速度)나 주사경로(走査經路)를 고속으로 조정함으로써 복수의 레이저 스폿이 형성된다. 이들 복수의 레이저 스폿은 마치 멀티모드(multi mode)의 레이저 스폿과 같이 글래스 기판50에 형성된다.
글래스 기판50이 두꺼운 경우 또는 열전도율(熱傳導率)이 낮은 경우에는, 레이저 스폿LS1과 LS2의 간격은 작게 설정되고 또한 LS2가 복수일 때에는 LS2 상호간의 간격은 작게 설정되고 또한 X축을 따르는 레이저 스폿의 강도분포의 피크 간격도 작게 설정된다. 반대로 글래스 기판50이 얇은 경우 또는 열전도율이 높은 경우에는, 레이저 스폿LS1과 LS2의 간격은 크게 설정되고 또한 LS2가 복수일 때에는 LS2 상호간의 간격은 크게 설정되고 또한 X축을 따르는 복수의 레이저 스폿의 강도분포의 피크 간격도 크게 설정된다.
이와 같이 스크라이브 되는 글래스 기판50의 재질 등의 조건이 변경된 경우에도 글래스 기판으로 조사되는 레이저 빔을 그 글래스 기판50에 적당한 상태로 용이하게 변경할 수 있기 때문에 각종 조건의 글래스 기판에 대하여 용이하게 대응할 수 있다.
레이저 스폿LS1은 스폿 전체가 균일한 강도분포가 되도록 형성된다. 또는 레이저 스폿LS1은 스크라이브 예정라인을 사이에 두고 2개의 강도분포의 피크를 가지도록 Y축을 따라 형성하는 것이 바람직하다.
이에 따라 스크라이브 예정라인에는, 이 라인의 양측으로부터 압축(壓縮)의 응력(應力)이 가해져서 레이저 스폿LS1에 의하여 글래스 기판50 상의 스크라이브 예정라인으로 가열할 때에 블라인드 크랙과는 다른 이상한 균열(龜裂)이 글래스 기판50의 끝 부분 등으로부터 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기의 설명에 있어서는 도2에 나타나 있는 바와 같은 레이저 발진장치34a와 광학장치를 구비하고, 레이저 발진장치34a로부터 1개의 레이저 빔을 발진하는 레이저 발진장치34와 광학 홀더33을 구비하는 스크라이브 장치의경우에 대하여 설명하였지만, 복수의 레이저 발진장치와 이에 대응하는 복수의 광학 홀더를 구비하고, 복수의 광학 홀더에 도2에 나타나 있는 바와 같은 광학장치가 설치되어 있는 스크라이브 장치이더라도 좋다.
이와 같이 복수의 레이저 발진장치와 복수의 광학 홀더를 구비함으로써 복수의 다른 파장(波長)을 갖는 레이저 빔을 글래스 기판50 상에 조사할 수 있다. 보통, 재료에는 빛을 흡수하는데 최적(最適)의 빛의 파장영역이 있고, 이 파장영역에 가까운 레이저 빔을 재료에 조사하면 재료의 내부까지 짧은 시간에 가열된다. 따라서 취성재료기판의 빛의 흡수파장에 가까운 레이저 빔을 조사함으로써 블라인드 크랙이 형성되기 쉬워진다.
다양한 취성재료기판의 절단에 최적의 블라인드 크랙의 라인을 형성하기 위해서는 취성재료기판에 형성되는 복수의 레이저 스폿의 간격, 복수의 레이저 스폿의 강도분포 또한 복수의 레이저 스폿을 형성하는 레이저 빔의 파장이 최적으로 조정되는 것이 필요하다. 이 때문에 복수의 레이저 발진장치와 복수의 광학 홀더를 구비하는 스크라이브 장치가 사용된다.
또한 레이저 스폿LS1과 복수의 레이저 스폿LS2는 그 강도분포가 비가우스 모드(非 gauss mode)이더라도 좋다.
도3은 레이저 발진장치34 및 광학장치의 다른 예를 나타내는 개략적인 구성도이다. 레이저 발진장치34는 제1레이저 발진기34a 및 제2레이저 발진기34g를 구비하고 있다. 제1 및 제2의 각 레이저 발진기34a 및 34g는 각각 가우스 모드(gauss mode)의 강도분포를 구비하는 레이저 빔을 서로 평행하게 되도록 수평방향을 따라 조사한다.
제1레이저 발진기34a로부터 발진된 레이저 빔은, 이동 스테이지(移動 stage)33d에 부착된 제1반사미러(第一反射 mirror)33c에 의하여 글래스 기판50을 향하여 수직으로 반사된다. 제1반사미러33c는 이동 스테이지33d에 의하여 제1레이저 발진기34a에 대하여 접근 및 이간(離間)하는 방향으로 이동하도록 되어 있다. 이동 스테이지33d는, 스테핑 모터(stepping motor)에 의하여 이동되고, 이에 따라 제1레이저 발진기34a에 대한 제1반사미러33c의 위치가 미세하게 조정된다.
또한 제2레이저 발진기34g로부터 조사된 레이저 빔은, 제1반사미러33c의 하방의 이동 스테이지33d'에 고정된 제1반원미러(第一半圓 mirror)33f로 조사된다. 이 제1반원미러33f는, 그 상방에 배치된 제1반사미러33c에서 반사된 레이저 빔을 투과(透過)시키고 또한 제2레이저 발진기34g로부터 조사된 레이저 빔을 하방을 향하여 반사한다.
제1반원미러33f로 조사되는 제1 및 제2의 각 레이저 발진기로부터 각각 발진된 레이저 빔은, 위상(位相)이 어긋난 상태가 되어 제1반원미러33f에 있어서, 한 쌍의 강도분포의 피크를 갖는 레이저 빔에 합성된다. 이 경우에 각 강도분포의 피크 간격은, 제1반사미러33c와 제1반원미러33f의 위치를 이동 스테이지33d와 33d'에 의하여 조정함으로써 수시로 변화시켜 새롭게 설정할 수 있다.
이렇게 하여 제1반원미러33f에 의하여 한 쌍의 강도분포의 피크를갖도록 합성된 레이저 빔은 f-θ렌즈33a를 통하여 글래스 기판50으로 조사된다.
한편 제1반원미러33f에 의하여 합성된 레이저 빔에 사용되는 렌즈는 f-θ렌즈에 한정되지 않는다.
제1반원미러33f에 의하여 합성된 레이저 빔은, 그 강도분포의 피크가 글래스 기판50의 이동방향인 X축 방향을 따르는 상태가 되도록 글래스 기판50으로 조사된다.
이러한 레이저 발진장치 및 광학장치를 구비하는 스크라이브 장치도 X축 방향을 따라 이동되는 글래스 기판50에 대하여 X축 방향을 따라 한 쌍의 강도분포의 피크를 갖는 레이저 빔이 조사되어 글래스 기판50의 표면이 가열된다. 그리고 레이저 빔의 조사에 의하여 가열된 부분에 근접한 글래스 기판50의 표면에 냉각매체가 분사됨으로써 글래스 기판에 스크라이브 라인으로서의 블라인드 크랙이 형성된다.
이 경우에 스크라이브 장치에 의하여 블라인드 크랙이 형성되는 글래스 기판50의 재질이나 두께 등이 변경되면, 제1반사미러33c에 의한 제1반원미러33f에 대한 레이저 빔의 반사위치가 이동 스테이지33d 및/또는 33d'에 의하여 조정되고, 레이저 빔에 의하여 글래스 기판50의 표면에 형성되는 레이저 스폿의 강도분포의 피크 간격이 조정된다. 이에 따라 글래스 기판50의 재질 등에 적당한 상태가 된다. 이와 같이 글래스 기판50의 이동방향을 따라 한 쌍의 강도분포의 피크를 갖는 레이저 스폿이 글래스 기판50에 형성되면, 글래스 기판50의 내부에 걸쳐 블라인드 크랙을 형성하기 위하여 필요로 되는 상태까지 효과적으로 가열된다.
따라서 도3에 나타나 있는 광학장치를 구비하는 스크라이브 장치에서도 스크라이브 되는 글래스 기판50의 재질 등의 조건이 변경되는 경우에도 글래스 기판에 조사되는 레이저 빔의 각종 물리적 파라미터(parameter)를 그 글래스 기판50에 적당한 상태로 용이하게 변경할 수 있어 각종 조건이 변동하는 경우의 글래스 기판에 대해서도 용이하게 대응할 수 있다.
도3(b)는 레이저 발진기34a, 34g로부터 발진되는 레이저 빔의 강도분포가 가우스 모드일 때에 글래스 기판50에 대하여 한 쌍의 강도분포의 피크를 갖는 레이저 스폿이 얻어지는 모양을 나타내는 모식도이다.
한편 피크 사이의 거리는 이동 스테이지33d, 33d'를 조정함으로써 변화시키는 것이 가능하고, 필요한 경우에는 2개의 피크 배열순서를 변경시키는 것도 가능하다.
또한 도3(a)의 제1반사미러33c를 고속으로 여러 번 피치(pitch) 이송하여 이동시킴으로써, 도8에 나타나 있는 바와 같은 복수의 레이저 스폿을 글래스 기판50 상에 형성시킬 수 있다. 이 때에 형성되는 레이저 스폿 사이의 간격은 제1반사미러33c가 피치 이송되는 이동량이 된다. 이 이동량을 변경함으로써 스크라이브 되는 글래스 기판50의 재질 등의 조건이 변경되는 경우에도 글래스 기판으로 조사되는 복수의 레이저 빔의 간격을 그 글래스 기판50에 적당한 상태로 용이하게 변경할 수 있어 각종 조건의 글래스 기판에 대하여 용이하게 대응할 수 있다.
레이저 발진기34a와 34g로부터 발진되는 레이저 빔의 강도분포가 가우스 모드로 되어 있으면, 글래스 기판50 상에 형성되는 레이저 스폿의 외주(外周) 부분은 글래스 기판50의 가열에 바로 관여하지 않아 글래스 기판50의 가열효율이 저하될 우려가 있다. 이 때문에, 도3(c)에 나타나 있는 바와 같이 레이저 발진기34a와 34g로부터 발진되는 레이저 빔의 강도분포는 비가우스 모드로 되어 있는 것이 바람직하다.
또한 복수의 레이저 발진기와 그에 대응하는 반원미러와 반원미러를 이동시키는 수단을 도3에 나타나 있는 구성에 추가하여 33a의 렌즈를 통하여 복수의 레이저 빔을 글래스 기판50으로 조사하고, 글래스 기판50에 형성된 레이저 스폿이 글래스 기판50의 이동방향을 따라 복수의 강도분포의 피크가 얻어지는 구성으로 하는 것이 바람직하다.
또한 복수의 레이저 발진기는 다른 파장의 레이저 빔을 발진하는 것이더라도 좋다.
도4는 레이저 발진장치34 및 광학장치의 다른 예를 나타내는 개략적인 구성도이다. 이 경우에 레이저 발진장치34에는 제1레이저 발진기34a만이 설치되어 있고, 이 레이저 발진기34a로부터 발진되는 레이저 빔이 이동 스테이지33b'에 고정적으로 배치되는 제2하프미러(the second half mirror)33b로 조사되도록 되어 있다. 제2하프미러33b는 레이저 발진기34a로부터 발진되는 레이저 빔을 제1반사미러33c를 향하여 투과시키는 빔과 하방을 향하여 반사되는 빔으로 분할한다.
제2하프미러33b에 의하여 하방으로 반사되는 레이저 빔은, 제2하프미러33b의 하방에 배치되는 제2반사미러33e에 의하여 제1반원미러33f로 조사되도록 되어 있다.
그 이외의 구성은, 도3에 나타나 있는 레이저 발진장치 및 광학장치의 구성과 마찬가지로 되어 있다.
이러한 구성의 경우에는 제2하프미러33b에 의하여 분할된 레이저 빔이, 제1반원미러33f에 의하여 합성되어 f-θ렌즈33a를 통하여 글래스 기판50으로 조사되어 글래스 기판50의 표면에 한 쌍의 강도분포의 피크를 갖는 레이저 스폿이 형성된다. 레이저 스폿에 있어서의 한 쌍의 강도분포의 피크 간격은, 도3의 경우와 마찬가지로 제1반사미러33c에 의한 제1반원미러에 대한 레이저 빔의 반사위치를 이동 스테이지33d, 33d'와 33b'의 이동에 의하여 조정함으로써 적당하게 설정할 수 있다. 따라서 스크라이브 되는 글래스 기판50의 재질 등의 조건이 변경되는 경우에도 글래스 기판50으로 조사되는 레이저 빔의 강도분포와 상호간의 간격을 그 글래스 기판50에 적당한 상태로 용이하게 변경할 수 있어 각종 조건의 글래스 기판에 대하여 용이하게 대응할 수 있다.
도4(b)는 레이저 발진기34a로부터 발진되는 레이저 모드(laser mode)의 강도분포가 가우스 모드일 때에 글래스 기판50에 대하여 한 쌍의 열 에너지 피크(熱 energy peak)의 레이저 스폿이 얻어지는 모양을 나타내는 모식도이다.
한편 피크 사이의 거리는 이동 스테이지33d, 33d'와 33b'를 조정함으로써 변화시키는 것이 가능하고, 필요한 경우에는 2개의 피크 배열순서를 변경시키는 것도 가능하다.
또한 도4(a)의 제1반사미러33c를 고속으로 여러 번 피치 이송을 하여 이동시킴으로써, 도8에 나타나 있는 바와 같은 복수의 레이저 스폿을 글래스 기판50 상에 형성시킬 수 있다. 이 때에 형성되는 레이저 스폿 사이의 간격은 제1반사미러33c가 피치 이송되는 이동량이 된다. 이 이동량을 변경함으로써 스크라이브 되는 글래스 기판50의 재질 등의 조건이 변경되는 경우에도 글래스 기판으로 조사되는 복수의 레이저 빔의 간격을 그 글래스 기판50에 적당한 상태로 용이하게 변경할 수 있어 각종 조건의 글래스 기판에 대하여 용이하게 대응할 수 있다.
또 이와 같이 1개의 레이저 발진기34a로부터 발진되는 레이저 빔을 분할한 후에 합성하는 경우에는, 레이저 발진기34a로부터 발진되는 레이저 빔의 강도분포가 가우스 모드로 되어 있으면 글래스 기판50 상에 형성되는 레이저 스폿의 외주 부분은, 글래스 기판50의 스크라이브에 있어서 조사 후에 가열에 바로 관여하지 않아 글래스 기판50의 가열효율이 저하될 우려가 있다. 이 때문에, 도4(c)에 나타나 있는 바와 같이 레이저 발진기34a로부터 발진되는 레이저 빔의 강도분포는 비가우스 모드로 되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 취성재료기판의 스크라이브 장치의 기술분야에 있어서, 블라인드 크랙이 형성되는 글래스 기판 등의 취성재료기판의 종류나 두께 등이 변경되더라도 용이하게 대응할 수 있어 각종 취성재료기판에 대하여 확실하게 깊은 블라인드 크랙을 형성할 수 있다.

Claims (7)

  1. 취성재료기판(脆性材料基板)의 표면에 있어서의 스크라이브 라인(scribe line)의 형성이 예정되는 영역을 따라 그 취성재료기판의 연화점(軟化點)보다 낮은 온도의 조사 스폿(照射 spot)이 형성되도록 레이저 빔(laser beam)을 연속 또는 고속으로 단속적(斷續的)으로 조사하면서, 그 레이저 스폿의 근방 영역을 연속하여 냉각함으로써 스크라이브 예정라인(scribe 豫定 line)을 따라 수직크랙(垂直 crack)이 형성되는 취성재료기판의 스크라이브 장치(scribe 裝置)로서,
    동일한 파장(波長) 또는 파장이 다른 레이저 빔을 발생시키는 복수의 레이저 발진기(laser 發振器)로부터 발진되는 레이저 빔이, 취성재료기판에 복수의 조사 스폿이 형성되도록 레이저 빔의 주사속도(走査速度)나 주사경로(走査經路)를 고속으로 조정한 상태에서 취성재료기판에 조사되는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 스크라이브 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 스폿이 복수의 강도분포(强度分布)의 피크(peak)를 갖는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 스크라이브 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 레이저 스폿의 강도분포가 비가우스 모드(非 gauss mode)인 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 스크라이브 장치.
  4. 취성재료기판의 표면에 있어서의 스크라이브 라인의 형성이 예정되는 영역을 따라 그 취성재료기판의 연화점보다 낮은 온도의 조사 스폿이 형성되도록 레이저 빔을 연속 또는 고속으로 단속적으로 조사하면서, 그 레이저 스폿의 근방 영역을 연속하여 냉각함으로써 스크라이브 예정라인을 따라 수직크랙이 형성되는 취성재료기판의 스크라이브 장치로서,
    복수의 레이저 발진기로부터 각각 발진되는 레이저 빔이, 복수의 강도분포의 피크가 얻어지도록 합성되어 취성재료기판에 조사되는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 스크라이브 장치.
  5. 취성재료기판의 표면에 있어서의 스크라이브 라인의 형성이 예정되는 영역을 따라 그 취성재료기판의 연화점보다 낮은 온도의 조사 스폿이 형성되도록 레이저 빔을 연속 또는 고속으로 단속적으로 조사하면서, 그 레이저 스폿의 근방 영역을 연속하여 냉각함으로써 스크라이브 예정라인을 따라수직크랙이 형성되는 취성재료기판의 스크라이브 장치로서,
    1개의 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저 빔으로부터 복수의 강도분포의 피크가 얻어지도록 일단 분할된 후에 합성되어 취성재료기판에 조사되는 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 스크라이브 장치.
  6. 제1항, 제4항, 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저 빔의 강도분포가 가우스 모드(gauss mode)인 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 스크라이브 장치.
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 레이저 발진기로부터 발진되는 레이저 빔의 강도분포가 비가우스 모드인 것을 특징으로 하는 취성재료기판의 스크라이브 장치.
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Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1929978A (zh) * 2004-04-27 2007-03-14 三星钻石工业股份有限公司 脆性基板的垂直裂痕形成方法及垂直裂痕形成装置
JP4856931B2 (ja) * 2004-11-19 2012-01-18 キヤノン株式会社 レーザ割断方法およびレーザ割断装置
US8093530B2 (en) 2004-11-19 2012-01-10 Canon Kabushiki Kaisha Laser cutting apparatus and laser cutting method
US20090230102A1 (en) * 2005-10-28 2009-09-17 Masanobu Soyama Method for Creating Scribe Line on Brittle Material Substrate and Apparatus for Creating Scribe Line
ES2436775T3 (es) * 2007-02-28 2014-01-07 Ceramtec Gmbh Procedimiento para la producción de una pieza constructiva mediando utilización de una introducción asimétrica de energía a lo largo de la línea de separación o de rotura nominal
JP2008229716A (ja) * 2007-03-23 2008-10-02 Toray Eng Co Ltd レーザスクライブ方法および装置およびこの方法または装置を用いて割断した割断基板
JP2008264805A (ja) * 2007-04-17 2008-11-06 Disco Abrasive Syst Ltd レーザー加工装置およびウエーハの裏面に装着された接着フィルムのレーザー加工方法
JP5060880B2 (ja) * 2007-09-11 2012-10-31 三星ダイヤモンド工業株式会社 脆性材料基板の分断装置および分断方法
JP5562254B2 (ja) * 2008-12-16 2014-07-30 株式会社レミ 脆性材料の分割装置および割断方法
DE112010003736T5 (de) * 2009-08-06 2013-02-28 Applied Materials, Inc. Ritzen von quer verlaufenden ISO-Linien, verknüpfen, und vereinfachte Laser- und Scannersteuerungen
KR101102159B1 (ko) * 2009-08-06 2012-01-02 수미토모 케미칼 컴퍼니 리미티드 편광판의 제조 방법
CN102012552B (zh) * 2010-09-27 2012-08-15 江苏大学 多窗口多波长激光器光路自动调节系统
TW201301557A (zh) * 2011-06-17 2013-01-01 Univ Nat Cheng Kung 發光元件結構及其製造方法
CN102248308A (zh) * 2011-06-24 2011-11-23 广东工业大学 利用激光空化微射流进行微加工的方法
JP6721439B2 (ja) * 2016-07-11 2020-07-15 株式会社ディスコ レーザー加工装置
CN113618251A (zh) * 2021-08-04 2021-11-09 昆山燎原自动化设备有限责任公司 一种基板划线的激光加工设备

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01306088A (ja) * 1988-06-01 1989-12-11 Nippei Toyama Corp 可変ビームレーザ加工装置
JPH0639572A (ja) * 1991-01-11 1994-02-15 Souei Tsusho Kk ウェハ割断装置
JPH06234092A (ja) * 1993-02-12 1994-08-23 Nikon Corp レーザー加工装置
JPH0929472A (ja) * 1995-07-14 1997-02-04 Hitachi Ltd 割断方法、割断装置及びチップ材料
JP3164508B2 (ja) * 1996-05-22 2001-05-08 株式会社システクアカザワ 罫書き装置
JPH1034364A (ja) * 1996-07-25 1998-02-10 Souei Tsusho Kk 複数点熱源による脆性材料の割断加工方法
JPH10128567A (ja) * 1996-10-30 1998-05-19 Nec Kansai Ltd レーザ割断方法
JP3526175B2 (ja) * 1997-06-11 2004-05-10 三菱電機株式会社 レーザ加工装置
JP2000058489A (ja) * 1998-08-07 2000-02-25 Disco Abrasive Syst Ltd 被加工物の分割方法及び分割装置
US6259058B1 (en) * 1998-12-01 2001-07-10 Accudyne Display And Semiconductor Systems, Inc. Apparatus for separating non-metallic substrates
US6211488B1 (en) * 1998-12-01 2001-04-03 Accudyne Display And Semiconductor Systems, Inc. Method and apparatus for separating non-metallic substrates utilizing a laser initiated scribe
TR200201402T2 (tr) * 1999-11-24 2003-03-21 Applied Photonics, Inc. Metalik olmayan materyallerin ayrılması için yöntem ve cihaz.
JP4390937B2 (ja) * 1999-11-25 2009-12-24 三星ダイヤモンド工業株式会社 ガラス板分割方法及び装置

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