KR20120073249A - 화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 제품을 레이저 절단하기 위한 방법 - Google Patents

화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 제품을 레이저 절단하기 위한 방법 Download PDF

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Abstract

화학적으로 강화된 유리 기판(110)으로부터 제품(172)을 절단하는 방법은 레이저 소스(106)로부터 펄스 레이저 빔(108)을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 펄스 레이저 빔(108)은 상기 화학적으로 강화된 유리 기판(110)이 상기 펄스 레이저 빔(108)을 거의 투과시키는 약 1000 fs 이하의 펄스 주기 및 출력 파장을 갖는다. 상기 펄스 레이저 빔(108)은 상기 화학적으로 강화된 유리 기판(110)의 내부 신장 영역(124)과 같은 동일 수평 평면에 위치된 빔 웨이스트(109)를 형성하도록 포커스된다. 상기 빔 웨이스트(109)는 절단선(116)을 따라 제1통과로 이동되고, 상기 빔 웨이스트(109)는 상기 화학적으로 강화된 유리 기판의 에지(111)를 횡단한다. 다음에, 상기 제2통과 동안 상기 이동된 빔 웨이스트(109)보다 앞서서 절단선(116)을 따라 상기 에지(113)로부터 크랙(119)이 전파되도록 상기 빔 웨이스트(113)는 절단선(116)을 따라 제2통과로 이동된다.

Description

화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 제품을 레이저 절단하기 위한 방법{METHODS FOR LASER CUTTING ARTICLES FROM CHEMICALLY STRENGTHENED GLASS SUBSTRATES}
본 출원은 35 U.S.C.§119(e) 하에서 2009년 8월 28일 출원된 미국 가출원 제61/237,726호의 우선권의 이점을 청구한다.
본 발명은 통상 유리 기판으로부터 제품을 절단하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 제품을 레이저 절단하기 위한 방법에 관한 것이다.
얇은 화학적으로 강화된 유리 기판들은 이들의 우수한 강도 및 내손상성 때문에 가전 제품의 광범위한 애플리케이션에서 찾아볼 수 있다. 예컨대, 그와 같은 유리 기판은 이동전화에 통합된 LCD 및 LED 디스플레이, 텔레비전 및 컴퓨터 모니터와 같은 디스플레이 장치, 및 다양한 다른 전자장치를 위한 커버 시트로 사용된다. 가전제품에 사용된 그와 같은 유리 기판은 여러가지의 절단기술들을 이용하여 큰 유리 기판을 다수의 보다 작은 유리 기판으로 분할 및 분리함으로써 형성된다.
화학적으로 강화된 유리는 압축 하의 표면 및 신장 하의 내부 영역을 갖는다. 탄성 에너지는 중심 신장의 제곱에 비례하여 그 중심의 신장 영역에 저장된다. 예로서, 750 MPa 이상의 표면 압축 및 40㎛ 이상의 압축층 깊이가 화학적으로 강화된 유리에 존재한다.
높은 그리고 깊은 표면 압축층은 스크래치(scratch) 및 내손상성에는 효과적이지만, 통상의 스크라이브-앤드-밴드(scribe-and-bend) 공정에서 유리를 기계적으로 스크라이브하는 것을 어렵게 한다. 더욱이, 그러한 저장된 탄성 에너지가 충분히 높으면, 표면 압축층이 관통될 경우 그 유리는 파열식으로 깨질 것이다. 다른 예로서, 그러한 탄성 에너지의 방출은 원하는 절단선으로부터 벗어나게 하여 깨짐을 유발함으로써 유리 기판을 손상시킨다.
추가적으로, 레이저 박리를 통한 유리의 절단 또는 분리 공정은 유리 제거율이 매우 낮기 때문에 비교적 느리다. 이러한 기술에 있어서의 또다른 문제점은 열악한 에지 최종 품질이며, 이는 거의 항상 좋지않은 결점을 야기한다. 이러한 타입의 공정들은 다량의 부스러기들을 생성하는 경향이 있다. 그러한 레이저 박리 공정은 또한 레이저 스크라이빙 또는 결손을 야기하는 추가의 기계적인 절단을 필요로 한다.
스크라이브-앤드-밴드 및 레이저 박리 공정은 직선으로 비화학적으로 강화된 유리의 분리를 상당히 잘 수행하지만, 좀더 복잡한 형태의 절단을 수반하는 동작에 있어서는 한계가 있다. 더욱이, 화학적으로 강화된 유리 절단의 도전은 다른 통상의 유리 시트를 절단하는 것보다 많은 노력이 필요하다.
따라서, 화학적으로 강화된 유리 기판을 절단하기 위한 다른 대안의 방법이 필요하다.
본 발명은 화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
일 실시예에 있어서, 화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법은 레이저 소스로부터 펄스 레이저 빔을 생성하는 단계를 포함한다. 펄스 레이저 빔은 화학적으로 강화된 유리 기판이 그 펄스 레이저 빔을 거의 투과시키는 약 1000 fs 이하의 펄스 주기 및 출력 파장을 갖는다. 펄스 레이저 빔은 화학적으로 강화된 유리 기판의 내부 신장 영역과 같은 동일 수평 평면에 위치되는 빔 웨이스트(beam waist)를 형성하도록 포커스된다. 상기 빔 웨이스트는 절단선을 따라 제1통과로 이동되며, 그 빔 웨이스트는 화학적으로 강화된 유리 기판의 에지를 횡단한다. 다음에, 상기 빔 웨이스트는 화학적으로 강화된 유리 기판의 에지를 횡단하도록 절단선을 따라 제2통과로 이동되며, 제2통과 동안 상기 이동된 빔 웨이스트보다 앞서서 절단선을 따라 상기 화학적으로 강화된 유리 기판의 에지로부터 크랙이 전파된다.
다른 실시예에 있어서, 제1표면 압축층과 제2표면 압축층간 위치된 내부 신장 영역을 갖는 기판으로부터 제품을 분리하는 방법은 기판의 에지에서 시작하는 절단선을 따라 기판의 내부 신장 영역 내에 내부 압축 영역을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 내부 압축 영역의 형성은 각각 내부 압축 영역 위 및 아래에 위치된 제1 및 제2내부 신장층을 생성한다. 상기 방법은 제1 및 제2내부 신장층이 증가되도록 상기 생성된 내부 압축 영역을 가열하는 단계를 더 포함하며, 크랙이 기판의 에지로부터 시작되어 상기 내부 신장 영역을 따라 전파된다.
또다른 실시예에 있어서, 화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법은 상기 화학적으로 강화된 유리 기판이 펄스 레이저 빔을 거의 투과시키는 출력 파장을 갖는 레이저 소스로부터 펄스 레이저 빔을 생성하는 단계를 포함한다. 상기 펄스 레이저 빔은 상기 화학적으로 강화된 유리 기판의 내부 신장 영역과 같은 동일 수평 평면에 위치된 빔 웨이스트를 형성하도록 포커스된다. 상기 빔 웨이스트는 커브를 포함하는 절단선을 따라 제1통과로 이동된다. 상기 빔 웨이스트는 상기 화학적으로 강화된 유리 기판의 에지를 횡단하며, 상기 제1통과 동안 상기 이동된 빔 웨이스트의 속도는 초당 약 0.1 mm 내지 약 5 mm의 범위 내이다. 다음에, 상기 빔 웨이스트는 이 빔 웨이스트가 상기 화학적으로 강화된 유리 기판의 에지를 횡단하도록 절단선을 따라 제2통과로 이동되며, 상기 제2통과 동안 상기 이동된 빔 웨이스트의 속도는 초당 약 0.1 mm 내지 약 5 mm의 범위 내이다. 상기 제2통과 동안 상기 이동된 빔 웨이스트를 따라가는 절단선을 따라 상기 화학적으로 강화된 유리 기판의 에지로부터 크랙이 전파된다.
본 발명은 상기와 같이 화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 하나 또는 그 이상의 실시예에 따른 예시의 레이저 절단 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 2는 하나 또는 그 이상의 실시예에 따른 화학적으로 강화된 유리 기판의 내부 신장 영역에 결손 라인을 형성하는 포커스된 펄스 레이저 빔을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 하나 또는 그 이상의 실시예에 따른 포커싱 렌즈에 의해 포커스된 펄스 레이저 빔을 개략적으로 나타낸다.
도 4는 화학적으로 강화된 유리 기판의 압축층 및 내부 신장 영역을 개략적으로 나타낸다.
도 5는 화학적으로 강화된 유리 기판 내의 압축 및 신장 스트레스를 개략적으로 나타낸다.
도 6a~6c는 하나 또는 그 이상의 실시예에 따른 절단선을 따라 제1통과의 화학적으로 강화된 유리 기판을 통해 이동되는 펄스 레이저 빔의 빔 웨이스트를 개략적으로 나타낸다.
도 7a~7c는 하나 또는 그 이상의 실시예에 따른 절단선을 따라 제2통과의 화학적으로 강화된 유리 기판을 통해 이동되는 펄스 레이저 빔의 빔 웨이스트를 개략적으로 나타낸다.
도 8a~8c는 하나 또는 그 이상의 실시예에 따른 레이저 빔의 제1 및 제2통과 동안 그리고 후의 유리 기판의 측면도를 개략적으로 나타낸다.
도 9는 하나 또는 그 이상의 실시예에 따른 커브의 절단선을 갖는 화학적으로 강화된 유리 기판을 개략적으로 나타낸다.
도 10은 하나 또는 그 이상의 실시예에 따른 절삭된 화학적으로 강화된 유리 기판을 개략적으로 나타낸다.
이제 수반되는 도면에 도시된 예인 화학적으로 강화된 유리 기판을 절단하기 위한 다양한 실시예에 대한 상세한 설명이 참조로 이루어진다. 도면에 걸쳐 가능한 한 동일한 도면참조부호가 동일한 또는 유사한 부품에 사용된다.
여기에 기술한 바와 같이, 통상 화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 제품을 절단하기 위한 방법은 유리 기판의 내부 신장 영역으로 펄스 레이저 빔의 빔 웨이스트를 포커싱하는 단계를 포함한다. 유리 기판은 예컨대 이온 교환 공정, 또는 유리 기판에 표면 압축층을 생성할 수 있는 소정의 또다른 공정에 의해 강화된다. 상기 빔 웨이스트는 제1통과의 절단선을 따라 이동되며, 상기 제1통과 동안 유리 기판의 에지를 횡단하고, 다음에 빔 웨이스트가 유리 기판의 에지를 횡단하도록 제2통과의 절단선을 따라 다시 이동된다. 상기 유리 기판으로부터 제품을 분리하기 위해 상기 이동된 빔 웨이스트보다 앞서서 유리 기판의 에지로부터 크랙이 전파된다. 이런 식으로, 여기에 기술된 실시예들은 세정 및 콘트롤 방식으로 화학적인 강화가 이루어지는 유리 기판으로부터 직선, 커브 및/또는 임의의 에지를 갖는 제품을 완벽하게 분리할 수 있다. 이하 제품을 절단하기 위한 다양한 방법의 실시예들이 좀더 상세히 기술된다.
도 1 및 2를 참조하여, 벌크(bulk)의 유리 기판(110)에 펄스 레이저 빔(108)을 포커싱함으로써 화학적으로 강화된 유리 기판(110)으로부터 제품(예컨대, 직사각형 제품 170 및 172)을 절단하기 위한 예시의 시스템을 기술한다. 통상 상기 시스템(108)은 자외선 스펙트럼 범위에서 근적외선 스펙트럼 범위까지의 넓은 스펙트럼 중심 근방의 파장을 갖는 펄스 레이저 빔(108)을 방출할 수 있는 레이저 소스(106), 유리 기판(110) 쪽으로 상기 펄스 레이저 빔(108)을 지향 및 포커스하기 위한 미러(154) 및 포커싱 렌즈(1045), 및 x, y, 및 z축을 따라 상기 유리 기판을 이동시키기 위한 3-축 이동 어셈블리(156)를 포함한다. 상기 레이저 소스(106)는 극초단 펄스 레이저 빔(108)을 생성할 수 있다. 레이저 소스(106)를 예시한 것으로 한정하지 않으며, 그러한 레이저 소스(106)는 1 kHz에서 약 50 fs의 반치전폭(FWHM; full width half maximum) 주기, 약 1 W의 전력, 및 약 6 mm의 레이저 빔 직경을 갖는 펄스 레이저 빔을 방출한다.
렌즈 및 광 감쇠기 어셈블리(150)는 펄스 레이저 빔(108)을 수신하고 그 빔의 조준 및 광 파워를 조절하기 위해 시스템(100)에 통합된다. 또한, 유리 기판(110)에 불필요한 노출 및 레이저 손상을 방지하기 위해 펄스 레이저 빔(108)을 광학적으로 차단하는데 빔 셔터(152)가 사용된다. 상기 펄스 레이저 빔(108)은 상기 빔 셔터(152)를 통과한 후 포커싱 렌즈(104) 쪽으로 지향한다. 포커싱 렌즈(104)는 유리 기판(110)의 표면 아래에 위치된 스폿 또는 작은 빔 웨이스트(예컨대, 도 2의 제1표면(115) 아래에 위치된 빔 웨이스트(109))에 상기 펄스 레이저 빔(108)을 포커스하도록 구성된다. 일 실시예에 있어서, 포커싱 렌즈(104)는 대구경(예컨대, 1.26＜NA＜0.42)의 근적외선 대물렌즈(예컨대, 절단 공정의 파라미터에 따라 10X, 20X 또는 50X)가 될 것이다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 유리 기판(110)은 x, y 및 z축으로 유리 기판(110)을 이동시키도록 구성된 3-축 이동 어셈블리(156)에 의해 지지된다. 다른 실시예에서, 상기 유리 기판(110)은 정지상태를 유지하고 상기 펄스 레이저 빔은 이동할 수 있다는 것에 주목하자. 예컨대, 미러(154) 및 포커싱 렌즈(104)는 상기 펄스 레이저 빔(108)이 x, y 및 z축을 따라 유리 기판(110)에 대해 이동되도록 구성된다. 3-축 이동 어셈블리(156)는 3차원으로 유리 기판(110)을 움직이도록 제어신호(157)를 통해 컴퓨터 콘트롤러(158)에 의해 제어된다.
유리 기판(110)의 절단은 모니터(160)에 결합된 카메라(162)에 의해 모니터된다. 카메라(162) 및 모니터(160)는 또한 유리 기판(110)의 표면에 대물렌즈의 대상 포커스(즉, 도 2의 빔 웨이스트(109))를 위치시키는데 사용된다. 빔 웨이스트(109)는 유리 기판의 에지(예컨대, 도 2의 제1에지(111)) 근처에 위치된다. 일단 대물렌즈의 포커스의 상대적 위치가 알려지면, 유리 기판(110)은 빔 웨이스트(109)를 유리 기판의 내부 신장 영역으로 위치시키기 위해 z축을 따라 이동된다(도 2 참조).
도 2에는 제1표면(115; 예컨대 상면), 제2표면(112; 예컨대 하면), 제1에지(111), 및 제2에지(113)를 갖는 화학적으로 강화된 유리 기판(110)으로부터 제품(예컨대, 직사각형 제품 170 또는 172)을 절단하는데 사용되는 실시예가 기술되어 있다. 실시예들은 예컨대 약 0.50 mm 내지 2.00 mm의 범위 내 두께와 같이 변경되는 두께의 화학적으로 강화된 유리 기판을 절단하는데 이용된다. 유리 기판(110)은 한정하지는 않지만 화학적으로 강화된 붕규산염 유리 또는 알루미노실리케이트 유리를 포함하는 다양한 유리 조성물로부터 형성된다. 여기에 기술된 방법들은 비교적 높은 열팽창계수를 갖는 유리 기판을 절단하는데 사용된다. 또한, 유리의 탄성률, 열전도성 및 두께와 같은 다른 유리 기판 특성들이 고려된다. 일반적으로, 높은 팽창계수 및 낮은 탄성률을 갖는 기판과 관련하여 여기에 기술된 방법들을 이용하면 크랙을 좀더 쉽게 전파할 수 있다.
도 4는 이온 교환 공정에 의해 화학적으로 강화된 유리 기판(110)을 개략적으로 나타낸다. 유리 기판(110)은 2개의 표면 압축층(122a, 122b) 및 내부 신장 영역(124)을 포함한다. 표면 압축층(122a, 122b)은 그들 힘을 유리 기판(110)에 제공하는 압축 스트레스 상태를 유지한다. 내부 신장 영역(124)은 그들 힘의 균형이 서로 유지되고 유리 기판이 깨지지 않도록 표면 압축층(122a, 122b)의 압축 스트레스를 보상하도록 신장 스트레스 상태 하에 있다. 도 5는 예시의 유리 기판(110)의 스트레스 프로파일을 그래픽으로 나타낸다. 나타낸 바와 같이, 유리 기판(110)은 깊이 128로 나타낸 바와 같이 층의 이온 교환 깊이(DOL)를 갖는 2개의 표면 압축층(122a, 122b)을 포함한다. 라인 126은 제로(zero) 스트레스 힘을 나타낸다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 예시의 유리 기판(110)의 표면 압축층(122a, 122b)의 스트레스 프로파일은 상당한 압축 스트레스(예컨대, 유리 기판(110)의 표면 근처에서 약 750 MPa) 상태 하에 있다. 내부 신장 영역의 중심 신장은 압축 표면 스트레스(예컨대, 약 50 MPa)의 증가에 대한 반응에 따라 증가한다. 일반적으로, 중심 신장 스트레스의 크기는 유리 분열에 영향을 주고 표면 압축 스트레스의 크기 및 DOL은 유리의 강도를 결정한다.
이하 좀더 상세히 기술하는 바와 같이, 여기에 기술한 실시예들은 벌크의 유리 기판(110) 내에 결손 라인(예컨대, 시작의 결손 라인(117))을 먼저 형성함으로써 화학적으로 강화된 유리 기판(110)으로부터 제품을 절단한다. 다시 도 2와 관련하여, 결손 라인(117)은 제1표면(115)과 제2표면(112)간 유리 기판(110) 내에 위치하는 지점 또는 빔 웨이스트(109)에 포커스되는 펄스 레이저 빔(108)에 의해 유리 기판(110)을 조사함으로써 형성된다. 유리 기판(110)이 펄스 레이저 빔(108)의 파장으로 투과되기 때문에, 손상 없이 유리 기판(110)의 표면 아래에 레이저 포커스를 위치시킬 수 있다.
여기서 재료가 레이저 빔 파장을 투과시키므로, 재료의 변화가 없거나 있어도 아주 작지만, 만약 레이저 강도가 충분히 높다면, 흡수성의 비선형 광학 효과를 유발할 것이다. 레이저 강도가 임계치 이상이면, 그 빔 웨이스트에서 다중-광자 이온화로 알려진 비선형 효과로 인해 그 유리 기판의 재료가 변형될 것이다. 다중-광자 이온화는 전자를 이온화하고 광학 브레이크다운(breakdown) 및 플라즈마 형성을 이끄는 펄스 레이저 빔에 의해 생성된 고강도의 전기자기장에 대한 유리 재료의 반응에 달려 있다. 절단선을 따라 빔 웨이스트를 이동 또는 스캐닝함으로써, 광학 브레이크다운 및 플라즈마 형성에 의해 야기되는 좁은 결손 라인이 형성되고 유리 기판으로부터 절단되는 제품의 경계선 또는 형태를 정의한다.
다중-광자 흡수화는 비선형 공정이기 때문에, 그러한 효과의 크기는 적용된 레이저 펄스의 광 강도에 의해 빠르게 변화한다. 그러한 강도는 포커싱 렌즈에 의해 제공된 빔 웨이스트를 통해 광학 펄스로 전달된 에너지 플럭스(flux)를 제공한다. 펄스 폭이 좁고 포커스된 레이저 빔의 영역이 작을 수록 그러한 강도는 더 높아진다.
도 1~3과 관련하여, 가능한 한 결손 라인(117)을 작게 제한하기 위해 그러한 레이저 소스(106), 포커싱 렌즈(104) 및 유리 기판(110) 파라미터들이 매칭될 것이다. 유리 기판(110) 내의 에너지 밀도가 높을 수록 펄스 레이저 빔(108)에 의해 생성된 전기자기장의 강도도 더 높아질 것이다. 그러한 에너지 밀도는 포커싱 렌즈(104)에 의해 제어된다. 예컨대, 작은 빔 웨이스트(109)를 제공하는 타이트한 포커스는 높은 에너지 밀도를 야기하고 따라서 높은 강도를 야기한다. 레이저 펄스 강도 I pulse 는 이하의 식 (1)로 표현된다:
Figure pct00001
(1)
여기서, P avg 는 레이저 평균 파워이고, T는 레이저 펄스들간 주기이고, t pulse 는 FWHM 펄스 주기이며, A rea 는 포커스된 레이저 빔(도 3)의 빔 웨이스트(109)에서 측정된 영역이다. 반경 r은 이하의 식으로 표현된다:
Figure pct00002
(2)
여기서, λ는 파장이고, f는 초점 길이이며, D는 펄스 레이저 빔(109)의 고유 직경이다.
레이저 소스(106) 및 초점 렌즈(104)는 절단 동작을 위한 이상적인 강도를 달성하기 위해 매칭된다. 만약 레이저 강도가 비선형 효과를 야기하는데 충분치 못하면(예컨대, 너무 큰 빔 웨이스트로 인한 낮은 에너지 밀도), 결손 라인이 형성되지 않는다. 반대로, 만약 레이저 강도가 너무 높으면, 유리 기판의 손상이 발생한다. 예컨대, 긴 포커스 깊이 및 높은 에너지 밀도는 빔 웨이스트가 벌크의 유리 기판 내에 위치됨에도 불구하고 유리 기판의 표면에 손상을 야기한다.
여기에 기술된 실시예들은 극초단의 펄스 레이저 빔을 생성할 수 있는 레이저 소스로 화학적으로 강화된 유리 기판을 성공적으로 절단하기 위해 유리 기판 내에 다중-광자 흡수화를 개시하는데 필요한 높은 강도의 자기장을 제공한다. 화학적으로 강화된 유리 기판의 기계적인 특성으로 인해, 피코초(picosecond)에서 마이크로초 범위의 펄스 폭과 같은 긴 펄스로 동작하는 레이저 또는 높은 파워의 연속파 레이저(예컨대, 10W 및 그 이상의)는 상기 화학적으로 강화된 유리 기판 내의 압축 및 신장 스트레스로 인해 그 유리를 보다 작은 조각으로 깨뜨릴 수 있는 그 유리 내에 미세-크랙을 야기하는 열영향부(선형 영역의 재료 흡수화 또는 야기된 비선형 광학 효과로 인한)를 생성한다. 열영향부는 재료와 레이저 방출간 상호작용에 의해 야기된 열 생성으로 인해 변형 또는 영향받은 벌크의 기판 내에 영역으로 규정된다.
예시일 뿐 한정하지 않는 레이저 소스는 50 fs 펄스 폭 및 0.7W의 출력 파워를 갖는 펄스 레이저 빔을 생성하도록 동작한다. 50X 대물렌즈는 2.64×1014cm2의 조사 영역을 생성하는데 사용된다. 이들 파라미터 하에서 동작하는 레이저 소스는 계산된 약 5.3×1017W/cm2의 강도를 생성한다. 예로서, 용융 실리카의 고유 브레이크다운에서의 펄스당 강도는 약 1.67×1013W/cm2이다. 따라서, 상기한 파라미터 하에서 동작된 레이저 소스는 비선형 광학 효과를 야기하고 결손 라인을 생성하기 위한 강도를 적용할 수 있다. 유사하게, 상기한 예와 같은 동일 파라미터 및 0.85W에서 동작된 레이저 소스는 약 6.43×1017W/cm2의 강도를 생성한다. 더욱이, 2.12×1017W/cm2 이상의 강도 레벨은 10X, 20X 및 50X 대물렌즈와 연계하여 상기한 파워 레벨 및 펄스 폭을 이용하여 달성된다.
펄스 레이저 빔의 펄스 폭을 증가시키는 것은 유리 기판에 제공된 강도의 레벨을 감소시킨다. 예컨대, 50X 대물렌즈로 0.7W에서 동작된 50피코초 레이저는 단지 5.30×1012W/cm2의 강도만을 생성하고, 이는 화학적으로 강화된 유리에서 비선형 광학 효과를 야기하는데 충분치 않다. 피코초 범위 또는 그 이상 범위의 펄스 폭에서 동작된 레이저 소스로 유리 기판의 충분한 분리를 가능하게 하는 결손 라인을 생성하기 위해서는, 더 작은 빔 웨이스트 또는 스폿 크기(즉, 보다 높은 배율의 대물렌즈) 및 보다 높은 파워가 필요하다.
화학적으로 강화된 유리 기판 내 열영향부의 지나친 가열은 원하는 절단선으로부터 벗어나는 크랙을 생성하거나 또는 유리를 파손시킬 수 있다. 유리 기판의 재료에 의해 크게 흡수된 연속파 레이저와 유사하게, 그 레이저로부터 흡수된 에너지를 그 재료가 방출하기 위한 시간(수십 피코초(ps)에서 마이크로초까지의)보다 긴 펄스 레이저 빔을 방출하는 레이저는 유리 기판 내에 열영향부를 생성한다. 또한, 그러한 열영향부의 존재는 그러한 펄스의 누적 효과로 인해 높은 반복 펄스(50 fs정도로 짧은 펄스까지)의 전달에 의해 이끌어질 수 있다.
본 발명은 약 1000 fs보다 작은 극초단 펄스를 갖는 펄스 레이저 빔을 이용함으로써 표면 압축층의 크랙킹(및 유리 기판의 손상) 뿐만 아니라 열영향부의 형성을 방지 또는 최소화하는 실시예들을 개시한다. 이러한 극초단 펄스 주기로 인해, 레이저 소스의 동작 파워가 상대적으로 낮아질 것이다. 예컨대, 그러한 유리 기판으로부터의 제품의 분리는 1W 이하에서 동작하는 펨토초(femtosecond) 레이저에 의해 이루어진다.
그러한 극초단 펄스는 여기에 기술된 실시예에 의해 제공된 레이저 방출의 펄스가 매우 짧은 시간에 발생하기 때문에 절단 및 크랙킹 없이 재료와 상호작용하고, 그러한 레이저 방출에 대한 재료의 투과성은 야기된 열 효과를 최소화시킨다. 상기 극초단 펄스 주기는 유리 기판의 파손을 이끄는 미세-크랙을 생성하기 위한 유리 기판 내 열을 전파하지 않도록 신속하게 유리 기판에 에너지를 전달함으로써 레이저 방출의 적용을 제어한다. 열영향부를 방지 또는 최소화하기 위해, 레이저 방출의 펄스를 수신한 후 가열되는 유리 기판의 영역이 완화되는 시간을 갖게 하는 주파수로 레이저 방출의 펄스가 적용된다. 예컨대, 약 50 fs 및 약 1 kHz에서 동작하는 펨토초 레이저는 추가의 레이저 방출을 수신하기 전에 열영향부가 완화되는 낮은 듀티 사이클(duty cycle) 동안 제공한다.
레이저 소스는 비선형 다중-광자 효과를 야기할 수 있는 펨토초 범위 내에서 가시의 적외선 또는 근적외선 레이저 방출, 자외선 펄스를 제공할 수 있는 소정의 극초단 펄스 레이저일 수 있다. 예시의 레이저 소스는 Ti:사파이어, 광섬유, 및 Nd:YVO4 레이저를 포함하며 이것으로 한정하지 않는다. 그러한 레이저 소스에 의해 방출된 레이저 빔의 출력 파장은 유리 기판이 예컨대 400 nm 내지 1500 nm 범위의 파장과 같은 레이저 방출에 대해 무시할 수 있는 광학 흡수를 갖게 하는 파장일 것이다.
상술한 펄스 레이저 빔을 이용하여 화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법을 이하 상세히 기술한다. 절단선(116; 도 2 참조)을 따라 유리 기판(110)을 절단하기 위해, 빔 웨이스트(109)는 도 6a~6c에 기술한 바와 같이 절단선(116)을 따라 제1통과의 유리 기판의 내부 신장 영역을 따라 이동한다. 다음에, 빔 웨이스트(109)는 도 7a~7c에 나타낸 바와 같이 절단선(116)을 따라 제2통과의 유리 기판을 따라 이동한다. 도 6a와 관련하여, 약 30 fs와 1000 fs간 펄스 주기를 갖는 펄스 레이저 빔(108)은 빔 웨이스트(109)를 형성하기 위해 포커싱 렌즈(104)에 의해 포커스된다. 상술한 바와 같이, 3-축 이동 어셈블리(156; 도 1)는 유리 기판(110)의 내부 신장 영역(즉, 중심 영역)과 같은 동일 수평 평면에 빔 웨이스트(109)를 위치시키는데 사용된다. 유리 기판(110)의 중심과 빔 웨이스트(109)를 나란히 정렬시킴으로써, 레이저 강도는 다중-광자 효과를 야기하기에 충분하고 유리 기판(110)의 내부 신장 영역에 대한 손상을 이끌 것이다.
도시한 실시예에서, 유리 기판(110)은 화살표 118로 나타낸 방향으로 이동한다. 다른 실시예에서는, 유리 기판(110)이 아니라 펄스 레이저 빔(108)이 이동될 수 있다(예컨대, 도 1에 나타낸 미러(154) 및/또는 포커싱 렌즈(104)를 이동함으로써). 높은 열팽창계수 뿐만 아니라 화학적으로 강화된 유리 기판(110) 내의 높은 스트레스로 인해, 유리 기판(110)의 이동 속도는 60 mm/s 또는 그 이상으로 높아진다. 또한 좀더 느린 이동 속도가 이용될 수 있다.
빔 웨이스트(109)는 유리 기판(110)이 이동함에 따라 유리 기판(110)의 내부 신장 영역을 통과한다. 도 1 및 2와 관련된 도 6b에 따르면, 유리 기판(110)은 제1표면(115)과 제2표면(112)간 펄스 레이저 빔(108)의 빔 웨이스트(109)로 조사된다. 3-축 이동 어셈블리(156)에 의해 유리 기판(110)을 이동시킴으로써, 절단선(116)을 따라 좁은 결손 라인(117)이 형성된다. 컴퓨터 콘트롤러(158)는 절단선(116)에 따라 유리 기판(110)을 이동시키기 위해 3-축 이동 어셈블리(156)를 제어하도록 프로그램된다. 유리 기판(110)은 빔 웨이스트(109)가 도 6c에 나타낸 바와 같이 유리 기판의 제2에지(113)를 빠져나갈 때까지 계속해서 이동된다. 절단선(116)에 따른 결손 라인(117)은 이제 유리 기판(110)의 내부 신장 영역 내에 존재한다. 제1통과 동안, 양 표면(115, 112)은 본래대로 유지되며 중심에 형성된 결손 라인(117) 외에 유리 기판(110) 내에는 변형이 거의 존재하지 않는다.
이제 도 7a~7c와 관련하여, 유리 기판은 도 6a~6c에 나타낸 제1통과시와 같은 동일 통로를 빔 웨이스트(109)가 다시 따라가도록(즉, 절단선(116) 및 결손 라인(117)을 따라 이동) 결손 라인(117)의 형성 후 화살표 118로 나타낸 바와 같이 반대방향으로 이동한다. 펄스 레이저 빔(108)은 제1통과시와 같이 제2통과 동안 동일 파라미터(예컨대, 펄스 주기, 파워, 주파수 등)로 동작한다. 도 7a에 나타낸 바와 같이, 빔 웨이스트(109)는 유리 기판(110)의 제2에지(113)를 횡단한다. 도 7b 및 7c는 유리 기판(110)이 이동함에 따라 빔 웨이스트보다 앞서서 전파되는 크랙(119)을 나타낸다. 결손 라인(117)/절단선(116)을 따라 크랙 전파를 시작하기 위해, 빔 웨이스트(109)는 제1 및 제2통과 동안 적어도 한번 유리 기판(110)의 에지를 횡단한다. 만약 빔 웨이스트가 이동은 하나 에지를 횡단하지 않으면, 결손 라인은 유리 기판의 내부에 형성되지만 크랙킹이 발생하지 않아 유리 기판이 쪼개지지는 않을 것이다.
상술한 바와 같이, 결손 라인(117)의 크기는 유리 기판의 통제불가능한 크랙 전파 및 파손을 방지할 수 있을 정도의 작은 크기가 될 것이다. 압축층으로 확장하는 크기 및 위치를 갖는 결손 라인은 통제불가능하게 크랙이 절단선으로부터 벗어나게 한다. 반대로, 압축층(예컨대, 압축층 122a 또는 122b)으로 확장하지 않지만 대신 내부 신장 영역(124) 내에 포함된 비교적 작은 결손 라인(117)은 제어된 형태로 절단선을 따르는 크랙(119)을 안내한다(도 8c 참조). 상술한 바와 같이, 결손 라인의 크기는 유리 기판의 내부 신장 영역으로 펄스 레이저 빔을 포커스하기 위해 사용된 레이저 강도 및 대물렌즈 배율에 의해 결정된다. 유리 기판의 두께는 유리 기판을 분리하는데 큰 결손 라인을 사용할지에 영향을 준다. 예컨대, 0.95mm의 두꺼운 유리 기판은 10X 또는 20X의 대물렌즈가 사용되면 제1 또는 제2통과 동안 파손 또는 크랙되지만 50X의 대물렌즈가 사용되면 유리 기판을 효과적으로 분리한다. 그러나, 10X 또는 20X의 대물렌즈(다른 레이저 강도 뿐만 아니라)는 좀더 두꺼운 유리 기판을 효과적으로 분리하는데 사용될 수 있다.
제1 및 제2압축층이 압축 스트레스 상태에 있고 내부 신장 영역이 신장 스트레스 상태에 있기 때문에, 크랙(119)은 결손 라인(117)을 따라 그 강화된 유리 기판(110)의 저항에 의해 결정된 말단 속도로 결손 라인(117)을 따라 빔 웨이스트(109)보다 앞서 전파된다. 도 7c에 나타낸 바와 같이, 크랙(119)은 또다른 브레이킹 단계 없이 빔 웨이스트(109)가 제1에지(111)를 횡단하기 전에 완전히 전파되어 유리 기판(110)을 분리한다. 제1통과 동안 생성된 약한 결손 라인(117)은 크랙(119)의 전파를 위한 안내선으로 작용한다. 그러한 결손 라인(117)이 유리 기판(110) 내에 생성되므로, 제2통과의 절단 단계 동안 부스러기의 존재가 거의 최소화된다. 결손 라인(117)이 용융 영역이기 때문에, 제품이 유리 기판(110)으로부터 분리될 때 부스러기의 생성을 방지한다. 작은 빔 웨이스트(109)에 의해 제공된 작은 결손 라인(117)은 제품의 절단 에지의 강도가 보존되도록 손상 영역을 제한한다. 여기서 기술한 방법에 의해 절단된 유리 기판은 추가의 겹치는 단계, 폴리싱 및 기계적인 다듬기에 의해 그리고 이들 없이 통상적으로 스코어 및 브레이크되고, 에지되고 챔퍼(chamfer)된 부품과 동일하거나 그 보다 큰 처리된 에지 강도를 갖는다.
이제 도 8a~8c에서, 크랙 전파는 다중-광자 흡수 효과의 생성된 플라즈마에 의해 결손 라인 상에 미친 압력 뿐만 아니라 펄스 레이저 빔 열 스트레스 및 유리 기판 스트레스 히스토리의 조합과 관련된다. 그러한 스트레스 히스토리는 신장 상태에 있는 유리 기판의 중심 및 압축 상태에 있는 표면층을 생성하는 이온 교환 공정에 의해 규정된다. 실온에서, 압축 스트레스 및 신장 스트레스는 서로 균형을 이룬다. 그러나, 펄스 레이저 빔이 내부 신장 영역 내 유리 두께의 중심에 포커스되면, 도 8a에 나타낸 바와 같이, 플라즈마 볼(130)이 빔 웨이스트 위치 주위에 형성되어 로컬 온도 및 압력을 증가시킨다. 이는 레이저 펄스 동안 일시적인 압축력(131) 뿐만 아니라 유리 기판의 내부 신장 영역(124) 내에 내부 압축 영역(133; 도 8b)을 생성한다. 제1통과 후, 이러한 내부 압축 영역(133) 위 및 아래의 층들은 도 8b에 나타낸 바와 같이 제1 및 제2내부 신장층(132, 134)의 형태로 신장 스트레스를 생성함으로써 반응을 나타낸다. 제1통과 동안, 빔 웨이스트의 로컬 플라즈마 온도는 유리를 용융시키기에 충분히 높고 보이드(void)를 생성하나, 크랙이 형성되지 않도록 신장 및 압축력이 균형을 이룬다. 그러나, 제2통과 동안, 그러한 균형은 빔 웨이스트가 유리 기판의 에지를 횡단하고 결손 라인을 따라감에 따라 펄스 레이저 빔의 인가된 열에 의해 깨진다. 압축 스트레스 층에 저장된 에너지는 일단 힘의 균형이 깨지면 방출되어, 증가된 속도로 크랙 전파의 형태로 변한다. 그 크랙은 빔 웨이스트보다 앞서서 본래 말단 속도(예컨대, 60 mm/s보다 빠른)로 빠르게 전파한다. 도 8c는 크랙(119)이 결손 라인(117)을 따라 전파되는 제2통과 후 유리 기판(110)의 측면도를 나타낸다.
예로서 한정하지 않으며, 약 90×10-7/℃의 열팽창계수를 갖는 퓨전 드로우된 알칼리 알루미노실리케이트 유리(코닝 코드 2317)의 0.95 mm의 두꺼운 시트가 약 7시간 동안 410℃에서 KNO3의 용융 소금 욕조에 그 유리 시트를 침지(immersing)하는 단계를 포함하는 이온 교환 공정에 의해 화학적으로 강화된다. 그러한 이온 교환 공정은 약 51 ㎛의 DOL, 내부 신장 영역의 약 46 MPa의 중심 신장력 및 표면 압축층의 약 769 MPa의 압축 스트레스력을 갖는 화학적으로 강화된 유리 시트를 생성한다. 유리 시트로부터 제품을 절단하기 위해, 스펙트럼 중심 근방 800 nm 파장을 갖는 증폭된 Ti:사파이어 레이저 소스가 1 kHz에서 50 fs의 주기 및 약 850 mW의 파워를 갖는 펄스 레이저 빔을 방출하도록 동작한다. 그러한 펄스 레이저 빔은 50X의 대물 포커싱 렌즈에 의해 빔 웨이스트에 포커스하는 6 mm 직경을 갖는다. 직선의 절단선을 따라 절단하기 위해, 제1 및 제2통과 동안 유리는 약 60 mm/s의 속도로 이동한다. 제2통과 동안, 크랙은 유리 이동 속도보다 빠른 속도로 빔 웨이스트보다 앞서서 전파된다. 여기에 기술된 방법은 109×54 mm2만큼 큰 조각으로 그리고 5×5 mm2만큼 작은 조각으로 유리 시트를 절단하는데 사용된다.
이제 도 9와 관련하여, 여기에 기술된 실시예 또한 화학적으로 강화된 유리 기판(210)으로부터 굴곡(curve)된 에지를 갖는 제품을 분리하기 위해 굴곡된 절단선(216)을 따라 절단하는데 사용된다. 그러한 굴곡된 절단선(216)은 도 9에 나타낸 바와 같이 단일의 에지(211)에서 시작 및 종료한다. 더욱이, 많은 커브를 포함하는 절단선은 복잡한 임의의 형태를 갖는 제품을 형성하기 위해 여기에 기술된 실시예들에 의해 절단된다. 크랙 전파는 크랙 벗어남 없이 7 mm만큼 작은 반경의 코너를 갖는 굴곡된 절단선을 따라 형성된 결손 라인을 따라 이루어진다. 굴곡된 절단선에 따른 절단은 직선으로 절단할 때 좀더 느린 이동 속도를 필요로 한다. 예컨대, 10 mm 코너를 절단하기 위해, 이동된 빔 웨이스트(레이저 소스 또는 유리 기판을 이동시킴으로써)의 속도는 빔 웨이스트가 앞서는 것이 아니라 크랙 전파를 오래 끌도록 초당 0.1 mm 내지 5 mm의 범위가 될 것이다.
또한, 여기에 기술한 실시예들은 화학적으로 강화된 유리 기판을 다수의 보다 작은 조각으로 절삭하는데 사용된다. 도 10에 따르면, 유리 기판(310)은 수직 크랙(319a~319e) 및 수평 크랙(319f~319h)에 의해 몇개의 보다 작은 제품(예컨대, 제품 370)으로 절삭된다. 절삭 적용 동안, 크랙은 직교로의 교차점(예컨대, 교차점 380)에서 조차 절단선을 따라 전파한다. 그러한 절삭 적용은 많은 양의 제품이 신속하면서 효율적으로 생산되는 대용량의 제조 애플리케이션에 바람직하다. 화학적으로 강화된 유리 기판을 절삭하기 위한 능력 및 빠른 크랙 전파로 인해, 여기에 기술된 실시예들은 화학적으로 강화된 유리 부품의 대량 생산에 대한 매력적인 해결책을 제공한다. 더욱이, 터치 패널과 같은 다수의 디스플레이의 박막 처리는 피스-바이-피스(piece-by-piece) 공정이 아니라 단일 유리 기판에서 수행된다.
여기에 기술된 시스템 및 방법은 화학적으로 강화된 알루미노실리케이트 유리와 같은 증가된 압축 및 신장력을 갖는 화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 제품을 절단하는데 사용된다. 여기에 기술된 시스템 및 방법의 극초단 펄스 주기는 추가적인 레이저 방출의 펄스를 수신하기 전에 유리 기판 내 조사된(irradiated) 영역을 완화시킴으로써, 절단 공정 동안 화학적으로 강화된 유리 기판의 파손을 방지한다. 또한, 실시예는 이미 화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 절단될 제품을 치수화할 수 있게 하여 공정을 능률적으로 할 수 있게 한다. 또한, 다수의 절단 단계 및 공정에 의해서가 아니라 직접적으로 최종 크기 및 형태로 제품을 절단할 수 있다.
여기에 기술된 시스템 및 방법에 의해 생성된 처리된 에지는 우수한 에지 강도를 유지하고, 포커스된 펄스 레이저 빔에 의해 생성된 매우 작은 결손 라인으로 인해 깨끗한 표면 품질을 유지한다. 제2통과의 절단 동안 거의 부스러기가 생성되지 않는다. 커브 및 임의의 형태를 포함하는 절단선은 크랙 벗어남 없이 그 결손 라인을 따라 절단되며, 유리 기판은 많은 양질의 화학적으로 강화된 유리 부품을 생산하는 효율을 증가시키기 위해 다수의 보다 작은 조각들로 절삭된다.
본 실시예들을 설명 및 정의하기 위해, 용어 "대략", "약" 및 "거의"는 임의의 양의 비교, 수치, 측정, 또는 다른 표시에 기여하는 고유의 불확실성의 정도를 나타내기 위해 사용된다는 것을 이해해야 한다. 용어 "거의"는 또한 이슈된 대상물의 기본 기능의 변경 없이 진술된 참조로부터 양의 표시가 변경되는 정도를 나타내기 위해 사용된다.
특정 방법으로 "구성" 또는 "동작가능"하고, 특정 특성을 실현하기 위해 "구성" 또는 "동작가능"하거나, 또는 특정 방식으로 기능하는 본 발명의 구성요소의 인용은 용도 사용의 인용에 반대되는 구조적인 인용이라는 것을 이해해야 한다. 특히, 구성요소가 "구성" 또는 "동작가능"한 방식의 참조는 존재하는 구성요소의 물리적인 조건을 나타내며, 그와 같이 구성요소의 구조적인 특성들의 명확한 인용을 위한 것이다.
이하 하나 또는 그 이상의 청구항은 일시적인 바꿈의 문구로서 용어 "거기서 또는 그 점에서"를 사용한다. 여기에 기술된 실시예를 정의하기 위해, 구조의 일련의 특성의 인용을 도입하기 위해 사용되고 상당히 자주 사용된 제약을 두지 않은 용어 "포함하는"으로 해석되는 비제약의 문구로서 상기한 용어들이 도입된다는 것을 이해해야 한다.
당업자들이라면 청구된 대상의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 여기에 기술된 실시예로 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 명확히 알 수 있을 것이다. 따라서, 그러한 본 명세서의 기술내용은 부가된 청구항 및 그 동등물의 범위 내에서 여기에 기술된 다양한 실시예들의 변경 및 변형을 커버한다.

Claims (20)

  1. 화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법으로서,
    레이저 소스로부터 펄스 레이저 빔을 생성하는 단계;
    빔 웨이스트를 형성하기 위해 상기 펄스 레이저 빔을 포커싱하는 단계;
    상기 빔 웨이스트가 화학적으로 강화된 유리 기판의 내부 신장 영역과 같은 동일 수평 평면에 위치되도록 상기 펄스 레이저 빔의 빔 웨이스트를 위치시키는 단계;
    절단선을 따라 제1통과의 빔 웨이스트를 이동시키는 단계; 및
    절단선을 따라 제2통과의 빔 웨이스트를 이동시키는 단계를 포함하며,
    상기 펄스 레이저 빔은 상기 화학적으로 강화된 유리 기판이 그 펄스 레이저 빔을 투과시키는 1000 fs 이하의 펄스 주기 및 출력 파장을 갖고,
    상기 제1 및 제2통과의 빔 웨이스트는 상기 화학적으로 강화된 유리 기판의 에지를 횡단하며,
    상기 제2통과 동안 이동된 빔 웨이스트보다 앞서서 절단선을 따라 상기 화학적으로 강화된 유리 기판의 에지로부터 크랙이 전파되는 것을 특징으로 하는 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이동의 포커스된 빔 웨이스트는 제1통과 동안 상기 화학적으로 강화된 유리 기판의 내부 신장 영역 내에 결손 라인을 생성하며,
    크랙이 제2통과 동안 결손 라인을 따라 콘트롤 가능하게 전파되도록 결손 라인의 크기가 이루어지는 것을 특징으로 하는 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    출력 파장은 400 nm 내지 2500 nm의 범위 내인 것을 특징으로 하는 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    제1 및 제2통과의 빔 웨이스트 이동 단계는 레이저 소스를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  5. 청구항 1에 있어서,
    제1 및 제2통과의 빔 웨이스트 이동 단계는 화학적으로 강화된 유리 기판을 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  6. 청구항 1에 있어서,
    절단선은 커브를 포함하는 것을 특징으로 하는 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  7. 청구항 1에 있어서,
    절단선은 화학적으로 강화된 유리 기판의 단일 에지를 따라 시작 및 종료되는 것을 특징으로 하는 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  8. 제1표면 압축층과 제2표면 압축층간 위치된 내부 신장 영역을 갖는 기판으로부터 제품을 분리하는 방법으로서,
    절단선을 따라 기판의 내부 신장 영역 내에 내부 압축 영역을 형성하는 단계; 및
    제1 및 제2내부 신장층의 신장 스트레스가 증가하도록 상기 형성된 내부 압축 영역을 가열하는 단계를 포함하며,
    상기 절단선은 기판의 에지에서 시작하고, 상기 내부 압축 영역의 형성은 각각 상기 내부 압축 영역 위 및 아래에 위치된 제1 및 제2내부 신장층을 생성하고,
    크랙은 기판의 에지에서 시작되어 상기 내부 신장 영역을 따라 전파되는 것을 특징으로 하는 기판으로부터 제품을 분리하는 방법.
  9. 청구항 9에 있어서,
    기판의 내부 신장 영역 내에 내부 신장 압축 영역을 형성하는 단계는:
    레이저 소스로부터 펄스 레이저 빔을 생성하는 단계;
    빔 웨이스트를 형성하기 위해 상기 펄스 레이저 빔을 포커싱하는 단계;
    상기 빔 웨이스트가 기판의 내부 신장 영역과 같은 동일 수평 평면에 위치되도록 상기 펄스 레이저 빔의 빔 웨이스트를 위치시키는 단계; 및
    절단선을 따라 제1통과의 빔 웨이스트를 이동시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 빔 웨이스트는 기판의 에지를 횡단하는 것을 특징으로 하는 기판으로부터 제품을 분리하는 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    형성된 내부 압축 영역을 가열하는 단계는 절단선을 따라 제2통과의 빔 웨이스트를 이동시키는 단계를 더 포함하며,
    상기 빔 웨이스트는 기판의 에지를 횡단하고,
    상기 제2통과 동안 이동된 빔 웨이스트보다 앞서서 절단선을 따라 기판의 에지로부터 크랙이 전파되는 것을 특징으로 하는 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 펄스 레이저 빔은 상기 기판이 그 펄스 레이저 빔을 투과시키는 1000 fs 이하의 펄스 주기 및 출력 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 펄스 레이저 빔은 1kHz의 주파수에서 작동하는 것을 특징으로 하는 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 펄스 레이저 빔은 400 nm 내지 2500 nm의 범위 내의 출력 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    제1 및 제2통과의 빔 웨이스트 이동 단계는 레이저 소스를 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  15. 청구항 10에 있어서,
    제1 및 제2통과의 빔 웨이스트 이동 단계는 기판을 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  16. 청구항 10에 있어서,
    절단선은 커브를 포함하며,
    제1 및 제2통과의 이동된 빔 웨이스트의 속도는 초당 0.1 mm 내지 5 mm의 범위 내인 것을 특징으로 하는 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  17. 청구항 8에 있어서,
    절단선은 기판의 단일 에지를 따라 시작 및 종료되는 것을 특징으로 하는 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  18. 화학적으로 강화된 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법으로서,
    레이저 소스로부터 펄스 레이저 빔을 생성하는 단계;
    빔 웨이스트를 형성하기 위해 상기 펄스 레이저 빔을 포커싱하는 단계;
    상기 빔 웨이스트가 화학적으로 강화된 유리 기판의 내부 신장 영역과 같은 동일 수평 평면에 위치되도록 상기 펄스 레이저 빔의 빔 웨이스트를 위치시키는 단계;
    커브를 포함하는 절단선을 따라 제1통과의 빔 웨이스트를 이동시키는 단계; 및
    상기 절단선을 따라 제2통과의 빔 웨이스트를 이동시키는 단계를 포함하며,
    상기 펄스 레이저 빔은 상기 화학적으로 강화된 유리 기판이 그 펄스 레이저 빔을 투과시키는 출력 파장을 갖고,
    상기 제1 및 제2통과의 빔 웨이스트는 상기 화학적으로 강화된 유리 기판의 에지를 횡단하고,
    상기 제1통과 동안 이동된 빔 웨이스트의 속도는 초당 0.1 mm 내지 5 mm의 범위 내이며,
    상기 제2통과 동안 상기 이동된 빔 웨이스트가 따라가는 절단선을 따라 상기 화학적으로 강화된 유리 기판의 에지로부터 크랙이 전파되도록 상기 제2통과 동안 상기 이동된 빔 웨이스트의 속도는 초당 0.1 mm 내지 5 mm의 범위 내인 것을 특징으로 하는 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 펄스 레이저 빔은 1000 fs 이하의 펄스 주기를 갖는 것을 특징으로 하는 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 펄스 레이저 빔은 1kHz의 주파수에서 작동하는 것을 특징으로 하는 유리 기판으로부터 제품을 절단하는 방법.
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