KR20140017421A - 접합 기판의 가공 방법 그리고 가공 장치 - Google Patents

Abstract

(과제) 접합 기판의 상측 기판과 하측 기판을 동시에 가공하는 기판 가공 방법 그리고 가공 장치를 제공한다.
(해결 수단) 테이블(12) 상에 올려놓여진 접합 기판(W)에 대하여 레이저 빔을 조사하여 스크라이브 홈의 가공을 행하는 기판 가공 방법으로서, 레이저 광원(20)으로부터 펄스폭이 10^-10초 이하인 단(短)펄스 레이저 빔을 출사시켜, 이 레이저 빔을 2개로 분기하고, 이들 2개의 레이저 빔(L₁, L₂)을 각각 상이한 발산각으로 초점 형성용 볼록 렌즈(37)를 투과시켜 초점 위치가 상이한 2개의 초점(P', S')을 형성하고, 한쪽의 레이저 빔의 초점(S')을 접합 기판(W)의 상측 기판(W₁)에 오도록 하고, 다른 한쪽의 레이저 빔의 초점(S')을 접합 기판(W)의 하측 기판(W₂)에 오도록 하여, 이들 2개의 레이저 빔의 초점에 의해, 상기 상측 기판(W₁)과 상기 하측 기판(W₂)을 동시에 가공한다.

Description

접합 기판의 가공 방법 그리고 가공 장치{LAMINATED-SUBSTRATE PROCESSING METHOD AND PROCESSING APPARATUS}

본 발명은, 레이저 빔을 이용한 유리, 사파이어 등의 취성 재료의 접합 기판의 가공 방법 그리고 가공 장치에 관한 것이다.

유리 기판, 실리콘 기판, 사파이어 기판 등의 취성 재료 기판에 대하여, 스크라이브 홈(절홈)과 같은 분할 기점을 형성하는 가공 방법으로서, 펄스 레이저를 이용한 가공 방법이 알려져 있다. 이들 가공 방법은, 펄스 레이저에 의해 조사되는 에너지에 의해 기판을 가열한다는 점에서는 공통되어 있지만, 분할 기점이 형성되는 메커니즘이 각각 크게 상이하여, 상이한 특징을 갖고 있다.

예를 들면 유리 기판을 분단할 때에는, 분단 예정 라인에 스크라이브 홈을 형성하기 위해, 「열왜곡」에 의한 레이저 스크라이브 가공이 사용되고 있다(특허문헌 1). 이것은, 우선 분단 예정 라인을 따라서 레이저 빔을 조사함으로써, 연화(軟化) 온도 이하(즉, 유리가 변질되지 않는 온도 범위)에서 가열을 행하고, 이어서, 가열 직후의 고온 영역을 향하여 냉매 분사를 행하는 가공이다. 가열과 냉각에 의해, 기판에 국소적인 열응력 분포가 부여되고, 이 열응력에 의해 발생한 열왜곡에 의해, 기판 표면 상에, 분단 예정 라인을 따른 스크라이브 홈(크랙)이 형성된다.

열왜곡에 의한 레이저 스크라이브 가공에서는, 형성되는 스크라이브 홈의 단면(端面)을 매우 깔끔하게 마무리할 수 있기 때문에, 단면 강도가 큰 가공이 가능해져, 유리 기판의 가공 등에서 널리 이용되고 있다.

또한, 실리콘 기판이나 사파이어 기판에 대한 가공에서는, 종래부터, YAG 레이저 등의 고출력 펄스 레이저(펄스폭 10^-9∼10^-7초)를 이용하여 기판을 가공하는 방법으로서, 「레이저 어블레이션」이나 「다광자 흡수」가 이용되고 있다. 즉, 레이저광을 기판 표면 근방 혹은 기판 내부에 집광하고, 기판 표면 근방에 어블레이션을 발생시켜 스크라이브 홈을 형성하거나(특허문헌 2), 다광자 흡수에 의해 기판 내부에 가공 변질부를 형성하거나(특허문헌 3) 하여, 이들 가공 부분을 브레이크를 위한 분할 기점으로 하도록 하고 있다.

또한, 최근, 단(短)펄스폭으로 고출력 펄스의 레이저를 이용한 새로운 레이저 가공 방법이 개시되어 있다(특허문헌 4).

상기 특허문헌에 기재된 단펄스 레이저 빔을 이용한 가공 방법에 의하면, Nd: YAG 레이저(파장 1064㎚)를 이용하여, 짧은 펄스폭(2피코초∼8나노초) 및 고(高)파워 밀도(15GW/㎠∼8TW/㎠ 이상)를 갖는 단펄스 레이저 빔을, 사파이어 기판의 표면 근방에서 집광하도록 초점을 조정하여 출사한다. 이때의 레이저광은, 집광점 근방 이외에서는 기판 재료(사파이어)에 흡수되지 않지만, 집광점에서는 다광자 흡수가 야기되어, 순간적이고 그리고 국부적으로 용융·승화(昇華)(국부적인 미소 어블레이션)가 발생하게 된다. 그리고, 기판의 표층 부위로부터 표면에 이르는 범위에, 충격압에 의한 미소 크랙이 형성된다. 이 가공 방법에 의하면, 용융 흔적이 미소화되기 때문에 기판의 투명성이 유지되어, 빛의 취출률이 요구되는 LED의 제조 공정에서의 사파이어 기판의 가공에 적합해진다.

나아가서는, 개량된 단펄스 레이저 빔에 의한 가공 방법으로서, 매우 짧은 펄스폭인 펨토초 오더의 단펄스 레이저 빔을 이용하여, 1개의 분할 예정 라인에 대하여, 주사 속도를 바꾸어 레이저 빔의 주사를 반복함으로써, 분단 예정 라인의 방향으로 연속하지 않은 개질부를 기판 내부에 형성하고, 추가로 분단 예정 라인의 방향으로 연속하는 홈부를 표면에 형성하고, 기판의 깊이 방향에 대하여 상하에 홈부 및 개질부를 형성하는 것이 개시되어 있다(특허문헌 5). 여기에서, 단펄스 레이저 빔이란, 펄스폭이 10피코초 미만의 레이저를 말한다. 이에 의하면, 200㎛ 정도의 사파이어 기판의 가공을 할 수 있는 것이 기재되어 있다.

일본특허공표공보 평8-509947호 일본공개특허공보 2004-009139호 일본공개특허공보 2004-268309호 일본공개특허공보 2005-271563호 일본공개특허공보 2008-098465호

액정 패널의 제조 공정에서는, 접합 유리 기판을 분단하여, 개개의 단위 제품에 가공하는 공정이 포함되어 있다.

접합 유리 기판을 레이저 가공으로 분단하는 경우에, 지금까지는 전술한 특허문헌 1에 기재된 바와 같은 「열왜곡」을 이용한 레이저 스크라이브 가공이 행해지고 있었다.

레이저 스크라이브 가공에서는, YAG 레이저 등이 사용되지만, 접합 기판은 표리 2면에 스크라이브를 행하기 때문에, 편측면에 레이저 조사를 행하고 나서, 기판을 반전하여, 반대측면에 레이저 조사를 행하도록 하여, 2회의 레이저 스크라이브 가공이 필요했다.

그래서, 본 발명은, 접합 기판을 가공하는 경우에, 편측으로부터의 1회의 레이저 빔의 주사로, 상측의 기판과 하측의 기판으로 분할 기점이 되는 스크라이브 홈을 가공하는 것이 가능한 접합 기판의 가공 방법 그리고 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해 이루어진 본 발명의 기판 가공 방법에서는, 테이블 상에 올려놓여진 접합 기판에 대하여 레이저 빔을 조사하여 스크라이브 홈의 가공을 행하는 기판 가공 방법으로서, 레이저 광원으로부터 펄스폭이 10^-10초 이하인 단펄스 레이저 빔을 출사시켜 이 레이저 빔을 2개로 분기하고, 이들 2개의 레이저 빔을 각각 상이한 발산각으로 초점 형성용의 렌즈를 투과시켜 초점 위치가 상이한 2개의 초점을 형성하고, 한쪽의 레이저 빔의 초점을 접합 기판의 상측 기판에 오도록 하고, 다른 한쪽의 레이저 빔의 초점을 접합 기판의 하측 기판에 오도록 하여, 이들 2개의 레이저 빔의 초점에 의해 상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 동시에 가공하도록 한 것이다.

여기에서, 접합 기판에는 유리 기판이 주로 이용되지만, 재료에 따라서 기판을 투과하는 파장의 광원을 이용하면, Si 기판, 사파이어 기판, SiC 기판 등에도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명에서는, 테이블 상에 올려놓여진 접합 기판에 대하여 레이저 빔을 조사하여 가공을 행하는 기판 가공 장치로서, 펄스폭이 10^-10초 이하인 단펄스 레이저를 출력하는 레이저 광원과, 상기 레이저 광원으로부터 출사되는 단펄스 레이저 빔을, 제1 광로측의 레이저 빔과 제2 광로측의 레이저 빔으로 분기하는 광로 분기부와, 이들 2개의 레이저 빔을 합성하고, 각각 상이한 발산각으로 초점 형성용의 렌즈를 투과시켜 초점 위치가 상이한 2개의 초점을 형성하는 더블 초점 작성부와, 상기 더블 초점 작성부로부터 조사되는 합성 레이저 빔에 대하여, 상기 접합 기판을 올려놓은 테이블을 상대적으로 이동시키는 기구로 이루어지며, 상기 더블 초점 작성부는, 한쪽의 레이저 빔의 초점이 상기 접합 기판의 상측 기판에 오도록, 그리고, 다른 한쪽의 레이저 빔의 초점이 접합 기판의 하측 기판에 오도록, 각각의 초점을 조정할 수 있도록 형성되어 있는 접합 기판의 가공 장치를 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 2개의 레이저 빔을 각각 상이한 발산각으로 초점 형성용의 렌즈를 투과시킴으로써 초점 위치가 상이한 2개의 초점이 형성되고, 이 한쪽의 레이저 빔의 초점이 접합 기판의 상측 기판에 옴과 함께, 다른 한쪽의 레이저 빔의 초점을 접합 기판의 하측 기판에 오도록 했기 때문에, 각각의 초점 위치에 에너지가 집중하는 레이저 스폿이 동시에 형성된다. 각 레이저 스폿에서는 순간적이고 그리고 국부적으로 용융·승화(국부적인 미소 어블레이션)가 발생하여, 접합 기판의 상측 기판과 하측 기판에 분할 기점이 되는 스크라이브 홈을 동시에 형성할 수 있다. 이에 따라, 상하 유리 기판을 동시에 가공할 수 있어 레이저 빔의 주사 횟수를 줄일 수 있고, 게다가 기판을 반전시킬 필요도 없어져, 가공 시간의 단축을 도모할 수 있다.

상기 발명에 있어서, 상기 2개로 분기된 레이저 빔 중 적어도 어느 하나의 광로 도중에 출력 조정부를 개재시켜, 각각의 레이저 빔의 조사 에너지를 조정하도록 하는 것이 좋다.

이에 따라, 가공되는 접합 기판의 재료의 특성이나 두께에 따라서, 각 레이저 빔의 조사 에너지를 최적인 상태로 조정할 수 있다.

상기 발명에 있어서, 접합 기판에 조사되는 레이저 빔을 스크라이브 예정 라인을 따라서 간헐적으로 조사함으로써, 상기 2개의 초점 위치에 발생하는 레이저 빔 스폿을 단속적으로 형성하는 것이 좋다. 이때, 인접하는 레이저 스폿끼리는, 레이저 스폿 형성시의 충격으로 발생하는 미소한 크랙으로 연결되는 바와 같은 간격으로 형성된다.

이에 따라, 접합 기판의 상측 기판과 하측 기판에, 연속한 스크라이브 홈을 동시에 그리고, 확실하게 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 기판 가공 방법을 실시하기 위한 기판 가공 장치의 전체 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명에 있어서의 레이저 광학계를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 2에 있어서의 더블 초점 작성부를 나타내는 확대도이다.
도 4는 기판 상에서 빔 스폿이 형성되는 상태를 나타내는 개략도이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

이하, 본 발명의 접합 기판의 가공 방법에 대해서, 도면을 이용하여 설명한다. 본 실시예에서는, 접합 유리 기판의 가공에 대해서 설명한다.

도 1은, 본 발명의 가공 방법을 실시하기 위한 기판 가공 장치의 일 예를 나타내는 도면이다.

기판 가공 장치(A)는, 수평인 가대(架臺; 1) 상에 평행하게 배치된 한 쌍의 가이드 레일(3, 4)을 따라서, 도 1의 전후 방향(이하 Y방향이라고 함)으로 왕복 이동하는 이동 스테이지(2)가 설치되어 있다. 양(兩) 가이드 레일(3, 4)의 사이에, 스크루 나사(5)가 Y방향을 따라서 배치되고, 이 스크루 나사(5)에 대하여, 이동 스테이지(2)에 고정된 스테이(6)가 나사 결합되어 있고, 스크루 나사(5)를 모터(도시하지 않음)에 의해 회전함으로써, 이동 스테이지(2)가 가이드 레일(3, 4)을 따라서 Y방향으로 이동하도록 구성되어 있다.

이동 스테이지(2) 상에, 수평인 대좌(臺座; 7)가 가이드 레일(8)을 따라서, 도 1의 좌우 방향(이하 X방향이라고 함)으로 왕복 이동하도록 배치되어 있다. 대좌(7)에 고정된 스테이(10a)에, 모터(9)에 의해 회전하는 스크루 나사(10)가 관통 나사 결합되어 있고, 스크루 나사(10)가 회전함으로써, 대좌(7)가 가이드 레일(8)을 따라서, X방향으로 이동하고, 모터의 정, 역회전에 의해 왕복 이동한다.

대좌(7) 상에는, 회전 기구(11)에 의해 회전하는 테이블(12)이 설치되어 있고, 이 테이블(12)의 재치면 상에, 가공 대상이 되는 접합 기판(W)이 수평인 상태로 올려놓여진다. 접합 기판(W)은, 테이블(12)에 설치된 흡인 척 기구(도시하지 않음)에 의해 보유지지(保持)할 수 있게 되어 있다. 회전 기구(11)는, 테이블(12)을, 재치면에 수직인 축을 회전축으로 하여 회전할 수 있도록 되어 있고, 임의의 회전 각도로 회전할 수 있도록 형성되어 있다.

테이블(12)의 상방에는, 접합 기판(W)을 위치 결정할 때에 사용하는 위치 검출용의 카메라(13)와, 접합 기판(W)을 향하여 직선 편광의 단펄스 레이저 빔을 조사하기 위한 레이저 광원(20) 및 레이저 광학계(21)(도 2 참조)가, 프레임(14)에 고정되어 있다.

레이저 광원(20)에는, 미소 어블레이션에 의한 가공이 가능한 펄스폭이 10^-10초 이하의 단펄스 레이저 빔을 출사할 수 있는 것이 선택된다. 레이저의 종류는, 레이저광이 유리 기판을 어느 정도 투과할 수 있어, 내부에 들어갈 수 있는 파장이면 좋고, 구체적으로는 UV 레이저, Green 레이저, IR 레이저를 이용할 수 있다. 또한, 종래부터 유리 기판으로의 레이저 스크라이브에 이용되는 YAG 레이저나 CO₂ 레이저는, 상측 유리 기판의 표면 근방에서만 흡수되고, 하측 기판까지 도달하지 않기 때문에 본 발명에서는 적용할 수 없다.

도 2는, 레이저 광학계(21)를 나타내는 블록도이다.

레이저 광원(20)으로부터 출사된 직선 편광의 단펄스 레이저 빔(L₀)은 로터리 셔터(22)를 거쳐 1/2 파장판(23)을 통과한다. 로터리 셔터(22)는, 레이저 빔(L₀)을 간헐적으로 차단하거나, 전체 개구하여 연속적으로 투과하거나 하기 위한 것으로서, 간헐적으로 레이저 빔을 조사하여 가공하는 경우와, 연속하여 레이저 빔을 조사하여 가공하는 경우를 선택하는 것에 사용된다.

1/2 파장판(23)은, 입사 광원에 1/2 파장의 위상차를 발생시킨 것으로서, 입사하는 직선 편광의 진동 방향이 1/2 파장판(23)의 광축 방향에 대하여 각도 θ(예를 들면 45도)로 입사하면, 진동 방향이 2θ(90도) 회전된 직선 편광으로서 출사된다. 이 1/2 파장판의 상기 각도 θ를 바꿈으로써, 출사하는 직선 편광의 조사 에너지(출력 파워)를 컨트롤할 수 있게 되어 있다.

1/2 파장판(23)을 통과한 레이저 빔(L₀)은, 광로 분기부로서의 분기용 편광빔 스플리터(24)에 의해, 제1 광로측의 레이저 빔(P파)(L₁)과, 제2 광로측의 레이저 빔(S파)(L₂)으로 분기된다.

제1 광로측의 레이저 빔(L₁)은, 하프 미러(25)로 굴절되어 출력 조정부(26)를 통과한다. 출력 조정부(26)는, 제1 광로측 레이저 빔(L₁)의 조사 에너지(출력 파워)를 조정하는 것이며, 구체적으로는 1/2 파장판(27)과 편광빔 스플리터(28)로 이루어진다. 편광빔 스플리터(28)에 대한 1/2 파장판(27)의 위상각을 조정함으로써, 편광을 이용하여 통과하는 레이저 빔(L₁)의 조사 에너지(출력 파워)가 감쇠하게 되어 있다. 따라서, 출력 조정부(26)에 의해 제1 광로측 레이저 빔(L₁)의 조사 에너지를 조정할 수 있다. 또한, 출력 조정부(26)의 편광빔 스플리터(28)는, 레이저 빔(L₁)을 광축 진행 방향으로 투과하게 되어 있다.

출력 조정부(26)를 통과한 레이저 빔(L₁)은, 하프 미러(29)로 굴절되어 후술하는 더블 초점 작성부(30)에 보내진다.

또한, 제2 광로측의 레이저 빔(L₂)은, 하프 미러(31, 32)를 거쳐 출력 조정부(33)에 입사하게 되어 있다. 출력 조정부(33)는, 상기 제1 광로측의 출력 조정부(26)와 동일하게, 1/2 파장판(34)과 편광빔 스플리터(35)로 이루어지며, 상기한 출력 조정부(26)와 동일하게, 제2 광로측 레이저 빔(L₂)의 조사 에너지(출력 파워)를 조정하는 것이다. 출력 조정부(26)를 통과한 레이저 빔(L₂)은, 더블 초점 작성부(30)에 보내진다.

더블 초점 작성부(30)는, 렌즈군(36, 37, 38, 39)과 합성용 편광빔 스플리터(40)로 이루어지며, 제1 광로측 레이저 빔(L₁)과 제2 광로측 레이저 빔(L₂)을 합성하고, 이들을 중합한 합성 레이저 빔을 생성한다. 이 합성 레이저 빔에 있어서, 제1 광로측의 레이저 빔(L₁)의 초점(P')과, 제2 광로측의 레이저 빔(L₂)의 초점(S')이 각각 상이한 위치에서 맺혀지도록, 즉, 2개의 초점을 형성하게 되어 있다. 구체적으로는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 제2 광로측의 레이저 빔(L₂)의 초점(S')이 접합 기판(W)의 상측의 기판(W₁)의 표면 근방에 오도록 했을 때에, 제1 광로측의 레이저 빔(L₁)의 초점(P')이 하측의 기판(W₂)의 표면 근방, 또는 하측 근방에 오게 되어 있다.

도 3에서 상세하게 나타내는 바와 같이, 제1 광로측의 오목 렌즈(36)를 통과한 레이저 빔(L₁)은, 방사 방향으로 펼쳐지는 발산광(이것을 플러스 발산광이라고 함)이 되어 합성용 편광빔 스플리터(40)를 투과하여, 초점 형성용의 볼록 렌즈(37)에 보내진다.

한편, 제2 광로측의 오목 렌즈(38)를 통과하여 플러스 발산광이 된 레이저 빔(L₂)은, 볼록 렌즈(39)에서 초점을 향하여 집광하는 광(이것을 마이너스 발산광이라고 함)이 되어 합성용 편광빔 스플리터(40)에 보내지고, 합성용 편광빔 스플리터(40)의 반사면(40a)에서 굴절하여 제1 광로측의 레이저 빔(L₁)과 합성되어, 초점 형성용 볼록 렌즈(37)에 보내진다. 이때, 제1 광로측으로부터 온 레이저 빔(L₁)과 제2 광로측으로부터 온 레이저 빔(L₂)은, 볼록 렌즈(37)에 입사할 때의 발산각이 상이하기 때문에, 즉, 제1 광로측의 레이저 빔(L₁)은 방사 방향으로 펼쳐지는 플러스 발산광이 되고, 제2 광로측의 레이저 빔(L₂)은 일점을 향하여 집광하는 마이너스 발산광이 되기 때문에, 볼록 렌즈(37)를 통과한 제1 광로측의 레이저 빔(L₁)의 초점 거리는, 제2 광로측의 레이저 빔(L₂)의 초점 거리보다도 길어져, 결과적으로 2개의 초점이 형성되게 된다.

다음으로, 기판 가공 장치(A)에 의한 가공 동작에 대해서 설명한다. 가공을 시작하기 전에, 미리, 가공 조건의 설정을 해 둔다. 구체적으로는, 1/2 파장판(23)에 의한 레이저 빔(L₁)의 출력 파워, 출력 조정부(26, 33)의 조정에 의한 제1 광로측과 제2 광로측의 레이저 빔(L₁, L₂)의 출력 파워의 비를, 가공하는 접합 기판(W)의 두께나 재료의 특성에 맞추어 조정해 둔다.

동시에, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 제2 광로측 레이저 빔(L₂)의 초점(S')이 접합 기판(W)의 상측 기판(W₁)의 표면 근방에 오도록, 그리고, 제1 광로측 레이저 빔(L₁)의 초점(P')이 하측 기판(W₂)의 표면 근방에 오도록, 초점 형성용 볼록 렌즈(37)나 오목 렌즈(36, 38)의 위치를 조정해 둔다. 또한, 상기 초점 위치는 기판(W)의 내부에서 임의의 위치로 조정하는 것이 가능하고, 예를 들면, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 제1 광로측 레이저 빔(L₁)의 초점(P')이 하측 기판(W₂)의 하면 근방에 오도록 조정해도 좋다.

또한, 로터리 셔터(22)에 의해 레이저 광원(20)으로부터의 레이저 빔(L₀)을 간헐적으로 차단하도록 함과 함께, 기판을 올려놓은 테이블(12)의 이동 속도를 조절하여 레이저 빔이 소정의 간격을 두고 기판(W)에 조사되도록 한다. 이에 따라, 기판(W)에 소정의 간격을 두고, 레이저 조사 스폿(S)을 스크라이브 예정 라인을 따라서 직선적으로 형성하도록 해 둔다. 상기 「소정의 간격」이란, 인접하는 레이저 스폿끼리가 레이저 스폿 형성시의 충격으로 발생하는 미소한 크랙으로 연결되는 바와 같은 거리를 말한다.

상기의 설정을 행한 후, 접합 기판(W)을 테이블(12) 상에 올려놓고, 카메라(13)로 가공 위치의 위치 결정을 행한 후에, 광원(20)으로부터의 레이저 빔을 발진시키고, 테이블(12)을 X방향으로 주사한다. 이에 따라, 접합 기판(W)에 소정의 간격을 두고 레이저 조사 스폿(K)이 형성된다. 이때, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 제1 광로측 레이저 빔(L₁)에 의한 초점(P')과, 제2 광로측 레이저 빔(L₂)에 의한 초점(S')이 기판(W)의 상측 기판(W₁)과 하측 기판(W₂)의 표면 근방에 오게 되어 있기 때문에, 레이저 스폿(K)은 각각의 초점 위치에 2개소 동시에 형성된다.

레이저 스폿(K)에서는, 초점에서, 순간적이고 그리고 국부적으로 용융·승화(국부적인 미소 어블레이션)가 발생한다. 그리고 인접하는 레이저 스폿끼리는 가공시의 충격으로 발생하는 미소한 크랙에 의해 연결되어 있고, 이에 따라, 연속한 스크라이브 홈이 상측 기판(W₁)과 하측 기판(W₂)에 동시에 형성될 수 있다.

이상, 단펄스 레이저를 이용하여 상기 실시예에서는, 로터리 셔터(22)에 의해 레이저 광원(20)으로부터의 레이저 빔(L₀)을 간헐적으로 차단하여, 레이저 조사 스폿(K)을 일정한 간격을 두고 형성하도록 했지만, 로터리 셔터(22)를 전체 개구하여 레이저 빔을 연속하여 기판(W)에 조사하도록 해도 좋다.

상기 실시 형태에서는 유리의 접합 기판의 가공에 적합한 가공 방법에 대해서 설명했지만, 가공 대상의 기판 재료에 따라서, 기판 표면에서만 흡수되지 않고, 기판 내부에 들어갈 수 있는 레이저의 종류를 선택하면, 동일한 가공이 가능해진다. 예를 들면 가공 대상이 사파이어 기판인 경우에는, 기판 내부에 레이저광을 입사시킬 수 있는 레이저로서, 예를 들면 Nd: YAG 레이저 등을 이용할 수 있다.

이상, 본 발명의 대표적인 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 반드시 상기한 실시 형태로 특정되는 것이 아니며, 본 발명의 목적을 달성하고, 청구의 범위를 일탈하지 않는 범위 내에서 적절히 수정, 변경하는 것이 가능하다.

예를 들면, 출력 조정부(26, 33)는 어느 편측만으로 하고, 기판(G)을 올려놓는 테이블(12)에서 조정하도록 해도 좋다.

본 발명의 기판 가공 방법은, 유리 기판 등의 취성 재료로 이루어지는 접합 기판의 스크라이브 가공에 이용된다.

A : 기판 가공 장치
K : 레이저 스폿
L₁ : 제1 광로측의 레이저 빔
L₂ : 제2 광로측의 레이저 빔
P' : 제1 광로측의 레이저 빔의 초점
S' : 제2 광로측의 레이저 빔의 초점
W : 접합 기판
W₁ : 상측 기판
W₂ : 하측 기판
12 : 테이블
20 : 레이저 광원
21 : 레이저 광학계
22 : 로터리 셔터
23 : 1/2 파장판
24 : 분기용 편광빔 스플리터
26, 33 : 출력 조정부
30 : 더블 초점 작성부
37 : 초점 형성용 볼록 렌즈
40 : 합성용 편광빔 스플리터

Claims (5)

1. 테이블 상에 올려놓여진 접합 기판에 대하여 레이저 빔을 조사하여 스크라이브 홈의 가공을 행하는 기판 가공 방법으로서,
   레이저 광원으로부터 펄스폭이 10^-10초 이하인 단(短)펄스 레이저 빔을 출사시켜 이 레이저 빔을 2개로 분기하고,
   이들 2개의 레이저 빔을 각각 상이한 발산각으로 초점 형성용의 렌즈를 투과시켜 초점 위치가 상이한 2개의 초점을 형성하고,
   한쪽의 레이저 빔의 초점을 접합 기판의 상측 기판에 오도록 하고, 다른 한쪽의 레이저 빔의 초점을 접합 기판의 하측 기판에 오도록 하여 이들 2개의 레이저 빔의 초점에 의해 상기 상측 기판과 상기 하측 기판을 동시에 가공하도록 한 접합 기판의 가공 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 2개로 분기된 레이저 빔 중 적어도 어느 한쪽의 광로 도중에 출력 조정부를 개재시켜, 각각의 레이저 빔의 조사 에너지를 조정하도록 한 접합 기판의 가공 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   접합 기판에 조사되는 레이저 빔을 스크라이브 예정 라인을 따라서 간헐적으로 조사함으로써, 상기 2개의 초점 위치에 발생하는 레이저 빔 스폿을 단속적으로 형성하도록 한 접합 기판의 가공 방법.
4. 테이블 상에 올려놓여진 접합 기판에 대하여 레이저 빔을 조사하여 가공을 행하는 기판 가공 장치로서,
   펄스폭이 10^-10초 이하인 단펄스 레이저빔을 출력하는 레이저 광원과,
   상기 레이저 광원으로부터 출사되는 단펄스 레이저 빔을, 제1 광로측의 레이저 빔과 제2 광로측의 레이저 빔으로 분기하는 광로 분기부와,
   이들 2개의 레이저 빔을 합성하고 각각 상이한 발산각으로 초점 형성용의 렌즈를 투과시켜 초점 위치가 상이한 2개의 초점을 형성하는 더블 초점 작성부와,
   상기 더블 초점 작성부로부터 조사되는 합성 레이저 빔에 대하여, 상기 접합 기판을 올려놓은 테이블을 상대적으로 이동시키는 기구로 이루어지며,
   상기 더블 초점 작성부는, 한쪽의 레이저 빔의 초점이 상기 접합 기판의 상측 기판에 오도록, 그리고, 다른 한쪽의 레이저 빔의 초점이 접합 기판의 하측 기판에 오도록, 각각의 초점을 조정할 수 있도록 형성되어 있는 접합 기판의 가공 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 2개로 분기된 레이저 빔 중 적어도 어느 한쪽의 광로 도중에, 레이저 빔의 조사 에너지를 조정하는 출력 조정부를 개재시켜 이루어지는 접합 기판의 가공 장치.

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