KR20180003407A - Method and apparatus of machining substrate - Google Patents

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KR20180003407A
KR20180003407A KR1020170028059A KR20170028059A KR20180003407A KR 20180003407 A KR20180003407 A KR 20180003407A KR 1020170028059 A KR1020170028059 A KR 1020170028059A KR 20170028059 A KR20170028059 A KR 20170028059A KR 20180003407 A KR20180003407 A KR 20180003407A
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KR1020170028059A
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사토시 고쿠세이
켄이치 마에다
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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

The present invention is to prevent a substrate from being damaged by the heat of a laser beam when the laser beam is emitted to the substrate. A laser beam generated from a laser beam source (11) at an opening position in a substrate (20) is emitted onto a concentric circular pattern through a galvano mirror (12) and an f lens (15), and a hole drilling process is performed. When a laser beam is emitted, low-temperature air is injected onto the substrate (20) through an air nozzle (19) from a low-temperature air generator (18). So, it is possible to suppress the generation of cracks in the hole drilling process and to remove dust generated in the process.

Description

기판의 가공 방법 및 가공 장치{METHOD AND APPARATUS OF MACHINING SUBSTRATE}[0001] METHOD AND APPARATUS OF MACHINING SUBSTRATE [0002]

　본 발명은, 각종의 기판(예를 들면, 반도체 웨이퍼(예를 들면, 실리콘 웨이퍼)나 그 외의 취성 재료 기판(brittle material substrate)(예를 들면, 유리 기판, 알루미나 기판, 사파이어 기판) 등)에 대하여 레이저 광원을 이용하여 구멍 뚫기나 절단의 가공을 하는 기판의 가공 방법 및 가공 장치에 관한 것이다.The present invention is applicable to various types of substrates (for example, semiconductor wafers (e.g., silicon wafers) and other brittle material substrates (e.g., glass substrates, alumina substrates, sapphire substrates, etc.) And more particularly, to a method of processing a substrate and a processing apparatus for performing drilling or cutting using a laser light source.

종래 반도체 웨이퍼에 구멍을 뚫을 때에는 드라이 에칭(dry etching)을 이용하여 반도체 웨이퍼에 구멍 뚫기 가공을 행하거나, 특허문헌 1에 나타내는 바와 같이 YAG 레이저를 이용하여 구멍 뚫기 가공을 행하고 있었다. 또한 특허문헌 2에는 자외선 펄스 레이저를 이용하여 반도체 웨이퍼에 구멍 뚫기 가공을 행하는 가공 방법이 제안되고 있다.Conventionally, when drilling a hole in a semiconductor wafer, hole drilling is performed on a semiconductor wafer using dry etching, or hole drilling is performed using a YAG laser as shown in Patent Document 1. Patent Document 2 proposes a machining method in which a hole drilling process is performed on a semiconductor wafer using an ultraviolet pulse laser.

일본공개특허공보 2002-239765호Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-239765 일본공개특허공보 2004-209541호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-209541

그런데 종래의 레이저 가공 방법에 있어서, 반도체 웨이퍼 등의 기판에 다수의 구멍을 형성할 필요가 있어, 구멍 뚫기 가공의 택트 타임(tact time)을 단축하는 것이 요구되고 있었다.However, in the conventional laser machining method, it is required to form a large number of holes in a substrate such as a semiconductor wafer, and it has been required to shorten the tact time of the boring process.

또한 레이저광을 이용하여 구멍 가공이나 절단 가공을 하는 경우, 조건에 따라서는 기판의 표면 부근에서 온도가 상승한다. 그리고 온도 상승에 의해 가공부나 그 주변 부분에서 크랙이나 치핑(chipping)이 발생하는 경우가 있다. 이 때문에 좁은 영역에 단시간으로 구멍 뚫기 가공을 하는 것은 어렵다는 문제점이 있었다.Further, in the case of performing hole processing or cutting processing using laser light, the temperature rises near the surface of the substrate depending on the conditions. Further, cracks or chipping may occur in the processing portion or the peripheral portion due to the temperature rise. Therefore, there is a problem that it is difficult to perform hole punching in a narrow area in a short time.

본 발명은 이러한 종래의 기판에 대한 가공 방법의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 가공시의 열에 의해 발생하는 문제점을 해소할 수 있는 기판의 가공 방법 및 가공 장치를 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the problems of the conventional method for processing a substrate, and it is a technical object to provide a processing method and a processing apparatus for a substrate that can solve the problem caused by heat at the time of processing.

이 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 기판의 가공 방법은, 레이저 광원을 이용한 기판의 가공 방법으로서, 레이저광을 상기 기판으로 유도하여, 레이저광의 조사 위치를 주사함으로써 기판을 가공하고, 상기 레이저광의 조사시에 기판의 레이저광의 조사 위치에 공기를 분사함으로써 기판을 냉각하는 것이다.In order to solve this problem, a processing method of a substrate of the present invention is a processing method of a substrate using a laser light source, comprising the steps of: guiding a laser beam to the substrate; processing the substrate by scanning the irradiation position of the laser beam; And the substrate is cooled by spraying air at the irradiation position of the laser beam on the substrate at the time of irradiation.

이 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 기판의 가공 장치는, 레이저 광원과, 상기 레이저 광원의 빛을 2축 방향으로 변화시키는 갈바노미러(galvano mirror)와, 상기 갈바노미러에서 반사된 빛을 기판 상에 집광시키는 fθ 렌즈와, 저온 공기 발생기와, 상기 저온 공기 발생기로부터의 저온의 공기를 가공 위치에 분사하는 에어 노즐과, 상기 갈바노미러 및 상기 저온 공기 발생기를 제어하고, 레이저광을 기판으로 유도하여 레이저광을 주사함으로써 상기 기판을 가공함과 함께, 상기 기판에 레이저광을 조사하는 타이밍에서 상기 저온 공기 발생기로부터의 저온의 공기를 가공 위치에 분사하는 컨트롤러를 구비하는 것이다.In order to solve this problem, a substrate processing apparatus of the present invention comprises a laser light source, a galvano mirror for changing the light of the laser light source in two axial directions, An air nozzle for injecting low-temperature air from the low-temperature air generator to a machining position, and a controller for controlling the galvanometer mirror and the low-temperature air generator, And a controller for processing the substrate by scanning the laser beam to inject the low temperature air from the low temperature air generator to the processing position at the timing of irradiating the substrate with laser light.

이러한 특징을 가지는 본 발명에 의하면, 레이저광을 조사하는 가공 위치에 에어 블로우(air blow)로 저온의 공기를 분사하고 있기 때문에, 온도의 상승을 억제할 수 있고, 기판에 대한 손상을 억제할 수 있다는 효과가 얻어진다. 또한 공기를 분사함으로써 가공시에 발생하는 분진을 제거할 수 있다는 효과가 얻어진다.According to the present invention having such features, since the low temperature air is blown to the processing position for irradiating the laser beam with the air blow, it is possible to suppress the rise of the temperature and to suppress the damage to the substrate . Further, by spraying air, dust generated during processing can be removed.

도 1은 본 발명의 실시 형태에 의한 레이저 가공 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 실시 형태에 의한 레이저 가공의 전후의 기판의 일부를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 실시 형태에 의한 레이저 가공 방법의 가공 스텝을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 실시 형태에 의한 레이저 가공의 가공 레이아웃의 일 예를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 실시 형태에 의한 가공 방법의 각 스텝의 출력과 크랙 발생의 유무의 일 예를 나타내는 도면이다.Fig. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser machining apparatus according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view showing a part of a substrate before and after laser machining according to the present embodiment.
3 is a view showing the machining step of the laser machining method according to the present embodiment.
Fig. 4 is a schematic view showing an example of the processing layout of laser machining according to the embodiment. Fig.
Fig. 5 is a diagram showing an example of the output of each step of the processing method according to the present embodiment and the presence or absence of a crack. Fig.

(발명을 실시하기 위한 형태)(Mode for carrying out the invention)

다음으로 본 발명의 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 형태에 이용되는 레이저 가공 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 본 도면에 나타내는 바와 같이 레이저 가공 장치(10)는 레이저 광원(11)을 가지고 있다. 레이저 광원(11)은 예를 들면 피코초 UV 레이저, 피코초 그린 레이저, CO2 레이저 등 펄스 형상으로 레이저광을 조사할 수 있는 출력 가변형의 광원으로 한다. 그리고 이 레이저 광원(11)의 출력은 미러(12a, 12b, 12c)를 통하여 갈바노미러(13)로 유도된다. 갈바노미러(13)는 x축 방향 및 이와 수직인 y축 방향으로 레이저 광원을 미소하게 주사하는 한 쌍의 미러(13x, 13y)로 구성되어 있고, 컨트롤러(14)로부터의 제어에 기초하여 레이저광을 임의의 방향으로 주사할 수 있다. 갈바노미러(13)에서 반사된 레이저광은 fθ 렌즈(15)를 통하여 기판(20) 상으로 유도된다. 또한 fθ 렌즈(15)는 갈바노미러(13)에서 결정된 광로에 관계없이 기판(20) 상에 수직으로 레이저광을 조사하여, 기판 상에 초점을 연결하도록 집광하는 것이다. 기판(20)은 테이블(16) 상에 배치되고, 테이블(16)은 XY 스테이지(17) 상에 지지되어 있고, XY 스테이지(17)에 의해 기판(20)을 테이블면 상에서 2방향으로 이동시킬 수 있다. 또한 레이저 가공 장치(10)는 저온 공기 발생기(18)를 가지고 있다. 저온 공기 발생기(18)는 컨트롤러(14)로부터의 제어에 기초하여 저온 공기를 발생하고, 레이저광을 조사하는 타이밍에서 기판 상의 레이저광 조사 위치에 에어 노즐(19)을 통하여 냉각된 공기를 분사하는 것이다. 컨트롤러(14)는 후술하는 바와 같이 갈바노미러(12)와 레이저 광원(11), XY 스테이지(17) 및 저온 공기 발생기(18)를 제어하고, 기판(20) 상에 레이저광을 조사하여 기판에 가공을 행하도록 제어하는 것이다.Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. BRIEF DESCRIPTION OF DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a laser machining apparatus used in an embodiment of the present invention. FIG. As shown in the figure, the laser processing apparatus 10 has a laser light source 11. The laser light source 11 is an output variable type light source capable of irradiating laser light in a pulse shape such as a picosecond UV laser, a picosecond green laser, or a CO 2 laser. The output of the laser light source 11 is guided to the galvanometer mirror 13 through the mirrors 12a, 12b, and 12c. The galvanometer mirror 13 is constituted by a pair of mirrors 13x and 13y for scanning the laser light source in the x-axis direction and the y-axis direction perpendicular to the x-axis direction, and based on the control from the controller 14, The light can be scanned in an arbitrary direction. The laser light reflected by the galvanometer mirror 13 is guided onto the substrate 20 through the f? Lens 15. Further, the f? Lens 15 irradiates the substrate 20 with laser light vertically on the substrate 20 regardless of the optical path determined by the galvanometer mirror 13, and concentrates the focal point on the substrate. The substrate 20 is placed on the table 16 and the table 16 is supported on the XY stage 17 and the substrate 20 is moved in two directions on the table surface by the XY stage 17 . The laser processing apparatus 10 also has a low temperature air generator 18. The low temperature air generator 18 generates low temperature air based on the control from the controller 14 and injects the cooled air through the air nozzle 19 to the laser light irradiation position on the substrate at the timing of irradiating the laser light will be. The controller 14 controls the galvanometer mirror 12, the laser light source 11, the XY stage 17 and the low temperature air generator 18 as described later and irradiates laser light onto the substrate 20, So as to perform machining.

　저온 공기 발생기(18)는, 예를 들면 가공부의 냉각 온도를 10℃로 하고, 50L/분의 저온 공기를 출력할 수 있는 저온 공기 발생기를 이용하고 있다. 또한 가공 대상이 되는 기판(20)은, 유리, 알루미나, 사파이어 등의 기판이나 반도체 웨이퍼로 한다. 여기에서는 기판(20)에 대해서, 예를 들면 직경 수십㎛∼1㎜의 미세한 다수의 구멍을 형성하는 것으로 한다.The low-temperature air generator 18 uses, for example, a low-temperature air generator capable of outputting low-temperature air of 50 L / min while setting the cooling temperature of the machining portion at 10 ° C. The substrate 20 to be processed is a substrate such as glass, alumina, or sapphire, or a semiconductor wafer. Here, the substrate 20 is formed with a plurality of fine holes, for example, several tens of 탆 to 1 mm in diameter.

　다음으로 본 실시 형태의 레이저 가공 장치를 이용한 가공 방법에 대해서 설명한다. 우선 1개의 구멍의 구멍 뚫기 가공에 대해서 설명한다. 구멍 뚫기 가공은 이하의 스텝 S1∼S3의 공정으로 행해진다. 도 2(a), (b)는 가공 대상이 되는 사파이어 기판(20)의 일부의 구멍 뚫기 가공 전후를 나타내는 단면도이다. 도 3(a)∼(c)는 가공 중의 단면을 나타내는 도면이다.Next, a processing method using the laser machining apparatus of the present embodiment will be described. First, a hole boring process of one hole will be described. The hole drilling is performed in the following steps S1 to S3. 2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views showing a part of the sapphire substrate 20 to be processed before and after the boring process. Figs. 3 (a) to 3 (c) are views showing cross sections during processing. Fig.

　우선 스텝 S1에 있어서, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 레이저광을 기판(20)에 대하여 그 표면을 초점으로 하여 수직으로 소정의 지름이 되도록 환상으로 조사한다. 이때 도 3에 나타내는 바와 같이 구멍 뚫기의 위치를 중심으로 하여 최대 주사 반경 R11에서 레이저 광원으로부터의 레이저광을 주사하여 환상으로 조사한다. 다음으로 이보다 근소하게 지름이 작은 R12가 되도록 환상으로 동심원이 되도록 레이저광을 조사한다. 추가로 반경을 순차적으로 작게 R13, R14로 하여 동심원 상으로 레이저광을 조사한다. 이를 제1 레이어 L1로 하면, 제1 레이어 L1의 조사의 종료 후에 얕은 원형의 구멍을 형성할 수 있다. 이어서 제2 레이어 L2에 있어서도 이와 동일하게 반경 R21, R22, R23, R24에서 동일 위치에 레이저광의 주사 반경을 순차 작게, 기판의 구멍의 표면을 초점 위치로 하여 동심원상으로 조사하여 제1 스텝 S1을 끝낸다. 이 제1 스텝 S1의 조사가 종료하면, 도 3(a)에 나타내는 바와 같이 최외주를 경사면으로 하여 거의 동일 깊이의 얕은 원형의 구멍을 형성할 수 있다.First, in step S1, as shown in Fig. 3 (a), the laser light is irradiated onto the substrate 20 in a ring shape so as to have a predetermined diameter vertically with its surface as a focal point. At this time, as shown in Fig. 3, laser light from a laser light source is scanned at a maximum scanning radius R11 around the position of the hole drilling to irradiate in an annular shape. Next, laser light is irradiated so as to form a ring-like concentric circle so as to have R12 slightly smaller in diameter. In addition, the laser beams are radially concentrically irradiated with R13 and R14, which are successively smaller in radius. If this is the first layer L1, a shallow circular hole can be formed after the irradiation of the first layer L1 is finished. Similarly, in the second layer L2, the radii R21, R22, R23, and R24 are irradiated concentrically with the scanning radii of the laser light sequentially at the same positions, with the surface of the hole of the substrate being the focus position, End it. When the irradiation of the first step S1 is completed, as shown in Fig. 3 (a), a shallow circular hole having almost the same depth can be formed with the outermost periphery as an inclined surface.

　다음으로 스텝 S2에 있어서, 우선 레이어 L3의 가공을 행한다. 레이어 L3에서는 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 레이어 L1, L2와 중심이 동일한 동심원으로 하여 스텝 S1의 최대 주사 반경 R11보다 근소하게 작은 최대 주사 반경 R31에서 기판의 구멍의 표면을 초점 위치로 하여 레이저광을 환상으로 조사한다. 다음으로 최대 주사 반경 R31보다 근소하게 작은 주사 반경 R32에서 동심원상으로 주사한다. 추가로 보다 작은 주사 반경 R33으로 하여 동심원상으로 레이저광을 조사한다. 이러한 주사에 의해 레이어 L3에서는 스텝 S1에서 형성한 구멍보다 약간 깊은 구멍을 형성할 수 있다. 그리고 레이어 L4에 있어서도 이와 동일한 반경 R41, R42, R43에서 동일 위치에 레이저광의 주사 반경을 순차적으로 작게, 기판의 구멍의 표면을 초점 위치로 하여 동심원상으로 반복한다. 추가로 레이어 L5에 대해서도 레이어 L3과 동일하게 반경 R51, R52, R53으로 하여 환상으로 순차 레이저 주사 반경을 작게 하면서 기판의 구멍의 표면을 초점 위치로 하여 레이저광을 조사한다. 이 제2 스텝 S2의 조사를 종료하면, 도 3(b)에 나타내는 바와 같이 도 3(a)보다 약간 깊은 동심원상의 구멍을 형성할 수 있다.Next, in step S2, the layer L3 is first machined. In the layer L3, as shown in Fig. 3 (b), the surface of the hole of the substrate is set as the focal point at the maximum scanning radius R31, which is concentric with the layers L1 and L2 and slightly smaller than the maximum scanning radius R11 of the step S1, The light is irradiated annularly. Next, the scan is performed in a concentric circle at a scan radius R32 slightly smaller than the maximum scan radius R31. And further irradiates the laser beam in a concentric circle with a smaller scanning radius R33. By such scanning, a hole slightly deeper than the hole formed in step S1 can be formed in the layer L3. Also in the layer L4, the same radial radius R41, R42 and R43 of the same radius are successively reduced in the same position, and the surface of the hole of the substrate is set as the focal position, thereby repeating the process in a concentric circle. Further, laser beams are irradiated to the layer L5 with the radiuses R51, R52, and R53 being the same as the layer L3, with the surface of the hole of the substrate being the focal point position, while the laser scanning radius is gradually reduced in a ring shape. When the irradiation of the second step S2 is finished, as shown in Fig. 3 (b), a concentric hole slightly deeper than Fig. 3 (a) can be formed.

　다음으로 스텝 S3에 있어서, 도 3(c)에 나타내는 바와 같이 이 전회의 동심원과 중심이 동일하고 최대의 지름이 보다 작은 제3 스텝에서 형성된 기판의 구멍의 표면을 초점 위치로 하여 동심원상으로 레이저광을 조사한다. 제3 스텝에서는 반경을 R61, R62로 한다. 이렇게 하면 제3 스텝을 종료하면, 보다 깊은 구멍(21)을 형성할 수 있다.Next, in step S3, as shown in Fig. 3 (c), the surface of the hole of the substrate formed in the third step, which is concentric with the previous concentric circle and has the maximum diameter smaller than the previous concentric circle, Light is irradiated. In the third step, the radii are set to R61 and R62. By doing so, by finishing the third step, a deeper hole 21 can be formed.

　이렇게 하면 스텝 S1에 비해 스텝 S2, S3에서는 순차적으로 최외주의 레이저 주사 반경을 서서히 작게 하고 있기 때문에, 모든 스텝 S1과 동일한 주사 반경으로 하고 있는 경우에 비해 1개의 구멍에 대한 레이저의 주사를 고속으로 종료할 수 있다.Since the laser scanning radius of the outermost circumference is gradually reduced in steps S2 and S3 in comparison with the step S1, the laser scanning for one hole is performed at a high speed Can be terminated.

도 4는 이 실시 형태에 의한 구멍 뚫기 가공시의 가공 레이아웃의 일 예를 나타내는 도면이다. 본 도면에 나타내는 바와 같이 구멍 간격을 예를 들면 300㎛, 구멍 지름을 50㎛로 하고, 종횡 합쳐 25개의 구멍을 집중하여 뚫는 것으로 한다. 이 경우에 25개의 구멍에 대하여 우선 제1 스텝 S1의 가공을 행한다. 이 구멍 뚫기 가공시에 동시에 저온 공기 발생기(18)에서 발생한 저온의 공기를 에어 노즐(19)로부터 에어 블로우로서 분사한다. 이렇게 하면 레이저 조사시의 온도 상승을 제어할 수 있다. 이어서 모든 구멍에 대하여 스텝 S2의 구멍 뚫기 처리를 행한다. 이 가공시에도 동시에 전술한 바와 같이 저온 공기 발생기(18)에서 발생한 저온의 공기를 에어 블로우로서 분사한다. 추가로 모든 구멍에 대하여 제3 스텝 S3의 구멍 뚫기 가공을 행한다. 이 구멍 뚫기 가공시에도 전술한 바와 같이 저온 공기 발생기(18)에서 발생한 저온의 공기를 에어 블로우로서 분사한다. 이렇게 하면 가공 영역의 온도 상승을 억제할 수 있어, 크랙의 억제 효과를 얻을 수 있다. 또한 공기를 분사함으로써 가공시에 발생하는 분진의 부착을 적게 할 수 있다.Fig. 4 is a view showing an example of the machining layout at the time of drilling by this embodiment. Fig. As shown in the drawing, the hole interval is set to 300 mu m, for example, and the hole diameter is set to 50 mu m. In this case, the first step S1 is first performed on the 25 holes. Temperature air generated in the low-temperature air generator 18 at the same time during the hole boring process is jetted from the air nozzle 19 as an air blow. This makes it possible to control the temperature rise during laser irradiation. Subsequently, a hole drilling process in step S2 is performed on all the holes. At the same time, the low-temperature air generated in the low-temperature air generator 18 is jetted as an air blower as described above. Further, hole drilling is performed for all the holes in the third step S3. Temperature air generated in the low-temperature air generator 18 is blown as an air blower as described above. By doing so, the temperature rise of the machining area can be suppressed, and the effect of suppressing cracks can be obtained. In addition, by injecting air, adhesion of dust generated during processing can be reduced.

도 5(a)는 에어 블로우에 의한 냉각을 행하지 않는 경우의 각 스텝의 출력의 변화와 크랙의 발생 상태를 나타내는 도면이다. 여기에서는 스텝 S1에 대해서 레이저광의 출력을 1.2W∼2.4W로 변화시키고, 이에 대응하여 스텝 S2, S3에서 레이저광의 출력을 2W∼10W로 변화시킨 경우의 크랙 발생 상황을 나타내고 있다. 저온 공기의 분사에 의한 냉각이 없으면, 스텝 S1의 레이저 출력 레벨에 관계없이 제2, 제3 스텝의 레이저 출력이 10W, 8W인 경우에서는 크랙이 발생하고 있다. 또한 제1 스텝 S1의 출력이 1.6W 이상인 경우에 제2, 제3 스텝의 출력이 6W이면 크랙이 발생한다. 제1 스텝이 2W 이상인 경우에 제2, 제3 스텝의 출력이 4W이면 크랙이 발생하고 있다.Fig. 5 (a) is a view showing changes in output of each step and occurrence of cracks when cooling by air blow is not performed. Fig. Here, a crack occurrence situation in the case where the output of the laser light is changed from 1.2W to 2.4W in step S1, and the output of the laser light is changed from 2W to 10W in steps S2 and S3 corresponding thereto. Without cooling by the injection of the low-temperature air, a crack occurs in the case where the laser output of the second and third steps is 10W and 8W regardless of the laser output level of the step S1. When the output of the first step S1 is 1.6W or more, a crack occurs when the output of the second and third steps is 6W. If the output of the second and third steps is 4W when the first step is 2W or more, a crack occurs.

이에 대하여 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 에어 블로우를 병용한 경우에는, 제1 스텝 S1의 출력이 1.6W 이하이면 제2, 제3 스텝에서 8W이하인 경우에 크랙이 발생하는 일이 없다. 따라서 에어 블로우에 의한 억제 효과가 있었다고 판단된다. 이 때문에 크랙을 발생시키지 않는 범위에서 높은 레이저 출력으로 레이저광을 조사할 수 있어, 가공 속도를 높일 수 있다.In contrast, when air blow is used as shown in Fig. 5 (b), when the output of the first step S1 is 1.6 W or less, cracks do not occur when the output is 8 W or less in the second and third steps. Therefore, it was judged that there was an inhibitory effect by air blow. Therefore, laser light can be irradiated with a high laser output within a range that does not cause cracking, and the processing speed can be increased.

또한 이 실시 형태에서는 도 3에 나타내는 바와 같이 스텝 S1∼S3에서 순차적으로 최대 주사 반경을 작게 하여 동심원상으로 레이저광을 조사하도록 하고 있지만, 2 이상의 스텝이면 임의의 횟수로 할 수 있다. 즉 제n(n은 2 이상의 자연수) 스텝을 이용하여 복수 스텝 Si(i＝1∼n)에서 순차적으로 주사 반경을 상이하게 하여 레이저광을 조사하여, 구멍을 형성할 수 있다. 또한 각 스텝에서는, 가장 작은 주사 반경에서 순차 최대 주사 반경까지 반경을 크게 하면서 주사해도 좋다.In this embodiment, as shown in Fig. 3, the maximum scanning radius is gradually decreased in steps S1 to S3 so as to irradiate the laser light in a concentric circle, but it is possible to arbitrarily set the number of steps in the case of two or more steps. That is, holes can be formed by irradiating a laser beam with different scan diameters sequentially in a plurality of steps Si (i = 1 to n) by using n-th (n is a natural number of 2 or more) steps. In each step, the scan may be performed while increasing the radius from the smallest scan radius to the successive maximum scan radius.

또한 이 실시 형태에서는 기판의 가공 장치를 이용한 구멍 뚫기 가공에 대하여 설명하고 있지만, 본 발명은 구멍 뚫기 가공에 한정하지 않고, 레이저광을 직선적으로 이동시키도록 조사하여, 기판을 절단하는 경우에 대해서도 적용할 수 있다.In this embodiment, the hole drilling process using the substrate processing apparatus is explained. However, the present invention is not limited to the hole drilling process, but is also applicable to the case where the substrate is cut by irradiating the laser beam linearly can do.

본 발명은 사파이어 기판이나 반도체 웨이퍼 등의 기판에 다수의 구멍을 형성하거나, 기판을 절단하는 레이저 가공 장치에 매우 적합하게 사용할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably applied to a laser processing apparatus for forming a large number of holes in a substrate such as a sapphire substrate or a semiconductor wafer, or cutting a substrate.

10 : 레이저 가공 장치
11 : 레이저 광원
12a, 12b, 12c : 미러
13 : 갈바노미러
14 : 컨트롤러
15 : fθ 렌즈
16 : 테이블
17 : XY 스테이지
18 : 저온 공기 발생기
19 : 에어 노즐
20 : 기판10: Laser processing device
11: Laser light source
12a, 12b, 12c: mirror
13: Galvano Mirror
14: Controller
15: f?
16: Table
17: XY stage
18: Low temperature air generator
19: Air nozzle
20: substrate

Claims (2)

레이저 광원을 이용한 기판의 가공 방법으로서,
레이저광을 상기 기판으로 유도하여, 레이저광의 조사 위치를 주사함으로써 기판을 가공하고,
상기 레이저광의 조사시에 기판의 레이저광의 조사 위치에 공기를 분사함으로써 기판을 냉각하는 기판의 가공 방법.A method of processing a substrate using a laser light source,
Guiding the laser light to the substrate, processing the substrate by scanning the irradiation position of the laser light,
Wherein the substrate is cooled by spraying air at a position irradiated with the laser light of the substrate upon irradiation of the laser light. 레이저 광원과,
상기 레이저 광원의 빛을 2축 방향으로 변화시키는 갈바노미러와,
상기 갈바노미러에서 반사된 빛을 기판 상에 집광시키는 fθ 렌즈와,
저온 공기 발생기와,
상기 저온 공기 발생기로부터의 저온의 공기를 가공 위치에 분사하는 에어 노즐과,
상기 갈바노미러 및 상기 저온 공기 발생기를 제어하고, 레이저광을 기판으로 유도하여 레이저광을 주사함으로써 상기 기판을 가공함과 함께, 상기 기판에 레이저광을 조사하는 타이밍에서 상기 저온 공기 발생기로부터의 저온의 공기를 가공 위치에 분사하는 컨트롤러를 구비하는 기판의 가공 장치.A laser light source,
A galvano mirror for changing the light of the laser light source in two axial directions,
An f? Lens for condensing the light reflected from the galvanometer mirror onto a substrate,
A cold air generator,
An air nozzle for injecting low temperature air from the low temperature air generator to a processing position,
Temperature air generator to control the galvanometer mirror and the low-temperature air generator to process the substrate by guiding the laser beam to the substrate and scanning the laser beam, and at the timing of irradiating the substrate with laser light, And a controller for injecting air of a predetermined temperature into the processing position.
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