TW201546004A - 脆性材料基板之加工方法 - Google Patents

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Abstract

本發明之脆性材料基板之加工方法，能夠在對脆性材料基板進行切斷加工時，抑制基板之碎屑產生。 本發明提供包含以下步驟之基板加工方法：沿著與脆性材料基板之加工線隔離一定間隔設置的導引線，對脆性材料基板之表面以一定深度進行雷射加工；以及，沿著脆性材料基板之加工線，從基板之背面往表面方向對脆性材料基板進行雷射加工；其具有能夠在對脆性材料基板進行切斷加工時抑制脆性材料基板之碎屑產生、能夠使不良率減少並使生產效率提高的效果。

Description

脆性材料基板之加工方法
本發明係關於一種脆性材料基板之加工方法，更詳細而言，係關於一種能夠在對脆性材料基板進行切斷加工時抑制基板之碎屑(chipping)產生的脆性材料基板之加工方法。
一般而言，在對玻璃基板或半導體晶圓等脆性材料基板進行切斷加工時，存在有沿切斷線之緣產生一般被稱為碎屑之不定形的缺欠的問題。
另一方面，最近大多被使用如下之加工方法：在對脆性材料基板進行切斷加工時以非接觸式加工方法利用雷射光束。
在使用有雷射光束的基板加工方法中，藉由使從雷射振盪裝置所振盪出的雷射光束通過雷射光學系統而對基板進行照射從而加工基板。利用雷射光束的脆性材料基板之加工方法，由於是藉由在欲進行基板加工的部分形成光束點，而施予熱能以加工基板，因此能夠進行精密加工，且能夠減少加工步驟時間。
然而，即使在利用如此般之雷射光束的脆性材料基板之加工方法中，亦會有在進行脆性材料基板之切斷加工的情形時，在基板且在切斷加工完成的地點之緣產生碎屑。
本發明是用以解決上述之問題，其目的在於提供一種能夠在對脆性材料基板進行切斷加工時，抑制基板之碎屑產生的脆性材料基板之加工方法。
用以達成上述目的的本發明之脆性材料基板之加工方法，包含以下步驟：沿著與脆性材料基板之加工線隔離一定間隔設置的導引線，對該脆性材料基板之表面以一定深度進行雷射加工；以及，沿著該脆性材料基板之該加工線，從該脆性材料基板之背面往表面方向對該脆性材料基板進行雷射加工。
該脆性材料基板之加工方法，亦可進一步包含以下步驟：在沿著該導引線對該脆性材料基板之表面以一定深度進行雷射加工的步驟後，使該雷射之光束點往該脆性材料基板之背面移動。
在進行該雷射加工之步驟中，可在該脆性材料基板已固定的狀態下，藉由雷射光學系統使該雷射之光束點移動而加工該脆性材料基板。
在該雷射加工中所使用的雷射，可設為奈秒脈衝雷射(nanosecond pulsed laser)。
該導引線，可根據該雷射之光束點之大小，並以與該加工線隔離成具有40~100μm之間隔的方式設置。
該導引線之加工深度，可設為40~60μm。
該導引線，可在該加工線之兩側，以隔離一定間隔的方式設置一對。
根據本發明之脆性材料基板之加工方法，具有能夠在對脆性材料基板進行切斷加工時抑制基板之碎屑產生的效果。
藉此，具有能夠在脆性材料基板之切斷加工時，使不良率減少並使生產效率提高的效果。
10‧‧‧基板
11‧‧‧加工線
12‧‧‧導引線
圖1，係表示藉由本發明之一實施例之脆性材料基板之加工方法而加工之基板表面的圖。
圖2，係圖1之II-II線之剖面圖。
圖3，係用於說明在圖1之基板中防止裂紋擴散之效果的圖。
圖4，係本發明之一實施例之脆性材料基板之加工方法的流程圖。
以下，參照所附圖式詳細地說明本發明較佳之實施例。首先，在對各圖之構成要素標記參照符號時，針對相同之構成要素，即使表示在不同圖上亦盡可能設定成具有相同符號。此外，以下雖說明本發明之較佳的實施例，但本發明之技術思想，並不限定或限制在此，當然可由一般的技術者對其加以變形、進行各種實施。
圖1係表示藉由本發明之一實施例之脆性材料基板之加工方法而加工之基板表面的圖，圖2係圖1之II-II線之剖面圖。
如此般之圖1至圖2，係為了概念性地明確理解本發明，而僅概念性地表示有主要特徵部分。
圖4係本發明之一實施例之脆性材料基板之加工方法的流程圖。參照圖4，本發明之一實施例之脆性材料基板之加工方法，包含：沿著與脆性材料基板之加工線隔離一定間隔設置的導引線，對基板之表面以 一定深度進行雷射加工的步驟(S100)；使雷射之光束點往基板之背面移動的步驟(S200)；沿著基板之加工線，從基板之背面往表面方向對基板進行雷射加工的步驟(S300)。
在沿著導引線對基板之表面以一定深度進行雷射加工的步驟(S100)中，藉由雷射加工裝置而沿著導引線於基板表面形成一定深度的溝槽。
參照圖1及圖2，導引線係與加工線隔離一定間隔而設置。加工線係供實際加工基板的線，且導引線係用於在與加工線隔離一定間隔的部位以一定深度形成溝槽的線。
圖1中所示之加工線，係用於對基板之一部分區域進行開孔加工而形成的線。
本實施例中使用的雷射加工裝置(未圖示)，藉由使從雷射振盪部所振盪出之雷射光束通過雷射光學系統而照射於基板從而加工基板。雷射加工裝置之控制部，控制雷射光學系統而使雷射之光束點形成於基板之欲進行加工的部分從而加工基板。
亦即，雷射加工裝置，在已使欲進行加工的脆性材料基板固定於既定位置的狀態下，控制雷射光學系統，使光束點沿著導引線移動而藉此加工基板。
在雷射加工裝置中，光束點藉由雷射光學系統而亦可在圖1及圖2中所示之X、Y軸方向及Z軸方向(基板之厚度方向)移動。因此，雷射加工裝置，在沿著導引線使光束點於X、Y軸方向移動而加工基板的同時，亦於Z軸方向移動而以一定深度加工基板之表面。
在使雷射之光束點往基板之背面移動的步驟(S200)中，在對基板之表面沿著導引線完成溝槽加工後，雷射加工裝置在已使雷射輸出關閉的狀態下控制雷射光學系統，使形成光束點之位置往基板之背面之加工線上移動。亦在此時由於基板在被固定的狀態下藉由雷射光學系統僅移動光束點之形成位置，因此能夠在不會有因基板移動而產生誤差的情況下進行精密的加工。
在沿著基板之加工線，從基板之背面往表面方向對基板進行雷射加工的步驟(S300)中，藉由雷射加工裝置沿加工線從基板之背面往表面進行切斷加工。
亦在該步驟(S300)中，基板維持被固定之狀態，藉由雷射加工裝置之雷射光學系統而一邊使光束點在基板之背面沿著加工線進行移動一邊加工基板。在將光束點沿著加工線移動的同時，由於其以一定的速度從基板之背面朝向表面並於Z軸方向移動，因此基板被沿著加工線切斷加工。
接下來針對具有如此般構成之脆性材料基板之加工方法的作用進行說明。
在基板表面沿導引線形成之一定深度的溝槽，用於在將基板沿加工線進行切斷加工時，防止在加工到達基板表面而完成基板之切斷加工的部分沿切斷線之緣產生之碎屑或裂紋擴散。
圖3係說明在圖1之基板中防止裂紋擴散之效果的圖。
參照圖3，預先形成之加工基板表面而成之導引線，用於防止完成基板切斷之沿基板之表面部分加工線之緣產生之裂紋往導引線外側擴散。
藉此，具有使碎屑最小化並減少製品不良率的效果。
在利用雷射進行基板切斷加工時於切斷線之緣產生之碎屑，因熱傳導之能量等，而主要產生在切斷加工完成時之地點之緣。因此，已預先加工成之導引線，係在基板切斷加工完成之表面部預先形成溝槽，可防止如此般之碎屑產生時碎屑擴散，並使製品不良率減少。
導引線，在考量雷射光束點之大小下，設置成與加工線具有一定間隔。在導引線過於接近加工線的情形時，存在有沿導引線預先形成之溝槽部分在沿加工線進行加工的步驟中一起被雷射加工的情況。此外，在導引線過於遠離加工線的情形時，亦存在不具有防止在加工線之緣產生之碎屑擴散之效果的情況。因此，導引線，在考量如此般之條件下，較佳為與加工線具有40~100μm之間隔。
導引線之加工深度，係考量碎屑主要產生之區域而決定。此外，在基板具有強化層的情形時，由於在強化層容易產生碎屑，因此以能貫通強化層之深度加工。一般而言，在考量加工效率下，較佳為導引線以40~60μm之深度進行加工。
根據本發明之脆性材料基板之加工方法，具有如以下之效果。
第一，如上所述，能夠在脆性材料基板之切斷加工時，防止沿切斷線之緣產生之碎屑或裂紋之擴散，使製品不良率減少，並提高生產性。
第二，由於在基板已固定的狀態下控制雷射光學系統，並僅使雷射之光束點移動以進行加工，因此加工精度較高。
第三，在脆性材料基板之雷射加工時，能夠使用奈秒脈衝雷射而節約生產成本。為了在脆性材料基板之雷射加工時，使在基板產生之熱損傷減少並使碎屑及裂紋減少，可使用皮秒脈衝雷射(picosecond pulsed laser)。但是，使用皮秒脈衝雷射之加工設備，比起使用奈秒脈衝雷射之加工設備，其價格格外地高，而存在有使製造單價變高的問題。但是，在使用本發明之加工方法的情形，亦能夠在使用奈秒脈衝雷射之加工裝置中減少不良率，具有節約生產成本之效果。
另一方面，雖在上述之實施例中，以用於對脆性材料基板之一定區域進行開孔加工之加工線為對象說明本發明，但本發明可實施各種之變形。
例如，在非對基板之一定區域進行開孔加工、而係單純對基板進行切斷加工的情形，亦可使用本發明之加工方法。在該情形，可於基板之加工線兩側隔離一定間隔設置導引線。亦即，在開孔加工中，雖由於開孔的部分被捨棄而因此無需在開孔的部分形成導引線，但若以加工線為基準而兩側的部分全為被使用的部分，則在加工線之兩側均形成導引線以進行加工。
以上之說明，只不過是例示性地說明本發明之技術思想，若為本發明所屬技術領域中具有通常知識者，有可能會在不脫離本發明之本質上的特性的範圍內進行各種修改、變更及置換。因此，本發明中所揭示的實施例及附圖，並非用於限定本發明之技術思想，而係用於作為例子以進行說明，並非藉由如此般之實施例及附圖來限定本發明之權利範圍。本發明之權利範圍，應以申請專利範圍來解釋，位於與其同等之範圍內的所 有技術思想，應被解釋為包含在本發明之權利範圍中。
10‧‧‧基板
11‧‧‧加工線
12‧‧‧導引線
d‧‧‧間隔

Claims (7)

  1. 一種脆性材料基板之加工方法，其特徵在於包含以下步驟：沿著與具有表面及背面之脆性材料基板之加工線隔離一定間隔設置的導引線，對該脆性材料基板之表面以一定深度進行雷射加工；以及，沿著該脆性材料基板之該加工線，從該脆性材料基板之背面往表面方向對該脆性材料基板進行雷射加工。
  2. 如申請專利範圍第1項之脆性材料基板之加工方法，其進一步包含以下步驟：在沿著該導引線對該脆性材料基板之表面以一定深度進行雷射加工的步驟後，使該雷射之光束點往該脆性材料基板之背面移動。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之脆性材料基板之加工方法，其中，在進行該雷射加工之步驟中，在該脆性材料基板已固定的狀態下，藉由雷射光學系統使該雷射之光束點移動而加工該脆性材料基板。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之脆性材料基板之加工方法，其中，在該雷射加工中所使用的雷射，為奈秒脈衝雷射。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之脆性材料基板之加工方法，其中，該導引線，可根據該雷射之光束點之大小，並以與該加工線隔離成具有40~100μm之間隔的方式設置。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之脆性材料基板之加工方法，其中，該導引線之加工深度，為40~60μm。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之脆性材料基板之加工方法，其中，該導引線，在該加工線之兩側以隔離一定間隔的方式設置一對。
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