KR101229325B1 - Laser working apparatus, and laser working method - Google Patents

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Abstract

금속분이 발생하는 문제나 냉각 부재에 부착된 오물이 기판에 부착되는 문제가 없고, 마찰에 의한 흠집의 발생도 생기지 않는 고체 접촉에 의한 냉각 방법을 이용한 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치를 제공한다. 빔 스폿을 취성 재료 기판에 형성하는 레이저 조사 기구와, 냉각 영역을 형성하는 기판 냉각 기구와, 빔 스폿 및, 상기 냉각 영역을, 기판에 설정한 가공 예정 라인을 따라 빔 스폿, 냉각 영역의 순으로 상대적으로 이동하는 주사(走査) 기구를 구비하여, 기판 냉각 기구는, 상온에서 기체 또는 액체가 되는 냉매 재료를 냉각하여 고체화한 고상 냉매와, 고상 냉매를 기판에 접촉시키는 압압 기구(push mechanism)로 이루어진다. Provided are a laser processing method and a laser processing apparatus using a cooling method by solid contact, in which there is no problem that metal powder is generated or dirt attached to the cooling member is adhered to the substrate, and scratches are not generated due to friction. A laser irradiation mechanism for forming a beam spot on a brittle material substrate, a substrate cooling mechanism for forming a cooling area, a beam spot, and the cooling area in order of a beam spot and a cooling area along a machining schedule line set on the substrate. The substrate cooling mechanism is provided with a relatively moving scanning mechanism. The substrate cooling mechanism includes a solid refrigerant that solidifies by cooling a refrigerant material that becomes a gas or a liquid at normal temperature, and a push mechanism that contacts the substrate with the solid refrigerant. Is done.

Description

레이저 가공 장치 및 레이저 가공 방법{LASER WORKING APPARATUS, AND LASER WORKING METHOD}LASER WORKING APPARATUS, AND LASER WORKING METHOD}

본 발명은, 레이저 조사(照射)에 의한 취성 재료 기판(brittle material substrate)의 가공 방법 및 가공 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저 조사에 의한 가열과 그 직후의 냉각에 의해 취성 재료 기판에 열응력을 부여하여 크랙을 발생시키는 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and a processing apparatus for a brittle material substrate by laser irradiation, and more particularly, to heat the brittle material substrate by heating and cooling immediately after the laser irradiation. The present invention relates to a laser processing method and a laser processing apparatus for generating stress by applying stress.

여기에서 취성 재료 기판이란, 유리 기판, 소결(燒結) 재료인 세라믹스, 단결정 실리콘, 반도체 웨이퍼, 사파이어 기판, 세라믹 기판 등을 말한다.Here, a brittle material substrate means a glass substrate, ceramics which are sintering materials, single crystal silicon, a semiconductor wafer, a sapphire substrate, a ceramic substrate, etc.

유리 기판 등의 취성 재료 기판에 레이저 빔을 조사하고, 기판 상에 형성되는 빔 스폿을 주사(走査)하여 라인 형상으로 가열하고, 추가로 가열 직후에 냉매를 분사하여 냉각하는 레이저 스크라이브 가공을 이용하면, 커터 휠 등에 의한 기계적인 가공에 비해 컬릿(cullet)의 발생을 저감시킬 수 있고, 또한, 단면(端面) 강도를 향상시킬 수 있다.When a laser beam is irradiated to a brittle material substrate such as a glass substrate, the beam spot formed on the substrate is scanned, heated in a line shape, and a laser scribing process in which a coolant is injected by cooling immediately after heating is used. Compared with the mechanical processing by the cutter wheel or the like, the generation of cullets can be reduced, and the cross-sectional strength can be improved.

그 때문에, 플랫 패널 디스플레이를 비롯하여, 유리 기판 등을 분단(dividing) 가공하는 것이 필요한 여러 가지 제조 공정 등에서 레이저 스크라이브 가공이 채용되고 있다.For this reason, laser scribing is employed in various manufacturing processes that require dividing a glass substrate or the like, including a flat panel display.

일반적으로, 레이저 스크라이브 가공에서는, 앞으로 가공하려고 하는 가상선(가공 예정 라인이라고 함)을 설정한다. 그리고 가공 예정 라인의 시단(始端)이 되는 기판단에, 커터 휠 등으로 초기 균열(트리거)을 형성하여, 레이저 빔의 조사에 의한 빔 스폿을 시단에 형성한 초기 균열의 위치로부터 스크라이브 예정 라인을 따라 주사한다. 이어서, 빔 스폿이 통과한 직후의 가공 예정 라인에, 냉매를 분사하여 냉각을 행한다. 이때, 가공 예정 라인 근방에 발생한 온도 분포(깊이 방향의 온도 분포 또는 전후 방향의 온도 분포)에 기초하여 응력 구배가 발생한 결과, 유한 깊이의 크랙(스크라이브 라인이라고 함) 또는, 기판의 이면에 달하여 기판을 완전히 분단하는 크랙(풀 커트 라인이라고 함)이 형성된다(특허문헌 1, 특허문헌 2, 특허문헌 3 참조).Generally, in laser scribe processing, an imaginary line (called a processing schedule line) to be processed in the future is set. An initial crack (trigger) is formed on the substrate end serving as the beginning of the processing scheduled line by a cutter wheel or the like, and a scribing scheduled line is formed from the position of the initial crack in which the beam spot by the laser beam irradiation is formed at the beginning. Inject accordingly. Subsequently, a coolant is injected and cooled to the machining scheduled line immediately after the beam spot passes. At this time, as a result of the stress gradient generated on the basis of the temperature distribution (temperature distribution in the depth direction or the temperature distribution in the front and rear direction) generated near the machining line, the crack of finite depth (called a scribe line) or the back surface of the substrate is reached. A crack (referred to as a full cut line) is formed which completely divides (see Patent Literature 1, Patent Literature 2, and Patent Literature 3).

레이저 스크라이브 가공에 의해 가공 예정 라인을 따라 정밀도 좋게 크랙을 형성시키기 위해서는, 가공 예정 라인 상에 큰 열응력을 발생시킬 필요가 있고, 가공 예정 라인을 따라 급준한 온도 구배를 형성할 필요가 있다. 또한, 유한 깊이의 크랙(스크라이브 라인)을 가능한 한 깊게 형성할 수 있는 가공 조건으로 하거나, 혹은 확실하게 완전 분단하는 크랙(풀 커트 라인)을 형성할 수 있는 가공 조건으로 하거나 하여, 레이저 스크라이브 가공을 행하는 것이 바람직하지만, 그러기 위해서라도 가열 후의 냉각으로, 가능한 한 큰 온도 구배를 형성할 필요가 있다. 그러나, 지금까지 일반적으로 행해져 온 냉각 방법인 기체(액체를 함유시켜도 좋음)를 비(非)접촉 상태로 분사하는 방법에서는, 냉각이 충분하지 않은 경우도 있었다.In order to form cracks with high accuracy along the processing line by laser scribing, it is necessary to generate a large thermal stress on the processing line and to form a steep temperature gradient along the processing line. In addition, laser scribing may be performed under a processing condition capable of forming a crack (scribe line) of a finite depth as deep as possible, or a processing condition capable of forming a crack (full cut line) that is completely segmented reliably. Although it is preferable to carry out, in order to do so, it is necessary to form a temperature gradient as large as possible by cooling after heating. However, in the method of injecting a gas (which may contain liquid), which has been generally performed so far in a non-contact state, cooling may not be sufficient.

그래서 큰 온도 구배를 발생시키는 냉각 방법으로서, 빔 스폿이 통과한 후에, 냉각 부재를 기판면에 기계적으로 접촉시키도록 하여 행하는 방법이 개시되어 있다.Thus, as a cooling method for generating a large temperature gradient, a method is performed in which a cooling member is brought into mechanical contact with a substrate surface after a beam spot passes.

예를 들면, 냉매가 순환하는 냉각 파이프를 기판에 접촉시키도록 하여 냉각하는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 4 참조).For example, the method of cooling by making the cooling pipe which a refrigerant | coolant circulates makes a contact with a board | substrate is disclosed (refer patent document 4).

또한, 롤러 형상의 냉각 부재(고체)나 구(球) 형상의 냉각 부재(고체)나 봉 형상의 냉각 부재의 선단(先端)을, 저온으로 하여 기판 표면에 접촉시켜 냉각하는 방법이 개시되어 있다(특허문헌 5).Further, a method is disclosed in which a tip of a roller-shaped cooling member (solid), a spherical cooling member (solid), or a rod-shaped cooling member is brought into contact with the surface of a substrate at a low temperature and cooled. (Patent Document 5).

또한, 상온에서 물보다도 증기압이 높은 용제 등으로 이루어지는 휘발성 액체를 스펀지, 펠트 등의 소재로 이루어지는 냉각 부재에 침투시켜, 이 냉각 부재(스펀지 등)를 기판에 접촉시킴으로써, 휘발성 액체를 도포하고, 휘발성 액체가 증발할 때의 기화열을 이용하여 냉각하는 것도 개시되어 있다(특허문헌 5 참조).Furthermore, at room temperature, a volatile liquid made of a solvent having a higher vapor pressure than water is infiltrated into a cooling member made of a material such as sponge or felt, and the cooling member (sponge or the like) is brought into contact with a substrate to apply a volatile liquid, thereby volatile Cooling using the heat of vaporization when the liquid evaporates is also disclosed (see Patent Document 5).

일본공개특허공보 2001-130921호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2001-130921 일본공개특허공보 2006-256944호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2006-256944 WO 2003/008352호WO 2003/008352 일본공개특허공보 2002-100590호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-100590 일본공개특허공보 2002-362933호Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2002-362933

이와 같이 냉각 파이프나 롤러 형상의 냉각 부재를 접촉시키거나, 휘발 액체를 침투시킨 스펀지, 펠트 등의 냉각 부재를 접촉시키거나 하여, 고체 물질을 기판에 기계적으로 접촉시킴으로써 냉각을 행하면, 가공 예정 라인을 따라 효율적으로 냉각할 수 있게 되어, 가공 예정 라인을 따라 정밀도 좋게, 그리고, 확실하게 크랙을 형성할 수 있다.When the cooling pipe or the roller-shaped cooling member is contacted in this way, or cooling members such as sponge or felt in which volatilized liquid has penetrated are brought into contact with each other, and the solid material is brought into mechanical contact with the substrate, cooling is performed. Therefore, it becomes possible to cool efficiently and can form a crack with high precision along a process scheduled line, and reliably.

그러나, 냉각 파이프나 롤러 형상의 냉각 부재에는, 접촉면을 저온으로 냉각할 수 있는 열전도율이 높은 금속(구리, 알루미늄)이 이용된다. 이러한 냉각 부재가 기판에 기계적으로 접촉한 상태로 이동하면, 마찰에 의해 금속분이 기판 상에 남아, 기판이 오염되어 버린다. 특히, 냉각 부재의 접촉면에 뭔가의 원인으로 작은 흠집이 나면, 흠집의 부분으로부터 금속분이 발생하기 쉬워진다. 또한, 흠집 부분은 마찰 계수가 높기 때문에, 이 부분에 접함으로써 기판에 흠집이 나기 쉬어진다.However, metal (copper, aluminum) with high thermal conductivity which can cool a contact surface at low temperature is used for a cooling pipe or a roller-shaped cooling member. When such a cooling member moves in a state of being in mechanical contact with the substrate, metal powder remains on the substrate due to friction, and the substrate is contaminated. In particular, when small scratches appear on the contact surface of the cooling member due to something, metal powder tends to be generated from the portion of the scratch. In addition, since the scratch portion has a high friction coefficient, the substrate is easily scratched by contacting this portion.

한편, 휘발 액체를 침투시킨 스펀지, 펠트 등의 냉각 부재를 이용하는 경우는, 금속분이나 마찰에 의한 흠집의 문제는 발생하지 않지만, 스펀지나 펠트의 일부가 벗겨져, 기판에 부착되어 버릴 우려가 있다. 또한, 스펀지나 펠트에 오물이 부착되면, 그 이후에 접촉하는 기판에 오물을 부착시켜 버리게 된다.On the other hand, in the case of using a cooling member such as a sponge or felt penetrated with volatile liquid, the problem of scratches due to metal powder or friction does not occur, but a part of the sponge or felt may peel off and adhere to the substrate. In addition, when dirt adheres to a sponge or felt, dirt adheres to the board | substrate which contacts after that.

그래서, 본 발명은, 레이저 스크라이브 가공에 있어서의 가열 후의 냉각을 고체의 냉각 부재를 기계적으로 접촉시키는 경우에, 냉각 부재 자신으로부터 금속분이 발생하는 문제나 냉각 부재에 부착된 오물이 다른 기판에 부착되는 문제가 없고, 또한, 마찰에 의한 흠집의 발생도 발생하지 않는 냉각 방법을 이용한 레이저 가공 방법 및 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Therefore, in the present invention, when the cooling after heating in the laser scribing process causes the solid cooling member to mechanically contact, the problem that metal powder is generated from the cooling member itself or the dirt attached to the cooling member adheres to another substrate. It is an object of the present invention to provide a laser processing method and a laser processing apparatus using a cooling method that has no problem and does not generate scratches due to friction.

상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 본 발명의 레이저 가공 장치는, 냉각 부재로서 기판에 기계적으로 접촉시키는 고체 재료를 구비하지 않으면 안 되는 성질을 궁리함으로써 이루어진 것이다.The laser processing apparatus of this invention made | formed in order to solve the said subject is made | formed by devising the property which must provide the solid material which mechanically contacts a board | substrate as a cooling member.

즉, 본 발명의 레이저 가공 장치는, 취성 재료 기판용의 레이저 가공 장치로서, 레이저 빔을 조사함으로써 국소적인 가열을 행하는 빔 스폿을 기판에 형성하는 레이저 조사 기구와, 기판을 국소적으로 냉각하는 냉각 영역을 형성하는 기판 냉각 기구를 구비하고, 추가로, 레이저 조사 기구로부터 조사되는 빔 스폿 및, 기판 냉각 기구에 의해 형성되는 냉각 영역을, 기판에 설정한 가공 예정 라인을 따라 빔 스폿, 냉각 영역의 순으로 상대적으로 이동하는 주사 기구를 구비한다. 그리고, 기판 냉각 기구는, 상온(常溫)에서 기체 또는 액체가 되는 냉매 재료를 냉각하여 고체화한 고상 냉매(solid-phase coolant)를 냉매로서 이용하도록 하고, 이 고상 냉매를 기판에 접촉시키는 접촉 기구를 구비하도록 한다. That is, the laser processing apparatus of this invention is a laser processing apparatus for brittle material substrates, Comprising: Laser irradiation mechanism which forms the beam spot which locally heats by irradiating a laser beam, and cooling which locally cools a board | substrate. And a beam spot irradiated from the laser irradiation mechanism, and a cooling region formed by the substrate cooling mechanism, along the preliminary line set on the substrate, of the beam spot and the cooling region. It is provided with the injection mechanism which moves relatively in order. The substrate cooling mechanism uses a solid-phase coolant solidified by cooling a refrigerant material that becomes a gas or a liquid at normal temperature, and uses a contact mechanism for contacting the solid refrigerant to the substrate. To be equipped.

여기에서, 빔 스폿 및 냉각 영역을 상대적으로 이동하는 주사 기구는, 레이저 스폿 및 냉각 영역을 일정한 위치로 하여 기판을 이동하도록 해도 좋고, 기판의 위치를 일정하게 하여 레이저 조사 기구에 의한 빔 스폿 및 기판 냉각 기구에 의한 냉각 영역을 기판에 대하여 이동하도록 해도 좋다. Here, the scanning mechanism which moves the beam spot and cooling area | region relatively may move a board | substrate with a laser spot and a cooling area to a fixed position, and the beam spot and board | substrate by a laser irradiation mechanism may be made constant by making a position of a board | substrate constant. The cooling area by the cooling mechanism may be moved relative to the substrate.

또한, 「상온에서 기체 또는 액체가 되는 냉매 재료」의 「상온」이란, 레이저 스크라이브 가공이 행해지는 주위의 공간의 통상 상태의 온도(실온)를 말하며, 구체적으로는 5℃ 이상 40℃ 이하의 온도 범위를 말한다.In addition, "normal temperature" of "the refrigerant material which becomes a gas or a liquid at normal temperature" means the temperature (room temperature) of the normal state of the space around which laser scribing is performed, specifically, the temperature of 5 degreeC or more and 40 degrees C or less. Say range.

본 발명에 의하면, 기판 냉각 기구는, 상온에서 기체 또는 액체가 되는 냉매 재료를 냉각하여 고체화한 고상 냉매를, 압압 기구(push mechanism)에 의해 기판에 접촉시킨다. 고상 냉매는, 일단면(一端面)이 기판에 접촉하면서, 직전에 가열된 가공 예정 라인을 따라 주사되게 된다. 이에 따라, 기판의 가공 예정 라인이, 고상 냉매의 접촉면에 의해 효율 좋게, 그리고, 정밀도 좋게 냉각되어, 고상 냉매는 접촉면이 기화, 액화되고, 소모되어 가게 된다. According to the present invention, the substrate cooling mechanism contacts a substrate by a push mechanism with a solid refrigerant that has cooled and solidified a refrigerant material that becomes a gas or a liquid at normal temperature. The solid phase refrigerant is scanned along the processing scheduled line heated just before one end surface is in contact with the substrate. Thereby, the process scheduled line of a board | substrate is cooled efficiently and accurately by the contact surface of a solid state refrigerant, and a solid state refrigerant vaporizes, liquefies, and exhausts a contact surface.

본 발명에 의하면, 고상 냉매의 접촉면에서 효율적인 냉각을 할 수 있고, 마찰에 의해 고상 냉매에 흠집이 나는 일도 없기 때문에 기판에 흠집이 나기 어려워진다. 또한, 냉각을 할 때에 접촉면이 기화 또는 액화되어 소모되게 되기 때문에, 동일한 고상 냉매로 연이어서 기판을 냉각해도, 고상 냉매의 접촉면에 부착된 오물이 다음의 기판에 부착되어 가는 일도 없어진다.According to the present invention, efficient cooling can be achieved at the contact surface of the solid refrigerant, and the substrate is less likely to be scratched because the solid refrigerant is not damaged by friction. In addition, since the contact surface vaporizes or liquefies and is consumed during cooling, even if the substrate is subsequently cooled with the same solid refrigerant, dirt adhered to the contact surface of the solid refrigerant is prevented from adhering to the next substrate.

상기 발명에 있어서, 고상 냉매로서, 얼음, 고체 상태의 알코올, 드라이 아이스 중 어느 것이 이용되도록 해도 좋다. In the above invention, any of ice, solid alcohol and dry ice may be used as the solid refrigerant.

고상 냉매로서 얼음을 이용하고, 이것을 가열된 기판에 접촉시키면, 일부가 액화되어 물이 된다. 또한, 고상 냉매로서 고체 상태의 알코올을 이용하면, 일부가 액체 알코올 또는 기체 알코올이 된다. 또한, 고상 냉매로서 드라이 아이스를 이용하면, 일부가 기화되어 이산화탄소가 된다. 이들 재료는, 모두 금속분이나 스펀지와 같은 고형 물질을 포함하지 않기 때문에, 기판 상에 고형물로서 남아 기판을 흠집 내거나 더럽히거나 하는 일은 없다. 또한, 상온에서 자연스럽게 증발하는 재료이기 때문에, 제거할 필요가 없거나, 또한, 증발하지 않은 액체 상태로 부착되어 있어도 간단하게 순수 세정에 의해 제거할 수 있다.When ice is used as a solid refrigerant and it contacts a heated board | substrate, a part becomes liquid and becomes water. In addition, when a solid alcohol is used as a solid refrigerant, part of it becomes a liquid alcohol or a gas alcohol. When dry ice is used as the solid refrigerant, part of it is vaporized to form carbon dioxide. Since all of these materials do not contain a solid substance such as metal powder or sponge, they remain as solids on the substrate and do not scratch or dirty the substrate. Moreover, since it is a material which evaporates naturally at normal temperature, even if it does not need to remove, and even if it adheres in the liquid state which does not evaporate, it can remove easily by pure water washing.

또한, 얼음, 알코올, 드라이 아이스를 고상 냉매로서 기판과 접촉시킬 때에, 이들을 냉각하면 할수록 고체 온도를 저온화할 수 있다. 따라서, 고상 냉매의 온도를 냉각하여 저온으로 함으로써, 더욱 냉각 효율을 높일 수 있고, 급준한 온도 구배를 형성하여 정밀도 좋은 가공을 행할 수 있다.In addition, when ice, alcohol, and dry ice are brought into contact with the substrate as a solid refrigerant, the more the cooling is performed, the lower the solid temperature can be. Therefore, by cooling the temperature of the solid refrigerant to a low temperature, the cooling efficiency can be further increased, and a steep temperature gradient can be formed to perform a precise processing.

상기 발명에 있어서, 기판 냉각 기구는, 추가로 상기 냉매 재료를 공급하는 냉매 공급부와, 공급된 냉매 재료를 상기 냉매 재료가 고체화되는 온도 이하로 냉각하여 고상 냉매로 하는 고체화부를 구비하도록 해도 좋다.In the above invention, the substrate cooling mechanism may further include a coolant supply unit for supplying the coolant material, and a solidification unit for cooling the supplied coolant material below a temperature at which the coolant material solidifies to be a solid phase coolant.

이에 의하면, 고상 냉매의 일부가 기화 또는 액화되어 소모되면, 냉매 공급부로부터 냉매 재료를 공급하여 고체화 온도까지 냉각하여 고상 냉매로 함으로써, 소모된 고상 냉매를 추가할 수 있게 되어, 연속하여 냉각을 행할 수 있다. 또한, 고상 냉매에 흠집이 나도 수복할 수 있다.According to this, when a portion of the solid refrigerant is evaporated or liquefied and consumed, the refrigerant material is supplied from the refrigerant supply unit, cooled to a solidification temperature, and the solid state refrigerant can be added, so that the consumed solid refrigerant can be continuously cooled. have. In addition, even if the solid refrigerant is damaged, it can be repaired.

여기에서, 냉매 공급부는 상기 냉매 재료를 분사하는 노즐을 구비하고, 고체화부는, 기판에 대향하는 단면이 형성됨과 함께 노즐로부터 분사된 냉매 재료가 단면에 부착하도록 배치되는 심재(芯材)와, 심재의 단면을 냉매 재료가 고체화되는 온도 이하로 냉각하는 심재 냉각부로 이루어지도록 해도 좋다.The coolant supply unit includes a nozzle for injecting the coolant material, and the solidification unit includes a core material in which a cross section facing the substrate is formed and the coolant material injected from the nozzle adheres to the cross section. The cross section may be made of a core material cooling unit for cooling below the temperature at which the refrigerant material solidifies.

이에 의하면, 심재 냉각부에 의해 냉각된 심재(예를 들면 선단면을 둥글게 한 구리제(製)의 봉체)의 단면에 노즐로부터 냉매 재료를 분사함으로써, 심재 단면에 부착된 냉매 재료가 고체화 온도 이하로 냉각되어 고체화되고, 심재 단면에 부착되게 되어, 심재 단면을 덮는 고상 냉매를 형성할 수 있다. According to this, the coolant material adhered to the core end face is below the solidification temperature by injecting the refrigerant material from the nozzle into the end face of the core material (for example, a copper rod having a rounded end face) cooled by the core cooler. The solid refrigerant is cooled and solidified, and adheres to the core end face, thereby forming a solid refrigerant covering the core end face.

그리고 심재 단면에 부착한 고상 냉매를, 기판에 기계적으로 접촉시킴으로서, 기판을 효율 좋게 냉각시킬 수 있다. 이때 심재 자신은 기판과 직접 접촉하는 일은 없기 때문에, 심재의 일부가 박리되어 금속분 등이 남는 일도 없다. The substrate can be efficiently cooled by bringing the solid refrigerant adhering to the core end face into mechanical contact with the substrate. At this time, since the core material does not directly contact the substrate, part of the core material is peeled off and no metal powder is left.

또한, 상기 발명에 있어서, 압압 기구는, 상기 고상 냉매의 일단면을 상기 기판에 대향시킨 상태로 상기 고상 냉매를 착탈(着脫) 가능하게 지지하는 지지 부재를 구비하도록 해도 좋다.Moreover, in the said invention, a press mechanism may be provided with the support member which detachably supports the said solid refrigerant in the state which made the one end surface of the said solid refrigerant opposed to the said board | substrate.

이에 의하면, 지지 부재에 의해 착탈 가능하게 부착된 고상 냉매는, 압압 기구에 의해 기판에 밀어붙여진다. 그리고, 기판과의 접촉에 의해 고상 냉매가 소모되어 오면, 사용하고 있던 고상 냉매를 떼어내어, 새로운 고상 냉매로 교환한다. 이에 따라, 이어서 고상 냉매에 의한 냉각을 할 수 있다.According to this, the solid refrigerant detachably attached by the support member is pushed to the substrate by the pressing mechanism. When the solid refrigerant is consumed by contact with the substrate, the solid refrigerant used is removed and replaced with a new solid refrigerant. Thereby, cooling by solid state refrigerant | coolant can then be performed.

또한, 상기 발명에 있어서, 기판 냉각 기구는, 고상 냉매에 대하여 상기 기판과 접촉하는 고상 냉매의 접촉면을 정형하는 정형(整形) 기구를 추가로 구비해도 좋다.Moreover, in the said invention, the board | substrate cooling mechanism may further be provided with the shaping | molding mechanism which shapes the contact surface of the solid refrigerant which contacts a said solid state refrigerant with respect to the said board | substrate.

여기에서, 정형 기구가 정형하는 형상은 특별히 한정되지 않는다. 구체적으로는, 선단을 반구 형상으로 정형해도 좋고, 각 형상으로 정형해도 좋다. 또한, 가공 예정 라인 방향에 맞추기 쉽게 하기 위해 타원 형상으로 정형해도 좋다.Here, the shape which a shaping | molding mechanism molds is not specifically limited. Specifically, the tip may be shaped into a hemispherical shape or may be shaped into each shape. Moreover, you may shape in ellipse shape in order to make it easy to match with a process plan line direction.

또한, 상기 과제를 해결하기 위해, 다른 관점에서 이루어진 본 발명의 레이저 가공 방법은, 레이저 빔의 조사에 의해 형성되는 빔 스폿을 취성 재료 기판에 설정한 가공 예정 라인을 따라 주사함으로써 기판을 가열하고, 이어서 빔 스폿이 통과한 직후를 냉각함으로써, 가공 예정 라인을 따라 열응력에 의한 크랙을 형성하는 취성 재료 기판의 레이저 가공 방법으로서, 기판의 냉각을, 상온에서 기체 또는 액체가 되는 냉매 재료를 냉각하여 고체화한 고상 냉매를 기판에 접촉시킴으로써 행하도록 하고 있다.Moreover, in order to solve the said subject, the laser processing method of this invention made from the other viewpoint heats a board | substrate by scanning the beam spot formed by irradiation of a laser beam along the process scheduled line set to the brittle material board | substrate, Next, the laser processing method of the brittle material substrate which forms the crack by thermal stress along the process line by cooling after the beam spot passes, The cooling of a board | substrate cools the refrigerant material which becomes a gas or a liquid at normal temperature, The solidified solid refrigerant is brought into contact with the substrate.

본 발명에 의하면, 고상 냉매와의 접촉면에서 효율적인 냉각을 할 수 있고, 마찰에 의해 고상 냉매에 흠집이 나는 일도 없기 때문에 기판에 흠집이 나기 어려워진다. 또한, 냉각을 할 때에, 접촉면이 기화 또는 액화되어 소모되게 되기 때문에, 동일한 고상 냉매로 연이어서 기판을 냉각해도, 고상 냉매의 접촉면에 부착된 오물이 다음의 기판에 부착되어 가는 일도 없어진다.According to the present invention, efficient cooling can be achieved at the contact surface with the solid refrigerant, and the substrate is less likely to be scratched because the solid refrigerant is not damaged by friction. Moreover, when cooling, since a contact surface vaporizes or liquefies and is consumed, even if it cools a board | substrate continuously with the same solid refrigerant, the dirt adhered to the contact surface of a solid refrigerant will not adhere to the next board | substrate.

또한, 상기 방법에 있어서, 고상 냉매에, 얼음, 고체 상태의 알코올, 드라이 아이스 중 어느 것이 이용되도록 해도 좋다.In the above method, any of ice, solid alcohol, and dry ice may be used for the solid refrigerant.

이들 재료는, 모두 금속분이나 스펀지와 같은 고형 물질을 포함하지 않기 때문에, 기판상에 고형물로서 남아 기판을 흠집 내거나 더럽히거나 하는 일은 없이, 가공할 수 있다. 또한, 상온에서 자연스럽게 증발하는 재료이기 때문에, 제거할 필요가 없거나, 또한, 증발하지 않은 액체 상태로 부착되어 있어도 간단하게 순수 세정에 의해 제거할 수 있다.Since all of these materials do not contain a solid substance such as metal powder or sponge, they can be processed without remaining as a solid on the substrate without scratching or soiling the substrate. Moreover, since it is a material which evaporates naturally at normal temperature, even if it does not need to remove, and even if it adheres in the liquid state which does not evaporate, it can remove easily by pure water washing.

여기에서, 고상 냉매는, 계면 활성제 또는 세정제를 첨가제로서 함유하도록 해도 좋다.Here, the solid refrigerant may contain a surfactant or a detergent as an additive.

계면 활성제를 함유시킴으로써, 고상 냉매로 냉각할 때에 계면 활성제가 가공 예정 라인을 따라 형성된 크랙에 도포되게 되어, 그 결과, 크랙의 표면끼리가 고착되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 세정제를 함유시킴으로써, 고상 냉매로 냉각했을 때에 세정제가 가공 예정 라인에 도포되게 되어, 그 결과 세정이 간단하고 그리고 효율적으로 행할 수 있게 된다.By containing the surfactant, the surfactant is applied to the cracks formed along the processing scheduled line when cooling with the solid refrigerant, and as a result, the surfaces of the cracks can be prevented from sticking together. Moreover, by containing a cleaning agent, when it cools with a solid refrigerant | coolant, a cleaning agent is apply | coated to a process plan line, As a result, washing | cleaning can be performed simply and efficiently.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태인 기판 가공 장치의 전체 구성도이다.
도 2는 도 1의 기판 가공 장치의 일부인 기판 냉각 기구의 구성을 나타내는 부분 구성도이다.
도 3은 도 1의 기판 가공 장치의 제어계를 나타내는 블록도이다.
도 4는 도 1의 기판 가공 장치에 의한 가공 동작 수순을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 형태인 기판 가공 장치의 전체 구성도이다.
도 6은 도 5에 있어서의 가열 블록의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 5의 기판 가공 장치에 있어서의 정형 기구의 동작 수순을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 형태인 기판 가공 장치의 전체 구성도이다.
도 9는 도 8의 기판 가공 장치의 일부인 기판 냉각 기구의 구성을 나타내는 부분 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is the whole block diagram of the substrate processing apparatus which is one Embodiment of this invention.
It is a partial block diagram which shows the structure of the board | substrate cooling mechanism which is a part of the board | substrate processing apparatus of FIG.
3 is a block diagram illustrating a control system of the substrate processing apparatus of FIG. 1.
It is a figure which shows the processing operation procedure by the board | substrate processing apparatus of FIG.
It is an overall block diagram of the substrate processing apparatus which is 2nd Embodiment of this invention.
It is a figure which shows the structure of the heating block in FIG.
It is a figure which shows the operation procedure of the shaping | molding mechanism in the board | substrate processing apparatus of FIG.
It is an overall block diagram of the substrate processing apparatus which is 3rd Embodiment of this invention.
It is a partial block diagram which shows the structure of the board | substrate cooling mechanism which is a part of the board | substrate processing apparatus of FIG.

(발명을 실시하기 위한 최량의 형태)Best Mode for Carrying Out the Invention [

(실시 형태 1)(Embodiment 1)

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명의 가공 방법을 실시할 수 있는 기판 가공 장치(LS1)의 전체구성도이다. 또한, 도 2는 기판 가공 장치(LS1)의 일부인 기판 냉각 기구의 구성을 나타내는 부분 구성도이다.1 is an overall configuration diagram of a substrate processing apparatus LS1 capable of implementing the processing method of the present invention. 2 is a partial block diagram which shows the structure of the board | substrate cooling mechanism which is a part of board | substrate processing apparatus LS1.

본 실시 형태에서는 유리 기판을 가공하는 경우를 예로 설명하지만, 실리콘 기판 등의 취성 재료 기판이라도 동일하다. 또한, 고상 냉매로서 얼음을 이용하는 경우에 대해서 설명하지만, 다른 고상 냉매(고체 알코올의 경우는 액체 알코올을 사용, 드라이 아이스의 경우는 액화 탄산 가스를 사용)라도 동일하다. In this embodiment, the case where the glass substrate is processed is described as an example, but the same applies to a brittle material substrate such as a silicon substrate. In addition, although the case where ice is used as a solid refrigerant is demonstrated, other solid refrigerants (liquid alcohol is used in the case of solid alcohol, and liquefied carbonic acid gas is used in the case of dry ice) are the same.

우선, 기판 가공 장치(LS1)의 전체 구성에 대해서 설명한다. 수평의 가대(架臺;stand; 1) 상에 평행으로 배치된 한 쌍의 가이드 레일(3, 4)을 따라, 도 1의 지면 전후 방향(이하 Y 방향이라고 함)으로 왕복 이동하는 슬라이드 테이블(2)이 형성되어 있다. 양(兩) 가이드 레일(3, 4)의 사이에, 스크루 나사(5)가 전후 방향을 따라 배치되고, 이 스크루 나사(5)에, 슬라이드 테이블(2)에 고정된 스테이(6)가 나사결합되어 있어, 스크루 나사(5)를 모터(도시 외)에 의해 정회전, 역회전함으로써, 슬라이드 테이블(2)이 가이드 레일(3, 4)을 따라 Y 방향으로 왕복 이동하도록 형성되어 있다.First, the whole structure of the substrate processing apparatus LS1 is demonstrated. A slide table which reciprocates in the front and rear directions of the paper (hereinafter referred to as the Y direction) of FIG. 1 along a pair of guide rails 3 and 4 arranged in parallel on a horizontal stand 1 ( 2) is formed. The screw screw 5 is arrange | positioned along the front-back direction between the both guide rails 3 and 4, and the stay 6 fixed to the slide table 2 is screwed to this screw screw 5 The slide table 2 is formed to reciprocate along the guide rails 3 and 4 in the Y direction by engaging the screw screws 5 forward and reverse by a motor (not shown).

슬라이드 테이블(2) 상에, 수평의 대좌(pedestal; 7)가 가이드 레일(8)을 따라, 도 1의 좌우 방향(이하 X 방향이라고 함)으로 왕복 이동하도록 배치되어 있다. 대좌(7)에 고정된 스테이(10a)에, 모터(9)에 의해 회전하는 스크루 나사(10)가 관통 나사결합되어 있어, 스크루 나사(10a)가 정회전, 역회전함으로써, 대좌(7)가 가이드 레일(8)을 따라, X 방향으로 왕복 이동한다.On the slide table 2, a horizontal pedestal 7 is arranged along the guide rail 8 so as to reciprocate in the left-right direction (hereinafter referred to as X direction) in FIG. The screw screw 10 rotated by the motor 9 is screwed through to the stay 10a fixed to the pedestal 7, and the screw screw 10a is rotated forward and reverse, so that the pedestal 7 Reciprocates along the guide rail 8 in the X direction.

대좌(7) 상에는, 회전 기구(11)에 의해 회전하는 회전 테이블(12)이 형성되어 있고, 이 회전 테이블(12) 상에, 유리 기판(A)이 수평의 상태로 부착된다. 이 유리 기판(A)은, 예를 들면, 작은 단위 기판을 잘라내기 위한 머더 기판이다. 회전 기구(11)는, 회전 테이블(12)을, 수직인 축의 주변으로 회전시키도록 되어 있어, 기준 위치에 대하여 임의의 각도가 되어 회전할 수 있도록 형성되어 있다. 또한, 유리 기판(A)은, 흡인 척(chuck)에 의해 회전 테이블(12)에 고정된다.On the pedestal 7, the rotary table 12 which rotates by the rotating mechanism 11 is formed, and on this rotary table 12, the glass substrate A is affixed in a horizontal state. This glass substrate A is a mother substrate for cutting out a small unit board | substrate, for example. The rotary mechanism 11 is configured to rotate the rotary table 12 around the vertical axis, and is formed so as to rotate at an arbitrary angle with respect to the reference position. In addition, the glass substrate A is fixed to the turntable 12 by the suction chuck.

회전 테이블(12)의 상방에는, 레이저 조사 기구를 구성하는 레이저 장치(13)와 광학 홀더(14)가 부착 프레임(15)에 보지(保持;holding)되어 있다.Above the rotary table 12, the laser device 13 and the optical holder 14 constituting the laser irradiation mechanism are held by the attachment frame 15.

레이저 장치(13)는, 취성 재료 기판의 가공용으로서 일반적인 것을 사용하면 좋고, 구체적으로는 엑시머 레이저, YAG 레이저, 탄산 가스 레이저 또는 일산화탄소 레이저 등이 사용된다. 유리 기판(A)의 가공에는, 유리 재료의 에너지 흡수 효율이 큰 파장의 빛을 발진하는 탄산 가스 레이저를 사용하는 것이 바람직하다.The laser device 13 may use a general thing for processing a brittle material substrate, and an excimer laser, a YAG laser, a carbon dioxide laser, a carbon monoxide laser, etc. are used specifically ,. It is preferable to use the carbon dioxide laser which oscillates the light of the wavelength with the large energy absorption efficiency of a glass material for the process of the glass substrate A. FIG.

레이저 장치(13)로부터 출사(出謝)된 레이저 빔은, 빔 형상을 조정하는 렌즈 광학계가 조입된 광학 홀더(14)에 의해, 장축(長軸)을 갖는 형상(타원 형상, 장원(長圓) 형상 등)의 빔 스폿이 유리 기판(A) 상에 형성된다. 여기에서는 빔 스폿의 형상을 타원으로 함으로써, 스크라이브 예정 라인을 따라 효율 좋게 가열할 수 있도록 하고 있다.The laser beam emitted from the laser device 13 has a long axis (elliptical shape, long shape) by an optical holder 14 into which a lens optical system for adjusting the beam shape is incorporated. Beam spots of shapes, etc.) are formed on the glass substrate A. FIG. Here, the shape of the beam spot is an ellipse, so that the heating can be efficiently performed along the scribe scheduled line.

부착 프레임(15)에는, 광학 홀더(14)에 근접하여, 기판 냉각 기구(20)가 형성되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 기판 냉각 기구(20)는, 주로, 봉 형상체로 이루어지는 심재(21)와, 상온에서 액체가 되는 물(수증기)을 분사하는 노즐(27)의 2개의 구조체로 이루어진다. 심재(21)는 양열(良熱) 전도성의 금속(예를 들면 구리, 알루미늄)으로 형성된다. 심재(21)의 하방측의 단면(21a)은, 요철이 없는 경면(鏡面)으로 하고 있다. 이 단면(21a)은, 노즐(27)로부터 분사되는 냉각 매체가 부착되도록 하고 있다. 단면(21a)은 반구 형상으로 하고 있지만, 다른 형상이어도 좋고, 주사하는 빔 스폿의 형상이나 폭에 맞춰 적당한 형상으로 하면 좋다. 심재(21)의 상측에는 핀(21b)이 형성되어 있고, 핀(21b)을 개재하여 심재(21)를 효율 좋게 냉각할 수 있도록 하고 있다.In the attachment frame 15, the substrate cooling mechanism 20 is formed in proximity to the optical holder 14. As shown in FIG. 2, the board | substrate cooling mechanism 20 mainly consists of two structures: the core material 21 which consists of a rod-shaped body, and the nozzle 27 which injects water (vapor) which becomes liquid at normal temperature. The core 21 is formed of a metal having good heat conductivity (for example, copper and aluminum). The end surface 21a of the lower side of the core material 21 is a mirror surface without an unevenness | corrugation. This end surface 21a is made to have the cooling medium injected from the nozzle 27 adhere. Although the end surface 21a is made into the hemispherical shape, other shape may be sufficient and it is good to make it an appropriate shape according to the shape and width of the beam spot to scan. The pin 21b is formed in the upper side of the core material 21, and the core material 21 is efficiently cooled through the pin 21b.

심재(21)의 핀(21b)의 주위에는, 상자 형상의 심재 냉각부(22)가 형성되어 있고, 이 속을, 냉각 매체가 순환 유로(22a, 22b)를 개재하여 유입, 배출되도록 하고 있다. 사용되는 냉각 매체는, 단면(21a)의 온도를 소망하는 온도로 냉각할 수 있는 저온 유체가 이용된다. 예를 들면 노즐(27)로부터 냉매 재료로서 물을 분사시키는 경우는, 단면(21a)이 빙점(0℃) 이하가 되면 좋기 때문에, 그보다도 저온의 가스(냉동 회로에서 저온화한 프레온 가스)나 액체(액화 탄산 가스, 액체 질소)를 이용하여 심재(21)를 냉각한다. 또한, 심재 냉각부(22)에 펠티어 소자를 이용하여 심재(21)를 냉각하도록 해도 좋다.A box-shaped core material cooling part 22 is formed around the pin 21b of the core material 21, and the cooling medium flows in and out through the circulation passages 22a and 22b. . As the cooling medium to be used, a low temperature fluid capable of cooling the temperature of the end face 21a to a desired temperature is used. For example, when water is injected from the nozzle 27 as the refrigerant material, the end face 21a may be below the freezing point (0 ° C.), so that a lower temperature gas (freon gas lowered in the freezing circuit) or liquid is used. The core material 21 is cooled using (liquefied carbon dioxide gas and liquid nitrogen). In addition, the core material 21 may be cooled in the core material cooling part 22 by using a Peltier element.

심재 냉각부(22)의 상면에는, 단열재(23)(예를 들면 세라믹판)가 부착되고, 단열재(23)의 상면에는 승강용 로드(24)가 고정되어 있다. 단열재(23)는, 심재 냉각부(22)의 냉열이 승강 로드(24)에 전달되는 것을 방지하기 위해 부착되어 있다.The heat insulating material 23 (for example, a ceramic plate) is affixed on the upper surface of the core material cooling part 22, and the lifting rod 24 is fixed to the upper surface of the heat insulating material 23. As shown in FIG. The heat insulating material 23 is attached in order to prevent the cooling heat of the core material cooling part 22 from being transmitted to the lifting rod 24.

승강 로드(24)는, 심재(21)를 기판(A)에 접촉시키기 위한 압압 기구(25)에 접속된다. 압압 기구(25)는, 코일 스프링과 전자(電磁) 밸브(도시하지 않음)로 이루어지는 승강 기구(26)에 의해, 승강 로드(24)를 상하로 이동함으로써 심재(21)를 승강한다. 그리고 심재(21)가 하강하여 기판(A)에 접촉할 때에, 코일 스프링에 의한 적당한 힘으로 단면(21a)이 기판(A)을 압압하도록 조정하고 있다.The lifting rod 24 is connected to the pressing mechanism 25 for bringing the core material 21 into contact with the substrate A. FIG. The press mechanism 25 raises and lowers the core material 21 by moving the lifting rod 24 up and down by the lifting mechanism 26 which consists of a coil spring and an electromagnetic valve (not shown). And when the core material 21 descend | falls and contacts the board | substrate A, it adjusts so that the end surface 21a may press the board | substrate A with the moderate force by a coil spring.

노즐(27)은, 분사 방향이 심재(21)로 향하게 되어 있고, 개폐 밸브(28)를 개재하여 공급되는 물(수증기)이 노즐(27)로부터 분사되어 단면(21a)에 부착되도록 하고 있다. 심재(21)의 둘레에 부착된 물은, 심재(21)가 0℃ 이하로 냉각되어 있기 때문에, 얼음이 되어, 단면(21a)을 덮게 된다. 따라서, 이 상태의 심재(21)를 하강시켜서 기판(A)에 접촉시키면, 단면(21a)에 부착된 얼음의 부분이 기판(A)에 접하게 되고, 이에 따라 기판(A)이 냉각된다. The nozzle 27 has the injection direction toward the core material 21, and the water (steam) supplied through the open / close valve 28 is injected from the nozzle 27 and attached to the end face 21a. Since the core 21 is cooled to 0 degrees C or less, the water adhering to the periphery of the core 21 turns into ice, and covers the end surface 21a. Therefore, when the core material 21 in this state is lowered and contacted with the board | substrate A, the part of the ice adhering to the end surface 21a will contact the board | substrate A, and the board | substrate A is cooled by this.

또한, 부착 프레임(15)에는, 광학 홀더(14)에 근접하여, 기판 냉각 기구(20)와는 반대측에 커터 휠(18)이 승강 기구(17)를 개재하여 부착되어 있다.In addition, the cutter wheel 18 is attached to the attachment frame 15 via the lifting mechanism 17 near the optical holder 14 on the opposite side to the substrate cooling mechanism 20.

이 커터 휠(18)은, 유리 기판(A)에 초기 균열을 형성할 때에, 상방으로부터 일시적으로 하강하도록 하여 이용된다.This cutter wheel 18 is used so that it may descend temporarily from the upper side, when forming an initial crack in the glass substrate A. FIG.

또한, 기판 가공 장치(LS1)에는, 유리 기판(A)에 각인되어 있는 위치 결정용의 얼라인먼트 마크(alignment mark)를 검출할 수 있는 카메라(19)가 탑재되어 있다. 카메라(19)에 의해 검출된 얼라인먼트 마크의 위치로부터, 기판(A) 상에 설정되는 스크라이브 예정 라인의 위치와 회전 테이블(12)과의 위치 관계를 구하여, 커터 휠(18)을 하강시키는 위치나 빔 스폿을 조사시키는 위치가 스크라이브 예정 라인 상에 오도록 하여, 정확하게 위치 결정할 수 있도록 하고 있다.Moreover, the camera 19 which can detect the alignment mark for positioning imprinted on the glass substrate A is mounted in the board | substrate processing apparatus LS1. From the position of the alignment mark detected by the camera 19, the positional relationship between the position of the scribe plan line set on the board | substrate A and the rotation table 12 is calculated | required, and the position which lowers the cutter wheel 18, The position where the beam spot is irradiated is on the scribe line to be accurately positioned.

다음으로, 기판 가공 장치(LS1)의 제어계에 대해서 설명한다. 도 3은 기판 가공 장치(LS1)의 제어계를 나타내는 블록도이다. 기판 가공 장치(LS1)는, 레이저/광학계 구동부(31), 기판 냉각 기구 구동부(32), 주사 기구 구동부(33), 트리거 기구 구동부(34), 카메라 구동부(35)의 각 구동계가, 컴퓨터(CPU)로 구성되는 제어부(40)에 의해 컨트롤된다.Next, the control system of the substrate processing apparatus LS1 is demonstrated. 3 is a block diagram illustrating a control system of the substrate processing apparatus LS1. Substrate processing apparatus LS1 includes a laser / optical system driving unit 31, a substrate cooling mechanism driving unit 32, a scanning mechanism driving unit 33, a triggering mechanism driving unit 34, and a camera driving unit 35. It is controlled by the control part 40 comprised from CPU.

제어부(40)에는, 조작 버튼, 키보드, 마우스 등의 입력 장치로 이루어지는 입력부(41) 및, 각종의 표시를 행하는 표시 화면으로 이루어지는 표시부(42)가 접속되어, 필요한 메시지가 표시 화면에 표시됨과 함께, 필요한 조작, 지시, 설정이 입력될 수 있도록 하고 있다.The control unit 40 is connected to an input unit 41 consisting of an input device such as an operation button, a keyboard, or a mouse, and a display unit 42 comprising a display screen for performing various types of display, so that necessary messages are displayed on the display screen. The necessary operations, instructions and settings can be entered.

다음으로 제어부(40)가 컨트롤하는 각 구동부가 행하는 동작에 대해서 설명한다.Next, the operation performed by each drive unit controlled by the control unit 40 will be described.

레이저/광학계 구동부(31)는, 레이저 장치(13)를 작동, 정지하여 레이저 빔의 조사 동작이나 정지 동작을 행한다. 레이저 빔이 조사되면, 광학 홀더(14) 내의 렌즈 광학계를 개재하여 타원 형상의 빔 스폿이 기판(A) 상에 형성된다.The laser / optical system drive unit 31 operates and stops the laser device 13 to perform irradiation operation or stop operation of the laser beam. When the laser beam is irradiated, an elliptic beam spot is formed on the substrate A via the lens optical system in the optical holder 14.

기판 냉각 기구 구동부(32)는, 우선, 개폐 밸브(28)의 제어에 의해 노즐(27)로부터 냉매를 분사하는 동작을 행하고, 또한, 압압 기구(25)의 제어에 의해 심재(21)를 하강시켜 심재(21)의 단면(21a)에 부착된 얼음층을 기판(A)에 접촉시키는 동작을 행한다.The board | substrate cooling mechanism drive part 32 first performs the operation | movement which injects a refrigerant | coolant from the nozzle 27 by control of the opening / closing valve 28, and also lowers the core material 21 by control of the press mechanism 25. FIG. The ice layer adhering to the end face 21a of the core material 21 is brought into contact with the substrate A.

주사 기구 구동부(33)는, 슬라이드 테이블(2) 및 대좌(7) 및 회전 기구(11)를 구동하여, 기판(A)을 이동하는 동작을 행한다.The scanning mechanism drive part 33 drives the slide table 2, the pedestal 7, and the rotation mechanism 11, and performs the operation | movement which moves the board | substrate A. FIG.

트리거 기구 구동부(34)는, 커터 휠(18)의 승강 기구(17)를 구동하여, 기판(A)에 초기 균열을 형성하는 동작을 행한다.The trigger mechanism drive part 34 drives the lifting mechanism 17 of the cutter wheel 18, and performs the operation | movement which forms an initial stage crack in the board | substrate A. As shown in FIG.

카메라 구동부(35)는, 카메라(20)를 구동하여, 기판(A)의 위치를 표시부(42)에 표시하는 동작을 행한다. The camera driver 35 drives the camera 20 to perform an operation of displaying the position of the substrate A on the display unit 42.

다음으로, 상기 기판 가공 장치(LS1)에 의한 가공 동작에 대해서 설명한다. 도 4는 기판 가공 장치(LS1)에 의한 레이저 스크라이브 가공의 가공 동작 수순을 나타내는 도면이다.Next, the machining operation by the substrate processing apparatus LS1 will be described. 4 is a diagram showing a machining operation procedure of laser scribing by the substrate processing apparatus LS1.

우선, 도 4(a)에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(A)이 회전 테이블(12) 상에 올려놓여져, 흡인 척에 의해 고정된다. 카메라(20)(도 1)에 의해 유리 기판(A)에 각인되어 있는 얼라인먼트 마크(도시하지 않음)가 검출되고, 그 검출 결과에 기초하여, 가공 예정 라인과, 회전 테이블(12), 슬라이드 테이블(2), 대좌(7)와의 위치가 관계지어진다. 그리고 회전 테이블(12) 및 슬라이드 테이블(2)을 작동하고, 커터 휠(18)의 날끝 방향이 가공 예정 라인의 방향으로 늘어서도록 위치가 조정된다. 또한 승강 기구(17)를 작동하여 커터 휠(18)을 하강시킨 상태로, 대좌(7)를 작동하고, 회전 테이블(12) 상의 기판(A)의 단부에 커터 휠(18)을 맞닿게 하여, 초기 균열을 형성하도록 한다. 초기 균열을 형성한 후는, 승강 기구(17)를 작동하여 커터 휠(18)이 기판(A)에 닿지 않도록 상방으로 회피시켜 둔다.First, as shown to Fig.4 (a), the glass substrate A is mounted on the turntable 12, and is fixed by the suction chuck. The alignment mark (not shown) imprinted on the glass substrate A is detected by the camera 20 (FIG. 1), and a process planned line, the rotation table 12, and a slide table are based on the detection result. (2), the position with the pedestal 7 is related. Then, the rotary table 12 and the slide table 2 are operated, and the position is adjusted so that the blade tip direction of the cutter wheel 18 lines in the direction of the machining schedule line. In addition, the pedestal 7 is operated while the lifting mechanism 17 is operated to lower the cutter wheel 18 so that the cutter wheel 18 is brought into contact with the end of the substrate A on the turntable 12. To form an initial crack. After the initial crack is formed, the elevating mechanism 17 is operated to avoid the cutter wheel 18 upward so as not to contact the substrate A. FIG.

이상의 동작을 행하는 동안에, 동시 병행하여, 노즐(27)로부터 물(수증기)을 분사하여 저온의 심재(21)의 단면(21a)에 부착시킴으로써, 단면(21a)을 덮는 얼음 층을 형성해 둔다.While performing the above operation, in parallel, water (vapor) is sprayed from the nozzle 27 and adhered to the end face 21a of the low-temperature core member 21, thereby forming an ice layer covering the end face 21a.

이어서, 도 4(b)에 나타내는 바와 같이, 회전 테이블(12)(대좌(7))을 일단 원래의 위치로 이동한 후 레이저 광원(13)을 작동하여 레이저 빔을 조사시킨다. 그리고 노즐(27)로부터의 물(수증기)의 분사를 정지한다. 이 상태에서, 대좌(7)를 구동하여 회전 테이블(12)의 이동을 개시한다.Subsequently, as shown in FIG.4 (b), once the rotation table 12 (base 7) is moved to the original position, the laser light source 13 is operated to irradiate a laser beam. And injection of water (vapor) from the nozzle 27 is stopped. In this state, the pedestal 7 is driven to start the movement of the turntable 12.

이어서, 도 4(c)에 나타내는 바와 같이, 회전 테이블(12)(대좌(7))의 이동에 의해 기판(A)이 레이저 빔의 바로 아래를 통과하도록 한다. 이때 기판(A) 상에 빔 스폿이 형성되어, 가열된다. 또한, 가열 직후의 위치에 심재(21)의 단면(21a)에 부착되어 있는 얼음이 접촉함으로써, 효율 좋게 냉각된다. 이때 얼음의 일부가 융해되지만, 물이 될 뿐이고, 기판에 흠집이 나는 원인이 되는 금속분 등은 발생하지 않는다. 그러므로, 기판(A)에 흠집이 형성되는 일도 없다. 그리고, 고상 냉매의 접촉에 의해 큰 온도차가 형성됨으로써, 가공 예정 라인(즉 빔 스폿 및 얼음이 이동한 라인)을 따라 크랙이 형성된다.Subsequently, as shown in FIG.4 (c), the board | substrate A passes just under a laser beam by the movement of the rotation table 12 (base 7). At this time, a beam spot is formed on the substrate A and heated. Moreover, the ice adhering to the end surface 21a of the core material 21 contacts the position immediately after heating, and it cools efficiently. At this time, a part of the ice is melted, but only water becomes, and no metal powder or the like that causes scratches on the substrate does not occur. Therefore, a scratch is not formed in the board | substrate A either. Then, a large temperature difference is formed by the contact of the solid refrigerant, so that cracks are formed along the line to be processed (that is, the line where the beam spot and the ice have moved).

그리고, 도 4(d)에 나타내는 바와 같이, 기판(A)의 가공 예정 라인 상을 빔 스폿 및 얼음이 이동한 결과, 기판(A)의 가공 예정 라인 상에, 크랙(Cr)이 형성된다. 또한, 크랙(Cr)은 가열 조건, 냉각 조건, 기판의 판두께에 의해, 유한 깊이의 크랙으로 이루어지는 스크라이브 라인도 되고, 기판을 완전 분단하는 크랙으로 이루어지는 풀 커트 라인도 된다.And as shown in FIG.4 (d), as a beam spot and ice move on the process plan line of the board | substrate A, the crack Cr is formed on the process plan line of the board | substrate A. As shown to FIG. The crack Cr may be a scribe line composed of cracks having a finite depth or a full cut line composed of cracks that completely divide the substrate, depending on heating conditions, cooling conditions, and plate thickness of the substrate.

(실시 형태 2)(Embodiment 2)

도 5는, 본 발명의 제2 실시 형태인 기판 가공 장치(LS2)의 전체 구성도이다. 도면에 있어서 기판 가공 장치(LS1)(도 1)와 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다. 기판 가공 장치(LS2)에서는, 심재(21)의 단면(21a)에 형성되는 얼음의 크기나 형상을 조정하기 위한 정형 기구(50)를 구비하고 있는 점이 제1 실시 형태와 상이하고, 그 이외의 구성은, 제1 실시 형태와 동일하다. 제어계에 대해서는, 기판 냉각 기구 구동부(32)가 정형 기구(50)의 승강 이동, 회전 이동에 대해서도 구동하도록 된 점이 상이하다. 그 이외의 제어는 기판 가공 장치(LS1)와 동일하다.5 is an overall configuration diagram of the substrate processing apparatus LS2 according to the second embodiment of the present invention. In the drawings, the same components as in the substrate processing apparatus LS1 (FIG. 1) are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the substrate processing apparatus LS2, the point provided with the shaping | molding mechanism 50 for adjusting the magnitude | size and shape of the ice formed in the end surface 21a of the core material 21 differs from 1st Embodiment, The configuration is the same as in the first embodiment. The control system differs in that the substrate cooling mechanism drive unit 32 also drives the lifting and lowering movements of the shaping mechanism 50. The other control is the same as that of the substrate processing apparatus LS1.

정형 기구(50)는, 가열 블록(51)과, 가열 블록(51)이 회전 테이블(12)과 충돌하는 것을 회피하기 위해 가열 블록(51)을 상하 이동 및 회전 이동시키는 이동 기구(56)로 이루어진다.The shaping mechanism 50 is a moving block 56 which moves the heating block 51 up and down and rotates the heating block 51 in order to avoid the heating block 51 from colliding with the rotary table 12. Is done.

도 6에 나타내는 바와 같이, 가열 블록(51)에는, 심재(21)의 선단 부분을 삽입하여 정형하기 위한 틀 구멍(52), 배출구멍(53)이 형성되고, 매입 히터(54)가 부착되어 있다. 이 매입 히터(54)에 통전함으로써, 가열 블록(51)은 가열되게 된다.As shown in FIG. 6, in the heating block 51, a mold hole 52 and a discharge hole 53 for inserting and shaping the tip portion of the core material 21 are formed, and the embedded heater 54 is attached to the heating block 51. have. By energizing this embedded heater 54, the heating block 51 is heated.

도 7은 기판 가공 장치(LS2)에 의한 정형 동작예를 나타내는 도면이다.It is a figure which shows the example of shaping | molding operation by the substrate processing apparatus LS2.

우선, 도 7(a)에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(A)이 올려놓여진 회전 테이블(12)이 기판 냉각 기구(20)로부터 멀어진 가공 개시 위치에 있는 상태일 때에, 이동 기구(56)를 작동하여 가열 블록(51)을 심재(21)의 바로 아래에 오도록 한다.First, as shown to Fig.7 (a), when the rotary table 12 in which the glass substrate A was mounted is in the process start position away from the board | substrate cooling mechanism 20, the movement mechanism 56 is operated. The heating block 51 is placed directly below the core material 21.

이어서, 도 7(b)에 나타내는 바와 같이, 가열 블록(51)이 상승하고, 틀 구멍(52)에 심재(21)가 투입되도록 한다. 이때 심재(21)의 주위에 부착되어 있는 얼음층은 일부가 녹아 배출구멍(53)으로부터 배출된다. 그 결과, 심재 표면에 부착되는 얼음층은 틀 구멍(52)의 저면 형상인 반구 형상으로 정형된다. 또한, 틀 구멍(52)의 저면 형상은 반구 이외여도 좋다. 예를 들면, 접촉면의 면적을 가능한 한 작게 하고 싶은 경우에는 뿔 형상으로 뾰족하게 해도 좋다(이 경우라도 얼음이기 때문에 기판(A) 상을 매끄럽게 이동하기 때문에 기판(A)을 흠집 내는 일은 없다). 한편, 접촉면의 면적을 넓히고 싶은 경우는 평탄한 저면으로 해도 좋다.Subsequently, as shown in FIG.7 (b), the heating block 51 raises and the core material 21 is injected into the frame hole 52. Then, as shown to FIG. At this time, the ice layer attached to the periphery of the core material 21 is melted and discharged from the discharge hole 53. As a result, the ice layer adhering to the core material surface is shaped into a hemispherical shape, which is the bottom shape of the frame hole 52. In addition, the bottom face shape of the frame | hole 52 may be other than a hemisphere. For example, when it is desired to make the area of the contact surface as small as possible, it may be pointed into a horn shape (in this case, since the ice smoothly moves on the substrate A, the substrate A is not scratched). On the other hand, when it is desired to enlarge the area of the contact surface, it may be a flat bottom surface.

정형을 마치면, 도 7(c)에 나타내는 바와 같이, 가열 블록(51)은 하강하고, 심재(21)로부터 멀어진다. 그 후, 가열 블록(51)은 회전 테이블(12)과 충돌하지 않는 회피 위치(도 7(a)의 위치)로 되돌려진다.When finishing shaping | molding, as shown to FIG.7 (c), the heating block 51 descends and moves away from the core material 21. FIG. Thereafter, the heating block 51 is returned to the avoiding position (position in FIG. 7A) that does not collide with the turntable 12.

이상의 정형 동작을 레이저 스크라이브 가공시에 조입(도 4(a)의 후에 조입함)함으로써, 항상 일정 형상의 얼음층이 형성된 단면(21a)이 기판(A)에 접하게 되기 때문에, 더욱 가공 정밀도를 향상시킬 수 있다.By inserting the above-described shaping operation during the laser scribing process (inserted after Fig. 4 (a)), the end face 21a in which the ice layer having a predetermined shape is always in contact with the substrate A can further improve the processing accuracy. Can be.

(실시 형태 3)(Embodiment 3)

도 8은, 본 발명의 제3 실시 형태인 기판 가공 장치(LS3)의 전체 구성도이다. 또한, 도 9는 기판 가공 장치(LS3)에 있어서의 기판 냉각 기구(20a)를 나타내는 부분 구성도이다. 도 8, 도 9에 있어서, 기판 가공 장치(LS1)(도 1)와 동일한 구성 부분에 대해서는 동일한 부호를 붙임으로써 설명을 생략한다.8 is an overall configuration diagram of the substrate processing apparatus LS3 according to the third embodiment of the present invention. 9 is a partial block diagram which shows the board | substrate cooling mechanism 20a in board | substrate processing apparatus LS3. In FIG.8, 9, description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol about the component same as the board | substrate processing apparatus LS1 (FIG. 1).

실시 형태 1의 기판 가공 장치(LS1) 및 실시 형태 2의 기판 가공 장치(LS2)에서는, 기판 냉각 기구(20)에 있어서 노즐(27)로부터 분사된 냉각 매체를 냉각함으로써 고체화하여 고상 냉매를 형성하도록 하고 있었다. 이에 대하여, 기판 가공 장치(LS3)에서는, 교환용의 고상 냉매를 별도로 준비해 두고, 사용 중의 고상 냉매가 소모된 시점에서 새로운 고상 냉매로 교환한다. 구체적으로는, 별치의 냉동 장치에서 원주 형상의 얼음을 형성하여 준비해 두고, 필요시에 교환하도록 하고 있다. In the substrate processing apparatus LS1 of Embodiment 1 and the substrate processing apparatus LS2 of Embodiment 2, in the substrate cooling mechanism 20, it cools by the cooling medium injected from the nozzle 27, and it solidifies and forms solid state refrigerant. Was doing. In contrast, the substrate processing apparatus LS3 separately prepares a solid refrigerant for replacement and replaces it with a new solid refrigerant when the solid refrigerant in use is consumed. Specifically, columnar ice is formed and prepared in a separate refrigeration apparatus, and is replaced when necessary.

그 때문에, 기판 가공 장치(LS3)에서는, 고상 냉매(CL)를 착탈할 수 있는 지지 부재(61)를 구비한 기판 냉각 기구(20a)를 구비하고 있다.Therefore, the board | substrate processing apparatus LS3 is equipped with the board | substrate cooling mechanism 20a provided with the support member 61 which can attach / detach the solid refrigerant | coolant CL.

지지 부재(61)에 대해서 설명한다. 지지 부재(61)는, 원통 형상의 하우징(62)과, 미리 원주 형상으로 정형된 얼음(고상 냉매(CL))의 하단을 기판(A)에 대향시킨 상태에서, 얼음(고상 냉매(CL))의 상단을, 도시하지 않은 클립으로 고정하는 파지부(63)와, 파지부(63)를 하우징(62) 내에서 승강하는 파지부용의 승강 기구(64)와, 얼음(고상 냉매(CL))을 연직 하방으로 향하게 하기 위한 가이드(65)로 이루어진다. 얼음(고상 냉매(CL))은, 하우징의 하방으로부터 가이드(65)를 따라 삽입함으로써 파지부(63)의 클립으로 고정된다. 그리고 파지부용의 승강 기구(64)는 얼음의 소모량에 따라 조금씩 하강하여, 항상 얼음(고상 냉매(CL))의 하측 단면이 하우징(62)의 외측에 노출하도록 하고 있다. 승강 기구(64)의 승강 동작은, 기판(A)의 냉각 횟수를 카운트하여 이에 연동하여 행하도록 해도 좋다.The supporting member 61 is demonstrated. The support member 61 is ice (solid coolant CL) in the state which made the cylindrical housing 62 and the lower end of the ice (solid coolant CL) previously formed in the columnar shape facing the board | substrate A. As shown in FIG. ), A holding part 63 for fixing the upper end with a clip (not shown), a lifting mechanism 64 for the holding part for raising and lowering the holding part 63 in the housing 62, and ice (solid refrigerant CL). ) Is made up of a guide 65 for directing vertically downward. Ice (solid refrigerant CL) is fixed with the clip of the holding part 63 by inserting along the guide 65 from the lower side of the housing. The lifting mechanism 64 for the holding portion descends little by little depending on the amount of ice consumed, so that the lower end face of the ice (solid refrigerant CL) is always exposed to the outside of the housing 62. The lifting operation of the lifting mechanism 64 may be performed in conjunction with the counting of the number of times the cooling of the substrate A is performed.

하우징(62)의 상면은, 승강용 로드(24)가 고정되어 있다. 승강 로드(24)는, 지지 부재(61)를 기판(A)에 접촉시키기 위한 압압 기구(25)에 접속된다. 압압 기구(25)는, 코일 스프링과 전자 밸브(도시하지 않음)로 이루어지는 승강 기구(26)에 의해, 승강 로드(24)를 상하로 이동함으로써 지지 부재(61)를 승강한다. 그리고 지지 부재(61)가 하강하여 얼음(고상 냉매(CL))이 기판(A)에 접촉하고 있을 때에, 코일 스프링에 의한 적당한 힘으로 고상 냉매(CL)가 기판(A)을 압압하도록 조정하고 있다.The lifting rod 24 is fixed to the upper surface of the housing 62. The lifting rod 24 is connected to a pressing mechanism 25 for bringing the support member 61 into contact with the substrate A. As shown in FIG. The pressing mechanism 25 raises and lowers the support member 61 by moving the lifting rod 24 up and down by the lifting mechanism 26 composed of a coil spring and a solenoid valve (not shown). When the support member 61 is lowered and the ice (solid coolant CL) is in contact with the substrate A, the solid coolant CL is adjusted to press the substrate A with an appropriate force by the coil spring. have.

기판 가공 장치(LS3)의 제어계에 대해서는, 기판 냉각 기구 구동부(32)가 파지부용의 승강 기구(64)의 승강 동작을 구동한다. 그 이외의 제어는 기판 가공 장치(LS1)와 동일하다. 또한, 얼음(고상 냉매(CL))의 교환을 로봇 핸드에 의해 자동화할 수도 있지만, 그 경우는 로봇 핸드에 의한 교환 동작도 기판 냉각 기구 구동부(32)가 제어한다.About the control system of the substrate processing apparatus LS3, the board | substrate cooling mechanism drive part 32 drives the lifting operation of the lifting mechanism 64 for holding parts. The other control is the same as that of the substrate processing apparatus LS1. In addition, although the exchange of ice (solid refrigerant CL) can be automated by a robot hand, the board cooling mechanism drive part 32 also controls the replacement operation by a robot hand.

기판 가공 장치(LS3)에 의한 가공 동작에 대해서 설명한다. 최초의 얼음(고상 냉매(CL))을 지지 부재(61)에 부착하여, 실시 형태 1과 동일하게, 빔 스폿의 주사 및 얼음(고상 냉매(CL))의 주사를 실행함으로써, 가공 예정 라인을 따라 급준한 온도차에 의한 크랙을 기판에 형성한다. 최초의 얼음(고상 냉매(CL))이 소모됨에 따라, 파지부 승강 기구(64)를 작동하여 얼음(고상 냉매(CL))을 하강시킨다. 이윽고, 최초의 얼음(고상 냉매(CL))이 거의 없어지면, 나머지를 빼내어, 새로운 얼음(고상 냉매(CL))으로 교환한다. 이와 같이 하여 레이저 스크라이브 가공을 계속해서 행하도록 한다.The processing operation by the substrate processing apparatus LS3 will be described. The first scheduled ice (solid refrigerant CL) is attached to the support member 61, and the scanning scheduled line is executed by scanning the beam spot and scanning the ice (solid refrigerant CL) similarly to the first embodiment. Accordingly, cracks due to steep temperature differences are formed on the substrate. As the first ice (solid refrigerant CL) is consumed, the holding part elevating mechanism 64 is operated to lower the ice (solid refrigerant CL). When the first ice (solid coolant CL) is almost gone, the rest is removed and replaced with new ice (solid coolant CL). In this way, laser scribing is continued.

본 발명은, 유리 기판 등의 취성 재료 기판에 대하여, 정밀도 좋게 가공 예정 라인을 따라 크랙을 형성할 수 있는 레이저 가공 장치에 이용할 수 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a laser processing apparatus that can form cracks along a processing schedule line with high accuracy for brittle material substrates such as glass substrates.

2 : 슬라이드 테이블
7 : 대좌(臺座; 주사 기구)
12 : 회전 테이블
13 : 레이저 장치(레이저 조사 기구)
14 : 광학 홀더 (레이저 조사 기구)
20, 20a : 기판 냉각 기구
21 : 심재 (고체화부)
21a : 단면
22 : 심재 냉각부
24 : 승강 로드
25 : 압압 기구
26 : 승강 기구
27 : 노즐(냉매 공급부)
50 : 정형 기구
51 : 가열 블록
52 : 이동 기구
61 : 지지 부재
A : 유리 기판(취성 재료 기판)
Cr : 크랙
CL : 고상 냉매2: slide table
7: base (injection mechanism)
12: rotating table
13: laser device (laser irradiation mechanism)
14 optical holder (laser irradiation mechanism)
20, 20a: substrate cooling mechanism
21: heartwood (solidified part)
21a: cross section
22: core cooling unit
24: lifting rod
25: pressing mechanism
26: lifting mechanism
27 nozzle (coolant supply)
50: orthopedic appliance
51: heating block
52: moving mechanism
61: support member
A: glass substrate (brittle material substrate)
Cr: Crack
CL: Solid State Refrigerant

Claims (10)

레이저 빔을 조사함으로써 국소적인 가열을 행하는 빔 스폿을 취성 재료 기판에 형성하는 레이저 조사 기구와,
상기 기판을 국소적으로 냉각하는 냉각 영역을 형성하는 기판 냉각 기구와,
상기 빔 스폿 및, 상기 냉각 영역을, 상기 기판에 설정한 가공 예정 라인을 따라 빔 스폿, 냉각 영역의 순으로 상대적으로 이동하는 주사(走査) 기구를 구비하고,
빔 스폿이 통과한 직후를 냉각 영역이 통과함으로써 상기 가공 예정 라인을 따라 열응력에 의한 크랙을 형성하는 취성 재료 기판용의 레이저 가공 장치로서,
상기 기판 냉각 기구는, 상온에서 기체 또는 액체가 되는 냉매 재료를 공급하는 냉매 공급부와, 공급된 냉매 재료를 상기 냉매 재료가 고체화하는 온도 이하로 냉각하여 고체화시킨 고상 냉매(solid-phase coolant)를 형성하는 고체화부와, 상기 고상 냉매를 상기 기판에 접촉시키는 압압 기구(push mechanism)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 취성 재료 기판용의 레이저 가공 장치.A laser irradiation mechanism for forming a beam spot on the brittle material substrate for local heating by irradiating a laser beam;
A substrate cooling mechanism defining a cooling region for locally cooling the substrate;
And a scanning mechanism that moves the beam spot and the cooling region relatively in the order of the beam spot and the cooling region along a machining schedule line set on the substrate,
A laser processing apparatus for a brittle material substrate in which a cooling zone passes immediately after the beam spot passes, thereby forming cracks due to thermal stress along the processing line.
The substrate cooling mechanism includes a coolant supply unit for supplying a coolant material that becomes a gas or a liquid at room temperature, and a solid-phase coolant that cools the supplied coolant material below a temperature at which the coolant material solidifies and solidifies it. And a push mechanism for contacting the solid refrigerant with the substrate. 제1항에 있어서,
상기 고상 냉매에 얼음, 고체 상태의 알코올, 드라이 아이스 중 어느 것이 이용되는 레이저 가공 장치.The method of claim 1,
A laser processing apparatus in which any one of ice, solid alcohol and dry ice is used for the solid refrigerant. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 냉매 공급부는 상기 냉매 재료를 분사하는 노즐을 구비하고, 상기 고체화부는, 상기 기판에 대향하는 단면이 형성됨과 함께 상기 노즐로부터 분사된 상기 냉매 재료가 상기 단면에 부착하도록 배치되는 심재(芯材)와, 상기 심재의 상기 단면을 상기 냉매 재료가 고체화되는 온도 이하로 냉각하는 심재 냉각부로 이루어지는 레이저 가공 장치.The method of claim 1,
The coolant supply unit includes a nozzle for injecting the coolant material, and the solidifying unit is formed so that the cross section facing the substrate is formed and the coolant material injected from the nozzle adheres to the cross section. And a core material cooling unit for cooling the end surface of the core material to a temperature below the temperature at which the refrigerant material solidifies. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 기판 냉각 기구는, 고상 냉매에 대하여 상기 기판과 접촉하는 고상 냉매의 접촉면을 정형하는 정형 기구를 추가로 구비한 레이저 가공 장치.The method of claim 1,
The substrate cooling mechanism further comprises a shaping mechanism for shaping the contact surface of the solid refrigerant in contact with the substrate with respect to the solid refrigerant. 레이저 빔의 조사에 의해 형성되는 빔 스폿을 취성 재료 기판에 설정한 가공 예정 라인을 따라 주사함으로써 상기 기판을 가열하고, 이어서 빔 스폿이 통과한 직후를 냉각함으로써 상기 가공 예정 라인을 따라 열응력에 의한 크랙을 형성하는 취성 재료 기판의 레이저 가공 방법으로서,
기판의 냉각은, 상온에서 기체 또는 액체가 되는 냉매 재료를 상기 기판에 대향하도록 배치되는 고체화부에 공급하고, 공급된 냉매 재료를 고체화부에서 고체화하는 온도 이하로 냉각하여 고상 냉매를 형성하고, 상기 고상 냉매를 상기 기판에 접촉시킴으로써 행하는 것을 특징으로 하는 취성 재료 기판의 레이저 가공 방법.The substrate is heated by scanning a beam spot formed by the irradiation of a laser beam along a scheduled processing line set on a brittle material substrate, and then cooling immediately after the beam spot passes, thereby causing a thermal stress along the scheduled processing line. As a laser processing method of a brittle material substrate which forms a crack,
The cooling of the substrate is performed by supplying a refrigerant material that becomes a gas or a liquid at a room temperature to a solidification unit disposed to face the substrate, and cooling the supplied refrigerant material to a temperature below which the solidification unit solidifies to form a solid refrigerant. A laser processing method for a brittle material substrate, which is performed by bringing a solid refrigerant into contact with the substrate. 제7항에 있어서,
상기 고상 냉매에, 얼음, 고체 상태의 알코올, 드라이 아이스 중 어느 것이 이용되는 레이저 가공 방법.The method of claim 7, wherein
The laser processing method in which any of ice, a solid alcohol, and dry ice is used for the said solid refrigerant. 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 고상 냉매는, 계면 활성제를 첨가제로서 함유하는 레이저 가공 방법.9. The method according to claim 7 or 8,
The solid-state refrigerant is a laser processing method containing a surfactant as an additive. 제7항 또는 제8항에 있어서,
상기 고상 냉매는, 세정제를 첨가제로서 함유하는 레이저 가공 방법.9. The method according to claim 7 or 8,
The solid-state refrigerant is a laser processing method containing a cleaning agent as an additive.
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