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KR101335039B1 - Laser processing apparatus, and processing method for a workpiece using the same - Google Patents

Laser processing apparatus, and processing method for a workpiece using the same Download PDF

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KR101335039B1
KR101335039B1 KR1020120092698A KR20120092698A KR101335039B1 KR 101335039 B1 KR101335039 B1 KR 101335039B1 KR 1020120092698 A KR1020120092698 A KR 1020120092698A KR 20120092698 A KR20120092698 A KR 20120092698A KR 101335039 B1 KR101335039 B1 KR 101335039B1
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branched light
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노리유끼 구리야마
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미쓰보시 다이야몬도 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명의 과제는 빔 프로파일이 진행 방향에 대해 등방적이 아니어도, 직교하는 2방향으로의 가공을 행하는 경우의 가공 정밀도 편차가 저감되는 레이저 가공 장치를 제공하는 것이다.
레이저 가공 장치가, 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 제1 분기광과 제2 분기광으로 분기시키는 분기 수단과 제2 분기광의 빔 프로파일을, 진행 방향을 축으로 하여 90° 회전시키는 변환 수단과, 제1 분기광의 광로와 변환 수단을 거친 제2 분기광의 광로를 집광 렌즈에 이르는 하나의 조사용 광로에 공통화시키는 광로 공통화 수단과, 분기 수단과 광로 공통화 수단 사이에서 제1 분기광과 제2 분기광을 선택적으로 차단하는 선택적 차단 수단을 갖는 광학계를 구비하고, 선택적 차단 수단에 의해 차단하는 광을 전환함으로써, 스테이지부에 고정된 피가공물에 대해 동일한 빔 프로파일을 갖고 또한 방향이 직교하는 2종류의 레이저광 중 어느 하나를 선택적으로 조사 가능하도록 하였다.
An object of the present invention is to provide a laser processing apparatus in which the variation in machining accuracy when machining in two orthogonal directions is reduced even if the beam profile is not isotropic with respect to the advancing direction.
The laser processing apparatus includes a converting means for branching a laser beam emitted from a laser light source into a first branched light and a second branched light and a beam profile of the second branched light by 90 ° around an advancing direction; Optical path common means for commonizing the optical path of the first branched light and the second branched light passing through the conversion means to one irradiation optical path leading to the condensing lens, and the first branched light and the second branched light between the branching means and the optical path commoning means Two types of lasers having the same beam profile and orthogonal to the workpieces fixed to the stage by providing an optical system having an optional blocking means for selectively blocking the light, and switching the light blocked by the selective blocking means. Any one of the lights was made to be selectively irradiated.

Description

레이저 가공 장치 및 레이저 가공 장치를 사용한 피가공물의 가공 방법{LASER PROCESSING APPARATUS, AND PROCESSING METHOD FOR A WORKPIECE USING THE SAME}Processing method of workpiece using laser processing device and laser processing device {LASER PROCESSING APPARATUS, AND PROCESSING METHOD FOR A WORKPIECE USING THE SAME}

본 발명은 레이저광을 조사하여 피가공물을 가공하는 레이저 가공 장치와, 이를 사용한 피가공물의 가공 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a laser processing apparatus for processing a workpiece by irradiating a laser beam, and a processing method of a workpiece using the same.

반도체 기판 등의 피가공물에 펄스 레이저광(이하, 레이저광)을 조사함으로써 가공 홈(스크라이브 라인)을 형성하는 레이저 스크라이브 장치가, 이미 공지이다(예를 들어, 특허 문헌 1 참조). 특허 문헌 1에 개시된 기술에 있어서는, 각각이 LED를 구성하는 단위 패턴을 2차원적으로 배열한 LED 회로 패턴이 표면에 형성된 반도체 기판(LED 기판)이 가공 대상이 된다. 구체적으로는, LED 회로 패턴에 따라서 격자 형상으로 설정된 분할 예정 위치(스트리트라고 불림)에 따라서 레이저광을 상대적으로 주사하면서 조사함으로써, LED 기판을 LED 칩으로 분할하기 위한 스크라이브 라인이 형성된다.Background Art A laser scribing apparatus for forming a processing groove (scribe line) by irradiating a pulsed laser light (hereinafter referred to as laser light) to a workpiece such as a semiconductor substrate is already known (see Patent Document 1, for example). In the technique disclosed in Patent Literature 1, a semiconductor substrate (LED substrate) on which a LED circuit pattern in which two-dimensionally arranged unit patterns constituting an LED is formed on a surface thereof is subjected to processing. Specifically, a scribe line for dividing the LED substrate into an LED chip is formed by irradiating while irradiating a laser beam relatively in accordance with a predetermined dividing position (called a street) set in a lattice shape according to the LED circuit pattern.

또한, 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 제1 편광 빔 스플리터에 의해 편광 상태가 다른 2종류의 레이저광으로 분기하고, 양자의 강도를 1/2 파장판에 의해 개별로 조정한 후, 제2 편광 빔 스플리터를 사용하여 양 레이저광을 이격시켜 조사하는 레이저 가공 장치도 공지이다(예를 들어, 특허 문헌 2 참조).Furthermore, after splitting the laser beam emitted from the laser light source into two kinds of laser beams having different polarization states by the first polarization beam splitter, the intensity of both is individually adjusted by the half wave plate, and then the second polarized light. The laser processing apparatus which uses a beam splitter and spaces apart and irradiates both laser beams is also known (for example, refer patent document 2).

일본 특허 출원 공개 제2004-114075호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2004-114075 일본 특허 출원 공개 제2010-284669호 공보Japanese Patent Application Publication No. 2010-284669

특허 문헌 1에 개시되어 있는 바와 같은 종래의 레이저 가공 장치에 있어서 격자 형상으로 스크라이브 라인을 형성하는 경우, 레이저광은 직교하는 2방향에 있어서 주사된다. 이는 예를 들어, XY 2축 방향으로 이동 가능한 XY 스테이지 상에, LED 기판을 그 스트리트가 스테이지의 이동 방향과 일치하도록 고정한 상태에서, XY 각 방향으로 스테이지를 이동시키면서 가공 예정 위치에 따른 레이저광의 조사를 행함으로써 실현된다.In the conventional laser processing apparatus disclosed in Patent Document 1, when a scribe line is formed in a lattice shape, the laser light is scanned in two orthogonal directions. This is, for example, irradiation of a laser beam according to a processing scheduled position while moving the stage in the XY angular direction while the LED substrate is fixed on the XY stage movable in the XY biaxial direction so that the street coincides with the moving direction of the stage. It is realized by doing

이때, LED의 품질 안정성이라고 하는 관점으로부터는, XY 양 방향에 있어서 스크라이브 라인이 동일한 가공 정밀도로 형성되는 것이 바람직하지만, 그것을 위해서는, 레이저광의 빔 프로파일(레이저광의 강도의 공간 분포)이 조사 방향에 대해 등방적이거나, 적어도 XY 양 방향에서 등가인 것이 필요하다. 그러나, 이와 같은 레이저광의 조사를 실현하기 위해서는 많은 비용이 들기 때문에, 시판되고 있는 레이저광원을 사용하는 것만으로는 실현이 어렵다.At this time, from the viewpoint of the quality stability of the LED, it is preferable that the scribe lines are formed with the same processing accuracy in both the XY directions, but for that purpose, the beam profile (spatial distribution of the intensity of the laser light) of the laser beam is compared with the irradiation direction. It is necessary to be isotropic or equivalent at least in both XY directions. However, in order to realize such irradiation of a laser beam, since it costs a lot, it is difficult to implement | achieve only by using a commercially available laser light source.

혹은, 일방향(제1 방향)에 있어서의 스크라이브 라인의 형성 후, LED 기판을 수평면 내에서 90도 회전시켜, 제1 방향에 직교하는 제2 방향에 있어서의 스크라이브 라인의 형성을 행하도록 하는 형태도 생각된다. 이 경우, 빔 프로파일의 등가성은 요구되지 않지만, 회전 동작에 의해 LED 기판의 얼라인먼트에 어긋남이 생길 가능성이 있으므로, 가공 정밀도를 확보하기 위해서는, 회전 후에 다시 얼라인먼트 동작을 행하여, 레이저광의 조사 위치를 재설정할 필요가 있다. 그로 인해, 가공 시간을 필요로 한다고 하는 문제가 있다.Alternatively, after the formation of the scribe line in one direction (first direction), the LED substrate is rotated 90 degrees in the horizontal plane to form the scribe line in the second direction orthogonal to the first direction. I think. In this case, although the equivalence of the beam profile is not required, there is a possibility that misalignment of the LED substrate may occur due to the rotation operation. Therefore, in order to ensure processing accuracy, the alignment operation is performed again after rotation to reset the irradiation position of the laser beam. There is a need. Therefore, there exists a problem that processing time is required.

또한, 특허 문헌 2에 개시되어 있는 장치는, 하나의 가공 진행 방향에서 2종류의 레이저광을 이격시켜 조사할 수 있는 것에 지나지 않고, 가공 방향에 의한 가공 정밀도의 편차를 억제할 수는 없다.Moreover, the apparatus disclosed in patent document 2 can only irradiate and irradiate two types of laser beams in one process advancing direction, and cannot suppress the dispersion | variation in the process precision by a process direction.

본 발명은 상기 과제를 감안하여 이루어진 것으로, 레이저광의 빔 프로파일이 조사 방향에 대해 등방적이 아니어도, 직교하는 2방향으로의 가공을 행하는 경우의 가공 정밀도의 편차가 저감되는 레이저 가공 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.This invention is made | formed in view of the said subject, Comprising: Providing the laser processing apparatus which the dispersion | variation in the processing precision at the time of processing in the orthogonal two directions, even if the beam profile of a laser beam is not isotropic with respect to an irradiation direction is reduced. The purpose.

상기 과제를 해결하기 위해, 청구항 1의 발명은, 레이저광을 조사하여 피가공물을 가공하는 레이저 가공 장치이며, 피가공물을 고정하는 스테이지부와, 레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 집광 렌즈로부터 상기 스테이지부에 고정된 상기 피가공물에 대해 조사하는 광학계를 구비하고, 상기 광학계가, 상기 레이저광원으로부터 출사된 상기 레이저광을 제1 분기광과 제2 분기광으로 분기시키는 분기 수단과, 상기 제2 분기광의 빔 프로파일을, 진행 방향을 축으로 하여 90° 회전시키는 변환 수단과, 상기 제1 분기광과 상기 변환 수단을 거친 상기 제2 분기광의 상기 집광 렌즈에 이를 때까지의 조사용 광로를 공통화시키는 광로 공통화 수단과, 상기 분기 수단과 상기 광로 공통화 수단 사이에서 상기 제1 분기광과 상기 제2 분기광을 선택적으로 차단하는 선택적 차단 수단을 갖고, 상기 광로 공통화 수단을 거친 상기 제1 분기광을 제1 조사용 레이저광으로 하고, 상기 공통화 수단을 거친 상기 제2 분기광을 제2 조사용 레이저광으로 할 때에, 상기 선택적 차단 수단에 의한 상기 제1 분기광과 상기 제2 분기광 차단을 전환함으로써, 상기 스테이지부에 고정된 상기 피가공물에 대해 동일한 빔 프로파일을 갖고 또한 방향이 직교하는 상기 제1 조사용 레이저광과 상기 제2 조사용 레이저광 중 어느 하나를 선택적으로 조사 가능한 것을 특징으로 한다.In order to solve the said subject, invention of Claim 1 is a laser processing apparatus which irradiates a laser beam, and processes a to-be-processed object, The stage part which fixes a to-be-processed object, and the laser beam radiate | emitted from the laser light source from the said condensing lens An optical system for irradiating the workpiece to be fixed to a part, wherein the optical system is configured to branch the laser light emitted from the laser light source into first and second branch lights, and the second branch. An optical path for commonizing the beam profile of the light to the converging means until it reaches the converging lens of the diverging means for rotating the beam profile of the light by 90 ° with the axis of travel as the axis; Selectively blocking the first branched light and the second branched light between a commoning means and the branching means and the optical path commoning means; Has a selective blocking means, when the first branched light passed through the optical path commoning means is a first irradiation laser beam, and the second branched light passed through the commoning means is a second irradiation laser light, By switching the first branched light and the second branched light blocking by the selective blocking means, the first irradiation laser light having the same beam profile and orthogonal to the workpiece fixed to the stage unit; It is possible to selectively irradiate any one of said 2nd irradiation laser beams.

청구항 2의 발명은, 청구항 1에 기재된 레이저 가공 장치이며, 상기 스테이지부가 서로 직교하는 제1 방향과 제2 방향으로 이동 가능하게 되어 이루어지고, 상기 제1 조사용 레이저광을 상기 피가공물에 조사할 때에 상기 스테이지부를 상기 제1 방향으로 이동시키고, 상기 제2 조사용 레이저광을 상기 피가공물에 조사할 때에 상기 스테이지부를 상기 제2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 한다.Invention of Claim 2 is a laser processing apparatus of Claim 1, Comprising: The said stage part is movable in the 1st direction and 2nd direction orthogonal to each other, and irradiates the said to-be-processed object with the said 1st irradiation laser beam. The stage portion is moved in the first direction at the time, and the stage portion is moved in the second direction when the second irradiation laser beam is irradiated onto the workpiece.

청구항 3의 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 레이저 가공 장치이며, 상기 변환 수단이 복수의 미러를 조합함으로써 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.Invention of Claim 3 is the laser processing apparatus of Claim 1 or Claim 2, Comprising: The said conversion means is comprised by combining several mirror, It is characterized by the above-mentioned.

청구항 4의 발명은, 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 레이저 가공 장치이며, 상기 변환 수단이 복수의 반사면을 갖는 프리즘에 의해 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.Invention of Claim 4 is the laser processing apparatus of Claim 1 or Claim 2, Comprising: The said conversion means is comprised by the prism which has a some reflective surface, It is characterized by the above-mentioned.

청구항 5의 발명은, 청구항 2에 기재된 레이저 가공 장치를 사용한 피가공물의 가공 방법이며, 상기 피가공물을 상기 스테이지부에 고정하는 고정 공정과, 상기 피가공물에 설정된 격자 형상의 가공 대상 위치의 서로 직교하는 연장 방향을 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 합치시키는 얼라인먼트 공정과, 상기 스테이지부를 상기 제1 방향으로 이동시키면서 상기 제1 조사용 레이저광을 조사하여 상기 제1 방향으로 연장하는 가공 대상 위치를 가공하는 제1 가공 공정과, 상기 스테이지부를 상기 제2 방향으로 이동시키면서 상기 제2 조사용 레이저광을 조사하여 상기 제2 방향으로 연장하는 가공 대상 위치를 가공하는 제2 가공 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.Invention of Claim 5 is the processing method of the to-be-processed object using the laser processing apparatus of Claim 2, Comprising: The fixing process which fixes the said to-be-processed part, and the orthogonal process position of the grid-shaped process object set to the to-be-processed object An alignment step of matching the extension direction to the first direction and the second direction, and a machining target position that extends in the first direction by irradiating the first irradiation laser light while moving the stage part in the first direction; And a second processing step of processing a target position extending in the second direction by irradiating the second irradiation laser light while moving the stage portion in the second direction. It features.

청구항 1 내지 청구항 4의 발명에 따르면, 형상이 동일하고 방향이 직교하는 빔 프로파일을 갖는 2종류의 레이저광을 선택적으로 사용한 가공이 가능한 레이저 가공 장치가 실현된다.According to the invention of Claims 1 to 4, a laser processing apparatus capable of selectively using two kinds of laser beams having beam profiles having the same shape and orthogonal directions is realized.

특히, 청구항 2의 발명에 따르면, 레이저광원으로부터 출사되는 레이저광의 빔 프로파일이 가공 방향에 대해 등방적이 아니어도, 직교하는 2방향으로의 가공을 행하는 경우의 가공 정밀도의 편차가 저감되는 레이저 가공 장치가 실현된다.In particular, according to the invention of claim 2, even if the beam profile of the laser light emitted from the laser light source is not isotropic with respect to the processing direction, the laser processing apparatus in which the variation in the processing accuracy when processing in two orthogonal directions is reduced is Is realized.

또한, 청구항 5의 발명에 따르면, 레이저광원으로부터 출사되는 레이저광의 빔 프로파일 자체가 등방적인 것이 아니어도, 직교하는 2방향으로의 가공을 동일한 가공 정밀도로 행할 수 있다.According to the invention of claim 5, even if the beam profile of the laser light emitted from the laser light source itself is not isotropic, processing in two orthogonal directions can be performed with the same processing accuracy.

도 1은 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 장치(100)의 구성을 도시하는 사시도.
도 2는 제1 광로 셔터(24a)가 개방되는 한편, 제2 광로 셔터(24b)에 의해 제2 광로 P2가 차단된 상태를 도시하는 도면.
도 3은 제1 광로 셔터(24a)에 의해 제1 광로 P1이 차단되는 한편, 제2 광로 셔터(24b)가 개방된 상태를 도시하는 도면.
도 4는 빔 프로파일 변환 유닛(30)의 구성을 도시하는 사시도.
도 5는 조사용 레이저광(LB3)이 조사되어 있는 상태의 스테이지부(10)의 상면도.
도 6은 빔 프로파일 변환 프리즘(130)을 도시하는 사시도.
1 is a perspective view illustrating a configuration of a laser processing apparatus 100 according to the present embodiment.
2 is a view showing a state in which the first optical path shutter 24a is opened while the second optical path P2 is blocked by the second optical path shutter 24b.
3 is a view showing a state in which the first optical path P1 is blocked by the first optical path shutter 24a while the second optical path shutter 24b is opened.
4 is a perspective view illustrating a configuration of the beam profile conversion unit 30.
5 is a top view of the stage portion 10 in a state where the irradiation laser light LB3 is irradiated.
6 is a perspective view illustrating the beam profile conversion prism 130.

<레이저 가공 장치의 개요><Outline of Laser Processing Apparatus>

도 1은 본 실시 형태에 관한 레이저 가공 장치(100)의 구성을 도시하는 사시도이다. 레이저 가공 장치(100)는 피가공물에 펄스 레이저광(이하, 레이저광)을 조사함으로써 피가공물에 홈 가공이나 천공 가공 등을 행하는 장치이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 레이저 가공 장치(100)는, 주로, 스테이지부(10)와 광학계(20)를 구비한다. 또한, 레이저 가공 장치(100)는 각 부의 동작을 제어하는 도시하지 않은 제어부를 구비한다.1 is a perspective view illustrating a configuration of a laser processing apparatus 100 according to the present embodiment. The laser processing apparatus 100 is an apparatus which performs groove processing, a punching process, etc. to a to-be-processed object by irradiating a pulsed laser beam (hereinafter, a laser beam) to a to-be-processed object. As shown in FIG. 1, the laser processing apparatus 100 mainly includes a stage unit 10 and an optical system 20. Moreover, the laser processing apparatus 100 is equipped with the control part which is not shown in figure which controls the operation | movement of each part.

스테이지부(10)는 피가공물이 적재 고정되는 부위이다. 스테이지부(10)는, 주로, X 스테이지(11)와, Y 스테이지(12)와, θ 스테이지(13)와, 흡착 척(14)으로 구성된다.The stage part 10 is a site | part where the workpiece is mounted and fixed. The stage part 10 is mainly comprised by the X stage 11, the Y stage 12, the (theta) stage 13, and the suction chuck 14. As shown in FIG.

X 스테이지(11)는 수평면 내에 있어서 제1 방향으로 이동 가능하게 설치되어 이루어지는 이동 기구이다. Y 스테이지(12)는 X 스테이지(11) 상에 설치된, 수평면 내에 있어서 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 이동 가능한 이동 기구이다. θ 스테이지(13)는 Y 스테이지(12) 상에 설치된, 수평면 내에 있어서 회전 가능한 회전 기구이다. X 스테이지(11) 및 Y 스테이지(12)의 이동 동작이나, θ 스테이지(13)의 회전 동작은 도시하지 않은 공지의 구동 기구에 의해 실현 가능하다.The X stage 11 is a moving mechanism provided in the horizontal plane so that a movement to a 1st direction is possible. The Y stage 12 is a moving mechanism provided on the X stage 11 and movable in a second direction perpendicular to the first direction in a horizontal plane. The θ stage 13 is a rotating mechanism rotatable in a horizontal plane provided on the Y stage 12. The movement operation of the X stage 11 and the Y stage 12 and the rotation operation of the θ stage 13 can be realized by a known driving mechanism (not shown).

흡착 척(14)은 θ 스테이지(13) 상에 설치된, 피가공물을 흡착 고정하는 테이블이다. 흡착 척(14)은 그 상면(14s)에 도시하지 않은 다수의 흡인 구멍을 갖고 있고, 상기 상면(14s)에 피가공물이 적재된 상태에서, 도시하지 않은 흡인 수단에 의해 흡인 구멍에 부압이 부여됨으로써, 피가공물을 흡착 고정할 수 있도록 되어 있다.The suction chuck 14 is a table on which the workpiece is mounted and fixed on the θ stage 13. The suction chuck 14 has a plurality of suction holes (not shown) on its upper surface 14s, and underpressure is applied to the suction holes by suction means (not shown) in the state where the workpiece is loaded on the upper surface 14s. Thus, the workpiece can be fixed by adsorption.

또한, 도 1 및 이후의 도면에 있어서는, X 스테이지(11)의 이동 방향(제1 방향)을 X축 방향으로 하고, Y 스테이지(12)의 이동 방향(제2 방향)을 Y축 방향으로 하고, 연직 방향을 Z축 방향으로 하는 오른손계의 XYZ 좌표를 부여하고 있다.1 and subsequent drawings, the moving direction (first direction) of the X stage 11 is made into the X axis direction, and the moving direction (second direction) of the Y stage 12 is made into the Y axis direction. And XYZ coordinate of the right hand system which makes a perpendicular direction the Z-axis direction.

이상과 같은 구성을 갖는 스테이지부(10)에 있어서는, 흡착 척(14)에 피가공물을 적재 고정한 상태에서, X 스테이지(11), Y 스테이지(12) 및 θ 스테이지(13)를 구동함으로써, 상기 피가공물을, XY 2축 방향으로 수평 이동시키는 것이나, 수평면 내에서 회전시킬 수 있도록 되어 있다.In the stage part 10 which has the above structure, the X stage 11, the Y stage 12, and the (theta) stage 13 are driven in the state which fixed the to-be-processed object to the suction chuck 14, The workpiece can be horizontally moved in the XY biaxial direction and can be rotated within the horizontal plane.

광학계(20)는 스테이지부(10)에 적재 고정된 피가공물에 대해 레이저광을 조사하기 위한 부위이다. 광학계(20)는 레이저광원(21)과, 2개의 1/2 파장판(22)[제1 1/2 파장판(22a), 제2 1/2 파장판(22b)]과, 2개의 편광 빔 스플리터(23)[제1 편광 빔 스플리터(23a), 제2 편광 빔 스플리터(23b)]와, 2개의 광로 셔터(24)[제1 광로 셔터(24a), 제2 광로 셔터(24b)]와, 1/4 파장판(25)과, 집광 렌즈(26)와, 제1 수평 반사 미러(27)와, 제2 수평 반사 미러(28)와, 수직 반사 미러(29)와, 빔 프로파일 변환 유닛(30)을 주로 구비한다. 이들 구성 요소 중, 집광 렌즈(26) 이외는, 스테이지부(10)의 상방이 설치된 배치대(20A) 상의 소정 위치에 배치되어 이루어진다.The optical system 20 is a part for irradiating a laser beam with respect to the workpiece mounted and fixed to the stage part 10. The optical system 20 includes a laser light source 21, two half wave plates 22 (first half wave plate 22a, a second half wave plate 22b), and two polarizations. Beam splitter 23 (first polarization beam splitter 23a, second polarization beam splitter 23b), two optical path shutters 24 (first optical path shutter 24a, second optical path shutter 24b) And a quarter wave plate 25, a condenser lens 26, a first horizontal reflection mirror 27, a second horizontal reflection mirror 28, a vertical reflection mirror 29, and beam profile conversion. The unit 30 is mainly provided. Among these components, except for the condensing lens 26, it is arrange | positioned in the predetermined position on 20 A of mounting tables in which the upper part of the stage part 10 was provided.

레이저광원(21)은 직선 편광의 레이저광(LB0)을 출사시킨다. 이러한 레이저광원(21)으로서는, 다양한 공지의 광원을 사용할 수 있다. 가공 목적에 따라서, 적절한 광원이 선택되어 사용되면 된다. Nd:YAG 레이저나, Nd:YVO4 레이저나 그 밖의 고체 레이저를 사용하는 형태가 적합하다. 또한, 레이저광원(21)은 Q 스위치가 부착된 것이 바람직하다.The laser light source 21 emits linearly polarized laser light LB0. As the laser light source 21, various known light sources can be used. An appropriate light source may be selected and used depending on the processing purpose. Nd: YAG lasers, Nd: YVO 4 lasers or other solid state lasers are suitable. In addition, the laser light source 21 is preferably equipped with a Q switch.

예를 들어, 사파이어 단결정 기재가 기초 기판으로서 사용된 LED 기판의 스트리트 위치에 스크라이브 라인을 형성하는 경우이면, Nd:YAG 레이저의 3배 고조파(파장:355㎚)를 사용하는 것이 적합하다. 또한, 본 실시 형태에 있어서 LED 기판이라 함은, 각각이 LED를 구성하는 단위 패턴을 2차원적으로 배열한 LED 회로 패턴이 표면에 형성된 반도체 기판을 말하고, 그 스트리트라 함은, 이러한 LED 기판을 개개의 LED 칩으로 분할할(개별화할) 때의 분할 예정 위치를 말한다.For example, when the sapphire single crystal substrate forms a scribe line at the street position of the LED substrate used as the base substrate, it is suitable to use triple harmonics (wavelength: 355 nm) of the Nd: YAG laser. In addition, in this embodiment, the LED board | substrate means the semiconductor substrate in which the LED circuit pattern which two-dimensionally arranged the unit pattern which comprises LED is formed on the surface, and the street means these LED board | substrates. It is the division planned position when dividing (individualizing) into individual LED chips.

레이저광원(21)으로부터 출사된 레이저광(LB0)은, 그 광로 P0 상에 설치되어 이루어지는 제1 1/2 파장판(22a)에 의해, 그 편광 방향이 적절하게 조정된다.The polarization direction of the laser light LB0 emitted from the laser light source 21 is appropriately adjusted by the first 1/2 wave plate 22a provided on the optical path P0.

제1 1/2 파장판(22a)을 거친 레이저광(LB0)은 광로 P0 상에 설치되어 이루어지는 제1 편광 빔 스플리터(23a)에 도달한다. 제1 편광 빔 스플리터(23a)에 있어서, 레이저광(LB0)은 제1 광로 P1을 진행하는 제1 분기광(LB1)과, 제2 광로 P2를 진행하는 제2 분기광(LB2)으로 분기된다. 바꾸어 말하면, 제1 편광 빔 스플리터(23a)는, 레이저광(LB0)을 제1 분기광(LB1)과 제2 분기광(LB2)으로 분기시키는 분기 수단으로서 기능한다.The laser beam LB0 passing through the first 1/2 wave plate 22a reaches the first polarizing beam splitter 23a provided on the optical path P0. In the first polarizing beam splitter 23a, the laser light LB0 is split into a first branched light LB1 traveling through the first optical path P1 and a second branched light LB2 traveling through the second optical path P2. . In other words, the first polarization beam splitter 23a functions as a branching means for branching the laser light LB0 into the first branched light LB1 and the second branched light LB2.

보다 상세하게는, 제1 편광 빔 스플리터(23a)는, 제1 분기광(LB1)은 P 편광의 투과광으로서 출사하고, 제2 분기광(LB2)은 S 편광의 반사광으로서 출사한다. 도 1에 도시하는 경우에 있어서는, 레이저광원(21)으로부터 Y축 부방향으로 출사된 레이저광(LB0)이, 제1 편광 빔 스플리터(23a)를 그대로 Y축 부방향을 향해 투과하는 제1 분기광(LB1)과, 제1 편광 빔 스플리터(23a)에서 X축 정방향으로 반사되는 제2 분기광(LB2)으로 분기한다. 또한, 제1 편광 빔 스플리터(23a)로서는, 투과 효율이 90% 내지 95%이고, 반사 효율은 약 99%인 것을 사용한다. 이에 의해, 제1 편광 빔 스플리터(23a)에 있어서의 광학적인 손실은 최소한으로 저감된다.More specifically, the first polarized beam splitter 23a emits the first branched light LB1 as P-polarized transmitted light and the second branched light LB2 as S-polarized reflected light. In the case shown in FIG. 1, the 1st branch which the laser beam LB0 radiate | emitted from the laser light source 21 to the negative Y-axis direction permeate | transmits the 1st polarizing beam splitter 23a as it is toward the negative Y-axis direction The light LB1 is branched into the second branched light LB2 reflected by the first polarization beam splitter 23a in the positive X-axis direction. As the first polarizing beam splitter 23a, a transmission efficiency of 90% to 95% and a reflection efficiency of about 99% are used. Thereby, the optical loss in the 1st polarizing beam splitter 23a is reduced to a minimum.

제1 광로 P1 상에는 제1 수평 반사 미러(27)와 제1 광로 셔터(24a)와 제2 1/2 파장판(22b)이 구비되어 있다. 한편, 제2 광로 P2 상에는 빔 프로파일 변환 유닛(30)과 제2 수평 반사 미러(28)와, 제2 광로 셔터(24b)가 구비되어 있다.On the 1st optical path P1, the 1st horizontal reflection mirror 27, the 1st optical path shutter 24a, and the 2nd 1/2 wave plate 22b are provided. On the other hand, on the second optical path P2, the beam profile conversion unit 30, the second horizontal reflection mirror 28, and the second optical path shutter 24b are provided.

제1 광로 P1이 제1 광로 셔터(24a)에 의해 차단되어 있지 않은 경우(제1 광로 P1이 해방 상태에 있는 경우), 제1 분기광(LB1)은 제1 수평 반사 미러(27)에 의해 반사됨으로써 수평면 내에 있어서의 진행 방향이 적절하게 바뀐 후, 제1 광로 셔터(24a)의 위치를 통과하여 제2 1/2 파장판(22b)에 도달한다. 제2 1/2 파장판(22b)을 거침으로써, P 편광이었던 제1 분기광(LB1)은 S 편광으로 된다. S 편광으로 된 제1 분기광(LB1)은 제2 편광 빔 스플리터(23b)에 도달한다. 한편, 제1 광로 P1이 제1 광로 셔터(24a)에 의해 차단되어 있는 경우, 제1 광로 셔터(24a)에 도달한 제1 분기광(LB1)은 제1 광로 셔터(24a)에 의해 도시하지 않은 빔 디퓨저를 향해 반사되고, 제2 편광 빔 스플리터(23b)에는 도달하지 않는다.When the first optical path P1 is not blocked by the first optical path shutter 24a (when the first optical path P1 is in the released state), the first branched light LB1 is driven by the first horizontal reflection mirror 27. After reflection, the advancing direction in a horizontal plane is changed suitably, and passes through the position of the 1st optical path shutter 24a, and reaches the 2nd 1/2 wave plate 22b. By passing through the 2nd 1/2 wave plate 22b, the 1st branch light LB1 which was P polarization becomes S polarization. The first branched light LB1 made of S-polarized light reaches the second polarized beam splitter 23b. On the other hand, when the first optical path P1 is blocked by the first optical path shutter 24a, the first branched light LB1 that has reached the first optical path shutter 24a is not shown by the first optical path shutter 24a. Is reflected toward the beam diffuser, and does not reach the second polarizing beam splitter 23b.

또한, 제2 광로 P2가 제2 광로 셔터(24b)에 의해 차단되어 있지 않은 경우(제2 광로 P2가 해방 상태에 있는 경우), 제2 분기광(LB2)은 빔 프로파일 변환 유닛(30)을 거침으로써 빔 프로파일이 변화된 후, 제2 수평 반사 미러(28)에 의해 반사됨으로써 수평면 내에 있어서의 진행 방향이 적절하게 바뀐 후, 제2 편광 빔 스플리터(23b)에 도달한다. 이 제2 편광 빔 스플리터에 도달한 제2 분기광(LB2)은, 빔 프로파일 변환 유닛(30)을 거침으로써 편광 방향도 변화되고, S 편광으로부터 P 편광으로 변화되어 있다. 한편, 제2 광로 P2가 제2 광로 셔터(24b)에 의해 차단되어 있는 경우, 제2 광로 셔터(24b)에 도달한 제2 분기광(LB2)은 제2 광로 셔터(24b)에 의해 도시하지 않은 빔 디퓨저를 향해 반사되고, 제2 편광 빔 스플리터(23b)에는 도달하지 않는다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, 빔 프로파일이라 함은, 진행 방향(광로 방향)을 축으로 하는 레이저광의 강도의 공간 분포를 말한다. 편의적으로는, 빔 프로파일은 레이저광의 진행 방향에 수직인 임의의 단면에 있어서의 강도 분포로서 취할 수 있다.Further, when the second optical path P2 is not blocked by the second optical path shutter 24b (when the second optical path P2 is in the released state), the second branched light LB2 causes the beam profile conversion unit 30 to stop. After the beam profile is changed by roughness, the direction of travel in the horizontal plane is appropriately changed by being reflected by the second horizontal reflection mirror 28, and then the second polarizing beam splitter 23b is reached. The 2nd branch light LB2 which reached this 2nd polarizing beam splitter changes the polarization direction also through the beam profile conversion unit 30, and is changing from S polarization to P polarization. On the other hand, when the second optical path P2 is blocked by the second optical path shutter 24b, the second branched light LB2 reaching the second optical path shutter 24b is not shown by the second optical path shutter 24b. Is reflected toward the beam diffuser, and does not reach the second polarizing beam splitter 23b. In addition, in this embodiment, a beam profile means the spatial distribution of the intensity | strength of the laser beam which makes an axis the advancing direction (optical path direction). For convenience, the beam profile can be taken as the intensity distribution in any cross section perpendicular to the advancing direction of the laser light.

도 1에 있어서는, 4개의 제1 수평 반사 미러(27)와 1개의 제2 수평 반사 미러(28)를 설치한 경우가 도시되어 있지만, 제1 수평 반사 미러(27)와 제2 수평 반사 미러(28)의 개수는 이에 한정되지 않고, 광학계(20)를 구성하는 각 요소의 배치 레이아웃상의 요청 등에 따라서, 적절한 개수 및 배치 위치에서 설치되는 형태라도 좋다.In FIG. 1, the case where four first horizontal reflection mirrors 27 and one second horizontal reflection mirror 28 are provided is illustrated, but the first horizontal reflection mirror 27 and the second horizontal reflection mirror ( The number of 28 is not limited to this, and may be provided at an appropriate number and arrangement position in accordance with a request or the like on the arrangement layout of each element constituting the optical system 20.

또한, 도 1에 있어서는 설명의 편의상 양쪽이 개방된 상태를 도시하고 있지만, 제1 광로 셔터(24a)에 의한 제1 광로 P1의 차단과, 제2 광로 셔터(24b)에 의한 제2 광로 P2의 차단은 배타적으로 행해진다. 따라서, 한쪽이 차단 상태에 있을 때에는, 반드시 다른 쪽은 해방 상태로 되어 있다.In addition, although FIG. 1 shows the state in which both were opened for the convenience of description, blocking of the 1st optical path P1 by the 1st optical path shutter 24a, and of the 2nd optical path P2 by the 2nd optical path shutter 24b. Blocking is done exclusively. Therefore, when one side is in the blocking state, the other side is always in the released state.

도 2는 제1 광로 셔터(24a)가 개방되는 한편, 제2 광로 셔터(24b)에 의해 제2 광로 P2가 차단된 상태를 도시하는 도면이다. 도 3은 제1 광로 셔터(24a)에 의해 제1 광로 P1이 차단되는 한편, 제2 광로 셔터(24b)가 개방된 상태를 도시하는 도면이다. 도 2에 도시하는 경우에 있어서, 제1 분기광(LB1)만이 제2 편광 빔 스플리터(23b)에 도달하여 그 앞으로 더 진행하여, 도 3에 도시하는 경우에 있어서는, 제2 분기광(LB2)만이 제2 편광 빔 스플리터(23b)에 도달하여 그 앞으로 더 진행하고 있다.2 is a view showing a state in which the first optical path shutter 24a is opened while the second optical path P2 is blocked by the second optical path shutter 24b. 3 is a diagram showing a state in which the first optical path P1 is blocked by the first optical path shutter 24a while the second optical path shutter 24b is opened. In the case shown in FIG. 2, only the first branched light LB1 reaches the second polarized beam splitter 23b and proceeds further thereto, and in the case shown in FIG. 3, the second branched light LB2. Only the second polarizing beam splitter 23b reaches and proceeds further ahead.

보다 상세하게는, 제2 편광 빔 스플리터(23b)는 제1 분기광(LB1)을 반사광으로 하여 제3 광로 P3을 향해 출사하고, 제2 분기광(LB2)을 투과광으로 하여 제3 광로 P3을 향해 출사한다. 바꾸어 말하면, 제2 편광 빔 스플리터(23b)는 제1 분기광(LB1)과 제2 분기광(LB2)의 광로를 공통화시키는 광로 공통화 수단으로서 기능한다.More specifically, the second polarizing beam splitter 23b emits the first branched light LB1 as the reflected light toward the third optical path P3, and sets the third optical path P3 as the transmitted light. Exit toward. In other words, the second polarization beam splitter 23b functions as an optical path common means for commonizing the optical paths of the first branched light LB1 and the second branched light LB2.

도 1 내지 도 3에 도시하는 경우에 있어서는, Y축 부방향을 직진하여 제2 편광 빔 스플리터(23b)에 입사한 제1 분기광(LB1)은 제2 편광 빔 스플리터(23b)에 의해 X축 부방향으로 반사되고, X축 부방향을 직진하여 제2 편광 빔 스플리터(23b)에 입사한 제2 분기광(LB2)은 그대로 X축 부방향으로 투과한다. 또한, 제2 편광 빔 스플리터(23b)로서는, 투과 효율이 90% 내지 95%이고, 반사 효율은 약 99%인 것을 사용한다. 이에 의해, 제2 편광 빔 스플리터(23b)에 있어서의 광학적인 손실은 최소한으로 저감된다.In the case shown in FIGS. 1 to 3, the first branched light LB1 incident on the second polarization beam splitter 23b by going straight in the Y-axis negative direction is controlled by the second polarization beam splitter 23b. The second branched light LB2 reflected in the negative direction and going straight in the negative X-axis direction and incident on the second polarizing beam splitter 23b is transmitted through the negative X-axis direction. As the second polarization beam splitter 23b, a transmission efficiency of 90% to 95% and a reflection efficiency of about 99% are used. As a result, the optical loss in the second polarization beam splitter 23b is reduced to a minimum.

이후, 제2 편광 빔 스플리터(23b)에 의해 반사된 제1 분기광(LB1)을 제1 조사용 레이저광(LB3a)이라고 칭하고, 제2 편광 빔 스플리터(23b)를 투과한 제2 분기광(LB2)을 제2 조사용 레이저광(LB3b)이라고 칭하고, 양자를 조사용 레이저광(LB3)이라고 총칭한다.Subsequently, the first branched light LB1 reflected by the second polarized beam splitter 23b is referred to as a first irradiation laser light LB3a, and the second branched light transmitted through the second polarized beam splitter 23b ( LB2) is called 2nd irradiation laser light LB3b, and both are collectively called irradiation laser light LB3.

조사용 레이저광(LB3)은 그 광로 P3 상에 설치된 1/4 파장판(25)에 의해 원편광으로 한 후, 마찬가지로 광로 P3 상에 설치된 수직 반사 미러(29)에 의해 연직 하방(Z축 부방향)을 향해 반사된다. 반사 후의 조사용 레이저광(LB3)은 배치대(20A)가 설치된 관통 구멍(20B)을 통과한 후, 광로 P3 상이며 상기 관통 구멍(20B)의 바로 아래에 배치된 집광 렌즈(26)에 의해 집광된 후, 그 조사 방향이 연직 방향으로 유지되면서 스테이지부(10)에[흡착 척(14)에] 적재 고정되어 이루어지는 피가공물에 대해 조사된다. 보다 상세하게는, 제1 광로 셔터(24a)와 제2 광로 셔터(24b)의 개방/차단 상태에 따라서, 제1 조사용 레이저광(LB3a)과 제2 조사용 레이저광(LB3b) 중 어느 하나가 선택적으로 조사된다. 또한, 집광 렌즈(26)에는 이것을 Z축 방향으로 이동시킴으로써 조사용 레이저광(LB3)의 포커싱 상태를 조정 가능한 도시하지 않은 포커싱 조정 기구가 설치되어 있다. 이러한 포커싱 조정 기구의 작용에 의해, 조사용 레이저광(LB3)의 포커싱 위치를 피가공물 표면에 조정하거나, 혹은 포커싱 위치를 의도적으로 피가공물 내부에 설정하는 디포커스 상태를 실현하는 것 등이 가능해진다.The irradiation laser light LB3 is circularly polarized by the quarter wave plate 25 provided on the optical path P3, and then vertically downward (Z-axis part) by the vertical reflection mirror 29 provided on the optical path P3. Direction). After the reflection, the laser beam LB3 for reflection passes through the through-hole 20B provided with the mounting table 20A, and then is collected by the condensing lens 26 on the optical path P3 and disposed directly below the through-hole 20B. After condensing, the workpiece is irradiated on the stage 10 (fixed to the suction chuck 14) while the irradiation direction is maintained in the vertical direction. More specifically, any one of the first irradiation laser light LB3a and the second irradiation laser light LB3b according to the opening / closing state of the first optical path shutter 24a and the second optical path shutter 24b. Is optionally examined. The condensing lens 26 is provided with a focusing adjustment mechanism (not shown) that can adjust the focusing state of the irradiation laser light LB3 by moving it in the Z-axis direction. By the action of such a focusing adjustment mechanism, it is possible to adjust the focusing position of the irradiation laser light LB3 to the workpiece surface, or to realize a defocus state in which the focusing position is intentionally set inside the workpiece. .

이상과 같은 구성을 갖는 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 개략, 조사용 레이저광(LB3)의 조사와, 스테이지부(10)에 구비되는 X 스테이지(11), Y 스테이지(12) 및 θ 스테이지(13)의 이동을 적절하게 조합함으로써, 피가공물의 원하는 가공 위치에 대해 가공을 행할 수 있다. 예를 들어, LED 기판의 스트리트에 스크라이브 라인을 형성하는 경우이면, 격자 형상으로 배치된 스트리트의 연장 방향을 XY 양축 방향에 일치시킨 상태에서, X 스테이지(11) 또는 Y 스테이지(12)를 이동시키면서 조사용 레이저광(LB3)을 스트리트 위치에 조사함으로써 실현된다.In the laser processing apparatus 100 which has a structure as mentioned above, the outline of the irradiation of the laser beam LB3 for irradiation, and the X stage 11, Y stage 12, and (theta) stage with which the stage part 10 is equipped By suitably combining the movements of (13), it is possible to process the desired machining position of the workpiece. For example, in the case of forming a scribe line on the street of the LED substrate, while moving the X stage 11 or the Y stage 12 while the extension direction of the street arranged in a lattice shape coincides with the XY biaxial direction. It is realized by irradiating the laser beam LB3 for irradiation to a street position.

또한, 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 제1 광로 셔터(24a)와 제2 광로 셔터(24b)의 개방/차단 상태에 따라서, 제1 조사용 레이저광(LB3a)과 제2 조사용 레이저광(LB3b) 중 어느 하나가 선택적으로 조사된다. 이 점에 대해서는, 다음에 상세하게 서술한다.Moreover, in the laser processing apparatus 100, the 1st irradiation laser beam LB3a and the 2nd irradiation laser beam are according to the opening / closing state of the 1st optical path shutter 24a and the 2nd optical path shutter 24b. Any one of (LB3b) is selectively irradiated. This point will be described in detail later.

<레이저광의 빔 프로파일과 선택적 조사의 관계><Relationship between Beam Profile of Laser Light and Selective Irradiation>

우선, 제1 조사용 레이저광(LB3a)과 제2 조사용 레이저광(LB3b)의 빔 프로파일의 차이를 만들어 내는 빔 프로파일 변환 유닛(30)에 대해 설명한다.First, the beam profile conversion unit 30 which produces | generates the difference of the beam profile of the 1st irradiation laser beam LB3a and the 2nd irradiation laser beam LB3b is demonstrated.

본 실시 형태에 관한 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 레이저광원(21)으로부터 출사된 레이저광(LB0)이 제1 편광 빔 스플리터(23a)에 있어서 제1 분기광(LB1)과 제2 분기광(LB2)으로 분기하고, 제2 광로 P2를 진행하는 제2 분기광(LB2)만이 빔 프로파일 변환 유닛(30)을 경유하도록 되어 있다.In the laser processing apparatus 100 which concerns on this embodiment, the laser beam LB0 radiate | emitted from the laser light source 21 is the 1st branch light LB1 and the 2nd branch light in the 1st polarizing beam splitter 23a. Only the second branched light LB2 branching to LB2 and traveling through the second optical path P2 is configured to pass through the beam profile conversion unit 30.

도 4는 빔 프로파일 변환 유닛(30)의 구성을 도시하는 사시도이다. 빔 프로파일 변환 유닛(30)은 출사하는 레이저광(출사광)의 빔 프로파일을 입사한 레이저광(입사광)의 빔 프로파일과는 다른 것으로 변환하는, 레이저 가공 장치(100)의 구성 요소이다.4 is a perspective view illustrating the configuration of the beam profile conversion unit 30. The beam profile conversion unit 30 is a component of the laser processing apparatus 100 that converts the beam profile of the emitted laser light (output light) into something different from the beam profile of the incident laser light (incident light).

빔 프로파일 변환 유닛(30)은 외부로부터 수평 방향(도 4에 있어서는 X축 정방향)으로 입사한 레이저광(LB)[입사광(LBα)]을 연직 상방(Z축 정방향)으로 반사하는 제1 미러(31)와, 제1 미러(31)에 의해 반사된 레이저광(LB)을 수평면 내이며 제1 미러(31)로의 입사 방향과 직교하는 방향(도 4에 있어서는 Y축 부방향)으로 반사하는 제2 미러(32)와, 제2 미러(32)에 의해 반사된 레이저광(LB)을 연직 하방(Z축 부방향)으로 반사하는 제3 미러(33)와, 제3 미러(33)에 의해 반사된 레이저광(LB)을 수평면 내이며 제2 미러(32)로부터의 반사광과 평행한 방향(도 4에 있어서는 Y축 부방향)으로 반사하는 제4 미러(34)의 4개의 미러로 이루어지는 미러군을 구비한다. 제4 미러(34)에 의해 반사된 레이저광(LB)이 외부로 출사되는 출사광(LBβ)으로 된다.The beam profile conversion unit 30 includes a first mirror that reflects the laser light LB (incident light LBα) incident from the outside in the horizontal direction (the X-axis positive direction in FIG. 4) in the vertical direction (the Z-axis positive direction) ( 31) and a second reflecting laser beam LB reflected by the first mirror 31 in a horizontal plane and in a direction orthogonal to the direction of incidence of the first mirror 31 (the negative Y-axis in FIG. 4). By the 2nd mirror 32, the 3rd mirror 33 which reflects the laser beam LB reflected by the 2nd mirror 32 perpendicularly downward (negative direction of Z-axis), and the 3rd mirror 33 by A mirror composed of four mirrors of a fourth mirror 34 which reflects the reflected laser light LB in a horizontal plane and in a direction parallel to the reflected light from the second mirror 32 (in the Y-axis negative direction in FIG. 4). Equipped with a group. The laser light LB reflected by the fourth mirror 34 becomes the outgoing light LBβ emitted to the outside.

또한, 도 4에 예시하는 빔 프로파일 변환 유닛(30)에 있어서는, 미러군을 저장하는 하우징(35)이 구비되어 있고, 외부로부터의 입사광(LBα)이 하우징(35)에 형성된 입사 구멍(35A)을 통해 제1 미러(31)로 조사되고, 제4 미러로부터의 반사광인 출사광(LBβ)이 하우징(35)에 형성된 출사 구멍(35B)을 통해 외부로 출사되는 것으로 되어 있지만, 빔 프로파일 변환 유닛(30)이 하우징(35)을 구비하는 것은 필수의 형태가 아니다.In addition, in the beam profile conversion unit 30 illustrated in FIG. 4, a housing 35 for storing a mirror group is provided, and an incident hole 35A in which incident light LBα from the outside is formed in the housing 35. Although the outgoing light LBβ, which is irradiated to the first mirror 31 through the light and reflected from the fourth mirror, is emitted to the outside through the exit hole 35B formed in the housing 35, the beam profile conversion unit It is not an essential form that the 30 includes the housing 35.

상술한 구성을 갖는 빔 프로파일 변환 유닛(30)에 있어서는, 입사한 레이저광(LB)이 미러군에 의해 순차적으로 반사됨으로써, 입사광(LBα)의 빔 프로파일을, 진행 방향을 축으로 90° 회전시킨 빔 프로파일을 갖는 출사광(LBβ)이 출사된다.In the beam profile conversion unit 30 having the above-described configuration, the incident laser light LB is sequentially reflected by the mirror group so that the beam profile of the incident light LBα is rotated by 90 ° about the axis of travel. The outgoing light LBβ having the beam profile is emitted.

예를 들어, 도 4에 도시하는 경우이면, 입사광(LBα)의 빔 프로파일은 화살표 AR1로 나타낸 바와 같이 수평면 내의 일방향인 Y축 방향으로 길이 방향을 갖지만, 출사광(LBβ)의 빔 프로파일은 화살표 AR2로 나타낸 바와 같이 Z축 방향으로 길이 방향을 갖는 것으로 되어 있다. 즉, 입사광(LBα)의 빔 프로파일과 출사광(LBβ)의 빔 프로파일은 진행 방향을 축으로 하면, 직교하고 있게 된다.For example, in the case shown in FIG. 4, the beam profile of the incident light LBα has a longitudinal direction in the Y-axis direction, which is one direction in the horizontal plane, as indicated by the arrow AR1, but the beam profile of the outgoing light LBβ is the arrow AR2. As shown by, it has a longitudinal direction in a Z-axis direction. That is, the beam profile of the incident light LBα and the beam profile of the outgoing light LBβ are orthogonal when the traveling direction is taken as the axis.

레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 이러한 빔 프로파일 변환 유닛(30)을 제2 광로 P2 상에 구비하므로, 제2 분기광(LB2)의 빔 프로파일이, 빔 프로파일 변환 유닛(30)에 의해 진행 방향을 축으로 90° 회전되게 된다. 제2 광로 P2에 있어서 빔 프로파일 변환 유닛(30)과 제2 편광 빔 스플리터(23b) 사이에 구비되는 것은, 제2 수평 반사 미러(28)와 제2 광로 셔터(24b)뿐이므로, 빔 프로파일 변환 유닛(30)으로부터 수평면 내에 출사된 제2 분기광(LB2)의 빔 프로파일은, 제2 편광 빔 스플리터(23b)에 이를 때까지 유지되게 된다.In the laser processing apparatus 100, since such a beam profile conversion unit 30 is provided on the 2nd optical path P2, the beam profile of the 2nd branch light LB2 advances by the beam profile conversion unit 30 Will be rotated 90 ° around the axis. Since only the second horizontal reflection mirror 28 and the second optical path shutter 24b are provided between the beam profile conversion unit 30 and the second polarization beam splitter 23b in the second optical path P2, the beam profile conversion The beam profile of the second branched light LB2 emitted from the unit 30 in the horizontal plane is maintained until it reaches the second polarized beam splitter 23b.

한편, 제1 광로 P1에는 제1 수평 반사 미러(27)와 제1 광로 셔터(24a)가 구비될 뿐이므로, 제1 광로 P1을 진행하는 제1 분기광(LB1)의 빔 프로파일은, 제1 편광 빔 스플리터(23a)로부터 제2 편광 빔 스플리터(23b)에 이를 때까지 유지된다.On the other hand, since the first optical path P1 is provided with only the first horizontal reflection mirror 27 and the first optical path shutter 24a, the beam profile of the first branched light LB1 traveling through the first optical path P1 is the first. The polarization beam splitter 23a is maintained until it reaches the second polarization beam splitter 23b.

그로 인해, 제2 편광 빔 스플리터(23b)에 입사하는 제1 분기광(LB1)과 제2 분기광(LB2)에 있어서도, 도 4에 도시한 경우와 마찬가지로, 서로의 빔 프로파일이 진행 방향을 축으로 90° 회전한 관계(90° 회전시키면 빔 프로파일이 합치하는 관계)에 있게 된다. 이것을, 양자의 빔 프로파일이 직교하거나, 혹은 직교 관계에 있다고 칭한다. 또한, 제1 분기광(LB1)과 제2 분기광(LB2)은 원래, 동일한 레이저광원(21)으로부터 출사된 레이저광(LB0)이 분기한 것이므로, 양자의 빔 프로파일은, 축 방향에 대한 방향은 다르지만 형상 자체는 동일하다.Therefore, also in the first branched light LB1 and the second branched light LB2 incident on the second polarization beam splitter 23b, as in the case shown in FIG. In a 90 ° rotated relationship (when rotated 90 °, the beam profile matches). This is called that both beam profiles are orthogonal or orthogonal. In addition, since the 1st branch light LB1 and the 2nd branch light LB2 originally diverged from the laser beam LB0 radiate | emitted from the same laser light source 21, both beam profiles are a direction with respect to an axial direction. Are different, but the shape itself is the same.

제2 편광 빔 스플리터(23b)로부터 스테이지부(10)에 이르는 광로 P3에는 1/4 파장판(25)과 수직 반사 미러(29)가 설치되어 있고, 제1 분기광(LB1)인 제1 조사용 레이저광(LB3a)과 제2 분기광(LB2)인 제2 조사용 레이저광(LB3b)은 각각, 제2 편광 빔 스플리터(23b)를 거친 후에 1/4 파장판(25)에 의해 원편광으로 된 후 수직 반사 미러(29)에 의해 반사된다. 그로 인해, 제1 조사용 레이저광(LB3a)과 제2 조사용 레이저광(LB3b)의 진행 방향 자체는 변화되지만, 양자의 빔 프로파일은 수직 반사 미러(29)에 의한 반사 후에도 직교 관계를 유지하고 있다.The optical path P3 extending from the second polarization beam splitter 23b to the stage portion 10 is provided with a quarter wave plate 25 and a vertical reflection mirror 29, and is a first set of first branched light LB1. The 2nd irradiation laser beam LB3b which is use laser beam LB3a and 2nd branch light LB2, respectively, passes through the 2nd polarizing beam splitter 23b, and is circularly polarized by the quarter wave plate 25, respectively. After that, it is reflected by the vertical reflection mirror 29. Therefore, although the advancing direction itself of the 1st irradiation laser beam LB3a and the 2nd irradiation laser beam LB3b changes, both beam profiles remain orthogonal after reflection by the vertical reflection mirror 29, have.

상술한 바와 같이, 제1 조사용 레이저광(LB3a)과 제2 조사용 레이저광(LB3b)은 제1 광로 셔터(24a)와 제2 광로 셔터(24b) 중 어느 것을 개방/차단할지에 따라서, 선택적으로 피가공물에 조사되므로, 결국, 레이저 가공 장치(100)에 있어서는, 빔 프로파일이 동일 형상을 가지면서도 서로 직교하는 관계에 있는 제1 조사용 레이저광(LB3a)과 제2 조사용 레이저광(LB3b)을 선택적으로 피가공물에 조사할 수 있도록 되어 있다.As described above, the first irradiating laser light LB3a and the second irradiating laser light LB3b depend on which of the first optical path shutter 24a and the second optical path shutter 24b is opened / blocked. Since the workpiece is selectively irradiated, the laser processing apparatus 100 eventually receives the first irradiation laser beam LB3a and the second irradiation laser beam in which the beam profile has the same shape and is orthogonal to each other. LB3b) can be selectively irradiated to the workpiece.

예를 들어, 도 2 및 도 3은 레이저광원(21)으로부터 Y축 부방향을 향해 출사되는 레이저광(LB0)의 빔 프로파일이 X축 방향으로 길이 방향을 갖는 경우의, 피가공물에 조사되는 제1 조사용 레이저광(LB3a)과 제2 조사용 레이저광(LB3b)의 빔 프로파일의 차이를 나타내고 있다. 도 2와 같이, 제1 광로 셔터(24a)가 개방되는 한편, 제2 광로 셔터(24b)에 의해 제2 광로 P2가 차단된 상태에서, 피가공물에 조사되는 제1 조사용 레이저광(LB3a)은 Y축 방향으로 길이 방향을 갖는 것으로 되어 있다. 한편, 도 3과 같이, 제2 광로 셔터(24b)가 개방되는 한편, 제1 광로 셔터(24a)에 의해 제1 광로 P1이 차단된 상태에서, 피가공물에 조사되는 제2 조사용 레이저광(LB3b)은 X축 방향으로 길이 방향을 갖는 것으로 되어 있다.For example, FIG. 2 and FIG. 3 show the workpiece irradiated to the workpiece when the beam profile of the laser light LB0 emitted from the laser light source 21 in the Y-axis negative direction has a longitudinal direction in the X-axis direction. The difference of the beam profile of the 1st irradiation laser beam LB3a and the 2nd irradiation laser beam LB3b is shown. As shown in FIG. 2, the first irradiation laser light LB3a irradiated to the workpiece while the first optical path shutter 24a is opened and the second optical path P2 is blocked by the second optical path shutter 24b. Has a longitudinal direction in the Y-axis direction. On the other hand, as shown in FIG. 3, while the second optical path shutter 24b is opened and the first optical path P1 is blocked by the first optical path shutter 24a, the second irradiation laser light irradiated to the workpiece ( LB3b) has a longitudinal direction in the X-axis direction.

<스트리트 가공><Street processing>

이상과 같이 빔 프로파일이 직교 관계에 있는 2종의 조사용 레이저광(LB3)을 선택적으로 조사 가능한 레이저 가공 장치(100)는 LED 기판 등의 스트리트 가공, 즉 LED 기판의 표면에 정방 격자 형상으로 설정된 스트리트의 위치에 스크라이브 라인을 형성하는 경우와 같이, 직교하는 2방향으로 스크라이브 가공을 행하는 데 적합하다. 이하, 이 점에 대해 설명한다.As described above, the laser processing apparatus 100 capable of selectively irradiating two kinds of irradiation laser beams LB3 having an orthogonal beam profile is set in a street lattice, such as an LED substrate, that is, in a square lattice shape on the surface of the LED substrate. It is suitable for scribing in two orthogonal directions as in the case of forming a scribe line at the position of the street. This point will be described below.

도 5는, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 레이저광원(21)으로부터 출사되는 레이저광(LB0)의 빔 프로파일이 X축 방향으로 길이 방향을 갖는 경우에 있어서, 조사용 레이저광(LB3)이 조사되고 있는 상태의 스테이지부(10)의 상면도이다. 구체적으로는, 도 5의 (a)는 제1 조사용 레이저광(LB3a)이 조사되고 있을 때의 스테이지부(10)의 상면도이고, 도 5의 (b)는 제2 조사용 레이저광(LB3b)이 조사되고 있을 때의 스테이지부(10)의 상면도이다. 단, 모두, 피가공물인 LED 기판의 도시는 생략하고 있다. 또한, 각 부의 사이즈의 관계는 실제의 것과는 다르다. 실제로는, 스트리트의 폭이 수십㎛ 정도이고, LED 기판에 조사되는 레이저광의 빔 프로파일의 길이 방향 사이즈는 스트리트의 폭보다 약간 작거나 그 이하이고, 작아도 수㎛ 정도이다.FIG. 5 shows the irradiation laser light LB3 when the beam profile of the laser light LB0 emitted from the laser light source 21 has a longitudinal direction in the X-axis direction as shown in FIGS. 2 and 3. ) Is a top view of the stage portion 10 in the irradiated state. Specifically, FIG. 5A is a top view of the stage portion 10 when the first irradiation laser light LB3a is being irradiated, and FIG. 5B is a second irradiation laser light ( It is a top view of the stage part 10 when LB3b) is irradiated. However, all the illustration of the LED board | substrate which is a to-be-processed object is abbreviate | omitted. In addition, the relationship of the size of each part differs from an actual thing. In reality, the width of the street is about several tens of micrometers, and the longitudinal direction size of the beam profile of the laser beam irradiated to the LED substrate is slightly smaller than or less than the width of the street and even about several micrometers.

도 5의 (a)에 도시한 바와 같이, 제1 조사용 레이저광(LB3a)은 빔 프로파일이 Y축 방향으로 길이 방향을 갖도록 조사된다. 한편, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이, 제2 조사용 레이저광(LB3b)은 빔 프로파일이 X축 방향으로 길이 방향을 갖도록 조사된다. 즉, 양자의 빔 프로파일은 동일 형상을 갖고 또한 직교한다. 그로 인해, 제1 조사용 레이저광(LB3a)을 조사하여 가공을 행할 때의 가공 진행 방향[피가공물에 대한 제1 조사용 레이저광(LB3a)의 상대 주사 방향]과, 제2 조사용 레이저광(LB3b)을 조사하여 가공을 행할 때의 가공 진행 방향[피가공물에 대한 제2 조사용 레이저광(LB3b)의 상대 주사 방향]을 직교시키도록 하면, 각각의 가공 진행 방향에 대해 보면, 동일 형상의 빔 프로파일을 갖는 레이저광에 의해 가공이 행해지게 된다.As shown in Fig. 5A, the first irradiation laser beam LB3a is irradiated so that the beam profile has a longitudinal direction in the Y-axis direction. On the other hand, as shown in Fig. 5B, the second irradiation laser light LB3b is irradiated so that the beam profile has a longitudinal direction in the X-axis direction. That is, both beam profiles have the same shape and are orthogonal. Therefore, the process progress direction (relative scanning direction of the 1st irradiation laser beam LB3a with respect to a to-be-processed object), and the 2nd irradiation laser beam at the time of irradiating and processing a 1st irradiation laser beam LB3a. When the processing advance direction (relative scanning direction of the 2nd irradiation laser beam LB3b with respect to a to-be-processed object) is made to be orthogonal when irradiating (LB3b), it is the same shape, when it sees about each processing advancing direction. Processing is performed by laser light having a beam profile of.

본 실시 형태에 있어서는, 이 관계를 이용하여, 스트리트 위치에 대한 스크라이브 라인을 형성한다. 구체적으로는, 흡착 척(14)에 흡착 고정한 LED 기판의 배치 위치를 공지의 방법으로 조정함(얼라인먼트함)으로써 격자 형상으로 배치된 스트리트의 서로 직교하는 2개의 연장 방향을 XY 양 축 방향에 일치시킨 후, 도 5의 (a)에 도시한 바와 같이 제1 조사용 레이저광(LB3a)을 조사하면서 화살표 AR3으로 나타낸 바와 같이 X 스테이지(11)를 이동시킴으로써, X축 방향을 따른 스트리트 위치에 대해 스크라이브 라인을 형성하도록 한다. 마찬가지로, 도 5의 (b)에 도시한 바와 같이 제2 조사용 레이저광(LB3b)을 조사하면서 화살표 AR4로 나타낸 바와 같이 Y 스테이지(12)를 이동시킴으로써, Y축 방향을 따른 스트리트 위치에 대해 스크라이브 라인을 형성하도록 한다.In this embodiment, a scribe line with respect to a street position is formed using this relationship. Specifically, by adjusting (aligning) the arrangement positions of the LED substrates adsorbed and fixed to the adsorption chuck 14, two extending directions perpendicular to each other of the streets arranged in a grid shape coincide with the XY both axis directions. After that, the X stage 11 is moved as shown by the arrow AR3 while irradiating the first irradiation laser beam LB3a as shown in Fig. 5A to the street position along the X-axis direction. Make a scribe line. Similarly, as shown by the arrow AR4 while irradiating the 2nd irradiation laser beam LB3b, as shown to FIG. 5 (b), the scribe with respect to the street position along the Y-axis direction by moving the Y stage 12 Make a line.

이와 같이 하면, X축 방향을 따라서 본 제1 조사용 레이저광(LB3a)의 빔 프로파일과, Y축 방향을 따라서 본 제2 조사용 레이저광(LB3b)의 빔 프로파일이 동일해지므로, 결과적으로, 직교하는 XY 2방향의 스크라이브 라인은 동일한 가공 정밀도로 형성되게 된다. 또한, 이 경우, 레이저광원(21)으로부터 출사되는 레이저광(LB0)의 빔 프로파일 자체가 등방적일 필요는 없으므로, 상술한 가공은, 반드시 빔 프로파일의 등방성이 엄밀하게 보증되어 있는 것이 아닌 시판의 레이저광원(21)을 사용하여 구성된 레이저 가공 장치(100)에 의해서도, 적절하게 실현 가능해진다.In this case, the beam profile of the first irradiation laser beam LB3a viewed along the X-axis direction and the beam profile of the second irradiation laser beam LB3b viewed along the Y-axis direction are the same. The scribe lines in the orthogonal XY two directions are formed with the same machining accuracy. In this case, since the beam profile itself of the laser light LB0 emitted from the laser light source 21 does not have to be isotropic, the above-described processing does not necessarily guarantee the isotropy of the beam profile strictly, but is a commercially available laser. Also by the laser processing apparatus 100 comprised using the light source 21, it can implement suitably.

이러한 형태에서 스트리트 가공을 행하는 경우에 있어서의 구체적인 가공 조건은, 원하는 스크라이브 라인이 형성되는 범위에 있어서 적절하게 정해지면 좋다. 예를 들어, LED 기판이 사파이어 단결정 기재를 사용하여 형성되어 있는 경우이면, 레이저광(LB0)의 파장은 150㎚ 내지 563㎚의 파장 범위에 속하는 것이 바람직하고, 그 중에서도 Nd:YAG 레이저를 레이저광원(21)으로 하는 경우에는, 그 3배 고조파(파장 약 355㎚)를 사용하는 것이 적합한 형태이다. 그때, 펄스의 반복 주파수는 50㎑ 이상 150㎑ 이하인 것이 바람직하고, 펄스 폭은 50nsec 이상 150nsec 이하인 것이 적합하다. 피크 파워는 100W 이상 500W 이하인 것이 적합하다. 또한, X 스테이지(11) 및 Y 스테이지(12)의 이동 속도는 100㎜/sec 이상 300㎜/sec 이하인 것이 적합하다.What is necessary is just to determine the specific processing conditions in the case of performing street processing in such a form suitably in the range in which a desired scribe line is formed. For example, when the LED substrate is formed using a sapphire single crystal substrate, the wavelength of the laser light LB0 preferably falls within a wavelength range of 150 nm to 563 nm, and among them, a Nd: YAG laser is a laser light source. In the case of (21), it is preferable to use the triplex harmonic (wavelength of about 355 nm). In that case, it is preferable that the repetition frequency of a pulse is 50 Hz or more and 150 Hz or less, and it is suitable that a pulse width is 50 nsec or more and 150 nsec or less. It is suitable that peak power is 100W or more and 500W or less. Moreover, it is suitable that the moving speeds of the X stage 11 and the Y stage 12 are 100 mm / sec or more and 300 mm / sec or less.

또한, 제1 조사용 레이저광(LB3a)과 제2 조사용 레이저광(LB3b)은 1/4 파장판(25)에 의해 원편광으로 된 후, 피가공물에 조사되도록 되어 있으므로, 편광의 상태가 가공 정밀도에 영향을 미치는 일은 없다.Further, since the first irradiation laser beam LB3a and the second irradiation laser beam LB3b are circularly polarized by the quarter wave plate 25 and then irradiated to the workpiece, the state of polarization is It does not affect the processing precision.

이상, 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 피가공물을 흡착 고정한 상태에서 직교하는 2방향으로 이동 가능한 스테이지부를 구비하는 동시에, 형상이 동일하고 방향이 직교하는 빔 프로파일을 갖는 2종류의 레이저광을 선택적으로 사용한 가공이 가능한 레이저 가공 장치가 실현된다. 그리고, 이러한 레이저 가공 장치에 따르면, 예를 들어 LED 기판의 표면에 정방 격자 형상으로 설치된 스트리트 위치에 스크라이브 라인을 형성하는 경우와 같이, 직교하는 2방향에 대해 스크라이브 가공을 행하는 경우에, 스크라이브 라인의 형성 방향과 스테이지부의 이동 방향을 일치시킨 후, 이동 방향을 따라서 조사하는 레이저광을 정함으로써, 레이저광원으로부터 출사되는 레이저광의 빔 프로파일 자체가 등방적인 것이 아니어도, 직교하는 2방향의 스크라이브 라인을 동일한 가공 정밀도로 형성할 수 있다. 즉, 직교하는 2방향에 있어서의 스크라이브 라인의 가공 정밀도 편차가 저감된다.As described above, according to the present embodiment, two types of laser beams having a stage portion movable in two directions orthogonal to each other in a state in which the workpiece is fixed by adsorption and having a beam profile having the same shape and the direction perpendicular to each other are provided. A laser processing apparatus capable of selectively used processing is realized. And according to such a laser processing apparatus, when scribing is performed in two orthogonal directions, for example, when a scribe line is formed in the street position provided in the square grid shape on the surface of an LED substrate, By matching the forming direction with the moving direction of the stage, the laser beam to be irradiated along the moving direction is determined so that the scribe lines in two orthogonal directions are the same even if the beam profile of the laser light emitted from the laser light source itself is not isotropic. It can be formed with processing precision. That is, the deviation of the processing precision of the scribe line in two orthogonal directions reduces.

<변형예><Modifications>

상술한 실시 형태에 관한 빔 프로파일 변환 유닛(30)은, 도 4에 도시한 바와 같이 입사광과 출사광이 동일한 YX 평면 내를 진행하도록 구성되어 있는 동시에, 입사 방향과 출사 방향이 XY 평면 내에서 직교하도록 구성되어 있지만, 이들은 필수의 형태는 아니다. 예를 들어, 제3 미러(33)와 제4 미러(34)를 생략한 구성의 빔 프로파일 변환 유닛(30)의 경우, 입사광과 출사광의 높이 위치는 다르지만, 양자의 빔 프로파일은 평면에서 볼 때에는 직교하게 된다. 혹은, 제4 미러(34)로부터의 반사광을 X축 정방향으로 반사하는 제5 미러를 설치한 빔 프로파일 변환 유닛(30)의 경우, 출사 방향이 입사 방향과 동일해진다. 즉, 빔 프로파일 변환 유닛(30)의 구성은 수평 반사 미러 등 다른 구성 요소의 배치 위치에 따라서 적절하게 정해져도 된다.The beam profile conversion unit 30 according to the above-described embodiment is configured such that the incident light and the emitted light travel in the same YX plane as shown in FIG. 4, and the incident direction and the exit direction are orthogonal in the XY plane. But are not required forms. For example, in the case of the beam profile conversion unit 30 having the configuration in which the third mirror 33 and the fourth mirror 34 are omitted, the height positions of the incident light and the outgoing light are different, but both beam profiles are in a plan view. Orthogonal. Or in the case of the beam profile conversion unit 30 provided with the 5th mirror which reflects the reflected light from the 4th mirror 34 to a positive X-axis direction, an emission direction will become the same as an incident direction. That is, the configuration of the beam profile conversion unit 30 may be appropriately determined according to the arrangement position of other components such as the horizontal reflection mirror.

또한, 상술한 실시 형태에 있어서는, 레이저 가공 장치(100)가 제2 광로 P2 상에 미러군으로 이루어지는 빔 프로파일 변환 유닛(30)을 구비하는 형태에 대해 설명하였지만, 빔 프로파일 유닛의 구성은, 이것으로는 한정되지 않는다. 도 6은 빔 프로파일 변환 유닛(30) 대신에 사용이 가능한 빔 프로파일 변환 프리즘(130)을 도시하는 사시도이다.Moreover, in embodiment mentioned above, although the laser processing apparatus 100 demonstrated the aspect provided with the beam profile conversion unit 30 which consists of a mirror group on 2nd optical path P2, the structure of a beam profile unit is this. It is not limited to. 6 is a perspective view showing a beam profile conversion prism 130 that can be used in place of the beam profile conversion unit 30.

빔 프로파일 변환 프리즘(130)은 제1 반사면(131)과, 제2 반사면(132)과, 제3 반사면(133)과, 제4 반사면(134)이, 각각, 입사광 및 반사광에 대해, 빔 프로파일 변환 유닛(30)의 제1 미러(31), 제2 미러(32), 제3 미러(33) 및 제2 미러(34)의 배치 관계와 동일한 배치 관계가 되도록 구성되어 이루어진다. 이러한 빔 프로파일 변환 프리즘(130)에 있어서도, 입사한 레이저광(LB)이 미러군에 의해 순차적으로 반사됨으로써, 입사광(LBα)의 빔 프로파일을, 진행 방향을 축으로 90° 회전시킨 빔 프로파일을 갖는 출사광(LBβ)이 출사된다.The beam profile conversion prism 130 includes a first reflecting surface 131, a second reflecting surface 132, a third reflecting surface 133, and a fourth reflecting surface 134 for incident light and reflected light, respectively. On the other hand, it is comprised so that it may become the same arrangement relationship as the arrangement relationship of the 1st mirror 31, the 2nd mirror 32, the 3rd mirror 33, and the 2nd mirror 34 of the beam profile conversion unit 30. FIG. Also in such a beam profile conversion prism 130, the incident laser light LB is sequentially reflected by the mirror group, so that the beam profile of the incident light LBα is rotated by 90 ° about the axis of travel. The emission light LBβ is emitted.

상술한 실시 형태에 관한 레이저 가공 장치에 있어서는, 빔 프로파일 변환 유닛이 제2 분기광(LB2)의 프로파일의 방향을 90° 회전시키고 있었지만, 빔 프로파일 변환 유닛 내외의 각종 미러의 배치를 적절하게 행함으로써, 제2 분기광(LB2)의 프로파일의 방향을 180° 회전시키는 빔 프로파일 변환 유닛을 구비한 레이저 가공 장치도 실현 가능하다. 이러한 레이저 가공 장치를 사용하면, 복수의 스크라이브 라인을 평행하게 형성하는 왕복 가공에 있어서 진행 방향의 가공과 복귀 방향의 가공을 동일한 빔 프로파일을 갖는 다른 레이저광에 의해 행하는 것이 가능해진다. 이에 의해, 왕복 가공에 있어서 왕복 양 방향의 가공 정밀도 편차가 저감된다.In the laser processing apparatus according to the above-described embodiment, although the beam profile conversion unit has rotated the direction of the profile of the second branched light LB2 by 90 °, by arranging various mirrors inside and outside the beam profile conversion unit appropriately, The laser processing apparatus provided with the beam profile conversion unit which rotates the direction of the profile of 2nd branch light LB2 by 180 degrees is also realizable. When using such a laser processing apparatus, in the reciprocating process of forming a plurality of scribe lines in parallel, it becomes possible to perform the processing in the advancing direction and the processing in the return direction with another laser light having the same beam profile. As a result, in the reciprocating process, the deviation of the machining accuracy in the reciprocating direction is reduced.

10 : 스테이지부
11 : X 스테이지
12 : Y 스테이지
13 : θ 스테이지
14 : 흡착 척
20 : 광학계
20A : 배치대
20B : 관통 구멍
21 : 레이저광원
22(22a, 22b) : 파장판
23(23a, 23b) : 편광 빔 스플리터
24(24a, 24b) : 광로 셔터
25 : 파장판
26 : 집광 렌즈
27, 28 : 수평 반사 미러
29 : 수직 반사 미러
30 : 빔 프로파일 변환 유닛
100 : 레이저 가공 장치
130 : 빔 프로파일 변환 프리즘
LBα : (빔 프로파일 변환 유닛으로의) 입사광
LBβ : (빔 프로파일 변환 유닛으로부터의) 출사광
LB0 : (레이저광원으로부터 출사되는) 레이저광
LB1 : 제1 분기광
LB2 : 제2 분기광
LB3(LB3a, LB3b) : 조사용 레이저광
10:
11: X stage
12: Y stage
13: θ stage
14: adsorption chuck
20: Optical system
20A: placement table
20B: through hole
21: Laser light source
22 (22a, 22b): wave plate
23 (23a, 23b): polarized beam splitter
24 (24a, 24b): optical path shutter
25: wave plate
26: condenser lens
27, 28: horizontal reflective mirror
29: vertical reflection mirror
30: beam profile conversion unit
100: laser processing device
130: beam profile conversion prism
LBα: incident light (to the beam profile conversion unit)
LBβ: emitted light (from beam profile conversion unit)
LB0: laser light (emitted from the laser light source)
LB1: 1st quarter light
LB2: second quarter light
LB3 (LB3a, LB3b): Laser light for irradiation

Claims (5)

레이저광을 조사하여 피가공물을 가공하는 레이저 가공 장치이며,
피가공물을 고정하는 스테이지부와,
레이저광원으로부터 출사된 레이저광을 집광 렌즈로부터 상기 스테이지부에 고정된 상기 피가공물에 대해 조사하는 광학계를 구비하고,
상기 광학계가,
상기 레이저광원으로부터 출사된 상기 레이저광을 제1 분기광과 제2 분기광으로 분기시키는 분기 수단과,
상기 제2 분기광의 빔 프로파일을, 진행 방향을 축으로 하여 90° 회전시키는 변환 수단과,
상기 제1 분기광과 상기 변환 수단을 거친 상기 제2 분기광의 상기 집광 렌즈에 이를 때까지의 조사용 광로를 공통화시키는 광로 공통화 수단과,
상기 분기 수단과 상기 광로 공통화 수단 사이에서 상기 제1 분기광과 상기 제2 분기광을 선택적으로 차단하는 선택적 차단 수단을 갖고,
상기 광로 공통화 수단을 거친 상기 제1 분기광을 제1 조사용 레이저광으로 하고, 상기 공통화 수단을 거친 상기 제2 분기광을 제2 조사용 레이저광으로 할 때에,
상기 선택적 차단 수단에 의한 상기 제1 분기광과 상기 제2 분기광의 차단을 전환함으로써, 상기 스테이지부에 고정된 상기 피가공물에 대해 동일한 빔 프로파일을 갖고 또한 방향이 직교하는 상기 제1 조사용 레이저광과 상기 제2 조사용 레이저광 중 어느 하나를 선택적으로 조사 가능한 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.
A laser processing apparatus for processing a workpiece by irradiating laser light,
A stage portion for fixing the workpiece;
An optical system for irradiating a laser beam emitted from a laser light source to the workpiece fixed to the stage from a condenser lens;
The optical system,
Branching means for branching the laser light emitted from the laser light source into a first branched light and a second branched light;
Conversion means for rotating the beam profile of the second branched light by 90 ° with respect to the traveling direction;
Optical path commoning means for commonizing the optical path for irradiation until the converging lens of the second branched light passes through the first branched light and the conversion means;
And selective blocking means for selectively blocking said first and second branched light between said branching means and said optical path commoning means,
When making the said 1st branched light which passed through the said optical path commoning means into a 1st irradiation laser beam, and making the said 2nd branched light which passed through the said commonization means into a 2nd irradiation laser beam,
The first irradiation laser light having the same beam profile and orthogonal to the workpiece fixed to the stage by switching the blocking of the first branched light and the second branched light by the selective blocking means. And any one of said 2nd irradiation laser beams can be selectively irradiated, The laser processing apparatus characterized by the above-mentioned.
제1항에 있어서, 상기 스테이지부가 서로 직교하는 제1 방향과 제2 방향으로 이동 가능하게 되어 이루어지고,
상기 제1 조사용 레이저광을 상기 피가공물에 조사할 때에 상기 스테이지부를 상기 제1 방향으로 이동시키고, 상기 제2 조사용 레이저광을 상기 피가공물에 조사할 때에 상기 스테이지부를 상기 제2 방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.
The method of claim 1, wherein the stage portion is made to be movable in a first direction and a second direction orthogonal to each other,
When the first irradiation laser light is irradiated to the workpiece, the stage portion is moved in the first direction, and when the second irradiation laser light is irradiated to the workpiece, the stage portion is moved in the second direction. Laser processing apparatus characterized by the above-mentioned.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변환 수단이, 복수의 미러를 조합함으로써 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.The laser processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the conversion means is configured by combining a plurality of mirrors. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변환 수단이, 복수의 반사면을 갖는 프리즘에 의해 구성되어 이루어지는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치.The laser processing apparatus according to claim 1 or 2, wherein the conversion means is constituted by a prism having a plurality of reflective surfaces. 제2항에 기재된 레이저 가공 장치를 사용한 피가공물의 가공 방법이며,
상기 피가공물을 상기 스테이지부에 고정하는 고정 공정과,
상기 피가공물에 설정된 격자 형상의 가공 대상 위치의 서로 직교하는 연장 방향을 상기 제1 방향과 상기 제2 방향에 합치시키는 얼라인먼트 공정과,
상기 스테이지부를 상기 제1 방향으로 이동시키면서 상기 제1 조사용 레이저광을 조사하여 상기 제1 방향으로 연장하는 가공 대상 위치를 가공하는 제1 가공 공정과,
상기 스테이지부를 상기 제2 방향으로 이동시키면서 상기 제2 조사용 레이저광을 조사하여 상기 제2 방향으로 연장하는 가공 대상 위치를 가공하는 제2 가공 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는, 레이저 가공 장치를 사용한 피가공물의 가공 방법.
It is a processing method of the to-be-processed object using the laser processing apparatus of Claim 2,
A fixing step of fixing the workpiece to the stage;
An alignment step of bringing the mutually orthogonal extending directions of the lattice-shaped processing target positions set on the workpiece into the first and second directions;
A first processing step of processing a processing target position extending in the first direction by irradiating the first irradiation laser beam while moving the stage portion in the first direction;
And a second processing step of processing the position to be processed extending in the second direction by irradiating the second irradiation laser beam while moving the stage portion in the second direction. Processing method of the workpiece.
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