KR102778817B1 - 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템과 방법 및 레이저 불량 검사 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템과 방법 및 레이저 불량 검사 방법에 관한 것으로, 유리 기판을 시스템 내부로 로딩하는 로딩 모듈부와, 홀이 형성될 유리 기판 영역에 레이저 조사를 통해 전처리를 수행하고, 레이저 불량 검사 기능을 갖는 레이저 전처리 모듈부와, 전처리된 유리 기판 영역을 제어하여 유리 기판에 홀을 형성하는 홀 형성 모듈부 및 홀 내부를 금속성 물질로 매립하여 미세 비아를 형성하는 비아 모듈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템과 방법 및 레이저 불량 검사 방법을 제공한다.

Description

레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템과 방법 및 레이저 불량 검사 방법{SYSTEM AND METHOD FOR PROCESSING GLASS SUBSTRATE USING LASER AND METHOD FOR INSPECTING LASER DEFECTS}

본 발명은 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템과 방법 및 레이저 불량 검사 방법에 관한 것으로, 반도체 및 센서 제작시 사용을 위해 레이저 가공을 통해 유리 기판에 초미세 홀을 형성하고, 미세홀 형성을 위한 레이저 조사 공정의 불량 저감이 가능한 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템과 방법 및 레이저 불량 검사 방법을 제공한다.

반도체 소자와 센서 소자등의 전자 소자 제작을 위해 다양한 기판이 사용되고 있고, 그 중에서 실리콘 기판은 고성능의 고밀도 소자 구현이 가능하지만, 공정이 복잡하고, 고가의 장비를 사용하여야 하고, PCB 기판은 저렴한 제조 비용을 통해 대면적 대량 생산이 가능하지만, 내구성과 열관리 및 신호 손실이 발생하는 단점이 있다.

최근 들어 첨단 반도체 소자 및 센서는 대면적의 고정밀 공정이 가능한 기판이 필요하기 때문에 유리 기판에 관한 관심이 증대되고 있다. 즉, 유리 기판은 대면적 기판 제작이 가능하고, 전기적 특성이 우수하여 고주파 신호 처리에 유리할 뿐만 아니라 기계적 내구성이 뛰어나고, 열 관리에도 유리한 장점을 갖고 있다.

하지만, 최근 첨단 어드벤스 소자를 유리 기판을 이용하여 만들기 위해서는 다층 회로간의 연결이 필수적으로 요구되지만, 유리 기판의 경우 가공이 어려운 단점이 있다.

최근에는 유리 기판 상하의 전기적 연결을 위해 초정밀 미세홀을 형성하기 위한 연구 개발이 활발하게 진행되고 있다. 이를 통상 TGV(Through Glass Via)라고 칭하고, 다양한 공정과 공법을 통해 초정밀 미세홀을 형성하고자 하고 있다.

(특허 문헌 1) 한국등록특허공보 제10-2391793호 (특허 문헌 2) 한국등록특허공보 제10-2337969호

최근 첨단 반도체에 사용 TGV는 점점 미세화, 직접화 및 정밀화되어가고 있어 50um이하의 TGV를 제작하고 있다. 이를 위해서는 LIDE(Laser Induced Deep Etching) 기술을 도입하여야 한다. LIDE 공정은 레이저를 이용한 전처리, 에칭 및 증착 순으로 진행되고 있는데, 전단의 레이저 전처리 단계에서 레이저에 의한 전처리가 수행되지 않으면 후속 에칭 및 증착 공정이 수행되지 않아 TGV를 형성하지 못하게 되는 문제가 발생한다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 레이저 전처리 단계 및 에칭 단계 이후 레이저 펄스를 실시간으로 감지할 수 있는 별도의 레이저 펄스 감지 수단을 두어 레이저 불량을 확인할 수 있고, 공정 중 인시츄(In Situ) 또는 다른 장비나 장치를 통해 관통홀의 형성 여부를 확인할 수 있으며, 레이저 조사 방식의 변환을 통해 TGV 형성 불량을 해소할 수 있는 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템과 방법 및 레이저 불량 검사 방법을 제공한다.

본 발명에 따른 유리 기판을 시스템 내부로 로딩하는 로딩 모듈부와, 홀이 형성될 유리 기판 영역에 레이저 조사를 통해 전처리를 수행하고, 레이저 불량 검사 기능을 갖는 레이저 전처리 모듈부와, 전처리된 유리 기판 영역을 제어하여 유리 기판에 홀을 형성하는 홀 형성 모듈부 및 홀 내부를 금속성 물질로 매립하여 미세 비아를 형성하는 비아 모듈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템을 제공한다.

상기 레이저 전처리 모듈부는 로딩된 유리 기판을 정렬하는 레이저 정렬부와, 레이저를 생성하는 레이저 생성부와, 레이저빔을 베셀 빔을 변환하는 베셀 빔 생성부와, 베셀 빔을 유리 기판의 가공 영역에 조사하는 빔 조사부와, 조사된 빔의 발진 여부를 검출하는 발진 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 발진 검출부는 베셀 빔이 유리 기판에 조사되는 빔 조사부단, 베셀 빔 생성부단 및 레이저 생성부단 중 적어도 어느 하나 영역에 설치되거나, 유리 기판을 관통하는 베셀 빔을 검출하는 것을 특징으로 한다.

상기 발진 검출부는 유리 기판 하면에 위치하고 광에 의해 그 특성이 변화되는 더미부와, 더미부에 대한 비젼 검사를 수행하는 비전부와, 비전 검사 결과를 이용하여 광 로스 영역을 판단하는 인공지능 판단부를 포함하고, 상기 더미부는 감광지, 광변색 필름, 광경화성 수지 시트, 광촉매 시트, 감광성 레지스트 시트 및 감광성 폴리이미드 시트 중 적어도 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 유리 기판을 시스템 내부로 로딩하는 로딩 모듈부와, 홀이 형성될 유리 기판 영역에 레이저 조사를 통해 전처리를 수행하는 레이저 전처리 모듈부와, 전처리된 유리 기판 영역을 제어하여 유리 기판에 홀을 형성하는 홀 형성 모듈부와, 홀 형성 모듈부를 통해 형성된 미세홀의 관통여부를 판단하는 미세홀 확인 모듈부 및 홀 내부를 금속성 물질로 매립하여 미세 비아를 형성하는 비아 모듈부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템을 제공한다.

상기 미세홀 확인 모듈부는 유리 기판의 상면 공간과 하면 공간을 밀폐 분리하는 공간 분리부와, 공간 분리부에 의해 분리된 유리 기판의 두 공간 중 일 공간에 액체 및/또는 기체를 포함하는 확인 매체를 분출하는 검사 관리부와, 유리 기판의 다른 공간으로 분출되는 확인 매체를 통해 유리 기판의 미세홀의 관통 불량을 검사하는 홀 검사부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템을 이용한 가공 방법에 있어서, 로딩 모듈부를 이용하여 유리 기판을 로딩하는 단계와, 레이저 전처리 모듈부를 이용하여 로딩된 유리 기판의 처리 영역에 베셀 빔을 조사하는 단계와, 레이저 전처리 모듈부의 발진 검출부를 통해 레이저 로스 구간을 확인하여, 로스 구간이 있는 경우, 로스 구간에 추가적인 베셀 빔을 조사하는 단계와, 상기 유리 기판에 대한 에칭을 진행하여 레이저 처리된 유리 기판의 처리 영역을 제거하여 미세홀을 형성하는 단계 및 상기 유리 기판의 미세홀 영역을 금속으로 매립하여 미세 비아홀을 형성하는 단계를 포함하는 레이저를 이용한 유리기판 가공 방법을 제공한다.

상기 베셀 빔을 조사하는 단계는, 단일 샷을 통해 유리 기판의 처리 영역에 레이저를 조사하거나, 더블 샷을 통해 유리 기판의 처리 영역에 레이저를 조사하되, 심도를 조절하여, 1차 유리 기판의 하단부에 대한 조사를 실시하고, 2차로 유리 기판의 상단부에 대한 조사를 실시하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템을 이용한 레이저 불량 검사 방법에 있어서, 레이저 전처리를 통해 유리 기판에 레이저를 조사하고, 에칭하여 미세홀을 형성하는 단계와, 상기 유리 기판의 상면 공간과 하면 공간을 각기 분리 밀폐하는 단계와, 분리된 두개의 공간 중 적어도 하나의 공간에 확인 매체를 주입하고, 압력차를 주는 단계 및 검사 장비를 이용하여 압력차에 의해 일 확인 매체가 타 공간으로 분출되는 것을 확인하여, 분출되지 않는 영역을 미세홀이 현성되지 않는 영역으로 레이저 전처리 불량으로 판단하는 단계를 포함하는 레이저 불량 검사 방법을 제공한다.

이와 같이 본 발명은 레이저 전처리 단계에서 레이저 펄스 샷의 에러를 검출할 수 있는 검출 수단을 통해 전처리 단계에서의 불량을 빠르게 검출 할 수 있다.

또한, 레이저 펄스 검출 장치를 베셀 빔이 송출되는 영역에 위치시켜 빠른 감지가 가능할 수 있고, 검출 장치를 유리 기판의 하면에 위치하여 광의 로스 뿐만 아니라 파티클 등의 주변 환경에 의한 레이저 불량도 감지할 수 있다.

또한, 펄스 감지를 위해 레이저 광에 의해 그 특성이 변화되는 더미 검출부를 유리 기판하면에 위치시켜 광 로스를 검출할 수 있을 뿐만 아니라 고가의 장비대신 저가의 더미 시트등을 사용하여 생산 단가를 줄일 수 있다.

또한, 미세홀 형성한 이후에 액체와 기체와 같은 확인 매체를 통해 이들이 압력차에 의해 유리 기판의 미세홀을 통해 반대편으로 유출되도록 하여 초 미세홀이 관통되지 않는 영역의 확인이 가능하여 이로인한 불량을 방지할 수 있다.

또한, 레이저를 단일 샷으로 진행하지 않고, 기판의 상부와 하부를 나누어 두번의 더블샷을 진행하여 전처리 미스 및 홀 관통 미스를 예방하는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 레이저 전처리 모듈부를 설명하기 위한 블록 개념도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 레이저 전처리 모듈부를 설명하기 위한 블록 개념도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 레이저 전처리 모듈부를 설명하기 위한 블록 개념도이다.
도 5는 제2 변형예에 따른 더미 검출부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 유리 기판 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 7 내지 도 10은 제1 실시예에 따른 유리 기판 가공 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 불량 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.
도 13은 제2 실시예에 따른 레이저 전처리 모듈부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 14는 제2 실시예에 따른 미세홀 확인 모듈부를 설명하기 위한 블록도이다.
도 15는 제2 실시예의 제1 변형예에 따른 미세홀 확인 모듈부를 설명하기 위한 개념도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저를 이용한 유리 기판 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 17 내지 도 22는 제1 실시예에 따른 유리 기판 가공 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 23은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 불량 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

본 명세서에서의 구성부들에 대한 구분은 각 구성부가 담당하는 주기능별로 구분한 것에 불과함을 명확히 하고자 한다. 즉, 이하에서 설명할 2개 이상의 구성부가 하나의 구성부로 합쳐지거나 또는 하나의 구성부가 보다 세분화된 기능별로 2개 이상으로 분화되어 구비될 수도 있다. 그리고 이하에서 설명할 구성부 각각은 자신이 담당하는 주기능 이외에도 다른 구성부가 담당하는 기능 중 일부 또는 전부의 기능을 추가적으로 수행할 수도 있으며, 구성부 각각이 담당하는 주기능 중 일부 기능이 다른 구성부에 의해 전담되어 수행될 수도 있음은 물론이다. 따라서, 본 명세서를 통해 설명되는 각 구성부들의 존재 여부는 기능적으로 해석 되어야 할 것이다. 이러한 이유로 본 발명의 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템과 방법 및 레이저 불량 검사 방법의 구성부들의 구성은 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한도 내에서 상이해질 수 있음을 명확히 밝혀둔다.

본 명세서에서, 제1 및 제2, 상부 및 하부 등의 관계적인 용어는, 그러한 엔티티 또는 액션 간의 실제 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 암시하지 않고 다른 엔티티나 액션과 하나의 엔티티 또는 액션을 구별하는 데에만 사용될 수 있다. 용어 "포함하다(comprises)", "포함하는(comprising)" 또는 그 다른 변형은, 구성요소의 리스트를 포함하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치가 구성요소만을 포함하지 않지만 그러한 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치에 명시적으로 열거되거나 내재되지 않은 다른 구성요소를 포함할 수 있도록, 비배타적인 포함물을 커버하도록 의도된다. "하나의 ~를 포함하다"로 진행되는 하나의 구성요소는, 더 이상의 제한없이, 구성요소를 포함하는 프로세스, 방법, 제품, 또는 장치 내에 부가적인 동일한 구성요소의 존재를 배제한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.

도 2는 제1 실시예에 따른 레이저 전처리 모듈부를 설명하기 위한 블록 개념도이다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템은 유리 기판(10)을 시스템 내부로 로딩하는 로딩 모듈부(100)와, 홀이 형성될 유리 기판 영역에 레이저 조사를 통해 전처리를 수행하고, 레이저 불량 검사 기능을 갖는 레이저 전처리 모듈부(200)와, 전처리된 유리 기판 영역을 제어하여 유리 기판(10)에 홀을 형성하는 홀 형성 모듈부(300)와, 홀 내부를 금속성 물질로 매립하여 미세 비아를 형성하는 비아 모듈부(400)를 포함한다.

로딩 모듈부(100)는 유리 기판(10)을 시스템으로 로딩 언로딩 하는 것이 효과적이다. 또한, 로딩 모듈부(100)는 각 모듈부간에 유리 기판(10)의 이송을 담당하는 것이 바람직하다. 이를 통해 연속 공정으로 미세홀 및 이를 충진한 미세 비아홀 형성이 가능하게 된다.

레이저 전처리 모듈부(200)는 로딩된 유리 기판(10)을 정렬하는 레이저 정렬부(210)와, 레이저를 생성하는 레이저 생성부(220)와, 레이저빔을 베셀 빔을 변환하는 베셀 빔 생성부(230)와, 베셀 빔을 유리 기판(10)의 가공 영역에 조사하는 빔 조사부(240)와, 조사된 빔의 발진 여부를 검출하는 발진 검출부(250)를 포함한다.

레이저 정렬부(210)는 로딩 모듈부(100)를 통해 로딩된 유리 기판(10)을 정렬 위치에 정확하게 정렬되도록 한다. 이때, 정렬 위치가 틀어지거나 정렬이 맞지 않는 경우에는 유리 기판(10)의 원하는 영역에 홀이 형성되지 않는 문제가 발생한다. 이때, 레이저 정렬부(210)는 별도의 정렬 마크나 정렬 수단 그리고, 비젼 시스템이나 센싱 시스템을 구비하고, 이를 바탕으로 유리 기판(10)을 스테이지 상에 정확하게 정렬되도록 하는 것이 바람직하다.

레이저 생성부(220)는 유리 기판(10)의 전처리가 가능한 다양한 레이저 소스를 사용하는 것이 효과적이다. 레이저 생성부(220)를 통해 유리 기판(10)의 레이저를 통한 상변이와 나노 포어 구조(nano pore structrue)를 형성한다. 이를 통해 에칭시 등방성 가공이 가능하고, 형태별 선택성 부여가 가능하여 선택적 에칭을 가능하도록 할 수 있다.

레이저 소스로는 펨토초 레이저, 피코초 레이저 또는 나노초 레이저를 사용하는 것이 가능하다. 물론, 이들을 복수로 사용하는 것도 가능하다. 이때, 레이저 조사는 일회의 조사를 진행할 수 있고, 짧은 시간에 복수번의 레이저를 단일 공간에 조사하는 것도 가능하다. 또한, 다중 펄스 조사 방식 즉, 다수 파장과 출력의 레이저를 단일 공간에 조사하는 것이 가능하다. 사용되는 레이저 소스는 UV~NIR에 이르는 파장을 사용하고, 초단펄스 레이저를 사용하는 것이 정밀 가공도를 향상시킬 수 있다.

베셀 빔 생성부(230)는 액시콘 렌즈와 초점 렌즈를 활용하여 베셀 빔을 생성하는 것이 효과적이다. 베셀 빔을 통해 투명한 유리 기판(10) 내에 회절 없이 강한 에너지 집중을 유지 즉, 초점 심도를 조정하여 수직한 프로파일의 미세홀을 가공할 수 있다. 특히, 빔 형상을 제어하여 높은 종횡비를 갖는 미세한 홀을 형성하는 것이 가능하다.

빔 조사부(240)는 베셀 빔 생성부(230)를 통해 생성된 빔을 유리 기판(10)의 가공 영역에 조사한다. 빔 조사부(240)는 생성된 빔을 조향하고, 빔의 초점을 최종 조정한 다음 이를 유리 기판의 가공 영역에 조사하는 것이 효과적이다.

빔 조사부(240)를 통해 베셀 빔은 유기 기판(10)의 가공 영역에 베셀 빔의 초점 심도가 위치되도록 하여 정확한 홀 형성을 위한 상변화를 일으킬 수 있게 된다.

이와 같이 본 실시예에서는 최적화된 베셀 빔의 조사를 통해 레이저를 이용한 유리 기판(10)의 전처리가 가능하게된다. 하지만, 레이저 전처리 모듈부(200) 내에 이상즉, 레이저 오류 및 빔의 품질 저하 등이 발생하거나 레이저 빔이 국부적으로 생성되지않아 유리 기판의 가공 영역의 상변이를 발생시키지 않는 이슈가 발생할 수 있다. 빔 조사부(240)를 통해 하나의 홀 즉, 유리 기판(10)의 가공 영역에 하나의 레이저 샷을 조사하는 싱글샷 공정을 진행한다.

이에 본 예시에서는 발진 검출부(250)를 통해 베셀 빔의 발진을 검출하는 것이 효과적이다.

발진 검출부(250)는 베셀 빔이 유리 기판(10)에 조사되는 빔 조사부(240)단에 설치되는 것이 효과적이다. 물론, 베셀 빔이 생성되는 베셀 빔 생성부(230)에 설치되는 것도 가능하고, 레이저 생성부(220) 단에 설치될 수도 있다. 물론, 이 세곳 영역 모두를 감지하는 것도 가능하다.

이때, 발진 검출부(250)로는 베셀 빔의 발진을 광 에너지 검출 장치를 활용하여 발진 여부를 확인하는 것이 효과적이다. 이를 위해 광 검출이 가능한 검출 장치를 사용할 수 있고, 빔 프로파일러, 광 다이오드, 광전자증배관(PMT), 열전대, 파이로일렉트릭 센서, 블로미터 및 CCD카메라 등을 사용하는 것이 가능하다.

이와 같은 발진 검출부(250)를 통해 레이저의 싱글샷 또는 멀티샷 등의 다양한 레이저 환경에서 레이저 루스(Loss)로 인한 불량을 실시간으로 확인할 수 있다. 즉, 발진 검출부를 통해 베셀 빔이 발진되어야 하는 시간에 발진되지 않는 경우, 베셀 빔이 유리 기판의 가공 영역의 상변이를 시키지 못하였기 때문에 후속 공정을 진행하더라도 미세홀과 미세비아가 형성되지 않게 된다. 이에 발진 검출부(250)를 통해 사전에 이러한 레이저 루스에 의한 불량의 검출이 가능해진다.

앞선 레이저 전처리 모듈부(200)를 통해 로딩된 유리 기판 (10)의 처리 영역 즉, 미세 홀이 형성될 영역에 대한 상변이가 발생한다. 도시되지 않았지만, 레이저 전처리를 위해 유리 기판(10)이 스테이지에서 이동하거나, 빔 조사부(240)가 이동하는 대면적의 유리 기판(10)에 균일하게 레이저를 조사하는 것이 가능하다.

이렇게 상변이된 유리 기판 영역에 대하여 홀 형성 모듈을 통해 가공하여 미세 홀을 형성한다. 하기 실시예의 설명에서는 일반적인 가공공정에서 수행되는 작업 및 장치 설명은 생략한다.

홀 형성 모듈부(300)는 유리 기판(10)에 대한 에칭 공정을 수행하여 유리 기판(10)에 대한 미세 홀을 형성하는 것이 효과적이다.

홀 형성 모듈부(300)는 사용되는 에칭 공정에 따라 다양한 구성과 장치를 구비하는 것이 효과적이다. 에칭 공정으로 습식 공정을 진행하거나 건식 공정을 진행하는 경우 등에 따라 다양할 수 있다.

본 예시예의 홀 형성 모듈부(300)는 에칭 용액을 이용한 습식 공정을 통해 유리 기판(10)에 대한 미세홀을 형성하는 것이 효과적이다. 이때, 사용되는 에칭 용액으로는 불화수소(HF), 수산화칼륨(KOH), 염산(HCl) 또는 질산(HNO3)를 사용하는 것이 효과적이다. 여기서, 에칭 시간과 용액의 온도 및 용액의 농도와 반응 속도에 따라 유리 기판(10)의 상하면의 제거되는 속도와 제거되는 면적을 조절할 수 있다.

또한, 이에 한정되지 않고, 스프레이 방식을 통해 유리 기판(10)의 상하면에 에칭 용액을 분사하여 유리 기판에 미세홀을 형성하는 것도 가능하다.

본 발명은 상술한 습식 에칭에 한정되지 않고, 건식 에칭 공정을 수행하여 미세 홀을 형성하는 것이 가능하다.

이를 위해 앞선 기체 화학 물질화하고, 이를 플라즈마 상태로 변환하여 상변이된 영역의 유리 기판(10)을 제거하는 것이 효과적이다. 기체 화학 물질로는 플루오르화 계열 물질을 사용하는 것이 바람직하다. 본 건식 에칭은 습식 에칭 대비 직진성이 우수하기 때문에 미세홀의 프로파일이 수직한 프로파일을 갖도록 할 수 있다. 이때, 리액티브 이온 에칭(RIE), 딥 리액티브 이온 에칭(DRIE) 및 플라즈마 에칭을 사용하는 것이 가능하다.

레이저 전처리 모듈부(200)를 통해 유리 기판(10)에 대한 전처리를 수행하였기 때문에 홀 형성 모듈(300)을 통한 에칭 공정으로 유리 기판(10)을 제거할 경우, 그 반응성이 향상되고, 목표하는 영역에 목표하는 사이즈의 홀을 형성하는 것이 가능하게된다. 또한, 원하는 사이즈의 홀과 그 직경이 되도록 이를 넓히는 것이 가능하게 된다. 즉, 사전 전처리를 통해 균열의 모양 즉, 크기, 깊이 등을 사전에 제어하고, 이 영역을 에칭하여 목표하는 미세 홀 형성이 가능하게 되고, 매우 정밀한 미세 구조를 형성하는 것이 가능해진다. 즉, 에칭 공정은 미세 균열을 따라 유리를 제거하기 때문에 깊고 정밀한 구조의 홀 형상이 가능할 수 있다.

이를 통해 열에 의한 영향을 최소화하여 유리 기판(10)의 열적 손상을 방지할 수 있고, 크랙 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 유리 기판(10) 상하면이 에칭 공정시 불규칙하게 제거되는 것을 사전에 차단할 수 있게 된다.

비아 모듈부(400)는 홀 형성 모듈부(300)에의해 형성된 유리 기판(10)의 미세 비아홀 내부를 금속 물질로 매립하여 미세 비아 패턴을 형성하는 다양한 장치 구성을 포함하는 것이 효과적이다.

비아 모듈부(400)는 도금 공정 또는 페이스트 도포 공정을 통해 미세 비아홀 내부를 금속으로 매립하고, 표면 평탄화를 통해 미세 비아홀을 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 도금 공정으로는 전해 도금 또는 무전해 도금을 실시할 수 있고, 페이스트는 금속성 물질을 도포하는 공정을 포함하는 것이 가능하다. 또한, 표면 평탄화를 위해 CMP 공정을 수행하는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같이 본 제1 실시예에서는 발진 검출부(50)를 통해 베셀 빔의 발진 여부를 실시간으로 확인하여 어느 구간에서 베셀 빔이 방출되지 않았는지의 확인이 가능하여 레이저 손실 영역의 확인이 가능하여 이에 대한 대응이 가능할 수 있다.

본 발명은 이에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다. 하기에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제1 실시예의 변형예에 따른 레이저를 이용한 유리기판 미세홀 가공 시스템에 관하여 설명한다. 후술되는 설명의 기술은 상술된 실시예에 적용가능하다. 또한, 후술되는 설명중 상술한 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 레이저 전처리 모듈부를 설명하기 위한 블록 개념도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 제1 변형예에 따른 레이저 전처리 모듈부(500)는 로딩된 유리 기판(10)을 정렬하는 레이저 정렬부(510)와, 레이저를 생성하는 레이저 생성부(520)와, 레이저빔을 베셀 빔을 변환하는 베셀 빔 생성부(530)와, 베셀 빔을 유리 기판(10)의 가공 영역에 조사하는 빔 조사부(540)와, 유리 기판(10)을 관통하는 베셀 빔을 검출하는 발진 검출부(550)를 포함한다.

본 제1 변형예에서는 발진 검출부(550)를 유리 기판(10)의 하면에 위치시키고, 유리 기판(10)을 관통한 빔을 센싱하는 것이 효과적이다.

이를 위해 발진 검출부(550)는 빔 조사부(540)의 하측 대응 위치에 위치하는 것이 효과적이다. 이를 통해 베셀 빔이 발진하고, 발진된 빔이 유리 기판(10)에 도달하였는지도 확인하는 것이 가능하다.

앞선 실시예에서는 발진 검출부(550)가 빔 조사부(540) 영역에 위치하여 조사되는 빔의 에너지를 확인하여 그 발진 여부를 확인할 수 있다. 하지만, 주변 환경적인 영향으로 발진된 빔이 유리 기판(10)에 조사되지 못하는 경우가 발생할 수 있다. 즉, 기판 오염이나 장애물등 주변 환경 이상의 사유로 발진된 베셀 빔이 유리 기판의 가공 영역에 도달하지 못할 수 있다.

제1 변형에에서는 레이저 전처리 모듈부(500)의 빔 조사부(540)를 유기 기판(10)의 상면에 위치시키고, 발진 검출부(550)를 유리 기판(10)의 하면에 위치시켜, 발진된 빔이 유리 기판(10)의 가공 영역에 정확하게 도달하였는지 여부를 확인하는 것이 가능하다.

발진 검출부(550)로는 광 에너지 검출 장치를 활용하여 베셀 빔 발진 여부를 확인하는 것이 효과적이다. 이를 위해 광 검출이 가능한 검출 장치를 사용할 수 있고, 빔 프로파일러, 광 다이오드, 광전자증배관(PMT), 열전대, 파이로일렉트릭 센서, 블로미터 및 CCD카메라 등을 사용하거나, 광원을 이용하여 전기를 생성하는 전지 패널을 사용하는 것이 가능하다. 전지 패널을 사용하는 경우 광에 의해 미세 전류가 흐르고 이를 감지하는 것이 효과적이다.

도 4는 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 레이저 전처리 모듈부를 설명하기 위한 블록 개념도이다.

도 5는 제2 변형예에 따른 더미 검출부를 설명하기 위한 블록도이다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 제2 변형예에 따른 레이저 전처리 모듈부(600)는 로딩된 유리 기판(10)을 정렬하는 레이저 정렬부(610)와, 레이저를 생성하는 레이저 생성부(620)와, 레이저빔을 베셀 빔을 변환하는 베셀 빔 생성부(630)와, 유리 기판 상면에 위치하여 베셀 빔을 유리 기판(10)의 가공 영역에 조사하는 빔 조사부(640)와, 유리 기판 하면에 위치하고 광에 의해 그 특성이 변화되는 더미 검출부(650)를 포함한다.

제2 변형예에서는 더미 검출부(650)를 유리 기판(10)의 하면에 위치시키고, 레이저에 의한 전처리 이후에 더미 검출부(650)를 검사하여 레이저의 로스가 발생한 곳의 확인이 가능하게 된다. 이를 통해 로스가 발생한 영역을 추가적으로 빠르게 재공정하여 불량율을 저감시킬 수 있다.

이는 유리 기판의 처리 영역에 광을 조사하면 해당 베셀 빔은 초점 심도에 해당하는 유리 기판 영역에 조사될 뿐만 아니라 투광성의 유리 기판(10)을 지나 그 하부에도 같이 조사된다. 제2 변형예에서는 이를 이용하여 유리 기판 하부에 광에 의해 그 특성이 변화되는 필름 또는 시트를 배치하고, 베셀 빔에 의한 전처리 공정 이후 빠르게 이를 검사하여 로스가 발생한 영역의 확인이 가능해진다.

이를 위해 더미 검출부(650)는 광에 의해 그 특성이 변화되는 더미부(651)와, 더미부(651)에 대한 비젼 검사를 수행하는 비전부(652)와, 비전 검사 결과를 이용하여 광 로스 영역을 판단하는 인공지능 판단부(653)를 포함하는 것이 효과적이다. 이때 비전부(52)와 인공지능 판단부(653)는 모듈 외측에 설치될 수 있다. 이를 통해 초기 레이저 전처리 수행 이후, 더미부(651)만을 빠르게 빼내와 비전부(652)와 인공지능 판단부(653)를 통해 인식하고, 그 결과를 다시 레이저 전처리 모듈부(600)에 제공하여 로스 영역 즉, 광 손실이 발생한 영역에 재한 재 조사를 수행하는 것이 가능해진다.

여기서, 더미부(651)로는 광에 의해 그 특성이 변화되는 다양한 필름이나 시트를 사용하는 것이 바람직하다. 이 필름이나 시트를 유리 기판 하측에 위치시키는 것이 바람직하다. 본 변형예에서는 더미부로 감광지, 광변색 필름, 광경화성 수지 시트, 광촉매 시트, 감광성 레지스트 시트 및 감광성 폴리이미드 시트를 사용하는 것이 바람직하다.

하기에서는 상술한 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템을 이용한 가공 방법을 설명한다.

도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저를 이용한 유리 기판 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 7 내지 도 10은 제1 실시예에 따른 유리 기판 가공 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이 로딩 모듈부(100)를 이용하여 유리 기판(10)을 로딩한다(S110).

레이저 전처리 모듈부(200)를 이용하여 로딩된 유리 기판(10)의 처리 영역에 베셀 빔을 조사한다(S120).

앞서 설명한 바와 같이 베셀 빔 생성부(320)를 통해 레이저 생성부(220)의 레이저를 베셀 빔으로 변환하고, 이를 빔 조사부(240)를 통해 유리 기판 표면에 조사한다.

이때, 단일 샷을 통해 유리 기판(10)의 처리 영역에 레이저를 조사하는 것이 바람직하다.

이에 한정되지 않고, 더블 샷을 통해 유리 기판(10)의 처리 영역에 레이저를 조사하는 것이 효과적이다. 이는 심도를 조절하여, 1차 유리 기판(10)의 하단부에 대한 조사를 실시하고, 2차로 유리 기판(10)의 상단부에 대한 조사를 실시한다.

예를 들어, 레이저 전처리 모듈부(200)의 레이저의 심도와 스팟사이즈를 조절하여, 유리 기판(10)의 두께를 100으로 한 경우, 하부 50%에 대한 1차 조사를 진행하고, 상부 50%에 대한 2차 조사를 진행하는 것이 효과적이다. 물론 이에 한정되지 않고, 그 방향은 자유롭제 조절되는 것이 가능하다.

이와 같이 더블샷을 통해 미스 펄스 즉, 빔의 로스로 인한 형상 오류 저감과 진직도 향상과, 찌꺼기와 같은 오염물질로 인한 형상 왜곡을 감소시킬 수 있다.

레이저 전처리 모듈부(200)의 발진 검출부(250)를 통해 레이저 로스 구간을 확인하여, 로스 구간이 있는 경우, 로스 구간에 추가적인 베셀 빔을 조사한다(S130).

본 예시에서는 빔 조사부(240)에 의해 조사된 광 에너지를 발진 검출부(250)에서 실시간으로 검출하여 빔이 조사되지 않은 구간 즉, 빔이 로스된 로스 구간에 관하여 추가적인 빔이 조사되도록 하여 빔 로스로 인한 불량을 방지하는 것이 가능하다.

유리 기판(10)에 대한 에칭을 진행하여 레이저 처리된 유리 기판의 처리 영역을 제거하여 미세홀(20)을 형성한다(S140).

유리 기판(10)의 미세홀 영역을 금속으로 매립하여 미세 비아홀을 형성한다(S150).

또한, 앞선 변형예에서와 같이 레이저 로스 구간의 확인은 베셀 빔 생성부(230) 단에서 확인하거나, 유리 기판(10)의 하부에서 확인하는 것이 가능하다.

하기에서는 상술한 제1 실시예에 따른 레이저 불량 검사 방법을 설명한다.

도 11은 본 발명의 제1 실시예에 따른 레이저 불량 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 11에 도시된 바와 같이 유리 기판 하부에 광 조사에 따라 그 특성이 변화되는 더미부를 배치한다(S210).

레이저 전처리 모듈부를 통해 생성된 레이저를 유리 기판의 가공 영역에 조사한다(S220). 이때, 유리 기판의 하부에 위치한 더미부도 유리 기판을 관통한 레이저에 의해 그 표면의 특성이 변화된다.

더미부를 회수하고, 비전부를 통해 더미부에 그 특성이 변화된 영역을 감지한다(S230).

감지된 결과와 타겟 정보를 비교하여 일치하는지 여부를 판단한다.

타겟 정보는 레이저 조사 정보로 유리 기판의 가공 영역 패턴과 관련된 정보인 것이 효과적이다. 이 정보를 이용하여 레이저가 조사되고, 또한, 앞서 언급한 결과 비교의 기준 값이 될 수 있다. 비젼 이후 인공 지능 기술을 통해 이를 비교하는 것은 유리 기판의 가공 영역의 패턴을 일정한 패턴이 반복되는 구조이기 때문에 사람이 직접 이를 판단하는 것보다 인공지능 기술을 통해 이를 분석하는 것이 더욱 효율적이다.

판단 결과 일치하지 않는 영역에서는 레이저 로스로 인한 불량이 발생한 것으로 판단한다(S240).

이를 통해 해당 불량이 발생한 영역에 대한 레이저 추가 적인 조사가 이루어지도록 할 수 있다.

본 발명은 이에 한정되지 않고, 다양한 실시가 가능하다. 하기에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저를 이용한 유리기판 미세홀 가공 시스템에 관하여 설명한다. 후술되는 설명의 기술은 상술된 실시예에 적용가능하다. 또한, 후술되는 설명중 상술한 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.

도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템을 설명하기 위한 개념도이다.

도 13은 제2 실시예에 따른 레이저 전처리 모듈부를 설명하기 위한 블록도이다.

도 14는 제2 실시예에 따른 미세홀 확인 모듈부를 설명하기 위한 블록도이다.

도 12 내지 도 14에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템은 유리 기판(10)을 시스템 내부로 로딩하는 로딩 모듈부(1100)와, 홀이 형성될 유리 기판 영역에 레이저 조사를 통해 전처리를 수행하는 레이저 전처리 모듈부(1200)와, 전처리된 유리 기판 영역을 제어하여 유리 기판(10)에 홀을 형성하는 홀 형성 모듈부(1300)와, 홀 형성 모듈부(1300)를 통해 형성된 미세홀의 관통여부를 판단하는 미세홀 확인 모듈부(1400)와, 홀 내부를 금속성 물질로 매립하여 미세 비아를 형성하는 비아 모듈부(1500)를 포함한다.

로딩 모듈부(1100)는 유리 기판(10)을 시스템으로 로딩 및 언로딩을 수행하는 것이 효과적이다.

레이저 전처리 모듈부(1200)는 로딩된 유기 기판(10)을 정렬하는 레이저 정렬부(1210)와, 레이저를 생성하는 레이저 생성부(1220)와, 레이저빔을 베셀 빔을 변환하는 베셀 빔 생성부(1230)와, 베셀 빔을 유리 기판(10)의 가공 영역에 조사하는 빔 조사부(1240)를 포함한다.

레이저 정렬부(1210)는 로딩 모듈부(1100)를 통해 로딩된 유리 기판(10)을 정렬 위치에 정확하게 정렬되도록 한다. 이때, 정렬 위치가 틀어지거나 정렬이 맞지 않는 경우에는 유리 기판(10)의 원하는 영역에 홀이 형성되지 않는 문제가 발생한다. 이때, 레이저 정렬부(1210)는 별도의 정렬 마크나 정렬 수단 그리고, 비젼 시스템이나 센싱 시스템을 구비하고, 이를 바탕으로 유리 기판을 스테이지 상에 정확하게 정렬되도록 하는 것이 바람직하다.

레이저 생성부(1220)는 유리 기판(10)의 전처리가 가능한 다양한 레이저 소스를 사용하는 것이 효과적이다. 레이저 생성부(1220)를 통해 유리 기판(10)의 홀 가공이 아닌 레이저를 통한 상변이와 나노 포어 구조를 형성한다. 이를 통해 에칭시 등방성 가공이 가능하고, 형태별 선택성 부여가 가능하여 선택적 에칭을 가능하도록 할 수 있다.

베셀 빔 생성부(1230)는 액시콘 렌즈와 초점 렌즈를 활용하여 베셀 빔을 생성하는 것이 효과적이다. 베셀 빔을 통해 투명한 유리 기판 내에 회절 없이 강한 에너지 집중을 유지 즉, 초점 심도를 조정하여 수직한 프로파일의 미세홀을 가공할 수 있다. 특히, 빔 형상을 제어하여 높은 종횡비를 갖는 미세한 홀을 형성하는 것이 가능하다.

빔 조사부(1240)는 베셀 빔 생성부(1230)를 통해 생성된 빔을 유리 기판(10)의 가공 영역에 조사한다. 빔 조사부(1240)는 생성된 빔을 조향하고, 빔의 초점을 최종 조정한 다음 이를 유리 기판(10)의 가공 영역에 조사하는 것이 효과적이다.

빔 조사부(1240)를 통해 베셀 빔은 유기 기판(10)의 가공 영역에 베셀 빔의 초점 심도가 위치되도록 하여 정확한 홀 형성을 위한 상변화를 일으킬 수 있게 된다.

홀 형성 모듈부(1300)는 유리 기판(10)에 대한 에칭 공정을 수행하여 유리 기판(10)에 대한 미세 홀을 형성하는 것이 효과적이다.

홀 형성 모듈부(1300)는 사용되는 에칭 공정에 따라 다양한 구성과 장치를 구비하는 것이 효과적이다. 에칭 공정으로 습식 공정을 진행하거나 건식 공정을 진행하는 경우 등에 따라 다양할 수 있다.

레이저 전처리 모듈부(1200)를 통해 유리 기판(10)에 대한 전처리를 수행하였기 때문에 홀 형성 모듈(1300)을 통한 에칭 공정으로 유리 기판(10)을 제거할 경우, 그 반응성이 향상되고, 목표하는 영역에 목표하는 사이즈의 홀을 형성하는 것이 가능하게된다. 또한, 원하는 사이즈의 홀과 그 직경이 되도록 이를 넓히는 것이 가능하게 된다. 즉, 사전 전처리를 통해 균열의 모양 즉, 크기, 깊이 등을 사전에 제어하고, 이 영역을 에칭하여 목표하는 미세 홀 형성이 가능하게 되고, 매우 정밀한 미세 구조를 형성하는 것이 가능해진다. 즉, 에칭 공정은 미세 균열을 따라 유리를 제거하기 때문에 깊고 정밀한 구조의 홀 형상이 가능할 수 있다.

이를 통해 열에 의한 영향을 최소화하여 유리 기판(10)의 열적 손상을 방지할 수 있고, 크랙 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 유리 기판 상하면이 에칭 공정시 불규칙하게 제거되는 것을 사전에 차단할 수 있게 된다.

미세홀 확인 모듈부(1400)는 유리 기판(10)의 로딩에 따라 유리 기판(10)의 상면과 하면을 각기 분리된 공간으로 구분하는 챔버부(1410)와, 분리된 두 공간에 각기 다른 확인 매체를 주입하는 확인 매체 관리부(1420)와, 확인 매체가 주입된 두 공간 사이에 압력차를 발생시키는 압력차 발생부(1430)와, 압력차에 의해 유리 기판의 타측으로 밀려나온 확인 매체를 이용하여 유리 기판(10)의 미세홀의 관통 불량을 검사하는 홀 검사부(1440)를 포함한다.

챔버부(1410)는 그 내부에 유리 기판(10)이 로딩되고, 내부의 밀폐 또는 진공이 가능한 구조의 챔버를 포함하는 것이 효과적이다. 챔버부(1410)는 다양한 사이즈와 형태의 유리 기판(10)이 로딩가능한 구조를 갖는 것이 효과적이다. 챔버부(1410)는 유리 기판(10)의 로딩을 통해 상면 공간과 하면 공간으로 분리되는 구조를 갖는 것이 가능하다. 물론, 이에 한정되지 않고, 별도의 공간 분리부를 두어, 유리 기판(10)이 로딩된 이후, 유리 기판(10)의 상면 공간과 하면 공간을 형성하는 것이 효과적이다. 이를 통해 유리 기판(10)의 상면 공간과 하면 공간이 밀봉된 상태로 서로 분리되도록 하는 것이 가능하게된다.

확인 매체 관리부(1420)는 유리 기판(10)의 상면 공간과 하면 공간에 각기 다른 확인 매체를 주입하는 것이 효과적이다. 본 예시에서는 유리 기판(10)의 상면 공간에 검사용 액체를 주입하고, 하면 공간에 액체 확인을 위한 기체를 주입하는 것이 효과적이다. 확인 매체 관리부(1420)는 밀폐된 유리 기판(10)의 상면 공간에 액체를 주입하는 액체주입부와, 유리 기판의 하면 공간에 기체를 주입하는 기체 주입부와, 검사 이후, 액체와 기체를 배출하는 배출부를 포함하는 것이 효과적이다.

압력차 발생부(1430)는 유리 기판(10)의 상면 공간과 하면 공간 간에 압력차를 주는 것이 효과적이다. 이를 통해 유리 기판 상면 공간에 위치한 검사용 액체가 유리 기판(10)에 형성된 미세홀을 통해 유리 기판(10)의 하면 공간으로 밀려나오게 된다.

즉, 유리 기판(10)에는 수 um 내지 수십 um 직경을 갖고, 그 종횡비가 높은 홀이 형성되어 있다. 따라서, 상면 공간과 하면 공간의 압력이 오차 범위 내에서 동일할 경우, 액체의 흐름이 발생하지 않게 된다. 하지만, 압력차를 주게 되면 액체가 압력차에 의해 이동하게 되고, 반대편의 공간에 액체가 노출되게 된다. 검사용 액체는 미세 홀을 따라 흘러 나오게 되고, 반대편에는 기체가 있는 공간이기 때문에 액체의 표면 장력에 의해 구형태로 보여지게 된다.

이때, 홀 검사부(1440)를 통해 밀려나온 검사용 액체를 비젼으로 확인하여 홀이 정확한 위치에 형성되었는지를 검사할 수 있게 된다.

만일, 홀이 형성되지 않는 구간이 있다면, 유리 기판(10)을 레이저 전처리 모듈(1200)을 통해 전처리를 수행하고, 다시 홀 형성 모듈부(1300)를 통해 홀을 추가적으로 형성하여, 불량 발생을 방지할 수 있다.

이와 같이 미세홀 확인 모듈부(1400)를 통해 이상이 없는 유리 기판(10)을 비아 모듈부(500)를 통해 금속층을 형성하여 비아를 형성하는 것이 바람직하다.

여기서, 미세홀 확인 모듈부(1400)는 별도의 검사 장치 형태로 제작되어 유리 기판의 미세홀의 형성 여부를 검사하는 것이 효과적이다.

본 발명은 이에 한정되지 않고, 다양한 변형이 가능하다. 하기에서는 도면을 참조하여 본 발명의 제2 실시예의 변형예에 따른 레이저를 이용한 유리기판 미세홀 가공 시스템에 관하여 설명한다. 후술되는 설명의 기술은 상술된 실시예에 적용가능하다. 또한, 후술되는 설명중 상술한 실시예와 중복되는 설명은 생략한다.

도 15는 제2 실시예의 제1 변형예에 따른 미세홀 확인 모듈부를 설명하기 위한 개념도이다.

도 15에 도시된 바와 같이 제1 변형예에 따른 미세홀 확인 모듈부(1600)는 로딩 모듈부(1100), 레이저 전처리 모듈부(1200), 홀 형성 모듈부(1300) 및 비아 모듈부(1500)를 갖는 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템내에 인라인 장착되는 것이 효과적이다.

미세홀 확인 모듈부(1600)는 홀 형성 모듈부(1300)와 비아 모듈부(1500) 사이에 인라인 형태로 위치되는 것이 바람직하다.

이를 위해 미세홀 확인 모듈부(1600)는 유리 기판(10)의 상면 공간과 하면 공간을 밀폐 분리하는 공간 분리부(1610)와, 공간 분리부(1610)에 의해 분리된 유리 기판(10)의 두 공간 중 일 공간에 검사 기체를 분출하는 검사 관리부(1620)와, 유리 기판(10)의 다른 공간으로 분출되는 기체를 통해 유리 기판(10)의 미세홀의 관통 불량을 검사하는 홀 검사부(1630)를 포함한다.

본 변형예에서는 인라인 시스템 내에 위치하기 때문에 별도의 공간 분리부(1610)를 통해 유리 기판(10)의 상면과 하면 공간을 분리하는 것이 효과적이다. 이때, 공간 분리부(1610)를 통해 상면 공간과 하면 공가는 밀폐되는 것이 효과적이다.

그리고, 검사 관리부(1620)를 통해 두 공간중 일 공간에 검사 기체를 분출하고, 기체의 압력에 의해 검사 기체는 유리 기판(10)의 타 공간으로 분출된다. 이때, 홀 검사부(1630)를 통해 유리 기판(10) 타 공간으로 분출되는 검사 기체를 검출하여 유리 기판(1630)의 미세홀의 관통 여부를 검사하는 것이 가능해진다.

이와 같이 별도의 공간 분리부(1610)와 기체를 이용한 검사를 수행하기 때문에 앞선 실시예와 같이 액체를 사용함으로 인한 별도 챔버와 같은 장비를 장착하지 않고, 인라인으로 미세홀 검사가 가능할 수 있다.

하기에서는 상술한 제2 실시예에 따른 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템을 이용한 가공 방법을 설명한다.

도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저를 이용한 유리 기판 가공 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 17 내지 도 22는 제1 실시예에 따른 유리 기판 가공 방법을 설명하기 위한 개념도이다.

도 16 내지 도 22에 도시된 바와 같이, 로딩 모듈부(1100)를 이용하여 유리 기판(10)을 로딩한다(S310).

레이저 전처리 모듈부(1200)를 이용하여 로딩된 유리 기판(10)의 처리 영역에 베셀 빔을 조사한다(S320).

유리 기판(10)에 대한 에칭을 진행하여 레이저 처리된 유리 기판(10)의 처리 영역을 제거하여 미세홀(20)을 형성한다(S330).

미세홀(20)이 형성된 유리 기판(10)의 상면과 하면을 각기 분리된 공간으로 밀폐한다(S340).

밀폐된 두 공간 중 적어도 어느 하나의 공간에 검사 매체를 주입하고, 타 공간으로 노출되는 검사 매체를 검사하여 미세홀(20)의 불량 유무를 검사한다(S350).

불량 검사 결과 불량이 발생한 경우에는 추가적인 레이저 전처리와 에칭을 진행하고, 불량이 없는 경우에는 유리 기판의 미세홀 영역을 금속으로 매립하여 미세 비아홀을 형성한다(S360).

하기에서는 상술한 제2 실시예에 따른 레이저 불량 검사 방법을 설명한다.

도 23은 본 발명의 제2 실시예에 따른 레이저 불량 검사 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

도 23에 도시된 바와 같이 유리 기판(10)에 레이저를 조사하고, 에칭하여 미세홀을 형성한다(S410).

이때, 레이저 전처리를 통해 미세홀이 형성될 영역의 유리 기판에 대한 상변이를 시키고, 이후, 에칭을 진행하여 상변이된 영역의 유리 기판을 제거하여 미세홀을 형성한다.

유리 기판의 상면 공간과 하면 공간을 각기 분리 밀폐시킨다(S420).

분리된 두개의 공간 중 일 공간에 확인 매체를 주입하고, 압력차를 통해 타 공간으로 확인 매체가 미세홀을 통해 분출된다(S430).

일 공간으로 유리 기판의 상면 공간을 설명하고, 확인 매체로 액체를 사용하는 것이 효과적이다. 이를 통해 유리 기판의 상면 공간에 액체로 충진하고, 압력 변화를 주어 액체가 유리 기판의 하면 공간으로 이동되도록 하는 것이 효과적이다.

물론 이에 한정되지 않고 하면 공간에 액체로 충진하고 액체가 상면 공간으로 이동하는 것도 가능하다.

물론, 이에 한정되지 않고, 유리 기판의 상면 공간에 확인 매체로 기체를 주입하고, 기체가 유리 기판의 미세홀을 따라 하면 공간으로 분출되고, 이 분출을 검사하는 것이 가능하다.

검사 장비를 이용하여 분출되는 확인 매체의 위치를 확인하여 관통되지 않은 미세홀 영역을 확인한다.

관통되지 않는 미세홀 영역이 있는 경우, 해당 영역에 관한 레이저 전처리 불량으로 판단한다(S440).

상기에서 설명한 본 발명의 기술적 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한다. 또한, 본 발명은 본 발명의 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

100, 1100: 로딩 모듈부
200, 500, 600, 1200: 레이저 전처리 모듈부
210, 510, 610, 1210: 레이저 정렬부
220, 520, 620, 1220: 레이저 생성부
230, 530, 630, 1230: 베셀 빔 생성부
240, 540, 640, 1240: 빔 조사부 250, 550: 발진 검출부
300, 1300: 홀 형성 모듈부
400, 1500: 비아 모듈부
650: 더미 검출부
1400, 1600: 미세홀 확인 모듈부
1410: 챔버부
1420: 확인 매체 관리부
1430: 압력차 발생부
1440, 1630: 홀 검사부
1610: 공간 분리부
1620: 검사 관리부

Claims (8)

1. 유리 기판을 시스템 내부로 로딩하는 로딩 모듈부;
   홀이 형성될 유리 기판 영역에 레이저 조사를 통해 전처리를 수행하고, 레이저 전처리 모듈부;
   전처리된 유리 기판 영역을 제어하여 유리 기판에 홀을 형성하는 홀 형성 모듈부; 및
   홀 내부를 금속성 물질로 매립하여 미세 비아를 형성하는 비아 모듈부를 포함하며,
   상기 레이저 전처리 모듈부는,
   로딩된 유리 기판을 정렬하는 레이저 정렬부와, 레이저를 생성하는 레이저 생성부와, 레이저빔을 베셀 빔을 변환하는 베셀 빔 생성부와, 유리 기판 상면에 위치하여 베셀 빔을 유리 기판의 가공 영역에 조사하는 빔 조사부와, 유리 기판 하면에 위치하고 광에 의해 그 특성이 변화되는 더미 검출부를 포함하며,
   상기 더미 검출부는,
   광에 의해 그 특성이 변화되는 더미부와, 상기 더미부에 대한 비젼 검사를 수행하는 비전부와, 비전 검사 결과를 이용하여 광 로스 영역을 판단하는 인공지능 판단부를 포함하며, 상기 더미부는 감광지, 광변색 필름, 광경화성 수지 시트, 광촉매 시트, 감광성 레지스트 시트 또는 감광성 폴리이미드 시트 중 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 레이저 전처리 모듈부는 조사된 빔의 발진 여부를 검출하는 발진 검출부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 발진 검출부는 베셀 빔이 유리 기판에 조사되는 빔 조사부단, 베셀 빔 생성부단 및 레이저 생성부단 중 적어도 어느 하나 영역에 설치되거나, 유리 기판을 관통하는 베셀 빔을 검출하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템.
   
4. 삭제
5. 유리 기판을 시스템 내부로 로딩하는 로딩 모듈부;
   홀이 형성될 유리 기판 영역에 레이저 조사를 통해 전처리를 수행하는 레이저 전처리 모듈부;
   전처리된 유리 기판 영역을 제어하여 유리 기판에 홀을 형성하는 홀 형성 모듈부;
   홀 형성 모듈부를 통해 형성된 미세홀의 관통여부를 판단하는 미세홀 확인 모듈부; 및
   홀 내부를 금속성 물질로 매립하여 미세 비아를 형성하는 비아 모듈부를 포함하며,
   상기 미세홀 확인 모듈부는,
   유리 기판의 상면 공간과 하면 공간을 밀폐 분리하는 공간 분리부와, 공간 분리부에 의해 분리된 유리 기판의 두 공간 중 일 공간에 액체 및/또는 기체를 포함하는 확인 매체를 분출하는 검사 관리부와, 유리 기판의 다른 공간으로 분출되는 확인 매체를 통해 유리 기판의 미세홀의 관통 불량을 검사하는 홀 검사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템.
   
6. 삭제
7. 제1항, 제2항, 제3항 또는 제5항 중 어느 한 항에 따른 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템을 이용한 가공 방법에 있어서,
   로딩 모듈부를 이용하여 유리 기판을 로딩하는 단계;
   레이저 전처리 모듈부를 이용하여 로딩된 유리 기판의 처리 영역에 베셀 빔을 조사하는 단계;
   레이저 전처리 모듈부의 발진 검출부를 통해 레이저 로스 구간을 확인하여, 로스 구간이 있는 경우, 로스 구간에 추가적인 베셀 빔을 조사하는 단계;
   상기 유리 기판에 대한 에칭을 진행하여 레이저 처리된 유리 기판의 처리 영역을 제거하여 미세홀을 형성하는 단계; 및
   상기 유리 기판의 미세홀 영역을 금속으로 매립하여 미세 비아홀을 형성하는 단계를 포함하는 레이저를 이용한 유리기판 가공 방법.
   
8. 제1항, 제2항, 제3항 또는 제5항 중 어느 한 항에 따른 레이저를 이용한 유리기판 가공 시스템을 이용한 레이저 불량 검사 방법에 있어서,
   레이저 전처리를 통해 유리 기판에 레이저를 조사하고, 에칭하여 미세홀을 형성하는 단계;
   상기 유리 기판의 상면 공간과 하면 공간을 각기 분리 밀폐하는 단계;
   분리된 두개의 공간 중 적어도 하나의 공간에 확인 매체를 주입하고, 압력차를 주는 단계; 및
   검사 장비를 이용하여 압력차에 의해 일 확인 매체가 타 공간으로 분출되는 것을 확인하여, 분출되지 않는 영역을 미세홀이 현성되지 않는 영역으로 레이저 전처리 불량으로 판단하는 단계를 포함하는 레이저 불량 검사 방법.