KR102158106B1 - 레이저 가공 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기설정된 출력으로 반도체 레이저를 발생시키는 반도체 레이저 출력부와, 상기 반도체 레이저 출력부의 ON/OFF를 제어하는 제어신호를 발생시키는 레이저 컨트롤러와, 상기 반도체 레이저 출력부에서 출력된 레이저를 수광하여 반도체 레이저를 서로 다른 회절각을 가지도록 회절시키는 광변조부와, 상기 광변조부의 ON/OFF를 제어하는 제어신호를 발생시키는 광변조 컨트롤러와, 상기 반도체 레이저가 기설정된 출력값에 도달하기까지의 시간을 감소시키도록 상기 레이저 컨트롤러와 광변조 컨트롤러를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 레이저 장치를 이용하여 가공대상물을 가공하는 레이저 가공 방법에 있어서, a, 상기 제어부를 통해 상기 레이저 컨트롤러와 광변조 컨트롤러의 작동을 동기화시키는 단계와, b, 상기 레이저 컨트롤러의 ON 시그널에 의해 상기 반도체 레이저 출력부에서 기설정된 출력으로 일정시간 반도체 레이저를 발생시켜 상기 광변조부에 인가하는 단계와, c, 상기 광변조 컨트롤러의 ON 시그널에 의해 작동되어 상기 광변조부를 통해 기설정된 출력값에 만족하는 레이저를 소정각도로 회절시키는 단계와, d, 상기 광변조부에서 회절된 1차 회절빔을 미리 설정된 조사시간 만큼 상기 가공대상물에 조사하여 레이저 가공하는 단계를 포함하여 이루어진다.
Description
본 발명은 반도체 마스크 공정에서 반도체 레이저를 조사하여 가공대상물을 가공하는 레이저 가공 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음향광학장치(AOM)를 이용하여 레이저 조사 시간을 제어함으로써 레이저 가공 시 열에 의한 반도체 마스크의 박막면의 손상을 감소시키고, 가공면의 품질을 향상시킬 수 있는 반도체 레이저 가공 방법에 관한 것이다.
레이저를 이용한 가공장치는 가공 대상물에 대해 비접촉 방식으로 매우 국부적인 곳에 레이저 빔을 조사함으로써 주변 손상 없이 원하는 목표물을 제거하거나 마킹 표면처리 등을 수행하게 된다.
이와 같은 레이저 가공장치는 반도체 마스크 공정에서도 사용되며, 반도체 마스크의 제조 공정 중 박막의 물질에 레이저빔을 조사하여 박막의 형질을 변화 시키는 역할로 레이저빔이 사용되고 있다.
이때, 레이저빔의 출력 및 조사 시간에 따라서 반도체 마스크 박막 물질의 변화가 다르게 나타나게 되며, 레이저빔의 조사시간이 길어질수록 박막에 손상이 발생되는 것으로 특정 출력에서 레이저빔의 조사시간을 짧게 조절할수록 레이저 가공 품질은 개선된다.
즉, 반도체 레이저를 사용하여 가공할 때에는 연속발진을 기본으로 하고, 입력된 제어신호에 의하여 출력을 조절할 수 있으며, 레이저 조사시간의 조절은 반도체 레이저의 조사 시간을 제어하는 장치에 제어신호 입력을 ON/OFF 함으로써 가능하다.
상기와 같이 제어신호 처리에 의하여 반도체 레이저의 ON/OFF 동작에 의해 반도체 레이저를 사용하여 가공할 때에는 반도체 레이저를 방출하는 레이저 발생부에 제어신호가 인가(ON)되면 레이저에 설정된 출력값에 도달하기까지 수십 마이크로초(ㅅs)의 딜레이(delay) 시간이 걸려 레이저의 최대 효율의 에너지를 사용하여 공정을 수행하는데 어려움이 있었다.
또한, 이러한 딜레이(delay) 시간에 의해 레이저가 가공대상물에 조사되지 않거나 아주 낮은 출력의 레이저만 발진되어 공정에 필요한 충분한 에너지를 얻지 못해 레이저 가공 품질에 악영향을 줄 수 있는 문제가 있다.
따라서 상기 딜레이(delay) 되는 수십 마이크로초(ㅅs)의 시간을 단축시키기 위하여 전기적 회로의 개발이 많이 되었음에도 불구하고 수십 마이크로초(ㅅs)의 시간을 단축하기에는 어려움이 있었다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가공할 때에 반도체 레이저의 최대 효율의 에너지를 사용함으로써 반도체 레이저의 조사시간을 종래보다 단축시킬 수 있는 반도체 레이저 가공 방법을 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.
그러나 본 발명의 목적은 상기에 언급된 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 기설정된 출력으로 반도체 레이저를 발생시키는 반도체 레이저 출력부와, 상기 반도체 레이저 출력부의 ON/OFF를 제어하는 제어신호를 발생시키는 레이저 컨트롤러와, 상기 반도체 레이저 출력부에서 출력된 레이저를 수광하여 반도체 레이저를 서로 다른 회절각을 가지도록 회절시키는 광변조부와, 상기 광변조부의 ON/OFF를 제어하는 제어신호를 발생시키는 광변조 컨트롤러와, 상기 반도체 레이저가 기설정된 출력값에 도달하기까지의 시간을 감소시키도록 상기 레이저 컨트롤러와 광변조 컨트롤러를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 레이저 장치를 이용하여 가공대상물을 가공하는 레이저 가공 방법에 있어서, a, 상기 제어부를 통해 상기 레이저 컨트롤러와 광변조 컨트롤러의 작동을 동기화시키는 단계와, b, 상기 레이저 컨트롤러의 ON 시그널에 의해 상기 반도체 레이저 출력부에서 기설정된 출력으로 일정시간 반도체 레이저를 발생시켜 상기 광변조부에 인가하는 단계와, c, 상기 광변조 컨트롤러의 ON 시그널에 의해 작동되어 상기 광변조부를 통해 기설정된 출력값에 만족하는 레이저를 소정각도로 회절시키는 단계와, d, 상기 광변조부에서 회절된 1차 회절빔을 미리 설정된 조사시간 만큼 상기 가공대상물에 조사하여 레이저 가공하는 단계를 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 d 단계 이후에, e, 상기 조사시간 동안 레이저 가공이 이루어진 후, 상기 광변조 컨트롤러의 OFF 시그널에 의해 상기 광변조부의 작동이 정지되는 단계와, f, 상기 광변조 컨트롤러가 작동이 정지되고 상기 레이저 컨트롤러의 OFF 시그널에 의해 상기 레이저 발생부의 작동이 정지되는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 a 단계는, a-1, 상기 기설정된 출력값으로 출력되는 반도체 레이저의 시간에 따른 출력값을 측정하는 단계와, a-2. 상기 측정된 반도체 레이저의 시간에 따른 출력값을 통해 데이터를 획득하는 단계와, a-3, 상기 데이터를 통해 상기 반도체 레이저가 기설정된 출력값에 만족할 때, 상기 광변조부가 작동되도록 설정하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 a-2 단계는, a-2-1, 상기 레이저 컨트롤러의 ON 신호에 의해 상기 레이저 발생부가 작동되어 상기 반도체 레이저의 출력값이 0에서 기설정된 출력값에 도달하는 시점 Ta까지의 제1상승시간을 획득하는 단계와, a-2-2, 상기 레이저 컨트롤러의 OFF 신호가 작동되는 시점 Tb에서 반도체 레이저의 출력값이 기설정된 출력값에서 출력값 0에 도달하기까지의 제1하강시간을 획득하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 a-3 단계는, a-3-1, 상기 시점 Ta와 시점 Tb 사이에서 상기 광변조 컨트롤러의 ON/OFF가 상기 조사 시간만큼 작동되도록 설정한다.
또한, 상기 광변조부의 OFF 작동 시 상기 반도체 레이저 출력부로부터 출력된 반도체 레이저가 입사하는 방향과 동일한 방향을 갖으면서 투과되는 0차 회절빔이 형성되되, 상기 1차 회절빔은 상기 반도체 레이저 출력부로부터 출력된 반도체 레이저가 입사하는 방향과 동일한 방향으로 출사되면서 상기 0차 회절빔을 기준으로 소정각도 θ1 만큼 편향되어 출사된다.
또한, 상기 광변조부로부터 회절된 1차 회절빔은, 상기 제2컨트롤러의 ON 신호에 의해 상기 광변조부가 작동되어 상기 반도체 레이저의 출력값이 0에서 기설정된 출력값에 도달하는 시점 Tc까지의 제2상승시간과, 상기 제2컨트롤러의 OFF 신호가 작동되는 시점 Td에서 반도체 레이저의 출력값이 기설정된 출력값에서 출력값 0에 도달하기까지의 제2하강시간이 형성될 때, 상기 제2 상승 및 하강시간은 상기 제1 상승 및 하강시간의 1/10배 내지 1/1000배로 형성된다.
또한, 상기 광변조부로부터 회절되어 출사된 1차 회절빔을 수광하여 가공 대상물의 목표 위치에 조사되도록 하는 광학부가 더 구비된다.
또한, 상기 광변조부는 음향광학장치(AOM; Acoustic Optic Modulator)를 포함한다.
본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다.
이에 앞서 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이고 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 반도체 레이저를 조사하여 가공할 때에 레이저의 최대 효율의 에너지를 사용하면서 레이저의 조사시간을 종래보다 단축시킬 수 있어 반도체 마스크 표면의 열 손상을 감소시키고, 가공면 품질을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 레이저 가공 방법을 나타낸 순서도,
도 4는 반도체 레이저의 출력상태를 설명하기 위한 도,
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 레이저 장치의 작동상태에 따른 레이저의 출력상태를 개략적으로 나타내기 위한 도,
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 레이저 장치의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가공 시 레이저 장치의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 비가공시 레이저 장치의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 4는 반도체 레이저의 출력상태를 설명하기 위한 도,
도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 레이저 장치의 작동상태에 따른 레이저의 출력상태를 개략적으로 나타내기 위한 도,
도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 레이저 장치의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가공 시 레이저 장치의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 블록도,
도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 비가공시 레이저 장치의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사항에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
첨부된 도 1 내지 도 3은 본 발명에 따른 레이저 가공 방법을 나타낸 순서도, 도 4는 반도체 레이저의 출력상태를 설명하기 위한 도, 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 레이저 장치의 작동상태에 따른 레이저의 출력상태를 개략적으로 나타내기 위한 도, 도 6은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 레이저 장치의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 블록도, 도 7은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가공 시 레이저 장치의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 블록도, 도 8은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 비가공시 레이저 장치의 동작 상태를 개략적으로 나타낸 블록도이다.
도 1 이하에 도시된 바와 같이, 본 발명은 반도체 마스크 공정에서 반도체 레이저를 조사하여 가공대상물을 가공하는 레이저 가공 시스템에 관한 것으로, 가공대상물에 조사되는 레이저 조사 시간을 제어할 수 있는 레이저 가공 방법에 관한 것이다.
또한, 기설정된 출력으로 반도체 레이저를 발생시키는 반도체 레이저 출력부(11)와, 상기 반도체 레이저 출력부의 ON/OFF를 제어하는 제어신호를 발생시키는 레이저 컨트롤러와(12)와, 상기 반도체 레이저 출력부(11)에서 출력된 레이저를 수광하여 레이저를 서로 다른 회절각을 가지도록 회절시키는 광변조부(21)와, 상기 광변조부(21)의 ON/OFF를 제어하는 제어신호를 발생시키는 광변조 컨트롤러(22)와, 상기 반도체 레이저가 기설정된 출력값에 도달하기까지의 시간을 감소시키도록 상기 레이저 컨트롤러(12)와 광변조 컨트롤러(22)를 제어하는 제어부(30)를 포함하여 이루어진 레이저 장치를 이용하여 가공대상물을 가공하는 레이저 가공 방법에 관한 것이다.
본 발명에 따른 상기 레이저 방법은, a, 상기 제어부(30)를 통해 상기 레이저 컨트롤러(12)와 광변조 컨트롤러(22)의 작동을 동기화시키는 단계(S110)와, b, 상기 레이저 컨트롤러(12)의 ON 시그널에 의해 상기 반도체 레이저 출력부(11)에서 기설정된 출력으로 일정시간 레이저를 발생시켜 상기 광변조부(30)에 인가하는 단계(S120)와, c, 상기 광변조 컨트롤러(22)의 ON 시그널에 의해 작동되어 상기 광변조부(30)를 통해 기설정된 출력값에 만족하는 반도체 레이저를 소정각도로 회절시키는 단계(S130)와, d, 상기 광변조부(30)에서 회절된 1차 회절빔을 미리 설정된 조사시간 만큼 상기 가공대상물에 조사하여 레이저 가공하는 단계(S140)를 포함한다.
즉, 본 발명에 따른 레이저 가공 방법은 반도체 레이저가 기설정된 출력값에 도달하기까지의 시간을 제어하여 가공대상물에 레이저빔의 조사시간을 줄임으로써 레이저 가공 시 열에 의한 가공대상물의 손상을 줄일 수 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 d 단계(S140) 이후에, e, 상기 조사시간 동안 레이저 가공이 이루어진 후, 상기 광변조 컨트롤러(22)의 OFF 시그널에 의해 상기 광변조부(30)의 작동이 정지되는 단계(S150)와, f, 상기 광변조 컨트롤러(22)가 작동이 정지되고 상기 레이저 컨트롤러(12)의 OFF 시그널에 의해 상기 반도체 레이저 출력부(11)의 작동이 정지되는 단계(S160)를 더 포함한다.
또한, 상기 a 단계(S110)는, a-1, 상기 기설정된 출력값으로 출력되는 반도체 레이저의 시간에 따른 출력값을 측정하는 단계(S111)와, a-2. 상기 측정된 반도체 레이저의 시간에 따른 출력값을 통해 데이터를 획득하는 단계(S112)와, a-3, 상기 데이터를 통해 상기 반도체 레이저가 기설정된 출력값에 만족할 때, 상기 광변조부(30)가 작동되도록 설정하는 단계(S113)를 포함한다.
또한, 상기 a-2 단계(S112)는, a-2-1, 상기 레이저 컨트롤러(12)의 ON 신호에 의해 상기 반도체 레이저 출력부(11)가 작동되어 상기 반도체 레이저의 출력값이 0에서 기설정된 출력값에 도달하는 시점 Ta까지의 제1상승시간을 획득하는 단계(S122a)와, a-2-2, 상기 레이저 컨트롤러(12)의 OFF 신호가 작동되는 시점 Tb에서 반도체 레이저의 출력값이 기설정된 출력값에서 출력값 0에 도달하기까지의 제1하강시간을 획득하는 단계(S122b)를 포함한다.
또한, 상기 a-3 단계(S113)는, a-3-1, 상기 시점 Ta와 시점 Tb 사이에서 상기 광변조 컨트롤러(22)의 ON/OFF가 상기 조사시간 만큼 작동되도록 설정하는 단계를 포함한다.
즉, 상기 시점 Ta와 시점 Tb 사이에서 출력되는 반도체 레이저를 상기 가공대상물에 조사되도록 회절시켜 레이저 가공이 이루어지도록 한다.
따라서 반도체 레이저를 조사하여 가공할 때에 반도체 레이저의 최대 효율의 에너지를 사용하면서 가공대상물에 반도체 레이저가 조사되는 조사시간을 단축시켜 반도체 마스크 표면의 열 손상을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 광변조 컨트롤러(22)의 ON 작동은 상기 레이저 컨트롤러(12)의 ON 작동 후 일정한 간격을 두고 작동되면서 상기 레이저 컨트롤러(12)의 OFF 작동은 상기 광변조 컨트롤러(22)의 OFF 작동 후 일정한 간격을 두고 작동되도록 상기 제1 및 제2컨트롤러(20,40)는 동기화되어 작동된다.
또한, 레이저 가공 시 상기 광변조 컨트롤러(22)의 ON 신호에 의해 상기 광변조부(30)가 작동되고, 상기 작동된 광변조부(30)는 상기 반도체 레이저 출력부(11)로부터 출력된 반도체 레이저를 수광한 후, 상기 광변조부(30)로 수광된 레이저 빔은 제1회절각도(1st order)를 갖는 1차 회절빔(1st order)으로 출사시키고, 상기 광변조 컨트롤러(22)의 OFF 신호에 의해 상기 광변조부(30)의 작동이 정지되어 반도체 레이저를 0차 회절빔(0th order)으로 투과시킨다.
즉, 상기 0차 회절빔(0th order)은 상기 반도체 레이저 출력부(11)로부터 출력된 반도체 레이저가 입사는 방향과 동일한 방향으로 출사되고, 상기 1차 회절빔(1st order)은 상기 반도체 레이저 출력부(11)로부터 출력된 반도체 레이저가 입사하는 방향과 동일한 방향으로 출사되면서 상기 0차 회절빔(0th order)을 기준으로 소정각도 θ1 만큼 편향되어 출사된다.
또한, 상기 광변조부(30)는 음향광학장치(AOM; Acoustic Optic Modulator)로 구비되는 것이 바람직하다.
즉, 상기 음향광학장치(AOM; Acoustic Optic Modulator)는 일반적으로 음향광학 매질에 부착된 전극, 및 전극을 통해 구동회로로부터 인가되는 전기적 신호에 다라 음향 탄성파를 발생시키는 전기-음향 변조기로 이루어져 있다.
또한, 구동회로로부터 반도체 레이저에 의한 신호가 전기-음향 변조기에 인가되면, 전기-음향 변조기는 음향광학 매질 내에 음향파면을 발생시키고, 음향광학 매질의 입사면으로 입사되는 소정 파장의 반도체 레이저가 음향파면에서 브래그(bragg) 반사되어 1차(1st order) 회절광으로 출사되고, 입사된 반도체 레이저의 일부는 음향파면에서 회절되지 않고 0차(0th order) 회절광으로 출사된다.
또한, 상기 음향광학장치(AOM; Acoustic Optic Modulator)의 회절율은 85% 내지 95%로 형성된다.
또한, 상기 레이저 조사시간 제어부는 상기 광변조부(30)로부터 회절되어 출사된 1차 회절빔(1st order)을 수광하여 가공 대상물의 목표 위치에 조사되도록 하는 광학부(50)를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 레이저 조사시간 제어부는 상기 광변조부(30)로부터 투과되어 출사된 0차 회절빔을 수광하여 상기 목표 위에 0차 회절빔(0th order)이 조사되는 것을 차단하는 셔터를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 광변조부(30)로부터 회절된 1차 회절빔(1st order)은 상기 광변조 컨트롤러(22)의 ON 신호에 의해 상기 광변조부(30)가 작동되어 상기 반도체 레이저의 출력값이 0에서 기설정된 출력값에 도달하는 시점 Tc까지의 제2상승시간과, 상기 광변조 컨트롤러(22)의 OFF 신호가 작동되는 시점 Td에서 반도체 레이저의 출력값이 기설정된 출력값에서 출력값 0에 도달하기까지의 제2하강시간이 형성될 때, 상기 제2 상승 및 하강시간은 상기 제1 상승 및 하강시간의 1/10배 내지 1/1000배로 형성되기도 하나, 이는 반도체 레이저의 출력값, 광변조 컨트롤러의 설계 등에 에 따라 바뀔 수 있어 그 구간은 1/10배 내지 1/수천배로 형성될 수 있음은 당연하다.
즉, 일실시예로 상기 제1 상승시간은 수십 마이크로초(ㅅs)가 걸리는데 비해 상기 제2상승시간은 수 마이크로초(ㅅs)가 걸린다고 가정했을 때, 제1 상승시간보다 기설정된 출력값에 도달하는 시간이 짧기 때문에 원하는 출력에 설정된 시간만큼만 가공대상물에 레이저를 조사할 수 있다.
따라서 상기 광변조부(30)로부터 회전된 반도체 레이저를 사용하여 상기 가공대상물에 조사시킴으로써 기설정된 출력값에 빠르게 도달하여 설정된 시간만큼 최대 효율의 에너지를 사용하여 레이저 가공을 할 수 있어 반도체 마스크 표면의 열 손상 감소시키고, 가공면 품질을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 상기 반도체 레이저 출력부(11)에서 출력된 레이저를 조사하여 50W 파워를 200us 동안 주사하였다면, 상기 광변조부(21)에서 회절된 1차 회절빔은 기설정된 출력값에 도달하는 시간이 줄어들어 50W를 150us만 주사하여도 같은 양의 에너지가 주사되면서 열 노출 시간이 감소되어 열이 전달되는 경계면에서의 열 손상을 방지할 수 있다.
또한, 레이저 빔이 주사되는 경계면에서 레이저 빔이 주사되지 않는 방향으로 전달되는 열의 양도 줄어들기 때문에 경계면에서의 edge sharpness가 가파르게 형성되어 기존보다 좀더 Sharp한 면을 얻을 수 있다.
즉, 상대적으로 열전달 시간이 더 오래된 가공대상물의 경계면을 TEM 등을 통해 보면 경사도가 크게 되어 있고 상대적으로 열전달 시간이 작으면 작을수록 경사면의 기울기는 작아지기 때문에 경계면이 명확하고, 가공면 품질이 향상된다.
따라서 상기 광변조부(21)로부터 회절된 레이저빔을 사용하여 상기 가공대상물에 조사시킴으로써 기설정된 출력값에 빠르게 도달하여 설정된 시간만큼 최대 효율의 에너지를 사용하여 레이저 가공을 할 수 있어 반도체 마스크 표면의 열 손상을 감소시키고, 가공면 품질을 향상 시킬 수 있는 효과가 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.
10 : 레이저 발생부 20 : 제1컨트롤러
30 : 광변조부 40 : 제2컨트롤러
30 : 광변조부 40 : 제2컨트롤러
Claims (8)
- 기설정된 출력으로 반도체 레이저를 발생시키는 반도체 레이저 출력부와, 상기 반도체 레이저 출력부의 ON/OFF를 제어하는 제어신호를 발생시키는 레이저 컨트롤러와, 상기 반도체 레이저 출력부에서 출력된 레이저를 수광하여 반도체 레이저를 서로 다른 회절각을 가지도록 회절시키는 광변조부와, 상기 광변조부의 ON/OFF를 제어하는 제어신호를 발생시키는 광변조 컨트롤러와, 상기 반도체 레이저가 기설정된 출력값에 도달하기까지의 시간을 감소시키도록 상기 레이저 컨트롤러와 광변조 컨트롤러를 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 레이저 장치를 이용하여 가공대상물을 가공하는 레이저 가공 방법에 있어서,
a, 상기 제어부를 통해 상기 레이저 컨트롤러와 광변조 컨트롤러의 작동을 동기화시키는 단계와,
b, 상기 레이저 컨트롤러의 ON 시그널에 의해 상기 반도체 레이저 출력부에서 기설정된 출력으로 일정시간 반도체 레이저를 발생시켜 상기 광변조부에 인가하는 단계와,
c, 상기 광변조 컨트롤러의 ON 시그널에 의해 작동되어 상기 광변조부를 통해 기설정된 출력값에 만족하는 레이저를 소정각도로 회절시키는 단계와,
d, 상기 광변조부에서 회절된 1차 회절빔을 미리 설정된 조사시간 만큼 상기 가공대상물에 조사하여 레이저 가공하는 단계를 포함하며
상기 a 단계는,
a-1, 상기 기설정된 출력값으로 출력되는 반도체 레이저의 시간에 따른 출력값을 측정하는 단계와,
a-2. 상기 측정된 반도체 레이저의 시간에 따른 출력값을 통해 데이터를 획득하는 단계와,
a-3, 상기 데이터를 통해 상기 반도체 레이저의 기설정된 출력값에 만족할 때, 상기 광변조부가 작동되도록 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 가공 방법. - 제1항에 있어서, 상기 d 단계 이후에,
e, 상기 조사시간 동안 레이저 가공이 이루어진 후, 상기 광변조 컨트롤러의 OFF 시그널에 의해 상기 광변조부의 작동이 정지되는 단계와,
f, 상기 광변조 컨트롤러가 작동이 정지되고 상기 레이저 컨트롤러의 OFF 시그널에 의해 상기 반도체 레이저 출력부의 작동이 정지되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 가공 방법.
- 삭제
- 제1항에 있어서, 상기 a-2 단계는,
a-2-1, 상기 레이저 컨트롤러의 ON 신호에 의해 상기 반도체 레이저 출력부가 작동되어 상기 반도체 레이저의 출력값이 0에서 기설정된 출력값에 도달하는 시점 Ta까지의 제1상승시간을 획득하는 단계와,
a-2-2, 상기 레이저 컨트롤러의 OFF 신호가 작동되는 시점 Tb에서 반도체 레이저의 출력값이 기설정된 출력값에서 출력값 0에 도달하기까지의 제1하강시간을 획득하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 가공 방법. - 제4항에 있어서, 상기 a-3 단계는,
a-3-1, 상기 시점 Ta와 시점 Tb 사이에서 상기 광변조 컨트롤러의 ON/OFF가 상기 조사시간만큼 작동되도록 설정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 가공 방법.
- 제2항에 있어서,
상기 광변조부의 OFF 작동 시 상기 반도체 레이저 출력부로부터 출력된 반도체 레이저가 입사하는 방향과 동일한 방향을 갖으면서 투과되는 0차 회절빔이 형성되되,
상기 1차 회절빔은 상기 반도체 레이저 출력부로부터 출력된 반도체 레이저가 입사하는 방향과 동일한 방향으로 출사되면서 상기 0차 회절빔을 기준으로 소정각도 θ1 만큼 편향되어 출사되는 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 가공 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 광변조부로부터 회절되어 출사된 1차 회절빔을 수광하여 가공 대상물의 목표 위치에 조사되도록 하는 광학부가 더 구비된 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 가공 방법.
- 제1항에 있어서,
상기 광변조부는 음향광학장치(AOM; Acoustic Optic Modulator)인 것을 특징으로 하는 반도체 레이저 가공 방법.
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-
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